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JP3254829B2 - Method and apparatus for time-based extension reading of digital audio signal - Google Patents

Method and apparatus for time-based extension reading of digital audio signal

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Publication number
JP3254829B2
JP3254829B2 JP17491493A JP17491493A JP3254829B2 JP 3254829 B2 JP3254829 B2 JP 3254829B2 JP 17491493 A JP17491493 A JP 17491493A JP 17491493 A JP17491493 A JP 17491493A JP 3254829 B2 JP3254829 B2 JP 3254829B2
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JP
Japan
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signal
audio signal
pitch
value
sample values
Prior art date
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美昭 田中
芳尚 小林
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は音響信号のピッチをデジ
タル信号の状態で低下させうるようにしたデジタル音響
信号の時間軸伸長読出し方法、及びデジタル音響信号の
時間軸伸長読出し装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for reading out a digital audio signal on a time axis and a device for reading out a digital audio signal on a time axis so that the pitch of the audio signal can be reduced in the state of a digital signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種の目的のために音響信号を編集する
ことが従来から行なわれて来ていることは周知のとおり
であり、音響信号の編集装置としても従来から広く使用
されていたアナログ信号形態の音響信号の編集装置の他
にデジタル信号形態の音響信号の編集装置も使用されて
いる。前記した音響信号の編集装置は、音響信号の編集
を行なうために例えば、記録再生機能、フェードイン、
フェードアウト、クロスフェード、編集リストに基づく
編集再生機能、その他多くの機能を備えているものとし
て構成されるのであるが、編集点を検出する際に音響信
号を時間軸上で大巾に伸長させること、すなわち、音響
信号のピッチを低下させることが従来から行なわれて来
ている。
2. Description of the Related Art It is well known that sound signals have been conventionally edited for various purposes, and analog signals which have been widely used as sound signal editing apparatuses have been known. In addition to audio signal editing devices in the form of digital signals, audio signal editing devices in the form of digital signals are also used. The audio signal editing device described above is, for example, a recording and reproduction function, fade-in,
It is configured to have fade-out, cross-fade, editing and playback functions based on the edit list, and many other functions. That is, the pitch of the acoustic signal has been conventionally reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来、デジタル信号の
音響信号のピッチを低下させる手段としては、サンプリ
ング周波数を低下させてアナログ信号にする方法がある
が、この従来法ではアナログ信号にする以前かアナログ
信号にした後に、折返し雑音を除去するためにアンチエ
リアスフィルタを用いる。この従来法ではピッチを低下
させた後で、ピッチを低下させる前のサンプリング周期
を有するデジタル信号に戻す際に、再サンプリングする
ためのアナログデジタル変換器が必要とされる上に、デ
ジタル信号をアナログ信号に戻すための信号の劣化が避
けられないから、高精度な変換が行なえないという欠点
があった。前記の欠点は信号処理をデジタル信号の状態
のままで行なえば解決できるが、デジタル信号の状態で
の信号処理が、単にデータを零補間したり、ホールド補
間したりするだけでは折返し雑音が発生するために、デ
ジタル信号のままでピッチを低下させる場合には折返し
雑音が良好に取除くことができるような信号処理方方式
が必要とされる。
Conventionally, as a means for reducing the pitch of a digital audio signal, there is a method of reducing the sampling frequency to an analog signal. After converting to an analog signal, an anti-alias filter is used to remove aliasing noise. In this conventional method, when returning to a digital signal having a sampling period before the pitch is reduced after the pitch is reduced, an analog-to-digital converter for resampling is required, and the digital signal is converted to an analog signal. There is a drawback that high-precision conversion cannot be performed because deterioration of the signal for returning the signal is inevitable. The above disadvantages can be solved if the signal processing is performed in the state of the digital signal, but if the signal processing in the state of the digital signal simply performs zero interpolation or hold interpolation of data, aliasing noise occurs. For this reason, when the pitch is reduced while the digital signal remains unchanged, a signal processing method that can remove aliasing noise well is required.

【0004】前記の問題を解決するために、本出願人
会社では「音響信号のピッチをデジタル信号の状態で1
/n(ただし、nは2以上の整数)に低下させるデジタ
ル信号処理方式であって、ピッチの低下の対象にされて
いるデジタル信号の標本値系列にm倍(ただし、mは2
以上の整数)のオーバーサンプリングを施すオーバーサ
ンプリングフィルタと、オーバーサンプリングが施され
たデジタル信号の順次の各標本値を、連続するN個のオ
ーバーサンプリング周期毎に繰返して時間軸上に並べ
て、前記したピッチの低下の対象にされているデジタル
信号のサンプリング区間がN倍に拡大され、かつ、前記
のN倍に拡大されたサンプリング区間をMN分割する時
間位置で実質的なホールド補間が行なわれている状態の
標本値系列のデジタルデータを得る手段と、前記のデジ
タルデータ中の折返し成分を除去するアンチエリアスフ
ィルタとからなるデジタル信号処理方式」を平成4年5
月12日に特許出願(特願平4ー145013号明細書
参照)しており、また、前記の問題の生じない信号処理
方式としては、例えば米国特許第5111727号明
細書中の一部に開示されているように、直線近似によっ
て補間信号を生成するようにした従来技術も知られてい
る。
[0004] In order to solve the above-mentioned problem, the present applicant has proposed that "the pitch of an acoustic signal is 1 in the form of a digital signal.
/ N (where n is an integer of 2 or more) is a digital signal processing method in which a sample value sequence of a digital signal whose pitch is to be reduced is multiplied by m (where m is 2
The oversampling filter for performing the oversampling of the above integer) and the successive sample values of the oversampled digital signal are repeatedly arranged for every N consecutive oversampling periods and arranged on the time axis. The sampling section of the digital signal whose pitch is to be reduced is expanded N times, and substantial hold interpolation is performed at the time position where the N times expanded sampling section is divided by MN. "A digital signal processing method comprising means for obtaining digital data of a sample value series in a state and an anti-alias filter for removing aliasing components in the digital data"
A patent application was filed on March 12 (see Japanese Patent Application No. 4-145013), and a signal processing method which does not cause the above problem is disclosed in, for example, a part of US Pat. No. 5,111,727. As described above, a prior art in which an interpolation signal is generated by linear approximation is also known.

【0005】しかし、前記したの信号処理方式では、
音響信号のピッチの変化と対応して遮断周波数を変化さ
せるために、遮断周波数の可変なアンチエリアスフィル
タが必要とされるが、急激なピッチの変更に際して急激
なフィルタ特性の変更が行なわれた場合には、切換えノ
イズが発生したり、ピッチを可変にするための入力の時
点と、前記の入力に応答してフィルタ特性が切換わる時
点までの時間により、切換えのバックラッシュが生じる
ために、前記したの信号処理方式を例えば音響信号の
ジョグ装置やシャトル装置等に適用した場合には、編集
点を確定し難いということが問題になった。
However, in the above-described signal processing method,
In order to change the cutoff frequency in response to the change in the pitch of the sound signal, an anti-alias filter with a variable cutoff frequency is required, but when the filter characteristics are suddenly changed when the pitch is suddenly changed. The switching backlash occurs due to the switching noise occurring or the time until the filter characteristic is switched in response to the input at the time of the input for changing the pitch and the time at which the filter characteristic is switched. When such a signal processing method is applied to, for example, a jog device or a shuttle device for an acoustic signal, there is a problem that it is difficult to determine an edit point.

