JP2001312289A - Filter circuit for band division and signal analyzer and signal processing device using the same - Google Patents
Filter circuit for band division and signal analyzer and signal processing device using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 演算回路の複雑化等を抑えつつ分解能の高い
周波数分析の行える信号分析装置及びその分析後の信号
の合成により元の信号に特定の変化を与えた信号を得る
信号加工装置を提供する。
【解決手段】 入力信号を複数の狭帯域に分割して各狭
帯域の信号を抽出するために以下の処理を行う。まず切
換器220が入力信号の供給先を各遅延器231〜23
Nにサンプリング周期T毎に巡回的に切り替える。各遅
延器231〜23Nによる遅延後の各信号は、各狭帯域
に対応するフィルタ241〜24Nをそれぞれ通過し、
更に乗算器251〜25Nによって所定の定数を乗算さ
れた後、N点の離散的逆フーリエ変換を行うIDFT器
260に入力される。このIDFT器260から出力さ
れる0〜N−1番目までの信号の内、奇数番目の信号は
スペクトル反転器272〜27Nを介して、偶数番目の
信号はそのまま、分析用フィルタバンク200から出力
される。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal analyzer capable of performing high-resolution frequency analysis while suppressing the complexity of an arithmetic circuit, and to obtain a signal in which a specific change is given to an original signal by synthesizing the analyzed signal. A signal processing device is provided. SOLUTION: The following processing is performed to divide an input signal into a plurality of narrow bands and extract signals of each narrow band. First, the switch 220 determines the supply destination of the input signal to each of the delay units 231 to 23.
N is switched cyclically every sampling period T. Each signal after the delay by each of the delay units 231 to 23N passes through each of the filters 241 to 24N corresponding to each narrow band,
Further, after being multiplied by a predetermined constant by the multipliers 251 to 25N, it is input to the IDFT unit 260 which performs N discrete inverse Fourier transform. Of the 0th to N-1th signals output from the IDFT unit 260, the odd-numbered signals are output from the analysis filter bank 200 via the spectrum inverters 272 to 27N, and the even-numbered signals are output as they are. You.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、入力される信号の
周波数帯域を複数の狭帯域に分割してその信号における
各狭帯域の成分に相当する信号を出力する帯域分割用フ
ィルタ回路、ならびに、そのような帯域分割用フィルタ
回路を使用して信号の周波数分析を行う信号分析装置お
よび信号に特定の変化を与えるグラフィックイコライザ
やエフェクタ等の信号加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a band dividing filter circuit for dividing a frequency band of an input signal into a plurality of narrow bands and outputting a signal corresponding to each narrow band component of the signal, and The present invention relates to a signal analyzer for performing frequency analysis of a signal using such a band dividing filter circuit and a signal processing device such as a graphic equalizer or an effector for giving a specific change to a signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ディジタル技術の進歩やマイクロ
プロセッサの高性能化に伴い、各種の信号処理をディジ
タル信号処理で実現することが多くなっている。ディジ
タル信号処理を行う際には、予め処理対象となる信号の
性質を把握する等の目的のために、信号の周波数分析が
しばしば行われる。2. Description of the Related Art In recent years, with the advance of digital technology and higher performance of microprocessors, various kinds of signal processing are often realized by digital signal processing. When digital signal processing is performed, frequency analysis of the signal is often performed for the purpose of grasping in advance the properties of the signal to be processed.
【0003】ディジタル信号処理の分野では、この周波
数分析に、離散的フーリエ変換(以下「DFT」と称す)
および離散的逆フーリエ変換(以下「IDFT」と称す)
がよく用いられる。DFTおよびIDFTを用いて信号
を周波数分析する場合、分析対象となる信号と波長の関
係に制限があり、N点のサンプルに対するDFTおよび
IDFTで精度良く分析できるのは、その信号の周波数
成分のうち、N点のサンプルが整数波数に相当する周波
数成分のみである。一般に分析対象となる信号には非整
数波数の周波数成分が含まれるので、そのままでは、こ
れらの周波数成分を高精度で分析することができない。
そこで、非整数波数の周波数成分を含む信号に対しDF
TおよびIDFTを用いて周波数分析を行う際には、対
象となる信号に対して窓関数を乗算することが行われ
る。これにより、非整数波数の周波数成分をも高精度で
分析することが可能となる。しかし、この場合には、周
波数分析結果に窓関数の特性が重畳されるため、周波数
分析の結果を正しく把握するには窓関数の特性による影
響を排除する工夫が必要になるという問題がある。In the field of digital signal processing, a discrete Fourier transform (hereinafter referred to as "DFT") is used for this frequency analysis.
And discrete inverse Fourier transform (hereinafter referred to as "IDFT")
Is often used. When a signal is subjected to frequency analysis using DFT and IDFT, there is a limit on the relationship between the signal to be analyzed and the wavelength, and the DFT and IDFT for the N-point samples can accurately analyze the frequency components of the signal. , N samples are only frequency components corresponding to integer wave numbers. In general, a signal to be analyzed contains frequency components having a non-integer wave number, so that these frequency components cannot be analyzed with high accuracy.
Therefore, a signal including a frequency component of a non-integer wave number is
When frequency analysis is performed using T and IDFT, a target signal is multiplied by a window function. As a result, it is possible to analyze even non-integer wave number frequency components with high accuracy. However, in this case, since the characteristics of the window function are superimposed on the result of the frequency analysis, there is a problem that a device for eliminating the influence of the characteristics of the window function is required to correctly grasp the result of the frequency analysis.
【0004】DFTおよびIDFTを用いる以外に、非
常に狭い帯域の通過特性を持つような帯域通過フィルタ
(BPF)を用いて周波数分析することも可能である。例
えば、周波数分析する帯域にそれぞれ対応する複数のB
PFを用意し、それらの複数のBPFの出力を総合的に
観測することにより周波数分析を行うことができる。こ
の場合には、DFTおよびIDFTを用いた場合に生じ
ていた前述のような問題は生じない。[0004] In addition to using DFT and IDFT, a band-pass filter having a very narrow band-pass characteristic
It is also possible to perform frequency analysis using (BPF). For example, a plurality of Bs respectively corresponding to the bands to be frequency-analyzed
A frequency analysis can be performed by preparing a PF and observing the outputs of the plurality of BPFs comprehensively. In this case, the above-described problem that has occurred when DFT and IDFT are used does not occur.
【0005】図22は、このような、複数のBPFを用
いて周波数分析を行う、従来の信号分析装置の構成を示
すブロック図である。図22に示すように従来の信号分
析装置は、入力端子1100と、BPF1101〜11
0Nと、振幅検出器1301〜130Nと、出力端子1
401〜140Nとを備える。FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a conventional signal analyzer for performing frequency analysis using a plurality of BPFs. As shown in FIG. 22, the conventional signal analyzer has an input terminal 1100, BPFs 1101 to 11
0N, the amplitude detectors 1301 to 130N, and the output terminal 1
401 to 140N.
【0006】以下、図22を参照して、従来の信号分析
装置の動作を説明する。分析すべき信号は、入力端子1
100を介して入力され、各BPF1201〜120N
へと供給される。BPF1201〜120Nは、それぞ
れ異なる帯域の周波数成分のみを通過させる通過特性を
有しており、BPF1201〜120Nに入力された信
号は、BPF1201〜120Nのそれぞれの特性に相
当する帯域の周波数成分のみの信号として出力される。
こうして帯域毎に取り出された周波数成分の振幅値が、
振幅検出器1301〜130Nでそれぞれ検出され、各
帯域毎に検出された振幅値が出力端子1401〜140
Nを介してそれぞれ出力される。Hereinafter, the operation of the conventional signal analyzer will be described with reference to FIG. The signal to be analyzed is input terminal 1
100 BPFs 1201 to 120N
Supplied to. Each of the BPFs 1201 to 120N has a pass characteristic of passing only a frequency component in a different band. Is output as
The amplitude value of the frequency component extracted for each band in this manner is
The amplitude values detected by the amplitude detectors 1301 to 130N are output from the output terminals 1401 to 140N, respectively.
N respectively.
【0007】上記の例は、振幅について分析するように
構成されているが、位相について分析する場合には、振
幅検出器の代わりに位相検出器を用いれば同様にして信
号分析を行うことが可能である。The above example is configured to analyze the amplitude. However, in the case of analyzing the phase, if the phase detector is used instead of the amplitude detector, the signal analysis can be performed in the same manner. It is.
【0008】このように、それぞれ異なる通過特性を有
する複数のBPFを用いることにより、信号を複数の帯
域の成分に分離して、各帯域毎の振幅や位相を検出して
信号分析を行うことが可能となる。As described above, by using a plurality of BPFs having different pass characteristics, it is possible to separate a signal into components of a plurality of bands, detect an amplitude and a phase of each band, and perform signal analysis. It becomes possible.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の信号分
析装置において周波数分解能を高めるためには、信号を
より狭い帯域に分割することが必要となる。信号をより
狭い帯域に分割するには、各BPF1201〜120N
の通過帯域をより狭くしなければならない。例えば、1
000Hzの信号を100Hz毎の帯域に分割する場合
には、通過帯域が100HzのBPFが10個必要とな
るが、周波数分解能をより高くして、10Hz毎の帯域
に分割する場合には、通過帯域が10HzのBPFが1
00個必要となる。In order to increase the frequency resolution in the above-described conventional signal analyzer, it is necessary to divide the signal into narrower bands. To split the signal into narrower bands, each BPF 1201-120N
Must be narrower. For example, 1
If a 000 Hz signal is divided into 100 Hz bands, ten BPFs with a 100 Hz pass band are required. However, if a higher frequency resolution is used to divide the signal into 10 Hz bands, a pass band is required. Is 10 Hz BPF is 1
00 pieces are required.
【0010】このように、従来の信号分析装置におい
て、より高い周波数分解能を求められる場合には、より
狭い通過帯域のBPFを多数必要とする。一般に、より
狭い通過帯域のBPFほど、BPFの次数がより高くな
る。つまり、より多くの演算量を必要とし、そのために
BPFの回路構成が複雑で大規模なものになってしま
う。よって、BPFにかかるコストが大きくなるという
問題がある。As described above, when a higher frequency resolution is required in the conventional signal analyzer, a large number of BPFs having a narrower pass band are required. In general, the narrower the passband BPF, the higher the order of the BPF. In other words, a larger amount of calculation is required, which results in a complicated and large-scale BPF circuit configuration. Therefore, there is a problem that the cost of the BPF increases.
【0011】上記の問題を回避するための方法として、
BPFを1つだけ用意してその通過特性を時間的に変化
させることにより、複数のBPFの演算に相当する演算
をその1つのBPFだけで行うというスイープ方式の信
号分析を行うことも考えられる。しかし、この場合に
は、全ての帯域を分析するために必要となる大量の演算
処理を一つのBPFのみで全て処理するので時間を要
し、その結果、リアルタイムでの信号分析が不可能であ
るという問題がある。[0011] As a method for avoiding the above problem,
By preparing only one BPF and changing its passing characteristic over time, it is also conceivable to perform a sweep-type signal analysis in which a calculation equivalent to a calculation of a plurality of BPFs is performed by only one BPF. However, in this case, since a large amount of arithmetic processing required for analyzing all bands is all processed by only one BPF, it takes time, and as a result, real-time signal analysis is impossible. There is a problem.
【0012】それ故に、本発明は、演算回路の複雑化や
大規模化を抑えつつ周波数分解能を高めることができ、
かつ、リアルタイムでの信号分析を可能とする信号分析
装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そ
のような信号分析装置における周波数分析の技術を利用
して信号に特定の変化を与える信号加工装置を提供する
ことをも目的とする。Therefore, the present invention can increase the frequency resolution while suppressing the complexity and the scale of the arithmetic circuit,
Further, it is an object of the present invention to provide a signal analyzer capable of real-time signal analysis. It is another object of the present invention to provide a signal processing device that gives a specific change to a signal by utilizing the technique of frequency analysis in such a signal analysis device.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明は、所定のサンプリング周期Tでサンプリングされ
た入力信号の周波数帯域を所定個数Nの狭帯域に分割
し、当該入力信号における各狭帯域の成分にそれぞれが
相当するN個の狭帯域信号を生成する帯域分割用フィル
タ回路であって、それぞれに供給された信号を予め決め
られた遅延量だけそれぞれ遅延させる0番目からN−1
番目までのN個の遅延器と、前記入力信号を受け取って
0番目からN−1番目までの前記遅延器のうちから選択
される1つの遅延器に供給し、かつ、選択される当該遅
延器を0番目からN−1番目までの前記遅延器の間で前
記入力信号の各サンプル値毎に巡回的に切り換える切換
器と、0番目からN−1番目までの前記遅延器から出力
される遅延後の信号がそれぞれ通過する0番目からN−
1番目までのN個のディジタルフィルタと、0番目から
N−1番目までの前記ディジタルフィルタを通過した後
の信号に対し、予め決められた定数をそれぞれ乗算する
0番目からN−1番目までのN個の乗算器と、0番目か
らN−1番目までの前記乗算器からそれぞれ出力される
乗算後の0番目からN−1番目までの信号に対してN点
の離散的逆フーリエ変換を行う離散的逆フーリエ変換器
と、を備え、前記離散的逆フーリエ変換により得られる
0番目からN−1番目までのN個の信号をN個の前記狭
帯域信号として出力することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, a frequency band of an input signal sampled at a predetermined sampling period T is divided into a predetermined number N of narrow bands, and each narrow band in the input signal is divided. A band dividing filter circuit for generating N narrow-band signals each corresponding to a band component, wherein each of the supplied signals is delayed by a predetermined delay amount from a 0th to N-1.
Nth delay units and the delay unit that receives the input signal and supplies it to one delay unit selected from the 0th to N-1th delay units, and the selected delay unit For cyclically switching between the 0th to N-1th delay units for each sample value of the input signal, and a delay output from the 0th to N-1th delay units N-th from the 0th through which the subsequent signals pass
The signals after passing through the first N digital filters and the 0th to N-1th digital filters are respectively multiplied by predetermined constants. Perform N discrete inverse Fourier transforms on the multiplied 0th to N-1th signals output from the N multipliers and the 0th to N-1th multipliers, respectively. And a discrete inverse Fourier transformer, wherein N signals from 0th to N-1th obtained by the discrete inverse Fourier transform are output as N narrowband signals.
【0014】上記第1の発明によれば、切換器によって
入力信号に対して間引きが行われることによりサンプリ
ング周波数が1/Nに低下したN個の信号が得られ、そ
の間引き後の各信号に対して各遅延器、各ディジタルフ
ィルタおよび各乗算器によってそれぞれ所定の処理が行
われ、その後、それらの処理により得られるN個の信号
に対してN点の離散的逆フーリエ変換が行われ、その結
果、入力信号における各狭帯域の成分に相当する信号が
得られる。すなわち、入力信号の周波数帯域をN個の狭
帯域に等分割すると、サンプリング定理により、各狭帯
域については情報を損なわずにサンプリング周波数を1
/Nに低減することが可能であるので、本発明では入力
信号に対する間引きによって得られるN個の信号に対し
て上記の処理を行うことにより各狭帯域信号が生成され
る。このようにして、BPFによる各狭帯域信号の抽出
とサンプリングの間引きとが同時に実行されることと等
価な処理が行われるため、帯域分割用フィルタ回路の実
現のための演算回路の複雑化や大規模化を抑えつつ周波
数分解能を高めることができ、また既述のスイープ方式
とは異なり、各狭帯域に相当する信号成分をリアルタイ
ムで抽出することができる。According to the first aspect, the input signal is decimated by the switch to obtain N signals whose sampling frequency has been reduced to 1 / N. On the other hand, predetermined processing is performed by each delay unit, each digital filter, and each multiplier, and then N discrete inverse Fourier transforms are performed on N signals obtained by the processing, and the resulting signals are processed. As a result, a signal corresponding to each narrow-band component in the input signal is obtained. That is, when the frequency band of the input signal is equally divided into N narrow bands, the sampling theorem allows each narrow band to have a sampling frequency of 1 without losing information.
/ N, the present invention generates each narrow-band signal by performing the above-described processing on N signals obtained by thinning out the input signal. In this manner, a process equivalent to simultaneous execution of extraction of each narrowband signal by the BPF and thinning of the sampling is performed, so that an arithmetic circuit for realizing a filter circuit for band division becomes complicated and large. It is possible to increase the frequency resolution while suppressing the scale, and, unlike the sweep method described above, can extract a signal component corresponding to each narrow band in real time.
【0015】第2の発明は、第1の発明において、前記
離散的逆フーリエ変換器から出力される前記離散的逆フ
ーリエ変換後の0番目からN−1番目までのN個の信号
のうち奇数番目の信号に対し1サンプル飛びに「−1」
を乗算するスペクトル反転器を更に備え、前記離散的逆
フーリエ変換器から出力された偶数番目の信号と前記ス
ペクトル反転器によって1サンプル飛びに「−1」が乗
算された後の奇数番目の信号とからなるN個の信号を、
N個の前記狭帯域信号として出力することを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the odd number of the 0th to (N-1) th N signals after the discrete inverse Fourier transform output from the discrete inverse Fourier transformer is used. "-1" every 1 sample for the signal
And an even-numbered signal output from the discrete inverse Fourier transformer and an odd-numbered signal after being multiplied by “−1” every other sample by the spectrum inverter. N signals consisting of
It is characterized by outputting as N narrow-band signals.
【0016】上記第2の発明によれば、離散的逆フーリ
エ変換器から出力された偶数番目の信号と前記スペクト
ル反転器によってスペクトル反転された後の奇数番目の
信号とからなるN個の信号がN個の前記狭帯域信号とし
て出力されるため、正確な狭帯域信号が得られる。According to the second aspect of the present invention, the N signals consisting of the even-numbered signals output from the discrete inverse Fourier transformer and the odd-numbered signals whose spectrum has been inverted by the spectrum inverter are obtained. Since the signals are output as N narrow-band signals, an accurate narrow-band signal can be obtained.
【0017】第3の発明は、第1または第2の発明にお
いて、N個の前記狭帯域の帯域幅は全て等しく、N個の
前記遅延器のうちi番目の遅延器による遅延量は、当該
遅延量を前記サンプリング周期Tに相当する単位遅延演
算子z-1を用いて表現するものとすると、i=0のとき
にはz-0であって、1≦i≦N−1のときにはz-(N-i)
であり、前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2
の周波数からfB /2の周波数までを通過域とする帯域
通過型のディジタルフィルタの特性をIn a third aspect based on the first or second aspect, the bandwidths of the N narrow bands are all equal, and the delay amount of the i-th one of the N delay units is Assuming that the delay amount is expressed using a unit delay operator z -1 corresponding to the sampling period T, z −0 when i = 0 and z − ( when 1 ≦ i ≦ N−1. Ni)
, And the said bandwidth of each narrowband and f B, -f B / 2
The characteristics of the digital filter from the frequency of the bandpass to passband a frequency up to f B / 2
【数7】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−jzN)i で表現される特性を有し、iを
0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番目の
前記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを通過
した信号に対し前記定数としてe-j[iπ/( 2N)] を乗算
することを特徴とする。(Equation 7) And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
If the characteristic represented by H i (z) = H (−jz N ) i and i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier is the i-th multiplier. The signal that has passed through the digital filter is multiplied by e −j [ iπ / ( 2N)] as the constant.
【0018】上記第3の発明によれば、N個の狭帯域の
帯域幅は全て同一であり、各狭帯域信号を得るための各
ディジタルフィルタの特性は、基本となる帯域通過型の
ディジタルフィルタ(原型フィルタと呼ばれる)の特性
H(z)を周波数シフトすることにより得られる。これに
より、従来の帯域分割において使用されていた複数のB
PFが、次数として高々1つのBPFに相当する複数の
フィルタ演算と逆フーリエ変換に置き換えられるため、
帯域分割用フィルタ回路の実現のための演算量が大幅に
削減される。According to the third aspect, the bandwidths of the N narrowband signals are all the same, and the characteristics of each digital filter for obtaining each narrowband signal are the basic bandpass digital filter. It is obtained by frequency-shifting the characteristic H (z) of the filter (called a prototype filter). Thereby, a plurality of Bs used in the conventional band division are
Since PF is replaced by a plurality of filter operations corresponding to at most one BPF as an order and an inverse Fourier transform,
The amount of calculation for realizing the band dividing filter circuit is greatly reduced.
【0019】第4の発明は、第1または第2の発明にお
いて、N個の前記狭帯域の帯域幅は全て等しく、N個の
前記遅延器のうちi番目の遅延器による遅延量は、当該
遅延量を前記サンプリング周期Tに相当する単位遅延演
算子z-1を用いて表現するものとすると、i=0のとき
にはz-0であって、1≦i≦N−1のときにはz-(N-i)
であり、前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2
の周波数からfB /2の周波数までを通過域とする帯域
通過型のディジタルフィルタの特性をIn a fourth aspect based on the first or second aspect, the bandwidths of the N narrow bands are all equal, and the delay amount of the i-th one of the N delay units is Assuming that the delay amount is expressed using a unit delay operator z -1 corresponding to the sampling period T, z −0 when i = 0 and z − ( when 1 ≦ i ≦ N−1. Ni)
, And the said bandwidth of each narrowband and f B, -f B / 2
The characteristics of the digital filter from the frequency of the bandpass to passband a frequency up to f B / 2
【数8】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−zN)i で表現される特性を有し、iを0
≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番目の前
記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを通過し
た信号に対し前記定数としてe-j[iπ/N ] を乗算するこ
とを特徴とする。(Equation 8) And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
H i (z) = H (−z N ) i , where i is 0
Assuming that the given integer satisfies ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier multiplies the signal passed through the i-th digital filter by e −j [i π / N ] as the constant. It is characterized by.
【0020】上記第4の発明によれば、N個の狭帯域の
帯域幅は全て同一であり、各狭帯域信号を得るための各
ディジタルフィルタの特性は、基本となる帯域通過型の
ディジタルフィルタ(原型フィルタと呼ばれる)の特性
H(z)を周波数シフトすることにより得られる。これに
より、従来の帯域分割において使用されていた複数のB
PFが、次数として高々1つのBPFに相当する複数の
フィルタ演算と逆フーリエ変換に置き換えられるため、
帯域分割用フィルタ回路の実現のための演算量が大幅に
削減される。According to the fourth aspect of the invention, the bandwidths of the N narrowband signals are all the same, and the characteristics of each digital filter for obtaining each narrowband signal are based on the basic bandpass digital filter. It is obtained by frequency-shifting the characteristic H (z) of the filter (called a prototype filter). Thereby, a plurality of Bs used in the conventional band division are
Since PF is replaced by a plurality of filter operations corresponding to at most one BPF as an order and an inverse Fourier transform,
The amount of calculation for realizing the band dividing filter circuit is greatly reduced.
【0021】第5の発明は、所定のサンプリング周期T
でサンプリングされた入力信号に対して周波数分析を行
う信号分析装置であって、前記入力信号を受け取る第1
ないし第3の発明のいずれかの帯域分割用フィルタ回路
と、前記帯域分割用フィルタ回路から出力されるN個の
狭帯域信号のそれぞれの値の実数部と虚数部との2乗平
均値をそれぞれが出力するN個の2乗平均器と、を備え
ることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, a predetermined sampling period T
A signal analyzer for performing frequency analysis on an input signal sampled at
The band dividing filter circuit according to any one of the third to third aspects, and a root mean square value of a real part and an imaginary part of each value of the N narrow band signals output from the band dividing filter circuit. , And N number of mean squares output by
【0022】上記第5の発明によれば、帯域分割用フィ
ルタ回路から出力される各狭帯域信号の値の実数部と虚
数部との2乗平均値が2乗平均器から出力されるので、
各狭帯域信号が解析信号であれば、単位時間当たりとし
ては少ない演算量で連続的に各狭帯域信号の振幅を検出
することができる。上記第4の発明の信号分析装置にお
いて第3の発明の帯域分割用フィルタ回路が使用されて
いる場合には、N個の狭帯域のうちi番目の狭帯域(0
≦i≦N−1)を抽出するディジタルフィルタの伝達関
数Hi(z) をH(z)を周波数変換して導出することでH
k(z) は帯域0〜−fB /2に通過域を持たなくなるこ
とから、帯域分割用フィルタ回路から出力される各狭帯
域信号は解析信号となる。この場合、各狭帯域信号は実
数成分と虚数成分とを有し、その2乗和の1/2乗とし
て振幅を算出することができる。According to the fifth aspect, the mean square value of the real part and the imaginary part of the value of each narrow band signal output from the band dividing filter circuit is output from the root mean squarer.
If each narrowband signal is an analysis signal, the amplitude of each narrowband signal can be continuously detected with a small amount of calculation per unit time. In the case where the band splitting filter circuit of the third invention is used in the signal analyzing apparatus of the fourth invention, the i-th narrow band (0
≤ i ≤ N-1) The transfer function H i (z) of the digital filter for extracting
k (z) from the not have a pass band in the band 0~-f B / 2, each narrow band signal output from the band-splitting filter circuit is analytic signal. In this case, each narrowband signal has a real number component and an imaginary number component, and the amplitude can be calculated as a half of the sum of squares.
【0023】第6の発明は、所定のサンプリング周期T
でサンプリングされた入力信号に対して周波数分析を行
う信号分析装置であって、前記入力信号を受け取る第1
ないし第3の発明のいずれかの帯域分割用フィルタ回路
と、前記帯域分割用フィルタ回路から出力されるN個の
前記狭帯域信号のそれぞれの値の実数部Rと虚数部Iと
の比I/Rの逆正接を示す値をそれぞれが出力するN個
の位相検出器と、を備えることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, a predetermined sampling period T
A signal analyzer for performing frequency analysis on an input signal sampled at
And a ratio I / I between a real part R and an imaginary part I of each of the N narrowband signals output from the band dividing filter circuit. And N phase detectors each outputting a value indicating an arctangent of R.
【0024】上記第6の発明によれば、帯域分割用フィ
ルタ回路から出力される各狭帯域信号の値の実数部Rと
虚数部Iとの比I/Rの逆正接が位相検出器から出力さ
れるので、各狭帯域信号が解析信号であれば、単位時間
当たりとしては少ない演算量で連続的に各狭帯域信号の
位相を検出することができる。上記第5の発明の信号分
析装置において第3の発明の帯域分割用フィルタ回路が
使用されている場合には、上記第4の発明と同様、帯域
分割用フィルタ回路から出力される各狭帯域信号は解析
信号となるため、各狭帯域信号は実数成分と虚数成分と
を有し、その比の逆正接として位相を算出することがで
きる。According to the sixth aspect, the inverse tangent of the ratio I / R between the real part R and the imaginary part I of the value of each narrow band signal output from the band dividing filter circuit is output from the phase detector. Therefore, if each narrow-band signal is an analysis signal, the phase of each narrow-band signal can be detected continuously with a small amount of computation per unit time. When the band splitting filter circuit of the third aspect is used in the signal analyzing apparatus of the fifth aspect, each narrow band signal output from the band splitting filter circuit is similar to the fourth aspect. Is an analytic signal, each narrowband signal has a real number component and an imaginary number component, and the phase can be calculated as the inverse tangent of the ratio.
【0025】第7の発明は、所定のサンプリング周期T
でサンプリングされた入力信号に対して周波数分析を行
う信号分析装置であって、前記入力信号を受け取る第4
の発明の帯域分割用フィルタ回路と、前記帯域分割用フ
ィルタ回路から出力されるN個の狭帯域信号のそれぞれ
の値の実数部と虚数部との2乗平均値をそれぞれが出力
するN個の2乗平均器と、を備えることを特徴とする。According to a seventh aspect, a predetermined sampling period T
A signal analysis device for performing frequency analysis on the input signal sampled at
And the N number of N-band signals each outputting the root-mean-square value of the real part and the imaginary part of each of the N narrow-band signals output from the band-division filter circuit. A mean squarer.
【0026】上記第7の発明によれば、帯域分割用フィ
ルタ回路から出力される各狭帯域信号の値の実数部と虚
数部との2乗平均値が2乗平均器から出力されるので、
各狭帯域信号が解析信号であれば、単位時間当たりとし
ては少ない演算量で連続的に各狭帯域信号の振幅を検出
することができる。上記第7の発明の信号分析装置にお
いて第4の発明の帯域分割用フィルタ回路が使用されて
いる場合には、N個の狭帯域のうちi番目の狭帯域(0
≦i≦N−1)を抽出するディジタルフィルタの伝達関
数Hi(z) をH(z)を周波数変換して導出することでH
k(z) は帯域0〜−fB /2に通過域を持たなくなるこ
とから、帯域分割用フィルタ回路から出力される各狭帯
域信号は解析信号となる。この場合、各狭帯域信号は実
数成分と虚数成分とを有し、その2乗和の1/2乗とし
て振幅を算出することができる。According to the seventh aspect, the mean square value of the real part and the imaginary part of the value of each narrow band signal output from the band dividing filter circuit is output from the root mean squarer.
If each narrowband signal is an analysis signal, the amplitude of each narrowband signal can be continuously detected with a small amount of calculation per unit time. In the case where the band dividing filter circuit of the fourth invention is used in the signal analyzing apparatus of the seventh invention, the i-th narrow band (0
≤ i ≤ N-1) The transfer function H i (z) of the digital filter for extracting
k (z) from the not have a pass band in the band 0~-f B / 2, each narrow band signal output from the band-splitting filter circuit is analytic signal. In this case, each narrowband signal has a real number component and an imaginary number component, and the amplitude can be calculated as a half of the sum of squares.
【0027】第8の発明は、所定のサンプリング周期T
でサンプリングされた入力信号に対して周波数分析を行
う信号分析装置であって、前記入力信号を受け取る第4
の発明の帯域分割用フィルタ回路と、前記帯域分割用フ
ィルタ回路から出力されるN個の前記狭帯域信号のそれ
ぞれの値の実数部Rと虚数部Iとの比I/Rの逆正接を
示す値をそれぞれが出力するN個の位相検出器と、を備
えることを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, a predetermined sampling period T
A signal analysis device for performing frequency analysis on the input signal sampled at
And the inverse tangent of the ratio I / R between the real part R and the imaginary part I of each value of the N narrow band signals output from the band dividing filter circuit of the present invention. N phase detectors each outputting a value.
