JP3538931B2 - 信号伸張装置及び方法 - Google Patents
信号伸張装置及び方法Info
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- JP3538931B2 JP3538931B2 JP33156894A JP33156894A JP3538931B2 JP 3538931 B2 JP3538931 B2 JP 3538931B2 JP 33156894 A JP33156894 A JP 33156894A JP 33156894 A JP33156894 A JP 33156894A JP 3538931 B2 JP3538931 B2 JP 3538931B2
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- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、コンパクト
ディスク（ＣＤ）やディジタルオーディオテープ（ＤＡ
Ｔ）等の記録媒体に記録されたディジタルオーディオデ
ータの語長を原データより伸張されたデータとして出力
することができる信号伸張装置及び方法に関する。
ディスク（ＣＤ）やディジタルオーディオテープ（ＤＡ
Ｔ）等の記録媒体に記録されたディジタルオーディオデ
ータの語長を原データより伸張されたデータとして出力
することができる信号伸張装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＣＤやＤＡＴ等の記録媒体には、
１６ビットの記録フォーマットでデータが記録されてい
る。また、業務用のレコーダー、ＡＤコンバーターやＤ
Ａコンバーターでは、データが２０ビットで処理され
る。例えば、１６ビット以上のレコーダーで録音された
ディジタルオーディオデータをＣＤ化する場合、単純に
１６ビット以下のデータを切り捨てたり、スーパービッ
トマッピング（ＳＢＭ）等で１６ビット以下のデータを
利用して、１６ビットに圧縮するような方法が用いられ
ている。
１６ビットの記録フォーマットでデータが記録されてい
る。また、業務用のレコーダー、ＡＤコンバーターやＤ
Ａコンバーターでは、データが２０ビットで処理され
る。例えば、１６ビット以上のレコーダーで録音された
ディジタルオーディオデータをＣＤ化する場合、単純に
１６ビット以下のデータを切り捨てたり、スーパービッ
トマッピング（ＳＢＭ）等で１６ビット以下のデータを
利用して、１６ビットに圧縮するような方法が用いられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、１６ビット
のデータから、１６ビットより多いデータを生成する方
法は皆無である。例えば、ディジタルミキサーやＤＡコ
ンバーターでは、２０ビットまたは２４ビット等のデー
タを処理できるものが多い。このような機器に、一度語
長が切り捨てられたデータや圧縮されたデータが供給さ
れても、その語長でしか処理することができない。ま
た、単純に理論値通りのＡＤコンバーターを用いて量子
化されたデータであっても、そのＡＤコンバーターの語
長以上の分解能でデータを処理することはできない。
のデータから、１６ビットより多いデータを生成する方
法は皆無である。例えば、ディジタルミキサーやＤＡコ
ンバーターでは、２０ビットまたは２４ビット等のデー
タを処理できるものが多い。このような機器に、一度語
長が切り捨てられたデータや圧縮されたデータが供給さ
れても、その語長でしか処理することができない。ま
た、単純に理論値通りのＡＤコンバーターを用いて量子
化されたデータであっても、そのＡＤコンバーターの語
長以上の分解能でデータを処理することはできない。
【０００４】従って、この発明の目的は、原データの語
長よりも多い語長のデータを出力することができる信号
伸張装置及び方法を提供することにある。
長よりも多い語長のデータを出力することができる信号
伸張装置及び方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ｎビットの
データのサンプリングポイントの中間のサンプリングポ
イントで、ＮビットのデータをＮビットより長いＭビッ
