(57)【要約】  オーディオスペクトル補正を提供するシステム及び方法は、様々な用途で実施することができる。このようなシステム及び方法は、閉形式アルゴリズムによって調整された効率的なフィルタセクションを使用して、低複雑性及び最小処理オーバーヘッドの正確で直感的な周波数応答を与えるイコライザー設計を含むことができる。実施形態は、人為的リバーブレータにおける残響時間対周波数の効率的で正確な制御を可能にすることができる。実施形態は、単一マルチバンド等化関数としてマルチバンド等化関数のカスケード組み合わせの効率的実現を可能にすることができ、このような関数をマルチバンド等化関数のカスケード組み合わせと同じ中心周波数のセットを用いてグラフィック等化関数として表現することができる。追加の装置、システム、及び方法が開示される。【選択図】図２４
2019503097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオイコライザーに対して複数の制御周波数を選択するステップと、
前記複数の制御周波数の各制御周波数に対して、
制御周波数パラメータ値を設定し、
目標ゲインパラメータ値を設定し、
比例フィルタセクションを関連付けて、
前記比例フィルタセクションの各々の振幅周波数応答値を決定する、ステップと、
カスケードされたフィルタセクションとして配列された前記比例フィルタセクションを含むフィルタの振幅周波数応答が前記各制御周波数に対する目標ゲイン値に実質的に一致するように、前記比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を使用して前記比例フィルタセクションの各々に対するフィルタゲイン設定を計算するステップと、
前記フィルタを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記比例フィルタセクションは、ピーキングフィルタセクション及び／又はシェルビングフィルタセクションを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、前記ピーキングフィルタセクションの各々についての品質係数を設定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ピーキングフィルタセクションについての品質係数を設定するステップは、前記品質係数を反復的に調整するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記品質係数を反復的に調整するステップは、
２つの隣接する制御値を同じゲイン設定に設定し全ての他の制御値をゼロに設定するステップと、
前記２つの周波数間の応答が可能な限りフラットになるように前記２つの隣接する制御値についての共有Ｑ係数を調整するステップと、
を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記品質係数を設定するステップは、前記品質係数を５帯域イコライザーで０．５２に設定し、１０帯域イコライザーで０．９８に設定するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、前記比例フィルタセクションの各々の前記フィルタゲイン設定の基準値として取得された前記各制御周波数での前記比例フィルタセクションの振幅周波数応答値から導かれた行列で前記目標ゲインパラメータ値のベクトルを乗算することによって、前記各制御周波数に対する前記目標ゲイン値を一致させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、ピーキングフィルタセクションがカスケードされたローシェルビングフィルタ及びハイシェルビングフィルタを含むようにカスケードされたフィルタセクションとして配列された前記比例フィルタセクションを含むフィルタを形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、
残響減衰時間を有するデジタルリバーブレータに対して、遅延長さを各々が有する複数の遅延単位を選択するステップと、
前記デジタルリバーブレータに対してマルチバンドイコライザーのセットを形成するステップであって、前記マルチバンドイコライザーの各々は、遅延単位に対応し、それぞれの前記制御周波数で対応する遅延長さに比例し且つ前記残響減衰時間に反比例する前記各制御周波数での目標ゲインパラメータ値を有するステップと、
前記複数の遅延単位の各遅延単位を前記マルチバンドイコライザーのセットのうちの対応するマルチバンドイコライザーとカスケードするステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記マルチバンドイコライザーのセットを生成するステップは、前記残響減衰時間のスケーリングに応答して前記マルチバンドイコライザーのセットの前記目標ゲインパラメータ値を比例的に変化させるステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法は、
ｄＢ単位で表される中央ゲインオフセットを計算して、前記目標ゲインパラメータ値の各々から前記中央ゲインオフセットを減算し、
前記各制御周波数に対する前記中央ゲインオフセット未満の前記目標ゲインパラメータ値に対して前記比例フィルタセクションの各々について前記フィルタゲイン設定を計算し、
前記フィルタ及び前記中央ゲインオフセットを前記入力信号に適用して前記出力オーディオ信号を提供する、
ことによって前記比例フィルタセクションを含む前記フィルタ及び前記フィルタの適用を修正するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法は、
前記制御周波数の共通セットを有する複数のマルチバンドイコライザーをモデル化するステップと、
前記各制御周波数に対する目標ゲインパラメータ値を追加することによって前記複数のマルチバンドイコライザーのうちの前記マルチバンドイコライザーの組み合わせをシミュレートするステップと、
前記複数のマルチバンドイコライザーのカスケードを置き換える単一のマルチバンドイコライザーを生成する際に結果として生じる複合ゲインを適用するステップであって、前記単一のマルチバンドイコライザーを生成することが、前記複数の制御周波数として前記制御周波数の共通セットを選択することからカスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタを生成することを含むステップと、
前記単一のマルチバンドイコライザーのフィルタを前記入力信号に適用して前記出力オーディオ信号を提供するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、前記比例フィルタセクションがカスケードされたローシェルビングフィルタ及びハイシェルビングフィルタを含むカスケードされたフィルタセクションとして配列された前記比例フィルタセクションを含むフィルタを形成するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記カスケードされたフィルタセクションとして配列された前記比例フィルタセクションを含む前記単一のマルチバンドイコライザーのフィルタは、前記比例フィルタセクションを生成する際に中央ゲインオフセットを計算して前記各制御周波数の各目標ゲインパラメータ値から前記中央ゲインオフセットを減算することによって修正されたフィルタを含み、
前記単一のマルチバンドイコライザーの修正されたフィルタを前記入力信号に適用するステップは、前記中央ゲインオフセットを前記入力信号に適用して前記出力オーディオ信号を提供するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
入力デバイスと、
前記入力デバイスに動作可能に結合されて、入力信号を受信して、前記入力信号からの出力オーディオ信号の生成を制御するよう前記入力信号に基づいて作動する処理デバイスと、
を備える、オーディオシステムであって、
前記処理デバイスは、
オーディオイコライザーに対して複数の制御周波数を選択し、
前記複数の制御周波数の各制御周波数に対して、
制御周波数パラメータ値を設定し、
目標ゲインパラメータ値を設定し、
比例フィルタセクションを関連付けて、
前記比例フィルタセクションの各々の振幅周波数応答値を決定し、
カスケードされたフィルタセクションとして配列された前記比例フィルタセクションを含むフィルタの振幅周波数応答が前記各制御周波数に対する目標ゲイン値に実質的に一致するように、前記比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を使用して前記比例フィルタセクションの各々に対するフィルタゲイン設定を計算して、
前記フィルタを前記入力信号に適用して前記出力オーディオ信号を提供する、
ように構成されている、オーディオシステム。
【請求項１６】
前記比例フィルタセクションは、ピーキングフィルタセクション及び／又はシェルビングフィルタセクションを含む、請求項１５に記載のオーディオシステム。
【請求項１７】
前記処理デバイスは、
前記ピーキングフィルタセクションの各々についての品質係数を設定し、
２つの隣接する制御値を同じゲイン設定に設定し全ての他の制御値をゼロに設定して、前記２つの周波数間の応答が可能な限りフラットになるように前記２つの隣接する制御値についての共有Ｑ係数を調整することによって、前記品質係数を反復的に調整する、
ように構成される、請求項１６に記載のオーディオシステム。
【請求項１８】
前記プロセッサは、前記比例フィルタセクションの各々の前記フィルタゲイン設定の基準値として取得された前記各制御周波数での前記比例フィルタセクションの振幅周波数応答値から導かれた行列で前記目標ゲインパラメータ値のベクトルを乗算することによって、前記各制御周波数に対する前記目標ゲイン値を一致させるように構成される、請求項１５に記載のオーディオシステム。
【請求項１９】
カスケードされたフィルタセクションとして配列された前記比例フィルタセクションを含む前記フィルタは、ピーキングフィルタセクションがカスケードされたローシェルビングフィルタ及びハイシェルビングフィルタを含む、請求項１５に記載のオーディオシステム。
【請求項２０】
前記プロセッサは、残響減衰時間を有するデジタルリバーブレータに対して、遅延長さを各々が有する複数の遅延単位を選択し、
前記デジタルリバーブレータに対してマルチバンドイコライザーのセットを生成し、前記マルチバンドイコライザーの各々は、遅延単位に対応し、それぞれの前記制御周波数で対応する遅延長さに比例し且つ前記残響減衰時間に反比例する前記各制御周波数での目標ゲインパラメータ値を有するようにし、
前記複数の遅延単位の各遅延単位を前記マルチバンドイコライザーのセットのうちの対応するマルチバンドイコライザーとカスケードする、
ように構成される、請求項１５に記載のオーディオシステム。
【請求項２１】
前記プロセッサは、前記残響減衰時間のスケーリングに応答して前記マルチバンドイコライザーのセットの目標ゲインパラメータ値の比例的変化を含む前記マルチバンドイコライザーのセットを生成するように構成される、請求項２０に記載のオーディオシステム。
【請求項２２】
前記プロセッサは、前記比例フィルタセクションを含む前記フィルタ及び前記フィルタの適用を修正するよう構成され、
前記プロセッサは、
ｄＢ単位で表される中央ゲインオフセットを計算して、前記目標ゲインパラメータ値の各々から前記中央ゲインオフセットを減算し、
各制御周波数に対する前記中央ゲインオフセット未満の前記目標ゲインパラメータに対して前記比例フィルタセクションの各々についての前記フィルタゲイン設定を計算し、
前記フィルタ及び前記中央ゲインオフセットを前記入力信号に適用して前記出力オーディオ信号を提供する、
ように構成される、請求項１５に記載のオーディオシステム。
【請求項２３】
前記プロセッサは、
前記制御周波数の共通セットを有する複数のマルチバンドイコライザーをモデル化し、
