JPH06252701A - 時系列信号の線形補間装置 - Google Patents

時系列信号の線形補間装置

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JPH06252701A
JPH06252701A JP5785893A JP5785893A JPH06252701A JP H06252701 A JPH06252701 A JP H06252701A JP 5785893 A JP5785893 A JP 5785893A JP 5785893 A JP5785893 A JP 5785893A JP H06252701 A JPH06252701 A JP H06252701A
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JP5785893A
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Hisashi Yamaguchi
寿 山口
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Hudson Soft Co Ltd
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Seiko Epson Corp
Hudson Soft Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な構成によることなく、高速の変換動作
が可能な線形補間装置を提供する。 【構成】 差分データINは、ビットシフター部1に入
力され、下位ビット方向に1ビットシフトされる。シフ
トにより差分データは、2分の1になる。加算部2にお
いて、シフトされた差分データと出力レジスタ3の実値
データが加算され、補間した実値データが得られ、出力
レジスタ3に記憶される。さらに、シフトされた同じ差
分データが加算され、出力レジスタ3に記憶され、結果
的に差分データが加算された実値データが得られる。こ
れを繰り返して、差分データの加算値の中間に、1個の
補間データが挿入される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、時系列信号の線形補間
装置、特に、デジタル音声機器に適した時系列信号の線
形補間装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の時系列信号の線形補間装置は、時
刻Tn および時刻Tn+1 のデータを記憶し、補間数に基
づいた演算を行なっている。すなわち、時刻Tn におけ
るデータをXn 、時刻Tn+1 におけるデータをXn+1
し、補間数をp個とすると、補間分△Xnpは、 △Xnp=(Xn+1 −Xn )/(p+1) となり、第1番目の補間データXnp1 は、 Xnp1 =Xn +△Xnp となる、第2番目の補間データXnp2 は、 Xnp2 =Xnp1 +△Xnp となる。以下、補間した実値データに補間分を順次加算
することにより次の補間データが実値データとして演算
される。
【0003】このように、従来の線形補間は、補間数に
応じた係数である1/(p+1)を、(Xn+1 −Xn
で演算される差分データに乗じて補間分を演算し、この
補間分を実値データに対して順次加算して線形補間を行
なう構成であった。したがって、補間数により、乗ずる
係数値を変更する必要があるため、補間数に応じた個別
の係数に対応させた構成が必要となり、構成が複雑にな
るという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、複雑な構成によ
ることなく、高速の変換動作が可能な線形補間装置を提
供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1に記
載の発明においては、時系列信号の線形補間装置におい
て、2進コードで符号化された差分データをシフトする
シフト手段と、該シフト手段によりシフトされたデータ
を実値データに加算する加算手段と、該加算手段により
加算された実値データを記憶する記憶手段を有すること
を特徴とするものである。
【0006】請求項2に記載の発明においては、請求項
1に記載の発明において、差分データをシフトするシフ
ト手段のシフト数を変更する選択手段を有することを特
徴とするものであり、請求項3に記載の発明において
は、請求項1または2に記載の発明において、差分デー
タをシフトした際に生じる端数分を積算する積算手段
と、端数処理を行なう端数処理手段を有することを特徴
とするものであり、請求項4に記載の発明においては、
請求項1乃至3に記載の発明において 実値データを入
力する入力手段を有し、該入力手段からのデータと加算
手段により加算されたデータとを選択するデータ選択手
段を有することを特徴とするものである。
【0007】請求項5に記載の発明においては、時系列
信号の線形補間装置において、2進コードで符号化され
た差分データを符号データと絶対値データより構成され
たデータとし、前記絶対値データをシフトするシフト手
段と、該シフト手段によりシフトされたデータを前記符
号データに基づいて補数処理を行なう補数処理手段と、
該補数処理手段により処理されたデータを実値データに
加算する加算手段と、該加算手段により加算された実値
データを記憶する記憶手段を有することを特徴とするも
のである。
【0008】請求項6に記載の発明においては、請求項
5に記載の発明において、絶対値データをシフトするシ