【0028】上記第8の発明によれば、帯域分割用フィ
ルタ回路から出力される各狭帯域信号の値の実数部Rと
虚数部Iとの比I/Rの逆正接が位相検出器から出力さ
れるので、各狭帯域信号が解析信号であれば、単位時間
当たりとしては少ない演算量で連続的に各狭帯域信号の
位相を検出することができる。上記第8の発明の信号分
析装置において第4の発明の帯域分割用フィルタ回路が
使用されている場合には、上記第7の発明と同様、帯域
分割用フィルタ回路から出力される各狭帯域信号は解析
信号となるため、各狭帯域信号は実数成分と虚数成分と
を有し、その比の逆正接として位相を算出することがで
きる。According to the eighth aspect, the arctangent of the ratio I / R of the real part R and the imaginary part I of the value of each narrow band signal output from the band dividing filter circuit is output from the phase detector. Therefore, if each narrow-band signal is an analysis signal, the phase of each narrow-band signal can be detected continuously with a small amount of computation per unit time. When the band splitting filter circuit of the fourth aspect is used in the signal analyzing apparatus of the eighth aspect, each narrow band signal output from the band splitting filter circuit is similar to the seventh aspect. Is an analytic signal, each narrowband signal has a real number component and an imaginary number component, and the phase can be calculated as the inverse tangent of the ratio.
【0029】第9の発明は、所定のサンプリング周期T
でサンプリングされた入力信号に特定の変化を与えるこ
とにより当該入力信号の変形信号を生成する信号加工装
置であって、前記入力信号の周波数帯域を所定個数Nの
狭帯域に等分割し、前記入力信号における各狭帯域の成
分にそれぞれが相当する0番目からN−1番目までのN
個の狭帯域信号であって前記入力信号のサンプリング周
期TのN倍のサンプリング周期を有するN個の狭帯域信
号を前記入力信号から生成する帯域分割用フィルタ回路
と、0番目からN−1番目までのN個の入力点と0番目
からN−1番目までのN個の出力点とを有し、0番目か
らN−1番目までの前記狭帯域信号を0番目からN−1
番目までの前記入力点にてそれぞれ受け取り、各出力点
から、所定の写像によって当該各出力点に対応付けられ
る入力点にて受け取った前記狭帯域信号を出力するマッ
ピング器と、前記マッピング器における0番目からN−
1番目までの前記出力点から出力される信号を0番目か
らN−1番目までの前記狭帯域信号にそれぞれ相当する
ものと見なして合成することにより、前記入力信号の変
形信号を生成する合成用フィルタ回路と、を備えること
を特徴とする。In a ninth aspect of the present invention, a predetermined sampling period T
A signal processing apparatus for generating a modified signal of the input signal by giving a specific change to the input signal sampled in the above, wherein the frequency band of the input signal is equally divided into a predetermined number N of narrow bands, 0th to N-1st Ns corresponding to each narrowband component in the signal
A band dividing filter circuit for generating N narrowband signals from the input signal, the narrowband signals having N times the sampling period T of the input signal; And N output points from 0th to N-1th, and the 0th to N-1th narrowband signals are 0th to N-1th.
A mapper for receiving the narrowband signal received at each of the input points up to the first and outputting the narrowband signal received from each output point at an input point corresponding to each output point by a predetermined mapping; and N-th
A signal for generating a modified signal of the input signal is generated by assuming that signals output from the first output point correspond to the 0th to N−1th narrowband signals, respectively. And a filter circuit.
【0030】上記第9の発明における帯域分割用フィル
タ回路によれば、入力信号における各狭帯域の成分が、
入力信号のサンプリング周期TのN倍のサンプリング周
期を有するN個の狭帯域信号として生成される。すなわ
ち、入力信号における各狭帯域の成分を信号基底帯域
(0の周波数から1つの狭帯域の幅に相当する周波数ま
で周波数帯域)において表現した信号が、帯域幅の等し
い各狭帯域信号として生成される。これにより、入力信
号の各種の周波数成分を本来の周波数とは異なる周波数
に割り当てることが可能となる(入力信号に対する周波
数領域での変換が可能となる)。そこで上記第9の発明
では、各狭帯域信号を生成する帯域分割用フィルタ回路
のN個の出力と合成用フィルタ回路のN個の入力との間
でマッピングが行われ、このマッピング後の各狭帯域信
号を合成することにより入力信号の変形信号が生成され
る。したがって、時間軸上での変換によって信号が加工
される従来の信号加工装置とは異なり、周波数領域での
変換によって信号が加工され、入力信号は時間軸方向に
圧縮も伸長もされない。このため、従来よりも柔軟に入
力信号を加工すること(周波数変換やグラフィックイコ
ライザなどの処理)ができる。According to the band dividing filter circuit of the ninth aspect, each narrow band component in the input signal is
It is generated as N narrowband signals having a sampling period N times the sampling period T of the input signal. That is, a signal expressing each narrow band component in the input signal in a signal base band (frequency band from a frequency of 0 to a frequency corresponding to one narrow band width) is generated as each narrow band signal having the same bandwidth. You. As a result, various frequency components of the input signal can be assigned to frequencies different from the original frequency (the input signal can be converted in the frequency domain). Therefore, in the ninth aspect, mapping is performed between N outputs of the band dividing filter circuit for generating each narrow band signal and N inputs of the synthesizing filter circuit. By combining the band signals, a modified signal of the input signal is generated. Therefore, unlike a conventional signal processing device in which a signal is processed by conversion on the time axis, the signal is processed by conversion in the frequency domain, and the input signal is not compressed or expanded in the time axis direction. Therefore, it is possible to process the input signal more flexibly (processing such as frequency conversion and graphic equalizer) than before.
【0031】第10の発明は、第9の発明において、前
記マッピング器は、前記出力点を示す整数yを含む所定
の集合を定義域とし実数からなる所定の集合を値域とす
る関数g(y)で前記写像を表現するものとすると、j番
目の前記出力点から出力すべき信号を、0番目からN−
1番目までの前記入力点のうち実数g(j)の近傍の整数
に対応する複数の入力点にて受け取った複数の前記狭帯
域信号と当該実数g(j)とに基づく補間により生成する
ことを特徴とする。In a tenth aspect based on the ninth aspect, the mapper is a function g (y) in which a predetermined set including the integer y indicating the output point is defined as a domain and a predetermined set of real numbers is defined as a range. )), The signal to be output from the j-th output point is N-th from the 0-th output point.
Generating by interpolation based on the real number g (j) and the plurality of narrowband signals received at the plurality of input points corresponding to integers near the real number g (j) among the first input points; It is characterized by.
【0032】第11の発明は、第10の発明において、
前記マッピング器は、j番目の前記出力点から出力すべ
き信号MOj を、下記の式で表現される線形補間により
生成することを特徴とする: MOj=MIi+α・(MIi+1−MIi) i=[g(j)] α={g(j)−[g(j)]} ここで、jは、0≦j≦N−1を満たす整数であり、x
=g(y)は、前記マッピング器における前記写像を定義
する関数であって0≦y≦N−1なる全ての整数yを含
む集合を定義域とし0≦x<N−1なる実数xのみを含
む集合を値域とする関数であり、[g(j)]は、g(j)
を越えない最大の整数であり、MIi は、前記マッピン
グ器におけるi番目の入力点にて受け取られるi番目の
前記狭帯域信号である。According to an eleventh aspect, in the tenth aspect,
The mapper generates a signal MO j to be output from the j-th output point by linear interpolation represented by the following equation: MO j = MI i + α · (MI i + 1 −MI i ) i = [g (j)] α = {g (j) − [g (j)]} where j is an integer satisfying 0 ≦ j ≦ N−1, and x
= G (y) is a function defining the mapping in the mapping unit, and a domain including all integers y satisfying 0 ≦ y ≦ N−1 is defined as a domain and only real numbers x satisfying 0 ≦ x <N−1 [G (j)] is a function whose range is a set including
And MI i is the ith narrowband signal received at the ith input point in the mapper.
【0033】上記第10または第11の発明によれば、
マッピング器の各出力点から出力される信号が、所定の
写像によって当該出力点に対応付けられる複数の入力点
にて受け取った複数の狭帯域信号を用いた補間によって
生成されるため、入力信号を加工するための周波数領域
での変換をより正確に行うことができ、その結果、信号
加工装置からの出力信号の品質が向上する。According to the tenth or eleventh aspect,
A signal output from each output point of the mapper is generated by interpolation using a plurality of narrowband signals received at a plurality of input points associated with the output point by a predetermined mapping, so that the input signal is Conversion in the frequency domain for processing can be performed more accurately, and as a result, the quality of the output signal from the signal processing device is improved.
【0034】第12の発明は、第9の発明において、前
記マッピング器は、時間情報を外部から受け取り、前記
マッピング器において前記写像によって与えられる前記
入力点と前記出力点との対応関係は、前記時間情報に基
づき時間の経過にしたがって変化することを特徴とす
る。In a twelfth aspect based on the ninth aspect, in the ninth aspect, the mapping device receives time information from the outside, and the correspondence between the input point and the output point given by the mapping in the mapping device is: It changes with the passage of time based on time information.
【0035】上記第12の発明によれば、第9の発明と
同様に入力信号の各種の周波数成分が本来の周波数とは
異なる周波数に割り当てられて合成されることにより変
形信号が生成されるとともに、帯域分割用フィルタ回路
のN個の出力と合成用フィルタ回路のN個の入力との間
でのマッピング器による対応付けが時間の経過にしたが
って変化する。このため、上記の周波数の割り当てが時
間的に変化する。すなわち、入力信号は、時間軸方向に
圧縮も伸長もされることなく周波数成分が動的に変換さ
れ、これにより入力信号の変形信号が生成される。この
ような周波数成分の動的な変換は、電子機器などのエフ
ェクトとして非常に有効である。According to the twelfth aspect, as in the ninth aspect, various frequency components of the input signal are allocated to different frequencies from the original frequency and synthesized to generate a deformed signal and The mapping by the mapper between the N outputs of the band dividing filter circuit and the N inputs of the combining filter circuit changes over time. For this reason, the above-mentioned frequency assignment changes with time. That is, the frequency component of the input signal is dynamically converted without being compressed or expanded in the time axis direction, thereby generating a modified signal of the input signal. Such dynamic conversion of frequency components is very effective as an effect for electronic devices and the like.
【0036】第13の発明は、第12の発明において、
前記マッピング器は、前記出力点を示す整数yと前記時
間情報によって示される値tとの対からなる所定の集合
を定義域とし実数からなる所定の集合を値域とする関数
g(y,t)で前記写像を表現するものとすると、j番目
の前記出力点から出力すべき信号を、0番目からN−1
番目までの前記入力点のうち実数g(j,t)の近傍の整
数に対応する複数の入力点にて受け取った複数の前記狭
帯域信号と当該実数g(j,t)とに基づく補間により生
成することを特徴とする。According to a thirteenth aspect, in the twelfth aspect,
The mapper is a function g (y, t) having a predetermined set of pairs of an integer y indicating the output point and a value t indicated by the time information as a domain and a predetermined set of real numbers as a range. Let the signal to be output from the j-th output point be N-1 from the 0-th.
By interpolation based on the plurality of narrowband signals received at a plurality of input points corresponding to integers near the real number g (j, t) and the real number g (j, t) among the input points up to the th, It is characterized by generating.
【0037】第14の発明は、第13の発明において、
前記マッピング器は、j番目の前記出力点から出力すべ
き信号MOj を、下記の式で表現される線形補間により
生成することを特徴とする: MOj=MIi+α・(MIi+1−MIi) i=[g(j,t)] α={g(j,t)−[g(j,t)]} ここで、jは、0≦j≦N−1を満たす整数であり、x
=g(y,t)は、前記マッピング器における前記写像を
定義する関数であって0≦y≦N−1なる整数yと前記
時間情報によって示される値tとの対の全てを含む集合
を定義域とし0≦x<N−1なる実数xのみを含む集合
を値域とする関数であり、[g(j,t)]は、g(j,
t)を越えない最大の整数であり、MIi は、前記マッ
ピング器におけるi番目の入力点にて受け取られるi番
目の前記狭帯域信号である。According to a fourteenth aspect, in the thirteenth aspect,
The mapper generates a signal MO j to be output from the j-th output point by linear interpolation represented by the following equation: MO j = MI i + α · (MI i + 1 −MI i ) i = [g (j, t)] α = {g (j, t) − [g (j, t)]} where j is an integer satisfying 0 ≦ j ≦ N−1. Yes, x
= G (y, t) is a function that defines the mapping in the mapping device, and is a set including all pairs of integers y satisfying 0 ≦ y ≦ N−1 and values t indicated by the time information. [G (j, t)] is a function whose range is a set including only real numbers x satisfying 0 ≦ x <N−1 as a domain, and g (j, t) is g (j,
is the largest integer not exceeding t), and MI i is the ith narrowband signal received at the ith input point in the mapper.
【0038】上記第13または第14の発明によれば、
マッピング器の各出力点から出力される信号が、所定の
写像によって当該出力点に対応付けられる複数の入力点
にて受け取った複数の狭帯域信号を用いた補間によって
生成されるため、入力信号を加工するための周波数領域
での変換をより正確に行うことができ、その結果、信号
加工装置からの出力信号の品質が向上する。According to the thirteenth or fourteenth aspect,
A signal output from each output point of the mapper is generated by interpolation using a plurality of narrowband signals received at a plurality of input points associated with the output point by a predetermined mapping, so that the input signal is Conversion in the frequency domain for processing can be performed more accurately, and as a result, the quality of the output signal from the signal processing device is improved.
【0039】第15の発明は、所定のサンプリング周期
Tでサンプリングされた入力信号に特定の変化を与える
ことにより当該入力信号の変形信号を生成する信号加工
装置であって、前記入力信号の周波数帯域を所定個数N
の狭帯域に等分割し、前記入力信号における各狭帯域の
成分にそれぞれが相当する0番目からN−1番目までの
N個の狭帯域信号であって前記入力信号のサンプリング
周期TのN倍のサンプリング周期を有するN個の狭帯域
信号を前記入力信号から生成する帯域分割用フィルタ回
路と、振幅調整情報を外部から受け取り、当該振幅調整
情報に基づいて0番目からN−1番目までの前記狭帯域
信号の振幅を調整し、振幅の調整された0番目からN−
1番目までの前記狭帯域信号を出力する振幅調整回路
と、前記振幅調整器から出力される0番目からN−1番
目までの前記狭帯域信号を合成することにより、前記入
力信号の変形信号を生成する合成用フィルタ回路と、を
備えることを特徴とする。A fifteenth invention is a signal processing apparatus for generating a modified signal of an input signal by giving a specific change to the input signal sampled at a predetermined sampling period T, wherein the frequency band of the input signal is Is a predetermined number N
And N equal to the N-1th narrowband signal corresponding to each narrowband component of the input signal, and N times the sampling period T of the input signal. A band dividing filter circuit for generating N narrowband signals having the sampling period from the input signal, and amplitude adjustment information received from the outside, and based on the amplitude adjustment information, the 0th to N-1th The amplitude of the narrow-band signal is adjusted, and N-
By synthesizing an amplitude adjustment circuit that outputs the first narrowband signal and the 0th to N−1th narrowband signals output from the amplitude adjuster, a modified signal of the input signal is obtained. And a synthesizing filter circuit.
【0040】第16の発明は、第15の発明において、
前記振幅調整回路は、前記帯域分割用フィルタ回路から
出力される0番目からN−1番目までの前記狭帯域信号
の振幅をそれぞれ調整する0番目からN−1番目までの
N個の振幅調整器を含み、前記帯域分割用フィルタ回路
から出力される0番目からN−1番目までの前記狭帯域
信号にそれぞれ対応する0番目からN−1番目までのN
個の調整値を前記振幅調整情報として受け取り、iを0
≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番目の前
記振幅調整器は、i番目の前記調整値に基づいてi番目
の前記狭帯域信号の振幅を調整することを特徴とする。According to a sixteenth aspect, in the fifteenth aspect,
The amplitude adjusting circuit includes N number of 0-th to (N-1) -th amplitude adjusters for adjusting the amplitudes of the 0th to N-1th narrow-band signals output from the band dividing filter circuit. And the 0th to N-1st N corresponding to the 0th to N-1th narrowband signals output from the band dividing filter circuit, respectively.
Are received as the amplitude adjustment information, and i is set to 0
If an arbitrary integer satisfying ≦ i ≦ N−1, the ith amplitude adjuster adjusts the amplitude of the ith narrowband signal based on the ith adjustment value.
【0041】上記第15または第16の発明によれば、
入力信号から得られる各狭帯域信号の振幅が振幅調整情
報に基づいて調整され、その調整後の各狭帯域信号が合
成される。すなわち、入力信号における各種の周波数成
分の振幅が本来の値から変更された後に合成されること
により、入力信号の変形信号が生成される。このように
して入力信号の振幅を各狭帯域毎に変更することによ
り、いわゆるグラフィックイコライザとしての機能を実
現することができる。According to the fifteenth or sixteenth aspect,
The amplitude of each narrow band signal obtained from the input signal is adjusted based on the amplitude adjustment information, and the adjusted narrow band signals are combined. That is, the input signals are combined after their amplitudes of various frequency components are changed from their original values, thereby generating a modified signal of the input signal. Thus, by changing the amplitude of the input signal for each narrow band, a function as a so-called graphic equalizer can be realized.
【0042】第17の発明は、第9または第15の発明
において、前記帯域分割用フィルタ回路は、それぞれに
供給された信号を予め決められた遅延量だけそれぞれ遅
延させる0番目からN−1番目までのN個の遅延器と、
前記入力信号を受け取って0番目からN−1番目までの
前記遅延器のうちから選択される1つの遅延器に供給
し、かつ、選択される当該遅延器を0番目からN−1番
目までの前記遅延器の間で前記入力信号の各サンプル値
毎に巡回的に切り換える切換器と、0番目からN−1番
目までの前記遅延器から出力される信号がそれぞれ通過
する0番目からN−1番目までのN個のディジタルフィ
ルタと、0番目からN−1番目までの前記ディジタルフ
ィルタを通過した後の信号に対し、予め決められた定数
をそれぞれ乗算する0番目からN−1番目までのN個の
乗算器と、0番目からN−1番目までの前記乗算器から
それぞれ出力される乗算後の0番目からN−1番目まで
の信号に対してN点の離散的逆フーリエ変換を行い、当
該離散的逆フーリエ変換後の信号である0番目からN−
1番目までのN個の信号を出力する離散的逆フーリエ変
換器と、前記離散的逆フーリエ変換器から出力されるN
個の前記信号のうち奇数番目の信号に対し1サンプル飛
びに「−1」を乗算するスペクトル反転器と、を含み、
前記離散的逆フーリエ変換器から出力された偶数番目の
信号と前記スペクトル反転器によって1サンプル飛びに
「−1」が乗算された後の奇数番目の信号とからなるN
個の信号をN個の前記狭帯域信号として出力することを
特徴とする。In a seventeenth aspect based on the ninth or fifteenth aspect, the band dividing filter circuit is configured to delay the signals supplied thereto by a predetermined delay amount from the 0th to the (N-1) th. N delayers up to
The input signal is received and supplied to one delay device selected from the 0th to N-1th delay devices, and the selected delay device is selected from the 0th to N-1th delay devices. A switching unit that cyclically switches between the delay units for each sample value of the input signal, and a 0th to N−1th signal through which signals output from the 0th to N−1th delay units respectively pass The signals after passing through the N digital filters up to the Nth and the digital filters from the 0th to the N-1th are respectively multiplied by predetermined constants. N-point discrete inverse Fourier transform is performed on the multiplied 0th to N-1th signals output from the 0th to N-1th multipliers, The discrete inverse Fourier 0th a signal 換後 N-
A discrete inverse Fourier transformer for outputting N signals up to the first, and N output from the discrete inverse Fourier transformer
And a spectrum inverter that multiplies the odd-numbered signal of the number of signals by "-1" every other sample,
N consisting of an even-numbered signal output from the discrete inverse Fourier transformer and an odd-numbered signal after being multiplied by “−1” every other sample by the spectrum inverter.
Signals are output as the N narrowband signals.
【0043】第18の発明は、第17の発明において、
N個の前記遅延器のうちi番目の遅延器による遅延量
は、当該遅延量を前記サンプリング周期Tに相当する単
位遅延演算子z-1を用いて表現するものとすると、i=
0のときにはz-0であって、1≦i≦N−1のときには
z-(N-i)であり、前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−
fB /2の周波数からfB /2の周波数までを通過域と
する帯域通過型のディジタルフィルタの特性をAccording to an eighteenth aspect, in the seventeenth aspect,
Assuming that the delay amount of the i-th delay unit among the N delay units is expressed by using a unit delay operator z −1 corresponding to the sampling period T, i =
When 0 is a z -0, when 1 ≦ i ≦ N-1 is z - a (Ni), the bandwidth of each narrowband and f B, -
The characteristics of the digital filter of the band-pass type that the frequency of f B / 2 and pass band up to a frequency of f B / 2
【数9】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−jzN)iで表現される特性を有し、iを
0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番目の
前記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを通過
した信号に対し前記定数としてe-j[iπ/( 2N)] を乗算
することを特徴とする。(Equation 9) And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
If the characteristic represented by H i (z) = H (−jz N ) i and i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier is the i-th multiplier. The signal that has passed through the digital filter is multiplied by e −j [ iπ / ( 2N)] as the constant.
【0044】第19の発明は、第17の発明において、
N個の前記遅延器のうちi番目の遅延器による遅延量
は、当該遅延量を前記サンプリング周期Tに相当する単
位遅延演算子z-1を用いて表現するものとすると、i=
0のときにはz-0であって、1≦i≦N−1のときには
z-(N-i)であり、前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−
fB /2の周波数からfB /2の周波数までを通過域と
する帯域通過型のディジタルフィルタの特性をAccording to a nineteenth aspect, in the seventeenth aspect,
Assuming that the delay amount of the i-th delay unit among the N delay units is expressed by using a unit delay operator z −1 corresponding to the sampling period T, i =
When 0 is a z -0, when 1 ≦ i ≦ N-1 is z - a (Ni), the bandwidth of each narrowband and f B, -
The characteristics of the digital filter of the band-pass type that the frequency of f B / 2 and pass band up to a frequency of f B / 2
【数10】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−zN)iで表現される特性を有し、iを0
≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番目の前
記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを通過し
た信号に対し前記定数としてe-j[iπ/N ] を乗算するこ
とを特徴とする。(Equation 10) And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
H i (z) = H (−z N ) i , where i is 0
Assuming that the given integer satisfies ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier multiplies the signal passed through the i-th digital filter by e −j [i π / N ] as the constant. It is characterized by.
【0045】第20の発明は、第9または第15の発明
において、前記合成用フィルタ回路は、前記マッピング
器における奇数番目の出力点から出力される信号に対し
1サンプル飛びに「−1」を乗算するスペクトル反転器
と、前記マッピング器における偶数番目の出力点から出
力される信号と前記スペクトル反転器によって1サンプ
ル飛びに「−1」が乗算された信号とからなるN個の信
号に対してN点の離散的逆フーリエ変換を行い、当該離
散的逆フーリエ変換後の信号である0番目からN−1番
目までのN個の信号を出力する離散的逆フーリエ変換器
と、前記離散的逆フーリエ変換器から出力される0番目
からN−1番目までの前記信号に対し、予め決められた
定数をそれぞれ乗算する0番目からN−1番目までのN
個の乗算器と、0番目からN−1番目までの前記乗算器
からそれぞれ出力される乗算後の0番目からN−1番目
までの信号がそれぞれ通過する0番目からN−1番目ま
でのN個のディジタルフィルタと、0番目からN−1番
目までの前記ディジタルフィルタのそれぞれを通過した
後の信号を予め決められた遅延量だけそれぞれ遅延させ
る0番目からN−1番目までのN個の遅延器と、0番目
からN−1番目までの前記遅延器のうちから選択される
1つの遅延器から出力された遅延後の信号を前記入力信
号の変形信号として出力し、かつ、選択される当該遅延
器を0番目からN−1番目までの前記遅延器の間で前記
入力信号の各サンプル値毎に巡回的に切り換える切換器
と、を含むことを特徴とする。In a twentieth aspect based on the ninth or fifteenth aspect, the synthesizing filter circuit outputs “−1” to the signal output from the odd-numbered output point of the mapper every one sample. For N signals consisting of a spectrum inverter to be multiplied, a signal output from an even-numbered output point in the mapping unit, and a signal multiplied by “−1” every one sample by the spectrum inverter, A discrete inverse Fourier transformer that performs N discrete inverse Fourier transforms and outputs N signals from 0th to N−1th, which are the signals after the discrete inverse Fourier transform; The 0th to N-1th signals output from the Fourier transformer are multiplied by predetermined constants, respectively.
Multipliers and 0th to N-1th N signals through which the 0th to N-1th signals after multiplication output from the 0th to N-1th multipliers respectively pass N digital delays 0 to N-1 for respectively delaying the signals after passing through each of the digital filters and the digital filters 0 to N-1 by a predetermined delay amount And a delayed signal output from one of the delay units selected from the 0th to N-1th delay units as a modified signal of the input signal, and A switching unit for cyclically switching the delay unit among the 0th to N-1th delay units for each sample value of the input signal.
【0046】第21の発明は、第20の発明において、
N個の前記遅延器のうちi番目の遅延器による遅延量
は、当該遅延量を前記サンプリング周期Tに相当する単
位遅延演算子z-1を用いて表現するものとすると、0≦
i≦N−1を満たす任意の整数iについてz-iであり、
前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2の周波数
からfB /2の周波数までを通過域とする帯域通過型の
ディジタルフィルタの特性をAccording to a twenty-first aspect, in the twentieth aspect,
The delay amount due to the i-th delay unit out of the N delay units is expressed as follows: 0 ≦≦, where the delay amount is expressed using a unit delay operator z −1 corresponding to the sampling period T.
z -i for any integer i that satisfies i ≦ N-1,
The bandwidth of each narrowband and f B, the -f B / 2 of the characteristic of the digital filter bandpass of the frequency up to f B / 2 and pass band from a frequency
【数11】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−jzN)iで表現される特性を有し、iを
0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番目の
前記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを通過
した信号に対し前記定数としてe-j[iπ/( 2N)] を乗算
することを特徴とする。[Equation 11] And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
If the characteristic represented by H i (z) = H (−jz N ) i and i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier is the i-th multiplier. The signal that has passed through the digital filter is multiplied by e −j [ iπ / ( 2N)] as the constant.
【0047】第22の発明は、第20の発明において、
N個の前記遅延器のうちi番目の遅延器による遅延量
は、当該遅延量を前記サンプリング周期Tに相当する単
位遅延演算子z-1を用いて表現するものとすると、0≦
i≦N−1を満たす任意の整数iについてz-iであり、
前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2の周波数
からfB /2の周波数までを通過域とする帯域通過型の
ディジタルフィルタの特性をAccording to a twenty-second invention, in the twentieth invention,
The delay amount due to the i-th delay unit out of the N delay units is expressed as follows: 0 ≦≦, where the delay amount is expressed using a unit delay operator z −1 corresponding to the sampling period T.
z -i for any integer i that satisfies i ≦ N-1,
The bandwidth of each narrowband and f B, the -f B / 2 of the characteristic of the digital filter bandpass of the frequency up to f B / 2 and pass band from a frequency
【数12】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−zN)iで表現される特性を有し、iを0
≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番目の前
記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを通過し
た信号に対し前記定数としてe-j[iπ/N ] を乗算するこ
とを特徴とする。(Equation 12) And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
H i (z) = H (−z N ) i , where i is 0
Assuming that the given integer satisfies ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier multiplies the signal passed through the i-th digital filter by e −j [i π / N ] as the constant. It is characterized by.
【0048】[0048]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。最初、図1から図15を
参照して、第1〜第5の実施形態について説明する(な
お、第1〜第5の実施形態の後で、第1〜第5の実施形
態とはフィルタ特性等の条件が異なる第6〜第9の実施
形態について説明する)。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
係る信号分析装置の構成を示すブロック図である。図1
に示すように、この信号分析装置は、入力端子110
と、分析用フィルタバンク200と、2乗平均器311
〜31Nと、出力端子401〜40Nとを備えている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the first to fifth embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 15 (note that after the first to fifth embodiments, the filter characteristics are different from the first to fifth embodiments). The sixth to ninth embodiments having different conditions such as will be described.) (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a signal analyzer according to a first embodiment of the present invention. FIG.
As shown in FIG.
, An analysis filter bank 200, and a root mean square 311
To 31N and output terminals 401 to 40N.
【0049】図1を参照して、本発明の第1の実施形態
に係る信号分析装置の動作を説明する。分析すべき信号
は、入力端子110を介して分析用フィルタバンク20
0に入力される。分析用フィルタバンク200は、帯域
分割用のフィルタ回路であって、入力された信号の周波
数帯域をN個の狭帯域に分割し、入力された信号から各
狭帯域毎に信号を抽出する。2乗平均器311〜31N
のそれぞれは、各狭帯域毎に抽出された信号の振幅をそ
れぞれ検出する。検出された各狭帯域の信号の振幅は、
それぞれ出力端子401〜40Nを介して信号分析装置
から出力される。The operation of the signal analyzer according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The signal to be analyzed is input via an input terminal 110 to the filter bank 20 for analysis.
Input to 0. The analysis filter bank 200 is a filter circuit for band division, divides a frequency band of an input signal into N narrow bands, and extracts a signal for each narrow band from the input signal. Mean squares 311 to 31N
Respectively detect the amplitude of the signal extracted for each narrow band. The amplitude of each detected narrowband signal is
The signals are output from the signal analyzer through output terminals 401 to 40N, respectively.
