JP2002540667A - Ｄａｃ用フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 アナログ信号に応答するＡＤＣが、アナログ信号をデジタル信号に変換する。関係付けをした周波数応答を有するデジタル・デシメーション・フィルタがデジタル信号に応答してデジタル・デシメーション信号を生成する。エイリアス・コレクション・フィルタがデジタル・デシメーション信号を減衰させて歪みを除去する。関係付けをした周波数応答を有するデジタル・インタポレーション・フィルタがエイリアス・コレクションされた信号に応答してインタポレーション・デジタル信号を生成し、続いて、生成されたインタポレーション・デジタル信号がＤＡＣによってアナログ信号に変換される。エイリアス・コレクション・フィルタは概してデジタル・デシメーション・フィルタ周波数応答とデジタル・インタポレーション・フィルタ周波数応答との組み合せレンジ内に存在している歪み部分に対応する周波数レンジのデジタル・デシメーション信号を減衰させる周波数応答を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の背景） （発明の分野） 本発明は、一般にデジタル・アナログ変換の改良に関し、具体的には、音声信
号のためのデジタル・アナログ変換の改良に関する。本発明は、ＣＤ（compact
disc）プレーヤ、ＤＶＤプレーヤ等の装置における音楽再生のための高品質音声
に最も有効である。

【０００２】 （関連技術の説明） オーディオ用に使用されている現代のＡＤＣ（A-to-D converter）およびＤＡ
Ｃ（D-to-A converter）は、全て、本質的に、入出力サンプルレートより高いサ
ンプルレートで動作している。これらのコンバータはオーバサンプリング・コン
バータとして知られている。これらのコンバータはデジタルフィルタを用いて、
ＡＤＣの場合は出力サンプルレートにデシメーション（decimation）し、ＤＡＣ
の場合は入力サンプルレートをインタポレーション（interpolation）している
。このような構成を採用する重要な理由は、不要な周波数に起因してＡ／Ｄ変換
およびＤ／Ａ変換の両プロセスに生じる歪みを最小化するためにフィルタを必要
とするからであり、実施に際して、同等品質のアナログフィルタよりもデジタル
フィルタの方がより安定で、より再生に適しており、かつ、より安価なことであ
る。図１ａにＡＤＣの簡単な構成図を示し、図１ｂに、対応するＤＡＣの簡単な
構成図を示す。

【０００３】 オーバサンプリング・デジタル・コンバータにおけるコンバータ自体の実際の
サンプリングレートは、入出力サンプルレートよりも何倍も高い。通常、デシメ
ーション・プロセスまたはインタポレーション・プロセスは、最終段のデシメー
ション・フィルタと、初段のインタポレーション・フィルタを用いて、複数のス
テージで実行され、通常、２対１の周波数比で実行される。最終段／初段の動作
のためのこれらのフィルタは、その遮断周波数がプログラムマテリアル（progra
m material）中の周波数に近いため、オーディオコンバータの音響性能に対して
最も有効である。図２ａは最終段のデシメーション・フィルタとしてＡＤＣに使
用される典型的なフィルタの周波数応答を示す。図２ｂは初段のインタポレーシ
ョン・フィルタとしてＤＡＣに使用される典型的なフィルタの応答を示す。この
グラフのＹ軸はフィルタの振幅応答の大きさをデシベル単位で示し、そのＸ軸は
出力／入力サンプリングレートＦｓの関数としての周波数を示す。Ａ／Ｄおよび
Ｄ／Ａの両フィルタについて調査しなければならない理由は、出力信号１８０（
図１ｂ）中の複数の歪みの影響を決定する際に、両フィルタがシステムとして機
能するからである。

【０００４】 グラフ（図２ａおよび図２ｂ）の中央部に示す周波数０．５は、ナイキスト周
波数であるが、特に重要な意味を有する。サンプリング定理によれば、サンプル
データシステムでは、サンプリング周波数の１／２を超える周波数をサンプルデ
ータストリームによって一意的に表すことができないため、このナイキスト周波
数は重要である。ＡＤＣの場合、入力信号中のナイキスト周波数を超える周波数
であって、デシメーション・フィルタによって除去されない周波数は、エイリア
ス周波数すなわちエイリアス歪みとして知られるスプリアス周波数として出力に
現れる。エイリアス歪みの観点からすると、理想のデシメーション・フィルタと
は、０．５Ｆｓ未満のすべての周波数を通過させ、周波数０．５Ｆｓを超えるエ
ネルギーを通過させないフィルタである。このようなフィルタは実際には実現不
可能であるが、通常、実用的なフィルタは理想応答に近づくよう試行されている
。元の信号中のナイキストを超えるすべての残留周波数は、入力９０中の周波数
ｆが、出力１２０中においてＦｓ−ｆになるような関係で、出力信号１２０（図
１ａ）中のナイキスト未満の周波数の中に包み込まれる、すなわち、エイリアス
される。

【０００５】 エイリアス歪みのメカニズムは、インタポレーション・プロセスにおけるＤＡ
Ｃにも存在する。入力デジタル信号１２２（図１ｂ）には、０．５Ｆｓを超える
周数数はないものと見做すことができる。インタポレーションの第１ステージは
、サンプルレートを２倍にするため、元のサンプルの各々の間にゼロ値サンプル
を付加し、次にその結果を、図２ｂに示すような周波数応答を有するローパスフ
ィルタを通過させるステップからなっている。その結果、値ゼロのサンプルが、
周囲のデータからインタポレーションされた値に置換される。

【０００６】 歪みは、新しい周波数が元のナイキスト周波数を超えて生成され、かつ、これ
らの新しい周波数が、元の信号中に存在する周波数に対応することによって生じ
る。この歪みが有する潜在的な影響を解析するため、デシメーション／インタポ
レーション・システムの合成周波数応答をグラフ化することが有効である。図２
ａに示すＡ／Ｄ・デシメーション・フィルタの周波数応答を用いて等価デシメー
ションを行い、ついで、インタポレーション・フィルタに先立ってゼロ値サンプ
ルを挿入すると、図３ａに示す周波数応答が得られる。ナイキスト２００未満の
各周波数に対して、ナイキストを超える新しい周波数が生成される。これらは、
同じ関係、すなわち、f_new＝Ｆｓ−ｆの関係を有しており、エイリアス・プロ
ダクト（products）は、Ａ／Ｄの場合、その対称性から分かるように約ナイキス
ト２００を有している。これらの新しい周波数f_newはサンプリングレートが２
倍になっているため、一意的に表される。

【０００７】 ここで、図２ｂに示したインタポレーション・フィルタ応答を縦続したものに
付加した場合、図３ｂに示す合成応答が得られる。０．５を超える周波数は元の
信号中には存在していない信号であり、エイリアス歪みプロダクトである。０．
５を超える周波数は、２つの一般的なグループ、すなわち、インタポレーション
・フィルタのストップバンド（stop band）に対応する周波数２２０と、デシメ
ーション・フィルタおよびインタポレーション・フィルタのトランジションバン
ドのビヘイビアに関係付けをした周波数２１０に該当する。

【０００８】 対象バンドを超える余分な信号であり、また、４０ｋＨｚを超えるサンプリン
グレートを有するＣＤまたはその他任意のシステムにおいて非可聴信号であるの
で、多くの場合、これらのエイリアス歪みによるプロダクトは重要でないと考え
られている。確かに、インタポレーション・フィルタの後段の全オーディオシス
テムが真に線形である場合はその通りであるが、実際には厳密な線形ではない。
ＤＡＣと、小信号増幅器と、電力増幅器と、拡声器は非線形であり、人間の聴覚
ですら非線形である。

