JPH0653767A

JPH0653767A - 音場補正におけるイコライザ特性の制御装置及び制御方法

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Publication number: JPH0653767A
Application number: JP22194692A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Fukunaga; 功一郎福永
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1994-02-25
Anticipated expiration: 2017-11-05
Also published as: JP3340763B2

Abstract

(57)【要約】【目的】イコライザを用いて音場を補正するシステム
において、最小のイコライザ制御量で目標とする特性に
最も近くなるような補正を行なう制御装置及び方法を提
供することである。【構成】測定用信号をイコライザ１２を介して増幅器
１３、スピーカ１４で再生出力し、マイクロフォン１５
に取り込んで周波数特性分析回路１６に加えその出力を
演算回路１７に入力し、下記の演算を行なう。補正のた
めに必要なイコライザ制御量が最小となるような補正目
標カーブのレベルを求める。補正に使用するイコライザ
を、中心周波数ｆ、尖鋭度Ｑ、ゲイン量Ｇが自由に可変
可能なパラメトリックイコライザを用いることとし、こ
のパラメトリックイコライザのパラメータｆ，Ｑ，Ｇの
組合せの中で、パラメトリックイコライザの効果を付加
した際に、目標カーブと測定値カーブとの偏差が最も小
さくなるような最適パラメータ値を演算回路１７により
求める。このパラメータ値に応じて制御回路１８がイコ
ライザ１２のパラメータを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イコライザによる音場
補正システムにおいて、最小のイコライザ制御量で目標
とするイコライザ特性に最も近くなるような補正を行な
うために必要な最適なイコライザパラメータの演算制御
装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】イコライザ回路を用いて音場を補正しよ
うとする従来提案されているシステムを図５に示す。図
５において、１は測定用信号発生器、２は音場補正用の
グラフィックイコライザ回路、３は増幅器、４はスピー
カ、５は音響特性測定用のマイクロフォン、６は５のマ
イクロフォンからの信号の周波数分析を行なう周波数特
性分析回路、７は測定値に基づきグラフィックイコライ
ザ回路２の制御量を計算する演算回路、８はグラフィッ
クイコライザを制御する制御回路である。この音場補正
システムは以下のように動作する。測定用信号発生器１
から測定用信号が平均なイコライザ特性に設定されたグ
ラフィックイコライザ回路２を通り、増幅器３で増幅さ
れスピーカ４から再生される。

【０００３】次に補正を行なおうとする室内の受聴位置
に置かれたマイクロフォン５でスピーカ４から放射され
た測定用信号を受音し、その受音信号を周波数特性分析
回路６に入力し、グラフィックイコライザ回路２の制御
を行なう周波数ポイントと同じ周波数帯に分割された該
回路２内のそれぞれのバンドパスフィルタで、各周波数
帯のレベルＬ₁〜Ｌ_n（ｎ：分割帯域数）を検出する。検
出された各レベルＬ₁〜Ｌ_nの測定データは演算回路７に
転送される。演算回路７ではこの測定データＬ₁〜Ｌ_nを
受けて、グラフィックイコライザ回路２の制御量を計算
し決定する。この演算回路７での計算手順を図６のフロ
ーチャートに示す。

【０００４】まず、ステップＳ１で用意された測定デー
タＬ₁〜Ｌ_nからステップＳ２でそれらの平均レベルバーＬ＝（Ｌ₁＋Ｌ₂＋……＋Ｌ_n）／ｎを求め、バーＬ＝バーＬ₁＝バーＬ₂＝……＝バーＬ_nと
し、バーＬ₁〜バーＬ_nを補正の目標とする基準周波数特
性とする。

【０００５】次に、ステップＳ３で各バンドごとの測定
値と目標値とのレベル差を求め、その値をグラフィック
イコライザの各バンドのゲイン制御量Ｇ₁〜Ｇ_nとする。Ｇｉ＝Ｌｉ−バーＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）そして、ステップＳ５で制御回路８に転送された制御量
に従って、グラフィックイコライザ回路２を制御し、音
場補正を行なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の音場補正システムの演算回路で、その処理方法とし
て、まず、測定データの各バンドの平均値レベルを補正
目標としているが、もし、測定した空間の周波数特性が
図７のようになった場合、各バンドの平均値レベル
（ａ）で補正するよりも、（ｂ）のレベルで補正を行な
った方がイコライザの制御量が少なくてすみ、効率が良
い。一般にイコライザ回路を用いて補正を行なう場合、
イコライザを付加した場合の位相ひずみ、スピーカへの
入力が過大となることによるひずみＳ／Ｎ等を考慮し
て、イコライザの制御量がなるべく少なくなるように調
整した方がよいといわれている。

