JPS6345140B2 - - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/10527—Audio or video recording; Data buffering arrangements
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- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
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Abstract
Description
音声信号を符号化しデジタル信号として伝送あ
るいは記録再生する場合に、データ量をなるべく
少なくするための手段としては、従来、信号振幅
を対数圧縮したり、あるいは差分をとつたり、も
しくはデルタ変調をするなどの諸方式が採用され
て来ていることは周知のとおりであるが、これら
の従来法ではデータ量の減少を振幅方向に求めて
いたために、量子化歪により再生信号の品質が劣
化したものになるという問題があつた。
本出願人会社では、データ量の減少を大巾なも
のとする場合に、ビツトの減少を振幅方向に求め
ないで、それをむしろ時間軸の方向に求め、標本
値列から得られる波形と原信号の波形との相違の
度合いが一定比以下となるように波形近似を行な
つて、大巾なデータ量の減少が期待できるような
音声信号の近似圧縮方式を提案(特公昭60−
37660号公報参照)しており、この既提案方式の
実施によりある程度の効果を挙げ得ている。
しかし、前記した既提案方式では、特公昭60−
37660号公報の第2頁3欄第15行乃至第18行に記
載のように、標本化周期は信号波形の細かい山谷
に基づいて定められているのではなく、信号波形
のずれの積分値に基づいて定められるように、す
なわち、先の標本値から得られる波形と原信号の
波形との波形の異なる度合いが一定比以下となる
ように波形近似が行われるような態様で標本化周
期が定められているものであつて、信号波形の細
かい山谷に基づいて標本化周期が定められるもの
ではなかつたために、信号における細かい波形の
再生の点で不充分であるという傾向が認められ
た。
本出願人会社における前記の既提案における問
題点を解決するために本出願人会社では、信号の
ゼロ点間隔が略々等分されるような標本化周期で
信号が符号化されるようなデジタル符号化装置を
提案した。ところで、前記のデジタル符号化装置
は、信号の符号化を簡単に行なうことができる反
面、標本化周期がランダムであるために、信号の
再生時にもとの信号からの誤差により生じる歪の
成分が再生周波数帯域内に含まれる場合に、それ
が除去できずに再生信号内に含まれるということ
が問題となつた。
すなわち、信号のゼロ点間隔毎に、そのゼロ点
間隔が略々等分されるような標本化周期で信号を
符号化した場合には、ゼロ点間隔の長い信号部分
において当然に標本化周期が長くなる。
ところで標本化された信号が無歪の状態で再生
できる周波数帯域は、周知のサンプリング定理に
よつて標本化周波数(標本化周期の逆数)の1/2
以下の周波数帯域であるから、前記のように長い
標本化周期で符号化された信号が無歪の状態で再
生される周波数帯域は、その符号化された信号の
符号化に使用されたサンプリングパルスの標本化
周期の逆数(サンプリング周波数)の1/2以下の
周波数帯域であり、前記した周波数帯域よりも上
の周波数帯域には周知のように再生信号中に折返
し歪を発生させる信号が存在している。
さて符号化された信号の再生に際して使用され
る低域通過濾波器(低域濾波器)としては、再生
信号中に折返し歪が混入しないようにするため
に、再生の対象にされている信号の符号化に用い
られたサンプリングパルスのサンプリング周波数
の1/2以下の周波数帯域の信号だけを通過させう
るような通過特性を有するものが使用されること
は周知のとおりである。
今、例えば、再生の対象にされる信号が、それ
の符号化に際して10KHzの繰返し周波数のサン
プリングパルスで標本化されていたとすれば、そ
の信号の再生時に使用される低域濾波器として
は、再生信号中に折返し歪を混入しないようにす
るために、前記した10KHzのサンプリングパル
スの1/2以下の周波数帯域の信号だけを通過させ
うるような通過特性を有するものが使用され、ま
た、例えば、再生の対象にされる信号が、それの
符号化に際して1KHzの繰返し周波数のサンプリ
ングパルスで標本化されていたとすれば、その信
号の再生時に使用される低域濾波器としては、再
生信号中に折返し歪が混入しないようにするため
に、前記した1KHzのサンプリングパルスの1/2
以下の周波数帯域の信号だけを通過させうるよう
な通過特性を有するものが使用されることにな
る。
さて、信号の再生系が高い繰返し周波数のサン
プリングパルスで標本化された信号と、低い繰返
し周波数のサンプリングパルスで標本化された信
号とを再生する場合に、例えば、前記した例のよ
うに10KHzのサンプリングパルスで標本化され
た信号、すなわち、5KHzまでの周波数帯域を有
する再生信号と、1KHzのサンプリングパルスで
標本化された信号、すなわち0.5KHzまでの周波
数帯域を有する再生信号とを再生しようとする場
合に、その再生系に設けられるべき低域濾波器と
しては、5KHzまでの信号を通過させうるような
ものが使用されるべきことは当然である。
すなわち、例えば、前記の例の場合に再生系に
0.5KHzの信号を通過させうるようなものが使用
されたとしたら、5KHzまでの周波数帯域を有す
る信号も、0.5KHzまでの周波数帯域の信号にな
されてしまうからである。
それで、前記した再生系で、5KHzの信号が良
好に再生できるようにするために、再生系中に
5KHzまでの信号を通過させうるような低域濾波
器を設けた場合には、0.5KHzの信号の方に折返
し歪が混入することになる。
このように、再生系中に設けられている低域濾
波器の通過帯域は、符号化の対象とされる信号に
おいて最もゼロ点間隔が短い部分と対応して決定
された標本化周期に基づいて設定されているか
ら、標本化周期の長い信号部分と対応する再生信
号における歪の成分が再生系中に設けられている
低域濾波器の通過帯域中に含まれてしまうことも
起こるので、再生信号の歪がどうしても多くなる
ことが問題となる。
本発明は上記の問題を解決できるような符号化
記憶再生装置を提供することを目的としてなされ
たものであつて、符号化の対象とされる信号にお
ける予め定められた一定の時間長毎の信号を1フ
レームの信号とし、各1フレームの信号を予め定
められた標本化周期で標本化して得た信号を用い
て各1フレームの信号毎にゼロ点の個数Zを検出
する手段と、前記の検出手段によつて得たゼロ点
の個数Zに予め定められた係数Kを乗じた数値
Z・Kによつて前記した1フレームの信号の時間
長を等分して得られる時間長と対応する新たな標
本化周期で符号化を行うことによつて得た原信号
の振幅値を示す標本値とその標本値を得るための
標本化周期を示すデータとを組にした状態の各1
フレームの信号毎のデジタルデータを記憶装置に
記憶し、その記憶されたデジタルデータを読出し
て復号化する符号化記憶再生装置であつて、前記
した原信号の振幅値を示す標本値と、その標本値
を得るための標本化周期を示すデータとが組とな
されているデジタルデータにおける原信号の振幅
値を示す標本値については、前記した記憶装置か
らの読出しに当つて各1フレームの信号における
ゼロ点の個数Zに予め定められた係数Kを乗じた
数値Z・Kによつて前記した1フレームの信号の
時間長を等分して得られる時間長と略々対応する
時間々隔で読出してからDA変換を行なつてそれ
を可変通過帯域型の低域濾波器へ入力信号として
与える手段と、また、前記した原信号の振幅値を
示す標本値と、その標本値を得るための標本化周
期を示すデータとが組となされているデジタルデ
ータにおける標本化周期を示すデータについて
は、それをDA変換してから前記した可変通過帯
域型の低域濾波器へ制御信号として与える手段と
を備え、前記した可変通過帯域型の低域濾波器の
遮断周波数を前記したデジタルデータにおける標
本化周期を示すデータをDA変換して得た制御信
号により変化させることにより、高調波歪のない
再生信号が容易に得られるようにしたものであつ
て、以下、添付図面を参照しながら、本発明の符
号化記憶再生装置に関する具体的な内容について
詳細に説明する。
第1図は本発明の符号化記憶再生装置を含んで
構成された記憶再生装置の一例構成のもののブロ
ツク図であつて、この第1図において、MICは
マイクロホン、LPFは低域濾波器、ADCはAD変
換器、CGはクロツクパルスの発生器、CCTはマ
イクロコンピユータを含んで構成された制御回
路、OPは操作部、Brは記録釦、Bpは再生釦、
Bsは停止釦であり、また、M1は第1の記憶装
置(第1のメモリ)、M2は第2の記憶装置(第
2のメモリ)、DAC1,DAC2はDA変換器、
VLPFは可変通過帯域型の低域濾波器、AMPは
増幅器、SPはスピーカである。
第2図は、符号化前の信号Saの波形例図であ
つて、第2図中の0−0線は参考のために示した
交流軸線である。第2図中に示す波形図におい
て、Tfは信号Saを時間軸上で一定の時間長毎に
区切つた信号部分の時間長であり、前記した時間
長Tfづつの各信号部分は、それぞれ1フレーム
の信号と称せられるものである。
本発明の符号化記憶再生装置において復号化の
対象とされるデジタルデータは、各1フレームの
信号における信号の時間軸上の変化の状態に応じ
て、各1フレームの信号についても標本化周期が
決定されている如き符号化が施こされているもの
であるが、その符号化の態様としては、1フレー
