JPH10313251A - オーディオ信号変換装置及び方法、予測係数生成装置及び方法、予測係数格納媒体 - Google Patents
オーディオ信号変換装置及び方法、予測係数生成装置及び方法、予測係数格納媒体Info
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- JPH10313251A JPH10313251A JP9121329A JP12132997A JPH10313251A JP H10313251 A JPH10313251 A JP H10313251A JP 9121329 A JP9121329 A JP 9121329A JP 12132997 A JP12132997 A JP 12132997A JP H10313251 A JPH10313251 A JP H10313251A
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- digital audio
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オーディオ信号の波形再現性及び音質の向上
を図ることのできるオーディオ信号変換装置及び方法、
予測係数生成装置及び方法、予測係数格納媒体を提供す
る。 【解決手段】 推定演算回路１５は、時間軸領域切出回
路１１より供給された所定時間毎のオーディオデータと
メモリテーブル１４から供給された予測係数に基づいて
演算処理を行うことにより、高音質なオーディオ補間デ
ータを算出する。
を図ることのできるオーディオ信号変換装置及び方法、
予測係数生成装置及び方法、予測係数格納媒体を提供す
る。 【解決手段】 推定演算回路１５は、時間軸領域切出回
路１１より供給された所定時間毎のオーディオデータと
メモリテーブル１４から供給された予測係数に基づいて
演算処理を行うことにより、高音質なオーディオ補間デ
ータを算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レートコンバータ
やＰＣＭ（Pulse Code Modulation）復号装置等に用い
て好適なオーディオ信号変換装置等に関し、特に、デー
タの補間処理を行うオーディオ信号変換装置等に関す
る。
やＰＣＭ（Pulse Code Modulation）復号装置等に用い
て好適なオーディオ信号変換装置等に関し、特に、デー
タの補間処理を行うオーディオ信号変換装置等に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ディジタルオーディオ信号を
ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータに入力する
前に、サンプリング周波数を元の値の数倍に変換するオ
ーバーサンプリング処理を行っている。これにより、上
記Ｄ／Ａコンバータから出力されたディジタルオーディ
オ信号はアナログ・アンチ・エイリアス・フィルタの位
相特性によって可聴周波数高域で一定に保たれ、また、
サンプリングに伴うディジタル系のイメージ雑音の影響
が排除されるようになっている。上記オーバーサンプリ
ング処理では、通常、線形一次（直線）補間方式のディ
ジタルフィルタが用いられている。このようなディジタ
ルフィルタは、サンプリングレートが変わったりデータ
が欠落した場合等に、複数の既存データの平均値を求め
て直線的な補間データを生成するものである。
ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータに入力する
前に、サンプリング周波数を元の値の数倍に変換するオ
ーバーサンプリング処理を行っている。これにより、上
記Ｄ／Ａコンバータから出力されたディジタルオーディ
オ信号はアナログ・アンチ・エイリアス・フィルタの位
相特性によって可聴周波数高域で一定に保たれ、また、
サンプリングに伴うディジタル系のイメージ雑音の影響
が排除されるようになっている。上記オーバーサンプリ
ング処理では、通常、線形一次（直線）補間方式のディ
ジタルフィルタが用いられている。このようなディジタ
ルフィルタは、サンプリングレートが変わったりデータ
が欠落した場合等に、複数の既存データの平均値を求め
て直線的な補間データを生成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、オーバーサン
プリング処理後のディジタルオーディオ信号は、線形一
次補間によって時間軸方向に対してデータ量が数倍に緻
密になっているものの、オーバーサンプリング処理後の
ディジタルオーディオ信号の周波数帯域は変換前とあま
り変わらず、音質そのものは向上していない。さらに、
補間されたデータは必ずしもＡ／Ｄ変換前のアナログオ
ーディオ信号の波形に基づいて生成されたのではないた
め、波形再現性もほとんど向上していない。
プリング処理後のディジタルオーディオ信号は、線形一
次補間によって時間軸方向に対してデータ量が数倍に緻
密になっているものの、オーバーサンプリング処理後の
ディジタルオーディオ信号の周波数帯域は変換前とあま
り変わらず、音質そのものは向上していない。さらに、
補間されたデータは必ずしもＡ／Ｄ変換前のアナログオ
ーディオ信号の波形に基づいて生成されたのではないた
め、波形再現性もほとんど向上していない。
【０００４】また、サンプリング周波数の異なるディジ
タルオーディオ信号をダビングする場合において、サン
プリング・レート・コンバータを用いて周波数を変換し
ているが、かかる場合でも線形一次ディジタルフィルタ
によって直線的なデータの補間しか行うことができず、
音質や波形再現性を向上することができなかった。さら
に、ディジタルオーディオ信号のデータサンプルが欠落
した場合において同様である。
タルオーディオ信号をダビングする場合において、サン
プリング・レート・コンバータを用いて周波数を変換し
ているが、かかる場合でも線形一次ディジタルフィルタ
によって直線的なデータの補間しか行うことができず、
音質や波形再現性を向上することができなかった。さら
に、ディジタルオーディオ信号のデータサンプルが欠落
した場合において同様である。
【０００５】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、オーディオ信号の波形再現性及び音質の
向上を図ることのできるオーディオ信号変換装置及び方
法、予測係数生成装置及び方法、予測係数格納媒体を提
供することを目的とする。
たものであり、オーディオ信号の波形再現性及び音質の
向上を図ることのできるオーディオ信号変換装置及び方
法、予測係数生成装置及び方法、予測係数格納媒体を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係るオーディオ信号変換装置は、所定時
間毎にディジタルオーディオ信号を切り出す信号切出手
段と、切り出されたディジタルオーディオ信号を圧縮し
て圧縮データパターンを生成するパターン生成手段と、
生成された圧縮データパターンに基づいて、切り出され
たディジタルオーディオ信号の属するクラスコードを発
生するクラスコード発生手段と、ディジタルオーディオ
信号を変換するための推定式の予測係数がクラスコード
毎に、記憶され、クラスコード発生手段で発生されたク
ラスの予測係数を出力する予測係数記憶手段と、予測係
数記憶手段から出力された予測係数と切り出されたディ
ジタルオーディオ信号に基づいて推定演算して、変換処
理済みのディジタルオーディオ信号を出力する推定演算
手段とを備えるものである。
めに、本発明に係るオーディオ信号変換装置は、所定時
間毎にディジタルオーディオ信号を切り出す信号切出手
段と、切り出されたディジタルオーディオ信号を圧縮し
て圧縮データパターンを生成するパターン生成手段と、
生成された圧縮データパターンに基づいて、切り出され
たディジタルオーディオ信号の属するクラスコードを発
生するクラスコード発生手段と、ディジタルオーディオ
信号を変換するための推定式の予測係数がクラスコード
