KR910007021B1 - Fklter coefficient arithmetic method and device - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 희망하는 입력주파수 특성을 힐베르트변환한 주파수특성을 나타내는 그래프.1 is a graph showing frequency characteristics obtained by Hilbert transforming desired input frequency characteristics.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 필터계수연산장치를 나타내는 블록선도.2 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device according to a first embodiment of the present invention.
제3도는 희망하는 주파수특성을 분할을 설명하는 그래프.3 is a graph illustrating division of desired frequency characteristics.
제4도는 영점삽입 및 대역필터에 의하여 표본화 주파수변환을 나타내는 그래프.4 is a graph showing sampling frequency transformation by zero insertion and band filter.
제5도는 제2도의 필터의 특성을 설명하는 그래프.5 is a graph illustrating the characteristics of the filter of FIG.
제6도는 제2도의 필터의 출력을 가산하는 것을 설명하는 그래프.6 is a graph illustrating the addition of the output of the filter of FIG.
제7도는 제1실시예를 사용할 수 있는 FIR 필터의 구성을 나타내는 블록선도.7 is a block diagram showing a configuration of a FIR filter that can use the first embodiment.
제8도는 본 발명의 제2실시예에 따른 필터계수연산장치를 나타내는 블록선도.8 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device according to a second embodiment of the present invention.
제9도는 본원 발명의 제2실시예를 사용할 수 있는 FIR 필터의 일예를 나타내는 블록선도.9 is a block diagram showing an example of an FIR filter that can use the second embodiment of the present invention.
제10도는 본원 발명의 제3실시예에 따른 필터계수 연산장치를 나타내는 블록선도.10 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device according to a third embodiment of the present invention.
제11도는 본원 발명의 제4실시예에 따른 필터계수 연산장치를 나타내는 블록선도.11 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device according to a fourth embodiment of the present invention.
제12도는 본원 발명의 제5실시예에 따른 필터계수연산장치를 나타내는 블록선도.12 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device according to a fifth embodiment of the present invention.
제13도는 제12도의 제5실시예를 수정한 블록선도.FIG. 13 is a block diagram modified from the fifth embodiment of FIG.
제14도는 본원 발명의 제6실시예에 따른 필터계수연산장치의 구성을 나타내는 블록선도.14 is a block diagram showing the configuration of a filter coefficient calculating device according to a sixth embodiment of the present invention.
제15도는 진폭주파수특성의 표본화포인트를 설명하는 그래프.15 is a graph for explaining sampling points of amplitude frequency characteristics.
제16도는 제6실시예의 전달함수를 얻기 위한 진폭주파수특성 및 표본화포인트를 설명하는 그래프.Fig. 16 is a graph illustrating amplitude frequency characteristics and sampling points for obtaining the transfer function of the sixth embodiment.
제17도는 필터계수 연산알고리즘을 나타내는 플로우차아트.17 is a flowchart showing a filter coefficient calculation algorithm.
제18도는 본원 발명의 제7실시예에 따른 필터계수연산장치를 나타내는 블록선도.18 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device according to a seventh embodiment of the present invention.
제19도는 진폭주파수특성에 대하여 결정하는 방법을 설명하는 그래프.19 is a graph for explaining a method for determining amplitude frequency characteristics.
제20도는 두개의 FIR 필터를 가진 시스템을 나타내는 블록선도.20 is a block diagram illustrating a system with two FIR filters.
제21도는 본원 발명의 제8실시예에 따른 필터계수연산장치를 나타내는 블록선도.21 is a block diagram showing a filter coefficient calculation device according to an eighth embodiment of the present invention.
제22도는 본원 발명의 제9실시예에 따른 필터계수연산장치를 나타내는 블록선도.22 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device according to a ninth embodiment of the present invention.
제23도는 본원 발명의 제10실시예에 따른 필터계수연산장치를 나타내는 블록선도.23 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device according to a tenth embodiment of the present invention.
제24도는 제10실시예에 있어서, 입력특성과 분할된 주파수특성을 나타내는 그래프.24 is a graph showing input characteristics and divided frequency characteristics in the tenth embodiment.
제25도는 다른 입력주파수특성을 나타내는 그래프.25 is a graph showing different input frequency characteristics.
제26도는 분할주파수특성의 보정을 설명하는 그래프.Fig. 26 is a graph for explaining correction of divided frequency characteristics.
제27도는 본원 발명의 제11실시예에 따른 입력주파수특성 및 분할주파수특성을 나타내는 그래프.27 is a graph showing input frequency characteristics and split frequency characteristics according to the eleventh embodiment of the present invention.
제28도는 본원 발명의 제12실시예에 따른 필터계수 연산장치를 나타내는 블록선도.28 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device according to a twelfth embodiment of the present invention.
제29도는 본원 발명의 제12실시예의 표시부를 설명하는 그래프.29 is a graph for explaining a display portion of a twelfth embodiment of the present invention.
제30도는 제12실시예의 표시부를 나타내는 사시도.30 is a perspective view showing a display portion of the twelfth embodiment;
제31도는 본원 발명에 따른 필터계수의 연산 및 설정의 방법을 나타내는 플로우차아트.Fig. 31 is a flowchart showing a method of calculating and setting a filter coefficient according to the present invention.
제32도는 진폭주파수특성의 생성상태를 설명하는 그래프.32 is a graph for explaining the generation state of amplitude frequency characteristics.
제33도는 필터계수연산알고리즘을 설명하는 플로우차아트.33 is a flowchart illustrating a filter coefficient calculation algorithm.
제34도는 필터계수연산장치를 나타내는 블록선도.34 is a block diagram showing a filter coefficient calculating device.
제35도는 필터계수연산알고리즘을 나타내는 블로우차아트.35 is a blow chart showing filter coefficient calculation algorithm.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 입력수단(회로) 2 : 분할 및 추출수단(회로)1: Input means (circuit) 2: Division and extraction means (circuit)
3 : 힐베르트변환수단 5, 34 : 역푸리에변환수단(회로)3: Hilbert transform means 5, 34: inverse Fourier transform means (circuit)
6 : 보간수단(회로) 8 : 가사수단(회로)6: interpolation means (circuit) 8: housework means (circuit)
9 : 전송수단(회로) 20 : 선형위상변형수단(회로)9: transmission means (circuit) 20: linear phase transformation means (circuit)
22, 53 : 연산회로 31 : 진폭입력회로22, 53: calculation circuit 31: amplitude input circuit
32 : 보정진폭입력회로 33 : 위상연산회로32: correction amplitude input circuit 33: phase calculation circuit
35 : 설정회로 39 : 위상입력회로35: setting circuit 39: phase input circuit
41 : 군지연입력회로 42 : 적분회로41: group delay input circuit 42: integral circuit
56 : 설정스위치 57 : 표시부56: setting switch 57: display unit
710 : 저역통과필터 702 : 중역통과필터710: low pass filter 702: mid pass filter
703 : 고역통과필터703: high pass filter
본 발명은, 유한개수의 계수(이하, FIR 계수 : FINITE IMPULSE RESPONES FACTOR)와 지연된 신호를 상승(相乘)적분함으로써, 트랜스버어설 필터 또는 유한 임펄스응답필터(이하, FIR 필터)에 설정하여 임의의 주파수특성을 실현할 수 있는 FIR 계수를 구하는 필터계수연산장치 및 필터계수 연산설정방법에 관한 것이다.According to the present invention, by integrating a finite number of coefficients (hereinafter referred to as FIR coefficient: FINITE IMPULSE RESPONES FACTOR) and a delayed signal, it is set to a transversal filter or a finite impulse response filter (hereinafter referred to as an FIR filter). A filter coefficient calculating device and a filter coefficient calculation setting method for obtaining a FIR coefficient that can realize a frequency characteristic of
FIR 필터는 임의로 주파수특성을 구할 목적으로 음질조정장치와 같은 여러 가지 시스템에 사용되고 있다. 이것에 의해서 실현되는 희망주파수 특성은, 일반적으로 진폭주파수 특성(파우어스팩트럼)으로 표현되고, 이것은 위상정보를 포함하지 않는다. 따라서 이것을 그대로 역푸우리에 변환해서 시간함수인 FIR 계수를 구할 수는 없다. 그래서 파우어스팩트럼으로부터 위상정보를 구하는 공지의 방법으로서 힐베르트 변환을 사용한다. 힐베르트변환을 사용하여 실용상 지장을 주지않는 희망하는 진폭주파수 특성을 실현하는 FIR 계수를 구하고 있다(예를 들면, 참고문헌 1 : 음향학회, 전기음향 연구회(1985년 EA85-44).FIR filters are used in various systems such as sound quality control devices for the purpose of arbitrarily obtaining frequency characteristics. The desired frequency characteristic realized by this is generally expressed as an amplitude frequency characteristic (power spectrum), which does not include phase information. Therefore, it is not possible to convert this to inverse puuri as it is to obtain the time function FIR coefficient. Therefore, the Hilbert transform is used as a known method for obtaining phase information from the powder spectrum. The Hilbert transform is used to obtain FIR coefficients that achieve desired amplitude frequency characteristics that do not interfere practically (eg, Reference 1: Acoustics Society, Electroacoustic Research Society (1985 EA85-44)).
이하 이 방법에 대해서 제1도를 참조하면서 간단하게 설명한다.This method is briefly described below with reference to FIG.
힐브레트변환은, 부여된 실함수 혹은 허함수를 복수함수로 변환하는 방법이다(참고문헌 2 : 디지틀신호처리의 기초 마에다와다루 오옴사). 참고문헌 1에 명시되어 있는 방법은 희망하는 주파수특성, 즉 제1a도에 있어서, 실선(11)으로 표시하는 진폭주파수 특성을 실함수로서 가정하고, 이로부터 복수함수를 구한다. 이것을 제1b도에 실함수를 실선으로, 허함수를 파선으로 표시한다. 상기 힐베르트변환에 의하여 구해진 복수함수로부터 역으로 진폭주파수 특성을 구하면, 희망하는 진폭주파수 특성으로 부터는 벗어난 것이 되어 있다. 제1c도에 힐베르트 변환후에 주파수 특성을 실선으로, 희망주파수 특성을 파선으로 표시한다. 거기서 그 자치가 작아지도록 희망주파수 특성을 각 주파수에 대해서 그 차이분을 일정비율 만큼 증가하여 재차 힐베르트 변환하고, 이 순차적 비교를 수회 반복함으로써 실용 문제가 없는 정도로 희망 주파수 특성을 실현하는 복수함수가 구한다음 이것을 역푸우리에 변환함으로써 FIR 계수가 구해진다.The Hilbert transform is a method of converting a given real function or an imaginary function into a plural function (Reference 2: Maedawa O Ohsa, the basis of digital signal processing). The method specified in
참고문헌 1, 2에 의하면 힐베르트 변환을 이산시간시스템(discrete time system)으로 고찰하면 그 변환식(1),(2)식으로 표시된다.According to
(1),(2)식에 있어서, H(K)는 구하고자 하는 복수함수이며, P(m)은 실함수, UN(K-m)은 (2)식으로 표시되어 있다. 힐베르트 변환을 행하는 수단에 있어서 (2)식으로 얻는 값을 미리 구하고, 데이터 테이블로서 저장할 수 있다. (1)식에서 P(m)은 변화하기 때문에, (1)식을 실현하기 위해서는 적화연산 수단이 필요하고, N점의 힐베르트 변환을 행하는 데는 N2회의 적화연산이 최소한 필요하다. N2회의 적화연산이, 힐베르트 변환의 변환시간과 변환연산장치의 규모를 결정하고, 주파수 대역과 주파수 분해능에 따라서 힐베르트 변환연산 시간과 장치규모가 결정되므로 시간과 장치규모를 축소하는 데는 어려움이 따른다.In formulas (1) and (2), H (K) is a plural function to be determined, P (m) is a real function, and U N (Km) is represented by formula (2). In the means for performing the Hilbert transform, the value obtained by the expression (2) can be obtained in advance and stored as a data table. Since P (m) changes in Equation (1), an integration operation means is required to realize Equation (1), and at least N 2 integration operations are required to perform Hilbert transformation of N points. It is difficult to reduce the time and the device size because N 2 times of computations determine the conversion time of the Hilbert transform and the scale of the conversion device, and the Hilbert transform operation time and the device scale are determined according to the frequency band and the frequency resolution. .
