JP2008065962A - データ記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 同一の音声を異なる増幅度で増幅して得られるデジタルデータを記録し、その記録デジタルデータの再生で、再生音に歪みがなくて再生の忠実性が得られ、ノイズが抑えられた音声の出力を可能にするデータ記録装置の実現を目的とする。
【解決手段】 音声に係る電気信号を増幅度の異なるアンプ３，４で増幅し、Ａ／Ｄ変換器７，８でデジタルデータに変換してＤＳＰ９に送り、過大入力検出部２７が高い増幅度で増幅のデジタルデータが予め設定した再生限界レベルを超える部分があるか否かを検出し、当該デジタルデータに当該再生限界レベルを超える部分がある場合にはデータ選択部３０がその超える部分を低い増幅度で増幅のデジタルデータの対応部分と置き換えて一続きのデジタルデータを作成し、マージン最小化部３１がその作成されたデジタルデータのピークが予め設定した再生限界レベルの範囲内で最大となるように増幅を行うように構成した。
【選択図】 図２

Description

音声をデジタルデータとして記録する際には、マイクロホンで目的の音声をピックアップし、そのピックアップした音声をアナログの電気信号に変換し、その音声に係る電気信号を適当なレベルに増幅し、更に、デジタルのデータに変換した後にそのデジタルデータを記録媒体に記録する。
斯かる場合、マイクロホンからの電気信号を増幅する際、その増幅度（レンジ）が大きければ大きいほど、再生時にノイズが大きく出力されることがより一層少ないので、再生で得られる音声はその分より好ましい。

しかし、マイクロホンからの電気信号を大きなレンジで増幅し、それをデジタルデータとして記録すると、ピックアップした音声に係る電気信号が予め設定された再生可能な限界（−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲）を越えることになり、つまり、再現性が保証されない範囲のレベルで記録が行われて結果的にピックアップ時の音声が忠実に再生されないという問題が生じる。
他方、十分に小さいレンジで記録を行うと、ピックアップした音声に係る電気信号が予め設定された再生可能な限界より十分に小さいので、再生時にピックアップした音声の再現性は確保される。つまり、音声の再現性においては、問題はない。

しかしながら、音声に係る電気信号を十分に小さいレンジで増幅し、デジタルデータとして記録を行うと、そのデジタルデータを再生した際に再生時のレベルが低いためにそのレベルを大きくすることになり、結果的にノイズも大きく出力されて再現性の悪い音声を得るという問題が生じる。
そこで、上述した問題を解決するために、同一のピックアップ対象の音声に対して、当該音声に係る電気信号を増幅率の異なる複数のレンジで増幅し、高いレンジで増幅して得られる信号のピークが−ＶＭＡＸとＶＭＡＸの間にある場合には、その電気信号をデジタルデータとして記録する。

他方、高いレンジで増幅した信号のピークが−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸに等しい若しくはその範囲を越える場合であれば、ピックアップの音声に係る電気信号のピークがＶＭＡＸを越えない低いレンジで増幅した電気信号をデジタルデータとして記録する。
尚、増幅した信号のピークが−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸに等しい場合に、その電気信号をデジタルデータとして記録し、更に再生した際は、音声に係る電気信号がＶＭＡＸを越えた場合と同じ音声として再生される。よって、音声を確実な忠実な再生を得るには、信号はＶＭＡＸ未満であることが必要となる。

さて、電気信号を低いレンジで増幅してそれをデジタルデータとして記録する場合にはノイズの問題が伴い、電気信号を高いレンジで増幅してそれをデジタルデータとして記録する場合には再生不可能な部分が生じる虞があるので、高いレンジで増幅した電気信号を基にし、高いレンジで増幅した電気信号で−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲を越えた部分については低いレンジで増幅した電気信号に置き換えるという方法が考えられる。
この場合、高いレンジで増幅した電気信号部分と低いレンジで増幅した電気信号部分を繋いで一続きの電気信号として扱ってデジタルデータとして記録するが、それら二種類の電気信号部分はレンジを共通にする必要がある。

