JPH09266447A - 語長変換装置及びデータ処理装置 - Google Patents

語長変換装置及びデータ処理装置

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JPH09266447A
JPH09266447A JP8097433A JP9743396A JPH09266447A JP H09266447 A JPH09266447 A JP H09266447A JP 8097433 A JP8097433 A JP 8097433A JP 9743396 A JP9743396 A JP 9743396A JP H09266447 A JPH09266447 A JP H09266447A
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level
word length
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digital
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Shigeo Tagami
繁男 田上
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Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディジタルデータに所定のデータ処理を施す
場合において、処理出力の精度の低下を招くことなく、
語長を元に戻すことができるとともに、本来の信号成分
のレベルが、ΔΣ変調器の最大入力レベルより小さい限
り、この信号成分のレベルを上げることができるように
する。 【解決手段】 ΔΣ変調により得られた1ビットのディ
ジタル音声データDD1は、乗算器13により、レベル
調整係数LDを乗算される。これにより、レベルを調整
されたディジタル音声データ信号DD2が得られる。こ
の乗算出力は、低域通過型のΔΣ変調器14によりΔΣ
変調される。これにより、語長が元に戻されたディジタ
ル音声データDD3が得られる。この場合、ディジタル
音声データDD2に含まれる高周波ノイズHNは、ΔΣ
変調器14により除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルデータ
の語長を変換するための語長変換装置に関する。また、
本発明は、ディジタルデータと所定の演算データとの演
算を行うことにより、ディジタルデータに所定の処理を
施すデータ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、音声信号のディジタル符号化方式
として、Δ−Σ変調方式が注目されている。このΔ−Σ
変調方式は、アナログの音声データのサンプリング出力
と過去の変換出力とを演算して符号化することにより、
アナログの音声データを語長が例えば1ビットのディジ
タル音声データに変換するものである。
【0003】ところで、このΔΣ変調により得られた1
ビットのディジタル音声データに対しても、通常の直線
量子化等により得られた例えば16ビットのディジタル
音声データと同様に、レベルの調整処理を施す必要があ
る場合がある。
【0004】1ビットのディジタル音声データのレベル
を調整する方法としては、16ビットのディジタル音声
データのレベルを調整する場合と同様に、1ビットのデ
ィジタル音声データにレベル調整用の係数(レベル調整
用のデータ)を乗算する方法が考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では、レベル調整後のディジタル音声データの
精度が大きく低下するという問題点があった。
【0006】すなわち、ディジタル音声データにレベル
調整係数を乗算すると、桁上げによって語長が増加す
る。したがって、レベル調整後のディジタルデータの語
長を本来の語長に戻すためには、語長が変化した分だ
け、下位ビットを削除する必要がある。
【0007】しかしながら、下位ビットを削除すると、
ディジタル音声データの精度が低下する。この場合であ
って、16ビットのディジタル音声データであれば、ビ
ット数が多いので、精度の低下はあまり問題にならな
い。
【0008】これに対し、1ビットのディジタル音声デ
ータは、ビット数が少ないので、下位ビットを削除する
と、精度が大幅に低下する。例えば、1ビットのディジ
タル音声データに16ビットのレベル調整係数を乗算す
る場合は、この乗算出力の下位16ビットを削除しなけ
ればならないので、レベル調整後のデータの精度が大幅
に低下する。
【0009】なお、このような問題は、1ビットのディ
ジタル音声データにレベル調整処理を施す場合だけでな
く、直流オフセット成分を除去するための処理や周波数
特性を変更するための処理を施す場合にも生じる。これ
は、このような処理を施す場合であっても、1ビットの
ディジタル音声データに直流オフセット成分を除去する
ためのデータや周波数特性を変更するためのデータを加
算するといった演算を行わなければならないからであ
る。
