JPH03204215A - デジタルフィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明はデジタル的にフィルタ処理を行うデジタルフ
ィルタ装置に関する。

［従来技術とその問題点Ｊ 電子楽器等にデジタルフィルタを適用する場合には、フ
ィルタの特性を動的に変化できることが望まれる。カッ
トオ）周波数はフィルタの通過域としキ断域との境界を
示すパラメータであり、カットオフ周波数を変えること
によって音質や音色を変更できる。カットオフ周波数か
ら、デジタルフィルタの伝達関数の各係数（フィルタ係
数）を直接的に計算することは可能であるが、この計算
には三角関数の計算等が望まれるため、計算に相当の時
間を要し、他の処理も行わなければならない制御装置（
ＣＰＵ）にとって、負担が大きすぎる。そこで、カット
オフ周波数の各個に対するフィルタ係数を記憶するメモ
リ（フィルタ係数変換テーブル）を用意しておき、カッ
トオフ周波数の指示値でこの変換メモリをアクセスして
、対応するフィルタ係数を得る方式が採用される。しか
し、すべてのカットオフ周波数の指示値に対するフィル
タ係数を記憶するためには、変換メモリの記憶容量が著
しく大きくなってしまうという問題がある。

更に、デジタルフィルタを楽音処理に適用する場合には
、フィルタ特性におけるカットオフ周波数だけでなくレ
ゾナンス指数も可変に制御できることが望ましい、しか
し、可変のカットオフ周波数指示値とレゾナンス指数指
示値とからフィルタ係数を得るのに変換メモリを使用し
たとすると、その記憶容量は（取り得るカットオフ周波
数指示値の総数）×（取り得るレゾナンス指数の総数）
に比例する大きさとなってしまい、許容できない記憶容
量を要することになる。

［発明の目的Ｊ したがって、この発明の目的は記憶容量を節約しつつ、
可変のカットオフ周波数の指示値と可変のレゾナンス指
数の指示値とから、対応するフィルタ係数を高速に算出
可能なデジタルフィルタ装置を提供することである。

［発明の目的、作用］ 上記の目的を達成するため、この発明によれば、カット
オフ周波数とレゾナンス指数が可変の形式で入力信号を
フィルタリングするデジタルフィルタ装置において、カ
ットオフ周波数を可変に指示するカットオフ周波数指示
手段と、レゾナンス指数を可変に指示するレゾナンス指
数指示手段と、限られた数の離散的なカットオフ周波数
の各々に対して、第１のレゾナンス指数をもつフィルタ
特性を与えるフィルタ係数を記憶する第１フィルタ係数
記憶手段と、限られた数の離散的なカットオフ周波数の
各々に対して第２のレゾナンス指数をもつフィルタ特性
を与えるフィルタ係数を記憶する第２フィルタ係数記憶
手段と、上記カットオフ周波数指示手段から指示された
カットオフ周波数に対して上記第１のレゾナンス指数を
もつフィルタ特性を与えるフィルタ係数を、上記第１フ
ィルタ係数記憶手段に記憶されるフィルタ係数に基づい
て補間する第１菊間手段と、上記カットオフ周波数指示
手段から指示されたカットオフ周波数に対して上記Ｗ４
２のレゾナンス指数をもつフィルタ特性を与えるフィル
タ係数を、上記第２フィルタ係数記憶手段に記憶される
フィルタ係数に基づいて補間する第２補間手段と、上記
第１補間手段からのフィルタ係数に対応する出力と上記
第２補間手段からのフィルタ係数に対応する出力とを参
照して上記レゾナンス指数指示手段から指示されたレゾ
ナンス指数に対するフィルタ係数を補間する第３補間手
段と、上記第３補間手段からのフィルタ係数に従って入
力信号をフィルタリングするフィルタ回路手段とを有す
ることを特徴とするデジタルフィルタ装置が提供される
。

この構成の場合、フィルタ係数記憶手段には離数的なカ
ットオフ周波数とレゾナンス指数の各組合せに対応する
フィルタ係数データのみを記憶させれば足り、その記憶
容量を大幅に削減できる。