ここで、増幅レンジが異なる二つ以上の電気信号を繋げて一続きの電気信号を得てデジタルデータとして記録する場合に、その新たな電気信号のピークが再生可能なレベル（−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲）に近ければ近いほどデジタルデータとしてより一層良好な再生が得られる。
この発明は、上述したように、異なるレンジで増幅された複数の電気信号を繋ぎ合わせて一続きの電気信号を得た際に、新たに得られた電気信号をデジタルデータとして記録し、そのデジタルデータを再生する際により良好な再生音が得ることの改良に関する。

再生可能な範囲、つまり、−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲でより良好な再生音を得る発明として、以下の文献が知られている。

特開２０００−２６１２６３号公報

特開２０００−２６１２６３号公報には、出力される音量の最大値と基準値に基づいて上昇可能な音量マージンを検出し且つその検出の値を保持することによって、その検出したマージンの分だけ音量調節を可能にする音量調節器（以下、「先行発明」と称する。）が開示されている。
斯かる構成の音量調節器は、音量を十分に上げても、検出して保持している音量マージンによってレンジオーバーになることがないので、結果的に、再生音は再現性が確保されている。

斯かるレンジオーバーを回避するという技術思想を採用すると、マイクロホンからの音声に係る電気信号を増幅し、その増幅した電気信号をデジタルデータとして記録し、更に再生する場合に、レンジオーバーによる歪が生じず、且つ、ノイズが低く抑えられた再生音を得ることが可能である。
しかし、先行発明は、入力される音声が最初から一つである。他方、高品質のデジタルデータの記録を行う場合では、入力信号に対して高いレンジと低いレンジの少なくとも二つの電気信号を入力して使い分けを行っている。

従って、同一の音声に係る異なる増幅レンジの二つ以上の電気信号を入力して取り扱う構成のデータ記録では、先行発明は適応できないという問題がある。
つまり、例えば、増幅レンジが互いに異なる二つ以上の電気信号に対し、増幅レンジを共通にしてから繋いで一つの電気信号に対してどのように取り扱うかについて、先行発明は何ら開示されておらず、又、窺い知ることもできない。
この発明は、上記の事情に鑑みて為されたものであり、同一の音声に係る電気信号が複数の増幅度（レンジ）で増幅され、少なくともそれらの一部をデジタルデータとして記録され、その後、そのデジタルデータが再生・出力される際に、その再生音に歪みが生じず且つノイズが可能な限り抑えられ、より高い再生の忠実性が得られるデータ記録装置を提供するものである。

この発明は、同一入力のアナログ信号を複数の異なる増幅度で増幅し、ここで得た複数の電気信号の一つをデジタルのデータとして記録する際に、それら複数の電気信号の中から最大の増幅度で増幅して得られる電気信号を選択し、その選択した電気信号に再生可能なレベルを超えた部分がある場合には、他の電気信号と対応し且つ再生可能なレベルの電気信号に置き換え、更に、再生可能なレベルの範囲で増幅して得られる電気信号をデジタルデータとして記録するように構成したデータ記録装置である。

その詳細な構成は、一つのアナログ信号から、予め用意された複数の増幅度を用いてそれぞれ増幅度が異なる複数の増幅済みのアナログ信号が生成され、その複数の増幅済みアナログ信号の少なくとも一つがデジタルデータに変換されて記録媒体に記録されるデータ記録装置において、
前記増幅済みのアナログ信号の中から最大の増幅度で増幅されて得られたアナログ信号に、予め設定した再生限界レベルを超える部分があるか否かを検出し、
当該アナログ信号に予め設定した再生限界レベルを超える部分がある場合には、その越える部分を、上記複数の増幅済みアナログ信号の中から低い増幅度で増幅されて前記予め設定した再生限界レベル以下である他のアナログ信号の対応部分に置き換えて一続きのデジタル信号を作成し、
更に、その一続きのデジタル信号のピークが前記再生限界レベルの範囲において、その一続きのデジタル信号をより大きい増幅度で増幅を行い、その増幅によって得られるデジタル信号をデジタルデータとして記録するように構成したデータ記録装置である。

ここで、再生可能なレベルを超えないデジタルデータとは、デジタルデータを記録する際に記録可能なレベルつまり−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲内で、この範囲を超えないデジタルデータを意味する。
尚、前記検出、前記抽出及び前記置き換えを行う手段として、具体的に、デジタル信号プロセッサが挙げられる。

又、データ記録装置は、前記検出されたデジタルデータを前記代替デジタルデータに置き換える前に、それら二つのデジタルデータの増幅度を共通化させる機能が付加されている。

