JPH0122772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、デイジタル振幅周波数特性可変装置
の如くデイジタル信号のエンベロープが急激に変
化する装置に用いるデイジタル信号の振幅変化平
滑装置に関する。

背景技術 デイジタル振幅周波数特性可変装置やデイジタ
ル編集装置又は振幅周波数特性劣化補正装置など
の伝達系において、電子ボリユーム等の操作によ
り伝達系に送られてきているデイジタル信号が急
激に振幅変化すると、デイジタル信号のエンベロ
ープが不連続的になるため、アナログ信号に変換
した時シヨツクノイズが発生してしまう。しかる
に、従来はかかるシヨツクノイズを防止する手段
は何ら提案されていない。

発明の開示 本発明の目的は、デイジタル信号が急激に振幅
変化してもシヨツクノイズを発生させることのな
いデイジタル信号の振幅変化平滑装置を提供する
ことにある。

本発明は、デイジタル信号の振幅変化する前の
サンプル値から振幅変化の無い場合に得たであろ
うサンプル値を予測する演算をし、この予測サン
プル値と振幅変化時点での信号のサンプル値とに
より振幅変化にて生じたゲイン変化量を更に演算
し、このゲイン変化量に応じて実際のサンプル値
に徐々に接近させた振幅値を有するデイジタル信
号のサンプル値を作成し、この作成したサンプル
値を実際のデイジタル信号のサンプル値を一致す
るまで出力することを特徴とする。

そして、本発明によれば、作成したデイジタル
信号のサンプル値が実際のデイジタル信号のサン
プル値と一致するまでこの実際のデイジタル信号
のサンプル値に代えて出力されるので、デイジタ
ル信号の振幅が急激に変化した場合でもシヨツク
ノイズが生ずることがない。

発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図には本発明に係るデイジタル信号の振幅
変化平滑装置の動作原理を示す波形が示されてい
る。即ち、本発明においては、伝達系から送られ
てきたサンプリング状態のデイジタル信号Ａが振
幅変化により不連続なデイジタル信号Ｂに変わつ
た場合振幅変化によるゲイン変化量を求める。こ
のゲイン変化量を求めるためには、先ず、デイジ
タル信号Ａの振幅変化の無い場合に、次に得られ
たであろうと予測されるサンプル値x₀を演算す
る。この予測サンプル値x₀を得るためには例えば
二次近似法を利用し、 x₀＝３｛ｘ（ｎ−１）−ｘ（ｎ−２）｝＋ ｘ（ｎ−３） …(1) (1)式より算出する。但し、式中のｘ（ｎ−１）、
ｘ（ｎ−２）、ｘ（ｎ−３）はデイジタル信号Ａの
振幅変化前におけるサンプル値（第１図参照）を
それぞれ示す。

次に、デイジタル信号Ｂの振幅変化時点でのサ
ンプル値ｘ（ｎ）と上記予測サンプル値x₀との比
からゲイン変化量Ｇの次式により求める。

Ｇ＝x₀／ｘ（ｎ）＝｛x₀−ｘ（ｎ）｝／ｘ （ｎ）＋１＝｛Δ／ｘ（ｎ）｝＋１ …(2) 但し、サンプル値差Δ＝x₀−ｘ（ｎ）である
（第１図参照）。

このようにして、ゲイン変化量Ｇを求めた後
は、デイジタル信号Ｂの実際のサンプル値ｘ（ｎ
＋１）、ｘ（ｎ＋２）、ｘ（ｎ＋３）……からそれぞ
れｘ（ｎ＋１）・Δ／ｘ（ｎ）、ｘ（ｎ＋２）・Δ／ｘ
（ｎ）、ｘ（ｎ＋３）・Δ／ｘ（ｎ）……を引くと、
第１図の破線で示す波形Ｃが得られるが、この際
に減衰変数δ（０≦δ≦１）を導入し、このδを
Δ／ｘ（ｎ）に乗算してｘ（ｎ＋１）、ｘ（ｎ＋２）
……から引くｘ（ｎ＋１）・Δ／ｘ（ｎ）、ｘ（ｎ＋
２）・Δ／ｘ（ｎ）……をｘ（ｎ＋１）・δΔ／ｘ
（ｎ）、ｘ（ｎ＋２）・δΔ／ｘ（ｎ）……に変え、δ
を１から０の範囲に順次減少させると、デイジタ
ル信号Ｂの波形に徐々に接近するデイジタル信号
の波形（第２図の波形yi参照）のサンプル値ｙ(i)
が得られる。サンプル値ｙ(i)は、 ｙ(i)＝ｘ(i)
〔１＋｛Δδ／ｘ（ｎ）｝〕 ……(3) により表わすことができる。但しｘ(i)はデイジタ
ル信号Ｂの順次変化するサンプル値ｘ（ｎ＋１）、
ｘ（ｎ＋２）……を示す。

