(57)【要約】【課題】単純な演算処理（整数型の積和演算）のみを用いて適切なイコライザパラメータを算出できるようにする。【解決手段】マイクロホンで収音した空間の伝達特性を含んだ測定信号に対して周波数特性解析を行い、その結果に応じてスピーカ出力するオーディオ信号の周波数特性が目標の周波数特性になるように、イコライザのパラメータを算出する。このとき、周波数解析してゲイン値を得た各サンプル点のうちで、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点を抽出し、抽出したサンプル点におけるゲイン値と、目標周波数特性における当該抽出サンプル点に相当する周波数でのゲイン値の差分を用いてパラメータを算出する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源部からのオーディオ信号に対して周波数特性補正処理を行うイコライザと、
上記イコライザで処理されたオーディオ信号をスピーカに供給して音声出力させる出力部と、
入力されたオーディオ信号の周波数特性の解析を行い、周波数軸上の各サンプル点でのゲイン値を得る信号解析部と、
上記信号解析部でゲイン値を得た各サンプル点のうちで、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点を抽出し、抽出したサンプル点におけるゲイン値と、目標周波数特性における当該抽出サンプル点に相当する周波数でのゲイン値の差分を用いて、上記イコライザのパラメータを算出し、上記イコライザのパラメータを制御する演算部と、
を備えたことを特徴とするオーディオ出力装置。
【請求項２】
測定用オーディオ信号を発生させる測定用信号発生部を備え、
上記信号解析部は、上記出力部が、上記測定用信号発生部からの測定用オーディオ信号を上記スピーカから出力させたときに、マイクロホンによって集音されて入力されたオーディオ信号の周波数特性の解析を行うことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ出力装置。
【請求項３】
上記イコライザはパラメトリックイコライザであることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ出力装置。
【請求項４】
上記演算部は、上記イコライザのパラメータとして、周波数特性補正処理における中心周波数と、ゲイン値と、先鋭度を算出することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ出力装置。
【請求項５】
上記演算部は、
対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点において、目標周波数特性との間で上記ゲイン値の差分が最大となるサンプル点の周波数を、上記イコライザのパラメータとしての中心周波数とする中心周波数決定処理と、
上記中心周波数とされたサンプル点での上記ゲイン値の差分を、上記イコライザのパラメータとしてのゲイン値とするゲイン値決定処理と、
決定された上記中心周波数と上記ゲイン値において、複数の先鋭度候補のそれぞれを選定した各場合における補正された周波数特性について、目標周波数特性との間の差分面積を算出し、上記差分面積が最小となる先鋭度を、上記イコライザのパラメータとしての先鋭度とする先鋭度決定処理とを行うとともに、
上記先鋭度決定処理における上記差分面積は、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となる各サンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和として求めることを特徴とする請求項４に記載のオーディオ出力装置。
【請求項６】
上記イコライザは、ｎバンドの周波数特性補正処理を行うものとされ、
上記演算部は、各バンドについての上記中心周波数決定処理、上記ゲイン値決定処理、上記先鋭度決定処理を行って、中心周波数と、ゲイン値と、先鋭度としてのパラメータを算出するとともに、第Ｘのバンド（但しＸは２からｎ）についてのパラメータを算出する際には、第（Ｘ−１）までのパラメータ算出結果により補正される周波数特性を用いて、上記中心周波数決定処理、上記ゲイン値決定処理、上記先鋭度決定処理を行うことを特徴とする請求項５に記載のオーディオ出力装置。
【請求項７】
複数の先鋭度候補について、中心周波数とゲイン値に基づく補正特性としてのゲイン配列を記憶した補正特性テーブルを備え、
上記先鋭度決定処理では、各先鋭度候補について、上記補正特性テーブルから読み出される補正特性を用いて、上記差分面積の算出を行うことを特徴とする請求項５に記載のオーディオ出力装置。
【請求項８】
上記補正特性テーブルは、特定の周波数を中心周波数とした場合の補正特性を記憶し、
上記先鋭度決定処理では、上記補正特性テーブルから読み出される補正特性を用いて、上記中心周波数決定処理で決定された中心周波数に対応する補正特性を算出することを特徴とする請求項７に記載のオーディオ出力装置。
【請求項９】
上記補正特性テーブルは、特定のゲイン値についての補正特性を記憶し、
上記先鋭度決定処理では、上記補正特性テーブルから読み出される補正特性を用いて、上記ゲイン値決定処理で決定されたゲイン値に対応する補正特性を算出することを特徴とする請求項７に記載のオーディオ出力装置。
【請求項１０】
オーディオ信号の周波数特性を目標周波数特性に補正するためのイコライザのパラメータ算出方法として、
入力されたオーディオ信号の周波数特性の解析を行い、周波数軸上の各サンプル点でのゲイン値を得る信号解析ステップと、
上記信号解析ステップでゲイン値を得た各サンプル点のうちで、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点を抽出し、抽出したサンプル点におけるゲイン値と、目標周波数特性における当該抽出サンプル点に相当する周波数でのゲイン値の差分を用いて、上記イコライザのパラメータを算出する演算ステップと、
を備えたことを特徴とするパラメータ算出方法。
【請求項１１】
上記演算ステップでは、
対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点において、目標周波数特性との間で上記ゲイン値の差分が最大となるサンプル点の周波数を、上記イコライザのパラメータとしての中心周波数とする中心周波数決定処理と、
上記中心周波数とされたサンプル点での上記ゲイン値の差分を、上記イコライザのパラメータとしてのゲイン値とするゲイン値決定処理と、
決定された上記中心周波数と上記ゲイン値において、複数の先鋭度候補のそれぞれを選定した各場合における補正された周波数特性について、目標周波数特性との間の差分面積を算出し、上記差分面積が最小となる先鋭度を、上記イコライザのパラメータとしての先鋭度とする先鋭度決定処理とを行うとともに、
上記先鋭度決定処理における上記差分面積は、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となる各サンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和として求めることを特徴とする請求項１０に記載のパラメータ算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数特性補正を行うイコライザを備えたオーディオ出力装置と、イコライザのパラメータ算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００４−２９７７３２号公報
【特許文献２】特開２００１−２２４１００号公報
【特許文献３】特開２００１−２１７６６５号公報
【特許文献４】特許第３１０２７９６号公報
【特許文献５】特開昭６０−５１０１４号公報
【特許文献６】特開２０００−２１６６６４号公報
【０００３】
