JP2001237708A - Data processing system - Google Patents
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- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオシステ
ム等において、所定のビット数のデータを複数の装置間
で入出力するデータ処理方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data processing system for inputting and outputting data of a predetermined number of bits between a plurality of devices in an audio system or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】一部のオーディオシステムでは、CDプ
レーヤ等から出力されるデジタルのオーディオデータに
対してDSP(Digital Signal Processor)を用いて様
々な補正処理を行い、補正後のデータに対してデジタル
フィルタによるオーバーサンプリング処理を行ってい
る。このようなオーディオシステムにおいては、DSP
を用いて補正処理を行う場合に、例えば所定の帯域の信
号レベルを上げる処理を行おうとすると、入力されるデ
ジタルデータのビット数を維持した状態では、大きな信
号レベルのオーディオ音に対応するデジタルデータが入
力されると、補正処理において得られるデータが、この
ビット数で表現される最大値を超えてしまって歪みを生
じる場合がある。したがって、実際には、補正処理によ
って生じる信号の増幅分を考慮して、入力されるデジタ
ルデータに対応する信号レベルを下げて、上位ビット側
にマージンを確保した後に、所定の補正処理を行ってい
る。2. Description of the Related Art In some audio systems, digital audio data output from a CD player or the like is subjected to various correction processes using a DSP (Digital Signal Processor), and the corrected data is subjected to digital processing. An oversampling process using a filter is performed. In such an audio system, the DSP
When performing a correction process using, for example, a process of raising the signal level of a predetermined band, if the number of bits of the input digital data is maintained, the digital data corresponding to the audio sound having a large signal level is maintained. Is input, the data obtained in the correction processing may exceed the maximum value represented by the number of bits, causing distortion. Therefore, in practice, the signal level corresponding to the input digital data is lowered in consideration of the amount of amplification of the signal generated by the correction processing, and a predetermined correction processing is performed after securing a margin on the upper bit side. I have.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うにオーディオシステムにおいて所定の補正処理を行う
DSPは、内部処理において入出力データよりもビット
数の多いデータを扱っているため、データを出力する際
(後段のデジタルフィルタに転送する際)に、内部処理
を行うために増加した分のビット数を削減する必要があ
り、このビット数分の情報が欠落することにより、情報
の劣化、すなわち音質の劣化が生じるという問題があっ
た。As described above, the DSP that performs the predetermined correction processing in the audio system handles data having a larger number of bits than input / output data in the internal processing, and thus outputs data. At this time (when transferring to a digital filter at the subsequent stage), it is necessary to reduce the number of bits that have been increased for performing internal processing, and the loss of information corresponding to this number of bits causes deterioration of information, that is, sound quality. However, there is a problem that the deterioration occurs.
【0004】図7は、上述したDSPにおいて行われる
補正処理を説明する図である。また、図8はこの補正処
理の前後におけるデータのビット数を説明する図であ
る。例えば、DSPおよびデジタルフィルタのそれぞれ
に入出力されるデジタルデータのビット数を16とす
る。また、DSPでは、図7に示すような、一部の周波
数帯域を強調する(増幅する)イコライザ処理が行われ
るものとする。このように、DSPによって一部の周波
数帯域の信号レベルを増幅する場合に、16ビットのデ
ジタルデータが入力されると、この増幅分に対応した所
定ビット(例えば2ビット)分だけ入力データ全体のビ
ットシフトが行われた後に、所定のイコライザ処理が行
われる。その結果、DSPの内部で扱うデジタルデータ
のビット数は16ビットに2ビットを加えた18ビット
になる。しかし、DSPとその後段に接続されたデジタ
ルフィルタとの間で入出力されるデータのビット数は1
6であるため、DSPからは、その内部データである1
8ビットの下位2ビットが欠落した16ビットデータが
出力される。この欠落した下位の2ビット分だけ情報の
劣化が生じる。FIG. 7 is a diagram for explaining a correction process performed in the DSP. FIG. 8 is a diagram for explaining the number of bits of data before and after this correction processing. For example, assume that the number of bits of digital data input / output to / from each of the DSP and the digital filter is 16. It is assumed that the DSP performs an equalizer process for emphasizing (amplifying) some frequency bands as shown in FIG. As described above, when the signal level of a part of the frequency band is amplified by the DSP, when 16-bit digital data is input, only a predetermined bit (for example, 2 bits) corresponding to the amplified amount of the entire input data is used. After the bit shift is performed, a predetermined equalizer process is performed. As a result, the number of bits of digital data handled inside the DSP is 18 bits, which is 2 bits added to 16 bits. However, the number of bits of data input / output between the DSP and the digital filter connected to the subsequent stage is one.
