JPH0575389A - 信号分析及び合成フイルタバンク - Google Patents
信号分析及び合成フイルタバンクInfo
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- JPH0575389A JPH0575389A JP3234494A JP23449491A JPH0575389A JP H0575389 A JPH0575389 A JP H0575389A JP 3234494 A JP3234494 A JP 3234494A JP 23449491 A JP23449491 A JP 23449491A JP H0575389 A JPH0575389 A JP H0575389A
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- signal
- filter bank
- arithmetic unit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オーディオ信号や画像信号のサブバンド符号
化に用いられる信号分析及び合成フィルタバンクにおい
て、その実現のための計算量とメモリ量が多いという課
題を解決し、低消費電力で小型の信号分析及び合成フィ
ルタバンクを提供することを目的とする。 【構成】 信号分析フィルタバンクは第１の中間信号を
算出する第１の演算部１１とサブバンド信号を算出する
第２の演算部１２とを設け、信号合成フィルタバンクは
第２の中間信号を算出する第３の演算部とフルバンド信
号を算出する第４の演算部とを設ける。第１及び第２の
中間信号を使って効率的な計算をすることにより計算量
とメモリ量を削減する。
化に用いられる信号分析及び合成フィルタバンクにおい
て、その実現のための計算量とメモリ量が多いという課
題を解決し、低消費電力で小型の信号分析及び合成フィ
ルタバンクを提供することを目的とする。 【構成】 信号分析フィルタバンクは第１の中間信号を
算出する第１の演算部１１とサブバンド信号を算出する
第２の演算部１２とを設け、信号合成フィルタバンクは
第２の中間信号を算出する第３の演算部とフルバンド信
号を算出する第４の演算部とを設ける。第１及び第２の
中間信号を使って効率的な計算をすることにより計算量
とメモリ量を削減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、信号を等帯域幅のサブ
バンド信号に分割する信号分析フィルタバンクと前記サ
ブバンド信号を合成して原信号を再生する信号合成フィ
ルタバンクに関するものである。
バンド信号に分割する信号分析フィルタバンクと前記サ
ブバンド信号を合成して原信号を再生する信号合成フィ
ルタバンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、信号分析及び合成フィルタバンク
は、オーディオ信号や画像信号のサブバンド符号化によ
る高能率符号化を実現する信号分析及び合成手段として
注目されている。
は、オーディオ信号や画像信号のサブバンド符号化によ
る高能率符号化を実現する信号分析及び合成手段として
注目されている。
【０００３】従来の信号分析及び合成フィルタバンクと
しては、例えばジェイ・エッチ・ロスウェイラー(J.H.R
OTHWEILER)により１９８３年にボストンで開催されたア
イ・シー・エー・エス・エス・ピーの論文集(PROC. ICA
SSP 83, BOSTON)の１２８０頁〜１２８３頁に発表され
た「ポリフェーズクオドラチャーフィルタ，新しいサブ
バンド符号化技術」(POLYPHASE QUADRATURE FILTERS-A
NEW SUBBAND CODING TECHNIQUE)と題する論文（以下、
文献１と呼ぶ）や、エッチ・ジェイ・ヌスバウマー(H.
J.NUSSBAUMER)とエム・ベターリ(M.VETTERLI)により１
９８４年にサンディエゴで開催されたアイ・シー・エー
・エス・エス・ピーの論文集(PROC. ICASSP 84, SAN DI
EGO)の１１．３．１頁〜１１．３．４頁に発表された
「計算効率の高いＱＭＦフィルタバンク」(COMPUTATION
ALLY EFFICIENT QMF FILTER BANKS)と題する論文（以
下、文献２と呼ぶ）に示されている。
しては、例えばジェイ・エッチ・ロスウェイラー(J.H.R
OTHWEILER)により１９８３年にボストンで開催されたア
イ・シー・エー・エス・エス・ピーの論文集(PROC. ICA
SSP 83, BOSTON)の１２８０頁〜１２８３頁に発表され
た「ポリフェーズクオドラチャーフィルタ，新しいサブ
バンド符号化技術」(POLYPHASE QUADRATURE FILTERS-A
NEW SUBBAND CODING TECHNIQUE)と題する論文（以下、
文献１と呼ぶ）や、エッチ・ジェイ・ヌスバウマー(H.
J.NUSSBAUMER)とエム・ベターリ(M.VETTERLI)により１
９８４年にサンディエゴで開催されたアイ・シー・エー
・エス・エス・ピーの論文集(PROC. ICASSP 84, SAN DI
EGO)の１１．３．１頁〜１１．３．４頁に発表された
「計算効率の高いＱＭＦフィルタバンク」(COMPUTATION
ALLY EFFICIENT QMF FILTER BANKS)と題する論文（以
下、文献２と呼ぶ）に示されている。
【０００４】以下に、従来の信号分析及び合成フィルタ
バンクについて説明する。図５は従来の信号分析フィル
タバンクと信号合成フィルタバンクのブロック図を示す
ものである。図５において、５１は信号分析フィルタバ
ンク、５２は信号合成フィルタバンク、Ｍは帯域分割
数、５３（０）〜５３（Ｍ−１）は分析用の帯域通過フ
ィルタ，５４（０）〜５４（Ｍ−１）は間引き器、５５
（０）〜５５（Ｍ−１）は補間器、５６（０）〜５６
（Ｍ−１）は合成用の帯域通過フィルタ、５７は加算器
である。信号分析フィルタバンク５１はＭ個の帯域通過
フィルタ５３（０）〜５３（Ｍ−１）とＭ個の間引き器
５４（０）〜５４（Ｍ−１）とから成り、信号合成フィ
ルタバンク５２はＭ個の補間器５５（０）〜５５（Ｍ−
１）とＭ個の帯域通過フィルタ５６（０）〜５６（Ｍ−
１）と加算器５７とから成る。分析用の帯域通過フィル
タ５３（０）〜５３（Ｍ−１）と合成用の帯域通過フィ
ルタ５６（０）〜５６（Ｍ−１）は、互いにペアをなし
ている。信号分析フィルタバンク５１は、サンプリング
周波数ｆsの入力信号をＭ個の等帯域幅の分析用の帯域
通過フィルタ５３（０）〜５３（Ｍ−１）によって帯域
通過信号とし、間引き器５４（０）〜５４（Ｍ−１）で
Ｍ個のデータ毎にＭ−１個のデータを間引き、１個のデ
ータを出力することによって、サンプリング周波数を１
／Ｍに降下させ、サンプリング周波数ｆs／Ｍのサブバ
ンド信号に変換し、出力する。信号合成フィルタバンク
５２は、信号分析フィルタバンク５１から出力されたサ
ンプリング周波数ｆs／Ｍのサブバンド信号を入力と
し、補間器５５（０）〜５５（Ｍ−１）でＭ−１個の零
データを挿入することによってサンプリング周波数をＭ
倍に上昇し、合成用の帯域通過フィルタ５６（０）〜５
６（Ｍ−１）により帯域通過信号とした後、加算器５７
によって合成し、サンプリング周波数ｆsのフルバンド
信号を出力する。
バンクについて説明する。図５は従来の信号分析フィル
タバンクと信号合成フィルタバンクのブロック図を示す
ものである。図５において、５１は信号分析フィルタバ
ンク、５２は信号合成フィルタバンク、Ｍは帯域分割
数、５３（０）〜５３（Ｍ−１）は分析用の帯域通過フ
ィルタ，５４（０）〜５４（Ｍ−１）は間引き器、５５
（０）〜５５（Ｍ−１）は補間器、５６（０）〜５６
（Ｍ−１）は合成用の帯域通過フィルタ、５７は加算器
である。信号分析フィルタバンク５１はＭ個の帯域通過
フィルタ５３（０）〜５３（Ｍ−１）とＭ個の間引き器
５４（０）〜５４（Ｍ−１）とから成り、信号合成フィ
ルタバンク５２はＭ個の補間器５５（０）〜５５（Ｍ−
１）とＭ個の帯域通過フィルタ５６（０）〜５６（Ｍ−
１）と加算器５７とから成る。分析用の帯域通過フィル
タ５３（０）〜５３（Ｍ−１）と合成用の帯域通過フィ
ルタ５６（０）〜５６（Ｍ−１）は、互いにペアをなし
ている。信号分析フィルタバンク５１は、サンプリング
周波数ｆsの入力信号をＭ個の等帯域幅の分析用の帯域
通過フィルタ５３（０）〜５３（Ｍ−１）によって帯域
通過信号とし、間引き器５４（０）〜５４（Ｍ−１）で
Ｍ個のデータ毎にＭ−１個のデータを間引き、１個のデ
ータを出力することによって、サンプリング周波数を１
／Ｍに降下させ、サンプリング周波数ｆs／Ｍのサブバ
ンド信号に変換し、出力する。信号合成フィルタバンク
５２は、信号分析フィルタバンク５１から出力されたサ
ンプリング周波数ｆs／Ｍのサブバンド信号を入力と
し、補間器５５（０）〜５５（Ｍ−１）でＭ−１個の零
データを挿入することによってサンプリング周波数をＭ
倍に上昇し、合成用の帯域通過フィルタ５６（０）〜５
６（Ｍ−１）により帯域通過信号とした後、加算器５７
によって合成し、サンプリング周波数ｆsのフルバンド
信号を出力する。
【０００５】オーディオ信号や画像信号のサブバンド符
号化では、信号分析フィルタバンクと信号合成フィルタ
バンクとの間でサブバンド信号の周波数方向の分布の偏
りや人間の聴覚特性あるいは視覚特性を利用して情報圧
縮を行い、高能率符号化を実現する。
号化では、信号分析フィルタバンクと信号合成フィルタ
バンクとの間でサブバンド信号の周波数方向の分布の偏
りや人間の聴覚特性あるいは視覚特性を利用して情報圧
縮を行い、高能率符号化を実現する。
【０００６】文献１及び文献２より、このような信号分
析及び合成フィルタバンクは、帯域幅がｆs／４Ｍで、
周波数ｆにおける振幅応答Ｈ（ｆ）が次の関係式（数１
５）を満足するプロトタイプフィルタを周波数遷移する
ことによって構成することができる。
析及び合成フィルタバンクは、帯域幅がｆs／４Ｍで、
