JP3579640B2 - 音響特性制御装置 - Google Patents
音響特性制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3579640B2 JP3579640B2 JP2000268444A JP2000268444A JP3579640B2 JP 3579640 B2 JP3579640 B2 JP 3579640B2 JP 2000268444 A JP2000268444 A JP 2000268444A JP 2000268444 A JP2000268444 A JP 2000268444A JP 3579640 B2 JP3579640 B2 JP 3579640B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- convolver
- noise
- frequency
- transfer function
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、任意音場内の1受聴点で観測されるスピーカよりの音圧、及び位相・周波数特性を所望特性へ補正する事により、スピーカに固有の特性、及び前記音場に固有の特性に起因する音質劣化を防ぎ、前記受聴点において、音声、楽音等の音信号の高音質再生を可能とする音響特性補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2を参照しながら従来技術(特願平10−059703)を説明する。コンボルバ1の伝達関数C(z)の初期値は零である。入力信号s(ω)(ω:離散周波数)は、遅延器11と、これに並列接続されたコンボルバ1の処理を受け、信号x(ω)として、スピーカ2と、参照信号生成フィルタ4とへ入力される。マイクロホン3の出力信号y(ω)は、第1遅延器11と同じ遅延時間を有する第2遅延器12と、これに並列接続された適応フィルタ6とに入力される。適応フィルタ6には雑音発生器9より供給される雑音u(ω)(|u(ω)|2<<|y(ω)|2)も入力される。適応フィルタ6では第2遅延器12の出力r(ω)とから、参照信号生成フィルタ4の出力信号d(ω)のレプリカc(ω)を発生する。
【0003】
遅延器11,12の伝達関数をz−m(m:離散時間)、スピーカ2とマイクロホン3との間の伝達関数をz−tG(z)、参照信号生成フィルタ4の伝達関数をz−(m+t)R(z)とすれば、適応フィルタ6の伝達関数H(z)は、「誤差パワーΣω|e(ω)|2=Σω|d(ω)−c(ω)|2の最小化」を指導原理とするアルゴリズムより次の値に収束する。
この伝達関数H(z)をコンボルバ1に設定する事により、マイクロホン3の出力信号y(ω)は次の様に制御される。
【0004】
ただし、f[・]:離散フーリエ変換即ち出力信号y(ω)は、入力信号s(ω)を、参照信号生成フィルタ4に与えた所望の振幅、及び位相・周波数特性へ補正した信号になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
説明を単純・明瞭にするため、周波数ω0に対応する入力信号s(ω0)のみを考え、この入力信号は、時刻kとともに次の様に変化するものと仮定する。
k≦k1 : s(ω0)≠0
k1<k≦k2 : s(ω0)=0
k2<k : s(ω0)≠0
(a)k≦k1の時
前述の通り、周波数ω0に対応する適応フィルタ6の伝達関数H(ω0)(=C(ω0),C(ω0):周波数ω0に対応するコンボルバ1の伝達関数)は(1)式に示される最適値へ収束する。この値をHOPT≠0とする。
(b)k1<k≦k2の時
参照信号生成フィルタ4の出力信号d(ω0)、マイクロホン3の出力信号y(ω0)、及び第2遅延器12の出力信号r(ω0)は全て零となる。|e(ω0)|2=|d(ω0)−C(ω0)|2つまり|e(ω0)|2=|0−(0+u(ω0)H(ω0))|2を最小化することになり雑音u(ω0)は非零であるから、適応フィルタ6の伝達関数H(ω0)は零へ収束する。
(c)k2<kの時
適応フィルタ6の伝達関数H(ω0)は、(a)の場合と同様に再び最適値HOPTへ収束する。
【0006】
即ち、従来技術では、入力信号s(ω0)が変動し、繰返し零になると、この変動に応じて入力信号s(ω0)を所望特性へ補正する適応フィルタ6の伝達関数H(ω0)(=C(ω0))は最適値HOPTと零との間を揺れ動き、s(ω0)を所望特性に補正し続ける事は出来ない。
この発明の目的は、上述の様なs(ω0)の変動に関わり無く、s(ω0)を所望の振幅、及び位相・周波数特性へ補正し続ける事の出来る音響特性補正装置を提供する事にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載のこの発明では、従来の第2遅延器12を取り除き、コンボルバ1と同じ伝達関数を有する第2のコンボルバを設け、出力側のみを適応フィルタ6と並列に接続し、且つこの第2のコンボルバに雑音発生部7で発生される疑似雑音の逆相信号を入力した。また、雑音発生部7では参照信号d(ω)を分析し、この信号が零となる周波数ω0(ω0は一つとは限らない)を同定し、この周波数の疑似雑音u(ω0)を発生する。この変更により、入力信号が零となり、従って参照信号も零となる周波数ω0については、「誤差パワー|e(ω0)|2=|H(ω0)u(ω0)−C(ω0)u(ω0)|2の最小化」を指導原理とするアルゴリズムにより、適応フィルタ6の伝達関数H(ω0)は第2のコンボルバに既に設定されていた最適値C(ω0)に拘束される。また、従来の第1遅延器11は不要となる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1にこの発明の請求項1で提案する音響特性補正装置の実施例を示す。図2と対応する部分には同一の符号を付している。入力信号s(ω)はコンボルバ1のみを通じてスピーカ2と、参照信号生成フィルタ4とへ供給される。また、コンボルバ1と同一伝達関数を有するコンボルバ5が設けられ、コンボルバ5の出力は適応フィルタ6の出力と加算されてレプリカc(ω)とされる。また雑音発生部7からの疑似雑音u(ω)が位相反転器10を通じてコンボルバ5に入力される。雑音発生部7においては疑似雑音発生器9からの雑音n(ω)が、乗算器8で重みα(ω)を与えられて疑似雑音u(ω)=α(ω)・n(ω)として出力される。
