JP5092580B2 - デジタル信号処理装置、デジタル信号処理方法及びデジタル信号処理プログラム - Google Patents

Description

本発明はデジタル信号処理装置、デジタル信号処理方法及びデジタル信号処理プログラムに関し、例えばデジタル信号処理装置としてのＤＳＰ（Digital Signal Processor）が設けられた車載用の再生装置に適用して好適なものである。

従来の信号処理装置は、アナログデジタル変換器によりアナログ信号を所定のサンプリング周波数の周期でサンプリングする。これにより信号処理装置は、アナログデジタル変換器によりアナログ信号の個々のサンプリング点での値をデジタル化して表す離散的なデータのデータ列でなるデジタル信号を生成する。そして信号処理装置は、そのデジタル信号をＤＳＰに与えて当該デジタル信号に対し信号処理を施していた。

ただし信号処理装置では、アナログ信号に対しサンプリング周波数の１／２の周波数であるナイキスト周波数よりも高い周波数の信号成分が含まれていると、そのアナログ信号をサンプリングして生成したデジタル信号に対し、ナイキスト周波数よりも高い周波数の信号成分が当該ナイキスト周波数を境に折り返されて別の周波数に変換された折返しノイズとして生じる。このようにデジタル信号に生じる折返しノイズは、そのデジタル信号に含まれる本来の周波数の信号成分とは異なり、かつ当該本来の周波数の信号成分とは区別も困難な信号成分である。

そして信号処理装置では、ＤＳＰにおいて折返しノイズの生じているデジタル信号に信号処理を施すと、その折返しノイズをデジタル信号の本来の周波数の信号成分として誤って検知し、その結果、誤動作するおそれがある。このため信号処理装置は、アナログ信号をローパスフィルタに通して当該アナログ信号の周波数帯域をナイキスト周波数以下に制限した後、サンプリングしてデジタル信号を生成していた。このようにして信号処理装置は、デジタル信号に折返しノイズが生じることを回避していた（特許文献１）。
特開２０００−２１１５１２公報（第２頁、図２）

ところで、かかる構成の信号処理装置では、ＤＳＰが予め選定された例えば48〔ＫＨｚ〕のような所定の動作サンプリング周波数の周期に同期して動作するようになされている。また信号処理装置では、ＤＳＰが動作サンプリング周波数の１／２の周波数（以下、これを折返し周波数と呼ぶ）以下の周波数の信号成分を含むデジタル信号を取り込んで種々の信号処理を施すようになされている。

そして最近では、ＤＳＰが実行する信号処理として、例えば高域成分（すなわち、比較的高い周波数帯域の信号成分）が削除されているデジタル信号を処理して比較的高い周波数の信号成分を発生させることで、当該削除されていた高域成分を補間するようなものがある。ただし、このような信号処理の中には、デジタル信号を処理したときに、折返し周波数よりも高い周波数の信号成分を発生させる特定のものがある。そしてＤＳＰが、このように折返し周波数よりも高い周波数の信号成分を発生させるような特定の信号処理（以下、これを特定信号処理と呼ぶ）を実行した場合、その結果得られる処理結果信号には、折返し周波数よりも高い周波数の信号成分が当該折返し周波数を境に折り返されて別の周波数に変換された折返しノイズとして生じる。

実際にＤＳＰが例えば48〔ＫＨｚ〕の第１の動作サンプリング周波数Ｆｓ１で動作して、折返しノイズが生じる特定信号処理を実行した場合に得られる処理結果信号について図１を用いて説明する。すなわち、図１に示すように、特定信号処理により得られる処理結果信号には、当該処理結果信号の信号成分の一部をスペクトルとして表すと、第１の動作サンプリング周波数Ｆｓ１の１／２の第１の折返し周波数（すなわち、24〔ＫＨｚ〕）以下の周波数の信号成分ＳＩ１がそのまま含まれている。また処理結果信号には、第１の折返し周波数よりも高い周波数の信号成分ＳＩ２及びＳＩ３が当該第１の折返し周波数を境に折り返されて別の周波数に変換された折返しノイズＡＮ１及びＡＮ２として生じている。

このように処理結果信号に生じる折返しノイズＡＮ１及びＡＮ２については、当該処理結果信号に含まれる本来の周波数の信号成分とは異なり、かつ当該本来の周波数の信号成分とは区別も困難な信号成分である。このため信号処理装置では、ＤＳＰにおいて折返しノイズＡＮ１及びＡＮ２の生じた処理結果信号を生成し、引き続き処理結果信号に他の信号処理を施した場合、本来得たい処理結果とは異なる処理結果を得るおそれがある。

このため、かかる信号処理装置では、ＤＳＰが処理結果信号に折返しノイズが生じるような特定信号処理を実行するような場合、その特定信号処理において処理結果信号に生じる折返しノイズＡＮ１及びＡＮ２を低減させることが望まれている。そこで特定信号処理において処理結果信号に生じる折返しノイズＡＮ１及びＡＮ２を低減させるための１つの手法（以下、これを折返しノイズの低減手法と呼ぶ）として、ＤＳＰを上述した第１の動作サンプリング周波数Ｆｓ１の２倍のようなＮ（整数）倍の第２の動作サンプリング周波数の周期に同期して動作させることが考えられている。

すなわち図２に示すように、かかる折返しノイズの低減手法は、ＤＳＰにおいて第１の動作サンプリング周波数Ｆｓ１をＮ倍（例えば、２倍の96〔ＫＨｚ〕）の第２の動作サンプリング周波数Ｆｓ２に引き上げることにより、これに伴い、処理結果信号に折返しノイズＡＮ１及びＡＮ２が生じる境界としての折返し周波数も第１の折返し周波数からＮ倍（例えば、２倍の48〔ＫＨｚ〕）の第２の折返し周波数に引き上げるものである。そして、このような折返しノイズの低減手法によれば、ＤＳＰが第２の動作サンプリング周波数Ｆｓ２で動作して特定信号処理により得られる処理結果信号の信号成分の一部をスペクトルとして表すと、当該処理結果信号には、第１の折返し周波数以下の周波数の信号成分ＳＩ１が上述の場合と同様にそのまま含まれている。

また処理結果信号には、第１の折返し周波数よりも高い周波数の信号成分ＳＩ２及びＳＩ３でも、その周波数が第２の折返し周波数よりも低いと、折返しノイズとはならずにそのまま含まれる。このように従来の折返しノイズの低減手法では、ＤＳＰの動作サンプリング周波数を高くすることにより、特定信号処理において処理結果信号に生じる折返しノイズＡＮ１及びＡＮ２を低減させることができる。

ところが信号処理装置では、ＤＳＰが特定信号処理のみを実行するのではなく、当該特定信号処理と共に他の信号処理も実行するように構成されている場合がある。そしてＤＳＰは、このように複数の信号処理を実行するように構成されていると、信号処理毎に動作サンプリング周波数を変更することはなく、何れの信号処理を実行する場合でも第２の動作サンプリング周波数Ｆｓ２の周期に同期して動作するようになされている。

このため、かかる折返しノイズの低減手法を適用したＤＳＰでは、本来、動作サンプリング周波数をそれほど高くする必要のない信号処理までも、比較的高い動作サンプリング周波数の周期に同期して実行することになる。その結果、かかるＤＳＰでは、動作サンプリング周波数をそれほど高くする必要のない信号処理において単位時間当りの信号処理量が無駄に増加して処理負荷が無駄に増加することになる。

