JPH06152328A - 信号分析及び合成フィルタバンク - Google Patents
信号分析及び合成フィルタバンクInfo
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- JPH06152328A JPH06152328A JP29239692A JP29239692A JPH06152328A JP H06152328 A JPH06152328 A JP H06152328A JP 29239692 A JP29239692 A JP 29239692A JP 29239692 A JP29239692 A JP 29239692A JP H06152328 A JPH06152328 A JP H06152328A
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- input
- subband
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 信号分析及び合成フィルタバンクにおいて、
入力信号とフィルタ処理出力信号との間の処理遅延が大
きいという課題を解決し、処理遅延が小さく、メモリ量
を削減した信号分析及び合成フィルタバンクを提供す
る。 【構成】 広帯域信号が入力される毎に、前記広帯域信
号を用いて第１の演算の部分演算を行うことにより第１
の中間信号を算出し、前記第１の中間信号を用いて第２
の演算の部分演算を行うことによりサブバンド信号を算
出し、前記サブバンド信号を出力するシーケンス制御手
段１を設けることによって、処理遅延が小さく、メモリ
量を削減した信号分析フィルタバンクが得られる。
入力信号とフィルタ処理出力信号との間の処理遅延が大
きいという課題を解決し、処理遅延が小さく、メモリ量
を削減した信号分析及び合成フィルタバンクを提供す
る。 【構成】 広帯域信号が入力される毎に、前記広帯域信
号を用いて第１の演算の部分演算を行うことにより第１
の中間信号を算出し、前記第１の中間信号を用いて第２
の演算の部分演算を行うことによりサブバンド信号を算
出し、前記サブバンド信号を出力するシーケンス制御手
段１を設けることによって、処理遅延が小さく、メモリ
量を削減した信号分析フィルタバンクが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、信号を等帯域幅のサブ
バンド信号に分割する信号分析フィルタバンクと、前記
サブバンド信号を合成して原信号を再生する信号合成フ
ィルタバンクに関するものである。
バンド信号に分割する信号分析フィルタバンクと、前記
サブバンド信号を合成して原信号を再生する信号合成フ
ィルタバンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、信号分析及び合成フィルタバンク
は、オーディオ信号や画像信号のサブバンド符号化によ
る高能率符号化を実現する信号分析及び合成手段として
注目されている。
は、オーディオ信号や画像信号のサブバンド符号化によ
る高能率符号化を実現する信号分析及び合成手段として
注目されている。
【０００３】従来の信号分析及び合成フィルタバンクと
しては、例えばジェイ・エッチ・ロスウェイラー(J.H.R
OTHWEILER)により１９８３年にボストンで開催されたア
イ・シー・エー・エス・エス・ピーの論文集(PROC. ICA
SSP 83, BOSTON)の１２８０頁〜１２８３頁に発表され
た「ポリフェーズクオドラチャーフィルタ，新しいサブ
バンド符号化技術」(POLYPHASE QUADRATURE FILTERS-A
NEW SUBBAND CODING TECHNIQUE)と題する論文（以下、
文献１と呼ぶ）や、エッチ・ジェイ・ヌスバウマー(H.
J.NUSSBAUMER)とエム・ベターリ(M.VETTERLI)により１
９８４年にサンディエゴで開催されたアイ・シー・エー
・エス・エス・ピーの論文集(PROC. ICASSP 84, SAN DI
EGO)の１１．３．１頁〜１１．３．４頁に発表された
「計算効率の高いＱＭＦフィルタバンク」(COMPUTATION
ALLY EFFICIENT QMF FILTER BANKS)と題する論文（以
下、文献２と呼ぶ）に示されている。
しては、例えばジェイ・エッチ・ロスウェイラー(J.H.R
OTHWEILER)により１９８３年にボストンで開催されたア
イ・シー・エー・エス・エス・ピーの論文集(PROC. ICA
SSP 83, BOSTON)の１２８０頁〜１２８３頁に発表され
た「ポリフェーズクオドラチャーフィルタ，新しいサブ
バンド符号化技術」(POLYPHASE QUADRATURE FILTERS-A
NEW SUBBAND CODING TECHNIQUE)と題する論文（以下、
文献１と呼ぶ）や、エッチ・ジェイ・ヌスバウマー(H.
J.NUSSBAUMER)とエム・ベターリ(M.VETTERLI)により１
９８４年にサンディエゴで開催されたアイ・シー・エー
・エス・エス・ピーの論文集(PROC. ICASSP 84, SAN DI
EGO)の１１．３．１頁〜１１．３．４頁に発表された
「計算効率の高いＱＭＦフィルタバンク」(COMPUTATION
ALLY EFFICIENT QMF FILTER BANKS)と題する論文（以
下、文献２と呼ぶ）に示されている。
【０００４】以下に、従来の信号分析及び合成フィルタ
バンクについて説明する。図７は従来の信号分析フィル
タバンクと信号合成フィルタバンクのブロック図を示す
ものである。図７において、７１は信号分析フィルタバ
ンク、７２は信号合成フィルタバンク、Ｍは帯域分割
数、７３(0)〜７３(M-1)は分析用の帯域通過フィルタ，
７４(0)〜７４(M-1)は間引き器、７５(0)〜７５(M-1)は
補間器、７６(0)〜７６(M-1)は合成用の帯域通過フィル
タ、７７は加算器である。
バンクについて説明する。図７は従来の信号分析フィル
タバンクと信号合成フィルタバンクのブロック図を示す
ものである。図７において、７１は信号分析フィルタバ
ンク、７２は信号合成フィルタバンク、Ｍは帯域分割
数、７３(0)〜７３(M-1)は分析用の帯域通過フィルタ，
７４(0)〜７４(M-1)は間引き器、７５(0)〜７５(M-1)は
補間器、７６(0)〜７６(M-1)は合成用の帯域通過フィル
タ、７７は加算器である。
【０００５】信号分析フィルタバンク７１は、Ｍ個の帯
域通過フィルタ７３(0)〜７３(M-1)とＭ個の間引き器７
４(0)〜７４(M-1)とから成り、信号合成フィルタバンク
７２はＭ個の補間器７５(0)〜７５(M-1)とＭ個の帯域通
過フィルタ７６(0)〜７６(M-1)と加算器７７とから成
る。分析用の帯域通過フィルタ７３(0)〜７３(M-1)と合
成用の帯域通過フィルタ７６(0)〜７６(M-1)は、互いに
ペアをなしている。信号分析フィルタバンク７１は、サ
ンプリング周波数ｆsの広帯域入力信号をＭ個の等帯域
幅の分析用の帯域通過フィルタ７３(0)〜７３(M-1)によ
って帯域通過信号とし、間引き器７４(0)〜７４(M-1)で
Ｍ個のデータ毎に（Ｍ−１）個のデータを間引き、１個
のデータを出力することによって、サンプリング周波数
を１／Ｍに降下させ、サンプリング周波数ｆs／Ｍのサ
ブバンド信号に変換し、出力する。
域通過フィルタ７３(0)〜７３(M-1)とＭ個の間引き器７
４(0)〜７４(M-1)とから成り、信号合成フィルタバンク
７２はＭ個の補間器７５(0)〜７５(M-1)とＭ個の帯域通
過フィルタ７６(0)〜７６(M-1)と加算器７７とから成
る。分析用の帯域通過フィルタ７３(0)〜７３(M-1)と合
成用の帯域通過フィルタ７６(0)〜７６(M-1)は、互いに
ペアをなしている。信号分析フィルタバンク７１は、サ
ンプリング周波数ｆsの広帯域入力信号をＭ個の等帯域
幅の分析用の帯域通過フィルタ７３(0)〜７３(M-1)によ
って帯域通過信号とし、間引き器７４(0)〜７４(M-1)で
Ｍ個のデータ毎に（Ｍ−１）個のデータを間引き、１個
のデータを出力することによって、サンプリング周波数
を１／Ｍに降下させ、サンプリング周波数ｆs／Ｍのサ
ブバンド信号に変換し、出力する。
【０００６】信号合成フィルタバンク７２は、信号分析
フィルタバンク７１から出力されたサンプリング周波数
