JP3701441B2 - Audio equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はオーディオ装置に係わり、特に特定帯域のオーディオ信号が目標応答となるように制御するイコライザ制御機能を備えたオーディオ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車室内は、密閉された狭い空間である。従って、短時間で反射が起こり、音波が干渉しあうため、聴取点までの伝搬特性は、非常に複雑なものとなる。また、左右非対称な場所で音楽等を聴いているので、左右スピーカからの伝搬特性も大きく違ってしまう。かかる車室内の悪影響を取り除き、車室内における音響特性の改善を目的としたオーディオ装置が望まれている。このため、適応等化器を用いて再生空間の複数点(制御点)において、振幅、位相特性を含めて所望の特性となるようにする制御が提案されている。
【0003】
図12は適応等化システムの基本構成図であり、1はオーディオ信号x(n)を出力するオーディオソース(チューナ、テープデッキ、CDプレーヤ等)、2は目標応答特性(インパルスレスポンス特性)Hが設定され、オーディオ信号x(n)が入力されて目標信号d(n)を出力する目標応答設定部、4は車室内音響空間の聴取位置(観測点)における音を検出するマイク、5は検出されたオーディオ信号d^(n)と目標応答設定部2から出力される目標信号d(n)との誤差e(n)を演算する演算部、6は前記誤差e(n)のパワーが最小となるように信号y(n)を発生する適応信号処理装置、7は該信号y(n)に応じた音を車室内音響空間8に放射するスピーカ(制御音源)である。
【0004】
目標応答設定部2の目標応答特性Hは、再現したい音場空間に対応する特性が設定されている。例えば、適応フィルタのタップ数の半分程度の遅延時間をtとしたときに、この遅延時間tを有し、全オーディオ周波数帯域でフラットな特性(ゲイン1の特性)が設定されている。なお、この遅延時間tは音響系の逆特性を適応フィルタが精度良く近似するためのものであり、このような目標応答特性を有する目標応答設定部2は、FIR(Finite Impulse Response)型のデジタルフィルタの遅延時間tに対応するタップ係数を1に設定し、それ以外のタップ係数を0に設定することにより実現することができる。
【0005】
適応信号処理装置6は、オーディオ信号x(n)を参照信号として入力されると共に、前記演算部5から出力されるエラ−信号e(n)を入力され、該エラ−信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行って信号y(n)を出力する。適応信号処理装置6は、適応信号処理部(LMS)6aと、FIR型のデジタルフィルタ構成の適応フィルタ6bと、オーディオ信号x(n)にスピーカ7から聴取位置までの音響伝搬系の伝搬特性(伝達関数)C^を畳み込んで適応信号処理に用いる参照信号(フィルタードリファレンス信号)r(n)を生成するフィルタ6cを有している。
【0006】
適応信号処理部6aは聴取位置におけるエラー信号e(n)と信号処理フィルタ6cを介して入力される適応信号処理用参照信号r(n)が入力され、これらの信号を用いて聴取位置におけるオーディオ信号d^(n)が目標信号d(n)と等しくなるように適応信号処理を行って適応フィルタ6bの係数を決定する。例えば、適応信号処理部6aは周知のLMS(Least Mean Square)適応アルゴリズムに従って、エラ−信号e(n)のパワーが最小となるように適応フィルタ6bの係数を決定する。適応フィルタ6bは適応信号処理部6aにより決定された係数に従ってオーディオ信号x(n)にデジタルフィルタ処理を施して信号y(n)を出力する。従って、適応信号処理によりエラー信号e(n)のパワーが最小となるように適応フィルタ6bの係数が収束すれば、聴取位置において、オーディオ信号d^(n)が目標信号d(n)と等しくなり、目標応答設定部2に設定した伝搬特性H(周波数特性がフラット)の理想的な空間で音を聴取したのと同等の音の聴取ができるという効果を得られる。
【0007】
適応等化システムにおいて、全帯域の制御を行うと膨大な演算量となり、その処理をリアルタイムで行おうとすれば、DSPが数十個必要になるという問題がある。そこで、特定の周波数帯域のみ、例えば、200Hz以下の低音の再生品質を向上するために低音域のみをターゲットとした適応イコライザが提案されている。
【0008】
図13はかかる適応イコライザの構成図であり、図12と同一部分には同一符号を付している。図12と異なる点は、▲1▼オーディオソース1の後段に低音域を通過するバンドパスフィルタ(LPF)9を設け、その出力を目標応答設定部2と適応信号処理装置6に入力している点、▲2▼全帯域のオーディオ信号を入力されてオーディオ音を車室内音響空間8に放射する第2のスピーカ(非制御音源)10を設けた点、▲3▼第2のスピーカ10の前段にオーディオ信号を遅延する遅延器11を設け、オーディオソース1の出力端から第1のスピーカ7を介してマイク4に到る信号遅延時間をt、第2のスピーカ10からマイク4までの信号遅延時間をtdとするとき、Δt(=t−td)の時間を遅延器11に設定して全帯域のオーディオ信号をΔt遅延して第2のスピーカ10に入力する点である。
この適応イコライザによれば、適応フィルタ6bはローパスフィルタ9で制限された低音域(特定帯域)のみにおいて再生系(スピーカ7からマイク位置までの伝搬特性)の逆フィルタになりつつ、目標信号d(n)となるように動作する。そして、特定帯域のみを制御することにより演算量を図12の適応等化システムに比べて削減することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、適応イコライザ制御機能を備えた従来のオーディオシステムでは、逆相等の誤接続、接続忘れ、断線等があってもこれら異常を認識できず、異常動作が発生する場合がある。かかる異常動作が発生すると、スピーカー出力信号の急激な増大、ひいては、システムの故障につながることがある。
例えば、制御音源である第1のスピーカ7と適応フィルタ6b間が接続されていないと、エラー信号eが大きくなる。そこで、エラー信号を小さくするために、適応フィルタ出力が大きくなるように適応信号処理が行われ、適応フィルタの係数値はその絶対値が増加する方向に更新される。しかし、第1のスピーカ7から音がでないため、マイク出力は増加しない。よって、エラー信号は変化せずこれを受けて適応フィルタは更に出力が増加する方向にフィルタ係数を更新する。このような動作を繰り返すと適応フィルタ出力は増大し続けシステムが正常な動作をせず、最悪の場合パワーアンプ(図示しないが適応フィルタとスピーカ間に設けられている)の破壊に至る。
パワーが足りないと制御音源用のスピーカを左右に1個づつトータル2個設けることがある。かかる場合、図14に示すように制御音源(スピーカ)7a,7bが誤って正相と逆相に接続されると、これら制御音源7a,7bが観測点(マイク4)から略等距離に配設されるため、それぞれの制御音源からの出力がマイク4に到達する時点で互いに打ち消しあってしまう。
【0010】
