(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１信号処理部と、第２信号処理部と、目標応答設定部と、演算部と、パラメータ調整部と、第１スピーカと、第２スピーカと、マイクロホンとを備える等化システムであって、
第１信号処理部は、ローパスフィルタと、第１利得調整部に基づいて、入力信号から第１の信号を生成して第１スピーカに出力させ、
第２信号処理部は、第２利得調整部に基づいて、入力信号から第２信号を生成して第２スピーカに出力させ、
目標応答設定部は、入力信号に目標応答特性を付与した目標応答信号を生成し、
演算部は、マイクロホンが検出した検出信号と目標応答特性信号とに基づいて誤差信号を出力し、
パラメータ調整部は、誤差信号の二乗平均値が最小となるよう、第１利得調整部の利得と、ローパスフィルタのカットオフ周波数およびスロープ特性と、第２利得調整部の利得を調整する調整動作を行う
等化システム。
【請求項２】
第１信号処理部は、タップ係数に基づく等化フィルタにも基づいて第１信号を生成するとともに、等化フィルタは、調整時には、所定の遅延特性を有する遅延器として動作させる
請求項１に記載の等化システム。
【請求項３】
第２信号処理部は、所定時間遅延させる遅延器にも基づいて第２信号を生成する
請求項１または２に記載の等化システム。
【請求項４】
パラメータ調整部は、複数の候補値の中から、候補値を組み合わせて調整動作を行う
請求項１−３の何れかに記載の等化システム。
【請求項５】
パラメータ調整部は、ＤＳＤアルゴリズムに基づいて調整動作を行う
請求項１−３の何れかに記載の等化システム。
【請求項６】
パラメータ調整部は、ＬＲＳアルゴリズムに基づいて調整動作を行う
請求項１−３の何れかに記載の等化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御用フィルタを用いることにより車室内で所望の音場特性を実現する等化システムに関する。なお、本明細書においては、大文字のＣ、Ｈ、Ｗはベクトル量を、小文字のｗ、ｘ、ｕはスカラー量をそれぞれ表すものとする。
【０００２】
【従来の技術】
車室内は密閉された狭い空間であるため、短時間で反射が起こり、音波が干渉しあって聴取点までの伝達特性は非常に複雑なものとなる。また、左右非対称な場所で音楽を聴くことになるため、左右のスピーカからの伝達特性も大きく異なっている。このような車室内の悪影響を取り除き、車室内における音響特性の改善を行うことを目的としたオーディオ装置が望まれており、このような要求に応えるものとして、適応等化フィルタを用いて再生空間の複数点（制御点）において振幅や位相特性を含めて所望の音響特性となるようにする制御システムが提案されている。
【０００３】
図７は、車載用オーディオシステムに適用される適応等化システムの基本構成を示す図である。同図に示す適応等化システムは、目標応答設定部１００、マイクロホン１０２、演算部１０４、適応信号処理装置１０６、スピーカ１０８を備えている。目標応答設定部１００は、目標応答特性（インパルスレスポンス）Ｈが設定されており、チューナやＣＤプレーヤ等のオーディオソースから出力されるオーディオ信号ｘ（ｎ）が入力されて、これに対応する目標応答信号ｄ（ｎ）を出力する。マイクロホン１０２は、車室内音響空間の聴取位置（観測点）に設置されており、この観測点における音を検出して音楽信号ｄ′（ｎ）を出力する。演算部１０４は、マイクロホン１０２から出力される音楽信号ｄ′（ｎ）と目標応答設定部１００から出力される目標応答信号ｄ（ｎ）との誤差を演算して誤差信号ｅ（ｎ）を出力する。適応信号処理装置１０６は、誤差信号ｅ（ｎ）のパワーが最小となるように信号ｙ（ｎ）を発生する。スピーカ１０８は、この適応信号処理装置１０６から出力される信号ｙ（ｎ）に応じた音を車室内音響空間に放射する。
【０００４】
目標応答設定部１００の目標応答特性Ｈは、再現したい音場空間に対応する特性が設定されている。例えば、適応フィルタのタップ数の半分程度の遅延時間をｔとしたときに、この遅延時間ｔを有し、全オーディオ周波数帯域でフラットな特性（ゲイン１の特性）が設定されている。なお、この遅延時間ｔは音響系の逆特性を適応フィルタが精度良く近似するためのものであり、このような目標応答特性を有する目標応答設定部１００は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ）型のデジタルフィルタの遅延時間ｔに対応するタップ係数を１に設定し、それ以外のタップ係数を０に設定することにより実現することができる。
