KR20120011678A - Frequency Reconfigurable Digital Filter and Equalizer Using the Same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A digital filter capable of frequency reconstruction and an equalizer using the same are provided to change parameter using a closed-form response in a time area. CONSTITUTION: An up sampling unit(400) applies sampling kernel scaled with the sampling phase number to a model filter. The multi image forming unit(402) creates multi images corresponding to the up-sampled model filter response. The multi complimentary image forming unit(404) creates multi complimentary images in a frequency domain opposed to the passing band of the multi images corresponding to the up-sampled model filter response. An image response operation unit(406) computes the response to the selected image or the complimentary image. A filter response operation unit(408) adds up the image response to each selected image and calculates the final filter response.

Description

주파수 재구성이 가능한 디지털 필터 및 이를 이용한 이퀄라이저{Frequency Reconfigurable Digital Filter and Equalizer Using the Same}Frequency Reconfigurable Digital Filter and Equalizer Using the Same}

본 발명은 디지털 필터 및 이를 이용한 이퀄라이저에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필터의 통과 대역에 대한 재구성이 가능한 디지털 필터와 이를 이용한 이퀄라이저에 관한 것이다. The present invention relates to a digital filter and an equalizer using the same, and more particularly, to a digital filter capable of reconstructing a pass band of a filter and an equalizer using the same.

디지털 필터는 집적 회로화가 가능하며 소형화, 저가격화, 고신뢰화를 도모할 수 있어 아날로그 필터와 비교하여 많은 이점을 가지고 있다. 특히 통신 속도와 고속화 및 통신량의 증대에 따라 디지털 필터의 활용 분야는 증대되고 있으며, 이동통신 시스템의 기저대역부의 전송단 및 수신단과 같은 곳에 활용되고 있다. Digital filters have many advantages compared to analog filters because they can be integrated circuits and can be miniaturized, low cost, and high in reliability. In particular, as the communication speed, high speed, and the amount of communication increase, the field of application of the digital filter is increasing, and it is used in places such as the transmitting end and the receiving end of the baseband part of the mobile communication system.

디지털 필터는 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response: FIR) 필터 및 무한 임펄스 응답(Infinite Impulse Response: IIR) 필터로 일반적으로 구분된다. Digital filters are generally divided into finite impulse response (FIR) filters and infinite impulse response (IIR) filters.

유한 임펄스 응답 필터는 임펄스 응답이 필터에 입력될 때 유한한 길이가 될 것이라는 특성을 이용하는 것으로서 이는 유한 임펄스 응답 필터가 어떠한 피드백도 사용하지 않기 때문이다. The finite impulse response filter uses the property that the impulse response will be of finite length when it is input to the filter because the finite impulse response filter does not use any feedback.

피드백을 사용하지 않는 유한 임펄스 응답 필터는 귀환 루프가 필요 없어 안정성이 보장된다. 특히, 선형 위상 특성의 스펙을 만족하므로 파형 전송 등의 응용에 널리 이용되고 있다. 그러나, 유한 임펄스 응답 필터로 무한 임펄스 응답 필터와 동일한 정도의 진폭 특성을 얻으려고 하면 차수가 더 커져서 가산기와 승산기 등 하드웨어에 있어서는 부담이 더 생긴다. Finite impulse response filters that do not use feedback do not require a feedback loop to ensure stability. In particular, since the specification of the linear phase characteristic is satisfied, it is widely used for applications such as waveform transmission. However, when the finite impulse response filter tries to obtain the amplitude characteristic that is the same as that of the infinite impulse response filter, the order becomes larger, which causes more burden on hardware such as an adder and a multiplier.

유한 임펄스 응답 필터를 설계할 때 주파수 영역에서의 설계 방법 및 시간 영역에서의 설계 방법의 두 가지가 있으며, 주파수 영역에서의 설계 시 윈도우 함수 방법 및 주파수 샘플링 방법 등이 많이 이용된다. When designing a finite impulse response filter, there are two design methods in the frequency domain and a design method in the time domain, and a window function method and a frequency sampling method are frequently used when designing in the frequency domain.

한편, 시간 영역에서 설계할 경우 임펄스 응답은 유한 임펄스 응답 필터의 계수에 대응하므로 주파수 영역에서의 설계보다 간단하며, 전달 함수를 근사화하는 방법으로는 선형 계획법이 많이 알려져 있는데 최적해가 존재할 경우에는 유한 계산해의 최적해를 구할 수 있다. On the other hand, when designing in the time domain, the impulse response corresponds to the coefficients of the finite impulse response filter, which is simpler than the design in the frequency domain, and there are many known linear programming methods to approximate the transfer function. The optimal solution can be found.

특히, 유한 임펄스 응답 필터는 자신의 출력의 유한성이 데시메이션(Decimation)된 출력을 만들지 않는 계산, 또는 인터폴레이션(Interpolation)된 출력에서 예측 가능한 값을 갖는 계산이 생략되는 것을 허용하므로 소위 멀티레이트(Multirate) 응용, 예를 들어 신호의 샘플링 레이트를 높이거나 낮추기 위하여 인터폴레이션되거나 데시메이션 되는 경우에 있어서 계산적으로 효율적이다. In particular, the finite impulse response filter allows so that calculations whose finiteness of their outputs do not produce decimated outputs, or calculations with predictable values in interpolated outputs, are omitted, so called multirate. ) Is computationally efficient in applications, for example when interpolated or decimated to raise or lower the sampling rate of a signal.

유한 임펄스 응답 필터는 그 탭수 및 필터 계수 등이 고정되어 특정 통과 대역을 가지도록 설계된 경우 대역 통과 특성을 재구성하기가 매우 어려운 문제점이 있다. Finite impulse response filter has a problem that it is very difficult to reconstruct the band pass characteristics when the number of taps, filter coefficients, etc. is designed to have a specific pass band.

도 7은 종래의 필터 계수의 변경을 통해 주파수를 재구성하는 필터의 일례를 도시한 도면이다. 7 is a diagram illustrating an example of a filter for reconstructing a frequency by changing a conventional filter coefficient.

도 7을 참조하면, 종래의 일례에 따른 주파수 재구성 필터는 계수 기억부(100), 멀티플렉서(102), 승산기(104) 및 가산기(106)를 포함한다. 종래의 재구성 필터의 계수 기억부(100)는 다수의 통과 대역에 대한 계수 정보를 저장한다.Referring to FIG. 7, a frequency reconstruction filter according to a conventional example includes a coefficient storage unit 100, a multiplexer 102, a multiplier 104, and an adder 106. The coefficient storage unit 100 of the conventional reconstruction filter stores coefficient information for a plurality of pass bands.

사용자의 대역 선택에 따른 계수 정보를 추출하여 멀티플렉서(102)에 제공함으로써 선택된 대역에 상응하는 필터 임펄스 응답이 생성될 수 있도록 하며, 이와 같이 생성된 필터 임펄스 응답은 입력된 함수(x(n))에 적용되어 입력된 함수를 필터를 한 출력 신호(y(n))가 생성된다. By extracting the coefficient information according to the user's band selection and providing it to the multiplexer 102 so that the filter impulse response corresponding to the selected band can be generated, the generated filter impulse response is the input function (x (n)) The output signal y (n) is generated by filtering the input function.

이와 같은 종래의 방식은 재구성할 수 있는 대역에 한계가 있으며, 주파수 재구성이 되더라도 단지 필터의 계수만을 변경하는 것이므로 적절한 재구성이 이루어지기 어려운 문제점이 있다. Such a conventional method has a limitation in a band that can be reconstructed, and even if frequency reconstruction is performed, only the coefficients of the filter are changed, so that proper reconstruction is difficult to be achieved.

또한, 미리 저장된 필터 계수 이외의 주파수 대역에 대해서는 주파수 재구성이 불가능하며 주파수 재구성을 위해 일일이 필터 계수를 저장하여야 하므로 많은 정보 저장 공간을 필요로 한다. In addition, frequency reconstruction is not possible for frequency bands other than the pre-stored filter coefficients, and since the filter coefficients must be stored for frequency reconstruction, a large amount of information storage space is required.

근래에 들어, 보청기 및 음원 재생 등에 이퀄라이저의 사용이 일반화되고 있으며, 이와 같은 이퀄라이저에서 사용자의 기호에 맞는 통과 대역의 재구성은 중요한 기능 중 하나로서 필터의 주파수 재구성은 개선된 이퀄라이저를 제공하는 데 있어 필수적으로 요구되고 있다. In recent years, the use of equalizers for hearing aids and sound source reproduction has become commonplace, and in such an equalizer, reconstruction of a passband that matches a user's preference is one of the important functions. Is required.

본 발명은 매우 적은 수의 파라미터 변경만으로 다양한 대역 통과 특성을 가지도록 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터 및 이를 이용한 이퀄라이저를 제안한다. The present invention proposes a digital filter capable of frequency reconstruction so as to have various band pass characteristics with only a small number of parameter changes, and an equalizer using the same.

또한, 본 발명은 다양한 대역에 대해 자유롭게 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터 및 이를 이용한 디지털 필터를 제안한다. In addition, the present invention proposes a digital filter freely reconfigurable for various bands and a digital filter using the same.

아울러, 본 발명은 사용자가 용이하게 필터의 대역을 변경할 수 있도록 다수의 이미지 조합을 통해 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터를 제안한다. In addition, the present invention proposes a digital filter capable of frequency reconstruction through a plurality of image combinations so that the user can easily change the band of the filter.

