JP2008109279A - Audio signal processor and audio signal processing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an audio signal processor capable of reducing the circuit scale of a FIR (Finite Impulse Response) filter for digital-filtering audio signals different in sampling frequency. <P>SOLUTION: A sampling rate converter 1 down-converts an audio signal Xs based on a rate β, and supplies it to FIR filters 2a and 2b to make the FIR filters 2a and 2b perform digital filtering. The FIR filter 2a and 2b are formed of FIR filters whose number of taps are determined according to the duration of an impulse reply to be generated in the case of performing the digital filtering of the audio signal whose sampling is performed by a sampling frequency which is equal to a reference frequency fbase within the range of a predetermined frequency band under operating frequencies fa and fb which are equal to the reference frequency fbase. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、サンプリング周波数の異なるオーディオ信号をディジタルフィルタによって処理するオーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理方法に関する。   The present invention relates to an audio signal processing apparatus and an audio signal processing method for processing audio signals having different sampling frequencies with a digital filter.

離散化されたオーディオ信号を扱うディジタルオーディオ機器では、ＦＩＲ(Finite Impulse Response) フィルタを備えたオーディオFinite Impulse Response Filter信号処理装置によって、周波数帯域分割や音質調整（イコライジング）等のディジタル信号処理を行う構成となっている。   In a digital audio device that handles a discrete audio signal, an audio Finite Impulse Response Filter signal processing device including an FIR (Finite Impulse Response) filter performs digital signal processing such as frequency band division and sound quality adjustment (equalizing). It has become.

図１（ａ）は、従来のオーディオ信号処理装置の構成例を示している。
このオーディオ信号処理装置には、４系統のＦＩＲディジタルフィルタ（以下、「ＦＩＲフィルタ」と称する）Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４とＤＡ変換器と音量調整用の増幅器とが形成されたディジタルシグナルプロセッサ(ＤＳＰ：Digital Signal Processor)が設けられている。各系統において、ＣＤプレーヤ等の信号源から供給される所定サンプリング周波数ｆsでサンプリングされたオーディオ信号Ｘに対し、低域スピーカＳLと低中域スピーカＳLMと中高域スピーカＳMHと高域スピーカＳHとの各周波数帯域に合わせて、図１（ｂ）の特性図に示す周波数帯域分割や音質調整等の処理を行う構成となっている。 FIG. 1A shows a configuration example of a conventional audio signal processing apparatus.
This audio signal processing apparatus includes a digital signal processor (FIR digital filter (hereinafter referred to as “FIR filter”) F1, F2, F3, F4, a DA converter, and a volume adjusting amplifier formed therein. A DSP (Digital Signal Processor) is provided. In each system, an audio signal X sampled at a predetermined sampling frequency fs supplied from a signal source such as a CD player is connected to a low-frequency speaker SL, a low-middle frequency speaker SLM, a middle-high frequency speaker SMH, and a high-frequency speaker SH. In accordance with each frequency band, processing such as frequency band division and sound quality adjustment shown in the characteristic diagram of FIG.

ここで、各々のＦＩＲフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、次式（１ａ）の伝達関数Ｈ(z)で表され、サンプリング周期Ｔ（つまり、１／ｆs）毎の時刻ｎにおいて入力系列であるオーディオ信号Ｘ(n)が供給されると、その時刻ｎのオーディオ信号Ｘ(n)及び過去に供給されたオーディオ信号Ｘ(n-1)，Ｘ(n-2)，…，Ｘ(n-N)と、インパルス応答の継続時間に基づいて定められたタップ数（Ｎ＋１）のフィルタ係数（タップ係数）ｈ0，ｈ1，ｈ2，…，ｈNとを積和演算することで、次式（１ｂ）の非再帰型の差分方程式で表される出力系列Ｙ(n)を生成して出力する。 Here, each of the FIR filters F1, F2, F3, and F4 is represented by a transfer function H (z) of the following equation (1a), and is an input sequence at a time n every sampling period T (that is, 1 / fs). When a certain audio signal X (n) is supplied, the audio signal X (n) at that time n and audio signals X (n−1), X (n−2),..., X (nN) supplied in the past. ) And the filter coefficient (tap coefficient) h 0 , h 1 , h 2 ,..., H N of the tap number (N + 1) determined based on the duration of the impulse response, An output sequence Y (n) represented by the non-recursive difference equation (1b) is generated and output.

つまり、各ＦＩＲフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４におけるフィルタ係数ｈ0，ｈ1，ｈ2，…，ｈNが夫々特定の係数に設定されることで、ＦＩＲフィルタＦ１が低域通過フィルタ、ＦＩＲフィルタＦ２が低中域通過フィルタ、ＦＩＲフィルタＦ３が中高域通過フィルタ、ＦＩＲフィルタＦ４が高域通過フィルタとなっている。 That is, the filter coefficients h 0 , h 1 , h 2 ,..., H N in the FIR filters F1, F2, F3, F4 are set to specific coefficients, respectively, so that the FIR filter F1 is a low-pass filter, FIR The filter F2 is a low mid-pass filter, the FIR filter F3 is a medium-high pass filter, and the FIR filter F4 is a high-pass filter.

Figure 2008109279
Figure 2008109279

ところで、上記従来のオーディオ信号処理装置は、ＣＤプレーヤ等の信号源から供給される例えば４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされたオーディオ信号Ｘだけを信号処理する構成となっている。   By the way, the conventional audio signal processing apparatus is configured to process only the audio signal X sampled at a sampling frequency fs of, for example, 44.1 kHz supplied from a signal source such as a CD player.

しかし、ＣＤ（Compact Disc）のみならずＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の多様なメディアが開発され、また、マルチメディア化等の進展に伴って、４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数だけでなく、３２ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚ等のサンプリング周波数でサンプリングされたオーディオ信号を処理することが可能なコンパチビリティを有するオーディオ信号処理装置が必要とされている。   However, various media such as MD (Mini Disc) and DVD (Digital Versatile Disc) as well as CD (Compact Disc) have been developed, and with the development of multimedia, only a sampling frequency of 44.1 kHz has been developed. In addition, there is a need for an audio signal processing apparatus having compatibility capable of processing an audio signal sampled at a sampling frequency such as 32 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, or 192 kHz.

ところが、サンプリング周波数ｆsが高くなると、一般に、各ＦＩＲフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ３のタップ数を増やしてタップ長を長くしなければならず、上記式（１ａ）（１ｂ）から明らかな通り、積和演算するための乗算器と遅延素子の数が増加し、また信号処理を行う際に必要となるバッファメモリの記憶容量が増大することから、回路規模が大きくなってしまい、更に、ディジタルシグナルプロセッサ(ＤＳＰ）の処理量が増大し、処理の負担が大きくなる等の問題を生じる。   However, when the sampling frequency fs is increased, in general, the number of taps of each FIR filter F1, F2, F3, F3 must be increased to increase the tap length. As is apparent from the above formulas (1a) and (1b), The number of multipliers and delay elements for multiply-add operations increases, and the storage capacity of the buffer memory required for signal processing increases, resulting in an increase in circuit scale and digital signal. The processing amount of the processor (DSP) increases, causing problems such as an increased processing load.

例えば、上述した最も高いサンプリング周波数である１９２ｋＨｚに合わせて、全てのＦＩＲフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を設計しておけば、１９２ｋＨｚより低いサンプリング周波数である３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ等のオーディオ信号を信号処理することが理論的に可能となるが、各ＦＩＲフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のタップ数が膨大となり、回路規模の増大、ディジタルシグナルプロセッサ(ＤＳＰ）の処理負担が大きくなる等の問題を生じる。また、タップ長が長くなると、インパルス応答の収束速度が劣化する問題を生じる。   For example, if all the FIR filters F1, F2, F3, and F4 are designed according to the above-mentioned highest sampling frequency 192 kHz, the sampling frequencies lower than 192 kHz are 32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88. Although it is theoretically possible to process audio signals of 2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, etc., the number of taps of each FIR filter F1, F2, F3, F4 is enormous, increasing the circuit scale, and the digital signal processor This causes problems such as an increased processing load on (DSP). Further, when the tap length is long, there is a problem that the convergence speed of the impulse response is deteriorated.

また、上述したように、最も高いサンプリング周波数である１９２ｋＨｚに合わせて、全てのＦＩＲフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を設計した場合、低域や低中域のオーディオ信号を処理するＦＩＲフィルタＦ１，Ｆ２では、無信号の期間（入力されるオーディオ信号がほぼ０レベルとなる期間）にエコー（誤差成分）が発生し、そのエコーが出力系列Ｙとなって出力されるため、低域スピーカＳLと低中域スピーカＳLMで再生される再生音の音質が劣化してしまう。   Further, as described above, when all the FIR filters F1, F2, F3, and F4 are designed in accordance with the highest sampling frequency of 192 kHz, the FIR filters F1 and F1 that process low-frequency and low-midrange audio signals. In F2, an echo (error component) is generated in a non-signal period (period in which the input audio signal is almost 0 level), and the echo is output as an output sequence Y. The sound quality of the reproduced sound reproduced by the low-mid range speaker SLM is deteriorated.

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、サンプリング周波数の異なるオーディオ信号に対して、ＦＩＲフィルタによって周波数帯域分割や音質調整等の処理を施すオーディオ信号処理装置において、ＦＩＲフィルタの回路規模の低減や処理量の低減等を実現することが可能なオーディオ信号処理装置とオーディオ信号処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a conventional problem. In an audio signal processing apparatus that performs processing such as frequency band division and sound quality adjustment by an FIR filter on audio signals having different sampling frequencies, the FIR is provided. An object of the present invention is to provide an audio signal processing device and an audio signal processing method capable of realizing a reduction in the circuit scale of a filter, a reduction in processing amount, and the like.

