JPH0823262A

JPH0823262A - サンプリング周波数変換装置

Info

Publication number: JPH0823262A
Application number: JP18094194A
Authority: JP
Inventors: Keiji Matsunaga; 圭司松永
Original assignee: Nippon Columbia Co Ltd
Current assignee: Nippon Columbia Co Ltd
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】サンプリング周波数が単純な整数比となら
ず、これらの最小公倍数が非常に高い周波数となる場合
であっても、少ない演算回数で、高速にサンプリング周
波数変換を行なうことが可能である。【構成】第１のサンプリング周波数ｆ_S1をもつデータ
の周波数成分のうち、第２のサンプリング周波数ｆ_S2の
１／２以下の周波数成分のみを通過させるフィルター部
２と、該フィルター部２からの出力データに第１のポイ
ント数Ｍ₁のスペクトル順変換を施すスペクトル順変換
部４と、スペクトル順変換によって得られたデータの一
部を放棄して第２のポイント数Ｍ₂のものとし、第２の
ポイント数Ｍ₂となったデータにスペクトル逆変換を施
すスペクトル逆変換部５とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、録音機器(レ
コーディング機器)，ＣＤ(コンパクトディスク)，ＭＤ
(ミニディスク)，ＢＳ−ＰＣＭ放送などの互いに異なる
サンプリング周波数を使用している機器間で、サンプリ
ング周波数の整合をとったりするのに利用可能なサンプ
リング周波数変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、サンプリング周波数変換装置とし
て、図１６に示すようなものが知られている。図１６を
参照すると、このサンプリング周波数変換装置は、第１
のサンプリング周波数ｆ_s1のデータを第２のサンプリン
グ周波数ｆ_S2のデータに変換するものであって、第１の
サンプリング周波数ｆ_S1の入力データに零データを補間
する補間部１０１と、補間された結果の入力データに対
して、所定のフィルタリング処理を施すフィルタリング
部１０２と、増幅部１０３と、フィルタリング処理され
増幅された結果のデータに対して間引きを行ない、第２
のサンプリング周波数ｆ_S2の出力データを得る間引部１
０４とを有している。

【０００３】次に、このような構成のサンプリング周波
数変換装置の動作を説明する。このサンプリング周波数
変換装置では、第１のサンプリング周波数ｆ_S1と第２の
サンプリング周波数ｆ_S2の最小公倍数をｆ_Smとすると
き、最小公倍数ｆ_Smと第１のサンプリング周波数との比
Ｎ１＝ｆ_Sm／ｆ_S1と、最小公倍数ｆ_Smと第２のサンプリ
ング周波数ｆ_S2との比Ｎ２＝ｆ_Sm／ｆ_S2とを用いてい
る。

【０００４】すなわち、第１のサンプリング周波数ｆ_S1
をもつ入力データが入力すると、補間部１０１では、こ
の入力データの各サンプリングポイントの間に、(Ｎ₁−
１)ポイントの零データを補間する。零データの補間さ
れたデータに対し、次に、フィルタリング部１０２にお
いて、ｆ_C＝ｆ_S2／２以下の周波数成分のみを通過させ
る低域フィルタリング処理を施す。これにより、入力デ
ータは、サンプリング周波数ｆ_Smへオーバーサンプリン
グされる。このとき、補間部１０１で零データが補間さ
れていることによるエネルギーの低下を補うため、増幅
部１０３で増幅処理が施される。しかる後、このデータ
は間引部１０４によりそのポイント数が１／Ｎ₂倍に間
引かれ、その結果、サンプリング周波数ｆ_S2の出力デー
タを得ることができる。

【０００５】図１７(ａ)乃至(ｄ)には、ｆ_S1とｆ_S2の比
ｆ_S1：ｆ_S2が３：４の場合のオーバーサンプリング型サ
ンプリング周波数変換の一例が示されている。この例で
は、図１７(ａ)に示すような第１のサンプリング周波数
ｆ_S1のデータに０を補間して図１７(ｂ)に示すように、
サンプリング周波数を４ｆ_S1に変換する。次いで、これ
に対し、低域フィルタリング処理を施して、図１７(ｃ)
に示すような４倍オーバーサンプリング結果を得ること
ができる。しかる後、図１７(ｃ)のオーバーサンプリン
グ結果から必要なポイントのサンプルのみを抽出して
(間引きを行なって)、図１７(ｄ)に示すような第２のサ
ンプリング周波数ｆ_S2のデータに変換することができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のサンプリング周波数変換装置では、第１のサン
プリング周波数ｆ_S1と第２のサンプリング周波数ｆ_S2と
が単純な整数比にならない場合には、ｆ_S1とｆ_S2の最小
公倍数ｆ_Smが非常に高い周波数となるので、リアルタイ
ムに周波数変換を行なうためにはフィルタリング部１０
２におけるオーバーサンプリングフィルタ処理に非常に
高い演算速度が要求され、リアルタイム的な用途に適し
ないという欠点があった。

【０００７】例えば、４８ｋＨｚのサンプリング周波数
を使用しているレコーディング機器と４４.１ｋＨｚの
サンプリング周波数を使用しているＣＤ(コンパクトデ
ィスク)との間での互換をとるためにサンプリング周波
数変換をしようとする場合、これらの周波数(４８ｋＨ
ｚ，４４.１ｋＨｚ)が単純な整数比にならないため、サ
ンプリング周波数変換をリアルタイムで行なうことがで
きないという問題があった。

