JP2004310854A - Apparatus and method for processing signal, recording medium, and program - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a system margin by more effectively suppressing a jitter level. <P>SOLUTION: High-pass components of a signal inputted to a digital signal processor 30 is cut off with a low-pass filter (LPF) 31; the signal is converted into a digital signal by an A-D converter 32; the frequency components near the shortest cycle frequency and the frequency components near a frequency corresponding to the shortest cycle frequency of turning back components are emphasized through a FIR filter 33; but after they are emphasized, sampling is carried out by a up-sampling part 34 to generate imaging components; and an imaging component amount is adjusted by an FIR filter 35. The signal is converted into an analog signal by a D-A converter 36 and outputted with the frequency band limited by a low-pass filter 37. This invention is applicable to the digital signal processor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００６】
デジタル信号処理装置１０の入力信号は、通常、図２に示されるグラフように、高域成分のスペクトルは、低域成分のスペクトルと比較して小さい。ＦＩＲフィルタ１３は、信号のＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比を改善するように、図２において点Ａで示される最短繰り返し周波数付近の周波数成分を矢印２１のように強調させる。
【０００７】
式（１）において、係数Ａの値を大きくするほど、高域成分のレベルが大きくなり、再生ジッタが低減され、システムの再生マージンが拡大する。
【０００８】
ＦＩＲフィルタ１３より出力された信号（高域成分が強調された信号）は、Ｄ／Ａ変換器１４に供給され、アナログ信号に変換される。そして、アナログ化された信号は、ＬＰＦ１５において、高域成分のノイズがカットされ、出力信号として、デジタル信号処理装置１０の外部に出力される。
【０００９】
以上のようにして、デジタル信号処理装置１０は、入力信号の最短繰り返し周波数付近の周波数成分（高域成分）を強調する。
【００１０】
この方法において、ＦＩＲフィルタ１３は、周波数軸において高域を強調するように動作するが、時間軸において所定の時間差の信号を足しこむように動作する。すなわち、式（１）の係数Ａの値が大きくなると、符号間干渉が増大し、再生ジッタが増加し、再生性能が低下してしまう。従って、再生ジッタレベルが最も低くなるボトムジッタレベルの最低値に限界があり、回路の高密度化に対応できない場合があった。
【００１１】
これに対して、記録媒体から読み取られた読取信号の振幅レベルを所定の振幅制限値にて制限してからフィルタリング処理を行う波形等化器を用いる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−２５９９８５号公報（第３−５ページ、図１）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような方法において、波形等化器は、読取信号に対する高域のブースト量を大きく設定することができるため、読取信号にジッタを生じさせることなく、Ｓ／Ｎ比を改善することができるが、スキュー等が加わった場合の符号間干渉の影響を軽減することができないという課題があった。
【００１４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、より効果的に、ジッタレベルを抑制し、システムのマージンを拡大させることができるようにしたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の信号処理装置は、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分を生成する生成手段と、生成手段によりイメージング成分を生成されたデジタル信号より、原成分を抽出するとともに、生成手段により生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分を抽出する抽出手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
前記生成手段は、デジタル信号をアップサンプリングして、イメージング成分を生成するようにすることができる。
【００１７】
前記生成手段は、デジタル信号のサンプリング周波数の整数倍の周波数で、デジタル信号をアップサンプリングして、イメージング成分を生成するようにすることができる。
【００１８】
前記生成手段により生成されたイメージング成分は、原成分の高域側のイメージング成分であり、抽出手段は、原成分を抽出するとともに、イメージング成分の周波数成分の内、低域側の周波数成分を、所定の帯域幅で抽出するようにすることができる。
【００１９】
前記抽出手段は、低域通過フィルタを用いて、原成分、および、イメージング成分の低域側の周波数成分を抽出するようにすることができる。
【００２０】
前記低域通過フィルタは、ＦＩＲフィルタであるようにすることができる。
【００２１】
前記抽出手段は、抽出されたイメージング成分が、抽出される前のイメージング成分の半分以下となるように、イメージング成分の、所定の周波数成分を調整して抽出するようにすることができる。
【００２２】
前記デジタル信号は、所定の変調方式により変調されており、抽出手段は、原成分を抽出するとともに、イメージング成分の、変調方式における最も短いパターンが連続する際の周波数である最短繰り返し周波数に対応する周波数付近の周波数成分を抽出するようにすることができる。
【００２３】
前記デジタル信号の原成分の、高域の周波数成分を強調する強調手段をさらに備え、生成手段は、強調手段により原成分の高域の周波数成分が強調されたデジタル信号において、原成分に対応するイメージング成分を生成するようにすることができる。
【００２４】
前記デジタル信号は、所定の変調方式により変調されており、強調手段は、原成分の、変調方式における最も短いパターンが連続する際の周波数である最短繰り返し周波数付近の周波数成分を強調するようにすることができる。
【００２５】
前記デジタル信号に対応するアナログ信号をデジタル信号に変換する第１の変換手段と、デジタル信号を、デジタル信号に対応するアナログ信号に変換する第２の変換手段とをさらに備え、生成手段は、第１の変換手段により変換されたデジタル信号においてイメージング成分を生成し、第２の変換手段は、抽出手段により、原成分およびイメージング成分を抽出されたデジタル信号を、アナログ信号に変換するようにすることができる。
【００２６】
前記第２の変換手段は、第１の変換手段におけるサンプリング周波数よりも高い周波数のクロックに同期して、デジタル信号をアナログ信号に変換するようにすることができる。
【００２７】
前記クロックの周波数は、サンプリング周波数の整数倍であるようにすることができる。
【００２８】
前記アナログ信号は、所定の変調方式により変調されており、第１の変換手段は、変調方式における最も短いパターンが連続する際の周波数である最短繰り返し周波数の整数倍の周波数をサンプリング周波数として、アナログ信号をデジタル信号に変換するようにすることができる。
【００２９】
前記アナログ信号の周波数帯域を制限する帯域制限手段をさらに備え、第１の変換手段は、帯域制限手段により、信号に含まれる周波数帯域が制限されたアナログ信号を、デジタル信号に変換するようにすることができる。
【００３０】
本発明の第１の信号処理方法は、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によりイメージング成分が生成されたデジタル信号より、原成分を抽出するとともに、生成ステップの処理により生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分を抽出する抽出ステップとを含むことを特徴とする。
【００３１】
本発明の第１の記録媒体のプログラムは、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によりイメージング成分が生成されたデジタル信号より、原成分を抽出するとともに、生成ステップの処理により生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分を抽出する抽出ステップとを含むことを特徴とする。
【００３２】
本発明の第１のプログラムは、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によりイメージング成分が生成されたデジタル信号より、原成分を抽出するとともに、生成ステップの処理により生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分を抽出する抽出ステップとをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００３３】
本発明の第２の信号処理装置は、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分を生成する生成手段と、生成手段によりイメージング成分が生成されたデジタル信号より、生成手段により生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分を抽出する抽出手段と、生成手段によってイメージング成分が生成されていないデジタル信号に、抽出手段により抽出されたイメージング成分の所定の周波数成分を合成する合成手段とを備えることを特徴とする。
【００３４】
前記生成手段は、デジタル信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング手段と、デジタル信号をアップサンプリングするアップサンプリング手段とを備え、ダウンサンプリング手段は、デジタル信号のサンプリング周波数が半分になるように、デジタル信号をダウンサンプリングし、アップサンプリング手段は、ダウンサンプリングされたデジタル信号のサンプリング周波数が元に戻るように、ダウンサンプリングされたデジタル信号をアップサンプリングして、イメージング成分を生成するようにすることができる。
【００３５】
前記生成手段により生成されたイメージング成分は、原成分の高域側のイメージング成分であり、抽出手段は、イメージング成分の周波数成分の内、低域側の周波数成分を、所定の帯域幅で抽出するようにすることができる。
【００３６】
前記抽出手段は、所定の帯域の周波数成分のみを通過させるフィルタである帯域通過フィルタを用いて、イメージング成分の低域側の周波数成分を抽出するようにすることができる。
【００３７】
前記帯域通過フィルタは、ＦＩＲフィルタであるようにすることができる。
【００３８】
前記抽出手段は、抽出されたイメージング成分が、抽出される前のイメージング成分の半分以下となるように、イメージング成分の、所定の周波数成分を調整して抽出するようにすることができる。
【００３９】
前記デジタル信号は、所定の変調方式により変調されており、抽出手段は、イメージング成分の、変調方式における最も短いパターンが連続する際の周波数である最短繰り返し周波数に対応する周波数付近の周波数成分を抽出するようにすることができる。
【００４０】
前記生成手段によってイメージング成分が生成されていないデジタル信号の原成分の、高域の周波数成分を強調する強調手段をさらに備え、合成手段は、強調手段により原成分の高域の周波数成分が強調されたデジタル信号に、抽出手段により抽出されたイメージング成分の所定の周波数成分を合成するようにすることができる。
【００４１】
前記デジタル信号は、所定の変調方式により変調されており、強調手段は、原成分の、変調方式における最も短いパターンが連続する際の周波数である最短繰り返し周波数付近の周波数成分を強調するようにすることができる。
【００４２】
前記デジタル信号に対応するアナログ信号をデジタル信号に変換する第１の変換手段と、デジタル信号を、デジタル信号に対応するアナログ信号に変換する第２の変換手段とをさらに備え、生成手段は、第１の変換手段により変換されたデジタル信号においてイメージング成分を生成し、強調手段は、第１の変換手段により変換されたデジタル信号の原成分の、高域の周波数成分を強調し、第２の変換手段は、合成手段によりイメージング成分の所定の周波数成分が合成された、原成分の高域の周波数成分が強調されたデジタル信号を、アナログ信号に変換するようにすることができる。
【００４３】
前記第２の変換手段は、第１の変換手段におけるサンプリング周波数と同じ周波数のクロックに同期して、デジタル信号をアナログ信号に変換するようにすることができる。
【００４４】
前記アナログ信号は、所定の変調方式により変調されており、第１の変換手段は、変調方式における最も短いパターンが連続する際の周波数である最短繰り返し周波数の整数倍の周波数をサンプリング周波数として、アナログ信号をデジタル信号に変換するようにすることができる。
【００４５】
前記アナログ信号の周波数帯域を制限する帯域制限手段をさらに備え、第１の変換手段は、帯域制限手段により、信号に含まれる周波数帯域が制限されたアナログ信号を、デジタル信号に変換するようにすることができる。
【００４６】
本発明の第２の信号処理方法は、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によりイメージング成分が生成されたデジタル信号より、生成ステップの処理により生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分を抽出する抽出ステップと、生成ステップの処理によってイメージング成分が生成されていないデジタル信号に、抽出ステップの処理により抽出されたイメージング成分の所定の周波数成分を合成する合成ステップとを含むことを特徴とする。
【００４７】
本発明の第２の記録媒体のプログラムは、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によりイメージング成分が生成されたデジタル信号より、生成ステップの処理により生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分を抽出する抽出ステップと、生成ステップの処理によってイメージング成分が生成されていないデジタル信号に、抽出ステップの処理により抽出されたイメージング成分の所定の周波数成分を合成する合成ステップとを含むことを特徴とする。
【００４８】
本発明の第２のプログラムは、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によりイメージング成分が生成されたデジタル信号より、生成ステップの処理により生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分を抽出する抽出ステップと、生成ステップの処理によってイメージング成分が生成されていないデジタル信号に、抽出ステップの処理により抽出されたイメージング成分の所定の周波数成分を合成する合成ステップとをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００４９】
本発明の第１の信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムにおいては、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分が生成され、その、イメージング成分を生成されたデジタル信号より、原成分が抽出されるとともに、生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分が抽出される。
【００５０】
本発明の第２の信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムにおいては、デジタル信号に含まれる周波数成分であり、デジタル信号に対応するアナログ信号の周波数成分である原成分に対応するイメージング成分が生成され、その、イメージング成分が生成されたデジタル信号より、生成されたイメージング成分の、所定の周波数成分が抽出され、イメージング成分が生成されていないデジタル信号に、抽出されたイメージング成分の所定の周波数成分が合成される。
【００５１】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明を適用したデジタル信号処理装置の構成例を表すブロック図である。
【００５２】
図３において、デジタル信号処理装置３０は、光ディスク等の記録媒体より読み出された信号に対して信号処理を行う装置であり、入力信号の高域成分を遮断するローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３２、高域成分を強調するＦＩＲフィルタ３３、信号のサンプリング周波数を変更するアップサンプリング部３４、信号の所定の周波数成分を抽出するＦＩＲフィルタ３５、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３６、信号の高域成分を遮断するローパスフィルタ（ＬＰＦ）３７を有している。
【００５３】
