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Die
Erfindung betrifft eine digitale Signalverarbeitungsvorrichtung
und ein digitales Signalverarbeitungsverfahren, die einem Kompressionskodierverfahren
für ein
Audiosignal oder dgl. entsprechen.
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Als
hocheffizientes Kodierverfahren, z.B. für Audiosignale, nach dem Stand
der Technik ist das Transformationskodierverfahren bekannt. Das
Transformationskodierverfahren stellt eines der Verfahren mit Blocksegmentierung
und Frequenzbandteilung dar. Bei dem Transformationskodierverfahren
wird ein Zeitbasis-Audiosignal in Intervallen mit einer vorbestimmten
Einheitszeitperiode in Blöcke
segmentiert. Das Zeitbasis-Signal jedes Blocks wird in ein Frequenzbasis-Signal
umgewandelt (d.h. orthogonal transformiert). Auf diese Weise wird
das Zeitbasis-Signal in mehrere Frequenzbänder zerlegt. Die Blöcke in den
einzelnen Frequenzbändern
werden kodiert. Als ein weiteres Verfahren mit Frequenzteilung,
jedoch ohne Blocksegmentierung nach dem Stand der Technik ist das
Subband-Kodier-Verfahren (SBC-Verfahren) bekannt. Bei dem SBC-Verfahren wird
ein Audiosignal in mehrere Frequenzbänder unterteilt und dann kodiert,
ohne daß das
Zeitbasis-Audiosignal in Intervallen mit einer vorbestimmten Einheitszeitperiode
in Blöcke
segmentiert wird.
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Als
weiteres Verfahren nach dem Stand der Technik ist ein hocheffizientes
Kodierverfahren bekannt, das eine Kombination aus dem Bandteilungs-Kodierverfahren
und dem SBC-Verfahren
darstellt. Bei diesem hocheffizienten Kodierverfahren wird das Signal
jedes Frequenzbands nach dem Transformationskodierverfahren orthogonal
in ein Frequenzbasis-Signal transformiert. Das transformierte Signal
wird dann in jedem Frequenzband kodiert.
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Als
ein Beispiel des orthogonalen Transformationsverfahrens wird ein
Eingangsaudiosignal in Intervallen mit einer vorbestimmten Einheitszeitperiode
(für jeden
Rahmen) in Blöcke
segmentiert. Jeder Block wird z.B. nach dem schnellen Fourier-Transformationsverfahren
(FFT-Verfahren), nach dem Verfahren mit diskreter Cosinustransformation
(DCT-Verfahren) oder nach dem Verfahren mit modifizierter DCT-Transformation
(MDCT-Verfahren)
transformiert. Auf diese Weise wird ein Zeitbasis-Signal in ein Frequenzbasis-Signalumgewandelt.
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Weiterhin
ist aus dem Stand der Technik ein Kodierverfahren bekannt, bei dem
ein Signal in mehrere Frequenzbänder
unterteilt wird, für
jedes Frequenzband der MDCT-Prozeß durchgeführt wird, die erzeugten MDCT-Koeffizienten
normiert werden und die normierten Daten quantisiert werden. Auf
diese Weise kann mit diesem Verfahren der Kodierprozeß effektiv
durchgeführt
werden.
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Ein
nach einem der oben beschrieben Verfahren kodiertes Signal wird
folgendermaßen
Weise dekodiert. Zunächst
werden unter Bezugnahme auf die Normierungsinformation jedes Frequenzbands die
transformierten Koeffizientendaten, z.B. MDCT-Koeffizientendaten,
erzeugt, die dem hocheffizient kodierten Signal entsprechen. Entsprechend den
transformierten Koeffizientendaten wird ein sogenannter inverser
orthogonaler Transformationsprozeß durchgeführt. Auf diese Weise werden
Zeitbasisdaten erzeugt. Wenn die Normierungsinformation durch einen
Addierprozeß,
einen Subtrahierprozeß oder
dgl. geändert
wird, kann das Zeitbasis-Signal, dessen hocheffizient kodierte Daten
dekodiert werden, einer Wiedergabepegel-Justierfunktion, einer Filterfunktion
usw. unterzogen werden. Da der Wiedergabepegel bei diesem Verfahren
durch einen Rechenprozeß,
wie einen Addierprozeß oder
einen Subtrahierprozeß,
justiert werden kann, wird die Struktur des Geräts einfach. Da kein Dekodierprozeß, Kodierprozeß usw. erforderlich
sind, kann der Wiedergabepegel außerdem ohne Beeinträchtigung der
Signalqualität
justiert werden. Da bei diesem Verfahren ein dekodiertes Signal
während
einer vorbestimmten Zeitperiode gehalten wird, kann außerdem ein
Teil des durch den Dekodierprozeß erzeugten Signals geändert werden.
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Der
Artikel "Dynamic
range compresion and/or expansion during subband decoding", Research Disclosure,
Kenneth Mason Publications, Hampshire, GB, Band 375, Nr. 43, Juli
1995, beschriebt die Korrektur der Skalierungsfaktoren in einem
Dekodierer.
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Die
Normierungsinformation kann normalerweise nicht auf Echtzeitbasis
parallel zu einem Kodierprozeß oder
einem Dekodierprozeß geändert werden.
Während
der Einfluß einer Änderung
der Normierungsinformation auf das Ergebnis des Übergabeprozesses geprüft wird
(z.B. geprüft
wird, ob ein gewünschter
Pegel erreicht wird oder nicht), kann die Normierungsinformation
also nicht geändert
werden.
