JP2010213135A - Sound quality adjusting apparatus - Google Patents

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Masami Nakamura
真巳 中村
Manabu Hashimoto
覚 橋本
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Kenwood KK
Victor Company of Japan Ltd
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Kenwood KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a LPF and echo processing using one IIR filter. <P>SOLUTION: An IIR10 includes a feed forward part and a feedback part. The feed forward part is used as an LPF30, and the feedback part is used as an echo generator 40 configured to reduce output compared to echo generation processing using an FIR filter. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルフィルタを用いた音質調整装置に関する。   The present invention relates to a sound quality adjusting device using a digital filter.

従来、音質調整装置においては、音質調整用のデジタルフィルタが用いられている。デジタルフィルタは、フィルタ特性をソフトウェア処理によって容易に調整することができ、アナログフィルタに比べて多くの利点がある。   Conventionally, digital filters for adjusting sound quality are used in sound quality adjusting apparatuses. The digital filter can easily adjust the filter characteristics by software processing, and has many advantages over the analog filter.

デジタルフィルタが行う音質調整として、例えば残響音（反響音）の調整や生成が挙げられる。Ｌｃｈ（左チャンネル）およびＲｃｈ（右チャンネル）とからなる２ｃｈのステレオ音に対して、サラウンド効果を得るために２ｃｈの音声より擬似的に残響音を生成して入力音声に付加させることが行われる。   Examples of sound quality adjustment performed by the digital filter include adjustment and generation of reverberant sound (reverberation sound). In order to obtain a surround effect for 2ch stereo sound consisting of Lch (left channel) and Rch (right channel), a pseudo reverberation sound is generated from the 2ch sound and added to the input sound. .

入力音声に対してフィルタリングを行わずに残響音を付加させると、周波数帯域の高い音域の出力が強くなる傾向があり、聴取者にとって耳障りな音となる。このため、ＬＰＦ（Low Pass Filter）によってフィルタリングを行い、低周波数帯域の残響音を入力音声に付加させることが多い。   When a reverberation sound is added to the input sound without filtering, the output in a high frequency band tends to be strong, and the sound becomes harsh to the listener. For this reason, in many cases, filtering is performed by an LPF (Low Pass Filter), and reverberation sound in a low frequency band is added to the input sound.

特許文献１には、ＩＩＲフィルタやＦＩＲフィルタを用いた例として、壁等の反射面が存在する場合もしくは聴取者の位置が一方に片寄っている場合において、入力された第１の信号若しくは第２の信号のうちいずれか一方から模擬反射信号を生成して入力信号に混合することにより、左右対称な音場を得る音声処理技術が記載されている。   In Patent Document 1, as an example using an IIR filter or FIR filter, when a reflecting surface such as a wall exists or when the position of a listener is shifted to one side, A sound processing technique is described in which a simulated reflection signal is generated from one of the above signals and mixed with an input signal to obtain a symmetrical sound field.

特開２００２−４４７９４号公報JP 2002-44794 A

図６に、残響音を入力音声に付加する場合における従来の音質調整装置１００の概略図を示す。図６に示すように、音質調整装置１００は、第１の入力端子１０１、第２の入力端子１０２、加算器１０３、１０４、１０５、ＬＰＦ２００、残響音生成部３００、第１の出力端子１０６、第２の出力端子１０７等から構成される。   FIG. 6 shows a schematic diagram of a conventional sound quality adjusting apparatus 100 when a reverberant sound is added to the input sound. As shown in FIG. 6, the sound quality adjusting apparatus 100 includes a first input terminal 101, a second input terminal 102, adders 103, 104, and 105, an LPF 200, a reverberation sound generator 300, a first output terminal 106, It comprises the second output terminal 107 and the like.

第１の入力端子１０１から入力された第１の信号と、第２の入力端子１０２から入力された第２の信号が加算器１０３によって加算され、ＬＰＦ２００に入力される。ＬＰＦ２００においてフィルタリングされた信号が、残響音生成部３００に入力されて残響音が生成され、加算器１０４、１０５によってそれぞれ第１の入力信号、第２の入力信号に残響音が加算されて出力される。このようにして、第１の入力信号及び第２の入力信号に残響音が付加されることにより音質調整がなされてスピーカーから出力される。
ここでの、第１の入力端子１０１および第２の１０２には、ＬｃｈおよびＲｃｈの音声信号が入力され、第１の出力端子１０６および第２の出力端子１０７には、残響音が加算されたＬｃｈおよびＲｃｈの音声が出力される。 The first signal input from the first input terminal 101 and the second signal input from the second input terminal 102 are added by the adder 103 and input to the LPF 200. The signal filtered in the LPF 200 is input to the reverberation sound generation unit 300 to generate reverberation sound, and the reverberation sound is added to the first input signal and the second input signal by the adders 104 and 105, respectively, and output. The In this way, reverberation is added to the first input signal and the second input signal, so that the sound quality is adjusted and output from the speaker.
Here, the Lch and Rch audio signals are input to the first input terminal 101 and the second 102, and the reverberant sound is added to the first output terminal 106 and the second output terminal 107. Lch and Rch audio is output.