【０００５】
適応信号処理装置１０６は、オーディオ信号ｘ（ｎ）が参照信号として入力されるとともに、上述した演算部１０４から出力される誤差信号ｅ（ｎ）が入力されており、誤差信号ｅ（ｎ）のパワーが最小となるように適応信号処理を行って信号ｙ（ｎ）を出力する。適応信号処理装置１０６は、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  ）アルゴリズム処理部１１０と、ＦＩＲ型のデジタルフィルタ構成の適応フィルタ１１２と、オーディオ信号ｘ（ｎ）にスピーカ１０８から聴取位置までの音響伝搬系の伝搬特性（伝達特性）Ｃを畳み込んで適応信号処理に用いる参照信号（フィルタードリファレンス信号）ｕ（ｎ）を生成するフィルタ１１４とを有している。
【０００６】
ＬＭＳアルゴリズム処理部１１０は、聴取位置における誤差信号ｅ（ｎ）とフィルタ１１４から出力される参照信号ｕ（ｎ）とが入力されており、これらの信号を用いて聴取位置における音楽信号ｄ′（ｎ）が目標応答信号ｄ（ｎ）と等しくなるように、ＬＭＳ適応アルゴリズムを用いて適応フィルタ１１２のタップ係数ベクトルＷを設定する。適応フィルタ１１２は、このようにして設定されたタップ係数ベクトルＷを用いてオーディオ信号ｘ（ｎ）にデジタルフィルタ処理を施して信号ｙ（ｎ）を出力する。このような適応処理によって誤差信号ｅ（ｎ）のパワーが最小となるように適応フィルタ１１２のタップ係数ベクトルＷが収束すれば、目標応答設定部１００に設定した目標応答特性Ｈを有する空間で音楽を聴取した場合と同様の音楽の聴取が可能となる。
【０００７】
ところで、上述した等化システムのようにオーディオ信号の全帯域に対して等化処理を行おうとすると、演算量が膨大なものとなり、リアルタイムの処理が困難となる。例えば、リアルタイムで処理を行おうとすると、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）が数百個程度必要になる。そこで、特定の周波数のみ、例えば２００Ｈｚ以下の低音のみに対して処理を行う適応等化システムが提案されている。
【０００８】
図８は、低音のみに対して適応処理を行う適応等化システムの構成を示す図である。同図に示す等化システムは、図７に示した等化システムに対して、▲１▼入力側に低音域を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２０を挿入し、その出力を目標応答設定部１００と適応信号処理装置１０６に入力している点と、▲２▼全可聴帯域のオーディオ信号が入力されて、これを車室内空間に放射する第２のスピーカ１２４を設けた点と、▲３▼第２のスピーカ１２４の前段にオーディオ信号を遅延させる遅延器１２２を挿入した点とが異なっている。この適応等化システムにおいてオーディオ信号の低音域のみを対象に等化処理を行うことにより、次のような利点がある。
【０００９】
▲１▼サンプリング周波数、すなわち必要な計算量を減らすことができる。▲２▼車室内のような小さな空間では、低音域において、モードのオーバーラップが少なく、壁の反射率が高いため、定在波の影響が顕著にでる。また、車載用オーディオ装置に用いられるスピーカは、その寸法や取り付け状態に制限があり、低音域で効率的な音響再生が難しい。このため、低音域に制御を集中することにより、小さなハードウエア規模の割に大きな制御効果を期待できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した低音域を対象に適応処理を行う適応等化システムにおいては、一方のスピーカ１０８から放射される制御帯域のオーディオ信号の観測点での音量レベルと、他方のスピーカ１２４から放射される全可聴帯域のオーディオ信号の観測点での音量レベルとが一致していないと聴感上違和感を与えることになる。
【００１１】
また、ローパスフィルタ１２０のカットオフ周波数やスロープ特性についても同様である。一般に、全可聴帯域のオーディオ音を車室内に放射するスピーカ１２４はフロントドア等に設定され、制御帯域（低音域）のオーディオ音を車室内に放射するスピーカ１０８はリアトレイに設置されることが多い。そのため、背面容積が小さいスピーカ１２４では十分な低音域のオーディオ音を再生できず、これをリアトレイに設置されて背面容量が大きなスピーカ１０８で補うことになる。したがって、ローパスフィルタ１２０のカットオフ周波数やスロープ特性の値が適切でないと、スピーカ１０８から放射されるオーディオ音によって、スピーカ１２４から放射されたオーディオ音の低音域を十分に補うことができず、観測点において聴感上違和感を与えることになる。
