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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren, welche die akustische Signalwiedergabegeschwindigkeit
konvertieren, wobei eine kleine Datenmenge verarbeitet wird.
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Es
sind verschiedene Verfahren zum Konvertieren der Geschwindigkeit
zum Wiedergeben digitaler akustischer PCM-Signale von einem vorgegebenen
Aufzeichnungsmedium bekannt. Von diesen Verfahren wird als ein Verfahren,
beispielsweise eine redundante Hinzufügung, wo die Bewegung eines
Zeigers gesteuert wird, PICOLA (Pointer Interval Controlled Over
Lap and Add) allgemein verwendet.
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Es
wird eine Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung beschrieben,
welche akustische R-Faltungssignale von akustischen Quellensignalen
mittels redundanter Hinzufügung
erzeugt, welche durch Steuern der Bewegung eines Zeigers (PICOLA-System)
erlangt werden. R ist eine Konstante, welche die Konvertierungsrate
der Wiedergabegeschwindigkeit zeigt. R ist größer als eins (R > 1) im Fall einer Hochgeschwindigkeitswiedergabe
von akustischen Signalen. R ist gleich oder kleiner als eins in
dem Fall einer Niedriggeschwindigkeitswiedergabe akustischer Signale. 1 ist
ein Blockdiagramm, welches die Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung
zeigt.
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Die
Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung weist einen
Datenaufzeichnungsabschnitt 1, einen Eingabepufferabschnitt 2,
einen Pitch- oder Tonhöhenberechnungsabschnitt 3,
einen Prozesssteuerabschnitt 4, einen Datenbetriebsabschnitt 5 und
einen Datensammlungsabschnitt 6 auf. Der Datenaufzeichnungsabschnitt 1 zeichnet
akustische Signale auf und hält
diese. Der Eingabepufferabschnitt 2 empfängt ein
zugeführtes
akustisches Signal s1 vom Datenaufzeichnungsabschnitt 1.
Das Signal s1 (abgetastet für
den maximalen Tonhöhenzyklus × 2) wurde
von einer Prozessstartposition P erzeugt. Der Eingangspufferabschnitt 2 überträgt ein akustisches
Signal s2, um eine Tonhöhe
zu finden, zum Tonhöhenberechnungsabschnitt 3.
Der Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 berechnet
einen Tonhöhenzyklus
s3, der zur Prozesssteuerung 4 geliefert wird. Unter der
Steuerung des Prozesssteuerabschnitts 4 überträgt der Eingangspufferabschnitt 2 ein
Signal s4 zum Datenbetriebsabschnitt 5. Der Datenbetriebsabschnitt 5 führt einen
vorgeschriebenen Prozess in Bezug auf das Signal s4 durch, um eine
Hochgeschwindigkeitswiedergabe oder eine Niedriggeschwindigkeitswiedergabe
zu erlangen, wodurch ein Betriebsprozesssignal s5 erzeugt wird.
Das Signal s5 wird über
den Eingangspufferabschnitt 2 zum Datensammlungsabschnitt 6 geliefert.
In der Zwischenzeit liefert der Prozesssteuerabschnitt 4 ein
Prozesssteuersignal s6 zum Eingangspufferabschnitt 2. Außerdem liefert
der Prozesssteuerabschnitt 4 ein Datenlese-Steuersignal
s7 zum Datenleseabschnitt 1.
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Wie
die herkömmliche
Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung,
welche ein PICOLA-System ist, die Hochgeschwindigkeitswiedergabe
und die Niedriggeschwindigkeitswiedergabe erreicht, wird anschließend beschrieben.
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Zunächst wird
die Hochgeschwindigkeitswiedergabe mit Hilfe von 2 bis 4 erläutert. Zunächst wird
von den akustischen Signalen, welche im Datenaufzeichnungsabschnitt 1 gehalten
werden, ein zugeführtes
akustisches Signal s1 (abgetastet für maximalen Tonhöhenzyklus × 2) von
der Prozessstartposition P, welche in 2 gezeigt
ist, in den Eingangspufferabschnitt 2 gelesen. Das Signal
s1 wird vom Abschnitt 2 zum Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 übertragen.
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Der
Tonhöhenberechnungsabschnitt
3 berechnet
einen Tonhöhenzyklus
s3. Insbesondere erzeugt der Abschnitt
3 einen Tonhöhenzyklus
s3 (T0), der die mittlere Verzerrung d (T) minimiert, welche durch
die folgende Gleichung (1) definiert ist:
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Der
Eingangspuffer 2 überträgt ein akustisches
Signal oder ein Signal s4 zum Datenbetriebsabschnitt 5.
Das Signal s4 basiert auf dem Tonhöhenzyklus s3 (T0), den der
Tonhöhenberechnungsabschnitt 2 gemäß der Gleichung
(1) berechnet hat. Das Signal s4 dauert 2 Tonhöhenzyklen von der Prozessstartposition
P.
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Das
akustische Signal s4, welches 2 Tonhöhenzyklen (2 × T0) andauert,
welches den Datenbetriebsabschnitt 5 gelesen wird, wird
einem Wichtungshinzufügungsprozess
unterworfen, der gemäß den Wichtungsfensterdaten,
welche in 3 gezeigt sind, durchgeführt wird.
Der Abschnitt 5 erzeugt ein wichtungsergänztes Signal
oder ein Betriebsprozesssignal s5, welches 1 Tonhöhenzyklus
(T0-Abtastung) andauert.
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Danach
berechnet der Prozesssteuerabschnitt
4 eine Länge L eines
wiedergegebenen Signals (T0-Abtastung) gemäß der Rate R (R > 1) zum Konvertieren
der Wiedergabegeschwindigkeit. Die Länge L wird durch die folgende
Gleichung (2) definiert:
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Die
Wiedergabesignallänge
L, welche gemäß der Gleichung
(2) berechnet wird, kann länger
sein als der Tonhöhenzyklus
T0 (1 < R < 2). In diesem Fall
wird das akustische Signal (d. h., das Betriebsprozesssignal s5),
welches durch den Datenbetriebsabschnitt 5 erzeugt wird
und welches einen Tonhöhenzyklus
lang (d. h., T0-Abtastung) andauert, zum Datensammlungsabschnitt 6 übertragen.
Außerdem
werden weitere zugeführte akustische
Signale vom Eingangspufferabschnitt 2 zum Datensammlungsabschnitt 6 übertragen,
so dass alle Abtastungen (Proben), welche zum Datensammlungsabschnitt 6 übertragen
werden, eine Wiedergabesignallänge
L festlegen.
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Die
Länge,
welche durch die zugeführten
akustischen Signale definiert ist, welche in den Eingangspufferabschnitt 2 gelesen
werden, kann kürzer
sein als die Wiedergabesignallänge
L. Wenn dies so ist, werden andere akustische Signale vom Datenaufzeichnungsabschnitt 1 in
den Eingangspufferabschnitt 2 gemäß einem Datenlese-Steuersignal
s7 gelesen, welches vom Prozesssteuerabschnitt 4 geliefert
wird. Diese Signale, für
welche erforderlich sind, die Länge
gleich der Wiedergabesignallänge
L zu machen, werden unmittelbar zum Datensammlungsabschnitt 6 übertragen.
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Die
Wiedergabesignallänge
L kann kürzer
sein als der Tonhöhenzyklus
T0 (R > 2), wie in 4 gezeigt ist.
In diesem Fall werden die akustischen Signale, welche L Proben sind,
welche in T0 Proben enthalten sind, welche einen Tonhöhenzyklus
definieren, der durch den Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet
wird, zum Datensammlungsabschnitt 6 übertragen.
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Die
nächste
Prozessstartposition P' im
Datenaufzeichnungsabschnitt
1 wird gemäß der folgenden Gleichung (3)
aktualisiert:
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Die
Niedriggeschwindigkeitswiedergabe wird nun mit Hilfe von 5 bis 7 erläutert. Zunächst wird
von den akustischen Signalen, welche im Datenaufzeichnungsabschnitt 1 gehalten
werden, ein zugeführtes
akustisches Signal s1 (abgetastet für maximalen Tonhöhenzyklus × 2) von
der Prozessstartposition P, welche in 5 gezeigt
ist, in den Eingangspufferabschnitt 2 gelesen. Das Signal
s1 wird vom Abschnitt 2 zum Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 übertragen.
Der Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 berechnet
einen Tonhöhenzyklus
s3.
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Der
Eingangspuffer 2 überträgt ein akustisches
Signal oder ein Signal s4 zum Datenbetriebsabschnitt 5.
