JP2629705B2 - 音質調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、任意の振幅周波数特性及び位相周波数特性
を実現するトランスバーサル・フィルタ（以下、FIRフ
ィルタと呼ぶ）を用いた音質調整装置に関するものであ
る。

従来の技術 近年、音響装置のディジタル化に伴ない、FIRフィル
タを用いたイコライザの開発が求められている。

しかし従来、振幅周波数特性と位相周波数特性を一つ
のFIRフィルタにより、それぞれ独立に制御することは
できなかった。

第４図に、従来の振幅周波数特性のみを制御すること
ができるFIRフィルタを用いた音質調整装置のブロック
図を示す。図において、１は任意の振幅周波数特性|H
（ω）｜を入力する振幅入力手段、５は入力された振幅
周波数特性を伝達関数としてこの伝達関数を逆フーリエ
交換することによりフィルタ係数を求める逆フーリエ変
換手段、６は求まったフィルタ係数をFIRフィルタに設
定する設定手段、７は実際に与えられた振幅周波数特性
を実現するFIRフィルタ、８はFIRフィルタに信号を入力
する信号入力手段、９はFIRフィルタ７により処理され
た結果を出力する信号出力手段である。

希望する振幅周波数特性|H（ω）｜は、振幅入力手段
１により入力される。第５図に入力された振幅周波数特
性の例を示す。第５図（Ａ）において、黒丸で入力ポイ
ントを示している。ただし、ω＝π−２πの特性は第５
図（Ｂ）に示すようにω＝０−πの入力特性を折り返し
て制作している。

次に、逆フーリエ変換手段５において伝達関数 Ｈ（ω）＝|H（ω）｜ …………（１） としてＨ（ω）を逆フーリエ変換することによりフィル
タ係数（Ｈ（ω）に対するインパルス応答）を求めるこ
とができる。

逆フーリエ変換は、次式のように実行する。

ｈ（ｎ）＝1/N＊ΣＨ（ω）＊e^jω^ｎ ………（２） （ω＝２＊π/N＊k 0≦ｎ≦Ｎ−１） （２）式で求まったｈ（ｎ）はフィルタ係数として設
定回路６によって、FIRフィルタ７に設定され、ここで
与えられた振幅周波数特性が実現されることとなる。位
相周波数特性は（１）式で伝達関数を与えたことにより
直線位相となる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら第４図で示した従来例では、最初に述べ
たように任意の振幅周波数特性は実現できるが、位相周
波数特性はFIRフィルタのタップ係数の数により一義的
に決まる直線位相となり、位相周波数特性は任意に設定
することはできないという欠点があった。また、ある回
路が持つ振幅位相特性を実現しようとすると回路の振
幅，位相特性を測定してこれを振幅および位相入力手段
で入力しなければならなかった。また、外部の演算手段
で得られた位相、振幅特性を簡単に入力することができ
なかった。

本発明は、上記問題点に鑑み、任意の振幅周波数特性
と任意の位相周波集特性をそれぞれ独立に設定できるFI
Rフィルタによる音質調整装置であり、また入力された
信号の位相、振幅特性を分析することにより入力信号と
同じあるいは逆の特性の振幅、位相特性をもつ回路と同
じ特性のFIRフィルタ特性を入力手段で振幅，位相特性
として入力することなく実現できるFIRフィルタであ
り、外部で得られた振幅位相特性を簡単に入力でき、更
に、この特性と装置の入力手段で入力された振幅位相特
性に足し合わせた振幅位相特性を実現するFIRフィルタ
による音質調整装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達するため、複数の標本化周波数
で複数の伝達関数を演算するとともに、それぞれの標本
化周波数が扱える最大周波数よりも低い周波数までの転
送された振幅周波数特性と位相周波数特性を実現する伝
達関数を計算する伝達関数演算手段と、前記伝達関数演
算手段で求められた複数の伝達関数から逆フーリエ変換
によりそれぞれのフィルタ係数を求める逆フーリエ変換
手段と、それぞれの帯域に設定された係数の特性を実現
するための複数個のトランスバーサル・フィルタと、逆
フーリエ変換により求まったインパルス応答をフィルタ
係数としてそれぞれのトランスバーサル・フィルタに設
定する設定手段と、入力信号を複数の周波数帯域に分割
する帯域通過フィルタ手段と、前記帯域通過フィルタ手
段から送られた信号の標本化周波数を下げると共にトラ
ンスバーサル・フィルタに接続される第１の標本化周波
数変換手段と、トランスバーサル・フィルタから出力さ
れるそれぞれの帯域の信号を出力する複数の信号出力手
段を具備した構成となっている。

