JPS6269714A - デジタル・フイルタ - 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】 産業上の利用分野 本発明はデジタル・フィルタに係り、１′！Ｉに、Ａ−
ディオ信号の高域を強調及び減衰し１９るデジタル・フ
ィルタに関する。

従来の技術 従来のデジタル・フィルタは、一般に、主としてカット
４７周波数（中心周波数）に着目して設５１されたもの
であり、周波数特性における平１日域特性に着目したも
のではＱかった。

発明が解決しようとりる問題点 上記理由により、従来のＦＩＲデジタル・フィルタでは
、第３図（Ｃ）に示す高域強調特性Ｋｂ（ブーストω１
ｂ＝６．１３）及び高域減衰特性Ｋ。

（カットＤｔｌ−Ｃ＝６ｄＢ＞を設み１した１合、周波
数ｆ１１（例えば２　ｋＨｚ　）　Ｄ上屋Ｕ周波ｅ　ｆ
　１　　（例えば４００１１ｚ　）以下の平１０域特性
にリップルを生じる。即ら、高域強調特性では、第４図
の破線に示す−如く、周波数ｆ１以下の平坦域でのリッ
プル２δ　が周波数１１１以上の平坦域でのリップル２
δ２に比して大になり、又、高域減衰特性では、゛周波
数ｆＨ以上の平坦域でのリップルが周波数ｆ、以下の平
坦域でのリップルに比して大になり、いずれの場合も分
散（ディスパージョン）によるエコー及びカラーリング
つまり音色が不自然に変化する問題点があった。

一方、高域強調特性の周波数ｆ、以下の平ｉｌ域でのリ
ップル及び高域減衰特性の周波数ｆｔ１以上の平坦域で
のリップルを小にするために、例えば特開昭５８−１８
２３１５号公報記載のＩＩＲデジタル・フィルタを用い
る技術が知られているが、１１Ｒデジタル・フィルタで
あるために位相が非直線であり、又、まるめ誤差によっ
て高域のＳＮ比が劣化し、更に、発振し易い問題点があ
った。

本発明は、平坦域でのリップルが少なく、従っで、自然
な音色を得°ることができ、更に、ＳＮ比の良好なデジ
タル・フィルタを提供することを目的とづる。

なお、本発明は、例えば１〜−ンコントロールのトレブ
ルコント［１−ルに適用できる。

問題点を解決するための手段 第１図＜Ａ）中、２はＦＩＲ′Ｆジタル仝域通過フィル
タ（以下ＦＩＲデジタル全域フィルタ、又は全域フィル
タという）、３１まＦＩＲデジタルｎ域通過フィルタ（
以下ＦＩＲデジタル高域フィルタ、又は高域フィルタと
いう）である。

作用 例えば、（ｑるべさ高域強調特性の低域側の平ｊ丁ルベ
ルが全域フィルタ２の周波数１４竹の平坦レベルに、高
域強調特性の高域側の平坦レベルが高域フィルタ３の周
波数特性の高域側の平Ｉｌｌレベルに夫々対応するよう
に、設定すべぎ高域強調量に応じて高域フィルタ３及び
全域フィルタ２の夫々の係数を設定して実質的に夫々の
出力を加ｃ１する。

実施例 第１図（Ａ）、（Ｂ）は夫々本発明デジタル・フィルタ
の第１実施例のハードウェア構成（回路図）及びその概
略ブロック系統図を示す。第１図（Δ）において、１サ
ンプル遅延部１１１〜１１２、乗算部１０〜１０□、加
算部９２〜９ｆｌにて第３図（Ａ＞の実線の特性を１ｑ
る高域フィルタ３が構成されており、一方、１＋ｊンプ
ル遅延部８１〜８１、乗口部（レベル調整部）４にて全
域フィルタ（実質的に遅延回路及びアッテネータ）２が
構成されている。

