KR900008161B1 - 음질조정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

음질조정장치

제1도는 종래의 음질조정장치의 블록도.

제2도 a, b는 동 입력 상태를 표시한 특성도.

제3도는 본 발명의 제1의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도.

제4도, 제5도는, 제2, 제3의 실시예의 블록도.

제6도 a, b는 저역통과필터의 회로도.

제6도 c는 동 특성도.

제7도 a는 제4의 실시예의 블록도.

제8도, 제9도는 본 발명의 제5, 제6의 실시예의 블록도.

제10도 N 제12도는 제7~제9의 실시예의 블록도.

제13도는 본 발명의 제10의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도.

제14, 제15도는 동 주파수진폭위상 특성도.

제16도~제18도는 제11~제13의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도.

제19도는 동 동작을 설명하기 위한 파형도.

제20도는 제14의 실시예의 블록도.

제21도는 동 파형도.

제22도는 제15도의 실시예의 블록도.

제23도는 동 파형도.

제24도는 본 발명의 제16의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도.

제25도, 제26도는 동 창승산수단의 동작을 설명하기 위한 특성도.

제27도~제29도는 제17~제19의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도.

제30도는 동 주파수 특성도.

제31도는 제20의 실시예의 블록도.

제32도, 제33도는 제21의 실시예의 블록도.

제34도는 동 스피이커의 등가회로도.

제35도는 본 발명의 제22의 실시예에 있어서의 필터계수 연산장치의 블록도.

제36도는 동 입력수단의 플로우챠아트.

제37도는 동 지연시간 설정수단의 블록도.

제38도는 본 발명의 제23의 실시예에 있어서의 필터계수 연산장치의 입력수단의 플로우챠아트.

제39도는 동 장치의 보간방법을 표시한 주파수진폭 특성도.

제40도는 본 발명의 제24의 실시예에 있어ㅓ의 FIR형 필터의 디지탈 필터를 사용한 음장보정장치의 블록도.

제41도는 동 장치의 처리순서를 표시한 플로우챠아트.

제42도는 동 음압전송특성 및 필터계수를 표시한 특성도.

제43도는 본 발명의 제5의 실시예에 있어서의 하우링 방지기능을 가진 음질조정장치의 블록도.

제44도는 동 FIR필터로 신현된 차단주파수특성도.

제45도는 본 발명의 제26의 실시예에 있어서의 하우링 방지기능을 가진 음질조정장치의 블록도.

제46도는 본 발명의 제27의 실시예에 있어서의 하우링 방지기능을 가진 음질조정장치의 블록도.

제47도는 동 FIR필터로 실현된 차단주파수 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 설명

11 : 진폭입력수단 12 : 위상입력수단

13 : 위상연산수단 14 : 전달함수연산수단

15 : 역푸우리에 변환수단 16 : 설정수단

17 : FIR필터 18 : 신호입력수단

19 : 신호출력수단 20 : 증폭기

21 : 위상검출저항 Rc 22 : 스피이커

24 : 대역통과필터 25 : 제1의 포본화주파수 변화수단

26 : 제2의 표본화 주파수 변화수단 27 : 가산수단

28 : 진폭위상주파수분석수단 29 : 위상주파수 특성보정수단

30 : 진폭주파수 특성보정수단 31 : 신호발생수단

32 : 기억수단 33 : 판정수단

34 : 시간계수수단 35 : 창승산수단

36 : 솎아내기수단 38 : 위상특성분석수단

39 : 신호발생수단 40 : 절환스위치

50 : 위상보정수단 51 : 진폭위상특성기억수단

52 : 특성출력수단 71 : 입력수단

72 : 연산수단 73 : 역푸우리에 변환수단

74 : 설정수단 75 : 지연시간 설정수단

76 : FIR필터 77 : 지연기

78, 79 : 딥스위치 80 : 절환스위치

81 : 메모리 91 : 입력부

92 : 측정용 신호발생기 93 : 절환스위치

94 : 디지탈통화기 95 : 증폭기

96 : 스피이커 97 : 마이크

98 : 음향특성측정기 99 : 연산수단

100 : 제어수단 111 : A/D변환기

112 : FIR필터 113 : D/A변환기

114 : 증폭기 115 : 스피이커

116 : 마이크 117 : 믹서

118 : 하우링검출기 119 : 계수연산수단

120 : 제어수단 121 : 감쇠기

122 : 제어수단 123 : 입력장치

161 : 접속점등가수단 201 : 등가가산수단

191 : 신호절환기 304 : 공진위상 변환수단

301 : 미분수단 302 : 평균치 감산연산수단

303 : 적분수단 305 : 힐베르트특성연산수단

본 발명은 디지탈화된 신호를 취급하는 음향장치로서, 특히 FIR필터를 사용한 등화기(等化器), 하우링 검출장치등의 음질조정장치에 관한 것이다.

최근, 음향장치의 디지탈화에 따라서, FIR필터를 사용한 등화기의 개발이 요구되어 있다.

그러나 종래, 진폭주파수특성과 위상주파수특성을 1개의 FIR필터에 의해, 각각 독립적으로 제어하는 것은 할 수 없었다.

제1도에, 종래의 진폭주파수 특성만을 제어할 수 있는 FIR필터를 사용한 음질조정장치의 블록도를 표시한다. 제1도에 있어서, (1)은 임의의 진폭주파수특성 1H(W)1을 입력하는 진폭입력수단, (5)는 입력된 진폭주파수특성을 전달함으로하여 이 전달함수를 역푸우리에 변환하므로써 필터계수를 구하는 역푸우리에 변환수단, (6)은 구하게 된 필터계수를 FIR필터에 설정하는 설정수단, (7)은 실제로 부여된 진폭주파수특성을 실현하는 FIR필터, (8)은 FIR필터(7)에 신호를 입력하는 신호입력수단, (9)은 FIR필터(7)에 의해 처리된 결과를 출력하는 신호출력 수단이다.

희망하는 진폭주파수특성 ｜H(w)｜은, 진폭입력수단(1)에 의해 입력된다. 제2도에, 입력된 진폭주파수 특성의 예를 표시한다. 제2도 A에 있어서, 흑색동그라미로 입력포인트를 표시하고 있다. 단, W=π~2π의 특성은 제2도 B에 표시한 바와 같이 W=0~π의 입력특성을 되짚어 가며 제작하고 있다.

다음에, 역푸우리에 변환수단(5)에 있어서 전달함수

｜H(w)｜…………………………………………………………………… (1)

로서 H(w)를 역푸우리에 변환하므로써 필터계수(H(w)에 대한 인펄수응답)을 구할 수 있다.

역푸우리에 변환은, 다음식과 같이 실행한다.

h(n)1/N×ΣH(w)×e_jwn………………………………………………… (2)

(W=2×π/N×k0≤n≤N-1)

(2)식에서 구하게된 h(n)은 필터계수로서 설정수단(6)에 의해서, FIR필터(7)에 설정되고, 여기서 부여된 진폭주파수 특성이 실현되게 된다. 위상주파스특성은 (1)식에서 전달함수를 부여함으로써 직선위상으로 된다.

그러나 제1도에서 표시한 종래예에서는, 최초에 설명한 바와 같이 임의의 진폭주파수 특성은 실현할 수 있으나, 위상주파수 특성은 FIR필터의 탭계수의 수에 의해 일의적으로 결정되는 직선위상으로 되며, 위상주파수특성은 임의로 설정할 수 없다고 하는 결점이 있었다. 또, 어떤 회로가 가진 진폭 위상 특성을 실현하려고 하면 회로의 진폭, 위상특성을 측정하여 이것을 진폭 및 위상입력수단에 의해서 입력시키지 않으면 안되었다. 또, 외부의 연산수단으로 얻어진 위상, 진폭특성을 간단히 입력시 킬 수 없었다.

본 발명의 목적은, 임의의 진폭주파수 특성과 임의의 위상주파수특성을 각각 독립적으로 설정할 수 있는 FIR필터에 의한 음질조정장치이며, 또 입력된 신호의 위상, 진폭특성을 분석하므로써 입력신호와 동일 혹은 역의 특성의 진폭, 위상특성을 가진 회로와 동일특성의 FIR필터 특성을 입력수단에 의해서 진폭, 위상특성으로 입력시키는 일없이 실현할 수 있는 FIR필터이며, 외부에서 얻어진 진폭 위상특성을 간단하게 입력할 수 있고, 또, 이 특성과 장치의 입력수단에 의해서 입력된 진폭위상 특성에 보태어 합한 진폭위상특성을 실현하는 FIR필터에 의한 음질조정장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 임의의 진폭주파수 특성을 입력하는 진폭입력수단과 위상주파수특성을 구하기 위하여 위상특성 혹은 군지연(群遲延)특성 혹은 진폭특성 혹은 공진조건의 데이터를 입력하는 위상입력수단과 위상입력수단에 의해서 입력된 데이터를 근거로 위상주파수특성을 연산하는 위상연산수단과 입력된 진폭주파수특성과 연산으로 구하게된 위상주파수특성에 의해 전달함수를 구하는 전달함수연산수단과 전달함수연산수단에 의해서 연산된 전달함수에 대한 인펄스 응답을 구하는 역푸우리에 변환수단과 역푸우리에 변환에 의해 구하게된 인펄스응답을 필터계수로서 트랜버어설필터에 설정하는 설정수단과 설정된 계수의 필터를 실현하는 트랜버어설필터와 신호를 트랜버어설 필터에 입력하는 신호입력수단과 트랜버어설필터에 의해서 음질조정된 신호를 출력하는 신호출력수단을 구비하고, 위상연산수단은, 위상입력수단에 의해서 입력된 군지연특성을 주파수로 적분하여 위상주파수특성을 연산한다. 또는, 위상입력수단에 의해서 입력된 공진주파수와 공진의 첨예도와 공진의 종류의 데이터를 근거로 위상주파수특성을 연산한다.