毎に、記憶され、クラスコード発生手段で発生されたク
ラスの予測係数を出力する予測係数記憶手段と、予測係
数記憶手段から出力された予測係数と切り出されたディ
ジタルオーディオ信号に基づいて推定演算して、変換処
理済みのディジタルオーディオ信号を出力する推定演算
手段とを備えるものである。
【０００７】本発明に係るオーディオ信号変換方法は、
所定時間毎にディジタルオーディオ信号を切り出し、切
り出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮デ
ータパターンを生成し、生成された圧縮データパターン
に基づいて、切り出されたディジタルオーディオ信号の
属するクラスコードを発生し、ディジタルオーディオ信
号を変換するための推定式の予測係数がクラスコード毎
に、記憶され、クラスコード発生手段で発生されたクラ
スの予測係数を出力し、出力された予測係数と切り出さ
れたディジタルオーディオ信号に基づいて推定演算し
て、変換処理済みのディジタルオーディオ信号を出力す
ることを特徴とするものである。
所定時間毎にディジタルオーディオ信号を切り出し、切
り出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮デ
ータパターンを生成し、生成された圧縮データパターン
に基づいて、切り出されたディジタルオーディオ信号の
属するクラスコードを発生し、ディジタルオーディオ信
号を変換するための推定式の予測係数がクラスコード毎
に、記憶され、クラスコード発生手段で発生されたクラ
スの予測係数を出力し、出力された予測係数と切り出さ
れたディジタルオーディオ信号に基づいて推定演算し
て、変換処理済みのディジタルオーディオ信号を出力す
ることを特徴とするものである。
【０００８】本発明に係る予測係数生成装置は、ディジ
タルオーディオ信号を間引く間引き処理手段と、間引か
れたディジタルオーディオ信号を所定時間毎に切り出す
信号切出手段と、切り出されたディジタルオーディオ信
号を圧縮して圧縮データパターンを生成するパターン生
成手段と、生成された圧縮データパターンに基づいて、
切り出されたディジタルオーディオ信号の属するクラス
コードを発生するクラスコード発生手段と、あるクラス
コードにおける発生した圧縮データパターンの所定サン
プルの行列式をＸ、算出すべき予測係数の行列式をＷ、
間引かれる前のディジタルオーディオ信号の所定サンプ
ルの行列式をＹとしたとき、 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ 算出式から各クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗを算
出する予測係数算出手段と、算出された予測係数を記憶
する記憶手段とを備えるものである。
タルオーディオ信号を間引く間引き処理手段と、間引か
れたディジタルオーディオ信号を所定時間毎に切り出す
信号切出手段と、切り出されたディジタルオーディオ信
号を圧縮して圧縮データパターンを生成するパターン生
成手段と、生成された圧縮データパターンに基づいて、
切り出されたディジタルオーディオ信号の属するクラス
コードを発生するクラスコード発生手段と、あるクラス
コードにおける発生した圧縮データパターンの所定サン
プルの行列式をＸ、算出すべき予測係数の行列式をＷ、
間引かれる前のディジタルオーディオ信号の所定サンプ
ルの行列式をＹとしたとき、 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ 算出式から各クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗを算
出する予測係数算出手段と、算出された予測係数を記憶
する記憶手段とを備えるものである。
【０００９】本発明に係る予測係数生成方法は、ディジ
タルオーディオ信号の間引き処理を行い、間引かれたデ
ィジタルオーディオ信号を所定時間毎に切り出し、切り
出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮デー
タパターンを生成し、生成された圧縮データパターンに
基づいて、切り出されたディジタルオーディオ信号の属
するクラスコードを発生し、あるクラスコードにおける
発生した圧縮データパターンの所定サンプルの行列式を
Ｘ、算出すべき予測係数の行列式をＷ、間引かれる前の
ディジタルオーディオ信号の所定サンプルの行列式をＹ
としたとき、 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ 算出式から各クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗを算
出し、算出された予測係数を記憶することを特徴とする
ものである。
タルオーディオ信号の間引き処理を行い、間引かれたデ
ィジタルオーディオ信号を所定時間毎に切り出し、切り
出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮デー
タパターンを生成し、生成された圧縮データパターンに
基づいて、切り出されたディジタルオーディオ信号の属
するクラスコードを発生し、あるクラスコードにおける
発生した圧縮データパターンの所定サンプルの行列式を
Ｘ、算出すべき予測係数の行列式をＷ、間引かれる前の
ディジタルオーディオ信号の所定サンプルの行列式をＹ
としたとき、 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ 算出式から各クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗを算
出し、算出された予測係数を記憶することを特徴とする
ものである。
【００１０】本発明に係る予測係数格納媒体は、ディジ
タルオーディオ信号の間引き処理を行い、間引かれたデ
ィジタルオーディオ信号を所定時間毎に切り出し、切り
出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮デー
タパターンを生成し、生成された圧縮データパターンに
基づいて、切り出されたディジタルオーディオ信号の属
するクラスコードを発生し、あるクラスコードにおける
発生した圧縮データパターンの所定サンプルの行列式を
Ｘ、算出すべき予測係数の行列式をＷ、間引かれる前の
ディジタルオーディオ信号の所定サンプルの行列式をＹ
としたとき、 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ 算出式から各クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗを算
出することによって生成された予測係数が格納されるこ
とを特徴とするものである。
タルオーディオ信号の間引き処理を行い、間引かれたデ
ィジタルオーディオ信号を所定時間毎に切り出し、切り
出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮デー
タパターンを生成し、生成された圧縮データパターンに
基づいて、切り出されたディジタルオーディオ信号の属
するクラスコードを発生し、あるクラスコードにおける
発生した圧縮データパターンの所定サンプルの行列式を
Ｘ、算出すべき予測係数の行列式をＷ、間引かれる前の
ディジタルオーディオ信号の所定サンプルの行列式をＹ
としたとき、 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ 算出式から各クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗを算
出することによって生成された予測係数が格納されるこ
とを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は、ディ
ジタルオーディオ信号（以下、オーディオデータとい
う。）のサンプリングレートを上げたり、オーディオデ
ータにエラーが生じたときに、欠落しているオーディオ
