JPH03150910A - ディジタルオーディオ信号処理装置 - 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】 技術分野 本発明はディジタルオーディオ信号処理装置に関する。

背景技術 音場制御や音質調整をなすことができるディジタルオー
ディオ信号処理装置が公知であり、例えば、特開昭６４
−７２６１５号公報に示されている。このようなオーデ
ィオ信号処理装置は、チューナ等のオーディオ信号源か
ら出力されたオーディオ信号をディジタル処理すること
により音場制御や音質調整を施すＤＳＰ　（ディジタル
信号処理プロセッサ）が設けられている。ＤＳＰは四則
演算等の演算処理を行なう演算手段だけでなく、該演算
手段に供給するオーディオ信号データを記憶するデータ
メモリやデータメモリに記憶された信号データに乗算す
る係数データを記憶する係数メモリを備えている。また
信号データを遅延させるための遅延用メモリを外付けで
きるように構成されている。更に、遅延用メモリへの信
号データの書き込みから読み出しまでの時間を示す遅延
時間データを記憶する遅延時間メモリも備えている。

ＤＳＰ内においては処理プログラムに従ってメモリ間で
又はメモリから演算手段へデータが転送されて信号デー
タの演算処理が高速で繰り返し行なわれる。例えば、入
力された信号データを遅延用メモリに転送して遅延させ
ることにより遅延信号データを作成し、その遅延信号デ
ータをデータメモリを介して演算手段に転送して係数デ
ータと乗算することによりレベル減衰を考慮した反射音
データを得ることにより音響空間を作成するのである。

また、演算動作によりグラフィックイコライザを形成し
て信号データに音質調整を施すことも行なわれる。

また操作により制御モードが切り換えられる毎にＤＳＰ
外のマイクロコンピュータから新たなデータや処理プロ
グラムが転送されてＤＳＰ内のデータや処理プログラム
が書換えられ、様々な演算処理ができるようになってい
る。

しかしながら、かかるオーディオ信号データ処理装置に
おいては、通常、マイクロコンピュータが転送できるデ
ータやプログラムの単位ビット数はＤＳＰで制御される
データの単位ビット数より少ないのでマイクロコンピュ
ータからメモリへの係数データやプログラムの転送速度
は遅くなる。

よって、データやプログラムの書換えのために比較的長
い時間が必要であった。これは例えば、モード切替によ
り２チャンネル共通の複数バンドからなるグラフィック
イコライザを形成する演算処理から２チヤンネル独立の
複数バンドからなるグラフィックイコライザを形成する
演算処理に変更するような同じグラフィックイコライザ
の場合でもプログラムの書換えのために比較的長い時間
が必要であった。

また、ＤＳＰに様々な動作モードの演算処理を行なわせ
るためにはマイクロコンピュータ側においてモード毎に
データやプログラムをメモリに記憶させておかなければ
ならないので、メモリは容量の大きなものを必要すると
いう問題点もあった。

発明の概要 ［発明の目的］ そこで、本発明の目的は、２チャンネル共通の複数バン
ドからなるグラフィックイコライザを形成する演算処理
から２チヤンネル独立の複数バンドからなるグラフィッ
クイコライザを形成する演算処理に、又はその逆に２チ
ヤンネル独立の複数バンドからなるグラフィックイコラ
イザを形成する演算処理から１チヤンネルの複数バンド
からなるグラフィックイコライザを形成する演算処理に
モード切替を行なう場合において比較的短時間で演算処
理の変更を完了すると共にプログラムの記憶容量を減ら
すことができるディジタルオーディオ信号処理装置を提
供することである。

［発明の構成］ 本発明によるディジタルオーディオ信号処理装置は、サ
ンプリングした入力ディジタルオーディオ信号をデータ
として保持する保持手段と、保持手段の保持データを入
力し直列接続された複数のフィルタからなるグラフィッ
クイコライザを演算動作により形成しその演算結果のデ
ータを出力する演算手段とからなるディジタルオーディ
オ信号処理装置であって、複数のフィルタのうちの両端
のフィルタを除く１のフィルタはモード切替指令に応じ
て１のフィルタの直前段のフィルタの出力データを得る
と共に保持手段の保持データを１のフィルタの次段のフ
ィルタの入力に供給することを特徴としている。

