JPH0964748A - 音響信号処理装置 - Google Patents

音響信号処理装置

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JPH0964748A
JPH0964748A JP7237587A JP23758795A JPH0964748A JP H0964748 A JPH0964748 A JP H0964748A JP 7237587 A JP7237587 A JP 7237587A JP 23758795 A JP23758795 A JP 23758795A JP H0964748 A JPH0964748 A JP H0964748A
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俊治 桑岡
Yoshiaki Tanaka
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイサンプリング,ノイズシェーピングを行
ない、可聴周波数帯域よりも高い周波数帯域にディザが
挿入されていても、高い分解能で高品質な音響信号を復
原できる音響信号処理装置を、信号処理が容易なものと
して構成する。 【解決手段】 可聴周波数帯域の上限の周波数の2倍を
超える標本化周波数の標本化信号で音響信号を標本化し
て得た順次の標本値を、AD変換したNビットのデジタ
ル音響信号の符号情報を帯域分割フィルタ60に与え
る。帯域分割フィルタ60から出力された可聴周波数帯
域のNビットの符号情報を、ビット数変換部BNCの付
加符号情報発生部ACGに与えて、M>Nの関係にある
(M−N)ビットの付加符号情報を得る。加算回路4に
より、前記したNビットのデジタル音響信号の符号情報
における最下位桁に連続した状態となるようにして前記
の(M−N)ビットの付加符号情報を加算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は音響信号処理装置、特
に、可聴周波数帯域の上限の周波数の2倍を超える標本
化周波数を有する標本化信号を用いてアナログ信号形態
の音響信号を標本化して得た順次の標本値を、2のN乗
分の1の分解能でデジタル信号に変換してなるNビット
のデジタル音響信号の符号情報を、M>Nの関係にある
Mビットの符号情報に変換するビット数変換手段を含ん
で構成された音響信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】音響信号のデジタル化に際しては、伝
送,記録再生の忠実度、装置の価格、その他の色々な条
件を考慮して定められた規格に従って、所定のビット数
を有するデジタル信号が生成されていることは周知のと
おりであり、例えばコンパクトディスクには、16ビッ
トのデジタル信号が記録されている。ところで、前記し
たように特定な規格に従った所定のビット数のデジタル
信号が、例えばNビットのデジタル信号であれば、その
デジタル信号はアナログ信号を2のN乗分の1の分解能
でデジタル信号に変換されている状態のものとなる。そ
れで、Nビットのデジタル信号は、通常、前記した2の
N乗分の1の分解能以上の細かさで、微小な信号部分を
復原できないことは当然である。
【0003】しかし、デジタル信号のビット数で定まる
分解能以上の細かさで、微小な信号部分をも復原させる
ようにしようとする試みが従来から行なわれて来てい
る。すなわち、前記の試みの一例としては、例えば、特
開平5ー304474号公報にも開示されているよう
に、Nビットの符号情報を、M>Nの関係にあるMビッ
トの符号情報に変換させるようにするための提案を挙げ
ることができる。そして、前記した特開平5ー3044
74号公報に開示されているビット拡大の手法は、微小
レベルの信号についても歪の少ないDA変換が行なわれ
るように、方形波と対応するデジタルデータの場合に
は、デジタルローパスフィルタにより波形を滑らかにし
て、本来のビット数と対応して定まる1LSB以下のデ
ータまで出力してDA変換が行なわれるようにしたもの
である。
【0004】ところで、人間の聴覚についての古くから
の研究結果として、人間が音として感じる空気振動の周
波数範囲(可聴周波数帯域)は、従来から20Hz〜2
0KHzであるとされて来ている。それで、音響信号の
高忠実度再生(または伝送)を目指す場合にも、従来か
ら前記の可聴周波数帯域の音響信号について、記録再生
(または伝送)が良好に行なわれるように、各種の条件
を定めてシステム構成を行なうのが一般的であった。例
えば、可聴周波数帯域全域の音響信号を、デジタル信号
に変換する場合の標本化周波数は、標本化定理で必要と
される条件を満足させうる最低の周波数(可聴周波数帯
域の上限の周波数の2倍の周波数)値を僅かに上まわる
周波数値に設定されている。すなわち、例えば、コンパ
クトディスクでは44.1KHz、ディジタル・オーデ
ィオ・テープレコーダ(DAT)では48KHzの標本
化周波数が規格値とされている。
【0005】ところが、近年になって、可聴周波数帯域
の上限の周波数とされている20KHz以上の周波数成
分の存在が脳波のα波の発現に寄与し、20KHz以上
の周波数成分の存在によって、より一層自然さのある音
響信号が再生できる、とする研究成果が発表されるよう
になり、可聴周波数帯域全域の音響信号を、デジタル信
号に変換する場合の標本化周波数として、前記した規格
値の標本化周波数よりも高い周波数値の標本化周波数
(例えば88.2KHz,96KHz)を、音響信号の
デジタル信号化の際の標本化周波数として採用して標本
化する(以下、ハイサンプリング手段と記載されること
もある)ことも試みられるようになり、前記のハイサン
プリング手段を適用して標本化し、量子化して得た音響
デジタル信号では、音質上で有意性が認められたとの報
告も行なわれている(AES東京コンベンション’95
予稿集第166頁〜第169頁大須氏他6名「96KH
zサンプリングデジタルオーディオの音質評価」)。
【0006】また、前述のように、可聴周波数帯域の上
限の周波数とされている20KHz以上の周波数成分を
も記録再生の対象として、より一層自然な感じの音響信
号が再生できるようにすることを意図して、可聴周波数
帯域全域の音響信号を、デジタル信号に変換する場合の
標本化信号として、前記した規格値の標本化周波数より
も高い周波数値の標本化周波数(例えば88.2KH
z,96KHz)を有する標本化信号を用いて、アナロ
グ信号形態の音響信号を標本化して得た順次の標本値、
すなわち、ハイサンプリング手段で得た順次の標本値
を、2のN乗分の1の分解能でデジタル信号に変換して
得たNビットのデジタル音響信号の符号情報について
も、デジタル信号のビット数で定まる分解能以上の細か
さで、微小な信号部分も復原させることができるよう
に、前記したNビットの符号情報に対して、M>Nの関
係にあるMビットの符号情報に変換するビット数変換技
術を適用することも考えられる。
【0007】さらに、アナログ信号形態の音響信号をデ
ジタル信号に変換する際に前述のハイサンプリング手段
と、ノイズシェーピング技術とを適用して、可聴周波数
帯域よりも高い周波数帯域にディザを入れて、人間の聴
覚の鋭い中低域の周波数帯域のノイズを減らし、人間の
聴覚では感知できない周波数帯域のノイズを増やすよう
な状態に量子化ノイズのスぺクトルを変えて、聴感上の
ダイナミックレンジを拡大させることにより、Nビット
のデジタル信号のビット数で定まる分解能以上の細かさ
で音響信号を再生させるようにするという試みも行なわ
れている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】さて既述した従来技術
において、微小レベルの信号についても歪の少ないDA
変換が行なわれるように、方形波と対応するデジタルデ
ータの場合には、デジタルローパスフィルタにより波形
を滑らかにして、本来のビット数と対応して定まる1L
SB以下のデータまで出力してDA変換が行なわれるよ
うにしたものでは、アナログ信号を2のN乗分の1の分
解能でデジタル信号に変換して得たNビットの符号情報
における1LSBの間のデータ値を、前記したNビット
の符号情報を用いて滑らかにする、というものであっ
た。それで、前記のような従来技術では、波形そのもの
のリニアリティの改善効果は認められるにしても、周知
のようにNビットの符号情報には、必らず、0.5LS
Bの誤差を含んでいる状態のものになっていることか
ら、前記の従来技術によっては、Nビットの符号情報に
基づいて、もとのアナログ信号を推測した場合に、M>
Nの関係にあるNビットの符号情報を、高品位なMビッ
トの符号情報に変換させることはできなかった。
【0009】それで、アナログ信号形態の音響信号をデ
ジタル信号に変換する際に、前述のハイサンプリング手
段を適用して得られるNビットのデジタル信号を、デジ
タル信号のビット数で定まる分解能以上の細かさで、微
小な信号部分も復原させることができるように、前記し
たNビットの符号情報に対して、M>Nの関係にあるM
ビットの符号情報に変換する既述した従来のビット数変
換技術を適用したとしても、良好な音質の再生音響信号
が得られなかった。また、アナログ信号形態の音響信号
をデジタル信号に変換する際に、前述のハイサンプリン
グ手段と、ノイズシェーピング技術とを適用して得たN
ビットのデジタル信号を、デジタル信号のビット数で定
まる分解能以上の細かさで、微小な信号部分も復原させ
ることができるように、前記したNビットの符号情報に
対して、M>Nの関係にあるMビットの符号情報に変換
するようにした場合には、可聴周波数帯域よりも高い周
波数帯域に入れたディザについても、M>Nの関係にあ
るMビットの符号情報に変換されることになるという点
が問題になる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、可聴周波数帯
域の上限の周波数の2倍を超える標本化周波数を有する
標本化信号を用いてアナログ信号形態の音響信号を標本
化して得た順次の標本値を、2のN乗分の1の分解能で
デジタル信号に変換してなるNビットのデジタル音響信
号の符号情報から、可聴周波数帯域に属するNビットの
符号情報を得る手段と、前記した可聴周波数帯域に属す
るNビットの符号情報の最下位桁に(M−N)ビットの
付加符号情報を連続させて、M>Nの関係にある可聴周
波数帯域に属するMビットの符号情報にビット数変換を
行なう際に必要とされる(M−N)ビットの付加符号情
報を生成させる(M−N)ビットの付加符号情報生成手
段と、前記したNビットのデジタル音響信号の符号情報
における最下桁に連続して、前記した(M−N)ビット
の付加符号情報生成手段から出力された(M−N)ビッ
トの付加符号情報を加算させる手段とを備えてなる音響
信号処理装置、及び可聴周波数帯域の上限の周波数の2
倍を超える標本化周波数を有する標本化信号を用いてア
ナログ信号形態の音響信号を標本化して得た順次の標本
値を、2のN乗分の1の分解能でデジタル信号に変換し
てなるNビットのデジタル音響信号の符号情報から、可
聴周波数帯域に属するNビットの符号情報を得る手段
と、前記した可聴周波数帯域に属するNビットの符号情
報の最下位桁に(M−N)ビットの付加符号情報を連続
させて、M>Nの関係にある可聴周波数帯域に属するM
ビットの符号情報にビット数変換を行なう際に必要とさ
れる(M−N)ビットの付加符号情報が、前記の可聴周
