JPH0355840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、楽音信号等の音響信号を入力し
PCM（パルス符号化変調）によつて符号化等の処
理を行ない、その信号の時間軸を圧縮又は伸張し
て音響信号を出力することにより楽音あるいは音
声の音程を変化させる符号化音響信号処理を行な
う音響信号の時間軸変換装置に関する。

［従来技術］ 楽音信号や音声信号を処理する音響機器とし
て、音響信号（原音）を入力しPCM符号化等の
処理によりデジタル信号に変換し、このデジタル
音響信号をブロツク毎に切分して一旦メモリに書
き込み、そして、これらの信号を各ブロツクの時
間軸の圧縮や伸張を行なつて読み出す際に、これ
に伴うブロツクの反復読み出しや飛び越し読み出
しを所定の手順に従つて行なつて、入力した音響
信号をほぼ実時間で音の長さを変えずに音程を変
化させる符号化音響信号処理による音響信号の時
間軸変換装置の開発が進められている。

しかし、この種の時間軸変換装置では、信号の
圧縮、伸張に伴う反復読み出し、読み飛ばしなど
の処理をその各信号ブロツクの相関関係を見なが
ら複雑なアルゴリズムによつて行なう必要がある
ため、その処理による遅れが大きく、この様な音
響信号の時間軸変換処理を入力信号を入力しなが
らほとんど実時間で処理し、出力することは不可
能であり、また、処理回路も極めて複雑化する問
題があつた。

一方、これらのアルゴリズムを省略し装置を簡
素化すると、音響信号としての情報量が著しく低
下し、複号化された音響信号（再生音）の音質、
聴感等が劣化するという問題があつた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、音の長さを変えずに音程を変
化させる処理、即ち音響信号の圧縮又は伸張を行
なう時間軸変換の処理を聴覚上、実時間とみなさ
れる速さで行なうことができ、比較的簡単な回路
構成で明快度や聴覚の良好な音響信号を得ること
のできる音響信号の時間軸変換装置を提供するこ
とにある。

［発明の構成］ かかる目的を達成する為になされた本発明の構
成は、 アナログ音響信号を入力し、PCMによつてデ
イジタル信号に符号化するPCM符号化手段Ａと、 該アナログ音響信号の所定の同一相部分に対応
した前記デイジタル信号に切分点を意味するマー
クを施こすことによつて、前記デイジタル信号を
所定のブロツク長に分けると共に、所定の時間軸
に沿つた符号化情報として読み書き可能な記憶手
段Ｂに所定のアドレスから順次書き込む符号化情
報書込手段Ｃと、 前記記憶手段Ｂに記憶された符号化情報を、所
定の比率で時間軸を変換し、該符号化情報に付さ
れたマークによつて区分されたブロツク毎に、所
定のアドレスから符号化信号として読み出す符号
化信号読出手段Ｄと、 該読み出された符号化信号をアナログ音響信号
に復号化するPCM復号化手段Ｅと、 を備えた音響信号の時間軸変換装置において、 前記記憶手段への符号化情報の書き込み及び読
み出しの際に、該符号化情報に付されたマークを
検出し、書き込み時と読み出し時のマーク検出間
隔の違いに基づいてアドレス設定信号を出力する
マーク検出手段Ｆと、 前記符号化情報書込手段Ｃがマークを付した符
号化情報を前記記憶手段Ｂに書き込む際のアドレ
スのうち最新のアドレスとそのひとつ前のアドレ
スとを一時的に記憶し、前記マーク検出手段が出
力するアドレス設定信号に応じて該一時的に記憶
されたアドレスのうちいずれかのアドレスを次の
読み出しを行なうブロツクの先頭アドレスとして
予め設定するアドレス設定手段Ｇと、 を備えたことを特徴とする音響信号の時間軸変換
装置を要旨としている。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

［実施例］ 第２図は、楽音や音声等のアナログ音響信号を
入力し、PCM符号化処理を行なうと共に、音の
長さつまり再生速度を変えずに符号化信号の圧
縮・伸張を伴う時間軸変換を行なつて復号化され
た音響信号の再生音の音程を微妙に変化させる音
響信号の時間軸変換装置のブロツク図を示してい
る。２は入力端子１から入力された音声や楽音信
号等のアナログ音響信号を入力してフイルタリン
グを行なう入力フイルタであり、音響信号処理に
不要な周波数成分や雑音を除去し帯域の設定を行
なう。３は入力フイルタ２から送られる入力信号
の振幅圧縮を行なうコンプレツサであり、ノイズ
リダクシヨン動作のために信号振幅の圧縮を行な
い、後述する復号化回路のエキスパンダでは信号
の増幅が行なわれる。４はコンプレツサ３から送
られるアナログ音響信号を標本化するサンプル・
ホールド回路であり、書込・読出コントローラ８
から送られるサンプリングパルスの時間間隔によ
り、連続的な音響信号波形の瞬間、瞬間の振幅値
がサンプル値として取り出される。５はサンプ
ル・ホールド回路４により標本化された信号を量
子化して２進数の符号化データに変換するＡ／Ｄ
変換器である。本実施例においては以上のフイル
タ２ないしＡ／Ｄ変換器５がPCM符号化手段を
構成している。６はＡ／Ｄ変換器５から送られる
符号化された符号化情報（データ）を、読書き可
能メモリ（RAM）７内に設けられた音響信号の
数ブロツク分の記憶容量をもつレジスタに順次記
憶するためにラツチする書込ラツチであり、書
込・読出コントローラ８から供給されるラツチ信
号によりデータを一時記憶し、RAM７に後述す
るマルチプレクサから書込み許可信号が送られた
時、データバスを通してRAM７に符号化データ
が送られ、RAM７の指定されたアドレスに符号
化データが順次書き込まれる。

