(57)【要約】【課題】処理負担の軽減と精度向上との両立を図る。【解決手段】実施形態の補正フィルタ処理装置は、インパルス応答算出手段と、係数算出手段と、加算手段と、を備える。インパルス応答算出手段は、音場を含んで構成される再生系のインパルス応答を算出する。係数算出手段は、インパルス応答の逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタのうち予め設定されたタップ数分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値をとるよう、切り出されたタップ毎の重みを示すタップ係数を修正する修正係数を算出する。加算手段は、切り出されたＦＩＲフィルタに含まれるタップ毎のタップ係数のそれぞれに対して、修正係数を加算して、再生系の音響特性を補正する補正フィルタを生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音場を含んで構成される再生系のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、
前記インパルス応答の逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタのうち予め設定されたタップ数分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値をとるよう、切り出されたタップ毎の重みを示すタップ係数を修正する修正係数を算出する係数算出手段と、
切り出された前記ＦＩＲフィルタに含まれるタップ毎の前記タップ係数のそれぞれに対して、前記修正係数を加算して、前記再生系の音響特性を補正する補正フィルタを生成する加算手段と、
を備えた補正フィルタ処理装置。
【請求項２】
前記係数算出手段は、さらに、切り出されたＦＩＲフィルタに含まれる複数のタップについて、同一の前記修正係数を算出する請求項１に記載の補正フィルタ処理装置。
【請求項３】
前記係数算出手段は、さらに、Tukey窓関数に基づいて前記修正係数を算出する請求項２に記載の補正フィルタ処理装置。
【請求項４】
前記係数算出手段は、さらに、切り出されたＦＩＲフィルタに含まれる全てのタップのタップ係数の総和の絶対値が１となるよう、前記修正係数を算出する請求項１乃至３のいずれか一つに記載の補正フィルタ処理装置。
【請求項５】
音声信号を出力する出力手段と、
前記加算手段により生成された前記補正フィルタを用いて、前記出力手段が出力する前記音声信号に対してフィルタリングを行うフィルタ手段と、
をさらに備えた請求項１乃至４のいずれか一つに記載の補正フィルタ処理装置。
【請求項６】
前記インパルス応答算出手段により算出された前記インパルス応答の逆特性を算出する逆特性算出手段と、
前記逆特性算出手段により算出された前記逆特性を有する前記ＦＩＲフィルタから、予め設定されたタップ数分のＦＩＲフィルタを切り出す切出手段と、
をさらに備えた請求項１乃至５のいずれか一つに記載の補正フィルタ処理装置。
【請求項７】
音声信号を出力する出力手段と、
音場を含んで構成される再生系のインパルス応答の逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタから予め設定されたタップ数分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値をとるよう、切り出されたタップ毎の重みを示すタップ係数が修正された補正フィルタを用いて、前記出力手段が出力する前記音声信号に対してフィルタリングを行うフィルタ手段と、
を備えた補正フィルタ処理装置。
【請求項８】
インパルス応答算出手段が、音場を含んで構成される再生系のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、
係数算出手段が、前記インパルス応答の逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタのうち予め設定されたタップ数分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値をとるよう、切り出されたタップ毎の重みを示すタップ係数を修正する修正係数を算出する算出ステップと、
