JPH11122065A - Automatic equalizer of dsp constitution - Google Patents

Automatic equalizer of dsp constitution

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JPH11122065A
JPH11122065A JP28515397A JP28515397A JPH11122065A JP H11122065 A JPH11122065 A JP H11122065A JP 28515397 A JP28515397 A JP 28515397A JP 28515397 A JP28515397 A JP 28515397A JP H11122065 A JPH11122065 A JP H11122065A
Authority
JP
Japan
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equalizer
dsp
gain
signal
digital signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP28515397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Matsuyama
実 松山
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Alpine Electronics Inc
Original Assignee
Alpine Electronics Inc
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Publication date
Application filed by Alpine Electronics Inc filed Critical Alpine Electronics Inc
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  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To constitute an automatic equalizer only the rough a DSP(digital signal processor) without the use of a microcomputer. SOLUTION: In this automatic equalizer for controlling the gain of an equalizer based on an input signal level, a digital signal processing (21) for monitoring the peak value of input audio signals in each prescribed period, the digital signal processing (22) for successively updating an equalizer coefficient value by the peak value and the digital signal processing (23) for executing an equalizing processing to the audio signals by using the equalizer coefficient value and outputting them are respectively performed by a DSP 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はDSP構成のオート
イコライザに係わり、特に、入力信号レベルに基づいて
イコライザのゲインを制御するオートイコライザに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an auto equalizer having a DSP structure, and more particularly to an auto equalizer for controlling a gain of an equalizer based on an input signal level.

【0002】[0002]