一般に従来、測定された周波数特性より目標の周波数特性へと伝達特性を補正する手法としては、（１）インパルス応答測定によるＦＩＲフィルタ補正、（２）ゲイン特性測定（インパルス応答測定でもよい）によるグラフィックイコライザ補正、（３）ゲイン特性測定（インパルス応答測定でもよい）によるパラメトリックイコライザ補正等がある。
【０００４】
なお上記特許文献１，２には車載用のオーディオ機器やホームオーディオ機器において、パラメトリックイコライザを用いて自動的に音場補正を行う技術が記載されている。
また上記特許文献３，４，５，６には音場補正においてパラメトリックイコライザのパラメータの算出に関する技術が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記（１）の手法は、インパルス応答を取得する必要があるため、非常に高度な測定が必要とされ、かつ、それを補正するためのフィルタも処理量・メモリ量ともに膨大になるので（ＦＩＲフィルタなので）、補正処理へのリソースが限られている場合や高度な測定が可能でない場合には不向きである。
上記（２）の手法は、特性を細かく補正する場合、多くのバンド数（イコライザ数）が必要となるため、特性を補正する際の処理量・メモリ量がともに増大する傾向があり、その場合も不向きな場合が多い。
【０００６】
一方、上記（３）による手法は、各バンド（周波数特性補正処理の帯域）で中心周波数・ゲイン・先鋭度（Ｑ値）が可変なため、少ないバンド数で細かい特性の補正が可能となる。このため非常に少ないメモリ量・処理量で補正処理が可能となる。
ただし、従来の手法ではパラメトリックイコライザのパラメータ（中心周波数・ゲイン・先鋭度（Ｑ値））を決定するための処理をする際、（浮動）小数点演算や三角関数の複雑な演算を用いたり、膨大なテーブルを持ったりと、そのパラメータ算出のための処理負担やメモリ負担が非常に大きく、そのような演算を実行できるハードウェアが限られてしまうという欠点があった。
そこで本発明では、例えばパラメトリックイコライザを用いた周波数特性補正に関して、その周波数特性補正のためのパラメータの算出演算過程に工夫を加えることで、簡易な演算でパラメータ算出ができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のオーディオ出力装置は、音源部からのオーディオ信号に対して周波数特性補正処理を行うイコライザと、上記イコライザで処理されたオーディオ信号をスピーカに供給して音声出力させる出力部と、入力されたオーディオ信号の周波数特性の解析を行い、周波数軸上の各サンプル点でのゲイン値を得る信号解析部と、上記信号解析部でゲイン値を得た各サンプル点のうちで対数スケール（対数軸：Ｌｏｇスケールとも表記する）の周波数軸上で略等間隔となるサンプル点を抽出し、抽出したサンプル点におけるゲイン値と、目標周波数特性における当該抽出サンプル点に相当する周波数でのゲイン値の差分を用いて、上記イコライザのパラメータを算出し、上記イコライザのパラメータを制御する演算部とを備える。
また、測定用オーディオ信号を発生させる測定用信号発生部を備え、上記信号解析部は、上記出力部が、上記測定用信号発生部からの測定用オーディオ信号を上記スピーカから出力させたときに、マイクロホンによって集音されて入力されたオーディオ信号の周波数特性の解析を行うようにする。
また上記イコライザはパラメトリックイコライザである。
また上記演算部は、上記イコライザのパラメータとして、周波数特性補正処理における中心周波数と、ゲイン値と、先鋭度（Ｑ値）を算出する。
この場合、上記演算部は、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点において、目標周波数特性との間で上記ゲイン値の差分が最大となるサンプル点の周波数を、上記イコライザのパラメータとしての中心周波数とする中心周波数決定処理と、上記中心周波数とされたサンプル点での上記ゲイン値の差分を、上記イコライザのパラメータとしてのゲイン値とするゲイン値決定処理と、決定された上記中心周波数と上記ゲイン値において、複数の先鋭度候補（Ｑ値候補）のそれぞれを選定した各場合における補正された周波数特性について、目標周波数特性との間の差分面積を算出し、上記差分面積が最小となる先鋭度（Ｑ値）を、上記イコライザのパラメータとしての先鋭度（Ｑ値）とする先鋭度決定処理とを行う。そして上記先鋭度決定処理における上記差分面積は、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となる各サンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和として求める。
また上記イコライザは、ｎバンドの周波数特性補正処理を行うものとされ、上記演算部は、各バンドについての上記中心周波数決定処理、上記ゲイン値決定処理、上記先鋭度決定処理を行って、中心周波数と、ゲイン値と、先鋭度としてのパラメータを算出するとともに、第Ｘのバンド（但しＸは２からｎ）についてのパラメータを算出する際には、第（Ｘ−１）までのパラメータ算出結果により補正される周波数特性を用いて、上記中心周波数決定処理、上記ゲイン値決定処理、上記先鋭度決定処理を行う。
また、複数の先鋭度候補について、中心周波数とゲイン値に基づく補正特性としてのゲイン配列を記憶した補正特性テーブルを備え、上記先鋭度決定処理では、各先鋭度候補について、上記補正特性テーブルから読み出される補正特性を用いて、上記差分面積の算出を行う。
また上記補正特性テーブルは、特定の周波数を中心周波数とした場合の補正特性を記憶し、上記先鋭度決定処理では、上記補正特性テーブルから読み出される補正特性を用いて、上記中心周波数決定処理で決定された中心周波数に対応する補正特性を算出する。
また上記補正特性テーブルは、特定のゲイン値についての補正特性を記憶し、上記先鋭度決定処理では、上記補正特性テーブルから読み出される補正特性を用いて、上記ゲイン値決定処理で決定されたゲイン値に対応する補正特性を算出する。
【０００８】
本発明のパラメータ算出方法は、オーディオ信号の周波数特性を目標周波数特性に補正するためのイコライザのパラメータ算出方法として、入力されたオーディオ信号の周波数特性の解析を行い、周波数軸上の各サンプル点でのゲイン値を得る信号解析ステップと、上記信号解析ステップでゲイン値を得た各サンプル点のうちで、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点を抽出し、抽出したサンプル点におけるゲイン値と、目標周波数特性における当該抽出サンプル点に相当する周波数でのゲイン値の差分を用いて、上記イコライザのパラメータを算出する演算ステップとを備える。
また上記演算ステップでは、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点において、目標周波数特性との間で上記ゲイン値の差分が最大となるサンプル点の周波数を、上記イコライザのパラメータとしての中心周波数とする中心周波数決定処理と、上記中心周波数とされたサンプル点での上記ゲイン値の差分を、上記イコライザのパラメータとしてのゲイン値とするゲイン値決定処理と、決定された上記中心周波数と上記ゲイン値において、複数の先鋭度候補のそれぞれを選定した各場合における補正された周波数特性について、目標周波数特性との間の差分面積を算出し、上記差分面積が最小となる先鋭度を、上記イコライザのパラメータとしての先鋭度とする先鋭度決定処理とを行うとともに、上記先鋭度決定処理における上記差分面積は、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となる各サンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和として求める。
【０００９】