また、第１と第２の補間手段とにより、指示されたカッ
トオフ周波数に対するフィルタ係数のなかで異なる２つ
のレゾナンス指数を与えるフィルタ係数を第１と第２の
フィルタ係数記憶手段に記憶されるフィルタ係数に基づ
いて、補間によって求めて、更に、上記２つの異なるレ
ゾナンス指数の中間を指し得る指示されたレゾナンス指
数に対するフィルタ係数を第１と第２の補間手段の補間
結果を参照し、補間な行うことで求めている。これらの
補間手段による補間処理は、カットオフ周波数の値とレ
ゾナンス指数の値とから、直接的にフィルタ係数を計算
する方式に比べ十分短い時間で実行でき、実時間処理や
、他に多くの処理を行う必要のあるアプリケーションに
特に有効である。

なお、フィルタ係数記憶手段としては２以上の異なるレ
ゾナンス指数を与えるフィルタ係数データを記憶するメ
モリで構成してもよい。

［実施例］ 以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。

ｉ＠１図は実施例の機能を示すブロック図である。第１
図における第１の係数発生回路１と第２の係数発生回路
２では、指示されたカー／　トオフ周波数に対するフィ
ルタ係数を最小のレゾナンス指数と最大のレゾナンス指
数に関して発生する０両回路の構成は第２図に示すよう
に同様であるが参照する係数ＲＯＭ２４の内容が異なる
。即ち、第１の係数発生回路ｌが参照する係数ＲＯＭに
はレソナンスポリウム３から指定されるレゾナンス指数
の最小値に対するフィルタ係数が離散的なカットオフ周
波数の各々について記憶されており、第２の係数発生回
路ｌが参照する係数ＲＯＭにはレンナンスポリウム３か
ら指定されるレゾナンス指数の最大値に対するフィルタ
係数が離散的なカットオフ周波数の各々について記憶さ
れる。各係数発生回路ｌ、２はポリウム１８からＡ／Ｄ
変換器１９を介して与えられるカットオフ周波数に対応
するフィルタ係数を各々の係数１’ｌＯＭを参照して補
間する補間機能を有している。このために、Ａ／Ｄ変換
器ｌ？の出力（カットオフ周波数指示値）の上位ビット
（アドレス整数部）が上位ビット抽出回路２０で抽出さ
れ、下位ビット（アドレス小ｆｊｔ部）が下位ビット抽
出回路２１で抽出される。上位ビット抽出回路２０の出
力はプラス１加算回路２２でプラス１される。上位ビッ
ト抽出回路２０の出力とプラス１加算回路２２の出方は
切換回路２３に入力される。切換回路２３は内入力をマ
ルチプレクスして係数ＲＯＭ２４を７ドレツシングし、
係数ＲＯＭ２４の出力をＭｌレジスタ２５、第２レジス
タ２６に格納する。詳細には切換回路２３は上位ビット
抽出回路２ｏの出力（カットオフ周波数目標値の整数部
）で係数ＲＯＭ２４を７ドレツシングしたときには、係
数ＲＯＭ２４から出力されるカットオフ周波数目標値整
数部に対応するフィルタ係数データを第ルジスタ２５に
取り込ませ、プラス１加算回路２２の出力で係数１’ｌ
ＯＭを７ドレツシングしたときには、係数ＲＯＭ２４か
ら出力されるカットオフ周波数目標値整数部プラス１に
相当するカットオフ周波数を与えるフィルタ係数データ
を第２レジスタ２６に取り込ませる。この第ルジスタ２
５の出力と第２レジスタ２６の出力がカットオフ補間回
路２７に入力される。更に、下位ビット抽出回路２１か
らのカットオフ周波数目標値の小数部データもカットオ
フ補間回路２７に入力され、ここで、これらの入力を用
いて、カー／　トオフ周波数目標値に対するフィルタ係
数が直線補間される。カー／　トオフ補間回路２７の出
力は、０検知回路２８によりカットオフ周波数目標値に
小数部が含まれることが検出された場合には、切換回路
２９に選択されるが、小数部がゼロのときには第ルジス
タ２５の出力が切換回路２９に選択される。演算回路３
０により切換回路２９の出力（フィルタ係数ｂｌ、ｂ２
として示す）から残りのフィルタ係数（Ｋで示しである
）が算出される。

