JPH0611631Y2 - ディジタルイコライザ - Google Patents

ディジタルイコライザ

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JPH0611631Y2
JPH0611631Y2 JP17155688U JP17155688U JPH0611631Y2 JP H0611631 Y2 JPH0611631 Y2 JP H0611631Y2 JP 17155688 U JP17155688 U JP 17155688U JP 17155688 U JP17155688 U JP 17155688U JP H0611631 Y2 JPH0611631 Y2 JP H0611631Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はディジタルイコライザに係り、とくに特性可
変型のディジタルイコライザに関する。
〔従来の技術及び考案が解決しようとする課題〕
ディジタルイコライザは、ディジタル領域でオーディオ
信号に対する周波数特性(振幅特性)の調整を行うもの
である。
このディジタルイコライザは、通常、複数段のディジタ
ルフィルタの機能を有するディジタルシグナルプロセッ
サを利用して構成される。
各段のディジタルフィルタは、例えば、IIR型の場
合、伝達関数H(z)は、一般に、 H(z)=K(z)/L(z) 但し、 K(z)=K1+K2z-1+K3z-2+…… ……+Kn+1z-n L(z)=L1+L2z-1+L3z-2+…… ……+Lm+1z-m で表され、各係数K1〜Kn+1、L1〜Lm+1の値の組み合
わせに応じた周波数特性となる。
一例として、2次のIIR型フィルタのとき、 伝達関数H(z)= A+Bz-1+Cz-2/D+Ez-1+Fz-2 の式の6つのフィルタ係数A乃至Fを決めれば、所定の
中心周波数0、ゲイン、Qからなる1つの周波数特性
が定まる。
例えば1から3段目までのディジタルフィルタの各々
に、ゲインとQは+12dBと1で同じであり、中心周
波数0だけ125Hz、1kHz、8kHzと異なる3種類
の周波数特性が設定された様子を第17図の周波数特性
図にR1,R2,R3で示す。
全ての段の周波数特性の合成でディジタルイコライザの
真の周波数特性が決まる(第17図の破線参照)。
若し、1段目のディジタルフィルタの周波数特性を、同
じ形のまま中心周波数が1kHzとなるように可変でき
るとき(第17図の矢印A参照)、1段目と2段目の合
成周波数特性は第18図のRxのようになり、ピークの
ゲインが極めて大きくなる。
ここで、仮に、ディジタルイコライザに入力されるオー
ディオサンプルデータが16bit長であり、各段のデ
ィジタルフィルタは、16bit長の上側に、更に、3
bit加えた19bit長でデータ処理を行うものとす
る。
オーディオサンプルデータを1bit分だけ上側にシフ
トすることは、約+6dBのゲインを掛けることに相当
する。
今、最大レベル(16bitの0dB)のフラットな周
波数特性を持つオーディオサンプルデータがディジタル
イコライザに入力されると、第18図のRxの特性で
は、フィルタ演算中に、1kHzの近傍のデータの振幅
が大きく成り過ぎて、19bitの0dBを越えてしま
い、演算中にオーバーフローを起こす。
また、仮に、ディジタルフィルタでの処理bit長が1
9bitより更に長く余裕があり、第18図の特性Rx
が設定された状態で、1kHz近傍が最大レベルのオー
ディオサンプルデータが入力されてもフィルタ演算途中
ではオーバーフローが生じないときでも、ディジタルイ
コライザの出力側に接続される補間フィルタやD/Aコ
ンバータの入力bit長が例えば19bitやそれ以下
しかなかったとき、ディジタルイコライザの最終段から
出力されるデータのbit長は、19bitまたはそれ
以下に丸めなければならないので、1kHz近傍の成分
は大きな丸め誤差により、大きな量子化歪みが生じてし
まう。
この点に関し、従来は、オーバーフローや大きな量子化
歪みが生じる場合でも、何も対策をせずにいた場合があ
り、このとき、信号歪みで音質の劣化が生じてしまって
いた。
また、対策を施していた場合でも、各段に設定される周
波数特性の中心周波数0を、1段目が125Hzの近傍だ
け、2段目が1kHz近傍だけ、3段目が8kHzの近
傍だけという具合に、可変域を限定してしまっており、
ユーザが選択できる周波数特性の自由度が低かった。
この考案は、かかる従来技術の問題に鑑み、オーバーフ
ローや大きな丸め誤差によるオーディオ信号の大きな歪
みを生じることなく、ユーザが選択できる周波数特性の
自由度を高めることが可能なディジタルイコライザを提
供することを、その目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この考案のディジタルイコライザは、複数段のディジタ
