JPH0879879A - Audio signal processing unit - Google Patents

Audio signal processing unit

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Publication number
JPH0879879A
JPH0879879A JP6240641A JP24064194A JPH0879879A JP H0879879 A JPH0879879 A JP H0879879A JP 6240641 A JP6240641 A JP 6240641A JP 24064194 A JP24064194 A JP 24064194A JP H0879879 A JPH0879879 A JP H0879879A
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JP
Japan
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filter
characteristic
speaker
filters
inverse
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6240641A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Udagawa
智之 宇田川
Hidetoshi Naruki
秀敏 成木
Takeo Tsubooka
健男 坪岡
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0879879A publication Critical patent/JPH0879879A/en
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Abstract

PURPOSE: To obtain an audio signal processing unit which is mounted on a speaker enclosure in which a size and a group delay of an inverse filter to correct a response characteristic of a transmission system including a speaker to avoid production of a distorted sound are reduced to attain miniaturization and low cost. CONSTITUTION: Inverse filters 2L, 2R correcting a response characteristic of a transmission system including a speaker are formed by 1st filters 3L, 3R with IIR filters having a bell characteristic at a specific frequency band and 2nd filters 4L, 4R with FIR filters acting like convolvers in cascade connection the 1st filters 3L, 3R is selected so that the filter coefficient length of the 2nd filters 4L, 4R is optimized to be a prescribed length.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、逆フィルタによりスピ
ーカを含む伝送系の応答特性の補正を行い歪音が発生し
ないようにするオーディオ信号処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an audio signal processing apparatus for correcting a response characteristic of a transmission system including a speaker by an inverse filter so that a distorted sound is not generated.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マルチメディアにおいては、画像
に付随したオーディオ音の高品質化が求められつつあ
る。これはCD−ROMによる広いダイナミックレンジ
のオーディオが普及するにつれ、単なる音ではないHi
Fiオーディオが不可欠になったことによる。この場
合、スピーカは小型でかつ高性能のものが求められてい
る。このような目的で、一方では、HiFiオーディオ
のための音場(サラウンド)や音像(3Dバーチャルリ
アリティ)等の音場と音像とを含む立体音場の忠実な再
現が追及され、他方では、スピーカの高性能化、すなわ
ち逆フィルタによりスピーカの伝送系路の補正を行い伝
送系路の歪音が聞こえないようなオーディオ再生が追及
されており、後者においても従来さまざまな試みがなさ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, in multimedia, it is required to improve the quality of audio sound accompanying an image. This is not a mere sound as audio with a wide dynamic range by CD-ROM has spread.
Because Fi audio became indispensable. In this case, the speaker is required to be small and have high performance. For such a purpose, on the one hand, a faithful reproduction of a three-dimensional sound field including a sound field and a sound image such as a sound field (surround) and a sound image (3D virtual reality) for HiFi audio is sought, and on the other hand, a speaker. Is being pursued, that is, audio reproduction in which the distortion of the transmission path is not heard by correcting the transmission path of the speaker by the inverse filter is pursued, and various attempts have been made in the latter.

【0003】従来、例えば特開平3−143195号公
報には、複数の周波数帯域チャンネル毎にそれぞれ直線
位相FIR型フィルタ(FIR:Finite Impulse Respo
nse)を設け、複数の周波数帯域毎にそれぞれ対応した
スピーカユニットに適したデジタル信号処理を行うこと
によって、スピーカシステムとしての特性改善、音質の
向上を図ったいわゆるマルチウエイ方式のスピーカシス
テムが開示されている。
Conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-143195 discloses a linear phase FIR type filter (FIR: Finite Impulse Respo) for each of a plurality of frequency band channels.
(nse) is provided, and a so-called multi-way speaker system is disclosed in which the characteristics as a speaker system and the sound quality are improved by performing digital signal processing suitable for a speaker unit corresponding to each of a plurality of frequency bands. ing.

【0004】また、デジタルフィルタとして、FIR型
フィルタとIIR型フィルタ(IIR:Infinite Impul
se Response) を同時に用いるものとして、特開昭57
−79725号公報と特開昭63−221708号公報
がある。このうち、特開昭57−79725号公報に
は、IIR型フィルタの通過域を外れたロールオフ周波
数付近で振幅変化する共振特性をFIR型フィルタで除
去するようにすることが開示されており、さらに、特開
昭63−221708号公報には、振幅を可変調整する
FIR型フィルタと群遅延量を可変調整する全域通過型
のIIR型フィルタをそれぞれ独立に制御するものが開
示されている。
As digital filters, FIR type filters and IIR type filters (IIR: Infinite Impul)
se response) is used at the same time.
-79725 and JP-A-63-221708. Among these, Japanese Patent Laid-Open No. 57-79725 discloses that the FIR type filter is used to remove the resonance characteristic in which the amplitude changes near the roll-off frequency outside the pass band of the IIR type filter. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 63-221708 discloses an FIR type filter that variably adjusts the amplitude and an all-pass type IIR type filter that variably adjusts the group delay amount.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公報では、FIR型フィルタのみでスピーカ特性を補
正しようとすると、フィルタ規模(フィルタ係数長)を
きわめて大きなものにしなければならず、逆に、フィル
タ規模を小さくすると(小型にすると)、性能を犠牲に
する必要があり、したがって、きわめて大規模なもの
か、または性能が十分でないものにしかなり得なく、フ
ィルタ規模(係数長)及び群遅延量を短くして小型にし
スピーカエンクロージャ内に組み込む点については開示
されてない。
However, in the above-mentioned publication, if the speaker characteristics are corrected only by the FIR type filter, the filter scale (filter coefficient length) must be made extremely large, and conversely, Smaller sizes (smaller ones) have to sacrifice performance, and therefore very large, or poorly performant, filter size (coefficient length) and group delay amounts. There is no disclosure of making it short, compact, and built into the speaker enclosure.