또는, 위상입력수단에 의해서 입력된 진폭특성으로부터, 힐베르트변환의 관계로부터 위상주파수 특성을 계산하는 구성으로 되어있다.

본 발명은 상기한 구성에 의해, 스피이커등 군지연 특성에 의해 시스템의 특성의 표현되는 것의 위상주파수특성을 보정하는 경우에 유효하며, 또 공진에 관한 데이터를 근거로 연산하므로써, 간단하게, 또 어떤 위상주파수 특성을 가진 시스템의 근사를 정밀도 좋게 실현하는 위상주파수 특성을 구할 수 있으며, 또, 힐베르트 변환의 관겨ㅣ로부터 위상주파수 특성을 계산하므로써, 어떤 시스템이 최소위상 추이를 행하게 되는 시스템의 근사 및 그와 같은 시스템의 위상주파수특성의 보정을 용이하게 할 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

제3도는, 본 발명의 제1실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제3도에 있어서, (11)은 희망하는 진폭주파수특성을 입력하는 진폭입력수단, (12)는 희망하는 위상주파수특성을 연산하기 위하여 필요한 데이터, 예를 들면 위상특성 혹은 군지연특성, 진폭특성, 공진조건의 데이터를 입력하는 위상입력수단, (13)은 위상입력수단(12)에 의해서 입력된 군지연 특성을 주파수로 적분하는 적분수단(303)을 가지고, 이것에 의해 위상주파수특성을 구하는 위상연산수단, (14)는 진폭입력수단(11)에 의해서 입력된 진폭주파수 특성과 위상연산수단(13)에 의해서 구하게된 위상주파수 특성을 가진 전달함수를 연산하는 전달함수연산수단, (15)는 전달함수연산수단(14)에 의해서 구하게된 전달함수를 역푸우리에 변환하는 역푸우리에 변환수단, (16)은 역푸우리에 변환수단(15)에 의해서 구하게된 인펄스응답을 필터계수로서 설정하는 설정수단(17)은 실제로 설정된 진폭위상주파수특성을 실현하는 FIR필터, (18)은 FIR필터(17)에 음질조정을 하고싶은 신호를 입력하는 신호입력수단, (19)는 FIR필터(17)에 의해 처리된 결과를 출력하는 신호출력수단이다.

이하, 본 실시예의 동작에 대해서, 도면에 따라서 설명한다.

진폭입력수단(11)에 있어서 W=ON2π의 희망하는 진폭주파수특성 ｜H(w)｜이 설정된다. 또한, 설정방법으로서는, 진폭입력수단(11)에 있어서, W=0~π의 희망하는 진폭주파수특성 ｜H(w)｜이 설정되면, 이 입력진폭주파수특성을 W=π을 중심으로 되짚어가므로써 W=π~2π의 진폭주파수특성을 제작하도록 하여도 된다.

다음에, 위상입력수단(12)은 위상연산수단(13)에서의 위상주파수 특성을 구하는 연산에 사용되는 데이터를 W=0~2π의 주파수범위에서 입력하는 것으로서, 위상연산수단(13)은 이것을 근거로 W=0~2π의 주파수 범위의 위상주파수 특성을 구하는 것이다. 또한 이 경우에 있어서도, 위상입력수단(12)은 W=0~π의 주파수 범위에서 데이터를 입력하고, 이것을 근거로 위상연산수단(13)은 W=0~π의 주파수 범위에서 위상주파수 특성을 구하고, 또 이 위상주파수 특성의 정부를 역으로 하여 W=π를 중심으로 되짚어가므로서 W=π~2π의 진폭주파수특성을 제작하여도 된다.

전달함수 연산수단(14)은 W=0~2π의 주파수 범위의 진폭 및 위상주파수 특성을 사용하여 전달함수를 산출한다. 전달함수연산수단(14)에 의해서 연산된 전달함수를 역푸우리에 변환수단(15)에 의해 역푸우리에 변환하므로써 상기 진폭 및 위상의 양 특성을 만족할 수 있는 FIR필터계수가 구해지고, 이것을 설정수단(16)에 의해서 FIR필터(17)에 설정하고, FIR필터(17)에 신호입력수단(18)에 의해서 신호를 입력하고, 또 FIR필터(17)의 출력신호를 신호출력수단(19)에 의해서 외부에 출력하므로써 상기 진폭 및 위상의 양 특성을 만족하는 음질조정장치가 실현된다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 위상입력수단(12)에 있어서 입력되는 군지연특성을 주파수로 적분하는 적분수단(303)을 배설하는 구성을 취하므로써, 위상을 주파수로 미분한 군지연특성을 입력할 수 있기 때문에, 특히 스피이커등 군지연특성에 의해 그 시스템의 특성이 표현되는 것의 위상주파수특성을 보정하는 경우등에 유효하다.

제4도는, 본 발명의 제2의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

본 실시예의 위상입력수단(12)으로부터 입력되는 군지연특성은, 임의의 주파수특성이기 때문에, 어떤값으로부터의 어긋남(변형)으로 되어, 실제로 실현할 수 있는 위상주파수특성을 정밀도 좋게 연산할 수 없다. 이 때문에, 평균치감산연산수단(302)에 의해, 입력된 군지연특성의 전체주파수에 걸친 적분치의 평균치를 구하고, 이 평균치로부터의 어긋남으로서 입력된 군지연특성을 고쳐 기술하여, 적분수단(303)에 있어서 이 보정을 한 군지연 특성의 적분치로부터 위상주파수 특성을 구한다. 이와 같은 조작을 하므로써, 보다 정밀도 좋은 위상주파수 특성을 구하는 일이 가능하게 된다.

제5도는, 본 발명의 제3의 실시예에서 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제5도에 있어서, (304)는 위상입력수단(12)에 의해 입력된 공진주파수와 공진의 첨예도와 공진종류의 데이터를 근거로 위상주파수 특성을 연산하는 공진위상 변환수단이다.

이 공진위상변환수단(304)은, (3)식에 표시한 바와 같은 함수를 연산하여 위상주파수특성을 구한다. )4)식에 표시한 것은, 2치형 악티브필터에 의한 저역통과필터(공진종류에 해당됨)의 위상주파수특성을 표시하고 있으며, 공진주파수 fc, 공진의 첨예도는 (5)식에 의해서 주어지는 것이다.

(위상)=-tan^-1wC₂(R₁+R₂)/(1-w₂C₁C₂R₁R₂) ……………………………(3)

f_c=1 2πC₁C₂R₁R₂……………………………………………………………(4)

ξ=c₂(R₁+R₂) 2C₁C₂R₁R₂…………………………………………………(5)

(w:각(角)주파수,R_1,R₂저항치, C₁,C₂:콘덴서치)

제6도 A, B에 차 악티브필터에 의한 저역통과필터를 연산증폭기 및 트랜지스터로 구성한 도면을, 제6도 C에 이 공진계에 있어서의 공진의 첨예도를 변환시킨 경우의 특성도를 표시한다. 단, 이 제6도에서 표시한 진폭주파수특성은 2차악티브필터에 의한 저역통과 필터의 각각의 공진첨예도에 대한 위상주파수특성에 대응한 진폭주파수특성이며, 본 실시예의 진폭주파수특성은 어디까지나 진폭입력수단(11)에 의해서 입력되는 것이다.

또한, 여기에서는 위상주파수특성을 연산하는 함수를(3)식을 사용해서 행한 예를 표시하였으나, 저역통과 필터의 위상주파수특성을 연산하는 함수라면 어떠한 함수라도 좋다. 또, 공진의 종류를 저역통과의 경우를 표시하였으나, 이것이 고역통과 대역통과의 경우도 있으며, 또, 이것이 스피이커등의 위상주파수특성을 근사하는 함수라도 좋다.