従って、このように特定信号処理を実行するＤＳＰでは、処理負荷を無駄に増加させることなく、その特定信号処理において処理結果信号に生じる折返しノイズＡＮ１及びＡＮ２を低減することが望まれている。しかしながら、このようなＤＳＰにおいて、処理負荷を無駄に増加させずに、特定信号処理において処理結果信号に生じる折返しノイズＡＮ１及びＡＮ２を低減させるには、未だ不十分であるという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、処理負荷を無駄に増加させずに、特定信号処理において処理結果信号に生じる折返しノイズを大幅に低減し得るデジタル信号処理装置、デジタル信号処理方法及びデジタル信号処理プログラムを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、所定の動作サンプリング周波数の周期で、第１のサンプリングレートのデジタル信号を順次アップサンプリング処理することにより、第１のサンプリングレートの所定整数倍のアップサンプリングレートのデータ列でなるアップサンプリング信号を生成し、動作サンプリング周波数の周期で、アップサンプリング信号のデータを順次所定整数個ずつ取り込んで、処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理を施すことにより、当該処理結果信号を生成し、動作サンプリング周波数の周期で、処理結果信号として順次特定信号処理の結果得られた所定整数個のデータを取り込んでダウンサンプリング処理することにより、所定のダウンサンプリングレートのダウンサンプリング信号を生成するようにした。

従って本発明では、特定信号処理を、前段のアップサンプリング処理及び後段のダウンサンプリング処理と同様に動作サンプリング周波数の周期で実行しつつも、１回の処理タイミングで所定整数個ずつのデータを特定信号処理することで、当該特定信号処理のみを見かけ上、動作サンプリング周波数よりも高い動作サンプリング周波数の周期で実行することができる。

本発明によれば、所定の動作サンプリング周波数の周期で、第１のサンプリングレートのデジタル信号を順次アップサンプリング処理することにより、第１のサンプリングレートの所定整数倍のアップサンプリングレートのデータ列でなるアップサンプリング信号を生成し、動作サンプリング周波数の周期で、アップサンプリング信号のデータを順次所定整数個ずつ取り込んで、処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理を施すことにより、当該処理結果信号を生成し、動作サンプリング周波数の周期で、処理結果信号として順次特定信号処理の結果得られた所定整数個のデータを取り込んでダウンサンプリング処理することにより、所定のダウンサンプリングレートのダウンサンプリング信号を生成するようにしたことにより、特定信号処理を、前段のアップサンプリング処理及び後段のダウンサンプリング処理と同様に動作サンプリング周波数の周期で実行しつつも、１回の処理タイミングで所定整数個ずつのデータを特定信号処理することで、当該特定信号処理のみを見かけ上、動作サンプリング周波数よりも高い動作サンプリング周波数の周期で実行することができ、かくして処理負荷を無駄に増加させずに、特定信号処理において処理結果信号に生じる折返しノイズを大幅に低減し得るデジタル信号処理装置、デジタル信号処理方法及びデジタル信号処理プログラムを実現することができる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

図３において、１は全体として本発明を適用した車載用の再生装置を示す。かかる再生装置１は、例えばＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）やＣＤ−ＲＷ（Compact Disc-ReWritable）のような光ディスク（図示せず）を装填し得るようになされている。かかる光ディスクには、外部のパーソナルコンピュータ等の記録装置により、例えばＰＣＭ（Pulse Code Modulation ）フォーマットに準じて離散的なデータのデータ列でなる音楽のデジタル信号が、ＭＰ３（MPEG Audio Layer-3）フォーマットでエンコード処理（すなわち、圧縮符号化処理）されて生成された圧縮符号化デジタル信号として記録されている。

そして再生装置１においてＣＰＵ２は、当該再生装置１の筐体に設けられた各種操作キーやリモートコントローラのような操作部３へのユーザ操作によって各種命令が入力されると、当該入力された各種命令に応じて再生装置１全体を制御する。これにより再生装置１に光ディスク２が装填された状態で操作部３へのユーザ操作により再生命令が入力されると、再生部４は、その光ディスクから圧縮符号化デジタル信号を読み出してデコーダ５に送出する。

デコーダ５は、再生部４から与えられた圧縮符号化デジタル信号を例えばＭＰ３フォーマットに準じてデコード処理（すなわち、復号伸張処理）して音楽のデジタル信号（以下、これを音楽デジタル信号と呼ぶ）を生成する。この場合、デコーダ５の後段には、例えば、48〔ＫＨｚ〕のような第１の動作サンプリング周波数の周期に同期して動作するＤＳＰ６が設けられている。よってデコーダ５は、第１の動作サンプリング周波数の１／２の24〔ＫＨｚ〕のような周波数（以下、これを折返し周波数と呼ぶ）でなるサンプリングレート（以下、これを第１のサンプリングレートと呼ぶ）でサンプリングした離散的なデータのデータ列として音楽デジタル信号を生成している。そしてデコーダ５は、このように生成した音楽デジタル信号をＤＳＰ６に送出する。

ＤＳＰ６は、上述したように第１の動作サンプリング周波数の周期に同期して動作するようになされている。そしてＤＳＰ６は、内部に設けられたメモリ（図示せず）に予め記憶されたデジタル信号処理プログラムのような各種プログラムに従って各種機能を実現することにより種々の信号処理を実行するようになされている。ただし以下には、便宜上、ＤＳＰ６が各種プログラムに従いソフトウェア的に実現する各種機能を機能回路ブロックに見立てて当該ＤＳＰ６が実行する種々の信号処理について説明する。

ＤＳＰ６は、デコーダ５から与えられた音楽デジタル信号を出力調整処理部６Ａに取り込む。出力調整処理部６Ａは、デコーダ６から与えられた音楽デジタル信号に対し、車内に配置された複数のスピーカそれぞれからリスニングポイントまでの距離の違いによる音楽の到達時間のずれを補正するタイムアライメント処理を施す。また出力調整処理部６Ａは、かかる音楽デジタル信号に対し、車内の複数のスピーカの能力に合わせて低音の出力配分を設定するバスマネージメント処理も施す。そして出力調整処理部６Ａは、このようにタイムアライメント処理やバスマネージメント処理のような出力調整処理を施した音楽デジタル信号をアップサンプリング処理部６Ｂに送出する。

アップサンプリング処理部６Ｂは、出力調整処理部６Ａから与えられる音楽デジタル信号を、第１のサンプリングレートの例えば２倍のサンプリングレート（以下、これをアップサンプリングレートと呼ぶ）でアップサンプリング処理する。これによりアップサンプリング処理部６Ｂは、第１のサンプリングレートからアップサンプリングレートにアップサンプリングした音楽デジタル信号（以下、これをアップサンプリング信号と呼ぶ）を生成する。

すなわち、図４に示すようにアップサンプリング処理部６Ｂは、第１の動作サンプリング周波数の周期に同期して、出力調整処理部６Ａから音楽デジタル信号を離散的な個々のデータＤ１（すなわち、音楽デジタル信号を構成する離散的な個々のデータであり、図４中に白丸で示す）として順次取り込みながら、当該取り込んだデータＤ１１を所定時間ずつ一時的に保持する。またアップサンプリング処理部６Ｂは、このように音楽デジタル信号の離散的な個々のデータＤ１を取り込む毎に、前回取り込んで一時的に保持していたデータＤ１１の値と、今回取り込んだデータＤ１２の値との中間値のデータＨＤ１（すなわち、図４中に黒丸で示す）を算出する。

このようにしてアップサンプリング処理部６Ｂは、音楽デジタル信号に対し前回取り込んで一時的に保持していたデータＤ１１と今回取り込んだデータＤ１２との間に中間値のデータＨＤ１を補間する。これによりアップサンプリング処理部６Ｂは、音楽デジタル信号のデータ数を例えば２倍に増加させたアップサンプリング信号を生成する。そしてアップサンプリング処理部６Ｂは、この際、第１の動作サンプリング周波数の周期に同期しアップサンプリング信号として、例えば前回取り込んで一時的に保持していたデータＤ１１と、そのデータＤ１１を用いた補間により得た新たなデータＨＤ１との２個ずつのデータを順次後段のクリップ処理部６Ｃに送出する。

図５に示すように、クリップ処理部６Ｃは、第１の動作サンプリング周波数の周期に同期して、アップサンプリング処理部６Ｂからアップサンプリング信号の離散的なデータを順次２個ずつ取り込む。そしてクリップ処理部６Ｃは、アップサンプリング信号の離散的な２個のデータを取り込む毎に、当該２個のデータに対し同時並行で、折返しノイズが生じる特定信号処理としてのクリップ処理を施す。