ｆs／Ｍのサブバンド信号を入力とし、補間器７５(0)〜
７５(M-1)で（Ｍ−１）個の零データを挿入することに
よってサンプリング周波数をＭ倍に上昇し、合成用の帯
域通過フィルタ７６(0)〜７６(M-1)により帯域通過信号
とした後、加算器７７によって合成し、サンプリング周
波数ｆsの広帯域信号を出力する。
フィルタバンク７１から出力されたサンプリング周波数
ｆs／Ｍのサブバンド信号を入力とし、補間器７５(0)〜
７５(M-1)で（Ｍ−１）個の零データを挿入することに
よってサンプリング周波数をＭ倍に上昇し、合成用の帯
域通過フィルタ７６(0)〜７６(M-1)により帯域通過信号
とした後、加算器７７によって合成し、サンプリング周
波数ｆsの広帯域信号を出力する。
【０００７】オーディオ信号や画像信号のサブバンド符
号化では、信号分析フィルタバンクと信号合成フィルタ
バンクとの間でサブバンド信号の周波数方向の分布の偏
りや人間の聴覚特性あるいは視覚特性を利用して情報圧
縮を行い、高能率符号化を実現する。
号化では、信号分析フィルタバンクと信号合成フィルタ
バンクとの間でサブバンド信号の周波数方向の分布の偏
りや人間の聴覚特性あるいは視覚特性を利用して情報圧
縮を行い、高能率符号化を実現する。
【０００８】文献１及び文献２より、このような信号分
析及び合成フィルタバンクは、帯域幅がｆs／４Ｍで周
波数ｆにおける振幅応答Ｈ（ｆ）が次の（数１）を満足
するプロトタイプフィルタを周波数遷移することによっ
て構成することができる。
析及び合成フィルタバンクは、帯域幅がｆs／４Ｍで周
波数ｆにおける振幅応答Ｈ（ｆ）が次の（数１）を満足
するプロトタイプフィルタを周波数遷移することによっ
て構成することができる。
【０００９】
【数１】
【００１０】図８は、信号分析あるいは合成フィルタバ
ンクの周波数振幅応答を説明するための図である。図８
で、（ａ）は帯域幅ｆｓ／４Ｍのプロトタイプフィルタ
の周波数振幅応答を示す。同図で、（ｂ）は（ａ）のプ
ロトタイプフィルタを周波数遷移することによって構成
したＭ個の帯域幅ｆs／２Ｍのフィルタから成る信号分
析あるいは合成フィルタバンクの周波数振幅応答を示
す。同図に示すように、第ｉサブバンド（ただし、０≦
ｉ≦Ｍ−１）の中心周波数はｆs（２ｉ＋１）／４Ｍで
ある。
ンクの周波数振幅応答を説明するための図である。図８
で、（ａ）は帯域幅ｆｓ／４Ｍのプロトタイプフィルタ
の周波数振幅応答を示す。同図で、（ｂ）は（ａ）のプ
ロトタイプフィルタを周波数遷移することによって構成
したＭ個の帯域幅ｆs／２Ｍのフィルタから成る信号分
析あるいは合成フィルタバンクの周波数振幅応答を示
す。同図に示すように、第ｉサブバンド（ただし、０≦
ｉ≦Ｍ−１）の中心周波数はｆs（２ｉ＋１）／４Ｍで
ある。
【００１１】文献２より、直線位相非巡回形のプロトタ
イプフィルタの２ＭＰ＋１個（Ｐは正整数）のフィルタ
係数をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ）とすると
き、信号分析フィルタバンクの第ｉサブバンドのフィル
タ係数ｈa（ｉ，ｌ）は、（数２）で与えられる。
イプフィルタの２ＭＰ＋１個（Ｐは正整数）のフィルタ
係数をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ）とすると
き、信号分析フィルタバンクの第ｉサブバンドのフィル
タ係数ｈa（ｉ，ｌ）は、（数２）で与えられる。
【００１２】
【数２】
【００１３】ここで、プロトタイプフィルタの最初と最
後のフィルタ係数の値を零（ｈ（０）＝ｈ（２ＭＰ）＝
０）とすることによって、最初の値が零で２ＭＰ個のフ
ィルタ係数を有するプロトタイプフィルタが得られる。
以下、このプロトタイプフィルタを用いた信号分析及び
合成フィルタバンクについて説明する。
後のフィルタ係数の値を零（ｈ（０）＝ｈ（２ＭＰ）＝
０）とすることによって、最初の値が零で２ＭＰ個のフ
ィルタ係数を有するプロトタイプフィルタが得られる。
以下、このプロトタイプフィルタを用いた信号分析及び
合成フィルタバンクについて説明する。
【００１４】（数２）より、信号分析フィルタバンクの
サンプル時刻ｎにおける広帯域入力信号をｘ（ｎ）とす
れば第ｉサブバンドのサンプル時刻Ｍｍにおけるサブバ
ンド出力信号は（数３）で与えられる。
サンプル時刻ｎにおける広帯域入力信号をｘ（ｎ）とす
れば第ｉサブバンドのサンプル時刻Ｍｍにおけるサブバ
ンド出力信号は（数３）で与えられる。
【００１５】
【数３】
【００１６】ここで、（数４）によって求められる２Ｍ
個の第１の中間信号ｗ１（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ
−１）を導入すると、サブバンド出力信号は（数５）に
よって求めることができ、（数３）を直接計算する場合
と比較して計算量を削減することができる。
個の第１の中間信号ｗ１（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ
−１）を導入すると、サブバンド出力信号は（数５）に
よって求めることができ、（数３）を直接計算する場合
と比較して計算量を削減することができる。
【００１７】
【数４】
【００１８】
【数５】
【００１９】以下、（数４）の計算を第１の演算、（数
５）の計算を第２の演算と呼ぶことにする。
５）の計算を第２の演算と呼ぶことにする。
【００２０】図９は従来の信号分析フィルタバンクの処
理タイミングを示す図である。図を見やすくするため、
図９ではＭを４とした場合の例を示したが、以下の説明
は、一般的なＭとして行う。フィルタ処理はＭサンプル
を１ブロックとするブロック単位で行われる。同図で、
（ａ）はブロック同期信号、（ｂ）は広帯域入力信号、
（ｃ）はフィルタ計算内容、（ｄ）はサブバンド出力信
号を表す。ブロック同期信号はサブバンド信号の同期を
とるための信号で、ハイレベルが第０サブバンド信号を
表す。以下、順番に第１サブバンド信号から第（Ｍ−
１）サブバンド信号を表す。信号分析フィルタバンクの
処理はこのブロック同期信号に同期して行われる。１ブ
ロックを構成するＭ個の広帯域信号ｘ（Ｍｍ−ｎ）（た
だし、０≦ｎ≦Ｍ−１）が入力されると、次のブロック
で第１の演算を行うことにより第１の中間信号ｗ１
（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）を算出する。次
に、第１の中間信号を用いて第２の演算を行うことによ
りサブバンド信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（ただし、０≦ｉ≦Ｍ
−１）を算出する。その次のブロックでサブバンド信号
ｙ（ｉ，Ｍｍ）を出力する。図９で（ｂ）の斜線を引い
た広帯域入力信号のブロックが、（ｃ）の斜線を引いた
フィルタ計算の結果と（ｄ）の斜線を引いたサブバンド
出力信号のブロックとに影響を及ぼす。したがって、広
帯域信号が入力されてから対応するサブバンド信号が出
力されるまでの処理遅延はＭサンプルであった。
理タイミングを示す図である。図を見やすくするため、
図９ではＭを４とした場合の例を示したが、以下の説明
は、一般的なＭとして行う。フィルタ処理はＭサンプル
を１ブロックとするブロック単位で行われる。同図で、
（ａ）はブロック同期信号、（ｂ）は広帯域入力信号、
（ｃ）はフィルタ計算内容、（ｄ）はサブバンド出力信
号を表す。ブロック同期信号はサブバンド信号の同期を
とるための信号で、ハイレベルが第０サブバンド信号を
表す。以下、順番に第１サブバンド信号から第（Ｍ−
１）サブバンド信号を表す。信号分析フィルタバンクの
処理はこのブロック同期信号に同期して行われる。１ブ
ロックを構成するＭ個の広帯域信号ｘ（Ｍｍ−ｎ）（た
だし、０≦ｎ≦Ｍ−１）が入力されると、次のブロック
で第１の演算を行うことにより第１の中間信号ｗ１
（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）を算出する。次
に、第１の中間信号を用いて第２の演算を行うことによ
りサブバンド信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（ただし、０≦ｉ≦Ｍ
−１）を算出する。その次のブロックでサブバンド信号
ｙ（ｉ，Ｍｍ）を出力する。図９で（ｂ）の斜線を引い
た広帯域入力信号のブロックが、（ｃ）の斜線を引いた
