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技術 フィルタ

出願人 TOA株式会社
発明者 松本泰前田和昭
出願日 2012年12月25日 (8年0ヶ月経過) 出願番号 2012-281803
公開日 2013年5月23日 (7年7ヶ月経過) 公開番号 2013-102477
状態 特許登録済
技術分野 音質制御・圧縮伸張・振幅制限 ディジタル回路網
主要キーワード 増加周波数 位相特性曲線 振幅特性曲線 振幅減少 位相周波数特性 振幅設定 音響調整装置 全周波数範囲
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図面 (8)

課題

音声信号周波数特性振幅周波数特性及び位相周波数特性)のうちの少なくとも位相周波数特性を調整するフィルタに関し、種々の用途に応じた音質の調整が可能になるものを提供する。

解決手段

自身の位相周波数特性と自身の振幅周波数特性とを独立して変更可能に構成され、表示装置の同一の画面上に所望の位相周波数特性曲線と所望の振幅周波数特性曲線とを表示させ、所望の位相周波数特性曲線によって表される位相周波数特性に基づいて自身の位相周波数特性を自身の振幅周波数特性とは独立して変更させるとともに、所望の振幅周波数特性曲線によって表される振幅周波数特性に基づいて音声信号の振幅周波数特性を位相周波数特性とは独立して変更させるように構成する。

概要

背景

従来、音響装置では、そのシステム全体の振幅周波数特性及び位相周波数特性平坦な直線状になるようにイコライズするために、FIR(有限インパルス応答フィルタを用いているものがある。なお、位相周波数特性とは、一般に位相特性などと言われるものであって、周波数横軸位相縦軸に記して表される特性のことを言う。また、振幅周波数特性とは、オーディオ業界において一般に周波数特性などと言われるものであって、周波数を横軸に振幅を縦軸に記して表される特性のことを言う。

例えば、特許文献1には、FIRフィルタが用いられて、スピーカから出力される音響の位相周波数特性が直線性を有するようにFIRフィルタの係数が設定された構成が記載されている。

一方、特許文献2には、オペアンプを用いて構成された180度移相回路を少なくとも3段縦続接続した構成とし、可聴周波数の範囲における周波数の対数的な増加に対応して音声入力信号の位相を漸次遅らせて可聴周波数の範囲においてトータルで450度〜600度の範囲の位相遅れを発生する位相周波数特性をもつ音質改善回路が示されている。

概要

音声信号の周波数特性(振幅周波数特性及び位相周波数特性)のうちの少なくとも位相周波数特性を調整するフィルタに関し、種々の用途に応じた音質の調整が可能になるものを提供する。自身の位相周波数特性と自身の振幅周波数特性とを独立して変更可能に構成され、表示装置の同一の画面上に所望の位相周波数特性曲線と所望の振幅周波数特性曲線とを表示させ、所望の位相周波数特性曲線によって表される位相周波数特性に基づいて自身の位相周波数特性を自身の振幅周波数特性とは独立して変更させるとともに、所望の振幅周波数特性曲線によって表される振幅周波数特性に基づいて音声信号の振幅周波数特性を位相周波数特性とは独立して変更させるように構成する。

目的

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、種々の用途に応じた音質の調整が可能になるフィルタを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

音声信号を入力し、前記音声信号にフィルタ処理を施して出力するフィルタであって、自身の位相周波数特性と自身の振幅周波数特性とを独立して変更可能に構成され、表示装置の同一の画面上に所望の位相周波数特性曲線と所望の振幅周波数特性曲線とを表示させ、前記所望の位相周波数特性曲線によって表される位相周波数特性に基づいて前記自身の位相周波数特性を前記自身の振幅周波数特性とは独立して変更させるとともに、前記所望の振幅周波数特性曲線によって表される振幅周波数特性に基づいて前記音声信号の振幅周波数特性を位相周波数特性とは独立して変更させるように構成された、フィルタ。

請求項2

前記表示装置の画面上に表示された位相周波数特性曲線上の操作子であって、中心周波数周波数帯域幅と中心周波数の位相角度とのそれぞれに対応する前記操作子を操作することにより、中心周波数と周波数帯域幅と中心周波数の位相角度とが1または複数組指定され、この指定により前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるように構成された、請求項1に記載のフィルタ。

請求項3

前記表示装置の画面上に描画することにより前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるように構成された、請求項1に記載のフィルタ。

請求項4

前記表示装置の画面上に予め表示される位相周波数特性曲線を操作することにより前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるように構成された、請求項1に記載のフィルタ。

請求項5

前記表示装置の画面上に表示された位相周波数特性曲線上の操作子であって、中心周波数と周波数帯域幅と中心周波数の位相角度とのそれぞれに対応する前記操作子を操作することにより、中心周波数と周波数帯域幅と中心周波数の位相角度とが1または複数組指定され、この指定により前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるとともに、前記表示装置の画面上に表示された振幅周波数特性曲線上の操作子であって、中心周波数と周波数帯域幅と利得とのそれぞれに対応する前記操作子を操作することにより、中心周波数と周波数帯域幅と利得とが1または複数組指定され、この指定により前記所望の振幅周波数特性曲線を表示させるように構成された、請求項1に記載のフィルタ。

請求項6

前記表示装置の画面上に描画することにより前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるとともに、前記表示装置の画面上に描画することにより前記所望の振幅周波数特性曲線を表示させるように構成された、請求項1に記載のフィルタ。

請求項7

前記表示装置の画面上に予め表示される位相周波数特性曲線を操作することにより前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるとともに、前記表示装置の画面上に予め表示される振幅周波数特性曲線を操作することにより前記所望の振幅周波数特性曲線を表示させるように構成された、請求項1に記載のフィルタ。

技術分野

0001

本発明は、音声信号周波数特性振幅周波数特性及び位相周波数特性)のうちの少なくとも位相周波数特性を調整するフィルタに関する。

背景技術

0002

従来、音響装置では、そのシステム全体の振幅周波数特性及び位相周波数特性が平坦な直線状になるようにイコライズするために、FIR(有限インパルス応答)フィルタを用いているものがある。なお、位相周波数特性とは、一般に位相特性などと言われるものであって、周波数横軸位相縦軸に記して表される特性のことを言う。また、振幅周波数特性とは、オーディオ業界において一般に周波数特性などと言われるものであって、周波数を横軸に振幅を縦軸に記して表される特性のことを言う。

