JP2018190482A - オーディオデジタル化 - Google Patents

Abstract

【課題】ピッチ変動を低減した搬送システムにより、安価で改善されたオーディオデジタル化システムを提供する。【解決手段】デジタル化システム１０は、長尺記録媒体１１を連続的にスキャンし、記憶されたアナログ音情報を読み取るように、記録媒体１１をリーダーヘッド１６に実質的に一定速度で通して動かすように、記録媒体１１が搬送システム１５によって保持される。光学音トラックを照明するために、光源１７が配置される。アナログ出力信号は、アナログ対デジタル変換器（ＡＤＣ）１８に送信され、デジタル形式に変換される。記録媒体１１の搬送の検知されたレートに基づいて求められたサンプリングレートにおいて、リーダーヘッド１６のアナログ出力をサンプリングする。デジタル化の目標サンプリングレートとは僅かに異なり、リーダーヘッド１６に対する記録媒体１１の搬送速度において変動を補償するように増減する。【選択図】図１

Description

本発明は、オーディオデジタル化のシステム及び方法に関する。

音は、オーディオカセット、テープ、フィルム、ＤＡＴ（デジタルオーディオテープ）、ＣＤ又は他の音記録媒体に記録することができる。用いられる実際の音記録プロセスと記録媒体とに依拠して、音は、アナログ信号又はデジタル信号として記憶することができる。過去において、オーディオを、オープンリールテープ（reel-to-reel tape）、フィルム又は他の長尺記録媒体上に時間連続アナログ信号として記録するのは、とりわけ一般的なことであった。そのような記録物は、しばしば「トラック」と称された。記録媒体は、オーディオ記録の異なるチャネルを記憶する複数のトラックを含むことができる。

アナログ音をデジタル音に変換することが可能であり、その逆もまた然りである。アナログ音情報をデジタル音情報に変換するプロセスは、一般的にオーディオデジタル化と称00される。オーディオデジタル化を実行するシステムは、スタンドアローンシステムとすることができるが、このシステムは、テレシネ又はフィルムスキャナー等のマルチメディア処理システムに組み込むこともできる。フィルム又はカセットテープ等の長尺記録媒体上に記録された音記録トラックをデジタル形式に変換するために、オーディオデジタル化システムは、一般的に、長尺記録媒体をリーダーヘッドに連続的に通して搬送する搬送機構を備える必要がある。反対に、（一般的ではないものの、）媒体を静止状態に保ってリーダーヘッドを動かすこともできるし、リーダーヘッド及び媒体の双方を動かすこともできる。リーダーヘッドは、記憶されたアナログ音情報を読み取り、ひいては、アナログ音を表すアナログ出力を生成する。次に、アナログ出力は、アナログ対デジタル変換器によって所定のサンプリングレートにおいてサンプリングされ、その後、好適な記録媒体上にデジタル形式において再度記憶される。

上記で記載されたシナリオにおいて、音記録媒体は、物理的にリーダーヘッドに連続的に通して搬送する必要があるので、搬送システムの安定性及び正確性が、デジタル音の品質を決定することにおいて重要な役割を担う。搬送システムは、デジタル音情報が搬送速度の変動に起因して損なわれることがないことを確実にするように、機械的に安定かつ正確である必要がある。それにもかかわらず、不規則的なテープ又はフィルムの運動によって引き起こされるデジタル音における不完全性を完璧に回避することは、一般的に可能ではない。例えば、「ワウ（wow）」及び「フラッター（flutter）」の双方が、不規則的なフィルム又はテープの運動からの結果であり得る、デジタル化オーディオ信号において捕捉される可能性がある音のアナログ再生におけるピッチ変動を記述するのに用いられる用語である。