【0006】前記したの信号処理方式における直線近
似による従来技術では、フィルタを使用しなくても実施
できるので、前記したの信号処理方式で問題になった
点はの信号処理方式では生じない。ところで、図6は
の信号処理方式により、標本化周波数が48KHzで
1KHzの正弦波信号を0.6倍のピッチの信号に変換
した場合の周波数レスポンス特性を示しており、また図
7はの信号処理方式により、標本化周波数が48KH
zで10KHzの正弦波信号を0.6倍のピッチの信号
に変換した場合の周波数レスポンス特性を示している。
前記した図6,図7をみると標本化周波数48KHzの
略々1/20以下の低い周波数の正弦波信号について
は、図6に示されているように良好な近似が得られてい
るが、標本化周期の1/2に近い高い周波数の正弦波信
号については図7中に示されているように、高レベルの
低調波成分が現われている。そして、前記のように標本
化周期の1/2に近い高い周波数について生じた高レベ
ルの低調波成分は、著るしく大きな歪感を生じさせるの
で、広い周波数範囲にわたって歪の少ない補間信号を生
成させることが必要とされる音響信号のジョグ装置やシ
ャトル装置に対してこのの信号処理方式を適用するこ
とができなかった。
In the above-described conventional technique based on linear approximation in the signal processing method, since it can be implemented without using a filter, the problem in the above-mentioned signal processing method does not occur in the signal processing method. FIG. 6 shows a frequency response characteristic when a sampling frequency of 48 KHz and a sine wave signal of 1 KHz are converted into a signal having a pitch of 0.6 times by the signal processing method shown in FIG. Depending on processing method, sampling frequency is 48KH
The figure shows the frequency response characteristics when a 10 KHz sine wave signal is converted to a signal having a 0.6 times pitch in z.
6 and 7, a good approximation is obtained as shown in FIG. 6 for a sine wave signal having a low frequency of approximately 1/20 or less of the sampling frequency of 48 KHz. As shown in FIG. 7, a high-level subharmonic component appears in a sine wave signal having a high frequency close to half the sampling period. Since the high-level subharmonic component generated at a high frequency close to half the sampling period as described above causes a remarkably large distortion, an interpolated signal with little distortion is generated over a wide frequency range. This signal processing method cannot be applied to a jog device or a shuttle device for an acoustic signal that needs to be controlled.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、音響信号のピ
ッチをデジタル信号の状態で1/N(ただし、Nは正ま
たは負で大きさが1以上の任意の数)に低下させるため
のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し方法であって、
順次の各1標本化周期毎に、ピッチ低下の対象にされて
いる音響信号の時間軸上の振幅の変化態様と対応してい
るデジタル音響信号の標本値系列中において連続してい
る予め定められた個数M(ただし、Mは4以上の自然
数)の標本値を曲線上に含む代数曲線と対応する(M−
1)次の多項式によって前記したM個の標本値の組を近
似するために、前記のM個の標本値に基づいて得たM個
の項の係数によって(M−1)次の多項式に従う補間信
号を得て出力するとともに、前記した順次の各1標本化
周期毎に与えられる音響信号のピッチの低下率1/Nを
示す信号ΔNk(ただし、kは1以上の自然数)の累算
を行なって得た累算値の大きさが1以下または1未満の
場合における順次の各1標本化周期において補間信号を
得るために用いられるM個の標本値の組は変更せず、ま
た、前記した信号ΔNkの累算値の大きさが1を超える
場合には、その累算値から大きさ1を減じた値を次の1
標本化周期における信号ΔNkの累算値の初期値として
用いるとともに、それまでに使用していたM個の標本値
の組の代わりに、1標本化周期だけ全体を新しい標本値
の方にシフトさせて得たM個の標本値の組を用いて既述
した(M−1)次の多項式に従う補間信号を得て出力す
るようにしたデジタル音響信号の時間軸伸長読出し方法
を提供するものである。また、音響信号のピッチをデジ
タル信号の状態で1/N(ただし、Nは正または負で大
きさが1以上の任意の数)に低下させるためのデジタル
音響信号の時間軸伸長読出し装置であって、順次の各1
標本化周期毎に、ピッチ低下の対象にされている音響信
号の時間軸上の振幅の変化態様と対応しているデジタル
音響信号の標本値系列中において連続している予め定め
られた個数M(ただし、Mは4以上の自然数)の標本値
を曲線上に含む代数曲線と対応する(M−1)次の多項
式によって前記したM個の標本値の組を近似するため
に、前記のM個の標本値に基づいてM個の項の係数値を
得る手段と、前記した係数値を用いて(M−1)次の多
項式に従う補間信号を得て出力する手段と、前記した順
次の各1標本化周期毎に与えられる音響信号のピッチの
低下率1/Nを示す信号ΔNk(ただし、kは1以上の
自然数)の累算を行なう手段と、前記の累算値の大きさ
が1以下または1未満の場合における順次の各1標本化
周期において補間信号を得るために用いられるM個の標
本値の組は変更せず、また、前記した信号ΔNkの累算
値の大きさが1を超える場合には、その累算値から大き
さ1を減じた値を次の1標本化周期における信号ΔNk
の累算値の初期値として用いるとともに、それまでに使
用していたM個の標本値の組の代わりに、1標本化周期
だけ全体を新しい標本値の方にシフトさせて得たM個の
標本値の組を用いる手段とを備えてなるデジタル音響信
号の時間軸伸長読出し装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a pitch of an acoustic signal is reduced to 1 / N (where N is any positive or negative and any number of 1 or more) in a digital signal state. A method for reading out a time axis of a digital audio signal, comprising:
For each successive sampling period, a predetermined predetermined sequence that is continuous in the sample value sequence of the digital audio signal corresponding to the variation of the amplitude on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction. (Where M is a natural number of 4 or more) corresponding to an algebraic curve containing a sample value on the curve.
1) Interpolation according to the (M-1) degree polynomial by the coefficient of M terms obtained based on the M sample values in order to approximate the set of M sample values by the following polynomial A signal is obtained and output, and the signal ΔNk (where k is a natural number of 1 or more) indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the acoustic signal given for each successive sampling cycle is accumulated. The set of M sample values used to obtain the interpolation signal in each successive sampling period when the magnitude of the accumulated value obtained is less than or less than 1 or less than 1 is not changed. When the magnitude of the accumulated value of the signal ΔNk exceeds 1, a value obtained by subtracting the magnitude 1 from the accumulated value is calculated by the following 1
It is used as the initial value of the accumulated value of the signal ΔNk in the sampling period, and instead of the set of M sample values used so far, the whole is shifted toward the new sample value by one sampling period. The present invention is to provide a time-base expansion reading method of a digital audio signal in which an interpolation signal according to the (M-1) -th order polynomial described above is obtained and output using a set of M sample values obtained as described above. . Further, there is provided a digital audio signal time-base expansion reading apparatus for reducing the pitch of an audio signal to 1 / N in the state of a digital signal (where N is any positive or negative number and an arbitrary number of 1 or more). And each one in turn
For each sampling cycle, a predetermined number M (continuously) in the sample value sequence of the digital audio signal corresponding to the variation of the amplitude on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction. However, in order to approximate the above set of M sample values by an (M-1) -order polynomial corresponding to an algebraic curve including a sample value of (M is a natural number of 4 or more) on the curve, Means for obtaining coefficient values of M terms on the basis of the sample values of the above, means for obtaining and outputting an interpolation signal according to the (M-1) -th order polynomial using the above-mentioned coefficient values, A signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the acoustic signal given for each sampling cycle ( where k is 1 or more)
Means for accumulating natural numbers) , and a set of M sample values used to obtain an interpolation signal in each successive sampling period when the magnitude of the accumulated value is 1 or less or less than 1 Is not changed, and when the magnitude of the accumulated value of the signal ΔNk exceeds 1, a value obtained by subtracting the magnitude 1 from the accumulated value is used as the signal ΔNk in the next one sampling period.
Is used as the initial value of the accumulated value of M, and instead of the set of M sample values used so far, M samples obtained by shifting the whole toward the new sample values by one sampling period are used. Means for using a set of sample values to read out a digital audio signal on a time axis.