또, 상술한 참고문헌 2에는, 선형(線型)위상변환을 함으로써 희망주파수 특성을 실현할 수 있는 FIR 계수를 구하여 파우어스펙트럼으로부터 위상정보를 구하는 방법이 명시되어 있다.In addition,
참고문헌 2에 의하면, 선행위상 변환을 이산시간시스템(discrete time system)의 측면이 고찰하면, 그 변환방정식은 다음과 같이 표현할 수 있다.According to Ref. 2, if a phase of a discrete time system is considered in terms of a prior phase transformation, the transformation equation can be expressed as follows.
단, H(r), Hi(k)는 구해진 실함수, 허함수이고, A(k)는 진폭주파수특성을 나타낸다.However, H (r) and Hi (k) are obtained real functions and imaginary functions, and A (k) represents amplitude frequency characteristics.
(3),(4)식에 있어서, COS[-(N-1)/N×πk], SIN[-(N-1/N×πk]를 테이블 데이터로서 미리 구할수 있다고 하여도 N점의 선형위상 변환을 행하는 데는 적어도 N×2회의 승산을 하여야 한다. N×2회의 승산이 선형위상 변환의 변환시간을 결정하게 된다. 주파수 대역과 주파수 분해능이 결정되면 선형위상 변환 연산 시간이 저절로 결정되어 이것을 단축할 수 있다고 하는 문제점이 있었다.Even in the formulas (3) and (4), COS [-(N-1) / N × πk] and SIN [-(N-1 / N × πk] can be obtained as table data beforehand, At least N × 2 multiplications are required to perform the linear phase transformation, and N × 2 multiplications determine the conversion time of the linear phase transformation, and once the frequency band and frequency resolution are determined, the linear phase transformation operation time is determined by itself. There was a problem that this could be shortened.
본 발명은, 종래의 기술에 따른 상기 결점을 배제하기 위하여 개발되었다.The present invention has been developed to eliminate the above drawbacks according to the prior art.
따라서, 본 발명의 목적은, 연신시간을 단축할 수 있는 필터계수를 계산하는 방법과, 간단한 구조로된 장치로서 신규성 내지는 진보성있는 것을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for calculating a filter coefficient that can shorten an elongation time and provide a novel or advanced device with a simple structure.
본원 발명에서는, 희망주파수특성을 입력하는 입력수단과, 입력된 주파수특성을 복수의 주파수 대역으로 분할하는, 상기 입력수단에 결합된, 분할수단과, 분할된 각각의 주파수 대역의 주파수특성을 실현하는 필터계수를 구하는, 상기 분할수단에 결합된 연산수단을 구비한 트랜스버어설필터용 필터계수연산장치가 구비되어 있다.In the present invention, the input means for inputting the desired frequency characteristics, the dividing means coupled to the input means for dividing the input frequency characteristics into a plurality of frequency bands, and to realize the frequency characteristics of each divided frequency band A filter coefficient calculating device for a transverse filter having a calculating means coupled to the dividing means for obtaining a filter coefficient is provided.
또한 본원 발명에서는, 제1종의 표본화주파수 또는 제2종의 표본화주파수를 가지는 진폭주파수특성을 입력회로에 입력하는 공정과, 입력된 진폭주파수특성을 근거로하여 힐베르트변환의 관계를 사용해서 제1종의 표본화주파수 및 제2종의 표본화주파수를 조합하여 전달함수를 구하는 공정과, 상기 입력회로에 진폭주파수특성을 제1종의 표본화 주파수로 설정한 경우에는, 제2종의 표본화주파수로 상기 전달함수를 역푸리에 변환해서 임펄스응답을 구하고, 상기 입력회로에 진폭주파수특성을 제2종의 표본화주파수로 설정한 경우에는, 제1종의 표본화주파수로 상기 전달함수를 역푸우리에 변환해서 임펄스응답을 구하는 공정과, 구해진 임펄스응답의 실수부를 필터계수로서 외부의 트랜스버어설필터에 설정하는 공정으로 이루어진 필터계수 연산설정 방법을 제공하고 있다.In addition, in the present invention, a first step of inputting an amplitude frequency characteristic having a first sampling frequency or a second sampling frequency into an input circuit, and using a relationship between the Hilbert transform based on the input amplitude frequency characteristic, Obtaining a transfer function by combining a sampling frequency of a species and a sampling frequency of a second species; and when the amplitude frequency characteristic of the input circuit is set to the first sampling frequency, the transfer at the second sampling frequency. If the impulse response is obtained by inverse Fourier transforming, and the amplitude frequency characteristic is set to the second type of sampling frequency in the input circuit, the transfer function is converted to the inverse Fourier at the first type of sampling frequency to obtain an impulse response. Filter coefficient calculation setting consisting of a step of obtaining and a step of setting the real part of the obtained impulse response to an external transverse filter as a filter coefficient It provides a way.
또한, 발명에서는, 제1종의 표본화주파수 또는 제2종의 표본화주파수를 가지는 진폭주파수특성을 입력회로에 입력하는 공정과, 입력된 주파수특성을 근거로하여 전달함수를 구하는 공정과, 상기 입력회로에 진폭주파수특성을 제1종 표본화주파수로 설정한 경우에는, 제2회 표본화주파수로 상기 전달함수를 역푸리우리에 변환해서 임펄스응답을 구하고, 상기 입력회로에 진폭주파수특성을 제2종의 표본화주파수로 설정한 경우에는, 제1종의 표본화주파수로 상기 전달함수를 역푸우리에 변환해서 임펄스응답을 구하는 공정과, 구해진 임펄스응답의 실수부를 필터계수로서 외부의 트랜스버어설필터에 설정하는 공정으로 이루어진 필터계수연산설정방법에 제공하고 있다.In addition, the present invention provides a method for inputting an amplitude frequency characteristic having a first sampling frequency or a second sampling frequency to an input circuit, a step of obtaining a transfer function based on the input frequency characteristic, and the input circuit. In the case where the amplitude frequency characteristic is set to the first type sampling frequency, the impulse response is obtained by converting the transfer function to the inverse Fourier at the second sampling frequency, and the amplitude frequency characteristic is sampled in the input circuit. In the case of setting the frequency, converting the transfer function to the inverse purifier at the first sampling frequency to obtain an impulse response, and setting the real part of the obtained impulse response to an external transversal filter as a filter coefficient. It is provided in the method of setting the filter coefficient calculation.
이하 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 FIR 필터에 사용되는 FIR 계수연산장치를 나타내는 블록선도이다. 중앙처리장치, 메모리등으로 이루어진 마이크로컴퓨터를 구비하여 FIR 계수연산장치를 구성할 수 있다. 제2도에 있어서, (1)은 FIR 필터로 실현하고자 하는 희망주파수 특성을 입력하는 입력수단이고, (2)는 입력된 주파수 특성을 복수의 대역으로 분할하는 분할된 대역의 특성을 보다 적은 점으로 표시하기 위하여 입력수단(1)에서 입력된 점을 추출하는 분할 및 추출수단이다. 또한, 제3a도의 희망주파수 특성은 곡선상의 이산분포된 점으로 나타나고, 그 주파수의 간격은 희망하는 주파수 특성의 저영역의 주파수 분해능에 따라서 결정된다. 제3b, 3c, 3d도는 제2도의 분할 및 추출수단(2)에 의해서 분할된 3개의 대역을 나타낸다. 제3도에 있어서 가로축을 주파수 축으로하고, 주파수축에 나타난 fN1, fN2, fN은 각각 분할된 대역에서 제일높은 주파수이고, 디지틀신호 이론에서는 나이퀴스트 주파수라고 일컬으며, 그 값은 표본화주파수의 1/2이 된다.2 is a block diagram showing an FIR coefficient calculating device used in the FIR filter according to the first embodiment of the present invention. A microcomputer consisting of a central processing unit, a memory, and the like can be provided to configure an FIR coefficient calculating device. In Fig. 2,
제2도에 있어서, (3)은, 제3b, 3c, 3d도에 나타난 대역은 각각 힐베르트 변환하는 힐베르트 변환수단이고, (4)는 힐베르트 변환후의 주파수 특성이 희망하는 주파수특성에 문제가 없을 정도로 일치하고 있는지 어떠한지를 판정하고, 일치하고 있지 않을 때는 보정을 하여 재차 힐베르트 변환하도록 힐베르트 변환수단(3)에 입력하는 주파수특성평가 및 보정수단이다. 이 수단(3),(4)는 참고문헌 1에 평시되어 있는 기술에 따른 것이다.In Fig. 2,
(5)는 희망주파수 특성을 실현하는 FIR 계수를 구하기 위하여 주파수특성 평가 및 보정수단(4)에 의해 구하여진 실함수 및 허함수를 사용해서 역푸우리에 변환하는 역푸우리에 변환수단이다. (6)은 표본점사이에서 보간을 행하는 보간 수단이다. 제4도는 보간의 일예를 설명하는 그래프이다. 제4a도에 나타난 바와 같이, 역푸리에 변환에 의해 구해진 값(0으로 표시)의 사이에 있는 X로 나타난 점이 시간축상에 있다. 제4b도에 나타난 바와 같이, 시간축상에 있는 X점을 상기 역푸우리에 변환에 의해 구해진 값(0으로표시)사이의 값으로 보간하여 삽입한다. 각각의 보간수단(6)으로 구한 FIR 계수를 저역통과필터(701), 중열필터(702), 고역통과필터(703)에 공급된다. 이예의 경우에는 표본화주수가 3배 된다. 제5도에 각 대역통과필터(701)(702)(703)의 특성을 설명하고 있다.(5) is an inverse Fourier transforming means for converting to inverse Fourier using the real and imaginary functions obtained by the frequency characteristic evaluation and correction means 4 to obtain the FIR coefficient for realizing the desired frequency characteristic. (6) is an interpolation means for performing interpolation between sample points. 4 is a graph illustrating an example of interpolation. As shown in FIG. 4A, the point represented by X lies between the values (indicated by 0) obtained by the inverse Fourier transform on the time axis. As shown in Fig. 4B, the X point on the time axis is interpolated and inserted into a value between the values (denoted by 0) obtained by the inverse Fourier transform. The FIR coefficients obtained by the interpolation means 6 are supplied to the
(8)은 각 대역마다 구해진 FIR 계수를 가산하는 FIR 계수 가산수단이다. 제6a, 6b, 6c도는 각대역의 통과필터(701),(702),(703)로, 표본화주파수 변환된 수단, 파형을 통과시키므로서 구해진 각 대역에서 희망주파수 특성을 실현하는 FIR 계수이고, 제6d도는 이 FIR 계수를 전부 가산하므로서 전체 대역의 희망 주파수 특성을 실현하는 FIR 계수가 구해진다.(8) is FIR coefficient adding means for adding FIR coefficients obtained for each band. 6A, 6B, and 6C are
(9)는 전체대역에 대해서 얻어진 FIR 계수를 FIR 필터의 전송하는 FIR 계수전송 수단이다.(9) shows FIR coefficient transmission means for transmitting the FIR coefficient obtained for the entire band to the FIR filter.
