JP2017046199A - Filter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルタ技術に関し、特に所望の信号を抽出するフィルタ装置に関する。 The present invention relates to a filter technique, and more particularly to a filter device that extracts a desired signal.
通信装置には、帯域通過フィルタが備えられる。帯域通過フィルタは、高域通過フィルタと低域通過フィルタとをシリアルに接続することによって構成される。また、高域通過フィルタの入力端側に局発信号発生器と周波数混合器とが接続されるとともに、高域通過フィルタの出力端側と低域通過フィルタの入力端側との間にも局発信号発生器と周波数混合器とが接続される(例えば、特許文献1参照)。 The communication device is provided with a band pass filter. The band pass filter is configured by serially connecting a high pass filter and a low pass filter. A local oscillator signal generator and a frequency mixer are connected to the input end side of the high-pass filter, and the station is also connected between the output end side of the high-pass filter and the input end side of the low-pass filter. A signal generator and a frequency mixer are connected (for example, refer to Patent Document 1).
帯域通過フィルタは、物理的に多数の実装部品を必要とする。また、その特性は、物理的な実装部品に応じて固定であるので汎用性が低くなる。 A band pass filter physically requires a large number of mounting components. Moreover, since the characteristic is fixed according to a physical mounting component, versatility is lowered.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、特性を柔軟に変更しながらも、簡易に構成する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for easily configuring the apparatus while flexibly changing characteristics.
上記課題を解決するために、本発明のある態様のフィルタ装置は、並列に接続された複数の第1種フィルタ部と、複数の第1種フィルタ部のそれぞれに接続された選択部と、選択部に接続された第2種フィルタ部とを備える。複数の第1種フィルタ部のそれぞれは、互いに異なった通過帯域を有する。選択部は、複数の第1種フィルタ部のそれぞれを通過した信号から1つを選択し、第2種フィルタ部は、選択部において選択した信号を入力する。 In order to solve the above problems, a filter device according to an aspect of the present invention includes a plurality of first type filter units connected in parallel, a selection unit connected to each of the plurality of first type filter units, and a selection And a second type filter unit connected to the unit. Each of the plurality of first type filter units has a different pass band. The selection unit selects one of the signals that have passed through each of the plurality of first type filter units, and the second type filter unit inputs the signal selected by the selection unit.
本発明の別の態様もまた、フィルタ装置である。この装置は、1つのMCU(Micro Controller Unit)に搭載されたフィルタ装置であって、外部からのアナログ信号を入力し、アナログ信号をデジタル信号に変換するADC部と、ADC部において変換されたデジタル信号に対してフィルタリング処理を実行するフィルタ部と、フィルタ部においてフィルタリング処理が実行されたデジタル信号をアナログ信号に変換して、アナログ信号を外部に出力するDAC部と、を備える。 Another embodiment of the present invention is also a filter device. This device is a filter device mounted on one MCU (Micro Controller Unit), which receives an analog signal from the outside and converts the analog signal into a digital signal, and the digital signal converted in the ADC unit. A filter unit that performs a filtering process on the signal, and a DAC unit that converts the digital signal subjected to the filtering process in the filter unit into an analog signal and outputs the analog signal to the outside.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the expression of the present invention converted between a method, an apparatus, a system, a computer program, or a recording medium recording the computer program are also effective as an aspect of the present invention. is there.
本発明によれば、特性を柔軟に変更しながらも、簡易に構成できる。 According to the present invention, it is possible to simplify the configuration while flexibly changing the characteristics.
