JPS61107299A - 信号処理装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は信号処理装置、特に音声信号など処理されるべ
き信号の時間短縮ないし伸長を行なう信号処理装置に関
するものである。

［従来技術］ 従来、たとえばテープレコーダなどを用いて音声信号の
再生をする時に再生時間の短縮、伸長を行なうには、テ
ープスピードを増減する方法が用いられていた。しかし
、この方法はスピード変化がわずかな内はともかく、大
幅な時間短縮、伸長を行なおうとすると音声のピッチ（
高低）が変動してしまうので、あまり実用的な方法では
なかった。また、ピッチ変化なしに時間短縮、伸長を行
なう方法としては、音声信号の微小時間分を適当なイン
ターバルを置いてわずかずつ切り取ったり再使用したり
する方法が考えられるが、音声信号は常時極めて変動す
る性質を有しており、上記の微小時間の切り取り、また
は再使用を任意の時点で行なうとその接続点で出力信号
が不連続となり、雑音が発生して実用に耐えない欠点が
あった。

［目　的］ 本発明は上記の問題点に鑑みて成されたもので、ノイズ
の混入なしにスムーズな信号の時間短縮、あるいは伸長
処理を行なえる信号処理装置を提供することを目的とす
る。

し実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。

第１図に本発明の信号処理装置の一実施例を示す。第１
図は音声信号の時間短縮を行なう回路のブロック図を示
している０本実施例において再生される信号は、予めＤ
ＰＣＭ方式により記録されているものとする。

ＤＰＣＭ方式によりコーディングされた入力信号Δｙは
端子ｌから入力される。入力されたＤＰＣＭコードは加
算器２および１ステツプデイレイ３により公知と同様に
して積分され、ｌステップディレィ３の出力にＰＣＭコ
ードが得られる。ＰＣＭコードはシフトレジスタ、メモ
リ素子などから成る２５６ステツプデイレイ４に入力さ
れ、後述する時間Ｔ（この場合２５６ステツプ）だけ遅
延された信号Ａｉが形成される。本実施例では短縮が行
なわれない場合はこの信号Ａｉが出力される。すなわち
、入力信号は本実施例において実時間で出力されず、２
５６ステツプ分遅れて出力される。

時間Ｔだけ遅延された信号Ａｔは１ステツプデイレイ５
と減算器６から成る微分回路により処理され、減算器６
の出力に再び２５６ステツプ遅延された差分信号ΔＡｉ
が形成される。

さらにこの差分信号ΔＡｉは減算器７に入力され、その
出力に端子１から入力された信号Δｙ（すなわちΔＡｉ
＋２！５６）を減算され、２５６ステツプ分離れた（先
の）差分信号との差Δ２Ａｉが形成される。この信号Δ
２Ａｉは比較器９に入力される。

一方、２５６ステツプデイレイ４の出力する遅延された
ＰＣＭコードによる信号は減算器８に入力され、上記と
同様にしてｌステップディレィ３　１の出力信号ΔＡｉ
＋ｚ！ｒ６を減算される。すなわち２５６ステツプだけ
離れたＰＣＭコードの差分信号ΔＡｔが得られる。この
差分信号ΔＡｉは比較器ｉｏに入力される。

比較器９では前記の２５６ステツプ離れた差分信号の差
信号Δ２Ａｉが所定の基準値Δ２Ａと比較される。もし
信号Δ２Ａｉが基準値Δ２Ａよりも小さい場合にはアン
トゲ−）１１にハイレベルの信号が送ら、れる、同様に
２５６ステツプ離れだ信号の差信号ΔＡｉは比較器１０
で所定の基準値ΔＡと比較され、もし信号ΔＡｉが基準
値ΔＡよりも小さな場合にはアンドゲート１１にハイレ
ベルの信号が送られる。

言い換えれば、比較器９は２５６ステツプ時間的に離れ
た入力信号の勾配、すなわち変化率を調べており、比較
器ｌＯは２５６ステツプ離れた人力信号のレベル差を調
べている。そして両者の差が所定値より小さ、いという
ことは入力信号の変動が小さいということを意味する。

アンドゲート１１は上記の条件がともに満たされたとき
に信号の抜き取りを指示するものである。ただし、アン
ドゲートｌｌは３人力となっており、ここに短縮時間を
所望の長さに制御するためにゲートの動作を禁止する信
号が加えられる。

この信号は図中下方に示されたブロック１２〜１４から
成る回路から送られる。

タイムセット回路１２はレジスタ素子などから構成され
、端子１２ａから所望の短縮時間に応じた信号抜き取り
回数Ｔｘ（ここではＰＣＭの２５６ステツプに対応した
時間Ｔを単位としである。）が入力され、端、子１２ｂ
の信号により入力値を保持する。一方、カウンタ１４は
後述する信号抜き取りを行なうスイッチ２０の制御信号
を入力し、実際に信号抜き取りを行なった回数Ｎを計数
する。

