JP3358720B2 - Apparatus and method for generating noise waveform - Google Patents

Apparatus and method for generating noise waveform

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JP3358720B2 JP13387599A JP13387599A JP3358720B2 JP 3358720 B2 JP3358720 B2 JP 3358720B2 JP 13387599 A JP13387599 A JP 13387599A JP 13387599 A JP13387599 A JP 13387599A JP 3358720 B2 JP3358720 B2 JP 3358720B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ノイズ波形の生成
方法に関し、特に非周期的なノイズ波形の生成方法に関
する。
The present invention relates to a method for generating a noise waveform, and more particularly, to a method for generating a non-periodic noise waveform.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ノイズの影響をシミュレーシ
ョンにより評価するために一般的に乱数列が用いられる
が、回路シミュレーション等の連続系のシミュレーショ
ンに用いるために、連続系のノイズ波形を生成すること
が要求されている。また、1/f等の所望の特性をもっ
たノイズ波形の生成が要求されている。この要請に応え
るために、図8に示すように、正規分布の乱数列と所望
の特性をもつフィルタを用意して、この乱数列を入力と
してフィルタのシミュレーションを行うことにより、フ
ィルタの出力から所望の特性をもったノイズ波形を生成
することが一般的に行われている。このような方式は、
例えば、1996年5月発行「IEEE Circuit & Device
s」22〜27頁のW.E.Thain及びJ.A.C
onnelly共著による論文に開示されている。この
例では、伝達関数H(f)のフィルタを通すことによ
り、H(f)の特性のノイズ波形を生成している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a random number sequence is generally used to evaluate the effect of noise by simulation. However, a continuous system noise waveform must be generated for use in continuous system simulation such as circuit simulation. Is required. Further, generation of a noise waveform having desired characteristics such as 1 / f is required. In order to respond to this request, as shown in FIG. 8, a random number sequence having a normal distribution and a filter having desired characteristics are prepared, and a simulation of the filter is performed using the random number sequence as an input, so that a desired output from the filter is obtained. Generally, a noise waveform having the following characteristics is generated. Such a scheme is
For example, "IEEE Circuit &Device" issued in May 1996
s "pages 22-27. E. FIG. Thain and J.M. A. C
It is disclosed in a paper co-authored by onnelly. In this example, a noise waveform having a characteristic of H (f) is generated by passing through a filter having a transfer function H (f).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
の方法では、フィルタを通すものであるために、所望の
特性をもつフィルタを設計しなければならない。しか
し、所望の特性をもつフィルタを設計するには、フィル
タ理論および近似理論の専門知識が必要になり、専門外
の者には容易ではない。さらに、特性によっては、必ず
しも十分な精度で近似できる保証はない。
However, in the above-mentioned conventional method, a filter having desired characteristics must be designed since the filter passes. However, designing a filter having desired characteristics requires expertise in filter theory and approximation theory, which is not easy for non-specialists. Furthermore, there is no guarantee that the approximation can be performed with sufficient accuracy depending on the characteristics.

【0004】そこで本発明の目的は、特性の近似が容易
な非周期的なノイズ波形の生成装置及び生成方法を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for generating an aperiodic noise waveform whose characteristics can be easily approximated.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、所望の周波数特性に対応する周波数帯域を、
離散ウエーヴレット変換を用いて、それぞれ重なりのな
い複数の帯域に分割する帯域分割手段と、所望の周波数
特性に近似するように、前記帯域分割手段によって分割
した各帯域のノイズの大きさを設定する設定手段と、前
記各帯域毎に前記設定手段によって設定した大きさのノ
イズを生成するノイズ生成手段と、前記ノイズ生成手段
によって生成したノイズの合成を行う合成手段とを具備
し、前記設定手段は、前記帯域分割手段によって分割し
た各帯域毎に重み付けされた乱数を発生する乱数発生手
段を有し、前記ノイズ生成手段は、前記離散ウエーヴレ
ット変換における基底関数の係数を前記乱数によって設
定することにより各帯域のノイズを生成する手段を有す
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a frequency band corresponding to a desired frequency characteristic,
Using discrete wavelet transform, band dividing means for dividing into a plurality of non-overlapping bands, and the magnitude of noise in each band divided by the band dividing means are set so as to approximate desired frequency characteristics. Setting means, noise generating means for generating noise of a magnitude set by the setting means for each band, and synthesizing means for synthesizing the noise generated by the noise generating means, wherein the setting means A random number generating unit that generates a random number weighted for each band divided by the band dividing unit, wherein the noise generating unit sets a coefficient of a basis function in the discrete wavelet transform by the random number. It is characterized by having means for generating noise in each band.