本発明の実施例を具体的に説明する前に、実施例の概要を説明する。実施例は、音声通話に使用する周波数フィルタであって、かつ汎用マイクロコンピュータを使用した周波数フィルタに関する。昨今の通信インフラストラクチャの充実に伴って、移動車両においても携帯電話網を使用した通話が当然となっている。これらの通話は雑音の多い環境下で行われることが多く、そのため相手の声を聴きやすくするための技術が必要になる。これまで、例えば、音声ラインに低域通過フィルタが挿入されるとともに、イコライザ機能を備えた専用ICも挿入される。低域通過フィルタは、高域の雑音を低減し、専用ICは、人の声の周波数帯の音量を増幅する。低域通過フィルタでは、ディスクリート部品によって回路が構成される。また、イコライザ機能を使用するためには、その機能を有するICを別途搭載するか、またはイコライザ機能を内蔵したDACを使用する必要がある。これには、システムが高額となったり、基板面積が大きくなったりしてシステムの小型化しにくくなる。また、故障の発生という面でも好ましくない。 Before specifically describing the embodiments of the present invention, an outline of the embodiments will be described. The embodiment relates to a frequency filter used for a voice call and using a general-purpose microcomputer. With the recent enhancement of communication infrastructure, calls using a mobile phone network have become natural in mobile vehicles. These calls are often made in a noisy environment, and therefore a technique is required to make it easier to hear the other party's voice. Up to now, for example, a low-pass filter is inserted into the audio line, and a dedicated IC having an equalizer function is also inserted. The low-pass filter reduces high-frequency noise, and the dedicated IC amplifies the volume of the human voice frequency band. In the low-pass filter, a circuit is constituted by discrete components. Further, in order to use the equalizer function, it is necessary to separately install an IC having the function or to use a DAC with a built-in equalizer function. For this, the system becomes expensive and the substrate area becomes large, and it becomes difficult to reduce the size of the system. Moreover, it is not preferable also in terms of occurrence of failure.
昨今、ADC(Analog to Digital Converter)/DAC(Digital to Analog Converter)を搭載していない汎用マイクロコンピュータが使用される場合は皆無といってもよいが、このすべてのチャネルが使用される場合は必ずしも多くはない。本実施例では、従来技術における価格面および面積面における課題を解決し、発話者の声の特性に応じて動的にフィルタ定数を変更して最適な音量に補正することを目的とする。そのために、本実施例は、従来ディスクリート部品によって実現していた低域通過フィルタ、および専用ICにて実現していたイコライザ機能をMCU(Micro Controller Unit)のADC/DACおよびCPUの演算能力によって実現する。 In recent years, it can be said that there is no case where a general-purpose microcomputer not equipped with an ADC (Analog to Digital Converter) / DAC (Digital to Analog Converter) is used. Not many. An object of the present embodiment is to solve the problems in terms of price and area in the prior art, and to change the filter constant dynamically according to the characteristics of the voice of the speaker to correct the sound volume to the optimum level. For this purpose, the present embodiment realizes the low-pass filter that has been realized by the discrete components and the equalizer function that has been realized by the dedicated IC by the calculation capability of the ADC (DAC) and the CPU of the MCU (Micro Controller Unit). To do.