본 실시예를 사용하는 FIR 필터의 일례를 제7도에 표시한다. 제7도에 있어서, (10)은 디지틀신호를 입력하는 디지틀신호 입력수단, (11)은 약 필터를 실현하기 위한 입력신호를 기억 및 지연하는 디지틀 신호기억 및 지연수단, (12)는 본 실시예로부터 계수전송선(121)을 통하여 전송되는 FIR 계수를 유지하는 FIR 계수 유지수단, (13)은 승산수단(131)과 가산수단(132)를 포함한 적화(摘花)수단, (14)는 FIR 필터에 의하여 처리된 디지틀 신호를 출력하는 디지틀 신호 출력수단을 나타낸다.An example of the FIR filter using this embodiment is shown in FIG. In Fig. 7,
제8도는 본 발명의 제2의 실시예에 따른 필터계산연산장치를 나타내는 블록선도이고, 제1도와 동일한 수단에는 동일번호를 나타냈으며, 간단하게 하기 위해서 그 설명을 생략한다. 제2의 실시예의 특징은 각 대역에 대해서 구해진 FIR 계수를 FIR 필터에 직접 전송하는데 있다.8 is a block diagram showing a filter calculation device according to a second embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same means as in FIG. 1, and description thereof is omitted for simplicity. The feature of the second embodiment is that the FIR coefficients obtained for each band are transmitted directly to the FIR filter.
제2의 실시예를 사용하는 FIR 필터의 일례를 제9도에 표시한다. 제9도의 FIR 필터에 있어서, 디지틀입력수단(10)에 의하여 입력된 디지틀 신호를 소정의 대역을 각각 전달하는 저역통과필터(151), 중역통과필터(152), 고역통과필터(153)에 공급되고, 각 대역의 상한이 나이퀴스트주파수가 되는 표본화주파수가 되도록 추출수단(161)(162)에서 표본화포인트를 추출하도록 처리한다. 여기서 각각의 FIR 계수 유지수단(12)은 제8도의 각각의 전송수단(9)로부터 전송되는 보간수단(171),(172)에 의해서 표본화포인트를 보간한다. 표본화포인트로 보간된 디지틀신호가 각각의 대역필터(151)(152)(153)에 대응하는 대역필터(151')(152')(153')를 통과한 후, 디지틀신호가산수단(18)에 도달한다. 가산된 디지틀 신호를 디지틀신호 출력수단(14)로부터 출력된다.An example of an FIR filter using the second embodiment is shown in FIG. In the FIR filter of FIG. 9, the digital signal input by the digital input means 10 is supplied to the
이상과 같이 각 대역의 특성을 표시하는데 과다한 각 대역의 FIR 계수를 받아들인다. 다음에 제1의 실시예와 동일한 방법으로 저역신호 및 중역신호에 대해서 데이터수를 필요로 하지 않기 때문에, (1),(2)식에 표시한 적화연산 처리를 단시간에 소규모로 행할 수 있는 것이다.As described above, in order to display the characteristics of each band, the excessive FIR coefficient of each band is taken in. Next, since the number of data is not required for the low pass signal and the mid pass signal in the same manner as in the first embodiment, it is possible to perform the small-scale operation of the redundancy calculation shown in Eqs. (1) and (2) in a short time. .
제10도는 본 발명의 필터계수 연산장치의 제3의 실시예를 표시하는 것이고, 선형 위상변형에 의해 소망의 필터계수를 구하는 것이다.FIG. 10 shows a third embodiment of the filter coefficient calculating device of the present invention, and the desired filter coefficient is obtained by linear phase deformation.
제10도에 있어서, 제2도에 표시하는 제1의 실시예와 동일수단에는 동일번호를 붙이고 설명을 생략한다.In FIG. 10, the same means as in the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
제10도에 있어서, (20)은 실함수 및 허함수를 구하기 위하여 제3b, 3c, 3d도에 표시되는 각각의 대역선형변환하는 선형위상 변환수단이다. 희망주파수 특성을 실현하는 FIR 계수를 구하기 위하여, 선형위상 변화수단(20)에 의해 구하여진 실함수 및 허함수를 사용해서 역푸우리에 변환수단(4)에 의해 역푸우리에 변환된다. 각각의 보간수단(6)에서 표본화보간을 행한다음 각 대역에서 선형위상 계수의 중심을 맞추기 위하여 각각의 지연수단(21)에서 지연된다.In Fig. 10,
또한, 본 실시예에서 사용되는 FIR 필터의 예로서는, 제1의 실시예와 마찬가지로, 제7도에 표시되는 것이 사용된다.In addition, as an example of the FIR filter used in a present Example, the thing shown in FIG. 7 is used similarly to a 1st Example.
또, 제11도에 표시한 제4의 실시예는 각 대역의 FIR 계수를 구하고, 이것을 FIR 필터에 직접전송하도록 구성되어 있다.In addition, the fourth embodiment shown in FIG. 11 is configured to obtain the FIR coefficients of the respective bands and transmit them directly to the FIR filter.
이 실시예에서 사용되는 FIR 필터의 일례로서는 제9도에 표시한 것을 들수 있다.One example of the FIR filter used in this embodiment is that shown in FIG.
이상과 같이 각 대역의 특성을 표시하는데 과다한 데이터수를 필요로 하지 않기 때문에 연산처리를 단시간에 작은 회로 규모로 행할 수 있는 것이다.As described above, since an excessive number of data is not required to display the characteristics of each band, arithmetic processing can be performed on a small circuit scale in a short time.
제12도는 본 발명의 제5실시예를 표시하는 것으로, 힐베르트 변환에 의해 소망하는 필터계수를 구하는 것이다. 제3의 실시예와 다른 점은, 선형위상 변환수단(20)대신에, 제3b, 3c, 3d도에 표시하는 각 대역으로부터 힐베르트 변환관계를 사용하는 전달함수를 구하는 연산회로(22)를 사용한 점이다.FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention in which a desired filter coefficient is obtained by Hilbert transform. The difference from the third embodiment is that instead of the linear
본 실시예에서는, 이 연산회로(22)에서 구해진 전달함수를 역푸우리에 변환회로(5)에서 역푸우리에 변환함으로써, 희망진폭 주파수 특성을 실현하는 FIR 계수를 구는 것으로, 제3의 실시예와 거의 마찬가지로 효과를 나타내는 것이다.In the present embodiment, the FIR coefficient for realizing the desired amplitude frequency characteristics is obtained by converting the transfer function obtained from the
또한, 제13도는 본 발명의 제6실시예로 표시하는 것으로 각 대역의 FIR 계수를 FIR 필터로 직접 전송할 수 있다.In addition, FIG. 13 shows a sixth embodiment of the present invention, in which FIR coefficients of respective bands can be directly transmitted to the FIR filter.
다음에 본 발명의 제6의 실시예에 대해서 제14도를 참조하면서 설명한다.Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
제14도에 있어서, (26)은 임의의 진폭주파수 특성을 제2종의 표본화 주파수마다 입력하는 입력회로, (27)은 입력된 진폭주파수 특성을 근거로 하여 선형위상의 조건하에서 제1종의 표본과 주파수를 사용해서 전달함수를 구하는 전달함수 연산회로, (28)은 전달함수 연산회로(27)에서 구해진 전달함수를 제1종의 표본화 주파수로 역푸우리에 변환하는 변환회로, (29)는 역푸우리에 변환회로(28)에 의해서 구해진 임펄스응답의 실수부를 필터계수로서 설정하는 설정회로, (30)은 실제로 설정된진폭주파수 특성을 실현하는 FIR 필터이다. 입력회로(26)에 있어서 희망하는 진폭주파수 특성 |H(w)|이 제2종의 표본화 주파수 마다 설정되고(제15도 b참조), 전달함수 연산회로(27)에서, 다음식과 같은 연산을 행함으로써 전달함수 H(w)가 구해진다.In Fig. 14,
여기서, 입력된진폭주파수 특성|H(w)|에 있어서의 w는,Here, w in the input amplitude frequency characteristic H (w) |
로 표시되는 제2종의 표본화 주파수이고, (6)식, (7)식에 있어서의 cos,sin중의 w는,Is the sampling frequency of the second kind represented by " w " in cos, sin in the formulas (6) and (7),
로 표시되는 제1의 표본화 주파수이어야 한다.It should be the first sampling frequency, denoted by.
이때, 표본화포인트 N이 짝수일 경우, K=N/2까지는 (6)식, (7)식을 그대로 사용해서 H(w)를 구하고, K=N/2+1부터는 cos, sin중의 K는 K+1로서 계산을 행한다. 그러나, N가 클 때에 이와 같은 조작을 행하지 않아도 결과는 마찬가지이다. 제16도에 이 계산의 모양을 표시한다. 제16a도는 제2종의 표본화 주파수로 설정된 진폭주파수 특성을 나타내고, 제16b도는 (6)식, (7)식의 cos, sin에 있어서의 제1종의 표본화 주파수를 복수평면의 단위 원 위에 표시하고 있고, 승산을 행하는 값의 대응관계를 화살표로 표시하고 있다.In this case, when the sampling point N is an even number, H (w) is obtained using equations (6) and (7) until K = N / 2, and K in cos and sin from K = N / 2 + 1. The calculation is performed as
이와 같이 해서 구한 전달함수 H(w)로부터, 역푸우리에 연산회로(28)에서 제1종의 표본화 주파수를 사용해서(10)식의 역푸우리에 변환을 행하고 H(w)에 대한 임펄스응답을 구한다From the transfer function H (w) obtained in this way, the inverse purge is transformed to the inverse purge of equation (10) using the first type of sampling frequency in the
(단, 0nN-1, H(w)는 (5),(6),(7)식에 의해 구해진 값.)(0 n N-1 and H (w) are values obtained by the formulas (5), (6) and (7).)