Das Signal s4 basiert auf dem Tonhöhenzyklus s3 (T0), den der
Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 berechnet
hat. Das Signal s4 dauert von der Prozessstartposition P 2 Tonhöhenzyklen
lang.
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Das
akustische Signal s4, welches 2 Tonhöhenzyklen lang andauert, welches
in den Datenbetriebsabschnitt 5 gelesen wird, wird einem
Wichtungshinzufügungsprozess
unterworfen, der gemäß den Wichtungsfensterdaten,
welche in 6 gezeigt sind, durchgeführt wird.
Der Abschnitt 5 erzeugt ein wichtungsergänztes Signal
oder ein Betriebsprozesssignal s5, welches einen Tonhöhenzyklus
lang (T0-Probe) andauert.
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Danach
berechnet der Prozesssteuerabschnitt
4 eine Länge L eines
Wiedergabesignals (Probe) gemäß der Rate
R (0 < R < 1) der Konvertierung
der Wiedergabegeschwindigkeit. Die Länge L wird durch die folgende
Gleichung (4) definiert:
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Die
Wiedergabesignallänge
L, welche gemäß der Gleichung
(2) berechnet wird, kann länger
sein als 2 Tonhöhenzyklen
(2 × T0)
und folglich (0,5 < R < 1). Wenn dies so
ist, wird das akustische Signal für einen Tonhöhenzyklus
(T0-Probe) vom ersten Signal, welches im Eingangspufferabschnitt 2 gehalten
wird, zum Datensammlungsabschnitt 6 gemeinsam mit dem akustischen
Signal (d. h., das Betriebsprozesssignal s5) übertragen, welches durch den
Datenbetriebsabschnitt 5 erzeugt wird und einen Tonhöhenzyklus
lang andauert (d. h., T0-Probe). Außerdem werden andere zugeführte akustische
Signale vom Eingangspufferabschnitt 2 zum Datensammlungsabschnitt 6 übertragen,
so dass alle Proben, welche zum Datensammelabschnitt 6 übertragen
werden, die Wiedergabesignallänge
L definieren.
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Die
Länge,
welche durch die zugeführten
akustischen Signale definiert wird, welche in den Eingangspufferabschnitt 2 gelesen
werden, kann kürzer
sein als die Wiedergabesignallänge
L. Dann werden andere akustische Signale vom Datenaufzeichnungsabschnitt 1 in
den Eingangspufferabschnitt 2 gemäß einem Datenlese-Steuersignal
s7 gelesen, welches von der Prozesssteuerschaltung 4 geliefert
wird. Diese Signale, welche die Länge gleich der Wiedergabesignallänge L machen
sollen, werden unmittelbar zum Datensammelabschnitt 6 übertragen.
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Die
Wiedergabesignallänge
L kann kürzer
als 2 Tonhöhenzyklen
(2 × T0)
sein, d. h., R > 0,5),
wie in 7 gezeigt ist. In diesem Fall werden die akustischen
Signale, welche L-T0-Proben sind, welche in T0-Proben enthalten
sind, die einen Tonhöhenzyklus
definieren, der durch den Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet wird
und zumindest vom ersten Signal andauert, welches im Eingangspufferabschnitt 2 gehalten
wird, zum Datensammlungsabschnitt 6 übertragen.
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Die
nächste
Prozessstartposition P' im
Datenaufzeichnungsabschnitt
1 wird gemäß der folgenden Gleichung (5)
aktualisiert:
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Der
größere Teil
der Berechnung, welche im herkömmlichen
oben beschriebenen PICOLA-System durchgeführt wird, ist die Berechnung
der Tonhöhen
im Tonhöhenberechnungsabschnitt 3.
Eine Tonhöhe,
welche die mittlere Verzerrung minimieren würde, definiert durch die folgende
Gleichung (1), wird mittels des Tonhöhenberechnungsabschnitts 3 gesucht.
Die Anzahl von Proben pro Einheitszeit der akustischen Signale wird bei
der höheren
Abtastfrequenz gesteigert. Somit wird der Tonhöhenzyklus zum Suchen vergrößert.
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8 zeigt
die Beziehung zwischen der Abtastfrequenz und der gemittelten Verarbeitungsleistung
(d. h., zwischen dem Verhältnis
der Verarbeitungszeit in Bezug auf die Dauer des Wiedergabetons).
Wie aus 8 zu ersehen ist, beträgt die Datenmenge,
die verarbeitet werden sollte, um die Tonhöhenzyklen im herkömmlichen
PICOLA-System zu berechnen, ungefähr 1 Quadrat der Abtastfrequenz.
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Die
EP-A 0 883 106 beschreibt
ein PICOLA-System nach dem Stand der Technik.
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JUIN-HWEY
CHEN: "Toll-quality
16 kb/s CELP speed coding with very low complexity" ACOUSTICS, SPEECH,
AND SIGNAL PROCESSING, 1995. ICASSP-95., 1995, INTERNATIONAL CONFERENCE
ON DETROIT, MI, USA 9.–12.
Mai 1995, NEW YORK, NY, USA, IEEE, US, 9. Mai 1995 (1995-05-09),
Seite 9–12, XP010151360
ISBN: 0-7803-2431-5 beschreibt ein schnelles Suchverfahren, um eine
bestimmte Tonhöhenperiode
zu aktualisieren, welches die Schritte zum Tiefpassfiltern in Bezug
auf den LPC-Vorhersagerest und zum Dezimieren des Ergebnisses umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der obigen Ausführungen
getätigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren
bereitzustellen, welche die Geschwindigkeit zum Wiedergeben akustischer
Signale umsetzt, welche mit einer hohen Frequenz wie 48000 Hz oder
44100 Hz abgetastet werden, mit einer kleineren Datenverarbeitungsmenge
im Vergleich zum herkömmlichen
Verfahren und Vorrichtung.
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Um
die Aufgabe zu lösen,
wird eine Vorrichtung vorgesehen, um eine akustische Signalwiedergabegeschwindigkeit
umzusetzen, welche aufweist:
eine Aufzeichnungseinrichtung
zum Aufzeichnen und Halten akustischer Signale;
eine erste
Akkumulationseinrichtung zum Akkumulieren akustischer Signale;
eine
Tonhöhen-Berechnungseinrichtung
zum Berechnen eines Tonhöhenzyklus
der Signale, welche in der ersten Akkumulationseinrichtung akkumuliert
sind;
eine zweite Akkumulationseinrichtung zum Akkumulieren
der akustischen Signale, welche in der Aufzeichnungseinrichtung
aufgezeichnet sind;
eine Betriebseinrichtung zum Berechnen
einer ähnlichen
Schwingungsform von einer Schwingungsform des Tonhöhenzyklus,
welche durch die Tonhöhenberechnungseinrichtung
berechnet wurde;
eine dritte Akkumulationseinrichtung zum Akkumulieren
von Daten, welche die ähnliche
Schwingungsform zeigen, welche durch die Betriebseinrichtung berechnet
wurde; und
eine Steuereinrichtung zum Steuern des Lesens von
Daten in die zweite Akkumulationseinrichtung, der Berechnung, welche
in der Betriebseinrichtung durchgeführt wird, und der Übertragung
von Daten zur dritten Akkumulationseinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
dass diese weiter aufweist:
eine Dezimierungseinrichtung zum
Durchführen
eines Dezimierungsprozesses hinsichtlich der akustischen Signale,
welche in der Aufzeichnungseinrichtung aufgezeichnet sind, und dass
die
erste Akkumulationseinrichtung eingerichtet ist, akustische Signale,
welche durch die Dezimierungseinrichtung abwärts abgetastet wurden, zu akkumulieren.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zum Konvertieren
einer Akustiksignal-Wiedergabegeschwindigkeit bereitgestellt, welches
aufweist:
einen ersten Eingangs-Ausgangs-Schritt zum Zuführen und
Ausgeben akustischer Signale in und von einer ersten Akkumulationseinrichtung;
einen
Tonhöhenberechnungsschritt
zum Berechnen eines Tonhöhenzyklus
der Signale, welche in der ersten Akkumulationseinrichtung akkumuliert
wurden;
einen zweiten Eingangs-Ausgangs-Schritt zum Zuführen und
Ausgeben der akustischen Signale, welche in der Aufzeichnungseinrichtung
aufgezeichnet sind, in und von einer zweiten Akkumulationseinrichtung;
einen
Betriebsschritt zum Berechnen einer ähnlichen Schwingung von einer
Tonhöhenschwingungsform
des Tonhöhenzyklus,
welche in dem Tonhöhenberechnungsschritt
berechnet wurde; und
einen dritten Eingangs-Ausgangs-Schritt
zum Zuführen
und Ausgeben von Daten, welche die ähnliche Schwingungsform zeigen,
welche in dem Tonhöhenberechnungsschritt
berechnet wurde, in und von einer dritten Akkumulationseinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, dass dieses weiter aufweist:
einen
Dezimierungsschritt zum Durchführen
eines Dezimierungsprozesses hinsichtlich akustischer Signale, welche
in der Aufzeichnungseinrichtung aufgezeichnet sind, und dass
der
erste Eingangs-Ausgangs-Schritt darin besteht, akustische Signale,
welche im Dezimierungsschritt abwärts abgetastet wurden, zuzuführen und
auszugeben.