乗算部１０１〜１０゜の係数ａ１〜ａ２は第５図にポリ
関数窓であり、全域フィルタ２の出力は高域フィルタ３
の中間タップｍの位置つまり加σ部９　に供給される。

なお、全域フィルタ２の出力は加算部９２〜９ｍいずれ
で加等しても或いは第１図に示ずように他の加算部５で
加算しても結果は同じである。

この場合、第３図＜Ａ）に示す如く、高域フィルタ（実
線）と全域フィルタ（一点鎖線）とを加算（乗算部１０
の係数は＋ａ＞して高域強調特性（破線）Ｋｂを１７、
同様に、同図（Ｂ）に示す如く、全域フィルタ（一点鎖
線）から高域フィルタ（実ｉ！ｉりヲ減０　（ｆｆｉ８
７部１０（７）係ａバー　ａ　）　Ｌ／テ高高域減衰付
性破線）Ｋｃを１７６゜ このように、本発明でｔよ、特に、高域強調１！ｆ性で
は周波数ｆ１以下の平坦特性、高域減貞持ｖ１では周波
数ｆ１１以上の平用特Ｍ（よ夫々全域フィルタが関与す
るため、従来のものに比して平坦域でのリップルが少イ
ｆく、例えば、高戚強調特＋１でｔよ第４図の実線で示
す如く、周波数ｔ１−以下の平坦域でのリップルが従来
のそれに比して少＜２い。

第２図は本発明フィルタの第２実施例の回路図を示し、
同図中、第１図（Ａ）と同一構成部分には同一番号をｆ
＝Ｊ　してその説明を省略する。このものの概略ブロッ
ク系統図（ま第１図（Ｂ）に示づ如くである。このもの
は、入力×（ｎ）から入力Ｘ　（ｎ＋＋４　）までを用
いるものて・、第１図（Ａ）に示す１Ｆナンブル遅延部
８１．１１１を省略し得る。

第６図は本発明フィルタの第３実施例の回路図を示し、
同図中、第１図（Ａ）と同一構成部分には同−Ｍ弓を付
してその説明を省略する。このものは、全域フィルタを
特別に設けず、高域フィルタ３の中間の乗口部１０　の
係数り、をり。

＝±ａ　＋ａｔに設定したものであり、加算部１２にお
いて±ａ　　＋ａ、を演算する。ここに、係数ａ　は第
１図（Ａ）中乗算部１０□の係数、係数ａ、は第１図（
Ａ）中乗亦部４の係数である。

乗算部１０１〜ｉ０、の係数ｈ１〜ｈ２は第７図に示づ
−如くであり、例えば、ｍ＝　（ｆｌ＋１）／２　　（
ｅは奇数で、例えば４５）に設定されている。

このものは、実質的に第１図（Ａ）に示す回路図と等価
であり、回路をより簡単に構成し得る。

第８図は本発明フィルタの第４実施例の回路図を示し、
同図中、第１図（Ａ）、第６図と同一構成部分には同一
番号をイ・１してその説明を省略する。

このものは第２図に示す第２実施例及び第６図にポリ第
３実施例と同様に、高域フィルタの１サンプル遅延部１
１１を省略し得、しかも、全域フィルタを設けないで済
む。

ところで、東口部１０１〜１０□の係数は上記実施例に
示づ゛関数窓に限定されるｂので（よなく、第５図に示
す１３ＥＩ数窓に指数関数ｅ　（Ｙｋ（ｋ−１〜ｍ）、
ｅ　（ｘ（２ｍ−ｋ）（ｋ＝ｍ＋１〜ｅ　）　ヲｆｆ１
Ｌ；り１ｉｔａ１３１１ａ！（ｔｔ＝ｎｏ１〜２はに＝
１〜ｍに対して対称）を用いてもよく、又、第９図（八
）に示す関数窓ＣＯＳβθにαに 指数ＩＩｌ数ｅ　　　（ｋ＝１〜ｍｌ、ｅａ　（２ｍ−
ｋｌ（ｋ十１．　、、　。

を乗じた第９図（Ｂ）、（Ｃ）に示す指数関数窓（ｋ−
＋ｎ＋１〜Ｐ、はに＝１〜ｍに対して対称）を用いても
よい。この場合、第９図（Ｂ）に示ず係数は第１図（Ａ
）、第２図に示４実施例に用いられ、第９図（Ｃ）に示
１係数は第６図、第８図に示づ実施例に用いられる。

なお、＾域減衰特雇を１９る方法として、」−記実施例
のように高域フィルタ３と東ｐ部１０の係数−ａとを用
いる方法の他、東口部の係数の極付及びレベルを変えて
低域フィルタを構成し、この低域フィルタと全域フィル
タとを合成する方法もある。この場合、高域減哀特ｆ１
の低域側の平坦レベルが低域フィルタの低域側の平１０
レベルに、高域減衰特性の高域側の平坦レベルが全域フ
ィルタの平坦レベルに夫々対応するように各係数を設定
する。