このような本発明では、例えばマイクロホンで収音した空間の伝達特性を含んだ測定信号に対して周波数特性解析を行い、その結果に応じてスピーカ出力するオーディオ信号（スピーカからマイクロホンの位置に至るオーディオ信号）の周波数特性が目標の周波数特性になるように、イコライザで周波数特性を補正する機能を備えるオーディオ出力装置において、イコライザ特性としてのゲイン配列の保持の仕方や適切なパラメータを決定する演算方式を工夫することにより非常に単純な演算処理（即ち整数型の積和演算）のみを用いることで目標周波数特性になるような最適のイコライザパラメータを算出するものである。
演算方式の工夫として、パラメータ算出を行う際に、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点を用いる。例えば測定したオーディオ信号を周波数解析することで、例えばリニアスケール上で等間隔となる各サンプル点でゲイン値が得られる。仮にサンプル点を２０Ｈｚ間隔と仮定すると、２０Ｈｚ、４０Ｈｚ、６０Ｈｚ、８０Ｈｚ、１００Ｈｚ、１２０Ｈｚ・・・という各周波数がサンプル点となる。例えばこのようなリニアスケール上で等間隔のサンプル点の内、Ｌｏｇスケール上で略等間隔となるサンプル点を抽出する。例えば１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、８００Ｈｚ、１．６ＫＨＺ・・・などである。なおこの例からわかるように、対数スケール上で略等間隔となるサンプル点とは、対数スケール上でみたときに略等間隔の位置に表される各周波数ポイントのことである。
【００１０】
測定された周波数特性を目標周波数特性に近づけるように先鋭度（Ｑ値）を選定する場合、測定された周波数特性と目標周波数特性の差分面積が小さくなるＱ値を選択するが、サンプル点が対数スケール上で略等間隔であることは、その差分面積に相当する値を、各サンプル点の目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和として求めることができる。
なお、対数スケール上で略等間隔とは、必ずしも厳密に等間隔でなくてもよく、ほぼ等間隔であればよいという意味である。もちろん等間隔であれば好ましいが、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となる各サンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和が、各先鋭度候補についての差分面積に相当する値として考えることに問題の無い範囲で、等間隔とみなせるものであればよい。
また、パラメトリックイコライザの補正特性として、或る先鋭度（Ｑ値）、ゲイン値におけるゲイン配列は、対数スケール上に置いた場合、中心周波数によらずに同じ形になる。
また、パラメトリックイコライザの補正特性は、対数スケール上で左右対称となる。
また、補正特性としてのゲイン配列としての各点は、対数スケール上で等間隔に持てばよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、周波数解析によりゲイン値を得た各サンプル点のうちで、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点を抽出し、抽出したサンプル点におけるゲイン値と、目標周波数特性における当該抽出サンプル点に相当する周波数でのゲイン値の差分を用いてイコライザのパラメータを算出する。特には、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となるサンプル点において、目標周波数特性との間で上記ゲイン値の差分が最大となるサンプル点の周波数をパラメータにおける中心周波数とし、またその中心周波数とされたサンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分をパラメータにおけるゲイン値とする。さらに決定された中心周波数とゲイン値において、複数の先鋭度候補のそれぞれを選定した各場合における補正された周波数特性について、目標周波数特性との間の差分面積を算出し、差分面積が最小となる先鋭度を、パラメータとしての先鋭度とする。ここで、先鋭度を決定するための差分面積は、対数スケールの周波数軸上で略等間隔となる各サンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和として求める。
この場合、整数型の変数の加算・減算処理のみで多バンドのパラメトリックイコライザのパラメータ算出が可能となるアルゴリズムを実現できるという効果がある。例えば低速・低機能な演算部（例えば安価なマイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等）でも実行可能であり、各種オーディオ出力装置に容易かつ低コストで適用できる。
【００１２】
また、補正特性テーブルとして、中心周波数、ゲイン値、先鋭度に応じたイコライザ補正特性のゲイン配列を保持するが、パラメトリックイコライザの補正特性が対数スケール上で中心周波数によらず同じ形になり、また対数スケール上で左右対称となることと、補正特性となるゲイン配列としての各点は、対数スケール上で等間隔に持てばよいことから、各種の中心周波数、ゲイン値、先鋭度に応じたゲイン配列は、或る基準となるゲイン配列からの単純な演算処理で求めることができ、補正特性テーブルとして必要な情報量は著しく削減できる。即ちパラメータ算出に用いる補正特性テーブルの負担も著しく削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
［１．オーディオ再生装置の構成］
［２．パラメトリックイコライザのパラメータ設定］
［３．補正特性テーブルの情報量の低減］
【００１４】
［１．オーディオ再生装置の構成］
図１は、本発明のオーディオ出力装置の実施の形態となるオーディオ再生装置の構成を示している。例えば車載用或いは家庭用のオーディオ再生装置などとして実現される。
【００１５】
図１のオーディオ再生装置１は、音源部１４からのオーディオ信号を接続されたスピーカ３から出力する装置とされる。音源部１４は、例えばＣＤ（Compact Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスクからオーディオ信号を再生する再生装置部や、ラジオ放送を受信／復調してオーディオ信号を出力するチューナ装置などが想定される。もちろんメモリカードからオーディオ信号を再生する再生装置部や、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、磁気テープ等からオーディオ信号を再生するテーププレーヤ装置部などとしてもよい。
【００１６】
音源部１４から出力されるオーディオ信号（デジタルオーディオ信号）は、信号処理部としてのＤＳＰ１１に入力される。
そしてＤＳＰ１１で所要の音声信号処理が行われた後、Ｄ／Ａ変換器１５でアナログオーディオ信号に変換され、出力アンプ１６でスピーカ出力のための増幅処理が行われて、端子５に接続されたスピーカ３から音声出力される。
なお、図では簡略化のために１つのスピーカ３のみ示しているが、例えば、Ｌ、Ｒステレオオーディオ信号に対応するＬ、Ｒの各スピーカや、４チャンネルステレオ（例えばフロントＬ、Ｒ、リアＬ、Ｒ）に対応する４つのスピーカなど、チャンネル数に対応する複数のスピーカが接続されることはいうまでもない。ＤＳＰ１１内でのオーディオ処理系、Ｄ／Ａ変換器１５，出力アンプ１６も１系統しか示していないが、複数のチャンネルに対応して複数系統設けられることになる。
【００１７】
ＤＳＰ１１内ではオーディオ信号に対する周波数特性補正（イコライジング）、チャンネルデバイド、音響補正、音量調整など、各種の処理が行われる。
図１ではこのうちで周波数特性補正を行うパラメトリックイコライザ２４のみを示している。なお、パラメトリックイコライザ２４は、実際には複数の各チャンネルに対応してそれぞれ設けられることになる。
ＤＳＰ１１内では、さらに演算部２１、メモリ部２２、信号解析部２３、セレクタ２６、信号発生部２５が形成される。
信号解析部２３は、入力されたオーディオ信号について例えばＦＦＴ解析（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）を行って周波数特性を求める。