図７に、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを使用したＬＰＦ２００の構成を示す。図７に示すように、ＬＰＦ２００は、乗算器２０１、２０３、２０５、２０７，２０９、遅延素子２０２、２０４、２０６、２０８、加算器２１０から構成される。   FIG. 7 shows the configuration of an LPF 200 using an IIR (Infinite Impulse Response) filter. As shown in FIG. 7, the LPF 200 includes multipliers 201, 203, 205, 207, 209, delay elements 202, 204, 206, 208, and an adder 210.

遅延素子２０２、２０４、２０６、２０８は、所定周期で入力される信号を、この周期に相当する時間だけ遅延させる。乗算器２０１、２０３、２０５、２０７、２０９は、入力される信号に所定の乗数を乗算する。加算器２１０は、各乗算器２０１、２０３、２０５、２０７、２０９から出力される信号を加算する。乗算器２０１、２０３、２０５と遅延素子２０２、２０４からフィードフォワード部２２０が構成され、乗算器２０７、２０９と遅延素子２０６、２０８とからフィードバック部２３０が構成される。   The delay elements 202, 204, 206, and 208 delay a signal input at a predetermined period by a time corresponding to this period. Multipliers 201, 203, 205, 207, and 209 multiply the input signal by a predetermined multiplier. The adder 210 adds signals output from the multipliers 201, 203, 205, 207, and 209. Multipliers 201, 203, 205 and delay elements 202, 204 constitute a feedforward unit 220, and multipliers 207, 209 and delay elements 206, 208 constitute a feedback unit 230.

図７に示すＬＰＦ２００は、２次のＩＩＲフィルタを使用し、乗算器と遅延素子の数が少ないため、計算量を抑えることができるが、フィードバック部２３０によって、出力を何度もフィードバックさせる必要がある。   The LPF 200 shown in FIG. 7 uses a second-order IIR filter and has a small number of multipliers and delay elements, so that the amount of calculation can be suppressed. However, the feedback unit 230 needs to feed back the output many times. is there.

図８に、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタを使用したＬＰＦ２００の構成を示す。図８に示すように、ＬＰＦ２００は、乗算器２１１、２１３、２１５，２１７、２１９、遅延素子２１２、２１４、２１６、２１８、加算器２２０等から構成される。ＬＰＦ２００を構成する各部材の個々の動作は、図７に示すＬＰＦ１００と同様であるので説明を省略する。   FIG. 8 shows a configuration of the LPF 200 using a FIR (Finite Impulse Response) filter. As shown in FIG. 8, the LPF 200 includes multipliers 211, 213, 215, 217, and 219, delay elements 212, 214, 216, and 218, an adder 220, and the like. The individual operations of each member constituting the LPF 200 are the same as those of the LPF 100 shown in FIG.

図８に示すＬＰＦ２００は、ＦＩＲフィルタを使用しているため、ＩＩＲフィルタのようなフィードバック部は必要ないが、多くの乗算器や遅延素子が必要であり、計算量が多くなってしまう。   Since the LPF 200 shown in FIG. 8 uses an FIR filter, a feedback unit such as an IIR filter is not necessary, but a large number of multipliers and delay elements are necessary, which increases the amount of calculation.

図９に、ＬＰＦ２００と残響音生成部３００の構成の一例を示す。図９に示す例では、ＬＰＦ２００はＩＩＲを使用しており、残響音生成部３００はＦＩＲを使用している。ＬＰＦ２００においてフィルタリングされた信号が残響音生成部３００に入力され、所定の残響音を発生させるようにフィルタ設計されたＦＩＲブロックによって残響音が生成されて出力される。   FIG. 9 shows an example of the configuration of the LPF 200 and the reverberation sound generation unit 300. In the example illustrated in FIG. 9, the LPF 200 uses IIR, and the reverberation sound generation unit 300 uses FIR. The signal filtered in the LPF 200 is input to the reverberation sound generation unit 300, and the reverberation sound is generated and output by the FIR block designed to generate a predetermined reverberation sound.