【0006】本発明は上述した従来例に係る問題点を解
消するためになされたもので、スピーカを含む伝送系の
応答特性の補正を行い歪音が発生しないようにする逆フ
ィルタのフィルタ規模及び群遅延量を短くして小型でか
つ安価なものとし、スピーカエンクロージャ内に組み込
むことができるようにするオーディオ信号処理装置を得
ることを目的とするものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems associated with the conventional example. The filter scale of an inverse filter for correcting response characteristics of a transmission system including a speaker and preventing distorted sound is An object of the present invention is to provide an audio signal processing device which has a small group delay amount, is small and inexpensive, and can be incorporated in a speaker enclosure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るオーディオ信号処理装置は、スピーカ
を含む伝送系の応答特性を補正する逆フィルタを、特定
の周波数帯域でベル型等の所望の特性を有するIIR型
フィルタによって構成した第1のフィルタと、コンボル
バとして動作するFIR型フィルタによって構成した第
2のフィルタとを縦続接続して構成し、かつ前記第1の
フィルタの特性を前記第2のフィルタのフィルタ係数長
が所定の長さに最適化するように設定したものである。
In order to achieve the above object, an audio signal processing device according to the present invention includes an inverse filter for correcting the response characteristic of a transmission system including a speaker, such as a bell type filter in a specific frequency band. And a second filter constituted by an FIR type filter that operates as a convolver are connected in cascade, and the characteristic of the first filter is The filter coefficient length of the second filter is set to be optimized to a predetermined length.

【0008】また、本発明はかかる逆フィルタを、一対
のコンボルバからなる立体音場制御部の各系統に配した
ことを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that such an inverse filter is arranged in each system of a stereophonic sound field control section comprising a pair of convolvers.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

第1実施例 図1は第1実施例に係るオーディオ信号処理装置を示す
システム構成図である。図1において、2チャンネルス
テレオ方式の音源1L、1Rは所望のオーディオ信号を
発生するものである。逆フィルタ2Lは、スピーカの出
力特性を補正して音圧特性及び位相特性の平坦なスピー
カ再生を実現するための縦続接続された第1と第2のフ
ィルタ3Lと4Lを有し、左(L)チャンネル系のもの
である。第1のフィルタ3Lは、特定の周波数帯域で中
心周波数とQ(先鋭度)の設定によって0dB基準値に
対して増強/減衰するベル型の特性を有するIIR型フ
ィルタによって構成される。一方、第2のフィルタ4L
は、第1のフィルタ3Lのベル型特性を除いた残余の振
幅及び位相特性を補正するFIR型フィルタからなる畳
み込み演算処理回路であるコンボルバによって構成され
る。さらに、第2のフィルタ4Lのフィルタ係数長を所
定の長さに最適化するように第1のフィルタ3Lの特性
が設定されている。また、2Rは上記左チャンネル系と
同様な第1と第2のフィルタ3Rと4Rを備える右
(R)チャンネル系の逆フィルタである。
First Embodiment FIG. 1 is a system configuration diagram showing an audio signal processing device according to the first embodiment. In FIG. 1, two-channel stereo sound sources 1L and 1R generate desired audio signals. The inverse filter 2L has first and second filters 3L and 4L connected in cascade for correcting speaker output characteristics to realize speaker reproduction with flat sound pressure characteristics and phase characteristics. ) Channel system. The first filter 3L is composed of an IIR type filter having a bell-shaped characteristic that is enhanced / attenuated with respect to a 0 dB reference value by setting a center frequency and Q (sharpness) in a specific frequency band. On the other hand, the second filter 4L
Is constituted by a convolver which is a convolution operation processing circuit composed of an FIR type filter for correcting the residual amplitude and phase characteristics of the first filter 3L excluding the bell type characteristic. Further, the characteristic of the first filter 3L is set so as to optimize the filter coefficient length of the second filter 4L to a predetermined length. Reference numeral 2R is an inverse filter of the right (R) channel system, which includes first and second filters 3R and 4R similar to the left channel system.