0003

例えば、特許文献1には、FIRフィルタが用いられて、スピーカから出力される音響の位相周波数特性が直線性を有するようにFIRフィルタの係数が設定された構成が記載されている。

0004

一方、特許文献2には、オペアンプを用いて構成された180度移相回路を少なくとも3段縦続接続した構成とし、可聴周波数の範囲における周波数の対数的な増加に対応して音声入力信号の位相を漸次遅らせて可聴周波数の範囲においてトータルで450度〜600度の範囲の位相遅れを発生する位相周波数特性をもつ音質改善回路が示されている。

先行技術

0005

特開2000−91865号公報
特開2005−143093号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上記の特許文献1の技術では、スピーカから出力される音響の位相周波数特性が直線性を有するように設定されている。また、特許文献2の技術では、周波数の対数的な増加に対応して直線的な傾きで位相を遅らせるように構成されている。このようにこれらの従来技術では、予めどのような位相周波数特性にするかが定められているため、種々の用途に応じた音質の調整を行うための構成としては不向きである。

0007

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、種々の用途に応じた音質の調整が可能になるフィルタを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、本発明のフィルタは、音声信号を入力し、前記音声信号にフィルタ処理を施して出力するフィルタであって、自身の位相周波数特性と自身の振幅周波数特性とを独立して変更可能に構成され、表示装置の同一の画面上に所望の位相周波数特性曲線と所望の振幅周波数特性曲線とを表示させ、前記所望の位相周波数特性曲線によって表される位相周波数特性に基づいて前記自身の位相周波数特性を前記自身の振幅周波数特性とは独立して変更させるとともに、前記所望の振幅周波数特性曲線によって表される振幅周波数特性に基づいて前記音声信号の振幅周波数特性を位相周波数特性とは独立して変更させるように構成されている。

0009

また、前記表示装置の画面上に表示された位相周波数特性曲線上の操作子であって、中心周波数周波数帯域幅と中心周波数の位相角度とのそれぞれに対応する前記操作子を操作することにより、中心周波数と周波数帯域幅と中心周波数の位相角度とが1または複数組指定され、この指定により前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるように構成されていてもよい。

0010

また、前記表示装置の画面上に描画することにより前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるように構成されていてもよい。

0011

また、前記表示装置の画面上に予め表示される位相周波数特性曲線を操作することにより前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるように構成されていてもよい。

0012

また、前記表示装置の画面上に表示された位相周波数特性曲線上の操作子であって、中心周波数と周波数帯域幅と中心周波数の位相角度とのそれぞれに対応する前記操作子を操作することにより、中心周波数と周波数帯域幅と中心周波数の位相角度とが1または複数組指定され、この指定により前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるとともに、前記表示装置の画面上に表示された振幅周波数特性曲線上の操作子であって、中心周波数と周波数帯域幅と利得とのそれぞれに対応する前記操作子を操作することにより、中心周波数と周波数帯域幅と利得とが1または複数組指定され、この指定により前記所望の振幅周波数特性曲線を表示させるように構成されていてもよい。

0013

また、前記表示装置の画面上に描画することにより前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるとともに、前記表示装置の画面上に描画することにより前記所望の振幅周波数特性曲線を表示させるように構成されていてもよい。

0014

また、前記表示装置の画面上に予め表示される位相周波数特性曲線を操作することにより前記所望の位相周波数特性曲線を表示させるとともに、前記表示装置の画面上に予め表示される振幅周波数特性曲線を操作することにより前記所望の振幅周波数特性曲線を表示させるように構成されていてもよい。

発明の効果

0015

本発明は、以上に説明した構成を有し、種々の用途に応じた音質の調整が可能になるフィルタを提供することができるという効果を奏する。

0016

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

図面の簡単な説明

0017

図1は、本発明の実施の形態のフィルタを用いた音響装置の一例を示すブロック図である。
図2は、本発明の実施の形態のフィルタの一構成例であるFIRフィルタを示す回路図である。
図3は、本発明の実施の形態のフィルタの位相特性と振幅特性とを独立して変更するための第1構成例の入力手段の表示画面を示す図である。
図4は、本発明の実施の形態のフィルタの位相特性と振幅特性とを独立して変更するための第2構成例の入力手段の表示画面を示す図である。
図5は、本発明の実施の形態のフィルタの位相特性と振幅特性とを独立して変更するための第6構成例の入力手段の表示画面を示す図である。
図6は、本発明の実施の形態のフィルタの位相特性と振幅特性とを独立して変更するための第7構成例の入力手段の表示画面を示す図である。
図7は、本発明の実施の形態のフィルタの位相特性と振幅特性とを独立して変更するための第8構成例の入力手段の表示画面を示す図である。

実施例

0018

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

0019

図1は、本発明の実施の形態のフィルタを用いた音響装置の一例を示すブロック図である。

0020

この音響装置には、フィルタ1と、その出力端子UTに接続されたD/A(デジタルアナログ変換器2と、D/A変換器2に接続された増幅器3と、増幅器3に接続されたスピーカ4と、押しボタン等による入力手段5とが備えられている。

0021

フィルタ1では、デジタル信号処理が行われ、その入力端子INには、例えばマイクロホンから出力されるアナログ音声信号がA/D変換されたデジタル音声信号、あるいはCDプレーヤ等の記録媒体再生装置から出力されるデジタル音声信号が入力される。フィルタ1にて後述する処理が施された信号は、D/A変換器2に入力されてアナログ信号に変換され、さらに増幅器3によって電力増幅されてスピーカ4へ出力され、スピーカ4から拡声音として出力される。

0022

フィルタ1では、入力端子INから入力されるデジタル音声信号を、可聴周波数の範囲(20Hz〜20kHz)内における一部の所定の周波数範囲における位相を所定角度ずらして出力するように構成されている。

