JPS63244924A - Filter coefficient arithmetic unit - Google Patents

Filter coefficient arithmetic unit

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JPS63244924A
JPS63244924A JP7693987A JP7693987A JPS63244924A JP S63244924 A JPS63244924 A JP S63244924A JP 7693987 A JP7693987 A JP 7693987A JP 7693987 A JP7693987 A JP 7693987A JP S63244924 A JPS63244924 A JP S63244924A
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JP
Japan
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frequency characteristic
amplitude
phase
filter coefficient
input means
Prior art date
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JP7693987A
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Japanese (ja)
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Masaharu Matsumoto
正治 松本
Seiichi Ishikawa
石川 清一
Katsumasa Sato
克昌 佐藤
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To control the frequency characteristics of amplitude and a phase independently, by setting impulse response for the characteristics of the amplitude and the phase on a transversal filter (FIR) as filter coefficients. CONSTITUTION:At an amplitude input circuit 5, a desired amplitude frequency characteristic ¦H(omega)¦ wherer it is omega=0-pi is set, and to a correction characteristic input circuit 6, the reverse amplitude frequency characteristic ¦H1(omega)¦ of the one on which phase correction is desired to be applied is inputted. A phase frequency characteristic, that is, the reverse phase characteristic of the one on which the phase correction is desired to be applied is found by performing Hilbert transformation at an arithmetic circuit 7, and the impulse response h(n) is found at a reverse Fourier transformation circuit 8 by applying reverse Fourier transformation from the amplitude frequency characteristic and the phase frequency characteristic. Since the frequency characteristics of the amplitude and the phase of the impulse response are set as the filter coefficients on the FIR, it is possible to control the frequency characteristics of the amplitude and the phase independently.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、任意の振幅周波数特性及び位相周波数特性を
実現するトランスバーサル・フィルタ(以下、FIRフ
ィルタと呼ぶ)を用いたイコライザのフィルタ係数演算
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a filter coefficient calculation device for an equalizer using a transversal filter (hereinafter referred to as an FIR filter) that realizes arbitrary amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristics. It is something.

従来の技術 近年、音響装置のディジタル化に共な?、FIRフィル
タを用いたイコライザの開発が求められている。
Conventional technology In recent years, along with the digitization of audio equipment? , there is a demand for the development of an equalizer using an FIR filter.

しかし従来のイコライザでは、振幅周波数特性と位相周
波数特性を一つのFIRフィルタにより、それぞれ独立
に制御することができるものではなかった。
However, in conventional equalizers, it has not been possible to independently control the amplitude frequency characteristics and the phase frequency characteristics using one FIR filter.

第6図に、従来の振幅周波数特性のみを制御することが
できるFIRフィルタのフィルタ係数を求めるフィルタ
係数演算装置のブロック図を示す。
FIG. 6 shows a block diagram of a conventional filter coefficient calculating device for calculating filter coefficients of an FIR filter that can control only amplitude frequency characteristics.

第6図において、1は任意の振幅周波数特性I H(→
1 を入力する入力回路、2は入力された振幅周波数特
性を伝達関数としてこの伝達関数を逆フーリエ変換する
ことによりフィルタ係数を求める逆フーリエ変換回路、
3は求まったフィルタ係数をFIRフィルタに設定する
設定回路、4は実際に与えられた振幅周波数特性を実現
するFIRフィルタである。
In Fig. 6, 1 is an arbitrary amplitude frequency characteristic I H (→
1 is an input circuit that inputs the input signal; 2 is an inverse Fourier transform circuit that uses the input amplitude frequency characteristic as a transfer function and performs inverse Fourier transform on this transfer function to obtain filter coefficients;
3 is a setting circuit that sets the determined filter coefficients in the FIR filter, and 4 is an FIR filter that realizes the actually given amplitude frequency characteristics.

希望する振幅周波数特性IH(→1は、入力部1により
入力される。第6図に入力された振幅周波数特性の例を
示す。第6図において、N:標本化ポイント数は20.
’iた黒丸で入カポインドを示している(ただし、ω−
π−2πの特性はω=〇−πの入力特性を折シ返して制
作している)。
The desired amplitude frequency characteristic IH (→1 is inputted by the input unit 1. An example of the input amplitude frequency characteristic is shown in FIG. 6. In FIG. 6, N: the number of sampling points is 20.
The black circle indicates the input point (however, ω−
The characteristics of π-2π are created by folding the input characteristics of ω=〇-π).

次に、逆フーリエ変換部2において伝達関数H(→=l
H(4)1     ・・・・・・・・・・・・・・・
(1)としてH(ω)を逆7−リエ変換することにより
フィルタ係数(H(→に対するインパルス応答)を求め
ることができる。
Next, in the inverse Fourier transform unit 2, the transfer function H (→=l
H(4)1 ・・・・・・・・・・・・・・・
As (1), the filter coefficient (impulse response to H(→)) can be obtained by performing inverse 7-lier transform on H(ω).

