JPH01160208A - 群遅延制御音質調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ＩＩＲ型フィルタを用いて群遅延周波数特性
を調整する群遅延制御音質調整装置に関するものである
。

従来の技術 従来から、オーディオ再生における再生音の群遅延制御
による音質調整は重要視されているが、従来の技術では
調整できなかった。つ″！シ従来の方法は、抵抗やコン
デンサ等の共振を利用したグラフィックイコライザやト
ーンコントロールなどにより振幅周波数特性を変化させ
るものであるが、位相周波数特性もそれとともに変化し
てしまう。

この振幅周波数特性は音色に大きく影響を与えることＫ
なるが、音質が向上するとは一概には言えない。一方近
年、音質が位相周波数特性により大きく影響されるとい
うことが解明されておシ（例えば「フェーズ・デイスト
−シラン・アンド・フェーズ・イコライゼーシＷ／・イ
ン・オーディオ・シグナル・プＯセッ’／７グ」（Ｐｈ
ａｓｅ　Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＰｈａｓｅＥ
ｑｕａｌｉｚａｔｌｏｎ　ｉｎ　Ａｕｄｉｏ　Ｓｉｇｎ
ａｌ　ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＤ、ＰＲＥＩＳ　ＩＡＥＳ
ｖｏｌ、３０４１１　１９８２　Ｎｂｖｅｍｂｅｒ））
、位相周波数特性による音質調整が注目されつつある０ 以下、図面を参照しながら従来のグラフィックイコライ
ザについて説明する。

第１３図は従来のグラフィックイコライザを示すもので
ある。第１３図において、２１は入力端子、２２−１〜
２２−ｎはＩＩＲ型フィルタ、２３は出力端子、２４は
振幅係数制御回路、２６は振幅係数演算回路、２６は振
幅周波数特性入力回路である。以上のように構成された
グラフィックイコライザについて、以下その動作につい
て説明する０ まず、任意の振幅周波数特性を振幅周波数特性入力回路
２６により設定する。次に設定された振幅係数演算回路
２６に入力し、ここでＩＩＲ型フイルタ２２−１〜２２
−ｎの振幅係数を計算する。

そして計算された振幅係数は振幅係数制御回路２４によ
って各ＩＩＲ型フィルタ２２−１〜２２−ｎへと送られ
る。以上のように振幅係数を入力されたＩＩＲ型フイル
タ２２−１〜２２−　ｎに、入力端子２１からの信号を
入力して振幅周波数特性を調整し、出力端子２３から出
力する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では振幅周波数特性は
調整できても群遅延周波数特性のみを調整することはで
きないという問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決するもので、振幅周波数特性
を変化させずに群遅延周波数特性のみを調整することの
できる群遅延制御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 この目的を達成するため本発明の群遅延制御音質調整装
置は、ｎ次のＩＩＲ型フィルタを複数細石・列に接続し
た信号処理部と、任意の群遅延周波数特性を入力する群
遅延周波数特性入力回路と、群遅延周波数特性入力回路
からの群遅延データによりＩＩＲ型フィルタの群遅延係
数を計算する群遅延係数演算回路と、計算された群遅延
係数を各ＩＩＲ型フィルタに出力する群遅延係数制御回
路から構成されている。

作　　用 この構成によって任意の群遅延周波数特性が設定でき、
その特性に応じた群遅延係数が計算されて各ＩＩＲ型フ
ィルタの係数となる。そして入力信号が、各ＩＩＲ型フ
ィルタを通過するに従ってその群遅延周波数特性が調整
されることとなる。

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群遅延制御音質調整
装置の構成を示すものである。第１図において、１は入
力端子、２−１〜２−　ｎは２次のＩＩＲ型ライうり、
３は出力端子、４は群遅延係数制御回路、６は群遅延係
数演算回路、６はマニエア）Ｖ　／プリセット切換スイ
ッチ、７は群遅延周波数特性入力回路、８はディジタル
メそりである。

今、マニュアル／プリセット切換スイッチ６は群遅延周
波数特性入力回路７からの信号を通過させるようになっ
ている（マニュアルモード）とする。まず任意の群遅延
周波数特性を群遅延周波数特性入力回路７で設定し、そ
の群遅延データを群遅延係数演算回路５に入力して２次
ＩＩＲ型フィルタ２−１〜２−　ｎの各係数を計算する
。そして計算された群遅延係数は群遅延係数制御回路４
により各２次ＩＩＲフィルタ２−１〜２−　ｎに送うれ
る。以上のように設定された２次ＩＩＲ型フィルタ２−
１〜２−　ｎに、入力端子１からの入力信号を通過させ
ることによって出力端子３よシ群遅延周波数特性が調整
された信号が出力される。

