JP2000032600A - 音像定位装置及びフィルタ処理方法 - Google Patents
音像定位装置及びフィルタ処理方法Info
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- JP2000032600A JP2000032600A JP10200008A JP20000898A JP2000032600A JP 2000032600 A JP2000032600 A JP 2000032600A JP 10200008 A JP10200008 A JP 10200008A JP 20000898 A JP20000898 A JP 20000898A JP 2000032600 A JP2000032600 A JP 2000032600A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィルタ出力の精度を保ちながらも、フィル
タ処理に必要な畳込み演算のる積和演算数を削減するこ
と。 【解決手段】 フィルタのインパルス応答の振幅値を所
定の閾値と比較し、当該振幅値が所定の閾値よりも小さ
い場合には、その値に関する積和演算を行なわないよう
に構成する。
タ処理に必要な畳込み演算のる積和演算数を削減するこ
と。 【解決手段】 フィルタのインパルス応答の振幅値を所
定の閾値と比較し、当該振幅値が所定の閾値よりも小さ
い場合には、その値に関する積和演算を行なわないよう
に構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号に
フィルタ処理を施す場合、その出力信号をできるだけ変
化させることなく、フィルタ処理に伴う畳み込み演算に
必要な積和演算、およびメモリ量を削減するためのフィ
ルタ処理方法、および当該処理方法を用いて音像定位を
行う音像定位装置に関するものである。
フィルタ処理を施す場合、その出力信号をできるだけ変
化させることなく、フィルタ処理に伴う畳み込み演算に
必要な積和演算、およびメモリ量を削減するためのフィ
ルタ処理方法、および当該処理方法を用いて音像定位を
行う音像定位装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、従来のアナログによる信号処理に
代わってディジタル信号処理技術が普及し、各種の分野
で盛んにディジタル信号処理が用いられている。
代わってディジタル信号処理技術が普及し、各種の分野
で盛んにディジタル信号処理が用いられている。
【０００３】ディジタル信号に所定の周波数特性を持た
せたい場合、フィルタによるフィルタリング処理を施す
ことが成される。この場合、ディジタル信号のフィルタ
処理に伴う畳み込み演算では、ディジタル信号として入
力された入力サンプルに対して、単位時間遅延させる単
位遅延素子（例えばシフトレジスタ）を複数段を経由さ
せて時間遅延された各信号に対して、予め用意されたフ
ィルタ係数（タップ係数）を乗算し、この乗算結果をフ
ィルタ出力として保持する必要がある。このため、出力
１サンプル当たりでは、最大でフィルタ長（タップ長）
分の積和演算が必要である。複雑な周波数特性を持たせ
る場合にはフィルタ長が増大する。これに伴い、畳み込
み演算における積和演算量、およびメモリ量も大きくな
る。従来はフィルタ処理装置を小規模にするためには、
フィルタ係数に時間窓を掛けて短くすることによって、
フィルタ処理に伴う積和演算を削減する手法が用いられ
てきた。
せたい場合、フィルタによるフィルタリング処理を施す
ことが成される。この場合、ディジタル信号のフィルタ
処理に伴う畳み込み演算では、ディジタル信号として入
力された入力サンプルに対して、単位時間遅延させる単
位遅延素子（例えばシフトレジスタ）を複数段を経由さ
せて時間遅延された各信号に対して、予め用意されたフ
ィルタ係数（タップ係数）を乗算し、この乗算結果をフ
ィルタ出力として保持する必要がある。このため、出力
１サンプル当たりでは、最大でフィルタ長（タップ長）
分の積和演算が必要である。複雑な周波数特性を持たせ
る場合にはフィルタ長が増大する。これに伴い、畳み込
み演算における積和演算量、およびメモリ量も大きくな
る。従来はフィルタ処理装置を小規模にするためには、
フィルタ係数に時間窓を掛けて短くすることによって、
フィルタ処理に伴う積和演算を削減する手法が用いられ
てきた。
【０００４】以下、ディジタル信号にフィルタ処理を施
す方法について図面を用いて説明する。
す方法について図面を用いて説明する。
