JPH048100A - Audio signal processing unit provided with directivity emphasis - Google Patents

Audio signal processing unit provided with directivity emphasis

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JPH048100A
JPH048100A JP2111922A JP11192290A JPH048100A JP H048100 A JPH048100 A JP H048100A JP 2111922 A JP2111922 A JP 2111922A JP 11192290 A JP11192290 A JP 11192290A JP H048100 A JPH048100 A JP H048100A
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光芳 福田
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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of steps processed for each sampling period by dividing the processing for left and right channel digital data inputted for each prescribed sampling period into a block completed for each sampling period and a block completed at a period being a multiple of N of the period. CONSTITUTION:First and 3rd blocks 11, 13 are operated at a sampling frequency fS. Then the execution of a program for processing both blocks is finished till a succeeding data is inputted every time digital data LIN, RIN of left and right channels are inputted. On the other hand, a 2nd block 12 is operated at 1/N of the sampling frequency fS. Then the program is divided almost uniformly into 1/N and each of the program is implemented before and after the execution of the program for the 1st and 3rd blocks for each sampling period. Since the data processing circuit is controlled simultaneously by the same program, the number of program steps is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、オーディオ信号の信号処理装置に関し、特に
、方向性強調を有するオーディオ信号処理装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Field of Industrial Application The present invention relates to a signal processing device for audio signals, and particularly to an audio signal processing device having directional emphasis.

(ロ)従来の技術 近年、映画館での立体音場再生を効果的に実現したステ
レオシステムが開発された。これを、従来のステレオ装
置の左チャネルと右チャネルにサラウンドチャネルを後
方に加えて家庭でも立体音場再生を可能にしたステレオ
装置が開発されている。
(b) Conventional technology In recent years, stereo systems have been developed that effectively realize three-dimensional sound field reproduction in movie theaters. Stereo devices have been developed that add surround channels to the rear of the left and right channels of conventional stereo devices, making it possible to reproduce a three-dimensional sound field even at home.

さらに、最近ではより本格化して、映画館とほぼ同等の
立体音場再生効果が得られるサラウンドステレオシステ
ムが発表された。これは、原音の左右チャネルのオーデ
ィオ信号に、音の定位を明確にする方向性強調と言う信
号処理が施されることが大きな特徴である。この方式の
再生においては、左右チャネルのオーディオ信号から左
チャネルし、右チャネルR、サラウンドチャネルS、及
び、センターチャネルCを作成する。しかもその時、左
右の信号のレベル差に基づいて、方向性強調を付加する
のである。
Furthermore, a more advanced surround stereo system has recently been announced that can produce a three-dimensional sound field reproduction effect almost equivalent to that of a movie theater. A major feature of this is that the audio signals of the left and right channels of the original sound are subjected to signal processing called directional enhancement to clarify the localization of the sound. In this method of reproduction, the left channel is created from the left and right audio signals, and a right channel R, surround channel S, and center channel C are created. Moreover, at that time, directional emphasis is added based on the level difference between the left and right signals.

第8図は 方向性強調を行う信号処理装置の回路ブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a circuit block diagram of a signal processing device that performs directionality enhancement.

各チャネルL、Rのオーディオ信号は、各々バンドパス
フィルタ(1)に入力され、レベル検出に不必要な帯域
が取り除かれる。バンドパスフィルタ(1)の出力から
、加算及び減算回路(2)によりL−R(サラウンドチ
ャネルS)とL+RCセンターチャネルC)の信号を作
成する。そして、各チャネルのオーディオ信号は、全波
整流回路(3)によって整流され、各チャネルのレベル
を示す電圧Lv、 Rv、Sv、Cvに変換され、更に
、各チャネルのレベルLv、 Rv、 Sv、 Cvは
、差動入力の対数変換回路(4)で各チャネルのレベル
差、LvRv、Cv  Svが対数変換される。この対
数変換されたレベル差Lv  Rv、Cv  Svは積
分回路(5)によって積分される。積分回路(5)は、
レベル差Lv−Rv、CV−Svの変化の速さを検出す
る時定数切り替え回路(6)によって、積分時定数が切
り替えられる。積分されたレベル差Lv  Rv、Cv
Svは、極性判定回路(7)によって4つの制御信号E
L、ER,Eo、Esが作成される。即ち、R/L〉1
の場合はELにLv−Rvの積分値に応じた電圧を出力
し、R/L<1の場合はERにLv−Rvの積分値に応
じた電圧を出力し、また、S/C>1の場合はEcにC
vSvの積分値に応じた電圧を出力し、S/C<1の場
合はE8にCvS9の積分値に応じた電圧を出力する。
The audio signals of each channel L and R are input to a bandpass filter (1), and bands unnecessary for level detection are removed. From the output of the bandpass filter (1), an addition and subtraction circuit (2) creates LR (surround channel S) and L+RC center channel C) signals. Then, the audio signal of each channel is rectified by a full-wave rectifier circuit (3) and converted into voltages Lv, Rv, Sv, Cv indicating the level of each channel, and further the level of each channel Lv, Rv, Sv, For Cv, the level difference of each channel, LvRv, and Cv Sv are logarithmically converted by a differential input logarithmic conversion circuit (4). The logarithmically converted level differences Lv Rv and Cv Sv are integrated by an integrating circuit (5). The integrating circuit (5) is
The integration time constant is switched by a time constant switching circuit (6) that detects the speed of change in the level differences Lv-Rv and CV-Sv. Integrated level difference Lv Rv, Cv
Sv is divided into four control signals E by the polarity determination circuit (7).
L, ER, Eo, and Es are created. That is, R/L〉1
In the case of , a voltage according to the integral value of Lv-Rv is output to EL, and when R/L<1, a voltage according to the integral value of Lv-Rv is output to ER, and S/C>1 In the case of Ec, C
A voltage corresponding to the integral value of vSv is output, and if S/C<1, a voltage according to the integral value of CvS9 is output to E8.

VCA(ボルテージ・コンドロールド・アンプ)(8)
は、入力された左チャネルLと右チャネルRのオーディ
オ信号を制御信号EL、EFI、Eo、Esの各々によ
って制御されるアンプによって増幅し、8個の信号を出
力する。この8個の信号と左チャネルLと右チャネルR
のオーディオ信号を加算回路(9)において加算し、L
、R,C,Sの各チャネル信号を作成出力する。この出
力が方向性強調の施された信号となる。
VCA (voltage controlled amplifier) (8)
amplifies the input left channel L and right channel R audio signals by amplifiers controlled by control signals EL, EFI, Eo, and Es, respectively, and outputs eight signals. These 8 signals, left channel L and right channel R
The audio signals of L
, R, C, and S channel signals are created and output. This output becomes a directionally emphasized signal.

この技術については、日経エレクトロニクス1988年
6月27日(NO450号)の第88頁から第89頁に
詳細に記述されている。
This technique is described in detail in Nikkei Electronics, June 27, 1988 (No. 450), pages 88 to 89.

(ハ)発明が解決しようとする課題 第8図に記載した方向性強調を有するオーディオ信号処
理装置は、アナログで入力された左右チャネルのオーデ
ィオ信号をアナログのまま処理している。
(C) Problems to be Solved by the Invention The audio signal processing device having directional emphasis shown in FIG. 8 processes left and right channel audio signals input in analog form as they are in analog form.

ところが、最近オーディオ信号用のDSP (デジタル
・シグナル・プロセッサ)が開発され、グラフインクイ
コライザや残響音等の処理が音質の劣化無しにデジタル
で簡単に行えるようになった。即ち、アナログのオーデ
ィオ信号をデジタルに変換し、このデジタル信号に対し
てDSP内部で各種の音響効果を実現するための処理を
施し、その結果のデジタル圧力を再びアナログ信号に変
換するのである。ここで、AD及びDA変換のサンプリ
ング周波数は、48KH,,44,1KH2あるいは3
2 K Hzが使用される。
However, recently, a DSP (digital signal processor) for audio signals has been developed, and it has become possible to easily perform processing such as a graphic equalizer and reverberation digitally without deteriorating the sound quality. That is, an analog audio signal is converted into a digital signal, this digital signal is processed to realize various sound effects inside the DSP, and the resulting digital pressure is converted back into an analog signal. Here, the sampling frequency of AD and DA conversion is 48KH, 44, 1KH2 or 3KH2.
2 KHz is used.