トを用いて補間してＮビットより長く、且つＭビットよ
り短いＬビットのデータを生成する第１の補間手段と、
Ｎビットのデータのサンプリングポイントで、第１の補
間手段で生成されたＬビットのデータを用いて補間して
Ｌビットのデータを生成する第２の補間手段とからなる
信号伸長装置である。
データのサンプリングポイントの中間のサンプリングポ
イントで、ＮビットのデータをＮビットより長いＭビッ
トを用いて補間してＮビットより長く、且つＭビットよ
り短いＬビットのデータを生成する第１の補間手段と、
Ｎビットのデータのサンプリングポイントで、第１の補
間手段で生成されたＬビットのデータを用いて補間して
Ｌビットのデータを生成する第２の補間手段とからなる
信号伸長装置である。
【０００６】また、この発明は、Ｎビットのデータのサ
ンプリングポイントの中間のサンプリングポイントで、
ＮビットのデータをＮビットより長いＭビットを用いて
補間してＮビットより長く、且つＭビットより短いＬビ
ットのデータを生成し、Ｎビットのデータのサンプリン
グポイントで、生成されたＬビットのデータを用いて補
間してＬビットのデータを生成する信号伸長方法であ
る。
ンプリングポイントの中間のサンプリングポイントで、
ＮビットのデータをＮビットより長いＭビットを用いて
補間してＮビットより長く、且つＭビットより短いＬビ
ットのデータを生成し、Ｎビットのデータのサンプリン
グポイントで、生成されたＬビットのデータを用いて補
間してＬビットのデータを生成する信号伸長方法であ
る。
【０００７】
【作用】補間フィルター１２において、Ｎビットのデー
タＸ（ｎ）をデータＸ（ｎ）の語長より長いＭビットで
補間した後、その補間データから、Ｍビットより短い語
長のＬビットのデータＹ（ｎ）を生成する。データＹ
（ｎ）が補間フィルター１３に供給される。補間フィル
ター１３では、データＹ（ｎ）を用いてデータＸ（ｎ）
のサンプリングポイントで補間が行われ、Ｌビットのデ
ータＺ（ｎ）が出力される。このようにして、原データ
よりも長い語長のデータを出力することができる。
タＸ（ｎ）をデータＸ（ｎ）の語長より長いＭビットで
補間した後、その補間データから、Ｍビットより短い語
長のＬビットのデータＹ（ｎ）を生成する。データＹ
（ｎ）が補間フィルター１３に供給される。補間フィル
ター１３では、データＹ（ｎ）を用いてデータＸ（ｎ）
のサンプリングポイントで補間が行われ、Ｌビットのデ
ータＺ（ｎ）が出力される。このようにして、原データ
よりも長い語長のデータを出力することができる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明による信号伸張装置に関して
図面を参照して説明する。図１は、この発明による信号
伸張装置のブロック図である。図１において、入力端子
１を介して入力された、所定のフォーマット（例えば、
ＡＥＳ／ＥＢＵフォーマットやＩＥＣ９５８フォーマッ
ト）に変調されているディジタルオーディオデータは、
デコーダー２により復調される。そして、データ伸張回
路３に供給される。データ伸張回路３では、供給された
ディジタルオーディオデータの語長に基づいて、その語
長が伸張される。伸張されたディジタルオーディオデー
タは、エンコーダー４に供給される。エンコーダー４で
は、デコーダー２に供給される前のディジタルオーディ
オデータのフォーマットに変調される。エンコーダー４
からは、入力端子１から入力されたデータに比べて伸張
されたディジタルオーディオデータが出力端子５に出力
される。
図面を参照して説明する。図１は、この発明による信号
伸張装置のブロック図である。図１において、入力端子
１を介して入力された、所定のフォーマット（例えば、
ＡＥＳ／ＥＢＵフォーマットやＩＥＣ９５８フォーマッ
ト）に変調されているディジタルオーディオデータは、
デコーダー２により復調される。そして、データ伸張回
路３に供給される。データ伸張回路３では、供給された
ディジタルオーディオデータの語長に基づいて、その語
長が伸張される。伸張されたディジタルオーディオデー
タは、エンコーダー４に供給される。エンコーダー４で
は、デコーダー２に供給される前のディジタルオーディ
オデータのフォーマットに変調される。エンコーダー４
からは、入力端子１から入力されたデータに比べて伸張
