JPH0435313A - デジタル信号処理装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オーディオ信号等のアナログ信号をデジタル
変換した状態において、信号の周波数特性或いはレベル
制御等を行うようにしたデジタル信号処理装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

オーディオ信号等をＰＣＭ化して伝送することで信号の
劣化が防止でき、併せて処理装置時の残留ノイズ等の影
響をなくすことができるため、ＰＣＭを用いたメディア
が急速に発達しつつある。

また近年、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）
が供給され、これを利用してＰＣＭ等のデジタル信号の
状態で、信号の周波数特性（イコライザ特性）或いは信
号のレベル制御等を行うようにしたデジタル信号処理装
置が提供きれ始めている。

前記ＤＳＰは周知のとおり、ＤＳＰに与えるプログラム
を変更することで、デジタル４８号における周波数特性
或いはレベル制御等の信号処理を行なわせることができ
るという特質を備えている。

しかしながら、アナログ４ｇ号をデジタル信号に変換す
る時のサンプリング周波数Ｆｓは、使用メディアに応じ
て数種類使用きれており、例えば衛生放送のＡモード音
声信号におけるサンプリング周波数は３２ＫＨｚ、ＣＤ
におけるサンプリング周波数は４４．１ＫＨｚ、衛生放
送のＢモード音声信号におけるサンプリング周波数は４
８ＫＨｚ等が用いられ、さらにＤＡＴにおいては、前記
３種類のサンプリング周波数を必要に応じて使い分ける
ように成されている。

一方、前記したイコライザ或いはレベル制御等を行うデ
ジタル信号処理部においては、特定のサンプリング周波
数Ｆｓでイコライザ特性或いはレベル制御処理が成され
るように作用するために、入力データのサンプリング周
波数Ｆｓと一致しない場合においては、そのまま演算き
せることは出来ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記したとおり、例えばＤＳＰを用いたデジタルイコラ
イザ回路においては、特定のサンプリング周波数でイコ
ライザ特性を所望の中心周波数ｆｃｋに対して得るよう
に作用する。

そこで異なるサンプリング周波数の信号が入来する場合
には、個々のサンプリング周波数に対してそれぞれのイ
コライザ演算用フィルタ係数をプログラム上用意するか
、或いは信号処理の周期を個々のサンプリング周波数に
応じて切り替えるように構成きせることか考えられる。

しかしながら、個々のサンプリング周波数に対してそれ
ぞれのイコライザ演算用フィルタ係数を用意する場合に
おいては、多数の演算用フ、イルタ係数を用意しなくて
はならないためにＤＳＰ内又はＤＳＰ外のメモリの容量
を増加させざるを慢ず、装置が高価で繁雑になるという
欠点が生じ、また信号処理の周期を変更してイコライザ
特性を与えることは一応可能であるが、所望の中心周波
数ｆｃｋとば異なる中心周波数ｆｃｋ−においてイコラ
イザ特性が動作してしまい、所望のイコライザ特性を得
ることが不可能となる。

第６図はその様子を示しｔ：ものであり、例えば４４．
１Ｋ）ｉｚのサンプリング周波数によるデジタル信号を
４８ＫＨｚのサンプリング周波数によって処理するよう
にしたデジタルイコライザ処理部て演算処理させた場合
を示す。

すなわち前記のようにサンプリングレートが異なる信号
を扱った場合、同図（Ａ）に示した中心周波数ｆｃｋを
有する本来のイコライザ特性に対して、 ｆ　ｃｋ−＝　　（１／４４．　１）／　　（１／４８
）Ｘｆｃｋ＝１．　０８８４３５ｆｃｋ となり、同図（Ｂ）に示すように８．８４３５％低い周
波数においてイコライザ特性が動作するという問題点が
生ずる。

また後者のデジタルレベル制御回路においては、ある特
定のサンプリング周波数に対応したレベル制御処理が成
され、その特定のサンプリング周波数でレベル制御特性
を所望のアタックタイムτａ、リリースタイムτｒに対
して得るように作用する。

そこに異なるサンプリング周波数のデジタル信号が入来
した場合には、その信号処理の周期を変更してレベル制
御特性を与えることは一応可能であるが、所望のアタッ
クタイムてａｌ　　リリースタイムτｒとは異なるアタ
ックタイムでａ′　リリースタイムｚｒ＝になってしま
うという不都合が生じ、同様に所望のレベル制御＋を得
ることは不可能となる。

