JP2892205B2

JP2892205B2 - 伝送周波数特性補正装置

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Publication number: JP2892205B2
Application number: JP34003791A
Authority: JP
Inventors: 藤誠佐
Original assignee: KENUTSUDO KK
Current assignee: KENUTSUDO KK
Priority date: 1991-11-28
Filing date: 1991-11-28
Publication date: 1999-05-17
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: DE69233308T2; EP0571635B1; EP0571635A1; DE69233308D1; JPH05152982A; EP0571635A4

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は伝送周波数特性補正装置
に関し、特にユーザによる簡単な操作で所望の周波数特
性を得る伝送周波数特性補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、オーディオ装置において、ＣＤ装
置やステレオ装置等からの再生音（原音）をユーザの好
みに合わせた音質に変えるために、原音に所定の周波数
特性補正を加える伝送周波数特性補正装置が内蔵される
ものが増加している。従来のこの種周波数特性補正装置
は、補正できる周波数特性の範囲は限定的であり、例え
ば、図１６に示すように、１バンドずつ尖鋭度、中心周
波数が固定されて調整されているものが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
伝送周波数特性補正装置では、補正できる周波数特性の
範囲は限定的であったため、ユーザの希望する周波数特
性を得ることができなかった。また、尖鋭度、中心周波
数を可変可能としたものもあるが、１バンドずつ中心周
波数、尖鋭度、利得（減衰量）のパラメータを与えなけ
ればならないので、周波数特性補正装置の補正特性を設
定するにはユーザがその操作に熟練していなければ難し
く、所望の周波数特性を得ることは困難であった。

【０００４】そこで本発明の目的は、ユーザの簡単な操
作により所望の周波数補正特性を設定可能な伝送周波数
特性補正装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用】前述の課題を
解決するため、本発明による伝送周波数特性補正装置
は、それぞれ帯域の異なる複数個のバンドフィルタを有
する可変フィルタと、前記複数個のバンドフィルタがカ
バーする帯域に属する周波数及び該周波数における利得
に関する情報を目的データとして設定する設定部と、前
記目的データのバンドフィルタの特性について、前記周
波数及び利得に関する目的データに基づいて先鋭度を推
定するとともに、推定された先鋭度をも用いて、前記バ
ンドフィルタの周波数特性を規定するフィルタ係数を求
めるバンドフィルタ特性設定部と、を備え、前記バンド
フィルタ特性設定部でフィルタ係数が設定されたバンド
フィルタを含む前記合成フィルタの帯域の利得と、前記
設定部で設定されたフィルタ係数が設定されたバンドフ
ィルタの帯域における利得とに予め定めた値以上の差異
がある場合に、前記バンドフィルタ特性設定部により前
記差異のある周波数を含む帯域のバンドフィルタのフィ
ルタ係数を求め、または設定されたフィルタ係数を変更
して、前記合成フィルタの周波数特性を前記目的データ
で規定される周波数特性に近似させるように構成され
る。ここで、前記フィルタ係数の変更は、対応するバン
ドフィルタの中心周波数を含み、また、前記バンドフィ
ルタの数は、前記設定される目的データの数よりも少な
くすることができる。

