JPS63224513A - オ−デイオ用振幅及び群遅延の調整装置 - Google Patents

オ−デイオ用振幅及び群遅延の調整装置

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JPS63224513A
JPS63224513A JP62058249A JP5824987A JPS63224513A JP S63224513 A JPS63224513 A JP S63224513A JP 62058249 A JP62058249 A JP 62058249A JP 5824987 A JP5824987 A JP 5824987A JP S63224513 A JPS63224513 A JP S63224513A
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JP
Japan
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filter
group delay
digital
amplitude
digital filter
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JP62058249A
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Inventor
Yoshiaki Tanaka
美昭 田中
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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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°オーディオ用振幅及び群遅延の調整装置、例
えばPCMオーディオ信号等のオーディオ信号について
、各周波数帯域別の振幅と群遅延量とを可変して取出す
ことができるようにした振幅及び群遅延の調整装置に関
する。
(従来の技術) 受聴者の両耳に与えられる音のレベル差と時間差(位相
差)などが、立体再生音場内における受聴者の左右の方
向感と音像の定位とに大きく関係していることは良く知
られており、従来から電気音響変換器を用いて形成させ
る立体再生音場において受聴者が感じる立体感や音像の
定位感を変化させるのに、電気音響変換器に供給するオ
ーディオ信号の振幅や位相を変化させるようにすること
が −行われて来ているが、従来、最も一般的に使用さ
れていた抵抗、コンデンサ、コイル等の回路素子の組合
わせによって構成された移相器によりアナログ信号形態
のオーディオ信号の位相を細かに変化させるようにする
場合には、高価で複雑な構成の移相器の使用が必要とさ
れるので、そのような手段は民生用の機器に採用するこ
とは困難である。
(発明が解決しようとする問題点) 前記の問題点を解決する一手段としては、例えば、振幅
・位相制御を行うことのできるデジタル・フィルタを用
いることが考えられるが、振幅・位相制御を行うことの
できるデジタル・フィルタとして従来知られているもの
、例えば、特開昭59−112715号公報で開示され
たような構成形態のものは、振幅と位相とを独立に可変
制御するために、実数部と虚数虚数部とについて別々に
演算して得たフィルタ係数を用いてFIRデジタル・フ
ィルタ演算を行って所望の特性のFIRデジタル・フィ
ルタが構成されていて、構成に際してヒルベルト変換器
等が必要とされるので、構成が複雑となるのみならず、
実時間演算が困難であるというような多くの問題点があ
った。
(問題点を解決するための手段) 本発明は所望の周波数特性と所望の群遅延特性とを指定
する特性入力部と、前記した特性入力部で指定された周
波数特性情報に応じたIIRデジタル・フィルタ演算と
前記した特性入力部で指定された群遅延情報に応じた全
域通過型デジタル・フィルタ演算とを行うデジタル・フ
ィルタ演算手段と、前記した特性入力部からの情報によ
り前記したIIRデジタル・フィルタの群遅延量を補正
しろる如きフィルタ係数を前記した全域通過型デジタル
・フィルタに与えるフィルタ係数生成手段と、前記した
各デジタル・フィルタに、それぞれ独立にフィルタ係数
を与え、前記したIIRデジタル・フィルタと前記した
全域通過型デジタル・フィルタとを縦続的に操作する制
御手段とを備えてなるオーディオ用振幅及び群遅延の調
整装置を提供するものである。
(実施例) 以下、添付図面を参照して本発明のオーディオ用振幅及
び群遅延のmu装置の具体的な内容を詳細に説明する。
第1図は本発明のオーディオ用振幅及び群遅延の調整装
置の一実施例のブロック図。
第2図は振幅と群遅延量とが調整されるべき複数の周波
数帯域における個々の周波数帯域毎の振幅と群遅延量の
調整を行う複数の特性可変用選択スイッチが設けられて
いる特性入力部CIDと、振幅の調整状態及び群遅延量
の状態が複数の周波数帯域における個々の周波数帯域毎
に表示されるようになされている表示部DPAとの正面
図、第3図はデジタル・シグナル・プロセッサDSPの
一例構成を示すブロック図、第4図及び第13図はデジ
タル・シグナル・プロセッサDSPの動作によって得ら
れるべきフィルタの構成を示すブロック図、第5図は本
発明のオーディオ用振幅及び群遅延の調整装置の動作を
説明するために用いるタイミングチャート、第6図及び
第12図は中央演算処理袋fi(CPU)の動作説明用
のフローチャート。
第7図は全域通過型デジタルフィルタの特性を説明する
ための図、第8図及び第11図は全域通過型デジタルフ
ィルタの極と零(ミラー)とを説明するための2平面図
、第9図は係数設定部と係数メモリにおけるメモリマツ
プの一例図、第10図はマルチプレクサと送信部との具
体的構成を示すブロック図である。
本発明のオーディオ用振幅及び群遅延の調整装置の一実
施例のブロック図を示している第1図において、1はデ
ジタル信号の入力端子であり、この入力端子1にはオー
ディオ用振幅及び群遅延の調整装置において所定の大き