【０００９】 図３ｂでは、許容可能レベルの拒絶帯歪みによるプロダクト２２０が、インタ
ポレーション・フィルタに対するストップバンドの性能要件を決定している。こ
れらの歪みをデシメーションさせる唯一の方法は、インタポレーション・フィル
タのストップバンド除去性能を改善することである。

【００１０】 ２１０で示すトランジションバンド歪みは、周波数範囲が限定されているが、
その振幅は遥かに大きく、これらの歪みはシステムの出力において聴取上の実際
的な問題を引き起こす可能性がある。一例として、音楽で用いるシンバルは振幅
の大きい高周波成分を発生するが、その衝撃音を考えてみることにする。ナイキ
ストの直ぐ下側の各成分に対して、対応する成分がナイキストの上側の鏡像周波
数部分に存在し、元の周波数とエイリアス周波数の対が、それぞれ、システムの
後の部分で非線形に遭遇すると、差成分を生成することになる。このようなフィ
ルタを有するＣＤシステムの場合、これらの差成分の周波数範囲は、人間の聴覚
が極めて敏感であり、かつ、差成分を生成した信号によって良好にマスクされな
い、０から５ｋＨｚまでの範囲に存在している。これらの差成分がシンバルの音
を「汚く」しているが、これはデジタルシステムの場合、よくあることである。

【００１１】 トランジションバンド歪み２１０は、主として、インタポレーション・フィル
タのトランジションバンドのビヘイビアによるものである。システム設計におい
て、概してこの位置で使用されるフィルタのタイプは、ハーフバンド（half ban
d）・フィルタと呼ばれている。図２ｂから分かるように、ハーフバンド・フィ
ルタは、ナイキストで６ｄＢ低下し、０．５を超える周波数で相当な応答を有し
ている。ハーフバンド・フィルタは、コンピュータでインプリメントするのが非
常に経済的であり、良好な時間ドメイン・ビヘイビアを有しているため、ほとん
どのシステムで使用されている。ハーフバンド・フィルタは位相応答が線形の対
称ＦＩＲ（finite impulse response）フィルタであり、中央部を除く偶数次数
（even order）の係数が正確にゼロであるため、乗算を行う必要がない。オーデ
ィオ用に設計された商用ＤＡＣのほとんどすべてが、この種のフィルタを使用し
ている。

【００１２】 ハーフバンド・インタポレーション・フィルタに関連する問題を解決するため
の従来技術によるアプローチは、米国特許第５，４７９，１６８号および第５，
８０８，５７４号と、関連資料とによりカバーされている。性能の観点から最適
である解決法は、低周波で減衰させることから開始するインタポレーション・フ
ィルタを使用することであり、したがって、インタポレーション・フィルタはハ
ーフバンド・フィルタではない。トランジションバンド・エイリアス成分２１０
の振幅を劇的に減衰させ、かつ、ＡＤＣに使用されるデシメーション・フィルタ
と相補するフィルタを使用することにより、良好な時間ドメイン・インパルス応
答を維持することができる。また、ストップバンド性能を任意の所望レベルに制
御することも可能である。このアプローチには、多くの商用アプリケーションに
おいて、２つ不都合な点がある。

【００１３】 第１の不都合な点はコストである。複雑さの点では、商用アプリケーションに
適する非ハーフバンド・フィルタは、対応する慣用のハーフバンド・フィルタの
ゆうに２倍を超えるのが通常である。このため、ハードウェアをインプリメント
する際に、シリコン面積に直接影響し、従って、コストに影響する。

【００１４】 第２の不都合な点は、より良好なインタポレーション・フィルタの出力サンプ
ルレートが入力のＦｓの２倍であり、したがって、フィルタの後段のＤＡＣは、
より高いサンプリングレートを容認することができなければならないことである
。現代の装置に使用されているほとんどのコンバータは、実際にフィルタとＤＡ
Ｃの組み合せたものであるので、より高いサンプルレートを容認することができ
ない。

【００１５】 （発明の概要） 簡単にいうと、一般的に、本発明は、ＤＡＣに普通に使用されているハーフバ
ンド・インタポレーション・フィルタのトランジションバンド・ビヘイビアによ
って生じるある種のエイリアス歪みを除去する、デジタル符号化信号を処理する
方法およびシステムを提供する。また、本発明は、ＤＡＣと共に使用するための
、エイリアス歪みをデシメーションするフィルタを設計する方法を提供する。

【００１６】 第１の態様では、本発明はアナログ信号を処理する方法を含む。この方法は、
ＡＤＣを用いてアナログ信号をデジタル信号に変換するステップと、関係付けを
した周波数応答を有するデジタル・デシメーション・フィルタを用いて前記デジ
タル信号をフィルタリングするステップと、前記ステップの後に、関係付けをし
た周波数応答を有するデジタル・インタポレーション・フィルタにより前記デジ
タル信号をフィルタリングするステップとを備えている。本発明によれば、前記
アナログ信号を処理する方法は、デジタル・インタポレーション・フィルタによ
りデジタル信号をフィルタリングする前に、デジタル・デシメーション・フィル
タ周波数応答とデジタル・インタポレーション・フィルタ周波数応答との組み合
せによって生じる周波数応答のトランジションバンド部分を突き止めるステップ
と、トランジションバンド部分に一般的に対応する周波数範囲のデジタル信号を
減衰させるステップとをさらに備えている。

【００１７】 本発明の方法によれば、インタポレーション・フィルタによりフィルタリング
する前に、本方法で、デジタル信号を減衰させることにより、インタポレーショ
ン・フィルタリング・プロセス自体を変更することなく、予め分かっているＤ／
Ａ変換プロセスに関係付けをしたトランジションバンド・エイリアス歪みが実質
的に除去される。

【００１８】 本発明の詳細な態様では、前記アナログ信号を処理する方法にはさらに、トラ
ンジションバンド部分に一般的に対応する周波数範囲のデジタル信号を減衰させ
る前記ステップの前に、デジタル信号に対する追加信号処理を行うステップが含
まれている。他の詳細態様では、前記アナログ信号を処理する方法に、デジタル
・デシメーション・フィルタを用いてデジタル信号をフィルタリングする前記ス
テップの後に、デジタル信号に対するデータ圧縮を行うステップと、さらに、そ
の後、トランジションバンド部分に一般的に対応する周波数範囲のデジタル信号
を減衰させる前記ステップの前に、デジタル信号をデータ伸長するステップが含
まれている。

【００１９】 第２の態様では、本発明はアナログ信号を処理するためのシステムに関する。
本システムはアナログ信号に応答し、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ
ＤＣを備えている。また、本システムは関係付けをした周波数応答を有するデジ
タル・デシメーション・フィルタを備えている。デジタル・デシメーション・フ
ィルタはデジタル信号に応答してデジタル・デシメーション信号を生成する。ま
た、本システムは関係付けをした周波数応答を有するデジタル・インタポレーシ
ョン・フィルタを備えている。本発明によれば、本システムはデジタル・デシメ
ーション信号に応答してエイリアス・コレクション信号を生成するエイリアス・
コレクション・フィルタをさらに備えている。エイリアス・コレクション・フィ
ルタはデジタル・デシメーション・フィルタ周波数応答とデジタル・インタポレ
ーション・フィルタ周波数応答との組み合せ範囲内に存在している歪み部分に一
般的に対応する周波数範囲でデジタル・デシメーション信号を減衰させる周波数
応答を有している。デジタル・インタポレーション・フィルタは、前記エイリア
ス・コレクション信号に応答してインタポレーション・デジタル信号を生成する
。