デジタル信号処理装置３０に入力された入力信号は、ローパスフィルタ３１に供給される。ローパスフィルタ３１は、所定の周波数をカットオフ周波数とし、入力信号に含まれる、カットオフ周波数以上の高域成分を遮断して、後段のＡ／Ｄ変換器３２におけるサンプリングの際に折り返し歪み（エイリアシング）が発生しないようにし、その帯域が制限された信号をＡ／Ｄ変換器３２に供給する。
【００５４】
すなわち、ローパスフィルタ３１は、入力信号より、Ａ／Ｄ変換器３２におけるサンプリングのサンプリング周波数の１／２の周波数より低域の周波数成分を抽出し、Ａ／Ｄ変換器３２に供給する。
【００５５】
Ａ／Ｄ変換器３２は、ローパスフィルタ３１の出力信号を、所定のサンプリング周波数でサンプリング（標本化）し、デジタル化（量子化）する。Ａ／Ｄ変換器３２の出力信号は、ＦＩＲフィルタ３３に供給される。なお、Ａ／Ｄ変換器３２においてサンプリングされた信号には、サンプリング前の信号に含まれる周波数成分（以下において、原成分と称する）の他に、サンプリングによって生じた周波数成分（折り返し成分）が含まれる。
【００５６】
なお、サンプリング周波数は、どのような値でもよいが、信号は、後述するように変調されているので、その変調方式における、最小パターンの繰り返し時の周波数（最短繰り返し周波数）の整数倍であるのが望ましい。
【００５７】
ＦＩＲフィルタ３３は、Ａ／Ｄ変換器３２より供給された信号の所定の周波数成分を強調し、出力する。
【００５８】
デジタル信号処理装置３０に入力される入力信号は、光ディスク等の記録媒体より読み出された信号であり、所定の方法で変調されている。これらの記録媒体において、データはＮＲＺＩ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ Ｉｎｖｅｒｔ）方式により記録されているが、値「１」のビットが連続するデータの場合、極性が細かく反転しながら記録され、ピックアップでの読み取りが困難になる。従って、記録媒体に記録されるデータは、値「１」のビットが連続するパターンを、値「０」のビットが含まれるようなパターンに変調されている。例えば、入力信号は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）より読み出された信号である場合、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調されており、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）より読み出された信号である場合、ＥＦＭ＋変調されている。なお、入力信号は、例えば１−７変調等の、その他の変調方式で変調されていてもよい。
【００５９】
以上のような変調方式において、変調された信号の波形が同じパターンを繰り返す最短の周期を最短繰返し周期といい、その周波数を最短繰り返し周波数という。例えば、１ビットのデータの時間をＴとすると、ＥＦＭまたはＥＦＭ＋の場合、最短繰り返し周期は６Ｔ（３Ｔ＋３Ｔ）であり、１−７変調の場合、最短繰返し周期は４Ｔ（２Ｔ＋２Ｔ）である。すなわち、最短繰り返し周波数は、ＥＦＭまたはＥＦＭ＋の場合、１／６Ｔとなり、１−７変調の場合、１／４Ｔとなる。
【００６０】
ＦＩＲフィルタ３３は、供給された信号に含まれる、以上のような所定の変調方式における最短繰り返し周波数付近の周波数成分（すなわち高域成分）を強調する。ＦＩＲフィルタ３３の伝達関数Ｈ１（Ｚ）の例を式（２）に示す。
【００６１】
【数２】

【００６２】
図４は、上述したＦＩＲフィルタ３３の周波数特性を示すグラフである。図４において、グラフの横軸は周波数を示しており、ｆｓはＡ／Ｄ変換器３２において信号に対して行われたサンプリングのサンプリング周波数を示す。また、グラフの縦軸は、ＦＩＲフィルタ３３より出力される信号の、入力された信号に対する増幅度を示している。なお、帯域４１は、原成分の周波数帯域であり、帯域４２は、原成分に対応する折り返し成分の一部が存在する周波数帯域である。
【００６３】
上述したように、Ａ／Ｄ変換器３２においてサンプリングされた信号の周波数成分には、原成分の他に折り返し成分が含まれており、それらのスペクトルは、周波数０乃至（１／２×ｆｓ）の周波数成分（原成分）を、（１／２×ｆｓ）毎に折り返したような形になる。
【００６４】
例えば、図４において、周波数ｆのスペクトルに対応する折り返し成分は、周波数（ｆｓ−ｆ）、周波数（ｆｓ＋ｆ）、および周波数（２ｆｓ−ｆ）に発生する。従って、帯域４１の原成分に対応する、周波数（１／２×ｆｓ）乃至ｆｓの折り返し成分は、帯域４２に、原成分と左右（周波数）が反転して発生する。
【００６５】
従って、図４に示されるように、ＦＩＲフィルタ３３の周波数特性は、周波数０乃至（１／２×ｆｓ）の周波数特性（原成分に対する周波数特性）を、（１／２×ｆｓ）毎に折り返したような形となり、原成分の最短繰り返し周波数付近の周波数成分、および、折り返し成分の対応する周波数成分を強調するように設定されている。
【００６６】
なお、ＦＩＲフィルタ３３の伝達関数Ｈ１（Ｚ）は、上述したように、その周波数特性が、原成分の最短繰り返し周波数付近の周波数成分、および、折り返し成分の対応する周波数成分を強調するような関数であればよく、式（２）に示される以外の関数であってもよい。
【００６７】
図３に戻り、ＦＩＲフィルタ３３より出力された信号はアップサンプリング部３４に供給される。アップサンプリング部３４は、Ａ／Ｄ変換器３２においてサンプリングされ、ＦＩＲフィルタ３３より供給された信号に対して、Ａ／Ｄ変換器３２におけるサンプリング周波数ｆｓの２倍の周波数で再度サンプリング（アップサンプリング）を行い、出力する。
【００６８】
ＦＩＲフィルタ３３より供給される信号は既にサンプリング（標本化）されているので、具体的には、アップサンプリング部３４は、ＦＩＲフィルタ３３より供給される複数のデータ（それぞれが信号の各サンプル点における信号レベルを示す複数のデータ）の各データの間に値が「０」のデータを挿入し、出力する。
【００６９】
すなわち、アップサンプリング部３４においてアップサンプリングされた信号は、アップサンプリングされる前の信号と比較して、サンプル点間隔が半分になっており、サンプリング周波数が２倍になっている。換言すると、アップサンプリング部３４より出力される信号は、各データの間に値が「０」のデータが含まれており、アップサンプリングされる前の信号のデータ量と比較して、そのデータ量は２倍になっている。
【００７０】
なお、アップサンプリングされた信号は、サンプリング周波数が元の整数倍である２倍（２ｆｓ）になっているので、サンプリング周波数の１／２の周波数であるナイキスト周波数も２倍（ｆｓ）となる。
【００７１】
従って、信号の周波数成分のスペクトル群の形状は、アップサンプリングによって変化しないが、アップサンプリングされた信号においては、周波数（１／２×ｆｓ）乃至ｆｓの折り返し成分が、原成分に対応するイメージング成分となり、周波数０乃至ｆｓの周波数成分のスペクトルが、ｆｓ毎に折り返されたものとなる。
【００７２】
換言すると、アップサンプリング部３４におけるアップサンプリングによって、信号には、原成分に対応する高域側のイメージング成分（周波数（１／２×ｆｓ）乃至ｆｓの折り返し成分）が生成される。
【００７３】
なお、アップサンプリング部３４は、信号に対して、Ａ／Ｄ変換器３２におけるサンプリングのサンプリング周波数より大きな周波数であればどのような周波数でサンプリングしてもよいが、上述したように２倍のサンプリング周波数でサンプリングを行うことにより最も処理が容易になる。
【００７４】
アップサンプリング部３４は、アップサンプリングを行った信号をＦＩＲフィルタ３５に供給する。
【００７５】
ＦＩＲフィルタ３５は、アップサンプリング部３４より供給された信号に含まれる、アップサンプリング部３４において生成された、原成分の高域側のイメージング成分の所定の周波数成分と、原成分を抽出し、出力する。関数ｆ１乃至ｆ３を式（３）乃至（５）のように定義し、ＦＩＲフィルタ３５の伝達関数Ｈ２（Ｚ）の例を、式（６）に示す。
【００７６】
【数３】

【００７７】
図５は、上述したＦＩＲフィルタ３５の周波数特性の例を示すグラフである。図５において、グラフの横軸は周波数を示しており、ｆｓはＡ／Ｄ変換器３２において信号に対して行われたサンプリングのサンプリング周波数を示す。また、グラフの縦軸は、ＦＩＲフィルタ３３より出力される信号の、入力された信号に対する増幅度を示している。
【００７８】
図５において、実線４３で示される曲線がＦＩＲフィルタ３５の周波数特性（伝達関数Ｈ２（Ｚ）の周波数特性）であり、点線４４乃至４６で示される曲線が、それぞれ、関数ｆ１乃至ｆ３の周波数特性を示している。
【００７９】
帯域４１には信号の原成分が存在し、帯域４２には原成分に対応する、高域側のイメージング成分が存在する。このように、信号の原成分と、高域側のイメージング成分は０乃至ｆｓの周波数に含まれており、ＦＩＲフィルタ３５は、実線４３で示される曲線のような周波数特性により、ローパスフィルタとして動作する。
【００８０】
なお、図５に示されるように、ＦＩＲフィルタ３５の周波数特性は、信号に含まれる折り返し成分（周波数ｆｓ以上のスペクトル）に対応するように、周波数０乃至ｆｓの帯域の周波数特性が周波数ｆｓ毎に、折り返された形となっている。
【００８１】
すなわち、ＦＩＲフィルタ３５は、原成分（および原成分に対応する折り返し成分）をなるべくそのまま抽出するとともに、高域側のイメージング成分（およびイメージング成分に対応する折り返し成分）に含まれる、最短繰り返し周波数付近に対応する周波数成分を、原成分に対して所定の割合となるように調整して抽出する。
【００８２】
換言すると、ＦＩＲフィルタ３５は、原成分の最短繰り返し周波数付近の周波数成分そのものを直接強調するのではなく、高域側のイメージング成分の最短繰り返し周波数付近に対応する周波数成分を所定の割合で足しこむことにより、信号に含まれる最短繰り返し周波数付近の周波数成分（高域成分）を間接的に強調する。
【００８３】
ＦＩＲフィルタ３５の伝達関数Ｈ２（Ｚ）は、上述したように、その周波数特性が、原成分（および原成分に対応する折り返し成分）をなるべくそのまま抽出するとともに、高域側のイメージング成分（およびイメージング成分に対応する折り返し成分）に含まれる、最短繰り返し周波数付近に対応する周波数成分を、原成分に対して所定の割合となるように調整して抽出するような関数であればよく、式（３）乃至（６）に示される以外の関数であってもよい。
【００８４】
図３に戻り、ＦＩＲフィルタ３５より出力された信号は、Ｄ／Ａ変換器３６に供給される。
【００８５】
Ｄ／Ａ変換器３６は、ＦＩＲフィルタ３５より供給された信号をアナログ化し、ローパスフィルタ３７に供給する。
【００８６】
ローパスフィルタ３７は、所定の周波数以上の周波数成分を遮断し、信号に含まれる、Ｄ／Ａ変換器３６によるアナログ変換処理等において発生する高域のノイズ成分を除去する。ローパスフィルタ３７は、このように帯域を制限した信号を出力信号として、デジタル信号処理装置３０の外部に出力する。
【００８７】
なお、デジタル信号処理装置３０の出力信号をＤ／Ａ変換器３６、およびローパスフィルタ３７を用いてアナログ信号に変換せずに、デジタル信号のまま出力した場合、その出力信号はサンプリング周波数２ｆｓに対応した信号である。従って、この出力信号に対して復号処理等のデジタル信号処理を行う場合、そのデジタル信号処理装置は、この出力信号をサンプリング周波数２ｆｓで処理した後に、データを半分に間引く（ダウンサンプリングする）ようにすればよい。
【００８８】
次に、図３のデジタル信号処理装置３０の動作について説明する。
【００８９】
光ディスク等の記録媒体より読み出されたアナログ信号が、デジタル信号処理装置３０に入力されると、デジタル信号処理装置３０は、デジタル信号処理を開始する。
【００９０】
デジタル信号処理装置３０によるデジタル信号処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。また、必要に応じて、図７乃至図１４を参照して説明する。
【００９１】
入力信号が入力されると、デジタル信号処理装置３０のローパスフィルタ３１は、ステップＳ１において、入力信号に含まれる高域の周波数成分を遮断し、サンプリング時に折り返し歪みが発生しないように信号の帯域を制限する。
【００９２】
図７は、デジタル信号処理装置３０に入力される入力信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。
【００９３】
図７において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。図７に示されるように、入力信号には、信号の本来の情報を含むスペクトル群である原成分５１の他に、高域の余分なスペクトル群であるノイズ成分５２および５３が含まれる。
【００９４】
ノイズ成分５２および５３は、Ａ／Ｄ変換器３２におけるサンプリングのナイキスト周波数（１／２×ｆｓ）より高い周波数の成分であるので、ローパスフィルタ３１は、これらのノイズ成分５２および５３を遮断する。
【００９５】
図８は、ローパスフィルタ３１より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図８において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。ローパスフィルタ３１は、入力された信号に対して、帯域５４を透過させるようにフィルタ処理を行い、信号の原成分５１を抽出する。
【００９６】
入力信号の帯域が制限されると、Ａ／Ｄ変換器３２は、ステップＳ２において、その信号（アナログ信号）を所定のサンプリング周波数ｆｓでサンプリングし、量子化を行って、デジタル信号に変換する。
【００９７】
図９は、Ａ／Ｄ変換器３２より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図９において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。Ａ／Ｄ変換器３２は、入力された信号に対して、サンプリング周波数ｆｓでサンプリングを行う。
【００９８】
従って、図９に示されるように、Ａ／Ｄ変換器３２より出力された信号には、原成分５１に対応する折り返し成分５５乃至５８が含まれる。なお、実際には、折り返し成分５８より高域の周波数にも、折り返し成分５５乃至５８と同様の折り返し成分が存在するが、折り返し成分５８以降の折り返し成分（折り返し成分５８より高域に存在する折り返し成分）は折り返し成分５７および５８と同様であるので、以下において、それらの折り返し成分についての説明を省略する。
【００９９】
なお、図９において、２点鎖線で示される周波数ｆｓはサンプリング周波数であり、点線で示される周波数（１／２×ｆｓ）はナイキスト周波数である。
【０１００】
ステップＳ３において、ＦＩＲフィルタ３３は、デジタル化された信号に含まれる、原成分の最短繰り返し周波数付近の周波数成分、および折り返し成分の、その周波数成分に対応する周波数成分を強調する。
【０１０１】
図１０は、ＦＩＲフィルタ３３より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図１０において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。ＦＩＲフィルタ３３は、入力された信号に含まれる、原成分の最短繰り返し周波数付近の周波数成分を強調する。
【０１０２】
図１０において、原成分６１は、図９に示される原成分５１と比較して、最短繰り返し周波数付近の周波数成分のスペクトルが強調され、大きくなっている。また、それに伴い、原成分６１に対応する折り返し成分６２乃至６５も、それぞれ、図９に示される折り返し成分５５乃至５８と比較して、最短繰り返し周波数に対応する周波数付近の周波数成分のスペクトルが強調され、大きくなっている。
【０１０３】
ステップＳ４において、アップサンプリング部３４は、最短繰り返し周波数（または最短繰り返し周波数に対応する周波数）付近の周波数成分が強調された信号に対して、アップサンプリングを行い、原成分に対応する、原成分の高域側のイメージング成分を生成する。
【０１０４】
図１１は、アップサンプリング部３４より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図１１において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。アップサンプリング部３４は、入力された信号の各サンプリング点のデータ間に値が「０」のデータを挿入する。
【０１０５】
このアップサンプリング処理により、図１１に示されるように、信号に含まれる周波数成分のスペクトル群の形状は変化しないが、サンプリング周波数がｆｓから２ｆｓ（２点鎖線）に変化し、ナイキスト周波数が（１／２×ｆｓ）（点線）に変化する。従って、図１１において、アップサンプリングされた信号に含まれる周波数成分は、周波数０乃至ｆｓの帯域の周波数成分（原信号６１および折り返し成分６２）を周波数ｆｓ毎に折り返した構造となっている。
【０１０６】
すなわち、アップサンプリング部３４におけるアップサンプリング処理により、信号の周波数成分には、原信号６１に対応する、高域側のイメージング成分（折り返し成分６２）が生成されている。
【０１０７】
ＦＩＲフィルタ３５は、ステップＳ５において、アップサンプリングが行われた信号の、生成された高域側のイメージング成分に含まれる最短繰り返し周波数付近に対応する帯域以外の周波数成分を遮断し、原成分にイメージング成分を所定の割合で足しこんだ信号を抽出する。
【０１０８】
図１２は、ＦＩＲフィルタ３５より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図１２において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。ＦＩＲフィルタ３５は、入力された信号に対して、帯域６６を透過させるようにフィルタ処理を行い、信号の原成分６１、および、高域側のイメージング成分としての折り返し成分６２の一部であるイメージング成分６７を抽出する。
【０１０９】
イメージング成分６７は、元のイメージング成分（折り返し成分６２）に含まれる、信号の最短繰り返し周波数に対応する周波数付近の周波数成分である。なお、図１２に示されるように、この変化に対応して、元のイメージング成分に対応する折り返し成分６３も折り返し成分６８のように変化する。なお、原成分６１に対応する折り返し成分６４および６５は、原成分６１がそのままであるので変化しない。
【０１１０】
Ｄ／Ａ変換器３６は、ステップＳ６において、ＦＩＲフィルタ３５により抽出された信号をアナログ信号に変換し、折り返し成分を除去する。
【０１１１】