このようにして、第１の係数発生回路ｌからは、最小の
レゾナンス指数に関し、かつポリウム１８の指定したカ
ットオフ周波数に係るフィルタ係数（第１図にＦｂｌ、
Ｆｂ２、ＦＫで示す）が出力され、第２の係数発生回路
２からは最大のレゾナンス指数に関し、かつポリウム１
８の指定したカットオフ周波数に係るフィルタ係数（第
１図にＱｂｌ、Ｑｂ２．ＱＫで示す）が出力され、レソ
ナンス補正用の補間回路５に入力される。更にレゾナン
ス指数を指示するレゾナンスポリウム３からのレゾナン
ス指数指示信号もＡ／Ｄ変換器４を通して補間回路５に
入力される。補間回路５では、これらの入力を用いて、
レゾナンス用ポリウム３の指示するレゾナンス指数を与
えるフィルタ係数を直線補間によって寡出する。この補
間回路５の出力と第１．＄２の係数発生回路ｌ、２の出
力は切換回路８に入力される。切換回路８は、デジタル
フィルタ９に供給するフィルタ係数ｂｉ、ｂ２、Ｋを選
択するためのものであり、Ａ／Ｄ変換器４の出力に結合
する最大値検出回路６により、レゾナンス指数の指示値
が最大値であることが検出されたときは、第２の係数発
生回路２の出力Ｑｂ１．Ｑｂ２、ＱＫをデジタルフィル
タ９に送るフィルタ係数ｂ１．ｂ２、Ｋとして選択し、
Ａ／Ｄ変換器４の出力に結合する最小値検出回路７によ
りレゾナンス指数の指示値が最小値であることが検出さ
れたときには第１の係数発生回路２の出力Ｆｂ１．Ｆｂ
２、ＦＫを選択し、それ以外の場合は補間回路５からの
補間出力５をデジタルフィルタ９に転送するフィルタ係
数ｂ１、ｂ２、Ｋとして選択する。デジタルフィルタ９
では送られてきたフィルタ係数ｂ１．ｂ２、Ｋに基づい
て処理すべき信号をフィルタリングする。

このように、本実施例では、カットオフ周波数に関する
補間とレゾナンス指数に関する補間と組み合わせること
により、係数ＲＯＭのデータを有効に活用し、その記憶
容量の大幅な削減を達成している。なお、第１図におい
て、要素６．７．８は必ずしも必要ではなく、補間回路
５において、レゾナンス指数が最大（または最小）のと
きに、第２の係数回路出力（または第１の係数回路出力
）が補間出力に占める割合を１００％とする処理を行う
ことにより、補間出力によって常時、デジタルフィルタ
９に供給する係数ｂｌ、ｂ２、Ｋを得ることができる。

以下、具体的な実施例を説明する。第３図は電子楽器に
適用した実施例の全体のハードウェアブロック図である
。装置全体の制御はＣＰＵｌ０Ｉによって行われる。プ
ログラムＲＯＭ１０２にＣＰＵｌ０Ｉの実行するプログ
ラムが記憶される。

係数ＲＯＭ１０３と１０４には異なるレゾナンス指数に
関する、離散的な複数のカットオフ周波数に対するフィ
ルタ係数がそれぞれ記憶される。

ＲＡＭｌ−０５はＣＰＵｌ０Ｉのワークメモリとして使
用される。キーボード１０６から楽器の演奏入力が与え
られる。ポリウム１０７はデジタルフィルタのカットオ
フ周波数を可変に指示する入力を与え、ポリウム１０８
はデジタルフィルタのレゾナンス指数を可変に指示する
入力を与える。音源１０９において楽音信号が形成され
る。形成された楽音信号はデジタルフィルタ（ＤＦ）１
１０でフィルタリングされ、オーディオ装置ｉｌｌ、ス
ピーカ１１２を介して放音される。

デジタルフィルタ１１０の一例として２次ＩＩＲフィル
タを使用する場合の論理情報を第４図に示す０図中、２
０１〜２０５は係数乗算器であり、２０６〜２０９はｌ
サンプルの遅延素子であり、２１Ｏは加算器である。係
数乗算器のうち、入力信号１ｎｐｕｔを乗算する係数乗
算器２０１の係数にと１次のフィードバック乗算器２０
２の係数ｂｌと２次のフィードバック乗算器２０３の係
数ｂ２はカットオフ周波数とレゾナンス指数に依存する
値をもつ、詳細には、第４図に示されるように、係数ｂ
ｌ、ｂ２、Ｋは ｂｌ＝２　（Ａ２−１）／　（Ａ２　＋２ａＡ＋１）ｂ
２＝　（Ａ２−２ａＡ＋１）／　（Ａ２　＋２ａＡ＋１
） Ｋ＝　（１＋ｂｌ＋ｂ２）／４ で与えられ、 ａ＝ｃｏｓＲｓ Ａ＝　ｔ　　ａｎ　　（ｆ　ｃｘ／　ｆ　　５）ｆｃ−
カットオフ周波数 ｆｓ＝サンプリング周波数 Ｒｓ＝レンナンス指数 となる。