第３図はＤＳＰを用いたデジタルレベル制御処理部の等
価回路図を示したものである。

すなわち、例えば４４．１ＫＨｚのサンプリング周波数
によるデジタル信号を４８ＫＨｚのサンプリング周波数
によって処理するようにしたデジタルレベル制御部で演
算処理きせな場合、第３図に示したデジタルレベル制御
部における遅延回路２の遅延時間をｔｌ、ローパスフィ
ルタ６における群遅延時間をｔ２とすると、アタックタ
イムはｖ　ａ＝ｔ２−ｔ　１・・・・・・（４８ＫＨｚ
の場合）であるのに対し、同じくアタックタイムは、τ
ａ＝＝ｔ２−−　（１／４４．１） ／　　（１／４８）　　ｘ　七　１ ・・・・・・（４４，１ＫＨｚの場合）となる。

また、前記ｔ２−はローパスフィルタ６のカットオフ周
波数が４４．１／４８になることにより、ｔ２＝＝　（
１／４４．１）／　（１／４８）×し２ とみなせるから、 τａ　　＝１．０８８４３５τａ で８．８４３５％大きくなる。

一方、リリースタイムは整流回路４の減衰曲線の係数と
、サンプリング周波数Ｔ　ｓ　−１／　Ｆ　ｓの積に略
比例するから、 ｒｒ　　＝１．０８８４３５ｒｒ で８．８４３５％大きくなる。

結局、前記したようにサンプリングレートが異なった場
合には、第７図（Ａ）に示したデジタルレベル制御処理
部本来の時定数特性に対して、同図（Ｂ）に示すように
時定数特性がずれてしまい、本来のレベル制御特性を得
ることは出来ないという問題点を有している。

本発明は、前記した従来のデジタル信号処理装置の問題
点に鑑みて成されたものであり、入力デジタル信号のサ
ンプリング周波数が異なる場合であっても、所望のイコ
ライザ特性或いはレベル制御特性をもたらすことのでき
るデジタル信号処理装置を徒供することを課題としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を達成するために成された本発明のデジタル信
号処理装置は、第１のサンプリング周波数によってサン
プリングされたデジタル信号を入力とし、前記第１のサ
シブリング周波数とは異なる第２のザ、ンブリング周波
数にレート変換する第１のサンプリングレート変換部と
、前記第１のサシプリングレート変換部による出力を入
力とし、前記第２のサンプリング周波数の周期で信号処
理するデジタル信号処理部と、前記デジタル信号処理部
によって処理されたデジタル信号を入力とし、前記第２
のサンプリング周波数から前記第１のサンプリング周波
数に再びレート変換する第２のサンプリングレート変換
部とを具備し、前記第２のサンプリングレート変換部に
よって得られるデジタル信号を出力として利用するよう
にした点に特徴を有する。

また前記課題を達成するために成された本発明のデジタ
ル信号処理装置は、第１のサンプリング周波数によって
サンプリングされたデジタル信号を入力とし、前記第１
のサンプリング周波数とは異なる第２のサシブリング周
波数にレート変換する第１のサンプリングレート変換部
と、前記第１のサンプリングレート変換部による出力を
入力とし、前記第２のサンプリング周波数の周期で信号
処理するデジタル信号処理部と、前記デジタル信号処理
部によって処理されたデジタル信号を入力とし、前記第
２のサンプリング周波数から前記第１のサンプリング周
波数とは異なる第３のサンプリング周波数にレート変換
する第２のサンプリングレート変換部とを具備し、前記
第２のサシプリングレート変換部によって得られるデジ
タル信号を出力として利用するようにした点に特徴を有
する。

〔作用〕

本発明の請求項１に記載のデジタル信号処理装置におい
ては、第１のサンプリングレート変換部によって入力デ
ジタル信号をデジタルイコライザ或いはデジタルレベル
制御処理装置において処理可能なサンプリングレートに
変換して信号処理を行い、第２のサンプリングレート変
換部によって再び元の入力デジタル信号のサンプリング
周波数に基づくデジタル信号に変換して出力きれる。

また、本発明の請求項２に記載のデジタル信号処理装置
においては、第１のサンプリングレート変換部によって
入力デジタル信号をデジタルイコライザ或いはデジタル
レベル制御処理装置において処理可能なサンプリングレ
ートに変換して信号処理を行い、第２のサンプリングレ
ート変換部によって元の入力デジタル信号のサンプリン
グ周波数とは異なる他のサンプリング周波数に基づくデ
ジタル信号に変換して出力される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示したブロック図であ
り、この実施例においては、デジタルイコライザ装置に
利用した場合の例を示している。