９は、RAM７への符号化データの書き込みを
行なう際、例えば、その最下位ビツト（LSB）
に、信号の圧縮・伸張による時間軸変換を行なう
時のRAM７から読み出しブロツクの切分点を指
定するマーク（例えば論理「１」の符号）を付す
マーキング回路がある。このマーキング回路９に
は、アナログ音響信号をＡ／Ｄ変換器５によりデ
イジタル信号に変換した符号化データの最上位ビ
ツト（MSB）を入力し、その符号が０から１に
変化した時に、これをネガテイブゴーイング時の
ゼロクロス点として検出し、マーキング指令信号
を出力するゼロクロス検出部と、このマーキング
指令信号を受けて、Ａ／Ｄ変換器５から出力され
る符号化データにおける例えば最下位ビツト
（LSB）にブロツクの切分点を示すマーク（例え
ば論理「１」の符号）を付与するマーキング部と
が設けられている。

１０は、予め設定された時間だけマーキング回
路９のゼロクロス検出部から出力されるマーキン
グ指令信号をマスクしてその信号の出力を中止さ
せるタイマ回路であり、ゼロクロス検出部から出
力されるマーキング指令信号の立ち上り時から所
定のマスク時間だけ高レベルのマスク用信号をゼ
ロクロス検出部に出力する。なお、タイマ回路１
０には、無音入力時に作動する第２タイマ部が付
属され、無音入力信号が続く場合、すなわち、ブ
ロツクを指定する切分点のマーキングがメモリを
一循するような長い時間にわたつて行なわれない
場合をなくすために、第２タイマ部に設定された
時間が経過してもマーキング回路９のゼロクロス
検出部からマーキング指令信号が出力されない場
合、強制的にマーキング回路９のマーキング部へ
マーキング指令信号を出力するように構成されて
いる。

上述の書込ラツチ６、書込・読出コントローラ
８の一部、マーキング回路９及びタイマ回路１０
等は符号化情報書込手段を構成しており、Ａ／Ｄ
変換器５によつて変換されたデイジタル信号に上
記のマークを施してこれを所定のブロツク長に分
けると共に、所定の時間軸に沿つた符号化情報と
して記憶手段（ここではRAM７のレジスタ）へ
書き込むよう働く。即ち、端子１から入力された
アナログ音響信号は所定の周期でサンプリングさ
れ量子化され符号化されて、ブロツク毎にRAM
７内のレジスタに記憶されてゆく。

ここにおいて、時間軸変換を行なう時のRAM
７からの読み出しブロツクの長さは切分点を示す
マークの時間間隔、すなわちタイマ回路１０の設
定時間によつて決定され、このタイマ回路の設定
時間は、制御回路１１の動作により、時間軸変換
による信号の圧縮又は伸張の程度、つまり原音と
再生音とのピツチ比に応じて制御される。すなわ
ち、通常書き込み時のブロツクの長さが一定であ
ると、再生音の長さを一定とした時間軸変換を行
なつた場合、信号の圧縮又は伸張の程度によつて
読み出された信号のブロツク毎の切分点の数が大
きく変化してしまうが、これに対してこの制御回
路１１はピツチ比の変更に対して、この切分点の
数の変化を少なくするように書き込み時のブロツ
クの長さを制御する。そこで、制御回路１１は、
可変ブロツク信号発生器１３から出力される読出
クロツク信号ｉの周期と書込みクロツク信号ｈの
周期との比を可変クロツク信号発生器１３からの
ピツチ比信号i₀によつて検出し、この書き込み読
み出しの周期の比、つまり、ピツチ設定手段であ
るピツチ設定器１２によつて設定された原音と再
生音とのピツチ比が大きい場合、即ち、時間軸の
圧縮にはその程度に応じてタイマ回路１０の設定
時間（第４図Tm）を長くし、逆に、設定された
ピツチ比が小さい場合にはその程度に応じてタイ
マ設定時間Tmを短くするように動作する。この
制御回路１１は、実際には書込・読出コントロー
ラ８、マーキング回路９及びタイマ回路１０等と
共に１個のゲートアレイにより構成されている。
ピツチ設定器１２は入力音に対し、再生音のピツ
チを高くあるいは低く変えるためにその原音と再
生音のピツチ比を設定するものであつて、その操
作によりRAM７からの符号化データの読み出し
速度を調節して原音の長さを変えずに音程が変え
られる。このピツチ設定器１２は読出カウンタＡ
１４ａ，Ｂ１４ｂに印加する読出クロツク信号ｉ
の周期を変えるように、可変クロツク信号発生器
１３に設けられた可変抵抗器として構成される。