【０００８】本発明は、サンプリング周波数が単純な整
数比とならず、これらの最小公倍数が非常に高い周波数
となる場合であっても、少ない演算回数で、高速にサン
プリング周波数変換を行なうことの可能なサンプリング
周波数変換装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項１記載の発明は、第１のサンプリ
ング周波数をもつデータを、第１のサンプリング周波数
よりも小さい第２のサンプリング周波数をもつデータに
変換するサンプリング周波数変換装置であって、第１の
サンプリング周波数をもつデータの周波数成分のうち、
第２のサンプリング周波数の１／２以下の周波数成分の
みを通過させるフィルター手段と、該フィルター手段か
らの出力データに第１のポイント数のスペクトル順変換
を施すスペクトル順変換手段と、スペクトル順変換によ
って得られたデータの一部を放棄して第２のポイント数
のものとし、第２のポイント数となったデータにスペク
トル逆変換を施すスペクトル逆変換手段とを有し、第１
のポイント数と第２のポイント数との比は、第１のサン
プリング周波数と第２のサンプリング周波数との比と等
しくなるように設定されることを特徴としている。これ
により、サンプリング周波数が単純な整数比とならず、
これらの最小公倍数が非常に高い周波数となる場合であ
っても、少ない演算回数で、高速にサンプリング周波数
変換を行なうことができる。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、第１のサン
プリング周波数をもつデータを、第１のサンプリング周
波数よりも大きい第２のサンプリング周波数をもつデー
タに変換するサンプリング周波数変換装置であって、第
１のサンプリング周波数をもつデータに第１のポイント
数のスペクトル順変換を施すスペクトル順変換手段と、
スペクトル順変換によって得られたデータに零データを
付加して第２のポイント数のデータとするデータ付加手
段と、第２のポイント数となったデータにスペクトル逆
変換を施すスペクトル逆変換手段とを有し、第１のポイ
ント数と第２のポイント数との比は、第１のサンプリン
グ周波数と第２のサンプリング周波数との比と等しくな
るように設定されることを特徴としている。これによ
り、サンプリング周波数が単純な整数比とならず、これ
らの最小公倍数が非常に高い周波数となる場合であって
も、少ない演算回数で、高速にサンプリング周波数変換
を行なうことができる。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、第１のサン
プリング周波数をもつデータを第２のサンプリング周波
数をもつデータに変換するサンプリング周波数変換装置
であって、第１のサンプリング周波数をもつデータの周
波数成分のうち、第２のサンプリング周波数の１／２以
下の周波数成分のみを通過させるフィルター手段と、所
定のデータに第１のポイント数のスペクトル順変換を施
すスペクトル順変換手段と、所定のデータに零データを
付加するデータ付加手段と、第２のポイント数のデータ
にスペクトル逆変換を施すスペクトル逆変換手段とを有
し、第１のサンプリング周波数をもつデータを、第１の
サンプリング周波数よりも小さい第２のサンプリング周
波数をもつデータに変換する場合には、フィルター手段
によって、第１のサンプリング周波数をもつデータの周
波数成分のうち、第２のサンプリング周波数の１／２以
下の周波数成分のみを通過させ、フィルター手段からの
出力データにスペクトル順変換手段により、第１のポイ
ント数のスペクトル順変換を施し、スペクトル順変換に
よって得られたデータの一部を放棄して第２のポイント
数のものとし、第２のポイント数となったデータにスペ
クトル逆変換手段によりスペクトル逆変換を施し、ま
た、第１のサンプリング周波数をもつデータを、第１の
サンプリング周波数よりも大きい第２のサンプリング周
波数をもつデータに変換する場合には、第１のサンプリ
ング周波数をもつデータにスペクトル順変換手段によ
り、第１のポイント数のスペクトル順変換を施し、スペ
クトル順変換によって得られたデータにデータ付加手段
により、零データを付加して第２のポイント数のデータ
とし、第２のポイント数となったデータにスペクトル逆
変換手段により、スペクトル逆変換を施すようになって
おり、第１のポイント数と第２のポイント数との比は、
第１のサンプリング周波数と第２のサンプリング周波数
との比と等しくなるように設定されることを特徴として
いる。これにより、第１のサンプリング周波数が第２の
サンプリング周波数よりも高い場合，低い場合のいずれ
の場合にも、１つの簡単な装置構成で、請求項１，請求
項２によって得られる効果を得ることができる。

【００１２】また、請求項４記載の発明では、スペクト
ル順変換にはＭＤＣＴが用いられ、スペクトル逆変換に
は逆ＭＤＣＴが用いられることを特徴としている。これ
により、高速かつ精度の良いサンプリング周波数変換を
行なうことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係るサンプリング周波数変換装置
の第１の実施例の構成図である。この第１の実施例のサ
ンプリング周波数変換装置１は、第１のサンプリング周
波数ｆ_S1から第２のサンプリング周波数ｆ_S2にサンプリ
ング周波数変換を行なうとき、第１のサンプリング周波
数ｆ_S1が第２のサンプリング周波数ｆ_S2よりも高い場合
に用いられることを意図している。

【００１４】図１を参照すると、このサンプリング周波
数変換装置１は、第１のサンプリング周波数ｆ_S1をもつ
データを、第１のサンプリング周波数ｆ_S1よりも小さい
第２のサンプリング周波数ｆ_S2をもつデータに変換する
サンプリング周波数変換装置であって、第１のサンプリ
ング周波数ｆ_S1をもつデータの周波数成分のうち、第２
のサンプリング周波数ｆ_S2の１／２以下の周波数成分の
みを通過させるフィルター部２と、該フィルター部２か
らの出力データを蓄積する入力バッファ３と、入力バッ
ファ３に蓄積されたデータに第１のポイント数Ｍ₁のス
ペクトル順変換を施すスペクトル順変換部４と、スペク
トル順変換によって得られたデータの一部を放棄して第
２のポイント数Ｍ₂のものとし、第２のポイント数Ｍ₂と
なったデータにスペクトル逆変換を施すスペクトル逆変
換部５と、スペクトル逆変換された結果のデータを蓄積
する出力バッファ６とを有している。ここで、第１のポ
イント数Ｍ₁と第２のポイント数Ｍ₂との比は、第１のサ
ンプリング周波数ｆ_S1と第２のサンプリング周波数ｆ_S2
との比と等しくなるように設定される。

【００１５】また、フィルタ部２は、スペクトル逆変換
時にサンプリング定理(標本化定理)を満足させるために
設けられており、従って、第２のサンプリング周波数ｆ
_S2の１／２の周波数ｆ_C＝ｆ_S2／２以下の周波数成分の
みを通過させる低減フィルタとして構成されている。

【００１６】また、図２は本発明に係るサンプリング周
波数変換装置の第２の実施例の構成図である。この第２
の実施例のサンプリング周波数変換装置１１は、第１の
サンプリング周波数ｆ_S1から第２のサンプリング周波数
ｆ_S2にサンプリング周波数変換を行なうとき、第１のサ
ンプリング周波数ｆ_S1が第２のサンプリング周波数ｆ_S2
よりも低い場合に用いられることを意図している。

【００１７】図２を参照すると、このサンプリング周波
数変換装置１１は、第１のサンプリング周波数ｆ_S1をも
つデータを、第１のサンプリング周波数ｆ_S1よりも大き
い第２のサンプリング周波数ｆ_S2をもつデータに変換す
るサンプリング周波数変換装置であって、第１のサンプ
リング周波数ｆ_S1をもつデータを蓄積する入力バッファ
１２と、入力バッファ１２に蓄積されたデータに第１の
ポイント数Ｍ₁のスペクトル順変換を施すスペクトル順
変換１３と、スペクトル順変換によって得られたデータ
に零データを(Ｍ₂−Ｍ₁)ポイント付加して第２のポイン
ト数Ｍ₂のデータとするデータ付加部１４と、第２のポ
イント数Ｍ₂となったデータにスペクトル逆変換を施す
スペクトル逆変換部１５と、スペクトル逆変換された結
果のデータを蓄積する出力バッファ１６とを有してい
る。ここで、第１のポイント数Ｍ₁と第２のポイント数
Ｍ₂との比は、第１の実施例と同様、第１のサンプリン
グ周波数ｆ_S1と第２のサンプリング周波数ｆ_S2との比と
等しくなるように設定される。

【００１８】上記第１，第２の実施例のサンプリング周
波数変換装置を用い、入力データ列に対してサンプリン
グ周波数変換を行なう場合、第１のサンプリング周波数
ｆ_S1をもつ標本化データの数１０乃至数１００ポイント
毎のブロック単位で、変換処理を行なうことができる。

【００１９】また、上記第１，第２の実施例において、
スペクトル順変換部４，１３は、時間軸を周波数軸に変
換する処理を行ない、また、スペクトル逆変換部５，１
５は、周波数軸を時間軸に変換する処理を行なうもので
あって、このようなスペクトル変換処理には、ＤＦＴ
(離散フーリエ変換)，ＤＣＴ(離散コサイン変換)，ＤＣ
Ｔを改良したＭＤＣＴ(Modified Discrete cosine Tran
sformation：改良離散コサイン変換)などを用いること
ができる。なお、スペクトル順変換部４，１３にＤＦ
Ｔ，ＤＣＴ，ＭＤＣＴが用いられる場合、スペクトル逆
変換部５，１５には、正確には、逆ＤＦＴ，逆ＤＣＴ，
逆ＭＤＣＴが用いられる。