演算部２１は信号解析部２３で求められた周波数特性を用いて、パラメトリックイコライザ２４のパラメータを算出する。即ち解析される周波数特性が所定の目標周波数特性になるようにするためのパラメータを算出する。そして算出したパラメータをパラメトリックイコライザ２４に与える。パラメトリックイコライザ２４に対するパラメータとしては、中心周波数、ゲイン値、Ｑ値（補正特性の先鋭度）である。例えばパラメトリックイコライザ２４がｎバンドの周波数特性調整を行うものとされる場合、各バンドについての中心周波数、ゲイン値、Ｑ値が求められる。
メモリ部２２は、パラメータ算出に用いる補正特性テーブルを保持する。補正特性テーブルとは、各種中心周波数、ゲイン値、Ｑ値に対応したゲイン配列としての値を記憶したテーブルである。
信号発生部２５は、音場調整のための測定用信号を出力する。例えばＴＳＰ（Time Stretched Pulse）信号を発生させる。或いは測定用信号は、ホワイトノイズ、ピンクノイズ等としての信号でもよい。
セレクタ２６は、スピーカ出力する信号として、信号発生部２５からの測定用信号と、パラメトリックイコライザ２４で処理されたオーディオ信号を選択する。通常の音声再生時には、セレクタ２６でパラメトリックイコライザ２４側が選択されていることで、音源部１４で再生されたオーディオ信号がスピーカ出力される。一方、音場調整のために後述するようにパラメトリックイコライザ２４のパラメータの算出／設定を行う際には、信号発生部２５側が選択され、測定用信号による音声がスピーカから出力される。
【００１８】
端子４にはマイクロホン２が接続される。マイクロホン２は、音場補正のために例えばリスニングポイントとしての位置で音声を集音する。このマイクロホン２で得られたオーディオ信号は、端子２を介してマイクアンプ１２で入力増幅され、Ａ／Ｄ変換器１３でデジタルオーディオデータとされて信号解析部２３に供給される。
【００１９】
例えばこのようなオーディオ再生装置において、音場調整が行われることで、自動的にパラメトリックイコライザ２４のパラメータの算出／設定を行い、ユーザーのリスニングポイントで好適な音場空間が形成されるようにする。
音場調整を行う場合、上記のようにマイクロホン２を接続し、そのマイクロホン２はユーザーのリスニングポイントに配置する。
通常、家の空間や車内空間では、スピーカ位置から聴取位置（リスニングポイント）への音の伝達特性が多様であるため、オーディオ再生装置１では内部的にイコライザを持つことでその特性を補正し、理想的な音場空間を創造するようにしている。
このような音場調整を行う際には、本例では信号発生部２５で測定用信号を発生させ、測定用信号をスピーカ３から出力させる。そしてリスニングポイントに設置したマイクロホン２により、測定用信号による音声を集音し、その集音したオーディオ信号について信号解析部２３で周波数特性解析を行う。
そして解析結果に基づいて演算部２１が音場補正のためのパラメトリックイコライザ２４のパラメータを算出する。
後述するパラメトリックイコライザ２４のパラメータ算出処理は、このように測定用信号より得られた周波数特性を目標周波数特性に補正するためのパラメータを算出する処理である。
【００２０】
なお、多チャンネルステレオオーディオシステムとしてスピーカ３を複数接続する場合は、上記のような音場調整のためのパラメータの算出／設定を、各チャンネルについて行うことになる。例えばフロントＲ、フロントＬ、リアＲ、リアＬのスピーカシステムを構築する場合、まずフロントＲチャンネルの調整として、測定用信号をフロントＲスピーカのみから出力させ、それをマイクロホン２で集音し、周波数特性解析、パラメータ算出を行う。算出されたパラメータは、フロントＲチャンネルに対応するパラメトリックイコライザ２４のパラメータとして設定される。
続いて、フロントＬチャンネルの調整として、測定用信号をフロントＬスピーカのみから出力させ、それをマイクロホン２で集音し、周波数特性解析、パラメータ算出を行う。算出されたパラメータは、フロントＬチャンネルに対応するパラメトリックイコライザ２４のパラメータとして設定される。
リアＬチャンネル、リアＲチャンネルについても、それぞれ同様にして、それらのチャンネルのパラメトリックイコライザ２４のパラメータが算出／設定される。
以下では、パラメトリックイコライザ２４のパラメータ設定に関して述べるが、これは１つのチャンネルのパラメトリックイコライザ２４のパラメータ算出についての説明となる。
【００２１】
［２．パラメトリックイコライザのパラメータ設定］
本実施の形態の特徴であるパラメトリックイコライザ２４のパラメータの設定について述べる。パラメトリックイコライザ２４は多バンド（ｎバンド）の周波数特性調整を行うものとする。そして測定した周波数特性が、或る周波数範囲内で目標周波数特性に近づくように各バンドのパラメータ（中心周波数、ゲイン値、Ｑ値）を算出する。
図２（ａ）に、測定用信号をマイクロホン２で集音し、信号解析部２３で解析した周波数特性の例を、計測周波数特性Ｓ１として示している。
また、１００Ｈｚから１０ＫＨｚの範囲内でフラットな直線（太線で示す）を目標周波数特性Ｓ２とする。
以下では、この計測周波数特性Ｓ１を目標周波数特性Ｓ２とするためのパラメータ算出を例にする。
【００２２】
なお、周波数特性のサンプル点について述べておく。信号解析部２３でのＦＦＴ解析によっては、例えば２０Ｈｚ間隔（もちろん２０Ｈｚ間隔に限られないが）での各周波数ポイントでのゲイン値が求められる。
図６（ａ）は横軸をＬｏｇスケールとした周波数軸とし、縦軸をゲイン値としている。信号解析部２３では、或る周波数特性として、例えば１００Ｈｚ、１２０Ｈｚ、１４０Ｈｚ、１６０Ｈｚ・・・のようにリニアスケールとしたときに等間隔に表記される各周波数ポイントでのゲイン値が求められるが、それらの各周波数ポイントでのゲイン値は、図６（ａ）の●で示すようになり、即ち各サンプル点としての周波数は、Ｌｏｇスケール上では等間隔に示されるポイントではない。Ｌｏｇスケール上では、各サンプル点の間隔が図のように高域に行くほど徐々に狭くなっていく。
本例では、演算部２１で、信号解析部２３での解析結果を用いてパラメータ算出を行うわけであるが、その際にサンプル点として用いる周波数ポイントは、Ｌｏｇスケール上で等間隔となる周波数とする。
図７（ａ）にＬｏｇスケール上で等間隔となるサンプル点を○で示している。例えば図６（ａ）の●は１００Ｈｚ、１２０Ｈｚ、１４０Ｈｚ、１６０Ｈｚ・・・の各周波数ポイントであるのに対し、図７（ａ）の○は、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、８００Ｈｚ・・・のような各周波数ポイントとなる。これらの周波数ポイントが図７（ａ）のように、Ｌｏｇスケール上でみたときに等間隔の位置に表される各周波数ポイントである。
演算部２１は、周波数特性解析の結果としての●のサンプル点のうちから、Ｌｏｇスケール上で等間隔となる○のサンプル点のみを抽出して、以下のパラメータ算出を行う。
図８は或る測定された周波数特性を示しているが、◆がリニアスケールで例えば等間隔となる周波数ポイントとしてのサンプル点であり、○がＬｏｇスケールで等間隔となるサンプル点である。そして実際に測定結果として使用するのは○のサンプル点のみとなる。このようにサンプル点を限定した上で中心周波数・補正ゲイン値、Ｑ値の決定を行う。
なお、測定した周波数特性の周波数ポイントと対数軸で等分割した周波数ポイントが厳密には一致しないことも考えられるが、その場合はなるべく近い値を採用することにより、対数軸上において、ほぼ等しい間隔になるように測定周波数ポイントを取り出せばよい。
これは、後述するように各サンプル点○での目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和を各Ｑ値候補についての差分面積に相当する値として考える場合に、問題の無い範囲で、各サンプル点○がＬｏｇスケール上で等間隔のサンプル点とみなせるものであればよいという意味である。