請求項１に記載の発明は、信号源から出力される、異なるサンプリング周波数でサンプリングされている複数のオーディオ信号をディジタルフィルタリングするＦＩＲフィルタを有するオーディオ信号処理装置であって、前記サンプリング周波数のうちの所定サンプリング周波数を基準周波数として、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数と前記基準周波数とを比較し、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数が前記基準周波数より高い周波数と判定すると、前記サンプリング周波数と前記基準周波数との比を再サンプリング比として演算する制御手段と、前記信号源から出力されるオーディオ信号を前記再サンプリング比に基づいてダウンコンバートして前記ＦＩＲフィルタに供給するサンプルレート変換手段とを具備し、前記ＦＩＲフィルタは、前記基準周波数と等しい動作周波数の下で、前記基準周波数と等しいサンプリング周波数でサンプリングされているオーディオ信号を所定の周波数帯域の範囲でディジタルフィルタリングする場合に生じるインパルス応答の継続時間に合わせてタップ数が決められたＦＩＲフィルタであること、を特徴とする。   The invention according to claim 1 is an audio signal processing apparatus having an FIR filter that digitally filters a plurality of audio signals output from a signal source and sampled at different sampling frequencies. The sampling frequency of the audio signal output from the signal source is compared with the reference frequency using a predetermined sampling frequency as a reference frequency, and the sampling frequency of the audio signal output from the signal source is determined to be higher than the reference frequency. Then, a control means for calculating a ratio of the sampling frequency and the reference frequency as a resampling ratio, and an audio signal output from the signal source is down-converted based on the resampling ratio and supplied to the FIR filter. S A pull rate conversion unit, wherein the FIR filter digitally filters an audio signal sampled at a sampling frequency equal to the reference frequency under an operating frequency equal to the reference frequency within a predetermined frequency band. The FIR filter is characterized in that the number of taps is determined in accordance with the duration of the impulse response generated in (1).

請求項５に記載の発明は、信号源から出力される、異なるサンプリング周波数でサンプリングされている複数のオーディオ信号をディジタルフィルタリングするオーディオ信号処理方法であって、前記サンプリング周波数のうちの所定サンプリング周波数を基準周波数として、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数と前記基準周波数とを比較し、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数が前記基準周波数より高い周波数と判定すると、前記サンプリング周波数と前記基準周波数との比を再サンプリング比として演算する制御工程と、前記信号源から出力されるオーディオ信号を前記再サンプリング比に基づいてダウンコンバートするサンプルレート変換工程と、前記サンプルレート変換工程でダウンコンバートされたダウンコンバート後のオーディオ信号をディジタルフィルタリングするＦＩＲフィルタ工程とを具備し、前記ＦＩＲフィルタ工程は、前記基準周波数と等しい動作周波数の下で、前記基準周波数と等しいサンプリング周波数でサンプリングされているオーディオ信号を所定の周波数帯域の範囲でディジタルフィルタリングする場合に生じるインパルス応答の継続時間に合わせてタップ数が決められたＦＩＲフィルタ工程であること、を特徴とする。   The invention according to claim 5 is an audio signal processing method for digitally filtering a plurality of audio signals output from a signal source and sampled at different sampling frequencies, wherein a predetermined sampling frequency is selected from the sampling frequencies. When the sampling frequency of the audio signal output from the signal source is compared with the reference frequency as a reference frequency, and the sampling frequency of the audio signal output from the signal source is determined to be higher than the reference frequency, the sampling is performed. A control step of calculating a ratio of a frequency and the reference frequency as a resampling ratio, a sample rate converting step of down-converting an audio signal output from the signal source based on the resampling ratio, and the sample rate converting step An FIR filter step for digitally filtering the down-converted down-converted audio signal, wherein the FIR filter step is sampled at a sampling frequency equal to the reference frequency under an operating frequency equal to the reference frequency. The present invention is characterized in that this is an FIR filter process in which the number of taps is determined in accordance with the duration of an impulse response generated when digitally filtering an audio signal within a predetermined frequency band.

本発明の好適な実施形態について、図２、図３を参照して説明する。図２は本実施形態のオーディオ信号処理装置の構成を表したブロック図、図３（ａ）〜（ｄ）はＦＩＲフィルタの基本構成を表したブロック図である。   A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the audio signal processing apparatus of this embodiment, and FIGS. 3A to 3D are block diagrams showing the basic configuration of the FIR filter.

なお、以下の説明では、便宜上、サンプリング周波数でサンプリングされているオーディオ信号を「サンプリング周波数のオーディオ信号」、サンプリング周波数でサンプリングされているオーディオ信号のそのサンプリング周波数を「オーディオ信号のサンプリング周波数」として説明することとする。   In the following description, for convenience, the audio signal sampled at the sampling frequency is referred to as “sampling frequency audio signal”, and the sampling frequency of the audio signal sampled at the sampling frequency is referred to as “audio signal sampling frequency”. I decided to.

図２において、本実施形態のオーディオ信号処理装置は、制御部２０とディジタルシグナルプロセッサ３０とを有し、ディジタルシグナルプロセッサ３０によって、サンプルレート変換器１と、４系統のＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとＤＡ変換器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及び音量調整用の増幅器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが形成されている。   In FIG. 2, the audio signal processing apparatus of the present embodiment includes a control unit 20 and a digital signal processor 30. By the digital signal processor 30, the sample rate converter 1 and the four systems of FIR filters 2a, 2b, 2c. , 2d, DA converters 3a, 3b, 3c, 3d and volume adjusting amplifiers 4a, 4b, 4c, 4d.

そして、ディジタルシグナルプロセッサ３０が、ＭＤやＣＤやＤＶＤ等のメディアを再生するＭＤプレーヤやＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤ、ディジタル放送を受信する受信機、インターネットを介してオーディオソースを受信するモデム等の信号源１０から供給されるオーディオ信号Ｘsに対して、低域スピーカＳLと低中域スピーカＳLMと中高域スピーカＳMHと高域スピーカＳHとの各周波数帯域に合わせて、周波数帯域分割や音質調整等の処理を行う。   The digital signal processor 30 is a signal source such as an MD player, a CD player, a DVD player, a receiver that receives a digital broadcast, a modem that receives an audio source via the Internet, and the like. For the audio signal Xs supplied from 10, processing such as frequency band division and sound quality adjustment according to each frequency band of the low-frequency speaker SL, the low-middle frequency speaker SLM, the mid-high frequency speaker SMH, and the high-frequency speaker SH. I do.

また、詳細については後述するが、本実施形態のオーディオ信号処理装置は、ＣＤやＤＶＤ等の規格で規定されている３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚの何れのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsに対しても、周波数帯域分割や音質調整等の処理を行うコンパチビリティを発揮する構成となっている。   Although details will be described later, the audio signal processing apparatus according to the present embodiment has 32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, and 192 kHz defined by standards such as CD and DVD. The audio signal Xs sampled at any sampling frequency fs is configured to exhibit compatibility to perform processing such as frequency band division and sound quality adjustment.

制御部２０は、信号源１０から出力される所定のコントロールデータを調べることで、信号源１０から出力されるオーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsを検出し、検出したサンプリング周波数ｆsに応じて、サンプルレート変換器１にダウンサンプリングさせる際の再サンプリング比βを設定する制御信号（符号省略）を生成し、更に、検出したサンプリング周波数ｆsに応じて、ＦＩＲフィルタ２ａ〜２ｄとＤＡ変換器３ａ〜２ｄと増幅器４ａ〜４ｄの動作周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdを設定するための各クロック信号（符号省略）を発生する。   The control unit 20 detects the sampling frequency fs of the audio signal Xs output from the signal source 10 by examining predetermined control data output from the signal source 10, and determines the sampling rate according to the detected sampling frequency fs. A control signal (symbol omitted) for setting the resampling ratio β when the converter 1 is down-sampled is generated, and further, according to the detected sampling frequency fs, the FIR filters 2a to 2d and the DA converters 3a to 2d Each clock signal (symbol omitted) for setting the operating frequencies fa, fb, fc, and fd of the amplifiers 4a to 4d is generated.

なお、再サンプリング比βとは、サンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsを、それより低いサンプリング周波数ｆvのオーディオ信号Ｘvにダウンサンプリングする場合に、サンプリング周波数ｆvとｆsとの比（ｆv／ｆs）として定義される。   The re-sampling ratio β is a ratio (fv / fs) between the sampling frequencies fv and fs when the audio signal Xs sampled at the sampling frequency fs is down-sampled to an audio signal Xv having a lower sampling frequency fv. fs).

ここで、制御部２０は、次の処理によって、再サンプリング比βを指定する制御信号と、動作周波数ｆaを設定するためのクロック信号と、動作周波数ｆbを設定するためのクロック信号と、動作周波数ｆcを設定するためのクロック信号と、動作周波数ｆdを設定するためのクロック信号を生成する。   Here, the control unit 20 performs the following processing to control the resampling ratio β, a clock signal for setting the operating frequency fa, a clock signal for setting the operating frequency fb, and the operating frequency. A clock signal for setting fc and a clock signal for setting the operating frequency fd are generated.

