JP2009271641A - Audio processing device and audio processing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an audio processing device and an audio processing method, allowing reproduction of discrete data with good sound quality according to user preferences. <P>SOLUTION: In an audio processing part 2, an interpolation value reflecting with a numerical value of a variable parameter α by which a value of a control sampling function c<SB>0</SB>(t) is multiplied can be calculated, so that an analog signal obtained by performing interpolation processing by a sampling function s<SB>N</SB>(t) can be adjusted according to the variable parameter α by changing the numerical value of the variable parameter α. Thus, the user appropriately changes the variable parameter α according to various conditions of music reproduction environment, a sound source, a melody or the like to reproduce music having the high sound quality of user-desired sound quality wherein frequency properties of the analog signal vary. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、音響処理装置及び音響処理方法に関し、例えば所定のサンプリング周波数でサンプリングされた時間方向に並ぶ離散データ間を補間して、入力時のサンプリング周波数よりも高周波で離散データを生成あるいはアナログ信号を生成する際に適用して好適なものである。なお、本明細書においては、高周波の離散間隔で信号生成することとアナログ信号を生成することを同一の処理として「アナログ信号の生成」と称して説明を行うものとする。また、関数の値が局所的な領域で0以外の有限の値を有し、それ以外の領域で0となる場合を「有限台」と称して説明を行うものとする。   The present invention relates to an acoustic processing device and an acoustic processing method, for example, interpolating between discrete data arranged in a time direction sampled at a predetermined sampling frequency, and generating discrete data at a frequency higher than the sampling frequency at the time of input or an analog signal It is suitable for application when generating. In this specification, the generation of signals at high frequency discrete intervals and the generation of analog signals are referred to as “analog signal generation” as the same processing. Further, the case where the value of the function has a finite value other than 0 in the local region and becomes 0 in the other region will be referred to as a “finite platform”.

従来、デジタルデータのような離散データからアナログ信号を生成する際には、シャノンの標本化定理に基づき導出されたシャノンの標本化関数が広く用いられてきた。ここでシャノンの標本化関数は、図14に示すように、t=0の標本位置のみで1になるとともに、他の全ての標本位置で0となり、理論的に−∞から+∞までその振動が無限に続く波形を示す。このため、実際に各種のプロセッサ等によってシャノンの標本化関数を用い離散データ間の補間処理を実行する際には、強制的に有限区間で処理が打ち切られており、その結果、打ち切りによる誤差が発生するという問題があった。   Conventionally, when an analog signal is generated from discrete data such as digital data, a Shannon sampling function derived based on the Shannon sampling theorem has been widely used. Here, as shown in FIG. 14, Shannon's sampling function becomes 1 only at the sample position of t = 0, and becomes 0 at all other sample positions. Theoretically, the vibration from −∞ to + ∞. Indicates a waveform that continues indefinitely. For this reason, when an interpolation process between discrete data is actually performed by various processors using Shannon's sampling function, the process is forcibly terminated in a finite interval, and as a result, errors due to the truncation occur. There was a problem that occurred.

また、このようなシャノンの標本化関数を用いた場合には、再生されるアナログ信号が帯域制限されてしまうことから、例えばCD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)に記録された離散データをアナログ信号に変換して再生すると、22.05kHz以上の超音波を再生し得ず、当該超音波の差音により生じる自然な音が再現できないという問題があった。   In addition, when such a Shannon sampling function is used, the analog signal to be reproduced is band-limited, so that, for example, discrete data recorded on a CD (Compact Disc) or DVD (Digital Versatile Disc) When the signal is converted into an analog signal and reproduced, there is a problem that an ultrasonic wave of 22.05 kHz or higher cannot be reproduced and a natural sound generated by the difference sound of the ultrasonic wave cannot be reproduced.

そこで、このような問題点を解決するために、打ち切り誤差がなく、更に高次の帯域成分までも再生可能な、有限の範囲で集束する標本化関数が考え出されている(例えば、特許文献1参照)。この標本化関数では、原点から前後2個先の標本位置で0に集束するため、少ない計算量で信号再生を行うことができ、更に高周波まで帯域を有することが確かめられている。
国際公開第99/38090号
Therefore, in order to solve such a problem, a sampling function that has no censoring error and can reproduce even higher-order band components and converges in a finite range has been devised (for example, Patent Documents). 1). In this sampling function, since it converges to 0 at two sample positions before and after the origin, it is confirmed that signal reproduction can be performed with a small amount of calculation and that there is a band up to a high frequency.
International Publication No. 99/38090

しかしながら、このような標本化関数を用いたオーディオ装置では、難聴者や高齢者等の各種ユーザや、音楽再生環境、音源、曲調等の各種条件に応じて高周波の帯域成分を可変することができず、状況に応じて周波数特性を自由に調整することができない。そして、その一方で、近年、各ユーザの好みや音楽の種類等に応じてユーザ自身が高周波の帯域成分も含め音質を自由に調整し得るテーラーメイドのオーディオ装置の提供が望まれている。   However, in an audio apparatus using such a sampling function, it is possible to vary high-frequency band components in accordance with various users such as the hard of hearing and the elderly, and various conditions such as music reproduction environment, sound source, and tone. Therefore, the frequency characteristics cannot be freely adjusted according to the situation. On the other hand, in recent years, it has been desired to provide a tailor-made audio device in which the user himself can freely adjust the sound quality including high-frequency band components according to the preference of each user, the type of music, and the like.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ユーザの好みに応じた良好な音質で離散データを再生することができる音響処理装置及び音響処理方法を提案することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose an acoustic processing apparatus and an acoustic processing method capable of reproducing discrete data with good sound quality according to user preferences.

かかる課題を解決するため本発明の請求項1の音響処理装置は、有限回微分可能であって有限台の値を有した基本標本化関数と、有限回微分可能であって有限台の値を有し前記基本標本化関数が示す波形と異なる波形を示す制御標本化関数とからなる標本化関数を用いて、時間方向に並ぶ複数の離散データに対する畳み込み演算と、線形加算とによって、前記離散データ間の補間値を算出する関数処理手段を備え、前記関数処理手段は、ユーザによって任意の数値に設定可能な可変パラメータを前記制御標本化関数に乗算する係数乗算手段を有することを特徴とする。   In order to solve such a problem, the sound processing apparatus according to claim 1 of the present invention provides a basic sampling function that is finitely differentiable and has a finite stage value, and a finite number of differentiable and finite stage value. The discrete data is obtained by performing a convolution operation on a plurality of discrete data arranged in the time direction and linear addition using a sampling function including a control sampling function indicating a waveform different from the waveform indicated by the basic sampling function. The function processing means includes a coefficient multiplying means for multiplying the control sampling function by a variable parameter that can be set to an arbitrary numerical value by a user.

また、本発明の請求項2の音響処理装置は、前記関数処理手段は、前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを用いて、前記離散データに対する前記畳み込み演算をそれぞれ実行した後、前記標本化関数を用いた前記畳み込み演算によって得られた演算結果を前記線形加算することにより前記補間値を算出することを特徴とする。   In the acoustic processing device according to claim 2 of the present invention, the function processing means performs the convolution operation on the discrete data using the basic sampling function and the control sampling function, respectively, The interpolation value is calculated by linearly adding the calculation results obtained by the convolution calculation using a sampling function.

また、本発明の請求項3の音響処理装置は、前記補間値が算出される着目点を挟んで存在する所定数の前記離散データを抽出する離散データ抽出手段を備え、前記関数処理手段は、前記離散データ抽出手段によって抽出された各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記基本標本化関数の値を計算し、前記離散データのそれぞれに対応させた前記基本標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での基本補間値を計算する基本項演算手段と、前記離散データ抽出手段によって抽出された各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記制御標本化関数の値を計算し、前記離散データのそれぞれに対応させた前記制御標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での制御補間値を計算する制御項演算手段と、前記基本項演算手段により算出した前記基本補間値と、前記制御項演算手段により算出した前記制御補間値との線形加算により前記補間値を算出する線形加算手段とを備えることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an acoustic processing device comprising: discrete data extraction means for extracting a predetermined number of the discrete data existing across a point of interest for which the interpolation value is calculated, and the function processing means includes: The value of the basic sampling function is calculated using the distance to the point of interest obtained for each discrete data extracted by the discrete data extracting means, and the basic sampling corresponding to each of the discrete data A basic term calculation means for calculating a basic interpolation value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the function, and a distance to the point of interest obtained for each discrete data extracted by the discrete data extraction means Is used to calculate the value of the control sampling function, and the control sampling value corresponding to each of the discrete data is convolved to calculate the control interpolation value at the point of interest. Control term computing means, and linear addition means for computing the interpolation value by linear addition of the basic interpolation value calculated by the basic term computing means and the control interpolation value calculated by the control term computing means. It is characterized by that.

また、本発明の請求項4の音響処理装置は、前記関数処理手段は、前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを予め前記線形加算した前記標本化関数を用いて、前記離散データに対する前記畳み込み演算を行うことにより前記補間値を算出することを特徴とする。   Further, in the acoustic processing device according to claim 4 of the present invention, the function processing means uses the sampling function obtained by linearly adding the basic sampling function and the control sampling function in advance to the discrete data. The interpolation value is calculated by performing the convolution operation.

また、本発明の請求項5の音響処理装置は、前記補間値が算出される着目点を挟んで存在する所定数の前記離散データを抽出する離散データ抽出手段を備え、前記関数処理手段は、前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを予め前記線形加算した前記標本化関数が記憶されており、各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記標本化関数の値を計算する関数演算手段と、前記離散データのそれぞれに対応させた前記標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での補間値を計算する畳み込み演算手段とを備えることを特徴とする。   The acoustic processing device according to claim 5 of the present invention further includes discrete data extraction means for extracting a predetermined number of the discrete data existing across the point of interest where the interpolation value is calculated, and the function processing means includes: The sampling function obtained by linearly adding the basic sampling function and the control sampling function is stored in advance, and the sampling function is calculated using the distance to the point of interest obtained for each discrete data. A function calculating means for calculating a value; and a convolution calculating means for calculating an interpolated value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the sampling function corresponding to each of the discrete data. And

また、本発明の請求項6の音響処理装置は、前記基本標本化関数は、前記離散データの標本位置の区間[−1,1]において1回だけ微分可能な区分多項式で他の区間は恒等的に0で表される関数であり、前記制御標本化関数は、前記離散データの標本位置の区間[−2、2]において1回だけ微分可能な区分多項式関数で他の区間では恒等的に0となる関数であることを特徴とする。   In the acoustic processing device according to claim 6 of the present invention, the basic sampling function is a piecewise polynomial that can be differentiated only once in the interval [-1, 1] of the sample position of the discrete data, and the other intervals are constant. The control sampling function is a piecewise polynomial function that can be differentiated only once in the interval [−2, 2] of the sample position of the discrete data, and is identical in other intervals. In other words, the function is zero.

また、本発明の請求項7の音響処理装置は、前記離散データの標本位置をtとしたとき、前記基本標本化関数をf(t)とし、前記基本標本化関数は次式   In the acoustic processing device according to claim 7 of the present invention, when the sample position of the discrete data is t, the basic sampling function is f (t), and the basic sampling function is

Figure 2009271641
Figure 2009271641

で表され、前記制御標本化関数をC0(t)=Cr(t)+Cr(−t)とし、前記Cr(t)は次式 The control sampling function is C 0 (t) = C r (t) + C r (−t), and Cr (t) is expressed by the following equation:

Figure 2009271641
Figure 2009271641

で表されることを特徴とする。 It is represented by.

また、本発明の請求項8の音響処理装置は、前記数値が異なる複数の前記可変パラメータが予め記憶されており、前記複数の可変パラメータの中から前記制御標本化関数に乗算するいずれか1つの前記可変パラメータを選択させるためのセレクタを備えることを特徴とする。   In the acoustic processing device according to claim 8 of the present invention, a plurality of the variable parameters having different numerical values are stored in advance, and any one of the plurality of variable parameters is multiplied by the control sampling function. A selector for selecting the variable parameter is provided.

また、本発明の請求項9の音響処理装置は、ユーザの指定したプログラムデータに基づいてユーザ所望の制御形態でなる回路構成を形成するフイールドプログラマブルゲートアレイにプログラミングされることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a sound processing apparatus programmed to a field programmable gate array forming a circuit configuration having a control form desired by a user based on program data designated by a user.

また、本発明の請求項10の音響処理装置は、前記関数処理手段は、ユーザの指定したプログラムデータに基づいてユーザ所望の制御形態でなる演算構成を形成するプログラマブル信号処理デバイスにプログラミングされることを特徴とする。   In the acoustic processing apparatus according to claim 10 of the present invention, the function processing means is programmed in a programmable signal processing device that forms an arithmetic configuration in a control form desired by the user based on program data designated by the user. It is characterized by.

また、本発明の請求項11の音響処理装置は、前記基本標本化関数及び前記制御標本化関数は、着目する前記離散データ間の所定の区分数に応じて予め計算された演算値をテーブル化しておき、このテープル化したテーブル値と前記離散データとの畳み込み演算と、前記可変パラメータの乗算と、前記線形加算とを前記離散データの入力毎に演算して、前記補間値を出力することを特徴とする。   In the acoustic processing device according to claim 11 of the present invention, the basic sampling function and the control sampling function may table the calculation values calculated in advance according to a predetermined number of sections between the discrete data of interest. In addition, a convolution operation between the table value that is tabulated and the discrete data, multiplication of the variable parameter, and linear addition are calculated for each input of the discrete data, and the interpolation value is output. Features.

また、本発明の請求項12の音響処理装置は、前記離散データ間の前記区分数が複数の場合、それら区分数の最小公倍数の区分数で前記テーブル値を予め演算しておき、前記離散データの入力開始時に設定される前記区分数に応じて、前記テーブル値を選択して、該テーブル値と前記離散データとの畳み込み演算を実行することを特徴とする。   The acoustic processing device according to claim 12 of the present invention, when the number of divisions between the discrete data is plural, the table value is calculated in advance by the number of divisions of the least common multiple of the division numbers, and the discrete data The table value is selected according to the number of sections set at the start of input, and a convolution operation between the table value and the discrete data is executed.

また、本発明の請求項13の音響処理方法は、ユーザにより任意の数値に可変パラメータが設定されるパラメータ設定ステップと、有限回微分可能であって有限台の値を有した基本標本化関数と、前記可変パラメータが乗算され有限回微分可能であって有限台の値を有し前記基本標本化関数が示す波形と異なる波形を示す制御標本化関数とからなる標本化関数を用いて、時間方向に並ぶ複数の離散データに対する畳み込み演算と、線形加算とによって、前記離散データ間の補間値を算出する関数処理ステップとを備えることを特徴とする。   The acoustic processing method according to claim 13 of the present invention includes a parameter setting step in which a variable parameter is set to an arbitrary numerical value by a user, a basic sampling function that can be differentiated a finite number of times and has a finite value. Using a sampling function consisting of a control sampling function that is multiplied by the variable parameter and can be differentiated a finite number of times, has a value of a finite stage, and has a waveform different from the waveform indicated by the basic sampling function, And a function processing step of calculating an interpolated value between the discrete data by performing a convolution operation on a plurality of discrete data arranged in a linear manner and linear addition.

また、本発明の請求項14の音響処理方法は、前記関数処理ステップは、前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを用いて、前記離散データに対する前記畳み込み演算をそれぞれ実行する畳み込み演算ステップと、前記標本化関数を用いた前記畳み込み演算によって得られた演算結果を前記線形加算することにより前記補間値を算出する線形加算ステップとを備えることを特徴とする。   The acoustic processing method according to claim 14 of the present invention is the convolution operation step in which the function processing step executes the convolution operation on the discrete data using the basic sampling function and the control sampling function, respectively. And a linear addition step of calculating the interpolated value by linearly adding the operation results obtained by the convolution operation using the sampling function.

