JPH06149277A - Filter coefficient generation method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばホール等の音響
特性をシミュレートする目的で音響信号をフィルタを経
由させてその特性を変換する際の、該フィルタに設定さ
れるフィルタ係数を求めるフィルタ係数生成方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter for obtaining a filter coefficient set in a filter when an acoustic signal is passed through a filter for the purpose of simulating the acoustic characteristic of a hall or the like and the characteristic is converted. The present invention relates to a coefficient generation method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ホール等の音響施設は、用途の多
様化によってさまざまな音響特性が求められている。例
えば講演会を行なう場合には、講演者の話を聞き取りや
すいように、残響音等の少ない音響特性が求められ、コ
ンサートを行う場合には、そのコンサートにふさわしい
反射音や残響音等を有する音響特性が求められる。2. Description of the Related Art In recent years, acoustic facilities such as halls are required to have various acoustic characteristics due to diversification of applications. For example, when a lecture is held, acoustic characteristics such as reverberation are required so that the speaker can easily hear the story, and when a concert is held, an acoustic sound having a reflected sound or reverberation suitable for the concert. Characteristics are required.
【0003】1つのホールで建築上の手段によって種々
の音響特性を得ようとすると、例えば壁等を可動な構造
とすることにより、その反射特性を変化させる等、大変
大掛りなシステムとなってしまうこととなる。そこで、
近年電気的手段を使用した音響装置をそのホール等に設
置し、その音響装置により種々の音響特性を電気的に生
成することが提案されている。When various acoustic characteristics are to be obtained by architectural means in one hall, for example, the reflection characteristics are changed by making a wall or the like a movable structure, resulting in a very large system. It will end up. Therefore,
In recent years, it has been proposed to install an acoustic device using electric means in the hall or the like and electrically generate various acoustic characteristics by the acoustic device.
【0004】このような音響空間の特性を制御する場
合、音源から音が発せられ、受聴位置に到達してから約
150msec程度経過する迄の間に壁等から反射して
戻ってきた初期反射音の制御が重要であることが知られ
ており、所望とする初期反射音を生成するために、入力
信号を互いに異なる各所定の遅延量ずつ遅延させること
により複数の遅延信号を生成し、これら複数の遅延信号
それぞれに各所定の係数を掛算して互いに加算する構成
を備えたFIRフィルタを用いることが有効であること
が知られている(例えば特開平3−254298号公報
参照)。When controlling the characteristics of such an acoustic space, a sound is emitted from a sound source, and an initial reflected sound is reflected back from a wall or the like within about 150 msec after reaching the listening position. Is known to be important, and in order to generate a desired initial reflected sound, a plurality of delay signals are generated by delaying the input signal by different predetermined delay amounts from each other. It is known that it is effective to use an FIR filter having a configuration of multiplying each of the delayed signals by each predetermined coefficient and adding them together (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 3-254298).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらFIRフ
ィルタを構成する遅延手段の段数を増やすにも限界があ
り、できるだけ少ない段数で所期のフィルタ特性を得る
ために遅延量や掛算の係数(これらを総称して単に「係
数」と呼ぶことがある)をどのようにして求めるかが問
題となる。However, there is a limit in increasing the number of stages of the delay means constituting the FIR filter, and in order to obtain the desired filter characteristics with the smallest possible number of stages, the delay amount and multiplication coefficient (these are generically referred to as Then, it may simply be referred to as a "coefficient").
【0006】本発明は、上記事情に鑑み、FIRフィル
タに設定する係数を技術的に簡単に得ることができ、し
かもそのFIRフィルタを最大限に活用することのでき
る係数を得ることのできるフィルタ係数生成方法を提供
することを目的とする。In view of the above circumstances, the present invention is a filter coefficient capable of technically easily obtaining a coefficient to be set in an FIR filter and obtaining a coefficient that can maximize the use of the FIR filter. The purpose is to provide a generation method.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のフィルタ係数生成方法は、入力信号を互いに異なる
各所定の遅延量ずつ遅延させることにより複数の遅延信
号を生成する遅延手段と、該複数の遅延信号それぞれに
各所定の係数を掛算して互いに加算することにより出力
信号を生成する演算手段とを有するフィルタを構成する
ための前記各所定の遅延量および前記各所定の係数を求
めるフィルタ係数生成方法であって、(1)所望とする
特性を得るためのインパルス応答曲線を求め、(2)該
インパルス応答曲線の微係数の符号が変化する多数の極
値を求め、(3)該多数の極値それぞれに対応する前記
インパルス応答曲線の多数のデータの中から絶対値の大
きい順に所望とする個数だけデータを抽出するとともに
抽出されたデータそれぞれに対応する遅延量を抽出する
ことにより、抽出された各データおよび各遅延量を、そ
れぞれ上記各所定の係数および上記各所定の遅延量とし
て用いることを特徴とする。The filter coefficient generating method of the present invention which achieves the above object, is a delaying means for generating a plurality of delay signals by delaying an input signal by different predetermined delay amounts, respectively. A filter for obtaining each of the predetermined delay amounts and each of the predetermined coefficients for constructing a filter having an arithmetic means for generating an output signal by multiplying each of a plurality of delay signals by each predetermined coefficient and adding them together. A coefficient generation method comprising: (1) obtaining an impulse response curve for obtaining a desired characteristic, (2) obtaining a large number of extreme values in which the signs of the differential coefficients of the impulse response curve change, and (3) From the large number of data of the impulse response curve corresponding to a large number of extreme values, respectively, extract the desired number of data in descending order of absolute value and the extracted data By extracting the delay amount corresponding to the Re respectively, each data and each of the delay amounts are extracted, respectively, characterized by using as the above predetermined coefficient, and each of the predetermined delay amount.