6, the DSP sends the internal data 1
16-bit data in which the lower 2 bits of 8 bits are missing is output. Information is deteriorated by the two lower bits that are missing.
【0005】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、情報の劣化を防止すること
ができるデータ処理方式を提供することにある。[0005] The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a data processing method capable of preventing deterioration of information.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明のデータ処理方式では、入力されたLビ
ットのデータをデータ変換手段によってMビットのデー
タに変換した後に、データ処理手段によって所定のデー
タ処理を行い、その結果得られるデータに対して、オー
バーサンプリング手段によって所定倍数のオーバーサン
プリング処理を行った後に、ビット圧縮手段によってN
ビットに圧縮する処理を行っている。データ処理された
データのビット数を少なくする際に、このビット数が減
少した分の情報を、オーバーサンプリング処理によって
得られた複数のデータに対して時間的に分散することに
より、ビット数の減少により生じる情報の劣化を防止す
ることができる。In order to solve the above-mentioned problems, according to the data processing method of the present invention, after the input L-bit data is converted into M-bit data by the data conversion means, the data processing means After performing predetermined data processing on the resulting data and performing oversampling processing of a predetermined multiple by the oversampling means on the resulting data, the bit compression means
Performs compression processing to bits. When reducing the number of bits of the data processed, the information of the reduced number of bits is temporally distributed to a plurality of data obtained by the oversampling processing, thereby reducing the number of bits. Can be prevented from deteriorating information.
【0007】したがって、上述したオーバーサンプリン
グ処理手段は、入力されるデータに対して少なくとも2
M-N 倍のオーバーサンプリング処理を行うことが望まし
い。これにより、減少するビット数分の情報を、オーバ
ーサンプリング処理によって得られた複数のデータに確
実に分散することができ、情報の劣化を確実に防止する
ことができる。Therefore, the above-mentioned oversampling processing means performs at least two
It is desirable to perform MN times oversampling processing. This makes it possible to reliably disperse the information for the decreasing number of bits into a plurality of data obtained by the oversampling process, and to reliably prevent the information from deteriorating.
【0008】また、上述したビット圧縮手段によってΣ
Δ変調処理を行うことにより、Nビットの圧縮データを
得ることが望ましい。ΣΔ変調処理とオーバーサンプリ
ング処理とを組み合わせることにより、情報の劣化を生
じることなくデータのビット数を減らすことができる。The bit compression means described above
It is desirable to obtain N-bit compressed data by performing the Δ modulation process. By combining the ΣΔ modulation processing and the oversampling processing, the number of data bits can be reduced without deteriorating information.
【0009】また、上述したビット圧縮手段によってデ
ィザ加算処理を行うことにより、下位側のM−Nビット
を除くNビットのデータを得ることが望ましい。ディザ
加算処理によって、欠落するM−Nビット分の情報を確
率的に複数のデータに振り分けることができるため、こ
のビット数を減少させることにより生じる情報の劣化を
防止することができる。特に、上述したデータ変換手段
に入力されるLビットのデータがオーディオ音データで
ある場合には、ビット圧縮手段によって、ほぼ20kH
z以上に帯域制限された高域集中ディザを加算すること
が望ましい。ほぼ20kHz以上に帯域制限された高域
集中ディザを加算することにより、データのビット数を
減少させた場合の人間の聴感上の影響をなくすることが
できる。It is desirable to obtain N-bit data excluding the lower-order MN bits by performing dither addition processing by the above-described bit compression means. Since the missing M-N bits of information can be stochastically distributed to a plurality of data by the dither addition processing, it is possible to prevent information deterioration caused by reducing the number of bits. In particular, when the L-bit data input to the above-mentioned data conversion means is audio sound data, the bit compression means makes the data approximately 20 kHz.