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

第１図に示した本発明の一実施例たるディジタルオーデ
ィオ信号処理装置においては、アナログオーディオ信号
がＡ／Ｄ変換器１を介してＤＳＰ２内の入力インターフ
ェース３に供給される。入力インターフェース３にはデ
ータバス４が接続されており、このデータバス４はデー
タ群を一時記憶するデータメモリ１７及び乗算器５の一
方の入力に接続されている。乗算器５の他方の入力には
係数データを保持するためのバッファメモリ６が接続さ
れている。バッファメモリ６には係数ＲＡＭ７が接続さ
れ、ＲＡ　Ｍ　７には複数の係数データが記憶される。

後述のシーケンスコントローラ１０からのタイミング信
号に応じてＲＡＭ７に記憶された係数データ群のうちか
ら１つの係数データが順次読み出され、それがバッファ
メモリ６に供給されて保持される。バッファメモリ６に
保持された係数データは乗算器５に供給される。ＡＬＵ
（加算器）８は乗算器５の計算出力を累算するために設
けられており、一方の入力に乗算器５の計算出力が供給
され、他方はデータバス４に接続されている。ＡＬＵ８
の計算出力にはアキュームレータ９が接続され、アキュ
ームレータ９の出力はデータバス４に接続されている。

データバス４には遅延データを作成するために外部メモ
リ１８のデータ書き込み及び読み出しを制御するメモリ
制御回路１９が接続されている。

また、データバス４には出力インターフェース１１が接
続され、出力インターフェース１１から出力されるディ
ジタルオーディオ信号はディジタルフィルタ１２を介し
てＤ／Ａ変換器１３に供給される。Ｄ／Ａ変換器１３か
らは前後（フロント及びリア）チャンネルのオーディオ
信号が出力される。

Ａ／Ｄ変換器１、インターフェース３，１１、乗算器５
、係数ＲＡＭ７、ＡＬＵ８、アキュームレータ９及びメ
モリ制御回路１９の動作はシーケンスコントローラ１０
によって制御される。シーケンスコントローラ１０はプ
ログラムメモリ２０に書き込まれた処理プログラムに従
って動作すると共にマイクロコンピュータ１４からの指
令に応じて動作する。

マイクロコンピュータ１４にはキーボード１６が接続さ
れている。キーボード１６には音場特性が異なるホール
１、ホール２・・・の如く音場モードを指定する複数の
キーが設けられており、これらキーを操作することによ
りマイクロコンピュータ１４は処理プログラムの書き換
えやＲＡＭ７の係数データの書き込み及び読み出しを制
御する。

かかる構成においては、Ａ／Ｄ変換器１に供給されるオ
ーディオ信号は所定のサンプリング周期毎にディジタル
オーディオ信号データに変換されてインターフェース３
を介してデータメモリ１７に供給されて記憶される。一
方、ＲＡＭ７から読み出された係数データはバッファメ
モリ６に供給されて保持される。シーケンスコントロー
ラ１０はインターフェース３からデータを読み込むタイ
ミング、データメモリ１７から乗算器５へ選択的にデー
タを転送するタイミング、ＲＡＭ７から各係数データを
出力するタイミング、乗算器５の乗算動作タイミング、
ＡＬＵ８の加算動作タイミング、アキュームレータ９の
出力タイミング及びインターフェース１１から演算結果
のデータを出力するタイミング等のタイミングをとる。