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Es
ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine digitale Signalverarbeitungsvorrichtung und
ein digitales Signalverarbeitungsverfahren anzugeben, die es ermöglichen,
die Normierungsfunktion auf Echtzeitbasis parallel zu einem Kodierprozeß, einem
Dekodierprozeß oder
dgl. zu ändern.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein Wiedergabegerät für Audiosignale mit einer Wiedergabeeinrichtung
zum Reproduzieren von kodierten Daten von einem Aufzeichnungsmedium,
wobei die kodierten Daten aus Spektrumsdaten und Skalierungsfaktordaten
bestehen, mit einer Speichereinrichtung zum temporären Speichern
der von der Wiedergabeeinrichtung reproduzierten kodierten Daten, mit
einer Bedienungseinrichtung, mittels derer die Skalierungsfaktordaten
der in der Speichereinrichtung gespeicherten kodierten Daten veränderbar
ist, mit einer Speichersteuereinrichtung zum Steuern eines Schreibadressenzeigers
und eines Leseadressenzeigers in der Weise, daß die kodierten Daten intermittierend
mit einer ersten Geschwindigkeit in die Speichereinrichtung eingeschrieben
werden und kodierte Daten mit einer zweiten Geschwindigkeit aus der
Speichereinrichtung ausgelesen werden, wobei die zweite Geschwindigkeit
kleiner ist als die erste Geschwindigkeit, mit einer Prüfeinrichtung
zum Prüfen,
ob die Adresse der kodierten Daten, deren Skalierungsfaktordeen
mittels der genannten Bedienungseinrichtung geändert wurden und die in der Speichereinrichtung
gespeichert sind, einen vorbestimmten Abstand von der Leseadresse
hat oder nicht, und mit einer Steuereinrichtung zum Rückgängigmachen
der Änderung
der Skalierungsfaktordeen, wenn die Adresse der kodierten Daten,
deren Skalierungsfaktordaten mittels der genannten Bedienungseinrichtung
geändert
wurden und die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, dem
Prüfergebnis
der Prüfeinrichtung
entsprechend, nicht den vorbestimmten Abstand von der Leseadresse
hat.
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Es
ist ferner ein Wiedergabeverfahren für Audiosignale vorgesehen,
wie es in Anspruch 6 angegeben ist.
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Die
oben genannten sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden durch die folgende detaillierte Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
weiter verdeutlicht, das in den anliegenden Zeichnungen dargestellt
ist.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm der Gesamtstruktur eines magneto-optischen Aufzeichnungs- und
Wiedergabegeräts,
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2 zeigt
ein Blockdiagramm der Struktur eines Audio-Kompressionskodierers/-Dekompressionsdekodierers 23,
der einen Dekodierprozeß ausführt,
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3 zeigt
die Datenstruktur eines Ton-Einheitsrahmens in Form eines schematischen
Diagramms,
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4 zeigt
für einen
Einheits-Tonrahmen gesetzte Skalierungsfaktorwerte in Form eines
schematischen Diagramms,
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5 zeigt
ein Beispiel, bei dem Skalierungsfaktorwerte in dem ganzen Tonrahmen
gleich gedämpft
sind, in Form eines schematischen Diagramms,
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6 zeigt
ein Beispiel, in welchem Skalierungsfaktorwerte in einem Teil eines
Tonrahmens gedämpft
sind, in Form eines schematischen Diagramms,
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7 zeigt
einen Speicherplan, deren in einem DRAM 25 gespeicherten
Skalierungsfaktorwerte geändert
werden,
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8 zeigt
ein Flußdiagramm
eines Prozesses zur Änderung
von in dem DRAM 25 gespeicherten Skalierungsfaktordaten.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm, aus dem die Struktur eines Aufzeichnungs- und
Wiedergabegeräts
gemäß der Erfindung
hervorgeht. Eine in 1 dargestellte Minidisk (MD) 11,
die ein Aufzeichnungsmedium bildet, besteht aus einer Kassette 11a und einer
Disk 11b. Die Kassette 11a beherbergt die Disk 11b.
Die Disk 11b hat einen Durchmesser von 64 mm. Es gibt drei
Arten von MDs, die sich in ihren Formaten voneinander unterscheiden,
nämlich
optische Nurwiedergabe-Disks, beschreibbare magneto-optische Disks
und Hybrid-Disks. Die Hybrid-Disk besitzt einen Nurwiedergabe-Bereich
und einen beschreibbaren Bereich. Die optische Nurwiedergabe-Disk
besitzt an ihrer inneren Peripherie ein Inhaltsverzeichnis (TOC).
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Das
TOC enthält
Informationen, wie die Startadresse und die Endadresse der einzelnen
Programme, Tracknamen, d.h. die Namen der einzelnen Programme, und
den Disk-Namen,
d.h. den Namen der Disk. Magneto-optische Disks, die beschreibbare Platten
darstellen, besitzen ein nicht überschreibbares
PTOC (Pre-mastered TOC) und ein überschreibbares
UTOC (User TOC). Das PTOC enthält
Informationen, wie die Startadresse und den Wert der Laserleistung
im Aufzeichnungsmodus. Diese Informationen sind als Vor-Pits ausgebildet.
Das UTOC enthält Informationen
für die
Verwaltung der aufgezeichneten Daten. Das PTOC ist an der inneren
Peripherie der Disk angeordnet. Das UTOC ist an der äußeren Peripherie
des PTOC angeordnet. Das UTOC besteht z.B. aus 32 Sektoren. Das
PTOC enthält
z. B. die Startadressen und die Endadresse der einzelnen auf der
Disk aufgezeichneten Programme, den Tracknamen jedes Programms,
eine Kopierschutzinformation und eine Emphasis-Information.
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Die
Disk 11b wird von einem Spindelmotor 12 gedreht.
