JPH0748693B2 - 周波数シフタ− - Google Patents

周波数シフタ−

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JPH0748693B2
JPH0748693B2 JP61215648A JP21564886A JPH0748693B2 JP H0748693 B2 JPH0748693 B2 JP H0748693B2 JP 61215648 A JP61215648 A JP 61215648A JP 21564886 A JP21564886 A JP 21564886A JP H0748693 B2 JPH0748693 B2 JP H0748693B2
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文雄 天野
吉弘 富田
重之 海上
良弘 坂井
正治 島田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 第1のサンプリング周波数でサンプリングされ入力され
た信号系列を第2のサンプリング周波数の信号系列に変
換してメモリに記憶しつつ、その信号系列から抽出され
た信号系列のピッチ周期にて第1サンプリング周期によ
るメモリからの読み出しの修正を為して周波数シフトを
生ぜしめる。又、その修正時点で読み出された所定数の
読み出し信号値に重み付けを為し、オーバーラップ処理
を施してピッチ周期の不正確な抽出から生ずる不連続な
周波数シフトの発生を極力回避する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は周波数シフターに関し、更に詳しく言えば信号
系列の周波数シフトにそのピッチ周期及びオーバーラッ
プ処理を利用した周波数シフターに関する。
入力信号の周波数成分をそれと異なる周波数成分にして
出力したいという要求がある。このような周波数成分の
シフトは入力信号をそのまま或る目的のために用いる
と、その目的を効果的に達成し得ないか、又はその目的
を阻害してしまう結果となるのを回避する1つの手段た
らしめるためである。
〔従来の技術〕
従来における上述周波数シフトを行なって有用な効果を
得ている分野がある。例えば、音響機器において或る周
波数成分を有する入力音響信号の該周波数成分を他の周
波数領域へシフトせしめて効果的な音響効果を音響出力
に付与するのに上述手段が用いられている。その例は第
4図に示すように、入力音響信号をサンプリング周波数
fs1のアナログ/ディジタル変換器(A/D)40で変換し、
そのディジタル信号をメモリ42に蓄えた後、サンプリン
グ周波数fs2のディジタル/アナログ変換器(D/A)44で
変換し、それを音響出力化して上述目的を奏せしめるよ
うに構成するというものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述技法による周波数シフトはサンプリング周波数fs1
で得られたデータを更にサンプリング周波数fs2でサン
プリングして出力することによって生ぜしめられるもの
であるから、入力でのデータ伝送レートと出力でのデー
タ伝送レートとが異なってもよい場合に限って有効な手
段たり得る。従って、周波数シフターの入出力のデータ
伝送レートを同一としなければならない系には上述種類
の周波数シフターは用い得ないものである。
又、周波数シフトの対象となる信号の周波数成分を一律
に同一周波数だけシフトさせると、音響信号のような階
調構造を有する信号の場合には、その階調構造がくずれ
てしまい、違和感を与える原因となる。
本発明は、上述のような問題点に鑑みて創作されたもの
で、入出力のデータ転送レートを保ちつつ信号周波数成
分を一定の比率でシフトし得る周波数シフターを提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理ブロック図を示す。この図に示す
如く、本発明の第1の発明は、第1のサンプリング周波
数fsの入力信号系列を第2のサンプリング周波数f′
の信号系列に変換するサンプリング変換部10と、データ
格納手段12と、サンプリング変換部10からの信号系列を
第2のサンプリング周波数f′でデータ格納手段12に
書き込む書込み手段14と、データ格納手段12を第1のサ
ンプリング周波数fsで読み出す読み出し手段16と、デー
タ格納手段12に接続されそこに蓄えられた信号系列のピ
ッチ周期を抽出して読み出し手段16へ供給し、その読み
出しのピッチ周期による修正を生ぜしめるピッチ周期抽
出手段18とを具備して構成し、その第2の発明は、第1
の発明に、前記修正時点で所定数の読み出し信号値に重
み付けを為し、それらのオーバーラップ処理を施して出
力するオーバーラップ処理手段20を更に加えて構成した
ものである。
〔作用〕
第1のサンプリング周波数の入力信号系列をサンプリン
グ変換部10で第2のサンプリング周波数の信号系列に変
換し、これをデータ格納手段12に蓄えつつその信号系列
のピッチ周期をピッチ周期抽出手段18にて抽出し、抽出
されたピッチ周期による修正を読み出し手段による読み
出しに加えつつデータ格納手段12からの読み出し手段16
による読み出しを第1のサンプリング周波数で行なう。
これにより、入出力のデータ転送レートを同一としつつ