図１０に、ＬＰＦ２００と残響音生成部３００の構成の一例を示す。図１０に示す例では、ＬＰＦ２００と残響音生成部３００は、共にＦＩＲフィルタを使用している。ＬＰＦ２００においてフィルタリングされた信号が残響音生成部３００に入力され、所定の残響音を発生させるようにフィルタ設計されたＦＩＲブロックによって残響音が生成されて出力される。   FIG. 10 shows an example of the configuration of the LPF 200 and the reverberation sound generation unit 300. In the example shown in FIG. 10, both the LPF 200 and the reverberation sound generation unit 300 use FIR filters. The signal filtered in the LPF 200 is input to the reverberation sound generation unit 300, and the reverberation sound is generated and output by the FIR block designed to generate a predetermined reverberation sound.

上述したいずれの場合においても、残響音生成部３００にはＦＩＲフィルタを使用するため、多くの乗算器と遅延素子が必要となる。ＬＰＦ２００においても、フィードバック部を備えるＩＩＲフィルタや、多くの乗算器と遅延素子を備える計算能力の高い高価なＦＩＲフィルタを備える必要がある。   In any of the cases described above, since the reverberation generator 300 uses an FIR filter, a large number of multipliers and delay elements are required. The LPF 200 also needs to include an IIR filter including a feedback unit and an expensive FIR filter having a high calculation capability including a number of multipliers and delay elements.

しかしながら、既存の技術では、特許文献１に記載の技術のように、ＬＰＦや残響音生成など各々の機能に対して、それぞれのＩＩＲフィルタやＦＩＲフィルタが必要である。つまり、音質調整装置において残響音を生成させるためには、これらの複数のフィルタが必要となる。   However, in the existing technology, as in the technology described in Patent Document 1, each IIR filter and FIR filter are required for each function such as LPF and reverberation sound generation. That is, in order to generate a reverberation sound in the sound quality adjusting device, these plural filters are required.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、１つのＩＩＲフィルタでＬＰＦと残響音生成処理を実現することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to realize LPF and reverberation sound generation processing with one IIR filter.

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
入力信号に対して演算を施して出力信号を算出するデジタルフィルタを含む音質調整装置であって、
前記入力信号を所定周期分遅延させ、当該遅延させた入力信号に対して所定の係数を乗算させて加算するフィードフォワード部と、
前記出力信号を所定周期分遅延させ、当該遅延させた出力信号に対して所定の係数を乗算させて加算するフィードバック部と、
を備え、
前記フィードフォワード部と前記フィードバック部のうち、一方を前記入力信号の所定帯域の周波数成分を減衰させる周波数フィルタとし、他方を入力信号に対応する残響音を生成する残響音生成部とすることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
A sound quality adjusting device including a digital filter that calculates an output signal by performing an operation on an input signal,
A feedforward unit that delays the input signal by a predetermined period, multiplies the delayed input signal by a predetermined coefficient, and adds the delayed signal;
A feedback unit that delays the output signal by a predetermined period, multiplies the delayed output signal by a predetermined coefficient, and adds;
With
One of the feedforward unit and the feedback unit is a frequency filter that attenuates a frequency component of a predetermined band of the input signal, and the other is a reverberation sound generation unit that generates a reverberation sound corresponding to the input signal. And

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記フィードフォワード部をＦＩＲ型の周波数フィルタとし、前記フィードバック部を残響音生成部とすることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The feedforward unit is an FIR type frequency filter, and the feedback unit is a reverberation sound generation unit.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記周波数フィルタは、移動平均法によってフィルタ設計されたローパスフィルタであることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2,
The frequency filter is a low-pass filter designed by a moving average method.

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記フィードフォワード部を残響音生成部とし、前記フィードバック部を周波数フィルタとすることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1,
The feedforward unit is a reverberation sound generation unit, and the feedback unit is a frequency filter.

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記周波数フィルタは、後進差分法によってフィルタ設計されたローパスフィルタであることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4,
The frequency filter is a low-pass filter designed by a backward difference method.

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、
前記デジタルフィルタは、２次のＩＩＲ型フィルタであることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5,
The digital filter is a second-order IIR filter.

本発明によれば、１つのＩＩＲフィルタでＬＰＦと残響音生成処理を実現させることができる。   According to the present invention, LPF and reverberant sound generation processing can be realized with one IIR filter.