【0008】[0008]
【作用】本発明のフィルタ係数生成方法は、インパルス
応答曲線の多数の極値を求めて、これら多数の極値の中
から絶対値の大きい順に所望とする個数だけデータおよ
びそのデータの発生時刻(遅延量)を抽出するものであ
り、機械的に容易に係数を求めることができ、しかもそ
のフィルタで模擬することのできる範囲で最大限に、聴
感上自然な反射音に近づけることができる。According to the filter coefficient generating method of the present invention, a large number of extreme values of the impulse response curve are obtained, and a desired number of data and the time of occurrence of the data (in the order of increasing absolute value) are selected from the large number of extreme values. The amount of delay) is extracted, the coefficient can be easily obtained mechanically, and the reflected sound can be made as close to the audible natural reflection sound as possible within the range that can be simulated by the filter.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は、本発明が適用される音響装置の全体構成を表した
ブロック図である。ホール内の種々の位置に複数のマイ
クロホン1_1,…,1_p,…,1_q,…,1_n
が設置されており、そのうちのあるマイクロフォン1_
1,…,1_pは主として音源から発せられた音を直接
拾うようにその配置位置、向き、指向特性等が定められ
ており、またあるマイクロフォン1_p+1,…,1_
qは主として初期反射音を拾うように、さらにあるマイ
クロフォン1_q+1,…,1_nは主として建物の残
響音を拾うようにその配置位置、向き、指向特性等が定
められている。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an audio device to which the present invention is applied. Multiple microphones 1_1, ..., 1_p, ..., 1_q, ..., 1_n at various positions in the hall
Is installed, and one of them is a microphone 1_
1, ..., 1_p have their arrangement positions, directions, directional characteristics, etc. determined so as to mainly pick up the sound emitted from the sound source, and some microphones 1_p + 1 ,.
The arrangement position, orientation, directional characteristics, etc. of the microphones 1_q + 1, ..., 1_n are determined so as to mainly pick up the early reflection sound and the microphones 1_q + 1, ..., 1_n.
【0010】これら複数のマイクロフォン1_1,…,
1_p,…,1_q,…,1_nで得られた信号は信号
処理装置2に入力される。信号処理装置2の内部構成に
ついては後述する。この信号処理装置2は、コントロー
ラ3から出力されるMIDI規格に準拠した制御信号に
より制御される。コントローラ3を操作することにより
このホールの音響特性を例えば講演向きに調整したりコ
ンサート向きに調整することができる。These plurality of microphones 1_1, ...,
The signals obtained at 1_p, ..., 1_q, ..., 1_n are input to the signal processing device 2. The internal configuration of the signal processing device 2 will be described later. The signal processing device 2 is controlled by a control signal output from the controller 3 in conformity with the MIDI standard. By operating the controller 3, the acoustic characteristics of this hall can be adjusted, for example, for lectures or concerts.
【0011】またホール前方に設置された舞台の袖にコ
ントロールボックス4が設置されており、このコントロ
ールボックス4はコントローラ3と例えばRS232C
等に準拠したインターフェースで接続されており、コン
トローラ3を直接操作することに代えこのコントロール
ボックス4の押釦スイッチ等を操作しても同様な調整が
行なわれる。A control box 4 is installed on the sleeve of the stage installed in front of the hall. The control box 4 and the controller 3 are, for example, RS232C.
The same adjustment is performed by operating a push button switch of the control box 4 instead of directly operating the controller 3.
【0012】信号処理装置2から複数系統(ここでは3
系統)の音響信号が出力され各音響信号はアンプ5_
1,5_2,5_3でそれぞれ増幅され、各スピーカ6
_1,6_2,6_3からホール内に放音される。ここ
でスピーカ6_1は例えばホール前方両側に備えられた
2個のクラスタースピーカであり、スピーカ6_2は例
えば前方両側壁に埋め込まれた合計6個のウォールスピ
ーカであり、スピーカ6_3は、例えば客席天井に設置
された合計28個のシーリングスピーカである。From the signal processing device 2 to a plurality of systems (3 in this case)
System) acoustic signals are output, and each acoustic signal is an amplifier 5_
1, 5_2, 5_3 are amplified respectively, and each speaker 6
Sound is emitted into the hall from _1, 6_2, 6_3. Here, the speaker 6_1 is, for example, two cluster speakers provided on both front sides of the hall, the speaker 6_2 is, for example, a total of six wall speakers embedded in both front side walls, and the speaker 6_3 is installed on, for example, a ceiling of a passenger seat. 28 ceiling speakers in total.
【0013】図2は、図1に1つのブロックで示した信
号処理装置2の内部構成を示したブロック図である。図
1に示す複数のマイクロフォン1_1,…,1_p,
…,1_q,…,1_nで得られた各信号A_1,…,
A_p,…,A_q,…,A_nはA/D変換器21に
入力され、所定のサンプリング周波数、例えば48kH
zでサンプリングされてディジタルの信号D_1,…,
D_p,…,D_q,…,D_nに変換される。FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the signal processing device 2 shown as one block in FIG. The plurality of microphones 1_1, ..., 1_p, shown in FIG.