【００１２】
そこで、従来は専門的な知識を有する技術者が、スピーカ駆動信号を入力とし、マイクロホン検出信号を出力としたオーディオ音伝達系の伝達特性を調べ、その結果に基づいて制御音源の音量（スピーカ１０８から放射される音量レベル）と非制御音源の音量（スピーカ１２４から放射される音量レベル）、およびローパスフィルタ１２０のカットオフ周波数とスロープ特性を調整し、決定していた。
【００１３】
したがって、適応等化システムが含まれるオーディオシステム等を購入した一般の利用者が自分自身でこのような調整を行うことは不可能であり、実際には上述した各種の特性を所定値に固定した製品を販売することになる。このため、個々の車両に合わせて、適応等化システムの制御音源の音量と非制御音源の音量、ローパスフィルタのカットオフ周波数とスロープ特性を最適な値に設定することができず、充分な性能が引き出せずに、製品の性能が劣化するという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は最適な調整値を利用者毎に設定することができる等化システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の等化システムは、音響空間の聴取位置で、振幅周波数特性が平坦で直線位相特性を有するように、非制御音源の利得と制御音源の利得とローパスフィルタのカットオフ周波数およびスロープ特性とをパラメータ調整手段によって調整している。したがって、このようにして調整された各パラメータの値を用いて等化システムを動作させたときに、聴取位置において自然な音楽聴取が可能となり、違和感を感じることもなくなる。また、各パラメータの値はパラメータ調整手段によって調整されるため、従来のように専門的な知識を有する技術者がその調整を行っていた場合と異なり、専門的な知識を有しない利用者であっても最適な調整値を設定することができる。
【００１６】
特に、上述した本発明の等化システムは、一般には非制御音源の前段に第１の遅延器が接続され、制御音源の前に等化フィルタが接続されるが、この等化フィルタを第２の遅延器として動作させることにより、音響空間の聴取点において振幅周波数特性が平坦か否かの判断が可能となる。
【００１７】
具体的には、入力信号を遅延させる第３の遅延器と、音響空間の聴取位置に設置されたマイクロホンと、第３の遅延器の出力とマイクロホンの出力との差分を誤差信号として出力する演算部とをさらに備えるとともに、パラメータ調整手段によって誤差信号の二乗平均値が最小となるように調整動作を行うことにより、音響空間の聴取位置において振幅周波数特性が平坦で、かつ直線位相特性となるように各パラメータの値を設定することが可能となる。
【００１８】
また、パラメータ調整手段による調整動作としては、非制御音源の利得等の各パラメータについて複数の候補となる値を設定し、それらの値を相互に組み合わせて誤差信号の二乗平均値を求め、その中から二乗平均値が最小となるパラメータ値を抽出する方法や、ＤＳＤアルゴリズムやＬＲＳアルゴリズムを用いて適応処理を行って最適なパラメータ値を抽出する方法がある。候補となるパラメータの値を組み合わせて実際に求めた誤差信号の二乗平均値の中から最小のものを求める方法は、処理手順が簡単であり、各パラメータの大まかな最適値を求める場合に適している。また、ＤＳＤアルゴリズムを用いる場合には誤差特性曲面が単峰性を有しているときに、ＬＲＳアルゴリズムを用いる場合には誤差特性曲面が多峰性を有しているときに、それぞれ各パラメータの正確な最適値を求めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した等化システムは、制御音源および非制御音源としての２つのスピーカと、制御音源用のスピーカの前段に挿入されたローパスフィルタとを有しており、これら２つの音源の音量とローパスフィルタのカットオフ周波数およびスロープ特性を自動調整することに特徴がある。以下、一実施形態の等化システムについて図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態の等化システムの構成を示す図である。