【0006】また本発明は、所望の周波数特性に対応す
る周波数帯域を、離散ウエーヴレット変換を用いて、そ
れぞれ重なりのない複数の帯域に分割するとともに、所
望の周波数特性に近似するように、各帯域のノイズの大
きさを設定して前記各帯域毎に重み付けされた乱数を発
生し、前記離散ウエーヴレット変換における基底関数の
係数を前記乱数によって設定することにより、前記各帯
域毎に設定した大きさのノイズを生成し、さらに帯域毎
のノイズの合成を行うようにしたことを特徴とする。
Further, according to the present invention, a frequency band corresponding to a desired frequency characteristic is divided into a plurality of non-overlapping bands using a discrete wavelet transform, and each frequency band is approximated to a desired frequency characteristic. By generating a random number weighted for each band by setting the magnitude of noise in a band, and setting a coefficient of a basis function in the discrete wavelet transform by the random number, the magnitude set for each band In this case, the noise is generated, and the noise for each band is synthesized.

【0007】本発明によるノイズ波形の生成装置におい
て、帯域分割手段では、離散ウエーヴレット変換を用い
ることにより、所望の周波数特性に対応する周波数帯域
をそれぞれ重なりのない複数の帯域に分割する。また、
設定手段では、所望の周波数特性に近似するように、帯
域分割手段によって分割した各帯域のノイズの大きさを
設定して各帯域毎に重み付けされた乱数を発生する。そ
して、ノイズ生成手段では、離散ウエーヴレット変換に
おける基底関数の係数を乱数によって設定することによ
り、各帯域毎に設定手段によって設定した大きさのノイ
ズを生成し、合成手段では、ノイズ生成手段によって生
成したノイズの合成を行う。このような構成により、フ
ィルタ理論や近似理論を用いずに、容易に所望の特性の
ノイズ波形を生成できる。
In the noise waveform generating apparatus according to the present invention, the band dividing means divides a frequency band corresponding to a desired frequency characteristic into a plurality of non-overlapping bands by using a discrete wavelet transform. Also,
The setting means sets the magnitude of noise in each band divided by the band dividing means so as to approximate a desired frequency characteristic, and generates a random number weighted for each band. Then, the noise generation means generates a noise of the magnitude set by the setting means for each band by setting the coefficient of the basis function in the discrete wavelet transform by a random number, and the synthesis means generates the noise by the noise generation means. The synthesized noise is synthesized. With such a configuration, a noise waveform having desired characteristics can be easily generated without using a filter theory or an approximation theory.

【0008】また、本発明によるノイズ波形の生成方法
においては、所望の周波数特性に対応する周波数帯域
を、離散ウエーヴレット変換を用いて、それぞれ重なり
のない複数の帯域に分割し、また、所望の周波数特性に
近似するように、各帯域のノイズの大きさを設定し、各
帯域毎に重み付けされた乱数を発生する。そして、離散
ウエーヴレット変換における基底関数の係数を乱数によ
って設定することにより、各帯域毎に設定した大きさの
ノイズを生成し、さらに帯域毎のノイズの合成を行うこ
とにより、フィルタ理論や近似理論を用いずに、容易に
所望の特性のノイズ波形を生成できる。
In the noise waveform generating method according to the present invention, a frequency band corresponding to a desired frequency characteristic is divided into a plurality of non-overlapping bands using discrete wavelet transform. The magnitude of noise in each band is set so as to approximate the frequency characteristics, and a random number weighted for each band is generated. Then, by setting the coefficients of the basis functions in the discrete wavelet transform by random numbers, a noise of a magnitude set for each band is generated, and the noise of each band is synthesized, so that the filter theory or the approximation theory is obtained. , A noise waveform having desired characteristics can be easily generated.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるノイズ波形の
生成装置及び生成方法の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態によるノイズ波形の生成装
置の機能構成を示すブロック図である。このノイズ波形
生成装置は、帯域分割手段10と、設定手段20と、ノ
イズ生成手段30と、合成手段40とを有する。そし
て、帯域分割手段10では、所望の周波数特性に対応す
る周波数帯域をそれぞれ重なりのない複数の帯域に分割
する。また、設定手段20では、所望の周波数特性に近
似するように、帯域分割手段10によって分割した各帯
域のノイズの大きさを設定する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a noise waveform generating apparatus and method according to the present invention will be described below.
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a noise waveform generation device according to an embodiment of the present invention. The noise waveform generating device includes a band dividing unit 10, a setting unit 20, a noise generating unit 30, and a combining unit 40. Then, the band dividing means 10 divides a frequency band corresponding to a desired frequency characteristic into a plurality of non-overlapping bands. The setting unit 20 sets the magnitude of noise in each band divided by the band dividing unit 10 so as to approximate a desired frequency characteristic.