【0010】左チャンネルのコンボルバ4Lの出力は、
左チャンネル系のマルチウエイ方式の各周波数帯域のチ
ャンネル毎に設けられるネットワークを構成する複数の
アンプ5L1〜5L3にそれぞれ接続されている。また、
これらのアンプ5L1〜5L3は、それぞれ対応するスピ
ーカ6L1〜6L3に接続されている。5R1〜5R3と6
R1〜6R3は同じく右チャンネル系のマルチウエイ方式
の各周波数帯域のチャンネル毎に設けられるネットワー
クを構成する複数のアンプとスピーカで、これら左チャ
ンネル系と右チャンネル系の複数のスピーカは、各周波
数帯域毎のチャンネル毎に分割しないで上述した左チャ
ンネル系と右チャンネル系の1つの逆フィルタ2Lと2
Rによってそれぞれ全てのスピーカの出力特性が補正さ
れるようになされており、音圧特性及び位相特性の平坦
なスピーカ再生を実現する。
The output of the left channel convolver 4L is
The amplifiers are connected to a plurality of amplifiers 5L1 to 5L3 forming a network provided for each channel of each frequency band of the left-channel multiway system. Also,
These amplifiers 5L1 to 5L3 are connected to the corresponding speakers 6L1 to 6L3, respectively. 5R1 to 5R3 and 6
R1 to 6R3 are a plurality of amplifiers and speakers that form a network provided for each channel in each frequency band of the right channel multiway system, and these left channel system and right channel system speakers are each frequency band. The above-mentioned one inverse filters 2L and 2L for the left channel system and the right channel system without being divided for each channel.
The output characteristics of all the speakers are respectively corrected by R, and speaker reproduction with flat sound pressure characteristics and phase characteristics is realized.

【0011】さらに、制御部7は逆フィルタ2L、2R
の特性を制御するものであり、ROM等の係数メモリ8
が制御部7に接続されている。この係数メモリ8には、
第2のフィルタ4(4Lと4Rの総称)により畳み込み
演算を行う際のスピーカの出力特性と相補的な特性に係
る係数が予め記憶され、制御部7は第1のフィルタ3
(3Lと3Rの総称)にベル型特性の中心周波数及びQ
を設定すると共に、メモリ8から係数を読み出すことに
よりその係数に基づいて時間軸上で畳み込み演算処理を
行い、スピーカ6L1〜6L3、6R1〜6R3の出力特性
をその逆特性で補正して音圧特性及び位相特性の平坦な
スピーカの再生を実現するようになされている。
Further, the control unit 7 includes the inverse filters 2L and 2R.
Of the coefficient memory 8 such as a ROM.
Are connected to the control unit 7. In this coefficient memory 8,
The second filter 4 (collective term for 4L and 4R) stores in advance coefficients relating to the output characteristics of the speaker when performing the convolution operation, and the control unit 7 controls the first filter 3 to store the coefficients.
Bell frequency characteristic center frequency and Q
Is set and the coefficient is read from the memory 8 to perform convolution calculation processing on the time axis based on the coefficient, and the output characteristics of the speakers 6L1 to 6L3 and 6R1 to 6R3 are corrected by the inverse characteristics thereof and the sound pressure characteristics are corrected. Also, the reproduction of a speaker having a flat phase characteristic is realized.

【0012】すなわち、図1に示すように、本発明によ
るスピーカ補正システム(オーディオ信号処理装置)
は、2チャンネルステレオ方式のスピーカシステムであ
り、左右チャンネル系の逆フィルタ2Lと2R、制御部
7、メモリ8から構成される。左(L)チャンネル系の
スピーカ補正システム(オーディオ信号処理装置)は、
音源1L、逆フィルタ2L、アンプ5L1〜5L3及びス
ピーカ6L1〜6L3から構成され、また、右(R)チャ
ンネル系のスピーカ補正システムは、音源1R、逆フィ
ルタ2R、アンプ5R1〜5R3及びスピーカ6R1〜6
R3から構成される。
That is, as shown in FIG. 1, a speaker correction system (audio signal processing apparatus) according to the present invention.
Is a speaker system of a two-channel stereo system, and includes left and right channel inverse filters 2L and 2R, a control unit 7, and a memory 8. The left (L) channel speaker correction system (audio signal processing device) is
The sound source 1L, the inverse filter 2L, the amplifiers 5L1 to 5L3 and the speakers 6L1 to 6L3, and the speaker correction system for the right (R) channel system includes the sound source 1R, the inverse filter 2R, the amplifiers 5R1 to 5R3 and the speakers 6R1 to 6L.
Composed of R3.

