JPH0787015B2 - 可変速再生装置 - Google Patents

可変速再生装置

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JPH0787015B2
JPH0787015B2 JP27529189A JP27529189A JPH0787015B2 JP H0787015 B2 JPH0787015 B2 JP H0787015B2 JP 27529189 A JP27529189 A JP 27529189A JP 27529189 A JP27529189 A JP 27529189A JP H0787015 B2 JPH0787015 B2 JP H0787015B2
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JP27529189A
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孝文 上野
秀士 滝
正隆 二階堂
史郎 辻
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ディジタルテープレコーダ等の記録再生装置
に関するものである。
従来の技術 従来、テープレコーダにおいては、編集時、低速度再生
することにより記録されている音声の立ち上がりを確認
し、編集点を変更する方法が通常行われている。しかし
ながら、ディジタルテープレコーダ等のディジタル音声
再生装置においては、標本化周波数(以下、サンプリン
グ周波数と呼ぶ。)として48kHZ,44.1kHあるいは32kHz
等を用い、サンプリング周波数毎にPCMサンプルを入出
力している。従って、低速再生する場合、再生されるサ
ンプリングレートが低くなり、低周波成分が再生されノ
イズ成分となる。これを解決するための従来例を第6図
及び第7図に示す。
第6図は、ダイアルの回転速度に応じてPCM音声の再生
速度を変化させる装置の構成を示すブロック図、第7図
は、PCM信号とタイミング信号との関係を示す波形図で
ある。入力PCM信号のレベルをA,Bとし、Dを定数する
と、補間出力Cは、 C=A+(B−A)・D・j …(1) 但し、j=1〜N と表される。
第6図において、ダイアルの回転速度に応じた回転パル
ス57により入力PCM信号1はラッチ手段52にラッチさ
れ、ラッチ手段52の出力53はラッチ手段54に加えられ、
回転パルス57によりラッチされる。ラッチ手段52,54の
出力53,55は、回転パルス57の1周期分だけずれた入力P
CM信号を与える。ラッチ手段52,54の出力53,55は減算手
段56に加えられ、減算によって得られた差信号58は乗算
手段59に加えられる。この差信号58は式(1)の(B−
A)に相当する。一方、カウンタ60において、回転パル
ス57の周期73(第7図参照)はマスタクロック72によっ
てカウントされ、カウンタ60の出力62はROM63に加えら
れる。ROM63は周期73に反比例した情報64を発生する。
なお、情報64は(1)式のDに相当する。この情報64は
加算手段74に加えられる。加算手段74は情報64のj倍
(jは正整数)の信号を発生する。加算手段74の出力65
は乗算手段59に加えられ、差信号58と乗算される。この
操作により、入力PCM信号を直線補間するための差分、
すなわち(1)式の(B−A)・D.jが得られる。乗算
手段59の出力66はラッチ手段54の出力55、すなわち
(1)式のAとともに加算手段67に加えられ、(1)式
のCに相当する出力PCM信号68を得る。以上の説明から
分かるように、上記従来例では直線補間を行っているこ
とになる。
低速再生時の入力CPMサンプルを第7図の16a〜16cで表
し、入力信号波形を17とする。上記の説明で明らかなよ
うに、補間波形は直線71で表され、補間サンプルは補間
波形71上の各点すなわち72a〜72oとなる。明らかに大き
な波形ひがみが生ずることがわかる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来例の構成では、低速再生時の再生
信号から直線補間によって補間サンプルを得ているた
め、補間波形71は入力信号波形17と大きく異なる結果、
波形ひずみが大きく音質が悪いという問題点があった。
本発明は上記問題点に鑑み、各倍速に対応する係数を用
いた非巡回ディジタルフィルタを構成することにより、
波形ひずみの少ない高音質の可変速再生装置を提供する
ことを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の可変速再生装置
は、K(Kは正の整数)タップの非巡回形ディジタルロ