以下、具体的実施例を図面に基づいて説明す
る。

本発明に係るデイジタル信号の振幅変化平滑装
置は、第３図に示すように、入力端子１に接続さ
れている遅延器２，３，４を備える。これらの遅
延器はシフトレジスタ等から成り、デイジタル信
号Ａのサンプル値を記憶する記憶手段４０を形成
している。

遅延器２，３，４には予測サンプル値演算手段
５０が接続されている。この演算手段５０は、遅
延器３の出力側に接続されている「−１」を乗算
する乗算器（以下MULTと称する。）５と、その
出力側と遅延器２の出力側とが入力側に接続され
た加算器６と、その出力側に接続された「３」を
乗算するMULT７と、その出力側と遅延器４の
出力側とが入力側に接続された加算器８とから構
成されている。

上記演算手段５０にはデイジタル信号作成手段
６０が接続されている。この信号作成手段６０
は、入力端子１に入力側が接続され「−１」を乗
算するMULT９と、その出力側と演算手段５０
の加算器８の出力側とが入力側に接続された加算
器１０と、入力端子１に信号線２０を経由して入
力側が接続された逆数器１７と、その出力側と加
算器１０の出力側とが入力側に接続された
MULT１１と、その出力側とプリセツトパルス
入力端子３０とが入力側に接続されたラツチ１２
と、MULT、加算器、逆数器等の論理演算手段
および遅延器２，３，４等の各部の同期の為の信
号を発生するクロツク回路２１と、プリセツトパ
ルス入力端子３０に入力側が接続されたプリセツ
トダウンカウンタ１８と、この出力側とラツチ１
２の出力側が入力側に接続されたMULT１３と、
その出力側とレジスタ１９の出力側とが入力側に
接続された加算器１４と、その出力側と端子１と
に入力側が接続されたMULT１５と、その出力
側に一方の接触端子１６ａが接続され入力端子１
に信号線２０を経由して他方の接触端子１６ｂが
接続され出力端子２２に共通接触端子１６ｃが接
続された切換スイツチ１６とから構成されてい
る。

次に、本発明に係る装置の動作を説明する。即
ち、サンプリング状態のデイジタル信号Ａが第２
図に示すように入力されているときは、切換スイ
ツチ１６の他方の接触端子１６ｂと共通接触端子
１６ｃが接続されている。従つて、デイジタル信
号Ａは、入力端子１、信号線２０、切換スイツチ
１６及び出力端子２２を介して出力され、不図示
のＤ／Ａ変換器を介してアナログ信号に変換され
る。遅延器２〜４には順次デイジタル信号Ａのサ
ンプル値がセツトされる。