このため、マイク出力は小さい値となり、目標応答とのエラー信号eが大きくなる。そこで、エラー信号を小さくするために、適応フィルタ出力が大きくなるように適応信号処理が行われ、適応フィルタの係数値はその絶対値が増加する方向に更新される。しかし、制御音源出力はマイク付近で打ち消されるため、マイク出力は増加しない。よって、エラー信号はあまり変化せずこれを受けて適応フィルタは更に出力が増加する方向にフィルタ係数を更新する。このような動作を繰り返すと制御音源出力は増大し続けシステムが正常な動作をせず、最悪の場合制御音源やパワーアンプの破壊に至る。
以上から、本発明の目的は適応イコライザを備えたオーディオ装置における異常状態を検出し、オーディオ装置が故障する事態を防止することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明によれば、オーディオ信号の特定帯域成分を通過するフィルタ、目標信号を出力する目標信号出力手段、目標信号と観測点で検出されたオーディオ信号との差であるエラー信号を出力する手段、オーディオ信号及びエラー信号を入力され、該エラー信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行って適応フィルタの係数を決定し、該適応フィルタにより特定帯域のオーディオ信号にフィルタ処理を施して出力する適応信号処理装置、前記適応フィルタから出力されるオーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響空間に放射する制御スピーカ、全帯域あるいは前記特定帯域以外の帯域のオーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響空間に放射する非制御スピーカを備え、特定帯域の観測点におけるオーディオ信号が目標信号と一致するように制御するオーディオ装置であり、定常ホワイトノイズを前記フィルタに入力して適応フィルタの係数値を同定する際に、適応フィルタの出力信号の平均値 Ew を演算する平均値演算部、観測点におけるホワイトノイズの平均値 Em を演算する平均値演算部、前記2つの平均値の比 Ew / Em を演算する比演算部、前記比が一定値以上になったか監視し、一定値以上になったとき適応フィルタ係数の同定動作を停止する信号を出力する監視部、該停止信号に基づいて同定動作を以後停止すると共に、オーディオ装置の異常報知を行なう制御部、を備えたオーディオ装置により達成される。
【0020】
上記課題は本発明によれば、前記フィルタに定常ホワイトノイズを入力し、該フィルタから出力される特定帯域成分を制御音源と適応フィルタに入力し、適応フィルタ出力を目標信号とし、該目標信号と観測点で検出されたホワイトノイズとの差であるエラー信号のパワーが最小となるように適応処理を行って該適応フィルタの係数値を収束させて制御音源から観測点までの音響伝搬特性を同定する際、ホワイトノイズと適応フィルタ出力信号との相互相関値を演算する演算部、相互相関値のピーク値を算出するピーク値算出部、ピーク値が一定値に以上になったか監視し、一定値以上にならなければ音響伝搬特性の同定動作を停止する信号を出力する監視部、該停止信号に基づいて同定動作を以後停止すると共に、オーディオ装置の異常報知を行なう制御部、を備えたオーディオ装置により達成される。
【0021】
【発明の実施の形態】
(A)本発明の第1実施例
(a)構成
図1は本発明の第1実施例の構成図である。図中、51は信号入力端子であり、適応フィルタの係数値を同定する調整時に定常ホワイトノイズu(n)が入力され、調整時以外にはオーディオソース(チューナ、テープデッキ、CDプレーヤ等)からオーディオ信号が入力される。52は目標応答特性(インパルスレスポンス)hが設定され、目標信号d(n)を出力する目標応答設定部、53は車室内音響空間の聴取位置(観測点)における音を検出するマイク、54は検出されたオーディオ信号を増幅するマイクアンプ、55はマイク出力vm(n)と目標応答設定部52から出力される目標信号d(n)との誤差e(n)を演算する演算部、56は前記誤差e(n)のパワーが最小となるように信号vw(n)を発生する適応信号処理装置であり、適応信号処理部(LMS)56aと適応フィルタ56bと適応信号処理に用いる参照信号r(n)を生成する信号処理用フィルタ56cで構成されている。
【0022】
57は適応フィルタ56bの出力信号vw(n)を増幅するパワーアンプ、58は適応フィルタの出力信号vw(n)に応じた音を車室内音響空間に放射する制御音源である第1のスピーカ(1つしか示してないが図14で説明したように2つ存在することもある)、59はローパスフィルタ(LPF)で、特定帯域例えば200Hz以下の低音域(制御帯域)の信号成分を通過して適応信号処理装置56に入力するもの、60は全帯域のオーディオ信号を入力されてオーディオ音を車室内空間音響空間に放射する非制御音源である第2のスピーカ、61は全帯域のオーディオ信号を増幅するパワーアンプである。
尚、第2のスピーカ60に200Hz以上の帯域のオーディオ信号を入力しても良い。又、ローパスフィルタ59の出力を信号処理用フィルタ56cに入力するように構成することもできる。
【0023】
70は異常検出部であり、71aは適応フィルタの出力信号vw(n)を取り込む適応フィルタ出力取得部、71bは適応フィルタの出力信号vw(n)の平均値を演算する平均値演算部、71cは該平均値が一定値以上になったか監視し、一定値以上になったとき適応フィルタ係数の同定動作を停止する信号ALMを出力する監視部,80はオーディオ装置全体を制御するシステム制御部である。
【0024】
(b)異常検出の原理
図2は異常検出の原理説明図である。
図14で説明したように、2つの制御音源用スピーカ57a,57bの接続が逆相になっていると、▲1▼マイク4に到達する時点で互いに打ち消しあってしまい、マイク出力は小さい値となり、目標応答との誤差eが大きくなる。そこで、▲2▼誤差eを小さくするために適応信号処理部は適応フィルタの係数値の絶対値を増加する方向に更新する。しかし、制御音源出力はマイク付近で打ち消されるため、マイク出力は増加しない。よって、▲3▼ 誤差eはあまり変化せずこれを受けて適応フィルタは更に出力が増加する方向にフィルタ係数を更新する。このような動作を繰り返すと制御音源出力は増大し続け正常な動作をせず、最悪の場合制御音源やパワーアンプの破壊に至る。
【0025】
以上は2つの制御音源を逆相接続した場合であるが、1つの制御音源のみが存在し、該制御音源とパワーアンプ間の接続が断した場合も同様である。すなわち、制御音源とパワーアンプ間が接続されないと、制御音源から音がでず、マイク出力が零になる、このため、適応フィルタは出力が増加する方向にフィルタ係数を更新する。このような動作が繰り返されてフィルタ出力が増大し続け正常な動作をせず、最悪の場合パワーアンプの破壊に至る。
【0026】
以上より、逆相接続、パワーアンプと制御音源間の信号線の断線、接続忘れ等の異常が発生すると、
A.適応フィルタ係数が大きくなり、更には、
B.適応フィルタ出力が増大する、または、
C.マイク出力が小い。
従って、これらを考慮してオーディオ装置の異常を検出することができる。
【0027】
(c)制御
適応イコライザ制御機能を備えたオーディオ装置では、オーディオ信号を入力する前に、適応フィルタ56bの係数値を同定する(調整モード)。そして、オーディオ信号入力時(オーディオモード)、該同定された係数値を適応フィルタに固定的に設定し、適応信号処理により適応フィルタ係数を更新しない。
さて、調整モードにおいて、システムコントローラ80は図示しないホワイトノイズ発生部から発生する定常ホワイトノイズ(音声信号の全域でフラットな特性を備えたノイズ)un(n)を入力端子51に入力する。
