JPH0331287B2 - - Google Patents
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- JPH0331287B2 JPH0331287B2 JP25140685A JP25140685A JPH0331287B2 JP H0331287 B2 JPH0331287 B2 JP H0331287B2 JP 25140685 A JP25140685 A JP 25140685A JP 25140685 A JP25140685 A JP 25140685A JP H0331287 B2 JPH0331287 B2 JP H0331287B2
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、記録速度の2倍の速度で音声信号を
再生した時に、音の高さを記録時と同一に復元す
る音程復元装置に関する。
従来の技術
近年、記録速度とは異なる速度で音声信号を再
生することが重要視されてきた。記録速度の2倍
で再生すれば、本来の半分の時間ですみ、テープ
レコーダやVTRに記録したものを半分の時間で
内容を把握できる。しかし、単純に再生速度を2
倍にしたのでは、音程が高くなり、聞きとりにく
くなると同時に、発音者の特長があらわれない。
そこで音の高さを変えずに、短時間で記録内容を
早聞きする装置が要望されている。
(例えば、「会話の時間軸を圧縮・伸長するテ
ープレコーダ」日経エレクトロニクス1976.7.26)
以下、図面を参照しながら従来の音程復元装置
について説明を行う。
第8図は従来の音程復元装置の構成図を示した
ものである。第8図において、1は入力信号をデ
イジタル信号に変換するアナログ・デイジタル変
換回路、2は前記デイジタル信号を記憶するデイ
ジタルメモリ、3はデイジタルメモリ2に書き込
み、読み出しの制御を行う書き込み、読み出し制
御回路、4はデイジタルメモリ2から読み出され
た信号を保持する保持回路、16は保持回路4の
出力のデイジタル信号をアナログ信号に変換する
デイジタル・アナログ変換回路、10はアナロ
グ・デイジタル変換回路1を動作させる変調クロ
ツク発生回路、11はデイジタルメモリ2に書き
込む番地を書き込み・読み出し制御回路3へ供給
する書き込み番地発生回路、12はデイジタルメ
モリ2から読み出す番地を書き込み・読み出し制
御回路3へ供給する読み出し番地発生回路、14
はデイジタル・アナログ変換回路16を動作させ
る復調クロツク発生回路、15は低減通過フイル
タである。
以上のように構成された音程復元装置につい
て、以下その動作を説明する。第9図にその原理
図を示す。記録時と同じ速度で再生する場合、時
刻0t2NTにおいて、周期2Tでd0、d1、…、
dN-1のN個の信号が再生されるとする。このと
き、2倍速再生では、0t<2NTにおいて、
d0、d1、…、d2N-1の信号が再生される。これを
音程を下げて、記録時と同じ音程にするために、
第9図dに示したように、0t<2NTにおい
てd0、d1、…、dN-1を再生し、dN、dN+1、…、
d2N-1の信号は再生せず、2NTt<4NTでd2N、
d2N+1、…、d3N-1を再生する。以下同様に再生し
ていく。
これにより、再生された信号は本来の録音時の
音程に復元される。
発明が解決しようとする問題点
しかし、上記のような方法では、dN-1とd2Nで
信号が不連続になり、雑音が発生する。また、
dN、dN+1、…、d2N-1の信号は全く再生されず、
この部分の信号のもつ情報が欠落するという問題
点を有していた。また、連続して長区間の信号が
欠落するのを避けるために、Nを小さくすると、
時間あたりの接続点の回数が増加し雑音が増加す
る。
本発明は上記問題点に鑑み、入力のすべての信
号を使用し、かつ不連続点の処理を施すことによ
り、情報の欠落が小く、接続点の雑音を低減でき
る音程復元装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段
この目的を達成するために本発明の音程復元装
置は、アナログの入力信号を1ビツトのデイジタ
ル信号に変換し、このデイジタル信号を記憶する
デイジタルメモリに出力するアナログ・デイジタ
ル変換回路と、書き込み番地発生回路と第1、第
2の読み出し番地発生回路とで発生するアドレ
ス・データを入力データとしてデイジタルメモリ
の書き込み、読み出しの番地を指定し、書き込
み、読み出しの制御信号を発生する書き込み・読
み出し制御回路と、第1、第2の読み出し番地に
よつてデイジタルメモリから読み出される各々の
信号を周期2Tでラツチする第1、第2の保持回
路と、第1、第2の保持回路でラツチされた各々
の信号に対して、単調増加する重み関数W1(x)
(0xNT、0W1(x)1)または単調
減少する重み関数W2(x)、(0xNT、0
W2(x)1)を掛けあわせる第1、第2の乗算
回路と、第1、第2の乗算回路を制御する振幅制
御回路と、第1、第2の乗算回路のデイジタル出
力信号を第1、第2の積分回路でアナログ信号に
変換するためのデイジタル・アナログ変換回路
と、前記第1、第2の積分回路の出力を加算する
加算回路とを具備した構成となつている。
作 用
本発明は、上記した構成により、ある基準時刻
t=0から周期Tで信号d0、d1、d2、…、d2N-1
の2N個の信号をデイジタルメモリへ記憶し、第
1の保持回路では、0t<2NTの時間に周期
2Tで信号d0、d1、d2、…、dN-1のN個の信号を
デイジタルメモリから読み出して保持し、第2の
保持回路では、NTt<3NTの時間に周期2T
で信号dN、dN+1、dN+2、…、d2N-1のN個の信号
をデイジタルメモリから読み出して保持し、ま
た、第1の保持回路の出力信号に第1の乗算回路
で、0tNTに対しW1(t)を、NTt
2NTに対しW2(t−NT)をそれぞれ掛けあわ
せ、第2の保持回路の出力信号に第2の乗算回路
で、0tNTに対しW2(t)を、NTt
2NTに対しW1(t−NT)をそれぞれ掛けあわせ
かつ、上述の書き込み、読み出し、振幅制御を周
期2NTで繰りかえすことにより音程の復元をは
かるものである。
実施例
以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。第1図は本発明の一実施例におけ
る音程復元装置の構成図を示すものである。
21は変調クロツク発生回路10のクロツクに
よつて入力信号を1ビツトのデイジタル信号に変
換しこのデイジタル信号を記憶するデイジタルメ
