JPH1079667A - Distortion detecting device, device and method for distortion correction - Google Patents

Distortion detecting device, device and method for distortion correction

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JPH1079667A
JPH1079667A JP8448397A JP8448397A JPH1079667A JP H1079667 A JPH1079667 A JP H1079667A JP 8448397 A JP8448397 A JP 8448397A JP 8448397 A JP8448397 A JP 8448397A JP H1079667 A JPH1079667 A JP H1079667A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct the distortion of an input digital audio signal by detecting the appearance frequency of each code expressing the quantization level of a digital audio signal and detecting distortion based on the linear error of an analog/digital(A/D) converter from a signal converted by the converter. SOLUTION: A switching means 1 in the distortion correcting device 10 switches a digital audio signal converted into a code by the A/D converter 11 and stores the switched signal in a storage means 2. An appearance frequency detecting means 3 reads out the digital audio signal and detects the appearance frequency of each code expressing the quantization level of each of plural samples and a normalizing means 4 detects distortion based on the linear error of the A/D converter 11 from the detected appearance frequency as normalized appearance frequency. An error bit detecting means 5 detects an error bit from the code of the appearance frequency and a digital signal processing means 6 corrects an error bit detected from the inputted digital audio signal and outputs a corrected signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アナログオーディ
オ信号をアナログ/デジタル変換器でデジタルオーディ
オ信号にアナログ/デジタル変換した時に発生したアナ
ログ/デジタル変換器の直線性誤差(変換誤差)に基づく
歪みを検出し、デジタルオーディオ信号に含まれる上記
歪みを補正する歪み検出装置および歪み補正装置および
歪み補正方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog / digital converter which converts a digital audio signal into a digital audio signal by converting the analog / digital signal into a digital audio signal. The present invention relates to a distortion detection device, a distortion correction device, and a distortion correction method for detecting and correcting the distortion included in a digital audio signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アナログ/デジタル変換器(A/
Dコンバータ: Analog/Digital コンバータ)は、A/D
変換精度により直線性誤差を有している。A/Dコンバ
ータによりアナログオーディオ信号をデジタルオーディ
オ信号に変換したとき、変換されたデジタルオーディオ
信号にはA/Dコンバータの直線性誤差(以下、変換誤
差という)に基づく歪みが生じる。この場合、A/Dコ
ンバータを用いてA/D変換する際、A/Dコンバータ
内部の抵抗値を調整したり、外付けの回路によりビット
重みを調整することにより、A/D変換時点で変換誤差
に基づく歪みをある程度は低減することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an analog / digital converter (A /
D converter: Analog / Digital converter) is A / D
There is a linearity error due to the conversion accuracy. When an analog audio signal is converted into a digital audio signal by the A / D converter, the converted digital audio signal is distorted due to a linearity error of the A / D converter (hereinafter, referred to as a conversion error). In this case, when performing A / D conversion using the A / D converter, the resistance is adjusted at the time of A / D conversion by adjusting the resistance value inside the A / D converter or adjusting the bit weight by an external circuit. The distortion based on the error can be reduced to some extent.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過去に
A/D変換されデジタル記録が行なわれた数多くの音楽
ソフト(過去に録音されたデジタルオーディオ信号)は、
そもそも、低いビット数(例えば13ビットあるいは1
4ビット)の変換精度の悪いA/DコンバータによりA
/D変換されているため、A/Dコンバータ自体を調整
しても変換誤差を有しており(現在のA/Dコンバータ
(例えば16ビット)と比較して変換誤差に基づく歪みを
多く有しており)、この変換精度の悪さによる変換誤差
に基づく歪みが、収録された音楽信号の品質を劣化させ
ている要因の1つとなっている。従って、過去の録音時
に使用したA/Dコンバータの変換誤差に基づく歪みを
低減したデジタルオーディオ信号を得ることが現在望ま
れている。
However, many music software (digital audio signals recorded in the past) which have been A / D converted and digitally recorded in the past,
In the first place, a low bit number (for example, 13 bits or 1 bit)
A / D converter with low conversion accuracy (4 bits)
/ D conversion, there is a conversion error even if the A / D converter itself is adjusted (current A / D converter
(For example, 16 bits), the distortion based on the conversion error due to the poor conversion accuracy is one of the factors that degrade the quality of the recorded music signal. Has become one. Therefore, it is now desired to obtain a digital audio signal with reduced distortion based on the conversion error of the A / D converter used in the past recording.

【0004】この場合、過去の録音時に使用したA/D
コンバータの特性を測定し、その特性に基づいてA/D
変換誤差の補正をすることは可能であるが、A/Dコン
バータの特性は経時変化するので、A/D変換時に用い
られていたA/Dコンバータ自体から、A/D変換時の
特性,すなわち変換誤差を正確に検出することはできな
い。また、録音時に用いた13ビットあるいは14ビッ
トのA/Dコンバータは現存しないことが多く、この場
合には、A/Dコンバータの特性をA/Dコンバータか
ら検出することはできない。このように、従来では、過
去の録音時に用いられた13ビットあるいは14ビット
のA/Dコンバータが現存するか否かにかかわらず、こ
れを用いては、デジタルオーディオ信号のA/D変換誤
差を正確に検出することは難かしく、従って、A/D変
換誤差を低減することができないという問題があった。
In this case, the A / D used in the past recording
The characteristics of the converter are measured, and the A / D
Although it is possible to correct the conversion error, since the characteristics of the A / D converter change with time, the characteristics at the time of A / D conversion, that is, the characteristics at the time of A / D conversion from the A / D converter used at the time of A / D conversion itself, ie, Conversion errors cannot be accurately detected. In many cases, the 13-bit or 14-bit A / D converter used for recording does not exist. In this case, the characteristics of the A / D converter cannot be detected from the A / D converter. As described above, conventionally, regardless of whether or not the 13-bit or 14-bit A / D converter used in the past recording exists, the A / D conversion error of the digital audio signal can be reduced by using this. It is difficult to detect accurately, and there is a problem that the A / D conversion error cannot be reduced.

【0005】また、変換誤差に基づく歪みを有した状態
で記録されたデジタルオーディオ信号から(すでに収録
された音楽信号から)、A/D変換時の変換誤差を推定
(検出)することも困難であった。すなわち、デジタルオ
ーディオ信号からA/D変換時の変換誤差を推定(検出)
する装置として、正弦波ヒストグラム法を用いる測定装
置が知られているが、この測定装置では、歪みのない正
弦波を被測定対象のA/Dコンバータに入力し、ヒスト
グラムを得て、そのヒストグラムを用いて測定対象の変
換誤差を測定するものであって、デジタルオーディオ信
号のように正弦波でないものを信号源とする場合、変換
誤差を推定(検出)することはできなかった。
Further, a conversion error at the time of A / D conversion is estimated from a digital audio signal recorded from a digital audio signal having a distortion based on the conversion error (from an already recorded music signal).
(Detection) was also difficult. That is, the conversion error at the time of A / D conversion is estimated (detected) from the digital audio signal.
A measuring device using a sine wave histogram method is known as a device for performing the above. In this measuring device, a sine wave without distortion is input to an A / D converter to be measured, a histogram is obtained, and the histogram is obtained. In the case where a conversion error of a measurement target is measured using a signal source other than a sine wave such as a digital audio signal, the conversion error cannot be estimated (detected).

【0006】このように、従来では、すでにA/D変換
がなされ収録されたデジタルオーディオ信号(音楽信号)
から、A/D変換時の変換誤差を推定(検出)することが
困難であり、従って、A/D変換時の変換誤差に基づく
歪みを低減したデジタルオーディオ信号を得ることはで
きなかった。
As described above, conventionally, a digital audio signal (music signal) that has already been subjected to A / D conversion and recorded has been recorded.
Therefore, it is difficult to estimate (detect) a conversion error at the time of A / D conversion, and it has not been possible to obtain a digital audio signal with reduced distortion based on the conversion error at the time of A / D conversion.

【0007】本発明は、直線性誤差を有したアナログ/
デジタル変換器でアナログ/デジタル変換されたデジタ
ルオーディオ信号から(すでに収録された音楽信号か
ら)、アナログ/デジタル変換時のアナログ/デジタル
変換器の直線性誤差に基づく歪みを推定(検出)して、デ
ジタルオーディオ信号に含まれる歪みを低減するようデ
ジタルオーディオ信号を補正することの可能な歪み検出
装置および歪み補正装置および歪み補正方法を提供する
ことを目的としている。
The present invention relates to an analog / digital converter having a linearity error.
Estimate (detect) distortion based on the linearity error of the analog / digital converter at the time of analog / digital conversion from the digital audio signal that has been analog / digital converted by the digital converter (from the already recorded music signal), An object of the present invention is to provide a distortion detection device, a distortion correction device, and a distortion correction method that can correct a digital audio signal so as to reduce distortion included in the digital audio signal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、デジタルオーディオ信号を
記憶する記憶手段と、該記憶手段から前記デジタルオー
ディオ信号を読み出し複数サンプルについて各々の量子
化レベルを表わすコード毎の出現度数を検出する出現度
数検出手段と、該出現度数検出手段で検出された前記コ
ード毎の出現度数から前記アナログ/デジタル変換器の
直線性誤差に基づく歪みを正規化された出現度数として
検出する正規化手段と、該正規化手段で検出した正規化
された出現度数のコードから誤差ビットを検出する誤差
ビット検出手段とを備えていることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a storage unit for storing a digital audio signal, and the digital audio signal is read from the storage unit, and each of the plurality of samples is read for a plurality of samples. An appearance frequency detection means for detecting an appearance frequency for each code representing a quantization level; and a distortion based on a linearity error of the analog / digital converter based on the appearance frequency for each code detected by the appearance frequency detection means. It is characterized by comprising a normalizing means for detecting as a normalized appearance frequency, and an error bit detecting means for detecting an error bit from a code of the normalized appearance frequency detected by the normalization means.

【0009】また、請求項2記載の発明は、アナログ/
デジタル変換器によりコードに変換されたデジタルオー
ディオ信号のコード毎の出現度数から、アナログ/デジ
タル変換器の直線性誤差に基づく歪みの生じた誤差ビッ
トを検出する変換誤差検出手段と、変換誤差検出手段か
らの検出結果に基づいて、デジタルオーディオ信号のア
ナログ/デジタル変換器の直線性誤差に基づく歪みの生
じた誤差ビットを補正する変換誤差補正手段とを具備す
ることを特徴としている。
The invention according to claim 2 is an analog / digital converter.
Conversion error detection means for detecting, from the appearance frequency of each code of a digital audio signal converted into a code by a digital converter, an error bit having a distortion based on a linearity error of the analog / digital converter, and conversion error detection means And a conversion error correction unit for correcting an error bit in which a distortion based on a linearity error of a digital audio signal analog-to-digital converter has occurred based on a detection result from the digital audio signal.

【0010】また、請求項3記載の発明は、請求項2記
載の歪み補正装置において、前記変換誤差検出手段は、
該切替手段から入力された前記デジタルオーディオ信号
を記憶する記憶手段と、該記憶手段から前記デジタルオ
ーディオ信号を読み出し複数サンプルについて各々の量
子化レベルを表わすコード毎の出現度数を検出する出現
度数検出手段と、該出現度数検出手段で検出された前記
コード毎の出現度数から前記アナログ/デジタル変換器
の直線性誤差に基づく歪みを正規化された出現度数とし
て検出する正規化手段と、該正規化手段で検出した正規
化された出現度数のコードから誤差ビットを検出する誤
差ビット検出手段とを具備することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the distortion correction apparatus according to the second aspect, the conversion error detecting means includes:
Storage means for storing the digital audio signal input from the switching means, and occurrence frequency detection means for reading the digital audio signal from the storage means and detecting the frequency of occurrence of each code representing a quantization level for a plurality of samples Normalizing means for detecting a distortion based on a linearity error of the analog / digital converter as a normalized frequency of occurrence from the frequency of occurrence of each code detected by the frequency of occurrence detection means; And an error bit detecting means for detecting an error bit from the code of the normalized frequency of occurrence detected in (1).

【0011】また、請求項4記載の発明は、請求項3記
載の歪み補正装置において、出現度数検出手段は、デジ
タルオーディオ信号の量子化レベルを表わすコードをア
ドレスとして記憶するヒストグラムメモリを有し、記憶
手段から読み出したデジタルオーディオ信号のコードに
対応するアドレスのデータを、ヒストグラムメモリから
読み出して1を加算し、加算したデータをアドレスメモ
リに書き込み、コード毎の出現度数を表わすヒストグラ
ムを作成することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the distortion correction apparatus of the third aspect, the appearance frequency detecting means has a histogram memory for storing a code representing a quantization level of the digital audio signal as an address, Data of the address corresponding to the code of the digital audio signal read from the storage means is read from the histogram memory, 1 is added, the added data is written in the address memory, and a histogram representing the frequency of appearance for each code is created. Features.

【0012】また、請求項5記載の発明は、請求項3記
載の歪み補正装置において、正規化手段は、出現度数検
出手段で得たコード毎の出現度数から、量子化レベルが
近接する複数コードを1ブロックとして全てのコードを
複数ブロックに分割し、各ブロック毎に平均出現度数を
求め、各ブロックにおける各コードを平均出現度数で割
った出現度数を正規化された出現度数とすることを特徴
としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the distortion correction apparatus according to the third aspect, the normalizing means includes a plurality of codes whose quantization levels are close to each other based on the appearance frequency of each code obtained by the appearance frequency detection means. Is a block, all codes are divided into a plurality of blocks, an average appearance frequency is obtained for each block, and an appearance frequency obtained by dividing each code in each block by the average appearance frequency is set as a normalized appearance frequency. And

【0013】また、請求項6記載の発明は、請求項3記
載の歪み補正装置において、誤差ビット検出手段は、正
規化手段で検出された正規化された出現度数に基づい
て、コード毎の量子化レベルの差をアナログ/デジタル
変換器の直線性誤差に基づく歪みの生じた誤差ビットと
して検出することを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the distortion correction apparatus according to the third aspect, the error bit detecting means is configured to determine a quantum for each code based on the normalized frequency of occurrence detected by the normalizing means. It is characterized in that the difference between the conversion levels is detected as an error bit having a distortion based on the linearity error of the analog / digital converter.

【0014】また、請求項7記載の発明は、請求項2記
載の歪み補正装置において、デジタル信号処理手段は、
入力されたデジタルオーディオ信号の誤差ビットを正し
いと推定されるコードに補正して出力することを特徴と
している。
According to a seventh aspect of the present invention, in the distortion correction apparatus of the second aspect, the digital signal processing means comprises:
It is characterized in that error bits of an input digital audio signal are corrected to a code estimated to be correct and output.

【0015】また、請求項8記載の発明は、請求項7記
載の歪み補正装置において、デジタル信号処理手段にお
ける正しいコードの推定は、誤差ビットを有する各コー
ドの正規化した出現度数の平均をXとし、デジタルオー
ディオ信号の同じ値が時刻K1からKtまで複数サンプル
t個続いた時、同じ値が続く最初のサンプルの値と1
つ前のサンプルの値との第1の差D1をとり、同じ値が
続いた最後のサンプルの値と1つ後のサンプルの値との
第2の差D2をとり、第1の差D1及び第2の差D2が
正の値の場合、複数サンプルのうちKt/XからKtまでの
値を+1とし、第1の差D1及び第2の差D2が負の値
の場合、複数サンプルのうちK1からKt(1−1/X)ま
での値を+1とすることを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the distortion correction apparatus of the seventh aspect, the correct code estimation in the digital signal processing means is performed by calculating the average of the normalized appearance frequency of each code having error bits by X. When the same value of the digital audio signal continues for a plurality of samples K t from time K 1 to K t , the value of the first sample having the same value and 1
Take the first difference D1 from the value of the previous sample, take the second difference D2 between the value of the last sample followed by the same value and the value of the next sample, and take the first difference D1 and If the second difference D2 is a positive value, the value of the K t / X of the plurality of samples to K t is +1, if the first difference D1 and the second difference D2 is a negative value, a plurality of samples Among them, the value from K 1 to K t (1-1 / X) is set to +1.