【００２０】 本発明の詳細な態様では、前記デジタル・デシメーション・フィルタは、一連
の個別デジタル・デシメーション・フィルタを備えており、周波数応答の歪み部
分は、一連のデシメーション・フィルタの最終段のデジタル・デシメーション・
フィルタの周波数応答と、前記デジタル・インタポレーション・フィルタ周波数
応答との組み合せによって生じる周波数応答範囲内に存在している。他の詳細態
様では、前記デジタル・インタポレーション・フィルタは、一連の個別デジタル
・インタポレーション・フィルタを備えており、周波数応答の歪み部分は、一連
のインタポレーション・フィルタの初段のデジタル・インタポレーション・フィ
ルタの周波数応答と、前記デジタル・デシメーション・フィルタ周波数応答との
組み合せによって生じる周波数応答範囲内に存在している。さらに他の詳細態様
では、本システムは、前記エイリアス・コレクション信号に応答して処理済エイ
リアス・コレクション信号を供給する信号プロセッサをさらに備えている。さら
に他の詳細態様では、本システムは前記デジタル・デシメーション信号に応答し
て信号に対するデータ圧縮を行うデータ圧縮器と、前記圧縮デジタル・デシメー
ション信号に応答して信号に対するデータ伸長を行うデータ伸長器とをさらに備
えている。

【００２１】 第３の態様では、本発明はアナログ信号から変換されたデジタル信号を処理す
る方法に関する。前記デジタル信号は関係付けをした周波数応答を有するデジタ
ル・デシメーション・フィルタを用いて変換される。本方法には、関係付けをし
た周波数応答を有するデジタル・インタポレーション・フィルタにより前記デジ
タル信号をフィルタリングするステップが含まれている。本発明によれば、デジ
タル信号を処理する本方法には、デジタル・デシメーション・フィルタ周波数応
答とデジタル・インタポレーション・フィルタ周波数応答との組み合せによって
生じる周波数応答の歪みバンド部分を突き止めるステップと、前記突き止められ
た歪みバンド部分に対応する周波数範囲のデジタル信号を減衰させるステップと
がさらに含まれている。この減衰ステップは、デジタル・インタポレーション・
フィルタによりデジタル信号をフィルタリングする前記ステップの前に実行され
る。

【００２２】 本発明の詳細な態様では、複数の信号処理特性のうちの少なくとも１つがデジ
タル信号中に符号化され、デジタル信号を処理する前記方法には、前記信号処理
特性をデジタル信号から復号化するステップがさらに含まれている。この復号化
ステップは、歪みバンド部分に一般的に対応する周波数範囲のデジタル信号を減
衰させる前記ステップの前に実行される。前記信号処理特性はデジタル信号によ
って運ばれる隠れ符号に基づいて複数の信号処理特性から選択される。

【００２３】 第４の態様では、本発明は、関係付けをした周波数応答を有するデジタル・デ
シメーション・フィルタを用いてアナログ信号から変換されたデジタル・デシメ
ーション信号を処理するシステムに関する。本システムは、関係付けをした周波
数応答を有するデジタル・インタポレーション・フィルタと、前記デジタル・デ
シメーション信号に応答してエイリアス・コレクション信号を生成するエイリア
ス・コレクション・フィルタとを備えている。エイリアス・コレクション・フィ
ルタは、デジタル・デシメーション・フィルタ周波数応答とデジタル・インタポ
レーション・フィルタ周波数応答との組み合せ範囲内に存在している歪みバンド
部分に一般的に対応する周波数範囲でデジタル・デシメーション信号を減衰させ
る周波数応答を有している。デジタル・インタポレーション・フィルタは、前記
エイリアス・コレクション信号に応答してインタポレーション・デジタル信号を
生成する。

【００２４】 第５の態様では、本発明は、それぞれ関係付けをした周波数応答を有する複数
のデジタル・デシメーション・フィルタから選択された１つのデジタル・デシメ
ーション・フィルタを用いてアナログ信号から変換されたデジタル信号を処理す
る方法に関する。前記デシメーション・フィルタは、デジタル信号によって運ば
れる隠れ符号に基づいて選択される。本方法には、デジタル・インタポレーショ
ン・フィルタを用意するステップと、個別に選択可能な複数のエイリアス・コレ
クション・フィルタを用意するステップが含まれている。各エイリアス・コレク
ション・フィルタは、複数のデジタル・デシメーション・フィルタのうちの１つ
のデジタル・デシメーション・フィルタの周波数応答とデジタル・インタポレー
ション・フィルタの周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答範囲内に
存在している歪みバンド部分に対応する周波数範囲のデジタル信号を減衰させる
ようになっている。本方法には、隠れ符号に基づいて前記エイリアス・コレクシ
ョン・フィルタの１つを選択するステップと、前記選択されたエイリアス・コレ
クション・フィルタによりデジタル信号をフィルタリングするステップと、前記
デジタル・インタポレーション・フィルタにより前記デジタル信号をフィルタリ
ングするステップとがさらに含まれている。

【００２５】 第６の態様では、本発明は、それぞれ関係付けをした周波数応答を有する複数
のデジタル・デシメーション・フィルタから選択された１つを用いてアナログ信
号から変換されたデジタル信号を処理するシステムに関する。デシメーション・
フィルタの選択は、デジタル信号によって運ばれる隠れ符号にして伝送される。
本システムは、デジタル・インタポレーション・フィルタと、個別に選択可能な
複数のエイリアス・コレクション・フィルタとを備えており、エイリアス・コレ
クション・フィルタは、それぞれ、歪みバンド部分に対応する周波数範囲のデジ
タル信号を減衰させるようになっている。前記歪みバンド部分は、デジタル・デ
シメーション・フィルタのうちの１つの周波数応答とデジタル・インタポレーシ
ョン・フィルタの周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答範囲内に存
在している。本システムは、前記隠れ符号に応答してエイリアス・コレクション
・フィルタの１つを選択するセレクタをさらに備えている。本発明によれば、選
択された前記エイリアス・コレクション・フィルタは、デジタル・インタポレー
ション・フィルタに先立ってデジタル信号に応答する。

【００２６】 第７の態様では、本発明は、デジタル・デシメーション・フィルタを有するＡ
ＤＣを用いて入力アナログ信号から変換されたデジタル信号を処理するために使
用する、エイリアス歪みをデシメーションするフィルタを設計する方法に関する
。デジタル信号は、その後、デジタル・インタポレーション・フィルタを備えた
ＡＤＣを用いて出力アナログに変換される。デシメーション・フィルタおよび・
インタポレーション・フィルタは、それぞれ、それぞれ関係付けをした周波数応
答を有している。前記方法には、ａ）デジタル・デシメーション・フィルタ周波
数応答とデジタル・インタポレーション・フィルタ周波数応答との組み合せによ
って生じる周波数応答の歪みバンド部分を突き止めるステップと、ｂ）前記歪み
バンド部分に一般的に対応する周波数範囲でデジタル信号を減衰させるフィルタ
であって、第１周波数応答を有する第１減衰フィルタを選択するステップと、ｃ
）第１インパルス応答を生成するために、前記デシメーション・フィルタとイン
タポレーション・フィルタのインパルス応答を畳み込むステップと、ｄ）第２イ
ンパルス応答を生成するために、前記デシメーション・フィルタと、減衰フィル
タと、インタポレーション・フィルタとのインパルス応答を畳み込むステップが
含まれている。