波数帯域に属するNビットの符号情報を生じさせたアナ
ログ信号形態の音響信号と、前記の可聴周波数帯域に属
するNビットの符号情報を復原して得た可聴周波数帯域
に属するアナログ信号形態の音響信号との間に存在する
2のN乗分の1の分解能1LSBについて±0.5LS
Bの誤差範囲以内で、前記した可聴周波数帯域に属する
Nビットの符号情報によって示されるアナログ信号波形
の積分値と、Mビットの符号情報によって示されるアナ
ログ信号波形の積分値とを等価にさせうる(M−N)ビ
ットの付加符号情報であるような(M−N)ビットの付
加符号情報生成手段と、前記したNビットのデジタル音
響信号の符号情報における最下桁に連続して、前記の
(M−N)ビットの付加符号情報生成手段から出力され
た(M−N)ビットの付加符号情報を加算させる手段と
を備えてなる音響信号処理装置を提供する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の音響信号処理装置の具体的な内容を詳細に説明する。
図1は本発明の音響信号処理装置の一例構成を示すブロ
ック図である。図1中で1は音響信号処理装置の入力端
子であり、この入力端子1には音響信号処理装置で信号
処理の対象にしているNビットのデジタル音響信号(以
下、Nビットの符号情報と記載されることもある)が供
給される。前記の入力端子1に供給されたNビットの符
号情報は、遅延回路3と、帯域分割フィルタ60とに与
えられる。
【0012】前記した入力端子1から遅延回路3に供給
されたNビットのデジタル音響信号(Nビットの符号情
報)は前記の遅延回路3において、所定の時間遅延、す
なわち、後述されている帯域分割フィルタ60と、付加
符号情報発生部ACGとにおける信号処理動作によっ
て、付加符号情報に生じる時間遅延量を補償する時間遅
延が与えられた後に、ビット数変換部BNCの加算回路
4に与えられる。また、入力端子1から帯域分割フィル
タ60に与えられたNビットの符号情報は、音響信号処
理装置で信号処理の対象にしているNビットの符号情報
の内で、可聴周波数帯域に属するNビットの符号情報を
通過させて、それをビット数変換部BNCの信号波形の
変化検出態様の検出部5に与える。
【0013】図14は、前記した帯域分割フィルタ60
の通過帯域特性を説明するための周波数レスポンス特性
例図であり、横軸に示してある周波数fs/4は、帯域
分割フィルタ60としてローパスフィルタが用いられた
場合の遮断周波数である。周波数fsは、前記した入力
端子1から帯域分割フィルタ60に供給されたNビット
の符号情報を発生させる際に用いられた標本化信号の周
波数(標本化周波数)であり、例えば48KHzあるい
は,88.2KHz等の周波数である。したがって、N
ビットの符号情報を発生させる際に用いられた標本化信
号の周波数(標本化周波数)が、例えば、48KHzあ
るいは,88.2KHzであれば、前記した帯域分割フ
ィルタ60として用いられるローパスフィルタの遮断周
波数は、48/4=12(KHz)あるいは88.2/4
=22.05(KHz)とされる。そして、前記の帯域分
割フィルタ60として用いられるローパスフィルタは、
伝達関数がH(z)であるようなFIRフィルタで構成
される。
【0014】さて、既述のように帯域分割フィルタ60
として用いられているローパスフィルタからビット数変
換部BNCに供給された可聴周波数帯域に属するNビッ
トの符号情報は、ビット数変換部BNCにおける付加符
号情報発生部ACGにおいて、前記した可聴周波数帯域
に属するNビットの符号情報とM>Nの関係にある可聴
周波数帯域に属する(M−N)ビットの付加符号情報を
発生させるために用いられる。そして前記したビット数
変換部BNCにおける付加符号情報発生部ACGで発生
させた可聴周波数帯域に属する(M−N)ビットの付加
符号情報は、ビット数変換部BNCの加算回路4におい
て、既述した入力端子1から遅延回路3を介して加算回
路4に供給されているNビットの符号情報における最下
桁に連続するように加算される。それで前記の加算回路
4からは、可聴周波数帯域についてはMビットの符号情
報であり、また可聴周波数帯域よりも高域の周波数帯域
ではNビットの符号情報であるようなデジタル信号が出
力端子2に送出される。
【0015】次に、前記のように帯域分割フィルタ60
として用いられているローパスフィルタから可聴周波数
帯域に属するNビットの符号情報が供給されるビット数
変換部BNCの付加符号情報発生部ACGにおける(M
−N)ビットの付加符号情報の発生と、ビット数変換部
BNCにおけるビット数変換とについて説明する。図1
中に示されているビット数変換部BNCは、信号波形の
変化態様の検出部5と、(M−N)ビツト信号発生部6
と、可変遅延部7と、遅延制御信号発生部8との各構成
部分によって構成されている付加符号情報発生部ACG
と、加算回路4とによって構成されている。
【0016】そして、前記のビット数変換部BNCは、
アナログ信号を2のN乗分の1の分解能でデジタル信号
に変換して得たNビットの符号情報を得るのに用いられ
たアナログ信号と、前記のNビットの符号情報を復原し
て得たアナログ信号との間に存在する2のN乗分の1の
分解能1LSBについて±0.5LSBの誤差範囲以内
で、前記したNビットの符号情報によって示されるアナ
ログ信号波形の積分値と、Mビットの符号情報によって
示されるアナログ信号波形の積分値とが等価となるよう
にしてビット数変換が行なわれるように、ビット数変換
の対象にされているNビットの符号情報について、順次
の隣接する1標本化周期を隔てているNビットの符号情
報間の差の変化態様の情報を検出した結果に基づいて予
め定められたアナログ信号波形と対応するように設定さ
れた(M−N)ビットの付加符号情報を前記したNビッ
トの符号情報の最下位桁に連続させて、Mビットの符号
情報を生成させるような動作を行なうものとして構成さ
れている。
【0017】ここで、まず図6乃至図10の各図を参照
して、前記したビット数変換部BNCの構成原理や動作
原理について説明する。図6においてa〜nで示す各点
を、a→b→c→d→e→f→g→h→i→j→k→l
→m→nのように太い実線で結んで示してある曲線S
は、アナログ信号を特定な標本化周期Ts(標本化周波
数fsの逆数)毎に、2のN乗分の1の分解能、すなわ
ちNビットの1LSBの分解能で標本化量子化して得た
デジタル値の変化の状態を例示したものであり、前記の
曲線Sによって示されるようなデジタル値を生じさせる
原信号のアナログ信号は、前記した曲線Sを囲む図6中
の破線で囲む領域内に存在していたものである。
【0018】それで、デジタル信号に変換して得たNビ
ットの符号情報を得るのに用いられたアナログ信号と、
前記のNビットの符号情報を復原して得たアナログ信号
との間には、2のN乗分の1の分解能1LSBについて
±0.5LSB以内の誤差を含んでいるものになってい
る。なお、図6中においてt1,t2,t3…は順次の標
本化が行なわれる時点であり、また前記した順次の標本
化の時点t1,t2,t3…において隣接している標本化
時点間の時間Tsは標本化周期を示している。ところ
で、前記のビット数変換部BNCにおける付加符号情報
発生部ACGでは、アナログ信号を2のN乗分の1の分
解能でデジタル信号に変換して得たNビットの符号情報
にビット数変換を施して、M>Nの関係にあるMビット
の符号情報を得る場合に、前記したNビットの符号情報
の値が、時間軸上において順次に増加傾向、または順次
に減少傾向を示して変化している場合においては、順次
の標本化周期毎のNビットの符号情報の値が同一の状態
で続いた期間(区間)の長さ(標本化周期の数によって示
される)と、前記の期間に隣接していて、前記の期間に
おけるNビットの符号情報の値に対して、2のN乗分の
1の分解能1LSBだけ異なるNビットの符号情報が、
順次の標本化周期毎のNビットの符号情報として続いた
期間(区間)の長さとを比較する。
【0019】そして前記の隣接する2つの区間の期間長
が互いに異なる場合には、前記の隣接する2つの区間の
期間長の短い方の区間の中点と、期間長が長い方の区間
中における前記した2つの区間の境界から前記した短い
期間長の1/2と対応する位置の点とを結ぶ直線を表わ
し得る(M−N)ビットの付加符号情報を発生させ、ま
た、前記の隣接する2つの区間が同一の期間長のとき
は、前記の2つの区間における互いの区間の中点間を結
ぶ直線を表わし得る(M−N)ビットの付加符号情報を
発生させる。前記のようにビット数変換部BNCにおけ
る付加符号情報発生部ACGで発生した付加符号情報
は、加算回路4においてNビットの符号情報の最下位桁
に連続するよう加算されてMビットの符号情報が生成さ
れる。
【0020】また、前記したNビットの符号情報の値
が、極値と対応している区間におけるNビットの符号情
報であった場合には、ビット数変換部BNCにおける付
加符号情報発生部ACGでは、その区間の期間長と対応
して予め定められた(M−N)ビットの付加符号情報を
発生する。そして前記の予め定められた(M−N)ビッ
トの付加符号情報が、加算回路4においてNビットの符
号情報の最下位桁に連続するよう加算されてMビットの
符号情報が生成される。
【0021】図7の(a)は、Nビットの符号情報の最
下位桁に、前記のようにして(M−N)ビットの付加符
号情報を連続させて、Mビットの符号情報を生成させた
状態を例示ししたものである。図7の(a)において太
実線による階段波形の曲線Snは、アナログ信号を2の
N乗分の1の分解能でデジタル信号に変換して得たNビ
ットの符号情報の時間軸上の変化を例示しており、ま
た、細実線の階段波形の曲線Smは既述のようにして得
た(M−N)ビットの付加符号情報の時間軸上の変化を
例示してある。
【0022】図7の(a)において、点a→b→c→d→
e→fで示されている曲線Snは、Nビットの符号情報
に関する時間軸上での変化態様を示している。既述した
ように、図1中のビット数変換部BNCにおける付加符
号情報発生部ACGでは、Nビットの符号情報の値が時
間軸上において順次に増加傾向、または順次に減少傾向
を示して変化している場合に、順次の標本化周期毎のN
ビットの符号情報の値が同一の状態で続いた期間(区
間)の長さ(例えば点a→b間で示されている区間の期
間長、点c→d間で示されている区間の期間長、点e→
f間で示されている区間の期間長)を、隣接する2つの
区間毎に比較して、前記の隣接する2つの区間が同一の
期間長のときは、前記の2つの区間における互いの区間
の中点間を結ぶ直線として示される(M−N)ビットの
付加符号情報を発生させるようにするのであり、この状
態が図7の(a)における区間a→bと、区間c→dと
の2つの区間の部分に示してある。すなわち、同一の期
間長を有する2つの区間が連続している場合を例示して
いる前記した区間a→bと、区間c→dとの2つの区間
では、区間a→bにおける区間の中点位置hと、区間c
→dにおける区間の中点位置iとを結ぶ直線として示さ
れる(M−N)ビットの付加符号情報を発生させるよう
にする。
【0023】次に、Nビットの符号情報の値が時間軸上
において順次に増加傾向、または順次に減少傾向を示し
て変化している場合に、順次の標本化周期毎のNビット
の符号情報の値が同一の状態で続いた期間(区間)の長
さを、隣接する2つの区間毎に比較して前記の隣接する
2つの区間が互いに異なる期間長のときは、前記の2つ