また、フィルタの入力信号１ｎｐｕｔと出力信号ｏｕｔ
　ｐｕｔとの関係を示す伝達関数Ｈ（ｚ）は で与えられる。

参考までに、第５図に異なるいくつかのレゾナンス指数
Ｒｓとから直接的に係数ｂ１．ｂ２、Ｋを計算するには
相当の時間を要し、電子楽器のようにＸ時間処理が要求
される用途では実現が困難である。これを避けるには、
取り得るカットオフ周波数値とレゾナンス指数偵の各々
についてフィルタ係数を記憶する係数メモリを使用すれ
ばよいが、そのためには莫大な記憶容量が必要となる。

そこで、本実施例では、ポリウム１０７．１０８の指示
するカットオフ周波数、レゾナンス指数の分解能の幅よ
り間隔をあけた離散的なレゾナンス指数、カットオフ周
波数に対するフィルタ係数についてのみ係ｆｉＲＯＭ１
０３．１０４に記憶させることとし、離散点（サンプル
点〕以外のフィルタ係数については補間によって求めて
いる。また、係数Ｋについては上式に従って係数ｂｉと
ｂ２から容易に計算できるので特に記憶データとしては
用意していない。

第６図は特足の１つのレゾナンス指数に関して、カット
オフ周波数別のフィルタ係数を記憶する場合のメモリマ
ツプ例を示したものである。ここでは、カー、トオフ周
波数ｆｃの記憶サンプル点を９ケ所とっている。（Ａ−
ｂｌ）が係数ｂｌメモリの先頭アドレス、（Ａ−ｂ２）
が係数ｂ２メモリの先頭アドレスを示している。ポリウ
ム１０７の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（第３図
に示さず）のビット数を８ピツＦとし、指示可能なカッ
トオフ周波数の級数な１２８とし、各力７トオフ周波数
指示値をθ〜１２７としたとき、指示値の分解能の１６
倍の間隔で係数ＲＯＭ１０３の隣り合うアドレスにフィ
ルタ係数が記憶される（９点サンプルの場合）、第６図
において、各係数に付く数字はカットオフ周波数のサン
プル位訝を１６進で示したものであり、例えば、ｂｌＯ
Ｈは、１０Ｈの力７トオフ周波数指示値に対する係数を
表わしている。したがって、ポリウム１０７からＡ／Ｄ
変換器を通して与えられる８ビツトのカットオフ周波数
指示値の上位４ビツトがアドレス整数部として各係数メ
モリの相対アドレスを示し、下位４ビツトが、アドレス
小数部を示す。

レゾナンス指数が１種類だけの係数ＲＯＭのみでは、呵
責のレゾナンス指数に対するフィルタ係数を補間できな
い、このためには、最低２種類の異なるレゾナンス指数
に関する係数ＲＯＭが必要となる。このためのメモリマ
ツプ例を第７図に示す、第７図において、Ｆｂｌは第１
（最小）のレゾナンス指数に対するフィルタ係数ｂｌを
カットオフ周波数別に記憶するメモリ、Ｆｂ２は最小の
レゾナンス指数に対するフィルタ係ａｂ２をカットオフ
周波数別に記憶するメモリを表わし、同様にＱｂｌ、Ｑ
ｂ２は第２（最大）のレゾナンス指数に対するフィルタ
係数ｂ１、ｂ２をそれぞれ記憶するメモリを表わしてい
る。例えば、第１のレゾナンス指数の値としてπ／４、
第２のレゾナンス指数の値として３７π／９０を使用で
きる。第１のレゾナンス指数の値はレゾナンス用ポリウ
ム１０８で指示可能なレゾナンス最大値を表わし、第２
のレンチ〉′ス指数の値はレゾナンス用ポリウム１０８
で指示可能なレゾナンス最大値を表わす、いま、レゾナ
ンス指数用ポリウム１０８の出力（デジタル後の出力）
が有効５ビツトとし、その値がθ〜１６（１０進）の範
囲をとるとすると、後述するレゾナンス補間処理により
、１７段階の補間が可能となる。第８図は、ポリウム１
０８の５ビツト出力が意味するレゾナンス指数の偵（こ
こではｄＢで表現している）を示した表である６例えば
、ポリウム１０８の出力ｏｏｏｏ。