まず、制御部２０には、所定の基準周波数ｆbaseを示すデータが予め記憶されており、本実施形態では、基準周波数ｆbaseが、上述の規格で規定されている最も低いサンプリング周波数（３２ｋＨｚ）から最も高いサンプリング周波数（１９２ｋＨｚ）までの範囲のうち、４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsと等しい周波数に決められている。   First, data indicating a predetermined reference frequency fbase is stored in advance in the control unit 20, and in this embodiment, the reference frequency fbase is the highest from the lowest sampling frequency (32 kHz) defined in the above-mentioned standard. Of the range up to the high sampling frequency (192 kHz), the frequency is determined to be equal to the sampling frequency fs of 44.1 kHz.

そして、制御部２０が、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsを検出して基準周波数ｆbaseと比較し、サンプリング周波数ｆsと基準周波数ｆbaseとの大小関係に応じて再サンプリング比βを設定する制御信号と、動作周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdを設定するための各クロック信号を生成する。   The control unit 20 detects the sampling frequency fs of the audio signal Xs, compares it with the reference frequency fbase, and sets a resampling ratio β according to the magnitude relationship between the sampling frequency fs and the reference frequency fbase; Each clock signal for setting the operating frequencies fa, fb, fc, and fd is generated.

《ｆsとｆbaseが等しいとき》
サンプリング周波数ｆsと基準周波数ｆbaseを比較し、両者の周波数が等しいとき（４４．１ｋＨｚのとき）には、比（ｆbase／ｆs）を演算して再サンプリング比βを１にする。これにより、サンプルレート変換器１にダウンサンプリングをさせず、４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsをそのまま、オーディオ信号Ｘvとして出力させる。更に、ＦＩＲフィルタ２ａ〜２ｄに供給するクロック信号の周波数（動作周波数）ｆa，ｆb，ｆc，ｆdを、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsと等しい４４．１ｋＨｚに設定する。 << When fs is equal to fbase >>
The sampling frequency fs is compared with the reference frequency fbase, and when the two frequencies are equal (44.1 kHz), the ratio (fbase / fs) is calculated to set the resampling ratio β to 1. As a result, the audio signal Xs sampled at the sampling frequency fs of 44.1 kHz is output as it is as the audio signal Xv without downsampling the sample rate converter 1. Further, the frequencies (operating frequencies) fa, fb, fc and fd of the clock signals supplied to the FIR filters 2a to 2d are set to 44.1 kHz which is equal to the sampling frequency fs of the audio signal Xs.

したがって、制御部２０は、サンプリング周波数ｆsと基準周波数ｆbaseが等しいときには、次式（２ａ）（２ｂ）（２ｃ）で表される条件設定を行う。   Therefore, when the sampling frequency fs is equal to the reference frequency fbase, the control unit 20 performs condition setting represented by the following expressions (2a), (2b), and (2c).

Figure 2008109279
Figure 2008109279

《ｆsがｆbaseより低い周波数のとき》
サンプリング周波数ｆsが基準周波数ｆbaseより低い周波数のときには、再サンプリング比βを１にする。これにより、サンプルレート変換器１にダウンサンプリングをさせず、３２ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsをそのまま、オーディオ信号Ｘvとして出力させる。更に、ＦＩＲフィルタ２ａ〜２ｄに供給するクロック信号の周波数（動作周波数）ｆa，ｆb，ｆc，ｆdを、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsと等しい３２ｋＨｚに設定する。 << When fs is lower than fbase >>
When the sampling frequency fs is lower than the reference frequency fbase, the resampling ratio β is set to 1. As a result, the sample rate converter 1 is not downsampled, and the audio signal Xs sampled at the sampling frequency fs of 32 kHz is output as it is as the audio signal Xv. Further, the frequencies (operating frequencies) fa, fb, fc, and fd of the clock signals supplied to the FIR filters 2a to 2d are set to 32 kHz that is equal to the sampling frequency fs of the audio signal Xs.

したがって、制御部２０は、サンプリング周波数ｆsが基準周波数ｆbaseより低い周波数のときには、次式（３ａ）（３ｂ）（３ｃ）で表される条件設定を行う。   Therefore, when the sampling frequency fs is lower than the reference frequency fbase, the control unit 20 performs condition setting represented by the following expressions (3a), (3b), and (3c).

Figure 2008109279
Figure 2008109279

《ｆsがｆbaseより高い周波数のとき》
サンプリング周波数ｆsが基準周波数ｆbaseより高い周波数のときには、基準周波数ｆbaseとサンプリング周波数ｆsの比（ｆbase／ｆs）を演算し、再サンプリング比βとする。これにより、サンプルレート変換器１に再サンプリング比βでダウンサンプリングを行わせ、サンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsを、それより低いサンプリング周波数ｆvにサンプルレート変換させたオーディオ信号Ｘvを生成して出力させる。ここで、基準周波数ｆbaseは４４．１ｋＨｚに決められているため、再サンプリング比βは、４４．１ｋＨｚ／ｆsとなる。そして、サンプルレート変換器１がこの再サンプリング比βに基づいてオーディオ信号Ｘsをダウンサンプリングすると、基準周波数ｆbaseと等しいサンプリング周波数ｆvのオーディオ信号Ｘvを生成して出力することとなる。 <When fs is higher than fbase>
When the sampling frequency fs is higher than the reference frequency fbase, a ratio (fbase / fs) between the reference frequency fbase and the sampling frequency fs is calculated to obtain a resampling ratio β. This causes the sample rate converter 1 to perform downsampling at the resampling ratio β, and generates an audio signal Xv obtained by converting the audio signal Xs sampled at the sampling frequency fs to a sampling rate fv lower than that. And output. Here, since the reference frequency fbase is determined to be 44.1 kHz, the resampling ratio β is 44.1 kHz / fs. When the sample rate converter 1 downsamples the audio signal Xs based on the resampling ratio β, an audio signal Xv having a sampling frequency fv equal to the reference frequency fbase is generated and output.

更に、ＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂに供給するクロック信号の周波数（動作周波数）ｆa，ｆbを、基準周波数ｆbaseと等しい４４．１ｋＨｚに設定し、ＦＩＲフィルタ２ｃ，２ｄに供給するクロック信号の周波数（動作周波数）ｆc，ｆdを、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsと等しい周波数に設定する。   Further, the frequencies (operating frequencies) fa and fb of the clock signals supplied to the FIR filters 2a and 2b are set to 44.1 kHz equal to the reference frequency fbase, and the frequencies (operating frequencies) of the clock signals supplied to the FIR filters 2c and 2d are set. ) Fc and fd are set to a frequency equal to the sampling frequency fs of the audio signal Xs.

したがって、制御部２０は、サンプリング周波数ｆsが基準周波数ｆbaseより高い周波数のとき、すなわちサンプリング周波数ｆsが、４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚの何れかのときには、次式（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）で表される条件設定を行う。   Therefore, when the sampling frequency fs is higher than the reference frequency fbase, that is, when the sampling frequency fs is 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, or 192 kHz, the control unit 20 (4b) Set the conditions represented by (4c).

Figure 2008109279
Figure 2008109279

次に、サンプルレート変換器１は、ダウンサンプラで形成されており、制御部２０で条件設定された再サンプリング比βでオーディオ信号Ｘsをダウンサンプリングし、次式（５）で表されるサンプリング周波数ｆvにサンプルレート変換させたオーディオ信号Ｘvを生成して出力する。   Next, the sample rate converter 1 is formed by a down sampler, down-samples the audio signal Xs at the re-sampling ratio β set by the control unit 20, and the sampling frequency expressed by the following equation (5) An audio signal Xv whose sample rate is converted to fv is generated and output.

Figure 2008109279
Figure 2008109279

これにより、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsが上述の基準周波数ｆbaseより低い周波数のとき（３２ｋＨｚのとき）、または、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsが基準周波数ｆbaseと等しいとき（４４．１ｋＨｚのとき）には、上記式（２ａ）（３ａ）（５）の関係に基づいて、オーディオ信号Ｘsをそのままオーディオ信号Ｘvとして出力し、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsが基準周波数ｆbaseより高い周波数のとき（４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚの何れかのとき）には、上記式（４ａ）（５）の関係に基づいて、サンプリング周波数ｆsのオーディオ信号Ｘsを基準周波数ｆbaseと等しいサンプリング周波数ｆv（つまり、４４．１ｋＨｚ）のオーディオ信号Ｘvにサンプルレート変換して出力する。   Thereby, when the sampling frequency fs of the audio signal Xs is lower than the above-mentioned reference frequency fbase (when 32 kHz), or when the sampling frequency fs of the audio signal Xs is equal to the reference frequency fbase (when 44.1 kHz). The audio signal Xs is output as it is as the audio signal Xv based on the relationship of the above formulas (2a), (3a) and (5), and when the sampling frequency fs of the audio signal Xs is higher than the reference frequency fbase (48 kHz , 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, or 192 kHz), based on the relationship of the above formulas (4a) and (5), the audio signal Xs having the sampling frequency fs is equal to the reference frequency fbase. The audio signal Xv of fv (that is, 44.1 kHz) is supported. Sample rate conversion and output.

次に、第１の系統に属するＦＩＲフィルタ２ａは、図３（ａ）に示すタップ数ＴpがＰ＋１に決められたＦＩＲフィルタで形成され、遅延時間τaで示されているＰ個の遅延素子から成るシフトレジスタと、各遅延素子の入力又は出力に対してタップ係数ａ0，ａ1，ａ2，…，ａP-1，ａPを乗算するＰ＋１個の乗算器と、全ての乗算器の出力を加算する加算器ＡＤaとを備えた基本構成を有している。 Next, the FIR filter 2a belonging to the first system is formed of an FIR filter in which the number of taps Tp shown in FIG. 3A is determined to be P + 1, and includes P delay elements indicated by the delay time τa. , A P + 1 multiplier that multiplies tap coefficients a 0 , a 1 , a 2 ,..., A P−1 , a P for the input or output of each delay element, and all the multipliers It has a basic configuration including an adder ADa for adding outputs.

