JPH0431120B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、楽音信号等のアナログ音響信号を入
力デジタル信号に符号化する等の処理を行ない、
その信号の時間軸を圧縮又は伸張して復号化し、
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やDPCM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所定の長さのブロツクに切分
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。

ここで行なわれるデジタル信号のブロツク化
は、反復読み出しや飛び越し読み出しにおいて、
アナログ音響信号がなめらかに接続されるよう
に、アナログ音響信号の同一の位相の点で区切る
ことによつて行なわれるが、ブロツクの長さはこ
の切分点において止むを得ず発生してしまうノイ
ズの発生頻度や音響信号再生上の遅れ時間等に関
与する重要な要因となつている。即ち、ブロツク
長を短くすれば、切分点の数は増加するのでこれ
に起因するノイズの発生頻度は高くなり、一方ブ
ロツク長を長くすると、再生音は最大１ブロツク
分だけ遅れる事がある事から再生時の遅れが増大
することになり、特に、無音信号の状態、つまり
アナログ音響信号の入力が零の状態ではブロツク
の生成は行なえない事から、ブロツク長は長くな
つて、次の音響信号の立ち上がりの時にはこの遅
れが目立つという相反した関係が存在する。

そこで、この問題に対して、音響信号の入力時
には時間軸変換の比率（ピツチ比）に応じてブロ
ツク長を変更することによつて切分点の数をほぼ
一定としてこれに起因するノイズを抑制し、一
方、ブロツク長を設定する手段のひとつに所定の
時間に作動して強制的にブロツクを生成するタイ
マを設け、無音信号時にはこのタイマの動作時間
によつてブロツク長を設定することによつて、無
音信号の状態からの音響信号の立ち上がりに対す
る再生音の遅れを制限しようする提案もなされて
きた。

［この発明が解決しようとする問題点］ 係る従来技術において、タイマによる強制的な
ブロツク長の設定は強制的なものであつて、入力
されるアナログ音響信号の同一位相部分に切分符
号を付してブロツク長を設定する第１のブロツク
長設定手段が動作しないうちにこのタイマによる
設定時間が経過した時には、アナログ音響信号の
位相に関わりなく切分点を設けてしまうように働
く。従つて、このタイマの設定時間を短くするこ
とは、無音信号時における次の音響信号の立ち上
がりに対する遅れの問題を一応改善するものの、
逆に音響信号の入力が存在する時でも場合によつ
てはこのタイマが作動してしまい、この結果位相
の不整合なブロツク同士の接続が行なわれて継ぎ
目が聴感上も気になる上、ノイズの発生，再生音
の音質の低下などを生じることがあるという問題
が存在した。この発明はこの問題を解決しようと
するものである。

［発明の目的］ 従つて、本発明の目的は音響信号の時間軸変換
の処理において、位相の不整合なブロツク同士の
接続による音質の劣化等を招くことなく、無音信
号時における音響信号の立ち上がりに対する再生
音の遅れの問題を解決す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］ 本発明にかかる音響信号の時間軸変換装置の構
成は、第１図に例示するように、 アナログ音響信号を入力しデイジタル信号に符
号化する符号化手段１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
マークを施した所定のブロツク長に分ける第１の
ブロツク長設定手段と、 該第１のブロツク長設定手段により前記マーク
が施されて所定のブロツク長に分けられた前記デ
イジタル信号を、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から、所
定の手順により、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、時間軸を変換
して、符号化信号を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からアナログ音響信
号への復号化を行う復号化手段と、 を備えた音響信号の時間軸変換装置において、 前記入力されるアナログ音響信号が無信号であ
るとき、前記入力されるアナログ音響信号の入力
ラインに存在するノイズを増幅することにより生
ずるアナログ信号を前記第１のアナログ長設定手
段に入力して、前記記憶手段に書き込む符号化情
報のブロツク長を前記所定のブロツク長以下に設
定する第２のブロツク長設定手段を設けたこと
を特徴とする。