（２進）は−３ｄＢのレゾナンス利得を表わし、ポリウ
ム出力１００００は＋５．０ｄＢのレゾナンス利得を表
わす、この場合、ポリウムのレンナンス指示の分解能は
０．５ｄＢとなる。第５図に示すように、Ｒｓ＝π／４
のとき、カットオフ周波数ｆｃにおけるフィルタ通過域
に対する相対利得（レゾナンス利得）がほぼ−３ｄＢと
なり、ＵＳ＝３７π／９０のときレゾナンス利得がほぼ
＋５ｄＢとなる。

第９〜第１１図に異なるレゾナンス指数をもつフィルタ
の極のカットオフ周波数の変化に対する軌跡を示す、第
９図はレソナンス指数Ｒｓ＝４５度、第１０図はレゾナ
ンス指数Ｒｓ＝７４度、第１１図はレソナンス指数Ｒｓ
＝１度に対する図であり、これらの図において、カーブ
Ａ１．Ａ２、Ａ３が上述した式によって係数ｂ１、Ｂ２
、Ｋを直接求めたときに得られる理想的な極の軌跡であ
る。一方、カーブＢ１、Ｂ２、Ｂ３は各図の左に示す数
値をカットオフ周波数比ｆ　ｃ　／　ｆ　ｓのサンプル
点として、サンプル点間をカットオフ周波数について補
間したフィルタ係数によって得られる極の補間軌跡であ
る。また、第１２図にも、レゾナンス指数Ｒｓ　＝　４
５度、のときの理想的な極の軌跡Ａとともに、ａ８〜１
８のサンプル点としたときの補間軌跡Ｂを示す、第１３
図は、この補間軌跡Ｂに対応するフィルタ周波数特性を
示す。

ポリウム１０７の指示するカットオフ周波数と、ポリウ
ム１０８の指示するレゾナンス指数に対応するフィルタ
係数を得るために、ＣＰＵｌ０１によって実行される処
理のフローを第１４図に示す。

まず１４−１で、最小のレゾナンス指数に関するフィル
タ係数のなかでカットオフポリウム１０８の指示するカ
ットオフ周波数を与えるフィルタ係数を、第７図のメモ
リＦｂｌ、Ｆｂ２を参照して、補間し、１４−２で、最
大のレゾナンス指数に関するフィルタ係数のなかでカッ
トオフポリウム１０８の指示するカットオフ周波数を与
えるフィルタ係数を第７図のメモリＱｂ１．Ｑｂ２を参
照して補間する。１４−１．１４−２の処理の詳細を第
１５図に示す、ここでは、ポリウム１０７のカットオフ
周波数指示値（レゾナンスＲｅｇＯに格納されている）
は８ビツトでθ〜１２７　（１Ｏ進）の値をとることを
想定し、また、係数ＲＯＭのカットオフ周波数のサンプ
ル点数が９個であり、サンプル点間のカットオフ周波数
の間隔が、カー／　トオフ周波数指示値の分解能の１６
倍であることを想定している。したがって、カットオフ
周波数指示値の上位４ビツトにより、係数ＲＯＭに対し
てアクセスすべきアドレスの相対値（整数部）が定まり
、下位４ビツトにより、カットオフ周波数指示値の小数
部が定まることになる。

