JP3058169B2 - デジタルフィルタのフィルタ係数設定方法 - Google Patents

デジタルフィルタのフィルタ係数設定方法

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JP3058169B2 JP1078671A JP7867189A JP3058169B2 JP 3058169 B2 JP3058169 B2 JP 3058169B2 JP 1078671 A JP1078671 A JP 1078671A JP 7867189 A JP7867189 A JP 7867189A JP 3058169 B2 JP3058169 B2 JP 3058169B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明はデジタル信号処理プロセッサが通常の処理を
休止するミューティング期間中に、デジタル信号処理プ
ロセッサ制御用のマイクロコンピュータに代って、デジ
タル信号処理プロセッサが自ら他の音源の周波数に対応
するフィルタ係数の演算処理を行って、その演算結果を
新たなフィルタ係数として用いるデジタルフィルタのフ
ィルタ係数設定方法であって、デジタル信号処理プロセ
ッサ制御用のマイクロコンピュータの負担を大幅に軽減
することができる。
〔産業上の利用分野〕
本発明はオーディオシステムにおけるデジタルフィル
タに関する。
積和演算を高速に実行することの可能なデジタル信号
処理プロセッサ(以下DSPと称す)の出現のおかげで、
ソフトウェア処理で実現したデジタルフィルタ等による
デジタル信号処理が現実のものとなり、通信機器、オー
ディオ機器等の分野で広く普及する様になってきた。
本発明は、このデジタルフィルタの特性を変更するた
めにフィルタ係数を設定する方法について言及する。
〔従来の技術〕
はじめに、従来のオーディオシステムでは音声信号の
デジタル信号処理にデジタル信号処理プロセッサ(DS
P)が用いられる。
第5図は従来のデジタルフィルタのフィルタ係数を設
定するためのブロック図である。以下に本図を用いてデ
ジタルフィルタのフィルタ係数を設定する構成を説明す
る。なお、全図を通じて同様の構成要素については同一
参照番号または記号をもって表わす。本図において、DS
P 1は音響フィルタを形成する複数のハンドパスフィル
タ(BPF)1−1からなり、各分離された信号をグラフ
ィックイコライザ処理し該分離された信号を合成する処
理等を行う。この例では、DSPは9個のBPFを具備する。
DSP制御用のマイクロコンピュータ2はDSP 1を制御する
コンピュータであり、デジタルフィルタのフィルタ係数
を演算したりまたはフィルタ係数をテーブルで格納して
いる。複数の音源3−1,3−2,および3−3のうち例え
ば音源3−1はラジオまたはテープレコーダ等からのア
ナログの音楽信号であり、周波数fsが38kHzである。音
源3−2はCDによるデジタルの音楽信号では周波数fs
44.1kHzであり、音源3−3はDATによるデジタルの音楽
信号であり周波数fsが48kHzである。キー・パッド6はD
SP制御用のマイクロコンピュータへ指示を入力するため
のスイッチ群で、例えば前記音源の切替え指示を行う。
A/D4は音源3−1のアナログ信号をデジタルへ変換する
ものである。D/A5はデジタル信号をスピーカに送出する
ためのデジタル信号をアナログ信号に変換する。表示器
7はDSPでグラフィックイコライザ処理した信号をグラ
フィック表示するものである。
第6図はハンドパスフィルタの構成図である。DSP制
御用のマイクロコンピュータ2は第6図に示すフィルタ
係数a0,a1,a2,b1およびb2の演算で算出し、またはデー
ブルで格納する。ここでは5個のアンプ10、4個の遅延
器11および1個の加算器12は第6図に示すように配設さ
れ、1個のBPFを構成する。このフィルタの伝送関数は
次式で表わされる。
フィルタ係数は次式で算出される。
a0=(1+GP・WO/Q+WO 2)/P a1=(−2+2WO 2)/P a2=(1−GP・WO/Q+WO 2)/P b1=−(−2+2WO 2)/P=−a1 b2=(1−GM・WO/Q+WO 2)/P ただし、 P =1+GM・WO/Q+WO 2 WO=tan(π・fr/fs) パラメトリック・イコライザの場合 dB≧0のとき GP=G,GM=1 dB<0のとき GP=1,GM=1/G グラフィック・イコライザ ただし、 G=10(dB/20) フィルタ係数は音源fsの関数であるから、音源変更ごと
に設定する必要がある。
第7図は各ハンドパスフィルタの周波数特性を示す図
である。これらの特性は24ビット浮動少数点累算により
求めた。DSPが9個のBPFを具備した場合本図に示すよう
