JP6724828B2 - フィルタ演算処理装置、フィルタ演算方法、及び効果付与装置 - Google Patents
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Description
conv(coef=[2 3 4 5 6 7 8 9]
sig= [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10])
をブロックサイズN=2で計算した場合、畳込み結果の9番目と10番目は、200と244になるが、これを求めるためには、
ifft(fft([0 0 2 3]) * fft([7 8 9 10]))
ifft(fft([0 0 4 5]) * fft([5 6 7 8]))
ifft(fft([0 0 6 7]) * fft([3 4 5 6]))
ifft(fft([0 0 8 9]) * fft([1 2 3 4]))
の各計算結果の前半部分を足し合わせればよい。なお、「fft()」及び「ifft()」はそれぞれ、括弧内のデータ群に対するFFT演算及びiFFT演算を示す。
(付記1)
FIRフィルタ演算処理に用いる複数のFIR係数データが記憶されたFIR係数記憶部と、
前記FIRフィルタ演算処理の対象となる複数の入力データを記憶する入力データ記憶部と、
前記FIR係数記憶部に記憶された前記複数のFIR係数データと前記入力データ記憶部に記憶された前記複数の入力データとに基づいて、指定されたフィルタ次数に対応する回数だけ、各FIR係数データと各入力データとを乗算しながら累算していくFIRフィルタ演算処理を実行させる制御部と、
を有することを特徴とするフィルタ演算処理装置。
(付記2)
前記制御部は、異なる複数のフィルタ次数を選択して指定することが可能であり、
前記FIR係数記憶部は、前記制御部が指定可能なフィルタ次数個分のFIR係数データを記憶し、
前記入力データ記憶部は、前記制御部が指定可能なフィルタ次数に対応するサンプル数の入力データを記憶する、
ことを特徴とする付記1に記載のフィルタ演算処理装置。
(付記3)
前記FIR係数記憶部は、FIRフィルタ演算処理のフィルタ次数個分のFIR係数データ組を、前記フィルタ次数が可変の1種類以上の前記FIRフィルタ演算処理毎に記憶し、
前記入力データ記憶部は、現在の1サンプル前から(前記フィルタ次数−1)サンプル前までの前記FIRフィルタ演算処理に対する入力データ組を遅延データ組として、前記FIRフィルタ演算処理毎に記憶し、
1次分の前記FIRフィルタ演算処理を実行するフィルタ演算部を更に備え、
前記制御部は、各サンプリング周期内で、前記FIRフィルタ演算処理毎に、前記フィルタ次数に対応した時分割長の時分割処理により、前記フィルタ演算部に、前記FIR係数記憶部のFIR係数データと現在の入力データ又は前記入力データ記憶部の遅延データとを順次入力させながら1次分の前記FIRフィルタ演算処理を繰り返し実行させて出力データを出力させる、
ことを特徴とする付記1又は2に記載のフィルタ演算処理装置。
(付記4)
前記制御部は、前記サンプリング周期内で、当該周期を細分化した周期を有するクロックでカウントされ前記フィルタ次数を有する前記FIRフィルタ演算処理を実行可能な長さの連続区間を個別に割り当て、当該連続区間で、前記フィルタ演算部に、前記クロックに同期させて、前記FIRフィルタ演算処理に対応する前記FIR係数記憶部のFIR係数データと現在の入力データ又は前記入力データ記憶部の遅延データとを順次入力させながら、前記FIR乗算/累算処理を繰り返し実行させ、前記FIRフィルタ演算処理に対応する前記サンプリング周期の出力データを出力させる制御を、前記FIRフィルタ演算処理毎に実行する、ことを特徴とする付記3に記載のフィルタ演算処理装置。
(付記5)
前記フィルタ演算部は、
前記クロックに同期して、前記FIR係数記憶部が出力するFIR係数データを保持する第1のレジスタと、
現在のサンプリング周期の入力データ又は前記入力データ記憶部が出力する遅延データの何れかを選択する第1のセレクタと、
前記クロックに同期して、前記第1のセレクタが出力するデータを保持する第2のレジスタと、
前記第1のレジスタが出力する前記FIR係数データと前記第2のレジスタが出力するデータとを乗算する乗算器と、
前記クロックに同期して、前記乗算器が出力する乗算結果データを保持する第3のレジスタと、
前記第3のレジスタが出力する前記乗算結果データと現在までの累算データとを加算する加算器と、
前記クロックに同期して、前記加算器が出力する加算結果データを保持する第4のレジスタと、
値がゼロのデータ又は前記第4のレジスタが出力する加算結果データの何れかを選択し、当該選択されたデータを前記累算データとして前記加算器にフィードバックする第2のセレクタと、
を含むことを特徴とする付記3又は4に記載のフィルタ演算処理装置。
