JP5708693B2 - イコライザのパラメータを制御する装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Description
この種の音場支援システムの音場支援装置は、マイクロホンから収音信号が入力されると、FIRフィルタによってその収音信号へ所望の音響空間の残響効果等を付与するためのフィルタ係数列を畳み込み、この結果得られた信号をスピーカから放音するとともに放音した音の一部をマイクロホンへ帰還する、という処理を繰り返すことにより、音響空間における残響効果等を増強する。FIRフィルタに用いるフィルタ係数列の設定の如何によっては、狭小な音響空間でありながらあたかもコンサートホールなどの大きな音響空間で演奏しているかのような残響効果を創出することができる。
図1は、この発明の一実施形態である音場支援装置40を含む音場支援システムの全体構成を示す図である。この音場支援システムは、音響空間1内における音響特性を制御する。本実施形態における音響特性の制御とは、初期反射音のレベル、時間構造、到来方向などの特性を含む反射音特性や、残響特性を制御することを意味する。この音場支援システムは、マイクロホン10−k(k=1〜8)、スピーカ20−m(m=1,2…M)、マイクアンプ部31、パワーアンプ部32、および音場支援装置40を有する。マイクロホン10−k(k=1〜8)とスピーカ20−m(m=1,2…M)は、音響空間1の側壁や天井に間隔を空けて固定される。
PEQ54−i(i=1〜4)は、残響音信号の帯域を8つ以下の複数のバンドに分割し、残響音信号におけるそれらの各バンドの周波数成分に個別のイコライジングを施す。PEQ54−i(i=1〜4)には、PEQパラメータps(s=1〜8)が設定される。PEQパラメータps(s=1〜8)は、残響音信号の帯域を8つのバンドに分割した場合における第1バンドから第8バンドまでの各バンドの中心周波数cfs(s=1〜8)、各バンドの中心周波数cfs(s=1〜8)におけるレベルの増減量であるゲインgs(s=1〜8)、および各バンドの周波数特性の鋭さであるQ値qs(s=1〜8)を指定するパラメータである。PEQ54−i(i=1〜4)には、入力信号の全帯域の周波数成分を変えることなくそのまま出力するようなPEQパラメータps(s=1〜8)、すなわち、第1バンドから第8バンドまでの各バンドのゲインgs(s=1〜8)を0dBとしたPEQパラメータps(s=1〜8)がデフォルトとして設定されている。そして、PEQ54−i(i=1〜4)におけるデフォルトのPEQパラメータps(s=1〜8)は、CPU61が生成する新たなPEQパラメータps(s=1〜8)によって書き換えられる。詳しくは、後述する。
すなわち、ステップS110においてピンクノイズの信号の発生が始まってからステップS130においてその発生が停止されるまでの間に、CPU61は、テスト音であるピンクノイズそのものの信号(「テスト信号」という)と、音響空間1におけるそのテスト音の応答音から得られた残響音信号(「応答信号」という)とを取得する。
図4(A)は、フラットでない振幅特性C(ω)の一例を示す図であり、図4(B)はフラットな振幅特性C(ω)の一例を示す図である。両図における振幅特性C(ω)の全周波数の振幅値(dB)の平均値LAVEとその最大値LMAXの差を比較すると、前者より後者のほうがその差が2.5dB程度小さくなっていることが分かる。これは、前者よりも後者のほうがカラレーションを発生させにくい特性であることを意味する。
図5において、CPU61は、ステップS110においてピンクノイズの信号の発生が始まってからステップS130においてその発生が停止されるまでの間に取得したテスト信号と応答信号とを用いて振幅特性C(ω)を取得する(S141)。より詳細に説明すると、まず、テスト信号に対して、窓幅を32768サンプル、オーバーラップ率を95%とするFFT(Finite Fourier Transform)処理を施し、パワースペクトル(分布の時間平均)を求める。次に、応答信号に対しても同様のFFT処理を施し、パワースペクトル(分布の時間平均)を求める。そして、前者のパワースペクトルから後者のパワースペクトルを減算した結果を振幅特性C(ω)とする。
本実施形態においては、振幅特性を、各周波数の振幅を対数として示す一連の対数値列として取り扱う。
GF=b・exp(−(x−a)2/2c2)…(1)
CPU61は、それまでにガウス関数記憶領域にセットとして記憶したパラメータa,bを上記式に入力し、その入力によって得られるガウス関数GFを重ね合わせた曲線(「フィット曲線」という)を求める(S146)。
