JPS60263377A - 音響信号の時間軸変換装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、楽音信号等のアナログ音響信号を入力しディ
ジタル信号に符号化する等の処理を行ない、その信号の
時間軸を圧縮又は伸張して復号化し、音響信号を出力す
ることにより楽音あるいは音声の音程を変化させる符号
化音響信号処理を行なう音響信号の時間軸変換装置に関
する。

し従来技術１ 楽音信号や音声信号を処理する音響機器として、音響信
号（原音）を入力しＰＣＭやＤＰＣＭ符号化等の処理に
よりデジタル信号に変換し、このデ□　ジタル音響信号
を所定の長さのブロックに切分してｍｍメモリに書き込
み、そして、これらの信号を各ブロックの時間軸の圧縮
や伸張を行なって読−３＝ み出す際に、これに伴うブロックの反復読み出しや飛び
越し読み出しを所定の手順に従って行なって、入力した
音響信号をほぼ実時間で音の長さを変えずに音程を変化
させる符号化音響信号処理による音響信号の時間軸変換
装置の開発が進められている。

ここで行なわれるディジタル信号のブロック化は、反復
読み出しや飛び越し読み出しにおいて、アナログ音響信
号がなめらかに接続されるにうに、アナログ音響信号の
同一の位相の点で区切ることによって行なわれるが、ブ
ロックの良さはこの切分点において止むを１１ず発生し
てしまうノイズの発生頻度や音響信号再生上の遅れ時間
等に関しゴする重要な要因となっている。即ち、ブロッ
ク長を短くすれば、切分点の数は増加するのでこれに起
因するノイズの発生頻度は高くなり、一方ブロック長を
長くすると、再生音は最大１ブロック分だけ遅れる事が
ある事から再生時の遅れが増大することになり、特に、
無音信号の状態、つまりアナログ音響信号の入力が零の
状態ではブロックの生−４− 成は行なえない事から、ブロック長は長くなって、次の
音響信号の立ち上がりの時にはこの遅れが目立つという
相反した関係が存在する。

そこで、この問題に対して、音響信号の入力時には時間
軸変換の比率（ピッチ比）に応じてブロック長を変更す
ることによって切分点の数をほぼ一定どしてこれに起因
するノイズを抑制し、一方、ブロック長を設定する手段
のひとつに所定の時間に作動して強制的にブロックを生
成するタイマを設け、無音信号時にはこのタイマの動作
時間によってブロック長を設定することによって、無音
信号の状態からの音響信号の立ち上がりに対する再生音
の遅れを制限しようする提案もなされてきた。

［この発明が解決しようとする問題点］係る従来技術に
おいて、タイマによる強制的なブロック長の設定は強制
的なものであって、入力されるアナログ音響信号の同一
位相部分に切分符号を付してブロック長を設定する第１
のブロック長設定手段が動作しないうちにこのタイマに
よる設定時間が経過した時には、アナログ音響信号の−
５− 位相に関わりなく切分点を設けてしまうように働く。従
って、このタイマの設定時間を短くすることは、無音信
号時における次の音響信号の立ち上がりに対する遅れの
問題を一応改善するものの、逆に音響信号の入力が存在
する時でも場合によってはこのタイマが作動してしまい
、この結果位相の不整合なブロック同士の接続が行なわ
れて継ぎ目が聴感上も気になる上、ノイズの発生、再生
音の音質の低下などを生じることがあるという問題が存
在した。この発明はこの問題を解決しようとするもので
ある。

［発明の目的］ 従って、本発明の目的は音響信号の時間軸変換の処理に
おいて、位相の不整合なブロック同士の接続による音質
の劣化等を３’Ｆｉ　＜ことなく、無音信号時における
音響信号の立ち上がりに対する再生音の遅れの問題を解
決する音響信号の時間軸変換装置を提供することにある
。

［発明の構成］ かかる目的を達成する為になされた本発明の構−６− 成は、第１図に図示する如く、 アナログ音響信号を入力しディジタル信号に符号化する
荀弓化手段■と、 該アナログ信号の所定の同一位相部分に対応した前記デ
ィジタル信号に、第１のブロック長設定手段■によって
切分点を意味するマークを施して所定のブロック長に分
（Ｊる共に、所定の時間軸に沿ったｍ帰化情報として、
読み書き可能な記憶手段■に順次書ぎ込む符号化情報書
込手段ｌｖと、＾ｔ１記記憶手段■に記憶された符号化
情報から、所定の手順により、該符号化情報に付された
マークによって区分されたブロック毎に、時間軸を変換
して、符号化信号を読み出す符号化信号読出手段Ｖと、 該読み出された符号化信号からアナログ音響信号への復
号化を行なう復号化手段■と、を備えた音響信号の時間
軸変換装置において、２　前記符号化情報書込手段ＴＶ
に、前記入力されるアナログ音響信号が無信号である時
、前記記憶手段に書き込む符号化情報のブロック長を前
記所定−７− のブロック長以下に設定する第２のブロック長設定手段
■を設置Ｊたことを特徴とする音響信号の時間軸変換装
置を要旨としている。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明づる。