フィルタ計算の結果と（ｄ）の斜線を引いたサブバンド
出力信号のブロックとに影響を及ぼす。したがって、広
帯域信号が入力されてから対応するサブバンド信号が出
力されるまでの処理遅延はＭサンプルであった。
【００２１】また、従来の信号分析フィルタバンクで
は、フィルタ計算を実行するのに、２ＭＰ個の広帯域入
力信号と２Ｍ個の第１の中間信号とＭ個のサブバンド出
力信号とを記憶するメモリが必要であった。さらに、フ
ィルタ計算中に入力されるＭ個の広帯域信号と出力され
るＭ個のサブバンド信号を記憶しておくメモリが必要で
あり、合計で（２ＭＰ＋５Ｍ）個のメモリが必要であっ
た。
は、フィルタ計算を実行するのに、２ＭＰ個の広帯域入
力信号と２Ｍ個の第１の中間信号とＭ個のサブバンド出
力信号とを記憶するメモリが必要であった。さらに、フ
ィルタ計算中に入力されるＭ個の広帯域信号と出力され
るＭ個のサブバンド信号を記憶しておくメモリが必要で
あり、合計で（２ＭＰ＋５Ｍ）個のメモリが必要であっ
た。
【００２２】次に、従来の信号合成フィルタバンクにつ
いて説明する。信号分析フィルタバンクと同様に、信号
合成フィルタバンクの第ｉサブバンドのフィルタ係数ｈ
s（ｉ，ｌ）は（数６）で求められる。
いて説明する。信号分析フィルタバンクと同様に、信号
合成フィルタバンクの第ｉサブバンドのフィルタ係数ｈ
s（ｉ，ｌ）は（数６）で求められる。
【００２３】
【数６】
【００２４】したがって、信号合成フィルタバンクの第
ｉサブバンドのサンプル時刻Ｍｍにおける入力信号をｙ
（ｉ，Ｍｍ）とすれば、サンプル時刻Ｍｍ＋ｎ（ただ
し、０≦ｎ≦Ｍ−１）における出力信号ｘ（Ｍｍ＋ｎ）
は（数７）で与えられる。
ｉサブバンドのサンプル時刻Ｍｍにおける入力信号をｙ
（ｉ，Ｍｍ）とすれば、サンプル時刻Ｍｍ＋ｎ（ただ
し、０≦ｎ≦Ｍ−１）における出力信号ｘ（Ｍｍ＋ｎ）
は（数７）で与えられる。
【００２５】
【数７】
【００２６】ここで、４ＭＰ個の第２の中間信号ｗ２
（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦４ＭＰ−１）を導入し、０≦
ｋ≦４ＭＰ−２Ｍ−１に対して第２の中間信号ｗ２
（ｋ）をｗ２（ｋ＋２Ｍ）にシフトし、０≦ｋ≦２Ｍ−
１に対してｗ２（ｋ）を（数８）によって求めるものと
すると、広帯域出力信号は（数９）によって求めること
ができ、（数７）を直接計算する場合と比較して計算量
を削減することができる。
（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦４ＭＰ−１）を導入し、０≦
ｋ≦４ＭＰ−２Ｍ−１に対して第２の中間信号ｗ２
（ｋ）をｗ２（ｋ＋２Ｍ）にシフトし、０≦ｋ≦２Ｍ−
１に対してｗ２（ｋ）を（数８）によって求めるものと
すると、広帯域出力信号は（数９）によって求めること
ができ、（数７）を直接計算する場合と比較して計算量
を削減することができる。
【００２７】
【数８】
【００２８】
【数９】
【００２９】以下、（数８）の計算を第３の演算、（数
９）の計算を第４の演算と呼ぶことにする。
９）の計算を第４の演算と呼ぶことにする。
【００３０】図１０は従来の信号合成フィルタバンクの
処理タイミングを示す図である。図１０ではＭを４とし
た場合の例を示したが、以下の説明は一般的なＭとして
行う。フィルタ処理はＭサンプルを１ブロックとするブ
ロック単位で行われる。同図で、（ａ）はブロック同期
信号、（ｂ）はサブバンド入力信号、（ｃ）はフィルタ
計算内容、（ｄ）は広帯域出力信号を表す。信号合成フ
ィルタバンクの処理はブロック同期信号に同期して行わ
れる。１ブロックを構成するＭ個のサブバンド信号ｙ
（ｉ，Ｍｍ）（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）が入力される
と、次のブロックで第３の演算を行うことにより第２の
中間信号ｗ２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）を算
出する。次に第２の中間信号を用いて第４の演算を行う
ことにより広帯域信号ｘ（Ｍｍ＋ｎ）（ただし、０≦ｎ
≦Ｍ−１）を算出する。その次のブロックで広帯域信号
ｘ（Ｍｍ＋ｎ）を出力する。図１０で（ｂ）の斜線を引
いたサブバンド入力信号のブロックが、（ｃ）の斜線を
引いたフィルタ計算の結果と（ｄ）の斜線を引いた広帯
域出力信号のブロックとに影響を及ぼす。したがって、
サブバンド信号が入力されてから対応する広帯域信号が
出力されるまでの処理遅延はＭサンプルであった。
処理タイミングを示す図である。図１０ではＭを４とし
た場合の例を示したが、以下の説明は一般的なＭとして
行う。フィルタ処理はＭサンプルを１ブロックとするブ
ロック単位で行われる。同図で、（ａ）はブロック同期
信号、（ｂ）はサブバンド入力信号、（ｃ）はフィルタ
計算内容、（ｄ）は広帯域出力信号を表す。信号合成フ
ィルタバンクの処理はブロック同期信号に同期して行わ
れる。１ブロックを構成するＭ個のサブバンド信号ｙ
（ｉ，Ｍｍ）（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）が入力される
と、次のブロックで第３の演算を行うことにより第２の
中間信号ｗ２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）を算
出する。次に第２の中間信号を用いて第４の演算を行う
ことにより広帯域信号ｘ（Ｍｍ＋ｎ）（ただし、０≦ｎ
≦Ｍ−１）を算出する。その次のブロックで広帯域信号
ｘ（Ｍｍ＋ｎ）を出力する。図１０で（ｂ）の斜線を引
いたサブバンド入力信号のブロックが、（ｃ）の斜線を
引いたフィルタ計算の結果と（ｄ）の斜線を引いた広帯
域出力信号のブロックとに影響を及ぼす。したがって、
サブバンド信号が入力されてから対応する広帯域信号が
出力されるまでの処理遅延はＭサンプルであった。
【００３１】また、上記従来の信号合成フィルタバンク
では、フィルタ計算を実行するのに、Ｍ個のサブバンド
入力信号と４ＭＰ個の第２の中間信号とＭ個の広帯域出
力信号とを記憶するメモリが必要であった。さらに、フ
ィルタ計算中に入力されるＭ個のサブバンド信号と出力
されるＭ個の広帯域信号を記憶しておくメモリが必要で
あり、合計で（４ＭＰ＋４Ｍ）個のメモリが必要であっ
た。
では、フィルタ計算を実行するのに、Ｍ個のサブバンド
入力信号と４ＭＰ個の第２の中間信号とＭ個の広帯域出
力信号とを記憶するメモリが必要であった。さらに、フ
ィルタ計算中に入力されるＭ個のサブバンド信号と出力
されるＭ個の広帯域信号を記憶しておくメモリが必要で
あり、合計で（４ＭＰ＋４Ｍ）個のメモリが必要であっ
た。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の信号分析フィルタバンクでは広帯域信号を入力して
から対応するサブバンド信号を出力するまでの処理遅延
が大きい、という問題点を有していた。同様に、上記従
来の信号合成フィルタバンクではサブバンド信号を入力
してから対応する広帯域信号を出力するまでの処理遅延
が大きい、という問題点を有していた。
来の信号分析フィルタバンクでは広帯域信号を入力して
から対応するサブバンド信号を出力するまでの処理遅延
が大きい、という問題点を有していた。同様に、上記従
来の信号合成フィルタバンクではサブバンド信号を入力
してから対応する広帯域信号を出力するまでの処理遅延
が大きい、という問題点を有していた。
【００３３】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、広帯域入力信号とサブバンド出力信号との間の処理
遅延が小さい信号分析フィルタバンクと、サブバンド入
力信号と広帯域出力信号との間の処理遅延が小さい信号
合成フィルタバンクを提供することを目的とする。
で、広帯域入力信号とサブバンド出力信号との間の処理
遅延が小さい信号分析フィルタバンクと、サブバンド入
力信号と広帯域出力信号との間の処理遅延が小さい信号
合成フィルタバンクを提供することを目的とする。
【００３４】また、分析及び合成フィルタ処理を行うの
に必要なメモリ量を削減し、ハードウェア規模を削減し
た信号分析及び合成フィルタバンクを提供することを目
的とする。
に必要なメモリ量を削減し、ハードウェア規模を削減し
た信号分析及び合成フィルタバンクを提供することを目
的とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の信号分析フィルタバンクは、広帯域信号が入
力される毎に、前記広帯域信号を用いて第１の演算の部
分演算を行うことにより第１の中間信号を算出し、前記
第１の中間信号を用いて第２の演算の部分演算を行うこ
とによりサブバンド信号を算出し、前記サブバンド信号
を出力するシーケンス制御手段を備えている。
に本発明の信号分析フィルタバンクは、広帯域信号が入
力される毎に、前記広帯域信号を用いて第１の演算の部
分演算を行うことにより第１の中間信号を算出し、前記
第１の中間信号を用いて第２の演算の部分演算を行うこ
とによりサブバンド信号を算出し、前記サブバンド信号
を出力するシーケンス制御手段を備えている。
【００３６】本発明の信号合成フィルタバンクは、Ｍ個
サブバンド信号が入力された後で、サブバンド信号が入
力される毎に、前記Ｍ個のサブバンド信号を用いて第３
の演算の部分演算を行うことにより第２の中間信号の部
分を算出し、前記第２の中間信号の部分を用いて第４の
演算の部分演算を行うことにより広帯域信号を算出し、
前記広帯域信号を出力するシーケンス制御手段を備えて
いる。
サブバンド信号が入力された後で、サブバンド信号が入
力される毎に、前記Ｍ個のサブバンド信号を用いて第３
の演算の部分演算を行うことにより第２の中間信号の部
分を算出し、前記第２の中間信号の部分を用いて第４の
演算の部分演算を行うことにより広帯域信号を算出し、
前記広帯域信号を出力するシーケンス制御手段を備えて
いる。
【００３７】また、本発明の信号合成フィルタバンク
は、サブバンド信号が入力される毎に、前記サブバンド
信号を用いて第３の演算の部分演算を行うことにより第
２の中間信号を算出し、前記第２の中間信号を用いて第
４の演算の部分演算を行うことにより広帯域信号を算出
し、前記広帯域信号を出力するシーケンス制御手段を備
えている。
は、サブバンド信号が入力される毎に、前記サブバンド
信号を用いて第３の演算の部分演算を行うことにより第
２の中間信号を算出し、前記第２の中間信号を用いて第
４の演算の部分演算を行うことにより広帯域信号を算出
し、前記広帯域信号を出力するシーケンス制御手段を備
えている。
【００３８】
【作用】本発明の信号分析フィルタバンクは、上記した
シーケンス制御手段により、ブロック単位のフィルタ演
算をサンプル単位の演算に分割して、広帯域信号が入力
される毎に、第１の演算の部分演算を行い、サブバンド
信号を出力する順に第２の演算の部分演算を行うことに
より、入出力信号間の処理遅延を大きく減少させ、分析
フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量を削減すること
ができる。
シーケンス制御手段により、ブロック単位のフィルタ演
算をサンプル単位の演算に分割して、広帯域信号が入力
される毎に、第１の演算の部分演算を行い、サブバンド
信号を出力する順に第２の演算の部分演算を行うことに
より、入出力信号間の処理遅延を大きく減少させ、分析
フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量を削減すること
ができる。
【００３９】本発明の信号合成フィルタバンクは、上記
したシーケンス制御手段により、ブロック単位のフィル
タ演算をサンプル単位の演算に分割して、Ｍ個のサブバ
ンド信号が入力された後で、サブバンド信号が入力され
る毎に、第３の演算の部分演算を行い、広帯域信号を出
力する順に第４の演算の部分演算を行うことにより、入
出力信号間の処理遅延を大きく減少させ、合成フィルタ
処理を行うのに必要なメモリ量を削減することができ
る。
したシーケンス制御手段により、ブロック単位のフィル
タ演算をサンプル単位の演算に分割して、Ｍ個のサブバ
ンド信号が入力された後で、サブバンド信号が入力され
る毎に、第３の演算の部分演算を行い、広帯域信号を出
力する順に第４の演算の部分演算を行うことにより、入
出力信号間の処理遅延を大きく減少させ、合成フィルタ
処理を行うのに必要なメモリ量を削減することができ
る。
【００４０】また、本発明の信号合成フィルタバンク
は、上記したシーケンス制御手段により、ブロック単位
のフィルタ演算をサンプル単位の演算に分割して、サブ
バンド信号が入力される毎に、第３の演算の部分演算を
行い、広帯域信号を出力する順に第４の演算の部分演算
を行うことにより、入出力間信号間の処理遅延を大きく
減少させ、合成フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量
を削減することができる。
は、上記したシーケンス制御手段により、ブロック単位
のフィルタ演算をサンプル単位の演算に分割して、サブ
バンド信号が入力される毎に、第３の演算の部分演算を
行い、広帯域信号を出力する順に第４の演算の部分演算
を行うことにより、入出力間信号間の処理遅延を大きく
減少させ、合成フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量
を削減することができる。
【００４１】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００４２】図１は本発明の実施例の信号分析及び合成
フィルタバンクの構成を示すブロック図である。図１
で、１はシーケンス制御部、２はランダムアクセスメモ
リ（以下、ＲＡＭと呼ぶ）、３はリードオンリーメモリ
（以下、ＲＯＭと呼ぶ）、４は演算部、５は広帯域入出
力部、６はサブバンド入出力部である。
フィルタバンクの構成を示すブロック図である。図１
で、１はシーケンス制御部、２はランダムアクセスメモ
リ（以下、ＲＡＭと呼ぶ）、３はリードオンリーメモリ
（以下、ＲＯＭと呼ぶ）、４は演算部、５は広帯域入出
力部、６はサブバンド入出力部である。
【００４３】以上のように構成された信号分析及び合成
フィルタバンクについて、以下その動作を説明する。
フィルタバンクについて、以下その動作を説明する。
【００４４】図１で、シーケンス制御部１は内蔵してい
る命令メモリの内容を順次読み出し、読み出した命令を
解読して、各部の動作を制御する。ＲＡＭ２は入力信号
と中間信号と出力信号等を記憶するメモリである。ＲＯ
Ｍ３はフィルタ計算に必要なプロトタイプフィルタの係
数テーブルとコサイン関数テーブル等を記憶するデータ
メモリである。演算部４は加算、乗算等の算術演算と論
理和、論理積等の論理演算を行う演算ユニットである。
シーケンス制御部１の制御でＲＡＭ２とＲＯＭ３に記憶
されているデータを用いて演算部４で積和計算を行うこ
とによりフィルタ処理計算を行う。広帯域入出力部５は
シーケンス制御部１の制御で広帯域信号をサンプル単位
で入力あるいは出力するインターフェース部である。サ
ブバンド入出力部６はシーケンス制御部１の制御でサブ
バンド信号をサンプル単位で入力あるいは出力するイン
ターフェース部である。
る命令メモリの内容を順次読み出し、読み出した命令を
解読して、各部の動作を制御する。ＲＡＭ２は入力信号
と中間信号と出力信号等を記憶するメモリである。ＲＯ
Ｍ３はフィルタ計算に必要なプロトタイプフィルタの係
数テーブルとコサイン関数テーブル等を記憶するデータ
メモリである。演算部４は加算、乗算等の算術演算と論
理和、論理積等の論理演算を行う演算ユニットである。
シーケンス制御部１の制御でＲＡＭ２とＲＯＭ３に記憶
されているデータを用いて演算部４で積和計算を行うこ
とによりフィルタ処理計算を行う。広帯域入出力部５は
シーケンス制御部１の制御で広帯域信号をサンプル単位
で入力あるいは出力するインターフェース部である。サ
ブバンド入出力部６はシーケンス制御部１の制御でサブ
バンド信号をサンプル単位で入力あるいは出力するイン
ターフェース部である。
【００４５】図２はシーケンス制御部１の詳細ブロック
図を示すものである。図２で、２１はプログラムカウン
タ、２２は命令メモリ、２３は命令レジスタ、２４は命
令デコーダ、２５はジャンプ制御部、２６はサンプル系
列カウンタである。
図を示すものである。図２で、２１はプログラムカウン
タ、２２は命令メモリ、２３は命令レジスタ、２４は命
令デコーダ、２５はジャンプ制御部、２６はサンプル系
列カウンタである。
【００４６】以上のように構成されたシーケンス制御部