フト手段のシフト数を変更する選択手段を有することを
特徴とするものであり、請求項7に記載の発明において
は、請求項5または6に記載の発明において、絶対値デ
ータをシフトした際に生じる端数分を積算する積算手段
と、端数処理を行なう端数処理手段を有することを特徴
とするものであり、請求項8に記載の発明においては、
請求項5乃至7に記載の発明において、実値データを入
力する入力手段を有し、該入力手段からのデータと加算
手段により加算されたデータとを選択するデータ選択手
段を有することを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明によれば、補間データをシフト手段によ
り得ることができ、シフト手段によりシフトされた補間
データを実値データに加算することによって、補間され
た時系列信号を得ることができるので、回路構成の複雑
化を防ぐとともに、補間動作の高速化を実現できる。
【0010】また、シフト手段のシフト数を変更するこ
とにより、補間数を簡単に変更することができる。
【0011】さらに、差分データをシフトした際に生じ
る端数分を積算する積算手段を有することにより、積算
誤差を補正することが可能となる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の時系列信号の線形補間装置
の第1の実施例のブロック図である。図中、1はビット
シフター部、2は加算部、3は出力レジスタである。ま
た、INは入力データ、CLKはクロック信号、RES
はリセット信号、OUTは補間された出力データであ
る。この実施例においては、入力データINは、音声信
号を所定の時間間隔でサンプリングし、デジタル化され
た入力信号である。この入力信号は、差分データで与え
られており、上述した(Xn+1 −Xn )に相当するデー
タである。このデータは、例えば、ADPCMとして与
えられたデータを、2進データに変換したデータであ
る。2進データとしては、符号データと絶対値を2進コ
ードで符号化したデータ、負数を1の補数であらわした
2進データ、負数を2の補数であらわした2進データ
等、適宜の2進コードで符号化したデータを用いること
ができ、加算部2においては、符号化に伴う正負の値を
考慮した加算が行なわれる。ビットシフター部1は、差
分データを1ビット下位方向にシフトするものであり、
差分データが2進コードであるから、1ビットシフトさ
れることによって、差分データは、2分の1となる。出
力レジスタ3は、mビットレジスタであり、実値データ
が記憶され、出力データOUTとなる。以上により第1
番目の実値データが出力レジスタ3に記憶され、初期設
定が完了するが、この方法だとビットシフター部1によ
ってシフトされた小数点部については無視されるので、
そこで得られた実値データに誤差が生じることがある。
この誤差をなくすためには、加算部2と出力レジスタ3
をシフトしてあふれるビットを含めた形で処理するよう
に構成すればよい。具体的には、加算部2と出力レジス
タ3のビット数をシフトするビット分だけ増やせばよ
い。各部の制御は、図示しないCPUまたはシーケンス
回路等によって行なわれる。
【0013】第1の実施例の動作について説明する。第
1番目のデータとしては、実値データがビットシフター
部1に入力データINとして入力される。まず、リセッ
ト信号RESが、出力レジスタ3に加えられ、出力レジ
スタ3がリセットされた後、ビットシフター部1によっ
てシフトされた実値データが、加算部2において、出力
レジスタ3の出力と加算される。出力レジスタ3の記憶
データはリセットされたデータであるから、加算値はシ
フトされた実値データ、すなわち、実値データの2分の
1のデータとなる。加算値は、出力レジスタ3に記憶さ
れ、出力データOUTとなる。
【0014】次に、ビットシフター部1の同じ出力デー
タが加算部2に入力され、出力レジスタ3の出力と加算
される。出力レジスタ3の記憶データは実値データの2
分の1のデータであるから、加算値は実値データとな
る。加算値は、出力レジスタ3に記憶され、出力データ
OUTとなる。
【0015】以後は、差分データが入力信号INとして
入力される。差分データは、ビットシフター部1におい
てシフトされ、2分の1の値となる。ビットシフター部
1によってシフトされた差分データが、加算部2におい
て、出力レジスタ3の出力である実値データと加算され
る。したがって、補間した実値データが得られる。加算
値は、出力レジスタ3に記憶され、出力データOUTと
なる。
【0016】次に、ビットシフター部1の同じ出力デー
タが加算部2に入力され、出力レジスタ3の出力と加算
される。出力レジスタ3の記憶データは補間した実値デ
ータであるから、最初の実値データに差分データが加え
られたデータに相当する実値データとなる。加算値は、
同様に、出力レジスタ3に記憶され、出力データOUT
となる。
【0017】以後は、同様にビットシフター部1によっ
てシフトされた差分データが、順次加算部2において、
出力レジスタ3に記憶された実値データに加算され、入
力データINに相当するデータの中間に1つのデータが
補間された出力データOUTを得ることができる。
【0018】図2により、本発明の実施例の補間方法を
説明する。ADPCM入力データが時系列信号として与
えられて、上述したように、シフトされた差分データが
実値データに順次加算されて、時刻Tn においてn番目
の実値データが得られているとする。その値をXn とす
る。また、時刻Tn+1 における(n+1)番目のデータ
の値をXn+1 とすると、差分データ△Xn+1 は、 △Xn+1 =Xn+1 −Xn である。この時刻Tn とTn+1 との間を補間する。補間