実際にクリップ処理部６Ｃは、アップサンプリング信号の離散的な２個のデータを取り込んでクリップ処理を実行すると、当該クリップ処理において２個のデータのレベルそれぞれを、予め選定されたプラス側の閾値でなる第１のレベル（ａ）と比較する。またクリップ処理部６Ｃは、かかるクリップ処理においてこれら２個のデータのレベルそれぞれを、第１のレベルより低い予め選定されたマイナス側の閾値でなる第２のレベル（−ａ）とも比較する。その結果、クリップ処理部６Ｃは、アップサンプリング信号の離散的なデータのレベルが第２のレベル（−ａ）以上でかつ第１のレベル（ａ）以下のときには、当該データのレベルをそのまま変更しないようにする。

これに対してクリップ処理部６Ｃは、アップサンプリング信号の離散的なデータのレベルが第１のレベル（ａ）よりも大きいときには、当該データのレベルを第１のレベル（ａ）まで引き下げて制限する。またクリップ処理部６Ｃは、アップサンプリング信号の離散的なデータのレベルが第２のレベル（−ａ）よりも小さいときには、当該データのレベルを第２のレベル（−ａ）まで引き上げて制限する。このようにしてクリップ処理部６Ｃは、アップサンプリング信号に対し離散的なデータのレベルを適宜制限するクリップ処理を施し、これにより離散的なデータのデータ列でなるデジタルの処理結果信号Ｓ２を生成する。

ここで、ＤＳＰ６が実行するクリップ処理について、さらに詳細に説明する。ただしＤＳＰ６が扱う音楽デジタル信号には種々の周波数の信号成分が含まれている。また、かかる音楽デジタル信号をアップサンプリング処理して生成されるアップサンプリング信号にも、実際には種々の周波数の信号成分が含まれている。しかしながら以下には、例えば図６に示すように、クリップ処理の理解を容易にするため、例えばアップサンプリング信号に含まれる１つの周波数（例えば、７〔ＫＨｚ〕）の信号成分のみでなるフルスケールの正弦波のデジタル信号Ｓ１をクリップ処理する場合について説明する。因みに、かかるクリップ処理では、例えば第１のレベル（ａ）を 0.5とし、かつ第２のレベル（−ａ）を-0.5としている。

図６からも明らかなように、例えば正弦波のようなデジタル信号Ｓ１にクリップ処理を施して離散的なデータのレベルを適宜制限すると、あたかも矩形波のような波形のデジタルの処理結果信号Ｓ２が得られる。そして、このような波形の処理結果信号Ｓ２は、元の７〔ＫＨｚ〕の周波数のデジタル信号Ｓ１に対し、その周波数を奇数倍した21〔ＫＨｚ〕、35〔ＫＨｚ〕、……の周波数のように、奇数次の高調波を重ね合わせた信号になる。

すなわち、ＤＳＰ６のクリップ処理部６Ｃは、デジタル信号Ｓ１に対しクリップ処理を施すと、そのデジタル信号Ｓ１の周波数を基本周波数とした奇数次の高調波の信号成分を発生させることができる。よって図７に示すように、デジタル信号Ｓ１にクリップ処理を施して得られる処理結果信号Ｓ２には、その処理結果信号Ｓ２の信号成分をスペクトルとして表すと、デジタル信号Ｓ１としての７〔ＫＨｚ〕の周波数の信号成分ＳＩ５が含まれる。また処理結果信号Ｓ２には、デジタル信号Ｓ１としての７〔ＫＨｚ〕の周波数を奇数倍した21〔ＫＨｚ〕、35〔ＫＨｚ〕、……の周波数のように、クリップ処理で生じた奇数次の高調波の信号成分ＳＩ６及びＳＩ７も含まれることになる。

ここで図８に示すように、48〔ＫＨｚ〕の第１の動作サンプリング周波数Ｆｓ１で動作しているＤＳＰ６が、仮に第１のサンプリングレートのデジタル信号を、アップサンプリングせずにそのままクリップ処理する場合について考える。この場合、第１のサンプリングレートのデジタル信号をクリップ処理して得られる処理結果信号には、当該デジタル信号としての７〔ＫＨｚ〕の周波数の信号成分ＳＩ５（すなわち、第１の動作サンプリング周波数Ｆｓ１の１／２の第１の折返し周波数以下の周波数の信号成分ＳＩ５）がそのまま含まれている。

また、かかる処理結果信号には、クリップ処理により生じた奇数次の高調波の信号成分ＳＩ６及びＳＩ７のうち、第１の折返し周波数以下の高調波（すなわち、21〔ＫＨｚ〕）の信号成分ＳＩ６もそのまま含まれている。しかしながら処理結果信号には、クリップ処理により生じた奇数次の高調波の信号成分ＳＩ６及びＳＩ７のうち、第１の折返し周波数よりも高い高調波（すなわち、35〔ＫＨｚ〕）の信号成分ＳＩ７が、当該第１の折返し周波数を境に折り返されて別の周波数（すなわち、かかる高調波と第１の折返し周波数を境にして対称な位置の例えば13〔ＫＨｚ〕の周波数）に変換された折返しノイズＡＮ５として生じることになる。因みにかかる折返しのイズＡＮ５は、折り返す前の元の信号成分ＳＩ７と同じエネルギーのレベルを有している。

このため本実施の形態によるＤＳＰ６においてアップサンプリング処理部６Ｂは、音楽デジタル信号を第１のサンプリングレートの２倍のアップサンプリングレートでアップサンプリング処理している。これによりアップサンプリング処理部６Ｂは、音楽デジタル信号を表現するデータの数を２倍に増加させるようにして、当該音楽デジタル信号を第１のサンプリングレートよりも細かく表現するアップサンプリングレートのアップサンプリング信号を生成している。

またＤＳＰ６においてクリップ処理部６Ｃは、48〔ＫＨｚ〕の第１の動作サンプリング周波数Ｆｓ１の周期に同期して動作している。しかしながらクリップ処理部６Ｃは、かかる第１の動作サンプリング周波数Ｆｓ１の周期に同期した１回のクリップ処理のタイミングで（すなわち、1/48000〔秒〕毎に）アップサンプリングレートのアップサンプリング信号の離散的なデータを、順次１個ずつではなく、順次２個ずつ取り込んでクリップ処理している。

これによりクリップ処理部６Ｃは、見かけ上、48〔ＫＨｚ〕の第１の動作サンプリング周波数Ｆｓ１の２倍でなる96〔ＫＨｚ〕の第２の動作サンプリング周波数の周期で（すなわち、１/96000〔秒〕毎に）順次１個のデータを取り込みクリップ処理しているようになる。よってクリップ処理部６Ｃは、アップサンプリング信号をクリップ処理する間、折返しノイズが生じる境界となる折返し周波数を、見かけ上、第１の折返し周波数の２倍となる第２の折返し周波数（すなわち、第２の動作サンプリング周波数の１／２となる48〔ＫＨｚ〕の周波数）に引き上げている。

その結果、図９に示すように、例えばアップサンプリング信号にクリップ処理を施して得られる処理結果信号には、その処理結果信号の信号成分の一部をスペクトルとして表すと、例えばアップサンプリング信号に含まれる７〔ＫＨｚ〕の周波数の信号成分ＳＩ５がそのまま含まれている。また処理結果信号には、クリップ処理により発生した奇数次の高調波の信号成分ＳＩ６及びＳＩ７のうち、第２の折返し周波数以下の高調波（すなわち、21〔ＫＨｚ〕や35〔ＫＨｚ〕）の信号成分ＳＩ６及びＳＩ７も折返しノイズとならずにそのまま含まれている。