【0010】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、その課題は、1ビットデータのように、ビット
数の少ないディジタルデータと所定の演算データとを演
算することにより、ディジタルデータに所定のデータ処
理を施す場合において、処理出力の精度の低下を招くこ
となく、語長を元に戻すことができるとともに、本来の
信号成分のレベルを下げるだけでなく、上げることも可
能な語長変換装置及びデータ処理装置を提供することに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の語長変換装置
は、入出力の周波数特性として、本来の信号成分のみを
通すことが可能な特性を有するΔΣ変調器により、ディ
ジタルデータの語長を変換するようにしたものである。
【0012】また、本発明のデータ処理装置は、ディジ
タルデータと所定の演算データとの演算を行うことによ
り、ディジタルデータに所定のデータ処理を施した後、
入出力の周波数特性として、本来の信号成分のみを通す
ことが可能な特性を有するΔΣ変調器により、データ処
理出力の語長を変換するようにしたものである。
【0013】本発明の語長変換装置では、ディジタルデ
ータは、ΔΣ変調器によりΔΣ変調される。これによ
り、ディジタルデータの語長が所定の語長に変換され
る。このとき、ディジタルデータに含まれる本来の信号
成分以外の成分は除去される。これにより、ΔΣ変調器
にディジタルデータを入力する場合、この入力レベルを
主に本来の信号成分のレベルに基づいて設定することが
できる。その結果、本来の信号成分のレベルがΔΣ変調
器の最大入力レベルより小さければ、この信号成分のレ
ベルを下げるだけでなく、上げることもできる。
【0014】また、本発明のデータ処理装置では、ディ
ジタルデータは、まず、所定の演算データとの演算によ
り、所定のデータ処理を受ける。このあと、この処理出
力は、ΔΣ変調器によりΔΣ変調される。これにより、
ディジタルデータの語長が所定の語長に変換される。
【0015】このとき、ディジタルデータに含まれる本
来の信号成分以外の成分は除去される。これにより、Δ
Σ変調器にディジタルデータを入力する場合、この入力
レベルを主に本来の信号成分のレベルに基づいて設定す
ることができる。その結果、本来の信号成分のレベルが
ΔΣ変調器の最大入力レベルより小さければ、この信号
成分のレベルを下げるだけでなく、上げることもでき
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を詳細に説明する。
【0017】[第1の実施の形態]まず、本発明の第1
の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、本発
明のデータ処理装置を、ディジタル音声データのレベル
を調整するレベル調整装置に適用する場合を代表として
説明する。
【0018】[第1の実施の形態の概要]まず、本実施
の形態の概要を説明する。従来の問題点を解決するため
には、例えば、1ビットのディジタル音声データにレベ
ル調整係数を乗算した後、この乗算出力を再びΔΣ変調
器に入力することにより、1ビットのディジタル音声デ
ータを復元する方法が考えられる。これは、このような
構成によれば、下位ビットを削除することなく、語長を
変換することができるからである。
【0019】しかしながら、このような構成では、可聴
帯域の信号成分のレベルが語長変換用のΔΣ変調器の最
大入力レベルより小さい場合であっても、この信号成分
のレベルがレベル調整処理により下がってしまうことが
多い。
【0020】すなわち、復元用のΔΣ変調器として、可
聴帯域でも十分に良好な信号対雑音比(以下「SN比」
という。)を確保することが可能な次数の高い変調器を
用いると、このΔΣ変調器の最大変調率Mmaxが1
(100%)より小さくなる。
【0021】ここで、最大変調率Mmaxとは、次式
(1)に示すように、ΔΣ変調器の最大出力レベルOL
maxと最大入力レベルILmaxとの比を表す。 Mmax=ILmax/OLmax …(1)
【0022】一方、復元用のΔΣ変調器に信号を入力す
る場合は、最大変調率Mmaxによって規定される最大
入力レベルImaxまでの信号しか入力することができ
ない。これは、これ以上の信号を入力すると、雑音歪み
率(以下「THD+N」という。)が著しく悪化した
り、ΔΣ変調器が発振してしまうからである。
【0023】最大変調率MmaxはΔΣ変調器の伝達関
数によって異なる。いま、これを、例えば、0.5(5
0%)程度とする。この場合、ΔΣ変調器に対しては、
レベルがΔΣ変調器の出力レベル(±1)の0.5(5
0%)程度の信号までしか入力することができない。す
なわち、レベルが±0.5程度の信号までしか入力する
ことができない。
【0024】語長変換用のΔΣ変調器にディジタル音声
データを入力する場合、このデータに可聴帯域の信号成
分しか含まれていなければ、この信号成分のレベルに基
づいて、ΔΣ変調器に対するディジタル音声データの入
力レベルを設定することができる。したがって、この場