0023

フィルタ1は、例えばDSP(デジタル信号プロセッサ)からなり、例えば図2に示すようなFIR(有限インパルス応答)フィルタとして機能する。このFIRフィルタには、n個の縦続接続された遅延回路11と、(n+1)個の乗算器12と、加算器13とを備えている。各遅延回路11では、それぞれの入力信号サンプリング周期だけ遅延させて出力し、各乗算器12では、それぞれに対応して設定されるフィルタ係数hk(k=0〜n)を入力信号に乗算して出力し、各乗算器12の出力が加算器13で加算されて出力される。このようなFIRフィルタを用いれば、フィルタ係数hk(k=0〜n)を設定することによって振幅周波数特性(以下、「振幅特性」という)と位相周波数特性(以下、「位相特性」という)とを独立して設定することができる。

0024

ここで、位相特性とは、周波数を横軸に位相を縦軸に記して表される特性のことを言う。また、振幅特性とは、周波数を横軸に振幅(例えば、ゲイン)を縦軸に記して表される特性のことを言う。

0025

また、種々の用途に応じたフィルタ係数が予め記憶されているメモリ(図示せず)をフィルタ1に内蔵しておき、入力手段5を操作することによって、ある用途に応じたフィルタ係数が選択され、この選択されたフィルタ係数がメモリから読み出されて各乗算器12の利得として設定される。例えば、入力端子INにマイクロホンからの音声信号がA/D変換されて入力される場合であって、そのマイクロホンをスピーチに使用する場合や、非常用アナウンスを行うために使用する場合など、また、入力端子INにCDプレーヤ等の記録媒体再生装置から出力されるデジタル音声信号が入力される場合などの種々の用途に応じたフィルタ係数が、予めフィルタ1内のメモリに記憶されている。

0026

本実施の形態では、フィルタ1にて、音声信号の所定の周波数範囲における位相を所定角度ずらす、例えば、ある周波数の位相を遅らせる、あるいは進めることにより、スピーカ4から出力される音質の調整を行うことが可能になる。また、位相をずらす所定の周波数範囲が複数設定され、それぞれの所定の周波数範囲に対応して位相をずらす角度がそれぞれ設定されていてもよい。また、入力手段5を操作することによって、位相をずらす周波数範囲と角度とを変更することができ、種々の用途に応じた音質の調整が可能になる。

0027

また、音質の調整を行う上で、音声信号の所定の周波数範囲における位相をずらす角度は±180度未満の範囲内であれば十分である。

0028

また、フィルタ1にFIRフィルタを用いることにより、振幅特性と位相特性とを独立して設定することができるので、位相をずらす所定の周波数範囲における振幅が不変であるように構成されていてもよい。

0029

また、上記のFIRフィルタを用いた場合には、位相特性を振幅特性と独立して変更可能となるため、従来不可能であった音響調整が可能となる。特に、振幅を変化させずに位相を進めることにより、位相を進めた帯域の音がより強調された聞こえ方になり、かつ騒々しく聞こえなくなるなど従来では実現できなかった調整ができるようになる。さらに、振幅特性の変更と組み合わせて位相特性を変更できるため、それぞれに効果的な設定が可能となり、より複雑で自由な音響調整が可能となる。

0030

以下に、位相特性と振幅特性とを独立して変更する構成例について説明する。

0031

ここで、フィルタ1には、FIRフィルタ(以下、「FIRフィルタ1A」と明記する)と、フィルタ係数設定手段として機能する演算制御部(以下、「演算制御部1B」と明記する)とを有するものとする。FIRフィルタ1Aは、入力端子INからのデジタル音声信号を入力し、フィルタ処理が施された信号を出力端子OUTへ出力する。

0032

入力手段5では、操作者によって、例えばFIRフィルタ1Aに設定される振幅特性及び位相特性を指定するための操作が行われる。入力手段5は、後述の第1〜第3構成例の場合には、例えば、液晶ディスプレイペンタブレットとを統合した液晶ペンタブレット等を用いて構成される。この場合、振幅特性と位相特性を入力するための表示画面が表示され、ポインティングデバイスとしてスタイラスペンを用いる。

0033

以下、各構成例について述べるが、各構成例では、入力手段5及び演算制御部1Bの構成が異なり、他の構成については同じである。

0034

(第1構成例)
図3は、第1構成例の入力手段5の表示画面を示す図である。

0035

この図3に示された表示画面31の場合、その画面の左側下部領域が振幅特性を指定するための振幅特性指定領域であり、左側上部領域が指定される振幅特性を振幅特性曲線34で表示する振幅特性表示領域である。また、画面の右側下部領域が位相特性を指定するための位相特性指定領域であり、右側上部領域が指定される位相特性を位相特性曲線35で表示する位相特性表示領域である。

0036

振幅特性指定領域には、例えば可聴周波数(20Hz〜20kHz)の範囲内で予め設定された複数の周波数の各々におけるゲイン(利得)を設定するためのゲイン調整用操作子32が表示されている。同様に、位相特性指定領域には、上記の可聴周波数の範囲内で予め設定された複数の周波数の各々における位相を設定するための位相調整用操作子33が表示されている。例えば、上記の予め設定された複数の周波数が10個とした場合には、図中、左から右へ並んだゲイン調整用操作子32及び位相調整用操作子33のそれぞれは、左から順に、例えば、31Hz、62Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz、16kHzの周波数のものに対応する。また、これらの周波数の数値については、表示画面31に表示されるが、図3ではその図示を省略している。

0037

操作者はスタイラスペンを用いて、所望の振幅特性となるように各ゲイン調整用操作子32の位置を上下に移動(ドラッグ)させて各周波数におけるゲインを設定する。同様に、所望の位相特性となるように各位相調整用操作子33の位置を上下に移動させて各周波数における位相を設定する。そして、各ゲイン調整用操作子32の位置に対応する振幅特性曲線34が表示され、各位相調整用操作子33の位置に対応する位相特性曲線35が表示される。なお、各ゲイン調整用操作子32,各位相調整用操作子33は、一度も設定が行われていない初期状態としては、例えば、各周波数におけるゲインあるいは位相が0に設定された状態として表示される。

