CN101060316B - 信号处理装置、信号处理方法及声场校正系统 - Google Patents

Abstract

一种信号处理装置，包括：至少一个均衡部分，每一均衡部分能设置中心频率、该中心频率处的增益值以及Q值并允许所设置的频率-振幅特性被作用于输入信号；以及计算部分。该计算部分执行：中心频率确定处理，用于对由均衡部分的特性的增益比均衡部分的目标特性小的频率部分和均衡部分的特性的增益比均衡部分的目标特性大的频率部分所划分的每一区域计算与目标特性的差；增益值确定处理，用于确定均衡部分的中心频率处的增益值；以及Q值确定处理，用于设置所确定的中心频率和所确定的增益值。

Description

信号处理装置、信号处理方法及声场校正系统

相关申请的参照

本发明包含与2006年3月31日提交于日本特许厅的日本专利申请JP2006-097248号有关的主题，其全部内容被援引包含于此。

技术领域

本发明涉及一种包括能可变地设置尤其是Q值的增益设置装置并且适用于声场校正的信号处理装置，并且涉及一种与该信号处理装置一起使用的信号处理方法。本发明还涉及一种用于执行尤其是频率-振幅特性校正的声场校正系统。

背景技术

到目前为止，作为一种用于改变音频信号的频率-振幅特性(下文简称为频率特性)的效应器(effector)，已知有一种图形均衡器(GEQ)。GEQ的一个例子是被配置成对于以对应于每一频带的方式设置的每一均衡器元件包括用于指示每一频带的中心频率处的增益的操作元件、并且被配置成通过用户手动操作该操作元件来执行每一频带的增益调节的GEQ。

另外，作为均衡器元件，一种能可变地设置中心频率和Q值(尖锐度)的均衡器元件也被称为所谓的参数均衡器(PEQ)。即，作为以上述方式变更中心频率和Q值的结果，可以变更频率特性的形状(增益窗形状)的尖锐度和增益窗在频率轴的方向上的设置位置。

这里，尽管近年来上述用于改变频率-振幅特性的效应器已变得普及，但某些车载音频系统和家用AV(音频-视频)系统包括用于由系统自动执行各种声场校正的自动声场校正功能。

在例如对于频率特性的这种自动声场校正中，话筒被预先设置在收听位置，从而在其中由话筒检测到从扬声器输出测试信号的结果的基础上测定各特性。然后，在该测定结果的基础上，以能得到目标频率特性的方式对音频信号进行信号处理。更具体而言，上述均衡器被用于调节每一中心频率处的增益以使得能得到目标频率特性。

作为相关技术的一个例子，可引用日本待审查专利申请1996-047079号公报。

发明内容

当将均衡器用于校正频率特性时，存在着由于例如声场校正系统的成本削减等而未设置足够数目的均衡器元件的情形。当均衡器元件的数目比较少时，有时使用上述PEQ来作各均衡器元件。即，即使当以上述方式使用的元件的数目很少而一个元件负责的范围很大时，根据PET，因为能以上述方式变更中心频率、该中心频率处的增益以及Q值，所以能更灵活地校正频率特性。

然而，对于这种PEQ而言，为得到目标特性所应考虑的参数的数目大于GEQ的，因此比较难以得到所想要的频率特性。因为尤其在PEQ中能设置Q值，所以存在着每一元件的增益窗形状在中心频率附近大大变宽的情形。因此，在这些元件中设定的增益相互影响，并且考虑到这一影响所进行的参数设定相应变难。

上述频率-振幅特性的自动声场校正处理在如前所述地输出测试信号的结果的基础上执行。由于这一性质，自动声场校正处理先于例如正常音频再现操作执行。因此，如果自动声场校正处理所需的时间变长，则用户必须等待的时间相应地变长，导致系统的可用性很低。

考虑到上述情况，即使在以上述方式使用PEQ进行声场校正时，使校正时间尽可能地短从而实现用户不必等待很长时间的有用系统也很重要。

为此，对使用尽可能简单和容易的PEQ且其中处理时间很短的的声场校正处理存在着需求。

因此，考虑到上述问题，在本发明中，信号处理装置被配置如下。

根据本发明的一个实施例，提供了一种信号处理装置，包括：至少一个均衡装置，每一均衡装置能设定一中心频率、该中心频率处的增益值以及Q值，并允许所设定的频率-振幅特性被作用于输入信号；以及计算装置。

该计算装置可执行：中心频率确定处理，用于对由均衡装置的特性的增益比均衡装置的目标特性小的频率部分和均衡装置的特性的增益比均衡装置的目标特性大的频率部分所划分的每一区域计算与目标特性的差，用于指定其中该差最大的区域，以及用于基于在所指定的区域中与目标特性的增益差最大处的频率确定这至少一个均衡装置当中的一个均衡装置的中心频率；增益值确定处理，用于确定其中基于与中心频率处的目标特性的增益差来确定中心频率的均衡装置的中心频率处的增益值；以及Q值确定处理，用于设置所确定的中心频率和所确定的增益值，用于基于计算当设置每一个被预先确定为Q值的候选值时所得到的每一频率-振幅特性的结果来计算得到离目标特性最近的特性处的候选值，以及用于将该候选值确定为均衡装置的Q值。

当该信号处理装置包括多个均衡装置时，计算装置可对每一均衡装置执行中心频率确定处理、增益值确定处理以及Q值确定处理。

或者，计算装置可以被配置成对这多个均衡装置依次执行中心频率确定处理、增益值确定处理以及Q值确定处理，并且可以被配置成当其中已确定了中心频率、增益值和Q值的均衡装置的频率-振幅特性与目标特性之间的增益差变得小于预定值时不对未确定各值的均衡装置执行每一确定处理。

根据本发明的另一实施例，提供了一种信号处理装置，包括：多个均衡装置，每一均衡装置能设置固定中心频率处的增益值以及Q值并允许所设置的频率-振幅特性被作用于输入信号；以及计算装置。