モリ(RAM)2に出力する1ビツトアナログ・
デイジタル変換回路、3は書き込み番地発生回路
11と第1、第2の読み出し番地発生回路12,
13とで発生するアドレス・データを入力データ
としデイジタルメモリ2の書き込み、読み出しの
番地を指定し、書き込み、読み出しの制御信号を
発生する書き込み、読み出し制御回路、4,5は
第1、第2の読み出し番地によつてデイジタルメ
モリ2から読み出される各々の信号を周期2Tで
ラツチする第1、第2の保持回路、6,7は第
1、第2の保持回路4,5でラツチされた各々の
信号に対して、単調増加する重み関数W1(x)
(0xNT、0W1(x)1)または単調
減少する重み関数W2(x)、(0xNT、0
W2(x)1)を掛けあわせる第1、第2の乗算
回路、8は第1、第2の積分回路16,17の出
力信号を加算する加算回路、9は第1、第2の乗
算回路6,7を制御する振幅制御回路で、ある基
準時刻t=0から周期Tで信号d0、d1、d2、…、
d2N-1の2N個の信号をデイジタルメモリ2へ記憶
し、第1の保持回路4で、0t<2NTの時間
に周期2Tで信号d0、d1、d2、…、dN-1のN個の
信号をデイジタルメモリ2から読み出して保持
し、第2の保持回路5では、NTt<3NTの時
間に周期2Tで信号dN、dN+1、dN+2、…、d2N-1の
N個の信号をデイジタルメモリ2から読み出して
保持し、また、第1の保持回路4の出力信号に第
1の乗算回路6で、0tNTに対しW1(t)
を、NTt2NTに対しW2(t−NT)をそれ
ぞれ掛けあわせ、第2の保持回路5の出力信号に
第2の乗算回路7で、0tNTに対しW2
(t)を、NTt2NTに対しW1(t−NT)を
それぞれ掛けあわせる。
このようにして得られた第1、第2の乗算回路
6,7の出力信号は、第1、第2の積分回路1
6,17を介してそれぞれアナログ出力となり、
第1、第2の積分回路16,17の出力は加算回
路8に出力される。26,27はデイジタルメモ
リからのデイジタル信号を上述したようにアナロ
グ信号に変換する1ビツトデイジタル・アナログ
変換回路を構成する。
尚、各図において、同一部には同一番号を付し
ている。
ここで、第2図を用いて、本発明の原理につい
て説明する。
第2図は本発明の原理図を示すものである。倍
速再生時には、時刻0t<2NTの間にd0、d1、
…、d2N-1の2Nコの信号が入力されデイジタルメ
モリ2に書き込まれる。このとき、第1の読み出
し番地発生回路12で与えられた番地により、第
1の保持回路4には0t<2NTの間に、d0、
d1、…、dN-1の信号が読み出され、第2の読み出
し番地発生回路13で与えられた番地により、従
来欠落していたdN、dN+1、……、d2N-1の信号は、
時刻NTt<3NTの間に第2の保持回路5へ読
み出される。第1の保持回路4と第2の保持回路
5に読み出された2つの信号は不連続点があるの
で、各々の信号に対して不連続点の影響をなくす
ように振幅制御T1、T2を加える。第1の保持回
路4に読み出された信号に対しては、第2図fに
示すように振幅制御T1により、第2の保持回路
5に読み出された信号に対しては第2図gに示す
ように振幅制御T2により不連続点の周期と同期
して直線状に振幅変調を加える。この振幅変調を
加える方法を次に示す。すなわち、第1の保持回
路と第2の保持回路の出力に対して振幅制御回路
9によつて第1の乗算回路6と第2の乗算回路7
の乗算係数を0〜1に変化させることにより、振
幅制御T1、T2を行う。以上で記した、2つの読
み出された信号を第1、第2の積分回路16,1
7を介して加算回路8で加算したものを出力とす
ることにより、情報の欠落の少い、接続点の雑音
の少い音程復元された音が得られることになる。
以上のように構成された音程復元装置について
以下その動作について説明する。
1ビツトアナログ・デイジタル変換回路21は
入力信号を1ビツトのデイジタル信号に変換す
る。この出力であるデイジタル信号は、書き込
み・読み出し制御回路3で第2図aのタイミング
で周期Tごとにデイジタル・メモリ2に書き込ま
れる。デイジタル・メモリ2に書き込まれる番
地、読み出される番地は第2図bに一例を示した
ように、一定時間が来ると、リセツトされる。こ
の書き込み番地、第1の読み出し番地、第2の読
み出し番地は各々書き込み番地発生回路11、第
1の読み出し番地発生回路12、第2の読み出し
番地発生回路13によつて発生し、書き込み・読
み出し制御回路3で、第2図aのタイミングでデ
イジタル・メモリ2に与えられる。第1の保持回
路4は、第2図aの読み出しD1の時刻に読み出
される信号を2T時間保持し、第2の保持回路5
は、読み出しD2の時刻に読み出される信号を2T
時間保持する。第1の乗算回路6は、第2図fに
示した振幅を、振幅制御回路9によつて乗算係数
を変え、これを保持回路4にかけあわせることに
より振幅の変化をもたらす。第2の乗算回路7も
同様に、第2図gに示した振幅制御T2をかける
ものである。加算回路8は、第1の乗算回路6の
出力と第2の乗算回路7の出力を加算し、低減通
過フイルタ15を通つて出力信号とする。尚、第
3図は本実施例における各部の動作状態及び番地
の配列を示すタイミングチヤートである。
以上のように本実施例によれば、一単位時間に
第2図のように2度の読み出しを行い、異なる時
間に記憶された信号を読み出し、これに振幅制御
をして加算したことにより、音程復元した音声の
情報の欠落が少く、かつ接続点の雑音を少くする
ことができる。
この実施例では1ビツトのアナログ・デイジタ
ル変換器を用いているがこのアナログ・デイジタ
ル変換器に適応形デルタ変・復調器を用いる場合
について説明する。第4図がその構成ブロツク図
である。
第4図においてブロツクaは適応形デルタ変調
器を示す。第4図において、30は比較器、31
は標本化クロツク毎に1ビツトのデイジタル信号
を出力する標本化回路、32は量子化ステツプ幅
を決定するアルゴリズムを有するステツプ幅適応
ロジツク回路、33はアツプダウンカウンターで
入力信号に従つてmビツトのカウンター出力がで
る。34はmビツトの信号をnビツトに変換する
デコーダ、35はデコーダ34からのnビツトの
出力信号に対応してパルス幅を出力するパルス幅
変調回路、36は標本化回路からの“1”、“0”
の出力に対応して正・負に切り換える極性切り換
え回路、37は極性切り換え回路36からの出力
を積分し、アナログ信号に変換する積分回路であ
る。
同様にブロツクbは適応形デルタ復調器を示