0038

以上に述べた図3に示す表示画面31が表示される入力手段5では、例えば表示画面31上の「確定」ボタン(図示せず)をスタイラスペンで触れることにより、各ゲイン調整用操作子32の位置を示す表示情報と、各位相調整用操作子33の位置を示す表示情報とを演算制御部1Bへ出力する。これにより、FIRフィルタ1Aに設定しようとする振幅特性と位相特性とが入力手段5によって指定される。演算制御部1Bでは、各ゲイン調整用操作子32の表示情報を振幅特性情報に変換するとともに各位相調整用操作子33の表示情報を位相特性情報に変換した後、それらの振幅特性情報と位相特性情報とに基づき、逆FFT等の演算を行うことによりフィルタ係数hkを求め、それをFIRフィルタ1Aに設定する。なお、各ゲイン調整用操作子32の表示情報は、広い間隔の周波数(前述のように例えば31Hz、62Hz、・・・・、8kHz、16kHz)についての情報であるため、演算制御部1Bでは、これらの周波数のすき間の周波数に関する振幅情報(ゲイン)を補間して振幅特性情報を求める。同様に、各位相調整用操作子33の表示情報も、広い間隔の周波数(前述のように例えば31Hz、62Hz、・・・・、8kHz、16kHz)についての情報であるため、演算制御部1Bでは、これらの周波数のすき間の周波数に関する位相情報を補間して位相特性情報を求める。

0039

なお、一旦ゲインあるいは位相の設定を行い、次に設定を変更するとき、その変更前には、各ゲイン調整用操作子32,各位相調整用操作子33はその直前に設定されたときの状態である変更前の状態が表示される。その状態から各操作子32,33を上下に移動させて設定を変更する。このとき、各操作子32,33の位置に対応して表示される振幅特性曲線34及び位相特性曲線35の他、変更前の振幅特性曲線34a及び位相特性曲線35aを表示しておくようにしてもよい。これにより、変更前の振幅特性及び位相特性と新たに設定しようとする振幅特性及び位相特性との比較が容易になる。

0040

なお、各ゲイン調整用操作子32,各位相調整用操作子33は、上記のように画面上に表示されるものではなく、操作者が実際に手で操作するハードウェアで構成されるようにしてもよい。

0041

なお、振幅特性情報とは、例えば振幅特性曲線34のグラフで示されるような振幅特性を表す数値列のデータであり、位相特性情報とは、例えば位相特性曲線35のグラフで示されるような位相特性を表す数値列のデータである。

0042

(第2、第3構成例)
図4は、第2構成例の入力手段5の表示画面を示す図である。

0043

この図4に示された表示画面41の場合、その上半分の上部領域が振幅特性を指定するための領域(振幅特性表示領域)であり、下半分の下部領域が位相特性を指定するための領域(位相特性表示領域)である。

0044

上部の振幅特性表示領域には、例えば可聴周波数の範囲内において設定される振幅特性を示すためのライン(振幅特性線)42が表示される。このライン42は、初期状態として、例えば、可聴周波数の全範囲においてゲインが0に設定された状態である。あるいは、これ以外の状態に設定されてあってもよい。操作者はスタイラスペンを用いて、ライン42の任意の箇所をドラッグすることにより所望の振幅特性を示すライン42を形成する。

0045

下部の位相特性表示領域には、例えば可聴周波数の範囲内において設定される位相特性を示すためのライン(位相特性線)43が表示される。このライン43は、初期状態として、例えば、可聴周波数の全範囲において位相が0に設定された状態である。あるいは、これ以外の状態に設定されてあってもよい。操作者はスタイラスペンを用いて、ライン43の任意の箇所をドラッグすることにより所望の位相特性を示すライン43を形成する。

0046

なお、上記の第2構成例の入力手段5では、任意のライン42,43を変形させて所望の特性を示すライン42,43を形成するようにしたが、例えば、初期状態の表示画面41を、図4においてライン42,43以外のものが表示され、ライン42,43のみが表示されていない画面とし、操作者はスタイラスペンを用いて所望の特性を示すライン42,43を描画するようにしてもよい(これを、第3構成例の入力手段5とする)。

0047

以上に述べた図4に示す表示画面41が表示される第2及び第3構成例の入力手段5では、例えば表示画面41上の「確定」ボタン(図示せず)をスタイラスペンで触れることにより、ライン42の表示情報と、ライン43の表示情報とを演算制御部1Bへ出力する。これにより、FIRフィルタ1Aに設定しようとする振幅特性と位相特性とが入力手段5によって指定される。演算制御部1Bでは、ライン42の表示情報を振幅特性情報に変換するとともにライン43の表示情報を位相特性情報に変換した後、それらの振幅特性情報と位相特性情報とに基づき、逆FFT等の演算を行うことによりフィルタ係数hkを求め、それをFIRフィルタ1Aに設定する。

0048

上記の図3図4に示すような表示画面を表示するように構成された第1、第2及び第3構成例の入力手段5を用いた場合には、操作者は、表示画面上で所望するFIRフィルタ1Aの振幅特性と位相特性とを容易に指定することが可能になる。

0049

(第4構成例)
次に、第4構成例について説明する。この第4構成例では、演算制御部1Bには、例えば演算制御部1Bを構成するマイクロコンピュータ内部メモリからなる記憶部を有しており、ここにFIRフィルタ1Aに関する複数の振幅特性情報と複数の位相特性情報とを予め格納(記憶)しておく。そして、入力手段5を操作することによって、記憶部に格納されたものの中から所望の振幅特性情報及び位相特性情報を選択するように構成されている。この第4構成例の場合の入力手段5には、例えば、複数の振幅特性のそれぞれに対応する振幅特性指定ボタン及び複数の位相特性のそれぞれに対応する位相特性指定ボタンが設けられている。これらの指定ボタンは、押しボタン式等の実際に人間の手で選択操作するものであってもよいし、タッチパネルに表示され、指やスタイラスペンで触れることにより選択されるものであってもよく、いずれの場合も振幅特性及び位相特性を指定するための操作が容易である。入力手段5では、選択された振幅特性指定ボタンに対応する振幅特性の選択信号と、選択された位相特性指定ボタンに対応する位相特性の選択信号とを演算制御部1Bへ出力する。演算制御部1Bでは、それぞれの選択信号に対応する振幅特性情報と位相特性情報とを記憶部から読み出し、それらの振幅特性情報と位相特性情報とに基づき、逆FFT等の演算を行うことによりフィルタ係数hkを求め、それをFIRフィルタ1Aに設定する。