周波数ｆにおける振幅応答Ｈ（ｆ）が次の関係式（数１
５）を満足するプロトタイプフィルタを周波数遷移する
ことによって構成することができる。
【０００７】
【数１５】
【０００８】図６は、信号分析あるいは合成フィルタバ
ンクの周波数振幅応答を説明するための図である。図６
で、（ａ）は帯域幅ｆｓ／４Ｍのプロトタイプフィルタ
の周波数振幅応答を示す。同図で、（ｂ）は（ａ）のプ
ロトタイプフィルタを周波数遷移することによって構成
したＭ個の帯域幅ｆs／２Ｍのフィルタから成る信号分
析あるいは合成フィルタバンクの周波数振幅応答を示
す。同図に示すように、第ｉサブバンド（ただし、０≦
ｉ≦Ｍ−１）の中心周波数はｆs（２ｉ＋１）／４Ｍで
ある。
ンクの周波数振幅応答を説明するための図である。図６
で、（ａ）は帯域幅ｆｓ／４Ｍのプロトタイプフィルタ
の周波数振幅応答を示す。同図で、（ｂ）は（ａ）のプ
ロトタイプフィルタを周波数遷移することによって構成
したＭ個の帯域幅ｆs／２Ｍのフィルタから成る信号分
析あるいは合成フィルタバンクの周波数振幅応答を示
す。同図に示すように、第ｉサブバンド（ただし、０≦
ｉ≦Ｍ−１）の中心周波数はｆs（２ｉ＋１）／４Ｍで
ある。
【０００９】文献２より、直線位相非巡回形のプロトタ
イプフィルタの２ＭＰ＋１個（Ｐは正整数）のフィルタ
係数をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ）とすると
き、信号分析フィルタバンクの第ｉサブバンドのフィル
タ係数ｈa（ｉ，ｌ）は、（数１６）で与えられる。
イプフィルタの２ＭＰ＋１個（Ｐは正整数）のフィルタ
係数をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ）とすると
き、信号分析フィルタバンクの第ｉサブバンドのフィル
タ係数ｈa（ｉ，ｌ）は、（数１６）で与えられる。
【００１０】
【数１６】
【００１１】したがって、信号分析フィルタバンクのサ
ンプル時刻ｎにおける入力信号をｘ（ｎ）とすれば第ｉ
サブバンドのサンプル時刻Ｍｍにおける出力信号ｙ
（ｉ，Ｍｍ）は（数１７）で与えられる。
ンプル時刻ｎにおける入力信号をｘ（ｎ）とすれば第ｉ
サブバンドのサンプル時刻Ｍｍにおける出力信号ｙ
（ｉ，Ｍｍ）は（数１７）で与えられる。
【００１２】
【数１７】
【００１３】ここで、（数１８）と（数１９）によって
求められる２Ｍ個の第１の中間信号ｗ１（ｋ）（ただ
し、０≦ｋ≦２Ｍ−１）を導入すると、サブバンド信号
は（数２０）によって求めることができ、（数１７）を
直接計算する場合と比較して計算量を削減することがで
きる。
求められる２Ｍ個の第１の中間信号ｗ１（ｋ）（ただ
し、０≦ｋ≦２Ｍ−１）を導入すると、サブバンド信号
は（数２０）によって求めることができ、（数１７）を
直接計算する場合と比較して計算量を削減することがで
きる。
【００１４】（ａ）ｋ＝０では、
【００１５】
【数１８】
【００１６】（ｂ）１≦ｋ≦２Ｍ−１では、
【００１７】
【数１９】
【００１８】
【数２０】
【００１９】デジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳ
Ｐと呼ぶ）を使って前記処理を実現するときの計算量と
メモリ量を見積るために、（数１８）と（数１９）の計
算を第１の演算、（数２０）の計算を第２の演算と呼ぶ
ことにする。また、高速ＤＳＰでは積和計算の連続をパ
イプライン処理によって効率的に実行するものが多いの
で、計算回数は積和計算の回数で評価することにする。
Ｍ個のサブバンド信号を算出するために、第１の演算で
は２ＭＰ＋１回の積和計算が必要であり、第２の演算で
は２Ｍ2の積和計算が必要である。ランダムアクセスメ
モリ（以下、ＲＡＭと呼ぶ）としては、２ＭＰ＋１個の
入力信号を記憶するメモリと、２Ｍ個の第１の中間信号
を記憶するメモリと、Ｍ個のサブバンド出力信号を記憶
するメモリとが必要である。リードオンリーメモリ（以
下、ＲＯＭと呼ぶ）としては第１の演算を実行するため
の２ＭＰ＋１個のフィルタ係数テーブル（０≦ｌ≦２Ｍ
Ｐに対するｈ（ｌ）のテーブル）と、第２の演算を実行
するための２Ｍ2個のコサイン係数テーブル（０≦ｉ≦
Ｍ−１と０≦ｋ≦２Ｍ−１に対するｃｏｓ［π（２ｉ＋
１）（２ｋ−Ｍ）／４Ｍ］のテーブル）とが必要であ
る。
Ｐと呼ぶ）を使って前記処理を実現するときの計算量と
メモリ量を見積るために、（数１８）と（数１９）の計
算を第１の演算、（数２０）の計算を第２の演算と呼ぶ
ことにする。また、高速ＤＳＰでは積和計算の連続をパ
イプライン処理によって効率的に実行するものが多いの
で、計算回数は積和計算の回数で評価することにする。
Ｍ個のサブバンド信号を算出するために、第１の演算で
は２ＭＰ＋１回の積和計算が必要であり、第２の演算で
は２Ｍ2の積和計算が必要である。ランダムアクセスメ
モリ（以下、ＲＡＭと呼ぶ）としては、２ＭＰ＋１個の
入力信号を記憶するメモリと、２Ｍ個の第１の中間信号
を記憶するメモリと、Ｍ個のサブバンド出力信号を記憶
するメモリとが必要である。リードオンリーメモリ（以
下、ＲＯＭと呼ぶ）としては第１の演算を実行するため
の２ＭＰ＋１個のフィルタ係数テーブル（０≦ｌ≦２Ｍ
Ｐに対するｈ（ｌ）のテーブル）と、第２の演算を実行
するための２Ｍ2個のコサイン係数テーブル（０≦ｉ≦
Ｍ−１と０≦ｋ≦２Ｍ−１に対するｃｏｓ［π（２ｉ＋
１）（２ｋ−Ｍ）／４Ｍ］のテーブル）とが必要であ
る。
【００２０】同様に、信号合成フィルタバンクの第ｉサ
ブバンドのフィルタ係数ｈs（ｉ，ｌ）は（数２１）で
求められる。
ブバンドのフィルタ係数ｈs（ｉ，ｌ）は（数２１）で
求められる。
【００２１】
【数２１】
【００２２】したがって、信号合成フィルタバンクの第
ｉサブバンドのサンプル時刻Ｍｍにおける入力信号ｙ
（ｉ，Ｍｍ）とすれば、サンプル時刻Ｍｍ＋ｎ（ただ
し、０≦ｎ≦Ｍ−１）における出力信号ｘ’（Ｍｍ＋
ｎ）は（数２２）で与えられる。
ｉサブバンドのサンプル時刻Ｍｍにおける入力信号ｙ
（ｉ，Ｍｍ）とすれば、サンプル時刻Ｍｍ＋ｎ（ただ
し、０≦ｎ≦Ｍ−１）における出力信号ｘ’（Ｍｍ＋
ｎ）は（数２２）で与えられる。
【００２３】
【数２２】
【００２４】ここで、４ＭＰ＋１個の第２の中間信号ｗ
２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦４ＭＰ）を導入し、０≦ｋ
≦４ＭＰ−２Ｍに対して第２の中間信号ｗ２（ｋ）をｗ
２（ｋ＋２Ｍ）にシフトし、０≦ｋ≦２Ｍ−１に対して
ｗ２（ｋ）を（数２３）によって求めるものとすると、
出力信号は（数２４）と（数２５）によって求めること
ができ、（数２２）を直接計算する場合と比較して計算
量を削減することができる。
２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦４ＭＰ）を導入し、０≦ｋ
≦４ＭＰ−２Ｍに対して第２の中間信号ｗ２（ｋ）をｗ
２（ｋ＋２Ｍ）にシフトし、０≦ｋ≦２Ｍ−１に対して
ｗ２（ｋ）を（数２３）によって求めるものとすると、
出力信号は（数２４）と（数２５）によって求めること
ができ、（数２２）を直接計算する場合と比較して計算
量を削減することができる。
【００２５】
【数２３】
【００２６】（ａ）ｎ＝０では、
【００２７】
【数２４】
【００２８】（ｂ）１≦ｎ≦Ｍ−１では、
【００２９】
【数２５】
【００３０】信号分析フィルタバンクのときと同様に、
以下ＤＳＰを使って実現するときの計算量とメモリ量を
見積るために、（数２３）の計算を第３の演算、（数２
４）と（数２５）の計算を第４の演算と呼ぶことにす
る。Ｍ個の出力信号を算出するために、第３の演算では
２Ｍ2回の積和計算が必要であり、第４の演算では２Ｍ
Ｐ＋１回の積和計算が必要である。ＲＡＭとしては、Ｍ
個のサブバンド入力信号を記憶するメモリと、４ＭＰ＋
１個の第２の中間信号を記憶するメモリと、Ｍ個の出力
信号を記憶するメモリとが必要である。ＲＯＭとしては
第３の演算を実行するための２Ｍ2個のコサイン係数テ
ーブル（０≦ｉ≦Ｍ−１と０≦ｋ≦２Ｍ−１に対するｃ
ｏｓ［π（２ｉ＋１）（２ｋ＋Ｍ）／４Ｍ］のテーブ
ル）と、第４の演算を実行するための２ＭＰ＋１個のフ
ィルタ係数（０≦ｌ≦２ＭＰに対するｈ（ｌ）のテーブ
ル）とが必要である。
以下ＤＳＰを使って実現するときの計算量とメモリ量を
見積るために、（数２３）の計算を第３の演算、（数２
４）と（数２５）の計算を第４の演算と呼ぶことにす
る。Ｍ個の出力信号を算出するために、第３の演算では
２Ｍ2回の積和計算が必要であり、第４の演算では２Ｍ
Ｐ＋１回の積和計算が必要である。ＲＡＭとしては、Ｍ
個のサブバンド入力信号を記憶するメモリと、４ＭＰ＋
１個の第２の中間信号を記憶するメモリと、Ｍ個の出力
信号を記憶するメモリとが必要である。ＲＯＭとしては
第３の演算を実行するための２Ｍ2個のコサイン係数テ
ーブル（０≦ｉ≦Ｍ−１と０≦ｋ≦２Ｍ−１に対するｃ
ｏｓ［π（２ｉ＋１）（２ｋ＋Ｍ）／４Ｍ］のテーブ
ル）と、第４の演算を実行するための２ＭＰ＋１個のフ
ィルタ係数（０≦ｌ≦２ＭＰに対するｈ（ｌ）のテーブ
ル）とが必要である。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の信号分析及び合成フィルタバンクは、たとえばＤＳ
Ｐのようなハードウェアを使って実現するのに際して、
フィルタ計算量が多く、メモリ量が大きい、という問題
点を有していた。すなわち、次のような問題点を有して
いた。
来の信号分析及び合成フィルタバンクは、たとえばＤＳ
Ｐのようなハードウェアを使って実現するのに際して、
フィルタ計算量が多く、メモリ量が大きい、という問題
点を有していた。すなわち、次のような問題点を有して
いた。
【００３２】（１）フィルタバンクを実現するための計
算量が多い。 （２）第１及び第２の中間信号を記憶しておくためのメ
モリ量が大きい。特に第２の中間信号を記憶するメモリ
量が大きい。
算量が多い。 （２）第１及び第２の中間信号を記憶しておくためのメ