여기서, 다시 명기하지만, (10)식에 있어서의 복소함수 ejwn의 w는 (9)식에서 표시되는 제1종의 표본화를 행한 경우의 값이다.Here, again, the w of the complex function e jwn in the expression (10) is a value when the first type of sampling represented by the expression (9) is performed.
다음에, 설정회로(29)에 의해 구해진 임펄스응답 h(n)의 실수부만을 택하고, 이 값이 필터계수로서 FIR 필터(30)에 설정된다. 결과적으로 창함수를 사용하지 않고 여기서 임의의 진폭 주파수 특성이 리플이 생기는 일없이 정확하게 실현되게 된다.Next, only the real part of the impulse response h (n) obtained by the setting
제17도는 상기 필터계수 연산장치의 필터계수 연산알고리즘을 나타내는 플로우차아트이다.Fig. 17 is a flowchart showing the filter coefficient calculation algorithm of the filter coefficient calculating device.
다음에 제7의 실시예에 대해서 제18도를 참조하면서 설명한다.Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG.
제18도에 있어서, (31)은 희망하는 진폭주파수 특성을 입력하는 진폭입력회로, (32)는 위상보정(예를 들면, 스피커등의 역진폭주파수 특성을 보정)을 할 대상에 대한 진폭주파수 특성의 역진주파수 특성을 입력하거나 위상보정을 행하는 대상에 대한 진폭주파수 특성을 입력하고, 그 역특성을 자동적으로 생성하는 보징진폭 입력회로, (33)은 보정특성 입력회로(32)로부터 구해진 진폭주파수 특성을, 힐베르트변환의 관계로부터, 위상주파수 특성으로 변환하는 위상연산회로, (34)는 진폭입력회로 (31)로부터 구해진 진폭주파수 특성과, 위상연산회로(33)로부터 구해진 위상주파수 극성을 가진 전달함수를 역푸우리에 변환하는 역푸우리에 변환회로, (35)는 역푸우리에 변환회로(34)에서 구해진 임펄스 응답을 필터계수로서 설정하는 설정회로, (36)은 실제로 설정된 주파수 특성을 실현하는 FIR 필터이다.In Fig. 18,
진폭입력회로(31)은 w=0∼π의 희망하는 진폭주파수 특성 |H(w)|이 설정되고, 이 입력진폭 주파수 특성을 되짚어가므로서 자동적으로 w=π∼2π의 진폭 주파수 특성이 생성된다(제19도 참조).In the
다음에, 보정특성 입력회로(32)에, 위상보정(예를 들면 스피이커등의 위상 주파수 특성을 보정)을 할 대상에 대한 역진폭 주파수특성 |HI(w)|을 입력한다. 이 진폭 주파수 특성도 w=0∼π의 진폭주파수 특성을 입력하고, 이 입력 진폭 주파수 특성을 되짚어가므로서 w=π∼2π의 진폭 주파수 특성이 생성된다.Next, the inverse amplitude frequency characteristic | H I (w) | is input to the correction characteristic input circuit 32 about the object to which phase correction (for example, the phase frequency characteristic of a speaker etc. is corrected). This amplitude frequency characteristic is also inputted with an amplitude frequency characteristic of w = 0 to π, and the amplitude frequency characteristic of w = π to 2π is generated by repeating the input amplitude frequency characteristic.
위상 연산회로(33)에서 이 진폭주파수 특성을 힐베르트 변환의 관계를 이용하여 다음과 같이 위상 주파수 특성으로 변환한다.In the
힐베르트 변한은 원래 부여된 실함수 또는 허함수를 근거로하여 복수함수를 구하는 방법이다.Hilbert transform is a method of obtaining a plural function based on a real function or an imaginary function originally assigned.
주기 N의 주기함수 h(n)의 (이하, 수열은 이산화간시스템을 나타낸다. )는, 주기함수인 짝수함수 he(n)와 홀수함수 ho(n)의 합으로 표시된다.The periodic function h (n) of the period N (hereinafter, the sequence indicates the inter-disc system) is represented by the sum of the even function h e (n) and the odd function h o (n), which are periodic functions.
또, 주기 인과율을 다음식과 같이 정의하면In addition, if the periodic causality rate is defined as
으로서, he(n)으로 h(n)을 구할 수 있다. 여기서 he(n) 및 ho(n)의 성질을 보면, 다음과 같은 것을 알수 있다.As, e to h (n) it can be determined for h (n). Here, the properties of h e (n) and h o (n) show that:
h(n)의 푸우리에 급수계수를,The water coefficient for the puuri of h (n)
로하면, he(n)의 푸우리에 급수계수가 HR(K)로, ho(n)의 푸우리에 급수계수가 jH1(K)가 된다.In other words, the water supply coefficient of H e (n) is H R (K), and the water supply coefficient of h o (n) is jH 1 (K).
이상의 결과로부터, 위에 수열을 유한기간 N의 유한기간 함수라고 가정하면, 이것은, 반대로 HR(k)(k=0∼N-1)의 역푸우리에 변환(통상, IDFT라 호칭된다)한 결과는 he(n)가 된다고 가정된다.From the above results, assuming that the sequence above is a finite period function of finite period N, this is the result of inversely transforming (usually called IDFT) of H R (k) (k = 0 to N-1). Is assumed to be h e (n).
이상의 성질로부터 다음과 같은 것을 알 수 있다.From the above properties, the following can be seen.
희망하는 진폭주파수 특성 |H'(K)를 실현하는 전달함수 H'(k)를Transfer function H '(k) to realize desired amplitude frequency characteristics | H' (K)
다음식과 같이 된다.It becomes the following equation.
(단, 위상주파수 특성을 θ(w)라고 한다).(However, the phase frequency characteristic is called θ (w)).
(15)식의 양변에 대해서 자연대수를 취하면, 다음과 같이 된다.If we take the natural logarithm of both sides of (15), we get
여기서, ιnH'(K)의 역푸우리에 변환한 결과를 h'(n)으로하고, ιn|H'(K)|의 역 푸우리에 변환을 he'(n)으로 하면, (13)식으로부터Here, suppose that the result of transforming the inverse puuri of ιnH '(K) is h' (n), and the inverse purge transformation of ιn | H '(K) | is h e ' (n). From the formula
으로 되는 것을 알 수 있다.It can be seen that.
또, (17)식으로부터 구해진 h'(n)을 푸우리에 변환하면, 그 구해진 값의 살수부는 ιn|H'(K)|에 해당하게 되고 허수부는 jθ(w)에 해당하게 된다.In addition, when h '(n) obtained from Eq. (17) is converted into a fuuri, the sprinkling part of the obtained value corresponds to ιn | H' (K) | and the imaginary part corresponds to jθ (w).
따라서, 상술한 내용을 정리하면, 진폭주파수 특성을 아래와 같이 조작하여 위상주파수 특성을 구한다.Therefore, in summary, the phase frequency characteristics are obtained by operating the amplitude frequency characteristics as follows.
(1) 진폭주파수 특성의 자연대수를 취하고, (2) 상기 (1)에서 구해진 값을 역푸우리에 변환하고, (3) 상기 (2)에 의해서 구해진 것으로 부터 (17)식의 계산을 행함으로써 h'(n)을 구하고, (4) h'(n)을 역푸우리에 변환하고, (5)h'(n)을 역푸우리에 변환한 결과 값의 허수부를 택한다.(1) by taking the natural logarithm of the amplitude frequency characteristics, (2) converting the value obtained in (1) to inverse puuri, and (3) calculating the equation (17) from the value obtained in (2) above. h '(n) is obtained, (4) h' (n) is converted into inverse puuri, and (5) h '(n) is converted into inverse puuri.
이와 같이 해서 구해진 위상 주파수 특성은 위상추이(phase transition)가 최소로 되도록 작동한다(밀폐형 스피이터 시스템등의 위상 주파수 특성이 이와 같은 특성을 표시한다).The phase frequency characteristics thus obtained operate so that the phase transition is minimized (phase frequency characteristics such as an enclosed sputter system indicate such characteristics).
이상에서 진폭주파수 특성 |HI(w)|을 구하면, 힐베르트 변환의 관계에 따라서, 이진폭주파수 특성을 가지는 대상에 대한 위상주파수 특성을 구할 수 있다.If the amplitude frequency characteristic | H I (w) | is calculated | required above, the phase frequency characteristic with respect to the object which has a binary amplitude frequency characteristic can be calculated | required according to the relationship of Hilbert transform.
따라서, 위상보정을 행할 대상에 대한 역진폭주파수 특성을 근거로 하여 이진폭주파수 특성을 가진 위상 주파수특성을 구하면, 이것이 위상보정을 행하기 위한 위상주파수 특성이 된다. 즉, 위상보정을 행할 대상에 대한 역 위상 특성을 구할 수가 있다.Therefore, when a phase frequency characteristic having a binary amplitude frequency characteristic is obtained on the basis of the inverse amplitude frequency characteristic for the object to be subjected to phase correction, this becomes a phase frequency characteristic for performing phase correction. In other words, the inverse phase characteristic for the object to be subjected to phase correction can be obtained.