【0016】また、請求項9記載の発明は、アナログ/
デジタル変換器によりコードに変換されたデジタルオー
ディオ信号を記憶する記憶手段と、該記憶手段から前記
デジタルオーディオ信号を読み出し複数サンプルについ
て各々の量子化レベルを表わすコード毎の出現度数をレ
ベル分布として検出する出現度数検出手段と、該出現度
数検出手段で検出されたレベル分布に対しローパスフィ
ルタリング処理を施して、アナログ/デジタル変換器に
誤差が無い場合の理想的なレベル分布に近似し、ローパ
スフィルタリング処理がなされる前のレベル分布を前記
理想的なレベル分布に近似した結果で除算したものを正
規化されたレベル分布として検出する正規化手段と、正
規化手段で正規化されたレベル分布からデジタルオーデ
ィオ信号のレベルに対する変換テーブルを算出する変換
テーブル算出手段と、前記デジタルオーディオ信号のレ
ベルを前記変換テーブルに従ったレベルデータに置換し
て出力するデータ置換手段とを備えていることを特徴と
している。
The invention according to claim 9 is an analog / digital converter.
Storage means for storing a digital audio signal converted into a code by a digital converter, and reading out the digital audio signal from the storage means, and detecting, as a level distribution, an appearance frequency of each code representing a quantization level for a plurality of samples; Low frequency filtering is performed on the frequency distribution detected by the frequency detecting means and the level distribution detected by the frequency detecting means to approximate the ideal level distribution when there is no error in the analog / digital converter. A normalization means for detecting a level distribution obtained by dividing the level distribution before being performed by the result approximating the ideal level distribution as a normalized level distribution, and a digital audio signal from the level distribution normalized by the normalization means. Conversion table calculating means for calculating a conversion table for each level It is characterized in that a data replacing means for outputting the level of said digital audio signal by substituting the level data according to the conversion table.

【0017】また、請求項10記載の発明は、アナログ
/デジタル変換器を使用して収録されたデジタルオーデ
ィオ信号のレベル分布から、使用されたアナログ/デジ
タル変換器の変換誤差を検出し、その検出した変換誤差
から変換テーブルを算出し、前記デジタルオーディオ信
号に対してテーブル変換処理を行ない、アナログ/デジ
タル変換器の変換誤差によって発生した歪みを補正する
ことを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, a conversion error of a used analog / digital converter is detected from a level distribution of a digital audio signal recorded using the analog / digital converter, and the detection is performed. A conversion table is calculated from the obtained conversion error, a table conversion process is performed on the digital audio signal, and distortion generated by a conversion error of the analog / digital converter is corrected.

【0018】また、請求項11記載の発明は、請求項1
0記載の歪み補正方法において、前記変換テーブルは、
アナログ/デジタル変換器を使用して収録されたデジタ
ルオーディオ信号に対し、一定サンプル数のレベル分布
をとり、該レベル分布にローパスフィルタリング処理を
施して、アナログ/デジタル変換器に誤差が無い場合の
理想的なレベル分布に近似し、ローパスフィルタリング
処理がなされる前のレベル分布を前記理想的なレベル分
布に近似した結果で除算したものを積算することによっ
て作成されることを特徴としている。
The invention according to claim 11 is the same as the claim 1.
0, wherein the conversion table is:
The digital audio signal recorded using the analog / digital converter is subjected to a level distribution of a fixed number of samples, and the level distribution is subjected to a low-pass filtering process, which is ideal when there is no error in the analog / digital converter. It is characterized in that it is created by multiplying the result obtained by dividing the level distribution before the low-pass filtering process is performed by the result of approximation to the ideal level distribution.

【0019】また、請求項12記載の発明は、アナログ
/デジタル変換器にリニアカウントアップ信号を入力
し、このときの該アナログ/デジタル変換器の入力信号
と出力信号とを比較して、該アナログ/デジタル変換器
の変換誤差を算出し、該アナログ/デジタル変換器から
の出力信号に含まれる変換誤差に基づく歪みを、上記の
ように算出された変換誤差によって補正することを特徴
としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, a linear count-up signal is input to an analog / digital converter, and an input signal and an output signal of the analog / digital converter at this time are compared with each other. The conversion error of the digital / digital converter is calculated, and the distortion based on the conversion error included in the output signal from the analog / digital converter is corrected by the conversion error calculated as described above.

【0020】請求項1乃至請求項8記載の発明によれ
ば、デジタルオーディオ信号のコード毎の出現度数から
アナログ/デジタル変換器の直線性誤差に基づく歪みが
生じたビットを検出することができ、また、その検出結
果に基づいてデジタルオーディオ信号のアナログ/デジ
タル変換器の直線性誤差に基づく歪みが生じたビットを
補正するため、入力したデジタルオーディオ信号のアナ
ログ/デジタル変換器の直線性誤差に基づく歪みを低減
することができる。
According to the first to eighth aspects of the present invention, it is possible to detect a bit having a distortion based on a linearity error of an analog / digital converter from a frequency of appearance of each code of a digital audio signal, Further, based on the detection result, in order to correct the bit in which the distortion based on the linearity error of the analog / digital converter of the digital audio signal has occurred, it is based on the linearity error of the analog / digital converter of the input digital audio signal. Distortion can be reduced.

【0021】また、請求項4記載の発明によれば、デジ
タルオーディオ信号の量子化レベルを表わすコードをア
ドレスとして記憶するヒストグラムメモリを有し、記憶
手段から読み出したデジタルオーディオ信号のコードに
対応するアドレスのデータを、ヒストグラムメモリから
読み出して1を加算し、1を加算されたデータをアドレ
スメモリに書き込み、コード毎の出現度数を表わすヒス
トグラムを作成するため、デジタルオーディオ信号のよ
うな、歪みがなく純粋な正弦波でない信号源であって
も、コード毎の出現度数を検出することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a histogram memory for storing a code representing a quantization level of a digital audio signal as an address, and an address corresponding to the code of the digital audio signal read from the storage means. Is read from the histogram memory, 1 is added, and the data obtained by adding 1 is written to the address memory, and a histogram representing the frequency of appearance for each code is created. Even if the signal source is not a sinusoidal wave, the frequency of appearance for each code can be detected.

【0022】また、請求項5記載の発明によれば、コー
ド毎の出現度数から量子化レベルが近接する複数コード
を1ブロックとして全てのコードを複数ブロックに分割
し、各ブロック毎に平均出現度数を求め、各ブロックに
おける各コードを平均出現度数で割った出現度数を、正
規化された出現度数として求めることができるため、デ
ジタルオーディオ信号の直線性誤差に基づく歪みをコー
ド毎の出現度数として検出することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, all codes are divided into a plurality of blocks by using a plurality of codes having quantization levels close to each other as one block based on the appearance frequency of each code, and the average appearance frequency is determined for each block. , And the appearance frequency obtained by dividing each code in each block by the average appearance frequency can be obtained as the normalized appearance frequency, so that the distortion based on the linearity error of the digital audio signal is detected as the appearance frequency for each code. can do.

【0023】また、請求項6記載の発明によれば、直線
性誤差検出手段で検出された正規化された出現度数に基
づいて、コード毎の量子化レベルの差を、アナログ/デ
ジタル変換器の直線性誤差に基づく歪みの生じたビット
数として検出することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, based on the normalized frequency of occurrence detected by the linearity error detecting means, the difference between the quantization levels for each code is determined by the analog / digital converter. It can be detected as the number of bits in which distortion based on the linearity error has occurred.

【0024】また、請求項7記載の発明によれば、誤差
ビット検出手段で検出された入力されたデジタルオーデ
ィオ信号の誤差ビットを、正しいと推定されるコードと
置き換えて出力するため、デジタルオーディオ信号のア
ナログ/デジタル変換器の直線性誤差に基づく歪みを低
減することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the error bit of the input digital audio signal detected by the error bit detecting means is replaced with a code estimated to be correct and output, so that the digital audio signal is output. , The distortion based on the linearity error of the analog / digital converter can be reduced.

【0025】また、請求項9乃至請求項11記載の発明
によれば、アナログ/デジタル変換器を使用して収録さ
れたデジタルオーディオ信号のレベル分布から、使用さ
れたアナログ/デジタル変換器の変換誤差を検出し、そ
の検出した変換誤差から変換テーブルを算出し、前記デ
ジタルオーディオ信号に対してテーブル変換処理を行な
い、アナログ/デジタル変換器の変換誤差によって発生
した歪みを補正するので、しきい値以下の出現度数の凹
凸をも補正し、A/D変換誤差を著しく低減することが
できる。
According to the ninth to eleventh aspects of the present invention, the conversion error of the used analog / digital converter is determined from the level distribution of the digital audio signal recorded using the analog / digital converter. , A conversion table is calculated from the detected conversion error, and a table conversion process is performed on the digital audio signal to correct the distortion caused by the conversion error of the analog / digital converter. Can be corrected, and A / D conversion errors can be significantly reduced.

【0026】また、請求項12記載の発明によれば、ア
ナログ/デジタル変換器にリニアカウントアップ信号を
入力し、このときの該アナログ/デジタル変換器の入力
信号と出力信号とを比較して、該アナログ/デジタル変
換器の変換誤差を算出し、該アナログ/デジタル変換器
からの出力信号に含まれる変換誤差に基づく歪みを、上
記のように算出された変換誤差によって補正するので、
音楽ソースの録音時に用いたA/D変換器が変換特性の
変化なく現存する場合に、例えば、現在16ビットで録
音されている音楽信号を、将来24ビットあるいはそれ
以上のビット長の音楽信号に変換することができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, a linear count-up signal is input to an analog / digital converter, and an input signal and an output signal of the analog / digital converter at this time are compared. The conversion error of the analog / digital converter is calculated, and the distortion based on the conversion error included in the output signal from the analog / digital converter is corrected by the conversion error calculated as described above.
If the A / D converter used at the time of recording the music source is present without any change in the conversion characteristics, for example, a music signal currently recorded at 16 bits is converted to a music signal having a bit length of 24 bits or more in the future. Can be converted.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明に係る歪み補正装置
の構成例を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a distortion correction device according to the present invention.

【0028】図1を参照すると、この歪み補正装置10
は、アナログオーディオ信号をA/Dコンバータ11で
A/D変換し、デジタルオーディオテープ(DAT:Dig
italAudio Tape)やコンパクトディスク(CD:Compact
Disk)等の記録媒体12に記録されたデジタルオーディ
オ信号を、その記録媒体12から読み出して、デジタル
オーディオ信号からA/D変換時の変換誤差に基づく歪
みを低減することを意図しており、このため、この歪み
補正装置10は、A/Dコンバータ11によりコードに
変換されたデジタルオーディオ信号の出力を切り替える
切替手段1と、該切替手段1から入力された前記デジタ
ルオーディオ信号を記憶する記憶手段2と、該記憶手段
2から前記デジタルオーディオ信号を読み出し複数サン
プルについて各々の量子化レベルを表わすコード毎の出
現度数を検出する出現度数検出手段3と、該出現度数検
出手段3で検出された前記コード毎の出現度数から前記
A/Dコンバータ11の直線性誤差に基づく歪みを正規
化された出現度数として検出する正規化手段4と、該正
規化手段4で検出した正規化された出現度数のコードか
ら誤差ビットを検出する誤差ビット検出手段5と、前記
切替手段1から入力された前記デジタルオーディオ信号
に対して前記誤差ビット検出手段5で検出した前記誤差
ビットを補正し出力するデジタル信号処理手段6とを有
している。
Referring to FIG. 1, this distortion correction device 10
Converts an analog audio signal into a digital audio signal (DAT: Dig: Digital Audio Tape)
italAudio Tape) and compact discs (CD: Compact)
A digital audio signal recorded on a recording medium 12 such as a disk is read from the recording medium 12 to reduce distortion based on a conversion error at the time of A / D conversion from the digital audio signal. Therefore, the distortion correction device 10 includes a switching unit 1 for switching the output of the digital audio signal converted into a code by the A / D converter 11 and a storage unit 2 for storing the digital audio signal input from the switching unit 1. An appearance frequency detection unit 3 for reading the digital audio signal from the storage unit 2 and detecting an appearance frequency of each code representing a quantization level for a plurality of samples; and the code detected by the appearance frequency detection unit 3 From the appearance frequency of each A / D converter 11, the distortion based on the linearity error is normalized with the appearance frequency. Error bit detecting means 5 for detecting an error bit from the code of the normalized appearance frequency detected by the normalizing means 4, and the digital audio signal input from the switching means 1. And a digital signal processing unit 6 for correcting and outputting the error bit detected by the error bit detection unit 5.

【0029】より具体的に、切替手段1は、例えばスイ
ッチにより構成され、記録媒体12からデジタルオーデ
ィオ信号をデジタルオーディオインターフェースを介し
て読み出し、読み出したデジタルオーディオ信号をハー
ドディスク等の記憶手段2または後述するデジタル信号
処理手段6に与えるように、デジタルオーディオ信号の
出力を切り替えるようになっている。例えば、切替手段
1は、後述の例のように、当初、記憶媒体12から読み
出したデジタルオーディオ信号を記憶手段2に与え、記
憶手段2,出現度数検出手段3,正規化手段4,誤差ビ
ット検出手段5によって、デジタルオーディオ信号に含
まれている誤差ビットを検出させた後、記憶媒体12か
ら再びデジタルオーディオ信号を読み出し、これをデジ
タル信号処理手段6に与え、デジタル信号処理手段6に
おいて、デジタルオーディオ信号に含まれている歪みを
誤差ビット検出手段5で検出された誤差ビットに基づい
て補正させるようになっている。
More specifically, the switching means 1 is composed of, for example, a switch, reads a digital audio signal from the recording medium 12 via a digital audio interface, and stores the read digital audio signal in a storage means 2 such as a hard disk or the like, which will be described later. The output of the digital audio signal is switched so as to be given to the digital signal processing means 6. For example, the switching unit 1 initially supplies the digital audio signal read from the storage medium 12 to the storage unit 2 as shown in an example described later, and the storage unit 2, the appearance frequency detection unit 3, the normalization unit 4, and the error bit detection. After the error bit included in the digital audio signal is detected by the means 5, the digital audio signal is read out again from the storage medium 12 and supplied to the digital signal processing means 6. The distortion contained in the signal is corrected based on the error bit detected by the error bit detection means 5.

【0030】このような切替手段1の機能に着目すると
き、記憶手段2、出現度数検出手段3、正規化手段4、
誤差ビット検出手段5は、変換誤差検出手段として機能
し、また、デジタル信号処理手段6は、変換誤差補正手
段として機能するようになっている。
When focusing on the function of the switching means 1, the storage means 2, the appearance frequency detection means 3, the normalization means 4,
The error bit detection means 5 functions as a conversion error detection means, and the digital signal processing means 6 functions as a conversion error correction means.

【0031】ここで、先ず、変換誤差検出手段(記憶手
段2、出現度数検出手段3、正規化手段4、誤差ビット
検出手段5)としての機能について説明する。
Here, the function as the conversion error detecting means (storage means 2, appearance frequency detecting means 3, normalizing means 4, error bit detecting means 5) will be described first.

【0032】記憶手段2には、ハードディスク等のデー
タの記憶が可能なものが用いられ、切替手段1から与え
られるデジタルオーディオ信号が蓄積される。
As the storage unit 2, a device such as a hard disk capable of storing data is used, and a digital audio signal provided from the switching unit 1 is stored.

【0033】また、出現度数検出手段3は、記憶手段2
に記憶されたデジタルオーディオ信号を読み出し、読み
出された複数サンプル分のデジタルオーディオ信号につ
いて、それぞれの量子化レベルを表わすコード毎に、コ
ードの出現度数を検出するようになっている。すなわ
ち、複数サンプル分のデジタルオーディオ信号につい
て、コード毎の出現度数を表わすヒストグラム(レベル
分布)を作成するようになっている。
Further, the appearance frequency detecting means 3 comprises a storage means 2
Is read out, and the frequency of occurrence of the code is detected for each code representing the quantization level of the read out digital audio signal for a plurality of samples. That is, for digital audio signals for a plurality of samples, a histogram (level distribution) representing the frequency of appearance for each code is created.

【0034】ここで、デジタルオーディオ信号の量子化
レベルを表わすコードについて説明する。デジタルオー
ディオ信号の量子化レベルは、1と0の2進法を用い、
複数のビットで表現している。ビット数を多くすること
により、より細かな振幅レベルを表現することができ
る。例えば、2進法の13ビットで表現された振幅レベ
ルを、10進法になおすと、−4096〜4095の範
囲で表わすことができる。この−4096〜4096を
コードとして表わしている。0のコードとは、アナログ
信号における振幅レベルが0であることを表わし、コー
ドの絶対値が大きくなるに従って、アナログ信号におけ
る振幅レベルが大きいことを表わしている。
Here, a code representing the quantization level of the digital audio signal will be described. The quantization level of the digital audio signal uses a binary system of 1 and 0,
It is represented by multiple bits. By increasing the number of bits, a finer amplitude level can be expressed. For example, if the amplitude level represented by 13 bits in the binary system is converted to the decimal system, it can be represented in the range of -4096 to 4095. These -4096 to 4096 are represented as codes. A code of 0 indicates that the amplitude level of the analog signal is 0, and indicates that as the absolute value of the code increases, the amplitude level of the analog signal increases.