【従来の技術】入力信号レベルが低いと聴感上、低域及
び高域成分が聞き取りにくくなる。このため、入力信号
レベルが低い場合にはゲインを大きくし、入力信号レベ
ルが高い場合にはゲインを元に戻して音がひずむのを防
止するオートイコライザがあり、DSP(デジタルシグ
ナルプロセッサ)を用いて構成したものがある。図6は
かかるDSP構成のオートイコライザの構成図であり、
1はマイコンであり、入力オーディオ信号をデジタルに
変換するAD変換器1aと入力オーディオ信号のレベル
に基づいてイコライザ係数値(EQデータ)を計算する
プロセッサ(CPU)1bを備えている。2は入力オー
ディオ信号をデジタルに変換するAD変換器、3はEQ
データを用いてオーディオ信号にイコライジング処理を
施して出力するDSP(デジタルシグナルプロセッ
サ)、4はDSP出力をアナログに変換するDA変換器
である。
2. Description of the Related Art When an input signal level is low, low-frequency and high-frequency components are difficult to hear in terms of audibility. For this reason, there is an auto equalizer that increases the gain when the input signal level is low and restores the gain when the input signal level is high to prevent distortion, and uses a DSP (digital signal processor). There is one that is configured. FIG. 6 is a configuration diagram of an auto equalizer having such a DSP configuration.
Reference numeral 1 denotes a microcomputer, which includes an AD converter 1a for converting an input audio signal into a digital signal and a processor (CPU) 1b for calculating an equalizer coefficient value (EQ data) based on the level of the input audio signal. 2 is an AD converter for converting an input audio signal to digital, 3 is an EQ
A DSP (Digital Signal Processor) 4 performs an equalizing process on the audio signal using the data and outputs the resulting signal, and a DA converter 4 converts the DSP output into an analog signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来のDSP構
成のオートイコライザにおいて、マイコン1は入力信号
レベルを検知する必要がある。このため、マイコンはA
D変換器1aが必要になり、DSP用のAD変換器2と
重複し、ハード量が増加する。又、マイコン1は、常に
変化する音楽信号のレベルをチェックしてEQデータを
計算する。このため、マイコン処理時間をEQデータの
計算とDSPとの通信とに多くを割かねばならない。し
かも、急激なゲイン変化を避けるために、小刻みなデー
タが必要であり、マイコンのROM容量に負担をかける
ことになる。このため、マイコンが他の制御処理を実行
する余裕がなくなると、別途マイコンを設ける必要が生
じ、ハード量の増大を来す。以上から本発明の目的は、
マイコンを使用しないDSP構成のオートイコライザを
提供することである。
In such a conventional auto equalizer having a DSP configuration, the microcomputer 1 needs to detect the input signal level. Therefore, the microcomputer is A
The D converter 1a is required, and the D converter 1a overlaps with the A / D converter 2 for DSP, and the amount of hardware increases. Further, the microcomputer 1 calculates the EQ data by checking the constantly changing level of the music signal. For this reason, the microcomputer processing time must be devoted to the calculation of the EQ data and the communication with the DSP. In addition, in order to avoid a sudden change in gain, small data is required, which places a burden on the ROM capacity of the microcomputer. For this reason, if there is no room for the microcomputer to execute other control processing, it is necessary to provide a separate microcomputer, which increases the amount of hardware. From the above, the object of the present invention is:
An object of the present invention is to provide an automatic equalizer having a DSP configuration without using a microcomputer.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、入力信号レベルに基づいてイコライザのゲインを制
御するオートイコライザにおいて、(1) 所定期間毎の入
力オーディオ信号のレベルを監視するデジタル信号処
理、(2) 該オーディオ信号レベルによりイコライザ係数
値を逐次更新するデジタル信号処理、(3) 該イコライザ
係数値を用いてオーディオ信号にイコライジング処理を
施して出力するデジタル信号処理を、それぞれDSPに
行わせるてなるDSP構成のオートイコライザにより達
成される。
According to the present invention, there is provided an auto-equalizer for controlling a gain of an equalizer based on an input signal level. (1) A digital equalizer for monitoring a level of an input audio signal every predetermined period. Signal processing, (2) digital signal processing for sequentially updating an equalizer coefficient value according to the audio signal level, and (3) digital signal processing for performing an equalizing process on an audio signal using the equalizer coefficient value and outputting the resulting signal to a DSP. This is achieved by a DSP-equipped auto-equalizer.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】図1は本発明のDSP構成のオー
トイコライザのブロック図あり、11は入力オーディオ
信号SAをデジタル信号x(n)に変換するAD変換回路、
12はDSP(デジタルシグナルプロセッサ)、13は
DSP出力信号y(n)をアナログに変換するDA変換器
である。DSPにおいて、21は所定期間(所定サンプ
リング数N)毎の入力オーディオ信号x(n)のピーク値
を監視するピーク監視部、22はピーク値によりイコラ
イザ係数(EQデータ)を逐次更新するイコライザ係数
計算部、23はイコライザ係数値を用いてオーディオ信
号にイコライジング処理を施して出力するイコライザ部
(EQ)である。
There block diagram of the automatic equalizer DSP configuration of the embodiment of the invention Figure 1 the present invention, AD converter 11 for converting an input audio signal S A to a digital signal x (n),
Reference numeral 12 denotes a DSP (digital signal processor), and reference numeral 13 denotes a DA converter that converts the DSP output signal y (n) into an analog signal. In the DSP, reference numeral 21 denotes a peak monitoring unit that monitors a peak value of the input audio signal x (n) every predetermined period (predetermined sampling number N), and 22 denotes an equalizer coefficient calculation that sequentially updates an equalizer coefficient (EQ data) based on the peak value. The unit 23 is an equalizer unit (EQ) that performs equalizing processing on the audio signal using the equalizer coefficient value and outputs the result.

【0006】イコライザ部23は、IIR型のデジタル
フィルタ処理を実行することによりオーディオ信号x
(n)にイコライジング処理を施すもので、図1のブロッ
ク図において、DLは1サンプリング時間遅延部、ML
は係数A〜Eを乗算する乗算部、ADは全乗算器出力を
加算する加算部である。すなわち、イコライザ部23は
次式 y(n)=Ax(n)+Bx(n-1)+Cx(n-2)+Dy(n-1)+Ey(n-2) (1) により、オーディオ信号にイコライジング処理を施す。
[0006] The equalizer section 23 performs an IIR type digital filter process to obtain an audio signal x.
(n) is subjected to an equalizing process. In the block diagram of FIG. 1, DL is a sampling time delay unit, ML
Is a multiplication unit that multiplies the coefficients A to E, and AD is an addition unit that adds all the multiplier outputs. That is, the equalizer unit 23 equalizes the audio signal by the following equation: y (n) = Ax (n) + Bx (n-1) + Cx (n-2) + Dy (n-1) + Ey (n-2) (1) Perform processing.

