JP2530475B2

JP2530475B2 - 拡声システム用周波数特性等化装置

Info

Publication number: JP2530475B2
Application number: JP7744088A
Authority: JP
Inventors: 譲二栗山
Original assignee: Toa Electric Co Ltd
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1996-09-04
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: JPH01248798A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、拡声システムに於いて、スピーカから音
響信号聴取点に至る間の音響空間特性に応じて、拡声シ
ステムの周波数特性を自動等化する装置に関するもので
ある。

（従来の技術）従来、拡声システムに於いて使用されている自動等化
装置には、規正用信号としてホワイト・ノイズやピンク
・ノイズが使用されており、聴衆が居る場合には装置を
働かせる事に差し障りがあった。

また、従来の自動等化装置は、参照マイクロホンから
の信号を周波数分析用の複数の帯域フィルタに通し、そ
の出力信号レベルとあらかじめ設定した複数の帯域にお
ける信号レベルとを比較し、双方の信号レベルが同じに
なるように等化用の複数の帯域フィルタの制御を行なう
ものであった。

（発明が解決しようとする課題）ところが、自動等化の精度・分割能が、周波数分析用
及び等化用の複数の帯域フィルタに依存しているため、
振幅・位相周波数特性を所望の特性に高精度で等化する
ことは困難であった。

そこで、この発明は、前述の問題点を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、広いエ
リアにおいて、特殊な規正用信号を用いずに、振幅・位
相周波数特性を所望の特性に精度良く等化する事が可能
な拡声システム用周波数特性等化装置を提供する事にあ
る。

（課題を解決するための手段）前述の目的を達成するための、第１の発明の要旨は、
スピーカと、このスピーカによる放送の聴取エリアに分
散配置された複数のマイクロホンと、音源信号が供給さ
れる音源信号入力端子部と、この音源信号入力端子部と
前記スピーカとの間に接続された適応型デジタル・フィ
ルタ部と、前記音源信号入力端子部に接続された参照入
力信号生成部と、前記複数のマイクロホンの出力信号の
それぞれに所定の重み付けを施して加算した総和信号と
前記参照入力信号生成部の出力信号との誤差を検出し、
この誤差を誤差情報信号として前記適応型デジタル・フ
ィルタ部に供給する誤差検出部とを備え、前記適応型デ
ジタル・フィルタ部は前記誤差情報信号の値の２乗平均
値が最小になる様に自己調整する事を特徴とする拡声シ
ステム用周波数特性等化装置に存する。

また、前述の目的を達成するための、第２の発明の要
旨は、前記参照入力信号生成部が、信号遅延部を含むこ
とを特徴とする拡声システム用周波数特性等化装置に存
する。

また、前述の目的を達成するための、第３の発明の要
旨は、前記参照入力信号生成部が、所望特性設定部を含
むことを特徴とする拡声システム用周波数特性等化装置
に存する。

また、前述の目的を達成するための、第４の発明の要
旨は、前記参照入力信号生成部が、信号遅延部と所望特
性設定部とを含むことを特徴とする拡声システム用周波
数特性等化装置に存する。

また、前述の目的を達成するための、第５の発明の要
旨は、前記信号遅延部による信号遅延時間が、前記スピ
ーカと前記複数のマイクロホンの間の音波伝播時間の平
均値に、前記適応型デジタル・フィルタ部のインパルス
・レスポンスの２分の１時間長を加算した時間であるこ
とを特徴とする拡声システム用周波数特性等化装置に存
する。

（作用）このように構成されており、音源信号でスピーカを駆
動すると、誤差検出部で検出された誤差情報信号に基づ
いて、適応型デジタル・フィルタ部は誤差情報信号の値
の２乗平均値が最小となるように自己の振幅・位相周波
数特性を調整する、適応信号処理動作を行う。この適応
信号処理動作の完了後は、聴取エリアでの拡声システム
の音響特性が、所望の振幅・位相周波数特性に近いもの
となる。

このとき、複数のマイクロホンを分散配置するように
しているので、広いエリアにわたって平均的に等化補正
が行なわれる。

また誤差信号情報に基づいて適応型デジタル・フィル
タ部で適応信号処理を施すようにしているので、特殊な
規正用信号が不要となり、通常の音楽信号や音声信号が
規正用信号として使用できる。

（実施例）次に、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図において、音原信号入力端子部10、適応型デジ
タル・フィルタ部Ｈ、電力増幅器12、スピーカ13が直列
に接続されている。

スピーカ13は、聴取エリア14内に設けられ、また、こ
の聴取エリア14内にはスピーカ13の拡声音を収音するマ
イクロホンM1、M2、・・・、Mnが複数個、分散配置され
ている。

マイクロホンM1、M2、・・・、Mnの出力信号は、スピ
ーカ13からの距離などによってそれぞれ定まる重み付け
処理を重み付け処理部A1、A2、・・・、Anで施された
後、誤差検出部11に供給されている。

また、音原信号入力端子部10には、信号遅延部Ｄ、所
望の振幅・位相周波数特性を有する所望特性設定部Ｇが
順に接続され、所望特性設定部Ｇの出力信号が誤差検出
部11に供給されている。ここでは、信号遅延部Ｄと所望
特性設定部Ｇによって参照入力信号生成部15が構成され
ている。

所望特性設定部16は、スピーカに実現させたい振幅・
位相周波数特性を有するものであり、フィルタ装置やイ
コライザ装置により実現される。フィルタ装置として
は、デジタル・フィルタ、アナログ・フィルタの両方が
考えられる。また、デジタル・フィルタで構成する場
合、そのデジタル・フィルタはFIR型デジタル・フィル
タ、IIR型デジタル・フィルタのいずれであってもよ
い。