ルフィルタを含み、外部から段別にフィルタ係数を入力
してディジタルオーディオ信号の周波数特性の可変を行
うディジタルフィルタ手段と、1段分のディジタルフィ
ルタに係る周波数特性別のフィルタ係数を格納したフィ
ルタ係数記憶手段と、段別に周波数特性の選択を行う周
波数特性選択手段と、周波数特性の組み合わせの内、合
成振幅特性がディジタルフィルタ手段の許容域を越える
ものを選択禁止情報として格納した選択禁止情報記憶手
段と、或る段の周波数特性の選択がなされると、選択禁
止情報を参照して、それまでに他の段に設定された周波
数特性との組み合わせの可否を判定する判定手段と、判
定手段が組み合わせ可と判定したとき、選択された周波
数特性に対応するフィルタ係数をフィルタ係数記憶手段
から読み出して、或る段に係るフィルタ係数としてディ
ジタルフィルタ手段に出力し、或る段の周波数特性の設
定を行う周波数特性設定手段と、を備えたことを特徴と
している。
〔実施例〕
次にこの考案の第1の実施例を第1図を参照して説明す
る。
第1図は、この考案に係るディジタルイコライザのブロ
ック図である。
オーディオサンプルデータが入力されるディジタル入力
端子DINにディジタルフィルタ手段としてのディジタル
シグナルプロセッサ(DSP)10が接続されており、
所定のディジタルフィルタ処理がなされる。
このディジタルシグナルプロセッサ10は、3段のディ
ジタルフィルタ(ここでは各段が2次のIIR型とす
る)としての機能を有しており、外部から段別に入力す
るフィルタ係数に従い周波数特性の可変を行う。
ディジタルシグナルプロセッサ10の出力側はディジタ
ル出力端子DOUTと接続されている。
ディジタル出力端子DOUTには、図示しない補間フィル
タ或いはD/Aコンバータが接続されている。
ディジタルシグナルプロセッサ10の制御入力側にはマ
イクロコンピュータ12が接続されている。
このマイクロコンピュータ12には周波数特性選択手段
としての操作部14が接続されている。
操作部14は、1段から3段までのディジタルフィルタ
の指定を行う3つの段指定キー16乃至20と、64H
z,125Hz,250Hz,500Hz,1kHz,2kH
z,4kHz,8kHz,16kHzの中心周波数0
指定を行う9つの中心周波数指定キー22乃至38と、
周波数特性をフラットにさせるクリアキー40と、を有
しており、ユーザのキー操作に応じたキー信号をマイク
ロコンピュータ12へ出力する。
各中心周波数0は低い方から順に1〜9の番号と対応
付けがなされている。
マイクロコンピュータ12は、CPU42、ROM4
4、RAM46がバス接続されて成り、ROM44に格
納された所定のプログラムに基づき、ユーザの周波数特
性の選択操作に応じて、ディジタルシグナルプロセッサ
10に対し段別にフィルタ係数を出力して、段別に周波
数特性を設定する処理や、周波数特性の設定可否判定処
理を行う。
マイクロコンピュータ12のROM44には、2次の1
1R型フィルタに対し、各々、ゲインが+12dB、Q
が1であり、中心周波数0が64Hz,125Hz,250H
z,500Hz,1kHz,2kHz,4kHz,8kH
z,16kHzの9つの周波数特性(M=1から9に対
応、第2図の周波数特性図参照)に係る9組のフィルタ
係数An乃至Fn(n:1〜9)と、ゲインが0dBのフ
ラットな周波数特性(M=0に対応)に係る1組のフィ
ルタ係数AO乃至FOを含む、フィルタ係数データが格納
されている(第3図参照)。
但し、各フィルタ係数は、 伝達関数H(z)= An+Bnz-1+Cnz-2/Dn+Enz-1+Fnz-2の各係数
を、対応するアナログフィルタの定数からS−Z変換な
どにより計算して求めてある。
RAM46には、1段目、2段目、3段目に設定された
周波数特性の番号データK(j)を格納するエリアと、
M=1から9までの各周波数特性について、設定済の周
波数特性と組み合わせることが可か否かを示すために用
いるフラグS1〜S9、及び、フラグS1′〜S9′を格納
するエリアが設けられている(第4図参照)。
フラグS1〜S9は、予め、ゲインが0dBのフラットな
周波数特性(M=0に対応)に設定されている或る段
に、フラットでない周波数特性を設定しようとする場合
に用いられ、フラグS1′〜S9′は、或る段に設定され
ていたフラットでない周波数特性を、他のフラットでな
い周波数特性に変更しようとする場合に用いられる。
フラグS1′〜S9′は各々、フラグS1〜S9と対応して
いる。
この実施例では、一例としてディジタルシグナルプロセ
ッサ10に入力されるオーディオサンプルデータが16
bit長、補間フィルタまたはD/Aコンバータの入力
が19bit長、ディジタルシグナルプロセッサ10で