【0008】[0008]

【作用】ピッチ低下の対象にされている音響信号の時間
軸上の振幅の変化態様と対応しているデジタル音響信号
の標本値系列中において連続している予め定められた個
数M(ただし、Mは4以上の自然数)の標本値を曲線上
に含む代数曲線と対応する(M−1)次の多項式によ
り、前記したM個の標本値の組を近似させるために、前
記のM個の標本値に基づいてM個の項の係数を算出す
る。前記したM個の項の係数を用いて(M−1)次の多
項式に従う補間信号を得て出力する。また、前記した順
次の各1標本化周期毎に与えられる音響信号のピッチの
低下率1/Nを示す信号ΔNkを累算して、前記の累算
値の大きさが1以下または1未満の場合における順次の
各1標本化周期において補間信号を得るために用いられ
るM個の標本値の組の変更は行なわない。前記した信号
ΔNkの累算値の大きさが1を超える場合には、その累
算値から大きさ1を減じた値を次の1標本化周期におけ
る信号ΔNkの累算値の初期値として用い、また、それ
までに使用していたM個の標本値の組の代わりに、1標
本化周期だけ全体を新しい標本値の方にシフトさせて得
たM個の標本値の組を用いて既述した(M−1)次の多
項式に従う補間信号を得て出力する。このようにして、
音響信号のピッチをデジタル信号の状態で1/N(ただ
し、Nは正または負で大きさが1以上の任意の数)に低
下させるようにデジタル音響信号を時間軸伸長して読出
すことが容易にできる。
A predetermined number M (where M is a predetermined number) continuous in the sample value sequence of the digital audio signal corresponding to the variation of the amplitude on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction. (M is a natural number of 4 or more) on the curve and an algebraic curve corresponding to the (M-1) -order polynomial corresponding to the set of M samples to approximate the set of M samples. The coefficients of the M terms are calculated based on the values. An interpolation signal according to the (M-1) -order polynomial is obtained and output using the coefficients of the M terms described above. Further, the signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the acoustic signal given in each of the successive sampling cycles is accumulated, and the magnitude of the accumulated value is 1 or less or less than 1. No change is made to the set of M sample values used to obtain the interpolated signal in each successive sampling period in the case. When the magnitude of the accumulated value of the signal ΔNk exceeds 1, the value obtained by subtracting the magnitude 1 from the accumulated value is used as the initial value of the accumulated value of the signal ΔNk in the next one sampling cycle. Also, instead of the set of M sample values used so far, a set of M sample values obtained by shifting the whole to a new sample value by one sampling period is used. An interpolation signal according to the (M-1) -order polynomial described above is obtained and output. In this way,
It is possible to read out the digital audio signal by extending the time axis so that the pitch of the audio signal is reduced to 1 / N in the state of the digital signal (where N is any positive or negative and any number greater than 1). Easy.

【0009】[0009]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明のデジタル
音響信号の時間軸伸長読出し方法及び装置についての具
体的な内容を詳細に説明する。図1は本発明のデジタル
音響信号の時間軸伸長読出し方法を適用した装置の概略
構成を示すブロック図、図2は本発明のデジタル音響信
号の時間軸伸長読出し方法を音響信号のジョグ装置また
はシャトル装置に適用した場合のブロック図、図3は本
発明のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し方法の構成
原理及び動作原理を説明するための波形図、図4は本発
明のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し方法を適用し
た装置の出力特性例を示す図、図5は音響信号のピッチ
の低下率1/Nを示す信号ΔNkの時間軸上での変化特
性例を示す図、図6及び図7は直線近似法による出力特
性例を示す図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a method and an apparatus for expanding and reading a digital audio signal on a time axis according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus to which a time axis extension reading method of a digital audio signal according to the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram showing a time axis extension reading method of a digital audio signal according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram when the present invention is applied to an apparatus, FIG. 3 is a waveform diagram for explaining a configuration principle and an operation principle of a digital audio signal time axis extension reading method of the present invention, and FIG. 4 is a time axis of the digital audio signal of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing an output characteristic example of a device to which the decompression read method is applied, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a change characteristic on the time axis of a signal ΔNk indicating a reduction rate 1 / N of a pitch of an audio signal; FIG. 4 is a diagram illustrating an example of output characteristics by a linear approximation method.

【0010】本発明のデジタル音響信号の時間軸伸長読
出し方法を適用した装置の概略構成を示している図1の
ブロック図中において、図面符号3,4で指示してある
各構成部分は、本発明のデジタル音響信号の時間軸伸長
読出し方法を音響信号のジョグ装置またはシャトル装置
に適用した場合の構成例を示している図2のブロック図
中における信号処理理部3と、バッファメモリ4とに対
応しており、図1中に示されている信号処理部3におけ
る入出力端子3a,3b,3cと、バッファメモリ4にお
ける入出力端子4a,4b,4cとは、図2中に示されて
いる信号処理部3の入出力端子3a,3b,3cと、バ
ッファメモリ4の入出力端子4a,4b,4cとに対応
している。なお図1中に示されている信号処理部3の構
成態様は、図2中に示されている信号処理部3の構成の
一部を示しているのに過ぎない。
In the block diagram of FIG. 1 showing a schematic configuration of an apparatus to which the method of extending and reading the time axis of a digital audio signal according to the present invention is applied, each component indicated by reference numerals 3 and 4 is a part of the present invention. The signal processing unit 3 and the buffer memory 4 in the block diagram of FIG. 2 showing a configuration example when the time axis extension reading method of the digital audio signal of the invention is applied to a jog device or a shuttle device for an audio signal. The input / output terminals 3a, 3b, 3c in the signal processing unit 3 shown in FIG. 1 and the input / output terminals 4a, 4b, 4c in the buffer memory 4 are shown in FIG. Corresponding to the input / output terminals 3a, 3b, 3c of the signal processing unit 3 and the input / output terminals 4a, 4b, 4c of the buffer memory 4. The configuration of the signal processing unit 3 shown in FIG. 1 is only a part of the configuration of the signal processing unit 3 shown in FIG.

【0011】図1中の信号処理部の入力端子3aには、
デジタル信号の状態で音響信号のピッチを1/N(ただ
し、Nは正または負で大きさが1以上の任意の数)に低
下させる対象にされているデジタル音響信号のデータが
入力される。図1において信号処理部の入力端子3aに
は、バッファメモリ4から読出されてた所定のデータが
バッファメモリ4の出力端子4aから与えられているも
のとされている。また、信号処理部の入力端子3cには
音響信号のピッチの低下率1/Nを示す信号ΔNkが外
部回路から供給される。ところで、前記のようにバッフ
ァメモリ4から読出された後に、信号処理部3の入力端
子3aを介して信号処理部3における係数の算出部31
に与えられるピッチ低下の対象にされているデジタル音
響信号のデータは、順次の順次の各1標本化周期毎に、
ピッチ低下の対象にされている音響信号の時間軸上の振
幅の変化態様と対応しているデジタル音響信号の標本値
系列中において連続している予め定められた個数M(た
だし、Mは4以上の自然数)の標本値と対応しているデ
ータである。
The input terminal 3a of the signal processing unit in FIG.
In the state of the digital signal, data of a digital audio signal targeted to reduce the pitch of the audio signal to 1 / N (where N is a positive or negative and an arbitrary number of 1 or more) is input. In FIG. 1, it is assumed that predetermined data read from the buffer memory 4 is given to the input terminal 3a of the signal processing unit from the output terminal 4a of the buffer memory 4. Further, a signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the acoustic signal is supplied from an external circuit to the input terminal 3c of the signal processing unit. By the way, after being read from the buffer memory 4 as described above, the coefficient calculation unit 31 in the signal processing unit 3 via the input terminal 3a of the signal processing unit 3
The digital audio signal data targeted for pitch reduction given to
A predetermined number M (where M is 4 or more) continuous in the sample value sequence of the digital audio signal corresponding to the variation of the amplitude on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction Is a natural number).