0050

また、上記の第4構成例において、演算制御部1B内の記憶部の記憶している情報の書き換えができるように入力手段5を構成しておいてもよい。例えば、演算制御部1Bの記憶部には、増幅器3やスピーカ4により構成される音響出力装置に応じたFIRフィルタ1Aの振幅特性情報と位相特性情報とが記憶されている場合に、音響出力装置を他の音響出力装置に変更した場合に、前記他の音響出力装置に応じたFIRフィルタ1Aの位相特性情報及び振幅特性情報に書き換えるようにすればよい。この場合、入力手段5に、フラッシュメモリ、CD等の記録媒体の情報を読み取る読取り手段を設けておき、記録媒体から読み取った新しい振幅特性情報と位相特性情報を記憶部に格納(記憶)するように構成すればよい。記録媒体は、音響調整装置あるいは音響装置の製造会社等から配布されたものであってもよいし、ユーザがパソコンパーソナルコンピュータ)を操作して音響調整装置あるいは音響装置の製造会社等のホストコンピュータから、新しい振幅特性情報と位相特性情報のファイルダウンロードして記録媒体に記録したものであってもよい。

0051

(第5構成例)
次に、第5構成例について説明する。この第5構成例では、入力手段5には、例えば、FIRフィルタ1Aの初期状態(例えばゲインが0)あるいは直前に設定された振幅特性から、予め設定された複数の周波数の各々におけるゲインを増加するための振幅増加周波数指定ボタン及びゲインを減少するための振幅減少周波数指定ボタンが各周波数に対応して設けられているとともに、FIRフィルタ1Aの初期状態(例えば位相が0)あるいは直前に設定された位相特性から、予め設定された複数の周波数の各々における位相を進めるための位相進相周波数指定ボタン及び位相を遅らせるための位相遅相周波数指定ボタンが各周波数に対応して設けられている。上記の予め設定された複数の周波数が10個とした場合には、振幅増加周波数指定ボタン、振幅減少周波数指定ボタン、位相進相周波数指定ボタン及び位相遅相周波数指定ボタンがそれぞれ10個ずつ設けられ、それぞれの指定ボタンは、例えば、31Hz、62Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz、16kHzの周波数のものに対応する。これらの指定ボタンは、押しボタン式等の実際に人間の手で選択操作するものであってもよいし、タッチパネルに表示され、指やスタイラスペンで触れることにより選択されるものであってもよい。

0052

この場合、入力手段5では、ある振幅増加周波数指定ボタンがn回選択操作されると、選択された振幅増加周波数指定ボタンに対応する選択信号を演算制御部1Bへn回出力し、ある振幅減少周波数指定ボタンがn回選択操作されると、選択された振幅減少周波数指定ボタンに対応する選択信号を演算制御部1Bへn回出力する。また、ある位相進相周波数指定ボタンがn回選択操作されると、選択された位相進相周波数指定ボタンに対応する選択信号を演算制御部1Bへn回出力し、ある位相遅相周波数指定ボタンがn回選択操作されると、選択された位相遅相周波数指定ボタンに対応する選択信号を演算制御部1Bへn回出力する。

0053

演算制御部1Bでは、直前に設定されているFIRフィルタ1Aの振幅特性に対して、選択信号がn回出力された振幅増加周波数指定ボタンに対応する周波数のゲインを所定値×nの分増加させるとともに、選択信号がn回出力された振幅減少周波数指定ボタンに対応する周波数のゲインを所定値×nの分減少させることにより変更後の振幅特性を定める情報を求め、その情報に基づいて振幅特性情報を求める。上記所定値は、予め定められた値である。各振幅増加周波数指定ボタン及び振幅減少周波数指定ボタンの選択信号によって得られる変更後の振幅特性を定める情報は、広い間隔の周波数(前述のように例えば31Hz、62Hz、・・・・、8kHz、16kHz)についての情報であるため、演算制御部1Bでは、これらの周波数のすき間の周波数に関する振幅情報(ゲイン)を補間して振幅特性情報を求める。

0054

また、演算制御部1Bでは、直前に設定されているFIRフィルタ1Aの位相特性に対して、選択信号がn回出力された位相進相周波数指定ボタンに対応する周波数の位相を所定角度×nの分進めるとともに、選択信号がn回出力された位相遅相周波数指定ボタンに対応する周波数の位相を所定角度×nの分遅らせることにより変更後の位相特性を定める情報を求め、その情報に基づいて位相特性情報を求める。上記所定角度は、予め定められた値である。各位相進相周波数指定ボタン及び位相遅相周波数指定ボタンの選択信号によって得られる変更後の位相特性を定める情報は、広い間隔の周波数(前述のように例えば31Hz、62Hz、・・・・、8kHz、16kHz)についての情報であるため、演算制御部1Bでは、これらの周波数のすき間の周波数に関する位相情報を補間して位相特性情報を求める。

0055

さらに、演算制御部1Bでは、上記のようにして求めた振幅特性情報と位相特性情報とに基づき、逆FFT等の演算を行うことによりフィルタ係数hkを求め、それをFIRフィルタ1Aに設定する。

0056

この第5構成例の入力手段5を用いた場合、振幅を変更したい周波数に対応する振幅増加周波数指定ボタン及び振幅減少周波数指定ボタンを押す等の簡単な操作によってFIRフィルタ1Aの振幅特性を変更することができる。また、位相を変更したい周波数に対応する位相進相周波数指定ボタン及び位相遅相周波数指定ボタンを押す等の簡単な操作によってFIRフィルタ1Aの位相特性を変更することができる。