［作用及び発明の効果］ そのような構成を有する本発明にあつては、入
力されたアナログ音響信号を符号化手段がデイジ
タル信号に符号化する。そのデイジタル信号は、
第１のブロツク長設定手段がアナログ音響信号の
所定の同一位相部分に対応した部分に切分点を意
味するマークを施すことにより、所定のブロツク
長に分けられる。そして、このようにマークが施
されて所定のブロツク長に分けられたデイジタル
信号を、符号化化情報書込手段が所定の時間軸に
沿つた符号化情報として、読み書き可能な記憶手
段に順次書き込む。その記憶手段に記憶された符
号化情報から、符号化信号読出手段が、所定の手
順により、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、時間軸を変換して、符
号化信号を読み出す。読み出された符号化信号
は、復号化手段がアナログ音響信号へ復号化す
る。

しかも、入力されるアナログ音響信号が無信号
であるとき、第２のブロツク長設定手段が、その
アナログ音響信号のの入力ラインに存在するノイ
ズを増幅することによつて生ずるアナログ信号を
第１のブロツク長設定手段に入力して、記憶手段
に書き込む符号化情報のブロツク長を所定のブロ
ツク長以下に設定する。

そのような本発明にあつては、第２のブロツク
長設定手段によつて、入力されるアナログ音響信
号が無信号であるときにも、アナログ音響信号の
入力ラインに存在するノイズを増幅し、その増幅
により生じたアナログ信号に基づきブロツク長を
所定のブロツク長（通常のアナログ音響信号が入
力された場合に設定されるブロツク長）以下に設
定している。

従つて、入力が無音の場合にブロツク長が長く
なつて次の音響信号の立ち上がりに対する再生音
が遅れる、という従来技術の問題点は本発明にお
いて解決されている。

さらに、本発明にあつて、第２のブロツク長設
定手段によるブロツク長の設定は、入力が無音の
場合にだけ行なわれるので、通常の音響信号の入
力時に切分点における位相の不整合なブロツクを
生成することがなく、それな起因する音質の劣化
も生じない。

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からの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
すマーキング回路である。このマーキング回路９
には、ALC付ピーク検出回路１０ａによつて検
出されたアナログ入力信号の正・負のピークを示
す２相のピーク検出パルスと、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）と、タ
イマ回路１０ｂからのマイク用信号とが入力され
ている。ここでマーキング回路９は、ALC付ピ
ーク検出回路１０ａからの２相のピーク検出パル
スの入力に対して、その正のピーク検出パルスと
負のピーク検出パルスとの間で、符号化データの
最上位ビツト（MSB）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を備え
ている。

他方、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１０ｂは、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
の立ち上り時から所定のマスク時間Tmだけ高レ
ベルのマスク用信号をマーキング回路９のゼロク
ロス検出部に出力する。従つて、第３図のタイミ
ングチヤートを示す如く、アナログ入力信号に対
してほぼマスク用信号Tm時間をおいて符号化信
号の最下位ビツト（LSB）にマーク（論理「１」
の符号）が付与されてゆくことになる。

尚、ALC付検出回路１０ａは、本発明の特徴
ともいうべき第２のブロツク長設定手段の一例で
あつて、マーキング回路９，タイマ回路１０ｂと
共に第１のブロツク長設定手段を構成するばかり
でなく、そのALC（自動レベル調整）の機能によ
つて、第２のブロツク長設定手段としての働きも
兼ねている。このALC付ピーク検出回路１０ａ
については、音響信号の時間軸変換装置全体の説
明の後で、その構成と動作について詳述する。

前述の書込ラツチ６、及び書込・読出コントロ
ーラ８の一部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RAM７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１０ｂの
設定時間によつて決定され、このタイマ回路１０
ｂ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、可変クロツク信号発生器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io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１０ｂの設定時間（第３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１０ｂ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Ａ１，４ａ，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、第４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、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，２２ｂ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
への選択パルス信号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、RAM
７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，２３ｄ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２
７がPCM復号手段に相当している。

