デジタルルーム補正

デジタル ルーム補正( DRC ) は、音響の分野におけるプロセスであり、部屋の音響の好ましくない影響を改善するように設計されたデジタル フィルターをサウンド再生システムの入力に適用します。最新のルーム補正システムは、サウンド再生システムの 時間領域および周波数領域の応答を大幅に改善します 。

再生システムの周波数応答を正規化するためにイコライザーなどのアナログ フィルターを使用する方法は長い歴史がありますが、アナログ フィルターでは多くの部屋で見られる歪みを補正する能力が非常に限られています。イコライザーのデジタル実装は以前から利用可能でしたが、デジタル ルーム補正は通常、部屋と再生システムのインパルス応答を少なくとも部分的に反転しようとするフィルターの構築を指します。デジタル補正システムは非因果的フィルターを使用でき、最適な時間分解能、最適な周波数分解能、またはガボール限界に沿った任意の妥協点で動作できます。デジタル ルーム補正は比較的新しい研究分野であり、最近のCPUとDSPの計算能力によって最近になってようやく可能になりました。

デジタル室内補正システムの構成は、まず、基準となるリスニング位置、場合によっては各スピーカーの追加位置で、室内のインパルス応答を測定することから始まります。次に、コンピューター ソフトウェアを使用して FIR フィルターを計算します。このフィルターは、室内の影響とスピーカーの線形歪みを反転します。パフォーマンスが低い状況では、畳み込みという比較的計算負荷の高い操作を必要とする FIR フィルターの代わりに、いくつかの IIR ピーキング フィルターが使用されます。最後に、計算されたフィルターがコンピューターまたはその他の室内補正デバイスに読み込まれ、フィルターがリアルタイムで適用されます。ほとんどの室内補正フィルターは非因果的であるため、遅延が発生します。ほとんどの DRC システムでは、オペレーターが構成可能なパラメーターを使用して、追加された遅延を制御できます。

最も広く使用されているテスト信号は、チャープとも呼ばれる掃引正弦波です。この信号は、測定の信号対雑音比を最大化し、スペクトルは、応答のフーリエ変換を信号のフーリエ変換で割るデコンボリューションによって計算できます。次に、スペクトルが平滑化され、各周波数での音圧レベルをターゲット曲線に等しくするフィルターセットが計算されます。遅延やその他の時間領域補正を計算するために、スペクトルに対して逆フーリエ変換が実行され、インパルス応答が得られます。信号の開始からのインパルスピークの距離がその遅延であり、その符号が極性です。遅延は、システムのピーク遅延から各チャネルの遅​​延を減算し、この結果をチャネルの追加遅延として適用することで補正されます。この補正は、遅延に音速を乗じて計算されるスピーカーからの距離としてユーザーに提供されることがあります。逆極性（スピーカーの+と-のワイヤーを入れ替えたことが原因と思われる）は、各サンプルに-1を掛けるか、ケーブルの片側のスピーカーワイヤーの端を入れ替えることで修正できるが、一部のスピーカー（Focal Kantaなど）では意図的にこれを行っているため、この結果は通常警告として表示される。^[1]

DRC システムは通常、部屋の応答の完全な反転を作成するために使用されません。これは、完全な補正は測定された場所でのみ有効であるためです。数ミリメートル離れると、さまざまな反射からの到着時間が異なり、反転が不完全になります。不完全に補正された信号は、デジタル室内補正で使用される非因果的フィルターがプリエコーを引き起こす可能性があるため、補正されていない信号よりも悪い音になる可能性があります。代わりに、室内補正フィルター計算システムは堅牢なアプローチを好み、測定場所でのピーク精度を犠牲にして、使用可能な大きなボリュームで機能し、そのボリュームの外側で悪い音のアーティファクトが生成されないようにする逆フィルターを生成するために高度な処理を採用します。

Room EQ Wizard (略して REW) は、SPL、位相、歪み、RT60、明瞭度、減衰、ウォーターフォール、スペクトログラム ビューを備えた無料のルーム測定ツールです。REW には、IR ウィンドウ、SPL メーター、サブウーファー配置のルーム シミュレーション、ターゲット カーブ エディターを備えた複数のプラットフォーム、DSP、AVR 用のピーキング フィルター ベースの EQ 生成機能も備わっています。