【０００６】

【作用】本発明では、可変フィルタをそれぞれ帯域の異
なる複数個のバンドフィルタで構成し、このバンドフィ
ルタがカバーする帯域に属する周波数及び該周波数にお
ける利得に関する情報を目的データとしてユーザが入力
すると、目的データのバンドフィルタの特性について、
前記周波数及び利得に関する目的データに基づいて先鋭
度を推定し、推定された先鋭度をも用いてバンドフィル
タの周波数特性を規定するフィルタ係数を求める。そし
て、バンドフィルタ特性設定部でフィルタ係数が設定さ
れたバンドフィルタを含む前記合成フィルタの帯域の利
得と、フィルタ係数が設定されたバンドフィルタの帯域
における利得とに予め定めた値以上の差異、誤差がある
場合に、バンドフィルタ特性設定部により上記差異のあ
る周波数を含む帯域のバンドフィルタのフィルタ係数を
求め、または設定されたフィルタ係数を変更、更新し
て、合成フィルタの周波数特性を目的データで規定され
る周波数特性に近似させて、例えば、グラフィックイコ
ライザの合成振幅特性等を操作性良く設定できるように
している。ここで、前記フィルタ係数の変更は、対応す
るバンドフィルタの中心周波数を含み、また、前記バン
ドフィルタの数は、前記設定される目的データの数より
も少なくすることができる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明による補正装置の一実施例を示
す構成ブロック図である。入力部１は、例えばキーボー
ドやライトペン等から成り、ユーザが所望の特性情報を
入力するための装置で、入力された特性情報を受けたマ
イクロコンピュータ２は、上記特性情報に基づいて所望
の補正特性パラメータ（フィルタ部を設定するためのデ
ータ）を演算により求める。こうして求まった補正特性
は表示部５に表示されるとともに、インタフェース部３
を介して可変フィルタ部４に送出される。可変フィルタ
部４は、中心周波数（ｆ０）、フィルタの尖鋭度
（Ｑ）、利得（減衰量）が任意に設定可能なフィルタを
複数個有するフィルタ部で、インタフェース部３を介し
て送出されたパラメータでそのフィルタ特性が設定され
る。音響信号インタフェース部６は、例えばＣＤ等から
の再生信号（音響信号）を可変フィルタ部４に送出し、
可変フィルタ部４で所望の補正処理が施された音響信号
を、出力アンプ等へ出力するためのインタフェース部で
ある。

【０００８】以下，マイクロコンピュータ２における周
波数補正処理の処理手順を詳細に説明する。入力部１か
ら入力されるユーザ所望の周波数特性がフィルタ部設定
データ（以下、設定データと称する）としてマイクロコ
ンピュータに２供給されると、マイクロコンピュータ２
は、一定の初期化動作を行なった後、以下に詳述するフ
ィルタ設定演算処理を開始する。図２に示す如く、先ず
フィルタ形状の決定、尖鋭度の推定及び係数の計算を行
なう（ステップＳ１）。ステップＳ１におけるフィルタ
の形状の決定、尖鋭度の推定及び係数計算は、後で図５
及び図６のフローチャートを用いて詳しく説明する。ス
テップＳ１で得られた係数を用いて設定バンド特性の計
算及び合成特性の計算を行なった後（ステップＳ２）、
設定データと計算した合成特性の誤差を求める（ステッ
プＳ３）。この処理は図７で示されている。そして、全
体の誤差が予め定めた（本例では５［ｄＢ］）より小さ
い帯域の存在の有無を判定し（ステップＳ４）、有りで
あれば、その帯域の設定を終了し（ステップＳ５）、無
しであれば、全ての帯域について設定が終了したか否か
を判定する（ステップ６）。ステップ６で全ての帯域設
定終了していれば処理を終了し、終了していなければ、
図３に示す如く、フィルタはｎバンド設定されているか
否かが判定され（ステップＳ７）、ｎバンド設定されて
いなければ、ステップＳ１と同様に、付加すべきフィル
タのフィルタ形状決定、尖鋭度の推定及び係数を計算す
る（ステップＳ８）。ステップＳ７において、ｎバンド
設定されている場合には、設定バンドのフィルタの中心
周波数を図８で後述のように修正し（ステップＳ９）、
修正された中心周波数を基に係数を計算する（ステップ
Ｓ１０）。すなわち、修正のために付加すべき設定可能
なフィルタがないときは、中心周波数を修正することで
合成特性をより設定データに近づけていく。ステップＳ
８とＳ１０の処理の後、設定バンド特性の計算と合成特
性の計算を行ない（ステップＳ１１）、設定データと計
算した合成特性の誤差を、ステップＳ３と同様にして求
める（ステップＳ１２）。続いて、図４に示す如く、既
にｎバンドのフィルタが設定されているか否かが判定さ
れ（ステップＳ１３）、設定されているときには、中心
周波数を修正する処理を行なった帯域の帯域全体の誤差
を調べ（ステップＳ１４）、中心周波数の修正前の誤差
が修正後の誤差よりも小さいか否かが判定される（ステ
ップＳ１５）。ここで、否であれば、フィルタの係数を
係数テーブルに格納し（ステップＳ１６）、小さいと判
定されれば、係数テーブルより修正前の係数を得、設定
バンドの周波数特性及び合成特性を計算し（ステップＳ
１７）、処理を行なった帯域の設定を終了する（ステッ
プＳ１８）。ステップＳ１３で、設定されていないと判
定されたとき、ステップＳ１６とＳ１８の処理の後、全
体の誤差が５［ｄＢ］より小さい帯域の有無が判定され
（ステップＳ１９）、有りであればその帯域の設定を終
了し（ステップＳ２０）、無しと判定されれば図２のス
テップＳ６の処理に戻る。このループが推定フィルタに
よる合成特性の全ての帯城での誤差が設定データより所
定の値（５ｄＢ）以下になるまで繰り返される。

