JPH06105867B2 - フィルタ係数演算装置 - Google Patents
フィルタ係数演算装置Info
- Publication number
- JPH06105867B2 JPH06105867B2 JP62322436A JP32243687A JPH06105867B2 JP H06105867 B2 JPH06105867 B2 JP H06105867B2 JP 62322436 A JP62322436 A JP 62322436A JP 32243687 A JP32243687 A JP 32243687A JP H06105867 B2 JPH06105867 B2 JP H06105867B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- characteristic
- amplitude
- value
- transfer function
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G5/00—Tone control or bandwidth control in amplifiers
- H03G5/005—Tone control or bandwidth control in amplifiers of digital signals
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、任意の振幅周波数特性及び位相周波数特性を
実現するトランスバーサル・フィルタ（以下、FIRフィ
ルタと呼ぶ）を用いたイコライザのフィルタ係数を求め
るフィルタ係数演算装置に関するものである。
実現するトランスバーサル・フィルタ（以下、FIRフィ
ルタと呼ぶ）を用いたイコライザのフィルタ係数を求め
るフィルタ係数演算装置に関するものである。
従来の技術 近年、CD,DATなどの音響機器のディジタル化に伴ない、
FIR型のディジタルフィルタを用いたイコライザの開発
が求められている。
FIR型のディジタルフィルタを用いたイコライザの開発
が求められている。
しかし従来、振幅周波数特性と位相周波数特性を一つの
FIRフィルタにより、それぞれ独立に制御することはで
きなかった。
FIRフィルタにより、それぞれ独立に制御することはで
きなかった。
第５図に、従来の振幅周波数特性のみを制御することが
できるFIRフィルタのフィルタ係数を求めるフィルタ係
数演算装置のブロック図を示す。第５図において、21は
任意の振幅周波数特性|H（ω）｜を入力する入力部、22
は入力された振幅周波数特性を伝達関数としてこの伝達
関数を逆フーリエ変換することによりフィルタ係数を求
める逆フーリエ変換部、23は求まったフィルタ係数をFI
Rフィルタに設定する設定回路、24は実際に与えられた
振幅周波数特性を実現するFIRフィルタである。
できるFIRフィルタのフィルタ係数を求めるフィルタ係
数演算装置のブロック図を示す。第５図において、21は
任意の振幅周波数特性|H（ω）｜を入力する入力部、22
は入力された振幅周波数特性を伝達関数としてこの伝達
関数を逆フーリエ変換することによりフィルタ係数を求
める逆フーリエ変換部、23は求まったフィルタ係数をFI
Rフィルタに設定する設定回路、24は実際に与えられた
振幅周波数特性を実現するFIRフィルタである。
希望する振幅周波数特性|H（ω）｜は、入力部21により
入力される（但し、ω＝π−２πの特性はω＝０−πの
入力特性を折り返して制作している）。
入力される（但し、ω＝π−２πの特性はω＝０−πの
入力特性を折り返して制作している）。
次に、逆フーリエ変換部22において伝達関数 Ｈ（ω）＝|H（ω）｜ …………………（11） としてＨ（ω）を逆フーリエ変換することによりフィル
タ係数（Ｈ（ω）に対するインパルス応答）を求めるこ
とができる。
タ係数（Ｈ（ω）に対するインパルス応答）を求めるこ
とができる。
逆フーリエ変換は、次のように実行する。
（12）式で求まったｈ（ｎ）はフィルタ係数として設定
回路23によて、FIRフィルタ24に設定され、ここで与え
られた振幅周波数特性が実現されることとなる。
回路23によて、FIRフィルタ24に設定され、ここで与え
られた振幅周波数特性が実現されることとなる。
位相周波数特性は（11）式で伝達関数を与えたことによ
り直線位相となる。
り直線位相となる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら第５図で示した従来例では、最初に述べた
ように任意の振幅周波数特性は実現できるが、位相周波
数特性はFIRフィルタのタップ係数の数により一義的に
決まる直線位相となり、位相周波数特性は任意に設定す
ることはできないという欠点があった。
ように任意の振幅周波数特性は実現できるが、位相周波
数特性はFIRフィルタのタップ係数の数により一義的に
決まる直線位相となり、位相周波数特性は任意に設定す
ることはできないという欠点があった。
本発明は、上記問題点を鑑み、任意の振幅周波数特性と
任意の位相周波数特性をそれぞれ独立に設定し、それを
実現できるFIRフィルタのフィルタ係数を求めるフィル
タ係数演算装置を提供するものである。
任意の位相周波数特性をそれぞれ独立に設定し、それを
実現できるFIRフィルタのフィルタ係数を求めるフィル
タ係数演算装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明は、振幅特性及び位
相特性をそれぞれ独立に設定する振幅設定手段及び位相
設定手段と、伝達関数を求める第１の伝達関数演算手段
と、求まった伝達関数を逆フーリエ変換する第１の逆フ
ーリエ変換手段と、逆フーリエ変換した結果の虚数項を
零としてフーリエ変換するフーリエ変換手段と、フーリ
エ変換した結果のスカラー値を求めるスカラー演算手段
と、振幅値に対する補正値を求める補正値演算手段と、
補正値演算手段によって求まった値をある値と比較する
第１の比較手段と、第１の伝達関数演算手段に設定され
ている振幅特性と求まった補正値を乗算する第１の乗算
手段と、フーリエ変換手段により求まった虚数項から位
相特性を求める位相演算手段と、位相設定手段により設