이상과 같이, 위상입력수단(12)에 의해 공진주파수, 공진의 첨예도, 공진의 종류를 입력하여, 공진위상변환수단(304)에 있어서 위상주파수 특성을 연산시키므로서 간단하게, 또 어떤 위상주파수 특성을 가진 시스템의 근사를 정밀도 좋게 실현하는 위상주파수 특성을 구하는 일이 가능해 진다.

제7도 A는 본 발명의 제4의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

본 실시예에서는, 공진위상변환수단(304)의 뒤에 위상을 주파수로 미분하는 미분수단(301), 미분수단(301)의 결과의 평균치를 구하고 미분수단(301)의 결과로부터 평균치를 감산하는 평균치감산수단(302), 평균치연산수단(302)의 결과를 주파수로 적분하는 적분수단(303)이 이어진 구성을 취하고 있다.

본 실시예는 위상입력수단(12)에 있어서 위상주파수데이터가 입력된데 대하여, 진폭입력수단(11)으로부터는, 상기한 실시예에서 설명한 공진주파수, 공진의 첨예도, 공진의 종류가 입력도고, 이것을 근거로, 공진위상변환수단(304)에 있어서 위상주파수특성을 구한다고 하는 점이 다르며, 본 실시예의 위상연산수단(13)에 의하면, 위상입력수단(12)으로 입력된 데이터를 사용해서 구한 위상주파수 특성이 제7도 B에 표시한 바와같이 특성이 크게 변화하는 경우에도 상기 구성에 의해 제7도 C에 표시한 바와같은 위상변화가 적은 위상주파수 특성을 얻을 수 있어 정밀도가 좋은 필터의 계수를 구할 수 있다.

제8도는, 본 발명의 제5의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제8도에 있어서, (305)는 위상입력수단(12)에 의해 입력된 진폭특성으로부터 힐베르트변환의 관계로부터 그 진폭주파수특성에 대하여 최소의 위상치이를 행하는 위상주파수특성을 구하는 힐베르트위상특성연산수단이다. 이상의 구성에 의해, 본 실시예에 의하면 위상입력수단(12)에 의해서 입력되는 진폭주파수특성으로부터 이 진폭주수파특성에 대한 최소위상추이(推移)하는 위상주파수특성이 힐베르트위상특성연산수단(305)에 의해서 구하게 되므로서, 어떤 시스템이 최소위상추이를 행하는 시스템의 근사 및 그와같은 시스템의 위상주파수특성의 보정을 용이하게 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

제9도는, 본 발명의 제8도의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

본 실시예는, 먼저의 실시예에서 설명한 힐베르트위상특성연산수단(305)의 뒤에 미분수단(301), 평균치 감산연산수단(302), 적분수단(303)이 이어진 구성을 취하고 있다.

본 실시예는 위상입력수단(12)에 있어서 위상주파수데이터가 입력된 데 대하여, 진폭입력수단(11)으로부터는 상기한 실시예에서 설명을 한 진폭주파수특성이 입력되고, 이것을 근거로 힐베르트위상특성연산수단(305)에 있어서 위상주파수특성을 구한다고 하는 점이 다르며, 상기한 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 위상연산수단이, 위상입력수단으로 입력된 균지연특성을 주파수로 적분해서 위상주파수특성을 연산하무로서, 스피이커 등 군지연특성에 의해 시스템의 특성이 표현되는 것의 위상주파수특성을 보정하는 경우에 유효하다.

또, 위상연산수단이, 공진에 관한 데이터를 근거로 위상주파수특성을 연산하므로서, 간단하게, 또 어떤 위상주파수특성을 가진 시스템의 근사를 정밀도 좋게 실현하는 위상주파수특성을 구할 수 있다.

또, 위상연산수단에 의해서, 위상입력수단에 의해서 입력된 진폭특성을 근거로 힐베르트변환의 관계로부터 위상주파수특성을 계산하므로서, 어떤 시스템의 최소위상추이를 행하는 시스템의 근사 및 그와같은 시스템의 위상주파수특성의 보정을 용이하게 할 수 있는 것이다.

제10도는, 본 발명의 제7의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

또한, 이하의 각 도면에 있어서, 거의 동일한 기능을 가진 블록에는 동일번호를 부여하여 설명을 생략한다.

제10도에 있어서, (13)은 위상입력수단(12)에 의해서, 입력된 데이터로부터 위상주파수특성을 구하는 위상연산수단, (14)는 진폭입력수단(11)에 의해서 입력된 진폭주파수특성과 위상연산수단(13)에 의해서 구하게 된 위상주파수 특성을 입력하여, 복수의 표본화주파수로 복수의 전달함수를 연산하는 전달함수연산수단으로서, 각각의 표본화주파수를 취급할 수 있는 최대주파수보다도 낮은 주파수까지의 전송(轉送)된 진폭주파수특성과 위상주파수특성을 실현하는 전달함수를 연산하는 전달함수연산수단, (15)는 전달함수연산수단(14)에 의해서 구하게 된 복수의 전달함수를 역푸우리에 변환하여, 각각의 필터계수를 구하게 된 복수의 전달함수를 역푸우리에 변환하여, 각각의 필터계수를 구하는 역푸우리에 변환순단, (16)은 역푸우리에 변화수단(15)에 의해서 구하게 된 인펄스응답을 필터계수로서 설정하는 설정수단, (17)은 실제로 설정된 진폭 위상주파수특성을 실현하는 FIR필터, (24)는 신호입력수단(18)으로부터 입력된 신호를 각각 다른 주파수대역만을 통과시키는 복수개의 대역통과필터, (25)는 각각의 대역통과필터(24)의 출력신호의 표본화주파수를 실제적으로 신호의 처리를 행하는 각각의 대응하는 FIR필터(17)의 표본화주파수로 변환하는 제1의 표본화주파수 변환수단이다.

(19)는 각 FIR필터(17)에 의해 처리된 결과를 출력하는 신호출력수단이다.

이하, 동작에 대해서 설명한다.

진폭입력수단(11)에 있어서 W=0~2π의 희망하는 진폭주파수특성 ｜H(w)｜이 설정된다.

다음에, 위상입력수단(12)은 위상연산수단(13)에 의한 위상주파수특성을 구하는 연산에 사용되는 데이터를 W=0~2π의 주파수 범위에서 입력하는 것으로서, 위상연산수단(13)은 이것을 근거로 W=0~2π의 주파수범위의 위상주파수특성을 구하는 것이다.

전달함수연산수단(14)은 W=0~2π의 주파수범위의 진폭 및 위상주파수특성을 사용하여, 복수의 표본화 주파수를 취급할 수 있는 최대주파수보다도 낮은 주파수까지의 전송된 진폭주파수특성과 위상주파수특성을 실현하는 전달함수를 산출한다.

전달함수연산수단(14)에 의해서 연산된 전달함수를 역푸우리에 변환수단(15)에 의해 각각 역푸우리에 변환하므로서 상기 진폭 및 위상의 양 특성을 만족할 수 있는 FIR필터계수가 구해지고, 이것을 설정수단(16)에 의해서 FIR필터(17)에 설정하고, FIR필터(17)에 신호입력수단(18)에 의해서 신호를 입력하고, 또 FIR필터(17)의 출력신호를 신호출력수단(19)에 의해서 외부에 출력하므로서 간단한 구성 및 단시간에 있어서 입력된 진폭주파수특성, 위상주파수특성을 실현하는 일이 가능하다.

제11도는, 본 발명의 제8의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제11도에 이어서, (26)은 실제로 신호의 처리를 행하는 각각의 FIR필터(17)의 출력신호의 표본화주파수를 신호입력수단(18)에 입력된 신호에 대응하는 표본화주파수로 변환하는 제2의 표본화주파수변환수단(27)은 제2의 표본화주파수변환수단(26)의 출력신호를 입력하여 가산하는 가산수단이다.

본 실시예에 의하면, 각각의 FIR필터(17)의 출력신호의 표본화주파수를 본래의 표본화주파수로 되돌리고, 그들 신호를 가산해서 출력하므로서, 단시간이고, 또 보다 간단한 구성으로, 입력된 진폭주파수특성, 위상주파수특성을 각각 독립적으로 설정 또한 실현하는 일이 가능하다.

제12도는, 본 발명의 제9의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제9도에 있어서, (50)은 위상입력수단(12)에 입력된 군지연특성을 먼저 복수의 표본화주파수에 대응하는 주파수 대역으로 분할하고, 이 분할한 군지연 특성으로부터 위상주파수특성을 구한 것의 각각의 위상주파수특성에 대응하는 주파수대의 차단주파수에 있어서의 위상치를 모두 동등하게 되도록 보정을 행하는 위상보정수단이다.

제12도에서 표시한 바와같은 구성을 취하므로서, 본 실시예에서는 간단한 구성 및 단시간에 있어서 입력된 진폭주파수특성, 위상주파수특성을 정밀도 좋게 실현하는 일이 가능하다.