各信号周波数成分を一定の比率でシフトさせることがで
きる。
又、ピッチ周期の抽出に不正確さが生じたとしても、上
述の如くして出力される信号に対しオーバーラップ処理
手段20によるオーバーラップ処理を施すことにより、上
述不正確さから惹起せしめられる不連続な周波数シフト
の発生を抑えることができる。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例を示す。この実施例は各入力
周波数成分を一定の比率で4%低減側へシフトしたい信
号処理環境において本発明を実施した例を示している。
第2図において、30は従来公知のサンプリング変換部10
へ第1のサンプリング周波数fs、例えばfs=8KHzの入力
信号を供給するアナログ/ディジタル変換器である。こ
のアナログ/ディジタル変換器30はディジタルインタフ
ェースで代替されてもよい。サンプリング変換部10は既
に知られているように、その入力側から順に補間部10A,
低域フィルタ(LPF)10B及び間引き部10Cから成る。
サンプリング変換部10の出力を成す間引き部10Cの出力
はバッファメモリ12(第1図のデータ格納手段12に相
当)の書込み入力に接続されている。サンプリング変換
部10の出力には、第2のサンプリング周波数f′、例
えばf′=8.33・・・KHzの出力信号が現れる。この
出力信号はバッファ入力ポインタ回路14(第1図の書込
み手段14に相当)から発生する書込みポインタによって
指定されるバッファメモリ12の記憶域に記憶される。そ
の書込みポインタは第2のサンプリング周波数f′
対応する速度でその書込みポイント個所を指示するよう
に切り換えられる。
18はピッチ周期抽出回路で、これは第1図のピッチ周期
抽出手段18に相当するものである。ピッチ周期抽出回路
18はバッファメモリ12に接続され、バッファメモリ12に
蓄えられる信号系列を受けてそのピッチ周期を抽出し、
そのピッチ周期信号をバッファ出力ポインタ回路16(第
1図の読み出し手段16に相当)に与える。
バッファ出力ポインタ回路16は第1のサンプリング周波
数fsに対応した速度でバッファメモリ12の読み出しポイ
ント個所を順次に指示する読出しポインタをバッファメ
モリ12に与えつつバッファメモリ12の読み出しを行なっ
ていくが、その読み出しはピッチ周期抽出回路18からの
ピッチ周期信号によって修正されるように構成されてい
る。
20はオーバーラップ処理回路で、これは第1図のオーバ
ーラップ処理手段20に相当するものである。オーバーラ
ップ処理回路20は上述修正時点における所定数の読み出
し信号値に重み付けを為してそれらのオーバーラップ処
理を施すものである。
32はオーバーラップ処理回路20からの出力信号を第1の
サンプリング周波数でアナログ化して出力するディジタ
ル/アナログ変換器である。オーバーラップ処理回路20
にディジタル/アナログ変換器32を含めた系が第1図の
オーバーラップ処理手段20に相当する。なお、ディジタ
ル/アナログ変換器30はディジタルインタフェースに置
き換えられてもよい。
上述構成における本発明の動作を説明する。アナログ/
ディジタル変換器(又はディジタルインタフェース)30
からのfs=8KHzの信号系列がサンプリング変換部10へ与
えられる。
その信号系列はサンプリング変換部10の補間部10Aにお
いて次式の如き補間 …(1) が行なわれることにより、x(n)のサンプル値に対し
24個の0が挿入されて8KHz×25(200KHz)の周波数にサ
ンプリング変換されて低域フィルタ10Bへ入力される。
なお、低域フィルタ10Bはそのカットオフ周波数が正規
化周波数で0.25の特性になるように構成されているもの
とする。
その低域フィルタ10Bの出力データは間引き部10Cにおい
て次式の如き間引き y(n)=W(24n) …(2) が行なわれることにより低域フィルタ10Bの出力データ
が24個に1個取り出されて200KHz/24=8.333・・・KHz
(fs)の周波数のデータy(n)が間引き部10Cから出
力される。
間引き部10Cからの出力データはバッファ入力ポインタ
回路14からの書込みポインタ(fs=8.33・・・KHz)に
よってバッファメモリ12に書き込まれていく。一方、バ
ッファメモリ12からの読み出しは出力ポインタ回路16か
らの読み出しポインタ(fs=8KHz)によって行なわれ
る。従って、4%シフトにおけるバッファメモリ12の入
出力は25データ書込み24データ読み出しとなるからfs
24サイクル毎に1データがバッファメモリ12に蓄積され
ていく。
こうして、バッファメモリ12に蓄積された未出力データ
が所要数となる時点において、ピッチ周期抽出のための
による相関をピッチ周期抽出回路18で計算し、バッファ
メモリ内にある信号データのピッチ周期P P=l{maxR(l)} …(4) なるピッチ周期信号をピッチ周期抽出回路18から出力す
る。
ピッチ周期信号を受け取ったバッファ出力ポインタ回路
16は読み出しポインタをPだけ進めることにより、第3
図(b)に示す如きデータの切り捨てを行なう。
以下、同様の書込み読み出しを行なうことにより、入力
信号の波形は時間領域で伸張され、入力信号の周波数成
分は周波数領域で低域側への4%シフトが生ぜしめられ
る(第3図(c)参照)。