さの振幅変化と所定量の群遅延が与えられるべき所定の
フォーマットのデジタル信号となされたオーディオ信号
(以下。
単にデジタル信号と記載する)が供給される。
前記した入力端子1に供給されたデジタル信号は受信部
RDで復調される。PLLはフェーズ・ロックド・ルー
プであり、このフェーズ・ロックド・ループPLLは受
信部RDで復調して得たデジタル・データ中のクロック
と、受信部RD中で発生されたクロックとの位相を同期
させるために用いられる。なお、装置の構成に応じて、
入力信号がシリアル信号となされたり、あるいはパラレ
ル信号となされたりされるものであることはいうまでも
ない。
前記の受信部RDで復調された信号1例えば、NRZ信
号は、デジタル・シグナル・プロセッサDSPQI、D
SPrlに供給される。前記したデジタル・シグナル・
プロセッサDSPfi1.DSPrl、及び後述されて
いるデジタル・シグナル・プロセッサDSPfi2.D
SPj13.DSPr2.DSPr3としては1例えば
第3図に示されているような構成態様のものを使用する
ことができる。
なお、第1図中に示されているデジタル・シグナル・プ
ロセッサDSPI〜DSPΩ3.DSPr1〜DSPr
3と、第3図に具体的に示されているデジタル・シグナ
ル・プロセッサ(DSPjl。
DSPr )とは、両者の対応関係が明らかとなるよう
に、両者における対応する入出力端子について、同一の
符号a ” hを付しである。
デジタル・シグナル・プロセッサDSPfll、DSP
Q2は、ステレオ信号における左チャンネル信号に対し
て特性入力部CIDに設定された群遅延特性を実現すべ
く全域通過型デジタル・フィルタ演算を行って全域通過
型デジタル・フィルタとして機能するような動作を行い
、また、デジタル・シグナル・プロセッサDSPrl、
DSPr2は、ステレオ信号における右チャンネル信号
に対して特性入力部CIDに設定された群遅延特性を実
現すべく全域通過型デジタル・フィルタ演算を行って全
域通過型デジタル・フィルタとして機能するように動作
するものである。
また、前記したデジタル・シグナル・プロセッサDSP
J!3は、ステレオ信号における左チャンネル信号に対
して特性入力部CIDに設定された周波数特性(振幅変
化の態様)を実現すべくIIRデジタル・フィルタ演算
を行ってIIRデジタル・フィルタとして機能するよう
な動作を行い、またデジタルeシグナルeプロセッサD
SPr3は、ステレオ信号における右チャンネル信号に
対して特性入力部CIDに設定された周波数特性(振幅
変化の態様)を実現すべくIIRデジタル・フィルタ演
算を行ってIIRデジタル・フィルタとして機能するよ
うに動作するものである。
さらに、デジタル・シグナル・プロセッサDSP11、
DSPffi2は前記したデジタル・シグナル・プロセ
ッサDSPJ13によって行われる振幅の調整に伴って
信号中に生じる群遅延を補正するための群遅延を信号に
与えることのできる群遅延特性を実現させうるような全
域通過型デジタル・フィルタ演算を行って全域通過型デ
ジタル・フィルタとして機能するような動作も行い、ま
た、デジタル・シグナル・プロセッサDSPjll、D
SPr2は、前記したデジタル・シグナル・プロセッサ
DSPr3によって行われる振幅の調整に伴って信号中
に生じる群遅延を補正するための群遅−を信号に与える
ことのできる群遅延特性を実現させうるような全域通過
型デジタル・フィルタ演算を行って全域通過型デジタル
・フィルタとして機能するような動作も行うものである
前記した各デジタル・シグナル・プロセッサDSPA1
〜DSPQ3.DSPrl〜DSPr3等は同じ構成で
、かつ、動作態様も同じものが使用されるから、以下の
説明において前記した各デジタル・シグナル・プロセッ
サDSPJII〜DSPfi3゜DSPrl〜DSPr
2等に共通な事項について記述される場合に、それぞれ
のものの区別をしないでデジタル・シグナル・プロセッ
サDSPのように添字のIll、 ff12.rl、r
2を省いた状態で説明が行われている。
所望の周波数特性及び群遅延特性を指定するための特性
入力部CIDには、第2図の(a)に示されているよう
に複数の周波数帯域における個々の周波数帯域毎の振幅
と群遅延量の調整とを行う複数の特性可変用選択スイッ
チ81〜S4と、振幅・遅延切換スイッチ85〜S8と
が設けられている。
また、第2図の(b)に示されている表示部DPAには
例えば図中に示されているように、複数の周波数帯域毎
にそれぞれ複数個の表示素子(例えば1発光ダイオード
)が配列されていて、前記した特性入力部CIDで設定
された各周波数帯域毎の振幅と群遅延量とが前記した表
示素子の動作状態の如何(例えば発光ダイオードの点滅
状態)によって容易に知ることができるようにされてい
るとともに1例えば、サンプリング周波数fs、エンフ
ァシスの有無、フェーズ・ロックド・ループPLLの同
期外れ等の情報の表示を行う表示器deなども設けられ
ている。第2図の(b)においてfal 、 f a2
− f an、及びf bl、 f b2−f bkは
、それぞれ複数に分割された各部なる周波数帯域におけ
る中心周波数値を示したものであり、前記した各周波数
帯域の中心周波数値f at、 f a2・・・fan
の上方に縦方向に並べて図示している丸印、及びfbl
fb2・・・fbkの上方に縦方向に並べて図示してい
る四角印が表示素子である。
第2図の(b)において前記した各周波数帯域の中心周
波数値がfal、 fa2・・・fanによって示され
ている方の表示素子の配列は、各周波数帯域における信
号の群遅延量を表示させるためのものであり、各周波数
帯域の中心周波数値が等間隔(直線リニア)に設定され
、また、前記した各周波数帯域の中心周波数値がfbl
、 fb2・・・fbkによって示されている方の表示
素子の配列は、各周波数帯域における信号の振幅値を表
示させるためのものであり、各周波数帯域の中心周波数
値はオクターブバンドの対数リニアの間隔で設定される
ようになされることは望ましい実施態様である。前記の
ようにそれぞれの周波数帯域の中心周波数値が設定され