１５は書込・読出コントローラ８と書込カウン
タ１６にクロツク信号を出力するクロツク信号発
生器であつて、書込カウンタ１６にはRAM７へ
のアドレツシング用に分周された書込みクロツク
信号ｈが送られる。一方、書込・読出コントロー
ラ８では、クロツク信号発生器１５から送られた
クロツク信号から、サンプルパルス信号ａ、Ａ／
Ｄ変換器５用のＡ／Ｄコンバート基準クロツク信
号ｂ、書込ラツチ信号ｃ、RAM７へ印加するメ
モリ書込可能信号ｄ、メモリ読出可能信号ｅ、読
出ラツチ信号f₁，f₂、及びRAM７の書き込みと
読み出し動作を切り換えるマルチプレクサ１７に
送る選択パルス信号ｇがそれぞれつくられる。そ
して符号化データのRAM７への書き込みと読み
出しのタイミングが、例えば書込クロツク信号ｈ
の一周期の間に連続して行なわれるようにコント
ロールされる。書込カウンタ１６はRAM７内の
符号化データ用エリアのアドレスに対応する値を
示すリングカウンタでありクロツク信号ｈを入力
してカウントし、書込アドレスをマルチプレクサ
１７を介してRAM７へ送る。よつて、符号化デ
ータのRAM７への書き込みは、符号化データが
先ず、書込・読出コントローラ８から書込ラツチ
６へ送られる書込ラツチ信号Ｃにより書込ラツチ
６で一時記憶され、データバスにセツトされた
後、RAM７への書込可能信号ｄをアクテイブに
して、マルチプレクサ１７が書き込み側に切り換
えられている間、書込カウンタ１６によつて指定
されるアドレスに符号化データが順次書き込まれ
て行なわれる。

１８はラツチＣ１９とラツチＤ２０を制御する
読出コントローラであつて、両ラツチＣ１９，Ｄ
２０と共にアドレス設定手段を構成しているが、
第３図に示すようなＤタイプのフリツプフロツプ
とゲートを備えた回路から構成され、マーキング
回路９からマーキング信号Maを入力し、このマ
ーキング信号Maに同期したラツチ可能信号ｏ，
ｑ及びストローブ信号ｒ，ｐをラツチＣ１９とラ
ツチＤ２０に送り、マーキング信号Maの示すブ
ロツク切分点のタイミングでラツチＣ１９とラツ
チＤ２０は交互に書込カウンタ１６から送られる
アドレス情報を一時記憶していく。

２１はマーク検出手段としてのマーク検出回路
であり、RAM７に順次書き込まれていく符号化
データに付されたブロツク切分点のマーク信号ｍ
を検出すると共に、第５図のタイミングチヤート
に示すように、符号化データの読み出し時にその
読み出し速度に応じて符号化データ中のマークを
検出しマーク検出信号Deを出力し、２つのマー
ク信号ｍの間にマーク検出信号Deが２つ発生し
た時、２つ目のマーク検出信号Deに同期してロ
ード信号ｎを発生する。そして、このロード信号
ｎは１つおきにロード信号j₁とロード信号j₂に分
けられ、オアゲート２１ａ，２１ｂを介してそれ
ぞれ２つの読出カウンタＡ１４ａ、読出カウンタ
Ｂ１４ｂに送られ、読出カウンタＡ，Ｂはこのロ
ード信号j₁，j₂によつてラツチＣ１９またはラツ
チＤ２０により読み出しの先頭となるアドレスデ
ータをプリセツトする。尚、このような２つの読
出カウンタＡ，Ｂを使用し、２系統に分けて符号
化データの読み出しを行なう理由は、信号のブロ
ツク切分点において符号化データの読み飛ばし
や、反復読み出しをする場合の信号のピツチや振
幅の相異による波形のずれによるノイズをすくな
くするためであり、エンベロープ回路２２ａ，２
２ｂから出力される相互に反転したエンベロープ
信号EnA，EnBは読出ラツチＡ２３ａ，読出ラ
ツチＢ２３ｂからの符号化データがそれぞれ入力
される２つのＤ／Ａ変換器２４ａと２４ｂのレフ
アレンス入力に印加され、各ブロツクは直ちに接
続されるのではなく、前のデータブロツクが切分
点を過ぎたらその出力を徐々に絞り、新しいデー
タブロツクは切分点から次第にその出力を上げる
ようにして、ブロツク切分点での信号の接続を行
なつている。

前記２３ａと２３ｂはそれぞれ２系統の読出し
ラツチであり、書込・読出コントローラ８からの
読出ラツチ信号f₁またはf₂をマルチプレクサ１７
へ選択パルス信号ｇの読み出し選択に同期して順
次入力し、マルチプレクサ１７が読み出し側に切
り換えられている時、読出カウンタＡ１４ａまた
はＢ１４ｂによつてアドレス指定され、RAM７
からデータバスに読み出された符号化データをラ
ツチする。