す。図において同一部には同一番号を付してい
る。従つて積分回路37の出力を低減フイルター
38を介してアナログ出力を得る。
本発明の動作原理を第5図により説明する。ス
テツプ幅適応ロジツク回路32により、ステツプ
幅を現時点より更に大きくする場合はアツプカウ
ンターが、現時点よりステツプ幅を小さくする場
合はダウンカウンターがそれぞれ働く信号がアツ
プダウンカウンター33に送られる。アツプダウ
ンカウンター33の出力はm=3ビツト、デコー
ダ34の出力はn=4ビツトの場合で説明する。
アツプダウンカウンター33の出力は8通り
(000、001、…、111)のうちどれかの信号を選択
する。8通りの信号に対し、パルス幅の出力信号
を直線で対応させる場合はデコーダ34は必要と
しない。しかし、無信号時の雑音を小さくし、か
つ高い周波数や大きな入力時に生ずる過負荷雑音
を小さくするには直線の対応だけでは十分でな
い。そこでデコーダ34により非直線で対応させ
る。3ビツトのカウンター出力が4ビツト(24=
16通り)のうち、非直線形で例えば下表のように
対応させる。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a pitch restoring device that restores the pitch of a sound to the same pitch as when it was recorded when an audio signal is played back at twice the recording speed. BACKGROUND ART In recent years, it has become important to reproduce audio signals at a speed different from the recording speed. If you play back at twice the recording speed, it will take half the time it would normally take, and you can understand the content recorded on a tape recorder or VTR in half the time. However, simply increasing the playback speed to 2
If the pitch is doubled, the pitch will be higher and it will be difficult to hear, and at the same time, the characteristics of the speaker will not be revealed.
Therefore, there is a need for a device that can quickly listen to recorded content in a short time without changing the pitch of the sound. (For example, "Tape recorder that compresses and expands the time axis of conversation" Nikkei Electronics 1976.7.26) A conventional pitch restoring device will be explained below with reference to the drawings. FIG. 8 shows a configuration diagram of a conventional pitch restoring device. In FIG. 8, 1 is an analog-to-digital conversion circuit that converts an input signal into a digital signal, 2 is a digital memory that stores the digital signal, and 3 is a write/read control circuit that controls writing and reading from the digital memory 2. , 4 is a holding circuit that holds the signal read out from the digital memory 2, 16 is a digital-to-analog conversion circuit that converts the digital signal output from the holding circuit 4 into an analog signal, and 10 is for operating the analog-to-digital conversion circuit 1. 11 is a write address generation circuit that supplies the address to be written in the digital memory 2 to the write/read control circuit 3; 12 is a read address generator that supplies the address to be read from the digital memory 2 to the write/read control circuit 3. circuit, 14
1 is a demodulation clock generation circuit that operates the digital-to-analog conversion circuit 16, and 15 is a reduction pass filter. The operation of the pitch restoring device configured as described above will be described below. Fig. 9 shows a diagram of its principle. When reproducing at the same speed as recording, at time 0t2NT, d 0 , d 1 , ..., with a period of 2T.