すなわち、処理結果信号には、クリップ処理により生じた奇数次の高調波の信号成分ＳＩ６及びＳＩ７のうち、第１の折返し周波数よりも高い高調波の信号成分ＳＩ７でも、その信号成分ＳＩ７が第２の折返し周波数以下であると、折返しノイズにはならずに、そのまま含まれている。このようにしてクリップ処理部６Ｃは、図８について上述したように仮に第１のサンプリングレートの音楽デジタル信号をアップサンプリング処理せずにクリップ処理する場合に比べ、処理結果信号においてより広い周波数帯域で種々の奇数次の高調波の信号成分を折返しノイズに変化させずに表現している。これによりクリップ処理部６Ｃは、アップサンプリング信号にクリップ処理を施した際、処理結果信号に生じる折返しノイズを大幅に低減させることができる。

因みにクリップ処理部６Ｃは、アップサンプリング信号をクリップ処理した場合、比較的広い周波数帯域に亘って奇数次の高調波の信号成分を発生させている。このためクリップ処理部６Ｃでは、アップサンプリング信号をクリップ処理した場合、その結果得られる処理結果信号に対し、第２の折返し周波数よりも高い高調波の信号成分が当該第２の折返し周波数を境に折り返されて別の周波数（すなわち、かかる高調波と第２の折返し周波数を境にして対称な位置の周波数）に変換された折返しノイズとして生じる。

そして、このような奇数次の高調波の信号成分は、折返しノイズになってもエネルギーのレベルが変化しない。しかしながら、このような奇数次の高調波の信号成分は、例えば図９からも明らかなように、周波数が高くなるほどエネルギーのレベルが大幅に低くなる。このため、第２の折返し周波数よりも高い高調波の信号成分は、当該第２の折返し周波数を境に折り返されて別の周波数に変換された折返しノイズになっても、そのエネルギーのレベルが大幅に低いことにより処理結果信号内ではほとんど目立たないものとなる。

そしてクリップ処理部６Ｃは、このようにアップサンプリング信号の離散的な２個のデータに対して順次クリップ処理を施すようにして処理結果信号を生成すると、その処理結果信号として順次クリップ処理の結果得られた２個のデータを後段のダウンサンプリング処理部６Ｄに送出する。ダウンサンプリング処理部６Ｄは、クリップ処理部６Ｃから与えられるアップサンプリングレートの処理結果信号を、第１のサンプリングレートでダウンサンプリング処理する。これによりダウンサンプリング処理部６Ｄは、アップサンプリングレートから第１のサンプリングレートでなるダウンサンプリングレートにダウンサンプリングした音楽デジタル信号（以下、これをダウンサンプリング信号と呼ぶ）を生成する。

すなわち、図１０に示すように、ダウンサンプリング処理部６Ｄは、第１の動作サンプリング周波数の周期に同期して、クリップ処理部６Ｃから処理結果信号の離散的なデータを順次２個ずつ取り込みながら、デジタルローパスフィルタに通してフィルタリングする。これによりダウンサンプリング処理部６Ｄは、処理結果信号から例えば第１の折返し周波数よりも高い周波数（例えば、35〔ＫＨｚ〕）の信号成分を除去する。

引き続き図１１に示すように、ダウンサンプリング処理部６Ｄは、フィルタリング処理した処理結果信号の離散的なデータＤ２及びＤ３のうち順次１つおきのデータＤ３をサンプリングし直す。すなわち、ダウンサンプリング処理部６Ｄは、処理結果信号から離散的なデータＤ２及びＤ３のうち順次１つおきのデータＤ２を間引く。これによりダウンサンプリング処理部６Ｄは、アップサンプリングレートの処理結果信号のデータ数を例えば１／２に減少させた第１のサンプリングレートのダウンサンプリング信号を生成する。そしてダウンサンプリング処理部６Ｄは、このように生成したダウンサンプリング信号をイコライザ６Ｅに送出する。

イコライザ６Ｅは、ダウンサンプリング処理部６Ｄから与えられるダウンサンプリング信号に対し特定の周波数帯域の信号成分のゲインを適宜調整するイコライジング処理を施す。そしてイコライザ６Ｅは、イコライジング処理を施した音楽デジタル信号をＤＳＰ６の後段に設けられた出力部７に送出する。出力部７は、デジタルアナログ変換器や増幅器、車内に配置された複数のスピーカ等を有している。そして出力部７は、ＤＳＰ６から与えられる音楽デジタル信号をデジタルアナログ変換し、その結果得られる音楽のアナログ信号（以下、これを音楽アナログ信号と呼ぶ）を増幅器によって増幅した後、複数のスピーカに送出する。これにより出力部７は、複数のスピーカからそれぞれ音楽アナログ信号に基づく音楽を出力させ、車内のドライバー等に聴かせることができる。

ところで、音楽のデジタル信号のエンコード処理に利用されるＭＰ３フォーマットでは、当該音楽のデジタル信号をエンコード処理する際に周波数帯域も制限して情報量を大幅に減らす（すなわち、圧縮する）ように規定されている。すなわち、ＭＰ３フォーマットでは、例えば音楽のデジタル信号を64〔Ｋｂｐｓ〕の圧縮率で圧縮する場合、０〔ＫＨｚ〕から８〔ＫＨｚ〕程度までの周波数帯域の信号成分を圧縮符号化するものの、当該８〔ＫＨｚ〕よりも高い周波数帯域の信号成分については削除するように規定されている。また、ＭＰ３フォーマットでは、例えば音楽のデジタル信号を
128〔Ｋｂｐｓ〕の圧縮率で圧縮する場合、０〔ＫＨｚ〕から16〔ＫＨｚ〕程度までの周波数帯域の信号成分を圧縮符号化するものの、当該16〔ＫＨｚ〕よりも高い周波数帯域の信号成分については削除するように規定されている。

そして再生装置１では、このようなＭＰ３フォーマットに準じてエンコード処理された音楽のデジタル信号を単にデコード処理しても、エンコード処理の際に削除されていた高域の信号成分を補うことはできない。すなわち再生装置１は、このようにＭＰ３フォーマットに準じてエンコード処理された音楽のデジタル信号を単にデコード処理してスピーカから音楽として出力しても、車内のドライバー等に対し高域の音が欠落した音楽を聴かせることになる。

そこで音楽を分析してみると、例えば音楽を奏でる楽器は、楽器特有の周波数の音と共に、当該周波数の偶数倍や奇数倍の周波数の音も発生させている。よって本実施の形態による再生装置１は、ＤＳＰ６において音楽デジタル信号に対しクリップ処理を施すことで、当該音楽デジタル信号に対しエンコード処理の際に失われた高域の信号成分を補間するようにしている。

ただしＤＳＰ６は、第１のサンプリングレートの音楽デジタル信号をそのままクリップ処理したのでは、そのクリップ処理によって発生する奇数次の高調波の信号成分が第１の動作サンプリング周波数の１／２の第１の折返し周波数を境に折り返されて、奇数次や偶数次の周波数とは異なる周波数の折返しノイズとなる。そして再生装置１では、このような折返しノイズを含む処理結果信号を出力部７から音楽として出力すると、車内のドライバー等にノイズを含む音楽を聴かせることになる。

このためＤＳＰ６は、上述のようにクリップ処理の前段で第１のサンプリングレートの音楽デジタル信号をアップサンプリングレートでアップサンプリング処理してアップサンプリング信号を生成する。これによりＤＳＰ６は、実際には第１の動作サンプリング周波数で動作しながら、かかるアップサンプリング信号に対しクリップ処理を施すものの、見かけ上、第１の動作サンプリング周波数よりも高い第２の動作サンプリング周波数の周期で音楽デジタル信号としてのアップサンプリング信号に対しクリップ処理を施すことができる。よってＤＳＰ６は、かかるクリップ処理によって得られる処理結果信号に対し奇数次の高調波の信号成分をそのまま含ませ、かくして処理結果信号に生じる折返しノイズを大幅に低減させることができる。

そしてＤＳＰ６は、アップサンプリングレートの処理結果信号に対しフィルタリング処理及び間引き処理からなるダウンサンプリング処理を施すことで、第１のサンプリングレートのダウンサンプリング信号を生成する。これにより図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＤＳＰ６は、音楽デジタル信号においてエンコード処理の際に失われていた例えば８〔ＫＨｚ〕や16〔ＫＨｚ〕のような第１の周波数Ｆ１から第１の折返し周波数Ｆ２（すなわち、24〔ＫＨｚ〕）までの周波数帯域の信号成分を補間し得るようになされている。