ムの信号のゼロ点の個数Zに予め定められた係数
Kを乗じた数値Z・Kによつて前記した1フレー
ムの信号の時間長を等分して得られる時間長と対
応している新たな標本化周期が決定されるように
なされるのである。
次に、前記のような符号化の態様により符号化
が行なわれる場合について説明する。第2図示の
信号Saにおいて、予め定められた時間長Tfを有
する各1フレームの信号は、時間長Tf内におい
て交流軸線0−0線に対して複数回交叉している
状態、すなわち、時間長Tf内に複数個のゼロ点
を有しているものとなつているが、各1フレーム
の信号におけるゼロ点の個数は、各1フレーム中
の信号の周波成分がどうであるのかに従つて異つ
ており、例えば、第2図に示す波形Saについて
説明すると、時刻t1からt2までの1フレームの信
号ではゼロ点が8個であり、時刻t2からt3までの
1フレームの信号ではゼロ点が4個であり、以
下、時間軸上で相次ぐ次々の1フレームの信号に
ついて、ゼロ点の個数が6個、3個、4個となつ
ていることが判かる。
さて、前記のように信号Saにおける予め定め
られた一定の時間長Tfの信号部分、すなわち、
各1フレームの信号毎に、1フレームの信号中に
存在するゼロ点の個数と関連する数で時間長が等
分されるような標本化周期Tcにより、その1フ
レームの信号についての標本値列が得られるよう
な符号化を行なうと、データ量の減少が達成され
るのであるが、この点について前記した第2図示
の信号Saを例にとつて説明すると次のとおりで
ある。
すなわち、第2図示の信号Saのように、時間
軸上で相次ぐ1フレームの信号のゼロ点の個数が
既述のように、8個、4個、6個、3個、4個で
ある場合には、例えばゼロ点の個数が8個である
1フレームの信号については、時間長Tfが(8
×K)等分されるような標本化周期で、その1フ
レームの信号からの標本値列が得られるように、
また、例えば、ゼロ点の個数が4個の1フレーム
の信号については、時間長Tfが(4×K)等分
されるような標本化周期で、その1フレームの信
号からの標本値列が得られるように、以下同様
に、ゼロ点の個数が6個あるいは3個であるよう
な各1フレームの信号については、時間長Tfが
(6×K)等分あるいは(3×K)等分されるよ
うな標本化周期で、各1フレームの信号からの標
本値列が得られるようにするのであり、一般に、
1フレームの信号中のゼロ点の個数がZ個の場合
(交流信号をデジタル符号化する本発明装置にお
いては、処理の対象にしている信号は交流信号で
あつて、直流信号は処理の対象にしておらず、信
号処理に当つて処理の対象にされている交流信号
の最低周波数に対応する周期よりも長期にわたつ
てゼロが続いてZが0であることはない)には、
その1フレームの信号については、時間長Tfが
(Z×K)等分されるような標本化周期で、標本
値列が得られるようにされるのであり、前述のよ
うな符号化手段を用いれば、データ量を減少させ
た状態での記録再生動作が容易に実現できるので
ある。
前記のような符号化手段によつて得られるデー
タ、すなわち、予め定められた時間長Tfを有す
る各1フレームの信号からの標本値列が、1フレ
ームの信号中におけるゼロ点の個数Zと特定な関
係を有する数(Z×K)によつて、時間長Tfを
等分して得た標本化周期により標本抽出が行なわ
れることによつて得られるデータは、そのデータ
と、標本化周期Tc、1フレームの信号における
標本値の個数N、フレームの番号などの情報とを
組にして伝送あるいは記録に用いられる。
次に、第1図のブロツク図を参照して、前記し
た符号化動作について説明する。第1図に示すマ
イクロホンMICは音波を電気信号(音声信号)
に変換して低域濾波器LPFに与える。
第1図示の記録再生装置では、信号源としてマ
イクロホンMICが用いられているが、信号源が
他の形態の音声信号の発生器、あるいは他の信号
の発生器であつてもよい。
低域濾波器LPFは、以下の実施例の説明では、
それの遮断周波数が3KHzであるとされている。
低域濾波器LPFによつて3KHz以下の周波数帯域
の信号になされた音声信号は、AD変換器ADCに
よつて所要のビツト数(以下の説明では8ビツ
ト)のデジタル信号となされて、マイクロコンピ
ユータを含んで構成されている制御回路CCTへ
与えられるが、前記したAD変換器ADCは、クロ
ツクパルスの発生器CGからの8KHzの繰返し周
波数のパルスによつてAD変換を行なつている。
AD変換器ADCから出力されたデジタル信号
は、入力された音声信号が常に一定の標本化周期
(説明例においては1/8000秒)で標本化され、
それが量子化された8ビツトのデジタル信号であ
り、それは制御回路CCTの制御の下に第1の記
憶装置M1(第1のメモリM1、あるいはバツフ
アメモリM1)へ順次に記憶される。前記したバ
ツフアメモリM1は以下の説明例では512バイト
の記憶容量を有しているものとされており、それ
は記憶容量の半分づつの2つの部分に分けられ
て、その2つの部分が順次交互にデータの書込み
とデータの読出しに使用される。
さて、第1図示の装置の符号化記録動作は、操
作部OPにおける記録釦Brが操作されることによ
つて、第3図に示すフローチヤートに示すような
プログラムに従つて行なわれるのであり、操作部
OPにおける記録釦Brが操作されると、プログラ
ムがスタート(第3図中の「はじめ」)すると、
ステツプ(1)で制御回路CCTに設けられている9
ビツトの標本カウンタ、8ビツトのゼロ点カウン
タ、16ビツトのフレームカウンタ、などがリセツ
トされる。
記録釦Brが操作される以前、すなわち、第3
図示のフローチヤートにおける「はじめ」の前に
おいても、第1図示の記録再生装置の制御回路
CCTは、クロツクパルス発生器CGからのパルス
を受けることにより、ステツプ(10)の割込み動作を
行なつていて、AD変換器ADCからのデジタル信
号出力をバツフアメモリM1に順次に記憶させ、
また9ビツトの標本カウンタをカウントアツプし
ている。
ステツプ(2)でバツフアメモリM1から記憶され
ていた標本値を読出すと共に、9ビツトの標本カ
ウンタを1だけカウントアツプする。
ステツプ(3)では、前記のステツプ(2)で読出した
標本値の符号が、その直前の標本値の符号と同一
かどうかをみて、符号の変化がなかつた時はゼロ
点ではないとしてステツプ(2)へ戻り、また符号の
変化があつた時にはステツプ(2)で読出した標本値
がゼロ点であるとしてステツプ(4)に進み、ステツ
プ(4)では8ビツトのゼロ点カウンタを1だけカウ
ントアツプする。
ステツプ(5)で、バツフアメモリM1から順次に
読出した標本値の個数が256に達したかどうかを
9ビツトの標本カウンタの計数値で調べて、バツ
フアメモリM1から読出した標本値の個数が256
に達したら(つまり、ステツプ(2)〜(4)を256回繰
返したら)、ステツプ(6)に進み、また、バツフア
メモリM1から読出した標本値の個数が256に達
していなかつた場合にはステツプ(2)に戻る。
ここで、前記のようにバツフアメモリM1から
読出された標本値の個数256は、第2図に示す信
号Saの時間長Tfの1フレームの信号についてAD
変換器ADCが一定の標本化周期(1/8000秒)
で標本抽出を行なつて得た標本値の個数である。
ステツプ(6)で、8ビツトのゼロ点カウンタの計
数値Zcと、予め定められた数Kと、1フレーム
の信号の時間長Tfを表わす数256とを用いて、そ
の1フレームの信号における標本値列を得るのに
必要とされる標本化周期Tcを計算すると共に標
本数Nを計算する。
標本化周期Tc=256/Zc・K
標本数N=256/Tc
次いで、ステツプ(7)ではバツフアメモリM1か
ら、前記した標本化周期Tcが適用されて標本値
列が取り出されるべき1フレームの信号につい
て、前記した標本化周期Tc毎の標本値を順次に
読出すために、9ビツトの標本カウンタ(アドレ
スカウンタ)のTcおきの計数値をアドレス信号
としてバツフアメモリM1から順次にN個の標本
値を読出し、また、16ビツトのフレームカウンタ
の計数値Fcのフレーム番号と、標本数N、標本
化周期Tcと、前記したN個の標本値とを組にし
たデータを作り、それを第2の記憶装置M2(第
2のメモリM2)に記憶させてステツプ(8)に進む
{なお、Tc=Tf/Zc・Kの計算によつて剰余が
生じた場合には、剰余の切捨、切上げ、四捨五入
など、剰余を適当に処理して、整数値の答を出す
ようにすればよい}。
ステツプ(8)では、16ビツトのフレームカウンタ
を1だけカウントアツプする。
ステツプ(9)では、16ビツトのフレームカウンタ
がフルカウントになつているか、あるいは停止釦
Bsが操作されているかをみて、フレームカウン
タがフルカウントになつていたり、あるいは停止
釦Bsが操作されている状態であればおわりとな
り、そうでなければステツプ(2)に戻つて、上記の
各ステツプを繰返えす。
バツフアメモリM1として、既述のように記憶
容量が512バイトのものを、記憶容量が1/2の2部
分に分けて、前記の2部分を書込みと読出しとに
順次交互に用いて、1フレームの信号の時間長が
32ミリ秒で、1フレーム中に256の標本がある信
号の記憶と読出しが行なわれているものとし、
今、例えば既述した数Kを2に定めた場合に、1
フレームの信号中のゼロ点の個数Zcが32であつ
たとすると、標本化周期Tcは、
Tc=256/32×2=4
すなわち、4/8000=0.5(ミリ秒)となる。
上記の例の場合に、標本数Nは64となり、256
の標本からなり、時間長が32ミリ秒の1フレーム
の信号は標本数Nが64個のものとなされる。この
標本数が64の1フレームの信号は、再生系に設け
られる低域濾波器としてそれの遮断周波数が
1KHz以下、例えば750Hzのものが用いられるな
らば周知のサンプリング定理により、再生信号中