0057

(第6構成例)
図5は、第6構成例の入力手段5の表示画面を示す図である。

0058

ここでは、入力手段5は、例えば、表示画面101を有する液晶ディスプレイと、キーボード及びマウス等を用いて構成される。

0059

この図5に示された表示画面101の場合、その画面の左側領域に振幅特性曲線102等を表示する振幅特性表示領域が配置され、画面の右側領域に位相特性曲線103等を表示する位相特性表示領域が配置されている。

0060

振幅特性表示領域の下方には、設定ポイント番号(No.)、中心周波数(f)、周波数帯域幅(Q)、中心周波数におけるゲイン(G)を指定するためのそれぞれの操作ボタン104a、104b、105a、105b、106a、106b、107a、107bと、指定された値が表示されるボックス104、105、106、107とが表示されている。同様に、位相特性表示領域の下方には、設定ポイント番号(No.)、中心周波数(f)、周波数帯域幅(Q)、中心周波数における角度(D)を指定するためのそれぞれの操作ボタン108a、108b、109a、109b、110a、110b、111a、111bと、指定された値が表示されるボックス108、109、110、111とが表示されている。

0061

操作者は、所望の振幅特性となるように、各設定ポイント番号(例えば、1、2、3、・・・)ごとに、中心周波数、周波数帯域幅、中心周波数におけるゲインを設定する。操作者は、例えばマウスを用いて、増加ボタン104a及び減少ボタン104bをクリックすることで、ボックス104に表示される設定ポイント番号を増加及び減少させることができる。また、増加ボタン105a及び減少ボタン105bをクリックすることで、ボックス105に表示される中心周波数を増加及び減少させることができる。また、増加ボタン106a及び減少ボタン106bをクリックすることで、ボックス106に表示される周波数帯域幅を増加及び減少させることができる。また、増加ボタン107a及び減少ボタン107bをクリックすることで、ボックス107に表示されるゲインを増加及び減少させることができる。

0062

入力手段5では、以上の操作により設定される各設定ポイント番号ごとの、中心周波数、周波数帯域幅及びゲインからなる各振幅設定情報を、演算制御部1Bへ出力する。演算制御部1Bでは、各振幅設定情報に基づいて振幅特性情報を求める。この振幅特性情報に基づいて振幅特性曲線102を表示するための表示情報を作成し、入力手段5の表示画面101に振幅特性曲線102を表示させる。

0063

また操作者は、所望の位相特性となるように、各設定ポイント番号(例えば、1、2、3、・・・)ごとに、中心周波数、周波数帯域幅、中心周波数における角度を設定する。操作者は、例えばマウスを用いて、増加ボタン108a及び減少ボタン108bをクリックすることで、ボックス108に表示される設定ポイント番号を増加及び減少させることができる。また、増加ボタン109a及び減少ボタン109bをクリックすることで、ボックス109に表示される中心周波数を増加及び減少させることができる。また、増加ボタン110a及び減少ボタン110bをクリックすることで、ボックス110に表示される周波数帯域幅を増加及び減少させることができる。また、増加ボタン111a及び減少ボタン111bをクリックすることで、ボックス111に表示される角度を増加及び減少させることができる。

0064

入力手段5では、以上の操作により設定される各設定ポイント番号ごとの、中心周波数、周波数帯域幅及び角度からなる各位相設定情報を、演算制御部1Bへ出力する。演算制御部1Bでは、各位相設定情報に基づいて位相特性情報を求める。この位相特性情報に基づいて位相特性曲線103を表示するための表示情報を作成し、入力手段5の表示画面101に位相特性曲線103を表示させる。

0065

さらに、演算制御部1Bでは、求めた振幅特性情報と位相特性情報とに基づき、逆FFT等の演算を行うことによりフィルタ係数hkを求め、それをFIRフィルタ1Aに設定する。

0066

また、設定を変更するための操作中に、その変更前の振幅特性曲線102a及び位相特性曲線103aを表示しておくようにしてもよい。これにより、変更前の振幅特性及び位相特性と新たに設定しようとする振幅特性及び位相特性との比較が容易になる。

0067

また、設定を変更するための操作中に、表示画面101の振幅特性表示領域に目標とする振幅特性曲線を表示し、位相特性表示領域に目標とする位相特性曲線を表示しておくようにしてもよい。これにより、目標とする振幅特性曲線及び目標とする位相特性曲線と重なるように振幅特性曲線及び位相特性曲線を作成することで、これらの作成が容易になる。

0068

なお、振幅特性を設定するための操作ボタン(104a、104b)、(105a、105b)、(106a、106b)、(107a、107b)及び、位相特性を設定するための操作ボタン(108a、108b)、(109a、109b)、(110a、110b)、(111a、111b)に代えて、例えば図5の操作子32、33で示されるようなスライドバー等を用いてもよい。さらに、これらの操作ボタンやスライドバー等の操作子は、上記のように画面上に表示されるものではなく、操作者が実際に手で操作する、ハードウェアで構成されるようにしてもよい。

0069

(第7構成例)
図6は、第7構成例の入力手段5の表示画面を示す図である。

0070

この図6に示された表示画面131の場合、その上部領域が指定する振幅特性を示す振幅特性曲線を作成するための振幅特性描画領域であり、下部領域が指定する位相特性を示す位相特性曲線を作成するための位相特性描画領域である。

0071

入力手段5は、例えば、表示画面131を有する液晶ディスプレイと、キーボード及びマウス等を用いて構成される。

0072

入力手段5によって操作開始指令を与えると、表示画面131の振幅特性描画領域において、周波数軸上の所定の周波数の位置に、予め定めた形状及び大きさの山形の振幅特性曲線141が表示されるとともに、位相特性描画領域においても同様に、予め定めた形状及び大きさの山形の位相特性曲線151が表示される。

0073

振幅特性曲線141は、2つの操作子142、143を有している。操作子142は振幅特性曲線141の中央のピーク位置に設けられており、操作子143は振幅特性曲線141の中途の位置に設けられている。操作子142は、マウスによってカーソルを操作子142に合わせて画面の上下方向及び左右方向に移動(ドラッグ)させることができる。また、操作子143は、マウスによってカーソルを操作子143に合わせて画面の左右方向に移動(ドラッグ)させることができる。

