JP2005260782A - Waveform reduction sampling method of signal output - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a waveform reduction sampling method of signal output which has an output frequency elasticity, can be applied to various operation frequencies, can omit a clock synthesizer and a sampling rate converter, and can effectively control a cost. <P>SOLUTION: By a waveform reduction sampling method of a signal output, a frequency of an audio/image output device is divided by a transmission multiple, a sampling rate is obtained, smoothing is performed to an initial digital signal by a standard operation frequency, sampling is performed to a simulation signal by the sampling rate after the simulation signal is reproduced, and a reduction signal is obtained to be outputted. In this invention, the sampling rate is directly converted on a host end by software to output the reduction signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、信号出力技術に関するものであって、特に、出力周波数が各種操作周波数に適用でき、制限を受けない信号出力の波形還元サンプリング方法に関するものである。   The present invention relates to a signal output technique, and more particularly, to a waveform reduction sampling method for signal output that can be applied to various operation frequencies and is not limited.

オーディオ或いは、ビデオ信号の出力は、サンプリング技術に関係し、オーディオ出力を例とすると、再生装置の標準サンプリング操作周波数は、通常、32khz、48khz及び96khz、或いは、22.05khz及び44.1khzで、サンプリングレート（sampling rate）は、一秒内にオーディオ波形に対し、記録（サンプリング）する回数の事を指す。
公知の音波出力のサンプリング方法は、図１で示されるように、ホスト１０はUSB伝送インターフェースにより、USBスピーカー１２と連接され、ホスト１０とUSBスピーカー１２の通信周波数は12mhzで、スピーカー１２の再生周波数は12.288mhzである。故に、スピーカー１２は、音波を12.288mhzまで上昇させないと処理できない。公知の方法は、USBスピーカー１２内に音波データ受信装置１３、クロックシンセサイザー（clock synthesizer）１４、デジタル−アナログコンバーター（digital−analog converter、DAC）１６、拡大器１８、を設置する。ホスト１０が48khzの周波数で、オーディオファイルに対しサンプリングし、USBスピーカー１２に出力する時、まず、音波データ受信装置１３により受信し、続いて、クロックシンセサイザー１４により、操作周波数を12mhzから12.288mhzに調整した後、デジタル−アナログコンバーター１６、拡大器１８により、デジタル信号をアナログ信号に変換し、拡大して出力する。しかし、この音波信号サンプリング方法は、USBスピーカー１２の操作周波数の制限を受け、ホスト１０及びUSBスピーカー１２の周波数が同時に適合することを考慮せねばならない故、USBスピーカー１２内にクロックシンセサイザー１４を増設して、周波数を調整しなければならない。一方、異なる操作周波数は、異なる設定のクロックシンセサイザー１４を使用しなければならず、使用上不便である。
もう一つの公知技術は、サンプリングレートコンバーターをスピーカー内に設置し、サンプリングレートの変換作業をスピーカーに転移させて実行しているが、これは、スピーカーの構造を大きくし、且つ、コストも高くなる。
これにより、上述の問題を改善するため、信号出力の波形還元サンプリング方法を提出し、直接、ホスト端で、ソフト、或いは、ファームウェアにより、サンプリングレートを変換し、公知技術の欠点を克服する。 The output of the audio or video signal is related to the sampling technology. Taking the audio output as an example, the standard sampling operation frequency of the playback device is usually 32khz, 48khz and 96khz, or 22.05khz and 44.1khz, and the sampling rate (Sampling rate) refers to the number of times that an audio waveform is recorded (sampled) within one second.
As shown in FIG. 1, the known sound wave output sampling method is that the host 10 is connected to the USB speaker 12 via the USB transmission interface, the communication frequency between the host 10 and the USB speaker 12 is 12 mhz, and the reproduction frequency of the speaker 12. Is 12.288mhz. Therefore, the speaker 12 cannot be processed unless the sound wave is raised to 12.288 mhz. In a known method, a sound wave data receiver 13, a clock synthesizer 14, a digital-analog converter (DAC) 16, and an expander 18 are installed in the USB speaker 12. When the host 10 samples the audio file at a frequency of 48khz and outputs it to the USB speaker 12, it is first received by the sound wave data receiver 13, and then the operation frequency is changed from 12mhz to 12.288mhz by the clock synthesizer 14. After the adjustment, the digital signal is converted into an analog signal by the digital-analog converter 16 and the expander 18, and is expanded and output. However, since this sound wave signal sampling method is limited by the operating frequency of the USB speaker 12 and the frequency of the host 10 and the USB speaker 12 must be matched at the same time, the clock synthesizer 14 is added in the USB speaker 12. And the frequency must be adjusted. On the other hand, different operating frequencies require use of differently set clock synthesizers 14, which is inconvenient in use.
Another known technique is that a sampling rate converter is installed in the speaker and the conversion work of the sampling rate is transferred to the speaker, which increases the structure of the speaker and increases the cost. .
Thus, in order to improve the above-mentioned problem, a waveform reduction sampling method for signal output is submitted, and the sampling rate is converted directly by software or firmware at the host end to overcome the drawbacks of the known technology.