【００２３】
図２（ａ）の計測周波数特性Ｓ１を目標周波数特性Ｓ２とするためのパラメータ算出を行う場合、まず第１のバンドのパラメータとして、中心周波数ｆｃとゲイン値を求める。
本例では、計測周波数特性Ｓ１において、補正する周波数範囲内（例えば１００Ｈｚ〜１０ＫＨｚ）で目標周波数特性Ｓ２と最もゲイン差がある周波数を検出し、その周波数を中心周波数ｆｃ、その差分Ｇｐを補正ゲインとする。
図２（ａ）の計測周波数特性Ｓ１と目標周波数特性Ｓ２の場合、図２（ｂ）に示すように中心周波数ｆｃ＝１００Ｈｚ、ゲイン値は７ｄＢ程度となる。
【００２４】
次にＱ値（補正特性の先鋭度）を決めることで、補正するための或る１つのバンドにおける全パラメータが決定される。
この際、最適なＱ値を決定する手法の一つとして、補正結果の周波数特性と目標周波数特性Ｓ２との間にできる差分面積が最小になるＱ値を選択するという手法をとることができる（但し、周波数軸がＬｏｇスケールであることが必要）。
例えば計測周波数特性Ｓ１と目標周波数特性Ｓ２について見た場合の差分面積とは、図２（ｃ）における斜線部分の面積のことである。
【００２５】
このような差分面積の比較によってＱ値を選択するときの処理を図３、図４、図５を参照して述べる。
選択できるＱ値の候補として３つのＱ値が用意され、それらをＱ０、Ｑ１、Ｑ２として説明する。例えばＱ０＝０．５、Ｑ１＝１．５、Ｑ２＝３．５などとされる。後述する図１０の補正特性テーブルでは、Ｑ０＝１．０、Ｑ１＝２．０、Ｑ２＝４．０の例を示している。
【００２６】
図３（ａ）はＱ値をＱ０とした場合の補正特性ＳPEQを示しており、図３（ｂ）は計測周波数特性Ｓ１をＱ値＝Ｑ０で補正した場合の補正周波数特性Ｓ１ｅを示している。
図４（ａ）はＱ値をＱ１とした場合の補正特性ＳPEQを示しており、図４（ｂ）は計測周波数特性Ｓ１をＱ値＝Ｑ１で補正した場合の補正周波数特性Ｓ１ｅを示している。
図５（ａ）はＱ値をＱ２とした場合の補正特性ＳPEQを示しており、図５（ｂ）は計測周波数特性Ｓ１をＱ値＝Ｑ２で補正した場合の補正周波数特性Ｓ１ｅを示している。
これら３つのＱ値候補を用いた場合のそれぞれにおいて、補正結果の周波数特性と目標周波数特性Ｓ２との間にできる差分面積を求める。即ち、図３（ｂ）、図４（ｂ）、図５（ｂ）における斜線部分の面積である。
この例の場合、結果としては、Ｑ＝Ｑ２（図４（ｂ））の差分面積が最小となり、Ｑ２が最適なＱ値と判定される。
【００２７】
このような判定のために、それぞれのＱ値の場合において、斜線部として示す差分面積を算出するわけであるが、本例では差分面積は、Ｌｏｇスケールの周波数軸上で等間隔となる各サンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和として求めることで、演算を著しく簡易化する。
このことを図６、図７で述べる。上述した図６（ａ）の周波数特性に対して目標周波数特性が破線で示すフラットな特性であるとする。この場合の差分面積とは図６（ｂ）の斜線部となる。例えばリニアスケールで等間隔となるサンプル点●として各周波数ポイントでのゲイン値が求められている場合、差分面積を求めるには、図６（ｃ）のような考え方を行う。即ちサンプル点●のゲイン差（ゲイン差の絶対値）を高さとする長方形領域を想定し、各サンプル点●ごとに長方形領域の面積を求めていく。そして各長方形領域の面積の総和を図６（ｂ）に示した差分面積とする。
ところがこの場合、サンプル点●がＬｏｇスケール上で等間隔とならないことから、長方形領域の幅はサンプル点ごとに異なり（高域に行くほど幅の狭い長方形となる）、このことで、各長方形領域の面積を求める演算は非常に複雑となる。
【００２８】
これに対して本例では図７（ａ）で述べたようにＬｏｇスケール上で等間隔となるサンプル点○のみを用いている。この場合、図６（ｂ）のような差分面積に相当する値を、各サンプル点○における目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和として求めることができる。即ち図７（ｃ）においては、各サンプル点○における目標周波数特性に対するゲイン値の差分ｇを示しているが、この各差分ｇの総和は、差分面積に相当する値と考えることができる。なぜなら、各サンプル点○がＬｏｇスケール上で等間隔の周波数ポイントであるためである。つまり、単にゲイン差分ｇを足し込んでいくという簡易な演算のみで、差分面積（差分面積に相当する値）を算出できる。
【００２９】
図３，図４，図５にこれを当てはめて考える。
すると、図３（ｂ）の斜線部の差分面積を求める場合、図３（ｃ）に示すように、Ｌｏｇスケール上で等間隔なサンプル点○のそれぞれにおける、目標周波数特性Ｓ２とのゲイン差分の絶対値ｇの総和を求めて、それをＱ値＝Ｑ０の場合の評価のための差分面積と見なすことができる。
同様に図４（ｂ）の斜線部の差分面積を求める場合、図４（ｃ）に示すように、同じくサンプル点○のそれぞれにおける、目標周波数特性Ｓ２とのゲイン差分の絶対値ｇの総和を求めて、それをＱ値＝Ｑ１の場合の評価のための差分面積と見なす。
同様に図５（ｂ）の斜線部の差分面積を求める場合、図５（ｃ）に示すように、同じくサンプル点○のそれぞれにおける、目標周波数特性Ｓ２とのゲイン差分の絶対値ｇの総和を求めて、それをＱ値＝Ｑ２の場合の評価のための差分面積と見なす。
即ち、各Ｑ値候補に関して差分面積を求める演算は、単に加算演算のみで行うことができる。そしてその結果、差分面積がもっとも小さくなるＱ値が、最適なＱ値として決定される。
【００３０】
以上のようにして、１つのバンドについてのパラメータとして中心周波数ｆｃ、ゲイン値、Ｑ値が決定される、
そしてこのように中心周波数ｆｃ、ゲイン値、Ｑ値を決定する際に、本例では、補正範囲内の周波数を対数軸で等分割することにより、補正する中心周波数の候補点を限定するようにしている。つまり上述したサンプル点○に限定する。
そしてＱ値選択手法として、補正周波数特性Ｓ１ｅと目標周波数特性Ｓ２との間にできる差分面積が最小になるＱを選択するという手法をとる際の、差分面積算出の近似法として、等分割した各周波数ポイントにおける測定値と目標値の差の絶対値の和を面積と考えることとしている。
【００３１】
そうすることにより、ある中心周波数ｆｃとゲイン値、Ｑ値におけるゲイン配列（後述する補正特性テーブル）が予め用意されていれば、下記（数１）で近似的に差分面積を算出し、比較することが可能となる。そしてこのように中心周波数・ゲイン値が分かっている場合には各Ｑ値に関して差分面積を算出し、差分面積が最小となるＱ値を選択することで、最も適切とされるパラメトリックイコライザ２４のパラメータ値をすべて決定することが可能となる。
【数１】
2007288468.tif 000003
但し、ｉ：周波数インデックス（サンプル点○とされる周波数のインデックス）
Ｎ：対象となる周波数ポイントの数（サンプル点○の数）
Target[i]：計測周波数特性Ｓ１、または１回以上イコライザによって補正された後の周波数特性Ｓ１ｅ
GainArray[i]：あるＱ、中心周波数、ゲインの場合のイコライザ特性配列
【００３２】
以上のように１つのバンドのパラメトリックイコライザのパラメータが決定すれば（上記例の場合は中心周波数ｆｃ＝１００Ｈｚ、ゲイン値＝７ｄＢ、Ｑ値＝Ｑ１（例えばＱ１＝１．５））、次に、そのイコライザの補正効果を加味した補正周波数特性を算出することができ、その中で目標に対して最大となる周波数を算出するという、上記で行った補正ルーチンを繰り返して行うことで効果的に多バンドのパラメトリックイコライザ補正が可能となる。
例えば中心周波数ｆｃ＝１００Ｈｚ、ゲイン値＝７ｄＢ、Ｑ値＝１．５とした１バンドのイコライジングによって、図９の計測周波数特性Ｓ１は補正周波数特性Ｓ１ｅのようになるが、続いては、補正周波数特性Ｓ１ｅを用いて、第２バンドのイコライジングのためのパラメータを算出する。