(付記6)
音響効果音のインパルス応答データを原音に畳み込むことにより前記原音に音響効果を付与する効果付与装置であって、
付記1乃至3の何れかに記載のフィルタ演算処理装置の前記FIRフィルタ演算処理により、前記インパルス応答データの前半データ部分を前記サンプリング周期単位の時間域処理により前記原音に畳み込む時間域畳込み部と、
前記インパルス応答データの後半データ部分を高速フーリエ変換演算を用いたブロック単位の周波数域処理により前記原音に畳み込む周波数域畳込み部と、
を有することを特徴とする効果付与装置。
(付記7)
前記インパルス応答データの前半データ部分と後半データ部分とを任意に設定する、
ことを特徴とする付記6に記載の効果付与装置。
(付記8)
前記ブロックのブロックサイズを決定し、前記FIRフィルタ演算処理における前記フィルタ次数及び前記FFT演算処理装置のFFT点数を前記ブロックサイズの2倍に設定する設定部を更に有する、
ことを特徴とする付記6又は7に記載の効果付与装置。
(付記9)
前記設定部は、前記インパルス応答データの時間長に応じて前記ブロックサイズを決定する、ことを特徴とする付記8に記載の効果付与装置。
(付記10)
前記設定部は、前記原音の発音設定に応じて前記ブロックサイズを決定する、ことを特徴とする付記8に記載の効果付与装置。
(付記11)
前記設定部は、
前記インパルス応答データの時間域の係数データを記憶し、
前記ブロックサイズを決定した後、前記インパルス応答データの係数データから前記FIRフィルタ演算処理で用いる前記ブロックサイズの2倍のフィルタ次数の前記FIR係数データを除いた残りの係数データを、高速フーリエ変換演算により周波数域の畳込み用係数データに変換し、メモリ展開する、
ことを特徴とする付記8乃至10の何れかに記載の効果付与装置。
(付記12)
前記設定部は、
前記周波数域の畳込み用係数データに、前記決定したブロックサイズを示すデータを付与して記憶し、
その後、前記ブロックサイズを再度決定した場合には、前記再度決定したブロックサイズが、前記記憶していたブロックサイズと異なる場合のみ、前記周波数域の畳込み用係数データを高速フーリエ変換により更新する、
ことを特徴とする付記11に記載の効果付与装置。
(付記13)
FIRフィルタ演算処理に用いる複数のFIR係数データが記憶されたFIR係数記憶部から順次FIR係数データを読み出し、
前記FIRフィルタ演算処理の対象となる複数の入力データを記憶する入力データ記憶部から順次入力データを読み出し、
前記FIRフィルタ演算処理におけるフィルタ次数を指定し、
順次読み出されるFIR係数データと、順次読み出される入力データに対して、指定されたフィルタ次数に対応する回数だけ、各FIR係数データと各入力データとを乗算しながら累算していくFIRフィルタ演算処理を繰り返し実行させる、
ことを特徴とするフィルタ演算方法。
(付記14)
音響効果音のインパルス応答データを原音に畳み込むことにより前記原音に音響効果を付与する場合に、
前記FIRフィルタ演算処理により、前記インパルス応答データの前半データ部分を前記サンプリング周期単位の時間域処理により前記原音に畳み込み、
前記インパルス応答データの後半データ部分を高速フーリエ変換演算を用いたブロック単位の周波数域処理により前記原音に畳み込む、
ことを特徴とする付記13に記載のフィルタ演算方法。
(付記15)
前記インパルス応答データの前半データ部分と後半データ部分とを任意に設定する、
ことを特徴とする付記13又は14に記載のフィルタ演算方法。
101 CPU
102 ROM
103、306 RAM
104 音源(TG)
105 効果付与部
106 鍵盤
107 ペダル
108 操作子
109 システムバス
110 サウンドシステム
201 楽音生成部
202 ミキシング部
203、204、205、206 ミキサ
207 Lch直接音出力データ
208 Rch直接音出力データ
209 Lch効果音入力データ
210 Rch効果音入力データ
211 Lch効果音出力データ
212 Rch効果音出力データ
213 Lch楽音出力データ
214 Rch楽音出力データ
303 FIRフィルタ演算処理部
304 CONV演算処理部
305 加算部
800、1100 フィルタ演算部
801 乗算処理部
802 累算処理部
803 遅延処理部
1101 FIR係数メモリ
1102 データメモリ
1103 第1のレジスタ(m0r)
1104 第2のレジスタ(m1r)
1105 乗算器
1106 第3のレジスタ(mr)
1107 加算器
1108 第4のレジスタ(ar)
1109 第2のセレクタ(SEL2)
1110 第1のセレクタ(SEL1)
1111 入力データ
Claims (16)
- フィルタ次数が可変のフィルタ演算処理に用いる、少なくとも指定されたフィルタ次数に対応する数の係数データを記憶している係数記憶部と、