计算装置可对每一均衡装置执行：频率点选择处理，用于对由均衡装置的特性的增益比均衡装置的目标特性小的频率部分和均衡装置的特性的增益比均衡装置的目标特性大的频率部分所划分的每一区域计算与目标特性的差，用于指定其中该差最大的区域，以及用于选择在所指定的区域中与目标特性的增益差最大的频率点；均衡装置选择处理，用于从多个均衡装置当中选择在对应于频率点选择处理中所选择的频率点的中心频率处的均衡装置；增益值确定处理，用于基于与中心频率处的目标特性的增益差确定在均衡装置选择处理中所选择的均衡装置的中心频率处的增益值；以及Q值确定处理，用于设置所确定的中心频率和所确定的增益值，用于基于计算当设置每一个被预先确定为Q值的候选值时所得到的每一频率-振幅特性的结果来计算得到离目标特性最近的特性处的候选值，以及用于将该候选值确定为均衡装置的Q值。

根据本发明的一个实施例，频率特性被调节，以使得在从与目标特性的差分大的部分开始起依次对每一均衡装置测试每一候选Q值的同时这些特性逼近目标特性。这样，即使在根据Q的设定值的诸元件当中频率特性相互影响时，也可以适当地进行校正以使得这些特性逼近目标特性。即，结果，即使当能至少改变中心频率处的增益值和Q值的均衡器元件被用作用于校正频率特性的效应器时，也可以适当地调节每一元件的增益值和Q值，从而使得这些特性与目标特性相匹配。

因为，如上所述，从与目标特性的差分大的部分起依次进行校正，所以在此情形中的校正通过依次将从宏部分到微部分作为对象来进行。更具体地，首先，通过由第一均衡装置优先地确定(设置)Q值来优先调节最需要校正的部分。然后，为次最需要校正的部分类似地优先地确定Q值，从而进行校正。作为采用这一技术的结果，即使当所使用的均衡装置的数目很少时，也能通过重视每一均衡装置的校正效率来使这些特性与目标特性相匹配来高效地进行校正。

另外，能通过只重复诸如每一区域的增益差的计算、与所选择的频率点处的目标特性的差的计算和设置每一Q候选值时的特性的计算等比较简易的计算处理来实现校正处理。即，根据本发明的这一实施例，能使应为校正执行的处理比较简易，从而能有效地缩短校正处理所需的时间。

如上所述，根据本发明的一个实施例，可以实现一种声场校正系统，其中即使当使用了能至少改变中心频率的增益值和Q值的均衡装置作为用于校正频率特性的效应器时，也可以适当地调节每一均衡装置的增益值和Q值以使得这些特性与目标特性相匹配，且即使当所使用的均衡装置的数目很少时，也能适当地进行校正以使得这些特性与目标特性相匹配。

另外，根据本发明的一个实施例，可以通过重复比较简易的计算处理来执行校正处理，并且需要比较短的处理时间。从而，可以实现其中校正处理的所需的时间很短的有用系统。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施例的包括信号处理装置的AV放大器的内部构成的框图；

图2示出根据本发明该实施例的其中将扬声器和话筒与AV放大器组合的AV系统的构成；

图3是示出根据本发明该实施例的设置在该信号处理装置中的均衡器元件的构成的一个例子的框图；

图4A和4B示出所测定的频率特性与目标特性之间的关系；

图5A和5B示出根据本发明的一个实施例的操作；

图6A和6B示出根据本发明的一个实施例的操作；以及

图7是示出用于实现根据本发明该实施例的操作所要执行的处理操作的流程图。

具体实施方式

下面将对本发明的诸实施例进行说明。

图1示出根据本发明的一个实施例的被构造成包括信号处理装置的AV(音频-视频)放大器1的内部构成。

根据本发明该实施例的AV放大器1被构造成具有用于在装置方自动执行诸如频率特性校正等各种声场校正的自动声场校正功能。

图2中示出用于实现这一自动声场校正功能的包括AV放大器1的AV系统的概要。图2示出其中AV系统由5.1声道环绕系统构成的一个例子。如图2中所示，总计6个扬声器，即正前方扬声器SP-FC、右前方扬声器SP-FR、左前方扬声器SP-FL、右后方扬声器SP-RR和左后方扬声器SP-RL所组成的5声道扬声器以及低音炮SP-SB被连接至AV放大器1。

另外，在听取位置P-1处设置用于测定音响特性所需的话筒M，且此话筒与AV放大器1连接。

说明回到图1。

在图1中，为便于说明，将图2中所示的所有6个扬声器SP(SP-FC、、SP-FR、SP-FL、SP-RR、SP-RL和SP-SB)显示成一个扬声器SP。

如图1中所示，扬声器SP与AV放大器1中的音频输出端子Tout连接。图2中所示的话筒M与话筒输入端子Tm连接。

另外，除了话筒输入端子Tm之外，AV放大器1中还设置了图1中所示的音频输入端子Tin，从而能从外部输入音频信号。

设置了开关SW用来切换输入音频。开关SW被构造成执行切换以使得端子t1或端子t2被连接到图1中所示的端子t3。音频输入端子Tin与端子t1连接，且话筒输入端子Tm经由话筒放大器2与端子t2连接。另外，A/D转换器3与端子t3连接。

即，通过选择端子t1，能通过音频输入端子Tin从外部输入音频，而通过选择端子t2，能通过话筒输入端子Tm从话筒M输入音频。

虽然在图1中未示出，但由CPU 9(下述)以在测定音响特性(在此情形中，尤其是测定频率特性)时从话筒M输入音频的方式执行用于切换开关SW的控制。

由A/D转换器3转换成数字信号的音频信号被输入到DSP(数字信号处理器)4。DSP 4对输入的音频信号进行各种音频信号处理。例如，作为音频信号处理，执行用于提供诸如残响效果等各种音响效果的处理。

另外，在此情形中的DSP 4中，测定诸如频率特性和每一扬声器SP与话筒M之间的延迟时间等自动声场校正所需的各种音响特性。这样的音响特性的测定是基于从扬声器SP输出诸如TSP(时间展宽脉冲)等信号等测试信号并分析由话筒M响应于该信号所得到的检测信号的结果来进行的。

基于来自话筒M的检出信号测定上述各种音响特性(特别是频率特性)的技术是公知的，因此在此省略对其的详细说明。

另外，特别地，在此情形中的DSP 4被构造成能调节多个频带中的每一个的输入信号的增益，即所谓的均衡器功能。这里，DSP 4的均衡器功能由称为MPF(中频临场(Mid-Presence)滤波器)的数字滤波器实现。在此情形中，DSP 4的软件处理允许起到所要实现的每一均衡器元件(下面也称为“EQ”元件)的功能。

