(57)【要約】【課題】  強調用、減衰用の係数の急激な変化に伴う雑音の発生を低減し、さらに処理負荷の増大も抑制できるゲイン調整用ディジタルフィルタ回路を提供すること。【解決手段】  ０〜＋１２ｄＢの領域を０．５ｄＢ間隔で指定できるゲインブースト量テーブル１と、０〜−１２ｄＢの領域を０．５ｄＢ間隔で指定できるゲインカット量テーブル２を持つディジタルフィルタのゲインブースト／カット用係数変化において、現在の係数が−１２〜−８．５ｄＢまたは０〜３.５ｄＢのテーブル要素の場合は次のテーブル要素の係数との差の１／２を、現在の係数が−８．５〜−３．５ｄＢまたは３．５〜８．５ｄＢのテーブル要素の場合は１／４を、現在の係数が−３．５〜０ｄＢまたは８．５〜１２ｄＢのテーブル要素の場合は１／８を、それぞれ変化量とし、一定サンプル数毎にゲインブースト／カット用係数を目標係数に向けて遷移させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ部のゲイン調整機能およびそのゲイン調整機能を実現するための係数を持つゲイン調整用ディジタルフィルタ回路において、
一定量ごとに強調するゲインを規定する強調用ゲイン量と、その各強調用ゲイン量に対応し、指数的に変化する強調用の前記係数をテーブル要素とするゲインブースト量テーブルと、
一定量ごとに減衰するゲインを規定する減衰用ゲイン量と、その各減衰用ゲイン量に対応し、指数的に変化する減衰用の前記係数をテーブル要素とするゲインカット量テーブルと、
前記ゲインブースト量テーブルまたは前記ゲインカット量テーブルの前記強調用の係数または前記減衰用の係数の変化量をもとに、強調用の係数間および減衰用の係数間の補間数変更範囲を設定する補間数変更範囲設定手段と、
前記ゲインブースト量テーブルまたは前記ゲインカット量テーブルの現在参照している前記強調用の係数または前記減衰用の係数と、前記補間数変更範囲設定手段により設定された補間数変更範囲とをもとに、次のテーブル要素の強調用の係数または減衰用の係数との間の補間数を変え、前記強調用の係数間または前記減衰用の係数間を補間する係数調整手段と、
を備えたことを特徴とするゲイン調整用ディジタルフィルタ回路。
【請求項２】
前記係数調整手段は、前記ゲインブースト量テーブルまたは前記ゲインカット量テーブルの現在参照している前記強調用の係数または前記減衰用の係数と、前記補間数変更範囲設定手段により設定された補間数変更範囲とをもとに、ゲインを強調する場合には強調用ゲイン量が大きいほど、ゲインを減衰させる場合には減衰用ゲイン量が小さいほど、次のテーブル要素の前記強調用の係数間または前記減衰用の係数間の補間数を増大させ、前記強調用の係数間または前記減衰用の係数間を補間することを特徴とする請求項１記載のイン調整用ディジタルフィルタ回路。
【請求項３】
前記係数調整手段は、２のべき乗数により前記補間数を増大させることを特徴とする請求項２記載のイン調整用ディジタルフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばイコライザーに適用して好適なゲイン調整機能を有したゲイン調整用ディジタルフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のゲイン調整用ディジタルフィルタ回路としては、音質調整設定値を変える際にノイズや歪などのアーチファクトを生じることなく高性能オーディオ出力信号を発生するディジタルオーディオ音質調整器がある。このディジタルオーディ音質調整器は、連続するフィルタの利得間に所定の線形均一間隔を有する最小セットのシェルフフィルタを含む構成であり、前記シェルフフィルタに対するユーザ選択利得設定値を受信し、シェルフフィルタ利得を線形メモリ上の均一なステップで暫時増減させユーザ選択利得設定値へできるだけ近似させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１１３５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる従来のゲイン調整用ディジタルフィルタ回路では、以下の短所が付随している。
すなわち、次サンプルで突然目標係数を設定すると、以前の係数との差が大きい場合、時間軸において信号が急激に変化するためノイズが発生する。また、現在の係数から目標係数まで、あるサンプル数ごとにテーブルの要素番号順に係数を設定し、序々に目標係数に近づけていくとよいが、一定間隔のゲインブースト／カット量を基準にして係数をテーブル化した場合、ゲインブースト／カット量に対する係数が指数的なため、ゲインブースト量が大きいほど、あるいはゲインカット量が小さいほど、時間軸において信号が急激に変化し、ノイズが発生するという課題がある。