Suppose that N signals, d N-1, are to be reproduced. At this time, in double speed playback, when 0t<2NT,
Signals d 0 , d 1 , ..., d 2N-1 are reproduced. In order to lower the pitch and make it the same pitch as when recording,
As shown in FIG. 9d, when 0t<2NT, d 0 , d 1 , ..., d N-1 are reproduced, and d N , d N+1 , ...,
The signal of d 2N-1 is not regenerated, and d 2N when 2NTt<4NT,
Play d 2N+1 ,..., d 3N-1 . The following will be played in the same manner. This restores the reproduced signal to its original pitch at the time of recording. Problems to be Solved by the Invention However, in the above method, the signal becomes discontinuous between d N-1 and d 2N , and noise is generated. Also,
The signals of d N , d N+1 , ..., d 2N-1 are not regenerated at all,
There was a problem in that the information of this part of the signal was lost. Also, in order to avoid missing continuous long-range signals, if N is made small,
The number of connection points per time increases and the noise increases. In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a pitch restoration device that uses all input signals and processes discontinuous points, thereby reducing information loss and reducing noise at connection points. It is. Means for Solving the Problems In order to achieve this object, the pitch restoring device of the present invention converts an analog input signal into a 1-bit digital signal, and outputs the digital signal to a digital memory that stores the digital signal. The address data generated by the digital conversion circuit, the write address generation circuit, and the first and second read address generation circuits are used as input data to specify the write and read addresses of the digital memory, and write and read control signals are generated. A write/read control circuit that generates a write/read control circuit, first and second holding circuits that latch each signal read from the digital memory at the first and second read addresses at a period of 2T, and the first and second For each signal latched in the holding circuit, a monotonically increasing weight function W 1 (x)
(0xNT, 0W 1 (x)1) or a monotonically decreasing weighting function W 2 (x), (0xNT, 0
W 2 (x) 1), an amplitude control circuit that controls the first and second multipliers, and a digital output signal of the first and second multipliers. The configuration includes a digital-to-analog conversion circuit for converting into an analog signal by the first and second integration circuits, and an addition circuit for adding the outputs of the first and second integration circuits. Effect The present invention has the above-described configuration, and the signals d 0 , d 1 , d 2 , ..., d 2N-1 are generated at a period T from a certain reference time t=0.
The 2N signals of 0t<2NT are stored in the digital memory, and in the first holding circuit
At 2T, N signals d 0 , d 1 , d 2 , ..., d N-1 are read out from the digital memory and held, and in the second holding circuit, the period 2T is set at a time when NTt<3NT.
reads out and holds N signals d N , d N+1 , d N+2 , ..., d 2N-1 from the digital memory, and also performs a first multiplication on the output signal of the first holding circuit. In the circuit, W 1 (t) for 0tNT, NTt
2NT is multiplied by W 2 (t-NT), and the output signal of the second holding circuit is multiplied by W 2 (t) for 0tNT, NTt
The pitch is restored by multiplying 2NT by W 1 (t-NT) and repeating the above writing, reading, and amplitude control at a cycle of 2NT. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of a pitch restoring device according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 21 indicates a 1-bit analog signal which converts the input signal into a 1-bit digital signal using the clock of the modulation clock generating circuit 10 and outputs the digital signal to a digital memory (RAM) 2 that stores the digital signal.
a digital conversion circuit; 3 is a write address generation circuit 11; first and second read address generation circuits 12;
13 are write and read control circuits that designate write and read addresses in the digital memory 2 as input data and generate write and read control signals; 4 and 5 are first and second write and read control circuits; First and second holding circuits each latching each signal read out from the digital memory 2 according to the read address at a period of 2T; For the signal, a monotonically increasing weight function W 1 (x)
(0xNT, 0W 1 (x)1) or a monotonically decreasing weighting function W 2 (x), (0xNT, 0
8 is an addition circuit that adds the output signals of the first and second integrating circuits 16 and 17 , and 9 is the first and second multiplication circuit. The amplitude control circuit that controls the circuits 6 and 7 generates signals d 0 , d 1 , d 2 , . . . at a period T from a certain reference time t=0.
The 2N signals of d 2N-1 are stored in the digital memory 2, and the first holding circuit 4 stores the signals d 0 , d 1 , d 2 , ..., d N-1 with a period of 2T at a time of 0t<2NT. The second holding circuit 5 reads the N signals from the digital memory 2 and holds them, and the second holding circuit 5 reads the signals d N , d N+1 , d N+2 , ..., d 2N with a period of 2T at a time when NTt<3NT. N signals of -1 are read out from the digital memory 2 and held, and the output signal of the first holding circuit 4 is applied to the first multiplier circuit 6 to calculate W 1 (t) for 0tNT.
, NTt2NT is multiplied by W 2 (t-NT), and the output signal of the second holding circuit 5 is multiplied by the second multiplication circuit 7, and W 2 for 0tNT is multiplied by W 2 (t-NT).