図1は、本発明の実施例に係る受話装置100の構成を示す。受話装置100は、通信モジュール10、MCU12、アンプ14、スピーカ16を含む。MCU12は、ADC部20、フィルタ部22、DAC部24を含む。
FIG. 1 shows the configuration of a
通信モジュール10は、携帯電話網等の無線通信システムに対応しており、図示しない通信装置との間の通信を実行する。通信モジュール10には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略するが、例えば、通信モジュール10は、受信した信号をアナログ信号としてMCU12に出力する。アナログ信号は、通信装置を使用するユーザが発生した音声信号に相当する。
The
MCU12は、前述の汎用マイクロコンピュータに相当する。MCU12に備えられたインターフェイスの1つがADC部20であり、ADC部20は、通信モジュール10からのアナログ信号を入力する。ADC部20は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号をフィルタ部22に出力する。ここで、ADC部20でのサンプリング周波数は、6.8kHz以上、例えば8.0kHzに設定される。これは、音声信号に使用される周波数帯域が0.3〜3.4kHzであり、さらにサンプリング定理を考慮するためである。また、ADC部20の分解能は、10ビットまたは8ビットに設定される。例えば、IP(Internet Protocol)電話では主に8ビットの量子化が使用されているので、8ビット以上が必要とされる。
The
フィルタ部22は、MCU12に搭載されたフィルタ装置であり、プログラムにより書換可能に構成される。フィルタ部22は、ADC部20からのデジタル信号を入力する。フィルタ部22は、デジタル信号に対してフィルタリング処理を実行する。フィルタリング処理の詳細は後述するが、例えば、高域周波数帯成分を低減し、音声周波数帯成分を増幅する。なお、仮にADC部20のサンプリング周波数を8kHzとした場合、フィルタ部22は、125μsecの周期でフィルタリング処理を実行すべきである。フィルタ部22は、フィルタリング処理が実行されたデジタル信号をDAC部24に出力する。
The
DAC部24は、フィルタ部22から、フィルタリング処理が実行されたデジタル信号を入力する。DAC部24は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号をアンプ14に出力する。そのため、DAC部24も、MCU12に備えられたインターフェイスの1つである。ここで、DAC部24のアップデートレートは、ADC部20と同様に設定される。また、DAC部24の分解能は、8ビットに設定される。
The
アンプ14は、DAC部24からのアナログ信号を入力し、アナログ信号を増幅する。アンプ14は、増幅したアナログ信号をスピーカ16に出力する。スピーカ16は、アンプ14からのアナログ信号を入力し、アナログ信号を音声として出力する。アンプ14、スピーカ16には公知の技術が使用されればよい。
The
図2は、本発明の実施例に係る受話装置100の別の構成を示す。受話装置100は、通信モジュール10、MCU12、アンプ14、スピーカ16、DAC30を含む。ここでの通信モジュール10は、図1の通信モジュール10と同様の処理を実行するが、アナログ信号ではなく、デジタル信号を出力する。デジタル信号の出力先は、DAC30である。DAC30は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号をMCU12に出力する。MCU12、アンプ14、スピーカ16での処理は、図1と同様である。
FIG. 2 shows another configuration of the
図3は、本発明の実施例に係る受話装置100のさらに別の構成を示す。受話装置100は、通信モジュール10、MCU12、アンプ14、スピーカ16、DAC30を含む。MCU12は、ADC部20、フィルタ部22、DAC部24、パケット処理部26を含む。
FIG. 3 shows still another configuration of the
ここでの通信モジュール10において受信される信号は、IP電話に対応した信号である。通信モジュール10は、IPパケットをMCU12に出力する。MCU12のパケット処理部26は、通信モジュール10からのIPパケットを入力する。パケット処理部26は、IPパケットに対する受信処理を実行することによって、IPパケットに含まれた音声信号を抽出する。当該音声信号は、図2におけるデジタル信号に相当する。パケット処理部26は、デジタル信号をDAC30に出力する。DAC30、ADC部20、フィルタ部22、DAC部24、アンプ14、スピーカ16での処理は、図2と同様である。
The signal received by the
図4は、フィルタ部22の構成を示す。フィルタ部22は、第1種フィルタ部40と総称される第1第1種フィルタ部40a、第2第1種フィルタ部40b、第3第1種フィルタ部40c、選択部42、第2種フィルタ部44を含む。
FIG. 4 shows the configuration of the
第1第1種フィルタ部40a、第2第1種フィルタ部40b、第3第1種フィルタ部40cは、並列に接続される。なお、並列に接続される第1種フィルタ部40の数は、「3」に限定されない。各第1種フィルタ部40は、帯域通過フィルタである。ここで、声の周波数が一般的に100〜1000Hzであるとされているが、その中でピークのある周波数は人によって異なる。そのため、ピークとなる周波数の異なった声がいずれかの第1種フィルタ部40で抽出されるように、各第1種フィルタ部40は、互いに異なった通過帯域を有する。ここでは、第1第1種フィルタ部40aから第3第1種フィルタ部40cの通過帯域の違いを説明するために、図5(a)−(g)を使用する。