【0013】ところで、上記構成において、逆フィルタ
としては、FIR型フィルタを用いるのが一般的である
が、FIR型フィルタのみで逆フィルタ2L及び2Rを
構成すると、例えば本発明者らが実験で行った例(後述
する図3に示す特性)ではサンプリング周波数32KH
zにおいて、タップ数(フィルタ係数長)が約1200
以上(遅延時間=1200×(1/3200)×1/2
=0.1875秒)必要となる。これに加え、立体音場
制御で同規模のFIR型フィルタを用いると、さらに
0.1875秒必要であり、結局0.375秒遅れるこ
とになる。これは、許容される1コマ0.33秒より大
きくなる。
By the way, in the above structure, it is general to use an FIR type filter as the inverse filter. However, if the inverse filters 2L and 2R are constituted by only the FIR type filter, the present inventors have conducted experiments, for example. In the example (characteristic shown in FIG. 3 described later), the sampling frequency is 32 KH.
In z, the number of taps (filter coefficient length) is about 1200.
Above (delay time = 1200 x (1/3200) x 1/2
= 0.1875 seconds) is required. In addition to this, if an FIR type filter of the same scale is used in the three-dimensional sound field control, it takes 0.1875 seconds, which results in a delay of 0.375 seconds. This is larger than the allowed 0.33 seconds per frame.

【0014】しかし、画像との時間的ずれ(遅れ)を少
なくするにはフィルタ規模(係数長)を短くする必要が
あり、また、小型にすればスピーカ内に組み込むことが
できるようになるメリットもある。そこで、時間的ずれ
がまったくないIIR型フィルタを補助的に用いてフィ
ルタ規模を大幅に低減させることが考えられ、このよう
にすれば、HiFiオーディオ音をマルチメディアでも
楽しめるようになる。この実施例においては、逆フィル
タとして、FIR型フィルタとIIR型フィルタを縦続
接続し、その際、IIR型フィルタとしてベル型特性の
ものを採用し、そのフィルタ特性をFIR型フィルタの
フィルタ係数長が所定の長さに最適化するように設定す
る。なお、ベル型特性はバンドパス特性のような鋭いロ
ールオフを持たずにQ(尖鋭度)に依存する緩やかなス
ロープを持つためそのスロープを適応的に設定しやす
い。
However, it is necessary to shorten the filter scale (coefficient length) in order to reduce the time lag (delay) from the image, and the advantage that it can be incorporated in the speaker if it is downsized. is there. Therefore, it is conceivable to use an IIR type filter that has no time lag auxiliaryly to significantly reduce the filter scale. In this way, the HiFi audio sound can be enjoyed even in multimedia. In this embodiment, an FIR type filter and an IIR type filter are connected in series as an inverse filter, and at this time, a bell type characteristic is adopted as the IIR type filter, and the filter characteristic is the filter coefficient length of the FIR type filter. Set to optimize for a given length. The bell-shaped characteristic does not have a sharp roll-off like the band-pass characteristic but has a gentle slope depending on Q (sharpness), so that the slope can be easily set adaptively.

【0015】次に、上記IIR型フィルタに係るベル型
特性の算出法について説明する。図2は図1において逆
フィルタを設けてない場合の伝送系の補正前の振幅特性
(A)、図3は逆フィルタ2(2L、2Rの総称)とし
て第2のフィルタ4のみを設けた場合の伝送系の補正さ
れた振幅特性(B)、(C)をそれぞれ示し、図3にお
いて、振幅特性(B)はタップ数(フィルタ係数長)1
200の逆フィルタで実現したときの振幅特性、振幅特
性(C)は同300で実現した場合の特性を示す。ま
た、図4はベル型特性、図5は補正のターゲット特性A
と新たな補正のターゲット特性B、図6はタップ数(フ
ィルタ係数長)1200の第2のフィルタ4のみを設け
た場合の振幅特性(B)と比較して示すタップ数(フィ
ルタ係数長)300の第2のフィルタ4と図4に示すベ
ル型特性の第1のフィルタ3とを有する逆フィルタ2に
より補正された振幅特性Cをそれぞれ示している。
Next, a method of calculating the bell-shaped characteristic of the IIR filter will be described. 2 shows an amplitude characteristic before correction (A) of the transmission system in the case where the inverse filter is not provided in FIG. 1, and FIG. 3 shows a case where only the second filter 4 is provided as the inverse filter 2 (general term for 2L and 2R). 3 shows corrected amplitude characteristics (B) and (C) of the transmission system of FIG. 3, respectively, and in FIG. 3, the amplitude characteristics (B) is the number of taps (filter coefficient length) 1
The amplitude characteristic and the amplitude characteristic (C) when realized by the inverse filter 200 of FIG. Further, FIG. 4 shows a bell-shaped characteristic, and FIG. 5 shows a target characteristic A for correction.
6 shows the target characteristic B of the new correction, and FIG. 6 shows the number of taps (filter coefficient length) 300 shown in comparison with the amplitude characteristic (B) when only the second filter 4 having the number of taps (filter coefficient length) 1200 is provided. 5 shows the amplitude characteristic C corrected by the inverse filter 2 having the second filter 4 and the first filter 3 having the bell-shaped characteristic shown in FIG.