［実施例１ 第２図は、楽音や音声等のアナログ音響信号を入力し、
ＰＣＭ符号化処理を行なうと共に、音の長さつまり再生
速度を変えずに符号化信号の圧縮・伸張を伴う時間軸変
換を行なって復号化された音響信号の再生音の音程を微
妙に変化させる音　゛響信号の時間軸変換装置のブロッ
ク図を示している。２は入力端子１から入力された音声
や楽音信号等のアナログ音響信号を入力してフィルタリ
ングを行なう入力フィルタであり、音響信号処理に不要
な周波数成分や雑音を除去し帯域の設定を行なう。３は
入力フィルタ２から送られる人力信）の振幅圧縮を行な
うコンプレッサであり、ノイズリダクション動作のため
に倍量振幅の圧縮を行ない、後述する復号化回路のエキ
スパンダでは信号−８− の増幅が行なわれる。４は］ンプレツサ３から送られる
アナログ音響信号を標本化するサンプル・ホールド回路
であり、書込・読出コントローラ８から送られるサンプ
リングパルスの時間間隔により、連続的な音響信号波形
の瞬間、瞬間の振幅値がサンプル値として取り出される
。５はサンプル・ホールド回路４により標本化された信
号を量子化して２進数の符号化データに変換するＡ／Ｄ
変換器である。本実施例においては以上のフィルタ２な
いしＡ／Ｄ変換器５がＰＣＭ符号化手段を構成している
。６はＡ／Ｄ変換器５から送られる符号化された符号化
情報（データ）を、読書き可能メモリ（ＲＡＭ）７内に
設けられた音響信号の数ブロック分の記憶容Ｍをもつレ
ジスタに順次記憶するためにラッチする書込ラッチであ
り、書込・読出コントローラ８から供給されるラッチ信
号によりデータを一時記憶し、ＲＡＭ７に後述するマル
チプレクサから書込み許可信号が送られた時、データバ
スを通してＲＡＭ７に符号化データが送られ、ＲＡＭ７
の指定されたアドレスに符号化デー　９　− 一タが順次書き込まれる。

９は、ＲＡＭ７への符号化データの也さ込みを行なう際
、例えば、その最下位ヒラｌ−（＋、、　Ｓ　１３　）
に、信号の圧縮・伸張による時間軸変換を行なう時のＲ
ＡＭ７からの読み出１ノブロックの切分点を指定するマ
ーク〈例えば論Ｔ！ｆ！１１Ｊの符号）をイ」すマーキ
ング回路である。このマーキング回路９には、Ａ　Ｌ　
Ｃ＋Ｉピーク検出回路１０ａにＪ：　ッ’Ｚ検出された
アナログ入力信号の正・負のピークを示す２相のピーク
検出パルスと、アナログ音響信号をＡ／Ｄ変換器５によ
りディジタル信号に変換１ノだ符号化データの最上位ヒ
ツト（ＭＳＢ）と、タイマ回路１０ｂからのマスク用信
号とが入力されている。ここでマーキング回１９は、Ａ
Ｉｃ付ピーク検出回路１０ａからの２相のピーク検出パ
ルスの入力に対して、その正のピーク検出パルスと負の
ピーク検出パルスとの間で、符号化データの最上位ビッ
ト（ＭＳＢ）の符号がＯから１に変化した時に、これを
ネガティブゴーイング時のげロクロス点として検出し、
マーキング指令信号を出−１０− カするげロタ１コス検出部と、このマーキング指令信号
を受けて、Ａ／Ｄ変換器５から出力される符丹化ｆ−タ
における例えば最下位ビット（＋−Ｓ　Ｂ　）にブロッ
クの切分点を示すマーク（例えば論理「１」の符号）を
付与するマーキング部とを備えている。

他方、予め設定された時間だけマーキング回路９のＵロ
クロス検出部から出力されるマーキング指令信号をマス
クしてその信号の出力を中１トさせるタイマ回路１０ｂ
は、マーキング回路９のゼロクロス検出部から出力され
るマーキング指令信号の立ち上り時から所定のマスク時
間ｌ”ｍだけ高レベルのマスク用信号をマーキング回路
９のげロクロス検出部に出力する。従って、第３図のタ
イミングチャートを示す如く、アナログ入力信号に対し
てほぼマスク用信８Ｔ１１１時間をおいて符号化信号の
最下位ピッ１〜（ＬＳＢ）にマーク（論理「１」！　の
符号）が付与されてゆくことになる。

尚、ＡＩＣ付検出回路１０ａは、本発明の特徴ともいう
べき第２のブロック長設定手段の一例で−１１− あって、マーキング回路９．タイマ回路１０１）と共に
第１のブロック長設定手段を構成するばかりでなく、そ
のＡＬＣ（自動レベル調整）の機能によって、第２のブ
ロック長設定手段としての働きも兼ねている。このＡＩ
Ｃ付ピーク検出回路１０ａについては、音響信号の時間
軸変換装置全体の説明の後で、その構成と動作について
詳述覆る。

上述の書込ラッチ６、書込・読出コントローラ８の一部
、マーキング回路９．ＡＬＩピーク検出回路１０ａ及び
タイマ回路１０等すは符号化情報書込手段を構成してお
り、Ａ／Ｄ変換器５によって変換されたディジタル信号
に上記のマークを施してこれを所定のブロック長に分（
づるどＪ（に、所定の時間軸に沿った符号化情報として
記憶手段（ここではＲＡＭ７のレジスタ）へ書き込むよ
う働く。即ち、端子１から入力されたアナログ音響信号
は所定の周期でサンプリングされ量子化され符号化され
て、ブロック毎にＲＡＭ７内のレジスタに記憶されてゆ
く。

