JP6509467B2 - デジタル信号処理装置及びオーディオ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、デジタル信号処理装置と、このデジタル信号処理装置を有する車載用のオーディオ装置とに関する。
従来、種々のシステムにおいてデジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＤＳＰ）などのデジタル信号処理装置が用いられている。例えば、車載用のオーディオシステムにはオーディオ信号を処理するＤＳＰが設けられている。ＤＳＰは、無限インパルス応答（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ，ＩＩＲ）フィルタなどのデジタルフィルタを有している。デジタルフィルタにおける各種係数（以下、総称して「フィルタ係数」という。）は、ＤＳＰを含むシステムの状態等に応じて適応的に設定される。
ＤＳＰがデジタルフィルタによる信号処理を実行するとき、デジタルフィルタのフィルタ係数が発散したり、又はＤＳＰの異常状態が発生したりすることにより、ＤＳＰを含むシステムにて許容される限度を超えた大振幅の信号が発生することがある。特に、車載用のオーディオシステムにて大振幅の信号が発生した場合、スピーカから大音量の音声が出力されて、当該音声が運転の妨げになる可能性がある。したがって、大振幅の発生を検知して、大音量を速やかに抑制することが求められる。大振幅の発生を検知する一般的な方法として、信号の振幅値を予め設定された固定値の閾値と比較する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−１０９４３６号公報
信号の振幅値を固定値の閾値と比較することにより大振幅の発生を検知する方法（以下「従来の方法」という。）は、ＤＳＰを含むシステムの状態等によらずに大振幅の発生を検知可能とする観点、又は誤検知を回避する観点などから、閾値を比較的高い値に設定することが求められる。このため、大振幅が発生しているにもかかわらず振幅値が閾値未満の値となる場合があり、この場合に大振幅の発生を検知することができない問題があった。すなわち、従来の方法は検知精度が低いという問題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、大振幅の発生を高精度に検知可能なデジタル信号処理装置及びオーディオ装置を提供することを目的とする。
本発明のデジタル信号処理装置は、制御装置と通信自在なデジタル信号処理装置であって、制御装置により設定されたフィルタ係数に基づき、当該デジタル信号処理装置に入力された信号に対するフィルタ処理を実行するデジタルフィルタ部と、デジタルフィルタ部のインパルス応答を用いて、当該デジタル信号処理装置を含むシステムにて当該デジタル信号処理装置に許容される許容最大振幅値を推定する許容最大振幅推定部と、当該デジタル信号処理装置から出力される信号の振幅値が許容最大振幅値以上の値である場合、又は振幅値が許容最大振幅値を超える値である場合、当該デジタル信号処理装置の再起動を制御装置に要求する再起動要求部とを備えるものである。
本発明によれば、上記のように構成したので、大振幅の発生を高精度に検知可能なデジタル信号処理装置及びオーディオ装置を得ることができる。
本発明の実施の形態１に係るオーディオ装置を含むオーディオシステムの要部を示すシステム構成図である。 本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理装置の要部を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理装置の他の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理装置の他の動作を示すフローチャートである。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るオーディオ装置を含むオーディオシステムの要部を示すシステム構成図である。図１を参照して、実施の形態１のオーディオ装置１００と、このオーディオ装置１００を含むオーディオシステム２００とについて説明する。なお、オーディオ装置１００は車載用であり、車両１に搭載されている。
図中、２は音源である。音源２は、例えば、車両１のダッシュボードに搭載されたＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）プレーヤー、又は車両１に持ち込まれた携帯音楽プレーヤーなどにより構成されている。音源２は、音声に対応するデジタル信号を出力するものである。
