(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から再生速度の指示を受け、前記再生速度の制御を行なう制御手段と、
所定のフォーマットに従ったオーディオデータを前記制御手段の出力に応じて取込み、複数の周波数帯域の成分ごとにそれぞれ分割して復号し、複数の第1の中間データを出力する復号手段と、
前記複数の第1の中間データをうけて合成し、時系列データに逆変換する帯域合成手段と、を備え、
前記帯域合成手段は、前記複数の第1の中間データに対し前記再生速度に対応して変速処理を行なう変速手段を含み、
前記変速手段は、各前記第1の中間データに含まれるサンプル間に所定数の補間サンプルを挿入すると共に、前記制御手段の出力に応じて周波数応答特性が変化するフィルタ処理を行なうフィルタ手段を有し、
前記フィルタ手段は、サンプル間の時間間隔が所定の時間間隔になるようにサンプル数を調整する、オーディオ信号再生装置。
【請求項２】
外部から再生速度の指示を受け、前記再生速度の制御を行なう制御手段と、
所定のフォーマットに従ったオーディオデータを前記制御手段の出力に応じて取込み、複数の周波数帯域の成分ごとにそれぞれ分割して復号し、複数の第1の中間データを出力する復号手段と、
前記複数の第1の中間データをうけて合成し、時系列データに逆変換する帯域合成手段と、を備え、
前記帯域合成手段は、前記複数の第1の中間データに対し前記再生速度に対応して変速処理を行なう変速手段を含み、
前記変速手段は、
各前記第1の中間データに含まれるサンプル間に前記制御手段の出力に応じた数の補間サンプルを挿入するアップサンプル手段と、
前記アップサンプル手段の出力に対してフィルタ処理を行ない前記複数の第2の中間データの出力をするフィルタ手段と、を有する、オーディオ信号再生装置。
【請求項３】
外部から再生速度の指示を受け、前記再生速度の制御を行なうステップと、
所定のフォーマットに従ったオーディオデータを前記再生速度の制御を行なうステップの出力に応じて取込み、複数の周波数帯域の成分ごとにそれぞれ分割して復号し、複数の第1の中間データを出力するステップと、
前記複数の第1の中間データをうけて合成し、時系列データに逆変換するステップと、を備え、
前記時系列データに逆変換するステップは、前記複数の第1の中間データに対し前記再生速度に対応して変速処理を行なうステップを含み、
前記変速処理を行なうステップは、各前記第1の中間データに含まれるサンプル間に所定数の補間サンプルを挿入すると共に、前記再生速度の制御を行なうステップの出力に応じて周波数応答特性が変化するフィルタ処理を行なうステップを有し、
前記フィルタ処理を行なうステップは、サンプル間の時間間隔が所定の時間間隔になるようにサンプル数を調整する、オーディオ信号再生方法。
【請求項４】
外部から再生速度の指示を受け、前記再生速度の制御を行なうステップと、
所定のフォーマットに従ったオーディオデータを前記再生速度の制御を行なうステップの出力に応じて取込み、複数の周波数帯域の成分ごとにそれぞれ分割して復号し、複数の第1の中間データを出力するステップと、
前記複数の第1の中間データをうけて合成し、時系列データに逆変換するステップと、を備え、
前記時系列データに逆変換するステップは、前記複数の第1の中間データに対し前記再生速度に対応して変速処理を行なうステップを含み、
前記変速処理を行なうステップは、
各前記第1の中間データに含まれるサンプル間に前記再生速度の制御を行なうステップの出力に応じた数の補間サンプルを挿入するステップと、
前記補間サンプルが挿入された前記第1の中間データに対してフィルタ処理を行ない前記複数の第2の中間データの出力をするステップと、を有する、オーディオ信号再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ信号を再生する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、オーディオ信号を符号化する技術として、オーディオ信号をいくつかのサブバンドと呼ばれる帯域に分割して符号化するサブバンド符号化や、周波数変換等の変換を行って符号化する変換符号化の手法が知られている。
【０００３】
サブバンド符号化で用いられる帯域分割手法としては、ＱＭＦバンク（Quadrature Mirror Filter）などを用いる手法がある。
【０００４】
また、変換符号化で用いられる変換手法としては、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）ＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosine Transform）などが知られている.