のデータ処理は、16bitの上側に3bitを加えた
19bit長データで行われるものとする。
このとき、ディジタルシグナルプロセッサ10での演算
中に、データの振幅が19bitの0dB(16bit
の0dBから見た時、約+18dB)を越えなければオ
ーバーフローが生じず、また、ディジタルシグナルプロ
セッサ10の最終段から出力する際に、補間フィルタや
D/Aコンバータの入力bit長へ丸める必要がなく、
量子化誤差が生じない。
換言すれば、ディジタルフィルタの合成周波数特性のゲ
インは、+18dBまでが許容域となる。
すると、例えば或る段に中心周波数0が1kHzに係
る周波数特性(M=5)が設定されているとき、他の段
に同じ周波数特性(M=5)を設定したり、隣接する中
心周波数0に係る周波数特性(M=4、またはM=
6)を設定したりすると、合成周波数特性のゲインが+
18dBを越えてしまう。
この実施例ではROM44に、周波数特性M=iに対
し、Si-1,Si,Si+1=1(但し、i=1のときは
i,Si+1=1、i=9のときはSi-1,S1=1)とす
る第1の参照式と、Si-1′,Si′,Si+1′=1(但
し、i=1のときはSi′,Si+1′=1、i=9のとき
はSi-1′,Si′=1)とする第2の参照式が選択禁止
情報として格納されており、或る段に周波数特性M=i
が設定されたとき、第1の参照式を参照してRAM46
のフラグS1〜S9の中の必要なフラグを立てておき、次
に他の、予めゲインが0dBのフラットの周波数特性に
設定されていた段に対し、フラットでない周波数特性が
選択されたときは、フラグS1〜S9を参照して当該或る
段の周波数特性との組み合わせの可否判定を行うように
なっている。
また、予めフラットでない周波数特性が設定されていた
或る段に対し、フラットでない他の周波数特性への変更
が選択されたときは、他の段に設定されている周波数特
性M=iに関し、第2の参照式を参照してRAM46の
フラグS1′〜S9′を立て、当該他の段の設定済の周波
数特性と、或る段の変更後の周波数特性との組み合わせ
の可否判定を行うようになっている。
次に、この実施例の動作を第5図乃至第7図のフローチ
ャートを参照して説明する。
電源スイッチがオンされるとマイクロコンピュータ12
は所定の初期設定処理を行い、ROM44のフィルタ係
数格納エリアからフラットな周波数特性(M=0)に係
るフィルタ係数A0乃至F0を読み出し、各段のフィルタ
係数としてディジタルシグナルプロセッサ10へ出力
し、各段のディジタルフィルタとも全てフラットな周波
数特性に設定する(第5図のステップ50)。
この際、RAM46のK(1)〜K(3)、フラグS1
〜S9、S1′〜S9′を全て0にクリアする(第12図
(1)、第13図の(1)参照)。
このとき、ディジタルシグナルプロセッサ10の総合的
な周波数特性はゲインが0dBのフラットとなり、入力
端子DINに入力されたオーディオサンプルデータは周波
数特性が可変されることなく、出力端子DOUTより出力
される。
ユーザが1段目のディジタルフィルタにゲイン+12d
B、Q=1で、中心周波数0が500Hzの周波数特性を
設定したい場合、操作部14の段指定キー16をオンし
たあと中心周波数指定キー28をオンして段と周波数特
性の選択操作を行う。
すると、操作部14からまず段指定キー16のオンを示
すキー信号がマイクロコンピュータ12へ出力され、次
に、中心周波数指定キー28のオンを示すキー信号が出
力される。
マイクロコンピュータ12は段指定キー16に係るキー
信号を入力すると、段指定操作有りと判断し(ステップ
52)、指定された段の番号1をjとして登録する(ス
テップ54)。
そしてフラグPを立てて周波数特性の設定処理中である
ことを登録する(ステップ56)。
次に中心周波数指定キー28に係るキー信号を入力する
とマイクロコンピュータ12は、中心周波数0の指定
操作有りと判断し(ステップ58)、P=1であること
を確認したあと(ステップ60)、指定された中心周波
0に対応する番号4をiとして登録する(ステップ
62)。
続いてマイクロコンピュータ12は、RAM46のK
(j)=K(1)が0か否か判定する(ステップ6
4)。
今の場合、予め第1段にゲインが0dBのフラットな周
波数特性が設定されていてK(1)が0になっているの
で、マイクロコンピュータ12は、次にSi=S4が0か
否か判定する(ステップ66)。
今の場合、どの段もゲインが0dBのフラットな周波数
特性になっており、M=1から9までのいずれの周波数
特性も設定可能であり、S4も0になっているので、マ
イクロコンピュータ12はROM44のフィルタ係数格
納エリアからM=4の周波数特性に係るフィルタ係数A
4〜F4を読み出し、1段目のフィルタ係数としてディジ