図１３は、Ｄ／Ａ変換器３６より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図１３において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。Ｄ／Ａ変換器３６は、入力された信号をアナログ化する。
【０１１２】
図１３において、アナログ化された信号は、折り返し成分が除去されているので、図１２に示される折り返し成分６４、６５、並びに６８は含まれていない。なお、アナログ化された信号には、原成分６１およびイメージング成分６７以外に、アナログ化の際等に発生する高周波成分であるノイズ成分６９が含まれている。
【０１１３】
ローパスフィルタ３７は、ステップＳ７において、アナログ化された信号に含まれる高域の周波数成分（ノイズ成分）を遮断し、帯域を制限した信号を抽出し、出力信号として、デジタル信号処理装置３０の外部に出力する。
【０１１４】
図１４は、デジタル信号処理装置３０の出力信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図１４において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。ローパスフィルタ３７は、入力された信号に対して、帯域７１を透過させるようにフィルタ処理を行い、ノイズ成分６９を遮断し、信号の原成分６１、およびイメージング成分６７を抽出する。
【０１１５】
図１４に示されるように、デジタル信号処理装置３０の出力信号は、帯域が制限されており、原成分６１およびイメージング成分６７を含んでいる。すなわち、出力信号において、最短繰り返し周波数に対応する周波数付近のイメージング成分６７が含まれており、このイメージング成分６７が利用されることにより、間接的に、最短繰り返し周波数が強調される。
【０１１６】
ステップＳ７の処理が完了すると、デジタル信号処理装置３０は、デジタル信号処理を終了する。
【０１１７】
図１５は、デジタル信号処理装置３０と、従来のデジタル信号処理装置における、入力信号のスキュー（位相差）と再生ジッタの発生率の関係を示すグラフである。
【０１１８】
図１５において、グラフの横軸は、入力信号のスキュー（Ｔａｎ Ｓｋｅｗ）（単位は「ｄｅｇ」）を示しており、グラフの縦軸は、再生ジッタの発生率（Ｊｉｔｔｅｒ）（単位は「％」）を示している。また、曲線７２は、従来のデジタル信号処理装置の特性曲線を示しており、曲線７３は、図３に示される本発明を適用したデジタル信号処理装置３０の特性曲線を示す。
【０１１９】
例えば、再生ジッタの発生率が１２．５％以下である場合、デジタル信号処理装置３０、または従来のデジタル信号処理装置を適用した場合のシステムが動作可能であるとする。図１５に示されるように、曲線７２で示される従来のデジタル信号処理装置を適用した場合、入力信号のスキューに対するこのシステムのマージンは、約−０．５乃至０．６２（ｄｅｇ）となる。これに対して、曲線７３で示されるデジタル信号処理装置３０を適用した場合、入力信号のスキューに対するこのシステムのマージンは、約−０．８５乃至１．１（ｄｅｇ）まで拡大する。
【０１２０】
従って、本発明を適用した図３のデジタル信号処理装置は、スキュー等が加わったときの符号間干渉の影響を軽減することができ、そのような信号に対しても、より効果的に、ジッタレベルを抑制し、システムのマージンを拡大させることができる。
【０１２１】
また、例えば、ＣＤやＤＶＤ等の記録媒体より読み出された、ＥＦＭやＥＦＭ＋で変調された信号（最短繰り返し周期が６Ｔ（３Ｔ＋３Ｔ）の入力信号）を入力されたデジタル信号処理装置３０、または従来のデジタル信号処理装置の３Ｔアイパターンは、図１６に示されるような波形となる。
【０１２２】
図１６において、グラフの横軸は時刻を示し、縦軸は振幅を示す。従来のデジタル信号処理装置の出力信号に対する３Ｔアイパターンは、曲線８１−１乃至８１−６で示されており、図３のデジタル信号処理装置３０の出力信号に対する３Ｔアイパターンは、曲線８６−１乃至曲線８６−６で示されている。なお、この場合のデジタル信号処理装置３０は、元の高域側のイメージング成分（原成分）の４０％のイメージング成分を原成分に付加している。図１６に示されるように、従来のデジタル信号処理装置におけるアイパターンの「目」である、曲線８１−１乃至８１−６に囲まれた、縦線で示される領域に対して、デジタル信号処理装置３０におけるアイパターンの「目」である、曲線８６−１乃至８６−６に囲まれた、横線で示される領域は、広がっている。
【０１２３】
すなわち、デジタル信号処理装置３０は、イメージング成分を付加して、信号波形の立ち上がりを速くすることにより、最短繰り返し周期が６Ｔの入力信号に対して、符号間干渉量を増大させることなく再生ジッタを改善したり、システムのマージンを拡大したりすることができる。
【０１２４】
図１７は、最短繰り返し周期が４Ｔ（２Ｔ＋２Ｔ）の入力信号が入力されたデジタル信号処理装置３０、または従来のデジタル信号処理装置の２Ｔアイパターンの波形の例を示す図である。
【０１２５】
例えば、次世代ＤＶＤ等に用いられる１−７変調や、ＤＡＴ等に用いられる８−１０変調等が施された信号のように、入力信号の最短繰り返し周期が４Ｔである場合、図１７に示されるように、従来のデジタル信号処理装置の出力信号に対するアイパターンは、曲線９１乃至９４により示され、デジタル信号処理装置３０の出力信号に対するアイパターンは、曲線９６乃至９９により示される。なお、この場合のデジタル信号処理装置３０は、元の高域側のイメージング成分（原成分）の４０％のイメージング成分を原成分に付加している。
【０１２６】
図１７に示されるように、従来のデジタル信号処理装置におけるアイパターンの「目」である、曲線９１乃至９４に囲まれた、縦線で示される領域に対して、デジタル信号処理装置３０におけるアイパターンの「目」である、曲線９６乃至９９に囲まれた、横線で示される領域は、広がっている。
【０１２７】
すなわち、デジタル信号処理装置３０は、イメージング成分を付加して、信号波形の立ち上がりを速くすることにより、最短繰り返し周期が４Ｔの入力信号に対して、符号間干渉量を増大させることなく再生ジッタを改善したり、システムのマージンを拡大したりすることができる。
【０１２８】
以上のように、デジタル信号処理装置３０は、より効果的に、ジッタレベルを抑制し、システムのマージンを拡大させることができる。
【０１２９】
なお、図１６および図１７においては、元の高域側のイメージング成分（原成分）の４０％のイメージング成分を原成分に付加するように説明したが、その割合は、どのような割合でもよい。ただし、あまり多くのイメージング成分を原成分に付加すると、アイパターンの波形が崩れてしまう場合があるので、通常、５０％以下程度の割合のイメージング成分を原成分に付加するのがよい。
【０１３０】
図１８は、本発明を適用したデジタル信号処理装置の他の構成例を示すブロック図である。図１８において、図３と対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明は適宜省略する。
【０１３１】
図１８のデジタル信号処理装置１００のＡ／Ｄ変換器３２は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２より供給された信号を、所定の周波数２ｆｓ（必要なサンプリング周波数ｆｓの２倍の周波数）でサンプリングし、量子化して、デジタル信号に変換する。
【０１３２】
Ａ／Ｄ変換器３２は、デジタル化した信号をＦＩＲフィルタ３３に供給し、信号に含まれる、原成分の最短繰り返し周波数付近の周波数成分、および、折り返し成分の最短繰り返し周波数に対応する周波数付近の周波数成分を強調させる。
【０１３３】
ＦＩＲフィルタ３３は、供給された信号に含まれる、原成分の最短繰り返し周波数付近の周波数成分、および、折り返し成分の最短繰り返し周波数に対応する周波数付近の周波数成分を強調した後、その信号を加算器１０３に供給する。
【０１３４】
また、Ａ／Ｄ変換器３２は、デジタル化した信号をダウンサンプリング部１０１に供給する。
【０１３５】
ダウンサンプリング部１０１は、Ａ／Ｄ変換器３２より供給されたデジタル信号に対してサンプリング周波数を半分（ｆｓ）に下げるダウンサンプリング処理を行い、ダウンサンプリングされた信号をアップサンプリング部３４に供給する。
【０１３６】
具体的には、ダウンサンプリング部１０１は、Ａ／Ｄ変換器３２より供給された複数のデジタルデータから、１つおきにデータを間引いて出力する。このようにすることにより、デジタル信号のサンプリング周波数が周波数ｆｓとなり、その周波数成分に、折り返し成分が追加される。
【０１３７】
アップサンプリング部３４は、ダウンサンプリング部１０１より供給された信号に対して、サンプリング周波数を２倍（２ｆｓ）に上げるアップサンプリング処理を行い、アップサンプリングされた信号をＦＩＲフィルタ１０２に供給する。
【０１３８】
具体的には、アップサンプリング部３４は、ダウンサンプリング部１０１より供給された複数のデジタルデータ間に、値が「０」のデータを挿入し、出力する。このようにすることにより、デジタル信号のサンプリング周波数が周波数２ｆｓとなり、その周波数成分のスペクトル波形は変化しないまま、サンプリング周波数およびナイキスト周波数が２倍に変化する。
【０１３９】
換言すると、アップサンプリング部３４におけるアップサンプリングによって、信号には、原成分に対応する、高域側のイメージング成分（周波数（１／２×ｆｓ）乃至ｆｓの折り返し成分）が生成される。
【０１４０】
なお、ダウンサンプリング部１０１は、信号に対して、Ａ／Ｄ変換器３２におけるサンプリングのサンプリング周波数より小さな周波数であればどのような周波数でサンプリングし、アップサンプリング部３４がそれに対応するように設定されていればよいが、上述したようにダウンサンプリング部１０１が半分のサンプリング周波数でサンプリングを行うようにし、アップサンプリング部３４が、そのサンプリング周波数を元に戻すようにすることにより最も処理が容易になる。
【０１４１】
ＦＩＲフィルタ１０２は、アップサンプリング部３４より供給された信号に含まれる、アップサンプリング部３４において生成された高域側のイメージング成分の所定の周波数成分と、原成分を抽出し、出力する。関数ｆ１およびｆ２を式（７）および（８）のように定義し、ＦＩＲフィルタ１０２の伝達関数Ｈ２（Ｚ）の例を、式（９）に示す。
【０１４２】
【数４】

【０１４３】
図１９は、上述したＦＩＲフィルタ１０２の周波数特性の例を示すグラフである。図１９において、グラフの横軸は周波数を示しており、ｆｓはＡ／Ｄ変換器３２において信号に対して行われたサンプリングのサンプリング周波数の１／２の周波数を示す。また、グラフの縦軸は、ＦＩＲフィルタ１０２より出力される信号の、入力された信号に対する増幅度を示している。
【０１４４】
図５において、実線１１３で示される曲線がＦＩＲフィルタ１０２の周波数特性（伝達関数Ｈ２（Ｚ）の周波数特性）であり、点線１１１および１１２で示される曲線が、それぞれ、関数ｆ１およびｆ２の周波数特性を示している。
【０１４５】
帯域４１には信号の原成分が存在し、帯域４２には原成分に対応するイメージング成分が存在する。このように、信号の原成分とイメージング成分は０乃至ｆｓの周波数に含まれており、ＦＩＲフィルタ１０２は、実線１１３で示される曲線のような周波数特性により、高域側のイメージング成分の一部のみを透過させるバンドパスフィルタとして動作する。
【０１４６】
なお、図１９に示されるように、ＦＩＲフィルタ１０２の周波数特性は、信号に含まれる折り返し成分（周波数ｆｓ以上のスペクトル）に対応するように、周波数０乃至ｆｓの帯域の周波数特性が周波数ｆｓ毎に、折り返された形となっている。
【０１４７】
すなわち、ＦＩＲフィルタ１０２は、高域側のイメージング成分（およびイメージング成分に対応する折り返し成分）に含まれる、最短繰り返し周波数付近に対応する周波数成分を、原成分（または、元の高域側のイメージング成分）に対して所定の割合となるように調整して抽出する。
【０１４８】
ＦＩＲフィルタ１０２の伝達関数Ｈ２（Ｚ）は、上述したように、その周波数特性が、高域側のイメージング成分（およびイメージング成分に対応する折り返し成分）に含まれる、最短繰り返し周波数付近に対応する周波数成分を、原成分に対して所定の割合となるように調整して抽出するような関数であればよく、式（７）乃至（９）に示される以外の関数であってもよい。
【０１４９】
図１８に戻り、ＦＩＲフィルタ１０２より出力された信号は、加算器１０３に供給される。
【０１５０】
加算器１０３は、ＦＩＲフィルタ３３より供給された信号に、ＦＩＲフィルタ１０２より供給された信号を加算し、Ｄ／Ａ変換器３６に供給する。
【０１５１】
以上のように、デジタル信号処理装置１００は、入力信号を原成分と、原成分に付加するイメージング成分に分けて処理し、それらを加算してから出力する。
【０１５２】
図３のデジタル信号処理装置３０において、ＦＩＲフィルタ３５が処理する信号には、原成分とイメージング成分の両方が含まれているので、ＦＩＲフィルタ３５の周波数特性は、低域側では原成分を処理するのに最適な周波数特性を有し、高域側ではイメージング成分の処理に最適な周波数特性を有するようにしなければならない。さらに、デジタル信号処理装置３０においては、波形歪みを抑制するために線形位相であることも必要とされるので、ＦＩＲフィルタ３５の設計制約が大きい。
【０１５３】
これに対して、デジタル信号処理装置１００は、上述したように、入力信号を原成分と、原成分に付加するイメージング成分に分けて処理するので、ＦＩＲフィルタ１０２は、イメージング成分のみを抽出すればよい。すなわち、ＦＩＲフィルタ１０２の周波数特性は、イメージング成分に対して最適に設定されればよく、原成分に対しては遮断するように設定されていればよい。
【０１５４】
従って、ＦＩＲフィルタ３５の場合と比較して、ＦＩＲフィルタ１０２は、その設計が容易であり、またその構成も、式（７）乃至（９）に示されるように、簡単になる。さらに、ＦＩＲフィルタ１０２は、原成分を遮断するため、抽出するイメージング成分の量を可変、または調整する場合も、容易に、原成分に対して影響を与えずに行うことができる。
【０１５５】
なお、デジタル信号処理装置１００の出力信号をＤ／Ａ変換器３６、ローパスフィルタ３７を用いてアナログ信号に変換せずに、デジタル信号のまま出力した場合、その出力信号はサンプリング周波数２ｆｓに対応した信号である。従って、この出力信号に対して復号処理等のデジタル信号処理を行う場合、そのデジタル信号処理装置は、この出力信号をサンプリング周波数２ｆｓで処理した後に、データを半分に間引く（ダウンサンプリングする）ようにすればよい。
【０１５６】
次に、図１８のデジタル信号処理装置１００の動作について説明する。
【０１５７】
光ディスク等の記録媒体より読み出されたアナログ信号が、デジタル信号処理装置１００に入力されると、デジタル信号処理装置１００は、デジタル信号処理を開始する。
【０１５８】
デジタル信号処理装置１００によるデジタル信号処理について、図２０のフローチャートを参照して説明する。また、必要に応じて、図２１乃至図３０を参照して説明する。
【０１５９】
入力信号が入力されると、デジタル信号処理装置１００のローパスフィルタ３１は、ステップＳ２１において、入力信号に含まれる高域の周波数成分を遮断し、サンプリング時に折り返し歪みが発生しないように信号の帯域を制限する。
【０１６０】
図２１は、デジタル信号処理装置３０に入力される入力信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。
【０１６１】
図２１において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。図２１に示されるように、入力信号には、信号の本来の情報を含むスペクトル群である原成分１２１の他に、高域の余分なスペクトル群であるノイズ成分１２２および１２３が含まれる。
【０１６２】
ノイズ成分１２２および１２３は、Ａ／Ｄ変換器３２におけるサンプリングのナイキスト周波数（ｆｓ）より高い周波数の成分であるので、ローパスフィルタ３１は、これらのノイズ成分１２２および１２３を遮断する。ただし、後段においてダウンサンプリング部１０１でダウンサンプリングした際にエイリアジングを生じないように、ローパスフィルタ３１は、ダウンサンプリング部１０１の出力のナイキスト周波数（ｆｓ／２）以上の成分を遮断するように特性を定める必要がある。
【０１６３】
図２２は、ローパスフィルタ３１より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図２２において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。ローパスフィルタ３１は、入力された信号に対して、帯域１２４を透過させるようにフィルタ処理を行い、信号の原成分１２１を抽出する。
【０１６４】
入力信号の帯域が制限されると、Ａ／Ｄ変換器３２は、ステップＳ２２において、その信号（アナログ信号）を所定のサンプリング周波数２ｆｓでサンプリングし、量子化を行って、デジタル信号に変換する。
【０１６５】
図２３は、Ａ／Ｄ変換器３２より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図２３において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。Ａ／Ｄ変換器３２は、入力された信号に対して、サンプリング周波数２ｆｓでサンプリングを行う。
【０１６６】
従って、図２３に示されるように、Ａ／Ｄ変換器３２より出力された信号には、原成分１２１に対応する折り返し成分１２５および１２６が含まれる。なお、実際には、折り返し成分１２６より高域の周波数にも、折り返し成分１２５および１２６と同様の折り返し成分が存在するが、以下において、それらの折り返し成分についての説明を省略する。
【０１６７】
なお、図２３において、２点鎖線で示される周波数２ｆｓはサンプリング周波数であり、点線で示される周波数ｆｓはナイキスト周波数である。
【０１６８】
ステップＳ２３において、ＦＩＲフィルタ３３は、デジタル化された信号に含まれる、原成分の最短繰り返し周波数付近の周波数成分、および折り返し成分の、その周波数成分に対応する周波数成分を強調する。
【０１６９】
図２４は、ＦＩＲフィルタ３３より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図２４において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。ＦＩＲフィルタ３３は、入力された信号に含まれる、原成分の最短繰り返し周波数付近の周波数成分を強調する。
【０１７０】