モリ量が大きい。特に第２の中間信号を記憶するメモリ
量が大きい。
【００３３】（３）信号分析フィルタバンクと合成フィ
ルタバンクにそれぞれコサイン係数テーブルが必要であ
り、またそのメモリ量が大きい。
ルタバンクにそれぞれコサイン係数テーブルが必要であ
り、またそのメモリ量が大きい。
【００３４】（４）フィルタ係数を記憶しておくための
メモリ量が大きい。本発明は上記従来の問題点を解決す
るもので、フィルタバンクを実現するのに必要な計算量
とメモリ量を削減し、低消費電力で小型の信号分析及び
合成フィルタバンクを提供することを目的とする。
メモリ量が大きい。本発明は上記従来の問題点を解決す
るもので、フィルタバンクを実現するのに必要な計算量
とメモリ量を削減し、低消費電力で小型の信号分析及び
合成フィルタバンクを提供することを目的とする。
【００３５】すなわち、本発明の第１の目的は、計算量
と第１の中間信号を記憶するメモリ量を削減し、低消費
電力で小型の信号分析フィルタバンクを提供することで
ある。
と第１の中間信号を記憶するメモリ量を削減し、低消費
電力で小型の信号分析フィルタバンクを提供することで
ある。
【００３６】また、本発明の第２の目的は、計算量と第
２の中間信号を記憶するメモリ量を削減し、低消費電力
で小型の信号合成フィルタバンクを提供することであ
る。
２の中間信号を記憶するメモリ量を削減し、低消費電力
で小型の信号合成フィルタバンクを提供することであ
る。
【００３７】本発明の第３の目的は、コサイン係数テー
ブルのメモリ量を削減し、また、信号分析と合成フィル
タバンクで共通のテーブルとすることによって、ハード
ウェア規模を削減した信号分析及び合成フィルタバンク
を提供することである。
ブルのメモリ量を削減し、また、信号分析と合成フィル
タバンクで共通のテーブルとすることによって、ハード
ウェア規模を削減した信号分析及び合成フィルタバンク
を提供することである。
【００３８】さらに、本発明の第４の目的は、フィルタ
係数テーブルのメモリ量を削減した信号分析及び合成フ
ィルタバンクを提供することである。
係数テーブルのメモリ量を削減した信号分析及び合成フ
ィルタバンクを提供することである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の信号分析フィルタバンクは、最初の値が零で
ある２ＭＰ（Ｐは正整数）個のフィルタ係数を有する直
線位相非巡回形のプロトタイプフィルタを周波数遷移す
ることによって構成され、プロトタイプフィルタのフィ
ルタ係数をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）、
サンプリング時刻ｎにおける入力信号をｘ（ｎ）、Ｍ個
の第１の中間信号をｗ１（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦Ｍ−
１）、第ｉサブバンド（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）のサ
ンプリング時刻Ｍｍにおける出力信号をｙ（ｉ，Ｍｍ）
とするとき、（１）Ｍが偶数の場合は、（ａ）ｋ＝０で
は、
に本発明の信号分析フィルタバンクは、最初の値が零で
ある２ＭＰ（Ｐは正整数）個のフィルタ係数を有する直
線位相非巡回形のプロトタイプフィルタを周波数遷移す
ることによって構成され、プロトタイプフィルタのフィ
ルタ係数をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）、
サンプリング時刻ｎにおける入力信号をｘ（ｎ）、Ｍ個
の第１の中間信号をｗ１（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦Ｍ−
１）、第ｉサブバンド（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）のサ
ンプリング時刻Ｍｍにおける出力信号をｙ（ｉ，Ｍｍ）
とするとき、（１）Ｍが偶数の場合は、（ａ）ｋ＝０で
は、
【００４０】
【数２６】
【００４１】（ｂ）１≦ｋ≦Ｍ／２では、
【００４２】
【数２７】
【００４３】（ｃ）Ｍ／２＋１≦ｋ≦Ｍ−１では、
【００４４】
【数２８】
【００４５】によって第１の中間信号を算出する第１の
演算部と、
演算部と、
【００４６】
【数２９】
【００４７】によってサブバンド出力信号を算出する第
２の演算部とを備え、（２）Ｍが奇数の場合は、（ａ）
０≦ｋ≦（Ｍ−１）／２では、
２の演算部とを備え、（２）Ｍが奇数の場合は、（ａ）
０≦ｋ≦（Ｍ−１）／２では、
【００４８】
【数３０】
【００４９】（ｂ）（Ｍ＋１）／２≦ｋ≦Ｍ−１では、
【００５０】
【数３１】
【００５１】によって第１の中間信号を算出する第１の
演算部と、
演算部と、
【００５２】
【数３２】
【００５３】によってサブバンド出力信号を算出する第
２の演算部とを備えている。また、本発明の信号合成フ
ィルタバンクは、最初の値が零である２ＭＰ（Ｐは正整
数）個のフィルタ係数を有する直線位相非巡回形のプロ
トタイプフィルタを周波数遷移することによって構成さ
れ、プロトタイプフィルタのフィルタ係数をｈ（ｌ）
（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）、第ｉサブバンド（た
だし、０≦ｉ≦Ｍ−１）のサンプリング時刻Ｍｍにおけ
る入力信号をｙ（ｉ，Ｍｍ）、２ＭＰ個の第２の中間信
号をｗ２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２ＭＰ−１）、サン
プリング時刻Ｍｍ＋ｎ（ただし、０≦ｎ≦Ｍ−１）にお
ける出力信号をｘ’（Ｍｍ＋ｎ）とするとき、０≦ｋ≦
２ＭＰ−Ｍ−１に対して第２の中間信号ｗ２（ｋ）をｗ
２（ｋ＋Ｍ）にシフトし、（１）Ｍが偶数の場合は、
２の演算部とを備えている。また、本発明の信号合成フ
ィルタバンクは、最初の値が零である２ＭＰ（Ｐは正整
数）個のフィルタ係数を有する直線位相非巡回形のプロ
トタイプフィルタを周波数遷移することによって構成さ
れ、プロトタイプフィルタのフィルタ係数をｈ（ｌ）
（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）、第ｉサブバンド（た
だし、０≦ｉ≦Ｍ−１）のサンプリング時刻Ｍｍにおけ
る入力信号をｙ（ｉ，Ｍｍ）、２ＭＰ個の第２の中間信
号をｗ２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２ＭＰ−１）、サン
プリング時刻Ｍｍ＋ｎ（ただし、０≦ｎ≦Ｍ−１）にお
ける出力信号をｘ’（Ｍｍ＋ｎ）とするとき、０≦ｋ≦
２ＭＰ−Ｍ−１に対して第２の中間信号ｗ２（ｋ）をｗ
２（ｋ＋Ｍ）にシフトし、（１）Ｍが偶数の場合は、
【００５４】
【数３３】 ３３
【００５５】によって０≦ｋ≦Ｍ−１に対する第２の中
間信号を算出する第３の演算部と、（ａ）０≦ｎ≦Ｍ／
２−１では、
間信号を算出する第３の演算部と、（ａ）０≦ｎ≦Ｍ／
２−１では、
【００５６】
【数３４】
【００５７】（ｂ）ｎ＝Ｍ／２では、
【００５８】
【数３５】
【００５９】（ｃ）Ｍ／２＋１≦ｎ≦Ｍ−１では、
【００６０】
【数３６】
【００６１】によって出力信号を算出する第４の演算部
とを備え、（２）Ｍが奇数の場合は、
とを備え、（２）Ｍが奇数の場合は、
【００６２】
【数３７】
【００６３】によって０≦ｋ≦Ｍ−１に対する第２の中
間信号を算出する第３の演算部と、（ａ）０≦ｎ≦（Ｍ
−１）／２では、
間信号を算出する第３の演算部と、（ａ）０≦ｎ≦（Ｍ
−１）／２では、
【００６４】
【数３８】
【００６５】（ｂ）（Ｍ＋１）／２≦ｎ≦Ｍ−１では、
【００６６】
【数３９】
【００６７】によって出力信号を算出する第４の演算部
とを備えている。また、本発明の信号分析フィルタバン
クの第２の演算部及び信号合成フィルタバンクの第３の
演算部は、Ｍ個あるいは２Ｍ個もしくは４Ｍ個の共通の
コサイン係数テーブルを備えている。
とを備えている。また、本発明の信号分析フィルタバン
クの第２の演算部及び信号合成フィルタバンクの第３の
演算部は、Ｍ個あるいは２Ｍ個もしくは４Ｍ個の共通の
コサイン係数テーブルを備えている。
【００６８】さらに、本発明の信号分析フィルタバンク
の第１の演算部及び信号合成フィルタバンクの第４の演
算部は、ＭＰ個の共通のフィルタ係数テーブルを備えて
いる。
の第１の演算部及び信号合成フィルタバンクの第４の演
算部は、ＭＰ個の共通のフィルタ係数テーブルを備えて
いる。
【００６９】
【作用】本発明の信号分析フィルタバンクは、上記した
構成で第１の中間信号を使って効率的な計算を行うこと
により、従来例と比較して第２の演算部の積和計算回数
と第１の中間信号のメモリ量を半減することができる。
構成で第１の中間信号を使って効率的な計算を行うこと
により、従来例と比較して第２の演算部の積和計算回数
と第１の中間信号のメモリ量を半減することができる。
【００７０】本発明の信号合成フィルタバンクは、上記
した構成で第２の中間信号を使って効率的な計算を行う
ことより、従来例と比較して第３の演算部の積和計算回
数と第２の中間信号のメモリ量を半減することができ
る。
した構成で第２の中間信号を使って効率的な計算を行う
ことより、従来例と比較して第３の演算部の積和計算回
数と第２の中間信号のメモリ量を半減することができ
る。
【００７１】また、本発明の信号分析及び合成フィルタ
バンクは、コサイン係数を記憶しているテーブルを分析
と合成で共通化するとともにその周期性と対称性を利用
することにより、分析あるいは合成の一方を実現すると
きはコサイン係数のメモリ量を従来例の１／２Ｍあるい
は１／Ｍもしくは２／Ｍに削減することができる。分析
と合成でテーブルの共通化を図ったことにより、分析と
合成を同時に行うときはさらに半減することができる。
バンクは、コサイン係数を記憶しているテーブルを分析
と合成で共通化するとともにその周期性と対称性を利用