ーパスフィルタと、出力PCMサンプルのサンプリングレ
ートと入力PCMサンプルのサンプリングレートとの比N/M
(N,Mは正の整数でN=1,2,…,M)を入力する手段と、
非巡回形ディジタルローパスフィルタのタップ数Kとサ
ンプリングレートの比N/Mの分母Mとの積K・Mをタッ
プ数とする非巡回形ディジタルローパスフィルタの係数
群を記憶する手段と、サンプリングレートの比N/Mに基
づきタップ数K・Mの係数群から(M−1)個づつ間引
いた部分係数群を形成するとともに部分係数群をタップ
数K・Mの係数群の中で(N−1)個おきに巡回させる
係数間引き巡回手段と、非巡回形ディジタルローパスフ
ィルタと係数間引き巡回手段を制御する制御手段とを備
え、非巡回形ディジタルローパスフィルタは巡回された
Kタップの係数と入力PCMサンプルとのたたみ込み演算
を行うものである。
また、本発明の可変速再生装置は、Kタップ(Kは正の
整数)の非巡回形ディジタルローパスフィルタと、出力
PCMサンプルのサンプリングレートと入力PCMサンプルの
サンプリングレートとの比N/M(N,Mは正の整数でN=1,
2,…,M)を入力するレート比入力手段と、比巡回ディジ
タルローパスフィルタのタップ数Kとサンプリングレー
トの比N/Mの分母Mとの積K・Mをタップ数とする比巡
回形ディジタルローパスフィルタの係数群を記憶する係
数記憶手段と、サンプリングレートの比N/Mに基づきタ
ップ数K・Mの係数群から(M−1)個ずつ間引いた部
分係数群を形成すると共に部分係数群をタップ数K・M
の係数群の中で(N−1)個おきに巡回させる係数間引
き巡回手段と、非巡回形ディジタルローパスフィルタと
係数間引き巡回手段を制御する制御手段と、出力PCMサ
ンプルのサンプリングレートを一定とするとともに、出
力PCMサンプルのサンプリング周波数毎に制御手段に割
り込みをかける割り込み制御手段とを備え、割り込み毎
に非巡回形ディジタルローパスフィルタは巡回されたK
タップの係数と入力PCMサンプルとのたたみ込み演算を
行いPCMサンプルを出力するものである。
作用 本発明は、上記した構成によって、可変速再生時入力PC
Mサンプルのサンプリングレートが出力PCMサンプルのサ
ンプリングレートより低い、すなわち低速再生時におい
て、非巡回形ディジタルローパスフィルタのタップ数K
とサンプリングレートの比N/Mの分母Mとの積K・Mを
タップ数とする非巡回形ディジタルローパスフィルタの
係数群から(M−1)個ずつ間引いた部分係数群と入力
PCMサンプルとのたたみ込み演算を行うことにより高次
の補間を行うことが可能である。
また、サンプリングレートの比N/Mに基づき部分係数群
をタップ数K・Mの係数群の中で(N−1)個おきに巡
回させて非巡回形ディジタルローパスフィルタの係数を
可変することが可能である。
また、出力PCMサンプルの割り込み要求によりたたみ込
み演算を行うことにより、たたみ込み演算の時間管理を
容易にすることが可能である。
実施例 第1図は、本発明の第1の実施例における可変速再生装
置の構成を示すブロック図である。
第1図において、入力PCM信号1は、非巡回形ディジタ
ルローパスフィルタ(たたみ込み演算手段)4に加えら
れ、ここで非巡回形ディジタルローパスフィルタ4の係
数7とのたたみ込み演算が行われ、出力信号5を得る。
外部から加えられる入力PCM信号のサンプリングレート
と出力PCM信号のサンプリングレートとの比をN/Mとす
る。但し、低速再生であるのでN=1,2,…,M,であり、
出力サンプリングレートが入力サンプリングレートより
高いものとする。ここでは、一例として3/15倍速の場合
について説明する。この場合、レート比15(N/M=3/1
5)は、レート比入力手段14を経由して第1の制御手段1
2に加えられる。非巡回形ディジタルローパスフィルタ
4がローパスフィルタを構成して補間機能を果たすに
は、非巡回形ディジタルローパスフィルタ4の係数7が
必要である。この目的に用いられる係数7は、以下のよ
うにして生成される。係数7は係数記憶手段8に記憶さ
れている。係数記憶手段8は、例えば、読み出し専用メ
モリ(以下、ROMと呼ぶ。)によって構成されている。
第1の制御手段12はレート比15に基づいて第1の係数選
択信号2を係数間引き巡回手段6に送り、係数間引き巡
回手段6は選択する係数を指定するアドレス信号3を係
数記憶手段8に送る。係数記憶手段8は係数7の非巡回
形ディジタルローパスフィルタ4に送る。非巡回形ディ
ジタルローパスフィルタ4は、第1の制御手段12からの
指令によりたたみ込み演算を実行する。
入力PCMサンプルをX(k)(k=0〜kmax)とし、係
数をH(k)(k=0〜kmax)とすると、出力Y(i)