また、本発明の請求項15の音響処理方法は、前記補間値が算出される着目点を挟んで存在する所定数の前記離散データを抽出する離散データ抽出ステップを備え、前記関数処理ステップは、前記離散データ抽出手段によって抽出された各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記基本標本化関数の値を計算し、前記離散データのそれぞれに対応させた前記基本標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での基本補間値を計算する基本項演算ステップと、前記離散データ抽出手段によって抽出された各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記制御標本化関数の値を計算し、前記離散データのそれぞれに対応させた前記制御標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での制御補間値を計算する制御項演算ステップと、前記基本項演算手段により算出した前記基本補間値と、前記制御項演算手段により算出した前記制御補間値とを線形加算して前記補間値を算出する線形加算ステップとを備えることを特徴とする。   The acoustic processing method according to claim 15 of the present invention includes a discrete data extraction step of extracting a predetermined number of the discrete data existing across a point of interest where the interpolation value is calculated, and the function processing step includes: The value of the basic sampling function is calculated using the distance to the point of interest obtained for each discrete data extracted by the discrete data extracting means, and the basic sampling corresponding to each of the discrete data A basic term calculation step for calculating a basic interpolation value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the function, and a distance to the point of interest obtained for each discrete data extracted by the discrete data extraction means Is used to calculate the value of the control sampling function, and convolutionally calculate the value of the control sampling function corresponding to each of the discrete data. A control term calculation step for calculating a control interpolation value, the basic interpolation value calculated by the basic term calculation means, and the control interpolation value calculated by the control term calculation means are linearly added to calculate the interpolation value. A linear addition step.

また、本発明の請求項16の音響処理方法は、前記関数処理ステップは、前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを予め前記線形加算した前記標本化関数を用いて、前記離散データに対する前記畳み込み演算を行うことにより前記補間値を算出することを特徴とする。   Further, in the acoustic processing method according to claim 16 of the present invention, the function processing step uses the sampling function obtained by linearly adding the basic sampling function and the control sampling function in advance to the discrete data. The interpolation value is calculated by performing the convolution operation.

また、本発明の請求項17の音響処理方法は、前記補間値が算出される着目点を挟んで存在する所定数の前記離散データを抽出する離散データ抽出ステップを備え、前記関数処理ステップは、前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを予め前記線形加算した前記標本化関数を記憶しておき、各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記標本化関数の値を計算する関数演算ステップと、前記離散データのそれぞれに対応させた前記標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での補間値を計算する畳み込み演算ステップとを備えることを特徴とする。   The acoustic processing method according to claim 17 of the present invention includes a discrete data extraction step of extracting a predetermined number of the discrete data existing across a point of interest where the interpolation value is calculated, and the function processing step includes: The sampling function obtained by linearly adding the basic sampling function and the control sampling function is stored in advance, and the distance to the point of interest obtained for each discrete data is used to calculate the sampling function. A function calculation step for calculating a value, and a convolution calculation step for calculating an interpolated value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the sampling function corresponding to each of the discrete data. And

また、本発明の請求項18の音響処理方法は、前記基本標本化関数は、前記離散データの標本位置の区間[−1,1]において1回だけ微分可能な区分多項式で他の区間は恒等的に0で表される関数であり、前記制御標本化関数は、前記離散データの標本位置の区間[−2、2]において1回だけ微分可能な区分多項式関数で他の区間では恒等的に0となる関数であることを特徴とする。   In the acoustic processing method according to claim 18 of the present invention, the basic sampling function is a piecewise polynomial that can be differentiated only once in the interval [-1, 1] of the sample position of the discrete data, and the other intervals are constant. The control sampling function is a piecewise polynomial function that can be differentiated only once in the interval [−2, 2] of the sample position of the discrete data, and is identical in other intervals. In other words, the function is zero.

また、本発明の請求項19の音響処理方法は、前記離散データの標本位置をtとしたとき、前記基本標本化関数をf(t)とし、前記基本標本化関数は次式   In the acoustic processing method according to claim 19 of the present invention, when the sample position of the discrete data is t, the basic sampling function is f (t), and the basic sampling function is

Figure 2009271641
Figure 2009271641

で表され、前記制御標本化関数をC0(t)=Cr(t)+Cr(−t)とし、前記Cr(t)は次式 The control sampling function is C 0 (t) = Cr (t) + Cr (−t), and Cr (t) is expressed by the following equation:

Figure 2009271641
Figure 2009271641

で表されることを特徴とする。 It is represented by.

また、本発明の請求項20の音響処理方法は、前記パラメータ設定ステップでは、予め記憶された前記数値が異なる複数の前記可変パラメータの中から、前記制御標本化関数に乗算するいずれか1つの前記可変パラメータを選択させることを特徴とする。   Further, in the acoustic processing method according to claim 20 of the present invention, in the parameter setting step, any one of the plurality of variable parameters stored in advance that are different in numerical value is multiplied by the control sampling function. A variable parameter is selected.

また、本発明の請求項21の音響処理方法は、ユーザの指定したプログラムデータに基づいてフイールドプログラマブルゲートアレイにプログラミングされたユーザ所望の制御形態でなる回路構成で実行することを特徴とする。   According to a twenty-first aspect of the present invention, the acoustic processing method is executed by a circuit configuration having a control form desired by a user programmed in a field programmable gate array based on program data designated by a user.

また、本発明の請求項22の音響処理方法は、ユーザの指定したプログラムデータに基づいてプログラマブルな信号処理デバイスにプログラミングされたユーザ所望の制御形態でなる演算回路構成で実行することを特徴とする。   According to a twenty-second aspect of the present invention, the acoustic processing method is executed by an arithmetic circuit configuration having a control form desired by a user programmed in a programmable signal processing device based on program data designated by the user. .

また、本発明の請求項23の音響処理方法は、前記関数処理ステップは、着目する前記離散データ間の所定の区分数に応じて予め計算された前記基本標本化関数及び前記制御標本化関数の演算値をテーブル化しておき、該テーブル値と前記離散データとの畳み込み演算と、前記可変パラメータの乗算と、前記線形加算とを前記離散データの入力毎に演算して、前記補間値を出力することを特徴とする。   In the acoustic processing method according to claim 23 of the present invention, the function processing step includes: calculating the basic sampling function and the control sampling function calculated in advance according to a predetermined number of sections between the discrete data of interest. The calculation values are tabulated, the convolution calculation of the table values and the discrete data, the multiplication of the variable parameters, and the linear addition are calculated for each input of the discrete data, and the interpolation value is output. It is characterized by that.

また、本発明の請求項24の音響処理方法は、前記関数処理ステップは、前記離散データ間の前記区分数が複数の場合、それら区分数の最小公倍数の区分数で前記テーブル値を予め演算しておき、前記離散データの入力開始時に設定される前記区分数に応じて、前記テーブル値を選択して、該テーブル値と前記離散データとの畳み込み演算を実行することを特徴とする。   In the acoustic processing method according to claim 24 of the present invention, in the function processing step, when the number of divisions between the discrete data is plural, the table value is calculated in advance by the number of divisions of the least common multiple of the number of divisions. The table value is selected according to the number of divisions set at the start of input of the discrete data, and a convolution operation between the table value and the discrete data is executed.

本発明の請求項1の音響処理装置及び請求項13の音響処理方法によれば、制御標本化関数に乗算される可変パラメータの数値が反映した補間値を算出できるようにしたことにより、可変パラメータの数値が変更することで、標本化関数で補間処理して得られる補間値が可変パラメータに応じて調整でき、かくして、音楽再生環境、音源、曲調等の各種条件に応じてユーザが可変パラメータを適宜変更することで、当該補間値に基づいて生成した信号の周波数特性が変化してユーザ所望の音質からなる高音質な音楽を再生させることができる。   According to the acoustic processing device of claim 1 and the acoustic processing method of claim 13 of the present invention, it is possible to calculate an interpolation value reflecting a numerical value of a variable parameter to be multiplied by a control sampling function. By changing the numerical value of, the interpolation value obtained by performing the interpolation process with the sampling function can be adjusted according to the variable parameter, and the user can change the variable parameter according to various conditions such as music playback environment, sound source, music tone, etc. By appropriately changing the frequency characteristics of the signal generated based on the interpolation value, it is possible to reproduce high-quality music having the sound quality desired by the user.

以下図面に基づいて本発明の実施の形態を詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(1)本発明の基本概念
図1は、本発明の補間処理に用いられる基本標本化関数f(t)及び制御標本化関数c0(t)が示す波形である。ここで、離散データの標本位置をtとし、当該離散データの標本位置[−2,2]間での基本標本化関数f(t)及び制御標本化関数c0(t)からなる標本化関数s2(t)は、次式、
(1) Basic Concept of the Present Invention FIG. 1 shows waveforms shown by the basic sampling function f (t) and the control sampling function c 0 (t) used in the interpolation processing of the present invention. Here, a sampling function consisting of a basic sampling function f (t) and a control sampling function c 0 (t) between the sampling positions [−2, 2] of the discrete data, where t is the sampling position of the discrete data. s 2 (t) is:

Figure 2009271641
Figure 2009271641

によって表され、一般的な制御標本化関数をck(t)とし、ck(t)=cr(t−k)+cr(−t−k)と置いたときは、当該離散データの標本位置[−N,N]間で標本化関数sN(t)は次式 When a general control sampling function is expressed as c k (t) and c k (t) = c r (t−k) + c r (−t−k), the discrete data The sampling function s N (t) between sample positions [−N, N] is

Figure 2009271641
Figure 2009271641

によって表される。なお、αkは後述する可変パラメータを示し、ユーザによって設定可能な任意の数値を示すもので、α1=α2=α3…のようにkによって可変しないものでも良い。 Represented by Α k represents a variable parameter to be described later, and represents an arbitrary numerical value that can be set by the user, and may not be varied by k such as α 1 = α 2 = α 3 .

ここで基本標本化関数f(t)は、微分可能性に着目した有限台の関数であり、例えば全域において1回だけ微分可能であって、横軸に沿った標本位置tが−1から+1(すなわち、区間[−1,1])にあるときに0以外の有限な値を有し、他の区間は恒等的に0で表される関数である。具体的には基本標本化関数f(t)は、代表的関数形式が2次式であり、全範囲で1回だけ微分可能な凸形状の波形を示し、t=0の標本位置でのみ1になり、t=±1に向けて0に収束してt=±2の標本位置までそのまま0になるという特徴を有する。   Here, the basic sampling function f (t) is a function of a finite stage paying attention to differentiability. For example, the basic sampling function f (t) can be differentiated only once in the entire region, and the sample position t along the horizontal axis is −1 to +1 (Ie, a section [−1, 1]) is a function having a finite value other than 0, and the other sections are represented by 0 uniformly. Specifically, the basic sampling function f (t) is a quadratic expression in a typical function form, shows a convex waveform that can be differentiated only once in the entire range, and is 1 only at a sample position of t = 0. And converges to 0 toward t = ± 1 and reaches 0 as it is until the sample position of t = ± 2.

また、この基本標本化関数f(t)は、有限台のインパルス応答波形の関数でよく、標本位置区間の任意の位置で少なくとも1回微分可能で連続なn次の区分多項式関数で良い。   The basic sampling function f (t) may be a function of a finite impulse response waveform, and may be a continuous n-order piecewise polynomial function that can be differentiated at least once at an arbitrary position in the sample position section.

具体的には、このような基本標本化関数f(t)は、次式、   Specifically, such a basic sampling function f (t) is given by

Figure 2009271641
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によって表される。そして、この基本標本化関数f(t)を用いて各離散データに基づく重ね合わせを行うことにより、離散データ間の値を1回だけ微分可能な関数を用いて仮補間することができる。 Represented by Then, by performing superposition based on each discrete data using this basic sampling function f (t), it is possible to temporarily interpolate the value between the discrete data using a function that can be differentiated only once.

一方、制御標本化関数c0(t)は、微分可能性に着目した有限台の関数であり、例えば全域において1回だけ微分可能であって、横軸に沿った標本位置tが−2から+2(すなわち、区間[−2,2])にあるときに0以外の有限な値を有し、他の区間では恒等的に0で現される関数である。また、制御標本化関数c0(t)は、全範囲で1回だけ微分可能な波形を示し、t=0,±1,±2の各標本位置で0なるという特徴を有する。また、この制御標本化関数c0(t)は、有限台のインパルス応答波形の関数でよく、標本位置区間の任意の位置で少なくとも1回微分可能で連続なn次の区分多項式関数で良い。 On the other hand, the control sampling function c 0 (t) is a function of a finite stage focusing on differentiability, and can be differentiated only once in the entire region, for example, and the sample position t along the horizontal axis is from −2. It is a function that has a finite value other than 0 when it is in +2 (that is, in the interval [−2, 2]), and is uniformly expressed as 0 in other intervals. Further, the control sampling function c 0 (t) shows a waveform that can be differentiated only once in the entire range, and has a feature that it becomes 0 at each sample position of t = 0, ± 1, ± 2. The control sampling function c 0 (t) may be a function of a finite number of impulse response waveforms, and may be a continuous n-order piecewise polynomial function that can be differentiated at least once at an arbitrary position in the sample position section.

ここで、制御標本化関数c0(t)は、上述したように制御標本化関数c0(t)=cr(t)+cr(−t)で表され、このcr(t)は具体的に次式、 Here, the control sampling function c 0 (t) is represented by the control sampling function c 0 (t) = c r (t) + c r (−t) as described above, and this cr (t) is Specifically,

Figure 2009271641
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によって表される。そして、この制御標本化関数c0(t)を用いて各離散データに基づく重ね合わせを行うことにより、離散データ間の値を1回だけ微分可能な関数を用いて仮補間することができる。 Represented by Then, by performing superposition based on each discrete data using this control sampling function c 0 (t), it is possible to temporarily interpolate the values between the discrete data using a function that can be differentiated only once.

標本化関数sN(t)は、このようにして基本標本化関数f(t)に基づいて算出した仮の補間値(以下、これを基本補間値と呼ぶ)と、制御標本化関数c0(t)に基づいて算出した仮の補間値(以下、これを制御補間値と呼ぶ)とを線形加算することにより、離散データ間の値を1回だけ微分可能な関数を用いて補間することができる。 The sampling function s N (t) is a temporary interpolation value (hereinafter referred to as a basic interpolation value) calculated based on the basic sampling function f (t) in this way, and the control sampling function c 0. Interpolating a value between discrete data using a function that can be differentiated only once by linearly adding a temporary interpolation value calculated based on (t) (hereinafter referred to as a control interpolation value). Can do.

因みに、この基本標本化関数f(t)と制御標本化関数c0(t)との線形結合では、下記の6つの条件が成立する関数であることを特徴としている。第1としては、S2(0)=1,S2(±1)=S2(±2)=0となること。第2としては、偶関数、すなわちy軸に関して対称となること。第3としては、標本位置区間[−∞,−2]、[2,∞]で恒等的に0であること。第4としては、各区間[n/2,(n+1)/2](−4≦n≦3)においては高々二次の多項式であること。第5としては、全区間ではC1級、すなわち連続的一回微分可能であること。第6としては、標本位置区間[−1/2,1/2]において、次式 Incidentally, the linear combination of the basic sampling function f (t) and the control sampling function c 0 (t) is a function that satisfies the following six conditions. First, S 2 (0) = 1, S 2 (± 1) = S 2 (± 2) = 0. Secondly, it should be symmetric with respect to the even function, ie the y-axis. Thirdly, the sample position interval [−∞, −2], [2, ∞] should be zero on the identity. Fourthly, each section [n / 2, (n + 1) / 2] (−4 ≦ n ≦ 3) is at most a quadratic polynomial. Fifth, all sections should be C1 class, that is, differentiable continuously once. Sixth, in the sample position section [−1/2, 1/2],

Figure 2009271641
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となること。なお、N=2のときの標本化関数s2(t)については、説明の便宜上、単に標本化関数sN(t)として以下説明する。 To be. The sampling function s 2 (t) when N = 2 will be described below simply as the sampling function s N (t) for convenience of explanation.