本発明に係るデジタルフィルタを適用した音質調整装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a sound quality adjusting device to which a digital filter according to the present invention is applied. 本実施の形態におけるＩＩＲの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of IIR in this Embodiment. 第２の実施の形態におけるＩＩＲの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of IIR in 2nd Embodiment. （ａ）は、アナログ電気回路素子による積分回路を示し、（ｂ）は、（ａ）に示す回路を伝達関数を用いて表現されるデジタル回路を示す。(A) shows the integration circuit by an analog electric circuit element, (b) shows the digital circuit which expresses the circuit shown to (a) using a transfer function. 第３の実施の形態における音質調整装置の概略図を示す。The schematic of the sound quality adjusting device in 3rd Embodiment is shown. 残響音を入力音声に付加する場合における従来の音質調整装置の概略図である。It is the schematic of the conventional sound quality adjustment apparatus in the case of adding a reverberation sound to input audio | voice. ＩＩＲフィルタブロックを使用した従来のＬＰＦの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional LPF using an IIR filter block. ＦＩＲフィルタブロックを使用した従来のＬＰＦの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional LPF which uses a FIR filter block. 従来のＬＰＦと残響音生成部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the conventional LPF and the reverberation sound production | generation part. 従来のＬＰＦと残響音生成部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the conventional LPF and the reverberation sound production | generation part.

［第１の実施の形態］
まず、構成について説明する。
図１に、本発明に係る音質調整装置１の概略図を示す。図１に示すように、音質調整装置１は、第１の入力端子２、第２の入力端子３、加算器４，５，６、２次ＩＩＲフィルタ（以下、単にＩＩＲという）１０、第１の出力端子７、第２の出力端子８等から構成される。第１の入力端子２から入力される第１の信号（例えば、左チャンネル）は、第１の出力端子７（例えば、左チャンネル）の出力信号、第２の入力端子３から入力される第２の信号（例えば、右チャンネル）は、第２の出力端子８（例えば、右チャンネル）の出力信号である。 [First Embodiment]
First, the configuration will be described.
FIG. 1 shows a schematic diagram of a sound quality adjusting apparatus 1 according to the present invention. As shown in FIG. 1, the sound quality adjusting apparatus 1 includes a first input terminal 2, a second input terminal 3, adders 4, 5, 6, a second-order IIR filter (hereinafter simply referred to as IIR) 10, Output terminal 7, second output terminal 8 and the like. A first signal (for example, left channel) input from the first input terminal 2 is an output signal of the first output terminal 7 (for example, left channel), and a second signal is input from the second input terminal 3. The signal (for example, the right channel) is an output signal of the second output terminal 8 (for example, the right channel).

第１の入力端子２から入力された第１の信号と、第２の入力端子３から入力された第２の信号は、加算器４によって加算されてＩＩＲ１０に対して入力される。ＩＩＲ１０においては、詳細は後述するが、フィルタリング処理と残響音生成処理が実行される。ＩＩＲ１０から出力された信号は、加算器５において第１の入力信号に加算されて、第１の出力端子７に対して出力される。同様に、ＩＩＲ１０から出力された信号は、加算器６において第２の入力信号と加算されて、第２の出力端子８に対して出力される。   The first signal input from the first input terminal 2 and the second signal input from the second input terminal 3 are added by the adder 4 and input to the IIR 10. In IIR 10, although the details will be described later, a filtering process and a reverberation sound generating process are executed. The signal output from the IIR 10 is added to the first input signal in the adder 5 and output to the first output terminal 7. Similarly, the signal output from the IIR 10 is added to the second input signal in the adder 6 and output to the second output terminal 8.

図２に、本実施の形態におけるＩＩＲ１０の構成を示す。図２に示すように、ＩＩＲ１０は、乗算器１１、１３、１５、１７、１９、遅延素子１２、１４、１６、１８、加算器２０等から構成される２次のＩＩＲフィルタである。   FIG. 2 shows the configuration of IIR 10 in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the IIR 10 is a second-order IIR filter including multipliers 11, 13, 15, 17, 19, delay elements 12, 14, 16, 18, an adder 20, and the like.