た場合には、群遅延量を表示するための表示素子の列の
間隔と、振幅の表示を行うための表示素子の列の間隔と
は等しくならず、また、周波数値falと周波数値fb
lとが一致するとは限らない。
第2図の(b)中では表示素子が発光ダイオードであっ
たとした場合に、黒く示されているものが発光状態、白
く示されているものが消灯状態をそれぞれ現わすという
ような表示の態様で図示しているが、表示部DPAでは
第2図の(b)に例示したように前記した特性入力部C
IDに設定された各周波数帯域毎の振幅と群遅延量との
表示を行うことができる。
中央演算処理装置CPUはリードオンリーメモリROM
とランダムアクセスメモリRAMとを備えており、前記
した特性入力部CIDに設定された各周波数帯域毎の振
幅と群遅延量とに対応する群遅延量が、オーディオ用振
幅及び群遅延の調整装置に供給された入力デジタル信号
に生じさせるように、前記したデジタル・シグナル・プ
ロセッサDSPにおける所定のデジタル・フィルタ演算
が行われるように制御したり、表示部DPAに所定の表
示がなされるようにしたり、その他、オーディオ用振幅
及び群遅延の調整装置の各部の動作の制御を行う。
また、第1図においてSTDはシリアルコードの転送部
、SCGはクロック信号の発生回路1MP又はマルチプ
レクサ、TDは送信部、2は出力端子である。
デジタル・シグナル・プロセッサDSPの具体的な構成
例を示している第3図において、SDIはシリアル・デ
ータの入力回路、IBは入力バッファ、NC−RAMは
係数RAM、TBは転送バッファ、PCDはパラメータ
制御部、P−RAMはプログラムRAM、 SDoはシ
リアルデータの出力回路、SCIはシリアルコード・イ
ンターフェース、D−RAMはデータRAMであり、前
記したプログラムRAM(P−RAM)は、各デジタル
・シグナル・プロセッサDSPI〜DSPQ3.DSP
rl〜DSPr3が実行すべきプログラムを予め記憶し
ている。前記した各デジタル・シグナル・プロセッサD
SPjll〜DSPI23.DSPrl〜DSPr3は
、前記のプログラムRAM(P−RAM)に記憶されて
いるプログラムに従い、それらの動作に際して乗算に用
いられるべき所定のフィルタ係数a 10〜b n2(
または、a (n+1) 、 O〜b p2、もしくは
clO〜dk2)等の係数データが、それらの係数デー
タを記憶している係数RAM(NC−RAM)から乗算
器MULに供給されるようになされる。
また、FN−ROMは定数のメモリ用ROM、MULは
乗算器、ACCはアキュムレータ、REGはシフタ付レ
ジスタ、OBは出力バッファである。
前記した第3図示のデジタル・シグナル・プロセッサD
SPにおける定数のメモリ用ROM(FN−ROM)と
乗算器MULと、アキュムレータACCと、シフタ付レ
ジスタREG、及び出力バッファOBなどからなる構成
部分は、良く知られた回路構成であるとともに1本発明
の説明には直接に関係しないから、それの詳細な説明は
省略する。
シリアルコード・インターフェースSCIはシリアルコ
ード入力端子Cおよびシリアルコード出力端子dを備え
ており、シリアルコードタイミング入力端子eから供給
されるクロック信号及び同期信号(LRCK、LRCK
バー)によってシリアルコード入力端子Cからデータ(
SD、SD’ )を入力したりシリアルコード出力端子
dからデータ(SD、SD’ )を出力したりする。
前記したパラメータ制御部PCDは、シリアルコード・
インターフェースSCIからのデータをプログラムRA
M(P−RAM)および転送バッファTBに識別して送
るとともに、転送バッファTBから転送タイミングと転
送数とを指定する制御信号Ts、Twを出力する1gは
パラメータ制御部PCDのトリガ入力端子である。
前記のパラメータ制御部PCDは前記したトリガ入力端
子gに対して外部からトリガ(同期信号)入力が供給さ
れたときに、そのトリガ入力によって転送タイミングが
決定された制御信号Tsを発生することができるような
構成になされているが、パラメータ制御部PCDは前記
した端子gに対して外部からトリガ入力が供給されなく
ても、データ(SD、SD″)によってもトリガされつ
るような機能を備えている。
そして、第1図に示されているオーディオ用振幅及び群
遅延の調整装置中で使用されている各デジタル・シグナ
ル・プロセッサDSI’ll〜DSPn3.DSPrl
〜DSPr3は、それのパラメータ制御部PCDがデー
タ(SD、SD’)によってトリガされて動作するよう
にされているので、前記した端子窓は使用されていない
シリアル・データの入力回路SDIはシリアルデータ入
力端子aからのオーディオ入力データを直並列変換して
、入力バッファIBを介してデータRAM(D−RAM
)に供給する0図中のfはシリアルデータ入力およびシ
リアルデータ出力のタイミングをきめるために、シリア
ル・データの入力回路SDIとシリアル・データの出力
回路SD0とに供給するデータクロック信号BCLKと
チャンネル識別信号LRCKとの入力端子である。
第4図は第1図に示されている本発明のオーディオ用振
幅及び群遅延の調整装置におけるデジタル・シグナル・
プロセッサDSI’ll、DSPΩ2゜DSPrl、D
SPr2によって、それぞれ得ようとしているフィルタ
特性が得られるような全域通過型デジタル・フィルタを
具体的な回路構成の形で表わした図であり、また、第1
3図は第1図に示されている本発明のオーディオ用振幅
及び群遅延の調整装置におけるデジタル・シグナル・プ
ロセッサDSPQ3.DSPr3の演算動作により、そ
れぞれ得ようとしているフィルタ特性が得られるような
パラレル型のIIRデジタル・フィルタを具体的な回路
構成の形で表わした図であって、前記の第4図及び第1
3図において3は入力端子。
4は単位遅延演算子、5は乗算回路、6は加算回路、7
は出力端子であり、また、第13図において8.9は乗
算器である。
まず、第4図に示されているフィルタは同一構成のp(
p=n+Q)個のパイクワッドフィルタ部FLTI 〜
FLT(n+Q)が(n+Q)段縦続接続された全域通
過型のフィルタ構成になっている。