また、これに加えて、このとき制御標本化関数c0(t)には、ユーザによって任意の数値が設定された可変パラメータαが乗算され得るようになされている。これにより制御標本化関数c0(t)は、t=0,±1,±2の標本位置で0としたまま、標本位置−2から+2までの間で当該可変パラメータαの数値に応じてその波形の振幅が変形され得る。その結果、制御標本化関数c0(t)は、基本標本化関数f(t)との畳み込み演算による算出結果を変更させ得る。このように、可変パラメータαは、数値が変更されることで、標本化関数sN(t)によって算出して得たアナログ信号の周波数特性を変化させ、高域成分の信号レベルを調整し得るようになされている。 In addition, at this time, the control sampling function c 0 (t) can be multiplied by a variable parameter α set by an arbitrary numerical value by the user. As a result, the control sampling function c 0 (t) remains 0 at the sample positions of t = 0, ± 1, ± 2, depending on the value of the variable parameter α between the sample positions −2 and +2. The amplitude of the waveform can be modified. As a result, the control sampling function c 0 (t) can change the calculation result by the convolution operation with the basic sampling function f (t). As described above, the variable parameter α can change the frequency characteristic of the analog signal calculated by the sampling function s N (t) and adjust the signal level of the high frequency component by changing the numerical value. It is made like that.

従って、本発明では、基本標本化関数f(t)の算出結果と、制御標本化関数c0(t)の算出結果とを畳み込み演算して補間値を求める際に、当該制御標本化関数c0(t)に乗算される可変パラメータαによって補間値を調整できるため、これら離散データ間を補間値で補間したアナログ信号の周波数特性を、可変パラメータαによって自由に調整することが可能になる。 Therefore, according to the present invention, when the calculation result of the basic sampling function f (t) and the calculation result of the control sampling function c 0 (t) are convolutionally calculated to obtain the interpolation value, the control sampling function c Since the interpolation value can be adjusted by the variable parameter α multiplied by 0 (t), the frequency characteristic of the analog signal obtained by interpolating between these discrete data with the interpolation value can be freely adjusted by the variable parameter α.

(2)オーディオ装置の全体構成
次に、上述した標本化関数sN(t)用いて補間処理を実行するオーディオ装置について以下説明する。図2において、1はオーディオ装置を示し、音響処理部2がフイールドプログラマブルゲートアレイ(以下、これをFPGAと呼ぶ)3にプログラミングされて設けられている。因みに、このFPGA3は複数個の回路ブロックと配線ブロックとがチップ上に規則的に並べられ、当該回路ブロック及び配線ブロックの内部には回路の電気的な接続または非接続をプログラムできるデバイスが多数配置され、ユーザがこれらのデバイスをプログラム(定義)することによりブロック内部とブロック間接続をフイールド(利用現場)にて設計できるようになされている。
(2) Overall Configuration of Audio Device Next, an audio device that performs interpolation processing using the sampling function s N (t) described above will be described below. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an audio apparatus, and an acoustic processing unit 2 is provided by being programmed in a field programmable gate array (hereinafter referred to as FPGA) 3. Incidentally, in this FPGA 3, a plurality of circuit blocks and wiring blocks are regularly arranged on the chip, and a lot of devices that can program the electrical connection or non-connection of the circuit are arranged in the circuit blocks and the wiring blocks. In addition, the user can design these devices in a field (use site) by programming (defining) these devices and connecting the blocks.

因みに、このオーディオ装置1は、外部インターフェイス4を介してパーソナルコンピュータ5からシャノンの標本化関数や、本発明による上述した数9の標本化関数、これらとは全く異なる標本化関数等、他の種々の標本化関数がFPGA3にプログラミングされることにより、当該FPGA3の回路ブロック及び配線ブロック間の接続状態を変更して各種標本化関数による補間処理を実行し得るハードウエアに回路構成を変更するようになされている。かくして、このオーディオ装置1では、FPGA3を単にプログラミングするだけでユーザ所望の回路構成に変更できるので、最適な標本化関数を模索する際に、各種標本化関数に応じてその都度、回路基板を実際に作製する必要がなく、その分だけコスト低減を図ることができる。   In this connection, the audio apparatus 1 receives various other functions such as the Shannon sampling function from the personal computer 5 via the external interface 4, the above-described sampling function of Equation 9 according to the present invention, and a sampling function that is completely different from these. When the sampling function is programmed in the FPGA 3, the connection state between the circuit block and the wiring block of the FPGA 3 is changed, and the circuit configuration is changed to hardware capable of executing the interpolation processing by various sampling functions. Has been made. Thus, in this audio apparatus 1, since the circuit configuration desired by the user can be changed by simply programming the FPGA 3, when searching for an optimal sampling function, the circuit board is actually used for each sampling function. Therefore, the cost can be reduced accordingly.

なお、上述した実施の形態において、図2においてはFPGA3を適用して、FPGA3での実現方法を示しているが、本発明はこれに限らず、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)の様なプログラマブルな信号処理デバイスで実現することも可能であり、例えばCPU(Central Processing Unit)及びメモリ等から構成された制御部を適用するようにしてもよい。   In the embodiment described above, FIG. 2 applies FPGA 3 and shows an implementation method in FPGA 3. However, the present invention is not limited to this, and a programmable signal such as a DSP (digital signal processor) is used. For example, a control unit configured with a CPU (Central Processing Unit) and a memory may be applied.

ここで、本発明のオーディオ装置1では、外部インターフェイス4を介してパーソナルコンピュータ5から上述した数9の標本化関数sN(t)の条件を満たす、数11の基本標本化関数f(t)と、cr(t)が数12で表される制御標本化関数c0(t)とがFPGA3にプログラミングされ得る。 Here, in the audio apparatus 1 of the present invention, the basic sampling function f (t) of Formula 11 that satisfies the condition of the sampling function s N (t) of Formula 9 described above from the personal computer 5 via the external interface 4. And a control sampling function c 0 (t) where c r (t) is expressed by Equation 12 can be programmed into the FPGA 3.

これにより、オーディオ装置1は、FPGA3が所定のプログラムに従って全体を統括制御することにより、入力部6によって例えばCDやDVD等の種々の記録媒体を再生し、その結果得られる時間方向に並ぶ複数の離散データを音響処理部2へ順次送出する。因みに、離散データとは、例えば滑らかに変化する連続的な信号を一定の時間間隔で標本化し、その結果得られたサンプリングデータを量子化することにより得られた離散的なデータである。   As a result, the audio apparatus 1 performs overall control of the FPGA 3 according to a predetermined program, thereby reproducing various recording media such as CDs and DVDs by the input unit 6, and a plurality of lines arranged in the time direction obtained as a result. Discrete data is sequentially sent to the acoustic processing unit 2. Incidentally, the discrete data is discrete data obtained by, for example, sampling a continuous signal that changes smoothly at regular time intervals and quantizing the sampling data obtained as a result.

ここで、FPGA3には、ユーザが自由に可変パラメータαの数値を設定できるパラメータ設定部7が接続されており、ユーザがパラメータ設定部7により可変パラメータαを任意の数値に設定すると、設定された数値を示す情報がパラメータ設定部7から音響処理部2に送出され得る。音響処理装置としての音響処理部2は、標本化関数sN(t)を用いて離散データ間を補間して擬似的にサンプリング周波数を上げるいわゆるオーバーサンプリング処理を実行する際に、可変パラメータαの数値が反映された補間値を算出し、これを出力部8へ送出する。 Here, the FPGA 3 is connected with a parameter setting unit 7 that allows the user to freely set the numerical value of the variable parameter α. When the user sets the variable parameter α to an arbitrary numerical value by the parameter setting unit 7, the setting is performed. Information indicating numerical values can be sent from the parameter setting unit 7 to the sound processing unit 2. The acoustic processing unit 2 as the acoustic processing device interpolates between discrete data using the sampling function s N (t), and performs so-called oversampling processing to increase the sampling frequency in a pseudo manner. An interpolation value that reflects the numerical value is calculated and sent to the output unit 8.

出力部8は、音響処理部2から所定の周期で補間値が入力されると、これに対応するアナログ信号に変換し、当該アナログ信号に基づく音楽を放音し得る。このようにオーディオ装置1は、可変パラメータαの数値が変更されることより、当該可変パラメータαの数値が反映されたユーザ所望の高音質なアナログ信号を生成し得るようになされている。   When the interpolation value is input from the acoustic processing unit 2 at a predetermined cycle, the output unit 8 can convert the analog value into a corresponding analog signal and emit music based on the analog signal. As described above, the audio apparatus 1 can generate a high-quality analog signal desired by the user reflecting the numerical value of the variable parameter α by changing the numerical value of the variable parameter α.

また、FPGA3には、複数のセレクタボタン9a,9b,9cを備えたセレクタ10が接続されている。このセレクタ10には、異なる数値の可変パラメータαが各セレクタボタン9a,9b,9c毎に予め対応付けられており、セレクタボタン9a,9b,9cのいずれか1つが選択されることにより対応した可変パラメータαの数値が制御標本化関数c0(t)に乗算され、標本化関数sN(t)による補間処理が実行され得るようになされている。 The FPGA 3 is connected to a selector 10 having a plurality of selector buttons 9a, 9b, 9c. The selector 10 is associated with a variable parameter α having a different numerical value in advance for each of the selector buttons 9a, 9b, 9c, and a variable corresponding to one of the selector buttons 9a, 9b, 9c is selected. The numerical value of the parameter α is multiplied by the control sampling function c 0 (t) so that an interpolation process using the sampling function s N (t) can be executed.

具体的には、この実施の形態の場合、例えばセレクタボタン9aが選択されると、可変パラメータαを−1.5とした標本化関数sN(t)によって補間処理が実行され、他のセレクタボタン9bが選択されると、可変パラメータαを−0.25とした標本化関数sN(t)によって補間処理が実行され、さらに他のセレクタボタン9cが選択されると、可変パラメータαを1.5とした標本化関数sN(t)によって補間処理が実行され得るようになされている。 Specifically, in the case of this embodiment, for example, when the selector button 9a is selected, interpolation processing is executed by a sampling function s N (t) with the variable parameter α set to −1.5, and other selectors are selected. When the button 9b is selected, interpolation processing is executed by a sampling function s N (t) with the variable parameter α set to −0.25, and when another selector button 9c is selected, the variable parameter α is set to 1. Interpolation processing can be executed with a sampling function s N (t) of .5.

これにより、このオーディオ装置1では、ユーザがパラメータ設定部7で可変パラメータαの数値を任煮の数値に設定できるとともに、他方でセレクタボタン9a,9b,9cのいずれか1つを単に選択するだけで、パラメータ設定部7による可変パラメータαの細かな設定をその都度行うことなく、所望の可変パラメータαを用いた補間処理を容易に実行し得るようになされている。   Thereby, in this audio apparatus 1, the user can set the numerical value of the variable parameter α to any numerical value in the parameter setting unit 7, and on the other hand, simply select one of the selector buttons 9a, 9b, 9c. Thus, the interpolation processing using the desired variable parameter α can be easily executed without finely setting the variable parameter α by the parameter setting unit 7 each time.

(3)音響処理部の回路構成
(3−1)音響処理部における補間処理の概略説明
実際上、FPGA3には、図3に示すような回路構成を有する音響処理部2がプログラミングされて設けられ得る。この音響処理部2は、所定数(この場合4つ)の離散データを順次抽出して保持する離散データ抽出部15と、離散データ抽出部15で抽出保持された所定数の離散データを一度に受け取り、これら離散データを用いて補間処理を実行する関数処理部14とから構成されており、入力部6から順次入力される離散データ間を所定の時間間隔でデータ補間し得るようになされている。
(3) Circuit configuration of acoustic processing unit (3-1) Schematic description of interpolation processing in acoustic processing unit In practice, acoustic processing unit 2 having a circuit configuration as shown in FIG. obtain. The acoustic processing unit 2 includes a discrete data extraction unit 15 that sequentially extracts and holds a predetermined number (in this case, four) of discrete data, and a predetermined number of discrete data extracted and held by the discrete data extraction unit 15 at a time. The function processing unit 14 receives and executes interpolation processing using these discrete data, and is capable of interpolating data between discrete data sequentially input from the input unit 6 at a predetermined time interval. .

関数処理部14は、離散データを基に標本化関数sN(t)のうち基本標本化関数f(t)の項を演算処理する基本項演算部16と、当該離散データを基に標本化関数sN(t)のうち制御標本化関数c0(t)の項を演算処理する制御項演算部17と、制御項演算部17の算出結果に可変パラメータαを乗算する係数乗算部18と、基本項演算部16の算出結果と係数乗算部18の算出結果とを線形加算する線形加算部19とから構成されている。 The function processing unit 14 includes a basic term calculation unit 16 that performs calculation processing on the term of the basic sampling function f (t) in the sampling function s N (t) based on the discrete data, and sampling based on the discrete data. A control term computing unit 17 for computing the term of the control sampling function c 0 (t) in the function s N (t), and a coefficient multiplying unit 18 for multiplying the calculation result of the control term computing unit 17 by the variable parameter α, The linear term addition unit 19 linearly adds the calculation result of the fundamental term calculation unit 16 and the calculation result of the coefficient multiplication unit 18.

この実施の形態の場合、離散データ抽出部15は、順次入力される離散データの中から直前の4つの離散データを抽出し、次に新たな離散データが入力されるまでこの4つの離散データを保持して、これら4つの離散データを基本項演算部16及び制御項演算部17へそれぞれ送出する。   In the case of this embodiment, the discrete data extraction unit 15 extracts the last four discrete data from the sequentially input discrete data, and uses the four discrete data until new discrete data is input next. The four discrete data are sent to the basic term calculation unit 16 and the control term calculation unit 17, respectively.

基本項演算部16は、所定の記憶手段(図示せず)に基本標本化関数f(t)を記憶しており、離散データ間の補間位置が指定されると、この補間位置と離散データとの間の距離に基づいて基本標本化関数f(t)の値を計算する。この基本項演算部16は、離散データ抽出部15から送出される4つの離散データ毎にそれぞれ基本標本化関数f(t)の値が計算され得る。また、基本項演算部16は、離散データ毎に得られた4つの基本標本化関数f(t)の値毎にそれぞれ対応する離散データの値を乗算した後、これら4つの離散データに対応する畳み込み演算を行い、この畳み込み演算の算出結果を線形加算部19へ送出する。   The basic term calculation unit 16 stores a basic sampling function f (t) in a predetermined storage means (not shown), and when an interpolation position between discrete data is designated, the interpolation position and the discrete data The value of the basic sampling function f (t) is calculated based on the distance between. The basic term calculation unit 16 can calculate the value of the basic sampling function f (t) for each of the four discrete data transmitted from the discrete data extraction unit 15. The basic term calculation unit 16 multiplies the values of the four basic sampling functions f (t) obtained for each discrete data by corresponding discrete data values, and then corresponds to these four discrete data. A convolution operation is performed, and the calculation result of this convolution operation is sent to the linear adder 19.

これと同時に制御項演算部17は、所定の記憶手段(図示せず)に制御標本化関数c0(t)を記憶しており、補間位置が指定されると、この補間位置と離散データとの間の距離に基づいて制御標本化関数c0(t)の値を計算する。この制御項演算部17は、離散データ抽出部15から送出される4つの離散データ毎にそれぞれ制御標本化関数c0(t)の値が計算され得る。また、制御項演算部17は、離散データ毎に得られた4つの制御標本化関数c0(t)の値毎にそれぞれ対応する離散データの値を乗算した後、これらを加算することにより4つの離散データに対応する畳み込み演算を行い、この畳み込み演算の算出結果を係数乗算部18へ送出する。 At the same time, the control term calculation unit 17 stores the control sampling function c 0 (t) in a predetermined storage means (not shown), and when the interpolation position is designated, the interpolation position, discrete data, Calculate the value of the control sampling function c 0 (t) based on the distance between. The control term calculation unit 17 can calculate the value of the control sampling function c 0 (t) for each of the four discrete data transmitted from the discrete data extraction unit 15. In addition, the control term calculation unit 17 multiplies the values of the discrete data corresponding to the values of the four control sampling functions c 0 (t) obtained for each discrete data, and then adds them to obtain 4 A convolution operation corresponding to two discrete data is performed, and a calculation result of the convolution operation is sent to the coefficient multiplication unit 18.