【００２０】このように、スペクトル変換処理には、各
種の手法を用いることができるが、処理を高速に行な
い、かつ、良好な変換結果を得るためには、ＭＤＣＴを
用いるのが良い。以下、これら各種の手法(ＤＦＴ，Ｄ
ＣＴ，ＭＤＣＴ)について簡単に説明する。

【００２１】図３は入力データ列に対するサンプリング
周波数変換にＤＦＴを用いるとした場合を説明するため
の図である。図３の例では、１ブロックに１０２４ポイ
ントのサンプリングポイントが含まれているとする。Ｄ
ＦＴを用いてサンプリング周波数変換を行なおうとする
場合、入力信号ｘ(ｎ)が入力すると、１０２４ポイント
ごとにブロック化され、各ブロックＣ₁，Ｃ₂，…ごとに
変換処理がなされる。すなわち、例えばブロックＣ₁に
着目すると、このブロックＣ₁内の１０２４ポイントの
サンプリングデータに対してＤＦＴがなされ、５１２個
の周波数データが得られる。同様に、ブロックＣ₂に着
目すると、このブロックＣ₁内の１０２４ポイントのサ
ンプリングデータに対してＤＦＴがなされ、５１２個の
周波数データが得られる。

【００２２】このように、ＤＦＴを用いて、サンプリン
グ周波数変換を行なうことができる。しかしながら、サ
ンプリング周波数変換にＤＦＴを用いる場合には、５１
２個の周波数データを得るのに、その２倍の１０２４ポ
イントのＤＦＴを行なう必要がある。また図３(ａ)のよ
うにオーバーラップのないブロック区切りでは、一般
に、ブロックのつなぎ目のところで雑音が生じる。この
雑音を低減するために、図３(ｂ)のようにオーバーラッ
プさせながらＤＦＴを行なうとさらに計算量が増大する
という問題がある。

【００２３】これに対し、ＤＣＴは、一般に、次式に従
ってなされる。

【００２４】

【数１】

【００２５】数１において、ｎは時間、ｋは周波数であ
り、ｋは、ｋ＝０，１，２，…，Ｎ−１の値をとり、ま
た、ｇ(０)＝１、ｇ(ｋ)＝２^1/2(ｋ≠０)である。

【００２６】ＤＣＴの変換係数行列をみると、各行は、
直流から(Ｎ／２−０.５)まで０.５サイクル間隔で周波
数を順次に高くしたコサイン波を等間隔でＮ点サンプル
したものであり、その変換結果は、図４に示すように、
ｎ＝０，１，…，Ｎ−１の各コサイン波の集まりとして
波形の性質を表現したものとなっている。なお、図４に
示す各コサイン波は、後述のように、ブロックの先端よ
り等間隔でＮ点サンプリングされているものである。

【００２７】従って、基本的には、ＤＣＴとは周波数ス
ペクトルを求める変換であることがわかる。換言すれ
ば、ＤＣＴは時間軸でサンプリングされたデータ(例え
ば図５(ａ)参照)を周波数軸でサンプリングされたデー
タ(例えば図５(ｂ)参照)へ変換し、逆ＤＣＴはその逆の
変換を行なうものである。なお、図５(ａ)，(ｂ)におい
て、ｔ_Sはサンプリング周期であり、ｆ_Sはサンプリング
周波数である。

【００２８】図６は入力データ列に対するサンプリング
周波数変換にＤＣＴを用いるとした場合を説明するため
の図である。図６の例では、１ブロックに５１２ポイン
トのサンプリングポイントが含まれているとする。ＤＣ
Ｔを用いてサンプリング周波数変換を行なおうとする場
合、入力信号ｘ(ｎ)が入力すると、５１２ポイントごと
にブロック化され、各ブロックＢ₁，Ｂ₂，…ごとに変換
処理がなされる。すなわち、例えばブロックＢ₁に着目
すると、このブロックＢ₁内の５１２ポイントのサンプ
リングデータに対してＤＣＴがなされ、５１２個の周波
数データが得られる。同様に、ブロックＢ₂に着目する
と、このブロックＢ₁内の５１２ポイントのサンプリン
グデータに対してＤＣＴがなされ、５１２個の周波数デ
ータが得られる。従って、５１２個の周波数データを得
るのに、５１２ポイントのＤＣＴを行なえば良い。

【００２９】しかしながら、サンプリング周波数変換に
ＤＣＴを用いる場合でも、図６のようにオーバーラップ
のないブロック区切りでは、一般に、ブロック間の継な
ぎ目のところで雑音が生じる恐れがある。この雑音を低
減するために、図７に示すように、各ブロックＢ₁，
Ｂ₂，…をオーバーラップさせながらＤＣＴを行なう
と、計算量が著しく増大する。またポイント数が奇数の
ＤＣＴを行なう場合、サンプリングポイントの不一致が
あるため、一般的な５０％のオーバーラップをかけるこ
とができないという問題もある。これはＤＦＴを用いた
場合も同様である。図８には、ポイント数が奇数のＤＣ
Ｔを行なう場合、区間Ｔ２においてサンプリングポイン
トの不一致がある場合が示されており、この場合には、
５０％のオーバーラップ処理はできない。

【００３０】従って、サンプリング周波数変換時に、ブ
ロック間の継ぎ目のところでの雑音を低減し、また、そ
の場合に、計算量を低減するのが望ましく、このために
は、スペクトル変換にＭＤＣＴを用いるのが良い。

【００３１】ＤＣＴを改良したＭＤＣＴは、次式(数
２，数３)のように定義される。

【００３２】

【数２】

【００３３】

【数３】

【００３４】なお、数２は順変換であり、数３は逆変換
である。また、数２，数３において、ｈ(ｎ)，ｆ(ｎ)
は、後述のように、順変換時，逆変換時に用いられるウ
インドウである。

【００３５】図９(ａ)，(ｂ)にはＭＤＣＴによる変換例
が示されている。図９(ａ)，図９(ｂ)において、ｔ_Sは
サンプリング周期、ｆ_Sはサンプリング周波数である。
ＭＤＣＴもＤＣＴと同様にサンプリングされたコサイン
波の集まりとして波形の性質を表現したものとなってい
るが、図９(ａ)を図５(ａ)と比べればわかるように、Ｍ
ＤＣＴでは、ＤＣＴと比べて、ブロックの始まりから１
／２ｔ_Sずれたところからサンプリングが始まり、最後
のサンプルから１／２ｔ_S後ろにブロックの終わりがく
る。これにより、サンプリングポイントのブロック中心
に対する対称性を確保でき、後述のように、隣接するブ
ロックとの滑らかな接合を実現できる。

【００３６】図１０は本発明のサンプリング周波数変換
にＭＤＣＴを用いる場合の原理を説明するための図であ
る。ＭＤＣＴは、周波数領域と時間領域とを混在させて
導出されたアルゴリズムであり、オーバーラッピングさ
せながら直交変換することにより変換符号化におけるブ
ロック間の継ぎ目の雑音を軽減することができる。