に各BPFの周波数帯に対応する特性が上式によって得ら
れる。
第8A図および第8B図は従来のDSP制御用のマイクロコ
ンピュータの制御フローチャートである。本図を用い
て、次に、デジタルフィルタのフィルタ係数を設定する
までの一連の動作を説明する。ユーザによって音源に関
する指示がキーパッド1により入力される(ステップ
)。DSP制御用のマイクロコンピュータ2によって、
音源の変更の有無が判断される(ステップ)。音源を
変更する場合にはDSPにミューテイングを指示する(ス
テップ)。
第9図はオーディオミューテイングカウンタ(AMC)
を示す図である。本図では、機能変更に伴なう異音消却
のためのフェードイン・アウト形のミューテイングを実
現する波形を示す。信号が0レベルになっているところ
が無音を示す。本図に示すように、ミューテイング指示
がDSPにされると、フェードアウトを介してミューテイ
ング状態に至る。次にミューテイング完了後に音源の周
波数fsの判断がなされ(ステップおよび)、周波数
fsに対応したスイッチに切替えが行れる(ステップ,
および)。周波数fsが固定されると、フィルタ係数
の演算を開始する。まず、序数nを0として各係数の初
期化を行い(ステップ)、fsを上記のWOに入力し(ス
テップ)する。序数nを1だけ加算して(ステップ
)BPF1のフィルタ係数F1(ステップ1)すなわちa0〜
a2,b1,b2を演算する(ステップ)。ここで9個のBPF
で構成されているとしているので序数n=9になるまで
演算を行う。(ステップ)。演算が全て終了すると、
フィルタF1〜F9の各係数a0〜a2,b1,b2をDSPへ転送する
(ステップ)。その後DSPのミューテイングを解除
し、第9図に示すようにフェードインする(ステップ
)。次の指示を待つ。なお、ステップ2で音源変更し
ない場合で、ユーザがキーSWで他の指示する場合には
(ステップ)、その指示に応じて周波数特性(レベ
ル、Q′帯域等)をDSPへ指示する(ステップ)。ス
テップで判断すべき指示がない場合には、次の指示を
待つ。すなわちミューテイング期間中にフィルタ係数が
演算処理される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら従来のデジタルフィルタのフィルタ係数
がDSP制御用のマイクロコンピュータの演算で算出され
ていたので、大規模なプログラムステップを要し、また
はこれらの演算結果をテーブルで格納すると大規模なメ
モリを要するので、DSP制御用のマイクロコンピュータ
の負担が大きくなるという問題点があった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、DSP制御用のマ
イクロコンピュータの負担を軽減し、従来と同等の性能
を維持できるデジタルフィルタのフィルタ係数設定方法
を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理構成を示すブロック図である。
本発明は、前記問題点を解決するために、デジタル信号
処理プロセッサ1が通常の処理を休止するミューテイン
グ期間中に、デジタル信号処理プロセッサ制御用のマイ
クロコンピュータ2に代ってデジタル信号処理プロセッ
サ1が自から他の音源の周波数に対応するフィルタ係数
の演算処理を行って、その演算結果を新たなフィルタ係
数として用いる。
〔作用〕
第1図において、デジタル信号処理プロセッサ1が通
常の処理を休止するミューテイング期間中に、該デジタ
ル信号処理プロセッサ1を用いて、デジタルフィルタの
フィルタ係数が演算処理される。したがって、従来演算
処理を行っていたデジタル信号処理プロセッサ制御用の
マイクロコンピュータ2はデジタルフィルタのフィルタ
係数の演算処理による負担から大幅に軽減される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。
第2図は本発明の一実施例であるデジタルフィルタの
フィルタ係数を設定するためのブロック図である。本図
において、第5図と異なる構成部分は、フィルタ係数の
演算部1−2をDSP 1内に設けたことである。すなわ
ち、DSP制御用のマイクロコンピュータ2からフィルタ
係数の演算部等を削除した。次に動作を説明する。第3
図は本発明に係るDSP制御用のマイクロコンピュータの
制御フロチャートである。本図において、DSP制御用の
マイクロコンピュータ2は、第8図で示すうち、キー・
パッド入力(ステップ)に対して、音源変更の判断
(ステップ)、周波数の判定(ステップおよび)
およびキーSW判断(ステップ)を行い、さらにDSPに
対しミューテイング指示(ステップ)、周波数特性の
指示(ステップ)切替Sの周波数fs指示(ステップ