そこで、DSPを使用して第8図に示すような方向性強
調を有するオーディオ信号処理装置を実現することが考
えられたが、例えば 44.1KH2毎に入力されてく
るデジタルデータに対して、DSPに第8図に示す処理
を全て実行させることはステップ数が膨大となL実現が
困難であった。あるいは、非常に高速で動作するDSP
が必要となるため、コスト高となL一般消費者に受は入
れられるオーディオ装置はできない。
Therefore, it has been considered to use DSP to realize an audio signal processing device with directional emphasis as shown in Fig. 8. However, for example, the DSP Executing all the processes shown in FIG. 8 requires an enormous number of steps, making it difficult to implement L. Or a DSP that operates at very high speeds
Because of the high cost required, it is not possible to create an audio device that is acceptable to general consumers.

また、第8図における積分回路(5)及び時定数切り替
え回路(6)をDSPによって構成する際には、いずれ
もデジタルローパスフィルタによって構成する。ところ
が、積分回路(5)及び時定数切り替え回路(6)は、
カットオフ周波数が782あるいは0.34Hzと非常
に低いため、サンプリング周波数44.1KHzでは、
これを構成するデジタルフィルタの乗算定数は、小数点
以下の有効桁数が長くなL乗算定数を表すデータのピン
ト数が非常に多くなL32ビツトのDSPでも足りない
といった問題があった。
Further, when the integrating circuit (5) and the time constant switching circuit (6) in FIG. 8 are constructed using a DSP, both are constructed using a digital low-pass filter. However, the integrating circuit (5) and the time constant switching circuit (6)
Since the cutoff frequency is very low at 782 or 0.34Hz, at a sampling frequency of 44.1KHz,
There is a problem in that the multiplication constant of the digital filter constituting this is insufficient even for an L32-bit DSP, which has a very large number of points of focus on data representing the L multiplication constant, which has a long number of significant digits after the decimal point.

(ニ)課題を解決するための手段 本発明は上述した点に鑑みて創作されたものであL左チ
ャネル信号と右チャネル信号のレベル比、及び、各チャ
ネル信号の和と差のレベル比を検出し 該検出結果に基
づいて各出力チャネルのレベルを増幅又は減衰させるこ
とによって方向性強調を行うオーディオ信号処理装置に
おいて、所定のサンプリング周期毎に入力される左チャ
ネル及び右チャネルのデジタルデータを入力し、該デジ
タルデータの処理を、前記サンプリング周期毎に完結す
るブロックと前記サンプリング周期のN倍の周期で完結
するブロックに分割することによLカットオフ周波数の
低いデジタルフィルタの乗算定数を表すデータのビット
数が少なくでき、さらに、サンプリング周期毎に処理す
るステップ数も減少できるものである。
(d) Means for Solving the Problems The present invention has been created in view of the above-mentioned points.The present invention has been created in view of the above-mentioned points. In an audio signal processing device that performs directional enhancement by detecting and amplifying or attenuating the level of each output channel based on the detection result, digital data of the left channel and right channel input at every predetermined sampling period is input. By dividing the processing of the digital data into blocks that are completed in each sampling period and blocks that are completed in a period that is N times the sampling period, data representing a multiplication constant of a digital filter with a low cutoff frequency is obtained. The number of bits can be reduced, and the number of steps processed in each sampling period can also be reduced.

(ホ)作用 上述の手段によれば、サンプリング周期毎に入力されて
(る左チャネル及び右チャネルのデジタルオーディオデ
ータL及びRからL+R,(C)とL−R(S)を求め
、各チャネルL5、R,C,Sを全波整流して積分する
動作をサンプリング周期毎に行うと、全波整流及び積分
の8カは、サンプリング周期でそれ程変化しな(なるた
め、全波整流及び積分の圧力に基づいて8つの係数を求
める動作、即ち、全波整流及び積分の出力を各々対数変
換する対数変換手段と、該対数変換出力からしとRの差
及びL+RとL−Hの差を算出するレベル差算出手段と
、該レベル差算出手段の各出力を第1のデジタルローパ
スフィルタで積分し、所定のレベルになったことを検出
するレベル検出手段と、該レベル検出手段の出力に従っ
て時定数が切り替え制御され、前記レベル差算出手段の
出力を入力する第2のデジタルローパスフィルタと、該
第2のデジタルローパスフィルタの出力の符号に従って
出力を振り分ける極性判別手段と、該極性判別手段の出
力を逆対数変換する逆対数変換手段と、該逆対数変換手
段の圧力に基づいて複数の係数を作成する係数作成手段
との動作を、サンプリング周期のN倍の周期で行うこと
ができ、そのために、第1のデジタルローバスフィルタ
と第2のデジタルローパスフィルタを構成する乗算係数
のビット数を少な(できると共に、これらの動作を1/
Nに分散することができサンプリング周期毎のステップ
数が少なくなる。
(e) Effect: According to the above-mentioned means, L+R, (C) and L-R(S) are calculated from the digital audio data L and R of the left channel and right channel that are input every sampling period, and If the operation of full-wave rectification and integration of L5, R, C, and S is performed every sampling period, the eight factors of full-wave rectification and integration do not change much in the sampling period (because of this, the full-wave rectification and integration The operation of calculating eight coefficients based on the pressure of A level difference calculating means for calculating a level difference, a level detecting means for integrating each output of the level difference calculating means with a first digital low-pass filter and detecting that a predetermined level has been reached, a second digital low-pass filter whose constant is controlled to be switched and receives the output of the level difference calculating means; a polarity determining means for distributing the output according to the sign of the output of the second digital low-pass filter; and an output of the polarity determining means. The operations of the anti-logarithmic conversion means for anti-logarithmic conversion and the coefficient creation means for creating a plurality of coefficients based on the pressure of the anti-logarithm conversion means can be performed at a period N times the sampling period. , the number of bits of the multiplication coefficients constituting the first digital low-pass filter and the second digital low-pass filter can be reduced (and these operations can be reduced to 1/2).
The number of steps per sampling period can be reduced.

(へ)実施例 第1図は、本発明の実施例を示すブロック図である。(
11)は第1ブロツクであL左チャネルデジタルデータ
LINと右チャネルデジタルデータRIを入力し、サン
プリング周期1/fs毎に動作するブロックである。(
12)は第1ブロツクから出力されるデジタルデータを
入力し処理する第2ブロツクであLサンプリング周期1
/fsのN倍の周期で動作をするブロックである。 (
13)は第3ブロツクであL第1ブロツクと同様にサン
プリング周期1/f8毎に動作するブロックである。
(F) Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. (
Reference numeral 11) is a first block which receives L left channel digital data LIN and right channel digital data RI and operates at every sampling period of 1/fs. (
12) is the second block that inputs and processes the digital data output from the first block, and has an L sampling period of 1.
This block operates at a cycle that is N times /fs. (
13) is the third block, which operates at every sampling period of 1/f8, like the first L block.

以下各ブロックを詳細に説明する。Each block will be explained in detail below.

第1ブロツクは、サンプリング周期1/f8、例えば、
fs=  44.1KHz)毎に、左チャネルデジタル
データLINと右チャネルデジタルデ−タRINを各々
入力するデジタルバンドパスフィルタ(14)と、デジ
タルバンドパスフィルタ(14)の8力り及びRを加算
して、センターチャネルデータCを作成する加算器(1
5)と、デジタルバンドパスフィルタ(14)の出力か
らL−Rを減算してサラウンドチャネルデータSを作成
する減算器(16)と、各チャネルデータL.R.C.
Sを入力するデジタルバイパスフィルタ(+7)と、各
デジタルバイパスフィルタ(17)の出力データを全波
整流する全波整流器(18)とから構成される。
The first block has a sampling period of 1/f8, for example,
fs = 44.1KHz), add the digital bandpass filter (14) that inputs the left channel digital data LIN and right channel digital data RIN, and the 8 forces and R of the digital bandpass filter (14). and an adder (1) that creates center channel data C.
5), a subtracter (16) that subtracts L−R from the output of the digital bandpass filter (14) to create surround channel data S, and a subtracter (16) that creates surround channel data S. R. C.
It is composed of a digital bypass filter (+7) that inputs S, and a full-wave rectifier (18) that full-wave rectifies the output data of each digital bypass filter (17).