同図に示す等化システムは、所定の目標応答特性Ｈが設定された目標応答設定部１０と、入力信号ｘ（ｎ）の低域成分（例えば２００Ｈｚ以下）を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２と、入力信号ｘ（ｎ）を所定時間遅延させる遅延器１４と、ローパスフィルタ１２の出力に対して所定の等化処理を行う等化フィルタとしての適応フィルタ１６と、各遅延出力に対して所定の利得ｇ１、ｇ２で利得調整を行う利得調整部１８、２０と、各利得調整部１８、２０から出力される信号を車室内音響空間に放射する２つのスピーカ２２、２４と、車室内音響空間の聴取点に設定されたマイクロホン２６と、目標応答設定部１０から出力される目標応答信号とマイクロホン２６から出力される検出信号との誤差を演算して誤差信号ε（ｎ）を出力する演算部２８と、所定のアルゴリズムを用いて利得調整部１８、２０の各利得ｇ１、ｇ２およびローパスフィルタ１２のカットオフ周波数とスロープ特性を最適な値に設定するパラメータ調整アルゴリズム処理部３０とを含んで構成されている。スピーカ２２が非制御音源に、スピーカ２４が制御音源に、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０がパラメータ調整手段にそれぞれ対応している。
【００２１】
また、上述した利得調整部１８、２０は、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０からの制御によって、それぞれの利得ｇ１、ｇ２が変更可能であり、例えば電子ボリュームによって構成されている。また、ローパスフィルタ１２は、カットオフ周波数およびスロープ特性がパラメータ調整アルゴリズム処理部３０からの制御によって変更可能な構成を有しており、アナログ回路あるいはデジタル回路によって実現される。アナログ回路によって上述したローパスフィルタ１２を構成した場合の一例を図２に示す。
【００２２】
図２に示すように、ローパスフィルタ１２は、３つの１次ローパスフィルタ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを縦続接続した構成を有しており、各段の出力側に接続された３つのセレクタ１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆの接続状態を切り替えることにより、全体として何次のローパスフィルタとして動作させるかを選択することができる。各セレクタ１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆの接続状態は、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０から出力されるスロープ特性切り替え用の選択信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３によって切り替えることができる。したがって、例えばなだらかなスロープ特性に設定したい場合には、選択信号Ｓ１によってセレクタ１２Ｄの接続状態を切り替えて、１次ローパスフィルタ１２Ａの出力端をローパスフィルタ１２の出力側に接続すればよい。
【００２３】
また、各１次ローパスフィルタ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、ＲＣ並列回路と抵抗の組み合わせを切り替えるために２つのセレクタ１２Ｇ、１２Ｈが含まれており、これらの接続状態を切り替えることによりカットオフ周波数が変更される。各セレクタ１２Ｇ、１２Ｈの接続状態は、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０から出力されるカットオフ周波数切り替え用の選択信号Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３によって切り替えることができる。
【００２４】
本実施形態の等化システムはこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。本実施形態の等化システムに含まれるパラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、ある条件下で、聴取点において振幅周波数特性が平坦で、かつ直線位相特性を有するように、ローパスフィルタ１２のカットオフ周波数およびスロープ特性と、利得調整部１８、２０の利得ｇ１、ｇ２を最適な値に設定するような制御を行っている。その条件とは、図３に示すような構成において、非制御音源であるスピーカ２２と制御音源であるスピーカ２４とを同時に鳴らしたときに、観測点に設置されたマイクロホン２６から出力される検出信号が単純な遅延要素の特性に最も近づくというものである。