これらのタイミングが適切にとられることにより、例え
ば、バッファメモリ６から係数データα１が、またデー
タメモリ１７からデータｄ１が乗算器５に供給され、乗
算器５において先ず、α１　・ｄｌが演算される。この
α１　・ｄｌが演算されるとＡＬＵ８において０＋α１
　・ｄｉが演算され、その演算結果がアキュームレータ
９において保持される。次いで、バッファメモリ６から
係数データα２が、またデータメモリ１７からデータｄ
２が出力されると、乗算器５においてα２・ｄｌが演算
され、アキュームレータ９からα１　φｄ１が出力され
て、ＡＬＵ８においてα１　・ｄ１＋α２φｄ２が演算
され、その演算結果がアキュームレータ９において保持
される。これを繰り返すことによりΣαｔ・ｄｔが算出
される。

また、遅延データを作成する場合にはデータメモリ１７
からデータが読み出されてデータバス４を介してメモリ
制御回路１９に供給される。メモリ制御回路１９は外部
メモリ１８に供給されたデータを順次書き込み、書き込
んだ後、予め定められた遅延時間だけ経過するとそのデ
ータを読み出しそれを遅延データとする。その遅延デー
タはデータバス４を介してデータメモリ１７に供給され
て記憶され上記の演算動作に用いられる。

かかる本発明によるディジルタオーディオ信号処理装置
において第２図に示すように７つのフィルタＧＥＱＩな
いしＧＥＱ７により前後チャンネルの２出力の７バンド
のグラフィックイコライザを形成する場合、プログラム
メモリ２０には第３図（ａ）に示すような処理順番の処
理プログラムがマイクロコンピュータ１４によって書き
込まれる。

すなわち、先ず、第１処理ルーチンにてデータを入力し
、第２処理ルーチンにて１バンド（１周波数帯域）分の
グラフィックイコライザフィルタＧＥＱ１を演算処理に
より形成し、第３処理ルーチンにて１バンド分のフィル
タＧＨＱ２を演算処理により形成し、・・・・・・・・
・・・・第８処理ルーチンにて１バンド分のフィルタＧ
ＥＱ７をｅＬｎ処理により形成し、そして第９処理ルー
チンにて演算結果、すなわちフィルタＧＥＱ７からの出
力データをフロントチャンネル又はリアチャンネルとし
ての第１出力及び第２出力０ＵＴＩ及び２に供給する。

例えば、グラフィックイコライザの１バンド分の動作を
述べると次のようになる。先ず、第１ステツプにおいて
データメモリ１７のｎ番地からオーディオ信号データｄ
。を読み出し、またＲＡＭ７から係数データα】を読み
出してバッファメモリ６に転送することにより乗算器５
にて乗算させる。その乗算結果α１　・ｄｎには第１ス
テツプより２ステツプ後の第３ステツプにおいてＡＬＵ
８によって０が加算されてその加算結果がアキュームレ
ータ９に保持される。

第２ステツプにおいてはデータメモリ１７のｎ−１番地
から信号データｄ旧を読み出し、読み出された信号デー
タｄ。−１とＲＡＭ７から新たに読み出した係数データ
α２とを乗算器５にて乗算させる。その乗算結果α２　
・ｄｎ−１には第４ステツプにおいてＡＬＵ８によって
アキュームレータ９の保持値（第３ステツプの加算結果
）が加算されてその加算結果がアキュームレータ９に保
持される。

次いで、第３ステツプにおいては３ステツプ前のアキュ
ームレータ９の保持値（１バンドの最終演算値）ＧＥＱ
旧をデータメモリ１７のｎ−２番地及び乗算器５に転送
して係数データα３と乗算器５にて乗算させる。その乗
算結果α３　・ＧＥＱｎ−＋には第５ステツプにおいて
ＡＬＵ８によってアキュームレータ９の保持値（第４ス
テツプの加算結果）が加算されてその加算結果がアキュ
ームレータ９に保持される。

第４ステツプにおいてはデータメモリ１７のｎ＋２番地
から信号データｄ　ｎ１２を読み出し、読み出した信号
データｄ　ｎ＋２とＲＡＭ７から新たに読み出した係数
データα４とを乗算器５にて乗算させる。