逆フーリエ変換は、次式のように実行する。The inverse Fourier transform is performed as shown in the following equation.

h(→=1/N・ΣH(→・e騰0 ・・・・・・・・
・・・・・・・(2)2π・K (ω”y O≦n≦N−1) (2)式で求まったh(nはフィルタ係数として設定回
路3によって、FIRフィルタ4に設定され、ここで与
えられた振幅周波数特性が実現されることとなる。位相
周波数特性は(1)式で伝達関数を与えたことにより直
線位相となる。
h(→=1/N・ΣH(→・e rise 0 ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(2) 2π・K (ω”y O≦n≦N−1) h (n is set in the FIR filter 4 by the setting circuit 3 as a filter coefficient , the amplitude frequency characteristic given here will be realized.The phase frequency characteristic becomes a linear phase by giving the transfer function by equation (1).

発明が解決しようとする問題点 しかしながら第6図で示した従来例では、最初に述べた
ように任意の振幅周波数特性は実現できるが、位相周波
数特性はFIRフィルタのタップ係数の数により一義的
に決まる直線位相となり、位相周波数特性は任意に設定
することはできないという欠点があった。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional example shown in FIG. 6, although any amplitude frequency characteristic can be achieved as mentioned at the beginning, the phase frequency characteristic is uniquely determined by the number of tap coefficients of the FIR filter. The disadvantage is that the linear phase is fixed and the phase frequency characteristics cannot be set arbitrarily.

本発明は、上記問題点に鑑み、任意の振幅周波数特性と
任意の位相周波数特性をそれぞれ独立に設定し、それを
実現できるFIRフィルタのフィルタ係数を求めるフィ
ルタ係数演算装置を提供するものである。
In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a filter coefficient calculation device that independently sets arbitrary amplitude frequency characteristics and arbitrary phase frequency characteristics and obtains filter coefficients of an FIR filter that can realize them.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明は、振幅周波数特性
を入力する振幅入力手段と、位相周波数特性を入力する
位相入力手段と、入力された振幅周波数特性と位相周波
数特性を持つ伝達関数を逆7−リエ変換することにより
フィルタ係数をもとめる逆フーリエ変換手段と、フィル
タ係数を外部のFIRフィルタに設定する設定手段によ
って構成される。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides amplitude input means for inputting amplitude frequency characteristics, phase input means for inputting phase frequency characteristics, and input amplitude frequency characteristics and phase input means. It is comprised of an inverse Fourier transform means that obtains filter coefficients by performing an inverse 7-lier transform on a transfer function having frequency characteristics, and a setting means that sets the filter coefficients in an external FIR filter.

作  用 本発明は振幅入力手段及び位相入力手段により希望する
振幅周波数特性1位相周波数特性が入力され、この振幅
周波数特性及び位相周波数特性をもつ伝達関数を逆フー
リエ変換する逆フーリエ変換手段によりインパルス応答
が計算され、設定手段により求まったインパルス応答が
フィルタ係数として外部のFIRフィルタに設定される
ことにより希望の特性が実現される。
Function: According to the present invention, a desired amplitude frequency characteristic 1 phase frequency characteristic is inputted by the amplitude input means and the phase input means, and the impulse response is obtained by the inverse Fourier transform means which inverse Fourier transforms the transfer function having the amplitude frequency characteristic and the phase frequency characteristic. is calculated, and the impulse response determined by the setting means is set in an external FIR filter as a filter coefficient, thereby realizing desired characteristics.

実施例 以下、本発明の第1の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。第2図は、本発明の一実施例におけるフ
ィルタ係数演算装置のブロック図を示すものである。
EXAMPLE Hereinafter, a first example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a block diagram of a filter coefficient calculation device in an embodiment of the present invention.

第2図において、6は希望の振幅周波数特性を入力する
振幅入力回路、6はスピーカの逆振幅周波数特性など位
相補正を行いたいものの振幅周波数特性の逆振幅周波数
特性を入力する(又は、位相補正を行うものの振幅周波
数特性を入力し、その逆特性を自動的に制作する)補正
特性入力回路、了は補正特性入力回路6で入力された振
幅周波数特性からヒルベルト変換の関係から位相周波数
特性を求める位相演算回路、8は振幅入力回路6で入力
された振幅周波数特性と位相演算回路7で求められた位
相周波数特性を持つ伝達関数を逆フーリエ変換する逆フ
ーリエ変換回路、9は逆フーリエ変換回路8で求まった
インパルス応答をフィルタ係数として設定する設定回路
、1oは実際に設定された振幅周波数特性を実現するF
IRフィルタである。
In Fig. 2, 6 is an amplitude input circuit for inputting a desired amplitude frequency characteristic, and 6 is an amplitude input circuit for inputting the inverse amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic of the thing for which phase correction is to be performed, such as the inverse amplitude frequency characteristic of a speaker (or phase correction A correction characteristic input circuit (which inputs the amplitude frequency characteristic of the input circuit and automatically creates its inverse characteristic) calculates the phase frequency characteristic from the Hilbert transform relationship from the amplitude frequency characteristic input in the correction characteristic input circuit 6. 8 is an inverse Fourier transform circuit that performs inverse Fourier transform of a transfer function having the amplitude frequency characteristic inputted by the amplitude input circuit 6 and the phase frequency characteristic obtained by the phase calculation circuit 7; 9 is an inverse Fourier transform circuit 8; A setting circuit that sets the impulse response found in
It is an IR filter.