図２４において、原成分１３１は、図２３に示される原成分１２１と比較して、最短繰り返し周波数付近の周波数成分のスペクトルが強調され、大きくなっている。また、それに伴い、原成分１３１に対応する折り返し成分１３２および１３３も、それぞれ、図２３に示される折り返し成分１２５および１２６と比較して、最短繰り返し周波数に対応する周波数付近の周波数成分のスペクトルが強調され、大きくなっている。
【０１７１】
ステップＳ２４において、ダウンサンプリング部１０１は、ステップＳ２２においてデジタル化された信号に対して、ダウンサンプリングを行い、折り返し成分を追加する。
【０１７２】
ダウンサンプリング部１０１は、信号の各サンプリング点のデータを１つおきに間引いて、データ量を１／２にする。
【０１７３】
図２５において、ダウンサンプリングが行われたことにより、信号のサンプリング周波数は、周波数ｆｓ（２点鎖線）に下げられ、ナイキスト周波数も、周波数（１／２×ｆｓ）（点線）に下げられている。これにより、信号には、折り返し成分１４１および１４２が追加される。従って、図２５において、ダウンサンプリングされた信号に含まれる周波数成分は、周波数０乃至（１／２×ｆｓ）の帯域の周波数成分（原信号１２１）を周波数（１／２×ｆｓ）毎に折り返した構造となっている。
【０１７４】
ステップＳ２５において、アップサンプリング部３４は、ダウンサンプリングされた信号に対して、アップサンプリングを行い、原成分に対応するイメージング成分を生成する。
【０１７５】
図２６は、アップサンプリング部３４より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図２６において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。アップサンプリング部３４は、入力された信号の各サンプリング点のデータ間に値が「０」のデータを挿入する。
【０１７６】
このアップサンプリング処理により、図２６に示されるように、信号に含まれる周波数成分のスペクトル群の形状は変化しないが、サンプリング周波数がｆｓから２ｆｓ（２点鎖線）に変化し、ナイキスト周波数が（１／２×ｆｓ）（点線）に変化する。従って、図２６において、アップサンプリングされた信号に含まれる周波数成分は、周波数０乃至ｆｓの帯域の周波数成分（原信号１２１および折り返し成分１４１）を周波数ｆｓ毎に折り返した構造となっている。
【０１７７】
すなわち、アップサンプリング部３４におけるアップサンプリング処理により、信号の周波数成分には、原信号１２１に対応するイメージング成分（折り返し成分１４１）が生成されている。
【０１７８】
ＦＩＲフィルタ１０２は、ステップＳ２６において、アップサンプリングが行われた信号の、生成されたイメージング成分に含まれる最短繰り返し周波数付近に対応する帯域の周波数成分を抽出する。
【０１７９】
図２７は、ＦＩＲフィルタ１０２より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図２７において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。ＦＩＲフィルタ１０２は、入力された信号に対して、帯域１４５を透過させるようにフィルタ処理を行い、イメージング成分１４１の一部であるイメージング成分１４６を抽出する。
【０１８０】
イメージング成分１４６は、元のイメージング成分１４１に含まれる、信号の最短繰り返し周波数に対応する周波数付近の周波数成分である。なお、図２７に示されるように、この変化に対応して、元のイメージング成分１４１に対応する折り返し成分１４２の一部である折り返し成分１４７も抽出される。なお、原成分１２１、および原成分１２１に対応する折り返し成分１２５および１２６は、遮断されている。
【０１８１】
加算器１０３は、ステップＳ２７において、ステップＳ２６において抽出されたイメージング成分を、ステップＳ２３において、最短繰り返し周波数付近の周波数成分、および折り返し成分の、その周波数成分に対応する周波数成分が強調された信号に加算して合成する。
【０１８２】
図２８は、加算器１０３より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図２８において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。加算器１０３は、ＦＩＲフィルタ１０３により抽出されたイメージング成分を、ＦＩＲフィルタ３３より供給された信号に加算する。
【０１８３】
図２８に示されるように、加算器１０３より出力される信号は、図２４に示される信号と、図２７に示される信号を合成したものである。すなわち、加算器１０３は、信号の原成分１３１、その原成分１３１に対応する折り返し成分１３２および１３３、イメージング成分１４６、並びに、イメージング成分１４６に対応する折り返し成分１４７を含んでいる。
【０１８４】
Ｄ／Ａ変換器３６は、ステップＳ２８において、加算器１０３において合成された信号をアナログ信号に変換し、折り返し成分を除去する。
【０１８５】
図２９は、Ｄ／Ａ変換器３６より出力された信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図２９において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。Ｄ／Ａ変換器３６は、入力された信号をアナログ化する。
【０１８６】
図２９において、アナログ化された信号は、折り返し成分が除去されているので、図２８に示される折り返し成分１３２、１３３、並びに１４７は含まれていない。なお、アナログ化された信号には、原成分１３１およびイメージング成分１４６以外に、アナログ化の際等に発生する高周波成分であるノイズ成分１５１が含まれている。
【０１８７】
ローパスフィルタ３７は、ステップＳ２９において、アナログ化された信号に含まれる高域の周波数成分（ノイズ成分）を遮断し、帯域を制限した信号を抽出し、出力信号として、デジタル信号処理装置１００の外部に出力する。
【０１８８】
図３０は、デジタル信号処理装置１００の出力信号に含まれる周波数成分のスペクトルの例を示すグラフである。図３０において、グラフの横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。ローパスフィルタ３７は、入力された信号に対して、帯域１５２を透過させるようにフィルタ処理を行い、図２９のノイズ成分１５１を遮断し、信号の原成分１３１、およびイメージング成分１４６を抽出する。
【０１８９】
図３０に示されるように、デジタル信号処理装置１００の出力信号は、帯域が制限されており、原成分１３１およびイメージング成分１４６を含んでいる。すなわち、出力信号において、最短繰り返し周波数に対応する周波数付近のイメージング成分１４６が含まれており、このイメージング成分１４６が利用されることにより、間接的に、最短繰り返し周波数が強調される。
【０１９０】
ステップＳ２９の処理が完了すると、デジタル信号処理装置１００は、デジタル信号処理を終了する。
【０１９１】
以上のように、本発明を適用した図１８のデジタル信号処理装置１００は、より簡単な構成で、より効果的に、ジッタレベルを抑制し、システムのマージンを拡大させることができる。
【０１９２】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、上述したようにソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体等からインストールされる。
【０１９３】
図３１は、このような処理を実行するパーソナルコンピュータの内部の構成例を示す図である。
【０１９４】
パーソナルコンピュータ２００のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３には、ＣＰＵ２０１が各種の処理を実行する上において必要なデータやプログラムなどが適宜記憶される。
【０１９５】
ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、およびＲＡＭ２０３は、バス２０４を介して相互に接続されている。このバス２０４にはまた、入出力インタフェース２１０も接続されている。
【０１９６】
入出力インタフェース２１０は、キーボードやマウスから構成される入力部２１１が接続され、入力部２１１に入力された信号をＣＰＵ２０１に出力する。また、入出力インタフェース２１０には、ディスプレイやスピーカなどから構成される出力部２１２も接続されている。
【０１９７】
さらに、入出力インタフェース２１０には、ハードディスクなどから構成される記憶部２１３、および、インターネットなどのネットワークを介して他の装置とデータの通信を行う通信部２１４も接続されている。ドライブ２１５は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどの記録媒体からなるリムーバブルメディア２２１よりデータを読み出したり、データを書き込んだりするときに用いられる。
【０１９８】
記録媒体は、図３１に示されるように、パーソナルコンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｃ）（登録商標）を含む）、若しくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアを含むリムーバブルメディア２２１により構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記憶されているＲＯＭ２０２や記憶部２１３が含まれるハードディスクなどで構成される。
【０１９９】
なお、本明細書において、媒体により提供されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に従って、時系列的に行われる処理は勿論、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２００】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０２０１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、信号を処理することができる。特に、より効果的に、ジッタレベルを抑制し、システムのマージンを拡大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のデジタル信号処理装置の例を示す図である。
【図２】入力信号の周波数成分のスペクトルを示す図である。
【図３】本発明を適用したデジタル信号処理装置の構成例を表す図である。
【図４】図３のアップサンプリング部の前段に設けられたＦＩＲフィルタの周波数特性の例を示す図である。
【図５】図３のアップサンプリング部の後段に設けられたＦＩＲフィルタの周波数特性の例を示す図である。
【図６】図３のデジタル信号処理装置によるデジタル信号処理について説明するフローチャートである。
【図７】図３のデジタル信号処理装置の入力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図８】図３のデジタル信号処理装置の入力信号を処理するローパスフィルタ（ＬＰＦ）の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図９】図３のＡ／Ｄ変換器の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図１０】図３のアップサンプリング部の前段に設けられたＦＩＲフィルタの出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図１１】図３のアップサンプリング部の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図１２】図３のアップサンプリング部の後段に設けられたＦＩＲフィルタの出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図１３】図３のＤ／Ａ変換器の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図１４】図３のデジタル信号処理装置の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図１５】入力信号のスキューと、再生ジッタの発生率の関係を示す図である。
【図１６】出力信号の３Ｔアイパターンを示す図である。
【図１７】出力信号の２Ｔアイパターンを示す図である。
【図１８】本発明を適用したデジタル信号処理装置の他の構成例を示す図である。
【図１９】図１８のアップサンプリング部の後段に設けられたＦＩＲフィルタの周波数特性の例を示す図である。
【図２０】図１８のデジタル信号処理装置によるデジタル信号処理について説明するフローチャートである。
【図２１】図１８のデジタル信号処理装置の入力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図２２】図１８のデジタル信号処理装置の入力信号を処理するローパスフィルタ（ＬＰＦ）の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図２３】図１８のＡ／Ｄ変換器の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図２４】図１８のＡ／Ｄ変換器より出力された信号を処理するＦＩＲフィルタの出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図２５】図１８のダウンサンプリング部の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図２６】図１８のアップサンプリング部の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図２７】図１８のアップサンプリング部より出力された信号を処理するＦＩＲフィルタの出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図２８】図１８の加算器の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図２９】図１８のＤ／Ａ変換器の出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図３０】図１８のＤ／Ａ変換器より出力された信号を処理するローパスフィルタの出力信号の周波数成分の例を示す図である。
【図３１】パーソナルコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
３０ デジタル信号処理装置， ３１ ＬＰＦ， ３２ Ａ／Ｄ変換器， ３３ ＦＩＲフィルタ， ３４ アップサンプリング部， ３５ ＦＩＲフィルタ， ３６ Ｄ／Ａ変換器， ３７ ＬＰＦ， １００ デジタル信号処理装置， １０１ ダウンサンプリング部， １０２ ＦＩＲフィルタ， １０３ 加算器， ２００ パーソナルコンピュータ， ２０１ ＣＰＵ， ２０２ ＲＯＭ， ２０３ ＲＡＭ， ２０４バス， ２１０ 入出力インタフェース， ２１１ 入力部， ２１２ 出力部， ２１３ 記憶部， ２１４ 通信部， ２１５ ドライブ， ２２１ リムーバブルメディア[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal processing device and method, a recording medium, and a program, and more particularly to a signal processing device and method, a recording medium, and a program suitable for use in signal processing for suppressing a jitter level and expanding a system margin.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a recording / reproducing apparatus such as an optical disc recording / reproducing apparatus, an equalization (EQ: Equalize) process is performed on a reproduced signal read from an optical disc as a recording medium via a pickup, and a reproduction signal near the shortest repetition frequency (high). By emphasizing the frequency components in the range, reproduction jitter is reduced and the system margin is expanded.
[0003]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional digital signal processing device. In FIG. 1, an input signal input to a digital signal processing device 10 is cut in a high-pass by a low-pass filter (LPF: Low-Pass Filter) 11 to limit a band, and then A / D (Analog / Digital). ) Converted to a digital signal in a converter.
[0004]
The digitized input signal is supplied to an FIR (Finite Impulse Response) filter 13. The FIR filter 13 is, for example, a transversal filter having a transfer function as shown in Expression (1), and emphasizes a frequency component (high-frequency component) near the shortest repetition frequency.