图3示出由MPF实现的均衡器元件的构成要素被划分成功能块。

如图3的例子中所示，作为MPF的构成要素，可列举延迟元件21、22、29和30、乘法器23、24、25、27和28以及加法器26。

如图3中所示，音频信号经由乘法器23输入加法器26并且还经由延迟元件21和乘法器24输入加法器26。另外，经由延迟元件21的音频信号也经由延迟元件22→乘法器25输入至加法器26。

加法器26的加法输出如图3中所示地向外部输出，并且分支并经由延迟元件29→乘法器27输入至加法器26。经由延迟元件29的音频信号经由延迟元件30→乘法器28输入至加法器26。

将为了确认而给予说明。图3中所示的MPF掌管一个均衡器元件。例如，在6频带均衡器的情形中，6级的MPX以级联构造排列。在此情形中，延迟元件21和延迟元件22由后续MPF的延迟元件29和延迟元件30共用。即，延迟元件21和延迟元件22的输出经由后续MPF中的乘法器24和乘法器25输入到后续MPF中的加法器26。另外，乘法器23的输出还输入到后续MPF中的加法器26。

在这样的MPF中，能对乘法器23、24、25、27和28中的每一个可变地设定乘法系数。通过使用以此方式给予每一乘法器的系数的值，就能设定中心频率、该中心频率处的增益值以及Q值。即，从而可实现能可变地设置中心频率、该中心频率处的增益值以及Q值的所谓参数均衡器(PEQ)的功能。

在DSP 4中，通过根据程序执行数值计算来实现诸如MPF中的数字滤波器处理。这样的MPF的滤波器构造也称为所谓的双2次滤波器构造。

在图1中，由DSP 4进行了音频信号处理的音频信号由D/A转换器5转换成模拟信号，然后由放大器6放大并提供给音频输出端子Tout。

另外，在图1中，CPU(中央处理单元)9包括ROM(只读存储器)10和RAM(随机存取存储器)11，并控制整个AV放大器1。

CPU 9通过经由总线7进行通信来控制每一部分。如图1中所示，ROM 10、RAM 11、显示控制器12和DSP 4通过总线7与CPU 9连接。

在为CPU 9设置的ROM 10中，存储了CPU 9的操作程序、各种系数等。特别地，在本实施例的情形中，在ROM 10中还存储了根据本发明的一个实施例(下述)的CPU 9用于执行处理操作的程序(未示出)。另外，RAM 11用作CPU 9的工作区。

另外，操作部分8与CPU 9连接。

操作部分8设有以排列在AV放大器1的外壳外部的方式设置的各种操作元件并向CPU 9提供对应于每一操作的命令信号。CPU 9执行对应于来自操作部分8的命令信号的各种控制操作。从而，在AV放大器1中执行响应于用户的操作输入的操作。

另外，操作部分8可包括用于接收例如以从远程指挥者发来的红外线信号的形式的命令信号。即，命令接收部分被构造成接收响应于来自远程指挥者的操作发送的命令信号，并向CPU 9提供该命令信号。

在此情形中，作为设置在操作部分8中的操作元件，可例举用于通过DSP4调节每一均衡器元件的参数的操作元件。

用户可以通过使用操作元件来指令和输入要为每一EQ元件设定的参数(中心频率、该中心频率处的增益值以及Q值)。因为CPU 9向DSP 4提供对应于输入值的系数，所以在相应的均衡器元件中设定了对应于所指令的输入值的频率特性(增益窗形状)。

另外，通过执行对显示控制器12的指令，CPU 9还控制显示部分13的显示内容。显示部分13是由例如LCD(液晶显示)设备构成的显示设备，并且显示控制器12基于来自CPU 9的指令驱动并控制显示部分13。从而在显示部分13上显示对应于来自CPU 9的指令的屏幕。

这里，根据本实施例的图1中所示的AV放大器1还设有用于自动校正频率特性的功能。首先，作为先决条件，当以此方式校正频率特性时，目标频率特性(又称为目标特性)是预先设定的。在下面，作为一个例子，假定设定了在整个频带上平坦的特性作为目标特性。

例如，当得到图4A中所示的频率特性时，理想地，为了使该频率特性平坦，如图4B中所示地，设定抵消图4(A)的各频带的振幅值的频率特性。

当要执行这样的频率特性校正时，对于AV放大器1，存在着由于例如削减制造成本而未设置足够数目的均衡器元件的情形。例如，当均衡器元件的数目比较少时，如在本例中，使用PEQ来作各均衡器元件。即，这是因为即使当元件的数目很少而1个元件负责的范围很大时，根据PEQ，因为能变更中心频率和Q值(尖锐度)，所以也能更灵活地校正频率特性。

然而，对于这样的PEQ，因为在取得目标特性时应考虑的参数的数目大于图形均衡器(GEQ)的，因此比较难以得到所想要的特性。特别地，因为能在PEQ中可设定Q值，所以存在着每一元件的增益窗形状在中心频率附近大大变宽的情形。因此，在诸元件间设定的增益可能会相互影响。因此，并且考虑到上述情况进行参数设定相应困难。

这里，同样如上所述，因为针对频率特性的自动声场校正处理是基于输出测试信号的结果进行的，所以自动声场校正处理在正常音频再现操作之前执行。因此，如果自动声场校正处理所需的时间变长，则用户必须等待的时间相应地变长，导致系统可用性很差。

考虑到上述情况，即使如在本例中那样使用PEQ进行声场校正时，尽可能地减少处理时间从而实现用户不必等待很长时间的有用系统也很重要。

为此，对使用尽可能简单和容易的PEQ且具有很短的处理时间的声场校正处理存在着需求。

因此，在本实施例中，作为当使用这样的PEQ时的声场校正处理用技术，提出了下述技术。

图5A和5B以及图6A和6B是根据本实施例的声场校正处理的技术的图示。图5A至6B示出当纵轴为增益(dB)而横轴为频率(Hz)时的频率特性Tks。

这里，将说明执行本例的校正处理的先决条件。

首先，假设PEQ元件的数目为6。即，6个PEQ元件被级联，并作为整体来执行频率特性校正。在此情形中，6个均衡器元件(EQ元件)被称为EQ元件-A、EQ元件-B、EQ元件-C、EQ元件-D、EQ元件-E和EQ元件-F。