さて、デイジタル振幅周波数特性可変装置やデ
イジタル編集装置又は振幅周波数特性劣化補正装
置などの伝達系において、電子ボリユーム操作な
どによりデイジタル信号Ａの振幅値が急激に変化
すると、上記伝達系からプリセツトパルスＰが発
生された場合に、このプリセツトパルスＰがプリ
セツトパルス入力端子３０を介してプリセツトダ
ウンカウンタ１８、ラツチ１２に入力され、演算
手段５０及びデイジタル信号作成手段６０が動作
を開始する。このように、プリセツトダウンカウ
ンタ１８にプリセツトパルスＰが入力されると、
このカウンタ１８で減衰変数δが「１」にセツト
され、又ゼロフラグ（Zero Flag：以下ZFと略
する。）が第２図に示すように立ち上がり、切換
スイツチ１６の共通接触端子１６ｃが一方の接触
端子１６ａと接続されるように切替わる。そし
て、記憶手段４０の遅延器２，３，４のおのおの
からは標本間隔１／sで記憶保持したデイジタル
信号Ａの振幅変化前、即ち過去のサンプル値ｘ
（ｎ−１）、ｘ（ｎ−２）、ｘ（ｎ−３）が出力され、
演算手段５０に入力される。演算手段５０におい
て、MULT５は遅延器３から出力されるサンプ
ル値ｘ（ｎ−２）に「−１」を乗算し−ｘ（ｎ−
２）を出力する。加算器６はこの値と遅延機２か
ら出力されるサンプル値ｘ（ｎ−１）とを加算し
ｘ（ｎ−１）−ｘ（ｎ−２）を出力する。MULT７
はこの値に「３」を乗算して３｛ｘ（ｎ−１）−ｘ
（ｎ−２）｝を出力する。加算器８はこの値と遅延
器４から出力されるサンプル値ｘ（ｎ−３）とを
加算し予測サンプル値x₀を信号作成手段６０に出
力する。信号作成手段６０において、MULT９
は入力端子１から信号線２０を経由した振幅変化
時点でのデイジタル信号Ｂのサンプル値ｘ（ｎ）
（第２図参照）に「−１」を乗算し−ｘ（ｎ）を出
力する。加算器１０はこの値と予測サンプル値x₀
とを加算しサンプル値差Δ＝x₀−ｘ（ｎ）を出力
する。逆数器１７はROMテーブル又は乗算器か
ら成り、信号線２０を介して出力されるｘ（ｎ）
の逆数である１／ｘ（ｎ）を出力する。MULT１
１はこの値と加算器１０の出力とを乗算しΔ／ｘ
（ｎ）を出力する。ラツチ１２はプリセツトパル
スＰが伝承系からプリセツトパルス入力端子３０
を介して入力されることにより、入力されている
加算器１０の出力であるΔ／ｘ（ｎ）をδが「１」
から「０」に変化する間保持する。そして、この
保持されている値Δ／ｘ（ｎ）はラツチ１２によ
り出力され、MULT１３はこの値とプリセツト
ダウンカウンタ１８からの減衰変数δとを乗算し
δΔ／ｘ（ｎ）を出力する。ここでプリセツトダウ
ンカウンタ１８は、クロツク回路２１からクロツ
クパルスが１／s周期で入力される毎に減衰変数
δを「１」から「０」に順次段階的に減衰させる
ものである。そして、加算器１４はMULT１３
の出力δΔ／ｘ（ｎ）に定数を記憶するレジスタ１
９からの「１」を加算し、１＋δΔ／ｘ（ｎ）を出
力する。MULT１５はこの値と信号線２０を経
由して順次入力される振幅変化後のデイジタル信
号Ｂのサンプル値ｘ(i)〔ｉ≧ｎ〕とを乗算しｘ(i)
〔１＋δΔ／ｘ（ｎ）〕の値のデイジタル信号yiのサ
ンプル値ｙ(i)（第２図及び第３図参照）を出力す
る。このサンプル値ｙ(i)は減衰変数δが「０」に
なるまで、即ちデイジタル信号Ｂのサンプル値
（実際のサンプル値）ｘ(i)に徐々に接近するサン
プル値ｙ(i)を演算し、前記サンプル値ｘ(i)と前記
サンプル値ｙ(i)とが一致するまで切換スイツチ１
６の共通接触端子１６ｃと一方の接触端子１６ａ
を介して出力端子２２から出力される。尚、プリ
セツトダウンカウンタ１８は減衰変数δが「０」
になると、ビロフラグ（ZF）が第２図に示すよ
うに立ち上がり、これにより切換スイツチ１６の
共通接触端子１６ｃが他方の接触端子１６ｂに切
換わつて接続されると共に上記各部の動作が停止
する。従つて、その後は入力端子１、信号線２
０、出力端子２２を介してデイジタル信号Ｂが出
力され続ける。

第４図には本発明の他の実施例が示されてい
る。この第４図には三次近似法を利用する本発明
装置の構成が示され、遅延器２，３，４の外に更
にもう一つの遅延器２３が直列に接続され、遅延
器２と４の出力に加算器２４が接続されている。
この加算器２４の出力は「４」を乗算する
MULT２５に接続され、このMULT２５の出力
は他の加算器２６に接続されている。この加算器
２６には遅延器３と２３の各出力に接続されてい
る「−６」を乗算するMULT２７と「−１」を
乗算するMULT２８とが更に接続され、これに
より演算手段５０が構成されている。