以下、本実施例の動作について、図面に従って説明する
The operation of this embodiment will be described below with reference to the drawings.

振幅入力回路6においてω=0−πの希望の振幅周波数
特性IH(→1が設定され、この入力振幅周波数特性を
折り返すことにより自動的にω−π−2πの振幅周波数
特性が制作される(第6図を参照)。
In the amplitude input circuit 6, a desired amplitude frequency characteristic IH (→1) of ω=0−π is set, and by folding back this input amplitude frequency characteristic, an amplitude frequency characteristic of ω−π−2π is automatically created ( (See Figure 6).

次に、補正振幅入力回路6において位相補正(例えばス
ピーカなどの位相周波数特性を補正する)を行いたいも
のの逆振幅周波数特性IH1(→1を入力する。この振
幅周波数特性もω−0−πの振幅周波数特性を入力し、
この入力振幅周波数特性を折り返すことによりω−π−
2πの振幅周波数特性が制作される。演算回路7でこの
振幅周波数特性を用い、ヒルベルト変換の関係から位相
周波数特性を算出する。
Next, input the inverse amplitude frequency characteristic IH1 (→1) of what you want to perform phase correction (for example, correcting the phase frequency characteristic of a speaker, etc.) in the correction amplitude input circuit 6. This amplitude frequency characteristic is also of ω-0-π. Enter the amplitude frequency characteristics,
By folding this input amplitude frequency characteristic, ω−π−
A 2π amplitude frequency characteristic is produced. The arithmetic circuit 7 uses this amplitude frequency characteristic to calculate the phase frequency characteristic from the Hilbert transform relationship.

ヒルベルト変換の関係を用い、振幅周波数特性からこの
振幅周波数特性を持つものの位相周波数特性を求める方
法は次のようである(例えば、参考文献1:ディジタル
信号処理(下)伊達玄訳コロナ社、参考文献2:ディジ
タル信号処理の基礎前田渡オーム社)。
The method of determining the phase frequency characteristic of something with this amplitude frequency characteristic from the amplitude frequency characteristic using the Hilbert transform relationship is as follows (for example, Reference 1: Digital Signal Processing (Part 2), Translated by Gen Date, Corona Publishing, Reference Reference 2: Fundamentals of Digital Signal Processing (Maeda Watari Ohmsha).

ヒルベルト変換はもともと与えられた実関数または虚関
数から複素関数を求める方法である。
The Hilbert transform is originally a method of calculating a complex function from a given real or imaginary function.

周期Nの周期関数h(n)(以下、数列は時間が離散的
なものを表しているものとする)は、周期関数である偶
関数り。(n)と奇関数h0(→の和で表される。
A periodic function h(n) with a period N (hereinafter, the sequence of numbers represents a discrete time sequence) is an even function that is a periodic function. (n) and an odd function h0 (→).

h (n) −h。(→+h0(n)       ・
・・・・・・・・・・・・・・(′4(n口o−N−1
) また、周期因果律を次式のように定義するとh (n)
 = O、−N / 2 < n < O・・・・・・
・・・・・・・・・(4h(→=h、(n)・u(n)
       ・・・・・・・・・・・・・・・(時と
して、h e (n)で h(=)を求めることができ
る。
h(n)-h. (→+h0(n) ・
・・・・・・・・・・・・・・・('4(n口o-N-1
) Also, if we define periodic causality as the following equation, h (n)
= O, -N/2 < n < O...
・・・・・・・・・(4h(→=h,(n)・u(n)
・・・・・・・・・・・・・・・(Sometimes, h(=) can be found by h e (n).

ここでり。(→及びh 0(n)の性質を見てみると、
次のようなことがわかる。
Here it is. (If we look at the properties of → and h 0(n),
The following can be seen.

h(n)のフーリエ級数係数を、 H(6)−HR(6)+tH工(6)    ・・・・
・・・・・・・・・・・(6)(ω−ゴ「Kとする。K
−o〜N−1)とおくと、he(n)のフーリエ級数係
数がHR(6)に、ho(→のフーリエ級数係数がjH
,(X) K、なる。
The Fourier series coefficient of h(n) is H(6)-HR(6)+tH(6)...
・・・・・・・・・・・・(6) (ω-go ``K.
-o~N-1), the Fourier series coefficient of he(n) becomes HR(6), and the Fourier series coefficient of ho(→ becomes jH
,(X) K, becomes.