[0005]
(Equation 1)

[0006]
In the input signal of the digital signal processing device 10, the spectrum of the high frequency component is generally smaller than the spectrum of the low frequency component as shown in the graph of FIG. The FIR filter 13 emphasizes a frequency component near the shortest repetition frequency indicated by a point A in FIG. 2 as indicated by an arrow 21 so as to improve an S / N (Signal / Noise) ratio of the signal.
[0007]
In the equation (1), as the value of the coefficient A increases, the level of the high frequency component increases, the reproduction jitter is reduced, and the reproduction margin of the system is expanded.
[0008]
The signal output from the FIR filter 13 (the signal in which the high-frequency component is emphasized) is supplied to the D / A converter 14 and converted into an analog signal. Then, the analogized signal is subjected to LPF 15 from which high-frequency component noise is cut, and output as an output signal to the outside of the digital signal processing device 10.
[0009]
As described above, the digital signal processing device 10 emphasizes the frequency component (high-frequency component) near the shortest repetition frequency of the input signal.
[0010]
In this method, the FIR filter 13 operates so as to emphasize a high frequency band on the frequency axis, and operates so as to add a signal having a predetermined time difference on the time axis. That is, when the value of the coefficient A in the equation (1) increases, the intersymbol interference increases, the reproduction jitter increases, and the reproduction performance decreases. Therefore, there is a limit to the lowest value of the bottom jitter level at which the reproduction jitter level becomes the lowest, and it may not be possible to cope with a high density circuit.
[0011]
On the other hand, there is a method using a waveform equalizer that performs a filtering process after limiting an amplitude level of a read signal read from a recording medium by a predetermined amplitude limit value (for example, see Patent Document 1).
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-11-259985 (page 3-5, FIG. 1)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described method, the waveform equalizer can set a large amount of boost in a high frequency range with respect to the read signal, so that the S / N ratio can be improved without causing jitter in the read signal. However, there is a problem that the influence of intersymbol interference when skew or the like is added cannot be reduced.
[0014]
The present invention has been made in view of such a situation, and is intended to more effectively suppress a jitter level and expand a system margin.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A first signal processing apparatus according to the present invention includes: a generation unit configured to generate an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in a digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal; An extraction means for extracting an original component from a digital signal for which an imaging component has been generated and extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the generation means.
[0016]
The generating means may up-sample the digital signal to generate an imaging component.
[0017]
The generator may up-sample the digital signal at a frequency that is an integral multiple of the sampling frequency of the digital signal to generate an imaging component.
[0018]
The imaging component generated by the generation unit is an imaging component on the high frequency side of the original component, and the extraction unit extracts the original component and, out of the frequency components of the imaging component, the frequency component on the low frequency side, It is possible to extract at a predetermined bandwidth.
[0019]
The extracting means may extract a low-frequency component of the original component and the imaging component by using a low-pass filter.
[0020]
The low-pass filter may be an FIR filter.
[0021]
The extracting means may adjust and extract a predetermined frequency component of the imaging component so that the extracted imaging component is equal to or less than half of the imaging component before extraction.
[0022]
The digital signal is modulated by a predetermined modulation method, and the extracting means extracts the original component and, at the same time, corresponds to the shortest repetition frequency that is the frequency when the shortest pattern in the modulation method is continuous in the imaging component. A frequency component near the frequency can be extracted.
[0023]
The digital signal further includes emphasis means for emphasizing a high-frequency component of the original component of the digital signal, and the generation means corresponds to the original component in the digital signal in which the high-frequency component of the original component is emphasized by the emphasis means. An imaging component can be generated.
[0024]
The digital signal is modulated by a predetermined modulation method, and the emphasis means emphasizes a frequency component of an original component near a shortest repetition frequency which is a frequency when a shortest pattern in the modulation method is continuous. be able to.
[0025]
A first conversion unit that converts an analog signal corresponding to the digital signal into a digital signal; and a second conversion unit that converts a digital signal into an analog signal corresponding to the digital signal. Generating an imaging component in the digital signal converted by the first converting means; and converting the digital signal from which the original component and the imaging component are extracted by the extracting means into an analog signal by the second converting means. Can be.
[0026]
The second converter may convert a digital signal into an analog signal in synchronization with a clock having a frequency higher than the sampling frequency of the first converter.
[0027]
The frequency of the clock may be an integer multiple of a sampling frequency.
[0028]
The analog signal is modulated by a predetermined modulation method, and the first converting means uses a frequency that is an integral multiple of the shortest repetition frequency, which is a frequency at which the shortest pattern in the modulation method is continuous, as a sampling frequency. The signal can be converted to a digital signal.
[0029]
Band limiting means for limiting the frequency band of the analog signal, wherein the first converting means converts the analog signal whose frequency band included in the signal is limited into a digital signal by the band limiting means. be able to.
[0030]
A first signal processing method according to the present invention includes a generating step of generating an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in a digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal. Extracting an original component from the digital signal in which the imaging component has been generated by the processing, and extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing in the generation step.
[0031]
A program for generating an imaging component corresponding to an original component which is a frequency component of a digital signal and which is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal; Extracting an original component from the digital signal in which the imaging component has been generated by the processing of the above, and extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generation step.
[0032]
A first program according to the present invention includes a generation step of generating an imaging component corresponding to an original component which is a frequency component included in a digital signal and which is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal, and a process of the generation step. The computer is realized by extracting an original component from a digital signal in which an imaging component is generated, and extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generation step.
[0033]
A second signal processing apparatus according to the present invention includes: a generation unit configured to generate an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in a digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal; Extraction means for extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the generation means from the digital signal in which the imaging component has been generated, and extraction means for extracting a digital signal in which the imaging component has not been generated by the generation means. Synthesizing means for synthesizing a predetermined frequency component of the imaging component.
[0034]
The generating means includes down-sampling means for down-sampling the digital signal, and up-sampling means for up-sampling the digital signal, and the down-sampling means down-converts the digital signal so that the sampling frequency of the digital signal becomes half. The sampling and up-sampling means can up-sample the down-sampled digital signal to generate an imaging component so that the sampling frequency of the down-sampled digital signal returns to the original frequency.
[0035]
The imaging component generated by the generating unit is an imaging component on the high frequency side of the original component, and the extracting unit extracts a low frequency component of the frequency component of the imaging component with a predetermined bandwidth. You can do so.
[0036]
The extracting means may extract a low-frequency component of the imaging component using a band-pass filter that is a filter that passes only a frequency component of a predetermined band.
[0037]
The band pass filter may be an FIR filter.
[0038]
The extracting means may adjust and extract a predetermined frequency component of the imaging component so that the extracted imaging component is equal to or less than half of the imaging component before extraction.
[0039]
The digital signal is modulated by a predetermined modulation method, and the extracting means extracts a frequency component of an imaging component near a frequency corresponding to a shortest repetition frequency which is a frequency when a shortest pattern in the modulation method is continuous. You can make it.
[0040]
The digital signal in which the imaging component is not generated by the generation unit further includes an emphasis unit that emphasizes a high frequency component, and the synthesis unit emphasizes the high frequency component of the original component by the emphasis unit. A predetermined frequency component of the imaging component extracted by the extracting means can be combined with the digital signal.
[0041]
The digital signal is modulated by a predetermined modulation method, and the emphasis means emphasizes a frequency component of an original component near a shortest repetition frequency which is a frequency when a shortest pattern in the modulation method is continuous. be able to.
[0042]
A first conversion unit that converts an analog signal corresponding to the digital signal into a digital signal; and a second conversion unit that converts a digital signal into an analog signal corresponding to the digital signal. An imaging component is generated in the digital signal converted by the first conversion unit, and the enhancement unit enhances a high-frequency component of an original component of the digital signal converted by the first conversion unit, and performs a second conversion. The means can convert the digital signal in which the predetermined frequency component of the imaging component is synthesized by the synthesis means and in which the high-frequency component of the original component is emphasized, into an analog signal.
[0043]
The second converter may convert a digital signal into an analog signal in synchronization with a clock having the same frequency as the sampling frequency in the first converter.
[0044]
The analog signal is modulated by a predetermined modulation method, and the first converting means uses a frequency that is an integral multiple of the shortest repetition frequency, which is a frequency at which the shortest pattern in the modulation method is continuous, as a sampling frequency. The signal can be converted to a digital signal.
[0045]
Band limiting means for limiting the frequency band of the analog signal, wherein the first converting means converts the analog signal whose frequency band included in the signal is limited into a digital signal by the band limiting means. be able to.
[0046]
A second signal processing method according to the present invention includes a generating step of generating an imaging component corresponding to an original component which is a frequency component included in a digital signal and which is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal. An extraction step of extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generation step from the digital signal in which the imaging component is generated by the processing, and a digital signal in which the imaging component is not generated by the processing of the generation step. And a synthesizing step of synthesizing a predetermined frequency component of the imaging component extracted by the processing of the extracting step.
[0047]
A program for generating an imaging component corresponding to an original component which is a frequency component included in a digital signal and which is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal; An extraction step of extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generation step from the digital signal of which the imaging component is generated by the processing of the above, and a digital signal in which the imaging component is not generated by the processing of the generation step And a synthesizing step of synthesizing a predetermined frequency component of the imaging component extracted by the processing of the extracting step.
[0048]
A second program according to the present invention includes a generation step of generating an imaging component corresponding to an original component which is a frequency component included in a digital signal and which is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal, and a process of the generation step. An extraction step of extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generation step from the digital signal in which the imaging component is generated, and an extraction step in which the imaging component is not generated by the processing of the generation step. And a combining step of combining predetermined frequency components of the imaging component extracted by the processing of the step.
[0049]
In the first signal processing apparatus and method, the recording medium, and the program according to the present invention, an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in a digital signal and a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal is used. An original component is extracted from the generated digital signal from which the imaging component is generated, and a predetermined frequency component of the generated imaging component is extracted.
[0050]
In the second signal processing device and method, recording medium, and program according to the present invention, an imaging component corresponding to an original component which is a frequency component included in a digital signal and which is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal is used. A predetermined frequency component of the generated imaging component is extracted from the generated digital signal in which the imaging component is generated, and a predetermined frequency of the extracted imaging component is converted into a digital signal in which the imaging component is not generated. The components are synthesized.
[0051]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a digital signal processing device to which the present invention has been applied.
[0052]
In FIG. 3, a digital signal processing device 30 is a device that performs signal processing on a signal read from a recording medium such as an optical disk, and includes a low-pass filter (LPF) 31 that blocks a high-frequency component of an input signal, An A / D converter 32 for converting a signal into a digital signal; an FIR filter 33 for emphasizing high frequency components; an upsampling unit 34 for changing a sampling frequency of the signal; an FIR filter 35 for extracting a predetermined frequency component of the signal; It has a D / A converter 36 for converting a signal into an analog signal, and a low-pass filter (LPF) 37 for blocking high-frequency components of the signal.
[0053]
The input signal input to the digital signal processing device 30 is supplied to a low-pass filter 31. The low-pass filter 31 sets a predetermined frequency as a cutoff frequency, cuts off high-frequency components higher than the cutoff frequency included in the input signal, and performs aliasing (aliasing) at the time of sampling in the A / D converter 32 in the subsequent stage. ) Is not generated, and the signal whose band is limited is supplied to the A / D converter 32.
[0054]
That is, the low-pass filter 31 extracts, from the input signal, a frequency component lower than a half of the sampling frequency of the sampling in the A / D converter 32 and supplies the same to the A / D converter 32.
[0055]
The A / D converter 32 samples (samples) the output signal of the low-pass filter 31 at a predetermined sampling frequency and digitizes (quantizes). The output signal of the A / D converter 32 is supplied to the FIR filter 33. Note that the signal sampled by the A / D converter 32 includes, in addition to the frequency components (hereinafter, referred to as original components) included in the signal before sampling, a frequency component (alias component) generated by the sampling. It is.
[0056]
The sampling frequency may be any value, but since the signal is modulated as described later, it is an integral multiple of the frequency (minimum repetition frequency) at which the minimum pattern is repeated in the modulation method. Is desirable.
[0057]
The FIR filter 33 emphasizes a predetermined frequency component of the signal supplied from the A / D converter 32 and outputs the signal.
[0058]
The input signal input to the digital signal processing device 30 is a signal read from a recording medium such as an optical disk, and is modulated by a predetermined method. In these recording media, data is recorded by the NRZI (Non Return to Zero Invert) method. However, in the case of data in which bits of a value “1” are continuous, the data is recorded while the polarity is finely inverted, and read by a pickup. Becomes difficult. Therefore, the data recorded on the recording medium is obtained by modulating a pattern in which the bits of the value “1” are continuous into a pattern including the bits of the value “0”. For example, if the input signal is a signal read from a CD (Compact Disc), it is EFM (Eight to Fourteen Modulation) modulated, and if the input signal is a signal read from a DVD (Digital Versatile Disc), it is EFM +. Modulated. The input signal may be modulated by another modulation method such as 1-7 modulation.
[0059]
In the above modulation scheme, the shortest cycle in which the waveform of the modulated signal repeats the same pattern is called the shortest repetition cycle, and the frequency is called the shortest repetition frequency. For example, if the time of 1-bit data is T, the shortest repetition cycle is 6T (3T + 3T) in the case of EFM or EFM +, and the shortest repetition cycle is 4T (2T + 2T) in the case of 1-7 modulation. That is, the shortest repetition frequency is 1 / 6T in the case of EFM or EFM +, and is 1 / 4T in the case of 1-7 modulation.
[0060]
The FIR filter 33 emphasizes a frequency component (that is, a high-frequency component) near the shortest repetition frequency in the above-described predetermined modulation scheme included in the supplied signal. Equation (2) shows an example of the transfer function H1 (Z) of the FIR filter 33.
[0061]
(Equation 2)

[0062]
FIG. 4 is a graph showing the frequency characteristics of the FIR filter 33 described above. 4, the horizontal axis of the graph indicates the frequency, and fs indicates the sampling frequency of the sampling performed on the signal in the A / D converter 32. The vertical axis of the graph indicates the degree of amplification of the signal output from the FIR filter 33 with respect to the input signal. The band 41 is a frequency band of the original component, and the band 42 is a frequency band in which a part of the aliasing component corresponding to the original component exists.
[0063]
As described above, the frequency components of the signal sampled by the A / D converter 32 include aliasing components in addition to the original components, and their spectra have frequencies ranging from 0 to (１ ／ × fs). Is obtained by folding the frequency component (original component) of every (1/2 × fs).
[0064]
For example, in FIG. 4, the aliasing component corresponding to the spectrum of the frequency f occurs at the frequency (fs-f), the frequency (fs + f), and the frequency (2fs-f). Therefore, the aliasing component of the frequency (1/2 × fs) to fs corresponding to the original component of the band 41 is generated in the band 42 with the left and right (frequency) inverted from the original component.
[0065]
Therefore, as shown in FIG. 4, the frequency characteristic of the FIR filter 33 is obtained by folding the frequency characteristic of 0 to (1/2 × fs) (frequency characteristic with respect to the original component) every (1/2 × fs). It is set to emphasize the frequency component near the shortest repetition frequency of the original component and the corresponding frequency component of the aliasing component.