タイムセット回路１２とカウンタ１４の出力は比較器１
３で比較される。実際の抜き取り回数Ｎが所望の抜き取
り回数Ｔｘよりも小さいうちは比較器１３はハイレベル
の信号をアンドゲート１１に送り、抜き取り動作を繰り
返し行なわせる。実際の抜き取り回数Ｎが所望の回数Ｔ
ｘに達した場合にはアンドゲート１１にローレベルが送
られ、抜き取り動作が禁止される。

一方、アンドゲート１１の後段には符号１５〜１９で示
された回路が接続されている。これらは時間短縮の時間
管理を行なうものである。カウンタ１６．１８はそれぞ
れ２５６　、４Ｋ　（４０００）ステップのカウントを
行なうものでそのオー／く−フロー出力によりフリップ
フロップ１７．１９をリセットする。フリップフロップ
１９の反転出力および先のアントゲ−）１１の出力の論
理積をとるアンドゲート１５の出力信号はカウンタ１６
゜１８をリセット、またフリップフロップ１７゜１９を
セットするようになっている。

フリップフロップ１７の非反転出力は、復調され２５６
ステツプ遅延された信号Ａｔおよび復調信号Ａｉ＋２’
ｒ６（現在の信号）を切り換えるスイッチ２０の制御入
力に接続されている。これとともに同出力はインバータ
２２ＥＬ　、アンド番オアゲー１　　ト２２から成るゲ
ート回路に接続されている。アンド・オアゲート２２の
出力は２５６ステツプデイレイ４の書き込みタイミング
を制御するようになっている。

以上の構成において、タイムセット回路１２に適当な短
縮時間をセットしアンドゲート１１を開けておき、端子
ｌからＤＰＣＭ処理された信号が入力されると、先に述
べたようにして差分信号の２５６ステツプ離れた差信号
Δ２Ａｉおよびレベルの差信号ΔＡｉが形成され、これ
らが所定の基準値と比較され、入力信号の時間的変動が
小さい、という条件が揃うとアントゲ−）１１からハイ
レベルが出力される。

ここでフリップフロップがカウンター６．１８の所定時
間の計時によりリセットされているとすると、アンドゲ
ート１５の両人力がハイレベルになり、カウンター６．
１８のカウント値がゼロにリセット′されるとともにフ
リップフロップ１７゜１９がセットされる。

フリップフロップ１９はアンドゲート１５を閉しるとと
もにフリップフロップ１７の非反転出力　　；のハイレ
ベルがスイッチ２０に送られ、これによってスイッチ２
０はｌステップディレィ３の出力、すなわち遅延されて
いない復調信号Ａｉ＋２！ｒ６を選択して出力する。遅
・延された復調信号Ａｉを基準として考えれば、この信
号Ａｔす２り６は２５６ステツプ分時間的に先行した信
号であるので、これで２５６ステツプ分の時間短縮が行
なわれたことになる。

以上と同時にフリップフロップ１７のセｙ　）により、
アンド・オアゲート２２を介して端子１６ａから入力さ
れるクロックと同期して２５６ステツプデイレイ４に書
き込み信号が送られ、２５６ステツプデイレイ４に更に
２５６ステツプ先の信号が記録され始める。

端子２２ｂ、１６ａにはそれぞれ現在時間に対応したク
ロックＷおよびそれから２５６ステツプ先のクロックが
入力される。

以上のようにして短縮が開始され、２５６ステツプ分の
データがディレィ４に記録されると、カウンタ１６によ
りフリップフロップ１７がリセットされ、これによりス
イッチ２０は２５６ステツプデイレイ４の出力を選択し
て出力するように切り換えられる。２５６ステツプデイ
レイ４には２５６ステツプ、先のデータが書き込まれて
いるのでこの操作により、出力音声には何ら変化を生じ
ない。

先の短縮開始時にはカウンタ１８（４にステップ）、ク
リップフロップ１９がセットされているので、少なくと
も次の４にステップの間はアントゲ−）１１から短縮の
タイミング信号が出力されてもアントゲ−）１５により
この信号は阻止され、短縮動作は起らない。この４にス
テップのインターバルが終了すると、フリップフロップ
１９がリセットしアンドゲート１５が開くことにより前
述と同様にして差分信号の差信号Δ”Ａｉ、信号レベル
の差信号ΔＡｉの条件が満たされた時、再び同様の短縮
動作が行なわれる。

