JPH01160207A - 音質調整装置 - Google Patents

音質調整装置

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JPH01160207A
JPH01160207A JP62319452A JP31945287A JPH01160207A JP H01160207 A JPH01160207 A JP H01160207A JP 62319452 A JP62319452 A JP 62319452A JP 31945287 A JP31945287 A JP 31945287A JP H01160207 A JPH01160207 A JP H01160207A
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正治 松本
Katsumasa Sato
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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、音響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11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FIRフィルタを用いた音質調整装置のブロッ
ク図を示す。第11図において、1は任意の振幅周波数
特性IH(→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
波数特性を実現するFIRフィルタ、8はFIRフィμ
り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←)lは、振幅入力手段1
によ多入力される。第12図Aに入力された振幅周波数
特性の例を示す0第12図A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←)=
IH←)1  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・(1)としてH←)を逆フーリエ変換することに
よりフィルタ係数(H←)に対するインパルス応答)を
求めることができる〇 逆フーリエ変換は、次式のように実行する0h(n)=
1ハ×ΣH(a=)x e j−・・・・・・・・・・
・・・・・(3))(ca+=2*ハXK O≦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6によって、FIRフィルり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。位相周波数特性は(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11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
波数特性はFIR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り、位相周波数特性は任意に設
定することはでき々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平坦特性となるように補正し
ようとすると回路の振幅9位相持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
O 本発明は、上記問題点に、鑑み、任意の振幅周波数特性
と任意の位相周波数特性をそれぞれ独立に設定でき、ま
た入力されたインパルス応答信号よυ入゛カインパルス
応答信号と逆の特性の振幅9位相持性をもつ伝達関数が
簡単に求められ、これを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FI
Rフィルタによる音質調整装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 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、位相周波数特性を入力
する位相入力手段と、入力された振幅1位相周波数特性
より伝達関数を演算する入力伝達関数演算手段と、イン
パルス信号を発生する手段と、信号入力手段から入゛力
された前記インパルス信号に対するインパルス応答波形
の記憶手段と、記憶されたインパルス応答のフーリエ変
換手段と、フーリエ変換手段で得られた伝達関数の共役
伝達関数演算手段と、共役伝達関数演算手段で求まった
伝達関数の各周波数での位相特性を保存したままそのス
カラー(振゛幅)値がもとのスカラー(振幅)値の逆数
となる伝達関数を求める逆振幅伝達関数演算手段と、入
力伝達関数演算手段で求まった伝達関数と逆振幅伝達関
数演算手段で求まった伝達関数とを周波数軸上あるいは
時間軸上でたたみ込みを行うたたみ込み手段と、たたみ
込み手段により求ったインパルス応答をフィルタ係数と
してトランスパーサμフィμり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パーサ〜
・フィルタとを具備し、信号入力手段によって入力され
た信号をトランスパーサ〃・フィルタを介して音質調整
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より入力伝達関数かもと