..., 1_q, ..., 1-n obtained by each signal A_1, ...,
, A_q, ..., A_n are input to the A / D converter 21 and have a predetermined sampling frequency, for example, 48 kH.
digital signals D_1, ..., sampled by z
, D_q, ..., D_n.
【0014】このディジタルの信号D_1,…,D_
p,…,D_q,…,D_n、はミキサ22に入力され
る。このミキサ22は、コントローラ3から入力された
制御信号に基づいてこの信号処理装置2を制御する制御
手段25からの指令に従って、力された複数の信号D_
1,…,D_p,…,D_q,…,D_nを適宜混合し
3系統の混合信号M_1,M_2,M_3を生成するも
のである。ミキサ22で生成された3系統の混合信号M
_1,M_2,M_3は、信号処理装置23に入力され
る。この信号処理装置23は、音源から音が発せられ、
受聴位置に到達してから約150msec程度経過する
迄の間の初期反射音を模擬する初期反射音生成部231
と、該初期反射音に後続する反射音(残響音)を模擬す
る後部残響音生成部232から構成されており、このう
ち初期反射音生成部231は、第1の初期反射音生成手
段231_1および第2の初期反射音生成手段231_
2から構成されている。The digital signals D_1, ..., D_
, D_q, ..., D_n are input to the mixer 22. This mixer 22 receives a plurality of output signals D_ according to a command from a control means 25 that controls the signal processing device 2 based on a control signal input from the controller 3.
, ..., D_p, ..., D_q, ..., D_n are appropriately mixed to generate three mixed signals M_1, M_2, M_3. Three-system mixed signal M generated by the mixer 22
_1, M_2 and M_3 are input to the signal processing device 23. In this signal processing device 23, sound is emitted from a sound source,
An initial reflected sound generation unit 231 simulating the initial reflected sound from the time the sound reaches the listening position until approximately 150 msec elapses.
And a rear reverberant sound generator 232 that simulates a reflected sound (reverberant sound) subsequent to the initial reflected sound. Of these, the initial reflected sound generator 231 includes the first initial reflected sound generator 231_1 and Second initial reflected sound generation means 231_
It consists of two.
【0015】また第1の初期反射音生成手段231_1
は、初期反射音生成手段231_1_1,初期反射音拡
散手段231_1_2、およびイコライザ231_1_
3から構成されている。第2の初期反射音生成手段23
1_2も、第1の初期反射音生成手段231_1と同様
に構成される。第2の初期反射音生成手段231_2
は、第1の初期反射音生成手段231_1と比べ設定さ
れるパラメータ等が相違するのみであるため、ここでは
図示は省略し、また以後の説明は第1の初期反射音生成
手段231_1の説明で代表させる。The first initial reflected sound generating means 231_1
Is an initial reflected sound generation unit 231_1_1, an initial reflected sound diffusion unit 231_1_2, and an equalizer 231_1_.
It consists of three. Second initial reflected sound generating means 23
1_2 is also configured similarly to the first initial reflected sound generation unit 231_1. Second initial reflected sound generation means 231_2
Is different from the first initial reflected sound generating means 231_1 only in the set parameters and the like, and therefore is not shown here, and the following description is based on the description of the first initial reflected sound generating means 231_1. Let them be represented.
【0016】また、後部残響音生成部232は、後部残
響音生成手段232_1,イコライザ232_2から構
成されている。ミキサ22から出力された各混合信号M
_1,M_2,M_3は、それぞれ第1の初期反射音生
成手段231_1,第2の初期反射音生成手段231_
2,後部残響音生成部232に入力される。これら第1
の初期反射音生成手段231_1,第2の初期反射音生
成手段231_2,後部残響音生成部232では、入力
された各混合信号M_1,M_2,M_3が、制御手段
25からの指令に基づいて、それぞれ、図1に示すスピ
ーカ6_1(ホール前方両側に設置されたクラスタース
ピーカ)、スピーカ6_2(前方両側壁に埋め込まれた
ウォールスピーカ)、スピーカ6_3(客席天井に設置
されたシーリングスピーカ)から放音するにふさわし
い、それぞれ第1の初期反射音を表わす音響信号SD_
1,第2の初期反射音を表わす音響信号SD_2,後部
残響音を表わす音響信号SD_3に変換される。これら
の音響信号SD_1,SD_2,SD_3はディジタル
の信号であり、D/A変換器24に入力されてこのD/
A変換器24でそれぞれアナログの音響信号SA_1,
SA_2,SA_3に変換される。これら各アナログの
音響信号SD_1,SD_2,SD_3は、図1に示す
各アンプ5_1,5_2,5_3を経由し、スピーカ6
_1,6_2,6_3によりホール内に放音される。The rear reverberation sound generating section 232 is composed of a rear reverberation sound generating means 232_1 and an equalizer 232_2. Each mixed signal M output from the mixer 22
_1, M_2 and M_3 are the first initial reflected sound generating means 231_1 and the second initial reflected sound generating means 231_, respectively.