この発明は、複数の増幅度で増幅され互いに対応付けられたデジタルデータを記録媒体に記録する際に、それら複数のデジタルデータの中から再生可能なレベルを超えないデジタルデータ若しくは繋ぎ合わせて得られるデジタルデータを選択し、且つ、そのデジタルデータのピークが再生可能な範囲内となるように当該デジタルデータを最大に増幅してから記録するように構成したことにより、記録媒体から前記デジタルデータを読み出して再生する場合、記録対象の音声に歪みが生じることなく再生の忠実性が得られ、且つ、高い増幅度で増幅されている分再生音声にノイズが発生することが抑えられたデジタルデータを記録するデータ記録装置である。

この発明を、以下において、図面に示す最良の形態に基づき詳述する。しかし、この形態によって、この発明が限定されるものではない。
データ記録装置１は、図１に示すように、マイクロホン２と、アンプ３，４と、電子ボリューム５，６（以後、「ＥＶＲ５，６」と称する。）と、Ａ／Ｄ変換器７，８と、デジタル信号プロセッサ９（以後、「ＤＳＰ９」と称する。）と、制御手段１０と、バッファメモリ１１と、操作部１２及び表示部１３が備えられている。
尚、１４は、記録媒体である。

又、データ記録装置１は、記録媒体１４に記録したデジタルデータを再生するための手段が備えられている。つまり、データ記録装置１は、デジタルデータを再生するための手段として具体的に、更に、Ｄ／Ａ変換器１５と、アンプ１６及びスピーカ１７が備えられている。
Ａ／Ｄ変換器７，８とＤＳＰ９の間及びＤＳＰ９とＤ／Ａ変換器１５の間にバス１８が、ＤＳＰ９と制御手段１０の間にはバス１９が、ＤＳＰ９とバッファメモリ１１の間にバス２０が、バッファメモリ１１と記録媒体１４の間にバス２１が、それぞれ介在されている。

マイクロホン２は、人の音声、自然界の音、演奏会の音楽などの音声が入力されると、アナログの電気信号に変換して後段に出力するものである。
アンプ３，４は共に、マイクロホン２の後段に接続され、マイクロホン２からの音声に係る同一の電気信号を受け取ってそれぞれ３００倍で増幅し、その増幅した電気信号を後段のＥＶＲ５，６に送る。

ＥＶＲ５，６は、録音の待機時や録音の機能時に制御手段１０から制御信号を受けて、ＥＶＲ５において減衰量を１／３、ＥＶＲ６において減衰量を１／１２になるように変化させ、結果的に、アンプ３，４とそれぞれ共動してマイクロホン２からの音声に係る電気信号のゲインを所望の値の１００倍，２５倍となるように機能するものである。
Ａ／Ｄ変換器７，８はそれぞれＥＶＲ５，６の後段に接続されており、所望のレベルに加工されたアナログの電気信号が入力されると、デジタルの電気信号に変換してバス１８に出力するものである。

ここで、マイクロホン２からのアナログの電気信号は、アンプ３で増幅され、ＥＶＲ５で所望のゲインが確保され、Ａ／Ｄ変換器７でデジタルの電気信号に変換されてバス１８に入力されるメインとなる第一の系と、アンプ４で増幅され、ＥＶＲ６で所望のゲインが確保され、Ａ／Ｄ変換器８でデジタルの電気信号に変換されてバス１８に入力される補助となる第二の系を構成している。
制御手段１０は、入力部２２と、演算部２３と、メモリ２４及び出力部２５が備えて構成されている。

制御手段１０は、操作部１２から録音の開始・停止、再生の開始・停止等の制御信号やデジタルデータ信号を受ける入力部２２と、入力部２２の入力信号等に対しての判断・演算を行って制御信号の生成する演算部２３と、ＥＶＲ５，６の減衰の設定値、制御のシークエンス等の記憶を行う不揮発性のメモリ２４と、演算部２３からの制御信号をＤＳＰ９及び表示部１３に出力する出力部２５が備えられている。
尚、メモリ２４へのデジタルデータの書き込み、例えばＥＶＲ５，６の減衰の設定値の書き込み
は、操作部１２からの操作によって演算部２３が行う。又、メモリ２４に記憶されているＥＶＲ５，６の減衰値等は、操作部１２からの操作によって変更することが可能になっている。