合は、レベル調整前の可聴帯域の信号成分のレベルが、
最大入力レベルILmaxより小さければ、この成分の
レベルを下げるだけでなく、上げることもできる。
【0025】しかしながら、ΔΣ変調により得られたデ
ィジタル音声データには、量子化ノイズNが含まれてい
る。この量子化ノイズNのレベルは、図2に示すよう
に、周波数が高くなるほど大きくなる。また、周波数が
高い量子化ノイズN(以下「高周波ノイズHN」とい
う。)のレベルは、通常、ΔΣ変調器の最大入力レベル
ILmaxより大きく、かつ、可聴帯域の信号成分Sの
レベルより大きい。この特性は、程度の差はあっても、
すべてのΔΣ変調器で共通である。なお、図2におい
て、横軸は、周波数を示し、縦軸は、レスポンスを示
す。
【0026】したがって、復元用のΔΣ変調器に対する
ディジタル音声データの入力レベルを設定する場合は、
可聴帯域の信号成分Sのレベルではなく、高周波ノイズ
HNのレベルに基づいて設定しなければならないことが
多い。これにより、レベル調整前の可聴帯域の信号成分
Sのレベルが最大入力レベルILmaxより小さい場合
であっても、高周波ノイズHNのレベルが最大入力レベ
ルILmaxより大きい場合は、可聴帯域の信号成分S
のレベルが下げられることになる。
【0027】しかも、このΔΣ変調器の入出力の周波数
特性は、多くの場合、ナイキスト周波数まで平坦ではな
い。例えば、図3に示すような構成のΔΣ変調器の場
合、その入出力の周波数特性は、図4に示すように、数
十キロヘルツからナイキスト周波数fNにかけて利得が
大きくなるような特性となる。
【0028】このため、上述したようなレベルの高い高
周波ノイズHNを含んだ信号を入力信号として、ΔΣ変
調を行うと、高周波ノイズHNのレベルがさらに高くな
り、容易に最大変調率を越えてしまう。結果として、レ
ベル調整係数をより小さくしなければならないため、可
聴帯域の信号成分Sのレベルが低下し、信号対雑音比
(S/N比)が悪化してしまう。
【0029】このような問題は、1ビットのディジタル
音声データを復元用のΔΣ変調器に入力する際、ディジ
タルフィルタにより高周波ノイズHNを除去してから入
力するようにすれば解決することができる。
【0030】しかしながら、このような構成では、回路
規模が大きくなるという問題が生じる。これは、ディジ
タルフィルタの回路規模が大きいからである。
【0031】また、このような構成では、ディジタルフ
ィルタの演算が、ノイズ及び消費電力も含めて、困難で
あるという問題が生じる。これは、ΔΣ変調により得ら
れたディジタル音声データの転送レートは、通常の直線
量子化等により得られた16ビットのディジタル音声デ
ータの転送レートの数十倍であるため、演算量が膨大に
なるからである。
【0032】さらに、このような構成では、音質が劣化
する可能性があるという問題が生じる。これは、ディジ
タルフィルタのフィルタリング処理により、可聴帯域内
で、リップルや丸め誤差が生じるからである。
【0033】そこで、本実施の形態は、1ビットのディ
ジタル音声データとレベル調整係数とを乗算することに
より、ディジタル音声データにレベル調整処理を施す場
合において、処理出力の精度の低下を招くことなく、語
長を元に戻すことができることは勿論、レベル調整前の
ディジタル音声データのレベルがΔΣ変調器の最大入力
レベルILmaxより小さい場合は、ディジタルフィル
タを用いることなく、本来の信号成分のレベルを上げる
ことが可能なレベル調整装置を提供することを目的とす
る。
【0034】[第1の実施の形態の構成]次に、本実施
の形態の構成を説明する。図1は、本発明に係るデータ
処理装置の第1の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。
【0035】図示のデータ処理装置(レベル調整装置)
は、データ入力端子11と、係数入力端子12と、乗算
器13と、低域通過型のΔΣ変調器14と、出力端子1
5とを有する。
【0036】ここで、入力端子11には、例えば、図示
しない符号化用のΔΣ変調器から出力されるディジタル
音声データDD1が供給される。このディジタル音声デ
ータDD1の語長は、例えば、1ビットに設定されてい
る。係数入力端子12には、レベル調整用の係数LDを
示すデータが供給される。
【0037】乗算器13は、入力端子11に供給される
ディジタル音声データDD1に対して、各ビットごと
に、レベル調整係数LDを乗算する機能を有する。ΔΣ
変調器14は、乗算器13の乗算出力DD2をΔΣ変調
することにより、1ビットのディジタル音声データDD
3を復元する機能を有する。このΔΣ変調器14が本発
明の語長変換装置に相当する。出力端子15には、1ビ
ットに復元されたディジタル音声データDD3が供給さ
れる。
【0038】ΔΣ変調器14は、高周波ノイズHNを除
去可能な低域通過特性を有する。このような低域通過特
性は、前向き要素の伝達関数とフィードバック要素の伝
達関数とを適宜設定することにより得ることができる。
【0039】すなわち、ΔΣ変調器14は、図5に示す
ように、入力端子21と、加算要素22と、前向き要素
23と、増幅要素24と、フィードバック要素25と、
