JPS63281510A - 音質調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、任意の振幅周波数特性及び位相周波数特性を
実現するトランスバーサル・フィルタ（以下、ＦＩＲフ
ィルタと呼ぶ）を用いた音質調整装置に関するものであ
る。

従来の技術 近年、貴書装置のディジタル化に伴ない、ＦＩＲフィル
タを用いたイコライザの開発が求められている。

しかし従来、振幅周波数特性と位相周波数特性を一つの
ＦＩＲフィルタにより、それぞれ独立に制御することは
できなかった。

第１２図に、従来の振幅周波数特性のみを制御すること
ができるＦ１１ｔフィルタを用いた音質調整装置のブロ
ック図を示す。第１２図において、１は任意の振幅周波
数特性ＩＨゆ）１を入力する振幅入力手段、６は入力さ
れた振幅周波数特性を伝達関数としてこの伝達関数を逆
フーリエ変換することによりフィルタ係数を求める逆フ
ーリエ変換手段、６は求まったフィルタ係数をＦＩＲフ
ィルタに設定する設定手段、７は実際に与えられた振幅
周波数物性を実現するＦＸＲフィルタ、８はＦＩＲフィ
ルタ７に信号を入力する信号入力手段、９はＦＩＲフィ
ルタ７により処理された結果を出力する信号出力手段で
ある。

希望する振幅周波数特性ＩＨ（ω）１は、振幅入力手段
１により入力される。第１３図ムに入力された振幅周波
数特性の例を示す。第１３図ムにおいて、黒丸で入カポ
インドを示している。

次に、逆フーリエ変換手段６において伝達関数Ｈ（ω）
＝ｌＨ（切１　　　曲…叩曲・・・（１）としてＨ（→
を逆フーリエ変侯することにょ多フィルタ係数（１１→
に対するインパルス応Ｗ）　を求めることができる。

逆フーリエ変換は、次式のように実行する。

ｈ（ｎ）＝１７ＮＸΣＨ＄）Ｘｅｊ−・・・・・・・・
・・・・文（ω＝２ｙｒ／ＮＸＩＣＯ≦ｎ≦Ｎ−１）＠
）式で求まったｈ（ｎ）はフィルタ係数として設定回路
ｅによって、ＦＩＲフィルタ７に設定され、ここで与え
られた振幅周波数特性が実現されることとなる。位相周
波数物性は（１）式で伝達関数を与えたことにより直線
位相となる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら第１２図で示した従来例では、最初に述べ
たように任意の振幅周波数特性は実現できるが、位相周
波数特性ＦｉＦＩＨフィルタのタップ係数の数によりー
義的に決まる直線位相となシ、位相周波数特性は任意に
設定することはできないという欠点があった。また、あ
る回路が持つ振幅位相特性を実現しようとすると回路の
振幅１位相特性を測定してこれを振幅および位相入力手
段で入力しなければならなかった。また、外部の演算手
段で得られた位相、振幅特性を簡単に入力することがで
きなかった。

本発明は、上記問題点に鑑み、任意の振幅周波数時性と
任意の位相周波数特性をそれぞれ独立に設定でき、また
入力された信号の位相、振ａ％性を分析する仁とにより
入力信号と同じあるいは逆の特性の振幅１位相特性をも
つ回路と同じ特性のＦＩＲフィルタ特性を入力手段で振
幅１位相特性として入力することなく実現でき、外部で
得られた振幅位相特性を簡単に入力でき更にこの特性と
装置の入力手段で入力された振幅位相特性に足し合わせ
た振幅位相特性を実現するＦＩＲフィルタによる音質調
整装置を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するため本発明は、任意の振幅周波数
特性を入力する振幅入力手段と１位相周波数特性を求め
るために位相特性あるいは群遅延特性あるいは振ｌ１１
１特性あるいは共振条件のデータを入力する位相入力手
段と、位相入力手段で入力されたデータをもとに位相周
波数特性を演算する位相演算手段と、信号入力手段によ
り入力された信号の振幅位相偏差周波数分析を行う振幅
位相周゛　波数分析手段と１位相演算手段で求まった位
相周波数特性と振幅位相周波数分析手段により求まった
位相偏差周波数特性とを加算あるいは減算する位相周波
数特性補正手段と、振幅入力手段で入力された振幅周波
数特性と振幅位相周波数分析手段により求まった振幅偏
差周波数特性とを加算あるいは減算する振幅周波数特性
補正手段と、位相周波数特性補正手段および振幅周波数
特性補正手段により求まった位相及び振幅周波数特性を
用いて伝達関数を演算する伝達関数演算手段と、伝達関
数演算手段で演算された伝達関数に対するインパルス応
答を求める逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換によ
り求まったインパルス応答をフィルタ係数としてトラン
スバーサル・フィルタに設定する設定手段と、設定され
た係数のフィルタを実現するトランスバーサル・フィル
タとを具備し、信号入力手段によって入力された信号を
、トランスバーサル・フィルタを介して音質調歪する構
成となっている。