【００２７】 エイリアス歪みをデシメーションするフィルタを設計する前記方法には、ｅ）
音響的に最も重要な領域における第２インパルス応答の時間分散と、同じ領域に
おける第１インパルス応答の時間分散とを比較するステップと、ｆ）音響的に最
も重要な領域における前記第２インパルス応答時間分散の幅が同じ領域における
前記第１インパルス応答時間分散の幅を超える場合に、前記第１周波数応答と異
なる周波数応答を有する別の減衰フィルタを選択するステップと、ｇ）音響的に
最も重要な領域における前記第２インパルス応答時間分散の幅が、同じ領域にお
ける前記第１インパルス応答時間分散の幅になるまで、前記ステップｄと、ステ
ップｅと、ステップｆを繰り返すステップとが含まれている。

【００２８】 エイリアス歪み軽減フィルタの設計時に、システムの周波数ドメインおよび時
間ドメインの両応答を考慮することにより、本発明によって、システムの時間ド
メイン応答を大幅に変化させることなく、ＤＡＣに関係付けをしたエイリアス歪
みを除去することができる。

【００２９】 本発明の詳細な態様では、前記畳み込まれたインパルス応答が対数スケール上
にプロットされる。他の詳細態様では、畳み込まれたインパルス応答の音響的に
最も重要な領域は、約−８０ｄＢを超える領域である。さらに他の詳細態様では
、前記第１および第２インパルス応答の、より振幅が大きい領域は、音響的によ
り重要な領域であると考えられる。

【００３０】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 図において同一の参照番号は同一または対応する部分を示す。図４は本発明に
係るＤＡＣシステムを示す。

【００３１】 オリジナルのＤＡＣの構造は破線１４０で囲んで示してあり、このタイプの幾
つかのチャンネルは、多くの商用アプリケーションでは、単一のＩＣ（integrat
ed circuit）上に集積されている。本発明による付加加されたフィルタ１３０は
オリジナルのコンバータへの入力ストリームに配置してある。ここで、このフィ
ルタ１３０を「1xFsエイリアス・コレクション・フィルタ（alias correction f
ilter）」という。このエイリアス・コレクション・フィルタ１３０の入力１２
２と出力１３５のサンプルレートが同一であることに注意すべきである。これは
重要なことである。これが、フィルタ１３０が1xFsエイリアス・コレクション・
フィルタと呼ばれる所以である。

【００３２】 このフィルタ１３０の周波数応答の典型例を図５ａに示す。入力信号において
ナイキストに極めて近い周波数だけが減衰しているが、これはローパスフィルタ
によるものである。図５ａのフィルタ１３０に対するプロット結果は、他のプロ
ット結果との関係を明確にするため、ゼロサンプル（zero sample）を挿入して
あり、インタポレーション待ち（ready for interpolation）の状態になってい
る例を示す。フィルタ１３０は例えば対称ＦＩＲフィルタであり、リニアな位相
応答を有する。対称ＦＩＲフィルタはＦｓで動作するため、そのビヘイビア（be
havior）を特定するのに、最高０．５Ｆｓの周波数応答が必要である。

【００３３】 図３ｂのデシメーション・フィルタとインタポレーション・フィルタを縦続型
構成にしたものと、フィルタ１３０とを縦続型構成にするとき、図５ｂに示す応
答が得られる。図５ｂで注意すべき点は、図３ｂのトランジションバンド（tran
sition band）エイリアス応答２１０が効果的に抑制されており、ハーフバンド
（half-band）フィルタに起因するエイリアス歪みが除去されている点である。

【００３４】 インタポレーション・フィルタのストップバンド（stop-band）に対応するエ
イリアス応答２２０（図３ｂ）は、付加されたエイリアス・コレクション・フィ
ルタ１３０によっても変化しない。というのは、1xFsで動作するフィルタは、イ
ンバンド（in-band）性能を維持している間、このエイリアス応答２２０の領域
を変化させることができないからである。ストップバンドに関係付けをした問題
を解決することができる唯一の方法は、より高いサンプルレートのフィルタを使
用することである。

【００３５】 我々が行なった聴取試験によれば、トランジションバンド・エイリアス歪み２
１０の方が、ストップバンドレンジ２２０より周波数が高く振幅が小さい歪みよ
りも、遥かに可聴であった。エイリアス・コレクション・フィルタ１３０（図４
）を導入することにより、当該システムの音響（sound）を劇的に改善すること
ができる。

【００３６】 インタポレーション・フィルタのトランジション領域におけるエイリアス歪み
プロダクト（product）を抑制するため、既に説明したように、オリジナルシス
テムの通常応答の頂部における周波数をいくつか除去する必要がある。付加され
るエイリアス・コレクション・フィルタ１３０は、ローパスフィルタである。Ｃ
Ｄ以上のサンプリングレートを有するシステムでは、通常、約２０ｋＨｚを超え
る周波数の周波数損失は、通常、サウンドの点では重要でない。ところが、トラ
ンジェント・エネルギーを時間軸上に分散しなければならない異なるメカニズム
に起因する高周波分解能の損失と思われる現象が存在する。我々はこれをタイム
スメア（time smear）と呼んでいる。

【００３７】 図３ｂの縦続型構成による周波数応答を逆フーリエ変換した場合、縦続型構成
のシステムの等価インパルス応答が得られる。このことは、聴取者にすれば、個
別のフィルタのインパルス応答より遥かに重要である。というのは、このシステ
ムが、信号が実際に通過するフィルタを組み合わせたものであるからである。縦
続型構成によるインパルス応答を普通のリニアなスケール上で試験した場合、こ
のインパルス応答は教科書で見られる個別のフィルタの応答に極めて似ている。
この正規リニアプロットからは、聴取体験と相互に関係する多くの情報を得るこ
とはできない。

【００３８】 しかし、インパルス応答を対数スケール上にプロットした場合、聴取試験と本
当に相互関係がある結果であって幾つかの非常に興味ある結果を得ることができ
る。人間の聴覚は対数的に応答する。図３ｂに良く似たデシメーション・フィル
タとインタポレーション・フィルタを単純に組み合せたものに対するこのような
プロット結果を図６ａに示す。図６ａにおいて、垂直軸はフルスケールに対する
振幅をｄＢで表してあり、水平軸はサンプルで表してある。このプロットは、単
位振幅（０ｄＢ）の単一インパルスに対する当該システムの時間的な応答と考え
ることができる。ここで注意すべき点は、単一インパルス・スパイクに対するシ
ステム応答におけるエネルギーが、時間的に、多くのサンプルに亘って広がって
いる点である。このプロットが、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚのＣＤの
例であると仮定した場合、プロットがフルスケールより５０ｄＢ小さいポイント
での時間的な広がりは約３ｍｓである。この約３ｍｓという時間は、音の空中伝
搬を考えると、大まかに約１ｍという物理的な長さに相当する。ウッドブロック
（wood block）打楽器のように音源が元々小さい場合、広がり時間すなわちタイ
ムスメアは、高周波分解能の損失と思われる方法で、当該システムにより再生さ
れたサウンドを変化させることになる。