ここで、デジタルバンドパスフィルタ(14)は、各チ
ャネルのレベル検出に不必要な周波数成分を除去するた
めのものであL第2図に示されるような3段の継続接続
されたIIRデジタルフィルタで構成される.第2図に
おいて、(19)は1サンプリング前のデータを保持す
る遅延素子, +29)は所定の定数を入力データに乗
算する乗算器、(21)は加算器である。本実施例では
,1段目及び2段目のデジタルフィルタはカットオフ周
波数が10O H zのバイパスフィルりであL3段目
のデジタルフィルタはカットオフ周波数が5KH.のロ
ーノ(スフィルタである。
Here, the digital band pass filter (14) is for removing unnecessary frequency components for level detection of each channel, and is a 3-stage continuously connected IIR digital filter as shown in FIG. Consists of. In FIG. 2, (19) is a delay element that holds data from one sampling ago, +29) is a multiplier that multiplies input data by a predetermined constant, and (21) is an adder. In this embodiment, the first and second stage digital filters are bypass filters with a cutoff frequency of 10 Hz, and the third stage digital filter has a cutoff frequency of 5 kHz. It is a ronos filter.

第1ブロツクのデジタルバイパスフィルタ(17)は、
第2図に示されたデジタルフィルタの1段と同一構成で
あLカットオフ周波数が21887に設定されている。
The digital bypass filter (17) of the first block is
It has the same configuration as the first stage of the digital filter shown in FIG. 2, and the L cutoff frequency is set to 21,887.

また、全波整流器(18)は、第3図に示される如く、
絶対値算出回路(22)とローパスフィルタ(23)と
から構成される。絶対値算出回路(22)は、入力され
たデジタルデータの最上位ビットが0′”であるか1″
であるかを検出し、” o ”の場合には入力されたデ
ジタルデータをそのまま出力し” 1 ”の場合には人
力されたデジタルデータの補数を算出して出力すること
によL入力されたデジタルデータを全波整流する働きを
する80−バスフィルタ(23)は、カントオフ周波数
が14H2のデジタルローパスフィルタで、全波整流の
ための積分器の働きをし、絶対値算出回路(22)で全
波整流された出力を平滑化する.更に、ローパスフィル
タ(23)は、アンチエリアスフィルタとしても作用し
、第2ブロツクがサンプリング周期N/f8で動作する
際に、第1ブロツクの出力信号の周波数と第2ブロフク
のサンプリング周波数f8/Nの干渉を防止するための
フィルタも兼ねる。
Further, the full-wave rectifier (18), as shown in FIG.
It is composed of an absolute value calculation circuit (22) and a low-pass filter (23). The absolute value calculation circuit (22) determines whether the most significant bit of the input digital data is 0''' or 1''.
In the case of "o", the input digital data is output as is, and in the case of "1", the complement of the manually input digital data is calculated and output. The 80-bass filter (23), which functions to perform full-wave rectification of digital data, is a digital low-pass filter with a cant-off frequency of 14H2, which functions as an integrator for full-wave rectification, and which functions as an absolute value calculation circuit (22). Smooth the full-wave rectified output. Furthermore, the low-pass filter (23) also acts as an antialias filter, and when the second block operates at a sampling period of N/f8, the frequency of the output signal of the first block and the sampling frequency of the second block are f8/N. It also serves as a filter to prevent interference.

また、ローパスフィルタ(23)は、第2図のデジタル
フィルタ形式と異なった形式(2D型と呼ばれる)で形
成される。即ち、ローパスフィルタ(23)は、14H
zの低域フィルタなので乗算精度の劣化を防止するため
の構成となっておL第2図のデジタルフィルタのように
入力データに係数を乗算した結果と遅延データに係数を
乗算した結果を加算するのではなく、遅延データに係数
を乗算した結果を入力データに加算することにより有効
桁の減少が防止される。
Further, the low-pass filter (23) is formed in a format different from the digital filter format shown in FIG. 2 (referred to as a 2D type). That is, the low-pass filter (23) has a 14H
Since it is a low-pass filter of z, it is configured to prevent deterioration of multiplication accuracy, and like the digital filter in Figure 2, it adds the result of multiplying input data by a coefficient and the result of multiplying delayed data by a coefficient. Instead, by adding the result of multiplying the delayed data by a coefficient to the input data, a reduction in the number of effective digits can be prevented.

第2ブロンク(12)は、サンプリング周期1/f、の
N倍の周期で動作する。即ち、サンプリング周期1/f
、毎に出力される全波整流器(18)の圧力は、ローパ
スフィルタ(23)の積分結果であるから、データの変
化が緩やか、即ち、周波数が低くなるため その8カを
処理する第2ブロツク(12)は、サンプリング周波数
を低くすることができる。本実施例では 全波整流器(
18)の出力周波数を考え1/16のサンプリング周波
数、275KH,を採用している。
The second bronch (12) operates at a period N times the sampling period 1/f. That is, the sampling period 1/f
, the pressure of the full-wave rectifier (18) outputted every time is the integration result of the low-pass filter (23), so the change in data is gradual, that is, the frequency is low. (12) allows the sampling frequency to be lowered. In this example, a full-wave rectifier (
Considering the output frequency of 18), a sampling frequency of 1/16, 275 KH, is adopted.

ここで、第2ブロツク(12)は、第1ブロツクから出
力される各チャネルのデジタルデータを16個毎に入力
し、そのデジタルデータを対数変換する対数変換器(2
4)と、各対数変換器(24)の出力Le、Re、Ce
、Seのレベル差Le−Re、及び、Ce−9eを求め
る減算器(25)と、Le−ReとCeSeを各々入力
するレベル検出器(26)と、Le−Re及びCe−3
eを各々入力するデジタルローパスフィルタ(27)と
、デジタルローパスフィルタ(27)の出力ELR及び
EC3を各々入力する極性判別器(28)と、極性判別
器(28)の出力を逆対数変換する逆対数変換器(29
)と、逆対数変換器(29)の出力に基づいて8個の係
数を算出する係数算出器(30)とから構成される。
Here, the second block (12) is a logarithmic converter (2) which inputs the digital data of each channel outputted from the first block every 16 pieces and logarithmically converts the digital data.
4) and the outputs Le, Re, Ce of each logarithmic converter (24)
, a subtractor (25) for calculating the level difference Le-Re and Ce-9e of Se, a level detector (26) for inputting Le-Re and CeSe, respectively, and a subtracter (25) for calculating the level difference Le-Re and Ce-9e,
a digital low-pass filter (27) that inputs each of Logarithmic converter (29
) and a coefficient calculator (30) that calculates eight coefficients based on the output of the anti-logarithm converter (29).

ここで、対数変換器(24)は、予めROM等のメモリ
に入力データと対数出力データのテーブルを記憶したも
のを使用する。あるいは、入力データに基づいて近似演
算、即ち、チエビシエフ近似あるいはテーラ−近似等の
演算によって対数出力を求めてもよい。
Here, the logarithmic converter (24) uses a table in which input data and logarithmic output data are stored in a memory such as a ROM in advance. Alternatively, the logarithmic output may be obtained by an approximation operation based on the input data, that is, an operation such as Tievisiev approximation or Taylor approximation.