Die Kassette 11a hat einen Verschluß. Wenn die Minidisk 11 in
einem Plattenlaufwerkteil in eine vorbestimmte Position geladen
wird, öffnet
sich der Verschluß der
Minidisk 11. Wenn die Disk 11b eine beschreibbare
optische Platte ist, wird ein magnetischer Aufzeichnungskopf 13 gegenüber der Oberseite
der Disk 11b plaziert. Gegenüber der Unterseite der Disk 11b wird
ein optischer Kopf 14 plaziert. Wenn die Disk 11b eine
optische Nurwiedergabe-Disk ist, wird nur der optische Kopf 14 benutzt.
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Als
Nächstes
werden die Struktur und die Arbeitsweise des Wiedergabeteils des
Geräts
beschrieben. Der optische Kopf 14 strahlt einen Laserstrahl auf
die Disk 11b und nimmt das von der Disk 11b reflektierte
Licht auf. Der optische Kopf 14 wandelt das reflektierte
Licht in ein elektrisches Signal um und liefert das erzeugte elektrische
Signal als Wiedergabesignal an einen HF-Verstärker 29. Der HF-Verstärker 29 erzeugt
aus dem zugeführten
Wiedergabesignal Servosteuersignale (z.B. ein Fokusfehlersignal
FE, ein Spurfehlersignal TE und ein Spindelfehlersignal) sowie ein
HF-Signal (das die Audioinformation usw. darstellt). Das Fokusfehlersignal
FE und das Spurfehlersignal TE werden einer Servoschaltung 15 zugeführt. Das
Spindelfehlersignal wird einer Systemsteuerung 17 zugeführt. Das
HF-Signal wird einem EFM-(8-zu-14-Modulation)- und CIRC-(Cross Interleave
Reed-Solomon Code)-Kodierer/-Dekodierer 26 und einem Adressendekodierer 28 zugeführt.
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Die
Servoschaltung 15 steuert nach Maßgabe des Fokusfehlersignais
FE eine (nicht dargestellte) Fokussierungsspule des optischen Kopfs 14 an und
führt eine
Fokussteuerung durch. Die Servoschaltung 15 steuert außerdem nach
Maßgabe
des Spurfehlersignals TE einen Vorschubmotor 16 und eine
(nicht dargestellte) in dem optischen Kopf 14 angeordnete
Spurführungsspule
an, um die Spurführungssteuerung
durchzuführen.
Die Systemsteuerung 17 erzeugt dem Spindelfehlersignal
entsprechende Steuerdaten für
die richtige Steuerung der Drehzahl des Spindelmotors 12.
Die Systemsteuerung 17 liefert die Steuerdaten an die Servoschaltung 15.
Die Servoschaltung 15 steuert den Spindelmotor 12 nach
Maßgabe
der zugeführten
Steuerdaten an.
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Der
EFM- und CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 unterzieht das von
dem NF-Verstärker 29 gelieferte
HF-Signal einem EFM-Demodulationsprozeß. Außerdem führt der EFM- und CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 einen
Fehlerkorrekturprozeß nach
dem CIRC-Verfahren durch. Der EFM- und CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 liefert
das resultierende Signal an eine Speichersteuerung 24.
Die Speichersteuerung 24 speichert das von dem EFM- und
CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 gelieferte Signal temporär in einem
DRAM (dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 25.
Anschließend
wird das Signal aus dem DRAM 25 ausgelesen und dem Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23 zugeführt. Das
DRAM 25 hat eine Speicherkapazität von einem Cluster oder mehr.
Ein Cluster ist eine Schreibdateneinheit einer magneto-optischen
Platte (ein Cluster entspricht z.B. 1 Mbits).
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Wenn
Daten reproduziert werden, beträgt
die Datenschreibrate des DRAMs 25 1,4 Mbps. Es dauert also
0,9 Sekunden, das DRAM 25 mit Daten vollzuschreiben. Um
ein Überlaufen
des DRAMs 25 zu verhindern, werden die Daten intermittierend
eingeschrieben, wobei die restliche Speicherkapazität des DRAMs 25 berücksichtigt
wird. Die Datenleserate des DRAMs 25 beträgt 0,3 Mbps.
Wenn das DRAM 25 mit Daten vollgeschrieben ist, entspricht
die Datenmenge der eingeschriebenen Daten drei Sekunden für die Wiedergabe
von Audiodaten. In diesem Fall können
also Wiedergabeaudiodaten für
etwa drei Sekunden ausgegeben werden, selbst wenn der Zugriff auf
die Disk 11b aufgrund einer externen Störung, z.B. einer Vibration
des Geräts,
unterbrochen wird. Während
dieser Zeitspanne wird die Wiedergabe der Audiodaten nicht unterbrochen,
falls die Servooperation korrekt durchgeführt wird und der Zugriff normal
wird. Die Schreibadresse und die Leseadresse zum Einschreiben in
das bzw. zum Auslesen aus dem DRAM 25 werden von der Speichersteuerung 24 gesteuert.
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Der
Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23 führt einen
dem Kompressionskodierprozeß entsprechenden
Dekodierprozeß (Dekompressionsprozeß) durch,
der weiter unten beschrieben wird. An dieser Stelle wird als Parameter für einen
bei dem Kompressionskodierprozeß durchgeführten Normierungsprozeß eine Skalierungsfaktorinformation
beschrieben. Bevor ein Signal dem Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23 zugeführt wird,
können
parallel zu dem Wiedergabeprozeß eine
Pegeljustierung, eine Filterung usw. durchgeführt werden, wenn die Skalierungsfaktorinformation
geändert
wird. Das Ausgangssignal des Audio-Kompressionskodierers/-Dekompressionsdekodierers 23 wird
einem D/A-Wandler 30 zugeführt. Der D/A-Wandler 30 wandelt
das dekodiere Signal, das von dem Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23 als
digitales Signal zugeführt
wird, in ein analoges Signal um. Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 30 wird über einen
Ausgang 31 einem Lautsprecher zugeführt. Der Lautsprecher erzeugt
aus dem Wiedergabesignal einen hörbaren
Ton.