タルシグナルプロセッサ10へ出力し、1段目のディジ
タルフィルタにゲインが+12dB、Qが1で中心周波
0が500Hzの周波数特性を設定する(ステップ6
8、第8図のG1参照)。
この結果、外部からディジタルシグナルプロセッサ10
に入力されたオーディオサンプルデータは、1段目のデ
ィジタルフィルタの演算で、中心周波数0=500Hz近
傍が持ち上げられた周波数特性に調整されて、次の補間
フィルタまたはD/Aコンバータ等へ出力されることに
なる。
このとき、500Hzが最大レベル(16bitの0d
B)になっているオーディオサンプルデータがディジタ
ルシグナルプロセッサ10に入力されても、フィルタ演
算中におけるデータの振幅の最大値はほぼ18ビットの
0dBであり、19bitの0dBより遥かに低いの
で、演算中にオーバーフローが生じることはなく、ま
た、最終段から補間フィルタ等へ出力する際に、データ
を丸める必要もない。
マイクロコンピュータ12は、ステップ68の処理のあ
と、RAM46のK(j)=K(1)にi=4を登録す
るとともに(ステップ70、第12図の(2)参照)、
ROM44に格納された第1の参照式を参照してSi-1
=S3と、Si=S4と、Si+1=S5の3つのフラグを立
てて1とし、1段目に設定したM=4の周波数特性と組
み合わせてM=3,4,5の3つの周波数特性を他の段
に設定することが禁止された状態としておく(ステップ
72、第9図、第13図の(2)参照)。
最後にPをクリアして0とする(ステップ74)。
この状態で、次にユーサが2段目に中心周波数0が1
kHzの周波数特性を設定したいとき、操作部14の段
指定キー18をオンしたあと中心周波数指定キー30を
オンして段と周波数特性の選択操作を行う。
段指定キー18がオンされるとマイクロコンピュータ1
2は、ステップ52でYESと判断し、指定された段の
番号2をjとして登録するとともに(ステップ54)、
フラグPを立てて周波数特性の設定処理中であることを
登録する(ステップ56)。
次に中心周波数指定キー30がオンされるとマイクロコ
ンピュータ12は、中心周波数0の指定操作有りと判
断し(ステップ58)、P=1であることを確認したあ
と(ステップ60)、指定された中心周波数0に対応
する番号5をiとして登録する(ステップ62)。
続いてマイクロコンピュータ12は、RAM46のK
(j)=K(1)が0か否か判定する(ステップ6
4)。
今の場合、2段目はゲインが0dBのフラットな周波数
特性が設定されていてK(2)が0になっているのでマ
イクロコンピュータ12は、ステップ64でYESと判
断し、次にSi=S5が0か否か判定する(ステップ6
6)。
今の場合、先に、1段目に設定された中心周波数0が5
00Hzの周波数特性に従い、第1の参照式に基づきS5
=1にされているので、マイクロコンピュータ12はス
テップ66でNOと判断し、中心周波数0=1kHz
に係る周波数特性の設定は行わず、Pをクリアして処理
を終える(ステップ74)。
ここで、仮に、2段目に中心周波数0=1kHzの周
波数特性を設定することにすると、1段目の周波数特性
と合成した周波数特性における800Hz近傍のゲインが
+18dBを越えてしまうので、800Hz近傍が最大レ
ベル(16bitの0dB)のオーディオサンプルデー
タがディジタルシグナルプロセッサ10に入力されたと
き、2段目のフィルタ演算中にオーバーフローが生じて
しまうが、この実施例では、かかる事態が回避されるこ
とになる。
若しユーザが、2段目に中心周波数0が2kHzの周
波数特性を設定したいときは、操作部14の段指定キー
18をオンしたあと中心周波数指定キー32をオンして
段と周波数特性の選択操作を行う。
段指定キー18がオンされるとマイクロコンピュータ1
2は、ステップ52でYESと判断し、j=2としPを
立てる(ステップ54、56)。
次に中心周波数指定キー32がオンされるとマイクロコ
ンピュータ12は、中心周波数0の指定操作有りと判
断し(ステップ58)、P=1であることを確認したあ
と(ステップ60)、i=6とする(ステップ62)。
続いてマイクロコンピュータ12は、RAM46のK
(j)=K(2)が0か否か判定し(ステップ64)、
今の場合、YESなので続いてS6が0か否か判定する
(ステップ66)。
ステップ66でもYESなので、マイクロコンピュータ
12はROM44のフィルタ係数格納エリアからM=6
の周波数特性に係るフィルタ係数A6〜F6を読み出し、
2段目のフィルタ係数としてディジタルシグナルプロセ
ッサ10へ出力し、2段目のディジタルフィルタにゲイ
ンが+12dB、Qが1で中心周波数0が2kHzの
周波数特性を設定する(ステップ68、第10図のG2
参照)。
この結果、外部からディジタルシグナルプロセッサ10
に入力されたオーディオサンプルデータは、1段目のデ