その乗算結果α４　・ｄ　ｎ＋２には第６ステツプにお
いてＡＬＵ８によってアキュームレータ９の保持値（第
５ステツプの加算結果）が加算されてその加算結果がア
キュームレータ９に保持される。そして第５ステツプに
おいてはデータメモリ１７のｎ＋１番地から信号データ
ｄ　ｎ＋１を読み出し、読み出された信号データｄ　ｎ
ｉｌと読み出された係数データα５とを乗算器５にて乗
算させる。その乗算結果α５・ｄ　ｎｉｌには第７ステ
ツプにおいてＡＬＵ８によってアキュームレータ９の保
持値（第６ステツプの加算結果）が加算されてその加算
結果がアキュームレータ９に保持される。このようにし
てグラフィックイコライザの１バンド分のオーディオ信
号データが得られ７バンド分だけ上記と同様の動作が行
なわれる。なお、各係数データはキーボード１６からの
バンド毎のレベル指令に応じてマイクロコンピュータ１
４内のメモリから読み出されてＲＡＭ７に転送されたも
のである。

第４図は上記の７バンドのグラフィックイコライザの演
算処理と同一の処理動作を行なう等価回路を示しており
、この等価回路はバンド毎に２次１１Ｒ型フイルタから
構成されている。１バンド分についてフィルタＧＥＱ１
を参考にして説明すると、データ信号が供給される入力
端には係数乗算器３１及び遅延素子３２が接続されてい
る。遅延素子３２の出力には係数乗算器３３及び遅延索
子３４が接続されている。遅延素子３４の出力には更に
係数乗算器３５が接続されている。係数乗算器３１，３
３．３５の各出力は加算器３６に接続されている。加算
器３６の出力にはフィルタＧＥＱ２が接続されると共に
遅延素子３７が接続されている。遅延素子３７の出力に
は係数乗算器３８及び遅延素子３９が接続されている。

遅延素子３つの出力には更に係数乗算器４０が接続され
ている。係数乗算器３８．４０の各出力も加算器３６に
接続されている。

遅延素子３２．３４，３７．３９の各遅延時間はシーケ
ンスコントローラ１０からのタイミング信号によりデー
タ人力の周期すなわち１サンプリング周期に相当する。

よって、乗算器３３に供給されるデータは乗算器３１に
供給されるデータより１サンプル前のデータであり、乗
算器３５に供給されるデータは乗算器３１に供給される
データより２サンプル前のデータである。乗算器３８゜
４０についても同様である。遅延素子３７．　３９はフ
ィルタＧＨＱ２と共用される。なお、フィルタＧＨＱ２
ないしＧＥＱ７もＧＥＱＩと同様に構成されている。

次に、キーボード１６の操作により切替信号が発生して
モードが変更され、第５図に示すように前後チャンネル
独立で３バンドのグラフィックイコライザが形成される
場合について説明する。

マイクロコンピュータ１４は切替信号に応じてプログラ
ムメモリ２０のプログラムを書き換える。

その書き換えの際には第３図（ａ）　、（ｂ）に示すよ
うに第５処理ルーチン及び第９処理ルーチンのみを書き
換える。プログラムメモリ２０のその他のルーチンは維
持される。この書き換えにより、第５処理ルーチンにお
いてはフィルタＧＥＱ３からの出力データを前方チャン
ネルの第１出力ＯＵＴ　１に供給し、第１処理ルーチン
で入力したデータと同一データをフィルタＧＥＱ５に入
力する。第９処理ルーチンにおいてはフィルタＧＥＱ７
からの出力データを後方チャンネルの第２出力０ＵＴ２
に供給する。

第６図は上記の３バンドのグラフィックイコライザの演
算処理と同一の処理動作を行なう等価回路を示している
。すなわち、第４図に示した７バンドのグラフィックイ
コライザの等価回路のＧＥＱ４の部分が出力０ＵＴ１と
なると共にデータメモリ１７に保持されたデータをＧＥ
Ｑ５に供給する回路となる。また出力０ＵＴＩ、ＯυＴ
２の部分が出力０ＵＴ２のみとなる。