【０００５】図５はフィルタ長がｎの場合のＦＩＲフィ
ルタのブロック図であり、５−１は入力端子、５−２、
５−３、５−４は単位遅延素子、５−５、５−６、５−
７、５−８、５−９は乗算器、５−１０、５−１１、５
−１２、５−１３、５−１４は加算器、５−１５は出力
端子である。
ルタのブロック図であり、５−１は入力端子、５−２、
５−３、５−４は単位遅延素子、５−５、５−６、５−
７、５−８、５−９は乗算器、５−１０、５−１１、５
−１２、５−１３、５−１４は加算器、５−１５は出力
端子である。
【０００６】図６はフィルタ長が３の場合のＦＩＲフィ
ルタのブロック図であり、６−１は入力端子、６−２、
６−３は単位遅延素子、６−４、６−５、６−６は乗算
器、６−７、６−８、６−９は加算器、６−１０は出力
端子である。
ルタのブロック図であり、６−１は入力端子、６−２、
６−３は単位遅延素子、６−４、６−５、６−６は乗算
器、６−７、６−８、６−９は加算器、６−１０は出力
端子である。
【０００７】図７はフィルタ処理する際の入力信号の一
例を示す図である。図中、横軸の単位は時刻（サンプリ
ング時刻）、縦軸は振幅値を示している。
例を示す図である。図中、横軸の単位は時刻（サンプリ
ング時刻）、縦軸は振幅値を示している。
【０００８】簡単のため、図６に示したＦＩＲフィルタ
を用いて、図７に示したディジタル信号をフィルタ処理
する際の動作について説明する。
を用いて、図７に示したディジタル信号をフィルタ処理
する際の動作について説明する。
【０００９】まず時刻０においては、入力端子６−１に
入力信号の時刻０におけるサンプルの振幅値４が入力さ
れる。その信号は乗算器６−４で、
入力信号の時刻０におけるサンプルの振幅値４が入力さ
れる。その信号は乗算器６−４で、
【００１０】
【数１】
【００１１】という演算が成され、その結果が加算器６
−７に入力される。また、上記サンプル値４は単位遅延
素子６−２にも入力され、１サンプル時間の間保存され
る。入力信号は時刻０以前には何も入力されていないた
め、このタイミングでの出力端子６−１０からの出力は
（数１）で得られた４ａ1のみである。
−７に入力される。また、上記サンプル値４は単位遅延
素子６−２にも入力され、１サンプル時間の間保存され
る。入力信号は時刻０以前には何も入力されていないた
め、このタイミングでの出力端子６−１０からの出力は
（数１）で得られた４ａ1のみである。
【００１２】次に１サンプル後である時刻１において
は、図７より、入力サンプルの振幅値は２である。上記
と同様にして、時刻１における入力サンプルの振幅値２
は乗算器６−４に入力される。１サンプル前である時刻
０において単位遅延素子６−２で保存されていた時刻０
における入力サンプル値４が乗算器６−５に入力され
る。乗算器６−４、６−５の出力は加算器６−７、６−
８で加算され、出力される。出力される値は（数２）で
表される。
は、図７より、入力サンプルの振幅値は２である。上記
と同様にして、時刻１における入力サンプルの振幅値２
は乗算器６−４に入力される。１サンプル前である時刻
０において単位遅延素子６−２で保存されていた時刻０
における入力サンプル値４が乗算器６−５に入力され
る。乗算器６−４、６−５の出力は加算器６−７、６−
８で加算され、出力される。出力される値は（数２）で
表される。
【００１３】
【数２】
【００１４】時刻２、時刻３、時刻４では、同様にし
て、（数３）から（数５）の演算で出力が求められる。
て、（数３）から（数５）の演算で出力が求められる。
【００１５】
【数３】
【００１６】
【数４】
【００１７】
【数５】
【００１８】一般には、入力サンプルの値は前もって分
からないことが多いため、入力サンプルの値が０である
場合についても乗算器、加算器で演算を行う。その場合
にはフィルタ長をＮとするとき、１つの出力サンプルを
得るためのフィルタ処理に必要な積和演算はＮ回とな
る。また、フィルタ値を保存するためには、メモリが用
いられる。１つの出力サンプルを得るためのフィルタ処
理に必要なメモリ量は、単位遅延素子の数分、つまり
（Ｎ−１）サンプル分である。
からないことが多いため、入力サンプルの値が０である
場合についても乗算器、加算器で演算を行う。その場合
にはフィルタ長をＮとするとき、１つの出力サンプルを
得るためのフィルタ処理に必要な積和演算はＮ回とな
る。また、フィルタ値を保存するためには、メモリが用
いられる。１つの出力サンプルを得るためのフィルタ処
理に必要なメモリ量は、単位遅延素子の数分、つまり
（Ｎ−１）サンプル分である。