因みに、このように音楽デジタル信号において第１の周波数Ｆ１から第１の折返し周波数Ｆ２までの周波数帯域で補間した信号成分は、当該音楽デジタル信号に元々含まれている種々の信号成分の周波数を奇数倍した奇数次の高調波の信号成分である。そしてこのような奇数次の高調波の信号成分に基づく音は、例えば楽器が発生する奇数次の周波数の音そのものであるとは言い難いが、同一の周波数の音であるため、全く異別な音ではなく、比較的似ている音となる。よって再生装置１は、このように第１の周波数Ｆ１から第１の折返し周波数Ｆ２までの周波数帯域において信号成分を補間した音楽デジタル信号を音楽としてスピーカから出力することで、車内のドライバー等に対し音質を向上させた音楽を聴かせることができる。

次いで、図１３に示すフローチャートを用いて、ＤＳＰ６が第１の動作サンプリング周波数で動作しながらアップサンプリング処理、クリップ処理及びダウンサンプリング処理を順次実行するデジタル信号処理手順ＲＴ１について説明する。すなわちＤＳＰ６は、例えば音楽デジタル信号の離散的な複数のデータのうち１つ目のデータに対し出力調整処理を施したときには、そのデータを取得して一時的に保持する。そしてＤＳＰ６は、かかる音楽デジタル信号の離散的な複数のデータのうち二つ目以降のデータに対し出力調整処理を施す毎に、デジタル信号処理プログラムに従って図１３に示すデジタル信号処理手順ＲＴ１を開始する。ＤＳＰ６は、かかるデジタル信号処理手順ＲＴ１を開始すると、ステップＳＰ１において出力調整処理を施した音楽デジタル信号の２つ目以降の１つのデータを取得して一時的に保持し、次のステップＳＰ２に移る。

ステップＳＰ２においてＤＳＰ６は、例えば、前回取得して一時的に保持していたデータの値と、今回取得したデータの値との中間値のデータを算出する。これによりＤＳＰ６は、音楽デジタル信号の前回取得したデータと今回取得したデータとの間に中間値のデータを補間して当該音楽デジタル信号を第１のサンプリングレートから２倍のアップサンプリングレートにアップサンプリング処理したアップサンプリング信号を生成し、次のステップＳＰ３及びステップＳＰ４に移る。ここでＤＳＰ６は、音楽デジタル信号をアップサンプリング処理しているものの、第１の動作サンプリング周波数で動作していることにより、ステップＳＰ３及びステップＳＰ４においてアップサンプリング信号としての元のデータと補間したデータとを同時平行でクリップ処理する。

すなわちステップＳＰ３においてＤＳＰ６は、例えばアップサンプリング信号としての元の１つのデータに対しクリップ処理を施して、次のステップＳＰ５に移る。またステップＳＰ４においてＤＳＰ６は、このときアップサンプリング信号としての補間した１つのデータに対してもクリップ処理を施して、次のステップＳＰ５に移る。そしてステップＳＰ５においてＤＳＰ６は、アップサンプリング信号としての２個のデータに対し同時並行でクリップ処理した結果得られた処理結果信号としての２つのデータに対し、デジタルローパスフィルタに通すフィルタリング処理と一方のデータのみをサンプリングして他方のデータを間引く間引き処理とを順次実行する。これよりＤＳＰ６は、処理結果信号をアップサンプリングレートから１／２の第１のサンプリングレートにダウンサンプリング処理してダウンサンプリング信号としての１個のデータを生成し、次のステップＳＰ６に移る。これによりステップＳＰ６においてＤＳＰ６は、かかるデジタル信号処理手順ＲＴ１を終了する。

このようにしてＤＳＰ６は、音楽デジタル信号の離散的な複数のデータのうち二つ目以降のデータに対し出力調整処理を施す毎に、デジタル信号処理プログラムに従って、かかるデジタル信号処理手順ＲＴ１を実行する。そしてＤＳＰ６は、第１の動作サンプリング周波数で動作しながらデジタル信号処理手順ＲＴ１を実行するものの、アップサンプリングレートのアップサンプリング信号に対するクリップ処理を２つのデータに対し同時並行で順次実行する。これによりＤＳＰ６は、クリップ処理のみを見かけ上、第１の動作サンプリング周波数の２倍の第２の動作サンプリング周波数の周期で実行することができる。よってＤＳＰ６は、全体又はクリップ処理のみ動作サンプリング周波数を高くしなくても、クリップ処理において処理結果信号に生じる折返しノイズを大幅に低減することができる。

以上の構成において、再生装置１は、ＤＳＰ６において第１のサンプリングレートの音楽デジタル信号を当該第１のサンプリングレートの２倍のアップサンプリングレートでアップサンプリング処理してアップサンプリング信号を生成する。そして再生装置１は、ＤＳＰ６においてアップサンプリング信号の離散的なデータを順次２個ずつ取得しながら、当該アップサンプリング信号においてプラス側で第１のレベルを上回るデータのレベルを当該第１のレベルに貼り付けるように制限し、マイナス側で第２のレベルを下回るデータのレベルを当該第２のレベルに貼り付けるように制限するクリップ処理を施す。これにより再生装置１は、ＤＳＰ６において、そのクリップ処理の結果得られるアップサンプリングレートの処理結果信号に対し元の周波数の奇数倍の周波数でなる奇数次の高調波の信号成分を生じさせた後、当該処理結果信号をアップサンプリングレートの１／２の第１のサンプリングレートでダウンサンプリング処理してダウンサンプリング信号を生成する。

従って再生装置１は、ＤＳＰ６においてクリップ処理の前段で音楽デジタル信号をアップサンプリング処理してデータ数を増加させ、またクリップ処理の後段で処理結果信号をダウンサンプリング処理してデータ数を減少させることで、当該クリップ処理のみを見かけ上、本来の第１の動作サンプリング周波数の２倍の第２の動作サンプリング周波数の周期で実行することができる。

以上の構成によれば、再生装置１は、ＤＳＰ６において、第１のサンプリングレートの音楽デジタル信号をアップサンプリングレートでアップサンプリング処理してアップサンプリング信号を生成し、そのアップサンプリング信号に対し、処理結果信号に折返しノイズが生じるクリップ処理を施して処理結果信号を生成し、当該処理結果信号を第１のサンプリングレートでなるダウンサンプリングレートでダウンサンプリング処理してダウンサンプリング信号を生成するようにした。これにより再生装置１は、ＤＳＰ６においてクリップ処理の前段で音楽デジタル信号をアップサンプリング処理してデータ数を増加させ、またクリップ処理の後段で処理結果信号をダウンサンプリング処理してデータ数を減少させることで、そのクリップ処理のみを見かけ上、本来の第１の動作サンプリング周波数よりも高い第２の動作サンプリング周波数の周期で実行することができる。よって再生装置１は、ＤＳＰ６において処理負荷を無駄に増加させずに、クリップ処理において処理結果信号に生じる折返しノイズを大幅に低減することができる。

また再生装置１は、ＤＳＰ６において音楽デジタル信号に対しアップサンプリング処理を施した後、クリップ処理を施し、その結果得られた処理結果信号に対しダウンサンプリング処理を施すようにした。従って再生装置１は、音楽デジタル信号に生じる折返しノイズを大幅に低減させつつ、当該音楽デジタル信号の失われていた高域の信号成分を補間することができる。