The first first
図5(a)−(g)は、第1種フィルタ部40の処理概要を示す。図5(a)は、各第1種フィルタ部40に入力されるデジタル信号の周波数特性である。横軸が周波数を示し、縦軸が振幅を示す。図5(b)は、第1第1種フィルタ部40aの周波数特性を示し、図5(c)は、第2第1種フィルタ部40bの周波数特性を示し、図5(d)は、第3第1種フィルタ部40cの周波数特性を示す。図5(b)−図5(d)に示されているように、各第1種フィルタ部40の周波数特性は互いに異なっている。このような各第1種フィルタ部40に図5(a)に示されたデジタル信号が入力される。その結果が、図5(e)−(g)のように示される。図5(e)は、第1第1種フィルタ部40aからの出力信号を示し、図5(f)は、第2第1種フィルタ部40bからの出力信号を示し、図5(g)は、第3第1種フィルタ部40cからの出力信号を示す。各第1種フィルタ部40の周波数特性が異なっているので、各出力信号の振幅も異なる。図4に戻る。
FIGS. 5A to 5G show an outline of processing of the first
各第1種フィルタ部40は、有限インパルス応答(FIR)フィルタで構成される。図6は、第1種フィルタ部40の構成を示す。第1種フィルタ部40は、遅延部50と総称される第1遅延部50a、第2遅延部50b、第3遅延部50c、第N遅延部50n、タップ部52と総称される第1タップ部52a、第2タップ部52b、第3タップ部52c、第4タップ部52d、第N+1タップ部52n+1、加算部54と総称される第1加算部54a、第2加算部54b、第3加算部54c、第N加算部54nを含む。
Each first-
第1種フィルタ部40は、サンプリング周波数と同じ周期で発生するタイマー割り込みにより、デジタル信号を取り込む。複数の遅延部50は、一次元配列に構成され、バレルシフタ状に動作または作用することによって、デジタル信号を遅延させる。また、各タップ部52には、タップ係数が設定される。タップ係数は、図5(b)−図5(d)のいずれかに示した周波数特性を有した帯域通過となるように設定される。各タップ部52は、デジタル信号、あるいは遅延部50において遅延されたデジタル信号を入力し、デジタル信号とタップ係数との乗算を実行する。
The first
加算部54は、タップ部52での乗算結果を加算する。加算部54は、加算結果を図示しない選択部42に出力する。ここで、「N」の段数として、通過させたい周波数により最小段数が決定される。また、段数は、第1種フィルタ部40の機能をソフトウエアプログラムで実現する場合、メモリと演算能力が許す限りにおいて無限である。なお、サンプリング周波数を8kHzとした場合、0.48kHz〜0.8kHzあたりの人の声を抽出するために、例えば、第1種フィルタ部40の「N」は15に設定される。
The adding unit 54 adds the multiplication results from the tap unit 52. The addition unit 54 outputs the addition result to the selection unit 42 (not shown). Here, as the number of stages of “N”, the minimum number of stages is determined according to the frequency to be passed. Further, the number of stages is infinite when the function of the first-
図7は、第1種フィルタ部40のフィルタ特性を示す。横軸が周波数を示し、縦軸が振幅を示す。これは、第1第1種フィルタ部40aからの第3第1種フィルタ部40cのいずれかの周波数特性に相当する。図8は、第1種フィルタ部40の出力特性を示す。図示のごとく、第1種フィルタ部40の周波数特性に合わせて、0.8kHz、2.4kHz、4.0kHzでの振幅が大きくなる。図4に戻る。
FIG. 7 shows the filter characteristics of the first
選択部42は、複数の第1種フィルタ部40のそれぞれに接続され、各第1種フィルタ部40を通過したデジタル信号を入力する。このデジタル信号は、前述の加算結果に相当する。選択部42は、複数の第1種フィルタ部40のそれぞれを通過したデジタル信号から1つを選択する。具体的に説明すると、選択部42は、デジタル信号の振幅の平均値を一定期間にわたって第1種フィルタ部40ごとに計算する。ここで、一定期間は予め設定される。選択部42は、計算した平均値の大きさを比較し、最大の平均値を選択するとともに、最大の平均値となるデジタル信号を出力する第1種フィルタ部40を選択する。
The
なお、振幅の代わりに大きさであってもよく、平均値の代わりに中央値等の別の統計値であってもよく、選択部42はそれらに対しても同様の処理を実行する。選択部42は、選択した第1種フィルタ部40から入力したデジタル信号を第2種フィルタ部44に出力する。このような選択部42における選択は、通話を開始したタイミングだけではなく、通話中も継続的になされてもよい。その際、第1種フィルタ部40が頻繁に切りかわる状況の発生を抑えるために、第1種フィルタ部40にはヒステリシスが設定されてもよい。例えば、選択部42は、1回選択した第1種フィルタ部40からの平均値に所定の値を加算する。選択部42は、選択したデジタル信号を第2種フィルタ部44に出力する。