の区間において区間の期間長の短い方の区間の中点と、
期間長が長い方の区間中における前記した2つの区間の
境界から前記した短い期間長の1/2と対応する位置の
点とを結ぶ直線を表わし得る(M−N)ビットの付加符
号情報を発生させるようにするのであり、この状態が図
7の(a)における区間c→dと、区間e→fとの2つ
の区間の部分に示してある。すなわち前記した区間c→
dと、区間e→fとの2つの区間における期間長は、区
間e→fの期間長の方が長いから、前記の2つの区間c
→d,e→fにおいて区間の期間長の短い方の区間c→
dにおける中点の位置iと、期間長が長い方の区間e→
f中において前記した2つの区間c→d,e→fの境界
dから前記した短い期間長の1/2と対応する位置の点
lとを結ぶ直線として示される(M−N)ビットの付加
符号情報を発生させるようにする。図7の(b)は、Sm
−SnをS(m−n)により示している。
【0024】次に、順次の標本化周期毎のNビットの符
号情報の値が同一の状態で続いた期間(区間)が極値の
区間の場合には、その区間の期間長と対応して予め設定
された(M−N)ビットの付加符号情報が、前記したNビ
ットの符号情報の最下位桁に連続させてMビットの符号
情報を生成させるようにするのであり、図8乃至図10
の各図には、前記した極値の区間の期間長と対応して、
予め設定しておくべき(M−N)ビットの付加符号情報
の例を示してある。Nビットの符号情報の値による極値
の区間について、予め設定しておくべき(M−N)ビッ
トの付加符号情報は、極値と対応しているNビットの符
号情報による1標本化周期Tsの期間長の区間を示す矩
形の面積と、略々、同じ面積の領域、すなわち各図中で
階段波形よって包囲されている領域で示されるようなも
のとして設定される。
【0025】図8は極値と対応しているNビットの符号
情報による区間の期間長が1標本化周期Tsの場合と対
応して設定された(M−N)ビットの付加符号情報か
ら、極値と対応しているNビットの符号情報による区間
の期間長が6標本化周期6Tsの場合と対応して設定さ
れた(M−N)ビットの付加符号情報までを例示した図
である。また、図9は極値と対応しているNビットの符
号情報による区間の期間長が7標本化周期7Tsの場合
と対応して設定された(M−N)ビットの付加符号情報
から、極値と対応しているNビットの符号情報による区
間の期間長が13標本化周期13Tsの場合と対応して
設定された(M−N)ビットの付加符号情報までを例示
した図である。さらに図10は極値と対応しているNビ
ットの符号情報による区間の期間長が14標本化周期1
4Tsの場合と対応して設定された(M−N)ビットの
付加符号情報から、極値と対応しているNビットの符号
情報による区間の期間長が16標本化周期16Tsの場
合と対応して設定された(M−N)ビットの付加符号情
報までを例示した図である。
【0026】そして前記した図8乃至図10に示されて
いる(M−N)ビットの付加符号情報は、図1及び図3を
参照して後述してある(M−N)ビット信号発生部6中の
極値区間の波形データ発生部48に設けられている波形
データ発生用ROMに記憶されて、前記の波形データ発
生用ROMに対し、極値と対応しているNビットの符号
情報による区間の期間長がアドレス情報として供給され
たときに、それと対応した所定の(M−N)ビットの付加
符号情報が読出されて後述のように使用されるのであ
る。
【0027】図1中に示してあるビット数変換部BNC
における付加符号情報発生部ACGにおける信号波形の
変化態様の検出部5には、前述のように帯域分割フィル
タ60として使用されるローパスフィルタから、可聴周
波数帯域に属するNビットの符号情報が供給されている
が、前記の信号波形の変化態様の検出部5は、図2を参
照して後述されているように、信号波形変化情報の発生
部51と、信号波形変化態様情報の発生部52と、信号
波形変化の間隔情報の発生部53とによって構成されて
いる。前記の信号波形の変化態様の検出部5は、それに
供給された前記の可聴周波数帯域に属するNビットのデ
ジタル信号について、信号波形の変化態様情報と信号波
形変化の間隔情報とを検出して、前記の検出した諸情報
を(M−N)ビット信号発生部6と、可変遅延部7とに
供給する。
【0028】(M−N)ビット信号発生部6では、前記し
たNビットの符号情報の値が、時間軸上において順次に
増加傾向、または順次に減少傾向を示して変化している
場合においては、順次の標本化周期毎のNビットの符号
情報の値が同一の状態で続いた期間(区間)の長さ(標本
化周期の数によって示される)を、隣接する区間につい
て比較して、隣接する2つの区間の期間長が互いに異な
る場合には、前記の隣接する2つの区間の期間長の短い
方の区間の中点と、期間長が長い方の区間中における前
記した2つの区間の境界から前記した短い期間長の1/
2と対応する位置の点とを結ぶ直線を表わし得る(M−
N)ビットの付加符号情報を発生してそれを可変遅延部
7に供給し、また前記の隣接する2つの区間が同一の期
間長のときは、前記の2つの区間における互いの区間の
中点間を結ぶ直線を表わし得る(M−N)ビットの付加
符号情報を発生して、それを可変遅延部7に供給し、さ
らに前記したNビットの符号情報の値が、極値と対応し
ている区間におけるNビットの符号情報であった場合に
は、その区間の期間長と対応して予め定められた(M−
N)ビットの付加符号情報を、極値区間の波形データ発
生部48に設けられている波形データ発生用ROMから
読出して、それを可変遅延部7に供給する。
【0029】(M−N)ビット信号発生部6で発生され
た(M−N)ビットの付加符号情報が供給された可変遅
延部7では、前記した(M−N)ビットの付加符号情報
が加算回路4において所定のNビットの符号情報の最下
位桁に連続して、全体がMビットの符号情報を生成させ
るようにするために必要な時間遅延を(M−N)ビット
の付加符号情報に与える。前記した可変遅延部7におけ
る前記のような時間遅延量は、遅延制御信号発生部8で
発生させた遅延制御信号によって可変遅延部7が制御さ
れることによって得られる。すなわち、遅延制御信号発
生部8は、信号波形の変化態様の検出部5から供給され
た信号波形変化情報、信号波形変化態様情報、信号波形
変化の間隔情報などに基づいて、前記した遅延制御信号
を発生して、それを可変遅延部7に供給する。それで、
前記した加算回路4からは、情報信号処理の対象にされ
ているNビットの符号情報における最下位桁に、(M−
N)ビット信号発生部6で発生された(M−N)ビット
の付加符号情報が連続した状態のMビットのデジタル信
号が送出される。
【0030】次に、図2を参照して信号波形の変化態様
の検出部5の具体的な構成態様と、動作とについて説明
する。図2において信号波形の変化態様の検出部5は、
信号波形変化情報の発生部51と、信号波形変化態様情
報の発生部52と、信号波形変化の間隔情報の発生部5
3とによって構成されている。そして信号波形の変化態
様の検出部5の入力端子25には、情報信号処理の対象
にされているNビットのデジタル信号が供給され、また
入力端子26にはクロック信号パルスPfsが供給され
る。前記したクロック信号パルスPfsとしては、情報
信号処理の対象にされているデジタル信号を発生させる
際に使用された標本化周波数fsと同一の繰返し周波数
を有するパルスが用いられるのであり、情報信号処理の
対象にされているデジタル信号が音響信号の場合には、
前記のクロック信号パルスPfsとして、例えば88.2
KHzの繰返し周波数fsのパルスが使用される。
【0031】信号波形の変化態様の検出部5の入力端子
25を介して信号波形変化情報の発生部51に供給され
た情報信号処理の対象にされているNビットのデジタル
信号は、マグニチュードコンパレータ10におけるA入
力端子と、D型フリップフロップ9のデータ端子に与え
られており、また前記のD型フリップフロップ9のクロ
ック端子には、入力端子26を介してクロック信号Pf
sが与えられている。前記のマグニチュードコンパレー
タ10におけるB入力端子には、前記したD型フリップ
フロップ9のQ端子出力が供給される。それで、前記し
たD型フリップフロップ9は、D型フリップフロップ9
のクロック端子へ、入力端子26を介して標本化周期毎
に順次のクロック信号Pfsが供給される度毎に、前記
したD型フリップフロップ9のQ端子から、1標本化周
期前にD型フリップフロップ9のデータ端子に与えられ
ていたNビットのデジタルデータを出力して、それをマ
グニチュードコンパレータ10におけるB入力端子に入
力させることになる。
【0032】前記のマグニチュードコンパレータ10と
しては、それのA入力端子に供給されたNビットのデジ
タルデータAと、それのB入力端子に供給されたNビッ
トのデジタルデータBとの大きさを比較して、デジタル
データAの方がデジタルデータBよりも大きい場合に
は、出力端子A>Bだけをハイレベルの状態の出力Hと
し、他の出力端子A<Bと出力端子A=Bとの双方をロ
ーレベルの状態の出力Lとし、また、前記の入力端子
A,Bに供給されたNビットのデジタルデータにおける
デジタルデータAとデジタルデータBとが等しい場合に
は、出力端子A=Bだけをハイレベルの状態の出力Hと
し、他の出力端子A>Bと出力端子A<Bとの双方をロ
ーレベルの状態の出力Lとし、さらに、前記の前記の入
力端子A,Bに供給されたNビットのデジタルデータに
おけるデジタルデータBの方がデジタルデータAよりも
大きい場合には、出力端子A<Bだけをハイレベルの状
態の出力Hとし、他の出力端子A>Bと出力端子A=B
との双方をローレベルの状態の出力Lとするような動作
態様のマグニチュードコンパレータ74HC85を使用
することができる。
【0033】信号波形変化情報の発生部51における前
記のマグニチュードコンパレータ10の出力端子A>B
からの出力と、出力端子A<Bからの出力とは、排他的
論理和回路11に供給されている。また、前記した前記
のマグニチュードコンパレータ10の出力端子A>Bか
らの出力は、信号波形変化態様情報の発生部52のD型
フリップフロップ13のデータ端子にも供給されてい
る。そして、前記した排他的論理和回路11の出力は、
前記したマグニチュードコンパレータ10の出力端子A
>Bからの出力と、出力端子A<Bからの出力との何れ
か一方がハイレベルの状態Hになった場合にハイレベル
の状態Hとなる。なお、図2中ではマグニチュードコン
パレータ10の出力端子A>Bからの出力と、出力端子
A<Bからの出力とを排他的論理和回路11に供給して
いるが、前記の排他的論理和回路11の代わりにオア回
路を使用しても、前記した排他的論理和回路11を使用
した場合と同一の動作が行なわれる(図2におけるマグ
ニチュードコンパレータ10から排他的論理和回路11
の2つの入力端子に対して同時にハイレベルの状態の信
号が与えられる状態は起らないからである)。
【0034】前記した排他的論理和回路11からの出力
信号は、アンド回路12に供給されており、また前記の
アンド回路12にはゲートパルスとしてPfsバーが供
給されている。前記のゲートパルスPfsバーは既述し
たクロック信号パルスPfsと同一の繰返し周波数でク
ロック信号パルスPfsと180度の位相差を有するパ
ルスである。それで、前記したアンド回路12からは、
Nビットのデジタル信号における1標本化周期だけ隔て
て時間軸上で隣接しているデジタルデータの値が異なっ
