專利名稱：波形生成裝置及方法和解碼裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于生成正弦波信號等波形的波形生成裝置及方法和解碼裝置，例如，涉及不進行用于讀入正弦波表的余數定址(modulo-addressing)操作就可生成正弦波等周期波形的波形生成裝置及方法和解碼裝置。
本申請基于2002年7月8日在日本提出的日本專利申請2002-199070號，要求享有其優(yōu)先權，在此通過參照引用其內容。
背景技術：
正弦波之類的波形的數字化生成技術被應用于信號編碼和信號合成等各種領域。例如，周期性提供決定正弦波的特征量以生成規(guī)定的長度為N1采樣點的正弦波的技術中，公知的方法是預先建立存儲了正弦波波峰值的表，使用DSP(Digital Signal Processor數字信號處理裝置)，基于上述特征量一邊進行余數定址一邊讀入波峰值表，進行振幅校正。
下面，參照


現(xiàn)有的周期性變化的正弦波生成裝置的結構例。圖1是現(xiàn)有的正弦波生成裝置的方框圖，圖2是用于說明該正弦波生成裝置的動作的流程圖的一個例子。
在圖1中，借助于輸入裝置101獲取周期性變化的特征量s101，傳送給特征量檢測裝置102。特征量檢測裝置102中，如圖2的步驟S11所示，根據傳過來的特征量計算出正弦波表讀入方法特征量s102和正弦波振幅校正量s103。例如，關于讀入方法特征量s102，是根據Ω1、Ω2的關系和Ф，計算出讀入開始點以及隔幾個點讀取表。同樣，根據A1、A2的比率計算出振幅校正量s103。特征量檢測裝置102中計算的讀入方法特征量是指所生成的正弦波跟正弦波表之間的“相位偏差”、“頻率關系”等。
特征量檢測裝置102中計算出來的讀入方法特征量s2被發(fā)送到讀入位置計算裝置103，指示出正弦波表讀入開始位置，通過讀入位置計算裝置103將該位置作為正弦波表讀入位置信號s104發(fā)送到正弦波表讀入裝置104，如步驟S12所示，從正弦波表讀取數值。
把從正弦波表讀取的數值(讀入信號s105)傳送給正弦波振幅校正裝置105，在步驟S13中，正弦波振幅校正裝置105根據正弦波表讀入裝置4發(fā)送過來的讀入信號s105以及特征量檢測裝置102所指示的正弦波振幅校正量s103校正輸出正弦波的振幅。另外，在步驟S14中把所獲得的正弦波信號積累下來。
在步驟S15，判斷應處理的全部數據是否讀入完畢，判斷結果為否時，轉到步驟S16更新讀入位置(readIndex)，然后返回上述步驟S12。
這里，上述讀入位置(readIndex)的更新是通過把特征量檢測裝置102所指示的讀入位置更新量(readInc)取余相加到1個時間點之前的讀入位置信號s104(readIndex)上，計算出新的讀入位置信號s104(readIndex)來實現(xiàn)的，設上述正弦波表的讀入位置最大值為indexMax，上述計算可通過算式readIndex＝(readIndex+readInc)％indexMax...(1)表示。a％b表示a除以b所得的余數。該更新后的新讀入位置(readIndex)被傳送給讀入位置計算裝置103。即，讀入位置信號s104根據1個時間點之前的讀入位置信號s104以及讀入更新量和正弦波表的采樣數N1計算出來。
返回圖2，重復執(zhí)行上述步驟S12至S14的操作，直到輸出正弦波的采樣數達到N2，即直到在步驟S15中判斷為是(全部數據讀入完畢)。一旦湊齊了輸出采樣數，就把正弦波信號傳送給輸出裝置6。
