JPS5860412A - デイジタル音響再生装置 - Google Patents

デイジタル音響再生装置

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JPS5860412A
JPS5860412A JP15855181A JP15855181A JPS5860412A JP S5860412 A JPS5860412 A JP S5860412A JP 15855181 A JP15855181 A JP 15855181A JP 15855181 A JP15855181 A JP 15855181A JP S5860412 A JPS5860412 A JP S5860412A
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signal
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Yasuhiko Arai
新居 康彦
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis

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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、楽音と音声をそれぞれ異なる標本化周波数で
標本化し、かつ異なる圧縮率で圧縮記録しておき、実時
間で楽音と音声とを多重再生するディジタル音響再生装
置を提供するものである。
従来のとの種のディジタル音響再生装置は、主として音
声信号をP G M (Pu1sa Code Mod
ulation)方式、A D P CM (Adap
tive Differential −PCM)方式
、あるいはD M (Delta Modulatio
n)方式等の符号化方式を用いて符号化し、半導体メモ
リ等に記録し、これを実時間で再生するものであり、楽
音と音声とを多重再生するディジタル音響再生装置はな
かった。
楽音は音声に比べて歪が耳につくことから、楽音信号を
ティジタル化する場合、音声信号よりも多くの情報量を
必要とし、必然的にメモリ容量が増大して高価な装置と
なる。
本発明は、音声信号を楽音信号の標本化周波数よりも低
い周波数で標本化するとともに、楽音信号よりも少ない
ビット数で量子化することによってメモリの利用効果を
高め、かつ楽音と音声が同時に再生できる経済的なディ
ジタル?″l響再牛装置を提供するものであり、以下に
本発明の実施例について説明する。
ディジタル音響内゛生装置を、例えばバノクグラウンド
ミュージソクやパブリックアドレス用の放送装置として
利用する場合、肉牛帯域はi’fl”で5KHz、楽音
で1QKHzで良い3.このだめ本実施例では、楽音の
標本周波数を20 K11z 、 音声の標本化周波数
を10KHzどしている。」だ本発明者が、楽音信号お
よび音声信号のもつ1’l’l’ −+k ’、1Ji
−を調べた結果、楽音信号は標本当り9゜8〜10゜7
ビツト、音声信号は標本当り861〜9゜4ビットであ
り、音声)信号の情報量は楽音信号の情報111]に比
べて2ビット程度少ない。従って、楽音の1111報圧
縮率を〃、すなわち、12ピノl−p c M符弓化し
た楽)左信号を6ビツトに圧縮し、壕だj7−声の情報
圧糀i率を偽、すなわち4ビットに圧縮している。
本実施例で採用している圧縮方式は、例えば特開昭53
−46210号公報にも記載されている区間DPCM方
式である3、この1z間DPCM方式は、信号を一定時
間の区間に分割し、各区間毎に信号がスケールオーバー
しない程度に一定の係数γを乗じた後、予測符号化を行
々い、元の信号に復元する際には復号化処理を施した後
に、各区間毎に定めた上記一定の係数γで除算するもの
である。さらに、区間DPCM方式では、予測残差信号
を非線形量子化する際、各区間の予測残差信号の実効値
に応じて最適陰干化特性を選択適応させるものである。
本発明の実施例では、区間DPC:M方式を用い、予測
段数を4段とし、かつ4個の量子化関数を用意して選択
適応化を行っている。まだ分割区間は楽音では約16m
5.音声では約23m5としている。
第1図は区間DPCM方式の7ユミレーシヨンダイヤグ
ラムを示している。第1図においてX (n)は12ビ
ツトに量子化された楽音または音声信号、γはスケール
ファクタ、Pは量子化関数選択番号、1は乗算器、2は
減算器、X(n)は予測信号、E (n)は予測残差信