【0050】以下、分析用フィルタバンク200につい
てより詳しく説明する。以下において、分析すべき信号
として分析用フィルタバンク200に入力される信号
は、サンプリング周期Tでサンプリングされた信号であ
るものとする。また、分析すべき入力信号の周波数帯域
を分割して得られるN個の狭帯域の帯域幅fBは全て等
しいものとする。この帯域幅fBと入力信号のサンプリ
ング周波数fs =1/Tとは、サンプリング定理より NfB≦fs/2 を満たす必要がある。本実施形態では、各狭帯域の帯域
幅fBと入力信号のサンプリング周波数fs とは次の関
係を満たすものとする。 NfB=fs/2 これらの前提は後述する他の実施形態においても同様で
ある。Hereinafter, the analysis filter bank 200 will be described in more detail. In the following, it is assumed that a signal input to the analysis filter bank 200 as a signal to be analyzed is a signal sampled at a sampling period T. Further, it is assumed that all N narrow-bandwidths f B obtained by dividing the frequency band of the input signal to be analyzed are equal. The sampling frequency f s = 1 / T of the bandwidth f B and the input signal, it is necessary to satisfy the Nf B ≦ f s / 2 the sampling theorem. In the present embodiment, it is assumed to satisfy the following relationship with the sampling frequency f s of the narrowband bandwidth f B and the input signal. Nf B = f s / 2 These assumptions are the same in other embodiments described later.
【0051】図2は、本発明の第1の実施形態における
分析用フィルタバンク200の構成を示すブロック図で
ある。図2に示すように、この分析用フィルタバンク2
00は、入力端子210と、切換器220と、遅延器2
31〜23Nと、フィルタ241〜24Nと、乗算器2
51〜25Nと、離散的逆フーリエ変換器260と、ス
ペクトル反転器272〜27Nと、出力端子281〜2
8Nとを備えている。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the analysis filter bank 200 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, this analysis filter bank 2
00 is an input terminal 210, a switch 220, and a delay 2
31 to 23N, filters 241 to 24N, and multiplier 2
51-25N, a discrete inverse Fourier transformer 260, a spectrum inverter 272-27N, and output terminals 281-2
8N.
【0052】なお、遅延器231〜23Nを、それぞれ
iを変数としてDi( i=0、1、…、N−1)と表す
と、遅延器D0における遅延量はz-0であり、遅延器Di
(i≠0)における遅延量はz-(N-i)である。また、フ
ィルタ241〜24Nを、それぞれiを変数としてHi
( i=0、1、…、N−1)と表すと、フィルタHiの
通過特性すなわち伝達関数Hi(z) は、周波数−fB /
2からfB /2までの信号だけが通過するフィルタ(以
下「原型フィルタ」と称す)の特性すなわち伝達関数をWhen the delay units 231 to 23N are represented by D i (i = 0, 1,..., N−1) using i as a variable, the delay amount in the delay unit D 0 is z −0 , Delay device D i
The delay amount at (i ≠ 0) is z − (Ni) . Further, the filter 241~24N, i as variable respectively H i
(I = 0, 1,..., N−1), the pass characteristic of the filter Hi , that is, the transfer function H i (z) is expressed by the frequency −f B /
The characteristic, ie, transfer function, of a filter (hereinafter, referred to as a “prototype filter”) through which only signals from 2 to f B / 2 pass
【数13】 と表現したときに、Hi(z)=H(−jzN)iである。ま
た、乗算器251〜25Nを、それぞれiを変数として
Mi( i=0、1、…、N−1)と表すと、乗算器Mi
において乗算する定数Eiはe-j(iπ/2N)である。(Equation 13) Where H i (z) = H (−jz N ) i . Also, a multiplier 251~25N, M i (i = 0,1 , ..., N-1) i as variable respectively expressed, the multiplier M i
Is a constant E i -j ( iπ / 2N) .
【0053】次に、図2を参照して、本発明の第1の実
施形態における分析用フィルタバンク200の動作を説
明する。Next, the operation of the analysis filter bank 200 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0054】分析用フィルタバンク200に入力された
信号は、入力端子210を介して切換器220へ供給さ
れる。切換器220は、供給される信号の出力先を、遅
延器231、232、…、23N、231、232、…
の順に、時間T毎に巡回的に切り替える。すなわち、遅
延器231〜23Nのそれぞれには、サンプリング周期
NTでサンプリングされた信号が入力される。遅延器2
31〜23Nに入力された信号は、それぞれ所定時間遅
延された後、フィルタ241〜24Nへ供給される。こ
こで、遅延量z-1は、元の信号のサンプリング周期Tに
相当する時間である。フィルタ241〜24Nに供給さ
れた信号は、それぞれ所定のフィルタリング処理がなさ
れ、その後、乗算器251〜25Nにおいて所定の定数
を乗算される。乗算器251〜25Nで定数を乗算され
た信号はN点の離散的逆フーリエ変換器(以下「IDF
T器」と称す)260で離散的逆フーリエ変換される。
IDFT器260の0番目からN−1番目までのN個の
出力のうちの奇数番目の出力には、スペクトル反転器2
72〜27Nにおいて、1サンプル飛びに−1が乗算さ
れる。IDFT器260の偶数番目の出力とスペクトル
反転器272〜27Nの出力とは、それぞれの出力に対
応する出力端子281〜28Nを介して、分析用フィル
タバンク200から出力される。The signal input to the analysis filter bank 200 is supplied to the switch 220 via the input terminal 210. The switch 220 sets the output destination of the supplied signal to the delay units 231, 232,..., 23N, 231, 232,.
, In a cyclic manner every time T. That is, a signal sampled at the sampling period NT is input to each of the delay units 231 to 23N. Delay device 2
The signals input to 31 to 23N are respectively supplied to filters 241 to 24N after being delayed by a predetermined time. Here, the delay amount z -1 is a time corresponding to the sampling period T of the original signal. The signals supplied to the filters 241 to 24N are respectively subjected to a predetermined filtering process, and then are multiplied by predetermined constants in the multipliers 251 to 25N. The signals multiplied by the constants in the multipliers 251 to 25N are N-point discrete inverse Fourier transformers (hereinafter, “IDF”).
(Referred to as a "T unit") 260 is subjected to discrete inverse Fourier transform.
An odd-numbered output of the 0-th to (N-1) -th outputs of the IDFT unit 260 is provided with a spectrum inverter 2
At 72 to 27N, -1 is multiplied every one sample. The even-numbered outputs of the IDFT unit 260 and the outputs of the spectrum inverters 272 to 27N are output from the analysis filter bank 200 via output terminals 281 to 28N corresponding to the respective outputs.
【0055】以下、図面と数式を参照して、本実施形態
に係る信号分析装置における周波数分析の原理、すなわ
ち上述した信号分析装置の動作によって信号の周波数分
析が可能であることを説明する。Hereinafter, the principle of frequency analysis in the signal analyzer according to the present embodiment, that is, the fact that the signal can be analyzed by the above-described operation of the signal analyzer will be described with reference to the drawings and mathematical expressions.
【0056】一般に、サンプリング周波数fs でサンプ
リングされた信号が、N個のBPFによって、その信号
の全周波数帯域の1/Nの帯域毎に等分割されて出力さ
れたとき、その出力された信号のそれぞれは、元の信号
の1/Nの帯域しか有していない。このため、N個のB
PFのそれぞれに注目した場合、標本化定理により、各
BPFの出力信号についてその情報量を損なわずに標本
化周波数をfs/N に低減することができる。この標本
化周波数の低下操作が間引きである。この間引きの原理
を図3及び図4を参照して説明する。なお、以下では、
分析用フィルタバンク200への入力信号の全周波数帯
域を等分割して得られるN個の上記狭帯域を周波数の低
い順に帯域#0、帯域#1、帯域#2、……、帯域#
(N−1)と呼ぶものとする(他の実施形態においても同
様)。図3及び図4に示すように、0番目のBPFで抽
出される帯域は帯域#0に、1番目のBPFで抽出され
る帯域は帯域#2に、2番目のBPFで抽出される帯域
は帯域#3に、3番目のBPFで抽出される帯域は帯域
#1にそれぞれ対応する。[0056] Generally, sampled signal at the sampling frequency f s is the N-number of BPF, when output is equally divided for each band of 1 / N of the entire frequency band of the signal, the output signal Have only 1 / N the bandwidth of the original signal. Therefore, N B
When focusing on each of the PFs, the sampling frequency can be reduced to f s / N by the sampling theorem without impairing the information amount of the output signal of each BPF. This operation of lowering the sampling frequency is thinning. The principle of this thinning will be described with reference to FIGS. In the following,
The N narrow bands obtained by equally dividing the entire frequency band of the input signal to the analysis filter bank 200 are divided into bands # 0, band # 1, band # 2,.
(N-1) (the same applies to other embodiments). As shown in FIGS. 3 and 4, the band extracted by the 0th BPF is band # 0, the band extracted by the first BPF is band # 2, and the band extracted by the second BPF is band # 0. The band extracted by the third BPF corresponds to band # 3, and corresponds to band # 1.
【0057】図3は、BPFから出力される各狭帯域の
信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。図4
は、BPFから出力される各狭帯域の信号を間引いた後
の周波数スペクトルの一例を示す図である。サンプリン
グ周波数fs でサンプリングされた信号が、4個のBP
F(以下「0〜3番目のBPF」と称す)によって、そ
の信号の全周波数帯域の1/4の帯域毎に等分割されて
出力されたときの(すなわち全周波数帯域が4個の狭帯
域に分割されたときの)、その出力された各狭帯域の信
号の周波数スペクトルは、図3に示すスペクトルとな
る。さらに、こうして出力された各狭帯域の信号に対し
て、サンプリング周波数をfs/4 に低減した場合つま
り間引きを行った場合の各狭帯域の信号の周波数スペク
トルは、図4に示すスペクトルとなる。FIG. 3 is a diagram showing an example of the frequency spectrum of each narrow-band signal output from the BPF. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a frequency spectrum after thinning out each narrowband signal output from the BPF. Sampled signal at the sampling frequency f s is four BP
F (hereinafter referred to as “0th to 3rd BPFs”), when the signal is equally divided for each quarter band of the entire frequency band and output (that is, the entire frequency band has four narrow bands). ), The frequency spectrum of the output narrowband signal is the spectrum shown in FIG. Furthermore, the frequency spectrum of each narrow-band signal when the sampling frequency is reduced to f s / 4, that is, when thinning is performed on each of the narrow-band signals output in this way, is the spectrum shown in FIG. .
【0058】図3と図4とを比較すると、図3の場合に
おいて各BPFから出力された信号のスペクトルが、図
4の場合には信号基底帯域(周波数0〜fB の帯域)に
おいて保存されていることが分かる。ただし、3番目の
BPFから出力される帯域#1の信号および2番目のB
PFから出力される帯域#3の信号については、それら
の信号を間引いた後の信号基底帯域でのスペクトルは反
転しているので、さらにスペクトルを反転させることに
よって、間引き前のスペクトルが信号基底帯域に保存さ
れる。周知のように、信号のスペクトルを反転させるに
は、その信号に1サンプルおきに−1を乗算すればよ
い。このように、BPFから出力された信号をそれぞれ
間引いても、それらの信号のスペクトル、すなわち信号
の性質は信号基底帯域に保存される。なお、スペクトル
の反転処理は、スペクトル反転器272〜27Nにおい
て行われる。[0058] A comparison of FIGS. 3 and 4, the spectrum of the signal output from the BPF in the case of FIG. 3, is stored in the signal base band (frequency 0 to F B) in the case of FIG. 4 You can see that it is. However, the signal of band # 1 output from the third BPF and the second BPF
Regarding the signals in the band # 3 output from the PF, the spectrum in the signal base band after thinning out those signals is inverted. Therefore, by further inverting the spectrum, the spectrum before thinning is reduced to the signal base band. Is stored in As is well known, the signal spectrum can be inverted by multiplying the signal by -1 every other sample. As described above, even if the signals output from the BPF are thinned out, the spectra of the signals, that is, the properties of the signals are stored in the signal base band. Note that the spectrum inversion processing is performed in the spectrum inverters 272 to 27N.
【0059】上記の説明では、BPFから出力された信
号を間引くことによって、図4に示すようなスペクトル
を有する信号を取り出している。ここで、前述したよう
に、間引きを行うことは、標本化周波数をfsからfs/
Nに低減すること、つまり、サンプルをN個おきに取り
出すことである。よって、残りの(N−1)個のサンプ
ルは不要である。この不要なサンプルを計算するための
演算量は、Nが大きければ大きいほど増大し、結果的に
演算回路が複雑になってしまい、コストが増大してしま
う。そこで、本実施形態では、BPFから出力された後
の信号を間引くという一連の動作に相当する複数の演算
のうち、最低限必要となる演算だけを一つのフィルタバ
ンクによって行うことにより、演算回路の簡素化を図っ
ている。In the above description, a signal having a spectrum as shown in FIG. 4 is extracted by thinning out the signal output from the BPF. Here, as described above, performing the thinning means changing the sampling frequency from f s to f s /
Reducing to N, that is, taking every Nth sample. Therefore, the remaining (N-1) samples are unnecessary. The amount of calculation for calculating the unnecessary samples increases as N increases, and as a result, the operation circuit becomes complicated and the cost increases. Therefore, in the present embodiment, of a plurality of operations corresponding to a series of operations of thinning out the signal output from the BPF, only the minimum necessary operation is performed by one filter bank, so that the operation circuit We are trying to simplify it.
【0060】以下、BPFによって各狭帯域の信号を抽
出してから間引くという一連の動作に相当する処理が、
第1の実施形態における分析用フィルタバンク200を
用いることによって、最低限必要となる演算だけで行え
るということを、数式を用いて説明する。Hereinafter, processing corresponding to a series of operations of extracting each narrow-band signal by the BPF and then thinning out the signal will be described below.
A description will be given, using mathematical expressions, that the use of the analysis filter bank 200 in the first embodiment makes it possible to perform only the minimum necessary calculations.
【0061】まず、入力信号F(z)を、First, the input signal F (z) is
【数14】 と表し、k番目のBPFの伝達関数Hk(z)を、[Equation 14] And the transfer function H k (z) of the kth BPF is
【数15】 と表し、k番目のBPFからの出力信号Tk(z)を、(Equation 15) And the output signal T k (z) from the k-th BPF is
【数16】 と表す。(Equation 16) It expresses.
【0062】式(1)は、一般に、入力信号F(z)は、
入力信号F(z)を構成するサンプルをN個おきに取り出
したN個のサンプル系列(0系列〜N−1系列)の和と
して表すことができることを示している。なお、入力信
号F(z)は、…、N−2、N−1、0、1、2、…の系
列の順番で入力される。式(2)は、一般に、K番目の
BPFの伝達関数Hk(z) は、そのBPFにおける複数
の次数の演算をN次おきに取り出してまとめたN個の部
分伝達関数(0次〜N−1次部分伝達関数)の和によっ
て表すことができることを示している。一般に、k<N
/2において、k番目のBPFで抽出される帯域は帯域
#2kに対応し、k≧N/2において、k番目のBPF
で抽出される帯域は帯域#[N−1−2(k−N/2)]に
対応する。なお、分析用フィルタバンク200では、こ
のような対応に基づき、各狭帯域毎に抽出された信号の
出力端子の配置順が帯域#0、帯域#1、帯域#2、
…、帯域#(N−1)という順になるように、各BPFに
相当する回路と各出力端子とが接続されているものとす
る。式(3)は、一般に、k番目のBPFからの出力信
号Tk(z) は、k番目のBPFからの出力信号Tk(z)
を構成するサンプルをN個おきに取り出したN個のサン
プル系列(0系列〜N−1系列)の和として表すことが
できることを示している。なお、入力信号F(z)の系列
とk番目のBPFからの出力信号Tk(z) の系列とは対
応しており、例えば、0系列の信号が入力されるときに
出力される信号は0系列である。Equation (1) generally indicates that the input signal F (z) is
This shows that the samples constituting the input signal F (z) can be expressed as the sum of N sample sequences (0 sequence to N-1 sequence) taken out every Nth sample. The input signal F (z) is input in the order of..., N−2, N−1, 0, 1, 2,. Equation (2) indicates that the transfer function H k (z) of the K-th BPF is generally expressed by N partial transfer functions (0 th to N th order) obtained by taking out operations of a plurality of orders in the BPF at every Nth order. (-1st order partial transfer function). In general, k <N
/ 2, the band extracted by the k-th BPF corresponds to band # 2k, and when k ≧ N / 2, the k-th BPF
Corresponds to band # [N-1-2 (k-N / 2)]. In addition, in the analysis filter bank 200, based on such a correspondence, the arrangement order of the output terminals of the signals extracted for each narrow band is band # 0, band # 1, band # 2,
.., And a circuit corresponding to each BPF and each output terminal are connected in the order of band # (N−1). Equation (3) generally states that the output signal T k (z) from the k-th BPF is the output signal T k (z) from the k-th BPF.
Can be expressed as the sum of N sample sequences (0 sequence to N-1 sequence) taken out every Nth sample. Note that the sequence of the input signal F (z) corresponds to the sequence of the output signal T k (z) from the k-th BPF. For example, a signal output when a 0-sequence signal is input is 0 series.
【0063】F(z)とHk(z)とTk(z)との間の関係
は、 Tk(z)=Hk(z)F(z) つまり、The relationship between F (z), H k (z) and T k (z) is: T k (z) = H k (z) F (z)
【数17】 となる。これを行列表現すると、[Equation 17] Becomes When this is expressed as a matrix,
【数18】 となる。(Equation 18) Becomes
【0064】この式(6)において、出力信号Tk(z)
は、0系列から(N−1)系列のN個のサンプル系列か
ら成る信号であり、前述した標本化定理により、サンプ
ルをN個おきに1個取り出すだけで信号の性質を保存で
きる。つまり、この式(6)における出力信号のうち、
間引きによってTk(zN)0 のみが得られればよいことに
なる。このようにして、それぞれの狭帯域毎に、間引か
れた後の出力信号だけを取り出して、全ての狭帯域につ
いて改めて行列表現すると、In the equation (6), the output signal T k (z)
Is a signal composed of N sample sequences ranging from 0 sequence to (N-1) sequence. According to the above-described sampling theorem, the properties of the signal can be preserved only by taking out one sample every N samples. That is, among the output signals in the equation (6),
It suffices that only T k (z N ) 0 is obtained by thinning. In this way, for each narrow band, only the output signal after being decimated is taken out, and a matrix expression is newly made for all the narrow bands.
【数19】 となる。この式(7)におけるHに関する行列が、間引
きを考慮して演算量を減らして処理するフィルタバンク
の伝達関数を表している。[Equation 19] Becomes The matrix relating to H in the equation (7) represents a transfer function of a filter bank that performs processing by reducing the amount of calculation in consideration of thinning.
【0065】ここで、各狭帯域の信号を抽出するディジ
タルフィルタHk(z)は、図3に示す原型ディジタルフ
ィルタH(z)を周波数シフトすることで得られることに
着目し、この行列に周波数変換を施す。Here, paying attention to the fact that the digital filter H k (z) for extracting each narrow band signal can be obtained by shifting the frequency of the prototype digital filter H (z) shown in FIG. Perform frequency conversion.
【0066】この変換は、k番目のフィルタの場合、 f→f−(2fB・k+fB/2) …(8) なる変換に相当する。ここで、 z=ejωT, ω=2πf, T=1/(2NfB) …(9) であるので、zおよびzNのそれぞれは、 z→z・Wk・ejπ/2N, W=e-j2π/N …(10) zN→−jzN …(11) と変換される。[0066] This conversion is the case of the k-th filter, f → f- (2f B · k + f B / 2) ... (8) becomes equivalent to the conversion. Here, z = e j ω T , ω = 2πf, T = 1 / (2Nf B ) (9) Therefore, each of z and z N is z → z · W k · e j π / 2N is converted W = e -j2 π / N ... (10) z N → -jz N ... (11).
【0067】ここで、原型ディジタルフィルタの伝達関
数H(z)を、Here, the transfer function H (z) of the prototype digital filter is
【数20】 と表して、式(7)のフィルタバンクに関する行列に、
周波数変換を行うと、(Equation 20) And the matrix for the filter bank in equation (7) is:
When frequency conversion is performed,
【数21】 となる。ここで、式(14)に示す行列[W]は、N点
のIDFTの1回分に相当する演算処理を表している。(Equation 21) Becomes Here, the matrix [W] shown in Expression (14) represents a calculation process corresponding to one IDFT of N points.
【0068】以上の結果から、間引きを考慮した演算式
は、From the above results, the arithmetic expression taking the thinning into account is:
【数22】 となる。(Equation 22) Becomes
【0069】このように、信号を狭帯域毎に取り出して
から間引くという処理は、行列[H]の演算と、行列
[E]の演算と、行列[W]の演算(N点のIDFT)
とを組み合わせた一連の処理に置き換えることが可能で
ある。As described above, the process of extracting a signal for each narrow band and then decimating the signal is performed by calculating the matrix [H], calculating the matrix [E], and calculating the matrix [W] (N-point IDFT).
Can be replaced with a series of processes combining.
【0070】次に、行列[H]の演算量について考察す
る。例えば、帯域の分割数Nが4であり、式(12)に
示す伝達関数H(z)を12次のFIR(非帰還形)フィ
ルタで実現した場合、H(z)は、 H(z)=a0+a1z-1+a2z-2+a3z-3+a4z-4+a5z-5+a6z-6 +a7z-7+a8z-8+a9z-9+a10z-10+a11z-11+a12z-12 =(a0+a4z-4+a8z-8+a12z-12) +(a1z-1+a5z-5+a9z-9) +(a2z-2+a6z-6+a10z-10) +(a3z-3+a7z-7+a11z-11) と変形できるから、 H(z4)0 =a0+a4z-4+a8z-8+a12z-12 H(z4)1z-1=a1z-1+a5z-5+a9z-9 H(z4)2z-2=a2z-2+a6z-6+a10z-10 H(z4)3z-3=a3z-3+a7z-7+a11z-11 となる。このことから、H(z)がFIRフィルタの場
合、行列[H]の演算量は、高々1つのフィルタH(z)
の1回分の演算量とほぼ等価であるので、図2に示す分
析用フィルタバンク200によれば、大幅に演算量が削
減され、特に帯域の分割数Nが大きいほどその効果は大
きくなる。Next, the operation amount of the matrix [H] will be considered. For example, if the number of band divisions N is 4 and the transfer function H (z) shown in equation (12) is realized by a 12th-order FIR (non-feedback type) filter, H (z) becomes H (z) = a 0 + a 1 z -1 + a 2 z -2 + a 3 z -3 + a 4 z -4 + a 5 z -5 + a 6 z -6 + a 7 z -7 + a 8 z -8 + a 9 z -9 + a 10 z -10 + a 11 z -11 + a 12 z -12 = (a 0 + a 4 z -4 + a 8 z -8 + a 12 z -12) + (a 1 z -1 + a 5 z -5 + a 9 z -9 ) + (A 2 z −2 + a 6 z −6 + a 10 z −10 ) + (a 3 z −3 + a 7 z −7 + a 11 z −11 ), so that H (z 4 ) 0 = a 0 + a 4 z -4 + a 8 z -8 + a 12 z -12 H (z 4) 1 z -1 = a 1 z -1 + a 5 z -5 + a 9 z -9 H (z 4) 2 z -2 = a a 2 z -2 + a 6 z -6 + a 10 z -10 H (z 4) 3 z -3 = a 3 z -3 + a 7 z -7 + a 11 z -11. From this, when H (z) is an FIR filter, the amount of calculation of the matrix [H] is at most one filter H (z).
Therefore, according to the analysis filter bank 200 shown in FIG. 2, the calculation amount is greatly reduced, and the effect is particularly enhanced as the number N of band divisions increases.
【0071】以上のように、図2に示す分析用フィルタ
バンク200は動作し、BPFによる各狭帯域の信号の
抽出とサンプリングの間引きが同時に実行されることと
等価な処理を行う。なお既述のように、分析用フィルタ
バンク200では、各狭帯域毎に抽出された信号の出力
端子の配置順が帯域#0、帯域#1、帯域#2、…、帯
域#(N−1)という順になるように、各BPFに相当す
る回路と各出力端子とが接続されている。As described above, the analysis filter bank 200 shown in FIG. 2 operates, and performs processing equivalent to simultaneous extraction of narrowband signals by the BPF and sampling thinning. As described above, in the analysis filter bank 200, the arrangement order of the output terminals of the signals extracted for each narrow band is band # 0, band # 1, band # 2, ..., band # (N-1). ), The circuits corresponding to the respective BPFs and the respective output terminals are connected.
【0072】次に、図1に示す第1の実施形態におい
て、分析用フィルタバンク200によって各狭帯域の信
号が得られた後の動作についてより詳しく説明する。k
番目のBPFの伝達関数Hk(z) は、原型フィルタH
(z)を周波数変換して導出されたものなので、帯域0〜
−fs/2 に通過域を持たない。よって、Hk(z)によ
り処理された出力は帯域0〜−fs/2に成分を持たな
い、いわゆる解析信号(Analitic Signa
l)となる。解析信号は実数成分と虚数成分を持ち、そ
れらの2乗平均が振幅を表している。したがって、2乗
平均器311〜31Nにおいて、分析用フィルタバンク
200の出力信号の実数成分と虚数成分との2乗平均を
求めることにより、各狭帯域の信号の振幅を得ることが
できる。Next, the operation of the first embodiment shown in FIG. 1 after the narrow-band signals are obtained by the analysis filter bank 200 will be described in more detail. k
The transfer function H k (z) of the BPF is
(z) is derived by frequency conversion, so that band 0 to
It does not have the pass band to -f s / 2. Thus, the output processed by H k (z) has no component band 0~-f s / 2, the so-called analysis signal (Analitic Signa
1). The analytic signal has a real number component and an imaginary number component, and the mean square of those components represents the amplitude. Therefore, by calculating the mean square of the real and imaginary components of the output signal of the analysis filter bank 200 in the root mean squares 311 to 31N, the amplitude of each narrow band signal can be obtained.
【0073】以上のように、第1の実施形態によれば、
不要な演算処理を省略したのと等価な処理を実現するこ
とができ、しかも、IDFT器260には、よく知られ
ている高速フーリエ変換アルゴリズムを適用することが
できるので、演算量を大幅に低減して少ない演算量で信
号の振幅を分析することが可能となる。As described above, according to the first embodiment,
Processing equivalent to omitting unnecessary arithmetic processing can be realized, and a well-known fast Fourier transform algorithm can be applied to the IDFT unit 260, so that the amount of calculation is significantly reduced. As a result, the signal amplitude can be analyzed with a small amount of calculation.
【0074】なお、本実施形態では、遅延器231〜2
3Nおよびフィルタ241〜24Nを、それぞれ個別の
構成要素としているが、遅延器231〜23Nの動作を
それぞれフィルタ241〜24Nに内包させることも可
能である。これは、本実施形態の説明で行った数式展開
の変形例である他の数式展開に基づく構成である。この
ように、本実施形態と同様の処理は、数学的な数式変形
に基づく他の様々な構成によっても実現し得ることは言
うまでもない。すなわち、本実施形態も、上記の構成に
限定されるものではなく、数学的な数式変形に基づく他
の様々な構成をとっても構わない。In this embodiment, the delay units 231-2
Although the 3N and the filters 241 to 24N are configured as individual components, the operation of the delay units 231 to 23N can be included in the filters 241 to 24N, respectively. This is a configuration based on another mathematical expression development which is a modified example of the mathematical expression development performed in the description of the present embodiment. As described above, it is needless to say that the same processing as that of the present embodiment can also be realized by various other configurations based on mathematical formula deformation. In other words, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, and may adopt various other configurations based on mathematical formula deformation.
【0075】また、本実施形態では、数学的に厳密な形
で信号分析装置を具現化しているが、実用上の仕様を上
まわる構成は必ずしも必要ではない。例えば、スペクト
ル反転器272〜27Nは、数学的に厳密に処理を行う
には必要であるが、単に振幅値を分析することだけが目
的であれば、省略したとしても何等問題は生じない。Further, in the present embodiment, the signal analyzer is embodied in a mathematically strict form, but a configuration exceeding practical specifications is not always necessary. For example, the spectrum inverters 272 to 27N are necessary to perform mathematically strict processing, but if the purpose is merely to analyze the amplitude value, no problem occurs even if omitted.
【0076】(第2の実施形態)図5は、本発明の第2
の実施形態に係る信号分析装置の構成を示すブロック図
である。図5に示すように、この信号分析装置は、入力
端子110と、分析用フィルタバンク200と、位相検
出器321〜32Nと、出力端子401〜40Nとを備
えている。なお、図5において、図1に示した第1の実
施形態における構成要素と同じ構成要素には同一の参照
符号を付す。(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
It is a block diagram showing the composition of the signal analysis device concerning an embodiment. As shown in FIG. 5, the signal analyzer includes an input terminal 110, an analysis filter bank 200, phase detectors 321 to 32N, and output terminals 401 to 40N. In FIG. 5, the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0077】以下、図5を参照して本発明の第2の実施
形態に係る信号分析装置の動作を説明する。なお、第1
の実施形態との構成の相違点は、2乗平均器311〜3
1Nの代わりに位相検出器321〜32Nを備える点の
みであるので、それ以外の構成の動作についての詳しい
説明は省略する。Hereinafter, the operation of the signal analyzer according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The first
The difference between this embodiment and the third embodiment is that the mean square means 311 to 311
Since only phase detectors 321 to 32N are provided instead of 1N, detailed description of the operation of the other components is omitted.
【0078】分析用フィルタバンク200は、第1の実
施形態と同様、入力端子110を介して入力された信号
から各狭帯域毎の信号を抽出する。抽出された各狭帯域
の信号は、位相検出器321〜32Nのそれぞれに入力
され、位相検出器321〜32Nにおいてその各狭帯域
毎の信号の位相が検出される。検出された各狭帯域の信
号の位相は、出力端子401〜40Nを介して信号分析
装置から出力される。As in the first embodiment, the analysis filter bank 200 extracts a signal for each narrow band from a signal input via the input terminal 110. The extracted narrowband signal is input to each of the phase detectors 321 to 32N, and the phase detector 321 to 32N detects the phase of the signal for each narrowband. The detected phase of each narrowband signal is output from the signal analyzer through output terminals 401 to 40N.