【００１９】以上のように、入力サンプルに対してフィ
ルタに対してフィルタ処理を行う場合の積和演算量、お
よびメモリ量はフィルタ長に依存することがわかる。そ
こで、処理に積和演算量とメモリ量を少なくするために
は、従来はフィルタ係数に時間窓を掛ける方法が用いら
れてきた。
ルタに対してフィルタ処理を行う場合の積和演算量、お
よびメモリ量はフィルタ長に依存することがわかる。そ
こで、処理に積和演算量とメモリ量を少なくするために
は、従来はフィルタ係数に時間窓を掛ける方法が用いら
れてきた。
【００２０】よく用いられる時間窓としては、方形窓、
ハミング窓などがあり、例えば、サンプル毎の窓関数と
してそれぞれ（数６）（数７）のように表されるものが
用いられる。
ハミング窓などがあり、例えば、サンプル毎の窓関数と
してそれぞれ（数６）（数７）のように表されるものが
用いられる。
【００２１】（数６）（数７）で窓長をフィルタ長より
も少ないＮに設定し、（数８）のようにフィルタ係数a
(n)に窓関数h(n)窓掛けした新たなフィルタ係数a'(n)を
用いることにより、積和演算の回数と必要なメモリ量を
削減することが可能となる。
も少ないＮに設定し、（数８）のようにフィルタ係数a
(n)に窓関数h(n)窓掛けした新たなフィルタ係数a'(n)を
用いることにより、積和演算の回数と必要なメモリ量を
削減することが可能となる。
【００２２】
【数６】
【００２３】
【数７】
【００２４】
【数８】
【００２５】図８にＮ＝６４とした場合のハミング窓の
例を示す。
例を示す。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、単に時
間窓を掛けることによってフィルタ長を削減した場合に
は、本来フィルタが持つ周波数特性が時間窓を掛けるこ
とにより劣化してしまうため、フィルタの出力結果が変
化してしまう。そのため、フィルタ処理に必要な積和演
算とメモリ量の削減には限度があった。
間窓を掛けることによってフィルタ長を削減した場合に
は、本来フィルタが持つ周波数特性が時間窓を掛けるこ
とにより劣化してしまうため、フィルタの出力結果が変
化してしまう。そのため、フィルタ処理に必要な積和演
算とメモリ量の削減には限度があった。
【００２７】本発明は、上記の問題を解決するために、
フィルタ係数の値に着目し、所定の閾値よりも小さな場
合には、その値に関する積和演算を行わない（所定の閾
値よりも大きい場合にのみ、その値に関する積和演算を
行う）ことにより、積和演算の削減を図り、フィルタ係
数の先頭あるいは末尾にこの処理が行われた場合には、
保持すべきデータも少なくなるため、畳込み処理に必要
なメモリ量も削減することを可能とすることを目的とす
る。
フィルタ係数の値に着目し、所定の閾値よりも小さな場
合には、その値に関する積和演算を行わない（所定の閾
値よりも大きい場合にのみ、その値に関する積和演算を
行う）ことにより、積和演算の削減を図り、フィルタ係
数の先頭あるいは末尾にこの処理が行われた場合には、
保持すべきデータも少なくなるため、畳込み処理に必要
なメモリ量も削減することを可能とすることを目的とす
る。
【００２８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１に係る音像定位装置は、ディジタ
ル音響信号を受け取り、仮想スピーカ位置に定位させる
制御信号を出力するフィルタ部と、前記フィルタ部から
の出力信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
前記Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅するアンプと、前記アン
プで増幅された制御信号を所定の領域に放射する制御ス
ピーカとを備えた音像定位制御装置であって、前記フィ
ルタ部は仮想スピーカから両耳までの伝達関数に応じた
所定のフィルタ係数との畳み込み処理を行い処理信号を
出力するための演算手段として単位遅延素子と乗算器、
および加算器を備えており、前記フィルタ係数の値に所
定の閾値を設け、前記フィルタ係数の値が前記閾値を越
える場合にのみ前記乗算器および加算器による積和演算
を行なうように成し、前記フィルタ部、前記Ｄ／Ａ変換
器、前記アンプ、及び前記制御スピーカによる系を少な
くとも２つ有して構成したものである。
するために、請求項１に係る音像定位装置は、ディジタ
ル音響信号を受け取り、仮想スピーカ位置に定位させる
制御信号を出力するフィルタ部と、前記フィルタ部から