加算手段が、切り出された前記ＦＩＲフィルタに含まれるタップ毎の前記タップ係数のそれぞれに対して、前記修正係数を加算して、前記再生系の音響特性を補正する補正フィルタを生成する加算ステップと、
を有する補正フィルタ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、補正フィルタ処理装置、及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、テレビ等の各種ＡＶ機器においては、音声を出力する際に、オ−ディオ信号の再生音質を劣化させる様々な要因が存在する。そこで、出力される音声を忠実な音質にするために様々な技術が提案されている。
【０００３】
例えば、音場を含んで構成される再生系で、応答特性を補正する技術として、ＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタを用いることが提案されている。ＦＩＲフィルタでは、当該フィルタを構成するタップ数と、タップ毎の重みを示す係数（以下、タップ係数と称す）と、により特性が変化する。ＦＩＲフィルタでは、タップ数が多いほど周波数分解能が向上し、フィルタ性能が向上する。しかしながら、タップ数が多くなると、演算による処理負担が増加する。
【０００４】
そこで、従来技術として、ＦＩＲフィルタのタップ数を制限した上でフィルタ係数を求める技術が提案されている。例えば、周波数特性と位相補正特性とを合成して合成補正特性を求めた後、当該合成補正特性を、補正フィルタのフィルタ係数として用いる技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９７２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術に示すように、周波数特性と位相補正特性とを合成してフィルタ係数を求めることに制限するものではなく、他の手法を用いてもフィルタ係数を求めることができる。また、従来の技術を用いた場合、補正フィルタの直流ゲインの調整等が難しいという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、処理負担を軽減した上で精度良く音響特性を補正する補正フィルタ処理装置、及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の補正フィルタ処理装置は、インパルス応答算出手段と、係数算出手段と、加算手段と、を備える。インパルス応答算出手段は、音場を含んで構成される再生系のインパルス応答を算出する。係数算出手段は、インパルス応答の逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタのうち予め設定されたタップ数分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値をとるよう、切り出されたタップ毎の重みを示すタップ係数を修正する修正係数を算出する。加算手段は、切り出されたＦＩＲフィルタに含まれるタップ毎のタップ係数のそれぞれに対して、修正係数を加算して、再生系の音響特性を補正する補正フィルタを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態にかかる音響再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態にかかるインパルス応答算出部により算出された後の、再生系のインパルス応答の測定例を示した図である。
【図３】図３は、図２に示したインパルス応答の振幅周波数特性を示した図である。
【図４】図４は、図２に示したインパルス応答の位相周波数特性を示した図である。
【図５】図５は、図２に示したインパルス応答の逆特性を示すＦＩＲフィルタのタップ係数を示した図である。
【図６】図６は、図５に示したＦＩＲフィルタのタップ係数に対応する振幅周波数特性を示した図である。
【図７】図７は、図５に示したＦＩＲフィルタのタップ係数に対応する位相周波数特性を示した図である。
【図８】図８は、実施形態にかかるタップ切出部により切り出された後のタップ係数を示した図である。
【図９】図９は、図８で示したタップ係数に対応する振幅周波数特性を示した図である。
【図１０】図１０は、図８で示したタップ係数に対応する位相周波数特性を示した図である。