まず、１０−１でレジスタＲｅｇＯにあるカットオフ周
波数指示値（８ビツト）をレジスタＲｅｇｔにコピーす
る０次に１Ｏ−２で、レジスタＲｅｇｌの内容を右に４
ビツトシフトする。これにより、例えば、カットオフ周
波数指示値が４８Ｈのときは、０４Ｈが得られる。この
シフト結果の数値はカットオフ周波数指示値の整数部を
表わし、係数ＲＯＭＩＯ３の各係数メモリに対する相対
アドレスを示す、そこで、ｂｌ係数メモリの先頭アドレ
スＡ−ｂｌ　（１４−１のとき、Ａ−Ｆｂｌ、１４−２
のとき、Ａ−Ｑｂ　ｌ）＋ＲＥＧ１で示されるアドレス
にある係数ｂｌ（Ｒｅｇｌ）と、Ｂ２係数メモリの先頭
アドレスＡ−ｂ２（１４−１に対して、Ａ−Ｆｂ２．１
４−２に対して、Ａ−Ｑｂ２）＋ＲＥＧｌで示されるア
ドレスにある係数ｂ２（Ｒｅｇｌ）を読み出す（１〇−
３）、ここに、係数ｂｌ（Ｒｅｇｌ）係数（ＲＥＧｌ）
はカットオフ周波数指示値の整数部が示すカットオフ周
波数を与える係数ｂ１．ｂ２の伯を有する０次に、Ｒｅ
ｇＯとＯＦＨの論理積をとってカットオフ周波数指示値
の小数部の有無を調べる（１０−４）、小数部がゼロの
ときは、カットオフ周波数指示値は整数値なので、１Ｏ
−３で読んだ係数ｆｆ１ｂｌ　（Ｒｅｇｌ）、Ｂ２　（
Ｒｅｇ２）をそれぞれｂｌ、Ｂ２レジスタ（カットオフ
周波数指示値に対する係数ｂ１．ｂ２を格納するレジス
タ）に格納する。小数部があるときは、カットオフ周波
数指示値の整数部が示す係数メモリアドレスの次アドレ
スにある各係数ｂｌ（Ｒｅｇ＋１）、Ｂ２　（Ｒｅｇｌ
＋１）を読み出す（１０−６）、そして、Δｂｌ＝ｂｌ
　（Ｒｅｇｌ＋１）−ｂｌ　　（Ｒｅｇｌ）、　　Δｂ
２＝ｂ２　　（Ｒｅ　ｇ１＋１）−ｂ２　（Ｒｅｇｌ）
により、各係数メモリから参照した隣り合うフィルタ係
数の差Δｂ１、Δｂ２を求め、この差Δｂｌ、Δｂ２と
カットオフ周波数指示値の小数部（Ｒｅ　ｇ　ＯΔ０Ｆ
Ｈ）を用イテ、ｂｌ＝ｂｌ　（Ｒｅｇｌ）＋　（Δｂｌ
Ｘ　（ＲｅｇＯ△０ＦＨ）／１６）ｂ２＝　ｂ２　（Ｒ
ｅｇｌ）＋　（Δｂ２Ｘ　（ＲｅｇＯΔ０ＦＨ）／１６
）により、カー／　トオフ周波数指示値ＲｅｇＯが示す
カットオフ周波数を与える係数ｂ１、ｂ２を直線補間す
る。最後に、係数ｂ１．ｂ２を用いて、Ｋ−（１＋　ｂ
　１　＋　ｂ　２）　／ｌｌ−リ残すｃ７［ｉａＫヲ算
出する（１０−８）。なお、１０−４のチエツクを行わ
ずに、１０−３から１０−６→１０−７→１０−８のよ
うに処理を行っても結果は同じになる。

処理１４−１ではこのようにして得た係数ｂ１、ｂ２、
Ｋを最後の処理（図示せず）でＦｂｌ、Ｆｂ２．ＦＫレ
ジスタに格納し、処理１４２ではその最後の処理で、係
数ｂ１．ｂ２、ＫをＱｂｌ、Ｑｂ２、ＱＫレジスタに格
納する。以上で、カットオフ周波数に関する補間処理が
完了しており、Ｆｂｌ、Ｆｂ２．ＦＫレジスタには、最
小ののレゾナンス指数（−３ｄＢ）に関するカットオフ
局波数指示値対応のフィルタ係数が入っており、Ｑｂｌ
、Ｑｂ２、ＱＫレジスタには最大のレゾナンス指数（＋
５ｄＢ）に関するカットオフ周波数指示値対応のフィル
タ係数が入っている。