また、時間軸での信号変化量が一定になるように、係数変化を基準にしてテーブルを用意すると、テーブルの各要素のゲインブースト／カット量が複雑な値になるとともに、テーブル（メモリ）サイズが増大し、テーブルへのアクセス回数も増大するという課題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ディジタルフィルタ回路の特性を決める強調用、減衰用の係数の急激な変化に伴う雑音の発生を低減し、さらに処理負荷の増大も抑制できるゲイン調整用ディジタルフィルタ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明にかかるゲイン調整用ディジタルフィルタ回路は、一定量ごとに強調するゲインを規定する強調用ゲイン量と、その各強調用ゲイン量に対応し、指数的に変化する強調用の前記係数をテーブル要素とするゲインブースト量テーブルと、一定量ごとに減衰するゲインを規定する減衰用ゲイン量と、その各減衰用ゲイン量に対応し、指数的に変化する減衰用の前記係数をテーブル要素とするゲインカット量テーブルと、前記ゲインブースト量テーブルまたは前記ゲインカット量テーブルの前記強調用の係数または前記減衰用の係数の変化量をもとに、強調用の係数間および減衰用の係数間の補間数変更範囲を設定する補間数変更範囲設定手段と、前記ゲインブースト量テーブルまたは前記ゲインカット量テーブルの現在参照している前記強調用の係数または前記減衰用の係数と、前記補間数変更範囲設定手段により設定された補間数変更範囲とをもとに、次のテーブル要素の強調用の係数または減衰用の係数との間の補間数を変え、前記強調用の係数間または前記減衰用の係数間を補間する係数調整手段とを備えたことを特徴とする
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、一定量ごとに強調するゲインを規定する強調用ゲイン量と、その各強調用ゲイン量に対応し、指数的に変化する強調用の前記係数をテーブル要素とするゲインブースト量テーブルと、一定量ごとに減衰するゲインを規定する減衰用ゲイン量と、その各減衰用ゲイン量に対応し、指数的に変化する減衰用の前記係数をテーブル要素とするゲインカット量テーブルとを備え、前記ゲインブースト量テーブルまたは前記ゲインカット量テーブルの前記強調用の係数または前記減衰用の係数の変化量をもとに、補間数変更範囲設定手段により強調用の係数間および減衰用の係数間の補間数変更範囲を設定し、係数調整手段が、前記ゲインブースト量テーブルまたは前記ゲインカット量テーブルの現在参照している前記強調用の係数または前記減衰用の係数と、前記補間数変更範囲設定手段により設定された補間数変更範囲とをもとに、次のテーブル要素の強調用の係数または減衰用の係数との間の補間数を変え、前記強調用の係数間または前記減衰用の係数間を補間するように構成したので、ディジタルフィルタ回路の特性を決める強調用の係数、減衰用の係数の急激な変化に伴う雑音の発生を低減できるゲイン調整用ディジタルフィルタ回路を提供できる効果がある。
さらに、係数調整手段は、２のべき乗数により前記強調用の係数間または前記減衰用の係数間を補間するように構成したので、前記補間の際の前記係数の刻み幅を除算を用いずシフト演算で算出でき、処理負荷の増大も抑制できるゲイン調整用ディジタルフィルタ回路を提供できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
ディジタルフィルタ回路の特性を決める強調用、減衰用の係数の急激な変化に伴う雑音の発生を低減し、さらに処理負荷の増大も抑制できるゲイン調整用ディジタルフィルタ回路を提供するという目的を、一定量ごとに強調するゲインを規定する強調用ゲイン量と、その各強調用ゲイン量に対応し、指数的に変化する強調用の前記係数をテーブル要素とするゲインブースト量テーブルと、一定量ごとに減衰するゲインを規定する減衰用ゲイン量と、その各減衰用ゲイン量に対応し、指数的に変化する減衰用の前記係数をテーブル要素とするゲインカット量テーブルとを有し、前記ゲインブースト量テーブルまたは前記ゲインカット量テーブルの前記強調用の係数または前記減衰用の係数の変化量をもとに、補間数変更範囲設定手段により強調用の係数間および減衰用の係数間の補間数変更範囲を設定し、係数調整手段により、前記ゲインブースト量テーブルまたは前記ゲインカット量テーブルの現在参照している前記強調用の係数または前記減衰用の係数と、前記補間数変更範囲設定手段により設定された補間数変更範囲とをもとに、次のテーブル要素の強調用の係数または減衰用の係数との間の補間数を変え、前記強調用の係数間または前記減衰用の係数間を補間することで実現した。
【実施例１】
【０００８】