１について、以下その動作を説明する。プログラムカウ
ンタ２１は命令メモリ２２を順番にアクセスして必要な
命令を読み出すためのアドレス発生回路である。割り込
み命令を含むジャンプ命令が実行されたときはジャンプ
制御部２５によってジャンプ条件の判定とプログラムカ
ウンタ２１の制御を行う。すなわち、ジャンプ条件が成
立したときはプログラムカウンタ２１にジャンプ先のア
ドレスをロードすることによって、命令をジャンプする
ことができる。命令メモリ２２は命令を記憶しているメ
モリであり、通常ＲＯＭで構成される。命令レジスタ２
３は命令メモリ２２の出力を記憶するレジスタであり、
プログラムカウンタ２１と同期して動作する。命令デコ
ーダ２４は命令レジスタ２３の内容を解読して、各部の
制御を行う命令の復号化器である。すなわち、ＲＡＭ２
の内容を読み書きするためのアドレスとデータの転送方
向と転送先、ＲＯＭ３の内容を読み出すためのアドレス
とデータの転送先、演算部４で実行する演算の種類の選
択、広帯域入出力部５に対する広帯域入出力信号の読み
出しと書き込み、サブバンド入出力部６に対するサブバ
ンド入出力信号の読み出しと書き込み等を制御する。ジ
ャンプ制御部２５にはサンプル同期信号が入力され、サ
ンプル同期信号と同期して広帯域入出力部５を介して広
帯域信号を、またサブバンド入出力部６を介してサブバ
ンド信号を入出力することができる。本実施例では、シ
ーケンス制御部１にさらにサンプル系列カウンタ２６を
設け、ブロック同期信号に同期してサンプル同期信号を
カウントしたサンプル系列番号をジャンプ制御部２５に
出力する。
１について、以下その動作を説明する。プログラムカウ
ンタ２１は命令メモリ２２を順番にアクセスして必要な
命令を読み出すためのアドレス発生回路である。割り込
み命令を含むジャンプ命令が実行されたときはジャンプ
制御部２５によってジャンプ条件の判定とプログラムカ
ウンタ２１の制御を行う。すなわち、ジャンプ条件が成
立したときはプログラムカウンタ２１にジャンプ先のア
ドレスをロードすることによって、命令をジャンプする
ことができる。命令メモリ２２は命令を記憶しているメ
モリであり、通常ＲＯＭで構成される。命令レジスタ２
３は命令メモリ２２の出力を記憶するレジスタであり、
プログラムカウンタ２１と同期して動作する。命令デコ
ーダ２４は命令レジスタ２３の内容を解読して、各部の
制御を行う命令の復号化器である。すなわち、ＲＡＭ２
の内容を読み書きするためのアドレスとデータの転送方
向と転送先、ＲＯＭ３の内容を読み出すためのアドレス
とデータの転送先、演算部４で実行する演算の種類の選
択、広帯域入出力部５に対する広帯域入出力信号の読み
出しと書き込み、サブバンド入出力部６に対するサブバ
ンド入出力信号の読み出しと書き込み等を制御する。ジ
ャンプ制御部２５にはサンプル同期信号が入力され、サ
ンプル同期信号と同期して広帯域入出力部５を介して広
帯域信号を、またサブバンド入出力部６を介してサブバ
ンド信号を入出力することができる。本実施例では、シ
ーケンス制御部１にさらにサンプル系列カウンタ２６を
設け、ブロック同期信号に同期してサンプル同期信号を
カウントしたサンプル系列番号をジャンプ制御部２５に
出力する。
【００４７】図３はサンプル系列カウンタ２６の動作タ
イミングを示す図である。同図で、（ａ）はブロック同
期信号、（ｂ）はサンプル同期信号、（ｃ）はサンプル
系列カウンタ２６の出力を表す。サンプル系列カウンタ
２６の出力はサブバンド信号のサブバンド番号と一致し
ている。ジャンプ制御部２５ではこのサンプル系列番号
をみて、ジャンプ先を変えることにより、サンプル系列
番号毎に処理の内容を変えることができる。従来例では
分析及び合成のフィルタ処理計算はすべてブロック単位
で行われてきたが、本実施例ではシーケンス制御部１に
サンプル系列カウンタ２６を設けることによりフィルタ
処理計算をサンプル単位に分割して行うことができる。
イミングを示す図である。同図で、（ａ）はブロック同
期信号、（ｂ）はサンプル同期信号、（ｃ）はサンプル
系列カウンタ２６の出力を表す。サンプル系列カウンタ
２６の出力はサブバンド信号のサブバンド番号と一致し
ている。ジャンプ制御部２５ではこのサンプル系列番号
をみて、ジャンプ先を変えることにより、サンプル系列
番号毎に処理の内容を変えることができる。従来例では
分析及び合成のフィルタ処理計算はすべてブロック単位
で行われてきたが、本実施例ではシーケンス制御部１に
サンプル系列カウンタ２６を設けることによりフィルタ
処理計算をサンプル単位に分割して行うことができる。
【００４８】図１及び図２の構成は、以下に説明するす
べての実施例に共通の構成であるが、個々の実施例で実
行する命令の内容とその順序が異なっている。すなわ
ち、個々の実施例でシーケンス制御部１の命令メモリ２
２の内容が異なる。また、信号分析フィルタバンクで
は、広帯域入出力部５を入力部とし、サブバンド入出力
部６を出力部として用いるが、信号合成フィルタバンク
では、広帯域入出力部５を出力部とし、サブバンド入出
力部６を入力部として用いる。
べての実施例に共通の構成であるが、個々の実施例で実
行する命令の内容とその順序が異なっている。すなわ
ち、個々の実施例でシーケンス制御部１の命令メモリ２
２の内容が異なる。また、信号分析フィルタバンクで
は、広帯域入出力部５を入力部とし、サブバンド入出力
部６を出力部として用いるが、信号合成フィルタバンク
では、広帯域入出力部５を出力部とし、サブバンド入出
力部６を入力部として用いる。
【００４９】図４は本発明の第１の実施例における信号
分析フィルタバンクの処理タイミングを示す図である。
図４ではＭを４とした場合の例を示したが、以下の説明
は一般的なＭについて行う。同図で、（ａ）はブロック
同期信号、（ｂ）は広帯域入力信号、（ｃ）はフィルタ
計算内容、（ｄ）はサブバンド出力信号を表す。従来例
ではフィルタ計算はブロック単位で行われてきたが、本
実施例ではサンプル単位に分割して行う。広帯域信号ｘ
（Ｍｍ−Ｍ＋１）が広帯域入出力部５を介して入力され
ると、（数１０）に示す第１の演算の部分演算を演算部
４で行うことにより第１の中間信号の１部であるｗ１
（Ｍ−１）とｗ１（２Ｍ−１）を算出する。
分析フィルタバンクの処理タイミングを示す図である。
図４ではＭを４とした場合の例を示したが、以下の説明
は一般的なＭについて行う。同図で、（ａ）はブロック
同期信号、（ｂ）は広帯域入力信号、（ｃ）はフィルタ
計算内容、（ｄ）はサブバンド出力信号を表す。従来例
ではフィルタ計算はブロック単位で行われてきたが、本
実施例ではサンプル単位に分割して行う。広帯域信号ｘ
（Ｍｍ−Ｍ＋１）が広帯域入出力部５を介して入力され
ると、（数１０）に示す第１の演算の部分演算を演算部
４で行うことにより第１の中間信号の１部であるｗ１
（Ｍ−１）とｗ１（２Ｍ−１）を算出する。
【００５０】
【数１０】
【００５１】このように広帯域信号ｘ（Ｍｍ−ｎ）（た
だし、０≦ｎ≦Ｍ−１）が広帯域入出力部５を介してサ
ンプル単位で入力されると、（数１０）に示す第１の演
算の部分演算を演算部４で行うことにより第１の中間信
号の１部であるｗ１（ｎ）とｗ１（Ｍ＋ｎ）を算出す
る。上記処理をサンプル周期でＭ回繰り返すことによ
り、第１の中間信号ｗ１（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ
−１）を算出する。
だし、０≦ｎ≦Ｍ−１）が広帯域入出力部５を介してサ
ンプル単位で入力されると、（数１０）に示す第１の演
算の部分演算を演算部４で行うことにより第１の中間信
号の１部であるｗ１（ｎ）とｗ１（Ｍ＋ｎ）を算出す
る。上記処理をサンプル周期でＭ回繰り返すことによ
り、第１の中間信号ｗ１（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ
−１）を算出する。
【００５２】次に、前記第１の中間信号を用いて（数１
１）に示す第２の演算の部分演算を演算部４で行うこと
によりサブバンド信号ｙ（０，Ｍｍ）を算出し、サブバ
ンド入出力部６を介して出力する。
１）に示す第２の演算の部分演算を演算部４で行うこと
によりサブバンド信号ｙ（０，Ｍｍ）を算出し、サブバ
ンド入出力部６を介して出力する。
【００５３】
【数１１】
【００５４】このように前記第１の中間信号を用いて
（数１１）に示す第２の演算の部分演算を演算部４で行