前記フィルタ演算処理の対象となる入力データを順次取得していく取得部と、
前記取得部により過去に取得された、少なくとも前記指定されたフィルタ次数に対応する数の入力データを遅延データとして記憶している入力データ記憶部と、
前記取得部で取得される入力データ又は前記入力データ記憶部に記憶されている各遅延データと、前記係数記憶部に記憶されている各係数データとを乗算しながら累算していく処理を、前記指定されたフィルタ次数に対応する回数繰り返すことで前記フィルタ演算処理を実行し、実行結果を出力する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記フィルタ次数を、予め決められた数以内で任意に指定することが可能であり、
前記係数記憶部は、少なくとも前記予め決められた数の前記係数データを記憶し、
前記入力データ記憶部は、少なくとも前記予め決められた数の前記入力データを記憶する、
フィルタ演算処理装置。 - 前記制御部は、前記係数記憶部に記憶されている少なくとも前記予め決められた数の前記係数データのうち、少なくとも前記指定された数の前記係数データを作業用のメモリに読み込んだ後、前記作業用のメモリに読み込まれた複数の前記係数データを用いて前記フィルタ演算処理を実行する、
請求項1に記載のフィルタ演算処理装置。 - 前記フィルタ演算処理は、FIRフィルタの演算を行うFIRフィルタ演算処理であり、
前記係数記憶部は、指定されたフィルタ次数に対応する数のFIR係数データを記憶しており、
前記制御部は、前記取得部で取得される入力データ又は前記入力データ記憶部に記憶されている各遅延データと、前記係数記憶部に記憶されている各FIR係数データとを乗算しながら累算していく処理を、前記指定されたフィルタ次数に対応する回数繰り返すことで前記FIRフィルタ演算処理を実行し、実行結果を出力する、
請求項1または2に記載のフィルタ演算処理装置。 - フィルタ次数が可変のフィルタ演算処理に用いる、少なくとも指定されたフィルタ次数に対応する数の係数データを記憶している係数記憶部と、
前記フィルタ演算処理の対象となる入力データを順次取得していく取得部と、
前記取得部により過去に取得された、少なくとも前記指定されたフィルタ次数に対応する数の入力データを遅延データとして記憶している入力データ記憶部と、
前記取得部で取得される入力データ又は前記入力データ記憶部に記憶されている各遅延データと、前記係数記憶部に記憶されている各係数データとを乗算しながら累算していく処理を、前記指定されたフィルタ次数に対応する回数繰り返すことで前記フィルタ演算処理を実行し、実行結果を出力する制御部と、
を有し、
前記係数記憶部は、フィルタ演算処理のフィルタ次数個分の係数データ組を、前記フィルタ次数が可変の1種類以上の前記フィルタ演算処理毎に記憶し、
前記入力データ記憶部は、現在の1サンプル前から、前記フィルタ次数−1サンプル前までの前記フィルタ演算処理に対する入力データ組を前記遅延データ組として、前記フィルタ演算処理毎に記憶し、
1次分の前記フィルタ演算処理を実行するフィルタ演算部を更に備え、
前記制御部は、各サンプリング周期内で、前記フィルタ演算処理毎に、前記フィルタ次数に対応した時分割長の時分割処理により、前記フィルタ演算部に、前記係数記憶部の係数データと現在の入力データ又は前記入力データ記憶部の遅延データとを順次入力させながら1次分の前記フィルタ演算処理を繰り返し実行させて出力データを出力させる、
フィルタ演算処理装置。 - 前記制御部は、前記サンプリング周期内で、当該周期を細分化した周期を有するクロックでカウントされ前記フィルタ次数を有する前記フィルタ演算処理を実行可能な長さの連続区間を個別に割り当て、当該連続区間で、前記フィルタ演算部に、前記クロックに同期させて、前記フィルタ演算処理に対応する前記係数記憶部の係数データと現在の入力データ又は前記入力データ記憶部の遅延データとを順次入力させながら、前記乗算と累算の処理を繰り返し実行させ、前記フィルタ演算処理に対応する前記サンプリング周期の出力データを出力させる制御を、前記フィルタ演算処理毎に実行する、請求項4に記載のフィルタ演算処理装置。
- 前記フィルタ演算部は、
前記クロックに同期して、前記係数記憶部が出力する係数データを保持する第1のレジスタと、
現在のサンプリング周期の入力データ又は前記入力データ記憶部が出力する遅延データの何れかを選択する第1のセレクタと、
前記クロックに同期して、前記第1のセレクタが出力するデータを保持する第2のレジスタと、
前記第1のレジスタが出力する前記係数データと前記第2のレジスタが出力するデータとを乗算する乗算器と、
前記クロックに同期して、前記乗算器が出力する乗算結果データを保持する第3のレジスタと、
前記第3のレジスタが出力する前記乗算結果データと現在までの累算データとを加算する加算器と、
