JP2010266599A - 多点適応等化制御方法および多点適応等化制御システム - Google Patents
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Abstract
【構成】オーディオソースより出力されるオーディオ信号にスピーカから主要制御点までの位相特性と逆の位相特性を付与し、該スピーカより出力されたオーディオ信号の各観測点における観測信号と各制御点における目標信号との差であるエラー信号を入力され、各エラー信号のパワーの和が最小となるように適応信号処理を行ってオーディオ信号のゲインを決定し、オーディオ信号に該逆位相特性と該ゲインを付与して該スピーカに入力する、
【選択図】図1
Description
W(n+1)=W(n)+2μ・x(n)・C・e(n)
により時刻(n+1)におけるFIRフィルタ60bのフィルタ係数を設定する。FIRフィルタ60bは設定されたフィルタ係数を用いてオーディオ信号x(n+1)に対してデジタルフィルタ処理を施して信号x’(n+1)を出力する。
図7はかかる多点適応等化制御システムの構成図であり、スピーカと適応フィルタを1つにし、各制御点にマイクロホンを設けて多点適応等化制御するようになっている。図7において図6と異なる点は、1)多数(=K)の制御点にマイクロホン621〜62Kを配置した点、2)目標応答設定部61に各制御点における目標応答特性が設定されている点、3)各制御点における観測音信号y1〜yKと該制御点における目標応答信号d1〜dKの差を演算して誤差信号e1〜eKとして出力する演算部631〜63Kを配置した点、4)適応信号処理部60が次式
W(n+1)=W(n)
+μ1・C1・e1(n)・x1(n)
+μ2・C2・e2(n)・x2(n)
・
・
+μn・Cn・eK(n)・xK(n)
により、各エラー信号のパワーの和が最小となるように適応フィルタ60bのフィルタ係数を更新して該フィルタに設定する点である。なお、適応信号処理装置60において、信号処理フィルタ60c1〜60cKにはスピーカから各制御点までの測定伝達特性が設定される。これによりK個の制御点における音声信号が所望の信号に近い特性を実現することができる。
本発明の多点適応等化制御方法は、オーディオソースより出力されるオーディオ信号にスピーカから主要制御点までの位相特性と逆の位相特性を付与し、前記逆位相特性を付与されて入力されたオーディオ信号に応じた音をスピーカより音響空間に出力し、前記スピーカより出力された音の各制御点におけるエラー信号を入力され、各エラー信号のパワーの和が最小となるように適応信号処理を行ってオーディオ信号のゲインを決定し、オーディオ信号に前記逆位相特性と該ゲインを付与して前記スピーカに入力する。
本発明の多点適応等化制御システムは、主要制御点までの位相特性と逆の位相特性を備えたフィルタと、前記フィルタを介して入力されたオーディオ信号に応じた音を出力するスピーカと、前記スピーカより出力された音の各制御点における検出信号と各制御点における目標信号との差であるエラー信号をそれぞれ出力するエラー信号発生部と、前記オーディオ信号および各制御点におけるエラー信号を入力され、各エラー信号のパワーの和が最小となるように適応信号処理を行ってオーディオ信号のゲインを決定する適応信号処理部と、前記フィルタの前段または後段においてオーディオ信号に前記ゲインを乗算して前記スピーカに入力するゲイン設定部と、を備えている。
本発明は、周波数毎の音波の到達時間を表す周波数位相特性については主要制御点の1点でのみ補正を行い、ゲイン特性についてのみ全ての複数の制御点で補正するアルゴリズムを提案する。これにより、全制御点においてゲイン特性について補正しつつ、位相特性については主要制御点のみで補正を行うことで、主制御点での制御性能を向上しつつ、他の制御点でもゲイン特性の補正を行うことができる。
EM(f)=DM(f)−YM(f)
ES1(f)=DS1(f)−YS1(f)
・
・
ESK(f)=DSK(f)−YSK(f)
を用いることにより、算出する。
IPCM(f)=CM(f)*/|CM(f)|
(・*は複素共役、|・|は絶対値)
を用いて決定する。ただし、CM(f)はスピーカから主要制御点までの伝達特性である。
G(n+1,f)=G(n,f)
+μM(f)・|CM(f)|・EM(f)
+μS1(f)・|CS1(f)|・ES1(f)
・
・
+μSK(f)・|CSK(f)|・ESK(f)
によりゲイン設定部8bのゲインG(n+1,f)を決定する。ただし、G(n,f)は1サンプリング前のゲイン、μM(f),μS1(f),・・・,μSK(f)はフィルタ係数更新量を調整するパラメータ,EM(f),ES1(f),・・・,ESK(f)は各制御点での目標応答との誤差である。また、fはFFTのサイズをNとすれば、f1、f2、・・・、fN/2である。
ゲイン設定部8bは、LMS部8aにより決定されたゲインG(n+1,f)を逆位相設定部8eから出力されるオーディオ信号に乗算して、IFFT部9に入力する。
W(f)=G(f)*IPCM(f)