【００３７】すなわち、図１０を参照すると、入力デー
タｘ(ｎ)が入力するとき、これをブロック化する。図１
０の例では、入力データをブロックｍ−１，ブロックｍ
のように、隣接するブロックｍ−１，ｍを５０％オーバ
ーラップさせながらブロック化している。ブロックｍ−
１の入力データｘ(ｎ)については、これに順変換用ウィ
ンドウｈ(ｎ)(０≦ｎ＜Ｎ)を作用させて、ｘ＊ｈ(ｎ)と
した後、線形変換を行なって変換係数（周波数領域係
数）Ｘ(ｍ−１，ｋ)(０≦ｋ＜Ｎ／２)を得る。しかる
後、この係数Ｘ(ｍ−１，ｋ)に線形逆変換を施して、
ｘ'とし、次いで、ｘ'に逆変換用ウィンドウｆ(ｎ)を作
用させて、このブロックｍ−１の復元信号ｘ'＊ｆ(ｎ)
を再生する。

【００３８】同様に、ブロックｍの入力データｘ(ｎ)に
ついても、これに順変換用ウィンドウｈ(ｎ)(０≦ｎ＜
Ｎ)を作用させて、ｘ＊ｈ(ｎ)とした後、線形変換を行
なって変換係数（周波数領域係数）Ｘ(ｍ，ｋ)(０≦ｋ
＜Ｎ／２)を得る。しかる後、この係数Ｘ(ｍ，ｋ)に線
形逆変換を施して、ｘ'とし、次いで、ｘ'に逆変換用ウ
ィンドウｆ(ｎ)を作用させて、このブロックｍの復元信
号ｘ'＊ｆ(ｎ)を再生する。

【００３９】このようにして、ブロックｍ−１とブロッ
クｍとのそれぞれについて、復元信号ｘ'＊ｆ(ｎ)が得
られると、これらを加算して、最終的に出力データｘ'
(ｎ)を得ることができる。

【００４０】このようなＭＤＣＴの原理は、例えば図１
１に示すような処理から説明できる。すなわち、まず、
入力データｘ(ｎ)をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの区間に分離
し(図１１(ａ))、次に全体をＮ／４シフトし、区間Ｄの
符号を反転して区間Ａの前に移動する(図１１(ｂ))。次
に係数の対称性を利用して、区間Ａ，Ｂ間の減算と，区
間Ｃ，Ｄ間の減算を行なう(図１１(ｃ))。線形順変換、
及び逆変換では、前半の−Ｄ−Ｃの部分とＡ−Ｂの部分
に対して処理を行なう。これにより、図１１(ｄ)に示す
結果が得られる。さらに、図１１(ｄ)の結果全体をＮ／
４シフトし、−Ｄ−Ｃの符号を反転してＣ＋Ｄの後に移
動する(図１１(ｅ))。しかる後、これに逆変換ウィンド
ウを作用させる。これにより、図１１(ｆ)のようにな
り、区間ＡとＢ，及びＣとＤで折り返しを生じるが、細
実線で示される次ブロックの信号を加算すると、これら
はキャンセルされ、区間ＡとＢ，区間ＣとＤとの継ぎ目
での雑音を低減できる。このような変形処理を行なうこ
とによりＭＤＣＴの定義式は次式のようなＤＣＴに似た
線形変換式に変形することができる。

【００４１】

【数４】

【００４２】なお、数４において、ウィンドウｈ(ｎ)
は、例えば次式によって与えられる。

【００４３】

【数５】ｈ(ｎ)＝sin(π(ｎ＋０.５)／Ｎ) ｛ｎ:
０≦ｎ＜Ｎの整数｝

【００４４】ここで、Ｎは時間領域のポイント数であ
る。この時間領域のポイント数Ｎは、ＭＤＣＴにおい
て、オーバーラップしているウィンドウｈ(ｎ)を施した
データのサンプル数である。

【００４５】数４からわかるように、ＭＤＣＴが前述し
た通常のＤＣＴと異なる点は、ｃｏｓの偏角に１／２の
オフセットがかかっているのと、このオフセットによ
り、係数ｇ(ｋ)が常に１になることである。またＮポイ
ントのデータを入力したにもかかわらずＮ／２ポイント
のＤＣＴと等価の計算量となっていることがわかる。こ
れは、オーバーラッピングさせても計算量が増えないこ
とを表わしており、本発明のサンプリング周波数変換に
はＭＤＣＴを用いるのが有利である。

【００４６】より詳しくは、スペクトル順変換部４，１
３におけるポイント数がＭ₁であるとすると、スペクト
ル順変換部４，１３において用いられるＭＤＣＴは、例
えば次式によって与えられる。つまり、周波数領域にお
いてポイント数Ｍ₁のデータを得るＭＤＣＴの式は、次
式によって与えられる。

【００４７】

【数６】

【００４８】なお、数６は、次式で与えられるウインド
ウｈ(ｎ)を数２に代入することによって得られる。

【００４９】

【数７】ｈ(ｎ)＝sin(π(ｎ＋０.５)／２Ｍ₁)
｛ｎ:０≦ｎ＜２Ｍ₁の整数｝

【００５０】また、スペクトル逆変換部５，１５におけ
るポイント数がＭ₂であるとすると、スペクトル逆変換
部５，１５において用いられるＭＤＣＴは、例えば次式
によって与えられる。つまり、周波数領域において、ポ
イント数Ｍ₂のデータを得るＭＤＣＴの式は、次式によ
って与えられる。

【００５１】

【数８】

【００５２】なお、数８は、次式で与えられるウインド
ウｆ(ｎ)を数３に代入することによって得られる。

【００５３】

【数９】ｆ(ｎ)＝sin(π(ｎ＋０.５)／２Ｍ₂)
｛ｎ:０≦ｎ＜２Ｍ₂の整数｝

【００５４】ここで、数６，数８の演算には、高速フー
リエ変換を利用した高速演算アルゴリズムを利用するこ
とができる。またポイント数が奇数のＭＤＣＴを５０％
のオーバーラップをさせながら行なう場合でも、図９に
示したようなサンプリングポイントをとるというＭＤＣ
Ｔの性質上、サンプリングポイントの不一致という問題
は発生しない。従って、ＭＤＣＴを用いることにより、
ＤＦＴ，ＤＣＴに比べて、少ない演算回数で高速かつ精
度良い処理が可能となる。

【００５５】このように、スペクトル変換には、各種の
手法を用いることができるが、少ない演算回数で高速か
つ精度良く処理を行なうためには、ＭＤＣＴを用いるの
が良い。

【００５６】次に、図１に示した本発明の第１の実施例
の処理例として、スペクトル順変換部４，スペクトル逆
変換部５にＭＤＣＴ，逆ＭＤＣＴを用い、例えば、サン
プリング周波数ｆ_S1(＝４８．０ｋＨｚ)の標本化データ
を、サンプリング周波数ｆ_S2(＝４４．１ｋＨｚ)の標本
化データへ変換する場合について、図１２を参照して説
明する。