ここで、タップ数Ｔpは、Ｐ個の各遅延素子の遅延時間τaを上述の基準周波数ｆbaseの逆数（すなわち、サンプリング周期１／ｆbase）に設定して、基準周波数ｆbaseと等しい４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号を低域スピーカＳLの周波数帯域の範囲でローパスフィルタリングした場合に生じるインパルス応答の継続時間に合わせて、設計されている。つまり、タップ長がインパルス応答の継続時間以上で同程度となるようにタップ数Ｔpを決めることで、ＦＩＲフィルタ２ａが不必要に大型とならないように設計されている。   Here, the number of taps Tp is set to 44.1 kHz which is equal to the reference frequency fbase by setting the delay time τa of each of the P delay elements to the reciprocal of the reference frequency fbase (that is, the sampling period 1 / fbase). The audio signal sampled at the frequency fs is designed in accordance with the duration of the impulse response generated when low-pass filtering is performed in the frequency band range of the low-frequency speaker SL. That is, the FIR filter 2a is designed not to become unnecessarily large by determining the number of taps Tp so that the tap length is equal to or longer than the impulse response duration.

そして、ＦＩＲフィルタ２ａは、次式（６ａ）に示すｚ変換表記の伝達関数Ｈa(z)を発揮し、サンプルレート変換器１から出力されるオーディオ信号Ｘvを入力し、サンプリング周期Ｔv（つまり、１／ｆv）毎の時刻ｍにおいて入力系列であるオーディオ信号Ｘv(m)が供給されると、その時刻ｍのオーディオ信号Ｘv(m)及び過去に供給されたオーディオ信号Ｘv(m-1)，Ｘv(m-2)，…，Ｘv(m-P)と、タップ数Ｔpのフィルタ係数（タップ係数）ａ0，ａ1，ａ2，…，ａPとを積和演算することで、次式（６ｂ）で表される出力系列Ｙa(m)を生成して出力する。そして、出力系列Ｙa(m)をＤＡ変換器３ａでディジタルアナログ変換させ、更に増幅器４ａで音量調整させて、高域スピーカＳL側へ出力させる。また、ＤＡ変換器３ａと増幅器４ａも、動作周波数ｆaのクロック信号に同期してディジタルアナログ変換の処理と増幅処理を行う構成となっている。 Then, the FIR filter 2a exhibits a transfer function Ha (z) expressed in z conversion expressed by the following equation (6a), receives the audio signal Xv output from the sample rate converter 1, and receives the sampling period Tv (that is, When the audio signal Xv (m), which is an input sequence, is supplied at time m every 1 / fv), the audio signal Xv (m) at that time m and the audio signal Xv (m−1) supplied in the past, xv (m-2), ... , and xv (mP), the filter coefficients of taps Tp (tap coefficients) a 0, a 1, a 2, ..., by product-sum operation and a P, the following equation ( An output sequence Ya (m) represented by 6b) is generated and output. Then, the output sequence Ya (m) is converted from digital to analog by the DA converter 3a, and the volume is adjusted by the amplifier 4a to be output to the high frequency speaker SL side. The DA converter 3a and the amplifier 4a are also configured to perform digital / analog conversion processing and amplification processing in synchronization with the clock signal of the operating frequency fa.

Figure 2008109279
Figure 2008109279

更に、上記式（６ａ）（６ｂ）は、サンプルレート変換器１における再サンプリング比βが１に設定され、３２ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsがそのまま３２ｋＨｚのサンプリング周波数ｆvでサンプリングされているオーディオ信号Ｘvとして供給される場合（以下、「第１の場合」）と、サンプルレート変換器１における再サンプリング比βが１に設定され、４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsがそのまま４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆvでサンプリングされているオーディオ信号Ｘvとして供給される場合（以下、「第２の場合」）と、サンプルレート変換器１における再サンプリング比βが比（ｆbase／ｆs）に設定され、４４．１ｋＨｚより高い周波数のサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsが４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆvのオーディオ信号Ｘvにダウンコンバートされて供給される場合（以下、「第３の場合」）とを総括して示しているが、「第２の場合」と「第３の場合」では、同じフィルタ係数ａ0，ａ1，ａ2，…，ａPによって所定の周波数特性の得られるローパフィルタリングが行われ、「第１の場合」には、フィルタ係数ａ0，ａ1，ａ2，…，ａPが調整されて、「第２の場合」と「第３の場合」の上記所定の周波数特性と同じ周波数特性の得られるローパフィルタリングが行われるようになっている。なお、図示していないが、フィルタ係数ａ0，ａ1，ａ2，…，ａPを、データベースに記憶されているデータに基づいて調整する調整手段が制御部２０内に形成されている。 Further, in the above equations (6a) and (6b), the re-sampling ratio β in the sample rate converter 1 is set to 1, and the audio signal Xs sampled at the sampling frequency fs of 32 kHz is directly sampled at the sampling frequency fv of 32 kHz. When the audio signal Xv is supplied (hereinafter referred to as “first case”), the resampling ratio β in the sample rate converter 1 is set to 1 and sampled at a sampling frequency fs of 44.1 kHz. When the audio signal Xs is supplied as it is as the audio signal Xv sampled at the sampling frequency fv of 44.1 kHz (hereinafter, “second case”), the resampling ratio β in the sample rate converter 1 is the ratio Set to (fbase / fs), 44.1 kHz The case where the audio signal Xs sampled at the higher sampling frequency fs is supplied after being down-converted to the audio signal Xv having the sampling frequency fv of 44.1 kHz (hereinafter, “third case”) is summarized. shows Te, but in the "second case" and "third case", the same filter coefficients a 0, a 1, a 2 , ..., low pass filtering the resulting the predetermined frequency characteristic is performed by a P In the “first case”, the filter coefficients a 0 , a 1 , a 2 ,..., A P are adjusted, and the predetermined frequency characteristics of the “second case” and the “third case” are adjusted. Rover filtering with the same frequency characteristics is performed. Although not shown, adjustment means for adjusting the filter coefficients a 0 , a 1 , a 2 ,..., A P based on the data stored in the database is formed in the control unit 20.

次に、第２の系統に属するＦＩＲフィルタ２ｂは、図３（ｂ）に示すタップ数ＴqがＱ＋１に決められたＦＩＲフィルタで形成され、遅延時間τbで示されているＱ個の遅延素子から成るシフトレジスタと、各遅延素子の入力又は出力に対してタップ係数ｂ0，ｂ1，ｂ2，…，ｂQ-1，ｂQを乗算するＱ＋１個の乗算器と、全ての乗算器の出力を加算する加算器ＡＤbとを備えた基本構成を有している。 Next, the FIR filter 2b belonging to the second system is formed of an FIR filter in which the number of taps Tq shown in FIG. 3B is determined to be Q + 1, and includes Q delay elements indicated by the delay time τb. A shift register, Q + 1 multipliers for multiplying the input or output of each delay element by tap coefficients b 0 , b 1 , b 2 ,..., B Q−1 , b Q , and all the multipliers It has a basic configuration including an adder ADb for adding outputs.

ここで、タップ数Ｔqは、Ｑ個の各遅延素子の遅延時間τbを上述の基準周波数ｆbaseの逆数（すなわち、サンプリング周期１／ｆbase）に設定して、基準周波数ｆbaseと等しい４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号を低中域スピーカＳLMの周波数帯域の範囲でバンドパスフィルタリングした場合に生じるインパルス応答の継続時間に合わせて、設計されている。つまり、タップ長がインパルス応答の継続時間以上で同程度となるようにタップ数Ｔqを決めることで、ＦＩＲフィルタ２ｂが不必要に大型とならないように設計されている。   Here, the number of taps Tq is set to 44.1 kHz which is equal to the reference frequency fbase by setting the delay time τb of each of the Q delay elements to the reciprocal of the reference frequency fbase (that is, the sampling period 1 / fbase). The audio signal sampled at the frequency fs is designed in accordance with the duration of the impulse response generated when band-pass filtering is performed in the range of the frequency band of the low and mid range speaker SLM. That is, the FIR filter 2b is designed not to become unnecessarily large by determining the number of taps Tq so that the tap length is equal to or longer than the impulse response duration.

そして、ＦＩＲフィルタ２ｂは、次式（７ａ）に示すｚ変換表記の伝達関数Ｈb(z)を発揮し、サンプルレート変換器１から出力されるオーディオ信号Ｘvを入力し、サンプリング周期Ｔv（つまり、１／ｆv）毎の時刻ｍにおいて入力系列であるオーディオ信号Ｘv(m)が供給されると、その時刻ｍのオーディオ信号Ｘv(m)及び過去に供給されたオーディオ信号Ｘv(m-1)，Ｘv(m-2)，…，Ｘv(m-Q)と、タップ数Ｔqのフィルタ係数（タップ係数）ｂ0，ｂ1，ｂ2，…，ｂQとを積和演算することで、次式（７ｂ）で表される出力系列Ｙb(m)を生成して出力する。そして、出力系列Ｙb(m)をＤＡ変換器３ｂでディジタルアナログ変換させ、更に増幅器４ｂで音量調整させて、高域スピーカＳLM側へ出力させる。また、ＤＡ変換器３ｂと増幅器４ｂも、動作周波数ｆbのクロック信号に同期してディジタルアナログ変換の処理と増幅処理を行う構成となっている。 Then, the FIR filter 2b exhibits a transfer function Hb (z) in z conversion notation expressed by the following equation (7a), receives the audio signal Xv output from the sample rate converter 1, and inputs the sampling period Tv (that is, When the audio signal Xv (m), which is an input sequence, is supplied at time m every 1 / fv), the audio signal Xv (m) at that time m and the audio signal Xv (m−1) supplied in the past, xv (m-2), ... , and xv (mQ), the filter coefficients of the taps Tq (tap coefficients) b 0, b 1, b 2, ..., by product-sum operation and b Q, the following equation ( An output sequence Yb (m) represented by 7b) is generated and output. Then, the output series Yb (m) is converted from digital to analog by the DA converter 3b, and the volume is adjusted by the amplifier 4b to be output to the high frequency speaker SLM side. The DA converter 3b and the amplifier 4b are also configured to perform digital / analog conversion processing and amplification processing in synchronization with the clock signal of the operating frequency fb.

