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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet der digitalen
Audiosignalverarbeitung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf ein Verfahren zum Steuern eines digitalen Graphik-Equalizers.
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VERWANDTE PATENTANMELDUNG
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Diese
Anmeldung ist mit der
europäischen Patentanmeldung
Nr. 99203190.6 mit dem Titel Digital Tone Control with
Linear Step Coefficients, veröffentlicht
am 05.04.2000 unter der Nummer
EP 0 991 184 A2 , verwandt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
Graphik-Equalizer ist ein Teil der Audioausrüstung, das verwendet wird,
um das spektrale Verhalten des Systems im Audiosignalband abzuflachen
oder andere erwünschte
Wirkungen zu erzeugen. Aktuelle Audiosysteme mit mittlerer bis hoher Leistung
enthalten einen analogen Graphik-Equalizer. Obwohl analoge Systeme
einen hervorragenden Klang erzeugen, gibt es eine stetige Wanderung
zu digitalen Systemen. Digitale Systeme sind billiger herzustellen,
leicht und flexibel zu modifizieren, programmierbar und portabel.
Ferner ist es zunehmend wahrscheinlicher, dass die Quelle des Audiosignals digital
statt analog ist.
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Ein
Graphik-Equalizer besteht aus einer Menge von Entzerrungsfiltern
mit festen Mittenfrequenzen und Bandbreiten. Normalerweise sind
diese Filter so konstruiert, dass sie das ganze Audioband aufspannen.
Der Anwender ist mit der Fähigkeit
versehen, den Verstärkungsfaktor
dieser Filter einzustellen, um die Entzerrungseigenschaften des
Audiosystems und folglich des ausgegebenen Klangs zu ändern.
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Wenn
ein Anwender den Verstärkungsfaktor der
verschiedenen Entzerrungsfilter in einem digitalen Graphik-Equalizer ändert, werden
oft infolge der diskreten, diskontinuierlichen Art der digitalen
Einstellung unerwünschte
Artefakte erzeugt, die durch das menschliche Ohr erkennbar sind.
Diese hörbaren
Artefakte können
wie Knalle, Knacken, Reisverschlussgeräusche und Rauschgeräusche klingen. Typische
Techniken, um diese Artefakte zu minimieren, sind im Allge meinen
zu teuer, unbrauchbar und/oder ineffektiv. Es ist z. B. überlegt
worden, dass durch das Ändern
der Entzerrungsfilterkoeffizienten in viel kleineren Inkrementen,
wie z. B. 0,01-dB-Schritten, die Artefakte eliminiert werden würden. Die
0,01-dB-Schritte erfordern jedoch eine unannehmbar große Zahl
von Einstellungen, wie z. B. 3.600 Einstellungen für einen
+/–18-dB-Audiosteuerbereich.
Die große
Anzahl der Einstellungen erfordert zusätzliche implementierungszeit,
eine Zunahme der Programmierungskomplexität und zusätzliche Kosten der vergrößerten Speichergröße.
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JP 05 175773 offenbart
ein digitales Graphik-Equalizer-System mit mehreren Entzerrungsbändern, wobei
jedes eine andere Mittenfrequenz besitzt. Jedes Entzerrungsband
besitzt ein digitales Filter, das einen Verstärkungsfaktor besitzt, der in Schritten
eingestellt werden kann.
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EP 0 932 253 beschreibt
ein Verfahren zum Ändern
der Lautstärke-
oder Verstärkungsfaktor-Einstellung
einer Audioanwendung. Die Lautstärke-
oder Verstärkungsfaktor-Einstellung
wird unter Verwendung einer vorgegebenen Sägezahnfunktion geändert, wobei
die Sägezahnfunktion
ein lineares Verstärkungsfaktor-Wobbeln
implementiert.
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EP 0 326 672 offenbart ein
Verfahren zum Ändern
einer Übertragungsfunktion
eines digitalen Filters, das es erlaubt, eine Verzerrung während das Umschaltens
zu vermeiden. Die Filterübertragungsfunktion
ist durch eine Menge von Filterkoeffizienten definiert, wobei die
Koeffizienten nach und nach in einer derartigen Weise umgeschaltet
werden, dass sich ein vorgegebener Systemparameter von einem anfänglichen
zu einem gewünschten
endgültigen Wert
in gleichen Schritten auf einer linearen Skala ändert. Für die Zwischenwerte der Systemparameter werden
Mengen von Zwischenkoeffizienten bestimmt. Das Verfahren kann in
einem Entzerrungsfilter angewendet werden, um seinen Verstärkungsfaktor
zu ändern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demzufolge
gibt es einen Bedarf an einem Verfahren zum Steuern eines digitalen
Graphik-Equalizers, das die Artefakte im Wesentlichen eliminiert,
wenn die Entzerrungsfilterkoeffizienten geändert werden.