デジタル信号処理装置３は、音源２が出力したデジタル信号の入力を受け付けるものである。デジタル信号処理装置３は、当該デジタル信号に対するデジタル信号処理を実行するものである。デジタル信号処理装置３は、例えば、ＤＳＰにより構成されている。デジタル信号処理装置３の詳細については、図２を参照して後述する。
ここで、デジタル信号処理装置３は制御装置４と通信自在である。制御装置４は、デジタル信号処理装置３の動作を制御するものである。制御装置４は、例えば、マイクロコントローラ（以下「マイコン」という。）により構成されている。制御装置４の詳細については、図２を参照して後述する。
デジタルアナログコンバータ（以下「ＤＡＣ」という。）５は、デジタル信号処理装置３が出力したデジタル信号をアナログ信号に変換するものである。ＤＡＣ５は、変換後のアナログ信号をアンプ６に出力するものである。
アンプ６は、ＤＡＣ５が出力したアナログ信号を増幅するものである。アンプ６は、増幅後のアナログ信号をスピーカ７に出力するものである。
スピーカ７は、アンプ６が出力したアナログ信号の入力を受け付けるものである。スピーカ７は、当該アナログ信号に対応する音声を出力するものである。スピーカ７は、例えば、車両１に搭載された複数個のスピーカにより構成されている。
デジタル信号処理装置３、制御装置４、ＤＡＣ５及びアンプ６により、オーディオ装置１００の要部が構成されている。音源２、オーディオ装置１００及びスピーカ７により、オーディオシステム２００の要部が構成されている。
次に、図２を参照して、デジタル信号処理装置３及び制御装置４について説明する。
デジタル信号処理装置３に入力された信号は、デジタルフィルタ部１１、振幅制御部１２及び振幅検出部１３を順次通過してデジタル信号処理装置３の外部に出力される。以下、デジタル信号処理装置３に入力された信号ＳＩＮを「入力信号」という。また、デジタル信号処理装置３から出力される信号ＳＯＵＴを「出力信号」という。
デジタルフィルタ部１１は、例えば、１個のＩＩＲフィルタ、又は互いに縦続接続されたｎ個（ｎは２以上の整数）のＩＩＲフィルタにより構成されている。デジタルフィルタ部１１は、フィルタ係数に基づき、入力信号ＳＩＮに対する減衰又は増幅などのフィルタ処理を実行するものである。フィルタ係数は、制御装置４により設定されるものである。
振幅制御部１２は、デジタルフィルタ部１１から出力された信号に所定の係数を掛け合わせることにより、当該信号の振幅を変化させるものである。実施の形態１において、デジタル信号処理装置３はオーディオシステム２００に用いられるものであるため、この係数は音量制御用の係数（以下「音量係数」という。）である。音量係数は、制御装置４により設定されるものである。
振幅検出部１３は、振幅制御部１２から出力された信号の振幅値、すなわち出力信号ＳＯＵＴの振幅値を検出するものである。振幅検出部１３は、検出した振幅値を再起動要求部１５に出力するものである。
許容最大振幅推定部１４は、デジタルフィルタ部１１に現在設定されているフィルタ係数を取得するとともに、振幅制御部１２に現在設定されている音量係数を取得するものである。許容最大振幅推定部１４は、取得したフィルタ係数を用いて、デジタルフィルタ部１１のインパルス応答を計算するものである。許容最大振幅推定部１４は、計算したインパルス応答と取得した音量係数とを用いて、オーディオシステム２００にてデジタル信号処理装置３に許容される最大の振幅値（以下「許容最大振幅値」という。）を推定するものである。なお、許容最大振幅値の具体的な推定方法については後述する。許容最大振幅推定部１４は、推定した許容最大振幅値を再起動要求部１５に出力するものである。
再起動要求部１５は、振幅検出部１３により検出された振幅値、すなわち出力信号ＳＯＵＴの振幅値と、許容最大振幅推定部１４により推定された許容最大振幅値とを比較するものである。再起動要求部１５は、出力信号ＳＯＵＴの振幅値が許容最大振幅値以上の値である場合、デジタル信号処理装置３の再起動を制御装置４に要求するものである。制御装置４は、再起動要求部１５からの要求に応じて、デジタル信号処理装置３を再起動するようになっている。
ここで、制御装置４は、デジタル信号処理装置３が起動したとき、フィルタ係数を所定の初期値に設定し、かつ、音量係数を所定の初期値に設定するようになっている。許容最大振幅推定部１４は、デジタル信号処理装置３が起動したとき、初期値のフィルタ係数を用いてインパルス応答を計算し、計算したインパルス応答を用いて許容最大振幅値を推定するようになっている。
また、制御装置４は、デジタル信号処理装置３の動作中、オーディオシステム２００の状態等に応じてフィルタ係数を適宜更新するようになっている。具体的には、例えば、制御装置４は、ユーザの操作によりイコライザの設定が変更されたとき、当該変更に応じてフィルタ係数を更新する。許容最大振幅推定部１４は、フィルタ係数が更新されたとき、更新後のフィルタ係数を用いてインパルス応答を計算し、計算したインパルス応答を用いて許容最大振幅値を推定するようになっている。