作用 本発明は上記した構成により、簡単な構成及び短時間
において入力された振幅周波数特性、位相周波数特性を
精度良く実現することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。

第１図は、本発明の一実施例における音質調整装置の
ブロック図を示すものである。

第１図において、11は希望の振幅周波数特性を入力す
る振幅入力手段、12は希望の位相周波数特性を演算する
ために必要なデータを入力する位相入力手段、13は位相
入力手段12で入力されたデータから位相周波数特性を求
める位相演算手段、14は振幅入力手段11で入力された振
幅周波数特性と位相演算手段13で求められた位相周波数
特性とを入力し、複数の標本化周波数で複数の伝達関数
を演算する伝達関数演算手段であって、それぞれの標本
化周波数が扱える最大周波数よりも低い周波数までの転
送された振幅周波数特性と位相周波数特性を実現する伝
達関数を演算する伝達関数演算手段、15は伝達関数演算
手段14で求まった複数の伝達関数を逆フーリエ変換し、
それぞれのフィルタ係数を求める逆フーリエ変換手段、
16は逆フーリエ変換手段15で求まったインパルス応答を
フィルタ係数として設定する設定手段、17は実際に設定
された振幅位相周波数特性を実現するFIRフィルタ、24
は信号入力手段18から入力された信号をそれぞれ異なる
周波数帯域のみを通過させる複数個の帯域通過フィル
タ、25はそれぞれの帯域通過フィルタ24の出力信号の標
本化周波数を実際に信号の処理を行うそれぞれの対応す
るFIRフィルタ17の標本化周波数に変換する第１の標本
化周波数変換手段である。

19は各EIRフィルタ17により処理された結果を出力す
る信号出力手段である。

以下、本実施例の動作について、図面に従って説相す
る。

振幅入力手段11において、ω＝０〜２πの希望の振幅
周波数特性|H（ω）｜が設定される。

次に、位相入力手段12は位相演算手段13での位相周波
数特性を求める演算に用いられるデータをω＝０〜２π
の周波数範囲で入力するものであり、位相演算手段13は
これをもとにω＝０〜２πの周波数範囲の位相周波数特
性を求めるものである。

伝達関数演算手段14はω＝０〜２πの周波数範囲の振
幅及び位相周波数特性を用い、複数の標本化周波数が扱
える最大周波数よりも低い周波数までの転送された振幅
周波数特性と位相周波数特性を実現する伝達関数を算出
する。

伝達関数演算手段14で演算された伝達関数を逆フーリ
エ変換手段15によりそれぞれ逆フーリエ変換することに
より上記振幅及び位相の両特性を満足できるFIRフィル
タ係数が求まり、これを設定手段16でFIRフィルタ17に
設定する。信号入力手段18に入力された信号は、それぞ
れ異なる周波数帯域のみ通過させる帯域通過フィルタ24
に入力され、複数の異なる周波数帯域に分割される。複
数の帯域通過フィルタ25の出力信号はそれぞれ第１の標
本化周波数変換手段25において、入力される信号の間引
きや補間を行うことによりFIRフィルタ17に対応する標
本化周波数に変換される。それぞれの第１の標本化周波
数変換手段25の出力信号は対応するFIRフィルタ17に入
力され、ファルタリングされる。そして、FIRフィルタ1
7の出力する信号を信号出力手段19で外部に出力するこ
とにより、簡単な構成及び短時間において入力された振
幅周波数特性、位相周波数特性を実現することが可能で
ある。

第２図は、本発明の第２の実施例における音質調整装
置のブロック図を示すもので、以下各図において第１図
と同一部には同一番号を付している。

第２図において、26は実際に信号の処理を行うそれぞ
れのFIRフィルタ17の出力信号の標本化周波数を信号入
力手段18に入力された信号に対応する標本化周波数に変
換する第２の標本化周波数変換手段、27は第２の標本化
周波数変換手段26の出力信号を入力し加算する加算手段
である。

本実施例によれば、それぞれのFIRフィルタ17の出力
信号の標本化周波数をもとの標本化周波数に戻し、それ
らの信号を加算して出力することにより、短時間で、ま
たより簡単な構成で入力された振幅周波数特性、位相周
波数特性を実現することが可能である。

第３図は、本発明の第３の実施例における音質調整装
置のブロック図を示すものである。

第３図において、50−１は位相入力手段12に入力され
た全帯域の群遅延特性をまず複数の標本化周波数に対応
する周波数帯域に分割する帯域分割回路、50−２は対応
する帯域分割回路50−１で周波数分割された群遅延特性
から位相周波数特性を求める（群遅延特性を周波数で積
分すれば位相周波数特性が求められる）位相演算回路、
50−３は位相演算回路である。