【００２５】
このため、図１に示す等化システムにおいて、適応フィルタ１６のタップ係数ｗ（ｎ）と目標応答設定部１０の目標応答特性Ｈを、ともに単純な遅延要素として、すなわち振幅周波数特性が１で直線位相特性を有するような値に設定する。その後、ローパスフィルタ１２のカットオフ周波数およびスロープ特性、利得調整部１８、２０の利得ｇ１、ｇ２をパラメータ調整アルゴリズム処理部３０によって実行される所定のパラメータ調整アルゴリズムによって自動調整する。
【００２６】
以下、パラメータ調整アルゴリズムの詳細について説明する。なお、実際の等化システムにおいては、各パラメータの値を無限の範囲で調整する必要はなく、それらの調整範囲はある程度制限されるのが普通である。例えば、各パラメータが以下の範囲を取りうるものとする。
【００２７】
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ここで、ローパスフィルタ次数は、ローパスフィルタ１２のスロープ特性に対応するものであり、図２に示した構成では、Ｌｍａｘ  ＝３となる。
【００２８】
また、本実施形態で用いるパラメータ調整アルゴリズムとしては、▲１▼離散化したパラメータ値を用いるアルゴリズム、▲２▼ＤＳＤアルゴリズム、▲３▼ＬＲＳアルゴリズムの３種類の中から一つを選択して用いるものとする。例えば、本実施形態の等化システムを含むオーディオ装置の価格によっていずれかのアルゴリズムを予め選択しておくようにする。通常は、価格が安いオーディオ装置には▲１▼のアルゴリズムを、価格が高くなるにしたがって▲２▼あるいは▲３▼のアルゴリズムを組み合わせる。以下、各アルゴリズム毎に場合を分けて説明する。
【００２９】
〔▲１▼離散化したパラメータ値を用いるアルゴリズム〕
図４は、離散化したパラメータ値を用いてその中から最適な組み合わせを抽出する場合のパラメータ設定処理の詳細な動作手順を示す流れ図である。
【００３０】
まず、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、４つのパラメータｇ１、ｇ２、ｆｃ、Ｌのそれぞれについて、取りうる範囲を考慮に入れて、所定個数の候補となる値を設定する（ステップ１００）。例えば、それぞれのパラメータについて３〜５個程度の均等間隔の候補となるパラメータ値が設定される。なお、その都度候補となるパラメータ値を設定するのではなく、予め設定されたパラメータ値をメモリ等から読み出すようにしてもよい。
【００３１】
次に、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、４種類のパラメータｇ１、ｇ２、ｆｃ、Ｌの一つの組み合わせを抽出し（ステップ１０１）、この抽出した各パラメータの値を図１に示す構成に実際に適用して誤差信号ε（ｎ）の二乗平均値Ｐを測定し（ステップ１０２）、その測定結果を記憶する（ステップ１０３）。次に、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、誤差信号ε（ｎ）の二乗平均値Ｐを測定していないパラメータの他の組み合わせがあるか否かを判定し（ステップ１０４）、他の組み合わせがある場合には上述したステップ１０１に戻って、パラメータの組み合わせの抽出以降の処理を繰り返す。
【００３２】
また、パラメータの全ての組み合わせについて誤差信号ε（ｎ）の二乗平均値Ｐの測定が終了した場合には、次にパラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、記憶しておいたパラメータの各組み合わせに対応した測定結果の中から最小であるものを抽出し、その最小値に対応する各パラメータｇ１、ｇ２、ｆｃ、Ｌの値を読み出して（ステップ１０５）、パラメータ値設定アルゴリズム処理を終了する。
【００３３】
このようにして読み出されたパラメータ値ｇ１、ｇ２、ｆｃ、Ｌが、図１に示すローパスフィルタ１２、利得調整部１８、２０の各特性値として設定される。なお、このようにして各パラメータ値の調整が終了した後、車室内のオーディオ音伝達系Ｃの同定を行い（代表的なアルゴリズムとしてはＬＭＳアルゴリズムが知られている）、その後図１に示す目標応答設定部１０の目標応答特性Ｈに所望の特性を設定するとともに、適応フィルタ１６の適応処理（代表的なアルゴリズムとしてはフィルタードｘＬＭＳが知られている）を行うことにより、所望の音場空間を実現するために必要な適応等化処理が行われる。