この実施例１のゲイン調整用ディジタルフィルタ回路は、ゲインを調整する機能およびそれを実現するための係数を持つディジタルフィルタにおいて、ゲインブースト／カット用係数をある一定ゲイン間隔でテーブルとして持たせる場合、ゲインブースト／カット量に対して係数は指数的に変化することから、係数変化をテーブル順に変化させることに加え、各テーブル要素（係数）間においても、ブーストの場合はその量が大きいほど多く、カットの場合はその量が小さいほど多く、変化する係数の間を補間し、係数変化を刻むようにし、時間軸における信号の急激な変化を抑制するものである。
図３は、このゲインブースト／カット量と係数Ｋとの関係を示す特性図であり、ゲインブースト／カット量に対し係数Ｋは指数的に変化し、ゲインブースト量が大きいほど、あるいはゲインカット量が小さいほど、係数Ｋの変化が大きい。
さらに、係数Ｋの刻み幅を除算を用いずシフト演算で算出できるように係数テーブル要素間の補間数は２のべき乗数にし、処理負荷を軽減し、ゲインブースト／カット処理により発生するノイズを軽減する。
【０００９】
図１は、この実施例１のゲイン調整用ディジタルフィルタ回路の構成を示すブロック図である。このゲイン調整用ディジタルフィルタ回路は、その利得特性を調整できるイコライザーとしての機能を実現するように、例えばＤＳＰにより構成されている。そして、ゲインブースト量テーブル１およびゲインカット量テーブル２と、ゲインブースト／カット量調整プログラム３を格納したメモリ４と、コントローラ５と、フィルタ部６とを備えている。また、ゲインブースト量テーブル１およびゲインカット量テーブル２と、ゲインブースト／カット量調整プログラム（補間数変更範囲設定手段）３を格納したメモリ４と、コントローラ５は、係数調整部１１を構成している。
【００１０】
図２は、ゲインブースト量テーブル１およびゲインカット量テーブル２の構成を示す説明図である。ゲインブースト量テーブル１は、一例として図２（ａ）に示されるように対応する係数番号とブースト量（ｄＢ）と計数ＫＢとをテーブル要素としている。また、ゲインカット量テーブル２は、一例として図２（ｂ）に示されるように対応する係数番号とカット量（ｄＢ）と計数ＫＣとをテーブル要素としている。ゲインブースト／カット量調整プログラム３は、所定の言語により記述され、その詳細は図４のフローチャートに示されている。メモリ４には、前記ゲインブースト／カット量調整プログラム３が格納され、コントローラ５により読み出され実行される。コントローラ５は、前記ゲインブースト／カット量調整プログラム３の読み出し、実行を含む各部の制御を行う中央処理装置である。係数調整部１１は、図４に示すゲインブースト／カット量調整プログラム３により調整した係数をフィルタ部６へ設定する。フィルタ部６はイコライザーとして機能し、設定される係数に応じその伝達関数が動的に変えられ、利得特性が調整される構成である。
【００１１】
次に動作について説明する。
このゲイン調整用ディジタルフィルタ回路においては、図２（ａ）、（ｂ）に示すように−１２〜＋１２ｄＢ（−符号：カット、＋符号：ブースト）の範囲内で、０〜＋１２ｄＢの領域を０．５ｄＢ間隔で指定できるゲインブースト量テーブル１と、０〜−１２ｄＢの領域を０．５ｄＢ間隔で指定できるゲインカット量テーブル２を持つディジタルフィルタのゲインブースト／カット用係数変化に着目し、現在の係数が−１２〜−８．５ｄＢまたは０〜３.５ｄＢのテーブル要素の場合は次のテーブル要素の係数との差の１／２を、現在の係数が−８．５〜−３．５ｄＢまたは３．５〜８．５ｄＢのテーブル要素の場合は次のテーブル要素の係数との差の１／４を、現在の係数が−３．５〜０ｄＢまたは８．５〜１２ｄＢのテーブル要素の場合はその係数の変化が最も大きいことから、次のテーブル要素の係数との差の１／８を、それぞれ変化量として一定サンプル数毎に係数を目標係数に向けて遷移させる。この結果、図１に示す構成において、イコライジングパラメータを設定すると、ゲインブースト／カット用の係数は、図４に示す処理により、設定されたゲインブースト／カット量へ徐々に変化する。
【００１２】
以下、図４に示すフローチャートに従い、係数調整部１１で行う係数の調整処理について説明する。図４は、この実施例１のゲイン調整用ディジタルフィルタ回路における係数調整部１１のコントローラ５の動作を示すフローチャートである。
先ず、初期値が“０”に設定される係数変化カウンタ（補間の回数を計数するカウンタ）の補間回数計数値が“０”であるか否かを判定する（ステップＳ１）。この結果、補間回数計数値が“０”であれば、メモリ上の係数テーブルから現在の係数番号を指標に対応する現在の係数を取り出す（ステップＳ２）。
【００１３】