【0035】また、デジタルオーディオ信号のヒストグ
ラム(レベル分布)について説明する。図2は、デジタル
オーディオ信号のヒストグラム(レベル分布)の一例を示
す図である。図2に示すヒストグラムにおける出現度数
は、コード0の場合を中心として、正方向、負方向にほ
ぼ対称になっており、コードが0のとき出現度数が高
く、コードが正方向に大きくなるに従い、また、コード
が負方向に小さくなるに従い、出現度数が徐々に低くな
る。このようなヒストグラムの特徴は、入力されたオー
ディオ信号それぞれに固有のものである。このヒストグ
ラムにおいて、隣接するコードに対して、急激に出現度
数が高くなるコード、または、急激に出現度数が低くな
るコードは、変換誤差に基づく歪みの生じたコードであ
る。
Next, a histogram (level distribution) of a digital audio signal will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a histogram (level distribution) of a digital audio signal. The appearance frequency in the histogram shown in FIG. 2 is substantially symmetric in the positive direction and the negative direction with the code 0 as the center. When the code is 0, the appearance frequency is high, and as the code increases in the positive direction, Also, as the code becomes smaller in the negative direction, the appearance frequency gradually decreases. Such a feature of the histogram is unique to each input audio signal. In this histogram, a code whose appearance frequency rapidly increases or a code whose appearance frequency rapidly decreases with respect to an adjacent code is a code in which distortion based on a conversion error has occurred.

【0036】出現度数検出手段3におけるヒストグラム
の算出方法について説明する。出現度数検出手段3は、
量子化レベルを表わすコード自体をアドレスとして、そ
のアドレスに対応した値を記憶しているヒストグラムメ
モリを有している。出現度数検出手段3は、記憶手段2
からデジタルオーディオ信号を読み出し、そのコードに
基づいてヒストグラムメモリにアクセスし、前記ヒスト
グラムメモリに記憶してあるアドレスに対応する値を読
み出す。この値に1を加算し、1を加算した値を同じア
ドレスのところに書き込む。この処理を複数サンプル分
について繰り返し行なう。このことにより、コード毎の
累積回数、すなわち、出現度数が求められ、ヒストグラ
ムメモリに蓄積される。
A method of calculating a histogram in the appearance frequency detecting means 3 will be described. The appearance frequency detection means 3
It has a histogram memory that stores a value corresponding to the code itself as an address using the code itself representing the quantization level. The appearance frequency detection means 3 is a storage means 2
, A digital audio signal is read out, a histogram memory is accessed based on the code, and a value corresponding to an address stored in the histogram memory is read out. 1 is added to this value, and the value obtained by adding 1 is written at the same address. This process is repeated for a plurality of samples. As a result, the cumulative number of times for each code, that is, the frequency of appearance is obtained and stored in the histogram memory.

【0037】前記処理を行なうサンプルの数は、変換誤
差に基づく歪みを低減する対象のデジタルオーディオ信
号の全てではなく、同じA/Dコンバータによりデジタ
ルオーディオ信号に変換されたものであるならば、その
デジタルオーディオ信号の一部、例えば最初の数秒間の
サンプルで良い。しかし、サンプル数が多いほど、ヒス
トグラムの精度が向上する。例えば、比較的レベルの高
い部分が連続した2,500,000サンプルを用いると、良好
なヒストグラム分布を得ることができる。このヒストグ
ラム化は、デジタルカウンタ回路、または、ソフトウェ
アで実現することが可能である。
The number of samples to be processed is not all of the digital audio signals whose distortion based on the conversion error is to be reduced, but if they are converted into digital audio signals by the same A / D converter. It may be a part of the digital audio signal, for example a sample for the first few seconds. However, the greater the number of samples, the better the accuracy of the histogram. For example, if 2,500,000 samples in which a relatively high level portion is continuous are used, a favorable histogram distribution can be obtained. This histogram can be realized by a digital counter circuit or software.

【0038】次に、正規化手段4について説明する。上
述のように入力されたデジタルオーディオ信号の出現度
数は、そのデジタルオーディオ信号固有の出現度数を表
わすため、正規化手段4は、より具体的には、例えば、
変換誤差に基づく歪みの生じたコードを含む近接した複
数のコードにおける平均出現度数で、変換誤差に基づく
歪みの生じたコードの出現度数を除算することにより、
デジタルオーディオ信号の変換誤差に基づく歪みを出現
度数の特徴として抽出することができる。
Next, the normalizing means 4 will be described. Since the frequency of appearance of the digital audio signal input as described above represents the frequency of occurrence unique to the digital audio signal, the normalization means 4 more specifically includes, for example,
By dividing the frequency of occurrence of the distorted code based on the conversion error by the average frequency of occurrence in a plurality of adjacent codes including the distorted code based on the conversion error,
The distortion based on the conversion error of the digital audio signal can be extracted as a feature of the frequency of appearance.

【0039】具体的には、量子化レベルが隣接する複数
のコード、例えば4つのコードを1単位として、全ての
コードについて、複数ブロックに分割する。このブロッ
クを構成する各コード(4つのコード)の出現度数から、
1ブロック毎の平均出現度数を求める。ブロックを構成
する各コードの出現度数を、この1ブロック毎の平均出
現度数で除算した値を、各コードの正規化された出現度
数Aとすると、各コードの正規化された出現度数Aは、
次式によって表わされる。
More specifically, all codes are divided into a plurality of blocks with a plurality of codes having adjacent quantization levels, for example, four codes as one unit. From the appearance frequency of each code (four codes) constituting this block,
The average frequency of appearance for each block is determined. If the value obtained by dividing the frequency of appearance of each code constituting the block by the average frequency of appearance for each block is the normalized frequency of appearance A of each code, the normalized frequency of appearance A of each code is
It is represented by the following equation.

【0040】[0040]

【数1】正規化された出現度数A=(4つずつ分割した
それぞれのコードの出現度数)/(4つのコードの出現度
数の平均)
## EQU1 ## Normalized appearance frequency A = (appearance frequency of each code divided into four) / (average appearance frequency of four codes)

【0041】この正規化された出現度数Aからなるヒス
トグラムは、デジタルオーディオ信号の変換誤差に基づ
く歪みを出現度数の特徴として抽出したものとなる。す
なわち、この出現度数Aは、デジタルオーディオ信号の
固有の出現度数の特徴が、ほぼ除去されたものとなり、
変換誤差に基づく歪みがない場合、正規化された出現度
数Aは、全てのコードにおいて1となる。なお、上述の
例では、正規化手段4は、予め分割したブロック内の各
コードの出現度数の平均を平均出現度数として求めた
が、変換誤差に基づく歪みの生じたコードの近傍にある
所定数のコードの各出現度数の移動平均を平均出現度数
として求め用いてもよい。
The histogram including the normalized appearance frequency A is obtained by extracting a distortion based on the conversion error of the digital audio signal as a feature of the appearance frequency. In other words, the appearance frequency A is obtained by almost eliminating the characteristic of the unique appearance frequency of the digital audio signal.
When there is no distortion based on the conversion error, the normalized appearance frequency A is 1 in all codes. In the above-described example, the normalizing means 4 determines the average of the frequencies of occurrence of the respective codes in the previously divided block as the average frequency of occurrence. The moving average of the frequencies of appearance of the code may be obtained and used as the average frequency of appearance.

【0042】この正規化手段4における処理例として
(特別な場合として)、記録媒体12から読み出されたデ
ジタルオーディオ信号中に、正弦波あるいは正弦波に近
いデジタル化された音楽信号が含まれている場合につい
て説明する。このような音楽信号が含まれている場合、
従来の正弦波ヒストグラム測定装置における微分直線性
誤差の算出方法と同様の方法により、正規化された出現
度数を得ることができる。すなわち、理論的には、歪の
ない正弦波ヒストグラムは、振幅レベル0の場合に出現
度数が小さく、振幅レベルが正方向に大きくなるに従っ
て、または、負の方向に小さくなるに従って、振幅レベ
ル0を中心として左右対称に急峻に出現度数が高くな
り、正方向及び負方向のピークレベルにおいて出現度数
が最大となる。理論的に得られたヒストグラムは、入力
されたデジタルオーディオ信号固有の出現度数を表わし
ている。従って、この場合、歪のない正弦波あるいは正
弦波に近いデジタルオーディオ信号を入力し、各コード
毎の出現度数を、正弦波ヒストグラムの理論値から得た
同一コードの出現度数で除算することにより、正規化さ
れた出現度数を得ることができる。
As an example of processing in the normalizing means 4,
As a special case, a case where a digital audio signal read from the recording medium 12 includes a sine wave or a digitized music signal close to a sine wave will be described. If such music signals are included,
The normalized appearance frequency can be obtained by the same method as the method of calculating the differential linearity error in the conventional sine wave histogram measuring device. That is, theoretically, a sine wave histogram having no distortion has a smaller frequency of occurrence at the amplitude level 0, and changes the amplitude level 0 as the amplitude level increases in the positive direction or decreases as the amplitude level decreases in the negative direction. The frequency of appearance becomes sharply symmetrical with respect to the center, and the frequency of appearance becomes maximum at the peak levels in the positive and negative directions. The histogram obtained theoretically represents the frequency of appearance unique to the input digital audio signal. Therefore, in this case, by inputting a sine wave or a digital audio signal close to a sine wave without distortion, and dividing the frequency of appearance of each code by the frequency of appearance of the same code obtained from the theoretical value of the sine wave histogram, The normalized frequency of appearance can be obtained.

【0043】次に、誤差ビット検出手段5について説明
する。誤差ビット検出手段5は、正規化手段4からの正
規化されたヒストグラムから誤差ビットを検出するよう
になっている。ここで、正規化されたヒストグラムに
は、出現度数が極端に多いコードと、出現度数が極端に
少ないコードとが含まれ、前記出現度数が多いコードと
出現度数が少ないコードとの量子化レベルの差は、変換
度差に基づく歪みの生じたビットの重み、言い換えれ
ば、ビットの桁位置を表わしている。
Next, the error bit detecting means 5 will be described. The error bit detecting means 5 detects error bits from the normalized histogram from the normalizing means 4. Here, the normalized histogram includes a code having an extremely large number of appearances and a code having an extremely small number of appearances. The quantization levels of the code having a large number of occurrences and the code having a small number of occurrences are included in the normalized histogram. The difference represents the weight of the bit in which the distortion based on the conversion degree difference has occurred, in other words, the digit position of the bit.

【0044】変換誤差の原因は、オーディオ信号がA/
Dコンバータ11によってデジタル化されたとき、A/
Dコンバータ11の変換方式により異なる。ここでは、
重み抵抗型A/Dコンバータ、または、R−2Rラダー
を有するバイナリウェイト電流源型D/Aコンバータ等
を内部D/Aコンバータとして用いる逐次比較型A/D
コンバータを前提とする。すなわち、しきい値とする振
幅レベルの設定に重みを利用するものを前提としてい
る。換言すれば、ある重みの影響が、複数の量子化レベ
ルに波及することに着目し、複数の量子化レベル、すな
わちコードの出現度数から変換誤差に基づく歪みの原因
となった重みを検出するようにしている。
The cause of the conversion error is that the audio signal is A / A
When digitized by the D converter 11, A /
It depends on the conversion method of the D converter 11. here,
Successive approximation type A / D using a weighted resistance type A / D converter or a binary weighted current source type D / A converter having an R-2R ladder as an internal D / A converter
Assume a converter. That is, it is assumed that a weight is used for setting the amplitude level as the threshold. In other words, paying attention to the fact that the influence of a certain weight spreads to a plurality of quantization levels, it detects a plurality of quantization levels, that is, weights that cause distortion based on a conversion error from the frequency of occurrence of a code. I have to.

【0045】例えば、出現度数が極端に多いコードの間
の間隔が2、すなわち量子化レベルの間隔が最下位ビッ
トの量子化レベルの21倍である場合、最下位ビットに
誤差があることがわかる。また、出現度数が極端に多い
コードの間の間隔が23、すなわち量子化レベルの間隔
が最下位ビットの量子化レベルの23倍である場合、最
下位ビットから3ビット目の桁位置のビットに誤差があ
ることがわかる。つまり、出現度数が極端に多い複数の
コードの量子化レベルの間隔が2nである場合、最下位
ビットからnビット目の桁位置のビットに誤差があるこ
とがわかる。
[0045] For example, the spacing between the occurrence frequency is extremely large code 2, i.e. when the distance between the quantization level is 2 1 times the quantization level of the least significant bit, that there is an error in the least significant bit Recognize. The distance between the occurrence frequency is extremely large code 2 3, i.e. when the distance between the quantization level is 2 3 times the quantization level of the least significant bit, the digit position of the third bit from the least significant bit It can be seen that there is an error in the bit. That is, if the interval between the quantization levels of a plurality of codes having extremely large numbers of appearances is 2 n , it can be seen that there is an error in the bit at the n-th digit position from the least significant bit.

【0046】コードの出現度数が極端に多いと判定する
には、しきい値が必要がある。例えば、正規化された出
現度数Aが1.2以上のものを出現度数が極端に多いも
のと判定する。また、出現度数が極端に少ないコードの
間の間隔からも、誤差のあるビットの桁位置を検出する
ことができる。また、これらの両者を併用して、誤差の
あるビットを検出してもよい。
To determine that the frequency of occurrence of a code is extremely large, a threshold value is required. For example, if the normalized appearance frequency A is 1.2 or more, it is determined that the appearance frequency is extremely large. In addition, the digit position of an erroneous bit can be detected from the interval between codes having extremely small appearance frequencies. Further, a bit having an error may be detected by using both of them.

【0047】誤差ビット検出手段5における誤差ビット
の検出処理について説明する。図3は、誤差ビット検出
手段5の誤差ビット検出処理の一例を示すフローチャー
トである。
The error bit detection processing by the error bit detection means 5 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the error bit detection processing of the error bit detection means 5.

【0048】図3の処理例では、先ず、正規化手段4か
らの正規化されたヒストグラムを入力する(ステップS
11)。次いで、変数nの値の初期値を、デジタルオー
ディオ信号の量子化ビット数から1を減算した値とする
(ステップS12)。次いで、各コードの正規化された出
現度数を、各コードの量子化レベルの2n毎に抽出する
(ステップS13)。そして、あるnの値について抽出さ
れた全ての出現度数が1.2以上であるか否かを判定す
る(ステップS14)。出現度数が1.2以上である場
合、最下位ビットからnビット目に誤差があると判断
し、このnの値を誤差ビットメモリに記憶する(ステッ
プS15)。また、出現度数が1.2未満である場合、
このnの値から1を減算してnの値を更新する(ステッ
プS16)。nの値が0かどうかを判断し、nの値が0
でなければ、再度、各コードの正規化された出現度数
を、各コードの量子化レベルの2n毎に抽出する処理に
戻る(ステップS17)。nの値が0の場合、誤差ビット
メモリに記憶された誤差ビットをデジタル信号処理手段
6に出力する(ステップS18)。以上の処理により、誤
差ビットを検出することができる。
In the processing example of FIG. 3, first, the normalized histogram is input from the normalizing means 4 (step S).
11). Next, the initial value of the value of the variable n is a value obtained by subtracting 1 from the number of quantization bits of the digital audio signal.
(Step S12). Next, the normalized appearance frequency of each code is extracted for every 2 n quantization levels of each code.
(Step S13). Then, it is determined whether or not all occurrence frequencies extracted for a certain value of n are 1.2 or more (step S14). If the frequency of occurrence is 1.2 or more, it is determined that there is an error at the nth bit from the least significant bit, and the value of n is stored in the error bit memory (step S15). If the frequency of appearance is less than 1.2,
The value of n is updated by subtracting 1 from the value of n (step S16). It is determined whether the value of n is 0, and the value of n is 0
If not, the process returns to the process of extracting the normalized appearance frequency of each code for every 2 n quantization levels of each code (step S17). If the value of n is 0, the error bit stored in the error bit memory is output to the digital signal processing means 6 (step S18). Through the above processing, an error bit can be detected.