以上の結果から、上の数列を有限期間Nの有限期間関数
として見ると、これは、逆にHR(IQ(K−o−N−
1)の逆フーリエ変換(通常、I DFTと呼ばれる)
したものは、h、(n)になるということを示している
こととなる。
From the above results, if we look at the above sequence as a finite period function of finite period N, it conversely becomes HR(IQ(K-o-N-
1) Inverse Fourier transform (usually called IDFT)
This shows that the result becomes h,(n).

以上の性質から次のようなことがわかる。From the above properties, we can understand the following.

希望する振幅周波数特性IH−(6)1を実現する伝達
関数H’(K)を次式のようにおく。
A transfer function H'(K) that realizes the desired amplitude frequency characteristic IH-(6)1 is set as shown in the following equation.

H/(埒−l H/(6)1・ej″(→  ・・・・
・・・・・・・剃(位相周波数特性をθ(ω)とする) (7)式の両辺の自然対数をとると、 l nH’(lQ=ln IH”(K) l + lθ
(→ ・−・−・・・−(8)となる。
H/(埒-l H/(6)1・ej″(→ ・・・・
......Shaving (the phase frequency characteristic is θ(ω)) Taking the natural logarithm of both sides of equation (7), l nH'(lQ=ln IH"(K) l + lθ
(→ ・−・−・・・・−(8).

ここで、7nH’(6)の逆フーリエ変換したものをh
′(ロ)とし、1nlH’(Q+  の逆フーリエ変換
をh’、、(n)とすると、(四穴から h′(ロ)=h4(→・U(ロ)     ・・・・・
・・・・・・・・・・(9)となることがわかる。
Here, h
'(b), and the inverse Fourier transform of 1nlH'(Q+ is h',,(n), then (from the four holes h'(b) = h4(→・U(b)...
It can be seen that (9) is obtained.

更に、(@式から求まったh′(ω)をフーリエ変換す
ると、その求まった値の実数部は1nlH’(Q+  
に、また虚数部はjθ(ω)に相当するわけである。
Furthermore, when h'(ω) found from the equation (@) is Fourier transformed, the real part of the found value is 1nlH'(Q+
Also, the imaginary part corresponds to jθ(ω).

従って、以上のことをまとめると振幅周波数特性から位
相周波数特性を求めるには (1)振幅周波数特性の自然対数をとる。
Therefore, to summarize the above, to obtain the phase frequency characteristic from the amplitude frequency characteristic: (1) Take the natural logarithm of the amplitude frequency characteristic.

@)上記(1)で求まった値を逆フーリエ変換する。@) Perform inverse Fourier transform on the value found in (1) above.

(3)上記(掲で求まったものから(c4式の計算を行
いh′(ω)を求める。
(3) Calculate h'(ω) using the formula c4 from the above results.

G4)h’(ω)を逆フーリエ変換する。G4) Perform inverse Fourier transform on h'(ω).

(5)  h’(ω)を逆7−リエ変換したものの虚数
部をとりだす。
(5) Extract the imaginary part of the inverse 7-lier transform of h'(ω).

という操作を行えば良いことがわかる。このようにして
求まった位相周波数特性は位相推移が最小になるように
振舞う(密閉型スピーカシステムなどの位相周波数特性
がこのような特性を示す)。
You can see that if you do this operation. The phase frequency characteristic determined in this way behaves so that the phase shift is minimized (the phase frequency characteristic of a closed speaker system, etc. exhibits such a characteristic).

以上より振幅周波数特性IH1(→1が与えられれば、
ヒルベルト変換の関係からこの振幅周波数特性をもつも
のの位相周波数特性を求めることができることがわかる
From the above, if the amplitude frequency characteristic IH1 (→1 is given),
It can be seen that the phase frequency characteristic of something with this amplitude frequency characteristic can be determined from the Hilbert transform relationship.

従って、位相補正を行いたいものの逆振幅周波数特性か
らこの振幅周波数特性をもつ位相周波数特性を求めれば
、これが位相補正を行うための位相周波数特性となる。
Therefore, if a phase frequency characteristic having this amplitude frequency characteristic is determined from the inverse amplitude frequency characteristic of the object to be subjected to phase correction, this becomes the phase frequency characteristic for performing phase correction.

つまり、位相補正を行いたいものの逆位相特性を求める
ことができるのである。
In other words, it is possible to obtain the opposite phase characteristics of the object for which phase correction is desired.

次に逆フーリエ変換回路8において振幅入力回路6で入
力された振幅周波数特性と位相演算回路7で算出された
位相周波数特性から、これらの周波数特性をもつ伝達関
数H(ω)を考え、これを逆フーリエ変換することによ
りインパルス応答h(ω)を求める。
Next, in the inverse Fourier transform circuit 8, a transfer function H(ω) having these frequency characteristics is considered from the amplitude frequency characteristics inputted by the amplitude input circuit 6 and the phase frequency characteristics calculated by the phase calculation circuit 7, and this is The impulse response h(ω) is obtained by performing inverse Fourier transform.