デジタルフィルタ部１１、振幅制御部１２、振幅検出部１３、許容最大振幅推定部１４及び再起動要求部１５により、デジタル信号処理装置３の要部が構成されている。
次に、許容最大振幅推定部１４による許容最大振幅値の推定方法について説明する。許容最大振幅推定部１４は、例えば、以下の第１推定方法又は第２推定方法により許容最大振幅値を推定するようになっている。
（第１推定方法）
まず、許容最大振幅推定部１４は、デジタルフィルタ部１１に現在設定されているフィルタ係数を取得する。許容最大振幅推定部１４は、取得したフィルタ係数を用いてデジタルフィルタ部１１のインパルス応答を計算する。
具体的には、例えば、デジタルフィルタ部１１が１個のＩＩＲフィルタにより構成されている場合、許容最大振幅推定部１４は、振幅が「１」のインパルスを当該ＩＩＲフィルタに入力した場合における当該ＩＩＲフィルタのインパルス応答を計算する。
または、例えば、デジタルフィルタ部１１が互いに縦続接続されたｎ個のＩＩＲフィルタにより構成されている場合、許容最大振幅推定部１４は、まず、振幅が「１」のインパルスを第１のＩＩＲフィルタに入力した場合における第１のＩＩＲフィルタのインパルス応答を計算する。次いで、許容最大振幅推定部１４は、第１のＩＩＲフィルタのインパルス応答を第２のＩＩＲフィルタに入力した場合における第２のＩＩＲフィルタのインパルス応答を計算する。以下、許容最大振幅推定部１４は同様の計算を順次実行する。最終的に、許容最大振幅推定部１４は、第（ｎ−１）のＩＩＲフィルタのインパルス応答を第ｎのＩＩＲフィルタに入力した場合における第ｎのＩＩＲフィルタのインパルス応答を計算する。
次いで、許容最大振幅推定部１４は、計算したインパルス応答における各サンプルの値の絶対値を取る。次いで、許容最大振幅推定部１４は、これらの絶対値を積算することにより、オーディオシステム２００にてデジタルフィルタ部１１に許容される最大の振幅値（以下「フィルタ許容最大振幅値」という。）を推定する。より具体的には、許容最大振幅推定部１４は、これらの絶対値の総和を取ることによりフィルタ許容最大振幅値を推定する。第１推定方法にて推定されるフィルタ許容最大振幅値は、実際のフィルタ許容最大振幅値に対して６デシベル（ｄＢ）程度のマージンを含むものである。
すなわち、以上の演算により得られる値は、本来、現在設定されているフィルタ係数においてデジタルフィルタ部１１から出力される信号に想定される最大の振幅値を示すものである。しかしながら、許容最大振幅推定部１４は、この値がフィルタ許容最大振幅値に数ｄＢ程度のマージンを付加してなる値とみなし得ることを利用して、フィルタ許容最大振幅値を推定するのである。
通常、正確なフィルタ許容最大振幅値を計算するためには、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ＦＦＴ）又は畳み込みなどが必要となる。これに対して、第１推定方法は、フィルタ許容最大振幅値の推定においてＦＦＴ及び畳み込みを不要とすることができる。これにより、演算量を削減することができる。
次いで、許容最大振幅推定部１４は、振幅制御部１２に現在設定されている音量係数を取得する。許容最大振幅推定部１４は、推定したフィルタ許容最大振幅値と取得した音量係数との乗算により、オーディオシステム２００にてデジタル信号処理装置３に許容される最大の振幅値、すなわち許容最大振幅値を得る。このようにして、許容最大振幅値が推定される。
（第２推定方法）
まず、許容最大振幅推定部１４は、デジタルフィルタ部１１に現在設定されているフィルタ係数を取得する。許容最大振幅推定部１４は、取得したフィルタ係数を用いてデジタルフィルタ部１１のインパルス応答を計算する。インパルス応答の計算方法は第１推定方法と同様であるため、説明を省略する。
次いで、許容最大振幅推定部１４は、計算したインパルス応答に対するＦＦＴを実行する。このときのＦＦＴ長は、例えば、インパルス長と同じ値に設定される。当該ＦＦＴにより、複素数の処理結果が得られる。次いで、許容最大振幅推定部１４は、この処理結果における各ポイントの絶対値を取得する。
次いで、許容最大振幅推定部１４は、取得した絶対値のうち、インパルス長に対する２分の１の範囲内における最大値を探索する。次いで、許容最大振幅推定部１４は、探索した最大値に３〜６ｄＢ程度のマージンを付加してなる値を求める。許容最大振幅推定部１４は、この値がフィルタ許容最大振幅値であると推定する。
次いで、許容最大振幅推定部１４は、振幅制御部１２に現在設定されている音量係数を取得する。許容最大振幅推定部１４は、推定したフィルタ許容最大振幅値と取得した音量係数との乗算により、オーディオシステム２００にてデジタル信号処理装置３に許容される最大の振幅値、すなわち許容最大振幅値を得る。このようにして、許容最大振幅値が推定される。