定された位相特性と位相演算手段により求まった位相特
性の差の比較を行う第２の比較手段と、第２の比較手段
の差がある値より大きい場合は、その差を位相設定手段
に設定された位相特性に加算する加算手段と、差がある
値より小さい場合は第１の伝達関数演算手段に設定され
ている振幅特性と振幅設定手段により設定された振幅特
性を乗算する第２の乗算手段と、乗算された振幅特性を
振幅項とし、第１の伝達関数演算手段に設定されている
位相特性を位相項としその伝達関数を求める第２の伝達
関数演算手段と、求まった伝達関数を逆フーリエ変換す
る第２の逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換により
求まった結果の実数項のみを外部のFIRフィルタのフィ
ルタ係数として設定する設定手段によって構成される。
相特性をそれぞれ独立に設定する振幅設定手段及び位相
設定手段と、伝達関数を求める第１の伝達関数演算手段
と、求まった伝達関数を逆フーリエ変換する第１の逆フ
ーリエ変換手段と、逆フーリエ変換した結果の虚数項を
零としてフーリエ変換するフーリエ変換手段と、フーリ
エ変換した結果のスカラー値を求めるスカラー演算手段
と、振幅値に対する補正値を求める補正値演算手段と、
補正値演算手段によって求まった値をある値と比較する
第１の比較手段と、第１の伝達関数演算手段に設定され
ている振幅特性と求まった補正値を乗算する第１の乗算
手段と、フーリエ変換手段により求まった虚数項から位
相特性を求める位相演算手段と、位相設定手段により設
定された位相特性と位相演算手段により求まった位相特
性の差の比較を行う第２の比較手段と、第２の比較手段
の差がある値より大きい場合は、その差を位相設定手段
に設定された位相特性に加算する加算手段と、差がある
値より小さい場合は第１の伝達関数演算手段に設定され
ている振幅特性と振幅設定手段により設定された振幅特
性を乗算する第２の乗算手段と、乗算された振幅特性を
振幅項とし、第１の伝達関数演算手段に設定されている
位相特性を位相項としその伝達関数を求める第２の伝達
関数演算手段と、求まった伝達関数を逆フーリエ変換す
る第２の逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換により
求まった結果の実数項のみを外部のFIRフィルタのフィ
ルタ係数として設定する設定手段によって構成される。
作 用 本発明は上記した構成により、振幅設定手段及び位相設
定手段により希望する振幅周波数特性，位相周波数特性
が設定され、この振幅周波数特性及び位相周波数特性を
もつ伝達関数を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段
によりインパルス応答が計算され、求まったインパルス
応答をフーリエ変換し振幅特性及び位相特性を演算によ
り求め、振幅設定手段及び位相設定手段に設定された特
性と演算により求まった特性を比較，補正する演算を繰
り返すことにより正確な特性（インパルス応答）を実現
させ、設定手段により求まったインパルス応答がフィル
タ係数として外部のFIRフィルタに設定することにより
希望の特性が実現される。
定手段により希望する振幅周波数特性，位相周波数特性
が設定され、この振幅周波数特性及び位相周波数特性を
もつ伝達関数を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段
によりインパルス応答が計算され、求まったインパルス
応答をフーリエ変換し振幅特性及び位相特性を演算によ
り求め、振幅設定手段及び位相設定手段に設定された特
性と演算により求まった特性を比較，補正する演算を繰
り返すことにより正確な特性（インパルス応答）を実現
させ、設定手段により求まったインパルス応答がフィル
タ係数として外部のFIRフィルタに設定することにより
希望の特性が実現される。
実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第１図は、本発明のフィルタ係数演算装置における一実
施例のブロック図を示すものである。
施例のブロック図を示すものである。
第１図において、１は希望の振幅周波数特性Aiを第２種
の標本化周波数で設定する振幅設定回路で、振幅設定回
路１では、ω＝π−２πの特性は伝達関数を求める際に
ω＝０−πの特性を折り返して製作している。２は希望
の群遅延歪特性τｉを第２種の標本化周波数で設定し、
それを周波数で積分して位相特性θｉを演算する位相設
定回路で、ω＝π−２πの特性は伝達関数を求める際に
ω＝０−πの特性を折り返して製作している。３は位相
設定回路２で求められた位相特性を位相項とし、振幅項
が初期値１の平坦特性であるものから伝達関数Hiを求め
る伝達関数演算回路、４は乗算回路３で求まった伝達関
数Hiを第１種の標本化周波数で逆フーリエ変換する逆フ
ーリエ変換回路、５は逆フーリエ変換回路４で逆フーリ
エ変換した結果の虚数項を強制的に零として第１種の標
本化周波数でフーリエ変換するフーリエ変換回路、６は
フーリエ変換で求まった実数項と虚数項のスカラーCiを
求めるスカラー演算回路、７はスカラー変換回路６で求
まった結果のそれぞれの値Ciに対してその値との次の値
の乗算を行い、それの平方根を求め更にその値の逆数Bi
を求める補正値演算回路、８は補正値演算回路７で求ま
ったBiの大きさをチェックする比較回路、９は補正値演
算回路７で求まったBiを伝達関数演算回路３に設定され
ている振幅項と乗算しその値を新しい振幅項として設定
する乗算回路、10はフーリエ変換回路５において求まっ
た虚数項の自然対数を求め、符号を変え、各々の値に対
し次の値との平均値を求めてそれを位相特性とする位相
演算回路、11は位相演算回路10において求まった位相特
性と、位相設定装置２によって求まった位相特性を比較
チェックし、その差を求める比較回路、12は比較回路11
において求まった位相特性の差を伝達関数演算回路３に
設定されている位相項に加算しその値を新しい位相項と
して設定する加算回路、13は比較回路11において位相特
性の差がある値より小さくなった場合に振幅設定回路１
に設定された振幅特性を伝達関数演算回路３に設定され