遅延素子１２は、所定周期で入力される信号（例えば２４ビットの音声データ）をその周期に相当する時間Ｔ１だけ遅延させる。遅延素子１４は、遅延素子１２から出力される信号を時間Ｔ１だけ遅延させる。乗算器１１は、入力される信号に所定の乗数a0を乗算させる。乗算器１３は、遅延素子１２から出力される信号に所定の乗数a1を乗算させる。乗算器１５は、遅延素子１４から出力される信号に所定の乗数a2を乗算させる。これらの乗数はソフトウェア処理により任意に決定することができる。 The delay element 12 delays a signal (for example, 24-bit audio data) input at a predetermined period by a time T1 corresponding to the period. The delay element 14 delays the signal output from the delay element 12 by time T1. Multiplier 11, is multiplied by a predetermined multiplier a 0 to a signal input. The multiplier 13 multiplies the signal output from the delay element 12 by a predetermined multiplier a 1 . The multiplier 15, is multiplied by a predetermined multiplier a 2 to a signal output from the delay element 14. These multipliers can be arbitrarily determined by software processing.

遅延素子１６は、加算器２０から出力される信号を所定時間Ｔ１だけ遅延させる。遅延素子１８は、遅延素子１６から出力される信号を所定時間Ｔ１だけ遅延させる。乗算器１７は、遅延素子１６から出力される信号に所定の乗数ｂ１を乗算させる。乗算器１９は、遅延素子１８から出力される信号に所定の乗数ｂ２を乗算させる。   The delay element 16 delays the signal output from the adder 20 by a predetermined time T1. The delay element 18 delays the signal output from the delay element 16 by a predetermined time T1. The multiplier 17 multiplies the signal output from the delay element 16 by a predetermined multiplier b1. The multiplier 19 multiplies the signal output from the delay element 18 by a predetermined multiplier b2.

加算器２０は、各乗算部１１、１３、１５、１７、１９から出力される信号を加算させる。乗算器１１、１３、１５、遅延素子１２、１４によってＬＰＦ３０が構成され、乗算器１７、１９、遅延素子１６、１８によって残響音生成部４０が構成される。つまり、ＩＩＲ１０は、ＬＰＦ３０と残響音生成部４０とを含む。   The adder 20 adds signals output from the multipliers 11, 13, 15, 17, and 19. The multipliers 11, 13, 15 and the delay elements 12, 14 constitute an LPF 30, and the multipliers 17, 19 and the delay elements 16, 18 constitute a reverberation sound generation unit 40. That is, the IIR 10 includes the LPF 30 and the reverberation sound generation unit 40.

ＬＰＦ３０は、ＦＩＲフィルタ設計手法の２ＴＡＰで実現できるフィルタとし、たとえば、移動平均法等によってフィルタ設計される。ＴＡＰとは、ＦＩＲフィルタにおける遅延素子の個数のことである。ＩＩＲ１０に含まれるＬＰＦ３０は遅延素子１２と１４の２つを含むため、ＴＡＰ数は２となる。ＴＡＰ数が多いほど、フィルタリングにおける周波数表現を詳細に行うことができる。   The LPF 30 is a filter that can be realized by the FIR filter design method 2TAP, and is designed by, for example, a moving average method. TAP is the number of delay elements in the FIR filter. Since the LPF 30 included in the IIR 10 includes two delay elements 12 and 14, the number of TAPs is two. As the number of TAPs increases, the frequency expression in filtering can be performed in detail.

ここで、ＬＰＦのフィルタ設計を行うための移動平均法について説明する。移動平均法とは、時系列データを平滑化する手法であり、単純移動平均や加重移動平均等がある。移動平均法により設計されたフィルタは、標本数の平均値を出力する。具体的には、フィルタの出力をＯｕｔとし、入力をＩｎ０、１次遅れの入力をＩｎ１、２次遅れの入力をＩｎ２とすると、単純移動平均法の場合、以下のようにフィルタ設計される。

Figure 2010213135
Here, the moving average method for designing the filter of the LPF will be described. The moving average method is a method of smoothing time series data, and includes a simple moving average and a weighted moving average. A filter designed by the moving average method outputs an average value of the number of samples. Specifically, assuming that the output of the filter is Out, the input is In 0 , the first-order lag input is In 1 , and the second-order lag input is In 2 , the filter design is as follows in the case of the simple moving average method: Is done.
Figure 2010213135

加重移動平均法によって設計されるフィルタも同様であり、入力のそれぞれに重み付けとして所定の乗数が乗算されて出力が算出される。例えば、ＬＰＦ３０の場合には、乗数a0が０．２５、乗数a1が０．５、乗数a2が０．２５等のように重み付けがなされることにより設計される。 The same applies to a filter designed by the weighted moving average method, and an output is calculated by multiplying each input by a predetermined multiplier as a weight. For example, the LPF 30 is designed by weighting such that the multiplier a 0 is 0.25, the multiplier a 1 is 0.5, and the multiplier a 2 is 0.25.