演算部２３は、具体的に、デジタルデータの記録する際には、操作部１２からデータ記録開始の信号入力を受けた後、所望の増幅度が得られるように、メモリ２４から増幅度を読み出してＥＶＲ５，６の設定値を算出し、ＥＶＲ５，６への制御信号を生成するように機能するものである。
更に、演算部２３は、操作部１２から制御手段１０がデータ記録開始の信号を受け取ると、ＤＳＰ９に、前記第一の系のデジタルデータのピークが−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲を超えているか否かを検出し、そのピークがＶＭＡＸを超えないと検出した場合には、前記第一の系のデジタルデータを記録すべき対象としてバッファメモリ１１に送るための制御信号を出力するものである。

他方、前記第一の系のデジタルデータのピークが−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲を超えていると検出した場合には、演算部２３はＤＳＰ９に、前記第一の系のデジタルデータであってＶＭＡＸを超えている部分について、前記第二の系の対応するデジタルデータを代替デジタルデータとして抽出し、この抽出した代替デジタルデータを第一の系の前記ＶＭＡＸを越えた部分のデジタルデータに置き換えるための制御信号を出力するものである。
ＤＳＰ９は、装置が記録を行う場合の機能について述べると、一時記録媒体２６と、過大入力検出部２７と、レベルダウン部２８と、レベル差検出部２９と、データ選択部３０と、マージン最小化部３１が備えられている。

一時記録媒体２６は、Ａ／Ｄ変換器７，８からそれぞれ増幅度が１００倍及び２５倍で増幅されて得られた二つのデジタルデータを、バス１８を介して、受け取って一時記録するものである。
過大入力検出部２７は、高い増幅度で増幅されて得られるデジタルのデータのうち、デジタルデータの再生可能の限界値（−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸ）に連続している部分があるか否かを検出するものである。

デジタルデータの中に、データの再生可能の限界値（−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸ）に連続している部分がある場合には、その部分のデータはその限界値に連続して等しいのかその限界値を連続して越えているのかの区別が判らない。
よって、斯かる場合では、再生の忠実性を得るために、連続してその限界値を超えていると見なし、その部分について信頼のできる低い増幅度で増幅されることによって得られたデジタルデータに置き換えを行う。
尚、デジタルデータの中に、データの再生可能の限界値（−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸ）に連続ではなく点で等しい部分がある場合には、波形の連続性に基づきその限界値と同じ値の点は限界値に等しいと判断して、データの再生可能の限界値を越えたものではないとしている。

レベルダウン部２８は、高い増幅度で増幅されて得られるデジタルデータを、その高い増幅度より低い増幅度にダウンさせるものである。
ここでは、高い増幅度である１００倍で増幅されて得られたデジタルのデータが、−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸを越えた部分がある場合には、その超えた部分を、低い増幅度である２５倍で増幅されて得られたデジタル信号の対応部分で置き換えるために、１００倍で増幅されて得られたデジタルのデータを５０倍の増幅度で増幅して得られるデジタルデータに変換するものである。

レベル差検出部２９は、高い増幅度で増幅されて得られたデジタルデータと低い増幅度で増幅されて得られたデジタルデータの増幅度の差を検出するものである。この機能は、二つの増幅度の異なるデジタル信号に基づいても得られるが、最初に制御手段１０で設定している二つの増幅度に基づいても得ることが可能である。
データ選択部３０は、記録用に、高い増幅度で増幅されて得られたデジタルデータのみを使うか、或いは、一部に低い増幅度で増幅されて得られたデジタルデータと置き換えて使うかの判別を行うものである。

マージン最小化部３１は、データ選択部３０からのデジタルデータのピークが、−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸとの差つまりマージンが最少になるように、増幅度を変換するものである。
マージン最小化部３１の後段に、バッファメモリ１１が接続されている。
バッファメモリ１１は、ＤＳＰ９からのデジタルデータを、つまり、ピークが−ＶＭＡＸとＶＭＡＸの範囲を越えない第一の系のみのデジタルデータであっても、若しくは、第一の系でピークが−ＶＭＡＸとＶＭＡＸの範囲を越えていて部分的に第二のデジタルデータが置き換えられてなるデジタルデータであっても、一時的に保持しながら、記録媒体１４へのデジタルデータの流れに緩衝機能を奏するものである。