ている状態の場合に、ゲートパルスPfsバーのタイミン
グでクロック信号CLKが出力されることになる。
【0035】信号波形の変化態様の検出部5の入力端子
25に対して供給されたNビットのデジタル信号の時間
軸上での変化に対応して、信号波形の変化態様の検出部
5における信号波形変化情報の発生部51のアンド回路
12から出力されるクロック信号CLKの発生の状態を
図4を参照して説明すると次のとおりである。図4にお
いて図の上方に記載されているイ,ロ,ハ…オは、信号
波形の変化態様の検出部5の入力端子25に対して供給
された情報信号処理の対象にされているNビットのデジ
タル信号の信号レベルを示している符号であり、また、
図4の下方に記載されているPfs1,Pfs2,Pfs
3…Pfs19は、入力端子26に供給されているクロッ
ク信号パルスPfsであり、さらに、Pfs1バー,Pf
s2バー,Pfs3バー…Pfs19バーは、アンド回路1
2に供給されているゲートパルスである。
【0036】前記した信号波形変化情報の発生部51
に、入力端子25を介して供給された情報信号処理の対
象にされているNビットのデジタル信号が、マグニチュ
ードコンパレータ10におけるA入力端子と、D型フリ
ップフロップ9のデータ端子に与えられる。そして、前
記したD型フリップフロップ9のクロック端子には、標
本化周期毎に入力端子26を介して順次のクロック信号
Pfs1,Pfs2,Pfs3…Pfs19が供給されるか
ら、前記したD型フリップフロップ9のQ端子からは、
1標本化周期Ts前にD型フリップフロップ9のデータ
端子に与えられていたNビットの符号情報(デジタルデ
ータ)を出力して、それがマグニチュードコンパレータ
10におけるB入力端子に入力される。
【0037】入力端子25を介して供給された情報信号
処理の対象にされているNビットのデジタル信号の信号
レベルが、時間軸上で図4に例示してあるようにイ,
ロ,ハ…のように変化しているとすると、クロック信号
Pfs1の時刻にはマグニチュードコンパレータ10に
おけるA入力端子と、D型フリップフロップ9のデータ
端子には、信号レベル「イ」のデジタルデータが与えら
れ、また、この場合にマグニチュードコンパレータ10
におけるB入力端子に、D型フリップフロップ9のQ端
子から与えられるデジタルデータは不定「?」である。
それで、クロック信号Pfs1の時刻に、マグニチュード
コンパレータ10からの出力は不定「?」である。
【0038】次に、前記したクロック信号Pfs1の時
刻から1標本化周期Ts後の時刻、すなわち、クロック
信号Pfs2の時刻に、マグニチュードコンパレータ1
0におけるA入力端子と、D型フリップフロップ9のデ
ータ端子には、信号レベル「ロ」のデジタルデータが与
えられ、マグニチュードコンパレータ10におけるB入
力端子には、D型フリップフロップ9のQ端子から信号
レベル「イ」のデジタルデータが与えられる。それで、
クロック信号Pfs2の時刻に、マグニチュードコンパレ
ータ10からの出力は、出力端子A>Bだけがハイレベ
ルの状態になる。そして、マグニチュードコンパレータ
10の出力端子A>Bだけがハイレベルの状態になるの
は、時間軸上においてデジタル信号が増加の傾向(図5
では、時間軸上においてデジタル信号が増加の傾向にあ
ることを、「>」,「U」の符号で示している。また、
図4中でも「A>B(>,U)」のような表示方法を採
用している)にあることを意味している。
【0039】前記のようにクロック信号Pfs2の時刻
に、マグニチュードコンパレータ10の出力端子A>B
だけがハイレベルの状態になったことにより、排他的論
理和回路11の出力は、クロック信号Pfs2の時刻にハ
イレベルの状態になる。それで前記のマグニチュードコ
ンパレータ10の出力が与えられているアンド回路12
は、ゲートパルスPfs2バーが与えられた時刻に、ハ
イレベルの状態のクロック信号CLK2を出力する(図
4参照)。
【0040】次いで、前記したクロック信号Pfs2の
時刻から1標本化周期Ts後におけるクロック信号Pf
s3の時刻に、マグニチュードコンパレータ10におけ
るA入力端子と、D型フリップフロップ9のデータ端子
には、信号レベル「ロ」のデジタルデータが与えられる
が、このときにマグニチュードコンパレータ10におけ
るB入力端子に、D型フリップフロップ9のQ端子から
与えられるデジタルデータも信号レベル「ロ」であるか
ら、クロック信号Pfs3の時刻におけるマグニチュード
コンパレータ10からの出力は、出力端子A=Bだけが
ハイレベルの状態になり、したがって、排他的論理和回
路11の出力は、クロック信号Pfs3の時刻にローレベ
ルの状態になり、それで前記のマグニチュードコンパレ
ータ10からのローレベルの状態の出力が与えられてい
るアンド回路12に、ゲートパルスPfsバーが与えら
れても、ハイレベルの状態のクロック信号CLKは出力
されない。
【0041】次に、前記したクロック信号Pfs3の時
刻から1標本化周期Ts後におけるクロック信号Pfs
4の時刻に、マグニチュードコンパレータ10における
A入力端子と、D型フリップフロップ9のデータ端子に
は、信号レベル「ハ」のデジタルデータが与えられ、マ
グニチュードコンパレータ10におけるB入力端子に
は、D型フリップフロップ9のQ端子から信号レベル
「ロ」のデジタルデータが与えられる。それで、クロッ
ク信号Pfs4の時刻に、マグニチュードコンパレータ1
0からの出力は、出力端子A>Bだけがハイレベルの状
態になる。前記のようにクロック信号Pfs4の時刻に、
マグニチュードコンパレータ10の出力端子A>Bだけ
がハイレベルの状態になったことにより、排他的論理和
回路11の出力は、クロック信号Pfs4の時刻にハイレ
ベルの状態になり、前記のマグニチュードコンパレータ
10の出力が与えられているアンド回路12はゲートパ
ルスPfs4バーが与えられた時刻に、ハイレベルの状
態のクロック信号CLK3を出力する(図4参照)。
【0042】前記したクロック信号Pfs4の時刻から
1標本化周期Ts後におけるクロック信号Pfs5の時
刻に、マグニチュードコンパレータ10におけるA入力
端子と、D型フリップフロップ9のデータ端子には、信
号レベル「ハ」のデジタルデータが与えられるが、この
ときにマグニチュードコンパレータ10におけるB入力
端子に、D型フリップフロップ9のQ端子から与えられ
るデジタルデータも信号レベル「ハ」であるから、クロ
ック信号Pfs5の時刻におけるマグニチュードコンパレ
ータ10からの出力は、出力端子A=Bだけがハイレベ
ルの状態になって、排他的論理和回路11の出力は、ク
ロック信号Pfs5の時刻にローレベルの状態になるか
ら、アンド回路12に、ゲートパルスPfsバーが与え
られても、ハイレベルの状態のクロック信号CLKは出
力されない。
【0043】次に、前記したクロック信号Pfs5の時
刻から1標本化周期Ts後におけるクロック信号Pfs
6の時刻に、マグニチュードコンパレータ10における
A入力端子と、D型フリップフロップ9のデータ端子に
は、信号レベル「ニ」のデジタルデータが与えられ、マ
グニチュードコンパレータ10におけるB入力端子に
は、D型フリップフロップ9のQ端子から信号レベル
「ハ」のデジタルデータが与えられる。それで、クロッ
ク信号Pfs6の時刻に、マグニチュードコンパレータ1
0からの出力は、出力端子A>Bだけがハイレベルの状
態になるから、排他的論理和回路11の出力は、クロッ
ク信号Pfs6の時刻にハイレベルの状態になり、前記の
マグニチュードコンパレータ10の出力が与えられてい
るアンド回路12はゲートパルスPfs6バーが与えら
れた時刻に、ハイレベルの状態のクロック信号CLK4
を出力する(図4参照)。
【0044】次いで、前記したクロック信号Pfs6の
時刻から1標本化周期Ts後におけるクロック信号Pf
s7の時刻に、マグニチュードコンパレータ10におけ
るA入力端子と、D型フリップフロップ9のデータ端子
には、信号レベル「ホ」のデジタルデータが与えられ、
マグニチュードコンパレータ10におけるB入力端子に
は、D型フリップフロップ9のQ端子から信号レベル
「ニ」のデジタルデータが与与えられる。それで、クロ
ック信号Pfs7の時刻に、マグニチュードコンパレータ
10からの出力は、出力端子A<Bだけがハイレベルの
状態になる。そして、マグニチュードコンパレータ10
の出力端子A<Bだけがハイレベルの状態になるのは、
時間軸上においてデジタル信号が減少の傾向(図5で
は、時間軸上においてデジタル信号が減少の傾向にある
ことを、「<」,「D」の符号で示している。また、図
4中でも「A<B(<,D)」のような表示方法を採用
している)にあることを意味している。そして、排他的
論理和回路11の出力は、クロック信号Pfs7の時刻に
ハイレベルの状態になり、前記のマグニチュードコンパ
レータ10の出力が与えられているアンド回路12はゲ
ートパルスPfs7バーが与えられた時刻に、ハイレベ
ルの状態のクロック信号CLK5を出力する(図4参
照)。
【0045】図4中に示されているクロック信号Pfs8
〜Pfs19の各時刻に行なわれる信号波形変化情報の発
生部51の各部の動作は、クロック信号Pfs1〜Pfs7
の各時刻に行なわれた信号波形変化情報の発生部51の
各部の動作についての説明から容易に理解できるところ
であるから、それの詳細な説明は省略する。これまでの
説明から判かるように、標本化周期毎に与えられる順次
のクロック信号Pfsi(ただし、iは1,2,3…)
の時刻毎に行なわれるマグニチュードコンパレータ10
からの比較出力が、それの出力端子A>Bまたは出力端
子A<Bの一方だけがハイレベルの状態になるのは、入
力端子25を介して供給された情報信号処理の対象にさ
れているNビットのデジタル信号の信号レベルが、時間
軸上で増加傾向、または減少傾向になっているときだけ
である。
【0046】そして、信号波形変化情報の発生部51の
アンド回路12からクロック信号CLKi(ただし、i
は1,2,3,4…)が出力されるのは、前記したマグ
ニチュードコンパレータ10の出力端子A>Bまたは出
力端子A<Bの一方だけがハイレベルの状態とき、すな
わち入力端子25を介して供給された情報信号処理の対
象にされているNビットのデジタル信号の信号レベル
が、時間軸上で増加傾向、または減少傾向になっている
ときである。
【0047】前記のようにして、信号波形変化情報の発
生部51のアンド回路12から送出されたクロック信号
CLKi(ただし、iは1,2,3,4…)は、信号波
形変化態様情報の発生部52のD型フリップフロップ1
3〜15のクロック端子と、信号波形変化の間隔情報の
発生部53のD型フリップフロップ19〜21のクロッ
ク端子とに供給される。前記した信号波形変化態様情報
の発生部52のD型フリップフロップ13〜15は、前
記のクロック信号CLKが与えられた時点に、各フリッ
プフロップ13〜15におけるデータ端子に供給されて
いるデジタルデータを読込み、また前記の信号波形変化
の間隔情報の発生部53のD型フリップフロップ19〜
21は、前記のクロック信号CLKが与えられた時点
に、D型フリップフロップ19〜21におけるデータ端
子に供給されているデジタルデータを読込む。
【0048】そして前記した信号波形変化態様情報の発
生部52におけるD型フリップフロップ13のデータ端
子には、信号波形変化情報の発生部51のマグニチュー
ドコンパレータ10における出力端子A>Bに現われた