オーディオデジタル化システムの搬送システムを改善し、それによって、不規則的なテープ又はフィルムの運動によって引き起こされる音の不完全性を最小限にするのに、いくつかの既存の解決策が存在する。１つの解決策は、機械的に安定したプラットフォーム上にオーディオデジタル化システムを配置することを伴い、それにより、いかなる障害も伴わずに搬送プロセスを実行することができる。別の解決策は、高精度の軸受及び高重量のフライホイールを用いて、いかなる駆動速度変動も減衰することを伴う。そのような搬送システムは、時により良好な音品質を達成することができる一方で、非常に高重量かつ高価でもある。

したがって、別の解決策は、デジタル音記録をコンピューターソフトウェアにおける一連の「平滑化（smoothing）」ステップに提供して、異常なピッチ変動を検出及び除去することを伴う。１つのそのようなソフトウェアパッケージは、「Ｃｅｌｅｍｏｎｙ」である。しかしながら、ソフトウェアベースの解決策は、高価であると考えられ、オーディオデジタル化のワークフローに別のステップを導入する。

したがって、従来技術の欠点のうちの少なくとも１つに取り組み、又は一般公衆のための少なくとも一代替選択に取り組む、改善されたオーディオデジタル化システム及び方法が必要とされている。

本明細書におけるいずれの従来技術の参照も、この従来技術が何らかの権限における共通の一般的な知識の一部を形成し、又はこの従来技術が当業者によって理解され、関連があると見なされ、及び／又は従来技術の他の部分と組み合わせることを合理的に予測することができると認識されたもの又は示唆されたものではない。

広範な概念において、本発明は、アナログ信号を生成するリーダーがアナログオーディオを符号化するトラックに対して並進する方法を用いて記録媒体から読み取られるアナログ信号のデジタル化を試みる場合、デジタル化プロセスを調整して搬送速度変動を補償することによって、この変動を補正することが可能であるという、本発明者らによる認識に基づいている。特に好ましい実施形態において、アナログオーディオ信号を目標サンプルレートにおいてサンプリングすることが望ましい場合、実際のサンプルレートは、搬送速度変動を補償するように目標サンプルレートから変化することができる。好ましくは、相対搬送速度（又は、相対搬送速度における変動）は、リーダーが受ける変動を反映するように、リーダーにおいて又はリーダーの付近で求められる。したがって、好ましい形態において、相対搬送速度における正の変動（増加）は実際のサンプリングレートにおける対応する増加をもたらし、一方で、相対搬送速度における負の変動（減少）は、実際のサンプリングレートにおける対応する減少をもたらす。

第１の態様では、長尺記録媒体上に保持されるオーディオトラックをデジタル化する方法であって、
前記オーディオトラックを含む前記記録媒体を搬送してリーダーに通し、前記オーディオトラックの連続読み取りを可能にすることと、
前記リーダーを用いて前記オーディオトラックを読み取り、アナログ出力信号を生成することと、
前記記録媒体の搬送のレートを検知することと、
前記アナログ出力信号を、前記検知された搬送のレートに基づいて求められたサンプリングレートにおいてサンプリングして、前記アナログ出力信号をデジタル化することと、
を含む、方法が開示される。

前記サンプリングレートは、変調クロック周波数を有する変調器クロック信号に基づいて求めることができる。

第２の態様では、長尺記録媒体上に保持されるオーディオトラックをデジタル化する方法であって、
前記オーディオトラックを含む前記記録媒体を搬送してリーダーに通し、前記オーディオトラックの連続読み取りを可能にすることと、
前記リーダーを用いて前記オーディオトラックを読み取り、アナログ出力信号を生成することと、
前記記録媒体の搬送のレートを検知することと、
前記検知された搬送のレートに基づいて変調クロック周波数を有する変調器クロック信号を生成することと、
前記変調器クロック信号を、アナログ対デジタル変換器に印加して、前記アナログ出力信号をデジタル化することと、
を含む、方法が開示される。

前述の態様の実施形態では、前記記録媒体の前記搬送のレートを検知する前記ステップは、
前記記録媒体を保持する前記搬送機構の少なくとも１つの回転構成要素の回転周波数又は回転速度を求めること、
を含むことができる。