本発明は、信号出力の波形還元サンプリング方法を提供し、等価信号出力を提供する前提下で、ソフトを使用するだけで、サンプリングレートを変換して、還元信号を出力し、ホスト端の最終出力周波数は、標準操作周波数の制限を受けず、公知の周波数適合の問題を徹底的に解決することを目的とする。
本発明は、信号出力の波形還元サンプリング方法を提供し、各種操作周波数に適用できる長所を備えさせることをもう一つの目的とする。
本発明は、信号出力の波形還元サンプリング方法を提供し、クロックシンセサイザー及びサンプリングレートコンバーターを省略でき、効果的にコストを抑制することをもう一つの目的とする。 The present invention provides a waveform reduction sampling method for signal output, and on the premise of providing an equivalent signal output, by simply using software, the sampling rate is converted, a reduction signal is output, and the final output at the host end The frequency is not limited by the standard operating frequency and aims to thoroughly solve the known frequency adaptation problems.
Another object of the present invention is to provide a waveform reduction sampling method for signal output, and to provide an advantage applicable to various operation frequencies.
Another object of the present invention is to provide a waveform reduction sampling method for signal output, which can omit a clock synthesizer and a sampling rate converter, and can effectively reduce costs.

上述の目的を達成するため、本発明の信号出力の波形還元サンプリング方法は、直接、ホスト端で、初期のデジタル信号を還元して取り出し、オーディオ／イメージ出力装置に提供する。本方法は、ホスト端で、初期のデジタル信号に対し、平滑処理（smooth）を施して、シミュレーション信号を生成する工程と、サンプリングレートにより、前記シミュレーション信号に対しサンプリングを施し、サンプリングレートは、前記出力装置の操作周波数を伝送倍数で割った値で、サンプリングにより還元信号を得て、前記出力装置に伝送する工程と、からなる。 In order to achieve the above-described object, the signal output waveform reduction sampling method of the present invention reduces and takes out the initial digital signal directly at the host end and provides it to the audio / image output apparatus. In this method, a smoothing process is performed on an initial digital signal at a host end to generate a simulation signal, and sampling is performed on the simulation signal according to a sampling rate. And a step of obtaining a reduction signal by sampling with a value obtained by dividing the operation frequency of the output device by the transmission multiple and transmitting it to the output device.

本発明により、公知のスピーカーとホストの周波数適合の問題が無く、各種操作周波数に適用できる長所の他、クロックシンセサイザー及びサンプリングレートコンバーターを省略でき、効果的にコストを抑制することが出来る。   According to the present invention, there is no problem of frequency matching between a known speaker and a host, and in addition to an advantage that can be applied to various operation frequencies, a clock synthesizer and a sampling rate converter can be omitted, and the cost can be effectively suppressed.