即ち、補正周波数特性Ｓ１ｅにおけるサンプル点（Ｌｏｇスケール上で等間隔のサンプル点○）のうちで、図９のように、ゲイン差Ｇｐの絶対値が最大となっている周波数を中心周波数ｆｃとし、そのゲイン値Ｇｐから補正するゲイン値を決定する。
そして、その中心周波数ｆｃ、ゲイン値に対して、複数のＱ値候補のそれぞれについての補正周波数特性を求め、目標周波数特性との差分面積を、上記のように各サンプル点○における差分の絶対値の総和として算出し、その結果が最小となるＱ値を選択する。
【００３３】
さらに次には、上記第２バンドによるイコライジングによる補正効果（第１バンドの効果も含んでいる）を加味して、同様に第３バンドのパラメータを決定する。
このように第ｎバンドまで、順番に直前までのバンドの補正効果を加味しながらパラメータを算出していく。
第ｎバンドまでのパラメータ算出が完了するまで、実行している演算は、上記（数１）のような単純な四則演算のみとなる。
【００３４】
以上のようなパラメータ算出、特にはＱ値選択のための補正特性を得るための補正特性テーブルの例を図１０，図１１で説明する。
補正特性テーブルは、ある中心周波数ｆｃとゲイン値、Ｑ値におけるゲイン配列を示したものである。
例えば図１０では候補Ｑ番号ＱidとしてＱid＝Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２の３つのＱ値候補について補正テーブルが設けられた例を示している。ここではＱ０＝１．０、Ｑ１＝２．０、Ｑ２＝４．０としている。
【００３５】
Ｑid＝Ｑ０のテーブルで説明すると、このＱ０については、中心周波数ｆｃの候補として１００Ｈｚ、３００Ｈｚ、９００Ｈｚ、２，７ＫＨｚ、８．１ＫＨｚが設定される。これらはＬｏｇスケール上で等間隔のサンプル点○に相当する周波数ポイントである。なお、５つの周波数ポイントを例示しているのは説明および図示の簡易化のためであり、実際にはサンプル点○に相当するより多数の周波数ポイントが、中心周波数ｆｃとなりうる周波数としてテーブルに挙げられることになる。
またこれら、中心周波数ｆｃとなりうる各周波数ポイントについて、ゲイン値が−３、−２、−１、＋１，＋２，＋３が想定され、各周波数ポイントについてゲイン値＋１，＋２，＋３の場合のそれぞれについて、ゲイン配列が記憶される。（ゲイン値−３、−２、−１については、ゲイン値＋１，＋２，＋３の場合の負値でよい）
ゲイン配列としては１００Ｈｚ、３００Ｈｚ、９００Ｈｚ、２，７ＫＨｚ、８．１ＫＨｚのそれぞれにおけるゲイン値が記憶される。
例えば中心周波数ｆｃ＝９００Ｈｚ、ゲイン値＝＋３の場合に注目すると、１００Ｈｚ、３００Ｈｚ、９００Ｈｚ、２，７ＫＨｚ、８．１ＫＨｚのそれぞれにおけるゲイン値として「０．０５」「０．５１」「３」「０．４９」「０．０４」が記憶されている（図面上、一部白抜きで示している意味については後述する）。
これは、中心周波数ｆｃ＝９００Ｈｚ、ゲイン値＝＋３で、Ｑ＝１．０の場合に、図１１のような補正特性としてのゲイン配列を示すものとなる。
なお、ゲイン配列としてゲイン値が示される周波数ポイントも、中心周波数ｆｃの候補となる周波数と同じく５つの周波数ポイントとしているが、これは簡略化のためであり、実際には、Ｌｏｇスケール上で等間隔のサンプル点○に相当する、より多数の周波数ポイントについてゲイン値が記憶されたゲイン配列となる。
【００３６】
このような補正特性テーブルがメモリ２２に記憶され、演算部２１が参照できることにより、上述したパラメータ決定処理、特にＱ値決定ができる。
例えば図２（ｂ）のように中心周波数ｆｃとゲイン値が決定されたときには、次に図３（ａ），図４（ａ），図５（ａ）のような各Ｑ値での補正特性を求める。これらの補正特性としてのゲイン配列が、補正特性テーブルから求めることができる。即ち決定された中心周波数ｆｃとゲイン値に応じて、補正特性テーブルを検索することで、ゲイン配列が読み出せる。
このようにゲイン配列（サンプル点○の補正ゲイン）が読み出せたら、その各ゲイン値を、計測周波数特性Ｓ１としての各サンプル点○におけるゲイン値に対して加減算することで、例えば図３（ｂ）、図４（ｂ）、図５（ｂ）のような補正周波数特性Ｓ１ｅを求めることができる。
【００３７】
以上、図２〜図１１で説明したパラメトリックイコライザ２４のパラメータ算出方式として、オーディオ再生装置１が実行する処理を図１２に示す。
上述したように音場調整のためのパラメータ算出／設定の際には、信号発生部２５から発生させた調整用信号をスピーカ３から出力させ、マイクロホン２でその出力音声を集音する。図１２は、マイクロホン２で集音されたオーディオ信号が入力されてから、パラメータを決定するまでのＤＳＰ１１の処理を示している。
【００３８】
ステップＦ１０１では、信号解析部２３によって、マイクロホン２からの入力オーディオ信号の周波数特性が測定される。即ち図２〜図５に示す計測周波数特性Ｓ１を得る。なお、この場合、周波数特性としては、図６（ａ）のようにリニアスケール上で等間隔となるサンプル点●におけるゲイン値が解析されるものとなる。
【００３９】
次にバンド補正ループとして、演算部２１によりステップＦ１０２〜Ｆ１０７がｎ回繰り返される（バンド補正ループ開始端からバンド補正ループ終了端の処理）。
即ちパラメトリックイコライザ２４がｎバンドの周波数特性補正処理を行うものとした場合に、第１のバンドから第ｎのバンドまでのそれぞれについて、ステップＦ１０２〜Ｆ１０７が行われる。
【００４０】
まず第１のバンドについて、ステップＦ１０２では、ステップＦ１０１で得られた計測周波数特性Ｓ１におけるピーク周波数を検出する。この場合、まずリニアスケール上のサンプル点●のうちから、Ｌｏｇスケール上で等間隔となるサンプル点○を抽出する。そしてサンプル点○となる各周波数ポイントにおけるゲイン値と、その周波数ポイントでの目標周波数特性Ｓ２のゲイン値との差分の絶対値が最大となる周波数ポイントを、ピーク周波数と判定することになる。このピーク周波数が、第１のバンドのパラメータとしての中心周波数ｆｃとされる。
次にステップＦ１０３で、ピークゲインが求められる。これは、例えば図２（ｂ）の差分Ｇｐとして示したように、中心周波数ｆｃでのゲイン値と、その周波数ポイントでの目標周波数特性Ｓ２のゲイン値との差分である。これが第１のバンドのパラメータとしてのゲイン値となる。
【００４１】
中心周波数ｆｃとゲイン値を求めたら、最適Ｑ判定ループとしてのステップＦ１０４〜Ｆ１０６の処理にうつる（最適Ｑ判定ループ開始端から最適Ｑ判定ループ終了端の処理）。
このステップＦ１０４〜Ｆ１０６の処理は、パラメータ候補とされているＱ値の候補の数の回数だけ繰り返される。例えば上記のようにＱ値候補としてＱ０，Ｑ１，Ｑ２の３種類が用意される場合、ステップＦ１０４〜Ｆ１０６の処理は３回繰り返される。即ちそれぞれのＱ値に応じて処理が行われる。
【００４２】
まずステップＦ１０４では、最初のＱ値＝Ｑ０として、補正特性を求める。これは、決定された中心周波数ｆｃとゲイン値に基づいて、上述した補正特性テーブルを参照し、ゲイン配列を読み出す処理となる。これによって、例えば図３（ａ）のような補正特性ＳPEQが得られる。
次にステップＦ１０５で、例えば図３（ｂ）の斜線部としての差分面積を求める。まず計測周波数特性Ｓ１について補正特性ＳPEQによって補正される補正周波数特性Ｓ１ｅを求める。そして、Ｌｏｇスケール上で等間隔なサンプル点○のそれぞれにおいて、補正周波数特性Ｓ１ｅと目標周波数特性Ｓ２とのゲイン差分の絶対値ｇの総和を求めて、それをＱ値＝Ｑ０の場合の評価のための差分面積とする。
ステップＦ１０６では、差分面積が最小の場合、今回のＱ値と差分面積の値を保持する。最初は当然最小であるため、Ｑ値＝Ｑ０とその差分面積が保持される。。
【００４３】
次にステップＦ１０４に戻って、Ｑ値＝Ｑ１について補正特性を同様に補正特性テーブルから求める。例えば図４（ａ）のような補正特性ＳPEQを得る。そしてステップＦ１０５で、例えば図４（ｂ）の斜線部としての差分面積を、同様の演算で求める。
そしてステップＦ１０６では、今回の差分面積を保持している差分面積と比較し、小さい方のＱ値と差分面積の値を保持する。