ている振幅項と乗算する乗算回路、14は乗算回路13で求
まった振幅特性を振幅項とし、加算回路12によって調整
された位相特性を位相項として伝達関数を求める伝達関
数演算回路、15は求まった伝達関数を逆フーリエ変換す
る逆フーリエ変換回路、16は逆フーリエ変換回路15で求
まった実数項をフィルタ係数としてFIRフィルタ17に設
定する設定回路、17は実際に信号のフィルタリングを行
うFIRフィルタである。
の標本化周波数で設定する振幅設定回路で、振幅設定回
路１では、ω＝π−２πの特性は伝達関数を求める際に
ω＝０−πの特性を折り返して製作している。２は希望
の群遅延歪特性τｉを第２種の標本化周波数で設定し、
それを周波数で積分して位相特性θｉを演算する位相設
定回路で、ω＝π−２πの特性は伝達関数を求める際に
ω＝０−πの特性を折り返して製作している。３は位相
設定回路２で求められた位相特性を位相項とし、振幅項
が初期値１の平坦特性であるものから伝達関数Hiを求め
る伝達関数演算回路、４は乗算回路３で求まった伝達関
数Hiを第１種の標本化周波数で逆フーリエ変換する逆フ
ーリエ変換回路、５は逆フーリエ変換回路４で逆フーリ
エ変換した結果の虚数項を強制的に零として第１種の標
本化周波数でフーリエ変換するフーリエ変換回路、６は
フーリエ変換で求まった実数項と虚数項のスカラーCiを
求めるスカラー演算回路、７はスカラー変換回路６で求
まった結果のそれぞれの値Ciに対してその値との次の値
の乗算を行い、それの平方根を求め更にその値の逆数Bi
を求める補正値演算回路、８は補正値演算回路７で求ま
ったBiの大きさをチェックする比較回路、９は補正値演
算回路７で求まったBiを伝達関数演算回路３に設定され
ている振幅項と乗算しその値を新しい振幅項として設定
する乗算回路、10はフーリエ変換回路５において求まっ
た虚数項の自然対数を求め、符号を変え、各々の値に対
し次の値との平均値を求めてそれを位相特性とする位相
演算回路、11は位相演算回路10において求まった位相特
性と、位相設定装置２によって求まった位相特性を比較
チェックし、その差を求める比較回路、12は比較回路11
において求まった位相特性の差を伝達関数演算回路３に
設定されている位相項に加算しその値を新しい位相項と
して設定する加算回路、13は比較回路11において位相特
性の差がある値より小さくなった場合に振幅設定回路１
に設定された振幅特性を伝達関数演算回路３に設定され
ている振幅項と乗算する乗算回路、14は乗算回路13で求
まった振幅特性を振幅項とし、加算回路12によって調整
された位相特性を位相項として伝達関数を求める伝達関
数演算回路、15は求まった伝達関数を逆フーリエ変換す
る逆フーリエ変換回路、16は逆フーリエ変換回路15で求
まった実数項をフィルタ係数としてFIRフィルタ17に設
定する設定回路、17は実際に信号のフィルタリングを行
うFIRフィルタである。
（なお、同様の機能を持つものは同じ名称を用いてい
る。） 以下、本実施例の動作について、図面に従って説明す
る。
る。） 以下、本実施例の動作について、図面に従って説明す
る。
振幅設定回路１においてω＝０〜πの周波数範囲で希望
の振幅周波数特性Aiが第２種の標本化周波数毎に設定さ
れる。第２図（ａ）に第２種の標本化周波数で設定され
た振幅特性の例を、第２図（ｂ）に第１種の標本化周波
数で設定された振幅特性の例を示す。第２図に於て、黒
丸が設定される振幅値のポイントを示している。第２図
において、Ｎは実際のフィルタリングを行うFIRフィル
タ17のフィルタ係数の数である。
の振幅周波数特性Aiが第２種の標本化周波数毎に設定さ
れる。第２図（ａ）に第２種の標本化周波数で設定され
た振幅特性の例を、第２図（ｂ）に第１種の標本化周波
数で設定された振幅特性の例を示す。第２図に於て、黒
丸が設定される振幅値のポイントを示している。第２図
において、Ｎは実際のフィルタリングを行うFIRフィル
タ17のフィルタ係数の数である。
同様に位相設定回路２においてω＝０〜πの周波数範囲
で希望の群遅延歪特性τｉが第２種の標本化周波数毎に
設定され、これを周波数で積分して位相特性θｉが求め
られる。
で希望の群遅延歪特性τｉが第２種の標本化周波数毎に
設定され、これを周波数で積分して位相特性θｉが求め
られる。
θｉを求める積分は、例えば次式のように行う。
伝達関数演算回路３は振幅項を初期値１とし、位相項は
初期値を位相設定回路２で求められた位相特性を用いて
次式のようにω＝０〜２πの周波数範囲の伝達関数Hiを
算出する。
初期値を位相設定回路２で求められた位相特性を用いて
次式のようにω＝０〜２πの周波数範囲の伝達関数Hiを
算出する。
（Real（ ）は実数項をImag（ ）は虚数項を表わす） 伝達関数演算回路３で演算された伝達関数を逆フーリエ
変換回路４により第１の標本化周波数で逆フーリエ変換
を行う（（12）式参照）。（２）式で求まる位相項が奇
関数になれば逆フーリエ変換した結果は実数のみとな
り、これをそのままFIRフィルタ17に設定すれば希望の
周波数特性が実現されるが、位相設定回路２で任意の群
遅延歪特性が設定されるので、（２）式によって求まる
位相特性は奇関数にはならない（ω＝πにおいて不連続
になる）。これにより逆フーリエ変換した結果は実数項
のみとはならず虚数項がでてくる。この結果の実数項は
FIRフィルタ17に設定すると虚数項の影響で実現される
周波数特性（振幅及び位相）は設定した周波数特性とは
違ったものとなる。従って以下のような補正を行なう。
変換回路４により第１の標本化周波数で逆フーリエ変換
を行う（（12）式参照）。（２）式で求まる位相項が奇
関数になれば逆フーリエ変換した結果は実数のみとな
り、これをそのままFIRフィルタ17に設定すれば希望の
周波数特性が実現されるが、位相設定回路２で任意の群
遅延歪特性が設定されるので、（２）式によって求まる
位相特性は奇関数にはならない（ω＝πにおいて不連続
になる）。これにより逆フーリエ変換した結果は実数項
のみとはならず虚数項がでてくる。この結果の実数項は
FIRフィルタ17に設定すると虚数項の影響で実現される
周波数特性（振幅及び位相）は設定した周波数特性とは
違ったものとなる。従って以下のような補正を行なう。