【図１１】図１１は、実施形態にかかる、両端に配置されるサンプルを示した変数ｎと、変数ｎに割り当てられる値と、の対応を示した図である。
【図１２】図１２は、実施形態にかかる、２５６個の係数による係数列の先頭部分を示した図である。
【図１３】図１３は、実施形態にかかる、２５６個の係数による係数列の終端部分を示した図である。
【図１４】図１４は、実施形態にかかる、算出された変数ｋを、係数列の各係数に掛けることにより算出された修正係数の係数列を示した図である。
【図１５】図１５は、実施形態にかかる、タップ係数の先端部分における、修正係数の加算前後のタップ係数の違いを示した図である。
【図１６】図１６は、実施形態にかかる、修正係数が加算された後の補正フィルタのタップ係数に対応する振幅周波数を示した図である。
【図１７】図１７は、実施形態にかかる、修正係数の加算前後の補正フィルタの振幅周波数特性を示した図である。
【図１８】図１８は、実施形態にかかる音響再生装置における、補正フィルタの生成処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、実施形態にかかる音響再生装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、音響再生装置１００は、フィルタを用いて音響補正を行う補正フィルタ処理装置が適用された構成となっており、検査用音声信号生成部１０１と、電気／音響出力変換部１０２と、音響／電気入力変換部１０３と、インパルス応答算出部１０４と、逆特性算出部１０５と、タップ切出部１０６と、係数算出部１０７と、加算部１０８と、フィルタ部１１０と、スイッチ１１１と、を備える。
【００１１】
スイッチ１１１は、通常の音声信号と、検査用音声信号生成部１０１から入力された検査用音声信号と、から、本実施形態にかかる音響再生装置１００が出力する音声信号を切り替える。つまり、スイッチ１１１は、補正フィルタを生成する場合には、検査用音声信号生成部１０１とフィルタ部１１０とを接続し、それ以外の場合には、通常の音声信号を出力するための端子とフィルタ部１１０とを接続する。
【００１２】
検査用音声信号生成部１０１は、再生音場を含んで構成される再生系１５０の音響特性（インパルス応答）を測定するための検査用音声信号を生成する。本実施形態にかかる検査用音声信号では、例えば、ホワイトノイズ信号、又はＴＳＰ(Time  Stretched  Pulse)信号等を用いる。また、検査用音声信号は、検査用音声信号生成部１０１が測定の度に生成するのではなく、メモリ等に記憶させて読み出しても良い。
【００１３】
電気／音響出力変換部１０２は、検査用音声信号又は受聴対象の音声信号を、電気信号から再生音に変換し、出力する。また、電気／音響出力変換部１０２は、さらに、デジタル／アナログ変換部や、電力増幅部を含んでも良い。
【００１４】
音響／電気入力変換部１０３は、再生系１５０を伝播した検査用の再生音を収音し、収音した検査用の再生音について、音から電気信号に変換する。音響／電気入力変換部１０３は、アナログ／デジタル変換部や、電力増幅部を含んでも良い。
【００１５】
インパルス応答算出部１０４は、検査用の再生音から変換された電気信号から、再生音場を含んで構成される再生系１５０のインパルス応答を算出する。
【００１６】
ところで、電気／音響出力変換部１０２から再生系１５０に放射される再生音は、電気／音響出力変換部１０２の振動系の固有振動、振動板の分割振動、筐体内部に発生する定在波、又は筐体の共鳴の影響を受ける他、再生系１５０に存在するダクトの共鳴や、再生系１５０に存在するグリルやネットによる反射等、の種々の影響を受ける。このため、収音された検査用の再生音は、検査用音声信号生成部１０１により生成された検査用音声信号と比較して、振幅周波数特性および位相周波数特性が乱れている。
【００１７】
図２は、インパルス応答算出部１０４により算出された後の、再生系１５０のインパルス応答の測定例を示した図である。図２に示す例では、サンプリング周波数は４８ｋＨｚとする。さらに当該インパルス応答の振幅周波数特性および位相周波数特性について確認する。
【００１８】
図３は、図２に示したインパルス応答の振幅周波数特性を示した図である。さらに、図４は、図２に示したインパルス応答の位相周波数特性を示した図である。図３及び図４に示す例では、振幅周波数特性および位相周波数特性が乱れていることが確認できる。