これらの手法により符号化されたオーディオ信号を復号する際には、逆に周波数信号を時系列信号に変換する処理が行なわれる。具体的には、帯域合成フィルタバンクによるサブバンド合成処理や、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）、ＩＤＣＴ（Inverse Discrete Cosine Transform）、ＩＭＤＣＴ（Inverse Modified Discrete Cosine Transform）などによる逆変換手法が用いられる。
【０００５】
こうした符号化方式の例としては、ＭＰＥＧ１−Ａｕｄｉｏ（lSO/IEC11172-3）がある。そして、こうした符号化方式に基づいて作成されたオーディオデータを復号化し再生を行なう装置が既に存在している。ここでは、ＭＰＥＧ１−Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ  ＩＩに基づく復号処理装置の一般的な構成例について説明する。
【０００６】
図１３は、従来のオーディオ信号再生装置１００の構成を示すブロック図である。
【０００７】
図１３を参照して、オーディオ信号再生装置１００は、ＭＰＥＧフォーマットのオーディオデータを受ける入力インターフェイス１０２と、入力インターフェイス１０２から入力されたオーディオデータを一時的に蓄積する入力データバッファ１０４と、１フレームごとの再生のタイミングを出力するタイミング発生器１２２と、タイミング発生器１２２の制御の下、１フレームごとにＭＰＥＧフォーマットのオーディオデータを所定の段階まで符号化するマイクロプロセッサ１０６と、所定の段階まで復号化されたオーディオデータを一時的に蓄積する中間データバッファメモリ１１２とを含む。
【０００８】
オーディオ信号再生装置１００は、さらに、マイクロプロセッサ１０６の復号化処理手続を保存しているプログラム用メモリ１１０と、復号化処理中に生じる一時的データを保存するワークメモリ１０８とを含む。
【０００９】
オーディオ信号再生装置１００は、さらに中間データバッファメモリに書込まれたデータを読出してフィルタ処理および合成処理を行なう帯域合成フィルタバンク１１４と、合成処理されたデータを一時的に蓄積する出力データバッファ１１６と、再生速度を本来の速度と変えて行なう変速再生時に音の高さを調整するキーコントロール部１１７と、マイクロプロセッサ１０６の制御の下に通常再生時は出力データバッファ１１６の出力を取込み変速再生時にはキーコントロール部１１７の出力を取込む切換回路１１９と、タイミング発生器１２２が出力するタイミング基準信号に応じてＤＡ変換を行なうＤＡ変換器１１８と、ＤＡ変換器１１８の出力を外部に対して出力するための出力インターフェイス１２０とを含む。
【００１０】
図１４は、従来のオーディオ信号再生装置１００においてＭＰＥＧフォーマットのオーディオデータが再生される過程を示すフローチャートである。
【００１１】
図１３、図１４を参照して、フレーム処理が開始されると（ステップＳ１０１）、マイクロプロセッサ１０６によって所定の段階までオーディオデータの復号化が行なわれる（ステップＳ１０２）。続いて帯域合成フィルタバンク１１４によって、所定の段階まで復号化されたデータは帯域合成され（ステップＳ１０３）、合成されたデータが出力データバッファに出力される（ステップＳ１０４）。そして、その後ＤＡ変換器によってアナログ信号に変換されて（ステップＳ１０５）、出力インターフェイス１２０に出力されフレームの復号化が終了する（ステップＳ１０６）。
【００１２】
マイクロプロセッサで行なわれるステップＳ１０２は、入力データバッファ１０４にＭＰＥＧフォーマットのデータを蓄積するフレーム入力処理をするステップＳ１１１と、ＭＰＥＧフォーマットのデータを逆フォーマットするステップＳ１１２と、逆量子化を行なうステップＳ１１３と、逆スケーリングを行なうステップＳ１１４と、中間データバッファメモリ１１２に所定の段階まで復号化されたデータをフレームごとに出力するステップＳ１１５とを含む。
【００１３】
フレームとは、ＭＰＥＧ１−Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ  ＩＩにおいて、所定の連続するサンプル数に対応するデータがまとめられて符号化される単位である。
【００１４】
図１５は、図１３の入力インターフェイス１０２から入力され入力データバッファメモリ１０４に蓄積されるＭＰＥＧフォーマットのオーディオデータの１フレームの構造を示す図である。
【００１５】
図１５を参照して、ＭＰＥＧのデータは先頭からヘッダ、ＣＲＣ、ビットアロケーション、スケール情報、サンプルデータ、アンシラリーデータ（Ancillary Data）の順に入力インターフェイス１０２から入力される。
【００１６】
ヘッダには、同期ワードやサンプリング周波数、プロテクション等の情報が含まれている。ＣＲＣは、エラーチェックするための情報である。
【００１７】
続くビットアロケーション、スケール情報、サンプルデータは、時系列に入力されたオーディオデータが変換された情報である。