【0049】図4は、最近の精度の良いA/D変換器を
使用した音楽信号のレベル分布の一例を示す図であり、
図5は、初期のPCM音楽信号のレベル分布の一例を示
す図である。両方とも、同じ音楽信号を用い、2,50
0,000サンプル(サンプリング周波数44.1KH
zで、約1分)のレベル分布である。縦軸は出現度数、
横軸は13ビットでのLSB単位である。音楽信号の
(長時間の)レベル分布は、0(LSB)を中心とした正規
分布に近い形をしているが、図4はその傾向が表われて
いる。図5は、ほぼ正規分布に近い形ではあるが、図4
と比べて出現度数が極端に多いレベル、また、極端に少
ないレベルが存在する。これは、逐次比較型A/D変換
器の誤差によるものである。理想的なA/D変換器で
は、1つの出力レベルに対して、アナログ入力電圧は±
0.5(LSB)の幅をもっている。しかし、実際の逐次
比較型A/D変換器は、内部D/A変換器等に誤差があ
るため、この幅が一定ではない。そのため、A/D変換
器の入力アナログ電圧の幅が、±0.5(LSB)よりも
大きなレベルでは、本来、隣接するレベルに変換される
べきデータを含んでいるため、そのレベルの出現頻度が
大となり、逆に、A/D変換器の入力アナログ電圧の幅
が、±0.5(LSB)よりも小さなレベルでは、そのレ
ベルの出現頻度が小になる。従って、音楽信号のレベル
分布を用いれば、前述の処理によって、使用したA/D
コンバータの誤差を検出することができる。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a level distribution of a music signal using a recent accurate A / D converter.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the level distribution of the initial PCM music signal. Both use the same music signal,
0000 samples (sampling frequency 44.1KH
z, about 1 minute). The vertical axis is the frequency of appearance,
The horizontal axis is the LSB unit in 13 bits. Music signal
The level distribution (for a long time) is close to a normal distribution centered on 0 (LSB), and FIG. 4 shows this tendency. FIG. 5 shows a shape almost similar to a normal distribution.
There are levels at which the frequency of appearance is extremely high and levels at which the frequency is extremely low. This is due to the error of the successive approximation A / D converter. In an ideal A / D converter, for one output level, the analog input voltage is ±
It has a width of 0.5 (LSB). However, in an actual successive approximation A / D converter, the width is not constant because there is an error in the internal D / A converter and the like. Therefore, when the width of the input analog voltage of the A / D converter is larger than ± 0.5 (LSB), the data contains data that should be converted to an adjacent level. Becomes large, and conversely, when the width of the input analog voltage of the A / D converter is smaller than ± 0.5 (LSB), the appearance frequency of the level becomes small. Therefore, if the level distribution of the music signal is used, the A / D
An error of the converter can be detected.

【0050】このように、変換誤差検出手段(記憶手段
2、出現度数検出手段3、正規化手段4、誤差ビット検
出手段5)では、直線性誤差の有したアナログ/デジタ
ル変換器でアナログ/デジタル変換されたデジタルオー
ディオ信号から(すでに収録された音楽信号から)、アナ
ログ/デジタル変換時のアナログ/デジタル変換器の直
線性誤差に基づく歪みを推定(検出)することができる。
As described above, the conversion error detecting means (the storage means 2, the appearance frequency detecting means 3, the normalizing means 4, and the error bit detecting means 5) use an analog / digital converter having a linearity error. From the converted digital audio signal (from the already recorded music signal), it is possible to estimate (detect) distortion based on the linearity error of the analog / digital converter at the time of analog / digital conversion.

【0051】次に、変換誤差補正手段としてのデジタル
信号処理手段6について説明する。デジタル信号処理手
段6には、上記のように、デジタルオーディオ信号に含
まれているA/D変換時の変換誤差(誤差ビット)が検出
された後、例えば切替手段1から同じデジタルオーディ
オ信号が再び与えられ、デジタル信号処理手段6は、誤
差ビット検出手段5で検出されたA/D変換時の変換誤
差(誤差ビット)に基づいて、デジタルオーディオ信号の
変換誤差に基づく歪みの補正を行ない、歪みを低減する
ようになっている。すなわち、変換誤差に基づく歪みに
より出現度数が大きくなった量子化レベルを有する複数
サンプルのうち、変換誤差に基づく歪みの生じたサンプ
ルの量子化レベルを本来の正しい量子化レベルであると
推測される量子化レベルに補正して、変換誤差に基づく
歪みの低減を行なうようになっている。
Next, the digital signal processing means 6 as a conversion error correction means will be described. After the conversion error (error bit) at the time of A / D conversion included in the digital audio signal is detected as described above, the digital signal processing unit 6 receives the same digital audio signal again from the switching unit 1, for example. The digital signal processing unit 6 corrects the distortion based on the conversion error of the digital audio signal based on the conversion error (error bit) at the time of the A / D conversion detected by the error bit detection unit 5, and corrects the distortion. Is to be reduced. That is, among a plurality of samples having a quantization level whose appearance frequency is increased by the distortion based on the conversion error, the quantization level of the sample in which the distortion based on the conversion error occurs is estimated to be the original correct quantization level. Correction to a quantization level is performed to reduce distortion based on a conversion error.

【0052】図6は、デジタル信号処理手段6における
補正処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the correction processing in the digital signal processing means 6.

【0053】図6の処理例では、誤差低減の対象となる
デジタルオーディオ信号の各サンプルのコードが、切替
手段1から与えられると(ステップS21)、デジタル信
号処理手段6は、1サンプル毎に誤差ビットの桁位置に
おける値が1であるか否かを判定する(ステップS2
2)。誤差ビットの桁位置における値が1のコード(誤差
ビットにより量子化レベルが影響を受けたコード)であ
る場合、当該サンプルの正しい量子化レベル、すなわ
ち、コードを推定する(ステップS23)。また、誤差ビ
ットの桁位置における値が1でないコードである場合、
入力されたサンプルのコードまたは前記処理において推
定されたコードを、ファイルに書き込み出力する(ステ
ップS24)。このとき、時間軸上の位置、すなわち当
該サンプルが最初から何サンプル目のものかを示すデー
タも、コードと共にファイルに出力される。以上の処理
により変換誤差に基づき歪みの生じたコードを、本来の
正しいと推定されるコードに補正して、変換誤差に基づ
く歪みを低減することができる。
In the processing example of FIG. 6, when the code of each sample of the digital audio signal to be subjected to the error reduction is provided from the switching means 1 (step S21), the digital signal processing means 6 sets the error for each sample. It is determined whether or not the value at the bit position of the bit is 1 (step S2).
2). If the value at the digit position of the error bit is a code of 1 (a code whose quantization level is affected by the error bit), the correct quantization level of the sample, that is, the code is estimated (step S23). If the value at the digit position of the error bit is a code other than 1,
The input sample code or the code estimated in the above processing is written to a file and output (step S24). At this time, data indicating the position on the time axis, that is, the number of the sample from the beginning is also output to the file together with the code. By the above processing, the code in which the distortion has occurred based on the conversion error can be corrected to the original code that is estimated to be correct, and the distortion based on the conversion error can be reduced.

【0054】ここで、変換誤差に基づく歪みの影響を受
けたコードの補正について説明する。LSBを最下位ビ
ットの量子化レベルとし、a,bを正の整数とし、Nを
0または正の整数とする。
Here, correction of a code affected by distortion based on a conversion error will be described. LSB is the quantization level of the least significant bit, a and b are positive integers, and N is 0 or a positive integer.

【0055】例えば、逐次比較型A/Dコンバータ内部
の抵抗値が、下位からaビット目に+b・LSBの誤差
を持つ場合、量子化レベルが2a・N+2a-1−bとなる
コードの出現度数がb+1倍に増加し、量子化レベルが
a・N+2a−1から2a・N+2a−bまでの間の各コ
ードの出現度数が、いずれも0となる。
For example, when the resistance value in the successive approximation type A / D converter has an error of + b · LSB at the ath bit from the lower order, the code of the quantization level becomes 2 a · N + 2 a−1 −b occurrence frequency is increased to b + 1 times, the occurrence frequency of each code between quantization levels from 2 a · N + 2 a -1 to 2 a · N + 2 a -b are both zero.

【0056】また、下位からaビット目に−b・LSB
の誤差を持つ場合、量子化レベルが2a・N+2a-1−1
の出現度数がb+1倍に増加し、量子化レベルが2a
N+2a-1−1から2a・N+2a-1+b−1までの間の
各コードの出現度数が、いずれも0となる。
Further, the −b · LSB at the ath bit from the lower order
, The quantization level is 2 a · N + 2 a−1 −1
Increases by b + 1 times and the quantization level is 2 a ·
The frequency of appearance of each code from N + 2 a-1 -1 to 2 a N + 2 a-1 + b-1 is zero.

【0057】従って、このような誤差がキャンセルされ
るように補正を行なうと、変換誤差に基づく歪みが低減
される。しかし、出現度数が少ないコードでなければな
らないサンプルデータは、出現度数の多いコードに誤変
換される。つまり、出現度数が多い量子化レベルを有す
る複数のサンプルには、本来、他の量子化レベルになる
べきサンプルも含まれている。
Therefore, when the correction is performed so that such an error is canceled, the distortion based on the conversion error is reduced. However, sample data that must be a code with a low frequency of occurrence is erroneously converted into a code with a high frequency of occurrence. In other words, a plurality of samples having a quantization level with a large number of appearances include a sample that should originally have another quantization level.

【0058】前記誤変換を補正するために、まず、誤差
ビット検出手段5で検出された1つの誤差ビットの影響
を受けた出現度数が極端に多くなる複数のコードが得ら
れる。この複数のコードが検出された出現度数の平均を
Xとする。前記誤差ビットの影響を受けて出現度数が極
端に多くなるコードを有するサンプルは、そのコードを
前記Xの値に応じて、前記1つの誤差ビットにより出現
度数が極端に小さくなる1または複数コードに、例えば
X個に1個の割合で変換する。複数のビットに誤差があ
る場合は、それぞれのビットに対して上記処理を行な
う。
In order to correct the erroneous conversion, first, a plurality of codes having an extremely large number of appearances affected by one error bit detected by the error bit detecting means 5 are obtained. Let X be the average of the frequencies of occurrence of the detected codes. A sample having a code whose appearance frequency is extremely increased under the influence of the error bit is converted into one or a plurality of codes whose appearance frequency is extremely reduced by the one error bit in accordance with the value of X. For example, conversion is performed at a rate of one to X pieces. If there are errors in a plurality of bits, the above processing is performed for each bit.

【0059】誤差ビット検出手段5において、検出され
た誤差ビットの影響を受けた量子化レベルは、時間軸上
で隣接するサンプルの量子化レベル差により、正負のど
ちらに訂正すればよいか判断されている。
The error bit detection means 5 determines whether the quantization level affected by the detected error bit should be corrected to positive or negative depending on the quantization level difference between adjacent samples on the time axis. ing.

【0060】変換誤差に基づく歪みのないコードを推定
する処理について説明する。図7は、アナログ/デジタ
ル変換器(A/Dコンバータ)11のA/D変換特性図で
ある。誤差ビットの桁位置における値が1であるコード
について、このコードが時間軸上で何サンプル連続して
いるかを内部ファイルを読み出し調べる。例えば、下位
からa=3ビット目にb=+1・LSBの誤差を持って
いると判断した場合、A/Dコンバータの入出力特性
は、図7に示すようになる。つまり、8n+3におい
て、アナログ入力の+1・LSB相当の増加に対してデ
ジタル出力が変化してない。従って、8n+3において
は、出現度数が極端に少なくなる。そして、8n+6に
おいて、アナログ入力の+1・LSB相当の増加に対し
て、デジタル出力が8n+8となり、出現度数が多くな
る。
A process for estimating a code without distortion based on a conversion error will be described. FIG. 7 is an A / D conversion characteristic diagram of the analog / digital converter (A / D converter) 11. For a code having a value of 1 at the digit position of the error bit, the internal file is read to check how many samples the code continues on the time axis. For example, when it is determined that there is an error of b = + 1 · LSB at the a = 3th bit from the lower order, the input / output characteristics of the A / D converter are as shown in FIG. That is, at 8n + 3, the digital output does not change with an increase in the analog input corresponding to + 1 · LSB. Therefore, at 8n + 3, the frequency of appearance becomes extremely small. At 8n + 6, the digital output becomes 8n + 8 with respect to the increase of the analog input corresponding to + 1 · LSB, and the appearance frequency increases.

【0061】図8は、本発明の歪み補正装置において時
間軸上のデジタル出力を説明するための図である。図8
において、デジタルオーディオ信号の変換誤差に基づく
歪みを低減させるために、8n+4〜8n+6に該当す
るデジタル出力は、全て+1・LSBだけ大きい値に変
換されている。8n+3に該当するデジタル出力のサン
プルをK1、K2、K3…Ktとすると、8n+3に該当す
るサンプルが2サンプル以上tサンプル続いた場合、K
1とその1サンプル前のサンプルK0とのデジタル出力の
差をとり、この差をD1とする。また、Ktとその1サン
プル後のサンプルKt+1とのデジタル出力の差をとり、
この差をD2とする。差D1、D2が共に正の場合には、
前記Xの値を用い、KtXからKtまでの値を+1と
し、差D1、D2が共に負の場合には、前記Xの値を用
い、K1からKtXまでの値を+1とする。ここで、t
/Xの値が整数以外の場合には、t/Xの値が整数にな
るように、値の切り捨てまたは切り上げをする。
FIG. 8 is a diagram for explaining digital output on the time axis in the distortion correction apparatus of the present invention. FIG.
In order to reduce the distortion based on the conversion error of the digital audio signal, all the digital outputs corresponding to 8n + 4 to 8n + 6 are converted to a value larger by + 1 · LSB. When a sample of the digital output corresponding to 8n + 3 and K 1, K 2, K 3 ... K t, if a sample corresponding to 8n + 3 lasted t Sample 2 Sample least, K
The difference between the digital output of 1 and the sample K 0 one sample before is taken, and this difference is defined as D 1 . Further, the difference between the digital output of K t and the sample K t + 1 after one sample is calculated,
This difference and D 2. If the differences D 1 and D 2 are both positive,
Using the values of the X, from K t / X the value of up to K t is +1, if the difference D 1, D 2 are both negative, using the values of the X, from K 1 to K t / X Is set to +1. Where t
If the value of / X is not an integer, the value is rounded down or rounded up so that the value of t / X is an integer.

【0062】このようにすることにより、X回に1回の
割合で8n+3に該当するデジタル出力のサンプルは、
+1・LSBだけ大きな値に変換される。どのサンプル
を変換するかは、時間軸上で隣接するサンプルの量子化
レベルの差D1、D2により決定される。前述した説明で
は、b=+1・LSBの誤差を持っていると判断した場
合について説明したが、bが他の値であっても、同様に
変換誤差に基づく歪みのないコードを推定することがで
きる。
By doing so, the sample of the digital output corresponding to 8n + 3 at a rate of once every X times is:
The value is converted to a value larger by + 1 · LSB. Which sample is to be transformed is determined by the difference D 1 , D 2 between the quantization levels of adjacent samples on the time axis. In the above description, the case where it is determined that there is an error of b = + 1 · LSB has been described. However, even if b is any other value, it is also possible to estimate a code without distortion based on the conversion error. it can.

【0063】以上の構成からなるA/Dコンバータの直
線性誤差低減処理について図1を用いて説明する。記録
媒体12からデジタルオーディオ信号が読み出され切替
手段1に入力すると、切替手段1は、入力されたデジタ
ルオーディオ信号を記憶手段2に出力されるように切り
替える。
The linearity error reduction processing of the A / D converter having the above configuration will be described with reference to FIG. When a digital audio signal is read from the recording medium 12 and input to the switching unit 1, the switching unit 1 switches the input digital audio signal to be output to the storage unit 2.

【0064】記憶手段2は、切替手段1からのデジタル
オーディオ信号を蓄積する。
The storage means 2 stores the digital audio signal from the switching means 1.

【0065】出現度数検出手段3は、記憶手段2に一時
記憶されているデジタルオーディオ信号を複数サンプル
分読み出し、それぞれの量子化レベルを表わすコード毎
に出現度数を検出し、ヒストグラムを作成し出力する。
The frequency-of-appearance detecting means 3 reads the digital audio signal temporarily stored in the storage means 2 for a plurality of samples, detects the frequency of appearance for each code representing each quantization level, and creates and outputs a histogram. .

【0066】正規化手段4は、出現度数検出手段3から
出力されたヒストグラムから、コードの出現度数に基づ
いて変換誤差に基づく歪みを抽出し、正規化されたヒス
トグラムとして出力する。デジタルオーディオ信号にお
いて、本来変換誤差に基づく歪みが生じていない場合
は、各コードの出現度数の値は同じになるが、変換誤差
に基づく歪みが生じた場合、コード毎に出現度数に差が
生じる。
The normalizing means 4 extracts a distortion based on the conversion error based on the frequency of occurrence of the code from the histogram output from the frequency-of-appearance detecting means 3 and outputs the result as a normalized histogram. In the digital audio signal, when the distortion based on the conversion error is not originally generated, the value of the appearance frequency of each code is the same, but when the distortion based on the conversion error occurs, the difference occurs in the appearance frequency for each code. .