前記各制御周波数に対する目標ゲインパラメータ値を追加することによって前記複数のマルチバンドイコライザーのうちの前記マルチバンドイコライザーの組み合わせをシミュレートし、
結果として生じる複合ゲインを適用して、前記複数のマルチバンドイコライザーのカスケードを置き換える単一のマルチバンドイコライザーを生成し、前記単一のマルチバンドイコライザーの生成が、前記複数の制御周波数として前記制御周波数の共通セットを選択することからカスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタを生成することを含み、
前記単一のマルチバンドイコライザーのフィルタを前記入力信号に適用して前記出力オーディオ信号を提供する、
ように構成される、請求項１５に記載のオーディオシステム。
【請求項２４】
命令が格納された非一時的機械可読ストレージデバイスであって、前記命令は、機械のプロセッサによって実行されたときに前記機械に動作を実行させ、前記動作は、
オーディオイコライザーに対して複数の制御周波数を選択するステップと、
前記複数の制御周波数の各制御周波数に対して、
制御周波数パラメータ値を設定し、
目標ゲインパラメータ値を設定し、
比例フィルタセクションを関連付けて、
前記比例フィルタセクションの各々の振幅周波数応答値を決定する、ステップと、
カスケードされたフィルタセクションとして配列された前記比例フィルタセクションを含むフィルタの振幅周波数応答が各制御周波数に対する目標ゲイン値に実質的に一致するように、前記比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を使用して前記比例フィルタセクションの各々に対するフィルタゲイン設定を計算するステップと、
前記フィルタを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供するステップと、
を含む、非一時的機械可読ストレージデバイス。
【請求項２５】
前記比例フィルタセクションは、ピーキングフィルタセクションを含み、
前記動作は、
前記ピーキングフィルタセクションの各々についての品質係数を設定するステップと、
２つの隣接する制御値を同じゲイン設定に設定し全ての他の制御値をゼロに設定し、次いで前記２つの周波数間の応答が可能な限りフラットになるように前記２つの隣接する制御値についての共有Ｑ係数を調整することによって前記品質係数を反復的に調整するステップと、
を含む、請求項２４に記載の非一時的機械可読ストレージデバイス。
【請求項２６】
前記動作は、前記比例フィルタセクションの各々のフィルタゲイン設定の基準値として取得された各制御周波数での比例フィルタセクションの前記振幅周波数応答値から導かれた行列で前記目標ゲインパラメータ値のベクトルを乗算することによって、各制御周波数に対する前記目標ゲイン値を一致させるステップを含む、請求項２４に記載の非一時的機械可読ストレージデバイス。
【請求項２７】
前記動作は、ピーキングフィルタセクションがカスケードされたローシェルビングフィルタ及びハイシェルビングフィルタを含むようカスケードされたフィルタセクションとして配列された前記比例フィルタセクションを含むフィルタを形成するステップを含む、請求項２４に記載の非一時的機械可読ストレージデバイス。
【請求項２８】
前記動作は、
残響減衰時間を有するデジタルリバーブレータに対して、遅延長さを各々が有する複数の遅延単位を選択するステップと、
前記デジタルリバーブレータに対してマルチバンドイコライザーのセットを形成するステップであって、前記マルチバンドイコライザーの各々は、遅延単位に対応し、前記それぞれの制御周波数で対応する遅延長さに比例し且つ前記残響減衰時間に反比例する各制御周波数での目標ゲインパラメータ値を有する、ステップと、
前記複数の遅延単位の各遅延単位を前記マルチバンドイコライザーのセットのうちの対応するマルチバンドイコライザーとカスケードするステップと、
を含む、請求項２４に記載の非一時的機械可読ストレージデバイス。
【請求項２９】
前記動作は、
ｄＢで表される中央ゲインオフセットを計算して、前記目標ゲインパラメータ値の各々から前記中央ゲインオフセットを減算し、
各制御周波数に対する前記中央ゲインオフセット未満の前記目標ゲインパラメータ値に対して前記比例フィルタセクションの各々についてフィルタゲイン設定を計算し、
前記フィルタ及び前記中央ゲインオフセットを前記入力信号に適用して前記出力オーディオ信号を提供する、
ことによって前記比例フィルタセクションを含む前記フィルタ及び前記フィルタの適用を修正するステップを含む、請求項２４に記載の非一時的機械可読ストレージデバイス。
【請求項３０】
前記動作は、
制御周波数の共通セットを有する複数のマルチバンドイコライザーをモデル化するステップと、
各制御周波数に対する目標ゲインパラメータ値を追加することによって、前記複数のマルチバンドイコライザーのうちの前記マルチバンドイコライザーの組み合わせをシミュレートするステップと、
前記複数のマルチバンドイコライザーのカスケードを置き換える単一のマルチバンドイコライザーを生成する際に結果として生じる複合ゲインを適用するステップであって、前記単一のマルチバンドイコライザーを生成することが、前記複数の制御周波数として前記制御周波数の共通セットを選択することからカスケードされたフィルタセクションとして配列された前記比例フィルタセクションを含むフィルタを生成することを含むステップと、
前記単一のマルチバンドイコライザーのフィルタを前記入力信号に適用して前記出力オーディオ信号を提供するステップと、
を含む、請求２４に記載の非一時的機械可読ストレージデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先出願）
本出願は、引用によって本明細書に全体的に組み込まれる、２０１５年１０月２８日に出願された米国仮出願第６２／２４７，５１８号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、一般に、オーディオ信号を処理する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
グラフィックイコライザーは、オーディオ信号の周波数応答を修正する直感的方法をリスナーに提供し、これは、呼び出されることになるオーディオフィルタ周波数応答の所望の曲線及び対応する形状を視覚的に表現する単純なスライダを設定する。少なくともこれは、本技術の黙示の約束である。しかしながら、イコライザーの実際に測定された応答は、何らかの予期せぬ事態を示す可能性がある。フィルタの不正確さ、ブースト／カットの非対称性、及び予期しないヌルが、眼と耳の両方で期待を裏切ることがある。
【０００４】
オーディオグラフィックイコライザーは、対数目盛に沿って規則的に離間された周波数の固定セットでの同調振幅制御を提供するマルチバンドオーディオフィルタである。オペレータは、振幅応答変動を補正するため、又はこれを意図的に生成するために各帯域のレベルを個々に制御する。グラフィックイコライザー用の標準的な制御インタフェースは、平行に並べられたスライダのセットであり、そのため、暗黙的挙動は、オーディオ応答曲線が各スライダ位置で振幅設定と一致することである。これが実現される程度を本明細書ではイコライザーの精度と呼ぶ。
【０００５】
正確なイコライザーは、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタリング技術によって実施することができるが、この手法は、コンピュータリソースと周波数分解能との間で厳しい設計トレードオフを生じる。コンピュータリソースが限られているときには、多くの場合、有限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタセクションを互いにカスケードすることによるより効率的なフィルタリング技術を用いるのが実際的である。典型的な手法は、プレゼンス又はベルフィルタとしても知られるピーキングイコライザーとして構成された、イコライザー帯域当たりに１つの２次ＩＩＲフィルタセクションを用いることである。オーディオグラフィックイコライザーのためのピーキングフィルタは、通常、特定の中心周波数でゲイン又は損失（減衰）を提供し、他方、中心周波数から離れた周波数で１周波数応答の振幅、又は０ｄＢゲインを有する。一連のピーキングイコライザーセクションの複合振幅応答は、オーディオグラフィックイコライザーの所望の一般的挙動を有し、すなわち、各制御周波数における振幅が、個々の設定に従って変化する。しかしながら、フィルタ帯域間の相互作用に起因して、全体応答は、一般に不正確であり、オペレータの予想とは全く異なる。
【０００６】
従来、ＩＩＲフィルタセクションだけを組み合わせることによって生成されたグラフィックイコライザーの周波数応答は、オペレータ設定と大まかにしか一致しない。これらの不一致が起こる理論的理由が存在し、ピーキングフィルタ応答の形状及び個々の等化フィルタセクションの周波数応答曲線間のオーバラップに主として関係付けられる。ピーキングフィルタから構成されたイコライザーの精度を向上させるために、様々な方法が提案されてきた。これらは一般に、最適な解決策をもたらすことが保証されていない反復エラー最小化又はヒューリスティック規則に依存している。
【０００７】
例証として、図１、２、及び３は、幾つかの異なる制御構成にわたって複数の異なるグラフィックイコライザー実施構成の応答を示している。グラフィックイコライザー（ＧＥＱ）曲線ＧＥＱ  Ａ、ＧＥＱ  Ｂ、及びＧＥＱ  Ｃは、３つの異なるよく知られた商品から測定された。ＧＥＱ  Ｄ曲線は、フィルタセクション間の対話を補償しようとするどのような試みもなしに、対応する制御値に直接設定された各セクションのゲインと共にカスケードされた２次ＩＩＲピーキングイコライザーセクションから作られたイコライザーのものである。曲線ＧＥＱ  Ｄを有するＧＥＱにおいて、各ピーキングイコライザーセクションは、４次ＩＩＲフィルタとして実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国仮出願連番第６２／２４７，５１８号明細書
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】全てのゲインが−１２ｄＢに設定された状態で現在利用可能な複数の異なるグラフィックイコライザーの実施構成の応答を示す図である。
【図２】ゲインが下降している状態で現在利用可能な複数の異なるグラフィックイコライザーの実施構成の応答を示す図である。
【図３】高／低ゲインが交互する現在利用可能な複数の異なるグラフィックイコライザーの実施構成の応答を示す図である。
【図４】様々な実施形態による、例示的なオーディオスペクトル補正システム及び方法、並びにマルチバンドイコライザーの実施構成の一般的動作を示す流れ図である。
【図５】様々な実施形態による、例示的なオーディオスペクトル補正システム及び方法の各ピーキングフィルタの比例及び対称ゲインを示す図である。
【図６】様々な実施形態による、例示的なシステム及び方法のピーキングフィルタセクションの品質係数の影響を示す図である。
【図７Ａ】様々な実施形態による、低品質係数フィルタを示す図である。
【図７Ｂ】様々な実施形態による、高品質係数フィルタを示す図である。
【図８Ａ】様々な実施形態による、中点での半ゲインの品質係数を示す図である。
【図８Ｂ】様々な実施形態による、フラットトップの品質係数を示す図である。
【図９】様々な実施形態による、中心ゲイン対２．０に等しい品質係数のスカートゲインを示す図である。
【図１０】様々な実施形態による、比例１次ローシェルビングフィルタセクションの伝達関数を示す図である。
【図１１】様々な実施形態による、比例１次ハイシェルビングフィルタセクションをカスケードされた比例１次ローシェルビングフィルタセクションの伝達関数を示す図である。
【図１２】様々な実施形態による、マルチバンドイコライザーの補正前の応答を示す図である。
【図１３】様々な実施形態による、図１２に関連付けられたマルチバンドイコライザーの補正後の応答を示す図である。