另外，當使用上述方法生成正弦波時，為了進行表的讀入，需要進行余數定址，即需要進行余數運算來計算地址。但是，DSP(數字信號處理裝置)有各種各樣的規(guī)格，有的在進行余數定址時存在某些限制。雖然這種數字信號處理裝置在進行余數定址時存在限制，但由于它的其他性能優(yōu)異，仍然被廣泛采用。
例如，上述的正弦波生成裝置多被用于音頻信號的解碼裝置；上述DSP多被用于整個解碼處理，而不僅是正弦波生成。在這種解碼裝置中，例如在積和運算處理能力要求高的情況下，只要是積和運算處理能力高的DSP，即使在其他的例如余數定址能力方面有所限制仍然可以采用。
在這種情況下，需要做到不進行余數定址操作而生成正弦波。

發(fā)明內容
本發(fā)明是考慮了上述實際情況后提出的，目的是提供一種在數字化音頻信號處理裝置等中，在給出例如周期性地決定正弦波等周期波形的特征量的情況下，不進行參照正弦波表時的余數定址操作即可生成正弦波等周期波形的波形生成裝置和方法及使用這種波形生成的解碼裝置。
為解決上述問題，本發(fā)明的波形生成裝置和方法的特征在于在基于所輸入的特征量生成周期波形時，檢測上述所輸入的特征量，基于檢測到的上述特征量，以至少2個采樣點作為初始值進行遞推公式的運算，由此產生上述周期波形，把所產生的上述周期波形輸出。
這里，上述周期波形是正弦波、任意時刻n的正弦波信號值是y[n]時，作為上述特征量給出的輸出正弦波的相位為Ф、頻率為Ω2時，初始值y
、y[1]為y
＝A sin(Ф)y[1]＝A sin(Ω2+Ф)時刻n+2的正弦波信號值y[n+2]借助于時刻n+1的正弦波信號值y[n+1]和時刻n的正弦波信號值y[n]表示為算式y(tǒng)[n+2]＝2×A cos(Ω2)×y[n+1]-y[n]該算式可用作上述遞推公式。
另外，在適用于解碼裝置的正弦波合成中的波形生成中，該解碼裝置提供有包含了按每編碼幀對時間序列信號進行正弦波分析所得到的特征量的編碼數據，按每個上述編碼幀周期性地提供上述特征量，把上述所生成的正弦波信號按上述1幀積累到積累裝置，經由上述輸出裝置輸出所積累的正弦波信號。
另外，本發(fā)明的解碼裝置中，提供有包含了按每編碼幀對時間序列信號進行正弦波分析所得到的特征量的編碼數據，其特征在于，具有波形合成部，上述波形合成部具備分離裝置，分離出上述編碼數據中的特征量；檢測裝置，檢測上述所分離出來的特征量；振蕩裝置，基于上述檢測裝置所檢測到的上述特征量，以至少2個采樣點作為初始值進行遞推公式的運算，由此產生上述周期波形；輸出裝置，輸出上述振蕩裝置所產生的上述周期波形。
這里，借助于本發(fā)明，在生成決定了正弦波的特征量周期性變化的正弦波時，獲取特征量，并檢測所獲取的特征量，使用所檢測到的正弦波的特征量以及以上述特征量為初始設定的振蕩器(正弦波生成裝置)生成正弦波信號，把所生成的正弦波信號積累起來后，輸出所積累的正弦波。

圖1是表示現(xiàn)有的正弦波生成裝置的結構例的方框圖。
圖2是用來說明現(xiàn)有的正弦波生成裝置的動作的流程圖。
圖3是表示作為本發(fā)明的第1實施方式的正弦波生成裝置的概略結構的方框圖。
圖4是用來說明本發(fā)明的第1實施方式的動作的流程圖。
圖5是表示振蕩器(正弦波生成裝置)的結構例的方框圖。
圖6是表示音頻信號(聲響時間序列信號)的編碼裝置的一個例子的概略結構的方框圖。
圖7是表示應用了本發(fā)明的實施方式的解碼裝置的一個例子的概略結構的方框圖。
圖8是表示作為本發(fā)明的第2實施方式的正弦波生成裝置的概略結構的方框圖。
圖9是用來說明本發(fā)明的第2實施方式的動作的流程圖。
圖10是表示作為本發(fā)明的第3實施方式的正弦波生成裝置的概略結構的方框圖。
圖11是用來說明本發(fā)明的第3實施方式的動作的流程圖。