【0010】また、ノイズ生成手段30では、各帯域毎
に設定手段20によって設定した大きさのノイズを生成
する。また、合成手段40では、ノイズ生成手段30に
よって生成したノイズの合成を行う。また、本実施の形
態によるノイズ波形生成方式では、次の3つの動作を実
行する。まず、所望の周波数特性に近似するように、複
数に分割した帯域の重み付けを行う。その後、各帯域毎
に上述の重み付けした乱数を発生し、各帯域の周波数成
分をもつノイズ波形を生成する。次に、各帯域のノイズ
波形を合成し、全体のノイズ波形を生成する。したがっ
て、フィルタ理論や近似理論を用いずに、容易に所望の
特性のノイズ波形を生成できる。
The noise generating means 30 generates noise of the magnitude set by the setting means 20 for each band. Further, the synthesizing unit 40 synthesizes the noise generated by the noise generating unit 30. In the noise waveform generation method according to the present embodiment, the following three operations are performed. First, a plurality of divided bands are weighted so as to approximate desired frequency characteristics. Thereafter, the above-mentioned weighted random numbers are generated for each band, and a noise waveform having a frequency component of each band is generated. Next, the noise waveforms of the respective bands are combined to generate an overall noise waveform. Therefore, a noise waveform having desired characteristics can be easily generated without using a filter theory or an approximation theory.

【0011】以下、本発明の具体的実施例について図面
を参照して詳細に説明する。図2は、本例の周波数特性
の近似方法を示す説明図である。この図2では、横軸が
周波数、縦軸がゲインを表している。図示のように、本
例においては、所望のノイズ波形の周波数特性に対応す
る周波数帯域を、それぞれ重なりのない周波数帯域に分
割する。そして、所望のノイズ波形の周波数特性に近似
するように各帯域の大きさを設定する。次に、本例にお
ける周波数帯域の分割手法として、離散ウエーヴレット
変換について図3、図4を参照して説明する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an approximation method of the frequency characteristic of the present example. In FIG. 2, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents gain. As shown in the figure, in this example, a frequency band corresponding to a frequency characteristic of a desired noise waveform is divided into non-overlapping frequency bands. Then, the size of each band is set so as to approximate the frequency characteristic of the desired noise waveform. Next, a discrete wavelet transform will be described with reference to FIGS. 3 and 4 as a method of dividing a frequency band in this example.

【0012】図3は、離散ウエーヴレット変換による信
号空間の分割状態を示す説明図である。この図3では、
横軸が時間、縦軸が周波数を表しており、離散ウエーヴ
レット変換により時間と周波数の両方向で信号空間が分
割される様子を示している。すなわち、図3において、
周波数空間は下から上にレベルMからレベルN(=M+
3)まで、4つのレベルに分割されている。また、時間
空間は、レベルMの時間はレベルM+1の2倍の長さに
なり、レベルM+1の時間はレベルM+2の2倍の長さ
になり、レベルM+2の時間はレベルN(=M+3)の
2倍の長さになるように分割される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a division state of a signal space by the discrete wavelet transform. In this FIG.
The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents frequency, and shows how the signal space is divided in both the time and frequency directions by the discrete wavelet transform. That is, in FIG.
The frequency space is from level M to level N (= M +
Until 3), it is divided into four levels. In the time space, the time of the level M is twice the length of the level M + 1, the time of the level M + 1 is twice the length of the level M + 2, and the time of the level M + 2 is the length of the level N (= M + 3). It is divided so as to be twice as long.