信号が供給されているから、前記のD型フリップフロッ
プ13は、前記した順次のクロック信号CLKi(ただ
し、iは1,2,3,4…)が供給される度毎に、前記
した順次のクロック信号CLKi(ただし、iは1,
2,3,4…)が発生した時点に、信号波形変化情報の
発生部51のマグニチュードコンパレータ10における
出力端子A>Bに現われた信号の状態(ハイレベルの状
態、あるいはローレベルの状態)を読込むことになる。
【0049】前記した順次のクロック信号CLKi(た
だし、iは1,2,3,4…)の発生の時点に、信号波
形変化情報の発生部51のマグニチュードコンパレータ
10における出力端子A>Bに現われた信号の状態がハ
イレベルの状態になるのか、あるいはローレベルの状態
になるのかは、順次のクロック信号CLKi(ただしi
は1,2,3,4…)の発生の時点におけるデジタル信
号が、時間軸上で増加の傾向になっているのか、あるい
は時間軸上で減少の傾向になっているのかによって定ま
っているのであり、前記の順次のクロック信号CLKi
(ただしiは1,2,3,4…)の発生の時点における
デジタル信号が、時間軸上で増加の傾向になっている場
合には、マグニチュードコンパレータ10における出力
端子A>Bに現われる信号の状態はハイレベルの状態に
なっており、また前記とは逆に、順次のクロック信号C
LKi(ただしiは1,2,3,4…)の発生の時点に
おけるデジタル信号が、時間軸上で減少の傾向になって
いる場合には、マグニチュードコンパレータ10におけ
る出力端子A>Bに現われた信号の状態はローレベルの
状態になっている。
【0050】前記の点を図4及び図5を参照して説明す
ると次のとおりである。すなわち、順次のクロック信号
CLKi(ただしiは1,2,3,4…)の発生の時点
におけるデジタル信号が、時間軸上で増加の傾向になっ
ていて、クロック信号CLK(ゲートパルスPfsバ
ー)の時点で、ハイレベルの状態の信号が信号波形変化
態様情報の発生部52におけるD型フリップフロップ1
3に読込まれるのは、図4及び図5中に示すクロック信
号CLKの番号が2〜4,12〜14,17,18,2
1〜27の各時刻(図4中では上向きの矢印で示してあ
るクロック信号CLKの時刻)であり、また、順次のク
ロック信号CLKi(ただしiは1,2,3,4…)の
発生の時点におけるデジタル信号が、時間軸上で減少の
傾向になっていて、クロック信号CLK(ゲートパルス
Pfsバー)の時点で、ローレベルの状態の信号が信号
波形変化態様情報の発生部52におけるD型フリップフ
ロップ13に読込まれるのは、図4及び図5中に示すク
ロック信号CLKの番号が5〜11,15,16,1
9,20の各時刻(図4中では下向きの矢印で示してあ
るクロック信号CLKの時刻)である。
【0051】前記のように順次のクロック信号CLKi
(ただし、iは1,2,3,4…)が供給される度毎に、
信号波形変化態様情報の発生部52におけるD型フリッ
プフロップ13のデータ端子に対して順次に供給された
信号、すなわち、信号波形変化情報の発生部51のマグ
ニチュードコンパレータ10における出力端子A>Bに
現われた信号は、順次のクロック信号CLKi(ただ
し、iは1,2,3,4…)が供給される度毎に、順次
にD型フリップフロップ14,15のデータ端子に移さ
れて行くが、その状態が図5中の「DFF13の入力」
「DFF13の出力」「DFF14の出力」「DFF1
5の出力」の欄に例示されている。なお、前記の欄中に
記載されている「U」はハイレベルの状態を意味し、ま
た欄中に記載されている「D」はローレベルの状態を意
味している。
【0052】信号波形変化態様情報の発生部52のD型
フリップフロップ13の出力と、D型フリップフロップ
14の出力とは、排他的論理和回路16に与えられ、ま
た、D型フリップフロップ14の出力と、D型フリップ
フロップ15の出力とは、排他的論理和回路17に与え
られていて、前記の各排他的論理和回路16,17の出
力は、図4中の「排他的論理和回路16の出力」「排他
的論理和回路17の出力」の欄に示されているものとな
る。なお、この欄中の「1」はハイレベルの状態を意味
し、また「0」はローレベルの状態を示している。図5
中の「信号波形の極値の位置」の欄に示されている
「ニ」「ル」「カ」「タ」「ソ」「ネ」等の表示は、図
5の上方に示してある信号波形の変化態様の検出部5の
入力端子25に対して供給された情報信号処理の対象に
されているNビットのデジタル信号の信号レベルを示し
ている符号の内で、信号波形の極値に対応している信号
レベルの位置を示している。
【0053】そして、信号波形の変化態様の検出部5の
入力端子25に対して供給された情報信号処理の対象に
されているNビットのデジタル信号における信号波形の
極値の位置のデジタルデータは、信号波形変化態様情報
における発生部52の排他的論理和回路16の出力が、
ハイレベルの状態「1」になったときのクロック信号C
LKの番号よりも2だけ少ないクロック信号の番号を有
するクロック信号CLKによって、D型フリップフロッ
プ13に読込まれていることが判かる。また、信号波形
の変化態様の検出部5の入力端子25に対して供給され
た情報信号処理の対象にされているNビットのデジタル
信号における信号波形の極値の位置のデジタルデータ
は、前記した信号波形変化態様情報における発生部52
の排他的論理和回路17の出力が、ハイレベルの状態
「1」になったときのクロック信号CLKの番号よりも
3だけ少ないクロック信号の番号を有するクロック信号
CLKによって、D型フリップフロップ13に読込まれ
ているとして、前記の極値の位置を検出してもよい。そ
れで前記した信号波形変化態様情報における発生部52
中の排他的論理和回路16,17からの出力信号は、後
述されている(M−N)ビット信号発生部6における信
号処理のために必要とされる信号波形の極値の位置情報
として使用でき、また、後述されている遅延制御信号発
生器8における信号処理のために必要とされる信号波形
の極値の位置情報としても使用できるのである。
【0054】次に、信号波形変化情報の発生部51のア
ンド回路12から送出されたクロック信号CLKi(た
だし、iは1,2,3,4…)が、クロック端子に供給
されている信号波形変化の間隔情報の発生部53のD型
フリップフロップ19〜21におけるD型フリップフロ
ップ19のデータ端子には、標本化周期を有するクロッ
ク信号パルスPfsを被計数パルスとして計数動作を行
なっているアドレスカウンタ18から出力されるアドレ
ス値が供給されている。それで前記した信号波形変化の
間隔情報の発生部53のD型フリップフロップ19は、
前記したクロック信号CLKi(ただし、iは1,2,
3,4…)がクロック端子に供給された時点毎のアドレ
スカウンタ18の出力値(アドレス値)を読込むことに
なる。
【0055】前記したD型フリップフロップ19に読込
まれたアドレス値は、信号波形変化情報の発生部51の
アンド回路12から送出された順次のクロック信号CL
Ki(ただし、iは1,2,3,4…)が、D型フリッ
プフロップ19〜21におけるクロック端子に供給され
る度毎に、D型フリップフロップ20,21に移されて
行くことになる。前記した各D型フリップフロップ19
〜21から出力されたアドレス値は、それぞれ個別の出
力端子27,30,31に送出されるとともに、前記し
たD型フリップフロップ19から出力されたアドレス値
と、D型フリップフロップ20から出力されたアドレス
値とは減算器22に供給され、また、前記したD型フリ
ップフロップ20から出力されたアドレス値と、D型フ
リップフロップ21から出力されたアドレス値とは減算
器23に供給される。
【0056】前記した減算器22,23からの出力値N
1,N2は、時間軸上で隣り合うクロック信号CLK間に
おけるアドレス値の差であるが、前記したアドレスカウ
ンタ18は既述のように、標本化周期を有するクロック
信号パルスPfsを被計数パルスとして計数動作を行な
っているから、前記した減算器22,23からの出力値
N1,N2の数値は、時間軸上で隣り合うクロック信号C
LK間の間隔が、標本化周期Tsの何倍であるのかを表
わしている数値である。前記した減算器22,23から
の出力値N1,N2は、それぞれ出力端子28,36に送
出されるとともに比較器24にも供給される。前記した
比較器24では前記した2個の減算器22,23からの
出力値N1,N2を比較して、前記した2つの数値N1,
N2の内で小さい方の数値Ns(N1,N2が同一の場合
は、N1をNsとする)を出力端子29に送出する。前記
した信号波形変化の間隔情報の発生部53の各D型フリ
ップフロップ19〜21から出力されたアドレス値、及
び比較器24からの出力値Ns、ならびに各減算器2
2,23からの出力値等は、後述されている(M−N)
ビット信号発生部6における信号処理のために必要とさ
れる信号波形変化の間隔情報として使用でき、また、後
述されている遅延制御信号発生器8における信号波形変
化の間隔情報としても使用できるのである。
【0057】次に、図3に示す(M−N)ビット信号発
生部6について説明する。(M−N)ビット信号発生部6
は、信号処理の対象にされているNビットの符号情報の
値が時間軸上において順次に増加傾向、または順次に減
少傾向を示して変化している場合には、順次の標本化周
期毎のNビットの符号情報の値が同一の状態で続いた期
間(区間)の長さ(標本化周期Tsの数によって示され
る)が、隣接する2つの区間で互いに異なるときは、前
記の隣接する2つの区間の期間長の短い方の区間の中点
と、期間長が長い方の区間中における前記した2つの区
間の境界から前記した短い期間長の1/2と対応する位
置の点とを結ぶ直線を表わし得る(M−N)ビットの付
加符号情報を発生し、また、前記の隣接する2つの区間
が同一の期間長のときは、前記の2つの区間における互
いの区間の中点間を結ぶ直線を表わし得る(M−N)ビ
ットの付加符号情報を発生し、さらに、前記したNビッ
トの符号情報の値が、極値と対応している区間における
Nビットの符号情報であった場合には、その区間の期間
長と対応して予め定められた(M−N)ビットの付加符
号情報を波形データ発生用ROMから読出し、前記のよ
うに発生された(M−N)ビットの付加符号情報を可変
遅延部7に供給する動作を行なうことができるように構
成されている。
【0058】図3において、48は極値区間の波形デー
タ発生部であり、この極値区間の波形データ発生部48
には、図7の(b)及び図8乃至図10を参照して既述
したように、信号処理の対象にされているNビットの符
号情報による極値と対応している区間の期間長に応じ
て、それぞれNビットの符号情報による極値の区間で示
される矩形の面積と、略々、同じ面積となるような(M
−N)ビット符号情報を記憶させてある波形データ発生
用ROMが設けられている。また、49は信号処理の対
象にされているNビットの符号情報における1LSBの
値を被除数として、信号波形変化の間隔情報の発生部5
3における比較器24から出力端子29を介して送出さ
れている数値Ns、すなわち、隣接する2つの区間の長
さの内で短い方の期間長(隣接する2つの区間の期間長
が同一の場合は、一方の区間の期間長)を、標本化周期
Tsを単位として表わした数値Nsを除数とする演算を
行なう「Nビットの1LSB/Nsの演算を行なう値を
発生させる演算部」である。
【0059】54は信号処理の対象にされているNビッ