圖12是表示作為本發(fā)明的第4實施方式的正弦波生成裝置的概略結構的方框圖。
圖13是用來說明本發(fā)明的第4實施方式的動作的流程圖。
圖14是表示振蕩器(正弦波生成裝置)所生成的正弦波的附圖。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
圖3是表示作為本發(fā)明的第1實施方式的正弦波生成裝置的概略結構的方框圖。另外，圖4是用來說明圖3所示的正弦波生成裝置的動作的流程圖。
首先，通過圖3所示的輸入裝置1獲取周期性變化的特征量s1，發(fā)送到特征量檢測裝置2，如圖4的步驟S21所示，進行特征量檢測。根據傳送到該特征量檢測裝置2的特征量s1，計算出生成的正弦波的振幅、相位和頻率，把表示該振幅、相位和頻率的信號s2發(fā)送到初始設定裝置3。在初始設定裝置3中，根據特征量檢測裝置2所指示的振幅、相位和頻率計算出正弦波的最初的2個點，與上述所指示的值一并作為初始值(振蕩器初始化信號s4)發(fā)送到振蕩器(正弦波生成裝置)4，由此，實現(xiàn)步驟S22中所示的初始值設定。該初始值設定通過例如參照正弦波表進行。另外此時，表示輸出波形的采樣點位置的變量n被初始化(n＝0)。
在步驟S23中振蕩器(正弦波生成裝置)4按照初始設定裝置3所指示的初始值生成正弦波信號。如后所述，通過例如IIR濾波器運算實現(xiàn)該正弦波信號的生成，而不用進行余數定址。
由振蕩器(正弦波生成裝置)4所生成的輸出信號作為正弦波信號s5發(fā)送到正弦波積累裝置5。在步驟S24中正弦波積累裝置5把來自振蕩器(正弦波生成裝置)4的正弦波信號s5積累起來。
在接下來的步驟S25中，判斷上述變量n是否已達到或超過了輸出正弦波信號的采樣點數N2；判斷結果為“否”時，在步驟S26中把上述變量n增量(n＝n+1)后返回步驟S23；重復上述步驟S23、S24的處理直到n等于N2(直到生成波形數據達到規(guī)定的長度為N2的采樣)。在步驟S25中判斷結果為是(n已等于N2)時，通過輸出裝置6輸出正弦波積累裝置5所積累的正弦波信號s6。
接著說明使用振蕩器(正弦波生成裝置)4而且不進行余數定址的正弦波生成的一個例子。在以下說明中，輸出正弦波信號的時刻n(第n次采樣)的值用y[n]表示。
作為振蕩器(正弦波生成裝置)4的結構例，圖5表示了一個使用IIR的正弦波生成電路。即，例如使用2階IIR濾波器處理時，輸出正弦波信號的初始值y
、y[1]指定為y
＝A sin(Ф) …(2)y[1]＝A sin(Ω2+Ф) …(3)在算式(2)、(3)中，Ф是輸出正弦波的相位，Ω2是輸出正弦波的頻率，把它們作為上述特征量例如按每個編碼幀周期被提供。另外，時刻n+2的正弦波信號值y[n+2]使用時刻n+1的正弦波信號值y[n+1]和時刻n的正弦波信號值y[n]表示為遞推公式y(tǒng)[n+2]＝2×A cos(Ω2)×y[n+1]-y[n]…(4)按照該算式(4)逐個計算出正弦波信號的各個采樣點的值。計算出來的信號作為正弦波信號s5傳送給正弦波積累裝置5。
上述算式(4)如下推導。首先，如下算式(5)給出sin函數的Z變換。
Y(z)X(z)=z×sin(ω2T)z2-2×zcos(ω2T)+1···(5)]]>把該算式(5)展開進行逆Z變換，即得y[n+2]-2cos(ω2T)×y[n+1]+y[n]＝2sin(ω2T)×x[n]…(6)這里，由于圖5的IIR濾波器沒有輸入，所以x[n]項總是為0，進行整理后即可推導出上述算式(4)。