【００３９】 1xFsエイリアス・コレクション・フィルタ１３０（図４）を付加することは、
当該縦続型構成に別のインパルス応答を付加することになる。このことは、新し
いフィルタのインパルス応答を既存の組み合せのインパルス応答で畳み込むこと
と等価であるので、インパルス応答のトータルの長さが大きくなる。こうなった
からといって、音響が悪化するわけではない。音響の点で応答曲線の最も重要な
部分は、約−８０ｄＢ以上の領域である。大きい振幅で時間分散が少なく、極め
て小さい振幅で分散が多いフィルタ設計を採用することが可能である。これは、
あたかも、エイリアス・コレクション・フィルタが付加されていないシステムよ
り良好な高周波分解能を有することになるようなものである。この特性を有する
応答例を図６ｂに示す。

【００４０】 図６ｂのプロット結果は図６ａのデシメーション／インタポレーション・フィ
ルタ対と同一のフィルタ対であって、図５ａのエイリアス・コレクション・フィ
ルタと縦続型構成されたもののプロット結果である。ここで注意すべき点は、図
６ｂにおいて−７５ｄＢを超えるプロットの幅が図６ａの対応する部分より狭く
なっている点である。図６ｂのフィルタを組み合せたものは、ローパスフィルタ
のために実際には高周波成分が少ないとしても、実際のところ、図６ａのフィル
タよりも高周波応答が良いように思われるものである。図６ｂのフィルタを組み
合せたものは、トランジション領域からのエイリアス歪みが抑制されているため
、歪みが遥かに少ないように思われる。

【００４１】 設計結果を周波数ドメインおよび時間ドメインで調べることは、このようなエ
イリアス・コレクション・フィルタ１３０（図４）を設計する場合に極めて重要
である。というのは、両ドメインで調べることにより、音響結果を付加した設計
の態様が示されることになるからである。これら両ドメインで調べることは、互
いに相反することが多い。エイリアス歪みのような１つの問題を、別の時間分散
を導入することによって解決することは容易である。最終的な選択は聴取試験で
解決しなければならないトレードオフとなることが多い。

【００４２】 1xFsエイリアス・コレクション・フィルタ１３０と、ハーフバンド・インタポ
レーション・フィルタ１５０およびＤＡＣ１６０との組み合せをインプリメント
する方が、より複雑な非ハーフバンド・フィルタによる従来技術へのアプローチ
より経済的であることが多い。コンシューマユース向けの多くの現代のオーディ
オコンポーネントにおいては、汎用ＤＳＰ（digital signal processing）機能
と、ハーフバンド・フィルタを用いて集積化されたフィルタ／ＤＡＣとが存在し
ている。例としては、圧縮オーディオを復号化するＤＳＰ機能であって、低音処
理（bass management）のような他の機能のためのＤＳＰ機能を用いているＤＶ
ＤプレーヤとＡＶレシーバがある。ＤＳＰには、このＤＳＰ用のプログラムＲＯ
Ｍ以外、全くハードウェアを変更することなく、エイリアス・コレクション・フ
ィルタをシステムに付加するのに十分な処理パワーが余っていることが多い。本
発明によれば、システム設計者は同一の標準的な集積されたフィルタ／ＤＡＣを
使用することができ、品質変換（quality conversion）が良好であってエイリア
ス歪みを小さくできることになる。

【００４３】 エイリアス歪みを軽減するため、ＤＡＣの入力サンプリング周波数でエイリア
ス・コレクション・フィルタ１３０を使用することは、新規なことと思う。トラ
ンジションバンド・エイリアス歪み２１０の性質は、現在の文献においても良く
理解されていないように思われ、また、ＨＤＣＤすなわち上記米国特許を採用し
た設計を除けば、現在のシステム設計に反映されていない。既に説明した縦続型
構成のデシメーション／インタポレーション・フィルタ・システムの周波数領域
ビヘイビアと時間ドメインビヘイビアを解析する方法と、インタポレーション・
フィルタすなわちエイリアス・コレクション・フィルタの設計においてこの解析
方法を用いることは、一義的であると思われる。

【００４４】 このような例には、インタポレーション・フィルタ１５０とＤＡＣ１６０に直
接接続したエイリアス・コレクション・フィルタ１３０という簡単な例が含まれ
る。同一の基本的な機能を有する、本発明に係る基本構造には、多くの変形が可
能である。一変形例を図７に示す。この例では、エイリアス・コレクション・フ
ィルタ１３０は入力ストリームおける入力１２２に挿入してあり、信号がインタ
ポレーション・フィルタに入る前に、この信号に対して他のデジタル処理１３７
を行なう。本発明の本質を変化させない限り、他のデジタル処理１３７として、
低音処理（bass management）、空間エフェクト（spacial effect）、トーンコ
ントロールと、リバーブ（reverb）等を含めることができる。エイリアス・コレ
クションのビヘイビアは、システムの縦続型構成のフィルタに基づいているため
、コレクション効果の基本ビヘイビアを変化させない限り、他の処理を連鎖の任
意の位置に付加することが可能である。

【００４５】 さらに他の例を図８に示す。この例では、高データ記憶密度を実現するため、
幾つかの形式のデータ圧縮が用いられている。このようなシステムの例としては
、ＡＣ３、ＭＰＥＧオーディオ圧縮等がある。圧縮フォーマットに対する復号化
、伸長を担当する再生システム１２５のセクションは、エイリアス・コレクショ
ン・フィルタ１３０の前段に配置しなければならない。このブロックも、エイリ
アス・コレクション・フィルタの前段で、他の処理を行うことができる。

【００４６】 図９は上記米国特許に記載のオリジナル技術によるＨＤＣＤシステムの例を示
す。このシステムにおいてエンコーダで使用されるデシメーション・フィルタは
、最大フィデリティ（fidelity）を得るため、プログラムマテリアルの内容に基
づいて動的に選択される。エイリアス・コレクション・フィルタ１３０は、使用
されているデシメーション・フィルタとインタポレーション・フィルタ１５０の
両方のフィルタに基づいて最適になるように設計されており、また、デシメーシ
ョン・フィルタの選択が隠し符号（hidden code）サイドチャンネルを介して再
生器（reproducer）に伝送されるため、エイリアス・コレクション・フィルタを
動的に選択し、任意の所定時間に、デシメーション・フィルタを最大限に補足す
ることができる。これは、隠し符号情報を回復し、隠し符号に含まれているコマ
ンドを復号化し、制御信号１２９を用いて複数のエイリアス・コレクション・フ
ィルタ１３０から１つを選択する隠し符号／フィルタ選択装置１２８によって実
現される。

【００４７】 図１０はＨＤＣＤ振幅復号器１２５が付加された、図９と同様のＨＤＣＤシス
テムの他の例を示す。振幅復号器の機能も、符号コマンド復号器１２８および制
御信号１２６を介して隠し符号サイドチャンネルによって制御されている。この
システムでは、振幅の復号化は、符号化の特性を復号化が追従するように、エイ
リアス・コレクション・フィルタ１３０の前段で行なわなければならない。

【００４８】 前述のエイリアス・コレクション・フィルタ１３０は、位相特性がリニアの対
称ＦＩＲフィルタであるが、他のタイプのフィルタを用いて同じ目的を達成する
こともできる。可能なタイプとしては、最小位相ＩＩＲ（infinite impulse res
ponse）フィルタがある。このタイプのフィルタは、フィルタリンギングの原因
となるトランジション事象の後に、フィルタリンギングが発生するという時間ド
メイン特性を有している。このことは、たとえバンドエッジ近くの位相変移が他
の知覚し得る問題の原因になっても、可聴性の立場からすれば、恐らくより良好
な時間ドメインビヘイビアを有することになる。