【００１９】
そこで、本実施形態にかかる音響再生装置１００では、音響特性を補正するためにＦＩＲフィルタを適用する例とする。
【００２０】
逆特性算出部１０５は、インパルス応答算出部１０４により算出されたインパルス応答の逆特性を算出する。例えば、逆特性算出部１０５が、インパルス応答の離散フーリエ変換を行い、周波数領域の複素数を得て、次に当該複素数の逆数を算出し、さらに逆離散フーリエ変換を行うことで、インパルス応答の逆特性を求めることができる。
【００２１】
図５は、図２に示したインパルス応答の逆特性を示すＦＩＲフィルタのタップ係数を示した図である。図５に示す例では、逆特性算出部１０５が、基準レベルとして−２０．５ｄＢを設定し、さらに１００Ｈｚ以下の低音域と１５ＫＨｚ以上の高音域に対して元の振幅特性を、基準レベルである−２０．５ｄＢに置き換えて計算している。このような計算を行ったのは、１００Ｈｚ以下の低音域と１５ＫＨｚ以上の高音域は、電気／音響出力変換部１０２の再生音の出力で応答できない周波数帯域であるにもかかわらず、当該音域で極めて大きな補正ゲインを有するフィルタが生成することを避けるためである。なおタップ係数とは、タップ毎の重みを示した係数とする。
【００２２】
図６は、図５に示したＦＩＲフィルタのタップ係数に対応する振幅周波数特性を示した図であり、図７は、図５に示したＦＩＲフィルタのタップ係数に対応する位相周波数特性を示した図である。図６に示す例では、１００Ｈｚ以下の低音域と１５ＫＨｚ以上の高音域とが基準レベルに置き換えられた上で計算されているため、ゲインが０ｄＢとなっていることが確認できる。
【００２３】
図６に示したＦＩＲフィルタの振幅周波数特性は、再生系のインパルス応答の振幅周波数特性を示す図３の振幅レベル“−２０．５ｄＢ”を基準とした補正ゲインを示しており、その特性カーブは図３に示す振幅周波数特性を、“−２０．５ｄＢ”を軸として、反転させた特性と近似している。このため、図６に示したタップ係数のＦＩＲフィルタを適用することで、１００Ｈｚ〜１５ｋＨｚの範囲で、平坦な振幅周波数特性の再生音が得られる。
【００２４】
しかしながら、図５に示すタップ係数は、収束に大幅な時間を要する。このため、図５に示したタップ係数でＦＩＲフィルタを構成すると、３２７６８タップのフィルタとなる。当該フィルタにおいては、演算量が膨大で、回路規模や消費電力が大きくなるという問題がある。
【００２５】
フィルタのタップ数を少なくするために、所定のタップ数分のデータを切り出してフィルタとして実装する方法が提案されている。そこで、本実施形態においては、タップ切出部１０６が、逆特性算出部１０５により算出された、逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタから、予め設定されたタップ数分のＦＩＲフィルタを切り出す。
【００２６】
タップ切出部１０６は、当該逆特性を有するＦＩＲフィルタから、予め設定されたタップ数分切り出すために、いわゆるTukey(tapered  cosine)ウィンドウといった窓関数を掛けることとする。なお、タップ数分のタップ係数を切り出す技術として、Tukey(tapered  cosine)ウィンドウ等の窓関数を用いた技術に制限するものではなく、他の手法を用いても良い。
【００２７】
図８は、タップ切出部１０６により切り出された後のタップ係数を示した図である。図８に示す例では、図５に示すＦＩＲフィルタのタップ係数から、２５６タップ分のタップ係数を切り出した例である。
【００２８】
図９は、図８で示したタップ係数に対応する振幅周波数特性を示した図であり、図１０は、図８で示したタップ係数に対応する位相周波数特性を示した図である。図９で示した振幅周波数特性は、図６で示した、切り出す前の振幅周波数特性と比較すると、低周波数帯域のゲインが大きく低下していることが確認できる。
【００２９】
これは、低周波数帯域では、再生音の位相回転による群遅延が大きくなることにより、インパルス応答の収束時間が長くなることに基づく。つまり、ＦＩＲフィルタにおいては、群遅延を戻す特性が含まれることでインパルス応答の収束時間が長くなっていたにもかかわらず、インパルス応答に対する切り出しを行った、換言すればタップ数を制限したことで、群遅延の大きい低周波数帯域の成分が切り捨てられたためである。