【0079】ここで、分析用フィルタバンク200から
出力される各狭帯域の信号は、第1の実施形態で説明し
たように、実数成分と虚数成分とを有するので、それら
の比の逆正接を計算することで各狭帯域の信号の位相が
求められる。Here, as described in the first embodiment, each narrow-band signal output from the analysis filter bank 200 has a real component and an imaginary component. By calculating, the phase of each narrow-band signal is obtained.
【0080】以上のように、第2の実施形態によれば、
不要な演算処理を省略したのと等価な処理を実現するこ
とができ、しかも、IDFT器260には、よく知られ
ている高速フーリエ変換アルゴリズムが適用できるの
で、演算量を大幅に低減して少ない演算量で信号の位相
を分析することができる。As described above, according to the second embodiment,
Processing equivalent to omitting unnecessary arithmetic processing can be realized, and the well-known fast Fourier transform algorithm can be applied to the IDFT unit 260. The phase of the signal can be analyzed with the amount of calculation.
【0081】なお、第1の実施形態と同様に、本実施形
態も、上記の構成に限定されるものではなく、数学的な
数式変形に基づく他の様々な構成をとっても構わない。
また同様に、実用上の使用を上回る構成は必ずしも必要
ではない。Note that, similarly to the first embodiment, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, and may adopt various other configurations based on mathematical mathematical transformations.
Similarly, a configuration that exceeds practical use is not necessarily required.
【0082】(第3の実施形態)図6は、本発明の第3
の実施形態に係る信号加工装置である信号分析合成装置
の構成を示すブロック図である。図6において、この信
号分析合成装置は、入力端子110と、分析用フィルタ
バンク200と、マッピング器500と、合成用フィル
タバンク600と、出力端子700とを備えている。な
お、図6において、図1に示す第1の実施形態における
構成要素と同じ構成要素には同一の参照符号を付す。(Third Embodiment) FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the structure of the signal-analysis-synthesis apparatus which is the signal processing apparatus which concerns on embodiment. 6, this signal analysis / synthesis apparatus includes an input terminal 110, an analysis filter bank 200, a mapper 500, a synthesis filter bank 600, and an output terminal 700. In FIG. 6, the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0083】次に、図6を参照して本発明の第3の実施
形態に係る信号分析合成装置の動作を説明する。なお、
入力端子110から分析用フィルタバンク200までの
動作については第1の実施形態において説明した動作と
同様であるので詳しい説明は省略する。Next, the operation of the signal analysis / synthesis apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
The operation from the input terminal 110 to the analysis filter bank 200 is the same as the operation described in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
【0084】分析すべき信号は、サンプリング周期Tで
サンプリングされた信号であって、入力端子110を介
して分析用フィルタバンク200に入力される。分析用
フィルタバンク200は、入力信号から各狭帯域毎に信
号を抽出する。マッピング器500は、各狭帯域の信号
をそれぞれマッピング処理によって狭帯域毎に周波数変
換する。合成用フィルタバンク600は、マッピングに
より得られた各狭帯域の信号を合成し、合成された信号
は出力端子700を介して信号分析合成装置から出力さ
れる。The signal to be analyzed is a signal sampled at the sampling period T and is input to the analysis filter bank 200 via the input terminal 110. The analysis filter bank 200 extracts a signal for each narrow band from the input signal. The mapper 500 performs frequency conversion for each narrowband signal by performing mapping processing on each narrowband signal. The synthesis filter bank 600 synthesizes narrowband signals obtained by mapping, and the synthesized signal is output from the signal analysis and synthesis device via the output terminal 700.
【0085】以下、合成用フィルタバンク600につい
てより詳しく説明する。図7は、本発明の第3の実施形
態における合成用フィルタバンク600の構成を示すブ
ロック図である。図7に示すように、この合成用フィル
タバンクは、入力端子611〜61Nと、スペクトル反
転器272〜27Nと、離散的逆フーリエ変換器260
と、乗算器251〜25Nと、フィルタ241〜24N
と、遅延器231〜23Nと、切換器620と、出力端
子630とを備えている。なお、図7において、図2に
示す第1の実施形態における分析用フィルタバンク20
0の構成要素と同じ構成要素には、同一の参照符号を付
す。Hereinafter, the synthesis filter bank 600 will be described in more detail. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a synthesis filter bank 600 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the synthesis filter bank includes input terminals 611 to 61N, spectrum inverters 272 to 27N, and a discrete inverse Fourier transformer 260.
, Multipliers 251 to 25N, and filters 241 to 24N
, Delay units 231 to 23N, a switch 620, and an output terminal 630. In FIG. 7, the analysis filter bank 20 in the first embodiment shown in FIG.
The same components as those of 0 are denoted by the same reference numerals.
【0086】なお、図7において、乗算器251〜25
Nを、それぞれiを変数としてMi(i=0、1、…、N
−1)と表すと、乗算器Miにおいて乗算する定数Eiは
e-j (iπ/2N)である。また、フィルタ241〜24N
を、それぞれiを変数としてH i(i=0、1、…、N
−1)と表すと、フィルタHiの通過特性Hi(z)は、周
波数−fB/2からfB/2までの信号だけが通過するフ
ィルタである原型フィルタの特性すなわち伝達関数をIn FIG. 7, multipliers 251 to 25
N and M with i as variablesi(i = 0, 1,..., N
-1), the multiplier MiConstant E multiplied byiIs
e-j (iπ/ 2N)It is. Also, the filters 241 to 24N
, Each with i as a variable i(I = 0, 1,..., N
-1), the filter HiPass characteristic Hi(z) is the circumference
Wave number-fB/ 2 to fB/ 2 signal only passes through
Characteristics of the prototype filter,
【数23】 と表現したときに、Hi(z)=H(−jzN)iである。ま
た、遅延器231〜23Nを、それぞれiを変数として
Di( i=0、1、…、N−1)と表すと、遅延器Di
における遅延量はz-iである。(Equation 23) Where H i (z) = H (−jz N ) i . Further, the delay unit 231~23N, D i (i = 0,1 , ..., N-1) i as variable respectively expressed, delay device D i
Is z −i .
【0087】次に、合成用フィルタバンク600の動作
について説明する。合成用フィルタバンク600には、
入力端子611〜61Nを介して0番目からN−1番目
までのN個の信号が入力される。入力された信号はそれ
ぞれ、IDFT器260へ供給されるが、奇数番目の信
号については、スペクトル反転器272〜27Nにおい
てスペクトルを反転してからIDFT器260へ供給さ
れる。IDFT器260に入力されたN個の信号は、離
散的逆フーリエ変換されることによりN個の信号に変換
されてそれぞれ出力される。IDFT器260から出力
されたN個の信号はそれぞれ、乗算器251〜25Nに
おいて所定の定数が乗算され、フィルタ241〜24N
において所定のフィルタリング処理が施され、遅延器2
31〜23Nにおいて所定の時間遅延された後に、切換
器620のN個の入力端子に与えられる。これらN個の
入力端子は切換器620において時間T毎に出力端子6
30に接続される。これにより、遅延器231〜23N
から出力されるN個の信号は、サンプリング周期Tの1
つの信号として出力端子630を介して合成用フィルタ
バンク600から出力される。Next, the operation of the synthesis filter bank 600 will be described. The synthesis filter bank 600 includes:
N signals from the 0th to the (N-1) th are input via the input terminals 611 to 61N. Each of the input signals is supplied to the IDFT unit 260, but the odd-numbered signals are supplied to the IDFT unit 260 after the spectra are inverted by the spectrum inverters 272 to 27N. The N signals input to the IDFT unit 260 are converted into N signals by performing a discrete inverse Fourier transform, and output respectively. The N signals output from the IDFT unit 260 are multiplied by predetermined constants in multipliers 251 to 25N, respectively, and the filters 241 to 24N
Is subjected to a predetermined filtering process, and the delay device 2
After being delayed for a predetermined time in 31 to 23N, it is provided to the N input terminals of the switch 620. The N input terminals are connected to the output terminal 6 at the switch 620 every time T.
30. Thereby, the delay units 231 to 23N
Are output from the sampling period T of 1
The two signals are output from the synthesis filter bank 600 via the output terminal 630.
【0088】図8は、本発明の第3の実施形態におい
て、合成用フィルタバンク600に入力される各狭帯域
の信号のスペクトルの一例を示す図であり、図9は、本
発明の第3の実施形態において、合成用フィルタバンク
600に入力される各狭帯域の信号のうち、奇数番号が
付された帯域#n(nは奇数)の信号のスペクトルだけ
を反転させた場合のスペクトルの一例を示す図である。
合成用フィルタバンク600に入力される各狭帯域の信
号から元の信号を再現するには、各狭帯域の信号から、
それぞれの信号に対応する狭帯域の成分を抽出して、全
て加算すればよい。しかし、入力される各狭帯域の信号
は、信号基底帯域において元の信号のスペクトルを保存
しているので、図8に示すように、奇数番号の付された
帯域(帯域#1,帯域#3)の信号から、その信号に対
応する狭帯域の成分をそのまま抽出すると、元の信号に
対してスペクトルが反転した状態で抽出されてしまう。
そこで、奇数番号の付された帯域(帯域1,帯域3)の
信号に対しては、予めスペクトルを反転させ、図9に示
すスペクトルに変えてから、各狭帯域の成分(斜線部)
をそれぞれ抽出して加算すればよい。このようなスペク
トルを予め反転させる処理が、スペクトル反転器272
〜27Nにおいて行われる。FIG. 8 is a diagram showing an example of the spectrum of each narrow-band signal input to the synthesis filter bank 600 according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing the third embodiment of the present invention. In the embodiment, an example of a spectrum when only the spectrum of the signal of the band #n (n is an odd number) to which the odd number is assigned among the narrow band signals input to the synthesis filter bank 600 is inverted. FIG.
In order to reproduce the original signal from each narrow-band signal input to the synthesis filter bank 600, from each narrow-band signal,
What is necessary is just to extract the components of the narrow band corresponding to each signal and add them all. However, since each input narrowband signal preserves the spectrum of the original signal in the signal baseband, as shown in FIG. 8, odd-numbered bands (band # 1 and band # 3) If the narrow-band component corresponding to the signal is directly extracted from the signal of (1), the signal is extracted in a state where the spectrum is inverted with respect to the original signal.
Therefore, for the signals of the odd-numbered bands (band 1 and band 3), the spectrum is inverted in advance to change to the spectrum shown in FIG. 9, and then the components of each narrow band (shaded area)
May be extracted and added. Such a process of inverting the spectrum in advance is performed by the spectrum inverter 272.
2727N.
【0089】以下、上述した合成用フィルタバンク60
0を用いることによって、信号が合成できるということ
を、数式を用いて説明する。Hereinafter, the synthesis filter bank 60 described above is used.
The fact that signals can be synthesized by using 0 will be described using mathematical expressions.
【0090】まず、k番目のBPFの入力信号をSk(z
N)とし、k番目のBPFの伝達関数Hk(z)を、First, the input signal of the k-th BPF is converted to S k (z
N ) and the transfer function H k (z) of the kth BPF is
【数24】 出力信号Y(z)を、(Equation 24) Output signal Y (z)
【数25】 と表す。(Equation 25) It expresses.
【0091】上述のように、入力信号Sk(zN)からそれ
に対応する狭帯域の信号成分(図9において斜線部で示
される信号成分)を抽出してk=0,1,…,N−1に
ついて加算することにより出力信号Y(z)が得られるの
で、Sk(zN)とHk(z)とY(z)との間の関係は下記の
ようになる。As described above, from the input signal S k (z N ), the corresponding narrow-band signal component (the signal component indicated by oblique lines in FIG. 9) is extracted and k = 0, 1,. Since the output signal Y (z) is obtained by adding −1, the relationship between S k (z N ), H k (z) and Y (z) is as follows.
【数26】 ここで、(Equation 26) here,
【数27】 と変形できるので、[Equation 27] And can be transformed,
【数28】 となる。[Equation 28] Becomes
【0092】これを行列表現すると、{Y}=[Hk]
・{S} …(27)となる。ただし、When this is expressed in a matrix, {Y} = [H k ]
・ {S} ... (27) However,
【数29】 である。(Equation 29) It is.
【0093】ここで、各狭帯域の信号を抽出するBPF
であるディジタルフィルタHk(z)は、図3に示す原型
ディジタルフィルタH(z)を周波数シフトすることで得
られることに着目し、この行列に周波数変換を施す。Here, a BPF for extracting each narrowband signal
Paying attention to the fact that the digital filter H k (z) is obtained by frequency-shifting the prototype digital filter H (z) shown in FIG. 3, the matrix is subjected to frequency conversion.
【0094】この変換は、k番目のフィルタの場合、 f→f−(2fB・k+fB/2) …(8) なる変換に相当する。ここで、 z=ejωT, ω=2πf, T=1/(2NfB) …(9) であるので、zおよびzNのそれぞれは、 z→z・Wk・ejπ/2N, W=e-j2π/N …(10) zN→−jzN …(11) と変換される。[0094] This conversion is the case of the k-th filter, f → f- (2f B · k + f B / 2) ... (8) becomes equivalent to the conversion. Here, z = e j ω T , ω = 2πf, T = 1 / (2Nf B ) (9) Therefore, each of z and z N is z → z · W k · e j π / 2N is converted W = e -j2 π / N ... (10) z N → -jz N ... (11).
【0095】ここで、原型ディジタルフィルタの伝達関
数H(z)を、Here, the transfer function H (z) of the prototype digital filter is
【数30】 と表して、式(27)のフィルタバンクに関する行列
に、周波数変換を行うと、式(14)、式(15)およ
び式(16)を用いて、 [Hk]=[H]・[E]・[W] …(28) と表すことができる。同様に、出力信号Y(z)およびk
番目のBPFへの入力信号Sk(zN)に、周波数変換を行
うと、[Equation 30] When the frequency transformation is performed on the matrix related to the filter bank in Expression (27), [H k ] = [H] · [E] using Expression (14), Expression (15), and Expression (16). ] · [W] (28) Similarly, output signals Y (z) and k
When frequency conversion is performed on the input signal S k (z N ) to the BPF,
【数31】 となる。ただし、(Equation 31) Becomes However,
【数32】 である。(Equation 32) It is.
【0096】以上の結果から、合成用フィルタバンク6
00によって信号の合成が行えることが分かる。なお、
合成用フィルタバンク600では、マッピング器500
から出力される各狭帯域の信号を受け取る入力端子の配
置順が帯域#0、帯域#1、帯域#2、…、帯域#(N
−1)という順になるように、各入力端子と各BPFに
相当する回路とが接続されているものとしている。From the above results, the synthesis filter bank 6
00 indicates that the signal can be synthesized. In addition,
In the synthesis filter bank 600, the mapping device 500
Are arranged in the order of band # 0, band # 1, band # 2,..., Band # (N
It is assumed that each input terminal and a circuit corresponding to each BPF are connected in the order of -1).
【0097】次に、マッピング器500をより詳しく説
明する。図10は、本発明の第3の実施形態におけるマ
ッピング器500の特性の一例を示す図である。図10
において、横軸は、分析用フィルタバンク200の出力
点の番号を示しており、縦軸は、合成用フィルタバンク
600の入力点の番号を示している。そして、横軸およ
び縦軸において同一の番号は、同一の帯域であることを
示している。Next, the mapping unit 500 will be described in more detail. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of characteristics of the mapper 500 according to the third embodiment of the present invention. FIG.
5, the horizontal axis indicates the number of the output point of the analysis filter bank 200, and the vertical axis indicates the number of the input point of the synthesis filter bank 600. The same number on the horizontal axis and the vertical axis indicates the same band.
【0098】図10には、マッピング器500の特性の
例として、分析用フィルタバンク200のN個の出力か
ら合成用フィルタバンク600のN個の入力への3つの
異なるマッピングF11、F12、F21を与える3つの特性
が示されている。すなわち、マッピングF11では、分析
用フィルタバンク200で得られる帯域#nの出力は、
合成用フィルタバンク600の帯域#nの入力に配置さ
れる(ただし、0≦n≦N−1)。つまり、分析用フィ
ルタバンク200から出力された帯域#nの周波数成分
は、合成用フィルタバンク600においても帯域#nの
周波数成分として処理されるので、マッピングF11は、
分析用フィルタバンク200と合成用フィルタバンク6
00とを直結接続することと等価なマッピングである。FIG. 10 shows, as examples of the characteristics of the mapper 500, three different mappings F 11 , F 12 , from the N outputs of the analysis filter bank 200 to the N inputs of the synthesis filter bank 600. three characteristics which give F 21 is shown. That is, in the mapping F 11, the output of the band #n obtained by the analysis filter bank 200,
It is arranged at the input of band #n of synthesis filter bank 600 (where 0 ≦ n ≦ N−1). That is, since the frequency component of the band #n output from the analysis filter bank 200 is treated as a frequency component of the band #n also in the synthesis filter bank 600, the mapping F 11 is
Analysis filter bank 200 and synthesis filter bank 6
This is a mapping equivalent to directly connecting 00.
【0099】マッピングF12では、分析用フィルタバン
ク200の帯域#nの出力は、合成用フィルタバンク6
00の帯域#2nの入力に配置される(ただし、0≦2
n≦N−1)。つまり、分析用フィルタバンク200か
ら出力された帯域#nの周波数成分は、合成用フィルタ
バンク600においては帯域#2nの周波数成分として
処理されるので、マッピングF12は、周波数軸を2倍に
伸長するマッピングである。[0099] In mapping F 12, the output of the band #n analysis filter bank 200, synthesis filter bank 6
00 band # 2n (where 0 ≦ 2
n ≦ N−1). That is, the frequency components of the band #n output from the analysis filter bank 200, because it is treated as a frequency component of the band # 2n in synthesis filter bank 600, the mapping F 12 is extended the frequency axis to double Mapping.
【0100】マッピングF21では、分析用フィルタバン
ク200の帯域#2nの出力は、合成用フィルタバンク
600の帯域#nの入力に配置される(ただし、0≦2
n≦N−1)。つまり、分析用フィルタバンク200か
ら出力された帯域#2nの周波数成分は、合成用フィル
タバンク600においては帯域#nの周波数成分として
処理されるので、マッピングF21は、周波数軸を1/2
倍に圧縮するマッピングである。[0100] In mapping F 21, the output of band # 2n analysis filter bank 200 is placed at the input of the band #n synthesis filter bank 600 (however, 0 ≦ 2
n ≦ N−1). In other words, the frequency component of band # 2n output from analysis filter bank 200 is processed as a frequency component of band #n in synthesis filter bank 600, so that mapping F 21 sets the frequency axis to 1 /.
This is a mapping that compresses twice.
【0101】マッピング器500によって、これら3つ
の典型的な例を含む一般的なマッピングの写像関係を実
現することが可能となる。ただし、このようなマッピン
グが可能であるのは、分析用フィルタバンク200の出
力および合成用フィルタバンク600の入力が、その帯
域に関わらず全て標本化周波数2fB のベースバンドで
表現されているからである。The mapping device 500 makes it possible to realize a general mapping relationship including these three typical examples. However, such a mapping is the possible, the input and the output of the synthesis filter bank 600 of the analysis filterbank 200, from being represented in the baseband of all the sampling frequency 2f B regardless of the band It is.
【0102】図11は、本発明の第3の実施形態におけ
るマッピング器500の構成を示すブロック図である。
図11において、このマッピング器500は、入力端子
511〜51Nと、マトリックス器520と、補間器5
31〜53Nと、出力端子541〜54Nとを備えてい
る。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a mapper 500 according to the third embodiment of the present invention.
11, the mapping device 500 includes input terminals 511 to 51N, a matrix device 520, and an interpolator 5
31 to 53N and output terminals 541 to 54N.
【0103】以下、図11を参照して、マッピング器5
00の動作を説明する。図11において、分析用フィル
タバンク200から出力された各狭帯域の信号が、入力
端子511〜51Nを介してマトリックス器520へ入
力される。マトリックス器520は、入力された信号か
ら、各狭帯域毎に2個の信号を取り出す。補間器531
〜53Nのそれぞれは、取り出された2個の信号に基づ
いて線形補間を行い、出力信号を生成する。生成された
出力信号は、出力端子541〜54Nを介してマッピン
グ器500から出力される。Hereinafter, with reference to FIG.
00 will be described. In FIG. 11, narrowband signals output from the analysis filter bank 200 are input to the matrix unit 520 via input terminals 511 to 51N. The matrix unit 520 extracts two signals for each narrow band from the input signal. Interpolator 531
To 53N perform linear interpolation based on the extracted two signals to generate output signals. The generated output signal is output from the mapper 500 via the output terminals 541 to 54N.
【0104】次に、マトリックス器520および補間器
531〜53Nの上記の動作についてより詳しく説明す
る。まず、このマッピング器500において、入力点x
(x=0、1、…、N−1)と出力点y(y=0、1、
…、N−1)との関係が写像関数x=g(y)で表され
るものとする。ただし、x=g(y)は、0からN−1ま
での全ての整数yを含む集合を定義域とし0≦x<N−
1なる実数xのみを含む集合を値域とする関数である。
なお、ここでの入力点xは、マッピング器500への信
号の入力位置を示すものであって分析用フィルタバンク
200の出力点と1対1に対応しており、分析用フィル
タバンク200から出力される帯域#xの信号が入力点
xから入力される。また、ここにいう出力点yは、マッ
ピング器500からの信号の出力位置を示すものであっ
て合成用フィルタバンク600の入力点と1対1に対応
しており、出力点yから出力される信号は帯域#yの信
号として合成用フィルタバンク600に入力される。Next, the operations of the matrix unit 520 and the interpolators 531 to 53N will be described in more detail. First, in this mapping device 500, the input point x
(X = 0, 1,..., N−1) and an output point y (y = 0, 1,.
, N-1) is represented by a mapping function x = g (y). However, x = g (y) is defined as a set including all integers y from 0 to N−1, and 0 ≦ x <N−
This is a function whose range is a set including only a real number x of 1.
Here, the input point x indicates the input position of the signal to the mapper 500, and corresponds to the output point of the analysis filter bank 200 on a one-to-one basis. The signal of the band #x is input from the input point x. The output point y here indicates the output position of the signal from the mapper 500, and corresponds one-to-one with the input point of the synthesis filter bank 600, and is output from the output point y. The signal is input to synthesis filter bank 600 as a signal of band #y.
【0105】ここで、a番目の出力MOa を得る時の動
作について説明する。まず、マトリックス器520は、
上記の写像関数に基づいて、入力MIi( i=0、1、
…、N−1)から番号の連続する2個の入力MIiaおよ
びMIia+1を取り出す。ここで、iaは、ia=[g
(a)]である(ただし、[m]はmを超えない最大の
整数を表す)。補間器531〜53Nは、MIiaおよび
MIia+1に基づく線形補間を行って出力MOaを出力す
る。この補間演算は、次の式により表現される。 MOa=MIia+α(MIia+1−MIia) α=g(a)−[g(a)][0105] Here, an operation when obtaining a second output MO a. First, the matrix device 520
Based on the above mapping function, the input MI i (i = 0,1,
.., N−1), two consecutively-numbered inputs MI ia and MI ia + 1 are extracted. Here, ia is ia = [g
(A)] (where [m] represents the largest integer not exceeding m). Interpolator 531~53N outputs MI ia and MI ia + 1 in the linear interpolation performed based output MO a. This interpolation operation is represented by the following equation. MO a = MI ia + α (MI ia + 1 −MI ia ) α = g (a) − [g (a)]
【0106】上記の処理をより具体的に説明するため
に、例えば、図10において、マッピング器500がマ
ッピングF12の特性を持つときに、合成用フィルタバン
ク600の入力点3に入力される値を考える。この場
合、求める出力はMO3 であり、マッピングF12の特性
から、マトリックス器520で取り出される2つの入力
MIiaおよびMIia+1は、それぞれMI1およびMI2で
ある。そして、補間器531〜53Nにおいてこれら2
つの入力の線形補間が行われるが、この場合、 α=g(a)−[g(a)]=1.5−1=0.5 となるので、 MO3=MI1+0.5(MI2−MI1) となり、求める出力が得られる。[0106] To illustrate the above processing in more detail, for example, in FIG. 10, when the mapper 500 has a characteristic mapping F 12, is input to the input point 3 of the synthesis filter bank 600 values think of. In this case, the output to be obtained is MO 3 , and the two inputs MI ia and MI ia + 1 extracted by the matrix unit 520 are MI 1 and MI 2 , respectively, from the characteristics of the mapping F 12 . Then, these interpolators 531 to 53N output these 2
The linear interpolation of two inputs is performed. In this case, since α = g (a) − [g (a)] = 1.5−1 = 0.5, MO 3 = MI 1 +0.5 (MI 2 −MI 1 ), and the desired output is obtained.
【0107】以上のように、第3の実施形態では、分析
用フィルタバンク200および合成用フィルタバンク6
00において、不要な演算処理を省略したのと等価な処
理を実現することができ、しかも、IDFT器260に
は、よく知られている高速フーリエ変換アルゴリズムが
適用できるので、演算量を大幅に低減して少ない演算量
で信号の分析および合成を行うことができる。また、マ
ッピング器500においては、マッピングによって、分
析用フィルタバンク200からの出力と合成用フィルタ
バンク600への入力との接続関係を設定することで、
入力信号の周波数成分のそれぞれを、異なる周波数成分
に容易に変換することができる。これらの動作におい
て、入力信号は、時間軸方向に圧縮も伸長もされること
なしに処理されるので、時間長を変えることなしに信号
の周波数変換を行うことが可能となる。As described above, in the third embodiment, the analysis filter bank 200 and the synthesis filter bank 6
00, it is possible to realize processing equivalent to omitting unnecessary calculation processing, and to apply a well-known fast Fourier transform algorithm to the IDFT unit 260, so that the amount of calculation is significantly reduced. Thus, signal analysis and synthesis can be performed with a small amount of calculation. In the mapper 500, by setting the connection relationship between the output from the analysis filter bank 200 and the input to the synthesis filter bank 600 by mapping,
Each of the frequency components of the input signal can be easily converted to different frequency components. In these operations, since the input signal is processed without being compressed or expanded in the time axis direction, it is possible to perform signal frequency conversion without changing the time length.
【0108】なお、第1の実施形態と同様の理由によ
り、本実施形態は、上記の構成に限定されるものではな
く、数学的な数式変形に基づく他の様々な構成をとって
も構わない。また、マッピング器500の特性の例を1
次関数で表現したが、1次関数に限定されるものではな
い。さらに、補間器531〜53Nにおける補間を1次
補間としたが、必要とされる出力品質に応じて補間の省
略または高次の補間を選択できることは言うまでもな
い。Note that, for the same reason as in the first embodiment, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, but may take various other configurations based on mathematical mathematical transformations. Further, an example of the characteristic of the mapping device 500 is 1
Although expressed by the following function, it is not limited to the linear function. Furthermore, although the interpolation in the interpolators 531 to 53N is the primary interpolation, it goes without saying that the interpolation can be omitted or a higher-order interpolation can be selected according to the required output quality.
【0109】(第4の実施形態)図12は、本発明の第
4の実施形態に係る信号加工装置である信号分析合成装
置の構成を示すブロック図である。図12に示すよう
に、この信号分析合成装置は、第1の入力端子110
と、第2の入力端子120と、分析用フィルタバンク2
00と、可変マッピング器800と、合成用フィルタバ
ンク600と、出力端子700とを備えている。なお、
図12において、図6に示す第3の実施形態における構
成要素と同じ構成要素には同一の参照符号を付す。(Fourth Embodiment) FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a signal analysis / synthesis apparatus which is a signal processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the signal analyzing and synthesizing device includes a first input terminal 110
, A second input terminal 120 and an analysis filter bank 2
00, a variable mapper 800, a synthesis filter bank 600, and an output terminal 700. In addition,
12, the same components as those in the third embodiment shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
【0110】以下、図12を参照して、本発明の第4の
実施形態に係る信号分析合成装置の動作を説明する。な
お、第3の実施形態との構成の相違点は、マッピング器
500の代わりに可変マッピング器800と時間情報を
入力するための第2の入力端子120とを備える点のみ
であるので、それ以外の構成の動作についての詳しい説
明は省略する。The operation of the signal analysis / synthesis apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The only difference between the third embodiment and the third embodiment is that a variable mapper 800 and a second input terminal 120 for inputting time information are provided instead of the mapper 500. Detailed description of the operation of the configuration is omitted.
【0111】分析すべき信号は、サンプリング周期Tで
サンプリングされた信号であって、入力端子110を介
して分析用フィルタバンク200に入力される。時間情
報は、第2の入力端子120を介して可変マッピング器
800に入力される。分析用フィルタバンク200は、
入力信号から各狭帯域毎に信号を抽出する。可変マッピ
ング器800は、入力される時間情報に基づいて、各狭
帯域の信号をそれぞれ可変マッピング処理によって狭帯
域毎に周波数変換する。合成用フィルタバンク600
は、マッピングにより得られた各狭帯域の信号を合成
し、合成された信号は、出力端子700を介して信号分
析合成装置から出力される。The signal to be analyzed is a signal sampled at the sampling period T, and is input to the analysis filter bank 200 via the input terminal 110. The time information is input to the variable mapper 800 via the second input terminal 120. The analysis filter bank 200
A signal is extracted for each narrow band from the input signal. The variable mapper 800 performs frequency conversion of each narrowband signal for each narrowband by variable mapping processing based on the input time information. Synthesis filter bank 600
Synthesizes the narrowband signals obtained by the mapping, and outputs the synthesized signal from the signal analysis and synthesis device via the output terminal 700.