【0067】誤差ビット検出手段5は、正規化手段4か
らの正規化されたヒストグラムに基づいて、各コードに
おける出現度数の違いから、デジタルオーディオ信号の
誤差ビットを検出し、デジタル信号処理手段6に出力す
る。
The error bit detecting means 5 detects an error bit of the digital audio signal from the difference in the frequency of occurrence of each code based on the normalized histogram from the normalizing means 4, and outputs the error bit to the digital signal processing means 6. Output.

【0068】次に、切替手段1は、記録媒体12から読
み出されたデジタルオーディオ信号をデジタルインタフ
ェースを介してデジタル信号処理手段6に出力するよう
に切り替える。
Next, the switching means 1 switches the digital audio signal read from the recording medium 12 to be output to the digital signal processing means 6 via the digital interface.

【0069】デジタル信号処理手段6には、記録媒体か
ら読み出されたデジタルオーディオ信号と、そのデジタ
ルオーディオ信号の直線性誤差の生じた誤差ビットを検
出した検出結果とが入力される。
The digital signal processing means 6 receives a digital audio signal read from a recording medium and a detection result of detecting an error bit having a linearity error in the digital audio signal.

【0070】デジタル信号処理手段6は、誤差ビット検
出手段5からの検出結果に基づいて、入力されるデジタ
ルオーディオ信号の変換誤差により誤ったコードに変換
されたデジタルオーディオ信号を、本来の変換誤差に基
づく歪みのないレベルに近い値に補正して出力する。出
力されたデジタルオーディオ信号は、変換誤差に基づく
歪みが低減されたデジタルオーディオ信号となる。
The digital signal processing means 6 converts the digital audio signal converted into an erroneous code by the conversion error of the input digital audio signal based on the detection result from the error bit detection means 5 into an original conversion error. The output is corrected to a value close to a level without distortion based on the output. The output digital audio signal is a digital audio signal in which distortion based on the conversion error has been reduced.

【0071】以上のように、デジタルオーディオ信号の
変換誤差により誤った値に変換されたコードを容易に補
正することができ、変換誤差に基づく歪みを低減するこ
とができる。
As described above, a code converted to an incorrect value due to a conversion error of a digital audio signal can be easily corrected, and distortion based on the conversion error can be reduced.

【0072】なお、上述の処理において、変換誤差に基
づく歪みの補正方法として、誤差ビット検出手段5によ
り判定された誤差ビットが、その量子化レベルに影響を
与えているコードを有する連続したサンプルについて、
あるサンプルの量子化レベルを、時間軸上で隣接したサ
ンプルの量子化レベルから推定するときに用いる各種の
補間技術を用いることができる。
In the above-described processing, as a method of correcting distortion based on a conversion error, an error bit determined by the error bit detecting means 5 is used for a continuous sample having a code affecting the quantization level. ,
Various interpolation techniques used when estimating the quantization level of a certain sample from the quantization levels of adjacent samples on the time axis can be used.

【0073】また、上述の歪み補正装置において、変換
誤差検出手段(記憶手段2,出現度数検出手段3,正規化
手段4,誤差ビット検出手段5)だけを単体の装置(歪み
検出装置)として構成することもできる。すなわち、本
発明は、デジタルオーディオ信号に含まれているA/D
変換時の変換誤差(歪み)を検出するだけの歪み検出装置
として構成することもできる。
In the above-described distortion correcting apparatus, only the conversion error detecting means (storage means 2, appearance frequency detecting means 3, normalizing means 4, error bit detecting means 5) is constituted as a single apparatus (distortion detecting apparatus). You can also. That is, according to the present invention, the A / D included in the digital audio signal is
It can also be configured as a distortion detection device that only detects a conversion error (distortion) at the time of conversion.

【0074】また、上述の構成例では、正規化手段4お
よび誤差ビット検出手段5は、録音された音楽信号(デ
ジタルオーディオ信号)の量子化レベルを表わすコード
の出現度数からヒストグラムを求め、そのヒストグラム
におけるしきい値以上の出現度数の凹凸を、A/D変換
誤差の生じた誤差ビットを判断し、デジタル信号処理手
段6は、誤差ビットのコードを前後のコードに基づいて
補正するようになっており(すなわち、ヒストグラムに
おけるしきい値以上の出現度数の凹凸を誤差ビットと判
断し、前後のコードに基づいて補正しており)、このた
め、しきい値以下の出現度数の凹凸は、誤差ビットと判
断せず補正されないため、A/D変換誤差を著しく低減
することができないこともある。
In the above configuration example, the normalizing means 4 and the error bit detecting means 5 obtain a histogram from the frequency of occurrence of a code representing the quantization level of the recorded music signal (digital audio signal), and obtain the histogram. The digital signal processing means 6 corrects the error bit in which the A / D conversion error has occurred, and corrects the error bit code based on the preceding and following codes. (I.e., the unevenness of the occurrence frequency equal to or higher than the threshold value in the histogram is determined as an error bit and corrected based on the codes before and after), so that the unevenness of the occurrence frequency equal to or lower than the threshold value is an error bit. Since it is not corrected without judging that the A / D conversion error occurs, the A / D conversion error may not be significantly reduced.

【0075】しきい値以下の出現度数の凹凸をも補正
し、A/D変換誤差を著しく低減するため、本願の発明
者は、さらに、次のような構成例のものを案出した。
The present inventor has further devised the following configuration example in order to correct the unevenness of the frequency of occurrence below the threshold value and to significantly reduce the A / D conversion error.

【0076】図9は本発明に係る歪み補正装置の他の構
成例を示す図である。なお、図9において、図1と同様
の箇所には同じ符号を用いている。図9を参照すると、
この歪み補正装置20は、A/Dコンバータ11により
コードに変換されたデジタルオーディオ信号(音楽信号)
の出力を切り替える切替手段1と、該切替手段1から入
力された前記デジタルオーディオ信号を記憶する記憶手
段2と、該記憶手段2から前記デジタルオーディオ信号
を読み出し複数サンプルについて各々の量子化レベルを
表わすコード毎の出現度数をヒストグラム(レベル分布)
として検出する出現度数検出手段3と、該出現度数検出
手段3で検出されたレベル分布に対しローパスフィルタ
リング処理を施して、アナログ/デジタル変換器に誤差
が無い場合の理想的なレベル分布に近似し、ローパスフ
ィルタリング処理がなされる前のレベル分布を前記理想
的なレベル分布に近似した結果で除算したものを正規化
されたレベル分布として検出する正規化手段34と、正
規化手段34で正規化されたレベル分布からデジタルオ
ーディオ信号のレベルに対する変換テーブルT(i)を算
出し所定のメモリに記憶する変換テーブル算出手段35
と、記録媒体12から読み出されたデジタルオーディオ
信号のレベルを前記変換テーブルT(i)に従ったレベル
データに置換して出力するデータ置換手段36とを備え
ている。
FIG. 9 is a diagram showing another example of the configuration of the distortion correction apparatus according to the present invention. Note that, in FIG. 9, the same portions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Referring to FIG.
The distortion correction device 20 is a digital audio signal (music signal) converted into a code by the A / D converter 11.
Switching means 1 for switching the output of the digital audio signal, storage means 2 for storing the digital audio signal input from the switching means 1, and reading out the digital audio signal from the storage means 2 to represent each quantization level for a plurality of samples. Histogram of frequency of appearance for each code (level distribution)
And a low-pass filtering process is performed on the level distribution detected by the occurrence frequency detecting means 3 to approximate an ideal level distribution when there is no error in the analog / digital converter. A normalization means 34 for detecting, as a normalized level distribution, a value obtained by dividing the level distribution before the low-pass filtering is performed by the result of approximation to the ideal level distribution, and Conversion table calculating means 35 for calculating a conversion table T (i) for the level of the digital audio signal from the level distribution obtained and storing it in a predetermined memory
And data replacement means 36 for replacing the level of the digital audio signal read from the recording medium 12 with level data according to the conversion table T (i) and outputting the data.

【0077】すなわち、図9の構成例では、正規化手段
34は、ローパスフィルタリング処理機能を有し、出現
度数検出手段3で作成されたヒストグラム(レベル分布)
に対してローパスフィルタリング処理を施して、このヒ
ストグラム(レベル分布)を理想的なヒストグラム(レベ
ル分布),すなわちA/Dコンバータ11に誤差がない
場合の理想的なヒストグラム(レベル分布)に近似し、ロ
ーパスフィルタリング処理がなされる前のヒストグラム
(レベル分布)を、ローパスフィルタリング処理がなされ
た後のヒストグラム(レベル分布)で除算することによ
り、A/Dコンバータ11の変換誤差を、誤差がない場
合の出現頻度を1.0に正規化した分布として、検出す
るようになっている。
That is, in the configuration example of FIG. 9, the normalizing means 34 has a low-pass filtering function, and the histogram (level distribution) created by the appearance frequency detecting means 3
Is subjected to a low-pass filtering process to approximate this histogram (level distribution) to an ideal histogram (level distribution), that is, an ideal histogram (level distribution) when the A / D converter 11 has no error. Histogram before low-pass filtering
By dividing (level distribution) by the histogram (level distribution) after low-pass filtering, the conversion error of the A / D converter 11 was normalized to an appearance frequency of 1.0 when there was no error. The distribution is detected.

【0078】より具体的に、デジタルオーディオ信号
(音楽信号)のレベルiの出現頻度をg(i)、量子化ビッ
ト数をn、ローパスフィルタ(移動平均フィルタ)の平均
をとるサンプル数をm(m:奇数)とすると、正規化手段
34は、正規化した値N(i)を、次式のようにして求め
るようになっている。
More specifically, a digital audio signal
Assuming that the appearance frequency of the level i of the (music signal) is g (i), the number of quantization bits is n, and the number of samples for averaging the low-pass filter (moving average filter) is m (m: odd number), the normalizing means 34 Calculates the normalized value N (i) as in the following equation.

【0079】[0079]

【数2】 (Equation 2)

【0080】ここで、c(j)は、次式を満たす窓関数で
ある。
Here, c (j) is a window function satisfying the following equation.

【0081】[0081]

【数3】 (Equation 3)

【0082】換言すれば、上記g(i)は、窓関数c(j)
の移動平均フィルタを示している。また、移動平均法で
は、平滑化波形の両端部分の計算が不可能なため、ま
た、平滑化波形の両端部分は、音楽レベルが大きい部分
であり、実際には、そのような大きなレベルは存在しな
いため、無視できるものであることから、上式(数2)に
おいて、平滑化波形の両端部分のサンプルに相当する
(m−1)/2を、コードiの範囲から除外している。
In other words, g (i) is a window function c (j)
Is shown. In addition, since the moving average method cannot calculate both ends of the smoothed waveform, the both ends of the smoothed waveform are portions where the music level is high, and such a large level actually exists. Therefore, in the above equation (Equation 2), it corresponds to samples at both ends of the smoothed waveform.
(m-1) / 2 is excluded from the range of the code i.

【0083】このように、図9の歪み補正装置20の正
規化手段34は、デジタルオーディオ信号(音楽信号)の
デジタルコードiの出現頻度g(i)に対して、移動平均
フィルタを用い、近傍の値との平均値を計算することに
より、デジタルオーディオ信号(音楽信号)のデジタルコ
ードiの出現頻度g(i)を理想的な出現頻度に近似し、
正規化を行なうようになっており、これにより、A/D
変換後のデジタルオーディオ信号(音楽信号)のレベル分
布に楽音の種類による固有の偏りがある場合にも、理想
的なレベル分布を算出することができる。すなわち、正
規化を行なうことができる。
As described above, the normalizing means 34 of the distortion correction apparatus 20 shown in FIG. 9 uses the moving average filter for the appearance frequency g (i) of the digital code i of the digital audio signal (music signal), By calculating the average value of the digital code i, the appearance frequency g (i) of the digital code i of the digital audio signal (music signal) is approximated to the ideal appearance frequency,
Normalization is performed, whereby the A / D
Even when the level distribution of the converted digital audio signal (music signal) has an inherent bias depending on the type of musical sound, an ideal level distribution can be calculated. That is, normalization can be performed.

【0084】また、変換テーブル算出手段35は、具体
的には、正規化手段34で上記のように求めた正規化さ
れた値N(i)を、次式(数4)のように積算し、変換テー
ブルT(i)を求め、これを例えばテーブル変換用メモリ
に格納するようになっている。
The conversion table calculating means 35 specifically integrates the normalized value N (i) obtained as described above by the normalizing means 34 as in the following equation (Equation 4). , A conversion table T (i) is obtained and stored in, for example, a table conversion memory.

【0085】[0085]

【数4】 (Equation 4)

【0086】本来、理想的なA/Dコンバータの変換特
性(入出力特性)は、図10に示すようになる。しかし、
A/Dコンバータに変換誤差がある場合には、A/Dコ
ンバータの変換特性(入出力特性)は、図11に示すよう
になる。
The conversion characteristics (input / output characteristics) of an ideal A / D converter are as shown in FIG. But,
When there is a conversion error in the A / D converter, the conversion characteristics (input / output characteristics) of the A / D converter are as shown in FIG.

【0087】図11において、レベルbの部分は出現頻
度が多く、レベルcの部分は出現頻度が少なくなる。正
規化したレベル分布N(i)は、各レベル(a〜f)の入力
レベル幅(A〜F)を示している。そうすると、例えば、
レベルbは、入力レベル幅Bの中央値であり、N(b)=
(A+B)/2が代表値となる。同様に、レベルcは、N
(c)=(A+B)/2+(B+C)/2となり、また、レベ
ルdは、N(d)=(A+B)/2+(B+C)/2+(C+
D)/2となる。数4は、このようなN(i)の積算処理
を表わしている。なお、変換テーブルT(i)=N(i)と
した場合は、N(i)の値を積算していないため、正しい
T(i)の値が求まらない。つまり、N(i)は、図12に
示すように、階段の横幅に相当し、求めるT(i)は、図
13に示す階段の中央値となる。しかし、T(i)=N
(i)とした場合、N(i)を積算しないために、図14に
示すようになる。数4の場合、N(i)を積算しているた
め、正しいT(i)が求まる。
In FIG. 11, the level b has a high frequency of appearance, and the level c has a low frequency of appearance. The normalized level distribution N (i) indicates the input level width (A to F) of each level (a to f). Then, for example,
The level b is the median of the input level width B, and N (b) =
(A + B) / 2 is a representative value. Similarly, level c is N
(c) = (A + B) / 2 + (B + C) / 2, and the level d is N (d) = (A + B) / 2 + (B + C) / 2 + (C +
D) / 2. Equation 4 represents such an integration process of N (i). If the conversion table T (i) = N (i), the correct value of T (i) cannot be obtained because the value of N (i) is not integrated. That is, N (i) corresponds to the width of the stairs as shown in FIG. 12, and T (i) to be obtained is the median value of the stairs shown in FIG. However, T (i) = N
In the case of (i), since N (i) is not integrated, the result is as shown in FIG. In the case of Equation 4, since N (i) is integrated, a correct T (i) can be obtained.

【0088】そして、データ置換手段36は、記録媒体
12から読み出されたデジタルオーディオ信号のレベル
iに対応した値T(i)を、上記のようにして求まった変
換テーブルから割り出し、この値T(i)を、歪み補正さ
れたデジタルオーディオ信号として出力することができ
る。具体的に、変換テーブル算出手段35によって算出
される変換テーブルT(i)は、量子化レベルを表わすコ
ードi自体をアドレスとして、そのアドレスに対応した
値を記憶する形に、テーブル変換用メモリに格納される
ようになっており、この場合、データ置換手段36は、
記録媒体12から読み出されたデジタルオーディオ信号
(量子化レベルを表わすコード)iをアドレスとし、その
アドレス(レベルi)に対応した値T(i)をテーブル変換
用メモリから読み出して、これを歪み補正されたデジタ
ルオーディオ信号として出力することができる。
Then, the data replacement means 36 calculates a value T (i) corresponding to the level i of the digital audio signal read from the recording medium 12 from the conversion table obtained as described above, and (i) can be output as a distortion-corrected digital audio signal. Specifically, the conversion table T (i) calculated by the conversion table calculating means 35 stores the value corresponding to the address with the code i itself representing the quantization level in the table conversion memory. In this case, the data replacement means 36
Digital audio signal read from recording medium 12
(Code representing quantization level) i is an address, and a value T (i) corresponding to the address (level i) is read out from the table conversion memory, and this is output as a digital audio signal corrected for distortion. it can.