トの符号情報の値が時間軸上において順次に増加傾向、
または順次に減少傾向を示して変化している場合に、順
次の標本化周期毎のNビットの符号情報の値が同一の状
態で続いた期間(区間)の長さが、隣接する2つの区間
について異なるとき、または同一のときで、かつ前記の
隣接する2つの区間に極値の区間を含んでいないとき
に、前記した2つの区間について、図7の(a)を参照
して既述したような手法を適用して(M−N)ビットの
付加符号情報を発生させる「極値区間以外の波形データ
発生部」であり、また、55は例えばランダムアクセス
メモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、
マイクロプロセッサ等を含んで構成されている制御回路
である。また、56はインバータ、57,58はセレク
タ、59はオア回路である。
【0060】(M−N)ビット信号発生部6における各
入力端子37〜46には、前記した信号波形の変化態様
の検出部5の出力端子27〜36から出力された信号が
供給されるのであるが、前記した(M−N)ビット信号
発生部6における各入力端子37〜46と、信号波形の
変化態様の検出部5の出力端子27〜36との接続関係
は、それぞれ、出力端子27→入力端子43、出力端子
28→入力端子37、出力端子29→入力端子39、出
力端子30→入力端子44、出力端子31→入力端子4
5、出力端子32→入力端子46、出力端子33→入力
端子38、出力端子34→入力端子41、出力端子35
→入力端子40、出力端子36→入力端子42のように
なっている。
【0061】制御回路55による制御の下に動作する極
値区間の波形データ発生部48、Nビットの1LSB/
Nsの演算を行なう値を発生させる演算部49及び極値
区間以外の波形データ発生部54において、前記した極
値区間の波形データ発生部48は、入力端子37に対し
て信号波形の変化態様の検出部5の出力端子28から供
給される数値N1(減算器22の出力値N1)と、入力端子
38に対して信号波形の変化態様の検出部5の出力端子
33から供給される極値区間であることを示す信号とに
よって、前記の数値N1をアドレス情報として、極値区
間の期間長と対応して予め定められた(M−N)ビット
の付加符号情報を波形データ発生用ROMから読出して
極値区間の波形データ発生部48からセレクタ57に与
える。
【0062】すなわち前記した入力端子38に対して信
号波形の変化態様の検出部5の出力端子33から供給さ
れる極値区間であることを示す信号が「1」である場合
に、入力端子37に与えられている数値N1は、極値区
間の期間長(標本化周期Tsの何倍の時間長か)を示し
ている{図11の(a)を参照}から、前記の数値N1
をアドレス情報に用いれば、予め、極値区間の期間長毎
に所定の極値区間の波形データ(図8乃至図10に一部
を例示してある)を格納させてある極値区間の波形デー
タ発生用ROMからは、極値区間の期間長と対応した所
定の(M−N)ビットの付加符号情報{極値区間が図1
1の(b)に例示したような入力データと対応する(M
−N)ビットの付加符号情報は図11の(c)に例示し
たような波形の出力データとなる}を出力させることが
できるのである。そして、極値区間において、入力端子
38を介してセレクタ57には、極値区間であることを
示す信号「1」が供給されているから、極値区間の波形
データ発生部48から出力された(M−N)ビットの付
加符号情報は、前記のセレクタ57と、オア回路59と
を介して出力端子47に送出されることになる。
【0063】次に、Nビットの1LSB/Nsの演算を
行なう値を発生させる演算部49は入力端子39に対し
て、信号波形の変化態様の検出部5の出力端子29から
供給される数値Ns(比較器24の出力値Ns)を用い
て、Nビットの1LSB/Nsの演算を行ない、その演
算結果を極値区間以外の波形データ発生部54に供給す
るとともに、Nビットの1LSB/Nsの演算を行なう
値を発生させる演算部49から極値区間以外の波形デー
タ発生部54には前記した数値Nsも供給する。前記の
極値区間以外の波形データ発生部54には、入力端子4
0に対して信号波形の変化態様の検出部5の出力端子3
5から供給されるA>B信号(Nビットの符号情報の値
が時間軸上において順次に増加傾向の場合には「1」,
Nビットの符号情報の値が時間軸上において順次に減少
傾向の場合には「0」の信号であり、図4及び図5中で
は、「>」「U」,「<」「D」で示してある)が供給
されており、極値区間以外の波形データ発生部54では
前記のA>B信号により、Nビットの符号情報の値が時
間軸上において順次に増加傾向にあるのか、または順次
に減少傾向にあるのかを判断して、波形データ発生の態
様を変更する。
【0064】図12は極値区間以外の波形データ発生部
54に、A>B信号が「1」の信号が供給されている状
態の場合、すなわち、Nビットの符号情報の値が時間軸
上において順次に増加傾向にある場合を一例にとり、極
値区間以外の波形データ発生部54における波形データ
の発生の仕方を説明している図である。なお、2LSB
以上の増加状態にあっても、1LSBについての増加を
抽出しているので、1LSBの増加と同じである。図1
2の(a)には、信号レベルが「ク」の区間はN1の期
間長であり、前記の区間に隣接する区間が、信号レベル
が「ヤ」の区間はN2の期間長であって、前記の2つの
隣接する区間の期間長N1,N2の関係がN1>N2である
場合の例を示してある。この場合に入力端子39に対し
て信号波形の変化態様の検出部5の出力端子29を介し
て比較器24から供給される数値NsはN2である。図
12中に例示してある数値Ns(=N2)は、16(標
本化周期Ts毎に発生されるクロック信号パルスPfs
が16個)である。
【0065】また、図12中の「ク」の区間と「ヤ」の
区間との境界位置βは、入力端子44に対して信号波形
の変化態様の検出部5の出力端子30を介して供給され
ているアドレス値によって示され、また、「ヤ」の区間
の終端位置γは入力端子43に対して信号波形の変化態
様の検出部5の出力端子27を介して供給されているア
ドレス値によって示され、さらに「ク」の区間の始端位
置αは入力端子45に対して信号波形の変化態様の検出
部5の出力端子31を介して供給されているアドレス値
によって示される。極値区間以外の波形データ発生部5
4には、メモリや演算回路等を備えていて、前記した隣
接する2つの区間「ヤ」と「ク」との境界位置βから、
区間「ク」内のNs/2の位置0と、区間「ヤ」内のN
s/2の位置16との間における1標本化周期毎に設定
された0,1,2,3…16の各位置に対して、それぞ
れ次の算式で示されるような値を有する付加符号情報を
発生させる。
【0066】まず、区間「ク」内に設定された0の位置
における付加符号情報の値は0とする。次に、区間
「ク」内に設定された1の位置における付加符号情報の
値は(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)とする。区
間「ク」内に設定された2の位置における付加符号情報
の値は2×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)、区
間「ク」内に設定された3の位置における付加符号情報
の値は3×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)、区
間「ク」内に設定された4の位置における付加符号情報
の値は4×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)、区
間「ク」内に設定された5の位置における付加符号情報
の値は5×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)、区
間「ク」内に設定された6の位置における付加符号情報
の値は6×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)、区
間「ク」内に設定された7の位置における付加符号情報
の値は7×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)とす
る。
【0067】次に図12中の「ク」の区間と「ヤ」の区
間との境界位置β(8の位置)における付加符号情報の
値は[{8×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)}
−Nビットの1LSB]とする。以下、区間「ヤ」内に
設定された9の位置における付加符号情報の値は[{9
×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)}−Nビット
の1LSB]、区間「ヤ」内に設定された10の位置に
おける付加符号情報の値は[{10×(Nビットの1L
SB)/Ns(=N2)}−Nビットの1LSB]、区間
「ヤ」内に設定された11の位置における付加符号情報
の値は[{11×(Nビットの1LSB)/Ns(=N
2)}−Nビットの1LSB]、区間「ヤ」内に設定され
た12の位置における付加符号情報の値は[{12×
(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)}−Nビットの
1LSB]、区間「ヤ」内に設定された13の位置にお
ける付加符号情報の値は[{13×(Nビットの1LS
B)/Ns(=N2)}−Nビットの1LSB]、区間
「ヤ」内に設定された14の位置における付加符号情報
の値は[{14×(Nビットの1LSB)/Ns(=N
2)}−Nビットの1LSB]、区間「ヤ」内に設定され
た15の位置における付加符号情報の値は[{15×
(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)}−Nビットの
1LSB]、区間「ヤ」内に設定された16の位置にお
ける付加符号情報の値は[{16×(Nビットの1LS
B)/Ns(=N2)}−Nビットの1LSB]とする。
【0068】前記のような演算が行なわれることによ
り、隣接する2つの区間「ク」「ヤ」における元のNビ
ットの符号情報による信号波形は、K1→K2→K3→K4
→K5→K6→K7→K8によって示されるものであったの
に、前記のような演算が行なわれて、元のNビットのデ
ジタル信号の最下位桁に(M−N)ビットの付加符号情
報が連続されたことにより、K1→K2→K3→K5→K7
→K8によって示されるような信号波形、すなわち極値
区間以外の波形データ発生部54における前記のような
動作によって、図12の(a)におけるδの位置とεの
位置との間の波形が、図12の(c)に示されるような
ものになる。図12の(b)は、図12の(c)に示さ
れている波形におけるβからεまでの部分が、後述のよ
うに1LSBだけ減じた状態にされた場合の波形であ
る。
【0069】図12を参照して行なったこれまでの説明
は、極値区間以外の波形データ発生部54に、A>B信
号が「1」の信号が供給されている状態の場合、すなわ
ち、Nビットの符号情報の値が時間軸上において順次に
増加傾向にある場合に関するものであったが、極値区間
以外の波形データ発生部54に、A>B信号が「0」の
信号が供給されている状態の場合、すなわち、Nビット
の符号情報の値が時間軸上において順次に減少傾向にあ
る場合には、前記の算式が変更されるだけで(M−N)