さらにステップＦ１０４に戻って、Ｑ値＝Ｑ２について補正特性を同様に補正特性テーブルから求める。例えば図５（ａ）のような補正特性ＳPEQを得る。そしてステップＦ１０５で、例えば図５（ｂ）の斜線部としての差分面積を、同様の演算で求める。
そしてステップＦ１０６では、今回の差分面積を保持している差分面積と比較し、小さい方のＱ値と差分面積の値を保持する。
【００４４】
Ｑ値候補が３種類の場合、以上の３回のループ処理で、最適なＱ値が判定されることになる。即ち最終的にステップＦ１０６で保持されたＱ値が、第１のバンドのパラメータとしてのＱ値と決定される。
【００４５】
次にステップＦ１０７では、決定したパラメータ（中心周波数ｆｃ、ゲイン値、Ｑ値）によって第１のバンドの補正を行った補正周波数特性Ｓ１ｅを求め、これを次のバンドのパラメータ算出のための処理対象とする。
そしてステップＦ１０２に戻って、第２のバンドのパラメータ算出を同様に行う。この場合、ステップＦ１０２以降では、最初に測定された計測周波数特性Ｓ１ではなく、第１のバンドについて決定されたパラメータで補正された補正周波数特性Ｓ１ｅを対象とすることになる。
【００４６】
以降、第ｎのバンドまで、ステップＦ１０２〜Ｆ１０７を繰り返すことで、各バンドのパラメータがそれぞれ算出される。
そしてステップＦ１０８では、ステップＦ１０２〜Ｆ１０７の各処理で得られた中心周波数ｆｃ、ゲイン値、Ｑ値を、それぞれのバンドのパラメータとして決定し、これをパラメトリックイコライザ２４に設定する。
これによって、マイクロホン２で集音されたオーディオ信号の周波数特性が、目標周波数特性Ｓ２に近づくように補正するためのパラメトリックイコライザ２４のパラメータ設定が完了する。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、周波数解析によりゲイン値を得た各サンプル点のうちで、Ｌｏｇスケールの周波数軸上で等間隔（略等間隔）となるサンプル点を抽出し、抽出したサンプル点におけるゲイン値と、目標周波数特性における当該抽出サンプル点に相当する周波数でのゲイン値の差分を用いてイコライザのパラメータを算出する。特には、Ｌｏｇスケールの周波数軸上で等間隔となるサンプル点において、目標周波数特性との間で上記ゲイン値の差分が最大となるサンプル点の周波数をパラメータにおける中心周波数とし、またその中心周波数とされたサンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分をパラメータにおけるゲイン値とする。さらに決定された中心周波数とゲイン値において、複数のＱ値候補のそれぞれを選定した各場合における補正された周波数特性について、目標周波数特性との間の差分面積を算出し、差分面積が最小となるＱ値を、パラメータとしてのＱ値とする。ここで、Ｑ値を決定するための差分面積は、Ｌｏｇスケールの周波数軸上で等間隔（略等間隔）となる各サンプル点での目標周波数特性に対するゲイン値の差分の和として求める。
このため、整数型の変数の加算・減算処理のみで多バンドのパラメトリックイコライザ２４のパラメータ算出が可能となる。これは例えば低速・低機能な演算部（例えば安価なマイクロコンピュータ、ＤＳＰ等）でも実行可能であり、各種オーディオ出力装置に容易かつ低コストで適用できる。
【００４８】
［３．補正特性テーブルの情報量の低減］
上記のようにパラメータ算出が行われるが、そのためには対象となる中心周波数ｆｃとそのゲイン値、Ｑ値に対応したゲイン配列をすべて補正特性テーブルで保持する必要がある。図１０は説明のために簡略化したものであるが、例えば実際には、中心周波数ｆｃと成りうるＬｏｇスケール上で等間隔のサンプル点○として２４ポイント、ゲイン値としては−８ｄＢ〜＋８ｄＢを１ｄｂ間隔で１７段階、Ｑ値候補として３種類以上が想定される。もちろんサンプル点○としては２５ポイント以上となることや、ゲイン値の種類もより多く成ることも考えられる。
これらが多くなるほど、補正特性テーブルとしての容量が増大し、場合によっては記憶容量の負担が大きくなって好ましくない場合も生ずる。
【００４９】
そこでここでは、補正特性テーブルの情報量を低減できるようにする手法を述べる。
特に、パラメトリックイコライザの場合、その補正特性は、Ｌｏｇスケール上で左右対称となることと、本例の場合、補正特性としてのゲイン配列としての各点は、Ｌｏｇスケール上で等間隔に持てばよいことから、以下のような手法が実現できる。
【００５０】
一般にパラメトリックイコライザの補正特性としてのゲイン配列、即ち、或るＱ値、ゲイン値におけるゲイン配列は、対数軸上に置いた場合、中心周波数によらず全く同じ形になるという特徴がある。
そのため、本例のように、そのゲイン配列を保持するための周波数ポイントが対数軸上において等間隔の場合、ゲイン配列としてのデータを左右にシフトしてもほぼ同じ特性となる。
【００５１】
図１３、図１４にその一例を示す。
図１３（ｂ）は、Ｑ＝１．０で中心周波数ｆｃ＝１．５ＫＨｚ、ゲイン＝６ｄＢの理想的な周波数特性を示している。
また図１３（ａ）は、１００Ｈｚから２０ＫＨｚの間を対数軸上に等間隔でサンプリングして示した特性である。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）（ｂ）を重ねた図である。当然であるが特性はほぼ一致する。
次に、図１４（ｂ）は、Ｑ＝１．０、ゲイン＝６ｄＢは同様で、中心周波数ｆｃ＝５００Ｈｚとした場合の理想的な周波数特性を示している。
一方、図１４（ａ）は、図１３（ａ）のゲイン配列を、ピーク周波数の値が約５００Ｈｚになるように周波数軸方向に左にシフトし、高域の不足部分は０とすることで作成した特性である。
図１４（ｃ）は、図１４（ａ）（ｂ）を重ねた図であるが、図１４（ｃ）に見られるように、ゲイン配列を周波数軸方向にシフトさせて作成した特性は、理想的な特性にほぼ一致する。
【００５２】
このように周波数軸方向に左右にシフトして欠けた部分を０で補間するなどすることによっては、或る中心周波数の補正特性から他の中心周波数の特性を導くことができる。つまり、Ｑ値及びゲイン値に応じて１つのゲイン配列を保持しておけば、中心周波数ごとにゲイン配列を保持する必要がなくなる。
このことから、補正特性テーブルにおいては、中心周波数ｆｃとなり得る各サンプル点○毎にゲイン配列のデータを保持しなくてもよい、ということが理解される。
【００５３】
また、本例のように、Ｌｏｇスケール上で等間隔となるサンプル点を用い、ゲイン配列としては、そのサンプル点○としての周波数ポイントについて保持してればよいことを考えると、さらにゲイン配列は、ピークゲインを基準にしてほぼ左右対称であるということができる。例えば上述した図１１は、９００Ｈｚをピークゲインとしたときのゲイン配列であるが、例えば３００Ｈｚと２．７ＫＨｚのゲイン値は、ほぼ同じであり、同値を適用しても問題はない。また１００Ｈｚと８．１ＫＨｚのゲイン値も、ほぼ同じであり、同値を適用しても問題はない。
即ち、或るＱ値、ゲイン値におけるゲイン配列としては、ピークゲインを頂点とする配列の片側だけを保持しておけば良い、と言える。例えば図１１の場合、１００Ｈｚ、３００Ｈｚ、９００Ｈｚのゲイン値を保持しておき、２．７ＫＨｚ、８．１ＫＨｚのゲイン値は、１００Ｈｚ、３００Ｈｚのゲイン値を用いればよい。
【００５４】
次に図１５，図１６でゲインについて考える。
図１５（ａ）は、中心周波数＝１ＫＨｚ、Ｑ＝１．０においてゲイン値を変化させた場合の補正特性（ゲイン配列）を示している。
また、図１５（ｂ）は、同じく中心周波数＝１ＫＨ、Ｑ＝１．０において、最大のゲイン値ｇｐ（＝６．０ｄＢ）のゲイン配列から、目的のゲイン値ｇｔを、ｇｔ／ｇｐ倍することによって算出したゲイン配列を示している。
そして図１６は、図１５（ａ）（ｂ）を重ねた図である。図１６に見られるように、図１５（ａ）（ｂ）の各ゲイン配列は、部分的には多少の差がでるものの、ｇｔ／ｇｐ倍したことによる近似ゲイン配列は、理想的なゲイン配列に対して非常に近いことがわかる。