【図１４】様々な実施形態による、複数の隣接する帯域が同じゲインに設定されたときに起こる帯域中心周波数間の顕著なリップルを示す図である。
【図１５】様々な実施形態による、図１４に示したリップル効果が、中央ゲインオフセットを使用して軽減されて応答をフラットにすることができる方法を示す図である。
【図１６】様々な実施形態による、図２に示すのと同じ設定を有する、例示的な１０帯域グラフィックイコライザーを示す図である。
【図１７】様々な実施形態による、図３に示したのと同じ設定を有する、例示的な１０帯域グラフィックイコライザーを示す図である。
【図１８】様々な実施形態による、図２に示したものと類似の設定を有する、例示的な５帯域グラフィックイコライザーを示す図である。
【図１９】様々な実施形態による、図３に示したものと類似の設定を有する、例示的な５帯域グラフィックイコライザーを示す図である。
【図２０】例示的なゲイン設定構成を備えた現在利用可能な複数の異なる１０帯域グラフィックイコライザーの実施構成の応答を示す図である。
【図２１】様々な実施形態による、図２０に示したのと同じ設定を有する、例示的な１０帯域グラフィックイコライザーを示す図である。
【図２２】様々な実施形態による、カノニックフィードバック遅延ネットワークリバーブレータ構造を示すブロック図である。
【図２３】様々な実施形態による、単一マルチバンドイコライザーの例示な的オーディオスペクトル補正システム及び方法を使用して３つのカスケードされたスペクトル補正関数の組み合わせが実施される複合スペクトル効果を示す図である。
【図２４】様々な実施形態による、オーディオイコライザーへの信号入力を処理する例示的な方法の特徴の流れ図である。
【図２５】様々な実施形態による、オーディオ等化に関して動作するように構成された例示的なオーディオシステムのブロック図である。
【図２６】様々な実施形態による、図２５の処理デバイスによって生成されるカスケードフィルタを表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
オーディオスペクトル補正システム及び方法の実施形態の以下の説明において、添付図面が参照される。これらの図面は、限定ではなく例証として、オーディオスペクトル補正システム及び方法の実施形態をどのように実施できるかに関する具体的な実施例を示している。これらの実施形態は、当業者がこれら及び他の実施形態を実施できるほど十分に詳細に記載される。他の実施形態を利用してもよく、これらの実施形態に対して、構造的、論理的、電気的、及び機械的な変更を行うことができる。種々の実施形態は、必ずしも互いに排他的ではなく、一部の実施形態を１又は２以上の他の実施形態と組み合わせて、新しい実施形態を作ることができる。従って、以下の詳細な説明は、限定の意味で捉えるべきではない。
【００１１】
オーディオスペクトル補正システム及び方法の実施形態は、閉形式アルゴリズムによって調整された効率的ＩＩＲフィルタセクションを使用して低複雑度及び最小処理オーバーヘッドで正確且つ直感的な周波数応答を与えるイコライザー設計を含むことができる。これらのシステム及び方法の実施形態の品質は、オーディオ用グラフィックイコライザーを実施するのに理想的である。加えて、本明細書で教示されるシステム及び方法の実施形態は、人為的リバーブレータにおける残響時間対周波数の効率的且つ正確な制御を可能にすることができる。
【００１２】
これらの正確なゲイン制御特性に起因して、システム及び方法の実施形態は、マルチバンド等化関数を単一マルチバンド等化関数にまとめることによって、マルチバンド等化関数のカスケード組み合わせの効率的な実現をもたらすことができる。単一マルチバンド等化関数に提供される組み合わせにより、このような関数は全て、中心周波数の同じセットを用いるグラフィック等化関数として表すことができる。
【００１３】
代替の実施形態が可能であり、本明細書で検討するステップ及び要素は、特定の実施形態に応じて変更、追加、又は削除できる点に留意されたい。これらの代替の実施形態は、使用できる代替のステップ、代替の要素、及び実施できる構造的変更を含む。
【００１４】
１．システム及び動作の概要
図４は、例示的なオーディオスペクトル補正システム及び方法の実施形態及びマルチバンドイコライザーの実施構成の一般的な動作の特徴を例示する流れ図である。一般に、図４に記載される各動作は、４２０、４４０、４６０、及び４７０を除いて、各基本フィルタに対して一度繰り返される。基本フィルタは、最後のステップで互いにカスケードされ、マルチバンドイコライザーを形成する。図４において一部のボックスは任意選択の動作を示している点に留意されたい。第１の任意の動作は、中央ゲイン修正を適用するか否かであり、残りの任意の動作は、シェルビングフィルタを実施するステップを含む。典型的には、シェルビングフィルタは、カットオフポイントより上又は下の全ての周波数を等しくカット又はブーストするのに実施される。ハイシェルビングフィルタは、カットオフ周波数より下の何れの周波数も実質的に変えることなく、このカットオフ周波数より上の全ての周波数をカット又はブーストできるように実施することを目的としている。ローシェルビングフィルタは、カットオフ周波数より上の何れの周波数も実質的に変えることなく、このカットオフ周波数より下の全ての周波数をカット又はブーストできるように実施することを目的としている。本プロセスは、各帯域に対して周波数及び目標ゲインパラメータを設定するステップから開始することができ、帯域間の相互作用を補償するゲイン修正動作に進み、オーディオ信号へのゲイン調整フィルタの適用で終了することができる。
【００１５】
図４を参照すると、本プロセスは、各制御周波数に対して制御周波数パラメータ値Ｃnを設定することから開始することができる（ボックス４００）。次に、目標ｄＢゲインパラメータ値Ｇnを各制御周波数に対して設定することができる（ボックス４１０）。任意選択的に、実施形態は、中央ゲインオフセットの計算を含み、次いでこのオフセットを各Ｇnから減算することができる（ボックス４２０）。
【００１６】
このようなオーディオスペクトル補正システムの実施形態は、ピーキングフィルタセクションＨnを各制御周波数と関連付けることができる（ボックス４３０）。任意選択的動作では、ローシェルビングフィルタセクションＨ0をＤＣ周波数に関連付けることができ、ハイシェルビングフィルタセクションＨN+1をナイキスト周波数に関連付けることができる（ボックス４４０）。本方法は、フィルタセクションのｄＢゲイン設定の基準値Ｋn（例えば、１ｄＢ）に対するＮ制御周波数での各フィルタセクションの振幅周波数応答値ｃnの決定（ボックス４５０）を含むことができる。
【００１７】
このような方法の実施形態は、Ｎフィルタセクションの各々に対する補正されたフィルタゲイン設定Ｋnの計算を含むことができる（ボックス４６０）。この計算の一部として、任意選択的動作において、シェルビンフィルタセクションで２つのフィルタゲイン設定Ｋ0（ＤＣ）及びＫN+1（ナイキスト）を計算することができる。カスケードされたフィルタセクションは、入力オーディオ信号に適用することができ、修正スペクトル補正オーディオ信号を出力することができる（ボックス４７０）。種々の実施形態において、本方法は、比例フィルタセクションで動作する図４の方法の特徴を含むことができる（例えば、以下に説明するように、比例ピーキングフィルタセクション及び／又は比例シェルビングフィルタセクションを含む）。効果が周波数−独立係数によってフィルタのｄＢ振幅周波数応答をスケーリングすることである、「ゲイン」又は「強度」制御パラメータを有するオーディオフィルタ（又はイコライザー又はスペクトル補正器）は、本明細書では「比例」として定量化される。
【００１８】
ＩＩ．システム及び動作の詳細
ＩＩ．Ａ．比例ピーキングフィルタセクション
全体イコライザー（ＥＱ）は、互いにカスケードされて単一の等化フィルタを形成する比例フィルタのセットを含むことができる。例えば、全体イコライザー（ＥＱ）は、互いにカスケードされて単一の高次等化フィルタを形成する２次ＩＩＲピーキングフィルタのセットを含むことができる。必要であれば、シェルビングフィルタを含めて、スペクトルのローエンド及びハイエンドでの応答を修正して、ＤＣ及びナイキスト周波数近くの応答の制御を提供することができる。ステレオ又はマルチチャネルオーディオ処理の場合、同一のパラメータ設定であるが別個の状態情報を有する同一フィルタを、各チャネルに対して使用することができる。
【００１９】
各ピーキングフィルタは、全体的なイコライザー設計の一部として調整することができる３つの制御パラメータ、すなわち中心周波数、品質係数、及びゲインを有する２次ＩＩＲフィルタとして実現することができる。図５に示されるように、ピーキングフィルタを用いた実施形態では、各比例ピーキングフィルタは、２つの重要な特性を有する。最初に、その振幅は、対数スケール（例えばデシベル）で見たときにゲイン設定に応答してほぼ均一なスケーリングを有する。次に、比例ピーキングフィルタは、対称的なブースト／カット挙動を有し、これは、逆ゲインを除いて同一の設計パラメータを有する２つのこのようなフィルタが、対数スケールで０ｄＢ付近のミラー画像である振幅応答を有することを意味する。これはまた、互いにカスケードされたこれらの２つのフィルタが、スペクトルにわたって０ｄＢの組み合わされたフラット応答を有することを意味する。
【００２０】
均一のスケーリングは、ピーキングフィルタを「比例化」する特性であり、ゲインパラメータへの何らかの変更は、実質的に同じスケール係数によって全ての周波数でのゲインを修正することを意味する。また、以下に記載される実施形態において、フィルタは完全には比例していないが、応答が小さく且つ全体的なイコライザーの精度に最小の影響を有する中心周波数から十分に隔たった周波数で非均一応答が主として起こる点に留意されたい。
【００２１】
４次フィルタの伝達関数は次式で表され、
【数１】
2019503097.tif 000003
比例ピーキングフィルタの係数は以下のように導かれる。
【数２】
2019503097.tif 000004
Ｃ0は中央周波数、Ｆsはサンプリングレート
【数３】
2019503097.tif 000005
ｇ0はデシベル単位のゲイン
【数４】
2019503097.tif 000006
ｑ0はＱ係数
【数５】
2019503097.tif 000007
【数６】
2019503097.tif 000008
【数７】
2019503097.tif 000009
【数８】
2019503097.tif 000010
【数９】
2019503097.tif 000011
【数１０】
2019503097.tif 000012
【数１１】
2019503097.tif 000013
【００２２】
ＩＩ．Ｂ．帯域制御周波数
従来、グラフィックイコライザーは、対数周波数スケールに沿って均等に離間された制御周波数又は「帯域」を有する。例えば、制御周波数は、１０帯域イコライザーに対して１オクターブ離間され、又は「第３オクターブ」３０帯域イコライザーに対しては１オクターブにつき３帯域離間して配置することができる。典型的なグラフィックイコライザーは、５から３０周波数帯域の間を有する。対数的間隔の選択は、オーディオアプリケーションにおいて心理音響的に理にかなっている。
【００２３】
本明細書で教示されるように、オーディオスペクトル補正システム及び方法の実施形態は、制御周波数の数又は位置に関してどのような特定の制限も設けていない。対数間隔の選択は、オーディオ目的として必然的であり、以下に説明するように、品質係数選択を容易にする。種々の実施形態において、本明細書で教示されるシステム及び方法は、より一般的なマルチバンドパラメトリックイコライザーを設計及び／又は実施するのに用いることができる。
【００２４】
例証及び教育上の目的で、以下の説明においては、制御周波数の２つのセットが、本明細書での検討の一部におけるグラフィックイコライザーの実施例として使用するために選択される。
ｆｒｅｑＨｚ5Band  ＝  ｛１００，  ３１６．２２８，  １０００，  ３１６２．２８，  １００００｝