ところで、第4図に示されるような全域通過型デジタル
・フィルタの伝達関数HA(Z)は良く知られているよ
うに次式によって表わされる。
そして、全域通過型デジタル・フィルタの場合には、デ
ジタル・フィルタの係数の内の係数ai2を1とするこ
とができ、また、全域通過型デジタル・フィルタでは、
第8図中に示されているように2平面図上のPI、P2
.P3−Pn−1,Pnの各種が零(ミラー)とそれぞ
れ重なっているとともに。
第7図の(b)に示されているようにように位相特性θ
(ω)が周波数(規格化周波数ω)に対して各パイクワ
ッドフィルタ部(単位フィルタ)で単調減少することが
知られており、また、前記した群遅延特性τg(ω)は
 τg(ω);−dθ(ω)/dω として定義される
ので、第7図の(a)においてGdl。
Gd2・・・Gdnで示される群遅延特性が各パイクワ
ッドフィルタ部FLTI〜FLTnについて得られる(
以下の説明の関係からn個のパイクワッドフィルタ部F
LTI〜FLTnが縦続接続されている場合を例□に挙
げて記載している)。
すなわち、パイクワッドフィルタ部FLTIの極P1の
角周波数θp1は、それを第7図の(a)に示されてい
る群遅延特性の第1の帯域周波数の中心周波数falに
対応させることができ、同様に各パイクワッドフィルタ
部FLT2〜FLTnのそれぞれの極P2〜Pnの角周
波数θP2〜θpnを第2〜第nの周波数帯域の中心周
波数fa2〜fanに対応させることができる。
今、複数の周波数帯域における中心角周波数θPly 
θp2・・・θpnを、互に隣接する角周波数の差が等
しくな・るように、すなわち1次の(1)式0式% のように直線リニアの関係を満足するように選定し、か
つ、それぞれの極Pi、P2・・・・・・Pnと中心と
を結ぶ距離rl、r2・・・rnを次の(2)式0式%
(2) で示されるようにすべて等しくして、各種P1゜P2・
・・・・・Pnが同心円上に配置された状態にさせなが
ら、複数の全域通過型デジタル・フィルタの群遅延量が
すべて同一になるように、複数の全域通過型デジタル・
フィルタにおけるデジタル・フィルタ係数を設定すると
、群遅延量τgは第7図中のτgtのように一定の状態
になり、N個の全域通過型デジタル・フィルタの総合の
群遅延特性は略々平坦な状態となされて全周波数帯域に
ついて凹凸のない状態の群遅延特性が得られるのである
第4図示のような構成となされている全域通過型デジタ
ル・フィルタについて、前記したように全周波数帯域に
ついて凹凸のない状態の群遅延特性を得ることのできる
各パイクワッドフィルタ部FLTI〜FLTnのフィル
タ係数の一例として、n=10の場合を示すと次のとお
りである。
FLT  フィノ1νり係数 1、     a 10=0.2279777008a
 11= −0,9435036489a 12=1.
0000000000 b 11:0.9435036489 b t2= −0,22797770082、a 20
=0.2279540615a21=  0.8539
270229a 22=1.0000000000 b 21=0.8539270229 b 22== −0,22795406153、a 3
0==0.2286841630a 31= −0,6
855207745a 32=:1.00000000
00b 31=0.6855207745 b 32= −0,22868416304、a 40
=0.2309500374a 41= −0,452
8444485a 42=1.0000000000 b 41:0.4528444485 b 42= −0,23095003745、a50=
0.2332873199a 51= −0,1723
049176a 52=1.0000000000 b 51=0.1723049176 b 52=−0,23328731996、a 60=
0.2355608216a 61=0.126503
6337 a 62=1.0000000000 b 61=−0,1265036337b 62= −
0,23556082167、a 70=0.2399
302297a 71=0.4180445346 a 72=1.0000000000 b 71= −0,4180445346b 72= 
−0,239930229710、a 10,0 =0
.2566032823a 10,1=0.99913
42740a 10,2=1.0000000000b
 10,1=−0,9991342740b 10,2
=−0,2566032823次に、第13図に示され
ているような具体的な構成として表わされるパラレル型
IIRデジタル・フィルタは信号の振幅を制御するため
に用いられる第1図中のデジタル・シグナル・プロセッ
サDSP123.DSPr3におけるIIR演算によっ
て構成されるものであり、前段乗算器8.IIRフィル
タFLBI、後段乗算器9a、IIRフィルタFLB2
.後段乗算器9b、・・・IIRフィルタFLBk、後
段乗算器9になどで構成されている。
IIRフィルタFLBiは第13図の下方の右端部に参
考的に図示されている如く1周波数fbiを帯域中心に
して信号を増強減衰する、いわゆるベル型の特性を有す
るようになされ、周波数fbl。
fb2・・・fbkはオクターブバンドの対数リニア間
隔に選ばれる。
ところで1本発明のオーディオ用振幅及び群遅延の調整
装置においては、信号の振幅の調整と群遅延の調整とが
、それぞれIIRデジタル・フィルタ演算を行うデジタ
ル・シグナル・プロセッサDSPによって行われるよう
にしているが、IIRデジタル・フィルタによって信号
の振幅を変化させるようにした場合には、振幅の変化と
同時に信号中に群遅延の変化も生じる。
すなわち、既述もしたように第1図示の実施例において
は、デジタル・シグナル・プロセッサDSPal、DS
Pj12に、ステレオ信号における左チャンネル信号に
対して特性入力部CI D &:数設定れた群遅延特性
を実現すべく全域通過型デジタル・フィルタ演算を行わ
せて、それが全域通過型デジタル・フィルタとして機能
するような動作を行わせ、また、デジタル・シグナル・
プロセッサDSPrl、DSPr2に、ステレオ信号に