【0012】さて、図3における白丸印De,Dd,D
c,Db,Da,Dpは、ピッチ低下の対象にされてい
る音響信号の時間軸上の振幅の変化態様と対応したデジ
タル値を有するデジタル音響信号の標本値系列中で連続
している順次のデータの配列態様を模式的に示したもの
である。そして前記した各白丸印De,Dd,Dc,D
b,Da,Dpを連結した実線図示の曲線は、ピッチ低
下の対象にされている音響信号の時間軸上の振幅の変化
態様を示しており、また、図3中で右方の一点鎖線の曲
線と4個(M=4の場合)の白丸印Dd,Dc,Db,D
aを連結する実線図示の曲線と、図3中で左方の一点鎖
線の曲線とを連結して示される曲線は、前記した4個
(M=4の場合)の白丸印Dd,Dc,Db,Daを連
結する実線図示の曲線を曲線上に含む代数曲線である。
Now, white circles De, Dd, D in FIG.
c, Db, Da, and Dp are successive successive values in a sample value sequence of a digital audio signal having a digital value corresponding to an amplitude change mode on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction. FIG. 4 schematically shows an arrangement of data. And the above-mentioned white circles De, Dd, Dc, D
A curve shown by a solid line connecting b, Da, and Dp indicates a change in the amplitude on the time axis of the sound signal to be pitch-decreased, and a dashed-dotted line on the right in FIG. Curves and four (when M = 4) white circles Dd, Dc, Db, D
The curves shown by connecting the solid-line curve connecting a to the left dash-dot line curve in FIG. 3 are the four (in the case of M = 4) white circles Dd, Dc, and Db. , Da are algebraic curves including a curve shown by a solid line on the curve.

【0013】換言すると、前記した代数曲線は、図3中
に示されているピッチ低下の対象にされている音響信号
の時間軸上の振幅の変化態様と対応したデジタル値を有
するデジタル音響信号の標本値系列中で連続している白
丸印De,Dd,Dc,Db,Da,Dpによって示され
ているピッチ低下の対象にされている順次のデータの内
で、連続する4個(M=4の場合)の白丸印Dd,D
c,Db,Daを連結する実線図示の曲線を近似する曲
線である。そして、本発明のデジタル音響信号の時間軸
伸長読出し方法では、前記したピッチ低下の対象にされ
ている音響信号の時間軸上の振幅の変化態様と対応して
いるデジタル音響信号の標本値系列中において連続して
いる標本値(白丸印De,Dd,Dc,Db,Da,D
p…)の内から、予め定められた個数M(ただし、Mは
4以上の自然数)の標本値を曲線上に含む代数曲線と対
応する(M−1)次の多項式によって前記したM個の標
本値の組を近似して、前記のM個の標本値に基づいて得
たM個の項の係数によって(M−1)次の多項式に従う
補間信号を得て出力するようにしているのである。例え
ば、図3中に例示されている代数曲線は、前記のように
連続する4個(M=4の場合)の白丸印Dd,Dc,D
b,Daを連結する実線図示の曲線を近似する曲線であ
るから、この代数曲線は次の(1)式によって表わされる
3次の多項式y(t')によって示されることになる。
In other words, the algebraic curve described above corresponds to the digital audio signal having a digital value corresponding to the change of the amplitude on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction shown in FIG. Among consecutive data targeted for pitch reduction indicated by white circles De, Dd, Dc, Db, Da, and Dp which are continuous in the sample value series, four consecutive (M = 4 ), White circles Dd, D
It is a curve that approximates the curve shown by the solid line connecting c, Db, and Da. In the method for reading out a digital audio signal on a time axis in the time axis according to the present invention, the sample value sequence of the digital audio signal corresponding to the change mode of the amplitude on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction is described. Sample values (white circles De, Dd, Dc, Db, Da, D
.. p), a predetermined number M (where M is a natural number of 4 or more) of sample values corresponding to an algebraic curve containing the sample values on the curve. A set of sample values is approximated, and an interpolation signal according to the (M-1) -order polynomial is obtained and output by the coefficients of the M terms obtained based on the M sample values. . For example, the algebraic curve illustrated in FIG. 3 is composed of four consecutive white circles Dd, Dc, and D (when M = 4) as described above.
Since it is a curve approximating a curve shown by a solid line connecting b and Da, this algebraic curve is represented by a cubic polynomial y (t ') represented by the following equation (1).

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】それで、例えば、ピッチ低下の対象にされ
ている音響信号の時間軸上の振幅の変化態様と対応して
いるデジタル音響信号の標本値系列中において連続して
いる標本値(白丸印De,Dd,Dc,Db,Da,D
p…)の内から、各標本化周期毎にバッファメモリ4か
ら読出すべき連続する所定個数Mの標本値として、図3
中に例示されているようにM=4とされた場合には、信
号処理部3における係数の算出部31では、それに供給
された4個の標本値(例えば、白丸印Dd,Dc,D
b,Da)から、前記した(1)式で示されている3次
の多項式y(t')における4つの項の各係数a,b,
c,dを求める。今、信号処理部3における係数の算出
部31に供給された4個の標本値が、例えば白丸印D
d,Dc,Db,Daであったとすると、図3に示され
ている時間軸の中心の標本値Dbと、前記の標本値Db
よりも前の標本値Daと、前記の標本値Dbよりも後の
標本値Dc,Ddとについてのそれぞれのy(t)の値
は、図3より標本値Dbはy(0)、標本値Daはy(-
1)、標本値Dcはy(+1)、標本値Ddはy(+2)とな
るから、この例の場合における(1)式で示されている
3次の多項式y(t')における4つの項の各係数a,
b,c,dは、次の(2)〜(5)式によって示されるこ
とになる。
Thus, for example, continuous sample values (white circles De) in a sample value sequence of a digital audio signal corresponding to the variation of the amplitude on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction. , Dd, Dc, Db, Da, D
p) from the buffer memory 4 at each sampling period as a continuous predetermined number M of sample values.
When M = 4 as illustrated in the example, the coefficient calculation unit 31 in the signal processing unit 3 outputs the four sample values (for example, white circles Dd, Dc, and D) supplied thereto.
b, Da), the coefficients a, b, and 4 of the four terms in the third-order polynomial y (t ′) shown in the above equation (1)
Find c and d. Now, the four sample values supplied to the coefficient calculation unit 31 in the signal processing unit 3 are, for example, white circles D
If d, Dc, Db, and Da, the sample value Db at the center of the time axis shown in FIG.
The values of y (t) for the sample value Da before the sample value Dc and the sample values Dc and Dd after the sample value Db are y (0) and the sample value Db in FIG. Da is y (-
1) Since the sample value Dc is y (+1) and the sample value Dd is y (+2), in the third-order polynomial y (t ′) shown by the equation (1) in this case, Each coefficient a of the four terms,
b, c, and d are represented by the following equations (2) to (5).