このようにして求めたインパルス応答は、振幅周波数特
性は振幅入力回路6により入力された振幅周波数特性を
、位相周波数特性は位相演算回路7により算出された位
相周波数特性を示す。これは、次のように考えれば理解
される。
In the impulse response obtained in this manner, the amplitude frequency characteristic indicates the amplitude frequency characteristic inputted by the amplitude input circuit 6, and the phase frequency characteristic indicates the phase frequency characteristic calculated by the phase calculation circuit 7. This can be understood if you think about it as follows.

第3図に示す2つのFIRフィルタをもつシステムを考
える。11は任意の振幅周波数特性を入力し、この振幅
周波数特性からヒルベルト変換の関係より位相周波数特
性θ、1(ω)を求め、この周波数特性をもつ伝達関数
から逆フーリエ変換により求まったものをフィルタ係数
とするFIRフィルタA、12は希望の振幅周波数特性
IH1゜(→1とFIRフィルタA11で入力された振
幅周波数特性の逆振幅周波数特性を加えた振幅周波数特
性(振幅周波数特性はLOG対数で入力されているもの
とする)から、直線位相の条件から求めた伝達関数(振
幅周波数特性そのものを伝達関数とすればよい、つまり
位相項は零とする)を逆フーリエ変換した値をFIR係
数とするFIR7(ルタBである。このように構成する
とシステム全体の振幅周波数特性はFIRフィルタB1
2で入力された振幅周波数特性IH1゜(ω)1、位相
振幅周波数特性はθ11(→(実際は、FIRフィルタ
B12の直線位相の変化分が加えられるが、位相補正を
考える場合は、これの影響は無視する。つまり、位相項
を考える場合は位相周波数特性を周波数で微分した群遅
延特性を問題にするため、直線位相の変化分は無視され
るわけである)となる。従って、逆に全体のシステムを
見ると、任意の振幅周波数特性とヒルベルト変換の関係
から求めた位相周波数特性を持つようなFIRフィルタ
を1つ持つシステムは、1つの直線位相のFIRフィル
タと、ヒルベルト変換(最小位相推移系)の関係をもつ
FIRフィルタの2つのFIRフィルタで構成されたも
のに等しいことがわかる。
Consider a system with two FIR filters as shown in FIG. 11 inputs an arbitrary amplitude frequency characteristic, calculates the phase frequency characteristic θ, 1 (ω) from the Hilbert transform relationship from this amplitude frequency characteristic, and filters the transfer function with this frequency characteristic by inverse Fourier transform. FIR filter A, 12 used as a coefficient is the desired amplitude frequency characteristic IH1° (→1 and the amplitude frequency characteristic obtained by adding the inverse amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic inputted in FIR filter A11 (the amplitude frequency characteristic is input in LOG logarithm) FIR coefficient is the value obtained by inverse Fourier transform of the transfer function (the amplitude frequency characteristic itself can be used as the transfer function, that is, the phase term is set to zero) obtained from the linear phase condition. FIR7 (filter B). With this configuration, the amplitude frequency characteristic of the entire system is FIR filter B1.
The amplitude frequency characteristic input in step 2 is IH1゜(ω)1, and the phase amplitude frequency characteristic is θ11 (→(Actually, the change in linear phase of FIR filter B12 is added, but when considering phase correction, the influence of this is (In other words, when considering the phase term, the group delay characteristic obtained by differentiating the phase frequency characteristic with respect to frequency is considered, so the change in the linear phase is ignored.) Therefore, conversely, the overall Looking at the system, a system that has one FIR filter with a phase frequency characteristic determined from the relationship between arbitrary amplitude frequency characteristics and Hilbert transform has one linear phase FIR filter and Hilbert transform (minimum phase transition). It can be seen that this is equivalent to an FIR filter composed of two FIR filters having the following relationship:

このように、逆フーリエ変換回路8で求まったh(fI
)は、任意の振幅周波数特性と補正を行うための位相周
波数特性を持つこととなる。
In this way, h(fI
) has arbitrary amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristics for correction.

次に、設定回路9では以上のようにして求められたh 
(n)をフィルタ係数として、実際に入力された周波数
特性を実現するFIRフィルタ10に設定される。
Next, in the setting circuit 9, h
(n) is set as a filter coefficient in the FIR filter 10 that realizes the actually input frequency characteristics.

なお、本実施例では、あるものの位相補正を行う事を例
として説明したが、ある振幅周波数特性を持つものの位
相周波数特性を実現させることも可能である。
In this embodiment, the phase correction of a certain thing has been explained as an example, but it is also possible to realize the phase frequency characteristic of a thing having a certain amplitude frequency characteristic.