データを補間したものであって真値に最も近いオーディ
オデータ（以下、オーディオ補間データという）を生成
するものである。
て図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は、ディ
ジタルオーディオ信号（以下、オーディオデータとい
う。）のサンプリングレートを上げたり、オーディオデ
ータにエラーが生じたときに、欠落しているオーディオ
データを補間したものであって真値に最も近いオーディ
オデータ（以下、オーディオ補間データという）を生成
するものである。
【００１２】本発明は、具体的には図１に示すオーディ
オ信号変換装置に適用することができる。上記オーディ
オ信号変換装置１は、オーディオデータを所定時間毎に
切り出す時間軸領域切出回路１１と、切り出されたオー
ディオデータを圧縮して圧縮データパターンを生成する
ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding ）回路１２
と、切り出されたオーディオデータの属するクラスコー
ドを発生するクラスコード発生回路１３と、推定式の予
測係数がクラスコード毎に、記憶されているメモリテー
ブル１４と、予測係数と上記切り出されたオーディオデ
ータに基づいて推定演算する推定演算回路１５とを備え
る。
オ信号変換装置に適用することができる。上記オーディ
オ信号変換装置１は、オーディオデータを所定時間毎に
切り出す時間軸領域切出回路１１と、切り出されたオー
ディオデータを圧縮して圧縮データパターンを生成する
ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding ）回路１２
と、切り出されたオーディオデータの属するクラスコー
ドを発生するクラスコード発生回路１３と、推定式の予
測係数がクラスコード毎に、記憶されているメモリテー
ブル１４と、予測係数と上記切り出されたオーディオデ
ータに基づいて推定演算する推定演算回路１５とを備え
る。
【００１３】時間軸領域切出回路１１は、入力端子より
供給された図２（Ａ）に示すオーディオデータを所定時
間毎の領域に分割する。なお、ここでは、時間軸領域分
割回路１１は、オーディオデータを６サンプル毎に分割
するものとする。時間軸領域切出回路１１は、分割して
ブロック化したオーディオデータをＡＤＲＣ回路１２及
び推定演算回路１５に供給する。
供給された図２（Ａ）に示すオーディオデータを所定時
間毎の領域に分割する。なお、ここでは、時間軸領域分
割回路１１は、オーディオデータを６サンプル毎に分割
するものとする。時間軸領域切出回路１１は、分割して
ブロック化したオーディオデータをＡＤＲＣ回路１２及
び推定演算回路１５に供給する。
【００１４】ＡＤＲＣ回路１２は、上述のように各時間
軸領域のオーディオデータを、例えば８ビットから２ビ
ットに圧縮するような演算を行うことによりパターン圧
縮データを形成し、このパターン圧縮データをクラスコ
ード発生回路１３へ供給する。
軸領域のオーディオデータを、例えば８ビットから２ビ
ットに圧縮するような演算を行うことによりパターン圧
縮データを形成し、このパターン圧縮データをクラスコ
ード発生回路１３へ供給する。
【００１５】ＡＤＲＣ回路１２は、通常、ＶＴＲ（Vide
o Tape Recoder）向け高能率符号化用に開発された適応
的量子化を行うものである。ここでは、信号レベルの局
所的なパターンを短い語長で効率的に表現できるので、
信号パターンのクラス分類のコード発生に使用されてい
る。
o Tape Recoder）向け高能率符号化用に開発された適応
的量子化を行うものである。ここでは、信号レベルの局
所的なパターンを短い語長で効率的に表現できるので、
信号パターンのクラス分類のコード発生に使用されてい
る。
【００１６】具体的には、６つの８ビットのオーディオ
データをクラス分類しようとする場合では、２48という
膨大な数のクラスに分類しなければならない。信号波形
の特徴を把握する意味では理想的であるが、回路上の負
担が多く、実用的ではない。そこで、ＡＤＲＣ回路１２
で生成されるパターン圧縮データに基づいてクラス分類
を行っている。例えば、６つのオーディオデータに対し
て１ビットの量子化を実行すると、６つのオーディオデ
ータを６ビットで表すことができ、２6 ＝６４クラスに
分類することが可能である。
データをクラス分類しようとする場合では、２48という
膨大な数のクラスに分類しなければならない。信号波形
の特徴を把握する意味では理想的であるが、回路上の負
担が多く、実用的ではない。そこで、ＡＤＲＣ回路１２
で生成されるパターン圧縮データに基づいてクラス分類
を行っている。例えば、６つのオーディオデータに対し
て１ビットの量子化を実行すると、６つのオーディオデ
ータを６ビットで表すことができ、２6 ＝６４クラスに
分類することが可能である。
【００１７】ここで、ＡＤＲＣ回路１２は、領域内のダ
イナミックレンジをＤＲ、ビット割当をｎ、領域内画素
のデータレベルをＬ、量子化コードをＱとすると、以下
の式（１）に従って、領域内の最大値ＭＡＸと最小値Ｍ
ＩＮとの間を指定されたビット長で均等に分割して量子
化を行う。
イナミックレンジをＤＲ、ビット割当をｎ、領域内画素
のデータレベルをＬ、量子化コードをＱとすると、以下
の式（１）に従って、領域内の最大値ＭＡＸと最小値Ｍ
ＩＮとの間を指定されたビット長で均等に分割して量子
化を行う。
【００１８】
【数１】
【００１９】ＡＤＲＣ回路１２は、時間軸領域切出回路
１１で切り出された各オーディオデータを各２ビットに
圧縮する。なお、圧縮されたオーディオデータをそれぞ
れｑ1〜ｑ6 とする。
１１で切り出された各オーディオデータを各２ビットに
圧縮する。なお、圧縮されたオーディオデータをそれぞ
れｑ1〜ｑ6 とする。
【００２０】クラスコード発生回路１３は、ＡＤＲＣ回
路１２から供給されるパターン圧縮データに基づいて以
下の式（２）の演算を行って、そのブロックが属するク
ラスを検出し、そのクラスを示すクラスコードclass を
メモリテーブル１４へ供給する。このクラスコードclas
s は、メモリテーブル１４からの読み出しアドレスを示
す。
路１２から供給されるパターン圧縮データに基づいて以
下の式（２）の演算を行って、そのブロックが属するク
ラスを検出し、そのクラスを示すクラスコードclass を
メモリテーブル１４へ供給する。このクラスコードclas
s は、メモリテーブル１４からの読み出しアドレスを示
す。
【００２１】
【数２】
【００２２】ここでは、ｎ＝６、Ｐ＝２である。
【００２３】メモリテーブル１４には、補間前後のオー
ディオデータのパターンの関係を学習することにより、
補間前のオーディオデータに対応するオーディオ補間デ
ータを算出するための線形推定式の予測係数が各クラス
コード毎に、記憶されている。なお、メモリテーブル１
４に記憶されている予測係数の作成方法については後述
する。メモリテーブル１４からは、クラスコードclass
で示されるアドレスから、そのクラスの予測係数である
ｗn （class ）（n ＝１〜６）が読み出される。この予
測係数は、推定演算回路１５へ供給される。
ディオデータのパターンの関係を学習することにより、
補間前のオーディオデータに対応するオーディオ補間デ
ータを算出するための線形推定式の予測係数が各クラス
コード毎に、記憶されている。なお、メモリテーブル１
４に記憶されている予測係数の作成方法については後述
する。メモリテーブル１４からは、クラスコードclass
で示されるアドレスから、そのクラスの予測係数である
ｗn （class ）（n ＝１〜６）が読み出される。この予
測係数は、推定演算回路１５へ供給される。
【００２４】推定演算回路１５は、時間軸領域切出回路
１１から供給されるオーディオデータ、およびメモリテ
ーブル１４から供給される予測係数であるｗn （n ＝１
〜６）に基づいて、入力されたオーディオデータに対応
するオーディオ補間データを算出する。
１１から供給されるオーディオデータ、およびメモリテ
ーブル１４から供給される予測係数であるｗn （n ＝１