適応信号処理装置56はエラー信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行い、適応フィルタ56bの係数を一定値に収束させ、該一定値をオーディオ信号入力時の適応フィルタの係数値として同定する。
【0028】
かかるフィルタ係数の同定制御時、適応フィルタ出力取得部71aは適応フィルタの出力信号vw(n)を取り込み、平均値演算部71bは次式
【数1】
により、適応フィルタの出力信号vw(n)の平均値E[vw 2(n)]を演算する。監視部71cは該平均値E[vw 2(n)]が設定値以上になったか監視し、適応フィルタ係数が一定値に収束する前に、設定値以上になったとき、適応フィルタ係数の同定動作を停止するための動作停止信号ALMを出力する。すなわち、第1実施例は適応フィルタ出力が増大した時、異常状態発生と判断するものである。
動作停止信号ALMの発生により、システム制御部80は同定動作を停止し、図示しない異常検出ランプ等を点灯する。作業者は誤接続、断線、接続忘れ等のオーディオ装置の異常を検出し、異常除去後、再度適応フィルタ係数を同定するための調整を行う。
【0029】
(B)本発明の第2実施例
図3は本発明の第2実施例の構成図であり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付している。70は異常検出部であり、71aは適応フィルタの出力信号vw(n)を取り込む適応フィルタ出力取得部、71bは適応フィルタの出力信号vw(n)の平均値を演算する平均値演算部、72aはマイク出力vm(n)を取り込むマイク出力取得部、72bはマイク出力vm(n)の平均値を演算する平均値演算部、72cは上記2つの平均値の比βを演算する比演算部、72dは前記比βが一定値以上になったか監視し、一定値以上になったとき適応フィルタ係数の同定動作を停止する信号ALMを出力する監視部、80はオーディオ装置全体を制御するシステム制御部である。
【0030】
第2実施例は、異常状態において、適応フィルタ出力が増大し、マイク出力が小さくなる点を考慮して異常状態を検出するものである。
適応フィルタ56bの係数値を同定する調整モードにおいて、システムコントローラ80は図示しないホワイトノイズ発生部から発生する定常ホワイトノイズun(n)を入力端子51に入力する。適応信号処理装置56は、ホワイトノイズが入力されるとエラー信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行い、適応フィルタ56bの係数を一定値に収束させ、該一定値をオーディオ信号入力時の適応フィルタの係数値として同定する。
かかる適応フィルタ係数の同定制御時、適応フィルタ出力取得部71aは適応フィルタの出力信号vw(n)を取り込み、平均値演算部71bは(1)式により、適応フィルタの出力信号vw(n)の平均値E[vw 2(n)]を演算する。
【0031】
又、マイク出力取得部72aはマイク出力vm(n)を取り込み、平均値演算部72bは次式
【数2】
により、マイク出力信号vm(n)の平均値E[vm 2(n)]を演算する。
【0032】
適応フィルタの出力信号の平均値E[vw 2(n)]及びマイク出力信号の平均値E[vm 2(n)]が求まれば、比演算部72cはこれら2つの平均値の比βを次式
β=E[vw 2(n)]/E[vm 2(n)] (3)
により演算する。監視部72dは前記比βが設定値以上になったか監視し、適応フィルタ係数が一定値に収束する前に、設定値以上になったとき、適応フィルタ係数の同定動作を停止する動作停止信号ALMを出力する。
これにより、システム制御部80は同定動作を停止し、図示しない異常検出ランプ等を点灯する。作業者は誤接続、断線、接続忘れ等のオーディオ装置の異常を検出し、異常除去後、再度適応フィルタ係数を同定するための調整を行う。
【0033】
(C)第3実施例
図4は本発明の第3実施例の構成図であり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付している。70は異常検出部であり、71aは適応フィルタの出力信号vw(n)を取り込む適応フィルタ出力取得部、71bは適応フィルタの出力信号vw(n)の平均値を演算する平均値演算部、73aは定常ホワイトノイズu(n)を取り込むノイズ取得部、73bは定常ホワイトノイズ信号u(n)の平均値を演算する平均値演算部、73cは上記2つの平均値の比αを演算する比演算部、73dは前記比αが一定値以上になったか監視し、一定値以上になったとき適応フィルタ係数の同定動作を停止する信号ALMを出力する監視部、80はオーディオ装置全体を制御するシステム制御部である。
【0034】
第3実施例は、異常状態において、適応フィルタ出力が増大する点を考慮して異常状態を検出するものである。
適応フィルタ56bの係数値を同定する調整モードにおいて、システムコントローラ80は図示しないホワイトノイズ発生部から発生する定常ホワイトノイズun(n)を入力端子51に入力する。適応信号処理装置56は、ホワイトノイズが入力されるとエラー信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行い、適応フィルタ56bの係数を一定値に収束させ、該一定値をオーディオ信号入力時の適応フィルタの係数値として同定する。かかる適応フィルタ係数の同定制御時、適応フィルタ出力取得部71aは適応フィルタの出力信号vw(n)を取り込み、平均値演算部71bは(1)式により、適応フィルタの出力信号vw(n)の平均値E[vw 2(n)]を演算する。
【0035】
又、ノイズ取得部73aは定常ホワイトノイズu(n)を取り込み、平均値演算部73bは次式
【数3】
により、ホワイトノイズu(n)の平均値E[u2(n)]を演算する。
【0036】
適応フィルタの出力信号の平均値E[vw 2(n)]及びホワイトノイズの平均値E[u2(n)]が求まれば、比演算部73cはこれら2つの平均値の比αを次式
α=E[vw 2(n)]/E[u2(n)] (5)
により演算する。監視部73dは比αが設定値以上になったか監視し、適応フィルタ係数が一定値に収束する前に、設定値以上になったとき、適応フィルタ係数の同定動作を停止する動作停止信号ALMを出力する。
これにより、システム制御部80は同定動作を停止し、図示しない異常検出ランプ等を点灯する。作業者は誤接続、断線、接続忘れ等のオーディオ装置の異常を検出し、異常除去後、再度適応フィルタ係数を同定するための調整を行う。
【0037】
(D)第4実施例
図5は本発明の第4実施例の構成図であり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付している。74aは、フィルタ係数監視部であり、適応フィルタの各係数値a0〜anを監視し、少なくとも2つの係数値が最大(=1)になった時、適応フィルタ係数の同定動作を停止する信号ALMを出力する監視部、80はオーディオ装置全体を制御するシステム制御部である。第4実施例は、異常状態において、適応フィルタ係数が増大する点を考慮して異常状態を検出するものである。
【0038】
適応フィルタ56bの係数値を同定する調整モードにおいて、システムコントローラ80は図示しないホワイトノイズ発生部から発生する定常ホワイトノイズun(n)を入力端子51に入力する。適応信号処理装置56は、ホワイトノイズが入力されるとエラー信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行い、適応フィルタ56bの係数を一定値に収束させ、該一定値をオーディオ信号入力時の適応フィルタの係数値として同定する。