作用 本発明は上記した構成により、振幅入力手段及び位相入
力手段により希望する振幅周波数特性。

位相周波数特性が入力され、これと信号入力手段で入力
されたデータを分析して得られた振幅位相偏差周波数特
性、あるいは記憶手段に記憶されている振幅位相偏差周
波数特性とを用いた演算により、新たに振幅周波数特性
及び位相周波数特性が求められ、この振幅周波数特性及
び位相周波数特性をもつ伝達関数を逆フーリエ変換する
逆フーリエ変換手段によジインパルス応答が計算され、
設定手段により求まったインパルス応答がフィルタ係数
としてトランスバーサル・フィルタに設定されることに
より希望の特性が実現されるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図線、本発明の一実施例における音質調整装置のブ
ロック図を示すものである。

第１図において、１１は希望の振幅周波数特性を入力す
る振幅入力手段、１２は希望の位相周波数特性を演算す
るために必要なデータを入力する位相入力手段、１３は
位相入力手段１２で入力されたデータから位相周波数特
性を求める位相演算手段、２８は信号入力手段１８で入
力された信号の振幅偏差周波数特性及び位相偏差周波数
特性を分析する振幅位相周波数分析手段、２９は位相演
算手段１３で得られた位相周波数特性に前記位相偏差周
波数特性を加算あるいは減算する位相周波数特性補正手
段、３０は振幅入力手段１１で入力された振幅周波数特
性と振幅位相周波数分析手段２８により求まった振幅偏
差周波数特性とを加算あるりは減算する振幅周波数特性
補正手段、１４は位相および振幅周波数補正手段により
求まった位相及び振幅周波数特性を用いて伝達関数を演
算する伝達関数演算手段、１５は伝達関数演算手段１４
で求まった伝達関数ｆｔ逆フーリエ変換する逆フーリエ
変侠手段、１６は逆フーリエ変換手段１６で不まっだイ
ンパルス応答をフィルタ係数として設定する設定手段、
１７は実際に設定された振幅位相周波数特性を実決する
ＦＩＲフィルタ、１９はＦＩＲフィルタ１７により処理
された結果を出力する信号出力手段である。

以下、本実施例の動作について、図面に従って説明する
。

振幅位相周波数分析手段２８で分析されるために信号入
力手段１８により入力される信号はノイズ信号るるいは
正弦波信号あるいはインパルス応答波形信号である。振
幅位相周波数分析手段２８はこれら信号から位相特性と
振幅特性を分析する手段を備え（例えば、種々の中心周
波数を持つ帯域ａ廼フィルタ手段、フーリエ変換手段、
位相比較手段、＠幅測定手段）、さらに求まった振幅特
性、位相特性のそれぞれについて平均値を求め各周波数
での平均値からの偏差を出力するものである。また分析
された結果が頻繁に変化する特性に付いては特性がなめ
らかに変化するように、第２図に示したような曲線近似
を、狭い周波数幅での平均化処理るるいは高次関数近似
などにょシ行うことが音質調整器として良い結果が得ら
れる場合がある。

振幅及び位相特性が平坦な信号が印加されたときスピー
カが出力した信号を入力信号としたときの例を第３図に
示す。スピーカの振幅位相特性が第３図ムで示されると
き、振幅位相周波数分析手段２８により得られた振幅位
相偏差は第３図Ｂで示され、振幅入力手段１１及び位相
入力子ｐｉ１２で設定された特性が第３図Ｃである時、
振幅位相偏走の減算を行うことによ′シスピー力の特性
を含めた特性を振幅入力手段１１及び位相入力手段１２
で設定された特性とする蚕幅位相特性第３図りがもとま
る。また振幅入力手段１１及び位相入力手段１２で設定
された特性が平坦で振幅位相偏差の加算を行ったときに
はスピーカの振幅位相特性を実現するＦＩＲフィルタ１
７による音質調整器が実現されることは明かである。