〜６）に基づいて、入力されたオーディオデータに対応
するオーディオ補間データを算出する。
【００２５】より具体的には、推定演算回路１５は、時
間軸領域切出回路１１より供給されたオーディオデータ
とメモリテーブル１４から供給された予測係数により、
予測係数であるｗn （n ＝１〜６）に基づいて、それぞ
れ以下の式（３）に示す演算を行うことにより、オーデ
ィオ補間データを算出する。
間軸領域切出回路１１より供給されたオーディオデータ
とメモリテーブル１４から供給された予測係数により、
予測係数であるｗn （n ＝１〜６）に基づいて、それぞ
れ以下の式（３）に示す演算を行うことにより、オーデ
ィオ補間データを算出する。
【００２６】
【数３】
【００２７】図２（Ｂ）に示す算出されたオーディオ補
間データは、出力端子を介して出力される。
間データは、出力端子を介して出力される。
【００２８】以上のように、上記オーディオ信号変換措
置は、オーディオ補間データを推定するための予測係数
をメモリテーブル１４に記憶しておき、入力されるオー
ディオデータ、およびメモリテーブル１４から読み出さ
れた予測係数に基づいて推定演算を行こことによって、
オーディオ補間データを出力することができる。すなわ
ち、上記オーディオ信号変換装置は、入力されるオーデ
ィオデータを単に線形補間処理したのとは異なり、実際
のオーディオデータから後述の学習により求められた予
測係数に基づいて推定演算するので、より実際に近い波
形を再現して高音質のオーディオデータを出力すること
ができる。
置は、オーディオ補間データを推定するための予測係数
をメモリテーブル１４に記憶しておき、入力されるオー
ディオデータ、およびメモリテーブル１４から読み出さ
れた予測係数に基づいて推定演算を行こことによって、
オーディオ補間データを出力することができる。すなわ
ち、上記オーディオ信号変換装置は、入力されるオーデ
ィオデータを単に線形補間処理したのとは異なり、実際
のオーディオデータから後述の学習により求められた予
測係数に基づいて推定演算するので、より実際に近い波
形を再現して高音質のオーディオデータを出力すること
ができる。
【００２９】なお、本実施の形態では、データを補間す
るハードウェアに、予測係数が既に記憶されているメモ
リテーブル１３が設けられている場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。
るハードウェアに、予測係数が既に記憶されているメモ
リテーブル１３が設けられている場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】例えば、光ディスク等の記録媒体に通常の
オーディオデータとともに予測係数を記憶させておき、
上述のオーディオ信号変換装置を光ディスク再生装置に
適用してもよい。
オーディオデータとともに予測係数を記憶させておき、
上述のオーディオ信号変換装置を光ディスク再生装置に
適用してもよい。
【００３１】このとき、上記光ディスク再生装置は、光
ディスクに記憶されたオーディオデータの読み出しを開
始する前に上記予測係数を読み出して、この予測係数を
上記メモリテーブル１３に記憶させる。これにより、上
記光ディスク再生装置は、いかなるオーディオデータで
あっても、メモリテーブル１３を取り替えることなく、
波形再現性のよい高音質のオーディオデータを得ること
ができる。
ディスクに記憶されたオーディオデータの読み出しを開
始する前に上記予測係数を読み出して、この予測係数を
上記メモリテーブル１３に記憶させる。これにより、上
記光ディスク再生装置は、いかなるオーディオデータで
あっても、メモリテーブル１３を取り替えることなく、
波形再現性のよい高音質のオーディオデータを得ること
ができる。
【００３２】つぎに、メモリテーブル１４に格納される
予測係数を作成（学習）するための予測係数生成装置に
ついて図３を用いて説明する。上記予測係数生成装置
は、再現すべき高音質オーディオデータを用いることに
よって、メモリテーブル１４に予測係数を記憶させるも
のである。
予測係数を作成（学習）するための予測係数生成装置に
ついて図３を用いて説明する。上記予測係数生成装置
は、再現すべき高音質オーディオデータを用いることに
よって、メモリテーブル１４に予測係数を記憶させるも
のである。
【００３３】上記予測係数生成装置２は、図３に示すよ
うに、高音質オーディオデータを間引く間引き処理回路
２１と、オーディオデータを所定時間毎に切り出す時間
軸領域切出回路２２と、切り出されたオーディオデータ
を圧縮して圧縮データパターンを生成するＡＤＲＣ回路
２３と、上記圧縮データパターンに基づいてクラスコー
ドを発生するクラスコード発生回路２４と、クラスコー
ド毎に正規方程式をたてる正規方程式回路２５と、上記
クラスコード毎に予測係数を決定する予測係数決定回路
２６と、決定された予測係数を記憶するメモリテーブル
２７とを備える。
うに、高音質オーディオデータを間引く間引き処理回路
２１と、オーディオデータを所定時間毎に切り出す時間
軸領域切出回路２２と、切り出されたオーディオデータ
を圧縮して圧縮データパターンを生成するＡＤＲＣ回路
２３と、上記圧縮データパターンに基づいてクラスコー
ドを発生するクラスコード発生回路２４と、クラスコー
ド毎に正規方程式をたてる正規方程式回路２５と、上記
クラスコード毎に予測係数を決定する予測係数決定回路
２６と、決定された予測係数を記憶するメモリテーブル
２７とを備える。
【００３４】予測係数を学習によって得るためには、ま
ず、既に知られている高音質オーディオデータから所定
サンプル間引いた通常のオーディオデータを形成する必
要がある。
ず、既に知られている高音質オーディオデータから所定
サンプル間引いた通常のオーディオデータを形成する必
要がある。
【００３５】具体的には、間引き処理回路２１は、入力
端子を介して供給される高音質オーディオデータに対し
て所定時間毎に間引き処理を行って通常のオーディオデ
ータを生成して、これを時間軸領域切出回路２２に供給
する。なお、この間引き処理回路２１での間引きの程度
によって、生成される予測係数が異なり、さらには上述
のオーディオ信号変換装置１で再現されるオーディオデ
ータも異なる。例えば、上述のオーディオ信号変換装置
１がサンプリング周波数を大きくしたオーディオデータ
を出力するようにするためには、これに対応して、サン
プリング周波数を減らす間引き処理が必要である。ま
た、上記オーディオ信号変換装置１が欠落したデータサ
ンプルを補ってオーディオデータを出力するようにする
ためには、これに応じて、データサンプルを欠落させる
間引き処理が必要である。
端子を介して供給される高音質オーディオデータに対し
て所定時間毎に間引き処理を行って通常のオーディオデ
ータを生成して、これを時間軸領域切出回路２２に供給
する。なお、この間引き処理回路２１での間引きの程度
によって、生成される予測係数が異なり、さらには上述
のオーディオ信号変換装置１で再現されるオーディオデ
ータも異なる。例えば、上述のオーディオ信号変換装置
１がサンプリング周波数を大きくしたオーディオデータ
を出力するようにするためには、これに対応して、サン
プリング周波数を減らす間引き処理が必要である。ま
た、上記オーディオ信号変換装置１が欠落したデータサ
ンプルを補ってオーディオデータを出力するようにする
ためには、これに応じて、データサンプルを欠落させる
間引き処理が必要である。
【００３６】時間軸領域切出回路２２は、間引き処理回
路２１から供給されたオーディオデータを複数の領域に
分割する。具体的には、時間軸領域切出回路２２は、先
に説明した時間軸領域切出回路１１と同一の働きをする
ものである。時間軸領域切出回路２２は、所定時間毎の
オーディオデータをＡＤＲＣ回路２３、および正規方程
式回路２５に供給する。
路２１から供給されたオーディオデータを複数の領域に
分割する。具体的には、時間軸領域切出回路２２は、先
に説明した時間軸領域切出回路１１と同一の働きをする
ものである。時間軸領域切出回路２２は、所定時間毎の