データは1個に限られるものではないが、ここでは1個
の場合を説明する。この場合は、時刻Tn と時刻Tn+1
との中間の時刻に、Xn+1 とXn との平均値である ((Xn+1 −Xn )/2)+Xn の値のデータを挿入する。 Xn+1 −Xn =△Xn+1 であるから、 △Xn+1 /2+Xn のデータを生成すればよい。上述したように、△Xn+1
/2は、△Xn+1 を1ビット下位方向にシフトすること
により得ることができるから、差分データをビットシフ
ター部1によってシフトしたデータを、n番目の実値デ
ータに加算することにより、n番目のデータと(n+
1)番目のデータを線形に補間することができる。
【0019】図3は、本発明の時系列信号の線形補間装
置の第2の実施例のブロック図である。図中、図1と同
様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。22は
キャリー入力付き加算部、4は補数処理部、5は端数処
理部であり、PLMは符号入力データ、MODE1,M
ODE2はモード選択信号である。この実施例において
は、差分データは、符号ビットが付加されたデータであ
る。データが(m+1)ビットであるとすれば、各ビッ
トは、2m ,2m-1 ,2m-2 ,・・・,21 ,20 であ
らわされる。2m のビットが符号ビットとして用いら
れ、差分データが正の数の場合は”0”、負の数の場合
は”1”であり、符号入力データPLMとして入力され
る。2m-1 ,2m-2 ,・・・,21 ,20 のビットに
は、差分の絶対値が2進コードであらわされ、入力デー
タINとして入力される。ビットシフター部1は、下位
方向に、1ビット乃至3ビットのシフトを行なうことが
でき、そのシフト数は、2ビットのモード選択信号MO
DE1,MODE2で選択される。すなわち、モード選
択信号MODE1,MODE2が”0”,”0”であれ
ば、シフトはされない。MODE1,MODE2が”
1”,”0”であれば、1ビットのシフトが行なわれ、
MODE1,MODE2が”0”,”1”であれば、2
ビットのシフトが行なわれ、MODE1,MODE2
が”1”,”1”であれば、3ビットのシフトが行なわ
れる。出力レジスタ3は、2m-1 〜20 のmビットに加
えて2-1,2-2,2-3のビットまで記憶できるよう(m
+3)ビットのレジスタが用いられる。補数処理部4
は、2m のビットである符号入力データPLMに応じて
制御され、差分データが負の数、すなわち、PLMが”
1”である場合に、入力データINを1に対する補数に
変換する。また、キャリー入力付き加算部22にはキャ
リー入力CRが設けられ、キャリー入力が”1”である
場合に、加算値に1を加算する。端数処理部5は、出力
レジスタ3の2-1,2-2のビットを端数処理する。端数
処理は、切り捨て、切り上げ、四捨五入のいずれでもよ
い。
【0020】第2の実施例の動作について説明する。モ
ード選択信号MODE1,MODE2が”1”,”0”
である場合は、ビットシフター部1で1ビットのシフト
が行なわれる。シフトされたデータに対して、符号入力
データPLMが”0”であれば、補数処理部4は、補数
処理は行なわず、そのままのデータがキャリー入力付き
加算部22に入力される。キャリー入力付き加算部22
において、シフトされた差分データが、出力レジスタ3
の実値データに順次加算されることは第1の実施例で説
明したと同様であるが、この実施例では、2-1,2-2
ビットも順次加算される。符号入力データPLMが”
1”である場合は、補数処理部4で1に対する補数に変
換され、キャリー入力付き加算部22に入力されて、出
力レジスタ3の実値データと加算され、キャリーの1が
さらに加算される。2m のビットに上がった桁上げデー
タは捨てられる。このような加算によって、シフトされ
た差分データの減算が行なわれる。出力データOUT
は、出力レジスタ3の出力データが端数処理部5で端数
処理されたデータである。キャリー入力付き加算部22
において、シフトされた差分データが2回加算されるご
とに、新しい差分データが入力データINとして入力さ
れ、補間数が1の補間が行なわれる。なお、最初に入力
される実値データは、第1の実施例で説明したように、
RES信号が出力レジスタ3に加えられた後、実値デー
タも1ビットシフトさせて、2回に加算を行なうように
してもよいが、モード選択信号MODE1,MODE2
を”0”,”0”として、ビットシフター部1でのシフ
トを行なわないようにして、出力レジスタ3に実値デー
タを記憶させるようにしてもよい。
【0021】上述した実施例は、補間数が1である2分
の1補間の場合の一連動作である。2進符号の場合に
は、下位ビット方向に2ビットのシフトを与えることに
より、4分の1、また、3ビットのシフトを与えること
により、8分の1の値が得られるから、ビットシフター
部において、2ビットのシフトを与える場合には、3個
の補間データを挿入でき、3ビットのシフトを与える場
合には、7個の補間データを挿入できる。
【0022】モード選択信号MODE1,MODE2
が”0”,”1”である場合は、ビットシフター部1で
2ビットのシフトが行なわれる。補数処理部4における
補数処理およびキャリー入力付き加算部22における加
算は、モード選択信号MODE1,MODE2が”
1”,”0”である場合と同様であるが、入力データI
Nは、キャリー入力付き加算部22において、シフトさ
れた差分データが4回加算されるごとに、新しい差分デ
ータが入力データINとして入力され、補間数が3の補