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Mit
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Datenmenge zu reduzieren,
welche verarbeitet werden sollte, um die Geschwindigkeit zur Wiedergabe akustischer
Signale zu konvertieren, welche mit einer hohen Frequenz, beispielsweise
48000 Hz oder 44100 Hz abgetastet wurden.
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Die
Erfindung wird besser aus der nachfolgenden Beschreibung verstanden,
welche lediglich als Beispiel angegeben wird, und zwar unter Bezug
auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, welches eine herkömmliche Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung
zeigt, welche ein PICOLA-System
ist;
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2 ein
Diagramm ist, welches den Schwingungsformüberlappungsprozess erläutert, der
im PICOLA-System durchgeführt
wird (während
der Hochgeschwindigkeitswiedergabe: 1 < R < 2);
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3 ein
Diagramm ist, um den Wichtungshinzufügungsprozess zu erläutern, der
im PICOLA-System ausgeführt
wird (während
der Hochgeschwindigkeitswiedergabe);
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4 ein
Diagramm ist, welches den Schwingungsformüberlappungsprozess erläutert, der
im PICOLA-System ausgeführt
wird (während
der Hochgeschwindigkeitswiedergabe: R > 2);
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5 ein
Diagramm ist, welches den Schwingungsformüberlappungsprozess erläutert, welcher
im PICOLA-System ausgeführt
wird (während
der Niedriggeschwindigkeitswiedergabe: 0,5 < R < 1);
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6 ein
Diagramm ist, welches den Wichtungshinzufügungsprozess erläutert, der
im PICOLA-System durchgeführt
wird (während
der Niedriggeschwindigkeitswiedergabe);
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7 ein
Diagramm ist, welches den Schwingungsformüberlappungsprozess erläutert, der
im PICOLA-System ausgeführt
wird (während
der Niedriggeschwindigkeitswiedergabe: R < 0,5);
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8 eine
grafische Darstellung ist, welche die Beziehung zwischen der Abtastfrequenz
und der zu verarbeitenden Datenmenge zeigt, welche während des
Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsprozesses, der im PICOLA-System
ausgeführt
wird, beobachtet wird;
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9 ein
Blockdiagramm einer Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung ist, welche die
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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10 das
erste Flussdiagramm ist, welches den Betrieb der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert;
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11 ein
zweites Flussdiagramm ist, welches die erste Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
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12 ein
drittes Flussdiagramm ist, welches den Betrieb der ersten Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
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13 eine
grafische Darstellung ist, welches die Charakteristik des Tiefpassfilters
zeigt, welches in der ersten Ausführungsform der Erfindung enthalten
ist;
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14 ein Zeitablaufdiagramm ist, um den
Betrieb der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
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15 ein
Blockdiagramm ist, welches eine Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung zeigt,
welche die zweite Ausführungsform
der Erfindung ist;
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16 das
erste Flussdiagramm ist, welches den Betrieb der zweiten Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
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17 das
zweite Flussdiagramm ist, welches den Betrieb der zweiten Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
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18 das
dritte Flussdiagramm ist, welches den Betrieb der zweiten Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
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19 das
vierte Flussdiagramm ist, welches den Betrieb der zweiten Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
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20 das
fünfte
Flussdiagramm ist, welches den Betrieb der zweiten Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
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21 ein
Diagramm ist, welches das erste Beispiel des Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsprozesses
erläutert,
der durch Verarbeitung eines Rahmens in der zweiten Ausführungsform
der Erfindung erreicht wird;
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22 ein
Diagramm ist, welches einen Pufferverschiebeprozess erläutert;
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23 ein
Diagramm ist, welches das zweite Beispiel des Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsprozesses
erläutert,
der durch Verarbeitung eines Rahmens bei der zweiten Ausführungsform
der Erfindung realisiert wird;
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24 ein
Diagramm ist, welches das dritte Beispiel des Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsprozesses
erläutert,
der durch Verarbeitung eines Rahmens bei der zweiten Ausführungsform
der Erfindung bewirkt wird;
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25 ein
Diagramm ist, welches das vierte Beispiel des Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsprozesses
erläutert,
der durch Verarbeitung eines Rahmens bei der zweiten Ausführungsform
der Erfindung realisiert wird;
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26 ein
Diagramm ist, welches den Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsprozess
erläutert, der
durch Verarbeitung eines Rahmens während der Hochgeschwindigkeitswiedergabe
bei der zweiten Ausführungsform
der Erfindung realisiert wird;
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27 ein
Diagramm ist, um den Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsprozess zu erläutern, der
durch Verarbeitung eines Rahmens während der Niedriggeschwindigkeitswiedergabe
bei der zweiten Ausführungsform
der Erfindung realisiert wird; und
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28 eine
grafische Darstellung ist, welche die Beziehung zwischen der Abtastfrequenz
und der zu verarbeitenden Datenmenge zeigt, um die Vorteile der
Ausführungsformen
der Erfindung zu zeigen.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Die
erste Ausführungsform
ist eine Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung, welche die
Wiedergabegeschwindigkeit eines digitalen akustischen PCM-Signals
umsetzt. Wie in 9 gezeigt ist, weist die Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung
einen Datenaufzeichnungsabschnitt 1, einen Tonhöhenberechnungsabschnitt 3,
ein Tiefpassfilter 7, einen Dezimierungsabschnitt 8 und
einen Signalpufferabschnitt 9 auf. Der Datenaufzeichnungsabschnitt 1 zeichnet
akustische Signale auf und hält
diese. Das Tiefpassfilter 7 unterdrückt die Hochbandkomponente
jedes akustischen Signals, welches im Datenaufzeichnungsabschnitt 1 gehalten
wird. Der Dezimierungsabschnitt 8 führt einen geeigneten Dezimierungsprozess
in Bezug auf das Ausgangssignal vom Tiefpassfilter 7 durch.
Der Signalpufferabschnitt 9 akkumuliert die akustischen Signale,
welche durch den Dezimierungsabschnitt 8 abwärts abgetastet
werden. Der Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 berechnet
den Tonhöhenzyklus
der Signale, welche im Signalpufferabschnitt 9 akkumuliert wurden.
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Die
Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung weist außerdem einen
Eingangspufferabschnitt 2, einen Prozesssteuerabschnitt 4,
einen Datenbetriebsabschnitt 5, einen Datensammlungsabschnitt 6 und
einen Verzögerungsabschnitt 10 auf.
Der Verzögerungsabschnitt 10 kompensiert
die Verzögerung
des Tiefpassfilters 7, welche bei den akustischen Signalen
angewandt wird, welche auf dem Aufzeichnungsabschnitt 1 aufgezeichnet
werden. Der Eingangspufferabschnitt 2 akkumuliert die akustischen
Signale, welche vom Verzögerungsabschnitt 10 ausgegeben
werden. Der Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet ähnliche Schwingungsformen
von den Schwingungsformen, die der Tonhöhenzyklus hat, den der Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 hat.
Der Datensammlungsabschnitt akkumuliert die Daten, welche vom Datenbetriebsabschnitt 5 über den
Eingangspufferabschnitt 2 geliefert werden. Die Prozesssteuerschaltung 4 steuert
das Datenlesen vom Datenbetriebsabschnitt 5 in den Eingangspufferabschnitt 2,
den Betrieb des Datenbetriebsabschnitts 5, und die Übertragung
der ähnlichen
Schwingungsformen vom Abschnitt 5 in den Datenakkumulierungsabschnitt 6.
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Die
Arbeitsweise der Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung, d. h., die
erste Ausführungsform
der Erfindung wird kurz beschrieben.
