JP2740584B2 - Group delay characteristic correction device - Google Patents

Group delay characteristic correction device

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JP2740584B2
JP2740584B2 JP3131213A JP13121391A JP2740584B2 JP 2740584 B2 JP2740584 B2 JP 2740584B2 JP 3131213 A JP3131213 A JP 3131213A JP 13121391 A JP13121391 A JP 13121391A JP 2740584 B2 JP2740584 B2 JP 2740584B2
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iir
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昇 八嶋
登 興野
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スピーカーシステムの
特性向上および音質改善を図る信号処理装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing apparatus for improving the characteristics and sound quality of a speaker system.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4に示すように、スピーカーシステム
は、その最低共振周波数において最大となるような群遅
延特性を持つことが知られている。しかし、スピーカー
を理想的な電気音響変換器として考えた場合、振幅特性
が周波数によらず一定、群遅延特性も同様に周波数によ
らず一定であることが望ましい。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, a speaker system is known to have a group delay characteristic which becomes maximum at the lowest resonance frequency. However, when a speaker is considered as an ideal electroacoustic transducer, it is desirable that the amplitude characteristic is constant regardless of the frequency, and the group delay characteristic is also constant regardless of the frequency.

【0003】従来、スピーカーの群遅延特性を補正し、
周波数によらず一定にする手段として、図5に示す構成
のものがあった。図において、21は第1のFIRフィ
ルタ、22は第2のFIRフィルタ、23は第1のFI
Rフィルタの振幅特性、24は第1のFIRフィルタの
群遅延特性、25は第2のFIRフィルタの振幅特性、
26は第2のFIRフィルタの群遅延特性、19はFI
Rフィルタ21とFIRフィルタ22を縦続接続したフ
ィルタの振幅特性、20はFIRフィルタ21FIRフ
ィルタ22を縦続接続したフィルタの群遅延特性、すな
わち、スピーカーの群遅延特性に対する補正量である。
Conventionally, the group delay characteristic of a speaker has been corrected,
As means for keeping the frequency constant regardless of the frequency, there is a configuration shown in FIG. In the figure, reference numeral 21 denotes a first FIR filter, 22 denotes a second FIR filter, and 23 denotes a first FIR filter.
The amplitude characteristic of the R filter, 24 is the group delay characteristic of the first FIR filter, 25 is the amplitude characteristic of the second FIR filter,
26 the group delay characteristics of the second FIR filter, the 1 9 FI
The amplitude characteristic of a filter in which an R filter 21 and an FIR filter 22 are connected in cascade, 20 is an FIR filter 21
Group delay characteristics of a filter in which filters 22 are cascaded,
That is, it is a correction amount for the group delay characteristic of the speaker .

【0004】次に動作について説明する。第1のFIR
フィルタ21は、スピーカーシステムの有する群遅延特
性2を補正する群遅延特性24を有している。即ちスピ
ーカーシステムの群遅延特性は、第1のFIRフィルタ
21を通過することにより、周波数によらず一定とな
る。しかし、FIRフィルタの場合一般的には位相直線
の特性(群遅延一定の特性)以外で、設計を行なった場
合、振幅特性が周波数によらず一定であることは保証さ
れない。そのため、第1のフィルタ21の振幅特性に乱
れが生じてしまう。
Next, the operation will be described. First FIR
The filter 21 has a group delay characteristic 24 for correcting the group delay characteristic 2 of the speaker system. That is, the group delay characteristic of the speaker system becomes constant regardless of the frequency by passing through the first FIR filter 21. However, in the case of the FIR filter, in general, when the design is performed with a characteristic other than the characteristic of the phase straight line (the characteristic with a constant group delay), it is not guaranteed that the amplitude characteristic is constant regardless of the frequency. Therefore, the amplitude characteristics of the first filter 21 are disturbed.

【0005】そこで、第1のFIRフィルタ21で生じ
た振幅特性の乱れを、第2のFIRフィルタ22で修正
するように、第1のFIRフィルタ21と縦続的に第2
のFIRフィルタ22を接続する。第2のFIRフィル
タ22の振幅特性25は、第1のFIRフィルタ21で
乱れた振幅特性を打ち消す特性を有している。ただし、
第2のFIRフィルタ22の持つ群遅延特性は、周波数
によらず一定であり、補正された群遅延特性は、補正さ
れたままの状態である。即ち第1のFIRフィルタ21
と第2のFIRフィルタ22を縦続的に接続すること
で、スピーカーの群遅延特性を補正する群遅延特性を有
する、全帯域通過フィルタを構成することになる。
Therefore, the second FIR filter 22 cascades the second FIR filter 21 so that the disturbance of the amplitude characteristic caused by the first FIR filter 21 is corrected by the second FIR filter 22.
FIR filter 22 is connected. The amplitude characteristic 25 of the second FIR filter 22 has a characteristic that cancels out the amplitude characteristic disturbed by the first FIR filter 21. However,
The group delay characteristic of the second FIR filter 22 is constant irrespective of the frequency, and the corrected group delay characteristic remains in the corrected state. That is, the first FIR filter 21
And the second FIR filter 22 are cascaded to form an all-bandpass filter having a group delay characteristic for correcting the group delay characteristic of the speaker.