ここにおいて、時間軸変換を行なう時のＲＡＭ−１２− ７からの読み出しブロックの長さは切分点を示すマーク
の時間間隔、すなわちタイマ回路１０の設定時間によっ
て決定され、このタイマ回路の設定時間は、制御回路１
１の動作により、時間軸変換による信号の圧縮又は伸張
の程度、つまり原音と再生音とのピッチ比に応じて制御
される。すなわち、通常内き込み時のブロックの長さが
一定であると、再生音の長さを一定とした時間軸変換を
行なった場合、信号の圧縮又は伸張の程度によって読み
出された信号のブロック毎の切分点の数が大ぎく変化し
てしまうが、これに対してこの制御回路１１はピッチ比
の変更に対して、この切分点の数の変化を少なくするよ
うに書き込み時のブロックの艮ざを制御する。そこで、
制御回路１１は、可変クロック信号発生器１３から出力
される読出クロック信号ｉの周期と書込みクロック信号
りの周期どの比を可変クロック信号発生器１３からのピ
ッチ比信号１０によって検出し、この書き込み読み出し
の周期の比、つまり、ピッチ設定手段であるピッチ設定
器１２によって設定された原音と再−１３− 主音とのピッチ比が大きい場合、即ち、時間軸の圧縮に
はその程度に応じてタイマ回路１０の設定時間（第３図
Ｔｍ）を長くし、逆に設定されたピッチ比が小さい場合
にはその程度に応じてタイマ設定時間Ｔｌｌ１を短くす
るように動作する。この制御回路１１は、実際には書込
・読出コン１〜ローラ８、マーキング回路９及びタイマ
回路１０等と共に１個のゲートアレイにより構成されて
いる。ピッチ設定器１２は入力音に対し、再生音のビッ
ヂを高くあるいは低く変えるためにその原音と再生音の
ピッチ比を設定するものであって、その操作によりＲＡ
Ｍ７からの符号化データの読み出し速度を調節して原音
の長さを変えずに音程が変えられる。このピッチ設定器
１２は読出カウンタ△１４ａ、Ｂ１４ｂに印加１−る読
出クロック信＠ｉの周期を変えるように、可変クロック
信号発生器１３に設けられた可変抵抗器として構成され
る。

１５は書込・読出コントローラ８と書込カウンタ１６に
クロック信号を出ツノするクロック信号発生器であって
、書込カウンタ１６にはＲＡＭ７へ−１４− のアドレッシング用に分周された書込みクロック信日り
が送られる。一方、書込・続出コントローラ８では、ク
ロック信号発生器１５から送られたクロック信号から、
サンプルパルス信号ａ　、　Ａ／Ｄ変換器５用のＡ／Ｄ
コンバート基準クロりク信号ｂ１り込ラッう信号Ｃ、Ｒ
ＡＭ７へ印加するメモリ書込可能信号ｄ１メモリ読出可
能信＠ｅＸ読出ラッチ信号ｒ＋、ｒ２、及びＲＡＭ７の
書き込みと読み出し動作を切り換えるマルチプレクサ１
７に送る選択パルス信号９がそれぞれつくられる。

そして符号化データのＲＡＭ７への書き込みと読み出し
のタイミングが、例えば書込クロック信号りの一周期の
間に連続して行なわれるようにコントロールされる。書
込カウンタ１６はＲＡＭ７内の符号化データ用エリアの
アドレスに対応する値を示すリングカウンタであリフロ
ック信号りを入力してカウントし、書込アドレスをマル
チプレクｆ　サ１７を介してＲＡＭ７へ送る。よって、
符号化データのＲＡＭ７への書ぎ込みは、符号化データ
が先ず、書込・読出コントローラ８から書込ラッー　１
５　− チロへ送られる書込ラッチ信号Ｃにより書込ラッチ６で
一時記憶され、データバスにセットされた後、ＲＡＭ７
への書込可能信号ｄをアクティブにして、マルチプレク
サ１７が書き込み側に切り換えられている間、書込カウ
ンタ１６ににつて指定されるアドレスに符号化データが
順次書き込まれて行なわれる。

１８はラッチＣ１９とラッチＤ２０を制御する読出コン
トローラであって、第４図に示すようなりタイプのフリ
ップフｌコツプどゲー１〜を備えた回路から構成され、
マーキング回路９からマーキング信号Ｍａを入ノ〕し、
このマーキング信号Ｍａに同期したラッチ可能信号Ｏ９
ｑ及びストローブ信号ｒ、ｐをラッチＣ１９とラッチＤ
２０に送り、マーキング信号Ｍａの示すブロック切分点
のタイミングでラッチＣ１９とラッチＤ２０は交互に書
込カウンタ１６から送られるアドレス情報を一時記憶し
ていく。

２１はマーク検出回路であり、ＲＡＭ７に順次書き込ま
れてい（符号化データに付されたプロツー　１６　− り切分点のマーク信号ｍを検出すると共に、符号化デー
タの読み出し時にその読み出し速度に応じて符号化デー
タ中のマークを検出しマーク検出信号１）ｅを出力し、
２つのマーク信号ｍの間にマーク検出信号１）ｅが２つ
発生した時、２つ目のマーク検出信号１）ｅに同期して
ロード信号ｎを発生する。そして、このロード信号ｎは
１つおきにロード信号ｊ１とロード信号ｊ２に分けられ
、オアゲート２１８．２１ｂを介してそれぞれ２つの読
出カウンタＡ１４ａ、読出カウンタＢ１４ｂに送られ、
読出カウンタＡ、Ｂはこのロード信号ｊ１゜ｊ２によっ
てラッチＣ１９またはラッチＤ２０により読み出しの先
頭となるアドレスデータをプリセットする。尚、このよ
うな２つの読出カウンタＡ、Ｂを使用し、２系統に分け
て符号化データの読み出しを行なう理由は、信号のブロ
ック切分点において符号化データの読み飛ばしや、反復
読み出しをする場合の信号のピッチや振幅の相異による
波形のずれによるノイズをすくなくするためであり、エ
ンベロープ回路２２ａ、２２ｂから出力−１７− される相互に反転したエンベロープ信号「１１△。