(t) and NTt2NT are each multiplied by W 1 (t-NT). The output signals of the first and second multiplier circuits 6 and 7 obtained in this way are transmitted to the first and second integrator circuits 1 and 1.
6 and 17, each becomes an analog output,
The outputs of the first and second integrating circuits 16 and 17 are output to the adding circuit 8. Reference numerals 26 and 27 constitute a 1-bit digital-to-analog conversion circuit for converting the digital signal from the digital memory into an analog signal as described above. In each figure, the same parts are given the same numbers. Here, the principle of the present invention will be explained using FIG. 2. FIG. 2 shows a principle diagram of the present invention. During double speed playback, d 0 , d 1 ,
..., d 2N-1 2N signals are input and written into the digital memory 2. At this time, due to the address given by the first read address generation circuit 12, the first holding circuit 4 has d 0 ,
The signals d 1 , ..., d N-1 are read out, and the addresses given by the second read address generation circuit 13 cause the signals d N , d N+1 , ..., d 2N- , which were missing in the past, to be read out. 1 signal is
The data is read out to the second holding circuit 5 during time NTt<3NT. Since the two signals read out to the first holding circuit 4 and the second holding circuit 5 have a discontinuous point, amplitude control T 1 , T is performed to eliminate the influence of the discontinuous point on each signal. Add 2 . The signal read out to the first holding circuit 4 is controlled by amplitude control T 1 as shown in FIG. As shown in g, amplitude modulation is applied linearly in synchronization with the period of the discontinuous point by amplitude control T2 . A method for adding this amplitude modulation is shown below. That is, the outputs of the first holding circuit and the second holding circuit are controlled by the amplitude control circuit 9 to the first multiplication circuit 6 and the second multiplication circuit 7.
Amplitude control T 1 and T 2 is performed by changing the multiplication coefficient of 0 to 1. The two read signals described above are transferred to the first and second integrating circuits 16 and 1.
By outputting the sum added by the adder circuit 8 via the adder circuit 7, a pitch-restored sound with less missing information and less noise at connection points can be obtained. The operation of the pitch restoring device configured as above will be explained below. The 1-bit analog/digital conversion circuit 21 converts the input signal into a 1-bit digital signal. This output digital signal is written into the digital memory 2 every cycle T by the write/read control circuit 3 at the timing shown in FIG. 2a. The addresses written to and read from the digital memory 2 are reset after a certain period of time, as shown in an example in FIG. 2b. The write address, the first read address, and the second read address are generated by a write address generation circuit 11, a first read address generation circuit 12, and a second read address generation circuit 13, respectively, and write/read control is performed. The circuit 3 applies the signal to the digital memory 2 at the timing shown in FIG. 2a. The first holding circuit 4 holds the signal read out at the time of readout D1 in FIG. 2a for 2T time, and the second holding circuit 5
The signal read out at the time of read D 2 is 2T
Hold time. The first multiplication circuit 6 changes the amplitude shown in FIG. 2f by changing the multiplication coefficient using the amplitude control circuit 9 and multiplying this by the holding circuit 4. The second multiplier circuit 7 similarly applies amplitude control T2 shown in FIG. 2g. The adder circuit 8 adds the output of the first multiplier circuit 6 and the output of the second multiplier circuit 7, and outputs the result through the reduction pass filter 15 as an output signal. Incidentally, FIG. 3 is a timing chart showing the operating state of each part and the arrangement of addresses in this embodiment. As described above, according to this embodiment, reading is performed twice in one unit time as shown in FIG. 2, signals stored at different times are read out, and the amplitude is controlled and added. It is possible to reduce the loss of information in the pitch-restored voice and to reduce the noise at the connection point. Although a 1-bit analog-to-digital converter is used in this embodiment, a case will be described in which an adaptive delta modulator/demodulator is used for this analog-to-digital converter. FIG. 4 is a block diagram of its configuration. In FIG. 4, block a represents an adaptive delta modulator. In FIG. 4, 30 is a comparator, 31
32 is a step width adaptive logic circuit having an algorithm for determining the quantization step width; 33 is an up-down counter that outputs a 1-bit digital signal for each sampling clock; Counter output appears. 34 is a decoder that converts an m-bit signal into n-bit signal; 35 is a pulse width modulation circuit that outputs a pulse width in response to the n-bit output signal from the decoder 34; 36 is a "1" from the sampling circuit; “0”
37 is an integrating circuit that integrates the output from the polarity switching circuit 36 and converts it into an analog signal. Similarly, block b represents an adaptive delta demodulator. In the figures, the same parts are given the same numbers. Therefore, the output of the integrating circuit 37 is passed through a reduction filter 38 to obtain an analog output. The operating principle of the present invention will be explained with reference to FIG. The step width adaptation logic circuit 32 sends a signal to the up-down counter 33, which activates an up counter when the step width is to be made larger than the current one, and a down counter when the step width is to be made smaller than the current one. The following explanation assumes that the output of the up-down counter 33 is m=3 bits and the output of the decoder 34 is n=4 bits.
The output of the up-down counter 33 selects one of eight signals (000, 001, . . . , 111). The decoder 34 is not required when output signals of pulse widths are made to correspond in a straight line to eight types of signals. However, linear correspondence alone is not sufficient to reduce noise when there is no signal and to reduce overload noise that occurs at high frequencies or large inputs. Therefore, the decoder 34 makes a non-linear correspondence. The 3-bit counter output becomes 4-bit (2 4 =
16 ways), the non-linear type is used, for example, as shown in the table below.