【0039】
かかる適応フィルタ係数の同定制御時、フィルタ係数監視部74aは適応フィルタの各係数値a0〜anを監視し、少なくとも2つの係数値の絶対値が1になったか監視する。すなわち、フィルタ係数監視部74aは
|am|=1 (0≦m≦n)
|ai|=1 (0≦i≦n, i≠m)
が満たされたかチェックし、適応フィルタ係数が一定値に収束する前に、上式が満たされれば、適応フィルタ係数の同定動作を停止する動作停止信号ALMを出力する。これにより、システム制御部80は同定動作を停止し、図示しない異常検出ランプ等を点灯する。作業者は誤接続、断線、接続忘れ等のオーディオ装置の異常を検出し、異常除去後、再度適応フィルタ係数を同定するための調整を行う。
【0040】
(E)第5実施例
(a)構成
適応イコライザ機能を備えたオーディオ装置(図1)において、適応信号処理部56aはエラー信号e(n)と信号処理フィルタ56cを介して入力される適応信号処理用参照信号r(n)を用いて観測点におけるオーディオ信号が目標信号と等しくなるように適応信号処理(LMS適応アルゴリズムに従った処理)を行って適応フィルタ56bの係数を同定する。信号処理フィルタ56cは制御音源 58から観測点までの伝搬特性を入力信号に畳み込んで適応信号処理用参照信号r(n)を発生するものである。従って、適応イコライザ制御機能を備えたオーディオ装置では、適応フィルタの係数を同定する前に、信号処理用フィルタ56bの係数、すなわち、制御音源から観測点までの伝搬特性を同定する必要がある。
【0041】
図6はオーディオ装置の接続を変えて、制御音源58から観測点までの伝搬特性を同定できるように、かつ、該伝搬特性の同定制御時にオーディオ装置の異常を検出できるようにした第5実施例の構成図である。
図中、51は信号入力端子であり、伝搬特性の同定制御時に定常ホワイトノイズu(n)が入力される。53は車室内音響空間の聴取位置(観測点)における音を検出するマイク、54は検出されたオーディオ信号を増幅するマイクアンプ、55はマイク出力vm(n)と適応フィルタの出力信号vw(n)との誤差e(n)を演算する演算部、56は前記誤差e(n)のパワーが最小となるように信号vw(n)を発生する適応信号処理装置であり、適応信号処理部(LMS)56aと適応フィルタ56bで構成されている。57は入力信号を増幅するパワーアンプ、58は入力信号に応じた音を車室内音響空間に放射する制御音源であるスピーカ(1つしか示してないが図14で説明したように2つ存在する場合もある)、59はローパスフィルタ(LPF)で、特定帯域例えば200Hz以下の低音域(制御帯域)の信号成分を通過して適応信号処理装置56及びパワーアンプ57に入力するものである。
【0042】
90は異常検出部であり、91aはマイク出力信号vm(n)を取り込むマイク出力取得部、91bは(2)式によりマイク出力信号vm(n)の平均値を演算する平均値演算部、91cは該平均値が一定値以下になったか監視し、一定値以下になったとき伝搬特性の同定動作を停止する信号ALMを出力する監視部、80はオーディオ装置全体を制御するシステム制御部である。
【0043】
(b)伝搬特性の同定制御
制御音源から観測点までの伝搬特性を同定するために、システムコントローラ80は定常ホワイトノイズu(n)をローパスフィルタ59に入力する。このホワイトノイズはパワーアンプ57を介して制御音源であるスピーカ58に入力し、音響空間に放射される。観測点のマイク53はホワイトノイズを検出し、演算部55は検出信号vm(n)と適応フィルタ出力信号vw(n)との差分をエラー信号e(n)として出力する。適応信号処理部(LMS)56aはエラー信号e(n)と定常ホワイトノイズu(n)を用いて適応信号処理を行って適応フィルタ56bの係数を決定する。
【0044】
適応フィルタ56bは決定された係数に従ってホワイトノイズu(n)にデジタルフィルタ処理を施して信号vw(n)を出力する。かかるLMS適応信号処理を継続して実行するとエラー信号e(n)のパワーが最小となるように適応フィルタ56bの係数が所定値に収束する。これにより、制御音源であるスピーカ58からマイク53位置までの制御帯域(200Hz以下)の信号伝搬系の伝搬特性が適応フィルタ56bに設定されたことになる(伝搬特性の同定)。従って、この適応フィルタ56bの係数値を保存し、第1〜第4実施例の適応フィルタ係数の同定制御時に信号処理用フィルタ56cに設定する。
【0045】
(c)異常検出原理
図7は異常検出の原理説明図である。図14で説明したように、2つの制御音源用スピーカ58a,58bの接続が逆相になっていると、▲1▼マイク53に到達する時点で互いに打ち消しあってしまい、マイク出力は小さい値となる。▲2▼このため、適応信号処理装置56は誤差eが小さくなるように適応フィルタの係数値を絶対値が減小する方向に更新する。
以上は2つの制御音源を逆相接続した場合であるが、1つの制御音源のみが存在し、該制御音源とパワーアンプ間の接続線が断線した場合も同様である。すなわち、制御音源とパワーアンプ間が接続されないと、制御音源から音がでず、マイク出力が零になる、このため、適応信号処理装置56は誤差eが小さくなるように適応フィルタの係数値を絶対値が減小する方向に更新する。以上より、逆相接続、信号線の断線等の異常が発生すると、
A.適応フィルタ係数が小さくなり、更に、
B.適応フィルタ出力が減小する。または、
C.マイク出力が小い。
従って、これらを考慮してオーディオ装置の異常を検出することができる。
【0046】
(d)異常検出制御
伝搬特性の同定制御時、マイク出力取得部91aはマイク出力vm(n)を取り込み、平均値演算部91bは(2)式によりマイク出力信号vm(n)の平均値E[vm 2(n)]を演算する。監視部91cは該平均値が一定値以下になったか監視し、一定値以下になったとき伝搬特性の同定動作を停止する信号ALMを出力する。すなわち、上記C.の基準に従って異常状態を検出する。
動作停止信号の発生により、システム制御部80は同定動作を停止し、図示しない異常検出ランプ等を点灯する。作業者は誤接続、断線、接続忘れ等のオーディオ装置の異常を検出し、異常除去後、再度伝搬特性を同定するための調整を行う。
【0047】
(F)第6実施例
図8は本発明の第6実施例の構成図であり、図6の第5実施例と同一部分には同一符号を付している。90は異常検出部であり、92aは適応フィルタの出力信号vw(n)を取り込む適応フィルタ出力取得部、92bは適応フィルタの出力信号vw(n)の平均値を演算する平均値演算部、92cは該平均値が一定値以下になったか監視し、一定値以下になったとき伝搬特性の同定動作を停止する信号ALMを出力する監視部,80はオーディオ装置全体を制御するシステム制御部である。
【0048】
伝搬特性の同定制御時、適応フィルタ出力取得部92aは適応フィルタの出力信号vw(n)を取り込み、平均値演算部92bは(1)式により適応フィルタ出力信号vw(n)の平均値E[vw 2(n)]を演算する。監視部92cは該平均値が一定値以下になったか監視し、一定値以下になったとき伝搬特性の同定動作を停止する信号ALMを出力する。すなわち、上記B.の基準に従って異常状態を検出する。