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Die
Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern eines digitalen Graphik-Equalizers, das die Schritte
des Empfangens einer vom Anwender ausgewählten Verstärkungsfaktor-Einstellung für ein Entzerrungsfilter
und des Änderns
von Filterkoeffizienten des Filters, um den Verstärkungsfaktor
des Filters für
einen Verstärkungsfaktor
von mehr als 0 dB in Richtung zu der vom Anwender ausgewählten Verstärkungsfaktor-Einstellung
auf einer linearen Skala in gleichmäßigen Schritten zu ändern; und
des Änderns
von Filterkoeffizienten des Filters, um den Verstärkungsfaktor
des Filters für
einen Verstärkungsfaktor
von weniger als 0 dB zu der vom Anwender ausgewählten Verstärkungsfaktor-Einstellung auf
einer logarithmischen dB-Skala in gleichmäßigen Schritten zu ändern, umfasst.
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Die
technischen Vorteile der vorliegenden Erfindung umfassen die Schaffung
einer Steuerung eines digitalen Graphik-Equalizers, die einen im
Wesentlichen artefaktfreien Klang liefert, wenn der Verstärkungsfaktor
des Graphik-Equalizers eingestellt wird. Die Klangqualität ist deshalb
sehr verbessert und weitaus schöner.
Ferner erreicht die vorliegende Erfindung die beträchtliche
Beseitigung der hörbaren Artefakte
in einer effizienten Weise, ohne eine große Speicherkapazität oder betriebsmittelintensive
Berechnungen zu erfordern. Deshalb sind Kosteneinsparungen und eine
kleine physikalische Größe zusätzliche
Vorteile von Graphik-Equalizern, die die Lehren der vorliegenden
Erfindung verwenden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Für ein besseres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung kann auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen
werden, worin:
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1 ein
Blockschaltplan eines Audiosystems ist, das einen digitalen Graphik-Equalizer
und eine Steuereinheit für
einen digitalen Graphik-Equalizer besitzt, die gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert sind;
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2 eine
graphische Darstellung einer beispielhaften Familie von Kurven mit
repräsentativen dB-Inkrementen
für einen
10-Band-Graphik-Equalizer ist;
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3A eine
graphische Darstellung einer artefaktfreien Familie von Entzerrungsfiltern
für ein einziges
Band ist, die gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
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3B eine
graphische Darstellung des Filter-Verstärkungsfaktors in dB gegen den
dB-Abstand ist, die die Linearität
im dB-Raum und die Linearität im
Verstärkungsfaktor-Raum
gegenüberstellt;
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4 eine
graphische Darstellung einer artefaktfreien vollständigen Familie
von Entzerrungsfiltern für
ein einziges Band ist, die gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
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5 ein
Ablaufplan einer Ausführungsform eines
Verfahren zum Steuern eines Graphik-Equalizers ist, der einen Verstärkungsfaktorplan
gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung verwendet;
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6 ein
Ablaufplan einer Ausführungsform eines
Verfahren zum Steuern eines Graphik-Equalizers ist, der relativ
lineare Schritte gemäß den Lehren der
vorliegenden Erfindung verwendet;
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7 ein
Blockschaltplan eines digitalen Filters ist, das verwendet werden
kann, um die Entzerrungsfilter zu konstruieren;
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8A–8F graphische
Darstellungen von Entzerrungsfilterkoeffizienten des in 7 gezeigten
digitalen Filters gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind;
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9 ein
Ablaufplan eines beispielhaften Prozesses zum Erhalten der Filterkoeffizienten
gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung ist;
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10A ein Blockschaltplan eines Filters ist, das
verwendet werden kann, um die Entzerrungsfilter zu konstruieren;
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10B ein Blockschaltplan eines Allpassfilters zweiter
Ordnung ist, das verwendet werden kann, um das Filter nach 10A zu konstruieren; und
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11A–11C graphische Darstellungen von Entzerrungsfilterkoeffizienten
des in 10B gezeigten Allpassfilters
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 ist
ein Blockschaltplan eines Audiosystems 10, das einen digitalen
Graphik-Equalizer und eine Steuereinheit für einen digitalen Graphik-Equalizer besitzt,
die gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert sind. Das Audiosystem 10 enthält eine
Tonquelle 12, die digital oder analog sein kann. Eine analoge
Tonquelle würde
die Verwendung eines (nicht gezeigten) Analog-Digital-Umsetzers
erfordern, um das analoge Audiosignal in ein digitales Audiosignal
umzusetzen. Das digitale Audiosignal wird einem digitalen Graphik-Equalizer 14 bereitgestellt,
der verwendet werden würde,
um den spektralen Frequenzgang des Systems abzuflachen oder andere
erwünschte
Wirkungen unter der Steuerung einer Steuereinheit oder eines Steuersystems 16 zu
schaffen. Die Steuereinheit 16 kann die Entzerrungsfiltergleichungen
berechnen und kann einen (nicht gezeigten) Speicher zum Speichern
der Entzerrungsfiltereinstellungen und -koeffizienten enthalten.