そこで、以下の処理で、レゾナンス指数に関する補間処
理を行う、まず、Ｑレジスタに入っているポリウム１０
８からのレゾナンス指数指示値と１０Ｈとの論理積をと
ることにより、指示値Ｑがレゾナンスの最大値＋５ｄＢ
（第８図参照）を示しているかどうか調べる（１４−３
）、成立する場合には、そのレゾナンス指数に対するフ
ィルタ係数がＱｂｌ、Ｑｂ２、ＱＫの各レジスタに入っ
ているので、その内容の写しをｂｌ、ｂ２、Ｋレジスタ
にとる（１４−４）、不成立の場合は、１４−５に進み
、レゾナンス指数指示（ｒｌＱとＯＦＨの論理積をとっ
て指示値Ｑが最小のレゾナンス指数（−３ｄＢ）を示し
ているかどうかを調べ、成立すれば、心霊なフィルタ係
数はＦｂｌ、Ｆｂ２、ＦＫの各レジスタに入っているの
で、その内容の写しをｂｌ、ｂ２、Ｋレジスタにとる（
１４６）。指示されるレゾナンス指数が最大でも最小で
もない場合は、１４−７に進み、ここで、Δｂｌ＝Ｑｂ
ｌ−Ｆｂｌ、Δｂ２＝Ｑｂ２−Ｆｂ２、Δに＝ＱＫ−Ｆ
Ｋにより、カットオフ周波数補間法の最大のレゾナンス
指数に係るフィルタ係数と最小のレゾナンス指数に係る
フィルタ係数との差Δｂ１、Δｂ２、ΔＫを算出する。

そして、１４−８で、この差分Δｂ１、Δｂ２、Δにと
指示されたレゾナンス指数の偵Ｑとフィルタ係数Ｆｂ１
．Ｆｂ２、ＦＫを用いて、ｂｌ＝Ｆｂｌ＋（△ｂｌＸＱ
／１６）、ｂ２＝Ｆｂ２＋　（△ｂ２ＸＱ／１６）、に
＝ＦＫ＋（ΔＫＸＱ／１６）　に従って、指示されたレ
ゾナンス指数に関してフィルタ係数値を補間する。この
ようにして得られたフィルタ係数ｂ１．ｂ２、Ｋは、ポ
リウム１０７の指示するカットオフ周波数とポリウム１
０８の指示するレゾナンス指数を与えるフィルタ係数値
をもつものである。したがって、係数ＲＯＭＩＯ２，１
０３の記憶容量を節約しつつ、ポリウム１０７．１０８
からの可変のカットオフ周波数指示入力、レゾナンス指
数指示入力に対して、実時間ベースで対応するフィルタ
係数を生成できる。

以上で実施例の説明を終えるが、この発明の範囲内で種
々変形、変更が可能である。例えば、３種類以上の離散
的なレゾナンス指数に係るフィルタ係数を係数ＲＯＭに
記憶させるようにしてもよい、この場合、レゾナンス指
数指示値の上位ビットに従ってカットオフ周波数補間処
理１４−１．１４−２で参照するメモリを選択する（ど
のレゾナンス指数に係るフィルタ係数を記憶するメモリ
を参照するかをレゾナンス指数指示値の上位ビットで決
める）ようにすれば、より効率のよい処理が可能である
。また、フィルタ係数ＲＯＭに記憶するデータを係数値
そのものではなく係数値の差分とすれば、より記憶容量
を節約できる。また、デジタルフィルタ１１０としては
２次ＩＩＲフィルタに限らず、任意の適当な次数、タイ
プのデジタルフィルタが使用できる。また、ポリウムｌ
Ｏ７，１０８のような手動の操作子の代りに、時間によ
って債が変、化する関数と目動発生する関数（波形）発
生器を使用できる。