ここで、上記指数関数窓を用いた場合における低域フィ
ルタ及び高域フィルタの差分方程式を考える。Ｘ（ｎ−
ｋ）　、　Ｘ（ｎ＋１−ｋ）を入力、Ｙ　ｆｎ）を出力
、ａｋを係数、Ａｏ１αを定数、之を奇数とすると、第
１図（Ａ）、第６図に示す実施例の低域フィルタ及び高
域フィルタの差分方程式は、であり、第２図、第８図に
示す実施例のそれは、である。但し、 αｋ ａｋ＝Ａｏｅ　　　（ｋ＝１〜（ｅ＋１）又は、Ｙ（ｎ
）＝Σｌｋ＝１ａｋＸ（ｎ＋１−ｋ）であり、但し、ａ
　ｋ＝　ａ　、　＋１−ｋ（ｋ−（（ｅ　＋１）／２）
＋１〜ｅに対して）、（ｅ　＋１）／２−＋ｎである。

又、ＣＯＳβθを用いた場合の低域フィルタ及び高域フ
ィルタの差分方程式（ｊ、第１図（Ａ）、第６図に示す
実施例の場合、 であり、第２図、第８図に示Ｊ実施例の場合、である。

このように指数関数窓を用いると、これを用いないらの
に比して更にリップル平１工１域でのリップルを少なく
シ！？、例えば、高域強調特性では第１０図に示す如く
、周波数ｆ　を以下の平１）Ｕ域でのαに リップル２δ３　（ｅ　　を用いた場合、２δ４αｋ　
　　　β （ｅ　　　ｃｏｓ　　θを用いた場合）を第４図に示す
リップル２δ２よりも小にし１りる。

４【お、上記ハードウェア構成を用い、デジタル１６号
処理手順をプログラムソフトで制御するようにしてもよ
い。

発明の効果 本発明によれば、特に、高域強調特性では周波数ｆ１以
下の平坦特性、高域強調特性では周波数１１１以−Ｌの
平坦特性は人々全域フィルタが関すするため、従来のも
のに比して平坦域でのリップルを少なくシ畳、これによ
り、従来のＦＩＲデジタル・フィルタを用いたものに比
してオーディオ信号に対し自然な音色で高域強調及び高
域減衰を得ることができｌ−１ｉＦｉ用に適し、更に、
ＦＩＲデジタル・フィルタを用いているため、ＦＩＲデ
ジタル・フィルタを用いたものに比して特に高域のＳＮ
比の劣化がなく、発振等の問題も生じない等の特長を右
する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は夫々本発明フィルタの第１実施
例の回路図及びその概略ブロック系統図、第２図は本発
明フィルタの第２実施例の回路図、第３図はフィルタの
周波数特性図、第４図はリップルの大きさを説明するた
めの周波数特性図、第５図は第１図（Ａ＞に示すフィル
タの係数の値を示す図、第６図及び第７図は夫々本発明
フィルタの第３実施例の回路図及びその係数の値を示す
図、第８図は本発明フィルタの第４実施例の回路図、第
９図は指数関数窓の係数の値を示す図、第１０図は指数
関数窓を用いた場合の本発明フィルタの周波数特性図で
ある。 １．１１・・・入力端子、２・・・全域フィルタ、３・
・・高域フィルタ、５．９２〜９２・・・加粋部、６，
６１・・・出力端子、８〜８．１１１〜１１２・・・１
号ｍ ンプリング遅延部、１０１〜１０□、１０ｔ・・・乗口
部。 第３図 第５図 第７図 ＋”ｌ　　　　　　　　　＋”Ｉ　　　　　　　　　　
　＋Ｏ１第１０図 手続ネ市−，１−「−、：： 昭和６０年１１月１２日 特許庁長官　宇　賀　道　部　　殿 １、事件の表示 昭和６０（［待訂願　第２０９８１９号２、発明の名称 デジタル・フィルタ ３、補Ｉ−を１Ｊ−る石 事件との関係　　　特許出願人 住所　〒２２１　　神奈川４横６１市神奈川区守屋町３
Ｊ［４１２番１！ハ名称　（４３２）　　日本ビクター
株式会ネＩ代人名　取締役社長　宍　道　−部 ４、代理人 （１所　〒１０２　　東京都千代田区麹町５丁ロア番地
６、補正の対免 図面。 ７、補正の内容 図面中、第９図を別紙のとおり補ｉｆする（（Ｂ）のα
＝０１をα−０１と補正）。 第９１」（細止図血９