【0016】今、図3に示すように、逆フィルタ2とし
て第2のフィルタ4のみを設けた場合の伝送系の補正さ
れた振幅特性として、タップ数(フィルタ係数長)12
00の場合の振幅特性(B)に比較して、タップ数(フ
ィルタ係数長)300の場合の振幅特性(C)のように
タップ数が少ない場合は、例えば周波数が150Hz付
近でタップ数(フィルタ係数長)1200の場合の振幅
特性(B)及び図5に示すターゲット特性Aとの誤差が
大きくなり、十分な性能がでないことがわかる。すなわ
ち、タップ数(フィルタ係数長)を低減してフィルタ規
模を小さくすると(小型にすると)、逆に性能を犠牲に
することになる。
Now, as shown in FIG. 3, the number of taps (filter coefficient length) is 12 as the corrected amplitude characteristic of the transmission system when only the second filter 4 is provided as the inverse filter 2.
When the number of taps is small as in the amplitude characteristic (C) in the case of the number of taps (filter coefficient length) 300 compared to the amplitude characteristic (B) in the case of 00, the number of taps (filter It can be seen that the error between the amplitude characteristic (B) in the case of (coefficient length) 1200 and the target characteristic A shown in FIG. That is, if the number of taps (filter coefficient length) is reduced and the filter scale is reduced (downsized), the performance is adversely affected.

【0017】そこで、図3に示すタップ数(フィルタ係
数長)300の場合の振幅特性(C)から図4に示すよ
うな中心周波数が150Hzで5dBダウンするベル型
特性を取り出し、これと相反する特性のIIRフィルタ
として設定した第1のフィルタ3で最初の補正を行い、
次に図5に示す補正のターゲット特性Aから上記ベル特
性を除いた特性である新たな補正のターゲット特性Bを
求め、タップ数300の第2のフィルタで補正すると、
図6に示す振幅特性Cを得ることになる。特に、この振
幅特性Cは図3に示す振幅特性(C)と比べターゲット
特性との誤差が低減されたことがわかる。すなわち、第
2のフィルタ4のフィルタ係数長を所定の長さに最適化
するように第1のフィルタ3の特性を設定することによ
り、フィルタ規模を小型にし、スピーカ内に組み込みマ
ルチメディアのHiFiオーディオを快適に楽しむこと
を可能にすることができる。
Therefore, from the amplitude characteristic (C) in the case of the number of taps (filter coefficient length) 300 shown in FIG. 3, a bell-shaped characteristic in which the center frequency is lowered by 5 dB at 150 Hz as shown in FIG. 4 is taken out, which is contrary to this. Perform the first correction with the first filter 3 set as the characteristic IIR filter,
Next, when a new target characteristic B for correction, which is a characteristic obtained by removing the bell characteristic from the target characteristic A for correction shown in FIG. 5, is obtained and corrected by the second filter having 300 taps,
The amplitude characteristic C shown in FIG. 6 is obtained. In particular, it can be seen that the amplitude characteristic C has a smaller error from the target characteristic than the amplitude characteristic (C) shown in FIG. That is, by setting the characteristics of the first filter 3 so as to optimize the filter coefficient length of the second filter 4 to a predetermined length, the filter scale can be reduced and the multimedia HiFi audio can be embedded in the speaker. Can allow you to enjoy comfortably.

【0018】また、詳しくは述べないが、他のベル型特
性の特性算出法としては、例えば図2に示すように、振
幅特性(A)からベル・ターゲットBTを直接求めるよ
うにしてもよい。また、ここで、振幅特性によって、ベ
ル・ターゲットBTは1つに限らず2つまたはそれ以上
の複数であってもよい。このようなベル型の中心周波数
およびQ(先鋭度)の特定には、ベル解析ルーチン(所
定帯域内の各パラメータのスイープによる)がワークス
テーション上で稼働され、IIR型フィルタとFIR型
フィルタの合成特性を最終的に所定の偏差以内になるま
で繰り返し求められる。
Although not described in detail, as another characteristic calculation method for the bell-shaped characteristic, the bell target BT may be directly obtained from the amplitude characteristic (A) as shown in FIG. 2, for example. Also, here, the number of bell targets BT is not limited to one but may be two or more depending on the amplitude characteristics. In order to specify the center frequency and Q (sharpness) of such a bell type, a bell analysis routine (by sweeping each parameter within a predetermined band) is operated on the workstation to synthesize the IIR type filter and the FIR type filter. The characteristics are repeatedly obtained until finally within a predetermined deviation.