其次，說明使用了上述正弦波合成裝置的信號解碼裝置例。該解碼裝置例通過把音頻信號中至少一部分通過正弦波合成來解碼，在編碼端，通過例如GHA(Generalized Harmonic Analysis廣義諧波分析)進行編碼。下面，按照編碼裝置、解碼裝置的順序進行說明。
圖6是表示使用了GHA(Generalized Harmonic Analysis廣義諧波分析)的音頻信號(聲響時間序列信號)的編碼裝置的結構例的方框圖。在該圖6中，立體聲音頻信號的左右聲道(L ch、R ch)的信號分別輸入到輸入端子121L、121R。因為左右聲道的結構相同，所以針對左聲道進行說明，省略右聲道的說明。提供給輸入端子121L(或121R)的左(或右)聲道的音頻信號按照規(guī)定的每個編碼幀周期(例如2048次采樣)被加以編碼處理。
來自輸入端子121L(或121R)的輸入信號被發(fā)送到例如16波段的頻帶分割部122，頻率分割為16個波段(頻帶)，各個頻帶的信號(按每個上述編碼幀周期，例如1個波段128次采樣)被發(fā)送到GHA分析部123。在各個波段的GHA分析部123中提取/分離聲音的母音部分或鼓點之類的周期性強的信號，另行編碼，把特征量(例如頻率、振幅、相位等)信息發(fā)送到適應比特分配/立體聲編碼部126。另外，把各個波段(頻帶)的GHA分析部123中提取出來的周期性強的信號，從來自16波段的頻帶分割部122的對應波段的信號中減除，其差信號經由增益控制部124發(fā)送到MDCT(Modified Discrete CosineTransform改進離散余弦變換)部125，進行MDCT處理。來自各波段的MDCT部125的輸出(MDCT系數數據)發(fā)送到自適應比特分配/立體聲編碼部126，在該自適應比特分配/立體聲編碼部126中，與來自上述各波段的GHA分析部123的特征量信息一起，針對上述左右聲道的各自的16個波段，實施伴隨著自適應比特分配的立體聲編碼處理。來自自適應比特分配/立體聲編碼部126的輸出被發(fā)送到量化/編碼部127，進行量化(quantization)和編碼后，經由輸出端子128提取出編碼輸出信號(編碼串)。
圖7是表示對上述圖6所示的編碼裝置所產生的編碼輸出信號進行解碼的解碼裝置的結構例的方框圖。在該圖7的輸入端子131中，輸入有上述圖6的輸出端子128所輸出的編碼輸出信號(編碼串)。
來自圖7的輸入端子131的信號被發(fā)送到解碼/逆量化部132，進行與上述圖6的量化/編碼部127中所作處理相反的解碼處理和逆量化處理。按上述的立體聲左右聲道的每個波段，從解碼/逆量化部132提取上述特征量和MDCT系數，把上述特征量發(fā)送到各波段的GHA合成部133，上述MDCT系數發(fā)送到各波段的IMDCT(逆MDCT)部134。在GHA合成部133中，生成與上述特征量(例如頻率、振幅、相位等)相對應的正弦波；如果在該波段內提供有多組特征量從而生成了多個正弦波，則把它們合成輸出。在IMDCT部134中，將上述MDCT系數逆變換，輸出與上述圖6的MDCT部125的輸入相當的信號，發(fā)送到增益補償部135，實施與上述圖6的增益控制部124相逆的處理后輸出。來自各波段的增益控制部124的輸出(上述差信號)與來自該波段的上述GHA合成部133的正弦波輸出相加，按各個波段得到的16個波段的相加運算輸出發(fā)送到16波段頻帶合成部136進行合成，由此，從輸出端子137L(或137R)提取出左聲道(或右聲道)的音頻信號。
本發(fā)明的波形生成裝置和方法可以應用到例如圖7的解碼裝置的GHA合成部133。此外，當然也可以把本發(fā)明的波形生成裝置和方法應用到涉及正弦波等周期波形合成的各種解碼裝置的波形合成部等。