本発明において、信号出力時に、ホスト端で、初期のデジタル信号を平滑化して、シミュレーション信号を再生成した後、サンプリングレートにより、シミュレーション信号に対し、サンプリングを施し、還元信号を生成して出力し、これにより、ホストの最終出力周波数は、固定させる必要がない。
オーディオ、或いは、ビデオ信号の出力がサンプリング技術に関係し、一般に、オーディオ再生装置の標準サンプリング周波数は、通常、44.1khz、32khz、48khz及び96khz等で、音波のサンプリングレートは、一秒内にオーディオ波形に対し、記録（サンプリング）する回数の事を指す。本発明の波形還元サンプリング方法は、オーディオ、及びビデオ信号に適用し、以下で、音波出力を例として、本発明の方法を詳細に説明する。本発明が合わせて使用するハードは、図２で示されるように、ホスト端２０は伝送インターフェースにより、オーディオ出力装置と連接し、オーディオ出力装置はスピーカー２２である。伝送インターフェースは、通常、USB、IEEE1394、或いは、ブルートゥース（bluetooth）で、且つ、伝送インターフェースがUSB1.1である時、スピーカー２２の操作周波数は12mhzで、伝送インターフェースがUSB2.0である時、スピーカー２２の操作周波数は30khzで、伝送インターフェースがIEEE1394である時、スピーカー２２の操作周波数は400mhzで、以下で、USB1.1伝送インターフェースの12mhz操作周波数を例として、音波出力時、ホスト端２０で、本発明の方法を運用して、音波に対してサンプリングして還元し、出力する工程を説明する。 In the present invention, at the time of signal output, after smoothing the initial digital signal at the host end and regenerating the simulation signal, the simulation signal is sampled at the sampling rate, and a reduction signal is generated and output. Thus, the final output frequency of the host does not need to be fixed.
The output of audio or video signals is related to sampling technology. In general, the standard sampling frequency of audio playback devices is usually 44.1khz, 32khz, 48khz, 96khz, etc., and the sampling rate of sound wave is audio within 1 second. The number of times of recording (sampling) to the waveform. The waveform reduction sampling method of the present invention is applied to audio and video signals, and the method of the present invention will be described in detail below by taking sound wave output as an example. As shown in FIG. 2, the hardware used by the present invention is connected to an audio output device by a transmission interface at the host end 20, and the audio output device is a speaker 22. The transmission interface is usually USB, IEEE1394, or Bluetooth, and when the transmission interface is USB1.1, the operating frequency of the speaker 22 is 12mhz, and when the transmission interface is USB2.0, the speaker When the transmission interface is IEEE1394, the operation frequency of the speaker 22 is 400 mhz. In the following, the 12 mhz operation frequency of the USB 1.1 transmission interface is taken as an example, at the time of sound wave output, at the host end 20, A process of sampling, reducing and outputting a sound wave by using the method of the present invention will be described.

図３は、本発明の音波出力の音波還元サンプリング方法を示す図である。この音波還元サンプリング方法は、ソフト、或いは、ファームウェアにより、ホスト端２０内で実現し、以下の工程からなる。ホスト端２０は、初期のデジタル音波DSWin周波数の周波数fs1に合わせて、初期のデジタル音波DSWinに対し、平滑処理を施して、初期のデジタル音波DSWinを平滑なアナログ音波に再生成する工程と、周波数fs1は、通常、44.1khz、32khz、48khz、或いは、96khzで、且つ、周波数fs1は、初期のデジタル音波DSWin入力の周波数と合わせなければならず、例えば、DSWinが16khzであるものは、周波数fs1は16khzで再生成される。DSWinが48khzである場合、周波数fs1は48khzで再生成される。周波数fs1でアナログ音波が再生成された後、サンプリングレートfs2により、アナログ音波に対し、サンプリングを施し、サンプリングにより得られた還元音波DSWoutはスピーカー２２に提供される。 FIG. 3 is a diagram showing a sonic wave reduction sampling method for sonic wave output according to the present invention. This sonic reduction sampling method is realized in the host end 20 by software or firmware, and includes the following steps. The host end 20 performs a smoothing process on the initial digital sound wave DSW in according to the frequency f s1 of the initial digital sound wave DSW in frequency, and regenerates the initial digital sound wave DSW in to a smooth analog sound wave. The process and the frequency f s1 are usually 44.1khz, 32khz, 48khz, or 96khz, and the frequency f s1 must be matched with the frequency of the initial digital sound wave DSW in input, for example, DSW in For those that are 16khz, the frequency f s1 is regenerated at 16khz. If DSW in is 48khz, the frequency f s1 is regenerated at 48khz. After the analog sound wave is regenerated at the frequency f s1 , the analog sound wave is sampled at the sampling rate f s2 , and the reduced sound wave DSW out obtained by the sampling is provided to the speaker 22.

サンプリングレートfs2の値はスピーカー２２の操作周波数を伝送倍数で割った値で、このサンプリングの計算方法は、操作周波数が12mhzで、伝送倍数は２５６、12mhz÷２５６で、46.875khzである。スピーカー２２はUSB1.1伝送インターフェースであるため、スピーカー２２とホスト端２０が電気的に接続された後、本考案のソフトは、自主的にホスト端２０に告知して、46.875khzをサンプリングレートとする。この他、伝送倍数は、通常、２n倍と定義され、例えば、１２８、２５６、及び５１２等、２５６の倍数を使用し、２５６倍に限定するものではない。 The value of the sampling rate f s2 is a value obtained by dividing the operating frequency of the speaker 22 by the transmission multiple. This sampling calculation method is 46.875 kHz with the operating frequency being 12 mhz and the transmission multiple being 256, 12 mhz ÷ 256. Since the speaker 22 is a USB 1.1 transmission interface, after the speaker 22 and the host end 20 are electrically connected, the software of the present invention voluntarily notifies the host end 20 and sets 46.875 kHz as the sampling rate. To do. In addition, the transmission multiple is normally defined as 2 n times, and for example, a multiple of 256 is used, such as 128, 256, and 512, and is not limited to 256 times.