【0089】このように、図9の構成例では、アナログ
/デジタル変換器を使用して収録されたデジタルオーデ
ィオ信号のレベル分布から、使用されたアナログ/デジ
タル変換器の変換誤差を検出し、その検出した変換誤差
から変換テーブルを算出し、前記デジタルオーディオ信
号に対してテーブル変換処理を行ない、アナログ/デジ
タル変換器の変換誤差によって発生した歪みを補正する
ので、しきい値以下の出現度数の凹凸をも補正し、A/
D変換誤差を著しく低減することができる。
As described above, in the configuration example of FIG. 9, the conversion error of the used analog / digital converter is detected from the level distribution of the digital audio signal recorded using the analog / digital converter. A conversion table is calculated from the detected conversion error, a table conversion process is performed on the digital audio signal, and distortion generated by the conversion error of the analog / digital converter is corrected. Is also corrected, and A /
D conversion error can be significantly reduced.

【0090】また、図9の構成例では、例えば、変換テ
ーブルT(i)のビット長を、入力データのビット長より
も大きくすることによって、ビット長の拡張(例えば、
13ビットから16ビットへの拡張)を行なうことも可
能である。
Further, in the configuration example of FIG. 9, for example, by making the bit length of the conversion table T (i) larger than the bit length of the input data, the bit length is extended (for example,
Extension from 13 bits to 16 bits) is also possible.

【0091】具体的に、13ビット信号の取り得る値を
−213-1〜213-1−1(−4096〜+4095)とする
と、テーブル変換後の信号は、演算により小数点以下の
値が発生する。例えば、レベル分布g(i)が、 g(0)=100 g(1)=150 g(2)=50 g(3)=100 の場合、ローパスフィルタを通した後のレベル分布h
(i)を h(0)=h(1)=h(2)=h(3)=100 とする。このレベル分布h(i)は、ローパスフィルタの
公式から次式のように求められる。
Specifically, assuming that the possible value of the 13-bit signal is −2 13−1 to 2 13−1 −1 (−4096 to +4095), the signal after the table conversion has a value after the decimal point calculated by the operation. Occur. For example, if the level distribution g (i) is g (0) = 100 g (1) = 150 g (2) = 50 g (3) = 100, the level distribution h after passing through the low-pass filter is
Let (i) be h (0) = h (1) = h (2) = h (3) = 100. The level distribution h (i) is obtained from the formula of the low-pass filter as in the following equation.

【0092】[0092]

【数5】 (Equation 5)

【0093】そして、N(i)=g(i)/h(i)より、 N(0)=100/100=1.0 N(1)=150/100=1.5 N(2)=50/100=0.5 N(3)=100/100=1.0From N (i) = g (i) / h (i), N (0) = 100/100 = 1.0 N (1) = 150/100 = 1.5 N (2) = 50/100 = 0.5 N (3) = 100/100 = 1.0

【0094】そして、数4より、 N(0)=0.0 N(1)=0.0+(1.0+1.5)/2=1.25 N(2)=1.25+(1.5+0.5)/2=2.25 N(3)=2.25+(0.5+1.0)/2=3.0 となり、テーブル変換により、小数点以下の値が発生す
る。この小数点以下の値が下位ビットであり、どの値ま
で出力するかにより、任意のビット長の信号に変換する
ことができる。
From equation (4), N (0) = 0.0 N (1) = 0.0 + (1.0 + 1.5) /2=1.25 N (2) = 1.25 + (1.5 + 0 .5) /2=2.25 N (3) = 2.25 + (0.5 + 1.0) /2=3.0, and the value after the decimal point is generated by the table conversion. The value after the decimal point is the lower bit, and it can be converted into a signal of an arbitrary bit length depending on the value to be output.

【0095】図15には、テーブル変換前とテーブル変
換後の入出力特性の一部が示されている。図15におい
て、横軸は入力(アナログ)、縦軸は出力(A/D変換器
の入出力特性は13ビット、テーブル変換後の入出力特
性は16ビットでのLSB単位)である。100Hz,
−40dBの正弦波を誤差の大きな逐次比較型A/D変
換器(ビット長13ビット)に入力した時の出力、およ
び、その出力信号に対して、同じA/Dコンバータで収
録したデジタルオーディオ信号(音楽信号)から算出した
変換テーブルを用いて、上記のテーブル変換処理を行な
ったものに対して、81920ポイント、Hanning窓の
FFT(高速フーリエ変換)処理を行ない、プロットした
ものを図16に示す。なお、図17には、本発明による
上記処理を行なわない場合が示されている。図16を図
17と比較すると、テーブル変換処理を行なったものの
方(図16)がテーブル変換処理を行なわない場合(図1
7)に比べて、歪みが減少していることがわかる。
FIG. 15 shows a part of the input / output characteristics before and after the table conversion. In FIG. 15, the horizontal axis indicates input (analog), and the vertical axis indicates output (input / output characteristics of the A / D converter are 13 bits, and input / output characteristics after table conversion are 16-bit LSB units). 100Hz,
Output when a -40 dB sine wave is input to a successive approximation A / D converter (bit length 13 bits) having a large error, and a digital audio signal recorded by the same A / D converter for the output signal Using the conversion table calculated from the (music signal), an F1920 (Fast Fourier Transform) process of a Hanning window is performed on the data obtained by performing the above-described table conversion process, and a plot is shown in FIG. . FIG. 17 shows a case where the above processing according to the present invention is not performed. 16 is compared with FIG. 17, the case where the table conversion processing is performed (FIG. 16) does not perform the table conversion processing (FIG. 1)
It can be seen that the distortion is reduced as compared to 7).

【0096】次に、図9の歪み補正装置の処理動作を図
18,図19のフローチャートを用いて説明する。な
お、図18は変換テーブル算出処理(変換誤差検出処理)
の動作例を示すフローチャートであり、図19は、デジ
タルオーディオデータのテーブル変換処理(変換誤差補
正処理)の動作例を示すフローチャートである。
Next, the processing operation of the distortion correction apparatus of FIG. 9 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 18 shows a conversion table calculation process (conversion error detection process).
FIG. 19 is a flowchart showing an operation example of a digital audio data table conversion process (conversion error correction process).

【0097】本装置を使用する場合、入力、出力のデジ
タルオーディオ信号(音楽信号)のビット長は、任意でよ
いが、この例では、入力、出力の音楽信号のビット長
を、それぞれ13ビット,16ビットとする。先ず、切
替手段(例えばスイッチ)1を記憶手段2側に切り換え、
記憶手段2,出現度数検出手段3,正規化手段34,変
換テーブル算出手段35により変換テーブルの算出を行
なわせる。すなわち、ヒストグラム(レベル分布)を作成
するためのデジタルオーディオ信号のサンプル数(測定
サンプル数)aを所定数に設定する(ステップS31)。
次いで、記録媒体12からデジタルオーディオ信号(1
3ビット)をサンプル数aでサンプリングして読み出
し、これを記憶手段2に入力させる(ステップS32)。
このようにして入力され記憶手段2に記憶されたビット
長13ビットの音楽信号は、出現度数検出手段3で、ヒ
ストグラム(レベル分布)の測定が行なわれる。この場
合、出現度数検出手段3は、前述したと同様に、ヒスト
グラムメモリを有し、入力されたデータに該当するアド
レス(番地)のヒストグラムメモリの値を+1し、これを
所定回数(サンプル数a)繰り返して、ヒストグラム(レ
ベル分布)を作成する(ステップS33乃至S35)。な
お、デジタルオーディオ信号のレベル分布をとるサンプ
ル数aは、ある程度多くなければ統計的なデータとして
精度が低くなり、また、必要以上に多くても処理に時間
がかかるので、これはできる限り最適値に近い値に設定
される必要がある。すなわち、レベル分布を測定するサ
ンプル数aは多い方がよいが、必要以上に多くても時間
を要するので、2,500,000サンプル程度でよい。
When this apparatus is used, the bit length of the input and output digital audio signals (music signals) may be arbitrary, but in this example, the bit lengths of the input and output music signals are 13 bits and It is 16 bits. First, switching means (for example, a switch) 1 is switched to the storage means 2 side,
The conversion table is calculated by the storage unit 2, the appearance frequency detection unit 3, the normalization unit 34, and the conversion table calculation unit 35. That is, the number of samples (measured samples) a of the digital audio signal for creating a histogram (level distribution) is set to a predetermined number (step S31).
Next, the digital audio signal (1
(3 bits) is sampled and read out with the number of samples a, and is input to the storage means 2 (step S32).
The music signal having the bit length of 13 bits input and stored in the storage means 2 is subjected to measurement of a histogram (level distribution) by the appearance frequency detection means 3. In this case, the appearance frequency detection means 3 has a histogram memory, as described above, increments the value of the histogram memory at the address (address) corresponding to the input data by one, and increments the value by a predetermined number (the number of samples a). ) Repeat to create a histogram (level distribution) (steps S33 to S35). It should be noted that if the number a of the samples taking the level distribution of the digital audio signal is not large enough, the accuracy will be low as statistical data, and if it is unnecessarily large, the processing will take a long time. Must be set to a value close to That is, the number a of the samples for measuring the level distribution is preferably as large as possible, but it takes more time than necessary.

【0098】次いで、正規化手段34は、出現度数検出
手段3で作成されたヒストグラム(レベル分布)に対し
て、数2,数3の演算を行ない、正規化した値N(i)を
出力する(ステップS36)。なお、この正規化手段34
におけるローパスフィルタリング処理において、移動平
均フィルタのサンプル数mは、できる限り、最適値に設
定されているのが良い。図20(a)はサンプル数mが
“1”のとき(フィルタなしのとき)、図20(b)はサン
プル数mが小さいとき、図20(c)はサンプル数mが最
適値のとき、図20(d)はサンプル数mが大きいときの
レベル分布をそれぞれ示す図である。移動平均フィルタ
のサンプル数mが最適値よりも小さい場合には、図20
(b)のようにレベル分布の凹凸が残り、また、移動平均
フィルタのサンプル数mが最適値よりも大きい場合に
は、図20(d)のように0(LSB)付近の値が小さくな
り、その結果、どちらもmが最適値のときのように(図
20(c)の場合のように)、歪みが減少しない。
Next, the normalizing means 34 performs an arithmetic operation of Equations 2 and 3 on the histogram (level distribution) created by the appearance frequency detecting means 3 and outputs a normalized value N (i). (Step S36). The normalizing means 34
In the low-pass filtering processing in the above, the number m of samples of the moving average filter is preferably set to an optimum value as much as possible. 20A shows a case where the number m of samples is "1" (when there is no filter), FIG. 20B shows a case where the number m of samples is small, and FIG. FIG. 20D is a diagram showing a level distribution when the number m of samples is large. When the number m of samples of the moving average filter is smaller than the optimum value, FIG.
In the case where the unevenness of the level distribution remains as shown in (b) and the number of samples m of the moving average filter is larger than the optimum value, the value near 0 (LSB) becomes smaller as shown in FIG. As a result, the distortion does not decrease as in the case where m is an optimum value (as in the case of FIG. 20C).

【0099】次いで、変換テーブル算出手段35は、正
規化手段34からの出力,すなわち正規化データN(i)
に対して、数4の演算を行ない(正規化データN(i)の
積算処理を行ない)、変換テーブルT(i)を算出し、こ
れをビット長16ビットでテーブル変換用メモリに出力
する(ステップS37)。
Next, the conversion table calculating means 35 outputs the output from the normalizing means 34, that is, the normalized data N (i).
, The conversion table T (i) is calculated by performing the operation of Equation 4 (the integration processing of the normalized data N (i) is performed), and the conversion table T (i) is output to the table conversion memory with a bit length of 16 bits ( Step S37).

【0100】図21(a)乃至(d)には、上記処理の概要
が示されている。ここで、図21(a)は出現度数検出手
段3で測定されたレベル分布を示す図、図21(b)は図
21(a)のレベル分布に対しローパスフィルタリング処
理を施して平滑化したレベル分布を示す図、図21(c)
は正規化手段34によって正規化されたデータ(図21
(a)のレベル分布を図21(b)の平滑化されたレベル分
布で除算したデータ)N(i)を示す図、図21(d)は図
21(c)の正規化されたデータすなわち正規化度数N
(i)を数4によって積算して作成された変換テーブルを
示す図である。
FIGS. 21A to 21D show the outline of the above processing. Here, FIG. 21 (a) is a diagram showing a level distribution measured by the appearance frequency detecting means 3, and FIG. 21 (b) is a level obtained by performing a low-pass filtering process on the level distribution of FIG. Diagram showing distribution, FIG. 21 (c)
Are the data normalized by the normalizing means 34 (FIG. 21)
FIG. 21D shows data obtained by dividing the level distribution of FIG. 21A by the smoothed level distribution of FIG. 21B), and FIG. 21D shows the normalized data of FIG. Normalized frequency N
It is a figure which shows the conversion table created by integrating (i) by Formula 4.

【0101】このようにして変換テーブルT(i)が算出
され、テーブル変換用メモリに格納された後、切替手段
2をデータ置換手段36側に切り換え、記録媒体12か
ら読み出されたデジタルオーディオ信号に対し、変換テ
ーブルT(i)に従ったデータ変換を行なう。すなわち、
データ置換手段36は、記録媒体12から読み出された
デジタルオーディオ信号(レベルi)に該当するアドレス
(番地)のテーブル変換用メモリの値T(i)を出力する動
作を、所定回数繰り返す。
After the conversion table T (i) is calculated in this way and stored in the table conversion memory, the switching means 2 is switched to the data replacing means 36, and the digital audio signal read from the recording medium 12 is read. Performs data conversion according to the conversion table T (i). That is,
The data replacement means 36 outputs an address corresponding to the digital audio signal (level i) read from the recording medium 12.
The operation of outputting the value T (i) of the (address) table conversion memory is repeated a predetermined number of times.

【0102】より具体的には、図19に示すように、例
えば、記録媒体12から読み出した13ビットのデジタ
ルオーディオ信号をデータ置換手段36に順次に入力さ
せ(ステップS41)、データ置換手段36で、入力され
たデジタルオーディオ信号のレベルに該当するテーブル
変換用メモリの値を出力する処理(ステップS43)を、
EOF(データの終了を知らせるデータ)が検出されるま
で(ステップS42)、繰り返し行ない、歪みが低減され
たビット長16ビットのデジタルオーディオ信号に変換
されて出力される。このように、記録媒体12から読み
出されたビット長13ビットの音楽信号は、データ置換
手段36で、テーブル変換が行なわれ、A/Dコンバー
タ11の変換誤差に基づく歪みが低減されたビット長1
6ビットの音楽信号に変換されて出力される。
More specifically, as shown in FIG. 19, for example, a 13-bit digital audio signal read from the recording medium 12 is sequentially input to the data replacing means 36 (step S41). And outputting the value of the table conversion memory corresponding to the level of the input digital audio signal (step S43).
Until EOF (data indicating the end of the data) is detected (step S42), the processing is repeated, and the digital audio signal is converted into a 16-bit digital audio signal with reduced distortion and output. As described above, the music signal having a bit length of 13 bits read from the recording medium 12 is subjected to table conversion by the data replacing means 36, and the bit length in which distortion based on the conversion error of the A / D converter 11 is reduced. 1
It is converted into a 6-bit music signal and output.

【0103】このように、図9の歪み補正装置では、デ
ジタルオーディオ信号(音楽信号)のヒストグラム(レベ
ル分布)から変換テーブルT(i)を作成する際、旧A/
Dコンバータの誤差によるレベル分布の凹凸を移動平均
フィルタで平滑し、A/Dコンバータに誤差がない場合
の理想的なレベル分布に近似しているので、図1の歪み
補正装置に対して、さらに、しきい値以下の出現度数の
凹凸をも補正し、A/D変換誤差を著しく低減すること
が可能となる。
As described above, in the distortion correction apparatus of FIG. 9, when creating the conversion table T (i) from the histogram (level distribution) of the digital audio signal (music signal), the old A /
The unevenness of the level distribution due to the error of the D converter is smoothed by the moving average filter, and approximates the ideal level distribution when the A / D converter has no error. It is also possible to correct irregularities having a frequency of occurrence equal to or less than the threshold value, thereby significantly reducing A / D conversion errors.