尚、データ記録装置１は、上述したように、データの記録機能とデータの再生機能の二つの機能が備えられているが、これらデータの記録機能とデータの再生機能の間で、バッファメモリ１１と、ＤＳＰ９と、制御手段１０と、操作部１２及び表示部１３が共用される構成になっている。
つまり、データ記録装置１がデータの再生機能を行う際には、ＤＳＰ９は、制御手段１０からの制御信号に基づいて、バッファメモリ１１を介して記録媒体１４に記録されているデジタルのデータを読み出し、Ｄ／Ａ変換器１５に送って当該デジタルデータを音声に係るアナログの電気信号に再生するように機能するものである。

他方、データ記録装置がデータの記録機能を行う際は、バス１８は、Ａ／Ｄ変換器７，８から増幅度の異なる二つのデジタルの電気信号を受け取って、それら二つの電気信号を互いに対応付けてＤＳＰ９に送るものである。
バッファメモリ１１は、実質的にＤＳＰ９と記録媒体１４の間に介在され、バス１８を介してＤＳＰ９からデジタルのデータを一時的に記憶するものである。

そして、バッファメモリ１１は、ＤＳＰ９からのデジタルデータを、つまり、ピークが−ＶＭＡＸとＶＭＡＸの範囲を越えない第一の系のみのデジタルデータであっても、若しくは、第一の系でピークが−ＶＭＡＸとＶＭＡＸの範囲を越えていて部分的に第二の系のデジタルデータが置き換えられてなるデジタルデータであっても、一時的に保持しながら、記録媒体１４へのデジタルデータの流れに緩衝機能を奏するものである。

操作部１２は、装置を機能させるための操作を行うものである。
表示部１３は、制御手段１０からの制御信号に基づき、装置の機能の現状、操作内容、確認事項等を表示するものである。
記録媒体１４は、具体的に、半導体メモリが挙げられる。尚、ＣＤ、ＭＤ等であってもよい。

Ｄ／Ａ変換器１５は、ＤＳＰ９から再生された音声に係るデジタルの電気信号を受け取ると、アナログの電気信号に変換して出力するものである。
アンプ１６は、Ｄ／Ａ変換器１５からのアナログの電気信号を受け取ると、所望のレベルに増幅してスピーカ１７に出力するものである。
スピーカ１７は、アンプからの増幅された電気信号を受け取ると、音声に変換して出力するものである。

データ記録装置１は、上述したように構成されている。以下において、データ記録装置１の使用について説明する。
ユーザーは、データ記録装置１に記録媒体１４をセットしてから、マイクロホン２を音声録音したい音源（図示省略）の方向に向け、操作部１２を操作してメイン電源をＯＮにする。

続いて、操作部１２を操作して、録音レベル等を設定してから、ＲＥＣレバー（図示省略）を操作して録音つまりデータの記録を開始させる。
ここで、マイクロホン２は、上記音源からの音声をピックアップしてその音声をアナログの電気信号に変換し、その電気信号を第一の系を構成するアンプ３及び第二の系を構成するアンプ４に送る。

アンプ３，４は、マイクロホン２からの電気信号を受け取るとそれぞれが３００倍に増幅し、その増幅された電気信号をそれぞれＥＶＲ５，６に送る。
ＥＶＲ５は、アンプ３からの増幅された電気信号に対して制御手段１０から制御信号に基づいて減衰量を１／３になるように変化させ、結果的に、マイクロホン２からの音声に係る電気信号のゲインを所望の値の１００倍になるように増幅して、Ａ／Ｄ変換器７に送る。
図３に、１００倍の増幅度で増幅して得られる電気信号の特性曲線を示す。

他方、ＥＶＲ６は、アンプ４からの増幅された電気信号に対して制御手段１０から制御信号に基づいて減衰量をレベルが１／１２になるように変化させ、結果的に、マイクロホン２からの音声に係る電気信号のゲインを所望の値の２５倍になるように機能し、Ａ／Ｄ変換器８に送る。
図４に、２５倍の増幅度で増幅して得られる電気信号の特性曲線を示す。