【0019】従って、上記第1実施例によれば、スピー
カを含む伝送系の応答特性を補正する逆フィルタ2を、
特定の周波数帯域でベル型特性を有するIIR型フィル
タによって構成した第1のフィルタ3と、コンボルバと
し動作するFIR型フィルタによって構成した第2のフ
ィルタ4とを縦続接続して構成し、かつ第1のフィルタ
3の特性を第2のフィルタ4のフィルタ係数長が所定の
長さに最適化するように設定することにより、逆フィル
タ2により、スピーカを含む伝送系の応答特性の補正を
行い伝送系路の歪音が聞こえないようなオーディオ再生
を行う場合に、フィルタ規模を小型にし、例えばスピー
カ内に組み込みマルチメディアのHiFiオーディオを
快適に楽しむことができる。
Therefore, according to the first embodiment, the inverse filter 2 for correcting the response characteristic of the transmission system including the speaker is
A first filter 3 composed of an IIR type filter having a bell-shaped characteristic in a specific frequency band and a second filter 4 composed of an FIR type filter operating as a convolver are connected in cascade, and The characteristics of the filter 3 are set so that the filter coefficient length of the second filter 4 is optimized to a predetermined length, so that the inverse filter 2 corrects the response characteristics of the transmission system including the speaker. When audio reproduction is performed so that the distorted sound of the road is not heard, the filter scale can be made small and, for example, multimedia HiFi audio can be comfortably enjoyed by being built in the speaker.

【0020】第2実施例 次に、図7は第2実施例に係るオーディオ信号処理装置
を有するスピーカ装置を説明するもので、(a)は外観
構造図、(b)は内部のオーディオ信号処理装置の回路
構成図である。この第2実施例では、図7の(a)の外
観構造で示すように、図1に示す第1実施例の構成と同
様にマルチウェイスピーカシステムを採用しているが、
例えば左チャンネル系の各スピーカ6L1〜6L3は、そ
れぞれ個別のアンプによって駆動するのではなく、単一
のアンプ5Lで駆動するようにして、アンプ5Lと逆フ
ィルタ等を処理回路部9によって一体化してスピーカ装
置内に組み込むようにしている。また、プレーヤやディ
スプレイ等の本体20からの赤外線による音源及びリモ
コン(音量/オンオフ)指令を受光するための赤外線受
光部10を備えている。なお、11は赤外線受光部10
により受光された赤外線を受信信号に変換する変換部、
12は変換された受信信号を制御部7と逆フィルタ2L
に分配する分配器、13はアンプ5Lを介した駆動信号
を各スピーカ6L1〜6L3に分配する分配器を示す。ま
た、左チャンネル系と同様な構成が右チャンネル系にも
備えられる。
Second Embodiment Next, FIG. 7 illustrates a speaker device having an audio signal processing device according to a second embodiment. (A) is an external structural view and (b) is internal audio signal processing. It is a circuit block diagram of an apparatus. In the second embodiment, as shown in the external structure of FIG. 7A, a multi-way speaker system is adopted as in the structure of the first embodiment shown in FIG.
For example, the left channel speakers 6L1 to 6L3 are not driven by individual amplifiers, but are driven by a single amplifier 5L, and the amplifier 5L and an inverse filter are integrated by the processing circuit unit 9. It is built in the speaker device. Further, it is provided with an infrared light receiving unit 10 for receiving a sound source and a remote control (volume / on / off) command by infrared rays from a main body 20 such as a player or a display. In addition, 11 is an infrared light receiving unit 10.
A conversion unit that converts the infrared light received by the received signal into a received signal,
Reference numeral 12 denotes the converted reception signal and the control unit 7 and the inverse filter 2L
The reference numeral 13 denotes a distributor for distributing the drive signal via the amplifier 5L to the speakers 6L1 to 6L3. Further, the same structure as the left channel system is also provided in the right channel system.

【0021】従って、この第2実施例によれば、マルチ
ウェイスピーカシステムの各スピーカをそれぞれ個別の
アンプによって駆動するのではなく、単一のアンプ5L
で駆動するようにして、アンプ5Lと逆フィルタ等を処
理回路部9によって一体化してスピーカ装置内に組み込
むようにしたので、処理回路部9を安価に構成できると
共に、スピーカ装置の高性能化及び小型化を達成でき
る。また、赤外線によって指令を与えるようにしたの
で、スピーカ装置をステレオ定位させやすい最適距離に
移動性よく配置でき、プレーヤやディスプレイ等の本体
と離隔して設けられるので、放熱性よく、本体に対しフ
ラックスのリーケージはなく、本体のコンピュータ等に
振動等の悪影響を与えない等のビューティフルな特長を
持たせることができる。特に、マルチメディア用オーデ
ィオシステムに最適である。
Therefore, according to the second embodiment, each speaker of the multi-way speaker system is not driven by an individual amplifier, but a single amplifier 5L.
Since the amplifier 5L and the inverse filter are integrated by the processing circuit unit 9 and incorporated into the speaker device, the processing circuit unit 9 can be constructed at low cost and the speaker device can be improved in performance. Miniaturization can be achieved. In addition, since the command is given by infrared rays, the speaker device can be placed at an optimum distance for easy stereo localization with good mobility, and it is provided separately from the main body of the player, display, etc. There is no leakage, and the computer of the main body can be provided with beautiful features such as no adverse effects such as vibration. It is especially suitable for multimedia audio systems.