【００３４】
〔▲２▼ＤＳＤアルゴリズム〕
図５は、誤差特性曲面が単峰性であるときに用いられる適応アルゴリズムの一つであるＤＳＤアルゴリズムを用いて最適なパラメータ値を決定する場合のパラメータ設定処理の詳細な動作手順を示す流れ図である。なお、ＤＳＤアルゴリズムとは、各パラメータを微少に変化させたときの評価量と各パラメータを変化させる前の評価量とから誤差特性曲面の勾配∇を求め、この勾配∇を用いて各パラメータの適応処理を行うアルゴリズムである。
【００３５】
まず、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、それぞれの取りうる範囲を考慮して、４つのパラメータｇ１、ｇ２、ｆｃ、Ｌの初期値を設定する（ステップ２００）。次にパラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、以下に示す各パラメータ毎の誤差特性曲面の勾配∇ｇ１、∇ｇ２、∇ｆ ｃ、∇Ｌ  を計算する（ステップ２０１）。次に、勾配∇の絶対値｜∇｜を算出し（ステップ２０２）、それが所定値より小さくなったか否かを判断することにより、収束したか否かを判定する（ステップ２０３）。
【００３６】
∇ｇ１（ｎ）＝｛Ｐ（ｇ１＋Δｇ１，ｇ２，ｆｃ，Ｌ）−Ｐ（ｇ１，ｇ２，ｆｃ，Ｌ）｝／Δｇ１
∇ｇ２（ｎ）＝｛Ｐ（ｇ１，ｇ２＋Δｇ２，ｆｃ，Ｌ）−Ｐ（ｇ１，ｇ２，ｆｃ，Ｌ）｝／Δｇ２
∇ｆ ｃ（ｎ）＝｛Ｐ（ｇ１，ｇ２，ｆｃ＋Δｆ ｃ，Ｌ）−Ｐ（ｇ１，ｇ２，ｆｃ，Ｌ）｝／Δｆ ｃ
∇Ｌ  （ｎ）＝｛Ｐ（ｇ１，ｇ２，ｆｃ，Ｌ＋ΔＬ  ）−Ｐ（ｇ１，ｇ２，ｆｃ，Ｌ）｝／ΔＬ
もし収束していなければ、次に、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、上記のようにして求めた各パラメータ毎の勾配を用いて適応処理を行って、以下に示す計算式に基づいて各パラメータの値を更新する（ステップ２０４）。
【００３７】
ｇ１（ｎ＋１）＝ｇ１（ｎ）−μ∇ｇ１（ｎ）
ｇ２（ｎ＋１）＝ｇ２（ｎ）−μ∇ｇ２（ｎ）
ｆｃ（ｎ＋１）＝ｆｃ（ｎ）−μ∇ｆ ｃ（ｎ）
Ｌ（ｎ＋１）＝  Ｌ（ｎ）−μ∇Ｌ  （ｎ）
ここで、μはステップサイズパラメータである。このようにして各パラメータの値が更新された後、ステップ２０１に戻って、勾配の絶対値｜∇｜が収束するまで勾配∇の算出以降の処理が繰り返される。また、勾配の絶対値｜∇｜が０に近い値に収束すると、このときの各パラメータ値ｇ１、ｇ２、ｆｃ、Ｌが、図１に示すローパスフィルタ１２、利得調整部１８、２０の最適な特性値として設定される。
【００３８】
〔▲３▼ＬＲＳアルゴリズム〕
図６は、誤差特性曲面が多峰性であるときに用いられる適応アルゴリズムの一つであるＬＲＳアルゴリズムを用いて最適なパラメータ値を決定する場合のパラメータ設定処理の詳細な動作手順を示す図である。なお、ＬＲＳアルゴリズムとは、各パラメータに対してランダムな摂動を加えながら最適なパラメータを探索するアルゴリズムである。また、誤差特性曲面が多峰性であり、最適なパラメータを抽出できたか否かが判断しにくいため、適応処理によるパラメータの更新を所定回数行ったときに、それまでで最適なパラメータの値を抽出するものとする。
【００３９】
まず、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、それぞれの取りうる範囲を考慮して、４つのパラメータｇ１、ｇ２、ｆｃ、Ｌの初期値を設定し（ステップ３００）、これらの各パラメータの値を図１に示す構成に実際に適用して誤差信号ε（ｎ）の二乗平均値Ｐを測定し（ステップ３０１）、その結果を記憶する（ステップ３０２）。次に、パラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、誤差信号ε（ｎ）の二乗平均値Ｐの測定が所定回数終了したか否かを判定し（ステップ３０４）、所定回数に満たないときには、以下に示す計算式に基づいて各パラメータの値を更新する（ステップ３０４）。
【００４０】
ｇ１（ｎ＋１）＝ｇ１（ｎ）＋β｛Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ＋Δｒｇ１（ｎ））｝Δｒｇ１（ｎ）
ｇ２（ｎ＋１）＝ｇ２（ｎ）＋β｛Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ＋Δｒｇ２（ｎ））｝Δｒｇ２（ｎ）