【００４９】 以上の考察において使用したフィルタの例は、サンプリングレートが４０ｋＨ
ｚないし５０ｋＨｚのＣＤプレーヤおよびその他のシステム用に設計されたもの
である。また、本発明は、最大１９２ｋＨｚのサンプリングレートを許容するＤ
ＶＤオーディオのような高サンプリングレートの高分解能システムに有効である
。サンプリングレートが１オクターブすなわち２倍に増加するため、トランジシ
ョンバンド・エイリアス２１０の問題は依然として存在している。ハーフバンド
・インタポレーション・フィルタは、ほとんどのオーディオシステムの設計用と
して、依然として標準であり、信号周波数成分すなわちエイリアス周波数成分の
対は、システムの下流で非リニアに遭遇すると、依然として可聴周波バンドにお
ける差周波数の原因になることがある。このことは、フィルタのトランジション
領域において、より高いサンプリング周波数におけるオーディオ信号の振幅が小
さくなったとしても、同じことが言える。８８．２ｋＨｚおよび９６ｋＨｚで聴
取試験を行なったが、トランジションバンド・エイリアス成分２１０がデジタル
信号を極めて鮮明な音響にし、その音響は、元の信号と比較すると、あたかも遥
かに高レベルの高周波が存在しているかのような音響である。システムにエイリ
アス・コレクション・フィルタ１３０を導入することにより、誇張された鮮明さ
が消失し、その結果、元の信号が極めて自然に再生されたのである。

【００５０】 以上、本発明の形態を説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱することな
く種々の変更を加えることができることは当然のことである。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】 従来技術によるＡＤＣの構成図である。

【図１ｂ】 従来技術によるＤＡＣの構成図である。

【図２ａ】 最終段のデシメーション・フィルタとしてＡＤＣに使用される典型的なフィル
タの周波数応答を示す図である。

【図２ｂ】 初段のインタポレーション・フィルタとしてＤＡＣに使用される典型的なハー
フバンド・フィルタの周波数応答を示す図である。

【図３ａ】 図２ａに示すＡ／Ｄ・デシメーション・フィルタの周波数応答を使用し、等価
デシメーションの実行の後に、インタポレーション・フィルタの前段でゼロ値サ
ンプルを挿入することによって得られる周波数応答を示す図である。

【図３ｂ】 図２ｂに示すＤ／Ａインタポレーション・フィルタ応答の周波数応答と図３ａ
に示す応答とを縦続させることによって得られる周波数応答を示す図である。

【図４】 ＤＡＣシステムの前段に位置付けされたエイリアス・コレクション・フィルタ
を備えた、本発明によるシステムの構成図である。

【図５ａ】 図４に示すエイリアス・コレクション・フィルタの例示的周波数応答を示す図
である。

【図５ｂ】 図５ａに示す周波数応答と図３ｂに示す周波数応答とを縦続させることによっ
て得られる周波数応答を示す図である。

【図６ａ】 対数スケール上にプロットされた、図３ｂに示す縦続型構成のフィルタのイン
パルス応答を示す図である。

【図６ｂ】 対数スケール上にプロットされた、図５ｂに示す縦続型構成のフィルタのイン
パルス応答を示す図である。

【図７】 エイリアス・コレクション・フィルタによるフィルタリングとＤ／Ａ変換との
間で他のデジタル信号が処理される、本発明によるシステムの構成図である。

【図８】 エイリアス・コレクション・フィルタによるフィルタリングおよびＤ／Ａ変換
に先立って、データが復号化および／または伸長される、本発明によるシステム
の構成図である。

【図９】 エイリアス・コレクション・フィルタが、デジタル信号によって運ばれる隠し
符号に基づいて複数のエイリアス・コレクション・フィルタの中から選択される
、本発明によるシステムの構成図である。