動作停止信号の発生により、システム制御部80は同定動作を停止し、図示しない異常検出ランプを点灯する。作業者は誤接続、断線、接続忘れ等のオーディオ装置の異常を検出し、異常除去後、再度伝搬特性を同定するための調整を行う。
【0049】
(G)第7実施例
図9は本発明の第7実施例の構成図であり、図6の第5実施例と同一部分には同一符号を付している。90は異常検出部であり、93aは適応フィルタ56bの各係数値の二乗和(ノルム)を演算するノルム演算部、93dは二乗和が一定値より大きくなったか監視し、一定値より大きくならない場合には音響伝搬特性の同定動作を停止する信号ALMを出力する監視部、80はオーディオ装置全体を制御するシステム制御部である。
【0050】
伝搬特性の同定制御時、ノルム演算部93aは次式
Nω(n)=a0 2+a1 2+a2 2+・・・an 2 (6)
により、各係数値の二乗和(ノルム)を演算し、監視部93bはノルムが一定値以上になったか監視し、所定時間経過しても一定値以上にならないとき伝搬特性の同定動作を停止する信号ALMを出力する。すなわち、上記A.の基準に従って異常状態を検出する。
動作停止信号の発生により、システム制御部80は同定動作を停止し、図示しない異常検出ランプ等を点灯する。作業者は誤接続、断線、接続忘れ等のオーディオ装置の異常を検出し、異常除去後、再度適応フィルタ係数を同定するための調整を行う。
【0051】
(H)第8実施例
図10は本発明の第8実施例の構成図であり、図6の第5実施例と同一部分には同一符号を付している。90は異常検出部であり、94aはホワイトノイズ u(n)と観測点におけるオーディオ信号vm(n)との相互相関値を演算する相互相関演算部、94bは相互相関値のピーク値を算出するピーク値算出部、94cは相互相関のピーク値が一定値に以上になったか監視し、一定値以上にならなければ音響伝搬特性の同定動作を停止する信号を出力する監視部、80はオーディオ装置全体を制御するシステム制御部である。
オーディオ装置部分に異常がなければ、同定制御により適応フィルタ56bの係数値は制御音源からマイクまでの伝搬特性を次第に表現するようになる。かかる場合、定常ホワイトノイズu(n)とマイク検出信号vm(n)の相関度が強くなり、相互相関のピーク値は設定値以上になる。
【0052】
そこで、 伝搬特性の同定制御時、相互相関演算部94aは次式
【数4】
により、ホワイトノイズu(n)とマイク検出信号vm(n)の相互相関値を演算する。(7)式において、mはシフトしたサンプリング数である。この(7)式は信号u(n)と信号vm(n+m)の対応する値の積を演算してその総和を相関関数値とするものであり、両信号が時間的に一致するとき相関関数値が最大になる。相互相関演算部94aは信号 vm(n)を1サンプリングづつ順にずらしてゆき、その都度、(7)式により両信号波形の相関関数値を演算する。ピーク値算出部94bは相互相関値のピーク値を算出し、監視部94cは相互相関のピーク値が設定値以上になったか監視し、所定時間経過しても設定値以上にならなければ、伝搬特性の同定動作を停止する信号ALMを出力する。
動作停止信号の発生により、システム制御部80は同定動作を停止し、図示しない異常検出ランプ等を点灯する。作業者は誤接続、断線、接続忘れ等のオーディオ装置の異常を検出し、異常除去後、再度適応フィルタ係数を同定するための調整を行う。
【0053】
(I)第9実施例
図11は本発明の第9実施例の構成図であり、図10の第8実施例と同一部分には同一符号を付している。90は異常検出部であり、94a′はホワイトノイズu(n)と適応フィルタ出力信号vw(n)との相互相関値を演算する相互相関演算部、94b′は相互相関値のピーク値を算出するピーク値算出部、94c′は相互相関のピーク値が一定値に以上になったか監視し、一定値以上にならなければ音響伝搬特性の同定動作を停止する信号を出力する監視部、80はオーディオ装置全体を制御するシステム制御部である。
オーディオ装置部分に異常がなければ、同定制御により適応フィルタ56bの係数値は制御音源からマイクまでの伝搬特性を次第に表現するようになる。かかる場合、定常ホワイトノイズu(n)と適応フィルタ出力信号vw(n)の相関度が強くなり、相互相関のピーク値は設定値以上になる。
【0054】
そこで、 伝搬特性の同定制御時、相互相関演算部94a′は次式
【数5】
により、ホワイトノイズu(n)と適応フィルタ出力信号vw(n)の相互相関値を演算する。(8)式において、mはシフトしたサンプリング数である。この(8)式は信号u(n)と信号vw(n+m)の対応する値の積を演算してその総和を相関関数値とするものであり、両信号が時間的に一致するとき相関関数値が最大になる。相互相関演算部94a′は信号 vw(n)を1サンプリングづつ順にずらしてゆき、その都度、(8)式により両信号波形の相関関数値を演算する。ピーク値算出部94b′は相互相関値のピーク値を算出し、監視部94c′は相互相関のピーク値が設定値以上になったか監視し、所定時間経過しても設定値以上にならなければ、伝搬特性の同定動作を停止する信号ALMを出力する。
【0055】
動作停止信号の発生により、システム制御部80は同定動作を停止し、図示しない異常検出ランプ等を点灯する。作業者は誤接続、断線、接続忘れ等のオーディオ装置の異常を検出し、異常除去後、再度適応フィルタ係数を同定するための調整を行う。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【0056】
【発明の効果】
以上本発明によれば、適応イコライザ制御機能を備えたオーディオ装置において、誤接続、断線、接続忘れ等の異常状態を調整時に事前に検出でき、オーディオ装置が故障する事態を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の構成図である。
【図2】異常時の状態説明図である。
【図3】第2実施例の構成図である。
【図4】第3実施例の構成図である。
【図5】第4実施例の構成図である。
【図6】第5実施例の構成図である。
【図7】異常時の状態説明図である。
【図8】第6実施例の構成図である。
【図9】第7実施例の構成図である。
【図10】第8実施例の構成図である。
【図11】第9実施例の構成図である。
【図12】適応等化システムの基本構成図である。
【図13】特定帯域のみターゲットにした適応イコライザの構成図である。
【図14】正相接続と逆相接続の制御音源説明図である。
【符号の説明】
52・・目標応答設定部
53・・マイク
54・・マイクアンプ
55・・演算部
56・・適応信号処理装置
56a・・適応信号処理部(LMS)
56b・・適応フィルタ
56c・・信号処理用フィルタ
57・・パワーアンプ
58・・制御音源である第1のスピーカ
59・・ローパスフィルタ(LPF)
60・・非制御音源である第2のスピーカ
70・・異常検出部
71a・・適応フィルタ出力取得部
71b・・平均値演算部
71c・・監視部
80・・システム制御部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an audio apparatus, and more particularly, to an audio apparatus having an equalizer control function for controlling an audio signal in a specific band to be a target response.