係数乗算部18は、制御項演算部17から受け取った制御標本関数c0(t)の畳み込み演算の算出結果に可変パラメータαを乗算し、その結果得られた可変パラメータ乗算結果を線形加算部19へ送出する。線形加算部19は、基本項演算部16から受け取った基本標本化関数f(t)の畳み込み演算の算出結果と、係数乗算部18から受け取った可変パラメータ乗算結果とを線形加算することにより、4つの離散データに対応する線形加算結果を得る。この線形加算によって得られる値は、所定の2つの離散データ間の補間位置における補間値となる。因みに、この補間位置は、予め設定された所定の時間間隔、具体的には離散データの入力間隔に対応する周期Tの1/Nの周期(=T/N)毎にその値が更新される。 The coefficient multiplication unit 18 multiplies the calculation result of the convolution calculation of the control sample function c 0 (t) received from the control term calculation unit 17 by the variable parameter α, and the resulting variable parameter multiplication result is the linear addition unit 19. To send. The linear adder 19 linearly adds the calculation result of the convolution calculation of the basic sampling function f (t) received from the basic term calculation unit 16 and the variable parameter multiplication result received from the coefficient multiplication unit 18 to obtain 4 A linear addition result corresponding to two discrete data is obtained. A value obtained by this linear addition is an interpolation value at an interpolation position between two predetermined discrete data. Incidentally, the value of this interpolation position is updated at a preset predetermined time interval, specifically every 1 / N period (= T / N) of the period T corresponding to the input interval of discrete data. .

(3−2)4つの離散データに基づいて補間値を求める具体例
次に、時間的に連続して並ぶ4つの離散データに基づいて所定の2つの離散データ間の補間値を算出する補間処理について、連続する4つの離散データと、補間位置である着目点との位置関係を示す図4を用い、以下説明する。この図4では、標本位置t1、t2、t3、t4のそれぞれに対応して順次入力される離散データd1、d2、d3、d4の各値をY(t1)、Y(t2)、Y(t3)、Y(t4)とし、標本位置t2及びt3間の所定位置(すなわち補間位置(t2から距離b))t0に対応した補間値yを求める場合を考える。
(3-2) Specific Example of Obtaining Interpolation Value Based on Four Discrete Data Next, an interpolation process for calculating an interpolation value between two predetermined discrete data based on four discrete data arranged successively in time Will be described below with reference to FIG. 4 showing a positional relationship between four continuous discrete data and a point of interest which is an interpolation position. In FIG. 4, each value of discrete data d1, d2, d3, d4 sequentially input corresponding to each of the sample positions t1, t2, t3, t4 is represented by Y (t1), Y (t2), Y (t3 ), Y (t4), and consider a case where an interpolation value y corresponding to a predetermined position between the sample positions t2 and t3 (that is, the interpolation position (distance b from t2)) t0 is obtained.

本実施の形態で用いる標本化関数sN(t)は、t=±2の標本位置で0に収束するため、t=±2までの離散データd1、d2、d3、d4を考慮に入れればよい。従って、図4に示す補間値yを求める場合には、t=t1、t2、t3、t4に対応した4つの離散データd1、d2、d3、d4のみを考慮すればよいことになり、演算量を大幅に削減することができる。しかも、t=±3以上の各離散データ(図示せず)については、本来考慮すべきであるが演算量や精度等を考慮して無視しているというわけではなく、理論的に考慮する必要がないため、打ち切り誤差は発生しない。 Since the sampling function s N (t) used in the present embodiment converges to 0 at the sample position of t = ± 2, if the discrete data d1, d2, d3, d4 up to t = ± 2 are taken into consideration. Good. Therefore, when obtaining the interpolation value y shown in FIG. 4, only four discrete data d1, d2, d3, and d4 corresponding to t = t1, t2, t3, and t4 need to be considered, and the amount of calculation Can be greatly reduced. In addition, discrete data (not shown) of t = ± 3 or more should be considered originally, but is not ignored in consideration of the amount of calculation and accuracy, and should be considered theoretically. There is no truncation error.

図5に示すように、離散データ抽出部15は、3つのシフト回路20a,20b,20cを備えており、連続する離散データが入力されると、各シフト回路20a,20b,20c毎に当該離散データを例えばCDのサンプリング周期(44.1kHz)でシフトし、各シフト回路20a,20b,20cで直前の離散データd1、d2、d3、d4をそれぞれ1つ抽出保持し得る。すなわち、離散データ抽出部15は、連続する4つの離散データd1、d2、d3、d4が入力されると、最新の離散データd4をそのまま基本項演算部16の基本項計算回路21a及び制御項演算部17の制御項計算回路22aへそれぞれ送出する。   As shown in FIG. 5, the discrete data extraction unit 15 includes three shift circuits 20a, 20b, and 20c. When continuous discrete data is input, the discrete data extraction unit 15 receives the discrete data for each shift circuit 20a, 20b, and 20c. The data can be shifted, for example, at a CD sampling period (44.1 kHz), and the respective discrete circuits d1, d2, d3, d4 can be extracted and held by the shift circuits 20a, 20b, 20c, respectively. That is, when the discrete data extraction unit 15 receives four continuous discrete data d1, d2, d3, and d4, the latest discrete data d4 is directly used as the basic term calculation circuit 21a of the basic term calculation unit 16 and the control term calculation. To the control term calculation circuit 22a of the unit 17.

また、離散データ抽出部15は、連続する4つの離散データd1、d2、d3、d4からなる離散データ列をシフト回路20aに送出し、当該シフト回路20bによって離散データ列をシフトして最新の離散データd4から1つ前の離散データd3を抽出し、これを基本項演算部16の基本項計算回路21b及び制御項演算部17の制御項計算回路22bへそれぞれ送出する。   Also, the discrete data extraction unit 15 sends a discrete data string composed of four continuous discrete data d1, d2, d3, and d4 to the shift circuit 20a, and shifts the discrete data string by the shift circuit 20b to thereby update the latest discrete data string. The previous discrete data d3 is extracted from the data d4 and sent to the basic term calculation circuit 21b of the basic term calculation unit 16 and the control term calculation circuit 22b of the control term calculation unit 17, respectively.

さらに、離散データ抽出部15は、残りのシフト回路20b、20cにも離散データ列を順次送出してゆき、シフト回路20bで離散データ列をさらにシフトさせて最新の離散データd4から2つ前の離散データd2を基本項計算回路21c及び制御項計算回路22cへそれぞれ送出するとともに、シフト回路20cで離散データ列をさらにシフトさせて最新の離散データd4から3つ前の離散データd1を基本項計算回路21d及び制御項計算回路22dへそれぞれ送出する。   Further, the discrete data extraction unit 15 sequentially sends the discrete data string to the remaining shift circuits 20b and 20c, and further shifts the discrete data string by the shift circuit 20b, so that the two previous data from the latest discrete data d4. The discrete data d2 is sent to the basic term calculation circuit 21c and the control term calculation circuit 22c, respectively, and the discrete data string is further shifted by the shift circuit 20c to calculate the discrete data d1 three times before the latest discrete data d4. The data is sent to the circuit 21d and the control term calculation circuit 22d, respectively.

ここで図6及び図7は、本実施の形態の基本項演算部16及び制御項演算部17における所定の補間位置t0に対する補間処理の概略を示す図である。補間処理の内容としては、上述したように先ず始めに、基本項演算部16における基本補間値を算出する演算処理(以下、これを単に基本補間値算出処理と呼ぶ)と、制御項演算部17及び係数乗算部18における制御補間値を算出する演算処理(以下、これを単に制御補間値算出処理と呼ぶ)とが実行される。以下、これら図6及び図7を用い、基本補間値算出処理と制御補間値算出処理とについて説明する。   Here, FIGS. 6 and 7 are diagrams showing an outline of the interpolation process for the predetermined interpolation position t0 in the basic term calculation unit 16 and the control term calculation unit 17 of the present embodiment. As the contents of the interpolation processing, as described above, first, the calculation processing for calculating the basic interpolation value in the basic term calculation unit 16 (hereinafter simply referred to as basic interpolation value calculation processing), the control term calculation unit 17 Then, a calculation process for calculating a control interpolation value in the coefficient multiplication unit 18 (hereinafter simply referred to as a control interpolation value calculation process) is executed. Hereinafter, the basic interpolation value calculation process and the control interpolation value calculation process will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

(3−2−1)基本補間値算出処理
基本補間値算出処理の内容としては、図6(A)〜(D)に示すように、各標本位置t1、t2、t3、t4毎に、基本標本化関数f(t)のt=0(中心位置)におけるピーク高さを一致させ、このときの補間位置t0におけるそれぞれの基本標本化関数f(t)の値を求めることになる。
(3-2-1) Basic Interpolation Value Calculation Processing As shown in FIGS. 6A to 6D, the basic interpolation value calculation processing is performed for each sample position t1, t2, t3, t4. The peak heights at t = 0 (center position) of the sampling function f (t) are matched, and the value of each basic sampling function f (t) at the interpolation position t0 at this time is obtained.

図6(A)に示す標本位置t1における離散データd1に着目すると、補間位置t0と標本位置t1との距離は1+bとなる。従って、標本位置t1に基本標本化関数f(t)の中心位置を合わせたときの補間位置t0における基本標本化関数の値はf(1+b)となる。実際には、離散データd1の値Y(t1)に一致するように基本標本化関数f(t)の中心位置のピーク高さを合わせるため、上述したf(1+b)をY(t1)倍した値f(1+b)・Y(t1)が求めたい値となる。f(1+b)の計算は基本項演算部16の基本項計算回路21aで行われ、f(1+b)にY(t1)を乗算する計算は基本項演算部16の基本項乗算回路23aで行われる(図5)。   Focusing on the discrete data d1 at the sample position t1 shown in FIG. 6A, the distance between the interpolation position t0 and the sample position t1 is 1 + b. Therefore, the value of the basic sampling function at the interpolation position t0 when the center position of the basic sampling function f (t) is aligned with the sample position t1 is f (1 + b). Actually, in order to match the peak height of the center position of the basic sampling function f (t) so as to match the value Y (t1) of the discrete data d1, the above-described f (1 + b) is multiplied by Y (t1). The value f (1 + b) · Y (t1) is the desired value. Calculation of f (1 + b) is performed by the basic term calculation circuit 21a of the basic term calculation unit 16, and calculation for multiplying f (1 + b) by Y (t1) is performed by the basic term multiplication circuit 23a of the basic term calculation unit 16. (FIG. 5).

同様に、図6(B)に示す標本位置t2における離散データd2の値Y(t2)に着目すると、補間位置t0と標本位置t2との距離はbとなる。従って、標本位置t2に基本標本化関数f(t)の中心位置を合わせたときの補間位置t0における基本標本化関数の値はf(b)となる。実際には、離散データd2の値Y(t2)に一致するように基本標本化関数f(t)の中心位置のピーク高さを合わせるため、上述したf(b)をY(t2)倍した値f(b)・Y(t2)が求めたい値となる。f(b)の計算は基本項演算部16の基本項計算回路21bで行われ、f(b)にY(t2)を乗算する計算は基本項演算部16の基本項乗算回路23bで行われる(図5)。   Similarly, focusing on the value Y (t2) of the discrete data d2 at the sample position t2 shown in FIG. 6B, the distance between the interpolation position t0 and the sample position t2 is b. Therefore, the value of the basic sampling function at the interpolation position t0 when the center position of the basic sampling function f (t) is aligned with the sampling position t2 is f (b). Actually, in order to match the peak height of the center position of the basic sampling function f (t) so as to coincide with the value Y (t2) of the discrete data d2, the above-described f (b) is multiplied by Y (t2). The value f (b) · Y (t2) is a desired value. The calculation of f (b) is performed by the basic term calculation circuit 21b of the basic term calculation unit 16, and the calculation of multiplying f (b) by Y (t2) is performed by the basic term multiplication circuit 23b of the basic term calculation unit 16. (FIG. 5).

図6(C)に示す標本位置t3における離散データd3の値Y(t3)に着目すると、補間位置t0と標本位置t3との距離は1−bとなる。従って、標本位置t3に基本標本化関数f(t)の中心位置を合わせたときの補間位置t0における基本標本化関数の値はf(1−b)となる。実際には、離散データの値Y(t3)に一致するように基本標本化関数f(t)の中心位置のピーク高さを合わせるため、上述したf(1−b)をY(t3)倍した値f(1−b)・Y(t3)が求めたい値となる。f(1−b)の計算は基本項演算部16の基本項計算回路21cで行われ、f(1−b)にY(t3)を乗算する計算は基本項演算部16の基本項乗算回23c路で行われる(図5)。   Focusing on the value Y (t3) of the discrete data d3 at the sample position t3 shown in FIG. 6C, the distance between the interpolation position t0 and the sample position t3 is 1-b. Therefore, the value of the basic sampling function at the interpolation position t0 when the center position of the basic sampling function f (t) is aligned with the sampling position t3 is f (1-b). Actually, in order to match the peak height of the center position of the basic sampling function f (t) so as to coincide with the value Y (t3) of the discrete data, the above-described f (1-b) is multiplied by Y (t3). The obtained value f (1-b) · Y (t3) is a desired value. The calculation of f (1-b) is performed by the basic term calculation circuit 21c of the basic term calculation unit 16, and the calculation of multiplying f (1-b) by Y (t3) is the basic term multiplication time of the basic term calculation unit 16. Performed on the 23c road (FIG. 5).

図6(D)に示す標本位置t4における離散データd4の値Y(t4)に着目すると、補間位置t0と標本位置t4との距離は2−bとなる。従って、標本位置t4に基本標本化関数f(t)の中心位置を合わせたときの補間位置t0における基本標本化関数の値はf(2−b)となる。実際には、離散データd4の値Y(t4)に一致するように基本標本化関数f(2−b)の中心位置のピーク高さを合わせるため、上述したf(2−b)をY(t4)倍した値f(2−b)・Y(t4)が求めたい値となる。f(2−b)の計算は基本項演算部16の基本項計算回路21dで行われ、f(2−b)にY(t4)を乗算する計算は基本項演算部16の基本項乗算回路23dで行われる。(図5)
そして、基本項演算部16は、補間位置t0の着目点に対応して得られた4つの値f(1+b)・Y(t1)、f(b)・Y(t2)、f(1−b)・Y(t3)、f(2−b)・Y(t4)を、基本項畳み込み回路24において畳み込み演算し、着目点に対応する基本補間値yaが計算される。因みに、この実施の形態の場合、補間位置t0の着目点に対応して得られた値f(1+b)・Y(t1)及びf(2−b)・Y(t4)は、図6(A)及び(D)に示すように0となるため、基本補間値yaは、{f(b)・Y(t2)}+{f(1−b)・Y(t3)}となる。
Focusing on the value Y (t4) of the discrete data d4 at the sample position t4 shown in FIG. 6D, the distance between the interpolation position t0 and the sample position t4 is 2-b. Therefore, the value of the basic sampling function at the interpolation position t0 when the center position of the basic sampling function f (t) is aligned with the sampling position t4 is f (2-b). Actually, in order to match the peak height of the center position of the basic sampling function f (2-b) so as to coincide with the value Y (t4) of the discrete data d4, the above-described f (2-b) is changed to Y ( t4) The multiplied value f (2-b) · Y (t4) is a desired value. The calculation of f (2-b) is performed by the basic term calculation circuit 21d of the basic term calculation unit 16, and the calculation of multiplying f (2-b) by Y (t4) is the basic term multiplication circuit of the basic term calculation unit 16. Performed in 23d. (Fig. 5)
The basic term calculation unit 16 then obtains four values f (1 + b) · Y (t1), f (b) · Y (t2), and f (1−b) obtained corresponding to the point of interest at the interpolation position t0. ) · Y (t3) and f (2-b) · Y (t4) are convolutionally calculated in the basic term convolution circuit 24, and a basic interpolation value ya corresponding to the point of interest is calculated. Incidentally, in the case of this embodiment, the values f (1 + b) · Y (t1) and f (2-b) · Y (t4) obtained corresponding to the point of interest at the interpolation position t0 are shown in FIG. ) And 0 as shown in (D), the basic interpolation value ya is {f (b) · Y (t2)} + {f (1−b) · Y (t3)}.