다음에 역 푸우리에 변환회로(34)에 진폭입력회로(31)로부터 구해진 진폭주파수 특성과 위상연산회로(33)로부터 산출된 위상 주파수 특성으로 이루어진 전달함수 H(w)을 역푸우리에 변환을 함으로써 임펄스응답이 방법h(n)을 구한다.Next, the inverse
이 방법은 참고문헌 1에서 설명되고 있는 방법보다도 정확하고 간단하게 h(n)을 구할 수 있다.This method can obtain h (n) more accurately and simply than the method described in
이와 같이 해서 구해진 임펄스 응답의 진폭주파수 특성은 진폭입력회로(31)로부터 구해진 진폭주파수 특성을 나타내고, 임펄스응답의 위상주파수 특성은 위상 연산회로(33)에 의해 산출된 위상 주파수 특성을 나타낸다. 이것을 구체적으로 기술하면 다음과 같다.The amplitude frequency characteristic of the impulse response thus obtained represents the amplitude frequency characteristic obtained from the
제20도에 도시한 바와 같이 2개의 FIR 필터를 가진 시스템을 가정한다. (37)은 임의의 진폭주파수 특성을 입력하고, 이진폭주파수 특성에서 힐베르트 변환의 관계로부터 위상주파수 특성 θ11(w)을 구하고, 이 주파수 특성을 가진 전달함수를 역 푸우리에 변환하여 구해진 값을 필터계수로하는 FIR 필터 A, (38)은 희망하는 진폭주파수 특성 |H12(w)|과 FIR 필터 A(37)에 의해서 입력된 진폭주파수 특성의 역진폭주파수 특성을 가산한 진폭주파수 특성(진폭주파수 특성은 대수(對數)로 입력되어 있는 것으로 한다)을 근거로 하여, 선형위상의 조건하에서 구한 전달함수(진폭 주파수 특성 그 자체를 전달함수로 할 수 있다. 즉 위상항은 영으로 한다)를 역 푸우리에 변환하여 구해진 값을 FIR 계수로 하는 FIR 필터 B이다. 이와 같이 구성하면 시스템 전체의 진폭주파수 특성은 FIR 필터 B(38)에서 입력된 진폭 주파특성 |H12(w)|이고, 위상진폭주파수 특성은 θ11(w)이 된다. 실제로, FIR 필터 B(38)의 선형위상의 변화분이 가산되지만, 위상보정을 고려할 경우는, 이들의 영향은 무시한다. 즉, 위 상항을 고려할 경우에는 위상주파수 특성을 주파수로 미분하여 얻어진 군(群)지연 특성은 중요하므로 선형위상의 변화분을 무시할 수 있다. 따라서, 반대로 전체의 시스템에 대해서는, 임의의 진폭주파수 특성과 힐베르트 변환의 관계에 따라서 구해진 위상 주파수 특성을 가지는 1개의 FIR 필터로 구성되는 시스템이, 선형위상을 가지는 1개의 FIR 필터와, 힐베르트변환(최소위상 추이시스템)의 관계를 가진 1개의 FIR 필터에 대응한다.Assume a system with two FIR filters as shown in FIG. (37) inputs an arbitrary amplitude frequency characteristic, obtains the phase frequency characteristic θ11 (w) from the relation of the Hilbert transform in the binary amplitude frequency characteristic, and converts the transfer function having this frequency characteristic to the inverse fuuri The filter coefficients FIR filters A and 38 are the amplitude frequency characteristics obtained by adding the desired amplitude frequency characteristics | H 12 (w) | and the inverse amplitude frequency characteristics of the amplitude frequency characteristics inputted by the FIR filter A (37). Based on the logarithmic amplitude frequency characteristics, the transfer function obtained under linear phase conditions (the amplitude frequency characteristic itself may be the transfer function, i.e., the phase term is zero). Is a FIR filter B that converts the result to inverse Fourier and obtains the value obtained as the FIR coefficient. In this configuration, the amplitude frequency characteristic of the entire system is the amplitude frequency characteristic | H 12 (w) | input from the
이와 같이, 역 푸우리에 변한회로(34)에 의해서 구해진 임펄스응답 h(n)은, 임의의 진폭 주파수 특성과 보정을 행하기 위한 주파수 특성을 가지게 된다.In this way, the impulse response h (n) obtained by the
다음에, 설정회로(35)에서는 이상과 같이해서 구해진 임펄스응답 h(n)을 필터계수로서, 실제 입력된 주파수 특성을 실현하는 FIR 필터(36)에 설정된다.Next, in the
또한, 본 실시예에 있어서, 위상보정을 행하는 것을 예로서 설명하였으나, 어떤 진폭 주파수 특성을 가진 대상에 대한 위상 주파수 특성을 실현할 수 있다.Incidentally, in the present embodiment, the phase correction is described as an example, but the phase frequency characteristic for an object having a certain amplitude frequency characteristic can be realized.
제21도는 본 발명의 제8의 실시예를 표시하는 블록선도이다. (39)는 임의의 위상주파수 특성을 입력하는 위상특성 입력회로이다. 제21도에 있어서, 제18도에서 표시한 것과 같은 기능을 가진 것을 같은 번호로 표시하였다.21 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention.
위상 특성 입력회로(39)에서는 w=0∼π범위에서 임의의 위상특성이 입력된다. w=π∼2π의 특성은 w=0∼π범위에서 위상 특성의 정수(正數)의 부호를 바꾼 것을 반복해서 생성한다. 이것은, 구하는 임펄스 응답이 실수일때, 진폭주파수 특성이 짝수함수이고, 위상주파수 특성은 홀수함수이다.In the phase
동작은 제7의 실시예와 마찬가지이고, 위상주파수 특성을 부여한 위상보정을 위한 진폭주파수 특성에서 연산해서 구하든가, 직접입력하는 가의 차이뿐이다. 그러나, 본 실시예에서는, 위상 주파수 특성은 최소이상 추이와 임의의 위상주파수 특성을 근거로 하고 있다. 제7의 실시예에서 표시한 바와 같이, 실현하는 진폭주파수 특성은 입력된 임의의 진폭주파수 특성이고, 위상 주파수 특성은 힐베르트 변환의 관계에 따라서 구한 값이다. 이 값을 역 푸우리에 변환하여 필터계수를 구함으로써 위상과 진폭을 독립적으로 설정할 수 있었다. 이것으로부터 위상주파수 특성도 임의의 특성을 설정할 수 있었음을 알수 있다.The operation is similar to that of the seventh embodiment, and only the difference is calculated from the amplitude frequency characteristic for phase correction to which the phase frequency characteristic is given or directly inputted. However, in the present embodiment, the phase frequency characteristic is based on the minimum abnormality transition and the arbitrary phase frequency characteristic. As indicated in the seventh embodiment, the amplitude frequency characteristic to be realized is an arbitrary amplitude frequency characteristic input, and the phase frequency characteristic is a value obtained according to the relationship of the Hilbert transform. By converting this value to the inverse puruli to obtain the filter coefficient, the phase and amplitude could be set independently. From this, it can be seen that the phase frequency characteristics can be set to arbitrary characteristics.
이것을 설명하기 위하여, 제7의 실시예의 힐베르트 변환관계를 사용해서 위상주파수 특성을 구하는 부분을 고려한다.In order to explain this, the part which calculates phase-frequency characteristic using the Hilbert transform relation of 7th Example is considered.
제7의 실시예에서는, 위상보정을 하고자 하는 대상의 역진폭주파수 특성으로부터 위상주파스 특성을 구한다. 그와는 반대로 위상주파수 특성을 설정할 때, 이것에 대응하는 진폭주파수 특성을 얻을 수 있다고 가정한다. 즉, 얻어진 진폭주파수 특성을 입력할 경우, 힐베르트 변환관계로부터 그 설정된 위상주파스 특성을 얻는다.In the seventh embodiment, the phase frequency characteristic is obtained from the inverse amplitude frequency characteristic of the object to be subjected to phase correction. On the contrary, when setting the phase frequency characteristics, it is assumed that corresponding amplitude frequency characteristics can be obtained. In other words, when the obtained amplitude frequency characteristic is inputted, the set phase frequency characteristic is obtained from the Hilbert transform relationship.
따라서, 임의의 위상주파수 특성에 대응하는 진폭주파수 특성이 존재한다고 생각된다.Therefore, it is considered that an amplitude frequency characteristic corresponding to an arbitrary phase frequency characteristic exists.
또, 먼저 표시한 제20도를 참조하면서 설명을 행한다. (37)은, 상술한 바와 같이, 설정된 임의의 위상주파수 특성을 가진 진폭주파수 특성으로부터 구한 전달함수에 대응하는 필터계수가 설정되는 FIR 필터이고, (38)은 설정된 임의의 진폭주파수 특성과 FIR 필터A(37)의 위상주파수 특성으로부터 얻게된 진폭주파수 특성의 역 진폭주파수 특성을 가산한 것을 진폭주파수 특성으로 하고, 선형위상의 조건에서 얻게 되는 전달함수로부터 구한 필터계수가 설정을 FIR 필터 B라고 한다.In addition, explanation will be given with reference to FIG. 20 shown first. Numeral 37 denotes an FIR filter in which a filter coefficient corresponding to a transfer function obtained from amplitude frequency characteristics having arbitrary phase frequency characteristics set is set, and
이와 같은 구성을 함으로써, 제7의 실시예와 마찬가지로 전체의 진폭주파수 특성은 FIR 필터 B(38)에 설정된 임의의 진폭주파수 특성으로 가정하고 위상주파수 특성은 FIR 필터(37)에서 설정된 위상주파수 특성으로 가정한다.With such a configuration, as in the seventh embodiment, the overall amplitude frequency characteristic is assumed to be the arbitrary amplitude frequency characteristic set in the
이와 같이 생각하면, 제8의 실시예에서 표시한 바와 같은 구성에 의해 진폭주파수 특성과 위상주파수 특성을 독립적으로 설정할 수 있는 것을 알수 있다.In this way, it can be seen that the amplitude frequency characteristics and the phase frequency characteristics can be set independently by the configuration as shown in the eighth embodiment.
제22도는 본 발명의 제9의 실시예를 표시하는 블록선도이고, 제18도에서 표시한 것과 같은 기능을 가진 것을같은 번호로 표시되어 있다. (41)은 임의의 군지연 특성 또는 군지연 왜곡 특성을 입력하는 군지연 입력회로, (42)는 군지연 입력회로(41)에 의해 입력된 군지연 특성을 적분함으로써 위상 주파수 특성을 계산하는 적분회로이다, 군지역 특성 γ(w)은,FIG. 22 is a block diagram showing the ninth embodiment of the present invention, in which those having the same functions as those shown in FIG. (41) is a group delay input circuit for inputting any group delay characteristic or group delay distortion characteristic, (42) is an integral for calculating the phase frequency characteristic by integrating the group delay characteristic inputted by the group delay input circuit 41; Circuit, the military zone characteristic γ (w) is
로 정의된다. 이것을 주파수 w로 적분하면 위상주파스 특성 θ(w)를 얻게 된다. 이것은 임의의 군지연 특성을 근거로하여 위상주파수 특성을 구할 수가 있음을 의미한다. 따라서 제7, 제8의 실시예와 마찬가지로, 진폭주파수 특성과 군지연특성(위상주파수 특성)을 독립적으로 설정할 수 있게 된다.Is defined as Integrating this by the frequency w yields the phase frequency characteristic θ (w). This means that the phase frequency characteristic can be obtained based on arbitrary group delay characteristics. Therefore, as in the seventh and eighth embodiments, the amplitude frequency characteristics and the group delay characteristics (phase frequency characteristics) can be set independently.