つまり補正特性テーブルには、多数のゲイン値に対してそれぞれ補正特性としてのゲイン配列を記憶しなくとも、１つのゲイン値についてゲイン配列を記憶しておき、他のゲイン値についての補正特性はｇｔ／ｇｐの演算で求めるようにすればよい。
【００５５】
以上のことから、補正特性テーブルのデータ量を削減するためには、補正特性テーブルには、
・１つの代表の中心周波数についてのゲイン配列のデータのみを記憶する。
・ゲイン配列のデータはピークゲインから見て周波数軸方向の片側のみとする。
・１つの代表のゲイン値についてのゲイン配列のデータのみを記憶する。
という３つの手法を採ればよい。
この３つの手法の１つを採用しても良いし、２つ、あるいは３つ全てを採用しても良い。
例えば図１０の例の補正特性テーブルにおいて、３つの手法を全て採用すれば、必要なデータは白抜きで示したデータのみとすることができる。即ち各Ｑ値候補について、９００Ｈｚを代表の中心周波数ｆｃとし、また＋３ｄＢを代表のゲイン値とする。さらに、この場合のゲイン配列のデータでは、周波数軸方向の片側のみとして、１００Ｈｚ、３００Ｈｚ、９００Ｈｚを記憶する。
結果として、補正特性テーブルのデータ量を著しく削減することができる。
このため、オーディオ再生装置１の容量的な性能や負担に応じて、補正特性テーブルについて上記の容量削減手法を適用すればよい。
【００５６】
例えば上記３つの手法を採用した場合のパラメータ算出時の処理を図１７に示す。
図１７の処理は、基本的には図１２と同様であるが、図１２のステップＦ１０４として補正特性テーブルから補正特性を読み出す処理が、図１７ではステップＦ１０４ａ〜Ｆ１０４ｄとして行われることになる。他のステップＦ１０１〜Ｆ１０３、Ｆ１０５〜Ｆ１０８は同一ステップ番号を付し、重複説明を避ける。
【００５７】
中心周波数ｆｃとゲイン値が決定され、次に最適なＱ値を判定するために演算部２１ではＦ１０４ａ〜Ｆ１０６の処理がＱ値候補の各Ｑ値について行われるが、まずステップＦ１０４ａでは、選択されたＱ値、つまりＱ値候補の中で、差分面積を求めようとするＱ値について、ゲイン配列を補正特性テーブルから取り出す。補正特性テーブルが図１０のようにＱ０，Ｑ１，Ｑ２について白抜き部分のデータのみを保持しており、まずＱ値＝Ｑ０についての処理を行うときには、Ｑ０について記憶されているゲイン配列（０．０５ｄＢ、０．５１ｄＢ、３ｄＢ）を読み出す。
次にステップＦ１０４ｂで、中心周波数を中心としてゲイン配列のデータをコピーする。上記の０．０５ｄＢ、０．５１ｄＢ、３ｄＢはピークゲイン（３ｄＢ）から見て周波数軸上で片側（低周波数側）のゲイン配列であるため、反対側（高周波数側）のゲイン配列を作成する。これにより、０．０５ｄＢ、０．５１ｄＢ、３ｄＢ、０．５１ｄＢ、０．０５ｄＢとしてのゲイン配列が生成される。
ステップＦ１０４ｃでは、ピークゲインの周波数ポイントが、パラメータとして決定されている中心周波数ｆｃとなるように、各データを周波数軸方向に平行移動させる。０．０５ｄＢ、０．５１ｄＢ、３ｄＢ、０．５１ｄＢ、０．０５ｄＢとしてのゲイン配列の場合、３ｄＢの周波数ポイントが、ステップＦ１０２で決定された中心周波数ｆｃとなるようにする。
ステップＦ１０４ｄでは、パラメータとして決定されたゲイン値にあわせて、０．０５ｄＢ、０．５１ｄＢ、３ｄＢ、０．５１ｄＢ、０．０５ｄＢを圧縮する。例えば決定されたゲイン値が１ｄＢであったとすると、各値を１／３の値にすることになる。
このステップＦ１０４ｄの結果が、決定されている中心周波数ｆｃ、ゲイン値と、そのときＱ値候補の中で選択しているＱ値による、補正特性となり、この補正特性を用いてステップＦ１０５、Ｆ１０６の処理が行われて、選択しているＱ値による場合の差分面積が求められる。
【００５８】
このステップＦ１０４ａ〜Ｆ１０４ｄとして、補正特性（ゲイン配列）を求める処理のイメージを図１８に示す。なお、図１８ではゲイン配列として各周波数ポイントを９ポイント（例えば５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、８００Ｈｚ、１．６ＫＨｚ、３．２ＫＨｚ、６．４ＫＨｚ、１２．８ＫＨｚ）、ピークゲインを８ｄＢとする例で示している。
補正特性テーブルでは、例えば５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、８００Ｈｚでの各ゲイン値が記憶されているとする。
ステップＦ１０４ａでは、図１８（ａ）のようにピークゲインから周波数軸方向で片側（低周波数側）のゲイン配列が補正特性テーブルから読み出される。
ステップＦ１０４ｂでは、図１８（ｂ）のように、ピークゲインより高周波数側のゲイン配列が、低周波数側のゲイン値のコピーにより生成される。
ステップＦ１０４ｃでは、図１８（ｃ）のように周波数軸上でゲイン配列のパターンが平行移動される。この図１８（ｃ）は、中心周波数ｆｃ＝３．２ＫＨｚと決定された場合であり、８ｄＢとされたピークゲインが、３．２ＫＨｚのゲイン値となるように平行移動されたものである。
ステップＦ１０４ｄでは、ゲイン配列の各ゲイン値が圧縮される。中心周波数ｆｃ＝３．２ＫＨｚ、ゲイン値＝４ｄＢと決定されていた場合、上述したｇｔ／ｇｐは１／２であり、図１８（ｃ）の各値は図１８（ｄ）のように１／２倍される。この図１８（ｄ）のゲイン配列が、決定された中心周波数ｆｃ、ゲイン値において、処理中のＱについての補正特性となる。
【００５９】
以上の例からわかるように、Ｑ値が一つ決まると、近似的に様々な中心周波数、ゲイン値に対するゲイン配列が作成できる。よって補正特性テーブルとしては、候補として想定するＱの数だけゲイン配列を持てばよく、大幅なメモリ使用量の削減、処理量の削減を実現できる。
【００６０】
以上、実施の形態について説明してきたが、本発明は、多様なオーディオ機器、オーディオシステムのイコライザパラメータ算出方式として適用できる。
また音場調整として、マイクロホン２で集音したオーディオ再生が目標周波数特性Ｓ２となるようにするパラメータ算出例を示したが、それ以外にも、任意の目標周波数特性に対してイコライザのパラメータを設定する場合にも本発明を応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態のオーディオ再生装置のブロック図である。
【図２】実施の形態のパラメータ算出動作の説明図である。
【図３】実施の形態のＱ値＝Ｑ０の場合の処理の説明図である。
【図４】実施の形態のＱ値＝Ｑ１の場合の処理の説明図である。
【図５】実施の形態のＱ値＝Ｑ２の場合の処理の説明図である。
【図６】実施の形態の周波数解析によるサンプル点の説明図である。
【図７】実施の形態のパラメータ算出に用いるサンプル点の説明図である。
【図８】実施の形態の周波数解析の際のサンプル点とパラメータ算出に用いるサンプル点の説明図である。
【図９】実施の形態の第２バンドのパラメータ算出動作の説明図である。
【図１０】実施の形態の補正特性テーブルの説明図である。
【図１１】実施の形態の補正特性テーブルに記憶するゲイン配列の説明図である。
【図１２】実施の形態のパラメータ算出処理のフローチャートである。
【図１３】実施の形態の周波数平行移動の説明図である。
【図１４】実施の形態の周波数平行移動の説明図である。
【図１５】実施の形態のゲイン配列の圧縮の説明図である。
【図１６】実施の形態のゲイン配列の圧縮の説明図である。
【図１７】実施の形態のパラメータ算出処理のフローチャートである。
【図１８】実施の形態の補正特性の算出処理の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  オーディオ再生装置、２  マイクロホン、３  スピーカ、１１  ＤＳＰ、１４  音源部、２１  演算部、２２  メモリ部、２３  信号解析部、２４  パラメトリックイコライザ、２５  信号発生部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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