【０００７】また、従来のシステムは中心周波数ｆ、尖
鋭度Ｑが固定となっているグラフィックイコライザ回路
で補正を行なおうとしていて、測定した周波数特性のピ
ーク、ディップが設定されているイコライザのｆからず
れた位置に発生していたり、Ｑが設定されたものよりも
小さい場合には十分な補正が行なえない。また、Ｑがイ
コライザで設定されたものよりも大きなものを補正しな
ければならない場合（図８）では、複数のイコライザで
補正をかけなければならず、先に述べたイコライザの制
御量の効率が悪くなるし、その上、なめらかな補正が行
なえない。これらの理由から、従来のシステムでのイコ
ライザ音場補正は最適な補正が行なえていないという問
題があった。

【０００８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
改善し、より効率的で最適な音場補正が行なえるような
イコライザによる音場補正システム及び方法を提案する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、所定の測定用信号を、イコライザ手
段の所定のイコライザ制御量に基づいたイコライザ特性
により測定用再生信号に変換し、再生出力手段で再生出
力すると共に、該再生出力された測定用再生信号を、補
正される空間の任意の聴取位置に設けられた再生信号入
力手段により取り込み、周波数分析手段により該測定用
再生信号を該イコライザ手段の制御周波数帯に対応させ
て周波数レベル分析し、イコライザ制御量演算手段によ
り、該周波数レベル分析の結果に基づいて、前記イコラ
イザ制御量を演算し制御する装置において、前記周波数
レベル分析結果から前記補正されるべき空間の周波数特
性を求めるために、前記イコライザ手段のイコライザ制
御量を補正する最適な補正制御量を演算する補正制御量
演算手段と、前記イコライザ手段のイコライザ制御量に
基づいたイコライザ特性のパラメータｆ，Ｑ，Ｇを前記
補正制御量により制御するイコライザパラメータ補正制
御手段と、を有することを特徴とする。

【００１０】また第２の発明は、所定の測定用信号を、
イコライザ手段の所定のイコライザ制御量に基づいたイ
コライザ特性により測定用信号に変換し、再生出力手段
で再生出力すると共に、該再生出力された測定用再生信
号を、補正される空間の任意の聴取位置に設けられた再
生信号入力手段により取り込み、周波数分析手段により
該測定用再生信号を該イコライザ手段の制御周波数帯に
対応させて周波数レベル分析し、イコライザ制御量演算
手段により、該周波数レベル分析の結果に基づいて、前
記イコライザ制御量を演算し制御する方法において、前
記測定用再生信号の複数の値から、補正のために必要な
前記イコライザ制御手段のイコライザ制御量が最小にな
るように補正目標カーブのレベルを演算する補正目標ベ
ル演算ステップと、前記測定用再生信号及び上記レベル
の複数の値から補正のためのイコライザパラメータｆ，
Ｑ，Ｇを決定し、これらの組合せから上記補正目標カー
ブと上記測定用再生信号に基づく測定値カーブとの偏差
が最小となるイコライザパラメータの最適値を演算する
イコライザパラメータの最適値演算ステップと、を含む
ことを特徴とする。

【００１１】

【作用】第１の発明の装置において、測定用信号がイコ
ライザ手段を通ることにより測定用再生信号に変換され
再生出力されると、入力手段により取り込まれて、測定
用再生信号の周波数レベル分析が行なわれる。その分析
結果からイコライザ制御量を補正する最適な補正の制御
量を求め、これによりイコライザパラメータが制御され
る。

【００１２】また、第２の発明の方法では、測定用再生
信号の複数の値から補正用のイコライザ制御量を最小に
するための目標カーブのレベルを演算する。これらのレ
ベル及び測定用再生信号の複数の値から補正用イコライ
ザパラメータを決定し、これらの組合せから補正目標カ
ーブと測定用再生信号に基づく測定値カーブとの偏差が
最小となるイコライザパラメータの最適値を演算する。