【0104】このように、上述の各構成例では、音楽ソ
ースの録音時に用いたA/Dコンバータが、現存してい
ない、または、変換特性が変化している場合に、旧録音
ソースからA/D変換誤差がない元の音楽ソースの状態
を推定し、入力されたデータを正しいと推定されるデー
タに置換して、A/D変換誤差が生じた音楽ソースを補
正することができる。
As described above, in each of the above-described configuration examples, when the A / D converter used for recording the music source does not exist or the conversion characteristics are changed, the A / D converter is switched from the old recording source to the A / D converter. It is possible to estimate the state of the original music source having no D-conversion error, replace the input data with data estimated to be correct, and correct the music source having the A / D conversion error.

【0105】なお、図9の構成例では、音楽信号(デジ
タルオーディオ信号)を用いてA/D変換誤差を推定し
たが、音楽ソースの録音時に用いたA/D変換器が変換
特性の変化なく現存する場合には、前記A/D変換器に
リニアカウントアップ信号を入力し、A/D変換器の入
力信号と出力信号を比較し、A/D変換誤差を求めるこ
とができる。このようなリニアカウントアップ信号を用
いた補正は、次のようにして行なうことができる。
In the configuration example of FIG. 9, the A / D conversion error is estimated using a music signal (digital audio signal). However, the A / D converter used at the time of recording the music source does not change the conversion characteristic. In the existing case, a linear count-up signal is input to the A / D converter, an input signal of the A / D converter is compared with an output signal, and an A / D conversion error can be obtained. The correction using such a linear count-up signal can be performed as follows.

【0106】すなわち、例えば、図22に示すように、
旧A/Dコンバータ測定システム(例えば図23のよう
なシステム)を使用し、リニアカウントアップ信号と正
弦波をパーソナルコンピュータに取り込み、リニアカウ
ントアップ信号のレベル分布から変換テーブルを算出
し、正弦波に対してテーブル変換、FFT(高速フーリ
エ変換)を行なって、ひずみの増減を調べる。変換テー
ブルの算出処理およびテーブル変換処理は、例えばC言
語でプログラム作成し、パーソナルコンピュータ内部で
処理し、また、FFTには、市販の信号処理ソフトを使
用することができる。
That is, for example, as shown in FIG.
Using an old A / D converter measurement system (for example, a system as shown in FIG. 23), a linear count-up signal and a sine wave are fetched into a personal computer, a conversion table is calculated from the level distribution of the linear count-up signal, and a sine wave is calculated. Table transformation and FFT (Fast Fourier Transform) are performed on the data to examine the increase or decrease in distortion. The conversion table calculation processing and the table conversion processing are performed, for example, by creating a program in the C language and processing the data inside the personal computer. For the FFT, commercially available signal processing software can be used.

【0107】ここで、変換テーブルの算出処理は、例え
ば以下のような方法で行なうことができる。すなわち、
量子化ビット数n、総サンプル数scの時のデジタルコ
ードi(−2n-1≦i≦2n-1−1)の出現頻度をh(i),
正規化した出現頻度をN(i)とする。テーブルの算出を
容易にするため、次式のように、h(i)=sc/2n
ときに、N(i)=1.0になるように、h(i)の正規化
を行なう。
Here, the process of calculating the conversion table can be performed, for example, by the following method. That is,
The appearance frequency of the digital code i (−2 n−1 ≦ i ≦ 2 n−1 −1) when the number of quantization bits is n and the total number of samples is sc is h (i),
Let N (i) be the normalized appearance frequency. To facilitate the calculation of the table, h (i) is normalized such that N (i) = 1.0 when h (i) = sc / 2 n as in the following equation. .

【0108】[0108]

【数6】N(i)=(2n/sc)・h(i)N (i) = (2 n / sc) · h (i)

【0109】次いで、N(i)を数4のように積算し、テ
ーブルT(i)を求める。
Next, N (i) is integrated as shown in Equation 4 to obtain a table T (i).

【0110】実際の処理では、テーブル変換前のデータ
(13ビット)と、テーブル変換後のデータ(16ビット)
が、図24に示すような関係になっているのでテーブル
値T(i)を23=8倍し、16ビットにしている。
In actual processing, data before table conversion
(13 bits) and data after table conversion (16 bits)
However, since the relationship is as shown in FIG. 24, the table value T (i) is multiplied by 2 3 = 8 to 16 bits.

【0111】このように、リニアカウントアップ信号を
用いる補正では、例えば、現在16ビットで録音されて
いる音楽信号を、将来24ビットあるいはそれ以上のビ
ット長の音楽信号に変換する場合などに有効である。ま
た、リニアカウントアップ信号は、音楽信号録音時に記
録媒体等に記録するようにしてもよく、このような場
合、A/D変換器が現存しない場合であっても、より精
度よく変換誤差に基づく歪みを低減することができる。
As described above, the correction using the linear count-up signal is effective, for example, when a music signal currently recorded at 16 bits is converted to a music signal having a bit length of 24 bits or more in the future. is there. The linear count-up signal may be recorded on a recording medium or the like at the time of recording the music signal. In such a case, even if the A / D converter does not exist, the linear count-up signal is more accurately based on the conversion error. Distortion can be reduced.

【0112】図1あるいは図9により説明した上述した
処理では、切替手段1は、記録媒体12からのデジタル
オーディオ信号を変換誤差を検出する処理のために記憶
手段2に出力した後、再度同じデジタルオーディオ信号
を記録媒体12から読み出してデジタル信号処理手段6
あるいはデータ置換手段36に出力するものとなってい
るが、本発明は、この処理に限定されるものではない。
例えば、変換誤差に基づく歪みを低減する対象のデジタ
ルオーディオ信号のすべてを切替手段1を介して記憶手
段2に記憶し、しかる後、切替手段1を介し、記憶手段
2からの出力を、直接、デジタル信号処理手段6あるい
はデータ置換手段36に与える構成となっていてもよ
い。
In the above-described processing described with reference to FIG. 1 or FIG. 9, the switching means 1 outputs the digital audio signal from the recording medium 12 to the storage means 2 for processing for detecting a conversion error, and then outputs the same digital signal again. The audio signal is read from the recording medium 12 and the digital signal processing means 6
Alternatively, the data is output to the data replacing means 36, but the present invention is not limited to this processing.
For example, all the digital audio signals whose distortion is to be reduced based on the conversion error are stored in the storage unit 2 via the switching unit 1, and then the output from the storage unit 2 is directly transmitted via the switching unit 1. The configuration may be applied to the digital signal processing means 6 or the data replacement means 36.

【0113】また、例えば、デジタル信号処理手段6あ
るいはデータ置換手段36の前段に遅延手段を設け、切
替手段1は、記録媒体12から読み出したデジタルオー
ディオ信号を記憶手段2と前記遅延手段とに同時に与
え、変換誤差を検出している間、補正の対象となるデジ
タルオーディオ信号を遅延手段により遅延させ、デジタ
ル信号処理手段6あるいはデータ置換手段36でリアル
タイムに補正出力処理ができるよう構成することもでき
る。
Further, for example, a delay means is provided before the digital signal processing means 6 or the data replacing means 36, and the switching means 1 transmits the digital audio signal read from the recording medium 12 to the storage means 2 and the delay means simultaneously. During detection of the conversion error, the digital audio signal to be corrected can be delayed by the delay means so that the digital signal processing means 6 or the data replacing means 36 can perform correction output processing in real time. .

【0114】また、変換誤差に基づく歪みが低減された
デジタルオーディオ信号をリアルタイムで出力する必要
がない場合、例えば、歪みが低減されたデジタルオーデ
ィオ信号を他の記憶装置に記憶するような場合には、記
憶手段2としてデータ転送速度の速いハードディスク等
を用い、記憶手段2の出力を切替手段1を介して、直
接、デジタル信号処理手段6あるいはデータ置換手段3
6に入力する構成としてもよい。
When it is not necessary to output a digital audio signal with reduced distortion based on a conversion error in real time, for example, when storing a digital audio signal with reduced distortion in another storage device A hard disk or the like having a high data transfer rate is used as the storage means 2, and the output of the storage means 2 is directly switched via the switching means 1 to the digital signal processing means 6 or the data replacement means 3.
6 may be input.

【0115】また、上述の例では、コンパクトディスク
等の記録媒体12にデジタルオーディオ信号が記録され
ており、記録媒体12からデジタルオーディオ信号を読
み出すとしたが、補正の対象となるデジタルオーディオ
信号は、ROM、RAM等の半導体メモリにより構成さ
れた記憶装置に記憶されることも可能であり、この場合
には、この記憶装置からデジタルオーディオ信号が読み
出される。そして、この場合、記憶装置自体が、記憶手
段2の機能をも有するように記憶装置を制御してもよ
く、このときには、さらに、記憶装置からの出力を、直
接、出現度数検出手段3に入力させることができる。
In the above example, the digital audio signal is recorded on the recording medium 12 such as a compact disk, and the digital audio signal is read from the recording medium 12. However, the digital audio signal to be corrected is The digital audio signal can be stored in a storage device including a semiconductor memory such as a ROM and a RAM. In this case, a digital audio signal is read from the storage device. In this case, the storage device itself may be controlled so that the storage device itself also has the function of the storage device 2. In this case, the output from the storage device is further directly input to the appearance frequency detection device 3. Can be done.

【0116】換言すれば、本発明において、「記憶手
段」の語は、広義に捉えられるべきであり、記憶手段
は、図1あるいは図9の記憶手段2に限らず、記憶媒体
12やROM,RAMなどをも指すことができる。
In other words, in the present invention, the term "storage means" should be understood in a broad sense, and the storage means is not limited to the storage means 2 of FIG. 1 or FIG. It can also refer to a RAM or the like.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1乃至請
求項8記載の発明によれば、デジタルオーディオ信号の
コード毎の出現度数からアナログ/デジタル変換器の直
線性誤差に基づく歪みが生じたビットを検出することが
でき、また、その検出結果に基づいてデジタルオーディ
オ信号のアナログ/デジタル変換器の直線性誤差に基づ
く歪みが生じたビットを補正するため、入力したデジタ
ルオーディオ信号のアナログ/デジタル変換器の直線性
誤差に基づく歪みを低減することができる。
As described above, according to the first to eighth aspects of the present invention, the distortion based on the linearity error of the analog / digital converter is generated from the appearance frequency of each code of the digital audio signal. Bit, and based on the result of the detection, correct the bit in which the distortion has occurred due to the linearity error of the analog / digital converter of the digital audio signal. The distortion based on the linearity error of the digital converter can be reduced.

【0118】また、請求項4記載の発明によれば、デジ
タルオーディオ信号の量子化レベルを表わすコードをア
ドレスとして記憶するヒストグラムメモリを有し、記憶
手段から読み出したデジタルオーディオ信号のコードに
対応するアドレスのデータを、ヒストグラムメモリから
読み出して1を加算し、1を加算されたデータをアドレ
スメモリに書き込み、コード毎の出現度数を表わすヒス
トグラムを作成するため、デジタルオーディオ信号のよ
うな、歪みがなく純粋な正弦波でない信号源であって
も、コード毎の出現度数を検出することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a histogram memory for storing a code representing a quantization level of a digital audio signal as an address, and an address corresponding to the code of the digital audio signal read from the storage means. Is read from the histogram memory, 1 is added, and the data obtained by adding 1 is written to the address memory, and a histogram representing the frequency of appearance for each code is created. Even if the signal source is not a sinusoidal wave, the frequency of appearance for each code can be detected.

【0119】また、請求項5記載の発明によれば、コー
ド毎の出現度数から量子化レベルが近接する複数コード
を1ブロックとして全てのコードを複数ブロックに分割
し、各ブロック毎に平均出現度数を求め、各ブロックに
おける各コードを平均出現度数で割った出現度数を、正
規化された出現度数として求めることができるため、デ
ジタルオーディオ信号の直線性誤差に基づく歪みをコー
ド毎の出現度数として検出することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, all codes are divided into a plurality of blocks by dividing a plurality of codes having quantization levels close to each other into one block based on the appearance frequency of each code. , And the appearance frequency obtained by dividing each code in each block by the average appearance frequency can be obtained as the normalized appearance frequency, so that the distortion based on the linearity error of the digital audio signal is detected as the appearance frequency for each code. can do.

【0120】また、請求項6記載の発明によれば、直線
性誤差検出手段で検出された正規化された出現度数に基
づいて、コード毎の量子化レベルの差を、アナログ/デ
ジタル変換器の直線性誤差に基づく歪みの生じたビット
数として検出することができる。
Further, according to the invention of claim 6, based on the normalized frequency of occurrence detected by the linearity error detecting means, the difference of the quantization level for each code is determined by the analog / digital converter. It can be detected as the number of bits in which distortion based on the linearity error has occurred.

【0121】また、請求項7記載の発明によれば、誤差
ビット検出手段で検出された入力されたデジタルオーデ
ィオ信号の誤差ビットを、正しいと推定されるコードと
置き換えて出力するため、デジタルオーディオ信号のア
ナログ/デジタル変換器の直線性誤差に基づく歪みを低
減することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the error bit of the input digital audio signal detected by the error bit detecting means is replaced with a code estimated to be correct, and is output. , The distortion based on the linearity error of the analog / digital converter can be reduced.

【0122】また、請求項9乃至請求項11記載の発明
によれば、アナログ/デジタル変換器を使用して収録さ
れたデジタルオーディオ信号のレベル分布から、使用さ
れたアナログ/デジタル変換器の変換誤差を検出し、そ
の検出した変換誤差から変換テーブルを算出し、前記デ
ジタルオーディオ信号に対してテーブル変換処理を行な
い、アナログ/デジタル変換器の変換誤差によって発生
した歪みを補正するので、しきい値以下の出現度数の凹
凸をも補正し、A/D変換誤差を著しく低減することが
できる。
According to the ninth to eleventh aspects of the present invention, the conversion error of the used analog / digital converter is determined from the level distribution of the digital audio signal recorded using the analog / digital converter. , A conversion table is calculated from the detected conversion error, and a table conversion process is performed on the digital audio signal to correct the distortion caused by the conversion error of the analog / digital converter. Can be corrected, and A / D conversion errors can be significantly reduced.

【0123】換言すれば、請求項1乃至請求項11記載
の発明によれば、使用されたアナログ/デジタル変換器
の特性がわからない場合でも、また、使用されたアナロ
グ/デジタル変換器自体が無い場合でも、記録されたデ
ジタルオーディオ信号から、アナログ/デジタル変換器
の誤差を検出することができ、さらに、検出したアナロ
グ/デジタル変換器の誤差に基づき、デジタルオーディ
オ信号の歪みを補正することで、デジタルオーディオ信
号の歪みを低減し、音質を高めることができる。
In other words, according to the first to eleventh aspects of the present invention, even if the characteristics of the used analog / digital converter are not known, or if the used analog / digital converter itself does not exist. However, the error of the analog / digital converter can be detected from the recorded digital audio signal, and the distortion of the digital audio signal is corrected based on the detected error of the analog / digital converter. The distortion of the audio signal can be reduced, and the sound quality can be improved.

【0124】また、請求項12記載の発明によれば、ア
ナログ/デジタル変換器にリニアカウントアップ信号を
入力し、このときの該アナログ/デジタル変換器の入力
信号と出力信号とを比較して、該アナログ/デジタル変
換器の変換誤差を算出し、該アナログ/デジタル変換器
からの出力信号に含まれる変換誤差に基づく歪みを、上
記のように算出された変換誤差によって補正するので、
音楽ソースの録音時に用いたA/D変換器が変換特性の
変化なく現存する場合に、例えば、現在16ビットで録
音されている音楽信号を、将来24ビットあるいはそれ
以上のビット長の音楽信号に変換することができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, a linear count-up signal is input to an analog / digital converter, and an input signal and an output signal of the analog / digital converter at this time are compared. The conversion error of the analog / digital converter is calculated, and the distortion based on the conversion error included in the output signal from the analog / digital converter is corrected by the conversion error calculated as described above.
If the A / D converter used at the time of recording the music source is present without any change in the conversion characteristics, for example, a music signal currently recorded at 16 bits is converted to a music signal having a bit length of 24 bits or more in the future. Can be converted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る歪み補正装置の構成例を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a distortion correction device according to the present invention.

【図2】デジタルオーディオ信号のヒストグラム(レベ
ル分布)の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a histogram (level distribution) of a digital audio signal.

【図3】誤差ビット検出処理の一例を示すフローチャー
トである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an error bit detection process.

【図4】最近の精度の良いA/D変換器を使用した音楽
信号のレベル分布の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a level distribution of a music signal using a recent accurate A / D converter.

【図5】初期のPCM音楽信号のレベル分布の一例を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the level distribution of an initial PCM music signal.

【図6】デジタル信号処理手段における補正処理の一例
を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a correction process in a digital signal processing unit.