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Von
den akustischen Signalen, welche im Datenaufzeichnungsabschnitt 1 gehalten
werden, wird das zugeführte
akustische Signal s1 (abgetastet für maximalen Tonhöhenzyklus × 2) von
der Prozessstartposition P gelesen. Das Tiefpassfilter 7 unterdrückt die
Hochbandkomponente des akustischen Signals s1. Der Dezimierungsabschnitt 8 führt das
Abwärtsabtasten
in Bezug auf das Signal durch, welches vom Tiefpassfilter 7 ausgegeben
wird. Das somit abwärts
abgetastete Signal wird in den Signalpufferabschnitt 9 gelesen.
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Das
Ausgangssignal des Signalpufferabschnitts 9 oder ein abwärts abgetastetes
zugeführtes
akustisches Signal s2 wird zum Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 übertragen.
Der Abschnitt 3 berechnet einen Tonhöhenzyklus s3. Der Tonhöhenzyklus
s3 wird zur Prozesssteuerschaltung 4 geliefert.
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Die
Prozesssteuerschaltung 4 erzeugt ein Datenlese-Steuersignal
s7 vom Tonhöhenzyklus
s3, welches vom Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 geliefert
wird. Die akustischen Signale für
2 Tonhöhenzyklen
von der Prozessstartposition P, welche in den akustischen Signalen
enthalten sind, die im Datenaufzeichnungsabschnitt 1 gehalten
werden, werden über
den Verzögerungsabschnitt 10,
der die Verzögerung
des Tiefpassfilters 7 kompensiert, welche bei den akustischen
Signal angewandt wird, in den Pufferabschnitt 2 gelesen.
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Die
Prozesssteuerschaltung 4 steuert den Eingangspufferabschnitt 2 gemäß dem Tonhöhenzyklus
s3, welcher vom Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 geliefert
wird. Somit gesteuert überträgt der Eingangspufferabschnitt 2 das
zugeführte
akustische Signal s1 (d. h., das Signal s4, welches zu verarbeiten
ist), welches durch den Verzögerungsabschnitt 10 verzögert ist,
zum Datenbetriebsabschnitt 5.
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Der
Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet eine ähnliche
Schwingungsform von der Schwingungsform des Signals s4. Die somit
erlangte ähnliche
Schwingungsform wird zum Eingangspufferabschnitt 2 als
ein Betriebsprozesssignal s5 übertragen.
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Die
Prozesssteuerschaltung 4 berechnet die nächste Prozessstartposition
P' und die wiedergegebene Signallänge von
der Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsrate
und dem Dezimierungsverhältnis
des Dezimierungsabschnitts 8. Gemäß der nächsten Prozessstartposition
P' und der Wiedergabesignallänge, die somit
berechnet wurden, wird ein Betriebsprozesssignal s5 zum Datensammlungsabschnitt 6 über den
Eingangspufferabschnitt 2 übertragen. Alternativ werden
die akustischen Signale, welche vom Datenaufzeichnungsabschnitt 1 in
den Eingangspufferabschnitt 2 gelesen werden, zum Datensammlungsabschnitt 6 übertragen.
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Wie
die Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung, d. h.,
die erste Ausführungsform, die
oben beschrieben wurde, arbeitet, wird ausführlich mit Hilfe der Flussdiagramme
von 10, 11 und 12 erläutert.
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Zunächst wird
im Schritt S101 die Vorrichtung initialisiert, wobei die Prozessstartposition
auf den Wert 0 gesetzt wird. Der Wert der Prozessstartposition im
Datenaufzeichnungsabschnitt 1 wird durch die Prozesssteuerschaltung 4 aktualisiert.
Die Prozesssteuerschaltung 4 erzeugt ein Datenlese-Steuersignal
s7 vom aktualisierten Wert. Das Steuersignal s7 wird zum Datenaufzeichnungsabschnitt 1 geliefert
und steuert das Lesen des zugeführten
akustischen Signals s1.
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Im
Schritt S102 bewirkt der Prozesssteuerabschnitt 4, dass
das Tiefpassfilter 4 das zugeführte akustische Signal s1 verarbeitet
und dass der Dezimierungsabschnitt 8 eine Dezimierung in
Bezug auf das Signal s1 durchführt.
Das zugeführte
akustische Signal s1 wird dadurch abwärts abgetastet. Dieser Teil
des Signals s1, der T'max × 2
andauert, wobei Tmax der maximale Tonhöhenzyklus ist, wird in den
Signalpufferabschnitt 9 gelesen.
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Es
sei angenommen, dass die Abtastfrequenz des zugeführten akustischen
Signals 44,1 kHz ist, dass das Tiefpassfilter 7 die Kenndaten
von 13 zeigt und dass der Dezimierungsabschnitt 8 eine
Dezimierungsfaktorkonstante deci von 4 hat. Dann wird das zugeführte akustische
Signal verarbeitet, wie mit Hilfe des Zeitablaufdiagramms von 14 erläutert
wird.
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Das
zugeführte
akustische Signal (a) von
14, welches
eine Abtastfrequenz von 44,1 kHz hat, wird zum Tiefpassfilter
7 geliefert,
welches in
13 gezeigt ist. Das Tiefpassfilter
7 unterdrückt die
Hochbandkomponente des akustischen Signals (a), wobei ein Signal
(b) von
14 ausgegeben wird. Das Ausgangssignal (b)
des verarbeiteten Tiefpassfiltersignals ist um die Zeit D in Bezug
auf das zugeführte
akustische Signal (a) verzögert.
Das Ausgangssignal (b) wird zum Dezimierungsabschnitt
8 geliefert.
Der Dezimierungsabschnitt
8 dezimiert einviertel des Signals
(b), wobei ein zugeführtes
akustisches Signal x
deci(i) erzeugt wird,
welches abwärts
abgetastet ist und welches eine Abtastfrequenz von 11,025 kHz hat.
Das x
deci(i) ist durch die folgende Gleichung
(6) (siehe (c) von
14) definiert:
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Das
Tiefpassfilter 7 kann ein FIR-Filter sein (Filter mit endlicher
Impulsantwort). Wenn dies so ist, gilt es, Tiefpassfilterung lediglich
in Bezug auf die Abtastung bei der Dezimierungsposition durchzuführen.
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Im
Schritt S103 bewirkt der Prozesssteuerabschnitt 4, dass
der Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 einen
Tonhöhenzyklus
s3 vom abwärts
abgetasteten zugeführten
akustischen Signal s2 berechnet.
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Das
abwärts
abgetastete zugeführte
akustische Signal hat beispielsweise einen Tonhöhenzyklus T (Probe), der T
minimiert, wobei die mittlere Verzerrung d' (T) durch die folgende Gleichung (7)
definiert ist. Dagegen hat das zugeführte akustische Signal s1 beispielsweise
einen Tonhöhenzyklus
T0, der durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückt wird:
-
Es
sei angenommen, dass das zugeführte
akustische Signal eine Abtastfrequenz von 44,1 kHz hat und dass
das abwärts
abgetastete zugeführte
akustische Signal eine Abtastfrequenz von 11,025 kHz hat. Dann gilt:
Tmax = 882, Tmin =
178, T'max =
221 und T'min = 44, wenn Tonhöhenfrequenzen im Bereich von
50 Hz bis 200 Hz gesucht werden. Das abwärts abgetastete zugeführte akustische
Signal wird verwendet, Korrelation zu erreichen. Daher ist die Datenmenge,
die zu verarbeiten ist, um den Tonhöhenzyklus zu berechnen, viel kleiner
als in dem Fall, wo der Tonhöhenzyklus
in der herkömmlichen
Vorrichtung unter Verwendung der Gleichung (1) berechnet wird.
-
Im
Schritt S104 liest der Prozesssteuerabschnitt 4 das zugeführte akustische
Signal s1 für
(max. Tonhöhenzyklus
Tmax × 2)
von der Prozessstartposition in den Eingangspufferabschnitt 2 über den
Verzögerungsabschnitt 10,
der die Verzögerung
D des Tiefpassfilters 7, welche dem akustischen Signal
auferlegt wird, kompensiert. Der Eingangspufferabschnitt 2 gibt
ein Signal s4 aus, oder das Signal (d), welches in 14 gezeigt ist.
Das Signal s4 wird zum Datenbetriebsabschnitt 5 übertragen.
-
Im
Schritt S105 wird bestimmt, ob die Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsrate
R größer als 1
ist. Wenn die Rate R größer als
1 ist, zeigt dies, dass die Hochgeschwindigkeitswiedergabe durchgeführt wird.