次に信号処理部（２次ＩＩＲ型フィルタ２−１〜２−　
ｎの直列接続構成）における群遅延周波数特性の調整方
法について説明する。

各２次ＩＩＲ型フィルタの伝達関数は次式で与えられる
。

これを図に示すと第２図のようになる。’ＯＩ”１’ａ
２．ｂｌ、Ｂ２の関係は実現する振幅周波数特性によっ
て種々変化する。ところで振幅周波数特性を変えずに群
遅延周波数特性のみを調整するためＫ、＠）式のような
係数関係をもったオールパスフィルタ（以下ＡＰＦと略
す）を定義する。

これを図に表わすと第３図のようになる。そしてこのＡ
ＰＦを直列に接続させると次のように表わされる。

ＨＡ（”）＝　Ｈ’Ａ　＝１Ｈｋ（ｚ）　　　　　　・
・・−”＝（＋）これを図に示すと第４図のようになる
。

ここでＨｋ（ｚ）が安定するためには、その極が単位円
内になければならない。これは次のように定義すること
により達成することができる。

Ｂ１に＋＝−２ｙｋｃｏｓθｋ ・・・・・・・・・・・榊） Ｂ２に＝γに２　（ただしγに≦１） これより（３）式は ここでβ（、）はフィルタの位相周波数特性である。

次に正規化された群遅延周波数特性τ（→はτ（→＝シ
≠！ｃ７） として定義される。正規化されていない群遅延周波数特
性τ＊（ω＊）は次式のようになる。

τ＊（ω＊）＝τ（→ＴＢ　　　　　　　・・・・・・
・・・・・・・・・（８）ただし、Ｔ５＝１／ｆ３　、
　　ｆ３はサンプリング周波数である。またω＊＝２π
ｆ＊ｔω＝ω＊／ｆｓである（ｆ＊は周波数）。

以上より第３図に示すような２次ＡＰＦの群遅延周波数
特性は次のように表わせる。

τに←）＝τ１ｋ（→＋’、ｋ（−ω）　　・・・・・
・・・・・・・・・・（９）ただし、 よって第４図のように２次ＡＰＦを直列に接続したフィ
ルタの群遅延周波数特性は、個々の特性の総和となる。

ただし、 ０２Ｎ−に＝−〇ｋ　　　　　　　　　・・・・・・・
・・（１２）τＡ（→＝τＡ（−ω）＝τＡ（ω＋２π
）　　・・・・・・・・・（１３）である。以上は、「
シンプリファイド　デザインオプ　ハイ−オーダー　レ
カーシプ　グループ−デイレイ　フィルターズＪ　（Ｓ
ｉｍｐｌｉｆｉｅｄ　Ｄｅｓ＋１ｇｎｏｆ　Ｈｉｇｈ−
Ｏｒｄｅｒ　Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ　Ｇｒｏｕｐ−Ｄｅｌ
ａｙＦｉ　ｌ　ｔｅｒｍ　（Ｐ　、Ａ、　ＢＥＲＮＨＡ
ＲＤＴ　ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮ　Ａ
Ｏ：）ＵＳＴＩＣ３，５ＰＥＥＣＨ，ＡＮＤ　５ＩＧＮ
ＡＬＰＲＯＣＥＳＳ　ＩＮＧ　、　ＶＯＬ　、ＡＳＳＰ
　−２８、Ａｓ　、αｒＯＢＥＲ１９８０）　）による
。

２次ＩＩＲ型フィルタ２−１〜２−　ｎの群遅延係数は
以上の式よシ求めることができる。

第６図は、ある２次ＩＩＲ型フィルタで実現したＡＰＦ
の群遅延周波数特性を示している。振幅周波数特性は一
定であり、群遅延周波数特性は（９）式、　　（１０）
式よシ求めることができる。つま９群遅延τと中心周波
数ｆ（、は（９）式、　（１０）式より設定することが
できる。