号、3は量子化器、E(n)は量子化残差信号、4,5
は加算器、6. 7. 8.9は遅延器、X(n)は量
子化復元信号、X(nl)+ X (n −2)。
X (n−3)、 X (n−4)は量子化復元遅延信
号、α1゜α2.α3.α4は線形予測係数、10.1
1.12.13は乗算器である。
第1図に示す構成でシュミレージョンした結果を第2図
a、 bに示す。第2図aは楽rt用の量子化関数を使
用した」場合の信号(IKHz正弦波)対量子化雑音特
性(実線)である。点線は10ビット、11ビツト、1
2ビツトのPCMの場合の信号対量子化雑音特性である
。第2図aからも明らかなように6ビツトの区間DPC
Mは、信号レベルが高い時はPCM10.5ビットに相
当し、信号レベルが低い時はPCM11・5ピツi・に
相当するものである。丑だ、第2図すは音声用の量子化
関数を使用した場合の信号(1KHz)対1「を子化雑
音特性(実線)である。点線は9ビツト、10ピノ1−
.11ビツトのPCMの場合の信号対量子化雑音特性で
ある。第2図すからも明らかなように、4ビツトの区間
DPCM←11、信号レベルが高い時はpcua、aビ
ットに相当L 、化9レベルが低いこのように、6ビツ
ト、4ビツトの区間DPCMはそれぞれバノクグラウン
ドミュージノク、パブリックアドレス用放送装置として
利用する場合、充分な性能を発揮するものである。
本実施例は、12ビツトに量子化された楽音信号、音声
信号をそれぞれ前記のように6ビツト、4ビツトに圧縮
してファイルに記憶しておくものである。
次に6ビノトデータ、4ビツトデータが混在するファイ
ルから楽音、音声を多重復調するディジタル再生装置の
概略について第3図とともに説明する。第3図において
、15は6ビツトに圧縮された楽音データと4ビツトに
圧縮された音声データが混在するファイル、16,17
は読み出しバッファメモ1ハ18,19は上記バッファ
メモリ16t17に対応するシフトレジスタ、20は多
重復調演算部、21,22はそれぞれAチャンネル、B
チャンネル用ODA変換器、23,24はそれぞれAチ
ャンネル、Bチャンネル用のローパスフィルタ、、26
はファイル15から圧縮データを読み出ずだめの:li
制御用制御用マイクコ−1コンピー、26は再生しだい
ファイルの1flIJを指′、:i’するスイッチレジ
スタであり、26ktJ、Aチャンネル用、26BはB
チャンネル用である3゜ 第4図a、  b←l、それぞ、j1ファイル15内の
楽跨圧縮データ、音声圧縮データのデータ(11−1造
を示している。本実施例でd、1詔長(IWD)を32
ビア 1・構成とし、楽音の場合は第4図aに示すよう
に、最小記録t1″L位を64wn、7’<声の場合は
第4図すに示すように最小記録11′L位を32WDと
している。いずれの場合も最初の3WDは線形「測係数
(α1.α2.α3.α4)、スケールファクタγ、量
子化関数選択番号Pおよびフラッグ(ファイルの開始、
終了、楽音モート、音声モードの指定など)などのパラ
メータ領域と17で利用している。
第4図aに示す楽Ft−セードでrj:、61 WDが
楽音圧縮データ領域であり、6ビyl・からなる楽音圧
縮データが1WDに6個配置さ;li、、 2ビットは
空白となっている。−ツバ第4図すに示す1′S′声モ
ードでは、29WDが音声圧縮データ領域であり、4ビ
ツトから々る音声圧縮データがIWDに8個配置されて
いる。
上記ファイル15のメモリとしては、半導体メモリある
いは磁気バブルメモリが信頼性の面で望寸しい。本実施
例では、小型で比較的大容量のファイルが構成できる磁
気バブルメモリを用いている。この磁気バブルメモリの
アクセス時間はおよそ37m5であり、半導体メモリに
比べて低速のため、32ヒツト構成にして高速化すると
ともに、1面8にバイトのバッファメモリ4枚を用意し
て2チヤンネルの多重出力を可能にしている。この場合
、楽音モードのデータ領域ではIWD当り2ビツトの無
効ビットが生じるが、半導体メモリを使用して1WDを
24ビツト構成とすれば、さらにメモリの利用効率を向
上させることができる。
第3図におけるシフトレジスタ18.19はいずれも第
5図に示すように、32ビツトのシフトレジスタ27と
、6ビノトのシリアル・パラレル変換器28とから構成
され、バッファメモリ16゜17に転送された圧縮デー
タをIWDづつ32ビツトのシフトレジスタ2γに格納
した後、復調演算周期毎に、6ビノI−または4ビツト
づつ/リアル・パラレル変換器28に移して多重復調Δ
iテ算部20に転送するものである。