残響音生成部４０は、残響音生成処理の効果（出力）を従来技術において説明した通常のＦＩＲフィルタを使用した残響音生成処理の効果よりも小さくなるように乗算器１７、１９の乗数ｂ１、ｂ２を制限する。この制限により、残響音として入力に対して戻す信号を、時間が経過するごとに徐々に小さくすることができ、残響音を生成する残響音生成部として機能する。   The reverberant sound generation unit 40 is configured to use multipliers b1, Limit b2. With this restriction, the signal returned to the input as a reverberant sound can be gradually reduced as time elapses, and functions as a reverberant sound generating unit that generates a reverberant sound.

以上のように、本実施の形態における音質調整装置１によれば、ＩＩＲフィルタのフィードフォワード部を２ＴＡＰのＦＩＲフィルタのＬＰＦとし、ＩＩＲのフィードバック部を残響音生成部とする。したがって、ＩＩＲフィルタとＦＩＲフィルタの組合せや、複数のＦＩＲフィルタを直列的に接続するようにしてＬＰＦと残響音生成部を構成する場合に比べて、一つのＩＩＲでＬＰＦと残響音生成部を設計できるので、処理が簡略になり、残響音生成のための計算量を軽減できる。この場合には、残響音生成部の出力を加算器に戻して徐々に小さくするように乗算器１７、１９の乗数を設定しておけば、ＩＩＲフィルタのフィードバック部において残響音を生成することが可能となる。このＩＩＲフィルタは、ＩＩＲフィルタを構成する乗算器の乗数を更新することができるものであればよい。   As described above, according to the sound quality adjustment apparatus 1 in the present embodiment, the feedforward unit of the IIR filter is the LPF of the 2TAP FIR filter, and the IIR feedback unit is the reverberation sound generation unit. Therefore, the LPF and reverberation generator are designed with a single IIR compared to the case where the LPF and reverberation generator are configured by combining a combination of IIR filters and FIR filters or connecting a plurality of FIR filters in series. As a result, processing is simplified, and the amount of calculation for reverberant sound generation can be reduced. In this case, if the multipliers of the multipliers 17 and 19 are set so that the output of the reverberation sound generation unit is returned to the adder and gradually reduced, the reverberation sound can be generated in the feedback unit of the IIR filter. It becomes possible. The IIR filter only needs to be capable of updating the multiplier of the multiplier constituting the IIR filter.

また、残響音生成部は、複数次遅れを加算する方法ではなく、入力信号を出力し、同時に出力を入力に戻すようにしているため残響音を生成できる。   Further, the reverberation sound generation unit is not a method of adding a plurality of delays, but outputs an input signal and simultaneously returns the output to the input, so that a reverberation sound can be generated.

なお、上述した本実施の形態における記述は、本発明に係る好適な音質調整装置の一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、本実施の形態においては、２ＴＡＰのＩＩＲフィルタを用いたが、ＩＩＲフィルタのフィードフォワード部をＬＰＦとして使用し、フィードバック部を残響音生成部として使用できればよく、ＴＡＰ数はこれに限られず、３つ以上であってもよい。 In addition, the description in this Embodiment mentioned above is an example of the suitable sound quality adjusting device which concerns on this invention, and is not limited to this.
For example, in the present embodiment, a 2TAP IIR filter is used. However, the feedforward unit of the IIR filter may be used as an LPF and the feedback unit may be used as a reverberation sound generation unit, and the number of TAPs is not limited thereto. There may be three or more.

また、ＩＩＲのフィードフォワード部をＬＰＦとして使用する例を説明したが、フィードフォワード部をＨＰＦ（High Pass Filter）やＢＰＦ（Band Pass Filter）として使用してもよい。この場合には、乗算器の乗数を変化させることによってＨＰＦやＢＰＦとして使用することができる。例えば、乗数a0を０．２５、乗数a1を−０．５、乗数a2を０．２５等、一次遅れの乗数を負に設定することによってＨＰＦとして使用することができる。同様に、ＩＩＲのフィードフォワード部に含まれる乗算器の乗数を変化させることにより、ＢＰＦとしても使用することができる。 Moreover, although the example which uses the feedforward part of IIR as LPF was demonstrated, you may use a feedforward part as HPF (High Pass Filter) and BPF (Band Pass Filter). In this case, it can be used as HPF or BPF by changing the multiplier of the multiplier. For example, the multiplier can be used as an HPF by setting the multiplier of the first-order lag negative, such as a multiplier a 0 of 0.25, a multiplier a 1 of −0.5, and a multiplier a 2 of 0.25. Similarly, it can also be used as a BPF by changing the multiplier of the multiplier included in the IIR feedforward section.