されたディジタルオーディオデータが出力端子５に出力
される。
【０００９】図２は、データ伸張回路３の詳細なブロッ
ク図である。データ伸張回路３は、同種の２つの補間フ
ィルター１２及び１３からなる。補間フィルターとして
は、例えばＦＩＲ型フィルターを用いることができる。
デコーダー２のデコード出力Ｘ（ｎ）が入力端子１１を
介して補間フィルター１２に供給される。データＸ
（ｎ）は、１／ＳＦ（サンプリング周波数）でサンプリ
ングされ、Ｎビットで量子化されたデータである。補間
フィルター１２からは、補間フィルター１３に対して、
データＹ（ｎ）が出力される。データＹ（ｎ）は、デー
タＸ（ｎ）に基づいて補間されたデータである。補間フ
ィルター１３からは、出力端子１４に対して、データＺ
（ｎ）が出力される。データＺ（ｎ）は、データＹ
（ｎ）に基づいて補間されたデータである。出力端子１
４から出力されるディジタルオーディオデータは、エン
コーダー４に供給される。
ク図である。データ伸張回路３は、同種の２つの補間フ
ィルター１２及び１３からなる。補間フィルターとして
は、例えばＦＩＲ型フィルターを用いることができる。
デコーダー２のデコード出力Ｘ（ｎ）が入力端子１１を
介して補間フィルター１２に供給される。データＸ
（ｎ）は、１／ＳＦ（サンプリング周波数）でサンプリ
ングされ、Ｎビットで量子化されたデータである。補間
フィルター１２からは、補間フィルター１３に対して、
データＹ（ｎ）が出力される。データＹ（ｎ）は、デー
タＸ（ｎ）に基づいて補間されたデータである。補間フ
ィルター１３からは、出力端子１４に対して、データＺ
（ｎ）が出力される。データＺ（ｎ）は、データＹ
（ｎ）に基づいて補間されたデータである。出力端子１
４から出力されるディジタルオーディオデータは、エン
コーダー４に供給される。
【００１０】図３は、上述のデータＸ（ｎ）、Ｙ（ｎ）
及びＺ（ｎ）の波形図である。図３Ａに示される各ディ
ジタルオーディオデータ（黒マル）に基づいて、各デー
タの中間ポイントを前後数ポイントのデータを用いて補
間すると、図３Ｂに示すデータＹ（ｎ）（白マル）を得
ることができる。データＹ（ｎ）は、原データＸ（ｎ）
の語長より十分長いＭビット（Ｎ＜＜Ｍ）を用いて補間
した後、Ｌビットに丸め込み（Ｎ＜Ｌ＜Ｍ）または切り
捨てることにより生成される。なお、この時のＭビット
の語長は、Ｌビットのデータを計算するのに、誤差を無
視できる程度の長さとされる。
及びＺ（ｎ）の波形図である。図３Ａに示される各ディ
ジタルオーディオデータ（黒マル）に基づいて、各デー
タの中間ポイントを前後数ポイントのデータを用いて補
間すると、図３Ｂに示すデータＹ（ｎ）（白マル）を得
ることができる。データＹ（ｎ）は、原データＸ（ｎ）
の語長より十分長いＭビット（Ｎ＜＜Ｍ）を用いて補間
した後、Ｌビットに丸め込み（Ｎ＜Ｌ＜Ｍ）または切り
捨てることにより生成される。なお、この時のＭビット
の語長は、Ｌビットのデータを計算するのに、誤差を無
視できる程度の長さとされる。
【００１１】図３Ｂに示されるデータＹ（ｎ）は、デー
タＸ（ｎ）を中心として、例えば４つの前データ及び３
つの後データを用いてラグランジュ補間を行うことによ
り得ることができる。この７次のラグランジュ補間の生
成式は、
タＸ（ｎ）を中心として、例えば４つの前データ及び３
つの後データを用いてラグランジュ補間を行うことによ
り得ることができる。この７次のラグランジュ補間の生
成式は、
【００１２】Ｙ（ｎ）＝ｋ０×Ｘ（ｎ−４）＋ｋ１×Ｘ
（ｎ−３）＋ｋ２×Ｘ（ｎ−２）＋ｋ３×Ｘ（ｎ−１）
＋ｋ４×Ｘ（ｎ）＋ｋ５×Ｘ（ｎ＋１）＋ｋ６×Ｘ（ｎ
＋２）＋ｋ７×Ｘ（ｎ＋３）
（ｎ−３）＋ｋ２×Ｘ（ｎ−２）＋ｋ３×Ｘ（ｎ−１）
＋ｋ４×Ｘ（ｎ）＋ｋ５×Ｘ（ｎ＋１）＋ｋ６×Ｘ（ｎ
＋２）＋ｋ７×Ｘ（ｎ＋３）
【００１３】となる。但し、
【００１４】ｋ０＝−ｃ１×ｃ２×ｃ３×ｃ４×ｃ５×
ｃ６×ｃ７／３５ ｋ１＝ｃ０×ｃ２×ｃ３×ｃ４×ｃ５×ｃ６×ｃ７×４
／１５ ｋ２＝−ｃ０×ｃ１×ｃ３×ｃ４×ｃ５×ｃ６×ｃ７×