0074

操作子142を上下方向に移動させることで振幅特性曲線141のピークのゲインを調整することができる。例えば、振幅特性曲線141の操作子142を上方向にドラッグすると、例えば振幅特性曲線141aで示すように相似形の状態に拡大し、マウスの釦を離すと、即ちドロップすると、その位置で拡大を停止させる。また、操作子142を下方にドラッグすると、図示していないが、振幅特性曲線141を相似形の状態で縮小する。

0075

また、操作子142を左右方向に移動させることで振幅特性曲線141のピークのゲインとなる周波数(中心周波数)を変更することができる。例えば拡大された振幅特性曲線141aの操作子142を右方向にドラッグすると、例えば振幅特性曲線141bで示すように振幅特性曲線141aが水平方向に移動し、ドロップした点で移動が停止する。

0076

操作子143を左右方向に移動させることで振幅特性曲線141の周波数帯域幅を変更することができる。例えば最大ゲイン及びその周波数が移動された振幅特性曲線141bの操作子143を右方向に向かって水平にドラッグすると、振幅特性曲線141cとして示すように、振幅特性曲線の傾きが緩やかになる。即ち、周波数帯域幅が大きくなる。また、操作子143を左方向にドラッグすると、振幅特性曲線141の傾きは急峻となる。即ち、周波数帯域幅が小さくなる。このような傾きの変更は、ドロップするまで継続する。

0077

以上のような操作によって振幅特性曲線を作成することにより、1つの設定ポイントにおける、中心周波数、周波数帯域幅及びゲインからなる振幅設定情報が決められる。また、以上のような操作を例えば複数回繰り返すことにより、例えば可聴周波数範囲における振幅特性曲線を作成(描画)し、それに対応する複数の設定ポイントの各々における、中心周波数、周波数帯域幅及び中心周波数におけるゲインからなる振幅設定情報が決められる。

0078

また、位相特性曲線151も、2つの操作子152、153を有している。操作子152は、位相特性曲線151の中央のピーク位置に設けられており、操作子153は位相特性曲線151の中途の位置に設けられている。操作子152は、マウスによってカーソルを操作子152に合わせて画面の上下方向及び左右方向に移動(ドラッグ)させることができる。また、操作子153は、マウスによってカーソルを操作子153に合わせて画面の左右方向に移動(ドラッグ)させることができる。

0079

操作子152を上下方向に移動させることで位相特性曲線151のピークの角度(位相)を調整することができる。例えば、位相特性曲線151の操作子152を上方向にドラッグすると、例えば位相特性曲線151aで示すように相似形の状態に拡大し、ドロップすると、その位置で拡大を停止させる。また、操作子152を下方にドラッグすると、図示していないが、位相特性曲線151を相似形の状態で縮小する。

0080

また、操作子152を左右方向に移動させることで位相特性曲線151のピークの角度となる周波数(中心周波数)を変更することができる。例えば拡大された位相特性曲線151aの操作子152を右方向にドラッグすると、例えば位相特性曲線151bで示すように位相特性曲線151aが水平方向に移動し、ドロップした点で移動が停止する。

0081

操作子153を左右方向に移動させることで位相特性曲線151の周波数帯域幅を変更することができる。例えば最大角度及びその周波数が移動された位相特性曲線151bの操作子153を右方向に向かって水平にドラッグすると、位相特性曲線151cとして示すように、位相特性曲線の傾きが緩やかになる。即ち、周波数帯域幅が大きくなる。また、操作子153を左方向にドラッグすると、位相特性曲線151の傾きは急峻となる。即ち、周波数帯域幅が小さくなる。このような傾きの変更は、ドロップするまで継続する。

0082

以上のような操作によって位相特性曲線を作成することにより、1つの設定ポイントにおける、中心周波数、周波数帯域幅及びゲインからなる位相設定情報が決められる。また、以上のような操作を例えば複数回繰り返すことにより、例えば可聴周波数範囲における位相特性曲線を作成(描画)し、それに対応する複数の設定ポイントの各々における、中心周波数、周波数帯域幅及び中心周波数における角度からなる位相設定情報が決められる。

0083

入力手段5では、以上の操作により設定された各設定ポイントにおける振幅設定情報及び各設定ポイントにおける位相設定情報を、演算制御部1Bへ出力する。演算制御部1Bでは、各振幅設定情報に基づいて振幅特性情報を求めるとともに各位相設定情報に基づいて位相特性情報を求め、求めた振幅特性情報と位相特性情報とに基づき、逆FFT等の演算を行うことによりフィルタ係数hkを求め、それをFIRフィルタ1Aに設定する。

0084

また、設定を変更するための操作中に、表示画面131の振幅特性描画領域に変更前の振幅特性曲線を表示し、位相特性描画領域に変更前の位相特性曲線を表示しておくようにしてもよい。これにより、変更前の振幅特性及び位相特性と新たに設定しようとする振幅特性及び位相特性との比較が容易になる。

0085

また、設定を変更するための操作中に、表示画面131の振幅特性描画領域に目標とする振幅特性曲線を表示し、位相特性描画領域に目標とする位相特性曲線を表示しておくようにしてもよい。これにより、目標とする振幅特性曲線及び目標とする位相特性曲線と重なるように振幅特性曲線及び位相特性曲線を作成することで、これらの作成が容易になる。この場合、目標とする振幅特性曲線及び目標とする位相特性曲線を表示するための情報は、例えば、演算制御部1Bの記憶部に格納されている。

0086

(第8構成例)
図7は、第8構成例の入力手段5の表示画面を示す図である。

0087

ここでは、入力手段5は、例えば、表示画面161を有する液晶ディスプレイと、キーボード及びマウス等を用いて構成される。

0088

この図7に示された表示画面161の場合、それぞれ表形式の振幅特性設定ファイル及び位相特性設定ファイルが表示される。これら両方のファイルの設定ポイント番号(No.)は、1、2、3、・・・の順に予め表示されるようになっている。