【0009】
コンボルバ1及び5の伝達関数C(z)の初期値はmサンプル遅延z−mである。入力信号s(ω)は、コンボルバ1による処理を受け、信号x(ω)としてスピーカ2と参照信号生成フィルタ4へ入力される。参照信号生成フィルタ4の伝達特性としてt+mサンプル分の遅延を受けた所望特性z−(t+m)R(z)を設定する。この遅延は適応フィルタ6の伝達関数H(z)を安定に収束させるためのものである。マイクロホン3の出力信号y(ω)は、雑音発生部7で発生する疑似雑音u(ω)と加算されて適応フィルタ6へ入力される。疑似雑音u(ω)は、位相反転器10において逆相信号となり、第2コンボルバ5へ入力される。雑音発生部7は、参照信号生成フィルタ4の出力d(ω)を周波数重み計算部13で分析し、その結果により適当な周波数重みα(ω)を計算し、疑似雑音発生器9で発生する雑音n(ω)に周波数重みα(ω)を乗算器8で掛け、次の疑似雑音u(ω)=α(ω)n(ω)を得る。雑音n(ω)は全周波数にわたってほぼ一定の強度をもつものとする。周波数重みα(ω)は、例えば次の様に与えられる。
【0010】
|d(ω0)|2/Σω|d(ω)|2≦βの時、
α(ω0)=1 …(3a)
|d(ω0)|2/Σω|d(ω)|2>βの時、
0<α(ω0)<<1 …(3b)
ただし、|n(ω)|2≒|y(ω)|2 (ω≠ω0)
β:正の定数(例えば、10−4)
適応フィルタ6の伝達関数H(z)は、「誤差パワーΣω|e(ω)|2=Σω|d(ω)−c(ω)|2の最小化」を指導原理とするアルゴリズムより求められる。
このアルゴリズムが収束すると、コンボルバ1及び5の伝達関数C(z)はH(z)に置き換えられる。以下、「発明が解決しようとする課題」の項の説明と同様に入力信号を変化させ、つまり周波数ω0に対応する入力信号s(ω0)を考え、前記従来技術の問題点が解消されていることを確認する。入力信号s(ω0)は、時刻kとともに次の様に変化する。
【0011】
k≦k1 : s(ω0)≠0
k1<k≦k2 : s(ω0)=0
k2<k : s(ω0)≠0
(a)k≦k1の時
式(3b)を満す状態であり、|u(ω0)|2<<|y(ω0)|2となり、周波数ω0に対応する適応フィルタ6の伝達関数H(ω0)(=C(ω0),C(ω0):コンボルバ1及び5の伝達関数)は最適値f[Z−mR(z)/G(z)](ω=ω0)へ収束する。この値をHOPT≠0とする。
(b)k1<k≦k2の時
参照信号生成フィルタ4の出力信号d(ω0)及びマイクロホン3の出力信号y(ω0)は零となる。また式(3a)を満す状態であり、十分な大きさの疑似雑音u(ω0)が雑音発生部7で発生され、「課題を解決するための手段」の項で述べた通り|e(ω0)|2=|H(ω0)u(ω0)−C(ω0)u(ω0)|2の最小化により伝達関数H(ω0)はC(ω0)=HOPTに拘束される。
(c)k2<kの時
式(3b)を満す状態であり、伝達関数H(ω0)は(a)k≦k1の時のようにHOPT≠0に収束することになるが、H(ω0)=C(ω0)は既にHOPTになっているからスピーカ2とマイクロホン3との間の伝達関数z−tG(z)が変化しない限り、H(ω0)は最適値HOPTのままである。
【0012】
即ち、この発明では、上述の様なs(ω0)の変動に関わり無く、s(ω0)を所望の振幅、及び位相・周波数特性へ補正し続ける事が出来る。
【0013】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば「適当な伝達関数を有する第1コンボルバを用いてスピーカ入力信号を生成し、且つ第1コンボルバと同じ伝達関数を有する第2コンボルバに出力側が並列接続された適応フィルタにより、スピーカ再生される音信号特性を所望特性に補正する伝達関数を求めて、この伝達関数を前記コンボルバへ設定する」と云う一連の処理を繰り返すことにより、音声や楽音の様に、供給される周波数成分が時間変動する信号をスピーカ再生する場合においても、音場内の1受聴点で観測されるスピーカ再生音の特性(音圧、及び位相・周波数特性)を所望特性へ補正し続けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に関わる音響特性補正装置の構成を示すブロック図。
【図2】従来技術を説明するためのブロック図。
Claims (2)
- 原音信号が第1コンボルバへ供給され、
第1コンボルバの出力が参照信号生成フィルタへ供給され、
受聴点で観測された信号と雑音発生部よりの疑似雑音とが適応フィルタへ入力され、
上記雑音発生部よりの疑似雑音が第2コンボルバへ供給され、
上記適応フィルタの出力信号から上記第2コンボルバの出力信号が減算されてレプリカが生成され、
上記レプリカと上記参照信号生成フィルタの出力である参照信号との誤差が最小となるように上記適応フィルタのフィルタ係数が計算され、
そのフィルタ係数が上記第1コンボルバと上記第2コンボルバに設定される
ことを特徴とする音響特性制御装置。 - 上記参照信号の周波数成分ごとにそのパワーが所定値以下で、ほぼ0に近い重みが周波数重み計算部で計算され、所要周波数帯域でほぼ同一レベルの雑音に上記周波数重みが乗算部で乗算されて上記疑似雑音とされることを特徴とする請求項1記載の音響特性制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000268444A JP3579640B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 音響特性制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000268444A JP3579640B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 音響特性制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002078069A JP2002078069A (ja) | 2002-03-15 |