(3−2−2)制御補間値算出処理
一方、制御補間値算出処理の内容としては、図7(A)〜(D)に示すように、各標本位置t1、t2、t3、t4毎に、制御標本化関数c0(t)のt=0(中心位置)を一致させて、各制御標本化関数c0(t)に対応した離散データd1、d2、d3、d4の値Y(t1)、Y(t2)、Y(t3)、Y(t4)を乗算し、このときの補間位置t0におけるそれぞれの制御標本化関数c0(t)の値を求めることになる。
(3-2-2) Control Interpolation Value Calculation Processing On the other hand, the contents of the control interpolation value calculation processing are as shown in FIGS. 7A to 7D for each sample position t1, t2, t3, t4. , to match the t = 0 (center position) of the control sampling function c 0 (t), the discrete data d1 corresponding to each control sampling function c 0 (t), d2, d3, d4 of the value Y (t1 ), Y (t2), Y (t3), and Y (t4), and the value of each control sampling function c 0 (t) at the interpolation position t0 at this time is obtained.

図7(A)に示す標本位置t1における離散データd1の値Y(t1)に着目すると、補間位置t0と標本位置t1との距離は1+bとなる。従って、標本位置t1に制御標本化関数c0(t)の中心位置を合わせたときの補間位置t0における制御標本化関数の値はc0(1+b)となる。実際には、離散データd1の値Y(t1)に対応させて制御標本化関数c0(t)の波形高さを合わせるため、上述したc0(1+b)をY(t1)倍した値c0(1+b)・Y(t1)が求めたい値となる。c0(1+b)の計算は制御項演算部17の制御計算回路22aで行われ、c0(1+b)にY(t1)を乗算する計算は制御項演算部17の制御項乗算回路25aで行われる(図5)。 Focusing on the value Y (t1) of the discrete data d1 at the sample position t1 shown in FIG. 7A, the distance between the interpolation position t0 and the sample position t1 is 1 + b. Therefore, the value of the control sampling function at the interpolation position t0 when the center position of the control sampling function c 0 (t) is aligned with the sample position t1 is c 0 (1 + b). Actually, in order to match the waveform height of the control sampling function c 0 (t) in correspondence with the value Y (t 1) of the discrete data d 1, a value c obtained by multiplying the above c 0 (1 + b) by Y (t 1) 0 (1 + b) · Y (t1) is a desired value. The calculation of c 0 (1 + b) is performed by the control calculation circuit 22a of the control term calculation unit 17, and the calculation of multiplying c 0 (1 + b) by Y (t1) is performed by the control term multiplication circuit 25a of the control term calculation unit 17. (FIG. 5).

同様に、図7(B)に示す標本位置t2における離散データd2の値Y(t2)に着目すると、補間位置t0と標本位置t2との距離はbとなる。従って、標本位置t2に制御標本化関数c0(t)の中心位置を合わせたときの補間位置t0における制御標本化関数の値はc0(b)となる。実際には、離散データd2の値Y(t2)に対応させて制御標本化関数c0(t)の波形高さを合わせるため、上述したc0(b)をY(t2)倍した値c0(b)・Y(t2)が求めたい値となる。c0(b)の計算は制御項演算部17の制御計算回路22bで行われ、c0(b)にY(t2)を乗算する計算は制御項演算部17の制御項乗算回路25bで行われる(図5)。 Similarly, focusing on the value Y (t2) of the discrete data d2 at the sample position t2 shown in FIG. 7B, the distance between the interpolation position t0 and the sample position t2 is b. Therefore, the value of the control sampling function at the interpolation position t0 when the center position of the control sampling function c 0 (t) is aligned with the sample position t2 is c 0 (b). Actually, in order to match the waveform height of the control sampling function c 0 (t) in correspondence with the value Y (t 2) of the discrete data d 2, a value c obtained by multiplying the above c 0 (b) by Y (t 2). 0 (b) · Y (t2) is a desired value. The calculation of c 0 (b) is performed by the control calculation circuit 22b of the control term calculation unit 17, and the calculation of multiplying c 0 (b) by Y (t2) is performed by the control term multiplication circuit 25b of the control term calculation unit 17. (FIG. 5).

図7(C)に示す標本位置t3における離散データd3の値Y(t3)に着目すると、補間位置t0と標本位置t3との距離は1−bとなる。従って、標本位置t3に制御標本化関数c0(t)の中心位置を合わせたときの補間位置t0における制御標本化関数の値はc0(1−b)となる。実際には、離散データd3の値Y(t3)に対応させて制御標本化関数c0(t)の波形高さを合わせるため、上述したc0(1−b)をY(t3)倍した値c0(1−b)・Y(t3)が求めたい値となる。c0(1−b)の計算は制御項演算部17の制御計算回路22cで行われ、c0(1−b)にY(t3)を乗算する計算は制御項演算部17の制御項乗算回路25cで行われる(図5)。 Focusing on the value Y (t3) of the discrete data d3 at the sample position t3 shown in FIG. 7C, the distance between the interpolation position t0 and the sample position t3 is 1-b. Therefore, the value of the control sampling function at the interpolation position t0 when the center position of the control sampling function c 0 (t) is aligned with the sampling position t3 is c 0 (1-b). Actually, in order to match the waveform height of the control sampling function c 0 (t) in correspondence with the value Y (t 3) of the discrete data d 3 , the above c 0 (1-b) is multiplied by Y (t 3). The value c 0 (1-b) · Y (t3) is the desired value. The calculation of c 0 (1-b) is performed by the control calculation circuit 22c of the control term calculation unit 17, and the calculation of multiplying c 0 (1-b) by Y (t3) is the control term multiplication of the control term calculation unit 17. This is performed by the circuit 25c (FIG. 5).

図7(D)に示す標本位置t4における離散データd4の値Y(t4)に着目すると、補間位置t0と標本位置t4との距離は2−bとなる。したがって、標本位置t4に制御標本化関数c0(t)の中心位置を合わせたときの補間位置t0における制御標本化関数の値はc0(2−b)となる。実際には、離散データd4の値Y(t4)に対応させて制御標本化関数c0(2−b)の波形高さを合わせるため、上述したc0(2−b)をY(t4)倍した値c0(2−b)・Y(t4)が求めたい値となる。c0(2−b)の計算は制御項演算部17の制御計算回路22dで行われ、c0(2−b)にY(t4)を乗算する計算は制御項演算部17の制御項乗算回路25dで行われる(図5)。 Focusing on the value Y (t4) of the discrete data d4 at the sample position t4 shown in FIG. 7D, the distance between the interpolation position t0 and the sample position t4 is 2-b. Therefore, the value of the control sampling function at the interpolation position t0 when the center position of the control sampling function c 0 (t) is aligned with the sampling position t4 is c 0 (2-b). Actually, in order to match the waveform height of the control sampling function c 0 (2-b) in correspondence with the value Y (t4) of the discrete data d4, the above c 0 (2-b) is changed to Y (t4). The multiplied value c 0 (2-b) · Y (t4) is the value to be obtained. The calculation of c 0 (2-b) is performed by the control calculation circuit 22d of the control term calculation unit 17, and the calculation of multiplying c 0 (2-b) by Y (t4) is the control term multiplication of the control term calculation unit 17. This is performed by the circuit 25d (FIG. 5).

そして、補間位置t0の着目点に対応して得られた4つの値c0(1+b)・Y(t1)、c0(b)・Y(t2)、c0(1−b)・Y(t3)、c0(2−b)・Y(t4)は、制御項演算部17の制御項畳み込み回路26によって畳み込み演算された後、係数乗算部18において可変パラメータαが乗算され、これにより着目点に対応する制御補間値ybが計算される。 Then, four values c 0 (1 + b) · Y (t1), c 0 (b) · Y (t2), c 0 (1−b) · Y () obtained corresponding to the point of interest at the interpolation position t0. t3), c 0 (2-b) · Y (t4) are subjected to a convolution operation by the control term convolution circuit 26 of the control term operation unit 17, and then multiplied by the variable parameter α in the coefficient multiplication unit 18, thereby focusing on A control interpolation value yb corresponding to the point is calculated.

(3−2−3)補間値演算処理
線形加算部19は、基本項演算部16により算出された着目点に対応する基本補間値yaと、制御項演算部17及び係数乗算部18により算出された着目点に対応する制御補間値ybとを線形加算することにより、補間位置t0における補間値yを出力し得るようになされている。
(3-2-3) Interpolation Value Calculation Processing The linear addition unit 19 is calculated by the basic interpolation value ya corresponding to the target point calculated by the basic term calculation unit 16, the control term calculation unit 17, and the coefficient multiplication unit 18. The interpolation value y at the interpolation position t0 can be output by linearly adding the control interpolation value yb corresponding to the target point.

(3−3)可変パラメータの数値を変更したときの補間処理結果
かかる構成に加えて、音響処理部2は、パラメータ設定部7によって係数乗算部18の可変パラメータαの数値が変更されることにより標本化関数sN(t)の値が変更され、その結果、補間値yが変動してアナログ信号の周波数特性を変化させ得るようになされている。ここでは、可変パラメータαを変更した際に、標本化関数sN(t)がどのように変化するかについて、図1に示した基本標本化関数f(t)が示す波形と、制御標本化関数c0(t)が示す波形とを合成した波形に着目して以下説明する。
(3-3) Result of Interpolation Processing when Variable Parameter Values are Changed In addition to this configuration, the acoustic processing unit 2 is configured such that the parameter setting unit 7 changes the value of the variable parameter α of the coefficient multiplier unit 18. The value of the sampling function s N (t) is changed, and as a result, the interpolated value y can be varied to change the frequency characteristic of the analog signal. Here, regarding how the sampling function s N (t) changes when the variable parameter α is changed, the waveform shown by the basic sampling function f (t) shown in FIG. The following description will be focused on a waveform obtained by combining the waveform indicated by the function c 0 (t).

基本標本化関数f(t)が示す波形と、制御標本化関数c0(t)が示す波形とを合成した標本化関数sN(t)の波形は、図8に示すように、可変パラメータαの数値によって大きく異なるものとなる。この実施の形態の場合、可変パラメータαを−1.5、−0.25、1.5に順次変化させてゆくと、−2≦t≦−1の領域と、1≦t≦2の領域とでは、標本化関数sN(t)の波長の振幅が次第に高くなり波形の極性が反転することを確認した。一方、−1≦t≦0の領域と、0≦t≦1の領域とでは、標本化関数sN(t)の波長の振幅が次第に低くなり波形の極性が反転することを確認した。 As shown in FIG. 8, the waveform of the sampling function s N (t) obtained by synthesizing the waveform indicated by the basic sampling function f (t) and the waveform indicated by the control sampling function c 0 (t) is a variable parameter. It varies greatly depending on the numerical value of α. In this embodiment, when the variable parameter α is sequentially changed to −1.5, −0.25, and 1.5, the region of −2 ≦ t ≦ −1 and the region of 1 ≦ t ≦ 2 Then, it was confirmed that the amplitude of the wavelength of the sampling function s N (t) gradually increased and the polarity of the waveform was inverted. On the other hand, in the region of −1 ≦ t ≦ 0 and the region of 0 ≦ t ≦ 1, it was confirmed that the amplitude of the wavelength of the sampling function s N (t) gradually decreased and the waveform polarity was inverted.

次に、テスト曲としてCDに記録されたヴァイオリン曲「Zigeunerweisen(ツィゴイナーヴァイゼン)」を、オーディオ装置1において約23秒間再生した。このとき、音響処理部2では、可変パラメータαを−0.25、−1.5及び1.5にそれぞれ設定し、約23秒の間に入力された離散データを補間処理した。そして、このときの各標本化関数sN(t)で補間処理したアナログ信号の周波数特性について比較したところ、図9に示すような結果が得られた。 Next, a violin song “Zigeunerweisen” recorded on a CD as a test song was played on the audio device 1 for about 23 seconds. At this time, the acoustic processing unit 2 sets the variable parameter α to −0.25, −1.5, and 1.5, respectively, and interpolates the discrete data input during about 23 seconds. Then, when comparing the frequency characteristics of the analog signal interpolated with each sampling function s N (t) at this time, the result as shown in FIG. 9 was obtained.

図9に示したように、これら可変パラメータαの数値を変えた各標本化関数sN(t)による補間処理では、可変パラメータαの数値を変化させても、いずれも20kHz以上の高音域で信号レベルが上昇し、従来のシャノンの標本化関数を用いた場合に比べて高域成分を再生できることが確認できた。また、可変パラメータαを1.5に設定したときには、約26kHz未満で信号レベルが低下したものの、約26kHz以上の高音域で、44.1kHz付近を除き信号レベルが上昇し、可変パラメータαを−0.25及び−1.5に設定した場合に比べて高域成分が再生できることが確認できた。 As shown in FIG. 9, in the interpolation process using each sampling function s N (t) in which the numerical value of the variable parameter α is changed, even if the numerical value of the variable parameter α is changed, all of them are in a high frequency range of 20 kHz or more. The signal level increased, and it was confirmed that the high-frequency component could be reproduced compared with the conventional Shannon sampling function. Further, when the variable parameter α is set to 1.5, the signal level is decreased at less than about 26 kHz, but the signal level is increased except in the vicinity of 44.1 kHz in the high frequency range of about 26 kHz or more. It was confirmed that the high frequency component can be reproduced as compared with the case of setting to 0.25 and -1.5.

一方、可変パラメータαを−1.5に設定したときには、約26kHz付近で信号レベルが急激に低下したものの、約26kHz未満で信号レベルが全体的に上昇するとともに、44.1kHz付近を除き約26kHzよりも高い領域でも信号レベルが上昇し、可変パラメータαを−0.25及び−1.5に設定した場合に比べて異なる信号レベルで高域成分を再生できることが確認できた。   On the other hand, when the variable parameter α is set to −1.5, the signal level suddenly decreases around 26 kHz, but the signal level increases as a whole at less than about 26 kHz, and about 26 kHz except for around 44.1 kHz. It was confirmed that the signal level rose even in the higher region, and that the high frequency component could be reproduced with a different signal level compared to the case where the variable parameter α was set to -0.25 and -1.5.

さらに、可変パラメータαを−0.25に設定したときには、44.1kHz付近を除いて全体的に信号レベルが上昇し、可変パラメータαを1.5及び−1.5に設定した場合に比べて異なる信号レベルで高域成分を再生できることが確認できた。   Furthermore, when the variable parameter α is set to −0.25, the signal level generally increases except for the vicinity of 44.1 kHz, compared to the case where the variable parameter α is set to 1.5 and −1.5. It was confirmed that the high frequency components can be reproduced with different signal levels.

次に、テスト曲として再生周波数を10kHz及び20kHzに固定した音を、オーディオ装置1で再生した。このとき、音響処理部2は、可変パラメータαの数値を−5〜5まで順次切り換えてゆき、入力部6から順次入力された離散データを補間処理した。そして、このときの可変パラメータαが異なる各標本化関数sN(t)で補間処理して得たアナログ信号の信号レベルについて比較したところ、図10に示すような結果が得られた。 Next, a sound having a reproduction frequency fixed at 10 kHz and 20 kHz as a test song was reproduced by the audio apparatus 1. At this time, the acoustic processing unit 2 sequentially switches the numerical value of the variable parameter α from −5 to 5 and interpolates the discrete data sequentially input from the input unit 6. Then, when the signal levels of the analog signals obtained by performing the interpolation processing with the sampling functions s N (t) having different variable parameters α at this time were compared, the results as shown in FIG. 10 were obtained.