オーディオデータをＡＤＲＣ回路２３、および正規方程
式回路２５に供給する。
【００３７】ＡＤＲＣ回路２３は、上述のように各領域
の全てのデータ、あるいは一部のデータを、例えば８ビ
ットのオーディオデータから２ビットのオーディオデー
タに圧縮する演算を行ってパターン圧縮データを形成
し、このパターン圧縮データをクラスコード発生回路２
４に供給する。なお、ＡＤＲＣ回路２３は、先に説明し
たＡＤＲＣ回路１２と同一のものである。
の全てのデータ、あるいは一部のデータを、例えば８ビ
ットのオーディオデータから２ビットのオーディオデー
タに圧縮する演算を行ってパターン圧縮データを形成
し、このパターン圧縮データをクラスコード発生回路２
４に供給する。なお、ＡＤＲＣ回路２３は、先に説明し
たＡＤＲＣ回路１２と同一のものである。
【００３８】クラスコード発生回路２４は、先に説明し
たクラスコード発生回路１３と同一のものであり、ＡＤ
ＲＣ回路２３から供給されるパターン圧縮データに基づ
いて、上述の式（２）の演算を行う。これにより、上記
クラスコード発生回路２４は、そのブロックの属するク
ラスを検出して、そのクラスを示すクラスコードを正規
方程式回路２５に供給する。
たクラスコード発生回路１３と同一のものであり、ＡＤ
ＲＣ回路２３から供給されるパターン圧縮データに基づ
いて、上述の式（２）の演算を行う。これにより、上記
クラスコード発生回路２４は、そのブロックの属するク
ラスを検出して、そのクラスを示すクラスコードを正規
方程式回路２５に供給する。
【００３９】正規方程式回路２５は、クラスコード発生
回路２４から供給された各クラスコードclass 、各クラ
スコードclass 毎に時間軸領域切出回路２２より供給さ
れたオーディオデータｘ1 ，ｘ2 ，‥‥，ｘn 、入力端
子より供給された高音質オーディオデータｙを用いて、
後述する正規方程式を立てる。
回路２４から供給された各クラスコードclass 、各クラ
スコードclass 毎に時間軸領域切出回路２２より供給さ
れたオーディオデータｘ1 ，ｘ2 ，‥‥，ｘn 、入力端
子より供給された高音質オーディオデータｙを用いて、
後述する正規方程式を立てる。
【００４０】ここで、正規方程式回路２５の説明のため
に、複数個の高音質オーディオデータから通常のオーデ
ィオデータへの変換式の学習とその予測式を用いた信号
変換について述べる。以下に、説明のために学習をより
一般化してｎサンプルによる予測を行う場合について説
明する。オーディオデータのレベルをそれぞれｘ1 ，ｘ
2 ，‥‥，ｘn として、それぞれにｐビットのＡＤＲＣ
を行った結果の量子化データをｑ1 、‥‥、ｑn とす
る。
に、複数個の高音質オーディオデータから通常のオーデ
ィオデータへの変換式の学習とその予測式を用いた信号
変換について述べる。以下に、説明のために学習をより
一般化してｎサンプルによる予測を行う場合について説
明する。オーディオデータのレベルをそれぞれｘ1 ，ｘ
2 ，‥‥，ｘn として、それぞれにｐビットのＡＤＲＣ
を行った結果の量子化データをｑ1 、‥‥、ｑn とす
る。
【００４１】このとき、この領域のクラスコードclass
を式（２）のように定義する。上述のようにオーディオ
データのレベルをそれぞれ、ｘ1 ，ｘ2 ，‥‥，ｘn と
し、高音質オーディオデータのレベルをｙとしたとき、
クラスコード毎に、予測係数ｗ1 ，ｗ2 ，‥‥，ｗn に
よるｎタップの線形推定式を設定する。これを式（４）
に示す。学習前は、ｗn が未定係数である。
を式（２）のように定義する。上述のようにオーディオ
データのレベルをそれぞれ、ｘ1 ，ｘ2 ，‥‥，ｘn と
し、高音質オーディオデータのレベルをｙとしたとき、
クラスコード毎に、予測係数ｗ1 ，ｗ2 ，‥‥，ｗn に
よるｎタップの線形推定式を設定する。これを式（４）
に示す。学習前は、ｗn が未定係数である。
【００４２】
【数４】
【００４３】学習は、クラスコード毎に、複数のオーデ
ィオデータに対して行う。データサンプル数がｍの場
合、式（４）にしたがって、以下に示す式（５）が設定
される。
ィオデータに対して行う。データサンプル数がｍの場
合、式（４）にしたがって、以下に示す式（５）が設定
される。
【００４４】
【数５】
【００４５】ｍ＞ｎの場合、予測係数ｗ1 、‥‥ｗn
は、一意的に決まらないので、誤差ベクトルｅの要素を
以下の式（６）で定義して、式（７）を最小にする予測
係数を求める。いわゆる、最小自乗法による解法であ
る。
は、一意的に決まらないので、誤差ベクトルｅの要素を
以下の式（６）で定義して、式（７）を最小にする予測
係数を求める。いわゆる、最小自乗法による解法であ
る。
【００４６】
【数６】
【００４７】
【数７】
【００４８】ここで、式（７）のｗn による偏微分係数
を求める。それは以下の式（８）を”０”にするよう
に、各ｗn （n ＝１〜６）を求めればよい。
を求める。それは以下の式（８）を”０”にするよう
に、各ｗn （n ＝１〜６）を求めればよい。
【００４９】
【数８】
【００５０】以下、式（９）、式（１０）のようにＸi
j、Ｙi を定義すると、
j、Ｙi を定義すると、
【００５１】
【数９】
【００５２】
【数１０】
【００５３】式（８）は、行列を用いて式（１１）へ書
き換えられる。
き換えられる。
【００５４】
【数１１】
【００５５】この方程式は、一般に正規方程式と呼ばれ
ている。なお、ここでは、ｎ＝６である。
ている。なお、ここでは、ｎ＝６である。
【００５６】全ての学習用のデータの入力が終了した
後、正規方程式回路２５は、各クラスコードclass に、
式（１１）に示す正規方程式を立てて、このデータを予
測係数決定回路３０に供給する。
後、正規方程式回路２５は、各クラスコードclass に、
式（１１）に示す正規方程式を立てて、このデータを予
測係数決定回路３０に供給する。
【００５７】予測係数決定回路３０は、正規方程式を掃
き出し法等の一般的な行列解法を用いて、各ｗn につい
て解き、各クラスコード毎に、予測係数を算出する。換
言すると、上記式（１１）を式（１２）のように書き換
え、 Ｘ・Ｗ＝Ｙ ・・・・・・・・・・（１２） 掃き出し法等の行列解法により式（１３）が求められ、
クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗが算出される。
き出し法等の一般的な行列解法を用いて、各ｗn につい
て解き、各クラスコード毎に、予測係数を算出する。換
言すると、上記式（１１）を式（１２）のように書き換
え、 Ｘ・Ｗ＝Ｙ ・・・・・・・・・・（１２） 掃き出し法等の行列解法により式（１３）が求められ、
クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗが算出される。
【００５８】 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ ・・・・・・・・・（１３） そして、予測係数決定回路３０は、算出された予測係数
をメモリテーブル３１に書き込む。
をメモリテーブル３１に書き込む。
【００５９】このような学習を行った結果、メモリテー
ブル３１には、量子化データｑ1 、‥‥、ｑ6 で規定さ
れるパターン毎に、高音質オーディオデータｙを推定す
るための統計的に最も真値に近い推定が出来る予測係数
が各クラスコード毎に、格納される。このメモリテーブ
ル３１は、本発明のオーディオ信号変換装置において使
用されるメモリテーブル１４である。かかる処理によ
り、線形推定式に従って通常のオーディオデータから高
音質オーディオデータを作成するための予測係数の学習
が終了する。
ブル３１には、量子化データｑ1 、‥‥、ｑ6 で規定さ
れるパターン毎に、高音質オーディオデータｙを推定す
るための統計的に最も真値に近い推定が出来る予測係数
が各クラスコード毎に、格納される。このメモリテーブ
ル３１は、本発明のオーディオ信号変換装置において使
用されるメモリテーブル１４である。かかる処理によ
り、線形推定式に従って通常のオーディオデータから高
音質オーディオデータを作成するための予測係数の学習