【0022】第3実施例 次に、図9は立体音場制御と組み合わせた第3実施例に
係るオーディオ信号処理装置を有するスピーカ装置のブ
ロック構成図を示す。図9に示す第3実施例に係るオー
ディオ信号処理装置は、一対のコンボルバからなる音像
定位フィルタ14Lと14Rを備える立体音場制御部の
各系統に、第1実施例に係る逆フィルタ2Lと2Rを設
けたもので、制御部7により、一対の音像定位フィルタ
14Lと14Rを調整することにより、2個のスピーカ
6Lと6Rで任意の位置に仮想のスピーカ6Iがあるよ
うに再生することができる。なお、15はCD−RO
M、16aないし16cはCDーROM15の音源デー
タと定位データ及び映像データ、17は映像データを表
示するディスプレイである。
Third Embodiment Next, FIG. 9 shows a block diagram of a speaker device having an audio signal processing device according to a third embodiment in combination with a three-dimensional sound field control. The audio signal processing apparatus according to the third embodiment shown in FIG. 9 includes inverse filters 2L and 2R according to the first embodiment in each system of a stereoscopic sound field control unit including sound image localization filters 14L and 14R including a pair of convolvers. By adjusting the pair of sound image localization filters 14L and 14R by the control unit 7, the two speakers 6L and 6R can reproduce the virtual speaker 6I at an arbitrary position. . In addition, 15 is a CD-RO
M, 16a to 16c are sound source data of the CD-ROM 15, localization data and video data, and 17 is a display for displaying the video data.

【0023】このように構成することにより、合計の時
間遅延は少なくなり、立体音場制御と組み合わせても時
間遅れが画像の1コマ未満の時間に押さえ込ませること
ができ、マルチメディア再生に支障を与えることがな
い。なお、ここでは詳細に述べないが、上記各実施例に
おいて、一般に小型スピーカで不足しがちである低音を
補うため、例えば60〜200Hzの低域周波数におい
てNFB(負帰還)技術を採用してさらに音質を改善す
るようにしても良いことはいうまでもない。
With this configuration, the total time delay is reduced, and even when combined with the stereoscopic sound field control, the time delay can be suppressed to less than one frame of the image, which hinders multimedia reproduction. Never give. Although not described in detail here, in each of the above-described embodiments, in order to supplement the bass that is generally deficient in small speakers, for example, NFB (negative feedback) technology is adopted at a low frequency of 60 to 200 Hz, and It goes without saying that the sound quality may be improved.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればス
ピーカを含む伝送系の応答特性を補正する逆フィルタ
を、特定の周波数帯域でベル型特性を有するIIR型フ
ィルタによって構成した第1のフィルタと、コンボルバ
として動作するFIR型フィルタによって構成した第2
のフィルタとを縦続接続して構成し、かつ第1のフィル
タの特性を第2のフィルタのフィルタ係数長が所定の長
さに最適化するように設定したので、逆フィルタによ
り、スピーカを含む伝送系の応答特性の補正を行い伝送
系路の歪音が聞こえないようなオーディオ再生を行う場
合に、フィルタ規模及び群遅延量を短くして小型でかつ
安価なスピーカ装置を含むオーディオ信号処理装置を得
ることができる。
As described above, according to the present invention, the inverse filter for correcting the response characteristic of the transmission system including the speaker is constituted by the IIR type filter having the bell type characteristic in the specific frequency band. A second filter including a filter and an FIR type filter that operates as a convolver.
Since the filters are connected in cascade, and the characteristics of the first filter are set so that the filter coefficient length of the second filter is optimized to a predetermined length, the transmission including the speaker is performed by the inverse filter. An audio signal processing device including a small and inexpensive speaker device by shortening the filter scale and group delay amount when performing audio reproduction in which distortion of the transmission path is inaudible by correcting the response characteristics of the system Obtainable.

【0025】また、逆フィルタを、一対のコンボルバか
らなる立体音場制御部の各系統に設けることにより、立
体音場制御と組み合わせても時間遅れが画像の1コマ未
満の時間に押さえ込ませることができ、マルチメディア
再生に支障を与えることがないという効果がある。
Further, by providing an inverse filter in each system of the stereophonic sound field control section consisting of a pair of convolvers, even if combined with the stereophonic sound field control, the time delay can be suppressed to less than one frame of the image. This has the effect of not hindering multimedia playback.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のオーディオ信号処理装置の第1実施例
を示す全体ブロック図である。
FIG. 1 is an overall block diagram showing a first embodiment of an audio signal processing device of the present invention.