なお、振幅及び位相周波数補正手段のいずれか一方だけ
の加算あるいは減算を行うものであってもよく、振幅あ
るいは位相のいずれかだけの補正あるいは再現が可能で
あシ、その特には振幅位相周波数分析手段２８も振幅、
位相の何れか用いられる一方の分析が出来れはよい。

第４図は、本発明の第２の実施例における音質調整装置
のブロック図を示すものである。

第４図において、３１はインパルス信号あるいは正弦波
信号あるいはランダム信号を発生する信号発生手段であ
る。

以下、本実施例の動作について、図面に従って簡単に説
明する。

信号発生手段３１により発生された振幅１位相特性共に
平坦な信号は信号切シ替え器１９１を経て位相振幅共に
平坦であるフィルタに設定されているＦＩＲフィルタ１
７、信号出力手段１９を経て外部に出力される。なお、
信号はＦＩＲフィルタ１７を経ることなく直接信号出力
手段１９に転送されてもよい。信号発生手段３１を内蔵
することによ）信号入力手段１８から入力される信号レ
ベルに応じて発生信号のレベルを制御することが可能で
有シ精度の良い分析が可能となる。

第６図は、本発明の第３の実施例における音質調整装置
のブロック図を示すものである。

第５図において、３２は信号入力手段１８にょシ入力さ
れた信号を入力された順番に記憶する記憶手段であシ、
記憶された有限信号データの振幅位相特性を振幅位相周
波数分析手段２８で分析を行うものである。

以下、本実施例の動作について、図面に従って簡単に説
明する。

記憶手段３２はシフトレジスタあるいはメモリ等で構成
され信号入力手段１８で入力された信号を入力された順
番に記憶するものである。振幅位相周波数分析手段２８
は複雑な処理を行うために信号が入力される時間に比べ
て長い処理時間が必要である。記憶手段３２で記憶され
た入力信号を分析することにより信号入力手段１８が入
力する時間に関係なく充分な分析時間が取れ精度のよい
分析演算が可能となる。

第６図は、第３の実施例における音質調整装置において
、信号入力手段１８により入力された信号の値が決めら
れた設定値を越えたかどうかを判定する判定手段３３を
設けた第４の実施例の構成を示すものであシ、記憶手段
３２は判定手段３３の出力を同期信号として入力された
信号の記憶を開始するものである。

以下、本実施例の動作について説明すると、記憶手段３
２にはその記憶できる信号の長さに限界が有シ、効率よ
く入力信号を記憶することが振幅位相周波数分析手段２
８の分析能力を向上させることになる。入力される信号
は第７図ムに示されるような波形信号で有シ、分析に有
用な信号の前には信号のない無音区間が有シこれを除い
て有用な信号だけを記憶することが望まれる。判定手段
３３鉱無音区間の信号レベルに比べて確実に大きい信号
レベル（↑で示す）が入力されたとき、記憶手段３２に
対して、第７図Ｂに示すような信号の記憶を開始する同
期信号を出力する。これにより記憶手段３２が有効に使
用することが可能となる。

第８図性、第４の実施例の音質調整装置において、記憶
手段３２に、信号入力手段１８により入力された信号の
値が決められた設定値を越たと判定された時、入力され
た信号と記憶手段３２で記憶されているデータとを記憶
されている順番に加算すると共に加算されたデータを再
度同じ記憶場所に記憶させる同期加算手段２０１を備え
た第６の実施例の構成を示すものである。

以下、本実施例の動作について、簡単に説明すると、第
９図ムに示すように信号入力手段１８から入力される信
号は有用な信号にノイズが加わったような信号で有る。

それ自身が時間的に相関のないノイズの影響を小さくす
るには有用な信号の波形位置を一致させて複数回加算す
ることが有効である。第９図ムで示される信号波形と第
９図Ｂで示される信号波形を判定手段３３の記憶開始信
号（矢印↑で示す）の位置を合わせて同期加算すること
により、第９図Ｃで示すように相関のないノイズ信号は
小さくなシ、相関が１である有用な信号は２倍になる。