ここで、三次近似法により予測サンプル値x₀を
求める式を示すと、 x₀−ｘ（ｎ−４）＋4x（ｎ−３）− 6x（ｎ−２）＋4x（ｎ−１） ……(4) で示される。

さて、上述の演算手段５０の回路構成から予測
サンプル値は次のようにして求められる。即ち、
遅延器２３のｘ（ｎ−４）がMULT２８に入力さ
れて−ｘ（ｎ−４）の値が加算器２６に入力され、
又遅延器２及び４のｘ（ｎ−１）とｘ（ｎ−３）が
加算器２４に入力されてこれらの加算値が
MULT２５に入力され、４｛ｘ（ｎ−１）＋ｘ（ｎ
−３）｝値が加算器２６に入力される。また、遅
延器３のｘ（ｎ−２）がMULT２７に入力されて
−6x（ｎ−２）の値が加算器２６に入力される。
この結果、この加算器２６から(4)式の予測サンプ
ル値x₀が出力される。

次に、信号作成手段６０の構成及び動作を説明
する。上記予測サンプル値x₀は、加算器１０に入
力され、この加算器１０には入力端子１に接続さ
れた信号線２０及び「−１」を乗算するMULT
９を介してデイジタル信号Ｂのサンプル値ｘ（ｎ）
（第２図参照）が入力される。従つて、この加算
器１０からはサンプル値差Δ＝x₀−ｘ（ｎ）が出
力される。このサンプル値差ΔはMULT１１に
入力され、このMULT１１には入力端子１と信
号線２０を介してｘ（ｎ）が入力される逆数器１
７から１／ｘ（ｎ）も入力される。従つて、この
MULT１１からはΔ／ｘ（ｎ）の値が出力され、
ラツチ１２に入力される。このラツチ１２で保持
されかつ出力されるΔ／ｘ（ｎ）の値はMULT１
３に入力され、プリセツトダウンカウンタ１８か
ら入力される減衰変数δが乗算され、次いで加算
器１４にてレジスタ１９からの「１」が加算さ
れ、１＋δΔ／ｘ（ｎ）の値となりMULT１５に
入力される。このMULT１５には信号線２０を
介してデイジタル信号Ｂのサンプル値ｘ(i)が順次
入力されるので、切換スイツチ１６及び出力端子
２２からｘ(i)〔１＋δΔ／ｘ（ｎ）〕の値のデイジ
タル信号ｙ(i)が出力される。

第５図は本発明の更に他の実施例が示され、三
角関数近似法を利用した回路構成が示されてい
る。この近似法により予測サンプル値x₀を求める
式は、 x₀＝｛ｘ（ｎ−３）＋ｘ（ｎ−１）〕²／ｘ （ｎ−２）−2x（ｎ−２）−ｘ（ｎ−４）
……(5) 及び、x₀＝−ｘ（ｎ−４） ……(6) で示される。但し、(5)式はｘ（ｎ−２）≠０、(6)
式はｘ（ｎ−２）＝０でそれぞれ成立する。

第５図において、遅延器２及び４のｘ（ｎ−１）
をｘ（ｎ−３）は加算器２４に入力されてMULT
２９に出力される。このMULT２９は入力値を
二乗して次段MULTの３１に入力する。この
MULT３１には、遅延器３からｘ（ｎ−２）が逆
数器３２にて変換された１／ｘ（ｎ−２）も入力
されるので、結局、(5)式の第１項に示す値が出力
される。このMULT３１の出力値は次に加算器
３３に入力される。この加算器３３には遅延器３
のｘ（ｎ−２）がMULT３４にて「−２」が乗算
された値も入力されるので、結果的に(5)式の第１
項及び第１項の値が出力される。この出力値は切
換スイツチ３５を介して更に他の加算器３６に入
力される。この加算器３６には、遅延器２３のｘ
（ｎ−４）のMULT２８にて「−１」を乗算され
た値が入力される。これにより(5)式の予測サンプ
ル値x₀が加算器３６から出力される。尚、遅延器
３のｘ（ｎ−２）が「０」の場合には、ゼロ検出
器３７が作動し、切換スイツチ３５がその検出信
号により切換わるので、加算器３６にはレジスタ
３８からの「０」の値と遅延器２３のｘ（ｎ−４）
に「−１」を乗算して得られる−ｘ（ｎ−４）と
が入力され、(6)式で示す予測サンプル値x₀が出力
される。

以上は予測サンプル値演算手段５０の回路構成
及び動作を説明したが、この実施例のデイジタル
信号作成手段６０は第４図の実施例の信号作成手
段６０と全く同一構成及び同一動作を行うので、
同一部分に同一符号を付してその説明を省略す
る。