ィジタルフィルタの演算で中心周波数0=500Hzの近
傍が持ち上げられ,更に2段目のディジタルフィルタの
演算で中心周波数0=2kHzの近傍が持ち上げられ
た周波数特性に調整されて、次の補間フィルタまたはD
/Aコンバータ等へ出力されることになる。
この際、1段目と2段目を合成した周波数特性のゲイン
が+18dBを越えないので、若し、最大レベル(16
bitの0dB)のフラットな周波数特性のオーディオ
サンプルデータがディジタルシグナルプロセッサ10に
入力されても、ディジタルシグナルプロセッサ10内で
のフィルタの演算途中にデータの振幅が19bitの0
dBを越えることはなく、オーバーフローが生じない。
マイクロコンピュータ12は、ステップ68の処理のあ
と、RAM46のK(2)に6を登録するとともに(ス
テップ70、第12図の(3)参照)、ROM44に格
納された第1の参照式を参照してS5,S6,S7の3つ
のフラグを立てて1とし(但し、S5は既に1となって
いる)、1段目に設定したM=4の周波数特性及び2段
目に設定したM=6の周波数特性と組み合わせてM=
3,4,5のほかM=6,7の周波数特性も他の段に設
定することが禁止された状態としておく(ステップ7
2、第13図の(3)参照)。
そしして最後にPをクリアして0とする(ステップ7
4)。
同様にしてユーザが3段目に中心周波数0が16kHz
の周波数特性を設定したいとき、段指定キー20と中心
周波数指定キー36をオンして周波数特性の選択操作を
行う。
マイクロコンピュータ12は、段指定キー20のオンに
付勢されてj=3とし、Pを立てる(ステップ52〜5
6)。
次に、中心周波数指定キー36のオンに付勢されてi=
9とし、K(3)とS9が0なのでM=9に係る周波数
特性のフィルタ係数A9〜F9を3段目のフィルタ係数と
してディジタルシグナルプロセッサ10へ出力し、3段
目のディジタルフィルタの周波数特性の設定を行う(ス
テップ58〜68、第10図のG3参照)。
これにより外部からディジタルシグナルプロセッサ10
に入力されたオーディオサンプルデータは、中心周波数
0が500Hz近傍と2kHz近傍と16kHz近傍が持ち
上げられた周波数特性に調整されて、次の補間フィルタ
またはD/Aコンバータ等へ出力されることになる。
このときのディジタルイコライザの全体的な周波数特性
を第10図の破線で示す。
第10図において、合成周波数特性のピークのゲインは
+18dB以下であり、最大レベルのオーディオサンプ
ルデータが入力されても、フィルタ演算中にデータの振
幅が19bitの0dBを越えることはない。
ステップ68の処理のあと、続いてマイクロコンピュー
タ12はK(3)=9とし、また、S8とS9を立てたあ
と(ステップ70、72、第12図の(4)、第13図
の(4)参照)、Pをクリアして周波数特性の設定処理
を終える(ステップ74)。
その後ユーザが1段目の周波数特性を中心周波数0が2
50Hzの周波数特性に変更したいとき、段指定キー16
をオンし、中心周波数指定キー26をオンする。
マイクロコンピュータ12は、段指定キー16のオンに
付勢されてj=1、P=1としたあと(ステップ52〜
56)、中心周波数指定キー26のオンに付勢されてi
=3とする(ステップ58〜62)。
続いてマイクロコンピュータ12は、K(1)=0か否
か判定するが、今の場合NOなので第7図のフローへ移
行し、まず、K(1)≠iか否か判定する(ステップ1
00)。
ここではYESなのでマイクロコンピュータ12はRA
M46のフラグS1′〜S9′を全てクリアしたあと(ス
テップ102、第14図の(1)参照)、J=1なの
で、まず、K(2)が0でないか否か判定する(ステッ
プ104、106)。
K(2)=6なので、マイクロコンピュータ12はステ
ップ106でYESと判断したあと、ROM44に格納
されている第2の参照式を参照し、i=K(2)=6と
したときのフラグS5′,S6′,S7′を1とする(ス
テップ108)。
次にマイクロコンピュータ12は、K(3)が0でない
か否か判定し(ステップ110)、ここではK(3)=
9なので第2の参照式を参照してi=K(3)=9とし
たときのフラグS8′,S9′を1とする(ステップ11
0でYESの判断、112、第14図の(2)参照)。
そして、マイクロコンピュータ12はSi′=S3′=0
か否か判定する(ステップ114)。
今の場合、YESであり、2段目と3段目に設定されて
いる周波数特性に対し、中心周波数特f0が250Hzの周
波数特性を1段目に設定可能なので、マイクロコンピュ
ータ12はROM44からM=i=3に係る周波数特性
のフィルタ係数A3〜F3を読み出し、1段目のフィルタ
係数としてディジタルシグナルプロセッサ10へ出力
し、1段目のディジタルフィルタの周波数特性の変更を