나아가, 본 발명은 특정 대역에서 시간 영역에서의 클로즈드-폼(Closed-form) 응답식을 통해 단순한 파라미터 변경으로 대역 통과 특성이 변경될 수 있는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터를 제안한다. Furthermore, the present invention proposes a digital filter capable of frequency reconstruction in which a band pass characteristic can be changed by a simple parameter change through a closed-form response in the time domain in a specific band.

본 발명의 다른 양상은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 용이하게 도출될 수 있을 것이다. Other aspects of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art through the following examples.

본 발명의 일 측면에 따르면, 모델 필터 정보를 저장하는 모델 필터 응답 저장부; 상기 모델 필터 응답에 적용되며 샘플링 상수에 의해 스케일링 되어 상기 모델 필터 응답을 업샘플링하며, 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 일정 주기를 가지고 반복되는 멀티 이미지를 생성하기 위한 샘플링 커널 저장부; 상기 멀티 이미지가 생성되지 않은 주파수 영역에 상기 일정 주기를 가지고 반복되며 멀티 이미지와 동일한 특성을 가지는 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성을 위한 컴플리멘터리 변환부; 상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 및 상기 멀티 이미지 중 선택된 대역에 상응하는 이미지의 응답을 연산하는 이미지 응답 연산부를 포함하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터가 제공된다. According to an aspect of the invention, the model filter response storage for storing model filter information; A sampling kernel storage unit applied to the model filter response and scaled by a sampling constant to upsample the model filter response, and generating a multi-image repeated with a predetermined period with respect to the upsampled model filter response; A complimentary conversion unit for generating a multi-complementary image having the same characteristics as that of the multi-image and repeating the predetermined period in a frequency region in which the multi-image is not generated; There is provided a digital filter capable of frequency reconstruction including an image response calculator for calculating a response of the multi-complementary image and an image corresponding to a selected band of the multi-image.

상기 디지털 필터는 선택된 대역이 다수의 멀티 이미지 또는 멀티 컴플리멘터리에 대응될 경우 상기 선택된 대역의 각 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지의 응답을 합산하여 필터 응답을 생성하는 필터 응답 연산부를 더 포함할 수 있다. The digital filter may further include a filter response calculator configured to generate a filter response by summing responses of each image or the complementary image of the selected band when the selected band corresponds to a plurality of multi-images or multi-complements. have.

상기 샘플링 커널은 샘플링 상수 및 멀티 이미지 넘버를 변수로 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터. And the sampling kernel includes a sampling constant and a multi-image number as variables.

상기 샘플링 커널(

Figure pat00001
)은 다음의 수학식을 포함할 수 있다. The sampling kernel (
Figure pat00001
) May include the following equation.

Figure pat00002
Figure pat00002

위 수학식에서, L은 멀티 이미지 넘버이고 α는 샘플링 상수임. In the above equation, L is a multi-image number and α is a sampling constant.

상기 샘플링 커널을 적용하여 모델 필터 응답을 업샘플링하고 다수의 멀티 이미지 생성은 다음의 수학식에 의해 수행될 수 있다.Upsampling a model filter response by applying the sampling kernel and generating a plurality of multi-images may be performed by the following equation.

Figure pat00003
Figure pat00003

위 수학식에서 α는 샘플링 상수이고,

Figure pat00004
은 기저 대역의 필터 응답이고, L은 이미지 번호 이며,
Figure pat00005
는 샘플링 커널이고, 멀티 이미지의 수는 L 값에 상응함. Α is the sampling constant in the above equation,
Figure pat00004
Is the baseband filter response, L is the image number,
Figure pat00005
Is the sampling kernel, and the number of multi-images corresponds to the L value.

상기 컴플리멘터리 변환부는 멀티 이미지를 생성하기 위한 응답을 z 도메인에서

Figure pat00006
만큼 지연시켜 다수의 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성한다. The complimentary converter is configured to generate a multi-image response in a z domain.
Figure pat00006
Delay by to create multiple multi-complementary images.

상기 이미지 응답 연산부는, 선택된 L번째 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지의 응답 연산을 위해 L개의 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지를 생성하기 위한 응답으로부터 (L-1)개의 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지를 생성하기 위한 응답을 차감하여 이미지 응답을 연산한다. The image response calculator is configured to generate (L-1) images or the complimentary images from the response for generating the L images or the complementary images for the response operation of the selected L-th image or the complementary image. Compute the image response by subtracting the response to generate.

상기 멀티 이미지 및 상기 멀티 컴플리멘터리 이미지의 반복 주기는 상기 업샘플링된 모델 필터 응답의 대역폭에 상응한다. The repetition period of the multi-image and the multi-complementary image corresponds to the bandwidth of the upsampled model filter response.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 모델 필터에 대해 샘플링 상수에 의해 스케일링되는 샘플링 커널을 적용하는 업샘플링을 수행하는 업샘플링부; 상기 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 일정 주기를 가지고 반복되는 L 개의 멀티 이미지를 생성하는 멀티 이미지 생성부; 상기 멀티 이미지가 생성되지 않은 주파수 영역에 상기 일정 주기를 가지고 상기 멀티 이미지와 동일한 특성을 가지는 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성하는 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성부; 및 상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 및 상기 멀티 이미지 중 선택된 대역에 상응하는 이미지의 응답을 연산하는 이미지 응답 연산부를 포함하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터가 제공된다. According to another aspect of the present invention, an upsampling unit for performing upsampling to apply a sampling kernel scaled by a sampling constant to a model filter; A multi-image generator for generating L multi-images that are repeated with a predetermined period with respect to the upsampled model filter response; A multi-complementary image generator for generating a multi-complementary image having the same characteristics as the multi-image with the predetermined period in a frequency region where the multi-image is not generated; And an image response calculator configured to calculate a response of the multi-complementary image and an image corresponding to a selected band of the multi-image.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 사용자가 선택한 채널 수 및 채널 정보에 상응하여 사용될 채널을 설정하는 채널 설정부; 각 채널의 게인 정보를 설정하는 게인 설정부; 상기 설정된 채널 수 및 채널 정보에 기초하여 각 채널의 응답을 설정하는 주파수 재구성부; 및 상기 주파수 재구성부의 필터 응답에 대해 상기 채널 게인 설정 정보를 적용하여 이퀄라이저 출력을 생성하는 이퀄라이저부를 포함하되, 상기 주파수 재구성부는, 모델 필터 정보를 저장하는 모델 필터 응답 저장부, 상기 모델 필터 응답에 적용되며 샘플링 상수에 의해 스케일링 되어 상기 모델 필터 응답을 업샘플링하며, 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 일정 주기를 가지고 반복되며 상기 채널 수에 기초하는 다수의 멀티 이미지를 생성하기 위한 샘플링 커널 저장부, 상기 멀티 이미지가 생성되지 않은 주파수 영역에 상기 일정 주기를 가지고 반복되며 멀티 이미지와 동일한 특성을 가지며 상기 채널 수에 기초하는 다수의 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성을 위한 컴플리멘터리 변환부, 상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 및 상기 멀티 이미지 중 선택된 채널에 상응하는 이미지의 응답을 연산하는 이미지 응답 연산부를 포함하는 이퀄라이저가 제공된다. According to another aspect of the invention, the channel setting unit for setting the channel to be used according to the number of channels and channel information selected by the user; A gain setting unit for setting gain information of each channel; A frequency reconstruction unit configured to set a response of each channel based on the set number of channels and channel information; And an equalizer for generating an equalizer output by applying the channel gain setting information to the filter response of the frequency reconstructing unit, wherein the frequency reconstructing unit includes: a model filter response storage unit for storing model filter information; And a sampling kernel storage scaled by a sampling constant to upsample the model filter response, and repeating with a predetermined period for the upsampled model filter response and generating a plurality of multi-images based on the number of channels. The complimentary conversion unit for generating a plurality of multi-complementary images based on the number of channels and having the same characteristics as the multi-images, repeated in the frequency region where no multi-images are generated, the multi-com Lines of fleece images and the multi-image An equalizer is provided that includes an image response calculator that calculates a response of an image corresponding to the selected channel.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 사용자가 선택한 채널 수 및 채널 정보에 상응하여 사용될 채널을 설정하는 채널 설정부; 각 채널의 게인 정보를 설정하는 게인 설정부; 상기 설정된 채널 수 및 채널 정보에 기초하여 각 채널의 응답을 설정하는 주파수 재구성부; 및 상기 주파수 재구성부의 필터 응답에 대해 상기 채널 게인 설정 정보를 적용하여 이퀄라이저 출력을 생성하는 이퀄라이저부를 포함하되, 상기 주파수 재구성부는, 모델 필터에 대해 샘플링 상수에 의해 스케일링되는 샘플링 커널을 적용하는 업샘플링을 수행하는 업샘플링부, 상기 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 일정 주기를 가지고 반복되며 상기 채널 수에 기초하는 L 개의 멀티 이미지를 생성하는 멀티 이미지 생성부, 상기 멀티 이미지가 생성되지 않은 주파수 영역에 상기 일정 주기를 가지고 상기 멀티 이미지와 동일한 특성을 가지며 상기 채널 수에 기초하는 L 개의 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성하는 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성부, 및 상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 및 상기 멀티 이미지 중 선택된 채널에 상응하는 이미지의 응답을 연산하는 이미지 응답 연산부를 포함하는 이퀄라이저가 제공된다. According to another aspect of the invention, the channel setting unit for setting the channel to be used according to the number of channels and channel information selected by the user; A gain setting unit for setting gain information of each channel; A frequency reconstruction unit configured to set a response of each channel based on the set number of channels and channel information; And an equalizer unit configured to generate an equalizer output by applying the channel gain setting information to the filter response of the frequency reconstructor, wherein the frequency reconstructor performs upsampling to apply a sampling kernel scaled by a sampling constant to a model filter. An upsampling unit performing a predetermined period with respect to the upsampled model filter response and generating L multi-images based on the number of channels, in the frequency domain in which the multi-images are not generated; A multi-complementary image generator for generating L multi-complementary images having the same characteristics as the multi-images with a predetermined period and based on the number of channels, and the multi-complementary images and the multi-images Response of the image corresponding to the selected channel The equalizer comprises an operational unit for image response are provided.