【００３０】
そこで、本実施形態では、ＦＩＲフィルタのタップ係数の総和の絶対値が、フィルタの直流ゲインを与えるという性質に注目した。そして、係数算出部１０７が、切り出した補正フィルタのタップ係数の総和を計算し、その総和の絶対値と‘１’との差分を埋める修正係数を算出し、加算部１０８が、切り出したＦＩＲフィルタのタップ係数に、算出した修正係数を加算する。
【００３１】
係数算出部１０７は、インパルス応答の逆特性を有するＦＩＲフィルタから、予め設定されたタップ数（本実施形態に示す例ではタップ数を２５６とする）分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値（本実施形態では‘１’とする）、換言すればタップ係数の総和の絶対値が‘１’となるよう、タップ係数を修正する修正係数を算出する。
【００３２】
本実施形態にかかる係数算出部１０７は、切り出されたＦＩＲフィルタのタップ係数の総和を修正する修正係数を、以下に示す手法で算出する。本実施形態においては、係数列の特性として余分な周波数特性を持たないようにするために、係数算出部１０７が、Tukey  window（tapered  cosine）関数に基づいて、２５６タップに対応する修正係数の係数列を算出する。
【００３３】
Tukey  window関数の両端は、Raised  Cosineの形になっている。そして、２５６個の係数のうち、両端に配置されるｎサンプル目（ｎ＝０〜Ｎ）の値は、以下に示す式（１）を用いて算出する。
【００３４】
【数１】
2012128370.tif 000003
【００３５】
なお、Ｎは、切り出されたタップ数のうち、Tukey  window関数の両端のサンプル数として適切な数値であればよい。本実施形態では、Ｎ＝１６とする。図１１は、両端に配置されるサンプルを示した変数ｎと、変数ｎに割り当てられる値と、の対応を示した図である。図１１に示す例で算出された１６個の値は以下に示す各タップに用いられる。つまり、ｎ＝０からｎ＝７の８個の係数列は、２５６個のタップのうち、先頭の８個に設定される。９〜２４８番目のタップは、値‘１’が設定される。２４９番目から２５６番目までの最後の８個のタップに対して、ｎ＝９からｎ＝１６までの係数列が設定される。これにより、２５６タップに対応する係数列が生成される。
【００３６】
図１２は、２５６個の係数による係数列の先頭部分を示した図である。図１３は、２５６個の係数による係数列の終端部分を示した図である。図１１、図１２及び図１３に示されたｎ＝０からｎ＝７までの値と、ｎ＝９からｎ＝１６までの値と、の和を計算すると‘７’になる。これは、Raised  Cosine関数を用いたことにより、サンプル番号２とサンプル番号８の和が１であり、サンプル番号３とサンプル番号７の和が１であり、サンプル番号４とサンプル番号６の和が１であり、サンプル番号５の値は０．５なので片側で３．５となることに基づく。そして、２５６個のうち両端を除いた２４０個の値が‘１’なので、系数列に含まれる各係数の総和は、２４７となる。
【００３７】
そして、係数算出部１０７は、修正係数の算出として、両端を除いた係数列のそれぞれの係数に対して、変数ｋを掛けることで、修正係数の列である修正係数列を算出する。すなわち、修正係数列の両端の修正係数は、変数ｋと、図１１に示した値と、を乗じることで算出された値となり、９〜２４８番目の係数の値はｋとなる。
【００３８】
次に変数ｋの求め方について説明する。修正対象のタップ係数の総和を計算した結果をＳとする。この場合、直流ゲインを１（０dB）にするためには、総和の絶対値が‘１’になるように修正する必要がある。さらには、係数算出部１０７は、変数ｋを求めるために２４７で除する必要がある。係数算出部１０７は、変数ｋを求める式として、Ｓ＜０の場合は式（２）を用いる。
【００３９】
【数２】
2012128370.tif 000004
【００４０】
また、Ｓ＞０の場合、変数ｋを求める式として式（３）を用いる。
【００４１】
【数３】
2012128370.tif 000005
【００４２】
これにより変数ｋを算出できる。図１４は、算出された変数ｋを、係数列の各係数に掛けることにより算出された修正係数の係数列を示した図である。図１４に示す各修正係数を、各タップのタップ係数に加算することで、ＦＩＲフィルタの直流ゲインを‘１’にすることができる。