図において、１０は例えばＰＣＭオーディオ信号等のデ
ジタル信号が入来する入力端子を示しており、１１はこ
の入力端子１０に印加されたデジタル信号を受信する受
信部であり、この受信部１１によって入力デジタル信号
のメーデイオデータ成分（ＤＡＴＡ）、サンブリンク信
号情！！（Ｆｓ）、同期のためのビットクロック（ＢＣ
Ｋ）、前記オーディオデータ成分の左右の信号情報を識
別させるＬＲクロック（ＬＲＣＫ）等が取り出される。

そして前記データ成分（ＤＡＴＡ）は、特定の第２のサ
ンプリング周波数にレート変換する第１のサンプリング
レート変換部１２に印加され、前記サンプリング信号情
報（Ｆｓ）、同期のためのビットクロック（ＢＣＫ）お
よび前記オーディオデータ成分の左右の信号情報を識別
させるＬＲクロック（ＬＲＣＫ）は、コントローラ１３
に印加される。

前記コントローラ１３は、受信部１１から得られる前記
信号を受けて、入力サンプリング周波数を読み取り、例
えば４４．１ＫＨｚのサンプリングレートから４８　Ｋ
　Ｈｚのサンプリングレートにレート変換きせるべく制
御出力を第１のサンプリングレート変換部１２に送出す
る。

前記第１のサンプリングレート変換部１２によってレー
ト変換されたデータ成分（ＤＡＴＡ）は、イコライザ処
理部１４に印加される。このイコライザ処理部１４には
、前記コントローラ１３に接続された操作部１５からの
指令により、イコライザ制御指令に対応するパラメータ
係数がコントローラ１３よりもならきれ、ここで４８　
Ｋ　ｆ（ｚのサンプリングレートに従ったイコライザ特
性が与えられる。

ここで前記イコライザ処理部１４の出力は、４８ＫＨｚ
のサンプリングレートに従ったものであり、この出力は
第２のサンプリングレート変換部１６に印加され、この
第２のサンプリングレート変換部１６で、４８ＫＨｚの
サンプリングレートから４４．１ＫＨｚのサンプリング
レートにレート変換きせるべく制御出力を前記コントロ
ーラ１３より得て、元の第１のサンプリング周波数であ
る４４．１ＫＨｚのサンプリングレートに変換される。

そして、第２のサンプリングレート変換部１６からの出
力は、送信部１７に印加され、コントローラ１５からの
サンプリング信号情報（Ｆｓ）、同期のためのビットク
ロック（ＢＣＫ）およびＬＲクロック（ＬＲＣＫ）を得
て出力端子１８より出力される。

このような構成により、入力信号のサンプリングレート
４４．ＩＫＨｚに対応するイコライザのフィルタ係数を
新たに用意する必要がなくなる。例えばイコライザをＦ
ＩＲフィルタで構成した場合、そのフィルタの１の特性
に必要なフィルタ係数の個数、すなわちワード数は２０
００ワードに達する場合があり、フィルタ特性を１００
０通りに切り換えると仮定すると、２，０００．○ＯＯ
ワードが必要となる。このようなワード数により１ワー
ドが３２ビツト構成とすると６４．０００，０００ビツ
トもの膨大な係数メモリを新たに用意しなければならな
かったものが、その必要がなくなったわけである。

第２図は、本発明の第２の実施例を示したブロツク図で
あり、この実施例においては、デジタルレベル制卸装置
に利用した場合の例を示している。

図において、符号１０〜１３および１５〜１８で示した
部分は、第１図に示した実施例と同一機能であり、従っ
てその説明は省略する。

この第２図に示す１９はレベル制御処理部を示しており
、このレベル制御処理部１９には操作部１５からの指令
により、リミッタ／コンプレッサ、ノイズゲート等のレ
ベル制御特性に対応するパラメータ係数がコントローラ
１３より送出される。

そして、第１のサンプリングレート変換部１２によって
レート変換されたデータ成分（ＤＡＴＡ）は、前記第３
図に示したレベル制御処理部１９の等価回路において、
入力端１より遅延回路２に印加され、その出力はマルチ
プライヤ回路３に出力きれる。

一方、前記データ成分（ＤＡＴＡ）は整流回路４によっ
て整流され、比演算回路５によって演算された後、ロー
パスフィルタ６に印加される。

このローパスフィルタ６の出力は、前記マルチプライヤ
回路３に対して制御信号として印加され、前記遅延回路
２からの出力の積を出力端７に得るように作用する。

以上の構成によってレベル制御されたデータ成分（ＤＡ
ＴＡ）は、第１図の場合と同様に第２のサンプリングレ
ート変換部１６によって元の第１のザンブリング周波数
である４４．１ＫＨｚのサンプリングレートに変換され
る。