Die Ausgabe aus dem digitalen Graphik-Equalizer 14 wird
einem Audioverstärker 20 bereitgestellt,
der die Gesamtsignalstärke einstellt.
Es ist selbstverständlich,
dass ein Digital-Analog-Umsetzer erforderlich ist, um das digitale Signal
vom digitalen Graphik-Equalizer 14 in ein analoges Signal
umzusetzen, obwohl er nicht gezeigt ist. Ein Lautsprecher 22 empfängt das
resultierende analoge Audiosignal vom Audioverstärker 20.
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2 ist
eine graphische Darstellung einer beispielhaften Familie von Entzerrungsfiltern
mit repräsentativen
Verstärkungsfaktor-Inkrementen
für einen
10-Band-Graphik-Equalizer.
Um der Klarheit willen sind die Kurven nur in 6-dB-Verstärkungsfaktor-Inkrementen
graphisch dargestellt. Das typische Inkrement beträgt etwa
0,5 dB. Die Mittenfrequenzen jedes Bandes oder Kanals sind in diesem
Beispiel bei den Frequenzen der C-Tasten des Klaviers (32,7, 65,4,
130,8, 261,6, 523,3, 1046,5, 2093,0 und 4186,0 Hertz) mit 2 zusätzlichen
Oktaven darüber
(8372,0, 16744,0 Hertz) gewählt,
um das ganze Autoband abzudecken. Die Anzahl der Bänder ist
für die
Eignung für
eine spezielle Anwendung gewählt.
In einer alternativen Ausführungsform
können
die Mittenfrequenzen 60, 250, 1.000, 4.000 und 12.000 Hertz betragen. In
einem digitalen Graphik-Equalizer können die Mittenfrequenzen leicht
modifiziert werden. Der Mittenfrequenz-/Bandbreiten-Wert oder Q kann
auf 2, 1,5 oder 1 gesetzt werden. Die Familie der in 2 gezeigten
Kurven besitzt einen Verstärkungs-
und Abschnittbereich von +/–18
dB, er kann aber kleiner oder größer als
dieses Beispiel sein. Abermals ist der Bereich in einem digitalen
Graphik-Equalizer leicht programmierbar.
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Es
ist wichtig, anzugeben, dass ein digitaler Graphik-Equalizer viele
verschiedene Konfigurationen besitzen kann. Die Anzahl der Bänder oder
Kanäle,
die Qs, die Abtastrate, der Einstellbarkeitsbereich und die Granularität, die Mittenfrequenzen
und andere Parameter können
so gewählt
werden, dass sie den Notwendigkeiten einer speziellen Systemkonstruktion
entsprechen.