行う(ステップ116)。
これにより、ディジタルシグナルプロセッサ10では、
周波数が1kHzの近傍を持ち上げた状態から250kH
zの近傍を持ち上げた状態に周波数特性が可変される
(第11図のG4参照)。
マイクロコンピュータ12はステップ116の処理のあ
と、K(1)=3とする(ステップ118、第12図の
(5)参照)。
そして第2の参照式を参照してS2′,S3′,S4′を
1としたあと(ステップ120、第14図の(3)参
照)、S1からS9までのフラグを、各々、S1′〜S9
までのフラグで書き換える(ステップ122、第13図
の(5)参照)。
最後にPをクリアして周波数特性の変更処理を終える
(ステップ124)。
若し、1段目から3段目のディジタルフィルタに第10
図のG1,G2,G3の周波数特性が設定された状態のと
きに(K(1)=4、K(2)=6、K(3)=9)、
ユーザが1段目を中心周波数0が1kHzの周波数特
性に変更するため、段指定キー16をオンしたあと中心
周波数指定キー30をオンしたときも同様にして、マイ
クロコンピュータ12は、段指定キー16のオンに付勢
されてj=1、P=1としたあと(第5図のステップ5
2〜56)、中心周波数指定キー30のオンに付勢され
てi=5とする(ステップ58〜62)。
続いてマイクロコンピュータ12は、K(1)=0でな
く、K(1)≠iでもないところからフラグS1′〜
9′を全てクリアしたあと(ステップ64、第7図の
ステップ100、102、第14図の(1)参照)、j
=1なのでK(2)が0でないか否か判定し(ステップ
104、106)、K(2)=6なので、マイクロコン
ピュータ12はステップ106でYESと判断し、RO
M44に格納された第2の参照式を参照してフラグ
5′,S6′,S7′を1とする(ステップ108)。
次にマイクロコンピュータ12は、K(3)が0でない
か否か判定し(ステップ110)、ここでもK(3)=
9なので第2の参照式を参照してフラグS8′,S9′を
1とする(ステップ112、第14図の(2)参照)。
そして、マイクロコンピュータ12はSi′=S5′=0
か否か判定する(ステップ114)。
ところが、今度はS5′=1であり、既に2段目と3段
目に設定済の周波数特性に対しM=5に係る周波数特性
を組み合わせることが禁止されているので、マイクロコ
ンピュータ12は、1段目の周波数特性の変更処理を行
うことなくPをクリアして処理を終える(ステップ11
4でNOの判断、124)。
これにより、中心周波数0が2kHzの周波数特性と
1kHzの周波数特性が重ねて設定されて、各段の合成
周波数特性における1kHzと2kHzの間のゲインが
+18dBを越えてしまうことが回避される。
これとは別に、1段目から3段目のディジタルフィルタ
に第11図のG4,G2,G3の周波数特性が設定された
状態のときに(K(1)=3、K(2)=6、K(3)
=9)、ユーザが2段目をゲインが0dBのフラットな
周波数特性に変更するため、段指定キー18をオンした
あとクリアキー40をオンしたとき、マイクロコンピュ
ータ12は、まず、段指定キー18のオンに付勢されて
j=2、P=1としたあと(ステップ52〜56)、ク
リアキー40のオンに付勢されてクリア指定有りと判断
する(ステップ58、第6図のステップ200)。
続いてマイクロコンピュータ12は、P=1であること
を確認したあと(ステップ202)、フラットな周波数
特性に係るフィルタ係数A0〜F0を、2段目のフィルタ
係数としてディジタルシグナルプロセッサ10へ出力
し、2段目をフラットな周波数特性に設定する(ステッ
プ204)。
そしてK(2)=0とし(ステップ206、第12図の
(6)参照)、フラグS1〜S9を全てクリアしたあと
(ステップ208、第13図の(6)参照)、j=2な
ので、まず、K(3)が0でないか否か判定し(ステッ
プ210、212)、K(3)=9なので、マイクロコ
ンピュータ12はステップ212でYESと判断し、R
OM44に格納された第1の参照式を参照してフラグS
8,S9を1とする(ステップ214)。
次にマイクロコンピュータ12は、K(1)が0でない
か否か判定し(ステップ216)、ここでもK(1)=
3なので第1の参照式を参照してフラグS2,S3,S4
を1とする(ステップ218、第13図の(7)参
照)。
最後に、Pをクリアして2段目をフラットな周波数特性
に戻す処理を終える(ステップ220)。
これにより、ユーザが設定したM=1から9までの周波
数特性をフラットな周波数特性に戻すことが可能にな
る。
この実施例によれば、ROM44に、1つの段を対象と
した複数の周波数特性に係るフィルタ係数と、フラット
でない或る周波数特性に対し,同時に設定されると合成
周波数特性の振幅特性がディジタルシグナルプロセッサ
10での許容域を越える周波数特性を示す第1の参照式