【0013】図4は、離散ウエーヴレット変換で用いる
各関数式を示す説明図である。離散ウエーヴレット変換
のスケーリング関数をφとし、このφに対応するウエー
ヴレットψ「基底関数」が与えられると、レベルiにつ
いて、φ(2(i)x−k)の張る空間Viと、ψ(2
(i)x−k)の張る空間Wiが決まり、空間Viの任意の
関数fiと、空間Wi任意の関数giは、式1および式2
の形に表される。そして、関数fiは、式3のように一
意的に分解できる。また、ウエーヴレット変換の再構成
は、式3の右辺から左辺を求めることであり、式4で求
められる。なお、このような離散ウエーヴレット変換に
ついては、本発明に関連する部分のみを説明するものと
し、その詳細については、例えば、東京電機大学出版局
刊「ウエーヴレット ビギナーズガイド」(榊原 進
著)等の著書に詳しいため、ここでは省略する。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing each function used in the discrete wavelet transform. The scaling function of discrete Waveland wavelet transform and phi, when the corresponding Waveland let [psi "basis functions" in phi is given, the level i, and space V i spanned phi of (2 (i) x-k ), ψ (2
(I) x-k) Hull determines space W i, and any function f i space V i, the space W i arbitrary function g i, Equation 1 and Equation 2
It is represented in the form of Then, the function f i can be uniquely decomposed as in Expression 3. Also, the reconstruction of the wavelet transform is to find the left side from the right side of Equation 3, which is obtained by Equation 4. It should be noted that, regarding such a discrete wavelet transform, only a portion related to the present invention will be described. Since it is detailed in his book, it is omitted here.

【0014】次に、本例によるノイズ波形の生成方法を
図5、図6のフローチャートを用いて説明する。図5
は、本例によるノイズ波形の生成方法の概要を示すフロ
ーチャートであり、図6は、図5のステップS2、S3
で各時刻毎に繰り返して行う動作の詳細を示すフローチ
ャートである。まず、これらのフローチャートにおける
各ステップを説明する。図5において、S1は分割した
各帯域の重み付けを行うステップであり、S2は各帯域
ごとに乱数を用いてノイズを生成するステップである。
また、S3はS2で生成したノイズを合成して全体のノ
イズ波形を生成するステップであり、S4は時間を進め
るステップである。そしてS5は終了時刻かどうか判定
するステップである。
Next, a method of generating a noise waveform according to the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing an outline of a noise waveform generation method according to the present embodiment. FIG. 6 is a flowchart showing steps S2 and S3 in FIG.
5 is a flowchart showing details of an operation performed repeatedly at each time. First, each step in these flowcharts will be described. In FIG. 5, S1 is a step of weighting each divided band, and S2 is a step of generating noise using a random number for each band.
S3 is a step of generating the entire noise waveform by synthesizing the noise generated in S2, and S4 is a step of advancing time. Then, S5 is a step of determining whether or not it is the end time.

【0015】次に、図6において、S11はレベルを示
す変数iにMを設定するステップであり、S12はレベ
ルiの係数ci、diが設定されているかどうか判定する
ステップである。S13はレベルiがN+1より小さい
かどうか判定するステップであり、S14は重み付けさ
れた乱数をdiに設定するステップである。また、S1
5はci-1とdi-1からciを計算するステップであり、
S16はレベルの変数iをインクリメントするステップ
である。そしてS17はiがNより大きいかどうかを判
定するステップである。
Next, in FIG. 6, S11 is a step of setting M to a variable i indicating the level, and S12 is a step of determining whether or not the coefficients c i and d i of the level i are set. S13. A determining whether the level i is N + 1 is smaller than, S14 is a step of setting the weighted random number in d i. Also, S1
5 is a step of calculating c i from c i-1 and d i-1,
S16 is a step of incrementing the level variable i. Then, S17 is a step of determining whether or not i is larger than N.