次にALC付ピーク検出回路１０ａの構成につ
いて第５図に示す回路図を用いて説明する。
ALC付ピーク検出回路１０ａは、ALC、即ち自
動レベルコントローラとして働くALC部４０，
正のピーク検出部４２，負のピーク検出部４４を
主要部とし、各部を接続するカツプリングコンデ
ンサや分圧抵抗器等から構成されている。図示す
る如く、ALC部４０は入力信号の大きさに応じ
て増幅度（利得）を自動的に変更する機能、即ち
自動レベルコントローラの機能を有する増幅器
OP１（例えばナシヨナルセミコンダクタ社
NE571等）を中心に、このALCとしての機能を
引き出す為の外付コンデンサC₁，C₂，C₃，C₄，
C₅，C₆及び外付抵抗器R₁，R₂，R₃から成り、入
力信号ｓの平均的な値savの大きさにかかわら
ず、出力信号ｔの平均的な値tavを一定に保つよ
うに働く。従つて入力信号の大きさが変動しても
出力信号の大きさは所定のレベルに保たれること
になり、しかも増幅度は最大100dB程度とれるこ
とから、無音信号つまり正規の入力信号がない場
合には、熱雑音や高周波輻射によつて入力ライン
にのつてノイズ（数十μV程度）でも出力信号ｔ
は正常な信号入力がある場合と変わりない程度の
レベルとなり、後段の正・負のピーク検出部４
２，４４を駆動することができるという特徴を有
する。ALC部４０の出力信号ｔはカツプリング
コンデンサC₁₀及び分圧抵抗R₅，R₆を介して正・
負のピーク検出部４２，４４に入力されており、
各々のピーク検出部４２，４４では入力信号の
正・負のピークをパルスPp及びPmとし、マーキ
ング回路９へ出力する。ピーク検出部４２，４４
は、ダイオードD₁，D₂の接続方向以外は同一の
構成を有するので併せて説明する。

ピーク検出部４２，４４は、整流用ダイオード
D₁，D₂，ピーク電圧を保持するコンデンサC₁₂，
C₁₄と増幅度１の増幅器OP₂（OP₃とから成る周知
のピークホールド回路と、このピーク電圧を分圧
し放電させる抵抗器R₁₀，R₁₁，R₁₅，R₁₆及びコ
ンパレータOP₄，OP₅とから構成されている。ダ
イオードD₁，D₂によつてコンデンサC₁₂，C₁₄は
増幅器OP₂，OP₃から正（負）電圧を一方的に充
電されるだけなので、コンデンサC₁₂，C₁₄の電位
は常に入力信号のピーク値と等しくされるが、実
際には分圧抵抗器R₁₀，R₁₁，R₁₅，R₁₆を介して
放電が行なわれる為、コンパレータOP₄，OP₅の
出力は、入力信号がある程度大きな新たなピーク
値を迎えた時に、第３図に示すPp，Pmの如く、
短い時間反転する。

マーキング回路９はこのピーク検出パルスPp，
Pmを入力し、正のピーク検出パルスPpと負のピ
ーク検出パルスPmとの間に、Ａ／Ｄ変換器５に
よつて符号化された信号の最上位ビツト（MSB）
が０から１へ変化した時、マーキング指令信号ｕ
を発するものである。