【００４３】
加算部１０８は、切り出されたＦＩＲフィルタに含まれる各タップのタップ係数のそれぞれに対して、修正係数列に含まれる各修正係数を加算して、再生系の音響特性を補正する補正フィルタを生成する。本実施形態では、修正係数の算出にTukey窓関数を用いている。このため、修正係数の係数列のうち、中央部分に含まれる複数の修正係数が、同一の値をとることになる。
【００４４】
これにより、フィルタ部１１０でフィルタリングに用いる補正フィルタが算出されたことになる。なお、図１４に示すように、各タップに適用される修正係数の値は非常に小さい。このため、係数算出部１０７により算出される修正係数の値は非常に小さい。したがって、加算部１０８による加算を行った場合でも、タップ係数の変化は非常に小さい。このタップ係数の変化について説明する。
【００４５】
図１５は、タップ係数の先端部分における、修正係数の加算前後のタップ係数の違いを示した図である。図１５に示す例では、線１５０１が修正係数の加算前のタップ係数であり、線１５０２が修正係数の加算後のタップ係数である。このように、切り出されたＦＩＲフィルタの各タップのタップ係数が修正されていることが確認できる。
【００４６】
図１６は、修正係数が加算された後の補正フィルタのタップ係数に対応する振幅周波数を示した図である。図１６では、タップ係数が修正係数で修正されたため、直流ゲインが１（０ｄＢ）になっていることが確認できる。なお、補正フィルタのタップ係数に対応する位相特性は、図１０で示した位相特性と比べて、特に変化が無いため、説明を省略する。
【００４７】
図１７は、修正係数の加算前後の補正フィルタの振幅周波数特性を示した図である。図１７においては、線１７０１が修正係数の加算前の振幅周波数特性であり、線１７０２が加算後の振幅周波数特性である。図１７に示す例では、低周波数帯域１７０３において、振幅特性が適切に補正されるように修正されていることが確認できる。
【００４８】
フィルタ部１１０は、加算部１０８で生成された補正フィルタを用いて、電気／音響出力変換部１０２が出力する音声信号に対してフィルタリングを行う。
【００４９】
本実施形態にかかる音響再生装置１００は、上述した構成を備えることで、音声信号に対して適切なフィルタリングを行うことができる。
【００５０】
次に、本実施形態にかかる音響再生装置１００における、補正フィルタの生成処理について説明する。図１８は、本実施形態にかかる音響再生装置１００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、検査用音声信号生成部１０１は、検査用音声信号を生成する（ステップＳ１８０１）。次に、電気／音響出力変換部１０２は、検査用音声信号を、電気信号から再生音に変換し、再生系１５０に出力する（ステップＳ１８０２）。
【００５２】
その後、音響／電気入力変換部１０３が、再生系１５０を伝播した検査用の再生音を収音し、再生音から電気信号に変換する（ステップＳ１８０３）。
【００５３】
そして、インパルス応答算出部１０４は、検査用の再生音から変換された電気信号から、再生音場を含んで構成される再生系１５０のインパルス応答を算出する（ステップＳ１８０４）。
【００５４】
次に、逆特性算出部１０５は、インパルス応答算出部１０４により算出されたインパルス応答の逆特性を算出する（ステップＳ１８０５）。
【００５５】
その後、タップ切出部１０６が、算出された逆特性を有するＦＩＲフィルタから、予め設定されたタップ数分のＦＩＲフィルタを切り出す（ステップＳ１８０６）。
【００５６】
次に、係数算出部１０７は、タップ係数の総和の絶対値が‘１’となるようにタップ係数を修正する修正係数の列を算出する（ステップＳ１８０７）。
【００５７】
そして、加算部１０８は、切り出されたＦＩＲフィルタに含まれる各タップのタップ係数のそれぞれに対して、算出された修正係数列の各修正係数を加算して、再生系の音響特性を補正する補正フィルタを生成する（ステップＳ１８０８）。
【００５８】
そして、加算部１０８は、生成された補正フィルタを、フィルタ部１１０に設定する（ステップＳ１８０９）。
【００５９】
上述した処理手順により、修正係数で修正されたタップ係数を有する補正フィルタで、音声信号の補正が行われることになる。