Figure 2008109279
Figure 2008109279

更に、上記式（７ａ）（７ｂ）は、サンプルレート変換器１における再サンプリング比βが１に設定され、３２ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsがそのまま３２ｋＨｚのサンプリング周波数ｆvでサンプリングされているオーディオ信号Ｘvとして供給される場合（以下、「第４の場合」）と、サンプルレート変換器１における再サンプリング比βが１に設定され、４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsがそのまま４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆvでサンプリングされているオーディオ信号Ｘvとして供給される場合（以下、「第５の場合」）と、サンプルレート変換器１における再サンプリング比βが比（ｆv／ｆs）に設定され、４４．１ｋＨｚより高い周波数のサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsが４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆvのオーディオ信号Ｘvにダウンコンバートされて供給される場合（以下、「第６の場合」）とを総括して示しているが、「第５の場合」と「第６の場合」では、同じフィルタ係数ｂ0，ｂ1，ｂ2，…，ｂQによって所定の周波数特性の得られるローパフィルタリングが行われ、「第４の場合」には、フィルタ係数ｂ0，ｂ1，ｂ2，…，ｂQが調整されて、「第５の場合」と「第６の場合」の上記所定の周波数特性と同じ周波数特性の得られるローパフィルタリングが行われるようになっている。なお、図示していないが、フィルタ係数ｂ0，ｂ1，ｂ2，…，ｂQを、データベースに記憶されているデータに基づいて調整する調整手段が制御部２０内に形成されている。 Further, in the above equations (7a) and (7b), the re-sampling ratio β in the sample rate converter 1 is set to 1, and the audio signal Xs sampled at the sampling frequency fs of 32 kHz is directly sampled at the sampling frequency fv of 32 kHz. When the audio signal Xv is supplied (hereinafter referred to as “fourth case”), the resampling ratio β in the sample rate converter 1 is set to 1 and sampled at the sampling frequency fs of 44.1 kHz. When the audio signal Xs is supplied as it is as the audio signal Xv sampled at the sampling frequency fv of 44.1 kHz (hereinafter referred to as “fifth case”), the resampling ratio β in the sample rate converter 1 is (Fv / fs), 44.1 kHz The case where the audio signal Xs sampled at a higher sampling frequency fs is supplied after being down-converted to the audio signal Xv having a sampling frequency fv of 44.1 kHz (hereinafter referred to as “sixth case”) is summarized. shows Te, but the "fifth case" and "the sixth", same filter coefficients b 0, b 1, b 2 , ..., low pass filtering the resulting the predetermined frequency characteristic is performed by the b Q In the “fourth case”, the filter coefficients b 0 , b 1 , b 2 ,..., B Q are adjusted, and the predetermined frequency characteristics in the “fifth case” and the “sixth case” are adjusted. Rover filtering with the same frequency characteristics is performed. Although not shown, adjustment means for adjusting the filter coefficients b 0 , b 1 , b 2 ,..., B Q based on the data stored in the database is formed in the control unit 20.

次に、第３の系統に属するＦＩＲフィルタ２ｃは、図３（ｃ）に示すタップ数ＴrがＲ＋１に決められたＦＩＲフィルタで形成され、遅延時間τcで示されているＲ個の遅延素子から成るシフトレジスタと、各遅延素子の入力又は出力に対してタップ係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，…，ｃR-1，ｃRを乗算するＲ＋１個の乗算器と、全ての乗算器の出力を加算する加算器ＡＤcとを備えた基本構成を有している。 Next, the FIR filter 2c belonging to the third system is formed of an FIR filter in which the number of taps Tr shown in FIG. 3C is determined as R + 1, and includes R delay elements indicated by the delay time τc. A shift register, R + 1 multipliers for multiplying the input or output of each delay element by tap coefficients c 0 , c 1 , c 2 ,..., C R−1 , c R , and all the multipliers It has a basic configuration including an adder ADc for adding outputs.

ここで、タップ数Ｔrは、Ｒ個の各遅延素子の遅延時間τcを上述の規格で規定されている最も高いサンプリング周波数（１９２ｋＨｚ）の逆数（すなわち、サンプリング周期１／１９２ｋＨｚ）に設定して、１９２ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号を中高域スピーカＳMHの周波数帯域の範囲でバンドパスフィルタリングした場合に生じるインパルス応答の継続時間に合わせて、設計されている。つまり、タップ長がインパルス応答の継続時間以上で同程度となるようにタップ数Ｔrを決めることで、ＦＩＲフィルタ２ｃが不必要に大型とならないように設計されている。   Here, the number of taps Tr is set by setting the delay time τc of each of the R delay elements to the reciprocal of the highest sampling frequency (192 kHz) defined in the above-mentioned standard (that is, sampling period 1/192 kHz), The audio signal sampled at a sampling frequency fs of 192 kHz is designed in accordance with the impulse response duration generated when band-pass filtering is performed in the range of the frequency band of the mid-high range speaker SMH. That is, the FIR filter 2c is designed so as not to become unnecessarily large by determining the number of taps Tr so that the tap length is equal to or longer than the impulse response duration.

そして、ＦＩＲフィルタ２ｃは、次式（８ａ）に示すｚ変換表記の伝達関数Ｈc(z)を発揮し、信号源１０から出力されるオーディオ信号Ｘsを入力し、サンプリング周期Ｔs（つまり、１／ｆs）毎の時刻ｎにおいて入力系列であるオーディオ信号Ｘs(n)が供給されると、その時刻ｎのオーディオ信号Ｘs(n)及び過去に供給されたオーディオ信号Ｘs(n-1)，Ｘs(n-2)，…，Ｘs(n-R)と、タップ数Ｔrのフィルタ係数（タップ係数）ｃ0，ｃ1，ｃ2，…，ｃRとを積和演算することで、次式（８ｂ）で表される出力系列Ｙc(n)を生成して出力する。そして、出力系列Ｙc(n)をＤＡ変換器３ｃでディジタルアナログ変換させ、更に増幅器４ｃで音量調整させて、高域スピーカＳMH側へ出力させる。また、ＤＡ変換器３ｃと増幅器４ｃも、動作周波数ｆcのクロック信号に同期してディジタルアナログ変換の処理と増幅処理を行う構成となっている。 The FIR filter 2c exhibits a transfer function Hc (z) expressed by the z-transform notation expressed by the following equation (8a), receives the audio signal Xs output from the signal source 10, and receives the sampling period Ts (that is, 1 / fs) When an audio signal Xs (n) as an input sequence is supplied at each time n, the audio signal Xs (n) at that time n and the audio signals Xs (n−1), Xs ( n-2), ..., Xs ( and nR), filter coefficients of the taps Tr (tap coefficients) c 0, c 1, c 2, ..., by product-sum operation and c R, the following equation (8b) An output sequence Yc (n) represented by is generated and output. The output series Yc (n) is converted from digital to analog by the DA converter 3c, and the volume is adjusted by the amplifier 4c to be output to the high frequency speaker SMH. The DA converter 3c and the amplifier 4c are also configured to perform digital-analog conversion processing and amplification processing in synchronization with the clock signal having the operating frequency fc.

Figure 2008109279
Figure 2008109279

更に、上記式（８ａ）（８ｂ）は、４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚの何れかのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsが供給される場合について総括して示しているが、何れのサンプリング周波数ｆsのオーディオ信号Ｘsに対して同じ周波数特性でバンドパスフィルタリングを行うように、４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚの各サンプリング周波数ｆs毎にフィルタ係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，…，ｃRが調整されようになっている。なお、図示していないが、フィルタ係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，…，ｃRを、データベースに記憶されているデータに基づいて調整する調整手段が制御部２０内に形成されている。 Further, the above equations (8a) and (8b) collectively show the case where the audio signal Xs sampled at any sampling frequency fs of 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, and 192 kHz is supplied. However, in order to perform band-pass filtering with the same frequency characteristic on the audio signal Xs of any sampling frequency fs, the filter coefficient is set for each sampling frequency fs of 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, and 192 kHz. c 0 , c 1 , c 2 ,..., c R are adjusted. Although not shown, adjustment means for adjusting the filter coefficients c 0 , c 1 , c 2 ,..., C R based on the data stored in the database is formed in the control unit 20.