ビットの付加符号情報の発生は、前記と同様に行なわれ
得ることは勿論である。今、図12の(a)に示されて
いる「ク」の区間の方が、「ヤ」の区間に比べてNビッ
トの1LSBだけ信号レベルが高かった場合を考えて、
隣接する2つの区間「ヤ」と「ク」との境界位置βか
ら、区間「ク」内のNs/2の位置0と、区間「ヤ」内
のNs/2の位置16との間における1標本化周期毎に
設定された0,1,2,3…16の各位置に対して、そ
れぞれ発生させるべき付加符号情報について示すと次の
とおりである。
【0070】まず区間「ク」内に設定された0の位置に
おける付加符号情報の値は、[{16×(Nビットの1
LSB)/Ns(=N2)}−Nビットの1LSB]の算
式によって求められる。また、「ク」内に設定された1
の位置における付加符号情報の値は[{15×(Nビッ
トの1LSB)/Ns(=N2)}−Nビットの1LS
B]、以下、区間「ク」内に設定された2の位置におけ
る付加符号情報の値は[{14×(Nビットの1LS
B)/Ns(=N2)}−Nビットの1LSB]、区間
「ク」内に設定された3の位置における付加符号情報の
値は[{13×(Nビットの1LSB)/Ns(=N
2)}−Nビットの1LSB]、区間「ク」内に設定され
た4の位置における付加符号情報の値は[{12×(N
ビットの1LSB)/Ns(=N2)}−Nビットの1L
SB]、区間「ク」内に設定された5の位置における付
加符号情報の値は[{11×(Nビットの1LSB)/
Ns(=N2)}−Nビットの1LSB]、区間「ク」内
に設定された6の位置における付加符号情報の値は
[{10×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)}−
Nビットの1LSB]、区間「ク」内に設定された7の
位置における付加符号情報の値は[{9×(Nビットの
1LSB)/Ns(=N2)}−Nビットの1LSB]と
なり、また図12中の「ク」の区間と「ヤ」の区間との
境界位置β(8の位置)における付加符号情報の値は
[{8×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)}−N
ビットの1LSB]となる。
【0071】次に、区間「ヤ」内に設定された9の位置
における付加符号情報の値は、7×(Nビットの1LS
B)/Ns(=N2)、区間「ヤ」内に設定された10の
位置における付加符号情報の値は、6×(Nビットの1
LSB)/Ns(=N2)、区間「ヤ」内に設定された1
1の位置における付加符号情報の値は、5×(Nビット
の1LSB)/Ns(=N2)、区間「ヤ」内に設定され
た12の位置における付加符号情報の値は、4×(Nビ
ットの1LSB)/Ns(=N2)、区間「ヤ」内に設定
された13の位置における付加符号情報の値は、3×
(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)、区間「ヤ」内
に設定された14の位置における付加符号情報の値は、
2×(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)、区間
「ヤ」内に設定された15の位置における付加符号情報
の値は、(Nビットの1LSB)/Ns(=N2)、区間
「ヤ」内に設定された16の位置における付加符号情報
の値は0となる。
【0072】前記の極値区間以外の波形データ発生部5
4では、前記のような演算を行なって得た付加符号情報
を順次にメモリに記憶した後に、制御回路55の制御動
作の下にメモリから読出された(M−N)ビットの付加
符号情報はセレクタ58に与える。前記した入力端子3
8に対して信号波形の変化態様の検出部5の出力端子3
3から供給される極値区間であることを示す信号が
「0」である場合に、その信号がインバータ56によっ
て「1」の信号としてセレクタ58に与えられることに
より、極値区間以外の波形データ発生部54で発生され
た(M−N)ビットの付加符号情報は前記のセレクタ5
8と、オア回路59とを介して(M−N)ビット信号発
生部6の出力端子47に送出されることになる。
【0073】前述のように、信号処理の対象にされてい
るNビットの符号情報の値が時間軸上において順次に増
加傾向、または順次に減少傾向を示して変化していて、
順次の標本化周期毎のNビットの符号情報の値が同一の
状態で続いた期間(区間)の長さが、隣接する2つの区
間について異なるとき、または同一のときで、かつ前記
の隣接する2つの区間に極値の区間を含んでいないとき
には、前記の2つの区間について、極値区間以外の波形
データ発生部54において、図7の(a)を参照して既
述したような手法を適用して(M−N)ビットの付加符
号情報を発生させ、また、信号処理の対象にされている
Nビットの符号情報による極値と対応している区間につ
いては、極値区間の期間長と対応して予め定められた波
形を有する(M−N)ビットの付加符号情報を、極値区
間の波形データ発生部48で発生させるが、隣接する2
つの区間のー方の区間が極値区間の場合には、入力端子
38を介して制御回路55に供給された極値区間を示す
情報に基づいて、制御回路55で発生させた制御信号
が、極値区間以外の波形データ発生部54に与えられる
ことにより、極値区間以外の波形データ発生部54では
極値区間を含む2つの区間についての演算結果がセレク
タ58に与えられないようにする。
【0074】前記のように(M−N)ビット信号発生部
6で発生された(M−N)ビットの付加符号情報は、可
変遅延部7を介して、付加符号情報発生部ACGの出力
信号として加算回路4に供給されるが、前記の可変遅延
部7では、遅延回路3において一定の時間遅延を受けた
状態のNビットの符号情報の最下位桁に、前記の(M−
N)ビットの付加符号情報が連続する状態で、前記の加
算回路4で加算されて、全体がMビットの符号情報とな
るようにするための必要な時間遅延を(M−N)ビット
の付加符号情報に与える。前記した可変遅延部7として
は、ランダムアクセスメモリを用いて、書込みのタイミ
ングと読出しのタイミングとを制御することにより、
(M−N)ビットの付加符号情報に対して所定の時間遅
延を与えるようにすることができるのであり、 可変遅
延部7において(M−N)ビットの付加符号情報に与え
る所定の時間遅延量は、遅延制御信号発生部8で発生さ
れる遅延制御信号によって定められる。
【0075】図13には、入力端子1に供給されたNビ
ットの符号情報(図13の左端に入力の波形Sで示す)
に対して、遅延回路3で一定の時間遅延を与えた状態の
Nビットの符号情報(図13の中央付近の上部に波形S
dで示す)と、前記した入力端子1に供給されたNビッ
トの符号情報(図13の左端に入力の波形Sで示す)に
おける可聴周波数帯域に属するNビットの符号情報が帯
域分割フィルタを介して供給されて、それが信号波形の
変化態様の検出部5と、(M−N)ビット信号発生部6
とによって発生させた(M−N)ビットの付加符号情報
を可変遅延部7で所定の時間だけ遅延させた信号(図1
3の中央付近の下部に波形Saで示す)とが、加算回路
4で加算されることにより、図13の右端に出力として
示されているようにNビットの符号情報の最下位桁に、
前記の(M−N)ビットの付加符号情報が連続する状態
で加算回路4で加算されて、全体がMビットの符号情報
とされる状態が図示説明されている。図13中の波形に
示すa〜hの符号は、各波形間の対応を明らかにするた
めのものである。なお、図13の中央付近の下部に点線
で示す階階波形Sa’は、図12を参照して既述したよ
うに、隣接する2区間の境界の位置から一方の区間内と
対応して発生させるべき付加符号情報の値を得る際にお
いて、Nビットの1LSBの値を減算する以前のSaの
算出値を示している。
【0076】すなわち、演算回路4において、Nビット
の符号情報と、(M−N)ビットの付加符号情報とが適
正な時間関係で加算されて、加算回路4から出力される
Mビットの符号情報が、図13の右端に例示されている
ような波形のものにされるためには、入力端子1に供給
されたNビットの符号情報(図13の左端に入力の波形
Sで示す)に、遅延回路3で一定の時間遅延が与えられ
ている状態のNビットの符号情報(図13の中央付近の
上部に波形Sdで示す)における順次の標本化周期毎の
付加符号情報の時間位置に対して、前記した入力端子1
に供給されたNビットの符号情報(図13の左端に入力
の波形Sで示す)に基づいて、信号波形の変化態様の検
出部5と、(M−N)ビット信号発生部6とによって発
生させた(M−N)ビットの付加符号情報を可変遅延部
7で所定の時間だけ遅延させた信号(図13の中央付近
の下部に波形Saで示す)における順次の標本化周期毎
の付加符号情報の時間位置とが、正しく対応している状
態で加算回路4に供給されるように、可変遅延部7で
(M−N)ビットの付加符号情報に与えられる遅延時間
が、遅延制御信号発生部8で発生される遅延制御信号に
よって制御されることが必要である。この点は極値区間
と対応して発生された(M−N)ビットの付加符号情報
についても同様である(図11参照)。
【0077】それで、遅延制御信号発生部8では、信号
波形の変化態様の検出部5の出力端子27〜36から出
力された信号の内で、出力端子34から送出されたクロ
ック信号CLK、出力端子29から送出されたNsの
値、出力端子30から送出された2つの区間の境界位置
のアドレス値、出力端子28から送出された極値区間の
期間長の情報、出力端子33から送出された極値区間を
示す情報、端子31から送出された区間の始端位置のア
ドレス値及びクロック信号Pfs等を用いて、隣接する
2つの区間の境界の位置または極値区間の始端の位置か
ら標本化周期Tsずつ離れた位置に存在する(M−N)
ビットの付加符号情報に与えるべき遅延時間を算出し、
その遅延時間が可変遅延部7で(M−N)ビットの付加
符号情報へ与えられるような遅延制御信号を発生して、
それを可変遅延部7に供給する。
【0078】前述のようにビット数変換部BNCでは、
入力端子1から遅延回路3によって予め定められた一定
の時間だけ遅延させたNビットの符号情報と、帯域分割
フィルタ60から供給された可聴周波数帯域に属するN
ビットの符号情報(Nビットのデジタル信号)に基づい
て作成した(M−N)ビットの付加符号情報とを、加算
回路4において、前記したNビットの符号情報(Nビッ
トのデジタル信号)の最下位桁に(M−N)ビットの付
加符号情報が連続するような状態に加算して出力する。
【0079】本発明の音響信号処理装置の実施に当り、
可聴周波数帯域の上限の周波数を例えば12KHzとし
て、可聴周波数帯域の上限の周波数の2倍を超える標本
化周波数として48KHzを採用し、48KHzの標本
化信号を用いてアナログ信号形態の音響信号を標本化し
て得た順次の標本値を、2のN乗分の1の分解能でデジ
タル信号に変換してなるNビットのデジタル音響信号の
符号情報について信号処理を行なう場合に、遮断周波数
が12KHzの帯域分割フィルタを用いたり、あるいは
可聴周波数帯域の上限の周波数を例えば20KHzとし
て、遮断周波数が20KHzの帯域分割フィルタを用い
たりできるのであり、図14に例示してあるように、帯
域分割フィルタの遮断周波数として、標本化周波数fs
に関してfs/4のように定めることが必要なわけでは
ない。また、可聴周波数帯域の上限の周波数の2倍を超
える標本化周波数として88.2KHzを採用し、88.