Ａ／Ｄ変換器７，８はそれぞれ、ＥＶＲ５，６からアナログの音声に係る電気信号を入力すると、デジタルの電気信号に変換してバス１８に出力する。
バス１８は、Ａ／Ｄ変換器７，８からの増幅度の異なる二つのデジタルのデータを対応付けてＤＳＰ９に送る。

ＤＳＰ９では、バス１８を介して前記増幅度の異なる二つのデジタルのデータを受け取ると、一時記録媒体２６が上記二つの系のデジタルデータを一時記録する。
ここで、ユーザーが操作部１２に対して音声の録音の停止、つまり、音声に係るデジタルデータの記録の停止の操作を行うと、その停止操作の信号が制御手段１０に送られ、制御手段１０からＤＳＰ９にデジタルデータ記録を終了する制御信号が送られる。

ＤＳＰ９は記録を終了する指示を受けると、前記二つの系のデジタルデータの記録を終了し、これと共に、データ記録していた間における二つ系のデジタルデータのピーク値を別ファイルに記録し一時記録を終了する。
続いて、ＤＳＰは一時記録媒体２６から二つのデータを読み出し、デジタルデータを監視し、第一の系のデジタルデータが−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸに連続して等しいか否か、該当部分があればそのデジタルデータ部分を再生可能な範囲を超えた部分とみなし、その部分のデータを廃棄し、第二の系のデジタルデータの対応部分に置き換える。

この置き換えの際には、第一の系と第二の系で増幅度を共通化させる。つまり、レベルダウン名部２８が、第一の系の増幅度をダウンさせる。
更に、増幅度を共通化し、繋ぎ合わせて一続きとしたデジタルデータのピークが−ＶＭＡＸとＶＭＡＸの間で絶対値が最大となるように、前述の一時記録媒体２６に別ファイルで記録してあったピーク値を読み出し、デジタルデータをシフトしてマージンを最小化させる。

つまり、具体的には、一時記録媒体２６は、第一の系に係るデジタルデータを過大入力検出部２７、レベルダウン部２８及びレベル差検出部２６に、第二の系に係るデジタルデータをレベル差検出部２９とデータ選択部３０に、それぞれ送る。
ここで、過大入力検出部２７は、第一の系に係るデジタルデータのうち、データの再生可能の限界値（−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸ）に連続している部分があるか否かを検出する。

この実施の形態では、第一の系に係るデジタルデータの一部はデジタルデータの再生可能の限界値（−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸ）に連続している部分があるので、その検出結果をデータ選択部３０に送る。
尚、過大入力検出部２７が、第一の系に係るデジタルデータがその全てに亘ってデータの再生可能の限界値（−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸ）を越えていないと判別した場合に、つまり、具体的には第一の系に係るデジタルデータが全てに亘って記録の対象になる場合には、その旨がデータ選択部に３０に送られ、第一の系に係るデジタルデータが記録用に採用される。
他方、第二の系のデジタルデータは記録用に採用されず捨てられる。

レベル差検出部２９は、第一の系のデジタルデータと第二の系のデジタルデータに基づいて、それら二つのデジタルデータに係る増幅度つまりレベルの差を検出し、その検出結果をレベルダウン部２８に送る。
具体的には、 レベル差検出部２９は、第一の系に係る増幅度の１００倍と第二の系に係る増幅度の２５倍の差の７５倍をレベルダウン部２８に送る。

レベルダウン部２８は、レベル差検出部２９からの７５倍という検出結果に基づいて、第一の系に係るデジタルデータを、５０倍の増幅度で増幅したデジタルデータにダウンさせてデータ選択部３０に送る。
ここでは、高い増幅度である１００倍で増幅されて得られたデジタルデータが、−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸを越えた部分がある場合に、その超えた部分を、低い増幅度である２５倍で増幅されて得られたデジタル信号の対応部分で置き換えるために、５０倍の増幅度で増幅して得られるデジタルデータに変換し、その変換して得たデジタルデータをデータ選択部３０に送る。

データ選択部３０は、レベルダウン部２８から第一の系であって５０倍の増幅度にレベルダウンされたデジタルデータと、一時記録媒体２６から第二の系に係り増幅度が２５倍のデジタルデータを受け、且つ、過大入力検出部２７から第一の系に係るデジタルデータが−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲を越えた部分がある旨の信号を受ける。
ここで、データ選択部３０は、第一の系に係るデジタルデータを基に、−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲を越えた部分については第二の系に係るデジタルデータを置き換えて一続きのデジタルデータに加工して使うことを選択する。