このようにすることによって、音声等相関の強い信号は
音声等に違和感が生ぜしめられることなしに滑らかに周
波数シフトされ得る。又、このような周波数シフトが音
声会議システムの回線ループ内で生ぜしめられるように
そのシステムを構成すれば、そのような周波数シフトが
与えられない場合には生じてしまうハウリングを防止す
ることができる。
これに加えて、上述のピッチ周期が正しく抽出され得な
い場合に不連続点が生じるので(第3図(c)参照)、
これに備えて次式(6) r(t−i)=y(t−d−i) …(5) 但し、i=1,2,3,・・・ r(t+i)=y(t−d+i)・{1−w(t+
i)} +y(t−d+p+i)・w(t+i) …(6) 但し、i=0,1,2,・・・ N:オーバーラップサンプル数 r(t):出力信号 y(t−d):バッファメモリの信号(dは遅延)にな
る(切り捨て時刻tにおける)オーバーラップ処理をオ
ーバーラップ処理回路20で行なえば、ピッチ周期が正し
く抽出できなかった場合に生ずる不連続な周波数シフト
による、例えば不連続音の発生等の不具合を除くのに役
立つ(第3図(d)参照)。
上記実施例は低域側へのシフト例を示しているがfs
f′とすることにより高域へのシフトを生ぜしめるこ
ともできる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、入出力のデータ転
送レートを同一にしつつ信号周波数成分を一定の比率で
シフトさせることができ、これにオーバーラップ処理を
加重すれば音声等に違和感を生ぜしめることなしに信号
の滑らかな周波数シフトの強化に役立つ。又、系の信号
転送レートが決められている音声会議システムにおける
ハウリング防止に役立つ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理ブロック図、 第2図は本発明の一実施例を示す図、 第3図は実施例のタイムチャートを示す図、 第4図は従来の周波数シフター側を示す図である。 第1図及び第2図において、 10はサンプリング変換部、12はデータ格納手段(バッフ
ァメモリ)、14は書込み手段(バッファ入力ポインタ回
路)、16は読み出し手段(バッファ出力ポインタ回
路)、18はピッチ周期抽出手段(ピッチ周期抽出回
路)、20はオーバーラップ処理手段(オーバーラップ処
理回路)である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海上 重之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 坂井 良弘 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 島田 正治 東京都武蔵野市緑町3丁目9番11号 日本 電信電話株式会社通信網第一研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−92160(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のサンプリング周波数の入力信号系列
    を第2のサンプリング周波数の信号系列に変換するサン
    プリング変換部(10)と、 データ格納手段(12)と、 サンプリング変換部(10)からの信号系列を第2のサン
    プリング周波数でデータ格納手段(12)に書き込む書込
    み手段(14)と、 データ格納手段(12)を第1のサンプリング周波数で読
    み出す読み出し手段(16)と、 データ格納手段(14)に接続され、そこに蓄えられた信
    号系列のピッチ周期を抽出して読み出し手段(16)へ供
    給し、その読み出しのピッチ周期による修正を生ぜしめ
    るピッチ周期抽出手段(18)とを具備して成る周波数シ
    フター。
  2. 【請求項2】第1のサンプリング周波数の入力信号系列
    を第2のサンプリング周波数の信号系列に変換するサン
    プリング変換部(10)と、 データ格納手段(12)と、 サンプリング変換部(10)からの信号系列を第2のサン
    プリング周波数でデータ格納手段(12)に書き込む書込
    み手段(14)と、 データ格納手段(12)を第1のサンプリング周波数で読
    み出す読み出し手段(16)と、 データ格納手段(14)に接続され、そこに蓄えられた信
    号系列のピッチ周期を抽出して読み出し手段(16)へ供
    給し、その読み出しのピッチ周期による修正を生ぜしめ
    るピッチ周期抽出手段(18)と、 前記修正時点で所定数の読み出し信号値に重み付けを為
    し、それらのオーバーラップ処理を施して出力するオー
    バーラップ処理手段(20)とを具備して成る周波数シフ
    ター。
JP61215648A 1986-09-12 1986-09-12 周波数シフタ− Expired - Lifetime JPH0748693B2 (ja)

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JPS6370626A JPS6370626A (ja) 1988-03-30
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