次に、第６図乃至第９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６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７図
はRAM７への符号化データの書き込みと読み出
しとの動作を示す各信号（ａないしｈ）のタイミ
ングチヤート、第８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９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io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
０ｂ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１０ｂ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１０ｂ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（LSB）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３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。そこで、ALC付ピーク検出回路１０
ａから入力される正・負のピーク検出パルスPp，
Pmのパルス間において、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（LSB）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、従来はこの正・
負のピークパルスに挾まれたゼロクロス点が検出
できない為、強制的に符号化データの最下位ビツ
ト（LSB）に符号「１」を付す第２のタイマを
用いていたが、本発明に係るこの実施例では無音
信号時にはALC付ピーク検出回路１０ａの増幅
度が極めて大きくなり、入力ラインにのつたノイ
ズを信号レベルまで増幅し、これによつて正・負
のピーク検出パルスPp，Pmが生成される。無音
信号時はＡ／Ｄ変換器５の出力である符号化デー
タは零±１ビツトの間で不安定なのでその最上位
ビツト（MSB）は０から１へ、又１から０へ絶
えず変動している。従つて、無音信号時にあつて
もマーキング回路９は、正規の音響信号の入力が
存在する場合と何ら変わることなく作動し、ブロ
ツクの設定を行なうことになる。従つて、このブ
ロツク長はタイマ回路１０ｂによつて設定される
時間Tmを越えることはない。尚、ALC付ピーク
検出回路１０ａの出力は、マーキング回路９に入
力されているだけなので、無音信号時にノイズを
増幅したとしても符号化されるデータには何ら関
係なく、RAM７には符号化された無音信号（即
ち零±１の値）が記憶されてゆく。

こうして所定のブロツク長に設定されてRAM
７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、マーク検出回路２１によつて、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が検出され、第６
図のタイミングチヤートに示すように符号化デー
タの読み出し速度（グラフ線Ｂの傾き）に応じて
検出されるマーク検出信号Deが検出され、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Ａ１
４ａ，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す
る。この時、第７図のタイミングチヤートにみる
ように、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への読出可能信号ｅがアクテイ
ブにされ、読出カウンタ１４ａ、または１４ｂ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。

なお、この時、データの書き込み速度を示すグ
ラフ線Ａの傾きに対し、読み出し速度を示すグラ
フ線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、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、読み出し処理が書き込み処理を追い越すこと
を防止している。

一方、ピツチ比を１以下に設定して信号の伸張
が行なわれる場合には、第８図のグラフに示すよ
うに、２つのマーク検出信号Deの間に発生する
２つのマーク信号ｍがあつた場合、２目のマーク
検出信号に同期してロード信号ｎがマーク検出回
路２１において発生し、これが２つの読出信号
j₁，j₂に分けられて読出しカウンタ１４ａ，１４
ｂへ印加され、書き込み速度を示すグラフ線Ｃに
対し、これより低い読み出し速度のグラフ線Ｄに
沿つてブロツクの読み飛ばしが行なわれる。

そしてRAM７より出力された符号化データ
は、読出ラツチＡ２３ａ，Ｂ２３ｂ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では読み出され
た符号化信号がアナログ信号に変換されると共
に、レフアレンス入力が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から出力されるアナログ信号の波形のピー
クが、即ち、エンベロープが、滑らかな傾きをも
つ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復号化され、さらにエキスパ
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。

以上のように構成された本実施例においては、
無音信号時においても正規の音響入力がある時と
何ら変わることなくタイマ回路１０ｂの設定時間
Tmを用いてブロツク長の設定を行なうことがで
き、無音信号時に強制的にブロツクを設定するも
うひとつのタイマを用いる必要がない。従つて、
無音信号時にあつてもブロツク長は時間Tmに対
応する長さを越えることはなく、無音信号時にお
ける次の音響信号の立ち上がりに対する遅れの問
題は、切分点での位相の不整合なブロツク同士の
接続による音質の劣化等を招くことなく、充分に
解決されている。

加えて、本実施例においては、例えば、時間軸
を1/2倍に圧縮、即ちピツチ比を２にする場合は
符号化の際の１ブロツク長を、例えば約60msec
とし復号化時のブロツク長が約30msecになるよ
うにし、一方、時間軸を２倍に伸張、即ちピツチ
比を１／２にする場合は符号化の際のブロツク長
を、例えば約15msecとし復号化時のブロツク長
が約30msecとなるように制御される。従つて音
響信号を圧縮・伸長した場合でも、復号化時のブ
ロツク長をおよそ一定の長さに制御して、聴感が
ほぼ一定となるようにし、時間軸の短縮時にブロ
ツク切分点におけるノイズの発生を抑制して再生
音の劣化を防止し、さらに時間軸の伸長を行なつ
た場合、再生ブロツクが冗長となつて再生音が遅
れるという不具合も解消している。