データ選択部３０は、上記の第一の系のデジタルデータを基にして、−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲を越えた部分については第二の系に係るデジタルデータで置き換えて一続きにしたデジタルデータを、マージン最小化部３１に送る。
この時、データ選択部３０からマージン最小化部３１に送るデジタルデータは５０倍の増幅度で増幅されたものであって図３及び図４に準じて、図５に、５０倍の増幅度で増幅して得られるデジタルデータの特性曲線を示す。

マージン最小化部３１は、データ選択部３０からのデジタルデータを受け取ると、前記の一時記録媒体２６の別ファイルに記録のデジタルデータのピークの値に基づいて、そのデジタルデータのピークが、−ＶＭＡＸ又はＶＭＡＸとの差つまりマージンが最少になるように、７５倍の増幅度で増幅して得られるデジタルデータに変換する。
図６に、図３、図４及び図５に準じて、７５倍の増幅度で増幅して得られるデジタルデータの特性曲線を示す。

マージン最小化部３１は、７５倍の増幅度で増幅して得られるように変換したデジタルデータをバッファメモリ１１に送る。
バッファメモリ１１は、そのデジタルデータを受け取ると、一時的に記憶し緩衝機能を奏しながらバス２１を介して記録媒体１４に送る。

ここで、記録媒体１４は、増幅度が５０倍で共通して増幅され、−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲を越えた部分を除いた第一の系に係るデジタルデータと、その取り除いた部分に対応した第二の系に係るデジタルデータが一続きになって記録された状態になる。
ユーザーは、データ記録装置１を用いて、記録媒体１４に記録されているこれら二つの系に係るデジタルデータを再生を行う際、データ記録装置１は以下のように作動する。

ユーザーは、操作部１２を操作して再生対象リストを表示部１３に表示させ、上記の記録したデジタルデータを特定する。
ここで、ユーザーは操作部１２のＰＬＡＹキィー（図示省略）を操作すると、操作部１２から再生命令の信号が制御手段１０の入力部２２に送られる。

制御手段１０の演算部２３は、入力部２２からの命令信号に基づいて、装置が再生機能に移行できる状態にあるか否かを判断し、目的とするデータを再生させるための命令信号を出力部２５からＤＳＰ９に送る。
ＤＳＰ９は、制御手段１０からデータの再生命令の信号を受け取ると、バッファメモリ１１に記録媒体１４から目的とするデジタルデータの読み出しの制御信号を送る。

バッファメモリ１１は、バス２１を介して記録媒体１４に記録されている上記の７５倍の増幅度で増幅されたデジタルデータを読み出して一時的に保持し、そのデジタルデータに係るデジタルデータの流れに緩衝機能を奏してＤＳＰ９に送る。
ここで、当該デジタルデータは、図１に示すように、ＤＳＰ９からバス１８を介してＤ／Ａ変換器１５に送られる。

Ｄ／Ａ変換器１５は、当該デジタルデータをアナログの電気信号の変換してアンプ１６に送り、アンプ１６は、当該アナログの電気信号を所望のレベルに増幅してスピーカ１７に送り、スピーカ１７は、所望レベルに増幅された電気信号を音声に変換して出力する。
ここで、スピーカ１７から出力される音声はデジタルデータを再生したものであるが、そのデジタルデータは、上述したように、再生可能の範囲つまり−ＶＭＡＸとＶＭＡＸの範囲内にあるから、再生されてスピーカ１７から出力される音声はマイクロホン２によってピックアップされた全ての期間に亘る音声について対応付いており、−ＶＭＡＸとＶＭＡＸの範囲を越えて正しく再生されず歪みの音声部分が生じるということはなく、再生の忠実性が得られている。

他方、デジタルデータの再生音が歪み音声を生じないように、デジタルデータを再生可能な−ＶＭＡＸからＶＭＡＸの範囲に確実に納まるように増幅度を十分に低くして記録する場合には、再生時に増幅度を上げるとそれに伴ってノイズが大きく出力されるという問題が生じる。
然るに、データ記録装置１は、音声に係る電気信号を、再生可能の範囲内において可能な限り高い増幅度で増幅されて得られるデジタルデータを記録する構成であることから、
大きな再生音声を得ることになり、相対的に信号対ノイズ比が低くなってノイズ低く抑えることが可能になる。