には折返し歪が生じない。
また、信号全体におけるゼロ点間隔Zcの平均
が32であつたとすれば、フレームカウンタのカウ
ント数Fcに対応して2バイト、標本数Nに対応
して1バイト、標本化周期Tcと対応して1バイ
ト、64バイトの標本値列とによつて、1フレーム
の信号に対して68バイトの記憶容量の第2のメモ
リM2が必要とされるから、今、第2のメモリM
2として64Kバイトのメモリを使用すれば、第2
のメモリM2には963フレーム、すなわち、約30
秒強の信号が記憶されることになる。
これまでの説明より明らかなように、第2のメ
モリM2には各1フレームの信号について、標本
化周期Tcのデータと、標本値列と、標本数Nの
データと、フレーム番号Fc(フレームカウンタの
計算値Fc)などが組となつたデジタル信号が記
憶されるが、これは第1のメモリM1(バツフア
メモリM1)に記憶されていたものとデジタル信
号に比べて大巾にデータ量が減少されているもの
となつているのであり、記録時に行なわれた前述
のような符号化により、データ量が減少され、小
容量のメモリによつて、長時間の音声信号の記録
再生を可能とする。
次に、前記のようにして第2のメモリM2に記
憶された信号を読出して、本発明装置により音声
信号が再生される場合について、第4図に示すフ
ローチヤートをも参照して説明する。
第1図示の装置における操作部OPの再生釦Bp
が操作されて、第4図示のプログラムがスタート
(第4図の「はじめ」)し、まずステツプ(1P)
でフレームカウンタ、標本カウンタがリセツトさ
れ、ステツプ(2P)で第2のメモリM2から1
フレームの信号内の標本数Nと標本化周期Tcの
データとを読出し、次に、ステツプ(3P)では
第2のメモリM2から標本値が記憶された順に1
ずつ読出されてAD変換器DAC1へ与えられ、ま
た、標本化周期TcのデータがDA変換器DAC2
へ与えられる。
ステツプ(4P)では、ステツプ(2P)〜
(5P)の一巡の所要時間が、標本化周期Tcの示す
時間長と一致するように時間待ちを行なう。
ステツプ(5P)では、N個の標本値の読出し
が終了したか否かを判定し、未だに終了していな
かつたならばステツプ(2P)へ戻り、終了して
いればステツプ(6P)へ進む。
ステツプ(6P)ではフレームカウンタがフル
カウントになつたか、あるいは停止釦Bsが操作
されたかをみて、フレームカウンタがフルカウン
トになつていたり、あるいは停止釦Bsが操作さ
れた状態であればおわり、否であればステツプ
(2P)へ戻る。
前記したステツプ(3P)におけるDA変換器
DAC1,DAC2へのデジタルデータの供給によ
つて、DA変換器DAC1からは1フレームの信号
内における次々の標本値と対応するアナログ信号
が可変通過帯域型の低域濾波器VLPFへ入力信号
として供給され、また、DA変換器DAC2からは
1フレームの信号における標本値の標本化周期
Tcと対応するアナログ信号が可変通過帯域型の
低域濾波器VLPFへそれの制御信号として与えら
れる。
第5図は、DA変換器DAC1,DAC2の部分
と可変通過帯域型の低域濾波器VLPFの構成例と
を示すブロツク回路図であつて、可変通過帯域の
低域濾波器VLPFは、それの遮断周波数の可変範
囲における高い方の遮断周波数が抵抗、R5,R
8とコンデンサC1,C2によつて定められ、ま
た、遮断周波数の可変範囲における低い方の遮断
周波数は、抵抗R6,R7とコンデンサC1,C
2とによつて決められ、さらに、前記した遮断周
波数の可変範囲の中間の周波数値は、DA変換器
DAC2に入力される標本化周期Tcのデータ入力
によつて切換えられるアナログスイツチASWと、
それぞれ直列に接続されている可変抵抗器R2,
R3を可変して、標本化間隔Tcのデータと対応
してそれぞれ所定の周波数値となるように調整さ
れる。
標本化周期Tcと、標本化周期Tcに対応する標
本化周波数fsと、低域濾波器の遮断周波数fcとの
対応関係の一例を次の第1表に示す。
When encoding an audio signal and transmitting or recording/playing it as a digital signal, conventional methods to reduce the amount of data as much as possible include logarithmically compressing the signal amplitude, taking the difference, or performing delta modulation. It is well known that various methods such as There was a problem with becoming. When the amount of data decreases significantly, the applicant's company does not determine the decrease in bits in the amplitude direction, but rather in the time axis direction, and compares the waveform obtained from the sample value sequence with the original. Proposed an approximation compression method for audio signals that can be expected to significantly reduce the amount of data by approximating the waveform so that the degree of difference from the signal waveform is less than a certain ratio
(Refer to Publication No. 37660), and implementation of this proposed method has achieved some degree of effectiveness. However, in the previously proposed method mentioned above,
As stated in page 2, column 3, lines 15 to 18 of Publication No. 37660, the sampling period is not determined based on the fine peaks and troughs of the signal waveform, but is determined based on the integral value of the deviation of the signal waveform. In other words, the sampling period is determined in such a manner that waveform approximation is performed such that the degree of difference between the waveform obtained from the previous sample value and the waveform of the original signal is equal to or less than a certain ratio. However, because the sampling period was not determined based on the fine peaks and troughs of the signal waveform, it was found that the reproduction of fine waveforms in the signal tended to be insufficient. In order to solve the problems with the above-mentioned existing proposal by the applicant company, the applicant company has developed a digital A coding device was proposed. By the way, while the above-mentioned digital encoding device can easily encode a signal, since the sampling period is random, distortion components caused by errors from the original signal are generated when the signal is reproduced. A problem has arisen in that when it is included in the reproduced frequency band, it cannot be removed and is included in the reproduced signal. In other words, if a signal is encoded with a sampling period in which the zero point interval is divided into approximately equal parts for each zero point interval of the signal, the sampling period will naturally be shorter in the signal part with the longer zero point interval. become longer. By the way, according to the well-known sampling theorem, the frequency band in which a sampled signal can be reproduced without distortion is 1/2 of the sampling frequency (the reciprocal of the sampling period).
