JPS60247699A - 音響信号周波数変換制御方式 - 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】 実時間上で音響信号の周波数を変える場合、解決しなけ
ればならない基本的問題がある。

ディジタルメモリ回路のメモリ容量には限界があるため
、又、入力信号の強弱の流れを忠実に再現するため、読
み出し側も書き込み側もスタート番地からエンド番地ま
で走査すると引き続きスタート番地から走査を始める。

実時間上での周波数変換は書き込み側と読み出し側のア
ドレス変化速度を変えることにより得られる。変換比が
大きくなる程、読み出しアドレスが書き込みアドレスを
追い越す　又は追い越される　機会が多くなる。何の制
御も無しにこの状態で周波数変換すると再生音にかなり
の異常音が生ずる。

その問題の核心は１元の音響信号に対し再生周波数を上
げる場合　実時間上の音響信号に空白時間帯が周期的に
発生することにあり、逆に再生周波数を下げる場合　実
時間上の音響信号に重複時間帯が周期的に発生するとこ
ろにある。この問題を解決する代表的な方法として、空
白時間帯に対してはその付近の音響信号を再再生してう
ずめ、重複時間帯に対しては重複部分を飛び越して削除
する方法がある、この方法は比較的低コストで実用性を
満足するので広く採用されている。

しかし良い音質の追求に対しては、又何度もくり返し音
を聞いていると上記の再再生や飛び越しの時間帯に異常
音を感じ問題は残る。

音響信号の周波数を変える回路は音程可変装置などに応
用されているが、問題の中心はこの異常音をできるだけ
小さくすることにある。

その代表的な例として、再再生や飛び越しの継ぎ目を音
響信号の零クロス点に選ぶ方法、その継ぎを瞬時に切り
替えずにフェード切り替えと呼ばれている除々に切り替
える方法がとられている。

これ等の手段を加えることにより再生音質はかなり改善
されるものの、特定楽器信号や特定の周波数信号によっ
ては異常音は残る。

実時間上で　この種の変換を理想的ビ行うには理論的に
も非常に難かしい上、コストの制限を考慮すると、現在
入手できる素子では、その実現は不可能に近い。

本案は　独立した２つの系統の読み出し回路を備え常に
２つの系統の再生信号の位相差を検出し片方の位相を制
御することにより良好な再再生と飛び越しの継ぎ目を得
ることができる点に着目した音響信号周波数変換制御方
式に関するものであり、問題に対し理想的な期待値とま
ではゆかないものの現状のものよりさらに優れた音質を
得ることができる。

一以下図面を用いて詳細説明を行う。

第１図は本案を、一応用例である音程可変装置に応用し
た場合のブロック図である。

１００は音響信号の入力端子、１０１は音響信号をディ
ジタル符号化するアナログ−ディジタル変換回路、１０
２は１０１の出力で符号化された音響信号である。１１
０はディジタルメモリ、１１１はディジタルメモリ制御
回路、１１２はその出力であるディジタルメモリの　ア
ドレス　リード　ライト　等のメモリ制御信号線である
。

１１３はメモリの書き込みアドレス発生回路、１１４は
出力信号選択決定回路であり、１１５は１１３の出力で
あり以下の説明で　書き込みアドレスと称する。１１６
は第１読み出しアドレス、１１７は第２読み出しアドレ
スである。１２０はディジタルメモリの周辺回路を制御
するための基本となる信号を発生する基本クロック発生
回路であり。

１２１からは読み出しアドレス発生用の基本信号、１２
２からは書き込みアドレス発生用の基本信号、１２３か
らはディジタルメモリーのリード　ライト　のタイミン
グやアドレス切り替え等の制御用信号、１２４と１２５
からはディジタルメモリ出力とアナログ変換部との同期
をとるための信号、１２６からはディジタルメモリとデ
ィジタル変換部との同期をとるための信号をそれぞれ出
力する。