そして、第２のサンプリングレート変換部１６からの出
力は、送信部１７に印加され、コントローラ１５からの
サンプリング信号情報（Ｆｓ）、同期のためのピットク
ロック（ＢＣＫ）およびＬＲクロック（ＬＲＣＫ）を得
て出力端子１８より出力される。

第４図は本発明の第３の実施例を示したブロック図であ
り、この実施例においては、デジタルイコライザ装置に
利用した場合の例を示している。

ただし、第１図に示した本発明の第１の実施例に比較し
て、第１のサンプリングレート変換部１２は、複数種類
のサンプリングレートのいずれのものからも、特定のサ
ンプリングレートに変換する機能を具備し、また第２の
サンプリングレート変換部１６は、前記特定のサンプリ
ングレートがら希望する複数種類のサンプリングレート
のいずれのものにも出力できる機能を具備した点に特１
敞を有する。

図において、符号１０．　１１．　１４．　１５．　１
７．１８で示した部分は、第１図に示した実施例と同一
機能であり、従ってその説明は省略する。

この第４図に示した実施例においては、第１のサンプリ
ングレート変換部１２はＤＳＰによって構成きれ、この
第１のサンプリングレート変換部１２で、イコライザ処
理部１４で処理できるサンプリングレートに変換する。

また第２のサンプリングレート変換部１６もＤＳＰによ
って構成され、この第２のサンプリングレート変換部１
６で、イコライザ処理部１４によって処理されたデータ
を希望する任意のサンプリングレートのデジタルデータ
として出力きせる。

すなわち、前記第１と第２のサンプリングレート変換部
１２．１６は、入力のサンプリングレートと、希望する
出力サンプリングレートとからプログラムが選択きれ、
コントローラ１３より、第１と第２のサンプリングレー
ト変換部１２．１６に対してプログラムが設定される。

なおイコライザ処理部１４のプログラムは、第１図に示
した実施例と同様に一定であり、操作部１５より指令さ
れたフィルタ係数のみがコントローラ１３から転送され
、イコライザの特性変更が成される。

第５図（Ａ）に前記コントローラ１３の作用を説明する
フローチャートを示しており、以下第４図と共にその作
用を説明する。

すなわち、まず入力処理Ａとして示す第１ステツプＳ１
で、受信部１１によって検出された入力データのサンプ
リングレートおよび操作部１５によって指定された出力
サンプリングレートが検出される。そして第２ステツプ
Ｓ２で示す第１のプログラム選択処理において、入力デ
ータから得られる入力サンプリングレートと、イコライ
ザ処理部１４において扱われるサンプリングレートの変
換比に対応する第１のＤＳＰプログラムを選択する。

次いで第３ステツプＳ３におけるＦｓ変換比の演算処理
において、入力データのサンプリングレートと出力デー
タのサンプリングレートの情報とから、同期パルス生成
部２０に制御信号を供給する出力処理Ａ（ステップＳ４
）を実行すると共に、ステップＳ５における第２のプロ
グラム選択処理において、前記イコライザ処理部１４に
おいて扱われるサンプリングレートと前記操作部１５に
よって指定された出力サンプリングレートの値から第２
のＤＳＰプログラムを選択する。

そしてステップＳ６におけるミューテ、イング／リセッ
ト処理において、装置をリセットするリセット出力を出
力すると共にミューティング部２１に対してミューティ
ング信号を出力する。

ざらにステップＳ７におけるプログラム転送処理におい
て前記ステップ２およびステップ５によって選択された
第１と第２のプログラムを前記第１と第２のサンプリン
グレート変換部１２．１６に転送し、次いでステップＳ
７におけるミューティング解除処理において、前記ミュ
ーティング部２１へ与えていたミューティング制御信号
を解除する。

これによってサンプリングレートの変換が完了する。

なお、コントローラ１３は以上のような処理を実行する
と共に、操作部１５からのイコライザ特性変更指令に応
じて第５図（Ｂ）に示す処理ルーチンを実行する。

すなわち、まず入力処理Ｂとして示すステップＳ９で、
操作部１５より、イコライザ指定情報の取り込みが成さ
れる。次いでステップＳＩＯにおけるフィルタ係数の選
択処理において、イコライザ指定情報に基づいて選択さ
れたフィルタ係数が選択され、最後にステップＳｌｌに
おける係数転送処理においてイコライザ処理部１４に対
してフィルタ係数を転送する。