められる0また、信号入力手段で入力された接続される
機器あるいは音場のインパルス応答データをフーリエ変
換し、共役伝達関数演算手段及び逆振幅伝達関数演算手
段で前記入力されたインパルス応答とは逆の振幅9位相
特性を持つ伝達関数を求め、これと入力伝達関数とをた
たみ込むことにより音質調整器に接続された機器あるい
は音場の特性を補正し、入力された振幅9位相特性を機
器の出力あるいは音場で実現できるインパルス応答がト
ランスバーサルフィルタ係数として求まシ、これがフィ
ルタ係数としてトランスパーサ〃・フィルタに設定され
ることによ多入力手段によ多入力された希望の特性が実
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図は、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〇 第1図において、1は振幅周波数特性を入力する振幅入
力手段、2は位相周波数特性を入力する位相入力手段、
3は入力された振幅・位相周波数特性から伝達関数を求
める入力伝達関数演算手段、11は信号入力手段8から
入力されたインパルス応答波形を記憶する記憶手段、1
2は記憶手段11に記憶されているインパルス応答波形
を周波数軸伝達関数に変換するフーリエ変換手段、13
はフーリエ変換手段12で求まった伝達関数の共役伝達
関数を求める共役伝達関数演算手段、14は共役伝達関
数演算手段13で求まった共役伝達関数のそれぞれの周
波数について、その位相値を保存したまま振幅値をもと
の振幅値の逆数値とする逆振幅伝達関数演算手段、4は
入力伝達関数演算手段3及び逆振幅伝達関数演算手段1
4で求まった両伝達関数を周波数軸上あるいは時間軸上
でたたみ込み演算を行い、時間軸上のインパルス応答係
数を求めるたたみ込み手段、6はたたみ込み手段4で求
まったインパルス応答係数をFIRフィルタ7にフィル
タ係数として設定する設定手段、1゜は信号入力手段8
に入力されるインパルス応答波形を求めるために、音質
調整装置に接続される機器あるいは音場に入力するため
のインパルスを発生するインパルス発生手段、16はF
IRフィルタ7の出力信号、インパルス信号のいずれか
を選択するスイッチである。
以下、本実施例の動作について図面に従って説明する。
第2図はインパルス発生手段10より発生されたインパ
ルス信号が信号出力手段9、デジタル・アナログ変換器
16、電力増幅器17を経てスピーカ18に供給される
。マイクロホン19にはスピーカ18と音場30がもつ
両特性がたたみ込まれたインパルス応答波が入力され、
マイクアンプ20、アナログ・デジタル変換器21を介
して信号入力手段1にインパルス応答波形が入力され記
憶手段11に記憶される・第3図龜に入力されたインパ
ルス応答波形を示す。これをフーリエ変換した結果が第
3図すであシ、Rは伝達関数の実数項、!は虚数項であ
る@・、×は標本化周波数ポイントを示す0横軸は周波
数でπはサンプリング定理でいうナイキスト周波数であ
シ0〜πの範囲で伝達関数を示している0フーリエ変換
後の伝達関数は0〜2πの範囲で求まり実数項はπに対
して偶関数、虚数項は奇関数であることは衆知のことで
あるので0〜πの範囲で示した・当然π〜2πの範囲に
ついても0〜πと同様の演算操作を行うものである◎フ
ーリエ変換手段12の結果は第3図すで示されるが、こ
の伝達関数を共役伝達関数演算手段13を通すことによ
り、第3図Cで示される伝達関数が求められる◎これを
振幅A及び位相ψで表わしたものが第4図aである0逆
捩幅伝達関数演算手段14に第4図aで示した伝達関数
を通すことにより、第4図すで示される伝達関数が求ま
る・第4図すに示される伝達関数の各周波数での位相ψ
は第4図aと同じ、各周波数での振幅A′は第4図aの
各周波数での振幅Aの逆数Xである〇 、一方、振幅入力手段1、位相入力手段2で入力された
振幅特性9位相特性をもとに入力伝達関数演算手段13
で求めた伝達関数の一例を第6図に示す・簡単のため位
相項は全てゼロに等しいとしたO 第4図すの伝達関数と第6図の伝達関数をたたみ込み手
段4でたたみ込んで得た結果を設定手段6を介してFI
Rフィルタ7に設定することにより音質調整器は第6図
aで示すインパルス応答波形を持つ特性を持ち第2図の
マイクロホン19位置でのインパルス応答は第6図Cで
示したように軸対称型のインパルス応答となる。すなわ
ち直線位相特性となり第3図すで示した伝達関数が持つ
位相歪も補正できたことを示している。第6図すはスピ
ーカ19、音場3oのインパルス応答である。もちろん
第6図に示した入力された位相特性が平坦でなければ入
力された位相特性が実現される◎また、マイクロホン1
9の位置での振幅特性は、第4図aで示した振幅歪が補
正され、その上19の位置では第6図で示した特性と同
一の特性が得られる。
第7図にたたみ込み手段40の他の実施例を示す04o
1は周波数軸上でのたたみ込みを行う周波数軸上たたみ
込み手段であシ、402は周波数軸上たたみ込み手段4
01で求まった伝達関数を逆フーリエ変換する逆フーリ
エ変換手段である。
周波数軸上たたみ込み手段401の主な演算は各周波数
ポイントでの複素数乗算である。
第8図にたたみ込み手段41第2の実施例を示す040
3.404は逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換手段
であり、405は逆フーリエ変換手段403.403で