【００１３】

【実施例】以下図面に示す本発明の一実施例を説明す
る。図１は本発明による音場補正におけるイコライザ特
性の制御装置の一実施例を示す。同図において、１１は
測定用信号発生回路、１２は音場補正用のパラメトリッ
クイコライザ、１３は増幅器、１４はスピーカ、１５は
マイクロフォン、１６はマイクロフォン１５からの信号
の周波数分析を行なう周波数分析回路、１７は測定デー
タに基づいてパラメトリックイコライザの制御量を計算
する演算回路、１８は演算結果に従ってパラメトリック
イコライザ１２を制御する制御回路、１９は上記システ
ム全体を自動的に動作できるようにする制御回路（ＣＰ
Ｕ）である。本実施例では、パラメトリックイコライザ
１２として、デジタルフィルタにより構成される６バン
ドのデジタルパラメトリックイコライザを用いており、
それぞれ独立な６つのデジタルフィルタが、中心周波数
ｆ₀が２０Hz〜２０ｋHzで１／３オクターブステップで
可変、ゲイン量が±１２ｄＢの範囲で１ｄＢステップ、
Ｑが０．５〜７まで０．５ステップで可変できるように
なっている。

【００１４】上記実施例の動作は、制御回路１９によ
り、以下の手順で制御している。測定用信号発生回路１
１から所定の測定用信号（本実施例ではピンクノイズを
用いているが目的により、その他ウエーブルトーン等を
用いてもよいものとする）が、平均なイコライザ特性に
設定されたパラメトリックイコライザ１２を通り、増幅
器１３で増幅され、スピーカ１４から再生される。次
に、補正しようとする室内の受聴位置に置かれたマイク
ロフォン１５で、スピーカ１４から放射さた測定用信号
を受音し、その信号を周波数分析回路１６に入力し、該
周波数分析回路１６で１／３オクターブステップの周波
数帯に分割されたそれぞれのバンドパスフィルタで、各
周波数帯のレベルＬ₁〜Ｌ₃₁を検出し、補正しようとす
る空間の周波数特性を求める。この周波数特性データを
受けて、演算回路１７でパラメトリックイコライザの最
適な補正制御量を求めている。本発明で行なっている最
適制御量を求める処理は、まずイコライザ制御量が小さ
くなるような最適な補正目標カーブのレベル値を求め、
測定したデータがイコライザをかけることにより、目標
値に最も近づくようなパラメトリックイコライザパラメ
ータｆ，Ｑ，Ｇの組合せを求めている。まず、図２を参
照して目標カーブのレベル値を求める手順について説明
する。

【００１５】ステップＳ１１：測定データ（測定用再生
信号）Ｌ₁〜Ｌ₃₁の最大値Ｌmax、最小値Ｌminを求める
（図３（ａ））。ステップＳ１２：ＬmaxからＬminまでのレベル範囲をｎ
等分（本実施例では初期値としてｎ＝１５とした）に分
割し、それぞれの範囲をレベルの小さい方からＤｏ〜Ｄ
ｎとする（図３（ｂ））。

【００１６】

【表１】Ｌmin≦Ｄｏ＜Ｌmin＋（Ｌmax−Ｌmin）／ｎＬmin＋（Ｌmax−Ｌmin）／ｎ≦Ｄ１＜Ｌmin＋（Ｌmax−Ｌmin）／ｎ×２：Ｌmin＋（Ｌmax−Ｌmin）／ｎ×（ｎ−１）≦Ｄｎ＜Ｌmax

【００１７】ステップＳ１３：測定データのレベルＬ₁
〜Ｌ₃₁がＤｏ〜Ｄｎそれぞれのどの範囲に存在するかを
調べ、範囲Ｄｏ〜Ｄｎについての度数分布を求める。

【００１８】ステップＳ１４：度数分布において、Ｄｏ
〜Ｄｎのうち、最も度数の多かったものをＤ_Rとする。

【００１９】ステップＳ１５：もし、Ｄ_Rが１つに限定
されない場合（Ｄｏ〜Ｄｎのうち最大度数をもつものが
２つ以上存在した場合）、もしくは、Ｄ_Rの度数が１０
未満であった場合は、ｎの値を１小さくして（分割の幅
を１段階大きくして）再びＳ１２〜Ｓ１４の処理をＤ_R
が上記条件にかからなくなるまで繰り返す。