但し、G(f)の初期特性は全ての周波数f1、f2、・・・、fN/2で0
により与えられる。すなわち、補正フィルタ係数W(f)の位相は前記逆位相IPCM(f)により固定され、ゲインG(f)のみ各制御点における誤差信号のパワーの和が最小となるように適応制御される。
図3を参照すると、(a)の従来技術では位相特性がばらついているのに対して、(b)の本発明では全周波数で0を示しており、各々の周波数の信号が制御点までの到達時間を表す位相特性が一定値(=0)を示しているので、所望の制御点において信号の遅延が発生しない。
以上では、逆位相特性設定部8eをゲイン設定部8bの前段に設けたが、ゲイン設定部8bの後段に設けても良い。
また、本発明によれば、ゲインのみ適応信号アルゴリズムにより決定するだけ良いため、適応信号処理を高速に行うことができる。
3M、3S1、・・・、3SK 絶対値算出部
4M、4S1、・・・、4SK 演算部
5M、5S1、・・・、5SK マイクロホン
6M、6S1、・・・、6SK FFT部
7M、7S1、・・・、7SK 絶対値算出部
8 適応信号処理装置
8a LMS部
8b ゲイン設定部
8cM、8cS1、・・・、8cSK 信号処理フィルタ
8dM、8dS1、・・・、8dSK 絶対値算出部
8e 逆位相特性設定部
9 IFFT部
10 スピーカ
Claims (6)
- 車室内の複数の制御点における観測音を適応等化制御する多点適応等化制御方法において、
オーディオソースより出力されるオーディオ信号にスピーカから主要制御点までの位相特性と逆の位相特性を付与し、
該スピーカより出力されたオーディオ信号の各観測点における観測信号と各制御点における目標信号との差であるエラー信号を入力され、各エラー信号のパワーの和が最小となるように適応信号処理を行ってオーディオ信号のゲインを決定し、
オーディオ信号に前記逆位相特性と該ゲインを付与して前記スピーカに入力する、
ことを特徴とする多点適応等化制御方法。 - 車室内の複数の制御点における観測音を適応等化制御する多点適応等化制御方法において、
オーディオソースより出力されるオーディオ信号にスピーカから主要制御点までの位相特性と逆の位相特性を付与し、
前記逆位相特性を付与されて入力されたオーディオ信号に応じた音をスピーカより音響空間に出力し、
前記スピーカより出力された音の各制御点における検出信号と各制御点における目標信号との差であるエラー信号をそれぞれ出力し、
前記オーディオ信号および各制御点におけるエラー信号を入力され、各エラー信号のパワーの和が最小となるように適応信号処理を行って該オーディオ信号のゲインを決定し、
オーディオ信号に前記逆位相特性と該ゲインを付与して前記スピーカに入力する、
ことを特徴とする多点適応等化制御方法。 - 請求項1または請求項2記載の多点適応等化制御方法において、
複数の制御点における前記目標信号をそれぞれ出力するための目標応答特性が設定され、前記オーディオ信号が入力されたとき、各制御点における目標信号をそれぞれ出力する、
ことを特徴とする多点適応等化制御方法。 - 車室内の複数の制御点における観測音を適応等化制御する多点適応等化制御システムにおいて、
オーディオソースより出力されるオーディオ信号にスピーカから主要制御点までの位相特性と逆の位相特性を付与するフィルタと、
前記フィルタを介し入力されたオーディオ信号に応じた音を出力するスピーカと、
該スピーカより出力された音の各制御点における観測信号と各制御点における目標信号との差であるエラー信号を入力され、各エラー信号のパワーの和が最小となるように適応信号処理を行ってオーディオ信号のゲインを決定する適応信号処理部と、
前記フィルタの前段または後段においてオーディオ信号に該ゲインを乗算して前記スピーカに入力するゲイン設定部と、
を備えたことを特徴とする多点適応等化システム。 - 車室内の複数の制御点における観測音を適応等化制御する多点適応等化システムにおいて、
主要観測点までの位相特性と逆の位相特性を備えたフィルタと、
前記フィルタを介して入力されたオーディオ信号に応じた音を出力するスピーカと、
前記スピーカより出力された音の各制御点における検出信号と各観測点における目標信号との差であるエラー信号をそれぞれ出力するエラー信号発生部と、
前記オーディオ信号および各制御点におけるエラー信号を入力され、各エラー信号のパワーの和が最小となるように適応信号処理を行ってオーディオ信号のゲインを決定する適応信号処理部と、
前記フィルタの前段または後段においてオーディオ信号に前記ゲインを乗算して前記スピーカに入力するゲイン設定部と、
を備えたことを特徴とする多点適応等化制御システム。 - 請求項4または5記載の多点適応等化制御システムにおいて、
複数の制御点における前記目標信号をそれぞれ出力するための目標応答特性が設定され、オーディオ信号が入力されたとき、各制御点における目標信号をそれぞれ出力する目標応答設定部、
を備えたことを特徴とする多点適応等化制御システム。
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