【０００９】ステップＳ１におけるフィルタ形状の決
定、尖鋭度の推定及び係数計算は、図５と図６のフロー
チャートに示す処理手順により行なわれる。先ず、入力
された全ての設定データを検索し、最大値と最小値を求
め、最大値の絶対値が最小値の絶対値より小さいという
条件と、最大値と最小値が共に負の数であるという条件
のいずれかが成り立つか否かの判定が行なわれ（ステッ
プＳ１１１）、成り立たなければピーキングフィルタを
選択し、中心周波数を最大値をとる周波数とし、利得を
設定データの最大値とする（ステップＳ１１２）。一
方、いずれかの条件が成り立つときには、ノッチフィル
タを選択し、中心周波数を最小値をとる周波数とし、減
衰量を設定データの最小値とする（ステップＳ１１
３）。ステップＳ１１２またはＳ１１３の処理の後、利
得差として最大値と最小値の差を求め（ステップＳ１１
４）、利得差が３［ｄＢ］より小さいか否かを判定する
（ステップＳ１１５）。大きければ、帯域幅を入力デー
タの最大値を取る周波数から入力データの最小値を取る
周波数の差の絶対値として求め（ステップＳ１１６）。
中心周波数、帯域幅を入力値としてファジー推論等によ
って尖鋭度を設定する（ステップＳ１１８）。次に、中
心周波数、尖鋭度、利得（減衰量）からフィルタの係数
を計算し（ステップＳ１１９）、得られた係数を係数テ
ーブルに格納して（ステップＳ１２０）、処理を終了す
る。一方、ステップＳ１１５において、利得差が３［ｄ
Ｂ］より小さいと判定されたときには、尖鋭度を所定の
値に設定した後（ステップＳ１１７）、図６のステップ
Ｓ１１９以降の処理に移行する。

【００１０】図２のステップＳ２においては、こうして
計算された係数を用いて１バンド目の周波数特性を計算
し、設定を行なうｎバンドのフィルタの合成特性を計算
し、ステップＳ３において設定データと計算した合成特
性の誤差を求める。この処理の詳細は図７に示されてい
る。設定データ値に係る周波数の３つのポイントの周波
数範囲を１つの帯域とし、設定を行う周波数範囲を複数
の帯域に分割し、誤差を設定データの中から合成特性の
差をとった値とする。すなわち、各周波数帯域毎に推定
フィルタによる合成特性と設定データとの相違を評価す
る。このために、先ず、設定を行なう周波数範囲を全て
終了したか否かを判定し（ステップＳ３１１）、終了し
ていなければ帯域分割を行ない、各帯域毎に帯域全体の
誤差、誤差の最大値、誤差の最小値、誤差の最大値の周
波数、誤差の最小値の周波数を求め（ステップＳ３１
２）、ステップＳ３１１の処理に戻る。ステップＳ３１
１において、全て終了しているときには、最も誤差の大
きい帯域を調べ、前述と同様な最大値、最小値、最大値
における周波数、最小値における周波数に最も誤差の大
きい帯域の誤差の最大値、誤差の最小値、誤差の最大値
の周波数、誤差の最小値の周波数を対応させて（ステッ
プＳ３１３）、処理を終了する。すなわち、合成特性と
設定データ間の誤差の修正のために此れ迄に設定した１
番目のフィルタに加えるべき次の２番目のフィルタを推
定する際に、１番目のフィルタの推定の際用いた設定デ
ータではなく代わりに誤差値を用いる。