の出力信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
前記Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅するアンプと、前記アン
プで増幅された制御信号を所定の領域に放射する制御ス
ピーカとを備えた音像定位制御装置であって、前記フィ
ルタ部は仮想スピーカから両耳までの伝達関数に応じた
所定のフィルタ係数との畳み込み処理を行い処理信号を
出力するための演算手段として単位遅延素子と乗算器、
および加算器を備えており、前記フィルタ係数の値に所
定の閾値を設け、前記フィルタ係数の値が前記閾値を越
える場合にのみ前記乗算器および加算器による積和演算
を行なうように成し、前記フィルタ部、前記Ｄ／Ａ変換
器、前記アンプ、及び前記制御スピーカによる系を少な
くとも２つ有して構成したものである。
【００２９】請求項２に係る発明は、請求項１におい
て、前記フィルタ部における乗算器の前段に比較器を設
け、当該比較器にて各フィルタ係数と前記閾値とを比較
し、前記フィルタ係数の値が前記閾値を越える場合のみ
乗算器における乗算を行なうことを特徴とするものであ
る。
て、前記フィルタ部における乗算器の前段に比較器を設
け、当該比較器にて各フィルタ係数と前記閾値とを比較
し、前記フィルタ係数の値が前記閾値を越える場合のみ
乗算器における乗算を行なうことを特徴とするものであ
る。
【００３０】請求項３に係る発明は、請求項１におい
て、前記フィルタ部を、各フィルタ係数と前記閾値とを
比較し、前記フィルタ係数の値が前記閾値を越える場合
にのみ、そのフィルタ係数に対応したフィルタの出力を
次段の乗算器へ入力する構成としたことを特徴とするも
のである。
て、前記フィルタ部を、各フィルタ係数と前記閾値とを
比較し、前記フィルタ係数の値が前記閾値を越える場合
にのみ、そのフィルタ係数に対応したフィルタの出力を
次段の乗算器へ入力する構成としたことを特徴とするも
のである。
【００３１】また、請求項４に係るフィルタ処理方法
は、ディジタル信号を受け取り、所定の周波数特性を持
つフィルタ係数との畳み込み処理を行い、複数の系より
別々に得られる当該畳み込み処理結果を乗算器および加
算器にて積和演算して信号を出力するフィルタ処理方法
であって、前記フィルタ係数の値に所定の閾値を設け、
前記フィルタ係数の値が前記閾値を越える場合にのみ前
記乗算器および加算器による積和演算を行なうことを特
徴とするものである。
は、ディジタル信号を受け取り、所定の周波数特性を持
つフィルタ係数との畳み込み処理を行い、複数の系より
別々に得られる当該畳み込み処理結果を乗算器および加
算器にて積和演算して信号を出力するフィルタ処理方法
であって、前記フィルタ係数の値に所定の閾値を設け、
前記フィルタ係数の値が前記閾値を越える場合にのみ前
記乗算器および加算器による積和演算を行なうことを特
徴とするものである。
【００３２】請求項５に係る発明は、請求項４におい
て、各フィルタ係数と前記閾値とを比較し、前記フィル
タ係数の値が前記閾値を越える場合のみ乗算器における
乗算を行なうことを特徴とするものである。
て、各フィルタ係数と前記閾値とを比較し、前記フィル
タ係数の値が前記閾値を越える場合のみ乗算器における
乗算を行なうことを特徴とするものである。
【００３３】請求項６に係る発明は、請求項４におい
て、各フィルタ係数と前記閾値とを比較し、前記フィル
タ係数の値が前記閾値を越える場合に、そのフィルタ係
数に対応したフィルタの出力を次段の乗算器へ入力する
ことを特徴とするものである。
て、各フィルタ係数と前記閾値とを比較し、前記フィル
タ係数の値が前記閾値を越える場合に、そのフィルタ係
数に対応したフィルタの出力を次段の乗算器へ入力する
ことを特徴とするものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
て図面を参照しながら説明する。
【００３５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１に係る音像定位装置を示すブロック図であり、同図
において、１−１は信号源、１−２はＡ／Ｄ変換器、１
−３、１−４はフィルタ部、１−５、１−６はＤ／Ａ変
換器、１−７、１−８はアンプ、１−９、１−１０は制
御スピーカ、１−１１は仮想スピーカ、１−１２は受聴
者である。
態１に係る音像定位装置を示すブロック図であり、同図
において、１−１は信号源、１−２はＡ／Ｄ変換器、１
−３、１−４はフィルタ部、１−５、１−６はＤ／Ａ変