その他、音質調整装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。   In addition, the detailed configuration and detailed operation of each part of the sound quality adjusting device can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、ＩＩＲ１０のフィードフォワード部を残響音生成部５０として使用し、ＩＩＲ１０のフィードバック部をＬＰＦ６０として使用する点のみが異なるので、以下においては、第１の実施の形態と異なる箇所についてのみ説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described.
The second embodiment is different from the first embodiment only in that the feedforward unit of the IIR 10 is used as the reverberation sound generating unit 50 and the feedback unit of the IIR 10 is used as the LPF 60. Only the location will be described.

図３に、第２の実施の形態におけるＩＩＲ１０の構成を示す。
乗算器１１、１３、１５、遅延素子１２、１４によって残響音生成部５０が構成される。残響音生成部５０は、ＦＩＲフィルタで実現される。乗算器１７、１９、遅延素子１６、１８によってＬＰＦ６０が構成される。ＬＰＦ６０は、ＩＩＲ１０のフィードバック部を利用した後進差分フィルタで実現する。 FIG. 3 shows the configuration of the IIR 10 in the second embodiment.
The multipliers 11, 13, 15 and the delay elements 12, 14 constitute a reverberation sound generator 50. The reverberation sound generation unit 50 is realized by an FIR filter. The multipliers 17 and 19 and the delay elements 16 and 18 constitute an LPF 60. The LPF 60 is realized by a backward difference filter using the feedback unit of the IIR 10.

ここで、後進差分法によるフィルタ設計について説明する。
図４（ａ）に、アナログ電気回路素子による積分回路（ＲＣフィルタ）を示す。この図４（ａ）に示すアナログ電気回路のＲＣフィルタをＺ変換を用いて算出されるフィルタの伝達関数は以下のようになる。図４（ｂ）に、この伝達関数によって表されるデジタル回路を示す。

Figure 2010213135
Here, the filter design by the backward difference method will be described.
FIG. 4A shows an integration circuit (RC filter) using analog electric circuit elements. The transfer function of the filter calculated by using the Z conversion of the RC filter of the analog electric circuit shown in FIG. 4A is as follows. FIG. 4B shows a digital circuit represented by this transfer function.
Figure 2010213135

上式のように、Ａ０を入力のゲインとして、フィードバック部に含まれる乗算器の乗数を設定し、フィードバック部における乗算を行うことでＬＰＦを実現することができる。 As in the above equation, as the gain of the input to A 0, sets the multiplier of the multiplier included in the feedback part, it is possible to realize the LPF by performing multiplication in the feedback unit.

以上のように、第２の実施の形態における音質調整装置によれば、ＩＩＲフィルタのフィードフォワード部を残響音生成部として使用し、ＩＩＲフィルタのフィードバック部をＬＰＦとして使用することができ、第１の実施の形態における音質調整装置と同様に、一つのＩＩＲフィルタにおいて残響音生成部とＬＰＦとを設計することができる。   As described above, according to the sound quality adjustment apparatus in the second embodiment, the feedforward unit of the IIR filter can be used as the reverberation sound generation unit, and the feedback unit of the IIR filter can be used as the LPF. Similarly to the sound quality adjustment apparatus in the embodiment, the reverberation sound generation unit and the LPF can be designed in one IIR filter.

その他、音質調整装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。   In addition, the detailed configuration and detailed operation of each part of the sound quality adjusting device can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、音質調整装置１の構成が第１の実施の形態と異なるので、以下においては、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described.
The third embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the sound quality adjustment apparatus 1, and therefore only the parts different from the first embodiment will be described below.

図５に、第３の実施の形態における音質調整装置１の概略図を示す。図５に示すように、ＩＩＲ１０がそれぞれ第１の入力端子２と第２の入力端子３に接続される。ＩＩＲ１０は、それぞれ第１の出力端子７と第２の出力端子８と接続される。ＩＩＲ１０の構成は、第１の実施の形態と同様である。   FIG. 5 shows a schematic diagram of the sound quality adjusting apparatus 1 according to the third embodiment. As shown in FIG. 5, the IIR 10 is connected to the first input terminal 2 and the second input terminal 3, respectively. The IIR 10 is connected to the first output terminal 7 and the second output terminal 8, respectively. The configuration of the IIR 10 is the same as that of the first embodiment.