2, input to the rear reverberation sound generation unit 232. These first
In the initial reflected sound generation unit 231_1, the second initial reflected sound generation unit 231_2, and the rear reverberation sound generation unit 232, the input mixed signals M_1, M_2, and M_3 are respectively based on the command from the control unit 25. , Speaker 6_1 (cluster speakers installed on both sides in front of the hall), speaker 6_2 (wall speakers embedded in front both side walls) and speaker 6_3 (ceiling speakers installed on the ceiling of the audience) shown in FIG. Suitable acoustic signals SD_ each representing the first early reflections
1, an acoustic signal SD_2 representing the second initial reflected sound, and an acoustic signal SD_3 representing the rear reverberation sound. These acoustic signals SD_1, SD_2, SD_3 are digital signals, and are input to the D / A converter 24 to be supplied to the D / A converter 24.
Each of the A converters 24 outputs an analog acoustic signal SA_1,
It is converted into SA_2 and SA_3. These analog acoustic signals SD_1, SD_2, SD_3 pass through the amplifiers 5_1, 5_2, 5_3 shown in FIG.
Sound is emitted into the hall by _1, 6_2, 6_3.
【0017】図3は、図2に各ブロックで示す初期反射
音生成手段231_1_1および初期反射音拡散手段2
31_1_2の構成を示した回路ブロック図である。初
期反射音生成手段231_1_1は、いわゆるFIRフ
ィルタの構造を有しており、混合信号M_1を入力し、
制御手段25(図2参照)からの指令に基づいて設定さ
れた各遅延量だけ順次遅延する複数(ここではm個)の
遅延部51_1,51_2,…,51_m_1,51_
mからなる遅延手段51、各遅延部51_1,51_
2,…,51_m_1,51_mの各出力信号(各遅延
信号)に制御手段25からの指令に基づいて設定された
各所定の係数を掛け算する各掛算器52_1,52_
2,…,52_m_1,52_m、およびこれら各掛算
器52_1,52_2,…,52_m_1,52_mか
ら出力された信号を互いに加算する、多数の単位加算器
53_1,…,53_m−2,53_m−1からなる加
算器53から構成されている。In FIG. 3, the initial reflected sound generating means 231_1_1 and the initial reflected sound diffusing means 2 shown in each block in FIG.
It is a circuit block diagram which showed the structure of 31_1_2. The initial reflected sound generation means 231_1_1 has a so-called FIR filter structure, receives the mixed signal M_1,
A plurality of (here, m) delay units 51_1, 51_2, ..., 51_m_1, 51_ that sequentially delay by each delay amount set based on a command from the control unit 25 (see FIG. 2)
The delay means 51 composed of m and the delay units 51_1 and 51_
2, ..., 51_m_1, 51_m, each output signal (each delay signal) is multiplied by each predetermined coefficient set based on a command from the control means 25.
2, ..., 52_m_1, 52_m, and a large number of unit adders 53_1, ..., 53_m-2, 53_m-1, which add together the signals output from the respective multipliers 52_1, 52_2, ..., 52_m_1, 52_m. It comprises an adder 53.
【0018】また初期反射音拡散手段231_1_2
は、いわゆるオールパスフィルタの構成を有しており、
初期反射音生成手段231_1_1により得られる初期
反射音より十分に密度の細かい初期反射音が得られるよ
うになされている。例えば、遅延部51の各遅延手段5
1_1,51_2,…,51_m−1,51_mにおけ
る遅延量以下の遅延量だけ遅延させる遅延手段62、加
算器61の出力に制御手段25からの指令に基づく係数
を掛け算する掛算器63、この掛算器63の出力と遅延
手段62の出力とを加算する第2の加算器64、遅延手
段62の出力に制御手段25からの指令に基づく係数を
掛算する第2の掛算器65を有している。加算器61で
は、初期反射音生成手段231_1_1の出力と第2の
掛算器65の出力とが加算される。また第2の加算器6
4の出力はイコライザ231_1_3(図2参照)に入
力される。The initial reflected sound diffusion means 231_1_2
Has a so-called all-pass filter configuration,
An initial reflected sound having a sufficiently finer density than the initial reflected sound obtained by the initial reflected sound generation unit 231_1_1 is obtained. For example, each delay unit 5 of the delay unit 51
1_1, 51_2, ..., 51_m-1, 51_m, delay means 62 for delaying by a delay amount equal to or less than delay amount, multiplier 63 for multiplying the output of the adder 61 by a coefficient based on a command from the control means 25, and this multiplier It has a second adder 64 for adding the output of 63 and the output of the delay means 62, and a second multiplier 65 for multiplying the output of the delay means 62 by a coefficient based on a command from the control means 25. In the adder 61, the output of the initial reflected sound generating means 231_1_1 and the output of the second multiplier 65 are added. The second adder 6
4 is input to the equalizer 231_1_3 (see FIG. 2).
【0019】図2に示すイコライザ231_1_3は、
初期反射音拡散手段231_1_2からの出力信号全体
の周波数特性を調整するフィルタであり、種々の構成の
ものが周知であるためここではイコライザ231_1_
3の例示および説明は省略する。初期反射音生成手段2
31_1_1では混合信号M_1が入力されて遅延手段
51により互いに遅延量の異なるm個の遅延信号が生成
され、それらm個の遅延信号が掛算器52_1,52_
2,…,52_m_1,52_mおよび加算器53によ
り積和演算される。ここまでは従来の初期反射音生成手
段と同じであるが、本発明を実施してフィルタ係数の数
を少なくしすぎると、フラッターエコーのように不自然
な初期反射音として聞えることがあり、十分な性能の初
期反射音を得ることができないことがある。The equalizer 231_1_3 shown in FIG.