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＦＩＲデジタル高域フィルタとＦＩＲデジタル全
   域通過フィルタとを設け、得るべき高域強調特性の低域
   側の平坦レベルが該ＦＩＲデジタル全域通過フィルタの
   周波数特性の平坦レベルに、該高域強調特性の高域側の
   平坦レベルが該ＦＩＲデジタル高域フィルタの周波数特
   性の高域側の平坦レベルに夫々対応するように、設定す
   べき高域強調量に応じて上記ＦＩＲデジタル高域フィル
   タ及び上記ＦＩＲデジタル全域通過フィルタの夫々の係
   数を設定して実質的に上記ＦＩＲデジタル高域フィルタ
   の出力と上記ＦＩＲデジタル全域通過フィルタの出力と
   を加算するよう構成してなることを特徴とするデジタル
   ・フィルタ。
2. （２）該ＦＩＲデジタル高域フィルタの差分方程式は、
   Ｘ（ｎ−ｋ）又はＸ（ｎ＋１−ｋ）を入力、Ｙ（ｎ）を
   出力、ａ＿ｋを係数、Ａ＿０、αを定数、ｌを係数の数
   で奇数とすると、 Ｙ（ｎ）＝Σ＾ｌ＿ｋ＿＝＿１　ａ＿ｋ　Ｘ（ｎ−ｋ）
   又は、Ｙ（ｎ）＝Σ＾ｌ＿ｋ＿＝＿１　ａ＿ｋ　Ｘ（ｎ
   ＋１−ｋ）であり、但し、 ａ＿ｋ＝Ａ＿０ｅ＾α＾ｋ（ｋ＝１〜（ｌ＋２）／２に
   対して）、ａ＿ｋ＝ａ＿ｌ＿＋＿１＿−＿ｋ（ｋ＝｛（
   ｌ＋１）／２｝＋１〜ｌに対して）であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のデジタル・フィルタ。
3. （３）ＦＩＲデジタル低域フィルタとＦＩＲデジタル全
   域通過フィルタとを設け、得るべき高域減衰特性の低域
   側の平坦レベルが該ＦＩＲデジタル低域フィルタの周波
   数特性の低域側の平坦レベルに、該高域減衰特性の高域
   側の平坦レベルが該ＦＩＲデジタル全域通過フィルタの
   周波数特性の平坦レベルに夫々対応するように、設定す
   べき高域減衰量に応じて上記ＦＩＲデジタル低域フィル
   タ及び上記ＦＩＲデジタル全域通過フィルタの夫々の係
   数を設定して実質的に上記ＦＩＲデジタル低域フィルタ
   の出力と上記ＦＩＲデジタル全域通過フィルタの出力と
   を加算するよう構成してなることを特徴とするデジタル
   ・フィルタ。
4. （４）該ＦＩＲデジタル低域フィルタの差分方程式は、
   Ｘ（ｎ−ｋ）又はＸ（ｎ＋１−ｋ）を入力、Ｙ（ｎ）を
   出力、ａ＿ｋを係数、Ａ＿０、αを定数、ｌを係数の数
   で奇数とすると、 Ｙ（ｎ）＝Σ＾ｌ＿ｋ＿＝＿１　ａ＿ｋ　Ｘ（ｎ−ｋ）
   又は、Ｙ（ｎ）＝Σ＾ｌ＿ｋ＿＝＿１　ａ＿ｋ　Ｘ（ｎ
   ＋１−ｋ）であり、但し、 ａ＿ｋ＝Ａ＿０　ｅ＾α＾ｋ（ｋ＝１〜（ｌ＋２）／２
   に対して）、ａ＿ｋ＝ａ＿ｌ＿＋＿１＿−＿ｋ（ｋ＝｛
   （ｌ＋１）／２｝＋１〜ｌに対して）であることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載のデジタル・フィルタ
   。