【0007】イコライザ係数計算部22は、入力オーデ
ィオ信号のピーク値に基づいてイコライザ係数値A〜D
を計算して、イコライザ部23に設定する。図2はピー
クレベルとイコライザゲインGの関係図であり、入力
信号のピークレベル|x|が1のとき、イコライザゲイ
ンGは0(dB)、入力信号のピークレベルが0のとき、
イコライザゲインGは+12(dB)、入力信号のピーク
レベル|x|が0〜1の範囲では、イコライザゲインG
は G=(1−|x|)2・K (2) により決定される。Kは定数であり、後述する。イコラ
イザの中心周波数を1KHz、Q(先鋭値)を1とした
ときの各ゲイン0dB、+6dB,+12dBにおける
係数A〜Eは図3に示す値(Hは16進表示)になり、
周波数特性は図4に示すようになる。
[0007] The equalizer coefficient calculator 22 calculates equalizer coefficient values A to D based on the peak value of the input audio signal.
Is calculated and set in the equalizer unit 23. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the peak level and the equalizer gain G. When the peak level | x | of the input signal is 1, the equalizer gain G is 0 (dB), and when the peak level of the input signal is 0,
The equalizer gain G is +12 (dB), and when the peak level | x | of the input signal is in the range of 0 to 1, the equalizer gain G
Is determined by G = (1− | x |) 2 · K (2). K is a constant, which will be described later. When the center frequency of the equalizer is 1 KHz and Q (sharp value) is 1, the coefficients A to E at the gains of 0 dB, +6 dB, and +12 dB are the values shown in FIG.
The frequency characteristics are as shown in FIG.

【0008】尚、(2)式によりゲインGの目標値は決ま
るが、いきなりこの値を採用するとNサンプリング毎に
EQゲインが急変するので音感上好ましくない。そこ
で、アタック/リリース処理により、EQゲインが滑ら
かに増大あるいは減小するようにする。すなわち、次式 G(n+1)=G(n)+(G−G(n))×μ (3) により、1サンプリング毎にEQゲインが漸増、漸減す
るようにする。(3)式において、μは1以下のアタック
/リリースの速度を決定する係数、Gは目標ゲイン、G
(n)は現在のゲイン、G(n+1)は次のサンプリング時刻の
ゲインである。
The target value of the gain G is determined by the equation (2). However, if this value is adopted suddenly, the EQ gain changes suddenly every N samplings, which is not preferable in terms of tone. Therefore, the EQ gain is smoothly increased or decreased by the attack / release processing. That is, the following equation G (n + 1) = G (n) + (GG (n)) × μ (3) is used to make the EQ gain gradually increase and decrease every sampling. In the equation (3), μ is a coefficient that determines an attack / release speed of 1 or less, G is a target gain, G
(n) is the current gain, and G (n + 1) is the gain at the next sampling time.

【0009】さて、図3を参照すると、イコライザゲイ
ンGが大きくなると係数Aが増加し、係数Cが減小し、
係数Aの増加量と係数Cの減小量は等しくなっている。
又、他の係数B,D,Eはゲインにより変化しない。そ
こで、音楽信号のピークレベルによって係数AとCを変
化させてやれば(他の係数は一定)、イコライザのゲイ
ンGを変えることができる。すなわち、イコライザ係数
計算部22は、音楽信号のピークレベルによってゲイン
が(2),(3)式に従って変化するように係数AとCを決定
してイコライザ部23に入力すればよい。尚、(2)式に
おける定数Kは、係数Aの最小値と最大値の差であり、
K=「CA5H」である。
Referring to FIG. 3, when the equalizer gain G increases, the coefficient A increases, and the coefficient C decreases.
The increasing amount of the coefficient A and the decreasing amount of the coefficient C are equal.
The other coefficients B, D, and E do not change with the gain. Therefore, if the coefficients A and C are changed according to the peak level of the music signal (the other coefficients are constant), the gain G of the equalizer can be changed. That is, the equalizer coefficient calculator 22 may determine the coefficients A and C so that the gain changes according to the equations (2) and (3) according to the peak level of the music signal, and input the coefficients A and C to the equalizer 23. The constant K in the equation (2) is a difference between the minimum value and the maximum value of the coefficient A,
K = “CA5 H ”.