Since the frequency band is as follows, the frequency band in which a signal encoded with a long sampling period as described above is reproduced without distortion is the sampling pulse used to encode the encoded signal. This is a frequency band that is less than 1/2 of the reciprocal of the sampling period (sampling frequency) of ing. Now, as a low-pass filter (low-pass filter) used when reproducing encoded signals, in order to prevent aliasing distortion from being mixed into the reproduced signal, it is necessary to It is well known that a device having a passing characteristic that allows passing only signals in a frequency band of 1/2 or less of the sampling frequency of the sampling pulse used for encoding is used. Now, for example, if the signal to be reproduced is sampled with sampling pulses with a repetition frequency of 10 KHz when encoding it, the low-pass filter used when reproducing the signal is In order to prevent aliasing distortion from being mixed into the signal, a filter having passing characteristics that allows passing only signals in a frequency band of 1/2 or less of the 10 KHz sampling pulse is used, and for example, If the signal to be reproduced is sampled using a sampling pulse with a repetition frequency of 1KHz when encoding it, the low-pass filter used when reproducing the signal is To prevent distortion from entering, 1/2 of the 1KHz sampling pulse mentioned above.
A device having passing characteristics that allows passing only signals in the following frequency bands will be used. Now, when the signal reproduction system reproduces a signal sampled with a high repetition frequency sampling pulse and a signal sampled with a low repetition frequency sampling pulse, for example, as in the above example, 10KHz Trying to reproduce a signal sampled with a sampling pulse, i.e., a reproduction signal with a frequency band up to 5KHz, and a signal sampled with a 1KHz sampling pulse, i.e. a reproduction signal with a frequency band up to 0.5KHz. In this case, it goes without saying that the low-pass filter to be installed in the reproduction system should be one that can pass signals up to 5KHz. That is, for example, in the case of the above example,
This is because if a device that can pass a 0.5KHz signal is used, a signal with a frequency band up to 5KHz will become a signal with a frequency band up to 0.5KHz. Therefore, in order to be able to reproduce the 5KHz signal well with the above-mentioned reproduction system, we have to
If a low-pass filter that can pass signals up to 5KHz is provided, aliasing distortion will be introduced into the 0.5KHz signal. In this way, the passband of the low-pass filter provided in the reproduction system is determined based on the sampling period that corresponds to the part with the shortest zero point interval in the signal to be encoded. Because of this setting, distortion components in the reproduced signal corresponding to the signal portion with a long sampling period may be included in the passband of the low-pass filter installed in the reproduction system. The problem is that signal distortion inevitably increases. The present invention has been made for the purpose of providing an encoding storage/reproduction device capable of solving the above-mentioned problems, and provides a signal for every predetermined time length in a signal to be encoded. means for detecting the number Z of zero points for each one-frame signal using a signal obtained by sampling each one-frame signal at a predetermined sampling period; The number Z of zero points obtained by the detection means is multiplied by a predetermined coefficient K, which corresponds to the time length obtained by dividing the time length of one frame signal into equal parts by the value Z.K. Each state is a set of a sample value indicating the amplitude value of the original signal obtained by encoding with a new sampling cycle and data indicating the sampling cycle for obtaining the sample value.