接著，參照圖8和圖9說明本發(fā)明的第2實施方式。圖8是表示本發(fā)明的第2實施方式的正弦波生成裝置的概略結構的方框圖，圖9是用來說明圖8的裝置的動作的流程圖。在該第2實施方式中，通過使用多個(例如k個)振蕩器(正弦波生成裝置)通過并行處理來生成正弦波。
從圖8的輸入裝置1輸入特征量s1，傳送到特征量檢測裝置2，進行圖9的步驟S31所示的特征量檢測。借助于特征量檢測裝置2，計算出生成的正弦波的振幅、相位和頻率，作為信號s2傳送給初始設定裝置3。初始設定裝置3根據特征量檢測裝置2所指示的振幅、相位和頻率，計算出正弦波的最初的(2×k)個點，與上述所指定的值一并作為初始值s4傳送到振蕩器。這里k是并行化的個數(步驟S32)。
例如，用2個并行系統(tǒng)(k＝2)進行處理時，需要參照正弦波表取得最初的(2×2)＝4個點。
接著，按照初始設定裝置3所指示的上述初始值，使多個(例如k個)振蕩器(正弦波生成裝置)4振蕩而生成正弦波信號(步驟S33)。這里，從各振蕩器4依次產生1個正弦波信號的時間序列順序的各個采樣點。
例如，使用2個并行系統(tǒng)進行2階IIR濾波器處理時，初始值指示為
y
＝A sin(Ф)…(7)y[1]＝A sin(Ω2+Ф) …(8)y[2]＝A sin(2×Ω2+Ф)…(9)y[3]＝A sin(3×Ω2+Ф)…(10)以2個并行系統(tǒng)生成了y[n+4]＝2×A cos(2×Ω2)×y[n+2]-y[n]…(11)y[n+5]＝2×A cos(2×Ω2)×y[n+3]-y[n+1]…(12)這里，以嵌套方式產生要生成的正弦波，但并不是必須如此。理論上，在上述算式(5)中，考慮到z＝ejωT，通過z→z2、ω2→2×ω2的變換，sin函數的z變換公式如下式(13)給出Y(z)X(z)=z2×sin(ω2T)z4-2×z2cos(2×ω2T)+1···(13)]]>把該算式(13)展開進行逆Z變換，即得y[n+1]-2cos(2ω2T)×y[n+2]+y[n]＝2sin(2ω2T)×X[n+2]…(14)這里，因為沒有輸入，所以X[n+2]的項總是為0，整理后即可推導出上述算式(11)。另外，把n增加1后可推導出上述算式(12)。計算出來的信號作為正弦波信號s5傳送到正弦波積累裝置5。
接著，在圖9的步驟34中，由正弦波積累裝置把振蕩器(正弦波生成裝置)4所指示的正弦波信號s5積累起來。
在接下來的步驟S35中，判斷上述變量n是否已達到或超過了輸出正弦波信號的采樣點數N2；判斷結果為“否”時，在步驟S36中把上述變量n增量k(n＝n+k)后返回步驟S33，重復上述步驟S33、S34的處理直到n等于N2(直到生成波形數據達到規(guī)定的長度N2采樣)。在步驟S35中判斷為“是”(n已成為N2)時，前進到步驟S37，把正弦波積累裝置5所積累的正弦波信號s7發(fā)送到正弦波合成裝置7，合成為1個或多個正弦波。合成的正弦波信號s6通過輸出裝置6輸出。
在例如DSP(Digital Signal Processor數字信號處理裝置)具有多個積和運算部的情況下，通過在各個積和運算部中使各振蕩器工作，可以容易地實現(xiàn)第2實施方式所示的正弦波生成裝置，不僅能夠提高處理量和處理速度，還具有能夠減小以遞推公式依次計算下一個取樣點時所產生的積累誤差這樣的優(yōu)點。
接著，參照圖10和圖11說明本發(fā)明的第3實施方式。圖10是表示本發(fā)明的第3實施方式的正弦波生成裝置的概略結構的方框圖，圖11是用來說明圖10的裝置的動作的流程圖。在該第3實施方式中，分時使用振蕩器(正弦波生成裝置)來生成多種(多個)正弦波并加以合成。