なお上述した実施の形態においては、ＤＳＰ６において音楽デジタル信号をアップサンプリングレートでアップサンプリング処理した後、処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理として、クリップ処理を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、音楽デジタル信号をアップサンプリングレートでアップサンプリング処理した後、その結果得られるアップサンプリング信号に対し、処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理として、例えば当該アップサンプリング信号をｎ乗（例えば、２乗や３乗）することで、元の周波数の信号成分に加えて当該元の周波数のｎ倍（例えば、２倍や３倍）の周波数のような高次の高調波の信号成分を発生させる特定信号処理のように、この他種々の特定信号処理を実行するようにしても良い。そして、このような特定信号処理を実行する際には、当該特定信号処理の前段でアップサンプリング処理を実行すると共に、特定信号処理の後段でダウンサンプリング処理を実行することにより、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また上述した実施の形態においては、ＭＰ３フォーマットに準じてエンコード処理された圧縮符号化デジタル信号をデコード処理し、その結果得られた音楽デジタル信号に対し図１３について上述したデジタル信号処理を施すようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＡＴＲＡＣ３（Adaptive Transform Acoustic Coding 3）フォーマット、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding ）フォーマット、ＷＭＡ（Windows （登録商標）Media Audio ）フォーマット、ＲｅａｌＡＵＤＩＯ Ｇ２ Ｍｕｓｉｃ Ｃｏｄｅｃフォーマット等の種々のフォーマットに準じてエンコード処理された圧縮符号化デジタル信号をデコード処理し、その結果得られた音楽デジタル信号や、ＰＣＭフォーマットのように何らエンコード処理やデコード処理が施されてはいない音楽や音声のデジタル信号に対し図１３について上述したデジタル信号処理を施すようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、音楽デジタル信号に対し固定的にクリップ処理を施すようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、クリップ処理を実行するか否かを例えばユーザに対し任意に選択させ、当該ユーザによりクリップ処理を実行するように選択されているときにのみ、音楽デジタル信号に対しクリップ処理を施すようにしても良い。

実際に図３との対応部分に同一符号を付した図１４に示すように、かかる構成の再生装置１０は、例えば当該再生装置１０の筐体に操作部１１としてクリップ処理を実行するか否かを選択するための選択キーが設けられている。そして再生装置１０においてＣＰＵ１２は、その選択キーに対するユーザ操作によりクリップ処理を実行するように選択されたときには、その選択内容をＤＳＰ１３に通知する。またＣＰＵ１２は、選択キーに対するユーザ操作によりクリップ処理を実行しないように選択されたときにも、その選択内容をＤＳＰ１３に通知する。ここでＤＳＰ１３は、各種プログラムに従って種々の機能を実現している。しかしながら以下には、便宜上、ＤＳＰ１３において当該ＤＳＰ１３全体を制御する機能を機能ブロックの制御部１３Ａとして示すと共に、クリップ処理を実行するか否かを設定する機能を機能ブロックの処理実行設定部１３Ｂとして示す。

ＤＳＰ１３において処理実行設定部１３Ｂは、ＣＰＵ１２から通知された、クリップ処理を実行するか否かの選択内容に従い、当該選択内容がクリップ処理を実行するように選択されたことを示す場合、クリップ処理を実行するように設定する。また処理実行設定部１３Ｂは、ＣＰＵ１２から通知された選択内容がクリップ処理を実行しないように選択されたことを示す場合、当該クリップ処理を実行しないように設定する。そして処理実行設定部１３Ｂは、クリップ処理を実行するか否かを設定すると、この後、ＣＰＵ１２から新たな選択内容が通知されるまでの間、先の設定内容を維持する。

この状態で制御部１３Ａは、再生部４により光ディスクから圧縮符号化デジタル信号が読み出され、デコーダ５により音楽デジタル信号として与えられると、そのとき処理実行設定部１３Ｂにより設定されているクリップ処理を実行するか否かの設定内容を確認する。その結果、制御部１３Ａは、処理実行設定部１３Ｂによりクリップ処理を実行するように設定されている場合、アップサンプリング処理、クリップ処理及びダウンサンプリング処理を実行するようにアップサンプリング処理部６Ｂ、クリップ処理部６Ｃ及びダウンサンプリング処理部６Ｄを制御する。また制御部１３Ａは、音楽デジタル信号をアップサンプリング処理部６Ｂに送出するように出力調整処理部６Ａを制御する。

これに対して制御部１３Ａは、処理実行設定部１３Ｂによりクリップ処理を実行しないように設定されている場合、アップサンプリング処理、クリップ処理及びダウンサンプリング処理を実行しないようにアップサンプリング処理部６Ｂ、クリップ処理部６Ｃ及びダウンサンプリング処理部６Ｄを制御する。また制御部１３Ａは、音楽デジタル信号をアップサンプリング処理部６Ｂ、クリップ処理部６Ｃ及びダウンサンプリング処理部６Ｄを飛ばしてイコライザ６Ｅに送出するように出力調整処理部６Ａを制御する。これにより再生装置１０では、ユーザの要望に応じてクリップ処理を実行し、又はクリップ処理を実行しないようにすることができる。

さらに上述した実施の形態においては、ＤＳＰ６が第１のサンプリングレートの音楽デジタル信号を２倍のアップサンプリングレートでアップサンプリング処理するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＤＳＰ６において第１のサンプリングレートの音楽デジタル信号を２倍よりも大きいＮ倍のアップサンプリングレートでアップサンプリング処理するようにしても良い。

かかる構成の場合、ＤＳＰ６は、例えば音楽デジタル信号の離散的な複数のデータのうち１つ目のデータに対し出力調整処理を施したときには、そのデータを取得して一時的に保持する。そしてＤＳＰ６は、かかる音楽デジタル信号の離散的な複数のデータのうち二つ目以降のデータに対し出力調整処理を施す毎に、デジタル信号処理プログラムに従って図１５に示すデジタル信号処理手順ＲＴ２を開始する。ＤＳＰ６は、かかるデジタル信号処理手順ＲＴ２を開始すると、ステップＳＰ１１において出力調整処理を施した音楽デジタル信号の２つ目以降の１つのデータを取得して一時的に保持し、次のステップＳＰ１２に移る。

ステップＳＰ１２においてＤＳＰ６は、例えば、前回取得して一時的に保持していたデータの値と、今回取得したデータの値との間の（Ｎ−１）個のデータを算出する。これによりＤＳＰ６は、音楽デジタル信号の前回取得したデータと今回取得したデータとの間に（Ｎ−１）個のデータを補間して当該音楽デジタル信号を第１のサンプリングレートからＮ倍のアップサンプリングレートにアップサンプリング処理したアップサンプリング信号を生成し、次のステップＳＰ１３Ａ乃至ステップＳＰ１３Ｎに移る。ここでＤＳＰ６は、音楽デジタル信号をアップサンプリング処理しているものの、第１の動作サンプリング周波数で動作していることにより、ステップＳＰ１３Ａ乃至ステップＳＰ１３Ｎにおいてアップサンプリング信号としての元のデータと補間した（Ｎ−１）個のデータとを同時平行でクリップ処理する。

すなわちステップＳＰ１３ＡにおいてＤＳＰ６は、例えばアップサンプリング信号としての元の１つのデータに対しクリップ処理を施して、次のステップＳＰ１４に移る。またステップＳＰ１３Ｂ乃至ステップＳＰ１３ＮにおいてＤＳＰ６は、このときアップサンプリング信号としての補間した第１乃至第（Ｎ−１）個のデータに対してもそれぞれクリップ処理を施して、次のステップＳＰ１４に移る。そしてステップＳＰ１４においてＤＳＰ６は、アップサンプリング信号としてのＮ個のデータに対し同時並行でクリップ処理した結果得られた処理結果信号としてのＮ個のデータに対し、デジタルローパスフィルタに通すフィルタリング処理と１つのデータのみをサンプリングして他の（Ｎ−１）個のデータを間引く間引き処理とを順次実行する。これよりＤＳＰ６は、処理結果信号をアップサンプリングレートから１／Ｎの第１のサンプリングレートにダウンサンプリング処理してダウンサンプリング信号としての１個のデータを生成し、次のステップＳＰ１５に移る。これによりステップＳＰ１５においてＤＳＰ６は、かかるデジタル信号処理手順ＲＴ２を終了する。