前記クロックに同期して、前記加算器が出力する加算結果データを保持する第4のレジスタと、
値がゼロのデータ又は前記第4のレジスタが出力する加算結果データの何れかを選択し、当該選択されたデータを前記累算データとして前記加算器にフィードバックする第2のセレクタと、
を含む請求項4または5に記載のフィルタ演算処理装置。 - 前記制御部は、前記フィルタ演算処理により、付与すべき音響効果音のインパルス応答データの前半データ部分をサンプリング周期単位の時間域処理により原音に畳み込むとともに、前記インパルス応答データの後半データ部分を高速フーリエ変換演算を用いたブロック単位の周波数域処理により前記原音に畳み込むように制御する、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のフィルタ演算処理装置。 - 原音に対して付与すべき音響効果音のインパルス応答データに対応する複数の係数データが記憶された係数記憶部と、
前記原音に対応する複数の入力データと、前記係数記憶部に記憶された前記複数の係数データとに基づいて、指定されたフィルタ次数に対応するフィルタ演算処理を実行するフィルタ演算処理部と、
前記フィルタ演算処理により、前記インパルス応答データの前半データ部分をサンプリング周期単位の時間域処理により前記原音に畳み込むとともに、前記インパルス応答データの後半データ部分を高速フーリエ変換演算を用いたブロック単位の周波数域処理により前記原音に畳み込むように制御する制御部と、
を有する効果付与装置。 - 前記制御部は、前記インパルス応答データの前半データ部分と後半データ部分とを任意に設定する、請求項8に記載の効果付与装置。
- 前記フィルタ演算処理は、サンプリング周期単位の時間域処理により指定されたフィルタ次数のFIRフィルタの演算を行うFIRフィルタ演算処理であり、
前記ブロックのブロックサイズを決定し、前記FIRフィルタ演算処理における前記フィルタ次数及び前記高速フーリエ変換演算におけるFFT点数を前記ブロックサイズの2倍に設定する設定部を更に有する、請求項8または9に記載の効果付与装置。 - 前記設定部は、前記インパルス応答データの時間長に応じて前記ブロックサイズを決定する、請求項10に記載の効果付与装置。
- 前記設定部は、前記原音の発音設定に応じて前記ブロックサイズを決定する、請求項10に記載の効果付与装置。
- 前記係数記憶部は、前記インパルス応答データの時間域の係数データを記憶し、
前記制御部は、前記ブロックサイズを決定した後、前記インパルス応答データの係数データから前記FIRフィルタ演算処理で用いる前記ブロックサイズの2倍のフィルタ次数の前記FIR係数データを除いた残りの係数データを、高速フーリエ変換演算により周波数域の畳込み用係数データに変換し、変換された前記周波数域の畳込み用係数データを用いて、前記インパルス応答データの後半データ部分をブロック単位の周波数域処理により前記原音に畳み込む演算処理を実行する、
請求項10に記載の効果付与装置。 - 前記制御部は、
前記周波数域の畳込み用係数データに、前記決定したブロックサイズを示すデータを付与して記憶し、
その後、前記ブロックサイズを再度決定した場合には、前記再度決定したブロックサイズが、前記記憶していたブロックサイズと異なる場合のみ、前記周波数域の畳込み用係数データを高速フーリエ変換演算により更新する、
請求項13に記載の効果付与装置。 - 装置が、
フィルタ次数が可変のフィルタ演算処理のフィルタ次数を、予め決められた数以内で任意に指定し、
少なくとも前記予め決められた数の係数データを記憶している係数記憶部から、前記指定されたフィルタ次数に対応する数の係数データを取得し、
前記フィルタ演算処理の対象となる複数の入力データを順次取得するとともに、前記指定されたフィルタ次数に対応する数の入力データを遅延データとして順次記憶させていき、
順次取得される入力データ又は記憶している各遅延データと、前記取得した各係数データとを乗算しながら累算していく処理を、前記指定されたフィルタ次数に対応する回数繰り返すことで前記フィルタ演算処理を実行し、実行結果を出力する、
フィルタ演算方法。 - 装置が、
原音に対して付与すべき音響効果音のインパルス応答データに対応する複数の係数データを取得し、
前記原音に対応する複数の入力データと、前記取得した前記複数の係数データとに基づいて、指定されたフィルタ次数に対応するフィルタ演算処理を実行し、
前記フィルタ演算処理により、前記インパルス応答データの前半データ部分をサンプリング周期単位の時間域処理により前記原音に畳み込むとともに、前記インパルス応答データの後半データ部分を高速フーリエ変換演算を用いたブロック単位の周波数域処理により前記原音に畳み込むように制御する、
フィルタ演算方法。
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