出力端子26とを有する。
【0040】ここで、入力端子11には、ディジタルデ
ータDD2が供給される。加算要素22は、入力データ
と変換出力との差を求める機能を有する。前向き要素2
3は、加算要素22の出力を1ビットデータに変換し
て、出力する機能を有する。増幅要素24は、前向き要
素23の出力を増幅して、ディジタルデータDD3を出
力する機能を有する。フィードバック要素25は、増幅
要素24の出力を変換出力として、加算要素22に帰還
する機能を有する。出力端子26には、ディジタルデー
タDD3が供給される。
【0041】このΔΣ変調器14の伝達関数G(z)
は、入力信号をX(z)、出力信号をY(z)とする
と、次の式(2)で表される。 G(z)=Y(z)/X(z) =F(z)・Q/{1+F(z)・Q・S(z)} …(2) 但し、F(z)は前向き要素21の伝達関数を示し、Q
は増幅要素22の利得を示し、S(z)はフィードバッ
ク要素24の伝達関数を示し、zはjωを示す。また、
ωは、角速度を示す。
【0042】また、周波数特性は、次のように表され
る。 |F(z)・Q|/|1+F(z)・Q・S(z)|
【0043】このような構成においては、前向き要素2
2の伝達関数F(z)と、フィードバック要素24の伝
達関数S(z)を適宜設定することにより、ΔΣ変調器
14の周波数特性を低域通過特性に設定することができ
る。
【0044】図6は、低域通過特性を有するΔΣ変調器
14の具体的構成の一例を示す図である。図示のΔΣ変
調器14は、入力端子41と、5つの2入力加算器42
(1)〜42(5)と、5つの積分器43(1)〜43
(5)と、4つの係数乗算器44(1)〜44(4)
と、増幅器45と、遅延器46と、出力端子47とを有
する。
【0045】ここで、入力端子41には、乗算器13か
ら出力されるディジタル音声データDD2が供給され
る。2入力加算器42(1)〜42(5)は、一方の入
力端子に供給される信号から他方の入力端子に供給され
る信号を減ずる機能を有する。積分器43(1)〜43
(5)は、入力信号を積分する機能を有する。
【0046】乗算器44(1)〜44(4)は、それぞ
れ入力信号に係数1/16,1/8,1/4,1/2を
乗算する機能を有する。遅延器46は、入力信号を1ビ
ット周期分遅延する機能を有する。出力端子47には、
語長が1ビットに戻されたディジタル音声データDD3
が供給される。
【0047】各部の接続構成を説明すると、入力端子4
1は、加算器42(1)の一方の入力端子に接続されて
いる。この加算器42(1)の出力端子は、積分器43
(1)の入力端子に接続されている。積分器43(1)
の出力端子は、係数乗算器44(1)の入力端子に接続
されている。係数乗算器44(1)の出力端子は、2入
力加算器42(2)の一方の入力端子に接続されてい
る。以下、同様に、積分器43(5)まで、同じような
接続がなされる。
【0048】積分器43(5)の出力端子は、増幅器4
5の入力端子に接続されている。増幅器45の出力端子
は、出力端子47と遅延器46の入力端子に接続されて
いる。遅延器46の入力端子は、加算器42(1)〜4
2(5)の他方の入力端子に接続されている。
【0049】積分器43(1)〜43(5)は、図7に
示すように、加算器431と、遅延器432とを有す
る。
【0050】図6に示すΔΣ変調器14の周波数特性
は、図8に示すように、可聴帯域の上限周波数までは、
ほぼ平坦であり、この上限周波数からナイキスト周波数
fNにかけてなだらに減衰する特性を有する。
【0051】[第1の実施の形態の動作]上記構成にお
いて、動作を説明する。
【0052】(1) レベル調整装置の動作 まず、図1に示すレベル調整装置の動作を説明する。
【0053】データ入力端子11には、ディジタル音声
データDD1が供給される。このディジタル音声データ
DD1は、図9(a)に示すアナログ音声データAD1
をΔΣ変調することにより得られたものである。このデ
ィジタル音声データDD1の語長は、1ビットに設定さ
れている。
【0054】このディジタル音声データDD1を図9
(b)に示す。図示のごとく、ディジタル音声データD
D1は、”+1”と”−1”のレベルを持つ。ここで、
レベル”+1”は、例えば、論理値”1”に対応し、レ
ベル”−1”は、論理値”0”に対応する。
【0055】データ入力端子11に供給されたディジタ
ル音声データDD1は、乗算器13に供給され、レベル
調整係数LDを乗算される。これにより、レベルが調整
されたディジタル音声データDD2が得られる。このデ
ィジタル音声データDD2は、ΔΣ変調器14に供給さ
れる。
【0056】これにより、このディジタル音声データD
D2は、積分、再量子化、フィードバックの演算によ
り、再度、ΔΣ変調される。その結果、レベル調整処理
により伸びた語長が元に戻される。これにより、語長が
1ビットのディジタル音声データDD3が復元される。
この復元されたディジタル音声データDD3を図9
(c)に示す。
【0057】このディジタル音声データDD3は、出力
端子15を介して図示しないディジタルフィルタに供給