【表】
10進数で表わすと0、1、2、3、5、7、
11、15である。次にこのようなデコーダ34の出
力をパルス幅に変換するパルス幅変調は具体的に
はカウンターで実現できる。この場合は4ビツト
カウンターを用いているがマスタークロツクによ
るカウンター数によりそれに対応したパルス幅が
でる。
例としてマスタークロツクMCK=4.00MHz
(△M=0.25μsec)、変・復調器の標本化クロツク
を250KHz(△T=4μsec)とすると1周期内では
最大で
△T/△M=16(カウント数)
である。このときは1周期内(4μsec)すべて
“1”となり、パルス幅も最大である。以下同様
に
12カウント→3μsec
8カウント→2μsec
6カウント→1.5μsec
4カウント→1μsec
3カウント→0.75μsec
2カウント→0.5μsec
1カウント→0.25μsec
のそれぞれパルス幅となる。このパルス幅は1周
期内であればどの位置にあつてもよく、例えば第
6図b、第7図bのようなパルス出力幅が考えら
れる。以上のようなパルス出力が各周期毎に得ら
れ、この信号を極性切り換え回路36で正負に切
り換え、それを積分回路37で積分してアナログ
信号を出力する。更に量子化雑音、過負荷雑音を
減少させるにはアツプダウンカウンター33のビ
ツト数を増やし、カウンター34のビツト数を増
やしてやるとよい。
次に乗算方式について説明する。
振幅制御回路9は具体的には第6図a、第7図
a(同一のもの)のようなパルス幅をもつた信号
であり、第2図f,gに示すように時間0〜NT
の間で変化する。今ここでパルス幅変調回路35
の出力を第6図bのP7の場合とし、振幅制御回
路9からの出力をD2の場合とするとP7×D2は零
になつてしまい、本来目的とするP7の信号を1/4
にすることができない。これは他の条件の乗算で
も同様な現象が起こる可能性がある。そこで本実
施例はパルス幅変調回路35の出力を第7図bの
ように時間的に分散したパルスを生成し、前述し
たような乗算を行なう。そうすると先程のP7×
D2では第1の山だけが“1”になつて残り、他
の3つの山は“0”となり、1/4の出力波形が得
られる。尚、デイジタル波形の乗算はANDゲー
ト回路で実現できる。
なお、本実施例では、振幅制御をデイジタル信
号に対して行なつているが、デイジタル・アナロ
グ変換後に行なつて、その後に加算してもよい。
以上のように本実施例ではアナログ・デイジタ
ル変換方式に適応形デルタ変・復調器を用いて構
成したため、回路規模が小さく、しかもゲート回
路で実現できる部分を多く用いているので安価に
音程復元装置を構成できる。
発明の効果
本発明は、第2の読み出し番号発生回路と、第
2の保持回路と第1、第2の乗算回路と加算回路
と振幅制御回路とを設けることにより、従来全く
使用していなかつた信号を用いて音程復元でき
る。したがつて音程復元後も情報の欠落が少く、
また振幅制御をしたことにより接続点の雑音を低
減するという効果を得ることができる優れた音程
復元装置を実現できるものである。
また、アナログ・デイジタル変換方式にADM
方式を用いれば、回路規模を小さく安価に音程復
元装置を実現できるものである。[Table] When expressed in decimal numbers, 0, 1, 2, 3, 5, 7,
11, 15. Next, pulse width modulation for converting the output of the decoder 34 into a pulse width can be concretely realized by a counter. In this case, a 4-bit counter is used, but the pulse width corresponding to the number of counters determined by the master clock is determined. As an example, master clock MCK=4.00MHz
(ΔM = 0.25 μsec), and if the sampling clock of the modulator/demodulator is 250 KHz (ΔT = 4 μsec), the maximum within one cycle is ΔT/ΔM = 16 (number of counts). At this time, all signals are "1" within one cycle (4 μsec), and the pulse width is also the maximum. Similarly, the pulse width is 12 counts → 3 μsec, 8 counts → 2 μsec, 6 counts → 1.5 μsec, 4 counts → 1 μsec, 3 counts → 0.75 μsec, 2 counts → 0.5 μsec, 1 count → 0.25 μsec. This pulse width may be at any position within one cycle; for example, pulse output widths as shown in FIG. 6b and FIG. 7b can be considered. A pulse output as described above is obtained every cycle, this signal is switched between positive and negative by the polarity switching circuit 36, and is integrated by the integrating circuit 37 to output an analog signal. In order to further reduce quantization noise and overload noise, it is recommended to increase the number of bits of the up-down counter 33 and the number of bits of the counter 34. Next, the multiplication method will be explained. Specifically, the amplitude control circuit 9 generates a signal having a pulse width as shown in FIG. 6a and FIG.
Varies between. Now here, pulse width modulation circuit 35
If the output from the amplitude control circuit 9 is set to P7 in Fig. 6b, and the output from the amplitude control circuit 9 is set to D2, P7×D2 becomes zero, and the originally intended signal of P7 is reduced to 1/4.