【００１８】
また、ＭＰＥＧ１では、全周波数帯域を３２に等分したサブバンドと呼ばれる帯域ごとに処理に行なう。データは、各サブバンド成分に分割した形で保存される。
【００１９】
ビットアロケーションには、３２の各サブバンドにいくつのビットが割当てられているかの量子化ビット情報が入っている。スケール情報には、各サブバンドの信号がスケーリングされた際のスケールファクタ等が含まれる。サンプルデータには、アロケーションビットに従って正規化後に量子化されたオーディオデータが含まれる。
【００２０】
このデータが図１４のフレーム入力するステップＳ１１１において、入力データバッファメモリ１０４に蓄積される。
【００２１】
図１６は、所定の段階まで復号化されたデータを説明するための図である。
図１６を参照して、このデータは、図１３のマイクロプロセッサ１０６によって中間データバッファメモリ１１２に蓄積されるデータである。このデータを、サブバンドデータという。
【００２２】
たとえば、オーディオ信号のサンプリング周波数が４８ｋＨｚであれば、オーディオ信号の持つ全帯域幅は２４ｋＨｚとなる。これを３２等分した７５０Ｈｚが隣接するサブバンド間の距離となる。つまり、各サブバンドの中心周波数は、周波数の低い方から、３７５Ｈｚ、１１２５Ｈｚ、１８７５Ｈｚ、…、２３６２５Ｈｚとなる。これらがそれぞれ図１５に示したサブバンドｓｂ０、ｓｂ１、ｓｂ２、…、ｓｂ３１に該当する。
【００２３】
具体的には、１フレームはチャンネルあたり１１５２サンプルに相当するデータで構成され、サブバンド分割により、サブバンドごとに３６（＝１１５２／３２）サンプルのデータＳＳ０〜ＳＳ３５に符号化されている。以上説明したサブバンドデータの段階までマイクロプロセッサはデータの復号化を行なう。
【００２４】
引続き、帯域合成フィルタバンク１１４がサブバンド信号の合成を行なう。
再び図１３、図１４を参照して、帯域合成フィルタバンク１１４が行なうサブバンド合成をするステップＳ１０３は、アップサンプラ１２４によって行なわれるアップサンプリング処理するステップＳ１２１と、バンドパスフィルタ１２６によるフィルタ処理を行なうステップＳ１２３と、加算器１２８による各サブバンドに対応してフィルタ処理されたデータの加算処理を行なうステップＳ１２４とを含む。
【００２５】
図１７は、帯域合成フィルタバンク１１４によって帯域合成された後のデータを説明するための図である。
【００２６】
図１７を参照して、図１３の帯域合成フィルタバンク１１４によって帯域合成がなされると、オーディオデータは、サブバンドの各周波数を含む時系列データとなる。
【００２７】
図１８は、図１３におけるバンドパスフィルタ１２６の構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１８を参照して、バンドパスフィルタ１２６は、アップサンプラ１２４からの出力を受けて順次遅延する遅延器１５１〜１５４と、アップサンプラ１２４からの出力を受けて所定の係数を乗じて出力する乗算器１６１と、遅延器１５１〜１５４からの出力をそれぞれ受けて所定の係数を乗じて出力する乗算器１６２〜１６６と、乗算器１６１〜１６６の出力を順次加算する加算器１７１〜１７５を含む。
【００２９】
乗算器１６１〜１６６にはサブバンドごとに決定される固定の係数ａ0〜ａNがセットされている。
【００３０】
図１９は、図１３におけるアップサンプラ１２４の動作を説明するための波形図である。
【００３１】
図１９を参照して、アップサンプラ１２４は、入力信号列を受けると、データとデータの間に３１個のデータ“０”を挿入する。
【００３２】
ところで、オーディオ信号を本来の再生速度と速度を変えて再生する変速再生では、信号に何も手を加えず、サンプリング周波数だけを変化させると、音の高さが変化してしまう問題がある。
【００３３】
つまり、本来の再生速度よりも速く再生すると、音は本来の高さよりも高くなり、本来の再生速度よりも遅く再生すると再生した音の高さは本来の高さよりも低くなる。
【００３４】
これを解決するために、図１２に示した従来のオーディオ信号再生装置１００では、再生時に音の高さを変化させるキーコントロール部１１７を含んでおり、マイクロプロセッサ１０６は、変速再生が行なわれている場合には、スイッチ回路１１９にキーコントロール部の出力を取込むように指示する。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
サブバンド符号化や変換符号化を用いて符号化されたオーディオ信号を再生する装置では、変速再生を行なう場合には、周波数信号から時系列信号への変換を含む符号処理と、再生時の音の高さをコントロールするキーコントロール処理の双方を行なう必要がある。従来は、これらの処理が個々に独立して行なわれていた。
【００３６】
しかし、これらの処理を個々に行なうと、非常に処理効率が悪く、高性能で大規模なハードウェアでなければ処理することができない。
【００３７】
特に、早送りによって所望の曲を探す場合や、ビデオの早送りに連動して音声も早送りする場合などには、音質を多少犠牲にして雰囲気が伝わる程度に処理をしても簡易なシステムで再生ができることが望ましい。