【００２０】ステップＳ１６：Ｄ_RがステップＳ１５の
条件以外になったら、測定値Ｌ₁〜Ｌ₃₁のなかでＤ_Rの範
囲に存在しているものをとりだし、それをｌ₁〜ｌLmax
とする（図３（ｄ））。（Ｌmax＝Ｄ_Rの度数）ステップＳ１７：ｌ₁〜ｌLmaxのデータの平均値バーｌ＝（ｌ₁＋……＋ｌLmax）／Ｌmax を求める。

【００２１】以上の手順で求まったバーｌが最適な目標
カーブのレベル値である。上記手順で求まる目標カーブ
のレベルは、周波数帯によらず一定で、フラットな目標
カーブに補正することを前提としているが、もし、任意
の重みづけをもった周波数特性に補正を行ないたい場合
は、測定データから目標とする周波数カーブの重みづけ
分を差し引いたものをＬ₁〜Ｌ₃₁とし、これに対してＳ
１５〜Ｓ１７の処理を行ない、求まったバーｌに対して
再び目標とする重みづけを行なって、各周波数成分ごと
のレベルをバーｌ₁〜バーｌ₃₁と設定すればよい。

【００２２】次に測定データにイコライザをかけた場合
に目標とする特性に最も近くなるようなパラメトリック
イコライザ１２のパラメータｆ，Ｑ，Ｇの組合せを求め
る処理手順を説明する。図４はこの処理手順を示す。

【００２３】ステップＳ２１：測定データＬ₁〜Ｌ₃₁と
目標カーブバーｌ₁〜バーｌ₃₁のそれぞれ対応する項に
ついてそれぞれの偏差分 αｉ＝バーｌｉ−Ｌｉ（ｉ＝１〜３１）を求め、α１〜α３１で絶対値の最も大きなものαｎを
求める。

【００２４】ステップＳ２２：６バンドパラメトリック
イコライザの第１番目のバンドのパラメータ値ｆ，Ｑ，
ＧをＳ２１で求めたαｎからαｎのｎに対応する周波数
帯の中心周波数をｆ、αｎの値をＧとし、Ｑの値は制御
可能なパラメータ範囲（本実施例では０．５〜７）の中
央値（本実施例では３）に設定し、それらをｆ₀，Ｇ₀，
Ｑ₀とする。

【００２５】ステップＳ２３：Ｓ２２で設定したパラメ
ータ値でイコライザ制御した場合に、１／３オクターブ
間隔の各周波数帯ごとのレベルがどのくらい変化する
か、その変化量ＥＱ₁〜ＥＱ₃₁を、イコライザのフィル
タの伝達関数から、回路上で演算し求める。

【００２６】本実施例の一例ではデジタルフィルタを用
いてイコライザ１２を構成している。このデジタルフィ
ルタには２次のＩＩＲフィルタを用いており、この伝達
関数は

【００２７】

【数１】

【数２】

【数３】

【００２８】である。この伝達関数から周波数特性を求
める式は、

【数４】

【００２９】本実施例では上記の式から、ＥＱ₁〜ＥＱ
₃₁を求めている。

【００３０】ステップＳ２４：測定データＬ₁〜Ｌ
₃₁と、イコライザによる変化分ＥＱ₁〜ＥＱ₃₁とを加え
合わせ、測定値にイコライザをかけた場合の周波数特性
の予想値Ｌ₁’〜Ｌ₃₁’を求める。

【数５】

【００３１】ステップＳ２５：Ｌ₁’〜Ｌ₃₁’とバーｌ₁
〜バーｌ₃₁それぞれ対応するものについて偏差をとり、
その総和をＳとする。

【００３２】

【数６】

【００３３】ステップＳ２６：現在設定されているＱの
値を、大小可変してみて、Ｓ２３〜Ｓ２５の処理をそれ
ぞれについて繰返し行ない、Ｓが最小となるなためのＱ
の値を求める。

【００３４】ステップＳ２７：Ｓ２６で求まったＱの値
において、次は、ｆ，Ｇの値を大小可変してみてＳ２３
〜Ｓ２５の処理をそれぞれについて繰返し行ない、Ｓが
最小となるｆ，Ｇの値を求める。