まず、フーリエ変換回路５において逆フーリエ変換によ
って求まった結果の虚数項を強制的に零として第１種の
標本化周波数をもちいてフーリエ変換を行う。次にスカ
ラー演算回路６においてフーリエ変換によって求まった
結果の実数項Riと虚数項Iiのスカラー（振幅値）Ciを求
める。
って求まった結果の虚数項を強制的に零として第１種の
標本化周波数をもちいてフーリエ変換を行う。次にスカ
ラー演算回路６においてフーリエ変換によって求まった
結果の実数項Riと虚数項Iiのスカラー（振幅値）Ciを求
める。
この値Ciが逆フーリエ変換４で求まった結果の実数項
を、そのままFIRフィルタに設定したときの振幅特性に
対応する（振幅設定回路１で設定された振幅特性が平坦
特性の場合）。この値Ciが振幅設定回路１で設定された
振幅値と等しくなるように伝達関数演算回路３に設定さ
れる振幅値を補正すればいいわけである。但し、先に述
べたが逆フーリエ変換した結果、そのまま実数項をFIR
フィルタに設定したときの実現される振幅特性と設定し
た振幅特性との差は設定された振幅特性が１の平坦でな
い場合も平坦の場合も位相特性が等しい場合は同じであ
ることが実験によってわかっているため、この補正値は
振幅特性が１の平坦な特性で求め、最終的に設定された
特性に補正値をかけたものを使用してフィルタ係数を求
める。逆に、設定された振幅特性を目標特性として補正
を行うと正しい値に収束しない場合がある。
を、そのままFIRフィルタに設定したときの振幅特性に
対応する（振幅設定回路１で設定された振幅特性が平坦
特性の場合）。この値Ciが振幅設定回路１で設定された
振幅値と等しくなるように伝達関数演算回路３に設定さ
れる振幅値を補正すればいいわけである。但し、先に述
べたが逆フーリエ変換した結果、そのまま実数項をFIR
フィルタに設定したときの実現される振幅特性と設定し
た振幅特性との差は設定された振幅特性が１の平坦でな
い場合も平坦の場合も位相特性が等しい場合は同じであ
ることが実験によってわかっているため、この補正値は
振幅特性が１の平坦な特性で求め、最終的に設定された
特性に補正値をかけたものを使用してフィルタ係数を求
める。逆に、設定された振幅特性を目標特性として補正
を行うと正しい値に収束しない場合がある。
従って、目標特性を１としてCiとの差を求めれば良いわ
けであるが、振幅設定及び群遅延歪の設定が第２種の標
本化周波数で設定され、逆フーリエ変換及びフーリエ変
換が第１種の標本化周波数で行われていることからその
ままCiを使用すると、対応する周波数位置のずれが生
じ、正しい補正が行われない。では、なぜ第２種と第１
種の標本化周波数を混在させているかを簡単に説明す
る。通常、ある振幅特性及び位相特性から伝達関数を求
め、これを逆フーリエ変換してFIRフィルタ17のフィル
タ係数を求める場合、振幅特性上にリップルが生じるの
を防ぐため、最終的に求まった値（逆フーリエ変換によ
って求まった結果）にある適当な特性を持つ窓を掛け
る。また、この窓の特性は設定される振幅特性によって
最適なものを使う必要がある。しかし、これは第１種の
標本化周波数で特性を設定し、第１種の標本化周波数で
逆フーリエ変換を行う場合であり、第２種の標本化周波
数で特性を設定し、第１種の標本化周波数で逆フーリエ
変換を行う場合（その逆も可）は、その周波数のずれに
より逆フーリエ変換を行うだけで、窓が掛かったのと同
様の効果が得られ、実現される特性も良好な（リップル
がない）ものとなる。従って、本発明の実施例では第２
種と第１種を混在させて演算を行っている。
けであるが、振幅設定及び群遅延歪の設定が第２種の標
本化周波数で設定され、逆フーリエ変換及びフーリエ変
換が第１種の標本化周波数で行われていることからその
ままCiを使用すると、対応する周波数位置のずれが生
じ、正しい補正が行われない。では、なぜ第２種と第１
種の標本化周波数を混在させているかを簡単に説明す
る。通常、ある振幅特性及び位相特性から伝達関数を求
め、これを逆フーリエ変換してFIRフィルタ17のフィル
タ係数を求める場合、振幅特性上にリップルが生じるの
を防ぐため、最終的に求まった値（逆フーリエ変換によ
って求まった結果）にある適当な特性を持つ窓を掛け
る。また、この窓の特性は設定される振幅特性によって
最適なものを使う必要がある。しかし、これは第１種の
標本化周波数で特性を設定し、第１種の標本化周波数で
逆フーリエ変換を行う場合であり、第２種の標本化周波
数で特性を設定し、第１種の標本化周波数で逆フーリエ
変換を行う場合（その逆も可）は、その周波数のずれに
より逆フーリエ変換を行うだけで、窓が掛かったのと同
様の効果が得られ、実現される特性も良好な（リップル
がない）ものとなる。従って、本発明の実施例では第２
種と第１種を混在させて演算を行っている。
そこで、次の補正値演算回路７において次式のような計
算を行い周波数ずれを考慮した補正値Biの算出を行って
いる。
算を行い周波数ずれを考慮した補正値Biの算出を行って
いる。
（ｉ＝０〜Ｎ−１、但しｉ＝Ｎ−１のとき CN＝CN-1として計算する） この補正値の意味はこの値を対数をとって見てみると理
解しやすい。これを示したのが（５）式である。
解しやすい。これを示したのが（５）式である。
bi＝０−（ci＋ci＋１）/2 …………（５） つまり、求まった振幅値ciの次の値との平均値を求め、
これを0dBから引いて、これを補正値とするということ
である。この様にCiをそのまま使用せずに次の値との平
均値を用いることにより、周波数ずれの保証が可能とな
る。
これを0dBから引いて、これを補正値とするということ
である。この様にCiをそのまま使用せずに次の値との平
均値を用いることにより、周波数ずれの保証が可能とな
る。
この補正値の求め方を示した図を第３図に示す。第３図
に於て、白丸が目標とする振幅値、黒丸がフーリエ変換
して求めた振幅値Ci、かけ印（×印）が求める補正値Bi
である。
に於て、白丸が目標とする振幅値、黒丸がフーリエ変換
して求めた振幅値Ci、かけ印（×印）が求める補正値Bi
である。
次に、比較回路８においてこのようにして求まった補正
値をチェックし、この値がある範囲におさまっていない
場合は、乗算回路９によりこの補正値を現在伝達関数演