제13도는, 본 발명의 제10의 실시예에 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제13도에 있어서, (13)은 위상입력수단(12)에 의해서 입력된 데이터로부터 위상주파수특성을 구하는 위상연산수단, (28)은 신호입력수단(18)에 의해서 입력된 신호의 진폭편차주파수특성 및 위상편차주파수특성을 분석하는 진폭위상주파수분석수단, (29)은 위상연산수단(13)에 의해서 얻어진 위상주파수특성에 상기 위상편차주파수특성을 가산 혹은 감산하는 위상주파수특성보정수단, (30)은 진폭입력수단(11)에 의해서 입력된 진폭주파수특성과 진폭위상주파수분석수단(28)에 의해 구하게 된 진폭편차주파수특성을 가산 혹은 감산하는 진폭주파수특성보정수단, (14)는 위상 및 진폭주파수보정수단에 의해 구하게 된 위상 및 진폭주파수특성을 사용해서 전달함수를 연산하는 전달함수연산수단이다.

진폭위상주파수분석수단(28)에 의해서 분석되기 때문에 신호입력수단(18)에 의해 입력되는 신호는 노이즈신호 혹은 정현파신호 혹은 인펄스 응답파형신호이다, 진폭위상주파수분석수단(28)은 이들 신호로부터 위상특성과 진폭특성을 분석하는 수단을 구비하고(예를들면, 여러가지의 중심주파수를 가진 대역통과필터수단, 푸우리에 변환수단, 위상비교수단, 진폭측정수단), 또 구하게 된 진폭특성, 위상특성의 각각에 대해서 평균치를 구하고 각 주파수에서의 평균치로부터의 편차를 출력하는 것이다. 또 분석된 결과가 빈번하게 변화하는 특성에 대해서는 특성이 매끈하게 변화하도록, 제14도에 표시한 바와같은 곡선근사를, 좁은 주파수폭에서의 평균화처리 혹은 고차함수근사 등에 의해 행하는 것이 음질조정기로서 좋은 결과를 얻을 수 있는 경우가 있다.

진폭 및 위상특성이 평탄한 신호가 인가되었을 때 스피이커가 출력한 신호를 입력신호로 하였을 때의 예를 제15도에 표시한다. 스피이커의 진폭위상특성이 제15 A로 표시될 때, 진폭위상주파수분석수단(28)에 의해 얻어진 진폭위상편차를 제15도 B로 표시되고, 진폭입력수단(11) 및 위상입력수단(12)에 의해서 설정된 특성이 제15도 C일 때, 진폭위상편차의 감산을 행하므로서 스피이커의 특성을 포함하는 특성을 진폭입력수단(11) 및 위상입력수단(12)에 의해서 설정된 특성이 평탄하고 진폭위상편차의 가산을 행하였을 때에는 스피이커의 진폭위상특성을 FIR필터(17)에 의한 음질조정기가 실현되는 것을 명백하다.

또한, 진폭 및 위상주파수보정수단의 어느 한쪽만의 가산 혹은 감산을 행하는 것이라도 좋고, 진폭 혹은 위상의 어느 한쪽만의 보정 혹은 재현이 가능하고, 그때에는 진폭위상주파수분석수단(28)도 진폭, 위상의 어느 사용되는 한쪽의 분석을 할 수 있으면 된다.

제16도는, 본 발명의 제11의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제16도에 있어서, (31)은 인펄스신호 혹은 정현파신호 혹은 핸덤신호를 발생하는 신호발생수단이다.

신호발생수단(31)에 의해 발생된 진폭, 위상 특성 다같이 평탄한 신호는 신호절환기(191)를 거쳐서 위상진폭 다같이 평탄한 필터로 설정되어 있는 FIR필터(17), 신호출력수단(19)을 거쳐서 외부에 출력된다. 또한, 신호는 FIR필터(17)를 경우하는 일없이 직접신호출력수단(19)에 전송되어도 좋다. 신호발생수단(31)을 내장하므로서 신호입력수단(18)으로부터 입력되는 신호레벨에 대응해서 발생신호레벨을 제어하는 일이 가능하고 정밀도가 좋은 분석이 가능하게 된다.

제17도는, 본 발명의 제12의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제17도에 있어서, (32)는 신호입력수단(18)에 의해서 입력된 신호를 입력된 순번으로 기억하는 기억수단이며, 기억된 유한신호데이터의 진폭위상 특성을 진폭위상주파수분석수단(28)에 의해서 분석을 행하는 것이 기억수단(32)은 시프트레지스터 혹은 메모리 등으로 구성되며 신호입력수단(18)에 의해서 입력된 신호를, 입력된 순번으로 기억하는 것이다.

진폭위상주파수분석수단(28)은 복잡한 처리를 행하기 때문에 신호가 입력되는 시간에 비해서 긴처리시간이 필요하다. 기억수단(32)에 의해서 기억된 입력신호를 분석하므로서 신호입력수단(18)이 입력하는 시간에 관계없이 충분한 분석시간을 취할 수 있어 정밀도 좋은 분석연산이 가능하게 된다.

제18도는, 제13의 실시예에 이어서의 음질조정장치에 있어서, 신호입력수단(18)에 의해 입력된 신호의 값이 결정된 설정치를 초과하였는지 어떤지를 판정하는 판정수단(33)을 배설한 제13의 실시예의 구성을 표시한 것이며, 기억수단(32)은 판정수단(33)의 출력을 동기신호로서 입력된 신호의 기억을 개시하는 것이다.

이하, 본 실시예의 동작에 대해서 설명하면, 기억수단(32)에는 그 기억할 수 있는 신호의 길이에 한계가 있으며, 효율좋게 입력신호를 기억하는 것이 진폭위상주파수분석수단(28)의 분석능력을 향상시키는 것으로 된다. 입력되는 신호는 제19도 A에 표시된 바와같은 파형신호이며, 분석에 유용한 신호의 앞에는 신호가 없는 무음구간이 있어 이것을 제외하고 유용한 신호만을 기억하는 것이 요망된다. 판정수단(33)은 무음구간의 신호레벨에 비해서 확실히 큰 신호레벨(↑로 표시함)이 입력되었을 때, 기억수단(32)에 대해서, 제19도 B에 표시한 바와같은 신호의 기억을 개새하는 동기신호를 출력한다. 이에 의해 기억수단(32)이 유효하게 사용하는 일이 가능하게 된다.

제20도는 제13의 실시예의 음질조정장치에 있어서, 기억수단(32)에, 신호입력수단(18)에 의해서 입력된 신호의 값이 결정된 설정치를 초과하였다고 판정되었을 때, 입력된 신호와 기억수단(32)에 의해서 기억되어 있는 데이터를 기억되어 있는 순번으로 가산함과 동시에 가산된 데이터를 재차 동일한 기억장소에 기억시키는 동기가산단(201)을 구비한 제14의 실시예의 구성을 표시한 것이다.

이하, 본 실시예의 동작에 대해서, 간단히 설명하면, 제21도 A에 표시한 바와같이 신호입력수단(18)으로부터 입력되는 신호는 유용한 신호에 노이즈가 가해진 것과 같은 신호이다. 그 자체가 시간적으로 상관이 없는 노이즈의 영향을 작게 하려면 유용한 신호의 파형위치를 일치시켜서 복수회 가산하는 것이 유효하다. 제21 A에서 표시된 신호파형과 제21도 B에서 표시된 신호파형을 판정수단(33)의 기억개시신호(화살표시 ↑로 표시함)의 위치를 맞추어서 동기가산하므로서, 제21 C에서 표시한 바와같이 상관이 없는 노이즈신호는 작게 되고, 상관이 1인 유용한 신호는 2배로 된다. 이와같이 노이즈신호성분이 적은 신호가 기억되어 분석되므로서, 보다 정밀도가 좋은 진폭위상특성을 얻을 수 있다.

제22도는, 본 발명의 제15도의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제22도에 있어서, (31)은 신호발생수단으로서, 복수회 동일한 신호를 발생하는 것이다. (34)는 신호발생수단(18)이 신를 발생한 다음 판정수단(33)이 설정치를 초과하였다고 판정할 때까지 시간을 첫번째의 신호가 발생되었을 때만 시간계수함과 동시에 후속의 신호가 발생하였을 때에는 시간계수된 시간과 동이한 시간이 경과되면 기억수단(32)에 동기가산신호를 발생하는 시간계수수단이다.

상기한 바와같이 동기가산수단(201)에 의해 동기가산을 하므로서 노이즈신호가 작아지고 분석의 정밀도가 향상된다. 그러나 동기가산의 개시위치가 정확하게 설정디어 있지 않을 때에는 유용한 신호에 오차가 발생한다. 판정수단(33)에 설정되어 있는 값이 일정하기 때문에, 입력되는 신호에 노이즈가 가해져 있을 때에는 제21도에 표시한 바와같이 반드시 유용한 신호의 일정한 위치에 동기신호가 출력된다고는 할 수 없다.