Ｍｅ図、第７図、第８図は任意の群遅延周波数特性の設
定を信号波形により示した図である。まず第６図におい
て、破線で示した群遅延周波数特性に調整するには、２
次ＩＩＲ型フィルタ２−１〜２−　ｎの群遅延周波数特
性をそれぞれ実線で示した特性とすることにより実現で
きる。また第７図において、破線で示されたように周波
数帯域が広い特性や、第８図の破線で示されたように群
遅延の大きい特性などを調整するには、２次ＩＩＲ型フ
ィルタ２−１〜２−　ｎの数を増やせばよい。

マニュアル／プリセット切換スイッチ６をディジタルメ
モリ８からの信号を通過させる場合（プリセットモード
）を考える。このデイジタルメモリ８には、あらかじめ
スピーカの群遅延周波数特性やマグネティックテープレ
コーダの群遅延周波数特性の逆特性を記憶させておく。

今、スピーカを１例にとることにする。第９図は一般的
なスピーカの群遅延周波数特性を示している。よってデ
ィジタルメモリ８にはその逆特性を記憶させておく。

これが第１０図における実線で示した特性である。

これは２次ＩＩＲ型フィルタ２−１〜２−ｎをそれぞれ
破線に示したような特性とすることにより実現できる。

以上によってスピーカからの再生音はその群遅延周波数
特性を補正されたものとなシ、これよシ音質が向上する
こととなる。

以上のように本実施例によれば群遅延周波数特性入力回
路７１群遅延係数演算回路６．および群遅延係数制御回
路４を設け、以上より求められた群遅延係数を、直列接
続された２次ＩＩＲ型フィルタ２−１〜２−　ｎの係数
とすることにより２次ＩＩＲ型フィルタ２−１〜２−　
ｒｓは群遅延周波数特性のみを変化させるＡＰＦとなる
。これより振−・・ノ 特性を設定することができ、音質を様々に変化させるこ
とができる。またスピーカやマグネティックテープレコ
ーダの群遅延周波数特性の逆特性を記憶したディジタル
メモリ８とマニュアル／プリセット切換スイッチ６を用
いたことにより、スピーカおよびマグネティックテープ
レコーダの音質に影響を与えていた群遅延周波数特性を
補正し、音質を向上させることができる。

以下、本発明の他の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第１１図は本発明の他の実施例における群遅延制御音質
調整装置の構成を示すものである。第１１図において、
９は入力端子、１ｏ−１〜１０−ｎは２次ＩＩＲ型フィ
ルタ、１１は出力端子、１２−１〜１２−ｎは群遅延係
数／振幅係数切換スイッチ、１３は群遅延係数制御回路
、１４は群遅延係数演算回路、１６−１〜１６−２はマ
ニュアル／プリセット切換スイッチ、１６は群遅延周波
数特性入力回路、１７はディジタルメモリ、１８は路、
２０は振幅係数演算回路である。

以上のように構成された群遅延制御音質調整装置の構成
について、以下その動作について説明する。本実施例は
第１図に示された構成と、第１３図に示された構成を足
し合わせた構成となっておシ、群遅延係数／振幅係数切
換スイッチ１２−１〜１２−ｎにより２次ＩＩＲ型フィ
ルタ１ｏ−１〜１０−ｎを群遅延周波数特性の調整と振
幅周波数特性の調整のどちらにも使用できるようにした
ものである。群遅延係数については前実施例で説明済み
であるので、振幅係数の求め方について説明する。（１
）式は次のようにも書ける。

今、実現する振幅周波数特性を第１２図に示すようなＭ
Ｆ特性とすると、（１２、β２１ｒ２１ａ１１β１゜γ
１は次式で示される関係にある。

ここでＦはサンプリング周波数、Ｑは共振の鋭さ。

ｆＤは設定周波数である。

また利得Ｇは次式で表わされる。

ｌＧｌ＝２０１ｏｇ　　（１＋Ｋ）　　　−・・・−・
・＝・（１６）以上のｆＤ、　　Ｑ、　　Ｋを変化させ
ることにより様々な振幅周波数特性を実現させることが
できる。

そして（１６）式によって求められた振幅係数を２次Ｉ
ＩＲ型フィルタ１０−１〜１０−　ｆｉに送ることによ
って入力端子９よシの入力信号の振幅周波数特性を調整
することができる。