することにより、分析あるいは合成の一方を実現すると
きはコサイン係数のメモリ量を従来例の１／２Ｍあるい
は１／Ｍもしくは２／Ｍに削減することができる。分析
と合成でテーブルの共通化を図ったことにより、分析と
合成を同時に行うときはさらに半減することができる。
【００７２】本発明の信号分析及び合成フィルタバンク
は、フィルタ係数を記憶しているテーブルを分析と合成
で共通化するとともにその対称性を利用することによ
り、分析あるいは合成の一方を実現するときはフィルタ
係数のメモリ量を半減することができる。分析と合成で
テーブルの共通化を図ったことにより、分析と合成を同
時に行うときはさらに半減することができる。
は、フィルタ係数を記憶しているテーブルを分析と合成
で共通化するとともにその対称性を利用することによ
り、分析あるいは合成の一方を実現するときはフィルタ
係数のメモリ量を半減することができる。分析と合成で
テーブルの共通化を図ったことにより、分析と合成を同
時に行うときはさらに半減することができる。
【００７３】
【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。
照しながら説明する。
【００７４】本発明の信号分析フィルタバンクは、サン
プリング周波数ｆsの信号をＭ個の等帯域幅のサンプリ
ング周波数がｆs／Ｍのサブバンド信号に分割し、ま
た、本発明の信号合成フィルタバンクは、Ｍ個の等帯域
幅のサンプリング周波数ｆs／Ｍのサブバンド信号を合
成してサンプリング周波数ｆsのフルバンド信号を再生
するフィルタバンクであって、これらのフィルタバンク
は、最初の値が零である２ＭＰ（Ｐは正整数）個のフィ
ルタ係数を有する直線位相非巡回形のプロトタイプフィ
ルタを周波数遷移することによって構成される。２ＭＰ
＋１個のフィルタ係数を有する従来例のプロトタイプフ
ィルタで最初と最後のフィルタ係数の値を零（ｈ（０）
＝ｈ（２ＭＰ）＝０）とした構成である。こうした構成
をとることにより、従来例の信号分析フィルタバンクで
第１の演算が、（ａ）ｋ＝０と、（ｂ）１≦ｋ≦２Ｍ−
１の２つ場合に分かれていたものが、０≦ｋ≦２Ｍ−１
に対して式（５）を計算すればよいことになる。同様
に、従来例の信号合成フィルタバンクの第４の演算が、
（ａ）ｎ＝０と、（ｂ）１≦ｎ≦Ｍ−１の２つの場合に
分かれていたものが、０≦ｎ≦Ｍ−１に対して（数２
５）を計算すればよいことになる。
プリング周波数ｆsの信号をＭ個の等帯域幅のサンプリ
ング周波数がｆs／Ｍのサブバンド信号に分割し、ま
た、本発明の信号合成フィルタバンクは、Ｍ個の等帯域
幅のサンプリング周波数ｆs／Ｍのサブバンド信号を合
成してサンプリング周波数ｆsのフルバンド信号を再生
するフィルタバンクであって、これらのフィルタバンク
は、最初の値が零である２ＭＰ（Ｐは正整数）個のフィ
ルタ係数を有する直線位相非巡回形のプロトタイプフィ
ルタを周波数遷移することによって構成される。２ＭＰ
＋１個のフィルタ係数を有する従来例のプロトタイプフ
ィルタで最初と最後のフィルタ係数の値を零（ｈ（０）
＝ｈ（２ＭＰ）＝０）とした構成である。こうした構成
をとることにより、従来例の信号分析フィルタバンクで
第１の演算が、（ａ）ｋ＝０と、（ｂ）１≦ｋ≦２Ｍ−
１の２つ場合に分かれていたものが、０≦ｋ≦２Ｍ−１
に対して式（５）を計算すればよいことになる。同様
に、従来例の信号合成フィルタバンクの第４の演算が、
（ａ）ｎ＝０と、（ｂ）１≦ｎ≦Ｍ−１の２つの場合に
分かれていたものが、０≦ｎ≦Ｍ−１に対して（数２
５）を計算すればよいことになる。
【００７５】また、本発明のプロトタイプフィルタは、
直線位相条件よりフィルタ係数に関して（数４０）の関
係が成立している。
直線位相条件よりフィルタ係数に関して（数４０）の関
係が成立している。
【００７６】
【数４０】
【００７７】図１は本発明の第１の実施例における信号
分析フィルタバンクのブロック図を示すものである。図
１において、１１は第１の演算部、１２は第２の演算
部、１３は２ＭＰ個の入力信号メモリ、１４はＭ個の第
１の中間信号メモリ、１５はＭ個のサブバンド出力信号
メモリである。
分析フィルタバンクのブロック図を示すものである。図
１において、１１は第１の演算部、１２は第２の演算
部、１３は２ＭＰ個の入力信号メモリ、１４はＭ個の第
１の中間信号メモリ、１５はＭ個のサブバンド出力信号
メモリである。
【００７８】第１の演算部１１は、第１の乗算器１６、
第１のフィルタ係数メモリ１７、第１の加算／減算器１
８、第１のレジスタ１９とから構成されている。第２の
演算部１２は、第２の乗算器１１０、第１のコサイン係
数メモリ１１１、第２の加算／減算器１１２、第２のレ
ジスタ１１３とから構成されている。
第１のフィルタ係数メモリ１７、第１の加算／減算器１
８、第１のレジスタ１９とから構成されている。第２の
演算部１２は、第２の乗算器１１０、第１のコサイン係
数メモリ１１１、第２の加算／減算器１１２、第２のレ
ジスタ１１３とから構成されている。
【００７９】以上のように構成された第１の実施例の信
号分析フィルタバンクについて、以下その動作について
説明する。
号分析フィルタバンクについて、以下その動作について
説明する。
【００８０】最初に、以下の説明で用いる主要な変数に
ついて定義する。すなわち、プロトタイプフィルタのフ
ィルタ係数をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−
１）、サンプリング時刻ｎにおける入力信号をｘ
（ｎ）、Ｍ個の第１の中間信号をｗ１（ｋ）（ただし、
０≦ｋ≦Ｍ−１）、第ｉサブバンド（ただし、０≦ｉ≦
Ｍ−１）のサンプリング時刻Ｍｍにおける出力信号をｙ
（ｉ，Ｍｍ）とする。
ついて定義する。すなわち、プロトタイプフィルタのフ
ィルタ係数をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−
１）、サンプリング時刻ｎにおける入力信号をｘ
（ｎ）、Ｍ個の第１の中間信号をｗ１（ｋ）（ただし、
０≦ｋ≦Ｍ−１）、第ｉサブバンド（ただし、０≦ｉ≦
Ｍ−１）のサンプリング時刻Ｍｍにおける出力信号をｙ
（ｉ，Ｍｍ）とする。
【００８１】入力信号メモリ１３は最新の２ＭＰ個の入
力信号ｘ（ｎ）を記憶するメモリである。サンプリング
周波数ｆsの入力信号が入力信号メモリ１３にＭ個入力
されると、第１の演算部１１では以下に示す式にしたが
ってＭ個の第１の中間信号ｗ１（ｋ）を算出し、結果を
第１の中間信号メモリ１４に記憶する。ｗ１（ｋ）の計
算はＭの値が偶数か奇数かによって次の２つの場合に分
けられる。（１）Ｍが偶数の場合、（ａ）ｋ＝０では、
力信号ｘ（ｎ）を記憶するメモリである。サンプリング
周波数ｆsの入力信号が入力信号メモリ１３にＭ個入力
されると、第１の演算部１１では以下に示す式にしたが
ってＭ個の第１の中間信号ｗ１（ｋ）を算出し、結果を
第１の中間信号メモリ１４に記憶する。ｗ１（ｋ）の計
算はＭの値が偶数か奇数かによって次の２つの場合に分
けられる。（１）Ｍが偶数の場合、（ａ）ｋ＝０では、
【００８２】
【数４１】
【００８３】（ｂ）１≦ｋ≦Ｍ／２では、
【００８４】
【数４２】
【００８５】（ｃ）Ｍ／２＋１≦ｋ≦Ｍ−１では、
【００８６】
【数４３】
【００８７】（２）Ｍが奇数の場合、（ａ）０≦ｋ≦
（Ｍ−１）／２では、
（Ｍ−１）／２では、
【００８８】
【数４４】
【００８９】（ｂ）（Ｍ＋１）／２≦ｋ≦Ｍ−１では、
【００９０】
【数４５】
【００９１】第１のフィルタ係数メモリ１７は（数４
６）で定義される２ＭＰ個の第１のフィルタ係数ｈ１
（ｌ）を記憶している。ここで、ＩＮＴ（ ）は（ ）
内の値の小数点以下を切捨て整数化する関数である。
６）で定義される２ＭＰ個の第１のフィルタ係数ｈ１
（ｌ）を記憶している。ここで、ＩＮＴ（ ）は（ ）
内の値の小数点以下を切捨て整数化する関数である。
【００９２】
【数４６】
【００９３】第１の演算部１１では、計算の最初に第１
のレジスタ１９を零にクリアした後、入力信号メモリ１
３からの入力信号と第１のフィルタ係数メモリ１７から
の第１のフィルタ係数を上記計算式に示すアドレスにし
たがって読み出し、第１の乗算器１６を使って両者を乗
算し、乗算結果を第１の加算／減算器１８と加算／減算
の結果を保持する第１のレジスタ１９を使って、累積計
算を実行する。第１の加算／減算器１８で加算を行うか
減算を行うかは上記計算式にしたがう。第１の乗算器１
６と第１の加算／減算器１８と第１のレジスタ１９とで
積和計算を行う。
のレジスタ１９を零にクリアした後、入力信号メモリ１
３からの入力信号と第１のフィルタ係数メモリ１７から
の第１のフィルタ係数を上記計算式に示すアドレスにし
たがって読み出し、第１の乗算器１６を使って両者を乗
算し、乗算結果を第１の加算／減算器１８と加算／減算
の結果を保持する第１のレジスタ１９を使って、累積計
算を実行する。第１の加算／減算器１８で加算を行うか
減算を行うかは上記計算式にしたがう。第１の乗算器１
６と第１の加算／減算器１８と第１のレジスタ１９とで
積和計算を行う。
【００９４】第１の演算部１１では、上記計算式に示す
ように、Ｍが偶数の場合も奇数の場合も共に２ＭＰ回の
積和計算によりＭ個の第１の中間信号を算出する。
ように、Ｍが偶数の場合も奇数の場合も共に２ＭＰ回の
積和計算によりＭ個の第１の中間信号を算出する。
【００９５】次に、第２の演算部１２で、第１の中間信
号メモリ１４と第１のコサイン係数メモリ１１１とを用
いて、以下に示す式にしたがってＭ個のサブバンド出力
信号を算出する。第２の演算部１２の計算もＭが偶数か
奇数かによって次の２つの場合に分けられる。（１）Ｍ
が偶数の場合、
号メモリ１４と第１のコサイン係数メモリ１１１とを用
いて、以下に示す式にしたがってＭ個のサブバンド出力
信号を算出する。第２の演算部１２の計算もＭが偶数か
奇数かによって次の２つの場合に分けられる。（１）Ｍ
が偶数の場合、
【００９６】
【数４７】
【００９７】（２）Ｍが奇数の場合、
【００９８】
【数４８】