【0006】上記構成の全帯域通過フィルタにより、ス
ピーカーシステムの振幅特性を変化させることなく、群
遅延特性を周波数によらず一定に保つ制御が可能にな
る。
[0006] The all-bandpass filter having the above-described structure enables control to keep the group delay characteristic constant regardless of the frequency without changing the amplitude characteristic of the speaker system.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来システムでは、フ
ィルタの構成をFIRフィルタで行なっているため、シ
ステムのハードウェア規模あるいはソフトウェアのステ
ップ数の規模が大きくなってしまうという問題点があっ
た。本発明は、上記のような問題点を解決するためにな
されたもので、規模の小さいシステムで従来と同等の特
性を再現することができる群遅延特性補正装置を提供す
ることを目的とする。
In the conventional system, since the filter is configured by the FIR filter, there is a problem that the scale of the hardware of the system or the number of steps of the software is increased. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a group delay characteristic correction device that can reproduce characteristics equivalent to those of the related art in a small-scale system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る群遅延特性
補正装置は、ディジタルオーディオデータの信号を複数
の帯域に分割する、第1のIIR型ディジタルフィルタ
第2のIIR型ディジタルフィルタを有し、さらに、
前記第1のIIR型ディジタルフィルタの出力信号に対
遅延を与える遅延器と、前記第2のIIR型ディジ
タルフィルタの出力信号の位相を180度反転させる位
相反転器と、この位相反転器の出力の位相調整を行なう
N個の全域通過IIR型ディジタルフィルタと、この
域通過IIR型ディジタルフィルタの出力信号と前記遅
延器の出力を加算する加算器と、この加算器の出力信
号の振幅補正を行なうN個の縦続接続されたグラフィッ
クイコライザとにより構成したものである。また、前
記全域通過IIR型ディジタルフィルタを2個縦続接続
し、前記グラフィックイコライザを1個で構成したもの
である。
A group delay characteristic according to the present invention.
The compensator converts multiple digital audio data signals.
Of dividing the band has a first IIR type digital filter and the second IIR type digital filter, further,
A delay device for delaying by to the output signal of the first IIR type digital filter, and a phase inverter for inverting 180 ° the phase of the output signal of the second IIR type digital filter, the output of the phase inverter of the N-number of all-pass IIR digital filter for phase adjustment, and an adder for adding the output of the output signal and the previous SL delayer of the total <br/> pass IIR digital filter, the adder and N cascaded graphic equalizer for performing amplitude correction of the output signal, which is constituted by. Also, two all-pass IIR digital filters are connected in cascade, and one graphic equalizer is used.

【0009】[0009]

【作用】本発明においては、フィルタの構成をIIR型
ディジタルフィルタで構成するようにしたのでハードウ
ェアあるいはソフトウェアの規模が、FIR型のディジ
タルフィルタを用いて実現するよりも小さくすることが
可能である。
In the present invention, since the filter is constituted by an IIR digital filter, the scale of hardware or software can be made smaller than that realized by using an FIR digital filter. .

【0010】[0010]

【実施例】実施例1. 以下、本発明を図に基ずいて説明する。図1は本発明の
一実施例を示す構成図である。図において、1は再生信
号の振幅特性、3はIIR型の高域通過フィルタ、4は
遅延器、5はIIR型の低域通過フィルタ、6は位相反
転器、7はIIR型の全帯域通過フィルタ、8は第2の
全域通過フィルタ、9は加算器、10はグラフィックイ
コライザ、11は全フィルタ通過後の信号の振幅特性で
ある。
[Embodiment 1] Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is the amplitude characteristic of the reproduced signal , 3 is an IIR high-pass filter, 4 is a delay device, 5 is an IIR low-pass filter, 6 is a phase inverter, and 7 is an IIR all-pass filter. filter, the second all-pass filter 8, 9 an adder, 10 a graphic equalizer, 11 is <br/> the amplitude characteristics of the signal after passing through all filters.