【００６０】
このように、本実施形態にかかる音響再生装置１００では、切り出された後のＦＩＲフィルタに対して目標特性になるよう、修正係数で修正することとした。
【００６１】
本実施形態にかかる音響再生装置１００は、タップ数の少ない、即ち演算量の少ないＦＩＲフィルタを利用しても、低周波数帯域の振幅特性が良好な補正ができる。
【００６２】
本実施形態にかかる音響再生装置１００は、フィルタ係数を調整することで低音域のゲインの低下を抑制することが可能であるため、タップ数の少ない安価なＤＳＰに実装可能なフィルタを用いた場合でも良好な低周波数帯域の音圧特性を得ることができる。
【００６３】
（変形例）
以上説明した手順では、切り出したインパルス応答に加算するベクトルとしてTukey(tapered  cosine)ウィンドウ関数に係数を掛けた例を示したが、方形窓でも同様の効果を得ることが出来る。また、タップ係数の総和の絶対値を１とする例を示したが、例えばタップ係数の総和の絶対値が２となるような修正係数を加算し直流ゲインを２倍（６dB）とするように任意のゲインを設定することも可能である。
【００６４】
本実施形態にかかる音響再生装置１００においては、修正係数で各タップのタップ係数を修正することで、タップ数が少ない補正フィルタ（ＦＩＲフィルタ）を用いても低周波数帯域の振幅特性が劣化しないフィルタを実現できる。
【００６５】
本実施形態にかかる音響再生装置１００では、基本的な音質設定のために付加的に、低域強調フィルタを設ける必要が無く信号処理の演算量又は回路規模の増大を回避できる。また、音響再生装置１００では、音響的な低域増強に頼る必要性も少なくコストの増加を伴わずに低周波数帯域の音圧特性を良好にすることが出来る。換言すれば、音響再生装置１００では、処理負担の軽減と精度向上との両立を図る。
【００６６】
本実施形態にかかる音響再生装置１００では、補正フィルタの生成と、生成した補正フィルタを用いたフィルタリングと、の両方を行う場合について説明した。しかしながら、このように両方行う場合に制限するものではない。変形例としては、音響再生装置が、音声信号を出力する出力部と、出力部で出力する音声信号に対して補正フィルタを用いてフィルタリングするフィルタ部と、を備えたものであり、当該補正フィルタは、他のフィルタ処理装置において上述した処理で生成、設定されたものであってもよい。
【００６７】
本実施形態においては、テレビジョン受像装置内に備えられる音響再生装置１００の場合について説明したが、他の装置に適用しても良い。例えば、ＰＣ等に備え付けられる外部スピーカでも良い。ＣＤプレイヤなどの音響機器であっても良い。さらには、携帯電話に内蔵されても良いし、ヘッドフォンに対して適用しても良い。
【００６８】
テレビジョン受像装置内に備えられる音響再生装置１００は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、を含んだハードウェア構成となっている。本実施形態の音声処理プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００６９】
本実施形態の音響再生装置１００で実行される音響処理プログラムは、上述した各部（検査用音声信号生成部、電気／音響出力変換部、音響／電気入力変換部、インパルス応答算出部、逆特性算出部、タップ切出部、係数算出部、加算部、フィルタ部）を含むモジュール構成となっている。そして、実際のハードウェアとしてはＣＰＵが上記ＲＯＭから音響処理プログラムを読み出して実行することにより上記各部がＲＡＭ上にロードされ、検査用音声信号生成部、電気／音響出力変換部、音響／電気入力変換部、インパルス応答算出部、逆特性算出部、タップ切出部、係数算出部、加算部、フィルタ部がＲＡＭ上に生成される。
【００７０】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１００…音響再生装置、１０１…検査用音声信号生成部、１０２…電気／音響出力変換部、１０３…音響／電気入力変換部、１０４…インパルス応答算出部、１０５…逆特性算出部、１０６…タップ切出部、１０７…係数算出部、１０８…加算部、１１０…フィルタ部、１１１…スイッチ、１５０…再生系