【００９９】第１のコサイン係数メモリ１１１は、Ｍが
偶数のときは（数４９）で定義され、またＭが奇数のと
きは（数５０）で定義されるＭ2個のコサイン係数ｃ
（ｉ，ｋ）を記憶している。（１）Ｍが偶数の場合、
偶数のときは（数４９）で定義され、またＭが奇数のと
きは（数５０）で定義されるＭ2個のコサイン係数ｃ
（ｉ，ｋ）を記憶している。（１）Ｍが偶数の場合、
【０１００】
【数４９】
【０１０１】（２）Ｍが奇数の場合、
【０１０２】
【数５０】
【０１０３】第１の演算部１１と同様に第２の演算部１
２では、計算の最初に第２のレジスタ１１３を零にクリ
アした後、第１の中間信号メモリ１４からの第１の中間
信号と第１のコサイン係数メモリ１１１からのコサイン
係数を上記計算式の示すアドレスにしたがって読み出
し、第２の乗算器１１０と第２の加算／減算器１１２と
第２のレジスタ１１３とを使って積和計算を行う。第２
の加算／減算器１１２で加算を行うか減算を行うかは上
記した計算式にしたがう。第２の演算部１２では、上記
計算式に示すようにＭが偶数の場合も奇数の場合も共に
Ｍ2回の積和計算でＭ個のサブバンド信号を算出する。
サブバンド出力信号メモリ１５は第２の演算部１２の計
算結果であるＭ個のサブバンド信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（た
だし、０≦ｉ≦Ｍ−１）を記憶し、出力するためのメモ
リである。
２では、計算の最初に第２のレジスタ１１３を零にクリ
アした後、第１の中間信号メモリ１４からの第１の中間
信号と第１のコサイン係数メモリ１１１からのコサイン
係数を上記計算式の示すアドレスにしたがって読み出
し、第２の乗算器１１０と第２の加算／減算器１１２と
第２のレジスタ１１３とを使って積和計算を行う。第２
の加算／減算器１１２で加算を行うか減算を行うかは上
記した計算式にしたがう。第２の演算部１２では、上記
計算式に示すようにＭが偶数の場合も奇数の場合も共に
Ｍ2回の積和計算でＭ個のサブバンド信号を算出する。
サブバンド出力信号メモリ１５は第２の演算部１２の計
算結果であるＭ個のサブバンド信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（た
だし、０≦ｉ≦Ｍ−１）を記憶し、出力するためのメモ
リである。
【０１０４】式を使って第１の実施例の動作についてさ
らに説明する。ここではＭが偶数の場合について説明す
るが、奇数の場合についても同様にして説明することが
できるので、説明を省略する。（数４１）と（数４２）
と（数４３）を（数４７）に代入する。そして、一般に
（数５１）が成立することを考慮し、以下のような変数
ｑ（ただし、０≦ｑ≦２Ｍ−１）を導入すると、（数５
２）〜（数５６）の関係式が成立する。
らに説明する。ここではＭが偶数の場合について説明す
るが、奇数の場合についても同様にして説明することが
できるので、説明を省略する。（数４１）と（数４２）
と（数４３）を（数４７）に代入する。そして、一般に
（数５１）が成立することを考慮し、以下のような変数
ｑ（ただし、０≦ｑ≦２Ｍ−１）を導入すると、（数５
２）〜（数５６）の関係式が成立する。
【０１０５】
【数５１】
【０１０６】（１）ｑ＝Ｍ／２−ｋ（ただし、０≦ｋ≦
Ｍ／２，０≦ｑ≦Ｍ／２）
Ｍ／２，０≦ｑ≦Ｍ／２）
【０１０７】
【数５２】
【０１０８】（２）ｑ＝Ｍ／２＋ｋ（ただし、１≦ｋ≦
Ｍ／２，Ｍ／２＋１≦ｑ≦Ｍ）
Ｍ／２，Ｍ／２＋１≦ｑ≦Ｍ）
【０１０９】
【数５３】
【０１１０】（３）ｑ＝Ｍ／２＋ｋ（ただし、Ｍ／２＋
１≦ｋ≦Ｍ−１，Ｍ＋１≦ｑ≦３／２Ｍ−１）
１≦ｋ≦Ｍ−１，Ｍ＋１≦ｑ≦３／２Ｍ−１）
【０１１１】
【数５４】
【０１１２】（４）ｑ＝３Ｍ／２
【０１１３】
【数５５】
【０１１４】（５）ｑ＝５Ｍ／２−ｋ（ただし、Ｍ／２
＋１≦ｋ≦Ｍ−１，３Ｍ／２＋１≦ｑ≦２Ｍ−１）
＋１≦ｋ≦Ｍ−１，３Ｍ／２＋１≦ｑ≦２Ｍ−１）
【０１１５】
【数５６】
【０１１６】（数５２）〜（数５８）の関係式を使っ
て、変数ｋをｑに置き換える。さらに、変数ｑから変数
ｌにｌ＝２Ｍｊ＋ｑ（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）で
置き換えて、ｈ（２ＭＰ）＝０であることを考慮すれ
ば、（数１７）が求められる。すなわち、第１の実施例
と文献２とでは計算方法が異なるものの、最終的な結果
は一致することが証明できた。
て、変数ｋをｑに置き換える。さらに、変数ｑから変数
ｌにｌ＝２Ｍｊ＋ｑ（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）で
置き換えて、ｈ（２ＭＰ）＝０であることを考慮すれ
ば、（数１７）が求められる。すなわち、第１の実施例
と文献２とでは計算方法が異なるものの、最終的な結果
は一致することが証明できた。
【０１１７】以上のように、第１の実施例によれば、Ｍ
個のサブバンド信号を出力するのに必要な第２の演算部
の積和回数を従来例の２Ｍ2回からＭ2回へと半減するこ
とができる。
個のサブバンド信号を出力するのに必要な第２の演算部
の積和回数を従来例の２Ｍ2回からＭ2回へと半減するこ
とができる。
【０１１８】また、第１の中間信号のメモリ量を従来例
の２Ｍ個からＭ個へと半減することができる。
の２Ｍ個からＭ個へと半減することができる。
【０１１９】図２は本発明の第２の実施例における信号
合成フィルタバンクのブロック図を示すものである。図
２において、２１は第３の演算部、２２は第４の演算
部、２３はサブバンド入力信号メモリ、２４は第２の中
間信号メモリ、２５は出力信号メモリである。
合成フィルタバンクのブロック図を示すものである。図
２において、２１は第３の演算部、２２は第４の演算
部、２３はサブバンド入力信号メモリ、２４は第２の中
間信号メモリ、２５は出力信号メモリである。
【０１２０】第３の演算部２１は、第３の乗算器２６、
第２のコサイン係数メモリ２７、第３の加算／減算器２
８、第３のレジスタ２９とから構成されている。第４の
演算部２２は、第４の乗算器２１０、第２のフィルタ係
数メモリ２１１、第４の加算／減算器２１２、第４のレ
ジスタ２１３とから構成されている。
第２のコサイン係数メモリ２７、第３の加算／減算器２
８、第３のレジスタ２９とから構成されている。第４の
演算部２２は、第４の乗算器２１０、第２のフィルタ係
数メモリ２１１、第４の加算／減算器２１２、第４のレ
ジスタ２１３とから構成されている。
【０１２１】以上のように構成された第２の実施例の信
号合成フィルタバンクについて、以下その動作について
説明する。
号合成フィルタバンクについて、以下その動作について
説明する。
【０１２２】最初に、以下の説明で用いる主要な変数に
ついて定義する。プロトタイプフィルタのフィルタ係数
をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）、第ｉサブ
バンド（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）のサンプリング時刻
Ｍｍにおける入力信号をｙ（ｉ，Ｍｍ）、第２の中間信
号をｗ２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２ＭＰ−１）、サン
プリング時刻Ｍｍ＋ｎ（ただし、０≦ｎ≦Ｍ−１）にお
ける出力信号をｘ’（Ｍｍ＋ｎ）とする。
ついて定義する。プロトタイプフィルタのフィルタ係数
をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）、第ｉサブ
バンド（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）のサンプリング時刻
Ｍｍにおける入力信号をｙ（ｉ，Ｍｍ）、第２の中間信
号をｗ２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２ＭＰ−１）、サン
プリング時刻Ｍｍ＋ｎ（ただし、０≦ｎ≦Ｍ−１）にお
ける出力信号をｘ’（Ｍｍ＋ｎ）とする。
【０１２３】サブバンド入力信号メモリ２３はＭ個のサ
ブバンド入力信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（ただし、０≦ｉ≦Ｍ
−１）を記憶するメモリである。サンプリング周波数ｆ
s／Ｍのサブバンド入力信号がサブバンド入力信号メモ
リ２３にＭ個入力されると、０≦ｋ≦２ＭＰ−Ｍ−１に
対して第２の中間信号ｗ２（ｋ）をｗ２（ｋ＋Ｍ）にシ
フトする。このシフトは、第２の中間信号メモリ２４の
データを実際移動させることによって行う。なお、メモ
リ内のデータを移動せずにアドレスにＭを加算して２Ｍ
Ｐの剰余をとる巡回アドレッシングによって等価的に行
うこともできる。次に、第３の演算部２１で以下に示す
式にしたがって０≦ｋ≦Ｍ−１に対する第２の中間信号
ｗ２（ｋ）を算出し、第２の中間信号メモリ２４に結果
を記憶する。ｗ２（ｋ）の計算はＭの値が偶数か奇数か
によって次の２つの場合に分けられる。 （１）Ｍが偶数の場合、
ブバンド入力信号ｙ（ｉ，Ｍｍ）（ただし、０≦ｉ≦Ｍ
−１）を記憶するメモリである。サンプリング周波数ｆ
s／Ｍのサブバンド入力信号がサブバンド入力信号メモ
リ２３にＭ個入力されると、０≦ｋ≦２ＭＰ−Ｍ−１に
対して第２の中間信号ｗ２（ｋ）をｗ２（ｋ＋Ｍ）にシ
フトする。このシフトは、第２の中間信号メモリ２４の
データを実際移動させることによって行う。なお、メモ
リ内のデータを移動せずにアドレスにＭを加算して２Ｍ
Ｐの剰余をとる巡回アドレッシングによって等価的に行
うこともできる。次に、第３の演算部２１で以下に示す
式にしたがって０≦ｋ≦Ｍ−１に対する第２の中間信号
ｗ２（ｋ）を算出し、第２の中間信号メモリ２４に結果
を記憶する。ｗ２（ｋ）の計算はＭの値が偶数か奇数か
によって次の２つの場合に分けられる。 （１）Ｍが偶数の場合、
【０１２４】
【数５７】
【０１２５】（２）Ｍが奇数の場合、
【０１２６】
【数５８】