なお、７バンドのグラフィックイコライザから２つの３
バンドのグラフィックイコライザに切り替える場合には
各フィルタの中心周波数等の周波数特性も変更される。

これはモード切替の際にマイクロコンピュータ１４がＲ
ＡＭ７内の係数データを変更することにより行なわれる
。すなわち、第４図に示した等価回路の全ての乗算器の
乗算係数を変更するのである。

また、上記した実施例においては、モノラル信号の場合
について説明したが、ステレオ信号の場合には上記した
演算動作がステレオチャンネル数分だけ繰り返される。

更に、上記した実施例においては、７バンドのグラフィ
ックイコライザから２つの３バンドのグラフィックイコ
ライザに切り替える場合について説明したが、２つの３
バンドのグラフィックイコライザから７バンドのグラフ
ィックイコライザ、に切り替える場合についての動作も
同様である。また、７バンドのグラフィックイコライザ
から２バンド及び４バンドのグラフィックイコライザに
切り替える場合についての動作も同様である。

発明の効果 本発明によるディジタルオーディオ信号処理装置におい
ては、入力データを保持すると共に直列接続された複数
のフィルタからなるグラフィックイコライザを演算動作
により形成しその演算結果のデータを出力し、モード切
替指令に応じて複数のフィルタのうちの両端のフィルタ
を除く１のフィルタを１のフィルタの直前段のフィルタ
の出力データを得ると共に保持データを１のフィルタの
次段のフィルタの入力に供給して２つのグラフィックイ
コライザを形成することが行なわれる。よって、２チャ
ンネル共通の複数バンドからなるグラフィックイコライ
ザを形成する演算処理から２チヤンネル独立の複数バン
ドからなるグラフィックイコライザを形成する演算処理
に、又はその逆にモード切替を行なう場合においてプロ
グラムの一部だけ変更すれば良いので比較的短時間で演
算処理の変更を完了させることができる。例えば、上記
した実施例の如く２次１１Ｒ型フイルタをプログラム演
算処理により形成すれば特に少ないステップ数で、すな
わち短時間でモード切替が可能となる。また、各モード
に対応するプログラムをメモリに全て記憶させておく必
要がないのでメモリの記憶容量を減らすことができ、誤
動作の発生も減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は第
１図の装置において演算処理により形成される７バンド
のグラフィックイコライザを示すブロック図、第３図（
ａ）　、　（ｂ）は第１図の装置中のＤＳＰのプログラ
ムを示す図、第４図は７バンドのグラフィックイコライ
ザの演算処理と同一の処理動作を行なう等価回路を示す
回路図、第５図は第１図の装置において演算処理により
形成される２つの３バンドのグラフィックイコライザを
示すブロック図、第６図は２つの３バンドのグラフィッ
クイコライザの演算処理と同一の処理動作を行なう等価
回路を示す回路図である。 主要部分の符号の説明 ２・・・ＤＳＰ ３．１１・・・インターフェース ５・・・乗算器 ８・・・ＡＬＵ ９・・・アキュームレータ ０・・・シーケンスコントローラ ７・・・データメモリ ０・・・プログラムメモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サンプリングした入力ディジタルオーディオ信号をデー
   タとして保持する保持手段と、保持手段の保持データを
   入力し１サンプリング周期毎に直列接続された複数のフ
   ィルタからなるグラフィックイコライザを演算動作によ
   り形成しその演算結果のデータを出力する演算手段とか
   らなるディジタルオーディオ信号処理装置であって、前
   記複数のフィルタのうちの両端のフィルタを除く１のフ
   ィルタはモード切替指令に応じて前記１のフィルタの直
   前段のフィルタの出力データを得ると共に前記保持手段
   の保持データを前記１のフィルタの次段のフィルタの入
   力に供給することを特徴とするディジタルオーディオ信
   号処理装置。