【0016】 a=y(+2)/6−y(+1)/2+y(0)/2−y(-1)/6 …(2) b=−y(0)+y(-1)/2+y(+1)/2 …(3) c=−y(+2)/6+y(+1)/2−y(0)/2−y(-1)/3…(4) d=y(0) …(5) 前記の各係数a,b,c,dは、信号処理部3における
係数の算出部31において、適応的にではなく、前記し
た(2)〜(5)式に従って一義的に、しかも簡単に精
度良く算出される。
A = y (+2) / 6−y (+1) / 2 + y (0) / 2−y (−1) / 6 (2) b = −y (0) + y (−1) / 2 + y (+1) / 2 (3) c = −y (+2) / 6 + y (+1) / 2−y (0) / 2−y (−1) / 3 (4) d = y ( 0)... (5) The coefficients a, b, c, and d are not adaptively determined by the coefficient calculation unit 31 in the signal processing unit 3 but are uniquely determined according to the above-described equations (2) to (5). And easily and accurately.

【0017】各標本化周期毎にバッファメモリ4から信
号処理部3に供給されたM個の標本値に基づいて、係数
の算出部31で算出したM個の項の係数は、データの算
出部32に与えられる。前記のデータの算出部32で
は、係数の算出部31で算出された前記したM個の項の
係数を、例えば(1)式で示される(M−1)次の多項
式に代入して、t'=t'n(ただし、t'n=ΣΔNk)
の時点(図3参照)における補間信号y(t'n)を算出
する。図3における横軸(時間軸t)における時刻0と
時刻+1との区間中に示されている複数の細い縦線にお
いて、互にそれぞれ相隣り合うものの間隔は、順次の標
本化周期毎に信号処理部3の入力端子3cに供給された
音響信号のピッチの低下率1/Nを示す信号ΔNkのそ
れぞれの大きさを表わしており、したがって図中におけ
る時刻0と時刻t'nとの間隔ΣΔNkは、それまでの複
数の標本化周期(図示の例では4標本化周期)毎に信号
処理部3の入力端子3cに供給された音響信号のピッチ
の低下率1/Nを示す各信号ΔNkの累算値ΣΔNkを
表わしている。
Based on the M sample values supplied from the buffer memory 4 to the signal processing unit 3 for each sampling period, the coefficients of the M terms calculated by the coefficient calculation unit 31 are calculated by the data calculation unit. 32. In the data calculation unit 32, the coefficients of the M terms calculated by the coefficient calculation unit 31 are substituted into, for example, an (M-1) -order polynomial expressed by Expression (1), and t '= T'n (where t'n = ΣΔNk)
The interpolation signal y (t'n) at the time point (see FIG. 3) is calculated. In a plurality of thin vertical lines shown in a section between time 0 and time +1 on the horizontal axis (time axis t) in FIG. 3, the interval between mutually adjacent ones is a signal every successive sampling period. It represents the magnitude of the signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the sound signal supplied to the input terminal 3c of the processing unit 3, and therefore represents the interval ΣΔNk between time 0 and time t'n in the figure. Of each signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the acoustic signal supplied to the input terminal 3c of the signal processing unit 3 at each of a plurality of sampling cycles (four sampling cycles in the illustrated example). This represents the accumulated value ΣΔNk.

【0018】信号処理部3の入力端子3cに供給される
音響信号のピッチの低下率1/Nを示す信号ΔNkは、
本発明のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し方法を音
響信号のジョグ装置またはシャトル装置に適用した場合
のブロック図の構成例を示している図2においては、制
御部6内に設けられているピッチ可変入力部6aから供
給される。図5は前記したのジョグ装置またはシャトル
装置の動作時にジョグ装置またはシャトル装置に与えら
れる音響信号のピッチの低下率1/Nを示す信号ΔNk
の時間軸上での変化態様であり、図5中の曲線Jはジョ
グ装置の動作時にジョグ装置に与えられる音響信号のピ
ッチの低下率1/Nを示す信号ΔNkの時間軸上での変
化態様例を示した曲線であり、また、図5中の曲線Sは
シャトル装置の動作時にシャトル装置に与えられる音響
信号のピッチの低下率1/Nを示す信号ΔNkの時間軸
上での変化態様例を示した曲線である。
The signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the acoustic signal supplied to the input terminal 3c of the signal processing unit 3 is
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a block diagram in a case where the digital audio signal time axis extension readout method of the present invention is applied to an audio signal jog device or shuttle device. Supplied from the variable input unit 6a. FIG. 5 shows a signal .DELTA.Nk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of an acoustic signal applied to the jog device or shuttle device when the jog device or shuttle device is operated.
5 is a variation on the time axis, and a curve J in FIG. 5 is a variation on the time axis of a signal ΔNk indicating a rate of decrease 1 / N of a pitch of an acoustic signal applied to the jog device during operation of the jog device. 5 is a curve showing an example, and a curve S in FIG. 5 is a change example on the time axis of a signal ΔNk indicating a rate of decrease 1 / N of a pitch of an acoustic signal given to the shuttle device during operation of the shuttle device. FIG.

【0019】さてデータのアドレス管理部34では、順
次の各1標本化周期毎に与えられた音響信号のピッチの
低下率1/Nを示す信号ΔNkの累算値における小数部
(累算値から整数を減じた数)に対して、新たな信号Δ
Nkを加算して、その値が1以上であるか否かを調べ
て、累算値の大きさが1以下または1未満の場合には、
順次の各1標本化周期において補間信号を得るために用
いられるM個の標本値の組が変更されないようなアドレ
ス情報を出力端子3bを介してバッファメモリ4のアド
レス情報の入力端子4bに供給する。また、順次の各1
標本化周期毎に与えられる音響信号のピッチの低下率1
/Nを示す信号ΔNkの累算を行なって得た累算値の大
きさが1を超えて1以上になった場合におけるデータの
アドレス管理部34では、その累算値から大きさ1を減
じた値を次の1標本化周期における信号ΔNkの累算値
の初期値として用いられるようにするとともに、バッフ
ァメモリ4から読出されるデータとして、1標本化周期
だけ全体が新しい標本値の方にシフトされた状態のM個
の標本値の組が、バッファメモリ4から読出されて信号
処理部3の係数の算出部31に供給されるようにするた
めに必要なアドレス情報を出力端子3bを介してバッフ
ァメモリ4のアドレス情報の入力端子4bに供給する。
In the data address management unit 34, the decimal part (accumulated from the accumulated value) of the signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the acoustic signal given for each successive sampling period is calculated. Integer minus the new signal Δ
Nk is added, and it is checked whether the value is 1 or more. If the magnitude of the accumulated value is 1 or less or less than 1,
Address information is supplied to the input terminal 4b of the address information of the buffer memory 4 via the output terminal 3b so that the set of M sample values used for obtaining the interpolation signal in each successive sampling period is not changed. . In addition, each one
Pitch reduction rate 1 of acoustic signal given for each sampling period
When the magnitude of the accumulated value obtained by accumulating the signal ΔNk indicating / N exceeds 1 and becomes 1 or more, the data address management unit 34 subtracts 1 from the accumulated value. Is used as the initial value of the accumulated value of the signal ΔNk in the next one sampling period, and the data read out from the buffer memory 4 is shifted toward the new sample value by one sampling period as a whole. Address information necessary for reading the set of M sample values in the shifted state from the buffer memory 4 and supplying the set to the coefficient calculation unit 31 of the signal processing unit 3 is output via the output terminal 3b. And supplies the address information to the input terminal 4b of the buffer memory 4.