[0066]
As described above, the transfer function H1 (Z) of the FIR filter 33 is a function whose frequency characteristic emphasizes the frequency component near the shortest repetition frequency of the original component and the corresponding frequency component of the aliasing component. And a function other than that shown in equation (2) may be used.
[0067]
Referring back to FIG. 3, the signal output from the FIR filter 33 is supplied to the upsampling unit 34. The up-sampling unit 34 samples again the signal supplied from the A / D converter 32 and supplied from the FIR filter 33 at a frequency twice as high as the sampling frequency fs of the A / D converter 32 (up-sampling). And output.
[0068]
Since the signal supplied from the FIR filter 33 has already been sampled (sampled), specifically, the up-sampling unit 34 sets a plurality of data (each at each sample point of the signal) supplied from the FIR filter 33. Data having a value of “0” is inserted between each data of a plurality of data indicating a signal level) and output.
[0069]
That is, the signal up-sampled by the up-sampling unit 34 has a sampling point interval that is half and a sampling frequency that is twice that of the signal before the up-sampling. In other words, the signal output from the up-sampling unit 34 includes data whose value is “0” between each data, and the data amount is compared with the data amount of the signal before the up-sampling. Has doubled.
[0070]
Since the sampling frequency of the up-sampled signal is twice (2 fs), which is an integer multiple of the original, the Nyquist frequency, which is half the sampling frequency, is also double (fs).
[0071]
Therefore, although the shape of the spectrum group of the frequency component of the signal does not change due to the upsampling, in the upsampled signal, the aliasing component of the frequency (1/2 × fs) to fs is changed to the imaging component corresponding to the original component. Thus, the spectrum of the frequency components of the frequencies 0 to fs is folded for each fs.
[0072]
In other words, by the up-sampling in the up-sampling unit 34, a high-frequency side imaging component (a frequency (1/2 × fs) to fs aliasing component) corresponding to the original component is generated in the signal.
[0073]
Note that the up-sampling unit 34 may sample the signal at any frequency as long as it is higher than the sampling frequency of the sampling in the A / D converter 32. Processing is most easily performed by sampling at a frequency.
[0074]
The up-sampling unit 34 supplies the up-sampled signal to the FIR filter 35.
[0075]
The FIR filter 35 extracts a predetermined frequency component of the imaging component on the high frequency side of the original component and the original component included in the signal supplied from the up-sampling unit 34 and generated by the up-sampling unit 34, and outputs the extracted component. I do. The functions f1 to f3 are defined as in equations (3) to (5), and an example of the transfer function H2 (Z) of the FIR filter 35 is shown in equation (6).
[0076]
[Equation 3]

[0077]
FIG. 5 is a graph showing an example of the frequency characteristics of the FIR filter 35 described above. In FIG. 5, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and fs indicates the sampling frequency of sampling performed on the signal in the A / D converter 32. The vertical axis of the graph indicates the degree of amplification of the signal output from the FIR filter 33 with respect to the input signal.
[0078]
In FIG. 5, the curve indicated by the solid line 43 is the frequency characteristic of the FIR filter 35 (the frequency characteristic of the transfer function H2 (Z)), and the curves indicated by the dotted lines 44 to 46 are the frequency characteristics of the functions f1 to f3, respectively. Is shown.
[0079]
An original component of the signal exists in the band 41, and an imaging component on the high frequency side corresponding to the original component exists in the band 42. As described above, the original component of the signal and the imaging component on the high frequency side are included in the frequency range of 0 to fs, and the FIR filter 35 operates as a low-pass filter due to the frequency characteristic indicated by the curve indicated by the solid line 43. I do.
[0080]
As shown in FIG. 5, the frequency characteristic of the FIR filter 35 is such that the frequency characteristic of the frequency band from 0 to fs is different for each frequency fs so as to correspond to the aliasing component (spectrum higher than the frequency fs) included in the signal. It has a folded shape.
[0081]
In other words, the FIR filter 35 extracts the original component (and the aliasing component corresponding to the original component) as much as possible, and at the same time, the vicinity of the shortest repetition frequency included in the high-frequency side imaging component (and the aliasing component corresponding to the imaging component). Are adjusted and extracted so as to have a predetermined ratio with respect to the original component.
[0082]
In other words, the FIR filter 35 does not directly emphasize the frequency component itself near the shortest repetition frequency of the original component, but adds the frequency component corresponding to the vicinity of the shortest repetition frequency of the high frequency side imaging component at a predetermined ratio. This indirectly emphasizes frequency components (high-frequency components) near the shortest repetition frequency included in the signal.
[0083]
As described above, the transfer function H2 (Z) of the FIR filter 35 has a frequency characteristic in which an original component (and a folded component corresponding to the original component) is extracted as it is as much as possible, and a high-frequency imaging component (and an imaging component) is extracted. A function that adjusts and extracts the frequency component corresponding to the vicinity of the shortest repetition frequency included in the folded component corresponding to the component so as to have a predetermined ratio with respect to the original component may be used. ) To (6).
[0084]
Referring back to FIG. 3, the signal output from the FIR filter 35 is supplied to the D / A converter 36.
[0085]
The D / A converter 36 converts the signal supplied from the FIR filter 35 into an analog signal and supplies the analog signal to the low-pass filter 37.
[0086]
The low-pass filter 37 cuts off frequency components equal to or higher than a predetermined frequency, and removes high-frequency noise components included in the signal and generated in the analog conversion processing by the D / A converter 36 and the like. The low-pass filter 37 outputs the signal whose band is limited as described above as an output signal to the outside of the digital signal processing device 30.
[0087]
When the output signal of the digital signal processing device 30 is not converted into an analog signal using the D / A converter 36 and the low-pass filter 37 and is output as a digital signal, the output signal corresponds to a sampling frequency of 2 fs. Signal. Therefore, when performing digital signal processing such as decoding processing on the output signal, the digital signal processing device processes the output signal at a sampling frequency of 2 fs and then thins out (down-samples) the data by half. do it.
[0088]
Next, the operation of the digital signal processing device 30 of FIG. 3 will be described.
[0089]
When an analog signal read from a recording medium such as an optical disk is input to the digital signal processing device 30, the digital signal processing device 30 starts digital signal processing.
[0090]
Digital signal processing by the digital signal processing device 30 will be described with reference to the flowchart in FIG. The description will be given with reference to FIGS. 7 to 14 as necessary.
[0091]
When the input signal is input, the low-pass filter 31 of the digital signal processing device 30 cuts off the high frequency components included in the input signal in step S1, and changes the signal band so that aliasing does not occur at the time of sampling. Restrict.
[0092]
FIG. 7 is a graph illustrating an example of a spectrum of a frequency component included in an input signal input to the digital signal processing device 30.
[0093]
In FIG. 7, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. As shown in FIG. 7, the input signal includes noise components 52 and 53, which are extra spectrum groups in a high frequency band, in addition to the original component 51 which is a spectrum group including original information of the signal.
[0094]
Since the noise components 52 and 53 are components having a frequency higher than the Nyquist frequency (1/2 × fs) of sampling in the A / D converter 32, the low-pass filter 31 blocks these noise components 52 and 53.
[0095]
FIG. 8 is a graph showing an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the low-pass filter 31. In FIG. 8, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The low-pass filter 31 performs a filtering process on the input signal so that the band 54 is transmitted, and extracts an original component 51 of the signal.
[0096]
When the band of the input signal is limited, the A / D converter 32 samples the signal (analog signal) at a predetermined sampling frequency fs in step S2, performs quantization, and converts the signal into a digital signal.
[0097]
FIG. 9 is a graph showing an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the A / D converter 32. In FIG. 9, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The A / D converter 32 performs sampling on the input signal at a sampling frequency fs.
[0098]
Therefore, as shown in FIG. 9, the signal output from the A / D converter 32 includes aliasing components 55 to 58 corresponding to the original component 51. Actually, at the frequencies higher than the aliasing component 58, there are aliasing components similar to the aliasing components 55 to 58, but aliasing components subsequent to the aliasing component 58 (aliasing frequencies higher than the aliasing component 58). The components are the same as the folded components 57 and 58, and therefore, description of those folded components will be omitted below.
[0099]
In FIG. 9, the frequency fs indicated by the two-dot chain line is the sampling frequency, and the frequency (1/2 × fs) indicated by the dotted line is the Nyquist frequency.
[0100]
In step S3, the FIR filter 33 emphasizes the frequency component near the shortest repetition frequency of the original component and the frequency component corresponding to the frequency component of the aliasing component included in the digitized signal.
[0101]
FIG. 10 is a graph showing an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the FIR filter 33. In FIG. 10, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The FIR filter 33 emphasizes a frequency component near the shortest repetition frequency of the original component included in the input signal.
[0102]
In FIG. 10, the spectrum of the frequency component near the shortest repetition frequency of the original component 61 is emphasized and larger than that of the original component 51 shown in FIG. Accordingly, the aliasing components 62 to 65 corresponding to the original component 61 also emphasize the spectrum of the frequency components near the frequency corresponding to the shortest repetition frequency as compared with the aliasing components 55 to 58 illustrated in FIG. 9, respectively. It's getting bigger.
[0103]
In step S4, the up-sampling unit 34 performs up-sampling on a signal in which a frequency component near the shortest repetition frequency (or a frequency corresponding to the shortest repetition frequency) is emphasized, and performs up-sampling of the original component corresponding to the original component. Generate an imaging component on the high frequency side.
[0104]
FIG. 11 is a graph illustrating an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the upsampling unit 34. In FIG. 11, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The up-sampling unit 34 inserts data having a value of “0” between data at each sampling point of the input signal.
[0105]
By this upsampling process, as shown in FIG. 11, the shape of the spectrum group of the frequency components included in the signal does not change, but the sampling frequency changes from fs to 2fs (two-dot chain line), and the Nyquist frequency changes to (1 / 2 × fs) (dotted line). Therefore, in FIG. 11, the frequency components included in the up-sampled signal have a structure in which the frequency components (the original signal 61 and the aliasing component 62) in the frequency band from 0 to fs are aliased for each frequency fs.
[0106]
That is, as a result of the up-sampling process in the up-sampling unit 34, an imaging component on the high frequency side (a folded component 62) corresponding to the original signal 61 is generated in the frequency component of the signal.
[0107]
In step S5, the FIR filter 35 cuts off the frequency components other than the band corresponding to the vicinity of the shortest repetition frequency included in the generated high-frequency side imaging component of the up-sampled signal, and performs imaging on the original component. A signal obtained by adding the components at a predetermined ratio is extracted.
[0108]
FIG. 12 is a graph showing an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the FIR filter 35. In FIG. 12, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The FIR filter 35 performs a filtering process on the input signal so as to allow the band 66 to pass therethrough, and performs imaging processing that is a part of the original component 61 of the signal and a part of the aliasing component 62 as an imaging component on the high frequency side. Extract component 67.
[0109]
The imaging component 67 is a frequency component near the frequency corresponding to the shortest repetition frequency of the signal, which is included in the original imaging component (the folded component 62). In addition, as shown in FIG. 12, in response to this change, the aliasing component 63 corresponding to the original imaging component also changes like the aliasing component 68. Note that the aliasing components 64 and 65 corresponding to the original component 61 do not change because the original component 61 remains as it is.
[0110]
In step S6, the D / A converter 36 converts the signal extracted by the FIR filter 35 into an analog signal, and removes an alias component.
[0111]
FIG. 13 is a graph showing an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the D / A converter 36. In FIG. 13, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The D / A converter 36 converts the input signal into an analog signal.
[0112]
In FIG. 13, since the aliased component has been removed from the analog signal, the aliased components 64, 65, and 68 shown in FIG. 12 are not included. The analog signal includes a noise component 69 which is a high-frequency component generated at the time of analog conversion, in addition to the original component 61 and the imaging component 67.
[0113]
In step S7, the low-pass filter 37 cuts off a high-frequency component (noise component) included in the analog signal, extracts a band-limited signal, and outputs the signal as an output signal outside the digital signal processing device 30. Output to
[0114]
FIG. 14 is a graph showing an example of the spectrum of the frequency component included in the output signal of the digital signal processing device 30. In FIG. 14, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The low-pass filter 37 performs a filtering process on the input signal so as to transmit the band 71, cuts off the noise component 69, and extracts the original component 61 and the imaging component 67 of the signal.
[0115]
As shown in FIG. 14, the output signal of the digital signal processing device 30 has a limited band and includes an original component 61 and an imaging component 67. That is, in the output signal, the imaging component 67 near the frequency corresponding to the shortest repetition frequency is included, and by using the imaging component 67, the shortest repetition frequency is indirectly emphasized.
[0116]
When the processing in step S7 is completed, the digital signal processing device 30 ends the digital signal processing.
[0117]
FIG. 15 is a graph showing a relationship between a skew (phase difference) of an input signal and a reproduction jitter occurrence rate in the digital signal processing device 30 and a conventional digital signal processing device.
[0118]
In FIG. 15, the horizontal axis of the graph indicates the skew (tan skew) (unit is “deg”) of the input signal, and the vertical axis of the graph indicates the reproduction jitter occurrence rate (jitter) (unit is “%”). ). A curve 72 shows a characteristic curve of the conventional digital signal processing device, and a curve 73 shows a characteristic curve of the digital signal processing device 30 to which the present invention shown in FIG. 3 is applied.
[0119]
For example, when the reproduction jitter occurrence rate is 12.5% or less, it is assumed that the system in which the digital signal processing device 30 or the conventional digital signal processing device is applied can operate. As shown in FIG. 15, when the conventional digital signal processing device shown by the curve 72 is applied, the margin of the system with respect to the skew of the input signal is about -0.5 to 0.62 (deg). On the other hand, when the digital signal processing device 30 shown by the curve 73 is applied, the margin of the system with respect to the skew of the input signal increases from about −0.85 to 1.1 (deg).
[0120]
Therefore, the digital signal processing apparatus of FIG. 3 to which the present invention is applied can reduce the influence of intersymbol interference when skew or the like is added, and can effectively reduce the jitter for such a signal. The level can be suppressed and the margin of the system can be expanded.
[0121]
Further, for example, a digital signal processing device 30 to which a signal (an input signal having a minimum repetition period of 6T (3T + 3T)) modulated by EFM or EFM + read from a recording medium such as a CD or a DVD is input, or The 3T eye pattern of this digital signal processing device has a waveform as shown in FIG.
[0122]
In FIG. 16, the horizontal axis of the graph indicates time, and the vertical axis indicates amplitude. 3T eye patterns for the output signal of the conventional digital signal processing device are shown by curves 81-1 to 81-6, and the 3T eye pattern for the output signal of the digital signal processing device 30 of FIG. And curve 86-6. In this case, the digital signal processing device 30 adds an imaging component of 40% of the original high frequency side imaging component (original component) to the original component. As shown in FIG. 16, digital signal processing is performed on an area indicated by a vertical line surrounded by curves 81-1 to 81-6, which is an "eye" of an eye pattern in a conventional digital signal processing device. The area indicated by the horizontal line and surrounded by the curves 86-1 to 86-6, which are the "eyes" of the eye pattern in the device 30, is widened.