【００１１】図３のステップＳ９における中心周波数の
修正は、図８のフローチャートに示す手順で行なわれ
る。即ち、処理を行なう帯域について帯域全体の誤差、
中心周波数を保存し（ステップＳ９１１）、最大誤差の
絶対値及び［中心周波数−最大誤差となる周波数］の絶
対値を減算した減算結果を入力値としてファジー推論よ
り修正量を推定する（ステップＳ９１２）。すなわち、
設定データ最大値となる周波数として設定したフィルタ
について、合成後に最大誤差となる周波数へフィルタの
中心周波数をシフトする手法をとる。最大誤差が正か負
かが判定され、負であれば、中心周波数から最大誤差と
なる周波数を減算した減算結果が正か負かが判定される
（ステップＳ９１４）。ここで、負と判定されれば、新
しい中心周波数を前回の中心周波数から修正量の差の値
として（ステップＳ９１５）、正と判定されれば、新し
い中心周波数を前回の中心周波数に修正量を加えた値と
する（ステップＳ９１６）。一方、ステップＳ９１３に
おいて、最大誤差が正と判定されたときには、中心周波
数から誤差の最大値の周波数の差が正か負かの判定が行
なわれ（ステップＳ９１７）、負と判定されたときに
は、新しい中心周波数を前回の中心周波数に修正量を加
えた値とし（ステップＳ９１８）、正と判定されたとき
には、新しい中心周波数を前回の中心周波数から修正量
の差の値とする（ステップＳ９１９）。以上のような図
８の手順で中心周波数を修正し（ステップＳ９）、ステ
ップＳ１０で修正中心周波数を基にフィルタの係数を計
算し直す。そして、ステップＳ１１で計算し直したフィ
ルタ特性から合成特性を求め、ステップＳ１４〜Ｓ１８
で中心周波数の修正前と後でどちらが適切かをチェック
して、より適切な方を採用する。

【００１２】以上の処理によってユーザの所望の周波数
特性をもつフィルタの係数が係数テーブル上に得られ、
マイクロコンピュータ２は、この係数テーブルのデータ
をフィルタ部のインタフェース部３に送出し、可変フィ
ルタ部４の形式に合わせてフィルタ部を設定する。例え
ば、図９に示すような設定データが与えられたときに
は、最初に設定データ全体を調べて最大値、最小値、最
大値における周波数及び最小値における周波数を得る。
この例では、最大値８［ｄＢ］、最大値における周波数
６０［Ｈｚ］、最小値２［ｄＢ］、最小値における周波
数１２０［Ｈｚ］となる。図５と図６のフローチャート
の処理において、フィルタの形状：ピーキングフィル
タ、中心周波数：６０［Ｈｚ］、利得：８［ｄＢ］とな
り、利得差＝８−２＝６［ｄＢ］より（３ｄＢより大き
い場合であるから）、帯域幅＝１２０−６０＝６０［Ｈ
ｚ］、中心周波数６０［Ｈｚ］を入力値として、ファジ
ー推論よりフィルタの尖鋭度を推定する。推定結果は
１．０８となる。中心周波数６０［Ｈｚ］、尖鋭度１．
０８及び利得８［ｄＢ］より、係数を計算し、係数テー
ブルへ格納する。計算された合成特性は図１０に示され
ている。