An encoding storage/reproduction device that stores digital data for each frame signal in a storage device, reads out and decodes the stored digital data, and includes a sample value indicating the amplitude value of the original signal, and a sample value of the sample value. Regarding the sample value indicating the amplitude value of the original signal in the digital data that is paired with the data indicating the sampling period for obtaining the value, when reading from the storage device described above, zeros in the signal of each one frame are The number of points Z is multiplied by a predetermined coefficient K, which is the value Z.K, and the signal is read out at time intervals that approximately correspond to the time length obtained by equally dividing the time length of one frame signal. means to perform DA conversion from the source signal and provide it as an input signal to a variable passband type low-pass filter, and a sample value indicating the amplitude value of the original signal, and sampling for obtaining the sample value. For the data indicating the sampling period in the digital data that is paired with the data indicating the period, means is provided for converting the data from DA to the above-mentioned variable pass band type low-pass filter as a control signal. By changing the cutoff frequency of the variable passband type low-pass filter described above using a control signal obtained by DA converting the data indicating the sampling period in the digital data described above, a reproduced signal without harmonic distortion can be obtained. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The specific content of the encoding storage/reproduction device of the present invention will be explained in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of an example of a storage/reproduction device including the encoding storage/reproduction device of the present invention. In FIG. 1, MIC is a microphone, LPF is a low-pass filter, and ADC is a microphone. is an AD converter, CG is a clock pulse generator, CCT is a control circuit including a microcomputer, OP is an operation unit, Br is a record button, Bp is a playback button,
Bs is a stop button, M1 is a first storage device (first memory), M2 is a second storage device (second memory), DAC1 and DAC2 are DA converters,
VLPF is a variable passband low-pass filter, AMP is an amplifier, and SP is a speaker. FIG. 2 is a waveform example diagram of the signal Sa before encoding, and the 0-0 line in FIG. 2 is an AC axis line shown for reference. In the waveform diagram shown in Fig. 2, Tf is the time length of a signal portion obtained by dividing the signal Sa into each fixed time length on the time axis, and each signal portion of each time length Tf described above is one frame. This is called the signal. The digital data to be decoded in the encoding storage/reproduction device of the present invention has a sampling period for each one-frame signal depending on the state of change in the signal on the time axis in each one-frame signal. The encoded signal is encoded as determined by Z. Thus, a new sampling period corresponding to the time length obtained by equally dividing the time length of one frame signal is determined. Next, a case will be described in which encoding is performed using the encoding mode described above. In the signal Sa shown in the second diagram, each one-frame signal having a predetermined time length Tf crosses the AC axis 0-0 line multiple times within the time length Tf, that is, the time length Tf has multiple zero points, but the number of zero points in each frame of the signal varies depending on the frequency components of the signal in each frame. For example, to explain the waveform Sa shown in Fig. 2, there are eight zero points in one frame signal from time t1 to t2, and four zero points in one frame signal from time t2 to t3. Hereinafter, it will be seen that the numbers of zero points are 6, 3, and 4 for signals of one frame successively on the time axis. Now, as mentioned above, the signal portion of the signal Sa with a predetermined constant time length Tf, that is,
For each one-frame signal, the sample value sequence for that one-frame signal is determined by a sampling period Tc such that the time length is equally divided by a number related to the number of zero points present in the one-frame signal. A reduction in the amount of data is achieved when encoding is performed to obtain .This point will be explained below using the signal Sa shown in the second figure as an example. That is, when the number of zero points of the signal of one frame successively on the time axis is 8, 4, 6, 3, or 4 as described above, as in the signal Sa shown in the second figure. For example, for a signal of one frame with 8 zero points, the time length Tf is (8
×K) In order to obtain a sequence of sample values from the signal of one frame with a sampling period that is divided into equal parts,
For example, for a signal of one frame with four zero points, the sequence of sampled values from the signal of one frame will be Similarly, for each one-frame signal where the number of zero points is 6 or 3, the time length Tf is divided equally into (6 x K) or (3 x K). A sequence of sample values from each frame of the signal is obtained at a sampling period such that
When the number of zero points in one frame signal is Z (in the device of the present invention that digitally encodes an AC signal, the signal to be processed is an AC signal, and the DC signal is not a DC signal to be processed). (and there is no case where Z continues to be zero for a longer period than the period corresponding to the lowest frequency of the AC signal being processed during signal processing),
For the signal of one frame, a sequence of sample values is obtained at a sampling period such that the time length Tf is equally divided by (Z x K), and the encoding means described above is used. For example, recording and reproducing operations can be easily realized with a reduced amount of data. The data obtained by the above-mentioned encoding means, that is, the sample value sequence from each one frame signal having a predetermined time length Tf, is specified as the number Z of zero points in one frame signal. The data obtained by sampling with the sampling period obtained by equally dividing the time length Tf by the number (Z × K) having the following relationship is the data and the sampling period Tc. , the number N of sample values in one frame signal, and information such as the frame number are used for transmission or recording in pairs. Next, the aforementioned encoding operation will be explained with reference to the block diagram of FIG. The microphone MIC shown in Figure 1 converts sound waves into electrical signals (audio signals).
Convert it to and feed it to the low pass filter LPF. In the recording and reproducing apparatus shown in FIG. 1, a microphone MIC is used as a signal source, but the signal source may be a generator of other types of audio signals or a generator of other signals. In the following example description, the low-pass filter LPF is as follows:
Its cutoff frequency is said to be 3KHz.
The audio signal converted into a frequency band signal of 3KHz or less by the low-pass filter LPF is converted into a digital signal with the required number of bits (8 bits in the following explanation) by the AD converter ADC, and then sent to the microcomputer. The above-mentioned AD converter ADC performs AD conversion using pulses with a repetition frequency of 8 KHz from a clock pulse generator CG. In the digital signal output from the AD converter ADC, the input audio signal is always sampled at a constant sampling period (1/8000 seconds in the example).
This is a quantized 8-bit digital signal, which is sequentially stored in the first storage device M1 (first memory M1 or buffer memory M1) under the control of the control circuit CCT. The buffer memory M1 described above is assumed to have a storage capacity of 512 bytes in the following explanation example, and it is divided into two parts each having half the storage capacity, and the two parts are sequentially and alternately storing data. used for writing and reading data. Now, the encoding/recording operation of the apparatus shown in FIG. 1 is performed according to the program shown in the flowchart shown in FIG. 3 by operating the recording button Br on the operation section OP. Operation section
When the record button Br in the OP is operated, the program starts ("Start" in Figure 3),
9 provided in the control circuit CCT in step (1)
The bit sample counter, 8-bit zero point counter, 16-bit frame counter, etc. are reset. Before the record button Br is operated, that is, the third
Even before the "beginning" in the illustrated flowchart, the control circuit of the recording and reproducing apparatus illustrated in the first figure
The CCT performs the interrupt operation in step (10) by receiving pulses from the clock pulse generator CG, and sequentially stores the digital signal output from the AD converter ADC in the buffer memory M1.
It also counts up a 9-bit sample counter. In step (2), the stored sample value is read from the buffer memory M1, and the 9-bit sample counter is counted up by 1. In step (3), it is checked whether the sign of the sample value read in step (2) is the same as the sign of the sample value immediately before it, and if there is no change in sign, it is assumed that the point is not zero and the process is continued. Return to step 2), and when there is a change in sign, the sample value read in step (2) is assumed to be the zero point, and the process proceeds to step (4). In step (4), the 8-bit zero point counter is counted by 1. rise. In step (5), the count value of the 9-bit sample counter is used to check whether the number of sample values sequentially read from the buffer memory M1 has reached 256.
When the number of sample values read from the buffer memory M1 has not reached 256 (that is, after repeating steps (2) to (4) 256 times), proceed to step (6). Return to (2). Here, the number of sample values 256 read out from the buffer memory M1 as described above is AD for one frame of signal Sa of time length Tf shown in FIG.
Converter ADC has a constant sampling period (1/8000 seconds)
This is the number of sample values obtained by sampling. In step (6), using the count value Zc of the 8-bit zero point counter, the predetermined number K, and the number 256 representing the time length Tf of the signal of one frame, the sample in the signal of one frame is calculated. The sampling period Tc required to obtain the value sequence is calculated, and the number of samples N is also calculated. Sampling period Tc = 256/Zc・K Number of samples N = 256/Tc Next, in step (7), the above-mentioned sampling period Tc is applied and the sample value sequence is to be extracted from the buffer memory M1 for one frame of the signal. In order to sequentially read out the sampled values for each sampling period Tc mentioned above, N sampled values are read out sequentially from the buffer memory M1 using the count value of the 9-bit sampling counter (address counter) every Tc as an address signal. , Also, create data in which the frame number of the count value Fc of the 16-bit frame counter, the number of samples N, the sampling period Tc, and the above-mentioned N sample values are combined, and store it in the second storage device. Store it in M2 (second memory M2) and proceed to step (8) {In addition, if a remainder is generated by the calculation of Tc = Tf / Zc・K, the remainder may be truncated, rounded up, rounded off, etc. , just process the remainder appropriately to produce an integer answer. In step (8), the 16-bit frame counter is incremented by one. In step (9), check whether the 16-bit frame counter has reached full count or the stop button has been pressed.
Check whether Bs is being operated and if the frame counter has reached a full count or if the stop button Bs is being operated, the process is over; if not, return to step (2) and repeat each of the steps above. Repeat. The buffer memory M1 has a storage capacity of 512 bytes, as described above, and is divided into two parts with a storage capacity of 1/2, and the two parts are sequentially and alternately used for writing and reading. The time length of the signal is
Assume that a signal with 256 samples in one frame is stored and read out in 32 milliseconds.