１つの形態では、前記記録媒体の前記搬送のレートを検知する前記ステップは、以下、
前記記録媒体を保持する前記搬送機構の少なくとも１つの回転構成要素の回転をモニタリングすることと、
前記搬送機構の前記少なくとも１つの回転構成要素に回転的に結合された回転要素をモニタリングすることと、
前記少なくとも１つの回転構成要素によって動かされる要素の線形運動をモニタリングすることと、
のうちの任意の１つ以上を含むことができる。

１つの形態では、前記記録媒体の前記搬送のレートを検知する前記ステップは、
前記搬送機構の回転構成要素に回転的に結合されたエンコーダーから１つ以上の出力信号を受信すること、
を含むことができる。

前記方法は、前記エンコーダーから受信された出力信号（複数の場合もある）に基づいて前記変調クロック周波数を調整することを含むことができる。

１つの形態では、前記変調クロック周波数は、調整周波数及び基本クロック周波数に基づいて求められる。

１つの形態において、前記エンコーダーは、前記搬送機構の前記回転構成要素の１回転あたり５１２個の出力信号を生成する。

１つの形態において、前記基本クロック周波数は、１２．２８８ＭＨｚとすることができる。

１つの形態において、目標サンプリングレートは、４８ｋＨｚとするか又は約４８ｋＨｚとすることができる。

１つの形態において、前記エンコーダーは、前記搬送機構の前記回転構成要素と同期して回転する。

１つの形態では、前記搬送機構の前記回転構成要素は、ローラー、ギヤ、スプロケット、キャプスタン、スピンドル、軸、スプール等のうちの任意の１つ以上を含むことができる。

最も好ましくは、前記回転構成要素は、前記記録媒体と接触して回転する高精密ローラーである。

１つの形態では、前記オーディオトラックを読み取る前記ステップは、
光学的に符号化されたオーディオトラックを表す光学信号を受信すること、又は、
磁気的に符号化されたオーディオトラックを検知すること、
のうちの１つ以上を含むことができる。

１つの形態では、前記方法は、
前記デジタル化アナログ出力信号をバッファーメモリに転送することと、
前記バッファーメモリの状態をモニタリングすることと、
前記バッファーメモリの前記状態に基づいて変調クロック周波数を調整することと、
を更に含む。

１つの形態では、前記方法は、前記デジタル化アナログ出力信号の基準周波数を、以下、
前記記録媒体を保持する前記搬送機構の少なくとも１つの回転構成要素の測定された回転周波数又は回転速度、
前記搬送機構の少なくとも１つの回転構成要素の回転運動を駆動する入力信号、
のうちの１つ以上に基づいて求めること、
を更に含む。

前記基準周波数は、前記デジタル化出力信号の最終出力ビットレートと相関することができる。

１つの形態では、前記方法は、
前記バッファーメモリに記憶された前記デジタル化アナログ出力信号にアクセスすることと、
前記基準周波数及び前記バッファーメモリに記憶された前記デジタル化アナログ出力信号に基づいて補正されたデジタル化アナログ出力信号を生成することと、
を更に含む。

第３の態様では、
記録媒体上に記録されたオーディオ情報を読み取り、アナログ出力信号を生成するように構成されたリーダーと、
デジタル化される前記オーディオ情報を保持する前記記録媒体を動かして前記リーダーに通すように構成された搬送機構と、
前記リーダーの前記アナログ出力信号を或るサンプルレートでサンプリングするように構成されたアナログ対デジタル変換器と、
を備える、オーディオデジタル化システムであって、前記サンプルレートは、前記記録媒体の搬送のレートに依拠している、オーディオデジタル化システムが開示される。

前記搬送機構は、前記記録媒体の前記搬送のレートを検知するように構成された検知システムを含むことが好ましい。

前記検知システムは、前記クロック信号として直接的に、又は前記アナログ対デジタル変換器によって用いられる前記クロック信号を生成するクロック信号生成器によって用いることができる基準クロック信号を出力するように構成することができる。