求まったインパルス応答実数項の時間軸上でのたたみ込
み演算を行う時間軸上たたみ込み手段である◎ 第9図に本発明の第2の実施例を示す@30は記憶手段
11に記憶されたインパルス応答波形に 。
ハミング、ハニング、矩形窓等の窓関数を乗する窓関数
手段である。インパルス応答波形には音場特性の場合、
非常に遅れた反射波が含まれる場合が多くある。この様
な反射波を含めた音場特性の補正を行うことが良い場合
もあるが、かえってこの非常に遅れてくる反射波を無視
して補正を行った方が音質として良好な結果が得られる
ことが多い◎第10図aに記憶手段11に記憶されたイ
ンパルス応答波形を、第10図すに窓関数手段30によ
り乗算される窓関数を、第10図Cにフーリエ変換手段
12に入力される窓関数手段3oの出力波形を示す。
発明の効果 以上のように本発明によれば、本音質調整装置が接続さ
れる機器あるいは音場の持つ振幅1位相周波数特性を共
に補正し平坦にできると共に、振幅9位相入力手段で入
力された振幅9位相特性を接続された機器の出力、ある
いは音場での音圧として容易に実現できるものである。
【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図は音質調整装置でスピーカ及び音場
の特性を含んだインパルス応答波形を測定する場合のブ
ロック図、第3図、第4図は本発明の伝達関数変換の特
性図、第5図は入力伝達関数を示す特性図、第6図は水
装置FIRフィルタに設定されるFIRフィルタ係数の
形状及びこの形状のインパルス波が音場にスピーカを介
して発せられた時、マイクロホン位置でのインパルス応
答波形図、第7図、第8図はたたみ込み手段の構成例を
示すブロック図、第9図は本発明の第2の実施例のブロ
ック図、第10図はインパルス応答波形に対する窓関数
乗算処理を説明するための波形図、第11図は従来の音
質調整装置のブロック図、第12図は同人力状態を示す
周波数特性図である。 1・・・・・・振幅入力手段、2・・・・・・位相入力
手段、3・・・・・・入力伝達関数演算手段、4・・・
・・・たたみ込み手段、6・・・・・・設定手段、8・
・・・・・信号入力手段、9・・・・・・信号出力手段
、1o・・・・・・インパルス発生手段、11・・・・
・・記憶手段、12・・・・・・フーリエ変換手段、1
3・・・・・・共役伝達関数演算手段、14・・・・・
・振幅伝達関数演算手段、16・・・・・・スイッチ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 第3図 (6し) 第4図 (0L) (句 第5図 第6図 ■         たたJf−込み 第7図 4θ 第8図 第10図 第11図 第12図 (△) 間 り11 数 (B) 0                7L2疋周 i数

Claims (4)

    【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
    、位相周波数特性を入力する位相入力手段と、入力され
    た振幅、位相周波数特性より伝送関数を演算する入力伝
    達関数演算手段と、インパルス信号を発生する手段と、
    信号入力手段から入力された前記インパルス信号に対す
    るインパルス応答波形を記憶する記憶手段と、記憶され
    たインパルス応答波形のフーリエ変換手段と、前記フー
    リエ変換手段で得られた伝達関数の共役伝達関数を演算
    する共役伝達関数演算手段と、前記共役伝達関数演算手
    段で求まった伝達関数の各周波数での位相特性を保存し
    たままその振幅値がもとの振幅値の逆数となる伝達関数
    を求める逆振幅伝達関数演算手段と、前記入力伝達関数
    演算手段で求まった伝達関数と前記逆振幅伝達関数演算
    手段で求まった伝達関数とをたたみ込み演算を行うたた
    み込み手段と、たたみ込み手段で得られたトランスバー
    サルフィルタ係数を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具備し、前記信号入力
    手段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)たたみ込み手段は、入力伝達関数演算手段で求ま
    った伝達関数と逆振幅伝達関数演算手段で求まった伝達
    関数を周波数軸上でたたみ込むことにより得た伝達関数
    を逆フーリを変換することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の音質調整装置。
  3. (3)たたみ込み手段は、入力伝達関数演算手段で求ま
    った伝達関数及び逆振幅伝達関数演算手段で求まった伝
    達関数を共に逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換後の実
    数項を用いて時間軸上のたたみ込みを行うことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の音質調整装置。
  4. (4)記憶手段に記憶されたデータに窓関数を乗ずる窓
    関数手段を持ち、前記窓関数手段の出力をフーリエ変換
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の音質
    調整装置。
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