【図7】アナログ/デジタル変換器のアナログ/デジタ
ル変換特性図である。
FIG. 7 is an analog / digital conversion characteristic diagram of the analog / digital converter.

【図8】本発明の歪み補正装置において時間軸上のデジ
タル出力を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a digital output on a time axis in the distortion correction device of the present invention.

【図9】本発明に係る歪み補正装置の他の構成例を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the distortion correction device according to the present invention.

【図10】理想的なA/Dコンバータの変換特性を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing conversion characteristics of an ideal A / D converter.

【図11】A/Dコンバータに変換誤差がある場合のA
/Dコンバータの変換特性を示す図である。
FIG. 11 shows A when the A / D converter has a conversion error.
FIG. 4 is a diagram illustrating conversion characteristics of a / D converter.

【図12】変換テーブルの算出の仕方を説明するための
図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining how to calculate a conversion table.

【図13】変換テーブルの算出の仕方を説明するための
図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining how to calculate a conversion table.

【図14】変換テーブルの算出の仕方を説明するための
図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining how to calculate a conversion table.

【図15】テーブル変換前とテーブル変換後の入出力特
性の一部を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a part of input / output characteristics before and after table conversion.

【図16】デジタルオーディオ信号に対してテーブル変
換処理を行なった結果を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a result of performing a table conversion process on a digital audio signal.

【図17】デジタルオーディオ信号に対してテーブル変
換処理を行なわない場合を示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a case where a table conversion process is not performed on a digital audio signal.

【図18】図9の歪み補正装置の処理動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 18 is a flowchart illustrating a processing operation of the distortion correction device in FIG. 9;

【図19】図9の歪み補正装置の処理動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart illustrating a processing operation of the distortion correction device in FIG. 9;

【図20】移動平均フィルタのサンプル数mを変化させ
たときのレベル分布を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a level distribution when the number m of samples of the moving average filter is changed.

【図21】図9の歪み補正装置におけるテーブル変換ま
での処理概要を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing an outline of processing up to table conversion in the distortion correction device of FIG. 9;

【図22】リニアカウントアップ信号を用いた補正処理
を説明するための図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a correction process using a linear count-up signal.

【図23】リニアカウントアップ信号を用いた補正処理
を説明するための図である。
FIG. 23 is a diagram illustrating a correction process using a linear count-up signal.

【図24】テーブル変換前のデータ(13ビット)と、テ
ーブル変換後のデータ(16ビット)との関係を示す図で
ある。
FIG. 24 is a diagram showing a relationship between data (13 bits) before table conversion and data (16 bits) after table conversion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 切替手段 2 記憶手段 3 出現度数検出手段 4,34 正規化手段 5 誤差ビット検出手段 6 デジタル信号処理手段 10,20 歪み補正装置 11 A/Dコンバータ 12 記録媒体 35 変換テーブル算出手段 36 データ置換手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching means 2 Storage means 3 Occurrence frequency detection means 4,34 Normalization means 5 Error bit detection means 6 Digital signal processing means 10,20 Distortion correction device 11 A / D converter 12 Recording medium 35 Conversion table calculation means 36 Data replacement means

───────────────────────────────────────────────────── 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 // G01R 31/00 G01R 31/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical indication // G01R 31/00 G01R 31/00

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 デジタルオーディオ信号を記憶する記憶
手段と、該記憶手段から前記デジタルオーディオ信号を
読み出し複数サンプルについて各々の量子化レベルを表
わすコード毎の出現度数を検出する出現度数検出手段
と、該出現度数検出手段で検出された前記コード毎の出
現度数から前記アナログ/デジタル変換器の直線性誤差
に基づく歪みを正規化された出現度数として検出する正
規化手段と、該正規化手段で検出した正規化された出現
度数のコードから誤差ビットを検出する誤差ビット検出
手段とを備えていることを特徴とする歪み検出装置。
A storage means for storing a digital audio signal; an appearance frequency detection means for reading the digital audio signal from the storage means and detecting an appearance frequency for each code representing a quantization level for a plurality of samples; A normalization means for detecting a distortion based on a linearity error of the analog / digital converter as a normalized frequency of occurrence from the frequency of occurrence of each code detected by the frequency of occurrence detection means; An error bit detecting means for detecting an error bit from the code of the normalized occurrence frequency.
【請求項2】 アナログ/デジタル変換器によりコード
に変換されたデジタルオーディオ信号のコード毎の出現
度数からアナログ/デジタル変換器の直線性誤差に基づ
く歪みの生じた誤差ビットを検出する変換誤差検出手段
と、該変換誤差検出手段からの検出結果に基づいて前記
デジタルオーディオ信号の前記アナログ/デジタル変換
器の直線性誤差に基づく歪みの生じた誤差ビットを補正
する変換誤差補正手段とを具備することを特徴とする歪
み補正装置。
2. A conversion error detecting means for detecting an error bit having a distortion based on a linearity error of an analog / digital converter from a frequency of appearance of a digital audio signal converted into a code by an analog / digital converter. And a conversion error correction unit for correcting an error bit in which the digital audio signal has been distorted based on a linearity error of the analog / digital converter based on a detection result from the conversion error detection unit. Characteristic distortion correction device.
【請求項3】 請求項2記載の歪み補正装置において、
前記変換誤差検出手段は、該切替手段から入力された前
記デジタルオーディオ信号を記憶する記憶手段と、該記
憶手段から前記デジタルオーディオ信号を読み出し複数
サンプルについて各々の量子化レベルを表わすコード毎
の出現度数を検出する出現度数検出手段と、該出現度数
検出手段で検出された前記コード毎の出現度数から前記
アナログ/デジタル変換器の直線性誤差に基づく歪みを
正規化された出現度数として検出する正規化手段と、該
正規化手段で検出した正規化された出現度数のコードか
ら誤差ビットを検出する誤差ビット検出手段とを具備す
ることを特徴とする歪み補正装置。
3. The distortion correction device according to claim 2, wherein
The conversion error detection means includes a storage means for storing the digital audio signal input from the switching means, and a frequency of appearance for each code representing a quantization level for a plurality of samples by reading the digital audio signal from the storage means. And a normalization for detecting a distortion based on a linearity error of the analog / digital converter as a normalized frequency of occurrence from the frequency of occurrence of each code detected by the frequency of occurrence detection means. And a means for detecting an error bit from a code of the normalized appearance frequency detected by the normalizing means.
【請求項4】 請求項3記載の歪み補正装置において、
前記出現度数検出手段は、前記デジタルオーディオ信号
の量子化レベルを表わすコードをアドレスとして記憶す
るヒストグラムメモリを有し、前記記憶手段から読み出
した前記デジタルオーディオ信号のコードに対応する前
記アドレスのデータを前記ヒストグラムメモリから読み
出して“1”を加算し、前記加算したデータを前記ヒス
トグラムメモリに書き込み、コード毎の出現度数を表わ
すヒストグラムを作成することを特徴とする歪み補正装
置。
4. The distortion correction device according to claim 3, wherein
The appearance frequency detection unit includes a histogram memory that stores a code representing a quantization level of the digital audio signal as an address, and stores the data of the address corresponding to the code of the digital audio signal read from the storage unit. A distortion correction apparatus which reads out from a histogram memory, adds "1", writes the added data into the histogram memory, and creates a histogram representing the frequency of appearance for each code.
【請求項5】 請求項3記載の歪み補正装置において、
前記正規化手段は、前記出現度数検出手段で得た前記コ
ード毎の出現度数から量子化レベルが近接する複数コー
ドを1ブロックとして全てのコードを複数ブロックに分
割し、各ブロック毎に平均出現度数を求め、各ブロック
における各コードを前記平均出現度数で割った出現度数
を正規化された出現度数とすることを特徴とする歪み補
正装置。
5. The distortion correction device according to claim 3, wherein
The normalizing unit divides all codes into a plurality of blocks by dividing a plurality of codes having quantization levels close to each other into one block from the occurrence frequencies of the codes obtained by the occurrence frequency detection unit, and divides each code into a plurality of blocks. And calculating the appearance frequency obtained by dividing each code in each block by the average appearance frequency as a normalized appearance frequency.
【請求項6】 請求項3記載の歪み補正装置において、
前記誤差ビット検出手段は、前記正規化手段で検出され
た前記正規化された出現度数に基づいてコード毎の量子
化レベルの差をアナログ/デジタル変換器の直線性誤差
に基づく歪みの生じた誤差ビットとして検出することを
特徴とする歪み補正装置。
6. The distortion correction device according to claim 3, wherein
The error bit detecting means calculates a difference in quantization level for each code based on the normalized frequency of occurrence detected by the normalizing means, and generates an error having a distortion based on a linearity error of an analog / digital converter. A distortion correction device characterized by detecting as a bit.
【請求項7】 請求項2記載の歪み補正装置において、
前記デジタル信号処理手段は、入力された前記デジタル
オーディオ信号の前記誤差ビットを正しいと推定される
コードに補正して出力することを特徴とする歪み補正装
置。
7. The distortion correction device according to claim 2, wherein
The distortion correction device, wherein the digital signal processing means corrects the error bit of the input digital audio signal to a code estimated to be correct and outputs the corrected code.
【請求項8】 請求項7記載の歪み補正装置において、
前記デジタル信号処理手段における正しいコードの推定
は、前記誤差ビットを有する各コードの正規化した出現
度数の平均をXとし、前記デジタルオーディオ信号の同
じ値が時刻K1からKtまで複数サンプルKt個続いた
時、前記同じ値が続く最初のサンプルの値と1つ前のサ
ンプルの値との第1の差D1をとり、前記同じ値が続い
た最後のサンプルの値と1つ後のサンプルの値との第2
の差D2をとり、前記第1の差D1及び第2の差D2が
正の値の場合、前記複数サンプルのうちKt/XからKt
での値を+1とし、前記第1の差D1及び第2の差D2
が負の値の場合、前記複数サンプルのうちK1からK
t(1−1/X)までの値を+1とすることを特徴とする
歪み補正装置。
8. The distortion correction device according to claim 7, wherein
The correct code estimation in a digital signal processing means, said average frequency of occurrence normalized for each code having an error bit to X, the digital audio signal a plurality of samples K t the same value from time K 1 to K t of When the same value continues, take the first difference D1 between the value of the first sample followed by the same value and the value of the previous sample, and take the value of the last sample followed by the same value and the next sample Second with the value of
Taking the difference D2, when the first difference D1 and the second difference D2 is a positive value, the value of the K t / X to K t of the plurality of samples and +1, the first difference D1 And the second difference D2
K If is a negative value, the K 1 among the plurality of samples
A distortion correction device, wherein a value up to t (1-1 / X) is set to +1.
【請求項9】 アナログ/デジタル変換器によりコード
に変換されたデジタルオーディオ信号を記憶する記憶手
段と、該記憶手段から前記デジタルオーディオ信号を読
み出し複数サンプルについて各々の量子化レベルを表わ
すコード毎の出現度数をレベル分布として検出する出現
度数検出手段と、該出現度数検出手段で検出されたレベ
ル分布に対しローパスフィルタリング処理を施して、ア
ナログ/デジタル変換器に誤差が無い場合の理想的なレ
ベル分布に近似し、ローパスフィルタリング処理がなさ
れる前のレベル分布を前記理想的なレベル分布に近似し
た結果で除算したものを正規化されたレベル分布として
検出する正規化手段と、正規化手段で正規化されたレベ
ル分布からデジタルオーディオ信号のレベルに対する変
換テーブルを算出する変換テーブル算出手段と、前記デ
ジタルオーディオ信号のレベルを前記変換テーブルに従
ったレベルデータに置換して出力するデータ置換手段と
を備えていることを特徴とする歪み補正装置。
9. A storage means for storing a digital audio signal converted into a code by an analog / digital converter, and reading out the digital audio signal from the storage means, for each code representing a quantization level for a plurality of samples. An appearance frequency detection means for detecting the frequency as a level distribution, and applying a low-pass filtering process to the level distribution detected by the appearance frequency detection means to obtain an ideal level distribution when there is no error in the analog / digital converter. Normalizing means for detecting a level distribution obtained by dividing the level distribution before the low-pass filtering process is performed by the approximation to the ideal level distribution as a normalized level distribution, and A conversion table for the level of the digital audio signal from the level distribution A distortion correction device comprising: a conversion table calculating unit that converts the level of the digital audio signal into level data according to the conversion table;
【請求項10】 アナログ/デジタル変換器を使用して
収録されたデジタルオーディオ信号のレベル分布から、
使用されたアナログ/デジタル変換器の変換誤差を検出
し、その検出した変換誤差から変換テーブルを算出し、
前記デジタルオーディオ信号に対してテーブル変換処理
を行ない、アナログ/デジタル変換器の変換誤差によっ
て発生した歪みを補正することを特徴とする歪み補正方
法。
10. The level distribution of a digital audio signal recorded using an analog / digital converter,
A conversion error of the used analog / digital converter is detected, and a conversion table is calculated from the detected conversion error.
A distortion correction method comprising: performing a table conversion process on the digital audio signal to correct a distortion generated by a conversion error of an analog / digital converter.
【請求項11】 請求項10記載の歪み補正方法におい
て、前記変換テーブルは、アナログ/デジタル変換器を
使用して収録されたデジタルオーディオ信号に対し、一
定サンプル数のレベル分布をとり、該レベル分布にロー
パスフィルタリング処理を施して、アナログ/デジタル
変換器に誤差が無い場合の理想的なレベル分布に近似
し、ローパスフィルタリング処理がなされる前のレベル
分布を前記理想的なレベル分布に近似した結果で除算し
たものを積算することによって作成されることを特徴と
する歪み補正方法。
11. The distortion correction method according to claim 10, wherein said conversion table obtains a level distribution of a fixed number of samples for a digital audio signal recorded by using an analog / digital converter. Is subjected to a low-pass filtering process to approximate the ideal level distribution when there is no error in the analog / digital converter, and the level distribution before the low-pass filtering process is performed is approximated to the ideal level distribution. A distortion correction method, wherein the distortion correction method is created by integrating the divided values.
【請求項12】 アナログ/デジタル変換器にリニアカ
ウントアップ信号を入力し、このときの該アナログ/デ
ジタル変換器の入力信号と出力信号とを比較して、該ア
ナログ/デジタル変換器の変換誤差を算出し、該アナロ
グ/デジタル変換器からの出力信号に含まれる変換誤差
に基づく歪みを、上記のように算出された変換誤差によ
って補正することを特徴とする歪み補正方法。
12. A linear count-up signal is input to an analog / digital converter, and an input signal and an output signal of the analog / digital converter at this time are compared to determine a conversion error of the analog / digital converter. A distortion correction method comprising calculating and correcting a distortion based on a conversion error included in an output signal from the analog / digital converter using the conversion error calculated as described above.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007521743A (en) * 2003-06-27 2007-08-02 オプティクロン・インコーポレーテッド Analog to digital converter
JP2007531415A (en) * 2004-03-25 2007-11-01 オプティクロン・インコーポレーテッド Non-linear filter with reduced complexity for linearization of analog-to-digital converters
CN100414606C (en) * 2002-01-25 2008-08-27 Nxp股份有限公司 Method and unit for substracting quantization noise from a PCM signal
KR100882143B1 (en) * 1999-04-12 2009-02-06 소니 가부시끼 가이샤 Information processing device and method, and providing medium
JP2010016724A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 Japan Radio Co Ltd Analog/digital converting circuit
DE102010017562A1 (en) 2009-07-22 2011-02-03 Advantest Corp. Measuring device, program, recording medium and measuring method
US8031091B2 (en) 2007-10-12 2011-10-04 Fujitsu Limited Reception circuit, method of creating AD converter conversion table of reception circuit, and signal transfer system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100882143B1 (en) * 1999-04-12 2009-02-06 소니 가부시끼 가이샤 Information processing device and method, and providing medium
CN100414606C (en) * 2002-01-25 2008-08-27 Nxp股份有限公司 Method and unit for substracting quantization noise from a PCM signal
JP2007521743A (en) * 2003-06-27 2007-08-02 オプティクロン・インコーポレーテッド Analog to digital converter
JP2007531415A (en) * 2004-03-25 2007-11-01 オプティクロン・インコーポレーテッド Non-linear filter with reduced complexity for linearization of analog-to-digital converters
US8031091B2 (en) 2007-10-12 2011-10-04 Fujitsu Limited Reception circuit, method of creating AD converter conversion table of reception circuit, and signal transfer system
JP2010016724A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 Japan Radio Co Ltd Analog/digital converting circuit
DE102010017562A1 (en) 2009-07-22 2011-02-03 Advantest Corp. Measuring device, program, recording medium and measuring method
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