が終了する。
【００６０】以上のように、上記予測係数生成装置２
は、オーディオ信号変換装置１で補間処理を行う程度を
考慮して、間引き処理回路２１で高音質のオーディオデ
ータの間引き処理を行うことによって、かかる補間処理
をための予測係数を生成することができる。換言する
と、上記予測係数生成装置２は、間引き処理回路２１の
処理に応じて、オーディオデータのサンプル数を変える
ための予測係数や、また、サンプル数を変えなくても真
値に極めて近いオーディオデータを再現するための予測
係数を生成することができる。
は、オーディオ信号変換装置１で補間処理を行う程度を
考慮して、間引き処理回路２１で高音質のオーディオデ
ータの間引き処理を行うことによって、かかる補間処理
をための予測係数を生成することができる。換言する
と、上記予測係数生成装置２は、間引き処理回路２１の
処理に応じて、オーディオデータのサンプル数を変える
ための予測係数や、また、サンプル数を変えなくても真
値に極めて近いオーディオデータを再現するための予測
係数を生成することができる。
【００６１】なお、本実施の形態の説明では、圧縮デー
タパターンを生成するパターン生成手段として、ＡＤＲ
Ｃ回路１２，２３を設けることにしたが、これはほんの
一例であり、信号波形のパターンを少ないクラスで表現
できるような情報圧縮手段であれば何を設けるかは自由
であり、例えば、ＤＰＣＭ（予測符号化）、ＶＱ（ベク
トル量子化）等の圧縮手段を用いても良いのは勿論であ
る。
タパターンを生成するパターン生成手段として、ＡＤＲ
Ｃ回路１２，２３を設けることにしたが、これはほんの
一例であり、信号波形のパターンを少ないクラスで表現
できるような情報圧縮手段であれば何を設けるかは自由
であり、例えば、ＤＰＣＭ（予測符号化）、ＶＱ（ベク
トル量子化）等の圧縮手段を用いても良いのは勿論であ
る。
【００６２】つぎに、上記オーディオ信号変換装置を用
いたレートコンバータについて図４を参照しながら説明
する。レートコンバータは、例えばサンプリング周波数
の異なるディジタルオーディオ装置間でダビングをする
際のサンプリング周波数の変換に用いられる。
いたレートコンバータについて図４を参照しながら説明
する。レートコンバータは、例えばサンプリング周波数
の異なるディジタルオーディオ装置間でダビングをする
際のサンプリング周波数の変換に用いられる。
【００６３】例えば、サンプリング周波数３２ｋＨｚ
（＝ｆs ）のＢＳ放送Ａモード音声をサンプリング周波
数４４．１ｋＨｚ（＝ｆs'）のミニディスク（ＭＤ）に
ディジタル録音する場合を考える。従来では、ＢＳ放送
Ａモード音声のサンプリング周波数を４４．１ｋＨｚに
変換するときに線形１次補間ディジタルフィルタを用い
て不足データを補間していた。しかし、上記レートコン
バータは、サンプリング周波数４４．１ｋＨｚの正規の
オーディオデータから生成された正規方程式の予測係数
に基づいて、３２ｋＨｚのオーディオデータから４４．
１ｋＨｚのオーディオデータの値を推定して補間するた
め、従来よりも波形再現性のよい高音質なオーディオデ
ータを得ることができる。
（＝ｆs ）のＢＳ放送Ａモード音声をサンプリング周波
数４４．１ｋＨｚ（＝ｆs'）のミニディスク（ＭＤ）に
ディジタル録音する場合を考える。従来では、ＢＳ放送
Ａモード音声のサンプリング周波数を４４．１ｋＨｚに
変換するときに線形１次補間ディジタルフィルタを用い
て不足データを補間していた。しかし、上記レートコン
バータは、サンプリング周波数４４．１ｋＨｚの正規の
オーディオデータから生成された正規方程式の予測係数
に基づいて、３２ｋＨｚのオーディオデータから４４．
１ｋＨｚのオーディオデータの値を推定して補間するた
め、従来よりも波形再現性のよい高音質なオーディオデ
ータを得ることができる。
【００６４】つぎに、上記オーディオ信号変換装置を用
いたオーバーサンプリング処理装置について説明する。
なお、上述した装置及び回路等と同じものについては同
じ符号を付け、詳細な説明は省略する。上記オーバーサ
ンプリング処理装置は、図５に示すように、オーディオ
信号変換部１と、Ｄ／Ａコンバータ３と、アナログ・ポ
スト・フィルタ４とを備える。
いたオーバーサンプリング処理装置について説明する。
なお、上述した装置及び回路等と同じものについては同
じ符号を付け、詳細な説明は省略する。上記オーバーサ
ンプリング処理装置は、図５に示すように、オーディオ
信号変換部１と、Ｄ／Ａコンバータ３と、アナログ・ポ
スト・フィルタ４とを備える。
【００６５】オーディオ信号変換部１は、上述したオー
ディオ信号処理１と同じものであり、入力端子から入力
されるオーディオデータのサンプリング周波数ｆs をサ
ンプリング周波数（Ｎ×ｆs ）にするものである（Ｎ：
自然数）。
ディオ信号処理１と同じものであり、入力端子から入力
されるオーディオデータのサンプリング周波数ｆs をサ
ンプリング周波数（Ｎ×ｆs ）にするものである（Ｎ：
自然数）。
【００６６】このオーディオ信号変換部１のメモリテー
ブル１３には、オーディオデータのサンプリング周波数
ｆs を（Ｎ×ｆs ）に変換するための正規方程式の予測
係数が記憶されている。上記予測係数は、図３に示す上
記予測係数生成装置２の入力端子に正規のサンプリング
周波数（Ｎ×ｆs ）のオーディオデータを供給し、か
つ、間引き処理回路２１で間引き処理を行ってサンプリ
ング周波数をｆs にすることによって生成される。すな
わち、この予測係数をメモリテーブル１３に記憶させる
ことにより、オーディオ信号変換部１は上述のサンプリ
ング周波数を変換することができる。
ブル１３には、オーディオデータのサンプリング周波数
ｆs を（Ｎ×ｆs ）に変換するための正規方程式の予測
係数が記憶されている。上記予測係数は、図３に示す上
記予測係数生成装置２の入力端子に正規のサンプリング
周波数（Ｎ×ｆs ）のオーディオデータを供給し、か
つ、間引き処理回路２１で間引き処理を行ってサンプリ
ング周波数をｆs にすることによって生成される。すな
わち、この予測係数をメモリテーブル１３に記憶させる
ことにより、オーディオ信号変換部１は上述のサンプリ
ング周波数を変換することができる。
【００６７】Ｄ／Ａコンバータ３は、オーディオ信号変
換部１からのオーディオデータをアナログ化して、オー
ディオ信号をアナログ・ポスト・フィルタ４に供給す
る。アナログ・ポスト・フィルタ４は、オーディオ信号
の位相特性を配慮した緩やかな帯域制限処理を施して高
音質のオーディオ信号を出力する。
換部１からのオーディオデータをアナログ化して、オー
ディオ信号をアナログ・ポスト・フィルタ４に供給す
る。アナログ・ポスト・フィルタ４は、オーディオ信号
の位相特性を配慮した緩やかな帯域制限処理を施して高
音質のオーディオ信号を出力する。
【００６８】以上のように、上記オーバーサンプリング
処理装置は、単にオーディオデータのサンプリング周波
数をＮ倍に上げて線形補間処理をしたものをディジタル
／アナログ変換するのではなく、本来のサンプリング周
波数（Ｎ×ｆs ）のオーディオデータを推定演算してか
らディジタル／アナログ変換することによって、正規の
ものに最も近いオーディオデータを生成してアナログ化
することができ、線形補間した場合に比べてより高音質
なオーディオ信号を得ることができる。
処理装置は、単にオーディオデータのサンプリング周波
数をＮ倍に上げて線形補間処理をしたものをディジタル
／アナログ変換するのではなく、本来のサンプリング周
波数（Ｎ×ｆs ）のオーディオデータを推定演算してか
らディジタル／アナログ変換することによって、正規の
ものに最も近いオーディオデータを生成してアナログ化
することができ、線形補間した場合に比べてより高音質
なオーディオ信号を得ることができる。
【００６９】また、オーバーサンプリング処理を上記オ
ーディオ信号変換部１のみだけで行う必要はない。例え
ば、８倍のオーバーサンプリング処理を行う場合、２倍
のオーバーサンプリング処理を上記オーディオ信号変換
部１で行い、かかる処理後、４倍のオーバーサンプリン