換器、１−７、１−８はアンプ、１−９、１−１０は制
御スピーカ、１−１１は仮想スピーカ、１−１２は受聴
者である。
【００３６】信号源１−１から出力されたアナログ音声
信号は、Ａ／Ｄ変換器１−２でディジタル信号に量子化
され、フィルタ部１−３、１−４に入力される。このフ
ィルタ部では、入力されたディジタル信号に対して周波
数毎に振幅と位相を調整の上、出力する。当該出力は各
々Ｄ／Ａ変換器１−５、１−６でアナログ信号に変換さ
れ、アンプ１−７、１−８で増幅されて制御スピーカ１
−９、１−１０から音として空間へ放射される。
信号は、Ａ／Ｄ変換器１−２でディジタル信号に量子化
され、フィルタ部１−３、１−４に入力される。このフ
ィルタ部では、入力されたディジタル信号に対して周波
数毎に振幅と位相を調整の上、出力する。当該出力は各
々Ｄ／Ａ変換器１−５、１−６でアナログ信号に変換さ
れ、アンプ１−７、１−８で増幅されて制御スピーカ１
−９、１−１０から音として空間へ放射される。
【００３７】フィルタ部１−３、１−４における処理
は、制御スピーカ１−９、１−１０から放射された音を
受聴者１−１２が聴取したときに、仮想スピーカ１−１
１の位置から音が聞こえるようなフィルタリング処理を
施される。制御スピーカ１−９、１−１０から各々受聴
者１−１２の右耳、左耳までのインパルス応答である、
図１に示すh1(n),h2(n),h3(n),h4(n)と、仮想スピーカ
１−１１から受聴者１−１２の右耳、左耳までのインパ
ルス応答である、図１に示すh5(n),h6(n)を予め測定
し、それらのインパルス応答を用いてフィルタ部１−
３、１−４におけるフィルタ係数を決定する。なお、こ
のようなフィルタ係数の決定方法は、例えば、本特許出
願人が既に出願した特開平５−２４３８８２号公報、特
開平５−２４４６９７号公報、特開平６−３０３６９９
号公報、特開平７−２０３５９５号公報などに記載され
た公知の手法を適用すれば実現できるので、その詳細は
割愛する。
は、制御スピーカ１−９、１−１０から放射された音を
受聴者１−１２が聴取したときに、仮想スピーカ１−１
１の位置から音が聞こえるようなフィルタリング処理を
施される。制御スピーカ１−９、１−１０から各々受聴
者１−１２の右耳、左耳までのインパルス応答である、
図１に示すh1(n),h2(n),h3(n),h4(n)と、仮想スピーカ
１−１１から受聴者１−１２の右耳、左耳までのインパ
ルス応答である、図１に示すh5(n),h6(n)を予め測定
し、それらのインパルス応答を用いてフィルタ部１−
３、１−４におけるフィルタ係数を決定する。なお、こ
のようなフィルタ係数の決定方法は、例えば、本特許出
願人が既に出願した特開平５−２４３８８２号公報、特
開平５−２４４６９７号公報、特開平６−３０３６９９
号公報、特開平７−２０３５９５号公報などに記載され
た公知の手法を適用すれば実現できるので、その詳細は
割愛する。
【００３８】一般に、これらのフィルタ部１−３、１−
４はＦＩＲフィルタで実現される。ＦＩＲフィルタによ
る入力信号のフィルタ処理は、入力信号をx(n)、出力信
号をy(n)、フィルタ係数をg(n)とすると、x(n)とg(n)の
畳込み演算で表され、
４はＦＩＲフィルタで実現される。ＦＩＲフィルタによ
る入力信号のフィルタ処理は、入力信号をx(n)、出力信
号をy(n)、フィルタ係数をg(n)とすると、x(n)とg(n)の
畳込み演算で表され、
【００３９】
【数９】
【００４０】で与えられる。本実施形態においては、こ
のフィルタ処理に必要な積和演算、およびメモリ量を削
減するために、所定の閾値を設け、フィルタ係数の値が
その閾値以下の場合には、その係数に対する積和演算を
行わないように構成する。言い換えると、フィルタ係数
が所定の閾値を越える場合にのみ、その係数に対する積
和演算を施すようにする。このような処理を行なうため
に、ＦＩＲフィルタの各乗算器の前段に比較器を設け
る。図２はそのような構成とした（ｎ−１）タップのＦ
ＩＲフィルタのブロック図である。同図において、２−
１は入力端子、２−２、２−３、２−４は単位遅延素
子、２−５、２−６、２−７、２−８、２−９は、後段
に続く乗算器で乗算されるフィルタ係数の絶対値と閾値
との比較を行ない、乗算器に入力するか否かを判断する
比較器、２−１０、２−１１、２−１２、２−１３、２
−１４は各々、フィルタ係数a1,a2,a3,・・・,an-1,an
を乗算する乗算器、２−１５、２−１６、２−１７、２
−１８、２−１９は加算器、２−２０は出力端子であ
る。