另外，在此情形中，能调节诸如中心频率等参数的范围被设置成10个倍频程。然后，在这10个倍频程的范围内，设定一个预定频率点(图中的各○标记)。诸频率点所划分的间隔是均匀的倍频程的1/3的宽度。即，在此情形中，在可以通过EQ元件调节的范围内设置了总共30个频率点。

在此情形中，还使得每一频率点是各EQ元件能设置中心频率处的点。即，在各EQ元件中，来自以1/3倍频程划分的频率点当中的频率点之一的频率可以被选择并设置成中心频率。

为了便于说明，在此情形中要设置的频率点被设置成匹配关于DSP 4中的频率-振幅特性的采样点或评估点。即，在此情形中的DSP 4中，作为频率特性Tsk的数据，假设图中每一频率点的增益值(振幅值)被保持。

在图5A、5B、6A和6B中，特性Tsk以模拟波形的形式示出，而实际保持的数据未示出。

另外，在此情形中，在每一EQ元件中，假设所能设置的增益值的上限为±9dB。

通过考虑上述先决条件，下面将对根据本实施例的校正处理进行说明。

首先，当执行如参照图1所述的用于校正频率特性的处理时，执行通过DSP4来测定频率特性的操作。

概念地，可以理解校正处理是在将以此方式测得的特性与目标特性比较的结果的基础上进行的。然而，实际上，所测得的数据本身由于测定环境会具有细微的参差，且存在着难以将所测得的数据按原样作为数据处理的情形。因此，当校正频率特性时，对已进行了平滑处理的测得的数据进行校正。

同样，在该实施例中，使得对于其中要进行校正的特性(以下也简称为“对象特性”)而言，已对测得的数据进行了平滑处理。

图5A和5B中所示的频率特性Tks-1指示已对测得的特性进行了平滑处理的特性。

上述说明并未说明对于作为一个实施例的校正处理，需要使用进行了平滑处理后的特性作为对象特性。根据该情形，测得的数据本身能用作对象特性。即，优选地，对象特性应是基于测定频率特性的结果的特性。

即，总而言之，均衡器元件的特性被调节以使得作为由均衡器元件向对象特性添加校正特性的结果的频率特性匹配或逼近目标特性。

在以此方式得到频率特性的对象特性之后，在此情形中的校正处理中，为了设置图5A中所示的要调节的频率的范围X，其中进行用于校正的调节的频率范围被缩小。

这里，作为普通扬声器的特性，已知难以输出极低或极高频带的声音。在这种情形中，即使对这些频带进行了增益调节，只要最终难以从扬声器输出该声音，进行校正处理就没有意义。另外，同样如上所述，当考虑到优选在尽可能短的时间内完成声场校正处理时，对这些频带进行无用的校正处理并且延长了直至处理完成所需的时间不是优选的方案。

通过考虑到上述，在本实施例中，在将执行增益调节的频率范围缩小至要调节的频率的范围X之后，才进行校正处理。

例如，在本实施例中，考虑到与上述扬声器特性的关系，预先设定应预先进行调节的范围。例如，如图5A中所示，在此情形中，假设除了较低频率中的5个频率点和较高频率中的5个频率点以外的频率范围要被预先设定为要调节的频率的范围X。

除了是以此方式预先设置的范围以外，所要调节的频率范围X还可以在实际测得的频率特性的基础上设置。

然后，当以此方式缩小了所要调节的频率范围X时，如图5A中的区域1至6所示，在此情形中，相对于由0dB的线指示的目标特性对由对象特性Tks-1的增益(振幅)不足的部分与对象特性Tks-1的增益(振幅)超过的部分所划分的每一区域计算与目标特性的增益差分量。换言之，按频率的次序排列每一频率点处的增益差分量。其中增益差分量连续一次或多次变成负值的区域是“增益不足的区域”，而其中增益差分量连续一次或多次变成正值的区域是“增益超过的区域”。

下面增益不足目标特性的部分又称为凹部，而增益超过目标特性的部分又称为凸部。

在此情形中，如图5A中所示，在对象特性Tks-1与目标特性之间的差部分的面积的基础上确定由凹部/凸部划分的每一区域的增益差分量。更具体而言，在各区域1至6中，确定每一频率点处目标特性与对象特性Tks-1之间的增益差(振幅差)。

在此情形中，因为频率点的间隔被设置在固定宽度(1/3倍频程的频带宽度)，作为频率点的宽度的值的固定值被乘以在每一频率点处确定的增益差的值，并计算它们被累加的值作为由图5A中的着色部分指示的每一区域的面积。

这里，已对其中作为固定值的频率宽度的值乘以每一频率点处的对象特性Tks-1和目标特性之间的增益差以确定条形图形式的面积部分、并通过累加这些值确定每个区域的面积的情形进行了说明。例如，当要较准确地确定每一区域的大小时，通过执行考虑到相邻频率点处的增益差的值的内插处理，能在与实际目标特性和对象特性之间的差部分的形状较接近的形状的基础上确定该面积。

或者，尤其是当如本例中那样各频率点的间隔一定时，也可通过简单地将每个区域的每个频率点处的增益差累加来确定每个区域的增益差分量，而无须硬性地确定该面积的大小。

当对由凹/凸部划分的每一区域计算与目标特性的差分的面积时，这些区域中面积最大的区域被指定。在图5A的例子中，示出了区域1具有最大面积的情形。

为了确认将给予说明。如上所述，与目标特性的差分面积(增益差分量)最大的区域是最需要校正的区域。

然后，当差分面积最大的区域被指定时，与目标特性的增益差最大的频率点被选择。

即，在此情形中，在作为与目标特性的增益差最大的频率点的具有最大面积的区域1中，图5A中具有被指示为“最大差分值”的增益差的频率点被选择。

当选择了差分面积最大的区域中与目标特性的增益差最大的频率点时，在此情形中，在所选择的具有最大增益差的频率点处的频率的基础上确定从所设置的6个EQ元件(EQ元件-A至EQ元件-F)当中选出的一个EQ元件的中心频率的值。