在圖10的結構中，正弦波生成部20執(zhí)行與上述圖3所示的正弦波生成裝置同樣的動作，對它們的對應部分標以同樣的指示符號。
從圖10的輸入裝置1輸入特征量s1，傳送給特征量檢測裝置2，進行圖11的步驟S41所示的特征量檢測。借助于特征量檢測裝置2，計算出生成的正弦波的振幅、相位和頻率，作為信號s2傳送給正弦波生成部20的初始設定裝置3。在正弦波生成部20中，振蕩器(正弦波生成裝置)4所生成的正弦波信號s5被正弦波積累裝置5積累起來，作為正弦波信號s6輸出?？梢园焉鲜鰣D3(或圖8)所示結構的裝置用作正弦波生成部20，因此省略詳細說明。另外，到目前為止的動作相當于圖11的步驟S41至S46，這跟上述圖4的步驟S21至S26相同，所以省略詳細說明。
這里，在該第3實施方式的情況下，假定生成的正弦波的數量(種類數)為多個(N3)，在圖11的檢測特征量的步驟S41之前設有步驟S40，把表示生成的正弦波的數量的變量n’初始化(n’＝0)。另外，把圖10的正弦波積累裝置5中積累下來的正弦波信號s6發(fā)送到波形合成裝置8，來自波形合成裝置8的輸出發(fā)送到波形積累裝置9，同時，來自波形積累裝置9的輸出發(fā)送到波形合成裝置8。即，波形合成裝置8將來自正弦波生成部20的正弦波積累裝置5的正弦波信號s6與波形積累裝置9所傳送過來的積累合成波信號s9通過適當合成法合成后，把得到的合成波信號s8發(fā)送到波形積累裝置9。在波形合成裝置8中，例如，在無加權合成的情況下，合成波形輸出z[k]可以通過算式z[k]＝z[k]+y[k](0≤k＜N2)求得。圖11的步驟S47表示了這些波形合成裝置8和波形積累裝置9的波形合成/積累動作。
在接下來的步驟S25中，判斷上述變量n’是否已達到或超過了上述生成的正弦波的數量N3(n’≥N3)；判斷結果為“否”時，在步驟S49中把上述變量n’增量(n’＝n’+1)后返回步驟S41；重復上述步驟S41～S47的處理直到上述變量n’成為N3(直到生成的正弦波數量達到上述N3)。在步驟S48中判斷結果為“是”(n’已成為N3)時，通過輸出裝置6輸出正弦波積累裝置9所積累的合成正弦波。
接著，參照圖12和圖13說明本發(fā)明的第4實施方式。圖12是表示本發(fā)明的第4實施方式的正弦波生成裝置的概略結構的方框圖，圖13是用來說明圖12的裝置的動作的流程圖。該第4實施方式是將與上述圖10和圖11一起說明的第3實施方式的一部分做了變更后得到的，在生成多個種類(多個)正弦波后進行合成的情況下，對于與合成波形的振幅相比某一正弦波的振幅足夠小，則省略該正弦波的生成/合成。
即，在圖12中，與上述圖10的結構相比，差別在于在特征量檢測裝置2和正弦波生成部20的初始設定裝置3之間設置了特征量判別裝置10，根據該特征量判別裝置10的判別結果控制正弦波生成部20的動作。另外，在圖13的流程圖中，與上述圖9的流程圖相比，其差別在于在步驟S41的特征檢測和步驟S42的初始值設定之間插入了步驟S50來判斷當前時刻要生成的正弦波的貢獻是否足夠小，如果判斷為“否”則進入步驟S42，判斷為“是”則跳到步驟S48。圖12、圖13的其他部分跟上述圖10、圖11相同，其對應部分標以相同的指示符號，并省略其說明。
在這種結構的第4實施方式中，生成并合成多個正弦波時，圖12的特征量判別裝置10對關于來自基于特征量的特征量檢測裝置2的1個正弦波的振幅、相位、頻率信息的信號s2進行分析，如圖13的步驟S50所示，判斷是否生成/合成該正弦波，把信號s2’發(fā)送到正弦波生成部20的初始設定裝置3。這就是說，如果該正弦波對于合成后所得的最終的合成波的貢獻足夠小，例如與合成波的振幅相比，該正弦波的振幅足夠小，則不生成/合成該正弦波。這時，作為特征量判別裝置10，可以進行控制不把來自特征量檢測裝置2的上述信號s2發(fā)送到正弦波生成部20的初始設定裝置3，或者使正弦波生成部20中的正弦波生成動作停止。在圖13中，步驟S50中判斷為“是”(不生成/合成該正弦波)時，跳過步驟S42至S47的正弦波生成動作，進入步驟S48。