尚、上述したデータ記録装置１の例では、第一の系の電気信号が再生可能の範囲を越えているが、全ての記録の期間に亘って再生可能な範囲内にある場合は、第一の系のデジタルデータはＤＳＰ９のデータ選択部３０で記録の全区間で選択され、マージン最小化部３１に送られる。
マージン最小化部３１は、上述の例と同じように、ピークが再生可能な範囲つまり−ＶＭＡＸとＶＭＡＸの間にあって且つその絶対値が最大となるように増幅されてバッファメモリ１１に送られる。
デジタルデータはその後、データ記録装置１において、上述したと同じように扱われ、上述したと同じ効果が得られる。

データ記録装置１は、二つの系のデジタルデータつまり二つの異なる増幅度で増幅されたデジタルデータを扱う構成であるが、三つ以上の異なる増幅度で増幅されたデジタルデータを扱う構成であってもよい。
斯かる場合、当然ながら、三つ以上のデジタルデータを必要に応じて繋ぎ合わせて一続きのデジタルデータを作成てもよく、任意の数のデジタルデータを必要に応じて繋ぎ合わせて一続きのデジタルデータを作成してもよい。
つまり、マイクロホン２が音声をピックアップし変換して得られる電気信号のレベルに合わせて適宜選択するのがよい。

この発明の実施の最適な形態に記録媒体を接続した際の構成を説明する構成ブロック図である。 図１に示す形態のＤＳＰの構成を説明する構成ブロック図である。 図１に示す形態において、ピックアップした音声に係る電気信号を１００倍の増幅度で増幅して得られる信号の特性曲線を示す特性曲線説明図である。 図１に示す形態において、ピックアップした音声に係る電気信号を２５倍の増幅度で増幅して得られる信号の図３対応図である。 図３に示す特性曲線において−ＶＭＡＸ及びＶＭＡＸを超えた部分を図４に示す特性曲線の対応部分と置き換え、更に、増幅度を５０倍に変換して得られるデジタルデータに係る図３対応図である。 図５に示す特性曲線を増幅度を７５倍に変換して得られるデジタルデータに係る図３相当図である。

符号の説明

１ ：データ記録装置
２ ：マイクロホン
３，４ ：アンプ
５，６ ：電子ボリューム（ＥＶＲ）
７，８ ：Ａ／Ｄ変換器
９ ：デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
１０ ：制御手段
１１ ：バッファメモリ
２６ ：一時記録媒体
２７ ：過大入力検出部
２８ ：レベルダウン部
２９ ：レベル差検出部
３０ ：データ選択部
３１ ：マージン最小化部

Claims (3)

1. 一つのアナログ信号から、予め用意された複数の増幅度を用いてそれぞれ増幅度が異なる複数の増幅済みのアナログ信号が生成され、その複数の増幅済みアナログ信号の少なくとも一つがデジタルデータに変換されて記録媒体に記録されるデータ記録装置において、
   前記増幅済みのアナログ信号の中から最大の増幅度で増幅されて得られたアナログ信号に、予め設定した再生限界レベルを超える部分があるか否かを検出し、
   当該アナログ信号に予め設定した再生限界レベルを超える部分がある場合には、その越える部分を、上記複数の増幅済みアナログ信号の中から低い増幅度で増幅されて前記予め設定した再生限界レベル以下である他のアナログ信号の対応部分に置き換えて一続きのデジタル信号を作成し、
   更に、その一続きのデジタル信号のピークが前記再生限界レベルの範囲において、その一続きのデジタル信号をより大きい増幅度で増幅を行い、その増幅によって得られるデジタル信号をデジタルデータとして記録するように構成したデータ記録装置。
   
2. デジタルデータの記録を行う手段としてＤＳＰが備えられ、そのＤＳＰが前記検出、前記作成及び前記増幅を行う請求項１に記載のデータ記録装置。
   
3. 前記検出されたデジタルデータを前記代替デジタルデータに置き換える前に、それらのデジタルデータの増幅度を共通化させる構成の請求項１又は２に記載のデータ記録装置。
   

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