【0112】以下、可変マッピング器800についてよ
り詳しく説明する。図13は、本発明の第4の実施形態
における可変マッピング器800の構成を示すブロック
図である。図13に示すように、この可変マッピング器
800は、第1の入力端子511〜51Nと、第2の入
力端子810と、可変マトリックス器820と、補間器
531〜53Nと、出力端子541〜54Nとを備えて
いる。なお、図13において、図11に示すマッピング
器500における構成要素と同じ構成要素には同一の参
照符号を付す。Hereinafter, the variable mapper 800 will be described in more detail. FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a variable mapper 800 according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the variable mapping device 800 includes a first input terminal 511 to 51N, a second input terminal 810, a variable matrix device 820, interpolators 531 to 53N, and output terminals 541 to 54N. And In FIG. 13, the same components as those in the mapper 500 shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.
【0113】次に、図13を参照して、可変マッピング
器800の動作を説明する。図13において、分析用フ
ィルタバンク200から出力された各狭帯域の信号が、
第1の入力端子511〜51Nを介して可変マトリック
ス器820へ入力される。また、第2の入力端子120
を介して入力された時間情報も、第2の入力端子810
を介して可変マトリックス器820へ入力される。可変
マトリックス器820は、第1の入力端子511〜51
Nを介して入力された信号から、時間情報に基づいて各
狭帯域毎に2個の信号を取り出す。補間器531〜53
Nのそれぞれは、取り出された2個の信号に基づいて線
形補間を行い、出力信号を生成する。生成された出力信
号は、出力端子541〜54Nを介して可変マッピング
器800から出力される。Next, the operation of the variable mapper 800 will be described with reference to FIG. In FIG. 13, each narrow-band signal output from the analysis filter bank 200 is
The signals are input to the variable matrix device 820 via the first input terminals 511 to 51N. Also, the second input terminal 120
Is also input through the second input terminal 810.
Is input to the variable matrix unit 820 via The variable matrix device 820 includes first input terminals 511 to 51
From the signal input via N, two signals are extracted for each narrow band based on time information. Interpolators 531 to 53
Each of N performs linear interpolation based on the two extracted signals to generate an output signal. The generated output signal is output from variable mapper 800 via output terminals 541 to 54N.
【0114】次に、可変マトリックス器820および補
間器531〜53Nの上記の動作についてより詳しく説
明する。まず、この可変マッピング器800において、
入力点x(x=0、1、…、N−1)と出力点y(y=
0、1、…、N−1)との関係が写像関数x=g(y、
t)で表されるものとする(ただし、tは第2の入力端
子120を介して入力された時間情報を示す値であ
る)。なお、ここでの入力点xは、可変マッピング器8
00への信号の入力位置を示すものであって分析用フィ
ルタバンク200の出力点と1対1に対応しており、分
析用フィルタバンク200から出力される帯域#xの信
号が入力点xから入力される。また、ここにいう出力点
yは、可変マッピング器800からの信号の出力位置を
示すものであって合成用フィルタバンク600の入力点
と1対1に対応しており、出力点yから出力される信号
は帯域#yの信号として合成用フィルタバンク600に
入力される。Next, the above-described operations of the variable matrix unit 820 and the interpolators 531 to 53N will be described in more detail. First, in the variable mapping device 800,
The input point x (x = 0, 1,..., N−1) and the output point y (y =
0, 1,..., N−1) is a mapping function x = g (y,
t) (where t is a value indicating the time information input via the second input terminal 120). Note that the input point x here is a variable mapping unit 8
00 indicates the input position of the signal to the output filter 00 and corresponds to the output point of the analysis filter bank 200 on a one-to-one basis. Is entered. The output point y here indicates the output position of the signal from the variable mapper 800 and corresponds one-to-one with the input point of the synthesis filter bank 600, and is output from the output point y. Is input to the synthesis filter bank 600 as a signal of the band #y.
【0115】ここで、a番目の出力MOa を得る時の動
作について説明する。まず、可変マトリックス器820
は、この写像関数に基づいて、入力MIi( i=0、
1、…、N−1)から番号の連続する2個の入力MIia
およびMIia+1を取り出す。ここで、iaは、ia=
[g(a,t)]である(ただし、[m]はmを超えない
最大の整数を表す)。補間器531〜53Nは、MIia
およびMIia+1に基づく線形補間を行って出力MOa を
出力する。この補間演算は、次の式により表現される。 MOa=MIia+α(MIia+1−MIia) α=g(a,t)−[g(a,t)][0115] Here, an operation when obtaining a second output MO a. First, the variable matrix unit 820
Is based on this mapping function based on the input MI i (i = 0,
1,..., N−1), two input numbers MI ia that are consecutive in number.
And MI ia + 1 . Here, ia is ia =
[G (a, t)] (where [m] represents the largest integer not exceeding m). The interpolators 531 to 53N output the MI ia
And MI ia + 1 in based performing linear interpolation and outputs an output MO a. This interpolation operation is represented by the following equation. MO a = MI ia + α (MI ia + 1 −MI ia ) α = g (a, t) − [g (a, t)]
【0116】なお、前述したように、このようなマッピ
ングが可能であるのは、分析用フィルタバンク200の
出力および合成用フィルタバンク600の入力が、その
帯域に関わらず全て標本化周波数2fB のベースバンド
で表現されているからである。As described above, such a mapping is possible because the output of the analysis filter bank 200 and the input of the synthesis filter bank 600 are all equal to the sampling frequency 2f B regardless of the band. This is because it is expressed in baseband.
【0117】以上のように、第4の実施形態では、分析
用フィルタバンク200および合成用フィルタバンク6
00において、不要な演算処理を省略したのと等価な処
理を実現することができ、しかも、IDFT器260に
は、よく知られている高速フーリエ変換アルゴリズムが
適用できるので、演算量を大幅に低減して少ない演算量
で信号の分析および合成を行うことができる。また、可
変マッピング器800においては、可変マッピングによ
って、分析用フィルタバンク200からの出力と合成用
フィルタバンク600への入力との接続関係を、時間に
依存して動的に変化させることによって、入力信号の周
波数成分のそれぞれを、時間的に変動する変換によって
異なる周波数成分に変換することができる。このような
周波数成分の動的な変換は、電子機器などのエフェクト
として非常に有効である。これらの動作において、入力
信号は、時間軸方向に圧縮も伸長もされることなしに処
理されるので、時間長を変えることなしに信号の周波数
変換を行うことが可能となる。As described above, in the fourth embodiment, the analysis filter bank 200 and the synthesis filter bank 6
00, it is possible to realize processing equivalent to omitting unnecessary calculation processing, and to apply a well-known fast Fourier transform algorithm to the IDFT unit 260, so that the amount of calculation is significantly reduced. Thus, signal analysis and synthesis can be performed with a small amount of calculation. In the variable mapper 800, the input relationship is dynamically changed depending on time by dynamically changing the connection relationship between the output from the analysis filter bank 200 and the input to the synthesis filter bank 600 by the variable mapping. Each of the frequency components of the signal can be converted to different frequency components by a time-varying conversion. Such dynamic conversion of frequency components is very effective as an effect for electronic devices and the like. In these operations, since the input signal is processed without being compressed or expanded in the time axis direction, it is possible to perform signal frequency conversion without changing the time length.
【0118】なお、第1の実施形態と同様に、本実施形
態は、上記の構成に限定されるものではなく、数学的な
数式変形に基づく他の様々な構成をとっても構わない。
また、第3の実施形態と同様に、可変マッピング器80
0の補間器531〜53Nにおける補間を1次補間とし
たが、必要とされる出力品質に応じて補間の省略または
高次の補間を選択できることは言うまでもない。Note that, like the first embodiment, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, and may adopt various other configurations based on mathematical mathematical transformations.
Further, similarly to the third embodiment, the variable mapper 80
Although the interpolation in the 0 interpolators 531 to 53N is the primary interpolation, it goes without saying that the interpolation can be omitted or the higher-order interpolation can be selected according to the required output quality.
【0119】(第5の実施形態)図14は、本発明の第
5の実施形態に係る信号加工装置である信号分析合成装
置の構成を示すブロック図である。図14に示すよう
に、この信号分析合成装置は、第1の入力端子110
と、第3の入力端子131〜13Nと、分析用フィルタ
バンク200と、可変振幅調整器900と、合成用フィ
ルタバンク600と、出力端子700とを備えている。
なお、図14において、図6に示す第3の実施形態にお
ける構成要素と同じ構成要素には同一の参照符号を付
す。(Fifth Embodiment) FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a signal analysis / synthesis apparatus which is a signal processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the signal analyzing / synthesizing device includes a first input terminal 110
, Third input terminals 131 to 13N, an analysis filter bank 200, a variable amplitude adjuster 900, a synthesis filter bank 600, and an output terminal 700.
In FIG. 14, the same components as those in the third embodiment shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
【0120】以下、図14を参照して本発明の第5の実
施形態に係る信号分析合成装置の動作を説明する。な
お、第3の実施形態との構成の相違点は、マッピング器
500の代わりに可変振幅調整器900と振幅調整値を
入力するための第3の入力端子131〜13Nを備える
点のみであるので、それ以外の構成の動作についての詳
しい説明は省略する。The operation of the signal analysis / synthesis apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The configuration of the third embodiment is different from that of the third embodiment only in that a variable amplitude adjuster 900 and third input terminals 131 to 13N for inputting amplitude adjustment values are provided instead of the mapper 500. Detailed description of the operation of the other components is omitted.
【0121】分析すべき信号は、サンプリング周期Tで
サンプリングされた信号であって、入力端子110を介
して分析用フィルタバンク200に入力される。振幅調
整値は、第3の入力端子131〜13Nを介して可変振
幅調整器900に入力される。分析用フィルタバンク2
00は、入力信号から各狭帯域毎に信号を抽出する。可
変振幅調整器900は、入力される振幅調整値に基づい
て、各狭帯域の信号をそれぞれ振幅調整する。合成用フ
ィルタバンク600は、振幅調整された各狭帯域の信号
を合成し、合成された信号は出力端子700を介して信
号分析合成装置から出力される。The signal to be analyzed is a signal sampled at the sampling period T, and is input to the analysis filter bank 200 via the input terminal 110. The amplitude adjustment value is input to the variable amplitude adjuster 900 via the third input terminals 131 to 13N. Analysis filter bank 2
00 extracts a signal for each narrow band from the input signal. The variable amplitude adjuster 900 adjusts the amplitude of each narrowband signal based on the input amplitude adjustment value. The synthesis filter bank 600 synthesizes the narrow-band signals whose amplitudes have been adjusted, and the synthesized signal is output from the signal analysis and synthesis device via the output terminal 700.
【0122】以下、可変振幅調整器900についてより
詳しく説明する。図15は、本発明の第5の実施形態に
おける可変振幅調整器900の構成を示すブロック図で
ある。図15に示すように、この可変振幅調整器900
は、第1の入力端子511〜51Nと、第3の入力端子
911〜91Nと、振幅演算器921〜92Nと、出力
端子541〜54Nとを備えている。なお、図15にお
いて、図11に示すマッピング器500における構成要
素と同じ構成要素には同一の参照符号を付す。Hereinafter, the variable amplitude adjuster 900 will be described in more detail. FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of the variable amplitude adjuster 900 according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, this variable amplitude adjuster 900
Has first input terminals 511 to 51N, third input terminals 911 to 91N, amplitude calculators 921 to 92N, and output terminals 541 to 54N. In FIG. 15, the same components as those of the mapping device 500 shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.
【0123】次に、図15を参照して、可変振幅調整器
900の動作を説明する。図15に示すように、分析用
フィルタバンク200から出力された各狭帯域の信号
は、第1の入力端子511〜51Nを介して振幅演算器
921〜92Nにそれぞれ入力される。同様に、第3の
入力端子131〜13Nを介して入力された振幅調整値
も、第3の入力端子911〜91Nを介して振幅演算器
921〜92Nにそれぞれ入力される。振幅演算器92
1〜92Nのそれぞれは、振幅調整値に基づき、第1の
入力端子511〜51Nをそれぞれ介して入力された信
号の振幅を変更する。それぞれ振幅を変更された信号
は、出力端子541〜54Nを介して可変振幅調整器9
00から出力される。Next, the operation of the variable amplitude adjuster 900 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 15, the narrowband signals output from the analysis filter bank 200 are input to amplitude calculators 921 to 92N via first input terminals 511 to 51N, respectively. Similarly, the amplitude adjustment values input via the third input terminals 131 to 13N are also input to the amplitude calculators 921 to 92N via the third input terminals 911 to 91N, respectively. Amplitude calculator 92
Each of 1 to 92N changes the amplitude of the signal input via the first input terminal 511 to 51N based on the amplitude adjustment value. The signals whose amplitudes have been changed are output to the variable amplitude adjusters 9 through output terminals 541 to 54N.
Output from 00.
【0124】このようにして、本実施形態は、振幅調整
値を設定することによって入力信号の振幅を狭帯域毎に
任意に変更することができるグラフィックイコライザと
して動作する。As described above, the present embodiment operates as a graphic equalizer that can arbitrarily change the amplitude of an input signal for each narrow band by setting an amplitude adjustment value.
【0125】以上のように、第5の実施形態では、分析
用フィルタバンク200および合成用フィルタバンク6
00において、不要な演算処理を省略したのと等価な処
理を実現することができ、しかも、IDFT器260に
は、よく知られている高速フーリエ変換アルゴリズムが
適用できるので、演算量を大幅に低減して少ない演算量
で信号の分析および合成を行うことができる。As described above, in the fifth embodiment, the analysis filter bank 200 and the synthesis filter bank 6
00, it is possible to realize processing equivalent to omitting unnecessary calculation processing, and to apply a well-known fast Fourier transform algorithm to the IDFT unit 260, so that the amount of calculation is significantly reduced. Thus, signal analysis and synthesis can be performed with a small amount of calculation.
【0126】さらに、本実施形態でも、第3および第4
の実施形態と同様に、分析用フィルタバンク200の出
力および合成用フィルタバンク600の入力が、その帯
域に関わらず全て標本化周波数2fB のベースバンドで
表現されている。よって、振幅演算器921〜92Nで
処理する時点でのサンプリング周波数は、分析される信
号のサンプリング周波数に対して1/Nに減少している
ので、非常に少ない演算量でグラフィックイコライザの
処理を実現することができる。Further, in the present embodiment, the third and fourth
Similar to the embodiment, the input and the output of the synthesis filter bank 600 of the analysis filterbank 200 is represented in the baseband of all the sampling frequency 2f B regardless of the band. Therefore, since the sampling frequency at the time of processing by the amplitude calculators 921 to 92N is reduced to 1 / N with respect to the sampling frequency of the signal to be analyzed, the graphic equalizer processing is realized with a very small amount of calculation. can do.
【0127】なお、第1の実施形態と同様に、本実施形
態は、上記の構成に限定されるものではなく、数学的な
数式変形に基づく他の様々な構成をとっても構わない。Note that, like the first embodiment, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, and may adopt various other configurations based on mathematical mathematical transformations.
【0128】次に、図1、図16(図2と対応)、図1
7(図3と対応)、図18(図4と対応)、図5、図
6、図19(図7と対応)、図20(図8と対応)、図
21(図9と対応)、図10、図14および図15を参
照して、第6〜第9の実施形態について説明する。な
お、第6〜第9の実施形態では、ディジタルフィルタの
特性と、ディジタルフィルタを通過した信号に乗算され
る定数とが、上記第1〜第5の実施形態と異なっている
(第6の実施形態は上記第1の実施形態と、第7の実施
形態は上記第2の実施形態と、第8の実施形態は上記第
3の実施形態と、第9の実施形態は上記第5の実施形態
と、それぞれ対応している)。Next, FIGS. 1, 16 (corresponding to FIG. 2), FIG.
7, (corresponding to FIG. 3), FIG. 18 (corresponding to FIG. 4), FIGS. 5, 6, 19 (corresponding to FIG. 7), FIG. 20 (corresponding to FIG. 8), FIG. Sixth to ninth embodiments will be described with reference to FIGS. 10, 14 and 15. In the sixth to ninth embodiments, the characteristics of the digital filter and the constant multiplied by the signal passed through the digital filter are different from those in the first to fifth embodiments (the sixth embodiment). The form is the first embodiment, the seventh embodiment is the second embodiment, the eighth embodiment is the third embodiment, and the ninth embodiment is the fifth embodiment. Respectively.)
【0129】(第6の実施形態)本発明の第6の実施形
態に係る信号分析装置の構成は、図1に示されている。
図1に示すように、この信号分析装置は、入力端子11
0と、分析用フィルタバンク200と、2乗平均器31
1〜31Nと、出力端子401〜40Nとを備えてい
る。(Sixth Embodiment) The configuration of a signal analyzer according to a sixth embodiment of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, this signal analyzer has an input terminal 11
0, an analysis filter bank 200, and a root mean square 31
1 to 31N and output terminals 401 to 40N.
【0130】図1を参照して、本発明の第6の実施形態
に係る信号分析装置の動作を説明する。分析すべき信号
は、入力端子110を介して分析用フィルタバンク20
0に入力される。分析用フィルタバンク200は、帯域
分割用のフィルタ回路であって、入力された信号の周波
数帯域をN個の狭帯域に分割し、入力された信号から各
狭帯域毎に信号を抽出する。2乗平均器311〜31N
のそれぞれは、各狭帯域毎に抽出された信号の振幅をそ
れぞれ検出する。検出された各狭帯域の信号の振幅は、
それぞれ出力端子401〜40Nを介して信号分析装置
から出力される。With reference to FIG. 1, the operation of the signal analyzer according to the sixth embodiment of the present invention will be described. The signal to be analyzed is input via an input terminal 110 to the filter bank 20 for analysis.
Input to 0. The analysis filter bank 200 is a filter circuit for band division, divides a frequency band of an input signal into N narrow bands, and extracts a signal for each narrow band from the input signal. Mean squares 311 to 31N
Respectively detect the amplitude of the signal extracted for each narrow band. The amplitude of each detected narrowband signal is
The signals are output from the signal analyzer through output terminals 401 to 40N, respectively.
【0131】以下、分析用フィルタバンク200につい
てより詳しく説明する。以下において、分析すべき信号
として分析用フィルタバンク200に入力される信号
は、サンプリング周期Tでサンプリングされた信号であ
るものとする。また、分析すべき入力信号の周波数帯域
を分割して得られるN個の狭帯域の帯域幅fBは全て等
しいものとする。この帯域幅fBと入力信号のサンプリ
ング周波数fs =1/Tとは、本実施形態では、次の関
係を満たすものとする。NfB=fsこれらの前提は後述
する他の実施形態においても同様である。Hereinafter, the analysis filter bank 200 will be described in more detail. In the following, it is assumed that a signal input to the analysis filter bank 200 as a signal to be analyzed is a signal sampled at a sampling period T. Further, it is assumed that all N narrow-bandwidths f B obtained by dividing the frequency band of the input signal to be analyzed are equal. The sampling frequency f s = 1 / T of the bandwidth f B and the input signal, in the present embodiment, it is assumed to satisfy the following relationship. Nf B = f s These assumptions apply to other embodiments described later.
【0132】図16は、本発明の第6の実施形態におけ
る分析用フィルタバンク200の構成を示すブロック図
である。図16に示すように、この分析用フィルタバン
ク200は、入力端子210と、切換器220と、遅延
器231〜23Nと、フィルタ241〜24Nと、乗算
器251’〜25N’と、離散的逆フーリエ変換器26
0と、スペクトル反転器272〜27Nと、出力端子2
81〜28Nとを備えている。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an analysis filter bank 200 according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, the analysis filter bank 200 includes an input terminal 210, a switch 220, delay units 231 to 23N, filters 241 to 24N, multipliers 251 'to 25N', and a discrete inverse. Fourier transformer 26
0, the spectrum inverters 272 to 27N, and the output terminal 2
81-28N.
【0133】なお、遅延器231〜23Nを、それぞれ
iを変数としてDi( i=0、1、…、N−1)と表す
と、遅延器D0における遅延量はz-0であり、遅延器Di
(i≠0)における遅延量はz-(N-i)である。また、フ
ィルタ241〜24Nを、それぞれiを変数としてHi
( i=0、1、…、N−1)と表すと、フィルタHiの
通過特性すなわち伝達関数Hi(z) は、周波数−fB /
2からfB /2までの信号だけが通過するフィルタ(以
下「原型フィルタ」と称す)の特性すなわち伝達関数をWhen the delay units 231 to 23N are represented by D i (i = 0, 1,..., N−1) using i as a variable, the delay amount in the delay unit D 0 is z −0 , Delay device D i
The delay amount at (i ≠ 0) is z − (Ni) . Further, the filter 241~24N, i as variable respectively H i
(I = 0, 1,..., N−1), the pass characteristic of the filter Hi , that is, the transfer function H i (z) is expressed by the frequency −f B /
The characteristic, ie, transfer function, of a filter (hereinafter, referred to as a “prototype filter”) through which only signals from 2 to f B / 2 pass
【数33】 と表現したときに、Hi(z)=H(−zN)iである。ま
た、乗算器251’〜25N’を、それぞれiを変数と
してMi( i=0、1、…、N−1)と表すと、乗算器
Miにおいて乗算する定数Eiはe-j(iπ/N)である。[Equation 33] Where H i (z) = H (−z N ) i . Further, M i (i = 0,1, ..., N-1) multiplier 251'~25N ', i as variable respectively expressed with constant E i is multiplied in multiplier M i is e -j ( a i π / N).
【0134】次に、図16を参照して、本発明の第6の
実施形態における分析用フィルタバンク200の動作を
説明する。Next, the operation of the analysis filter bank 200 according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0135】分析用フィルタバンク200に入力された
信号は、入力端子210を介して切換器220へ供給さ
れる。切換器220は、供給される信号の出力先を、遅
延器231、232、…、23N、231、232、…
の順に、時間T毎に巡回的に切り替える。すなわち、遅
延器231〜23Nのそれぞれには、サンプリング周期
NTでサンプリングされた信号が入力される。遅延器2
31〜23Nに入力された信号は、それぞれ所定時間遅
延された後、フィルタ241〜24Nへ供給される。こ
こで、遅延量z-1は、元の信号のサンプリング周期Tに
相当する時間である。フィルタ241〜24Nに供給さ
れた信号は、それぞれ所定のフィルタリング処理がなさ
れ、その後、乗算器251’〜25N’において所定の
定数を乗算される。乗算器251’〜25N’で定数を
乗算された信号はN点の離散的逆フーリエ変換器(以下
「IDFT器」と称す)260で離散的逆フーリエ変換
される。IDFT器260の0番目からN−1番目まで
のN個の出力のうちの奇数番目の出力には、スペクトル
反転器272〜27Nにおいて、1サンプル飛びに−1
が乗算される。IDFT器260の偶数番目の出力とス
ペクトル反転器272〜27Nの出力とは、それぞれの
出力に対応する出力端子281〜28Nを介して、分析
用フィルタバンク200から出力される。The signal input to the analysis filter bank 200 is supplied to the switch 220 via the input terminal 210. The switch 220 sets the output destination of the supplied signal to the delay units 231, 232,..., 23N, 231, 232,.
, In a cyclic manner every time T. That is, a signal sampled at the sampling period NT is input to each of the delay units 231 to 23N. Delay device 2
The signals input to 31 to 23N are respectively supplied to filters 241 to 24N after being delayed by a predetermined time. Here, the delay amount z -1 is a time corresponding to the sampling period T of the original signal. The signals supplied to the filters 241 to 24N are respectively subjected to a predetermined filtering process, and thereafter, are multiplied by predetermined constants in multipliers 251 ′ to 25N ′. The signals multiplied by the constants in the multipliers 251 'to 25N' are subjected to discrete inverse Fourier transform by an N-point discrete inverse Fourier transformer (hereinafter referred to as "IDFT unit") 260. Odd-numbered outputs of the 0-th to (N-1) -th outputs of the IDFT unit 260 are added to the spectrum inverters 272 to 27N every -1 sample.
Is multiplied. The even-numbered outputs of the IDFT unit 260 and the outputs of the spectrum inverters 272 to 27N are output from the analysis filter bank 200 via output terminals 281 to 28N corresponding to the respective outputs.
【0136】以下、図面と数式を参照して、本実施形態
に係る信号分析装置における周波数分析の原理、すなわ
ち上述した信号分析装置の動作によって信号の周波数分
析が可能であることを説明する。Hereinafter, the principle of frequency analysis in the signal analyzer according to the present embodiment, that is, the fact that the frequency analysis of a signal can be performed by the operation of the above-described signal analyzer will be described with reference to the drawings and mathematical formulas.
【0137】一般に、サンプリング周波数fs でサンプ
リングされた信号が、N個のBPFによって、その信号
の全周波数帯域の1/Nの帯域毎に等分割されて出力さ
れたとき、その出力された信号のそれぞれは、元の信号
の1/Nの帯域しか有していない。このため、N個のB
PFのそれぞれに注目した場合、標本化定理により、各
BPFの出力信号についてその情報量を損なわずに標本
化周波数をfs/N に低減することができる。この標本
化周波数の低下操作が間引きである。この間引きの原理
を図17及び図18を参照して説明する。なお、以下で
は、分析用フィルタバンク200への入力信号の全周波
数帯域を等分割して得られるN個の上記狭帯域を周波数
の低い順に帯域#0、帯域#1、帯域#2、……、帯域
#(N−1)と呼ぶものとする(他の実施形態においても
同様)。図17及び図18に示すように、0番目のBP
Fで抽出される帯域は帯域#0に、1番目のBPFで抽
出される帯域は帯域#2に、2番目のBPFで抽出され
る帯域は帯域#3に、3番目のBPFで抽出される帯域
は帯域#1にそれぞれ対応する。In general, when a signal sampled at the sampling frequency f s is equally divided by N BPFs for every 1 / N of the entire frequency band of the signal and output, the output signal is Have only 1 / N the bandwidth of the original signal. Therefore, N B
When focusing on each of the PFs, the sampling frequency can be reduced to f s / N by the sampling theorem without impairing the information amount of the output signal of each BPF. This operation of lowering the sampling frequency is thinning. The principle of this thinning will be described with reference to FIGS. In the following, the N narrow bands obtained by equally dividing the entire frequency band of the input signal to the analysis filter bank 200 are divided into bands # 0, # 1, # 2,. , Band # (N−1) (the same applies to other embodiments). As shown in FIGS. 17 and 18, the 0th BP
The band extracted by F is extracted from band # 0, the band extracted by the first BPF is extracted by band # 2, the band extracted by the second BPF is extracted by band # 3, and the band extracted by the third BPF. The bands correspond to band # 1, respectively.
【0138】図17は、BPFから出力される各狭帯域
の信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。図1
8は、BPFから出力される各狭帯域の信号を間引いた
後の周波数スペクトルの一例を示す図である。サンプリ
ング周波数fs でサンプリングされた信号が、4個のB
PF(以下「0〜3番目のBPF」と称す)によって、
その信号の全周波数帯域の1/4の帯域毎に等分割され
て出力されたときの(すなわち全周波数帯域が4個の狭
帯域に分割されたときの)、その出力された各狭帯域の
信号の周波数スペクトルは、図17に示すスペクトルと
なる。さらに、こうして出力された各狭帯域の信号に対
して、サンプリング周波数をfs/4 に低減した場合つ
まり間引きを行った場合の各狭帯域の信号の周波数スペ
クトルは、図18に示すスペクトルとなる。FIG. 17 is a diagram showing an example of the frequency spectrum of each narrow-band signal output from the BPF. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a frequency spectrum after thinning out each narrow band signal output from the BPF. The signal sampled at the sampling frequency f s has four B
PF (hereinafter referred to as "0th to 3rd BPF")
When the signal is equally divided and output for each quarter band of the entire frequency band (that is, when the entire frequency band is divided into four narrow bands), each of the output narrow bands is output. The frequency spectrum of the signal is the spectrum shown in FIG. Further, the frequency spectrum of each narrow-band signal when the sampling frequency is reduced to f s / 4, that is, when thinning is performed on each of the narrow-band signals output in this way, is the spectrum shown in FIG. .
【0139】図17と図18とを比較すると、図17の
場合において各BPFから出力された信号のスペクトル
が、図18の場合には信号基底帯域(周波数0〜fB の
帯域)において保存されていることが分かる。ただし、
3番目のBPFから出力される帯域#1の信号および2
番目のBPFから出力される帯域#3の信号について
は、それらの信号を間引いた後の信号基底帯域でのスペ
クトルは反転しているので、さらにスペクトルを反転さ
せることによって、間引き前のスペクトルが信号基底帯
域に保存される。周知のように、信号のスペクトルを反
転させるには、その信号に1サンプルおきに−1を乗算
すればよい。このように、BPFから出力された信号を
それぞれ間引いても、それらの信号のスペクトル、すな
わち信号の性質は信号基底帯域に保存される。なお、ス
ペクトルの反転処理は、スペクトル反転器272〜27
Nにおいて行われる。[0139] Comparing Figure 17 and Figure 18, the spectrum of the signal output from the BPF in the case of FIG. 17 are stored in the signal base band (frequency 0 to F B) in the case of FIG. 18 You can see that it is. However,
Signal of band # 1 output from third BPF and 2
As for the signal of band # 3 output from the second BPF, the spectrum in the signal base band after thinning out those signals is inverted, so that the spectrum before thinning is further reduced by inverting the spectrum. Stored in the baseband. As is well known, the signal spectrum can be inverted by multiplying the signal by -1 every other sample. As described above, even if the signals output from the BPF are thinned out, the spectra of the signals, that is, the properties of the signals are stored in the signal base band. The spectrum inversion processing is performed by the spectrum inverters 272 to 27
N.