[0123]
That is, the digital signal processing device 30 adds the imaging component to increase the rise of the signal waveform, thereby reducing the reproduction jitter of the input signal having the shortest repetition period of 6T without increasing the intersymbol interference amount. It can improve or increase the margin of the system.
[0124]
FIG. 17 is a diagram showing an example of a waveform of a 2T eye pattern of the digital signal processing device 30 to which an input signal whose shortest repetition cycle is 4T (2T + 2T) or a conventional digital signal processing device.
[0125]
For example, when the shortest repetition period of an input signal is 4T, such as a signal subjected to 1-7 modulation used for a next-generation DVD or 8-10 modulation used for a DAT or the like, FIG. As can be seen, the eye pattern for the output signal of a conventional digital signal processor is shown by curves 91-94, and the eye pattern for the output signal of digital signal processor 30 is shown by curves 96-99. In this case, the digital signal processing device 30 adds an imaging component of 40% of the original high frequency side imaging component (original component) to the original component.
[0126]
As shown in FIG. 17, an area of a vertical line surrounded by curves 91 to 94, which is an “eye” of an eye pattern in a conventional digital signal processing device, The area indicated by the horizontal line, which is the "eye" of the pattern, surrounded by the curves 96 to 99, is widened.
[0127]
That is, the digital signal processing device 30 adds the imaging component to increase the rise of the signal waveform, thereby reducing the reproduction jitter of the input signal having the shortest repetition period of 4T without increasing the intersymbol interference amount. It can improve or increase the margin of the system.
[0128]
As described above, the digital signal processing device 30 can more effectively suppress the jitter level and expand the system margin.
[0129]
Although FIGS. 16 and 17 have been described such that an imaging component of 40% of the original high-frequency side imaging component (original component) is added to the original component, the ratio may be any ratio. . However, if too many imaging components are added to the original components, the waveform of the eye pattern may be destroyed. Therefore, it is usually preferable to add about 50% or less of the imaging components to the original components.
[0130]
FIG. 18 is a block diagram illustrating another configuration example of a digital signal processing device to which the present invention has been applied. 18, parts corresponding to those in FIG. 3 are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
[0131]
The A / D converter 32 of the digital signal processing device 100 in FIG. 18 samples the signal supplied from the low-pass filter (LPF) 32 at a predetermined frequency 2fs (frequency twice the required sampling frequency fs), Quantize and convert to digital signal.
[0132]
The A / D converter 32 supplies the digitized signal to the FIR filter 33, and includes a frequency component near the shortest repetition frequency of the original component and a frequency component near the shortest repetition frequency of the folded component included in the signal. Emphasize frequency components.
[0133]
The FIR filter 33 emphasizes a frequency component near the shortest repetition frequency of the original component and a frequency component near a frequency corresponding to the shortest repetition frequency of the folded component included in the supplied signal, and then adds the signal to the adder. 103.
[0134]
The A / D converter 32 supplies the digitized signal to the downsampling unit 101.
[0135]
The downsampling unit 101 performs a downsampling process on the digital signal supplied from the A / D converter 32 to reduce the sampling frequency to half (fs), and supplies the downsampled signal to the upsampling unit 34.
[0136]
Specifically, the downsampling unit 101 thins out every other data from the plurality of digital data supplied from the A / D converter 32 and outputs the data. By doing so, the sampling frequency of the digital signal becomes the frequency fs, and the aliasing component is added to the frequency component.
[0137]
The up-sampling unit 34 performs an up-sampling process on the signal supplied from the down-sampling unit 101 to increase the sampling frequency to twice (2 fs), and supplies the up-sampled signal to the FIR filter 102.
[0138]
Specifically, the upsampling unit 34 inserts data having a value of “0” between a plurality of digital data supplied from the downsampling unit 101 and outputs the data. By doing so, the sampling frequency of the digital signal becomes 2 fs, and the sampling frequency and the Nyquist frequency change twice without changing the spectral waveform of the frequency component.
[0139]
In other words, by the up-sampling in the up-sampling unit 34, a high-frequency side imaging component (a folded component of a frequency (1/2 × fs) to fs) corresponding to the original component is generated in the signal.
[0140]
The down-sampling unit 101 samples the signal at any frequency lower than the sampling frequency of the sampling in the A / D converter 32, and the up-sampling unit 34 is set so as to correspond thereto. However, as described above, the downsampling unit 101 performs sampling at half the sampling frequency, and the upsampling unit 34 restores the sampling frequency, thereby making processing the easiest. .
[0141]
The FIR filter 102 extracts a predetermined frequency component and an original component of the high-frequency side imaging component generated in the up-sampling unit 34 included in the signal supplied from the up-sampling unit 34 and outputs the extracted component. The functions f1 and f2 are defined as in equations (7) and (8), and an example of the transfer function H2 (Z) of the FIR filter 102 is shown in equation (9).
[0142]
(Equation 4)

[0143]
FIG. 19 is a graph showing an example of the frequency characteristics of the FIR filter 102 described above. In FIG. 19, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and fs indicates a half of the sampling frequency of the sampling performed on the signal in the A / D converter 32. The vertical axis of the graph indicates the degree of amplification of the signal output from the FIR filter 102 with respect to the input signal.
[0144]
In FIG. 5, the curve indicated by the solid line 113 is the frequency characteristic of the FIR filter 102 (the frequency characteristic of the transfer function H2 (Z)), and the curves indicated by the dotted lines 111 and 112 are the frequency characteristics of the functions f1 and f2, respectively. Is shown.
[0145]
An original component of the signal exists in the band 41, and an imaging component corresponding to the original component exists in the band 42. As described above, the original component and the imaging component of the signal are included in the frequency range of 0 to fs, and the FIR filter 102 has a part of the high-frequency side imaging component due to the frequency characteristic shown by the curve indicated by the solid line 113. It operates as a band-pass filter that transmits only light.
[0146]
As shown in FIG. 19, the frequency characteristic of the FIR filter 102 is such that the frequency characteristic of the frequency band from 0 to fs is different for each frequency fs so as to correspond to the aliasing component (spectrum higher than the frequency fs) included in the signal. It has a folded shape.
[0147]
That is, the FIR filter 102 converts the frequency component corresponding to the vicinity of the shortest repetition frequency included in the high-frequency side imaging component (and the aliasing component corresponding to the imaging component) into the original component (or the original high-frequency side imaging component). Component) and a predetermined ratio is extracted.
[0148]
As described above, the transfer function H2 (Z) of the FIR filter 102 has a frequency characteristic whose frequency characteristic is close to the shortest repetition frequency included in the high-frequency side imaging component (and the aliasing component corresponding to the imaging component). Any function may be used as long as it is a function that adjusts and extracts the component so as to have a predetermined ratio with respect to the original component, and may be a function other than those shown in Expressions (7) to (9).
[0149]
Referring back to FIG. 18, the signal output from the FIR filter 102 is supplied to the adder 103.
[0150]
The adder 103 adds the signal supplied from the FIR filter 33 to the signal supplied from the FIR filter 33 and supplies the signal to the D / A converter 36.
[0151]
As described above, the digital signal processing device 100 processes an input signal by dividing it into an original component and an imaging component to be added to the original component, adds them, and outputs the resultant signal.
[0152]
In the digital signal processing device 30 shown in FIG. 3, since the signal processed by the FIR filter 35 contains both the original component and the imaging component, the frequency characteristic of the FIR filter 35 is such that the original component is processed on the low frequency side. It is necessary to have an optimal frequency characteristic for the processing of the imaging component on the high frequency side. Furthermore, in the digital signal processing device 30, since it is necessary to have a linear phase in order to suppress waveform distortion, the design constraint of the FIR filter 35 is large.
[0153]
On the other hand, as described above, the digital signal processing device 100 processes the input signal by dividing the input signal into an original component and an imaging component added to the original component, so that the FIR filter 102 needs only to extract the imaging component. Good. That is, the frequency characteristic of the FIR filter 102 may be set to be optimal for the imaging component, and may be set to block the original component.
[0154]
Therefore, as compared with the case of the FIR filter 35, the design of the FIR filter 102 is easier, and the configuration thereof is also simplified as shown in Expressions (7) to (9). Further, since the FIR filter 102 blocks the original component, the amount of the extracted imaging component can be changed or adjusted easily without affecting the original component.
[0155]
When the output signal of the digital signal processing apparatus 100 is not converted into an analog signal using the D / A converter 36 and the low-pass filter 37 and is output as a digital signal, the output signal corresponds to a sampling frequency of 2 fs. Signal. Therefore, when performing digital signal processing such as decoding processing on the output signal, the digital signal processing device processes the output signal at a sampling frequency of 2 fs and then thins out (down-samples) the data by half. do it.
[0156]
Next, the operation of the digital signal processing device 100 of FIG. 18 will be described.
[0157]
When an analog signal read from a recording medium such as an optical disk is input to the digital signal processing device 100, the digital signal processing device 100 starts digital signal processing.
[0158]
Digital signal processing by the digital signal processing device 100 will be described with reference to the flowchart in FIG. Further, description will be made with reference to FIGS. 21 to 30 as necessary.
[0159]
When the input signal is input, the low-pass filter 31 of the digital signal processing device 100 cuts off the high frequency components included in the input signal in step S21, and changes the signal band so that aliasing does not occur at the time of sampling. Restrict.
[0160]
FIG. 21 is a graph illustrating an example of a spectrum of a frequency component included in an input signal input to the digital signal processing device 30.
[0161]
In FIG. 21, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. As shown in FIG. 21, the input signal includes noise components 122 and 123, which are extra spectrum groups in a high frequency range, in addition to the original component 121 which is a spectrum group including original information of the signal.
[0162]
Since the noise components 122 and 123 are components having a frequency higher than the Nyquist frequency (fs) of the sampling in the A / D converter 32, the low-pass filter 31 blocks these noise components 122 and 123. However, the low-pass filter 31 has a characteristic that cuts off a component of the output of the down-sampling unit 101 that is equal to or higher than the Nyquist frequency (fs / 2) so that aliasing does not occur when the down-sampling unit 101 performs down-sampling. It is necessary to determine.
[0163]
FIG. 22 is a graph illustrating an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the low-pass filter 31. In FIG. 22, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The low-pass filter 31 performs a filtering process on the input signal so that the band 124 is transmitted, and extracts an original component 121 of the signal.
[0164]
When the band of the input signal is limited, in step S22, the A / D converter 32 samples the signal (analog signal) at a predetermined sampling frequency 2fs, performs quantization, and converts the signal into a digital signal.
[0165]
FIG. 23 is a graph showing an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the A / D converter 32. In FIG. 23, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The A / D converter 32 performs sampling on the input signal at a sampling frequency of 2 fs.
[0166]
Accordingly, as shown in FIG. 23, the signal output from the A / D converter 32 includes aliasing components 125 and 126 corresponding to the original component 121. Actually, aliasing components similar to aliasing components 125 and 126 also exist at frequencies higher than aliasing component 126, but a description of those aliasing components will be omitted below.
[0167]
In FIG. 23, a frequency 2fs indicated by a two-dot chain line is a sampling frequency, and a frequency fs indicated by a dotted line is a Nyquist frequency.
[0168]
In step S23, the FIR filter 33 emphasizes a frequency component near the shortest repetition frequency of the original component and a frequency component corresponding to the frequency component of the aliasing component included in the digitized signal.
[0169]
FIG. 24 is a graph showing an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the FIR filter 33. In FIG. 24, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The FIR filter 33 emphasizes a frequency component near the shortest repetition frequency of the original component included in the input signal.
[0170]
In FIG. 24, the spectrum of the frequency component near the shortest repetition frequency of the original component 131 is emphasized and larger than that of the original component 121 shown in FIG. Also, along with this, the aliasing components 132 and 133 corresponding to the original component 131 also have enhanced frequency component spectrums near the frequency corresponding to the shortest repetition frequency as compared with aliasing components 125 and 126 shown in FIG. 23, respectively. It's getting bigger.
[0171]
In step S24, the downsampling unit 101 performs downsampling on the signal digitized in step S22, and adds a folded component.
[0172]
The down-sampling unit 101 thins out data at each sampling point of the signal every other data to reduce the data amount to １ ／.
[0173]
In FIG. 25, the sampling frequency of the signal is reduced to the frequency fs (two-dot chain line) due to the downsampling, and the Nyquist frequency is also reduced to the frequency (1/2 × fs) (dotted line). . As a result, aliasing components 141 and 142 are added to the signal. Therefore, in FIG. 25, the frequency component included in the down-sampled signal is obtained by folding the frequency component (original signal 121) in the frequency band from 0 to (１ ／ × fs) for each frequency (１ ／ × fs). It has a structure.
[0174]
In step S25, the up-sampling unit 34 performs up-sampling on the down-sampled signal to generate an imaging component corresponding to the original component.
[0175]
FIG. 26 is a graph illustrating an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the upsampling unit 34. In FIG. 26, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The up-sampling unit 34 inserts data having a value of “0” between data at each sampling point of the input signal.
[0176]
By this upsampling process, as shown in FIG. 26, the shape of the spectrum group of the frequency components included in the signal does not change, but the sampling frequency changes from fs to 2fs (dotted line), and the Nyquist frequency changes to (1 / 2 × fs) (dotted line). Therefore, in FIG. 26, the frequency components included in the up-sampled signal have a structure in which the frequency components (the original signal 121 and the aliasing component 141) in the frequency band from 0 to fs are aliased for each frequency fs.
[0177]
That is, by the up-sampling process in the up-sampling unit 34, an imaging component (a folded component 141) corresponding to the original signal 121 is generated as a frequency component of the signal.
[0178]
In step S26, the FIR filter 102 extracts a frequency component of a band corresponding to the vicinity of the shortest repetition frequency included in the generated imaging component of the up-sampled signal.
[0179]
FIG. 27 is a graph showing an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the FIR filter 102. In FIG. 27, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The FIR filter 102 performs a filtering process on the input signal so as to transmit the band 145, and extracts an imaging component 146 that is a part of the imaging component 141.
[0180]
The imaging component 146 is a frequency component near the frequency corresponding to the shortest repetition frequency of the signal, which is included in the original imaging component 141. In addition, as shown in FIG. 27, in response to this change, the aliasing component 147 that is a part of the aliasing component 142 corresponding to the original imaging component 141 is also extracted. Note that the original component 121 and the folded components 125 and 126 corresponding to the original component 121 are blocked.
[0181]
In step S27, the adder 103 converts the imaging component extracted in step S26 into a signal in which the frequency component near the shortest repetition frequency and the aliasing component in which the frequency component corresponding to the frequency component is emphasized in step S23. Add and combine.
[0182]
FIG. 28 is a graph illustrating an example of the spectrum of the frequency component included in the signal output from the adder 103. In FIG. 28, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The adder 103 adds the imaging component extracted by the FIR filter 103 to the signal supplied from the FIR filter 33.
[0183]
As shown in FIG. 28, the signal output from the adder 103 is a combination of the signal shown in FIG. 24 and the signal shown in FIG. That is, the adder 103 includes an original component 131 of the signal, aliasing components 132 and 133 corresponding to the original component 131, an imaging component 146, and an aliasing component 147 corresponding to the imaging component 146.