１２８は音響信号入力に対する音響再生信号出力の周波
数比を決定する周波数変換比設定回路、１２９はその基
準クロック発生回路への制御信号である。一般的に音響
信号周波数変換回路は以上のブロックから成る機能を備
えている。１３０はディジタルメモリの読み出し信号線
である。

１３１はディジタル符号をアナログ信号に変換する　第
１アナログ−ディジタル変換回路である。１３２は　第
１読み出しアドレス発生回路であり、この出力を以下の
説明で第１読み出しアドレスと称する。１３３は第１デ
ィジタルアナログ変換回路の出力であり、ディジタルメ
モリ内の第１読み出しアドレス上のデータが対応する。

この信号を以下の説明で第１再生信号と称する。

１３４はディジタル符号をアナログ信号に変換する第２
アナログ−ディジタル変換回路である。

１３５は第２読み出しアドレス発生回路でこの出力を以
下の説明で第２読み出しアドレスと称する。

１３６は第２ディジタル−アナログ変換回路の出力であ
り、ディジタルメモリ内の第２読み出しアドレス上のデ
ータが対応する。この信号を以下の説明で第２再生信号
と称する。１３７は第１再生信号と第２再生信号とを瞬
時又は除々に切り替える再生信号選択回路であり、１１
４の出力信号選択決定回路の出力１１８によって制御さ
れる。

１４０は位相差検出回路であり第１再生信号と第２再生
信号との位相差を検出する。１４１はその位相差に対応
する信号であり以下の説明で位相差フィードバック信号
と称する。１４３は第１続み出しアドレス発生回路と第
２読み出しアドレス発生回路とのアドレス差制御回路で
あり、位相差フィードバック信号の制御を受ける。

そして１１４の出力信号選択決定回路が選択していない
側、即ち　再生信号選択回路が選択していない側の読み
出しアドレス発生回路に作用し、第１再生信号と第２再
生信号との位相差を小さくするよう動作する。

第２図は第１図の応用例について本案に関連する部分の
動作例を説明するための図である。

一般的には、周期性を持った任意の波形の任意の周波数
の入力について、周波数変換は上げる場合、下げる場合
について、現在の動作状態で　出力として選択されてい
るのが第１再生信号である場合、第２再生信号である場
合について、第１再生信号が第２再生信号に対して進ん
でいる場合遅れている場合について、各場合の組み合わ
せがある。

第２図では入力波形が比較的単調であり１周波数を下げ
る場合、現在第１再生信号を出力として選択している状
態にあり　時ｍｔ　ｔφで第２再生信号に対し位相が遅
れている状態にあり、時刻ｔχまでに第１再生信号から
第２再生信号へ切り替えなければ時刻ｔχで不連続波形
となり異常音が発生する状態にある場合について説明す
る。この状態は数多くの場合の組み合わせの中の一例で
あるが、それぞれの場合の動作については以下の説明か
ら容易に類推できることから、−膜性を説明することと
変わりは無い。

第２図の横軸は時間である。２００は書き込みアドレス
の、２０１は第１読み出しアドレスの、２０２は位相検
出によるフィードバック制御が正常に作用している場合
の、２０３は位相検出によるフィードバック制御が作用
しない場合の第２読み出しアドレスの、それぞれ時間推
移を示す。

２０４は時刻ｔχで書き込みアドレスと第１読み出しア
ドレスが同じ値となる　第１読み出しアドレスの追い越
され点である。時刻ｔφで第１と第２の読み出しアドレ
ス差はメモリサイズの２分の１であるが、これは図をわ
かりやすくするためであり一般的には任意の値である。

２１０は第１図１００の入力音響波形である。

２１１は第１図１３３の第１再生信号である。

この波形は時刻ｔχまでの入力信号と゛“相似な波形で
あるが、この時点でメモリ上の最も過去の時刻の信号か
ら現在書き込まれたばかりの新しい信号に一瞬乗り移る
ので　第１再生信号を選択し続けると、一般的に、再生
信号はこの点２１２は第２再生信号である。

