JPH08172363A - 信号伸張装置及び方法 - Google Patents
信号伸張装置及び方法Info
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- JPH08172363A JPH08172363A JP6334864A JP33486494A JPH08172363A JP H08172363 A JPH08172363 A JP H08172363A JP 6334864 A JP6334864 A JP 6334864A JP 33486494 A JP33486494 A JP 33486494A JP H08172363 A JPH08172363 A JP H08172363A
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- Japan
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- bits
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- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ラグランジェ補間を用いてデータの語長を伸
張する場合、ラグランジェ補間の周波数特性を受けない
でデータを伸張する。 【構成】 オーバーサンプリングフィルター1におい
て、サンプリング周波数がN倍され、DSP2に出力さ
れる。DSP2において、データがラグランジェ補間さ
れ、デシメーションフィルター3に出力される。デシメ
ーションフィルター3では、サンプリング周波数が1/
N倍される。
張する場合、ラグランジェ補間の周波数特性を受けない
でデータを伸張する。 【構成】 オーバーサンプリングフィルター1におい
て、サンプリング周波数がN倍され、DSP2に出力さ
れる。DSP2において、データがラグランジェ補間さ
れ、デシメーションフィルター3に出力される。デシメ
ーションフィルター3では、サンプリング周波数が1/
N倍される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、コンパクト
ディスク(CD)やディジタルオーディオテープ(DA
T)等の記録媒体に記録されたディジタルオーディオデ
ータの語長を伸張して出力することができる信号伸張装
置及び方法に関する。
ディスク(CD)やディジタルオーディオテープ(DA
T)等の記録媒体に記録されたディジタルオーディオデ
ータの語長を伸張して出力することができる信号伸張装
置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、CDやDAT等の記録媒体には、
16ビットの記録フォーマットでデータが記録されてい
る。また、業務用のレコーダーやADコンバーター、D
Aコンバーターでは、データが20ビットで処理され
る。例えば、16ビット以上のレコーダーで録音された
ディジタルオーディオデータをCD化する場合、単純に
16ビット以下のデータを切り捨てたり、スーパービッ
トマッピング(SBM)等で16ビット以下のデータを
利用して、16ビットに圧縮するような方法が用いられ
ている。
16ビットの記録フォーマットでデータが記録されてい
る。また、業務用のレコーダーやADコンバーター、D
Aコンバーターでは、データが20ビットで処理され
る。例えば、16ビット以上のレコーダーで録音された
ディジタルオーディオデータをCD化する場合、単純に
16ビット以下のデータを切り捨てたり、スーパービッ
トマッピング(SBM)等で16ビット以下のデータを
利用して、16ビットに圧縮するような方法が用いられ
ている。
【0003】ところで、16ビットのデータから、16
ビットより多いデータを生成する方法はない。例えば、
ディジタルミキサーやDAコンバーターでは、上述のよ
うに20ビットまたは24ビット等のデータを処理でき
るものが多い。このような機器に、一度語調が切り捨て
られたデータや圧縮されたデータが供給されても、その
語長でしか処理することができない。また、単純に理論
値通りのADコンバーターを用いて量子化されたデータ
であっても、そのADコンバーターの語長以上の分解能
でデータを処理することはできない。
ビットより多いデータを生成する方法はない。例えば、
ディジタルミキサーやDAコンバーターでは、上述のよ
うに20ビットまたは24ビット等のデータを処理でき
るものが多い。このような機器に、一度語調が切り捨て
られたデータや圧縮されたデータが供給されても、その
語長でしか処理することができない。また、単純に理論
値通りのADコンバーターを用いて量子化されたデータ
であっても、そのADコンバーターの語長以上の分解能
でデータを処理することはできない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、例えば、ラグ
ランジェ補間を用いて上述の問題を解決する方法があ
る。この方法では、同じ特性を有し、ラグランジェ補間
を行う2つの補間フィルターが用いられる。第1の補間
フィルターでは、入力データのサンプリングポイントの
中間ポイントのデータが前後数サンプルのデータに基づ
いて原データより長い語長で補間される。また、第2の
補間フィルターでは、第1の補間フィルターで補間され
たデータの中間ポイント(原信号のサンプリングポイン
ト)で、前後数サンプルの補間されたデータを用いて、
再度原信号の語長より長い語長に補間される。これによ
り、原信号のデータ語長より長い語長のディジタルオー
ディオデータを得ることができる。なお、上述の補間に
用いられるサンプリング周波数(以下、SFとする)
は、例えば44.1kHzとされる。
ランジェ補間を用いて上述の問題を解決する方法があ
る。この方法では、同じ特性を有し、ラグランジェ補間
を行う2つの補間フィルターが用いられる。第1の補間
フィルターでは、入力データのサンプリングポイントの
中間ポイントのデータが前後数サンプルのデータに基づ
いて原データより長い語長で補間される。また、第2の
補間フィルターでは、第1の補間フィルターで補間され
たデータの中間ポイント(原信号のサンプリングポイン
ト)で、前後数サンプルの補間されたデータを用いて、
再度原信号の語長より長い語長に補間される。これによ
り、原信号のデータ語長より長い語長のディジタルオー
ディオデータを得ることができる。なお、上述の補間に
用いられるサンプリング周波数(以下、SFとする)
は、例えば44.1kHzとされる。
【0005】図4は、上述の補間フィルターを用いて語
長を伸張した場合の出力データの特性図である。なお、
X軸を周波数(Hz)、Y軸を出力信号レベル(dB)
及びSFを44.1kHzとする。図4からもわかるよ
うに、15kHz以下では、一定の出力信号レベルであ
るが、15kHzを越えた付近から出力信号レベルが減
衰してしまう。これは、ラグランジェ補間の周波数特性
に起因する。
長を伸張した場合の出力データの特性図である。なお、
X軸を周波数(Hz)、Y軸を出力信号レベル(dB)
及びSFを44.1kHzとする。図4からもわかるよ
うに、15kHz以下では、一定の出力信号レベルであ
るが、15kHzを越えた付近から出力信号レベルが減
衰してしまう。これは、ラグランジェ補間の周波数特性
に起因する。
【0006】図5は、上述のSFでサンプリングされた
信号の周波数成分を示す図である。なお、X軸を周波
数、Y軸を信号レベルとする。図5からも明らかなよう
に、この周波数成分は、SF/2の直前まで存在してし
まう。このような信号に対して、上述のようなラグラン
ジェ補間回路を用いると、高域レベルの周波数成分が減
衰してしまう。
信号の周波数成分を示す図である。なお、X軸を周波
数、Y軸を信号レベルとする。図5からも明らかなよう
に、この周波数成分は、SF/2の直前まで存在してし
まう。このような信号に対して、上述のようなラグラン
ジェ補間回路を用いると、高域レベルの周波数成分が減
衰してしまう。
【0007】従って、この発明の目的は、ラグランジェ
補間を用いても高域成分レベルが減衰することなく、デ
ータの語長を伸張することができる伸張装置及び方法を
提供することにある。
補間を用いても高域成分レベルが減衰することなく、デ
ータの語長を伸張することができる伸張装置及び方法を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、Nビットの
入力データのサンプリング周波数を高くするオーバーサ
ンプリングフィルター1と、オーバーサンプリングされ
たNビットの入力データのサンプリングポイントに基づ
いて、入力データよりも長いMビットでNビットの入力
データの補間を行い、Mビットで補間された入力データ
のサンプリングポイントに基づいて、Nビットよりも長
く、且つMビットよりも短いLビットのデータで再び補
間するDSP2と、DSP2の出力信号のサンプリング
周波数を元のサンプリングに戻すデシメーションフィル
ターとからなる信号伸張装置である。
入力データのサンプリング周波数を高くするオーバーサ
ンプリングフィルター1と、オーバーサンプリングされ
たNビットの入力データのサンプリングポイントに基づ
いて、入力データよりも長いMビットでNビットの入力
データの補間を行い、Mビットで補間された入力データ
のサンプリングポイントに基づいて、Nビットよりも長
く、且つMビットよりも短いLビットのデータで再び補
間するDSP2と、DSP2の出力信号のサンプリング
周波数を元のサンプリングに戻すデシメーションフィル
ターとからなる信号伸張装置である。
【0009】また、この発明は、Nビットの入力データ
のサンプリング周波数を高くし、Nビットの入力データ
のサンプリングポイントに基づいて、入力データよりも
長いMビットでNビットの入力データの補間を行い、M
ビットで補間された入力データのサンプリングポイント
に基づいて、Nビットよりも長く、且つMビットよりも
短いLビットのデータで再び補間し、補間後の信号のサ
ンプリング周波数を元のサンプリングに戻すようにした
信号伸張方法である。
のサンプリング周波数を高くし、Nビットの入力データ
のサンプリングポイントに基づいて、入力データよりも
長いMビットでNビットの入力データの補間を行い、M
ビットで補間された入力データのサンプリングポイント
に基づいて、Nビットよりも長く、且つMビットよりも
短いLビットのデータで再び補間し、補間後の信号のサ
ンプリング周波数を元のサンプリングに戻すようにした
信号伸張方法である。
【0010】
【作用】入力されたデータX(n)のSFがオーバーサ
ンプリングフィルター1でN倍にされる。DSP(Digi
tal Signal Processor) 2では、SF=1/(N・S
F)でデータX(n)がサンプリングされ、データX
(n)のサンプリングポイントの中間でデータY(n)
が生成される。さらに、データY(n)がSF=1/
(N・SF)でサンプリングされ、そのサンプリングポ
イントの中間(X(n))のサンプリングポイント)で
データZ(n)が生成される。データZ(n)はデシメ
ーションフィルター3に供給され、N倍とされたサンプ
リング周波数がダウンサンプリングされて1/N倍にさ
れる。
ンプリングフィルター1でN倍にされる。DSP(Digi
tal Signal Processor) 2では、SF=1/(N・S
F)でデータX(n)がサンプリングされ、データX
(n)のサンプリングポイントの中間でデータY(n)
が生成される。さらに、データY(n)がSF=1/
(N・SF)でサンプリングされ、そのサンプリングポ
イントの中間(X(n))のサンプリングポイント)で
データZ(n)が生成される。データZ(n)はデシメ
ーションフィルター3に供給され、N倍とされたサンプ
リング周波数がダウンサンプリングされて1/N倍にさ
れる。
【0011】
【実施例】以下、この発明による信号伸張装置に関して
図面を参照して説明する。図1は、この発明による信号
伸張装置のブロック図である。図1において、入力端子
を介して、所定のフォーマット(例えば、AES/EB
UフォーマットやIEC958フォーマット)に復調さ
れたディジタルオーディオデータX(n)は、オーバー
サンプリングフィルター1に供給される。オーバーサン
プリングフィルター1では、データX(n)のSFがN
倍される。オーバーサンプリングフィルター1の出力デ
ータがDSP2に供給される。
図面を参照して説明する。図1は、この発明による信号
伸張装置のブロック図である。図1において、入力端子
を介して、所定のフォーマット(例えば、AES/EB
UフォーマットやIEC958フォーマット)に復調さ
れたディジタルオーディオデータX(n)は、オーバー
サンプリングフィルター1に供給される。オーバーサン
プリングフィルター1では、データX(n)のSFがN
倍される。オーバーサンプリングフィルター1の出力デ
ータがDSP2に供給される。
【0012】DSP2は、同種の2つのラグランジェ補
間フィルタからなる。この補間フィルターとしては、例
えばFIR型フィルターを用いることができる。第1の
補間フィルターでは、データX(n)(例えば16ビッ
ト)の前後数サンプルのデータに基づいて、データX
(n)のサンプリングポイントの中間ポイントのデータ
が、データX(n)より長い語長で補間される。これに
より、データY(n)(例えば48ビット)が生成され
る。また、第2の補間フィルターにおいて、第1の補間
フィルターで補間したポイントの中間ポイント(原信号
のサンプリングポイント)で、データY(n)がその前
後数サンプルのデータに基づいて、再度、データX
(n)の語長より長い語長のデータZ(n)(例えば2
4ビット)に補間される。これにより、データX(n)
の語長より長い語長のディジタルオーディオデータを得
ることができる。なお、上述の補間に用いられるSF
は、例えば、SF=(N×44.1)kHzとされる。
1/(N・SF)でサンプリングされたデータZ(n)
は、デシメーションフィルター3に供給される。
間フィルタからなる。この補間フィルターとしては、例
えばFIR型フィルターを用いることができる。第1の
補間フィルターでは、データX(n)(例えば16ビッ
ト)の前後数サンプルのデータに基づいて、データX
(n)のサンプリングポイントの中間ポイントのデータ
が、データX(n)より長い語長で補間される。これに
より、データY(n)(例えば48ビット)が生成され
る。また、第2の補間フィルターにおいて、第1の補間
フィルターで補間したポイントの中間ポイント(原信号
のサンプリングポイント)で、データY(n)がその前
後数サンプルのデータに基づいて、再度、データX
(n)の語長より長い語長のデータZ(n)(例えば2
4ビット)に補間される。これにより、データX(n)
の語長より長い語長のディジタルオーディオデータを得
ることができる。なお、上述の補間に用いられるSF
は、例えば、SF=(N×44.1)kHzとされる。
1/(N・SF)でサンプリングされたデータZ(n)
は、デシメーションフィルター3に供給される。
【0013】デシメーションフィルター3で、オーバー
サンプリングフィルター1でN倍されたSFが1/N倍
にダウンサンプリングされた後、データが出力端子に供
給される。
サンプリングフィルター1でN倍されたSFが1/N倍
にダウンサンプリングされた後、データが出力端子に供
給される。
【0014】図2は、N倍されたSFでサンプリングさ
れた信号の周波数成分を示す図である。なお、X軸を周
波数、Y軸を信号レベルとする。(N・SF)でサンプ
リングすることにより、周波数成分は、SFに対して低
域側に位置される。(N・SF)のサンプリング周波数
を中心として考えると、信号の見かけ上の周波数成分
は、1/Nとなっている。従って、高域レベルが減衰す
るラグランジェ補間を用いても、信号の周波数成分帯域
には全く影響しないで、信号の高域レベルの低減を防止
することができる。
れた信号の周波数成分を示す図である。なお、X軸を周
波数、Y軸を信号レベルとする。(N・SF)でサンプ
リングすることにより、周波数成分は、SFに対して低
域側に位置される。(N・SF)のサンプリング周波数
を中心として考えると、信号の見かけ上の周波数成分
は、1/Nとなっている。従って、高域レベルが減衰す
るラグランジェ補間を用いても、信号の周波数成分帯域
には全く影響しないで、信号の高域レベルの低減を防止
することができる。
【0015】以下、DSP2での補間方法を図3を用い
て説明する。オーバーサンプリングフィルター1から出
力されるデータX(n)は、DSP2に供給される。な
お、図3Aに示されるように、黒丸で示されるデータX
(n)は、1/(N・SF)の時間でサンプリングされ
たデータである。DPS2内の第1のラグランジェ補間
フィルターでは、データX(n)の前後数ポイントのデ
ータを用いて、このサンプリングポイントの中間のポイ
ントの補間がなされる(図3B参照)。これにより白丸
で示されるデータY(n)が生成される。なお、補間デ
ータY(n)は、補間の計算をデータX(n)の語長よ
り長いMビット(N<<M)で行った後、Lビットに丸
め込む(N<L<M)(または切り捨て)ことにより生
成される。また、Mビットの語長は、Lビットのデータ
を計算するのに、誤差を無視できる程度の長さとされ
る。例えば、データX(n)を中心として4つの前ポイ
ント及び3つの後ポイントを用いて、上述の処理を行う
ことにより、データY(n)を得ることができる。
て説明する。オーバーサンプリングフィルター1から出
力されるデータX(n)は、DSP2に供給される。な
お、図3Aに示されるように、黒丸で示されるデータX
(n)は、1/(N・SF)の時間でサンプリングされ
たデータである。DPS2内の第1のラグランジェ補間
フィルターでは、データX(n)の前後数ポイントのデ
ータを用いて、このサンプリングポイントの中間のポイ
ントの補間がなされる(図3B参照)。これにより白丸
で示されるデータY(n)が生成される。なお、補間デ
ータY(n)は、補間の計算をデータX(n)の語長よ
り長いMビット(N<<M)で行った後、Lビットに丸
め込む(N<L<M)(または切り捨て)ことにより生
成される。また、Mビットの語長は、Lビットのデータ
を計算するのに、誤差を無視できる程度の長さとされ
る。例えば、データX(n)を中心として4つの前ポイ
ント及び3つの後ポイントを用いて、上述の処理を行う
ことにより、データY(n)を得ることができる。
【0016】一例として、7次のラグランジェ補間を行
った時の生成式を以下に示す。
った時の生成式を以下に示す。
【0017】Y(n)=k0×X(n−4)+k1×X
(n−3)+k2×X(n−2)+k3×X(n−1)
+k4×X(n)+k5×X(n+1)+k6×X(n
+2)+k7×X(n+3)
(n−3)+k2×X(n−2)+k3×X(n−1)
+k4×X(n)+k5×X(n+1)+k6×X(n
+2)+k7×X(n+3)
【0018】となる。但し、
【0019】 k0=−c1×c2×c3×c4×c5×c6×c7/35 k1=c0×c2×c3×c4×c5×c6×c7×4/15 k2=−c0×c1×c3×c4×c5×c6×c7×6/5 k3=c0×c1×c2×c4×c5×c6×c7×4 k4=c0×c1×c2×c3×c5×c6×c7×4 k5=−c0×c1×c2×c3×c4×c6×c7×6/5 k6=c0×c1×c2×c3×c4×c5×c7×4/15 k7=−c0×c1×c2×c3×c4×c5×c6/35
【0020】また、 c0=(3+0.5)/4 c1=(2+0.5)/3 c2=(1+0.5)/2 c3=0.5 c4=1−0.5 c5=1−0.5/2 c6=1−0.5/3 c7=1−0.5/4
【0021】とする。
【0022】次に、上述と同様の条件でもって、データ
Y(n)の中間ポイントで補間すると、図3Cに示され
るデータZ(n)を得ることができる。なお、データY
(n)の中間ポイント、即ち、データZ(n)のポイン
トは、データX(n)のサンプリングポイントと同一で
ある。このような補間を行うことにより、Nビット(例
えば16ビット)の入力データ(X(n))を、語長が
拡張されたLビット(例えば24ビット)のデータとし
て出力することができる。
Y(n)の中間ポイントで補間すると、図3Cに示され
るデータZ(n)を得ることができる。なお、データY
(n)の中間ポイント、即ち、データZ(n)のポイン
トは、データX(n)のサンプリングポイントと同一で
ある。このような補間を行うことにより、Nビット(例
えば16ビット)の入力データ(X(n))を、語長が
拡張されたLビット(例えば24ビット)のデータとし
て出力することができる。
【0023】
【発明の効果】この発明に依れば、入力データの語長を
伸張する手段として、ラグランジェ補間フィルターを用
いた場合でも、周波数特性の影響を受けることなく、ま
た、高域でのレベルを減衰することなしに補間を行うこ
とが可能になる。従って、S/N比(音質)を向上でき
る。
伸張する手段として、ラグランジェ補間フィルターを用
いた場合でも、周波数特性の影響を受けることなく、ま
た、高域でのレベルを減衰することなしに補間を行うこ
とが可能になる。従って、S/N比(音質)を向上でき
る。
【図1】この発明による信号伸張装置のブロック図であ
る。
る。
【図2】信号伸張装置でサンプリングされた信号成分の
周波数成分を示す図である。
周波数成分を示す図である。
【図3】DSPに対する入力データ及び出力データの波
形図である。
形図である。
【図4】従来の補間フィルターを用いて語長を伸張した
場合の出力データの特性図である。
場合の出力データの特性図である。
【図5】従来の補間フィルターにおいてサンプリングさ
れた信号成分の周波数成分を示す図である。
れた信号成分の周波数成分を示す図である。
1 オーバーサンプリングフィルター 2 DSP 3 デシメーションフィルター
Claims (3)
- 【請求項1】 Nビットの入力データのサンプリング周
波数を高くするオーバーサンプリング手段と、 オーバーサンプリングされた上記Nビットの入力データ
のサンプリングポイントに基づいて、上記入力データよ
りも長いMビットで上記Nビットの入力データの補間を
行い、上記Mビットで補間された入力データのサンプリ
ングポイントに基づいて、上記Nビットよりも長く、且
つ上記Mビットよりも短いLビットのデータで再び補間
する補間手段と、 上記補間手段の出力信号のサンプリング周波数を元のサ
ンプリングに戻すダウンサンプリング手段とからなる信
号伸張装置。 - 【請求項2】 上記入力データは、ディジタルオーディ
オデータであることを特徴とする請求項1記載の信号伸
張装置。 - 【請求項3】Nビットの入力データのサンプリング周波
数を高くし、 上記Nビットの入力データのサンプリングポイントに基
づいて、上記入力データよりも長いMビットで上記Nビ
ットの入力データの補間を行い、上記Mビットで補間さ
れた入力データのサンプリングポイントに基づいて、上
記Nビットよりも長く、且つ上記Mビットよりも短いL
ビットのデータで再び補間し、 上記補間後の信号のサンプリング周波数を元のサンプリ
ングに戻すようにした信号伸張方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33486494A JP3297792B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 信号伸張装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33486494A JP3297792B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 信号伸張装置及び方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08172363A true JPH08172363A (ja) | 1996-07-02 |
JP3297792B2 JP3297792B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=18282082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33486494A Expired - Fee Related JP3297792B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 信号伸張装置及び方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3297792B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7125356B2 (en) | 2001-11-06 | 2006-10-24 | Borgwarner Inc. | Tension-reducing random sprocket |
CN101918735B (zh) | 2007-09-28 | 2014-11-26 | 博格华纳公司 | 链条与链轮系统中的多个减少张力的链轮 |
US10907721B2 (en) | 2015-12-09 | 2021-02-02 | Borgwarner Inc. | Non-prevalent order random sprocket |
-
1994
- 1994-12-20 JP JP33486494A patent/JP3297792B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3297792B2 (ja) | 2002-07-02 |
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