【0011】図2はフィルタ各部の振幅特性である。図
において、13は遅延器4を通過した後の高域信号の振
幅特性、14は全域通過フィルタを通過した後の低域の
振幅特性、15は加算器9の加算結果の振幅特性、11
は全フィルタ通過後の信号の振幅特性である。
FIG. 2 shows the amplitude characteristic of each part of the filter. In the figure, 13 is the amplitude characteristic of the high-frequency signal after passing through the delay unit 4, 14 is the low-frequency amplitude characteristic after passing through the all-pass filter, 15 is the amplitude characteristic of the addition result of the adder 9, 11
Is the amplitude characteristic of the signal after passing through all the filters.

【0012】図3はフィルタ各部の群遅延特性であり、
図中16は遅延4を通過した後の高域信号の群遅延特
性、17は全域通過フィルタを通過した後の高域の群遅
延特性、18は加算器9の加算結果の群遅延特性、12
は全フィルタ通過後の信号の群遅延特性である。
FIG. 3 shows a group delay characteristic of each part of the filter.
In the figure, 16 is the group delay characteristic of the high band signal after passing through the delay unit 4, 17 is the group delay characteristic of the high band after passing through the all-pass filter, 18 is the group delay characteristic of the addition result of the adder 9, 12
Is the group delay characteristic of the signal after passing through all the filters.

【0013】次に動作について説明する。スピーカーで
再生するべき信号は、高域通過フィルタ3と低域通過フ
ィルタ5により、帯域を低域と高域に分割を行なう。高
域通過フィルタ3を通過した信号は、遅延器4により遅
延が与えられる。一方、低域通過フィルタ5を通過した
信号は、位相反転器6により、位相を180度反転させ
る。
Next, the operation will be described. The signal to be reproduced by the speaker is divided into a low band and a high band by a high-pass filter 3 and a low-pass filter 5. The signal that has passed through the high-pass filter 3 is delayed by the delay unit 4. On the other hand, the phase of the signal passing through the low-pass filter 5 is inverted by 180 degrees by the phase inverter 6.

【0014】位相を反転した低域信号は、第1の全帯域
フィルタ7と第2の全帯域フィルタにより、高域信号を
加算器9で加算する際に備えて、位相の調整を行なう。
The phase of the low-pass signal whose phase has been inverted is adjusted by the first all-pass filter 7 and the second all-pass filter in preparation for adding the high-pass signal by the adder 9.

【0015】遅延器4で遅延した高域信号と、位相調整
を行なった低域信号は加算器9で加算される。加算器9
により加算された信号は、グラフィックイコライザ10
で振幅信号の調整を行なわれる。
The high-frequency signal delayed by the delay unit 4 and the low-frequency signal subjected to the phase adjustment are added by an adder 9. Adder 9
Is added to the graphic equalizer 10
Is used to adjust the amplitude signal.

【0016】各動作状態について、図2と図3を用いて
説明する。図2は各部の振幅特性を示す図であり、加算
される前の高域の振幅特性13と、加算される前の低域
の振幅特性14を加算すると、加算後の振幅信号15と
なる。しかし、振幅信号15は、ディップを有している
ので、グラフィックイコライザ10を用いて振幅の調整
を行なう。
Each operation state will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing the amplitude characteristics of each part. When the high-frequency amplitude characteristic 13 before addition and the low-frequency amplitude characteristic 14 before addition are added, an amplitude signal 15 after addition is obtained. However, since the amplitude signal 15 has a dip, the amplitude is adjusted using the graphic equalizer 10.

【0017】図3は各部の群遅延特性を示した図であ
り、加算される前の高域の群遅延信号16と、加算され
る前の低域の群遅延特性17を加算すると、加算後の振
幅特性の群遅延信号18となる。また、振幅調整のグラ
フィックイコライザの挿入により、最終的な群遅延特性
は12となる。
FIG. 3 is a diagram showing the group delay characteristic of each section. When the high-frequency group delay signal 16 before the addition and the low-frequency group delay characteristic 17 before the addition are added, A group delay signal 18 having the amplitude characteristic of Also, the insertion of the graphic equalizer for amplitude adjustment results in a final group delay characteristic of 12.

【0018】実施例2.実施例1ではグラフィックイコ
ライザを1個で構成したが、ここでは複数個で構成した
ところ、実施例1と同様の結果を得た。
Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, a single graphic equalizer is used. However, when a plurality of graphic equalizers are used, the same result as in the first embodiment is obtained.

【0019】実施例3.実施例1では低域信号に対する
全帯域通過フィルタを2個としたが、ここでは、2個よ
りも個数を増加したところ、実施例1と同様の結果を得
た。
Embodiment 3 FIG. In the first embodiment, the number of all bandpass filters for the low band signal is two, but here, when the number is increased more than two, the same result as in the first embodiment is obtained.