と第2の参照式を格納しておくとともに、RAM46
に、フラットでない周波数特性の各々に対応したフラグ
を格納しておき、或る段用にフラットでない周波数特性
が選択されたとき、他の段に設定されているフラットで
ない周波数特性に対し、第1の参照式または第2の参照
式に従いフラグを立てて示したフラグ情報から或る段用
に選択された周波数特性と他の段に設定済の周波数特性
との組み合わせの可否を判断し、フラグが設定禁止を示
していないときだけ、選択された周波数特性に対応する
フィルタ係数をROM44から読み出して、或る段に係
るフィルタ係数としてディジタルシグナルプロセッサ1
0へ出力し、周波数特性の設定を行うようにしたこと
で、ディジタルシグナルプロセッサ10でのオーバーフ
ローを回避でき、音質の劣化を防止できる。
また、或る段用に選択された周波数特性と他の段に設定
済の周波数特性との組み合わせの可否を、フラグで判断
するので、組み合わせが可能な場合には速やかに周波数
特性の設定がなされる。
これに対し、選択された周波数特性と既に設定されてい
る周波数特性の合成周波数特性の最大ゲインを、伝達関
数の計算から求めて組み合わせの可否判断を行うように
すると、組み合わせが可能な場合でも或る程度の時間遅
れが生じるため、迅速な選択操作ができない。
更に選択禁止条件に抵触しない限り、各段には64Hz,
125Hz,250Hz,500Hz,1kHz,2kHz,4
kHz,8kHz,16kHzの中の任意の中心周波数
0の周波数特性を設定できるため、例えば予め、全ての
段が、ゲイン0dBのフラットな周波数特性になっいる
とき、最初に設定する或る1つの段には上記した中の任
意の中心周波数0を選べるので、各段の周波数可変域
が250Hz近傍、1kHz近傍、8kHz近傍のように
制限されている場合に較べて、ユーザが選択できる周波
数特性の自由度が大きい。
なお、ディジタルシグナルプロセッサ10でフィルタ演
算を行うデータのbit長を、19bitより遥かに大
きくして十分な余裕を持たせておけば、合成周波数特性
のゲインが+18dBを越えてもオーバーフローを生じ
なくできるが、補間フィルタやD/Aコンバータの入力
bit長が19bitしかないとき、ディジタルシグナ
ルプロセッサ10の最後の段のフィルタ演算の結果を、
補間フィルタ等に出力するときは、19bitに丸めた
状態としなければならず、大きな量子化誤差が生じてし
まう。
これに対し、ディジタルシグナルプロセッサ10でフィ
ルタ演算を行うデータのbit長が、19bitより遥
かに大きいときでも、上記した実施例に従い周波数特性
の設定を行えば、ディジタルシグナルプロセッサ10の
最後の段のフィルタ演算の結果が19bitの0dBを
越えることは無いので、補間フィルタ等へ出力する際に
丸める必要がなく、量子化誤差による音質の劣化を防止
できる。
なお、上記した実施例ではROM46に格納した第1の
参照式と、第2の参照式を参照してフラグを立て、この
フラグ情報を見て、ユーザが或る段用に選択した周波数
特性と他の段に設定済の周波数特性との組み合わせの可
否判定を行うようにしたが、この考案は何らこれに限定
されず、例えば第15図に示すように、M=1から9ま
での各周波数特性に対し、同時設定が禁止される周波数
特性の番号を挙げ、選択禁止情報としてROMに登録し
ておき、或る段jにフラットでない周波数特性M=iが
選択されたとき、j段以外が何れもゲインが0dBのフ
ラットな周波数特性になっているときはそのまま周波数
特性M=iの設定を行い、j段以外にフラットでない周
波数特性が設定されているときは、第15図の選択禁止
情報を参照してj段以外のフラットでない周波数特性が
設定されている各段につき、設定されている周波数特性
の番号に対する選択禁止情報の中にiと一致するものが
ないか有るか判定し、一致する段が一つもないときだけ
周波数特性M=iの設定を行うようにしてもよい。
更に、第16図に示すように、M=1〜9の周波数特性
の中から、重複を許した2つの周波数特性の組み合わせ
として禁止される周波数特性の番号の組み合わせと、3
つの周波数特性の組み合わせとして禁止される周波数特
性の番号の組み合わせの全てを挙げ、選択禁止情報テー
ブルとしてROMに格納しておき、或る段jにフラット
でない周波数特性M=iが選択されたとき、j段以外が
何れもゲインが0dBのフラットな周波数特性になって
いるときはそのまま周波数特性M=iの設定を行い、j
段以外の1つはフラットな周波数特性であるが残り1つ
がフラットでない周波数特性M=i′が設定されている
ときは、第16図の選択禁止情報テーブルのA側を参照
してiとi′から成る組み合わせが有るか否か判定し、
無いときだけ周波数特性M=iの設定を行い、また、j
段以外の2つともフラットでない周波数特性M=i′と