以上の読出カウンタＡ１４ａ，Ｂ１４ｂ、マル
チプレクサ１７、読出コントローラ１８、ラツチ
１９，２０、マーク検出回路２１及び読出しラツ
チ２３ａ，２３ｂが書込・読出コントローラ８の
一部と共に符号化信号読出手段を構成している。

２４ａ，２４ｂは読出しラツチＡ，Ｂでラツチ
された符号化信号を入力してこれをアナログ信号
に変換するＤ／Ａ変換器であり、Ｄ／Ａ変換器２
４ａ，２４ｂから出力される信号は積分器２５に
送られて積分され、そして入力時にコンプレツサ
３で圧縮された信号振幅を元に戻すためにエキス
パンダ２６に送られ、更に出力フイルタ２７に送
られ、出力端子２８から時間軸変換されピツチを
変えられたアナログ音響信号が得られるように構
成される。以上のＤ／Ａ変換器２４ａ，２４ｂ、
積分器２５、エキスパンダ２６及び出力フイルタ
２７がPCM復号手段に相当している。

なお、第２図のブロツク図では示していない
が、楽音信号等の原音を入力して単にその音程を
時間軸変換処理により変えて出力するのみではな
く、出力側にキミサー回路を設けて原音信号とそ
の原音に対し協和音程を形成する特定のピツチ比
をもつ時間軸変換処理再生音信号とをミキシング
して出力することにより、例えば単一の音源より
３度や５度のハーモニーをもつ協和音を発生させ
ることもできる。

又、RAM７内に符号化されて記憶されたデイ
ジタル信号を単に所定の時間だけ遅延して再成
し、これを原音信号とミキシングして出力するこ
とにより、原音であるアナログ音響信号にエコー
をかけることも容易である。

次に、第４図乃至第８図の波形図、タイミング
チヤートを参照して時間軸変換装置の動作を説明
する。ここで第４図は符号化信号にマークを付し
てブロツク長を設定するマーキングの動作を示す
タイミングチヤート、第５図は音響信号の時間軸
変換の一例として音響信号を圧縮する時の処理と
これに伴う符号化信号の一部のブロツクの反復読
出しの処理を示すグラフとその動作を示す各信号
のタイミングチヤートとを対応させて示す説明
図、第６図はアドレス設定手段としての読出コン
トローラ１８とラツチＣ１９，Ｄ２０の動作を示
す各信号（MaないしラツチＣ，Ｄ出力）のタイ
ミングチヤート、第７図は音響信号を伸長する時
の処理とこれに伴う符号化信号の一部のブロツク
の読みとばしの処理を示すグラフとその動作を示
す各信号（Deないしj₂）のタイミングチヤートと
を対応させて示す説明図、第８図は積分器２５の
入力波形のエンベロープを模式的に示した図、で
ある。各図は、以下の説明において本発明実施例
の音響信号の時間軸変換装置の動作をより一層明
らかにする為に適宜引用する。

音響信号の時間軸変換装置を使用する場合、先
ず、ピツチ設定器１２によつて、入力される原音
と出力される再生音のピツチ比（音程比）が設定
される。例えば、ピツチ比を１：２に設定した場
合には原音に対し再生音の振動数が２倍に変換さ
れることを意味し、例えば入力楽音信号が「ド」
の音であれば、再生音は一オクターブ高い関係に
ある「ド」の音ということになる。このピツチ比
の設定により可変クロツク信号発生器１３のクロ
ツク信号の周期は、書き込み側の回路に送られる
クロツク信号発生器１５の固定クロツク信号の周
期を基準としてそのピツチ比に反比例して調整さ
れ、信号の書き込み速度を基準にして読み出し速
度がピツチ比に比例して増加することになる。

ピツチ比の設定が終り、装置の動作が開始され
ると、制御回路１１は、クロツク信号発生器１５
から出力される固定の書込みクロツク信号ｈと可
変クロツク信号発生器１３から出力される読出し
クロツク信号ｉの周期の比をピツチ比信号i₀によ
つて検出し、この周期比の逆数つまりピツチ比に
基づき、そのピツチ比が１以上つまり信号の圧縮
を行なう場合にはその程度に応じてタイマ回路１
０の設定時間（Tm）を長くし、逆にピツチ比が
１以下で信号の伸張を行なう場合にはその程度に
応じてタイマ回路１０の設定時間（Tm）を短く
するように制御する。このタイマ回路１０の設定
時間制御により、圧縮あるいは伸張処理に係わら
ず、読み出される信号のブロツク長がほぼ一定と
なり、ピツチ比を大きくした圧縮処理の際に生ず
る再生時のブロツク切分点の増加による音質の劣
化や、ピツチ比を小さくした伸張処理の際に生ず
る再生音の遅れを解消することができる。