本実施例では、標本化周期の累々る圧縮データを多重復
調するだめに、多重復調演算部20で幻1、第6図に斜
線で示すように時分開始1j11を行っているものであ
り、演算周期を楽音標本化周期の係(25μs)とし、
Aチャンネルの処y11を行なうAザイクルと、Bチャ
ンネルの処理を行なうBザイクルとを交互に設け、かつ
音声モードでは演算回数をAに間引いているものである
上記のように本実施例では、12ピノ)・に量子化され
た楽音データを6ビノI・に圧縮しているため楽音の品
質を著るしく劣化させることなく、メモリ利用効率を2
倍に向上できる。1J:だrf声データを4ビツトに圧
縮し、かつ標本化周波数を楽音の標本化周波数の係とし
ているため、メモリ利用効率を6倍に向1−できるもの
である。
10、+・− 従来は楽音および音声を多重復調する装置が存在しなか
ったため、音声用に設計した装置を楽音用に使用したり
、楽音用に設計した装置を音声用に使用していただめ、
充分なS//Nや再生帯域が確保できなかったり、メモ
リの利用効率が悪い等の欠点があったのに対し、上記実
施例では、楽音は標本化周波数2oKHz、12ビツト
を6ビツトに圧縮するとともに、音声は標本化周波数1
0 KHz、12ビツトを4ビツトに圧縮しているだめ
、楽音。
音声とも最適な条件で使用でき、メモリが有効に利用で
きるものである。
本発明は上記のような構成であり、品質を著しく劣化さ
せることなく、メモリ利用効率を向上できるとともに、
楽音、音声を多重復調できる利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は区間DPCM方式のシュミレーションダイアグ
ラム、第2図a、  t)は同シュミレーションの結果
を示す信号対量子化雑音特性図、第3図は本発明の一実
施例におけるディジタル音響再生11  − 装置のブロック図、第4図は同装置のファイル内のデー
タ配置図、第6図は同装置のシフトレジスタの構成図、
第6図d、同装置のタイミング図である。 1・・・・・・乗算器、2・・・・・・減算器、3・・
・・・・−tli−子化器、4.6・・・・・加算器%
 e、  71 8+  9・・・・・・遅延器、10
+  11 t 12+ 13”−”M’−ArQ旨、
14・−除算器、15・・・・・・ファイル、16,1
了・・・・・・バッファメモIJ、18.19・・・・
・シフトレジスタ、20・・・・・多重復調演算部、2
1.22・・・・・DA変換器、23.24・・・・ロ
ーパスフ、fルり、25・・・fl+lI 徊l用マイ
クロコンピュータ、26・・・・スイッチレジスタ、2
7・・・・・シフトレジスタ、28・・・・シリアル・
パラレル変換詣。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名@ 
1 図 巳 味   −

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 0)楽音を所定の標本化周波数で標本化するとともに、
    音声を上記標本化周波数より低い標本化周波数で標本化
    し、かつこの標本化楽音データを所定の圧縮率で圧縮す
    るとともに、標本化音声データを上記標本化楽音データ
    の圧縮率より大きい圧縮率で圧縮し、この圧縮された楽
    音および音声データをファイルに記憶させ、このファイ
    ルより楽音データおよび音声データを時分割で多重復調
    することを特徴とするディジタル音響再生装置。 (2、特許請求の範囲第1項記載のディジタル音響再生
    装置において、12ビットに量子化された楽音データお
    よび音声データをそれぞれ6ビノト、4ビットに圧縮す
    ることを特徴とするディジタル音響再生装置。
JP15855181A 1981-10-05 1981-10-05 デイジタル音響再生装置 Granted JPS5860412A (ja)

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JPS5860412A true JPS5860412A (ja) 1983-04-09
JPH0375880B2 JPH0375880B2 (ja) 1991-12-03

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JPH0375880B2 (ja) 1991-12-03

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