信号遅延部Ｄの信号遅延時間は、スピーカ13とｎ個の
マイクロホンM1、M2、・・・、Mnの間の音波伝播時間の
平均値に、適応型デジタル・フィルタ部Ｈのインパルス
・レスポンスの２分の１時間長を加算した値に設定され
ている。

誤差検出部11は、所望特性設定部Ｇの出力信号と、重
み付け処理された後のマイクロホンM1、M2、・・・、Mn
の出力信号の総和信号とを比較して、両者の誤差を検出
し、この誤差を誤差情報信号として適応型デジタル・フ
ィルタ部Ｈに供給するようになっている。

聴取エリア14に分散配置された複数のマイクロホンM
1、M2、・・・、Mnの出力信号に対する重み付けに際し
ては、適応型デジタル・フィルタ部Ｈを安定に動作させ
るように考慮される。

そして、適応型デジタル・フィルタ部Ｈは、この誤差
情報信号の値の２乗平均値が最小となるように、内部の
フィルタの振幅・位相周波数特性を自己調整する。いわ
ゆる、適応信号処理動作を行なうものである。

この結果、聴取エリア14の広い範囲にわたって周波数
特性の平均的な等化補正が行なわれる。従って、聴取エ
リアが比較的広い音響空間での周波数特性の等化補正に
有効である。

この際、音原信号として、ホワイト・ノイズやピンク
・ノイズなど特殊な規正用信号を使用しなくても、等化
補正を行ないたい周波数帯域をほぼ満たす信号であれ
ば、通常の音声信号や音楽信号を使用することができ
る。よって、聴取者がそれと気が付かないうちに、自動
的に等化補正を行うことができる。

なお、平坦な振幅周波数特性、直線化された位相周波
数特性を所望する場合は、伝達関数“1"を所望特性設定
部Ｇに設定してもよいし、または、所望特性設定部Ｇを
設けないようにしてもよい。

また、信号遅延部Ｄも所望特性設定部Ｇも共に線形の
系であるから、第１図に示されているのと接続順序を逆
に、即ち、所望特性設定部Ｇが前段に、信号遅延部Ｄが
後段になるように接続しても、同様の結果が得られるの
で、そのようにしてもよい。

また、スピーカ13とマイクロホンM1、M2、・・・、Mn
との距離が非常に近い場合は、必ずしも信号遅延部Ｄを
設ける必要はない。

さらに、この参照入力信号生成部15を、信号遅延特性
と所望の振幅・位相周波数特性との両方を併せ持つ、一
つのFIRフィルタで構成するようにしてもよい。

また、上記実施例においては、信号遅延部Ｄの信号遅
延時間を、スピーカ13と複数のマイクロホンM1、M2、・
・・、Mnの間の音波伝播時間の平均値に、適応型デジタ
ル・フィルタ部Ｈのインパルス・レスポンスの２分の１
時間長を加えた時間に設定している。このように適応型
デジタル・フィルタ部Ｈのインパルス・レスポンスの２
分の１時間長を加えたのは、適応信号処理を適切に行な
う上で有効なものとして経験的に知られた手法だからで
ある。

しかし、信号遅延部Ｄの信号遅延時間を必ずしも、上
記実施例のような値とする必要はなく、スピーカ13の周
波数特性や所望特性設定部Ｇの周波数特性などに応じ
て、適宜、調整してもよい。

（発明の効果）前述の通りこの発明によれば、拡声システムに於い
て、広範囲にわたる聴取エリアに対し平均的な周波数特
性の等化補正を実現することが出来、さらに、特殊な規
正用信号を用いないでも高精度の周波数特性の等化補正
を行なうことが出来るという顕著で優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施した拡声システム用周波数特
性等化装置のブロック図である。 A1、A2、・・・、An……重み付け処理部、Ｄ……信号遅
延部、Ｇ……所望特性設定部、Ｈ……適応型デジタル・
フィルタ部、M1、M2、・・・、Mn……マイクロホン、10
……音原信号入力端子部、11……誤差検出部、13……ス
ピーカ、14……聴取エリア、15……参照入力信号生成
部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スピーカと、このスピーカによる放送の聴
取エリアに分散配置された複数のマイクロホンと、音源
信号が供給される音源信号入力端子部と、この音源信号
入力端子部と前記スピーカとの間に接続された適応型デ
ジタル・フィルタ部と、前記音源信号入力端子部に接続
された参照入力信号生成部と、前記複数のマイクロホン
の出力信号のそれぞれに所定の重み付けを施して加算し
た総和信号と前記参照入力信号生成部の出力信号との誤
差を検出し、この誤差を誤差情報信号として前記適応型
デジタル・フィルタ部に供給する誤差検出部とを備え、
前記適応型デジタル・フィルタ部は前記誤差情報信号の
値の２乗平均値が最小になる様に自己調整する事を特徴
とする拡声システム用周波数特性等化装置。
【請求項２】前記参照入力信号生成部が、信号遅延部を
含むことを特徴とする請求項１記載の拡声システム用周
波数特性等化装置。
【請求項３】前記参照入力信号生成部が、所望特性設定
部を含むことを特徴とする請求項１記載の拡声システム
用周波数特性等化装置。
【請求項４】前記参照入力信号生成部が、信号遅延部と
所望特性設定部とを含むことを特徴とする請求項１記載
の拡声システム用周波数特性等化装置。
【請求項５】前記信号遅延部による信号遅延時間が、前
記スピーカと前記複数のマイクロホンの間の音波伝播時
間の平均値に、前記適応型デジタル・フィルタ部のイン
パルス・レスポンスの２分の１時間長を加算した時間で
あることを特徴とする請求項２または４記載の拡声シス
テム用周波数特性等化装置。