各帯域分割回路50−１で帯域分割する際の帯域通過フ
ィルタ手段に設定たれた遮断周波数より低い周波数の帯
域と高い周波数の帯域とで、それぞれ帯域の振幅周波数
特性及び位相周波数特性を実現する伝達関数を伝達関数
演算手段14で求める。

この際、遮断周波数より低い周波数の帯域での伝達関
数を求めるための遮断周波数での位相値と遮断周波数よ
り高い周波数の帯域での伝達関数を求めるための遮断周
波数での位相値とが等しくなるように位相補正回路50−
３で補正を行う。

第３図で示すような構成をとることにより、本実施例
では簡単な構成及び短時間において入力された振幅周波
数特性、位相周波数特性を精度良く実現することが可能
である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、複数の標本化周波数で
複数の伝達関数を演算するとともに、それぞれの標本化
周波数が扱える最大周波数よりも低い周波数までの転送
された振幅周波数特性と位相周波数特性を実現する伝達
関数を計算する伝達関数演算手段と、伝達関数演算手段
で求められた複数の伝達関数から逆フーリエ変換により
それぞれのフィルタ係数を求める逆フーリエ変換手段
と、それぞれの帯域に設定された係数の特性を実現する
ための複数個のトランスバーサル・フィルタと、逆フー
リエ変換により求まったインパルス応答をフィルタ係数
としてそれぞれのトランスバーサル・フィルタに設定す
る設定手段と、入力信号を複数の周波数帯域に分割する
帯域通過フィルタ手段と、前記帯域通過フィルタ手段か
ら送られた信号の標本化周波数を下げると共にトランス
バーサル・フィルタに接続される第１の標本化周波数変
換手段と、トランスバーサル・フィルタから出力される
それぞれの帯域の信号を出力する複数の信号出力手段を
具備したことにより、簡易な構成で、かつ短時間におい
て入力された振幅周波数特性、位相周波数特性をそれぞ
れ独立に設定、かつ実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における音質調整装置の
ブロック図、第２図，第３図は本発明の第2,第３の実施
例における音質調整装置のブロック図、第４図は従来の
音質調整装置のブロック図、第５図は同入力状態を示す
振幅周波数特性図である。 11……振幅入力手段、12……位相入力手段、13……位相
演算手段、14……伝達関数演算手段、15……逆フーリエ
変換手段、16……設定手段、17……トランスバーサル・
フィルタ、18……信号入力手段、19……信号出力手段、
24……帯域通過フィルタ、25……第１の標本化周波数変
換手段、26……第２の標本化周波数変換手段、27……加
算手段。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の標本化周波数で複数の伝達関数を演
   算するとともに、それぞれの標本化周波数が扱える最大
   周波数よりも低い周波数までの転送された振幅周波数特
   性と位相周波数特性を実現する伝達関数を計算する伝達
   関数演算手段と、前記伝達関数演算手段で求められた複
   数の伝達関数から逆フーリエ変換によりそれぞれのフィ
   ルタ係数を求める逆フーリエ変換手段と、それぞれの帯
   域に設定された係数の特性を実現するための複数個のト
   ランスバーサル・フィルタと、逆フーリエ変換により求
   まったインパルス応答をフィルタ係数としてそれぞれの
   前記トランスバーサル・フィルタに設定する設定手段
   と、入力信号を複数の周波数帯域に分割する帯域通過フ
   ィルタ手段と、前記帯域通過フィルタ手段から送られた
   信号の標本化周波数を下げると共に前記トランスバーサ
   ル・フィルタに接続される第１の標本化周波数変換手段
   と、前記トランスバーサル・フィルタから出力されるそ
   れぞれの帯域の信号を出力する複数の信号出力手段を具
   備したことを特徴とする音質調整装置。
2. 【請求項２】トランスバーサル・フィルタの出力信号の
   標本化周波数を一定にする第２の標本化周波数変換手段
   と、複数の前記第２の標本化周波数変換手段から出力さ
   れるそれぞれの帯域の信号を加算する加算手段を具備し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の音質調
   整装置。
3. 【請求項３】入力信号を複数の周波数帯域に分割する帯
   域通過フィルタ手段に設定された遮断周波数より下の帯
   域の振幅周波数特性、位相周波数特性を実現する伝達関
   数を求める時に用いられる遮断周波数での位相値が遮断
   周波数より上の帯域の振幅周波数特性、位相周波数特性
   を実現する伝達関数を求める時に用いられる遮断周波数
   での位相値と等しくなるように各々の伝達関数が扱う帯
   域における位相特性を補正する位相補正手段を具備した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の音質調整
   装置。