ＥｎＢは読出ラッチＡ２３ａ、読出ラッチＲ２３ｂから
の符号化データがそれぞれ入力される２つのＤ／Ａ変換
器２４ａと２４ｂのレファレンス入力に印加され、各ブ
ロックは直ちに接続されるのではなく、前のデータブロ
ックが切分点を過ぎ゛たらその出力を徐々に絞り、新し
いデータブ１１ツクは切分点から次第にその出ノｊを上
げるようにして、ブロック切分点での信号の接続を行な
っている。

前記２３ａと２３ｂはイれぞれ２系統の読出しラッチで
あり、書込・読出コントロール８からの読出ラッチ信号
ｆ１またはｆ２をマルチプレクサ１７への選択パルス信
号ｇの読み出し選択に同期して順次入力し、マルチプレ
クサ１７が読み出し側に切り換えられている時、読出カ
ウンタＡ１４ａまたはＢ１４ｂによっでアドレス指定さ
れ、ＲＡＭ７からデータバスに読み出された符号化デー
タをラッチする。

以上の読出カウンタＡ１４ａ　、Ｂ１４ｂ　、マルチプ
レクサ１７、読出コントローラ１８、ラッチ−１８− １９．２０、マーク検出回路２１及び読出しラッチ２３
ａ　、２３ｂが書込・読出コントローラ８の一部と共に
符号化信号読出手段を構成している。

２４ａ、２４ｂは読出しラッチＡ、Ｂでラッチされ！、
：符号化信号を入力してこれをアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器であり、Ｄ／Ａ変換器２４ａ　、２ｉから
出力される信号は積分器２５に送られて積分され、そし
て入力時にコンプレッサ３で圧縮された信号振幅を元に
戻すためにエキスパンダ２６に送られ、更に出力フィル
タ２７に送られ、出ツノ端子２８から時間軸変換されピ
ッチを変えられたアナログ音響信号が得られるように構
成される。以上のＤ／Ａ変換器２４ａ　、２４ｂ　。

積分器２５、Ｊキスパンダ２６及び出力フィルタ２７が
Ｐ　ＣＭ　ＩＷ号化手段に相当している。

次にＡ　Ｌ　Ｃ付ピーク検出回路１０ａの構成について
第５図に示す回路図を用いて説明する。Ａｌ１　Ｃ付ピ
ーク検出回路１０ａは、へＬＣ，即ち自動レベルコント
ローラとして勤＜Ａ１０部４０．正のピーク検出部４２
．負のピーク検出部４４を主−１９− 要部とし、各部を接続するノＪツブリングー１ンデンサ
や分圧抵抗器等から構成されている。図示する如く、Ａ
１０部４０は入力信号の大ぎさに応じて増幅度（利得）
を自動的に変更する機能、即ち自動レベルコントローラ
の機能を有する増幅器０Ｐ１（例えばナショナルセミコ
ンダクタ社ＮＥ５７１等）を中心に、このＡ　Ｌ　Ｃと
１ノでの機能を引き出す為の外付コンデンサＣ１，Ｃ２
，Ｃ：ｌ、Ｃａ。

Ｃ５＋　Ｃｓ及び外付抵抗器Ｒ＋　、Ｒ２，Ｒａから成
り、入力信号Ｓの平均的な値ＳａＶの大きさにかかわら
ず、出力信号ｔの平均的な値ｔａｖを一定に保つように
働く。従って入力信号の大きさが変動しても出力信号の
大きさは所定のレベルに保たれることになり、しかも増
幅度は最大１００ｄＢ程度とれることから、無音信号つ
まり正規の入力信号がない場合には、熱雑音や高周波輻
射によって入力ラインにのってくるノイズ（数十μＶ程
度）でも出力信号ｔは正常な信号入力がある場合と変わ
りない程度のレベルどなり、後段の正・負のピーク検出
部４２．４４を駆動することができると−２０− いう特徴を有する。Ａ１０部４０の出力信号ｔはカップ
リングコンデンサＣＩＯ及び分圧抵抗Ｒ５゜Ｒ６を介し
て正・負のピーク検出部４２．４４に入力されており、
各々のピーク検出部４２．４４では入力信号の正・負の
ピークをパルスＰｐ及びＰＩｌｌとし、マーキング回路
９へ出力する。ピーク検出部４２（４４）は、ダイオー
ドＤ１．Ｄ２の接続方向以外は同一の構成を有するので
併せて説明する。

ピーク検出部４．２（４４）は、整流用ダイオードＤＩ
　（０２）、ピーク電圧を保持するコンデンサＣｌ２（
ＣＩ４＞と増幅度１の増幅器ＯＰ２　（ＯＰＢ）とから
成る周知のピークホールド回路と、このピーク電圧を分
圧し放電させる抵抗器Ｒ１ｏ、Ｒｕ　（Ｒ１５，Ｒ１６
）及びコンパレータＯＰａ　（ＯＰｓ）とから構成され
ている。ダイオードＤ１　（Ｄ２）によってコンデンサ
Ｃ＋ｚ（Ｃｎ）は増幅器ＯＰ２　（ＯＰＢ）から正（負
）電圧を一方的に充電されるだけなので、コンデンサＣ
＋ｚ（Ｃｒ４）の電位は常に入力信号のピーク値と等し
くされるが、−２１− 実際には分圧抵抗器Ｒ１ｏ、Ｒ１１（Ｒ＋５．ＲＩ６＞
を介して放電が行なわれる為、コンパレータ０Ｐａ（Ｏ
Ｐｓ）の出力は、入力信号がある程度大きな新たなピー
ク値を迎えた時に、第３図に示すＰｐ（Ｐｎ＋　）の如
く、短い時間反転する。