グ処理を線形補間によって行うことも可能である。
ーディオ信号変換部１のみだけで行う必要はない。例え
ば、８倍のオーバーサンプリング処理を行う場合、２倍
のオーバーサンプリング処理を上記オーディオ信号変換
部１で行い、かかる処理後、４倍のオーバーサンプリン
グ処理を線形補間によって行うことも可能である。
【００７０】つぎに、オーディオ信号変換装置を用いた
ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）エラー修正装置につ
いて説明する。ＢＳ放送やＣＳ放送で利用されているＰ
ＣＭディジタル音声は、伝送時のエラーに対してブロッ
ク符号化とビットインターリーブ処理が行われ、伝送エ
ラーの検出とその訂正がビット単位で行われている。し
かし、長時間にわたるバーストエラー発生時には、その
エラー訂正能力を超えるため、線形１次補間又は前値保
持によって失われたデータを１サンプル単位で補ってい
る。
ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）エラー修正装置につ
いて説明する。ＢＳ放送やＣＳ放送で利用されているＰ
ＣＭディジタル音声は、伝送時のエラーに対してブロッ
ク符号化とビットインターリーブ処理が行われ、伝送エ
ラーの検出とその訂正がビット単位で行われている。し
かし、長時間にわたるバーストエラー発生時には、その
エラー訂正能力を超えるため、線形１次補間又は前値保
持によって失われたデータを１サンプル単位で補ってい
る。
【００７１】従来では、１サンプルの欠落については線
形１次補間で行って、それ以上の欠落に対しては前値保
持で補っていた。これに対して、上記ＰＣＭエラー修正
装置は、１サンプル以上のエラーが生じてもエラーの修
正を行うことができる。
形１次補間で行って、それ以上の欠落に対しては前値保
持で補っていた。これに対して、上記ＰＣＭエラー修正
装置は、１サンプル以上のエラーが生じてもエラーの修
正を行うことができる。
【００７２】上記ＰＣＭエラー修正装置は、図６に示す
ように、符号化されたＰＣＭビットストリームの復号を
行うＰＣＭ復号部５と、欠落したデータの補間を行うオ
ーディオ信号変換部１とを備える。
ように、符号化されたＰＣＭビットストリームの復号を
行うＰＣＭ復号部５と、欠落したデータの補間を行うオ
ーディオ信号変換部１とを備える。
【００７３】ＰＣＭ復号部５は、ＰＣＭビットストリー
ムのデインターリーブ処理を行うビット・デインターリ
ーブ回路５１と、データの欠落の有無を検出するエラー
検出訂正回路５２とを有する。このエラー検出訂正回路
５２は、データの欠落があったときにデータ補間指示信
号を出力する。
ムのデインターリーブ処理を行うビット・デインターリ
ーブ回路５１と、データの欠落の有無を検出するエラー
検出訂正回路５２とを有する。このエラー検出訂正回路
５２は、データの欠落があったときにデータ補間指示信
号を出力する。
【００７４】オーディオ信号変換部１は、このデータ補
間指示信号が供給されると、欠落した部分のオーディオ
データの補間処理を開始する。このオーディオデータの
補間処理は、メモリテーブル１３に記憶されている正規
方程式の予測係数に基づいて行われる。この予測係数
は、図３に示す予測係数生成装置２にエラーのないオー
ディオデータを入力端子に供給して、間引き処理回路２
１でエラーが生じたような間引き処理を行うことによっ
て生成される。
間指示信号が供給されると、欠落した部分のオーディオ
データの補間処理を開始する。このオーディオデータの
補間処理は、メモリテーブル１３に記憶されている正規
方程式の予測係数に基づいて行われる。この予測係数
は、図３に示す予測係数生成装置２にエラーのないオー
ディオデータを入力端子に供給して、間引き処理回路２
１でエラーが生じたような間引き処理を行うことによっ
て生成される。
【００７５】以上のように、上記ＰＣＭエラー修正装置
は、１サンプルから数サンプルのデータが欠落した場合
であっても、正規のオーディオデータの値を推定演算し
て欠落したデータを補間することができる。すなわち、
上記ＰＣＭエラー修正装置は、単に線形１次補間した場
合に比べて、データが欠落する前のオーディオデータの
波形の再現性を向上させることができる。
は、１サンプルから数サンプルのデータが欠落した場合
であっても、正規のオーディオデータの値を推定演算し
て欠落したデータを補間することができる。すなわち、
上記ＰＣＭエラー修正装置は、単に線形１次補間した場
合に比べて、データが欠落する前のオーディオデータの
波形の再現性を向上させることができる。
【００７６】つぎに、オーディオ信号変換装置を用いた
狭帯域音声信号の高音質化装置について説明する。上記
高音質化装置は、図７に示すように、Ａ／Ｄコンバータ
６と、オーディオ信号変換部１と、Ｄ／Ａコンバータ３
とを備える。ここで、上記オーディオ信号変換部１は、
例えばＡＭラジオ放送のような狭帯域音声信号のサンプ
リング周波数を上げて、高音質のオーディオデータを得
るために用いる。
狭帯域音声信号の高音質化装置について説明する。上記
高音質化装置は、図７に示すように、Ａ／Ｄコンバータ
６と、オーディオ信号変換部１と、Ｄ／Ａコンバータ３
とを備える。ここで、上記オーディオ信号変換部１は、
例えばＡＭラジオ放送のような狭帯域音声信号のサンプ
リング周波数を上げて、高音質のオーディオデータを得
るために用いる。
【００７７】これにより、Ａ／Ｄコンバータ６に入力さ
れた通常のＡＭ放送の音声信号は、上記オーディオ信号
変換部１を介して、Ｄ／Ａコンバータ３から高音質化さ
れて出力される。
れた通常のＡＭ放送の音声信号は、上記オーディオ信号
変換部１を介して、Ｄ／Ａコンバータ３から高音質化さ
れて出力される。
【００７８】以上のように、上記高音質化装置は、ＡＭ
ラジオ放送のような狭帯域の音声信号を受信する受信機
に使用することによって、低品質な音声信号から高周波
成分の波形を再現してより聞き取り易い音声を出力する
ことができる。なお、同軸ケーブル等の狭帯域伝送媒体
により音声信号が送信される電話機に上記高音質化装置
を適用することも可能である。
ラジオ放送のような狭帯域の音声信号を受信する受信機
に使用することによって、低品質な音声信号から高周波
成分の波形を再現してより聞き取り易い音声を出力する
ことができる。なお、同軸ケーブル等の狭帯域伝送媒体
により音声信号が送信される電話機に上記高音質化装置
を適用することも可能である。
【００７９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るオーディオ信号変換装置及び方法によれば、良好な波
形再現性の実現による高音質なディジタルオーディオ信
号を得ることができ、また、エラーが生じても元のディ
ジタルオーディオ信号をほぼ完全に再現することができ
る。すなわち、上記オーディオ信号変換装置及び方法に
よって、高音質なエラー修正や低品質な音声信号の高音
質化にも非常に有効である。
るオーディオ信号変換装置及び方法によれば、良好な波
形再現性の実現による高音質なディジタルオーディオ信
号を得ることができ、また、エラーが生じても元のディ
ジタルオーディオ信号をほぼ完全に再現することができ
る。すなわち、上記オーディオ信号変換装置及び方法に
よって、高音質なエラー修正や低品質な音声信号の高音
質化にも非常に有効である。
【００８０】本発明に係る予測係数生成装置及び方法に
よれば、間引き処理手段の間引き処理に応じて、オーデ
ィオデータのサンプル数を変えるための予測係数や、ま
た、サンプル数を変えなくても真値に極めて近いオーデ
ィオデータを再現するための予測係数を生成することが
できる。
よれば、間引き処理手段の間引き処理に応じて、オーデ
ィオデータのサンプル数を変えるための予測係数や、ま
た、サンプル数を変えなくても真値に極めて近いオーデ
ィオデータを再現するための予測係数を生成することが
できる。
【００８１】本発明に係る予測係数格納媒体は、予測係
数を提供して、この予測係数と入力されたディジタルオ
ーディオ信号に基づいて、高音質で波形再現性のよいデ