본 발명의 실시예에 따르면, 매우 적은 수의 파라미터 변경만으로 다양한 대역 통과 특성을 가지도록 주파수 재구성이 가능한 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, there is an advantage in that frequency reconstruction is possible to have various band pass characteristics with only a small number of parameter changes.

또한, 본 발명은 다양한 대역에 대해 자유롭게 주파수 재구성이 가능하고, 사용자가 용이하게 필터의 대역을 변경할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has the advantage that the frequency can be freely reconfigured for various bands, the user can easily change the band of the filter.

나아가, 본 발명은 특정 대역에서 시간 영역에서의 클로즈드-폼(Closed-form) 응답식을 통해 단순한 파라미터 변경으로 대역 통과 특성이 변경될 수 있는 장점이 있다. Furthermore, the present invention has the advantage that the band pass characteristic can be changed by simple parameter change through a closed-form response in the time domain in a specific band.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 업샘플링을 수행하였을 경우 모델 필터 응답의 변화를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 생성되는 멀티 이미지 및 멀티 컴플리멘터리 이미지의 일례를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 값의 변화에 따른 멀티 이미지의 변화를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터의 구성을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터의 구성을 도시한 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 재구성이 가능한 필터를 이용한 이퀄라이저의 구성을 도시한 블록도.
도 7은 종래의 필터 계수의 변경을 통해 주파수를 재구성하는 필터의 일례를 도시한 도면.
1 is a diagram illustrating a change in model filter response when upsampling is performed according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates an example of a multi-image and multi-complementary image generated in accordance with one embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a change of a multi image according to a change of an L value according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing the configuration of a digital filter capable of frequency reconstruction according to the first embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing the configuration of a digital filter capable of frequency reconstruction according to a second embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing the configuration of an equalizer using a frequency reconfigurable filter according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates an example of a filter for reconstructing a frequency by changing a conventional filter coefficient.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components will be given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted.

필터의 동작원리How the Filter Works

(1) 업샘플링(1) upsampling

본 발명의 필터는 모델 필터에 대해 업샘플링을 수행한다. 모델 필터는 특정 필터링 특성을 가지도록 설계된 필터 함수로서 하드웨어로 구현될 수도 있고 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하프-밴드(Half-band) 필터가 모델 필터로 이용될 수 있으며, 하프 밴드 필터는 이퀄라이저에 적용되기에 적합한 특성을 가지고 있다. The filter of the present invention performs upsampling on the model filter. The model filter may be implemented in hardware or software as a filter function designed to have specific filtering characteristics. According to a preferred embodiment of the present invention, a half-band filter can be used as a model filter, and the half-band filter has characteristics suitable for being applied to an equalizer.

본 발명에서 업샘플링은 필터의 특성 중 통과 대역의 기울기에 해당되는 스커트 특성을 보다 양호하게 하기 위해 수행되며, 부가적으로 업샘플링을 통해 대역폭이 조절될 수도 있다. 또한 업샘플링은 추후 설명되는 본 발명의 멀티 이미지 및 멀티 컴플리멘터리 이미지의 생성에 필요한 전초 작업이기도 하다. In the present invention, upsampling is performed to improve a skirt characteristic corresponding to a slope of a pass band among characteristics of a filter, and additionally, bandwidth may be adjusted through upsampling. Upsampling is also an outpost required to generate the multi-image and multi-complementary images of the present invention described later.

스커트 특성을 좋게(통과 대역의 기울기를 크게) 설계하는 것이 가장 이상적인 필터 설계라 할 수 있으나, 스커트 특성을 개선시키려면 많은 수의 계수가 필터 설계에 적용되어야 하고 이는 많은 수의 탭이 필터에 필요하게 된다는 것을 의미한다. Designing a good skirt characteristic (large passband slope) is the ideal filter design, but to improve the skirt characteristic, a large number of coefficients must be applied to the filter design, which requires a large number of taps on the filter. It means to be done.

필터의 탭 수가 증가하게 되면 하드웨어로 필터가 제조될 때 필터의 가격 및 사이즈가 증가하게 되며, 소프트웨어로 필터가 구현될 때 많은 계산량을 필요로 한다는 것을 의미하는데, 스커트 특성과 탭 수는 서로 트레이드 오프(Trade Off) 관계에 있다. Increasing the number of taps on a filter means that the filter's price and size increase when the filter is manufactured in hardware, and that a large amount of computation is required when the filter is implemented in software. (Trade Off) relationship.

본 발명에서는 비교적 적은 탭수를 가지는 모델 필터 함수에 대해 업샘플링을 수행하여 스커트 특성을 양호하게 하고 필요에 따라 모델 필터의 대역폭을 조절하는 방식을 사용한다. In the present invention, upsampling is performed on a model filter function having a relatively small number of taps to improve the skirt characteristics and to adjust the bandwidth of the model filter as necessary.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 업샘플링은 샘플링 상수 α에 의해 스케일링되는 샘플링 커널을 이용하여 이루어진다. According to a preferred embodiment of the present invention, upsampling is done using a sampling kernel scaled by the sampling constant α.

샘플링 커널을

Figure pat00007
라고 정의하고 α를 샘플링 상수로 정의하고, 길이가 N인 유한 임펄스 응답 필터 응답을
Figure pat00008
이라 할 때, 본 발명에 의한 샘플링 상수에 의해 스케일링되는 업샘플링은 다음의 수학식 1과 같이 수행될 수 있다.Sampling kernel
Figure pat00007
Define α as the sampling constant, and define a finite impulse response filter
Figure pat00008
In this case, the upsampling scaled by the sampling constant according to the present invention may be performed as in Equation 1 below.

Figure pat00009
Figure pat00009

위 수학식1에서

Figure pat00010
은 업샘플링에 의해 최종적으로 양호한 스커트 특성을 가지는 필터 응답이다. In Equation 1 above
Figure pat00010
Is the filter response which finally has good skirt characteristics by upsampling.

한편, 위 수학식 1에서 샘플링 커널은 다양한 형태를 가질 수 있다. 가장 이상적인 케이스 중 하나로 샘플링 커널은 Sinc 함수의 형태를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 함수가 샘플링 커널에 적용될 수 있음은 당업자에게 있어 자명할 것이다. Meanwhile, in Equation 1, the sampling kernel may have various forms. In one of the most ideal cases, the sampling kernel may have the form of a sinc function, but is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various types of functions may be applied to the sampling kernel.

일례로, 다음의 수학식 2와 같이 Sinc함수를 비롯한 다양한 형태의 적응적 윈도우 함수 형태를 가질 수도 있으며, 그 외에도 다양한 함수가 적용될 수 있다. For example, including the Sinc function as shown in Equation 2 below. It may have various types of adaptive window functions, and various functions may be applied in addition.

Figure pat00011
Figure pat00011

위 수학식 2에서, 첫 번째 수학식은 raised-cosine을 사용한 것으로 R은 roll-off 상수이며, 필터의 대역폭을 결정하는 기준이 된다. 위 수학식 2에서 두 번째 수학식은 Kaiser를 사용한 것으로서, I0는 zeroth order modified Bessel function of the first kind, β는 윈도우의 모양을 결정하는 임의의 real number, M은 sequence의 길이이다. In Equation 2 above, the first equation is a raised-cosine, where R is a roll-off constant and is a criterion for determining the bandwidth of the filter. In Equation 2, the second equation is Kaiser, where I 0 is a zeroth order modified Bessel function of the first kind, β is a random real number that determines the shape of the window, and M is the length of the sequence.

세 번째 수식은 Dolph-Chebychev를 사용한 것이다. 세 번째 수식에서, λ는 side-lobe를 조절할 수 있는 파라미터이다.The third formula uses Dolph-Chebychev. In the third equation, λ is a side-lobe adjustable parameter.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 업샘플링을 수행하였을 경우 모델 필터 응답의 변화를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a change in model filter response when upsampling is performed according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 (a)는 업샘플링전 모델 필터의 응답이며, (b)는 업샘플링후의 필터 응답을 도시한 것이다. In FIG. 1, (a) shows the response of the model filter before upsampling, and (b) shows the filter response after the upsampling.

도 1를 참조하면, 업샘플링 전의 모델 필터 함수와 비교할 때 통과 대역 및 저지 대역에서의 트랜지션(Transition) 기울기가 커져 스커트 특성이 양호해졌음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 1, when compared with the model filter function before upsampling, the transition slope in the pass band and the stop band is increased, indicating that the skirt characteristic is improved.