입력신호가 신호발생수단(31)이 발생한 신호에 상관이 있는 신호이므로 신호가 발생된 후 일정한 시간에서 동기가산을 행하면 유용한 동기가산에 의한 오차를 발생하지 않는다. 시간계수수단(34)은 처음에 신호가 발생되어서 유용한 신호가 입력될 때까지의 시간을 계수하고, 이 값을 일정하게 해서 동기가산을 행하기 위한 동기신호를 출력하기 때문에 유용한 신호로서 매우 정밀도가 좋은 동기가산이 행하여지고, 분석결과도 정밀도가 향상된다.

또, 판정수단(33)을 사용해서 계수된 설정시간이전에도 유용한 데이터가 약간 있고, 판정설정치가 노이즈레벨에 비해서 크면 클수록 기억되지 않는 유용한 데이터의 수는 증가한다. 제11도에 그 개념도를 표시한다.

제23도 A는 노이즈가 실려있는 파형, 제23도 B는 노이즈가 실려있지 않는 정확한 파형이다. 따라서 시간계수수단(34)에의 설정시간을 실제로 계수된 시간보다 약간 짧은 시간으로 하므로서 유용한 신호 모두가 이거되고 분석의 정밀도가 향상된다.

또, 판정수단(33)이 출력하는 기억개시신호에 의해서 기억을 개시하는 기억수단(32)인 경우에도 기억개시신호의 조금이전부터 기억하므로서 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것이다.

제24도는 본 발명의 제16의 실시예의 음질조정장치의 블록도이다.

제2도에 있어서, (32)는 신호입력수단(18)에 의해 입력된 신호를 입력된 순번으로 기억하는 기억수단, (28)은 기억된 신호의 진폭위상편차주파수분석을 행하는 진폭위상주파수분석수단, (29)는 위상연산수단(13)에 의해서 구하게 된 위상주파수특성과 진폭위상주파수분석수단(28)에 의해서 구하게된 위상편차주파수특성을 가산 혹은 감산하는 위상주파수특성보정수단, (30)은 진폭입력수단(11)에 의해서 입력된 진폭주파수특성과 진폭위상주파수분석수단(28)에 의해 구하게 된 진폭편차주파수특성을 가산 혹은 감산하는 진폭주파수특성 보정수단이다.

(35)는 기억수단(20)에 기억된 유용한 유한데이터에 있는 창함수를 승산하고, 이 결과를 기억수단에 재차 기억시키는 창승산수단이다.

창함수에는 해닝창, 해밍창, 플랫톱창이 있으며 기억된 유용한 신호의 데이터의 어느부분에 주목해서 진폭위상특성의 분석을 행할 것인지를 결정한다. 예를 들면, 제25도에 창을 승산하였을 경우를 표시하였으며, 제20도에 표시한 예에서는 유용한 데이터의 초기의 신호에만 포함되는 진폭위상 특성이 분석가능하게 된다. 제25도에 있어서 A는 기억된 신호데이터, B는 창함수, C는 분석되는 신호데이터이다.

또한, 창승산수단(35)을 복수의 창함수를 수단으로 해도된다.

이 경우의 효과로서 예를들면, 입력된 유용한 데이터중 될 수 있는대로 초기의 신호만을 사용해서 진폭위상특성을 분석하고 싶을 때, 상기한 바와같이 주파수가 낮으면 낮을수록 긴시간의 데이터가 필요하다. 따라서, 제26도 A에 표시한 바와같이 분석하는 주파수대역에 대해서 각각 상이한 창함수 B를, 기억된 신호데이터 F에 승산하여, 각 신호 C를 얻어, 각각의 분석된 결과 D중 각각의 대역에 있어서의 진폭위상특성만을 뽑아내고, 각각을 연결하므로서 전체대역의 진폭위상특성 E를 구할 수 있다. 이상의 조작에 의해 주파수대역에 대응한 시간폭의 신호를 분석한 결과를 얻을 수 있다.

제27도는, 본 발명의 제17의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제27도에 있어서, (36)은 신호입력수단(18)에 의해 입력된 신호의 솎아내기 수단이다.

신호입력수단(18)으로부터 입력되는 신호를 기억하는 기억수단(32)에는 용량에 한계가 있다. 반면, 입력된 신호로부터 진폭위상특성을 분석하려면 분속되는 주파수가 낮으면 낮을수록 긴시간의 데이터가 필요하다.

입력되는 신호의 표본화주파수는 일정하기 때문에, 기억되는 신호의 시간은 기억수단(18)의 기억용량으로 결정된다. 그러나 본 실시예는, 솎아내기수단(36)에 의해서 입력된 신호를 솎아낸 데이터를 기억수단(32)에 전송하므로서 기억되는 신호의 시간을 길게하는 일이 가능하게 도어 주파수로도 정밀도가 좋은 분석이 가능해진다.

제28도는, 본 발명의 제18의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제28도에 있어서, (161)은 각각의 창함수가 승산된 신호데이터를 분석하에 구하게된 진폭특성, 위상특성의 각각의 창함수에 대응한 대역의 데이터에 대해서 인접한 대역과의 접속주파수에 의하여 위상치 및 진폭치가 동등하게 되도록 각각의 진폭, 위상특성에 일정치를 가산 혹은 감산하는 접속점등가수단이다. 접속점등가수단(161)의 작용을 제26도에 따라서 설명한다.

예를들면 제26도에 표시된 각 창함수를 승산하여 구하게 된 위상진폭특성은 제26도에 표시한 바와같이 패턴이 닯은 특성으로 되나, 분석한 신호의 길이가 다르기 때문에, 전체대역을 통한 레벨, 특성변화의 빈도가 다르다. 각 창함수에 대응한 대역을 나누는 주파수(3각표시 △로 표시함)에 있어서의 위상, 진폭공히 동등하게 하기위하여 한쪽의 진폭특성, 위상특성에 일정치를 가산한다. 전체 창함수에 대해서 구하게된 위상, 진폭특성에 대해서 상기 조작을 행하므로서 전체대역의 진폭, 위상특성이 구하게 된다. 이상의 조작에 의해 주파수 대역에 대응한 시간폭의 신호를 분석한 결과가 정밀도 좋게 접속점에서도 연속적인 특성을 얻게 된다.

제29도는, 본 발명의 제19의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제29도에 있어서, (51)은 위상특성으로서 스피이커의 저역의 군지연편차특성을 보정하는 위상편차주파수특성 및 중고역(저역도 포함)의 군지연편차특성을 보정하는 위상편차주파수특성 및 전체대역의 군지연편차특성을 보정하는 위상편차주파수특성을 독립적으로 기억하고, 또 각각의 기억되어 있는 위상편차특성을 실현하므로서 발생하는 진폭주파수특성상의 리플을 보정하는 진폭편차주파수특성이 기억되어 있는 REM(Read Only Memoy) 또는 RAM(Randum Access Memory) 등으로 구성된 진폭위상특성기억수단, (52)는 진폭위상특성기억수단(51)에 기억되어 있는 임의의 진폭편차주파수특성 및 위상편차주파수특성을 각각 진폭주파수특성보정수단(30), 위상주파수특성보정수단(29)에 출력하는 것을 지시하는 특성출력수단이다.

제30 A도는 스피이커의 전체대역에 걸친 군지연편차특성을 모식적으로 표시한 도면으로서, 이 스피이커의 군지연편차특성은 제30 B와 같이 저역의 군지연편차특성과 제30 C와 같이 중고역의 군지연편차측성으로 나누는 일이 가능하다. 또, 이들 주파수대역에 의해서 나눈 군지연편차특성의 음질에 주는 영향은 각각 달라지고 있다.

진폭위상특성기억수단(51)에는 이들 주파수대역별의 군지연편차특성으로부터 구한 위상편차주파수특성의 역특성 및 전체대역의 군지연편차 특성으로부터 구한 위상편차주파수특성의 역특성이 기억되어 있다.

이들 특성을 그대로 사용해서, FIR필터(17)의 필터계수를 구하여, FIR필터(17)에 설정하므로서 스피이커의 군지연편차 특성을 주파수대역별로 독립적으로 평탄하게 보정하는 일이 가능하게 되고, 각각의 보정에 대응한 음질개선이 가능하게 된다. 또, 이 군지연특성을 보정하는 위상편차주파수특성을 그대로 사용하면, 실제적으로 실현되는 진폭주파수특성에 리플이 발생하는 일이 있기 때문에, 이 리플을 보정하는 진폭편차주파수특성을 그 위상편차주파수특성과 쌍으로 기억시켜 놓는다. 이에의해, 정밀도가 좋은 위상 및 진폭주파수특성을 얻는 일이 가능하게 된다.

또, 특성축력수단(52)에 의해 기억되어 있는 임의의 진폭 및 위상편차주파수특성을 진폭주파수특성보정수단(30), 위상주파수특성보정수단(29)에 출력하고, 이들과 진폭입력수단(11), 위상입력수단(12)에 의해서 입력되고 또 연산된 각각의 진폭 및 위상주파수특성에 가산 또는 감산한다.