【００１３】図７のフローチャートに示す処理に従っ
て、設定データと合成特性の誤差を求め、そして設定値
における周波数３ポイントの周波数範囲を１つの帯域と
する。上記例の場合、低域：６０，１２０，２５０［Ｈ
ｚ］、中域：５００，７５０，１ｋ［Ｈｚ］、高域：４
ｋ，８ｋ，１６ｋ［Ｈｚ］に分けられる。処理の結果、
最も誤差が大きいのは高域のため、以下の設定には高域
における誤差の値が設定される。したがって、最大値７
［ｄＢ］、最小値７［ｄＢ］、最大値における周波数４
ｋ［Ｈｚ］、最小値における周波数４ｋ［Ｈｚ］とな
る。図２乃至図４の処理において、全ての帯域が設定終
了されておらず、フィルタも１バンド設定されたのみな
ので、再度、図５と図６のフローチャート処理が実行さ
れる。処理終了後、設定された値は、中心周波数４ｋ
［Ｈｚ］、尖鋭度０．２５、利得７［ｄＢ］、設定バン
ドの特性は図１１に示されている。また、合成特性が図
１２に示されている。

【００１４】次に、再度、図７に示す処理を実行する。
処理の結果、最も誤差の大きいのは中域のため、以下の
設定には中域における誤差の値が設定される。したがっ
て、最大値４［ｄＢ］、最小値０［ｄＢ］、最大値にお
ける周波数２５０［Ｈｚ］及び最小値における周波数５
００［Ｈｚ］となる。図２乃至図４において、全ての帯
域が設定終了されておらず、フィルタも２バンド設定さ
れたのみなので、再々度図５と図６の処理が実行され
る。処理終了後、設定された値は、中心周波数２５０
［Ｈｚ］、尖鋭度１．１８、利得４［ｄＢ］となる。設
定バンドの特性が図１３に示されている。また、合成特
性が図１４に示されている。この設定により、全ての帯
域において帯域全体の誤差が５［ｄＢ］以下となるの
で、全ての帯域の設定を終了する。この例においては、
設定終了と同時に３バンドのフィルタの係数データが係
数テーブルに得られる。その他の残りの帯域のフィル
タは、０［ｄＢ］の特性となるように初期化されたまま
である。それ以降のマイクロコンピュータの動作は前述
のとおりである。

【００１５】図１５は本発明による伝送周波数特性補正
装置の他の実施例を示す構成ブロック図である。本実施
例は、図１の実施例における入力部１の代わりに音響特
性測定装置を用いたものである。最初に、マイクロコン
ピュータ２は、切替スイッチ９を信号発生器８側にセッ
トし、信号発生器８に信号発生の指示を送る。信号発生
器８からは、インパルス、ホワイトノイズ等の基準信号
が音響再生系を通してスピーカ１１Ｌ及び１１Ｒより再
生される。マイクＭＩＣにより集音された基準信号は、
音響特性測定装置７によって周波数分析され、補正デー
タとしてマイクロコンピュータ２に供給される。マイク
ロコンピュータ２は、補正データを受けることで測定を
終了し、切替スイッチ９を音響信号インタフェース６側
へ切り替える。その後、上述と同様な処理によってフィ
ルタ部に補正フィルタを形成する。以下、音響信号はフ
ィルタ部４で周波数特性を補正された後、増幅器１０で
増幅され、スピーカ１１Ｌと１１Ｒからステレオ出力さ
れる。このようにして本実施例によれば、室内の周波数
特性の補正を自動的に行なうことができ、補正フィルタ
のバンド数を制限して残りのバンドのフィルタでユーザ
所望の周波数特性とすることができる。