Now, for example, if the number K mentioned above is set to 2, then 1
Assuming that the number Zc of zero points in the frame signal is 32, the sampling period Tc is Tc=256/32×2=4, that is, 4/8000=0.5 (milliseconds). In the above example, the number of samples N is 64, which is 256
A signal of one frame with a time length of 32 milliseconds is made up of 64 samples. This 1-frame signal with 64 samples is processed by a low-pass filter installed in the reproduction system, whose cut-off frequency is
If a frequency of 1 KHz or less, for example 750 Hz, is used, aliasing distortion will not occur in the reproduced signal due to the well-known sampling theorem. Also, if the average zero point interval Zc in the entire signal is 32, then 2 bytes correspond to the count number Fc of the frame counter, 1 byte corresponds to the number of samples N, and 1 byte corresponds to the sampling period Tc. Since the second memory M2 with a storage capacity of 68 bytes is required for one frame of signal due to the sample value string of 1 byte and 64 bytes, the second memory M2 with a storage capacity of 68 bytes is now required.
If you use 64K bytes of memory as the second
memory M2 contains 963 frames, or about 30
A signal lasting just over a second will be memorized. As is clear from the above explanation, the second memory M2 stores, for each frame of the signal, data with a sampling period Tc, a sequence of sample values, data with a number of samples N, and a frame number Fc (frame counter). A digital signal containing a set of calculated values Fc), etc. is stored, but the amount of data is greatly reduced compared to the digital signal stored in the first memory M1 (buffer memory M1). The above-described encoding performed during recording reduces the amount of data, making it possible to record and reproduce audio signals over a long period of time using a small-capacity memory. Next, the case where the signal stored in the second memory M2 as described above is read and the audio signal is reproduced by the apparatus of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4. Playback button Bp of the operating section OP in the device shown in the first diagram
is operated, the program shown in Figure 4 starts ("Start" in Figure 4), and the first step (1P) is started.
At step (2P), the frame counter and sample counter are reset, and at step (2P) 1 is read from the second memory M2.
The number of samples N in the signal of the frame and the data of the sampling period Tc are read out, and then, in step (3P), the sample values are read out from the second memory M2 in the order in which they were stored.
The data of the sampling period Tc is read out and given to the AD converter DAC1, and the data of the sampling period Tc is sent to the DA converter DAC2.
given to. In step (4P), step (2P) ~
Waiting is performed so that the time required for one round (5P) matches the time length indicated by the sampling period Tc. In step (5P), it is determined whether reading of the N sample values has been completed. If the reading has not been completed yet, the process returns to step (2P), and if it has been completed, the process proceeds to step (6P). In step (6P), check whether the frame counter has reached a full count or whether the stop button Bs has been operated. If the frame counter has reached a full count or the stop button Bs has been operated, the process is over, or not. Return to step (2P). DA converter in the above step (3P)
By supplying digital data to DAC1 and DAC2, analog signals corresponding to successive sample values within one frame signal are supplied as input signals from the DA converter DAC1 to the variable passband type low-pass filter VLPF. Also, from the DA converter DAC2, the sampling period of the sample value in one frame signal is
An analog signal corresponding to Tc is given to a variable pass band type low pass filter VLPF as its control signal. FIG. 5 is a block circuit diagram showing a configuration example of the DA converters DAC1 and DAC2 and a variable pass band type low pass filter VLPF. The higher cutoff frequency in the variable range of cutoff frequency is the resistance, R5, R
8 and capacitors C1 and C2, and the lower cutoff frequency in the variable range of cutoff frequency is determined by resistors R6 and R7 and capacitors C1 and C2.
2, and furthermore, the intermediate frequency value of the cut-off frequency variable range described above is determined by the DA converter.
an analog switch ASW that is switched by data input with a sampling period Tc input to DAC2;
variable resistors R2, each connected in series;
By varying R3, it is adjusted to a predetermined frequency value corresponding to the data of the sampling interval Tc. An example of the correspondence between the sampling period Tc, the sampling frequency fs corresponding to the sampling period Tc, and the cutoff frequency fc of the low-pass filter is shown in Table 1 below.
【表】
第5図に示されている可変通過帯域型の低域濾
波器VLPFは、DA変換器DAC2に与えられた標
本化周期Tcのデータの値によつて、アナログス
イツチASWで選択された抵抗により増幅器A1
の利得が変わり、それに従つてフオトカプラPC
1,PC2(フオトカプラPC1,PC2は同一構
成のものが使用されてよく、それは可変抵抗体
VRとフオトダイオードPdとによつて構成されて
いる)におけるフオトダイオードPd,Pdの発光
量が変化することによる感光抵抗体(例えば
Cds)VR,VRの抵抗値の変化によつて遮断周波
数が変わり、通過帯域が可変制御されるのであ
る。なお、第5図中において、R1,R4,R5
〜R8は抵抗、R2,R3は可変抵抗器、A1,
A2は増幅器、C1,C2はコンデンサである。
以上の説明から明らかなように本発明の符号化
記憶再生装置は、符号化の対象とされる信号にお
ける予め定められた一定の時間長毎の信号を1フ
レームの信号とし、各1フレームの信号を予め定
められた標本化周期で標本化して得た信号を用い
て各1フレームの信号におけるゼロ点を検出し、
また、前記した各1フレームの信号におけるゼロ
点の個数と特定な関係を有する標本化周期で符号
化を行うことによつて得た原信号の振幅値を示す
標本値とその標本値を得るために標本化周期を示
すデータとを組にした状態の各1フレームの信号
毎のデジタルデータを記憶装置に記憶し、その記
憶されたデジタルデータを読出して復号化する符
号化記憶再生装置であつて、前記した原信号の振
幅値を示す標本値と、その標本値を得るための標
本化周期を示すデータとが組となされているデジ
タルデータにおける原信号の振幅値を示す標本値
については、前記した記憶装置からの読出しに当
つて各1フレームの信号におけるゼロ点の個数と
特定な関係を有する標本化周期と対応する時間々
隔で読出してからDA変換を行なつてそれを可変
通過帯域型の低域濾波器へ入力信号として与える
手段と、また、前記した原信号の振幅値を示す標
本値と、その標本値を得るための標本化周期を示
すデータとが組となされているデジタルデータに
おける標本化周期を示すデータについては、それ
をDA変換してから前記した可変通過帯域型の低
域濾波器へ制御信号として与える手段とを備え、
前記した可変通過帯域型の低域濾波器の遮断周波
数を前記したデジタルデータにおける標本化周期
を示すデータをDA変換して得た制御信号により
変化させることにより、高調波歪のない再生信号
が得られるようにしてなる符号化記憶再生装置で
あつて、この本発明の符号化記憶再生装置では符
号化の対象とされる信号を一定の時間長毎の信号
を1フレームの信号とし、各1フレームの信号を
予め定められた標本化周期で標本化して得た信号
を用いて各1フレームの信号におけるゼロ点を検
出し、また、前記した各1フレームの信号におけ
るゼロ点の個数と特定な関係を有する標本化周期
で符号化を行うことによつて得た原信号の振幅値
を示す標本値とその標本値を得るための標本化周
期を示すデータとを組にした状態の各1フレーム
の信号毎のデジタルデータを記憶装置に記憶し、
前記した記憶装置から順次に読出される各1フレ
ームの信号と対応する標本値列をAD変換して得
たアナログ信号が、その標本値列における標本化
周期TcをDA変換して得た制御信号によつて通過
帯域が可変制御される可変通過帯域型の低域濾波
器VLPFに与えられて、各1フレームの信号毎の
再生信号における高調波成分が通過帯域外となる
ように、低域濾波器の通過帯域が、各1フレーム
の信号毎に設定されている標本化周期と対応して
変化されるようにしたから、本発明装置によれば
既述した問題点がすべて良好に解消できる再生信
号中に標本化周波数の1/2の周波数値以上の歪成
分が生じないようにされる。
すなわち、既述のように標本化された信号が無
歪の状態で再生できる周波数帯域は、周知のサン
プリング定理によつて標本化周波数(標本化周期
の逆数)の1/2以下の周波数帯域であつて、無歪
の状態で再生される周波数帯域は、その符号化さ
れた信号の符号化に使用されたサンプリングパル
スの標本化周期の逆数(サンプリング周波数)の
1/2以下の周波数帯域であり、前記した周波数帯
域よりも上の周波数帯域には周知のように再生信
号中に折返し歪を発生させる信号が存在してい
る。それで、符号化された信号の再生に際して使
用される低域通過濾波器(低域濾波器)として
は、再生信号中に折返し歪が混入しないようにす
るために、再生の対象にされている信号の符号化
に用いられたサンプリングパルスのサンプリング
周波数の1/2以下の周波数帯域の信号だけを通過
させうるような通過特性を有するものが使用され
るのであるが、今、例えば、再生の対象にされる
信号が、それの符号化に際して10KHzの繰返し
周波数のサンプリングパルスで標本化されていた
とすれば、その信号の再生時に使用される低域濾
波器としては、再生信号中に折返し歪が混入しな
いようにするために、前記した10KHzのサンプ