のフィルタ処理に必要な積和演算、およびメモリ量を削
減するために、所定の閾値を設け、フィルタ係数の値が
その閾値以下の場合には、その係数に対する積和演算を
行わないように構成する。言い換えると、フィルタ係数
が所定の閾値を越える場合にのみ、その係数に対する積
和演算を施すようにする。このような処理を行なうため
に、ＦＩＲフィルタの各乗算器の前段に比較器を設け
る。図２はそのような構成とした（ｎ−１）タップのＦ
ＩＲフィルタのブロック図である。同図において、２−
１は入力端子、２−２、２−３、２−４は単位遅延素
子、２−５、２−６、２−７、２−８、２−９は、後段
に続く乗算器で乗算されるフィルタ係数の絶対値と閾値
との比較を行ない、乗算器に入力するか否かを判断する
比較器、２−１０、２−１１、２−１２、２−１３、２
−１４は各々、フィルタ係数a1,a2,a3,・・・,an-1,an
を乗算する乗算器、２−１５、２−１６、２−１７、２
−１８、２−１９は加算器、２−２０は出力端子であ
る。
【００４１】比較器２−５、２−６、２−７、２−８、
２−９において、予め設定した所定の閾値atとフィルタ
係数a1〜anとの比較を行ない、フィルタ係数が閾値以下
である場合には次段の乗算器への入力を行なわない、言
い換えると、フィルタ係数a1〜anが閾値atよりも大きい
場合にのみ次段の乗算器で乗算を行なう。これにより、
フィルタ係数が所定の閾値以下の場合には、このフィル
タ係数に対する積和演算を行なわずに済むため、演算量
を削減することが可能となる。なお、本構成によれば比
較器における比較演算は生じるものの、積和演算に比べ
て比較演算の方が演算処理的には簡単であるため、全体
の処理量は削減される。このような構成とすると、適応
的にフィルタ係数が更新される場合でも処理を削減する
ことが可能となる。
２−９において、予め設定した所定の閾値atとフィルタ
係数a1〜anとの比較を行ない、フィルタ係数が閾値以下
である場合には次段の乗算器への入力を行なわない、言
い換えると、フィルタ係数a1〜anが閾値atよりも大きい
場合にのみ次段の乗算器で乗算を行なう。これにより、
フィルタ係数が所定の閾値以下の場合には、このフィル
タ係数に対する積和演算を行なわずに済むため、演算量
を削減することが可能となる。なお、本構成によれば比
較器における比較演算は生じるものの、積和演算に比べ
て比較演算の方が演算処理的には簡単であるため、全体
の処理量は削減される。このような構成とすると、適応
的にフィルタ係数が更新される場合でも処理を削減する
ことが可能となる。
【００４２】図３に、上述したような積和演算処理を施
さない場合（図３（ａ））と、本実施形態によって積和
演算処理が施された場合（図３（ｂ））の一例を示す。
設定した閾値としてはフィルタ係数の最大値の０．０５
倍とし、積和演算を行わない係数については値を０とし
て示した。
さない場合（図３（ａ））と、本実施形態によって積和
演算処理が施された場合（図３（ｂ））の一例を示す。
設定した閾値としてはフィルタ係数の最大値の０．０５
倍とし、積和演算を行わない係数については値を０とし
て示した。
【００４３】（表１）に、図３に示したＦＩＲフィルタ
係数にてＦＩＲフィルタを実現した場合の、１サンプル
出力するために必要な積和演算の最大値を示す。この
（表１）からも、本実施形態を適用した場合に、フィル
タ処理に必要な畳込み演算における積和演算を大幅に削
減できていることがわかる。
係数にてＦＩＲフィルタを実現した場合の、１サンプル
出力するために必要な積和演算の最大値を示す。この
（表１）からも、本実施形態を適用した場合に、フィル
タ処理に必要な畳込み演算における積和演算を大幅に削
減できていることがわかる。
【００４４】
【表１】
【００４５】（実施の形態２）以下に実施の形態２とし
て、実施の形態１におけるＦＩＲフィルタのブロック図
を簡素化して構成したものについて説明する。
て、実施の形態１におけるＦＩＲフィルタのブロック図
を簡素化して構成したものについて説明する。
【００４６】図４は、実施の形態１（図１）におけるフ
ィルタ係数a1〜anと所定の閾値atとの比較を回路を組む
前に予め行なっておき、フィルタ係数が当該閾値よりも
小さい場合のラインには乗算器を設置しない構成として
いる。したがって、図４を図２と対比すると、比較器は
一切設けられていないし、乗算器に関しても例えばフィ
ルタ係数a1,a3に相当する乗算器が省かれている。本実
施形態のように、ＦＩＲフィルタを構成する前に予めフ
ィルタ係数を所定の閾値と比較しておいて、フィルタ係