M=i″が設定されているときは、第16図の選択禁止
情報テーブルのB側を参照してiとi′とi″とから成
る組み合わせが有るか否か判定し、無いときだけ周波数
特性M=iの設定を行うようにしてもよい。
この第16図の例を拡張すれば、操作部で中心周波数だ
けでなく、ゲインやQも種々な値を選択できるように
し、ROMには中心周波数0、ゲイン、Qが種々に異
なる全ての周波数特性に対応したフィルタ係数を格納し
ておくとともに、各周波数特性の中で2つの組み合わせ
として禁止される組み合わせと、3つの組み合わせとし
て禁止される組み合わせを全て挙げた選択禁止テーブル
を登録しておくことで、中心周波数0,ゲイン,Qが
種々に異なる周波数特性を各段に設定できるようにする
ことも可能となる。
〔考案の効果〕
この考案のディジタルイコライザは、複数段のディジタ
ルフィルタを含み、外部から段別にフィルタ係数を入力
してディジタルオーディオ信号の周波数特性の可変を行
うディジタルフィルタ手段と、1段分のディジタルフィ
ルタに係る周波数特性別のフィルタ係数を格納したフィ
ルタ係数記憶手段と、段別に周波数特性の選択を行う周
波数特性選択手段と、周波数特性の組み合わせの内、合
成振幅特性がディジタルフィルタ手段の許容域を越える
ものを選択禁止情報として格納した選択禁止情報記憶手
段と、或る段の周波数特性の選択がなされると、選択禁
止情報を参照して、それまでに他の段に設定された周波
数特性との組み合わせの可否を判定する判定手段と、判
定手段が組み合わせ可と判定したとき、選択された周波
数特性に対応するフィルタ係数をフィルタ係数記憶手段
から読み出して、或る段に係るフィルタ係数としてディ
ジタルフィルタ手段に出力し、或る段の周波数特性の設
定を行う周波数特性設定手段と、を備えたことにより、
ディジタルフィルタ手段でのフィルタ演算中のオーバー
フローの発生や、ディジタルフィルタ手段から後段へ出
力する際に大きな丸め誤差による大きな量子化歪みの発
生を抑えることができ、しかも、周波数特性の選択の自
由度を大きくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の一つの実施例に係るディジタルイコ
ライザのブロック図、第2図は第1図中のROMに格納
された各フィルタ係数に対応する周波数特性を示す説明
図、第3図は第1図中のROMに格納されたフィルタ係
数の説明図、第4図は第1図中のRAMに格納されるデ
ータとフラグを示す説明図、第5図乃至第7図は第1図
中のマイクロコンピュータ動作を示すフローチャート、
第8図乃至第11図は第1図に示すディジタルイコライ
ザの動作を説明する周波数特性図、第12図乃至第14
図は第1図中のRAMの状態を示す説明図、第15図は
第1図に示すディジタルイコライザの変形例に係る説明
図、第16図は第1図に示すディジタルイコライザの更
に他の変形例に係る説明図である。 第17図と第18図は従来のディジタルイコライザの動
作を説明する周波数特性図である。 主な符号の説明 10:ディジタルシグナルプロセッサ、 12:マイクロコンピュータ、 14:操作部、 16,18,20:段指定キー、 22,24,26,28,30,32,34,36,3
8:中心周波数指定キー、 40:クリアキー。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数段のディジタルフィルタを含み,外部
    から段別にフィルタ係数を入力してディジタルオーディ
    オ信号の周波数特性の可変を行うディジタルフィルタ手
    段と、 1段分のディジタルフィルタに係る周波数特性別のフィ
    ルタ係数を搭載したフィルタ係数記憶手段と、 段別に周波数特性の選択を行う周波数特性選択手段と、 周波数特性の組み合わせの内、合成振幅特性がディジタ
    ルフィルタ手段の許容域を越えるものを選択禁止情報と
    して格納した選択禁止情報記憶手段と、 或る段の周波数特性の選択がなされると、選択禁止情報
    を参照して、それまでに他の段に設定された周波数特性
    との組み合わせの可否を判定する判定手段と、 判定手段が組み合わせ可と判定したとき、選択された周
    波数特性に対応するフィルタ係数をフィルタ係数記憶手
    段から読み出して、或る段に係るフィルタ係数としてデ
    ィジタルフィルタ手段に出力し、或る段の周波数特性の
    設定を行う周波数特性設定手段と、 を備えたことを特徴とするディジタルイコライザ。
JP17155688U 1988-12-31 1988-12-31 ディジタルイコライザ Expired - Lifetime JPH0611631Y2 (ja)

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