It is desirable to add high band concentrated dither band-limited to z or more. By adding the high-frequency concentrated dither band-limited to about 20 kHz or more, it is possible to eliminate the influence on the human hearing when the number of data bits is reduced.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明のデータ処理方式を
適用した一実施形態のオーディオシステムについて、図
面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An audio system according to an embodiment to which the data processing system of the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
【0011】図1は、本実施形態のオーディオシステム
の構成を示す図である。図1に示すオーディオシステム
100は、オーディオ装置1、音質補正部2、オーバー
サンプリング処理部3、デジタル−アナログ(D/A)
変換器4、ローパスフィルタ(LPF)5、増幅器6、
スピーカ7を含んで構成されている。なお、図1におい
ては、説明を簡略化するために、オーディオ装置1から
モノラルのオーディオデータが出力されるものとした
が、ステレオのオーディオデータが出力される場合に
は、音質補正部2から後段の各構成を2チャンネルある
いはそれ以上のチャンネル分備えるようにすればよい。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an audio system according to the present embodiment. An audio system 100 shown in FIG. 1 includes an audio device 1, a sound quality correction unit 2, an oversampling processing unit 3, a digital-analog (D / A)
Converter 4, low-pass filter (LPF) 5, amplifier 6,
It is configured to include the speaker 7. In FIG. 1, monaural audio data is output from the audio device 1 for the sake of simplicity. However, when stereo audio data is output, May be provided for two or more channels.
【0012】オーディオ装置1は、各種のオーディオ信
号に対応したオーディオデータを出力するオーディオソ
ースであり、例えば、CDプレーヤ等がこれに対応す
る。なお、以下の説明では、本実施形態のオーディオ装
置1は、24ビットのオーディオデータを出力するもの
とする。The audio apparatus 1 is an audio source that outputs audio data corresponding to various audio signals, and corresponds to a CD player, for example. In the following description, it is assumed that the audio device 1 of the present embodiment outputs 24-bit audio data.
【0013】音質補正部2は、オーディオ装置1から出
力されるオーディオデータに対して所定のデータ処理を
施して周波数特性等を変化させることにより、高音域や
低音域を強調する音質補正を行う。この音質補正部2
は、例えばDSPによって実現することができる。The sound quality correction section 2 performs predetermined data processing on audio data output from the audio device 1 to change the frequency characteristics and the like, thereby performing sound quality correction for emphasizing the high frequency range and the low frequency range. This sound quality correction unit 2
Can be realized by, for example, a DSP.
【0014】オーバーサンプリング処理部3は、音質補
正部2から出力される補正後のオーディオデータに対し
てオーバーサンプリング処理を行う。このオーバーサン
プリング処理部3は、デジタルフィルタによって実現す
ることができる。The oversampling processing section 3 performs oversampling processing on the corrected audio data output from the sound quality correction section 2. This oversampling processing unit 3 can be realized by a digital filter.
【0015】D/A変換器4は、オーバーサンプリング
処理部3から出力されるオーディオデータをアナログ信
号に変換する。LPF5は、D/A変換器4から出力さ
れるアナログ信号の高周波成分(例えば、20kHz以
上の帯域)を除去することにより、階段状に変化するD
/A変換器4の出力信号を滑らかにする。The D / A converter 4 converts the audio data output from the oversampling processor 3 into an analog signal. The LPF 5 removes a high-frequency component (for example, a band of 20 kHz or more) of the analog signal output from the D / A converter 4 to change the D-step changing stepwise.
The output signal of the / A converter 4 is smoothed.
【0016】増幅器6は、LPF5から出力されるアナ
ログ信号を所定のゲインで増幅してスピーカ駆動用の信
号を出力する。スピーカ7は、増幅器6から出力される
駆動用信号に対応したオーディオ音を出力する。The amplifier 6 amplifies the analog signal output from the LPF 5 with a predetermined gain and outputs a signal for driving a speaker. The speaker 7 outputs an audio sound corresponding to the driving signal output from the amplifier 6.
【0017】図2は、音質補正部2の詳細な構成を示す
図である。図2に示すように、音質補正部2は、レベル
シフト処理部20、イコライザ処理部22、オーバーサ
ンプリング処理部24、ΣΔ変調部26を含んで構成さ
れている。FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the sound quality correction section 2. As shown in FIG. 2, the sound quality correction unit 2 includes a level shift processing unit 20, an equalizer processing unit 22, an oversampling processing unit 24, and a ΣΔ modulation unit 26.