【００３８】
本発明の目的は、オーディオ信号を復号化する上で、変速再生を簡易的な処理で行なうことができ、性能の低いハードウェアでも変速再生が実現可能なオーディオ信号再生装置を提供することである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のオーディオ信号再生装置は、外部から再生速度の指示を受け、前記再生速度の制御を行なう制御手段と、所定のフォーマットに従ったオーディオデータを前記制御手段の出力に応じて取込み、複数の周波数帯域の成分ごとにそれぞれ分割して復号し、複数の第1の中間データを出力する復号手段と、前記複数の第1の中間データをうけて合成し、時系列データに逆変換する帯域合成手段とを備える。前記帯域合成手段は、前記複数の第1の中間データに対し前記再生速度に対応して変速処理を行なう変速手段を含む。前記変速手段は、各前記第1の中間データに含まれるサンプル間に所定数の補間サンプルを挿入すると共に、前記制御手段の出力に応じて周波数応答特性が変化するフィルタ処理を行なうフィルタ手段を有する。また、前記フィルタ手段は、サンプル間の時間間隔が所定の時間間隔になるようにサンプル数を調整する。
【００４１】
請求項２に記載のオーディオ信号再生装置は、外部から再生速度の指示を受け、前記再生速度の制御を行なう制御手段と、所定のフォーマットに従ったオーディオデータを前記制御手段の出力に応じて取込み、複数の周波数帯域の成分ごとにそれぞれ分割して復号し、複数の第1の中間データを出力する復号手段と、前記複数の第1の中間データをうけて合成し、時系列データに逆変換する帯域合成手段とを備える。前記帯域合成手段は、前記複数の第1の中間データに対し前記再生速度に対応して変速処理を行なう変速手段を含む。前記変速手段は、各前記第1の中間データに含まれるサンプル間に前記制御手段の出力に応じた数の補間サンプルを挿入するアップサンプル手段と、前記アップサンプル手段の出力に対してフィルタ処理を行ない前記複数の第2の中間データの出力をするフィルタ手段とを有する。
【００４６】
請求項３に記載のオーディオ信号再生方法は、外部から再生速度の指示を受け、前記再生速度の制御を行なうステップと、所定のフォーマットに従ったオーディオデータを前記再生速度の制御を行なうステップの出力に応じて取込み、複数の周波数帯域の成分ごとにそれぞれ分割して復号し、複数の第1の中間データを出力するステップと、前記複数の第1の中間データをうけて合成し、時系列データに逆変換するステップとを備え、前記時系列データに逆変換するステップは、前記複数の第1の中間データに対し前記再生速度に対応して変速処理を行なうステップを含み、前記変速処理を行なうステップは、各前記第1の中間データに含まれるサンプル間に所定数の補間サンプルを挿入すると共に、前記再生速度の制御を行なうステップの出力に応じて周波数応答特性が変化するフィルタ処理を行なうステップを有し、前記フィルタ処理を行なうステップは、サンプル間の時間間隔が所定の時間間隔になるようにサンプル数を調整する。
【００４７】
請求項４に記載のオーディオ信号再生方法は、外部から再生速度の指示を受け、前記再生速度の制御を行なうステップと、所定のフォーマットに従ったオーディオデータを前記再生速度の制御を行なうステップの出力に応じて取込み、複数の周波数帯域の成分ごとにそれぞれ分割して復号し、複数の第1の中間データを出力するステップと、前記複数の第1の中間データをうけて合成し、時系列データに逆変換するステップとを備える。前記時系列データに逆変換するステップは、前記複数の第1の中間データに対し前記再生速度に対応して変速処理を行なうステップを含む。前記変速処理を行なうステップは、各前記第1の中間データに含まれるサンプル間に前記再生速度の制御を行なうステップの出力に応じた数の補間サンプルを挿入するステップと、前記補間サンプルが挿入された前記第1の中間データに対してフィルタ処理を行ない前記複数の第2の中間データの出力をするステップとを有する。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以後本発明を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００５２】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１のオーディオ信号再生装置１の構成を示すブロック図である。
【００５３】
図１を参照して、オーディオ信号再生装置１は、ＭＰＥＧフォーマットのオーディオデータが入力される入力インターフェイス２と、入力インターフェイス２から入力されたＭＰＥＧフォーマットのデータが一時的に蓄積される入力データバッファメモリ４と、オーディオ信号の再生をするためのタイミング基準信号を発生するタイミング発生器２２と、タイミング発生器２２が発生するタイミング基準信号を受けて、応じて所定の復号化処理手続に従い、入力データバッファメモリ４中の１フレーム分のＭＰＥＧデータを所定の段階まで復号化するマイクロプロセッサ６とを含む。