【0140】上記の説明では、BPFから出力された信
号を間引くことによって、図18に示すようなスペクト
ルを有する信号を取り出している。ここで、前述したよ
うに、間引きを行うことは、標本化周波数をfsからfs
/Nに低減すること、つまり、サンプルをN個おきに取
り出すことである。よって、残りの(N−1)個のサン
プルは不要である。この不要なサンプルを計算するため
の演算量は、Nが大きければ大きいほど増大し、結果的
に演算回路が複雑になってしまい、コストが増大してし
まう。そこで、本実施形態では、BPFから出力された
後の信号を間引くという一連の動作に相当する複数の演
算のうち、最低限必要となる演算だけを一つのフィルタ
バンクによって行うことにより、演算回路の簡素化を図
っている。In the above description, a signal having a spectrum as shown in FIG. 18 is extracted by thinning out the signal output from the BPF. Here, as described above, performing the thinning means changing the sampling frequency from f s to f s.
/ N, that is, taking out samples every Nth sample. Therefore, the remaining (N-1) samples are unnecessary. The amount of calculation for calculating the unnecessary samples increases as N increases, and as a result, the operation circuit becomes complicated and the cost increases. Therefore, in the present embodiment, of a plurality of operations corresponding to a series of operations of thinning out the signal output from the BPF, only the minimum necessary operation is performed by one filter bank, so that the operation circuit We are trying to simplify it.
【0141】以下、BPFによって各狭帯域の信号を抽
出してから間引くという一連の動作に相当する処理が、
第6の実施形態における分析用フィルタバンク200を
用いることによって、最低限必要となる演算だけで行え
るということを、数式を用いて説明する。Hereinafter, processing corresponding to a series of operations of extracting signals in each narrow band by the BPF and then thinning them out is as follows.
The use of the analysis filter bank 200 according to the sixth embodiment will be described using mathematical expressions to show that the analysis can be performed with only the minimum required operations.
【0142】まず、入力信号F(z)を、First, the input signal F (z) is
【数34】 と表し、k番目のBPFの伝達関数Hk(z)を、(Equation 34) And the transfer function H k (z) of the kth BPF is
【数35】 と表し、k番目のBPFからの出力信号Tk(z)を、(Equation 35) And the output signal T k (z) from the k-th BPF is
【数36】 と表す。[Equation 36] It expresses.
【0143】式(1)は、一般に、入力信号F(z)は、
入力信号F(z)を構成するサンプルをN個おきに取り出
したN個のサンプル系列(0系列〜N−1系列)の和と
して表すことができることを示している。なお、入力信
号F(z)は、…、N−2、N−1、0、1、2、…の系
列の順番で入力される。式(2)は、一般に、K番目の
BPFの伝達関数Hk(z) は、そのBPFにおける複数
の次数の演算をN次おきに取り出してまとめたN個の部
分伝達関数(0次〜N−1次部分伝達関数)の和によっ
て表すことができることを示している。一般に、k番目
のBPFで抽出される帯域は帯域#k+1に対応する。
なお、分析用フィルタバンク200では、このような対
応に基づき、各狭帯域毎に抽出された信号の出力端子の
配置順が帯域#0、帯域#1、帯域#2、…、帯域#
(N−1)という順になるように、各BPFに相当する回
路と各出力端子とが接続されているものとする。式
(3)は、一般に、k番目のBPFからの出力信号T
k(z) は、k番目のBPFからの出力信号Tk(z) を構
成するサンプルをN個おきに取り出したN個のサンプル
系列(0系列〜N−1系列)の和として表すことができ
ることを示している。なお、入力信号F(z)の系列とk
番目のBPFからの出力信号Tk(z) の系列とは対応し
ており、例えば、0系列の信号が入力されるときに出力
される信号は0系列である。Expression (1) generally indicates that the input signal F (z) is
This shows that the samples constituting the input signal F (z) can be expressed as the sum of N sample sequences (0 sequence to N-1 sequence) taken out every Nth sample. The input signal F (z) is input in the order of..., N−2, N−1, 0, 1, 2,. Equation (2) indicates that the transfer function H k (z) of the K-th BPF is generally expressed by N partial transfer functions (0 th to N th order) obtained by taking out operations of a plurality of orders in the BPF at every Nth order. (-1st order partial transfer function). Generally, the band extracted by the k-th BPF corresponds to band # k + 1.
In the analysis filter bank 200, based on such a correspondence, the arrangement order of the output terminals of the signals extracted for each narrow band is band # 0, band # 1, band # 2,.
It is assumed that a circuit corresponding to each BPF and each output terminal are connected in the order of (N-1). Equation (3) generally represents the output signal T from the k-th BPF.
k (z) can be expressed as the sum of N sample sequences (0 sequence to N-1 sequence) obtained by extracting every N samples constituting the output signal T k (z) from the k-th BPF. Indicates that you can do it. Note that the sequence of the input signal F (z) and k
This corresponds to the sequence of the output signal T k (z) from the BPF, and for example, the signal output when a 0-sequence signal is input is a 0-sequence.
【0144】F(z)とHk(z)とTk(z)との間の関係
は、 Tk(z)=Hk(z)F(z) つまり、The relationship between F (z), H k (z) and T k (z) is: T k (z) = H k (z) F (z)
【数37】 となる。これを行列表現すると、(37) Becomes When this is expressed as a matrix,
【数38】 となる。(38) Becomes
【0145】この式(6)において、出力信号Tk(z)
は、0系列から(N−1)系列のN個のサンプル系列か
ら成る信号であり、前述した標本化定理により、サンプ
ルをN個おきに1個取り出すだけで信号の性質を保存で
きる。つまり、この式(6)における出力信号のうち、
間引きによってTk(zN)0 のみが得られればよいことに
なる。このようにして、それぞれの狭帯域毎に、間引か
れた後の出力信号だけを取り出して、全ての狭帯域につ
いて改めて行列表現すると、In the equation (6), the output signal T k (z)
Is a signal composed of N sample sequences ranging from 0 sequence to (N-1) sequence. According to the above-described sampling theorem, the properties of the signal can be preserved only by taking out one sample every N samples. That is, among the output signals in the equation (6),
It suffices that only T k (z N ) 0 is obtained by thinning. In this way, for each narrow band, only the output signal after being decimated is taken out, and a matrix expression is newly made for all the narrow bands.
【数39】 となる。この式(7)におけるHに関する行列が、間引
きを考慮して演算量を減らして処理するフィルタバンク
の伝達関数を表している。[Equation 39] Becomes The matrix relating to H in the equation (7) represents a transfer function of a filter bank that performs processing by reducing the amount of calculation in consideration of thinning.
【0146】ここで、各狭帯域の信号を抽出するディジ
タルフィルタHk(z)は、図17に示す原型ディジタル
フィルタH(z)を周波数シフトすることで得られること
に着目し、この行列に周波数変換を施す。Here, paying attention to the fact that the digital filter H k (z) for extracting each narrow-band signal can be obtained by shifting the frequency of the prototype digital filter H (z) shown in FIG. Perform frequency conversion.
【0147】この変換は、k番目のフィルタの場合、 f→f−(fB・k+fB/2) …(31) なる変換に相当する。ここで、 z=ejωT, ω=2πf, T=1/(NfB) …(32) であるので、zおよびzNのそれぞれは、 z→z・Wk・ejπ/N, W=e-j2π/N …(33) zN→−zN …(34) と変換される。[0147] This conversion is the case of the k-th filter, f → f- (f B · k + f B / 2) ... (31) becomes equivalent to the conversion. Here, z = e j ω T , ω = 2πf, T = 1 / (Nf B ) (32) Therefore, each of z and z N is z → z · W k · e j π / N , W = e -j2 π / N ... (33) is converted z N → -z N ... (34).
【0148】ここで、原型ディジタルフィルタの伝達関
数H(z)を、Here, the transfer function H (z) of the prototype digital filter is
【数40】 と表して、式(7)のフィルタバンクに関する行列に、
周波数変換を行うと、(Equation 40) And the matrix for the filter bank in equation (7) is:
When frequency conversion is performed,
【数41】 となる。ここで、式(14)に示す行列[W]は、N点
のIDFTの1回分に相当する演算処理を表している。[Equation 41] Becomes Here, the matrix [W] shown in Expression (14) represents a calculation process corresponding to one IDFT of N points.
【0149】以上の結果から、間引きを考慮した演算式
は、From the above results, the arithmetic expression taking the thinning into account is:
【数42】 となる。(Equation 42) Becomes
【0150】このように、信号を狭帯域毎に取り出して
から間引くという処理は、行列[H]の演算と、行列
[E]の演算と、行列[W]の演算(N点のIDFT)
とを組み合わせた一連の処理に置き換えることが可能で
ある。As described above, the process of extracting a signal for each narrow band and then decimating the signal is performed by calculating the matrix [H], calculating the matrix [E], and calculating the matrix [W] (N-point IDFT).
Can be replaced with a series of processes combining.
【0151】次に、行列[H]の演算量について考察す
る。例えば、帯域の分割数Nが4であり、式(12)に
示す伝達関数H(z)を12次のFIR(非帰還形)フィ
ルタで実現した場合、H(z)は、 H(z)=a0+a1z-1+a2z-2+a3z-3+a4z-4+a5z-5+a6z-6 +a7z-7+a8z-8+a9z-9+a10z-10+a11z-11+a12z-12 =(a0+a4z-4+a8z-8+a12z-12) +(a1z-1+a5z-5+a9z-9) +(a2z-2+a6z-6+a10z-10) +(a3z-3+a7z-7+a11z-11) と変形できるから、 H(z4)0 =a0+a4z-4+a8z-8+a12z-12 H(z4)1z-1=a1z-1+a5z-5+a9z-9 H(z4)2z-2=a2z-2+a6z-6+a10z-10 H(z4)3z-3=a3z-3+a7z-7+a11z-11 となる。このことから、H(z)がFIRフィルタの場
合、行列[H]の演算量は、高々1つのフィルタH(z)
の1回分の演算量とほぼ等価であるので、図16に示す
分析用フィルタバンク200によれば、大幅に演算量が
削減され、特に帯域の分割数Nが大きいほどその効果は
大きくなる。Next, the operation amount of the matrix [H] will be considered. For example, if the number of band divisions N is 4 and the transfer function H (z) shown in equation (12) is realized by a 12th-order FIR (non-feedback type) filter, H (z) becomes H (z) = a 0 + a 1 z -1 + a 2 z -2 + a 3 z -3 + a 4 z -4 + a 5 z -5 + a 6 z -6 + a 7 z -7 + a 8 z -8 + a 9 z -9 + a 10 z -10 + a 11 z -11 + a 12 z -12 = (a 0 + a 4 z -4 + a 8 z -8 + a 12 z -12) + (a 1 z -1 + a 5 z -5 + a 9 z -9 ) + (A 2 z −2 + a 6 z −6 + a 10 z −10 ) + (a 3 z −3 + a 7 z −7 + a 11 z −11 ), so that H (z 4 ) 0 = a 0 + a 4 z -4 + a 8 z -8 + a 12 z -12 H (z 4) 1 z -1 = a 1 z -1 + a 5 z -5 + a 9 z -9 H (z 4) 2 z -2 = a a 2 z -2 + a 6 z -6 + a 10 z -10 H (z 4) 3 z -3 = a 3 z -3 + a 7 z -7 + a 11 z -11. From this, when H (z) is an FIR filter, the amount of calculation of the matrix [H] is at most one filter H (z).
Therefore, according to the analysis filter bank 200 shown in FIG. 16, the calculation amount is greatly reduced, and the effect is particularly enhanced as the number N of band divisions increases.
【0152】以上のように、図16に示す分析用フィル
タバンク200は動作し、BPFによる各狭帯域の信号
の抽出とサンプリングの間引きが同時に実行されること
と等価な処理を行う。なお既述のように、分析用フィル
タバンク200では、各狭帯域毎に抽出された信号の出
力端子の配置順が帯域#0、帯域#1、帯域#2、…、
帯域#(N−1)という順になるように、各BPFに相当
する回路と各出力端子とが接続されている。As described above, the analysis filter bank 200 shown in FIG. 16 operates, and performs processing equivalent to simultaneous extraction of narrowband signals by the BPF and sampling thinning. As described above, in the analysis filter bank 200, the arrangement order of the output terminals of the signals extracted for each narrow band is band # 0, band # 1, band # 2,.
The circuits corresponding to the respective BPFs and the respective output terminals are connected in the order of band # (N-1).
【0153】次に、図1に示す第6の実施形態におい
て、分析用フィルタバンク200によって各狭帯域の信
号が得られた後の動作についてより詳しく説明する。k
番目のBPFの伝達関数Hk(z) は、原型フィルタH
(z)を周波数変換して導出されたものなので、帯域0〜
−fs/2 に通過域を持たない。よって、Hk(z)によ
り処理された出力は帯域0〜−fs/2に成分を持たな
い、いわゆる解析信号(Analitic Signa
l)となる。解析信号は実数成分と虚数成分を持ち、そ
れらの2乗平均が振幅を表している。したがって、2乗
平均器311〜31Nにおいて、分析用フィルタバンク
200の出力信号の実数成分と虚数成分との2乗平均を
求めることにより、各狭帯域の信号の振幅を得ることが
できる。Next, in the sixth embodiment shown in FIG. 1, the operation after each narrow-band signal is obtained by the analysis filter bank 200 will be described in more detail. k
The transfer function H k (z) of the BPF is
(z) is derived by frequency conversion, so that band 0 to
It does not have the pass band to -f s / 2. Thus, the output processed by H k (z) has no component band 0~-f s / 2, the so-called analysis signal (Analitic Signa
1). The analytic signal has a real number component and an imaginary number component, and the mean square of those components represents the amplitude. Therefore, by calculating the mean square of the real and imaginary components of the output signal of the analysis filter bank 200 in the root mean squares 311 to 31N, the amplitude of each narrow band signal can be obtained.
【0154】以上のように、第6の実施形態によれば、
不要な演算処理を省略したのと等価な処理を実現するこ
とができ、しかも、IDFT器260には、よく知られ
ている高速フーリエ変換アルゴリズムを適用することが
できるので、演算量を大幅に低減して少ない演算量で信
号の振幅を分析することが可能となる。As described above, according to the sixth embodiment,
Processing equivalent to omitting unnecessary arithmetic processing can be realized, and a well-known fast Fourier transform algorithm can be applied to the IDFT unit 260, so that the amount of calculation is significantly reduced. As a result, the signal amplitude can be analyzed with a small amount of calculation.
【0155】なお、本実施形態では、遅延器231〜2
3Nおよびフィルタ241〜24Nを、それぞれ個別の
構成要素としているが、遅延器231〜23Nの動作を
それぞれフィルタ241〜24Nに内包させることも可
能である。これは、本実施形態の説明で行った数式展開
の変形例である他の数式展開に基づく構成である。この
ように、本実施形態と同様の処理は、数学的な数式変形
に基づく他の様々な構成によっても実現し得ることは言
うまでもない。すなわち、本実施形態も、上記の構成に
限定されるものではなく、数学的な数式変形に基づく他
の様々な構成をとっても構わない。In this embodiment, the delay units 231-2
Although the 3N and the filters 241 to 24N are configured as individual components, the operation of the delay units 231 to 23N can be included in the filters 241 to 24N, respectively. This is a configuration based on another mathematical expression development which is a modified example of the mathematical expression development performed in the description of the present embodiment. As described above, it is needless to say that the same processing as that of the present embodiment can also be realized by various other configurations based on mathematical formula deformation. In other words, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, and may adopt various other configurations based on mathematical formula deformation.
【0156】また、本実施形態では、数学的に厳密な形
で信号分析装置を具現化しているが、実用上の仕様を上
まわる構成は必ずしも必要ではない。例えば、スペクト
ル反転器272〜27Nは、数学的に厳密に処理を行う
には必要であるが、単に振幅値を分析することだけが目
的であれば、省略したとしても何等問題は生じない。Further, in the present embodiment, the signal analyzer is embodied in a mathematically strict form, but a configuration exceeding practical specifications is not necessarily required. For example, the spectrum inverters 272 to 27N are necessary to perform mathematically strict processing, but if the purpose is merely to analyze the amplitude value, no problem occurs even if omitted.
【0157】(第7の実施形態)本発明の第7の実施形
態に係る信号分析装置の構成は、図5に示されている。
図5に示すように、この信号分析装置は、入力端子11
0と、分析用フィルタバンク200と、位相検出器32
1〜32Nと、出力端子401〜40Nとを備えてい
る。なお、図5において、図1に示した第6の実施形態
における構成要素と同じ構成要素には同一の参照符号を
付す。(Seventh Embodiment) The configuration of a signal analyzer according to the seventh embodiment of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, this signal analyzer has an input terminal 11
0, the analysis filter bank 200, and the phase detector 32
1 to 32N and output terminals 401 to 40N. In FIG. 5, the same components as those in the sixth embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0158】以下、図5を参照して本発明の第7の実施
形態に係る信号分析装置の動作を説明する。なお、第6
の実施形態との構成の相違点は、2乗平均器311〜3
1Nの代わりに位相検出器321〜32Nを備える点の
みであるので、それ以外の構成の動作についての詳しい
説明は省略する。Hereinafter, the operation of the signal analyzer according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The sixth
The difference between this embodiment and the third embodiment is that the mean square means 311 to 311
Since only phase detectors 321 to 32N are provided instead of 1N, detailed description of the operation of the other components is omitted.
【0159】分析用フィルタバンク200は、第6の実
施形態と同様、入力端子110を介して入力された信号
から各狭帯域毎の信号を抽出する。抽出された各狭帯域
の信号は、位相検出器321〜32Nのそれぞれに入力
され、位相検出器321〜32Nにおいてその各狭帯域
毎の信号の位相が検出される。検出された各狭帯域の信
号の位相は、出力端子401〜40Nを介して信号分析
装置から出力される。As in the sixth embodiment, the analysis filter bank 200 extracts a signal for each narrow band from a signal input through the input terminal 110. The extracted narrowband signal is input to each of the phase detectors 321 to 32N, and the phase detector 321 to 32N detects the phase of the signal for each narrowband. The detected phase of each narrowband signal is output from the signal analyzer through output terminals 401 to 40N.
【0160】ここで、分析用フィルタバンク200から
出力される各狭帯域の信号は、第6の実施形態で説明し
たように、実数成分と虚数成分とを有するので、それら
の比の逆正接を計算することで各狭帯域の信号の位相が
求められる。Here, as described in the sixth embodiment, each narrow-band signal output from the analysis filter bank 200 has a real component and an imaginary component. By calculating, the phase of each narrow-band signal is obtained.
【0161】以上のように、第7の実施形態によれば、
不要な演算処理を省略したのと等価な処理を実現するこ
とができ、しかも、IDFT器260には、よく知られ
ている高速フーリエ変換アルゴリズムが適用できるの
で、演算量を大幅に低減して少ない演算量で信号の位相
を分析することができる。As described above, according to the seventh embodiment,
Processing equivalent to omitting unnecessary arithmetic processing can be realized, and the well-known fast Fourier transform algorithm can be applied to the IDFT unit 260. The phase of the signal can be analyzed with the amount of calculation.
【0162】なお、第6の実施形態と同様に、本実施形
態も、上記の構成に限定されるものではなく、数学的な
数式変形に基づく他の様々な構成をとっても構わない。
また同様に、実用上の使用を上回る構成は必ずしも必要
ではない。Note that, similarly to the sixth embodiment, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, and may adopt various other configurations based on mathematical mathematical transformations.
Similarly, a configuration that exceeds practical use is not necessarily required.
【0163】(第8の実施形態)本発明の第8の実施形
態に係る信号加工装置である信号分析合成装置の構成
は、図6に示されている。図6において、この信号分析
合成装置は、入力端子110と、分析用フィルタバンク
200と、マッピング器500と、合成用フィルタバン
ク600と、出力端子700とを備えている。なお、図
6において、図1に示す第6の実施形態における構成要
素と同じ構成要素には同一の参照符号を付す。(Eighth Embodiment) The configuration of a signal analysis / synthesis apparatus which is a signal processing apparatus according to an eighth embodiment of the present invention is shown in FIG. 6, this signal analysis / synthesis apparatus includes an input terminal 110, an analysis filter bank 200, a mapper 500, a synthesis filter bank 600, and an output terminal 700. In FIG. 6, the same components as those in the sixth embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0164】次に、図6を参照して本発明の第8の実施
形態に係る信号分析合成装置の動作を説明する。なお、
入力端子110から分析用フィルタバンク200までの
動作については第6の実施形態において説明した動作と
同様であるので詳しい説明は省略する。Next, the operation of the signal analysis / synthesis apparatus according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
The operation from the input terminal 110 to the analysis filter bank 200 is the same as the operation described in the sixth embodiment, and a detailed description will be omitted.
【0165】分析すべき信号は、サンプリング周期Tで
サンプリングされた信号であって、入力端子110を介
して分析用フィルタバンク200に入力される。分析用
フィルタバンク200は、入力信号から各狭帯域毎に信
号を抽出する。マッピング器500は、各狭帯域の信号
をそれぞれマッピング処理によって狭帯域毎に周波数変
換する。合成用フィルタバンク600は、マッピングに
より得られた各狭帯域の信号を合成し、合成された信号
は出力端子700を介して信号分析合成装置から出力さ
れる。The signal to be analyzed is a signal sampled at the sampling period T, and is input to the analysis filter bank 200 via the input terminal 110. The analysis filter bank 200 extracts a signal for each narrow band from the input signal. The mapper 500 performs frequency conversion for each narrowband signal by performing mapping processing on each narrowband signal. The synthesis filter bank 600 synthesizes narrowband signals obtained by mapping, and the synthesized signal is output from the signal analysis and synthesis device via the output terminal 700.
【0166】以下、合成用フィルタバンク600につい
てより詳しく説明する。図19は、本発明の第8の実施
形態における合成用フィルタバンク600の構成を示す
ブロック図である。図19に示すように、この合成用フ
ィルタバンクは、入力端子611〜61Nと、スペクト
ル反転器272〜27Nと、離散的逆フーリエ変換器2
60と、乗算器251’〜25N’と、フィルタ241
〜24Nと、遅延器231〜23Nと、切換器620
と、出力端子630とを備えている。なお、図19にお
いて、図16に示す第6の実施形態における分析用フィ
ルタバンク200の構成要素と同じ構成要素には、同一
の参照符号を付す。Hereinafter, the synthesis filter bank 600 will be described in more detail. FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a synthesis filter bank 600 according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 19, this synthesis filter bank includes input terminals 611 to 61N, spectrum inverters 272 to 27N, and a discrete inverse Fourier transformer 2
60, multipliers 251 ′ to 25N ′, and a filter 241.
-24N, delay units 231-23N, and switch 620
And an output terminal 630. In FIG. 19, the same components as those of the analysis filter bank 200 in the sixth embodiment shown in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals.
【0167】なお、図19において、乗算器251’〜
25N’を、それぞれiを変数としてMi(i=0、1、
…、N−1)と表すと、乗算器Miにおいて乗算する定
数Eiはe-j(iπ/N)である。また、フィルタ241〜2
4Nを、それぞれiを変数としてHi(i=0、1、
…、N−1)と表すと、フィルタHiの通過特性Hi(z)
は、周波数−fB/2からfB/2までの信号だけが通過
するフィルタである原型フィルタの特性すなわち伝達関
数をIn FIG. 19, multipliers 251 'to 251'
25N ′ and M i (i = 0, 1,
..., expressed N-1) and the constants E i is multiplied in multiplier M i is e -j (i π / N) . Also, the filters 241-2
4N and H i (i = 0, 1,
, N-1), the pass characteristic H i (z) of the filter H i.
Is the characteristic or transfer function of the prototype filter, which is a filter through which only signals from frequencies −f B / 2 to f B / 2 pass.
【数43】 と表現したときに、Hi(z)=H(−zN)iである。ま
た、遅延器231〜23Nを、それぞれiを変数として
Di( i=0、1、…、N−1)と表すと、遅延器Di
における遅延量はz-iである。[Equation 43] Where H i (z) = H (−z N ) i . Further, the delay unit 231~23N, D i (i = 0,1 , ..., N-1) i as variable respectively expressed, delay device D i
Is z −i .
【0168】次に、合成用フィルタバンク600の動作
について説明する。合成用フィルタバンク600には、
入力端子611〜61Nを介して0番目からN−1番目
までのN個の信号が入力される。入力された信号はそれ
ぞれ、IDFT器260へ供給されるが、奇数番目の信
号については、スペクトル反転器272〜27Nにおい
てスペクトルを反転してからIDFT器260へ供給さ
れる。IDFT器260に入力されたN個の信号は、離
散的逆フーリエ変換されることによりN個の信号に変換
されてそれぞれ出力される。IDFT器260から出力
されたN個の信号はそれぞれ、乗算器251’〜25
N’において所定の定数が乗算され、フィルタ241〜
24Nにおいて所定のフィルタリング処理が施され、遅
延器231〜23Nにおいて所定の時間遅延された後
に、切換器620のN個の入力端子に与えられる。これ
らN個の入力端子は切換器620において時間T毎に出
力端子630に接続される。これにより、遅延器231
〜23Nから出力されるN個の信号は、サンプリング周
期Tの1つの信号として出力端子630を介して合成用
フィルタバンク600から出力される。Next, the operation of the synthesis filter bank 600 will be described. The synthesis filter bank 600 includes:
N signals from the 0th to the (N-1) th are input via the input terminals 611 to 61N. Each of the input signals is supplied to the IDFT unit 260, but the odd-numbered signals are supplied to the IDFT unit 260 after the spectra are inverted by the spectrum inverters 272 to 27N. The N signals input to the IDFT unit 260 are converted into N signals by performing a discrete inverse Fourier transform, and output respectively. The N signals output from the IDFT unit 260 are multipliers 251 ′ to 25, respectively.
N ′ is multiplied by a predetermined constant, and filters 241 to 241 are multiplied.
At 24N, a predetermined filtering process is performed, and after a predetermined time delay at delay units 231 to 23N, it is provided to N input terminals of switch 620. These N input terminals are connected to the output terminal 630 at the switch 620 every time T. Thereby, the delay unit 231
The N signals output from .about.23N are output from the synthesis filter bank 600 via the output terminal 630 as one signal of the sampling period T.
【0169】図20は、本発明の第8の実施形態におい
て、合成用フィルタバンク600に入力される各狭帯域
の信号のスペクトルの一例を示す図であり、図21は、
本発明の第8の実施形態において、合成用フィルタバン
ク600に入力される各狭帯域の信号のうち、奇数番号
が付された帯域#n(nは奇数)の信号のスペクトルだ
けを反転させた場合のスペクトルの一例を示す図であ
る。合成用フィルタバンク600に入力される各狭帯域
の信号から元の信号を再現するには、各狭帯域の信号か
ら、それぞれの信号に対応する狭帯域の成分を抽出し
て、全て加算すればよい。しかし、入力される各狭帯域
の信号は、信号基底帯域において元の信号のスペクトル
を保存しているので、図20に示すように、奇数番号の
付された帯域(帯域#1,帯域#3)の信号から、その
信号に対応する狭帯域の成分をそのまま抽出すると、元
の信号に対してスペクトルが反転した状態で抽出されて
しまう。そこで、奇数番号の付された帯域(帯域1,帯
域3)の信号に対しては、予めスペクトルを反転させ、
図21に示すスペクトルに変えてから、各狭帯域の成分
(斜線部)をそれぞれ抽出して加算すればよい。このよ
うなスペクトルを予め反転させる処理が、スペクトル反
転器272〜27Nにおいて行われる。FIG. 20 is a diagram showing an example of the spectrum of each narrow-band signal input to the synthesis filter bank 600 in the eighth embodiment of the present invention.
In the eighth embodiment of the present invention, only the spectrum of the signal of the band #n (n is an odd number) to which the odd number is assigned among the narrow band signals input to the synthesis filter bank 600 is inverted. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a spectrum in the case. In order to reproduce the original signal from each narrow-band signal input to the synthesis filter bank 600, a narrow-band component corresponding to each signal is extracted from each narrow-band signal, and all the signals are added. Good. However, since each input narrowband signal preserves the spectrum of the original signal in the signal baseband, as shown in FIG. 20, the odd-numbered bands (band # 1, band # 3) If a narrow-band component corresponding to the signal is directly extracted from the signal of (1), the signal is extracted in a state where the spectrum is inverted with respect to the original signal. Therefore, the spectrum of the signals of the odd-numbered bands (band 1, band 3) is inverted in advance,
After changing to the spectrum shown in FIG. 21, the components (hatched portions) of each narrow band may be extracted and added. Such a process of inverting the spectrum in advance is performed in the spectrum inverters 272 to 27N.
【0170】以下、上述した合成用フィルタバンク60
0を用いることによって、信号が合成できるということ
を、数式を用いて説明する。Hereinafter, the synthesis filter bank 60 described above is used.
The fact that signals can be synthesized by using 0 will be described using mathematical expressions.
【0171】まず、k番目のBPFの入力信号をSk(z
N)とし、k番目のBPFの伝達関数Hk(z)を、First, the input signal of the k-th BPF is converted to S k (z
N ) and the transfer function H k (z) of the kth BPF is
【数44】 出力信号Y(z)を、[Equation 44] Output signal Y (z)
【数45】 と表す。[Equation 45] It expresses.
【0172】上述のように、入力信号Sk(zN)からそれ
に対応する狭帯域の信号成分(図21において斜線部で
示される信号成分)を抽出してk=0,1,…,N−1
について加算することにより出力信号Y(z)が得られる
ので、Sk(zN)とHk(z)とY(z)との間の関係は下記
のようになる。As described above, from the input signal S k (z N ), the corresponding narrow-band signal component (the signal component indicated by hatching in FIG. 21) is extracted and k = 0, 1,..., N -1
, The output signal Y (z) is obtained, and the relationship between S k (z N ), H k (z), and Y (z) is as follows.
【数46】 ここで、[Equation 46] here,
【数47】 と変形できるので、[Equation 47] And can be transformed,
【数48】 となる。[Equation 48] Becomes
【0173】これを行列表現すると、{Y}=[Hk]
・{S} …(27)となる。ただし、If this is expressed in a matrix, {Y} = [H k ]
・ {S} ... (27) However,
【数49】 である。[Equation 49] It is.