この波形は時刻ｔφで２０４点におけると同様不連続と
なっている。しかし時刻ｔφでは第１再生信号が選択さ
れているので最終出力としては異常音は出ない。

２１３〜２２２は第１再生信号と第２再生信号との位相
差が時間と共に小さくなって行く状態を示す。

２３１は第１図中１４１の位相差フィードバック信号の
一例を示す。この場合、２１３〜２２２に相等する位相
遅れ量を補正すべくアドレス差制御回路に作用する。２
４１〜２４４は第１図１３７の再生信号選択回路の動作
を説明するための図である。第１再生信号と第２再生信
号との位相差が無くなった時刻がらｔｘまでの間に第１
再生信号がら第２再生信号への切り替えを完了する。２
４２は第１側が除々に減裏し逆に２４３は第２側が除々
に増大する様子を示す。この切り替わり方について瞬時
に変わるが除々に変わるかは本案の本質とするところで
はない。

時刻ｔｘには完全に第２再生信号が選択されているので
２０４の第１側の追い越され点での不連続状態は最終出
方に影響を与えない。そのため第１図１３９の音響再生
信号出力端には２５１．２５２．２５３と入力に相似の
連続した信号が現われる。

以上の説明中筒１再生信号と第２再生信号との位相検出
動作をアナログレベルで行う方法とな５ているが、アナ
ログレベルで行うと等価な方法でディジタル符号レベル
で行っても同様の結果が得られることは容易に類推でき
る。又再生信号選択回路についても同様にディジタルレ
ベルで行っても同様の結果が得られることは容易に類推
できる。

以上の説明のとうり　第１読み出し発生回路とそれに対
応する第１ディジタル−アナログ変換回路と、これ等と
独立した第２読み出しアドレス発生回路とそれに対応す
る第２ディジタル−アナログ変換回路を設け、第１側の
出力と第２側の出力の位相差を検出し、最終出力として
選択されていない側の読み出しアドレス発生回路に作用
して第１側と第２側の出力の位相差を無くすべくアドレ
ス差制御を行うことにより１期待する動作は自動的に行
われ良好な再再生、飛び越しの継ぎ目を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案の一応用例を示すブロック図である。 第２図は本案の動作説明図である。 昭和５ｏ年６月１９８ ２０発、明の名称　壜傳４ｊ石」荻裂Ｕ酔す偵坊入３、
補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所（居所）　郵便番号　６６３ ４、代　理　人 ５、補正命令の日付　昭和　年　月　日６、補正の対象
　１１１命 （載ｋｌポｐ番、（傾向を襲、すｎ自ｐりつ７、補正の
内容　別紙の九〇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディジタル記憶回路内に書き込まれている符号化された
   音響信号を゛読み出して元の音響信号に戻すための第１
   アナログ−ディジタル変換回路と、その読み出しアドレ
   スを発生する第１読み出しアドレス発生回路と、上記第
   １ディジタル−アナログ変換回路と同じ機能を持つ第２
   ディジタル−アナログ変換回路と、その読み出しアドレ
   スを発生する第２読み出しアドレス発生回路と、第１デ
   ィジタル−アナログ変換回路の出力である第１再生信号
   と第２ディジタル−アナログ変換回路の出力である第２
   再生信号とのいづれかを瞬時又は除々に切替える機能を
   持つアナログ信号選択回路と、上記第１再生信号と上記
   第２再生信号との位相差を検出する位相差検出回路と、
   その位相差検出回路の出力が上記アナログ信号選択回路
   の非選択側の読み出しアドレスに作用し上記第１再生信
   号と上記第２再生信号との位相差を小さくする機能を持
   つアドレス差制御回路と、を備えたところの、上記アナ
   ログ信号選択回路の入力の内　非選択側の再生信号を４
   ド選択中に選択中の信号の位相に合わせることをもって
   音響再生信号を得ることを特徴とした音響信号周波数変
   換制御方式。