【0018】レベルシフト処理部20は、後段のイコラ
イザ処理部22によるイコライザ処理によって生じる信
号レベルの増幅分(ビットの桁上がり分)に対するマー
ジンを確保するために、オーディオ装置1から入力され
るオーディオデータを所定ビット数だけビットシフトさ
せて信号レベルを下げる処理を行う。本実施形態では、
レベルシフト処理部20は、24ビットのオーディオデ
ータが入力された場合に、増幅分に対応して2ビット分
だけ下位側にビットシフトを行って26ビットのデジタ
ルデータを出力するものとする。この結果、この26ビ
ットデータは、上位2ビットが“0”であり、それより
下位の24ビットに、入力されたオーディオデータが含
まれる。The level shift processing section 20 has a function of providing audio data input from the audio device 1 in order to secure a margin for the amplification of signal levels (carry of bits) generated by the equalizer processing by the equalizer processing section 22 at the subsequent stage. Is shifted by a predetermined number of bits to lower the signal level. In this embodiment,
When 24-bit audio data is input, the level shift processing unit 20 performs bit shift to the lower side by 2 bits corresponding to the amplification, and outputs 26-bit digital data. As a result, in the 26-bit data, the upper 2 bits are “0”, and the lower 24 bits include the input audio data.
【0019】イコライザ処理部22は、レベルシフト処
理部20から出力される26ビットのデジタルデータに
対して、一部の周波数帯域を強調する(増幅する)等の
イコライザ処理を行う。例えば、図7に示したように、
一部の中音域について信号レベルを増幅し、それ以外の
周波数領域では信号レベルを維持するイコライザ処理が
行われる。The equalizer processing section 22 performs equalization processing such as emphasizing (amplifying) a part of the frequency band on the 26-bit digital data output from the level shift processing section 20. For example, as shown in FIG.
Equalizer processing is performed to amplify the signal level in a part of the middle sound range and maintain the signal level in other frequency regions.
【0020】オーバーサンプリング処理部24は、イコ
ライザ処理部22から出力されるイコライザ処理後のデ
ジタルデータに対して、擬似的にサンプリング周波数を
上げるオーバーサンプリング処理(アップサンプリング
処理)を行う。何倍のオーバーサンプリング処理を行う
かは、後段のΣΔ変調器26によって26ビットのデジ
タルデータのビット数を何ビット抑圧(圧縮)するかを
考慮して決定される。例えば、Mビット(上述した例で
はM=26)のデータをNビットに圧縮する場合には、
少なくとも2M-N 倍のオーバーサンプリング処理を行う
ことが望ましい。The oversampling processing section 24 performs oversampling processing (upsampling processing) on the digital data output from the equalizer processing section 22 after the equalization processing, in which the sampling frequency is increased in a pseudo manner. How many times the oversampling process is performed is determined in consideration of how many bits of the 26-bit digital data are suppressed (compressed) by the ΣΔ modulator 26 at the subsequent stage. For example, when compressing data of M bits (M = 26 in the above example) to N bits,
It is desirable to perform at least 2 MN times oversampling processing.
【0021】図3は、オーバーサンプリング処理部24
によって行われるオーバーサンプリング処理の具体例を
示す図であり、例えば4倍のオーバーサンプリング処理
を行う場合が示されている。まず、イコライザ処理部2
2から入力される元データ(図3(a))に対して、0
データ(値が0のデータ)が挿入される(図3
(b))。4倍のオーバーサンプリング処理の場合に
は、隣接する2つの元データの間に3つの0データが挿
入される。なお、一般には、X倍のオーバーサンプリン
グ処理を行う場合に、隣接する2つの元データの間に
(X−1)個の0データを挿入すればよい。FIG. 3 shows an oversampling processor 24.
FIG. 3 is a diagram showing a specific example of oversampling processing performed by the above method, for example, a case where quadruple oversampling processing is performed. First, the equalizer processing unit 2
2 with respect to the original data input from FIG.
Data (data with a value of 0) is inserted (FIG. 3
(B)). In the case of the quadruple oversampling process, three 0 data are inserted between two adjacent original data. In general, when performing an X-times oversampling process, (X-1) 0 data may be inserted between two adjacent original data.
【0022】その後、このようにして1つの元データと
3つの0データとが交互に配置されたデータをローパス
フィルタに通すことにより、隣接する2つの元データの
間に、これらの間を滑らかに結ぶように3つの補間デー
タが挿入されて、4倍のオーバーサンプリング処理が行
われる(図3(c))。Thereafter, the data in which one original data and three 0 data are alternately arranged is passed through a low-pass filter in this manner, so that the space between the two adjacent original data is smooth. Three pieces of interpolation data are inserted so as to be connected, and a four-fold oversampling process is performed (FIG. 3C).