【００５７】この場合のサンプリング周波数の比は１６
０：１４７であるので、スペクトル順変換部４における
ポイント数Ｍ₁は１６０でありスペクトル逆変換部５に
おけるポイント数Ｍ₂は１４７である。先ず、入力デー
タ(例えば、デジタルオーディオ信号)が入力すると、フ
ィルタ部２では、サンプリング定理を満足させるため
に、第２のサンプリング周波数ｆ_S2の１／２である２
２．０５ｋＨｚ以上の周波数成分を除去し、２２.０５
ｋＨｚ以下の周波数成分のみを通過させる。フィルタ部
２を通過した入力データは、ＭＤＣＴに必要なサンプル
数３２０のデータがそろうまで、入力バッファ３に順次
に蓄積される。なお、この際、ＭＤＣＴ処理後に波形が
時間的に前後のブロック間で滑らかにつながるように、
ＭＤＣＴのポイント数Ｍ₁(１６０ポイント)の２倍のサ
ンプル数(３２０ポイント）のブロックに５０％オーバ
ーラップしたウィンドウ処理がなされる。この場合のウ
インドウ係数ｈ(ｎ)は数７で与えられる。

【００５８】すなわち、入力バッファ３内にＭＤＣＴに
必要なサンプル数３２０のデータが蓄えられたときに、
これらのデータに対し、数７に従ってウインドウ係数ｈ
(ｎ)でウィンドウ処理を施す。しかる後、ウインドウ処
理の施されたデータは、スペクトル順変換部４でＭＤＣ
Ｔ処理を施され、数６によって与えられるような周波数
軸上の１６０ポイントのデータ(ポイント数Ｍ₁のデー
タ)に変換される。このようにして、周波数軸上の１６
０ポイントのデータが得られるとき、得られた１６０ポ
イントのデータのうち、高周波数側の１３ポイントのデ
ータを放棄し(実際はこのデータは０になっている)、低
い周波数側の１４７ポイントのデータ(ポイント数Ｍ₂の
データ)のみをスペクトル逆変換部５へ送る。これら１
４７ポイントのデータは、スペクトル逆変換部５で逆Ｍ
ＤＣＴ処理を施され、時間軸上の２９４ポイントのデー
タに変換される。しかる後、これら２９４ポイントのデ
ータは、逆ＭＤＣＴ処理後に波形が時間的に前後のブロ
ック間で滑らかにつながるように、逆ＭＤＣＴのポイン
ト数Ｍ₂の２倍のサンプル数(２９４ポイント）のブロッ
クに５０％オーバーラップしたウィンドウ処理を行な
う。この場合のウィンドウ係数ｆ(ｎ)は数９で与えられ
る。これにより、数８によって与えられるようなデータ
に変換される。

【００５９】このようにしてウインドウ処理されたブロ
ック単位データは、出力バッファ６に一時蓄えられ、最
後に時間的に連続したデータとして、第２のサンプリン
グ周波数ｆ_S2の周期に応じて、出力バッファ６から出力
される。なお、上記各ウインドウ処理の機能は、入力バ
ッファ３，出力バッファ６にそれぞれもたせることがで
きる。

【００６０】図１３には、サンプリング周波数４８ｋＨ
ｚのデータの波形と、このデータに上述のように変換処
理を施して得られたサンプリング周波数４４.１ｋＨｚ
のデータの波形とを示している。なお、図１４(ａ)に
は、図１３の変換処理において、サンプリング周波数４
８ｋＨｚのデータにＭＤＣＴ処理を施して得られた周波
数軸上の１６０ポイントのデータを示しており、また、
図１４(ｂ)には、図１３の変換処理において、逆ＭＤＣ
Ｔ処理を行なうのに用いた周波数軸上の１４７ポイント
のデータを示している。

【００６１】次に、図２に示した本発明の第２の実施例
の処理例として、スペクトル順変換部１３，スペクトル
逆変換部１５にＭＤＣＴ，逆ＭＤＣＴを用い、例えば、
サンプリング周波数ｆ_S1(＝４４.１ｋＨｚ)の標本化デ
ータを、サンプリング周波数ｆ_S2(＝４８.０ｋＨｚ)の
標本化データへ変換する場合を説明する。

【００６２】この場合のサンプリング周波数の比は１４
７：１６０であるので、スペクトル順変換部１３におけ
るポイント数Ｍ₁は１４７であり、スペクトル逆変換部
１５におけるポイント数Ｍ₂は１６０である。

【００６３】先ず、入力データ(例えば、デジタルオー
ディオ信号)が入力すると、入力データは、ＭＤＣＴに
必要なサンプル数２９４のデータがそろうまで、入力バ
ッファ１２に順次に蓄えられる。ＭＤＣＴに必要なサン
プル数２９４のデータがそろうと、これらの入力データ
に対し、ＭＤＣＴ処理後に波形が時間的に前後のブロッ
ク間で滑らかにつながるように、ＭＤＣＴのポイント数
Ｍ₁(１４７ポイント)の２倍のサンプル数(２９４ポイン
ト)のブロックに５０％オーバーラップしたウィンドウ
処理を施す。この場合のウィンドウ係数ｈ(ｎ)は数７で
与えられる。しかる後、ウィンドウ処理の施されたデー
タは、スペクトル順変換部１３でＭＤＣＴ処理を施さ
れ、周波数軸上の１４７ポイントのデータに変換され
る。このようにして、数６によって与えられるような周
波数軸上の１４７ポイントのデータが得られたとき、デ
ータ付加部１４は、得られた１４７ポイントのデータの
高周波数側に１３ポイントの０データを付加して、スペ
クトル逆変換部１５において必要なサンプル数Ｍ₂であ
る１６０ポイントのデータとする。次いで、これら１６
０ポイントのデータは、スペクトル逆変換部１５で逆Ｍ
ＤＣＴ処理され、時間軸上の３２０ポイントのデータに
変換される。しかる後、これらの３２０ポイントのデー
タは、逆ＭＤＣＴ処理後に波形が時間的に前後のブロッ
ク間で滑らかにつながるように、逆ＭＤＣＴのポイント
数Ｍ₂の２倍のサンプル数(３２０ポイント）のブロック
に５０％オーバーラップしたウィンドウ処理を行なう。
この場合のウインドウ係数ｆ(ｎ)は数９で与えられる。
これにより、数８によって与えられるようなデータに変
換される。

【００６４】このようにしてウィンドウ処理されたデー
タは、出力バッファ１６に一時蓄えられ、最後に時間的
に連続したデータとして、第２のサンプリング周波数ｆ
_S2の周期に応じて、出力バッファ１６から出力される。

【００６５】このように、上述した第１，第２の実施例
では、基本的には、スペクトル順変換とスペクトル逆変
換とを用い、スペクトル順変換された結果に対して、任
意所望の個数のポイントを放棄しあるいは付加して、ス
ペクトル逆変換を行なうことで、放棄あるいは付加した
ポイントの個数に応じた任意所望のサンプリング周波数
に変換することができる。従って、第１のサンプリング
周波数ｆ_S1と第２のサンプリング周波数ｆ_S2とが単純な
整数比とならず、これらの最小公倍数が非常に高い周波
数となる場合であっても、図１１を用いて説明したよう
な少ない演算回数のスペクトル変換と、ポイントを放棄
あるいは追加するだけの簡単な処理とにより、高速にサ
ンプリング周波数変換を行なうことができる。

【００６６】なお、上述の説明では、図１，図２のサン
プリング周波数変換装置は、それぞれ別個の装置として
扱ったが、これらを組合せて１つのサンプリング周波数
変換装置とすることも可能である。この場合、入力バッ
ファ２と１２、出力バッファ６と１６、スペクトル順変
換部４と１３、スペクトル逆変換部５と１５を、互いに
共用することができる。