0089

操作者は、例えばキーボード等を操作して、振幅特性設定ファイルの中心周波数(f)、周波数帯域幅(Q)、中心周波数におけるゲイン(G)の欄に所望の値を入力する。同様に、位相特性設定ファイルの中心周波数(f)、周波数帯域幅(Q)、中心周波数における角度(D)の欄に所望の値を入力する。

0090

入力手段5では、振幅特性設定ファイルに入力された各設定ポイント番号ごとの、中心周波数、周波数帯域幅及びゲインからなる各振幅設定情報と、位相特性設定ファイルに入力された各設定ポイント番号ごとの、中心周波数、周波数帯域幅及び角度からなる各位相設定情報とを、演算制御部1Bへ出力する。演算制御部1Bでは、各振幅設定情報に基づいて振幅特性情報を求めるとともに、各位相設定情報に基づいて位相特性情報を求める。さらに、演算制御部1Bでは、求めた振幅特性情報と位相特性情報とに基づき、逆FFT等の演算を行うことによりフィルタ係数hkを求め、それをFIRフィルタ1Aに設定する。

0091

なお、この第8構成例では、入力手段5にて、振幅特性設定ファイル及び位相特性設定ファイルを作成するようにしたが、例えばパソコン等を用いて振幅特性設定ファイル及び位相特性設定ファイルを作成し、フィルタにアップロードするようにすれば、フィルタの入力手段5に表示画面161を表示するためのディスプレイ等を備える必要がない。

0092

また、パソコンや設定用機器において、前述の図5図6のような表示画面を表示できる構成とし、第6、第7構成例と同様にして設定される振幅設定情報及び位相設定情報をファイル化して振幅特性設定ファイル及び位相特性設定ファイルを作成し、それらをフィルタにアップロードするようにしてもよい。

0093

また、演算制御部1Bの記憶部に、複数の振幅特性に対応する複数の振幅特性設定ファイルの情報(複数の振幅特性特定情報)と、複数の位相特性に対応する複数の位相特性設定ファイルの情報(複数の位相特性特定情報)とを予め格納しておき、先述の第4構成例のように、入力手段5を、記憶部に格納されたものの中から所望の振幅特性特定情報及び位相特性特定情報を選択するように構成してもよい。この場合、演算制御部1Bでは、入力手段5の操作に応じて振幅特性特定情報と位相特性特定情報とを記憶部から読み出し、読み出した振幅特性特定情報(1または複数の振幅設定情報からなる情報)に基づいて振幅特性情報を求めるとともに、位相特性特定情報(1または複数の位相設定情報からなる情報)に基づいて位相特性情報を求め、さらに、振幅特性情報と位相特性情報とに基づいてフィルタ係数hkを求め、それをFIRフィルタ1Aに設定する。

0094

以上、第1〜第8構成例のいずれの場合でも、設定する周波数範囲において、例えば位相特性を平坦にするためのボタン、メニュー等を設けておいてもよい。これにより平坦な位相特性(例えば設定する全周波数範囲において角度が0)の設定が容易になる。同様に、設定する周波数範囲において、例えば振幅特性を平坦にするためのボタン、メニュー等を設けておいてもよい。これにより平坦な振幅特性(設定する周波数範囲において振幅が一定)の設定が容易になる。

0095

本実施形態では、フィルタ係数の設定により振幅特性と位相特性とをそれぞれ個別的に設定することができるFIRフィルタ1Aを用い、そのFIRフィルタ1Aの振幅特性と位相特性とを個別的に設定することにより聴取者の好みや種々の用途等に応じてスピーカ4から出力される音質の調整を容易に行うことができる。特に、ある周波数の位相を遅らせる、あるいは進めることにより、スピーカ4から出力される音質の調整を行うことが可能になる。

0096

上記のように本実施形態では、音響調整にFIRフィルタ1Aを用いている。つまりデジタル信号処理の技術を用いている。

0097

そして、上記のような入力手段5を用いてFIRフィルタ1Aの位相特性を設定することができるようにしているので、これまでの音響調整方法では実現することのできなかったような種々の音響調整が可能となる。上記のようにFIRフィルタ1Aを用いているため、任意の位相特性を設定することができる。つまり、各周波数毎に任意の位相特性を持たせることができる。しかも、任意の周波数範囲においてのみ、位相特性を調整するということも可能である。例えば、100Hzから200Hzまでの周波数範囲においてのみ、入力された音声信号に対して位相の変化を施し、他の周波数範囲においては位相を変化させないようにすることもできる。

0098

また、上記のような入力手段5を用いてFIRフィルタ1Aの位相特性と振幅特性とを設定することができるようにしているので、位相特性と振幅特性の設定を、それぞれ独立して行うことができる。つまり、FIRフィルタ1Aに既に設定されている振幅特性を変更させることなく、位相特性のみを既に設定されている特性(位相特性)から別の特性(位相特性)に変更させることもできる。

0099

また、これとは反対に、FIRフィルタ1Aに既に設定されている位相特性を変更させることなく、振幅特性のみを既に設定されている特性(振幅特性)から別の特性(振幅特性)に変更させることもできる。

0100

さらに、FIRフィルタ1Aに既に設定されている位相特性と振幅特性の両方を、別の特性に変更させることもできる。

0101

また、FIRフィルタ1Aに対して、周波数によらず一定のゲインを与えるような振幅特性を設定しておき、音声信号の位相特性のみに変化を与えるように、FIRフィルタ1Aの位相特性を設定することもできるし、FIRフィルタ1Aに設定する位相特性を種々に変更して行くこともできる。

0102

特に、振幅を変化させずに位相を進めることにより、位相を進めた帯域の音がより強調された聞こえ方になり、かつ騒々しく聞こえなくなるなど従来では実現できなかった調整ができるようになる。さらに、振幅特性の変更と組み合わせて位相特性を変更できるため、それぞれに効果的な設定が可能となり、より複雑で自由な音響調整が可能となる。

0103

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。

0104

本発明に係るフィルタは、音質の調整を行うためのフィルタ等として有用である。

0105

1フィルタ
2 D/A変換器
3増幅器
4 スピーカ

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