次に、図３及び図４のフローチャートを参照して、デジタル信号処理装置３の動作について説明する。デジタル信号処理装置３が起動したとき、制御装置４は、フィルタ係数を初期値に設定するとともに、音量係数を初期値に設定する。また、デジタル信号処理装置３はステップＳＴ１の処理を開始する。
まず、ステップＳＴ１にて、デジタルフィルタ部１１は、制御装置４により設定されたフィルタ係数に基づき、入力信号ＳＩＮに対するフィルタ処理を実行する。次いで、ステップＳＴ２にて、振幅制御部１２は、デジタルフィルタ部１１から出力された信号に音量係数を掛け合わせることにより、当該信号の振幅を変化させる。次いで、ステップＳＴ３にて、振幅検出部１３は、振幅制御部１２から出力された信号の振幅値、すなわち出力信号ＳＯＵＴの振幅値を検出する。振幅検出部１３は、検出した振幅値を再起動要求部１５に出力する。次いで、デジタル信号処理装置３の処理はステップＳＴ１に戻る。
すなわち、デジタル信号処理装置３の動作中、図３に示すステップＳＴ１〜ＳＴ３の処理が反復して実行される。かかる反復処理の途中にて、制御装置４はフィルタ係数を適宜更新する。デジタルフィルタ部１１は、第２回目以降の各回のステップＳＴ１にて、制御装置４により設定された最新のフィルタ係数に基づきフィルタ処理を実行する。
また、かかる反復処理のバックグラウンドにて、図４に示すステップＳＴ１１〜ＳＴ１５の処理が実行される。すなわち、デジタル信号処理装置３が起動したとき、デジタル信号処理装置３はステップＳＴ１１の処理を開始する。
まず、ステップＳＴ１１にて、許容最大振幅推定部１４は、デジタルフィルタ部１１に現在設定されているフィルタ係数、すなわち初期値のフィルタ係数を取得する。また、許容最大振幅推定部１４は、振幅制御部１２に現在設定されている音量係数、すなわち初期値の音量係数を取得する。許容最大振幅推定部１４は、取得したフィルタ係数を用いてデジタルフィルタ部１１のインパルス応答を計算する。許容最大振幅推定部１４は、計算したインパルス応答と取得した音量係数とを用いて、第１推定方法又は第２推定方法により許容最大振幅値を推定する。許容最大振幅推定部１４は、推定した許容最大振幅値を再起動要求部１５に出力する。
次いで、ステップＳＴ１２にて、再起動要求部１５は、直近のステップＳＴ３で振幅検出部１３から入力された振幅値、すなわち出力信号ＳＯＵＴの振幅値と、ステップＳＴ１１で許容最大振幅推定部１４から入力された許容最大振幅値とを比較する。
出力信号ＳＯＵＴの振幅値が許容最大振幅値未満の値であると判定された場合（ステップＳＴ１２“ＮＯ”）、再起動要求部１５は、フィルタ係数が更新されたか否かの判定を許容最大振幅推定部１４に指示する。次いで、ステップＳＴ１３にて、許容最大振幅推定部１４は、フィルタ係数が更新されたか否かを判定する。
すなわち、ステップＳＴ１３にて、許容最大振幅推定部１４は、デジタルフィルタ部１１に現在設定されているフィルタ係数を取得する。許容最大振幅推定部１４は、前回取得したフィルタ係数と今回取得したフィルタ係数とを比較することにより、フィルタ係数が更新されたか否かを判定する。なお、第１回目のステップＳＴ１３において、「前回取得したフィルタ係数」はステップＳＴ１１で取得したフィルタ係数である。第２回目以降の各回のステップＳＴ１３において、「前回取得したフィルタ係数」は前回のステップＳＴ１３で取得したフィルタ係数である。
フィルタ係数が更新されている場合（ステップＳＴ１３“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１４にて、許容最大振幅推定部１４は、ステップＳＴ１３で取得したフィルタ係数、すなわち更新後のフィルタ係数を用いてデジタルフィルタ部１１のインパルス応答を計算する。許容最大振幅推定部１４は、計算したインパルス応答とステップＳＴ１１で取得した音量係数とを用いて、第１推定方法又は第２推定方法により許容最大振幅値を推定する。許容最大振幅推定部１４は、推定した許容最大振幅値を再起動要求部１５に出力する。
次いで、デジタル信号処理装置３の処理はステップＳＴ１２に戻る。ステップＳＴ１２にて、再起動要求部１５は、直近のステップＳＴ３で振幅検出部１３から入力された振幅値、すなわち出力信号ＳＯＵＴの振幅値と、ステップＳＴ１４で許容最大振幅推定部１４から入力された許容最大振幅値とを比較する。