【図2】図1において、逆フィルタを設けてない場合の
伝送系の補正前の振幅特性(A)を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an amplitude characteristic (A) before correction of the transmission system in the case where an inverse filter is not provided in FIG.

【図3】図1において、逆フィルタ2(2L、2Rの総
称)として第2のフィルタ4のみを設けた場合の伝送系
の補正された振幅特性(B)、(C)をそれぞれ示す特
性図で、振幅特性(B)はタップ数(フィルタ係数長)
1200の逆フィルタで実現したときの特性、振幅特性
(C)は同300で実現した場合の特性を示す。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing corrected amplitude characteristics (B) and (C) of a transmission system in the case where only a second filter 4 is provided as an inverse filter 2 (general term for 2L and 2R) in FIG. And the amplitude characteristic (B) is the number of taps (filter coefficient length)
The characteristics when realized by the inverse filter of 1200 and the amplitude characteristics (C) show the characteristics when realized by the same 300.

【図4】ベル型特性の特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of a bell-shaped characteristic.

【図5】補正のターゲット特性Aと新たな補正のターゲ
ット特性Bを示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a correction target characteristic A and a new correction target characteristic B.

【図6】タップ数(フィルタ係数長)1200の第2の
フィルタ4のみを設けた場合の振幅特性(B)と比較し
て示すタップ数(フィルタ係数長)300の第2のフィ
ルタ4と図4に示すベル型特性の第1のフィルタ3とを
有する逆フィルタ2により補正された振幅特性Cをそれ
ぞれ示す特性図である。
FIG. 6 is a diagram showing a second filter 4 having a tap number (filter coefficient length) of 300, which is shown in comparison with an amplitude characteristic (B) in the case where only the second filter 4 having a tap number (filter coefficient length) 1200 is provided. 6 is a characteristic diagram showing an amplitude characteristic C corrected by an inverse filter 2 having a bell-shaped characteristic first filter 3 shown in FIG.

【図7】本発明の第2実施例に係るオーディオ信号処理
装置を有するスピーカ装置の外観図と内部処理回路のブ
ロック図である。
FIG. 7 is an external view of a speaker device having an audio signal processing device according to a second embodiment of the present invention and a block diagram of an internal processing circuit.

【図8】本発明の第2実施例に係るオーディオ信号処理
装置を有するスピーカ装置の外観図と内部処理回路のブ
ロック図である。
FIG. 8 is an external view of a speaker device having an audio signal processing device according to a second embodiment of the invention and a block diagram of an internal processing circuit.

【図9】本発明のオーディオ信号処理装置の第3実施例
を示す全体ブロック図である。
FIG. 9 is an overall block diagram showing a third embodiment of the audio signal processing device of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1L、1R 音源 2L、2R 逆フィルタ 3L、3R 第1のフィルタ(IIR型フィルタ) 4L、4R 第2のフィルタ(FIR型フィルタ、コ
ンボルバ) 5L1〜5L3、5R1〜5R3 アンプ 6L1〜6L3、6R1〜6R3 アンプ 7 制御部 8 メモリ 14L、14R コンボルバ(音像定位フィルタ)
1L, 1R Sound source 2L, 2R Inverse filter 3L, 3R First filter (IIR type filter) 4L, 4R Second filter (FIR type filter, convolver) 5L1 to 5L3, 5R1 to 5R3 Amplifier 6L1 to 6L3, 6R1 to 6R3 Amplifier 7 Control unit 8 Memory 14L, 14R Convolver (sound localization filter)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スピーカを含む伝送系の応答特性を補正
する逆フィルタを備えるオーディオ信号処理装置におい
て、前記逆フィルタが、特定の周波数帯域で所望の特性
を有するIIR型フィルタによって構成した第1のフィ
ルタと、前記第1のフィルタに縦続接続されコンボルバ
として動作するFIR型フィルタによって構成した第2
のフィルタとを有し、かつ前記第1のフィルタの特性が
前記第2のフィルタのフィルタ係数長が所定の長さに最
適化するように設定されたことを特徴とするオーディオ
信号処理装置。
1. An audio signal processing apparatus including an inverse filter for correcting a response characteristic of a transmission system including a speaker, wherein the inverse filter is a IIR type filter having a desired characteristic in a specific frequency band. A second filter comprising a filter and an FIR type filter that is connected in cascade to the first filter and operates as a convolver.
And the characteristics of the first filter are set so that the filter coefficient length of the second filter is optimized to a predetermined length.
【請求項2】 前記逆フィルタが、一対のコンボルバか
らなり音場と音像とを含む立体音場を制御する立体音場
制御部の各系統に配されたことを特徴とする請求項1記
載のオーディオ信号処理装置。
2. The inverse filter is arranged in each system of a three-dimensional sound field control unit configured by a pair of convolvers for controlling a three-dimensional sound field including a sound field and a sound image. Audio signal processing device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1408419A2 (en) 2002-09-30 2004-04-14 Fujitsu Ten Limited Digital signal processor system
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