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Der
Adressendekodierer 28 dekodiert die Adressen, die dem zugeführten Signal
entsprechen. Die Adressen sind als Wobbel-Gruppe mit einer vorbestimmten
Frequenz von beispielsweise 22,05 Hz entlang der Spur der Disk 11b aufgezeichnet.
Die detektierten Adressen werden dem EFM- und CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 zugeführt, und
auf sie wird beim Wiedergabevorgang und beim Aufzeichnungsvorgang
Bezug genommen.
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Als
Nächstes
werden die Struktur und die Arbeitsweise des Aufzeichnungsteils
des Geräts
beschrieben. Und zwar wird der Fall beschrieben, daß die zugeführten Aufzeichnungsdaten
ein digitales Audiosignal darstellen. Das digitale Audiosignal wird über einen
Eingang 21 einem digitalen Audio-Interface 22 zugeführt. Das
digitale Audio-Interface 22 zerlegt das digitale Audiosignal
in ein Signal mit der Audioinformation und in ein Signal mit dem übrigen Teil.
Das Signal mit der Audioinformation wird dem Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23 zugeführt. Das
Signal, das nicht die Audioinformation darstellt, enthält Fehlerkorrektur-Bits und
Benutzer-Bits. Dieses Signal, das nicht die Audioinformation darstellt,
wird der Systemsteuerung 17 zugeführt.
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Der
Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23 unterzieht
das von dem digitalen Audio-Interface 22 zugeführte Signal
einem Kodierprozeß,
einschließlich
einem Prozeß zur
modifizierten diskreten Cosinustransformation (MDCT-Prozeß) und komprimiert
die Datenmenge des zugeführten
Signals mit einer Kompressionsrate von etwa 1 zu 5. An dieser Stelle
werden zur effektiven Komprimierung des Signals ein Bitzuteilungsprozeß, bei dem
der menschliche Gehörsinn
berücksichtigt
wird, und Prozesse zur Unterteilung des zugeführten Signals in verschiedene
Frequenzbänder,
der MDCT-Prozeß für jedes
Frequenzband, eine Normierung der resultierenden Umwandlungskoeffizienten und
eine Quantisierung der Ergebnisse durchgeführt.
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Das
Audiosignal des Audio-Kompressionskodierers/-Dekompressionsdekodierers 23 wird
der Speichersteuerung 24 zugeführt. Die Speichersteuerung 24 speichert
das von dem Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23 gelieferte, komprimierte
digitale Signal temporär
in dem DRAM 25, das eine Speicherkapazität von einem
Cluster oder mehr hat. Anschließend
wird das in dem DRAM 25 gespeicherte Signal dem EFM- und CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 zugeführt. Der
EFM- und CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 führt den CIRC-Prozeß als Fehlerkorrekturcode-Kodierprozeß und dann den
EFM-Prozeß als
Aufzeichnungsmodulationsprozeß für das aus
der Speichersteuerung 24 zugeführte Signal durch. Auf diese
Weise werden Aufzeichnungsdaten erzeugt. Die Aufzeichnungsdaten
werden einer Magnetkopf-Treiberschaltung 27 zugeführt.
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Die
Magnetkopf-Treiberschaltung 27 steuert den Magnetkopf 13 nach
Maßgabe
der zugeführten Aufzeichnungsdaten
an. Dadurch wird ein mit den Aufzeichnungsdaten moduliertes Magnetfeld
an die Disk 11b angelegt. Synchron mit dem angelegten Magnetfeld
strahlt der optische Kopf 14 auf die Disk 11b einen
Laserstrahl, der eine höhere
Leistung hat als bei dem Wiedergabevorgang. Dadurch wird die Temperatur
der Aufzeichnungsfläche
der MD 11a auf die Curie-Temperatur erhöht. Als Ergebnis findet eine Magnetfeldumkehr
statt. Auf diese Weise wird das Signal aufgezeichnet. Der Servosteuerprozeß und der Adressendetektierungsprozeß sind beim
Aufzeichnungsvorgang praktisch die gleichen wie bei dem Wiedergabevorgang.
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In
der obigen Beschreibung wurde angenommen, daß als Aufzeichnungsdaten ein
digitales Audiosignal in einem vorbestimmten Format zugeführt wird.
Es ist jedoch zu beachten, daß das
Ausführungsbeispiel
der Erfindung auch für
die Aufzeichnung eines analogen Signals angewendet werden kann.
Dazu wird über
einen Eingang 19 ein analoges Signal zugeführt. Ein
A/D-Wandler 20 tastet das analoge Signal mit einer Frequenz
von beispielsweise 44,1 kHz ab, so daß das analoge Signal in ein
digitales Signal umgewan delt wird. Das von dem A/D-Wandler 20 ausgegebene
digitale Signal wird dann dem Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23 zugeführt.
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Die
Aufzeichnungsdaten werden in diesem Fall als Cluster auf der Disk 11b aufgezeichnet.
Ein Cluster besteht aus 36 Sektoren. Ein Sektor besteht aus 5,5
Tongruppen. Eine Tongruppe besteht aus 424 Datenbytes. Eine Tongruppe
besteht aus jeweils zwei Tonrahmen für den linken bzw. für den rechten Kanal.
Ein Tonrahmen besteht aus 212 Bytes. In Wirklichkeit werden bei
den Aufzeichnungsdaten von den 36 Sektoren eines Clusters 32 Sektoren
für die Aufzeichnung
der Audioinformation benutzt. Die übrigen vier Sektoren werden
als Verknüpfungsbereich zur
Justierung des Betriebs-Timings für den Anstieg des Magnetfelds
des Magnetkopfs und für
die Operation zur Steuerung der Laserleistung benutzt. Alternativ
werden drei Sektoren der übrigen
vier Sektoren als Verknüpfungsbereich
benutzt, während
der verbleibende eine Sektor als Subdaten-Bereich benutzt wird.