楽音信号等の音響信号は、入力端子１から入力
され、入力フイルタ２を通ることにより信号処理
に不要な周波数成分や雑音が信号から除去され、
コンプレツサ３に送られる。コンプレツサ３では
ノイズリダクシヨン等のために音響信号の振幅圧
縮が行なわれ、振幅圧縮されたアナログ音響信号
はPCM符号化処理回路に送られ、先ず、サンプ
ル・ホールド回路４に入力されてサンプリングが
行なわれる。サンプリングは書込・読出コントロ
ーラ８から送られるサンプリングパルス信号ａの
時間間隔で行なわれ、各振幅値がサンプル値とし
て保持される。サンプル・ホールド回路４により
標本化された信号は、次にＡ／Ｄ変換器５に送ら
れ、量子化された信号データとして２進数に符号
化される。Ａ／Ｄ変換器５でPCM符号となつた
音響信号の符号化データは、次に書込ラツチ６に
送られ、書込・読出コントローラ８から供給され
るラツチ信号Ｃによつてラツチされる。そして、
書込ラツチ６でラツチされた符号化データは、順
次、RAM７に送られ、書込カウンタ１６からマ
ルチプレクサ１７を介して供給されるアドレス信
号に基づいてアドレスされながらRAM７内に符
号化の周期に同期して書き込まれていく。

一方、Ａ／Ｄ変換器５から符号化データが書込
ラツチ６に送られ一時記憶される際、その符号化
データの最下位ビツトに、信号のブロツク切分点
を示すマークが制御回路１１によつて制御された
タイマ回路の設定時間に基づく間隔で、かつ音響
信号のゼロクロス位置において次のように付与さ
れる。

即ち、第４図に図示する如く、入力端子１から
入力された音響信号ｓはＡ／Ｄ変換器５により符
号化データに変換されるが、補数表現を用いる２
進数の符号化データにあつてはその最上位ビツト
（MSB）は符号化データの値の正負の符号を表わ
している。従つて符号化データの最上位ビツト
（MSB）が０から１に変化した時、マーキング回
路のマーキング部はネガテイブゴーイングのゼロ
クロス点としてマーキング指令信号ｕを発生し、
書込みラツチ６にラツチされる符号化データにお
ける例えば最下位ビツトにブロツクの切分点を示
すマークが例えば論理「１」の符号として付され
る。

尚、無音信号が続く場合には音響信号のゼロク
ロス点を検出できず、マーキングを行なうことが
できないが、このような場合には、タイマ回路１
０内の第２タイマ部が、タイマ回路１０のマスク
信号ｖの立ち下り時から設定されたデイレイ時間
後に出力信号をゼロクロス検出部に出力し、無条
件でマーキング指令信号を発生させ、上記と同様
にブロツクの切分点を示すマークが符号化データ
の一部に付与される。勿論第２タイマ部の設定デ
イレイ時間もタイマ回路１０のマスク時間と同様
に制御回路１１により制御される。

一方、RAM７に記憶された符号化データは読
み出し側の回路の動作により、ピツチ設定器１２
で設定されたピツチ比に基づく読み出し速度で且
つ信号の圧縮又は伸張を行ないながら所定の手順
に従つて、実時間で以下のようにRAM７から読
み出される。

先ず、時間軸の圧縮と反復読み出しを行なつて
再生音のピツチを上げる場合を、第５図により説
明する。第５図のグラフは書き込みと読み出しの
各カウンタのアドレスの時間的変化を示したもの
であり、実線Ａは書き込みの際のアドレスの変化
を、一点鎖線Ｂは読み出しの際のアドレスの変化
を示し、図中の点ａ乃至ｆは書き込み時のブロツ
ク切分点のマークである。マーク検出回路２１で
は、書き込み時に符号化データに付されたマーク
を示すマーク信号ｍが入力され、読み出しの際、
読出しカウンタＡ１４ａ，Ｂ１４ｂのアドレスが
このブロツク切分点を示すマークのアドレス（点
ａ乃至ｆ）に来た時アクテイブになるマーク検出
信号Deを発生する。そして、この書き込み時の
マーク信号ｍと読み出し時のマーク検出信号De
を比較して、連続する２つのマーク信号ｍの間に
マーク検出信号Deが２つ発生した時、２つ目の
マーク検出信号Deに同期してマーク検出回路２
１においてロード信号ｎが発生される。そして、
ロード信号ｎは１つおきにロード信号j₁とロード
信号j₂に分けられ、オアゲート２１ａ，２１ｂを
介してそれぞれ２つの読出しカウンタＡ１４ａ、
読出しカウンタＢ１４ｂに送られ、読出しカウン
タＡ１４ａ，Ｂ１４ｂはこのロード信号j₁とj₂に
よつてラツチＣ１９，Ｄ２０でラツチされている
読み出しの先頭となるアドレスデータをプリセツ
トし、そのアドレスによりクロツク信号ｉでカウ
ントを進める。そして、書込み読出しコントロー
ラ８からマルチプレクサ１７に送られる選択パル
ス信号ｇによつてマルチプレクサ１７が読み出し
側に切り換えられた時、RAM７への読出し可能
式号ｅがアクテイブにされ、読出しカウンタＡ１
４ａ、またはＢ１４ｂにより指定されたアドレス
から符号化データが順次読み出される。