ｆｒｅｑＨｚ10Band  ＝  ｛３１．２５，  ６２．５，  １２５，  ２５０，  ５００，  １０００，  ２０００，  ４０００，  ８０００，  １６０００｝
【００２５】
１つの実施例において、制御周波数のセットが選択されると、１つのピーキングフィルタには、１つの周波数帯域につき、当該帯域に指定された値に直接設定された中心周波数を割り当てることができる。
【００２６】
ＩＩ．Ｃ．品質係数
品質係数は、ピーキングフィルタの振幅応答の帯域幅を決定付ける。これは、フィルタのＱ係数又は単にＱとして一般的に知られている。図６に示すように、高Ｑ設定は、狭い応答を結果として生じ、低Ｑは、広い応答を結果として生じる。ピーキングフィルタの帯域幅は、本明細書では、中点（ｄＢゲイン／２）ゲイン周波数間のオクターブの数として定義される。換言すれば、中心周波数の上下の点は、応答が中心周波数におけるｄＢの数の半分である。品質係数Ｑは、次式のように、帯域幅ＢＷ及び正規化中心周波数Ｗ0に関係する。
【数１２】
2019503097.tif 000014
【００２７】
比例ピーキングフィルタでは、帯域幅ＢＷ及び品質係数Ｑは、ピーキングフィルタのゲイン設定における変化の影響を受けない。
【００２８】
対数中心周波数間隔を有するグラフィックＥＱでは、Ｑ係数は、ピーキングフィルタセクション全てに対して同じ値に設定することができる。残りの課題は、適切なＱ係数設定が所与の周波数間隔に対してどのようなものあるかである。図７Ａ及び７Ｂに示すように、低Ｑ及び低解像度では、フィルタオーバラップが、複合応答においてゲイン増大を引き起こす。高Ｑ及び高解像度では、フィルタオーバラップは小さく、複合応答がリップルを示す。
【００２９】
例証の目的でこの説明において提供される例示的な設計では、Ｑ係数は、以下の基準に従って反復的に調整された。最初に、２つの隣接する制御値を同じゲイン設定に設定し、全ての他の制御値を０ｄＢに設定する。次に、２つの周波数間の応答が可能な限りフラットであるように、つまり２つの制御周波数間の応答においてディップを生じることなくＱ係数が可能な限り小さくなるように、これらの共有されるＱ係数を調整する。
【００３０】
図８Ａ及び８Ｂは、中点にて半分のゲインのＱ係数と、フラットトップのＱ係数とを示している。図８Ｂは、上記の第２の基準を示し、すなわち２つの制御周波数間の応答においてディップを生じることなくＱ係数が可能な限り小さくなるように共有されるＱ係数を調整する。
【００３１】
実施例における５帯域イコライザー及び１０帯域イコライザーについての結果として得られたＱ係数値は、以下の通りである。
Ｑ5Band  ＝  ０．５２
Ｑ10Band  ＝  ０．９８．
【００３２】
図８Ａにおいて例示される代替の実施形態において、Ｑ係数は、個々の応答が交差するポイントにおいて各セクションが設定されたゲインの半分を有するように設定することができる。前者の方法は、様々な制御設定にわたってより滑らかな全体的応答をもたらし、後者の代替の方法は、リップルがより多い「ドルゥーピー」応答をもたらすことが分かる。
【００３３】
固定の対数的に離間された制御周波数を有するグラフィックイコライザーとは対照的に、汎用マルチバンドパラメトリックイコライザーのＱ係数を選択する場合にはトレードオフがある点に留意されたい。各ピーキングイコライザーは、その中心周波数の上下に等しく広がる応答を有するので、隣接周波数が一方の側で近く他方の側で遠くにあるときに難しい選択に迫られる。詳細には、近接して離間された周波数は高いＱ係数を示し、離れた間隔は、低いＱ係数を示す。高Ｑを選択すると、大きな周波数ギャップの制御を妨げることになり、低Ｑを選択すると、近接して離間された帯域に対する大きな内部ゲインを生じる可能性がある。
【００３４】
ＩＩ．Ｄ．比例及び線形性
比例ピーキングフィルタでは、何れかの固定周波数での振幅応答は、フィルタのゲインパラメータに伴って直線的に変化するはずである。幾つかの実施形態で使用されるピーキングフィルタ設計では、これは、厳密には、フィルタの中心周波数及びその帯域端周波数（中点（ｄＢゲイン／２）ゲイン周波数）でのみ当てはまる。他の周波数では、設計は比例に近いが、中心周波数から離れた周波数では、一部に非線形性が見られる。図９は、２．０に等しいＱ係数における中心ゲイン対スカート（裾野）ゲインを示している。ｆc、２ｆc、３ｆc、及び４ｆcについての曲線が示されている。具体的には、中心周波数から離れた各ピーキングフィルタセクションのスカート部は、必要とされるよりも僅かに大きなゲインを有することになる。
【００３５】
ＩＩ．Ｅ．比例シェルビングフィルタセクション
どのようにパラメータが調整されたとしても、ピーキングフィルタセクションは、ＤＣ及びナイキスト周波数で０ｄＢの振幅応答を有する。多くの場合、ＤＣではローシェルビングフィルタ及びナイキスト周波数ではハイシェルビングフィルタを用いて、グラフィックイコライザーのゲイン制御をこれらの周波数にまで拡張することが望ましい。
【００３６】
比例１次ローシェルビングフィルタセクションの伝達関数は、図１０に示すように、クロスオーバ周波数を一定に維持しながら、ゲインｋを調整する。伝達関数は次式によって与えられる。
【数１３】
2019503097.tif 000015
ここで、
【数１４】
2019503097.tif 000016
ｇ0＝デシベルのゲイン
【数１５】
2019503097.tif 000017
ω0＝クロスオーバ周波数
【００３７】
同じパラメータ値を用いると、比例１次ハイシェルビングフィルタセクションの伝達関数は次式で与えられる。
【数１６】
2019503097.tif 000018
【００３８】
２次シェルビングフィルタセクションの伝達関数は次式で与えられる。
【数１７】
2019503097.tif 000019
ここでフィルタ係数は、以下のように導かれる。
ローシェルフでＨ＝１、ハイシェルフでＨ＝−１であり、
【数１８】
2019503097.tif 000020
ここでｆ0＝セルフ中点周波数、Ｆs＝サンプリングレート、
【数１９】
2019503097.tif 000021
ｇ0＝デシベル単位のゲイン
【数２０】
2019503097.tif 000022
【数２１】
2019503097.tif 000023
【数２２】
2019503097.tif 000024
【数２３】
2019503097.tif 000025
【数２４】
2019503097.tif 000026
【数２５】
2019503097.tif 000027
【数２６】
2019503097.tif 000028
【数２７】
2019503097.tif 000029
【００３９】
ＩＩ．Ｆ．デュアルシェルビングイコライザー
図１１に例示されるように、２つのシェルビングフィルタのカスケード（ローシェルビング及びハイシェルビング）は、４次ＩＩＲフィルタとして実施することができる、３帯域パラメトリックイコライザー又は調整可能なクロスオーバ周波数を用いたバス／トレブルトーン制御装置として使用することができる。図１１は、比例１次ハイシェルビングフィルタセクションとカスケードされた比例１次ローシェルビングフィルタセクションの伝達関数を示す。
【００４０】
図１１で分かるように、中間周波数でのデュアルシェルビングイコライザーのゲイン（垂直破線で示される）は、ハイシェルビングゲイン及びローシェルビングゲインが相互に相反しない場合、必ずしも０ｄＢに達するとはいえない。これは、グローバルゲインスケーリング係数を導入（周波数独立ｄＢゲインＫを追加）してローシェルビングゲイン及びハイシェルビングゲインを調整してＤＣ及びナイキストでの指定されたゲイン値を取得することにより是正することができる。この問題に対する閉形式ソリューションは、以下に説明するように、シェルビングフィルタの比例特性を利用することによって導くことができる。
【００４１】
ローシェルビングフィルタ、ハイシェルビングフィルタ、及び完全ゲイン補正デュアルシェルビングフィルタのｄＢゲイン応答として、それぞれ、Ｇl（ｆ）、Ｇh（ｆ）  及びＧ（ｆ）を示す。２つのシェルビングフィルタの個々のｄＢゲインパラメータとしてＫ1及びＫh、及びデュアルシェルビングフィルタに加えられたグローバル的ｄＢゲイン補正としてＫを示す。３つの独立周波数、すなわち０Ｈｚ、ｆN（ナイキスト周波数）、及び中間周波数ｆｃでの結果として生じる応答Ｇ（ｆ）を制御することが望ましい。これらの３つの周波数で評価される、グローバルゲイン補正Ｋと２つのシェルビングフィルタ応答のｄＢ合計は、以下が得られる。
【数２８】
2019503097.tif 000030
ここで  Ｇlc及び  Ｇhcは、それぞれ、ゲイン設定が＋１ｄＢであるときのローシェルビングフィルタ及びハイシェルビングフィルタの周波数ｆcのｄＢゲインを示す。
【００４２】
内部ゲイン設定の三重項［Ｋ  Ｋl  Ｋh］の閉形式の解は、次の逆行列によって得ることができる。
【数２９】
2019503097.tif 000031
【００４３】
ＩＩ．Ｇ．マルチバンドイコライザー
種々の実施形態において、マルチバンドイコライザーは、複数の比例フィルタセクションを互いにカスケードすることによって取得することができる。例えば、マルチバンドイコライザーは、複数の比例ピーキングフィルタセクションを互いにカスケードすることによって取得することができる。結果として、個々のセクションの振幅応答を互いに乗算して、グラフィックイコライザーの複合応答を形成する。ログ（ｄＢ）スケールで見ると、Ｎの個々のピーキングフィルタ応答ｐn（ｆ）が直線的に互いに合計され、複合振幅応答Ｇ（ｆ）を得る。
【数３０】
2019503097.tif 000032
（１）
ここでｐn（ｆ）  は、中心周波数ｃn、Ｑ係数ｑn、及びゲインｇnの設計パラメータを有して汎用比例パラメトリックイコライザーセクションに拡張される。
【００４４】
各ｇn値が、当該セクション向けに設計されたゲインであり、そのためｆ＝ｃnでの応答は厳密にはｇnとなるが、ｆ＝ｃnでのイコライザーの合計応答は、当該周波数での他のセクションの全てからの応答を追加させることになり、一般には、ｇnとは異なることになる点に留意されたい。これは、オペレータによって指定されたＮ制御ゲインにＮセクションゲインの各々を直接設定することが、図１２に示すように、指定されたものとは異なる合計応答を生じることを意味する。逆に、合計応答がオペレータ仕様に適合する場合、個々のセクションゲインは、実施形態に従って、合計応答がＮ制御周波数の各々における仕様に適合するように変更されることを意味する。
【００４５】
ピーキングフィルタセクションが比例特性を示し、且つ合計応答が単にセクション応答の和であるので、各中心周波数ｃnでのグラフィックイコライザーのデシベル応答は、セクションの各々に対して設定された個々のゲイン値ｇnの線形組み合わせである。その結果、これらは１次方程式のシステムによるグラフィックイコライザーのゲイン制御設定に代数的に関係付けられることになる。換言すると、式（１）は、Ｎ制御周波数ｃnの各々から順序付けられたｆによって繰り返される。
【００４６】
ここで、本システムは、例えば、閉形式逆行列を使用することにより解かれ、入力としてオペレータのゲイン設定及び出力として成分フィルタセクションの各々の内部ゲインパラメータを有する１次方程式の新しいシステムをもたらすことができる。効率的グラフィックイコライザーフィルタの実施構成が結果として得られ、その精度は、各帯域で使用されるパラメトリックイコライザーのｄＢ応答線形性によってのみ限定される。
【００４７】
これが実際にどのように作用するかを例証するために、グラフィックイコライザーの複合応答は、各パラメータセクションのゲインが図１１に示されるように設定されたときに計算された。詳細には、３つのゲインがｇ11、ｇ22及びｇ33に設定された。このケースでは、ｆ＝ｃ1での第１グラフィックＥＱ帯域の合計応答は、ｆ＝ｃ1での３つのセクション応答の和である。
【数３１】
2019503097.tif 000033
ここで簡潔にするために、以下、ｐ（ｃn，ｑn，ｇn，ｃm）の短縮形であるＧn＝Ｇ（ｃn）及びｇnm＝ｐn（ｃm）が定義される。類似の式は、残りの２つの帯域のゲインを定義し、行列形式の合計応答が次式である。