レベル検出R(26)及びデジタルローパスフィルタ(
27)は、第4図の如く形成される。レベル検出器(2
6)は、カットオフ周波数が7Hzのデジタルローパス
フィルタ(31)と、各々のデジタルローパスフィルタ
(31)の出力データが所定値以下になったことを検出
するレベル判定器(32)と、レベル判定器(32)が
共に判定出力を出力したことを検出するANDゲート(
33)とから構成される。また、デジタルローパスフィ
ルタ(27)は、カットオフ周波数が0.34Hzのデ
ジタルローパスフィルタ(34)とカットオフ周波数が
7Hzのデジタルローパスフィルタ(35)からなLデ
ジタルローパスフィルタ(35)の入力は、ANDゲー
ト(33)の出力によって制御されるスイフチ(36)
により切り替えられ、レベル差データLe−Re及びC
e−3eが共に小さくレベル判定器(32)から共に判
定出力が圧力された場合は デジタルローパスフィルタ
(35)にはデジタルローパスフィルタ(34)の出力
が印加さね、それ以外はレベル差データLe−Re及び
Ce−5eが各々デジタルローパスフィルタ(35)に
印加される。
Level detection R (26) and digital low-pass filter (
27) is formed as shown in FIG. Level detector (2
6) includes a digital low-pass filter (31) with a cutoff frequency of 7 Hz, a level determiner (32) that detects when the output data of each digital low-pass filter (31) is below a predetermined value, and a level determiner. AND gate (
33). The digital low-pass filter (27) is composed of a digital low-pass filter (34) with a cutoff frequency of 0.34 Hz and a digital low-pass filter (35) with a cutoff frequency of 7Hz.The input of the L digital low-pass filter (35) is as follows. Swift (36) controlled by the output of AND gate (33)
The level difference data Le-Re and C
When both e-3e are small and both judgment outputs are pressured from the level judgment device (32), the output of the digital low-pass filter (34) is not applied to the digital low-pass filter (35), otherwise the level difference data Le -Re and Ce-5e are each applied to a digital low pass filter (35).

第2ブロンク(12)におけるデジタルローパスフィル
タ(31)、(34)、(35)は 超低域のフィルタ
であるため、乗算精度を劣化させないように、前述デジ
タルローパスフィルタ(23)と同様に2D型となって
いる。また、この第2ブロツク(12)はサンプリング
周波数が2.75KHzと低くなっているため、これら
デジタルローパスフィルタ(3I)、(34)、(35
)のフィルタ係数のビット長は16ビツト程度におさえ
られる。
Since the digital low-pass filters (31), (34), and (35) in the second bronch (12) are ultra-low-pass filters, they are 2D filters like the digital low-pass filter (23) mentioned above so as not to degrade the multiplication accuracy. It has become a type. Also, since the sampling frequency of this second block (12) is as low as 2.75 KHz, these digital low-pass filters (3I), (34), and (35
) can be kept to about 16 bits.

極性判別器(28)は、デジタルローパスフィルタ(2
7)の各圧力ELR及びECSの極性、即ち、各出力E
LR及びEC8が正か負かを判別するものであL第5図
に示すように、絶対値算出器(37)と、−1の乗算器
(38)と、加算器(39)と、−1/2の乗算器(4
0)とから構成される0例えば、ELRが正の場合、絶
対値界a器(3ア)の圧力はELRとなL加算器(39
)の一方の圧力は2ELRとなL他方の出力は0となる
。従って、乗算器(4o)の出力EL’には−ELRが
8カされ、他方の乗算器(40)の出力ER’は0とな
る。逆に ELRが負の場合には、EL’には0が出力
され、ER’にはELRが出力される。EC8について
も同様である。
The polarity discriminator (28) includes a digital low-pass filter (28).
7) The polarity of each pressure ELR and ECS, that is, each output E
LR and EC8 determine whether it is positive or negative.As shown in FIG. 5, an absolute value calculator (37), a -1 multiplier (38), an adder (39), 1/2 multiplier (4
For example, when ELR is positive, the pressure of absolute value field a (3a) is ELR and L adder (39
) The pressure on one side is 2ELR, and the output on the other side is 0. Therefore, -ELR is multiplied by 8 to the output EL' of the multiplier (4o), and the output ER' of the other multiplier (40) becomes 0. Conversely, when ELR is negative, 0 is output to EL' and ELR is output to ER'. The same applies to EC8.

逆対数変換器(29)は、対数変換器(24)と同様に
対数入力と出力データを記憶したROM等のテーブルを
用いるものであL極性判別器(28)からの出力EL“
、ER’、EC’、ES’を逆対数変換して、方向性強
調を施すためのデータEL  EREClESを作成す
る。
The antilogarithmic converter (29) uses a table such as a ROM that stores logarithmic input and output data similarly to the logarithmic converter (24).
, ER', EC', and ES' are inverse logarithmically transformed to create data EL EREClES for applying directionality emphasis.

係数算出器(30)は、データEL、ER,EC。The coefficient calculator (30) receives data EL, ER, and EC.

ESに基づいて、左チャネルデジタルデータLIN及び
右チャネルデジタルデータRIHに乗算する係数を8個
作成するものであL第6図に示される如く構成される。
Based on the ES, eight coefficients are created to multiply the left channel digital data LIN and the right channel digital data RIH, and are configured as shown in FIG.

定数LL、CL、CRRRば データEL、ER,EC
,ESに各々定められた定数を乗算器(41)によって
乗算し、該乗算結果と所定の定数を加算器(42)によ
って加算することで得られ、定数LR,RLは データ
EC,ESに各々定められた定数を乗算器(41)によ
って乗算し、該乗算結果を加算器(42)で加算するこ
とによって得られ、定数SL、SRは、データEL、E
R,ECに各々定められた定数を乗算器(41)によっ
て乗算し、該乗算結果と所定の定数を加算器(42)で
加算することによって得られる。
Constants LL, CL, CRRR Data EL, ER, EC
, ES by a predetermined constant using a multiplier (41), and adding the multiplication result and a predetermined constant using an adder (42), constants LR and RL are obtained by multiplying data EC and ES by a predetermined constant, respectively. The constants SL and SR are obtained by multiplying a predetermined constant by a multiplier (41) and adding the multiplication results by an adder (42).
It is obtained by multiplying R and EC by respective fixed constants in a multiplier (41), and adding the multiplication result and a predetermined constant in an adder (42).

第3ブロツクは、第1ブロツクと同様、サンプリング周
波数fsで動作するブロックであLサンプリング周期毎
に入力される左チャネルデジタルデータL+sに第2ブ
ロツクから出力される係数値LL、OL、RL、SLを
各々乗算する乗算器(43)と、右チャネルデジタルデ
ータRIHに係数値LR,OR,RR,SRを各々乗算
する乗算器(44)と、乗算器(43)と(44)の出
力を各々加算して、各チャネルのデジタルデータL゛、
R,C’Sを作成する加算器(45)と、チャンネルデ
ータCを入力し低周波部分を除去してセンターチャネル
データC0Uアを出力するデジタルバイパスフィルタ(
46)と、チャンネルデータC゛からデジタルバイパス
フィルタ(46)の出力データを減算してセンターチャ
ンネルの低域部分を求め、これをチャンネルデータL゛
及びR′に加算して左チャネルデジタルデータL。0丁
及び右チャネルデジタルデータRo、J、として出力す
る減算器(47)及び加算器(48)と、チャンネルデ
ータS°を遅延する遅延素子(49)と、遅延素子(4
9)の出力を入力して高域部分を除去してサラウンドチ
ャネルデジタルデータS。Uアを出力するローパスフィ
ルタ(5o)とから構成される。ここで、デジタルバイ
パスフィルタ(46)は、カントオフ周波数が100H
zであLデジタルローパスフィルタ(50)は、カント
オフ周波数が7KH2である。
The third block, like the first block, is a block that operates at the sampling frequency fs, and uses the coefficient values LL, OL, RL, and SL output from the second block to the left channel digital data L+s input every L sampling period. a multiplier (43) that multiplies the right channel digital data RIH by coefficient values LR, OR, RR, and SR, respectively; By adding, the digital data of each channel L゛,
An adder (45) that creates R and C'S, and a digital bypass filter (45) that inputs channel data C, removes the low frequency part, and outputs center channel data C0UA.
46) and the output data of the digital bypass filter (46) from the channel data C' to obtain the low frequency part of the center channel, and add this to the channel data L' and R' to obtain the left channel digital data L. A subtracter (47) and an adder (48) that output as 0 and right channel digital data Ro, J, a delay element (49) that delays channel data S°, and a delay element (4
9) and removes the high frequency portion to generate surround channel digital data S. It is composed of a low-pass filter (5o) that outputs Ua. Here, the digital bypass filter (46) has a cant-off frequency of 100H.
The cant-off frequency of the L digital low-pass filter (50) at z is 7KH2.