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Die
Nurwiedergabe-MD besitzt keinen solchen Verknüpfungsbereich. Die ersten vier
Sektoren jedes Clusters der Nurwiedergabe-MD werden als Bereich
für Subdaten,
z.B. als graphische Information, benutzt. Außerdem sind auf der Nurwiedergabe-MD
die Daten physikalisch als Pits ausgebildet. Somit werden Daten
bei einer fehlerhaften Bedienung durch den Benutzer nicht zerstört, solange
die Disk nicht physikalisch zerstört wird.
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Die
Systemsteuerung 17 verwaltet die Funktionen der einzelnen
strukturellen Teile des Geräts, so
daß das
Gerät einem
von dem Benutzer über
eine Tastatur 41 eingegebenen Bedienungsbefehl oder dgl.
entsprechend korrekt arbeitet. Diese Tastatur 41 umfaßt eine
Stromversorgungstaste, eine Auswurftaste, eine Wiedergabetaste,
eine Pausentaste, eine Stopptaste, eine Programmwahltaste, eine
Aufzeichnungstaste usw.. Die Tastatur 41 umfaßt ferner
eine Bedienungstaste für
die Änderung
der Normierungsinformation, die in dem komprimierten digitalen Signal
enthalten ist, das von der Disk 11b reproduziert wird (die
Einzelheiten der Normierungsfunktion werden weiter unten beschrieben).
Ein Anzeigeteil 42 ist mit der Systemsteuerung 17 verbunden.
Der Anzeigeteil 42 zeigt Informationen zum Wiedergabezustand
an. Der Anzeigeteil 42 zeigt die Gesamtspielzeit der MD 11,
die abgelaufene Zeit des laufenden Programms, die restliche Wiedergabezeit
des laufenden Programms, die restliche Zeit aller Programme, die
Tracknummer des laufenden Programms usw. an. Falls ein Disk-Name,
Tracknamen, Informationen zu Audiodaten, Informationen zu Aufzeichnungsdaten
und -zeit der Disk 11b aufgezeichnet wurden, zeigt der
Anzeigeteil 42 diese Informationen an.
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Es
ist zu beachten, daß die
Tastatur 41 nicht auf ein an dem Gerät angeordnetes Bedienungspaneel
beschränkt
ist. Alternativ kann auch eine Fernsteuerung benutzt werden, die
z.B. mit einem Infrarotstrahl arbeitet. Außerdem kann als Tastatur 41 und Anzeigeteil 42 ein
Personalcomputer oder dgl. benutzt werden.
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Als
Nächstes
wird ein realer Prozeß des
Audio-Kompressionskodierers/-Dekompressionsdekodierers 23 beschrieben.
Von der Disk 11b wird ein komprimiertes digitales Signal
reproduziert und dem EFM- und CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 zugeführt. Der
EFM- und CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 dekodiert das digitale
Signal und liefert das dekodierte Signal über die Speichersteuerung 24 und
das DRAM 25 an den Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23. 2 zeigt
die Struktur des Teils, der den Dekodierprozeß ausführt. In der Darstellung von 2 werden
dekodierte Daten, die von der Disk 11b reproduziert werden, über die
Speichersteuerung 24 einem Eingang 107 zugeführt. Außerdem wird
einem Eingang 108 die bei dem Kodierprozeß benutzte
Blockgrößeninformation
zugeführt.
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Die
kodierten Daten werden von dem Eingang 107 einer Rechenvorrichtung 110 zugeführt. Die
Rechenvorrichtung 110 nimmt auch numerische Daten aus einer
Schaltung 119 zur Änderung
der Normierungsinformation auf. Die Rechenvorrichtung 110 addiert
die von der Schaltung 119 zur Änderung der Normierungsinformation
gelieferten numerischen Daten zu der in den kodierten Daten enthaltenen Skalierungsfaktorinformation.
Wenn der von der Schaltung 119 zur Änderung der Normierungsinformation
ausgegebene numerische Wert negativ ist, arbeitet die Rechenvorrichtung 110 als
Subtrahiervorrichtung. Das Ausgangssignal der Rechenvorrichtung 110 wird
einer Dekodierschaltung 106 mit adaptiver Bitzuteilung
und einem Ausgang 111 zugeführt.
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Die
Dekodierschaltung 106 mit adaptiver Bitzuteilung bezieht
sich auf die Information zur adaptiven Bitzuteilung und dealloziert
die zugeteilten Bits. Das Ausgangssignal der Dekodierschaltung 106 mit adaptiver
Bitzuteilung wird inversen orthogonalen Transformationsschaltungen 103, 104 und 105 zugeführt. Die
inversen orthogonalen Transformationsschaltungen 103, 104 und 105 transformieren
das Frequenzbasis-Signal in ein Zeitbasis-Signal. Das Ausgangssignal
der inversen orthogonalen Transformationsschaltung 103 wird
einem Bandkombinationsfilter 101 zugeführt. Die Ausgangssignale der
inversen orthogonalen Transformationsschaltungen 104 und 105 werden
einem Bandkombinationsfilter 102 zugeführt. Jede der inversen orthogonalen Transformationsschaltungen 103, 104 und 105 besteht
aus einer Schaltung zur inversen modifizierten DCT-Transformation
(IMDCT-Schaltung).
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Das
Bandkombinationsfilter 102 kombiniert die zugeführten Signale
und liefert das Kombinationsergebnis an das Bandkombinationsfilter 101.
Das Bandkombinationsfilter 101 kombiniert die zugeführten Signale
und liefert das Kombinationsergebnis an einen Anschluß 100.
Auf diese Weise werden von den inversen orthogonalen Transformationsschaltungen 103, 104 und 105 ausgegebenen
Zeitbasis-Signale von getrennten Bändern zu einem Signal des ganzen
Bandes dekodiert.
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Jedes
der Bandkombinationsfilter 101 und 102 kann z.B.
aus einem inversen Quadratur-Spiegelfilter
(IQMF) bestehen.
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Das
DRAM 25 unterzieht die dem Eingang 107 von 2 zugeführten kodierten
Daten einem Normierungsprozeß,
um eine Pegeljustierung oder eine Filterung durchzuführen, wie
dies in 5 und 6 dargestellt
ist.
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Der
in dem DRAM 25 durchgeführte
Normierungsprozeß wird
anhand von 7 beschrieben.
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3 zeigt
ein schematisches Diagramm der Datenstruktur von kodierten Daten,
die aus der Disk 11b ausgelesen und in dem DRAM 25 gespeichert
werden.
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In 3 repräsentieren
die Zahlenwerte 0, 1, 2,..., 211 auf der linken Seite Bytes. In
diesem Beispiel besteht ein Rahmen aus 212 Bytes.
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Die
Blockgrößeninformation
für jeden
von drei Unterteilungsbereichen, nämlich einen unteren Bandbereich,
einen mittleren Bandbereich und einen hohen Bandbereich, ist hier
angeordnet. An der ersten Byteposition befindet sich eine Information,
die die Zahl der aufgezeichneten Einheitsblöcke repräsentiert. In dem hohen Bandbereich
wird die Wahrscheinlichkeit, daß Einheitsblöcken keine
Bits zugeteilt und sie deshalb nicht aufgezeichnet sind, hoch. Um
eine solche Situation zu bewältigen,
ist die Zahl der Einheitsblöcke
so festgelegt, daß dem
mittleren Bandbereich und dem unteren Bandbereich, die den Gehörsinn stärker beeinflussen
als der hohe Bandbereich, mehr Bits zugeteilt werden.
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An
der ersten Byteposition sind außerdem die
Zahl der Einheitsblöcke,
in denen die Bitzuteilungsinformation zweimal eingeschrieben ist,
und die Zahl der Einheitsblöcke,
in denen die Skalierungsfaktorinformation zweimal eingeschrieben
ist, angeordnet.
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Um
einen Fehler zu korrigieren, ist die gleiche Information zweimal
eingeschrieben. Mit anderen Worten, Daten, die in einem bestimmten
Byte aufgezeichnet sind, sind in einem anderen Byte ein weiteres
Mal aufgezeichnet. Obwohl die Fehlersicherheit zu der Datenmenge
proportional ist, die zweimal eingeschrieben ist, nimmt die für die Spektrumdaten
benutzte Datenmenge ab. Da die Zahl der Einheitsblöcke, an
denen die Bitzuteilungsinformation zweimal eingeschrieben ist, und
die Zahl der Einheitsblöcke,
an denen die Skalierungsfaktorinformation zweimal eingeschrieben
ist, unabhängig
festgelegt werden, können
in dem vorliegenden Kodierformat-Beispiel die Fehlersicherheit und
die für
die Spektrumdaten benutzte Bitzahl optimiert werden. Die Relation
zwischen einem Code in einem vorbestimmten Bit und der Zahl der
Einheitsblöcke
wurde als Format definiert.
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An
der zweiten Bitposition von 3 ist die Bitzuteilungsinformation
jedes Einheitsblocks angeordnet. Ein Einheitsblock besteht aus vier
Bits. So ist hier die Bitzuteilungsinformation für die Zahl der Einheitsblöcke anageordnet,
die mit dem 0-ten Einheitsblock beginnt. Auf die Bitzuteilungsinformation
folgt die Skalierungsfaktorinformation jedes Einheitsblocks. Für die Skalierungsfaktorinformation
werden sechs Bit für
jeden Einheitsblock benutzt. So ist hier die Skalierungsfaktorinformation
für die
Zahl der Einheitsblöcke
angeordnet, die mit dem 0-ten Einheitsblock beginnt.
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Auf
die Skalierungsfaktorinformation folgen Spektrumdaten jedes Einheitsblocks.
Die Spektrumdaten für
die Zahl von Einheitsblöcken,
die tatsächlich
aufgezeichnet sind, sind hier angeordnet. Da die Datenmenge der
Spektrumdaten, die in jedem Einheitsblock enthalten sind, als Format
definiert wurde, kann mit der Bitzuteilungsinformation die Datenrelation
gewonnen werden. Wenn die einem bestimmten Einheitsblock zugeteilte
Bitzahl gleich Null ist, wird der Einheitsblock nicht aufgezeichnet.
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Auf
die Spektruminformation folgen der Skalierungsfaktor, der zweimal
eingeschrieben ist, und die Bitzuteilungsinformation, die zweimal
aufgezeichnet ist. In dem letzten Byte (211-tes Byte) und dem zweitletzten
Byte (210-tes Byte) sind die Information des 0-ten Bytes und die
Information des ersten Bytes doppelt eingeschrieben. Die zwei Bytes,
in denen diese Information zweimal aufgeschrieben ist, wurden als
Format definiert. Die Skalierungsfaktorinformation, die zweimal
eingeschrieben ist, und die Bitzuteilungsinformation, die zweimal
aufgeschrieben ist, können
jedoch nicht geändert
werden.
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Ein
Rahmen enthält
1024 PCM-Abtastproben, die über
einen Eingang zugeführt
werden. Die ersten 512 Abtastproben werden in dem unmittelbar vorhergehenden
Rahmen benutzt. Die letzten 512 Abtastproben werden in dem unmittelbar
folgenden Rahmen benutzt. Diese Anordnung wird vom Standpunkt einer Überlappung
des MDCT-Prozesses benutzt.
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Durch Änderung
der Skalierungsfaktorinformation, die in den in dem DRAM 25 gespeicherten Daten
enthalten ist, können
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beispielsweise der Wiedergabepegel-Justierprozeß und der Filterprozeß auf Echtzeitbasis
ausgeführt
werden. Als Nächstes
werden dies Prozesse im Einzelnen beschrieben. 4 zeigt ein
Beispiel eines Normierungsprozesses für den Fall, daß die Zahl
der Einheitsblöcke
pro Tonblock gleich fünf
ist (Block 0 bis Block 4) (jeder Einheitsblock ist ein Satz von
Umwandlungskoeffizienten, die unterteilten Bändern entsprechen), daß die Zahl
der Skalierungsfaktoren gleich 10 ist und daß die Zahl der Werte, die die
Skalierungsfaktorinformation präsentieren,
gleich 10 ist (Skalierungsfaktorwerte 0 bis 9).
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Der
Skalierungsfaktorwert, der dem maximalen Umwandlungskoeffizienten
jedes Einheitsblocks entspricht, wird ausgewählt. Der ausgewählte Skalierungsfaktorwert
wird als Skalierungsfaktorinformation des laufenden Einheitsblocks
benutzt. In 4 ist der Wert der Skalierungsfaktorinformation
des Blocks 0 gleich 5. Der Wert der Skalierungsfaktorinformation des
Blocks 1 ist gleich 7. Die anderen Blöcke sind mit der Skalierungsfaktorinformation
entsprechend korreliert. Die Skalierungsfaktorinformation ist an
einer vorbestimmten Position der komprimierten Daten eingeschrieben.
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Wenn
von den Werten der Skalierungsfaktorinformation aller in 4 dargestellten
Einheitsblöcke "1" subtrahiert wird, wird ein Pegeljustierprozeß durchgeführt, bei
dem der Pegel des gesamten Tonrahmens z.B. um 2 dB abgesenkt wird,
wie dies in 5 dargestellt ist, Wenn hingegen
zu den Werten der Skalierungsfaktorinformation aller Einheitsblöcke "2" addiert wird, wird ein Pegeljustierprozeß durchgeführt, bei
dem der Pegel des gesamten Tonrahmens z.B. um 4 dB angehoben wird.
Wenn die Werte der Skalierungsfaktorinformation der Blöcke 3 und
4 auf "0" gesetzt werden,
wird ein Filterprozeß durchgeführt, bei
dem z.B. der hohe Bandbereich des Tonblocks abgeschnitten wird,
wie dies in 6 dargestellt ist. Alternativ
kann der Wert der Skalierungsfaktorinformation eines Einheitsblocks,
der abgeschnitten werden soll, von den anderen Einheitsblöcken subtrahiert
werden. Alternativ kann der Wert der Skalierungsfaktorinformation
eines Einheitsblocks, der abgeschnitten werden soll, zwangsweise
auf "0" gesetzt werden.
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In
dem oben beschriebenen Beispiel wurde zur Vereinfachung angenommen,
daß die
Zahl der Einheitsblöcke
pro Tonrahmen gleich 5 und die Zahl der Werte der Skalierungsfaktorinformation
gleich 10 ist (Werte 0 bis 9). In dem Format der MD (Mini-Disk), die
eine magneto-optische Platte als Beispiel eines realen Aufzeichnungsmediums
darstellt, ist die Zahl der Einheitsblöcke jedoch gleich 52 (Einheitsblock
0 bis Einheitsblock 51) und die Zahl der Normierungsalternativen
ist gleich 64 (Normierungsalternative 0 bis Normierungsalternative
63). In diesem Fall können
der Pegeljustierprozeß und
der Filterungspro zeß durch Änderung
der Werte der Skalierungsfaktorinformation genauer durchgeführt werden.
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Als
Nächstes
wird der Prozeß zur Änderung des
Skalierungsfaktors für
das Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. Zunächst
werden anhand von 7 die Operationen zum Einschreiben/Auslesen
in das/aus dem DRAM 25 im Wiedergabemodus beschrieben.
In 7 repräsentiert
der Zeiger P die Position eines Sektors, der in den Audio-Kompressionskodierer/-Dekompressionsdekodierer 23 ausgelesen
wird. Der Zeiger 0 repräsentiert
die Position eines Sektors, der aus dem EFM- und CIRC-Kodierer/-Dekodierer 26 geschrieben
wird. Der Zeiger R repräsentiert
die Position eines Sektors, in dem ein Skalierungsfaktor als Normierungsinformation,
die in den in dem DRAM 25 gespeicherten komprimierten Daten
enthalten ist, geändert
wird. Der Skalierungsfaktor wird in folgender Weise geändert. Die
Systemsteuerung 17 liest über die Speichersteuerung 24 einen
Skalierungsfaktor aus dem DRAM 25 aus, speichert den Skalierungsfaktor
temporär, ändert den Skalierungsfaktor
entsprechend einem über
die Tastatur 41 eingegebenen Benutzerbefehl und schreibt den
geänderten
Skalierungsfaktor wieder in das DRAM 25 ein.
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Der
Skalierungsfaktor-Änderungsprozeß wird durchgeführt, wenn
im Wiedergabemodus komprimierte Daten für einen Sektor in das DRAM 25 eingeschrieben
werden. Wenn die Wiedergabeoperation fortschreitet, rücken die
Zeiger P, Q und R in dem Speicherbereich des DRAMs 25 vor,
wie dies durch die Pfeile 5, 6 bzw. 7 angedeutet ist. Wenn der Zeiger R
den Zeiger Q überholt
oder wenn der Zeiger R um eine vorbestimmte Anzahl von Sektoren
von dem Zeiger P entfernt ist, wird der Skalierungsfaktor-Änderungsprozeß temporär angehalten.
Wenn der Zeiger R anschließend
genügend
großen
Abstand von dem Zeiger Q hat und der Abstand des Zeigers R zu dem
Zeiger P innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Sektoren liegt,
wird der Skalierungsfaktor-Änderungsprozeß für den Zeiger
R wieder aufgenommen. Bei diesen Operationen wird der Zeiger R relativ
zu den Zeigern P und Q an der richtigen Position gehalten. Auf diese
Weise wird der Skalierungsfaktor auf Echtzeitbasis geändert.
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8 zeigt
ein Flußdiagramm
für ein
reales Beispiel des Skalierungsfaktor-Änderungsprozesses. In dem Schritt
S1 wird geprüft,
ob komprimierte Daten für
einen Sektor oder mehr in das DRAM 25 eingelesen wurden
oder nicht. Wenn das Prüfergebnis
in dem Schritt S1 JA lautet (d.h. es wurden Daten für einen
Sektor oder mehr in das DRAM 25 eingelesen), geht der Prozeß weiter
zu dem Schritt S2. Andernfalls kehrt der Prozeß zu dem Schritt S1 zurück. In dem
Schritt S2 wird in der Systemsteuerung 17 ein Speicher
zur Änderung
des Skalierungsfaktors initialisiert. Anschließend geht der Prozeß weiter
zu dem Schritt S3. In dem Schritt S3 werden Skalierungsfaktoren
für einen
Tonrahmen aus einem durch den Zeiger R repräsentierten Sektor des DRAMs 25 in
einen vorbestimmten Speicher der Systemsteuerung 17 ausgelesen.
Anschließend
geht der Prozeß weiter
zu dem Schritt S4. Wie oben beschrieben wurde, enthält ein Sektor
5,5 Tongruppen, d.h. 11 Tonrahmen. In dem Schritt S4 werden die
Skalierungsfaktoren, die in dem Schritt S3 ausgelesen wurden, einem
Benutzerbefehl entsprechend geändert.
Anschließend
geht der Prozeß weiter
zu dem Schritt S5.
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In
dem Schritt S5 werden die geänderten Skalierungsfaktoren
an der Position neu eingeschrieben, aus der die ursprünglichen
Skalierungsfaktoren in dem Schritt S3 ausgelesen wurden. Anschließend geht
der Prozeß weiter
zu dem Schritt S6. In dem Schritt S6 werden die nächsten Tonrahmen
gesetzt. Anschließend
geht der Prozeß weiter
zu dem Schritt S7. In dem Schritt S7 wird geprüft, ob der Skalierungsfaktor-Änderungsprozeß für alle Tonrahmen des
von dem Zeiger R in dem DRAM 25 repräsentierten Sektors abgeschlossen
wurde oder nicht. Wenn das Prüfergebnis
in dem Schritt S7 JA lautet (d.h. der Skalierungsfaktor-Änderungsprozeß wurde
abgeschlossen), geht der Prozeß weiter
zu dem Schritt S8, andernfalls geht der Prozeß zu dem Schritt S3 zurück.
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In
dem Schritt S8 wird der Zeiger R um einen Sektor vorbewegt. Anschließend geht
der Prozeß weiter
zu dem Schritt S9. In dem Schritt S9 wird geprüft, ob die oben beschriebene
Relation der Zeiger P, Q und R erfüllt ist (d.h. die Bedingungen
erfüllt sind,
daß der
Zeiger R genügend
weit von dem Zeiger Q entfernt ist und daß der Abstand des Zeigers R zu
dem Zeiger P innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Sektoren liegt).
Wenn das Prüfergebnis
in dem Schritt S9 JA lautet (d.h. die Relation erfüllt ist), geht
der Prozeß weiter
zu dem Schritt S10. Andernfalls geht der Prozeß zu dem Schritt S9 zurück. Somit wird
der Prozeß suspendiert,
bis die Bedingungen erfüllt
sind. In dem Schritt S10 wird ein Tonrahmen, dessen Skalierungsfaktor
ausgelesen ist, an den Beginn des Sektors des Zeigers R gesetzt.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird die Skalierungsfaktorinformation, die in den in einem Speicher
gespeicherten Daten enthalten ist, in einem Dekodierprozeß zum Dekomprimieren
eines komprimierten Codes beim Wiedergabevorgang geändert. Alternativ
kann die Skalierungsfaktorinformation, die in den in einem Speicher
gespeicherten Daten enthalten ist, bei einem Kodierprozeß zum Komprimieren
eines Codes bei dem Aufzeichnungsvorgang geändert werden.
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Gemäß vorliegender
Erfindung wird eine Normierungsinformation in einem Kodierprozeß, einem
Dekodierprozeß oder
dgl, in einer Leerperiode eines Datenschreibprozesses und eines
Datenleseprozesses für
einen vorbestimmten Speicher geändert.
So können
z.B. ein Pegeljustierprozeß,
ein Filterprozeß usw.
durch Anderung der Normierungsinforma tion auf Echtzeitbasis parallel
zu einem Kodierprozeß,
einem Dekodierprozeß oder
dgl. durchgeführt
werden.
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Auf
diese Weise kann eine Normierungsinformation geändert werden, während der
Einfluß einer Änderung
der Normierungsinformation auf das Wiedergabeergebnis geprüft wird
(z.B. während
geprüft
wird, ob ein gewünschter
Pegel erreicht wurde oder nicht).
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
dargestellt und beschrieben wurde, ist es für den einschlägigen Fachmann
selbstverständlich,
daß die
vorangehend beschriebenen sowie verschiedene andere Änderungen,
Auslassungen und Hinzufügungen
bezüglich der
Form und der Einzelheiten des Ausführungsbeispiels möglich sind,
ohne daß damit
der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird, wie er in
den anliegenden Ansprüchen
definiert ist.