以上のフローによってイコライザ特性の変更が実行され
る。

このような構成により、入力信号のサンプリングレート
に対応するイコライザのフィルタ係数を新たに用意する
必要がなくなると同時に、出力信号のサンプリングレー
トを入力時のものと異なるものにすることができ、すな
わちいわゆるサンプリングレート変換ができ、サンプリ
ングレート変換を新たに付加する必要がなくなる。

なお前記した第３の実施例においては、デジタル信号処
理部としてイコライザ処理部を具備した例を示したが、
これは第２の実施例に示したようなレベル制御処理部に
入れ替えることもできる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなとおり、本発明の請求項１に記載
のデジタル信号処理装置によると、入力デジタル信号の
サンプリングレートをデジタル信号処理部で扱えるサン
プリングレートに変更し、信号データを処理した上で再
び元の入力サンプリングレートに変換するようにしたの
で、所望のイコライザ特性或いはレベル制御特性をもた
らすことのできるデジタル信号処理装置を提供すること
が可能である。

しかもＰ５．１５〜１１０に記した欠点が除去できる。

すなわう個／（のリンブリング周波数に対してそれぞれ
のイコライザ演算用フィルタ係数を用意する場合におい
ては、多数の演算用フィルタ係数を用意しなくてはなら
ないためにＤＳＰ内又はＩ）　Ｓ　Ｐ外のメモリの容螢
を増加きせざるをｔ３ず、装置が高価で繁雑になるとい
う欠点が除去できる。

また、本発明の請求項２に記載のデジタル信号処理装置
によると、前記した効果に加え、いずれのサンプリング
レートによるデジタル信号においても、サンプリング変
換比を演算してレート変換し、また操作部より与えられ
た出力サンプリングレートに応じて同じくサンプリング
変換比を演算してレート変換するように作用するので、
入出力間のサンプリングレートの制約がなく、汎用性の
高いデジタル信号処理装置を提供することが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデジタル信号処理装置の第１の実施例
を示したブロック図、第２図は同じく本発明の第２の実
施例を示したブロック図、第３図は第２図における一部
の詳細な構成を示したブロック図、第４図は本発明の第
３の実施例を示したブロック図、第５図は第４図に示し
ｔ：実施例の作用を説明するためのフローチャート、第
６図はイごｌライザ処理部における作用を説明するため
の特性図、第７図はレベル制御処理部における作用を説
明するｔ：めの特性図である。 １０・・・入力端子、１１−・・受信紙　１２・・・第
１のシンプリングレート変換部、１３°・°コントロー
ラ、１４・・・イコライザ処理部（デジタル信号処理部
）、１５・・・操作部、１６・・・第２のサンプリング
レート変換部　１７・・・送信部、１８・・・出力端子
、１５３・・レベル制御処理部（デジタル１ｄ号処理部
）、２０・・・同期パルス生成部、２１・・・ミューテ
ィング部。 特許出願人　日本ビクター株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１のサンプリング周波数によってサンプリング
   されたデジタル信号を入力とし、前記第１のサンプリン
   グ周波数とは異なる第２のサンプリング周波数にレート
   変換する第１のサンプリングレート変換部と、 前記第１のサンプリングレート変換部による出力を入力
   とし、前記第２のサンプリング周波数の周期で信号処理
   するデジタル信号処理部と、前記デジタル信号処理部に
   よって処理されたデジタル信号を入力とし、前記第２の
   サンプリング周波数から前記第１のサンプリング周波数
   に再びレート変換する第２のサンプリングレート変換部
   とを具備し、前記第２のサンプリングレート変換部によ
   って得られるデジタル信号を出力として利用するように
   したデジタル信号処理装置。
2. （２）第１のサンプリング周波数によってサンプリング
   されたデジタル信号を入力とし、前記第１のサンプリン
   グ周波数とは異なる第２のサンプリング周波数にレート
   変換する第１のサンプリングレート変換部と、 前記第１のサンプリングレート変換部による出力を入力
   とし、前記第２のサンプリング周波数の周期で信号処理
   するデジタル信号処理部と、前記デジタル信号処理部に
   よって処理されたデジタル信号を入力とし、前記第２の
   サンプリング周波数から前記第１のサンプリング周波数
   とは異なる第３のサンプリング周波数にレート変換する
   第２のサンプリングレート変換部とを具備し、前記第２
   のサンプリングレート変換部によって得られるデジタル
   信号を出力として利用するようにしたデジタル信号処理
   装置。