間が行なわれる。
【0023】モード選択信号MODE1,MODE2
が”1”,”1”である場合は、ビットシフター部1で
3ビットのシフトが行なわれる。補数処理部4における
補数処理およびキャリー入力付き加算部22における加
算は、モード選択信号MODE1,MODE2が”
1”,”0”である場合と同様であるが、入力データI
Nは、キャリー入力付き加算部22において、シフトさ
れた差分データが8回加算されるごとに、新しい差分デ
ータが入力データINとして入力され、補間数が7の補
間が行なわれる。
【0024】第2の実施例におけるビットシフター部1
の動作について図4で説明する。この図では、シフト数
が2である場合を図示した。ビットシフター部1には、
絶対値データである2m-1 ,2m-2 ,・・・,21 ,2
0 のビットが入力され、下位ビット方向へ2ビットシフ
トされる。すなわち、2m-1 ,2m-2 ,・・・,23
2 の各ビットは、それぞれ2m-3 ,2m-4 ,・・・,
1 ,20 のビットへシフトされ、21 ,20 は、小数
部の2-1,2-2のビットへシフトされる。シフトを受け
ないビットである2m-1 ,2m-2 と2-3のビットに
は、”0”が移される。シフト数が1または3の場合も
同様である。
【0025】図5は、図4で説明したビットシフトを行
なう一例の回路図である。左側がシフトを受けるデータ
の入力端子であり、2m-1 〜20 のビットデータが入力
される。右側はシフトされたデータの出力端子であり、
m-1 〜2-3のビットデータが出力される。LCは論理
回路であり、入力側に4個のAND回路と出力側に1個
のOR回路が設けられている。シフト数は、モード選択
信号MODE1,MODE2を受ける4個のAND回路
の出力で決定される。例えば、モード選択信号MODE
1,MODE2が”0”,”1”で2ビットのシフトが
行なわれる場合は、各論理回路LCの上から2番目のA
ND回路の出力が”1”となり、出力側においては、2
m-1 ,2m-2 と2-3のビットが”0”となり、他のビッ
トには、入力データINの2ビットシフトされたデータ
が出力される。他のシフト数の場合も、同様にして、ビ
ットシフトが行なわれる。
【0026】図6は、本発明の時系列信号の線形補間装
置の第3の実施例のブロック図である。図中、図1,図
3と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例においては、差分データは、正の値はmビッ
トの2進コードで、負の値は1に対する補数で与えられ
る。データがmビットであるとすれば、各ビットは、2
m-1 ,2m-2 ,・・・,21 ,20 であらわされる。2
m-1 のビットは、差分データが正の値の場合は”0”、
負の値の場合は”1”である。これら2m-1 ,2m-2
・・・,21 ,20 のビットは、入力データINとして
入力される。ビットシフター部1は、下位方向に、1ビ
ット乃至3ビットのシフトを行なうことができ、そのシ
フト数は、2ビットのモード選択信号MODE1,MO
DE2で選択される。すなわち、モード選択信号MOD
E1,MODE2が”0”,”0”であれば、シフトは
されない。MODE1,MODE2が”1”,”0”で
あれば、1ビットのシフトが行なわれ、MODE1,M
ODE2が”0”,”1”であれば、2ビットのシフト
が行なわれ、MODE1,MODE2が”1”,”1”
であれば、3ビットのシフトが行なわれる。出力レジス
タ3は、2m-1 〜20 のmビットに加えて2-1,2-2
-3のビットまで記憶できるよう(m+3)ビットのレ
ジスタが用いられる。キャリー入力付き加算部22には
キャリー入力CRが設けられ、キャリー入力が”1”で
ある場合に、加算値に1を加算する。キャリー入力に
は、MSBである2m-1 のビットが用いられる。端数処
理部5は、出力レジスタ3の2-1,2-2のビットを端数
処理する。端数処理は、切り捨て、切り上げ、四捨五入
のいずれでもよい。
【0027】第3の実施例の動作について説明する。モ
ード選択信号MODE1,MODE2が”1”,”0”
である場合は、ビットシフター部1で1ビットのシフト
が行なわれる。キャリー入力付き加算部22において、
シフトされた差分データが、出力レジスタ3の実値デー
タに順次加算されることは第1,第2の実施例で説明し
たと同様である。シフトされた差分データは、キャリー
入力付き加算部22に入力されて、出力レジスタ3の実
値データと加算され、MSBである2m-1 のビットがキ
ャリー入力としてさらに加算される。したがって、2
m-1 が”1”である負の値の場合には、1が加算され
る。この場合、2m のビットに上がったデータは捨てら
れる。このような加算によって、シフトされた差分デー
タの加減算が行なわれる。出力データOUTは、出力レ
ジスタ3の出力データが端数処理部5で端数処理された
データである。キャリー入力付き加算部22において、
シフトされた差分データが2回加算されるごとに、新し
い差分データが入力データINとして入力され、補間数
が1の補間が行なわれる。なお、最初に入力される実値
データは、第1の実施例で説明したように、実値データ
も1ビットシフトさせて、2回に加算を行なうようにし
てもよいが、モード選択信号MODE1,MODE2
を”0”,”0”として、ビットシフター部1でのシフ
トを行なわないようにして、出力レジスタ3に実値デー
タを記憶させるようにしてもよい。
【0028】モード選択信号MODE1,MODE2
が”0”,”1”である場合は、ビットシフター部1で
2ビットのシフトが行なわれる。キャリー入力付き加算