【0016】次に、このようなフローチャートに基づい
て、本例のノイズ生成動作を詳細に説明する。まず、図
5のステップS1において、例えば図2に示すような周
波数特性に対応する帯域を、それぞれ重なりのない周波
数帯域に分割し、所望の特性を近似するように各帯域の
重み付けを決定する。各帯域の近似方法としては、その
帯域中の例えば中央値等の1つの点のゲインによって近
似するようにしてもよいし、または、複数の点の平均値
で近似するようにしてもよい。
Next, the noise generation operation of this embodiment will be described in detail based on such a flowchart. First, in step S1 of FIG. 5, for example, a band corresponding to a frequency characteristic as shown in FIG. 2 is divided into non-overlapping frequency bands, and weighting of each band is determined so as to approximate a desired characteristic. As an approximation method for each band, the band may be approximated by a gain at one point such as a median value, or may be approximated by an average value of a plurality of points.

【0017】その後、図2のステップS2において、各
帯域毎に上記の重み付けした乱数を発生して、各帯域の
周波数成分をもつノイズ波形を生成する。次に、図2の
ステップS3において、各帯域のノイズ波形を合成し、
全体のノイズ波形を生成する。上記ステップS2とS3
は、タイムステップ毎に繰り返し実行する。重み付けし
た乱数は、平均0分散1の正規分布の乱数に前記重み付
けに対応する係数を乗ずることにより生成する。
Thereafter, in step S2 in FIG. 2, the above-mentioned weighted random numbers are generated for each band, and a noise waveform having a frequency component of each band is generated. Next, in step S3 of FIG. 2, the noise waveform of each band is synthesized,
Generate the overall noise waveform. Steps S2 and S3 above
Is repeatedly executed for each time step. The weighted random number is generated by multiplying a random number having a normal distribution with an average of 0 and a variance of 1 by a coefficient corresponding to the weighting.

【0018】次に、上記ステップS2とS3の動作の詳
細を図6により説明する。ここでは図3に示すように、
考慮する周波数帯域の最も低いレベルをM、最も高いレ
ベルをNとする。また、レベルを表す変数をiとし、図
6において、まずiをMに設定する(S11)。そし
て、図6のS12において、離散ウエーヴレット変換の
レベルiの係数c iおよびdiが設定済みか否か判断す
る。各係数c、dの値が既に設定されているかどうか
は、フラグを用いて判定する。ここで、離散ウエーヴレ
ット変換のレベルiの係数ciおよびdiがまだ設定され
ていないときは、以下の処理を行う。
Next, the details of the operations in steps S2 and S3 will be described.
Details will be described with reference to FIG. Here, as shown in FIG.
M is the lowest level of the frequency band to be considered and M is the highest level.
Let N be the bell. Also, a variable representing a level is represented by i, and
In 6, first, i is set to M (S11). Soshi
Therefore, in S12 of FIG. 6, the discrete wavelet transform
Coefficient i of level i iAnd diJudge whether is already set
You. Whether the values of each coefficient c and d have already been set
Is determined using a flag. Where the discrete wave
Coefficient c of level iiAnd diIs still set
If not, perform the following processing.

【0019】まず、iがN+1より小さいときは(S1
3)、乱数を発生し、diに、図5のステップS1で設
定した各帯域に対して設定された重み付けを行って設定
する(S14)。次に、式4を用いて、係数ciの値を
1レベル低い係数ci-1とdi-1の値から計算する(S1
5)。次に、レベルの変数iをインクリメントし、上の
レベルのcとdの値を設定する(S16)。以上の処理
をレベルMからレベルNにわたって繰り返すことによ
り、レベルMからレベルNまでの各係数c、dの値を設
定し、最後にレベルN+1のcN+1を求める。レベルi
とi+1を比べると、i+1の方は、時間間隔がiの1
/2であるので、乱数の発生回数はiの2倍になる。
First, when i is smaller than N + 1, (S1
3) A random number is generated, and d i is set by performing weighting set for each band set in step S1 of FIG. 5 (S14). Next, using Equation 4 to calculate the values of the coefficients c i from one level lower value of the coefficient c i-1 and d i-1 (S1
5). Next, the level variable i is incremented, and the values of c and d of the upper level are set (S16). By repeating the above processing from level M to level N, the values of coefficients c and d from level M to level N are set, and finally c N + 1 of level N + 1 is obtained. Level i
And i + 1, the time interval of i + 1 is 1 of i
/ 2, the number of random numbers generated is twice i.