【0174】ここで、各狭帯域の信号を抽出するBPF
であるディジタルフィルタHk(z)は、図17に示す原
型ディジタルフィルタH(z)を周波数シフトすることで
得られることに着目し、この行列に周波数変換を施す。Here, a BPF for extracting each narrow-band signal
Paying attention to the fact that the digital filter H k (z) is obtained by shifting the frequency of the prototype digital filter H (z) shown in FIG. 17, the matrix is subjected to frequency conversion.
【0175】この変換は、k番目のフィルタの場合、 f→f−(fB・k+fB/2) …(31) なる変換に相当する。ここで、 z=ejωT, ω=2πf, T=1/(NfB) …(32) であるので、zおよびzNのそれぞれは、 z→z・Wk・ejπ/N, W=e-j2π/N …(33) zN→−zN …(34) と変換される。[0175] This conversion is the case of the k-th filter, f → f- (f B · k + f B / 2) ... (31) becomes equivalent to the conversion. Here, z = e j ω T , ω = 2πf, T = 1 / (Nf B ) (32) Therefore, each of z and z N is z → z · W k · e j π / N , W = e -j2 π / N ... (33) is converted z N → -z N ... (34).
【0176】ここで、原型ディジタルフィルタの伝達関
数H(z)を、Here, the transfer function H (z) of the prototype digital filter is
【数50】 と表して、式(27)のフィルタバンクに関する行列
に、周波数変換を行うと、式(14)、式(35)およ
び式(16)を用いて、 [Hk]=[H]・[E]・[W] …(28) と表すことができる。同様に、出力信号Y(z)およびk
番目のBPFへの入力信号Sk(zN)に、周波数変換を行
うと、[Equation 50] When the frequency conversion is performed on the matrix relating to the filter bank in Expression (27), using the expressions (14), (35), and (16), [H k ] = [H] · [E ] · [W] (28) Similarly, output signals Y (z) and k
When frequency conversion is performed on the input signal S k (z N ) to the BPF,
【数51】 となる。ただし、(Equation 51) Becomes However,
【数52】 である。(Equation 52) It is.
【0177】以上の結果から、合成用フィルタバンク6
00によって信号の合成が行えることが分かる。なお、
合成用フィルタバンク600では、マッピング器500
から出力される各狭帯域の信号を受け取る入力端子の配
置順が帯域#0、帯域#1、帯域#2、…、帯域#(N
−1)という順になるように、各入力端子と各BPFに
相当する回路とが接続されているものとしている。From the above results, it can be seen that the synthesis filter bank 6
00 indicates that the signal can be synthesized. In addition,
In the synthesis filter bank 600, the mapping device 500
Are arranged in the order of band # 0, band # 1, band # 2,..., Band # (N
It is assumed that each input terminal and a circuit corresponding to each BPF are connected in the order of -1).
【0178】次に、マッピング器500をより詳しく説
明する。本発明の第8の実施形態におけるマッピング器
500の特性の一例は、図10に示されている。図10
において、横軸は、分析用フィルタバンク200の出力
点の番号を示しており、縦軸は、合成用フィルタバンク
600の入力点の番号を示している。そして、横軸およ
び縦軸において同一の番号は、同一の帯域であることを
示している。Next, the mapping device 500 will be described in more detail. An example of the characteristics of the mapper 500 according to the eighth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG.
5, the horizontal axis indicates the number of the output point of the analysis filter bank 200, and the vertical axis indicates the number of the input point of the synthesis filter bank 600. The same number on the horizontal axis and the vertical axis indicates the same band.
【0179】図10には、マッピング器500の特性の
例として、分析用フィルタバンク200のN個の出力か
ら合成用フィルタバンク600のN個の入力への3つの
異なるマッピングF11、F12、F21を与える3つの特性
が示されている。すなわち、マッピングF11では、分析
用フィルタバンク200で得られる帯域#nの出力は、
合成用フィルタバンク600の帯域#nの入力に配置さ
れる(ただし、0≦n≦N−1)。つまり、分析用フィ
ルタバンク200から出力された帯域#nの周波数成分
は、合成用フィルタバンク600においても帯域#nの
周波数成分として処理されるので、マッピングF11は、
分析用フィルタバンク200と合成用フィルタバンク6
00とを直結接続することと等価なマッピングである。FIG. 10 shows three different mappings F 11 , F 12 , and N from the N outputs of the analysis filter bank 200 to the N inputs of the synthesis filter bank 600 as examples of the characteristics of the mapper 500. three characteristics which give F 21 is shown. That is, in the mapping F 11, the output of the band #n obtained by the analysis filter bank 200,
It is arranged at the input of band #n of synthesis filter bank 600 (where 0 ≦ n ≦ N−1). That is, since the frequency component of the band #n output from the analysis filter bank 200 is treated as a frequency component of the band #n also in the synthesis filter bank 600, the mapping F 11 is
Analysis filter bank 200 and synthesis filter bank 6
This is a mapping equivalent to directly connecting 00.
【0180】マッピングF12では、分析用フィルタバン
ク200の帯域#nの出力は、合成用フィルタバンク6
00の帯域#2nの入力に配置される(ただし、0≦2
n≦N−1)。つまり、分析用フィルタバンク200か
ら出力された帯域#nの周波数成分は、合成用フィルタ
バンク600においては帯域#2nの周波数成分として
処理されるので、マッピングF12は、周波数軸を2倍に
伸長するマッピングである。[0180] In mapping F 12, the output of the band #n analysis filter bank 200, synthesis filter bank 6
00 band # 2n (where 0 ≦ 2
n ≦ N−1). That is, the frequency components of the band #n output from the analysis filter bank 200, because it is treated as a frequency component of the band # 2n in synthesis filter bank 600, the mapping F 12 is extended the frequency axis to double Mapping.
【0181】マッピングF21では、分析用フィルタバン
ク200の帯域#2nの出力は、合成用フィルタバンク
600の帯域#nの入力に配置される(ただし、0≦2
n≦N−1)。つまり、分析用フィルタバンク200か
ら出力された帯域#2nの周波数成分は、合成用フィル
タバンク600においては帯域#nの周波数成分として
処理されるので、マッピングF21は、周波数軸を1/2
倍に圧縮するマッピングである。[0181] In mapping F 21, the output of band # 2n analysis filter bank 200 is placed at the input of the band #n synthesis filter bank 600 (however, 0 ≦ 2
n ≦ N−1). In other words, the frequency component of band # 2n output from analysis filter bank 200 is processed as a frequency component of band #n in synthesis filter bank 600, so that mapping F 21 sets the frequency axis to 1 /.
This is a mapping that compresses twice.
【0182】マッピング器500によって、これら3つ
の典型的な例を含む一般的なマッピングの写像関係を実
現することが可能となる。ただし、このようなマッピン
グが可能であるのは、分析用フィルタバンク200の出
力および合成用フィルタバンク600の入力が、その帯
域に関わらず全て標本化周波数2fB のベースバンドで
表現されているからである。The mapping unit 500 makes it possible to realize a general mapping relationship including these three typical examples. However, such a mapping is the possible, the input and the output of the synthesis filter bank 600 of the analysis filterbank 200, from being represented in the baseband of all the sampling frequency 2f B regardless of the band It is.
【0183】本発明の第8の実施形態におけるマッピン
グ器500の構成は、図11に示あれている。図11に
おいて、このマッピング器500は、入力端子511〜
51Nと、マトリックス器520と、補間器531〜5
3Nと、出力端子541〜54Nとを備えている。The configuration of the mapper 500 according to the eighth embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 11, this mapping device 500 has input terminals 511 to
51N, a matrix unit 520, and interpolators 531 to 5
3N and output terminals 541 to 54N.
【0184】以下、図11を参照して、マッピング器5
00の動作を説明する。図11において、分析用フィル
タバンク200から出力された各狭帯域の信号が、入力
端子511〜51Nを介してマトリックス器520へ入
力される。マトリックス器520は、入力された信号か
ら、各狭帯域毎に2個の信号を取り出す。補間器531
〜53Nのそれぞれは、取り出された2個の信号に基づ
いて線形補間を行い、出力信号を生成する。生成された
出力信号は、出力端子541〜54Nを介してマッピン
グ器500から出力される。Hereinafter, with reference to FIG.
00 will be described. In FIG. 11, narrowband signals output from the analysis filter bank 200 are input to the matrix unit 520 via input terminals 511 to 51N. The matrix unit 520 extracts two signals for each narrow band from the input signal. Interpolator 531
To 53N perform linear interpolation based on the extracted two signals to generate output signals. The generated output signal is output from the mapper 500 via the output terminals 541 to 54N.
【0185】次に、マトリックス器520および補間器
531〜53Nの上記の動作についてより詳しく説明す
る。まず、このマッピング器500において、入力点x
(x=0、1、…、N−1)と出力点y(y=0、1、
…、N−1)との関係が写像関数x=g(y)で表され
るものとする。ただし、x=g(y)は、0からN−1ま
での全ての整数yを含む集合を定義域とし0≦x<N−
1なる実数xのみを含む集合を値域とする関数である。
なお、ここでの入力点xは、マッピング器500への信
号の入力位置を示すものであって分析用フィルタバンク
200の出力点と1対1に対応しており、分析用フィル
タバンク200から出力される帯域#xの信号が入力点
xから入力される。また、ここにいう出力点yは、マッ
ピング器500からの信号の出力位置を示すものであっ
て合成用フィルタバンク600の入力点と1対1に対応
しており、出力点yから出力される信号は帯域#yの信
号として合成用フィルタバンク600に入力される。Next, the above-described operations of the matrix unit 520 and the interpolators 531 to 53N will be described in more detail. First, in this mapping device 500, the input point x
(X = 0, 1,..., N−1) and an output point y (y = 0, 1,.
, N-1) is represented by a mapping function x = g (y). However, x = g (y) is defined as a set including all integers y from 0 to N−1, and 0 ≦ x <N−
This is a function whose range is a set including only a real number x of 1.
Here, the input point x indicates the input position of the signal to the mapper 500, and corresponds to the output point of the analysis filter bank 200 on a one-to-one basis. The signal of the band #x is input from the input point x. The output point y here indicates the output position of the signal from the mapper 500, and corresponds one-to-one with the input point of the synthesis filter bank 600, and is output from the output point y. The signal is input to synthesis filter bank 600 as a signal of band #y.
【0186】ここで、a番目の出力MOa を得る時の動
作について説明する。まず、マトリックス器520は、
上記の写像関数に基づいて、入力MIi( i=0、1、
…、N−1)から番号の連続する2個の入力MIiaおよ
びMIia+1を取り出す。ここで、iaは、ia=[g
(a)]である(ただし、[m]はmを超えない最大の
整数を表す)。補間器531〜53Nは、MIiaおよび
MIia+1に基づく線形補間を行って出力MOaを出力す
る。この補間演算は、次の式により表現される。 MOa=MIia+α(MIia+1−MIia) α=g(a)−[g(a)][0186] Here, an operation when obtaining a second output MO a. First, the matrix device 520
Based on the above mapping function, the input MI i (i = 0,1,
.., N−1), two consecutively-numbered inputs MI ia and MI ia + 1 are extracted. Here, ia is ia = [g
(A)] (where [m] represents the largest integer not exceeding m). Interpolator 531~53N outputs MI ia and MI ia + 1 in the linear interpolation performed based output MO a. This interpolation operation is represented by the following equation. MO a = MI ia + α (MI ia + 1 −MI ia ) α = g (a) − [g (a)]
【0187】上記の処理をより具体的に説明するため
に、例えば、図10において、マッピング器500がマ
ッピングF12の特性を持つときに、合成用フィルタバン
ク600の入力点3に入力される値を考える。この場
合、求める出力はMO3 であり、マッピングF12の特性
から、マトリックス器520で取り出される2つの入力
MIiaおよびMIia+1は、それぞれMI1およびMI2で
ある。そして、補間器531〜53Nにおいてこれら2
つの入力の線形補間が行われるが、この場合、 α=g(a)−[g(a)]=1.5−1=0.5 となるので、 MO3=MI1+0.5(MI2−MI1) となり、求める出力が得られる。[0187] To illustrate the above processing in more detail, for example, in FIG. 10, when the mapper 500 has a characteristic mapping F 12, is input to the input point 3 of the synthesis filter bank 600 values think of. In this case, the output to be obtained is MO 3 , and the two inputs MI ia and MI ia + 1 extracted by the matrix unit 520 are MI 1 and MI 2 , respectively, from the characteristics of the mapping F 12 . Then, these interpolators 531 to 53N output these 2
The linear interpolation of two inputs is performed. In this case, since α = g (a) − [g (a)] = 1.5−1 = 0.5, MO 3 = MI 1 +0.5 (MI 2 −MI 1 ), and the desired output is obtained.
【0188】以上のように、第8の実施形態では、分析
用フィルタバンク200および合成用フィルタバンク6
00において、不要な演算処理を省略したのと等価な処
理を実現することができ、しかも、IDFT器260に
は、よく知られている高速フーリエ変換アルゴリズムが
適用できるので、演算量を大幅に低減して少ない演算量
で信号の分析および合成を行うことができる。また、マ
ッピング器500においては、マッピングによって、分
析用フィルタバンク200からの出力と合成用フィルタ
バンク600への入力との接続関係を設定することで、
入力信号の周波数成分のそれぞれを、異なる周波数成分
に容易に変換することができる。これらの動作におい
て、入力信号は、時間軸方向に圧縮も伸長もされること
なしに処理されるので、時間長を変えることなしに信号
の周波数変換を行うことが可能となる。As described above, in the eighth embodiment, the analysis filter bank 200 and the synthesis filter bank 6
00, it is possible to realize processing equivalent to omitting unnecessary calculation processing, and furthermore, a well-known fast Fourier transform algorithm can be applied to the IDFT unit 260, so that the calculation amount is greatly reduced. Thus, signal analysis and synthesis can be performed with a small amount of calculation. In the mapper 500, by setting the connection relationship between the output from the analysis filter bank 200 and the input to the synthesis filter bank 600 by mapping,
Each of the frequency components of the input signal can be easily converted to different frequency components. In these operations, since the input signal is processed without being compressed or expanded in the time axis direction, it is possible to perform signal frequency conversion without changing the time length.
【0189】なお、第6の実施形態と同様の理由によ
り、本実施形態は、上記の構成に限定されるものではな
く、数学的な数式変形に基づく他の様々な構成をとって
も構わない。また、マッピング器500の特性の例を1
次関数で表現したが、1次関数に限定されるものではな
い。さらに、補間器531〜53Nにおける補間を1次
補間としたが、必要とされる出力品質に応じて補間の省
略または高次の補間を選択できることは言うまでもな
い。また、マッピング器の特性を時間に依存して動的に
変化させることによって、入力信号の周波数成分のそれ
ぞれを、異なる周波数成分に変換することができるのは
いうまでもない。そして、異なる周波数成分に変換する
際どの周波数成分に変換するかを、時間的に変化させて
もよい。Note that, for the same reason as in the sixth embodiment, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, and may adopt various other configurations based on mathematical mathematical transformations. Further, an example of the characteristic of the mapping device 500 is 1
Although expressed by the following function, it is not limited to the linear function. Furthermore, although the interpolation in the interpolators 531 to 53N is the primary interpolation, it goes without saying that the interpolation can be omitted or a higher-order interpolation can be selected according to the required output quality. Also, it is needless to say that each of the frequency components of the input signal can be converted into different frequency components by dynamically changing the characteristics of the mapper depending on time. Then, when converting to a different frequency component, the frequency component to be converted may be temporally changed.
【0190】(第9の実施形態)本発明の第9の実施形
態に係る信号加工装置である信号分析合成装置の構成
は、図14に示されている。図14に示すように、この
信号分析合成装置は、第6の入力端子110と、第3の
入力端子131〜13Nと、分析用フィルタバンク20
0と、可変振幅調整器900と、合成用フィルタバンク
600と、出力端子700とを備えている。なお、図1
4において、図6に示す第8の実施形態における構成要
素と同じ構成要素には同一の参照符号を付す。(Ninth Embodiment) The configuration of a signal analysis / synthesis apparatus which is a signal processing apparatus according to a ninth embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 14, this signal analysis / synthesis apparatus includes a sixth input terminal 110, third input terminals 131 to 13N, and an analysis filter bank 20.
0, a variable amplitude adjuster 900, a synthesis filter bank 600, and an output terminal 700. FIG.
In FIG. 4, the same components as those in the eighth embodiment shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
【0191】以下、図14を参照して本発明の第9の実
施形態に係る信号分析合成装置の動作を説明する。な
お、第8の実施形態との構成の相違点は、マッピング器
500の代わりに可変振幅調整器900と振幅調整値を
入力するための第3の入力端子131〜13Nを備える
点のみであるので、それ以外の構成の動作についての詳
しい説明は省略する。Hereinafter, the operation of the signal analysis / synthesis apparatus according to the ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The only difference from the eighth embodiment is that a variable amplitude adjuster 900 and third input terminals 131 to 13N for inputting amplitude adjustment values are provided instead of the mapper 500. Detailed description of the operation of the other components is omitted.
【0192】分析すべき信号は、サンプリング周期Tで
サンプリングされた信号であって、入力端子110を介
して分析用フィルタバンク200に入力される。振幅調
整値は、第3の入力端子131〜13Nを介して可変振
幅調整器900に入力される。分析用フィルタバンク2
00は、入力信号から各狭帯域毎に信号を抽出する。可
変振幅調整器900は、入力される振幅調整値に基づい
て、各狭帯域の信号をそれぞれ振幅調整する。合成用フ
ィルタバンク600は、振幅調整された各狭帯域の信号
を合成し、合成された信号は出力端子700を介して信
号分析合成装置から出力される。The signal to be analyzed is a signal sampled at the sampling period T, and is input to the analysis filter bank 200 via the input terminal 110. The amplitude adjustment value is input to the variable amplitude adjuster 900 via the third input terminals 131 to 13N. Analysis filter bank 2
00 extracts a signal for each narrow band from the input signal. The variable amplitude adjuster 900 adjusts the amplitude of each narrowband signal based on the input amplitude adjustment value. The synthesis filter bank 600 synthesizes the narrow-band signals whose amplitudes have been adjusted, and the synthesized signal is output from the signal analysis and synthesis device via the output terminal 700.
【0193】以下、可変振幅調整器900についてより
詳しく説明する。本発明の第9の実施形態における可変
振幅調整器900の構成は、図15に示されている。図
15に示すように、この可変振幅調整器900は、第1
の入力端子511〜51Nと、第3の入力端子911〜
91Nと、振幅演算器921〜92Nと、出力端子54
1〜54Nとを備えている。なお、図15において、図
11に示すマッピング器500における構成要素と同じ
構成要素には同一の参照符号を付す。Hereinafter, the variable amplitude adjuster 900 will be described in more detail. The configuration of the variable amplitude adjuster 900 according to the ninth embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 15, the variable amplitude adjuster 900 includes a first
Input terminals 511-51N and a third input terminal 911-
91N, amplitude calculators 921 to 92N, and output terminal 54
1 to 54N. In FIG. 15, the same components as those of the mapping device 500 shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.
【0194】次に、図15を参照して、可変振幅調整器
900の動作を説明する。図15に示すように、分析用
フィルタバンク200から出力された各狭帯域の信号
は、第1の入力端子511〜51Nを介して振幅演算器
921〜92Nにそれぞれ入力される。同様に、第3の
入力端子131〜13Nを介して入力された振幅調整値
も、第3の入力端子911〜91Nを介して振幅演算器
921〜92Nにそれぞれ入力される。振幅演算器92
1〜92Nのそれぞれは、振幅調整値に基づき、第1の
入力端子511〜51Nをそれぞれ介して入力された信
号の振幅を変更する。それぞれ振幅を変更された信号
は、出力端子541〜54Nを介して可変振幅調整器9
00から出力される。Next, the operation of the variable amplitude adjuster 900 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 15, the narrowband signals output from the analysis filter bank 200 are input to amplitude calculators 921 to 92N via first input terminals 511 to 51N, respectively. Similarly, the amplitude adjustment values input via the third input terminals 131 to 13N are also input to the amplitude calculators 921 to 92N via the third input terminals 911 to 91N, respectively. Amplitude calculator 92
Each of 1 to 92N changes the amplitude of the signal input via the first input terminal 511 to 51N based on the amplitude adjustment value. The signals whose amplitudes have been changed are output to the variable amplitude adjusters 9 through output terminals 541 to 54N.
Output from 00.
【0195】このようにして、本実施形態は、振幅調整
値を設定することによって入力信号の振幅を狭帯域毎に
任意に変更することができるグラフィックイコライザと
して動作する。In this way, the present embodiment operates as a graphic equalizer that can arbitrarily change the amplitude of an input signal for each narrow band by setting an amplitude adjustment value.
【0196】以上のように、第9の実施形態では、分析
用フィルタバンク200および合成用フィルタバンク6
00において、不要な演算処理を省略したのと等価な処
理を実現することができ、しかも、IDFT器260に
は、よく知られている高速フーリエ変換アルゴリズムが
適用できるので、演算量を大幅に低減して少ない演算量
で信号の分析および合成を行うことができる。As described above, in the ninth embodiment, the analysis filter bank 200 and the synthesis filter bank 6
00, it is possible to realize processing equivalent to omitting unnecessary calculation processing, and furthermore, a well-known fast Fourier transform algorithm can be applied to the IDFT unit 260, so that the calculation amount is greatly reduced. Thus, signal analysis and synthesis can be performed with a small amount of calculation.
【0197】さらに、本実施形態でも、第8の実施形態
と同様に、分析用フィルタバンク200の出力および合
成用フィルタバンク600の入力が、その帯域に関わら
ず全て標本化周波数2fB のベースバンドで表現されて
いる。よって、振幅演算器921〜92Nで処理する時
点でのサンプリング周波数は、分析される信号のサンプ
リング周波数に対して1/Nに減少しているので、非常
に少ない演算量でグラフィックイコライザの処理を実現
することができる。[0197] Further, also in this embodiment, like the eighth embodiment, the output and input of the synthesis filter bank 600 of the analysis filterbank 200, the baseband of all regardless of the band sampling frequency 2f B Is represented by Therefore, since the sampling frequency at the time of processing by the amplitude calculators 921 to 92N is reduced to 1 / N with respect to the sampling frequency of the signal to be analyzed, the graphic equalizer processing is realized with a very small amount of calculation. can do.
【0198】なお、第6の実施形態と同様に、本実施形
態は、上記の構成に限定されるものではなく、数学的な
数式変形に基づく他の様々な構成をとっても構わない。Note that, like the sixth embodiment, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, and may adopt various other configurations based on mathematical mathematical transformations.
【図1】本発明の第1の実施形態に係る信号分析装置の
構成を示すブロック図(第6の実施形態にも援用)。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a signal analyzer according to a first embodiment of the present invention (also used in a sixth embodiment).
【図2】本発明の第1の実施形態における分析用フィル
タバンクの構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an analysis filter bank according to the first embodiment of the present invention.
【図3】BPFから出力される各狭帯域の信号の周波数
スペクトルの一例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of each narrow-band signal output from a BPF.
【図4】BPFから出力される各狭帯域の信号を間引い
た後の周波数スペクトルの一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a frequency spectrum after thinning out each narrow-band signal output from the BPF.
【図5】本発明の第2の実施形態に係る信号分析装置の
構成を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a signal analyzer according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施形態に係る信号分析合成装
置の構成を示すブロック図(第8の実施形態にも援
用)。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a signal analysis / synthesis device according to a third embodiment of the present invention (also used in the eighth embodiment).
【図7】本発明の第3の実施形態における合成用フィル
タバンクの構成を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a synthesis filter bank according to a third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施形態において合成用フィル
タバンクに入力される各狭帯域の信号の周波数スペクト
ルの一例を示す図。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of each narrowband signal input to a synthesis filter bank according to the third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第3の実施形態において合成用フィル
タバンクに入力される各狭帯域の信号のうち奇数番号の
付された帯域の信号のスペクトルだけを反転させた場合
の周波数スペクトルの一例を示す図。FIG. 9 is an example of a frequency spectrum when only the spectrum of a signal of an odd-numbered band among the narrow-band signals input to the synthesis filter bank is inverted in the third embodiment of the present invention. FIG.
【図10】本発明の第3の実施形態におけるマッピング
器の特性の一例を示す図(第8の実施形態にも援用)。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a characteristic of a mapper according to the third embodiment of the present invention (also used in the eighth embodiment).
【図11】本発明の第3の実施形態におけるマッピング
器の構成を示すブロック図(第8の実施形態にも援
用)。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a mapping device according to a third embodiment of the present invention (also used in the eighth embodiment).
【図12】本発明の第4の実施形態に係る信号分析合成
装置の構成を示すブロック図。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a signal analysis and synthesis device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第4の実施形態における可変マッピ
ング器の構成を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a variable mapper according to a fourth embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第5の実施形態に係る信号分析合成
装置の構成を示すブロック図(第9の実施形態にも援
用)。FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a signal analysis / synthesis device according to a fifth embodiment of the present invention (also used in the ninth embodiment).
【図15】本発明の第5の実施形態における可変振幅調
整器の構成を示すブロック図(第9の実施形態にも援
用)。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a variable amplitude adjuster according to a fifth embodiment of the present invention (also used in the ninth embodiment).
【図16】本発明の第6の実施形態における分析用フィ
ルタバンクの構成を示すブロック図。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an analysis filter bank according to a sixth embodiment of the present invention.
【図17】BPFから出力される各狭帯域の信号の周波
数スペクトルの別の一例を示す図。FIG. 17 is a diagram showing another example of the frequency spectrum of each narrow-band signal output from the BPF.
【図18】BPFから出力される各狭帯域の信号を間引
いた後の周波数スペクトルの別の一例を示す図。FIG. 18 is a diagram showing another example of the frequency spectrum after thinning out each narrow band signal output from the BPF.
【図19】本発明の第8の実施形態における合成用フィ
ルタバンクの構成を示すブロック図。FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a synthesis filter bank according to an eighth embodiment of the present invention.
【図20】本発明の第8の実施形態において合成用フィ
ルタバンクに入力される各狭帯域の信号の周波数スペク
トルの一例を示す図。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of each narrow-band signal input to the synthesis filter bank in the eighth embodiment of the present invention.
【図21】本発明の第8の実施形態において合成用フィ
ルタバンクに入力される各狭帯域の信号のうち奇数番号
の付された帯域の信号のスペクトルだけを反転させた場
合の周波数スペクトルの一例を示す図。FIG. 21 shows an example of a frequency spectrum when only the spectrum of a signal of an odd-numbered band among the narrow-band signals input to the synthesis filter bank is inverted in the eighth embodiment of the present invention. FIG.
【図22】従来の信号分析装置の構成を示すブロック
図。FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a conventional signal analyzer.
110 …入力端子 120 …第2の入力端子 131〜13N…第3の入力端子 200 …分析用フィルタバンク 210 …入力端子 220 …切換器 231〜23N…遅延器 241〜24N…フィルタ 251〜25N、251’〜25N’…乗算器 260 …離散的逆フーリエ変換器 272〜27N…スペクトル反転器 281〜28N…出力端子 311〜31N…2乗平均器 321〜32N…位相検出器 401〜40N…出力端子 500 …マッピング器 511〜51N…入力端子 520 …マトリックス器 531〜53N…補間器 541〜54N…出力端子 600 …合成用フィルタバンク 611〜61N…入力端子 620 …切換器 630 …出力端子 700 …出力端子 800 …可変マッピング器 810 …第2の入力端子 820 …可変マトリックス器 900 …可変振幅調整器 911〜91N…第3の入力端子 921〜92N…振幅演算器 110 input terminal 120 second input terminal 131-13N third input terminal 200 analysis filter bank 210 input terminal 220 switch 231-23N delay unit 241-24N filter 251-25N, 251 '~ 25N' ... Multiplier 260 ... Discrete Inverse Fourier Transformer 272-27N ... Spectrum Inverter 281-28N ... Output Terminals 31-31N ... Square Meaner 321-32N ... Phase Detector 401-40N ... Output Terminal 500 ... Mapper 511-51N ... Input terminal 520 ... Matrix device 531-53N ... Interpolator 541-54N ... Output terminal 600 ... Synthesis filter bank 611-61N ... Input terminal 620 ... Switcher 630 ... Output terminal 700 ... Output terminal 800 ... variable mapping device 810 ... second input terminal 820 Variable matrix 900 ... variable amplitude adjuster 911~91N ... third input terminal 921~92N ... amplitude calculator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03M 7/30 G10L 7/04 E 7/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H03M 7/30 G10L 7/04 E 7/06
Claims (22)
グされた入力信号の周波数帯域を所定個数Nの狭帯域に
分割し、当該入力信号における各狭帯域の成分にそれぞ
れが相当するN個の狭帯域信号を生成する帯域分割用フ
ィルタ回路であって、 それぞれに供給された信号を予め決められた遅延量だけ
それぞれ遅延させる0番目からN−1番目までのN個の
遅延器と、 前記入力信号を受け取って0番目からN−1番目までの
前記遅延器のうちから選択される1つの遅延器に供給
し、かつ、選択される当該遅延器を0番目からN−1番
目までの前記遅延器の間で前記入力信号の各サンプル値
毎に巡回的に切り換える切換器と、 0番目からN−1番目までの前記遅延器から出力される
遅延後の信号がそれぞれ通過する0番目からN−1番目
までのN個のディジタルフィルタと、 0番目からN−1番目までの前記ディジタルフィルタを
通過した後の信号に対し、予め決められた定数をそれぞ
れ乗算する0番目からN−1番目までのN個の乗算器
と、 0番目からN−1番目までの前記乗算器からそれぞれ出
力される乗算後の0番目からN−1番目までの信号に対
してN点の離散的逆フーリエ変換を行う離散的逆フーリ
エ変換器と、を備え、 前記離散的逆フーリエ変換により得られる0番目からN
−1番目までのN個の信号をN個の前記狭帯域信号とし
て出力することを特徴とする帯域分割用フィルタ回路。1. A frequency band of an input signal sampled at a predetermined sampling period T is divided into a predetermined number N of narrow bands, and N narrow band signals corresponding to respective narrow band components in the input signal. And a N-th to N-th delay units for respectively delaying the supplied signals by a predetermined delay amount, and receiving the input signal. And one of the 0-th to N-1th delay units is selected, and the selected delay unit is connected between the 0-th and N-1th delay units. And a switch for cyclically switching for each sample value of the input signal, and from the 0th to the N-1th through which the delayed signals output from the 0th to the N-1th delays respectively pass of N digital filters and N-th to N-th N multiplications for multiplying signals after passing through the 0th to N-1th digital filters by predetermined constants, respectively Inverse Fourier performing N points of discrete inverse Fourier transforms on the multiplied 0th to N-1th signals output from the 0th to N-1th multipliers, respectively A zero to N obtained by the discrete inverse Fourier transform.