【0023】ΣΔ変調部26は、オーバーサンプリング
処理部24から入力されたオーバーサンプリング処理後
のデジタルデータに対してΣΔ変調処理を行う。このΣ
Δ変調とは、データの振幅情報を時間的なパルス幅に変
換する方式であり、このΣΔ変調を行うことにより、デ
ジタルデータのビット数を圧縮することができる。本実
施形態では、ΣΔ変調部26は、オーバーサンプリング
処理部24から出力された26ビットのデータを、オー
ディオ装置1から出力されるオーディオデータのビット
数と等しい24ビットのデータに変換する。The ΣΔ modulation section 26 performs ΣΔ modulation processing on the digital data after the oversampling processing input from the oversampling processing section 24. This Σ
The Δ modulation is a method of converting data amplitude information into a temporal pulse width. By performing the ΔΔ modulation, the number of bits of digital data can be reduced. In the present embodiment, the ΣΔ modulator 26 converts the 26-bit data output from the oversampling processor 24 into 24-bit data equal to the number of bits of the audio data output from the audio device 1.
【0024】図4は、ΣΔ変調部26の詳細構成を示す
図である。図4に示すように、ΣΔ変調部26は、2つ
の加算器40、42、減算器44、2つの乗算器46、
48、2つの遅延器50、52、量子化器54を含んで
構成されている。FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the ΣΔ modulator 26. As shown in FIG. 4, the ΣΔ modulator 26 includes two adders 40 and 42, a subtractor 44, two multipliers 46,
48, two delay units 50 and 52, and a quantizer 54.
【0025】加算器40および42は、入力されるデジ
タルデータに対して、所定の遅延時間だけ遅延された量
子化誤差を加算する。この量子化誤差は、加算器40お
よび42を通った後の26ビットのデジタルデータが量
子化器54によって24ビットのデジタルデータに変換
される際に発生するものであり、量子化器54に入力さ
れる前のデジタルデータと、量子化器54から出力され
るデジタルデータの差分を減算器44によって演算する
ことにより求められる。The adders 40 and 42 add a quantization error delayed by a predetermined delay time to the input digital data. This quantization error is generated when the 26-bit digital data that has passed through the adders 40 and 42 is converted into 24-bit digital data by the quantizer 54, and is input to the quantizer 54. The difference between the digital data before being processed and the digital data output from the quantizer 54 is calculated by the subtractor 44.
【0026】遅延器52は、減算器44から出力される
量子化誤差を、ΣΔ変調部26に入力されるデジタルデ
ータの1サンプリング時間に相当する時間だけ遅延させ
る。同様に、遅延器50は、遅延器52から出力される
量子化誤差をさらに1サンプリング時間に相当する時間
だけ遅延させる。乗算器48は、遅延器52から出力さ
れる量子化誤差に対して乗数「2」を乗算する。同様
に、乗算器46は、遅延器50から出力される量子化誤
差に対して乗数「−1」を乗算する。The delay unit 52 delays the quantization error output from the subtractor 44 by a time corresponding to one sampling time of the digital data input to the ΣΔ modulation unit 26. Similarly, the delay unit 50 further delays the quantization error output from the delay unit 52 by a time corresponding to one sampling time. The multiplier 48 multiplies the quantization error output from the delay unit 52 by a multiplier “2”. Similarly, the multiplier 46 multiplies the quantization error output from the delay unit 50 by a multiplier “−1”.
【0027】上述したレベルシフト処理部20がデータ
変換手段に、イコライザ処理部22がデータ処理手段
に、オーバーサンプリング処理部24がオーバーサンプ
リング処理手段に、ΣΔ変調部26がビット圧縮手段に
それぞれ対応する。The level shift processing section 20 corresponds to data conversion means, the equalizer processing section 22 corresponds to data processing means, the oversampling processing section 24 corresponds to oversampling processing means, and the ΣΔ modulation section 26 corresponds to bit compression means. .