【数３２】
2019503097.tif 000034
【００４８】
この設計は、行列の対角成分のみの直接制御を提供するが、非対角成分の干渉に起因して、合計応答の直接制御にはつながらない。そのため、ゲインは、結果として生じる複合ゲインが全体としてグラフィックイコライザーの所望の設定に適合するような方式で制御を提供するよう修正された。
【００４９】
これは、独立制御が存在するゲインの各々に対して補正係数ｋnを導入することによって達成することができる。各行が単一のゲイン制御を有する単一のパラメータＥＱセクションを表すので、対角線上のゲインの１つへの何らかの変更は同じ行の他のゲインに影響を及ぼすことになる点に留意されたい。更に、各イコライザーセクションの比例関係に起因して、補正係数は、全ての周波数にわたって同じスケーリング効果を有する定数としてモデル化される。しかしながら、パラメトリックイコライザーセクションは、完全に比例ではないので、式は近似式である。
【数３３】
2019503097.tif 000035
（２）
簡約すると、
【数３４】
2019503097.tif 000036
【００５０】
この行列は、補正値の値を求めるために逆にして並べ直すことができる。
【数３５】
2019503097.tif 000037
【００５１】
Ｇn値は、制御周波数での最終グラフィックイコライザーゲインである。ここで所望の制御値が置き換えられ、逆行列を乗算して、式（２）で加えられる補正係数ｋnを決定し、所望のゲインを実際に達成することができる。内部パラメータセクションを補正されたゲインで再設計することにより、図１３に示すように、所望の応答に極めて近い複合応答がもたらされる。
【００５２】
これは良い結果であるが、元行列におけるｇ11、ｇ22、及びｇ33ゲイン値に対する任意設定に依存し、最終的には行列反転に起因して最終結果で相殺されることになる。これらのゲインに何れかの任意の設定を真に与えることができる場合、特異であって、従って反転することができない行列（例えば、ゲインの何れかが０ｄＢに設定される場合）を指示することができる。しかしながら、その上、パラメータフィルタが完全に比例ではないことに起因して、ゲインは、測定された軸外の行列成分に僅かな影響しかない。これらの理由で、ゲイン行列を読み込むのに使用されるフィルタ測定ステップに対してゲイン設定を選択するための安全で一貫した方法を有することが望ましい。
【００５３】
これは、応答行列を計算する際にあらゆるｇnmゲイン値に使用される定数であるプロトタイプゲインＰを設計に導入することによって達成することができる。
【数３６】
2019503097.tif 000038
【００５４】
Ｐの実際の値は、便宜上１（１ｄＢを意味する）とすることができるが、フィルタの小さな非均一性及び可能性のある解像度の問題に起因して、典型的には、最大許容オペレータゲイン値の半分になるように選択することができる。ここで提示される例示の実施形態では、次式となる。
ＰdB＝１０
【００５５】
独立ゲイン保証のための定数を用いると、行列は、Ｐ≠０において特異ではなく、よって常に反転することができる。これは、実行時の複雑さを低減する２つの付加的な利点を提供する。第１に、行列ゲインがオペレータ設定に基づいて変化せず、他のフィルタパラメータがグラフィックイコライザーに対して固定されるので、行列成分は、設計時間で一度計算することができ、オペレータがゲイン制御を調整する際に再計算する必要はない。また、補正行列が定数であるので、実行時に反転する必要がなく、設計時間に一度反転することができる。これらの利点は、グラフィックイコライザーに適用されるが、式（１）からのｃn又はｑn設計パラメータの修正が行列の非対角値を変えることになるので、一般にはマルチバンドパラメトリックイコライザーには適用されない。
【００５６】
よって、３帯域イコライザーの補正設計ゲインを計算するための完全な式は、例えば、次式となる。
【数３７】
2019503097.tif 000039
（３）
【００５７】
ｋn  値は補正係数であるので、比例パラメトリックイコライザーに入れられるゲイン値は、「補正される」値であるのでｇnnを乗算する。ｇnnは常にＰに設定されるので、パラメータフィルタ設計におけるゲインに使用される実際の値は、ｋnＰとなる。（読み手にとって、この最後の項がｋn／Ｐである必要があるように思われるかもしれないが、入力値の全てがＰを効果的に乗算するので、出力値に逆数１／Ｐを乗算することが理にかなっている。しかしながら、元行列が定数によってスケーリングされるときには、結果として生じる逆行列は、当該定数の逆数によってスケーリングされ、よって、適正な補正係数はｋnＰである）。
【００５８】
本明細書のシステム及び方法で使用されるマルチバンドイコライザーの代替の実施形態は、任意選択的に、１次又は２次のロー及び／又はハイ比例シェルビングフィルタを含むことができる。シェルビングセクションの追加により、グラフィックイコライザーの複雑さが増し、計算するのに必要なリソースが増大する。余分のセクションは、オペレータ制御の数を増大させることはないが、それらのゲインをグラフィックＥＱ内で内部的に設定させる必要があり、それらのゲイン測定を行列計算に含めなくてはならない。例えば、式（３）において３ｘ３行列により表される３帯域イコライザーは、ロー及びハイシェルビングセクションが追加された後に５ｘ５行列で表され、ベクトルは、各々５エントリにサイズが増大する。
【００５９】
ＩＩ．Ｇ．中央ゲインオフセット
種々の実施形態において、例示的なイコライザーは、グラフィックＥＱ応答の正確さ及び円滑さの両方を改善するために他の修正を含むことができる。一部の設定では、特に複数の隣接する帯域が同じ目標ゲインパラメータ値に設定されたときには、応答は、図１４に示すように、制御周波数間のディップに起因して顕著なリップルを有する可能性がある。この問題を軽減するために、目標ゲインパラメータ値の中から、中央ゲインを全信号にオフセットとして加えることができ、また、オペレータゲイン制御の各々からこの同じオフセットを差し引くことができる。例えば、全ての目標ゲインパラメータ値が最大値に設定されている場合でも、処理は、図１５に示すように単一の一定ゲインによって扱われるので、応答はリップルを有さないことになる。
【００６０】
ＩＩ．Ｈ．マルチバンドイコライザー応答の実施例
本明細書で教示されるオーディオスペクトル補正システム及び方法の実施形態を例示するために、２つのグラフィックイコライザー（５帯域及び１０帯域）が実施され、その応答の一部が図示されている。図１〜３を参照すると、他のＩＩＲ及び一部のＦＩＲベースのイコライザーでも、指定された制御値を５ｄＢ、１０ｄＢ又はそれよりも多く失う応答を有することが多かった。同じ又は類似の設定によって、本明細書で教示されるシステム及び方法の実施形態は、ほとんどの場合に１ｄＢ以内の精度を達成することができる。大きな又は極端な設定では、一部の帯域は、２ｄＢだけマークを失う可能性があり、これは、完全とはいえない比例フィルタセクションに起因し、結果として生じる非線形効果は、高ゲイン設定にてより大きい。
【００６１】
実施例の結果を図１６−１９に示す。具体的には、図１６は、図２に示したのと同じ設定を有するシステムの例示的な実施形態の１０帯域グラフィックイコライザーを示す。図１７は、図３に示したのと同じ設定を有するシステムの例示的な実施形態の１０帯域グラフィックイコライザーを示す。図１８は、図２に示すのと同じ設定を有するシステムの例示的な実施形態の５帯域グラフィックイコライザーを示す。図１９は、図３に示すのと同じ設定を有するシステムの例示的な実施形態の５帯域グラフィックイコライザーを示す。
【００６２】
±１２ｄＢの最大範囲を一部が有する１０帯域商用イコライザーと比較すると、実施形態の単一帯域に対する最悪ケースエラーは、＋１２又は−１２ｄＢの何れかで各帯域に関して全ての可能性のある設定を網羅的にサーチして、これらの設定の各々に対する各帯域のエラーを測定することによって求められた。図２０は、１つの実施形態に対して最悪ケースと同じ設定に設定されたときの商用１０帯域グラフィックイコライザーＧＥＱ  Ａ、ＧＥＱ  Ｂ、ＧＥＱ  Ｃ、及びＧＥＱ  Ｄの応答を示している。比較のため、図２１は、本明細書で教示される１０帯域グラフィックイコライザーの実施形態に対する最悪ケースエラーを示している。図２１における何れかの帯域に対する最悪ケースエラーは、既存の１０帯域グラフィックイコライザーと同じ構成における１ｋＨｚ帯域に対して２．２８ｄＢであることが分かった。この同じ構成での商用グラフィックイコライザーの各々との比較を行い、図２０及び２１に示す結果として以下の表が得られる。この構成は、既存のイコライザーの何れかに対して必ずしも最悪ケースではない点に留意されたい。
【００６３】
2019503097.tif 000040
【００６４】
不完全な比例にも関わらず、本明細書で教示されるシステム及び方法の実施形態は、最悪ケースオペレータ設定下でも他の設計と比較して良好に実施することができる。
【００６５】
ＩＩ．Ｉ．人為的残響及びサウンド吸収
計算的に効率的なデジタルリバーブレータを設計する共通の手法は、遅延単位のマルチチャネル再帰的ネットワーク、又はフィードバック遅延ネットワーク（ＦＤＮ）を形成するステップと、ネットワーク内の選択されたノードにて適切に調整された吸収フィルタを挿入するステップとに基づく。対応するフィルタｇ1、ｇ2．．ｇNと各々がカスケードされたτ1，τ2．．．τNの遅延長さを備えた遅延単位を有する例示的なＦＤＮトポロジーが、フィードバック行列Ａと共に図２２に示される。一般的な残響設計方法は、（ａ）エネルギー保存（すなわち全パス）フィードバックループを有する「ロスレスプロトタイプ」ネットワークを構築するステップと、（ｂ）何れかの周波数ｆでのその（負）ｄＢゲインＧi（ｆ）が残響減衰時間Ｔｒ（ｆ）によって除算された単位遅延長さτiに比例する吸収フィルタにネットワークのフィードバックループにおける各遅延単位をカスケードすることによって、残響エネルギー減衰速度の周波数依存制御を提供するステップと、を含む。すなわち、
【数３８】
2019503097.tif 000041
である。
【００６６】
その結果として、リバーブレータの減衰時間のパラメータ制御の実施には、吸収フィルタのセット｛ｇi｝が相互に比例するパラメトリックイコライザーのファミリーを形成すること、及びそれらのｄＢゲインが減衰時間Ｔｒ（ｆ）のスケーリングに応答して比例的に変化することが必要となる。
【００６７】
本明細書で教示されるシステム及び方法の実施形態による、比例パラメトリックイコライザーの実施形態は、調整可能なクロスオーバ又は制御周波数による、２、３、又はそれよりも多い周波数帯域における残響減衰時間制御をサポートするフレキシブルな吸収フィルタの実現を可能にする。例えば、各吸収フィルタは、マルチバンドイコライザーとして実現することができ、ここで制御周波数｛ｃn｝の各々でのｄＢゲイン設定は、対応する遅延長さに比例し、周波数ｃnでの設定の残響減衰時間に反比例する。
【００６８】
同様に、伝播媒体によるサウンド吸収自体は、必然的に、パラメータ比例イコライザーによるシミュレーションに役立つ。実際に、音源とリスナー間の距離による減衰の増加は、上述のように、人為的リバーブレータの吸収フィルタによって提供される遅延依存の吸収にその性質が基本的に類似している。両方の場合において、減衰は、伝播時間又は距離に比例してデシベル単位で線形的に加算される。
【００６９】
ＩＩ．Ｊ．複合スペクトル補正効果
これらの正確なゲイン制御特性に起因して、本明細書で教示される実施形態は、複数のスペクトル補正器の全てを単一のマルチバンドイコライザーにまとめることによって、複数のスペクトル補正器のカスケード組み合わせの効率的な実現を可能にする。図２３に示すように、これは、制御周波数の共通セットを有するマルチバンドイコライザーとして全てのスペクトル補正器をモデル化し、各制御周波数のｄＢゲインを追加することによってこれらの組み合わせをシミュレートし、結果として生じる複合ゲインを単一のマルチバンドイコライザーに適用することによって達成することができる。換言すると、図２３は、複合スペクトル効果を示し、これによって３つのカスケードスペクトル補正関数の組み合わせが、本明細書で教示されるオーディオスペクトル補正システム及び方法の実施形態を使用して単一のマルチバンドイコライザーに実装される。