算回路３に設定されている振幅特性と乗算し、伝達関数
演算回路３に設定しなおす。第１回目の演算では初期値
として伝達関数演算回路３には振幅特性として１が設定
されていることからBi自身が振幅特性となるわけであ
る。第２回目からは、前の補正値Biに新しく求まった補
正値Biが足されていく形となる。この演算（伝達関数演
算回路３から、比較回路８及び乗算回路９までの演算）
は、比較回路８での補正値の値がある範囲以下になるま
で繰り返す（演算を繰り返す回数を決めて行っても良い
だろう）。このようにして補正値がある範囲におさまる
と、次に位相特性の補正を開始する。
値をチェックし、この値がある範囲におさまっていない
場合は、乗算回路９によりこの補正値を現在伝達関数演
算回路３に設定されている振幅特性と乗算し、伝達関数
演算回路３に設定しなおす。第１回目の演算では初期値
として伝達関数演算回路３には振幅特性として１が設定
されていることからBi自身が振幅特性となるわけであ
る。第２回目からは、前の補正値Biに新しく求まった補
正値Biが足されていく形となる。この演算（伝達関数演
算回路３から、比較回路８及び乗算回路９までの演算）
は、比較回路８での補正値の値がある範囲以下になるま
で繰り返す（演算を繰り返す回数を決めて行っても良い
だろう）。このようにして補正値がある範囲におさまる
と、次に位相特性の補正を開始する。
振幅特性の補正と同様に行うが、先ず位相演算回路10に
おいてフーリエ変換回路５において求まった結果の虚数
項の自然対数をとり、符号を変え、各々の値に対し次の
値との平均値を求める。この値が実現される位相特性に
対応した値となる。
おいてフーリエ変換回路５において求まった結果の虚数
項の自然対数をとり、符号を変え、各々の値に対し次の
値との平均値を求める。この値が実現される位相特性に
対応した値となる。
フーリエ変換により求まった値を、実数項Riと虚数項Ii
とするとこのときの伝達関数Ｈ′ｉは Ｈ′ｉ＝Ri＋jIi ………………………（６） となる。また、このときの振幅値をＡ′ｉ、位相をθ′
ｉとおくと Ｈ′ｉ＝Ａ′iexp（−ｊθ′ｉ） ……………（７） と表される。
とするとこのときの伝達関数Ｈ′ｉは Ｈ′ｉ＝Ri＋jIi ………………………（６） となる。また、このときの振幅値をＡ′ｉ、位相をθ′
ｉとおくと Ｈ′ｉ＝Ａ′iexp（−ｊθ′ｉ） ……………（７） と表される。
（７）式の両辺の自然対数をとると InH′ｉ＝InA′ｉ−ｊθ′ｉ ……………（８） 同様に、（６）式の両辺の自然対数をとると InH′ｉ＝InRi＋jInIi ……………（９） となる。（８）式と（９）式を比較すると、 θ′ｉ＝−InIi ……………………（10） であることがわかる。
また、振幅特性の補正の場合と同様に、第２種，第１種
の標本化周波数の関係から生じる周波数ずれを考慮し、 θ′ｉ＝（θｉ＋θi+1）/2 ……………（11） （但し、ｉ＝Ｎ−１のときθＮ＝０として計算する） とする（以上すべてｉ＝０〜Ｎ−１）。
の標本化周波数の関係から生じる周波数ずれを考慮し、 θ′ｉ＝（θｉ＋θi+1）/2 ……………（11） （但し、ｉ＝Ｎ−１のときθＮ＝０として計算する） とする（以上すべてｉ＝０〜Ｎ−１）。
従って、位相演算回路10のように演算を行えば、位相特
性が求まることが分かる。次に、比較回路11において位
相演算回路10によって求まった位相特性と現在伝達関数
演算回路３に設定されている位相特性を比較チェック
し、これらの差がある範囲におさまっていない場合は、
加算回路12によりこの差を現在伝達関数回路３に設定さ
れている位相特性に加算し、伝達関数演算回路３に設定
しなおす。
性が求まることが分かる。次に、比較回路11において位
相演算回路10によって求まった位相特性と現在伝達関数
演算回路３に設定されている位相特性を比較チェック
し、これらの差がある範囲におさまっていない場合は、
加算回路12によりこの差を現在伝達関数回路３に設定さ
れている位相特性に加算し、伝達関数演算回路３に設定
しなおす。
そして、以上の演算を比較回路11での位相特性の差があ
る範囲以下になるまで繰り返す（これも演算回数だけを
決めて行っても良いだろう）。
る範囲以下になるまで繰り返す（これも演算回数だけを
決めて行っても良いだろう）。
以上の演算を繰り返し、比較回路11での差の値がある範
囲以下になったとき、乗算回路13において求まった振幅
補正値と振幅設定回路１に設定された振幅特性との乗算
を行ない、これを新たな振幅項として設定し、またこの
とき伝達関数演算回路３に設定されている位相特性を位
相項として次の伝達関数演算回路14に設定する。
囲以下になったとき、乗算回路13において求まった振幅
補正値と振幅設定回路１に設定された振幅特性との乗算
を行ない、これを新たな振幅項として設定し、またこの
とき伝達関数演算回路３に設定されている位相特性を位
相項として次の伝達関数演算回路14に設定する。
伝達関数演算回路14では設定された特性から伝達関数を
求め、これを逆フーリエ変換回路15において第１種の標
本化周波数で逆フーリエ変換し、求まった結果の実数項
を設定回路16によってFIRフィルタ17にフィルタ係数と
して設定する。
求め、これを逆フーリエ変換回路15において第１種の標
本化周波数で逆フーリエ変換し、求まった結果の実数項
を設定回路16によってFIRフィルタ17にフィルタ係数と
して設定する。
振幅及び位相とも補正を繰り返して求まったものである
ので、振幅設定回路１及び位相設定回路２により設定さ
れた特性が正確に設定されることとなる。
ので、振幅設定回路１及び位相設定回路２により設定さ
れた特性が正確に設定されることとなる。
第４図に以上の演算及び処理方法を示すフローチャート
を示す。
を示す。
なお、本実施例では位相設定回路２は群遅延歪を入力し
て、これを積分し位相特性を求めるようにしたが、位相
特性を直接設定するようにすると、積分機能を省くこと
が可能である。また、実施例では第２種の標本化周波数
で振幅及び位相（群遅延歪）特性を設定し、第１種の標
本化周波数で逆フーリエ変換及びフーリエ変換を行うよ
うにしたが、逆に第１種の標本化周波数で振幅及び位相
（群遅延歪）特性を設定し、第２種の標本化周波数で逆