このようにしてＤＳＰ６は、音楽デジタル信号の離散的な複数のデータのうち二つ目以降のデータに対し出力調整処理を施す毎に、デジタル信号処理プログラムに従って、かかるデジタル信号処理手順ＲＴ２を実行する。そしてＤＳＰ６は、第１の動作サンプリング周波数で動作しながらデジタル信号処理手順ＲＴ２を実行するものの、アップサンプリングレートのアップサンプリング信号に対するクリップ処理をＮ個のデータに対し同時並行で順次実行する。これによりＤＳＰ６は、クリップ処理のみを見かけ上、第１の動作サンプリング周波数のＮ倍の動作サンプリング周波数の周期で実行することができる。よってＤＳＰ６は、このような構成においても全体又はクリップ処理のみ動作サンプリング周波数を高くすることなく、クリップ処理において処理結果信号に生じる折返しノイズを大幅に低減することができる。

さらに上述した実施の形態においては、ＤＳＰ６がアップサンプリングレートの処理結果信号を第１のサンプリングレートでダウンサンプリング処理するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＤＳＰ６がアップサンプリングレートの処理結果信号を音楽デジタル信号のサンプリングレートよりも低い所定のダウンサンプリングレートでダウンサンプリング処理するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ＤＳＰ６が48〔ＫＨｚ〕の第１の動作サンプリング周波数の周期に同期して動作するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＤＳＰ６が44.1〔ＫＨｚ〕のように、この他種々の動作サンプリング周波数の周期に同期して動作するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ＤＳＰ６が音楽デジタル信号の順次隣接する２個のデータの中間値のデータを算出し、当該算出した中間値のデータをこれら隣接する２個のデータの間に補間するようにして第１のサンプリングレートの音楽デジタル信号をソフトウェア的にアップサンプリング処理するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＤＳＰ６が音楽デジタル信号において順次隣接する２個のデータＤ４の間にそれぞれ０の値のデータＤ５を挿入した後、デジタルローパスフィルタに通してフィルタリング処理を施すことで第１のサンプリングレートの音楽デジタル信号の順次隣接する２個のデータＤ４の間にデータＤ６を補間するようにして当該音楽デジタル信号をソフトウェア的にアップサンプリング処理するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ＤＳＰ６が処理結果信号をデジタルローパスフィルタに通してフィルタリング処理を施した後、その処理結果信号の離散的なデータを順次１個おきにサンプリングし直すような間引き処理を施すようにしてアップサンプリングレートの処理結果信号をソフトウェア的にダウンサンプリング処理するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１７に示すように、ＤＳＰ６が処理結果信号をデジタルローパスフィルタに通してフィルタリング処理を施した後、その処理結果信号において順次２個ずつのデータＤ７及びＤ８の間の中間値のデータＤ９を算出し、当該算出した中間値のデータＤ９のみをサンプリングし直す処理を施すようにしてアップサンプリングレートの処理結果信号をソフトウェア的にダウンサンプリング処理するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ＤＳＰ６においてアップサンプリング処理の前段で出力調整処理を実行し、ダウンサンプリング処理の後段でイコライジング処理を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＤＳＰ６においてアップサンプリング処理の前段でイコライジング処理を実行し、ダウンサンプリング処理の後段で出力調整処理を実行するようにしても良いし、アップサンプリング処理の前段又はダウンサンプリング処理の後段で出力調整処理及びイコライジング処理をまとめて実行するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ＤＳＰ６がデコーダ５において圧縮符号化デジタル信号をデコード処理して得られる音楽デジタル信号を取り込むようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＤＳＰ６が圧縮符号化デジタル信号を取り込んでデコード処理することにより音楽デジタル信号を生成するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ＤＳＰ６が内部のメモリに記憶されたデジタル信号処理プログラムに従って図１３について上述したデジタル信号処理手順ＲＴ１を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、再生装置１にデジタル信号処理プログラムが格納されたプログラム格納媒体をインストールして、ＤＳＰ６が当該プログラム格納媒体に格納されたデジタル信号処理プログラムに従って図１３について上述したデジタル信号処理手順ＲＴ１を実行するようにしても良い。

因みにデジタル信号処理プログラムを再生装置１にインストールして実行可能な状態にするためのプログラム格納媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のパッケージメディアのみならず、各種プログラムが一時的もしくは永続的に格納される半導体メモリや磁気ディスク等で実現しても良い。また、これらプログラム格納媒体にデジタル信号処理プログラムを格納する手段としては、ローカルエリアネットワークやインターネット、デジタル衛星放送等の有線及び無線通信媒体を利用しても良く、ルータやモデム等の各種通信インタフェースを介して格納するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、本発明によるデジタル信号処理装置を、図１乃至図１７について上述したＤＳＰ６及び１３に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＰＵやマイクロプロセッサ、また少なくともハードウェア構成のアップサンプリング処理部、クリップ処理部（すなわち、処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理を実行する特定信号処理部）及びダウンサンプリング処理部が同一の動作サンプリング周波数で動作するように設けられた回路基板、さらに少なくともハードウェア構成のアップサンプリング処理部、クリップ処理部（すなわち、処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理を実行する特定信号処理部）、ダウンサンプリング処理部、制御部及び処理実行設定部が同一の動作サンプリング周波数で動作するように設けられた回路基板等のように、この他種々の構成のデジタル信号処理装置に広く適用することができる。

また、これら種々の構成のデジタル信号処理装置は、上述した車載用の再生装置に設けられても良いし、この他パーソナルコンピュータや携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance ）、ゲーム機器、カーナビゲーション装置等の情報処理装置、据置型のハードディスクレコーダやＤＶＤレコーダのような記録再生装置、据置型のＣＤプレーヤのような再生装置等、この他種々の装置に設けることができる。

さらに上述した実施の形態においては、デジタル信号処理装置がデジタル信号処理するデジタル信号として、図１乃至図１７について上述した音楽デジタル信号を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、周囲の音声を集音して生成した音声のデジタル信号や映画やテレビジョン番組の音声のデジタル信号等のように、この他種々のデジタル信号を広く適用することができる。

さらに上述した実施の形態においては、デジタル信号を所定のアップサンプリングレートでアップサンプリング処理してアップサンプリング信号を生成するアップサンプリング処理部として、図１乃至図１７について上述したＤＳＰ６及び１３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＰＵやマイクロプロセッサ、またデジタル信号を所定のアップサンプリングレートでアップサンプリング処理してアップサンプリング信号を生成するハードウェア構成のアップサンプリング処理部等のように、この他種々のアップサンプリング処理部を広く適用することができる。

さらに上述した実施の形態においては、アップサンプリング処理部により生成されるアップサンプリング信号に対し特定信号処理を施して処理結果信号を生成する特定信号処理部として、図１乃至図１７について上述したＤＳＰ６及び１３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＰＵやマイクロプロセッサ、またアップサンプリング処理部により生成されるアップサンプリング信号に対し、処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理を施して処理結果信号を生成するハードウェア構成の特定信号処理部等のように、この他種々の特定信号処理部を広く適用することができる。

さらに上述した実施の形態においては、特定信号処理部により生成された処理結果信号を所定のダウンサンプリングレートでダウンサンプリング処理してダウンサンプリング信号を生成するダウンサンプリング処理部として、図１乃至図１７について上述したＤＳＰ６及び１３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＰＵやマイクロプロセッサ、また特定信号処理部により生成された処理結果信号を所定のダウンサンプリングレートでダウンサンプリング処理してダウンサンプリング信号を生成するハードウェア構成のダウンサンプリング処理部等のように、この他種々のダウンサンプリング処理部を広く適用することができる。

さらに上述した実施の形態においては、特定信号処理を実行するか否かを設定する処理実行設定部として、図１乃至図１７について上述したＤＳＰ６及び１３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＰＵやマイクロプロセッサ、また特定信号処理を実行するか否かを設定するハードウェア構成の処理実行設定部等のように、この他種々の処理実行設定部を広く適用することができる。