【0020】以上のように、ステップS2とステップS
3をタイムステップ毎に繰り返してレベルN+1の係数
N+1の値を合成することにより、各帯域のノイズを合
成した波形を生成する。すなわち、係数cN+1の値を用
いて合成したノイズの波形を出力する。以上のようにし
て、本形態によれば、フィルタを用いることなく、各帯
域毎に逐次乱数を生成しながら、非周期的なノイズ波形
を生成できる。
As described above, steps S2 and S
3 is repeated for each time step to synthesize a value of the coefficient c N + 1 of the level N + 1, thereby generating a waveform in which noise of each band is synthesized. That is, a noise waveform synthesized using the value of the coefficient c N + 1 is output. As described above, according to the present embodiment, it is possible to generate an aperiodic noise waveform while generating random numbers sequentially for each band without using a filter.

【0021】次に本発明の他の実施例について説明す
る。図7は、本発明の他の実施例において、図5のステ
ップS2、S3で各時刻毎に繰り返して行う動作の詳細
を示すフローチャートである。まず、このフローチャー
トにおける各ステップを説明する。図7において、S2
1はレベルを示す変数iにMを設定するステップであ
り、S22はレベルiの係数diが設定されているかど
うか判定するステップである。また、S23は重み付け
された乱数をdiに設定するステップであり、S24は
レベルの変数iをインクリメントするステップである。
また、S25はiがNより大きいかどうかを判定するス
テップであり、S26はレベルを示す変数iにMを設定
するステップである。また、S27はレベルiの係数c
iが設定されているかどうか判定するステップであり、
S28はci-1とdi-1からciを計算するステップであ
る。また、S29はレベルの変数iをインクリメントす
るステップであり、S30はiがN+1より大きいかど
うかを判定するステップである。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a flowchart showing details of the operation repeatedly performed at each time in steps S2 and S3 of FIG. 5 in another embodiment of the present invention. First, each step in this flowchart will be described. In FIG. 7, S2
1 is a step of setting M to a variable i indicating the level, and S22 is a step of determining whether or not the coefficient di of the level i is set. Also, S23 is a step of setting a weighted random number d i, S24 is a step of incrementing the level of variable i.
S25 is a step of determining whether i is greater than N, and S26 is a step of setting M to a variable i indicating the level. S27 is a coefficient c of level i.
determining whether i is set,
S28 is a step of calculating c i from c i-1 and d i-1. S29 is a step of incrementing the level variable i, and S30 is a step of determining whether i is greater than N + 1.

【0022】次に、このようなフローチャートに基づい
て、本例のノイズ生成動作を詳細に説明する。この例で
は、最初に各レベルのdの値を生成した後、cの値を生
成するものである。ここで、図6に示す例と同様に、考
慮する周波数帯域の最も低いレベルをM、最も高いレベ
ルをNとする。また、レベルを表す変数をiとし、まず
iをMに設定する(S21)。そして、離散ウエーヴレ
ット変換のレベルiの係数diがまだ設定されていない
とき(S22)は、以下の処理を行う。
Next, the noise generation operation of this embodiment will be described in detail based on such a flowchart. In this example, first, a value of d is generated for each level, and then a value of c is generated. Here, as in the example shown in FIG. 6, the lowest level of the frequency band to be considered is M, and the highest level is N. Further, a variable representing the level is set to i, and first, i is set to M (S21). When the coefficients d i at level i of the discrete Waveland wavelet transform has not yet been set (S22) performs the following processing.

【0023】まず、乱数を発生し、係数diに図4のス
テップS1で設定した各帯域に対して設定された重み付
けを行って設定する(S23)。次に、レベルの変数i
をインクリメントし、上のレベルの係数dの値を設定す
る(S24)。以上の処理をレベルMからNにわたって
繰り返すことにより、レベルMからレベルNまでの各係
数dの値を設定する。次に、係数cの値を生成する。ま
ずiをMに設定する(S26)。そして、離散ウエーヴ
レット変換のレベルiの係数ciがまだ設定されていな
いとき(S27)は、以下の処理を行う。
[0023] First, a random number is generated to set by weighting set for each band set in step S1 of FIG. 4 the coefficient d i (S23). Next, the level variable i
Is incremented, and the value of the coefficient d of the upper level is set (S24). By repeating the above process from level M to N, the value of each coefficient d from level M to level N is set. Next, the value of the coefficient c is generated. First, i is set to M (S26). When the coefficient c i of level i of the discrete Waveland wavelet transform has not yet been set (S27) performs the following processing.