数が当該閾値よりも小さい場合のラインには乗算器を設
置しない構成とすることにより、実施の形態１で用いた
比較器を必要とせず、かつ乗算器の個数も減り、結果と
して、フィルタ処理に必要な積和演算を第１の実施形態
の場合よりも削減することができる。
ィルタ係数a1〜anと所定の閾値atとの比較を回路を組む
前に予め行なっておき、フィルタ係数が当該閾値よりも
小さい場合のラインには乗算器を設置しない構成として
いる。したがって、図４を図２と対比すると、比較器は
一切設けられていないし、乗算器に関しても例えばフィ
ルタ係数a1,a3に相当する乗算器が省かれている。本実
施形態のように、ＦＩＲフィルタを構成する前に予めフ
ィルタ係数を所定の閾値と比較しておいて、フィルタ係
数が当該閾値よりも小さい場合のラインには乗算器を設
置しない構成とすることにより、実施の形態１で用いた
比較器を必要とせず、かつ乗算器の個数も減り、結果と
して、フィルタ処理に必要な積和演算を第１の実施形態
の場合よりも削減することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように、本発明はフィルタ係数の
値に着目し、フィルタ係数が所定の閾値よりも値が小さ
な場合には、その値に関する積和演算を行わない構成と
したことにより、フィルタ出力の精度を許容範囲で保持
しながら、畳み込み演算に必要な積和演算を削減するこ
とが可能となる。また本発明によれば、聴感上音質を損
なうことなく積和演算を削減することが可能である。
値に着目し、フィルタ係数が所定の閾値よりも値が小さ
な場合には、その値に関する積和演算を行わない構成と
したことにより、フィルタ出力の精度を許容範囲で保持
しながら、畳み込み演算に必要な積和演算を削減するこ
とが可能となる。また本発明によれば、聴感上音質を損
なうことなく積和演算を削減することが可能である。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る音像定位装置を
示すブロック図
示すブロック図
【図２】本発明の音像定位装置に適用されるＦＩＲフィ
ルタの構成例を示すブロック図
ルタの構成例を示すブロック図
【図３】（ａ）本発明に係るＦＩＲフィルタによる積和
演算を行なわない場合のフィルタ係数の変化を示す図 （ｂ）本発明に係るＦＩＲフィルタによる積和演算を行
なう場合のフィルタ係数の変化を示す図
演算を行なわない場合のフィルタ係数の変化を示す図 （ｂ）本発明に係るＦＩＲフィルタによる積和演算を行
なう場合のフィルタ係数の変化を示す図
【図４】本発明の音像定位装置に適用される第２の実施
形態に係るＦＩＲフィルタの構成例を示すブロック図
形態に係るＦＩＲフィルタの構成例を示すブロック図
【図５】フィルタ長がｎのＦＩＲフィルタのブロック図
【図６】フィルタ長が３のＦＩＲフィルタのブロック図
【図７】ＦＩＲフィルタでフィルタ処理する際のサンプ
ル時刻と振幅値との関係を説明する図
ル時刻と振幅値との関係を説明する図
【図８】窓長６４のハミング窓の例を示す図
１−１ 信号源 １−２ Ａ／Ｄ変換器 １−３，１−４ フィルタ部 １−５，１−６ Ｄ／Ａ変換器 １−７，１−８ アンプ １−９，１−１０ 制御スピーカ １−１１ 仮想スピーカ １−１２ 受聴者 ２−１，４−１ 入力端子 ２−２，２−３，２−４，４−２，４−３，４−４ 単
位遅延素子 ２−５，２−６，２−７，２−８，２−９ 比較器 ２−１０，２−１１，２−１２，２−１３，２−１４，
４−５，４−６，４−７ 乗算器 ２−１５，２−１６，２−１７，２−１８，２−１９，
４−８，４−９，４−１０ 加算器 ２−２０，４−１１ 出力端子
位遅延素子 ２−５，２−６，２−７，２−８，２−９ 比較器 ２−１０，２−１１，２−１２，２−１３，２−１４，
４−５，４−６，４−７ 乗算器 ２−１５，２−１６，２−１７，２−１８，２−１９，
４−８，４−９，４−１０ 加算器 ２−２０，４−１１ 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 崇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤田 剛史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 宮阪 修二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西尾 孝祐 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松本 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川村 明久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D062 AA61 CC16