この様に、データの書き込み速度を示す実線Ａ
の傾きに対し、読み出し速度を示す一点鎖線Ｂの
傾きが大きい時つまり時間軸の圧縮が行なわれる
時、連続するマーク信号ｍの間に２つのマーク検
出信号Deが検出信号が発生する場合、もう一度
前のブロツクを反復して読み出す動作を行なつ
て、読み出しデータのアドレスが書き込みデータ
のアドレスを追い越すことを防止し、時間軸圧縮
時に必要最小限度のブロツクの反復読み出しを行
なうことにより、信号ブロツクの接続箇所が減少
し聴感が改良される。

そして、RAM７から読み出され、データバス
にセツトアツプされた符号化データは、書込み読
出しコントローラ８から出力される読出しラツチ
信号f₁，f₂により読出しラツチＡ２３ａ、読出し
ラツチＢ２３ｂによつて交互にラツチされ、２つ
のＤ／Ａ変換器２４ａ，２４ｂに送られる。Ｄ／
Ａ変換器２４ａ，２４ｂでは差分符号化信号がア
ナログ信号に変換されると共に、レフアレンス入
力に印加されるエンベロープ信号EnA，EnBに
より、各Ｄ／Ａ変換器２４ａ，２４ｂから出力さ
れる符号化データブロツクの始めの部分及び終り
の部分のアナログ信号の波形のピークが滑らかな
傾きを持つように、即ち信号のエンベロープが始
めは小→大に、終りは大→小となるように、振幅
調整される。そして、出力された２系統の信号は
合成されて積分器２５に送られて完全なアナログ
信号に複号化され、更にエキスパンダ２６により
元の信号振幅に戻され、出力フイルタ２７を通し
て出力端子２８から時間軸変換の信号圧縮処理に
よりピツチを上げられた音響信号が出力される。

一方、時間軸の伸張を行なつて再生音のピツチ
を下げる場合（ピツチ比は１以下）には、第７図
のグラフに示すようにブロツクを飛び越して読
む、読み飛ばしが行なわれる。即ち、第７図のグ
ラフは、第５図と同様に書込みと読出しの各カウ
ンタのアドレスの時間的変化を示し、実線Ｃは書
き込み時のアドレスの変化を、一点鎖線Ｄは読み
出し時のアドレスの変化を示し、図中、点ａ乃至
ｆは書き込み時のブロツク切分点のマークであ
る。マーク検出回路２１では、書き込み時に符号
化データに付されたマークを示すマーク信号ｍが
入力され、読み出しの際、読出しカウンタＡ１４
ａ，Ｂ１４ｂのアドレスがこのブロツク切分点を
示すマークのアドレス（点ａ乃至ｆ）に来た時、
アクテイブになるマーク検出信号Deを発生する。
そして、この書き込み時のマーク信号ｍと読み出
し時のマーク検出信号を比較し、連続する２つの
マーク検出信号Deの間にマーク信号ｍが２つ発
生した時、２つ目のマーク検出信号Deに同期し
てロード信号ｎがマーク検出信号２１において発
生される。そして、前述の時間軸圧縮の場合と同
様に、ロード信号ｎは１つおきにロード信号j₁，
j₂に分けられ、それぞれ２つの読出しカウンタＡ
１４ａ，Ｂ１４ｂに送られ、読出しカウンタＡ１
４ａ，Ｂ１４ｂはこのロード信号j₁，j₂によつて
ラツチＣ１９，Ｄ２０から送られる読み出しの先
頭アドレスデータをプリセツトする。尚、時間軸
伸張処理の場合には、読出しコントローラ１８に
入力されるマーキング信号Maが反転されずにフ
リツプフロツプに入力され、第６図のラツチ可能
信号ｏ，ｑはマーキング信号Maの立ち上がりで
交番する。従つて、ロード信号j₁，j₂によつて読
出しカウンタＡ１４ａ，Ｂ１４ｂにプリセツトさ
れるアドレスは、圧縮処理の場合のように、１つ
前のデータのアドレスではなく、最新のブロツク
切分点のアドレスとなるから、読み出しの際の原
音に対する追随性を向上させることになる。プリ
セツトされた読出しカウンタＡ１４ａ，Ｂ１４ｂ
は、そのアドレスよりクロツク信号ｉでカウント
を進め、書込み読出しコントローラ８からマルチ
プレクサ１７に送られる選択パルス信号ｇによつ
てマルチプレクサが読出し側に切り換えられた
時、RAM７への読出し可能信号ｅがアクテイブ
にされ、読出しカウンタ１４ａ，１４ｂにより指
定されたアドレスから符号化データが読み出され
る。このようにして、読出し処理と書込み処理の
時間差が大きくなつた場合には、１ブロツクを飛
び越して次のブロツクを読み出す動作を行なつ
て、音の長さを変えずに時間軸を伸張して、ピツ
チを下げる処理が行なわれる。そして、前述の圧
縮処理と同様に、読み出された符号化データは読
出しラツチＡ２３ａ，Ｂ２３ｂによつて一連のブ
ロツク毎に交互にラツチされ、複号化回路によつ
て複号化され合成されて、アナログ音響信号とし
て出力され、ピツチを下げた再生音が作られる。