【００５４】
オーディオ信号再生装置１は、さらに、復号処理中に生じる一時的なデータを保存するためのワークメモリ８と、復号化処理手続が記録されているプログラム用メモリ１０と、マイクロプロセッサ６によって復号化されたデータを受けて蓄積する中間データバッファメモリ１２とを含む。
【００５５】
オーディオ信号再生装置１は、さらに、中間データバッファメモリ１２から出力される３２個のサブバンドのサブバンドデータを受けた帯域合成を行なう帯域合成フィルタバンク１４と、帯域合成後のデータを受けて蓄積する出力データバッファメモリ１６と、タイミング発生器２２からタイミング基準信号を受けて、応じて出力データバッファメモリに蓄積されているデータを、アナログ信号に変換して出力するオーディオＤＡ変換器１８と、ＤＡ変換器１８の出力を外部に対して出力するための出力インターフェイス２０とを含む。
【００５６】
帯域合成フィルタバンク１４は、３２個のサブバンドに対応してそれぞれ設けられているレート変換器２４と、レート変換器２４の出力を受けてフィルタ処理を行なうバンドパスフィルタ２６と、サブバンドごとに設けられたバンドパスフィルタ２６の出力を合成する加算器２８とを含む。
【００５７】
タイミング発生器２２は、マイクロプロセッサ６に対し１フレームに相当する時間ごとにタイミング信号を送る。また、タイミング発生器２２は、ＤＡ変換器１８に対し１サンプルに相当する時間ごとにタイミング信号を送る。たとえば、サンプリングレートが４４．１ＫＨｚの場合、１フレームが１１５２サンプルであるから、１フレームに相当する時間は１１５２／４４１００秒であり、１サンプルに相当する時間は１／４４１００秒となる。
【００５８】
ここで、変速再生が行なわれる場合には、タイミング発生器２２から出力される基準信号の周期が変更される。応じてマイクロプロセッサ６は、バンドパスフィルタ２６に対してフィルタ係数を送出する。バンドパスフィルタ２６は、フィルタ係数が変更され再生速度に応じたフィルタ処理を実施する。また、タイミング発生器９６は、ＤＡ変換器１８に対しても再生クロックを出力しているが、この再生クロックの周期も変速再生時には変更される。この点が、図１２に示した従来のオーディオ信号再生装置１００と異なる。このような構成とすることで、図１２のキーコントロール部１１７やスイッチ回路１１９を設ける必要がなくなる。
【００５９】
尚、ここでは、帯域合成フィルタバンク１４の処理スピードが１フレームに相当する時間に対して十分速い場合を想定しており、帯域合成フィルタバンク１４の基準クロック等の切換は特に図示しない。
【００６０】
図２は、図１に示したオーディオ信号再生装置１の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【００６１】
図１、図２を参照して、フレーム処理は、タイミング発生器２２に従い１フレーム分の時間ごとに実行される。つまり、サンプリングレートが４４１００Ｈｚの場合、１フレームが１１５２サンプルであるから、１１５２／４４１００秒ごとに実行される。マイクロプロセッサ６は、ＭＰＥＧフォーマットのデータをサブバンドデータに復号する（ステップＳ２）。帯域合成フィルタバンク１４は、サブバンドデータを時系列のオーディオデータに帯域合成する処理を行なう（ステップＳ３）。
【００６２】
帯域合成が完了すると、データは出力データバッファメモリ１６に出力され蓄積される（ステップＳ４）。
【００６３】
そして、再生速度に応じてＤＡ変換器でＤＡ変換処理がされ（ステップＳ５）、出力インターフェイス２０から信号が出力されフレーム処理が完了する（ステップＳ６）。
【００６４】
マイクロプロセッサ１０６が行なうステップＳ２においては、まず、入力データバッファメモリ１０４から１フレーム分のＭＰＥＧデータを取得する（ステップＳ１１）。たとえば、ワークメモリ１０８の一部に保存用の領域を設け、ここに保存する。
【００６５】
その後、逆フォーマットが行なわれる（ステップＳ１２）。逆フォーマットでは、図１５で示したように入力されてくるＭＰＥＧデータをビット割当量、スケールファクタ、量子化された信号、ヘッダ情報、エラーチェック情報に分割する。
【００６６】
ビット割当量は、各サブバンドに割当てられた量子化ビット量を示す情報である。量子化された信号は図１５のサンプルデータに相当し、各サブバンドごとに割当てられた量子化ビット量に従って量子化された信号である。逆量子化ではこれらの信号から量子化前の信号を復元する（ステップＳ１３）。
【００６７】
スケールファクタは、サブバンドごとの全体のスケールを表わす情報である。逆量子化された信号は符号化時にこのスケールによって正規化されている。
【００６８】
逆スケーリングではサブバンドごとにこのスケールに基づいて信号の逆正規化を行なう（ステップＳ１４）。その結果、正規化する前の信号が復元される。
【００６９】
最後に、フレーム出力では復元された１フレーム分のデータが中間データバッファメモリ１２に出力される（ステップＳ１５）。この段階でＭＰＥＧフォーマットのデータはサブバンドデータになる。