根據這種第4實施方式，可以省略不需要的處理，因此有了充裕的處理能力，就有可能提高速度或者把處理能量分給其他部分。
但是，在上述的實施方式中，只要振蕩器(正弦波生成裝置)4在輸出規(guī)定長度N2期間內能夠保證充分的精度，即可任意選用。例如，使用如上述圖5所示的2階IIR濾波器處理來求得長度為128采樣點、振幅為1、初始相位為0的1KHz的正弦波時，初始值分別是y
＝sin(0)y[1]＝sin(2π/128)所求得的正弦波是y[n+2]＝2cos(2π/128)×y[n+1]-y[n]用這種方法生成的正弦波如圖14所示。此外，使用sin函數通過表參照等計算出來的正弦波，也顯示出與圖14的正弦波曲線基本重合，使用具有充分的實用性的上述2階IIR濾波器處理所求得的正弦波，獲得了具有充分的實用性的精度。
此外，本發(fā)明并不限定于上述實施方式，例如，在正弦波以外的各種周期波形的生成中也可以很容易地應用本發(fā)明。
另外，本發(fā)明并不限定于參照

的上述實施例，只要不背離附上的權利要求書及其主旨，可以進行各種各樣的變更、替換或者類似變化，這對于本領域技術人員來說是顯而易見的。
產業(yè)上的可利用性借助于本發(fā)明，在基于所輸入的特征量生成周期波形時，檢測上述所輸入的特征量，基于檢測到的上述特征量，以至少2個采樣點作為初始值進行遞推公式的運算，由此產生上述周期波形，通過把上述所產生的周期波形輸出，即可不經余數定址而順利地生成正弦波等周期波形。
另外，根據本發(fā)明，在提供有包含按每編碼幀對時間序列信號進行正弦波分析所得到的特征量的編碼數據的解碼裝置中，具有波形合成部，該波形合成部具備分離裝置，分離出上述編碼數據中的特征量；檢測裝置，檢測上述所分離出來的特征量；振蕩裝置，基于上述檢測裝置所檢測到的上述特征量，以至少2個采樣點作為初始值進行遞推公式的運算，由此產生上述周期波形；輸出裝置，輸出上述振蕩裝置所產生的上述周期波形。由此，即使用于實現(xiàn)解碼裝置的DSP等的能力有所限制，特別是即使余數定址能力較低，也能夠順利地生成正弦波等周期波形，因此在不擅長余數定址的裝置中也能夠實現(xiàn)不經余數定址而生成正弦波，可以使用適合解碼裝置整體功能的實現(xiàn)的DSP，從而提高設計自由度。
權利要求
1.一種波形生成裝置，基于所輸入的特征量生成周期波形，其特征在于，具備檢測裝置，檢測上述所輸入的特征量；振蕩裝置，基于上述檢測裝置所檢測到的上述特征量，以至少2個采樣點作為初始值進行遞推公式的運算，由此產生上述周期波形；輸出裝置，輸出上述振蕩裝置所產生的上述周期波形。
2.如權利要求1所述的波形生成裝置，其特征在于，上述周期波形是正弦波、假定任意時刻n的正弦波信號值為y[n]，作為上述特征量給出的輸出正弦波的相位為Φ、頻率為Ω2時，初始值y
、y[1]為y
＝A sin(Φ)y[1]＝A sin(Ω2+Φ)時刻n+2的正弦波信號值y[n+2]借助于時刻n+1的正弦波信號值y[n+1]和時刻n的正弦波信號值y[n]表示為算式y(tǒng)[n+2]＝2×A cos(Ω2)×y[n+1]-y[n]該算式用作上述遞推公式。