「発明の効果」 以上、詳細に説明したように、フィルタ係数記憶手段に
は離散的なカットオフ周波数、離散的なレゾナンス指数
の各々に対するフィルタ係数を記憶させてから、与えら
れたカットオフ周波数指示値とレゾナンス指数指示値に
対するフィルタ係数を得るために、カットオフ周波数指
示値について補間されたフィルタ係数を上記フィルタ係
数記憶手段を参照してレゾナンス指数が異なる２組につ
いてフィルタ係数を夫々求め更に、この２組のフィルタ
係数を用いて、指示されたレゾナンス指数に対するフィ
ルタ係数を補間しているので、’１１Ｍの記憶容量を大
幅に削減できるとともに、可変のカー／　トオフ周波数
、レゾナンス指数の指示入力に追従する高速のフィルタ
制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の機能を示すブロック図。 第２図は第１図の第１（第２）の係数発生回路の機能ブ
ロック図、 第３図は電子楽器に適用した実施例のハードウェアブロ
ック図、 第４図は第３図のデジタルフィルタとして使用可能な２
次ＩＩＲフィルタのブロック図、第５図は異なるレゾナ
ンス指数に対するフィルタの周波数特性を示す図、 第６図は係数ＲＯＭのメモリマツプ例を示す図、 第７図は２種類のレゾナンス指数を与える係数ＲＯＭの
メモリマツプ例を示す図、 第８Ｆｇｉはレゾナンス指数λカデータとレゾナンス指
数の対応を示す図。 第９図、第１θ図、第１１図、第１２図はフィルタの理
想的な極の軌跡をカットオフ周波数補間による極の軌跡
を示す図。 第１３図は第１２図の補間された極の軌跡に対応するフ
ィルタの周波数特性を示す図、第１４図と第１５図は第
１図のＣＰＵにより実行されるフィルタ係数補間処理の
フローチャートである。 １・・・・・・第１の係数発生回路、２・・・・・・第
２の係数発生回路、３・・・・・・レゾナンス用ポリウ
ム、５・・・・・・レゾナンス指数補間回路、９・・・
・・・デジタルフィルタ、１８・・・・・・ポリウム、
２４・・・・・・係数ＲＯＭ、２７・・・・・・カット
オフ補間回路、１０１・・・・・・ＣＰＵ、１０２・・
・・・・プログラムＲＯＭ、１０３．１０４・・・・・
・係数ＲＯＭ、１０７・・・・・・カットオフ用ポリウ
ム、１０８・・・・・・レゾナンス用ポリウム。 ｂ１＝　２（Ａ２−１）／（Ａ２＋２ａＡ＋１　）ｂ２
−（Ａ２−２ａＡ＋１）／（Ａ２＋２ａＡ十１）に＝（
１＋ｂ＋＋ｂ２）／４ イ旦し　ａ−ＣＯ５４５゜ Ａ　＝ｊａｎ（ｆｃｚ／ｆｓ） ｆＣ：ウットオフｒ！′１発■父 ｆＳ１号ンアリＩ°同刃教 Ｒ５，シソ°ブレスオ旨瞥に 第４図 ２＆ＩＩＲフ４ノＬりブロック図 本例でのＱ＝レゾナンス対応表 マ ｏｏｏｏｏｏｏ。 ００１ ０１０ ０１１ １００ １０１ １１０ １１１ ０００ ００１ ０１０ ０１１ １００ １０１ １１０ １１１ ０００１００００ ム ３ −２．５ −２．０ −１．５ −１．〇 −０，５ ±０．０ ＋０．５ ＋１．０ ＋１．５ ＋２．０ ＋２．５ ＋３．０ ＋３．５ ＋４．０ ＋４．５ ＋５．０ 第　８ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カットオフ周波数とレゾナンス指数が可変の形式で入力
   信号をフィルタリングするデジタルフィルタ装置におい
   て、 カットオフ周波数を可変に指示するカットオフ周波数指
   示手段と、 レゾナンス指数を可変に指示するレゾナンス指数指示手
   段と、 限られた数の離散的なカットオフ周波数の各々に対して
   、第１のレゾナンス指数をもつフィルタ特性を与えるフ
   ィルタ係数を記憶する第１フィルタ係数記憶手段と、 限られた数の離散的なカットオフ周波数の各々に対して
   第２のレゾナンス指数をもつフィルタ特性を与えるフィ
   ルタ係数を記憶する第２フィルタ係数記憶手段と、 上記カットオフ周波数指示手段から指示されたカットオ
   フ周波数に対して上記第１のレゾナンス指数をもつフィ
   ルタ特性を与えるフィルタ係数を、上記第１フィルタ係
   数記憶手段に記憶されるフィルタ係数に基づいて補間す
   る第１補間手段と、 上記カットオフ周波数指示手段から指示されたカットオ
   フ周波数に対して上記第２のレゾナンス指数をもつフィ
   ルタ特性を与えるフィルタ係数を、上記第２フィルタ係
   数記憶手段に記憶されるフィルタ係数に基づいて補間す
   る第２補間手段と、 上記第１補間手段からのフィルタ係数に対応する出力と
   上記第２補間手段からのフィルタ係数に対応する出力と
   を参照して上記レゾナンス指数指示手段から指示された
   レゾナンス指数に対するフィルタ係数を補間する第３補
   間手段と、 上記第３補間手段からのフィルタ係数に従って入力信号
   をフィルタリングするフィルタ回路手段を有することを
   特徴とするデジタルフィルタ装置。