第1図は、本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。13は任意の位相周波数特性を入力する位相特性入
力回路である。第3図において、第2図で示したものと
同じ機能をもつものは同じ番号で示している。
FIG. 1 is a block diagram showing a second embodiment of the invention. 13 is a phase characteristic input circuit into which an arbitrary phase frequency characteristic is input. In FIG. 3, parts having the same functions as those shown in FIG. 2 are designated by the same numbers.

位相特性入力回路13ではω=0−πまでの任意の位相
特性が入力される。ω=π−2πの特性はω=0−πま
での位相特性の正負の符号を変えたものを折り返して制
作する。これは、求めるインパルス応答が実数であると
き、振幅周波数特性が偶関数、位相周波数特性は奇関数
であるという条件からきている。
The phase characteristic input circuit 13 receives an arbitrary phase characteristic from ω=0 to π. The characteristic of ω=π−2π is produced by folding the phase characteristics of ω=0−π with different signs. This comes from the condition that when the desired impulse response is a real number, the amplitude frequency characteristic is an even function and the phase frequency characteristic is an odd function.

動作は第1の実施例と同様であり、位相周波数特性を与
えられた位相補正のための振幅周波数特性から演算して
求めるか、直接入力するかの違いだけである。
The operation is similar to that of the first embodiment, the only difference being that the phase frequency characteristic is calculated from the given amplitude frequency characteristic for phase correction or is directly input.

ただし、本実施例は、位相周波数特性は最小位相推移だ
けでなく、任意の位相周波数特性を対象としている。第
1の実施例で示したように、実現する振幅周波数特性は
任意の振幅周波数特性を入力したもの、位相周波数特性
はヒルベルト変換の関係から求めたものを使用して、逆
フーリエ変換からフィルタ係数を求めることにより位相
と振幅を独立に設定することができた。このことから、
位相周波数特性も任意の特性を設定することができるこ
とがわかる。
However, in this embodiment, the phase frequency characteristic is not only the minimum phase shift but also any arbitrary phase frequency characteristic. As shown in the first example, the amplitude-frequency characteristic to be realized is obtained by inputting an arbitrary amplitude-frequency characteristic, and the phase-frequency characteristic is obtained from the Hilbert transform relationship, and the filter coefficients are calculated from the inverse Fourier transform. By finding , it was possible to set the phase and amplitude independently. From this,
It can be seen that the phase frequency characteristics can also be set to arbitrary characteristics.

このことを説明するために、第1の実施例のヒルベルト
変換の関係を用いて位相周波数特性を求める部分を考え
る。
To explain this, consider the part in which the phase frequency characteristic is determined using the Hilbert transform relationship in the first embodiment.

第1の実施例では、ある位相補正を行いたいものの逆振
幅周波数特性から位相周波数特性を求めていた。これを
逆にして、ある位相周波数特性を設定し、これに対応す
る振幅周波数特性が得られたとする。つまり、この得ら
れた振幅周波数特性を入力したときに、ヒルベルト変換
の関係からその設定された位相周波数特性が得られたと
考える。
In the first embodiment, the phase frequency characteristic is obtained from the inverse amplitude frequency characteristic of the object for which a certain phase correction is to be performed. Suppose that this is reversed, a certain phase frequency characteristic is set, and an amplitude frequency characteristic corresponding to this is obtained. In other words, when the obtained amplitude frequency characteristic is input, it is considered that the set phase frequency characteristic is obtained from the Hilbert transform relationship.

従って、任意の位相周波数特性に対する振幅周波数特性
が存在すると考えるわけである。
Therefore, it is considered that an amplitude frequency characteristic exists for any phase frequency characteristic.

先に示した第3図を用いて説明を行う。11は、先に説
明したように、設定された任意の位相周波数特性を持つ
振幅周波数特性から求めた伝達関数に対応するフィルタ
係数が設定されるFIRフィルタA112は設定される
任意の振幅周波数特性とFIRフィルタA11の位相周
波数特性から得られた振幅周波数特性の逆振幅周波数特
性とを加えたものを振幅周波数特性とし、直線位相の条
件から得られる伝達関数から求めたフィルタ係数を設定
されたFIRフィルタBとする。
This will be explained using FIG. 3 shown above. 11, the FIR filter A112 is set with a filter coefficient corresponding to a transfer function obtained from an amplitude frequency characteristic having an arbitrary set phase frequency characteristic, and the FIR filter A 112 has an arbitrary set amplitude frequency characteristic. The amplitude frequency characteristic is the sum of the amplitude frequency characteristic obtained from the phase frequency characteristic of the FIR filter A11 and the inverse amplitude frequency characteristic, and the FIR filter is set with the filter coefficient obtained from the transfer function obtained from the linear phase condition. Let it be B.

このような構成にすることにより、第1の実施例と同様
に全体の振幅周波数特性はFIRフィルタB12に設定
された任意の振幅周波数特性2位相周波数特性はFIR
フィルタA11で設定された位相周波数特性となる。
By adopting such a configuration, as in the first embodiment, the overall amplitude frequency characteristic can be changed to any amplitude frequency characteristic 2 phase frequency characteristic set in the FIR filter B12.
The phase frequency characteristic is set by the filter A11.