【００７０】
続いて、帯域合成フィルタバンク１４において行なわれるステップＳ３について説明する。中間データバッファメモリ１２に保存されたデータは、３２個のサブバンドに分割されているデータである。帯域合成フィルタバンク１４では、このサブバンドデータを時系列データに変換する。
【００７１】
中間データバッファメモリ１２に１フレーム分のデータが蓄積されると、各サブバンドのレート変換器２４は対応するサブバンドのデータを１つずつ順に取得する。そして取得した１サンプルに対し３１個の値が０のサンプルを補間して、対応するサブバンドのバンドパスフィルタ２６に対して順に出力する（ステップＳ２１）。
【００７２】
次に、変速再生が行なわれている場合には、マイクロプロセッサ６により通常の係数と異なるフィルタ係数の選択が行なわれ、この係数がバンドパスフィルタ２６に対して送出される（ステップＳ２２）。
【００７３】
バンドパスフィルタ２６は、後に説明するように、ＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response filter)として構成されており、レート変換器２４からのデータを１つずつ受取りフィルタ処理をして加算器２８に対して出力する（ステップＳ２３）。
【００７４】
次いで、加算器２８では、各サブバンドのバンドパスフィルタ２６からフィルタ処理されたデータを１つずつ受取り、すべてのサブバンド分を加算する（ステップＳ２４）。
【００７５】
図３は、図１におけるバンドパスフィルタ２６の構成を示すブロック図である。
【００７６】
図３を参照して、バンドパスフィルタ２６は、レート変換器２４からの出力を受けて順次遅延する遅延器５１〜５４と、レート変換器２４からの出力を受けて所定の係数を乗じて出力する乗算器６１と、遅延器５１〜５４からの出力をそれぞれ受けて所定の係数を乗じて出力する乗算器６２〜６６と、乗算器６１〜６６の出力を順次加算する加算器７１〜７５を含む。
【００７７】
図１８の乗算器１６１〜１６６にはサブバンドごとに決定される固定の係数ａ0〜ａNがセットされていたが、乗算器６１〜６６には、マイクロプロセッサ６から定数ａ0〜ａNが再生速度に応じて各サブバンドごとに設定される。
【００７８】
図４は、通常速度の再生におけるフィルタのインパルス応答を表わした図である。
【００７９】
図５は、再生速度を本来のＸ倍にする場合のフィルタのインパルス応答を示した図である。
【００８０】
図４、図５を参照して、これらのインパルス応答は、すなわちバンドパスフィルタの各係数をそのまま表わしているが、図４のフィルタに対して図５のフィルタはフィルタ係数を時間方向にＸ倍することで求められる。
【００８１】
従来のフィルタ係数が特定の計算式によって求められている場合は、その計算式に従って求めることができるし、単に係数として与えられている場合には、適当な方法で補間することで求めてもよい。また、特定の基本フィルタで各サブバンドに対応した正弦波を変調してフィルタを構成している場合、たとえば、コサイン変調フィルタバンク等の場合には、この正弦波の周波数を１／Ｘ倍にすることで簡易的に周波数特性を１／Ｘ倍してもよい。
【００８２】
図６は、通常の再生時におけるバンドパスフィルタ２６の周波数特性を示す図である。
【００８３】
図７は、Ｘ倍の再生速度で再生する場合に用いられるバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【００８４】
図６、図７を参照して、フィルタ係数を先に説明したように変更することで、簡易的にサブバンド成分の周波数が１／Ｘ倍されて復号される。このように周波数が変更されたデータは、図１の出力データバッファメモリに蓄積されるが、蓄積されたこのデータの再生は、ＤＡ変換器１８がデータを読み出して変換する速度を変更することで、もとの周波数に戻すことができる。
【００８５】
つまり、タイミング発生器２２がＤＡ変換器１８に対して出力する再生クロックをＸ倍すれば、再生される音の高さは元どおりにすることができる。
【００８６】
以上のような構成にすることにより、帯域合成フィルタバンク１４において各周波数成分が１／Ｘ倍となったオーディオ信号が、従来のＸ倍の速度で再生され周波数成分がＸ倍になる。つまり、音の高さは元の高さになり、最終的に再生速度を変えても、音の高さを変えない再生が可能になる。
【００８７】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２のオーディオ信号再生装置８０の構成を示すブロック図である。
【００８８】
図８を参照して、オーディオ信号再生装置８０は、帯域合成フィルタバンク１４に代えて帯域合成フィルタバンク８２を含み、タイミング発生器２２に代えてタイミング発生器８４を含む。帯域合成フィルタバンク８２は、加算器２８の出力を変速再生時にダウンサンプリングするレート変換器８６と、マイクロプロセッサ６の指示に従って、加算器２８の出力とレート変換器８６の出力のいずれかを選択して出力データバッファメモリ１６に与える切換回路８８とを含む点が、図１に示したオーディオ信号再生装置１と異なる。