第４の態様では、
記録媒体上に記録されたオーディオ情報を読み取り、アナログ出力信号を生成するように構成されたリーダーと、
デジタル化される前記オーディオ情報を保持する前記記録媒体を動かして前記リーダーに通すように構成された搬送機構と、
変調器クロック信号を生成するように構成されたクロック信号生成器と、
前記リーダーの前記アナログ出力信号を前記変調器クロック信号に基づいてサンプリングするように構成されたアナログ対デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
を備える、オーディオデジタル化システムが開示される。

搬送システムは、前記記録媒体の前記搬送のレートを検知するように構成された検知システムを含むことが好ましい。

上記の実施形態では、前記検知システムは、前記リーダーに隣接する場所において前記記録媒体の前記搬送のレートを検知する。

前記検知システムは、前記搬送機構の構成要素に回転的に結合されたエンコーダーを備えることができ、該エンコーダーは、前記リーダーを通る前記記録媒体の前記搬送と同期して回転する。

前記エンコーダーは、ローラー、ギヤ、スプロケット、キャプスタン、スピンドル、軸、スプール等のうちの任意の１つ以上に結合することができ、回転要素が、上記のうちの任意の１つに回転的に結合される。

前記リーダーは、
光学的に符号化されたオーディオトラックを読み取るように構成された光学リーダー、又は、
磁気的に符号化されたオーディオトラックを読み取るように構成された磁気リーダー、
のうちの任意の１つ以上を備えることができる。

前記オーディオデジタル化システムは、テレシネ、モーションピクチャーフィルムスキャナー、ビデオデジタイザー等の一部を形成することができる。

本明細書で使用されるように、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、「含む（comprise）」という用語及びその用語の変化形、例えば「含む（"comprising", "comprises" and "comprised"）」は、更なる添加物、構成要素、整数又は工程を排除することを意図するものではない。

本発明の更なる態様及び上記の段落に記載の態様の更なる実施形態は、例として挙げる以下の記載から、及び添付の図面を参照することにより明らかとなるであろう。

１つの実施形態によるオーディオデジタル化システムの概略図である。 １つの実施形態における、アナログオーディオトラックの場所を示すモーションピクチャーフィルムの図である。 図１において示されるタイプのオーディオデジタル化システムの付加的な詳細を示す概略図である。 図１において示されるタイプのオーディオデジタル化システムの別の実施形態の付加的な詳細を示す概略図である。

本発明を具現化する一例示的なオーディオデジタル化システムが図１に示されている。デジタル化システム１０は、動いている長尺記録媒体１１を連続的にスキャンし、記録媒体１１上に記録されたアナログ音情報をデジタル化するように作動する。図２は、図１のシステムと併せて用いることができる記録媒体１１の一例を示している。この例において、この記録媒体は、フィルム１１ａである。この好ましい実施形態は、モーションピクチャーフィルムデジタル化との関連で記載され、したがって、記録媒体１１は、フィルム１１ａ上に１つ以上のトラックとして音が記録されたモーションピクチャーフィルムであるが、本発明の他の実施形態は、オープンリール磁気テープ、蓄音機シリンダー（phonograph cylinders）、グラモフォンレコード（gramophone records）等の、搬送機構を必要とする他の形式のアナログ符号化記録媒体とともに用いるために適合することができることが理解される。

フィルム１１ａは、フィルムフレーム１３ａ、１３ｂのシーケンスにモノラル又はバイノーラルオーディオ情報を提供するように、一方又は双方の縁部に沿って１つ以上のアナログ音トラック１４を含む。これらの音トラック１４は、音を記録するのに用いられた記録技術に依拠して、磁気形式又は写真形式とすることができる。また、基準トラックとしても知られる同期トラック１２を設けることができ、この同期トラックは、一般的に複数の孔を有する。各孔又は孔の群は、それぞれのフレーム１３ａ、１３ｂに関連付けることができる。基準トラック１２は、一般的に、フィルムの運動中のフィルム１１ａの搬送及び安定化の目的で設けられる。また、この基準トラックは、或る特定のカメラシステムに対する標準測定基準として用いて、フレームのサイズを参照することもできる。