【0028】このように、本実施形態のオーディオシス
テム100に含まれる音質補正部2では、入力される2
4ビットのオーディオデータに対して2ビット分のビッ
トシフトを行って上位ビット側にマージンを確保した後
にイコライザ処理を行い、この結果得られる26ビット
のデジタルデータに対して4倍のオーバーサンプリング
処理を行い、その後、ΣΔ変調処理を行って24ビット
のデジタルデータを得ている。オーバーサンプリング処
理とΣΔ変調処理を組み合わせることにより、イコライ
ザ処理が施された後の26ビットのデジタルデータのビ
ット数を2ビット少なくする際に減少する2ビット分の
情報を、オーバーサンプリング処理によって得られる複
数のデジタルデータに対して時間的に分散することがで
きるので、ビット数の減少により生じる情報の劣化を防
止することができる。As described above, in the sound quality correction unit 2 included in the audio system 100 of the present embodiment, the input 2
A 2-bit bit shift is performed on the 4-bit audio data to secure a margin on the upper bit side, and then an equalizer process is performed. The resulting 26-bit digital data is subjected to a 4-fold oversampling process. Then, ΣΔ modulation processing is performed to obtain 24-bit digital data. By combining the oversampling process and the ΣΔ modulation process, information for two bits that is reduced when the number of bits of 26-bit digital data after the equalizer process is reduced by two bits can be obtained by the oversampling process. Since a plurality of digital data can be temporally dispersed, it is possible to prevent information deterioration caused by a decrease in the number of bits.
【0029】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、
音質補正部2は、オーバーサンプリング処理が行われた
後のデジタルデータに対してΣΔ変調処理を行うことに
より、26ビットのデジタルデータを24ビットに圧縮
する処理を行っていたが、このビット数の圧縮処理をデ
ィザ加算処理によって行うようにしてもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the embodiment described above,
The sound quality correction unit 2 compresses 26-bit digital data to 24 bits by performing ΣΔ modulation processing on the digital data after the oversampling processing is performed. The compression processing may be performed by dither addition processing.
【0030】図5は、ディザ加算処理によってビット数
の圧縮処理を行う場合の音質補正部2aの構成を示す図
である。同図に示す音質補正部2aは、上述した図2に
示した音質補正部2に含まれるΣΔ変調部26をディザ
加算部28に置き換えた構成を有している。このディザ
加算部28が、ビット圧縮手段に対応する。なお、音質
補正部2aに含まれるレベルシフト処理部20、イコラ
イザ処理部22、オーバーサンプリング処理部24のそ
れぞれは、図2に示した音質補正部2に含まれるものと
基本的に同じであるため、対応する構成については同じ
符号を付し、動作の詳細な説明は省略する。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the sound quality correction unit 2a in the case where the number of bits is compressed by dither addition. The sound quality correction unit 2a shown in FIG. 2 has a configuration in which the ΣΔ modulation unit 26 included in the sound quality correction unit 2 shown in FIG. The dither addition unit 28 corresponds to a bit compression unit. Note that each of the level shift processing unit 20, the equalizer processing unit 22, and the oversampling processing unit 24 included in the sound quality correction unit 2a is basically the same as that included in the sound quality correction unit 2 illustrated in FIG. Corresponding components have the same reference characters allotted, and detailed description of operation will be omitted.
【0031】ディザ加算部28は、オーバーサンプリン
グ処理部24から出力されるオーバーサンプリング処理
後の26ビットのデジタルデータに対して所定のディザ
加算処理を行って24ビットのデジタルデータに変換す
る。本実施形態では、ディザ加算部28は、入力される
デジタルデータに対して、20kHz以上に帯域制限さ
れた高域集中ディザを加算する処理を行う。このよう
に、高域集中ディザを加算する処理を行うことにより、
欠落する2ビット分の情報を確率的に複数のデジタルデ
ータ(オーバーサンプリングにより得られるデジタルデ
ータ)に対して振り分けることができるため、情報の劣
化を防止することができる。また、本実施形態において
使用する高域集中ディザは、20kHz以上の帯域にお
いて均一に分布する小振幅のノイズであるので、ディザ
加算部28から出力されるデジタルデータに基づいて再
生されるオーディオ音を聴取した場合に、聴感上の違和
感等の影響を生じることもない。なお、後段においてほ
ぼ20kHzの遮断周波数を有するローパスフィルタを
通過させることにより、この高域集中ディザを加算した
ことにより生じる微少振幅を除去するようにしてもよ
い。The dither addition section 28 performs a predetermined dither addition process on the oversampled 26-bit digital data output from the oversampling processing section 24 to convert the data into 24-bit digital data. In the present embodiment, the dither addition unit 28 performs a process of adding a high-frequency concentrated dither whose band is limited to 20 kHz or more to the input digital data. In this way, by performing the process of adding the high-frequency concentrated dither,
Since the missing two bits of information can be stochastically distributed to a plurality of digital data (digital data obtained by oversampling), it is possible to prevent information deterioration. Further, the high-frequency concentrated dither used in the present embodiment is noise of small amplitude uniformly distributed in a band of 20 kHz or more, so that the audio sound reproduced based on the digital data output from the dither addition unit 28 is reproduced. When listening, there is no influence such as discomfort on the sense of hearing. It should be noted that the low-pass filter having a cut-off frequency of about 20 kHz may be passed in the subsequent stage to remove the minute amplitude caused by adding the high-frequency concentrated dither.