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3A ist
eine graphische Darstellung einer artefaktfreien Familie von Entzerrungsfiltern
für ein einziges
beispielhaftes Band, die gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Anstatt die Entzerrungsfilterkoeffizienten
zu ändern,
so dass sich die Filterverstärkungsfaktoren
in gleichmäßigen Schritten
in einer graphischen dB-Darstellung ändern, werden die Koeffizienten
so geändert,
dass sich die Filterverstärkungsfaktoren
in gleichmäßigen Schritten
in einer linearen graphischen Darstellung gemäß der vorliegenden Erfindung ändern. In
dieser Weise wird, wenn sich das Entzerrungsfilter in einer Einstellung
mit hohem Verstärkungsfaktor
befindet, der Verstärkungsfaktor
in sehr kleinen und allmählichen
Inkrementen geändert, um
das Erzeugen hörbarer
Artefakte zu vermeiden. Wie der Verstärkungsfaktor abnimmt, wird
es möglich,
den Verstärkungsfaktor
in größeren Schritten
zu ändern
und trotzdem immer noch artefaktfrei zu bleiben. Mit anderen Worten,
indem die Koeffizienten im Gegensatz zur logarithmischen Änderung
wie bei der herkömmlichen
dB-Skala so geändert
werden, dass sich der Verstärkungsfaktor
linear ändert,
würden
die Artefakte eliminiert. Es können
z. B. 128 Filter verwendet werden, die im linearen Raum (der Verstärkungsfaktoren)
zwischen +/–18
dB gleich beabstandet sind. In diesem Beispiel beträgt der lineare
Abstand zwischen den Filtern etwa 0,0611. 3A zeigt
eine logarithmische graphische Darstellung, die den exponentiellen
Abstand zwischen den Verstärkungsfaktor-Einstellungen
der Familie der Entzerrungsfilter zeigt. 3B ist
eine graphische Darstellung des Filterverstärkungsfaktors in dB gegen den dB-Abstand,
die die Linearität
im dB-Raum und die Linearität
im Verstärkungsfaktor-Raum
gegenüberstellt.
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Im
Betrieb initialisiert die Steuereinheit 16 des Graphik-Equalizers
jede Familie der Filter auf einen Satz von Koeffizienten, der einem
der Filter in der Familie entspricht, typischerweise die 0-dB-Koeffizienten
oder die vorhergehende Einstellung für das Filter vor dem Ausschalten
des Systems. Wenn der Anwender den Verstärkungsfaktor in den Filtern ändert, inkrementiert
oder dekrementiert die Steuereinheit 16 des Graphik-Equalizers
automatisch durch alle Filter zwischen der momentanen Einstellung
und der durch den Anwender ausgewählten endgültigen Einstellung. Um die
Koeffizientenänderungen
in der Tat allmählich auszuführen, kann
eine vorgegebene Anzahl minimaler Abtastwerte mit jedem Satz von
Koeffizienten gefiltert werden. Es ist gezeigt worden, dass die
Filterung von etwa 64 Abtastwerten für jeden Satz von Koeffizienten
bei einer Abtastrate von 44,1 kHz zufriedenstellend ist.
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4 ist
eine graphische Darstellung einer artefaktfreien vollen Familie
von Entzerrungsfiltern für
ein einziges Band, die gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Es kann in 3A gesehen
werden, dass der Verstärkungsfaktor-Abstand
für die
Filter unter 0 dB (der Abschnittbereich) beträchtlich größer als 0,5 dB sein und dennoch
artefaktfrei bleiben kann. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass dieser
Filterabstand eine einstellbare Auflösung schafft, die für typische
Anwendungen von Graphik-Equalizern zu niedrig ist. Die meisten Anwender
wünschen
eine einstellbare Auflösung,
die kleiner als 1 dB ist. Deshalb können zusätzliche Filter zum Abschnittbereich
unter 0 dB hinzugefügt
werden, wie in 4 gezeigt ist. Tatsächlich ist der
Abstand im in 4 gezeigten Abschnittbereich im
dB-Raum mit 0,5-d6-Inkrementen linear. Demzufolge ist die in 3A gezeigte
Familie von Filtern die minimale Menge von Filtern, die durch das Ändern der
Koeffizienten abgeleitet wird, um einen völlig gleichen Abstand im Verstärkungsfaktor-Raum
zu erreichen, wobei zusätzliche
Filter zum Abschnittbereich unter 0 dB hinzugefügt werden, um die Granularität der Verstärkungsfaktor-Einstellung
zu vergrößern, wie
in 4 gezeigt ist. Eine Art des Hinzufügens der Filter
zum Abschnittbereich besteht darin, Filterverstärkungsfaktoren bereitzustellen,
die sich in einer graphischen dB-Darstellung in gleichmäßigen 0,5-dB-Schritten ändern. Deshalb
stellt 4 einen bevorzugten Verstärkungsfaktorplan für die Familie von
Filtern im Graphik-Equalizer 14 bereit. Für jedes Band
im Graphik-Equalizer wird ein ähnlicher
Verstärkungsfaktorplan
verwendet, obwohl er nicht spezifisch gezeigt ist.