【0024】まず、式4を用いて、係数ciの値を1レ
ベル低い係数ci-1とdi-1の値から計算する(S2
8)。次に、レベルの変数iをインクリメントし(S2
9)、上のレベルのcの値を設定する。以上の処理をレ
ベルMからN+1にわたって繰り返すことにより、レベ
ルMからレベルNまでの各cとdの値を設定し、最後に
レベルN+1の係数cN+1を求める。すなわち、係数c
N+1の値を用いて合成したノイズの波形を出力する。以
上のようにして、本形態によれば、フィルタを用いるこ
となく、各帯域毎に逐次乱数を生成しながら、非周期的
なノイズ波形を生成できる。なお、本発明は、上述した
各形態に限定されるものでななく、本発明の技術思想の
範囲内において、適宜変更し得ることは明らかである。
Firstly, using equation 4, to calculate the value of the coefficient c i from one level lower value of the coefficient c i-1 and d i-1 (S2
8). Next, the level variable i is incremented (S2
9) Set the value of c at the upper level. By repeating the above processing from level M to N + 1, the values of c and d from level M to level N are set, and finally the coefficient c N + 1 of level N + 1 is obtained. That is, the coefficient c
A noise waveform synthesized using the value of N + 1 is output. As described above, according to the present embodiment, it is possible to generate an aperiodic noise waveform while generating random numbers sequentially for each band without using a filter. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent that the present invention can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明によるノイズ
波形の生成装置では、帯域分割手段で所望の周波数特性
に対応する周波数帯域を、離散ウエーヴレット変換を用
いて、それぞれ重なりのない複数の帯域に分割し、設定
手段で所望の周波数特性に近似するように各帯域のノイ
ズの大きさを設定して各帯域毎に重み付けされた乱数を
発生し、ノイズ生成手段で離散ウエーヴレット変換にお
ける基底関数の係数を乱数によって設定することによ
り、各帯域毎に設定した大きさのノイズを生成し、合成
手段で各帯域毎のノイズの合成を行うようにした。この
ため、フィルタ理論や近似理論を用いずに、容易に所望
の特性のノイズ波形を生成できる効果がある。
As described above, in the noise waveform generating apparatus according to the present invention, the frequency band corresponding to the desired frequency characteristic is divided into a plurality of non-overlapping bands by the discrete wavelet transform. And the setting means sets the magnitude of the noise in each band so as to approximate the desired frequency characteristic, generates a random number weighted for each band, and uses the noise generation means to set the basis function in the discrete wavelet transform. The noise of the magnitude set for each band is generated by setting the coefficient by a random number, and the synthesis unit synthesizes the noise for each band. Therefore, there is an effect that a noise waveform having desired characteristics can be easily generated without using the filter theory or the approximation theory.

【0026】また、本発明によるノイズ波形の生成方法
では、所望の周波数特性に対応する周波数帯域を、離散
ウエーヴレット変換を用いて、それぞれ重なりのない複
数の帯域に分割し、また、所望の周波数特性に近似する
ように、各帯域のノイズの大きさを設定各帯域毎に重み
付けされた乱数を発生し、さらに、離散ウエーヴレット
変換における基底関数の係数を乱数によって設定するこ
とにより、各帯域毎に設定した大きさのノイズを生成
し、帯域毎のノイズの合成を行うようにした。このた
め、フィルタ理論や近似理論を用いずに、容易に所望の
特性のノイズ波形を生成できる効果がある。
In the noise waveform generating method according to the present invention, a frequency band corresponding to a desired frequency characteristic is divided into a plurality of non-overlapping bands by using discrete wavelet transform. Set the magnitude of noise in each band to approximate the characteristics Generate random numbers weighted for each band, and set the coefficients of the basis function in the discrete wavelet transform by random numbers Is generated, and noise is synthesized for each band. Therefore, there is an effect that a noise waveform having desired characteristics can be easily generated without using the filter theory or the approximation theory.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態によるノイズ波形生成装置
の機能構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a noise waveform generation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す生成装置で処理する周波数特性の近
似方法を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an approximation method of a frequency characteristic processed by the generation device shown in FIG. 1;