The equalizer 231_1_ is a filter that adjusts the frequency characteristics of the entire output signal from the initial reflected sound diffusing means 231_1_2 and various configurations are known.
The illustration and description of 3 are omitted. Initial reflected sound generation means 2
In 31_1_1, the mixed signal M_1 is input, and the delay means 51 generates m delay signals having different delay amounts, and the m delay signals are multiplied by the multipliers 52_1 and 52_.
, ..., 52_m_1, 52_m and the adder 53 perform sum-of-products calculation. Up to this point, it is the same as the conventional initial reflection sound generation means, but if the present invention is carried out and the number of filter coefficients is too small, it may be heard as an unnatural initial reflection sound such as a flutter echo. It may not be possible to obtain an early reflection sound with excellent performance.
【0020】初期反射音拡散手段231_1_2は、こ
のような欠点を補う目的で設けられており、遅延手段6
2と帰還手段(加算器61および掛算器65)を備えて
いるため、例えば仮にこの初期反射音拡散手段231_
1_2にインパルス信号が入力された場合、このインパ
ルス信号が理論上無限に続く多数のインパルス列に分解
される。したがって初期反射音生成手段231_1_1
の出力信号をこの初期反射音拡散手段231_1_2を
経由させることにより、初期反射音生成手段231_1
_1の出力信号が時間的に拡散され、自然な音色の初期
反射音を担持する信号に変換される。この初期反射音拡
散手段231_1_2の出力信号は、前述したようにイ
コライザ231_1_3(図2参照)に入力されてその
周波数特性が調整され、その後D/A変換器24,アン
プ5_1、スピーカ6_1を経由してホール内に放音さ
れる。The initial reflected sound diffusing means 231_1_2 is provided for the purpose of compensating for such a defect, and the delaying means 6 is provided.
2 and the feedback means (the adder 61 and the multiplier 65), the initial reflected sound diffusing means 231_
When an impulse signal is input to 1_2, the impulse signal is decomposed into a large number of theoretically infinite impulse sequences. Therefore, the initial reflected sound generating means 231_1_1
By passing the output signal of the first reflected sound through the initial reflected sound diffusing means 231_1_2.
The output signal of _1 is temporally diffused and converted into a signal carrying an initial reflected sound having a natural timbre. The output signal of the initial reflected sound diffusing means 231_1_2 is input to the equalizer 231_1_3 (see FIG. 2) and its frequency characteristic is adjusted as described above, and then passes through the D / A converter 24, the amplifier 5_1, and the speaker 6_1. Sound is emitted into the hall.
【0021】ここで、初期反射音生成手段231_1_
1を構成する遅延手段51の各遅延部51_1,51_
2,…,51_m−1,51_mに設定される各遅延量
および各掛算器52_1,52_2,…,52_m−
1,52_mに設定される各係数の求め方について説明
する。図4は、以下に説明するインパルス応答曲線およ
び抽出された各係数を表わした図でる。Here, the initial reflected sound generating means 231_1_
1, the delay units 51_1 and 51_ of the delay unit 51
2, ..., 51_m-1, 51_m, each delay amount and each multiplier 52_1, 52_2, ..., 52_m-
How to obtain each coefficient set to 1,52_m will be described. FIG. 4 is a diagram showing an impulse response curve described below and extracted coefficients.
【0022】ここでは、先ず、この初期反射音生成手段
231_1_1において得ようとする特性のインパルス
応答曲線が求められる。このインパルス応答曲線は、実
際の音場を測定して求めてもよく、あるいはこれと同等
のコンピュータシミュレーションにより求めてもよい
が、ここでは実際の音場を測定して求める場合について
説明する。Here, first, the impulse response curve of the characteristic to be obtained by the initial reflected sound generating means 231_1_1 is obtained. This impulse response curve may be obtained by measuring an actual sound field or by a computer simulation equivalent to this, but here, the case of measuring and obtaining the actual sound field will be described.
【0023】ここでは、この実施例の音響装置が設置さ
れるホールの音響特性と所望とする音響特性との“差”
を求め、この音響特性装置によってその“差”に相当す
る音響特性を作り出して補おうとするものであるため、
ここで求める必要があるのはその“差”のインパルス応
答曲線である。そこで、所望とする音響特性を得ること
のできる反射壁に向けて音を発しその反射壁から反射し
た音をマイクロフォンで収録し、発せられた音と収録し
た音とに基づいてそのインパルス応答を求める。このイ
ンパルス応答を求める演算は、通常、コンピュータによ
るディジタル演算により求められるため、得られた信号
は例えば48kHz等のサンプリング周波数でサンプリ
ングされてA/D変換されコンピュータに取り込まれ
る。Here, the "difference" between the acoustic characteristics of the hall in which the acoustic device of this embodiment is installed and the desired acoustic characteristics.