【００８９】
また、タイミング発生器８４は、再生速度に応じたタイミング基準信号をマイクロプロセッサに出力する。一方、タイミング発生器８４は、ＤＡ変換器１８に対しては、再生速度にかかわらず一定の周波数の再生クロック信号を送る。
【００９０】
他の構成は、オーディオ信号再生装置１と同様であり、説明は繰返さない。
次に、オーディオ信号再生装置８０の動作を説明する。
【００９１】
図９は、帯域合成フィルタバンク８２の処理の流れを示すフローチャートである。
【００９２】
図８、図９を参照して、中間データバッファメモリ１２に保存されたデータは、３２個のサブバンドに分割されているデータである。帯域合成フィルタバンク８２では、このサブバンドデータを時系列データに変換する。
【００９３】
中間データバッファメモリ１２に１フレーム分のデータが蓄積されると、各サブバンドのレート変換器２４は対応するサブバンドのデータを１つずつ順に取得する。そして取得した１サンプルに対し３１個の値が０のサンプルを補間して、対応するサブバンドのバンドパスフィルタ２６に対して順に出力する（ステップＳ３１）。
【００９４】
次に、変速再生が行なわれている場合には、マイクロプロセッサ６により通常の係数と異なるフィルタ係数の選択が行なわれ、この係数がバンドパスフィルタ２６に対して送出される（ステップＳ３２）。
【００９５】
バンドパスフィルタ２６は、レート変換器２４からのデータを１つずつ受取りフィルタ処理をして加算器２８に対して出力する（ステップＳ３３）。
【００９６】
次いで、加算器２８では、各サブバンドのバンドパスフィルタ２６からフィルタ処理されたデータを１つずつ受取り、すべてのサブバンド分を加算する（ステップＳ３４）。
【００９７】
変速再生が行なわれる場合には、加算器２８の出力はレート変換器８６で間引きまたは補間処理が行なわれ、サンプル数が１／Ｘ倍にされる。通常の再生時にはレート変換器８６の出力は、使用されず、加算器２８の出力が切換回路８８を介して出力データバッファメモリ１６に出力される。（ステップＳ３５）。
【００９８】
こうした処理を行なうことで、ＤＡ変換器１８で再生するクロック周波数を従来のままに保ちながらＸ倍の速度で再生が可能になる。つまり、ＤＡ変換器が様々なクロック周波数に対応して動作する必要がなく、より簡単な構成にすることができる。
【００９９】
以上説明したように、帯域合成フィルタバンク１４において各周波数成分が１／Ｘ倍となったオーディオ信号が、従来のＸ倍の速度で再生され、各周波数成分がＸ倍される。したがって、最終的に再生速度を変えても、音の高さを変えない再生が可能になる。
【０１００】
さらに、ＤＡ変換器１８で再生されるサンプルのレートを従来のままに保ちながら変速再生が可能となる。
【０１０１】
［実施の形態３］
図１０は、実施の形態３のオーディオ信号再生装置９０の構成を示すブロック図である。
【０１０２】
図１０を参照して、オーディオ信号再生装置９０は、帯域合成フィルタバンク１４に代えて帯域合成フィルタバンク９２を含み、タイミング発生器２２に代えてタイミング発生器９６を含む点が、図１に示したオーディオ信号再生装置１と異なる。
【０１０３】
タイミング発生器９６は、再生速度に応じたタイミング基準信号をマイクロプロセッサに出力する。一方、タイミング発生器９６は、ＤＡ変換器１８に対しては、再生速度にかかわらず一定のタイミング基準信号を送る。
【０１０４】
帯域合成フィルタバンク９２は、レート変換器２４に代えて、中間データバッファメモリ１２から元のデータを受けると、マイクロプロセッサ６の制御の下、再生速度に応じた数のデータを元の２つのデータの間に挿入するアップサンプルを行なうレート変換器９４を含む点が図１における帯域合成フィルタバンク１４と異なる。
【０１０５】
他の構成は、図１に示したオーディオ信号再生装置１と同様であるので説明は繰返さない。
【０１０６】
図１１は、実施の形態３における帯域合成フィルタバンクの処理の流れを示すフローである。
【０１０７】
図１１を参照して、実施の形態３においては、アップサンプリングの処理が再生速度によって異なる。まず再生速度に応じたアップサンプリングの設定がされる（ステップＳ４１）。
【０１０８】
続いて、アップサンプリング処理が行なわれる（ステップＳ４２）。
そして、アップサンプリングされたデータに対してバンドパスフィルタによってフィルタ処理が行なわれる（ステップＳ４３）。この場合のフィルタは、図１７で示したような係数が各サブバンドごとに固定されたフィルタが用いられる。そして、帯域ごとにフィルタ処理されたデータの加算が行なわれる（ステップＳ４４）。
【０１０９】
図１２は、実施の形態３におけるレート変換器９４の動作を説明するための図である。
【０１１０】
図１２を参照して、レート変換器９４においては、値が０のデータを補間することによってサンプリングレートを１／Ｘ倍に変更する。つまり、従来は、入力信号列の１個のデータに対して値が“０”のデータを３１個補間し、３２倍のサンプリングレートに変換していたところを、入力信号列の１データに対して値が“０”のデータを（３２／Ｘ−１）個補間し、３２／Ｘ倍のサンプリングレートに変換する。