６／５ ｋ３＝ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ４×ｃ５×ｃ６×ｃ７×４ ｋ４＝ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ３×ｃ５×ｃ６×ｃ７×４ ｋ５＝−ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ３×ｃ４×ｃ６×ｃ７×
６／５ ｋ６＝ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ３×ｃ４×ｃ５×ｃ７×４
／１５ ｋ７＝−ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ３×ｃ４×ｃ５×ｃ６／
３５
ｃ６×ｃ７／３５ ｋ１＝ｃ０×ｃ２×ｃ３×ｃ４×ｃ５×ｃ６×ｃ７×４
／１５ ｋ２＝−ｃ０×ｃ１×ｃ３×ｃ４×ｃ５×ｃ６×ｃ７×
６／５ ｋ３＝ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ４×ｃ５×ｃ６×ｃ７×４ ｋ４＝ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ３×ｃ５×ｃ６×ｃ７×４ ｋ５＝−ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ３×ｃ４×ｃ６×ｃ７×
６／５ ｋ６＝ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ３×ｃ４×ｃ５×ｃ７×４
／１５ ｋ７＝−ｃ０×ｃ１×ｃ２×ｃ３×ｃ４×ｃ５×ｃ６／
３５
【００１５】また、
【００１６】ｃ０＝（３＋０．５）／４
ｃ１＝（２＋０．５）／３
ｃ２＝（１＋０．５）／２
ｃ３＝０．５
ｃ４＝１−０．５
ｃ５＝１−０．５／２
ｃ６＝１−０．５／３
ｃ７＝１−０．５／４
【００１７】とする。
【００１８】次に、上述と同様の条件でもって、データ
Ｙ（ｎ）の中間ポイントのデータを補間すると、図３Ｃ
に示されるデータＺ（ｎ）を得ることができる。なお、
データＹ（ｎ）の中間ポイント、即ち、データＺ（ｎ）
は、原データＸ（ｎ）のサンプリングポイントと一致す
る。このような補間を行うことにより、Ｎビットの入力
データ（Ｘ（ｎ））を、語長が拡張されたＬビットのデ
ータとして出力することができる。
Ｙ（ｎ）の中間ポイントのデータを補間すると、図３Ｃ
に示されるデータＺ（ｎ）を得ることができる。なお、
データＹ（ｎ）の中間ポイント、即ち、データＺ（ｎ）
は、原データＸ（ｎ）のサンプリングポイントと一致す
る。このような補間を行うことにより、Ｎビットの入力
データ（Ｘ（ｎ））を、語長が拡張されたＬビットのデ
ータとして出力することができる。
【００１９】図４は、この発明による信号伸長装置の入
力データ及び出力データを示す図である。なお、Ｘ軸を
時間、Ｙ軸を振幅レベルとする。図４Ａに示される波形
が入力データであり、図４Ｂに示される波形が出力デー
タである。また、入力データＸ（ｎ）として１６ビット
のディジタルオーディオデータが入力され、２４ビット
のデータＹ（ｎ）に補間された後、２４ビットのデータ
Ｚ（ｎ）として出力されるものとする。
力データ及び出力データを示す図である。なお、Ｘ軸を
時間、Ｙ軸を振幅レベルとする。図４Ａに示される波形
が入力データであり、図４Ｂに示される波形が出力デー
タである。また、入力データＸ（ｎ）として１６ビット
のディジタルオーディオデータが入力され、２４ビット
のデータＹ（ｎ）に補間された後、２４ビットのデータ
Ｚ（ｎ）として出力されるものとする。
【００２０】図４からわかるように、補間前の１６ビッ
トの入力データの波形は、粗い量子化により階段状にな
っている。一方、補間後の２４ビットの出力データの波
形は、よりアナログ信号に近い波形となっている。
トの入力データの波形は、粗い量子化により階段状にな
っている。一方、補間後の２４ビットの出力データの波
形は、よりアナログ信号に近い波形となっている。
【００２１】なお、上述の説明では、フィルターにラグ
ランジュ補間を用いたが、例えば直線補間や平均値補間
等を用いても、この発明を実現することができる。
ランジュ補間を用いたが、例えば直線補間や平均値補間
等を用いても、この発明を実現することができる。
【００２２】
【発明の効果】この発明によれば、入力データの語長を