위 수학식 1에서 샘플링 상수 α로 정수를 사용할 경우, 위 수학식 1은 다음의 수학식 3과 같이 콘볼루션(Convolution) 형태로 표현될 수 있다. 즉, 업샘플링을 단순한 콘볼루션 연산에 의해 수행함으로써 기존의 필터 디자인에 비해 연산량을 줄일 수 있는 것이다. When an integer is used as the sampling constant α in Equation 1, Equation 1 may be expressed in a convolution form as shown in Equation 3 below. In other words, by performing upsampling by simple convolution operation, the amount of computation can be reduced compared to the existing filter design.

Figure pat00012
Figure pat00012

본 발명에 의한 업샘플링 방식에서

Figure pat00013
Figure pat00014
의 인접한 필터 계수 사이에 (α-1)개의 0을 끼워넣는 형태로 변경되고, 수학식 3에서와 같이 실제 연산은 h[n]의 계수만으로 이루어지므로 샘플링 레이트나 계산량이 증가하지는 않는다. In the upsampling scheme according to the present invention
Figure pat00013
silver
Figure pat00014
(Α-1) zeros are interposed between adjacent filter coefficients, and as shown in Equation 3, since the actual operation is performed only with the coefficient of h [n], the sampling rate or the amount of calculation does not increase.

한편, 샘플링 상수 α를 설정함에 있어 최적의 계산량을 가지도록 최적 샘플링 상수를 구할 수 있다. 다음의 수학식 4는 최적 샘플링 상수를 구하기 위한 일례로서,

Figure pat00015
는 통과 대역의 주파수이고
Figure pat00016
는 저지 대역의 주파수이다. 이때 얻어진 샘플링 상수에 가장 근사한 정수를 α로 결정하여 적용하는 것이 전체적인 연산에 있어 가장 큰 효율을 보일 수 있다. On the other hand, in setting the sampling constant α, the optimum sampling constant can be obtained to have an optimal calculation amount. Equation 4 below is an example for obtaining an optimal sampling constant.
Figure pat00015
Is the frequency of the passband
Figure pat00016
Is the frequency of the stopband. In this case, determining and applying an integer closest to the obtained sampling constant as α may show the greatest efficiency in the overall operation.

Figure pat00017
Figure pat00017

(2)멀티 이미지 및 멀티 컴플리멘터리 이미지(2) multi-image and multi-complementary images

본 발명의 필터는 다양한 통과 대역을 선택할 수 있도록 업샘플링된 필터 응답에 대해 다수의 멀티 이미지를 생성한다. 본 발명에서 사용되는 “이미지”는 필터의 주파수 도메인 그래프에서 특정 통과 대역을 형성하는 객체를 의미하며, 특정 밴드와 동일한 의미로 해석할 수 있다. The filter of the present invention generates multiple multi-images for the upsampled filter response to select various passbands. The term "image" used in the present invention refers to an object forming a specific pass band in the frequency domain graph of the filter, and may be interpreted as the same meaning as the specific band.

모델 필터 응답은 일반적으로 기저 대역에 대한 필터링 응답을 가지고 있으며, 따라서, 업샘플링된 모델 필터 응답은 저주파 대역에서 하나의 이미지만을 가지고 있다. The model filter response generally has a filtering response for the baseband, so the upsampled model filter response has only one image in the low frequency band.

본 발명에서는 이와 같이 단일 이미지를 가지는 업생플링된 필터 응답이 다수의 이미지를 가지도록 변환하는 기능을 하는 것이며, 이는 이와 같은 변환을 통해 필터 응답이 다수의 통과 대역을 가지도록 한다는 것을 의미한다. In the present invention, the up-sampling filter response having a single image has a function of converting to have multiple images, which means that the filter response has a plurality of passbands through such conversion.

다수의 멀티 이미지는 기저 대역의 이미지를 기준으로 생성되며, 다수의 이미지(다수의 통과 대역)은 기적 대역의 이미지와 동일한 특성을 가지고 있다. 즉, 저역 통과 대역의 이미지가 대역폭이 W이고 스커트 특성이 C이고 크기가 A일 경우, 다수개 형성된 멀티 이미지 역시 대역폭이 W이고 스커트 특성이 C이며 크기가 A인 동일한 특성을 가지고 있는 것이다. Multiple multi-images are generated based on the baseband image, and the multiple images (multiple passbands) have the same characteristics as those of the miraculous band. That is, when the low pass band image has a bandwidth of W, a skirt characteristic of C, and a size of A, a plurality of formed multi-images also have the same characteristic of having a bandwidth of W, a skirt characteristic of C, and A of size.

저역 통과 대역 이미지를 기준으로 생성되는 다수의 이미지들은 일정한 주기를 가지고 있으며, 이때 주기는 저역 통과 대역 이미지의 대역폭과 연관성이 있다. The multiple images generated based on the low pass band image have a certain period, where the period is related to the bandwidth of the low pass band image.

예를 들어, 저역 통과 대역 이미지가 -W에서 W까지의 2W의 대역폭을 가진다고 할 때, 멀티 이미지들은 2W의 주기를 가지고 저역 통과 이미지와 동일한 형태로 반복적으로 형성되는 것이다. For example, when a low pass band image has a bandwidth of 2W from -W to W, the multi images are repeatedly formed in the same form as the low pass image with a period of 2W.

따라서, -W에서 W의 2W의 대역폭을 가진 저역 통과 대역 이미지가 있을 때, 3W에서 5W 대역에서 제2 멀티 이미지가 생성되고, 7W에서 9W 대역에서 제3 멀티 이미지를 생성하는 방식으로 다수의 멀티 이미지들이 생성된다. Thus, when there is a low pass band image with a bandwidth of 2W from -W to W, a second multi-image is generated in the 3W to 5W band, and a third multi-image in the 7W to 9W band is generated. Images are created.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 생성되는 멀티 이미지 및 멀티 컴플리멘터리 이미지의 일례를 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating an example of a multi-image and a multi-complementary image generated according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 (a)는 수학식 3의 응답을 주파수 도메인에서 도식화한 것이며, (b)는 (a)의 응답에 대한 멀티 이미지를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모델 필터 응답과 동일한 이미지가 일정한 주기를 가지고 반복적으로 형성된다. In FIG. 2, (a) shows the response of Equation 3 in the frequency domain, and (b) shows multiple images for the response of (a). As shown in Fig. 2, the same image as the model filter response is repeatedly formed with a constant period.

업샘플링된 기적 대역의 모델 필터 응답에 대해 다수의 멀티 이미지를 생성하는 것은 일종의 IDTFT 변환을 수행하여 구현될 수 있으며, 이는 다음의 수학식 5와 같다. Generating a plurality of multi-images for the model sample response of the upsampled miracle band may be implemented by performing a kind of IDTFT transform, which is expressed by Equation 5 below.

Figure pat00018
Figure pat00018

위 수학식 5에서 단일 저역 통과 필터는 원하는 개수만큼의 다수의 이미지들로 이루어진 형태로 확장될 수 있다. L을 이미지의 개수(이미지 번호)라고 할 때 IDTFT 변환에 의해 다수의 멀티 이미지를 가지는 필터 응답인

Figure pat00019
은 다음의 수학식 6과 같이 표현될 수 있다. In Equation 5 above, the single low pass filter may be extended to have a desired number of images. When L is the number of images (image number), it is a filter response that has multiple multi-images by IDTFT transform.
Figure pat00019
May be expressed as Equation 6 below.

Figure pat00020
Figure pat00020

위 수학식 6에서, 샘플링 커널

Figure pat00021
에 Sinc 함수가 적용될 경우 샘플링 커널은 다음의 수학식 7과 같이 표현될 수 있다. In Equation 6 above, the sampling kernel
Figure pat00021
When the Sinc function is applied to, the sampling kernel may be expressed as in Equation 7 below.

Figure pat00022
Figure pat00022

위 수학식6 및 수학식 7에서 L이 0일 경우에는 멀티 이미지가 생성되지 않으나, L이 그 외의 정수값을 가질 경우 해당 정수에 상응하는 멀티 이미지가 생성된다. In the above equations (6) and (7), if L is 0, the multi-image is not generated. If L has other integer values, the multi-image corresponding to the integer is generated.

위 수학식 6을 주파수 응답으로 표현하면 다음의 수학식 8과 같이 표현될 수 있다. If Equation 6 is expressed as a frequency response, it may be expressed as Equation 8 below.

Figure pat00023
Figure pat00023

전술한 바와 같이, 이와 같은 멀티 이미지들의 형태는 업샘플링된 모델 필터 응답과 동일하며, 그 주기는 업샘플링된 모델 필터 응답의 대역폭에 상응한다. As mentioned above, the shape of such multi-images is the same as the upsampled model filter response, the period of which corresponds to the bandwidth of the upsampled model filter response.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 값의 변화에 따른 멀티 이미지의 변화를 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a change of a multi image according to a change of an L value according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 멀티 이미지의 생성은 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 IDTFT 연산을 수행하되 이미지 번호 L을 조절함으로써 생성되는 멀티 이미지의 개수를 조절할 수 있다. Referring to FIG. 3, the generation of the multi-image may perform the IDTFT operation on the upsampled model filter response, but may adjust the number of the multi-images generated by adjusting the image number L. FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, L이 1일 경우 한 개의 추가적인 멀티 이미지가 생성되고 L이 3일 경우 세 개의 추가적인 멀티 이미지가 생성된다. 이때, L은 사용자에 의해 선택되어질 수 있다. As shown in FIG. 3, when L is 1, one additional multi-image is generated, and when L is 3, three additional multi-images are generated. In this case, L may be selected by the user.