Note that the magnitude may be used instead of the amplitude, or another statistical value such as a median value may be used instead of the average value, and the
第2種フィルタ部44は、選択部42に接続され、選択部42において選択したデジタル信号を入力する。第2種フィルタ部44は、低域通過フィルタであり、入力したデジタル信号における高域の雑音成分を低減する。このような第2種フィルタ部44は、第1種フィルタ部40と同様に、FIRフィルタで構成される。一方、同様の構成を有しながらも、前述のごとく、第2種フィルタ部44は低域通過フィルタであり、第1種フィルタ部40帯域通過フィルタであるので、第2種フィルタ部44と第1種フィルタ部40は、係数と段数が異なる。
The second
具体的に説明すると、第2種フィルタ部44は、3タップあるいは5タップで構成される。低域通過フィルタの周波数特性が0kHzから減衰させる場合、第1種フィルタ部40は、3タップで構成され、低域通過フィルタの周波数特性が1.2kHzあたりまでゲイン1.0を維持してから減衰させる場合、第1種フィルタ部40は、5タップで構成される。例えば、3タップの場合、タップ係数は(1,2,1)とされ、5タップの場合、タップ係数は(−1,3,8,3,−1)とされる。このように第2種フィルタ部44のタップ数は、複数の第1種フィルタ部40のそれぞれのタップ数よりも小さくされる。
If it demonstrates concretely, the 2nd
図9は、第2種フィルタ部44のフィルタ特性を示す。横軸が周波数を示し、縦軸が振幅を示す。これは、1.2kHzあたりまでゲイン1.0を維持してから減衰させる周波数特性に相当する。図10は、第2種フィルタ部44の出力特性を示す。図示のごとく、人の声に合わせて、0,8kHz近傍での振幅が他よりも大きくなっているので、ユーザにとって聞き取り安音声が出力される。
FIG. 9 shows the filter characteristics of the second
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。 This configuration can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of any computer, and in terms of software, it can be realized by a program loaded in the memory, but here it is realized by their cooperation. Draw functional blocks. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms only by hardware, or by a combination of hardware and software.
以上の構成によるフィルタ部22の動作を説明する。図11は、フィルタ部22によるフィルタリング手順を示すフローチャートである。フィルタ部22は、ADC部20からデジタル信号を取り込む(S10)。複数の第1種フィルタ部40のそれぞれは、FIRフィルタ処理を実行する(S12)。選択部42は、複数の第1種フィルタ部40の中から最適フィルタを判定する(S14)。第2種フィルタ部44は、FIRフィルタ処理を実行する(S16)。第2種フィルタ部44は、DAC部24にデジタル信号を出力する(S18)。
The operation of the
本実施例によれば、複数の第1種フィルタ部のうちの1つを選択するので、さまざまな特性の声に合わせたフィルタを使用できる。また、さまざまな特性の声に合わせたフィルタを使用するので、所望の成分を抽出できる。また、第1種フィルタ部の後部に第2フィルタ部を配置するので、雑音成分を低減できる。また、雑音成分が低減されるので、音声の品質を向上できる。また、2つのタイプのフィルタを組み合わせるので、帯域通過フィルタで声の成分を抽出し、低域通過フィルタで雑音の成分を抽出できる。また、2つのタイプのフィルタを組み合わせるだけなので、簡易に構成できる。 According to the present embodiment, since one of the plurality of first type filter units is selected, it is possible to use filters adapted to voices having various characteristics. In addition, since a filter matched to voices with various characteristics is used, a desired component can be extracted. Further, since the second filter unit is disposed at the rear of the first type filter unit, the noise component can be reduced. In addition, since the noise component is reduced, the quality of voice can be improved. Further, since the two types of filters are combined, the voice component can be extracted by the band pass filter, and the noise component can be extracted by the low pass filter. Further, since only two types of filters are combined, the configuration can be simplified.