In diesem Fall läuft
der Prozesssteuerabschnitt 4 zum Schritt S106, der in 11 gezeigt
ist. Wenn die Rate R nicht größer als
1 ist, zeigt dies, dass die Niedriggeschwindigkeitswiedergabe durchgeführt wird.
Wenn dies der Fall ist, läuft
der Prozesssteuerabschnitt 4 zum Schritt S114, der in 12 gezeigt
ist.
-
Während der
Hochgeschwindigkeitswiedergabe fügt
der Datenbetriebsabschnitt 5 eine Fensterwichtung (gezeigt
in 10) im Schritt S106 unter der Steuerung des Prozesssteuerabschnitts 4 hinzu.
Die Schaltung 5 erzeugt ein 1-Tonhöhenzyklus-Schwingungsformsignal
(d. h., ein Betriebsprozesssignal s5), wie bei (e) in 14 gezeigt ist.
-
Danach
berechnet im Schritt S107 der Prozesssteuerabschnitt
4 eine
Wiedergabesignallänge
L gemäß der folgenden
Gleichung (9):
-
Die
rechte Seite wird mit der Dezimierungsfaktorkonstante deci multipliziert.
Die Klammer ⌊⌋ in der Gleichung (9) bedeuten das
Herausfinden der größten ganzen
Zahl, welche x nicht übersteigt.
Die Wiedergabesignallänge
L ist ein Vielfaches der Dezimierungsfaktorkonstanten deci, welche
die Position der Abwärtsabtastung
betrifft.
-
Anschließend bestimmt
im Schritt S108 der Prozesssteuerabschnitt 4, ob die Wiedergabesignallänge länger ist
als der Tonhöhenzyklus.
Wenn dies bejaht wird, d. h., wenn die Länge länger ist als der Tonhöhenzyklus,
läuft der
Abschnitt 4 weiter zum Schritt S109. Wenn dies verneint
wird, läuft
der Abschnitt 4 weiter zum Schritt S113.
-
Im
Schritt S109 überträgt der Prozesssteuerabschnitt 4 eine
Ein-Tonhöhenzyklus-Schwingungsform, welche
durch den Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet wird, über den
Eingangspufferabschnitt 2 zum Datensammlungsabschnitt 6.
-
Dann überträgt im Schritt
S110 der Prozesssteuerabschnitt 4, um die Anzahl der Proben,
welche mit der Wiedergabesignallänge
L übertragen
werden, auszugleichen, die verbleibenden zugeführten akustischen Signale,
welche nicht zum Datenbetriebsabschnitt 5 übertragen
wurden, vom Eingangspufferabschnitt 2 zum Datensammelabschnitt 6.
-
Im
Schritt S111 bestimmt der Prozesssteuerabschnitt 4, ob
die Anzahl der Abtastungen, die übertragen wurden,
kleiner ist als die Wiedergabesignallänge L. Wenn dies bejaht wird,
läuft der
Abschnitt 4 weiter zum Schritt S112. Wenn dies verneint
wird, läuft
der Abschnitt 4 zum Schritt S124.
-
Im
Schritt S112 liest der Prozesssteuerabschnitt 4 mehrere
akustische Signale vom Datenaufzeichnungsabschnitt 1 in
den Eingangspufferabschnitt 2. Diese akustischen Signale
werden vom Eingangspufferabschnitt 2 zum Datensammlungsabschnitt 6 übertragen.
Danach läuft
der Abschnitt 4 weiter zum Schritt S124.
-
Wenn
dies im Schritt S108 verneint wird, läuft der Prozesssteuerabschnitt 4 zum
Schritt S113. Im Schritt S113 überträgt der Abschnitt 4 zum
Datensammelabschnitt 6 die Proben, welche in der Ein-Tonhöhenzyklus-Schwingungsform enthalten
sind, welche durch den Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet
wurde. Der Abschnitt 4 läuft dann weiter zum Schritt
S124. Der Schritt S124 wird später
beschrieben.
-
Wenn
der Schritt S105 verneinend ist, der in 10 gezeigt
ist, d. h., wenn der Prozesssteuerabschnitt 4 bestimmt,
dass die Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsrate R nicht größer als
1 ist, zeigt dies, dass die Niedriggeschwindigkeitswiedergabe gerade
durchgeführt
wird. In diesem Fall geht der Abschnitt 4 zum Schritt S114,
der in 12 gezeigt ist. Im Schritt S114
bewirkt der Abschnitt 4, dass der Datenbetriebsabschnitt 5 eine
Fensterwichtung hinzufügt,
wie in 14 gezeigt ist. Der Datenbetriebsabschnitt 5 erzeugt
ein 1-Tonhöhenzyklus-Schwingungsformsignal
(d. h., ein Betriebsprozesssignal s5), wie bei (e) in 14 gezeigt ist.
-
Im
Schritt S115 wird die Länge
L des wiedergegebenen Signals gemäß der folgenden Gleichung (10) berechnet:
-
Die
rechte Seite wird mit der Dezimierungsfaktorkonstante deci multipliziert.
Die Klammem ⌊⌋ in der Gleichung (10) bedeuten
das Herausfinden einer größten ganzen
Zahl, welche x nicht übersteigt.
Die Wiedergabesignallänge
L ist ein Vielfaches der Dezimierungsfaktorkonstante deci, die die
Position der Abwärtsabtastung
betrifft.
-
Im
Schritt S116 wird bestimmt, ob die Wiedergabesignallänge länger ist
als (Tonhöhenzyklus × 2). Wenn
dies bejaht wird, lauft der Betrieb weiter zum Schritt S117. Wenn
dies verneint wird, läuft
der Betrieb weiter zum Schritt S122.
-
Im
Schritt S117 überträgt der Prozesssteuerabschnitt 4 die
Schwingungsform für
den ersten Tonhöhenzyklus
vom Eingangspufferabschnitt 2 zum Datensammlungsabschnitt 6.
-
Im
Schritt S118 überträgt der Prozesssteuerabschnitt 4 die
Ein-Tonhöhenzyklus-Schwingungsform, welche
im Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet wurde, zum Datensammlungsabschnitt 6.
-
Dann überträgt im Schritt
S119 der Prozesssteuerabschnitt 4 die zugeführten akustische
Signale, welche nicht zum Abschnitt 6 im Schritt S117 übertragen
wurden, vom Eingangspufferabschnitt 2 zum Datensammlungsabschnitt 6, so
dass die Anzahl der übertragenen
Proben die Länge
L des Wiedergabesignals definieren kann.
-
Im
Schritt S120 bestimmt der Prozesssteuerabschnitt 4, ob
die Anzahl der übertragenen
Proben kürzer
ist als die Länge
L des wiedergegebenen Signals. Wenn dies bejaht wird, läuft der
Abschnitt 4 weiter zum Schritt S121. Wenn dies verneint
wird, läuft
der Abschnitt 4 weiter zum Schritt S124.
-
Im
Schritt S121 liest der Prozesssteuerabschnitt 4 mehr akustisches
Signal vom Datenaufzeichnungsabschnitt 1 in den Eingangspufferabschnitt 2 und überträgt diese
Proben zum Datensammlungsabschnitt 6. Der Abschnitt 4 läuft dann
weiter zum Schritt S124.
-
Im
Schritt S122 überträgt der Prozesssteuerabschnitt 4 die
Schwingungsform für
den ersten Tonhöhenzyklus
vom Eingangspufferabschnitt 2 zum Datensammlungsabschnitt 6.
-
Im
Schritt S123 überträgt der Prozesssteuerabschnitt 4 zum
Datensammlungsabschnitt 6 die Abtastungen (d. h., Wiedergabesignallänge L-Tonhöhenzyklus
T0), welche in der Ein-Tonhöhenzyklus-Schwingungsform
enthalten sind, welche im Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet
wurde. Dann läuft
der Abschnitt 4 weiter zum Schritt S124.
-
Im
Schritt S124 aktualisiert der Prozesssteuerabschnitt
4 die
nächste
Prozessstartposition P' gemäß der folgenden
Gleichung (11):
-
In
der Gleichung (11) ist ΔP
der Bewegungsabstand von der Prozessstartposition. Der Abstand ΔP wird durch
die folgende Gleichung (12) angegeben:
-
Die
nächste
Prozessstartposition P' wird
aktualisiert, so dass sie sich zur äußersten Abwärtsabtastposition bewegen kann.
-
Im
Schritt S125 wird bestimmt, ob der Prozess beendet wurde oder nicht.
Wenn dies verneint wird, geht der Betrieb weiter zum Schritt S102.