【図１０】 他の選択可能な信号処理が、選択可能なエイリアス・コレクション・フィルタ
によるフィルタリングに先立ち、上記両選択が、デジタル信号によって運ばれる
隠し符号に基づいている、本発明によるシステムの構成図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (40)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ信号を処理する方法であって、 ＡＤＣを用いて前記アナログ信号をデジタル信号に変換するステップと、 関係付けをした周波数応答を有するデジタル・デシメーション・フィルタを用
   いて前記デジタル信号をフィルタリングするステップと、 その後、関係付けをした周波数応答を有するデジタル・インタポレーション・
   フィルタを介して前記デジタル信号をフィルタリングするステップと を備え、 前記デジタル・インタポレーション・フィルタを介して前記デジタル信号をフ
   ィルタリングするステップの前に、 デジタル・デシメーション・フィルタ周波数応答とデジタル・インタポレーシ
   ョン・フィルタ周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答のトランジシ
   ョンバンド部分を突き止めるステップと、 前記トランジションバンド部分に一般的に対応する周波数範囲でデジタル信号
   を減衰させるステップと を備えたことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記デジタル信号は、一連のデジタル・
   デシメーション・フィルタを用いてフィルタリングされ、周波数応答のトランジ
   ションバンド部分は、前記一連のデシメーション・フィルタの最終段のデジタル
   ・デシメーション・フィルタの周波数応答とデジタル・インタポレーション・フ
   ィルタ周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答範囲内で突き止められ
   ることを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記デジタル信号は、一連のデジタル・
   インタポレーション・フィルタを用いてフィルタリングされ、周波数応答のトラ
   ンジションバンド部分は、前記一連のインタポレーション・フィルタの初段のデ
   ジタル・インタポレーション・フィルタの周波数応答とデジタル・デシメーショ
   ン・フィルタの周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答範囲で突き止
   められることを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記デジタル信号は、一連のデジタル・
   デシメーション・フィルタと一連のデジタル・インタポレーション・フィルタを
   用いてフィルタリングされ、周波数応答のトランジションバンド部分は、前記一
   連のデシメーション・フィルタの最終段のデジタル・デシメーション・フィルタ
   の周波数応答と前記一連のインタポレーション・フィルタの初段のデジタル・イ
   ンタポレーション・フィルタの周波数応答との組合せによって生じる周波数応答
   範囲で突き止められることを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記トランジション
   バンド部分に一般的に対応する周波数範囲で前記デジタル信号を減衰させる前記
   ステップの前に、前記デジタル信号に対する追加信号処理を行うステップをさら
   に備えたことを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記追加信号処理は、低音処理と、空間
   エフェクトと、トーンコントロールと、リバーブ処理のうちの少なくとも１つの
   処理を備えたことを特徴とする方法。
7. 【請求項７】 請求項４ないし６のいずれかにおいて、 デジタル・デシメーション・フィルタを用いて前記デジタル信号をフィルタリ
   ングする前記ステップの後に、前記デジタル信号をデータ圧縮するステップと、 その後、前記トランジションバンド部分に一般的に対応する周波数範囲で前記
   デジタル信号を減衰させる前記ステップの前に、前記デジタル信号をデータ伸長
   するステップと をさらに備えたことを特徴とする方法。
8. 【請求項８】 アナログ信号を処理するシステムであって、 前記アナログ信号に応答して、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ
   ＤＣと、 関係付けをした周波数応答を有するデジタル・デシメーション・フィルタであ
   って、前記デジタル信号に応答して、デジタル・デシメーション信号を生成する
   デジタル・デシメーション・フィルタと、 関係付けをした周波数応答を有するデジタル・インタポレーション・フィルタ
   と、 前記デジタル・デシメーション信号に応答してエイリアス・コレクション信号
   を生成するエイリアス・コレクション・フィルタであって、デジタル・デシメー
   ション・フィルタ周波数応答とデジタル・インタポレーション・フィルタ周波数
   応答とを組み合せた範囲内に存在する歪み部分に一般的に対応する周波数範囲で
   、前記デジタル・デシメーション信号を減衰させる周波数応答を有するエイリア
   ス・コレクションフィルタと を備え、 前記デジタル・インタポレーション・フィルタは、前記エイリアス・コレクシ
   ョン信号に応答してインタポレーション・デジタル信号を生成する ことを特徴とするアナログ信号処理システム。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記デジタル・デシメーション・フィル
   タは、一連の個別のデジタル・デシメーション・フィルタを備え、前記周波数応
   答の歪み部分は、前記一連のデシメーション・フィルタの最終段のデジタル・デ
   シメーション・フィルタの周波数応答とデジタル・インタポレーション・フィル
   タ周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答範囲内に存在することを特
   徴とするアナログ信号処理システム。
10. 【請求項１０】 請求項８において、前記デジタル・インタポレーション・
    フィルタは、一連の個別デジタル・インタポレーション・フィルタを備え、前記
    周波数応答の歪み部分は、前記一連のインタポレーション・フィルタの初段のデ
    ジタル・インタポレーション・フィルタの周波数応答とデジタル・デシメーショ
    ン・フィルタの周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答範囲内に存在
    することを特徴とするアナログ信号処理システム。
11. 【請求項１１】 請求項８において、前記デジタル・デシメーション・フィ
    ルタは、一連の個別のデジタル・デシメーション・フィルタを備え、前記デジタ
    ル・インタポレーション・フィルタは、一連の個別のデジタル・インタポレーシ
    ョン・フィルタを備え、前記歪み部分は、前記一連のデシメーション・フィルタ
    の最終段のデジタル・デシメーション・フィルタの周波数応答と前記一連のイン
    タポレーション・フィルタの初段のデジタル・インタポレーション・フィルタの
    周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答範囲内に存在することを特徴
    とするアナログ信号処理システム。
12. 【請求項１２】 請求項８ないし１１のいずれかにおいて、前記デジタル・
    インタポレーション・フィルタは、ハーフバンド・フィルタであり、前記歪み部
    分はナイキストの近くにあることを特徴とするアナログ信号処理システム。
13. 【請求項１３】 請求項８ないし１１のいずれかにおいて、前記デジタル・
    デシメーション信号および前記エイリアス・コレクション信号は、同一のサンプ
    リングレートの信号であることを特徴とするアナログ信号処理システム。
14. 【請求項１４】 請求項８ないし１１のいずれかにおいて、前記エイリアス
    ・コレクション信号に応答して処理済エイリアス・コレクション信号を供給する
    信号プロセッサをさらに備えたことを特徴とするアナログ信号処理システム。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、前記信号プロセッサは、低音マネー
    ジャと、空間エフェクト装置と、トーンコントロール装置と、リバーブ装置との
    うちの少なくとも１つを備えたことを特徴とするアナログ信号処理システム。
16. 【請求項１６】 請求項８ないし１５のいずれかにおいて、 前記デジタル・デシメーション信号に応答して前記信号に対するデータ圧縮を
    行うデータ圧縮器と、 前記圧縮デジタル・デシメーション信号に応答して前記信号をデータ伸長する
    データ伸長器と をさらに備えたことを特徴とするアナログ信号処理システム。
17. 【請求項１７】 関係付けをした周波数応答を有するデジタル・デシメーシ
    ョン・フィルタを用いてアナログ信号から変換されたデジタル信号を処理する方
    法であって、 関係付けをした周波数応答を有するデジタル・インタポレーション・フィルタ
    を用いて前記デジタル信号をフィルタリングするステップを備え、 前記デジタル・インタポレーション・フィルタにより前記デジタル信号をフィ
    ルタリングする前記ステップの前に、 デジタル・デシメーション・フィルタ周波数応答とデジタル・インタポレーシ
    ョン・フィルタ周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答の歪みバンド
    部分を突き止めるステップと、 前記歪みバンド部分に一般的に対応する周波数範囲でデジタル信号を減衰させ
    るステップと を備えたことを特徴とするデジタル信号処理方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、前記歪みバンド部分に一般的に対応
    する周波数範囲で前記デジタル信号を減衰させる前記ステップの後に、前記デジ
    タル信号に対して追加信号処理するステップをさらに備えたことを特徴とするデ
    ジタル信号処理方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８において、前記追加信号処理は、低音コレクシ