또한, 제7, 제8, 제9의 실시예에서는, 역 푸우리에 변환회로(34)에서 구한 임펄스 응답을 그대로FIR 필터(36)에 필터계수 로사용하고, 이와 같이 사용하면 FIR 필터(36)에 의해서 실현되는 주파수 특성에 리플이 생길수 있다. 그러므로 리플의 발생을 방지하기 위하여, 역 푸우리에 변환회로(34)에서 구해진 임펄스 응답에 해닝 또는 해밍특성을 가진 창함수를 곱하고, 설정회로(35)에서 곱한 결과를 FIR 필터(36)의 계수로 할 수 있다.In the seventh, eighth, and ninth embodiments, the impulse response obtained by the inverse
따라서, 설정회로(35)에서는 이와 같은 창을 가지도록 구성할 수 있다.Therefore, the setting
다음에 본 발명의 제10의 실시예에 대해서 제23도를 사용해서 설명한다.Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
제23도에 있어서, (51)은 임의의 진폭주파수 특성을 2개의 표본화주파수에 대응하는 주파수 대역으로 나누어서 입력하는 입력회로, (52)는 입력된 진폭주파수 특성을 2개의 상이한 표본화 주파수에 대응하는 주파수 대역으로 분할하는 분할회로, (53)은 각각의 표본화 주파수의 주파수 대역에 대응하는 FIR 필터의 필터계수를 구하는 연산회로, (54)와 (55)는 표본화 주파수가 다르고 필터계수의 수가 동일한 FIR 필터이다.In Fig. 23,
이하, 본 실시예의 동작에 대해서 설명한다.The operation of this embodiment will be described below.
입력회로(51)에서, 임의의 진폭주파수 특성을 2개의 표본화 주파수에 대응하는 주파수 대역으로 나뉘어지고, 그 주파수 대역이 겹치는 부분에서는 작은 주파수 분해능에 의해서 진폭주파수특성이 입력되고, 주파수 대역이 겹치지 않는 부분에서는 큰 주파수분해능에 의해서 진폭주파수 특성이 입력된다. 제24a도는 입력회로(51)에 의해서 입력되는 진폭주파수특성을 표시한다. 제24a도에 있어서 동그라미(○)표는, 설정된 진폭값을 표시하고, f1, f2는 2개의 다른 표본화 주파수로 지정하고, f2, f1의 2배가 된다. 입력회로(51)에서 입력되는 진폭주파수 특성의 주파수 분배능은 이 f1/2로 이등분된다. 이때, 입력회로(51)에 의해서 진폭주파수 특성을 입력할 수 있는 f1/2까지의 주파수 대역의 주파수 분해능은, 그 주파수 대역에 대응하는 FIR 필터(54)의 필터계수의 수를 N으로 하면 f1/N가 되고, f1/2로부터 f2/2의 주파수 대역에서 입력할 수 있는 진폭주파수 특성의 주파수 분해능은 f2/N가 된다. 여기서, 실제로 표본화 주파수 f1에 의해서 신호의 처리를 행하는 FIR 필터(54)의 저역통과필터의 차단주파수 부근의 주파수가 f3인 경우에는, f3로부터 f1/2까지의 설정할 수 있는 진폭주파수 특성의 주파수 분해능은 제25도와 같이 f2/N로 한다. 또한 본 실시예는 이와 같은 입력방법을 사용할 수 있다.In the
이상과 같이 해서 입력된 진폭주파수 특성은 분할회로(51)에 입력되고, 2개의 표본화 주파수 및 FIR 필터(54),(55)의 필터계수의수에 대응한 주파수 특성 제26b, 26d도로 분할된다. (×표, △표는 그 진폭 값). 이하, 상기 분할회로(52)에서 진폭주파수 특성의 분할방법에 대해서 설명한다.The amplitude frequency characteristic input as described above is input to the dividing
먼저, 제25도를 참조하면서 진폭주파수특성의 분할방법에 대해서 설명하면, 표본화 주파수 f1에 대응하는 대역 0~f1/2에 있어서, 0~f3까지의 진폭주파수 특성은 주파수 분해능 f1/N에 의해서 입력회로(51)에서 입력되므로 그대로 이 값을 사용한다. 표본화 주파수 f1에 대응하는 주파수 대역에서 문제가 되는 것은 f3~f1/2까지의 대역이지만, 이 대역에서 f2/2의 주파수 분해능에 의해서 입력회로에 진폭주파수 특성이 입력되므로 이 진폭주파수 특성의 값으로부터 f1/N의 주파수 분해능을 가지는 새로운 진폭주파수 포인트를 구할 필요가 있다. 이 새로운 진폭주파수 포인트를 구할 수 있는 여러 가지 방법이 있지만, 여기서는 선형보간을 사용하는 방법에 대해서 기술한다. 즉 입력회로(51)에 있어서 입력된 f3~f1/2에 대한 진폭주파수의 값중 f3에서의 값을 A이고, 다음값을 B이면, A와 B사이에 있는 본래의 표본화 주파수 f1에 대한 값 C는 표본화 주파수 f2가 f1의 2배이므로First, referring to FIG. 25, the division method of the amplitude frequency characteristic is explained. In the
로서 구할 수가 있다. f1/2까지의 다른 값은 마찬가지로 구할 수 있다. 또한, 여기서는 선형보간을 행하여 표본화 주파수 f1에 대응한 주파수 대역의 진폭주파수 특성을 구하였으나, 상술한 바와 같이 다른 방법, 예를 들면 다차(多次)함수에 의한 방법 등 여러 가지 방법을 사용할 수 있다.Can be obtained as Other values up to f 1/2 can be obtained as well. In addition, although the amplitude frequency characteristics of the frequency band corresponding to the sampling frequency f 1 were obtained by performing linear interpolation, as described above, various methods, such as a method using a multi-order function, can be used. have.
또한, 제26도를 참조하면서 진폭주파수 특성의 분할방법에 대해서 설명하면, 주파수 f4(>f3)로부터 주파수 f1/2까지에 대해서는, f1/2의 진폭주파수 특성치가 영이되도록 보정를 행한 값을 구하고, 이것을 사용하는 방법도 고려할 수 있다. 이 f4의 값은 상술한 저역통과필터의 신호 제어레벨이 충분한 값(예를 들면 통과대역의 레벨로부터 10dB 떨어진 주파수)이 되는 주파수로 한다. 주파수 f4에서 입력회로(51)에 의해 입력된 진폭치를 D로 할 경우 새로운 표본화주파수 f1에 의한 값 E는Moreover, if with reference to claim 26 also describes the resolution method of the amplitude frequency characteristic and the frequency f 4 (> f 3) from the frequency f 1 / for up to 2, bojeongreul performed such that the amplitude frequency characteristic value of f 1/2 Spirit You can also consider how to get the value and use it. The value of f 4 is a frequency at which the signal control level of the low pass filter described above is a sufficient value (for example, a
로서 구할 수가 있다. 이와 같이 하므로서, 상술한 저역통과필터의 제한대역의 신호를 더욱 제한하는 것이 가능하다. 또, f1/2에서 진폭주파수 특성을 영으로 하는 조건은, 연산회로(53)에서 필터계수를 선형위상의 조건에서 구할 때에 필요한 조건이기도 하다.Can be obtained as By doing in this way, it is possible to further restrict the signal of the limited band of the low pass filter mentioned above. The condition that the amplitude frequency characteristic is made zero at f 1/2 is also a condition necessary when the calculation coefficient of the calculation circuit 53 is obtained under the condition of the linear phase.
또 마찬가지로 표본화 주파수 f2의 대역에 대해서도 처리하는 신호에 영향이 미치지 않는 주파수 f5를 근거로 하여 동일한 보정을 행하면 동일한 효과를 얻게 된다.Similarly, the same effect is obtained when the same correction is performed on the band of the sampling frequency f 2 based on the frequency f 5 which does not affect the signal to be processed.
다음에 제24도 및 제25도를 참조하면서 표본화주파수 f2에 대응하는 주파수대역 0~f2/2에 있어서의 진폭주파수 특성에 대해서 설명한다.It will be described next in
주파수 f3와 f2/2사이의 주파수값은 입력회로(51)에서, 주파수 분해능 f2/N에 의해서 입력되기 때문에 이 값을 그대로 사용할 수 있다. 주파수 0로부터 f3까지의 값에 대한 주파수 분해능과 다르기 때문에 입력진폭주파수 특성을 그대로 사용할 수 없으므로 연산을 행하여 이 대역의 값을 구할 필요가 있다. 이 연산 방법도 여러 가지 고려되나, 여기서는 입력된 진폭 주파수 특성을 추출하는 방법을 표시한다. 즉, 여기서는 f2가 f1의 2배이므로 주파수 0~f3까지의 표본화 주파수 f2, 필터계수 N을 가지는 진폭주파수 특성은, 주파수분해능 f1/N에 의해서 입력된 진폭주파수 특성을 2개마다 1개씩 추출함으로써 구할 수 있다(제24c도를 참조). 이와 같이 추출함으로써 입력회로(1)에서 주파수 분해능 f1/N에 의해서 입력된 진폭주파수 특성으로부터 표본화 주파수 f2에 대응하는 주파수대역의 진폭주파수 특성을 구할 수 있다. 또한, 여기서는 추출을 행하여 표본화 주파수 f2에 대응한 주파수대역의 진폭주파수 특성을 구하였으나, 먼저 설명한 바와 같이, 다른 방법, 예를 들면 제26c도에 나타난 0~f6(<f3)의 진폭주파수 특성을 영으로 하거나 0dB(-1,0)으로 하는 방법등을 고려할 수 있다.Frequency value between frequencies f 3 and f 2/2 can be used as this value since input by the input from
다음에 연산회로(53)에서는 분할회로(52)에 의해서 분할된 2개의 주파수 특성을 사용해서 FIR 필터(54),(55)용 필터계수가 구해진다. 여기서 각각의 주파수대역의 반복(f1/2~f1, f2/2~f2의 주파수대역)의 진폭주파수 특성을 구하고, 선형위상의 조건에서 진폭주파수특성을 실수 항(項)으로 하고, 허수항을 영으로 한 역푸우리에 변환을 행하고 필터계수를 구하는 연산을 할 수 있다. 또, 허수항을 영으로 하지 않고, 위상 주파수 특성 혹은 군지연 특성을 표시하는 허수항을 가지도록 역 푸우리에 변환을 행한다. 또 힐베르트 변환의 관계에 따라서 최소위상추이를 행하는 필터계수 연산방법을 이용할 수 있다. 이와 같이 처리하므로서 각각의 표본화 주파수에 대응하는 주파수대역에 대해서, 입력된 진폭주파수 특성(또는, 진폭주파수 특성과 위상주파수 특성 또는 군지연특성)을 실현하도록 필터계수를 구할 수 있다. 이와 같이 해서 구해진 필터계수는, 각각의 주파수 대역에 대응한 FIR 필터(54),(55)에 입력되고, 실제로 입력회로(51)에 입력된 진폭주파수 특성이 실현되게 된다.Next, in the calculation circuit 53, the filter coefficients for the FIR filters 54, 55 are obtained using the two frequency characteristics divided by the division circuit 52. Here, to obtain the amplitude frequency characteristic of the repetition of the respective frequency bands (f 1/2 ~ f 1 ,
또한, 실시예에서는 입력회로(51)에 있어서 진폭주파수 특성을 제1종(주파수 0에서부터 f1/N마다 주파수 포인트를 설정하고 f3에서부터 f2/N마다 주파수 포인트를 설정한다)의 표본화를 행하거나, 제2종 (주파수 f1/N×1/2에서부터 f1/N마다 주파수 포인트를 설정하고, f3에서부터 f2/N마다 주파수 포인트를 설정한다)의 표본화를 행하여도, 각각의 주파수에 대응하는 필터계수를 얻도록 주파수 분할을 행할 수 있다. 이 경우에 있어서, 주파수 포인트의 엇갈림이 주파수대역의 차이로 생기지만, 선형보간 또는 다차 함수 근사(近似)등의 방법을 취함으로써 이것을 배제한 주파수 분할을 행하고, 각각의 주파수 대역의 필터계수를 구할 수 있다. 또, 실시예에서는 진폭주파수 특성을 입력함과 동시에 위상 주파수 특성 또는 군지연 특성과 같은 다른 주파수 특성을 입력할 수 있다.Further, in the embodiment, in the
제27도는 본 발명의 제11의 실시예에 따른 입력회로의 진폭주파수 특성의 입력방법 및 분할회로의 주파수 분할방법을 나타내는 그래프이다. 제11의 실시예의 구성은 제23도의 제10의 실시예의 구성과 동일하고 입력방법, 분할방법만이 다르다.27 is a graph showing an input method of amplitude frequency characteristics of an input circuit and a frequency division method of a division circuit according to an eleventh embodiment of the present invention. The configuration of the eleventh embodiment is the same as that of the tenth embodiment of FIG. 23, and only the input method and the division method are different.