次に、第４の系統に属するＦＩＲフィルタ２ｄは、図３（ｄ）に示すタップ数ＴuがＵ＋１に決められたＦＩＲフィルタで形成され、遅延時間τdで示されているＵ個の遅延素子から成るシフトレジスタと、各遅延素子の入力又は出力に対してタップ係数ｄ0，ｄ1，ｄ2，…，ｄU-1，ｄUを乗算するＵ＋１個の乗算器と、全ての乗算器の出力を加算する加算器ＡＤdとを備えた基本構成を有している。 Next, the FIR filter 2d belonging to the fourth system is formed of an FIR filter in which the number of taps Tu shown in FIG. 3D is determined to be U + 1, and includes U delay elements indicated by the delay time τd. A shift register, U + 1 multipliers for multiplying the input or output of each delay element by tap coefficients d 0 , d 1 , d 2 ,..., D U−1 , d U , and all the multipliers It has a basic configuration including an adder ADd for adding outputs.

ここで、タップ数Ｔuは、Ｕ個の各遅延素子の遅延時間τdを上述の規格で規定されている最も高いサンプリング周波数（１９２ｋＨｚ）の逆数（すなわち、サンプリング周期１／１９２ｋＨｚ）に設定して、１９２ｋＨｚのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号を高域スピーカＳHの周波数帯域の範囲でハイパスフィルタリングした場合に生じるインパルス応答の継続時間に合わせて、設計されている。つまり、タップ長がインパルス応答の継続時間以上で同程度となるようにタップ数Ｔuを決めることで、ＦＩＲフィルタ２ｄが不必要に大型とならないように設計されている。   Here, the number of taps Tu is set by setting the delay time τd of each of the U delay elements to the reciprocal of the highest sampling frequency (192 kHz) defined in the above-mentioned standard (that is, sampling period 1/192 kHz), The audio signal sampled at the sampling frequency fs of 192 kHz is designed in accordance with the duration of the impulse response generated when high-pass filtering is performed in the frequency band range of the high-frequency speaker SH. That is, the FIR filter 2d is designed so as not to become unnecessarily large by determining the number of taps Tu so that the tap length is equal to or longer than the impulse response duration.

そして、ＦＩＲフィルタ２ｄは、次式（９ａ）に示すｚ変換表記の伝達関数Ｈd(z)を発揮し、信号源１０から出力されるオーディオ信号Ｘsを入力し、サンプリング周期Ｔs（つまり、１／ｆs）毎の時刻ｎにおいて入力系列であるオーディオ信号Ｘs(n)が供給されると、その時刻ｎのオーディオ信号Ｘs(n)及び過去に供給されたオーディオ信号Ｘs(n-1)，Ｘs(n-2)，…，Ｘs(n-U)と、タップ数Ｔrのフィルタ係数（タップ係数）ｄ0，ｄ1，ｄ2，…，ｄUとを積和演算することで、次式（９ｂ）で表される出力系列Ｙd(n)を生成して出力する。そして、出力系列Ｙd(n)をＤＡ変換器３ｄでディジタルアナログ変換させ、更に増幅器４ｄで音量調整させて、高域スピーカＳH側へ出力させる。また、ＤＡ変換器３ｄと増幅器４ｄも、動作周波数ｆdのクロック信号に同期してディジタルアナログ変換の処理と増幅処理を行う構成となっている。 The FIR filter 2d exhibits a transfer function Hd (z) expressed by the z-transform notation shown in the following equation (9a), receives the audio signal Xs output from the signal source 10, and receives the sampling period Ts (that is, 1 / fs) When an audio signal Xs (n) as an input sequence is supplied at each time n, the audio signal Xs (n) at that time n and the audio signals Xs (n−1), Xs ( n-2), ..., Xs ( a nU), the filter coefficients of the taps Tr (tap coefficients) d 0, d 1, d 2, ..., by product-sum operation a d U, the following formula (9b) An output sequence Yd (n) represented by is generated and output. Then, the output series Yd (n) is converted from digital to analog by the DA converter 3d, the volume is adjusted by the amplifier 4d, and output to the high frequency speaker SH. The DA converter 3d and the amplifier 4d are also configured to perform digital / analog conversion processing and amplification processing in synchronization with the clock signal having the operating frequency fd.

Figure 2008109279
Figure 2008109279

更に、上記式（９ａ）（９ｂ）は、４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚの何れかのサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsが供給される場合について総括して示しているが、何れのサンプリング周波数ｆsのオーディオ信号Ｘsに対して同じ周波数特性でバンドパスフィルタリングを行うように、４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚの各サンプリング周波数ｆs毎にフィルタ係数ｄ0，ｄ1，ｄ2，…，ｄUが調整されようになっている。なお、図示していないが、フィルタ係数ｄ0，ｄ1，ｄ2，…，ｄUを、データベースに記憶されているデータに基づいて調整する調整手段が制御部２０内に形成されている。 Furthermore, the above formulas (9a) and (9b) collectively show the case where the audio signal Xs sampled at any sampling frequency fs of 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, and 192 kHz is supplied. However, in order to perform band-pass filtering with the same frequency characteristic on the audio signal Xs of any sampling frequency fs, the filter coefficient is set for each sampling frequency fs of 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, and 192 kHz. d 0 , d 1 , d 2 ,..., d U are adjusted. Although not shown, adjustment means for adjusting the filter coefficients d 0 , d 1 , d 2 ,..., D U based on the data stored in the database is formed in the control unit 20.

次に、本実施形態のオーディオ信号処理装置の動作について、図２を参照して説明する。   Next, the operation of the audio signal processing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.

信号源１０から、基準周波数ｆbaseと等しい４４．１ｋＨｚのオーディオ信号Ｘsが出力されると、制御部２０は信号源１０から出力される所定のコントロールデータを調べて、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsが４４．１ｋＨｚであると判定する。そして、再サンプリング比βを１に設定し、更に動作周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdを基準周波数ｆbaseと等しい（別言すれば、サンプリング周波数ｆsと等しい）４４．１ｋＨｚに設定する。   When the audio signal Xs of 44.1 kHz equal to the reference frequency fbase is output from the signal source 10, the control unit 20 examines predetermined control data output from the signal source 10, and the sampling frequency fs of the audio signal Xs is determined. It is determined that the frequency is 44.1 kHz. Then, the resampling ratio β is set to 1, and the operating frequencies fa, fb, fc, and fd are set to 44.1 kHz equal to the reference frequency fbase (in other words, equal to the sampling frequency fs).

これにより、サンプルレート変換器１が、サンプリング周波数ｆsのオーディオ信号Ｘsをダウンコンバートすることなく、サンプリング周波数ｆsと等しいサンプリング周波数ｆvのオーディオ信号Ｘvとして出力する。   Thereby, the sample rate converter 1 outputs the audio signal Xv having the sampling frequency fs equal to the sampling frequency fs without down-converting the audio signal Xs having the sampling frequency fs.

更に、ＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂが、基準周波数ｆbase及びサンプリング周波数ｆsと等しい動作周波数ｆa，ｆbで、オーディオ信号Ｘvをディジタルフィルタリングすることで出力系列Ｙa，Ｙbを生成し、ＤＡ変換器３ａ，３ｂと増幅器４ａ，４ｂを介して、スピーカＳL，ＳLMに供給し、ＦＩＲフィルタ２ｃ，２ｄも同様に、基準周波数ｆbase及びサンプリング周波数ｆsと等しい動作周波数ｆc，ｆdで、オーディオ信号Ｘsをディジタルフィルタリングすることで出力系列Ｙc，Ｙdを生成し、ＤＡ変換器３ｃ，３ｄと増幅器４ｃ，４ｄを介して、スピーカＳMH，ＳHに供給する。   Further, the FIR filters 2a and 2b generate output sequences Ya and Yb by digitally filtering the audio signal Xv at the operating frequencies fa and fb equal to the reference frequency fbase and the sampling frequency fs, and the DA converters 3a and 3b. The audio signals Xs are supplied to the speakers SL and SLM via the amplifiers 4a and 4b, and the FIR filters 2c and 2d similarly digitally filter the audio signal Xs with the operating frequencies fc and fd equal to the reference frequency fbase and the sampling frequency fs. Output series Yc and Yd are generated and supplied to speakers SMH and SH via DA converters 3c and 3d and amplifiers 4c and 4d.

次に、信号源１０から、基準周波数ｆbaseより低いサンプリング周波数ｆs（３２ｋＨｚ）のオーディオ信号Ｘsが出力された場合には、制御部２０は信号源１０から出力される所定のコントロールデータを調べて、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsが３２ｋＨｚであると判定する。そして、再サンプリング比βを１に設定し、更に動作周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdをサンプリング周波数ｆsと等しい３２ｋＨｚに設定する。   Next, when the audio signal Xs having a sampling frequency fs (32 kHz) lower than the reference frequency fbase is output from the signal source 10, the control unit 20 checks predetermined control data output from the signal source 10, It is determined that the sampling frequency fs of the audio signal Xs is 32 kHz. Then, the resampling ratio β is set to 1, and the operating frequencies fa, fb, fc, and fd are set to 32 kHz equal to the sampling frequency fs.

これにより、サンプルレート変換器１が、サンプリング周波数ｆsのオーディオ信号Ｘsをダウンコンバートすることなく、サンプリング周波数ｆsと等しいサンプリング周波数ｆvのオーディオ信号Ｘvとして出力する。   Thereby, the sample rate converter 1 outputs the audio signal Xv having the sampling frequency fs equal to the sampling frequency fs without down-converting the audio signal Xs having the sampling frequency fs.