マーキング回路９はこのピーク検出パルスＰｐ。

ｐｎ＋を入力し、正のピーク検出パルスＰｐと負のピー
ク検出パルスｐｍとの間に、△／Ｄ変換器５によって符
号化された信号の最」−位ビット（ＭＳＢ）が０から１
へ変化した時、マーキング指令信号１１を発するのであ
る。

次に、第６図乃至第９図の波形図、タイミングチャート
を参照して時間軸変換装置の動作を説明する。ここで第
６図は音響信号の時間軸変換の一例として音響信号を圧
縮する時の処理とこれに伴う符号化信号の一部のブロッ
クの反復読出しの処理を示すグラフとその動作を示す各
信号のタイミングチャートとを対応させて示す説明図、
第７図はＲＡＭ７への符号化データの書き込みと読み出
しとの動作を示す各信号（ａないしｈ）のタイミー　２
２　− ングチャート、第８図は音響信号を伸長する時の処理と
これに伴う符号化信号の一部のブロックの読みどばしの
！ｉ−ｉ理を示づグラフとその動作を示す各信号（Ｖ）
ｅ＜ｒいしｊ２　）のタイミングチャートとを対応させ
て示づ一説明図、第９図は積分器２５の入力波形のエン
ベロープを模式的に示した図である。各図は、以下の説
明において本発明実施例の音響信号の時間軸変換装置の
動作をより一層明らかにする為に適宜引用する。

音響信号の時間軸変換装置を使用する場合、先ず、ピッ
チ設定器１２によって、入力される原音と出力される再
生音のピッチ比（音程比〉が設定される。例えば、ピッ
チ比を１＝２に設定した場合には原音に対し再生音の振
動数が２倍に変換されることを意味し、例えば入力楽音
信号が「ド」の音であれば、再生音は−オクターブ高い
関係にある「ド」の音ということになる。このピッチ比
。　の設定により可変クロック信号発生器１３のクロッ
ク信号の周期は、書き込み側の回路に送られるクロック
信号発生器１５の固定クロック信号の周一　２３　− 期を基準としてぞのビッヂ比に反比例１）で調整され、
信号の書き込み速度を基準にして読み出し速度がピッチ
比に比例して増加することになる。

ピッチ比の設定が終り、装置の動作が開始されると、制
御回路１１（よ、クロック信号発生器１５から出力され
る固定の書込みクロック信号りと可変クロック信号発生
器１３から出力される読出しクロック信号ｉの周期の比
をピッチ比信号１０によって検出し、この周期比の逆数
つまりピッチ比に基づき、そのピッチ比が１以上つまり
信号の圧縮を行なう場合にはその程度に応じてタイマ回
路１０ｈの設定時間（Ｔｍ　）を良くし、逆にピッチ比
が１以下で信号の伸張を行なう場合にはイの程度に応じ
てタイマ回路１０ｂの設定時間（Ｔｏ＋　）を短くする
ように制御する。このタイマ回路１０１）の設定時間制
御により、圧縮あるいは伸張処理に係わらず、読み出さ
れる信号のブロック長がほぼ一定となり、ピッチ比を大
きくした圧縮処理の際に生ずる再生時のブロック切分点
の増加による音質の劣化や、ピッチ比を小さくした伸張
処理の際−２４− に生ずる再生音の遅れを解消することができる。

楽音信号等の音響信号は、入力端子１から入力され、入
力フィルタ２を通ることにより信＠処理に不要な周波数
成分や雑音が信号から除去され、コンプレッサ３に送ら
れる。コンプレッサ３ではノイズリダクション等のため
に音響信号の振幅圧縮が行なわれ、振幅圧縮されたアナ
ログ音響信号はＰＣＭ符号化処理回路に送られ、先ず、
サンプル・ホールド回路４に入力されてサンプリングが
行なわれる。サンプリングは書込・読出コントローラ８
から送られるサンプリングパルス信号ａの時間間隔で行
なわれ、各振幅値がサンプル値として保持される。サン
プル・ホールド回路４により標本化された信号は、次に
Ａ／Ｄ変換器５に送られ、組子化された信号データとし
て２進数に符号化される。Ａ／Ｄ変換器５でＰＣＭ符号
となった音響信号の符号化データは、次に書込ラッチ６
に送られ、書込・読出コントローラ８から供給されるラ
ッチ信号Ｃによってラッチされる。そして、書込ラッチ
６でラッチされた符号化データは、順−２５− 次、ＲＡＭ７に送られ、書込カウンタ１６からマルチプ
レクサ１７を介して供給されるアドレス信号に基づいて
アドレスされながらＲＡＭ７内に符号化の周期に同期し
て書き込まれていく。

一方、Ａ／Ｄ変換器５から符号化データが書込ラッチ６
に送られ一時記憶される際、その符号化データの最下位
ビット（ｌ　ＳＢ）に、信号のブロック切分点を示すマ
ークが、制御回路１１によって制御されたタイマ回路の
設定時間に基づく間隔で、かつ音響信号のゼロクロス位
置において次のように付与される。

即ち、第３図に図示する如く、入力端子１から入力され
た音響信号ＳはＡ／Ｄ変換器５により符号化データに変
換されるが、補数表現を用いる２進数の符号化データに
あってはその最上位ビット（ＭＳＢ）は符号化データの
値の正負の符号を表わしている。そごで、ＡＬＣ付ピー
ク検出回路１０ａから入力される正・負のピーク検出パ
ルスＰｐ、Ｐｉのパルス間において、符号化データの最
上位ビット（ＭＳＢ）がＯから１に変化１ノだ時、−２
６− マーキング回路のマーキング部はネガティブゴーイング
のゼロクロス点としてマーキング指令信号１１を発生し
、書込みラッチ６にラッチされる符号化データにおける
例えば最下位ビット（ＬＳＢ）にブロックの切分点を示
すマークが例えば論理「１」の符号として付される。