한편, 본 발명에서는 기저 대역의 이미지를 기준으로 한 멀티 이미지와는 별개로 멀티 이미지와는 반대되는 주파수 영역에 다수의 컴플리멘터리 이미지를 생성한다. Meanwhile, in the present invention, a plurality of complimentary images are generated in a frequency region opposite to the multi image separately from the multi image based on the baseband image.

즉, 컴플리멘터리 이미지는 멀티 이미지가 형성되지 않는 주파수 영역에 형성되는 이미지를 말하며, 도 2를 참조하면, 멀티 이미지가 형성되지 않는 W-3W 영역 및 5W-7W 영역 등에 멀티 컴플리멘터리 이미지가 형성된다. That is, the complimentary image refers to an image formed in a frequency region in which no multi-image is formed. Referring to FIG. 2, a multi-complementary image in a W-3W region and a 5W-7W region in which the multi-image is not formed An image is formed.

멀티 컴플리멘터리 이미지 역시 모델 응답에 의한 저역 통과 이미지와 동일한 특성을 가지고 있으며, 저역 통과 이미지의 대역폭과 동일한 주기를 가지고 반복적으로 형성된다. The multi-complementary image also has the same characteristics as the low pass image by the model response, and is formed repeatedly with the same period as the bandwidth of the low pass image.

멀티 컴플리멘터리 이미지는 모델 필터 응답을 z 도메인에서

Figure pat00024
만큼 지연시킴으로써 획득할 수 있으며(여기서 N은 모델 필터의 길이임), 이는 다음의 수학식 9와 같이 표현될 수 있다. Multi-complementary images produce model filter responses in the z domain
Figure pat00024
It can be obtained by delaying (where N is the length of the model filter), which can be expressed as Equation 9 below.

Figure pat00025
Figure pat00025

최종적으로, 멀티 컴플리멘터리 이미지는 다음의 수학식 10을 통해 구해질 수 있으며, 멀티 컴플리멘터리 이미지의 개수 역시 L 값에 의해 정해질 수 있다. Finally, the multi-complementary image may be obtained through Equation 10 below, and the number of multi-complementary images may also be determined by the L value.

Figure pat00026
Figure pat00026

위 수학식 10에서 멀티 컴플리멘터리 이미지를 위한 샘플링 커널로 Sinc 함수가 적용될 때 샘플링 커널은 다음의 수학식 11과 같이 표현될 수 있다. When the Sinc function is applied as the sampling kernel for the multi-complementary image in Equation 10, the sampling kernel may be expressed as Equation 11 below.

Figure pat00027
Figure pat00027

또한, 수학식 10을 주파수 응답으로 표현하면 다음의 수학식 12와 같이 표현될 수 있다. In addition, if Equation 10 is expressed as a frequency response, it may be expressed as Equation 12 below.

Figure pat00028
Figure pat00028

(3) 이미지 응답 연산(3) image response operation

멀티 이미지 및 멀티 컴플리멘터리 이미지의 생성이 수학식 6 및 수학식 10을 통해 이루어지면, 통과 대역에 상응하는 이미지를 선택하여 통과 대역에 대한 응답을 설정하는 과정이 이루어진다. When the multi-image and the multi-complementary image are generated through Equations 6 and 10, a process of setting a response to the pass band is performed by selecting an image corresponding to the pass band.

사용자는 다수의 멀티 이미지 및 멀티 컴플리멘터리 이미지 중 원하는 통과 대역에 상응하는 이미지 또는 멀티 컴플리멘터리 이미지를 선택하여 각 이미지의 응답을 연산한다. The user selects an image or multi-complementary image corresponding to a desired passband among a plurality of multi-images and multi-complementary images to calculate a response of each image.

예를 들어, 7W-9W의 대역에 대한 밴드 패스 필터가 필요할 경우, 이는 도 3에서 2번째 멀티 이미지와 동일한 대역이며, 2번째 멀티 이미지에 대한 필터 응답을 생성한다. For example, if a band pass filter for a band of 7W-9W is needed, it is the same band as the second multi-image in FIG. 3 and generates a filter response for the second multi-image.

선택된 N 번째 멀티 이미지에 대한 필터 응답은 멀티 이미지에 대한 필터 응답인 수학식 6에서 L=N을 대입한 식으로부터 L=(N-1)을 대입한 식을 차감함으로써 구할 수 있다. 위의 예에서 2번째 멀티 이미지에 대한 필터 응답은 L=2로 설정된 수학식 6의 응답식에서 L=1로 설정된 수학식 6의 응답식을 차감하여 구할 수 있다. The filter response for the selected N-th multi-image may be obtained by subtracting the equation of L = (N-1) from the equation of L = N in Equation 6, which is the filter response for the multi-image. In the above example, the filter response for the second multi-image may be obtained by subtracting the response of Equation 6 set to L = 1 from the response of Equation 6 set to L = 2.

L번째 이미지에 상응하는 필터 응답은 다음의 수학식 13과 같이 표현될 수 있다. The filter response corresponding to the L th image may be expressed by Equation 13 below.

Figure pat00029
Figure pat00029

이와 같은 방식은 특정 멀티 컴플리멘터리 이미지에 대한 필터 응답을 구할 때도 동일하게 적용된다. The same applies to obtaining a filter response for a specific multi-complementary image.

L 번째 멀티 컴플리멘터리 이미지에 대한 필터 응답은 수학식 10에서 L을 대입한 식으로부터 L-1을 대입한 식을 차감함으로써 구할 수 있으며, 이는 다음의 수학식 14와 같이 표현될 수 있다. The filter response for the L-th multi-complementary image may be obtained by subtracting the expression L-1 from Equation 10 in Equation 10, which may be expressed as Equation 14 below.

Figure pat00030
Figure pat00030

(4) 최종 필터 응답(4) final filter response

본 발명은 선택된 각 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지에 대한 필터 응답을 합산하여 최종적인 필터 응답을 생성한다. 광대역의 필터 응답 또는 멀티 밴드에 대한 필터 응답이 필요할 때, 다수의 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지가 선택되며, 최종적인 필터 응답은 각 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지의 필터 응답을 합산함으로써 구해진다. The present invention sums the filter response for each selected image or complementary image to produce the final filter response. When a wideband filter response or filter response for multiple bands is required, multiple images or complimentary images are selected, and the final filter response is obtained by summing the filter responses of each image or complementary image.

예를 들어, 멀티 이미지의 2번째 이미지 및 3번째 이미지 각각에 상응하는 멀티 밴드 패스 필터가 요구될 때, 2번째 이미지 및 3번째 이미지 각각의 필터 응답을 합산함으로써 최종적인 필터 응답을 구할 수 있게 된다.
For example, when a multiband pass filter corresponding to each of the second and third images of the multi-image is required, the final filter response can be obtained by summing filter responses of each of the second and third images. .

필터의 구성Filter composition

(1) 제1 실시예(1) First Embodiment

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터의 구성을 도시한 블록도이다. 4 is a block diagram showing the configuration of a digital filter capable of frequency reconstruction according to the first embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터는 업샘플링부(400), 멀티 이미지 생성부(402), 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성부(404), 이미지 응답 연산부(406) 및 필터 응답 연산부(408)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the digital filter capable of frequency reconstruction according to the first embodiment of the present invention may include an upsampling unit 400, a multi-image generator 402, a multi-complementary image generator 404, and an image. It may include a response operator 406 and a filter response operator 408.

업샘플링부(400)는 모델 필터에 샘플링 상수에 의해 스케일링되는 샘플링 커널을 적용하여 모델 필터의 특성을 양호하게 한다. 모델 필터에 대한 업샘플링은 수학식 1과 같이 모델 필터 함수에 대해 샘플링 상수 α에 의해 스케일링되는 샘플링 커널을 곱하여 수행될 수 있으며, 샘플링 상수 α값에 따라 필터의 스커트 특성 및 대역폭이 변화된다. α는 사용자가 원하는 대역폭 및 스커트 특성에 따라 적절히 선택될 수 있다. The upsampling unit 400 applies the sampling kernel scaled by the sampling constant to the model filter to improve the characteristics of the model filter. Upsampling for the model filter may be performed by multiplying the sampling kernel scaled by the sampling constant α with respect to the model filter function as in Equation 1, and the skirt characteristic and the bandwidth of the filter change according to the sampling constant α value. α can be appropriately selected according to the bandwidth and skirt characteristics desired by the user.

멀티 이미지 생성부(402)는 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 다수의 통과 대역에 상응하는 멀티 이미지를 생성하고 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성부(404)는 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 멀티 이미지의 통과 대역과 반대되는 주파수 영역에 다수의 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성한다. The multi-image generator 402 generates a multi image corresponding to a plurality of pass bands with respect to the upsampled model filter response, and the multi-complementary image generator 404 generates a multi-image with respect to the upsampled model filter response. Generate multiple multi-complementary images in the frequency domain opposite to the pass band of.

전술한 바와 같이, 멀티 이미지와 멀티 컴플리멘터리 이미지는 업샘플링된 모델 필터 응답과 동일한 특성을 가지되 서로 다른 주파수 영역에 통과 대역을 형성한다. As described above, the multi-image and multi-complementary image have the same characteristics as the upsampled model filter response but form passbands in different frequency domains.