【００６７】すなわち、第１のサンプリング周波数をも
つデータの周波数成分のうち、第２のサンプリング周波
数の１／２以下の周波数成分のみを通過させるフィルタ
ー部と、所定のデータに第１のポイント数のスペクトル
順変換を施すスペクトル順変換部と、所定のデータに零
データを付加するデータ付加部と、第２のポイント数の
データにスペクトル逆変換を施すスペクトル逆変換部と
を有し、第１のサンプリング周波数をもつデータを、第
１のサンプリング周波数よりも小さい第２のサンプリン
グ周波数をもつデータに変換する場合には、フィルター
部によって、第１のサンプリング周波数をもつデータの
周波数成分のうち、第２のサンプリング周波数の１／２
以下の周波数成分のみを通過させ、フィルター部からの
出力データにスペクトル順変換部により、第１のポイン
ト数のスペクトル順変換を施し、スペクトル順変換によ
って得られたデータの一部を放棄して第２のポイント数
のものとし、第２のポイント数となったデータにスペク
トル逆変換部によりスペクトル逆変換を施し、また、第
１のサンプリング周波数をもつデータを、第１のサンプ
リング周波数よりも大きい第２のサンプリング周波数を
もつデータに変換する場合には、第１のサンプリング周
波数をもつデータにスペクトル順変換部により、第１の
ポイント数のスペクトル順変換を施し、スペクトル順変
換によって得られたデータにデータ付加部により、零デ
ータを付加して第２のポイント数のデータとし、第２の
ポイント数となったデータにスペクトル逆変換部によ
り、スペクトル逆変換を施すように、サンプリング周波
数変換装置を構成することができる。なお、この場合に
も、第１のポイント数Ｍ₁と第２のポイント数Ｍ₂との比
は、第１のサンプリング周波数ｆ_S1と第２のサンプリン
グ周波数ｆ_S2との比と等しくなるように設定される。

【００６８】図１５は第１，第２の実施例のサンプリン
グ周波数変換装置が１つにまとめられたサンプリング周
波数変換装置の具体的な構成例を示す図である。図１５
において、５１は入力端子、５２は復調器、５３はＰＬ
Ｌ(フェーズ・ロックド・ループ)、５４はシステムプロ
セッサ(ＣＰＵ)、５５はモード選択スイッチ、５６はデ
ジタルフィルタ、５７はレジスタ、５８はＭＤＣＴ装
置、５９は逆ＭＤＣＴ装置、６０はレジスタ、６１は変
調器、６２は出力端子である。

【００６９】ここで、デジタルフィルタ５６は第１の実
施例のフィルタ部２に対応し、レジスタ５７は第１，第
２の実施例の入力バッファ３，１２に対応し、ＭＤＣＴ
装置５８は第１，第２の実施例のスペクトル順変換部
４，１３に対応し、逆ＭＤＣＴ装置５９は第１，第２の
実施例のスペクトル逆変換部５，１５に対応し、また、
レジスタ６０は第１，第２の実施例の出力バッファ６，
１６に対応しており、この例では、デジタルフィルタ５
６，ＭＤＣＴ装置５８，および逆ＭＤＣＴ装置５９は、
デジタルシグナルプロセッサ(ＤＳＰ)６３上で動くソフ
トウェアにより実現されている。

【００７０】また、モード選択スイッチ５５は、第２の
サンプリング周波数ｆ_S2を設定するために用いられるス
イッチである。また、システムプロセッサ５４は、モー
ド選択スイッチ５５の設定が変更されたとき、復調器５
２から出力される第１のサンプリング周波数ｆ_S1のデー
タが変更されたとき、あるいは電源投入時などに、その
状況に応じて、フィルタ５６，ＰＬＬ５３，ＭＤＣＴ装
置５８，および逆ＭＤＣＴ装置５９の動作モードの変更
を行なうようになっている。

【００７１】具体的には、システムプロセッサ５４は、
例えば表１に示すようなカットオフ特性を持つフィルタ
定数をデジタルフィルタ５６に再設定することができ
る。

【００７２】

【表１】

【００７３】また、システムプロセッサ５４は、表２に
示すような周波数比のクロックを生成するようＰＬＬ５
３への設定値等を変更することができる。

【００７４】

【表２】

【００７５】また、システムプロセッサ５４は、ＭＤＣ
Ｔ装置５９および逆ＭＤＣＴ装置６０に対し、例えば表
３に示すような動作モードを設定することができる。

【００７６】

【表３】

【００７７】なお、表３の例では、第１のサンプリング
周波数ｆ_S1と第２のサンプリング周波数ｆ_S2とが等しい
ときは、何らの処理もなされないこととしている。

【００７８】復調器５２はデジタルオーディオインター
フェイスフォーマットの復調器であり、入力されたデジ
タルオーディオ信号からデジタルオーディオデータとサ
ンプリングクロックを分離，抽出し、それぞれ、デジタ
ルフィルタ５６、ＰＬＬ５３に与え、また、デジタルオ
ーディオ信号からまたサンプリング周波数データをも抽
出し、これをシステムプロセッサ５４へ与えるようにな
っている。

【００７９】また、デジタルフィルタ５６は、上述した
ようにソフトウェアで実現した低域フィルタであり、シ
ステムプロセッサ５４によって、そのカットオフ周波数
を変更可能に構成されている。

【００８０】また、ＭＤＣＴ装置５８は、システムプロ
セッサ５４によって、そのＭＤＣＴポイント数が変更で
きるようにソフトウェアで構成され、そのウィンドウ長
(ポイント数の２倍)のデータを、レジスタ５７より受け
取り、ＭＤＣＴ処理を施し、その結果を逆ＭＤＣＴ装置
５９へ出力するよう構成されている。

【００８１】また、逆ＭＤＣＴ装置５９は、システムプ
ロセッサ５４によって、その逆ＭＤＣＴポイント数が変
更できるようにソフトウェアで構成され、その逆ＭＤＣ
ＴポイントのデータをＭＤＣＴ装置５８から受け取り、
逆ＭＤＣＴポイント数がＭＤＣＴポイント数より多い場
合には０データを追加し、逆ＭＤＣＴ処理を施し、その
結果をレジスタ６０へ出力するよう構成されている。

【００８２】また、ＰＬＬ５３は、復調器５２から出力
される入力サンプリングクロックに対し、システムプロ
セッサ５４によって指定される周波数比の出力サンプリ
ングクロックを作り出し、変調器６１へ出力するように
なっている。

【００８３】また、変調器６１は、ＰＬＬ５３から出力
される出力サンプリングクロックと同期して動作し、レ
ジスタ６０からデータを取り出して、デジタルオーディ
オ変調し出力端子６２から出力するようになっている。

【００８４】次に、このような構成のサンプリング周波
数変換装置の動作について説明する。入力端子５１から
入力データとしてデジタルオーディオ信号が入力する
と、先ず、復調器５２へ送られる。

【００８５】いま、第１のサンプリング周波数ｆ_S1が４
８ｋＨ_Zのデータを第２のサンプリング周波数ｆ_S2が４
４．１ｋＨ_Zのデータに変換する場合、システムプロセ
ッサ５４により、デジタルフィルタ５６には、表１に従
って、０．４５９ｆ_S1のカットオフ特性が設定され、ま
た、ＰＬＬ５３には、表２に従って、１６０：１４７の
入出力周波数比が設定され、また、ＭＤＣＴ装置５８，
逆ＭＤＣＴ装置５９には、表３に従って、ＭＤＣＴ：１
６０ポイント，逆ＭＤＣＴ(ＩＭＤＣＴ)：１４７ポイン
トの動作モードがそれぞれ設定される。