【0032】図6は、ディザ加算処理によるビット数の
圧縮処理の原理を説明する図であり、図6(a)は高域
集中ディザを加算しない場合の入力信号とこれに対する
量子化出力との関係を、図6(b)は高域集中ディザを
加算した場合の入力信号とこれに対する量子化出力との
関係をそれぞれ示している。FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of the compression process of the number of bits by the dither addition process. FIG. 6A shows the relationship between the input signal in the case where the high frequency concentrated dither is not added and the quantized output corresponding thereto. FIG. 6B shows the relationship between the input signal and the quantized output when the high-frequency concentrated dither is added, respectively.
【0033】高域集中ディザを加えないで単に下位のビ
ットを削除するということは、下位の2ビットで表され
る“00”、“01”、“10”、“11”の4種類の
情報が欠落することになる。図6(a)に示すように、
入力データが1×Δと2×Δ(本実施形態では2ビット
を圧縮するので、Δ=22 )の間にある場合を考える
と、例えば、これらは全て3/2の値として量子化され
て出力される。Simply deleting lower bits without adding high-frequency concentrated dither means that four types of information represented by lower two bits, "00", "01", "10", and "11". Will be missing. As shown in FIG.
Considering the case where the input data is between 1 × Δ and 2 × Δ (Δ = 2 2 because 2 bits are compressed in the present embodiment), for example, these are all quantized as 3/2 values. Output.
【0034】ところが、本実施形態のディザ加算部28
では、入力データに対して±Δ/2(=±2)の高域集
中ディザを加算した後に、下位の2ビットを削除する処
理が行われる。例えば、図6(b)に示すように、入力
データが(1+3/4)×Δの場合を考えると、この入
力データに対して±Δ/2のディザを加算することによ
り、1.25Δ〜2.25Δの幅を有する分布を持つデ
ータが得られる。実際には、この分布に含まれる1つの
データが得られるため、このようなデータに対して24
ビットの量子化を行うということは、このデータが1.
25Δ〜2Δに対応する75%の範囲に含まれている場
合には量子化出力が3/2となり、2Δ〜2.25Δに
対応する25%の範囲に含まれている場合には量子化出
力が5/2となる。したがって、時間的な平均をとる
と、1.75となる。However, the dither adding section 28 of the present embodiment
In, a process of adding a high-frequency concentrated dither of ± Δ / 2 (= ± 2) to input data and then deleting lower two bits is performed. For example, as shown in FIG. 6B, when the input data is (1 + 3/4) × Δ, by adding a dither of ± Δ / 2 to this input data, 1.25Δ to Data with a distribution having a width of 2.25Δ is obtained. In practice, since one data included in this distribution is obtained, 24
Performing bit quantization means that this data is 1.
The quantization output becomes 3/2 when included in the range of 75% corresponding to 25Δ to 2Δ, and becomes quantized output when included in the range of 25% corresponding to 2Δ to 2.25Δ. Is 5/2. Therefore, the average over time is 1.75.
【0035】このように、ΣΔ変調処理を行う代わりに
ディザ加算処理を行うことによっても、欠落する2ビッ
ト分の情報を時間的に分散することにより、ビット数の
減少により生じる情報の劣化を防止することができる。As described above, by performing dither addition processing instead of performing ΣΔ modulation processing, information of two missing bits is temporally dispersed, thereby preventing deterioration of information caused by a decrease in the number of bits. can do.
【0036】また、上述した実施形態では、DSP等に
よって構成される音質補正部の出力データのビット数を
圧縮する場合について説明したが、それ以外の用途に用
いるDSPあるいは他の装置における出力データのビッ
ト数を圧縮する場合についても本発明を適用することが
できる。In the above-described embodiment, the case where the number of bits of the output data of the sound quality correction unit constituted by the DSP or the like is compressed is described. However, the output data of the DSP or another device used for other purposes is used. The present invention can be applied to the case where the number of bits is compressed.