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年12月2日(2011.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音場を含んで構成される再生系のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、
前記インパルス応答の逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタのうち予め設定されたタップ数分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値をとるよう、切り出されたタップ毎の重みを示すタップ係数を修正する修正係数を、Tukey窓関数に基づいて算出する係数算出手段と、
切り出された前記ＦＩＲフィルタに含まれるタップ毎の前記タップ係数のそれぞれに対して、前記修正係数を加算して、前記再生系の音響特性を補正する補正フィルタを生成する加算手段と、
を備えた補正フィルタ処理装置。
【請求項２】
前記係数算出手段は、さらに、切り出されたＦＩＲフィルタに含まれる全てのタップのタップ係数の総和の絶対値が１となるよう、前記修正係数を算出する請求項１に記載の補正フィルタ処理装置。
【請求項３】
音声信号を出力する出力手段と、
前記加算手段により生成された前記補正フィルタを用いて、前記出力手段が出力する前記音声信号に対してフィルタリングを行うフィルタ手段と、
をさらに備えた請求項１又は２に記載の補正フィルタ処理装置。
【請求項４】
前記インパルス応答算出手段により算出された前記インパルス応答の逆特性を算出する逆特性算出手段と、
前記逆特性算出手段により算出された前記逆特性を有する前記ＦＩＲフィルタから、予め設定されたタップ数分のＦＩＲフィルタを切り出す切出手段と、
をさらに備えた請求項１乃至３のいずれか一つに記載の補正フィルタ処理装置。
【請求項５】
音声信号を出力する出力手段と、
音場を含んで構成される再生系のインパルス応答の逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタから予め設定されたタップ数分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値をとるよう、切り出されたタップ毎の重みを示すタップ係数を、Tukey窓関数に基づいて修正された補正フィルタを用いて、前記出力手段が出力する前記音声信号に対してフィルタリングを行うフィルタ手段と、
を備えた補正フィルタ処理装置。
【請求項６】
インパルス応答算出手段が、音場を含んで構成される再生系のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、
係数算出手段が、前記インパルス応答の逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタのうち予め設定されたタップ数分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値をとるよう、切り出されたタップ毎の重みを示すタップ係数を修正する修正係数を、Tukey窓関数に基づいて算出する算出ステップと、
加算手段が、切り出された前記ＦＩＲフィルタに含まれるタップ毎の前記タップ係数のそれぞれに対して、前記修正係数を加算して、前記再生系の音響特性を補正する補正フィルタを生成する加算ステップと、
を有する補正フィルタ処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
実施形態の補正フィルタ処理装置は、インパルス応答算出手段と、係数算出手段と、加算手段と、を備える。インパルス応答算出手段は、音場を含んで構成される再生系のインパルス応答を算出する。係数算出手段は、インパルス応答の逆特性を有するＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタのうち予め設定されたタップ数分切り出されたＦＩＲフィルタの直流ゲインが予め定められた値をとるよう、切り出されたタップ毎の重みを示すタップ係数を、Tukey窓関数に基づいて修正する修正係数を算出する。加算手段は、切り出されたＦＩＲフィルタに含まれるタップ毎のタップ係数のそれぞれに対して、修正係数を加算して、再生系の音響特性を補正する補正フィルタを生成する。