尚、無音信号が続く場合には、従来はこの正・負のピー
クパルスに挾まれたゼロクロス点が検出できない為、強
制的に符号化データの最下位ビット（Ｌ　Ｓ　Ｂ　）に
符号「１」を付す第２のタイマを用いていたが、本発明
に係るこの実施例では無音信号時にはＡＬＣ付ピーク検
出回路１０ａの増幅度が極めて大きくなり、入力ライン
にのったノイズを信号レベルまで増幅し、これによって
正・負のピーク検出パルスＰｐ　、　Ｐｎ＋が生成され
る。無音信号時にはＡ／Ｄ変換器５の出力である符号化
データは零±１ピットの間で不安定なのでその最ｆ　上
位ビット（ＭＳＢ）は０から１へ、又１からＯへ絶えず
変動している。従って、無音信号時にあってもマーキン
グ回路９は、正規の音響信号の八−２７− 力が存在する場合と何ら変わることなく作動し、ブロッ
クの設定を行なうことになる。従って、このブロック長
はタイマ回路１０１〕によって設定される時間Ｔｌ１１
を越えることはない。尚、ＡＩ−Ｃ付ピーク検出回路１
０ａの出力は、マーキング回路９に入力されているだ【
プなので、無音信号時にノイズを増幅したとしても符号
化されるデータには何ら関係なく、ＲＡＭ７には符号化
された無音信号（即ち零±１の値）が記憶されてゆく。

こうして所定のブロック長に設定されてＲＡＭ７に記憶
された符号化データは読み出し側の回路の動作により、
ピッチ設定器１２で設定されたピッチ比に基づく読み出
し速度で目つ信号のｆｆ縮又は伸張を行ないながら所定
の手順に従って、実時間で以下のようにＲＡＭ７から読
み出される。

先ず、マーク検出回路２１によって、ＲＡＭ７に順次書
き込まれていく符号化データにイ」されたブロック切分
点のマーク信号ｍが検出され、第６図のタイミングチャ
ートに示すように符号化データの読み出し速度（グラフ
線Ｂの傾き）に応じて−２８− 検出されるマーク検出信号［）ｅが検出され、２つのマ
ーク信号ｍの間にマーク検出信号Ｄｅが２つ発生した時
、２つ目のマーク検出信号Ｄｅに同期してロード信号ｎ
が発生される。そして、ロード信号ｎは１つおきにロー
ド信号ｊ１とロード信号ｊ２に分けられ、オアゲート２
１８．２１ｂを介してそれぞれ２つの読出しカウンタＡ
１４ａ、読出しカウンタＢ１４ｂに送られ、読出しカウ
ンタＡ１４ａ　、Ｂ１４ｂはこのロード信号ｊ１とｊ２
によってラッチＣ１９、Ｄ２０でラッチされている読み
出しの先頭となるアドレスデータをプリセットする。こ
の時、第７図のタイミングチャートにみるように、書込
み読出しコントローラ８からマルチプレクサ１７に送ら
れる選択パルス信号ｇによってマルチプレクサ１７が読
み出し側に切り換えられた時、ＲＡＭ７への読出可能信
号ｅがアクティブにされ、読出カウンタ１４ａ１または
１４ｂにより指定されたアドレスから符号化データが順
次読み出される。

なお、この時、データの書き込み速度を示すグー　２９
　− ラフ線Ａの傾きに対し、読み出し速度を示すグラフ線Ｂ
の傾きが大きい時つまり時間軸の圧縮が行なわれる時、
マーク信号ｍの間に２つのマーク検出信号Ｄｅが検出信
号が発生する場合、もう−反曲のブロックを反復して読
み出す動作を行なって、読み出し処理が書ぎ込み処理を
追い越すことを防止している。

一方、ピッチ比を１以下に設定して信号の伸張が行なわ
れる場合には、第８図のグラフに示すように、２つのマ
ーク検出信号１）ｅの間に発生する２つのマーク信号ｍ
があった場合、２つ目のマーク検出信号に同期してロー
ド信号ｎがマーク検出回路２１において発生し、これが
２つの読出信号ｊ１．ｊ　２に分けられて読出しカウン
タ１４ａ１１４ｂへ印加され、書き込み速度を示すグラ
フ線Ｃに対し、これより低い読み出し速度のグラフ線り
に沿ってブロックの読み飛ばしが行なわれる。

そしてＲＡＭ７より出力された符号化データは、読出ラ
ッチＡ２３ａ　、Ｂ２３ｂにラッチされ、２つのＤ／Ａ
変換器２４ａ、２４１）に送られる。Ｄ−３０− ／Ａ変換器２４ａ、２４ｂでは読み出された符号化信号
がアナログ信号に変換されると共に、レファレンス入力
が印加されるエンベロープ信号Ｅｎ△、ＥｎＢにより各
Ｄ／Ａ変換器２４ａ、２４ｂから出力されるアナログ信
号の波形のピークが、即ちエンベロープが、滑らかな傾
きをもつように振幅調整される。そして、出力された２
系統の信号は合成されて積分器２５に送られて完全なア
ナログ信号に復号化され、さらにエキスパンダ２６によ
り元の信号振幅に戻され、出力フィルタ２７を通して出
力端子２８から時間軸変換の信号圧縮処理によりピッチ
を上げられた音響信号が出力される。