うことによりサブバンド信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（ただし、
０≦ｉ≦Ｍ−１）を算出し、サブバンド入出力部６を介
して出力する処理をサンプル周期でＭ回繰り返すことに
より、サブバンド信号を第０サブバンドから順番に算出
し、出力する。
（数１１）に示す第２の演算の部分演算を演算部４で行
うことによりサブバンド信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（ただし、
０≦ｉ≦Ｍ−１）を算出し、サブバンド入出力部６を介
して出力する処理をサンプル周期でＭ回繰り返すことに
より、サブバンド信号を第０サブバンドから順番に算出
し、出力する。
【００５５】図４で（ｂ）の斜線を引いた広帯域入力信
号のサンプルが、（ｃ）の斜線を引いた部分のフィルタ
計算の結果と（ｄ）の斜線を引いたサブバンド出力信号
のサンプルとに影響を及ぼす。したがって、広帯域信号
が入力されてから対応するサブバンド信号が出力される
までの処理遅延は１サンプルであり、従来例のＭサンプ
ルと比較して大きく削減することができる。
号のサンプルが、（ｃ）の斜線を引いた部分のフィルタ
計算の結果と（ｄ）の斜線を引いたサブバンド出力信号
のサンプルとに影響を及ぼす。したがって、広帯域信号
が入力されてから対応するサブバンド信号が出力される
までの処理遅延は１サンプルであり、従来例のＭサンプ
ルと比較して大きく削減することができる。
【００５６】第１の実施例の信号分析フィルタバンクで
は、フィルタ計算を実行するのに、２ＭＰ個の広帯域入
力信号と２Ｍ個の第１の中間信号とを記憶するメモリが
必要である。広帯域入出力部５からの広帯域入力信号は
入力されるとすぐに２ＭＰ個の広帯域入力信号メモリに
記憶されるので広帯域入力信号を記憶するための別なメ
モリは不要である。また、サブバンド出力信号は第２の
演算の部分演算が終了するとすぐにサブバンド入出力部
６に出力されるのでサブバンド出力信号を記憶しておく
メモリは不要である。第１の実施例では、この他に第１
の中間信号を用いて第２の演算中に、次に用いる第１の
中間信号を第１の演算により算出し、記憶しておく２Ｍ
個のメモリが必要である。したがって第１の実施例では
合計で（２ＭＰ＋４Ｍ）個のメモリが必要である。これ
は従来例の（２ＭＰ＋５Ｍ）個と比較してメモリ量がＭ
個少ない。
は、フィルタ計算を実行するのに、２ＭＰ個の広帯域入
力信号と２Ｍ個の第１の中間信号とを記憶するメモリが
必要である。広帯域入出力部５からの広帯域入力信号は
入力されるとすぐに２ＭＰ個の広帯域入力信号メモリに
記憶されるので広帯域入力信号を記憶するための別なメ
モリは不要である。また、サブバンド出力信号は第２の
演算の部分演算が終了するとすぐにサブバンド入出力部
６に出力されるのでサブバンド出力信号を記憶しておく
メモリは不要である。第１の実施例では、この他に第１
の中間信号を用いて第２の演算中に、次に用いる第１の
中間信号を第１の演算により算出し、記憶しておく２Ｍ
個のメモリが必要である。したがって第１の実施例では
合計で（２ＭＰ＋４Ｍ）個のメモリが必要である。これ
は従来例の（２ＭＰ＋５Ｍ）個と比較してメモリ量がＭ
個少ない。
【００５７】以上のように第１の実施例では、広帯域信
号が入力される毎に、広帯域信号を用いて第１の演算の
部分演算を行うことにより第１の中間信号を算出し、第
１の中間信号を用いて第２の演算の部分演算を行うこと
によりサブバンド信号を算出し、サブバンド信号を出力
するシーケンス制御手段を設けることにより、広帯域入
力信号とサブバンド出力信号との間の処理遅延を小さく
でき、分析フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量を削
減することができる。
号が入力される毎に、広帯域信号を用いて第１の演算の
部分演算を行うことにより第１の中間信号を算出し、第
１の中間信号を用いて第２の演算の部分演算を行うこと
によりサブバンド信号を算出し、サブバンド信号を出力
するシーケンス制御手段を設けることにより、広帯域入
力信号とサブバンド出力信号との間の処理遅延を小さく
でき、分析フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量を削
減することができる。
【００５８】図５は本発明の第２の実施例における信号
合成フィルタバンクの処理タイミングを示す図である。
図５ではＭを４とした場合の例を示したが、説明は一般
的なＭの場合について行う。同図で、（ａ）はブロック
同期信号、（ｂ）はサブバンド入力信号、（ｃ）はフィ
ルタ計算内容、（ｄ）は広帯域出力信号を表す。従来例
ではフィルタ計算はブロック単位で行われてきたが、本
実施例ではサンプル単位に分割して行う。Ｍ個のサブバ
ンド信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）が
サブバンド入出力部６を介してサンプル単位で入力され
た後で、（数１２）に示す第３の演算の部分演算を演算
部４で行うことにより第２の中間信号ｗ２（ｋ）（ただ
し、０≦ｋ≦２Ｍ−１）の１部であるｗ２（０）とｗ２
（Ｍ）を算出する。
合成フィルタバンクの処理タイミングを示す図である。
図５ではＭを４とした場合の例を示したが、説明は一般
的なＭの場合について行う。同図で、（ａ）はブロック
同期信号、（ｂ）はサブバンド入力信号、（ｃ）はフィ
ルタ計算内容、（ｄ）は広帯域出力信号を表す。従来例
ではフィルタ計算はブロック単位で行われてきたが、本
実施例ではサンプル単位に分割して行う。Ｍ個のサブバ
ンド信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）が
サブバンド入出力部６を介してサンプル単位で入力され
た後で、（数１２）に示す第３の演算の部分演算を演算
部４で行うことにより第２の中間信号ｗ２（ｋ）（ただ
し、０≦ｋ≦２Ｍ−１）の１部であるｗ２（０）とｗ２
（Ｍ）を算出する。
【００５９】
【数１２】
【００６０】次に、第２の中間信号の１部を用いて（数
１３）に示す第４の演算の部分演算を行うことにより広
帯域信号ｘ（Ｍｍ）を算出し、前記広帯域信号を広帯域
入出力部５を介して出力する。
１３）に示す第４の演算の部分演算を行うことにより広
帯域信号ｘ（Ｍｍ）を算出し、前記広帯域信号を広帯域
入出力部５を介して出力する。
【００６１】
【数１３】
【００６２】（数１２）と（数１３）とで表される処理
をサンプル周期でＭ回繰り返すことにより、ｗ２（ｉ）
とｗ２（ｉ＋Ｍ）を算出し、広帯域信号ｘ（Ｍｍ＋ｎ）
（ただし、０≦ｎ≦Ｍ−１）をｎ＝０から順番に算出
し、出力する。図５で（ｂ）の斜線を引いたサブバンド
入力信号のサンプルが、（ｃ）の斜線を引いた部分のフ
ィルタ計算の結果と（ｄ）の斜線を引いた広帯域出力信
号のサンプルとに影響を及ぼす。したがって、サブバン
ド信号が入力されてから対応する広帯域信号が出力され
るまでの処理遅延は１サンプルであり、従来例のＭサン
プルと比較して大きく削減することができる。
をサンプル周期でＭ回繰り返すことにより、ｗ２（ｉ）
とｗ２（ｉ＋Ｍ）を算出し、広帯域信号ｘ（Ｍｍ＋ｎ）
（ただし、０≦ｎ≦Ｍ−１）をｎ＝０から順番に算出
し、出力する。図５で（ｂ）の斜線を引いたサブバンド
入力信号のサンプルが、（ｃ）の斜線を引いた部分のフ
ィルタ計算の結果と（ｄ）の斜線を引いた広帯域出力信
号のサンプルとに影響を及ぼす。したがって、サブバン
ド信号が入力されてから対応する広帯域信号が出力され
るまでの処理遅延は１サンプルであり、従来例のＭサン
プルと比較して大きく削減することができる。
【００６３】第２の実施例の信号合成フィルタバンクで
は、フィルタ計算を実行するのに、Ｍ個のサブバンド入
力信号と４ＭＰ個の第２の中間信号とを記憶するメモリ
が必要である。さらに、フィルタ計算中に入力されるＭ
個のサブバンド信号を記憶しておくメモリが必要であ
る。広帯域信号は算出されるとすぐに出力されるので広
帯域信号を記憶するメモリは不要である。したがって、
第２の実施例では合計で（４ＭＰ＋２Ｍ）個のメモリが
必要である。これは従来例の（４ＭＰ＋４Ｍ）個と比較
してメモリ量が２Ｍ個少ない。
は、フィルタ計算を実行するのに、Ｍ個のサブバンド入
力信号と４ＭＰ個の第２の中間信号とを記憶するメモリ