この第3ブロツクには、係数値LL、CL、RL、SL
及び係数値LR,CR,RR,SRが第3ブロツクの1
6回の動作に1回の割合で供給されるが、第3ブロツク
は、供給された同一データを次にデータが供給されるま
で使用して処理を行う。第3ブロツクで処理された出力
り。IJT、 R。
This third block contains coefficient values LL, CL, RL, SL.
and coefficient values LR, CR, RR, SR are 1 of the third block.
The third block is supplied once every six operations, and the third block performs processing using the same supplied data until the next data is supplied. Output processed by the third block. I.J.T., R.

ut、Goυ↑、S QLI7は、方向性強調が施され
た出力となLこれをDA変換して再生することによL効
果的な立体音場が再生できる。
ut, Goυ↑, S QLI7 is an output with directionality emphasis.By converting this into DA and reproducing it, an effective three-dimensional sound field can be reproduced.

このように、第1および第3ブロツクをサンプリング周
波数f s= 44 、 1 k Hzで動作させ、第
2ブロツクを1/16のサンプリング周波数275 K
 Hzで動作させることによL低周波のデジタルローパ
スフィルタ(3])、(34)、(35)の係数精度を
確保することができる。
In this way, the first and third blocks are operated at a sampling frequency f s = 44, 1 kHz, and the second block is operated at a sampling frequency of 1/16, 275 KHz.
By operating at Hz, the coefficient accuracy of the L low frequency digital low-pass filters (3]), (34), and (35) can be ensured.

即ち、低周波デジタルフィルタの3つの乗算係数a、b
、Cは、 a=ω。/(ωo+ 2 f 5) b=ω。/(ωo+ 2 f 5) c=(ωo−2fsl/(ωo+ 2 f8)(A)O
= 2 f Btan(W f c/ f 5lls=
サンプリング周波数、f8=カフトオフ周波数) と表される。従って、超低域のローパスフィルタでは、
サンプリング周波数が高いほど、f 0/ f BがO
に近くなるため、ω。もOに近くなる。
That is, the three multiplication coefficients a, b of the low frequency digital filter
, C is a=ω. /(ωo+2 f 5) b=ω. /(ωo+ 2 f5) c=(ωo-2fsl/(ωo+ 2 f8)(A)O
= 2 f Btan(W f c/ f 5lls=
Sampling frequency, f8 = cuft-off frequency). Therefore, in a very low-pass filter,
The higher the sampling frequency, the lower f0/fB becomes
Because it is close to ω. becomes close to O.

故に、a#0、b丑0.c#−1となL係数の有効桁数
が長くなる。そこで、サンプリング周波数f5を低くす
れば、f C/ f 8の数値は、大きくなL係数a、
b、cの有効桁数が短く係数精度が向上する。
Therefore, a#0, b丑0. The number of significant digits of the L coefficient becomes longer, such as c#-1. Therefore, if the sampling frequency f5 is lowered, the value of f C/ f8 becomes larger, L coefficient a,
The number of significant digits of b and c is short, improving coefficient accuracy.

次に、第1図に示された方向性強調を有するオーディオ
信号処理装置を実現するのに最適なりSPを第7図に示
す。このDSPは、一対のデータバス(BUS 1 )
(BUS2)(51+と、該データバス(BUS 1 
)(BUS2)+51)に接続されたデジタル処理回路
+52) +53)と、同様にデータバス(Bus 1
 )(BUS2)(511に接続されたデータ入出力回
路(54)、インターフェイス回路(55)、外部メモ
リインターフェイス回路(56)、データ交換レジスタ
(57)と、データバス(BUS2)に接続された記憶
制御レジスタ(58)、条件分岐制御回路(59)と、
データバス(BUS2)に接続され、前記各回路の動作
を制御する制御回路(60)とから構成されたオーディ
オ信号処理用のDSPシステムであり このDSPシス
テムはワンチンブ半導体素子上に集積されるものである
Next, FIG. 7 shows an SP that is optimal for realizing the audio signal processing device with directional emphasis shown in FIG. This DSP has a pair of data buses (BUS 1)
(BUS2) (51+ and the data bus (BUS1)
) (BUS2) +51) and the digital processing circuit +52) +53) connected to the data bus (Bus 1)
) (BUS2) (511), the data input/output circuit (54), the interface circuit (55), the external memory interface circuit (56), the data exchange register (57), and the memory connected to the data bus (BUS2). A control register (58), a conditional branch control circuit (59),
This is a DSP system for audio signal processing that is connected to a data bus (BUS2) and is composed of a control circuit (60) that controls the operation of each of the circuits. This DSP system is integrated on a Wangchinbu semiconductor device. be.

データバス(51)は、各々8ピント×3の24ビツト
で構成される。データ入出力回路(54)は、入力端子
INに外部から印加された16ビントの左チャンネルと
右チャンネルのサンプリングデータをシリアルに入力し
、右チャンネルのデータはデータバスBUSIに、右チ
ャンネルのデータはデータバスBUS2に送出し、更に
、データバスBUS1及びBUS2に送出された処理済
のデータを受は取L出力端子OUTからシリアル比カす
るものである。
Each data bus (51) is composed of 24 bits (8 pins x 3). The data input/output circuit (54) serially inputs 16 bits of left channel and right channel sampling data applied externally to the input terminal IN, and the right channel data is input to the data bus BUSI, and the right channel data is input to the data bus BUSI. It sends the data to the data bus BUS2, and receives the processed data sent to the data buses BUS1 and BUS2, and serially compares it from the L output terminal OUT.

データ処理回路(52)は右チャンネルのデータ処理用
、データ処理回路(53)は左チャンネルのデータ処理
用であL各々全く同じ構成である。即ち、データ処理回
路(52) (531は、データRAM(61)、定数
RA M (62)、定数ROM+63)、アドレスポ
インタf64) (65) (66) 1乗算器(MU
LH67)、A L U (68)、アキュームレータ
(ACC)(69)、テンポラリ−レジスタ(TMPI
〜TMP8)(70)を有している。データRAM(6
11は、データ入出力回路(54)から送出された処理
前のデータ、及び、演算処理後のデータを記憶する24
ビツト×128の容量を有し、データバス(51)及び
乗算器(67)の入力に接続される。定数RA M +
62)は、インターフェイス回路(55)から送出され
るデジタルフィルタの係数等を記憶する16ビフ)X2
56の容量を有し、データバス(51)、乗算器(67
)の入力、及び、A L U (681の入力に接続さ
れる。また、定数ROM +83)は、デジタルフィル
タの固定的な乗算係数と対数変換及び逆対数変換のため
のデータテーブル等を固定記憶する24ビツト×256
のリードオンリメモリであLデータバス(5I)及び乗
算器(67)の入力に接続される。
The data processing circuit (52) is for data processing of the right channel, and the data processing circuit (53) is for processing data of the left channel, and they have exactly the same configuration. That is, data processing circuit (52) (531 is data RAM (61), constant RAM (62), constant ROM+63), address pointer f64) (65) (66) 1 multiplier (MU
LH67), ALU (68), accumulator (ACC) (69), temporary register (TMPI
~TMP8) (70). Data RAM (6
Reference numeral 11 denotes 24 which stores unprocessed data sent from the data input/output circuit (54) and data after arithmetic processing.
It has a capacity of 128 bits and is connected to the data bus (51) and the input of the multiplier (67). Constant RAM +
62) is a 16-biff) X2 that stores the coefficients of the digital filter sent out from the interface circuit (55).
It has a capacity of 56, a data bus (51), a multiplier (67
) and ALU (connected to the input of 681. Also, constant ROM +83) fixedly stores fixed multiplication coefficients of the digital filter, data tables for logarithmic conversion and anti-logarithmic conversion, etc. 24 bits x 256
This read-only memory is connected to the L data bus (5I) and the input of the multiplier (67).

アドレスポインタ(64)は、8ビツトで構成されデー
タRAM(61)のアドレス指定を行うものであL制御
回路(60)から出力されるマイクロコードlNCl及
びDECIで制御される。また、アドレスポインタ(6
5)は定数RA M (62)のアドレスを指定する1
0ビツトのポインタであL制御回路(60)から出力さ
れるマイクロコードlNC2で制御される。更に、アド
レスポインタ(66)は、定数ROM(63)のアドレ
スを指定する8ビツトのポインタであL制御回路(60
)から8カされるマイクロコードDEC3によって制御
される。
The address pointer (64) is composed of 8 bits and specifies the address of the data RAM (61), and is controlled by the microcodes INCl and DECI output from the L control circuit (60). In addition, the address pointer (6
5) is 1 that specifies the address of constant RAM (62)
It is a 0-bit pointer and is controlled by the microcode INC2 output from the L control circuit (60). Furthermore, the address pointer (66) is an 8-bit pointer that specifies the address of the constant ROM (63), and is an 8-bit pointer that specifies the address of the constant ROM (63).
) is controlled by microcode DEC3.