部22における加算は、モード選択信号MODE1,M
ODE2が”1”,”0”である場合と同様であるが、
入力データINは、キャリー入力付き加算部22におい
て、シフトされた差分データが4回加算されるごとに、
新しい差分データが入力データINとして入力され、補
間数が3の補間が行なわれる。
【0029】モード選択信号MODE1,MODE2
が”1”,”1”である場合は、ビットシフター部1で
3ビットのシフトが行なわれる。キャリー入力付き加算
部22における加算は、モード選択信号MODE1,M
ODE2が”1”,”0”である場合と同様であるが、
入力データINは、キャリー入力付き加算部22におい
て、シフトされた差分データが8回加算されるごとに、
新しい差分データが入力データINとして入力され、補
間数が7の補間が行なわれる。
【0030】第3の実施例におけるビットシフター部1
の動作について図7で説明する。この図では、シフト数
が2である場合を図示した。ビットシフター部1に入力
された2m-1 ,2m-2 ,・・・,21 ,20 のビット
が、下位ビット方向へ2ビットシフトされる。すなわ
ち、2m-1 ,2m-2 ,・・・,23 ,22 の各ビット
は、それぞれ2m-3 ,2m-4 ,・・・,21 ,20 のビ
ットへシフトされ、21 ,20 は、小数部の2-1,2-2
のビットへシフトされる。シフトを受けないビットであ
る2m-1 ,2m-2 には、MSBである2m-1 のビットが
移される。2-3のビットにも、2m-1 のビットを移すよ
うにするのがよい。シフト数が1または3の場合も同様
である。
【0031】図8は、図7で説明したビットシフトを行
なう一例の回路図である。左側がシフトを受けるデータ
の入力端子であり、2m-1 〜20 のビットデータが入力
される。右側はシフトされたデータの出力端子であり、
m-1 〜2-3のビットデータが出力される。LCは論理
回路であり、入力側に4個のAND回路と出力側に1個
のOR回路が設けられている。シフト数は、モード選択
信号MODE1,MODE2を受ける4個のAND回路
の出力で決定される。例えば、モード選択信号MODE
1,MODE2が”0”,”1”で2ビットのシフトが
行なわれる場合は、各論理回路LCの上から2番目のA
ND回路の出力が”1”となり、出力側においては、2
m-1 ,2m-2 と2-3のビットに2m-1 のビットが移さ
れ、他のビットには、入力データINの2ビットシフト
されたデータが出力される。他のシフト数の場合も、同
様にして、ビットシフトが行なわれる。
【0032】図9は、本発明の時系列信号の線形補間装
置の第4の実施例のブロック図である。図中、1はビッ
トシフター部、2は加算部、3は出力レジスタ、5は端
数処理部、6は第1の入力レジスタ、7は第2の入力レ
ジスタ、8は減算部、9はセレクタ部である。INは入
力データ、SELは選択信号、CLK1,CLK2はク
ロック信号、OUTは補間された出力データである。第
1の入力レジスタ6および第2の入力レジスタ7は、m
ビットのデータを取り扱う場合、mビットレジスタであ
り、出力レジスタ3は、(m+1)ビットレジスタであ
る。入力データINは、音声信号を所定の時間間隔でサ
ンプリングして、デジタル化された入力信号であり、2
進データに変換されたデータである。
【0033】第1の入力レジスタ6は、入力データIN
をクロック信号CLK1に同期して記憶する。第2の入
力レジスタ7は、第1の入力レジスタ6のQ出力を書き
込みデータとして、同じクロック信号CLK1に同期し
て記憶する。減算部8は、第1の入力レジスタ6のQ出
力データから、第2の入力レジスタ7のQ出力データを
減算し、減算結果である差分データをビットシフター部
1に与える。ビットシフター部1は、差分データを下位
ビット方向に1ビットのビットシフトを行なうようにシ
フトさせる。加算部2は、シフトされた差分データと出
力レジスタ3の出力データとを加算する。セレクタ部9
は、選択信号SELにより、加算部2の出力信号と第1
の入力レジスタ6のQ出力データとを選択して、出力レ
ジスタ3に出力する。出力レジスタ3は、クロック信号
CLK2に同期して、セレクタ部9の出力を記憶する。
【0034】なお、減算部8における出力データは、第
2および第3の実施例で説明したように、符号付きのデ
ータや負の値を補数とするデータ等、適宜のデータを用
いることができ、ビットシフター部1および加算部2に
おいて、そのデータに適したビットシフトや加算が行な
われるが、すでに説明したところであるから、ここで
は、単に、減算、ビットシフト、加算として説明した。
また、加算部2へ入力させる実値データは、端数処理さ
れたデータを用いてもよい。
【0035】図9の実施例の動作を図11のタイミング
チャートを用いて説明する。(n−2)番目のデータと
(n−1)番目のデータに対する補間処理は、クロック
信号CLK1によって、図示しない(n−2)番目のデ
ータが第2の入力レジスタ7にラッチされ、(n−1)
番目のデータが第1の入力レジスタ6にラッチされた状
態で行なわれる。クロック信号CLK1は、入力データ
INを第1,第2の入力レジスタ6,7にラッチするク
ロックである。そのラッチ方法は、入力データINを、
第1の入力レジスタ6でCLK1の立ち上がりでラッチ
し、同時に、第1の入力レジスタ6のQ出力を第2の入
力レジスタ7のデータとしてクロック信号CLK1の立
ち上がりでラッチする。また、クロック信号CLK2と
選択信号SELによって、出力レジスタ3には、(n−
2)番目のデータ、次に、補間データ、さらにその次に