Wenn dies bejaht wird, wird der Prozess beendet.
-
Es
wurde die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Die
zweite Ausführungsform
der Erfindung wird nun beschrieben. Die zweite Ausführungsform
ist eine Vorrichtung, welche die Geschwindigkeit zum Wiedergeben
digitaler akustischer PCM-Signale umsetzt. Die zweite Ausführungsform
ist jedoch dazu bestimmt, einen Rahmenprozess durchzuführen, und
nicht einen Prozess, der bei der ersten Ausführungsform, die in 9 gezeigt
ist, ausgeführt
wird. Das heißt,
die zweite Ausführungsform
verarbeitet zugeführte
akustische Signale und akustische Ausgangssignale in Einheiten,
welche jeweils aus einer vorgeschriebenen Anzahl von Signalen bestehen.
-
15 zeigt
die zweite Ausführungsform,
d. h., eine Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung.
Die Vorrichtung weist einen Datenaufzeichnungsabschnitt 1,
einen Tonhöhenberechnungsabschnitt 3,
ein Tiefpassfilter 7, einen Dezimierungsabschnitt 8,
und einen Signalpufferabschnitt 9 auf. Der Datenaufzeichnungsabschnitt 1 zeichnet
akustische Signale auf und hält
diese. Das Tiefpassfilter 7 unterdrückt die Hochbandkomponente
jeden akustischen Signals, welches im Datenaufzeichnungsabschnitt 1 aufgezeichnet ist.
Der Dezimierungsabschnitt 8 führt einen geeigneten Dezimierungsprozess
in Bezug auf das Ausgangssignal vom Tiefpassfilter 7 durch.
Der Signalpufferabschnitt 9 sammelt die akustischen Signale,
welche durch den Dezimierungsabschnitt 8 abwärts abgetastet
sind, in Einheiten von Rahmen. Der Abschnitt 3 berechnet den
Tonhöhenzyklus
jeden Signals, welches im Signalpufferabschnitt 9 gehalten
wird.
-
Die
Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung weist außerdem einen
Eingangspufferabschnitt 2, einen Datenbetriebsabschnitt 5,
einen Verzögerungsabschnitt 10,
einen Datenposition-Bezeichnungsabschnitt 11 und einen
Rahmendaten-Sammelabschnitt 12 auf. Der Verzögerungsabschnitt 10 kompensiert
die Verzögerung
D des Tiefpassfilters 7, die bei dem akustischen Signal
vorhanden ist. Der Eingangspufferabschnitt 2 sammelt die
akustischen Signale in Rahmeneinheiten, welche zu ihm über den
Verzögerungsabschnitt 10 geliefert
werden. Der Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet eine ähnliche
Schwingungsform von der Tonhöhenzyklus-Schwingungsform,
welche der Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 berechnet
hat. Der Rahmendaten-Sammelabschnitt 12 (ein Ausgangsrahmen-Pufferabschnitt)
sammelt die Daten in Rahmeneinheiten, welche durch den Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet
wurden. Der Datenpositions- Bestimmungsabschnitt 11 bestimmt
die Position, wo der Eingangspufferabschnitt 2 akustische
Signale liefert, die Position, wo die Berechnung des Tonhöhenzyklus
im Eingangspufferabschnitt 2 begonnen wurde, die Position,
wo die Daten zum Rahmendaten-Sammelabschnitt 12 übertragen
werden, und die Positionsdaten, welche im Rahmendaten-Sammelabschnitt 12 aufgezeichnet
wurden.
-
Die
Arbeitsweise der Wiedergabegeschwindigkeits-Umsetzungsvorrichtung, d. h., die zweite
Ausführungsform
der Erfindung, wird kurz beschrieben.
-
Von
den akustischen Signalen, welche im Datenaufzeichnungsabschnitt 1 gehalten
werden, wird das zugeführte
akustische Signal s1 für
einen Eingangsrahmen zum Tiefpassfilter 7 geliefert. Das
Tiefpassfilter 7 unterdrückt die Hochbandkomponente
des akustischen Signals s1. Der Dezimierungsabschnitt 8 führt geeignete
Abwärtsabtastung
in Bezug auf das Signal durch, welches vom Tiefpassfilter 7 ausgegeben
wird. Das vom Abschnitt 8 ausgegebene Signal wird in den
Signalpufferabschnitt 9 gelesen.
-
Das
zugeführte
akustische Signal s1 für
den Eingangsrahmen wird vom Datenaufzeichnungsabschnitt 1 zum
Verzögerungsabschnitt 10 geliefert,
der die Verzögerung
D des Tiefpassfilters 7, der das akustische Signal s1 ausgesetzt
ist, kompensiert. Das Signal, welches vom Verzögerungsabschnitt 10 ausgegeben
wird, wird in den Eingangspufferabschnitt 2 gelesen.
-
Ein
abwärts
abgetastetes zugeführtes
akustisches Signal s2 die meisten 2 Tonhöhenzyklen von der Prozessstartposition,
welche durch den Datenpositions-Bezeichnungsabschnitt 11 bestimmt
wird, wird vom Signalpufferabschnitt 9 zum Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 übertragen.
Der Abschnitt 3 berechnet einen Tonhöhenzyklus s3.
-
Der
Datenposition-Bestimmungsabschnitt 11 erzeugt ein Signal
s4 vom Tonhöhenzyklus
s3, der durch die Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 berechnet
wurde. Das Signal s4 wird vom Eingangspufferabschnitt 2 zum
Datenbetriebsabschnitt 5 übertragen.
-
Der
Datenbetriebsabschnitt 5 berechnet eine ähnliche
Schwingungsform von der Tonhöhenzyklus-Schwingungsform,
wobei ein Betriebsprozesssignal s5 erzeugt wird. Das Betriebsprozesssignal
s5 wird geeignet in den Eingangspufferabschnitt 2 überschrieben.
-
Das
akustische Ausgangssignal für
die Ausgangsrahmenlänge,
welche von der Übertragungsposition gemessen
wurde, welche durch den Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 bestimmt
wird, wird vom Eingangspufferabschnitt 2 zum Rahmendaten-Sammelabschnitt 12 übertragen.
-
Der
Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 aktualisiert geeignet
die nächste
Prozessstartposition P' im
Eingangspufferabschnitt 2.
-
Wie
die Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung, d. h.,
die zweite Ausführungsform, die
oben beschrieben wurde, arbeitet, wird ausführlich nun mit Hilfe der Flussdiagramme
von 16, 17, 18, 19 und 20 erläutert.
-
Zunächst wird
im Schritt S201 die Vorrichtung initialisiert, wobei die folgenden
Einstellungen getroffen werden:
Ausgangsflag = 0
Eingangsflag
= 1
Eingangsposition s8 = 0
Übertragungsposition s9 = 0
Prozessstartposition
s10 = 0
Aufzeichnungsposition s11 = 0.
-
Die
Werte für
die Eingangsposition, die Prozessstartposition, die Übertragungsposition
und die Aufzeichnungsposition werden durch den Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 gesteuert,
der in 15 gezeigt ist.
-
Im
Schritt S202 bestimmt der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11,
ob das Ausgangsflag 1 ist oder nicht. Wenn dies bejaht
wird, läuft
der Betrieb zum Schritt S203. Wenn dies verneint wird, läuft der
Betrieb zum Schritt S206.
-
Im
Schritt S203 steuert der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 den
Rahmendaten-Sammelabschnitt 12 (d. h., den Ausgangsrahmen-Pufferabschnitt),
der in 15 gezeigt ist. Der Abschnitt 12 gibt
die akustischen Signale in Rahmeneinheiten aus. Danach aktualisiert
im Schritt S204 der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 das
Ausgangsflag auf "0".
-
Im
Schritt S205 bestimmt der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11,
ob der Prozess beendet wurde oder nicht. Wenn dies bejaht wird,
wird der Prozess beendet. Wenn dies verneint wird, läuft der
Betrieb zum Schritt S202.
-
Wie
oben beschrieben läuft
der Betrieb zum Schritt S206, wenn der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 im
Schritt S202 bestimmt, dass das Ausgangsflag nicht 1 ist. Im Schritt
S206 wird bestimmt, ob das Eingangsflag 1 ist.
-
Wenn
dies im Schritt S206 bejaht wird, läuft der Betrieb zum Schritt
S207. Wenn dies verneint wird, läuft
der Betrieb zum Schritt S210, der in 17 gezeigt
ist.