在此情形中，如上所述，在各EQ元件中，从预先设定的频率点当中选择并设定中心频率。即，在此情形中，增益差最大的频率点通常与各EQ元件能设定中心频率的频率点匹配。因此，在所指定的增益差最大的频率点处的频率被直接确定为所选择的EQ元件的中心频率。

这里，首先假设EQ元件-A的中心频率被确定为所选择的增益差最大的频率点处的频率。

将所选择的EQ元件的中心频率处的增益值确定为基于所选择的频率点处的对象特性Tks-1与目标特性之间的增益差的值。

更具体而言，为了抵消与目标特性的增益差，原则上，所选择的增益差最大的频率点处的增益差的反转值被确定为所选择的EQ元件的中心频率处的增益值。

例如，在此情形中，如果被指示为上述“最大差分值”的对象特性Tks-1的增益值为-15dB且与目标特性的增益差为-15dB-0dB＝-15，原则上，该增益差的值“-15”的反转值“+15”被确定为所选择的EQ元件-A的增益值。

然而，在此情形中，同样如上所述，能设置增益值的范围为±9dB。当以此方式确定的增益值实际上超过可以在EQ元件中设定的增益值的范围时，则确定该可设定范围内的最大增益值。更具体而言，如由图5B中的增益G-dis所示，在此情形中在最大差分值的基础上确定例如+9dB为增益值。

为了确认将给予说明。即使当在能以此方式设置的范围内确定最大增益值时，仍将该增益值确定为基于对象特性Tks-1与目标特性之间的增益差的值。

如果以上述方式将所选择的EQ元件的增益值确定为基于与目标特性的增益差的值，则可以用抵消与目标特性的增益差的方式确定该增益值。

如上所述，首先，确定从多个EQ元件当中选择的第一EQ元件的中心频率和增益值。

然后，在此情形中，进一步确定作为PEQ的该EQ元件的Q值。

为此，首先，如图5B中所示，测试该Q值的每一候选值。即，设定所确定的中心频率和所确定的增益值，计算在设定预先确定的每一候选Q值时所得到的频率特性，并确定结果得到的最接近目标特性的特性的Q值。

更具体而言，作为得到最接近目标特性的特性的Q值，如图6A中所示，计算所算出的特性与目标特性之间的差分的总面积最小的Q值。

即，在此情形中，对于所选择的EQ元件-A，中心频率被设定为所选择的频率点的频率，而增益值被设定在+9dB。然后，计算设定预定Q值的每一候选值时的频率特性(将EQ特性作用于对象特性的特性)。此时，对于除所选择的EQ元件以外的EQ元件，通过假设增益值被设置在0dB来计算特性。

然后，对于算出的特性，在要调节频率的范围X中计算与目标特性的差分的总面积，并计算所算出的总面积值最小的候选Q值。

为了确认将给予说明。同样，在此情形中，优选地，应在确定每一频率点处所算出的特性与目标特性之间的增益差的结果的基础上计算与目标特性的差分的面积。同样，在此情形中，可以不使用面积，并且可以简单地将每一频率点处的增益差的和作为总面积的值来对待。

当算出与目标特性的差分的总面积最小且能取得最接近目标特性的特性的候选Q值时，该候选值被确定为所选择的EQ元件的Q值。

图6A示出当设置差分的总面积最小的Q值时由所选择的EQ元件(EQ元件-A)得到的增益窗形状以及当设置了该Q值时的频率特性Tks-2(图中实线示出的特性：算出的特性)。在图6A中，为了与算出的特性Tks-2相比较，由虚线指示对象特性Tks-1。

作为到此为止的操作的结果，在对象特性Tks-1与目标特性之间的差分面积(增益差分量)最大的区域的基础上，确定应为校正的目的而对第一EQ元件设置的参数(中心频率的值、该中心频率下的增益值以及Q值)。

然后，当以此方式确定了第一EQ元件的用于校正的各值时，对于在设置对该EQ元件确定的各值时所得到的频率特性(即，在此情形中，是上述算出的特性Tks-2)，类似地执行用于指定与目标特性的增益差分量最大的区域的处理。另外，在增益差最大的频率点的基础上执行用于确定应在下一EQ元件中设置的中心频率的处理。即，与先前的对第一EQ元件确定各值的步骤中的“对象特性”类似地处理算出的特性Tks-2。

此时，在本例中，对于其中已确定了各值的EQ元件(此时为EQ元件-A)，假定不再对这些值进行变更。即，对于已确定了各值的EQ元件，通过假设已设置了每一所确定的值来计算新特性。

同样，在此情形中，通过仅以所设置的要调节的频率的范围X内为对象来计算增益差分量。

在此情形中，在图6B中，示出在目标特性与算出的特性Tks-2(由图6B中的实线指示)之间具有最大差分面积的区域是区域6的情形作为一个例子。相应地，要在下一所选择的EQ元件(EQ元件-B)中设置的中心频率被确定为区域6内与目标特性的增益差最大的频率点处的频率。

然后，当确定下一EQ元件的中心频率时，通过与先前情形中相同的程序来确定增益值和Q值。

即，将该增益值确定为基于在所选择的增益差最大的频率点处的算出的特性与目标特性之间的增益差的值。更具体而言，该增益值被确定为与目标特性的增益差(算出的特性的增益值-目标特性的增益值)的反转值。

然后，对于Q值，在设置所确定的中心频率和所确定的增益值的结果并计算当设置每一Q候选值时所得到的频率特性的基础上确定当得到最接近目标特性的特性时的候选值。

为了确认将给予说明。当要计算此情形中用于确定Q值的频率特性时，对于已确定了各值的EQ元件(在此情形中为EQ元件-A)，通过假设已设置了每一所确定的值来计算全部特性。

然后，对于其余EQ元件，类似地，依次执行用于指定最大区域的处理以及用于在最大区域内增益差最大的频率点及其增益差的基础上确定所选择的EQ元件的每个值的处理。

即，在选择了第一EQ元件(在此情形中为EQ元件-A)并确定每一值之后，对于第二及后续EQ元件，重复执行下列处理。

·对于已确定了各值的EQ元件，对于当设置所确定的各中心频率、中心频率处的增益值以及Q值时所得到的频率特性(算出的特性)，通过计算与目标特性的差分面积来指定差分面积最大的区域，然后，选择在该区域中与目标特性的增益差最大的频率点。