【００７０】
ＩＩ．Ｋ．処理及びシステム
図２４は、オーディオイコライザーへの信号入力を処理する例示的な方法２４００の実施形態の特徴の流れ図である。２４１０において、オーディオイコライザーに対して複数の制御周波数が選択され、複数の制御周波数の各制御周波数についての動作が行われる。２４２０において、各制御周波数に対して制御周波数パラメータ値が設定される。２４３０において、各制御周波数に対する目標ゲインパラメータ値が設定される。２４４０において、比例フィルタセクションが各制御周波数に関連付けられる。２４５０において、フィルタセクションのゲイン設定の基準値のため各それぞれの制御周波数での各比例フィルタセクションの振幅周波数応答値が決定される。
【００７１】
２４６０において、比例フィルタセクションの各々に対するフィルタゲイン設定は、比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を使用して計算され、カスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタの振幅周波数応答が、各制御周波数に対する目標ゲイン値に実質的に一致するようにされる。各制御周波数に対する目標ゲイン値を一致させるステップは、各比例フィルタセクションのフィルタゲイン設定の基準値として取得された各制御周波数での比例フィルタセクションの振幅周波数応答値から導かれた行列で目標ゲインパラメータ値のベクトルを乗算することによって各制御周波数に対する目標ゲイン値を一致させるステップを含むことができる。
【００７２】
２４７０において、フィルタが入力信号に適用されて、出力オーディオ信号を提供する。比例フィルタセクションを含むフィルタは、ピーキングフィルタセクションがカスケードされたローシェルビングフィルタ及びハイシェルビングフィルタを含むカスケードされたフィルタセクションとして形成され配列することができる。
【００７３】
方法２４００の変形形態又は方法２４００に類似の方法は、このような方法の用途及び／又はこのような方法が実施されるシステムのアーキテクチャに応じて組み合わせてもよく、又は組み合わせなくてもよい複数の異なる実施形態を含むことができる。このような方法は、ピーキングフィルタセクション及び／又はシェルビングフィルタセクションを含む比例フィルタセクションを含むことができる。ピーキングフィルタセクションの各々について品質係数を設定することができる。ピーキングフィルタセクションに品質係数を設定するステップは、品質係数を反復的に調整するステップを含むことができる。品質係数を反復的に調整するステップは、２つの隣接する制御値を同じゲイン設定に設定し、全ての他の制御値をゼロに設定するステップと、２つの周波数間の応答が可能な限りフラットになるように２つの隣接する制御値に対する共有Ｑ係数を調整するステップと、を含むことができる。非限定的な実施例において、品質係数を設定するステップは、品質係数を５帯域イコライザーに対して０．５２及び１０帯域イコライザーに対して０．９８に設定するステップを含むことができる。
【００７４】
方法２４００の変形形態又は方法２４００に類似の方法は、残響減衰時間を有するデジタルリバーブレータに対して、遅延長さを各々が有する複数の遅延単位を選択するステップと、デジタルリバーブレータに対してマルチバンドイコライザーのセットを形成するステップであって、各マルチバンドイコライザーが、遅延単位に対応し、それぞれの制御周波数で対応する遅延長さに比例且つ残響減衰時間に反比例する各制御周波数での目標ゲインパラメータを有するステップと、複数の遅延単位の各遅延単位をマルチバンドイコライザーのセットのうちの対応するマルチバンドイコライザーとカスケードするステップと、を含むことができる。マルチバンドイコライザーのセットを形成するステップは、残響減衰時間のスケーリングに応答して、マルチバンドイコライザーのセットの目標ゲインパラメータ値を比例的に変更するステップを含むことができる。
【００７５】
方法２４００の変形形態又は方法２４００に類似の方法は、ｄＢ単位で表される中央ゲインオフセットを計算して、各目標ゲインパラメータ値から中央ゲインオフセットを減算し、各制御周波数に対する中央ゲインオフセット未満の目標ゲインパラメータ値に対して比例フィルタセクションの各々についてのフィルタゲイン設定を計算し、フィルタ及び中央ゲインオフセットを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供する、ことにより、比例フィルタセクションを含むフィルタ及びフィルタの適用を修正するステップを含むことができる。
【００７６】
方法２４００の変形形態又は方法２４００に類似の方法は、制御周波数の共通セットを有する複数のマルチバンドイコライザーをモデル化するステップと、各制御周波数に対して目標ゲインパラメータ値を追加することによって複数のマルチバンドイコライザーのうちのマルチバンドイコライザーの組み合わせをシミュレートするステップと、複数のマルチバンドイコライザーのカスケードを置き換える単一のマルチバンドイコライザーを生成する際に結果として生じる複合ゲインを適用するステップであって、該単一のマルチバンドイコライザーを生成することが、複数の制御周波数として制御周波数の共通セットを選択することからカスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタを生成するステップを含むステップと、単一のマルチバンドイコライザーのフィルタを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供するステップと、を含む。比例フィルタセクションを含むフィルタは、比例フィルタセクションがカスケードされたローシェルビングフィルタ及びハイシェルビングフィルタを含むカスケードされたフィルタセクションとして形成され配列することができる。カスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含む単一のマルチバンドイコライザーのフィルタは、比例フィルタセクションを生成する際に中央ゲインオフセットを計算して各制御周波数の各目標ゲインパラメータ値から中央ゲインオフセットを減算することによって修正されたフィルタを含むことができ、単一のマルチバンドイコライザーの修正されたフィルタを入力信号に適用するステップは、中央ゲインオフセットを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供するステップを含むことができる。
【００７７】
種々の実施形態において、非一時的機械可読ストレージデバイスは、格納された命令を含むことができ、該命令は、機械によって実行されたときに機械に動作を実行させ、該動作は、方法２４００、方法２４００の変形形態、及び／又は本明細書で教示される他の方法の特徴に関して記載された方法及び技術の特徴に類似した又は同一の１又は２以上の特徴を含む。このような命令の物理的構造は、１又は２以上のプロセッサによって動作することができる。これらの物理的構造を実行することにより、オーディオイコライザーに対して複数の制御周波数を選択するステップと、複数の制御周波数の各制御周波数に対して、制御周波数パラメータ値を設定し、目標ゲインパラメータ値を設定し、比例フィルタセクションを関連付けて、各比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を決定する、ステップと、カスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタの振幅周波数応答が各制御周波数に対する目標ゲイン値に実質的に一致するように、比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を使用して比例フィルタセクションの各々に対するフィルタゲイン設定を計算するステップと、フィルタを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供するステップと、を含む動作を機械に実行させることができる。
【００７８】
機械可読ストレージデバイスの変形形態において、命令は、ピーキングフィルタセクションを含む比例フィルタセクションを含むことができる動作を実行する命令を含むことができ、該動作は、ピーキングフィルタセクションの各々についての品質係数を設定するステップと、２つの隣接する制御値を同じゲイン設定に設定し全ての他の制御値をゼロに設定し、次いで２つの周波数間の応答が可能な限りフラットになるように２つの隣接する制御値についての共有Ｑ係数を調整することによって品質係数を反復的に調整するステップとを含む。
【００７９】
機械可読ストレージデバイスの変形形態において、命令は、各比例フィルタセクションのフィルタゲイン設定の基準値として取得された各制御周波数での比例フィルタセクションの振幅周波数応答値から導かれた行列で目標ゲインパラメータ値のベクトルを乗算することによって、各制御周波数に対する目標ゲイン値を一致させるステップを含むことができる動作を実行する命令を含むことができる。
【００８０】
機械可読ストレージデバイスの変形形態において、命令は、ピーキングフィルタセクションがカスケードされたローシェルビングフィルタ及びハイシェルビングフィルタを含むように、カスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタを形成するステップを含むことができる動作を実行する命令を含むことができる。
【００８１】
機械可読ストレージデバイスの変形形態において、命令は、残響減衰時間を有するデジタルリバーブレータに対して、遅延長さを各々が有する複数の遅延単位を選択するステップと、デジタルリバーブレータに対してマルチバンドイコライザーのセットを形成するステップであって、各マルチバンドイコライザーが、遅延単位に対応し、それぞれの制御周波数で対応する遅延長さに比例且つ残響減衰時間に反比例する各制御周波数での目標ゲインパラメータを有するステップと、複数の遅延単位の各遅延単位をマルチバンドイコライザーのセットのうちの対応するマルチバンドイコライザーとカスケードするステップを含むことができる動作を実行する命令を含むことができる。
【００８２】
機械可読ストレージデバイスの変形形態において、命令は、ｄＢ単位で表される中央ゲインオフセットを計算して、各目標ゲインパラメータ値から中央ゲインオフセットを減算することにより、比例フィルタセクションを含むフィルタ及びフィルタの適用を修正するステップと、各制御周波数に対する中央ゲインオフセット未満の目標ゲインパラメータ値に対して比例フィルタセクションの各々についてのフィルタゲイン設定を計算するステップと、フィルタ及び中央ゲインオフセットを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供するステップと、を含むことができる動作を実行する命令を含むことができる。
【００８３】
機械可読ストレージデバイスの変形形態において、命令は、制御周波数の共通セットを有する複数のマルチバンドイコライザーをモデル化するステップと、各制御周波数に対する目標ゲインパラメータ値を追加することによって複数のマルチバンドイコライザーのうちのマルチバンドイコライザーの組み合わせをシミュレートするステップと、複数のマルチバンドイコライザーのカスケードを置き換える単一のマルチバンドイコライザーを生成する際に結果として生じる複合ゲインを適用するステップであって、該単一のマルチバンドイコライザーを生成することが、複数の制御周波数として制御周波数の共通セットを選択することからカスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタを生成することを含むステップと、単一のマルチバンドイコライザーのフィルタを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供するステップとを含むことができる動作を実行する命令を含むことができる。