以上のように構成された本実施例においては−、無音信
号時にあっても正規の音響入力がある時と何ら変わるこ
となくタイマ回路１０１］の設定特開Ｔｍを用いてブロ
ック長の設定を行なうことがでｆ　き、無音信号時に強
制的にブロックを設定するもうひとつのタイマを用いる
必要がない。従って、無音信号時にあってもブロック長
は時間Ｔｍに対−３１一 応する長さを越えることはなく、無音信号時にお（プる
次の音響信号の立ち上がりに対する遅れの問題は、切分
点での位相の不整合なブロック同士の接続による音質の
劣化等を招くことなく、充分に解決されている。

加えて、本実施例においては、例えば、時間軸を１／２
倍に圧縮、即ちピッチ比を２にする場合は符号化の際の
１ブロツク長を、例えば約６０ｍ５ｅｃとし復号化時の
ブロック長が約３０　ｍ５ｅｃになるようにし、一方、
時間軸を２倍に伸張、即ちピッチ比を１／２にする場合
は符号化の際のブロック長を、例えば約１５ｍ５ｅｃと
し復号化時のブロック長が約３　Ｑ　１ｌｌｓｅＣとな
るように制御される。従って音響信号を圧縮・伸長した
場合でも、１（′１う化時のブロック長をおよぞ一定の
良さに制御して、聴感がほぼ一定となるようにし、時間
軸の短縮時にブロック切分点におけるノイズの発生を抑
制して再生音の劣化を防止し、さらに時間軸の伸長を行
なった場合、再生ブロックが冗長となって再生音が遅れ
るという不具合も解消している。

−３２− 又、音響信号のｒ１号化をＰＣＭによって行なっている
ので、復号時のブロックの反復読み出しや読みとばしに
おけるブロックの継ぎ目における音響信号レベルはほぼ
零となっていることから、他の符号化方式、例えば音響
信号の差分をとるＤＰＣＭやΔＭ等の符号化方式におい
て継ぎ目が音響信号のピーク値に来るものと較べると、
より広い周波数帯域に亘って低い歪率で音響信号の時間
軸変換を行なうことができる。例えば、符号化手段が各
々ＰＣＭを採用しているかＤＰＣＭを採用しているかと
いう点以外は同一の構成を有する音響信号の時間軸変換
装置において、その周波数帯域はＤＰＣＭ方式において
、４ｄＢダウンまで許容しても４０１−１　ｚ〜８　Ｋ
　ＨＺにすぎないが、ＰＣＭ方式においては３ｄＢダウ
ンでさえ２０　ＨＺ〜８゜５　Ｋ　Ｈｚの帯域をカバー
している。又、全高調波歪率においても、ＤＰＣＭ方式
では１．７％であったがＰＣＭ方式では０．５％以下で
あった。これはＤＰＣＭ方式においては音響信号のピー
ク値が必ずしも同一でないにもかかわらず、音響信号−
３３− の変化率が零であって最も滑らかに信号を繋ぐことがで
きるという理由から、各ブロックを音響信号の大きさが
不揃いなピークの点で繋いでおり、その差分が信号の歪
みとなってあられれ、周波数帯域を制限する事由となっ
ている為と考えられる。

ＰＣＭ方式の採用によってこの問題は解消された。

又、ＰＣＭ方式はΔＭやＤＰＣＭ方式と比較した場合、
差分をとっていないことから、音響信号の鋭いアタック
でもより忠実に再現でき、聴感」−も音の遅れが少ない
という利点も有する。しかし、回路構成上の他の要因か
らΔＭやＤ　Ｐ　ＣＭ方式を１°ｚｔ：ｈｂ−ｃｂ、　
＊＊ｎｂ’ａ＞＊ｙａ＠＊ｖ−ｖ−ａ−ｂｃｔ＞−ｃ　
；はない。尚、ＤＰＣＭ方式を用いた場合には、ジｔ　
、分パルス符号化を行なうことから符号化しうる音　□
゛量の上限を大きくでき、又、ΔＭＭ方式用いた場合に
はパルス符号化を行なう回路の構成をやや簡略化できる
という利点がある。

又、本実施例においてはＡ／Ｄ変換器を２台もちいてい
ることから、第９図に模式的に示１」如く、復号化の際
に積分器２５に送られる信号のエンベ−３４− ローブはＤ／Ａ変換器２４ａからは、例えば（Ｉ）で示
す如ぎ信号が出力され、同様にＤ／Ａ変換器２４ｂから
は、例えば（Ｉｆ）で示す如き信号が出力され、その結
集積分器２５の入力信号は（Ｉ［Ｉ）で表わす形状とな
る。従って復号時のブロックとブロックの継ぎ目も聴感
上、さほど気にならないように解消されている。

尚、本実施例においては、第２のブロック長設定手段に
よって設定されるブロック長は、第１のブロック長設定
手段によるブロック長と等しくしであるが、ウィンドコ
ンパレータ等によって入力信号が無音信号であることを
検出し、この時タイマ１０ｂの設定時間を通常の設定時
間よりＴＩｎより短くするよう構成し、無音信号時のブ
ロック長を第１のブロック長設定手段によって設定され
る長さより短く設定することもできる。この場合、無音
信号とみなされる時にはブロック長は通常の□　ブロッ
ク長より短くされるので、次の音響信号の立ち上がりに
対する遅れの問題はより改善されることになる。

−３５− 又、本実施例においては、書込・読出コン１〜ローラ８
．マーキング回路９．タイマ回路１０及び制御回路１１
はその他の周辺のゲート等と共に制御速度を速くするた
めに１個のグー１ヘアレイによって構成したが、充分に
高速で処理を行なうマイクロコンピュータによって構成
することも容易である。

更には、第２図のブロック図では示していないが、楽音
信号等の原音を入力して単にその音程を時間軸変換処理
により変えて出力するのみではイ１く、出力側にミキサ
ー回路を設けて原音信号とでの原音に対し協和音程を形
成する特定のピッチ比をもつ時間軸変換処理再生音信号
とをミキシングして出力することにより、例えば単一の
音源Ｊ、す３度や５度のハーモニーをもつ協和音を発生
させることもできる。