QuickEQ は、無料のオープン ソース 空間オーディオエンジンである Cavern の一部です。QuickEQ は、複数のマイクを使用したマルチチャンネル測定、複数の標準およびターゲット カーブを使用した時間とレベルの調整、IR ウィンドウ、マルチサブ クロスオーバー、および音声の明瞭度を高め、他のキャビネット タイプをシミュレートするための実験的なフィルターをサポートします。QuickEQ は、ターゲット デバイスに応じて、最小または 0 位相 FIR フィルターまたはピーキング EQ をエクスポートします。

RePhase は、位相応答を線形化する無料の EQ およびクロスオーバー生成ツールです。RePhase には、手動でフィルターを構成するために使用できる複数の構成可能なフィルター セットがあり、単一の FIR インパルスとしてエクスポートできます。

新しい AVR のほとんどには、セットアップに室内補正機能が含まれており、ボックスにはマイクが付属しています。Dirac Live は、PC および一部の Onkyo、Pioneer、Integra、StormAudio、その他の AVR で利用できる商用ソフトウェアです。Denon と Marantz の AVR は Audyssey を使用しており、より高価なモデルではより多くの補正が可能で、2023 年モデルからは代替として Dirac Live が提供されています。Anthem AVR は Anthem Room Correction (略して ARC) と呼ばれる独自のソフトウェアを使用し、Yamaha は Yamaha Parametric room Acoustic Optimizer (YPAO) を使用し、Trinnov Audio はオプティマイザー ソリューションを使用しています。

商業劇場で使用されているDCI準拠のハードウェアでは、市販の室内補正ソフトウェアが使用されることがあります。注目すべき例としてはIMAX映画館があり、Audyssey MultEQ XT32 ^[2]を使用しています。また、Datasatプロセッサ（すべてのDTS:Xルームにある）にはDiracソフトウェアがあります。ドルビーのCP850およびCP950プロセッサ（ドルビーアトモスをサポート）は、AutoEQと呼ばれる独自のソリューションを使用しています。AutoEQは、5〜8個のマイクの位置を同時に測定します。部屋のスピーカー仕様を手動で入力する必要があります。CP750などの初期のドルビープロセッサは、5つまたは7つのメインチャネルに31バンドイコライザーを使用し、サブウーファーの最大ピークを補正するために単一のピーキングフィルターを使用していました。CP750にはスイープ正弦波ジェネレータがなく、測定にはピンクノイズを使用していました。

• デコンボリューション
• デジタルフィルタ
• フィルタ（信号処理）
• フィルター設計
• ラレス
• ステレオサウンド
• サラウンドサウンド

• audiosignal.co.uk の Michael Gerzon によるデジタル ルーム イコライゼーションに関する論文。

• Cavern QuickEQ とそのソースコード
• Python オープンルーム補正 (PORC)
• DRC: デジタルルーム補正

• ルームEQウィザード
• リフェーズ
• Foobar2000 オーディオ プレーヤー用の無料 Room EQ プラグイン

• アクーラテ
• オーディオレンズ
• ディラックライブ
• フォーカス忠実度
• ハウスカーブ
• IKマルチメディアARCシステム
• Sonarworks の SoundID リファレンス
• トリノフオプティマイザー

• 音響システムの室内補正とイコライゼーションについて、Dirac Research AB の Mathias Johansson 博士著
• デジタルルームイコライゼーション、マイケル・ガーゾン著
• 固定極並列フィルタによるオーディオイコライゼーション: 複雑なスムージングに代わる効率的な方法、Balazs Bank 著

• 部屋の補正：入門書、Acoustic Frontiers の Nyal Mellor 著
• 周波数領域と時間領域における音響補正、Audiolense の Bernt Ronningsbak 氏による
• 音響補正製品では実際には補正できない 3 つの音響問題 (Acoustic Frontiers の Nyal Mellor 著)