おける右チャンネル信号に対して特性入力部CIDに設
定された群遅延特性を実現すべく全域通過型デジタル・
フィルタ演算を行わせて、それが全域通過型デジタル・
フィルタとして機能するような動作を行わせ、さらに、
デジタル・シグナル・プロセッサDSPΩ3に、ステレ
オ信号における左チャンネル信号に対して特性入力部C
IDに設定された周波数特性(振幅変化の態様)を実現
すべくIIRデジタル・フィルタ演算を行わせて、それ
がIIRデジタル・フィルタとして機能するような動作
を行わせ、さらにまたデジタル・シグナル・プロセッサ
DSPr3に、ステレオ信号における右チャンネル信号
に対して特性入力部CIDに設定された周波数特性(振
幅変化の態様)を実現すべくIIRデジタル・フィルタ
演算を行わせて、それがIIRデジタル・フィルタとし
て機能するような動作を行わせるようにするとともに、
前記のように特性入力部CIDに設定された周波数特性
(振幅変化の態様)を実現すべくIIRデジタル・フィ
ルタ演算を行ってIIRデジタル・フィルタとして機能
するような動作を行うデジタル・シグナル・プロセッサ
DSPfi3の動作により信号の振幅が変化された場合
に、振幅の変化に伴って信号中に生じる群遅延を補正す
るための群遅延を信号に与えることのできる群遅延特性
を実現させつるような全域通過型デジタル・フィルタ演
算をデジタル・シグナル・プロセッサDSPQ2 、あ
るいはデジタル・シグナル・プロセッサDSPjll、
DSPQ2で行わせ、また、前記したデジタル・シグナ
ル・プロセッサDSPr3によるIIRデジタル・フィ
ルタ演算により構成されるIIRフィルタによって行わ
れる振幅の調整に伴って信号中に生じる群遅延を補正す
るための群遅延を信号に与えることのできる群遅延特性
を実現させうるような全域通過型デジタル・フィルタ演
算をデジタル・シグナル・プロセッサDSPrl、DS
Pr2で行わせるようにしている。
次に、中央演算処理装置の制御の下に第6図に示されて
いるフローチャート中のステップ109で行われる群遅
延用の全域通過型フィルタにおけるフィルタ係数の補正
のやり方について、第12図に示されているフローチャ
ートをも参照して説明すると次のとおりである。
第12図のフローチャートは、振幅に関する入力情帽が
モード!(信号の振幅の可変巾が、どの周波数帯域につ
いても小である場合、ただし、すべての周波数帯域につ
いて振幅の可変巾が零の場合を除く・・・すべての周波
数帯域について振幅の可変巾が零の場合には、ステップ
240でイニシャライズする)の場合と、振幅に関する
入力情報がモード■(振幅の可変巾の大きな周波数帯域
が1つでもある場合)の場合と、前記したモードI、■
以外の場合との3つの場合に応じて、群遅延用全域通過
型フィルタのフィルタ係数の選択のやり方が、ステップ
220,230,240のようにそれぞれ変更される場
合を例示している。
まず、前記したモードIにおける群遅延用全域通過型フ
ィルタのフィルタ係数の補正が行われるステップ220
では1群遅延用全域通過型フィルタにおけるF L T
(n +1)〜F L T(n + Q )の部分の単
位フィルタが補正用に用いられる。この場合には群遅延
用全域通過型フィルタにおける他の単位フィルタFLT
I〜FLTnの部分に対して独立にフィルタ係数の選択
を行い得るので、フィルタ係数の設定が短時間に終了す
るという利点が得られる。
そして、前記の場合における群遅延用全域通過型フィル
タの単位フィルタFLT(n+1)〜FLT(n+ff
1)のフィルタ係数の設定は次のようにして行われる。
すなわち、まず、第8図に示されているように各単位フ
ィルタにおける群遅延量が略々一定になるように各単位
フィルタの極を配置した後に、信号の振幅が可変された
周波数帯域の内で高い方の周波数帯域について、その周
波数帯域の両側の周波数帯域と対応する単位フィルタの
極をrが一定にされている状態のままで、前記した信号
の振幅が可変された周波数帯域と対応する単位フィルタ
の極から離れるようにして群遅延特性にディップを生じ
させる、ということを次々に行って、デジタル・シグナ
ル・プロセッサDSPQ3(DSPr3)の動作により
信号の振幅が変化された場合に、振幅の変化に伴って信
号中に生じる群遅延を補正するための群遅延を信号に与
えることができる群遅延特性を実現させるようにするの
であり、この場合における群遅延用全域通過型フィルタ
の単位フィルタFLTI〜FLTnのフィルタ係数の設
定は、特性入力部CIDに設定された各周波数帯域毎の
群遅延入力情報に従って群遅延量を生じさせつるフィル
タ係数を、テーブルを参照しながら選択する。
次に、前記したモード■における群遅延用全域通過型フ
ィルタのフィルタ係数の補正が行われるステップ230
では、群遅延用全域通過型フィルタにおけるすべての単
位フィルタFLTI〜FLT(n+12)が、特性入力
部CIDに設定された各周波数帯域毎の群遅延入力情報
に従った群遅延量を生じさせるための動作と、デジタル
・シグナル・プロセッサDSPQ3(DSPr3)の動
作によって信号の振幅が変化された場合に振幅の変化に
伴って信号中に生じた群遅延を補正するための群遅延を
生じさせるための動作とを行えるように各単位フィルタ
のフィルタ係数が設定されるのである。
そして、この場合には指定帯域(例えば、中心周波数が
falの周波数帯域)と1個々の単位フィルタ(例えば
、単位フィルタFLTI)との対応が一致せず、全体の
群遅延特性として最良に近似するフィルタ係数が各単位
フィルタFLTI〜FLT(n十g)に与えられるよう
にする。
前記のように全体の群遅延特性として最良に近似するフ
ィルタ係数の設定のやり方の詳細についての記載は省略
するが、例えば第11図に示すようにIIRデジタル・
フィルタの極が、PH1とPH5にあり入力特性が平坦
な場合には、各単位フィルタFLTI 〜FLT(n+
1)の極が前記した極PB2とPH5の平均のr上に配
置されるようにして、r及びθを幾何学的近似法により
迅速に計算を行うことができる。
次に、前記したモードl、■以外の場合における群遅延
用全域通過型フィルタのフィルタ係数の補正が行われる