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In 5 ist
ein Ablaufplan einer Ausführungsform
eines Verfahrens 40 zum Steuern eines Graphik-Equalizers
gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Im Block 42 werden
die Filterkoeffizienten auf eine vorgegebene Einstellung oder eine
vorher festgelegte Einstellung initialisiert. Im Block 44 wird
die Auswahl oder Eingabe des Verstärkungsfaktors vom Anwender
durch die Steuereinheit 16 des Graphik-Equalizers empfangen.
Im Block 46 inkrementiert oder dekrementiert dann die Steuereinheit 14 des
Graphik-Equalizers den Filterverstärkungsfaktor durch das Einstellen
der Filterkoeffizienten entsprechend dem Verstärkungsfaktorplan, wie z. B.
jenem, der in 4 gezeigt ist. Die Filterkoeffizienten
werden geändert,
bis die Verstärkungsfaktor-Einstellung
im Verstärkungsfaktorplan
erreicht ist, die sich am nächsten
beim vom Anwender ausgewählten Verstärkungsfaktor
befindet, wie im Block 48 bestimmt wird. Der Prozess endet
im Block 50.
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In
einer alternativen Ausführungsform
wird statt der Verwendung eines festen Verstärkungsfaktorplans, wie er z.
B. in 4 gezeigt ist, ein relatives Verstärkungsfaktor-Inkrement
verwendet, um den vom Anwender ausgewählten Verstärkungsfaktor zu erreichen.
In 6 ist ein Verfahren 60 zum Steuern eines
Graphik-Equalizers unter Verwendung dieser Technik gezeigt. Im Block 62 werden
die Filterkoeffizienten auf eine vorgegebene Einstellung oder eine vorher
festgelegte Einstellung initialisiert. Im Block 64 wird
die Auswahl oder Eingabe des Verstärkungsfaktors vom Anwender
durch die Steuereinheit 16 des Graphik-Equalizers empfangen. Es wird ein Delta-Verstärkungsfaktor
(Δgain)
berechnet, indem eine Differenz zwischen dem vom Anwender ausgewählten Verstärkungsfaktor
und dem momentanen Verstärkungsfaktor
bestimmt wird. Wenn der Delta-Verstärkungsfaktor größer als
eine oder gleich einer vorgegebenen Verstärkungsfaktor-Auflösung in
einem (linearen) Verstärkungsfaktor-Raum
ist, wie z. B. 0,055, dann werden die Filterkoeffizienten so eingestellt,
dass der Verstärkungsfaktor
um den vorgegebenen Verstärkungsfaktor-Auflösungswert
inkrementiert oder dekrementiert wird, wie in den Blöcken 66 und 68 gezeigt
ist. Dieser Prozess wird wiederholt, bis der durch den Anwender
ausgewählte
Verstärkungsfaktor
erreicht ist, wie im Block 72 bestimmt wird. Andernfalls
werden die Filterkoeffizienten so eingestellt, dass der Verstärkungsfaktor
um den Delta-Verstärkungsfaktor
inkrementiert oder dekrementiert wird, um den vom Anwender ausgewählten Verstärkungsfaktor
genau zu erreichen, wie im Block 70 gezeigt ist. Der Prozess
endet im Block 74. Der Vorteil dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der vom Anwender
ausgewählte
Verstärkungsfaktor
immer erreichbar ist, selbst wenn er nicht Teil des vorgegebenen
Verstärkungsfaktorplans
ist.
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7 ist
ein Blockschaltplan eines typischen IIR-Filters zweiter Ordnung,
das verwendet werden kann, um die Entzerrungsfilter zu konstruieren.
Die Filterkoef fizienten sind a
0, a
1, a
2, b
0,
b
1 und b
2, während z
–n eine
Verzögerung
von n Abtastwerten ist. Die Übertragungsfunktion
des Filters ist:
wobei Y(z) das Audioausgangssignal
im Frequenzbereich ist, während
X(z) das Audioeingangssignal im Frequenzbereich ist.