(n−1)番目のデータの順で順次記憶し、端数処理部
5で端数処理をしたデータを出力データOUTとして、
順次出力する。
【0036】したがって、(n−2)番目のデータと
(n−1)番目のデータに対する補間処理が終了したと
きには、第1の入力レジスタ6には、(n−1)番目の
データがラッチされ、第2の入力レジスタ7には、(n
−2)番目のデータがラッチされ、出力レジスタ3に
は、(n−1)番目のデータがラッチされている。
【0037】次に、(n−1)番目のデータとn番目の
データに対する補間処理が行なわれる。時刻T1 におい
て、クロック信号CLK1の立ち上がりにより、第1の
入力レジスタ6にはn番目のデータがラッチされ、第2
の入力レジスタ7には、第1の入力レジスタ6のQ出力
データである(n−1)番目のデータがラッチされる。
次に、ここでラッチしたn番目のデータから、(n−
1)番目のデータを引いた差分データを減算部3で算出
する。この値が、n番目のデータと(n−1)番目のデ
ータの変化量である差分データとなる。
【0038】ビットシフター部1は、差分データを補間
するタイミングの数によって等分するための除算回路と
同等であり、n番目のデータと(n−1)番目のデータ
の間を1回だけ補間を行なっているため、変化量の2分
の1の値を算出する。すなわち、2進符号であるから、
下位ビット方向に1ビット分シフトするだけで、差分デ
ータの2分の1の値が得られる。ここで得られた差分デ
ータの2分の1のデータと、出力レジスタ3にラッチさ
れ出力されている出力データである(n−1)番目のデ
ータとが、加算部2で加算される。時刻T2 において
は、選択信号SELが”0”であるから、セレクタ部9
において、A入力群が選択され、クロック信号CLK2
の立ち上がりで、加算部2の出力データが出力レジスタ
3にラッチされ、端数処理を施されて出力データOUT
として出力される。
【0039】時刻T3 においては、選択信号SELが”
1”であるから、セレクタ部9において、B入力群が選
択され、クロック信号CLK2の立ち上がりで、第1の
入力レジスタ6のQ出力データであるn番目のデータ
が、出力レジスタ3にラッチされ、出力データOUTと
して出力される。
【0040】このように、複数個の補間データを挿入す
る場合、リアルタイムでの挿入動作においては、挿入の
ための再生周波数をそれに応じて選択する必要がある。
上述した実施例では、クロック信号CLK1に対して、
クロック信号CLK2は、2倍の周波数であったが、3
個の補間データを挿入する場合には、クロック信号CL
K2は4倍の周波数、7個の補間データを挿入する場合
には、クロック信号CLK2は8倍の周波数とする必要
がある。
【0041】図10は、本発明の時系列信号の線形補間
装置の第5の実施例のブロック図である。図中、図9と
同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。この
実施例では、ビットシフター部21は、第2,第3の実
施例と同様に可変型ビットシフター部として構成され、
モード選択信号MODE1,MODE2に応じて、0〜
3ビットのシフトを行なうことができる。
【0042】モード選択信号MODE1,MODE2
が”1”,”0”である場合は、可変型ビットシフター
部21は、図9におけるビットシフター部21と同じ1
ビットのシフトを行なうから、図11で説明した第4の
実施例と同様の動作を行なう。
【0043】図10の第5の実施例において、モード選
択信号MODE1,MODE2が、”0”,”1”であ
る場合の動作を図12のタイミングチャートを用いて説
明する。図12は、図11の時刻T1 に相当する時点か
ら図示したものである。この時点では、第1の入力レジ
スタ6には、(n−1)番目のデータがラッチされ、第
2の入力レジスタ7には、(n−2)番目のデータがラ
ッチされ、出力レジスタ3には、(n−1)番目のデー
タがラッチされており、(n−1)番目のデータとn番
目のデータに対する補間処理が行なわれる。時刻T4
おいて、クロック信号CLK1の立ち上がりにより、第
1の入力レジスタ6にはn番目のデータがラッチされ、
第2の入力レジスタ7には、第1の入力レジスタ6のQ
出力データである(n−1)番目のデータがラッチされ
る。次に、ここでラッチしたn番目のデータから、(n
−1)番目のデータを引いた差分データを減算部8で算
出する。この値が、n番目のデータと(n−1)番目の
データの入力データINの変化量となる。
【0044】可変型ビットシフター部21は、下位ビッ
ト方向に2ビット分シフトを行なう。それによって、差
分データの4分の1の値が得られる。ここで得られた差
分データの4分の1のデータと、出力レジスタ3にラッ
チされている出力データである(n−1)番目のデータ
とが、加算部2で加算される。
【0045】時刻T5 においては、選択信号SELが”
0”であるから、セレクタ部9において、A入力群が選
択され、クロック信号CLK2の立ち上がりで、加算部
2の出力データが出力レジスタ3にラッチされ、端数処
理部5において端数処理が行なわれ、第1補間データ
が、出力データOUTとして出力される。加算部2で
は、新たに、上述した差分データの4分の1のデータと
出力レジスタ3に新たにラッチされた出力データとが加
算される。
【0046】時刻T6 においては、選択信号SELが”
0”を継続しているから、セレクタ部9において、A入
力群が選択され、クロック信号CLK2の立ち上がり
で、加算部2の出力データが出力レジスタ3にラッチさ
れ、端数処理部5において端数処理が行なわれ、第2補