フーリエ変換及びフーリエ変換を行うようにしてもどう
ようの効果が得られる。
て、これを積分し位相特性を求めるようにしたが、位相
特性を直接設定するようにすると、積分機能を省くこと
が可能である。また、実施例では第２種の標本化周波数
で振幅及び位相（群遅延歪）特性を設定し、第１種の標
本化周波数で逆フーリエ変換及びフーリエ変換を行うよ
うにしたが、逆に第１種の標本化周波数で振幅及び位相
（群遅延歪）特性を設定し、第２種の標本化周波数で逆
フーリエ変換及びフーリエ変換を行うようにしてもどう
ようの効果が得られる。
また、本実施例では先に振幅特性の補正を行い、次に位
相特性の補正を行う構成にしたが、逆に、先に位相特性
の補正を行い、次に振幅特性の補正を行う構成にしても
効果は同様である。
相特性の補正を行う構成にしたが、逆に、先に位相特性
の補正を行い、次に振幅特性の補正を行う構成にしても
効果は同様である。
発明の効果 本発明は、第２種または第１種の標本化周波数で振幅特
性及び位相特性を独立に設定する振幅設定手段及び位相
設定手段と、振幅項は平坦特性を初期値とし、位相項は
初期値を位相設定手段により設定されたものとして伝達
関数を求める第１の伝達関数演算手段と、求まった伝達
関数を第１種または第２種の標本化周波数で逆フーリエ
変換する第１の逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換
した結果の虚数項を零として第１種または第２種の標本
化周波数でフーリエ変換するフーリエ変換手段と、フー
リエ変換した結果のスカラー値を求めるスカラー演算手
段と、振幅特性に対する補正値を求める補正値演算手段
と、補正値演算手段によって求まった値をある値と比較
する第１の比較手段と、第１の伝達関数演算手段に設定
されている振幅特性と求まった補正値の乗算を行なう第
１の乗算手段と、フーリエ変換手段により求まった虚数
項から位相特性を求める位相演算手段と、位相設定手段
により設定された位相特性と位相演算手段により求まっ
た位相特性の差の比較を行う第２の比較手段と、第２の
比較手段の差がある値より大きい場合は、その差を位相
設定手段に設定された位相特性に加算する加算手段と、
差がある値より小さい場合は第１の伝達関数演算手段に
設定されている振幅特性と振幅設定手段により設定され
た振幅特性を乗算する第２の乗算手段と、乗算された振
幅特性を振幅項とし、第１の伝達関数演算手段に設定さ
れている位相特性を位相項としその伝達関数を求める第
２の伝達関数演算手段と、求まった伝達関数を第１種ま
たは第２種の標本化周波数で逆フーリエ変換する第２の
逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換により求まった
結果の実数項のみを外部のFIRフィルタのフィルタ係数
として設定手段を具備することにより、振幅周波数特性
と位相周波数特性を独立にまた正確に制御することがで
きるフィルタ係数を算出するフィルタ係数演算装置を提
供することができる。
性及び位相特性を独立に設定する振幅設定手段及び位相
設定手段と、振幅項は平坦特性を初期値とし、位相項は
初期値を位相設定手段により設定されたものとして伝達
関数を求める第１の伝達関数演算手段と、求まった伝達
関数を第１種または第２種の標本化周波数で逆フーリエ
変換する第１の逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換
した結果の虚数項を零として第１種または第２種の標本
化周波数でフーリエ変換するフーリエ変換手段と、フー
リエ変換した結果のスカラー値を求めるスカラー演算手
段と、振幅特性に対する補正値を求める補正値演算手段
と、補正値演算手段によって求まった値をある値と比較
する第１の比較手段と、第１の伝達関数演算手段に設定
されている振幅特性と求まった補正値の乗算を行なう第
１の乗算手段と、フーリエ変換手段により求まった虚数
項から位相特性を求める位相演算手段と、位相設定手段
により設定された位相特性と位相演算手段により求まっ
た位相特性の差の比較を行う第２の比較手段と、第２の
比較手段の差がある値より大きい場合は、その差を位相
設定手段に設定された位相特性に加算する加算手段と、
差がある値より小さい場合は第１の伝達関数演算手段に
設定されている振幅特性と振幅設定手段により設定され
た振幅特性を乗算する第２の乗算手段と、乗算された振
幅特性を振幅項とし、第１の伝達関数演算手段に設定さ
れている位相特性を位相項としその伝達関数を求める第
２の伝達関数演算手段と、求まった伝達関数を第１種ま
たは第２種の標本化周波数で逆フーリエ変換する第２の
逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換により求まった
結果の実数項のみを外部のFIRフィルタのフィルタ係数
として設定手段を具備することにより、振幅周波数特性
と位相周波数特性を独立にまた正確に制御することがで
きるフィルタ係数を算出するフィルタ係数演算装置を提
供することができる。
第１図は本発明の実施例のフィルタ係数演算装置のブロ
ック図、第２図は第２種及び第１種の標本化周波数での
振幅特性の設定方法を示した特性図、第３図は本発明の
補正値演算手段における振幅特性の補正値を求める方法
を説明した周波数特性図、第４図は本発明の演算方法を
示したフローチャート、第５図は従来のフィルタ係数演
算装置のブロック図である。 １……振幅設定回路、２……位相設定回路、３……伝達
関数演算回路、４……逆フーリエ変換回路、５……フー
リエ変換回路、６……スカラー演算回路、７……補正値
演算回路、８……比較回路、10……位相演算回路、９…
…乗算回路、11……比較回路、12……加算回路、13……
乗算回路、14……伝達関数演算回路、15……逆フーリエ
変換回路、16……設定回路、17……FIRフィルタ。
ック図、第２図は第２種及び第１種の標本化周波数での
振幅特性の設定方法を示した特性図、第３図は本発明の
補正値演算手段における振幅特性の補正値を求める方法
を説明した周波数特性図、第４図は本発明の演算方法を
示したフローチャート、第５図は従来のフィルタ係数演
算装置のブロック図である。 １……振幅設定回路、２……位相設定回路、３……伝達