【０１２７】第２のコサイン係数メモリ２７はＭが偶数
のときは、（数５９）で定義され、またＭが奇数のとき
は（数６０）で定義されるＭ2個のコサイン係数ｃ
（ｉ，ｋ）を記憶している。 （１）Ｍが偶数の場合、
のときは、（数５９）で定義され、またＭが奇数のとき
は（数６０）で定義されるＭ2個のコサイン係数ｃ
（ｉ，ｋ）を記憶している。 （１）Ｍが偶数の場合、
【０１２８】
【数５９】
【０１２９】（２）Ｍが奇数の場合、
【０１３０】
【数６０】
【０１３１】この値は、第１の実施例の信号分析フィル
タバンクの第１のコサイン係数メモリ１１１で用いるコ
サイン係数と同一である。
タバンクの第１のコサイン係数メモリ１１１で用いるコ
サイン係数と同一である。
【０１３２】第３の演算部２１では、計算の最初に第３
のレジスタ２９を零にクリアした後、サブバンド入力信
号メモリ２３からのサブバンド信号と第２のコサイン係
数メモリ２７からのコサイン係数を上記計算式の示すア
ドレスにしたがって読み出し、第３の乗算器２６を使っ
て両者を乗算し、乗算結果を第３の加算／減算器２８と
第３のレジスタ２９を使って累積し、積和計算を行う。
第３の加算／減算器で加算を行うか減算を行うかは上記
計算式にしたがう。第３の演算部２１の積和回数は、Ｍ
が偶数の場合も奇数の場合も共にＭ2である。第２の中
間号メモリ２４は、第３の演算部２１の計算結果である
第２の中間信号ｗ２（ｋ）を記憶する２ＭＰ個のメモリ
である。
のレジスタ２９を零にクリアした後、サブバンド入力信
号メモリ２３からのサブバンド信号と第２のコサイン係
数メモリ２７からのコサイン係数を上記計算式の示すア
ドレスにしたがって読み出し、第３の乗算器２６を使っ
て両者を乗算し、乗算結果を第３の加算／減算器２８と
第３のレジスタ２９を使って累積し、積和計算を行う。
第３の加算／減算器で加算を行うか減算を行うかは上記
計算式にしたがう。第３の演算部２１の積和回数は、Ｍ
が偶数の場合も奇数の場合も共にＭ2である。第２の中
間号メモリ２４は、第３の演算部２１の計算結果である
第２の中間信号ｗ２（ｋ）を記憶する２ＭＰ個のメモリ
である。
【０１３３】次に、第４の演算部２２で第２の中間信号
メモリ２４と第２のフィルタ係数メモリ２１１とを用い
て、以下に示す式にしたがってＭ個の出力信号を算出す
る。第４の演算部２２の計算もＭが偶数か奇数かによっ
て次の２つの場合に分けられる。 （１）Ｍが偶数の場合、（ａ）０≦ｎ≦Ｍ／２−１で
は、
メモリ２４と第２のフィルタ係数メモリ２１１とを用い
て、以下に示す式にしたがってＭ個の出力信号を算出す
る。第４の演算部２２の計算もＭが偶数か奇数かによっ
て次の２つの場合に分けられる。 （１）Ｍが偶数の場合、（ａ）０≦ｎ≦Ｍ／２−１で
は、
【０１３４】
【数６１】
【０１３５】（ｂ）ｎ＝Ｍ／２では、
【０１３６】
【数６２】
【０１３７】（ｃ）Ｍ／２＋１≦ｎ≦Ｍ−１では、
【０１３８】
【数６３】
【０１３９】（２）Ｍが奇数の場合、（ａ）０≦ｋ≦
（Ｍ−１）／２では、
（Ｍ−１）／２では、
【０１４０】
【数６４】
【０１４１】（ｂ）（Ｍ＋１）／２≦ｋ≦Ｍ−１では、
【０１４２】
【数６５】
【０１４３】第２のフィルタ係数メモリ２７は（数６
６）で定義される２ＭＰ個の第２のフィルタ係数ｈ２
（ｌ）を記憶している。
６）で定義される２ＭＰ個の第２のフィルタ係数ｈ２
（ｌ）を記憶している。
【０１４４】
【数６６】
【０１４５】第３の演算部２１と同様に、第４の演算部
２２では、計算の最初に第４のレジスタ２１３を零にク
リアした後、第２の中間信号メモリ２４からの第２の中
間信号と第２のフィルタ係数メモリ２１１からの第２の
フィルタ係数を上記計算式に示すアドレスにしたがって
読み出し、第４の乗算器２１０と第４の加算／減算器２
１２と第４のレジスタ２１３を使って積和計算を行う。
第４の加算／減算器２１２で加算を行うか減算を行うか
は上記計算式にしたがう。
２２では、計算の最初に第４のレジスタ２１３を零にク
リアした後、第２の中間信号メモリ２４からの第２の中
間信号と第２のフィルタ係数メモリ２１１からの第２の
フィルタ係数を上記計算式に示すアドレスにしたがって
読み出し、第４の乗算器２１０と第４の加算／減算器２
１２と第４のレジスタ２１３を使って積和計算を行う。
第４の加算／減算器２１２で加算を行うか減算を行うか
は上記計算式にしたがう。
【０１４６】以上のように第４の演算部２２では、Ｍが
偶数の場合も奇数の場合も共に２ＭＰ回の積和計算によ
りＭ個のフルバンド信号を算出することができる。出力
信号メモリ２５は第４の演算部２２の計算結果であるＭ
個のフルバンド信号を記憶し、出力するためのメモリで
ある。
偶数の場合も奇数の場合も共に２ＭＰ回の積和計算によ
りＭ個のフルバンド信号を算出することができる。出力
信号メモリ２５は第４の演算部２２の計算結果であるＭ
個のフルバンド信号を記憶し、出力するためのメモリで
ある。
【０１４７】第１の実施例で説明したのと同様にして第
２の実施例においても、Ｍが偶数の場合、（数５７）を
（数６１）と（数６２），（数６３）に代入し、ｙ
（ｉ，ｎ）はｎがＭの整数倍以外では零の値をとること
を利用すると、（数２２）を導出することができる。す
なわち、第２の実施例と文献２とでは計算方法が異なる
ものの、最終的な結果は一致することが証明できる。
２の実施例においても、Ｍが偶数の場合、（数５７）を
（数６１）と（数６２），（数６３）に代入し、ｙ
（ｉ，ｎ）はｎがＭの整数倍以外では零の値をとること
を利用すると、（数２２）を導出することができる。す
なわち、第２の実施例と文献２とでは計算方法が異なる
ものの、最終的な結果は一致することが証明できる。
【０１４８】以上のように第２の実施例によれば、Ｍ個
のフルバンド信号を出力するのに必要な第３の演算部２
１の積和回数を従来例の２Ｍ2からＭ2へと半減すること
ができる。
のフルバンド信号を出力するのに必要な第３の演算部２
１の積和回数を従来例の２Ｍ2からＭ2へと半減すること
ができる。
【０１４９】また、第２の中間信号のメモリ量を従来例
の４ＭＰ個から２ＭＰ個へと半減することができる。
の４ＭＰ個から２ＭＰ個へと半減することができる。
【０１５０】コサイン係数メモリについては、第１の実
施例の信号分析フィルタバンクと第２の実施例の信号合
成フィルタバンクで同一のテーブルを用いることがで
き、信号分析フィルタバンクと信号合成フィルタバンク
を同時に実現する場合のメモリ量を従来例と比較して半
減することができる。
施例の信号分析フィルタバンクと第２の実施例の信号合
成フィルタバンクで同一のテーブルを用いることがで
き、信号分析フィルタバンクと信号合成フィルタバンク
を同時に実現する場合のメモリ量を従来例と比較して半
減することができる。
【０１５１】図３は本発明の第３の実施例のブロック図
である。図３で、３１はＲＡＭ、３２はＲＯＭ、３３は
乗算器、３４は加算／減算器、３５はレジスタであり、
典型的なＤＳＰの構成である。図１に示した信号分析フ
ィルタバンクでは、第１の演算部と第２の演算部の構成
は同一であり、また、図２に示した信号合成フィルタバ
ンクでは第３の演算部と第４の演算部の構成は同一であ
る。第３の実施例ではこれらの２つの演算部を共通の１
つの演算部にしてこれを時分割に使って信号分析あるい
は合成フィルタバンクを実現する。図３のハードウェア
を使って動作モードを分析と合成とで切り換えることに
より信号分析フィルタバンクと合成フィルタバンクを共
に同一のハードウェアで実現することができる。信号分
析フィルタバンクの場合、ＲＡＭ３１は入力信号メモリ
と第１の中間信号メモリとサブバンド出力信号メモリと
からなり、ＲＯＭ３２は第１のフィルタ係数メモリとコ
サイン係数メモリとからなる。また、信号合成フィルタ
バンクの場合、ＲＡＭ３１はサブバンド入力信号メモリ
と第２の中間信号メモリと出力信号メモリとからなり、
ＲＯＭ３２はコサイン係数メモリと第２のフィルタ係数
メモリとからなる（第３の実施例の場合、コサイン係数
メモリについては共通に使うことができるので、第１と
第２のように区別する必要はない。）。
である。図３で、３１はＲＡＭ、３２はＲＯＭ、３３は
乗算器、３４は加算／減算器、３５はレジスタであり、
典型的なＤＳＰの構成である。図１に示した信号分析フ
ィルタバンクでは、第１の演算部と第２の演算部の構成
は同一であり、また、図２に示した信号合成フィルタバ
ンクでは第３の演算部と第４の演算部の構成は同一であ
る。第３の実施例ではこれらの２つの演算部を共通の１
つの演算部にしてこれを時分割に使って信号分析あるい
は合成フィルタバンクを実現する。図３のハードウェア
を使って動作モードを分析と合成とで切り換えることに
より信号分析フィルタバンクと合成フィルタバンクを共
に同一のハードウェアで実現することができる。信号分
析フィルタバンクの場合、ＲＡＭ３１は入力信号メモリ
と第１の中間信号メモリとサブバンド出力信号メモリと
からなり、ＲＯＭ３２は第１のフィルタ係数メモリとコ
サイン係数メモリとからなる。また、信号合成フィルタ
バンクの場合、ＲＡＭ３１はサブバンド入力信号メモリ
と第２の中間信号メモリと出力信号メモリとからなり、
ＲＯＭ３２はコサイン係数メモリと第２のフィルタ係数
メモリとからなる（第３の実施例の場合、コサイン係数
メモリについては共通に使うことができるので、第１と
第２のように区別する必要はない。）。
【０１５２】以上のように、第３の実施例では演算部を
共通化することにより演算部のハードウェア規模を半減
することができる。
共通化することにより演算部のハードウェア規模を半減
することができる。
【０１５３】図４はコサイン係数メモリのメモリ量を削
減した実施例の詳細ブロック図である。図４で、４１は
切り換え器、４２は剰余算出器、４３はアドレスレジス
タ、４４は加算器、４５はコサイン係数テーブルを記憶
しているＲＯＭである。切り換え器４１はアドレス動作
モードの設定によってダイレクトアドレスモードのとき
はダイレクトアドレスを選択し、増分アドレスモードの
ときは加算器４４の出力を選択し、結果を剰余算出器４