第６図には本発明の他の三角関数近似法を利用
した予測サンプル値演算手段５０の変形例が示さ
れている。先ず、用いる近似法による予測サンプ
ル値x₀は、 x₀＝〔ｘ（ｎ−１）／ｘ（ｎ−２）〕・ 〔ｘ（ｎ−３）＋ｘ（ｎ−１）− ｘ（ｎ−２） ……(7) 及び、x₀＝−ｘ（ｎ−４） ……(8) で示される。但し、(7)式はｘ（ｎ−２）≠０、(8)
式はｘ（ｎ−２）＝０でそれぞれ成立する。

第６図において、遅延器２及び４のｘ（ｎ−１）
とｘ（ｎ−３）は加算器２４に入力され、この加
算値はMULT３９に入力される。このMULT３
９はこの入力値に遅延器２のｘ（ｎ−１）を乗算
して次段のMULT４１に出力する。このMULT
４１には、遅延器３からのｘ（ｎ−２）が逆数器
３２にて変換された値も入力される。従つて、こ
のMULT４１からは(7)式の第１項にす値が出力
される。この出力値は次に加算器４２に入力され
る。この加算器４２には、遅延器３のｘ（ｎ−２）
がMULT４３にて「−１」が乗算された値も入
力されるので、結局、この加算器４２からは、切
換スイツチ４４を介して(7)式の予測サンプル値x₀
が出力される。そして、遅延器３のｘ（ｎ−２）
が「０」の場合には、ゼロ検出器３７が作動し、
切換スイツチ４４はMULT２８の出力側に切り
換わる。従つて、切換スイツチ４４からは、遅延
器２３のｘ（ｎ−４）にMULT２８にて「−１」
が乗算された値、即ち、(8)式で示す予測サンプル
値x₀が出力される。尚、信号作成手段６０は第４
図及び第５図のそれと同一構成を有している。

以上の実施例及び変形例においては、デイジタ
ル信号のエンベロープが小から大に急激に変化す
る場合について説明したが、反対に大から小に急
激に変化する場合についても同様に行うことがで
きる。

また、予測サンプル値x₀を求める近似法も上述
した例で限定されず、種々の近似法が考えられ
る。

以上説明したように、本発明によれば、予測サ
ンプル値と振幅変化時点での信号のサンプル値と
からゲイン変化量を演算し、このゲイン変化量に
応じて振幅変化後の実際のサンプル値に徐々に接
近させたサンプル値のデイジタル信号を、上記実
際のサンプル値と一致するまで出力することで、
デイジタル信号の急激な振幅変化で生ずるシヨツ
クノイズを確実に防止することができる。従つ
て、電子ボリユーム等を用いている各種の装置や
デイジタル編集装置、又はデイジタルイコライザ
などに本発明装置を組み込むことによりシヨツク
ノイズを有効に防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の動作原理を説明す
るための波形図、第２図は本発明に係る装置の動
作を説明するための波形図、第３図は本発明に係
る装置の回路構成図、第４図及び第５図は本発明
の他の実施例に係る回路構成をそれぞれ示す図、
第６図は第５図の装置の変形例を示す回路構成図
である。 ２，３，４，２３……遅延器、４０……記憶手
段、５０……演算手段、６０……デイジタル信号
作成手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サンプリングされているデイジタル信号の急
   激な振幅変化を自動的に平滑化する装置であつ
   て、 前記デイジタル信号のサンプル値を順次記憶し
   保持する記憶手段と、 この記憶手段の保持する前記サンプル値から、
   前記振幅変化の無い場合に次に得られたであろう
   と予測される前記デイジタル信号のサンプル値を
   予測サンプル値として演算する演算手段と、 前記演算手段にて得た予測サンプル値と前記振
   幅変化時点での前記デイジタル信号のサンプル値
   とを比較して前記デイジタル信号の振幅変化によ
   るゲイン変化量を演算保持し、かつ該ゲイン変化
   量に対応させて前記振幅変化後に順次得られるデ
   イジタル信号の実際のサンプル値に徐々に接近す
   るサンプル値を演算し、該演算結果から得られた
   サンプル値を有するデイジタル信号を前記実際の
   サンプル値を有するデイジタル信号とサンプル値
   が一致するまで出力するデイジタル信号作成手段
   と、 を有して成ることを特徴とするデイジタル信号の
   振幅変化平滑装置。 ２ 前記演算手段は、前記記憶手段の保持する前
   記サンプル値から近似法により前記予測サンプル
   値を演算することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のデイジタル信号の振幅変化平滑装
   置。 ３ 前記近似法は二次若しくは三次近似法である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   デイジタル信号の振幅変化平滑装置。 ４ 前記近似法は三角関数近似法であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載のデイジタ
   ル信号の振幅変化平滑装置。