【0020】前記したデータの算出部32からの出力
は、必要に応じて設けられる直流成分の除去部33によ
って、ピッチが0等のように、信号の読出し速度が零、
または零に近い場合に生じる不要な直流成分を除去され
てから出力されるようにするとよい。前記の直流成分の
除去部33としては、例えば10ヘルツ以下の信号成分
が除去できる高域通過濾波器を用いて構成できる。前記
した信号処理部3としては、例えばデジタル・シグナル
・プロッセッサを用いて構成される。なお、前述の場合
においては累算値の大きさが1を含む1以上であるか否
かを調べるようにしていたが、累算値の大きさが1を超
えるか(1を含めない)か否かを調べるようにしてもよ
く、この場合には判断の結果、累算値の大きさが1以下
の場合には、標本値の組が変更されない状態で処理され
るようにし、他方、累算値の大きさが1を超える場合に
は、標本値の組が変更された状態で処理が行なわれるよ
うにすればよい。次に、本発明のデジタル音響信号の時
間軸伸長読出し方法を音響信号のジョグ装置またはシャ
トル装置に適用した場合のブロック図を示す図2におい
て、1はデジタル信号のピッチを低下させる信号処理の
対象にされているデジタル信号の入力端子であり、ま
た、3は信号処理部、4はバッファメモリ、5は記録再
生部(例えば光磁気記録媒体を用いて構成されている記
録再生部)、6は制御部、7は出力端子である。前記の
記録再生部5はバッファメモリ4を介して与えられた情
報を大容量の記録媒体に記憶したり、記憶した情報をバ
ッファメモリ4を介して出力させたりする。前記の入力
端子1を介して信号処理部3に供給された標本化周期が
Tsのデジタル信号は、信号処理部3を介して所定のフ
ォーマットのデジタルデータにされて、バッファメモリ
4に与えられる。前記したバッファメモリ4は、制御部
6からの制御命令に従って動作し、標本値補間動作のた
めに使用されていて、データのアドレス管理部34から
与えられるアドレス情報に従って標本値が読出されて信
号処理部3の係数算出部31に与えられる。
The output of the above-mentioned data calculating unit 32 is output by a DC component removing unit 33 provided as necessary, when the signal reading speed is zero, such as when the pitch is 0, etc.
Alternatively, it is preferable that unnecessary DC components generated when the value is close to zero are removed before being output. The DC component removing unit 33 can be configured using a high-pass filter capable of removing a signal component of 10 Hz or less, for example. The signal processing unit 3 is configured using, for example, a digital signal processor. In the above-described case, whether the size of the accumulated value is 1 or more including 1 is checked. However, whether the size of the accumulated value exceeds 1 (excluding 1) or not is checked. In this case, if the magnitude of the accumulated value is 1 or less, the set of sample values is processed without being changed. If the magnitude of the calculated value exceeds 1, the processing may be performed with the set of sample values changed. Next, FIG. 2 is a block diagram showing a case where the time axis extension reading method of the digital audio signal of the present invention is applied to a jog device or a shuttle device for an audio signal. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an object of signal processing for lowering the pitch of the digital signal. Reference numeral 3 denotes a signal processing unit, 4 denotes a buffer memory, 5 denotes a recording / reproducing unit (for example, a recording / reproducing unit configured using a magneto-optical recording medium), and 6 denotes a digital signal input terminal. The control unit 7 is an output terminal. The recording / reproducing unit 5 stores information provided via the buffer memory 4 on a large-capacity recording medium, and outputs the stored information via the buffer memory 4. The digital signal having a sampling period of Ts supplied to the signal processing unit 3 through the input terminal 1 is converted into digital data of a predetermined format through the signal processing unit 3 and supplied to the buffer memory 4. The buffer memory 4 operates according to a control command from the control unit 6 and is used for a sample value interpolation operation. A sample value is read out according to address information given from a data address management unit 34 and signal processing is performed. The coefficient is supplied to the coefficient calculation unit 31 of the unit 3.

【0021】また、制御部6におけるピッチ可変入力部
6aから信号処理部3の入力端子3cに、順次の各1標
本化周期毎に与えられる音響信号のピッチの低下率1/
Nを示す信号ΔNkは、図1を参照して既述したように
データの算出部32と、データのアドレス管理部34と
に供給される。図2に例示されている装置が音響信号の
ジョグ装置か、シャトル装置かによって、制御部6にお
けるピッチ可変入力部6aから信号処理部3の入力端子
3cに、順次の各1標本化周期毎に与えられる音響信号
のピッチの低下率1/Nを示す信号ΔNkの時間軸上で
の変化態様は、図5中の曲線Jか曲線Sのように異なる
ことは既述のとおりであるが、何れにしても順次の各1
標本化周期毎に与えられる音響信号のピッチの低下率1
/Nを示す信号ΔNkが、信号処理部3の入力端子3c
を介してデータの算出部32と、データのアドレス管理
部34とに供給されることにより、図1を参照して既述
したような信号処理動作が行なわれて、信号処理部3の
出力端子7からはデジタル信号の状態で時間軸伸長され
た状態のデジタル信号が出力される。なお、デジタル・
シグナル・プロセッサを用いて構成されている信号処理
部3は、その中に設けられているデータのアドレス管理
プログラム、係数の算出プログラム、データの算出プロ
グラム、等によって、複数系統の音響信号(立体音響信
号の場合には2系統の信号)のそれぞれに対して補間信
号が生成されて、外部同期信号に同期した状態で外部に
出力される。
Further, the pitch reduction rate 1 / of the acoustic signal pitch given for each successive sampling period from the pitch variable input section 6a of the control section 6 to the input terminal 3c of the signal processing section 3 is described.
The signal ΔNk indicating N is supplied to the data calculation unit 32 and the data address management unit 34 as described above with reference to FIG. Depending on whether the device illustrated in FIG. 2 is an audio signal jog device or a shuttle device, the pitch is changed from the variable pitch input unit 6a to the input terminal 3c of the signal processing unit 3 at every one sampling period. As described above, the manner of change on the time axis of the signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the given acoustic signal differs from the curve J or the curve S in FIG. But each one in sequence
Pitch reduction rate 1 of acoustic signal given for each sampling period
/ N is input to the input terminal 3c of the signal processing unit 3.
Is supplied to the data calculation unit 32 and the data address management unit 34 via the data processing unit 32, thereby performing the signal processing operation described above with reference to FIG. 7 outputs a digital signal in the state of a digital signal which is expanded on the time axis. In addition, digital
The signal processing unit 3 configured using a signal processor uses a plurality of systems of sound signals (stereophonic sound) by a data address management program, a coefficient calculation program, a data calculation program, and the like provided therein. An interpolation signal is generated for each of the two signals in the case of a signal, and is output to the outside in a state synchronized with the external synchronization signal.