2KHzの標本化信号を用いてアナログ信号形態の音響
信号を標本化して得た順次の標本値を、2のN乗分の1
の分解能でデジタル信号に変換してなるNビットのデジ
タル音響信号の符号情報について信号処理を行なう場合
には、遮断周波数が22.05KHzの帯域分割フィル
タを用いたりして実施することができる。
【0080】前述の例のように、可聴周波数帯域の上限
の周波数や、可聴周波数帯域の上限の周波数の2倍を超
える標本化周波数、及び、標本化信号を用いてアナログ
信号形態の音響信号を標本化して得た順次の標本値を、
2のN乗分の1の分解能でデジタル信号に変換してなる
Nビットのデジタル音響信号の符号情報を、可聴周波数
帯域に属するNビットの符号情報を得るための帯域分割
フィルタの遮断周波数を可聴周波数帯域の上限の周波数
の2倍を超える標本化周波数の1/4に設定して、本発
明の音響信号処理装置を実施した場合には、それぞれの
例における可聴周波数帯域の上限の周波数の第2高調波
の周波数値は、それぞれの例における帯域分割フィルタ
の遮断周波数の2倍以上の周波数値となり、前記したそ
れぞれの例における可聴周波数帯域の上限の周波数の第
2高調波の周波数値は、それぞれの例における標本化信
号の標本化周波数の1/2以上の周波数値となるから、
前記したそれぞれの例における可聴周波数帯域の上限の
周波数の第2高調波は、DA変換部に設けられているロ
ーパスフィルタによって除去されるから歪とはならな
い。なお、これまでに既述した実施の態様においては、
可聴周波数帯域に属するNビットの符号情報を得る手段
として、帯域分割フィルタ60を用いていたが、入力端
子1から付加符号情報発生部ACGに対して可聴周波数
帯域に属するNビットの符号情報が供給されるような場
合には、前記した帯域分割フィルタ60が不要なことは
いうまでもない。
【0081】
【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように、本発明の音響信号処理装置は、可聴周波数帯
域の上限の周波数の2倍を超える標本化周波数を有する
標本化信号を用いてアナログ信号形態の音響信号を標本
化して得た順次の標本値を、2のN乗分の1の分解能で
デジタル信号に変換してなるNビットのデジタル音響信
号の符号情報から、可聴周波数帯域に属するNビットの
符号情報を得る手段と、前記した可聴周波数帯域に属す
るNビットの符号情報の最下位桁に(M−N)ビットの
付加符号情報を連続させて、M>Nの関係にある可聴周
波数帯域に属するMビットの符号情報にビット数変換を
行なう際に必要とされる(M−N)ビットの付加符号情
報を生成させる(M−N)ビットの付加符号情報生成手
段と、前記したNビットのデジタル音響信号の符号情報
における最下桁に連続して、前記した(M−N)ビット
の付加符号情報生成手段から出力された(M−N)ビッ
トの付加符号情報を加算させる手段とを備えてなる音響
信号処理装置、及び前記した音響信号処理装置におい
て、可聴周波数帯域に属するNビットの符号情報の最下
位桁に(M−N)ビットの付加符号情報を連続させて、
M>Nの関係にある可聴周波数帯域に属するMビットの
符号情報にビット数変換を行なう際に必要とされる(M
−N)ビットの付加符号情報が、前記の可聴周波数帯域
に属するNビットの符号情報を生じさせたアナログ信号
形態の音響信号と、前記の可聴周波数帯域に属するNビ
ットの符号情報を復原して得た可聴周波数帯域に属する
アナログ信号形態の音響信号との間に存在する2のN乗
分の1の分解能1LSBについて±0.5LSBの誤差
範囲以内で、前記した可聴周波数帯域に属するNビット
の符号情報によって示されるアナログ信号波形の積分値
と、Mビットの符号情報によって示されるアナログ信号
波形の積分値とを等価にさせうる(M−N)ビットの付
加符号情報であるような(M−N)ビットの付加符号情
報生成手段と、前記したNビットのデジタル音響信号の
符号情報における最下桁に連続して、前記の(M−N)
ビットの付加符号情報生成手段から出力された(M−
N)ビットの付加符号情報を発生させるようにしたこと
により、本発明の音響信号処理装置では、従来技術によ
り、アナログ信号形態の音響信号をデジタル信号に変換
する際に、前述のハイサンプリング手段と、ノイズシェ
ーピング技術とを適用して得たNビットのデジタル信号
を、デジタル信号のビット数で定まる分解能以上の細か
さで、微小な信号部分も復原させることができるよう
に、前記したNビットの符号情報に対して、M>Nの関
係にあるMビットの符号情報に変換されていた場合に
も、可聴周波数帯域よりも高い周波数帯域に入れたディ
ザについては、M>Nの関係にあるMビットの符号情報
に変換されることがないから、従来技術についての問題
点として挙げたような欠点、すなわち良好な音質の再生
音響信号が得られなかったというような欠点は本発明の
音響信号処理装置では生じないし、また、本発明の音響
信号処理装置では、既述したノイズシェーピング技術に
よってエンコードされた状態のデジタル信号を再生する
場合にも格別な問題も生じることもなく、ノイズシェー
ピング技術の適用によって期待される効果も得られるの
であり、さらに本発明の音響信号処理装置では特殊なビ
ット数変換技術を適用しているので、既述した従来法に
よってビット拡大した場合に比べて、高い分解能で高品
質な音響信号を復原することができるのであり、本発明
により既述した従来技術の問題点はすべて良好に解決で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の音響信号処理装置の構成例を示すブロ
ック図である。
【図2】音響信号処理装置の構成部分の具体的構成例を
示すブロック図である。
【図3】音響信号処理装置の構成部分の具体的構成例を
示すブロック図である。
【図4】音響信号処理装置の一部の動作を説明するため
の図である。
【図5】音響信号処理装置の一部の動作を説明するため
の図である。
【図6】本発明の音響信号処理装置の構成原理及び動作
原理を説明するための波形図である。
【図7】本発明の音響信号処理装置の構成原理及び動作
原理を説明するための波形図である。
【図8】本発明の音響信号処理装置の構成原理及び動作
原理を説明するための波形図である。
【図9】本発明の音響信号処理装置の構成原理及び動作
原理を説明するための波形図である。
【図10】本発明の音響信号処理装置の構成原理及び動
作原理を説明するための波形図である。
【図11】本発明の音響信号処理装置の構成原理及び動
作原理を説明するための波形図である。
【図12】本発明の音響信号処理装置の構成原理及び動
作原理を説明するための波形図である。
【図13】本発明の音響信号処理装置の構成原理及び動
作原理を説明するための構成部分の一部のブロック図と
波形図である。
【図14】帯域分割フィルタの周波数レスポンス特性図
である。
【符号の説明】
1…Nビットのデジタル信号の入力端子、2…Mビット
のデジタル信号の出力端子、3…固定の遅延時間を有す
る遅延回路、4…加算回路、5…信号波形の変化態様の
検出部、6…(M−N)ビット信号発生部、7…可変遅
延部、8…遅延制御信号発生部、9,13〜15,19
〜21…D型フリップフロップ、10…マグニチュード
コンパレータ、11,16,17…排他的論理和回路、
12…アンド回路、18…アドレスカウンタ、22,2
3…減算器、24…比較器、48…極値区間の波形デー
タ発生部、49…Nビットの1LSB/Nsの演算を行
なう値を発生させる演算部、51…信号波形変化情報の
発生部、52…信号波形変化態様情報の発生部、53…
信号波形変化の間隔情報の発生部、54…極値区間以外
の波形データ発生部、55…制御回路、56…インバー
タ、57,58…セレクタ、59…オア回路、60…帯
域分割フィルタ、BNC…ビット数変換部、ACG…付
加符号情報発生部、
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03H 17/00 621 9274−5J H03H 17/00 621Z H03M 1/08 H03M 1/08 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可聴周波数帯域の上限の周波数の2倍を
    超える標本化周波数を有する標本化信号を用いて 、ア
    ナログ信号形態の音響信号を標本化して得た順次の標本
    値を、2のN乗分の1の分解能でデジタル信号に変換し
    てなるNビットのデジタル音響信号の符号情報から、可
    聴周波数帯域に属するNビットの符号情報を得る手段
    と、前記した可聴周波数帯域に属するNビットの符号情
    報の最下位桁に(M−N)ビットの付加符号情報を連続
    させて、M>Nの関係にある可聴周波数帯域に属するM
    ビットの符号情報にビット数変換を行なう際に必要とさ
    れる(M−N)ビットの付加符号情報を生成させる(M
    −N)ビットの付加符号情報生成手段と、前記したNビ
    ットのデジタル音響信号の符号情報における最下桁に連
    続して、前記した(M−N)ビットの付加符号情報生成
    手段から出力された(M−N)ビットの付加符号情報を
    加算させる手段とを備えてなる音響信号処理装置。
  2. 【請求項2】 可聴周波数帯域の上限の周波数の2倍を
    超える標本化周波数を有する標本化信号を用いてアナロ
    グ信号形態の音響信号を標本化して得た順次の標本値
    を、2のN乗分の1の分解能でデジタル信号に変換して
    なるNビットのデジタル音響信号の符号情報から、可聴
    周波数帯域に属するNビットの符号情報を得る手段と、
    前記した可聴周波数帯域に属するNビットの符号情報の
    最下位桁に(M−N)ビットの付加符号情報を連続させ
    て、M>Nの関係にある可聴周波数帯域に属するMビッ
    トの符号情報にビット数変換を行なう際に必要とされる
    (M−N)ビットの付加符号情報が、前記の可聴周波数
    帯域に属するNビットの符号情報を生じさせたアナログ
    信号形態の音響信号と、前記の可聴周波数帯域に属する
    Nビットの符号情報を復原して得た可聴周波数帯域に属
    するアナログ信号形態の音響信号との間に存在する2の
    N乗分の1の分解能1LSBについて±0.5LSBの
    誤差範囲以内で、前記した可聴周波数帯域に属するNビ
    ットの符号情報によって示されるアナログ信号波形の積
    分値と、Mビットの符号情報によって示されるアナログ
    信号波形の積分値とを等価にさせうる(M−N)ビット
    の付加符号情報であるような(M−N)ビットの付加符
    号情報生成手段と、前記したNビットのデジタル音響信
    号の符号情報における最下桁に連続して、前記の(M−
    N)ビットの付加符号情報生成手段から出力された(M
    −N)ビットの付加符号情報を加算させる手段とを備え
    てなる音響信号処理装置。
  3. 【請求項3】 可聴周波数帯域の上限の周波数の2倍を
    超える標本化周波数を有する標本化信号の周波数値を8
    8.2KHzとし、また、可聴周波数帯域と可聴周波数
    帯域よりも高域の周波数帯域との分割を、20KHzの
    周波数値で行なうようにした請求項1または請求項2の
    音響信号処理装置。
  4. 【請求項4】 可聴周波数帯域の上限の周波数の2倍を
    超える標本化周波数を有する標本化信号の周波数値を4
    8KHzとし、また、可聴周波数帯域と可聴周波数帯域
    よりも高域の周波数帯域との分割を15KHzの周波数
    値で行なうようにした請求項1または請求項2の音響信
    号処理装置。
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