要するにカウンタ１８は２５６ステツプの短縮動作があ
まり頻繁に行なわれないよう４にステップの短縮禁止区
間を設定するために設けたものである。ＰＣＭのサンプ
リングレートを２０ＫＨｚとすると２５６ステツプは約
１２ｍ秒に対応し、４にステップは約２００ｍ秒に対応
する。したがって上記の設定、によれば２００ｍ秒以下
の短いインターバルで短縮動作が起きることをなくし、
再生信号を自然かつスムーズなものとすることができる
。

以上のようにして短縮処理を受けた信号はサンプルホー
ルド用の１ステツプレジスタ２１を介して出力され公知
のＤ／Ａ変換段へ送られる。

一方、先述のようにフリップフロップ１７の非反転出力
はカウンタ１４にも入力されるので、短縮動作１回ごと
にカウンタ１４はカウントアツプし、この値がタイムセ
ット回路１２にセットされた値と一致した時に比較器１
３によりアンドゲート１１が阻止され、所望時間の短縮
動作が終了する。

上記の説明では説明の簡略化のため時間短縮の動作のみ
について示したが、時間伸長も同様に行なうことができ
る。伸長を行なう場合にはスイッチ２０の最初の位置を
１ステツプデイレイ３のＰＣＭ復調出力側に設定してお
き、２５６ステツプデイレイ４には既に再生出力した２
５６ステツプ分の信号を記録するようにする。

スイッチ２０の切り換えは短縮の場合と同じ条件、すな
わち２５６ステツプ離れた差分信号および信号レベルの
差信号Δ２Ａｉ、ΔＡｉがΔ２Ａｉ＜Δ２ＡおよびΔＡ
ｉ＜ΔＡを満たした際に行なうものとする。上記のよう
な設定により、２５６ステツプデイレイ４に蓄積された
ＰＣＭ復調信号は上の条件が満たされた際に２回使用さ
れることになる。ただし、時間操作の時、短縮の場合に
は２５６ステツプ先のデータを２５６ステツプデイレイ
４に書き込んだのに対し、伸長の場合には端子ｌからの
２５６ステツプ分のデータ入力を停止し、２５６ステツ
プの伸長期間が終了した後に入力を再開するとともにそ
こから先の２５６ステツプ分のデータを２５６ステツプ
デイレイ４に書き込むようにする。

以上のようにして同様の回路を用いて音声信号　）１の
ピッチを変えることなく、自然でスムーズなつながりを
持った音声信号の短縮あるいは伸長再生を行なうことが
できる。

上記の実施例において、短縮、あるいは伸長タイミング
を決定する差分信号の差、信号レベルの差の基準値Δ２
ＡおよびΔＡは小さければ小さいほど再生信号のつなが
りをスムーズにすることができる。しかし、あまり比較
器９：ｌＯの基準値Δ２Ａ、ΔＡを小さくとるとΔ２Ａ
ｉくΔ２Ａ。

ΔＡｔ＜ΔＡの条件を満足する確率が小さくなり、所定
時間内に所望時間の短縮ないし伸長を行なうことができ
なくなる可能性がある。この点に鑑みて短縮ないし伸長
すべき再生信号全体の長さに応じて、あるいはその何％
を短縮ないし伸長するかなどの条件に応じて基準値Δ２
Ａ、ΔＡを決定してもよく、またΔ２Ａ、ΔＡの条件を
厳しくするためには、次に述べるように差分の変化を比
較するための時間Ｔを２５６ステツプに固定するのでは
なくその前後の範囲で可変とする方法もある。

差分信号、および信号レベルの比較間隔ＴをＴ−ΔＴ−
Ｔ＋ΔＴの範囲に可変とする、すなわちステップ数でい
うとＮ−ΔＮ−Ｎ＋ΔＮの範囲内のデータを比較するよ
うにするには第２図に示すような回路を用いる。

第２図に示した回路は第１図の２５６ステツプデイレイ
４に替えて用いるためのもので、比較ステップ範囲を（
２５６＋８）±４の範囲で変えられるよう構成しである
。第２図において、ディレィ回路はメモリ、あるいはレ
ジスタ素子などから成る８ステップディレィ３１，２５
６ステツプデイレイ３２．および８ステツプデイレイ３
３の直列回路により構成されている。ここでスイッチ３
６は初段の８ステツプデイレイ３１をバイパスさせるも
の、また符号３５を付したスイッチは第１図のスイッチ
２０に対応するものである。また、符号３４で示したブ
ロックはΔ２ＡｉくΔ２Ａ、ΔＡｔ＜ΔＡを判別し、短
縮（ないし伸長）タイミングを決定する比較ブロック（
第１図の比較器９．１０など）をまとめて示すものであ
る。

比較ブロック３４は８ステップディレィ３３の各ステッ
プ出力Ａ−Ｈを順次調べ、前記のΔ２ＡｉくΔ２Ａ、Δ
Ａｉ＜ΔＡを満足するよ、うなデータを探す。もし出力
りが上記の条件を満足していた場合には不図示の回路に
より８ステツプデイレイ３１の各ステップ出力を切り換
えるスイッチ３７を対応した出力ｄの位置に切り換える
。