また、前述したように復号化の際に積分器２５
に送られる信号のエンベロープは第８図で模式的
に表わせばＤ／Ａ変換器２４ａからは、例えば
（）で示す如き信号が出力され、同様にＤ／Ａ
変換器２４ｂからは、例えば（）で示す如き信
号が出力され、その結果積分器２５の入力信号は
（）で表わす形状となる。

以上のように構成された本実施例においては、
符号化信号に付された切分点を示すマークを検出
し、時間軸の伸張を行なう（音程を下げる）場合
には、符号化情報の読み出しの際に検出される連
続する２つのマークの間に書き込みの際のマーク
を２つ以上検出した時には、直前のブロツクを読
み飛ばすように、記憶された最新のアドレスを次
の読み出しの先頭アドレスとして予め設定し、時
間軸の圧縮を行なう（音程を上げる）場合には、
符号化情報の書き込みの際に検出される連続する
２つのマークの間に読み出しの際のマークを２つ
以上検出した時には、直前のブロツクを再度読み
出すように、記憶された最新のアドレスのひとつ
前のアドレスを次の読み出しアドレスとして予め
設定するよう構成されている。従つて本実施例に
よれば、音響信号の時間軸の圧縮や伸張する際
に、これに伴う反復読み出しや読み飛ばし処理を
行ないながらRAMに書き込んだ最新の符号化情
報を復号化することができ、ほぼ実時間で時間軸
変換処理を行なうことができるから、楽音や音声
を実時間でピツチ変換し、比較的簡単な回路構成
で明快度や聴感の良好な出力信号を得ることがで
きる、又、原音との協和音を発生させたり、特殊
な音を発生させるなどの用途に広く使用すること
ができる。

更に、音響信号の符号化をPCMによつて行な
つているので、復号時のブロツクの反復読み出し
や読みとばしにおけるブロツクの継ぎ目における
音響信号レベルはほぼ零となつていることから、
他の符号化方式、例えば音響信号の差分をとる
DPCMやΔM等の符号化方式において継ぎ目が音
響信号のピーク値に来るものと較べると、より広
い周波数帯域に亘つて低い歪率で音響信号の時間
軸変換を行なうことができる。例えば、符号化手
段が各々PCMを採用しているかDPCMを採用し
ているかという点以外は同一の構成を有する音響
信号の時間軸変換装置において、その周波数帯域
はDPCM方式において、4dBダウンまで許容して
も40Hz〜8KHzにすぎないが、PCM方式において
は3dBダウンでさえ20Hz〜8.5KHzの帯域をカバー
している。又、全高調波歪率においても、
DPCM方式では1.7％であつたがPCM方式では0.5
％以下であつた。これはDPCM方式においては
音響信号のピーク値が必ずしも同一でないにもか
かわらず、音響信号の変化率が零であつて最も滑
らかに信号を繋ぐことができるという理由から、
各ブロツクを音響信号の大きさが不揃いなピーク
の点で繋いでおり、その差分が信号の歪みとなつ
てあらわれ、周波数帯域を制限する事由となつて
いる為と考えられる。PCM方式の採用によつて
この問題は解消された。又、PCM方式はΔMや
DPCM方式と比較した場合、差分をとつていな
いことから、音響信号の鋭いアタツクも、より忠
実に再現でき、聴感上の音の遅れが少ないという
利点も有する。

又、本実施例においてはＡ／Ｄ変換器を２台も
ちいていることから、第８図に模式的に示す如
く、復号化の際に積分器２５に送られる信号のエ
ンベローブはＤ／Ａ変換器２４ａからは、例えば
（）で示す如き信号が出力され、同様にＤ／Ａ
変換器２４ｂからは、例えば（）で示す如き信
号が出力され、その結果積分器２５の入力信号は
（）で表わす形状となる。従つて復号時のブロ
ツクとブロツクの継ぎ目も聴感上、気にならない
ように解消されている。

尚、本実施例においては、書込・読出コントロ
ーラ８、マーキング回路９、タイマ回路１０及び
制御回路１１はその他の周辺のゲート等と共に制
御速度を速くするために１個のゲートアレイによ
つて構成したが、充分に高速で処理を行なうマイ
クロコンピユータによつて構成することも容易で
ある。

以上本発明の実施例について説明したが、本発
明はこの実施例に何等限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の音響信号の時間
軸変換装置は、 アナログ音響信号をPCMによつて符号化して
ブロツクに分けた上で符号化情報として記憶手段
に書き込み、所定の手順に従つて記憶手段から符
号化信号を読み出しPCM復号化を行なつて音程
を変化させた音響信号を出力するよう構成された
音響信号の時間軸変換装置において、 前記記憶手段への符号化情報の書き込み及び読
み出しの際に、該符号化情報に付されたマークを
検出し、書き込み時と読み出し時のマーク検出間
隔の違いに基づいてアドレス設定信号を出力する
マーク検出手段と、 前記符号化情報書込手段がマークを付した符号
化情報を前記記憶手段に書き込む際のアドレスの
うち最新のアドレスとそのひとつ前のアドレスと
を一時的に記憶し、前記マーク検出手段が出力す
るアドレス設定信号に応じて該一時的に記憶され
たアドレスのうちいずれかのアドレスを次の読み
出しを行なうブロツクの先頭アドレスとして予め
設定するアドレス設定手段と、 を備えたことを特徴としている。