また、複数の第1種フィルタ部のそれぞれが互いに異なった周波数特性を有するので、さまざまな声の特性に適応できる。また、複数の第1種フィルタ部のそれぞれのタップ数よりも第2種フィルタ部のタップ数を小さくするので、演算量を低減できる。また、複数の第1種フィルタ部のそれぞれのタップ数よりも第2種フィルタ部のタップ数を小さくするので、プログラムの規模を低減できる。また、複数の第1種フィルタ部のそれぞれのタップ数よりも第2種フィルタ部のタップ数を小さくするので、メモリ量を低減できる。 In addition, since each of the plurality of first type filter units has different frequency characteristics, it can be adapted to various voice characteristics. Further, since the number of taps of the second type filter unit is made smaller than the number of taps of the plurality of first type filter units, the amount of calculation can be reduced. Further, since the number of taps of the second type filter unit is made smaller than the number of taps of the plurality of first type filter units, the scale of the program can be reduced. Moreover, since the number of taps of the second type filter unit is made smaller than the number of taps of each of the plurality of first type filter units, the amount of memory can be reduced.
また、ADC部とDAC部とを備えたMCUにフィルタ装置を実装するので、フィルタ装置をソフトウエアプログラムによって構成できる。また、フィルタ装置がソフトウエアプログラムによって構成されるので、フィルタの構成の変更を柔軟に実行できる。また、フィルタ装置がソフトウエアプログラムによって構成されるので、後の書換を可能にできる。また、後の書換が可能になるので、フィルタの試作を容易に実行できる。また、後の書換が可能になるので、フィルタのバージョンアップを容易に実行できる。またADC部とDAC部とがMCUに備えられるので、MCUが故障するまで使用できる。また、ADC部、フィルタ部、DAC部がMCUに備えられるので、低周波数を使用する場合でも装置の大型化を抑制できる。 In addition, since the filter device is mounted on the MCU including the ADC unit and the DAC unit, the filter device can be configured by a software program. Moreover, since the filter device is configured by a software program, the filter configuration can be flexibly changed. Further, since the filter device is constituted by a software program, it is possible to rewrite later. In addition, since it is possible to rewrite later, it is possible to easily execute a trial manufacture of the filter. In addition, since later rewriting becomes possible, the version of the filter can be easily upgraded. Further, since the ADC unit and the DAC unit are provided in the MCU, they can be used until the MCU fails. Moreover, since the ADC unit, the filter unit, and the DAC unit are provided in the MCU, it is possible to suppress an increase in size of the apparatus even when a low frequency is used.
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each of those constituent elements or combinations of processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様のフィルタ装置は、並列に接続された複数の第1種フィルタ部と、複数の第1種フィルタ部のそれぞれに接続された選択部と、選択部に接続された第2種フィルタ部とを備える。複数の第1種フィルタ部のそれぞれは、互いに異なった通過帯域を有する。選択部は、複数の第1種フィルタ部のそれぞれを通過した信号から1つを選択し、第2種フィルタ部は、選択部において選択した信号を入力する。 The outline of one embodiment of the present invention is as follows. A filter device according to an aspect of the present invention includes a plurality of first type filter units connected in parallel, a selection unit connected to each of the plurality of first type filter units, and a second type connected to the selection unit. And a filter unit. Each of the plurality of first type filter units has a different pass band. The selection unit selects one of the signals that have passed through each of the plurality of first type filter units, and the second type filter unit inputs the signal selected by the selection unit.
この態様によると、複数の第1種フィルタ部のうちの1つを選択してから、第2種フィルタ部を使用するので、さまざまな特性の声に合わせて所望の成分を抽出できる。 According to this aspect, since the second type filter unit is used after selecting one of the plurality of first type filter units, a desired component can be extracted in accordance with voices having various characteristics.