更に、ＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂが、サンプリング周波数ｆsと等しい動作周波数ｆa，ｆbで、オーディオ信号Ｘvをディジタルフィルタリングすることで出力系列Ｙa，Ｙbを生成し、ＤＡ変換器３ａ，３ｂと増幅器４ａ，４ｂを介して、スピーカＳL，ＳLMに供給し、ＦＩＲフィルタ２ｃ，２ｄも同様に、サンプリング周波数ｆsと等しい動作周波数ｆc，ｆdで、オーディオ信号Ｘsをディジタルフィルタリングすることで出力系列Ｙc，Ｙdを生成し、ＤＡ変換器３ｃ，３ｄと増幅器４ｃ，４ｄを介して、スピーカＳMH，ＳHに供給する。   Further, the FIR filters 2a and 2b digitally filter the audio signal Xv with the operating frequencies fa and fb equal to the sampling frequency fs to generate the output series Ya and Yb, and the DA converters 3a and 3b and the amplifiers 4a and 4b. And the FIR filters 2c and 2d similarly generate the output sequences Yc and Yd by digitally filtering the audio signal Xs with the operating frequencies fc and fd equal to the sampling frequency fs. The signals are supplied to the speakers SMH and SH through the DA converters 3c and 3d and the amplifiers 4c and 4d.

次に、信号源１０から、基準周波数ｆbaseより高いサンプリング周波数ｆs（４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚの何れかのサンプリング周波数）のオーディオ信号Ｘsが出力された場合には、制御部２０は信号源１０から出力される所定のコントロールデータを調べて、オーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsを判定する。そして、再サンプリング比βを比（ｆbase／ｆs）に設定し、更に動作周波数ｆa，ｆbを基準周波数ｆbaseと等しい４４．１ｋＨｚに設定し、動作周波数ｆc，ｆdをサンプリング周波数ｆsと等しい周波数に設定する。   Next, when the audio signal Xs having a sampling frequency fs (a sampling frequency of 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, or 192 kHz) higher than the reference frequency fbase is output from the signal source 10, control is performed. The unit 20 examines predetermined control data output from the signal source 10 and determines the sampling frequency fs of the audio signal Xs. Then, the resampling ratio β is set to the ratio (fbase / fs), the operating frequencies fa and fb are set to 44.1 kHz which is equal to the reference frequency fbase, and the operating frequencies fc and fd are set to frequencies equal to the sampling frequency fs. To do.

これにより、サンプルレート変換器１が、サンプリング周波数ｆsのオーディオ信号Ｘsを再サンプリング比βでダウンコンバートし、基準周波数ｆbaseと等しい４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数ｆvにサンプルレート変換したオーディオ信号Ｘvを出力する。   As a result, the sample rate converter 1 down-converts the audio signal Xs having the sampling frequency fs with the resampling ratio β, and outputs the audio signal Xv having the sample rate converted to the sampling frequency fv of 44.1 kHz which is equal to the reference frequency fbase. .

更に、ＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂが、基準周波数ｆbase及びサンプリング周波数ｆvと等しい動作周波数ｆa，ｆbで、オーディオ信号Ｘvをディジタルフィルタリングすることで出力系列Ｙa，Ｙbを生成し、ＤＡ変換器３ａ，３ｂと増幅器４ａ，４ｂを介して、スピーカＳL，ＳLMに供給し、ＦＩＲフィルタ２ｃ，２ｄが、サンプリング周波数ｆsと等しい動作周波数ｆc，ｆdで、オーディオ信号Ｘsをディジタルフィルタリングすることで出力系列Ｙc，Ｙdを生成し、ＤＡ変換器３ｃ，３ｄと増幅器４ｃ，４ｄを介して、スピーカＳMH，ＳHに供給する。   Further, the FIR filters 2a and 2b generate output sequences Ya and Yb by digitally filtering the audio signal Xv at the operating frequencies fa and fb equal to the reference frequency fbase and the sampling frequency fv, and the DA converters 3a and 3b. The amplifiers 4a and 4b are supplied to the speakers SL and SLM, and the FIR filters 2c and 2d digitally filter the audio signal Xs with the operating frequencies fc and fd equal to the sampling frequency fs, thereby obtaining the output sequences Yc and Yd. And is supplied to the speakers SMH and SH via the DA converters 3c and 3d and the amplifiers 4c and 4d.

以上に説明したように、本実施形態のオーディオ信号処理装置によれば、次に述べる効果が得られる。   As described above, according to the audio signal processing device of this embodiment, the following effects can be obtained.

まず、複数のサンプリング周波数ｆsのうちの特定のサンプリング周波数（４４．１ｋＨｚ）を基準周波数ｆbaseと決め、低域と低中域のディジタルフィルタリングを行うＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂが、基準周波数ｆbaseと等しい動作周波数ｆa，ｆbで動作する所定のタップ数Ｔp，ＴqのＦＩＲフィルタで予め形成されている。そして、信号源１０から出力されるオーディオ信号Ｘsのサンプリング周波数ｆsが基準周波数ｆbaseより高い周波数のときには、制御部２０の制御下でサンプルレート変換器１がオーディオ信号Ｘsをダウンサンプリングして、基準周波数ｆbaseと等しいサンプリング周波数ｆvのオーディオ信号Ｘvを生成し、そのサンプリング周波数ｆvのオーディオ信号Ｘvを、ＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂが基準周波数ｆbaseと等しい動作周波数ｆa，ｆbでディジタルフィルタリングする。   First, the specific sampling frequency (44.1 kHz) of the plurality of sampling frequencies fs is determined as the reference frequency fbase, and the FIR filters 2a and 2b for performing digital filtering in the low frequency range and the low mid frequency range are equal to the reference frequency fbase. It is formed in advance by FIR filters having a predetermined number of taps Tp and Tq that operate at frequencies fa and fb. When the sampling frequency fs of the audio signal Xs output from the signal source 10 is higher than the reference frequency fbase, the sample rate converter 1 downsamples the audio signal Xs under the control of the control unit 20, and the reference frequency An audio signal Xv having a sampling frequency fv equal to fbase is generated, and the audio signal Xv having the sampling frequency fv is digitally filtered by the FIR filters 2a and 2b with operating frequencies fa and fb equal to the reference frequency fbase.

このため、複数のサンプリング周波数ｆsのうちの最も高いサンプリング周波数（１９２ｋＨｚ）でサンプリングされているオーディオ信号Ｘsを処理すべくタップ長の長い（タップ数の多い）ＦＩＲフィルタでＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂを予め形成しておく必要が無く、オーディオ信号処理装置の回路規模の低減や処理量の低減等を実現することが可能となっている。   For this reason, in order to process the audio signal Xs sampled at the highest sampling frequency (192 kHz) among the plurality of sampling frequencies fs, the FIR filters 2a and 2b are preliminarily set with FIR filters having a long tap length (a large number of taps). There is no need to form it, and it is possible to reduce the circuit scale of the audio signal processing apparatus and the amount of processing.

また、低域と低中域のディジタルフィルタリングを行うＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂが、基準周波数ｆbase（４４．１ｋＨｚ）と等しい動作周波数ｆa，ｆbで動作する所定のタップ数Ｔp，ＴqのＦＩＲフィルタで予め形成されていることから、基準周波数ｆbaseより低いサンプリング周波数ｆs（３２ｋＨｚ）のオーディオ信号Ｘsが信号源１０から出力された場合、十分なタップ長を確保して、その低いサンプリング周波数ｆsのオーディオ信号Ｘsがサンプルレート変換されなくとも、ディジタルフィルタリングすることが可能である。   Further, the FIR filters 2a and 2b for performing the digital filtering of the low frequency band and the low frequency band are preliminarily FIR filters having predetermined tap numbers Tp and Tq that operate at the operating frequencies fa and fb equal to the reference frequency fbase (44.1 kHz). Therefore, when an audio signal Xs having a sampling frequency fs (32 kHz) lower than the reference frequency fbase is output from the signal source 10, a sufficient tap length is secured and the audio signal Xs having the lower sampling frequency fs is secured. Even if the sample rate is not converted, digital filtering is possible.

なお、以上に説明した実施形態では、基準周波数ｆbaseを４４．１ｋＨｚとしているが、基準周波数ｆbaseを、最も低いサンプリング周波数（３２ｋＨｚ）から最も高いサンプリング周波数（１９２ｋＨｚ）の範囲内の他のサンプリング周波数（例えば、４８ｋＨｚ、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚの何れか）に決めて、ＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂをその基準周波数ｆbaseで動作するように予め形成しておき、制御部２０に、その基準周波数ｆbaseを基準として再サンプリング比βと動作周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdの設定を行わせる構成としてもよい。   In the embodiment described above, the reference frequency fbase is set to 44.1 kHz. However, the reference frequency fbase is set to other sampling frequencies within the range from the lowest sampling frequency (32 kHz) to the highest sampling frequency (192 kHz) ( For example, the FIR filters 2a and 2b are preliminarily formed so as to operate at the reference frequency fbase, and the control unit 20 uses the reference frequency fbase as a reference. The resampling ratio β and the operating frequencies fa, fb, fc, and fd may be set.

ただし、最も使用頻度の高いサンプリング周波数を基準周波数ｆbaseに決めて、ＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂをその基準周波数ｆbaseで動作するように予め形成しておき、制御部２０に、その基準周波数ｆbaseを基準として再サンプリング比βと動作周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdの設定を行わせる構成とすることが、オーディオ信号処理装置を効率良く動作させる上で、好ましい。   However, the most frequently used sampling frequency is determined as the reference frequency fbase, and the FIR filters 2a and 2b are formed in advance so as to operate at the reference frequency fbase, and the control unit 20 uses the reference frequency fbase as a reference. A configuration in which the resampling ratio β and the operating frequencies fa, fb, fc, and fd are set is preferable in order to efficiently operate the audio signal processing apparatus.