·在以此方式选择的增益差最大的点的频率的基础上，确定所选择的EQ元件的中心频率。

·将应在所确定的中心频率处设置的增益值确定为基于所选择的频率点处的算出的特性与目标特性之间的增益差的值。

·另外，对于所选择的EQ元件的Q值，在该EQ元件中设置已以上述方式确定的中心频率和增益值并在设置了各预定候选值时所得到的频率-振幅特性的结果(同样，在此情形中，对于已确定各值的EQ元件，通过假定已设置了所确定的各值来计算所有特性)的基础上确定得到最接近目标特性的特性时的候选值。

然后，当作为重复处理的结果确定了所有EQ元件的各值时，所确定的值被设置为相应EQ元件的参数。即，向DSP 4提供用于指示对各EQ元件确定的各值的系数，且相应地，DSP 4将所提供的各系数设置为该EQ元件的乘法器(见图3)的系数。

如上所述，在根据本实施例的校正处理中，调节增益以使得在以从与目标特性的差分很大的部分开始起的顺序对每一EQ依次测试各候选Q值的同时这些特性逼近目标特性。因此，当由于所设的Q值导致元件之间增益相互影响时，也可以适当地进行校正以使得这些特性逼近目标特性。

即，当PEQ用作用于校正频率特性的效应器时，也可以适当地调节各元件的参数以使得这些特性与目标特性匹配。

作为以上述方式以从与目标特性的差分很大的部分开始起的顺序执行校正的结果，在此情形中通过将从宏部分到微部分作为对象来逐渐地进行校正。更具体而言，首先，通过由第一EQ元件优先地确定(设置)Q值来优先调节最需要校正的部分。然后，在顺序中类似地优先为次最需要校正的部分确定Q值，从而进行校正。

作为采用这一技术的结果，即使当所使用的EQ元件的数目很少时，也能通过重视每一元件的校正效率来有效地进行校正以使这些特性与目标特性相匹配。

另外，能通过重复诸如至少以指定增益差分量最大的区域为目的的差分面积计算、应在所选择的EQ元件中设置的增益值的计算、当设置了每一Q候选值时的频率特性的计算以及各频率特性与目标特性之间的差分的总面积的计算等比较简易的计算来实现根据本实施例的校正处理。因此，需要比较短的处理时间。即，据此，即使在使用PEQ作为用于校正频率特性的效应器时，也只需比较短的时间来得到目标特性，并能缩短用户必须等待的时间，从而使得能实现一种有用的系统。

下面将参照图7中的流程图对用于实现上述根据本实施例的声场校正处理的处理操作给予说明。

图7中所示的处理操作是由图1中所示的CPU 9根据存储在ROM 10中的程序来执行的。

在图7中，假设在来自CPU 9的指令的基础上，已由DSP 4测定了频率特性且在测定结果的基础上所得到的关于对象特性的信息已被提供给CPU 9。

在图7中，最初，在步骤S101中，设置所要调节的频率的范围。即，如以上参照图5A和5B所述，在此情形中，设置预先确定的所要调节的频率的范围X。

在后续步骤S102中，选择一个EQ元件。即，在此情形中，从EQ元件-A至EQ元件-F这6个元件当中选择第一EQ元件(例如EQ元件-A)。

在步骤S103中，在所设置的范围内，执行用于计算由凹/凸部划分的每一区域的对象特性与目标特性之间的差分面积的处理。即，在预先确定的所要调节的频率的范围X中，对于基于DSP 4的测定结果的对象特性，在此情形中，相对于由0dB的线指示的目标特性，对由增益(振幅)不足的部分与增益(振幅)超过的部分所划分的每一区域计算与目标特性的增益差的面积。

在步骤S104中，在步骤S103的计算结果的基础上指定具有最大面积的区域。

在步骤S105中，选择指定区域内与目标特性的增益差分值最大的频率点(fsp-Gmax)。

然后，在步骤S106中，将所选择的EQ元件的中心频率确定为该频率点(fsp-Gmax)的频率。

在步骤S107中，在与该频率点(fsp-Gmax)的目标特性的差分值的基础上确定中心频率处的增益。即，将该频率点(fsp-Gmax)处的对象特性的增益值与目标特性的增益值之间的差分值的反转值确定为该EQ元件的中心频率处的增益值。

在步骤S108中，选择第一预定候选值作为Q值。即，从预置的候选Q值中选择预定候选值作为第一候选值。

在后续步骤S109中，计算诸频率特性。即，对于在步骤S102中选择的EQ元件，分别设置在步骤S106和S107中所确定的中心频率和增益值。另外，作为Q值，计算当设置了在上一步骤S108(或下述步骤S113)中所选择的候选值时所得到的频率特性(将EQ特性作用于对象特性的特性)。

在后续步骤S110中，计算所算出的特性与目标特性之间的差分的总面积。

另外，在后续步骤S111中，所算出的总面积和所选择的Q值被以相互对应的方式存储在例如RAM 11中。

在步骤S112中，对是否已测试了所有Q值执行确定处理。即，对于已预先设置的所有Q值，当它们被设定时，执行确定处理以检查是否算出了频率特性以及是否算出了上述总面积。

当在步骤S112中通过确定尚未测试所有的Q值而确定得到否定结果时，处理进入步骤S113，在该步骤中选择下一Q候选值。然后，处理返回至先前的步骤S109，以计算频率特性。即，步骤S112→S113构成用于测试所有Q值的例程。

另一方面，当在步骤S112中通过确定所有Q值已被测试而确定得到肯定结果时，处理进入步骤S114，其中该值被确定为选择总面积最小的候选值的EQ元件的Q值。

在后续步骤S115中，执行确定处理以检查是否已确定所有元件的Q值。

当通过确定尚未确定所有EQ元件的Q值而得到否定结果时，处理进入步骤S116，其中选择下一EQ值。即，从已确定了中心频率、增益值和Q值的EQ元件以外选择一个EQ元件。