乗算器(67)は、24ビツト×16ビツトの乗算をす
るものであLA入力は24ビットB人力は16ビントで
、その乗算結果は1サイクル後に確定するものである。
The multiplier (67) performs 24-bit x 16-bit multiplication, the LA input is 24 bits, the input is 16 bits, and the multiplication result is determined after one cycle.

更に、乗算器(ロ)7)のA人力とB入力には、入力選
択回路MPXAとMPXBが設けられ、入力選択回路M
PXAは、制御回路(60)からのマイクロコードA 
−B U S ニょl1l) データバス(51)を選
択し、マイクロコードA−DRAMによりデータRAM
(611を選択してA人力に印加し、入力選択回路MP
XBは、マイクロコードB−BUSによりデータバス(
51)を選択し、マイクロコードB−ORAMにより定
数RA M (62)を選択し、マイクロニードB−C
ROMkよす定数ROM (631を選択してB入力に
印加する0乗算結果は32ピントで圧力される。
Further, input selection circuits MPXA and MPXB are provided for the input A and input B of the multiplier (b) 7), and the input selection circuit M
PXA is microcode A from the control circuit (60)
-BUS NIOl1l) Select the data bus (51) and load the data RAM using the microcode A-DRAM.
(Select 611 and apply it to A human power, input selection circuit MP
The XB is connected to the data bus (
51), select constant RAM (62) by microcode B-ORAM, and select microneed B-C
ROMk constant ROM (0 multiplication result selected by 631 and applied to B input is pressed by 32 pinto.

A L U (68)は32ピントの演算回路であり方
に入力された32ビツトの乗算結果と他方に入力された
32ビツトのA CC(69)のデータをマイクロコー
ドADDによって加算処理して、その結果をA CC(
69)に転送する。ACC(691の32ビツトのうち
、上位24ビツトはデータバス(51)と接続され、下
位8ピントは補助バス(71)によってテンポラリ−レ
ジスタ(70)の下位8ビツトと接続されている。テン
ポラリ−レジスタ(70)は、32ビツトのレジスタT
MPI、TMP2・・・・・・TMP8で構成され、3
2ピントのデータを最大8個保持するレジスタであL各
々の上位24ビツトはデータバス(51)と接続される
。データバス(51)と補助バス(71)によって、テ
ンポラリ−レジスタ(70)とA CC(691間で3
2ビフトデータの転送が行われる。
ALU (68) is a 32-pin arithmetic circuit that adds the 32-bit multiplication result input to one side and the 32-bit ACC (69) data input to the other side using the microcode ADD, and adds the result. The result is ACC(
69). Of the 32 bits of ACC (691), the upper 24 bits are connected to the data bus (51), and the lower 8 pins are connected to the lower 8 bits of the temporary register (70) by the auxiliary bus (71). Register (70) is a 32-bit register T
Consists of MPI, TMP2...TMP8, 3
It is a register that holds up to 8 pieces of 2-pin data, and the upper 24 bits of each L are connected to a data bus (51). The data bus (51) and the auxiliary bus (71) allow 3
2-bit data is transferred.

制御回路(60)は、予めプログラムされた手順に従っ
て、各部回路を制御するものであるが、データ処理回路
f52) +53)の各部回路を同時にあるいは各々独
立して制御することも可能である。この制御回路(60
)内にはプログラムROM (あるいはRAM)が内蔵
され、プログラムROMから読み出されたプログラムの
実行によLアドレスポインタ(64) (65) (6
8)を制御するlNCl、lNC2゜DECI、CLE
AR2,DEC3;入力選択回路MPXA、MPXBを
制御するA−BusA−DRAM、B−BUS、B−C
RAM、B−CROM ; AL]681を制御するA
DD、THR,MD;データ交換レジスタ(57)を制
御するCHG;条件分岐制御回路(59)を制御する0
VFR,5IFR,CAFR,BOFR;記憶制御レジ
スタ(58)を制御するMBDL等が出力される。
The control circuit (60) controls each section circuit according to a preprogrammed procedure, but it is also possible to control each section circuit of the data processing circuit f52) +53) simultaneously or independently. This control circuit (60
) has a built-in program ROM (or RAM), and by executing the program read from the program ROM, the L address pointer (64) (65) (6
8) Control lNCl, lNC2゜DECI, CLE
AR2, DEC3; A-Bus A-DRAM, B-BUS, B-C that controls input selection circuits MPXA and MPXB
RAM, B-CROM; A that controls AL] 681
DD, THR, MD; CHG that controls the data exchange register (57); 0 that controls the conditional branch control circuit (59)
VFR, 5IFR, CAFR, BOFR; MBDL, etc. that control the storage control register (58) are output.

インターフェイス回路f55)は、DSPシステムと外
部の制御装置、例えば、マイクロコンピータ(不図示)
の間のデータ送受を行うものである。
The interface circuit f55) connects the DSP system and an external control device, such as a microcomputer (not shown).
It is used to send and receive data between.

外部メモリインターフェイス回路(56)は、DSPシ
ステムに外部接続されるメモリとの間で、アドレス指定
及びデータの送受を行うための回路である。
The external memory interface circuit (56) is a circuit for specifying addresses and transmitting and receiving data to and from a memory externally connected to the DSP system.

データ交換レジスタ(57)は、データバスBUS1に
送出されたデータを保持し、データバスBUS2に出力
する24ピントのR→Lレジスタ(57a)と、データ
バスBUS2に送出されたデータを保持し、データバス
BUS 1に出力する24ビツトのし一+Rレジスタ(
57b)から構成され、交換命令の実行時に制御回路(
60)から出力される制御信号CHGによL1命令サイ
クル中に、データの保持と出力がR−Lレジスタ(57
a)及びL→Rレジスタ(57blで同時に行われる。
The data exchange register (57) holds the data sent to the data bus BUS1, and the 24-pin R→L register (57a) outputs the data to the data bus BUS2, and the data exchange register (57) holds the data sent to the data bus BUS2. 24-bit signal output to data bus BUS 1 + R register (
57b), and when the exchange command is executed, the control circuit (
During the L1 instruction cycle, data retention and output are controlled by the control signal CHG output from the R-L register (57).
a) and L→R register (57bl) at the same time.

従って、右チャンネルのデジタルデータと左チャンネル
のデジタルデータを互いに交換し、各々相手チャンネル
のデータに所定の係数を乗算し2自分のデジタルデータ
に加算あるいは減算するといった信号操作が行える。
Therefore, the digital data of the right channel and the digital data of the left channel can be exchanged with each other, and signal operations such as multiplying the data of the opposite channel by a predetermined coefficient and adding or subtracting the two from their own digital data can be performed.

条件分岐制御回路(59)は、各々のデジタル処理回路
(52+ (53)のA L U (681のデジタル
処理出力が所定の状態になったときに出力される信号を
The conditional branch control circuit (59) outputs a signal that is output when the digital processing output of the ALU (681) of each digital processing circuit (52+(53)) reaches a predetermined state.

データバスBUS2から印加されたデータに基いて選択
しジャンプ制御信号JMPを発生するものである。
It selects based on data applied from data bus BUS2 and generates jump control signal JMP.