【００８６】これにより、復調器５２からのサンプリン
グ周波数ｆ_S1が４８ｋＨ_Zのデジタルオーディオデータ
は、デジタルフィルタ５６で０．４５９ｆ_S1以上の周波
数成分が除去され、レジスタ５７に一時蓄えられた後、
ＭＤＣＴ装置５８でポイント数１６０のＭＤＣＴ処理が
なされ、しかる後、逆ＭＤＣＴ装置において、高周波数
側の１３ポイントのデータが放棄されて、ポイント数１
４７の逆ＭＤＣＴ処理がなされる。逆ＭＤＣＴ処理され
た結果得られたデータは、レジスタ６０に一時蓄えられ
た後、ＰＬＬ５３からの周波数比(１６０：１４７)によ
り低減されたクロックによって変調器６１から読み出さ
れ、サンプリング周波数ｆ_S2が４４．１ｋＨ_Zの出力デ
ータとして出力される。

【００８７】また、第１のサンプリング周波数ｆ_S1が４
４.１ｋＨ_Zのデータを第２のサンプリング周波数ｆ_S2が
４８ｋＨ_Zのデータに変換する場合、システムプロセッ
サ５４により、デジタルフィルタ５６には、表１に従っ
て、全ての周波数成分をパスする旨(ＡＬＬ−ＰＡＳＳ)
の特性が設定され、また、ＰＬＬ５３には、表２に従っ
て、１４７：１６０の入出力周波数比が設定され、ま
た、ＭＤＣＴ装置５８，逆ＭＤＣＴ装置５９には、表３
に従って、ＭＤＣＴ：１４７ポイント，逆ＭＤＣＴ(Ｉ
ＭＤＣＴ)：１６０ポイントの動作モードがそれぞれ設
定される。これにより、復調器５２からのサンプリング
周波数ｆ_S1が４８ｋＨ_Zのデジタルオーディオデータ
は、デジタルフィルタ５６を周波数成分が除去されずに
通過し、レジスタ５７に一時蓄えられた後、ＭＤＣＴ装
置５８でポイント数１４７のＭＤＣＴ処理がなされる。
しかる後、逆ＭＤＣＴ装置において、高周波数側に１３
ポイントのデータを付加して、ポイント数１６０の逆Ｍ
ＤＣＴ処理がなされる。逆ＭＤＣＴ処理された結果得ら
れたデータは、レジスタ６０に一時蓄えられた後、ＰＬ
Ｌ５３からの周波数比(１４７：１６０)により低減され
たクロックによって変調器６１から読み出され、サンプ
リング周波数ｆ_S2が４８ｋＨ_Zの出力データとして出力
される。

【００８８】また、例えば、入力サンプリング周波数４
８ｋＨ_Z，出力サンプリング周波数３２ｋＨ_Zのときは、
２４０ポイントのＭＤＣＴを行ないその下位１６０ポイ
ントのデータで逆ＭＤＣＴを行なう。

【００８９】また、例えば、入力サンプリング周波数３
２ｋＨ_Z，出力サンプリング周波数４８ｋＨ_Zのときは、
１６０ポイントのＭＤＣＴを行ない、上位に８０ポイン
トの０データを内挿して２４０ポイントの逆ＭＤＣＴを
行なう。

【００９０】人間の聴覚は音を周波数分析して聞いてお
り、特にオーディオ信号の場合、変換後の標本化データ
も、元の標本化データの持つ周波数成分を忠実に再現し
ている必要がある。本発明のサンプリング周波数変換装
置によれば、スペクトル変換にＭＤＣＴを用いること
で、雑音を少なくし、かつ、極めて高忠実度なサンプリ
ング周波数変換を行なうことができるとともに、上述の
ように、ｆ_S1とｆ_S2とが単純な整数比とならない場合で
も演算回数を少なくすることができて、処理速度の高速
化が図れ、リアルタイム的な応用への可能性を広げるこ
とができる。また、ＭＤＣＴ，逆ＭＤＣＴ処理に高速演
算アルゴリズムを用いれば、さらに大幅に演算回数を低
減することができる。

【００９１】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載の
発明によれば、第１のサンプリング周波数をもつデータ
を、第１のサンプリング周波数よりも小さい第２のサン
プリング周波数をもつデータに変換するサンプリング周
波数変換装置であって、第１のサンプリング周波数をも
つデータの周波数成分のうち、第２のサンプリング周波
数の１／２以下の周波数成分のみを通過させるフィルタ
ー手段と、該フィルター手段からの出力データに第１の
ポイント数のスペクトル順変換を施すスペクトル順変換
手段と、スペクトル順変換によって得られたデータの一
部を放棄して第２のポイント数のものとし、第２のポイ
ント数となったデータにスペクトル逆変換を施すスペク
トル逆変換手段とを有し、第１のポイント数と第２のポ
イント数との比は、第１のサンプリング周波数と第２の
サンプリング周波数との比と等しくなるように設定され
るので、サンプリング周波数が単純な整数比とならず、
これらの最小公倍数が非常に高い周波数となる場合であ
っても、少ない演算回数で、高速にサンプリング周波数
変換を行なうことができる。

【００９２】また、請求項２記載の発明によれば、第１
のサンプリング周波数をもつデータを、第１のサンプリ
ング周波数よりも大きい第２のサンプリング周波数をも
つデータに変換するサンプリング周波数変換装置であっ
て、第１のサンプリング周波数をもつデータに第１のポ
イント数のスペクトル順変換を施すスペクトル順変換手
段と、スペクトル順変換によって得られたデータに零デ
ータを付加して第２のポイント数のデータとするデータ
付加手段と、第２のポイント数となったデータにスペク
トル逆変換を施すスペクトル逆変換手段とを有し、第１
のポイント数と第２のポイント数との比は、第１のサン
プリング周波数と第２のサンプリング周波数との比と等
しくなるように設定されるので、サンプリング周波数が
単純な整数比とならず、これらの最小公倍数が非常に高
い周波数となる場合であっても、少ない演算回数で、高
速にサンプリング周波数変換を行なうことができる。