,および)、ミューテイング解除指示(ステップ
)をする。さらにフィルタF1〜F9の入替え確認(ステ
ップ)を行う。よって、従来の技術と比較してフィル
タ係数の演算の負担から軽減されている。
第4図は本発明に係るDSPのデジタルフィルタのフィ
ルタ係数の演算フロチャートである。本図において、DS
P1は第8図で示すうち、周波数fsへの切替Sの指示(ス
テップ)に対して、フィルタFnの序数nを0に初期化
し(ステップ)、周波数fsをWoに入力し(ステップ
)序数nを1だけ加算して(ステップ)、フィルタ
Fnの係数a0〜a2,b1,b2を演算し(ステップ)、序数n
=9まで繰り返し(ステップ)終了後に求められた新
しいフィルタ係数を各フィルタの係数値と入れ替える。
第3図のステップにおいてDSP制御用のマイクロコン
ピュータ2はフィルタ係数が入替ったことを確認し、ま
たは時間から判断して、DSPのミューテイング解除を指
示し、さらにDSPにフェードイン信号を送出する。DSPは
これらの指示に基づいてミューテイング解除、フェード
イン処理を実施し、信号を出力する。以上よりDSPの通
常処理を休止しているミューテイング期間中に、DSPに
よってデジタルフィルタのフィルタ係数を演算するの
で、DSPの通常処理に支障を及ぼさず、その有効活用を
図れる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によれば、通常のデ
ジタル信号処理を休止するミューテイング期間中にDSP
制御用のマイクロコンピュータに代って、DSPが自から
フィルタ係数を演算してデジタルフィルタのフィルタ係
数を設定することとしたので、DSP制御用のマイクロコ
ンピュータの負担を大幅に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成を示すブロック図、 第2図は本発明の一実施例であるデジタルフィルタのフ
ィルタ係数を設定するためのブロック図、 第3図は本発明に係るDSP制御用のマイクロコンピュー
タの制御フロチャート。 第4図は本発明に係るデジタルフィルタのフィルタ係数
の演算フロチャート、 第5図は従来のデジタルフィルタのフィルタ係数を設定
するためのブロック図、 第6図はバンドパスフィルタの構成図、 第7図はバンドパスフィルタの周波数特性を示す図、 第8A図および第8B図は従来のDSP制御用のマイクロコン
ピュータの制御フロチャート、 第9図はオーディオミューテイングカウンタ(AMC)を
示す図である。 図において、 1……デジタル信号処理プロセッサ、2……デジタル信
号処理プロセッサ制御用のマイクロコンピュータ、3−
1,3−2,3−n……音源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−41511(JP,A) 特開 昭63−272217(JP,A) 特開 昭63−46500(JP,A) 特開 昭63−45909(JP,A) 特開 昭63−5607(JP,A) 特開 昭62−291211(JP,A) 特開 昭62−123820(JP,A) 特開 昭62−91011(JP,A) 特開 昭62−91010(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 17/00 - 17/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】音源からの音響信号にデジタル信号処理に
    よりフィルタを施すデジタル信号処理プロセッサ(1)
    と、前記デジタル信号処理プロセッサ(1)にフィルタ
    のフィルタ係数を設定して該デジタル信号処理プロセッ
    サ(1)を制御するためのデジタル信号処理プロセッサ
    制御用のマイクロコンピュータ(2)とからなるデジタ
    ルフィルタであって、前記マイクロコンピュータ(2)
    を介して、周波数(fs)の異なる複数の音源(3−1,3
    −2,…3−n)のある音源から他の音源へ切替える際
    に、該デジタルフィルタのフィルタ係数を新たに設定す
    るフィルタ係数の設定方法において、 前記デジタル信号処理プロセッサ(1)が通常の処理を
    休止するミューティング期間中に、前記マイクロコンピ
    ュータ(2)に代わって、前記デジタル信号処理プロセ
    ッサ(1)が自から前記他の音源の周波数に対応するフ
    ィルタ係数の演算処理を行って、その演算結果を新たな
    フィルタ係数として用いることを特徴とするデジタルフ
    ィルタのフィルタ係数設定方法。
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