이에 의해서 구하게 된 진폭, 위상주파수특성으로부터 FIR필터(17)의 필터계수를 구하여, FIR필터(17)에 설정하므로서, 스피이커의 군지연특성을 보정한 결과의 주파수특성에 대해서, 또 임의의 음질조정이 가능하게 된다.

또한, 본 실시예에서는 진폭위상특성기억수단(51)에 스피이커의 군지연특성을 보정하게 되는 위상주파수특성과 진폭주파수특성을 기억하는 일을 표시하였으나, 이들 주파수특성은 임의의 특성으로도 된다. 예를들면, 스피이커의 군지연변형을 더욱 크게하는 위상주파수특성, 혹은 사용하는 스피이커의 특성을 완전히 진폭위상공히 평탄하게 하기 위한 파형등가 필터를 신현하는 위상, 진폭 등을 생각할 수 있다.

또, 진폭위상특성기억수단(51)은 어떤 일정한 주파수특성을 기억한 것을 교환할 수 있는 구성으로 하면, 임의의 특성의 교환이 쉽게 되고, 또 효과가 있다.

제31도는, 본 발명의 제20의 실시예에 있어서의 음질조정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제31도에 있어서, (37)은 역푸우리에 변환수단(15)에 의해서 구하게된 인펄스응답에 어떤 창함수를 승산하는 창수단이다.

본 실시예에 있어서 역푸우리에 변환수단(15)에 의해서 구하게된 필터계수를 그대로 FIR필터(17)에 전송하였을 때에는 FIR필터(17)에서 실현되는 주파수특성상에 리플이 발생하는 일이 있다. 이것을 방지하기 위하여, 역푸우리에 변환수단(15)에 의해서 구하게된 필터계수에 어떤 특성(해닝, 해명등)을 가진 창함수를 곱하고, 이것을 FIR필터(17)의 계수로 하는 것이다.

제32도는, 본 발명의 제21의 실시예에 있어서의 음질조정장치를 표시한 블록도이다. 제32도에 있어서, (38)은 입력된 신호의 진폭위상편차주파수분석을 행하는 스피이커위상특성분석수단으로서, 위상 및 진폭편차주파수특성을 출력하게 된다. 그리고 각각 위상주파수보정수단(29)에 의해서, 위상연산수단(13)에 의해서 구하게된 위상자푸사특성과 위상편차주파수특성을 가산 혹은 감산하고, 진폭주파수특성보정수단(30)에 의해서 진폭입력수단(11)에 의해서 구하게된 진폭주파수특성과 진폭편차주파수특성을 가산 혹은 감산하고, 이에 의해서 구하게된 위상 및 진폭주파수특성을 사용해서 전달함수연산수단에 의해서 전달함수가 연산된다.

(39)는 측정을 하기위한 신호원으로서, 인펄스신호 혹은 정현파신호 또는 랜덤신호를 발생하는 신호발생수단이다. (40)은 절환스위치이다.

제33도는 제32도의 구성에 스피이커를 추가하여, 스피이커의 군지연특성을 보정하도록 한 구성을 표시한 것이다. 제34도는 그 등가회로도이다.

제33도에 있어서, 신호출력수단(39)에 의해 정현파 혹은 인펄스를 발생하고, 증폭기(20)에 의해서 신호를 증폭, 극소의 위상검출저항 Rc(21)를 통해서 스피이커(22)에 인가한다. 또 위상검출저항 Rc(21)에 의해 검출된 신호를 신호입력수단(18)을 통해서 음질조정장치에 입력, 신호발생수단(39)의 신호와 입력된 신호를 스피이커위상특성분석수단(38)에 입력해서, 스피이커(22)의 위상분석을 실시하여, 스피이커(22)의 군지연특성을 보정하도록 한 것이다.

이하, 본 발명의 제22의 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 제35도는 본 발명의 제22의 실시예에 있어서의 필터계수연산장치의 블록도를 표시한 것이다.

제35도에 있어서, (71)은 임의의 진폭주파수특성을 표본화주파수마다에 입력하는 입력수단, (72)는 입력된 진폭주파수특성에 따라 전달함수를 구하는 연산수단, (73)은 연산수단에 의해서 구하게된 전달함수를 역푸우리에 변환해서 인펄스응답을 구하는 역푸우리에 변환수단, (74)는 상기 인펄스응답의 실수부를 필터계수로서 설정하는 설정수단, (76)은 실제로 입력된 진폭주파수특성을 실현하는 FIR필터, (75)는 연산수단에 의해 발생하는 저역과 고역의 시간 어긋남을 보정하는 지연기(77)에 지연시간을 설정하는 지연시간설정수단이다. 또 제36도는 입력수단의 플로우챠아트를 표시한다.

입력수단(71)에 있어서 필터계수의 연산방법의 선택이 이루어져(스탭 A1), 힐베르트변환의 경우는 직선위상의 경우의 2배의 표본화포인트를 선택하여(스탭 A2), 진폭주파수특성을 입력한다(스탭 A4).

다음에 희망의 진폭주파수특성 ｜H(w)｜이 표본화주파수마다에 설정되고, 연산수단(72)에서는, 저역과 고역으로 대역분할되어(스탭 A5), 각 대력마다에 전달함수를 계산한다. 힐베르트변환을 사용하였을 경우, 연산수단(72)에서는 이하의 계산이 행하여진다.

표본화포인트수를 N로 하면, 주기 N의 주기함수 h(n)(이하, 수열은 시간적으로 이산(離散)의 것을 표시하고 있는 것으로 한다)는, 주기함수인 짝함수 he(n)와 홀함수 ho(n)의 합으로 표시된다.

h(n)=h_e(n)+h_o(n)…………………………………………………………………(6)

(n=0~N-1)

또, 주기인과율을 다음식과 같이 정의하면,

h(n)=0-N/2＜n＜0………………………………………………………………(7)

h(n)=h_e(n)·u(n)…………………………………………………………………(8)

u(n)=1 n=0 N/2

2 n=1~N/2-1

0 n=N/2+1~N-1

로서, he(n)은 h(n)를 구할 수 있다.

여기서 h(n)는 n=N/2+1, N-1의 사이에서 0으로 되어있다. 따라서 힐베르트변환에서는 n=1~N의 사이에서 연산을 행하고 n=N+1~2N-1의 사이는 0으로 간주하므로서, 분해능을 직선위상의 경우의 2배로 하는 일이 가능해진다.

다음에, 연산수단(72)에서는 각각의 대역마다 힐베르트변환의 관계에 따라서 전달함수를 구한다.

직선위상의 경우는 종래예에서 표시한 참고문헌의 방법으로 전달함수를 구할 수 있다.

구하게된 전달함수는 역푸우리에 변환되어 인펄스응답으로 되어 FIR필터(76)에 설정된다. 연산에 의해서 발생한 저역과 고역의 시간어긋남의 보정을 행하는 지연기(77)에는 지연시간설정수단(75)에 의한 힐베르트변환을 사용한 경우의 지연시간 또는 직선위상의 관계를 사용해서 계산하였을 경우의 지연시간이 설정된다. 예를들면 제37도에는 본 실시예에 있어서의, 지연시간설정수단(75)의 블록도를 표시한다. (78)은 직선위상의 경우의 메모리(81)의 판독어드레스를 설정하는 딥스위치, (79)는 힐베르트변환의 경우의 딥스위치, (80)은 상기 2개의 딥스위치를 선택하는 절환스위치이다.

절환신호에 의해 절환스위치(80)을 연산방법에 의해 절환메모리(81)의 어드레스를 선택하므로서 지연시간을 변화하는 일이 가능하다.

이상의 방법에 의해, 동일한 기기구성으로 힐베르트변환과 직선위상의 관계를 사용한 양쪽의 연산방법을 실현할 수 있고, 또한 힐베르트변환의 관계를 사용한 경우는 직선위상의 관계를 사용한 경우의 2배의 분해능으로 목표로한 진폭주파수특성을 실현할 수 있다.

제38도는 본 발명의 제23의 실시예에 있어서의 필터계수연산장치의 입력수단(71)의 플로우차아트를 표시한다. 또한 기기구성은 본 발명의 제22의 실시예와 마찬가지이다.

먼저, 연산방법을 선택하여, 진폭주파수특성을 입력한다(스텝 B1). 다음에 스텝 B2에 의해 선택된 연산방법에 따라, 입력한 진폭주파수특성을 힐베르트변환을 사용해서 연산하는 경우는 직선위상의 경우의 2배의 표본화포인트가 되도록 보강한다(스텝 B3). 힐베르트변환이 아닌 경우는 직선위상에 의해서 보간되어, 대역분할되어서 연산된다(스텝 B4). 제39도는 보간방법의 도면을 표시한다. 또한, 보간의 방법으로서는, 직선보간, 고차보간등이 있으나, 어느방법을 사용해도 좋다.