ここで再び図１を参照すると、記憶されたアナログ音情報を読み取るように、記録媒体１１をリーダーヘッド１６に実質的に一定速度で通して動かすように、記録媒体１１が搬送システム１５によって保持される。図示の実施形態において、リーダーヘッド１６は、関連付けられたスキャン位置を有し、この位置において、記録媒体１１は、搬送されて通過する際にスキャンされる。この例において、リーダーヘッド１６は、光学リーダーである。記録媒体１１の一方の面において、記録媒体１１の光学音トラックを照明する光源１７が配置される。記録媒体１１の反対面において、リーダーヘッド１６は、記録媒体１１を透過した光を受信し、記録媒体１１を透過した光を表すアナログ出力信号を生成するように、配置される。次に、アナログ出力信号は、アナログ対デジタル変換器（ＡＤＣ）１８に送信され、デジタル形式に変換される。図１は、音トラックが光学的に記憶及び読み取りされるシステムを示しているが、本発明は、音トラックを磁気的に記録することができ、リーダーヘッドを磁気タイプとすることができる他のシステムにおいて用いられるように容易に適合することができることが理解されるべきである。いくつかの実施形態において、記録媒体１１は、複数の形式、例えば、光学形式及び磁気形式において符号化されたオーディオトラックを含むことができ、システムは、各々に対応するリーダーヘッドを備えることができる。

本発明に従って、アナログ対デジタル変換器１８は、このアナログ対デジタル変換器が、記録媒体１１の搬送の検知されたレートに基づいて求められたサンプリングレートにおいてリーダーヘッド１６のアナログ出力をサンプリングするように構成される。このサンプリングレートは、デジタル化の目標サンプリングレートとは僅かに異なり、リーダーヘッド１６に対する記録媒体１１の搬送速度において変動を補償するように増減する。

記録媒体１１の搬送のレートは、種々の方法で求めることができる。１つの実施形態において、記録媒体１１の搬送のレートは、記録媒体１１を保持する搬送機構１５の少なくとも１つの回転構成要素１９の回転周波数又は回転速度に基づいて求めることができる。より具体的には、システム１０は、記録媒体１１を保持する搬送機構１５の回転構成要素１９の回転をモニタリングすることもできるし、搬送機構１５の回転構成要素１９に回転的に結合された回転要素（図示せず）をモニタリングすることもできる。いくつかの場合、システムは、搬送システムの回転構成要素によって動かされる要素（図示せず）の直線運動をモニタリングすることができる。特に好ましい実施形態において、回転構成要素１９は、記録媒体１１が通過する精密ローラーである。そのようなローラーを機械加工して軸受上に取り付けることができ、これにより、ローラーが精密に円形（又は機械加工の公差が実際上許容する程度に精密に円形）であり、かつ可能な限り精密に同心上で作動するように軸受上に取り付けられることが確実になる。さらに、ローラー１９の径方向反対側に取り付けられた複数のリーダーヘッドを設けて、ローラー１９における回転上の同心性を欠くことによる影響を取り除くことができる。

図３は、図１の実施形態の更なる詳細を示している。この実施形態において、搬送機構１５は、搬送機構１５のローラー１９に回転的に結合されたエンコーダー２０を備える。エンコーダー２０は、エンコーダー２０の回転位置を示す出力信号を生成するように構成される。例えば、エンコーダー２０は、ローラー１９の各完全な１回転の間に任意の好適な数のパルスを生成するように構成することができる。１つの形態において、５１２個のパルスを生成することができるが、他の実施形態において、より多くの数、例えば、１０００個のパルスを生成することができる。エンコーダー２０の出力信号は、速度推定器２１によって受信及び解析される。速度推定器２１は、高周波数のクロック（例えば、１５０ＭＨｚ程度）を有し、エンコーダー２０から受信されたパルス間のカウントの数を記録する。これから、この速度推定器は、ローラー１９の搬送中の回転速度における変動を計算する。（期待される速度からの）速度変動があると判断された場合、速度推定器２１は、周波数調整信号を生成し、その後、この周波数調整信号は、基本クロック周波数と併せて用いられて、ＡＤＣ変換器１８への変調器クロック信号が生成される。