멀티 이미지는 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 수학식 6과 같은 변환을 통해 생성될 수 있으며, 멀티 컴플리멘터리 이미지는 수학식 9와 같은 컴플리멘터리 변환식 또는 수학식 10을 이용하여 생성될 수 있다. The multi-image may be generated through a transform, such as Equation 6, for the upsampled model filter response, and the multi-complementary image may be generated by using a complimentary transform or an equation 10, such as Equation 9. Can be.

본 제1 실시예에는 업샘플링 및 멀티 이미지와 멀티 컴플리멘터리 이미지의 생성이 순차적인 과정으로 기술되었으나, 수학식6, 수학식 9 또는 수학식 10을 이용하여 업샘플링 및 멀티 이미지와 멀티 컴플리멘터리 이미지의 생성은 한번에 이루어질 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. In the first embodiment, the upsampling and the generation of the multi-image and the multi-complementary image are described as a sequential process, but the upsampling and the multi-image and the multi-computation are performed using Equation 6, 9 or 10. It will be apparent to those skilled in the art that the generation of the flimentary image can be made at one time.

이미지 응답 연산부(406)는 사용자가 선택한 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지에 대한 응답을 연산한다. 사용자가 다수의 멀티 이미지 또는 멀티 컴플리멘터리 이미지로부터 원하는 통과 대역을 선택하게 되면, 이미지 응답 연산부(406)는 선택된 각 이미지에 대한 응답을 연산한다. The image response calculator 406 calculates a response to an image or a complementary image selected by the user. When the user selects a desired passband from a plurality of multi-images or multi-complementary images, the image response calculator 406 calculates a response to each selected image.

전술한 바와 같이, 이미지에 대한 필터 응답은 L번째까지 멀티 이미지가 생성되도록 변환된 응답식으로부터 (L-1)번째까지 멀티 이미지가 생성되도록 변환된 응답식을 차감함으로써 구할 수 있으며, 멀티 이미지 및 멀티 컴플리멘터리 이미지에 대한 각각의 이미지 응답은 각각 수학식 13 및 수학식 14와 같다. As described above, the filter response for the image can be obtained by subtracting the response equation transformed to generate the multi-image up to the (L-1) th to the L-th response. Each image response to the multi-complementary image is represented by Equations 13 and 14, respectively.

필터 응답 연산부(408)는 선택된 각각의 이미지에 대한 이미지 응답을 합산하여 최종적인 필터 응답을 연산하며, 이를 통해 주파수가 재구성된 필터 응답을 클로즈드-폼 형태로 구할 수 있게 된다. 만일 하나의 이미지만 선택될 경우 해당 이미지의 최종적인 필터 응답이 되며, 별도의 합산 절차는 요구되지 않는다. The filter response calculator 408 calculates the final filter response by summing the image responses for each selected image, thereby obtaining a frequency-reconstructed filter response in a closed-form form. If only one image is selected, it is the final filter response of the image, and no separate summing process is required.

(2)제2 실시예(2) Second Example

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터의 구성을 도시한 블록도이다. 5 is a block diagram showing the configuration of a digital filter capable of frequency reconstruction according to a second embodiment of the present invention.

제2 실시예는 본 발명의 실시예에 따른 필터가 소프트웨어로 구현될 경우의 필터의 구성을 모듈로 표현한 것으로서 제1 실시예의 필터를 다른 관점에서 블록도로 표현한 것이다. The second embodiment is a module representation of the filter configuration when the filter according to the embodiment of the present invention is implemented in software. The filter of the first embodiment is represented in a block diagram from another viewpoint.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터는 모델 필터 응답 저장부(500), 샘플링 커널 저장부(502), 컴플리멘터리 변환부(504), 이미지 응답 연산부(506) 및 필터 응답 연산부(508)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the digital filter capable of frequency reconstruction according to the second embodiment of the present invention includes a model filter response storage unit 500, a sampling kernel storage unit 502, a complimentary transform unit 504, and an image. The response operator 506 and the filter response operator 508 may be included.

모델 필터 응답 저장부(500)는 특정 탭수 및 계수를 가지는 모델 필터 응답을 저장한다. The model filter response storage unit 500 stores a model filter response having a specific tap number and coefficient.

샘플링 커널 저장부(502)는 업샘플링 및 멀티 이미지의 생성에 적용되는 샘플링 상수에 의해 스케일링되며 이미지 넘버 L을 변수로 가진 샘플링 커널 응답을 저장한다. 샘플링 커널로 Sinc 함수가 사용될 때, 수학식 7과 같은 샘플링 커널이 샘플링 커널 저장부(502)에 저장될 수 있으며, Sinc 함수 이외에도 수학식 2에 예시된 것과 같은 다양한 샘플링 커널이 활용될 수 있다. The sampling kernel storage unit 502 stores a sampling kernel response that is scaled by sampling constants applied to upsampling and multi-image generation and has an image number L as a variable. When the Sinc function is used as the sampling kernel, a sampling kernel such as Equation 7 may be stored in the sampling kernel storage unit 502, and various sampling kernels as illustrated in Equation 2 may be utilized in addition to the Sinc function.

컴플리멘터리 변환부(504)는 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성을 위한 컴플리멘터리 변환을 수행한다. 컴플리멘터리 변환은 수학식 9와 같은 변환식을 통해 이루어질 수도 있으며, 컴플리멘터리 이미지를 위한 모델 필터 응답과 샘플링 커널을 별도로 저장하여 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성할 수도 있다. The complimentary converter 504 performs a complimentary transform for generating a multi-complementary image. Complementary conversion may be performed through a conversion equation such as Equation 9, or a multi-complementary image may be generated by separately storing a model filter response and a sampling kernel for the complimentary image.

이미지 응답 연산부(506)는 사용자로부터 선택된 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지 넘버에 대한 이미지 응답을 연산한다. 멀티 이미지가 선택된 경우, 저장된 모델 필터 응답 및 저장된 샘플링 상수 및 이미지 넘버를 변수로 하는 샘플링 커널을 이용하여 수학식 6 및 수학식 13과 같은 방법을 통해 선택된 이미지에 상응하는 필터 응답을 연산한다. The image response calculator 506 calculates an image response to an image or a complimentary image number selected by the user. When the multi image is selected, the filter response corresponding to the selected image is calculated by using the stored model filter response and the sampling kernel including the stored sampling constant and the image number as variables in the same manner as in Equations 6 and 13.

또한, 멀티 컴플리멘터리 이미지 중 특정 컴플리멘터리 이미지가 선택된 경우, 저장된 모델 필터 응답, 저장된 샘플링 상수 및 이미지 넘버를 변수로 하는 샘플링 커널과 컴플리멘터리 변환을 통해 수학식 10 및 수학식 14와 같은 방법을 통해 선택된 컴플리멘터리 이미지에 상응하는 필터 응답을 연산한다. In addition, when a specific complimentary image is selected among the multi-complementary images, the equation 10 and the equation are converted through a sampling kernel and a complimentary conversion using the stored model filter response, the stored sampling constant, and the image number as variables. In the same way as in step 14, the filter response corresponding to the selected complementary image is calculated.

필터 응답 연산부(508)는 선택된 각각의 이미지에 대한 이미지 응답을 합산하여 최종적인 필터 응답을 연산하며, 이를 통해 주파수가 재구성된 필터 응답을 클로즈드-폼 형태로 구할 수 있게 된다. 만일 하나의 이미지만 선택될 경우 해당 이미지의 최종적인 필터 응답이 되며, 별도의 합산 절차는 요구되지 않는다.
The filter response calculator 508 calculates the final filter response by summing the image responses for each selected image, thereby obtaining a frequency-reconstructed filter response in a closed-form form. If only one image is selected, it is the final filter response of the image, and no separate summing process is required.

필터를 이용한 이퀄라이저Equalizer with Filter

상술한 본 발명의 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터를 이용하여 다수의 주파수 대역에 대한 게인 및 대역 통과 특성을 조절할 수 있는 이퀄라이저의 구현이 가능하다. 이퀄라이저는 음원 재생이 가능한 디지털 기기(예를 들어, 휴대폰, MP3 플레이어, 컴퓨터, 노트북 등을 포함함)에서 음원의 출력 특성을 조절하는데 사용될 수도 있으며, 보청기 등과 같은 장치에서 사용자의 청력 특성에 따라 개인화된 보청기를 제작할 때도 사용될 수 있다. By using the frequency reconfigurable digital filter of the present invention described above, it is possible to implement an equalizer capable of adjusting gain and band pass characteristics for a plurality of frequency bands. Equalizers can also be used to adjust the output characteristics of sound sources in digital devices capable of playing music (e.g. mobile phones, MP3 players, computers, laptops, etc.), and in personalizing devices according to the user's hearing characteristics in devices such as hearing aids. It can also be used when making hearing aids.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 재구성이 가능한 필터를 이용한 이퀄라이저의 구성을 도시한 블록도이다. 6 is a block diagram showing the configuration of an equalizer using a frequency reconfigurable filter according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이퀄라이저는 채널 설정부(600), 게인(gain) 설정부(602), GUI부(604), 주파수 재구성부(606) 및 이퀄라이저부(608)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, an equalizer according to an embodiment of the present invention includes a channel setting unit 600, a gain setting unit 602, a GUI unit 604, a frequency reconstruction unit 606, and an equalizer unit 608. ) May be included.