이하는 본 발명의 제22의 실시예와 마찬가지의 방법으로 필터계ㅜ를 FIR필터에 설정하고, 지연시간도 지연기(77)에 설정한다. 이상의 방법에 의해서, 동일한 기기구성으로 힐베르트변환과 직선위상의 관계를 사용한 양쪽의 연산방법을 실현할 수 있고, 또한 힐베르트변환의 관계를 사용한 경우의 2배의 분해능으로 진폭주파수특성을 실현할 수 있다.

또한 제22, 제23의 실시예에서 진폭주파수특성의 대역분할을 2분할로 하였으나, 몇분할해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 실시예의 지연시간설정수단(75)은, 지연시간이 연산방법에 의해 자동적으로 가변할 수 있는 구성이면 된다.

다음에 본 발명의 제24의 실시예에 있어서의 FIR필터의 디지탈필터를 사용한 음장보정장치에 대해서 제40도~제42도를 사용해서 설명한다.

제40도는 본 발명의 제24의 실시예에 있어서의 음장보정장치의 구성을 표시한 것으로서, (91)은 입력부, (92)는 측정용신호발생기, (93)은 입력신호와 측정용신호를 절환하는 스위치, (94)는 음향특성을 보정하는 디지탈등화기, (95)는 증폭기, (96)은 스피이커, (97)은 마이크, (98)은 음향특성측정기, (99)는 연산수단, (100)은 제어수단이다.

이상과 같이 구성된 음장보정장치에 대해서 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 먼저, 재생하는 장소의 음향특성을 측정하기 위하여 스위치(93)를 B쪽으로 ㅡ러뜨리고, 측정신호발생기(92)로부터 입력부(91)에 음향특성측정용의 신호를 인가한다. 측정용신호로서는, 인펄스나 핑크노이즈, 워블토운등이 있다. 입력부(91)로부터 입력된 측정용신호는, 디지탈등화기(94)를 통과하여 스피이커(96)으로부터 재생된다. 마이크(97)에 입력된 재생신호는, 음향특성측정기(98)로 분석되어 음압주파수특성을 구하게 된다. 여기서 연산수단(98)에서의 보정특성연산방법을 설명한다. 처리순서를 표시한 제41도에 있어서, 측정된 음장의 전송주파수특성을 제42도(a)에 표시한 바와같이 ｜H(w)｜로 표시된다.

먼저, 스탭(C1)에서 보정특성을 구한다. 청취점에서의 목표로 하는 음압주파수특성을 ｜F(e_jw)｜로 하면, 보정특성의 절대치 ｜G(e_jw)｜는 ｜G(e_jw)｜=｜F(e_jw)｜-｜H(e_jw)｜와 같이 된다.

다음에 스텝(C2)에 있어서 앞에의 스텝(C1)에서 구하게된 보정특성을 실현하는 직선위상형 전달함수를 구한다.

스텝(C3)에서는 스텝(C2)에서 구하게된 보정특성을 역푸우리에 변환하여 전달함수의 인펄스응답을 구하고 이것을 다지탈등화기(94)에 설정하는 필터계수로 한다. 제42도는 그 필터계수를 표시한 것이다.

상기 구하게된 필터계수는, 제어수단(100)에 의해 디지탈등화기(94)에 설정된다.

이상의 조작에 의해 보정특성은 완료되고, 스위치(93)를 A쪽으로 쓰러뜨려 입력부(91)에 음성신호를 입력하므로서, 음성신호는 디지탈등화기(94)로 시간 상승(相乘)처리를 받아, 수정위치에 있어서 평탄 또는 소망의 주파수특성으로 청취가능하다.

이상과 같이 본 발명은 재생음장의 음향특성을 측정하여 청취점에서 목표특성을 실현하도록한 디지탈등화기(94)를 배설하고, 이 디지탈등화기(94)에 주어지는 필터계수를 직선위상을 만족하도록 계산을 행하여 설정하도록 구성한 것이므로, 단시간의 측정으로, 정밀도 좋고 소망의 음향특성으로 조정하는 일이 가능하며, 또한 소리이미지의 정위(定位)가 좋은 재생음을 얻는 일이 가능하다.

제43도는 본 발명의 제25의 실시예에 있어서의 하우링방지기능을 구비한 음질조정장치의 구성을 표시한 것이다. 제43도에 있어서, (111)은 A/D 변환기, (113)은 D/A 변환기, (114)는 증폭기, (115)는 스피이커, (116)은 마이크, (117)은 믹서, (118)은 하우링검출기, (119)는 하우링검출기(118)의 하우링을 방지하기 위한 FIR필터(112)에 설정하는 필터계수를 계산하는 계수연산수단으로서, (12)은 상기 구하게된 필터계수를 FIR필터(112)에 설정하기 위한 제어수단이다.

그 동작에 대해서 설명한다.

하우링은 스피이커(115)→마이크(116)→증폭기(114)→스피이커(115)와 같은 루우프에 의해서 발진하는 현상으로서, 음량을 올리기 위하여 증폭기의 게인을 올려가면 루우프게인이 1, 루우프위상이 0으로 되는 주파수에서 일어난다.

증폭기(114)의 게인을 서서히 올려가면, 어떤 주파수에서 하우링이 일어난다. 이것을 하우링검출기(118)에 의해 검출한다. 하우링검출기(118)는, A/D 변환기(11)의 출력신호의 제로크로스의 주기를 계산하므로서, 하우링주파수를 검출하고 있다. 하우링주파수가 구하게 되면 계수연산수단(119)에 의해, 하우링방지를 위한 FIR필터(112)의 주파수특성이 하우링이 일어난 주파수의 게인을 내리게 하는 특성으로 되도록 필터계수를 연산한다. 상기 구하게된 필터계수는 제어수단(12)에 의해 FIR필터(112)에 설정된다. 상기 조작에 의해 하우링은 억제된다.

다음에, 재차 증폭기(114)의 게인을 올려가며 다음의 하우링주파수를 검출하여, 상기와 마찬가지의 조작을 반복한다. 이것을 필요한 재생음량을 얻을 수 있을 때까지 행하여, 하우링검출기(118)의 동작을 정지시키고, 다음에 FIR필터(112)에 설정된 특성에 의해서 재생을 행한다. 제44도에 본 실시예의 FIR필터(112)에 의해서 실현된 차단특성을 표시한다.

이상의 방법에 의해 하우링마아진을 보다 많이 취하는 일이 가능하며, 또, 급준한 주파수특성과 직선 혹은 완만한 위상특성을 실현할 수 있기 때문에 음질이 크게 변화되지 않고 지연적인 청취감을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 하우링검출에 제로크로스의 주기를 계산하는 방법을 사용하고 있으나 FFT에 의해 주파수분석을 행하여 주파수특성이 특히 높아진 주파수를 하우링주파수로서 검출하는 방법이나 각 대역의 대역통과필터를 구성하여 그 출력이 큰 대역을 하우링주파수로서 검출하는 방법을 사용해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

제45도는 본 발명의 제26의 실시예의 하우링방지장치의 구성을 표시한 것이다. 제45도에 있어서, (121)은 제어수단(122)으로부터의 제어가능한 감쇠기이다.

이하 동작을 설명한다.

제25의 실시예와 마찬가지로 하우링주파수를 구한다. 먼저 감쇠기(121)의 값을 초대로 하고 하우링이 발생할 때까지 제어수단(122)에 의해 서서히 감쇠기(121)의 값을 작게해 간다. 하우링이 발생하면, 제25의 실시예와 마찬가지의 방법으로 FIR필터(112)에 설정하는 필터계수를 계산하여 설정한다. 다음에 재차 하우링이 발생할 때까지 감쇠기(121)의 값을 작게해 가고, 하우링이 일어나면 상기와 마찬가지의 조작을 행한다. 이 동작을 필요한 음량을 얻을 수 있을 때까지 반복한다.

이상의 방법에 의해, 하우링방지를 위한 보정특성의 설정을 자동적, 능률적으로 행할 수 있다.

제46도는 본 발명의 제27의 실시예의 하우링방지기능을 가진 음질조정장치의 구성을 표시한 것이다. 제46도에 있어서(123)은 임의의 주파수특성을 입력하는 입력장치이다.

이하 그 동작을 설명한다.