입력회로(51)에서 입력할 수 있는 진폭주파수 특성(제27a도)은, 전체 대역에 걸쳐서 처리할 수 있는 표본화 주파수 f1, f2와는 다른 (이 도면의 경우는, f1/2N의) 주파수 분할능에 의해서 설정할 수 있다. 다음 분할회로(52)에서는, 실제의 신호를 처리할 수 있는 주파수 포인트를 얻기 위해서, 입력된 주파수 포인트로부터, f1의 표본화 주파수에 대응하는 주파수에 대역에 대해서는, 입력된 주파수 포인트를 2개중 1개를 추출하도록 연산을 행하고 (제27b도), f2의 표본하 주파수에 대응하는 주파수 대역에 대해서는, 입력된 주파수 포인트를 4개중 1개를 추출하도록 연산을 행하고(제27c도), 입력된 진폭주파수 특성을 분할한다.The amplitude frequency characteristics (Fig. 27a) that can be input from the
그외에는 제10의 실시예와 마찬가지 처리를 행한다. 본 실시예와 같이, 입력회로(51)에 있어서는 처리할수 있는 주파수 분해능과는 다른 주파수 분해능에 의해서 주파수 특성을 설정할 수 있어도, 분할회로(52)에서 알맞는 연산을 행함으로써, 실제로 처리할 수 있는 주파수 특성을 얻을 수 있으므로 FIR 필터(54),(55)용 필터계수도 구할 수 있다.Otherwise, the same processing as in the tenth embodiment is performed. As in the present embodiment, even in the
또한, 본 실시예에서는, 분할회로(52)에서 제1종의 표본화를 행한 경우를 표시하였으나, 제2종의 표본화를 행하는 경우도 고려된다.In the present embodiment, the case where the first type of sampling is performed in the division circuit 52 is shown, but the case of the second type of sampling is also considered.
또, 제10, 제11의 실시예에 있어서, 제1종의 표본화를 행한 경우에서는, 통상, 연산회로(53)에서 구한 필터계수에 창함수를 곱할 필요가 있으나, 제2종의 표본화를 행한 경우에는, 상기 필터계수에 창함수를 곱할 필요는 없다.In the tenth and eleventh embodiments, when the first type of sampling is performed, it is usually necessary to multiply the filter coefficient obtained by the calculation circuit 53 by the window function, but the second type of sampling is performed. In this case, it is not necessary to multiply the filter coefficient by the window function.
이하, 본 발명의 제12의 실시예에 대해서 제28도를 참조하면서 설명한다.A twelfth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
제28도는 본 발명의 제12의 실시예에 있어서의 FIR 필터에 대한 필터계수 연산장치의 블록선도를 나타낸 것이다.FIG. 28 shows a block diagram of a filter coefficient calculating device for an FIR filter in a twelfth embodiment of the present invention.
제28도에 있어서, (50)은 이것을 상하 좌우로 움직임으로써 주파수값 및 진폭값을 선택하는 입력부, (56)은 주파수값 및 진폭값을 설정하는 설정스위티, (57)은 진폭주파수 특성과, 현재의 주파수값 및 진폭값의 위치를 표시하는 십자와, 그 주파수값 및 진폭값을 숫자로 표시하는 표시부, (58)은 설정된 진폭주파수 특성을 근거로하여 필터계수를 구하는 연산회로, (59)는 구한 필터계수를 외부의 FIR 필터에 전송하는 전송회로이다.In Fig. 28,
제29도는 본 실시예에 따른 필터계수 연산장치의 표시부를 나타내는 것이다.29 shows a display portion of the filter coefficient calculating device according to the present embodiment.
제29도에 있어서 (60)은 가로축을 주파수로, 새로축을 진폭으로 표시한 그래프, (61)은 설정되어 표시된 진폭주파수 특성, (62)는 입력부(50)의 움직임에 대응해서 움직이도록 구성된 십자, (63)은 현재의 십자(62)의 위치에 대응하는 주파수값 및 진폭값을 숫자로 표시한 것이다.In FIG. 29, 60 is a graph indicating the horizontal axis as frequency and a new axis as amplitude, 61 is a set amplitude frequency characteristic, and 62 is a cross configured to move in response to the movement of the
제29에 있어서, 십자(62)의 A 점의 위치에 주파수값 및 진폭값이 설정되어 표시된다. 또, 가로축은 대수(對數)로, 세로축은 데시벨표시된다.A frequency value and an amplitude value are set and displayed in the position of the point A of the cross 62 in the 29th. The horizontal axis is logarithmic, and the vertical axis is displayed in decibels.
제30도는 실시예에 있어서의 필터계수 연산장치의 입력부(50)의 구성을 표시하는 것이다. (64)는 본체, (65)는 구슬,(66)(67)은 로울러이다.30 shows the configuration of the
제30도에 있어서, 본체(64)를 위 또는 아래로해서, 구슬을 직접 회전시키거나, 본체(64)를 움직임으로써 구슬을 회전시킨다. 이 구슬의 회전을 로울러(66),(67)에 전달하고, 또 이 로울러(66),(67)의 회전을 전기적 또는 기계적으로 변환하고, 이 변환은 표시부(57)의 십자(62)의 이동에 대응시키는 것이다. 제28도의 입력부(50)를 움직임으로써 그 움직임에 대응해서 표시부(57)에 표시된 십자(62)가 이동하고, 십자(62)의 중심을 점멸표시하는 동그라미표가 있는 A 점에 대응하는 주파수값 및 진폭값을 숫자로 표시된다. 설정해야 될 주파수값 및 진폭값에 대응하는 위치에 십자(62)를 이동시켜 설정스위치(56)를 누른다. 이로 인해, 십자(62)의 위치에 대응한 희망하는 주파수값 및 진폭값이 설정된다. 표시부(57)에 있어서는 미리 설정된 주파수값 및 진폭값을 기억해두고, 이 값과 새로 설정된 값을 직선 또는 곡선으로 연결하고, 같은 값에 이미 선이 표시되어 있는 경우에는 그 선을 소거하고, 새로운 선을 표시하고, 그 값을 설정한다.In FIG. 30, the beads are rotated by rotating the beads directly or by moving the
이상과 같이 해서 설정된 진폭주파수 특성을 연산회로(58)에 설정하고, 여기서 , 힐베르트 변환 또는 선형 위상을 근거로 한 방법에 따라서 위상 정보를 포함한 복소함수가 산출되고, 이것을 역푸우리에 변환함으로써 FIR필터의 필터계수가 구해진다. 여기서 구해진 필터계수는, 전송회로(59)에 의해 외부에 FIR 필터에 전송, 설정된다.The amplitude frequency characteristic set as described above is set in the
또한, 본 실시예에서는, 필터를 FIR 필터로 하였으나, 애널로그회로에 의해 구성된 파라메트릭형의 필터라도, 연산회로에 의해서 구하는 필터계수가 각 필터의 파라미터(주파수, 0, 이득)가 될 뿐이고, 동작은 본실시예와 마찬가지이다. 또 A점은 동그마리표 이외에 크로스표등으로 표시해도 좋다.In this embodiment, the filter is a FIR filter. However, even in a parametric type filter formed by an analog circuit, the filter coefficient obtained by the calculation circuit is only a parameter (frequency, 0, gain) of each filter. The operation is the same as in this embodiment. The point A may be displayed in a cross table or the like in addition to the dongle table.
이하, 본 발명에 따른 필터계수의 연산 설정방법을, 제31도~33도를 참조하면서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the calculation setting method of the filter coefficient concerning this invention is demonstrated concretely, referring FIGS. 31-33.
제31도는 본 발명의 연산설정방법을 사용한 필터계수의 연산장치의 블록선도이다. 제31도에 있어서, 입력회로에 의해서 임의의 진폭주파수 특성을 제2종의 표본화 주파수마다 입력하면, 제1의 연산회로(72)에서는 입력된 진폭주파수 특성의 자연대수를 취해서 제1종의 표본화를 행하였다는 가정하에 W=π∼2π의 특성을 생성한다. 또한, 진폭주파수특성은, 통상, W =0∼π를 가지는 입력된다.Fig. 31 is a block diagram of an apparatus for calculating filter coefficients using the calculation setting method of the present invention. In Fig. 31, when an arbitrary amplitude frequency characteristic is input for each of the second types of sampling frequencies by the input circuit, the first calculation circuit 72 takes the natural logarithm of the inputted amplitude frequency characteristics and samples the first type. Assuming that is performed, a characteristic of W = pi to 2 pi is generated. Also, the amplitude frequency characteristic is usually input having W = 0 to π.