A band division filter circuit for outputting N signals up to the first number as N narrow band signals.
れる前記離散的逆フーリエ変換後の0番目からN−1番
目までのN個の信号のうち奇数番目の信号に対し1サン
プル飛びに「−1」を乗算するスペクトル反転器を更に
備え、 前記離散的逆フーリエ変換器から出力された偶数番目の
信号と前記スペクトル反転器によって1サンプル飛びに
「−1」が乗算された後の奇数番目の信号とからなるN
個の信号を、N個の前記狭帯域信号として出力すること
を特徴とする、請求項1に記載の帯域分割用フィルタ回
路。2. An odd-numbered signal among the 0-th to (N-1) -th N signals after the discrete inverse Fourier transform output from the discrete inverse Fourier transformer, is sampled one sample at a time. Further comprising a spectrum inverter for multiplying by "-1", and an even-numbered signal output from the discrete inverse Fourier transformer and an odd-numbered signal after being multiplied by "-1" every other sample by the spectrum inverter. N consisting of
2. The filter circuit for band division according to claim 1, wherein N signals are output as N narrow band signals.
く、 N個の前記遅延器のうちi番目の遅延器による遅延量
は、当該遅延量を前記サンプリング周期Tに相当する単
位遅延演算子z-1を用いて表現するものとすると、i=
0のときにはz-0であって、1≦i≦N−1のときには
z-(N-i)であり、 前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2の周波数
からfB /2の周波数までを通過域とする帯域通過型の
ディジタルフィルタの特性を 【数1】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−jzN)iで表現される特性を有し、 iを0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番
目の前記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを
通過した信号に対し前記定数としてe-j[iπ/( 2N)] を
乗算することを特徴とする、請求項1または2に記載の
帯域分割用フィルタ回路。3. The bandwidths of the N narrow bands are all equal, and the delay amount of the i-th delay unit among the N delay units is calculated by a unit delay operation corresponding to the sampling period T. If it is expressed using the child z −1 , i =
When it is 0 , it is z- 0 , and when 1 ≦ i ≦ N−1, it is z− (Ni). The bandwidth of each narrow band is f B, and the frequency of −f B / 2 is f B / The characteristics of a band-pass type digital filter having a pass band up to the frequency of 2 are given by And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
H i (z) = H (−jz N ) i , where i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier is the i-th multiplier. 3. The band dividing filter circuit according to claim 1, wherein the signal that has passed through the digital filter is multiplied by e -j [i π / ( 2N)] as the constant.
く、 N個の前記遅延器のうちi番目の遅延器による遅延量
は、当該遅延量を前記サンプリング周期Tに相当する単
位遅延演算子z-1を用いて表現するものとすると、i=
0のときにはz-0であって、1≦i≦N−1のときには
z-(N-i)であり、 前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2の周波数
からfB /2の周波数までを通過域とする帯域通過型の
ディジタルフィルタの特性を 【数2】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−zN)iで表現される特性を有し、 iを0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番
目の前記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを
通過した信号に対し前記定数としてe-j[iπ/N ] を乗算
することを特徴とする、請求項1または2に記載の帯域
分割用フィルタ回路。4. The bandwidths of the N narrow bands are all equal, and the delay amount of the i-th delay unit among the N delay units is calculated by a unit delay calculation corresponding to the sampling period T. If it is expressed using the child z −1 , i =
When it is 0 , it is z- 0 , and when 1 ≦ i ≦ N−1, it is z− (Ni). The bandwidth of each narrow band is f B, and the frequency of −f B / 2 is f B / The characteristics of a band-pass digital filter having a pass band up to the frequency 2 are given by And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
H i (z) = H (−z N ) i , where i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier is the i-th multiplier. characterized by multiplying e -j [i π / N] as the constant to the signal that has passed through the digital filter, band dividing filter circuit according to claim 1 or 2.
グされた入力信号に対して周波数分析を行う信号分析装
置であって、 前記入力信号を受け取る請求項1ないし3のいずれか1
項に記載の帯域分割用フィルタ回路と、 前記帯域分割用フィルタ回路から出力されるN個の狭帯
域信号のそれぞれの値の実数部と虚数部との2乗平均値
をそれぞれが出力するN個の2乗平均器と、を備えるこ
とを特徴とする信号分析装置。5. A signal analyzer for performing frequency analysis on an input signal sampled at a predetermined sampling period T, and receiving the input signal.
The band dividing filter circuit described in the paragraph, and N pieces of numbers each outputting a mean square value of a real part and an imaginary part of each value of the N narrow band signals output from the band dividing filter circuit And a root mean square.
グされた入力信号に対して周波数分析を行う信号分析装
置であって、 前記入力信号を受け取る請求項1ないし3のいずれか1
項に記載の帯域分割用フィルタ回路と、 前記帯域分割用フィルタ回路から出力されるN個の前記
狭帯域信号のそれぞれの値の実数部Rと虚数部Iとの比
I/Rの逆正接を示す値をそれぞれが出力するN個の位
相検出器と、を備えることを特徴とする信号分析装置。6. A signal analyzer for performing frequency analysis on an input signal sampled at a predetermined sampling period T, and receiving the input signal.
And the inverse tangent of the ratio I / R of the real part R and the imaginary part I of each of the N narrowband signals output from the band dividing filter circuit. A signal analyzer comprising: N phase detectors each outputting a value indicated by the signal analyzer.
グされた入力信号に対して周波数分析を行う信号分析装
置であって、 前記入力信号を受け取る請求項4に記載の帯域分割用フ
ィルタ回路と、 前記帯域分割用フィルタ回路から出力されるN個の狭帯
域信号のそれぞれの値の実数部と虚数部との2乗平均値
をそれぞれが出力するN個の2乗平均器と、を備えるこ
とを特徴とする信号分析装置。7. A signal analyzing apparatus for performing frequency analysis on an input signal sampled at a predetermined sampling period T, wherein the filter circuit for band division according to claim 4, which receives the input signal, N number of mean squarers each outputting a mean square value of a real part and an imaginary part of each value of the N narrow band signals output from the dividing filter circuit. Signal analyzer.
グされた入力信号に対して周波数分析を行う信号分析装
置であって、 前記入力信号を受け取る請求項4に記載の帯域分割用フ
ィルタ回路と、 前記帯域分割用フィルタ回路から出力されるN個の前記
狭帯域信号のそれぞれの値の実数部Rと虚数部Iとの比
I/Rの逆正接を示す値をそれぞれが出力するN個の位
相検出器と、を備えることを特徴とする信号分析装置。8. A signal analysis device for performing frequency analysis on an input signal sampled at a predetermined sampling period T, wherein the filter circuit for band division according to claim 4, wherein the input signal is received. N phase detectors each outputting a value indicating an arctangent of a ratio I / R of a real part R and an imaginary part I of each of the N narrowband signals output from the dividing filter circuit. And a signal analyzer.
グされた入力信号に特定の変化を与えることにより当該
入力信号の変形信号を生成する信号加工装置であって、 前記入力信号の周波数帯域を所定個数Nの狭帯域に等分
割し、前記入力信号における各狭帯域の成分にそれぞれ
が相当する0番目からN−1番目までのN個の狭帯域信
号であって前記入力信号のサンプリング周期TのN倍の
サンプリング周期を有するN個の狭帯域信号を前記入力
信号から生成する帯域分割用フィルタ回路と、 0番目からN−1番目までのN個の入力点と0番目から
N−1番目までのN個の出力点とを有し、0番目からN
−1番目までの前記狭帯域信号を0番目からN−1番目
までの前記入力点にてそれぞれ受け取り、各出力点か
ら、所定の写像によって当該各出力点に対応付けられる
入力点にて受け取った前記狭帯域信号を出力するマッピ
ング器と、 前記マッピング器における0番目からN−1番目までの
前記出力点から出力される信号を0番目からN−1番目
までの前記狭帯域信号にそれぞれ相当するものと見なし
て合成することにより、前記入力信号の変形信号を生成
する合成用フィルタ回路と、を備えることを特徴とする
信号加工装置。9. A signal processing apparatus for generating a modified signal of an input signal by giving a specific change to an input signal sampled at a predetermined sampling period T, wherein the frequency band of the input signal is set to a predetermined number N And N equal to the N-1th narrowband signal corresponding to each narrowband component of the input signal, and N times the sampling period T of the input signal. A band dividing filter circuit for generating N narrow-band signals having the sampling period of N from the input signal; N input points from 0th to N-1th and Nth from 0th to N-1th Number of output points, and from the 0th to N
The -1st narrowband signal is received at each of the 0th to N-1th input points, and is received from each output point at an input point corresponding to each output point by a predetermined mapping. A mapper that outputs the narrowband signal, and signals output from the 0th to N−1th output points in the mapper correspond to the 0th to N−1th narrowband signals, respectively. A signal processing apparatus comprising: a synthesis filter circuit that generates a modified signal of the input signal by synthesizing the input signal.
す整数yを含む所定の集合を定義域とし実数からなる所
定の集合を値域とする関数g(y)で前記写像を表現する
ものとすると、j番目の前記出力点から出力すべき信号
を、0番目からN−1番目までの前記入力点のうち実数
g(j)の近傍の整数に対応する複数の入力点にて受け取
った複数の前記狭帯域信号と当該実数g(j)とに基づく
補間により生成することを特徴とする、請求項9に記載
の信号加工装置。10. The mapping unit may express the mapping by a function g (y) having a predetermined set including an integer y indicating the output point as a domain and a predetermined set of real numbers as a range. , A plurality of signals to be output from the j-th output point at a plurality of input points corresponding to integers near a real number g (j) among the 0-th to (N−1) -th input points. The signal processing apparatus according to claim 9, wherein the signal processing apparatus generates the signal by interpolation based on the narrowband signal and the real number g (j).
力点から出力すべき信号MOj を、下記の式で表現され
る線形補間により生成することを特徴とする、請求項1
0に記載の信号加工装置: MOj=MIi+α・(MIi+1−MIi) i=[g(j)] α={g(j)−[g(j)]} ここで、 jは、0≦j≦N−1を満たす整数であり、 x=g(y)は、前記マッピング器における前記写像を定
義する関数であって0≦y≦N−1なる全ての整数yを
含む集合を定義域とし0≦x<N−1なる実数xのみを
含む集合を値域とする関数であり、 [g(j)]は、g(j)を越えない最大の整数であり、 MIi は、前記マッピング器におけるi番目の入力点に
て受け取られるi番目の前記狭帯域信号である。11. The apparatus according to claim 1, wherein the mapper generates a signal MO j to be output from the j-th output point by linear interpolation represented by the following equation.
0: MO j = MI i + α · (MI i + 1 −MI i ) i = [g (j)] α = {g (j) − [g (j)]} where j is an integer satisfying 0 ≦ j ≦ N−1, and x = g (y) is a function defining the mapping in the mapper, and represents all integers y satisfying 0 ≦ y ≦ N−1. Is a function whose range is a set including only real numbers x satisfying 0 ≦ x <N−1, where [g (j)] is the largest integer not exceeding g (j); i is the ith narrowband signal received at the ith input point in the mapper.
から受け取り、 前記マッピング器において前記写像によって与えられる
前記入力点と前記出力点との対応関係は、前記時間情報
に基づき時間の経過にしたがって変化することを特徴と
する、請求項9に記載の信号加工装置。12. The mapping device receives time information from the outside, and the correspondence between the input point and the output point given by the mapping in the mapping device changes with the passage of time based on the time information. The signal processing device according to claim 9, wherein the signal processing is performed.
す整数yと前記時間情報によって示される値tとの対か
らなる所定の集合を定義域とし実数からなる所定の集合
を値域とする関数g(y,t)で前記写像を表現するもの
とすると、j番目の前記出力点から出力すべき信号を、
0番目からN−1番目までの前記入力点のうち実数g
(j,t)の近傍の整数に対応する複数の入力点にて受け
取った複数の前記狭帯域信号と当該実数g(j,t)とに
基づく補間により生成することを特徴とする、請求項1
2に記載の信号加工装置。13. The function g, wherein the mapper defines a predetermined set of pairs of an integer y indicating the output point and a value t indicated by the time information as a domain and a predetermined set of real numbers as a range. Assuming that the mapping is represented by (y, t), a signal to be output from the j-th output point is
Real number g among the 0th to N-1st input points
The signal is generated by interpolation based on a plurality of the narrowband signals received at a plurality of input points corresponding to integers near (j, t) and the real number g (j, t). 1
3. The signal processing device according to 2.
力点から出力すべき信号MOj を、下記の式で表現され
る線形補間により生成することを特徴とする、請求項1
3に記載の信号加工装置: MOj=MIi+α・(MIi+1−MIi) i=[g(j,t)] α={g(j,t)−[g(j,t)]} ここで、 jは、0≦j≦N−1を満たす整数であり、 x=g(y,t)は、前記マッピング器における前記写像
を定義する関数であって0≦y≦N−1なる整数yと前
記時間情報によって示される値tとの対の全てを含む集
合を定義域とし0≦x<N−1なる実数xのみを含む集
合を値域とする関数であり、 [g(j,t)]は、g(j,t)を越えない最大の整数で
あり、 MIi は、前記マッピング器におけるi番目の入力点に
て受け取られるi番目の前記狭帯域信号である。14. The apparatus according to claim 1, wherein the mapper generates a signal MO j to be output from the j-th output point by linear interpolation represented by the following equation.
3. The signal processing device according to 3: MO j = MI i + α · (MI i + 1 −MI i ) i = [g (j, t)] α = {g (j, t) − [g (j, t) Where j is an integer satisfying 0 ≦ j ≦ N−1, and x = g (y, t) is a function defining the mapping in the mapping unit, and 0 ≦ y ≦ N A function that sets a set including all pairs of an integer y of −1 and a value t indicated by the time information as a domain and a set including only a real number x of 0 ≦ x <N−1 as a range, [g (j, t)] is the largest integer not exceeding g (j, t), and MI i is the ith narrowband signal received at the ith input point in the mapper.
ングされた入力信号に特定の変化を与えることにより当
該入力信号の変形信号を生成する信号加工装置であっ
て、 前記入力信号の周波数帯域を所定個数Nの狭帯域に等分
割し、前記入力信号における各狭帯域の成分にそれぞれ
が相当する0番目からN−1番目までのN個の狭帯域信
号であって前記入力信号のサンプリング周期TのN倍の
サンプリング周期を有するN個の狭帯域信号を前記入力
信号から生成する帯域分割用フィルタ回路と、 振幅調整情報を外部から受け取り、当該振幅調整情報に
基づいて0番目からN−1番目までの前記狭帯域信号の
振幅を調整し、振幅の調整された0番目からN−1番目
までの前記狭帯域信号を出力する振幅調整回路と、 前記振幅調整器から出力される0番目からN−1番目ま
での前記狭帯域信号を合成することにより、前記入力信
号の変形信号を生成する合成用フィルタ回路と、を備え
ることを特徴とする信号加工装置。15. A signal processing apparatus for generating a modified signal of an input signal by giving a specific change to an input signal sampled at a predetermined sampling period T, wherein the frequency band of the input signal is set to a predetermined number N And N equal to the N-1th narrowband signal corresponding to each narrowband component of the input signal, and N times the sampling period T of the input signal. A band dividing filter circuit for generating N narrow-band signals having the sampling period from the input signal; and receiving amplitude adjustment information from the outside; An amplitude adjustment circuit that adjusts the amplitude of the narrowband signal and outputs the 0th to N−1th narrowband signals whose amplitude has been adjusted; and an output from the amplitude adjuster. And a synthesis filter circuit for generating a modified signal of the input signal by synthesizing the 0th to N-1th narrowband signals.
N−1番目までの前記狭帯域信号の振幅をそれぞれ調整
する0番目からN−1番目までのN個の振幅調整器を含
み、 前記帯域分割用フィルタ回路から出力される0番目から
N−1番目までの前記狭帯域信号にそれぞれ対応する0
番目からN−1番目までのN個の調整値を前記振幅調整
情報として受け取り、 iを0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番
目の前記振幅調整器は、i番目の前記調整値に基づいて
i番目の前記狭帯域信号の振幅を調整することを特徴と
する、請求項15に記載の信号加工装置。16. The N-th to N-1-th amplitude adjusting circuits respectively adjust the amplitudes of the 0-th to N-1-th narrow-band signals output from the band dividing filter circuit. , Which correspond to the 0th to N−1th narrowband signals output from the band dividing filter circuit.
The Nth to N-1th adjustment values are received as the amplitude adjustment information, and if i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th amplitude adjuster is the i-th amplitude adjuster. 16. The signal processing device according to claim 15, wherein the amplitude of the i-th narrowband signal is adjusted based on the adjustment value.
それぞれ遅延させる0番目からN−1番目までのN個の
遅延器と、 前記入力信号を受け取って0番目からN−1番目までの
前記遅延器のうちから選択される1つの遅延器に供給
し、かつ、選択される当該遅延器を0番目からN−1番
目までの前記遅延器の間で前記入力信号の各サンプル値
毎に巡回的に切り換える切換器と、 0番目からN−1番目までの前記遅延器から出力される
信号がそれぞれ通過する0番目からN−1番目までのN
個のディジタルフィルタと、 0番目からN−1番目までの前記ディジタルフィルタを
通過した後の信号に対し、予め決められた定数をそれぞ
れ乗算する0番目からN−1番目までのN個の乗算器
と、 0番目からN−1番目までの前記乗算器からそれぞれ出
力される乗算後の0番目からN−1番目までの信号に対
してN点の離散的逆フーリエ変換を行い、当該離散的逆
フーリエ変換後の信号である0番目からN−1番目まで
のN個の信号を出力する離散的逆フーリエ変換器と、 前記離散的逆フーリエ変換器から出力されるN個の前記
信号のうち奇数番目の信号に対し1サンプル飛びに「−
1」を乗算するスペクトル反転器と、を含み、 前記離散的逆フーリエ変換器から出力された偶数番目の
信号と前記スペクトル反転器によって1サンプル飛びに
「−1」が乗算された後の奇数番目の信号とからなるN
個の信号を、N個の前記狭帯域信号として出力すること
を特徴とする、請求項9または15に記載の信号加工装
置。17. The band splitting filter circuit includes: 0th to (N-1) th N delayers for respectively delaying supplied signals by a predetermined delay amount; The delay device receives and supplies the selected delay device to one of the 0th to N-1th delay devices, and supplies the selected delay device to the 0th to N-1th delay devices. A switch for cyclically switching between each sample value of the input signal between the 0th and N-1th N-th signals through which signals output from the 0th to N-1th delay devices pass, respectively.
N digital multipliers for multiplying signals after passing through the digital filters from 0 to N-1 by predetermined constants, respectively. And N points of discrete inverse Fourier transform are performed on the multiplied 0th to N−1th signals output from the 0th to N−1th multipliers, respectively. A discrete inverse Fourier transformer for outputting N signals from 0th to (N-1) th which are signals after the Fourier transform; and an odd number among the N signals output from the discrete inverse Fourier transformer For each signal of the 1
A spectrum inverter for multiplying by 1 ”, and an odd-numbered signal obtained by multiplying an even-numbered signal output from the discrete inverse Fourier transformer by“ −1 ”every one sample by the spectrum inverter. N consisting of
The signal processing apparatus according to claim 9, wherein N signals are output as the N narrowband signals.
器による遅延量は、当該遅延量を前記サンプリング周期
Tに相当する単位遅延演算子z-1を用いて表現するもの
とすると、i=0のときにはz-0であって、1≦i≦N
−1のときにはz-(N-i)であり、 前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2の周波数
からfB /2の周波数までを通過域とする帯域通過型の
ディジタルフィルタの特性を 【数3】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−jzN)iで表現される特性を有し、 iを0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番
目の前記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを
通過した信号に対し前記定数としてe-j[iπ/( 2N)] を
乗算することを特徴とする、請求項17に記載の信号加
工装置。18. A delay amount caused by an i-th delay unit among the N delay units is represented by a unit delay operator z −1 corresponding to the sampling period T. When i = 0, z− 0 , and 1 ≦ i ≦ N
When -1 z - a (Ni), wherein the bandwidth of each narrowband and f B, -f B / 2 of the band-pass digital filter to the frequency up to f B / 2 and pass band from a frequency The characteristic of And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
H i (z) = H (−jz N ) i , where i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier is the i-th multiplier. 18. The signal processing apparatus according to claim 17, wherein the signal that has passed through the digital filter is multiplied by e- j [i [ pi ] / ( 2N)] as the constant.
器による遅延量は、当該遅延量を前記サンプリング周期
Tに相当する単位遅延演算子z-1を用いて表現するもの
とすると、i=0のときにはz-0であって、1≦i≦N
−1のときにはz-(N-i)であり、 前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2の周波数
からfB /2の周波数までを通過域とする帯域通過型の
ディジタルフィルタの特性を 【数4】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−zN)iで表現される特性を有し、 iを0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番
目の前記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを
通過した信号に対し前記定数としてe-j[iπ/N ] を乗算
することを特徴とする、請求項17に記載の信号加工装
置。19. A delay amount caused by an i-th delay unit among the N delay units is represented by a unit delay operator z -1 corresponding to the sampling period T. When i = 0, z− 0 , and 1 ≦ i ≦ N
When -1 z - a (Ni), wherein the bandwidth of each narrowband and f B, -f B / 2 of the band-pass digital filter to the frequency up to f B / 2 and pass band from a frequency The characteristic of And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
H i (z) = H (−z N ) i , where i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier is the i-th multiplier. 18. The signal processing apparatus according to claim 17, wherein the signal that has passed through the digital filter is multiplied by e- j [i [ pi ] / N ] as the constant.
れる信号に対し1サンプル飛びに「−1」を乗算するス
ペクトル反転器と、 前記マッピング器における偶数番目の出力点から出力さ
れる信号と前記スペクトル反転器によって1サンプル飛
びに「−1」が乗算された信号とからなるN個の信号に
対してN点の離散的逆フーリエ変換を行い、当該離散的
逆フーリエ変換後の信号である0番目からN−1番目ま
でのN個の信号を出力する離散的逆フーリエ変換器と、 前記離散的逆フーリエ変換器から出力される0番目から
N−1番目までの前記信号に対し、予め決められた定数
をそれぞれ乗算する0番目からN−1番目までのN個の
乗算器と、 0番目からN−1番目までの前記乗算器からそれぞれ出
力される乗算後の0番目からN−1番目までの信号がそ
れぞれ通過する0番目からN−1番目までのN個のディ
ジタルフィルタと、 0番目からN−1番目までの前記ディジタルフィルタの
それぞれを通過した後の信号を予め決められた遅延量だ
けそれぞれ遅延させる0番目からN−1番目までのN個
の遅延器と、 0番目からN−1番目までの前記遅延器のうちから選択
される1つの遅延器から出力された遅延後の信号を前記
入力信号の変形信号として出力し、かつ、選択される当
該遅延器を0番目からN−1番目までの前記遅延器の間
で前記入力信号の各サンプル値毎に巡回的に切り換える
切換器と、を含むことを特徴とする、請求項9または1
5に記載の信号加工装置。20. The synthesis filter circuit, comprising: a spectrum inverter that multiplies a signal output from an odd-numbered output point in the mapping unit by “−1” every one sample; , And N points of discrete inverse Fourier transform are performed on N signals composed of a signal output from the output point and a signal multiplied by “−1” every other sample by the spectrum inverter. A discrete inverse Fourier transformer which outputs N signals from 0th to N-1th which are signals after the inverse inverse Fourier transform, and 0th to N-1 output from the discrete inverse Fourier transformer N-th to N-th multipliers for multiplying the up to N-th signal by a predetermined constant, respectively, N digital filters from 0th to N-1th through which the 0th to N-1th multiplied signals after output are respectively passed; and 0th to N-1th digital filters. Selecting from the 0th to N-1th N delayers for delaying the signal after passing each by a predetermined delay amount, and the 0th to N-1th delayers And outputs the delayed signal output from one of the delay units as a modified signal of the input signal, and sets the selected delay unit between the 0th to N-1th delay units. 10. A switch for cyclically switching for each sample value of the input signal.
6. The signal processing device according to 5.
器による遅延量は、当該遅延量を前記サンプリング周期
Tに相当する単位遅延演算子z-1を用いて表現するもの
とすると、0≦i≦N−1を満たす任意の整数iについ
てz-iであり、 前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2の周波数
からfB /2の周波数までを通過域とする帯域通過型の
ディジタルフィルタの特性を 【数5】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−jzN)iで表現される特性を有し、 iを0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番
目の前記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを
通過した信号に対し前記定数としてe-j[iπ/( 2N)] を
乗算することを特徴とする、請求項20に記載の信号加
工装置。21. A delay amount of an i-th delay unit among the N delay units is represented by a unit delay operator z −1 corresponding to the sampling period T, Z -i for an arbitrary integer i satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, where the bandwidth of each narrow band is f B, and the passband extends from a frequency of −f B / 2 to a frequency of f B / 2. The characteristic of the band-pass digital filter is And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
H i (z) = H (−jz N ) i , where i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier is the i-th multiplier. 21. The signal processing apparatus according to claim 20, wherein the signal that has passed through the digital filter is multiplied by e -j [ iπ / ( 2N)] as the constant.
器による遅延量は、当該遅延量を前記サンプリング周期
Tに相当する単位遅延演算子z-1を用いて表現するもの
とすると、0≦i≦N−1を満たす任意の整数iについ
てz-iであり、 前記各狭帯域の帯域幅をfB とし、−fB /2の周波数
からfB /2の周波数までを通過域とする帯域通過型の
ディジタルフィルタの特性を 【数6】 と表現するものとし、iを0≦i≦N−1を満たす任意
の整数とすると、i番目の前記ディジタルフィルタは、
Hi(z)=H(−zN)iで表現される特性を有し、 iを0≦i≦N−1を満たす任意の整数とすると、i番
目の前記乗算器は、i番目の前記ディジタルフィルタを
通過した信号に対し前記定数としてe-j[iπ/N ] を乗算
することを特徴とする、請求項20に記載の信号加工装
置。22. A delay amount caused by an i-th delay unit among the N delay units is represented by a unit delay operator z −1 corresponding to the sampling period T. Z -i for an arbitrary integer i satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, where the bandwidth of each narrow band is f B, and the passband extends from a frequency of −f B / 2 to a frequency of f B / 2. The characteristic of the band-pass type digital filter is given by And i is any integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th digital filter is
H i (z) = H (−z N ) i , where i is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ i ≦ N−1, the i-th multiplier is the i-th multiplier. 21. The signal processing apparatus according to claim 20, wherein the signal that has passed through the digital filter is multiplied by e- j [i [ pi ] / N ] as the constant.
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2434649A (en) * | 2006-01-28 | 2007-08-01 | Martin Paul Simpson | Signal analyser |
| JP2009522908A (en) * | 2006-01-02 | 2009-06-11 | シッ チェ,ドン | Interference canceling wireless repeater |
| JP2009278175A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Japan Science & Technology Agency | Audio processing device and audio processing method |
| JP5264987B2 (en) * | 2009-02-25 | 2013-08-14 | 三菱電機株式会社 | Receiver |
| US8594343B2 (en) | 2008-05-01 | 2013-11-26 | Japan Science And Technology Agency | Sound processing apparatus and sound processing method |
| JP2018503143A (en) * | 2014-12-24 | 2018-02-01 | イヴ ジャン−ポール ギー レザ、 | Method for processing and analyzing signals and devices implementing such a method |
| WO2024150611A1 (en) * | 2023-01-10 | 2024-07-18 | 株式会社オーディオテクニカ | Digital filter generating method and program |
| JP2024534903A (en) * | 2021-09-03 | 2024-09-26 | アナログ・ディヴァイシス・インターナショナル・アンリミテッド・カンパニー | Apparatus for correcting the frequency response of a current measurement system |
-
2001
- 2001-02-21 JP JP2001045603A patent/JP2001312289A/en active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009522908A (en) * | 2006-01-02 | 2009-06-11 | シッ チェ,ドン | Interference canceling wireless repeater |
| GB2434649A (en) * | 2006-01-28 | 2007-08-01 | Martin Paul Simpson | Signal analyser |
| US8594343B2 (en) | 2008-05-01 | 2013-11-26 | Japan Science And Technology Agency | Sound processing apparatus and sound processing method |
| JP2009278175A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Japan Science & Technology Agency | Audio processing device and audio processing method |
| JP5264987B2 (en) * | 2009-02-25 | 2013-08-14 | 三菱電機株式会社 | Receiver |
| JP2018503143A (en) * | 2014-12-24 | 2018-02-01 | イヴ ジャン−ポール ギー レザ、 | Method for processing and analyzing signals and devices implementing such a method |
| JP2024534903A (en) * | 2021-09-03 | 2024-09-26 | アナログ・ディヴァイシス・インターナショナル・アンリミテッド・カンパニー | Apparatus for correcting the frequency response of a current measurement system |
| JP7748544B2 (en) | 2021-09-03 | 2025-10-02 | アナログ・ディヴァイシス・インターナショナル・アンリミテッド・カンパニー | Apparatus for correcting the frequency response of a current measurement system |
| WO2024150611A1 (en) * | 2023-01-10 | 2024-07-18 | 株式会社オーディオテクニカ | Digital filter generating method and program |
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