また、以上に説明した本実施形態のオーディオ信号処理装置では、図２に示したように、４個のスピーカＳL，ＳLM，ＳMH，ＳHに合わせて、４系統のＦＩＲフィルタ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを備える構成となっているが、本実施形態のオーディオ信号処理装置は、１又は複数の各スピーカの周波数特性に合わせて、周波数分割や音質調整等を行う１又は複数系統の各ＦＩＲフィルタを備えるオーディオ信号処理装置にも応用することが可能である。   Further, in the audio signal processing apparatus of the present embodiment described above, as shown in FIG. 2, four FIR filters 2a, 2b, 2c, and 4F are matched to the four speakers SL, SLM, SMH, and SH. Although the audio signal processing apparatus of the present embodiment is configured to include 2d, each of the FIR filters of one or a plurality of systems that performs frequency division, sound quality adjustment, or the like according to the frequency characteristics of one or a plurality of speakers is provided. The present invention can also be applied to an audio signal processing device provided.

例えば、変形例として、オーディオ帯域全体を周波数帯域とする１個のスピーカ（フルレンジスピーカ）に供給するオーディオ信号をディジタルフィルタリングする場合、例えば図２に示したＦＩＲフィルタ２ｂを備える第２の系統だけでディジタルフィルタリングすることとし、そのＦＩＲフィルタ２ｂのタップ数を、所定の基準周波数ｆbaseと等しいサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号をオーディオ帯域全体の範囲でバンドパスフィルタリングした場合に生じるインパルス応答の継続時間に合わせて設計する。そして、その基準周波数ｆbaseより高いサンプリング周波数ｆsでサンプリングされているオーディオ信号Ｘsが信号源１０から出力されるときには、サンプルレート変換器１でそのオーディオ信号Ｘsをその基準周波数ｆbaseのオーディオ信号Ｘvにダウンコンバートし、そのＦＩＲフィルタ２ｂがその基準周波数ｆbaseと等しい動作周波数ｆbでオーディオ信号Ｘvをディジタルフィルタリングする構成とすればよい。   For example, as a modification, when digitally filtering an audio signal supplied to one speaker (full range speaker) having the entire audio band as a frequency band, for example, only the second system including the FIR filter 2b shown in FIG. Continuation of impulse response generated when digital filtering is performed and an audio signal sampled at a sampling frequency fs equal to a predetermined reference frequency fbase is bandpass filtered over the entire audio band with the number of taps of the FIR filter 2b. Design in time. When the audio signal Xs sampled at the sampling frequency fs higher than the reference frequency fbase is output from the signal source 10, the sample rate converter 1 reduces the audio signal Xs to the audio signal Xv of the reference frequency fbase. The audio signal Xv may be digitally filtered by the FIR filter 2b with the operating frequency fb equal to the reference frequency fbase.

従来のオーディオ信号処理装置の構成を表したブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the conventional audio signal processing apparatus. 実施形態に係るオーディオ信号処理装置の構成を表したブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the audio signal processing apparatus which concerns on embodiment. 図２に示したＦＩＲフィルタの基本構成を表したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a basic configuration of the FIR filter illustrated in FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

１０…信号源
２０…制御部
１…サンプルレート変換器
２ａ，２ｂ…ＦＩＲフィルタ
ＳL，ＳLM…スピーカ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Signal source 20 ... Control part 1 ... Sample rate converter 2a, 2b ... FIR filter SL, SLM ... Speaker

Claims (6)

信号源から出力される、異なるサンプリング周波数でサンプリングされている複数のオーディオ信号をディジタルフィルタリングするＦＩＲフィルタを有するオーディオ信号処理装置であって、
前記サンプリング周波数のうちの所定サンプリング周波数を基準周波数として、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数と前記基準周波数とを比較し、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数が前記基準周波数より高い周波数と判定すると、前記サンプリング周波数と前記基準周波数との比を再サンプリング比として演算する制御手段と、
前記信号源から出力されるオーディオ信号を前記再サンプリング比に基づいてダウンコンバートして前記ＦＩＲフィルタに供給するサンプルレート変換手段とを具備し、
前記ＦＩＲフィルタは、前記基準周波数と等しい動作周波数の下で、前記基準周波数と等しいサンプリング周波数でサンプリングされているオーディオ信号を所定の周波数帯域の範囲でディジタルフィルタリングする場合に生じるインパルス応答の継続時間に合わせてタップ数が決められたＦＩＲフィルタであること、
を特徴とするオーディオ信号処理装置。 An audio signal processing apparatus having an FIR filter for digitally filtering a plurality of audio signals output from a signal source and sampled at different sampling frequencies,
The sampling frequency of the audio signal output from the signal source is compared with the reference frequency by using the predetermined sampling frequency of the sampling frequency as a reference frequency, and the sampling frequency of the audio signal output from the signal source is the reference frequency. When it is determined that the frequency is higher than the frequency, control means for calculating a ratio of the sampling frequency and the reference frequency as a resampling ratio;
Sample rate conversion means for down-converting the audio signal output from the signal source based on the re-sampling ratio and supplying the audio signal to the FIR filter;
The FIR filter has an impulse response duration that occurs when an audio signal sampled at a sampling frequency equal to the reference frequency is digitally filtered in a predetermined frequency band under an operating frequency equal to the reference frequency. FIR filter with a fixed number of taps,
An audio signal processing device. 前記制御手段は、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数が前記基準周波数と等しいと判定すると、前記再サンプリング比を１に設定して前記サンプルレート変換手段に前記ダウンコバートさせず、前記信号源から出力されるオーディオ信号をそのまま前記ＦＩＲフィルタへ供給させること、
を特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号処理装置。 When the control unit determines that the sampling frequency of the audio signal output from the signal source is equal to the reference frequency, the re-sampling ratio is set to 1 without causing the sample rate conversion unit to down-convert, Supplying the FIR filter with the audio signal output from the signal source as it is;
The audio signal processing apparatus according to claim 1. 前記制御手段は、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数が前記基準周波数より低い周波数と判定すると、前記再サンプリング比を１に設定して前記サンプルレート変換手段に前記ダウンコバートさせず、前記信号源から出力されるオーディオ信号をそのまま前記ＦＩＲフィルタへ供給させ、更に前記ＦＩＲフィルタの動作周波数を前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数と等しい周波数に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のオーディオ信号処理装置。   When the control means determines that the sampling frequency of the audio signal output from the signal source is lower than the reference frequency, the re-sampling ratio is set to 1 without causing the sample rate conversion means to down-convert, The audio signal output from the signal source is directly supplied to the FIR filter, and the operating frequency of the FIR filter is set to a frequency equal to the sampling frequency of the audio signal output from the signal source. Item 3. The audio signal processing device according to Item 1 or 2. 前記所定の周波数帯域は、前記ＦＩＲフィルタでディジタルフィルタリングしたオーディオ信号を供給するスピーカの周波数帯域であること、
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のオーディオ信号処理装置。 The predetermined frequency band is a frequency band of a speaker that supplies an audio signal digitally filtered by the FIR filter;
The audio signal processing device according to claim 1, wherein 更に、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数と等しい動作周波数で、前記前記信号源から出力されるオーディオ信号をディジタルフィルタリングする他のＦＩＲフィルタを具備すること、
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のオーディオ信号処理装置。 And further comprising another FIR filter that digitally filters the audio signal output from the signal source at an operating frequency equal to the sampling frequency of the audio signal output from the signal source.
The audio signal processing device according to any one of claims 1 to 4, wherein 信号源から出力される、異なるサンプリング周波数でサンプリングされている複数のオーディオ信号をディジタルフィルタリングするオーディオ信号処理方法であって、
前記サンプリング周波数のうちの所定サンプリング周波数を基準周波数として、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数と前記基準周波数とを比較し、前記信号源から出力されるオーディオ信号のサンプリング周波数が前記基準周波数より高い周波数と判定すると、前記サンプリング周波数と前記基準周波数との比を再サンプリング比として演算する制御工程と、
前記信号源から出力されるオーディオ信号を前記再サンプリング比に基づいてダウンコンバートするサンプルレート変換工程と、
前記サンプルレート変換工程でダウンコンバートされたダウンコンバート後のオーディオ信号をディジタルフィルタリングするＦＩＲフィルタ工程とを具備し、
前記ＦＩＲフィルタ工程は、前記基準周波数と等しい動作周波数の下で、前記基準周波数と等しいサンプリング周波数でサンプリングされているオーディオ信号を所定の周波数帯域の範囲でディジタルフィルタリングする場合に生じるインパルス応答の継続時間に合わせてタップ数が決められたＦＩＲフィルタ工程であること、
を特徴とするオーディオ信号処理方法。 An audio signal processing method for digitally filtering a plurality of audio signals output from a signal source and sampled at different sampling frequencies,
The sampling frequency of the audio signal output from the signal source is compared with the reference frequency by using the predetermined sampling frequency of the sampling frequency as a reference frequency, and the sampling frequency of the audio signal output from the signal source is the reference frequency. When determining that the frequency is higher than the frequency, a control step of calculating a ratio of the sampling frequency and the reference frequency as a resampling ratio;
A sample rate conversion step of down-converting an audio signal output from the signal source based on the resampling ratio;
An FIR filter step for digitally filtering the audio signal after down-conversion in the sample rate conversion step,
The FIR filter step includes a duration of an impulse response that occurs when an audio signal sampled at a sampling frequency equal to the reference frequency is digitally filtered within a predetermined frequency band under an operating frequency equal to the reference frequency. FIR filter process in which the number of taps is determined according to
An audio signal processing method characterized by the above.
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