GUI부(604)는 사용자가 이퀄라이저의 통과 대역 및 채널을 선택하기 위한 인터페이스를 제공한다. GUI부(604)에서 제공되는 그래픽 인터페이스를 통해 사용자는 이퀄라이저의 채널 및 각 채널의 게인 정보를 설정할 수 있다. 휴대폰과 같이 디스플레이가 구비된 장치는 필터가 내장된 장치에 구비될 수도 있으나, 보청기와 같이 디스플레이가 구비되지 않은 장치일 경우 외부 장치를 이용하여 GUI를 구현할 수도 있을 것이다. The GUI unit 604 provides an interface for the user to select the pass band and channel of the equalizer. Through the graphical interface provided by the GUI unit 604, the user can set the channel of the equalizer and the gain information of each channel. A device with a display such as a mobile phone may be provided in a device with a built-in filter. However, in the case of a device without a display such as a hearing aid, a GUI may be implemented using an external device.

채널 설정부(600)는 사용자의 채널 설정 정보에 기초하여 디지털 필터의 채널을 설정하는 기능을 한다. 이퀄라이저에서 채널은 본 발명의 디지털 필터에서 각 이미지 또는 커플리멘터리 이미지의 개별적인 통과 대역을 의미하며, 채널 설정부(800)는 사용자의 입력 정보에 기초하여 채널을 설정한다. 일례로, 사용자는 채널 수를 설정할 수 있으며, 사용자가 설정한 채널 개수에 따라 본 발명의 필터의 L 값을 설정하는 작업이 채널 설정부(600)에서 이루어진다. The channel setting unit 600 sets a channel of the digital filter based on the channel setting information of the user. In the equalizer, a channel means an individual pass band of each image or a couplemental image in the digital filter of the present invention, and the channel setting unit 800 sets a channel based on user input information. For example, the user may set the number of channels, and the channel setting unit 600 sets the L value of the filter according to the present invention according to the number of channels set by the user.

예를 들어, 사용자가 채널 개수를 8개로 설정하였을 때 총 8개의 통과 대역이 필요하며, 이때 4개의 멀티 이미지 및 멀티 컴플리멘터리 이미지가 필요하므로 멀티 이미지 및 멀티 컴플리멘터리 이미지에 대한 이미지 넘버 L은 4로 설정된다. For example, when the user sets the number of channels to eight, a total of eight passbands are required. Since four multi-images and a multi-complementary image are required, the image for the multi-image and the multi-complementary image is required. The number L is set to four.

게인 설정부(602)는 각 통과 대역(이미지 또는 컴플리멘터리 이미지)에 대한 게인을 사용자의 입력에 따라 설정하는 기능을 한다. 정규화된 게인이 이용될 경우 0 내지 1 중 하나의 게인 값이 설정될 수 있다. The gain setting unit 602 sets a gain for each pass band (image or complementary image) according to a user's input. When a normalized gain is used, a gain value of 0 to 1 may be set.

주파수 재구성부(606)는 앞서 설명한 디지털 필터에서 각 이미지의 응답을 생성하는 부분으로 채널 설정부(600)에서 설정된 채널에 상응하는 모든 이미지 및 컴플리멘터리 이미지의 응답을 생성한다. 이미지 및 컴플리멘터리 이미지의 응답은 수학식 13 및 14에 제시된 것과 같은 방법으로 생성할 수 있다. The frequency reconstruction unit 606 generates a response of each image in the above-described digital filter and generates a response of all images and complimentary images corresponding to the channel set in the channel setting unit 600. The response of the image and the complementary image can be generated in the same manner as shown in equations (13) and (14).

이퀄라이저부(608)는 게인 설정부(602)에서 설정된 각 주파수 대역의 게인 값 및 상기 주파수 재구성부에서 채널에 따라 설정된 각 이미지 및 컴플리멘터리 응답을 이용하여 최종적인 이퀄라이저 출력을 생성한다. 게인 값이 조절된 이퀄라이저 출력은 다음의 수학식 15와 같이 표현될 수 있다. The equalizer 608 generates a final equalizer output by using the gain value of each frequency band set by the gain setting unit 602 and each image and complimentary response set according to the channel in the frequency reconstructing unit. The equalizer output of which the gain value is adjusted may be expressed as in Equation 15 below.

Figure pat00031
Figure pat00031

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.

Claims (20)

모델 필터 정보를 저장하는 모델 필터 응답 저장부;
상기 모델 필터 응답에 적용되며 샘플링 상수에 의해 스케일링 되어 상기 모델 필터 응답을 업샘플링하며, 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 일정 주기를 가지고 반복되는 멀티 이미지를 생성하기 위한 샘플링 커널 저장부;
상기 멀티 이미지가 생성되지 않은 주파수 영역에 상기 일정 주기를 가지고 반복되며 멀티 이미지와 동일한 특성을 가지는 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성을 위한 컴플리멘터리 변환부;
상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 및 상기 멀티 이미지 중 선택된 대역에 상응하는 이미지의 응답을 연산하는 이미지 응답 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
A model filter response storage unit for storing model filter information;
A sampling kernel storage unit applied to the model filter response and scaled by a sampling constant to upsample the model filter response, and generating a multi-image repeated with a predetermined period with respect to the upsampled model filter response;
A complimentary conversion unit for generating a multi-complementary image having the same characteristics as that of the multi-image and repeating the predetermined period in a frequency region in which the multi-image is not generated;
And an image response calculator for calculating a response of the multi-complementary image and an image corresponding to a selected band of the multi-image.
제1항에 있어서,
선택된 대역이 다수의 멀티 이미지 또는 멀티 컴플리멘터리에 대응될 경우 상기 선택된 대역의 각 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지의 응답을 합산하여 필터 응답을 생성하는 필터 응답 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
The method of claim 1,
If the selected band corresponds to a plurality of multi-image or multi-complementary frequency, further comprising a filter response calculation unit for generating a filter response by summing the responses of each image or the complementary image of the selected band Reconfigurable Digital Filter.
제1항에 있어서,
상기 샘플링 커널은 샘플링 상수 및 멀티 이미지 넘버를 변수로 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
The method of claim 1,
And the sampling kernel includes a sampling constant and a multi-image number as variables.
제3항에 있어서,
상기 샘플링 커널(
Figure pat00032
)은 다음의 수학식을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
Figure pat00033

위 수학식에서, L은 멀티 이미지 넘버이고 α는 샘플링 상수임.
The method of claim 3,
The sampling kernel (
Figure pat00032
) Is a digital filter capable of frequency reconstruction comprising the following equation.
Figure pat00033

In the above equation, L is a multi-image number and α is a sampling constant.
제4항에 있어서,
상기 샘플링 커널을 적용하여 모델 필터 응답을 업샘플링하고 다수의 멀티 이미지 생성은 다음의 수학식에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
Figure pat00034

위 수학식에서 α는 샘플링 상수이고,
Figure pat00035
은 기저 대역의 필터 응답이고, L은 이미지 번호 이며,
Figure pat00036
는 샘플링 커널이고, 멀티 이미지의 수는 L 값에 상응함.
The method of claim 4, wherein
Upsampling a model filter response by applying the sampling kernel and generating a plurality of multi-images is performed by the following equation.
Figure pat00034

Α is the sampling constant in the above equation,
Figure pat00035
Is the baseband filter response, L is the image number,
Figure pat00036
Is the sampling kernel, and the number of multi-images corresponds to the L value.
제1항에 있어서,
상기 컴플리멘터리 변환부는 멀티 이미지를 생성하기 위한 응답을 z 도메인에서
Figure pat00037
(여기서 N은 모델 필터의 길이임)만큼 지연시켜 다수의 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
The method of claim 1,
The complimentary converter is configured to generate a multi-image response in a z domain.
Figure pat00037
Wherein N is the length of the model filter to produce a plurality of multi-complementary images.
제1항에 있어서,
상기 이미지 응답 연산부는,
선택된 L번째 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지의 응답 연산을 위해 L개의 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지를 생성하기 위한 응답으로부터 (L-1)개의 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지를 생성하기 위한 응답을 차감하여 이미지 응답을 연산하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
The method of claim 1,
The image response calculator,
Subtracts the response for generating (L-1) images or the complimentary image from the response for generating the L image or the complementary image for the response operation of the selected L-th image or the complementary image Frequency reconstruction capable of calculating an image response.
제1항에 있어서,
상기 멀티 이미지 및 상기 멀티 컴플리멘터리 이미지의 반복 주기는 상기 업샘플링된 모델 필터 응답의 대역폭에 상응하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
The method of claim 1,
The repetition period of the multi-image and the multi-complementary image corresponds to a bandwidth of the upsampled model filter response.
모델 필터에 대해 샘플링 상수에 의해 스케일링되는 샘플링 커널을 적용하는 업샘플링을 수행하는 업샘플링부;
상기 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 일정 주기를 가지고 반복되는 L 개의 멀티 이미지를 생성하는 멀티 이미지 생성부;
상기 멀티 이미지가 생성되지 않은 주파수 영역에 상기 일정 주기를 가지고 상기 멀티 이미지와 동일한 특성을 가지는 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성하는 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성부; 및
상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 및 상기 멀티 이미지 중 선택된 대역에 상응하는 이미지의 응답을 연산하는 이미지 응답 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
An upsampling unit configured to perform upsampling to apply a sampling kernel scaled by a sampling constant to a model filter;
A multi-image generator for generating L multi-images that are repeated with a predetermined period with respect to the upsampled model filter response;
A multi-complementary image generator for generating a multi-complementary image having the same characteristics as the multi-image with the predetermined period in a frequency region where the multi-image is not generated; And
And an image response calculator for calculating a response of the multi-complementary image and an image corresponding to a selected band of the multi-image.
제9항에 있어서,
선택된 대역이 다수의 멀티 이미지 또는 멀티 컴플리멘터리에 대응될 경우 상기 선택된 대역의 각 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지의 응답을 합산하여 필터 응답을 생성하는 필터 응답 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
10. The method of claim 9,
If the selected band corresponds to a plurality of multi-image or multi-complementary frequency, further comprising a filter response calculation unit for generating a filter response by summing the responses of each image or the complementary image of the selected band Reconfigurable Digital Filter.
제9항에 있어서,
상기 샘플링 커널에 샘플링 상수에 의해 스케일링되는 샘플링 커널에 의한 업샘플링은 다음의 수학식에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터 설계 방법.
Figure pat00038