【0010】実際のEQ係数の書き替えは、まず基準値
としてゲイン0dBの係数値 A0,B0,C0,D0,E0 を用意する。そして、1サンプリング毎に係数値A0
0に(3)式で求まったゲインG(n+1)を次式 A=A0+G(n+1) (4) C=C0−G(n+1) (5) により加減算して係数A,Cの値を求め、又、係数B,
D,Eの値はB0,D0,E0を一定とし、これら各係数
値をイコライザ部23に設定する。イコライザ部23は
サンプリング毎に(1)式の演算を実行し、得られたオー
ディオ信号y(n)を出力する。
In actual rewriting of the EQ coefficients, first, coefficient values A 0 , B 0 , C 0 , D 0 , and E 0 with a gain of 0 dB are prepared as reference values. Then, the gain G (n + 1) obtained by the equation (3) for the coefficient values A 0 and C 0 for each sampling is expressed by the following equation: A = A 0 + G (n + 1) (4) C = C 0 −G (n + 1) The values of coefficients A and C are obtained by addition and subtraction according to (5).
The values of D and E are fixed at B 0 , D 0 and E 0 , and these coefficient values are set in the equalizer unit 23. The equalizer 23 executes the operation of the expression (1) for each sampling, and outputs the obtained audio signal y (n).

【0011】図5はDSPによるオートイコライザデジ
タル信号処理フロー図で、Nは例えば2000である。DS
P12は入力オーディオ信号x(n)をサンプリング毎に
入力され、Nサンプリング分の入力信号x(n)のピーク
レベルを検出する(ステップ101)。ピークレベル|
x|が求まれば、(2)式により目標ゲインGを演算し
(ステップ102)、ついで、(3)式によりアタック/リ
リース演算を行って次サンプリング時刻におけるゲイン
G(n+1)を演算する(ステップ103)。ゲインG(n+1)
が求まれば、(4),(5)式により係数A,Cの値を演算し
(ステップ104)、イコライザ係数A〜Eの値を書き
替え、この係数値を用いて(1)式の演算を実行してイコ
ライザ処理してなるオーディオ信号y(n)を出力する
(ステップ105)。
FIG. 5 is a flow chart of an automatic equalizer digital signal processing by the DSP, where N is, for example, 2000. DS
P12 receives the input audio signal x (n) for each sampling and detects the peak level of the input signal x (n) for N samplings (step 101). Peak level |
When x | is obtained, the target gain G is calculated by the equation (2) (step 102), and then the attack / release calculation is performed by the equation (3) to calculate the gain G (n + 1) at the next sampling time. (Step 103). Gain G (n + 1)
Is obtained, the values of the coefficients A and C are calculated by the equations (4) and (5) (step 104), and the values of the equalizer coefficients A to E are rewritten. An arithmetic operation is performed to output an audio signal y (n) obtained by performing an equalizer process (step 105).