【0022】図4は本発明のデジタル音響信号の時間軸
伸長読出し装置をM=4として構成した実施例におい
て、10KHzの正弦波信号(標本化周波数が48KH
z)を0.6倍にピッチ変換した場合の再生信号の周波
数応答特性を示している。この図4に示されている特性
曲線と、図7に示されている特性曲線を参照して既述し
た従来技術の場合とを比較すると、本発明ののデジタル
音響信号の時間軸伸長読出し装置の場合には、歪感に大
きな影響を与える低調波のレベルが無視できる程に低い
ことが判かるが、これが本発明の大きな特徴である。高
調波成分についても、かなり改善されてはいるが残って
いるけれども、この高調波成分の存在は聴感上において
歪感には殆ど寄与しないので、図4に示されているよう
な特性が得られるということは、本発明によって良好な
近似が得られる、ということができる。なお、従来例に
おいても問題がなかった低い周波数(標本化周波数の略
々1/20以下の周波数)について、本発明の場合にも
何の問題も生じないことはいうまでもない。図4には変
換の結果として、20KHzを超えた周波数領域にノイ
ズが現われることがあるが、これは聴感には不必要な部
分であるから、例えば20KHz以上の周波数成分を除
去するための固定係数のフィルタを介して出力信号が出
力されるようにしてもよい。
FIG. 4 shows an embodiment in which the digital audio signal time-base expansion reading apparatus of the present invention is configured with M = 4, and a 10 KHz sine wave signal (sampling frequency is 48 KH).
9 shows the frequency response characteristic of the reproduced signal when z) is pitch-converted to 0.6 times. A comparison between the characteristic curve shown in FIG. 4 and the case of the prior art described above with reference to the characteristic curve shown in FIG. In the case of (1), it can be seen that the level of the subharmonic that greatly affects the feeling of distortion is negligibly low, which is a major feature of the present invention. Although the harmonic components are still improved although they are considerably improved, the presence of the harmonic components hardly contributes to the distortion in the sense of hearing, so that the characteristics shown in FIG. 4 are obtained. This means that a good approximation can be obtained by the present invention. Needless to say, the present invention does not cause any problem for a low frequency (a frequency approximately equal to or less than 1/20 of the sampling frequency) which has no problem in the conventional example. In FIG. 4, as a result of the conversion, noise may appear in a frequency region exceeding 20 KHz, but this is an unnecessary part for hearing. Therefore, for example, a fixed coefficient for removing a frequency component of 20 KHz or more is used. The output signal may be output through the filter described above.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し
方法及び装置は、ピッチ低下の対象にされている音響信
号の時間軸上の振幅の変化態様と対応しているデジタル
音響信号の標本値系列中において連続している予め定め
られた個数M(ただし、Mは4以上の自然数)の標本値を
曲線上に含む代数曲線と対応する(M−1)次の多項式
により、前記したM個の標本値の組を近似させるため
に、前記のM個の標本値に基づいてM個の項の係数を算
出し、前記したM個の項の係数を用いて(M−1)次の
多項式に従う補間信号を得て出力し、前記した順次の各
1標本化周期毎に与えられる音響信号のピッチの低下率
1/Nを示す信号ΔNkを累算して、前記の累算値の大
きさが例えば1以下の場合における順次の各1標本化周
期において補間信号を得るために用いられるM個の標本
値の組の変更は行なわず、また前記した信号ΔNkの累
算値の大きさが1より大になった場合には、その累算値
から1を減じた値を次の1標本化周期における信号ΔN
kの累算値の初期値として用いるとともに、それまでに
使用していたM個の標本値の組の代わりに、1標本化周
期だけ全体を新しい標本値の方にシフトさせて得たM個
の標本値の組を用いて既述した(M−1)次の多項式に
従う補間信号を得て出力するようにしたので、本発明で
は音響信号のピッチをデジタル信号の状態で1/N(た
だし、Nは正または負で大きさが1以上の任意の数)に
低下させるようにデジタル音響信号を近似が良好な状態
で時間軸伸長して読出すことが容易にでき、その際にフ
ィルタの切換えの必要もなく、したがってノイズの発生
等の不都合による編集点の検出の困難さを回避すること
ができる他、既提案の信号処理方式においては音響信号
のピッチの低下率1/Nを示す信号ΔNkが0に極めて
近い小さな値の場合に、使用するフィルタの規模は実現
することが困難な程に大きくなるという欠点があった
が、本発明ではフィルタが不要であるために前記のよう
な欠点が、もともと存在しないのみならず、既提案方式
におけるフィルタの演算規模に対して本発明における演
算規模は、音響信号のピッチの低下率1/Nを示す信号
ΔNkが0に極めて近い小さな値であっても、あるいは
大きな値であっても常に小規模で一定であり、本発明で
は出力中に歪もなく編集点の探索の確度も良好であり、
さらに本発明では既述した(M−1)次の多項式に従う
補間信号を順次の標本化周期毎に決定して近似するので
時間追従性が良く、バックラッシュの発生もなく編集点
の検出の難しさを回避できるし、正逆両方向での探索が
混在していても良好に処理できる等の利点も得られる。
As will be apparent from the above description, the method and apparatus for expanding and reading the time axis of a digital audio signal according to the present invention have the following advantages. The curve corresponds to an algebraic curve including a predetermined number M (where M is a natural number of 4 or more) of sample values that are continuous in a sample value sequence of a digital audio signal corresponding to the change mode on the curve ( M-1) To approximate the set of M sample values by the following polynomial, calculate coefficients of M terms based on the M sample values, and calculate the M terms An interpolation signal according to the (M-1) -th order polynomial is obtained and output using the coefficients of the above, and the signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the acoustic signal given at each of the above-mentioned successive one sampling periods is obtained. By accumulating, the magnitude of the accumulated value is, for example, 1 or less. The set of M sample values used to obtain the interpolated signal in each successive sampling period in the case was not changed, and the magnitude of the accumulated value of the signal ΔNk became greater than 1 In this case, a value obtained by subtracting 1 from the accumulated value is used as a signal ΔN in the next one sampling cycle.
Used as the initial value of the accumulated value of k, and instead of the set of M sample values used so far, M samples obtained by shifting the whole toward the new sample values by one sampling period In this embodiment, the interpolation signal according to the (M-1) -order polynomial described above is obtained and output using the set of sample values described above. , N is a positive or negative and any number greater than or equal to 1), the digital audio signal can be easily read out by extending the time axis with good approximation in a good approximation. There is no need to switch, so that it is possible to avoid the difficulty of detecting an edit point due to inconvenience such as generation of noise. In addition, in the signal processing method proposed above, a signal indicating a rate of decrease 1 / N of the pitch of an audio signal. When ΔNk is a small value very close to 0, However, there is a disadvantage that the scale of the filter to be used becomes so large that it is difficult to realize the filter. However, in the present invention, since the filter is not necessary, the above-described disadvantage is not only not present at all but also from the proposals already proposed. The operation scale in the present invention is always the same as the operation scale of the filter in the system even if the signal ΔNk indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the sound signal is a small value very close to 0 or a large value. It is small and constant, and in the present invention, there is no distortion during output and the accuracy of searching for an edit point is good,
Further, in the present invention, the interpolation signal according to the (M-1) -th order polynomial described above is determined and approximated at each successive sampling period, so that time tracking is good and it is difficult to detect an edit point without occurrence of backlash. In addition, there is an advantage that search can be satisfactorily performed even when search in both the forward and reverse directions is mixed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し
方法を適用した装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus to which a time-base expansion reading method of a digital audio signal according to the present invention is applied.

【図2】本発明のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し
方法を音響信号のジョグ装置またはシャトル装置に適用
した場合のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram in a case where the time axis extension readout method of a digital audio signal of the present invention is applied to a jog device or a shuttle device for an audio signal.

【図3】本発明のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し
方法の構成原理及び動作原理を説明するための波形図で
ある。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining a configuration principle and an operation principle of a method for reading out a digital audio signal on a time axis according to the present invention;

【図4】本発明のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し
方法を適用した装置の出力特性例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of output characteristics of a device to which a time-base expansion reading method of a digital audio signal according to the present invention is applied.

【図5】音響信号のピッチの低下率1/Nを示す信号Δ
Nkの時間軸上での変化特性例を示す図である。
FIG. 5 is a signal Δ showing a rate of decrease 1 / N of a pitch of an acoustic signal.
It is a figure which shows the example of a change characteristic on the time axis of Nk.

【図6】直線近似法による出力特性例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of output characteristics according to a linear approximation method.