この他、本発明は、サンプリングに使用するサンプリングレートfs2により、初期のデジタル音波を再生成する前、先に、スピーカー２２の操作周波数を検出して、且つ、操作周波数に従って、サンプリングレートを計算するか、或いは、シミュレーション信号を再生成した後、且つ、アナログ音波に対しサンプリングを施す前、先に、スピーカー２２の操作周波数を検出して、且つ、操作周波数に従ってサンプリングレートを計算する。 In addition, the present invention detects the operating frequency of the speaker 22 first and recalculates the sampling rate according to the operating frequency before regenerating the initial digital sound wave based on the sampling rate f s2 used for sampling. Alternatively, after regenerating the simulation signal and before sampling the analog sound wave, the operating frequency of the speaker 22 is detected first, and the sampling rate is calculated according to the operating frequency.

本発明の方法を利用して、ホスト端２０は、初期のデジタル音波DSWinを還元して、還元デジタル音波DSWoutを得た後、還元デジタル音波DSWoutは、スピーカー２２に伝送される。図４で示されるように、スピーカー２２は、通常、音波データ受信装置２３、デジタル−アナログコンバーター２４、拡大器２６、を内設し、ホスト端２０が適当な周波数で、オーディオファイルに対しサンプリングして、スピーカー２２に出力する時、まず、音波データ受信装置２３によりオーディオファイルを受信して、更に、デジタル−アナログコンバーター２４によりオーディオ信号を、デジタル型から人の耳で聞こえるアナログ音波に変換し、且つ、拡大器２６によりアナログ信号を拡大して再生する。 Using the method of the present invention, the host terminal 20, by reducing the initial digital wave DSW in, after obtaining the reduced digital sound wave DSW out, reducing the digital wave DSW out is transmitted to the speaker 22. As shown in FIG. 4, the speaker 22 normally includes a sound wave data receiving device 23, a digital-analog converter 24, and an expander 26, and the host end 20 samples an audio file at an appropriate frequency. When outputting to the speaker 22, first, an audio file is received by the sound wave data receiving device 23, and further, an audio signal is converted from a digital type to an analog sound wave that can be heard by a human ear by a digital-analog converter 24, The analog signal is enlarged and reproduced by the enlarger 26.

これにより、信号を出力する時、本発明はホストで、シミュレーション信号を再生成した後、直接、サンプリングレートにより、シミュレーション信号に対しサンプリングを施し、還元信号を生成して、オーディオ／イメージ出力装置に出力し、等価音効／ビデオ出力を提供する前提下で、ソフトを使用するだけで、サンプリングレートを変換し、還元信号を出力し、ホストの最終出力周波数は標準操作周波数の制限を受けない。本発明は、公知のスピーカーとホストの周波数適合の問題が無く、各種操作周波数に適用できる長所の他、クロックシンセサイザー及びサンプリングレートコンバーターを省略でき、効果的にコストを抑制する。 Thus, when outputting a signal, the present invention regenerates the simulation signal at the host, directly samples the simulation signal at the sampling rate, generates a reduction signal, and outputs it to the audio / image output device. With the premise of outputting and providing equivalent sound effects / video output, the sampling rate is converted and a reduction signal is output only by using software, and the final output frequency of the host is not limited by the standard operation frequency. The present invention is free from the problem of frequency matching between the known speaker and the host, and can eliminate the clock synthesizer and the sampling rate converter in addition to the advantages that it can be applied to various operating frequencies, thereby effectively reducing the cost.

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。 In the present invention, preferred embodiments have been disclosed as described above. However, the present invention is not limited to the present invention, and any person who is familiar with the technology can use various methods within the spirit and scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention is based on the content specified in the claims.

公知の音波サンプリング出力のハード装置を示す図である。It is a figure which shows the hardware device of a well-known sound wave sampling output. 本発明の音波サンプリング出力のハード装置を示す図である。It is a figure which shows the hardware apparatus of the sound wave sampling output of this invention. 本発明の音波出力のサンプリング方法を示す図である。It is a figure which shows the sampling method of the sound wave output of this invention. 本発明のスピーカーがデジタル−アナログコンバーターに連接されたことを示す図である。It is a figure which shows that the speaker of this invention was connected with the digital-analog converter.