当業者によって理解されるように、アナログオーディオ信号をデジタル化するのに用いられるサンプルレートは、通常、人間の可聴領域の帯域幅に概ね等しい帯域幅を有する周波数帯域内の音を捕捉するために、５０ｋＨｚ周辺である。本例において、ＡＤＣ１８は、４８ｋＨｚの目標サンプルレートを有する。この例において、ＡＤＣ１８は、デルタシグマ変調器を利用する。当業者によって理解されるように、デルタシグマ変調器は、シングルビットＡＤＣを有し、これは、目標サンプリングレート、例えば４８ｋＨｚよりも遥かに高い周波数を用いてアナログ信号をオーバーサンプリングする。このオーバーサンプリングがデルタシグマ変調器によって用いられ、信号をデジタル化するのに必要なビット深度が提供される。デルタシグマＡＤＣからの出力信号は、いくつかの実施形態において、平均（以下に記載されるように、サンプルレート変換器を用いて）及び合成して、目標周波数、例えば４８ｋＨｚにおいて従来的なＡＤＣサンプリングに等価な信号を生成することができる。

ＡＤＣ１８には、このＡＤＣが各連続サンプルを取得する時点を統御する変調器クロック信号が供給される。この例において、変調器クロック周波数は、１２．２８８ＭＨｚを中心とするが、出力音信号の必要サンプリング周波数に依拠して、及び、種々の搬送速度／障害における所望のサンプリング周波数を維持するために、変動することができる。本例において、デルタシグマＡＤＣは、８ビットのビット深度を用いる従来的な４８ｋＨｚ ＡＤＣと等価な方法で動作する。他の実施形態において、より高い又はより低いビット深度又はサンプルレート、例えば、２４ビット、９６ｋＨｚ出力を用いることができる。本発明の好ましい実施形態によれば、変調器クロック周波数は、速度推定器２１の出力に基づいて（中心周波数に対して上下に）調整され、記録媒体１１の搬送中に生じた検知速度変動が補償される。変動は、好ましくは、２．０４８ＭＨｚ〜１５．３６ＭＨｚの範囲であるが、より高い又はより低いレートを用いることができる。記録媒体１１の瞬時搬送速度が所望のものよりも低速の場合、ローラー１９の回転周波数は低減される。この場合、これは、エンコーダー２０によって検知され、速度推定器２１が、変調器クロック信号の周波数を下げるように調整する。すると、これにより、ＡＤＣ１８によって取得されるサンプル間の時間が増大する。反対に、搬送速度がその所定速度を超えて変動する場合、変調器クロック周波数は増大し、これに応じて、ＡＤＣ１８によって得られる実際のサンプルレートは、例えば、上述された好ましい変調器クロック周波数変動に従って８ｋＨｚ〜６０ｋＨｚ増大される。

概念的に、一定の周波数トーンとして再生されるべき正弦オーディオ波の極めて単純な場合を検討する。このトーンをサンプリングするためには、アナログ信号の各ピーク及び谷部においてサンプルを取得することで十分であり、これらのピーク及び谷部は、波形３０上にマーキングされた楕円によって示されている。再生中の搬送速度変動に起因して、オーディオリーダー１６によって出力されるアナログオーディオ信号読み値は、完全な正弦波ではなく、波形が時間において圧縮される部分とこの波形が時間において伸張される部分とを有する。（波形のピーク及び谷部の理想的な位置のサンプリングを試みて）一定のサンプルレートが用いられる場合、ピーク及び谷部は得られない。しかしながら、本発明の一実施形態を用いて、アナログ信号のデジタル化のために用いられるサンプリングレートは、例えば、サンプリングレートを統御するクロック信号を調整することによって調整されて、波形における時間領域障害に整合される。これを行うことによって、波形３２上にマーキングされた楕円によって示されているように、波形ピークにおいて取得されることが意図されるサンプルがより正確にこのピークに合致し、波形谷部において取得されることが意図されるサンプルがより正確にこの谷部に合致する。ＡＤＣのビットストリームは可変サンプルレートにおいて導出されるが、このビットストリームは、固定目標ビットレートにおいてＡＤＣから出力され、この固定目標ビットレートは、上記の例では４８ｋＨｚである。