複数の第1種フィルタ部のそれぞれは、帯域通過フィルタであり、第2種フィルタ部は、低域通過フィルタであってもよい。この場合、2つのタイプのフィルタを組み合わせるので、帯域通過フィルタで声の成分を抽出し、低域通過フィルタで雑音の成分を抽出できる。 Each of the plurality of first type filter units may be a band pass filter, and the second type filter unit may be a low pass filter. In this case, since two types of filters are combined, a voice component can be extracted with a band-pass filter, and a noise component can be extracted with a low-pass filter.
複数の第1種フィルタ部のそれぞれは、互いに異なった周波数特性を有してもよい。この場合、互いに異なった周波数特性を有するので、さまざまな声の特性に適応できる。 Each of the plurality of first type filter units may have different frequency characteristics. In this case, since they have different frequency characteristics, they can be adapted to various voice characteristics.
複数の第1種フィルタ部と第2種フィルタ部は、有限インパルス応答(FIR)フィルタであり、第2種フィルタ部のタップ数は、複数の第1種フィルタ部のそれぞれのタップ数よりも小さい。この場合、複数の第1種フィルタ部のそれぞれのタップ数よりも第2種フィルタ部のタップ数を小さくするので、演算量を低減できる。 The plurality of first type filter units and the second type filter unit are finite impulse response (FIR) filters, and the number of taps of the second type filter unit is smaller than the number of taps of the plurality of first type filter units. . In this case, since the number of taps of the second type filter unit is made smaller than the number of taps of the plurality of first type filter units, the amount of calculation can be reduced.
本発明の別の態様もまた、フィルタ装置である。この装置は、1つのMCU(Micro Controller Unit)に搭載されたフィルタ装置であって、外部からのアナログ信号を入力し、アナログ信号をデジタル信号に変換するADC部と、ADC部において変換されたデジタル信号に対してフィルタリング処理を実行するフィルタ部と、フィルタ部においてフィルタリング処理が実行されたデジタル信号をアナログ信号に変換して、アナログ信号を外部に出力するDAC部と、を備える。 Another embodiment of the present invention is also a filter device. This device is a filter device mounted on one MCU (Micro Controller Unit), which receives an analog signal from the outside and converts the analog signal into a digital signal, and the digital signal converted in the ADC unit. A filter unit that performs a filtering process on the signal, and a DAC unit that converts the digital signal subjected to the filtering process in the filter unit into an analog signal and outputs the analog signal to the outside.
この態様によると、ADC部とDAC部とを備えたMCUにフィルタ装置を実装するので、フィルタの構成の変更を柔軟に実行できる。 According to this aspect, since the filter device is mounted on the MCU including the ADC unit and the DAC unit, the filter configuration can be flexibly changed.
フィルタ部は、並列に接続された複数の第1種フィルタ部と、複数の第1種フィルタ部のそれぞれに接続された選択部と、選択部に接続された第2種フィルタ部とを備えてもよい。複数の第1種フィルタ部のそれぞれは、互いに異なった通過帯域を有してもよい。選択部は、複数の第1種フィルタ部のそれぞれを通過したデジタル信号から1つを選択し、第2種フィルタ部は、選択部において選択したデジタル信号を入力してもよい。 The filter unit includes a plurality of first type filter units connected in parallel, a selection unit connected to each of the plurality of first type filter units, and a second type filter unit connected to the selection unit. Also good. Each of the plurality of first type filter units may have different passbands. The selection unit may select one of the digital signals that have passed through each of the plurality of first type filter units, and the second type filter unit may input the digital signal selected by the selection unit.