又、ＲＡＭ７内に符号化されて記憶されたディジタル信
号を単に所定の時間だけ遅延し再生し、これを原音信号
とミキンシングして出力Ｊることにより、原音であるア
ナログ音響信号にエコーを−３６− かけることも容易である。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得るこ
とは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の音響信号の時間軸変換装
置は、 アナログ音響信号を符号化して第１のブロック長設定手
段によってブロックに分けた上で符号化情報として記憶
手段に書き込み、所定の手順に従って記憶手段から符号
化信号を読み出し復号化を行なって音程を変化させた音
響信号を出力するよう構成された音響信号の時間軸変換
装置において、入力されるアナログ信号が無信号である
時、前記記憶手段に書ぎ込む符号化情報のブロック長を
前記所定のブロック長以下に設定する第２のブロック長
設定手段によって設定するよう構成されている。

従って、無音信号時における次の音響信号の立−３７− ち上がりに対する再生音の遅れの問題は充分に解消され
る。又、この第２のブロック長設定手段によるブロック
長の設定は無音信号時にのみ行なわれるので音響信号の
入力時に切分点における位相の不整合なブロックを生成
することはなく、これに起因する音質の劣化を生じるこ
とがないという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は実施例としての
音響信号の時間軸変換装置のブロック図、第３図は符号
化信号にマークを付してブロック長を設定するマーキン
グの動作を示すタイミングチャート、第４図は読出しコ
ンｌ−ローラ１８の回路図、第５図はＡＬＣ付ピーク検
出回路１０ａの回路図、第６図は音響信号の時間軸変換
の一例として音響信号を圧縮する時の処理とこれに伴う
符号化信号の一部のブロックの反復読出しの処理を示す
グラフとその動作を示す各信号のタイミングチャートと
を対応させて示す説明図、第７図はＲＡＭ７への符号化
データの書き込みと読み出しとの−３８− 動作を示す各信号のタイミングチャート、第８図は音響
信号を仲良する時の処理とこれに伴う符号化信号の一部
のブロックの読みとばしの処理を示すグラフとイの動作
を示す各信号のタイミングチャー１〜とを対応させて示
す説明図、第９図は積分器２５の入力波形のエンベロー
プを示す模式図、である。 ■・・・符号化手段 ■・・・第１のブ［１ツク長設定手段 ■・・・記憶手段 ＴＶ・・・符号化情報書込手段 ■・・・符号化信号続出手段 Ｖｌ・・・復号化手段 ■・・・第２のブロック長設定手段 ４・・・サンプル・ホールド回路 ５・・・Δ／Ｄ変換器 ｆ　６・・・書込みラッチ ８・・・ＲＡＭ ９・・・マーキング回路 −３９− １０・・・タイマ回路 １０ａ・・・△ｌ−Ｃ付ビーク検出回路１０１〕・・・
タイマ回路 １１・・・制御回路 １２・・・ピッチ設定器 １６・・・書込カウンタ １４ａ、１４ｂ・・・読出カウンタ ２４ａ　、　２４　ｂ　・＝Ｄ／Ａ変換器ＯＰ＋　、Ｏ
Ｒ３，ＯＰａ・・・増幅器代理人　弁理士　定立　勉 他１名 −４０− 第６図 ■へＶいへヤＶふ−−−〕弘Ｃ貢に一一第７図 ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アナログ音響信号を入力しディジタル信号に符号化
   する符号化手段と、 該アナログ信号の所定の同一位相部分に対応した前記デ
   ィジタル信号に、第１のブロック長設定手段によって切
   分点を意味するマークを施して所定のブロック長に分け
   る共に、所定の時間軸に沿った符号化情報として、読み
   書ぎ可能な記憶手段に順次書き込む符号化情報書込手段
   と、前記記憶手段に記憶された符号化情報から、所定の
   手順により、該符号化情報に付されたマークによって区
   分されたブロック毎に、時間軸を変換して、符号化信号
   を読み出す符号化信号読出手段と、 該読み出された符号化信号からアナログ音響信号への復
   号化を行なう復号化手段と、 を備えた音響信号の時間軸変換装置において、−１＝ 前記符号化情報書込手段に、前記入力されるアナログ音
   響信号が無信号である時、前記記憶手段に書き−込む符
   号化情報のブロック長を前記所定のブロック長以下に設
   定する第２のブロックＩ％ｇ９定手段を設けたことを特
   徴とする音響信号の時間軸変換装置。 ２　符号化手段が、アナログ音響信号をＰＣＭにより符
   号化するＰＣＭ符号化手段であり、復号化手段が、符号
   化信号をＰＣＭによりアナログ音響信号に復号化するＰ
   ＣＭ復号化手段である特許請求の範囲第１項記載の音響
   信号の時間軸変換装置。 ３　符号化手段が、アナログ音響信号をＤＣＰＭにより
   符号化するＤＣＰＭ符号化手段であり、復号化手段が、
   符号化手段信号をＤＣＰＭによりアナログ音響信号に復
   号化するＤＣＰＭ復号化手段である特許請求の範囲第１
   項記載の＠響信月の時間軸変換装置。 ４　第２のブロック長設定手段が、アナ［ｌグ音響信号
   が無信号である時、該アナログ音響信号の−２− 入力ラインに存在するノイズを増幅することによって生
   じるアナログ信号を第１のブロック長設定手段に入力し
   てブロック長の設定を行なうよう構成された特許請求の
   範囲第１項ないし第３項のいずれかの項に記載の音響信
   号の時間軸変換装置。