２に出力する。剰余算出器４２は入力の１周期分すなわ
ち４Ｍの剰余を出力するものであり、したがって、４Ｍ
が２のべき乗のときは不要である。剰余算出器４２は、
１周期より長い時間に対するコサイン係数データを１周
期以下の時間に対するコサイン係数データに変換する役
割を果たす。アドレスレジスタ４３は剰余算出器４２の
出力を保持し、ＲＯＭ４５に対するＲＯＭアドレスを出
力する。加算器４４はアドレスレジスタ４３の出力であ
るＲＯＭアドレスに増分アドレスを加算した結果を出力
することにより、前回のアドレスに増分アドレスで指定
した分だけ増加したアドレスを出力する。ＲＯＭ４５は
ルックアップテーブルであり、アドレスレジスタ４３で
指定されたＲＯＭアドレスに対応するＲＯＭデータを出
力する。
減した実施例の詳細ブロック図である。図４で、４１は
切り換え器、４２は剰余算出器、４３はアドレスレジス
タ、４４は加算器、４５はコサイン係数テーブルを記憶
しているＲＯＭである。切り換え器４１はアドレス動作
モードの設定によってダイレクトアドレスモードのとき
はダイレクトアドレスを選択し、増分アドレスモードの
ときは加算器４４の出力を選択し、結果を剰余算出器４
２に出力する。剰余算出器４２は入力の１周期分すなわ
ち４Ｍの剰余を出力するものであり、したがって、４Ｍ
が２のべき乗のときは不要である。剰余算出器４２は、
１周期より長い時間に対するコサイン係数データを１周
期以下の時間に対するコサイン係数データに変換する役
割を果たす。アドレスレジスタ４３は剰余算出器４２の
出力を保持し、ＲＯＭ４５に対するＲＯＭアドレスを出
力する。加算器４４はアドレスレジスタ４３の出力であ
るＲＯＭアドレスに増分アドレスを加算した結果を出力
することにより、前回のアドレスに増分アドレスで指定
した分だけ増加したアドレスを出力する。ＲＯＭ４５は
ルックアップテーブルであり、アドレスレジスタ４３で
指定されたＲＯＭアドレスに対応するＲＯＭデータを出
力する。
【０１５４】ＲＯＭ４５は、ｒをアドレスとするときコ
サイン係数データｄ（ｒ）として（数６７）あるいは
（数６８）で表わされるコサイン関数の一周期分即ち４
Ｍ個の値を記憶している。 （１）Ｍが偶数の場合、
サイン係数データｄ（ｒ）として（数６７）あるいは
（数６８）で表わされるコサイン関数の一周期分即ち４
Ｍ個の値を記憶している。 （１）Ｍが偶数の場合、
【０１５５】
【数６７】
【０１５６】（２）Ｍが奇数の場合、
【０１５７】
【数６８】
【０１５８】図４のような構成をとることにより、第１
の実施例あるいは第２の実施例の（数４９），（数５
０）あるいは（数５９），（数６０）で表わされるコサ
イン係数と同一の値を出力することができる。以下、Ｍ
が偶数の場合について説明するが、奇数の場合について
も同様にして説明できるので、ここでは説明を省略す
る。また、信号分析フィルタバンクにおける使い方につ
いて説明するが、信号合成フィルタバンクも同様に説明
することができるので説明を省略する。
の実施例あるいは第２の実施例の（数４９），（数５
０）あるいは（数５９），（数６０）で表わされるコサ
イン係数と同一の値を出力することができる。以下、Ｍ
が偶数の場合について説明するが、奇数の場合について
も同様にして説明できるので、ここでは説明を省略す
る。また、信号分析フィルタバンクにおける使い方につ
いて説明するが、信号合成フィルタバンクも同様に説明
することができるので説明を省略する。
【０１５９】第１の実施例の信号分析フィルタバンクで
は（数４７）に示すようにｉの値を一定にしてｋの値を
０からＭ−１まで変化させる。最初に、ダイレクトアド
レスの値を２ｉ＋１に設定し、切り換え器４１をダイレ
クトアドレスモードに設定することによりＲＯＭアドレ
スをｒ＝２ｉ＋１に設定し、ＲＯＭデータを出力する。
このときのＲＯＭデータの値は（数４７）のｋ＝０の項
のコサイン関数の値である。次に、増分アドレスを２ｉ
＋１に設定し、切り換え器４１を増分アドレスモードに
設定することにより、ＲＯＭアドレスをｒ＝４ｉ＋２に
設定し、ＲＯＭデータを出力する。これは（数４７）の
ｋ＝１の項のコサイン関数の値である。以下、増分アド
レスモードで動作させることにより、ｒ＝６ｉ＋３，８
ｉ＋４，・・・，（２ｉ＋１）（Ｍ−１）に設定し、ｋ
＝２，３，・・・，Ｍ−１の項のコサイン関数の値を出
力することができる。
は（数４７）に示すようにｉの値を一定にしてｋの値を
０からＭ−１まで変化させる。最初に、ダイレクトアド
レスの値を２ｉ＋１に設定し、切り換え器４１をダイレ
クトアドレスモードに設定することによりＲＯＭアドレ
スをｒ＝２ｉ＋１に設定し、ＲＯＭデータを出力する。
このときのＲＯＭデータの値は（数４７）のｋ＝０の項
のコサイン関数の値である。次に、増分アドレスを２ｉ
＋１に設定し、切り換え器４１を増分アドレスモードに
設定することにより、ＲＯＭアドレスをｒ＝４ｉ＋２に
設定し、ＲＯＭデータを出力する。これは（数４７）の
ｋ＝１の項のコサイン関数の値である。以下、増分アド
レスモードで動作させることにより、ｒ＝６ｉ＋３，８
ｉ＋４，・・・，（２ｉ＋１）（Ｍ−１）に設定し、ｋ
＝２，３，・・・，Ｍ−１の項のコサイン関数の値を出
力することができる。
【０１６０】以上のように図４の実施例では、コサイン
係数テーブルをコサイン関数の周期性を利用して一周期
分記憶することにより、コサイン係数のメモリ量を従来
例の２Ｍ2から４Ｍへと２／Ｍに削減することができ、
例えばＭが１６の場合メモリ量を１／８に削減すること
ができる。
係数テーブルをコサイン関数の周期性を利用して一周期
分記憶することにより、コサイン係数のメモリ量を従来
例の２Ｍ2から４Ｍへと２／Ｍに削減することができ、
例えばＭが１６の場合メモリ量を１／８に削減すること
ができる。
【０１６１】さらに、コサイン関数の対称性を利用して
その半周期分あるいは１／４周期分、すなわちコサイン
係数テーブルのメモリ量を２Ｍ個あるいはＭ個とするこ
ともできる。
その半周期分あるいは１／４周期分、すなわちコサイン
係数テーブルのメモリ量を２Ｍ個あるいはＭ個とするこ
ともできる。
【０１６２】次に、（数４０）の関係式を利用してフィ
ルタ係数のメモリサイズをＭＰ個に削減したフィルタ係
数メモリの実施例について説明する。
ルタ係数のメモリサイズをＭＰ個に削減したフィルタ係
数メモリの実施例について説明する。
【０１６３】本実施例のフィルタ係数メモリは、（数６
９）で定義されるＭＰ個のフィルタ係数ｇ（ｓ）を記憶
する。
９）で定義されるＭＰ個のフィルタ係数ｇ（ｓ）を記憶
する。
【０１６４】
【数６９】
【０１６５】（数４６）で定義される第１の実施例の第
１のフィルタ係数ｈ１（ｌ）と（数６９）で定義される
フィルタ係数ｇ（ｓ）の間には次の関係式が成立する。 （１）ｌ＝０の場合、
１のフィルタ係数ｈ１（ｌ）と（数６９）で定義される
フィルタ係数ｇ（ｓ）の間には次の関係式が成立する。 （１）ｌ＝０の場合、
【０１６６】
【数７０】
【０１６７】（２）１≦ｌ≦ＭＰの場合、
【０１６８】
【数７１】
【０１６９】すなわち、フィルタ係数テーブルｇ（ｓ）
をアドレスｓ＝ｌ−１で参照し、ＩＮＴ（ｌ／２Ｍ）の
値が偶数か奇数かによって、テーブルデータをそれぞれ
そのままあるいは符号を反転して出力する。 （３）ＭＰ＋１≦ｌ≦２ＭＰ−１
をアドレスｓ＝ｌ−１で参照し、ＩＮＴ（ｌ／２Ｍ）の
値が偶数か奇数かによって、テーブルデータをそれぞれ
そのままあるいは符号を反転して出力する。 （３）ＭＰ＋１≦ｌ≦２ＭＰ−１
【０１７０】
【数７２】
【０１７１】すなわち、フィルタ係数テーブルｇ（ｓ）
をアドレスｓ＝２ＭＰ−ｌで参照し、ＩＮＴ（ｌ／２
Ｍ）の値が偶数か奇数かによって、テーブルデータをそ
れぞれそのままあるいは符号を反転して出力する。
をアドレスｓ＝２ＭＰ−ｌで参照し、ＩＮＴ（ｌ／２
Ｍ）の値が偶数か奇数かによって、テーブルデータをそ
れぞれそのままあるいは符号を反転して出力する。
【０１７２】（数６６）で定義される第２の実施例の第
２のフィルタ係数ｈ２（ｌ）の代わりにこのフィルタ係
数テーブルを用いるときは、フルバンド出力信号をメモ
リに記憶する直前にＭ倍し、ゲインを合わせる必要があ
る。
２のフィルタ係数ｈ２（ｌ）の代わりにこのフィルタ係
数テーブルを用いるときは、フルバンド出力信号をメモ
リに記憶する直前にＭ倍し、ゲインを合わせる必要があ
る。
【０１７３】以上のようにこの実施例では、直線位相非
巡回形フィルタのフィルタ係数の対称性を利用して、フ
ィルタ係数のメモリ量を従来例の２ＭＰからＭＰへと半
減することができる。さらに、信号分析フィルタバンク
と合成フィルタバンクでフィルタ係数テーブルを共通化
することができ、同一のハードウェアを使って信号分析
フィルタバンクと信号合成フィルタバンクを実現すると
きの、フィルタ係数テーブルのメモリ量を半減すること
ができる。
巡回形フィルタのフィルタ係数の対称性を利用して、フ
ィルタ係数のメモリ量を従来例の２ＭＰからＭＰへと半
減することができる。さらに、信号分析フィルタバンク
と合成フィルタバンクでフィルタ係数テーブルを共通化
することができ、同一のハードウェアを使って信号分析
フィルタバンクと信号合成フィルタバンクを実現すると
きの、フィルタ係数テーブルのメモリ量を半減すること
ができる。
【０１７４】
【発明の効果】以上のように本発明の信号分析フィルタ
バンクは、第１の演算部と、第２の演算部とを設けるこ
とにより、従来例と比較して第２の演算部の積和計算回
数と第１の中間信号のメモリ量を半減することができ
る。
バンクは、第１の演算部と、第２の演算部とを設けるこ
とにより、従来例と比較して第２の演算部の積和計算回
数と第１の中間信号のメモリ量を半減することができ
る。
【０１７５】また、本発明の信号合成フィルタバンク
は、第３の演算部と、第４の演算部とを設けることによ
り、従来例と比較して第３の演算部の積和計算回数と第
２の中間信号のメモリ量を半減することができる。
は、第３の演算部と、第４の演算部とを設けることによ