【００８４】
図２５は、本明細書で教示される技術に従ってオーディオ等化に関して動作するように構成された例示的なオーディオシステム２５００の実施形態のブロック図である。オーディオシステム２５００は、入力デバイス２５０５と、入力デバイス２５０５に動作可能に結合された処理デバイス２５１５とを含み、入力信号を受信して、入力信号からの出力オーディオ信号の生成を制御するよう前記入力信号に基づいて作動することができる。入力デバイス２５０５は、ＤＶＤプレーヤ、ブルーレイデバイス、ＴＶチューナ、ＣＤプレーヤ、携帯プレーヤ、インターネットオーディオ／ビデオ、ゲーム機、又はオーディオ生成のための信号を提供する他のデバイスなど、１又は２以上のオーディオソースを含むことができる。入力デバイス２５０５は、１又は２以上の信号に対する入力ソースを処理デバイス２５１５に提供するノード又はノードのセットとすることができる。出力オーディオ信号は、スピーカなどのオーディオ出力デバイス２５２５に送信することができる。スピーカは、ステレオスピーカ、サラウンドサウンドスピーカ、ヘッドセットスピーカ、又は他の類似のオーディオ出力デバイスとすることができる。
【００８５】
処理デバイス２５１５は、本明細書で教示されるオーディオ生成のための信号に基づく動作に関連付けられる機能を実行及び／又は制御するための様々な手段によって実現することができる。このような手段は、限定ではないが、汎用プロセッサ、１又は２以上の処理デバイスを有するコンピュータデバイス、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラマブル論理デバイス、離散的ゲート又はトランジスタ論理、離散的ハードウェア構成要素、又はこれらの何れかの組み合わせなど、１又は２以上のデバイスを含むことができる。処理デバイス２５１５は、本明細書で教示されるように処理するための命令及びデータを格納する１又は２以上のストレージデバイス２５１７に動作可能に結合することができる。ストレージデバイス２５１７は、幾つかの機械可読ストレージデバイスによって実現することができる。
【００８６】
処理デバイス２５１５は、オーディオイコライザーに対して複数の制御周波数を選択し、複数の制御周波数の各制御周波数に対して、制御周波数パラメータ値を設定し、目標ゲインパラメータ値を設定し、比例フィルタセクションを関連付け、各比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を決定し、カスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタの振幅周波数応答が各制御周波数に対する目標ゲイン値に実質的に一致するように、比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を使用して比例フィルタセクションの各々に対するフィルタゲイン設定を計算する、ように構成することができる。処理デバイス２５１５は、フィルタを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供するように構成することができる。
【００８７】
図２６は、処理デバイス２５１５によって生成されるフィルタ２６３５の概略図である。フィルタ２６３５は、入力信号ｘ（ｔ）に基づいて動作し、出力オーディオ信号ｙ（ｔ）を提供する。上述のように、フィルタ２６３５は、互いにカスケードされた腐腔数の比例フィルタセクション２６４５−１、２６４５−２、．．．２６４５−（Ｎ−１）、２６４５−Ｎを含むことができる。比例フィルタセクション２６４５−１、２６４５−２．．．２６４５−（Ｎ−１）、２６４５−Ｎの１又は２以上は、ピーキングフィルタセクション、シェルビングフィルタセクション、又はピーキングフィルタセクションとシェルビングフィルタセクションの組み合わせによって実現することができる。カスケードされたフィルタセクションとして構成された比例フィルタセクションを含むフィルタ２６３５は、ピーキングフィルタセクションがカスケードされたローシェルビングフィルタ及びハイシェルビングフィルタを含むことができる。
【００８８】
図２５のシステム２５００の処理デバイス２５１５は、ピーキングフィルタセクションの各々についての品質係数を設定し、２つの隣接する制御値を同じゲイン設定に設定し全ての他の制御値をゼロに設定して２つの周波数間の応答が可能な限りフラットになるように２つの隣接する制御値についての共有Ｑ係数を調整することによって品質係数を反復的に調整する、ように構成することができる。
【００８９】
処理デバイス２５１５は、各比例フィルタセクションのフィルタゲイン設定の基準値として取得された各制御周波数での比例フィルタセクションの振幅周波数応答値から導かれた行列で目標ゲインパラメータ値のベクトルを乗算することによって、各制御周波数に対する目標ゲイン値を一致させるように構成することができる。
【００９０】
処理デバイス２５１５は、残響減衰時間を有するデジタルリバーブレータに対して、遅延長さを各々が有する複数の遅延単位を選択し、デジタルリバーブレータに対してマルチバンドイコライザーのセットを生成し、各マルチバンドイコライザーが、遅延単位に対応し、それぞれの制御周波数で対応する遅延長さに比例且つ残響減衰時間に反比例する各制御周波数での目標ゲインパラメータ値を有するようにし、複数の遅延単位の各遅延単位をマルチバンドイコライザーのセットのうちの対応するマルチバンドイコライザーとカスケードする、ように構成することができる。処理デバイス２５１５は、残響減衰時間のスケーリングに応答して、マルチバンドイコライザーのセットの目標ゲインパラメータ値の比例的変化を含むマルチバンドイコライザーのセットを生成するように構成することができる。
【００９１】
処理デバイス２５１５は、比例フィルタセクションを含むフィルタ及びフィルタの適用を修正するよう構成することができ、プロセッサは、ｄＢ単位で表される中央ゲインオフセットを計算して各目標ゲインパラメータ値から中央ゲインオフセットを減算し、各制御周波数に対する中央ゲインオフセット未満の目標ゲインパラメータ値に対して比例フィルタセクションの各々についてのフィルタゲイン設定を計算し、フィルタ及び中央ゲインオフセットを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供する、ように構成することができる。
【００９２】
処理デバイス２５１５は、制御周波数の共通セットを有する複数のマルチバンドイコライザーをモデル化し、各制御周波数に対する目標ゲインパラメータ値を追加することによって複数のマルチバンドイコライザーのうちのマルチバンドイコライザーの組み合わせをシミュレートし、結果として生じる複合ゲインを適用して、複数のマルチバンドイコライザーのカスケードを置き換える単一のマルチバンドイコライザーを生成し、単一のマルチバンドイコライザーの生成が、複数の制御周波数として制御周波数の共通セットを選択することからカスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタを生成することを含み、単一のマルチバンドイコライザーのフィルタを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供する、ように構成することができる。
【００９３】
ＩＩＩ．代替の実施形態及び例示的な動作環境
本明細書で記載される以外の他の多くの変形形態が、本明細書の教示から明らかであろう。例えば、実施形態によっては、本明細書で説明した何らかの方法及びアルゴリズムの特定の動作、事象、又は機能を異なる順序で実行することができ、追加、統合、又は完全に省略することができる（従って、ここで説明する全ての動作又は事象が、本方法及びアルゴリズムの実施に必要というわけではない）。更に、特定の実施形態において、動作又は事象は、連続的ではなく、例えば、マルチスレッド型処理、割り込み処理、もしくはマルチプロセッサ又はプロセッサコアによって、又は他の並列アーキテクチャ上で同ときに実行することができる。加えて、様々なタスク又は処理は、一緒に機能することができる異なるマシン及びコンピューティングシステムによって実行することができる。
【００９４】
本明細書で開示した実施形態に関連して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、方法、及びアルゴリズム処理及び手順は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又はこの両方の組み合わせとして実施することができる。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性について明確に例証するために、上記では、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、及び処理動作について、これらの機能性に関して一般的に説明してきた。このような機能性をハードウェア又はソフトウェアとして実施するか否かは、特定の用途及びシステム全体に課された設計上の制約による。記載した機能性は、特定の用途の各々に関して異なる方法で実施することができるが、このような実施の決定が、本明細書の範囲からの逸脱を生じさせると解釈すべきではない。
【００９５】
本明細書で教示された実施形態に関連して説明する様々な例示的な論理ブロック及びモジュールは、汎用プロセッサ、１又は２以上の処理デバイスを有するコンピュータデバイス、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は他のプログラム可能論理デバイス、離散ゲート又はトランジスタ論理、離散的ハードウェア構成要素、又は本明細書で記載される機能を実行するよう設計されたこれらの何れかの組み合わせのような処理デバイスを有するマシンによって実施し又は実行することができる。汎用プロセッサ及び処理デバイスは、マイクロプロセッサとすることができるが、代替形態において、プロセッサは、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態マシン、これらの組み合わせ、又は同様のものとすることができる。プロセッサは、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１又は２以上のマイクロプロセッサ、又は何れかの他のこのような構成のような、コンピュータデバイスの組み合わせとしても実施可能である。
【００９６】
本明細書で教示されるオーディオスペクトル補正システム及び方法の実施形態は、多くのタイプの汎用又は専用コンピューティングシステム環境又は構成内で動作可能である。一般に、コンピューティング環境は、限定されるものではないが、１又は２以上のマイクロプロセッサ、メインフレームコンピュータ、デジタルシグナルプロセッサ、携帯用コンピュータデバイス、パーソナルオーガナイザ、デバイスコントローラ、電気製品内部の計算エンジン、携帯電話、デスクトップコンピュータ、モバイルコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、及び埋め込みコンピュータを備えた電気製品に基づくコンピュータシステムを含む、あらゆるタイプのコンピュータシステムを含むことができる。
【００９７】