関数演算回路、４……逆フーリエ変換回路、５……フー
リエ変換回路、６……スカラー演算回路、７……補正値
演算回路、８……比較回路、10……位相演算回路、９…
…乗算回路、11……比較回路、12……加算回路、13……
乗算回路、14……伝達関数演算回路、15……逆フーリエ
変換回路、16……設定回路、17……FIRフィルタ。
Claims (2)
- 【請求項１】第２種の標本化周波数（ωＫ＝２π（Ｋ＋
1/2）/N,K＝０〜Ｎ−１）又は第１種の標本化周波数
（ωＫ＝２πK/N,K＝０〜Ｎ−１）で振幅特性及び位相
特性をそれぞれ独立に設定する振幅設定手段及び位相設
定手段と、位相項は初期値として前記位相設定手段によ
り設定された位相特性を、振幅項は初期値を平坦特性と
して設定し伝達関数を求める第１の伝達関数演算手段
と、振幅特性及び位相特性を第２種の標本化周波数で設
定した場合は第１種で、振幅特性及び位相特性を第１種
の標本化周波数で設定した場合は第２種の標本化周波数
で、求まった伝達関数を逆フーリエ変換する第１の逆フ
ーリエ変換手段と、前記逆フーリエ変換した結果の虚数
項を零として振幅特性及び位相特性を第２種の標本化周
波数で設定した場合は第１種で、振幅特性及び位相特性
を第１種の標本化周波数で設定した場合は第２種の標本
化周波数で、フーリエ変換するフーリエ変換手段と、前
記フーリエ変換した結果の実数項と虚数項のスカラー値
を求めるスカラー演算手段と、求まったスカラー値全部
に対して各々の標本化周波数に対するスカラー値とその
次の標本化周波数のスカラー値の積を行い、その結果の
平方根を求め、更にその逆数を求める補正値演算手段
と、前記補正値演算手段によって求まった値をある値と
比較する第１の比較手段と、補正値がある値より大きい
場合は第１の伝達関数演算手段に設定されている振幅特
性と求まった補正値を乗算する第１の乗算手段と、乗算
された振幅値を振幅項として第１の伝達関数演算手段に
設定し再び上記の演算を繰り返し、補正値がある値より
小さい場合は前記フーリエ変換手段により求まった結果
の虚数項の自然対数をとり、符号を変え、更に各々の標
本化周波数に対する位相値に対しその次の標本化周波数
の値との平均値を求め、それを位相特性とする位相演算
手段と、前記位相設定手段により設定された位相特性と
位相演算手段により求まった位相特性の差を求め、その
差の比較を行う第２の比較手段と、前記第２の比較手段
の差がある値より大きい場合は、その差を位相設定手段
に設定された位相特性に加算する加算手段と、前記加算
手段により求まった位相特性を位相項として第１の伝達
関数演算手段に設定し再び上記の演算を繰り返し、差が
ある値より小さい場合は第１の伝達関数演算手段により
設定されている振幅特性と振幅設定手段により設定され
た振幅特性を乗算する第２の乗算手段と、乗算された振
幅特性を振幅項とし、前記第１の伝達関数演算手段に設
定されている位相特性を位相項とし、その伝達関数を求
める第２の伝達関数演算手段と、求まった伝達関数を逆
フーリエ変換する第２の逆フーリエ変換手段と、逆フー
リエ変換により求まった結果の実数項のみを外部のFIR
フィルタのフィルタ係数として設定する設定手段とを具
備したフィルタ係数演算装置。 - 【請求項２】位相設定手段は、群遅延歪特性を先ず設定
し、それを周波数で積分してその値を位相特性とするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフィルタ係
数演算装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62322436A JPH06105867B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | フィルタ係数演算装置 |
| EP88302565A EP0288159B1 (en) | 1987-03-23 | 1988-03-23 | Digital equalizer apparatus enabling separate phase and amplitude characteristic modification |
| US07/285,606 US5051942A (en) | 1987-12-18 | 1988-12-15 | Method and apparatus for calculating filter factors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62322436A JPH06105867B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | フィルタ係数演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01162409A JPH01162409A (ja) | 1989-06-26 |
| JPH06105867B2 true JPH06105867B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=18143651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62322436A Expired - Lifetime JPH06105867B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-12-18 | フィルタ係数演算装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5051942A (ja) |
| JP (1) | JPH06105867B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5282154A (en) * | 1992-06-01 | 1994-01-25 | Thomson Consumer Electronics, Inc. | System for determining and repairing instability in an IIR filter suitable for use in deghosting apparatus |