が必要である。さらに、フィルタ計算中に入力されるＭ
個のサブバンド信号を記憶しておくメモリが必要であ
る。広帯域信号は算出されるとすぐに出力されるので広
帯域信号を記憶するメモリは不要である。したがって、
第２の実施例では合計で（４ＭＰ＋２Ｍ）個のメモリが
必要である。これは従来例の（４ＭＰ＋４Ｍ）個と比較
してメモリ量が２Ｍ個少ない。
【００６４】以上のように第２の実施例では、Ｍ個サブ
バンド信号が入力された後で、サブバンド信号が入力さ
れる毎に、Ｍ個のサブバンド信号を用いて第３の演算の
部分演算を行うことにより第２の中間信号の部分を算出
し、第２の中間信号の部分を用いて第４の演算の部分演
算を行うことにより広帯域信号を算出し、広帯域信号を
出力するシーケンス制御手段を設けることにより、サブ
バンド入力信号と広帯域出力信号との間の処理遅延を小
さくでき、合成フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量
を削減することができる。
バンド信号が入力された後で、サブバンド信号が入力さ
れる毎に、Ｍ個のサブバンド信号を用いて第３の演算の
部分演算を行うことにより第２の中間信号の部分を算出
し、第２の中間信号の部分を用いて第４の演算の部分演
算を行うことにより広帯域信号を算出し、広帯域信号を
出力するシーケンス制御手段を設けることにより、サブ
バンド入力信号と広帯域出力信号との間の処理遅延を小
さくでき、合成フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量
を削減することができる。
【００６５】図６は本発明の第３の実施例における信号
合成フィルタバンクの処理タイミングを示す図である。
図６ではＭを４とした場合の例を示したが、説明は一般
的なＭの場合について行う。同図で、（ａ）はブロック
同期信号、（ｂ）はサブバンド入力信号、（ｃ）はフィ
ルタ計算内容、（ｄ）は広帯域出力信号を表す。従来例
ではフィルタ計算はブロック単位で行われてきたが、本
実施例ではサンプル単位に分割して行う。サブバンド信
号ｙ（０，Ｍｍ）がサブバンド入出力部６を介して入力
されると（数１４）に示す第３の演算の部分演算を演算
部４で行うことにより、第２の中間信号ｗ２（ｋ）（た
だし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）の部分和であるＳ0（ｋ）
（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）を算出する。
合成フィルタバンクの処理タイミングを示す図である。
図６ではＭを４とした場合の例を示したが、説明は一般
的なＭの場合について行う。同図で、（ａ）はブロック
同期信号、（ｂ）はサブバンド入力信号、（ｃ）はフィ
ルタ計算内容、（ｄ）は広帯域出力信号を表す。従来例
ではフィルタ計算はブロック単位で行われてきたが、本
実施例ではサンプル単位に分割して行う。サブバンド信
号ｙ（０，Ｍｍ）がサブバンド入出力部６を介して入力
されると（数１４）に示す第３の演算の部分演算を演算
部４で行うことにより、第２の中間信号ｗ２（ｋ）（た
だし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）の部分和であるＳ0（ｋ）
（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）を算出する。
【００６６】
【数１４】
【００６７】以下、サンプル周期でサブバンド信号ｙ
（ｉ，Ｍｍ）が入力される毎に、（数１５）に示す第３
の演算の部分演算を演算部４で行うことにより第ｉサブ
バンド信号までの部分和Ｓi（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦
２Ｍ−１）を算出する。
（ｉ，Ｍｍ）が入力される毎に、（数１５）に示す第３
の演算の部分演算を演算部４で行うことにより第ｉサブ
バンド信号までの部分和Ｓi（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦
２Ｍ−１）を算出する。
【００６８】
【数１５】
【００６９】（数１２）と（数１３）と（数１４）とか
ら（数１６）が成立する。
ら（数１６）が成立する。
【００７０】
【数１６】
【００７１】すなわち、上記演算により第２の中間信号
ｗ２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）が求められ
る。
ｗ２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２Ｍ−１）が求められ
る。
【００７２】次に、第２の中間信号を用いて（数１３）
に示す第４の演算の部分演算を行うことにより広帯域信
号ｘ（Ｍｍ）を算出し、前記広帯域信号を広帯域入出力
部５を介して出力する。このような処理をサンプル周期
でＭ回繰り返すことにより、広帯域信号ｘ（Ｍｍ＋ｎ）
（ただし、０≦ｎ≦Ｍ−１）をｎ＝０から順番に算出
し、出力する。
に示す第４の演算の部分演算を行うことにより広帯域信
号ｘ（Ｍｍ）を算出し、前記広帯域信号を広帯域入出力
部５を介して出力する。このような処理をサンプル周期
でＭ回繰り返すことにより、広帯域信号ｘ（Ｍｍ＋ｎ）
（ただし、０≦ｎ≦Ｍ−１）をｎ＝０から順番に算出
し、出力する。
【００７３】図６で（ｂ）の斜線を引いたサブバンド入
力信号のサンプルが、（ｃ）の斜線を引いた部分のフィ
ルタ計算の結果と（ｄ）の斜線を引いた広帯域出力信号
のサンプルとに影響を及ぼす。したがって、サブバンド
信号が入力されてから対応する広帯域信号が出力される
までの処理遅延は１サンプルであり、従来例のＭサンプ
ルと比較して大きく削減することができる。
力信号のサンプルが、（ｃ）の斜線を引いた部分のフィ
ルタ計算の結果と（ｄ）の斜線を引いた広帯域出力信号
のサンプルとに影響を及ぼす。したがって、サブバンド
信号が入力されてから対応する広帯域信号が出力される
までの処理遅延は１サンプルであり、従来例のＭサンプ
ルと比較して大きく削減することができる。
【００７４】第３の実施例の信号合成フィルタバンクで
は、フィルタ計算を実行するのに、４ＭＰ個の第２の中
間信号を記憶するメモリが必要である。さらに、部分和
Ｓi（ｋ）を記憶しておくメモリとしてはＳi（ｋ）とＳ
i-1（ｋ）は同一のメモリを使用することができるので
２Ｍ個のメモリが必要である。サブバンド信号は入力さ
れるとすぐに使用され、また広帯域信号は算出されると
すぐに出力されるのでこれらを記憶するメモリは不要で
ある。したがって、第３の実施例では合計で（４ＭＰ＋
２Ｍ）個のメモリが必要である。これは従来例の（４Ｍ
Ｐ＋４Ｍ）個と比較してメモリ量が２Ｍ個少ない。
は、フィルタ計算を実行するのに、４ＭＰ個の第２の中
間信号を記憶するメモリが必要である。さらに、部分和
Ｓi（ｋ）を記憶しておくメモリとしてはＳi（ｋ）とＳ
i-1（ｋ）は同一のメモリを使用することができるので
２Ｍ個のメモリが必要である。サブバンド信号は入力さ
れるとすぐに使用され、また広帯域信号は算出されると
すぐに出力されるのでこれらを記憶するメモリは不要で
ある。したがって、第３の実施例では合計で（４ＭＰ＋
２Ｍ）個のメモリが必要である。これは従来例の（４Ｍ
Ｐ＋４Ｍ）個と比較してメモリ量が２Ｍ個少ない。
【００７５】以上のように第３の実施例では、サブバン
ド信号が入力される毎に、サブバンド信号を用いて第３
の演算の部分演算を行うことにより第２の中間信号を算
出し、第２の中間信号を用いて第４の演算の部分演算を
行うことにより広帯域信号を算出し、広帯域信号を出力
するシーケンス制御手段を設けることにより、サブバン
ド入力信号と広帯域出力信号との間の処理遅延を小さく
でき、合成フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量を削
減することができる。
ド信号が入力される毎に、サブバンド信号を用いて第３
の演算の部分演算を行うことにより第２の中間信号を算
出し、第２の中間信号を用いて第４の演算の部分演算を
行うことにより広帯域信号を算出し、広帯域信号を出力
するシーケンス制御手段を設けることにより、サブバン
ド入力信号と広帯域出力信号との間の処理遅延を小さく
でき、合成フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量を削