このようにノイズ信号成分が少ない信号が記憶され分析
されることにより、よシ精度のよい振幅位相特性が得ら
れる。

第１０図は、本発明の第６の実施例における音質調整装
置のブロック図を示すものである。

第１０図において、３１は信号発生手段で、複数回同じ
信号を発生するものである。３４は信号発生手段１８が
信号を発生してから判定手段３３が設定値を越えたと判
定するまでの時間を初回の信号が発生された時だけ時間
計数すると共に後続の信号が発生した時には時間計数さ
れた時間と同じ時間が経過したら記憶手段３２へ同期加
算信号を発生する時間計数手段である。

前述したように同期加算手段２０１により同期加算をす
ることによりノイズ信号が小さくなシ分析の精度が向上
される。しかしながら同期加算の開始位置が正しく設定
されていないときには有用な信号に誤差が生じる。判定
手段３３に設定されている値が一定であるため、入力さ
れる信号にノイズが加わっている時には第９図に示した
ように必ずしも有用な信号の一定した位置に同期信号が
出力されるとは限らない。入力信号が信号発生手段３１
の発生した信号に相関のある信号であるので信号が発生
された後一定の時間で同期加算を行えば有用な信号の同
期加算による誤差は生じない。

時間計数手段３４ははじめに信号が発生されて有用な信
号が入力されるまでの時間を計数し、この値を一定とし
て同期加算を行うための同期信号を出力するため有用な
信号にとって非常に精度のよい同期加算が行われ、分析
結果も精度が向上される。

また、判定手段３３を用いて計数された設定時間以前に
も有用なデータが僅かに有シ、判定設定値がノイズレベ
ルに比べて大きければ大きいほど記憶されない有用なデ
ータの数は増加する。第１１図にその概念図を示す。第
１１図ムはノイズの乗っている波形、第１１図Ｂはノイ
ズの乗っていない正しい波形である。したがって時間計
数手段３４への設定時間を実際に計数された時間よシ少
し短い時間することにより有用な信号全てが記憶され分
析の精度が向上される。