される。これにより、アナログ音声データAD2が復元
される。このアナログ音声データAD2を図9(d)に
示す。
【0058】入力端子11に供給されるディジタル音声
データDD1には、可聴帯域の信号成分Sのほかに、量
子化ノイズNが含まれる。したがって、乗算器13から
出力されるディジタル音声データDD2にも、可聴帯域
の信号成分Sのほかに、量子化ノイズNが含まれる。
【0059】この量子化ノイズNのうち、可聴帯域の上
限周波数より高い周波数を有する高周波ノイズHNのレ
ベルは、通常、可聴帯域の信号成分Sのレベルより大き
い。このため、ΔΣ変調器14として、図4に示すよう
な周波数特性を有するΔΣ変調器を用いる場合は、上記
のごとく、レベル調整係数LDの値を設定する場合、高
周波ノイズHNのレベルに基づいて設定しなければなら
ない。
【0060】これに対し、本実施の形態のΔΣ変調器1
4は、低域通過特性を有する。すなわち、可聴帯域では
平坦で、可聴帯域の上限周波数付近からナイキスト周波
数fNにかけて緩やかに利得が低下するような特性を有
する。これにより、ΔΣ変調器14に入力された高周波
ノイズHNは、このΔΣ変調器14により除去される。
【0061】その結果、レベル調整係数LDの値を設定
する場合は、高周波ノイズHNのレベルをあまり考慮す
ることなく設定することができる。言い換えれば、主
に、可聴帯域の信号成分Sのレベルに基づいて設定する
ことができる。これにより、レベル調整処理により、可
聴帯域の信号成分Sのレベルが常に低下するという問題
を解決することができる。
【0062】すなわち、本実施の形態でも、レベル調整
前の可聴帯域の信号成分SのレベルがΔΣ変調器14の
最大入力レベルINmaxより大きい場合には、レベル
調整係数LDの値を1より小さい値に設定しなければな
らない。したがって、この場合には、可聴帯域の信号成
分Sのレベルは、レベル調整処理により下げられる。
【0063】しかしながら、可聴帯域の信号成分Sのレ
ベルが最大入力レベルILmaxと同じ場合は、レベル
調整係数LDの値を1に設定することができる。これに
より、この場合、可聴帯域の信号成分Sのレベルをその
ままにすることができる。また、信号成分Sのレベルが
最大入力レベルILmaxより小さい場合は、レベル調
整係数LDの値を1より大きい値に設定することができ
る。これにより、この場合は、可聴帯域の信号成分Sの
レベルを上げることができる。
【0064】これを具体例を使って説明する。いま、符
号化用のΔΣ変調器と語長変換用のΔΣ変調器14の最
大変調率Mmaxをいずれも0.5(50%)とする。
また、アナログ音声データAD1のレベルを0.5とす
る。
【0065】この場合、入力端子11には、変調率Mが
0.5(50%)のディジタル音声データDD1が供給
される。すなわち、レベルが0.5の可聴帯域の信号成
分Sを含むディジタル音声データDD1が供給される。
ここで、ΔΣ変調器に於ける変調率Mは、次式(3)に
示すように、ΔΣ変調器の入力レベルILと最大出力レ
ベルOLmaxとの比で表される。 M=IL/OLmax …(3)
【0066】これにより、レベル調整係数LDの値とし
ては、1以下の値を設定することができる。これは、Δ
Σ変調器14の最大変調率Mmaxが0.5(50%)
に設定されているかである。すなわち、これにより、レ
ベルが0.5の可聴帯域の信号成分Sを入力可能だから
である。
【0067】いま、レベル調整係数LDの値を0.5に
設定するものとする。この場合、ΔΣ変調器14に入力
される可聴帯域の信号成分Sのレベルは、0.25(=
0.5×0.5)となる。これにより、出力端子15に
は、変調率Mが0.25(25%)のディジタル音声デ
ータDD3が得られる。
【0068】すなわち、レベルが0.25の可聴帯域の
信号成分Sを含むディジタル音声データDD3が得られ
る。これにより、可聴帯域の信号成分Sのレベルは、レ
ベル調整処理により、0.5から0.25に下げられた
ことになる。なお、このディジタル音声データDD3を
フィルタに通すことにより、レベルが0.25のアナロ
グ音声データAD2が復元される。
【0069】また、レベル調整係数LDを1.0に設定
すると、ΔΣ変調器14に入力される可聴帯域の信号成
分Sのレベルは、0.5(=0.5×1.0)となる。
これにより、出力端子15には、変調率Mが0.5(5
0%)のディジタル音声データDD3が得られる。
【0070】すなわち、レベルが0.5の可聴帯域の信
号成分Sを含むディジタル音声データDD3が得られ
る。これにより、可聴帯域の信号成分Sのレベルは、レ
ベル調整処理により、そのまま1.0に保持されたこと
になる。なお、この場合は、レベルが0.5のアナログ
音声データAD2が復元される。
【0071】次に、2つのΔΣ変調器の最大変調率Mm
axをそのままにし、アナログ音声データAD1のレベ
ルを0.1にする。この場合、入力端子11には、変調
率Mが0.1(10%)のディジタル音声データDD1
が供給される。すなわち、レベルが0.1の可聴帯域の
信号成分Sを含むディジタル音声データDD1が供給さ
れる。これにより、レベル調整係数LDの値を5.0以