次に、前記取り出した現在の係数番号と目標の係数番号とを比較し、現在の係数番号と目標の係数番号とが異なっているか否かを判定する（ステップＳ３）。この結果、現在の係数番号と目標の係数番号とが異なっていれば、前記メモリ上の係数テーブルから次の係数番号を指標に対応する次の係数を取り出す（ステップＳ４）。そして、前記取り出した次の係数番号の係数と現在の係数番号の係数との差分を算出する（ステップＳ５）。次に、前記算出した差分を、ゲインブースト（強調）時であれば１／２、ゲインカット（減衰）時であれば１／８した値を補間幅とし、補間回数をゲインブースト時であれば１、ゲインカット時であれば７に設定する（ステップＳ６）。
【００１４】
そして、変化中の現在の係数番号が７（係数番号７はブースト時であればゲインブースト量＋３．５ｄＢ、係数ＫＢ０３５に対応し、カット時であればゲインカット量−３．５ｄＢ、係数ＫＣ０３５に対応する）以上であるか否かを判定し（ステップＳ７）、この結果、係数番号が７以上であれば、さらに係数番号が１７（係数番号１７はブースト時であればゲインブースト量＋８．５ｄＢ、係数ＫＢ０８５に対応し、カット時であればゲインカット量−８．５ｄＢ、係数ＫＣ０８５に対応する）以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。この結果、係数番号が１７以上であれば、ステップＳ５で算出した差分（次の係数番号の係数と現在の係数番号の係数との差分）を、ゲインブースト時であれば１／８、ゲインカット時であれば１／２した値を補間幅とし、係数変化カウンタへ補間回数をゲインブースト時７、ゲインカット時１に設定する（ステップＳ９）。ステップＳ８において係数番号が１７未満、すなわち係数番号が７以上かつ１７未満であれば、ステップＳ５で算出した差分を、ゲインブースト時、ゲインカット時いずれの場合であっても共に１／４した値を補間幅とし、補間回数についてもゲインブースト時、ゲインカット時いずれの場合であっても共に３とし、係数変化カウンタへ設定する（ステップＳ１０）。そして、続くステップＳ１１においては係数番号をインクリメント、すなわち＋１し、このフローチャートをぬける。
【００１５】
なお、ステップＳ１において係数変化カウンタの補間回数計数値が“０”でなければ、現在の係数値に補間幅分を加算し、さらに前記ステップＳ９またはステップＳ１０において係数変化カウンタへ設定した補間回数をデクリメント、すなわち−１する（ステップＳ１２）。
【００１６】
この結果、ゲインブースト量またはゲインカット量を変化させる場合、図３に示す特性図から明らかなように、従来ではゲインブースト量が大きいほど、あるいはゲインカット量が小さいほど、係数Ｋの変化が大きく、ゲインブースト量が大きいほど、あるいはゲインカット量が小さいほど時間軸において信号が急激に変化し、ノイズが発生する可能性があったが、ゲインブースト量が大きいほど、またはゲインカット量が小さいほど補間回数を増加させることが出来るため、時間軸における信号の急激な変化を抑制でき、この結果、係数Ｋの急激な変化に伴うノイズの発生を軽減できるゲイン調整用ディジタルフィルタ回路を提供できる効果がある。
【００１７】
また、係数Ｋの刻み幅を除算を用いずシフト演算で算出できるように、係数テーブル要素間の補間数は２のべき乗数にしているなど、処理に大きな負荷を発生させずに、オーディオ信号のゲインブースト／カット処理中の時間軸における信号に一定な傾きの直線的な遷移状態を持たせ、係数の急激な変化に伴うノイズを軽減できるゲイン調整用ディジタルフィルタ回路を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１のゲイン調整用ディジタルフィルタ回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１のゲイン調整用ディジタルフィルタ回路のゲインブースト量テーブルおよびゲインカット量テーブルの説明図である。
【図３】本発明の実施例１のゲイン調整用ディジタルフィルタ回路におけるゲインブースト量テーブルおよびゲインカット量テーブルのゲインブースト／カット量と係数Ｋとの関係を示す特性図である。
【図４】本発明の実施例１のゲイン調整用ディジタルフィルタ回路における係数調整部のコントローラの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１９】
１……ゲインブースト量テーブル、２……ゲインカット量テーブル、３……ゲインブースト／カット量調整プログラム（補間数変更範囲設定手段）、４……メモリ、５……コントローラ、６……フィルタ部、１１……係数調整部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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