また、判定手段３３が出力する記憶開始信号で記憶を開
始する記憶手段３２である場合にも記憶開始信号の少し
以前から記憶することにより同様の効果が得られるもの
である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、任意の振幅周波数特性を
入力する振幅入力手段と、位相周波数特性を求めるため
に位相特性あるいは群遅延特性あるいは振幅特性あるい
は共振条件のデータを入力する位相入力手段と、位相入
力手段で入力されたデータをもとに位相周波数特性を演
算する位相演算手段と、信号入力手段により入力された
信号の振幅位相偏差周波数分析を行う振幅位相周波数分
析手段と、位相演算手段で求まった位相周波数特性と振
幅位相周波数分析手段により求まった位相偏差周波数特
性とを加算あるいは減算する位相周波数特性補正手段と
、振幅入力手段で入力された振幅周波数特性と前゛記振
幅位相周波数分析手段により求まった振幅偏差周波数特
性とを加算あるいは減算する振幅周波数特性補正手段と
１位相周波数特性補正手段および振幅周波数補正手段に
より求まった位相及び振幅周波数特性を用いて伝達関数
を演算する伝達関数演算手段と、伝達関数演算手段で演
算された伝達関数に対するインパルス応答を求める逆フ
ーリエ変換手段と、逆フーリエ変換により求まったイン
パルス応答をフィルタ係数としてトランスバーサル・フ
ィルタに設定する設定手段と、設定された係数のフィル
タを実現する前記トランスバーサル・フィルタとを備え
、前記トランスバーサル令フィルタによって音質調整さ
れた信号を出力するので振幅入力手段及び位相入力手段
により希望する振幅周波数特性８位相周波数特性が入力
され、これと信号入力手段で入力されたデータを分析し
て得られた振幅位相偏差周波数特性、あるいは記憶手段
に記憶されている振幅位相偏差周波数特性とを用いた演
算により、新たに振幅周波数特性及び位相周波数特性が
求められ、この振幅周波数特性及び位相周波数特性をも
つ伝達関数を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段に
よりインパルス応答が計算され、設定手段により求まっ
たインパルス応答がフィルタ係数としてトランスバーサ
ル・フィルタに設定されることにより希望の特性が実現
されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における音質調整装置の
ブロック図、第２図、第３図は同周波数振幅位相特性図
、第４図〜第６図は第２〜第４の実施例における音質調
整装置のブロック図、第７図は同動作を説明するための
波形図、Ｍ８図は第６の実施例のブロック図、第９図は
同波形図、第１０図は第６の実施例のン°ロック図、第
１１図は同波形図、第１２図は従来の音質調整装置のブ
ロック図、第１３図は同人力状態を示す周波数特性図で
ある。 １１・・・・・・振幅入力手段、１２・・・・・・位相
入力手段、１３・・・・・・位相演算手段、１４・・・
・・・伝達関数演算手段、↑６・・・・・・逆フーリエ
変換手段、１６・・・・・・設定手段、１７・・・・・
・トランスバーサル令フィルタ、１８・・パ°°信号入
力手段、１９・・・・・・信号出力手段、２８・・・・
・・振幅位相周波数分析手段、２９・・・・・・位相周
波数特性補正手段、３０・・・・・・振幅周波数特性補
正手段、３１・・・・・・信号発生手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
２　図 眉彼敷 第　３　図 廂　９　因 （Ａ） （ジ 第１１図 （Ａ） （Ｂ） 第１２ヌ 第１３区 （Ａ） 牟 １　　　　　　　　　　　　　！ Ｉテ１　ジーヒ　（−二 （Ｂ〕 周シ　ｋ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）任意の振幅周波数特性を入力する振幅入力手段と
   、位相周波数特性を求めるために位相特性あるいは群遅
   延特性あるいは振幅特性あるいは共振条件のデータを入
   力する位相入力手段と、前記位相入力手段で入力された
   データをもとに位相周波数特性を演算する位相演算手段
   と、信号入力手段により入力された信号の振幅位相偏差
   周波数分析を行う振幅位相周波数分析手段と、位相演算
   手段で求まった位相周波数特性と前記振幅位相周波数分
   析手段により求まった位相偏差周波数特性とを加算ある
   いは減算する位相周波数特性補正手段と、前記振幅入力
   手段で入力された振幅周波数特性と前記振幅位相周波数
   分析手段により求まった振幅偏差周波数特性とを加算あ
   るいは減算する振幅周波数特性補正手段と、前記位相周
   波数特性補正手段および前記振幅周波数特性補正手段に
   より求まった位相及び振幅周波数特性を用いて伝達関数
   を演算する伝達関数演算手段と、前記伝達関数演算手段
   で演算された伝達関数に対するインパルス応答を求める
   逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換により求まった
   インパルス応答をフィルタ係数としてトランスバーサル
   ・フィルタに設定する設定手段と、設定された係数のフ
   ィルタを実現する前記トランスバーサル・フィルタを具
   備し、信号入力手段とによって入力された信号を前記ト
   ランスバーサル・フィルタを介して音質調整する音質調
   整装置。
2. （２）インパルス信号あるいは正弦波信号あるいはラン
   ダム信号を発生する信号発生手段を具備してなる特許請
   求の範囲第１項記載の音質調整装置。
3. （３）信号入力手段により入力された信号を入力された
   順番に記憶する記憶手段を備え、振幅位相周波数分析手
   段は記憶された有限信号データの振幅位相偏差周波数分
   析を行う特許請求の範囲第１項記載の音質調整装置。
4. （４）信号入力手段により入力された信号の値が決めら
   れた設定値を越えたかどうかを判定する判定手段と、信
   号入力手段により入力された信号を入力された順番に記
   憶する記憶手段とを備え、前記記憶手段は、前記判定手
   段の出力を同期信号として記憶を開始する特許請求の範
   囲第１項記載の音質調査装置。
5. （５）記憶手段は、信号入力手段により入力された信号
   の値が決められた設定値を越たと判定された時、入力さ
   れた信号と記憶手段で記憶されているデータとを記憶さ
   れている順番に加算すると共に加算されたデータを再度
   前記記憶手段の同じ記憶場所に記憶させる同期加算手段
   を備えてなる特許請求の範囲第４項記載の音質調整装置
   。
6. （６）複数回同じ信号を発生する信号発生手段と、前記
   信号発生手段が信号を発生してから判定手段が設定値を
   越えたと判定するまでの時間を初回の信号が発生された
   時だけ時間計数すると共に計数された時間を設定時間と
   して後続の信号が発生した時には設定時間が経過したら
   記憶手段への同期加算信号を発生する時間計数手段を具
   備した特許請求の範囲第４項記載の音質調整装置。
7. （７）時間計数手段により求められた時間から一定時間
   を減算した値を同期加算信号出力のための設定時間とす
   る特許請求の範囲第６項記載の音質調整装置。