間データが、出力データOUTとして出力される。加算
部2では、同様に、上述した差分データの4分の1のデ
ータと出力レジスタ3に新たにラッチされた出力データ
とが加算される。
【0047】同様にして、時刻T7 においては、差分デ
ータの4分の1のデータと出力レジスタ3の出力データ
との加算データが、加算部2から出力レジスタ3にラッ
チされ、端数処理部5において端数処理が行なわれ、第
3補間データが、出力データOUTとして出力される。
【0048】時刻T8 においては、選択信号SELが”
1”となるから、セレクタ部9において、B入力群が選
択され、クロック信号CLK2の立ち上がりで、第1の
入力レジスタ6のQ出力データであるn番目のデータ
が、出力レジスタ3にラッチされ、出力データOUTと
して出力される。このようにして、入力データINの間
に、それぞれ3個の補間データが挿入される。
【0049】モード選択信号MODE1,MODE2
が”1”,”1”である場合は、同様にして7個の補間
データが挿入される。
【0050】なお、図12の時間経過に相当する横軸
は、図11と比較すると、入力データINの周期やクロ
ック信号CLK1の周期が2倍程度で図示されている
が、これは、入力データINのサンプリング周波数が、
第4の実施例の場合の2分の1程度であるからである。
すなわち、入力データINのサンプリング周波数が、図
11の場合と同程度である場合には、モード選択信号M
ODE1,MODE2によって選択されたモードにより
1個の補間データが挿入され、入力データINのサンプ
リング周波数が、図11の場合の2分の1程度である場
合には、モード選択信号MODE1,MODE2によっ
て選択されたモードにより3個の補間データが挿入され
ることにより、いずれの場合も、補間されたデータの周
期を、第4の実施例の場合と同程度にすることが可能で
ある。
【0051】さらに、シフト数を増加させ、モード信号
をそれに対応させて、4以上用いることもできる。例え
ば、音声データの場合に、PCM信号のサンプリング周
波数が、32kHzであれば、補間を行なわず、16k
Hzであれば、2分の1の周期で1つの補間データを挿
入し、8kHzであれば、4分の1の周期で3つの補間
データを挿入し、4kHzであれば、8分の1の周期で
7つの補間データを挿入し、2kHzであれば、16分
の1の周期で15の補間データを挿入するようにして、
疑似的にサンプリング周波数を上げることができる。そ
れにより、音質の向上や明瞭度の向上が可能となる。ま
た、入力データに応じてビットシフト量を変更すること
もできる。
【0052】このように原音の種類によってサンプリン
グ周波数の異なった入力データ群を再生するための機能
として本発明の補間数を可変する機能が有効となる。別
の観点から言えば、図示しない元サンプリングデータを
蓄積してある記憶手段より、時系列的にデータを読み出
し、本発明の線形補間装置を使用することにより、必要
な音質、明瞭度に合わせて元データのデータ量を削減す
ることができ、前記の元データを蓄積する記憶領域を節
約できる。
【0053】また、第5の実施例における図12の入力
データINの周期やクロック信号CLK1の周期を、図
11と同程度で図示されているとみてもよい。その場合
には、モード選択信号MODE1,MODE2が”
1”,”0”のモードが選択されることにより、2倍の
密度となるようデータの補間を行なうことができる。こ
のように、PCM入力データのサンプリング周波数に対
して、モード信号とそれに応じた補間データのサンプリ
ング周波数を選択することにより、所望の補間を行なう
ことができる。
【0054】図13は、本発明の時系列信号の線形補間
装置の第6の実施例のブロック図である。図中、10,
11はシフトレジスタ、12はビットシフター部、13
は加算部、14はタイミング制御部である。この実施例
では、入力データINはシリアル信号である。入力およ
び出力側にmビットのシフトレジスタを用いることがで
きる。シリアル信号である入力データINは、シフトレ
ジスタ10に入力され、ビットシフター12でビットシ
フトが行なわれる。ビットシフター12は、シフトする
ビット数分のビット遅延を行なう。加算部13は、フル
アダーとキャリー保持用のフリップフロップより構成さ
れ、出力データは、シフトレジスタ11に送られ、出力
データOUTを出力する。タイミング制御部14は、C
PUまたはシーケンス回路等を有しており、各部の制御
と、データの授受を行なう。
【0055】図14は、入力信号の原音と、PCM再生
音と、補間を行なったPCM再生音を示す波形図であ
り、補間処理は、第4の実施例のように補間を1度行な
ったものである。15は入力信号原音、16はPCM再
生音、17は補間を行なったPCM再生音である。補間
を行なったPCM再生音17は、補間を行なわないPC
M再生音16に比べて、高調波成分が少なくなり、より
入力信号原音15に近い再生ができる。
【0056】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、簡単な構成で補間処理を行なうことができ、
補間動作の高速化および低消費電力化をはかることがで
きるという効果がある。また、補間を可変型にすること
により、入力データに適応した補間を行なうことがで
き、端数処理を行なうことにより補間精度を上げること
も可能である。
【0057】さらに、実値データを入力する手段を有す
ることにより、演算誤差および途中からの出力データの
補正を行なうことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の時系列信号の線形補間装置の第1の実