ステップ240では、群遅延用全域通過型フィルタにお
けるすべての単位フィルタFLT1〜FLT(n+Q)
のフィルタ係数aio=1、ail=o、ai2=o、
bil=o、bi2=oを、次のように設定して、「入
力データ」=「出力データ」の状態のフィルタが構成さ
れるようにする。
Bi□=l、ail=o、ai2=o、bii==ol
bi2=0 さて、本発明のオーディオ用振幅及び群遅延の調整装置
において、信号の振幅の調整と群遅延特性の切換えとは
、デジタル・シグナル・プロセッサDSPを実質上構成
しているフィルタのプログラムを切換えたり、あるいは
デジタル・シグナル・プロセッサDSPを実質上構成し
ているフィルタの係数a 10= b n2(または、
 a (n +1)、 0− bp2゜もしくは、c1
0〜dk2)と対応する係数データを切換えることによ
って行うことができるのであり、前記の群遅延特性の切
換動作の制御と振幅の切換動作の制御は中央演算処理装
置CPUによって行われるが、以下の記述では群遅延特
性及び振幅の切換えが、デジタル・シグナル・プロセッ
サDSPを実質上構成しているフィルタの係数alo〜
bn2、(またはa (n +1)、O〜bp2、もし
くは、cl。
〜dk2)に対応した係数データの切換えにより行われ
る場合を例に挙げて説明されている。
前記した中央演算処理装置CPUではリードオンリーメ
モリROM及びランダムアクセスメモリRAMからの制
御信号に基づき、プログラム及びまたは全フィルタ係数
データを送って前記した群遅延特性、振幅を切換えるよ
うにしたり、あるいは単−周波数帯域毎のフィルタ係数
データを送って前記した群遅延特性、振幅を切換えて最
終的には全周波数帯域について群遅延特性、振幅の切換
えるようにしたりできる。
次に、第6図に示すフローチャートに従って振幅及び群
遅延特性の切換えについて説明すると以下のとおりであ
る。まず、スタートで特性変更ルーチンが開始され1群
遅延の帯域力ウンタエがセットされる(第6図ステップ
100)、帯域(バンド)Iの設定値を読み(ステップ
101)、パンドカウンタエをインクリメントしくステ
ップ102)、バンド数Nを越えていなければステップ
101に戻り、越えていればステップ104にすすんで
振幅カウンタJを1にセットする。そこで、振幅カウン
タJの設定値を読み(ステップ105)、振幅カウンタ
Jをインクリメントしくステップ106)、バンド数k
を越えていなければステップ105に戻り、越えていれ
ばステップ108にすすんで。
変更があったか否かを判定する。
変更がなければステップ100に戻り、変更があればフ
ィルタ係数が選択され(ステップ109)、係数設定部
に書込む(ステップ110)、そして。
切換スタート信号を送り、1フイルタの5ワード毎にフ
ィルタ係数を書換える(111)、さらに。
具体的に説明すると次のとおりである。すなわち。
中央演算処理装置CPUが例えばR3232Cのシリア
ルフォーマットにより第1図のシリアル転送部STDを
介してデジタル・シグナル・プロセッサDSPQのシリ
アルコード入力端子Cからデジタル・フィルタの係数デ
ータを送ると、そのデジタル・フィルタの係数データは
第3図中のシリアルコード・インターフェースSCIと
パラメータ制御部PCDとを介して転送バッファTBに
送られる。
第9図の(a)は転送バッファTBのマツプを例示した
ものであって、この第9図の(a)ではアドレス0〜3
の記憶部分にデジタル・フィルタの係数データalOが
格納され、また、アドレス4〜7の記憶部分にデジタル
・フィルタの係数データa11が格納されるというよう
に、順次のアドレスで指定される記憶部分にデジタル・
フィルタの係数データが順次に格納され、アドレス(4
X(5n−1))〜(4X(5n −1)+ 3)で指
定された記憶部分にはデジタル・フィルタの係数データ
bn2が格納されている例を示している。
また第9図の(b)は係数RAM(NC−RAM)のマ
ツプを例示したものであって、この第9図の(b)では
アドレスO〜1の記憶部分にデジタル・フィルタの係数
データalOが格納され、また、アドレス2〜3の記憶
部分にデジタル・フィルタの係数データallが格納さ
れるというように、順次のアドレスで指定される記憶部
分にデジタル・フィルタの係数データが順次に格納され
、アドレス(2X(5n−1))〜(2x(5n −1
)+ 1)で指定された記憶部分にはデジタル・フィル
タの係数データbn2が格納されている例を示している
前記した第9図の(a)に例示した転送バッファTBの
マツプと、第9図の(b)に例示した係数RAM(NC
−RAM)のマツプとにおいて、同じデジタル・フィル
タの係数データが格納されるべき記憶部分のアドレスが
異なっているのは、各デジタル・フィルタの係数データ
が32ビツト(8ビツト×4)である場合に、転送バッ
ファTBは1番地当り8ビツト、係数RAM(NC−R
AM)は1番地当り16ビツトの記憶容量のものが使用
されていたとした場合を例に挙げて図示したものだから
である。
前記したアドレスは第5図の(i)に示されているよう
な4バイト命令セツトのシリアルデータの3番目で指定
し、また、前記したデジタル・フィルタの係数データは
第5図の(i)に示されているような4バイト命令セツ
トのシリアルデータの4番目で指定する。
前記したデジタル・フィルタの係数データの語長が前述
の例のように32ビツトの場合には、デジタル・フィル
タの係数データを8ビツトづつ4回に分けて送る。なお
、第5図の(i)に示されているような4バイト命令セ
ツトのシリアルデータの第1番目のコード1と第2番目
のコード2とはチップイネーブル用のものであり、これ
はどのデジタル・シグナル・プロセッサDSPを選択す
るのか等を区別するために用いられる。
第5図の(h)のCRSバーはシリアルコードの転送開
始を知らせるスタート信号であり、このシリアルコード
の転送開始のスタート信号CRSバーはシリアルコード
の転送部STDからシリアルコード・インターフェース
SCIの入力端子りに印加される。
デジタル・シグナル・プロセッサDSPの転送バッファ