먼저, 제25의 실시예와 마찬가지로 하우링마아진을 취할 수 있도록 하우링주파수의 게인을 떨어뜨린 특성과 입력장치(123)으로부터 입력한 특성을 가산하고, 이것을 목표특성으로 해서 FIR필터계수를 구한다. 이상의 방법에 의해 제25의 실시예와 동일한 구성으로 하우링방지와 등화를 동시에 행할 수 있다. 제47도에 본 실시예의 FIR필터(112)에서 실현된 차단특성을 표시한다. 제47도에 표시한 바와같이 급준한 주파수특성을 직선위상 또는 최소위상 추이형에 의해서 실현할 수 있기 때문에 음질을 크게 변화시키는 일없이 정밀도 좋게 하우링을 방지하는 일이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 1개의 마이크를 사용하였을 경우에 대해서 설명하였으나 복수의 마이크를 사용해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다

Claims (13)

1. 임의의 진폭주파수특성을 입력하는 진폭입력수단과 위상주파수특성을 구하기 위하여 위상특성 혹은 군지연(群遲延)특성 혹은 진폭특성 혹은 공진조건의 데이터를 입력하는 위상입력수단과 상기 위상입력수단에 의해서 입력된 데이터를 근거로 위상주파수특성을 연산하는 위상연산수단과 입력된 진폭주파수특성과 연산으로 구하게된 위상주파수특성에 의해 전달함수를 구하는 전달함수연산수단과 상기 전달함수연산수단에 의해서 연산된 전달함수에 대한 인펄스응답을 구하는 역푸우리에 변환수단과 역푸우리에 변환에 위해 구하게된 인펄스응답을 필터계수로서 트랜스버어설필터에 설정하는 설정수단과 설정된 계수의 필터를 실현하는 트랜스버어설필터와 신호를 트랜스버어설필터에 입력하는 신호입력수단과 트랜스버어설필터에 의해서 음질조정된 신호를 출력하는 신호출력수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음질조정장치.
2. 제1항에 있어서, 위상연산수단은, 위상입력수단에 의해서 입력된 공진주파수와 공진의 첨예도와 공진의 종류의 데이터를 근거로 위상주파수특성을 연산하는 공진위상변환수단과 또 상기 공진위상변환수단에 의해서 구하게된 위상주파수특성을 주파수로 미분하는 미분수단과 상기 미분수단에 의해서 구하게된 미분결과의 평균치를 구하고이 미분결과로부터 상기 평균치를 감산하는 평균감산연산수단과 상기 평균치감산수단의 결과를 주파수로 적분하는 적분수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음질조정장치.
3. 제1항에 있어서, 복수의 표본화주파수에 의해서 복수의 전달함수를 연산함과 동시에 각각의 표본화주파수를 취급할 수 있는 최대 주파수보다도 낮은 주파수까지의 전송된 진폭주파수특성과 위상주파수특성을 실현하는 전달함수를 계산하는 전달함수연산수단과 상기 전달함수연산수단에 의해서 구하게된 복수의 전달함수로부터 역푸우리의 변환에 의해 각각의 필터계수를 구하는 역푸우리에 변환수단과 각각의 대역에 설정된 계수의 특성을 실현하기 위한 복수개의 트랜스버어설필터와 역푸우리에 변환에 의해 구하게된 인펄스응답을 필터계수로서 각각의 상기 트랜스버어설필터과 입력신호를 복수의 주파수대역으로 분할하는 대역통과필터수단과 상기 대역통과필터수단으로부터 보내어진 신호의 표분화주파수를 낮춤과 동시에 상기 트랜스버어설필터에 접속되는 제1의 표본화주파수변환수단과 상기 트랜스버어설필터로부터 출력되는 각각의 대역의 신호를 출력하는 복수의 신호출력수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음질조정장치.
4. 제1항에 있어서, 입력신호를 복수의 주파수대역으로 분할하는 대역통과필터수단에 설정된 차단주파수보다 아래의 대역의 진폭주파수특성, 위상주파수특성을 실현하는 전달함수를 구할 때 사용되는 차단주파수에 있어서의 위상치가 차단주파수보다 위의 대역의 진폭주파수특성, 위상주파수특성을 실현하는 전달함수를 구할 때 사용되는 차단주파수에 있어서의 위상치와 동등하게 되도록 각각의 전달함수를 취급하는 대역에서의 위상특성을 보정하는 위상보정수단을 또 구비하여 이루어진 음질조정장치.
5. 제1항에 있어서, 신호입력수단에 의해서 입력된 신호의 진폭위상편차주파수분석을 행하는 진폭위상주파수분석수단과 위상연산수단에 의해서 구하게된 위상주파수특성과 상기 진폭위상주파수분석에 의해서 구하게된 위상편차주파수특성을 가산 혹은 감산하는 위상주파수특성보정수단과 상기 진폭입력수단에 의해서 입력된 진폭주파수특성과 상기 진폭위상주파수분석수단에 의해서 구하게된 진폭편차주파수특성을 가산 혹은 감산하는 진폭주파수특성보정수단을 또 구비하고, 전달함수연산수단이 상기 위상주파수특성보정수단에 의해서 구하게된 위상 및 진폭주파수특성을 사용해서 전달함수를 연산하는 음질조정장치.
6. 제5항에 있어서, 신호입력수단에 의해 입력된 신호의 값이 결정된 설정치를 초과하였는지 어떤지를 판정하는 판정수단과 상기 신호입력수단에 의해 입력된 신호를 입력된 순번으로 기억하는 기억수단을 또 구비하고, 상기 기억수단은 상기 판정수단의 출력을 동기신호로서 기억을 개시하는 음질조정장치.
7. 제5항에 있어서, 신호입력수단에 의해서 입력된 순번으로 기억하는 기억수단과 상기 기억수단에 기억된 유한데이터에 어떤 창함수를 승산하고, 이 결과를 상기 기억수단에 재차 기억시키는 창승산수단을 또 구비하여 이루어진 음질조정장치.
8. 제1항에 있어서, 고정된 위상편차주파수특성 혹은 군지연편차특성 및 진폭편차주파수특성등을 기억하고 있는 진폭위상기억수단과 상기 진폭위상특성기억수단의 임의의 특성을 진폭주파수특성보정수단과 위상주파수특정보정수단에 출력할 것을 지ㅣ하는 특성출력수단을 구비하고, 진폭입력수단과 위상연산수단에 의해서 설정된 주파수특성과 상기 진폭위상특성기억수단으로부터 출력되는 주파수특성을 연산해서 구하게된 위상 및 진폭주파수특성을 사용해서 전달함수를 연산하는 음질조정장치.
9. 제1항에 있어서, 입력된 신호의 진폭위상편차주파수분석을 행하는 스피이커위상특성분석수단과 위상연산수단에 의해서 구하게된 위상주파수특성과 상기 스피이커위상특성분석수단에 의해 구하게된 위상편차주파수특성을 가산 혹은 감산하는 위상주파수특성보정수단과 진폭입력수단에 의해 입력된 진폭주파수특성과 상기 스피이커위상특성분석수단에 의해 구하게된 진폭편차주파수특성을 가산 혹은 감산하는 진폭주파수특성보정수단을 구비하고, 상기 위상주파수특성보정수단 및 상기 진폭주파수특성보정수단에 의해서 구하게된 위상 및 진폭주파수특성을 사용해서 전달함수를 연산하는 전달함수연산수단과 측정을 위한 신호원으로서 인펄스신호 혹은 정현파신호 또는 랜덤신호를 발생하는 신호발생수단을 구비해서 이루어진 음질조정장치.
10. 진폭주파수특성을 입력하는 입력수단과 입력된 진폭주파수특성으로부터 직선위상 및 힐베르트변환의 관계를 사용하여 전달함수를 구하는 연산수단과 상기 연산수단에 의해서 구하게된 전달함수를 역푸우리에 변환해서 인펄스응답을 구하는 역푸우리에 변환수단과 상기 역푸우리에 변환수단에 의해서 구하게된 인펄스응답의 실수부를 필터계수로서 외부의 트랜스버어설필터에 설정하는 설정수단과 상기 연산수단의 연산방법에 따라 대역분할에 의해서 발생하는 고역과 저역의 시간어긋남을 보정하기 위한 지연기에 지연시간을 설정하는 지연시간설정수단을 구비하여 이루어진 음질조정장치.
11. 실내의 음향특성을 측정하기 위한 신호를 발생하는 측정신호발생기와 음장을 보정하기 위한 디지탈등화기와 실내의 음향특성을 측정하는 음향특성측정기와 상기 측정치에 의거한 보정특성을 실현하는 직선위상형 FIR필터계수를 계산하는 연산수단과 상기 디지탈등화기의 특성에 상기 필터계수를 설정하는 제어수단을 구비한 음질조정장치.
12. 애널로그신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D 변환기와 하우링을 검출하는 하우링검출기와 상기 하우링을 억제하는 FIR필터에 설정하는 탭계수를 계산하는 계수연산부와 상기 계수결과를 상기 FIR필터에 설정하는 제어수단과 하우링의 억제된 디지탈신호를 애널로그신호로 변환하는 D/A 변환기를 구비하고, 하우링방지기능을 가진 음질조정장치.
13. 제12항에 있어서 하우링검출기에 있어서의 하우링의 검출은 시간신호의 제로크로스를 구하는 것, 또는 FET 혹은 대역통과필터를 사용한 주파수분석에 의해서 행해지는 것을 특징으로 하는 음질조정장치.

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