リングパルスの1/2以下の周波数帯域の信号だけ
を通過させうるような通過特性を有するものが使
用され、また、例えば、再生の対象にされる信号
が、それの符号化に際して1KHzの繰返し周波数
のサンプリングパルスで標本化されていたとすれ
ば、その信号の再生時に使用される低域濾波器と
しては、再生信号中に折返し歪が混入しないよう
にするために、前記した1KHzのサンプリングパ
ルスの1/2以下の周波数帯域の信号だけを通過さ
せうるような通過特性を有するものが使用される
ことになる。ところで、信号の再生系が高い繰返
し周波数のサンプリングパルスで標本化された信
号と、低い繰返し周波数のサンプリングパルスで
標本化された信号とを再生する場合に、例えば、
前記した例のように10KHzのサンプリングパル
スで標本化された信号、すなわち、5KHzまでの
周波数帯域を有する再生信号と、1KHzのサンプ
リングパルスで標本化された信号、すなわち
0.5KHzまでの周波数帯域を有する再生信号とを
再生しようとする場合に、その再生系に設けられ
るべき低域濾波器としては、5KHzまでの信号を
通過させうるようなものが使用されるのが当然で
あるが、前記した再生系で、5KHzの信号が良好
に再生できるようにするために、再生系中に
5KHzまでの信号を通過させうるような低域濾波
器を設けた場合には、0.5KHzの信号の方に折返
し歪が混入することになるが、本発明においては
低域濾波器の通過帯域が各1フレームの信号毎に
設定されている標本化周期と対応して変化される
ようになされているから、簡単な構成によりデー
タ量の減少されたデジタルデータから品質のよい
再生信号を容易に得ることができるのである。[Table] The variable passband type low-pass filter VLPF shown in Fig. 5 is selected by the analog switch ASW according to the data value of the sampling period Tc given to the DA converter DAC2. Amplifier A1 by resistor
The gain of the photocoupler PC changes accordingly.
1, PC2 (Photo couplers PC1 and PC2 may have the same configuration, and it is a variable resistor.
A photoresistor (e.g.
Cds) VR, the cutoff frequency changes by changing the resistance value of VR, and the pass band is variably controlled. In addition, in FIG. 5, R1, R4, R5
~R8 is a resistor, R2 and R3 are variable resistors, A1,
A2 is an amplifier, and C1 and C2 are capacitors. As is clear from the above description, the encoding storage/reproduction device of the present invention treats each predetermined time length signal in the signal to be encoded as one frame signal, and each one frame signal. Detect the zero point in each frame of the signal using the signal obtained by sampling at a predetermined sampling period,
Also, in order to obtain a sample value indicating the amplitude value of the original signal obtained by encoding with a sampling period having a specific relationship with the number of zero points in the signal of each one frame described above, and the sample value thereof. An encoding storage/reproduction device which stores digital data for each signal of each frame in a storage device, and reads and decodes the stored digital data. Regarding the sample value indicating the amplitude value of the original signal in digital data in which the sample value indicating the amplitude value of the original signal described above and the data indicating the sampling period for obtaining the sample value are set, the sample value indicating the amplitude value of the original signal is as follows. When reading data from a storage device, data is read out at time intervals corresponding to a sampling period that has a specific relationship with the number of zero points in each frame of the signal, and then DA conversion is performed and converted into a variable passband type. digital data that includes a sample value indicating the amplitude value of the original signal and data indicating a sampling period for obtaining the sample value; As for the data indicating the sampling period in , it is provided with means for DA converting the data and then supplying it as a control signal to the variable pass band type low pass filter described above,
By changing the cutoff frequency of the variable passband type low-pass filter described above using a control signal obtained by DA converting the data indicating the sampling period in the digital data described above, a reproduced signal without harmonic distortion can be obtained. In the encoding storage and reproducing apparatus of the present invention, a signal to be encoded is a signal of a certain time length as a signal of one frame, and each frame is divided into one frame. The zero point in each one frame signal is detected using the signal obtained by sampling the signal at a predetermined sampling period, and the specific relationship with the number of zero points in each one frame signal is detected. For each frame, a sample value indicating the amplitude value of the original signal obtained by encoding with a sampling cycle having Store digital data for each signal in a storage device,
An analog signal obtained by AD converting each one-frame signal sequentially read from the storage device and the corresponding sample value string is a control signal obtained by DA converting the sampling period Tc in the sample value string. is applied to a variable pass band type low pass filter VLPF whose pass band is variably controlled by Since the passband of the device is changed in accordance with the sampling period set for each frame signal, the device of the present invention can successfully solve all of the above-mentioned problems. Distortion components with a frequency value higher than 1/2 of the sampling frequency are prevented from occurring in the signal. In other words, as mentioned above, the frequency band in which a sampled signal can be reproduced without distortion is a frequency band below 1/2 of the sampling frequency (the reciprocal of the sampling period), according to the well-known sampling theorem. The frequency band that is reproduced without distortion is a frequency band that is less than or equal to 1/2 of the reciprocal of the sampling period (sampling frequency) of the sampling pulse used to encode the encoded signal. As is well known, in frequency bands above the above-mentioned frequency bands, there are signals that cause aliasing distortion in the reproduced signal. Therefore, in order to prevent aliasing distortion from being mixed into the reproduced signal, a low-pass filter (low-pass filter) used when reproducing the encoded signal is used to filter the signal that is being reproduced. A device with a pass characteristic that allows passing only signals in a frequency band of 1/2 or less of the sampling frequency of the sampling pulse used for encoding is used. If the signal being encoded is sampled using a sampling pulse with a repetition rate of 10KHz, the low-pass filter used when reproducing that signal will not introduce aliasing distortion into the reproduced signal. In order to do this, a filter is used that has a pass characteristic that allows only signals in a frequency band of 1/2 or less of the 10KHz sampling pulse mentioned above to pass, and for example, if the signal to be reproduced is , if the signal was sampled using a sampling pulse with a repetition frequency of 1KHz during encoding, the low-pass filter used when reproducing the signal was designed to prevent aliasing distortion from being mixed into the reproduced signal. In this case, a filter having pass characteristics that allows passing only signals in a frequency band of 1/2 or less of the 1 KHz sampling pulse described above is used. By the way, when the signal reproduction system reproduces a signal sampled with a sampling pulse of a high repetition frequency and a signal sampled with a sampling pulse of a low repetition frequency, for example,
As in the example above, a signal sampled with a 10KHz sampling pulse, i.e., a reproduction signal with a frequency band up to 5KHz, and a signal sampled with a 1KHz sampling pulse, i.e.