伸張して、よりアナログ的な信号として出力することが
できるので、出力データのＳ／Ｎ比を向上させることが
できる。従って、出力データの音質を向上させることが
できる。
伸張して、よりアナログ的な信号として出力することが
できるので、出力データのＳ／Ｎ比を向上させることが
できる。従って、出力データの音質を向上させることが
できる。
【図１】この発明による信号伸張装置のブロック図であ
る。
る。
【図２】データ伸張回路の詳細なブロック図である。
【図３】補間回路に対する入力データ及び出力データの
波形図である。
波形図である。
【図４】信号伸張装置に対する入力データ及び出力デー
タの波形図である。
タの波形図である。
３ データ伸張回路
１２、１３ 補間フィルター
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03H 17/00 - 17/08
H03M 3/00 - 11/00
G11B 20/10 - 20/16 351
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎビットのデータのサンプリングポイン
トの中間のサンプリングポイントで、上記Ｎビットのデ
ータを上記Ｎビットより長いＭビットを用いて補間して
上記Ｎビットより長く、且つ上記Ｍビットより短いＬビ
ットのデータを生成する第１の補間手段と、 上記Ｎビットのデータのサンプリングポイントで、上記
第１の補間手段で生成された上記Ｌビットのデータを用
いて補間してＬビットのデータを生成する第２の補間手
段とからなる信号伸長装置。 - 【請求項２】 上記Ｎビットのデータは、ディジタルオ
ーディオデータである請求項１記載の信号伸長装置。 - 【請求項３】 Ｎビットのデータのサンプリングポイン
トの中間のサンプリングポイントで、上記Ｎビットのデ
ータを上記Ｎビットより長いＭビットを用いて補間して
上記Ｎビットより長く、且つ上記Ｍビットより短いＬビ
ットのデータを生成し、 上記Ｎビットのデータのサンプリングポイントで、上記
生成された上記Ｌビットのデータを用いて補間してＬビ
ットのデータを生成する信号伸長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33156894A JP3538931B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 信号伸張装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33156894A JP3538931B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 信号伸張装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162904A JPH08162904A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3538931B2 true JP3538931B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=18245113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33156894A Expired - Fee Related JP3538931B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 信号伸張装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3538931B2 (ja) |
-
1994
- 1994-12-09 JP JP33156894A patent/JP3538931B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08162904A (ja) | 1996-06-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
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