図10に示したように、10kHzの再生周波数では、可変パラメータαを大きくしてゆくと、信号レベルが次第に下降してゆき、可変パラメータαが2及び3間のときに信号レベルが急速に下降し、その後、再び信号レベルが急激に上昇することが確認できた。一方、20kHZの再生周波数では、可変パラメータαを大きくしてゆくと、信号レベルが次第に下降してゆき、可変パラメータαが4付近のときに信号レベルが急速に下降し、その後、再び信号レベルが急激に上昇することが確認できた。このように、音響処理部2では、可変パラメータαを変動させることにより、同じ再生周波数でも異なる信号レベルで再生できることが確認できた。   As shown in FIG. 10, at the reproduction frequency of 10 kHz, as the variable parameter α is increased, the signal level gradually decreases, and when the variable parameter α is between 2 and 3, the signal level rapidly decreases. After that, it was confirmed that the signal level suddenly increased again. On the other hand, at a reproduction frequency of 20 kHz, as the variable parameter α is increased, the signal level gradually decreases, and when the variable parameter α is near 4, the signal level rapidly decreases, and then the signal level again. It was confirmed that it rose rapidly. As described above, it was confirmed that the acoustic processing unit 2 can reproduce the signal at the same reproduction frequency with different signal levels by changing the variable parameter α.

(4)動作及び効果
以上の構成において、音響処理部2では、基本項演算部16に基本標本化関数f(t)を記憶しておき、離散データ抽出部15によって抽出された各離散データd1、d2、d3、d4毎に補間位置t0までの距離をtとして基本標本化関数f(t)の値を計算し、離散データd1、d2、d3、d4のそれぞれに対応させた基本標本化関数f(t)の値を畳み込み演算することより、補間位置t0での基本補間値yaを計算するようにした。
(4) Operation and Effect In the above configuration, the acoustic processing unit 2 stores the basic sampling function f (t) in the basic term calculation unit 16, and each discrete data d1 extracted by the discrete data extraction unit 15 , D2, d3, d4, the basic sampling function f (t) is calculated by calculating the value of the basic sampling function f (t) with the distance to the interpolation position t0 as t, and corresponding to each of the discrete data d1, d2, d3, d4. The basic interpolation value ya at the interpolation position t0 is calculated by performing a convolution operation on the value of f (t).

また、これとは別に音響処理部2では、制御項演算部17に制御標本化関数c0(t)を記憶しておき、離散データ抽出部15によって抽出された各離散データd1、d2、d3、d4毎に補間位置t0での距離をtとして制御標本化関数c0(t)の値を計算し、離散データd1、d2、d3、d4のそれぞれに対応させた制御標本化関数c0(t)の値を畳み込み演算した後、ユーザによって任意の数値に設定された可変パラメータαを、制御標本化関数c0(t)の畳み込み演算結果に乗算することにより、補間位置t0での制御補間値ybを計算するようにした。 Separately from this, in the acoustic processing unit 2, the control sampling function c 0 (t) is stored in the control term calculation unit 17, and each discrete data d 1, d 2, d 3 extracted by the discrete data extraction unit 15 is stored. , The value of the control sampling function c 0 (t) is calculated with the distance at the interpolation position t0 as t for each d4, and the control sampling function c 0 (corresponding to each of the discrete data d1, d2, d3, d4). After performing the convolution operation on the value of t), the control interpolation at the interpolation position t0 is performed by multiplying the convolution operation result of the control sampling function c 0 (t) by a variable parameter α set to an arbitrary numerical value by the user. The value yb was calculated.

そして、この音響処理部2では、このようにして算出した基本補間値yaと制御補間値ybとを線形加算することにより離散データ間の補間値yを計算するようにしたことにより、制御標本化関数c0(t)の値に乗算される可変パラメータαの数値が反映した補間値yを算出できる。 The acoustic processing unit 2 calculates the interpolation value y between the discrete data by linearly adding the basic interpolation value ya calculated in this way and the control interpolation value yb. An interpolation value y reflecting the numerical value of the variable parameter α multiplied by the value of the function c 0 (t) can be calculated.

従って、音響処理部2では、可変パラメータαの数値が変更されることにより、標本化関数sN(t)で補間処理して得られる補間値yが可変パラメータαに応じて調整でき、かくして、音楽再生環境、音源、曲調等の各種条件に応じてユーザが可変パラメータαを適宜変更することで、アナログ信号の周波数特性が調整されたユーザ所望の音質からなる高音質な音楽を再生させることができる。 Therefore, the acoustic processing unit 2 can adjust the interpolation value y obtained by performing the interpolation process with the sampling function s N (t) according to the variable parameter α by changing the numerical value of the variable parameter α. By appropriately changing the variable parameter α according to various conditions such as a music playback environment, a sound source, and a tune, the user can reproduce high-quality music having a desired sound quality in which the frequency characteristics of the analog signal are adjusted. it can.

また、音響処理部2では、標本化関数sN(t)として全域で1回だけ微分可能な有限台の基本標本化関数f(t)及び制御標本化関数c0(t)を用い、当該制御標本化関数c0(t)に可変パラメータαを乗算しているため、従来のシャノンの標本化関数を用いた場合に比べて離散データ間の補間処理に必要な演算量を大幅に減らすことができ、またシャノンの標本化関数を用いた場合に生じる打ち切り誤差が発生せず、折り返し歪みの発生を防止することができる。 The acoustic processing unit 2 uses a basic sampling function f (t) and a control sampling function c 0 (t) of a finite stage that can be differentiated only once over the entire area as the sampling function s N (t). Since the control sampling function c 0 (t) is multiplied by the variable parameter α, the amount of computation required for the interpolation processing between discrete data is greatly reduced as compared with the conventional Shannon sampling function. In addition, the truncation error that occurs when the Shannon sampling function is used does not occur, and the occurrence of aliasing distortion can be prevented.

この実施の形態の場合では、特に補間位置t0を挟んで前後2つずつの標本位置と同じかそれよりも狭い範囲において標本化関数sN(t)の波形の値を0に収束させることが可能になるため、この標本化関数sN(t)を用いてデータ補間等を行う際に、着目位置の前後2つずつ合計4つの離散データを用いるだけでよくなり、シャノンの標本化関数を用いた場合に比べて処理負担の格段的な軽減が可能になる。 In the case of this embodiment, in particular, the value of the waveform of the sampling function s N (t) is converged to 0 in a range that is the same as or narrower than two sample positions before and after the interpolation position t0. Therefore, when data interpolation or the like is performed using the sampling function s N (t), it is only necessary to use a total of four discrete data pieces before and after the position of interest. Compared with the case of using, the processing burden can be remarkably reduced.

また、この実施の形態の場合、標本化関数sN(t)を、基本標本化関数f(t)と制御標本化関数c0(t)とに分離して別々に記憶し、それぞれ個別に離散データに対して畳み込み演算を行い、制御標本化関数c0(t)と離散データとの畳み込み演算結果に対して可変パラメータαを乗算して、これに基本標本化関数sN(t)と離散データとの畳み込み演算結果を加算して出力信号を得るようにしているため、制御標本化関数c0(t)は一つ持てば良く、数式を極力単純化させることができ、制御標本化関数c0(t)の可変制御を容易に行うことができる。 In the case of this embodiment, the sampling function s N (t) is separated into the basic sampling function f (t) and the control sampling function c 0 (t) and stored separately, and each is individually stored. A convolution operation is performed on the discrete data, the convolution operation result of the control sampling function c 0 (t) and the discrete data is multiplied by a variable parameter α, and this is multiplied by the basic sampling function s N (t) and Since the output signal is obtained by adding the convolution calculation results with the discrete data, it is sufficient to have one control sampling function c 0 (t), the mathematical formula can be simplified as much as possible, and control sampling Variable control of the function c 0 (t) can be easily performed.

(5)他の実施の形態
なお、上述した実施の形態においては、基本項演算部16及び制御項演算部17によって、離散データ間にある複数の補間値を1つずつ順次算出してゆくようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、離散データ間にある複数の補間値を一括に算出するようにしてもよい。
(5) Other Embodiments In the above-described embodiment, the basic term calculation unit 16 and the control term calculation unit 17 sequentially calculate a plurality of interpolation values between discrete data one by one. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of interpolated values between discrete data may be calculated collectively.

この場合、図5との同一部分に同一符号を付して示す図11のように、音響処理部30は、離散データ抽出部15と変換関数行列演算部31とから構成され、当該変換関数行列演算部31において、離散データd1、d2、d3、d4の値Y(t1)、Y(t2)、Y(t3)、Y(t4)と、変換行列A(後述する)とを乗算することにより、離散データ間の複数の補間値yk-2(1),yk-2(2),…,yk-2(n)を順次又は一括して算出し得るようになされている。 In this case, as shown in FIG. 11 in which the same reference numerals are assigned to the same parts as in FIG. 5, the acoustic processing unit 30 includes a discrete data extraction unit 15 and a conversion function matrix calculation unit 31, and the conversion function matrix In the arithmetic unit 31, the values Y (t1), Y (t2), Y (t3), and Y (t4) of the discrete data d1, d2, d3, and d4 are multiplied by the transformation matrix A (described later). , a plurality of interpolation between discrete data values y k-2 (1), y k-2 (2), ..., and so as to be able to calculate sequentially or collectively y k-2 (n).

因みに、この実施の形態では、図4との対応部分に同一符合を付して示す図12のように、連続する4つの離散データd1、d2、d3、d4のうち過去2番目の離散データd2と過去3番目の離散データd3との間を1〜nまで区分けして所定の区分数(この場合、n+1)で区切り、各位置での補間値yk-2(1),yk-2(2),…,yk-2(n)を算出する場合について以下説明する。 Incidentally, in this embodiment, as shown in FIG. 12 where the corresponding parts to FIG. 4 are given the same reference numerals, the second discrete data d2 in the past among the four consecutive discrete data d1, d2, d3, d4. And the third discrete data d3 in the past are divided into 1 to n and separated by a predetermined number of divisions (in this case, n + 1), and interpolated values y k-2 (1), y k-2 at each position The case of calculating (2),..., Y k-2 (n) will be described below.

ここで、変換行列Aは次式、   Where the transformation matrix A is:

Figure 2009271641
Figure 2009271641

により表される。この変換行列Aは、4つの離散データd1、d2、d3、d4を用いて標本化関数sN(t)を算出し、離散データd2及びd3間のn個の補間値yk-2(1),yk-2(2),…,yk-2(n)を算出することから、標本化関数sN(t)を要素としてn行4列からなる。そして、変換行列Aは、離散データd1、d2、d3、d4の値Y(t1)、Y(t2)、Y(t3)、Y(t4)を要素とした1列の行列Xが乗算されることにより補正値yk-2(1),yk-2(2),…,yk-2(n)を求めることができる。すなわち、補正値yk-2(1),yk-2(2),…,yk-2(n)は、次式、 It is represented by This transformation matrix A calculates a sampling function s N (t) using four discrete data d1, d2, d3, d4, and n interpolation values y k-2 (1) between the discrete data d2 and d3. ), Y k-2 (2),..., Y k-2 (n) are calculated, and therefore, the sampling function s N (t) is used as an element, and it has n rows and 4 columns. The transformation matrix A is multiplied by a one-column matrix X whose elements are the values Y (t1), Y (t2), Y (t3), and Y (t4) of the discrete data d1, d2, d3, and d4. Thus, correction values y k-2 (1), y k-2 (2),..., Y k-2 (n) can be obtained. That is, the correction values y k-2 (1), y k-2 (2),..., Y k-2 (n)

Figure 2009271641
Figure 2009271641

により求めることができる。 It can ask for.

ここで、変換行列Aは、次式の基本項行列Bと、可変パラメータαを乗算した次式の制御項行列Cとの和であり、A=B+αCで表される。   Here, the transformation matrix A is the sum of the basic term matrix B of the following equation and the control term matrix C of the following equation multiplied by the variable parameter α, and is represented by A = B + αC.

Figure 2009271641
Figure 2009271641

Figure 2009271641
Figure 2009271641

基本項行列Bは基本標本化関数f(t)を要素とし、制御項行列Cは制御標本化関数c(t)を要素としている(tは補間点と標本位置との距離を示す)。従って、補間値yk-2(1),yk-2(2),…,yk-2(n)は、次式、 The basic term matrix B has a basic sampling function f (t) as an element, and the control term matrix C has a control sampling function c (t) as an element (t indicates a distance between an interpolation point and a sample position). Therefore, the interpolation values y k-2 (1), y k-2 (2),..., Y k-2 (n) are expressed by the following equations:

Figure 2009271641
Figure 2009271641

により表される。 It is represented by

実際上、変換関数行列演算部31は、図13に示すように、基本項行列B及び行列Xの演算を実行する基本項演算手段としての基本項行列演算回路32と、制御項行列C及び行列Xの演算を実行する制御項演算手段としての制御項行列演算回路33と、制御項行列演算回路33の算出結果に可変パラメータαを乗算する複数の係数乗算部18a1、18a2、…、18anと、基本項行列演算回路32からの算出結果と係数乗算部18a1、18a2、…、18anからの算出結果とを線形加算する複数の線形加算部19a1、19a2、…、19anとから構成されている。   In practice, as shown in FIG. 13, the conversion function matrix calculation unit 31 includes a basic term matrix calculation circuit 32 as basic term calculation means for executing calculation of the basic term matrix B and the matrix X, a control term matrix C and a matrix A control term matrix computing circuit 33 as a control term computing means for performing computation of X, a plurality of coefficient multipliers 18a1, 18a2,..., 18an for multiplying the calculation result of the control term matrix computing circuit 33 by a variable parameter α, , 19an that linearly adds the calculation results from the basic term matrix calculation circuit 32 and the calculation results from the coefficient multipliers 18a1, 18a2,..., 18an.

基本項行列演算回路32は、離散データ間の区分数に応じて基本標本化関数としての基本項行列Bを予め計算しておき、これにより得られた演算値をテーブル化した基本項行列Bを所定の記憶手段に記憶している。そして、基本項行列演算回路32は、離散データ抽出部15から離散データd1、d2、d3、d4を受け取ると、所定の記憶手段に予め記憶されたテーブル値としての基本項行列Bに、離散データd1、d2、d3、d4の値Y(t1)、Y(t2)、Y(t3)、Y(t4)を一列の行列Xとして乗算する。そして、基本項行列演算回路32は、その結果得られた行列の各行の値を、それぞれ対応する線形加算部19a1、19a2、…、19anへ送出する。すなわち、基本項行列演算回路32は、算出結果として得られた行列の1行目の{f1(n+1)・Y(t1)}+{f2(1)・Y(t2)}+{f3(n−1)・Y(t3)}+{f4(2n−1)・Y(t4)}を線形加算部19a1に送出し、次の2行目の{f1(n+2)・Y(t1)}+{f2(2)・Y(t2)}+{f3(n−2)・Y(t3)}+{f4(2n−2)・Y(t4)}を次の線形加算部19a2に送出し、以後3行目〜n行目までの各値をそれぞれ異なる線形加算部19a3、…、19anへ送出する。 The basic term matrix calculation circuit 32 calculates a basic term matrix B as a basic sampling function in advance according to the number of sections between discrete data, and generates a basic term matrix B obtained by tabulating the calculated values. It is stored in a predetermined storage means. When the basic term matrix calculation circuit 32 receives the discrete data d1, d2, d3, d4 from the discrete data extraction unit 15, the basic term matrix calculation circuit 32 stores the discrete data in the basic term matrix B as a table value stored in advance in a predetermined storage means. The values Y (t1), Y (t2), Y (t3), and Y (t4) of d1, d2, d3, and d4 are multiplied as a matrix X in one column. Then, the basic term matrix calculation circuit 32 sends the value of each row of the matrix obtained as a result to the corresponding linear adders 19a1, 19a2,. That is, the fundamental term matrix calculation circuit 32 uses {f 1 (n + 1) · Y (t1)} + {f 2 (1) · Y (t2)} + {f in the first row of the matrix obtained as the calculation result. 3 (n−1) · Y (t3)} + {f 4 (2n−1) · Y (t4)} is sent to the linear adder 19a1, and {f 1 (n + 2) · Y in the next second row (T1)} + {f 2 (2) · Y (t2)} + {f 3 (n−2) · Y (t3)} + {f 4 (2n−2) · Y (t4)} The data are sent to the linear adder 19a2, and then the values from the third to nth rows are sent to different linear adders 19a3,.