上述したように、振幅特性簡略化処理では、振幅特性C(ω)と目標レベル(0dB)との差である振幅特性R(ω)のピークの周波数とその振幅をそれぞれパラメータa,bとするn個のガウス関数を重ね合わせたフィット曲線を振幅特性R’(ω)とする。図9に示すように、この振幅特性R’(ω)には、PEQ54−iによるイコライジングが可能なバンドの最大数である8よりも多くのピークが発生し得る。パラメータ生成処理は、8つ以下のPEQパラメータpsであって、それらを設定した場合におけるPEQ54−iの伝達関数(周波数応答)の振幅特性(「振幅特性G(ω)」と記す)と振幅特性R’(ω)との和である振幅特性の最大ピークの振幅値が0dBより僅かに大きな閾値TH以下になるようなPEQパラメータpを生成する処理である。
後述するように、この振幅特性記憶領域に記憶される振幅特性−Rs’(ω)は、変数sのインクリメントに従い、振幅特性−R1’(ω)、振幅特性−R2’(ω)…振幅特性−R8’(ω)と書き換えられる。
q=cf/(|f1−f2|)…(2)
後述するように、このパラメータ記憶領域には、PEQパラメータp1、PEQパラメータp2…PEQパラメータp8が1つずつ書き加えられる。
Claims (6)
- 複数バンドのイコライジング処理を実行するイコライザと、
振幅特性を取得する振幅特性取得手段を含み、前記振幅特性取得手段が取得した振幅特性と目標特性との差分である第1の振幅特性がピークとなる周波数においてピークとなる複数の関数を重ね合わせることにより、前記第1の振幅特性を包絡曲線により簡略化した簡略化振幅特性を生成し、前記簡略化振幅特性に基づいて前記イコライザの目標振幅特性を決定する目標振幅特性決定処理と、前記イコライザの振幅特性を前記目標振幅特性とする前記複数バンドのイコライジング処理のパラメータを決定するパラメータ生成処理とを実行する制御手段と
を具備することを特徴とするイコライザ装置。 - 前記パラメータ生成処理では、前記目標振幅特性を第2の振幅特性の初期値とし、その後、前記複数バンドのうち1つを設定バンドとし、前記第2の振幅特性の最大ピークの周波数を前記設定バンドの中心周波数とし、前記イコライザの振幅特性と前記第2の振幅特性との間のゲイン差の面積を最も小さくする前記設定バンドのイコライジング処理のパラメータを決定し、記憶手段に記憶させるとともに、前記記憶手段に記憶されたパラメータを前記イコライザに設定した場合における前記イコライザの振幅特性と前記第1の振幅特性との和により前記第2の振幅特性を更新する処理を繰り返し、前記記憶手段に記憶されたパラメータを前記イコライザに設定することを特徴とする請求項1に記載のイコライザ装置。
- 前記パラメータ生成処理では、前記第2の振幅特性の最大ピークの周波数を前記設定バンドの中心周波数とし、前記イコライザの振幅特性と前記第2の振幅特性との間のゲイン差の面積を最も小さくする当該設定バンドのイコライジング処理のQ値を探索することを特徴とする請求項2に記載のイコライザ装置。
- 前記目標振幅特性決定処理では、前記簡略化振幅特性の逆特性を前記目標振幅特性とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1の請求項に記載のイコライザ装置。
- 振幅特性を取得する振幅特性取得過程と、
前記振幅特性取得過程において取得した振幅特性と目標特性との差分である第1の振幅特性がピークとなる周波数においてピークとなる複数の関数を重ね合わせることにより、前記第1の振幅特性を包絡曲線により簡略化した簡略化振幅特性を生成し、前記簡略化振幅特性に基づいて前記イコライザの目標振幅特性を決定する目標振幅特性決定処理と、複数バンドのイコライジング処理を実行するイコライザの振幅特性を前記目標振幅特性とする前記複数バンドのイコライジング処理のパラメータを決定するパラメータ生成処理とを実行する制御過程と
を具備することを特徴とするイコライザの制御方法。 - コンピュータに、
振幅特性を取得する振幅特性取得過程と、
前記振幅特性取得過程において取得した振幅特性と目標特性との差分である第1の振幅特性がピークとなる周波数においてピークとなる複数の関数を重ね合わせることにより、前記第1の振幅特性を包絡曲線により簡略化した簡略化振幅特性を生成し、前記簡略化振幅特性に基づいて前記イコライザの目標振幅特性を決定する目標振幅特性決定処理と、複数バンドのイコライジング処理を実行するイコライザの振幅特性を前記目標振幅特性とする前記複数バンドのイコライジング処理のパラメータを決定するパラメータ生成処理とを実行する制御過程と
を実行させることを特徴とするプログラム。
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