| US5572443A (en) * | 1993-05-11 | 1996-11-05 | Yamaha Corporation | Acoustic characteristic correction device |
| US6343336B1 (en) * | 1999-11-16 | 2002-01-29 | Exabyte Corporation | Transfer function compatibility for information for information storage reproduction |
| US6754397B1 (en) | 2000-03-09 | 2004-06-22 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Method, software and devices for designing a scalable image (FIR) filter with integer coefficients |
| JP3771195B2 (ja) * | 2002-05-17 | 2006-04-26 | 株式会社イシダ | 重量測定用ノイズ除去装置および重量測定用ノイズ除去方法 |
| US7298854B2 (en) * | 2002-12-04 | 2007-11-20 | M/A-Com, Inc. | Apparatus, methods and articles of manufacture for noise reduction in electromagnetic signal processing |
| WO2008090897A1 (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Toa Corporation | フィルタ |
| JPWO2008090899A1 (ja) * | 2007-01-22 | 2010-05-20 | ティーオーエー株式会社 | 音響調整装置、音響装置及び音声編集プログラム |
| JP6216550B2 (ja) * | 2013-06-25 | 2017-10-18 | クラリオン株式会社 | フィルタ係数群演算装置及びフィルタ係数群演算方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4027258A (en) * | 1976-06-01 | 1977-05-31 | Xerox Corporation | Time domain automatic equalizer with frequency domain control |
| DE3116266A1 (de) * | 1981-04-24 | 1982-11-11 | TE KA DE Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH, 8500 Nürnberg | Verfahren zum entzerren eines datensignales |
| US4524424A (en) * | 1982-02-18 | 1985-06-18 | Rockwell International Corporation | Adaptive spectrum shaping filter |
| US4494214A (en) * | 1983-02-03 | 1985-01-15 | Rca Corporation | Apparatus for generating scaled weighting coefficients for sampled data filters |
| DE3376943D1 (en) * | 1983-06-30 | 1988-07-07 | Ibm | Starting-up method for an echo canceller filter, and communication system using this method |
| IT1199170B (it) * | 1984-07-27 | 1988-12-30 | Selenia Ind Elettroniche | Elaboratore digitale di segnali radar in grado di effettuare la cancellazione adattiva del clutter mediante stimatore parametrico |
| US4843583A (en) * | 1985-10-15 | 1989-06-27 | Rockwell International Corporation | Nonlinear adaptive filter |
| US4837723A (en) * | 1987-01-30 | 1989-06-06 | Amoco Corporation | Method and apparatus for continuous time-variant digital filtering |
| CA1280808C (en) * | 1987-03-23 | 1991-02-26 | Seiichi Ishikawa | Calculation of filter factors for digital filter |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP62322436A patent/JPH06105867B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-12-15 US US07/285,606 patent/US5051942A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01162409A (ja) | 1989-06-26 |
| US5051942A (en) | 1991-09-24 |
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