发明名称 取样速率转换的方法及装置
摘要 本发明系提供一个资料处理系统 ,能够执行一个取样频率转换。此资料处理系统包含一个资料接受装置,用来接受以第一个取样频率所取样出的一组资料。此资料处理系统也包含一个离散转换装置,用来对以第一个取样频率所取样的输入资料作离散转换,也就是将输入资料转换成以第二个取样频率为频率及以第二个变数为定义领域的离散函数。此资料处理系统也包含一个旋积的逆转换装置,用来对以第二个变数为定义领域的离散函数,逆转换回以第二个取样频率为频率及以时间为定义领域的函数,也就是将输入资料转换成以第二个取样频率所取样的资料。
申请公布号 TW351885 申请公布日期 1999.02.01
申请号 TW083104068 申请日期 1994.04.29
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 何志诚
分类号 H04L29/02 主分类号 H04L29/02
代理机构 代理人
主权项 1.一个资料处理系统,能够执行取样频率转换,其包含有:一个资料处理装置,用来接受由第一个取样频率所取样出的一组输入资料;一个离散转换装置,用来对上述之第一个取样频率所取样出的输入资料作离散转换,也就是对以第一个取样频率为频率及第二个变数为定义领域的输入资料转换成一个离散函数;一个旋积的逆转换装置,用来对以第二个变数为定义领域的上述之离散函数逆转换回以时间为定义领域,同时是以上述之第二个取样频率为频率的函数,也就是将上述之输入资料转换至以第二个取样频率为频率所取样出的一组资料;该离散转换装置是一个离散傅立叶(DFT)装置;及该旋积的逆转换装置是一个旋积的逆向离散傅立叶(IDFT)转换装置;该DFT转换装置及旋积的IDFT转换装置,是分别根据式(10A)及(10B)来执行DFT及IDFT;该DFT转换装置更包括了第一个chirp转换评估装置,用来对以第一个取样频率,及以第二个变数为定义领域离散函数,作前述之DFT转换値计算;及该旋积的IDFT转换装置更包括了一个第二个chirp转换评估装置,用来对以前述之第二个取样率所取样的资料作旋积的IDFT计算。2.如申请专利范围第1项所述之资料处理系统,其中该DFT转换装置,包括一个第一chirp转换评估装置,根据式(16),用来对以第一个取样频率为频率,同时以第二个变数为定义领域的离散函数作DFT转换计算;该旋积的IDFT转换装置,包括一个第二个chirp转换评估装置,根据式(23),用来对以第二个取样频率所取样的资料作IDFT转换计算。3.如申请专利范围第2项所述之的资料处理系统,其中该DFT转换装置,包括有第二个chirp转换评估装置,也包含有一个第一乘法装置,根据式(15),来计算f(n)与W1-(nn)/2的乘积,而此第一个chirp转换评估装置,也包含一个第一个旋积装置,根据式(17),来计算e(n)*W1-(nn)/2的旋积値,而此第一个chirp转换评估装置,也包括一个第二个乘法装置,根据式(18),来计算e(n)*W1-(nn)/2的旋积値与W1(kk)/2的乘积値;该旋积的IDFT转换装置,包括第二个chirp转换评估装置,也包括一个第三乘法装置,根据式(19),来计算exp(jkwo)与W2kk/2的乘积値,而第二个chirp转换评估装置也包括一个第二旋积装置,根据式(20),来计算e(k)*W2-((KK)/2+(N-1)k/2)的旋积値,此第二个chirp转换评估装置也包括一个第四乘法装置,根据式(23),来对以第二个取样频率所取样出的资料来计算e(k)*W2-[(kk)/2+(N-1)k/2]旋积値与W2[-pp/2+(n-1)2/8]的乘积値以得到gp値。4.一个资料处理系统,能够执行一个取样频率转换,其包含有:一个资料接受装置,用来接受由第一个取样频率所取样出的输入资料;一个离散转换装置,用来对第一个取样频率所取样的上述之输入资料执行一个离散转换,也就是说,将输入资料转换成以第一个取样频率为频率,及以第二个变数为定义领域的离散函数,其中,此离散转装置是一个离散傅立叶(DFT)装置;该DFT转换装置,包括有一个第一个chirp转换评估装置,也包括一个第一乘法装置,根据式(15),来计算f(n)与W1-(nn)/2的乘积値,该第与W2[-pp/2+(n-1)2/8]的乘积,以计算gp的値。其中gp値是根据式(23)以上述之第二个取样频率所取样出的资料。5.一个用来作取样速率转换的方法,其包含有下面几个步骤:(a)接受由第一个取样频率所取样出来的一组资料;(b)在假设此一组所取样出的资料是代表一个有限频宽的连续函数的条件下,执行第一个取样频率与第二个取样频率间程度改变(scale change);其步骤(b)又包含以下几个步骤:(b1)在以前述之第一个取样频率所取样出的输入资料上,经由DFT运算以得到一组以频率为定义领域的离散函数。(b2)经由旋积的IDFT运算,将以前述之第一个取样频率为频率及以频率为定义领域的离散函数,转换成以第二个取样频率为频率,及以时间为定义领域的一组相对应的取样资料。