【０１１１】
このような構成にすることにより、オーディオ信号の従来の周波数が変わらないまま、帯域合成フィルタバンクから出力されるサンプル数が１／Ｘ倍になる。
【０１１２】
この信号を、ＤＡ変換器で再生すれば、再生速度をＸ倍にしつつ、音の高さを変えない再生が可能になる。この場合もＤＡ変換器の再生クロックは再生速度によらず、一定のクロックで良い。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明によれば、復号処理の中の周波数信号から時系列信号への変換処理と、再生時の音の高さをコントロールするキーコントロール処理とを同時に効率良く行なうことができる。したがって、再生処理の全体処理量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１のオーディオ信号再生装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１に示したオーディオ信号再生装置１の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図３】  図１におけるバンドパスフィルタ２６の構成を示すブロック図である。
【図４】  通常速度の再生におけるフィルタのインパルス応答を表わした図である。
【図５】  再生速度を本来のＸ倍にする場合のフィルタのインパルス応答を示した図である。
【図６】  通常の再生時におけるバンドパスフィルタ２６の周波数特性を示す図である。
【図７】  Ｘ倍の再生速度で再生する場合に用いられるバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【図８】  実施の形態２のオーディオ信号再生装置８０の構成を示すブロック図である。
【図９】  帯域合成フィルタバンク８２の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】  実施の形態３のオーディオ信号再生装置９０の構成を示すブロック図である。
【図１１】  実施の形態３における帯域合成フィルタバンクの処理の流れを示すフローである。
【図１２】  実施の形態３におけるレート変換器９４の動作を説明するための図である。
【図１３】  従来のオーディオ信号再生装置１００の構成を示すブロック図である。
【図１４】  従来のオーディオ信号再生装置１００においてＭＰＥＧフォーマットのオーディオデータが再生される過程を示すフローチャートである。
【図１５】  図１３の入力インターフェイス１０２から入力され入力データバッファメモリ１０４に蓄積されるＭＰＥＧフォーマットのオーディオデータの１フレームの構造を示す図である。
【図１６】  所定の段階まで復号化されたデータを説明するための図である。
【図１７】  帯域合成フィルタバンク１１４によって帯域合成された後のデータを説明するための図である。
【図１８】  図１３におけるバンドパスフィルタ１２６の構成を示すブロック図である。
【図１９】  図１３におけるアップサンプラ１２４の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１，８０，９０  オーディオ信号再生装置、２  入力インターフェイス、４  入力データバッファメモリ、６  マイクロプロセッサ、８  ワークメモリ、１０プログラム用メモリ、１２  中間データバッファメモリ、１４，８２，９２  帯域合成フィルタバンク、１６  出力データバッファメモリ、１８  ＤＡ変換器、２０  出力インターフェイス、２２，８４，９６  タイミング発生器、２４，９４  レート変換器、２６，１２６  バンドパスフィルタ、２８，７１〜７５  加算器、５１〜５４  遅延器、６１〜６６  乗算器、８６  レート変換器、８８切換回路。
【図１】
0003778739.tif 000002
【図２】
0003778739.tif 000003
【図３】
0003778739.tif 000004
【図４】
0003778739.tif 000005
【図５】
0003778739.tif 000006
【図６】
0003778739.tif 000007
【図７】
0003778739.tif 000008
【図８】
0003778739.tif 000009
【図９】
0003778739.tif 000010
【図１０】
0003778739.tif 000011
【図１１】
0003778739.tif 000012
【図１２】
0003778739.tif 000013
【図１３】
0003778739.tif 000014
【図１４】
0003778739.tif 000015
【図１５】
0003778739.tif 000016
【図１６】
0003778739.tif 000017
【図１７】
0003778739.tif 000018
【図１８】
0003778739.tif 000019
【図１９】
0003778739.tif 000020