然后，在步骤S117中，对由凹/凸部划分的每一区域计算设置了所确定的各值(中心频率、增益和Q)时的频率特性(算出的特性)与目标特性之间的差分面积。

在此情形中，作为先前步骤S109的处理的结果，已算出反映所确定的各值时的频率特性。因此，如果该信息被保持，则优选地，应与步骤S103类似地对由凹/凸部划分的每一区域计算所算出的频率特性与目标特性之间的差分面积。

当步骤S110中的计算处理被类似地配置成计算凹/凸部的每一区域的差分面积并且通过为每一区域累加面积值来确定总面积值时，在步骤S117中，无需再一次确定每一凹/凸部的面积，并且能在已经以此方式计算出的每一区域的面积信息的基础上得到每一区域的面积值。

当执行上述步骤S117的处理时，如图7中所示，处理返回至先前的步骤S104，在此执行用于指定具有最大面积的区域的处理。即，结果，直至对所有EQ元件确定各值为止，重复执行用于选择EQ元件、用于确定所选择的EQ元件的中心频率和增益值、以及用于在测试了每一Q候选值之后确定该Q值的处理。

然后，当在先前的步骤S115中通过确定所有EQ元件的Q值已被确定而确定取得肯定结果时，处理进入步骤S118，在此执行用于设置所确定的各EQ元件的值的处理。即，如上所述，向DSP 4提供用于指示所确定的每一EQ元件的各值的系数。在DSP 4中，所提供的每一系数被设置成每一EQ元件的乘法器(见图3)的系数。

例如，在本实施例中，已将CPU 9为了校正处理的目的执行用于确定要在每一EQ元件中设置的参数的处理的情形作为一个例子进行了说明。或者，此处理还可以由DSP 4单独执行。在此情形中，DSP 4可以执行图7中所示的处理操作。

另外，在例如参照图7所述的实施例中，确定在步骤S117中算出的特性与目标特性之间的差分面积是否小于预定值。当确定该差分面积小于预定值时，即使尚未对所有EQ元件完成参数确定处理也可以执行步骤S118的参数设置处理。

另外，在本实施例中，已将为了完成一轮已与对所有EQ元件确定了各值的事实相应地完成了用于确定用于校正处理的各值的处理的情形作为一个例子进行了说明。或者，这样的为了完成一轮而对所有EQ元件确定各值的处理可以被设置成一组处理以使得这一组处理被执行预先设置的预定次数。

或者，每次执行一组上述确定处理，就通过将设置所确定的值时的特性与目标特性相比较来进行评估，从而与这些特性已被改善预定量或以上的事实相应地完成确定处理。即，例如，每次执行一组确定处理，就计算对每一元件设置所确定的值时的特性与目标特性之间的差分的总面积。与该总面积的值变得小于或等于预定值这一事实相应地，在每一元件中设置该点处所确定的值。

另外，在本实施例中，为了便于说明，已将频率特性的采样点与能由每一EQ元件选择的中心频率相匹配的情形作为一个例子进行了说明。另外，当它们不匹配(即，难以从这些频率点当中选择中心频率)时，优选地，应将所选择的EQ元件的中心频率确定为例如最接近在可选择的中心频率当中增益差分值最大的频率点的中心频率。

另外，在本实施例中，已将通过缩小所要调节的频率的范围来执行校正处理的情形作为一个例子进行了说明。也可以不缩小所要调节的频率的范围来进行调节。

在本实施例中，每一均衡器元件的功能是又软件处理实现的。或者，也可以由硬件来实现每一均衡器元件。

另外，在本实施例中，将在整个频带上平坦的特性设置为目标特性。另外，可以设置任意的目标特性。例如，可以使用通过测定频率特性所得到的特性(例如，基于扬声器的理想音响特性的特性)作为目标特性，并且可以使用与操作输入相应地设置的特性作为目标特性。

另外，在本实施例中，已对其中使用中心频率、增益值和Q值能变更的PEQ作为各均衡器元件的情形作为一个例子进行了说明。或者，也可以使用其中例如中心频率是固定的而且只能变更中心频率处的增益值和Q值的元件。

当如在上述实施例中所述中心频率能变更时，需要用于基于在与目标特性的增益差分量(差分面积)最大的区域内与目标特性的增益差最大的频率点来确定中心频率的处理。然而，在此情形中，不需要这种用于确定中心频率的处理。即，作为在此情形中的处理，优选地，应执行下列处理。选择中心频率在增益差最大的频率点附近的EQ元件。然后，基于在增益差最大的频率点处所测定的特性与目标特性之间的增益差来类似地确定要在EQ元件的固定中心频率处设置的增益值。然后，将该值确定为在中心频率的增益值的设置下在当设置每一Q候选值时所得到的频率特性的基础上选择得到最接近目标特性的特性的候选值的EQ元件的Q值。

然后，对第二和后续EQ元件重复执行以下处理。

·计算当在其中各值已确定的EQ元件中设置所确定的各值时的频率特性，并且在指定了算出的特性与目标特性之间的增益差分量最大的区域之后，选择该区域内与目标特性的增益差最大处的频率点。

·从其中各值尚未确定的EQ元件当中选择中心频率与所选择的增益差最大的频率点相对应的EQ元件(在此情形中，当已选择的频率点已被确定为另一元件的中心频率时，例如选择其中将区域内增益差第二大的频率点的频率设置为中心频率的另一元件)。

·将在所选择的EQ元件的中心频率处设置的增益值确定为基于所选择的频率点处的增益差的值。

·然后，对于Q值，在其中各值已确定的增益设置装置中设置所确定的每一值、将所确定的增益值设置为所选择的EQ元件的中心频率处的增益值、以及计算将所确定的每一候选值设置为Q值时所得到的频率特性的结果的基础上确定得到其特性最接近目标特性的候选值。

同样，作为对应于其中中心频率是固定的情形的处理的结果，基本上，在校正处理中，调节参数以使得在从与目标特性的差分大的部分开始起对每一EQ元件依次测试各候选Q值的同时这些特性逼近目标特性。即，结果，同样在此情形中，可以与在Q的设定值的基础上在诸元件间频率特性相互影响的情形相应地适当进行校正以使这些特性逼近目标特性。