【００１６】図１６と図１７には、各尖鋭度を１．７７
として計算したときの従来の補正装置で得られる特性例
と本発明による補正装置で得られる特性例が示されてい
る。本発明装置によれば、フィルタの中心周波数、尖鋭
度固定の補正装置に比較してユーザの設定に対して不必
要なピーク、ディップがなく、ユーザが望む特性に略近
い特性を得ることができることが理解できる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による伝送
周波数特性補正装置によれば、きわめて簡単な操作で，
ユーザの希望する周波数特性を正確に設定でき、操作性
が著しく改善される。すなわち、本発明によれば、フィ
ルタの中心周波数，尖鋭度等をユーザが１帯域毎に設定
する必要はなく、また、ユーザの該操作によりフィルタ
の発振等の問題がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による伝送周波数特性補正装置の一実施
例を示す構成ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例におけるフィルタ設定演算部
の処理手順を示すフローチャートである。

【図３】本発明の一実施例におけるフィルタ設定演算部
の処理手順を示すフローチャートである。

【図４】本発明の一実施例におけるフィルタ設定演算部
の処理手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明の一実施例におけるフィルタ形状決定、
尖鋭度の推定、係数計算の処理手順を示すフローチャー
トである。

【図６】本発明の一実施例におけるフィルタ形状決定、
尖鋭度の推定、係数計算の処理手順を示すフローチャー
トである。

【図７】本発明の一実施例における設定データと合成特
性の誤差を求める処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図８】本発明の一実施例におけるフィルタの中心周波
数の修正を行う処理手順を示すフローチャートである。

【図９】本発明の実施例における動作を発明するための
具体的な設定データを示す図である。

【図１０】本発明の実施例における設定データに基づい
て得られる設定バンドの合成特性図である。

【図１１】本発明の実施例における設定データに基づい
て得られる設定バンドの特性図である。

【図１２】本発明の実施例における設定データに基づい
て得られる設定バンドの合成特性図である。

【図１３】本発明の実施例における設定データに基づい
て得られる設定バンドの特性図である。

【図１４】本発明の実施例における設定データに基づい
て得られる設定バンドの合成特性図である。

【図１５】本発明による伝送周波数特性補正装置の他の
実施例を示す構成ブロック図である。

【図１６】従来の装置で得られる特性図である。

【図１７】本発明の装置により得られる特性図である。

【符号の説明】

１入力部２マイクロコンピュータ３インタフェース部４可変フィルタ部５表示部６音響信号インタフェース部７音響特性測定装置８信号発生器９切替スイッチ１０増幅器１１Ｌ，１１Ｒスピーカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 1/06 H03G 5/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ帯域の異なる複数個のバンドフィ
ルタを有する可変フィルタと、前記複数個のバンドフィルタがカバーする帯域に属する
周波数及び該周波数における利得に関する情報を目的デ
ータとして設定する設定部と、前記目的データのバンドフィルタの特性について、前記
周波数及び利得に関する目的データに基づいて先鋭度を
推定するとともに、推定された先鋭度をも用いて、前記
バンドフィルタの周波数特性を規定するフィルタ係数を
求めるバンドフィルタ特性設定部と、を備え、前記バンドフィルタ特性設定部でフィルタ係数
が設定されたバンドフィルタを含む前記合成フィルタの
帯域の利得と、前記設定部で設定されたフィルタ係数が
設定されたバンドフィルタの帯域における利得とに予め
定めた値以上の差異がある場合に、前記バンドフィルタ
特性設定部により前記差異のある周波数を含む帯域のバ
ンドフィルタのフィルタ係数を求め、または設定された
フィルタ係数を変更して、前記合成フィルタの周波数特
性を前記目的データで規定される周波数特性に近似させ
ることを特徴とする伝送周波数特性補正装置。
【請求項２】前記フィルタ係数の変更は、対応するバン
ドフィルタの中心周波数を含む請求項１に記載の伝送周
波数特性補正装置。
【請求項３】前記バンドフィルタの数は、前記設定され
る目的データの数よりも少ない請求項１に記載の伝送周
波数特性補正装置。