り、従来例と比較して第３の演算部の積和計算回数と第
２の中間信号のメモリ量を半減することができる。
【０１７６】また、本発明の信号分析及び合成フィルタ
バンクは、分析と合成で共通に使用できるＭ個あるいは
２Ｍ個もしくは４Ｍ個のコサイン係数テーブルを設ける
ことにより、そのメモリ量をそれぞれ１／２Ｍあるいは
１／Ｍもしくは２／Ｍに削減することができる。
バンクは、分析と合成で共通に使用できるＭ個あるいは
２Ｍ個もしくは４Ｍ個のコサイン係数テーブルを設ける
ことにより、そのメモリ量をそれぞれ１／２Ｍあるいは
１／Ｍもしくは２／Ｍに削減することができる。
【０１７７】さらに、本発明の信号分析及び合成フィル
タバンクは、分析と合成で共通に使用することができる
構成のＭＰ個のフィルタ係数テーブルを設けることによ
り、そのメモリ量を半減することができる等、本発明の
信号分析及び合成フィルタバンクは、計算量とメモリ量
を削減し、低消費電力で小型のフィルタバンクを実現す
ることができる。
タバンクは、分析と合成で共通に使用することができる
構成のＭＰ個のフィルタ係数テーブルを設けることによ
り、そのメモリ量を半減することができる等、本発明の
信号分析及び合成フィルタバンクは、計算量とメモリ量
を削減し、低消費電力で小型のフィルタバンクを実現す
ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例における信号分析フィル
タバンクの構成を示すブロック図
タバンクの構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施例における信号合成フィル
タバンクの構成を示すブロック図
タバンクの構成を示すブロック図
【図３】本発明の第３の実施例における信号分析あるい
は合成フィルタバンクの構成を示すブロック図
は合成フィルタバンクの構成を示すブロック図
【図４】本発明のメモリ量を削減した実施例におけるコ
サイン係数メモリの構成を示す詳細ブロック図
サイン係数メモリの構成を示す詳細ブロック図
【図５】従来の信号分析フィルタバンクと信号合成フィ
ルタバンクの構成を示すブロック図
ルタバンクの構成を示すブロック図
【図６】（ａ）はプロトタイプフィルタの周波数振幅応
答を示すスペクトル図 （ｂ）はプロトタイプフィルタを周波数遷移することに
より構成した信号分析あるいは合成フィルタバンクの周
波数振幅応答を示すスペクトル図
答を示すスペクトル図 （ｂ）はプロトタイプフィルタを周波数遷移することに
より構成した信号分析あるいは合成フィルタバンクの周
波数振幅応答を示すスペクトル図
１１ 第１の演算部 １２ 第２の演算部 １３ 入力信号メモリ １４ 第１の中間信号メモリ １５ サブバンド出力信号メモリ １６ 第１の乗算器 １７ 第１のフィルタ係数メモリ １８ 第１の加算／減算器 １９ 第１のレジスタ １１０ 第２の乗算器 １１１ 第１のコサイン係数メモリ １１２ 第２の加算／減算器 １１３ 第２のレジスタ ２１ 第３の演算部 ２２ 第４の演算部 ２３ サブバンド入力信号メモリ ２４ 第２の中間信号メモリ ２５ 出力信号メモリ ２６ 第３の乗算器 ２７ 第２のコサイン係数メモリ ２８ 第３の加算／減算器 ２９ 第３のレジスタ ２１０ 第４の乗算器 ２１１ 第２のフィルタ係数メモリ ２１２ 第４の加算／減算器 ２１３ 第４のレジスタ ３１ ＲＡＭ ３２，４５ ＲＯＭ ３３ 乗算器 ３４ 加算／減算器 ３５ レジスタ ４１ 切り換え器 ４２ 剰余算出器 ４３ アドレスレジスタ ４４ 加算器
Claims (9)
- 【請求項１】サンプリング周波数ｆsの信号をＭ個の等
帯域幅のサンプリング周波数がｆs／Ｍのサブバンド信
号に分割する信号分析フィルタバンクであって、前記信
号分析フィルタバンクは最初の値が零である２ＭＰ（Ｐ
は正整数）個のフィルタ係数を有する直線位相非巡回形
のプロトタイプフィルタを周波数遷移することによって
構成され、プロトタイプフィルタのフィルタ係数をｈ
（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）、サンプリング
時刻ｎにおける入力信号をｘ（ｎ）、Ｍ個の第１の中間
信号をｗ１（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦Ｍ−１）、第ｉサ
ブバンド（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）のサンプリング時
刻Ｍｍにおける出力信号をｙ（ｉ，Ｍｍ）とするとき、 （１）Ｍが偶数の場合は、 （ａ）ｋ＝０では、 【数１】 （ｂ）１≦ｋ≦Ｍ／２では、 【数２】 （ｃ）Ｍ／２＋１≦ｋ≦Ｍ−１では、 【数３】 によって第１の中間信号を算出する第１の演算部と、 【数４】 によってサブバンド出力信号を算出する第２の演算部と
を備え、 （２）Ｍが奇数の場合は、 （ａ）０≦ｋ≦（Ｍ−１）／２では、 【数５】 （ｂ）（Ｍ＋１）／２≦ｋ≦Ｍ−１では、 【数６】 によって第１の中間信号を算出する第１の演算部と、 【数７】 によってサブバンド出力信号を算出する第２の演算部と
を備えたことを特徴とする信号分析フィルタバンク。 - 【請求項２】Ｍ個の等帯域幅のサンプリング周波数ｆs
／Ｍのサブバンド信号を合成してサンプリング周波数ｆ
sの信号を再生する信号合成フィルタバンクであって、
前記信号合成フィルタバンクは最初の値が零である２Ｍ
Ｐ（Ｐは正整数）個のフィルタ係数を有する直線位相非
巡回形のプロトタイプフィルタを周波数遷移することに
よって構成され、プロトタイプフィルタのフィルタ係数
をｈ（ｌ）（ただし、０≦ｌ≦２ＭＰ−１）、第ｉサブ
バンド（ただし、０≦ｉ≦Ｍ−１）のサンプリング時刻
Ｍｍにおける入力信号をｙ（ｉ，Ｍｍ）、２ＭＰ個の第
２の中間信号をｗ２（ｋ）（ただし、０≦ｋ≦２ＭＰ−
１）、サンプリング時刻Ｍｍ＋ｎ（ただし、０≦ｎ≦Ｍ
−１）における出力信号をｘ’（Ｍｍ＋ｎ）とすると
き、０≦ｋ≦２ＭＰ−Ｍ−１に対して第２の中間信号ｗ
２（ｋ）をｗ２（ｋ＋Ｍ）にシフトし、 （１）Ｍが偶数の場合は、 【数８】 によって０≦ｋ≦Ｍ−１に対する第２の中間信号を算出
する第３の演算部と、 （ａ）０≦ｎ≦Ｍ／２−１では、 【数９】 （ｂ）ｎ＝Ｍ／２では、 【数１０】 （ｃ）Ｍ／２＋１≦ｎ≦Ｍ−１では、 【数１１】 によって出力信号を算出する第４の演算部とを備え、 （２）Ｍが奇数の場合は、 【数１２】 によって０≦ｋ≦Ｍ−１に対する第２の中間信号を算出
する第３の演算部と、 （ａ）０≦ｎ≦（Ｍ−１）／２では、 【数１３】 （ｂ）（Ｍ＋１）／２≦ｎ≦Ｍ−１では、 【数１４】 によって出力信号を算出する第４の演算部とを備えたこ
とを特徴とする信号合成フィルタバンク。 - 【請求項３】請求項１記載の信号分析フィルタバンクと
請求項２記載の信号合成フィルタバンクとを備えたこと
を特徴とする信号分析及び合成フィルタバンク。 - 【請求項４】第２の演算部は、Ｍ個あるいは２Ｍ個もし
くは４Ｍ個のコサイン係数テーブルを備えたことを特徴
とする請求項１または３記載の信号分析フィルタバン
ク。 - 【請求項５】第３の演算部は、Ｍ個あるいは２Ｍ個もし
くは４Ｍ個のコサイン係数テーブルを備えたことを特徴
とする請求項２または３記載の信号合成フィルタバン
ク。 - 【請求項６】第１の演算部はＭＰ個のフィルタ係数テー
ブルを備えたことを特徴とする請求項１，３または４記
載の信号分析フィルタバンク。 - 【請求項７】第４の演算部はＭＰ個のフィルタ係数テー
ブルを備えたことを特徴とする請求項２，３または５記
載の信号合成フィルタバンク。 - 【請求項８】第２の演算部及び第３の演算部は、Ｍ個あ
るいは２Ｍ個もしくは４Ｍ個の共通のコサイン係数テー
ブルを備えたことを特徴とする請求項３記載の信号分析
及び合成フィルタバンク。 - 【請求項９】第１の演算部及び第４の演算部はＭＰ個の
共通のフィルタ係数テーブルを備えたことを特徴とする
請求項３または請求項８記載の信号分析及び合成フィル
タバンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234494A JPH0770954B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 信号分析及び合成フィルタバンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234494A JPH0770954B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 信号分析及び合成フィルタバンク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575389A true JPH0575389A (ja) | 1993-03-26 |
| JPH0770954B2 JPH0770954B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=16971911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3234494A Expired - Fee Related JPH0770954B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 信号分析及び合成フィルタバンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770954B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP3234494A patent/JPH0770954B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0770954B2 (ja) | 1995-07-31 |
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