【００３５】ステップ２８：さらに、Ｓ２６，Ｓ２７の
処理を順次行ない、Ｓの値が最小値となるｆ，Ｑ，Ｇの
組合せを求めていく。

【００３６】以上の処理で求めたパラメータの値がパラ
メトリックイコライザの第１のバンドの最適な制御量で
ある。第２バンド以後の最適値を求める場合には、Ｌ₁
〜Ｌ₃₁を上記処理で求めた最適パラメータのパラメトリ
ックイコライザを最適値にかけた場合の周波数特性予想
値Ｌ₁’〜Ｌ₃₁’に変更して、Ｓ２１〜Ｓ２８の処理を
順次行なっていく。

【００３７】以上で図１のパラメトリックイコライザ１
２で具備するすべてのバンドの最適制御量が求まった
ら、図１の制御回路１７がこの値に従ってパラメトリッ
クイコライザ１２を制御し、音場の補正を完了させる。
なお、本実施例で示したパラメトリックイコライザ回路
はデジタルフィルタによるもののみに限定されず、伝送
関数が計算上で求めることが可能ならばアナログのもの
を用いても良い。また、本実施例で記したイコライザの
バンド数等の具体的な数字は、これに限定されず、補正
しようとする空間の音場の乱れ方の度合い等の条件によ
り変更して使用することも可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば音場
の補正を行なうことにより、最小のイコライザ量で、効
率的かつ最適な音場補正を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の一実施例を示すブロック図である。

【図２】上記実施例において目標カーブのレベル値を求
める手順を説明するためのフローチャートである。

【図３】図２の手順の各ステップに対応する特性図であ
る。

【図４】上記実施例において目標特性に最も近くなるよ
うなイコライザパラメータの組合せを求める手順を示す
フローチャートである。

【図５】従来の音場補正システムを示すブロック図であ
る。

【図６】図５における演算回路の計算手順を示すフロー
チャートである。

【図７】測定した空間の周波数特性図である。

【図８】測定したｆ特性カーブと補正に必要なグラフィ
ックイコライザ特性を示す図である。

【符号の説明】

１１測定用信号発生器１２パラメトリックイコライザ１６周波数特性分析回路１７演算回路１８イコライザ制御回路１９制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の測定用信号を、イコライザ手段の
所定のイコライザ制御量に基づいたイコライザ特性によ
り測定用再生信号に変換し、再生出力手段で再生出力す
ると共に、該再生出力された測定用再生信号を、補正さ
れる空間の任意の聴取位置に設けられた再生信号入力手
段により取り込み、周波数分析手段により該測定用再生
信号を該イコライザ手段の制御周波数帯に対応させて周
波数レベル分析し、イコライザ制御量演算手段により、
該周波数レベル分析の結果に基づいて、前記イコライザ
制御量を演算し制御する装置において、前記周波数レベル分析結果から前記補正されるべき空間
の周波数特性を求めるために、前記イコライザ手段のイ
コライザ制御量を補正する最適な補正制御量を演算する
補正制御量演算手段と、前記イコライザ手段のイコライザ制御量に基づいたイコ
ライザ特性のパラメータｆ，Ｑ，Ｇを前記補正制御量に
より制御するイコライザパラメータ補正制御手段と、を有することを特徴とする音場補正におけるイコライザ
特性の制御装置。
【請求項２】所定の測定用信号を、イコライザ手段の
所定のイコライザ制御量に基づいたイコライザ特性によ
り測定用信号に変換し、再生出力手段で再生出力すると
共に、該再生出力された測定用再生信号を、補正される
空間の任意の聴取位置に設けられた再生信号入力手段に
より取り込み、周波数分析手段により該測定用再生信号
を該イコライザ手段の制御周波数帯に対応させて周波数
レベル分析し、イコライザ制御量演算手段により、該周
波数レベル分析の結果に基づいて、前記イコライザ制御
量を演算し制御する方法において、前記測定用再生信号の複数の値から、補正のために必要
な前記イコライザ制御手段のイコライザ制御量が最小に
なるように補正目標カーブのレベルを演算する補正目標
ベル演算ステップと、前記測定用再生信号及び上記レベルの複数の値から補正
のためのイコライザパラメータｆ，Ｑ，Ｇを決定し、こ
れらの組合せから上記補正目標カーブと上記測定用再生
信号に基づく測定値カーブとの偏差が最小となるイコラ
イザパラメータの最適値を演算するイコライザパラメー
タの最適値演算ステップと、を含むことを特徴とする音
場補正におけるイコライザ特性の制御方法。