この第7図に示されたDSPを用いて第1図に示された
信号処理装置を実現する場合、DSPのデジタル処理回
路(52) (53)に各々処理を分担させ同時に行う
ことができる。即ち、AD変換されて入力される左チャ
ネルと右チャネルのデジタルチータラ各々フィルタする
デジタルバンドパスフィルタ(14)は、デジタル処理
回路(52) (53)の各々で独立して形成し、その
出力結果は DsPO)f −夕交換Liシスタ(57
)を使用してデジタル処理回路(52) (53)の各
々に伝達する。以降は、基本的に、左チャネル及び右チ
ャネルの処理をデジタル処理回路(52)で行い、セン
ターチャネル及びサラウンドチャネルの処理をデジタル
処理回路(53)で行う。
When the signal processing device shown in FIG. 1 is implemented using the DSP shown in FIG. 7, the digital processing circuits (52) and (53) of the DSP can each perform processing at the same time. That is, the digital bandpass filter (14) that filters the digital cheaters of the left channel and the right channel that are input after AD conversion is formed independently in each of the digital processing circuits (52) and (53), and the output results are is DsPO) f - evening exchange Li sister (57
) to each of the digital processing circuits (52) (53). Thereafter, basically, the left channel and right channel are processed by the digital processing circuit (52), and the center channel and surround channels are processed by the digital processing circuit (53).

また、デジタル処理回路(52) (531の各々にお
いて、第2図から第5図に示された各種のデジタルフィ
ルタ等を実現する場合、係数の乗算は、乗算器(67)
で行い、加算及び減算は、A L U +68+で行つ
、即チ、フィルタに入力されるデジタルデータを乗算器
(67)の入力Aに印加し、フィルタ係数を定数ROM
から読み出して入力Bに印加して乗算を行い、更にデー
タRAM(611から1サンプリング前のデータを読み
出して定数ROM I63)からのフィルタ係数と乗算
器(67)で乗算する。この乗算を繰り返しながら乗算
器(67)から出力されてくる乗算結果をA L U 
(6B)とA CC(69)で繰り返し加算することに
よって効率良くフィルタ処理が実現できる。
Furthermore, in each of the digital processing circuits (52) (531), when realizing the various digital filters shown in FIGS.
Addition and subtraction are performed by A L U +68+, i.e., the digital data input to the filter is applied to the input A of the multiplier (67), and the filter coefficient is stored in the constant ROM.
It is read out from the data RAM (611) and applied to the input B to perform multiplication, and then the data from one sampling ago is read out from the data RAM (611) and multiplied by the filter coefficient from the constant ROM I63 in the multiplier (67). While repeating this multiplication, the multiplication results output from the multiplier (67) are A L U
By repeatedly adding (6B) and ACC (69), filter processing can be efficiently achieved.

更に、全波整流器(1B)の絶対値算出器(22)及び
極性判別器(28)の絶対値算出器(37)は、AL]
68)で最上位ビットの判定を行い、その結果によって
補数を算出することで実現される。また、レベル判定器
(32)及びANDゲート(33)は、デジタルローパ
スフィルタ(31)の出力結果となる乗算器(67)の
出力をA L U I681で所定値と比較しその結果
によって条件分岐制御回路(59)からJMP制御信号
を発生させ、ジャンプ先のプログラムでデジタルローパ
スフィルタ(34)の処理をするように構成する。対数
変換器(24)及び逆対数変換器(29)は、一方のデ
ジタル処理回路の定数ROM (63)に対数変換テー
ブルを記憶させ、他方のデジタル処理回路の定数ROM
 (63)に逆対数変換テーブルを記憶させ、互いの定
数ROM (63)をアクセスしあうことで実現する。
Furthermore, the absolute value calculator (22) of the full-wave rectifier (1B) and the absolute value calculator (37) of the polarity discriminator (28) are AL]
This is realized by determining the most significant bit in step 68) and calculating the complement based on the result. In addition, the level determiner (32) and the AND gate (33) compare the output of the multiplier (67), which is the output result of the digital low-pass filter (31), with a predetermined value in the ALU I 681, and perform conditional branching based on the result. The JMP control signal is generated from the control circuit (59), and the jump destination program is configured to process the digital low-pass filter (34). The logarithmic converter (24) and the anti-logarithmic converter (29) store a logarithmic conversion table in the constant ROM (63) of one digital processing circuit, and store the logarithmic conversion table in the constant ROM (63) of the other digital processing circuit.
This is achieved by storing an anti-logarithm conversion table in (63) and accessing each other's constant ROM (63).

あるいは、定数変換テーブル及び逆対数変換テーブルを
制御回路(60)内のプログラムROMに記憶して、こ
のROMをアクセスするようにしてもよい。
Alternatively, the constant conversion table and the anti-logarithm conversion table may be stored in a program ROM within the control circuit (60), and this ROM may be accessed.

ところで、第1図の第1ブロツク及び第3ブロツクをサ
ンプリング周波数fB=44.1KH。
By the way, the sampling frequency fB of the first and third blocks in FIG. 1 is 44.1 KH.

で動作させるためには、左右チャネルのデジタルデータ
L1.4及びRいが入力される度に、第1ブロンク及び
第3ブロツクの処理を行うプログラムの実行を次のデジ
タルデータが入力されるまでの間に完了させる。一方、
第2ブロツクをサンプリング周波数f3の1/16で動
作させるためには、第2ブロツクを実現するプログラム
を略均等に16分割し、その一つ一つをサンプリング周
期毎に、第1ブロツク及び第3ブロツクのプログラムの
実行前あるいは実行後に行うことで実現する。その際、
処理結果は次のサンプリング周期に使用するために、デ
ータRAM(61)に待避させる必要がある。
In order to operate in this way, every time digital data L1.4 and R of the left and right channels are input, the program for processing the first and third blocks must be executed until the next digital data is input. Complete it in time. on the other hand,
In order to operate the second block at 1/16 of the sampling frequency f3, the program that implements the second block is divided into 16 approximately equal parts, and each of them is divided into 16 parts at each sampling period. This is accomplished by doing this before or after executing the block program. that time,
The processing results must be saved in the data RAM (61) for use in the next sampling period.

このように、第7図に示されたDSPを用いると、同じ
プログラムで同時にデータ処理回路(52)(53)を
制御できるので、プログラムステップ数を短縮でき、第
1図に示された方向制強調を有するオーディオ信号処理
装置か極めて簡単に実現できるものである。
In this way, when the DSP shown in FIG. 7 is used, the data processing circuits (52) and (53) can be controlled simultaneously with the same program, so the number of program steps can be shortened and the direction control shown in FIG. An audio signal processing device with emphasis can be realized very easily.

(ト)発明の効果 上述の如く、本発明によれば、DSPによって方向制強
調を有するオーディオ信号処理装置を構成する際、AD
変換されたオーディオ信号のサンプリング周期で動作す
るブロックとそのサンプリング周期のN倍の周期で動作
するブロックとに分けることによL低周波のデジタルフ
ィルタ係数のビット数が少なくなL精度のよい演算が行
える。
(G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, when configuring an audio signal processing device having direction control emphasis using a DSP, the AD
By dividing the blocks into blocks that operate at the sampling period of the converted audio signal and blocks that operate at a period N times the sampling period, high-precision calculations with a small number of bits for L low-frequency digital filter coefficients can be performed. I can do it.

さらに、サンプリング周期のN倍で動作するブロックの
処理を1/Nに略均等分割し、Nサンプリング周期に分
配することによL−回のサンプリング期間内に処理する
ステップ数が減少するのでスルーブツトが向上する。
Furthermore, by dividing the processing of a block that operates at N times the sampling period approximately equally into 1/N and distributing it over N sampling periods, the number of steps to be processed within L- sampling periods is reduced, resulting in increased throughput. improves.