一方、制御項行列演算回路33は、離散データ間の区分数に応じて制御標本化関数としての制御項行列Cを予め計算しておき、これにより得られた演算値をテーブル化した制御項行列Cを所定の記憶手段に記憶している。そして、制御項行列演算回路33は、離散データ抽出部15から離散データd1、d2、d3、d4を受け取ると、所定の記憶手段に予め記憶されたテーブル値としての制御項行列Cに、離散データd1、d2、d3、d4の値Y(t1)、Y(t2)、Y(t3)、Y(t4)を一列の行列Xとして乗算する。そして、制御項行列演算回路33は、その結果得られた行列の各行の値を、それぞれ対応する係数乗算部18a1、18a2、…、18anへ送出する。すなわち、制御項行列演算回路33は、演算結果として得られた行列の1行目の{c1(n+1)・Y(t1)}+{c2(1)・Y(t2)}+{c3(n−1)・Y(t3)}+{c4(2n−1)・Y(t4)}を係数乗算部18a1に送出し、次の2行目の{c1(n+2)・Y(t1)}+{c2(2)・Y(t2)}+{c3(n−2)・Y(t3)}+{c4(2n−2)・Y(t4)}を次の係数乗算部18a2に送出し、以後3行目〜n行目までの各値をそれぞれ異なる係数乗算部18a3、…、18anへ送出する。 On the other hand, the control term matrix computing circuit 33 calculates in advance a control term matrix C as a control sampling function in accordance with the number of sections between discrete data, and a control term matrix in which the obtained computation values are tabulated. C is stored in a predetermined storage means. When the control term matrix calculation circuit 33 receives the discrete data d1, d2, d3, d4 from the discrete data extraction unit 15, the control term matrix calculation circuit 33 stores the discrete data in the control term matrix C as a table value stored in advance in a predetermined storage means. The values Y (t1), Y (t2), Y (t3), and Y (t4) of d1, d2, d3, and d4 are multiplied as a matrix X in one column. Then, the control term matrix calculation circuit 33 sends the values of the respective rows of the matrix obtained as a result thereof to the corresponding coefficient multipliers 18a1, 18a2,. In other words, the control term matrix operation circuit 33 obtains {c 1 (n + 1) · Y (t1)} + {c 2 (1) · Y (t2)} + {c in the first row of the matrix obtained as the operation result. 3 (n−1) · Y (t3)} + {c 4 (2n−1) · Y (t4)} is sent to the coefficient multiplier 18a1, and {c 1 (n + 2) · Y in the next second row (T1)} + {c 2 (2) · Y (t2)} + {c 3 (n−2) · Y (t3)} + {c 4 (2n−2) · Y (t4)} The values are sent to the coefficient multiplication unit 18a2, and then the values in the third to nth rows are sent to different coefficient multiplication units 18a3,.

各係数乗算部18a1、18a2、…、18anは、パラメータ設定部7でユーザにより設定された可変パラメータαを、制御項行列演算回路33で算出された行列の各行の値に乗算し、これを対応する線形加算部19a1、19a2、…、19anへ送出する。各線形加算部19a1、19a2、…、19anは、基本項行列演算回路32から受け取った算出結果と、係数乗算部18a1、18a2、…、18anから受け取った算出結果とを同じ行毎に線形加算し、これにより補間値yk-2(1),yk-2(2),…,yk-2(n)を生成し得る。 Each of the coefficient multipliers 18a1, 18a2,..., 18an multiplies the variable parameter α set by the user in the parameter setting unit 7 by the value of each row of the matrix calculated by the control term matrix calculation circuit 33, and responds to this. To the linear adders 19a1, 19a2,. Each linear adder 19a1, 19a2,..., 19an linearly adds the calculation results received from the basic term matrix calculation circuit 32 and the calculation results received from the coefficient multipliers 18a1, 18a2,. Thus, the interpolation values y k-2 (1), y k-2 (2),..., Y k-2 (n) can be generated.

以上の構成において、音響処理部30では、上述した実施の形態と同様の効果に加えて、基本項行列演算回路32に基本項行列Bを記憶しておくとともに、制御項行列演算回路33に制御項行列Cを記憶しておき、離散データd1、d2、d3、d4の値Y(t1)、Y(t2)、Y(t3)、Y(t4)を一列の行列Xとして乗算するようにしたことにより、連続する4つの離散データd1、d2、d3、d4のうち所定の離散データd2及びd3間の補間位置1〜nまでの補間値yk-2(1),yk-2(2),…,yk-2(n)を一括して容易に算出できる。 In the above configuration, the acoustic processing unit 30 stores the basic term matrix B in the basic term matrix calculation circuit 32 and controls the control term matrix calculation circuit 33 in addition to the same effects as those of the above-described embodiment. The term matrix C is stored, and the values Y (t1), Y (t2), Y (t3), and Y (t4) of the discrete data d1, d2, d3, and d4 are multiplied as a one-row matrix X. Thus, the interpolation values y k-2 (1), y k-2 (2) between the interpolation positions 1 to n between the predetermined discrete data d2 and d3 among the four continuous discrete data d1, d2, d3, d4. ),..., Y k-2 (n) can be easily calculated collectively.

なお、上述した実施の形態においては、着目する離散データ間の区分数がn+1で一定数である離散データ列にのみ適用し得る基本項行列B及び制御項行列Cを用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、着目する離散データ間の区分数が異なる複数の離散データ列に適用し得る基本項行列及び制御項行列を用いるようにしてもよい。すなわち、この場合、変換関数行列演算部では、区分数が異なる複数の離散データ列に適用するため、これら複数の区分数の最小公倍数の区分数で基本項行列B及び制御項行列Cを予め演算してテーブル化しておき、離散データの入力開始時に設定される区分数に応じて、基本項行列B及び制御項行列Cのうちから当該区分数に対応した演算値をテーブル値として選択して、選択したテーブル値と離散データとの畳み込み演算を実行する。これにより、変換関数行列演算部では、1つの基本項行列B及び制御項行列Cのみを予め記憶しているだけで、区分数が異なる複数の離散データ列に対応することができることから、記憶手段での記憶容量を減らし、装置全体としての処理負担を低減できる。   In the above-described embodiment, a case where the basic term matrix B and the control term matrix C that can be applied only to a discrete data string in which the number of sections between discrete data of interest is n + 1 and a constant number is used will be described. However, the present invention is not limited to this, and a basic term matrix and a control term matrix that can be applied to a plurality of discrete data strings having different numbers of sections between discrete data of interest may be used. That is, in this case, since the transformation function matrix calculation unit is applied to a plurality of discrete data strings having different numbers of divisions, the basic term matrix B and the control term matrix C are calculated in advance with the number of divisions of the least common multiple of the number of divisions. Then, according to the number of divisions set at the start of discrete data input, an operation value corresponding to the number of divisions is selected from the basic term matrix B and the control term matrix C as a table value, A convolution operation is performed on the selected table value and discrete data. As a result, the conversion function matrix calculation unit can correspond to a plurality of discrete data strings having different numbers of sections only by storing only one basic term matrix B and control term matrix C in advance. Thus, the storage capacity of the apparatus can be reduced, and the processing load of the entire apparatus can be reduced.

また、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、標本化関数sN(t)を全域で1回だけ微分可能な有限台の関数としたが、微分可能回数を2回以上に設定してもよい。 The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, although the sampling function s N (t) is a finite function that can be differentiated only once over the entire area, the number of differentiable times may be set to 2 or more.

また、上述した実施の形態においては、標本化関数sN(t)を用いて補間処理を行うことによりアナログ信号を生成するようにした場合についてのべたが、本発明はこれに限らず、標本化関数sN(t)を用いて補間処理を行うことにより単にオーバーサンプリングし、その後にアナログデジタル変換器でアナログ信用を生成するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the analog signal is generated by performing the interpolation process using the sampling function s N (t). However, the present invention is not limited to this, and the sample is not limited thereto. It is also possible to simply perform oversampling by performing an interpolation process using the conversion function s N (t), and then generate an analog credit with an analog-digital converter.

さらに、上述した実施の形態においては、標本化関数sN(t)はt=±2で0に収束するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、t=±3以上で0に収束するようにしてもよい。例えば、t=±3で0に収束するようにした場合には、離散データ抽出部15によって直前の6つの離散データを抽出し、関数処理部14によってこれら6つの離散データに対して標本化関数sN(t)の値が計算され得る。 Further, in the above-described embodiment, the case where the sampling function s N (t) converges to 0 at t = ± 2 has been described, but the present invention is not limited to this, and t = ± 3 or more. May converge to 0. For example, when t = ± 3 and converges to 0, the discrete data extraction unit 15 extracts the previous six discrete data, and the function processing unit 14 samples the six discrete data. The value of s N (t) can be calculated.

さらに、上述した実施の形態においては、基本項演算部16に基本標本化関数f(t)を記憶し、これとは別に制御項演算部17に制御標本化関数c0(t)を記憶しておき、それぞれ基本標本化関数f(t)及び制御標本化関数c0(t)毎に離散データd1、d2、d3、d4に対する畳み込み演算を行って基本補間値yaと制御補間値ybとを算出した後、基本補間値yaと制御補間値ybとの線形和加算で補間値yを算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、基本標本化関数f(t)及び制御標本化関数c0(t)を一つの標本化関数sN(t)として記憶しておき、可変パラメータαを変更した標本化関数sN(t)を用い、離散データd1、d2、d3、d4に対する畳み込み演算を行って補間値yを直接算出するようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the basic sampling function f (t) is stored in the basic term calculation unit 16, and separately, the control sampling function c 0 (t) is stored in the control term calculation unit 17. The basic interpolation value ya and the control interpolation value yb are obtained by performing a convolution operation on the discrete data d1, d2, d3, d4 for each of the basic sampling function f (t) and the control sampling function c 0 (t). Although the case where the interpolation value y is calculated by the linear sum addition of the basic interpolation value ya and the control interpolation value yb after calculation has been described, the present invention is not limited to this, and the basic sampling function f (t) and control sampling function c 0 (t) is stored as a single sampling function s N (t), using the variable parameter sampling function has changed the α s N (t), the discrete data d1, d2, The interpolation value y is directly calculated by performing a convolution operation on d3 and d4. May be.

この場合、具体的な構成として、関数処理手段は、基本標本化関数f(t)と制御標本化関数c0(t)とを予め線形加算した標本化関数sN(t)を記憶し、各離散データ毎に求めた着目点までの距離を用いて標本化関数sN(t)の値を計算する演算手段と、離散データのそれぞれに対応させた標本化関数sN(t)の値を畳み込み演算することより、着目点での補間値を計算する畳み込み演算手段とを備えるようにすればよい。これにより関数処理手段では、予め標本化関数sN(t)が演算されているため、基本標本化関数f(t)及び制御標本化関数c0(t)を別々に演算する場合に比べて乗算回数が少なくなり、演算時間の低減や、乗算器の低減が図れ、処理速度の遅い演算デバイスを用いる場合に適している。 In this case, as a specific configuration, the function processing means stores a sampling function s N (t) obtained by linearly adding the basic sampling function f (t) and the control sampling function c 0 (t) in advance, Calculation means for calculating the value of the sampling function s N (t) using the distance to the point of interest obtained for each discrete data, and the value of the sampling function s N (t) corresponding to each discrete data May be provided with a convolution operation means for calculating an interpolated value at the point of interest. Thereby, since the sampling function s N (t) is calculated in advance in the function processing means, compared with the case where the basic sampling function f (t) and the control sampling function c 0 (t) are calculated separately. The number of multiplications is reduced, so that the calculation time can be reduced and the number of multipliers can be reduced.

本発明による基本標本化関数の波形と、制御標本化関数の波形との関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between the waveform of the basic sampling function by this invention, and the waveform of a control sampling function. オーディオ装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of an audio apparatus. 音響処理部の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of an acoustic process part. 4つの離散データと着目点との位置関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the positional relationship of four discrete data and an attention point. 音響処理部の詳細構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of an acoustic process part. 本発明による音響処理部2による基本標本化関数を用いた補間処理を示す概略図である。It is the schematic which shows the interpolation process using the basic sampling function by the acoustic process part 2 by this invention. 本発明による音響処理部2による制御標本化関数を用いた補間処理を示す概略図である。It is the schematic which shows the interpolation process using the control sampling function by the acoustic process part 2 by this invention. 可変パラメータを変化させたときの標本化関数の波形を示す概略図である。It is the schematic which shows the waveform of the sampling function when a variable parameter is changed. 可変パラメータを変化させたときの周波数特性を示す概略図である。It is the schematic which shows the frequency characteristic when a variable parameter is changed. 再生周波数を固定して可変パラメータの数値を変更したときの信号レベルを示す概略図である。It is the schematic which shows the signal level when fixing the reproduction frequency and changing the numerical value of the variable parameter. 他の実施の形態による音響処理部の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the acoustic process part by other embodiment. 4つの離散データと着目点との位置関係と、補間位置を示す概略図である。It is the schematic which shows the positional relationship of four discrete data and a view point, and an interpolation position. 他の実施の形態による音響処理部の詳細構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the acoustic process part by other embodiment. 従来におけるシャノンの標本化関数の波形を示す概略図である。It is the schematic which shows the waveform of the sampling function of Shannon in the past.

符号の説明Explanation of symbols

2 音響処理部(音響処理装置)
3 FPGA(フイールドプログラマブルゲートアレイ)
10 セレクタ
14 関数処理部(関数処理手段)
15 離散データ抽出部(離散データ抽出手段)
16 基本項演算部(基本項演算手段)
17 制御項演算部(制御項演算手段)
18 係数乗算部(係数乗算手段)
19 線形加算部(線形加算手段)
32 基本項行列演算回路(基本項演算手段)
33 制御項行列演算回路(制御項演算手段)
2 Acoustic processing unit (acoustic processing device)
3 FPGA (Field Programmable Gate Array)
10 Selector
14 Function processing section (Function processing means)
15 Discrete data extraction unit (discrete data extraction means)
16 Basic term calculation section (Basic term calculation means)
17 Control term calculation unit (control term calculation means)
18 Coefficient multiplier (coefficient multiplier)
19 Linear adder (linear adder)
32 Basic term matrix arithmetic circuit (Basic term arithmetic means)
33 Control term matrix computing circuit (control term computing means)

Claims (24)