When trying to reproduce a reproduction signal having a frequency band up to 0.5KHz, the low-pass filter that should be installed in the reproduction system should be one that can pass signals up to 5KHz. Of course, in the above-mentioned playback system, in order to be able to reproduce the 5KHz signal well, it is necessary to
If a low-pass filter that can pass signals up to 5KHz is provided, aliasing distortion will be mixed into the 0.5KHz signal, but in the present invention, the passband of the low-pass filter is Since the sampling period is changed in accordance with the sampling period set for each frame signal, a high-quality reproduction signal can be easily obtained from digital data with a reduced amount of data with a simple configuration. It is possible.
第1図は本発明の符号化記憶再生装置を含んで
構成された記録再生装置の一実施態様のブロツク
図、第2図は説明用の波形例図、第3図及び第4
図は説明用のフローチヤート、第5図は可変通過
帯域型の低域濾波器及びその関連部分のブロツク
回路図である。
MIC…マイクロホン、LPF…低域濾波器、
ADC…AD変換器、CG…クロツクパルス発生器、
CCT…マイクロコンピユータを含んで構成され
た制御回路、OP…操作部、Br…記録釦、Bp…再
生釦、Bs…停止釦、M1…第1の記憶装置(バ
ツフアメモリ)、M2…第2の記憶装置、DAC
1,DAC2…DA変換器、VLPF…可変通過帯域
型の低域濾波器、ASW…アナログスイツチ、PC
1,PC2…フオトカプラ、Pd…フオトダイオー
ド、VR…可変抵抗体、R1,R4,R5〜R8
…抵抗、R2,R3…可変抵抗器、A1,A2…
増幅器、C1,C2…コンデンサ。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a recording and reproducing apparatus including the encoding storage and reproducing apparatus of the present invention, FIG. 2 is an explanatory waveform example diagram, and FIGS.
The figure is an explanatory flowchart, and FIG. 5 is a block circuit diagram of a variable passband type low-pass filter and its related parts. MIC...Microphone, LPF...Low pass filter,
ADC...AD converter, CG...clock pulse generator,
CCT...control circuit including a microcomputer, OP...operation unit, Br...record button, Bp...play button, Bs...stop button, M1...first storage device (buffer memory), M2...second memory equipment, DAC
1, DAC2...DA converter, VLPF...variable passband type low-pass filter, ASW...analog switch, PC
1, PC2...Photocoupler, Pd...Photodiode, VR...Variable resistor, R1, R4, R5 to R8
...Resistor, R2, R3...Variable resistor, A1, A2...
Amplifier, C1, C2...capacitor.
Claims (1)
られた一定の時間長毎の信号を1フレームの信号
とし、各1フレームの信号を予め定められた標本
化周期で標本化して得た信号を用いて各1フレー
ムの信号毎にゼロ点の個数Zを検出する手段と、
前記の検出手段によつて得たゼロ点の個数Zに予
め定められた係数Kを乗じた数値Z・Kによつて
前記した1フレームの信号の時間長を等分して得
られる時間長と対応する新たな標本化周期で符号
化を行うことによつて得た原信号の振幅値を示す
標本値とその標本値を得るための標本化周期を示
すデータとを組にした状態の各1フレームの信号
毎のデジタルデータを記憶装置に記憶し、その記
憶されたデジタルデータを読出して復号化する符
号化記憶再生装置であつて、前記した原信号の振
幅値を示す標本値と、その標本値を得るための標
本化周期を示すデータとが組となされているデジ
タルデータにおける原信号の振幅値を示す標本値
については、前記した記憶装置からの読出しに当
つて各1フレームの信号におけるゼロ点の個数Z
に予め定められた係数Kを乗じた数値Z・Kによ
つて前記した1フレームの信号の時間長を等分し
て得られる時間長と略々対応する時間々隔で読出
してからDA変換を行なつてそれを可変通過帯域
型の低域濾波器へ入力信号として与える手段と、
また、前記した原信号の振幅値を示す標本値と、
その標本値を得るための標本化周期を示すデータ
とが組となされているデジタルデータにおける標
本化周期を示すデータについては、それをDA変
換してから前記した可変通過帯域型の低域濾波器
へ制御信号として与える手段とを備え、前記した
可変通過帯域型の低域濾波器の遮断周波数を前記
したデジタルデータにおける標本化周期を示すデ
ータをDA変換して得た制御信号により変化させ
ることにより、高調波歪のない再生信号が得られ
るようにしてなる符号化記憶再生装置。1 A signal for each predetermined time length in the signal to be encoded is considered to be one frame signal, and a signal obtained by sampling each one frame signal at a predetermined sampling period is used. means for detecting the number Z of zero points for each frame of signals;
The time length obtained by equally dividing the time length of one frame signal described above by the value Z・K obtained by multiplying the number Z of zero points obtained by the above detection means by a predetermined coefficient K. Each of the states in which a sample value indicating the amplitude value of the original signal obtained by encoding with a corresponding new sampling cycle and data indicating the sampling cycle for obtaining the sample value are paired. An encoding storage/reproduction device that stores digital data for each frame signal in a storage device, reads out and decodes the stored digital data, and includes a sample value indicating the amplitude value of the original signal, and a sample value of the sample value. Regarding the sample value indicating the amplitude value of the original signal in the digital data that is paired with the data indicating the sampling period for obtaining the value, when reading from the storage device described above, zeros in the signal of each one frame are Number of points Z
is read out at time intervals approximately corresponding to the time length obtained by equally dividing the time length of one frame signal described above by a value Z K multiplied by a predetermined coefficient K, and then DA conversion is performed. and means for providing the same as an input signal to a variable passband type low-pass filter;
In addition, a sample value indicating the amplitude value of the original signal described above,
Data indicating the sampling period in digital data that is paired with data indicating the sampling period for obtaining the sample value is converted from DA to the above-mentioned variable passband type low-pass filter. by changing the cut-off frequency of the variable passband type low-pass filter by the control signal obtained by DA converting the data indicating the sampling period in the digital data. , an encoding storage and reproducing device which can obtain a reproduced signal free of harmonic distortion.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57048254A JPS58165442A (en) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | Encoded storage reproducing device |
FR838304274A FR2530897B1 (en) | 1982-03-16 | 1983-03-15 | METHOD AND SYSTEM FOR DATA COMPRESSION BY VARIABLE FREQUENCY SAMPLING |
US06/475,405 US4626827A (en) | 1982-03-16 | 1983-03-15 | Method and system for data compression by variable frequency sampling |
DE3309467A DE3309467A1 (en) | 1982-03-16 | 1983-03-16 | METHOD FOR DATA COMPRESSION BY SCANNING WITH VARIABLE FREQUENCY AND TRANSLATION SYSTEM SUITABLE FOR THIS METHOD |
GB08307196A GB2128049B (en) | 1982-03-16 | 1983-03-16 | Method and system for data compression by variable frequency sampling |
GB08515095A GB2160040B (en) | 1982-03-16 | 1985-06-14 | Method and system for decoding a digital signal using a variable frequency low-pass filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57048254A JPS58165442A (en) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | Encoded storage reproducing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58165442A JPS58165442A (en) | 1983-09-30 |
JPS6345140B2 true JPS6345140B2 (en) | 1988-09-08 |
Family
ID=12798302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57048254A Granted JPS58165442A (en) | 1982-03-16 | 1982-03-26 | Encoded storage reproducing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58165442A (en) |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP57048254A patent/JPS58165442A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58165442A (en) | 1983-09-30 |
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