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Bei
herkömmlichen
Implementierungen digitaler Graphik-Equalizer sind die Koeffizienten
für die ganze
Familie der Filter und für
alle Bänder
gespeichert, so dass, wenn der Anwender den Verstärkungsfaktor
für ein
gegebenes Filter ändert,
die Koeffizienten schnell abgerufen und für die Aktualisierung der Filter
verwendet werden können.
Das Speichern all dieser Koeffizienten ist jedoch für viele
Anwendungen teuer und speicherintensiv.
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Es
wird auf die 8A–8F Bezug
genommen, die graphische Darstellungen der Entzerrungsfilterkoeffizienten
des in 7 gezeigten digitalen Filters gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind. Die Koeffizienten sind gegen den
Filterindex graphisch dargestellt, wobei das Filter 1 bei 18 dB
liegt, während
das Filter 147 bei –18
dB liegt. Es kann gesehen werden, dass der Koeffizient a0 immer 1 ist, die Koeffizienten b1 und a1 völlig gleich sind,
und es erscheint, dass die anderen Koeffizienten durch eine einfache
Approximation einer Zweisegmentlinearisierung leicht zu erhalten
sind. Alternativ kann eine stückweise
Linearisierung verwendet werden.
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9 ist
ein Ablaufplan eines beispielhaften Prozesses 100 zum Erhalten
der Filterkoeffizienten gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung. Der Prozess empfängt die Indexzahl des Filters,
für das die
Koeffizienten erforderlich sind, wie im Block 102 gezeigt
ist. Der Koeffizient a0 wird auf eine Konstante 1
gesetzt, wie im Block 104 gezeigt ist. Die völlig gleichen
Koeffizienten b1 und a1 können im
Block 108 zusammen mit den Koeffizienten b0,
b2 und a2 durch
die Approximation einer Zweisegmentlinearisierung berechnet werden.
Weil a1 = b1 gilt,
ist nur eine Berechnung notwendig. Die Approximation der Linearisierung
kann ausgeführt
werden, indem ein gespeicherter Satz von Koeffizienten, z. B. die
Koeffizienten für 0
dB, und die Gleichungen, die die graphischen Darstellun gen der Koeffizienten
approximieren, gelesen werden. Der Prozess endet im Block 110.
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Wenn
die Filterkoeffizienten in dieser Weise erhalten werden, ist die
Rechenbelastung sehr niedrig und ist eine geringe Speicherverwendung
erforderlich. Deshalb sind die Filterkoeffizienten leicht verfügbar, wenn
sie benötigt
werden.
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10A ist ein Blockschaltplan eines Filters
120,
das auf einem Allpassfilter zweiter Ordnung basiert, das verwendet
werden kann, um die Entzerrungsfilter zu konstruieren. Die Übertragungsfunktion dieses
Filters kann als:
geschrieben werden, wobei
A(z) die Übertragungsfunktion
eines Allpassfilters
130 zweiter Ordnung ist, das in
10B gezeigt ist. Das Filter
120 besitzt
nur drei Koeffizienten α, β und h, wobei
h = (k – 1)/2
gilt. Die
11A–
11C sind
graphische Darstellungen der Filterkoeffizienten des in
10B gezeigten Allpassfilters gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Es wird angegeben, dass α für jede Mittenfrequenz
fest ist und dass β und
h beide leicht durch stückweise
Linearisierung berechnet und durch Zweisegmentlinearisierung oder
andere Mittel approximiert werden können. Deshalb ist der Prozess
zum Erhalten der Filterkoeffizienten zu jenem ähnlich, der in
9 gezeigt
ist.
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Die
vorliegende Erfindung lehrt ein neues Verfahren zum Steuern eines
digitalen Graphik-Equalizers, das artefaktfreien Klang liefert, wenn
die Verstärkungsfaktor-Einstellungen
durch den Anwender geändert
werden. Außerdem
schafft die Erfindung ein effizientes Verfahren zum Erhalten der
Filterkoeffizienten, die für
jene Anwendungen mit Einschränkungen
an die Speicherverwendung, die Rechenbetriebsmittel des Prozessors
und die physikalische Größe der Komponenten
und durch andere Kostenüberlegungen
am besten geeignet sind.
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Obwohl
mehrere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile ausführlich beschrieben
worden sind, sollte es selbstverständlich sein, dass Veränderungen, Änderungen,
Ersetzungen, Transformationen, Modifikationen, Variationen und Umänderungen
daran vorgenommen werden können,
ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.