Claims (6)
- 【請求項１】ディジタル音響信号を受け取り、仮想スピ
ーカ位置に定位させる制御信号を出力するフィルタ部
と、前記フィルタ部からの出力信号をアナログ信号に変
換するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅
するアンプと、前記アンプで増幅された制御信号を所定
の領域に放射する制御スピーカとを備えた音像定位制御
装置であって、前記フィルタ部は仮想スピーカから両耳
までの伝達関数に応じた所定のフィルタ係数との畳み込
み処理を行い処理信号を出力するための演算手段として
単位遅延素子と乗算器、および加算器を備えており、前
記フィルタ係数の値に所定の閾値を設け、前記フィルタ
係数の値が前記閾値を越える場合にのみ前記乗算器およ
び加算器による積和演算を行なうように成し、 前記フィルタ部、前記Ｄ／Ａ変換器、前記アンプ、及び
前記制御スピーカによる系を少なくとも２つ有して構成
したことを特徴とする音像定位装置。 - 【請求項２】前記フィルタ部における乗算器の前段に比
較器を設け、当該比較器にて各フィルタ係数と前記閾値
とを比較し、前記フィルタ係数の値が前記閾値を越える
場合のみ乗算器における乗算を行なうことを特徴とする
請求項１記載の音像定位装置。 - 【請求項３】前記フィルタ部は、各フィルタ係数と前記
閾値とを比較し、前記フィルタ係数の値が前記閾値を越
える場合にのみ、そのフィルタ係数に対応したフィルタ
の出力を次段の乗算器へ入力する構成としたことを特徴
とする請求項１記載の音像定位装置。 - 【請求項４】ディジタル信号を受け取り、所定の周波数
特性を持つフィルタ係数との畳み込み処理を行い、複数
の系より別々に得られる当該畳み込み処理結果を乗算器
および加算器にて積和演算して信号を出力するフィルタ
処理方法であって、 前記フィルタ係数の値に所定の閾値を設け、前記フィル
タ係数の値が前記閾値を越える場合にのみ前記乗算器お
よび加算器による積和演算を行なうことを特徴とするフ
ィルタ処理方法。 - 【請求項５】各フィルタ係数と前記閾値とを比較し、前
記フィルタ係数の値が前記閾値を越える場合のみ乗算器
における乗算を行なうことを特徴とする請求項４記載の
フィルタ処理方法。 - 【請求項６】各フィルタ係数と前記閾値とを比較し、前
記フィルタ係数の値が前記閾値を越える場合に、そのフ
ィルタ係数に対応したフィルタの出力を次段の乗算器へ
入力することを特徴とする請求項４記載のフィルタ処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10200008A JP2000032600A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 音像定位装置及びフィルタ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10200008A JP2000032600A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 音像定位装置及びフィルタ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000032600A true JP2000032600A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16417267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10200008A Pending JP2000032600A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 音像定位装置及びフィルタ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000032600A (ja) |
-
1998
- 1998-07-15 JP JP10200008A patent/JP2000032600A/ja active Pending
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