又、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、その周波数帝域
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でもより忠
実に再現でき、聴感上も音の遅れが少ないという
利点も有する。しかし、回路構成上の他の要因か
らΔMやDPCM方式を用いたとしても、本発明の
要旨を変更するものではない。尚、DPCM方式
を用いた場合には、差分パルス符号化を行なうこ
とから符号化しうる音量の上限を大きくでき、
又、ΔM方式を用いた場合にはパルス符号化を行
なう回路の構成をやや簡略化できるという利点が
ある。

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９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、さほど気にな
らないように解消されている。

尚、本実施例においては、第２のブロツク長設
定手段によつて設定されるブロツク長は、第１の
ブロツク長設定手段によるブロツク長と等しくし
てあるが、ウインドコンパレータ等によつて入力
信号が無音信号であることを検出し、この時タイ
マ１０ｂの設定時間を通常の設定時間よりTmよ
り短くするよう構成し、無音信号時のブロツク長
を第１のブロツク長設定手段によつて設定される
長さより短く設定することもできる。この場合、
無音信号とみなされる時にはブロツク長は通常の
ブロツク長より短くされるので、次の音響信号の
立ち上がりに対する遅れの問題はより改善される
ことになる。

又、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個のゲードアレイによ
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。

更には、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、出力側にミキ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再生し、
これを原音信号とミキンシングして出力すること
により、原音であるアアナログ音響信号にエコー
をかけ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。

【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４図は読出しコントローラ１８の
回路図、第５図はALC付ピーク検出回路１０ａ
の回路図、第６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７図は
RAM７への符号化データの書き込みと読み出し
との動作を示す各信号のタイミングチヤート、第
８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９図は
積分器２５の入力波形のエンベロープを示す模式
図、である。 ……符号化手段、……第１のブロツク長設
定手段、……記憶手段、……符号化情報書込
手段、……符号化信号読出手段、……復号化
手段、……第２のブロツク長設定手段、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、１０ａ…
…ALC付ピーク検出回路、１０ｂ……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、
OP₁，OP₂，OP₃……増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アナログ音響信号をを入力しデイジタル信号
   に符号化する符号化手段と、 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
   マークを施して所定のブロツク長に分ける第１の
   ブロツク長設定手段と、 該第１のブロツク長設定手段により前記マーク
   が施されて所定のブロツク長に分けられた前記デ
   イジタル信号を、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から、所
   定の手順により、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、時間軸を変換
   して、符号化信号を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からアナログ音響信
   号への復号化を行う復号化手段と、 を備えた音響信号の時間軸変換装置において、前
   記入力されるアナログ音響信号が無信号であると
   き、前記入力されるアナログ音響信号の入力ライ
   ンに存在するノイズを増幅することにより生ずる
   アナログ信号を前記第１のブロツク長設定手段に
   入力して、前記記憶手段に書き込む符号化情報の
   ブロツク長を前記所定のブロツク長以下に設定す
   る第２のブロツク長設定手段を設けたことを特徴
   とする音響信号の時間軸変換装置。 ２ 前記符号化手段が、前記入力されるアナログ
   音響信号をPCMにより符号化するPCM符号化手
   段であり、 前記復号化手段が、前記符号化信号をPCMに
   よりアナログ音響信号に復号化するPCM復号化
   手段であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の音響信号の時間軸変換装置。 ３ 前記符号化手段が、前記入力されるアナログ
   音響信号をDPCMにより符号化するDPCM符号
   化手段であり、 前記復号化手段が、前記符号化手段信号を
   DPCMによりアナログ音響信号に復号化する
   DPCM復号化手段であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の音響信号の時間軸変換装
   置。