なお、フィルタ係数が更新されていない場合（ステップＳＴ１３“ＮＯ”）、ステップＳＴ１４の処理はスキップされる。この場合、ステップＳＴ１２にて、再起動要求部１５は、直近のステップＳＴ３で振幅検出部１３から入力された振幅値、すなわち出力信号ＳＯＵＴの振幅値と、許容最大振幅推定部１４から入力された最新の許容最大振幅値とを比較する。ここで、デジタル信号処理装置３の起動後におけるステップＳＴ１４の実行回数が０回である場合、「最新の許容最大振幅値」はステップＳＴ１１で許容最大振幅推定部１４から入力された許容最大振幅値である。他方、デジタル信号処理装置３の起動後におけるステップＳＴ１４の実行回数が１回以上である場合、「最新の許容最大振幅値」は直近のステップＳＴ１４で許容最大振幅推定部１４から入力された許容最大振幅値である。
出力信号ＳＯＵＴの振幅値が許容最大振幅値以上の値であると判定された場合（ステップＳＴ１２“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１５にて、再起動要求部１５は、デジタル信号処理装置３の再起動を制御装置４に要求する。再起動要求部１５からの要求に応じて、制御装置４はデジタル信号処理装置３を再起動する。このため、デジタル信号処理装置３の処理は一旦終了する。
なお、ステップＳＴ１〜ＳＴ３による反復処理の途中にて、制御装置４は、オーディオシステム２００の状態等に応じて音量係数を適宜更新するものであっても良い。具体的には、例えば、制御装置４は、ユーザの操作により音量の設定が変更されたとき、当該変更に応じて音量係数を更新するものであっても良い。この場合のフローチャートを図５に示す。図５において、図４に示すフローチャートと同様のステップには同一符号を付して説明を省略する。
出力信号ＳＯＵＴの振幅値が許容最大振幅値未満の値であると判定された場合（ステップＳＴ１２“ＮＯ”）、再起動要求部１５は、フィルタ係数又は音量係数のうちの少なくとも一方が更新されたか否かの判定を許容最大振幅推定部１４に指示する。次いで、ステップＳＴ１３ａにて、許容最大振幅推定部１４は、フィルタ係数又は音量係数のうちの少なくとも一方が更新されたか否かを判定する。
すなわち、ステップＳＴ１３ａにて、許容最大振幅推定部１４は、デジタルフィルタ部１１に現在設定されているフィルタ係数を取得するとともに、振幅制御部１２に現在設定されている音量係数を取得する。許容最大振幅推定部１４は、前回取得したフィルタ係数と今回取得したフィルタ係数とを比較することにより、フィルタ係数が更新されたか否かを判定する。同様に、許容最大振幅推定部１４は、前回取得した音量係数と今回取得した音量係数とを比較することにより、音量係数が更新されたか否かを判定する。
フィルタ係数又は音量係数のうちの少なくとも一方が更新されている場合（ステップＳＴ１３ａ“ＹＥＳ”）、許容最大振幅推定部１４はステップＳＴ１４ａの処理を実行する。他方、フィルタ係数が更新されておらず、かつ、音量係数が更新されていない場合（ステップＳＴ１３ａ“ＮＯ”）、ステップＳＴ１４ａの処理はスキップされる。
ステップＳＴ１４ａにて、許容最大振幅推定部１４は、ステップＳＴ１３ａで取得したフィルタ係数を用いてデジタルフィルタ部１１のインパルス応答を計算する。許容最大振幅推定部１４は、計算したインパルス応答とステップＳＴ１３ａで取得した音量係数とを用いて、第１推定方法又は第２推定方法により許容最大振幅値を推定する。許容最大振幅推定部１４は、推定した許容最大振幅値を再起動要求部１５に出力する。
また、ステップＳＴ１２において、再起動要求部１５は、出力信号ＳＯＵＴの振幅値が許容最大振幅値を超える値である場合に“ＹＥＳ”と判定し、かつ、出力信号ＳＯＵＴの振幅値が許容最大振幅値以下の値である場合に“ＮＯ”と判定するものであっても良い。
また、デジタル信号処理装置３は、車載用のオーディオ装置１００はもちろん、車載用以外のオーディオ装置にも用いることができる。または、デジタル信号処理装置３は、オーディオ装置以外の装置にも用いることができる。すなわち、デジタル信号処理装置３は、デジタル信号処理を要する装置であれば、如何なる装置にも用いることができる。
また、デジタル信号処理装置３は、車載用のオーディオシステム２００はもちろん、車載用以外のオーディオシステムにも用いることができる。または、デジタル信号処理装置３は、オーディオシステム以外のシステムにも用いることができる。すなわち、デジタル信号処理装置３は、デジタル信号処理を要するシステムであれば、如何なるシステムにも用いることができる。
また、デジタル信号処理装置３は、制御装置４と通信自在であり、かつ、デジタル信号処理を実行可能なものであれば良く、ＤＳＰに限定されるものではない。制御装置４は、フィルタ係数及び音量係数の設定並びにデジタル信号処理装置３の再起動を実行可能なものであれば良く、マイコンに限定されるものではない。
また、デジタルフィルタ部１１は、デジタルフィルタにより構成されたものであれば良く、ＩＩＲフィルタに限定されるものではない。デジタルフィルタ部１１は、例えば、有限インパルス応答（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ，ＦＩＲ）フィルタ又は適応フィルタを用いたものであっても良い。