このようなコンピュータデバイス、限定されるものではないが、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータデバイス、ラップトップ又はモバイルコンピュータ、携帯電話及びＰＤＡのような通信デバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラム可能な家庭用電化製品、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、オーディオ又はビデオメディアプレーヤ、及びその他を含む、少なくとも何らかの最低限の計算能力を有するデバイスに通常、見出すことができる。一部の実施形態において、コンピュータデバイスは、１又は２以上のプロセッサを含むことになる。各プロセッサは、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、超長命令語（ＶＬＩＷ）、又は他のマイクロコントローラのような特殊なマイクロプロセッサとすることができ、或いは、マルチコアＣＰＵ内の特殊なグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）ベースのコアを含む、１又は２以上のプロセッシングコアを有する従来型の中央処理ユニット（ＣＰＵ）とすることができる。
【００９８】
本明細書で教示される実施形態に関連した記載される方法、プロセス、又はアルゴリズムの処理動作は、ハードウェアで直接的に、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、又はこの２つの何れかの組み合わせで具現化することができる。ソフトウェアモジュールは、コンピュータデバイスによってアクセス可能なコンピュータ可読媒体内に含めることができる。コンピュータ可読媒体は、取り外し可能、取り外し不可の何れかである揮発性及び不揮発性媒体、又は何らかのこれらの組み合わせを含む。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読又はコンピュータ実行可能命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータのような情報を格納するために用いられる。例示的且つ非限定的に、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含むことができる。
【００９９】
コンピュータ記憶媒体などの機械可読ストレージデバイスは、限定ではないが、Ｂｌｕｒａｙディスク（ＢＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、フロッピーディスク、テープドライブ、ハードドライブ、光ドライブ、固体メモリデバイス、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、フラッシュメモリ、又は他のメモリ技術、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、又は他の磁気ストレージデバイス、又は所望の情報を格納するために使用可能でコンピューティングデバイスのような１又は２以上の処理デバイスによってアクセス可能な何れかの他のデバイスのような、コンピュータ又はマシン可読媒体又はストレージデバイスを含む。
【０１００】
ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は当該技術で公知の非一時的コンピュータ可読記憶媒体、メディア、又は物理コンピュータストレージの何れかの他の形式内に常駐することができる。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出して、そこに情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合することができる。代替形態では、記憶媒体は、プロセッサに一体化することができる。プロセッサ及び記憶媒体は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内に常駐することができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に常駐することができる。代替的に、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末内の個別構成要素として常駐することができる。
【０１０１】
本明細書で使用する場合、語句「非一時的」は、その通常の意味に加えて、「永続的又は長寿命の」を意味する。語句「非一時的コンピュータ可読媒体」は、その通常の意味に加えて、あらゆるコンピュータ可読媒体を含み、唯一の例外は一時的な伝搬信号である。これは、例示的且つ非限定的に、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような非一時的コンピュータ可読媒体を含む。
【０１０２】
語句「オーディオ信号」は、物理的なサウンドを表す信号である。
【０１０３】
コンピュータ可読又はコンピュータ実行可能命令、データ構造、プログラムモジュール、及びその他のような情報の保持は、１又は２以上の変調データ信号、電磁波（搬送波のような）、又は他の伝送機構又は通信プロトコルをエンコードするための様々な通信媒体を用いることによって実現することができ、何れかの有線又は無線情報配信機構を含む。一般に、これらの通信媒体は、信号内の情報又は命令をエンコードするような方法で設定又は変更される自己の特性の１又は２以上を有する信号を参照する。例えば、通信媒体は、１又は２以上の変調データ信号を搬送する有線ネットワーク又はダイレクト有線接続のような有線媒体、及び音響、無線周波数（ＲＦ）、赤外線、レーザのような無線媒体、及び１又は２以上の変調データ信号又は電磁波を送信、受信、又は送受信するための他の無線媒体を含む。上記の何れかの組み合わせも、通信媒体の範囲内に含まれるべきである。
【０１０４】
また、本明細書で記載されるオーディオスペクトル補正システム及び方法の様々な実施形態の一部又は全てを具現化するソフトウェア、プログラム、コンピュータプログラム製品のうちの１又は何れかの組み合わせ又はこの一部分は、コンピュータ実行可能命令又は他のデータ構造の形式でコンピュータ又は機械可読媒体又はストレージデバイス及び通信媒体の何れかの所望の組み合わせに格納、受信、送信、又はそこから読み出すことができる。
【０１０５】
本明細書で教示されるオーディオスペクトル補正システム及び方法の実施形態は、コンピューティングデバイスによって実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータ実行可能命令という一般的状況で更に説明することができる。一般に、プログラムモジュールは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、及びその他を含み、これらが、特定のタスクを実行し、特定の抽象データタイプを実施する。また、本明細書で説明した実施形態は、１又は２以上の通信ネットワークを介してリンクされた１又は２以上のリモート処理デバイスによって、又は１又は２以上のデバイスのクラウド内でタスクが実行される、分散コンピューティング環境で実施することもできる。分散コンピューティング環境では、メディアストレージデバイスを含む、ローカル及びリモートの両方のコンピュータ記憶媒体内に、プログラムモジュールを配置することができる。更に、上記の命令は、プロセッサを含むこともあれば含まないこともある、ハードウェア論理回路として部分的に又は全体的に実施することができる。
【０１０６】
本明細書で使用する条件語、とりわけ、「できる（ｃａｎ）」「してよい（ｍｉｇｈｔ）」「できる（ｍａｙ）」「例えば（ｅ．ｇ．）」及び同様のものは、他に明確に言及されていない限り、又は用いられる文脈でそれ以外に理解されない限り、一般に、特定の実施形態が特定の特徴、要素、及び／又は状態を含むことを伝えるものである。従って、このような条件語は、特徴、要素、及び／又は状態が、１又は２以上の実施形態にとって必ず必須であること、或いは、作成者の入力又は指示があってもなくても、これらの特徴、要素、及び／又は状態が含まれるか又は何れかの特定の実施形態で実行されるべきかどうかを決めるためのロジックを、１又は２以上の実施形態が必ず含むことを一般に示唆するものではない。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、及び同様のものは、同義であり、包含的且つオープンエンド（ｏｐｅｎ−ｅｎｄ）方式で使用され、付加的な要素、特徴、動作、操作、及びその他を除外しない。また、用語「ｏｒ」は、包括的な意味で（排他的意味ではなく）用いられ、従って、例えば、要素のリストをつなぐために使用されるとき、用語「ｏｒ」は、リスト内の要素のうちの１つ、幾つか、又は全てを意味する。
【０１０７】
上記の詳細な説明は、種々の実施形態に適用される場合に新規の特徴を示し、説明し、及び指摘するが、本開示の精神から逸脱することなく、例証されたデバイス又はアルゴリズムの形式及び詳細において、様々な省略、置換、及び変更を加えることができる点を理解されたい。理解できるように、一部の特徴は、他の特徴とは別に使用すること又は実施することができるので、本明細書で記載される本発明の特定の実施形態は、本明細書に示した特徴及び利点の全てを提供しない形態の範囲内で具現化することができる。
【０１０８】
更に、主題は、構造的特徴及び方法論的動作に特有の用語で説明してきたが、添付の請求項に記載する主題は、上記で説明した特定の特徴又は動作に必ずしも限定されるわけではないことを理解されたい。むしろ、上記で説明した特定の特徴及び動作は、請求項を実施する例示的な形態として開示される。
【符号の説明】
【０１０９】
２４１０  オーディオイコライザーに対して複数の制御周波数を選択して複数の制御周波数の各制御周波数に対して動作する
２４２０  各制御周波数に対して制御周波数パラメータ値を設定する
２４３０  各制御周波数に対する目標ゲインパラメータ値を設定する
２４４０  比例フィルタセクションを各制御周波数に関連付ける
２４５０  各それぞれの制御周波数での各比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を決定する
２４６０  カスケードされたフィルタセクションとして配列された比例フィルタセクションを含むフィルタの振幅周波数応答が各制御周波数に対する目標ゲイン値に一致するように、比例フィルタセクションの振幅周波数応答値を使用して比例フィルタセクションの各々に対するフィルタゲイン設定を計算する
２４７０  フィルタを入力信号に適用して出力オーディオ信号を提供する
【図１】
2019503097.tif 000042
【図２】
2019503097.tif 000043
【図３】
2019503097.tif 000044
【図４】
2019503097.tif 000045
【図５】
2019503097.tif 000046
【図６】
2019503097.tif 000047
【図７Ａ】
2019503097.tif 000048
【図７Ｂ】
2019503097.tif 000049
【図８Ａ】
2019503097.tif 000050
【図８Ｂ】
2019503097.tif 000051
【図９】
2019503097.tif 000052
【図１０】
2019503097.tif 000053
【図１１】
2019503097.tif 000054
【図１２】
2019503097.tif 000055
【図１３】
2019503097.tif 000056
【図１４】
2019503097.tif 000057
【図１５】
2019503097.tif 000058
【図１６】
2019503097.tif 000059
【図１７】
2019503097.tif 000060
【図１８】
2019503097.tif 000061
【図１９】
2019503097.tif 000062
【図２０】
2019503097.tif 000063
【図２１】
2019503097.tif 000064
【図２２】
2019503097.tif 000065
【図２３】
2019503097.tif 000066
【図２４】
2019503097.tif 000067
【図２５】
2019503097.tif 000068
【図２６】
2019503097.tif 000069
【国際調査報告】
2019503097.tif 000070