【0020】実施例4.実施例2と実施例3とを組み合
わせ、グラフィックイコライザを複数個、かつ低域信号
に対する全帯域通過フィルタを2個より個数を増加させ
てもよい。
Embodiment 4 FIG. Embodiment 2 and Embodiment 3 may be combined to increase the number of graphic equalizers and the number of all-band-pass filters for low-frequency signals from two.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、スピーカーの振幅再生特性を変化させることなく、
低域における群遅延を補正し、周波数によらず一定の群
遅延特性を実現する。周波数によらず一定の群遅延特性
を実現することにより、低域の再生特性を改善する。ま
た、フィルタの構成をIIR型ディジタルフィルタで構
成したので、FIR型ディジタルフィルタで構成するよ
りも規模の小さなシステムで、同等の特性を再現するこ
とが可能となった。
Since the present invention is configured as described above, it does not change the amplitude reproduction characteristics of the speaker.
A group delay in a low band is corrected, and a constant group delay characteristic is realized regardless of a frequency. By realizing a constant group delay characteristic irrespective of the frequency, the low-frequency reproduction characteristic is improved. Further, since the filter is configured by an IIR type digital filter, it is possible to reproduce the same characteristics with a system having a smaller scale than that of the FIR type digital filter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による群遅延特性補正装置を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a group delay characteristic correction device according to an embodiment of the present invention.

【図2】フィルタ各部の振幅特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an amplitude characteristic of each section of a filter.

【図3】フィルタ各部の群遅延特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a group delay characteristic of each part of a filter.

【図4】スピーカーの一般的な群遅延特性図である。FIG. 4 is a general group delay characteristic diagram of a speaker.

【図5】従来の群遅延特性補正装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional group delay characteristic correction device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 IIR型高域通過ディジタルフィルタ 4 遅延器 5 IIR型低域通過ディジタルフィルタ 6 位相反転器 7 第1のIIR型全域通過フィルタ 8 第2のIIR型全域通過フィルタ 9 加算器 10 IIR型グラフィックイコライザ Reference Signs List 3 IIR high-pass digital filter 4 delay unit 5 IIR low-pass digital filter 6 phase inverter 7 first IIR all-pass filter 8 second IIR all-pass filter 9 adder 10 IIR graphic equalizer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−256099(JP,A) 特開 平3−205909(JP,A) 特開 平4−79600(JP,A) 特開 昭54−32301(JP,A) 特開 昭59−211399(JP,A) 特開 平4−312099(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-256099 (JP, A) JP-A-3-205909 (JP, A) JP-A-4-79600 (JP, A) JP-A-54- 32301 (JP, A) JP-A-59-211399 (JP, A) JP-A-4-312099 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ディジタル化されたオーディオデータに
対しフィルターリング処理を行なうスピーカー用音響
再生信号の群遅延特性補正装置において、 ディジタルオーディオデータの信号を複数の帯域に分割
する、第1のIIR型ディジタルフィルタと第2のII
R型ディジタルフィルタを有し、さらに、前記第1の
IR型ディジタルフィルタの出力信号に対し遅延を与
える遅延器と、前記第2のIIR型ディジタルフィルタ
の出力信号の位相を180度反転させる位相反転器と、
この位相反転器の出力の位相調整を行なうN個の全域通
過IIR型ディジタルフィルタと、この全域通過IIR
型ディジタルフィルタの出力信号と前記遅延器の出力
を加算する加算器と、この加算器の出力信号の振幅補正
を行なうN個の縦続接続されたグラフィックイコライザ
を備えて成ることを特徴とする群遅延特性補正装置。
In the group delay characteristic correction apparatus according to claim 1 digitized audio data to be speaker for sound reproduction signal for filtering processing, divides the signal of the digital audio data into a plurality of bands, the first IIR type Digital filter and second II
Have an R-type digital filter, further, the first I
A delay device for delaying by to the output signal of the IR-type digital filter, and a phase inverter for inverting 180 ° the phase of the output signal of the second IIR type digital filter,
And N allpass IIR type digital filter for performing phase adjustment of the output of the phase inverter, this all-pass IIR
Consisting comprises an adder for adding <br/> the output of the output signal and the previous SL delayer type digital filter, and N cascaded graphic equalizer for performing amplitude correction of the output signal of the adder A group delay characteristic correction device, characterized in that:
【請求項2】 前記全域通過IIR型ディジタルフィル
タを2個縦続接続し、前記グラフィックイコライザを1
個で構成したことを特徴とする請求項第1項記載の群遅
延特性補正装置。
2. The cascade connection of two all-pass IIR digital filters, and the connection of the graphic equalizer to one
2. The group delay characteristic correcting device according to claim 1, wherein the group delay characteristic correcting device is constituted by a plurality of groups.
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