以上のように、実施の形態１のデジタル信号処理装置３は、制御装置４と通信自在なデジタル信号処理装置３であって、制御装置４により設定されたフィルタ係数に基づき、デジタル信号処理装置３に入力された信号（入力信号ＳＩＮ）に対するフィルタ処理を実行するデジタルフィルタ部１１と、デジタルフィルタ部１１のインパルス応答を用いて、デジタル信号処理装置３を含むシステム（オーディオシステム２００）にてデジタル信号処理装置３に許容される許容最大振幅値を推定する許容最大振幅推定部１４と、デジタル信号処理装置３から出力される信号（出力信号ＳＯＵＴ）の振幅値が許容最大振幅値以上の値である場合、又は振幅値が許容最大振幅値を超える値である場合、デジタル信号処理装置３の再起動を制御装置４に要求する再起動要求部１５とを備える。デジタルフィルタ部１１のインパルス応答を用いて許容最大振幅値を推定することにより、フィルタ係数に対して適応的に許容最大振幅値を推定することができる。このようにして推定された許容最大振幅値を出力信号ＳＯＵＴの振幅値と比較することにより、固定値の閾値を用いる従来の方法に比して、大振幅の発生を高精度に検知することができる。また、デジタル信号処理装置３をオーディオシステム２００に用いた場合、デジタル信号処理装置３の再起動により大音量を速やかに抑制することができる。
また、許容最大振幅推定部１４は、インパルス応答の絶対値を取得して、絶対値を積算することにより許容最大振幅値を推定する。これにより、第１推定方法にて許容最大振幅値を推定することができる。また、フィルタ許容最大振幅値の推定におけるＦＦＴ及び畳み込みを不要として、演算量を削減することができる。
また、許容最大振幅推定部１４は、インパルス応答に対する高速フーリエ変換を実行することにより許容最大振幅値を推定する。これにより、第２推定方法にて許容最大振幅値を推定することができる。
また、デジタル信号処理装置３は、制御装置４により設定された係数（音量係数）に基づき、デジタルフィルタ部１１から出力された信号の振幅を変化させる振幅制御部１２を備え、許容最大振幅推定部１４は、インパルス応答及び係数（音量係数）を用いて許容最大振幅値を推定する。音量係数を用いて許容最大振幅値を推定することにより、音量係数に対して適応的に許容最大振幅値を推定することができる。この結果、大振幅の発生を更に高精度に検知することができる。
また、許容最大振幅推定部１４は、デジタル信号処理装置３が起動したとき、初期値のフィルタ係数を用いてインパルス応答を計算し、計算したインパルス応答を用いて許容最大振幅値を推定する。これにより、デジタル信号処理装置３が起動したときに許容最大振幅値を推定することができる。
また、許容最大振幅推定部１４は、制御装置４によりフィルタ係数が更新されたとき、更新後のフィルタ係数を用いてインパルス応答を計算し、計算したインパルス応答を用いて許容最大振幅値を推定する。これにより、制御装置４がフィルタ係数を更新したときに許容最大振幅値を推定することができる。
また、実施の形態１のオーディオ装置１００は、制御装置４と、制御装置４と通信自在なデジタル信号処理装置３とを備える車載用のオーディオ装置１００であって、デジタル信号処理装置３は、制御装置４により設定されたフィルタ係数に基づき、デジタル信号処理装置３に入力された信号（入力信号ＳＩＮ）に対するフィルタ処理を実行するデジタルフィルタ部１１と、デジタルフィルタ部１１のインパルス応答を用いて、オーディオ装置１００を含むオーディオシステム２００にてデジタル信号処理装置３に許容される許容最大振幅値を推定する許容最大振幅推定部１４と、デジタル信号処理装置３から出力される信号（出力信号ＳＯＵＴ）の振幅値が許容最大振幅値以上の値である場合、又は振幅値が許容最大振幅値を超える値である場合、デジタル信号処理装置３の再起動を制御装置４に要求する再起動要求部１５とを備える。これにより、上記デジタル信号処理装置３と同様の上記効果を得ることができる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
本発明のデジタル信号処理装置は、例えば、車載用のオーディオシステムに用いることができる。
１ 車両、２ 音源、３ デジタル信号処理装置、４ 制御装置、５ デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）、６ アンプ、７ スピーカ、１１ デジタルフィルタ部、１２ 振幅制御部、１３ 振幅検出部、１４ 許容最大振幅推定部、１５ 再起動要求部、１００ オーディオ装置、２００ オーディオシステム。

Claims (11)

  1. 制御装置と通信自在なデジタル信号処理装置であって、