【図7】直線近似法による出力特性例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an output characteristic according to a linear approximation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力端子、3…信号処理理部、4…バッファメモ
リ、5…記録再生部(例えば光磁気記録媒体を用いて構
成されている記録再生部)、6…制御部、31…係数の
算出部、32…データの算出部、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input terminal, 3 ... Signal processing part, 4 ... Buffer memory, 5 ... Recording / reproducing part (for example, recording / reproducing part comprised using a magneto-optical recording medium), 6 ... Control part, 31 ... Calculation of coefficient Section, 32 ... data calculation section,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−95599(JP,A) 特開 平2−66598(JP,A) 特開 平5−281991(JP,A) 特開 平5−315891(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10L 21/00 - 21/04 G11B 20/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-95599 (JP, A) JP-A-2-66598 (JP, A) JP-A-5-281991 (JP, A) JP-A-5-281991 315891 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G10L 21/00-21/04 G11B 20/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】音響信号のピッチをデジタル信号の状態で
1/N(ただし、Nは正または負で大きさが1以上の任
意の数)に低下させるためのデジタル音響信号の時間軸
伸長読出し方法であって、順次の各1標本化周期毎に、
ピッチ低下の対象にされている音響信号の時間軸上の振
幅の変化態様と対応しているデジタル音響信号の標本値
系列中において連続している予め定められた個数M(た
だし、Mは4以上の自然数)の標本値を曲線上に含む代
数曲線と対応する(M−1)次の多項式によって前記し
たM個の標本値の組を近似するために、前記のM個の標
本値に基づいて得たM個の項の係数によって(M−1)
次の多項式に従う補間信号を得て出力するとともに、前
記した順次の各1標本化周期毎に与えられる音響信号の
ピッチの低下率1/Nを示す信号ΔNk(ただし、kは
1以上の自然数)の累算を行なって得た累算値の大きさ
が1以下または1未満の場合における順次の各1標本化
周期において補間信号を得るために用いられるM個の標
本値の組は変更せず、また、前記した信号ΔNkの累算
値の大きさが1を超える場合には、その累算値から大き
さ1を減じた値を次の1標本化周期における信号ΔNk
の累算値の初期値として用いるとともに、それまでに使
用していたM個の標本値の組の代わりに、1標本化周期
だけ全体を新しい標本値の方にシフトさせて得たM個の
標本値の組を用いて既述した(M−1)次の多項式に従
う補間信号を得て出力するようにしたデジタル音響信号
の時間軸伸長読出し方法。
1. A time axis expansion read of a digital audio signal for reducing the pitch of the audio signal to 1 / N (where N is any positive or negative number of 1 or more) in the state of a digital signal. The method, wherein for each successive sampling period,
A predetermined number M (where M is 4 or more) continuous in the sample value sequence of the digital audio signal corresponding to the variation of the amplitude on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction To approximate the set of M sample values described above by an (M-1) -order polynomial corresponding to an algebraic curve including a sample value of (a natural number) on the curve, based on the M sample values By the obtained coefficient of M terms, (M-1)
A signal ΔNk (where k is a signal) indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the sound signal given at each of the above-mentioned sequential sampling cycles, while obtaining and outputting an interpolation signal according to the following polynomial:
(1 or more natural numbers) The sum of M sampled values used to obtain an interpolation signal in each successive sampling period when the magnitude of the accumulated value obtained by performing the accumulation is 1 or less or less than 1 The set is not changed, and when the magnitude of the accumulated value of the signal ΔNk exceeds 1, the value obtained by subtracting the magnitude 1 from the accumulated value is used as the signal ΔNk in the next one sampling cycle.
Is used as the initial value of the accumulated value of M, and instead of the set of M sample values used so far, M samples obtained by shifting the whole toward the new sample values by one sampling period are used. A time-base expansion reading method of a digital audio signal in which an interpolation signal according to the (M-1) -th order polynomial described above is obtained and output using a set of sample values.
【請求項2】音響信号のピッチをデジタル信号の状態で
1/N(ただし、Nは正または負で大きさが1以上の任
意の数)に低下させるためのデジタル音響信号の時間軸
伸長読出し装置であって、順次の各1標本化周期毎に、
ピッチ低下の対象にされている音響信号の時間軸上の振
幅の変化態様と対応しているデジタル音響信号の標本値
系列中において連続している予め定められた個数M(た
だし、Mは4以上の自然数)の標本値を曲線上に含む代
数曲線と対応する(M−1)次の多項式によって前記し
たM個の標本値の組を近似するために、前記のM個の標
本値に基づいてM個の項の係数値を得る手段と、前記し
た係数値を用いて(M−1)次の多項式に従う補間信号
を得て出力する手段と、前記した順次の各1標本化周期
毎に与えられる音響信号のピッチの低下率1/Nを示す
信号ΔNk(ただし、kは1以上の自然数)の累算を行
なう手段と、前記の累算値の大きさが1以下または1未
満の場合における順次の各1標本化周期において補間信
号を得るために用いられるM個の標本値の組は変更せ
ず、また、前記した信号ΔNkの累算値の大きさが1を
超える場合には、その累算値から大きさ1を減じた値を
次の1標本化周期における信号ΔNkの累算値の初期値
として用いるとともに、それまでに使用していたM個の
標本値の組の代わりに、1標本化周期だけ全体を新しい
標本値の方にシフトさせて得たM個の標本値の組を用い
る手段とを備えてなるデジタル音響信号の時間軸伸長読
出し装置。
2. A time axis extension read of a digital audio signal for lowering the pitch of the audio signal to 1 / N (where N is any positive or negative number and a magnitude of 1 or more) in a digital signal state. An apparatus, wherein for each successive sampling period,
A predetermined number M (where M is 4 or more) continuous in the sample value sequence of the digital audio signal corresponding to the variation of the amplitude on the time axis of the audio signal targeted for pitch reduction To approximate the set of M sample values described above by an (M-1) -order polynomial corresponding to an algebraic curve including a sample value of (a natural number) on the curve, based on the M sample values Means for obtaining coefficient values of M terms; means for obtaining and outputting an interpolation signal according to the (M-1) -th order polynomial using the above-mentioned coefficient values; Means for accumulating a signal ΔNk (where k is a natural number of 1 or more) indicating the rate of decrease 1 / N of the pitch of the sound signal to be obtained, and a method for accumulating the signal when the magnitude of the accumulated value is 1 or less or less than 1 Used to obtain an interpolated signal in each successive sampling period If the magnitude of the accumulated value of the signal ΔNk exceeds 1, the value obtained by subtracting the magnitude 1 from the accumulated value is used as the next 1 It is used as the initial value of the accumulated value of the signal ΔNk in the sampling period, and instead of the set of M sample values used so far, the whole is shifted toward the new sample value by one sampling period. Means for using a set of M sample values obtained in the above manner.
【請求項3】音響信号のピッチをデジタル信号の状態で
1/N(ただし、Nは正または負で大きさが1以上の任
意の数)に低下させる際に用いられる音響信号のピッチ
の低下率1/Nを示す信号ΔNk(ただし、kは1以上
の自然数)を可変入力させる手段を備えてなる請求項2
のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し装置。
3. A reduction in the pitch of an audio signal used to reduce the pitch of the audio signal to 1 / N (where N is a positive or negative and an arbitrary number of 1 or more) in the state of a digital signal. Signal ΔNk indicating rate 1 / N (where k is 1 or more
3. A means for variably inputting a natural number of
A digital audio signal time axis extension reading device.
【請求項4】直流成分の除去手段を備えてなる請求項2
のデジタル音響信号の時間軸伸長読出し装置。
4. The apparatus according to claim 2, further comprising means for removing a DC component.
A digital audio signal time axis extension reading device.
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