このように考えると、第2の実施例で示したような構成
により振幅周波数特性と位相周波数特性を独立に設定す
ることができることがわかる。
Considering this, it can be seen that the configuration shown in the second embodiment allows the amplitude frequency characteristic and the phase frequency characteristic to be set independently.

第4図は、本発明の第3の実施例を示すブロック図であ
る。14は任意の群遅延特性を入力する群遅延入力回路
、16は群遅延入力回路14で入力された群遅延特性を
積分することにより位相周波数特性を計算する積分回路
である。第4図において、第2図で示したものと同じ機
能をもつものは同じ番号で示している。
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. 14 is a group delay input circuit into which an arbitrary group delay characteristic is input; 16 is an integration circuit which calculates a phase frequency characteristic by integrating the group delay characteristic inputted in the group delay input circuit 14. In FIG. 4, parts having the same functions as those shown in FIG. 2 are designated by the same numbers.

群遅延特性τ(a/)は、 τ(→=dθ(→/dω    ・・・・・・・・・・
・・・・(1o)と定義されるものであるから、これを
周波数ωで積分すれば位相周波数特性θ(→が得られる
。従って、任意の群遅延特性から位相周波数特性を求め
ることができる。従って、第1.第2の実施例と同様に
、振幅周波数特性と群遅延特性(位相周波数特性)を独
立に設定できることとなる。
The group delay characteristic τ(a/) is as follows: τ(→=dθ(→/dω)
・・・・・・(1o) is defined as Therefore, similarly to the first and second embodiments, the amplitude frequency characteristic and the group delay characteristic (phase frequency characteristic) can be set independently.

なお、第1.第2.第3の実施例では、逆フーリエ変換
回路8で求まったインパルス応答をそのままFIRフィ
ルタ1oのフィルタ係数としていたが、このようにする
とFIRフィルタ1oにおいて実現される周波数特性上
にリップルが生じることがある。そこでこれを防ぐため
に、逆フーリエ変換回路8で求まったインパルス応答に
ある特性(ハニング、ハミングなど)を持つ窓関数を掛
け、これをFIRフィルタ1oの係数とすることが行わ
れることもある。
In addition, 1. Second. In the third embodiment, the impulse response obtained by the inverse Fourier transform circuit 8 is directly used as the filter coefficient of the FIR filter 1o, but if this is done, ripples may occur on the frequency characteristics realized in the FIR filter 1o. . In order to prevent this, the impulse response determined by the inverse Fourier transform circuit 8 is sometimes multiplied by a window function having certain characteristics (Hanning, Hamming, etc.), and this is used as the coefficient of the FIR filter 1o.

従って、設定回路9ではこのような窓が掛けられて設定
されるようなものも含むことを付は加えておく。
Therefore, it should be added that the setting circuit 9 also includes settings that are made using such a window.

発明の効果 本発明は、振幅周波数特性を入力する振幅入力手段と、
位相周波数特性を入力する位相入力手段と、入力された
振幅周波数特性と位相周波数特性を持つ伝達関数に対す
るインパルス応答を求める逆フーリエ変換手段と、逆フ
ーリエ変換により求まったインパルス応答をフィルタ係
数として外部のトランスバーサル・フィルタに設定する
設定手段を具備することにより、振幅周波数特性と位相
周波数特性を独立に制御することができるフィルタ係数
を算出するフィルタ係数演算装置を提供することができ
る。
Effects of the Invention The present invention provides amplitude input means for inputting amplitude frequency characteristics;
A phase input means for inputting a phase frequency characteristic, an inverse Fourier transform means for obtaining an impulse response to a transfer function having the input amplitude frequency characteristic and phase frequency characteristic, and an external By providing a setting means for setting the transversal filter, it is possible to provide a filter coefficient calculation device that calculates filter coefficients that can independently control amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図、第4図は本発明の一実ゐ例におけるフ
ィルタ係数演算装置のブロック図、第3図は同フィルタ
係数演算アルゴリズムを示すブロック図、第6図は従来
例を示すブロック図、第6図は振幅周波数特性の設定方
法を示す特性図である。 6・・・・・・振幅入力回路、6・・・・・・補正特性
入力回路、7・・・・・・位相演算回路、8・・・・・
・逆フーリエ変換回路、9・・・・・・設定回路、10
・・・・・・FIRフィルタ、1191102.FIR
フィルタ、12・・・・・・FIRフィルタ、13・・
・・・・位相入力回路、14・・・・・・群遅延入力回
路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 .5 6 プ
Figures 1, 2, and 4 are block diagrams of a filter coefficient calculation device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a block diagram showing the same filter coefficient calculation algorithm, and Figure 6 shows a conventional example. The block diagram and FIG. 6 are characteristic diagrams showing a method of setting amplitude frequency characteristics. 6... Amplitude input circuit, 6... Correction characteristic input circuit, 7... Phase calculation circuit, 8...
・Inverse Fourier transform circuit, 9...Setting circuit, 10
...FIR filter, 1191102. FIR
Filter, 12...FIR filter, 13...
...Phase input circuit, 14...Group delay input circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 3. 5 6 pu