有限回微分可能であって有限台の値を有した基本標本化関数と、有限回微分可能であって有限台の値を有し前記基本標本化関数が示す波形と異なる波形を示す制御標本化関数とからなる標本化関数を用いて、時間方向に並ぶ複数の離散データに対する畳み込み演算と、線形加算とによって、前記離散データ間の補間値を算出する関数処理手段を備え、
前記関数処理手段は、ユーザによって任意の数値に設定可能な可変パラメータを前記制御標本化関数に乗算する係数乗算手段を有する
ことを特徴とする音響処理装置。
A basic sampling function that is finitely differentiable and has a value of a finite stage, and a control sampling that is finitely differentiable and has a value of a finite stage and shows a waveform different from the waveform indicated by the basic sampling function A function processing means for calculating an interpolated value between the discrete data by a convolution operation on a plurality of discrete data arranged in the time direction using a sampling function consisting of a function and linear addition;
The sound processing apparatus, wherein the function processing means includes coefficient multiplying means for multiplying the control sampling function by a variable parameter that can be set to an arbitrary numerical value by a user.
前記関数処理手段は、
前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを用いて、前記離散データに対する前記畳み込み演算をそれぞれ実行した後、前記標本化関数を用いた前記畳み込み演算によって得られた演算結果を前記線形加算することにより前記補間値を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の音響処理装置。
The function processing means includes
After performing the convolution operation on the discrete data using the basic sampling function and the control sampling function, respectively, linearly add the operation results obtained by the convolution operation using the sampling function. The sound processing apparatus according to claim 1, wherein the interpolation value is calculated as described above.
前記補間値が算出される着目点を挟んで存在する所定数の前記離散データを抽出する離散データ抽出手段を備え、
前記関数処理手段は、
前記離散データ抽出手段によって抽出された各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記基本標本化関数の値を計算し、前記離散データのそれぞれに対応させた前記基本標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での基本補間値を計算する基本項演算手段と、
前記離散データ抽出手段によって抽出された各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記制御標本化関数の値を計算し、前記離散データのそれぞれに対応させた前記制御標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での制御補間値を計算する制御項演算手段と、
前記基本項演算手段により算出した前記基本補間値と、前記制御項演算手段により算出した前記制御補間値との線形加算により前記補間値を算出する線形加算手段とを備える
ことを特徴とする請求項1又は2記載の音響処理装置。
A discrete data extraction means for extracting a predetermined number of the discrete data existing across the point of interest for which the interpolation value is calculated;
The function processing means includes
The value of the basic sampling function is calculated using the distance to the point of interest obtained for each discrete data extracted by the discrete data extracting means, and the basic sampling corresponding to each of the discrete data A basic term calculation means for calculating a basic interpolation value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the function;
The value of the control sampling function is calculated using the distance to the point of interest obtained for each discrete data extracted by the discrete data extracting means, and the control sampling corresponding to each of the discrete data A control term calculation means for calculating a control interpolation value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the function;
The linear addition means for calculating the interpolation value by linear addition of the basic interpolation value calculated by the basic term calculation means and the control interpolation value calculated by the control term calculation means. The sound processing apparatus according to 1 or 2.
前記関数処理手段は、
前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを予め前記線形加算した前記標本化関数を用いて、前記離散データに対する前記畳み込み演算を行うことにより前記補間値を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の音響処理装置。
The function processing means includes
The interpolation value is calculated by performing the convolution operation on the discrete data using the sampling function obtained by linearly adding the basic sampling function and the control sampling function in advance. The sound processing apparatus according to 1.
前記補間値が算出される着目点を挟んで存在する所定数の前記離散データを抽出する離散データ抽出手段を備え、
前記関数処理手段は、
前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを予め前記線形加算した前記標本化関数が記憶されており、各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記標本化関数の値を計算する関数演算手段と、
前記離散データのそれぞれに対応させた前記標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での補間値を計算する畳み込み演算手段とを備える
ことを特徴とする請求項1又は4記載の音響処理装置。
A discrete data extraction means for extracting a predetermined number of the discrete data existing across the point of interest for which the interpolation value is calculated;
The function processing means includes
The sampling function obtained by linearly adding the basic sampling function and the control sampling function is stored in advance, and the sampling function is calculated using the distance to the point of interest obtained for each discrete data. A function calculation means for calculating a value;
5. The convolution operation means for calculating an interpolated value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the sampling function associated with each of the discrete data. Sound processing device.
前記基本標本化関数は、前記離散データの標本位置の区間[−1,1]において1回だけ微分可能な区分多項式で他の区間は恒等的に0で表される関数であり、
前記制御標本化関数は、前記離散データの標本位置の区間[−2、2]において1回だけ微分可能な区分多項式関数で他の区間では恒等的に0となる関数である
ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項記載の音響処理装置。
The basic sampling function is a piecewise polynomial that can be differentiated only once in the interval [−1, 1] of the sample position of the discrete data, and the other interval is a function that is uniformly represented by 0,
The control sampling function is a piecewise polynomial function that can be differentiated only once in the interval [−2, 2] of the sample position of the discrete data, and is a function that is uniformly 0 in other intervals. The sound processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記離散データの標本位置をtとしたとき、
前記基本標本化関数をf(t)とし、前記基本標本化関数は次式
Figure 2009271641
で表され、
前記制御標本化関数をC0(t)=Cr(t)+Cr(−t)とし、前記Cr(t)は次式
Figure 2009271641
で表される
ことを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか1項記載の音響処理装置。
When the sample position of the discrete data is t,
The basic sampling function is f (t), and the basic sampling function is
Figure 2009271641
Represented by
The control sampling function is C 0 (t) = C r (t) + C r (−t), and Cr (t) is expressed by the following equation:
Figure 2009271641
The sound processing apparatus according to claim 1, wherein the sound processing apparatus is represented by:
前記数値が異なる複数の前記可変パラメータが予め記憶されており、前記複数の可変パラメータの中から前記制御標本化関数に乗算するいずれか1つの前記可変パラメータを選択させるためのセレクタを備える
ことを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項記載の音響処理装置。
A plurality of the variable parameters having different numerical values are stored in advance, and a selector for selecting any one of the variable parameters for multiplying the control sampling function from the plurality of variable parameters is provided. The sound processing apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記関数処理手段は、
ユーザの指定したプログラムデータに基づいてユーザ所望の制御形態でなる回路構成を形成するフイールドプログラマブルゲートアレイにプログラミングされる
ことを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項記載の音響処理装置。
The function processing means includes
The sound processing device according to any one of claims 1 to 8, wherein the sound processing device is programmed in a field programmable gate array that forms a circuit configuration having a control form desired by a user based on program data designated by a user. .
前記関数処理手段は、
ユーザの指定したプログラムデータに基づいてユーザ所望の制御形態でなる演算構成を形成するプログラマブル信号処理デバイスにプログラミングされる
ことを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項記載の音響処理装置。
The function processing means includes
The acoustic processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the acoustic processing apparatus is programmed to a programmable signal processing device that forms an arithmetic configuration in a user-desired control form based on program data designated by a user. .
前記基本標本化関数及び前記制御標本化関数は、着目する前記離散データ間の所定の区分数に応じて予め計算された演算値をテーブル化しておき、このテープル化したテーブル値と前記離散データとの畳み込み演算と、前記可変パラメータの乗算と、前記線形加算とを前記離散データの入力毎に演算して、前記補間値を出力する
ことを特徴とする請求項1〜10のうちいずれか1項記載の音響処理装置。
The basic sampling function and the control sampling function form a table of operation values calculated in advance according to a predetermined number of divisions between the discrete data of interest, and the table value thus tabulated and the discrete data The convolution operation, the multiplication of the variable parameter, and the linear addition are calculated for each input of the discrete data, and the interpolation value is output. 11. The sound processing apparatus according to the description.
前記離散データ間の前記区分数が複数の場合、それら区分数の最小公倍数の区分数で前記テーブル値を予め演算しておき、前記離散データの入力開始時に設定される前記区分数に応じて、前記テーブル値を選択して、該テーブル値と前記離散データとの畳み込み演算を実行する
ことを特徴とする請求項11記載の音響処理装置。
When the number of divisions between the discrete data is plural, the table value is calculated in advance with the number of divisions of the least common multiple of the number of divisions, and according to the number of divisions set at the start of input of the discrete data, The sound processing apparatus according to claim 11, wherein the table value is selected, and a convolution operation between the table value and the discrete data is executed.
ユーザにより任意の数値に可変パラメータが設定されるパラメータ設定ステップと、
有限回微分可能であって有限台の値を有した基本標本化関数と、前記可変パラメータが乗算され有限回微分可能であって有限台の値を有し前記基本標本化関数が示す波形と異なる波形を示す制御標本化関数とからなる標本化関数を用いて、時間方向に並ぶ複数の離散データに対する畳み込み演算と、線形加算とによって、前記離散データ間の補間値を算出する関数処理ステップと
を備えることを特徴とする音響処理方法。
A parameter setting step in which a variable parameter is set to an arbitrary numerical value by the user;
A basic sampling function that is finitely differentiable and has a value of a finite stage and a waveform that is multiplied by the variable parameter and is finitely differentiable and has a value of finite stage and that is different from the waveform indicated by the basic sampling function A function processing step of calculating an interpolated value between the discrete data by performing a convolution operation on a plurality of discrete data arranged in the time direction using a sampling function including a control sampling function indicating a waveform and linear addition. An acoustic processing method comprising:
前記関数処理ステップは、
前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを用いて、前記離散データに対する前記畳み込み演算をそれぞれ実行する畳み込み演算ステップと、
前記標本化関数を用いた前記畳み込み演算によって得られた演算結果を前記線形加算することにより前記補間値を算出する線形加算ステップと
を備えることを特徴とする請求項13記載の音響処理方法。
The function processing step includes
Using the basic sampling function and the control sampling function, a convolution operation step for executing the convolution operation on the discrete data, respectively,
The acoustic processing method according to claim 13, further comprising: a linear addition step of calculating the interpolation value by linearly adding the calculation results obtained by the convolution calculation using the sampling function.
前記補間値が算出される着目点を挟んで存在する所定数の前記離散データを抽出する離散データ抽出ステップを備え、
前記関数処理ステップは、
前記離散データ抽出手段によって抽出された各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記基本標本化関数の値を計算し、前記離散データのそれぞれに対応させた前記基本標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での基本補間値を計算する基本項演算ステップと、
前記離散データ抽出手段によって抽出された各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記制御標本化関数の値を計算し、前記離散データのそれぞれに対応させた前記制御標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での制御補間値を計算する制御項演算ステップと、
前記基本項演算手段により算出した前記基本補間値と、前記制御項演算手段により算出した前記制御補間値とを線形加算して前記補間値を算出する線形加算ステップとを備える
ことを特徴とする請求項13又は14記載の音響処理方法。
A discrete data extraction step of extracting a predetermined number of the discrete data existing across the point of interest for which the interpolation value is calculated;
The function processing step includes
The value of the basic sampling function is calculated using the distance to the point of interest obtained for each discrete data extracted by the discrete data extracting means, and the basic sampling corresponding to each of the discrete data A basic term calculation step for calculating a basic interpolation value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the function;
The value of the control sampling function is calculated using the distance to the point of interest obtained for each discrete data extracted by the discrete data extracting means, and the control sampling corresponding to each of the discrete data A control term calculation step for calculating a control interpolation value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the function;
The linear addition step of linearly adding the basic interpolation value calculated by the basic term calculation means and the control interpolation value calculated by the control term calculation means to calculate the interpolation value. Item 15. The acoustic processing method according to Item 13 or 14.
前記関数処理ステップは、
前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを予め前記線形加算した前記標本化関数を用いて、前記離散データに対する前記畳み込み演算を行うことにより前記補間値を算出する
ことを特徴とする請求項13記載の音響処理方法。
The function processing step includes
The interpolation value is calculated by performing the convolution operation on the discrete data using the sampling function obtained by linearly adding the basic sampling function and the control sampling function in advance. 14. The acoustic processing method according to 13.
前記補間値が算出される着目点を挟んで存在する所定数の前記離散データを抽出する離散データ抽出ステップを備え、
前記関数処理ステップは、
前記基本標本化関数と前記制御標本化関数とを予め前記線形加算した前記標本化関数を記憶しておき、各前記離散データ毎に求めた前記着目点までの距離を用いて前記標本化関数の値を計算する関数演算ステップと、
前記離散データのそれぞれに対応させた前記標本化関数の値を畳み込み演算することより、前記着目点での補間値を計算する畳み込み演算ステップとを備える
ことを特徴とする請求項13又は16記載の音響処理方法。
A discrete data extraction step of extracting a predetermined number of the discrete data existing across the point of interest for which the interpolation value is calculated;
The function processing step includes
The sampling function obtained by linearly adding the basic sampling function and the control sampling function is stored in advance, and the distance to the point of interest obtained for each discrete data is used to calculate the sampling function. A function calculation step for calculating a value;
The convolution operation step of calculating an interpolated value at the point of interest by performing a convolution operation on the value of the sampling function corresponding to each of the discrete data. Sound processing method.
前記基本標本化関数は、前記離散データの標本位置の区間[−1,1]において1回だけ微分可能な区分多項式で他の区間は恒等的に0で表される関数であり、
前記制御標本化関数は、前記離散データの標本位置の区間[−2、2]において1回だけ微分可能な区分多項式関数で他の区間では恒等的に0となる関数である
ことを特徴とする請求項13〜17のうちいずれか1項記載の音響処理方法。
The basic sampling function is a piecewise polynomial that can be differentiated only once in the interval [−1, 1] of the sample position of the discrete data, and the other interval is a function that is uniformly represented by 0,
The control sampling function is a piecewise polynomial function that can be differentiated only once in the interval [−2, 2] of the sample position of the discrete data, and is a function that is uniformly 0 in other intervals. The sound processing method according to any one of claims 13 to 17.
前記離散データの標本位置をtとしたとき、
前記基本標本化関数をf(t)とし、前記基本標本化関数は次式
Figure 2009271641
で表され、
前記制御標本化関数をC0(t)=Cr(t)+Cr(−t)とし、前記Cr(t)は次式
Figure 2009271641
で表される
ことを特徴とする請求項13〜18のうちいずれか1項記載の音響処理方法。
When the sample position of the discrete data is t,
The basic sampling function is f (t), and the basic sampling function is
Figure 2009271641
Represented by
The control sampling function is C 0 (t) = Cr (t) + Cr (−t), where Cr (t) is
Figure 2009271641
The sound processing method according to claim 13, wherein the sound processing method is expressed by:
前記パラメータ設定ステップでは、予め記憶された前記数値が異なる複数の前記可変パラメータの中から、前記制御標本化関数に乗算するいずれか1つの前記可変パラメータを選択させる
ことを特徴とする請求項13〜19のうちいずれか1項記載の音響処理方法。
In the parameter setting step, any one of the variable parameters for multiplying the control sampling function is selected from the plurality of variable parameters having different numerical values stored in advance. The sound processing method according to claim 1.
前記関数処理ステップは、
ユーザの指定したプログラムデータに基づいてフイールドプログラマブルゲートアレイにプログラミングされたユーザ所望の制御形態でなる回路構成で実行する
ことを特徴とする請求項13〜20のうちいずれか1項記載の音響処理方法。
The function processing step includes
The acoustic processing method according to any one of claims 13 to 20, wherein the acoustic processing method is executed by a circuit configuration having a control form desired by a user programmed in a field programmable gate array based on program data designated by a user. .
前記関数処理ステップは、
ユーザの指定したプログラムデータに基づいてプログラマブルな信号処理デバイスにプログラミングされたユーザ所望の制御形態でなる演算回路構成で実行する
ことを特徴とする請求項13〜20のうちいずれか1項記載の音響処理方法。
The function processing step includes:
The sound according to any one of claims 13 to 20, wherein the sound is executed by an arithmetic circuit configuration in a user-desired control form programmed in a programmable signal processing device based on program data designated by a user. Processing method.
前記関数処理ステップは、
着目する前記離散データ間の所定の区分数に応じて予め計算された前記基本標本化関数及び前記制御標本化関数の演算値をテーブル化しておき、該テーブル値と前記離散データとの畳み込み演算と、前記可変パラメータの乗算と、前記線形加算とを前記離散データの入力毎に演算して、前記補間値を出力する
ことを特徴とする請求項13〜22のうちいずれか1項記載の音響処理方法。
The function processing step includes
The calculation values of the basic sampling function and the control sampling function calculated in advance according to a predetermined number of divisions between the discrete data of interest are tabulated, and a convolution operation between the table value and the discrete data is performed. The acoustic processing according to any one of claims 13 to 22, wherein multiplication of the variable parameter and linear addition are calculated for each input of the discrete data, and the interpolation value is output. Method.
前記関数処理ステップは、
前記離散データ間の前記区分数が複数の場合、それら区分数の最小公倍数の区分数で前記テーブル値を予め演算しておき、前記離散データの入力開始時に設定される前記区分数に応じて、前記テーブル値を選択して、該テーブル値と前記離散データとの畳み込み演算を実行する
ことを特徴とする請求項23記載の音響処理方法。
The function processing step includes
When the number of divisions between the discrete data is plural, the table value is calculated in advance with the number of divisions of the least common multiple of the number of divisions, and according to the number of divisions set at the start of input of the discrete data, The acoustic processing method according to claim 23, wherein the table value is selected, and a convolution operation between the table value and the discrete data is executed.
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