I can't do it. A similar phenomenon may occur with multiplication under other conditions. Therefore, in this embodiment, the output of the pulse width modulation circuit 35 is generated into temporally dispersed pulses as shown in FIG. 7b, and multiplication is performed as described above. Then P7× from earlier
In D2, only the first peak becomes "1" and remains, the other three peaks become "0", and a 1/4 output waveform is obtained. Note that multiplication of digital waveforms can be realized using an AND gate circuit. In this embodiment, amplitude control is performed on the digital signal, but it may be performed after digital-to-analog conversion and then added. As described above, this embodiment uses an adaptive delta modulator/demodulator in the analog-to-digital conversion system, so the circuit scale is small, and since many parts that can be realized with gate circuits are used, the pitch restoring device is inexpensive. can be configured. Effects of the Invention The present invention provides a second readout number generation circuit, a second holding circuit, first and second multiplier circuits, an addition circuit, and an amplitude control circuit, thereby eliminating the need for an amplitude control circuit that has not been used in the past. Pitch can be restored using the signal. Therefore, even after pitch restoration, there is less information missing,
Further, by controlling the amplitude, it is possible to realize an excellent pitch restoring device that can obtain the effect of reducing noise at the connection point. In addition, ADM is used as an analog-to-digital conversion method.
By using this method, it is possible to realize a pitch restoring device with a small circuit scale and at low cost.
第1図は本発明の一実施例における音程復元装
置の構成を示すブロツク図、第2図は本発明の音
程復元の原理図、第3図は本発明の一実施例にお
けるデイジタルメモリの動作状態及び番地配列を
示すタイミングチヤート、第4図は本発明におけ
るアナログ・デイジタル変換回路の構成ブロツク
図、第5図は本発明のアナログ・デイジタル変換
回路の主要動作を説明するためのブロツク図、第
6図、第7図は本発明の乗算回路の動作説明のた
めの波形図、第8図は従来例における音程復元装
置のブロツク図、第9図は従来例における音程復
元の原理図である。
2……デイジタルメモリ、3……書き込み・読
み出し制御回路、4……第1の保持回路、5……
第2の保持回路、6……第1の乗算回路、7……
第2の乗算回路、8……加算回路、9……振幅制
御回路、10……変調クロツク発生回路、11…
…書き込み番地発生回路、12……第1の読み出
し番地発生回路、13……第2の読み出し番地発
生回路、14……復調クロツク発生回路、15…
…低減通過フイルタ、16……第1の積分回路、
17……第2の積分回路、21……1ビツトアナ
ログ・デイジタル変換回路、26,27……1ビ
ツトデイジタル・アナログ変換回路。
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a pitch restoring device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the principle of pitch restoring according to the present invention, and Fig. 3 is an operational state of a digital memory according to an embodiment of the present invention. 4 is a configuration block diagram of the analog-to-digital conversion circuit of the present invention, FIG. 5 is a block diagram for explaining the main operations of the analog-to-digital conversion circuit of the present invention, and FIG. 6 is a timing chart showing the address arrangement. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the multiplication circuit of the present invention, FIG. 8 is a block diagram of a conventional pitch restoring device, and FIG. 9 is a diagram showing the principle of pitch restoring in the conventional pitch. 2... Digital memory, 3... Write/read control circuit, 4... First holding circuit, 5...
Second holding circuit, 6... First multiplication circuit, 7...
Second multiplier circuit, 8...Addition circuit, 9...Amplitude control circuit, 10...Modulation clock generation circuit, 11...
...Write address generation circuit, 12...First read address generation circuit, 13...Second read address generation circuit, 14...Demodulation clock generation circuit, 15...
...reduction pass filter, 16...first integration circuit,
17...Second integration circuit, 21...1-bit analog-to-digital conversion circuit, 26, 27...1-bit digital-to-analog conversion circuit.
Claims (1)
信号に変換し、前記デイジタル信号を記憶するデ
イジタルメモリに出力するアナログ・デイジタル
変換回路と、書き込み番地発生回路と第1、第2
の読み出し番地発生回路とで発生するアドレス・
データを入力データとし前記デイジタルメモリの
書き込み、読み出しの番地を指定し、書き込み、
読み出しの制御信号を発生する書き込み、読み出
し制御回路と、第1、第2の読み出し番地によつ
て前記デイジタルメモリから読み出される各々の
信号を周期2Tでラツチする第1、第2の保持回
路と、第1、第2の保持回路でラツチされた各々
の信号に対して、単調増加する重み関数W1(x)
(0xNT、0W1(x)1)または単調
減少する重み関数W2(x)、(0xNT、0
W2(x)1)を掛けあわせる第1、第2の乗算
回路と、第1、第2の乗算回路のデイジタル出力
信号を第1、第2の積分回路でアナログ信号に変
換するための1ビツトデイジタル・アナログ変換
回路と前記第1、第2の積分回路の出力を加算す
る加算回路とを具備し、ある基準時刻t=0から
周期Tで信号d0、d1、d2、…、d2N-1の2N個の信
号を前記デイジタルメモリへ記憶し、第1の保持
回路では、0t<2NTの時間に周期2Tで信号
d0、d1、d2、…、dN-1のN個の信号を前記デイジ
タルメモリから読み出して保持し、第2の保持回
路では、NTt<3NTの時間に周期2Tで信号
dN、dN+1、dN+2、…、d2N-1のN個の信号を前記
デイジタルメモリから読み出して保持し、また、
第1の保持回路の出力信号に第1の乗算回路で、
0tNTに対しW1(t)を、NTt2NT
に対しW2(t−NT)をそれぞれ掛けあわせ、第
2の保持回路の出力信号に第2の乗算回路で、0
tNTに対しW2(t)を、NTt2NTに
対しW1(t−NT)をそれぞれ掛けあわせる振幅
制御回路を有し、かつ、上述の書き込み、読み出
し、振幅制御を周期2NTで繰りかえすことによ
り音程の復元をはかる音程復元装置。 2 1ビツトのアナログ・デイジタル変換に適応
形デルタ変調方式を用い、その方式がデルタ変調
された1ビツトのデイジタルデータ“1”又は
“0”が複数個連続したとき量子化ステツプ幅を
大きくして積分器出力を可変する圧縮伸長回路を
有するデルタ変調器において適応量子化ステツプ
幅をパルス幅変調回路を用いて決定することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の音程復元装