このように、第３の実施の形態の音質調整装置によれば、第１の入力信号と第２の入力信号のそれぞれについて、一つのＩＩＲフィルタで残響音生成処理を行うことができる。   As described above, according to the sound quality adjustment apparatus of the third embodiment, it is possible to perform reverberation sound generation processing with one IIR filter for each of the first input signal and the second input signal.

その他、音質調整装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。   In addition, the detailed configuration and detailed operation of each part of the sound quality adjusting device can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

１ 音質調整装置
２ 第１の入力端子
３ 第２の入力端子
４、５、６ 加算器
７ 第１の出力端子
８ 第２の出力端子
１０ ＩＩＲ
１１、１３、１５、１７、１９ 乗算器
１２、１４、１６、１８ 遅延素子
２０ 加算器
３０ ＬＰＦ
４０ 残響音生成部
１００ ＩＩＲ
１０１ 第１の入力端子
１０２ 第２の入力端子
１０３、１０４、１０５ 加算器
２００ ＬＰＦ
２０１、２０３、２０５、２０７、２０８ 乗算器
２０２、２０４、２０６、２０８ 遅延素子
２１１、２１３、２１５、２１７、２１９ 乗算器
２１２、２１４、２１６、２１８ 遅延素子
２２０ 加算器
３００ 残響音生成部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sound quality adjustment apparatus 2 1st input terminal 3 2nd input terminals 4, 5, 6 Adder 7 1st output terminal 8 2nd output terminal 10 IIR
11, 13, 15, 17, 19 Multipliers 12, 14, 16, 18 Delay element 20 Adder 30 LPF
40 Reverberation generator 100 IIR
101 First input terminal 102 Second input terminals 103, 104, 105 Adder 200 LPF
201, 203, 205, 207, 208 Multipliers 202, 204, 206, 208 Delay elements 211, 213, 215, 217, 219 Multipliers 212, 214, 216, 218 Delay elements 220 Adder 300 Reverberation sound generator

Claims (6)

入力信号に対して演算を施して出力信号を算出するデジタルフィルタを含む音質調整装置であって、
前記入力信号を所定周期分遅延させ、当該遅延させた入力信号に対して所定の係数を乗算させて加算するフィードフォワード部と、
前記出力信号を所定周期分遅延させ、当該遅延させた出力信号に対して所定の係数を乗算させて加算するフィードバック部と、
を備え、
前記フィードフォワード部と前記フィードバック部のうち、一方を前記入力信号の所定帯域の周波数成分を減衰させる周波数フィルタとし、他方を入力信号に対応する残響音を生成する残響音生成部とすることを特徴とする音質調整装置。 A sound quality adjusting device including a digital filter that calculates an output signal by performing an operation on an input signal,
A feedforward unit that delays the input signal by a predetermined period, multiplies the delayed input signal by a predetermined coefficient, and adds the delayed signal;
A feedback unit that delays the output signal by a predetermined period, multiplies the delayed output signal by a predetermined coefficient, and adds;
With
One of the feedforward unit and the feedback unit is a frequency filter that attenuates a frequency component of a predetermined band of the input signal, and the other is a reverberation sound generation unit that generates a reverberation sound corresponding to the input signal. Sound quality adjustment device. 前記フィードフォワード部をＦＩＲ型の周波数フィルタとし、前記フィードバック部を残響音生成部とすることを特徴とする請求項１に記載の音質調整装置。   The sound quality adjustment apparatus according to claim 1, wherein the feedforward unit is an FIR type frequency filter, and the feedback unit is a reverberation sound generation unit. 前記周波数フィルタは、移動平均法によってフィルタ設計されたローパスフィルタであることを特徴とする請求項２に記載の音質調整装置。   The sound quality adjusting apparatus according to claim 2, wherein the frequency filter is a low-pass filter designed by a moving average method. 前記フィードフォワード部を残響音生成部とし、前記フィードバック部を周波数フィルタとすることを特徴とする請求項１に記載の音質調整装置。   The sound quality adjustment apparatus according to claim 1, wherein the feedforward unit is a reverberation sound generation unit, and the feedback unit is a frequency filter. 前記周波数フィルタは、後進差分法によってフィルタ設計されたローパスフィルタであることを特徴とする請求項４に記載の音質調整装置。   The sound quality adjusting apparatus according to claim 4, wherein the frequency filter is a low-pass filter designed by a backward difference method. 前記デジタルフィルタは、２次のＩＩＲ型フィルタであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の音質調整装置。   The sound quality adjusting apparatus according to claim 1, wherein the digital filter is a second-order IIR filter.
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