[0002]
[Prior art]
The vehicle interior is a sealed narrow space. Therefore, since reflection occurs in a short time and sound waves interfere with each other, the propagation characteristics up to the listening point are very complicated. In addition, since music or the like is being listened to in an asymmetrical place, the propagation characteristics from the left and right speakers are also greatly different. There is a demand for an audio device that eliminates the adverse effects of the vehicle interior and improves the acoustic characteristics of the vehicle interior. For this reason, control has been proposed that uses an adaptive equalizer to achieve desired characteristics including amplitude and phase characteristics at a plurality of points (control points) in the reproduction space.
[0003]
FIG. 12 is a basic configuration diagram of an adaptive equalization system, where 1 is an audio source (tuner, tape deck, CD player, etc.) that outputs an audio signal x (n), and 2 is a target response characteristic (impulse response characteristic) H. A target response setting unit that is set and receives the audio signal x (n) and outputs the target signal d (n), 4 is a microphone that detects sound at the listening position (observation point) in the vehicle interior acoustic space, and 5 is detection A calculation unit for calculating an error e (n) between the audio signal d ^ (n) and the target signal d (n) output from the target
[0004]
The target response characteristic H of the target
[0005]
The adaptive
[0006]
The adaptive signal processing unit 6a receives the error signal e (n) at the listening position and the reference signal r (n) for adaptive signal processing input through the
[0007]
In the adaptive equalization system, if the entire band is controlled, a huge amount of calculation is required, and there is a problem that several tens of DSPs are required if the processing is performed in real time. Therefore, an adaptive equalizer that targets only the low frequency range has been proposed in order to improve the reproduction quality of a specific frequency band, for example, 200 Hz or lower.
[0008]
FIG. 13 is a configuration diagram of such an adaptive equalizer, and the same components as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals. The difference from FIG. 12 is that (1) a band-pass filter (LPF) 9 that passes the low frequency band is provided after the
According to this adaptive equalizer, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional audio system provided with the adaptive equalizer control function, even if there is an erroneous connection such as reverse phase, forgetting connection, disconnection, etc., these abnormalities cannot be recognized and abnormal operations may occur. When such an abnormal operation occurs, it may lead to a rapid increase in the speaker output signal, and consequently to a system failure.
For example, if the
If there is not enough power, there may be a total of two speakers for the control sound source, one on each side. In this case, as shown in FIG. 14, if the control sound sources (speakers) 7a and 7b are mistakenly connected in the normal phase and the reverse phase, the
[0010]
For this reason, the microphone output becomes a small value, and the error signal e with the target response becomes large. Therefore, in order to reduce the error signal, adaptive signal processing is performed so that the output of the adaptive filter is increased, and the coefficient value of the adaptive filter is updated in the direction in which the absolute value increases. However, since the control sound source output is canceled near the microphone, the microphone output does not increase. Therefore, the error signal does not change so much, and the adaptive filter updates the filter coefficient in the direction in which the output further increases in response to this. If such an operation is repeated, the output of the control sound source continues to increase, and the system does not operate normally. In the worst case, the control sound source and the power amplifier are destroyed.
As described above, an object of the present invention is to detect an abnormal state in an audio apparatus provided with an adaptive equalizer and prevent a situation in which the audio apparatus breaks down.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided a filter that passes a specific band component of an audio signal, target signal output means that outputs a target signal, and an error signal that is a difference between the target signal and an audio signal detected at an observation point. An output means, an audio signal and an error signal are input, adaptive signal processing is performed so that the power of the error signal is minimized, an adaptive filter coefficient is determined, and the adaptive filter is used to filter an audio signal in a specific band. An adaptive signal processing device that outputs the audio signal output from the adaptive filter, a control speaker that radiates audio sound to an acoustic space, and an audio signal in a band other than the specific band is input It is equipped with an uncontrolled speaker that radiates audio sound into the acoustic space, and audio signals at observation points in a specific band. A There audio device for controlling so as to match the target signal,When the stationary white noise is input to the filter and the coefficient value of the adaptive filter is identified, the average value of the output signal of the adaptive filter Ew Average value calculation unit that calculates the average value of white noise at the observation point Em An average value calculation unit for calculating the ratio of the two average values Ew / Em A ratio calculating unit that calculates whether the ratio exceeds a certain value, and a monitoring unit that outputs a signal for stopping the identification operation of the adaptive filter coefficient when the ratio exceeds a certain value, an identification operation based on the stop signal And a control unit for notifying the abnormality of the audio device,This is achieved by an audio device comprising
[0020]
According to the present invention, the above problem isSteady white noise is input to the filter, a specific band component output from the filter is input to a control sound source and an adaptive filter, an output of the adaptive filter is set as a target signal, and white noise detected at the target signal and an observation point When adaptive processing is performed so that the power of the error signal, which is the difference between the two, is minimized and the coefficient value of the adaptive filter is converged to identify the acoustic propagation characteristics from the control sound source to the observation point, white noise and the adaptive filter output An arithmetic unit that calculates the cross-correlation value with the signal, a peak value calculation unit that calculates the peak value of the cross-correlation value, and monitors whether the peak value exceeds a certain value. A monitoring unit for outputting a signal for stopping the identification operation, a control unit for subsequently stopping the identification operation based on the stop signal, and for notifying the abnormality of the audio device,This is achieved by an audio device comprising
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(A) First embodiment of the present invention
(A) Configuration
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. In the figure, 51 is a signal input terminal, and stationary white noise u (n) is inputted at the time of adjustment for identifying the coefficient value of the adaptive filter, and from the audio source (tuner, tape deck, CD player, etc.) other than at the time of adjustment. An audio signal is input. 52 is a target response setting unit that sets a target response characteristic (impulse response) h and outputs a target signal d (n), 53 is a microphone that detects sound at the listening position (observation point) in the vehicle interior acoustic space, and 54 is A microphone amplifier for amplifying the detected audio signal, 55 is a microphone output vmAn
[0022]
57 is an output signal v of the adaptive filter 56b.wA power amplifier for amplifying (n), 58 is an output signal v of the adaptive filterwA first speaker which is a control sound source that radiates sound according to (n) to the vehicle interior acoustic space (only one is shown, but there may be two as described in FIG. 14), 59 is a low-pass A filter (LPF) that passes a signal component in a low frequency range (control band) of a specific band, for example, 200 Hz or less, and inputs it to the adaptive
Note that an audio signal having a band of 200 Hz or more may be input to the
[0023]
[0024]
(B) Principle of abnormality detection
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of abnormality detection.
As described with reference to FIG. 14, when the connection between the two control
[0025]
The above is the case where two control sound sources are connected in reverse phase, but the same applies when only one control sound source exists and the connection between the control sound source and the power amplifier is broken. That is, if the control sound source and the power amplifier are not connected, no sound is produced from the control sound source, and the microphone output becomes zero. For this reason, the adaptive filter updates the filter coefficient in the direction in which the output increases. Such an operation is repeated, the filter output continues to increase, does not operate normally, and in the worst case, the power amplifier is destroyed.