符号の説明Explanation of symbols

１０…ホスト
１２、２２…スピーカー
１３、２３…音波データ受信装置
１４、２４…クロックシンセサイザー
２０…ホスト端 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Host 12, 22 ... Speaker 13, 23 ... Sound wave data receiver 14, 24 ... Clock synthesizer 20 ... Host end

Claims (10)

ホスト端で初期のデジタル信号を還元して取り出し、出力装置に出力し、前記信号出力の波形還元サンプリング方法は、
前記ホスト端で、標準操作周波数により、前記初期のデジタル信号に対し、平滑処理（smooth）を施して、シミュレーション信号を生成する工程と、
サンプリングレートにより、前記シミュレーション信号に対しサンプリングを施し、前記サンプリングレートは、前記出力装置の操作周波数を伝送倍数で割った値で、サンプリングにより還元信号を得て、前記出力装置に伝送する工程と、
からなることを特徴とする信号出力の波形還元サンプリング方法。 At the host end, the initial digital signal is reduced and taken out and output to the output device.
Performing a smoothing process on the initial digital signal at a standard operating frequency at the host end to generate a simulation signal;
Sampling the simulation signal at a sampling rate, the sampling rate is a value obtained by dividing the operation frequency of the output device by a transmission multiple, obtaining a reduction signal by sampling, and transmitting to the output device;
A waveform reduction sampling method for signal output, comprising: 前記初期のデジタル信号を再生成する前、更に、前記出力装置の操作周波数を検出し、且つ、前記操作周波数に従って、前記サンプリングレートを計算する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の信号出力の波形還元サンプリング方法。 The method of claim 1, further comprising: before regenerating the initial digital signal, detecting an operating frequency of the output device and calculating the sampling rate according to the operating frequency. Waveform reduction sampling method for signal output. 前記シミュレーション信号に対しサンプリングを施す前、更に、前記出力装置の操作周波数を検出し、且つ、前記操作周波数に従って、前記サンプリングレートを計算する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の信号出力の波形還元サンプリング方法。 The signal according to claim 1, further comprising a step of detecting an operating frequency of the output device and calculating the sampling rate according to the operating frequency before sampling the simulation signal. Output waveform reduction sampling method. 前記出力装置は、オーディオ出力装置及びビデオ出力装置のどちらかであることを特徴とする請求項１に記載の信号出力の波形還元サンプリング方法。 The signal output waveform reduction sampling method according to claim 1, wherein the output device is one of an audio output device and a video output device. 前記オーディオ出力装置は、スピーカーであることを特徴とする請求項４に記載の信号出力の波形還元サンプリング方法。 5. The signal output waveform reduction sampling method according to claim 4, wherein the audio output device is a speaker. 前記標準操作周波数は、44.1khz、32khz、48khz、及び96khzから選択されることを特徴とする請求項１に記載の信号出力の波形還元サンプリング方法。 The signal output waveform reduction sampling method according to claim 1, wherein the standard operating frequency is selected from 44.1 kHz, 32 kHz, 48 kHz, and 96 kHz. 前記出力装置は、伝送インターフェースにより、前記ホスト端と連接され、且つ、前記伝送インターフェースは、USB、IEEE1394、及びブルートゥースのどれかであることを特徴とする請求項１に記載の信号出力の波形還元サンプリング方法。 The signal output waveform reduction according to claim 1, wherein the output device is connected to the host terminal by a transmission interface, and the transmission interface is any one of USB, IEEE1394, and Bluetooth. Sampling method. 前記出力装置の操作周波数は、12mhz、30mhz、及び400mhzの中から選択されることを特徴とする請求項１に記載の信号出力の波形還元サンプリング方法。 The signal output waveform reduction sampling method according to claim 1, wherein the operation frequency of the output device is selected from 12mhz, 30mhz, and 400mhz. 前記伝送倍数は、2ｎであることを特徴とする請求項１に記載の信号出力の波形還元サンプリング方法。 2. The signal output waveform reduction sampling method according to claim 1, wherein the transmission multiple is 2n . 前記出力装置は、デジタルアナログコンバータを内設し、前記還元信号をアナログ信号に転換して出力することを特徴とする請求項１に記載の信号出力の波形還元サンプリング方法。 2. The signal output waveform reduction sampling method according to claim 1, wherein the output device includes a digital-analog converter to convert the reduction signal into an analog signal and output the analog signal.
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