８ステツプデイレイ３３の出力りで最適条件が見つかっ
た後４ステップ分時間が経過すると、８ステップディレ
ィ３１．３３のトータル出力に最適データが出揃うので
、この時にスイッチ３５紮切り換え、８ステツプデイレ
イの出力ｄを再生出力として送り出せば再生信号はスム
ーズに短縮されてつながり、出力される。スイッチ３５
の切り換えとともにスイッチ３６を切り換え、２５６ス
テツプデイレイ３２に直接２６４（＝２５６＋８＋（’
８−４））ステップ先のデータを順次記録し１・ てゆくと、３６（＝２５６÷８＋（８−４））ステップ
後には８ステツプデイレイ３３のトータル出力と８ステ
ツプデイレイ３１の出力ｄが一致するのでスイッチ３５
を元に戻し、８ステツプデイレイ３３の出力を選択出力
するようにする。

さらに２７２　（＝２５６＋８＋８）ステップ先のデー
タを８ステツプデイレイ３１に８回送ればディレィ３１
とディレィ３２の入力が一致するので、この時スイッチ
３６を元に戻せば処理は初期状態に戻る。

以上のようにして１回の短縮で平均２６４（２５６＋８
±４）ステップ幅の短縮が行なえる。ここでは比較ブロ
ック３４により各ステップ毎に８ステツプデイレイ３３
を走査して処理タイミングを決定するので基準値Δ２Ａ
、ΔＡを比較的小さくとっても所望の時間短縮を確実か
つスムーズに行なうことができる。

ここで第３図に以上の短縮処理の原理を示す波形図を示
しておく０図において符号Ｔ１は比較開始点を示してお
り、この時点よりＮステップ離れた（遅延された）時点
Ｔ２における信号のレベル　　°□および変化率は第１
図の固定比較時間幅方式に従えば著しく異なっており、
短縮条件を満たしていない。しかし、時点Ｔ、よりも４
ステツプ前の時点Ｔ３よりＮステップ前の時点ＴＰ（ト
ランスファーポイント）における信号レベルおよび変化
率は非常に似かよっている。したがって第２図に示した
可変比較時間幅方式の回路によりＴ３とＴＰの信号をつ
なげばスムーズな接続が行なえる。ただし、この場合に
はＮステップより相前後した量をカウンタに戻す必要が
ある。

第２図、第３図に関しても時間短縮のみにつき説明した
が、第１図と同様にして時間伸長を行なうことができる
のはもちろんである。

また以上の説明では取り扱う信号を音声信号としたが、
映像信号などの他の信号の処理に本発明が応用できるの
はもちろんである。

［効　果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、被処
理信号を時間短縮ないし伸長して出力する信号処理装置
においで、所定の比較時間間隔だけ離れた信号の変化率
を所定の基準変化率と比較する第１の手段と、前記比較
時間間隔だけ離れた信号レベル差を所定の基準レベル差
と比較する第２の手段と、前記両比較手段の比較結果が
所定の条件を満たした際に前記所定の比較時間間隔に対
応した長さの被処理信号を抜き取り、または再使用する
手段を設けた構成を採用しているので、ノイズの混入な
どの不都合を生じることなく、スムーズなつながりを持
つ時間短縮ないし伸長さ°れた出力信号を得ることがで
きる優れた信号処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による信号処理回路の一実施例構成を示
すブロック図、第２図は第１図の構成の変形例を説明す
るブロック図、第３図は第２図の変形例の原理を説明す
る波形図である。 ２・・・加算器 ３．５．２１・・・ｌステップディレィ４・・・２５６
ステツプデイレイ ６〜８００．減算器　　　９　、　Ｉ　Ｏ、１３・・・
比較器１１．１５・・・アンドゲート １４．１６．１８・・・カウンタ １７．１９・・・フリップフロップ ２０・・・スイッチ 特許出願人　興　和　株式会社　・〜−−−：゛゛・　
′１ 代理人　弁理士　加　藤　　卓　（う・　　１七　　　
　　ｒ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理信号を時間短縮ないし伸長して出力する信
   号処理装置において、所定の比較時間間隔だけ離れた信
   号の変化率を所定の基準変化率と比較する第１の手段と
   、前記比較時間間隔だけ離れた信号レベル差を所定の基
   準レベル差と比較する第２の手段と、前記両比較手段の
   比較結果が所定の条件を満たした際に前記所定の比較時
   間間隔に対応した長さの被処理信号を抜き取り、または
   再使用する手段を設けたことを特徴とする信号処理装置
   。
2. （２）前記比較時間間隔を所定範囲内で処理条件に応じ
   て変更する手段を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の信号処理装置。