[0026]
From the above, when abnormalities such as reverse phase connection, disconnection of signal line between power amplifier and control sound source, forget connection, etc. occur,
A. The adaptive filter coefficient increases,
B. The adaptive filter output increases, or
C. Microphone output is small.
Therefore, it is possible to detect an abnormality of the audio device in consideration of these.
[0027]
(C) Control
In an audio apparatus having an adaptive equalizer control function, the coefficient value of the
Now, in the adjustment mode, the
The adaptive
[0028]
During the filter coefficient identification control, the adaptive filter output acquisition unit 71a outputs the output signal v of the adaptive filter.w(n) is taken in, and the average
[Expression 1]
Thus, the output signal v of the adaptive filterwAverage value E [v of (n)w 2(n)] is calculated. The
When the operation stop signal ALM is generated, the
[0029]
(B) Second embodiment of the present invention
FIG. 3 is a block diagram of the second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as those of the first embodiment of FIG.
[0030]
In the second embodiment, the abnormal state is detected in consideration of the point that the adaptive filter output increases and the microphone output decreases in the abnormal state.
In the adjustment mode for identifying the coefficient value of the
During the adaptive filter coefficient identification control, the adaptive filter output acquisition unit 71a outputs the output signal v of the adaptive filter.w(n) is taken in, and the average
[0031]
In addition, the microphone output acquisition unit 72 am(n) is taken in, and the average
[Expression 2]
By the microphone output signal vmAverage value E [v of (n)m 2(n)] is calculated.
[0032]
Average value E [v of output signal of adaptive filterw 2(n)] and the average value E [v of the microphone output signalm 2(n)] is obtained, the
β = E [vw 2(n)] / E [vm 2(n)] (3)
Calculate by The
As a result, the
[0033]
(C) Third embodiment
FIG. 4 is a block diagram of the third embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as those of the first embodiment of FIG.
[0034]
In the third embodiment, the abnormal state is detected in consideration of the point that the adaptive filter output increases in the abnormal state.
In the adjustment mode for identifying the coefficient value of the
[0035]
The noise acquisition unit 73a takes in the stationary white noise u (n), and the average
[Equation 3]
The average value E [u of white noise u (n)2(n)] is calculated.
[0036]
Average value E [v of output signal of adaptive filterw 2(n)] and the average value of white noise E [u2If (n)] is obtained, the
α = E [vw 2(n)] / E [u2(n)] (5)
Calculate by The monitoring unit 73d monitors whether the ratio α is equal to or greater than a set value, and outputs an operation stop signal ALM that stops the identification operation of the adaptive filter coefficient when the ratio becomes equal to or greater than the set value before the adaptive filter coefficient converges to a certain value. Output.
As a result, the
[0037]
(D) Fourth embodiment
FIG. 5 is a block diagram of the fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as those of the first embodiment of FIG. 74a is a filter coefficient monitoring unit, and each coefficient value a of the adaptive filter0~ AnIs a monitoring unit that outputs a signal ALM that stops the identification operation of the adaptive filter coefficient when at least two coefficient values become maximum (= 1), and 80 is a system control unit that controls the entire audio apparatus. . In the fourth embodiment, the abnormal state is detected in consideration of the point that the adaptive filter coefficient increases in the abnormal state.
[0038]
In the adjustment mode for identifying the coefficient value of the
[0039]
During such adaptive filter coefficient identification control, the filter coefficient monitoring unit 74a uses each coefficient value a of the adaptive filter.0~ AnAnd monitor whether the absolute value of at least two coefficient values has become 1. That is, the filter coefficient monitoring unit 74a
| Am| = 1 (0 ≦ m ≦ n)
| Ai| = 1 (0 ≦ i ≦ n, i ≠ m)
Is satisfied, and if the above equation is satisfied before the adaptive filter coefficient converges to a constant value, an operation stop signal ALM for stopping the adaptive filter coefficient identification operation is output. As a result, the
[0040]
(E) Fifth embodiment
(A) Configuration
In the audio apparatus (FIG. 1) having the adaptive equalizer function, the adaptive
[0041]
FIG. 6 shows a fifth embodiment in which the connection of the audio device is changed so that the propagation characteristic from the control sound
In the figure, 51 is a signal input terminal to which steady white noise u (n) is input during propagation characteristic identification control. 53 is a microphone that detects sound at the listening position (observation point) in the vehicle interior acoustic space, 54 is a microphone amplifier that amplifies the detected audio signal, and 55 is a microphone output v.m(n) and output signal v of the adaptive filterwa
[0042]
90 is an abnormality detection unit, 91a is a microphone output signal vmA microphone output acquisition unit for capturing (n), 91b is a microphone output signal v according to equation (2).mAn average
[0043]
(B) Propagation characteristic identification control
In order to identify the propagation characteristic from the control sound source to the observation point, the
[0044]
The
[0045]
(C) Abnormality detection principle
FIG. 7 is an explanatory diagram of the principle of abnormality detection. As described with reference to FIG. 14, if the connection between the two control
The above is the case where two control sound sources are connected in reverse phase, but the same applies when only one control sound source exists and the connection line between the control sound source and the power amplifier is disconnected. That is, if the control sound source and the power amplifier are not connected, no sound is output from the control sound source, and the microphone output becomes zero. Therefore, the adaptive
A. The adaptive filter coefficients are reduced, and
B. Adaptive filter output decreases. Or
C. Microphone output is small.
Therefore, it is possible to detect an abnormality of the audio device in consideration of these.
[0046]
(D) Abnormality detection control
During the propagation characteristic identification control, the microphone output acquisition unit 91a performs the microphone output v.m(n) is taken in, and the average
When the operation stop signal is generated, the
[0047]
(F) Sixth embodiment
FIG. 8 is a block diagram of the sixth embodiment of the present invention. The same reference numerals are assigned to the same parts as those of the fifth embodiment of FIG.
[0048]
During the propagation characteristic identification control, the adaptive filter output acquisition unit 92a outputs the output signal v of the adaptive filter.w(n) is taken in, and the average
When the operation stop signal is generated, the
[0049]
(G) Seventh embodiment
FIG. 9 is a block diagram of the seventh embodiment of the present invention. The same reference numerals are assigned to the same parts as those of the fifth embodiment of FIG. 90 is an abnormality detection unit, 93a is a norm calculation unit that calculates the square sum (norm) of each coefficient value of the
[0050]
During identification control of propagation characteristics, the norm calculation unit 93a is
Nω (n) = a0 2+ A1 2+ A2 2+ ... an 2(6)
Thus, the square sum (norm) of each coefficient value is calculated, and the
When the operation stop signal is generated, the
[0051]
(H) Eighth embodiment
FIG. 10 is a block diagram of an eighth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as those of the fifth embodiment of FIG.