To obtain and compensate for the acoustic characteristic corresponding to the "difference" by this acoustic characteristic device,
It is the impulse response curve of that "difference" that needs to be determined here. Therefore, a sound is emitted toward a reflection wall that can obtain desired acoustic characteristics, the sound reflected from the reflection wall is recorded by a microphone, and the impulse response is obtained based on the emitted sound and the recorded sound. . Since the calculation for obtaining the impulse response is usually performed by a digital calculation by a computer, the obtained signal is sampled at a sampling frequency such as 48 kHz, A / D converted, and taken into the computer.
【0024】次に、音響装置を設置しようとするホール
に用いる壁材に向けて同様の測定を行ない、これらの測
定に基づいて、図4(a)に示すような、音響装置で補
うべき“差”の音響特性のインパルス応答曲線が求めら
れる。図4(a)に示す棒状の配列は、時系列的なディ
ジタルデータを表わし、その包絡線が求められたインパ
ルス応答曲線となる。Next, similar measurements are performed toward the wall material used for the hall where the acoustic device is to be installed, and based on these measurements, the acoustic device as shown in FIG. The impulse response curve of the acoustic characteristic of "difference" is obtained. The rod-shaped array shown in FIG. 4A represents time-series digital data, and the envelope thereof is an impulse response curve obtained.
【0025】このようにして所望とする特性を得るため
のインパルス応答曲線が求められると、次にこのインパ
ルス応答曲線の微係数の符号が変化する多数の極値Di
およびDi が発生した時刻ti が求められる。このよう
な極値は通常極めて多数存在するため、これら多数の極
値それぞれに対応する、インパルス応答曲線の多数のデ
ータ値の中から絶対値|Di |の大きい順に所望する個
数だけデータ値とそのデータが発生した時刻ti が求め
られる。図3に示す初期反射音生成手段231_1_1
の遅延手段51はm段の遅延部51_1,51_2,
…,51_m−1,51_mが存在するため、ここでは
m個のデータ値Di および各データ値に対応する各時刻
ti が求められる(図4(b))。この各時刻ti が本
発明にいう各所定の遅延量に対応する。具体的には、こ
れら各時刻ti を時間的に早いものから順に並べ互いに
隣接する時刻間の各差分が求められ、それら各差分がそ
れぞれ各遅延部51_1,51_2,…,51_m−
1,51_mに設定される各遅延量とされる。また上記
のようにして求められたm個のデータ値Di を発生時刻
順に並べ、このように並べられたm個の各データ値Di
が各掛算器52_1,52_2,…,52_m−1,5
2_mに設定される各所定の係数とされる。When the impulse response curve for obtaining the desired characteristic is obtained in this manner, a large number of extreme values D i in which the sign of the differential coefficient of this impulse response curve changes next.
And the time t i when D i occurs is determined. Since there are usually a great number of such extreme values, a desired number of data values are selected in descending order of absolute value | D i | from a large number of data values of the impulse response curve corresponding to each of these many extreme values. The time t i at which the data occurred is determined. Initial reflection sound generation means 231_1_1 shown in FIG.
The delay means 51 of the m-stage delay units 51_1, 51_2,
, 51_m−1, 51_m exist, m data values D i and respective times t i corresponding to the respective data values are obtained here (FIG. 4B). Each time t i corresponds to each predetermined delay amount according to the present invention. Specifically, the respective times t i are arranged in order from the earliest in time, and the respective differences between the times adjacent to each other are obtained, and the respective differences are respectively the delay units 51_1, 51_2, ..., 51_m−.
The delay amounts are set to 1,51_m. Also arranged in a manner m pieces of data values D i the occurrence time sequence determined as described above, each data value of the m ordered thus D i
Are multipliers 52_1, 52_2, ..., 52_m-1,5
Each predetermined coefficient is set to 2_m.
【0026】ここでは上記のようにインパルス応答曲線
の多数の極値を求め、それら多数の極値の中からデータ
値の絶対値の大きなものから順に所定数抽出するように
したため、それらm段の各遅延部51_1,51_2,
…,51_m−1,51_mに設定される各遅延量、お
よび各掛算器52_1,52_2,52_m−1,52
_mに設定される各係数を機械的に容易に抽出すること
ができ、しかも所定の段数(m段)で構成される初期反
射音生成手段231_1_1を最大限に生かし、この初
期反射音生成手段231_1_1により模擬し得る最大
の精度でインパルス応答曲線が模擬されることになる。Here, as described above, a large number of extreme values of the impulse response curve are obtained, and a predetermined number is extracted from the large number of extreme values in descending order of absolute value of the data value. Each delay unit 51_1, 51_2,
..., each delay amount set to 51_m-1, 51_m, and each multiplier 52_1, 52_2, 52_m-1, 52
Each coefficient set to _m can be easily mechanically extracted, and the initial reflected sound generation means 231_1_1 is maximized by making the best use of the initial reflected sound generation means 231_1_1 composed of a predetermined number of steps (m steps). Thus, the impulse response curve is simulated with the maximum accuracy that can be simulated.