下の値を設定することができる。
【0072】いま、レベル調整係数LDの値を4.0に
設定すると、ΔΣ変調器14に入力される可聴帯域の信
号成分Sのレベルは、0.4(=0.1×4.0)とな
る。これにより、出力端子15には、変調率Mが0.4
(40%)のディジタル音声データDD3が得られる。
【0073】すなわち、レベルが0.4の可聴帯域の信
号成分Sを含むディジタル音声データDD3が得られ
る。これにより、可聴帯域の信号成分Sのレベルは、レ
ベル調整処理により、0.1から0.4に上げられたこ
とになる。なお、この場合は、レベルが0.4のアナロ
グ音声データAD2が復元される。以上が、図1に示す
レベル調整回路の動作である。
【0074】(2) ΔΣ変調器14の動作 次に、図6に示すΔΣ変調器14の動作を説明する。
【0075】入力端子41に供給されるディジタル音声
データDS2は、加算器42(1)に供給される。加算
器42(1)に供給されたディジタル音声データDS2
は、各ビットごとに、遅延器46から出力される1サン
プル前の変換出力を減じられる。この減算出力は、積分
器43(1)により積分された後、乗算器44(1)に
より乗算係数1/16を乗算される。この乗算出力は、
加算器42(2)供給され、上述した変換出力を減じら
れる。
【0076】以下、同様に、ディジタル音声データDS
2は、減算処理と、積分処理と、乗算処理とを順次受け
た後、増幅器45で増幅される。これにより、1ビット
データに戻されたディジタル音声データDS3が得られ
る。ディジタル音声データDS3は、遅延器46により
1サンプリング期間分遅延された後、加算器42(1)
〜42(5)に供給される。
【0077】[第1の実施の形態の効果]以上詳述した
本実施の形態によれば、次のような効果を得ることがで
きる。
【0078】(1) まず、本実施の形態によれば、レ
ベル調整処理を施されたディジタル音声データDS2を
再度ΔΣ変調器14に入力することにより、1ビットの
ディジタル音声データDS3を復元するようにしたの
で、レベル調整出力の精度の低下を招くことなく、語長
を元に戻すことができる。
【0079】(2) また、本実施の形態によれば、語
長変換用のΔΣ変調器14の周波数特性として、高周波
ノイズHNを除去可能な低域通過特性を設定するように
したので、レベル調整係数LDの値を設定する場合、高
周波ノイズHNのレベルをほとんど考慮することなく設
定することができる。
【0080】これにより、可聴帯域の信号成分Sのレベ
ル(変調率)を下げることは勿論、変調後の可聴帯域の
信号成分Sが最大変調率Mmaxに収まり、かつ、入力
からのレベル増加分が+12dB程度の範囲であれば、
TD+Nをほとんど悪化させることなく、可聴帯域の信
号成分Sのレベルを上げることが可能である。
【0081】すなわち、ディジタル音声データDS2に
含まれる可聴帯域の信号成分Sのレベルが、最大入力レ
ベルILmax以下である限り、レベル調整係数LDの
値を1以上の値に設定することができる。これにより、
可聴帯域の信号成分Sのレベルを上げることが可能とな
る。
【0082】[第2の実施の形態] [第1の実施の形態の構成]先の実施の形態では、本発
明に係るデータ処理装置をレベル調整装置に適用する場
合を説明した。これに対し、本実施の形態では、本発明
に係るデータ処理装置を、直流オフセット成分の除去機
能と、ディジタルデータのレベル調整機能とを有する装
置に適用する場合の一例を示す。
【0083】図10は、本実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。図示の装置では、レベル調整構成と直流
オフセット除去構成とが独立に構成されている。ここ
で、レベル調整構成は、図1に示す構成と同じである。
したがって、図10において、レベル調整に関する部分
の構成要素には、先の図1において付した符号と同一符
号を付して詳細な説明を省略する。
【0084】図10において、図1と異なる点は、図1
の装置に、加算器51と、スイッチ52と、積分器53
と、シフタ54とが付加されている点である。これら
は、ディジタル音声データDD2からこのデータDD2
に含まれる直流オフセット成分DCを除去するために付
加されたものである。
【0085】ここで、加算器51は、ディジタル音声デ
ータDD2から直流オフセット成分DCを除去するため
のデータ(以下「除去データ」という。)ODを減じる
機能を有する。スイッチ52は、ΔΣ変調器14の周波
数特性を直流領域まで平坦化する機能を有する。
【0086】積分器53は、例えば、加算器531と遅
延器52とにより構成され、ΔΣ変調器14から出力さ
れるディジタル音声データDD3を積分する機能を有す
る。シフタ54は、積分器53の積分出力を、レベルが
小さくなる方向にシフトすることにより、除去データO
Dを生成する機能を有する。
【0087】[第2の実施の形態の動作]上記構成にお
いて、動作を説明する。
【0088】いま、レベル調整係数信号LDの値が1で
あるとする。この場合、入力端子11に供給されるディ
ジタル音声データDD1のレベルが”+1”であれば、