위 수학식에서 α는 샘플링 상수이고,
Figure pat00039
은 모델 필터 응답이며,
Figure pat00040
는 샘플링 커널임.
10. The method of claim 9,
Upsampling by a sampling kernel scaled by a sampling constant in the sampling kernel is performed by the following equation.
Figure pat00038

Α is the sampling constant in the above equation,
Figure pat00039
Is the model filter response,
Figure pat00040
Is the sampling kernel.
제9항에 있어서,
상기 멀티 이미지 생성부는 상기 업샘플링된 모델 응답에 대해 IDTFT(Inverse Discrete Time Fourier Transform)을 적용하여 다수의 멀티 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
10. The method of claim 9,
And the multi-image generator generates a plurality of multi-images by applying an inverse discrete time fourier transform (IDTFT) to the upsampled model response.
제12항에 있어서,
상기 멀티 이미지 생성부는 다음의 수학식과 같은 응답에 의해 L 개의 멀티 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
Figure pat00041

위 수학식에서 α는 샘플링 상수이고,
Figure pat00042
은 기저 대역의 필터 응답이고, L은 이미지 번호 이며,
Figure pat00043
는 샘플링 커널이고, 멀티 이미지의 수는 L 값에 상응함.
The method of claim 12,
And the multi-image generator generates L multi-images in response to the following equation.
Figure pat00041

Α is the sampling constant in the above equation,
Figure pat00042
Is the baseband filter response, L is the image number,
Figure pat00043
Is the sampling kernel, and the number of multi-images corresponds to the L value.
제9항에 있어서,
상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성부는 상기 업샘플링된 모델 필터 응답을 지연시킨 컴플리멘터리 필터 응답에 IDTFT(Inverse Discrete Time Fourier Transform)을 적용하여 다수의 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
10. The method of claim 9,
The multi-complementary image generator generates a plurality of multi-complementary images by applying an Inverse Discrete Time Fourier Transform (IDTFT) to a complete filter response that delays the upsampled model filter response. Digital filter capable of frequency reconstruction.
제14항에 있어서,
상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성부는 상기 업샘플링된 모델 필터 응답을 z 도메인에서
Figure pat00044
(여기서 N은 모델 필터의 길이임)만큼 지연시켜 다수의 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
The method of claim 14,
The multi-complementary image generator generates the upsampled model filter response in a z domain.
Figure pat00044
Wherein N is the length of the model filter to produce a plurality of multi-complementary images.
제15항에 있어서,
상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성부는 다음의 수학식과 같은 응답에 의해 L 개의 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
Figure pat00045

위 수학식에서, c는 컴플리멘터리를 표시하기 위한 인자이고, α는 샘플링 상수이며,
Figure pat00046
은 기저 대역의 필터 응답이고, L은 이미지 번호이며,
Figure pat00047
는 샘플링 커널이고, 멀티 컴플리멘터리 이미지의 수는 L 값에 상응함.
16. The method of claim 15,
The multi-complementary image generator is capable of frequency reconstruction, characterized in that for generating the L multi-complementary image in response to the following equation.
Figure pat00045

In the above equation, c is a factor for indicating the complimentary, α is a sampling constant,
Figure pat00046
Is the baseband filter response, L is the image number,
Figure pat00047
Is the sampling kernel, and the number of multi-complementary images corresponds to the L value.
제9항에 있어서,
상기 이미지 응답 연산부는,
선택된 L번째 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지의 응답 연산을 위해 L개의 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지를 생성하기 위한 응답으로부터 (L-1)개의 이미지 또는 컴플리멘터리 이미지를 생성하기 위한 응답을 차감하여 이미지 응답을 연산하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
10. The method of claim 9,
The image response calculator,
Subtracts the response for generating (L-1) images or the complimentary image from the response for generating the L image or the complementary image for the response operation of the selected L-th image or the complementary image Frequency reconstruction capable of calculating an image response.
제9항에 있어서,
상기 멀티 이미지 및 상기 멀티 컴플리멘터리 이미지의 반복 주기는 상기 업샘플링된 모델 필터 응답의 대역폭에 상응하는 것을 특징으로 하는 주파수 재구성이 가능한 디지털 필터.
10. The method of claim 9,
The repetition period of the multi-image and the multi-complementary image corresponds to a bandwidth of the upsampled model filter response.
사용자가 선택한 채널 수 및 채널 정보에 상응하여 사용될 채널을 설정하는 채널 설정부;
각 채널의 게인 정보를 설정하는 게인 설정부;
상기 설정된 채널 수 및 채널 정보에 기초하여 각 채널의 응답을 설정하는 주파수 재구성부; 및
상기 주파수 재구성부의 필터 응답에 대해 상기 채널 게인 설정 정보를 적용하여 이퀄라이저 출력을 생성하는 이퀄라이저부를 포함하되,
상기 주파수 재구성부는,
모델 필터 정보를 저장하는 모델 필터 응답 저장부,
상기 모델 필터 응답에 적용되며 샘플링 상수에 의해 스케일링 되어 상기 모델 필터 응답을 업샘플링하며, 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 일정 주기를 가지고 반복되며 상기 채널 수에 기초하는 다수의 멀티 이미지를 생성하기 위한 샘플링 커널 저장부,
상기 멀티 이미지가 생성되지 않은 주파수 영역에 상기 일정 주기를 가지고 반복되며 멀티 이미지와 동일한 특성을 가지며 상기 채널 수에 기초하는 다수의 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성을 위한 컴플리멘터리 변환부,
상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 및 상기 멀티 이미지 중 선택된 채널에 상응하는 이미지의 응답을 연산하는 이미지 응답 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이퀄라이저.
A channel setting unit for setting a channel to be used according to the number of channels and channel information selected by the user;
A gain setting unit for setting gain information of each channel;
A frequency reconstruction unit configured to set a response of each channel based on the set number of channels and channel information; And
An equalizer unit is configured to generate an equalizer output by applying the channel gain setting information to the filter response of the frequency reconstruction unit.
The frequency reconstruction unit,
A model filter response storage unit for storing model filter information;
Applied to the model filter response and scaled by a sampling constant to upsample the model filter response, and repeating with a predetermined period for the upsampled model filter response and generating a plurality of multi-images based on the number of channels. Sampling kernel storage,
A complimentary conversion unit for generating a plurality of multi-complementary images based on the number of channels and having the same characteristics as the multi-images, repeated in a frequency region in which the multi-images are not generated;
And an image response calculator for calculating a response of an image corresponding to a selected channel among the multi-complementary image and the multi-image.
사용자가 선택한 채널 수 및 채널 정보에 상응하여 사용될 채널을 설정하는 채널 설정부;
각 채널의 게인 정보를 설정하는 게인 설정부;
상기 설정된 채널 수 및 채널 정보에 기초하여 각 채널의 응답을 설정하는 주파수 재구성부; 및
상기 주파수 재구성부의 필터 응답에 대해 상기 채널 게인 설정 정보를 적용하여 이퀄라이저 출력을 생성하는 이퀄라이저부를 포함하되,
상기 주파수 재구성부는,
모델 필터에 대해 샘플링 상수에 의해 스케일링되는 샘플링 커널을 적용하는 업샘플링을 수행하는 업샘플링부,
상기 업샘플링된 모델 필터 응답에 대해 일정 주기를 가지고 반복되며 상기 채널 수에 기초하는 L 개의 멀티 이미지를 생성하는 멀티 이미지 생성부,
상기 멀티 이미지가 생성되지 않은 주파수 영역에 상기 일정 주기를 가지고 상기 멀티 이미지와 동일한 특성을 가지며 상기 채널 수에 기초하는 L 개의 멀티 컴플리멘터리 이미지를 생성하는 멀티 컴플리멘터리 이미지 생성부, 및
상기 멀티 컴플리멘터리 이미지 및 상기 멀티 이미지 중 선택된 채널에 상응하는 이미지의 응답을 연산하는 이미지 응답 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이퀄라이저.
A channel setting unit for setting a channel to be used according to the number of channels and channel information selected by the user;
A gain setting unit for setting gain information of each channel;
A frequency reconstruction unit configured to set a response of each channel based on the set number of channels and channel information; And
An equalizer unit is configured to generate an equalizer output by applying the channel gain setting information to the filter response of the frequency reconstruction unit.
The frequency reconstruction unit,
An upsampling unit which performs upsampling to apply a sampling kernel scaled by a sampling constant to a model filter;
A multi-image generator for repeating the predetermined sample filter response with a predetermined period and generating L multi-images based on the number of channels;
A multi-complementary image generator for generating L multi-complementary images having the same characteristics as the multi-images in the frequency region where the multi-images are not generated and based on the number of channels;
And an image response calculator for calculating a response of an image corresponding to a selected channel among the multi-complementary image and the multi-image.
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