제1의 연산회로(72)에서 제1종의 표본화 주파수를 사용해소 구해진 특성은 제1의 역푸우리에 변환회로(73)에 의해서 역푸우리에 변환하고, 제2의 연산회로(74)에서는 제1의 역푸우리에 변환회로(73)에 의해서 구해진 값을 실수부를 he(n)으로 하고, h'(n)=he(n)·u(n)의 계산을 행한다. 제2의 연산회로(74)에 의해서 구해진 값은, 푸우리에 변환회로(75)에 의해서 제1종의 표본화 주파수로 푸우리에 변환된다. 그리고 제3의 연산회로(76)에서는 푸우리에 변환회로(75)에 의해서 구한 값의 허수부의 위상항을 사용해서, H'R(K)=|H'(K|·cos(θ(w), H'1=|H'(K)|·sin(θ(w)를, 제2종의 표본화를 행한 것으로 계산해서 전달함수를 구한다. 제3의 연산회로(76)에 의해서 구한 전달함수는 제2의 역푸우리에 변환회로(77)에서 제1종의 표본화 주파수로 역푸우리에 변환되고, 이 제2의 역푸우리에 변환회로(77)에서 구한 임펄스 응답의 실수부를 필터계수로서 FIR필터(79)에 설정회로(78)를 통하여 설정된다.The characteristics obtained by using the first type of sampling frequency in the first calculation circuit 72 are converted to the inverse Fourth by the first inverse
상기의 내용을 구체적으로 설명하면, 상기의 입력회로(71)에 있어서 희망하는 진폭주파수 특성|H(w)|이 제2종의 표본화 주파수마다 설정되고(제15b도를 참조), 제1의 연산회로(72)에서는 다음식의 계산이 행하여진다. 표본화 포인트수를 N으로하고, 이 연산회로(72)에서 구하는 값을 H'e(K)로 하면,Specifically, the desired amplitude frequency characteristic H (w) in the
종래의 기술에서는 이 계산은,In the prior art, this calculation is
로 행하였다. 제32a도에 본 실시예에 따른 H'e(K)와 |H(w)|의 관계를 나타내고, 제32b도에 종래기술에 따른 H'e(K)와 |H(w)|의 관계를 나타낸다.It was done by. FIG. 32A shows the relationship between H'e (K) and | H (w) | according to this embodiment, and FIG. 32B shows relationship between H'e (K) and | H (w) | according to the prior art. Indicates.
다음에, 제1의 역푸우리에 변환회로(73)에 있어서 제1종의 표본화 주파수로 다음식에서 표시하는 H'e(K)의 역푸우리에 변환이 행하여진다.Next, in the first inverse
종래의 기술에서는, 통상 W=2·π/N·(K+1/2)로서 연산되고 있다.In the prior art, it is usually calculated as W = 2 · π / N · (K + 1/2).
다음에, 제2의 연산회로(74)에 있어서 제(21)식에 따라서 구한 값을 사용해서Next, in the
의 계산이 행하여지고, 이 값이 푸우리에 변환회로(75)에서 푸우리에 변환된다. 즉,Is calculated, and this value is transformed to the Fourier by the
의 계산이 행하여진다.Is calculated.
종래의 기술에서는, 통상 W=(2·π/N)(K+1/2)로서 계산하고 있는 부분이다.In the prior art, the portion is usually calculated as W = (2 · π / N) (K + 1/2).
다음에, 제3의 연산회로(76)에 있어서 푸우리에 변환회로(75)에 의해서 구해진 H'(K)의 허수부(H'I(K)를 사용해서 다음식의 계산이 행하여진다.Next, in the
단, only,
여기서는 제2종의 표본화에 해당하는 계산을 행하고 있다.In this case, the calculation corresponding to the second type of sampling is performed.
다음에, 제2의 역푸우리에 변환회로(77)에 있어서Next, in the second inverse purge conversion circuit 77,
의 역푸우리에 변환을 한다.Convert to reverse puuri.
이때, 재차 제1종의 표본화 주파수를 사용해서At this time, again using the sampling frequency of the first kind
단, W=2·π/N·K, 0nN-1로서 계산이 행하여진다.However, W = 2 · π / N · K, 0 n The calculation is performed as N-1.
여기서, (27)식에서 복수함수 ejwn의 W는 제1종의 표본화를 행한 경우의 값이고, 제2종의 표본화 주파수는 아니다.Here, in the expression (27), W of the plural function e jwn is a value when the first kind of sampling is performed, and is not the second sampling frequency.
다음에, 설정회로(78)에 의해 구해진 임펄스 응답 h(n)의 실수부를 유도하고, 이 값이 필터계수로서 상기 FIR 필터(79)에 설정된다. 여기서 설정되는 h(n)은 이론적으로는 N/2 이상에서 영이되지만 실제의 계산상에서는, 일반적으로 오차때문에 영이 안 되므로 설정회로(78)의 출력을, h(n)의 N/2이상인 경우에 영이 되도록 구성한다.Next, the real part of the impulse response h (n) obtained by the setting
이상과 같이 실제는 제1종의 표본화 주파수를 사용해서 계산하지 않으면 안 될 부분을 제2종의 표본화 주파수를 사용하므로서, 입력된 임의의 진폭주파수 특성이 리플이 생기는 일 없이 정확하게 실현되게 된다.As described above, by using the second type of sampling frequency, the portion that must be calculated using the first type of sampling frequency is accurately realized without any ripple.
제33도에 필터계수 연산장치의 상술한 작동을 설명하는 플로우차아트이다.33 is a flowchart illustrating the above-described operation of the filter coefficient calculating device.
또한, 이제까지 제2종의 표본화 주파수로 진폭 주파수 특성이 입력된 경우에 대해서 설명하였으나, 제1종의 표본화 주파수에 의해서 진폭 주파수 특성이 입력된 경우에는, 이상 표시한 각 계산이 제1종, 제2종의 표본화 주파수를 역으로해서 계산함으로써 마찬가지 효과를 얻게 된다.In addition, although the case where the amplitude frequency characteristic is inputted as the sampling frequency of the 2nd type so far was demonstrated, when the amplitude frequency characteristic was inputted by the sampling frequency of the 1st type, each calculation displayed above is the 1st type, the 1st. The same effect is obtained by reversing the two sampling frequencies.
이하, 본 발명의 필터계수의 연산설정방법을, 제34도 및 제35도를 참조하면서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the calculation setting method of the filter coefficient of this invention is demonstrated concretely, referring FIG. 34 and FIG.
제34도는 본 발명에 따른 필터계수 연산방법을 사용한 필터계수 연산장치의 블록선도를 표시한다. 제34도에 있어서, 입력회로(81)로부터 임의의 진폭주파수 특성을 제2종의 표본화 주파수마다 입력하면, 역 푸우리에 변환회로(82)에서는 입력된 진폭 주파수 특성을 전달함수로 하고, 제1종의 표본화 주파수로 역 푸우리에 변환한다. 설정 회로(83)에서는 역 푸우리에 변환회로(82)에 의해서 구한 임펄스 응답의 실수부를 필터계수로서 FIR 필터(84)에 설정한다.34 is a block diagram of a filter coefficient calculating device using the filter coefficient calculating method according to the present invention. In FIG. 34, when an arbitrary amplitude frequency characteristic is input from the input circuit 81 for each sampling frequency of the second type, the inverse Fourier transform circuit 82 makes the input amplitude frequency characteristic a transfer function. Convert to inverse fuuri with one sampling frequency. In the setting circuit 83, the real part of the impulse response obtained by the inverse Fourier transform circuit 82 is set in the FIR filter 84 as a filter coefficient.
구체적으로 설명하면, 상기 입력회로(81)에 있어서, 희망하는 진폭 주파수 특성 |H(w)|이 제2종의 표본화 주파수마다 설치되고(제15b도를 참조), 이 진폭 주파수 특성을 전달함수 H(w)로 한다.Specifically, in the input circuit 81, the desired amplitude frequency characteristic | H (w) | is provided for each sampling frequency of the second type (see FIG. 15B), and this amplitude frequency characteristic is transmitted. Let H (w) be.
으로 한다.It is done.
이와 같이 해서 구한 전달함수 H(w)는 선형위상이 된다. 이것은, 다음식에서 이해된다.The transfer function H (w) thus obtained becomes a linear phase. This is understood from the following equation.
푸우리에 변환의 성질으로부터From the nature of the transformation
(31)식, (32)식에서 진폭 주파수 특성은 전달함수 H(w)인 조건하에서 구한 임펄스 응답은, HR(w)=|H(w)|·cos(αw), Hi(w)=-|H(w)|·sin(αw)에 따라서 구한 전달함수로부터 구한 임펄스 응답에 대해서 m 만큼 지연시킨다. 따라서, 이 식에서 전달함수(H(w)가 선형위상임을 알 수 있다. 역 푸우리에 변환회로(82)에서 이 전달함수 H(w)을 근거로 해서 제1종의 표본화 주파수를 사용하여 하기(33)식의 역 푸우리에 변환을 행하고, H(w)에 대응하는 임펄스 응답을 구한다In the equations (31) and (32), the impulse response obtained under the condition that the amplitude frequency characteristic is the transfer function H (w) is given by H R (w) = | H (w) | · cos (αw) and Hi (w) = Delay by m for the impulse response obtained from the transfer function determined by-(H (w) | .sin (αw). Therefore, it can be seen from this equation that the transfer function H (w) is linearly phased. Inverse Fourier transform circuit 82 uses the first type of sampling frequency based on this transfer function H (w) The inverse purge of equation (33) is transformed to obtain an impulse response corresponding to H (w).
(단, 0nN-1, H(w)는 (28)식, (29)식, (30)식에 의해서 구한값)(0 n N-1 and H (w) are values obtained by the formulas (28), (29) and (30))
여기서, (31)식의 복합함수 ejwn에서 w=(2π/N)·k 및 k=0∼(N-1)로 표시되는 제1종의 표본화를 행한 경우의 값이고, w=(2π/N)(k+1/2), (k=0∼(N-1)로 표시되는 제2종의 표본화 주파수는 아니다.Here, the value is a case where the first kind of sampling represented by w = (2π / N) · k and k = 0 to (N-1) is performed in the complex function e jwn of the formula (31), and w = (2π / N) (k + 1/2), (k = 0 to (N-1)), which is not the second type of sampling frequency.
여기서 제2종의 표본화 주파수를 사용한 경우에는 창함수를 곱하지 않으며 실현되는 진폭 주파수 특성에 리플이 생기게된다.In this case, when the second type of sampling frequency is used, the window function is not multiplied, and a ripple occurs in the amplitude frequency characteristic realized.
다음에, 설정회로(83)에 의해 역 푸우리에 변환회로(82)에서 구한 임펄스응답 h(n)의 실수부를 유도하고, 이 값이 필터계수로서 FIR(84)에 설정되고, 여기서 입력된 임의의 진폭 주파수 특성은 리플이 생기는 일없이 정확하게 실현되게 된다.Next, the setting circuit 83 derives the real part of the impulse response h (n) obtained by the inverse Fourier transform circuit 82, and this value is set in the FIR 84 as a filter coefficient, which is inputted here. Arbitrary amplitude frequency characteristics can be accurately realized without ripples.
제35도는 이상의 필터계수 연산장치에 실행된 상기 동작을 설명하는 플로우차아트이다.35 is a flowchart illustrating the above operation performed in the above filter coefficient calculating apparatus.
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