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

第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は第
1図に示されたバンドパスフィルタの構成図、第3図は
第1図に示された全波整流器の構成図、第4図は第1図
に示されたレベル検出器及びデジタルローパスフィルタ
の構成図、第5図は第1図に示された極性判別器の構成
図、第6図は第1図に示された係数算出器の構成図、第
7図は第1図に示されたオーディオ信号処理装置を実現
するのに適したDSPのブロック図、第8図は本発明の
従来例を示すブロック図である。 (11)・第1ブロツク、(I2)・・・第2ブロフク
、(13)・第3ブロツク、(14)・・・デジタルバ
ンドパスフィルタ、(15)・・加算器、(16)・・
・減算器、 (I7)・・・バイパスフィルタ、(18
)・・・全波整流器、(24)・・・対数変換器、(2
5)・・・減算器、(26)・・・レベル検出器、(2
7)・・・デジタルローパスフィルタ、(28)・極性
判別器、(29)・・・逆対数変換器、(30)・・・
係数算出器、(43) (44)・・乗算器、  (4
5)  加算器、(46)・・・デジタルバイパスフィ
ルタ、(47)・・・減算器、  (48)・・加算器
、(49)・・・遅延素子、(50)・デジタルローパ
スフィルタ。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the bandpass filter shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram of the full-wave rectifier shown in FIG. 1. 4 is a block diagram of the level detector and digital low-pass filter shown in FIG. 1, FIG. 5 is a block diagram of the polarity discriminator shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a block diagram of the polarity discriminator shown in FIG. 1. FIG. 7 is a block diagram of a DSP suitable for realizing the audio signal processing device shown in FIG. 1, and FIG. 8 is a block diagram showing a conventional example of the present invention. . (11) First block, (I2) Second block, (13) Third block, (14) Digital band pass filter, (15) Adder, (16)...
・Subtractor, (I7)... Bypass filter, (18
)... Full-wave rectifier, (24)... Logarithmic converter, (2
5)...Subtractor, (26)...Level detector, (2
7)... Digital low-pass filter, (28) - Polarity discriminator, (29)... Anti-logarithm converter, (30)...
Coefficient calculator, (43) (44)... Multiplier, (4
5) Adder, (46)...Digital bypass filter, (47)...Subtractor, (48)...Adder, (49)...Delay element, (50)...Digital low-pass filter.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)左チャネル信号と右チャネル信号のレベル比、及
び、各チャネル信号の和と差のレベル比を検出し、該検
出結果に基づいて各出力チャネルのレベルを増幅又は減
衰させることによって方向性強調を行うオーディオ信号
処理装置において、所定のサンプリング周期毎に入力さ
れる左チャネル及び右チャネルのデジタルデータを入力
し、該デジタルデータの処理を、前記サンプリング周期
毎に完結するブロックと前記サンプリング周期のN倍の
周期で完結するブロックに分割したことを特徴とする方
向性強調を有するオーディオ信号処理装置。
(1) Directionality is achieved by detecting the level ratio of the left channel signal and right channel signal and the level ratio of the sum and difference of each channel signal, and amplifying or attenuating the level of each output channel based on the detection results. In an audio signal processing device that performs enhancement, left channel and right channel digital data input at every predetermined sampling period is input, and the processing of the digital data is performed using a block that completes each sampling period and a block corresponding to the sampling period. An audio signal processing device having directionality emphasis characterized in that the audio signal processing device is divided into blocks that are completed in N times the period.
(2)左チャネル信号と右チャネル信号のレベル比、及
び、各チャネル信号の和と差のレベル比を検出し、該検
出結果に基づいて各出力チャネルのレベルを増幅又は減
衰させることによって方向性強調を行うオーディオ信号
処理装置において、所定のサンプリング周期毎に入力さ
れる左チャネルと右チャネルのデジタルデータL及びR
からL+R及びL−Rを算出し、各デジタルデータL、
R、L+R、及び、L−Rの各々の整流値を算出する第
1のブロックと、 前記第1のブロックで算出された各整流値を各々所定の
関数変換し、該関数変換出力からLとRの差及びL+R
とL−Rの差を算出し、該算出結果を逆変換すると共に
該逆変換に基づいて複数の係数を作成する第2のブロッ
クと、前記サンプリング周期毎に入力される左チャネル
及び右チャネルのデジタルデータL及びRに前記第2の
ブロックで作成された係数を乗算して、方向性強調され
た複数チャネルの出力データを算出する第3のブロック
と、 を備え、前記第1及び第3のブロックは、前記サンプリ
ング周期毎に処理を完結し、前記第2のブロックは前記
サンプリング周期のN倍の周期で処理を完結することを
特徴とする方向性強調を有するオーディオ信号処理装置
(2) Directionality is achieved by detecting the level ratio of the left channel signal and right channel signal and the level ratio of the sum and difference of each channel signal, and amplifying or attenuating the level of each output channel based on the detection results. In an audio signal processing device that performs emphasis, left channel and right channel digital data L and R are input at every predetermined sampling period.
Calculate L+R and LR from each digital data L,
A first block that calculates each rectified value of R, L+R, and LR, and each rectified value calculated in the first block is converted by a predetermined function, and L and L are calculated from the function conversion output. Difference in R and L+R
a second block that calculates the difference between a third block that calculates directionally emphasized multi-channel output data by multiplying the digital data L and R by the coefficients created in the second block; An audio signal processing device having directionality emphasis, characterized in that the block completes processing at each sampling period, and the second block completes processing at a period N times the sampling period.
(3)前記第2のブロックの処理を略1/Nに分割し、
前記第1及び第3のブロックの処理を行うサンプリング
周期間に前記1/Nに分割された処理を行うことを特徴
とする請求項第1項記載の方向性強調を有するオーディ
オ信号処理装置。
(3) dividing the processing of the second block into approximately 1/N;
2. The audio signal processing device with directionality emphasis according to claim 1, wherein the 1/N divided processing is performed during a sampling period in which the first and third blocks are processed.
(4)左チャネル信号と右チャネル信号のレベル比、及
び、各チャネル信号の和と差のレベル比を検出し、該検
出結果に基づいて主要でない出力チャネルのレベルを減
衰させることによって方向性強調を行うオーディオ信号
処理装置において、所定のサンプリング周期毎に入力さ
れる左及び右チャネルのデジタルデータL及びRを入力
するデジタルバンドパスフィルタと、該デジタルバンド
パスフィルタの出力からL+R及びL−Rを算出する加
減算手段と、各デジタルデータL、R、L+R、及び、
L−Rの各々の絶対値を算出する全波整流手段とを備え
た第1のブロックと、前記第1のブロックで算出された
各絶対値を各々対数変換する対数変換手段と、該対数変
換出力からLとRの差及びL+RとL−Rの差を算出す
るレベル差算出手段と、該レベル差算出手段の各出力を
第1のデジタルローパスフィルタで積分し、所定のレベ
ルになったことを検出するレベル検出手段と、該レベル
検出手段の出力に従って時定数が切り替え制御され、前
記レベル差算出手段の出力を入力する第2のデジタルロ
ーパスフィルタと、該第2のデジタルローパスフィルタ
の出力の符号に従って出力を振り分ける極性判別手段と
、該極性判別手段の出力を逆対数変換する逆対数変換手
段と、該逆対数変換手段の出力に基づいて複数の係数を
作成する係数作成手段とを備えた第2のブロックと、 前記サンプリング周期毎に入力される左チャネル及び右
チャネルのデジタルデータL及びRに前記第2のブロッ
クで作成された係数を乗算して、方向性強調された複数
チャネルの出力データを算出する第3のブロックと、 を備え、前記第1及び第3のブロックは、前記サンプリ
ング周期毎に処理を完結し、前記第2のブロックは前記
サンプリング周期のN倍の周期で処理を完結することを
特徴とする方向性強調を有するオーディオ信号処理装置
(4) Directional enhancement by detecting the level ratio of the left channel signal and right channel signal and the level ratio of the sum and difference of each channel signal, and attenuating the level of non-main output channels based on the detection results In an audio signal processing device that performs Addition/subtraction means for calculating, each digital data L, R, L+R, and
a first block comprising full-wave rectification means for calculating each absolute value of L-R; a logarithmic conversion means for logarithmically converting each absolute value calculated in the first block; and the logarithmic conversion. A level difference calculation means for calculating the difference between L and R and the difference between L+R and LR from the output, and each output of the level difference calculation means is integrated by a first digital low-pass filter to reach a predetermined level. a second digital low-pass filter whose time constant is switched and controlled according to the output of the level detection means and receives the output of the level difference calculation means; A polarity determining means for distributing outputs according to signs, an anti-logarithmic converting means for anti-logarithmically converting the output of the polarity discriminating means, and a coefficient creating means for creating a plurality of coefficients based on the output of the anti-logarithm converting means. and a second block, which multiplies the digital data L and R of the left channel and right channel input at each sampling period by the coefficient created in the second block, and outputs a plurality of channels with directionality emphasis. a third block that calculates data, the first and third blocks complete processing at each sampling period, and the second block performs processing at a period N times the sampling period. An audio signal processing device having directional enhancement characterized in that:
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