ィジタルオーディオ信号を生成することができる。
数を提供して、この予測係数と入力されたディジタルオ
ーディオ信号に基づいて、高音質で波形再現性のよいデ
ィジタルオーディオ信号を生成することができる。
【図１】本発明に係るディジタルオーディオ信号変換装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図２】補間前後のオーディオデータを示す図である。
【図３】本発明に係る予測係数生成装置の具体的な構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】レートコンバータの構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】オーバーサンプリング処理装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】ＰＣＭエラー修正装置の構成を示すブロック図
である。
である。
【図７】狭帯域音声信号の高音質化装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１１，２２ 時間軸領域切出回路、１２，２３ ＡＤＲ
Ｃ回路、１３，２４クラスコード発生回路、１４，２７
メモリテーブル、１５ 推定演算回路、２１ 間引き
処理回路、２５ 正規方程式回路、２６ 予測係数決定
回路
Ｃ回路、１３，２４クラスコード発生回路、１４，２７
メモリテーブル、１５ 推定演算回路、２１ 間引き
処理回路、２５ 正規方程式回路、２６ 予測係数決定
回路
Claims (12)
- 【請求項１】 所定時間毎にディジタルオーディオ信号
を切り出す信号切出手段と、 切り出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮
データパターンを生成するパターン生成手段と、 生成された圧縮データパターンに基づいて、上記切り出
されたディジタルオーディオ信号の属するクラスコード
を発生するクラスコード発生手段と、 ディジタルオーディオ信号を変換するための推定式の予
測係数がクラスコード毎に、記憶され、上記クラスコー
ド発生手段で発生されたクラスの予測係数を出力する予
測係数記憶手段と、 上記予測係数記憶手段から出力された予測係数と上記切
り出されたディジタルオーディオ信号に基づいて推定演
算して、変換処理済みのディジタルオーディオ信号を出
力する推定演算手段とを備えるオーディオ信号変換装
置。 - 【請求項２】 上記予測係数記憶手段は、ディジタルオ
ーディオ信号を所定のサンプリング周波数に変換するた
めの推定式の予測係数がクラスコード毎に、記憶され、 上記推定演算手段は、上記所定のサンプリング周波数に
変換されたディジタルオーディオ信号を出力することを
特徴とする請求項１記載のオーディオ信号変換装置。 - 【請求項３】 上記所定のサンプリング周波数に変換さ
れたディジタルオーディオ信号をアナログ化するディジ
タル／アナログ変換手段を備えることを特徴とする請求
項２記載のオーディオ信号変換装置。 - 【請求項４】 アナログオーディオ信号をディジタル化
するアナログ／ディジタル変換手段とを備え、 上記アナログ／ディジタル変換手段は、ディジタル化し
たディジタルオーディオ信号を上記信号切出手段に供給
することを特徴とする請求項３記載のオーディオ信号変
換装置。 - 【請求項５】 圧縮符号化されたビットストリームを復
号するとともに、復号されたディジタルオーディオ信号
のエラーを検出する復号手段を備え、 上記信号切出手段は、エラー検出された部分のディジタ
ルオーディオ信号を切り出すことを特徴とする請求項１
記載のオーディオ信号変換装置。 - 【請求項６】 上記予測係数記憶手段は、欠落したディ
ジタルオーディオ信号を補間するための推定式の予測係
数がクラスコード毎に、記憶され、 上記推定演算手段は、欠落したディジタルオーディオ信
号を補間して、補間処理済みのディジタルオーディオ信
号を出力することを特徴とする請求項５記載のオーディ
オ信号変換装置。 - 【請求項７】 所定時間毎にディジタルオーディオ信号
を切り出し、 切り出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮
データパターンを生成し、 生成された圧縮データパターンに基づいて、上記切り出
されたディジタルオーディオ信号の属するクラスコード
を発生し、 ディジタルオーディオ信号を変換するための推定式の予
測係数がクラスコード毎に、記憶され、上記クラスコー
ド発生手段で発生されたクラスの予測係数を出力し、 出力された予測係数と上記切り出されたディジタルオー
ディオ信号に基づいて推定演算して、変換処理済みのデ
ィジタルオーディオ信号を出力することを特徴とするオ
ーディオ信号変換方法。 - 【請求項８】 ディジタルオーディオ信号を間引く間引
き処理手段と、 間引かれたディジタルオーディオ信号を所定時間毎に切
り出す信号切出手段と、 切り出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮
データパターンを生成するパターン生成手段と、 生成された圧縮データパターンに基づいて、上記切り出
されたディジタルオーディオ信号の属するクラスコード
を発生するクラスコード発生手段と、 あるクラスコードにおける上記発生した圧縮データパタ
ーンの所定サンプルの行列式をＸ、算出すべき予測係数
の行列式をＷ、間引かれる前のディジタルオーディオ信
号の所定サンプルの行列式をＹとしたとき、 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ 上記算出式から各クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗ
を算出する予測係数算出手段と、 上記算出された予測係数を記憶する記憶手段とを備える
予測係数生成装置。 - 【請求項９】 上記間引き処理手段は、ディジタルオー
ディオ信号のサンプリング周波数を小さくするように間
引くことを特徴とする請求項８記載の予測係数生成装
置。 - 【請求項１０】 上記間引き処理手段は、上記ディジタ
ルオーディオ信号のデータサンプルを欠落することを特
徴とする請求項８記載の予測係数生成装置。 - 【請求項１１】 ディジタルオーディオ信号の間引き処
理を行い、 間引かれたディジタルオーディオ信号を所定時間毎に切
り出し、 切り出されたディジタルオーディオ信号を圧縮して圧縮
データパターンを生成し、 生成された圧縮データパターンに基づいて、上記切り出
されたディジタルオーディオ信号の属するクラスコード
を発生し、 あるクラスコードにおける上記発生した圧縮データパタ
ーンの所定サンプルの行列式をＸ、算出すべき予測係数
の行列式をＷ、間引かれる前のディジタルオーディオ信
号の所定サンプルの行列式をＹとしたとき、 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ 上記算出式から各クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗ
を算出し、 算出された予測係数を記憶することを特徴とする予測係
数生成方法。 - 【請求項１２】 ディジタルオーディオ信号の間引き処
理を行い、間引かれたディジタルオーディオ信号を所定
時間毎に切り出し、切り出されたディジタルオーディオ
信号を圧縮して圧縮データパターンを生成し、生成され
た圧縮データパターンに基づいて、上記切り出されたデ
ィジタルオーディオ信号の属するクラスコードを発生
し、あるクラスコードにおける上記発生した圧縮データ
パターンの所定サンプルの行列式をＸ、算出すべき予測
係数の行列式をＷ、間引かれる前のディジタルオーディ
オ信号の所定サンプルの行列式をＹとしたとき、 Ｗ＝Ｘ-1・Ｙ 上記算出式から各クラスコード毎に予測係数の行列式Ｗ
を算出することによって生成された予測係数が格納され
る予測係数格納媒体。
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