さらに上述した実施の形態においては、処理実行設定部により特定信号処理を実行するように設定された場合、アップサンプリング処理、特定信号処理及びダウンサンプリング処理を実行するようにアップサンプリング処理部、特定信号処理部及びダウンサンプリング処理部を制御し、処理実行設定部により特定信号処理を実行しないように設定された場合、アップサンプリング処理、特定信号処理及びダウンサンプリング処理を実行しないようにアップサンプリング処理部、特定信号処理部及びダウンサンプリング処理部を制御する制御部として、図１乃至図１７について上述したＤＳＰ６及び１３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＰＵやマイクロプロセッサ、また処理実行設定部により特定信号処理を実行するように設定された場合、アップサンプリング処理、特定信号処理及びダウンサンプリング処理を実行するようにアップサンプリング処理部、特定信号処理部及びダウンサンプリング処理部を制御し、処理実行設定部により特定信号処理を実行しないように設定された場合、アップサンプリング処理、特定信号処理及びダウンサンプリング処理を実行しないようにアップサンプリング処理部、特定信号処理部及びダウンサンプリング処理部を制御するハードウェア構成の制御部等のように、この他種々の制御部を広く適用することができる。

本発明は、車載用の再生装置やパーソナルコンピュータに設けられるＤＳＰ等のデジタル信号処理装置に利用することができる。

処理結果信号に生じる折返しノイズの説明に供する略線図である。 従来の特定信号処理における折返しノイズの低減手法の説明に供する略線図である。 本発明による再生装置の回路構成の一実施の形態を示すブロック図である。 アップサンプリング処理の説明に供する略線図である。 クリップ処理の説明（１）に供する略線図である。 クリップ処理の説明（２）に供する略線図である。 クリップ処理による奇数次の高調波の発生の説明に供する略線図である。 処理結果信号に生じる折返しノイズの説明に供する略線図である。 処理結果信号に生じる折返しノイズの低減の説明に供する略線図である。 ダウンサンプリング処理における周波数帯域の制限の説明に供する略線図である。 ダウンサンプリング処理における間引きの説明に供する略線図である。 クリップ処理による音楽デジタル信号の高域補間の説明に供する略線図である。 デジタル信号処理手順を示すフローチャートである。 他の実施の形態による再生装置の回路構成を示すブロック図である。 他の実施の形態によるデジタル信号処理手順を示すフローチャートである。 他の実施の形態によるアップサンプリング処理の説明に供する略線図である。 他の実施の形態によるダウンサンプリング処理の説明に供する略線図である。

符号の説明

１、１０……再生装置、６、１３……ＤＳＰ、６Ｂ……アップサンプリング処理部、６Ｃ……クリップ処理部、６Ｄ……ダウンサンプリング処理部、１３Ａ……制御部、１３Ｂ……処理実行設定部、ＲＴ１、ＲＴ２……デジタル信号処理手順。

Claims (9)

1. 処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理を実行するデジタル信号処理装置であって、
   所定の動作サンプリング周波数の周期で、第１のサンプリングレートのデジタル信号を順次アップサンプリング処理することにより、上記第１のサンプリングレートの所定整数倍のアップサンプリングレートのデータ列でなるアップサンプリング信号を生成するアップサンプリング処理部と、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記アップサンプリング処理部から上記アップサンプリング信号の上記データを順次上記所定整数個ずつ取り込んで上記特定信号処理を施すことにより、上記処理結果信号を生成する特定信号処理部と、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記特定信号処理部から上記処理結果信号として順次上記特定信号処理の結果得られた上記所定整数個のデータを取り込んでダウンサンプリング処理することにより、所定のダウンサンプリングレートのダウンサンプリング信号を生成するダウンサンプリング処理部と
   を具えるデジタル信号処理装置。
2. 上記特定信号処理部は、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記アップサンプリング処理部から上記アップサンプリング信号の上記データを順次上記所定整数個ずつ取り込んで上記特定信号処理を施すことにより、上記デジタル信号に含まれる周波数の信号成分と共に当該周波数よりも高い周波数の信号成分を含む上記処理結果信号を生成する
   請求項１に記載のデジタル信号処理装置。
3. 上記特定信号処理部は、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記アップサンプリング処理部から上記アップサンプリング信号の上記データを順次上記所定整数個ずつ取り込んで、所定の第１のレベルよりも高いレベルの上記データを当該第１のレベルに制限すると共に、上記第１のレベルより低い第２のレベルよりも低いレベルの上記データを当該第２のレベルに制限する上記特定信号処理を施すことにより、上記デジタル信号に含まれる周波数の信号成分と共に当該周波数よりも高い周波数の信号成分を含む上記処理結果信号を生成する
   請求項２に記載のデジタル信号処理装置。
4. 上記特定信号処理部は、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記アップサンプリング処理部から上記アップサンプリング信号の上記データを順次上記所定整数個ずつ取り込んで累乗する上記特定信号処理を施すことにより、上記デジタル信号に含まれる周波数の信号成分と共に当該周波数よりも高い周波数の信号成分を含む上記処理結果信号を生成する
   請求項２に記載のデジタル信号処理装置。
5. 上記特定信号処理を実行するか否かを設定する処理実行設定部と、
   上記デジタル信号の処理時、上記処理実行設定部により上記特定信号処理を実行するように設定されていると、上記アップサンプリング処理、上記特定信号処理及び上記ダウンサンプリング処理を実行するように上記アップサンプリング処理部、上記特定信号処理部及び上記ダウンサンプリング処理部を制御し、上記処理実行設定部により上記特定信号処理を実行しないように設定されていると、上記アップサンプリング処理、上記特定信号処理及び上記ダウンサンプリング処理を実行しないように上記アップサンプリング処理部、上記特定信号処理部及び上記ダウンサンプリング処理部を制御する制御部と
   を具える請求項１に記載のデジタル信号処理装置。
6. 上記ダウンサンプリング処理部は、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記特定信号処理部から上記処理結果信号として順次上記特定信号処理の結果得られた上記所定整数個のデータを取り込んでダウンサンプリング処理することにより、上記第１のサンプリングレートと同一の上記ダウンサンプリングレートの上記ダウンサンプリング信号を生成する
   請求項１に記載のデジタル信号処理装置。
7. 上記ダウンサンプリング処理部は、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記特定信号処理部から上記処理結果信号として順次上記特定信号処理の結果得られた上記所定整数個のデータを取り込んでダウンサンプリング処理することにより、上記第１のサンプリングレートよりも低い上記ダウンサンプリングレートの上記ダウンサンプリング信号を生成する
   請求項１に記載のデジタル信号処理装置。
8. 処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理を実行するデジタル信号処理方法であって、
   所定の動作サンプリング周波数の周期で、第１のサンプリングレートのデジタル信号を順次アップサンプリング処理することにより、上記第１のサンプリングレートの所定整数倍のアップサンプリングレートのデータ列でなるアップサンプリング信号を生成するアップサンプリング処理ステップと、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記アップサンプリング信号の上記データを順次上記所定整数個ずつ取り込んで上記特定信号処理を施すことにより、上記処理結果信号を生成する特定信号処理ステップと、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記処理結果信号として順次上記特定信号処理の結果得られた上記所定整数個のデータを取り込んでダウンサンプリング処理することにより、所定のダウンサンプリングレートのダウンサンプリング信号を生成するダウンサンプリング処理ステップと
   を具えるデジタル信号処理方法。
9. デジタル信号処理装置に対して、
   所定の動作サンプリング周波数の周期で、第１のサンプリングレートのデジタル信号を順次アップサンプリング処理することにより、上記第１のサンプリングレートの所定整数倍のアップサンプリングレートのデータ列でなるアップサンプリング信号を生成するアップサンプリング処理ステップと、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記アップサンプリング信号の上記データを順次上記所定整数個ずつ取り込んで、処理結果信号に折返しノイズが生じる特定信号処理を施すことにより、当該処理結果信号を生成する特定信号処理ステップと、
   上記動作サンプリング周波数の周期で、上記処理結果信号として順次上記特定信号処理の結果得られた上記所定整数個のデータを取り込んでダウンサンプリング処理することにより、所定のダウンサンプリングレートのダウンサンプリング信号を生成するダウンサンプリング処理ステップと
   を実行させるためのデジタル信号処理プログラム。

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