[0184]
In step S28, the D / A converter 36 converts the signal synthesized by the adder 103 into an analog signal, and removes an aliasing component.
[0185]
FIG. 29 is a graph illustrating an example of a spectrum of a frequency component included in a signal output from the D / A converter 36. In FIG. 29, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The D / A converter 36 converts the input signal into an analog signal.
[0186]
In FIG. 29, since the aliased components are removed from the analog signal, the aliased components 132, 133, and 147 shown in FIG. 28 are not included. The analog signal includes a noise component 151 which is a high-frequency component generated at the time of analog conversion, in addition to the original component 131 and the imaging component 146.
[0187]
In step S29, the low-pass filter 37 blocks high-frequency components (noise components) contained in the analog signal, extracts a band-limited signal, and outputs the signal as an output signal outside the digital signal processing device 100. Output to
[0188]
FIG. 30 is a graph illustrating an example of the spectrum of the frequency component included in the output signal of the digital signal processing device 100. In FIG. 30, the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates spectrum intensity. The low-pass filter 37 performs a filtering process on the input signal so as to transmit the band 152, cuts off the noise component 151 in FIG. 29, and extracts the original component 131 and the imaging component 146 of the signal.
[0189]
As shown in FIG. 30, the output signal of the digital signal processing device 100 has a limited band and includes an original component 131 and an imaging component 146. That is, in the output signal, the imaging component 146 near the frequency corresponding to the shortest repetition frequency is included, and by using this imaging component 146, the shortest repetition frequency is indirectly emphasized.
[0190]
When the processing in step S29 is completed, the digital signal processing device 100 ends the digital signal processing.
[0191]
As described above, the digital signal processing apparatus 100 of FIG. 18 to which the present invention is applied can suppress the jitter level more effectively and expand the system margin with a simpler configuration.
[0192]
The above-described series of processing can be executed by hardware, or can be executed by software as described above. When a series of processing is executed by software, various functions can be executed by installing a computer in which the programs constituting the software are embedded in dedicated hardware, or by installing various programs For example, it is installed in a general-purpose personal computer from a recording medium or the like.
[0193]
FIG. 31 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of a personal computer that executes such processing.
[0194]
A CPU (Central Processing Unit) 201 of the personal computer 200 executes various processes according to a program stored in a ROM (Read Only Memory) 202. A RAM (Random Access Memory) 203 appropriately stores data, programs, and the like necessary for the CPU 201 to execute various processes.
[0195]
The CPU 201, the ROM 202, and the RAM 203 are mutually connected via a bus 204. The bus 204 is also connected to an input / output interface 210.
[0196]
The input / output interface 210 is connected to an input unit 211 including a keyboard and a mouse, and outputs a signal input to the input unit 211 to the CPU 201. The input / output interface 210 is also connected to an output unit 212 including a display and a speaker.
[0197]
Further, a storage unit 213 composed of a hard disk and the like, and a communication unit 214 for communicating data with other devices via a network such as the Internet are also connected to the input / output interface 210. The drive 215 is used to read data from or write data to a removable medium 221 formed of a recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory.
[0198]
As shown in FIG. 31, the recording medium is a magnetic disk (including a flexible disk) on which the program is recorded and an optical disk (CD-ROM) which are distributed to provide the user with the program separately from the personal computer. (Including Compact Disc-Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc), magneto-optical disc (including MD (Mini-Disc) (registered trademark)), and removable media 221 including package media including semiconductor memory. And a hard disk including a ROM 202 and a storage unit 213 in which a program is stored, which is provided to a user in a state of being incorporated in a computer in advance.
[0199]
In this specification, the steps of describing a program provided by a medium are not necessarily performed in chronological order, but may be performed in parallel or individually according to the described order. This includes the processing to be executed.
[0200]
Also, in this specification, a system represents the entire device including a plurality of devices.
[0201]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, signals can be processed. In particular, it is possible to more effectively suppress the jitter level and increase the system margin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a conventional digital signal processing device.
FIG. 2 is a diagram illustrating a spectrum of a frequency component of an input signal.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a digital signal processing device to which the present invention has been applied.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a frequency characteristic of an FIR filter provided in a stage preceding the up-sampling unit in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a frequency characteristic of an FIR filter provided at a stage subsequent to the upsampling unit in FIG. 3;
FIG. 6 is a flowchart illustrating digital signal processing by the digital signal processing device of FIG. 3;
7 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an input signal of the digital signal processing device of FIG. 3;
8 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of a low-pass filter (LPF) that processes an input signal of the digital signal processing device of FIG. 3;
9 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of the A / D converter in FIG.
10 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of an FIR filter provided in a stage preceding the up-sampling unit in FIG. 3;
11 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of the upsampling unit in FIG. 3;
12 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of an FIR filter provided at a stage subsequent to the upsampling unit in FIG. 3;
13 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of the D / A converter in FIG. 3;
14 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of the digital signal processing device in FIG. 3;
FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between a skew of an input signal and a reproduction jitter occurrence rate.
FIG. 16 is a diagram showing a 3T eye pattern of an output signal.
FIG. 17 is a diagram showing a 2T eye pattern of an output signal.
FIG. 18 is a diagram illustrating another configuration example of a digital signal processing device to which the present invention has been applied.
19 is a diagram illustrating an example of a frequency characteristic of an FIR filter provided at a stage subsequent to the up-sampling unit in FIG. 18;
20 is a flowchart illustrating digital signal processing by the digital signal processing device in FIG.
21 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an input signal of the digital signal processing device of FIG.
22 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of a low-pass filter (LPF) that processes an input signal of the digital signal processing device of FIG.
23 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of the A / D converter in FIG.
24 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of an FIR filter that processes a signal output from the A / D converter in FIG.
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of the downsampling unit in FIG. 18;
26 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of the upsampling unit in FIG. 18;
FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of an FIR filter that processes a signal output from the upsampling unit in FIG. 18;
FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of the adder in FIG. 18;
FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of the D / A converter of FIG. 18;
30 is a diagram illustrating an example of a frequency component of an output signal of a low-pass filter that processes a signal output from the D / A converter of FIG.
FIG. 31 is a block diagram illustrating a configuration example of a personal computer.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 30 digital signal processor, 31 LPF, 32 A / D converter, 33 FIR filter, 34 upsampling unit, 35 FIR filter, 36 D / A converter, 37 LPF, 100 digital signal processor, 101 downsampling unit, 102 FIR filter, 103 adder, 200 personal computer, 201 CPU, 202 ROM, 203 RAM, 204 bus, 210 input / output interface, 211 input unit, 212 output unit, 213 storage unit, 214 communication unit, 215 drive, 221 removable media

Claims (34)

A signal processing device for processing a digital signal,
A generating unit that generates an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in the digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal;
Extracting means for extracting the original component from the digital signal in which the imaging component is generated by the generating means, and extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the generating means. Characteristic signal processing device. The signal processing device according to claim 1, wherein the generation unit generates the imaging component by upsampling the digital signal. 3. The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the generation unit generates the imaging component by up-sampling the digital signal at a frequency that is an integral multiple of a sampling frequency of the digital signal. The imaging component generated by the generation unit is an imaging component on the high frequency side of the original component,
2. The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the extraction unit extracts the original component and extracts a low-frequency component of a frequency component of the imaging component with a predetermined bandwidth. 3. apparatus. 5. The signal processing apparatus according to claim 4, wherein the extraction unit extracts the original component and a low-frequency component of the imaging component using a low-pass filter. The signal processing device according to claim 5, wherein the low-pass filter is an FIR filter. The extraction means adjusts and extracts a predetermined frequency component of the imaging component so that the extracted imaging component is equal to or less than half of the imaging component before extraction. Item 2. The signal processing device according to item 1. The digital signal is modulated by a predetermined modulation method,
The extraction means extracts the original component and extracts a frequency component near the frequency corresponding to the shortest repetition frequency which is a frequency when the shortest pattern in the modulation scheme is continuous in the imaging component. The signal processing device according to claim 1. The digital signal further comprises an emphasis unit for emphasizing a high-frequency component of the original component,
2. The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the generation unit generates an imaging component corresponding to the original component in the digital signal in which a high-frequency component of the original component is enhanced by the enhancement unit. apparatus. The digital signal is modulated by a predetermined modulation method,
10. The signal processing apparatus according to claim 9, wherein the emphasis means emphasizes a frequency component of the original component near a shortest repetition frequency which is a frequency when a shortest pattern in the modulation scheme is continuous. First conversion means for converting an analog signal corresponding to the digital signal into the digital signal;
A second conversion unit that converts the digital signal into an analog signal corresponding to the digital signal,
The generating means generates the imaging component in the digital signal converted by the first converting means,
The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the second conversion unit converts the digital signal from which the original component and the imaging component have been extracted by the extraction unit into the analog signal. The signal according to claim 11, wherein the second converter converts the digital signal into the analog signal in synchronization with a clock having a frequency higher than a sampling frequency of the first converter. Processing equipment. The signal processing device according to claim 12, wherein the frequency of the clock is an integer multiple of the sampling frequency. The analog signal is modulated by a predetermined modulation method,
The first conversion unit converts the analog signal into the digital signal, using a frequency that is an integral multiple of the shortest repetition frequency, which is a frequency when the shortest pattern in the modulation scheme is continuous, as a sampling frequency. The signal processing device according to claim 11. Further comprising band limiting means for limiting the frequency band of the analog signal,
12. The signal processing device according to claim 11, wherein the first conversion unit converts the analog signal whose frequency band included in the signal is limited by the band limiting unit into the digital signal. A signal processing method of a signal processing device that processes a digital signal,
A generation step of generating an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in the digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal;
An extracting step of extracting the original component from the digital signal in which the imaging component is generated by the processing of the generating step, and extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generating step; A signal processing method comprising: A program that causes a computer to perform processing related to a digital signal,
A generation step of generating an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in the digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal;
An extracting step of extracting the original component from the digital signal in which the imaging component is generated by the processing of the generating step, and extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generating step; A recording medium on which a computer readable program is recorded. In a program that causes a computer to perform processing related to a digital signal,
A generation step of generating an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in the digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal;
Extracting the original component from the digital signal in which the imaging component is generated by the processing of the generation step, and extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generation step; A program causing a computer to execute a process including: A signal processing device for processing a digital signal,
A generating unit that generates an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in the digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal;
Extraction means for extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the generation means from the digital signal in which the imaging component is generated by the generation means,
A signal processing device comprising: a synthesizing unit configured to synthesize a predetermined frequency component of the imaging component extracted by the extraction unit with the digital signal from which the imaging component has not been generated by the generation unit. The generation means,
Downsampling means for downsampling the digital signal,
Upsampling means for upsampling the digital signal,
The downsampling unit downsamples the digital signal so that the sampling frequency of the digital signal is halved,
20. The imaging device according to claim 19, wherein the up-sampling unit generates the imaging component by up-sampling the down-sampled digital signal so that the sampling frequency of the down-sampled digital signal returns to the original frequency. 3. The signal processing device according to claim 1. The imaging component generated by the generation unit is an imaging component on the high frequency side of the original component,
20. The signal processing apparatus according to claim 19, wherein the extraction unit extracts a low-frequency component from a frequency component of the imaging component with a predetermined bandwidth. 22. The signal according to claim 21, wherein the extraction unit extracts a low-frequency component of the imaging component using a band-pass filter that is a filter that passes only a frequency component of a predetermined band. Processing equipment. The signal processing device according to claim 22, wherein the band-pass filter is an FIR filter. The extraction means adjusts and extracts a predetermined frequency component of the imaging component so that the extracted imaging component is equal to or less than half of the imaging component before extraction. Item 20. The signal processing device according to item 19. The digital signal is modulated by a predetermined modulation method,
20. The method according to claim 19, wherein the extraction unit extracts a frequency component of the imaging component near a frequency corresponding to a shortest repetition frequency that is a frequency when a shortest pattern in the modulation scheme is continuous. Signal processing device. The original component of the digital signal in which the imaging component has not been generated by the generating unit, further includes an emphasis unit that emphasizes a high-frequency component,
The synthesizing unit synthesizes a predetermined frequency component of the imaging component extracted by the extracting unit with the digital signal in which a high frequency component of an original component is enhanced by the enhancing unit. Item 20. The signal processing device according to item 19. The digital signal is modulated by a predetermined modulation method,
27. The signal processing apparatus according to claim 26, wherein the emphasizing means emphasizes a frequency component of the original component near a shortest repetition frequency which is a frequency when a shortest pattern in the modulation scheme is continuous. First conversion means for converting an analog signal corresponding to the digital signal into the digital signal;
A second conversion unit that converts the digital signal into an analog signal corresponding to the digital signal,
The generating means generates the imaging component in the digital signal converted by the first converting means,
The emphasis means emphasizes a high-frequency component of the original component of the digital signal converted by the first conversion means,
The second conversion unit converts the digital signal, in which a predetermined frequency component of the imaging component is synthesized by the synthesis unit, and in which a high-frequency component of the original component is emphasized, to the analog signal. The signal processing device according to claim 26, wherein: 29. The signal processing apparatus according to claim 28, wherein the second conversion unit converts the digital signal into the analog signal in synchronization with a clock having the same frequency as a sampling frequency in the first conversion unit. apparatus. The analog signal is modulated by a predetermined modulation method,
The first conversion unit converts the analog signal to the digital signal, using a frequency that is an integral multiple of the shortest repetition frequency that is a frequency when the shortest pattern in the modulation scheme is continuous as a sampling frequency. 29. The signal processing device according to claim 28, wherein: Further comprising band limiting means for limiting the frequency band of the analog signal,
29. The signal processing apparatus according to claim 28, wherein the first conversion unit converts the analog signal whose frequency band included in the signal is limited by the band limiting unit into the digital signal. A signal processing method of a signal processing device that processes a digital signal,
A generation step of generating an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in the digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal;
An extraction step of extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generation step from the digital signal in which the imaging component is generated by the processing of the generation step;
A synthesizing step of synthesizing a predetermined frequency component of the imaging component extracted by the processing of the extraction step with the digital signal from which the imaging component is not generated by the processing of the generation step. Processing method. A program that causes a computer to perform processing related to a digital signal,
A generation step of generating an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in the digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal;
An extraction step of extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generation step from the digital signal in which the imaging component is generated by the processing of the generation step;
A combining step of combining a predetermined frequency component of the imaging component extracted by the processing of the extracting step with the digital signal from which the imaging component has not been generated by the processing of the generating step. A recording medium on which is recorded a program which can be read. In a program that causes a computer to perform processing related to a digital signal,
A generation step of generating an imaging component corresponding to an original component that is a frequency component included in the digital signal and is a frequency component of an analog signal corresponding to the digital signal;
An extraction step of extracting a predetermined frequency component of the imaging component generated by the processing of the generation step from the digital signal in which the imaging component is generated by the processing of the generation step;
Causing the computer to execute a process including: synthesizing a predetermined frequency component of the imaging component extracted by the process of the extraction step with the digital signal from which the imaging component has not been generated by the process of the generation step. A program characterized by the following.

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