    ョンと、空間エフェクトと、トーンコントロールと、リバーブ処理のうちの少な
    くとも１つを備えたことを特徴とするデジタル信号処理方法。
20. 【請求項２０】 請求項１７において、 デジタル・デシメーション・フィルタを用いて前記デジタル信号をフィルタリ
    ングする前記ステップの後に、前記デジタル信号をデータ圧縮するステップと、 その後、前記歪みバンド部分に一般的に対応する周波数範囲で前記デジタル信
    号を減衰させる前記ステップの前に、前記デジタル信号をデータ伸長するステッ
    プと をさらに備えたことを特徴とするデジタル信号処理方法。
21. 【請求項２１】 請求項１７において、複数の信号処理特性のうちの少なく
    とも１つは、前記デジタル信号中に符号化され、 本デジタル信号処理方法は、歪みバンド部分に一般的に対応する周波数範囲で
    デジタル信号を減衰させる前記ステップの前に、前記信号処理特性をデジタル信
    号から復号化するステップをさらに備え、 前記少なくとも１つの信号処理特性は、前記デジタル信号によって運ばれる隠
    れ符号に基づいて、前記複数の信号処理特性の中から選択される ことを特徴とするデジタル信号処理方法。
22. 【請求項２２】 請求項２１において、前記信号処理特性は、振幅復号化を
    備えたことを特徴とするデジタル信号処理方法。
23. 【請求項２３】 関係付けをした周波数応答を有するデジタル・デシメーシ
    ョン・フィルタを用いてアナログ信号から変換されたデジタル・デシメーション
    信号を処理するシステムであって、 関係付けをした周波数応答を有するデジタル・インタポレーション・フィルタ
    と、 前記デジタル・デシメーション信号に応答してエイリアス・コレクション信号
    を生成するエイリアス・コレクション・フィルタであって、デジタル・デシメー
    ション・フィルタ周波数応答とデジタル・インタポレーション・フィルタ周波数
    応答との組み合せ範囲に存在する歪み部分に一般的に対応する周波数範囲で前記
    デジタル・デシメーション信号を減衰させる周波数応答を有するエイリアス・コ
    レクションフィルタと を備え、 前記デジタル・インタポレーション・フィルタは、前記エイリアス・コレクシ
    ョン信号に応答してデジタル・インタポレーション信号を生成することを特徴と
    するシステム。
24. 【請求項２４】 請求項２３において、前記エイリアス・コレクション信号
    に応答して処理済エイリアス・コレクション信号を生成する信号プロセッサをさ
    らに備えたことを特徴とするシステム。
25. 【請求項２５】 請求項２４において、前記信号プロセッサは、低音コレク
    ション装置と、空間エフェクト装置、トーンコントロール装置と、リバーブ装置
    のうちの少なくとも１つを備えたことを特徴とするシステム。
26. 【請求項２６】 請求項２３において、 前記デジタル・デシメーション信号に応答して前記デジタル・デシメーション
    信号をデータ圧縮するデータ圧縮器と、 前記圧縮デジタル・デシメーション信号に応答して前記デジタル・デシメーシ
    ョン信号をデータ伸長するデータ伸長器と をさらに備えたことを特徴とするシステム。
27. 【請求項２７】 それぞれ関係付けをした周波数応答を有する複数のデジタ
    ル・デシメーション・フィルタから選択された１つを用いてアナログ信号から変
    換されたデジタル信号を処理する方法であって、 前記デシメーション・フィルタは、前記デジタル信号によって運ばれる隠れ符
    号に基づいて選択され、 本方法は、 デジタル・インタポレーション・フィルタを用意するステップと、 個別に選択可能な複数のエイリアス・コレクション・フィルタであって、それ
    ぞれ前記複数のデジタル・デシメーション・フィルタのうちの１つの周波数応答
    と、前記デジタル・インタポレーション・フィルタの周波数応答との組み合せに
    よって生じる周波数応答範囲に存在する歪みバンド部分に対応する周波数範囲で
    デジタル信号を減衰させるエイリアス・コレクションフィルタを用意するステッ
    プと、 前記隠れ符号に基づいて前記エイリアス・コレクション・フィルタの１つを選
    択するステップと、 前記選択されたエイリアス・コレクション・フィルタにより前記デジタル信号
    をフィルタリングするステップと、 前記デジタル・インタポレーション・フィルタにより前記デジタル信号をフィ
    ルタリングするステップと を備えたことを特徴とする方法。
28. 【請求項２８】 請求項２７において、前記選択されたエイリアス・コレク
    ション・フィルタにより前記デジタル信号をフィルタリングする前記ステップの
    後に、前記デジタル信号に対する追加信号処理を行うステップをさらに備えたこ
    とを特徴とする方法。
29. 【請求項２９】 請求項２８において、前記追加信号処理は、低音コレクシ
    ョンと、空間エフェクトと、トーンコントロールと、リバーブ処理のうちの少な
    くとも１つを備えたことを特徴とする方法。
30. 【請求項３０】 請求項２７において、複数の信号処理特性のうちの少なく
    とも１つは、前記デジタル信号中に符号化され、 本方法は、前記選択されたエイリアス・コレクション・フィルタにより前記デ
    ジタル信号をフィルタリングするステップの前に、前記信号処理特性をデジタル
    信号から復号化するステップをさらに備え、 前記少なくとも１つの信号処理特性は、前記デジタル信号によって運ばれる前
    記隠れ符号に基づいて、前記複数の信号処理特性の中から選択されることを特徴
    とする方法。
31. 【請求項３１】 請求項３０において、前記信号処理特性は、振幅復号化を
    備えたことを特徴とする方法。
32. 【請求項３２】 それぞれ関係付けをした周波数応答を有する複数のデジタ
    ル・デシメーション・フィルタから選択された１つを用いてアナログ信号から変
    換されたデジタル信号を処理するシステムであって、 前記デシメーション・フィルタは、前記デジタル信号によって運ばれる隠れ符
    号に基づいて選択され、 本システムは、 デジタル・インタポレーション・フィルタと、 個別に選択可能な複数のエイリアス・コレクション・フィルタであって、前記
    デジタル・デシメーション・フィルタのうちの１つの周波数応答と、前記デジタ
    ル・インタポレーション・フィルタの周波数応答との組み合せによって生じる周
    波数応答範囲内に存在する歪みバンド部分に対応する周波数範囲で、それぞれ、
    デジタル信号を減衰させるようにした複数のエイリアス・コレクション・フィル
    タと、 前記隠れ符号に応答して前記エイリアス・コレクション・フィルタの１つを選
    択するセレクタと を備え、 前記選択されたエイリアス・コレクション・フィルタは、前記デジタル・イン
    タポレーション・フィルタに先立って前記デジタル信号に応答する ことを特徴とするデジタル信号処理システム。
33. 【請求項３３】 請求項３２において、前記選択されたエイリアス・コレク
    ション・フィルタの後に、前記デジタル信号に応答する信号プロセッサをさらに
    備えたことを特徴とするシステム。
34. 【請求項３４】 請求項３３において、前記信号プロセッサは、低音コレク
    ション装置と、空間エフェクト装置と、リバーブ装置のうちの少なくとも１つを
    備えたことを特徴とするシステム。
35. 【請求項３５】 請求項３２において、複数の信号処理特性のうちの少なく
    とも１つは、前記デジタル信号中に符号化され、 本システムは、前記選択されたエイリアス・コレクション・フィルタと、前記
    隠れ符号に先立って前記デジタル信号に応答して前記信号処理特性をデジタル信
    号から復号化する復号器とをさらに備え、 前記少なくとも１つの信号処理特性は、前記デジタル信号によって運ばれる前
    記隠れ符号に基づいて、前記複数の信号処理特性から選択される ことを特徴とするシステム。
36. 【請求項３６】 請求項３５において、前記信号処理特性は、振幅復号化を
    備えたことを特徴とするシステム。
37. 【請求項３７】 関係付けをした周波数応答を有するデジタル・デシメーシ
    ョン・フィルタを備えたＡＤＣを用いて入力アナログ信号から変換されたデジタ
    ル信号であって、関係付けをした周波数応答を有するデジタル・インタポレーシ
    ョン・フィルタを備えたＤＡＣを用いてその後にアナログ出力に変換されたデジ
    タル信号を処理するのに用いるため、エイリアス歪みをデシメーションするため
    のフィルタを設計する方法であって、 ａ）デジタル・デシメーション・フィルタ周波数応答とデジタル・インタポレ
    ーション・フィルタ周波数応答との組み合せによって生じる周波数応答の歪みバ
    ンド部分を突き止めるステップと、 ｂ）歪みバンド部分に一般的に対応する周波数範囲でデジタル信号を減衰させ
    る第１周波数応答を有する第１減衰フィルタを選択するステップと、 ｃ）第１インパルス応答を生成するため、デシメーション・フィルタとインタ
    ポレーション・フィルタのインパルス応答を畳み込むステップと、 ｄ）第２インパルス応答を生成するため、デシメーション・フィルタと、減衰
    フィルタと、インタポレーション・フィルタとのインパルス応答を畳み込むステ
    ップと、 ｅ）音響的に最も重要な領域における第２インパルス応答の時間分散と、同じ
    領域における第１インパルス応答の時間分散とを比較するステップと、 ｆ）音響的に最も重要な領域における前記第２インパルス応答時間分散の幅が
    同じ領域における前記第１インパルス応答時間分散の幅を超える場合に、前記第
    １周波数応答と異なる周波数応答を有する別の減衰フィルタを選択するステップ
    と、 ｇ）音響的に最も重要な領域における前記第２インパルス応答時間分散の幅が
    、同じ領域における前記第１インパルス応答時間分散の幅になるまで、前記ステ
    ップｄと、前記ステップｅと、前記ステップｆを繰り返すステップと を備えたことを特徴とする方法。
38. 【請求項３８】 請求項３７において、前記畳み込まれたインパルス応答は
    、対数スケール上にプロットされることを特徴とする方法。
39. 【請求項３９】 請求項３７において、前記第１および第２インパルス応答
    の音響的に最も重要な領域は、一般的に、約−８０ｄＢを超える領域内にあるこ
    とを特徴とする方法。
40. 【請求項４０】 請求項３７において、前記第１および第２インパルス応答
    のうち振幅が大きい方の領域は、音響的により重要であることを特徴とする方法
    。