本実施例において、第1種フィルタ部40は、複数の第1種フィルタ部40と、選択部42という2種類のフィルタを含む。しかしながらこれに限らず例えば、第1種フィルタ部40は、1種類のフィルタだけを含んでもよく、3種類以上のフィルタを含んでもよい。本変形例によれば、構成の自由度を拡大できる。
In the present embodiment, the first
本実施例において、第1種フィルタ部40が帯域通過フィルタであり、第2種フィルタ部44が低域通過フィルタである。しかしながらこれに限らず例えば、第1種フィルタ部40と第2種フィルタ部44とに使用されるフィルタのタイプが別であってもよい。本変形例によれば、構成の自由度を拡大できる。
In the present embodiment, the first
本実施例において、第1種フィルタ部40および第2種フィルタ部44は、FIRフィルタで構成される。しかしながらこれに限らず例えば、第1種フィルタ部40、第2種フィルタ部44にはFIRフィルタが使用されず、無限インパルス応答(IIR)フィルタが使用されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を拡大できる。
In the present embodiment, the first
10 通信モジュール、 12 MCU、 14 アンプ、 16 スピーカ、 20 ADC部、 22 フィルタ部、 24 DAC部、 26 パケット処理部、 30 DAC、 40 第1種フィルタ部、 42 選択部、 44 第2種フィルタ部、 50 遅延部、 52 タップ部、 54 加算部、 100 受話装置。 10 communication modules, 12 MCUs, 14 amplifiers, 16 speakers, 20 ADC units, 22 filter units, 24 DAC units, 26 packet processing units, 30 DACs, 40 first type filter units, 42 selection units, 44 second type filter units , 50 delay unit, 52 tap unit, 54 adder unit, 100 receiver.
Claims (6)
前記複数の第1種フィルタ部のそれぞれに接続された選択部と、
前記選択部に接続された第2種フィルタ部とを備え、
前記複数の第1種フィルタ部のそれぞれは、互いに異なった通過帯域を有し、
前記選択部は、前記複数の第1種フィルタ部のそれぞれを通過した信号から1つを選択し、
前記第2種フィルタ部は、前記選択部において選択した信号を入力することを特徴とするフィルタ装置。 A plurality of first-type filter units connected in parallel;
A selection unit connected to each of the plurality of first type filter units;
A second type filter unit connected to the selection unit,
Each of the plurality of first type filter units has a different pass band,
The selection unit selects one from the signals that have passed through each of the plurality of first type filter units,
The second type filter unit inputs a signal selected by the selection unit.
前記第2種フィルタ部は、低域通過フィルタであることを特徴とする請求項1に記載のフィルタ装置。 Each of the plurality of first type filter units is a bandpass filter,
The filter device according to claim 1, wherein the second type filter unit is a low-pass filter.
前記第2種フィルタ部のタップ数は、前記複数の第1種フィルタ部のそれぞれのタップ数よりも小さいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のフィルタ装置。 The plurality of first type filter units and the second type filter unit are finite impulse response (FIR) filters,
4. The filter device according to claim 1, wherein the number of taps of the second type filter unit is smaller than the number of taps of the plurality of first type filter units. 5.
外部からのアナログ信号を入力し、アナログ信号をデジタル信号に変換するADC部と、
前記ADC部において変換されたデジタル信号に対してフィルタリング処理を実行するフィルタ部と、
前記フィルタ部においてフィルタリング処理が実行されたデジタル信号をアナログ信号に変換して、アナログ信号を外部に出力するDAC部と、
を備えることを特徴とするフィルタ装置。 A filter device mounted on one MCU (Micro Controller Unit),
An ADC unit for inputting an analog signal from the outside and converting the analog signal into a digital signal;
A filter unit that performs a filtering process on the digital signal converted in the ADC unit;
A DAC unit that converts the digital signal subjected to the filtering process in the filter unit into an analog signal and outputs the analog signal to the outside;
A filter device comprising:
並列に接続された複数の第1種フィルタ部と、
前記複数の第1種フィルタ部のそれぞれに接続された選択部と、
前記選択部に接続された第2種フィルタ部とを備え、
前記複数の第1種フィルタ部のそれぞれは、互いに異なった通過帯域を有し、
前記選択部は、前記複数の第1種フィルタ部のそれぞれを通過したデジタル信号から1つを選択し、
前記第2種フィルタ部は、前記選択部において選択したデジタル信号を入力することを特徴とする請求項5に記載のフィルタ装置。 The filter unit is
A plurality of first-type filter units connected in parallel;
A selection unit connected to each of the plurality of first type filter units;
A second type filter unit connected to the selection unit,
Each of the plurality of first type filter units has a different pass band,
The selection unit selects one from the digital signals that have passed through each of the plurality of first type filter units,
The filter device according to claim 5, wherein the second type filter unit inputs the digital signal selected by the selection unit.
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