【００９３】また、請求項３記載の発明によれば、第１
のサンプリング周波数をもつデータを第２のサンプリン
グ周波数をもつデータに変換するサンプリング周波数変
換装置であって、第１のサンプリング周波数をもつデー
タの周波数成分のうち、第２のサンプリング周波数の１
／２以下の周波数成分のみを通過させるフィルター手段
と、所定のデータに第１のポイント数のスペクトル順変
換を施すスペクトル順変換手段と、所定のデータに零デ
ータを付加するデータ付加手段と、第２のポイント数の
データにスペクトル逆変換を施すスペクトル逆変換手段
とを有し、第１のサンプリング周波数をもつデータを、
第１のサンプリング周波数よりも小さい第２のサンプリ
ング周波数をもつデータに変換する場合には、フィルタ
ー手段によって、第１のサンプリング周波数をもつデー
タの周波数成分のうち、第２のサンプリング周波数の１
／２以下の周波数成分のみを通過させ、フィルター手段
からの出力データにスペクトル順変換手段により、第１
のポイント数のスペクトル順変換を施し、スペクトル順
変換によって得られたデータの一部を放棄して第２のポ
イント数のものとし、第２のポイント数となったデータ
にスペクトル逆変換手段によりスペクトル逆変換を施
し、また、第１のサンプリング周波数をもつデータを、
第１のサンプリング周波数よりも大きい第２のサンプリ
ング周波数をもつデータに変換する場合には、第１のサ
ンプリング周波数をもつデータにスペクトル順変換手段
により、第１のポイント数のスペクトル順変換を施し、
スペクトル順変換によって得られたデータにデータ付加
手段により、零データを付加して第２のポイント数のデ
ータとし、第２のポイント数となったデータにスペクト
ル逆変換手段により、スペクトル逆変換を施すようにな
っており、第１のポイント数と第２のポイント数との比
は、第１のサンプリング周波数と第２のサンプリング周
波数との比と等しくなるように設定されるので、第１の
サンプリング周波数が第２のサンプリング周波数よりも
高い場合，低い場合のいずれの場合にも、１つの簡単な
装置構成で、請求項１，請求項２によって得られる効果
を得ることができる。

【００９４】また、請求項４記載の発明によれば、スペ
クトル順変換にはＭＤＣＴが用いられ、スペクトル逆変
換には逆ＭＤＣＴが用いられるので、高速かつ精度の良
いサンプリング周波数変換を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサンプリング周波数変換装置の第
１の実施例の構成図である。

【図２】本発明に係るサンプリング周波数変換装置の第
２の実施例の構成図である。

【図３】入力データ列に対するサンプリング周波数変換
にＤＦＴを用いるとした場合を説明するための図であ
る。

【図４】ＤＣＴの変換原理を説明するための図である。

【図５】ＤＣＴによる変換例を示す図である。

【図６】入力データ列に対するサンプリング周波数変換
にＤＣＴを用いるとした場合を説明するための図であ
る。

【図７】入力データ列に対するサンプリング周波数変換
にＤＣＴを用いるとした場合を説明するための図であ
る。

【図８】５０％オーバーラップ処理のできない場合の一
例を示す図である。

【図９】ＭＤＣＴによる変換例を示す図である。

【図１０】本発明のサンプリング周波数変換にＭＤＣＴ
を用いる場合の原理を説明するための図である。

【図１１】ＭＤＣＴを実現するための処理例を示す図で
ある。

【図１２】本発明によるサンプリング周波数変換処理の
一例を示す図である。

【図１３】本発明によるサンプリング周波数変換処理結
果の一例を示す図である。

【図１４】本発明によるサンプリング周波数変換処理結
果の一例を示す図である。

【図１５】本発明に係るサンプリング周波数変換装置の
具体的な構成例を示す図である。

【図１６】従来のサンプリング周波数変換装置の構成例
を示す図である。

【図１７】図１６のサンプリング周波数変換装置の動作
を説明するための図である。

【符号の説明】

１，１１サンプリング周波数変換装置２フィルター部３，１２入力バッファ４，１３スペクトル順変換部５，１５スペクトル逆変換部６，１６出力バッファ１４データ付加部５１入力端子５２復調器５３ＰＬＬ(フェーズ・ロックド
・ループ) ５４システムプロセッサ(ＣＰＵ) ５５モード選択スイッチ５６デジタルフィルタ５７レジスタ５８ＭＤＣＴ装置５９逆ＭＤＣＴ装置６０レジスタ６１変調器６２出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のサンプリング周波数をもつデータ
を、第１のサンプリング周波数よりも小さい第２のサン
プリング周波数をもつデータに変換するサンプリング周
波数変換装置であって、第１のサンプリング周波数をも
つデータの周波数成分のうち、第２のサンプリング周波
数の１／２以下の周波数成分のみを通過させるフィルタ
ー手段と、該フィルター手段からの出力データに第１の
ポイント数のスペクトル順変換を施すスペクトル順変換
手段と、スペクトル順変換によって得られたデータの一
部を放棄して第２のポイント数のものとし、第２のポイ
ント数となったデータにスペクトル逆変換を施すスペク
トル逆変換手段とを有し、前記第１のポイント数と前記
第２のポイント数との比は、前記第１のサンプリング周
波数と前記第２のサンプリング周波数との比と等しくな
るように設定されることを特徴とするサンプリング周波
数変換装置。
【請求項２】第１のサンプリング周波数をもつデータ
を、第１のサンプリング周波数よりも大きい第２のサン
プリング周波数をもつデータに変換するサンプリング周
波数変換装置であって、第１のサンプリング周波数をも
つデータに第１のポイント数のスペクトル順変換を施す
スペクトル順変換手段と、スペクトル順変換によって得
られたデータに零データを付加して第２のポイント数の
データとするデータ付加手段と、第２のポイント数とな
ったデータにスペクトル逆変換を施すスペクトル逆変換
手段とを有し、前記第１のポイント数と前記第２のポイ
ント数との比は、前記第１のサンプリング周波数と前記
第２のサンプリング周波数との比と等しくなるように設
定されることを特徴とするサンプリング周波数変換装
置。
【請求項３】第１のサンプリング周波数をもつデータ
を第２のサンプリング周波数をもつデータに変換するサ
ンプリング周波数変換装置であって、第１のサンプリン
グ周波数をもつデータの周波数成分のうち、第２のサン
プリング周波数の１／２以下の周波数成分のみを通過さ
せるフィルター手段と、所定のデータに第１のポイント
数のスペクトル順変換を施すスペクトル順変換手段と、
所定のデータに零データを付加するデータ付加手段と、
第２のポイント数のデータにスペクトル逆変換を施すス
ペクトル逆変換手段とを有し、第１のサンプリング周波
数をもつデータを、第１のサンプリング周波数よりも小
さい第２のサンプリング周波数をもつデータに変換する
場合には、フィルター手段によって、第１のサンプリン
グ周波数をもつデータの周波数成分のうち、第２のサン
プリング周波数の１／２以下の周波数成分のみを通過さ
せ、フィルター手段からの出力データにスペクトル順変
換手段により、第１のポイント数のスペクトル順変換を
施し、スペクトル順変換によって得られたデータの一部
を放棄して第２のポイント数のものとし、第２のポイン
ト数となったデータにスペクトル逆変換手段によりスペ
クトル逆変換を施し、また、第１のサンプリング周波数
をもつデータを、第１のサンプリング周波数よりも大き
い第２のサンプリング周波数をもつデータに変換する場
合には、第１のサンプリング周波数をもつデータにスペ
クトル順変換手段により、第１のポイント数のスペクト
ル順変換を施し、スペクトル順変換によって得られたデ
ータにデータ付加手段により零データを付加して第２の
ポイント数のデータとし、第２のポイント数となったデ
ータにスペクトル逆変換手段により、スペクトル逆変換
を施すようになっており、前記第１のポイント数と前記
第２のポイント数との比は、前記第１のサンプリング周
波数と前記第２のサンプリング周波数との比と等しくな
るように設定されることを特徴とするサンプリング周波
数変換装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
記載のサンプリング周波数変換装置において、前記スペ
クトル順変換にはＭＤＣＴが用いられ、前記スペクトル
逆変換には逆ＭＤＣＴが用いられることを特徴とするサ
ンプリング周波数変換装置。