    前記制御装置により設定されたフィルタ係数に基づき、当該デジタル信号処理装置に入力された信号に対するフィルタ処理を実行するデジタルフィルタ部と、
    前記デジタルフィルタ部のインパルス応答を用いて、当該デジタル信号処理装置を含むシステムにて当該デジタル信号処理装置に許容される許容最大振幅値を推定する許容最大振幅推定部と、
    当該デジタル信号処理装置から出力される信号の振幅値が前記許容最大振幅値以上の値である場合、又は前記振幅値が前記許容最大振幅値を超える値である場合、当該デジタル信号処理装置の再起動を前記制御装置に要求する再起動要求部と、
    を備えることを特徴とするデジタル信号処理装置。
  2. 前記許容最大振幅推定部は、前記インパルス応答の絶対値を取得して、前記絶対値を積算することにより前記許容最大振幅値を推定することを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理装置。
  3. 前記許容最大振幅推定部は、前記インパルス応答に対する高速フーリエ変換を実行することにより前記許容最大振幅値を推定することを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理装置。
  4. 前記デジタルフィルタ部が無限インパルス応答フィルタにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理装置。
  5. 前記制御装置により設定された係数に基づき、前記デジタルフィルタ部から出力された信号の振幅を変化させる振幅制御部を備え、
    前記許容最大振幅推定部は、前記インパルス応答及び前記係数を用いて前記許容最大振幅値を推定する
    ことを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理装置。
  6. 前記許容最大振幅推定部は、当該デジタル信号処理装置が起動したとき、初期値の前記フィルタ係数を用いて前記インパルス応答を計算し、計算した前記インパルス応答を用いて前記許容最大振幅値を推定することを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理装置。
  7. 前記許容最大振幅推定部は、前記制御装置により前記フィルタ係数が更新されたとき、更新後の前記フィルタ係数を用いて前記インパルス応答を計算し、計算した前記インパルス応答を用いて前記許容最大振幅値を推定することを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理装置。
  8. デジタルシグナルプロセッサにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理装置。
  9. 前記制御装置がマイクロコントローラにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理装置。
  10. 前記システムが車載用のオーディオシステムであることを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理装置。
  11. 制御装置と、前記制御装置と通信自在なデジタル信号処理装置と、を備える車載用のオーディオ装置であって、
    前記デジタル信号処理装置は、
    前記制御装置により設定されたフィルタ係数に基づき、前記デジタル信号処理装置に入力された信号に対するフィルタ処理を実行するデジタルフィルタ部と、
    前記デジタルフィルタ部のインパルス応答を用いて、当該オーディオ装置を含むオーディオシステムにて前記デジタル信号処理装置に許容される許容最大振幅値を推定する許容最大振幅推定部と、
    前記デジタル信号処理装置から出力される信号の振幅値が前記許容最大振幅値以上の値である場合、又は前記振幅値が前記許容最大振幅値を超える値である場合、前記デジタル信号処理装置の再起動を前記制御装置に要求する再起動要求部と、を備える
    ことを特徴とするオーディオ装置。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04151699A (ja) * 1990-10-16 1992-05-25 Fujitsu Ten Ltd 車載用オーディオシステム
JPH05103399A (ja) * 1991-10-03 1993-04-23 Fujitsu Ten Ltd 音響用デジタル信号処理装置
JPH10112131A (ja) * 1996-09-24 1998-04-28 Hewlett Packard Co <Hp> サンプル・フィルタ装置
JPH1146393A (ja) * 1997-04-07 1999-02-16 Wolfgang J Klippel アクチュエータシステムのための適応制御装置