-
Im
Schritt S207 wird das zugeführte
akustische Signal s1 für
die zugeführte
Rahmenlänge
vom Datenaufzeichnungsabschnitt 1 über den Verzögerungsabschnitt 10 in
den Eingangspufferabschnitt 2 unter der Steuerung des Datenpositions-Bestimmungsabschnitts 11 gelesen.
Genauer ausgedrückt
wird das Signal s1 auf die Position im Eingangspufferabschnitt 2 gelesen,
die bezeichnet wird durch "Eingangsposition
s8".
-
Danach
wird im Schritt S208 das zugeführte
akustische Signal s1 der Eingangsrahmenlänge vom Datenleseabschnitt 1 unter
der Steuerung des Datenposition-Bestimmungsabschnitts 11 gelesen.
Das Signal s1 wird zum Tiefpassfilter 7 geliefert, welches
Tiefpassfilterung in Bezug auf das Signal s1 durchführt. Das
vom Tiefpassfilter 7 ausgegebene Signal wird im Dezimierungsabschnitt 8 einer
Abwärtsabtastung
unterworfen. Das Signal, welches vom Dezimierungsabschnitt 8 ausgegeben
wird, wird in den Signalpufferabschnitt 9 gelesen.
-
Im
Schritt S209 aktualisiert der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 die
Eingangsposition s8 auf (Eingangsposition s8) + (Eingangsrahmenlänge).
-
Danach
bestimmt im Schritt S210, der in 17 gezeigt
ist, der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11, ob die
Eingangsposition s8 größer ist
als die Prozessstartposition s10. Wenn dies bejaht wird, läuft der
Betrieb zum Schritt S211. Wenn dies verneint wird, läuft der
Betrieb zum Schritt S215.
-
Im
Schritt S211 bestimmt der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11,
ob (Ausgangsrahmenlänge) – (Aufzeichnungsposition
s11) gleich oder kleiner ist als (Prozessstartposition s10) – (Übertragungsposition s9).
Wenn dies bejaht wird, läuft
der Betrieb zum Schritt S212. Wenn dies verneint wird, läuft der
Betrieb zum Schritt S226.
-
Im
Schritt S212, der in 17 gezeigt ist, werden Signale
an der Position im Eingangspufferabschnitt 2, welche durch "Übertragungsposition s9" bezeichnet ist,
zum Rahmendaten-Sammelabschnitt (Ausgangsrahmen-Pufferabschnitt) 12 übertragen,
bis der Abschnitt 12 voll wird, welche mit "Aufzeichnungsposition
s11" wurde.
-
Im
Schritt S213 wird ein Pufferverschiebungsprozess in Bezug auf die
akustischen Signale durchgeführt,
welche im Eingangspufferabschnitt 2 und im Signalpufferabschnitt 9 gehalten
werden, wobei diese Signale um einen vorgeschriebenen "Pufferverschiebungsbetrag" verschoben werden,
wie in 22 gezeigt ist. Der "Pufferverschiebungsbetrag" ist ein Wert, welcher
durch eine Dezimierungsfaktorkonstante geteilt werden kann, die
annähernd
gleich der "Eingangsrahmenlänge" ist, ohne irgendeinen
Rest zu lassen.
-
Der
Pufferverschiebeprozess wird ausführlich mit Hilfe von 18 und 22 beschrieben.
-
Zunächst bestimmt
im Schritt S222, der in 18 gezeigt
ist, der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11, ob die Übertragungsposition
s9 gleich oder größer ist
als der Pufferverschiebebetrag. Wenn dies bejaht wird, läuft der
Betrieb weiter zum Schritt S223. Wenn dies verneint wird, wird der
Pufferverschiebeprozess beendet.
-
Im
Schritt S223 bestimmt die Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11,
ob die Prozessstartposition s10 größer ist als (max. Tonhöhenzyklus)
+ (Pufferverschiebebetrag). Wenn dies bejaht wird, läuft der
Betrieb zum Schritt S224. Wenn dies verneint wird, ist der Pufferverschiebeprozess
beendet.
-
Im
Schritt S224 bewegt, wie in 22 gezeigt
ist, der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 die akustischen
Signale im Eingangspufferabschnitt 2 um einen Abstand äquivalent
dem Pufferschiebebetrag, und die akustischen Signale im Signalpufferabschnitt 9 um
einen Abstand äquivalent
zu (Pufferverschiebebetrag/Dezimierungsfaktor).
-
Im
Schritt S225 aktualisiert der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 die
Datenpositionen wie folgt:
Eingangsposition s8 = Eingangsposition
s8 – Pufferverschiebebetrag
Übertragungsposition
s9 = Übertragungsposition
s9 – Pufferverschiebebetrag
Prozessstartposition
s10 = Prozessstartposition s10 – Pufferverschiebebetrag
-
Der
Pufferverschiebeprozess wurde nunmehr beschrieben.
-
Wiederum
in Bezug auf 17 setzt im Schritt S214 die
Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 die Aufzeichnungsposition
s11 auf "0", das Ausgangsflag
auf "1" und das Eingangsflag
auf "0". Dann läuft der
Abschnitt 11 weiter zum Schritt S202.
-
Im
Schritt S215 bestimmt der Datenposition-Bestimmungsabschnitt 11,
ob (Eingangsrahmenlänge) – (Aufzeichnungsposition
s11) kleiner ist als (Eingangsposition s8) – (Übertragungsposition s9). Wenn
dies bejaht wird, läuft
der Betrieb zum Schritt S216. Wenn dies verneint wird, läuft der
Betrieb zum Schritt S219.
-
Im
Schritt S216 werden, wie in 23 gezeigt
ist, akustische Signale an der Position im Eingangspufferabschnitt 2,
welche durch "Übertragungsposition
s9" bezeichnet sind,
zum Ausgangsrahmen-Pufferabschnitt 12 übertragen, bis der Abschnitt 12 voll
wird, von der Position im Abschnitt 12, welche als "Leseposition s11" bezeichnet wurde.
Dann wird im Schritt S217 der Pufferverschiebeprozess, der oben
beschrieben wurde, ausgeführt.
-
Im
Schritt S218 legt der Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 die
Aufzeichnungsposition auf "0" fest, das Ausgangsflag
auf "1", und das Eingangsflag "0". Der Abschnitt 11 läuft weiter
zum Schritt S202, der in 16 gezeigt
ist.
-
Wie
oben beschrieben läuft
der Betrieb zum Schritt S219, wenn die Antwort im Schritt S215 verneinend
ist. Im Schritt S219 wird, wie in 24 gezeigt
ist, das akustische Signal an der Position, welche durch "Eingangsposition
s8" bezeichnet wird,
von der Position im Eingangspufferabschnitt 2, der durch "Übertragungsposition s9" bezeichnet wird,
zur Position im Ausgangsrahmenpufferabschnitt 12 übertragen,
der durch "Aufzeichnungsposition
s11" bezeichnet
wird. Dann wird im Schritt S220 die oben erwähnte Pufferverschiebeverarbeitung
ausgeführt.
-
Im
Schritt S221 werden das Ausgangsflag und das Eingangsflag auf "0" bzw. "1" eingestellt.
Der Betrieb läuft
zum Schritt S202, der in 16 gezeigt
ist, weiter.
-
Dann
werden im Datenpositions-Bestimmungsabschnitt 11 im Schritt
S226, der in 19 gezeigt ist, das akustische
Signal an der Position, welche mit "Prozessstartposition s10" bezeichnet ist,
von der Position im Eingangspufferabschnitt 2, der in 25 gezeigt
ist, welche mit "Übertragungsposition
s9" bezeichnet ist, zur
Position im Ausgangsrahmen-Pufferabschnitt 12 übertragen,
der mit "Aufzeichnungsposition
s11" bezeichnet
ist.
-
Im
Schritt S227 wird der oben erwähnte
Pufferverschiebeprozess ausgeführt.
Der Betrieb läuft
zum Schritt S228, in welchem bestimmt wird, ob die Wiedergabegeschwindigkeits-Umsetzungsrate
R größer als
1 ist. Wenn die Rate R größer als
1 ist, läuft
der Betrieb weiter zu den Schritten S229 usw., welche während des Hochgeschwindigkeitswiedergabeprozesses
durchgeführt
werden. Wenn die Rate R nicht größer als
1 ist, läuft der
Betrieb zum Schritt S236, der in 20 gezeigt
ist. Die Prozesse, welche während
der Hochgeschwindigkeitswiedergabe ausgeführt werden, d. h., die Schritte
S229 usw., werden mit Hilfe von 26 erläutert.