【図3】図1に示す生成装置で処理する離散ウエーヴレ
ット変換による信号空間の分割状態を示す説明図であ
る。
3 is an explanatory diagram showing a division state of a signal space by a discrete wavelet transform processed by the generation device shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す生成装置で処理する離散ウエーヴレ
ット変換で用いる各関数式を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing each functional expression used in the discrete wavelet transform processed by the generation device shown in FIG. 1;

【図5】図1に示す生成装置におけるノイズ生成動作を
示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a noise generation operation in the generation device shown in FIG. 1;

【図6】図5に示すノイズ生成動作におけるタイムステ
ップ毎の動作例を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation example for each time step in the noise generation operation shown in FIG. 5;

【図7】図5に示すノイズ生成動作におけるタイムステ
ップ毎の他の動作例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing another operation example for each time step in the noise generation operation shown in FIG. 5;

【図8】従来のノイズ波形の生成方法を示す説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a conventional noise waveform generation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……帯域分割手段、20……設定手段、30……ノ
イズ生成手段、40……合成手段。
10 band dividing means, 20 setting means, 30 noise generating means, 40 combining means.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所望の周波数特性に対応する周波数帯域
、離散ウエーヴレット変換を用いて、それぞれ重なり
のない複数の帯域に分割する帯域分割手段と、所望の周
波数特性に近似するように、前記帯域分割手段によって
分割した各帯域のノイズの大きさを設定する設定手段
と、前記各帯域毎に前記設定手段によって設定した大き
さのノイズを生成するノイズ生成手段と、前記ノイズ生
成手段によって生成したノイズの合成を行う合成手段と
を具備し、 前記設定手段は、前記帯域分割手段によって分割した各
帯域毎に重み付けされた乱数を発生する乱数発生手段を
有し、前記ノイズ生成手段は、前記離散ウエーヴレット
変換における基底関数の係数を前記乱数によって設定す
ることにより各帯域のノイズを生成する手段を有する、 ことを特徴とするノイズ波形の生成装置。
1. A band dividing means for dividing a frequency band corresponding to a desired frequency characteristic into a plurality of non-overlapping bands by using a discrete wavelet transform. Setting means for setting the magnitude of noise in each band divided by the band dividing means, noise generating means for generating noise of the magnitude set by the setting means for each band, and noise generating means for generating noise. Synthesis means for synthesizing noise;
And the setting means comprises:
A random number generator that generates random numbers weighted for each band
Wherein said noise generating means comprises said discrete wavelet
The coefficient of the basis function in the conversion is set by the random number.
A means for generating noise in each band by performing the operation .
【請求項2】 前記ノイズ生成手段は、下位レベルの帯
域のノイズ波形を合成して、上位レベルのノイズ波形を
生成する手段を有することを特徴とする請求項記載の
ノイズ波形の生成装置。
Wherein said noise generating means synthesizes the band of noise waveform of lower level, generator of noise waveform according to claim 1, characterized in that it comprises means for generating a high-level of noise waveform.
【請求項3】 所望の周波数特性に対応する周波数帯域
、離散ウエーヴレット変換を用いて、それぞれ重なり
のない複数の帯域に分割するとともに、所望の周波数特
性に近似するように、各帯域のノイズの大きさを設定
て前記各帯域毎に重み付けされた乱数を発生し、前記離
散ウエーヴレット変換における基底関数の係数を前記乱
数によって設定することにより、前記各帯域毎に設定し
た大きさのノイズを生成し、さらに帯域毎のノイズの合
成を行うようにしたことを特徴とするノイズ波形の生成
方法。
3. A frequency band corresponding to a desired frequency characteristic is divided into a plurality of non-overlapping bands using a discrete wavelet transform, and noise in each band is approximated to the desired frequency characteristic. set the size
To generate a random number weighted for each band,
The coefficients of the basis function in the scattered wavelet transform are
A method of generating a noise waveform , wherein a noise having a magnitude set for each of the bands is generated by setting the number, and noise is further synthesized for each band.
【請求項4】 下位レベルの帯域のノイズ波形を合成し
て、上位レベルのノイズ波形を生成することを特徴とす
る請求項記載のノイズ波形の生成方法。
4. The noise waveform generation method according to claim 3, wherein a noise waveform of a lower level band is synthesized to generate a noise waveform of an upper level.
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