乗算器13から出力されるディジタル音声データDD2
のレベルも”+1”となる。また、ディジタル音声デー
タ11のレベルが”−1”であれば、ディジタル音声デ
ータDD2のレベルも”−1”となる。
【0089】このディジタル音声データDD2は、加算
器51に供給され、除去データODを減じられる。これ
により、直流オフセット成分DCが除去されたディジタ
ル音声データDD4が得られる。このディジタル音声デ
ータDD4は、ΔΣ変調器14によりΔΣ変調される。
これにより、語長が1ビットに戻されたディジタル音声
データDD3が得られる。
【0090】除去データODは、次のようにして生成さ
れる。すなわち、処理の開始時、スイッチ52はオン状
態に設定される。これにより、この場合は、ディジタル
音声データDD3がスイッチ52を介して、積分回路5
3に供給される。その結果、ディジタル音声データDD
3が積分器53により積分される。
【0091】この場合、積分器53は、周波数が低くな
るほど、利得が大きくなるという特性を有する。このた
め、この積分器53では、直流オフセット成分DCが積
分される。その結果、直流オフセット成分DCのレベル
に応じた積分出力が得られる。
【0092】但し、この積分出力のレベルは、直流オフ
セット成分DCのレベルよりかなり大きい。このため、
この積分出力は、シフタ54によりシフトされる。これ
により、この積分出力は、レベルが小さくなる方向にシ
フトされる。その結果、直流オフセット成分DCのレベ
ルとほぼ同じレベルを有する除去データODが得られ
る。
【0093】スイッチ52は、処理を開始してから所定
時間経過した時点でオフ状態に設定される。これによ
り、積分回路53の積分動作が停止される。その結果、
除去データODのレベルは、スイッチ52をオフする前
のレベルに保持される。
【0094】このスイッチ52を設けるのは、直流領域
まで平坦な周波数特性を確保するためである。すなわ
ち、積分器53は、実際には、直流オフセット成分DC
以外の直流成分や周波数が極めて低い成分も積分する。
したがって、積分動作を継続すると、除去データODの
レベルは、これらの成分の影響を受ける。その結果、直
流オフセット成分DCの除去処理により、直流オフセッ
ト成分DCだけでなく、これ以外の直流成分や周波数が
極めて低い成分除去される。これにより、直流領域の周
波数特性が劣化する。
【0095】そこで、本実施の形態では、スイッチ52
を設け、処理を開始してから所定時間が経過するまで
は、このスイッチ52をオン状態に設定し、所定時間経
過すると、このスイッチ52をオフ状態に設定するよう
になっている。
【0096】このような構成によれば、スイッチ52の
オン時間を適宜設定することにより、除去データODの
レベルを直流オフセット成分DCのレベルに近いものに
することができる。これにより、そのあと、乗算器13
の出力端子に、直流オフセット成分DC以外の直流成分
や周波数の極めて低い成分が現れても、これらの成分が
除去されてしまうことを防止することができる。その結
果、直流領域での周波数特性を改善することができる。
すなわち、この周波数特性を平坦にすることができる。
【0097】[第2の実施の形態の効果] (1) 以上詳述した本実施の形態でも、語長変換用の
ΔΣ変調器として、低域通過型のΔΣ変調器14を用い
るようにしたので、先の実施の形態と同様に、直流オフ
セット成分DCの除去処理により、可聴帯域の信号成分
Sのレベルが低下してしまうことを防止することができ
る。
【0098】(2) また、本実施の形態によれば、Δ
Σ変調器14の変調出力を積分して除去データODを生
成する場合、積分動作を所定時間のみ実行するようにし
たので、直流オフセット成分DC以外の直流成分や周波
数の極めて低い成分が除去されてしまうことを防止する
ことができる。これにより、直流領域まで平坦な周波数
特性を得ることができる。
【0099】[そのほかの実施の形態]以上、本発明の
2つの実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、上述
したような実施の形態に限定されるものではない。
【0100】(1) 例えば、先の実施の形態では、デ
ィジタルデータとして、語長が1ビットのディジタルデ
ータを扱う場合を説明した。しかし、本発明は、語長が
2ビット以上のディジタルデータにも対処することがで
きる。
【0101】(2) また、先の実施の形態では、本発
明の語長変換装置を、データ処理によって語長が変化し
たディジタルデータの語長を元に戻す場合に適用する場
合を説明した。しかし、本発明の語長変換装置は、変化
した語長を元に戻す場合だけでなく、語長を変換する場
合一般に適用することができる。
【0102】(3) また、先の実施の形態では、本発
明のデータ処理装置を、レベル調整機能を有する装置や
直流オフセット成分の除去機能を有する装置に適用する
場合を説明した。しかし、本発明は、これ以外のデータ
処理装置にも適用することができる。すなわち、本発明
は、ディジタルデータと所定の演算データとの演算を行
うことにより、語長の変動を伴うデータ処理を行うデー
タ処理装置一般に適用することができる。
【0103】(4) また、先の実施の形態では、ΔΣ
変調器の入出力の周波数特性として、低域通過特性を設
定する場合を説明した。しかし、本発明では、本来の必
要な信号成分のみを通すような構成であれば、ほかの周
波数特性を設定するようにしてもよい。 (5) このほかにも、本発明は、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論である。
【0104】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、デ
ィジタルデータをΔΣ変調することにより、ディジタル
データの語長を変換するようにしたので、ディジタルデ
ータと所定の演算データとを演算することにより、ディ
ジタルデータに所定のデータ処理を施す場合において
も、データ処理出力の精度の低下を招くことなく、語長
を元に戻すことができる。
【0105】また、本発明によれば、語長変換用のΔΣ
変調器として、本来の信号成分のみを通すことが可能な
周波数特性を有するΔΣ変調器を用いるようにしたの
で、ディジタルデータに含まれる本来の信号成分のレベ
ルが、ΔΣ変調器の最大入力レベルより小さい限り、こ
の信号成分のレベルを上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデータ処理装置の第1の実施の形
態の構成を示すブロック図である。
【図2】ΔΣ変調により得られたディジタル音声データ
のスペクトルを示す図である。
【図3】第1の実施の形態の概要を説明するためのブロ
ック図である。
【図4】第1の実施の形態の概要を説明するための特性
図である。
【図5】第1の実施の形態におけるΔΣ変調器の概念的
な構成を示すブロック図である。
【図6】第1の実施の形態におけるΔΣ変調器の具体的
構成の一例をブロック図である。
【図7】図6に示すΔΣ変調器の積分器の具体的構成の
一例を示すブロック図である。
【図8】第1の実施の形態におけるΔΣ変調器の周波数
特性を示す特性図である。
【図9】第1の実施の形態の動作を説明するための信号
波形図である。
【図10】本発明のデータ処理装置の第2の実施の形態
の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
11…データ入力端子、12…係数入力端子、13…乗
算器、14…ΔΣ変調器、15…出力端子、21,41
…入力端子、22…加算要素、23…前向き要素、24
…増幅要素、25…フィードバック要素、26,47…
出力端子、42(1)〜42(5),51,531…加
算器、43(1)〜43(5),53…積分器、44
(1)〜44(4)…乗算器、45…増幅器、46,5
32…遅延器、52…スイッチ、54…シフタ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入出力の周波数特性として、本来の信号
    成分のみを通すような特性を有するΔΣ変調器を用い
    て、ディジタルデータの語長を予め定めた語長に変換す
    るように構成されていることを特徴とする語長変換装
    置。
  2. 【請求項2】 ディジタルデータと所定の演算データと
    の演算を行うことにより、前記ディジタルデータに所定
    のデータ処理を施すデータ処理手段と、 入出力の周波数特性として、本来の信号成分のみを通す
    ような特性を有し、ΔΣ変調により前記データ処理手段
    のデータ処理出力の語長を予め定めた語長に変換する語
    長変換手段とを備えたことを特徴とするデータ処理装
    置。
  3. 【請求項3】 前記データ処理手段は、前記ディジタル
    データに前記演算データとしてレベル調整用のデータを
    乗算することにより、前記ディジタルデータのレベルを
    調整するように構成されていることを特徴とする請求項
    2記載のデータ処理装置。
  4. 【請求項4】 前記データ処理手段は、 前記演算データとして、前記ディジタルデータに含まれ
    る直流オフセット成分を除去するための除去データを生
    成する除去データ生成手段と、 この除去データ生成手段により生成された除去データを
    前記ディジタルデータから減じることにより、このディ
    ジタルデータに含まれる直流オフセット成分を除去する
    減算手段とを備えたことを特徴とする請求項2記載のデ
    ータ処理装置。
  5. 【請求項5】 前記除去データ生成手段は、前記語長変
    換手段の変換出力に基づいて、前記除去データを生成す
    るように構成されていることを特徴とする請求項4記載
    のデータ処理装置。
  6. 【請求項6】 前記除去データ生成手段は、予め定めた
    時間だけ前記除去データの生成処理を実行し、この時間
    が経過したあとは、それまでに得た除去データを継続的
    に出力するように構成されていることを特徴とする請求
    項6記載のデータ処理装置。
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