置。 3 パルス幅変調回路として、パルス数に対応し
て直線でパルス幅に変換する直線形パルス幅変調
回路を用いることを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載の音程復元装置。 4 パルス幅変調回路として、パルス数に対応し
て非直線でパルス幅に変換する非直線形パルス幅
変調回路を用いることを特徴とする特許請求の範
囲第2項記載の音程復元装置。 5 第1、第2の乗算回路において、乗数、被乗
数の両信号ともパルス幅変調された信号であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の音程
復元装置。[Scope of Claims] 1. An analog-to-digital conversion circuit that converts an analog input signal into a 1-bit digital signal and outputs it to a digital memory that stores the digital signal, a write address generation circuit, and first and second
The address generated by the read address generation circuit and
Specify the write and read addresses of the digital memory as input data, write,
a write and read control circuit that generates a read control signal, and first and second holding circuits that latch each signal read from the digital memory at the first and second read addresses at a period of 2T; For each signal latched by the first and second holding circuits, a monotonically increasing weighting function W 1 (x)
(0xNT, 0W 1 (x)1) or a monotonically decreasing weighting function W 2 (x), (0xNT, 0
1 for converting the digital output signals of the first and second multiplier circuits into analog signals in the first and second integration circuits. It is equipped with a bit digital-to-analog conversion circuit and an addition circuit that adds the outputs of the first and second integration circuits, and outputs signals d 0 , d 1 , d 2 , . . . at a period T from a certain reference time t=0. d 2N-1 2N signals are stored in the digital memory, and the first holding circuit stores the signals at a period of 2T at a time of 0t<2NT.
N signals d 0 , d 1 , d 2 , ..., d N-1 are read out from the digital memory and held, and the second holding circuit reads the signals at a period of 2T at a time when NTt<3NT.
Read and hold N signals d N , d N+1 , d N+2 , ..., d 2N-1 from the digital memory, and
A first multiplier circuit applies the output signal of the first holding circuit to
W 1 (t) for 0tNT, NTt2NT
are multiplied by W 2 (t-NT), and the output signal of the second holding circuit is multiplied by the second multiplier circuit, and the output signal is 0.
It has an amplitude control circuit that multiplies tNT by W 2 (t) and NTt2NT by W 1 (t-NT), and by repeating the above writing, reading, and amplitude control at a cycle of 2NT, the pitch can be adjusted. A pitch restoration device that restores pitch. 2. An adaptive delta modulation method is used for 1-bit analog-to-digital conversion, and when the 1-bit delta-modulated digital data "1" or "0" is consecutive, the quantization step width is increased. 2. The pitch restoring device according to claim 1, wherein the adaptive quantization step width is determined using a pulse width modulation circuit in a delta modulator having a compression/expansion circuit that varies an integrator output. 3. The pitch restoring device according to claim 2, characterized in that a linear pulse width modulation circuit is used as the pulse width modulation circuit, which linearly converts the pulse width into a pulse width corresponding to the number of pulses. 4. The pitch restoring device according to claim 2, wherein a non-linear pulse width modulation circuit that non-linearly converts the pulse width into a pulse width corresponding to the number of pulses is used as the pulse width modulation circuit. 5. The pitch restoring device according to claim 1, wherein in the first and second multiplier circuits, both the multiplier and multiplicand signals are pulse width modulated signals.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60251406A JPS62110328A (en) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Pitch restoration device |
| US06/846,907 US4722009A (en) | 1985-04-02 | 1986-04-01 | Tone restoring apparatus |
| KR1019860002465A KR900001591B1 (en) | 1985-04-02 | 1986-04-01 | Tone restoring apparatus |
| EP86302439A EP0197758B1 (en) | 1985-04-02 | 1986-04-02 | Tone restoring apparatus |
| DE8686302439T DE3674041D1 (en) | 1985-04-02 | 1986-04-02 | SOUND RECOVERY DEVICE. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60251406A JPS62110328A (en) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Pitch restoration device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62110328A JPS62110328A (en) | 1987-05-21 |
| JPH0331287B2 true JPH0331287B2 (en) | 1991-05-02 |
Family
ID=17222367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60251406A Granted JPS62110328A (en) | 1985-04-02 | 1985-11-08 | Pitch restoration device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62110328A (en) |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60251406A patent/JPS62110328A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62110328A (en) | 1987-05-21 |
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