従つて、音響信号の時間軸の圧縮や伸張する際
に、これに伴う反復読み出しや読み飛ばし処理を
行ないながら記憶手段に書き込んだ最新の符号化
情報を復号化することができ、ほぼ実時間で時間
軸変換処理を行なうことができるから、楽音や音
声を実時間でピツチ変換し、比較的簡単な回路構
成で明快度や聴感の良好な出力信号を得ることが
できるという優れた効果を奏する。加えてPCM
によつて音響信号を符号・復号化しているので、
そのアタツクが忠実に再現されると共に、広い周
波数帯域に亘つて低い歪率で音響信号の時間変換
を行なうことも可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は実施例
としての音響信号の時間軸変換装置のブロツク
図、第３図は読出コントローラ１８の回路図、第
４図は符号化信号にマークを付してブロツク長を
設定するマーキングの動作を示すタイミングチヤ
ート、第５図は音響信号の時間軸変換の一例とし
て音響信号を圧縮する時の処理とこれに伴う符号
化信号の一部のブロツクの反復読出しの処理を示
すグラフとその動作を示す各信号のタイミングチ
ヤートとを対応させて示す説明図、第６図は読出
コントローラ１８とラツチＣ１９，Ｄ２０の動作
を示す各信号のタイミングチヤート、第７図は音
響信号を伸長する時の処理とこれに伴う符号化信
号の一部のブロツクの読みとばしの処理を示すグ
ラフとその動作を示す各信号のタイミングチヤー
トとを対応させて示す説明図、第８図は積分器２
５の入力波形のエンベロープを模式的に示した
図、である。 ４……サンプル・ホールド回路、５……Ａ／Ｄ
変換器、６……書込みラツチ、８……RAM、９
……マーキング回路、１０……タイマ回路、１１
……制御回路、１２……ピツチ設定器、１６……
書込カウンタ、１４ａ，１４ｂ……読出カウン
タ、２４ａ，２４ｂ……Ｄ／Ａ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アナログ音響信号を入力し、PCMによつて
   デイジタル信号に符号化するPCM符号化手段と、 該アナログ音響信号の所定の同一位相部分に対
   応した前記デイジタル信号に切分点を意味するマ
   ークを施こすことによつて、前記デイジタル信号
   を所定のブロツク長に分けると共に、所定の時間
   軸に沿つた符号化情報として読み書き可能な記憶
   手段に所定のアドレスから順次書き込む符号化情
   報書込手段と、 前記記憶手段に記憶された符号化情報を、所定
   の比率で時間軸を変換し、該符号化情報に付され
   たマークによつて区分されたブロツク毎に、所定
   のアドレスから符号化信号として読み出す符号化
   信号読出手段と、 該読み出された符号化信号をアナログ音響信号
   に復号化するPCM復号化手段と、 を備えた音響信号の時間軸変換装置において、 前記記憶手段への符号化情報の書き込み及び読
   み出しの際に、該符号化情報に付されたマークを
   検出し、書き込み時と読み出し時のマーク検出間
   隔の違いに基づいてアドレス設定信号を出力する
   マーク検出手段と、 前記符号化情報書込手段がマークを付した符号
   化情報を前記記憶手段に書き込む際のアドレスの
   うち最新のアドレスとそのひとつ前のアドレスと
   を一時的に記憶し、前記マーク検出手段が出力す
   るアドレス設定信号に応じて該一時的に記憶され
   たアドレスのうちいずれかのアドレスを次の読み
   出しを行なうブロツクの先頭アドレスとして予め
   設定するアドレス設定手段と、 を備えたことを特徴とする音響信号の時間軸変換
   装置。 ２ マーク検出手段が、記憶手段からの符号化情
   報の読み出しの際の連続した２個のマークを検出
   する間に、記憶手段への符号化情報の書き込みの
   際のマークを２個検出した時、アドレス設定信号
   として飛越読出用アドレス設定信号を出力し、記
   憶手段への符号化情報の書き込みの際の連続した
   ２個のマークを検出する間に、記憶手段からの符
   号化情報の読み出しの際のマークを２個検出した
   時、アドレス設定信号しとて反復読出用アドレス
   設定信号を出力するよう構成され、 アドレス設定手段が、前記飛越読出用アドレス
   設定信号を入力した時には一時的に記憶された最
   新のアドレスを、一方、前記反復読出用アドレス
   設定信号を入力した時には一時的には記憶された
   最新のアドレスのひとつ前のアドレスを、各々次
   に読み出しを行なうブロツクの先頭アドレスとし
   て予め設定するよう構成された特許請求の範囲第
   １項記載の音響信号の時間軸変換装置。