另外，在此情形中，校正处理也可通过重复诸如面积的计算等比较简易的计算来实现，并且可通过减少所需的处理时间来实现有用的系统。

另外，虽然在本实施例中省略了说明，但当要确定第二和后续EQ元件的中心频率和增益值时，可以添加“当中心频率和增益变成与已确定为另一EQ元件的中心频率的中心频率相同的中心频率以及与所确定的中心频率的增益值相反的增益(符号不同而绝对值相等)时，避开该中心频率和增益值”这样的条件。这种条件的添加允许防止例如在多个EQ元件间重复增益的相互作用的情况。

本领域的技术人员应理解，取决于设计要求和其它因素可以产生各种修改、组合、子组合和变形，但它们仍落在所附权利要求或其等效技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种与信号处理装置一起使用的信号处理系统，所述信号处理装置包括：至少一个均衡装置，每一所述均衡装置能设置中心频率、所述中心频率处的增益值以及Q值并允许所设置的频率-振幅特性被作用于输入信号；以及计算机处理器，所述信号处理系统包括：

中心频率确定处理装置，用于对由所述均衡装置的特性的增益比所述均衡装置的目标特性小的频率部分和所述均衡装置的特性的增益比所述均衡装置的目标特性大的频率部分所划分的每一区域计算与目标特性的差，用于指定其中所述差最大的区域，以及用于基于在所指定的区域中与所述目标特性的增益差最大处的频率来确定所述至少一个均衡装置当中的一个均衡装置的中心频率；

增益值确定处理装置，用于确定其中基于与所述中心频率处的目标特性的增益差来确定所述中心频率的均衡装置的中心频率处的增益值；以及

Q值确定处理装置，用于设置所确定的中心频率和所确定的增益值，用于基于计算当设置每一个被预先确定为Q值的候选值时所得到的每一所述频率-振幅特性的结果来计算得到离所述目标特性最近的特性处的候选值，以及用于将所述候选值确定为所述均衡装置的Q值。

2.如权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述信号处理装置设置了多个均衡装置，以及所述信号处理系统对每一所述均衡装置执行所述中心频率确定处理、所述增益值确定处理以及所述Q值确定处理。

3.如权利要求2所述的信号处理系统，其特征在于，所述信号处理系统还与对所有均衡装置确定各值的事实相应地执行对每一均衡装置设置一确定的值的设置处理。

4.如权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述信号处理装置设置了多个均衡装置，以及

所述信号处理系统对所述多个均衡装置依次执行所述中心频率确定处理、所述增益值确定处理、以及所述Q值确定处理，并且当其中已确定了所述中心频率、增益值和Q值的均衡装置的频率-振幅特性与所述目标特性之间的增益差变得小于预定值时不执行每一所述确定处理。

5.如权利要求4所述的信号处理系统，其特征在于，所述信号处理系统还与对其中已确定了所述中心频率、增益值和Q值的均衡装置确定了各值的事实相应地执行对所述均衡装置设置一确定的值的设置处理。

6.如权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述信号处理系统在与预定频率点处的所述目标特性的增益差的基础上计算所述差。

7.如权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述信号处理系统在与预定频率点处的目标特性的增益差的基础上计算面积作为所述差。

8.一种与信号处理装置一起使用的信号处理方法，所述信号处理装置包括：至少一个均衡装置，每一所述均衡装置能设置中心频率、所述中心频率处的增益值以及Q值并允许所设置的频率-振幅特性被作用于输入信号；以及计算机处理器，所述信号处理方法包括以下步骤：

中心频率确定处理，对由所述均衡装置的特性的增益比所述均衡装置的目标特性小的频率部分和所述均衡装置的特性的增益比所述均衡装置的目标特性大的频率部分所划分的每一区域计算与目标特性的差，指定其中所述差最大的区域，以及基于在所指定的区域中与所述目标特性的增益差最大的频率来确定所述至少一个均衡装置当中的一个均衡装置的中心频率；

增益值确定处理，确定其中基于与所述中心频率处的目标特性的增益差来确定所述中心频率的均衡装置的中心频率处的增益值；以及

Q值确定处理，设置所确定的中心频率和所确定的增益值，基于计算当设置每一个被预先确定为Q值的候选值时所得到的每一所述频率-振幅特性的结果来计算得到离所述目标特性最近的特性处的候选值，以及将所述候选值确定为所述均衡装置的Q值。

9.如权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，还包括对在所述信号处理装置中设置的至少一个均衡装置中的每一个执行所述中心频率确定处理、所述增益值确定处理以及所述Q值确定处理的步骤。

10.如权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，还包括对所述至少一个均衡装置依次执行所述中心频率确定处理、所述增益值确定处理以及所述Q值确定处理，并且当其中已确定了所述中心频率、增益值和Q值的均衡装置的频率-振幅特性与所述目标特性之间的增益差变得小于预定值时不执行每一所述确定处理的步骤。

11.一种声场校正系统，包括如权利要求1所述的信号处理系统。

12.一种与信号处理装置一起使用的信号处理系统，所述信号处理装置包括：多个均衡装置，每一所述均衡装置能设置固定中心频率处的增益值以及Q值并允许所设置的频率-振幅特性被作用于输入信号；以及计算机处理器，所述信号处理系统包括：

频率点选择处理装置，用于对由所述均衡装置的特性的增益比所述均衡装置的目标特性小的频率部分和所述均衡装置的特性的增益比所述均衡装置的目标特性大的频率部分所划分的每一区域计算与目标特性的差，用于指定其中所述差最大的区域，以及用于选择在所指定的区域中与所述目标特性的增益差最大的频率点；

均衡装置选择处理装置，用于从所述多个均衡装置当中选择在对应于所述频率点选择处理中所选择的频率点的中心频率处的均衡装置；

增益值确定处理装置，用于基于与所述中心频率处的目标特性的增益差确定在所述均衡装置选择处理中所选择的均衡装置的中心频率处的增益值；以及

Q值确定处理装置，用于设置所确定的中心频率和所确定的增益值，用于基于计算当设置每一个被预先确定为Q值的候选值时所得到的每一频率-振幅特性的结果来计算得到离所述目标特性最近的特性处的候选值，以及用于将所述候选值确定为所述均衡装置的Q值。

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