【0027】図5は、図2に示す後部残響音生成部23
2を構成する後部残響音生成手段232_1の回路構成
例を示した回路ブロック図である。この後部残響音生成
手段232_1は、図3に示す初期反射音拡散手段23
1_1_2と同様に、加算器71,74、遅延手段7
2、掛算器73,75からなるオールパスフィルタ70
と、このオールパスフィルタ70に後続する複数(ここ
ではz個)のコムフィルタ80_1,80_2,…,8
0_zとこれら複数のコムフィルタ80_1,80_
2,…,80_zの出力を互いに加算する加算器84か
ら構成されている。各コムフィルタ80_1,80_
2,…,80_zは、加算器81_1,81_2,…,
81_zと、各所定の遅延量だけ遅延させる遅延手段8
2_1,82_2,…,82_zと、遅延手段82_
1,82_2,…,82_zの出力に各所定の係数を掛
算する掛算器83_1,83_2,…,83_zからな
り、加算器81_1,81_2,…,81_zではオー
ルパスフィルタ70の出力と掛算器83_1,83_
2,…,83_zの出力が加算されて遅延手段82_
1,82_2,…,82_zに入力されるように構成さ
れている。コムフィルタ80_1,80_2,…,80
_zは、全体としての周波数特性が複数のバンドエリミ
ネーション帯域を持つ櫛歯状のものであって、このよう
な櫛歯状周波数特性のフィルタに楽音信号を通過させる
ことにより後部残響音が得られることが知られている。FIG. 5 shows the rear reverberation sound generator 23 shown in FIG.
3 is a circuit block diagram showing an example of a circuit configuration of a rear reverberation sound generating means 232_1 which constitutes No. The rear reverberation sound generation means 232_1 is the initial reflection sound diffusion means 23 shown in FIG.
Similar to 1_1_2, adders 71 and 74, delay means 7
2. All-pass filter 70 including multipliers 73 and 75
And a plurality of (here, z) comb filters 80_1, 80_2, ..., 8 following the all-pass filter 70.
0_z and a plurality of comb filters 80_1 and 80_
, ..., 80_z outputs are added to each other by an adder 84. Each comb filter 80_1, 80_
2, ..., 80_z are adders 81_1, 81_2 ,.
81_z and delay means 8 for delaying each predetermined delay amount
2_1, 82_2, ..., 82_z and delay means 82_
1, 82_2, ..., 82_z are composed of multipliers 83_1, 83_2 ,.
, ..., 83_z outputs are added to delay means 82_
1, 82_2, ..., 82_z. Comb filters 80_1, 80_2, ..., 80
_Z is a comb-tooth-shaped frequency characteristic having a plurality of band elimination bands as a whole, and a rear reverberation is obtained by passing a musical tone signal through a filter having such comb-shaped frequency characteristic. It is known.
【0028】この後部残響音生成手段232_1では、
先ずオールパスフィルタ70により、この後部残響音生
成手段232_1に入力された信号に、音色変化のない
第1の残響音を付加し、さらにその出力信号にコムフィ
ルタ80_1,80_3,…,80_zを経由し互いに
加算されることにより、第2の残響音を付加すること
で、より自然な聴感の後部残響音が生成される。In the rear reverberation sound generating means 232_1,
First, the all-pass filter 70 adds the first reverberant sound having no timbre change to the signal input to the rear reverberant sound generating means 232_1, and further outputs the output signal through the comb filters 80_1, 80_3, ..., 80_z. By adding each other, the second reverberation sound is added, whereby a more natural audible rear reverberation sound is generated.
【0029】この後部残響音生成手段232_1から出
力された信号は、イコライザ232_2(図2参照)で
その全体の周波数特性が調整され、D/A変換器24,
アンプ5_3を経由しスピーカ6_3によりホール客席
天井から放音される。The entire frequency characteristic of the signal output from the rear reverberation sound generating means 232_1 is adjusted by the equalizer 232_2 (see FIG. 2), and the D / A converter 24,
Sound is emitted from the ceiling of the hall seats by the speaker 6_3 via the amplifier 5_3.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のフィルタ
係数生成方法は、FIRフィルタに設定する係数を求め
る方法であって、インパルス応答曲線の多数の極値を求
めて、これら多数の極値の中から絶対値の大きい順に所
望とする個数だけデータおよびその発生時刻(遅延量)
を抽出するものであるため、FIRフィルタに設定する
係数を機械的に簡単に得ることができ、しかもそのFI
Rフィルタを最大限に活用することのできる係数を得る
ことができる。As described above, the filter coefficient generation method of the present invention is a method for obtaining coefficients to be set in an FIR filter, and it is possible to obtain a large number of extreme values of an impulse response curve and obtain a large number of these extreme values. Data in the order of increasing absolute value and the time of occurrence (delay amount)
Is used to extract the coefficient, the coefficient to be set in the FIR filter can be easily obtained mechanically.
It is possible to obtain a coefficient that can maximize the use of the R filter.
【図1】本発明が適用される音響装置の全体構成を表し
たブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an audio device to which the present invention is applied.
【図2】図1に1つのブロックで示した信号処理装置の
内部構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a signal processing device shown by one block in FIG.
【図3】初期反射音生成手段および初期反射音拡散手段
の構成を示した回路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram showing a configuration of an initial reflected sound generation unit and an initial reflected sound diffusion unit.
【図4】インパルス応答曲線および抽出された各係数の
例を表わした図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an impulse response curve and extracted coefficients.
【図5】後部残響音生成部を構成する後部残響音生成手
段の構成例を示した回路ブロック図である。FIG. 5 is a circuit block diagram showing a configuration example of a rear reverberation sound generation unit that constitutes a rear reverberation sound generation unit.