以上のように本実施例によれば、群遅延周波数特性入力
回路１ｅと群遅延係数演算回路１４および群遅延係数制
御回路１３によって求められた群遅延係数と、振幅周波
数特性入力回路１８と振幅係数演算回路２０および振幅
係数制御回路１９によって求められた振幅係数とを、群
遅延係数／振幅係数切換スイッチ１２−１〜１２−ｎに
よって選択することにより、群遅延周波数特性と振幅周
波数特性を独立して調整することもでき、また同時に調
整することもできる。

なお、本実施例では信号処理部をディジタルフィルタを
用いて実現したが、アナログフィルタで実現してもよい
。

発明の効果 本発明は群遅延周波数特性入力回路と群遅延係数演算回
路および群遅延係数制御回路を設けることにより、任意
に設定した群遅延周波数特性に応じた群遅延係数を求め
ることができ、これを直列に接続したＩＩＲ型フィルタ
の係数とすることにより入力信号の群遅延周波数特性の
みを調整することができる。また、ディジタルメモリに
スピーカおよびマグネティックテープレコーダの群遅延
周波数特性の逆特性を記憶させるととにより、スピーカ
およびマグネティックテープレコーダの群遅延周波数特
性全補正し音質を改善することができるなど数々の優れ
た群遅延制御音質調整装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における群遅延制御音質調整
装置の構成を示すブロック図、第２図は２次ＩＩＲ型フ
ィルタのブロック図、第３図は２次ＩＩＲ型ＡＰＦのブ
ロック図、第４図は２次ＩＩＲ型ＡＰＦを直列接続した
ブロック図、第６図は２次ＩＩＲ型ＡＰＦにより実現さ
れる周波数特性図、第６図、第７図、第８図、第１０図
は２次ＩＩＲ型ＡＰＦを直列接続した構成により実現さ
れる群遅延周波数特性図、第９図は一般的なスビ〒力の
群遅延周波数特性図、第１１図は本発明の他の実施例に
おける群遅延制御音質調整装置のブロック図、第１２図
は２次ＩＩＲ型フィルタによるＭＦ％性図、第１３図は
従来のグラフィックイコライザのブロック図である。 １．９，２１・・・・・・入力端子、２−１〜２−ｎ。 １ｏ−１〜１０−ｎ・・・・・・２次ＩＩＲ型フィルタ
、３．１１．２３・・・・・・出力端子、４，１３・・
・・・・群遅延係数制御回路、６，１４・・・・・・群
遅延係数演算回路、６．　１５−１．１５−２・・・・
・・マニュアル／プリセット切換スイッチ、７，１６・
・・・・・群遅延周波数特性入力回路、８，１７・・・
・・・ディジタルメモリ、１２−１〜１２−ｎ・・・・
・・群遅延係数／振幅係数切換スイッチ、１８，２６・
・・・・・振幅周波数特性入力回路、１９．２４・・・
・・・振幅係数制御回路、２０゜２６・・・・・・振幅
係数演算回路、２２−１〜２２−ｎ・・・・・・ＩＩＲ
Ｗフィルタ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
２ｒｌＡ ａＯ 第　３　図 第５図 ｃ 周億　歇 第６図 周　湾　牧 第７図 用遺秋 第８図 ７！１浪孜 第９図 第　１　。図　　　　　　　　　　　　７ｆｌ　　Ｉｔ
、　　＆　　（１−ＩＺＪ」　Ｒ敷　ＣＨＬ） 第１２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｎ次（ただしｎは正の整数）のＩＩＲ型フィルタ
   を複数個直列に接続した信号処理部と、任意の群遅延周
   波数特性を入力する遅延周波数特性入力回路と、前記群
   遅延周波数特性入力回路からの群遅延データにより前記
   ＩＩＲ型フィルタの群遅延係数を計算する群遅延係数演
   算回路と、前記群遅延係数演算回路で計算された群遅延
   係数を各ＩＩＲ型フィルタに出力する群遅延係数制御回
   路とを備えたことを特徴とする群遅延制御音質調整装置
   。
2. （２）ＩＩＲ型フィルタの次数が２次であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の群遅延制御音質調整
   装置。 （２）スピーカの群遅延周波数特性あるいはマグネティ
   ックテープレコーダの群遅延周波数特性を記憶したディ
   ジタルメモリを備え、これよりスピーカあるいはマグネ
   ティックテープレコーダの群遅延周波数特性を補正する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の群遅延制
   御音質調整装置。