【0012】ついで、それまでのピークレベル|x|と
今回のサンプリング値|x(n)|の大小を比較し、今回
のサンプリング値|x(n)|が大きければ、これを新た
なピークレベルとし、それまでのピークレベル|x|が
大きければピークレベルの更新を行わない(ステップ1
06)。しかる後、n(初期値は0)を歩進し(ステッ
プ107)、n=Nになったかかチェックし(ステップ
108)、n<Nであれば、ステップ103以降の処理
を繰り返し、n=Nであれば、ステップ101に戻り以
降の処理を繰り返す。以上により、マイコンを使用せず
DSPのみでオートイコライザを構成できる。このため
ハード量の増加を防止でき、しかも、アタック/リリー
ス処理によりゲインをサンプリング毎に滑らかに増減で
き、音の変化が自然になる。以上では、ピークレベルに
基づいてオートイコライザ制御を行ったが平均レベル等
に基づいてオートイコライザ制御することもできる。以
上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の
範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能で
あり、本発明はこれらを排除するものではない。
Next, the magnitude of the previous peak level | x | and the current sampling value | x (n) | are compared. If the current sampling value | x (n) | If the previous peak level | x | is large, the peak level is not updated (step 1).
06). Thereafter, n (the initial value is 0) is incremented (step 107), and it is checked whether or not n = N (step 108). If n <N, the processing after step 103 is repeated, and n = n If N, the process returns to step 101 and the subsequent processing is repeated. As described above, an auto equalizer can be configured using only a DSP without using a microcomputer. Therefore, an increase in the amount of hardware can be prevented, and the gain can be smoothly increased / decreased at each sampling by the attack / release processing, so that the sound changes naturally. In the above description, the auto equalizer control is performed based on the peak level. However, the auto equalizer control can be performed based on the average level and the like. As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention can be variously modified in accordance with the gist of the present invention described in the claims, and the present invention does not exclude these.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上本発明によれば、入力信号レベルに
基づいてイコライザのゲインを制御するオートイコライ
ザにおいて、所定期間毎の入力オーディオ信号のレベル
を監視するデジタル信号処理、該オーディオ信号レベル
によりイコライザ係数値を逐次更新するデジタル信号処
理、該イコライザ係数値を用いてオーディオ信号にイコ
ライジング処理を施して出力するデジタル信号処理を、
それぞれDSPに行わせるようにしたから、マイコンを
使用せずDSPのみでオートイコライザを構成できる。
このためハード量の増加を防止でき、しかも、アタック
/リリース処理によりゲインをサンプリング毎に滑らか
に増減でき音の変化を自然にすることができる。
As described above, according to the present invention, in an automatic equalizer for controlling the gain of an equalizer based on an input signal level, digital signal processing for monitoring the level of an input audio signal every predetermined period, and an equalizer based on the audio signal level Digital signal processing for sequentially updating coefficient values, digital signal processing for performing equalizing processing on an audio signal using the equalizer coefficient values and outputting the resulting signal,
Since each processing is performed by the DSP, an auto equalizer can be configured only by the DSP without using a microcomputer.
Therefore, an increase in the amount of hardware can be prevented, and furthermore, the gain can be smoothly increased / decreased at each sampling by the attack / release processing, and the change in sound can be made natural.

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

【図1】本発明のDSP構成のオートイコライザであ
る。
FIG. 1 is an auto equalizer having a DSP configuration according to the present invention.

【図2】入力信号ピークレベルとEQゲインの関係曲線
である。
FIG. 2 is a relationship curve between an input signal peak level and an EQ gain.

【図3】ゲインと各係数値の関係説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a relationship between a gain and each coefficient value.

【図4】周波数特性図である。FIG. 4 is a frequency characteristic diagram.

【図5】DSPオートイコライザのデジタル信号処理フ
ローである。
FIG. 5 is a digital signal processing flow of a DSP auto equalizer.

【図6】従来のDSP構成のイコライザである。FIG. 6 shows an equalizer having a conventional DSP configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・AD変換回路 12・・DSP(デジタルシグナルプロセッサ) 13・・DA変換器 21・・ピーク監視部 22・・イコライザ係数計算部 23・・イコライザ部(EQ) 11. AD conversion circuit 12. DSP (Digital Signal Processor) 13. DA converter 21. Peak monitoring unit 22. Equalizer coefficient calculation unit 23. Equalizer unit (EQ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号レベルに基づいてイコライザの
ゲインを制御するオートイコライザにおいて、 所定期間毎の入力オーディオ信号のレベルを監視するデ
ジタル信号処理、 該オーディオ信号レベルによりイコライザ係数値を逐次
更新するデジタル信号処理、 該イコライザ係数値を用いてオーディオ信号にイコライ
ジング処理を施して出力するデジタル信号処理を、それ
ぞれDSPに行わせることを特徴とするDSP構成のオ
ートイコライザ。
1. An automatic equalizer for controlling a gain of an equalizer based on an input signal level, a digital signal processing for monitoring a level of an input audio signal every predetermined period, and a digital for sequentially updating an equalizer coefficient value based on the audio signal level. An auto equalizer having a DSP configuration, wherein the DSP performs digital signal processing for performing signal processing and equalizing processing on an audio signal using the equalizer coefficient value and outputting the resulting signal.
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