施例のブロック図である。
【図2】本発明の補間方法の一実施例の説明図である。
【図3】本発明の時系列信号の線形補間装置の第2の実
施例のブロック図である。
【図4】第2の実施例におけるビットシフター部1の動
作の説明図である。
【図5】図4で説明したビットシフトを行なう一例の回
路図である。
【図6】本発明の時系列信号の線形補間装置の第3の実
施例のブロック図である。
【図7】第3の実施例におけるビットシフター部1の動
作の説明図である。
【図8】図7で説明したビットシフトを行なう一例の回
路図である。
【図9】本発明の時系列信号の線形補間装置の第4の実
施例のブロック図である。
【図10】本発明の時系列信号の線形補間装置の第5の
実施例のブロック図である。
【図11】第4の実施例の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
【図12】第5の実施例の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
【図13】本発明の時系列信号の線形補間装置の第6の
実施例のブロック図である。
【図14】入出力信号を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1,12 ビットシフター部 2,13 加算部 3 出力レジスタ 4 補数処理部 5 端数処理部 6 第1の入力レジスタ 7 第2の入力レジスタ 8 減算部 9 セレクタ部 10,11 シフトレジスタ 14 タイミング制御部 15 入力信号原音 16 PCM再生音 17 補間を行なったPCM再生音 21 可変型ビットシフター部 22 キャリー入力付き加算部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2進コードで符号化された差分データを
    シフトするシフト手段と、該シフト手段によりシフトさ
    れたデータを実値データに加算する加算手段と、該加算
    手段により加算された実値データを記憶する記憶手段を
    有することを特徴とする時系列信号の線形補間装置。
  2. 【請求項2】 差分データをシフトするシフト手段のシ
    フト数を変更する選択手段を有することを特徴とする請
    求項1に記載の時系列信号の線形補間装置。
  3. 【請求項3】 差分データをシフトした際に生じる端数
    分を積算する積算手段と、端数処理を行なう端数処理手
    段を有することを特徴とする請求項1または2に記載の
    時系列信号の線形補間装置。
  4. 【請求項4】 実値データを入力する入力手段を有し、
    該入力手段からのデータと加算手段により加算されたデ
    ータとを選択するデータ選択手段を有することを特徴と
    する請求項1乃至3に記載の時系列信号の線形補間装
    置。
  5. 【請求項5】 2進コードで符号化された差分データを
    符号データと絶対値データより構成されたデータとし、
    前記絶対値データをシフトするシフト手段と、該シフト
    手段によりシフトされたデータを前記符号データに基づ
    いて補数処理を行なう補数処理手段と、該補数処理手段
    により処理されたデータを実値データに加算する加算手
    段と、該加算手段により加算された実値データを記憶す
    る記憶手段を有することを特徴とする時系列信号の線形
    補間装置。
  6. 【請求項6】 絶対値データをシフトするシフト手段の
    シフト数を変更する選択手段を有することを特徴とする
    請求項5に記載の時系列信号の線形補間装置。
  7. 【請求項7】 絶対値データをシフトした際に生じる端
    数分を積算する積算手段と、端数処理を行なう端数処理
    手段を有することを特徴とする請求項5または6に記載
    の時系列信号の線形補間装置。
  8. 【請求項8】 実値データを入力する入力手段を有し、
    該入力手段からのデータと加算手段により加算されたデ
    ータとを選択するデータ選択手段を有することを特徴と
    する請求項5乃至7に記載の時系列信号の線形補間装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008018197A1 (fr) * 2006-08-08 2008-02-14 Panasonic Corporation Filtre numérique, son dispositif de synthèse, programme de synthèse, et support d'enregistrement de programme de synthèse

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008018197A1 (fr) * 2006-08-08 2008-02-14 Panasonic Corporation Filtre numérique, son dispositif de synthèse, programme de synthèse, et support d'enregistrement de programme de synthèse
JPWO2008018197A1 (ja) * 2006-08-08 2009-12-24 パナソニック株式会社 デジタルフィルタ、その合成装置、合成プログラム、及び合成プログラム記録媒体

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