1_1,…,1_p,…,1_q,…,1_n マイ
クロフォン 2 信号処理装置 3 コントローラ 4 コントロールボックス 5_1,5_2,5_3 アンプ 6_1,6_1,6_3 スピーカ 23 信号処理手段 51 遅延手段 51_1,51_2,…,51_m−1,51_m
遅延部 52_1,52_2,…,51_m−1,52_m
掛算器 53 加算器 61,64 加算器 63,65 掛算器 62 微小遅延手段 70 オールパスフィルタ 80_1,80_2,…,80_z コムフィルタ 231 初期反射音生成部 231_1 第1の初期反射音生成手段 231_1_1 初期反射音生成手段 231_1_2 初期反射音拡散手段 231_1_3 イコライザ 231_2 第2の初期反射音生成手段 232 後部残響音生成部 232_1 後部残響音生成手段 232_2 イコライザ1_1, ..., 1_p, ..., 1_q, ..., 1_n Microphone 2 Signal processing device 3 Controller 4 Control box 5_1, 5_2, 5_3 Amplifier 6_1, 6_1, 6_3 Speaker 23 Signal processing means 51 Delay means 51_1, 51_2, ..., 51_m- 1,51_m
Delay unit 52_1, 52_2, ..., 51_m-1, 52_m
Multiplier 53 Adder 61,64 Adder 63,65 Multiplier 62 Small delay means 70 All-pass filter 80_1, 80_2, ..., 80_z Comb filter 231 Initial reflected sound generation unit 231_1 First initial reflected sound generation means 231_1_1 Initial reflected sound Generating means 231_1_2 Initial reflected sound diffusing means 231_1_3 Equalizer 231_2 Second initial reflected sound generating means 232 Rear reverberation sound generating section 232_1 Rear reverberation sound generating means 232_2 Equalizer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03H 17/02 P 7037−5J L 7037−5J 17/06 Z 7037−5J (72)発明者 南 秀明 大阪市住之江区新北島3丁目7番13号 ロ ーランド株式会社内 (72)発明者 平松 友孝 東京都新宿区西新宿1丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 買手 正浩 東京都新宿区西新宿1丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 田中 瑞穂 東京都新宿区西新宿1丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 浜田 幸雄 東京都新宿区西新宿1丁目25番1号 大成 建設株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication location H03H 17/02 P 7037-5J L 7037-5J 17/06 Z 7037-5J (72) Inventor Minami Hideaki, 3-7-13 Shin-Kitajima, Suminoe-ku, Osaka City, ROLAND Co., Ltd. (72) Inventor Tomotaka Hiramatsu 1-25-1, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Taisei Construction Co., Ltd. (72) Inventor, Masahiro Tokyo 1-25-1 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Within Taisei Construction Co., Ltd. (72) Inventor Mizuho Tanaka 1-25-1 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Within Taisei Construction Co., Ltd. (72) Yukio Hamada Tokyo Shinjuku 1-25-1 Nishi-Shinjuku, Ward Taisei Construction Co., Ltd.
Claims (1)
ずつ遅延させることにより複数の遅延信号を生成する遅
延手段と、該複数の遅延信号それぞれに各所定の係数を
掛算して互いに加算することにより出力信号を生成する
演算手段とを有するフィルタを構成するための前記各所
定の遅延量および前記各所定の係数を求めるフィルタ係
数生成方法において、 所望とする特性を得るためのインパルス応答曲線を求
め、 該インパルス応答曲線の微係数の符号が変化する多数の
極値を求め、 該多数の極値それぞれに対応する前記インパルス応答曲
線の多数のデータの中から絶対値の大きい順に所望とす
る個数だけデータを抽出するとともに抽出されたデータ
それぞれに対応する遅延量を抽出することにより、抽出
された各データ値および各遅延量を、それぞれ前記各所
定の係数および前記各所定の遅延量として用いることを
特徴とするフィルタ係数生成方法。1. A delay means for generating a plurality of delay signals by delaying an input signal by different predetermined delay amounts, and multiplying each of the plurality of delay signals by a predetermined coefficient and adding them together. In the filter coefficient generation method for obtaining each of the predetermined delay amounts and each of the predetermined coefficients for configuring a filter having an arithmetic means for generating an output signal by the method, an impulse response curve for obtaining a desired characteristic is obtained. , A large number of extreme values in which the signs of the differential coefficients of the impulse response curve change are obtained, and a desired number is selected from the large number of data of the impulse response curve corresponding to each of the large number of extreme values in descending order of absolute value. By extracting the data and the delay amount corresponding to each of the extracted data, each extracted data value and each delay amount can be calculated. And a filter coefficient generating method, wherein the filter coefficient generating method uses the predetermined coefficient and the predetermined delay amount, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30110292A JPH06149277A (en) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Filter coefficient generation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30110292A JPH06149277A (en) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Filter coefficient generation method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06149277A true JPH06149277A (en) | 1994-05-27 |
Family
ID=17892879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30110292A Withdrawn JPH06149277A (en) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Filter coefficient generation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06149277A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012039502A (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Jvc Kenwood Corp | Method, device and program for setting coefficient of digital filter, and sound field correction method using digital filter |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP30110292A patent/JPH06149277A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012039502A (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Jvc Kenwood Corp | Method, device and program for setting coefficient of digital filter, and sound field correction method using digital filter |
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