6.一个用来取样频率转换的方法,其包含有下列几个步骤:(a)接受由第一个取样频率所取样出的一组输入资料;(b)对上述之第一个取样频率所取样出之上述输入资料执行一个离散转换,即将输入资料转换成,以第二个变数为定义领域,及以第一个取样频率的离散函数,该此离散转换是一个离散傅立叶(DFT)转换,而第一个chirp转换评估装置是根据式(15)来计算一个chirp转换评估装置更包括一个第一个旋积的装置,根据式(17),用来计算e(n)*W1-(nn)/2的旋积値,该第一个chirp转换评估装置,更包括一个第二乘法装置,根据式(18),来计算e(n)*W1-(nn)/2与W1(kk)/2的乘积値,以得到F(k)的値;一个旋积的逆转换装置,用来对以第二个变数为定义领域的上述之离散函数,作逆转换回以第二个取样频率为频率及以时间为定义领域的函数。也就是将上述之输入资料转换成以第二个取样频率为频率的一组相对应取样资料,其中,该旋积的逆转换装置是一个旋积的逆向离散傅立叶(IDFT)转换装置;上述之旋积的逆转换装置,更包括一个平滑窗装置,它是一个具对称性的低通滤波器,可以将此平滑窗应用于逆转换;该旋积的IDFT转换装置更包括一个第二个的chirp转换评估装置,该评估装置更包括一个第二乘法装置,其根据式(19)来计算exp(jkO)与W2kk/2的乘积,该第二个chirp转换评估装置更包括一个第二个旋积装置,根据式(20),来计算e(k)*W2-[(kk)/2+(N-1)k/2]的旋积値,上述之评估装置更包括一个第四乘法装置,用来计算旋积値e(k)*W2-[(kk)/2+(N-1)k/2]f(n)与W1-(nn)/2的乘积値,之后根据式(17),来计算e(n)*W1-(nn)/2的旋积値,之后,再根据式(18),来计算该旋积値e(n)*W1-(nn)/2与W1(kk)/2的乘积値;(c)对以第二个变数为定义领域的上述之离散函数作逆向转换,回以第二个取样频率为频率,及以时间为定义领域的取样资料,即,将上述之输入资料转换成以第二个取样频率为频率的相对应一组取样资料,而此旋积的逆转换是一个旋积的逆向离散傅立叶(IDFT)转换,同时也使用对称的低通滤波器来执行一个平滑窗的运算,另外也应用平滑窗于逆转换;(d)该旋积的IDFT转换步骤,更应用一个第二个chirp转换评估,首先根据式(19)来计算exp(jkO)与W2kk/2的乘积値之后,根据式(20),来计算旋积値e(k)*W2-[(kk)/2+(N-1)k/2],又包括一个第四乘法装置,根据式(23)来计算旋积値e(k)*W2-[(kk)/2+(N-1)k/2]与W2[-pp/2+(n-1)2/8]的乘积値。7.一个数位音乐合成器系统,其包含有:一个资料接受及储存装置,用来接收及暂时储存以第一个取样频率取样出的输入资料;一个音调移位(shift)装置,包括一个离散转换装置,用来对上述之输入资料执行离散转换,即,将上述之输入资料转换成以第一个取样频率为频率,及以第二个变数为定义领域的离散函数;上述之音调移动装置,更包括一个旋积的逆转换装置,用来将以第二个变数为定义领域的离散函数执行逆转换,回以第二个取样频率为频率及以时间为定义领域的函数,即将上述之输入资料转换成以第二个取样频率为频率的一组相对应资料;及一个对套(envelop)函数装置,用来对上述之以第一取样频率所取样出的资料执行一个envelop处理,由此,在上述之第二个取样频率所取样出的资料已经可以当作数位到类比转换的输入资料。图式简单说明:第一图系本发明所提取样速率转换系统的功能方块图。第二图系本发明所提另一个取样速率转换系统的功能方块图。第三图(A)系以时间为取样轴的有限频宽函数SIN(2n/4+0.5)的图形。第三图(B)系第三图(A)资料序列的离散傅立叶(Fourier)转换图形。第三图(C)系应用本发明的技术,再经过一个转换率为32的以时间为取样轴的取样资料图形。第三图(D)系以第三图(C)所示的新的取样速率函数的DFT结果。第四图(A)系以440Hz为基频的一个A4钢琴音调的1024点的取样値。第四图(B)所示为第四图(A)的取样资料经第一图所示的转换系统转换而得的1084点的取样値。第四图(C)所示为第四图(A)的取样资料经第一图所示的转换系统转换而得的996点的取样値。第五图系第一图所示取样速率转换系统内的旋积处理装置的方块图。第六图系第一图所示取样速率转换系统内的IDFT装置处理旋积运算的方块图。第七图系第一图所示取样速率转换系统内IDFT装置,对一个剩余资料段(remainder data segment)作旋积运算的过程方块图。第八图系第一图所示取样速率转换系统内,各功能执行步骤的流程图。第九图所示是一个音乐合成系统,所使用的是本发明所提的取样速率转换系统作为音调移动之用。
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