TBに送られたデジタル・フィルタの係数データは、そ
れまでに既に送られているデジタル・フィルタの係数デ
ータとともに、外部同期信号によりトリガーされて係数
RAM(NC−RAM)に単位フィルタ毎である5ワー
ドづつ送られる。そして、デジタル・フィルタの係数デ
ータを係数RAM(NC−RAM)に書込む第6図中の
ステップ110の次に前記の同期信号がシリアル転送部
STDからコード1.コード2の中に符号化された状態
で供給される(ステップ111)。
なお、前記したデジタル・シグナル・プロセッサDSP
のプログラム命令サイクルを決定するクロック信号は、
受信部RDにおいて発生するサンプリングパルスの周波
数の128倍の周波数を有するクロック信号fg(第5
図の(g))が用いられ、そのクロック信号fgはデジ
タル・シグナル・プロセッサDSPのクロック入力端子
fに供給される。
第1図中のSCGはシリアル転送部STDの転送速度に
対応した周波数のクロック信号を発生するクロック信号
の発生回路であり、前記したクロック信号の発生回路S
CGで発生されたクロック信号はデジタル・シグナル・
プロセッサDSPのシリアルコード・インターフェース
SCIのシリアルコードタイミング信号の入力端子eに
供給される。
さて第1図示のオーディオ用振幅及び群遅延の調整装置
(システム)のタイミングチャートを示す第5図におい
て、デジタル・シグナル・プロセッサDSPQ3は時刻
t1でデジタル・フィルタの係数データを取込むと同時
に、それ以前のデジタル・フィルタの係数データの演算
結果を出力し、デジタル・シグナル・プロセッサDSP
r3からの出力とともに第1図中のマルチプレクサMP
Xで左右2チャンネルの時分割信号(第5図の(、)の
形式)とされた後に、送信部TDにおいてオーディオデ
ータ変調機能と、送信機能を有する送信部TDにおいて
デジタル・オーディオ・インターフェース・フォーマッ
トに変換されてから出力端子2に送出される。なお、入
力端子1からデジタル・オーディオ・インターフェース
・フォーマットで伝送されてきたデジタルデータは、受
信部RDでNRZに復調されたシリアル・デジタル・オ
ーディオ・データ(第5図の(a))とされて、デジタ
ル・シグナル・プロセッサDSPQI、DSPrlの各
入力端子に供給され、また、前記した受信部RDにおい
てはチャンネル識別信号LRCK、ワード識別信号WC
K等のタイミング信号を復調して、それを各デジタル・
シグナル・プロセッサDSPQI〜DSPfi3、D 
S P rl〜D S P r3と送信部TDとに供給
することにより、前記の各構成部分が相互に同期して動
作できるようにする。
第10図はマルチプレクサMPXと送信部TDとの具体
的な構成例を示したものであり、マルチプレクサMPX
における切換スイッチswn、sWrがチャンネル識別
信号LRCKによって順次交互にオン、オフすることに
よって左チャンネルの信号と右チャンネルの信号とは時
間軸上に順次交互に送信部TDに供給される0図中のI
NVはインバータである。
これまでの実施例の記述では、2次のIIRを単位フィ
ルタとして構成した全域通過型デジタルフィルタを例に
挙げて説明したが、それに限らず、1次のIIRを単位
フィルタとして構成した全域通過型デジタルフィルタが
用いられてもよいし、・また1次のIIRと2次のII
Rとを単位フィルタとする混合構成のものとするなど、
帯域幅や周波数によって全域通過型デジタルフィルタの
構成態様を変形して使用できることはいうまでもない。
なお、使用されるべきデジタル・シグナル・プロセッサ
DSPとしても、既述したような構成態様のものに限ら
れるものではなく、要するにデジタル・シグナル・プロ
セッサDSPはプログラマブルなデジタル信号演算手段
の一実施態様に過ぎないのである。また、これまでの実
施例においてはデジタル信号入力及びデジタル信号出力
のシステムについて説明したが1本発明の実施はそのよ
うなシステム形態のものに限定されるものではなく、例
えば入力側にADコンバータ、出力側にDAコンバータ
を用いて、アナログ信号入力及びアナログ信号出力とし
たシステムについても本発明が適用できることは勿論で
ある。また、第1図に示されている実施例においては、
群遅延量の調整を行わせるための構成部分に振幅の調整
を行わせるための構成部分を後続させるようにして構成
しているが1本発明の実施に当っては、振幅の調整を行
わせるための構成部分に群遅延量の調整を行わせるため
の構成部分を後続させてオーディオ用振幅及び群遅延の
調整装置が構成されてもよいことは勿論である。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したところから明らかなように1本発
明のオーディオ用振幅及び群遅延の調整装置は所望の周
波数特性と所望の群遅延特性とを指定する特性入力部と
、前記した特性入力部で指定された周波数特性情報に応
じたIIRデジタル・フィルタ演算と前記した特性入力
部で指定された群遅延情報に応じた全域通過型デジタル
・フィルタ演算とを行うデジタル・フィルタ演算手段と
、前記した特性入力部からの情報により前記した工IR
デジタル・フィルタの群遅延量を補正しうる如きフィル
タ係数を前記した全域通過型デジタル・フィルタに与え
るフィルタ係数生成手段と、前記した各デジタル・フィ
ルタに、それぞれ独立にフィルタ係数を与え、前記した
IIRデジタル・フィルタと前記した全域通過型デジタ
ル・フィルタとを縦統的に操作する制御手段とを備えて
なるオーディオ用振幅及び群遅延の調整装置であって、
本発明のオーディオ用振幅及び群遅延の調整装置では群
遅延量を可変に調整するための全域通過型デジタル・フ
ィルタと振幅を可変に調整するためのIIRデジタル・
フィルタとが縦続接続されている構成となされていて、
各特性の可変操作に伴って全域通過型デジタル・フィル
タの構成のためのプログラム及びまたはフィルタ係数デ
ータの書換えと、IIRデジタル・フィルタの構成のた
めのプログラム及びまたはフィルタ係数データの書換え
とを行うようにしているので簡単な構成の装置によって