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)任意の振幅周波数特性を入力する振幅入力手段と
、任意の位相周波数特性を入力する位相入力手段と、入
力された振幅周波数特性と位相周波数特性を持つ伝達関
数に対するインパルス応答を求める逆フーリエ変換手段
と、逆フーリエ変換により求まったインパルス応答をフ
ィルタ係数として外部のトランスバーサル・フィルタに
設定する設定手段とを具備したフィルター係数演算装置
(1) An amplitude input means for inputting an arbitrary amplitude frequency characteristic, a phase input means for inputting an arbitrary phase frequency characteristic, and an inverse Fourier that calculates an impulse response to a transfer function having the input amplitude frequency characteristic and phase frequency characteristic. 1. A filter coefficient calculation device comprising a conversion means and a setting means for setting an impulse response obtained by inverse Fourier transformation as a filter coefficient in an external transversal filter.
(2)位相振幅入力手段は、任意の補正振幅周波数特性
を入力する補正振幅入力手段と、前記補正振幅入力手段
により入力された補正振幅周波数特性にもとづきヒルベ
ルト変換の関係から位相周波数特性を求める演算手段と
を備え、前記振幅入力手段により入力された振幅周波数
特性と前記演算手段により求まった位相周波数特性をも
つ伝達関数から逆フーリエ変換手段によりフィルタ係数
を求めることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
フィルタ係数演算装置。
(2) The phase-amplitude input means includes a corrected amplitude input means for inputting an arbitrary corrected amplitude-frequency characteristic, and an operation for calculating a phase-frequency characteristic from a Hilbert transform relationship based on the corrected amplitude-frequency characteristic input by the corrected amplitude input means. and a filter coefficient is determined by an inverse Fourier transform means from a transfer function having an amplitude frequency characteristic input by the amplitude input means and a phase frequency characteristic determined by the calculation means. The filter coefficient calculation device according to item 1.
(3)位相入力手段は、群遅延周波数特性τ(ω)を入
力する群遅延入力手段と、群遅延周波数特性を積分する
ことにより位相周波数特性を計算する積分手段とを備え
、前記振幅入力手段により入力された振幅周波数特性と
該積分手段により求まった位相周波数特性をもつ伝達関
数から逆フーリエ変換手段によりフィルタ係数を求める
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のフィルタ
係数演算装置。
(3) The phase input means includes a group delay input means for inputting the group delay frequency characteristic τ(ω), and an integrating means for calculating the phase frequency characteristic by integrating the group delay frequency characteristic, and the amplitude input means 2. The filter coefficient calculation device according to claim 1, wherein a filter coefficient is determined by an inverse Fourier transform means from a transfer function having an amplitude frequency characteristic inputted by the integer and a phase frequency characteristic determined by the integrating means.
(4)振幅入力手段は、ω=0−π(ω:角周波数)の
範囲の振幅周波数特性のみを入力し、この振幅周波数特
性を折り返してω=π−2πの範囲の振幅周波数特性を
生成し、これを全体の振幅周波数特性とすることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のフィルタ係数演算装
置。
(4) The amplitude input means inputs only the amplitude frequency characteristic in the range of ω = 0 - π (ω: angular frequency), and generates the amplitude frequency characteristic in the range of ω = π - 2π by folding back this amplitude frequency characteristic. 2. The filter coefficient calculation device according to claim 1, wherein this is taken as the overall amplitude frequency characteristic.
(5)位相入力手段は、ω=0−π(ω:角周波数)の
範囲の位相周波数特性のみを入力し、この位相周波数特
性の正負を逆にし、更に折り返してω=π−2πの範囲
の位相周波数特性を生成し、これを全体の位相周波数特
性とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
フィルタ係数演算装置。
(5) The phase input means inputs only the phase frequency characteristic in the range of ω = 0 - π (ω: angular frequency), reverses the sign of this phase frequency characteristic, and then folds it back to the range of ω = π - 2π. 2. The filter coefficient calculation device according to claim 1, wherein the filter coefficient calculation device generates a phase frequency characteristic of 1 and uses this as the entire phase frequency characteristic.
(6)逆フーリエ変換手段によって求まったインパルス
応答にある窓を掛ける窓手段を具備し、この窓をかけた
前記インパルス応答をフィルタ係数とすることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のフィルタ係数演算装置
(6) The apparatus according to claim 1, further comprising a window means for applying a certain window to the impulse response obtained by the inverse Fourier transform means, and the impulse response obtained by applying the window is used as a filter coefficient. Filter coefficient calculation device.
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