【0037】また、上述した実施形態の説明では、音質
補正部に入出力されるデータのビット数をともに24ビ
ットして説明したが、入力データのビット数と出力デー
タのビット数とが異なる場合であってもよい。In the description of the above-described embodiment, the number of bits of data input to and output from the sound quality correction unit is both 24 bits. However, when the number of bits of input data is different from the number of bits of output data, It may be.
【0038】[0038]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、ビッ
ト数が減少した分の情報を、オーバーサンプリング処理
によって得られた複数のデータに対して時間的に分散す
ることにより、ビット数の減少により生じる情報の劣化
を防止することができる。As described above, according to the present invention, the information corresponding to the reduced number of bits is temporally distributed to a plurality of data obtained by the oversampling process, whereby the number of bits is reduced. It is possible to prevent information deterioration caused by the decrease.
【図1】オーディオシステムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an audio system.
【図2】音質補正部の詳細な構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of a sound quality correction unit.
【図3】オーバーサンプリング処理部によって行われる
オーバーサンプリング処理の具体例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of oversampling processing performed by an oversampling processing unit.
【図4】ΣΔ変調部の詳細構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed configuration of a ΣΔ modulation unit.
【図5】ディザ加算処理によってビット数の圧縮処理を
行う場合の音質補正部の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a sound quality correction unit when performing compression processing of the number of bits by dither addition processing.
【図6】ディザ加算処理によるビット数の圧縮処理の原
理を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of compression processing of the number of bits by dither addition processing.
【図7】従来のオーディオシステムにおけるDSPにお
いて行われる補正処理を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a correction process performed in a DSP in a conventional audio system.
【図8】補正処理の前後におけるデータのビット数を説
明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the number of bits of data before and after a correction process.
1 オーディオ装置 2、2a 音質補正部 3 オーバーサンプリング処理部 4 デジタル−アナログ(D/A)変換器 5 ローパスフィルタ(LPF) 6 増幅器 7 スピーカ 20 レベルシフト処理部 22 イコライザ処理部 24 オーバーサンプリング処理部 26 ΣΔ変調部 28 ディザ加算部 Reference Signs List 1 audio device 2, 2a sound quality correction unit 3 oversampling processing unit 4 digital-analog (D / A) converter 5 low pass filter (LPF) 6 amplifier 7 speaker 20 level shift processing unit 22 equalizer processing unit 24 oversampling processing unit 26 ΣΔ modulator 28 dither adder
Claims (5)
トよりも長いMビットのデータに変換するデータ変換手
段と、 前記データ変換手段から出力されるMビットのデータに
対して所定のデータ処理を行うデータ処理手段と、 前記データ処理手段から出力されるデータに対してオー
バーサンプリング処理を行うオーバーサンプリング処理
手段と、 前記オーバーサンプリング処理手段から出力されるMビ
ットのデータに対してビット数圧縮処理を行って、Mビ
ットよりも短いNビットのデータに変換するビット圧縮
手段と、 を備えることを特徴とするデータ処理方式。1. A data conversion means for converting input L-bit data into M-bit data longer than L-bit data, and a predetermined data processing for the M-bit data output from the data conversion means. A data processing unit that performs oversampling processing on data output from the data processing unit; a bit number compression process on M-bit data output from the oversampling processing unit And a bit compression means for converting the data into N-bit data shorter than M bits.
タに対して少なくとも2M-N 倍のオーバーサンプリング
処理を行うことを特徴とするデータ処理方式。2. The data processing method according to claim 1, wherein said oversampling processing means performs at least 2 MN times oversampling processing on input data.
り、Nビットの圧縮データを得ることを特徴とするデー
タ処理方式。3. The data processing method according to claim 1, wherein said bit compression means obtains N-bit compressed data by performing ΣΔ modulation processing.
下位側のM−Nビットを除くNビットのデータを得るこ
とを特徴とするデータ処理方式。4. The bit compression device according to claim 1, wherein the bit compression unit performs dither addition processing.
A data processing method for obtaining N-bit data excluding lower-order MN bits.
オーディオ音データであり、 前記ビット圧縮手段は、ほぼ20kHz以上に帯域制限
された高域集中ディザを加算することを特徴とするデー
タ処理方式。5. The L-bit data input to the data conversion means according to claim 4,
A data processing method for audio sound data, wherein the bit compression means adds a high-frequency concentrated dither whose band is limited to approximately 20 kHz or more.
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