-
Im
Schritt S229 bestimmt der Datenpositions-Bezeichnungsabschnitt 11,
ob (Eingangsposition s8) – (Prozessstartposition
s10) größer ist
als 2 × (maximaler
Tonhöhenzyklus).
Wenn dies bejaht wird, läuft
der Abschnitt 11 weiter zum Schritt S230. Wenn dies verneint
wird, läuft
der Abschnitt 11 zum Schritt S243. Im Schritt S243 stellt
der Datenpositions-Bezeichnungsabschnitt 11 das Ausgangsflag
und das Eingangsflag auf "0" bzw. "1" ein. Dann läuft der Abschnitt 11 weiter
zum Schritt S202, der in 16 gezeigt
ist.
-
Danach
berechnet im Schritt S230 der Tonhöhenberechnungsabschnitt 3 den
Tonhöhenzyklus
an der Position, welche durch "Prozessstartposition
s10" bezeichnet
wird, von dem akustischen Signal, welches vom Signalpufferabschnitt 9 unter
der Steuerung der Datenpositions-Bezeichnungsabschnitt 11 extrahiert
wurde. Beispielsweise berechnet der Abschnitt 3 einen Tonhöhenzyklus
T (= T'0), der die
mittlere Verzerrung d' (T) minimieren
wird, welche durch die folgende Gleichung (13) definiert ist, für das akustische
Signal xdeci(i) (0 < i < 2 × T'max),
welches im Signalpufferabschnitt 9 gehalten wird, an der
Position, welche durch "Prozessstartposition
s10" bezeichnet
wird. Dann erhält
der Abschnitt 3 den Tonhöhenzyklus T0 gemäß der folgenden
Gleichung (14).
-
-
Im
Schritt S231 bestimmt der Datenpositions-Bezeichnungsabschnitt 11,
ob der Tonhöhenzyklus,
der im Schritt S230 berechnet wurde, gültig ist oder nicht. Wenn der
Tonhöhenzyklus
als gültig
gefunden wird, läuft der
Betrieb zum Schritt S232. Wenn der Tonhöhenzyklus als nicht gültig gefunden
wird, lauft der Betrieb zum Schritt S245, der in 20 gezeigt
ist.
-
Im
Schritt S232 überträgt der Datenpositions-Bezeichnungsabschnitt 11 das
akustische Signal für
2 Tonhöhenzyklen
als Betriebsprozesssignal s4 vom Eingangspufferabschnitt 2 zum
Datenbetriebsabschnitt 5.
-
Im
Schritt S233 steuert der Datenpositions-Bezeichnungsabschnitt 11 den
Datenbetriebsabschnitt 5. Der Abschnitt 5 fügt eine
Fensterwichtung dem Signal s4 hinzu, wobei eine Schwingungsform
für einen
Tonhöhenzyklus
erzeugt wird. Die somit erzeugte Schwingungsform wird zur Position
im Eingangspufferabschnitt 2 übertragen, welche durch (Prozessstartposition
s10) + (Tonhöhenzyklus)
bezeichnet ist.
-
Im
Schritt S234 wird die Übertragungsposition
s9 auf (Prozessstartposition) + (Tonhöhenzyklus) aktualisiert. Der
Betrieb läuft
weiter zum Schritt S235.
-
Wenn
im Schritt S228 bestimmt wird, dass die Wiedergabegeschwindigkeits-Umsetzungsrate
R größer ist
als 1, und im Schritt S236 (20) bestimmt
wird, dass die Rate R kleiner ist als 1, läuft der Betrieb weiter zum
Prozess der Niedriggeschwindigkeitswiedergabe (Schritt S237 usw.).
Ansonsten läuft
der Betrieb zum Schritt S245.
-
Im
Schritt S237 kann der Datenpositions-Bezeichnungsabschnitt 11 bestimmen,
dass (Eingangsposition s8) – (Prozessstartposition
s10) größer ist
als der maximale Tonhöhenzyklus.
Wenn dies so ist, läuft
der Abschnitt 11 zum Schritt S238. Wenn dies nicht so ist,
läuft der
Abschnitt 11 zum Schritt S243, der in 19 gezeigt
ist. Im Schritt S243 setzt der Abschnitt 11 das Ausgangsflag
bzw. das Eingangsflag auf "0" bzw. "1", und geht weiter zu den Schritten S202.
-
Im
Schritt S238 wird der Tonhöhenzyklus
an der Position, welche durch" Prozessstartposition
s10" bezeichnet
ist, von dem akustischen Signal berechnet, welches im Signalpufferabschnitt 9 extrahiert
wird. Beispielsweise wird ein Tonhöhenzyklus T (= T'0) berechnet, der
die mittlere Verzerrung d' (T)
minimieren wird, definiert durch die folgende Gleichung (15), für das akustische
Signal xdeci(i) (0 < i < 2 × T'max),
welches im Signalpufferabschnitt 9 gehalten wird, an der
Position, die durch "Prozessstartposition
s10" bezeichnet
wird. Dann wird der Tonhöhenzyklus
T0 gemäß der folgenden
Gleichung (16) erlangt. In der Gleichung (16) ist deci eine Dezimierungsfaktorkonstante.
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Wenn
im Schritt S239 bestimmt wird, dass der Tonhöhenzyklus, der im Schritt S238
berechnet wird, gültig
ist, läuft
der Betrieb weiter zum Schritt S240. Ansonsten läuft der Betrieb zum Schritt
S245.
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Im
Schritt S240 wird das akustische Signal für zwei Tonhöhenzyklen, welche im Eingangspufferabschnitt 2 gehalten
werden, als Signal s4 zum Datenbetriebsabschnitt 5 übertragen.
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Im
Schritt S241 fügt
der Datenbetriebsabschnitt 5 eine Fensterwichtung dem Signal
s4 hinzu, wodurch eine Schwingungsform für einen Tonhöhenzyklus
erzeugt wird. Die somit erzeugte Schwingungsform wird zur Position
im Eingangspufferabschnitt 2 übertragen, der durch (Prozessstartposition
s10) – (Tonhöhenzyklus) bezeichnet
wird (siehe 27).
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Im
Schritt S242 wird "Übertragungsposition
s9" wie folgt aktualisiert:
(Übertragungsposition
s9) = (Prozessstartposition s10) – (Tonhöhenzyklus)
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Der
Betrieb kehrt zurück
zum Schritt S235, wie in
19 gezeigt
ist. Im Schritt S235 wird "Prozessstartposition
s10" aktualisiert,
wie durch die folgende Gleichung (17) gezeigt wird. Dann läuft der
Betrieb weiter zum Schritt S210.
process-start
position s10 = process-start position s10 -
Der
Wert x in den Klammern ⌊⌋ multipliziert mit deci
im zweiten Ausdruck auf der rechten Seite ist die größte ganze
Zahl, welche nicht übersteigt
x (= ΔP/deci
+ 0,5), wobei ΔP
ein Abstand ist, bei dem sich die Prozessstartposition bewegt, wobei
der Abstand durch die folgende Gleichung (18) angegeben wird:
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Im
Schritt S245 wird "Übertragungsposition
s9" und "Prozessstartposition
s10" wie folgt aktualisiert:
(Übertragungsposition
s9) = (Prozessstartposition s10)
(Prozessstartposition s10)
= (Prozessstartposition s10) + (Eingangsrahmenlänge)
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Dann
lauft der Betrieb weiter zum Schritt S210.
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Der
Vorteil dieser Ausführungsformen
der Erfindung, welche oben beschrieben wurde, wird mit Hilfe von 28 beschrieben. 28 zeigt
die Beziehung der Abtastfrequenz und der verarbeiteten Datenmenge im
herkömmlichen
System, und außerdem
die Beziehung der Frequenz und der Datenmenge, welche die Wiedergabegeschwindigkeits-Konvertierungsvorrichtung
der Erfindung hat, wenn die Abtastfrequenz 44100 Hz beträgt. (In 28 gehört der schraffierte
Balken "vorgeschlagen" zur vorliegenden
Erfindung). Wie in 28 gezeigt ist, beträgt die Datenmenge
im System gemäß der Erfindung
ungefähr
25% der Datenmenge, welche beim herkömmlichen System verarbeitet
wird. Die vorliegende Erfindung erreicht diesen Vorteil, da der
Tonhöhenzyklus
von einem akustischen Signal berechnet wird, welches der Tiefpassfilterung
und Dezimierung unterworfen wurde.