は次式に示すたたみ込み演算によって表される。
Y(i)=H(k)・X(k) …(2) (2)式は、非巡回形ディジタルローパスフィルタ4に
よって実行される。
ここで、非巡回形ディジタルローパスフィルタ4のタッ
プ数について考えてみる。一般に、ディジタルフィルタ
通過後の信号対雑音比(以下、S/Nと呼ぶ。)はタップ
数に依存する。例えば、S/Nを60dBとすると、数10タッ
プが必要であることがシミュレーションから分ってい
る。ここでは、このタップ数を60とする。
さて、補間フィルタを構成する場合のタップ数について
考えてみる。最低再生速度を1/15倍速とするとき、入力
PCMサンプル1個から14個の補間のサンプルを生成する
必要がある。従って、係数の数として、 60タップ×15=900タップ が必要となる。すなわち、900タップの非巡回形ディジ
タルローパスフィルタの係数が必要となる。この係数テ
ーブルを第1表に示す。
第1表において、縦方向は、テーブルの面数を表し、こ
の場合i=0〜14の15面である。横方向は、非巡回形デ
ィジタルローパスフィルタ4のタップ数であり、この場
合0〜59の60タップである。また、H(0)〜H(89
9)は各係数を表す。各倍速で用いる部分係数群は、H
(0)〜H(899)の係数群からM−1=14だけ間引い
て得られる。
すなわち、H(0),H(15),…H,(885)等である。
さらに、ここでは3/15倍速であるから、部分係数群をN
−1=2個おきにH(0)〜H(899)の係数群の中で
巡回させることにより部分係数群の全体が得られ、 A:H(0),H(15),…,H(885) B:H(3),H(18),…,H(888) C:H(6),H(21),…,H(891) D:H(9),H(24),…,H(894) E:H(12),H(27),…,H(897) の5組となる。式(2)において、各iに対して(A)
〜(E)の各係数を用いればよい。すなわち、非巡回形
ディジタルローパスフィルタ4は係数としてi=0,3,6,
9,12の各テーブル面を用いればよい。第1表に示す係数
テーブルは、第1図の係数記憶手段8に記憶される。
第2図は、3/15倍速での再生を示している。第2図にお
いて、入力PCMサンプルを16a〜16cで示し、入力信号波
形を17とする。1個の入力サンプル例えば16aに対し、
(A)〜(E)の部分係数群を用いた、たたみ込み演算
を行うことにより、補間サンプルは入力サンプルも含め
て18a〜18eが生成される。この場合補間サンプル18aは
入力サンプル16aと同一である。このとき補間波形は19
で表され、高次補間により入力信号波形17と大差なく、
従って、波形ひずみは少ないので優れた音質が再生され
る。
第3図に本実施例の概略のフローチャートを示す。第3
図において、ステップ1ではiが15以下かどうか判断
し、15以下であればステップ2のたたみ込み演算に進
む。ステップ2では、上述した係数テーブルの制御によ
り(2)式で示されるY(i)を計算する。次に、ステ
ップ3に進み、Y(i)を出力する。ステップ4ではi
を3だけ増加させステップ1に戻る。もし、ステップ1
において、iが15以上であればステップ5へ進み、次の
PCMサンプルを読み込んだ後ステップ6でiから15を引
いてステップ2へ進む。
第4図は、本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
第4図において、1〜8,10,14〜15は第1図と同一構成
要素である。21はサンプリング周波数と同一の周波数を
有するサンプリング周波数信号であり、割り込み制御手
段20はサンプリング周波数信号21により割り込み信号22
を発生させ、第2の制御手段23に供給する。第2の制御
手段は割り込み信号22を受け取ると、非巡回形ディジタ
ルローパスフィルタ4と係数間引き巡回手段6に対して
指令10,2を与える。
この制御を第5図のフローチャートに示す。
第5図において、ステップ1〜ステップ6は第3図と同
一フローである。ステップ7はサンプリング周波数毎の
割り込みを受信するまで待つループである。
発明の効果 以上説明したように、非巡回形ディジタルローパスフィ
ルタは巡回されたKタップの係数と入力PCMサンプルと
のたたみ込み演算を行うことによって、可変速再生時、
再生サンプリングレートが出力サンプリングレートより
低い場合すなわち低速再生時において、高次の補間を行
うことができ、優れた音質で再生することが可能とな
る。
また、割り込み毎に非巡回形ディジタルローパスフィル
タは巡回されたKタップの係数と入力PCMサンプルとの
たたみ込み演算を行い、次の割り込みの前にPCMサンプ
ルを出力することによって、可変速再生時において優れ
た音質で再生することが可能となり、さらに、PCMサン
プルの出力及びたたみ込み演算の時間管理を容易にする
ことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における可変速再生装置
の構成を示すブロック図、第2図は本発明の第1の実施
例における補間の様子を示す波形図、第3図は本発明の
第1の実施例におけるフローチャート、第4図は本発明
の第2の実施例における可変速再生装置の構成を示すブ
ロック図、第5図は本発明の第2の実施例におけるフロ
ーチャート、第6図は従来の可変速再生装置の構成を示
すブロック図、第7図は従来の構成におけるPCM信号と
タイミング信号との関係を示す波形図である。 4……非巡回ディジタルローパスフィルタ、6……係数
間引き巡回手段、8……係数記憶手段、16……入力PCM
サンプル、18……補間サンプル、20……割り込み制御手
段、56……減算手段、59……乗算手段、60……カウン
タ、63……ROM、67……加算手段、74……加算手段。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Kタップ(Kは正の整数)の非巡回形ディ
    ジタルローパスフィルタと、 出力PCMサンプルのサンプリングレートと入力PCMサンプ
    ルのサンプリングレートとの比N/M(N,Mは正の整数でN
    =1,2,…,M)を入力するレート比入力手段と、 前記非巡回形ディジタルローパスフィルタのタップ数K
    と前記サンプリングレートの比N/Mの分母Mとの積K・
    Mをタップ数とする非巡回形ディジタルローパスフィル
    タの係数群を記憶する係数記憶手段と、 前記サンプリングレートの比N/Mに基づき前記タップ数
    K・Mの係数群から(M−1)個ずつ間引いた部分係数
    群を形成すると共に前記部分係数群を前記タップ数K・
    Mの係数群の中で(N−1)個おきに巡回させる係数間
    引き巡回手段と、 前記非巡回形ディジタルローパスフィルタと前記係数間
    引き巡回手段を制御する制御手段とを備え、 前記非巡回形ディジタルローパスフィルタは前記巡回さ
    れたKタップの係数と前記入力PCMサンプルとのたたみ
    込み演算を行うことを特徴とする可変速再生装置。
  2. 【請求項2】Kタップ(Kは正の整数)の非巡回形ディ
    ジタルローパスフィルタと、 出力PCMサンプルのサンプリングレートと入力PCMサンプ
    ルのサンプリングレートとの比N/M(N,Mは正の整数でN
    =1,2,…,M)を入力するレート比入力手段と、 前記非巡回形ディジタルローパスフィルタのタップ数K
    と前記サンプリングレートの比N/Mの分母Mとの積K・
    Mをタップ数とする非巡回形ディジタルローパスフィル
    タの係数群を記憶する係数記憶手段と、 前記サンプリングレートの比N/Mに基づき前記タップ数
    K・Mの係数群から(M−1)個ずつ間引いた部分係数
    群を形成すると共に前記部分係数群を前記タップ数K・
    Mの係数群の中で(N−1)個おきに巡回させる係数間
    引き巡回手段と、 前記非巡回形ディジタルローパスフィルタと前記係数間
    引き巡回手段を制御する制御手段と、 前記出力PCMサンプルのサンプリングレートを一定とす
    るとともに、前記出力PCMサンプルのサンプリング周波
    数毎に前記制御手段に割り込みをかける割り込み制御手
    段とを備え、 前記割り込み毎に前記非巡回形ディジタルローパスフィ
    ルタは前記巡回されたKタップの係数と前記入力PCMサ
    ンプルとのたたみ込み演算を行いPCMサンプルを出力す
    ることを特徴とする可変速再生装置。
JP27529189A 1989-10-23 1989-10-23 可変速再生装置 Expired - Lifetime JPH0787015B2 (ja)

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DE69026726T DE69026726T2 (de) 1989-10-23 1990-10-22 Digitales signalwiedergabegerät mit variabler geschwindigkeit
PCT/JP1990/001361 WO1991006101A1 (en) 1989-10-23 1990-10-22 Variable-speed digital signal reproducing device
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