3.如權利要求1所述的波形生成裝置，其特征在于，該波形生成裝置被用于提供有編碼數據的解碼裝置的正弦波合成中，該編碼數據中包含按每編碼幀對時間序列信號進行正弦波分析所得到的特征量，按每個上述編碼幀周期性提供上述特征量，把上述振蕩裝置輸出的正弦波信號按上述1幀積累到積累裝置，所積累的正弦波信號經由上述輸出裝置輸出。
4.如權利要求1所述的波形生成裝置，其特征在于，使用多個上述振蕩裝置，依次由上述多個振蕩裝置產生上述周期波形的時間序列順序的各個采樣點。
5.如權利要求1所述的波形生成裝置，其特征在于，作為上述特征量，提供有對應于多個波形的多個特征量，針對每個特征量生成周期波形的信號，把它們相加后輸出。
6.如權利要求1所述的波形生成裝置，其特征在于，上述多個特征量之中，對于判斷為對最終輸出波形的貢獻量很小的波形，不予生成、相加。
7.一種波形生成方法，基于所輸入的特征量生成周期波形，其特征在于，具備檢測工序，檢測上述所輸入的特征量；波形生成工序，基于上述檢測裝置所檢測到的上述特征量，以至少2個采樣點作為初始值進行遞推公式的運算，由此產生上述周期波形；輸出工序，輸出上述波形生成工序所產生的上述周期波形。
8.如權利要求7所述的波形生成方法，其特征在于，上述周期波形是正弦波、假定任意時刻n的正弦波信號值為y[n]，作為上述特征量給出的輸出正弦波的相位為Φ、頻率為Ω2時，初始值y
、y[1]為y
＝A sin(Φ)y[1]＝A sin(Ω2+Φ)時刻n+2的正弦波信號值y[n+2]，借助于時刻n+1的正弦波信號值y[n+1]和時刻n的正弦波信號值y[n]表示為算式y(tǒng)[n+2]＝2×A cos(Ω2)×y[n+1]-y[n]該算式用作上述遞推公式。
9.如權利要求7所述的波形生成方法，該波形生成方法被用于提供有編碼數據的解碼裝置的正弦波合成中，該編碼數據中包含按每編碼幀對時間序列信號進行正弦波分析所得到的特征量，其特征在于，按每個上述編碼幀周期性提供上述特征量，把上述波形生成工序輸出的正弦波信號按上述1幀積累起來，輸出所積累的正弦波信號。
10.一種解碼裝置，提供有包含按每編碼幀對時間序列信號進行正弦波分析所得到的特征量的編碼數據，其特征在于，具有波形合成部，上述波形合成部具備分離裝置，分離出上述編碼數據中的特征量；檢測裝置，檢測上述所分離出來的特征量；振蕩裝置，基于上述檢測裝置所檢測到的上述特征量，以至少2個采樣點作為初始值進行遞推公式的運算，由此產生上述周期波形；輸出裝置，輸出上述振蕩裝置所產生的上述周期波形。
11.如權利要求10所述的解碼裝置，其特征在于，上述周期波形是正弦波、任意時刻n的正弦波信號值是y[n]時，作為上述特征量給出的輸出正弦波的相位為Φ、頻率為Ω2時，初始值y
、y[1]為y
＝A sin(Φ)y[1]＝A sin(Ω2+Φ)時刻n+2的正弦波信號值y[n+2]借助于時刻n+1的正弦波信號值y[n+1]和時刻n的正弦波信號值y[n]表示為算式y(tǒng)[n+2]＝2×A cos(Ω2)×y[n+1]-y[n]該算式用作上述遞推公式。
全文摘要
基于傳送給特征量檢測裝置(2)的特征量s1，計算出生成的正弦波的振幅、相位和頻率，發(fā)送到初始設定裝置(3)。初始設定裝置(3)中，計算出正弦波的最初的2點，作為初始值s4發(fā)送到振蕩器(正弦波生成裝置)(4)。振蕩器(4)根據初始設定裝置(3)所指定的初始值，使用遞推公式依次計算波形的各個采樣點的值，由此生成正弦波信號。這樣，不經余數定址而生成正弦波。
文檔編號G10H7/12GK1666407SQ0381615
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月27日 優(yōu)先權日2002年7月8日
發(fā)明者劍持千智, 井上晃, 西口正之 申請人:索尼株式會社