If there is no abnormality in the audio apparatus part, the coefficient value of the
[0052]
Therefore, during the propagation characteristic identification control, the cross-correlation calculating unit 94a
[Expression 4]
White noise u (n) and microphone detection signal vmThe cross-correlation value of (n) is calculated. In equation (7), m is the number of shifted samples. This equation (7) is for signal u (n) and signal vmThe product of the corresponding values of (n + m) is calculated and the sum is used as the correlation function value, and the correlation function value is maximized when both signals coincide in time. The cross-correlation calculation unit 94a receives the signal vm(n) is shifted in order of one sample at a time, and each time the correlation function value of both signal waveforms is calculated by equation (7). The peak
When the operation stop signal is generated, the
[0053]
(I) Ninth embodiment
FIG. 11 is a block diagram of the ninth embodiment of the present invention. Components identical with those of the eighth embodiment shown in FIG. 10 are designated by like reference characters.
If there is no abnormality in the audio apparatus part, the coefficient value of the
[0054]
Therefore, during propagation characteristic identification control, the cross-correlation calculation unit 94a '
[Equation 5]
White noise u (n) and adaptive filter output signal vwThe cross-correlation value of (n) is calculated. In equation (8), m is the shifted sampling number. This equation (8) is for signal u (n) and signal vwThe product of the corresponding values of (n + m) is calculated and the sum is used as the correlation function value, and the correlation function value is maximized when both signals coincide in time. The cross-correlation calculation unit 94a 'w(n) is shifted in order of one sample at a time, and each time, the correlation function value of both signal waveforms is calculated by equation (8). The peak
[0055]
When the operation stop signal is generated, the
The present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention can be variously modified in accordance with the gist of the present invention described in the claims, and the present invention does not exclude these.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an audio apparatus having an adaptive equalizer control function, an abnormal state such as erroneous connection, disconnection, or forgetting connection can be detected in advance during adjustment, and a situation in which the audio apparatus fails can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state at the time of abnormality.
FIG. 3 is a configuration diagram of a second embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram of a third embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram of a fourth embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of a fifth embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a state at the time of abnormality.
FIG. 8 is a configuration diagram of a sixth embodiment.
FIG. 9 is a block diagram of a seventh embodiment.
FIG. 10 is a configuration diagram of an eighth embodiment.
FIG. 11 is a configuration diagram of the ninth embodiment.
FIG. 12 is a basic configuration diagram of an adaptive equalization system.
FIG. 13 is a configuration diagram of an adaptive equalizer that targets only a specific band.
FIG. 14 is an explanatory diagram of control sound sources for normal phase connection and reverse phase connection;
[Explanation of symbols]
52 .. Target response setting part
53. Mike
54 .. Microphone amplifier
55 .. Operation part
56 .. Adaptive signal processing device
56a ・ ・ Adaptive signal processor (LMS)
56b ・ ・ Adaptive filter
56c .. Filter for signal processing
57. Power amplifier
58..First speaker as control sound source
59 .. Low pass filter (LPF)
60 .. Second speaker as non-control sound source
70 .. Abnormality detection part
71a..Adaptive filter output acquisition unit
71b .. Average value calculator
71c ・ ・ Monitoring part
80 .. System control part
Claims (2)
定常ホワイトノイズを前記特定帯域成分を通過するフィルタに入力して前記適応フィルタの係数値を同定する際に、該適応フィルタの出力信号の平均値Ewを演算する平均値演算部、
観測点におけるホワイトノイズの平均値Emを演算する平均値演算部、
前記2つの平均値の比 Ew/Emを演算する比演算部、
前記比が一定値以上になったか監視し、一定値以上になったとき適応フィルタ係数の同定動作を停止する信号を出力する監視部、
該停止信号に基づいて同定動作を以後停止すると共に、オーディオ装置の異常報知を行なう制御部、
を備えたことを特徴とするオーディオ装置。A filter that passes a specific band component of the audio signal, target signal output means for outputting the target signal, means for outputting an error signal that is a difference between the target signal and the audio signal detected at the observation point, and an audio signal in the specific band and is input to said error signal, the power of the error signal is subjected to adaptive signal processing to minimize to determine the coefficients of the adaptive filter, outputs performs a filtering process on the audio signal of the specific band by the adaptive filter An adaptive signal processing unit that receives the audio signal output from the adaptive filter and radiates the audio sound to an acoustic space; receives an audio signal in the entire band or a band other than the specific band; comprising a non-control speaker for radiating to a space, an audio signal at the observation point of the specific bands An audio device for controlling so as to match the target signal,
Stationary white noise is input to the filter which passes through the specific band component in identifying coefficient value of said adaptive filter, the average value calculator for calculating an average value Ew of the output signal of the adaptive filter,
An average value calculator that calculates the average value Em of white noise at the observation point,
A ratio calculation unit for calculating a ratio Ew / Em of the two average values;
A monitoring unit that monitors whether the ratio has become a certain value or more, and outputs a signal for stopping the identification operation of the adaptive filter coefficient when the ratio has become a certain value or more,
A control unit that subsequently stops the identification operation based on the stop signal, and notifies the abnormality of the audio device,
An audio apparatus comprising:
前記フィルタに定常ホワイトノイズを入力し、該フィルタから出力される特定帯域成分を前記制御スピーカと適応フィルタに入力し、適応フィルタ出力を目標信号とし、該目標信号と観測点で検出されたホワイトノイズとの差であるエラー信号のパワーが最小となるように適応処理を行って該適応フィルタの係数値を収束させて前記制御スピーカから観測点までの音響伝搬特性を同定する際、
前記ホワイトノイズと適応フィルタ出力信号との相互相関値を演算する演算部、
相互相関値のピーク値を算出するピーク値算出部、
ピーク値が一定値に以上になったか監視し、一定値以上にならなければ音響伝搬特性の同定動作を停止する信号を出力する監視部、
該停止信号に基づいて同定動作を以後停止すると共に、オーディオ装置の異常報知を行なう制御部、
を備えたことを特徴とするオーディオ装置。The difference of the filter, the control speaker to by an audio sound input audio signal of a specific band which is output from the filter to emit the acoustic space, the target signal and the detected audio signal at the observation point that pass through a particular band component of the audio signal means for outputting an error signal is, the inputted audio signal and the error signal in a specific band, adaptive signal power of said error signal to determine the coefficients of the adaptive filter by performing adaptive signal processing so as to minimize processing In an audio device comprising a unit,
Steady white noise is input to the filter, a specific band component output from the filter is input to the control speaker and an adaptive filter, and the adaptive filter output is set as a target signal, and the white noise detected at the target signal and the observation point When the acoustic propagation characteristics from the control speaker to the observation point are identified by performing the adaptive processing so that the power of the error signal that is the difference between the two and the adaptive filter is converged to converge the coefficient value of the adaptive filter,
Calculator for calculating a cross-correlation value between the white noise and the adaptive filter output signal,
A peak value calculation unit for calculating the peak value of the cross-correlation value,
A monitoring unit that monitors whether the peak value becomes a certain value or more, and outputs a signal that stops the identification operation of the acoustic propagation characteristics if not exceeding the certain value,
A control unit that subsequently stops the identification operation based on the stop signal, and notifies the abnormality of the audio device,
An audio apparatus comprising:
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