、信号の振幅と群遅延量とを各独立に可変制御すること
ができ、また、IIRデジタルフィルタによる振幅の調
整によって生じる群遅延量を補正するように全域通過型
デジタル・フィルタにおけるデジタル・フィルタ係数を
与えるようにしたから、精度良く群遅延特性を与えるこ
とができ、さらに、全域通過型デジタル・フィルタで位
相を可変にしているので、全域通過型デジタル・フィル
タにおける群遅延量は、各周波数帯内の群遅延量にリッ
プルの発生を抑えることができるのであり、したがって
音像の定位感を自然なものにすることが容易であるなど
の諸利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のオーディオ用振幅及び群遅延の調整装
置の一実施例のブロック図、第2図は特性入力部及び表
示部の正面図、第3図はデジタル・シグナル・プロセッ
サDSPの一例構成を示すブロック図、第4図及び第1
3図はデジタル・シグナル・プロセッサDSPの動作に
よって得られるべきフィルタの構成を示すブロック図、
第5図は本発明のオーディオ用群遅延調整装置の動作説
明用のタイミングチャート、第6図及び第12図は中央
演算処理装置(CPU)の動作説明用のフローチャート
、第7図は全域通過型デジタルフィルタの特性を説明す
るための図、第8図及び第11図は全域通過型デジタル
フィルタの極と零(ミラー)とを説明するためのZ平面
図、第9図は係数設定部と係数メモリにおけるメモリマ
ツプの一例図。 第10図はマルチプレクサと送信部との具体的構成を示
すブロック図である。 1・・・デジタル信号の入力端子、2・・・出力端子、
3・・・入力端子、4・・・単位遅延演算子、5,8.
9a〜9k・・・乗算回路、6・・・加算回路、7・・
・出力端子、RD・・・受信部、PLL・・・フェーズ
・ロックド・ループ、DSPQ1〜DSPQ3.DSP
r1〜DSPr3・・・デジタル・シグナル・プロセッ
サ、CID・・・特性入力部、DPA・・・表示部、c
pu・・・中央演算処理装置、ROM・・・リードオン
リーメモリ、RAM・・・ランダムアクセスメモリ、S
TD・・・シリアルコードの転送部、SCG・・・クロ
ック信号の発生回路、MPX・・・マルチプレクサ、T
D・・・送信部、SDI・・・シリアル・データの入力
回路、IB・・・入力バッファ、NC−RAM・・・係
数RAM、TB・・・転送バッファ、PCD・・・パラ
メータ制御部、P−RAM・・・プログラムRAM、S
DO・・・シリアルデータの出力回路、SCI・・・シ
リアルコード・インターフェース、D−RAM・・・デ
ータRAM、FN−ROM・・・定数のメモリ用ROM
、MUL・・・乗算器、ACC・・・アキュムレータ、
REG・・・シフタ付レジスタ、OB・・・出力バッフ
ァ、BCLK・・・データクロック信号、LRCK・・
・チャンネル識別信号、FLT1〜FLT(n+n)、
FLB1〜FLBk・・・単位フィルタ、 特許出願人  日本ビクター株式台社 (9)  曲間曲冊曲聞1 6.− 、− − − −
 − −fgsa128fs手続補正書(自発) 1.事件の表示 昭和62年特許願第 にgltl−7号2、発明の名称 オーディオ用振幅及び群遅延の調整装置3、補正をする
者 事件との関係    特 許 出願人 性 所 神奈川県横浜市神奈用区守屋町3丁目12番地
名称(432)  日本ビクター株式会社4、代理人 住 所 東京部品用区東品用3丁目4番19−915号
手続補正書(自利 昭和62年5月9日 昭和62年特許願第58249号 2、発明の名称 オーディオ用振幅及び群遅延の調整装置3、補正をする
者 119件との関係    特 許 出願人任 所 神奈
川県横浜市神奈用区守屋町3丁目12番地名称(432
)  日本ビクター株式会社4、代理人 6、補正の対象 明細書末尾の特許出願人の記名欄 7、補正の内容

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所望の周波数特性と所望の群遅延特性とを指定する特性
    入力部と、前記した特性入力部で指定された周波数特性
    情報に応じたIIRデジタル・フィルタ演算と前記した
    特性入力部で指定された群遅延情報に応じた全域通過型
    デジタル・フィルタ演算とを行うデジタル・フィルタ演
    算手段と、前記した特性入力部からの情報により前記し
    たIIRデジタル・フィルタの群遅延量を補正しうる如
    きフィルタ係数を前記した全域通過型デジタル・フィル
    タに与えるフィルタ係数生成手段と、前記した各デジタ
    ル・フィルタに、それぞれ独立にフィルタ係数を与え、
    前記したIIRデジタル・フィルタと前記した全域通過
    型デジタル・フィルタとを縦続的に操作する制御手段と
    を備えてなるオーディオ用振幅及び群遅延の調整装置
JP62058249A 1987-03-13 1987-03-13 オ−デイオ用振幅及び群遅延の調整装置 Pending JPS63224513A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63316165A (ja) * 1987-06-18 1988-12-23 Sanyo Electric Co Ltd デジタル信号処理装置
JP2006080931A (ja) * 2004-09-10 2006-03-23 Hitachi Communication Technologies Ltd 遅延同期ループ回路、ディジタルプリディストーション型送信機、および無線基地局
WO2010061458A1 (ja) * 2008-11-27 2010-06-03 パイオニア株式会社 音声再生装置
US10763828B2 (en) 2014-12-03 2020-09-01 Peter Graham Craven Non linear filter with group delay at pre-response frequency for high res audio

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