JP2003148997A (ja) * 2001-11-19 2003-05-21 Fuji Electric Co Ltd 耐ノイズ性を高める情報処理・制御装置およびそのノイズ耐量検知手段
JP2003338134A (ja) * 2002-05-21 2003-11-28 Samsung Electronics Co Ltd 等化器のフィルタタップ係数更新装置及び更新方法
JP2010109436A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Renesas Technology Corp 半導体集積回路装置
JP2011197418A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Oki Electric Industry Co Ltd 雑音推定方法及び雑音推定器
JP2013162255A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Fujitsu Telecom Networks Ltd 逆フィルタ回路
JP2016072754A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 株式会社東芝 音声信号処理装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1028707C (zh) * 1990-01-22 1995-05-31 精工爱普生株式会社 便携型音频重放和扩音装置
US20070026397A1 (en) * 2003-02-21 2007-02-01 Nuevolution A/S Method for producing second-generation library
US8189778B2 (en) * 2008-07-07 2012-05-29 General Instrument Corporation Adaptive generation of a pseudo random number generator seed
JP5707219B2 (ja) * 2011-05-13 2015-04-22 富士通テン株式会社 音響制御装置
US9559650B1 (en) * 2012-07-13 2017-01-31 MUSIC Group IP Ltd. Loudness limiter

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04151699A (ja) * 1990-10-16 1992-05-25 Fujitsu Ten Ltd 車載用オーディオシステム
JPH05103399A (ja) * 1991-10-03 1993-04-23 Fujitsu Ten Ltd 音響用デジタル信号処理装置
JPH10112131A (ja) * 1996-09-24 1998-04-28 Hewlett Packard Co <Hp> サンプル・フィルタ装置
JPH1146393A (ja) * 1997-04-07 1999-02-16 Wolfgang J Klippel アクチュエータシステムのための適応制御装置
JP2003148997A (ja) * 2001-11-19 2003-05-21 Fuji Electric Co Ltd 耐ノイズ性を高める情報処理・制御装置およびそのノイズ耐量検知手段
JP2003338134A (ja) * 2002-05-21 2003-11-28 Samsung Electronics Co Ltd 等化器のフィルタタップ係数更新装置及び更新方法
JP2010109436A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Renesas Technology Corp 半導体集積回路装置
JP2011197418A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Oki Electric Industry Co Ltd 雑音推定方法及び雑音推定器
JP2013162255A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Fujitsu Telecom Networks Ltd 逆フィルタ回路
JP2016072754A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 株式会社東芝 音声信号処理装置

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