JP3579640B2 true JP3579640B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=18755228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000268444A Expired - Fee Related JP3579640B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 音響特性制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3579640B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100678020B1 (ko) | 2005-08-11 | 2007-02-02 | 삼성전자주식회사 | 개선된 음원 재생을 위한 장치 및 방법 |
-
2000
- 2000-09-05 JP JP2000268444A patent/JP3579640B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002078069A (ja) | 2002-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3089082B2 (ja) | 適応型ディジタルフィルタ | |
US7394908B2 (en) | Apparatus and method for generating harmonics in an audio signal | |
US20150249889A1 (en) | Digital signal processor for audio extensions and correction of nonlinear distortions in loudspeakers | |
JP6559237B2 (ja) | 超音波によるオーディオシステムのエラー訂正 | |
US20090161879A1 (en) | Sound Signal Processing Device, Method of Processing Sound Signal, Sound Reproducing System, Method of Designing Sound Signal Processing Device | |
JP2004509543A5 (ja) | ||
US20090319066A1 (en) | Audio reproducing apparatus | |
US6778601B2 (en) | Adaptive audio equalizer apparatus and method of determining filter coefficient | |
KR101329308B1 (ko) | 오디오 신호의 저주파 성분 보강 방법 및 그 장치, 오디오신호의 기본 주파수 계산 방법 및 그 장치 | |
JP4303026B2 (ja) | 音響信号処理装置及びその方法 | |
JP3579640B2 (ja) | 音響特性制御装置 | |
JP4368917B2 (ja) | 音響再生装置 | |
CN108305635B (zh) | 用于使音频信号的频率失真的方法 | |
WO2017042098A1 (en) | A method of an audio signal correction | |
JP2009045955A (ja) | 能動型騒音制御装置 | |
RU2265951C2 (ru) | Способ и устройство для коррекции частотных искажений (автоматический эквалайзер) | |
JP3445909B2 (ja) | オーディオ装置及びその音量調整方法 | |
JPH05313672A (ja) | 騒音制御装置 | |
JP4001701B2 (ja) | 帯域限定適応イコライザ | |
US11151977B2 (en) | Audio playback apparatus and method having a noise-canceling mechanism | |
KR101882140B1 (ko) | 초지향성 및 무지향성 동시 신호출력이 가능한 복합스피커시스템 | |
JPH1051890A (ja) | オーディオ信号伝送回路 | |
JPH0540482A (ja) | 騒音制御装置 | |
JPH10285685A (ja) | 音響再生装置 | |
JPH01238299A (ja) | スピーカ用周波数特性補正装置および補正方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040422 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20040622 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040716 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100723 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 6 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100723 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110723 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |