JP2004085604A - デジタルオーディオ信号伝送方法及びオーディオシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】コストや信頼性に優れた低速インタフェースを用いて広帯域音声データを転送する。
【解決手段】オーディオソース装置1は、1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号を、送信処理部12において、分析フィルタバンク14によって4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号にサブバンド符号化すると共に、符号化した低レートデジタルオーディオ信号の各系列を、それぞれについて一つの低レートインタフェースを介してオーディオ処理装置2に送信する。一方、オーディオ処理装置2は、受信処理部22において、オーディオソース装置1から4つの低レートインタフェースを介して送られた4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号から、合成フィルタバンク25と加算器によって1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号を復元する。そして、オーディオ処理部21において復元された192Kspsのデジタルオーディオ信号を処理する。
【選択図】図1
【解決手段】オーディオソース装置1は、1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号を、送信処理部12において、分析フィルタバンク14によって4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号にサブバンド符号化すると共に、符号化した低レートデジタルオーディオ信号の各系列を、それぞれについて一つの低レートインタフェースを介してオーディオ処理装置2に送信する。一方、オーディオ処理装置2は、受信処理部22において、オーディオソース装置1から4つの低レートインタフェースを介して送られた4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号から、合成フィルタバンク25と加算器によって1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号を復元する。そして、オーディオ処理部21において復元された192Kspsのデジタルオーディオ信号を処理する。
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ装置間でデジタルオーディオ信号を送受する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
オーディオ装置間でデジタルオーディオ信号を送受する技術としては、S/PDIFやAES/EBUとして知られるIEC 60958/EIAJ CP 1201規格のインタフェースが普及している。
このインタフェースによれば、オーディオ装置間で、サンプリング周波数44.1kHz、48kHz、32kHZのうちのいずれかのデジタルオーディオ信号を2チャンネル分送受することができる。
一方で、近年では、さらなる高音質化の要請に応え、96kHzや192kHzのサンプリング周波数を用いるDVD−Video/AudioやSA(スーパーオーディオ)CDなどのオーディオ装置が実現されている。
また、これらIEC 60958/EIAJ CP 1201規格のインタフェースでは送受できないサンプリング周波数を用いるオーディオ装置間のデジタルオーディオ信号の送受に用いることができる技術としては、より高速にデータ転送が可能なMOST (Media Oriented system Transport )、IEEE 1394などの車載用のLANが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記MOSTやIEEE 1394などの技術によれば高サンプリング周波数を用いるオーディオ装置間のデジタルオーディオ信号の送受を行うことができる。しかしながら、これらの高速伝送を可能とする技術を利用するコストは、IEC 60958/EIAJ CP 1201規格などの、より低速な伝送を可能とする普及した技術を利用する場合に比べ一般に大きくなる。また、熱条件などが厳しい車載環境下で充分な信頼性を保つことが比較的困難である。
【0004】
そこで、本発明は、より低コストで、高信頼性を持って、オーディオ装置間で高サンプリング周波数のデジタルオーディオ信号の送受を実現することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題達成のために、本発明は、送信側オーディオ装置から受信側オーディオ装置にデジタルオーディオ信号を伝送するデジタルオーディオ信号伝送方法を、送信側オーディオ装置において、伝送すべきデジタルオーディオ信号を、当該デジタルオーディオ信号の周波数帯域を複数に分割した部分帯域毎のサブバンドデジタルオーディオ信号にサブバンド符号化するステップと、送信側オーディオ装置において、サブバンドデジタルオーディオ信号を、前記デジタルオーディオ信号のデータレートよりも低速な伝送データレートを各々が有する、複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して送信するステップと、前記受信側オーディオ装置において、前記複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号を受信するステップと、前記受信側オーディオ装置において、受信した各サブバンドデジタルオーディオ信号から前記デジタルオーディオ信号を復号するステップとを含めて構成したものである。
【0006】
すなわち、このようなデジタルオーディオ信号伝送方法によれば、サブバンド符号化を利用して、デジタルオーディオ信号を、当該デジタルオーディオ信号の周波数帯域を分割した部分帯域毎の複数のサブバンドデジタルオーディオ信号に変換し、各サブバンドデジタルオーディオ信号を伝送する対象とするので、デジタルオーディオ信号の伝送を、デジタルオーディオ信号をそのまま伝送する場合に必要となる高速なデジタル信号伝送インタフェースに代えて、より低コストで高信頼性を有する低速なデジタル信号伝送インタフェースを複数用いて行うことが可能となる。
【0007】
より具体的的には、このようなデジタルオーディオ信号伝送方法の適用により、オーディオシステムを、たとえば、送信側オーディオ装置に、デジタルオーディオ信号の周波数帯域を複数の部分帯域に分割し、各部分帯域について、当該部分帯域のデジタルオーディオ信号のサンプルレートを、当該デジタルオーディオ信号のサンプルレートよりも低いサンプルレートに変換したサブバンドデジタルオーディオ信号を生成する送信側サブバンド処理部と、前記送信側サブバンド処理部が生成した前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号を、複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して、一つのサブバンドデジタルオーディオ信号につき一つのデジタル信号伝送インタフェースを用いて送信する送信部とを設けると共に、前記受信側オーディオ装置に、複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号を、一つのサブバンドデジタルオーディオ信号につき一つのデジタル信号伝送インタフェースを用いて受信する受信部と、前記受信部が受信した前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号の各々について、当該サブバンドデジタルオーディオ信号のサンプルレートを、前記デジタルオーディオ信号のサンプルレートに変換した上で、当該サブバンドデジタルオーディオ信号に対応する部分帯域に帯域制限を施した復元サブバンドデジタルオーディオ信号を生成し、前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号の各々について生成した複数の復元サブバンドデジタルオーディオ信号を合成した復元デジタルオーディオ信号を生成する受信側サブバンド処理部とを設けたものとして構成することができる。
【0008】
ここで、このようなオーディオシステムにおける前記デジタル信号伝送インタフェースは、たとえば、広く普及している、IEC 60958またはEIAJ CP 1201規格に準拠したインタフェースを用いることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1に本実施形態に係るオーディオシステムの構成を示す。
図示するように、本オーディオシステムはデジタルオーディオ信号の送信元となるオーディオソース装置1と、デジタルオーディオ信号の送信先となるオーディオ処理装置2とを有する。ここで、オーディオソース装置1は、たとえば、DVD−Video再生装置やDVD−Audio再生装置やSACD再生装置やMD再生装置などであり、オーディオ処理装置2は、たとえば、オーディオアンプや録音装置などである。本実施形態では、このようなオーディオシステムにおいて、192kHzのサンプリング周波数でサンプリングされたデジタルオーディオ信号を送受する場合を例にとり説明する。
【0010】
さて、オーディオソース装置1は、192kHzのサンプリング周波数でサンプリングされた192Ksps(サンプルパーセカンド)のデジタルオーディオ信号を出力するオーディオソース部11、デジタルオーディオ信号の送信処理を担う送信処理部12、オーディオソース装置1の制御を担うオーディオ制御部13とを有する。
【0011】
一方、オーディオ処理装置2は、192Kspsのデジタルオーディオ信号の処理を行うオーディオ処理部21と、デジタルオーディオ信号の受信処理を行う受信処理部22と、オーディオ処理装置2とオーディオソース装置1の制御を行う主制御部23を有している。
【0012】
このような構成において、オーディオ処理装置2の主制御部23とオーディオソース装置1のオーディオ制御部13とは制御信号を送受するための制御線31で接続されている。また、オーディオソース装置1の送信処理部12と、オーディオ処理装置2の受信処理部22とは、各々48kspsのデジタルオーディオ信号を送受することのできる4つのインタフェースにより接続されている。物理的には、オーディオソース装置1の送信処理部12とオーディオ処理装置2の受信処理部22とは、4つの信号線32により接続されている。ここで、この48kspsのデジタルオーディオ信号を送受することのできるインタフェースを、以下では、便宜上「低レートインタフェース」と記す。なお、この低レートインタフェースとしては、IEC 60958/EIAJ CP 1201規格に準拠したS/PDIFやAES/EBUのインタフェースを用いることができる。
【0013】
さて、こオーディオソース装置1は、1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号を、送信処理部12において、より低レートの4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号に変換し、変換した48kspsデジタルオーディオ信号の各系列を、それぞれ、一つの低レートインタフェースを介してオーディオ処理装置2に送信する。一方、オーディオ処理装置2は、受信処理部22において、オーディオソース装置1から4つの低レートインタフェースを介して送られた4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号から1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号を復元し、オーディオ処理部21において処理する。
【0014】
以下、このような1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号の4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号への変換と、4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号から1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号への復元の詳細について説明する。
【0015】
まず、オーディオソース装置1の送信処理部12において行われる1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号の4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号への変換について説明する。
図示するように、送信処理部12は、サブバンド符号化部15とデジタルインタフェース送信部(DIF−T)16との組を、低レートインタフェースに対応して4系統備えている。また、4系統のサブバンド符号化部15は、サブバンド符号化における分析フィルタバンク14を構成している。
【0016】
サブバンド符号化部15とデジタルインタフェース送信部16との組の各系統には、それぞれ、0−24kHzの音声帯域、24−48KHzの音声帯域、48−72KHzの音声帯域、72−96KHzの音声帯域の処理が割り当てられている。すなわち、192Kspsのデジタルオーディオ信号が持つ0−96kHzの音声帯域が均等に4分割され、分割された音声帯域のそれぞれが、各系統のサブバンド符号化部15とデジタルインタフェース送信部16の組に、排他的に割り当てられている。
【0017】
0−24kHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド符号化部15は、0−24kHzのバンドパスフィルタ151(ローパスフィルタ)と、バンドパスフィルタから出力されるデジタルオーディオ信号のサンプルレートを192Kspsから48spsにダウンサンプリングするダウンサンプリング部152とを有する。そして、24−48KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド符号化部15は、24−48kHzのバンドパスフィルタ151と、バンドパスフィルタ151から出力されるデジタルオーディオ信号のサンプルレートを192Kspsから48spsにダウンサンプリングするダウンサンプリング部152とを有する。また、48−72KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド符号化部15は、48−72kHzのバンドパスフィルタ151と、バンドパスフィルタ151から出力されるデジタルオーディオ信号のサンプルレートを192Kspsから48spsにダウンサンプリングするダウンサンプリング部152とを有する。そして、同様に、72−96KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド符号化部15は、72−96kHzのバンドパスフィルタ151と、バンドパスフィルタ151から出力されるデジタルオーディオ信号のサンプルレートを192Kspsから48spsにダウンサンプリングするダウンサンプリング部152とを有する。
【0018】
さて、各系統において、このようにサブバンド符号化部15によって、シャノン(Shannon)の標本化定理に従って復元可能なように、帯域制限とサンプルレートの変換がなされた48kspsのデジタルオーディオ信号は、デジタルインタフェース送信部16に送られる。
【0019】
さて、デジタルインタフェース送信部16は、フレーミング部161と送信部162よりなる。
フレーミング部161は、サブバンド符号化部15から入力する48kspsのデジタルオーディオ信号を、低レートインタフェースのフォーマットにフレーミングする。
具体的には、低レートインタフェースとして、IEC 60958/EIAJ CP 1201規格に準拠したS/PDIFやAES/EBUのインタフェースを用いる場合には、図2aに示すフォーマットで48kspsのデジタルオーディオ信号をフレーミングする。
ここで図示するように、このフォーマットでは、ブロックの列として信号が伝送される。各ブロックは192のフレームからなり、各フレームは2つのサブフレームからなる。そして、各サブフレームは、同期やクロック抽出に用いるプリアンブル、デジタルオーディオ信号が1サンプル格納されるAudio Data、Audio Dataの補助情報が格納されるAUX、送信元がエラー表示を行うためのバリッドビットV、ユーザ情報を伝送するためのユーザデータビットU、パリティビットPを有している。
【0020】
ここで、1ブロック分のチャネルステータスビットCは、図2bに示すように、チャネルステータス情報を構成する。チャネルステータス情報は、民生用(S/PDIF)と業務用(AES/EBU)の区別を示すタイプ、オーディオデータ/非オーディオデータの区別を示すデータタイプ、著作権保護の有無を示す著作権保護、プリエンファシスの有無を示すプリエンファシス、オーディオデジタル信号のチャネル数、当面00固定とされるモード、オーディオソースの種別を示すカテゴリコード、オーディオソース番号、チャネル番号、サンプリングレート、クロック精度の表示などを含む。
【0021】
ここで、フレーミング部161は、入力する48kspsのデジタルオーディオ信号を、通常の48kspsのデジタルオーディオ信号として取り扱って各フレームの一方のサブフレームに1サンプルづつ格納し、チャネルステータス情報には、オーディオ制御部13から指定された情報等を格納する。
【0022】
さて、このように低レートインタフェースのフォーマットに従ってフレーミングされたデジタルオーディオ信号は、送信部162より、低レートインタフェースを介してオーディオ処理装置2に送信される。
一方、オーディオ処理装置2において、受信処理部22は、図1に示すように、デジタルインタフェース受信部(DIF−R)27とサブバンド復元部26の組を、4つの低レートインタフェースに対応して4系統備えている。また、オーディオ処理装置2の受信処理部22は、各系統のサブバンド復元部26から出力されるデジタルーオーディオ信号を加算する加算部24を備えている。そして、4つのサブバンド復元部26は、サブバンド符号化における合成フィルタバンク25を構成している。
【0023】
デジタルインタフェース受信部27とサブバンド復元部26との組よりなる各系統には、それぞれ、0−24kHzの音声帯域、24−48KHzの音声帯域、48−72KHzの音声帯域、72−96KHzの音声帯域の処理が、排他的に割り当てられており、各系統のデジタルインタフェース受信部27は、オーディオソース装置1において同音声帯域が割り当てられたデジタルインタフェース送信部16が接続する低レートインタフェースに接続している。
【0024】
さて、各デジタルインタフェース受信部27は受信部271とデフレーミング部272からなる。各系統において、受信部271は対応する低レートインタフェースから受信したフレーミングされたデジタルオーディオ信号をデフレーミング部272に送り、デフレーミング部272は、フレーミングされたデジタルオーディオ信号の各フレームのサブフレームからデジタルオーディオ信号を抽出し、48kspsのデジタルオーディオ信号に復元して、サブバンド復元部26に送る。
【0025】
ここで、図示するように0−24kHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド復元部26は、デジタルオーディオ信号のサンプルレートを48spsから192Kspsにアップサンプリングするアップサンプリング部261と、アップサンプリング部261が出力するデジタルーオーディオ信号の音声帯域制限を行う0−24kHzのバンドパスフィルタ151とを有する。そして、24−48KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド復元部26は、デジタルオーディオ信号のサンプルレートを48spsから192Kspsにアップサンプリングするアップサンプリング部261と、アップサンプリング部261が出力するデジタルーオーディオ信号の音声帯域制限を行う24−48kHzのバンドパスフィルタ151とを有する。また、48−72KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド復元部26は、デジタルオーディオ信号のサンプルレートを48spsから192Kspsにアップサンプリングするアップサンプリング部261と、アップサンプリング部261が出力するデジタルーオーディオ信号の音声帯域制限を行う48−72kHzのバンドパスフィルタ151とを有する。また、72−96KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド復元部26は、デジタルオーディオ信号のサンプルレートを48spsから192Kspsにアップサンプリングするアップサンプリング部261と、アップサンプリング部261が出力するデジタルーオーディオ信号の音声帯域制限を行う72−96kHzのバンドパスフィルタ151とを有する。
【0026】
なお、ここで、各アップサンプリング部261によるアップサンプリングは、48spsの各サンプルの間に所要数の値0のサンプルを挿入することにより行われる。
さて、各系統において、このようにしてサブバンド復元部26によってサンプルレートが変換がなされた192kspsのデジタルオーディオ信号は、加算部24に送られ加算され、192ksps、0−96kHzの音声帯域のデジタル音声信号としてデジタルオーディオ処理部に送られ、処理される。
【0027】
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、以上では、説明の明瞭化のために1チャネルのデジタルオーディオ信号をオーディオソース装置1からオーディオ処理装置2に伝送する場合を例にとり説明したが、本実施形態は複数チャネルのデジタルオーディオ信号を伝送する場合にも同様に適用可能である。すなわち、たとえば、以上の実施形態において、IEC 60958/EIAJ CP 1201規格に準拠したS/PDIFやAES/EBUなどの2チャネルの48kspsデジタルオーディオ信号を伝送することのできる低レートインタフェースを用いて、2チャネルの192Kspsデジタルオーディオ信号を伝送する場合には、オーディオソース装置1に分析フィルタバンク14を各チャネルに対応して1つづつの計2つ設けて、それぞれの分析フィルタでそれぞれ対応するチャネルについての処理を行い、2つの分析フィルタの同系統のサブバンド符号化部15の出力を、当該系統のデジタルインタフェース送信部16から、当該系統の低レートインタフェースに送信するようにする。また、オーディオ処理装置2においては、加算部24と合成フィルタバンク25とを各チャネルに対応して1つづつの計2つ設け、各合成フィルタバンク25で、対応するチャネルについて、各デジタルインタフェース送信部16から出力されるデジタルオーディオ信号の処理を行い、各加算部24で、対応するチャネルに対応する合成フィルタバンク25の出力を加算して出力するようにする。
【0028】
さて、以上のように、本実施形態では、デジタルオーディオ信号の送信側では、高サンプリング周波数でサンプリングされた広い音声帯域を持つデジタルオーディオ信号の周波数成分を、複数の音声帯域に分割してダウンサンプリングする。そして、こうして得られた複数の低サンプリング周波数のデジタルオーディオ信号を、複数の低レートインタフェースを介して送信する。一方、デジタルオーディオ信号の受信側では、複数の低レートインタフェースを介して受信した各低サンプリング周波数のデジタルオーディオ信号のそれぞれを、アップサンプリングして加算することにより、送信側で分割した音声帯域を統合し、高サンプリング周波数の広い音声帯域を持つデジタル音声信号を復元する。
【0029】
すなわち、本実施形態によれば、サブバンド符号化技術を利用することにより、高サンプリング周波数でサンプリングされたデジタルオーディオ信号を、より低いサンプリング周波数のデジタルオーディオ信号しか伝送できない低レートインタフェースを複数用いて送受することができるようになる。
【0030】
ここで、このようなデジタルオーディオ信号の音声帯域を分割して複数の低レートインタフェースを複数用いて送受する技術は、オーディオ処理装置2において、異なるサンプリング周波数のオーディオソース装置1に容易に対応することができる点で利点ある技術である。
【0031】
すなわち、たとえば、以上のように192kHzのサンプリング周波数を用いるのではなく、96kHzのサンプリング周波数を用いるオーディオソース装置1は、送信処理部12に0−24kHzの音声帯域を割り当てた系統と、24−48KHzの音声帯域を割り当てた系統のみを備え、2つの低レートインタフェースを用いてデジタルオーディオ信号を送信するようにして良く、このようにしても、オーディオ処理装置2側に何の変更を加えることなくデジタルオーディオ信号の送受を行うことができる。ただし、この場合には、オーディオ処理装置2の加算機において、0−24kHzの音声帯域を割り当てた系統のサブバンド復元部26の出力と、24−48KHzの音声帯域を割り当てた系統のサブバンド復元部26の出力のみを加算するようしても良い。
【0032】
さて、このような異なるサンプリング周波数を用いるオーディオソース装置1と、デジタルオーディオ処理装置がデジタルオーディオ信号を送受する利点は、たとえば、図3aや図3bに示すように、デジタルオーディオ処理装置に、異なる複数のサンプリング周波数を用いるオーディオソース装置1を接続し、デジタルオーディオ信号の送信元となるオーディオソース装置1を適宜切り替えるようなオーディオシステムにおいて顕著に現れる。
【0033】
図3aのオーディオシステムは、オーディオ処理装置2に、複数のオーディオソース装置1を各々そのサンプリング周波数に応じた数の低レートインタフェースで接続し、オーディオ処理装置2に設けた入力セレクタ301で、受信処理部22に中継する、低レートインタフェースを切り替えることにより、デジタルオーディオ信号の送信元となるオーディオソース装置1を切り替えるものである。
【0034】
また、図3bは、オーディオ処理装置2に複数のオーディオソース装置1を順次ディジーチェイン接続し、各オーディオソース装置1において、オーディオソース装置1に設けた出力セレクタ302において、自オーディオソース装置のデジタルオーディオ信号をオーディオ処理装置2側に送信するか、オーディオ処理装置2と反対側のオーディオソース装置1から入力するデジタルオーディオ信号をオーディオ処理装置2側に中継するかを切り替えることにより、オーディオ処理装置2に送信されるデジタルオーディオ信号の送信元のオーディオソース装置1を切り替えるものである。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、より低コストで、高信頼性を持って、オーディオ装置間で高サンプリング周波数のデジタルオーディオ信号の送受を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るオーディオシステムの構成を示しブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係るオーディオシステムにおけるデジタルインタフェースのデータフォーマットを示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係るオーディオシステムの他の構成を示しブロック図である。
【符号の説明】
1:オーディオソース装置、2:オーディオ処理装置、11:オーディオソース部、12:送信処理部、13:オーディオ制御部、14:分析フィルタバンク、15:サブバンド符号化部、16:デジタルインタフェース送信部、21:オーディオ処理部、22:受信処理部、23:主制御部、24:加算部、25:合成フィルタバンク、26:サブバンド復元部、27:デジタルインタフェース受信部、151:バンドパスフィルタ、152:ダウンサンプリング部、161:フレーミング部、162:送信部、261:アップサンプリング部、271:受信部、272:デフレーミング部、301:入力セレクタ、302:出力セレクタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ装置間でデジタルオーディオ信号を送受する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
オーディオ装置間でデジタルオーディオ信号を送受する技術としては、S/PDIFやAES/EBUとして知られるIEC 60958/EIAJ CP 1201規格のインタフェースが普及している。
このインタフェースによれば、オーディオ装置間で、サンプリング周波数44.1kHz、48kHz、32kHZのうちのいずれかのデジタルオーディオ信号を2チャンネル分送受することができる。
一方で、近年では、さらなる高音質化の要請に応え、96kHzや192kHzのサンプリング周波数を用いるDVD−Video/AudioやSA(スーパーオーディオ)CDなどのオーディオ装置が実現されている。
また、これらIEC 60958/EIAJ CP 1201規格のインタフェースでは送受できないサンプリング周波数を用いるオーディオ装置間のデジタルオーディオ信号の送受に用いることができる技術としては、より高速にデータ転送が可能なMOST (Media Oriented system Transport )、IEEE 1394などの車載用のLANが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記MOSTやIEEE 1394などの技術によれば高サンプリング周波数を用いるオーディオ装置間のデジタルオーディオ信号の送受を行うことができる。しかしながら、これらの高速伝送を可能とする技術を利用するコストは、IEC 60958/EIAJ CP 1201規格などの、より低速な伝送を可能とする普及した技術を利用する場合に比べ一般に大きくなる。また、熱条件などが厳しい車載環境下で充分な信頼性を保つことが比較的困難である。
【0004】
そこで、本発明は、より低コストで、高信頼性を持って、オーディオ装置間で高サンプリング周波数のデジタルオーディオ信号の送受を実現することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題達成のために、本発明は、送信側オーディオ装置から受信側オーディオ装置にデジタルオーディオ信号を伝送するデジタルオーディオ信号伝送方法を、送信側オーディオ装置において、伝送すべきデジタルオーディオ信号を、当該デジタルオーディオ信号の周波数帯域を複数に分割した部分帯域毎のサブバンドデジタルオーディオ信号にサブバンド符号化するステップと、送信側オーディオ装置において、サブバンドデジタルオーディオ信号を、前記デジタルオーディオ信号のデータレートよりも低速な伝送データレートを各々が有する、複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して送信するステップと、前記受信側オーディオ装置において、前記複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号を受信するステップと、前記受信側オーディオ装置において、受信した各サブバンドデジタルオーディオ信号から前記デジタルオーディオ信号を復号するステップとを含めて構成したものである。
【0006】
すなわち、このようなデジタルオーディオ信号伝送方法によれば、サブバンド符号化を利用して、デジタルオーディオ信号を、当該デジタルオーディオ信号の周波数帯域を分割した部分帯域毎の複数のサブバンドデジタルオーディオ信号に変換し、各サブバンドデジタルオーディオ信号を伝送する対象とするので、デジタルオーディオ信号の伝送を、デジタルオーディオ信号をそのまま伝送する場合に必要となる高速なデジタル信号伝送インタフェースに代えて、より低コストで高信頼性を有する低速なデジタル信号伝送インタフェースを複数用いて行うことが可能となる。
【0007】
より具体的的には、このようなデジタルオーディオ信号伝送方法の適用により、オーディオシステムを、たとえば、送信側オーディオ装置に、デジタルオーディオ信号の周波数帯域を複数の部分帯域に分割し、各部分帯域について、当該部分帯域のデジタルオーディオ信号のサンプルレートを、当該デジタルオーディオ信号のサンプルレートよりも低いサンプルレートに変換したサブバンドデジタルオーディオ信号を生成する送信側サブバンド処理部と、前記送信側サブバンド処理部が生成した前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号を、複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して、一つのサブバンドデジタルオーディオ信号につき一つのデジタル信号伝送インタフェースを用いて送信する送信部とを設けると共に、前記受信側オーディオ装置に、複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号を、一つのサブバンドデジタルオーディオ信号につき一つのデジタル信号伝送インタフェースを用いて受信する受信部と、前記受信部が受信した前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号の各々について、当該サブバンドデジタルオーディオ信号のサンプルレートを、前記デジタルオーディオ信号のサンプルレートに変換した上で、当該サブバンドデジタルオーディオ信号に対応する部分帯域に帯域制限を施した復元サブバンドデジタルオーディオ信号を生成し、前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号の各々について生成した複数の復元サブバンドデジタルオーディオ信号を合成した復元デジタルオーディオ信号を生成する受信側サブバンド処理部とを設けたものとして構成することができる。
【0008】
ここで、このようなオーディオシステムにおける前記デジタル信号伝送インタフェースは、たとえば、広く普及している、IEC 60958またはEIAJ CP 1201規格に準拠したインタフェースを用いることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1に本実施形態に係るオーディオシステムの構成を示す。
図示するように、本オーディオシステムはデジタルオーディオ信号の送信元となるオーディオソース装置1と、デジタルオーディオ信号の送信先となるオーディオ処理装置2とを有する。ここで、オーディオソース装置1は、たとえば、DVD−Video再生装置やDVD−Audio再生装置やSACD再生装置やMD再生装置などであり、オーディオ処理装置2は、たとえば、オーディオアンプや録音装置などである。本実施形態では、このようなオーディオシステムにおいて、192kHzのサンプリング周波数でサンプリングされたデジタルオーディオ信号を送受する場合を例にとり説明する。
【0010】
さて、オーディオソース装置1は、192kHzのサンプリング周波数でサンプリングされた192Ksps(サンプルパーセカンド)のデジタルオーディオ信号を出力するオーディオソース部11、デジタルオーディオ信号の送信処理を担う送信処理部12、オーディオソース装置1の制御を担うオーディオ制御部13とを有する。
【0011】
一方、オーディオ処理装置2は、192Kspsのデジタルオーディオ信号の処理を行うオーディオ処理部21と、デジタルオーディオ信号の受信処理を行う受信処理部22と、オーディオ処理装置2とオーディオソース装置1の制御を行う主制御部23を有している。
【0012】
このような構成において、オーディオ処理装置2の主制御部23とオーディオソース装置1のオーディオ制御部13とは制御信号を送受するための制御線31で接続されている。また、オーディオソース装置1の送信処理部12と、オーディオ処理装置2の受信処理部22とは、各々48kspsのデジタルオーディオ信号を送受することのできる4つのインタフェースにより接続されている。物理的には、オーディオソース装置1の送信処理部12とオーディオ処理装置2の受信処理部22とは、4つの信号線32により接続されている。ここで、この48kspsのデジタルオーディオ信号を送受することのできるインタフェースを、以下では、便宜上「低レートインタフェース」と記す。なお、この低レートインタフェースとしては、IEC 60958/EIAJ CP 1201規格に準拠したS/PDIFやAES/EBUのインタフェースを用いることができる。
【0013】
さて、こオーディオソース装置1は、1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号を、送信処理部12において、より低レートの4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号に変換し、変換した48kspsデジタルオーディオ信号の各系列を、それぞれ、一つの低レートインタフェースを介してオーディオ処理装置2に送信する。一方、オーディオ処理装置2は、受信処理部22において、オーディオソース装置1から4つの低レートインタフェースを介して送られた4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号から1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号を復元し、オーディオ処理部21において処理する。
【0014】
以下、このような1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号の4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号への変換と、4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号から1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号への復元の詳細について説明する。
【0015】
まず、オーディオソース装置1の送信処理部12において行われる1系列の192Kspsのデジタルオーディオ信号の4系列の48kspsのデジタルオーディオ信号への変換について説明する。
図示するように、送信処理部12は、サブバンド符号化部15とデジタルインタフェース送信部(DIF−T)16との組を、低レートインタフェースに対応して4系統備えている。また、4系統のサブバンド符号化部15は、サブバンド符号化における分析フィルタバンク14を構成している。
【0016】
サブバンド符号化部15とデジタルインタフェース送信部16との組の各系統には、それぞれ、0−24kHzの音声帯域、24−48KHzの音声帯域、48−72KHzの音声帯域、72−96KHzの音声帯域の処理が割り当てられている。すなわち、192Kspsのデジタルオーディオ信号が持つ0−96kHzの音声帯域が均等に4分割され、分割された音声帯域のそれぞれが、各系統のサブバンド符号化部15とデジタルインタフェース送信部16の組に、排他的に割り当てられている。
【0017】
0−24kHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド符号化部15は、0−24kHzのバンドパスフィルタ151(ローパスフィルタ)と、バンドパスフィルタから出力されるデジタルオーディオ信号のサンプルレートを192Kspsから48spsにダウンサンプリングするダウンサンプリング部152とを有する。そして、24−48KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド符号化部15は、24−48kHzのバンドパスフィルタ151と、バンドパスフィルタ151から出力されるデジタルオーディオ信号のサンプルレートを192Kspsから48spsにダウンサンプリングするダウンサンプリング部152とを有する。また、48−72KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド符号化部15は、48−72kHzのバンドパスフィルタ151と、バンドパスフィルタ151から出力されるデジタルオーディオ信号のサンプルレートを192Kspsから48spsにダウンサンプリングするダウンサンプリング部152とを有する。そして、同様に、72−96KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド符号化部15は、72−96kHzのバンドパスフィルタ151と、バンドパスフィルタ151から出力されるデジタルオーディオ信号のサンプルレートを192Kspsから48spsにダウンサンプリングするダウンサンプリング部152とを有する。
【0018】
さて、各系統において、このようにサブバンド符号化部15によって、シャノン(Shannon)の標本化定理に従って復元可能なように、帯域制限とサンプルレートの変換がなされた48kspsのデジタルオーディオ信号は、デジタルインタフェース送信部16に送られる。
【0019】
さて、デジタルインタフェース送信部16は、フレーミング部161と送信部162よりなる。
フレーミング部161は、サブバンド符号化部15から入力する48kspsのデジタルオーディオ信号を、低レートインタフェースのフォーマットにフレーミングする。
具体的には、低レートインタフェースとして、IEC 60958/EIAJ CP 1201規格に準拠したS/PDIFやAES/EBUのインタフェースを用いる場合には、図2aに示すフォーマットで48kspsのデジタルオーディオ信号をフレーミングする。
ここで図示するように、このフォーマットでは、ブロックの列として信号が伝送される。各ブロックは192のフレームからなり、各フレームは2つのサブフレームからなる。そして、各サブフレームは、同期やクロック抽出に用いるプリアンブル、デジタルオーディオ信号が1サンプル格納されるAudio Data、Audio Dataの補助情報が格納されるAUX、送信元がエラー表示を行うためのバリッドビットV、ユーザ情報を伝送するためのユーザデータビットU、パリティビットPを有している。
【0020】
ここで、1ブロック分のチャネルステータスビットCは、図2bに示すように、チャネルステータス情報を構成する。チャネルステータス情報は、民生用(S/PDIF)と業務用(AES/EBU)の区別を示すタイプ、オーディオデータ/非オーディオデータの区別を示すデータタイプ、著作権保護の有無を示す著作権保護、プリエンファシスの有無を示すプリエンファシス、オーディオデジタル信号のチャネル数、当面00固定とされるモード、オーディオソースの種別を示すカテゴリコード、オーディオソース番号、チャネル番号、サンプリングレート、クロック精度の表示などを含む。
【0021】
ここで、フレーミング部161は、入力する48kspsのデジタルオーディオ信号を、通常の48kspsのデジタルオーディオ信号として取り扱って各フレームの一方のサブフレームに1サンプルづつ格納し、チャネルステータス情報には、オーディオ制御部13から指定された情報等を格納する。
【0022】
さて、このように低レートインタフェースのフォーマットに従ってフレーミングされたデジタルオーディオ信号は、送信部162より、低レートインタフェースを介してオーディオ処理装置2に送信される。
一方、オーディオ処理装置2において、受信処理部22は、図1に示すように、デジタルインタフェース受信部(DIF−R)27とサブバンド復元部26の組を、4つの低レートインタフェースに対応して4系統備えている。また、オーディオ処理装置2の受信処理部22は、各系統のサブバンド復元部26から出力されるデジタルーオーディオ信号を加算する加算部24を備えている。そして、4つのサブバンド復元部26は、サブバンド符号化における合成フィルタバンク25を構成している。
【0023】
デジタルインタフェース受信部27とサブバンド復元部26との組よりなる各系統には、それぞれ、0−24kHzの音声帯域、24−48KHzの音声帯域、48−72KHzの音声帯域、72−96KHzの音声帯域の処理が、排他的に割り当てられており、各系統のデジタルインタフェース受信部27は、オーディオソース装置1において同音声帯域が割り当てられたデジタルインタフェース送信部16が接続する低レートインタフェースに接続している。
【0024】
さて、各デジタルインタフェース受信部27は受信部271とデフレーミング部272からなる。各系統において、受信部271は対応する低レートインタフェースから受信したフレーミングされたデジタルオーディオ信号をデフレーミング部272に送り、デフレーミング部272は、フレーミングされたデジタルオーディオ信号の各フレームのサブフレームからデジタルオーディオ信号を抽出し、48kspsのデジタルオーディオ信号に復元して、サブバンド復元部26に送る。
【0025】
ここで、図示するように0−24kHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド復元部26は、デジタルオーディオ信号のサンプルレートを48spsから192Kspsにアップサンプリングするアップサンプリング部261と、アップサンプリング部261が出力するデジタルーオーディオ信号の音声帯域制限を行う0−24kHzのバンドパスフィルタ151とを有する。そして、24−48KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド復元部26は、デジタルオーディオ信号のサンプルレートを48spsから192Kspsにアップサンプリングするアップサンプリング部261と、アップサンプリング部261が出力するデジタルーオーディオ信号の音声帯域制限を行う24−48kHzのバンドパスフィルタ151とを有する。また、48−72KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド復元部26は、デジタルオーディオ信号のサンプルレートを48spsから192Kspsにアップサンプリングするアップサンプリング部261と、アップサンプリング部261が出力するデジタルーオーディオ信号の音声帯域制限を行う48−72kHzのバンドパスフィルタ151とを有する。また、72−96KHzの音声帯域が割り当てられた系統のサブバンド復元部26は、デジタルオーディオ信号のサンプルレートを48spsから192Kspsにアップサンプリングするアップサンプリング部261と、アップサンプリング部261が出力するデジタルーオーディオ信号の音声帯域制限を行う72−96kHzのバンドパスフィルタ151とを有する。
【0026】
なお、ここで、各アップサンプリング部261によるアップサンプリングは、48spsの各サンプルの間に所要数の値0のサンプルを挿入することにより行われる。
さて、各系統において、このようにしてサブバンド復元部26によってサンプルレートが変換がなされた192kspsのデジタルオーディオ信号は、加算部24に送られ加算され、192ksps、0−96kHzの音声帯域のデジタル音声信号としてデジタルオーディオ処理部に送られ、処理される。
【0027】
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、以上では、説明の明瞭化のために1チャネルのデジタルオーディオ信号をオーディオソース装置1からオーディオ処理装置2に伝送する場合を例にとり説明したが、本実施形態は複数チャネルのデジタルオーディオ信号を伝送する場合にも同様に適用可能である。すなわち、たとえば、以上の実施形態において、IEC 60958/EIAJ CP 1201規格に準拠したS/PDIFやAES/EBUなどの2チャネルの48kspsデジタルオーディオ信号を伝送することのできる低レートインタフェースを用いて、2チャネルの192Kspsデジタルオーディオ信号を伝送する場合には、オーディオソース装置1に分析フィルタバンク14を各チャネルに対応して1つづつの計2つ設けて、それぞれの分析フィルタでそれぞれ対応するチャネルについての処理を行い、2つの分析フィルタの同系統のサブバンド符号化部15の出力を、当該系統のデジタルインタフェース送信部16から、当該系統の低レートインタフェースに送信するようにする。また、オーディオ処理装置2においては、加算部24と合成フィルタバンク25とを各チャネルに対応して1つづつの計2つ設け、各合成フィルタバンク25で、対応するチャネルについて、各デジタルインタフェース送信部16から出力されるデジタルオーディオ信号の処理を行い、各加算部24で、対応するチャネルに対応する合成フィルタバンク25の出力を加算して出力するようにする。
【0028】
さて、以上のように、本実施形態では、デジタルオーディオ信号の送信側では、高サンプリング周波数でサンプリングされた広い音声帯域を持つデジタルオーディオ信号の周波数成分を、複数の音声帯域に分割してダウンサンプリングする。そして、こうして得られた複数の低サンプリング周波数のデジタルオーディオ信号を、複数の低レートインタフェースを介して送信する。一方、デジタルオーディオ信号の受信側では、複数の低レートインタフェースを介して受信した各低サンプリング周波数のデジタルオーディオ信号のそれぞれを、アップサンプリングして加算することにより、送信側で分割した音声帯域を統合し、高サンプリング周波数の広い音声帯域を持つデジタル音声信号を復元する。
【0029】
すなわち、本実施形態によれば、サブバンド符号化技術を利用することにより、高サンプリング周波数でサンプリングされたデジタルオーディオ信号を、より低いサンプリング周波数のデジタルオーディオ信号しか伝送できない低レートインタフェースを複数用いて送受することができるようになる。
【0030】
ここで、このようなデジタルオーディオ信号の音声帯域を分割して複数の低レートインタフェースを複数用いて送受する技術は、オーディオ処理装置2において、異なるサンプリング周波数のオーディオソース装置1に容易に対応することができる点で利点ある技術である。
【0031】
すなわち、たとえば、以上のように192kHzのサンプリング周波数を用いるのではなく、96kHzのサンプリング周波数を用いるオーディオソース装置1は、送信処理部12に0−24kHzの音声帯域を割り当てた系統と、24−48KHzの音声帯域を割り当てた系統のみを備え、2つの低レートインタフェースを用いてデジタルオーディオ信号を送信するようにして良く、このようにしても、オーディオ処理装置2側に何の変更を加えることなくデジタルオーディオ信号の送受を行うことができる。ただし、この場合には、オーディオ処理装置2の加算機において、0−24kHzの音声帯域を割り当てた系統のサブバンド復元部26の出力と、24−48KHzの音声帯域を割り当てた系統のサブバンド復元部26の出力のみを加算するようしても良い。
【0032】
さて、このような異なるサンプリング周波数を用いるオーディオソース装置1と、デジタルオーディオ処理装置がデジタルオーディオ信号を送受する利点は、たとえば、図3aや図3bに示すように、デジタルオーディオ処理装置に、異なる複数のサンプリング周波数を用いるオーディオソース装置1を接続し、デジタルオーディオ信号の送信元となるオーディオソース装置1を適宜切り替えるようなオーディオシステムにおいて顕著に現れる。
【0033】
図3aのオーディオシステムは、オーディオ処理装置2に、複数のオーディオソース装置1を各々そのサンプリング周波数に応じた数の低レートインタフェースで接続し、オーディオ処理装置2に設けた入力セレクタ301で、受信処理部22に中継する、低レートインタフェースを切り替えることにより、デジタルオーディオ信号の送信元となるオーディオソース装置1を切り替えるものである。
【0034】
また、図3bは、オーディオ処理装置2に複数のオーディオソース装置1を順次ディジーチェイン接続し、各オーディオソース装置1において、オーディオソース装置1に設けた出力セレクタ302において、自オーディオソース装置のデジタルオーディオ信号をオーディオ処理装置2側に送信するか、オーディオ処理装置2と反対側のオーディオソース装置1から入力するデジタルオーディオ信号をオーディオ処理装置2側に中継するかを切り替えることにより、オーディオ処理装置2に送信されるデジタルオーディオ信号の送信元のオーディオソース装置1を切り替えるものである。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、より低コストで、高信頼性を持って、オーディオ装置間で高サンプリング周波数のデジタルオーディオ信号の送受を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るオーディオシステムの構成を示しブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係るオーディオシステムにおけるデジタルインタフェースのデータフォーマットを示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係るオーディオシステムの他の構成を示しブロック図である。
【符号の説明】
1:オーディオソース装置、2:オーディオ処理装置、11:オーディオソース部、12:送信処理部、13:オーディオ制御部、14:分析フィルタバンク、15:サブバンド符号化部、16:デジタルインタフェース送信部、21:オーディオ処理部、22:受信処理部、23:主制御部、24:加算部、25:合成フィルタバンク、26:サブバンド復元部、27:デジタルインタフェース受信部、151:バンドパスフィルタ、152:ダウンサンプリング部、161:フレーミング部、162:送信部、261:アップサンプリング部、271:受信部、272:デフレーミング部、301:入力セレクタ、302:出力セレクタ。
Claims (3)
- 送信側オーディオ装置から受信側オーディオ装置にデジタルオーディオ信号を伝送するデジタルオーディオ信号伝送方法であって、
送信側オーディオ装置において、伝送すべきデジタルオーディオ信号を、当該デジタルオーディオ信号の周波数帯域を複数に分割した部分帯域毎のサブバンドデジタルオーディオ信号にサブバンド符号化するステップと、
送信側オーディオ装置において、サブバンドデジタルオーディオ信号を、前記デジタルオーディオ信号のデータレートよりも低速な伝送データレートを各々が有する、複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して送信するステップと、
前記受信側オーディオ装置において、前記複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号を受信するステップと、
前記受信側オーディオ装置において、受信した各サブバンドデジタルオーディオ信号から前記デジタルオーディオ信号を復号するステップとを有することを特徴とするデジタルオーディオ信号伝送方法。 - デジタルオーディオ信号を送信する送信側オーディオ装置とデジタルオーディオ信号を受信する受信側オーディオ装置とを備えたオーディオシステムであって、
前記送信側オーディオ装置は、
デジタルオーディオ信号の周波数帯域を複数の部分帯域に分割し、各部分帯域について、当該部分帯域のデジタルオーディオ信号のサンプルレートを、当該デジタルオーディオ信号のサンプルレートよりも低いサンプルレートに変換したサブバンドデジタルオーディオ信号を生成する送信側サブバンド処理部と、
前記送信側サブバンド処理部が生成した前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号を、複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して、一つのサブバンドデジタルオーディオ信号につき一つのデジタル信号伝送インタフェースを用いて送信する送信部とを有し、
前記受信側オーディオ装置は、
複数のデジタル信号伝送インタフェースを介して前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号を、一つのサブバンドデジタルオーディオ信号につき一つのデジタル信号伝送インタフェースを用いて受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号の各々について、当該サブバンドデジタルオーディオ信号のサンプルレートを、前記デジタルオーディオ信号のサンプルレートに変換した上で、当該サブバンドデジタルオーディオ信号に対応する部分帯域に帯域制限を施した復元サブバンドデジタルオーディオ信号を生成し、前記各部分帯域のサブバンドデジタルオーディオ信号の各々について生成した複数の復元サブバンドデジタルオーディオ信号を合成した復元デジタルオーディオ信号を生成する受信側サブバンド処理部とを有することを特徴とするオーディオシステム。 - 請求項2記載のオーディオシステムであって、
前記デジタル信号伝送インタフェースは、IEC 60958またはEIAJ CP 1201規格に準拠したインタフェースであることを特徴とするオーディオシステム。
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