ｆｃ（ｎ＋１）＝ｆｃ（ｎ）＋β｛Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ＋Δｒｆ ｃ（ｎ））｝Δｒｆ ｃ（ｎ）
Ｌ（ｎ＋１）＝  Ｌ（ｎ）＋β｛Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ＋ΔｒＬ  （ｎ））｝ΔｒＬ  （ｎ）
ここで、βはステップサイズパラメータ、Δｒｇ１（ｎ）、Δｒｇ２（ｎ）、Δｒｆ ｃ（ｎ）、ΔｒＬ  （ｎ）は乱数発生によって得られるランダム変数である。このようにして各パラメータの値が更新された後、ステップ３０１に戻って、誤差信号ε（ｎ）の二乗平均値Ｐの測定以降の処理が、この二乗平均値Ｐの測定が所定回数に達するまで繰り返される。そして、二乗平均値Ｐの測定が所定回数に達すると、次にパラメータ調整アルゴリズム処理部３０は、記憶しておいたパラメータの各組み合わせに対応した測定結果の中から最小であるものを抽出し、その最小値に対応する各パラメータｇ１、ｇ２、ｆｃ、Ｌの値を読み出して（ステップ３０５）、パラメータ設定アルゴリズム処理を終了する。
【００４１】
このように、本実施形態の等化システムでは、所定のアルゴリズムを用いたパラメータ設定処理を行うことにより、各パラメータｇ１、ｇ２、ｆｃ、Ｌを最適値に設定することができる。したがって、従来のように専門的な知識を持たない利用者であっても、最適なパラメータの値を簡単に求めることができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、最適なパラメータ値が設定できた後に、図１に示す適応フィルタ１６を用いて、例えばフィルタードｘＬＭＳアルゴリズムによる適応等化処理を行うようにしているが、この適応フィルタ１６のタップ係数を固定化した制御フィルタを用いて、適応処理を行わない等化システムを構成するようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、音響空間の聴取位置で、振幅周波数特性が平坦で直線位相特性を有するように、非制御音源の利得と制御音源の利得とローパスフィルタのカットオフ周波数およびスロープ特性とをパラメータ調整手段によって調整しており、このようにして調整された各パラメータの値を用いて等化システムを動作させたときに、聴取位置において自然な音楽聴取が可能となり、違和感を感じることもなくなる。また、各パラメータの値はパラメータ調整手段によって調整させるため、専門的な知識を有しない利用者であっても最適な調整値を容易に設定することができる。
【００４４】
また、具体的には、入力信号を遅延させる第３の遅延器の出力と、音響空間の聴取位置に設置されたマイクロホンの出力との差分である誤差信号の二乗平均値が最小となるように調整動作を行うことにより、音響空間の聴取位置において振幅周波数特性が平坦で、かつ直線位相となるように各パラメータの値を自動的に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の等化システムの構成を示す図である。
【図２】アナログ回路によってローパスフィルタを構成した場合の回路図である。
【図３】パラメータ調整の前提となるシステムの構成を示す図である。
【図４】離散化したパラメータ値を用いてその中から最適な組み合わせを抽出する場合のパラメータ設定処理の詳細な動作手順を示す流れ図である。
【図５】誤差特性曲面が単峰性であるときに用いられる適応アルゴリズムの一つであるＤＳＤアルゴリズムを用いて最適なパラメータ値を決定する場合のパラメータ設定処理の詳細な動作手順を示す流れ図である。
【図６】誤差特性曲面が多峰性であるときに用いられる適応アルゴリズムの一つであるＬＲＳアルゴリズムを用いて最適なパラメータ値を決定する場合のパラメータ設定処理の詳細な動作手順を示す図である。
【図７】車載用オーディオシステムに適用される適応等化システムの基本構成を示す図である。
【図８】低音のみに対して適応処理を行う適応等化システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  目標応答設定部
１２  ローパスフィルタ
１４  遅延器
１６  適応フィルタ
１８、２０  利得調整部
２２、２４  スピーカ
２６  マイクロホン
２８  演算部
３０  パラメータ調整アルゴリズム処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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