減することができる。
【００７６】
【発明の効果】以上のように本発明の信号分析フィルタ
バンクは、ブロック単位の分析フィルタ演算をサンプル
単位の演算に分割して、広帯域信号が入力される毎に、
第１の演算の部分演算を行い、サブバンド信号を出力す
る順に第２の部分演算を行うシーケンス制御手段を設け
ることにより、従来例と比較して広帯域信号を入力して
から対応するサブバンド信号を出力するまでの時間を短
くすることができ、分析フィルタ処理を行うのに必要な
メモリ量を削減することができる。
バンクは、ブロック単位の分析フィルタ演算をサンプル
単位の演算に分割して、広帯域信号が入力される毎に、
第１の演算の部分演算を行い、サブバンド信号を出力す
る順に第２の部分演算を行うシーケンス制御手段を設け
ることにより、従来例と比較して広帯域信号を入力して
から対応するサブバンド信号を出力するまでの時間を短
くすることができ、分析フィルタ処理を行うのに必要な
メモリ量を削減することができる。
【００７７】本発明の信号合成フィルタバンクは、ブロ
ック単位の合成フィルタ演算をサンプル単位の演算に分
割して、Ｍ個のサブバンド信号が入力された後で、サブ
バンド信号が入力される毎に、第３の演算の部分演算を
行い、広帯域信号を出力する順に第４の部分演算を行う
シーケンス制御手段を設けることにより、サブバンド信
号を入力してから対応する広帯域信号を出力するまでの
時間を短くすることができ、合成フィルタ処理を行うの
に必要なメモリ量を削減することができる。
ック単位の合成フィルタ演算をサンプル単位の演算に分
割して、Ｍ個のサブバンド信号が入力された後で、サブ
バンド信号が入力される毎に、第３の演算の部分演算を
行い、広帯域信号を出力する順に第４の部分演算を行う
シーケンス制御手段を設けることにより、サブバンド信
号を入力してから対応する広帯域信号を出力するまでの
時間を短くすることができ、合成フィルタ処理を行うの
に必要なメモリ量を削減することができる。
【００７８】また、本発明の信号合成フィルタバンク
は、ブロック単位の合成フィルタ演算をサンプル単位の
演算に分割して、サブバンド信号が入力される毎に、第
３の演算の部分演算を行い、広帯域信号を出力する順に
第４の部分演算を行うシーケンス制御手段を設けること
により、サブバンド信号を入力してから対応する広帯域
信号を出力するまでの時間を短くすることができ、合成
フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量を削減すること
ができる。
は、ブロック単位の合成フィルタ演算をサンプル単位の
演算に分割して、サブバンド信号が入力される毎に、第
３の演算の部分演算を行い、広帯域信号を出力する順に
第４の部分演算を行うシーケンス制御手段を設けること
により、サブバンド信号を入力してから対応する広帯域
信号を出力するまでの時間を短くすることができ、合成
フィルタ処理を行うのに必要なメモリ量を削減すること
ができる。
【図１】本発明の実施例における信号分析及びフィルタ
バンクの構成を示すブロック図
バンクの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施例におけるシーケンス制御部の構
成を示す詳細ブロック図
成を示す詳細ブロック図
【図３】本発明の実施例におけるサンプル系列カウンタ
の動作タイミングを示す図
の動作タイミングを示す図
【図４】本発明の第１の実施例における信号分析フィル
タバンクの処理タイミングを示す図
タバンクの処理タイミングを示す図
【図５】本発明の第２の実施例における信号合成フィル
タバンクの処理タイミングを示す図
タバンクの処理タイミングを示す図
【図６】本発明の第３の実施例における信号合成フィル
タバンクの処理タイミングを示す図
タバンクの処理タイミングを示す図
【図７】従来の信号分析フィルタバンクと信号合成フィ
ルタバンクの構成を示すブロック図
ルタバンクの構成を示すブロック図
【図８】（ａ）はプロトタイプフィルタの周波数振幅応
答を示すスペクトル図 （ｂ）はプロトタイプフィルタを周波数遷移することに
より構成した信号分析あるいは合成フィルタバンクの周
波数振幅応答を示すスペクトル図
答を示すスペクトル図 （ｂ）はプロトタイプフィルタを周波数遷移することに
より構成した信号分析あるいは合成フィルタバンクの周
波数振幅応答を示すスペクトル図
【図９】従来の信号分析フィルタバンクの処理タイミン
グを示す図
グを示す図
【図１０】従来の信号合成フィルタバンクの処理タイミ
ングを示す図
ングを示す図
１ シーケンス制御部 ２ ＲＡＭ ３ ＲＯＭ ４ 演算部 ５ 広帯域入出力部 ６ サブバンド入出力部 ２１ プログラムカウンタ ２２ 命令メモリ ２３ 命令レジスタ ２４ 命令デコーダ ２５ ジャンプ制御部 ２６ サンプル系列カウンタ
Claims (3)
- 【請求項１】 サンプリング周波数ｆsの広帯域信号を
Ｍ個の等帯域幅のサンプリング周波数がｆs／Ｍのサブ
バンド信号に分割する信号分析フィルタバンクであっ
て、 広帯域信号が入力される毎に、前記広帯域信号を用いて
第１の演算の部分演算を行うことにより第１の中間信号
を算出し、前記第１の中間信号を用いて第２の演算の部
分演算を行うことによりサブバンド信号を算出し、前記
サブバンド信号を出力するシーケンス制御手段を備えた
ことを特徴とする信号分析フィルタバンク。 - 【請求項２】 Ｍ個の等帯域幅のサンプリング周波数ｆ
s／Ｍのサブバンド信号を合成してサンプリング周波数
ｆsの広帯域信号を再生する信号合成フィルタバンクで
あって、 Ｍ個のサブバンド信号が入力された後で、サブバンド信
号が入力される毎に、前記Ｍ個のサブバンド信号を用い
て第３の演算の部分演算を行うことにより第２の中間信
号の部分を算出し、前記第２の中間信号の部分を用いて
第４の演算の部分演算を行うことにより広帯域信号を算
出し、前記広帯域信号を出力するシーケンス制御手段を
備えたことを特徴とする信号合成フィルタバンク。 - 【請求項３】 Ｍ個の等帯域幅のサンプリング周波数ｆ
s／Ｍのサブバンド信号を合成してサンプリング周波数
ｆsの広帯域信号を再生する信号合成フィルタバンクで
あって、 サブバンド信号が入力される毎に、前記サブバンド信号
を用いて第３の演算の部分演算を行うことにより第２の
中間信号を算出し、前記第２の中間信号を用いて第４の
演算の部分演算を行うことにより広帯域信号を算出し、
前記広帯域信号を出力するシーケンス制御手段を備えた
ことを特徴とする信号合成フィルタバンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29239692A JPH06152328A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 信号分析及び合成フィルタバンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29239692A JPH06152328A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 信号分析及び合成フィルタバンク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06152328A true JPH06152328A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17781250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29239692A Pending JPH06152328A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 信号分析及び合成フィルタバンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06152328A (ja) |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP29239692A patent/JPH06152328A/ja active Pending
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