ＡＤＣの出力ビットストリーム３２は、オーディオバッファー３４に、その所定のビットレートにおいて渡される。しかしながら、ダウンストリームで要求されるビットレートに合致するように出力ビットストリームを調整する必要がある場合がある。これは、サンプルレート変換器３６を用いて達成される。サンプルレート変換器は、基準周波数を、例えば、ローラー３８等の搬送システムの構成要素から受信する。基準周波数は、出力信号の要件に関して、記録媒体１１の搬送レートを表している。例えば、デジタル化出力信号が２４フレーム毎秒（ｆｐｓ）フィルムのオーディオを表しているものの、デジタル化されているフィルムの実際の搬送レートが１２ｆｐｓしかない場合、出力オーディオ信号を生成するのに必要とされるサンプルの２倍ものサンプルがバッファーメモリ３４によって蓄積されていることになる。サンプルレート変換器３６は、この不整合について出力信号を補正する。

別の例において、デジタル化出力信号が２４フレーム毎秒（ｆｐｓ）フィルムのオーディオを表しているものの、デジタル化されているフィルムの実際の搬送レートが３０ｆｐｓであった場合、出力オーディオ信号を生成するのに必要とされるサンプルに比較して過少なサンプルがバッファーメモリ３４によって蓄積されていることになる。この事例は波形３１に示され、この波形において楕円によってマーキングされたサンプル点が、ＡＤＣ１８によって直接生成される。しかしながら、これは、（本質的に、各秒で過剰なフレームがデジタル化されているため、）アナログ信号のアンダーサンプリングを表している。この場合、サンプルレート変換器３６は、楕円によってマーキングされた５つのサンプル値ではなく、長方形によってマーキングされた６つのデータ点を含むデータストリームを出力する。サンプルレート変換を実行する機構は、当業者に既知の任意の好適な技術とすることができる。

また、第２のフィードバック機構を、バッファーメモリ３４内のデジタルオーディオの蓄積を制御するのに適用することもできる。理解されるように、バッファーメモリ３４は、サンプルレート変換器にフィードするのに十分な、しかしオーバーフローはしないデータを含まなくてはならない。これは、バッファー使用量をモニタリングすること、及び、ＰＩＤコントローラー３７を用いて、速度推定器２１の出力をこれに応じて増減して調整する制御信号を生成することによって、制御される。ＰＩＤコントローラー３７によって実行される調整のレベルは、通常、非常に低い周波数（例えば、可聴周波数未満）であり、したがって、出力オーディオ品質に影響しない。

図４は、図１に示すタイプのシステムの第２の実施形態を示している。共通の特徴部には、一致する参照符号が与えられており、再度詳細に説明されることはない。本実施形態のシステムは、本実施形態がサンプルレート変換器３６を備えないという点において図３の実施形態とは異なる。これは、ＡＤＣ変換器１８の変調器クロック信号が、以前の例の周波数範囲よりも広い周波数範囲にわたって変動することを許容されるため、達成される。

ＡＤＣ１８によってより広い周波数変動を許容することによって、ＡＤＣ１８が、補正されるワウ及びフラッターの範囲に関して、また、目標サンプリングレートの範囲、例えば、８ｋＨｚ〜６０ｋＨｚ（ただし、より高い又はより低いサンプリングレートを用いることができる）に関しての双方のより大きな周波数変動に対処することが可能である。

ここでも、搬送機構１５は、この搬送機構１５のローラー１９に回転的に結合されたエンコーダー２０を備える。エンコーダー２０は、エンコーダー２０の回転位置を示す出力信号を生成するように構成される。エンコーダー２０の出力信号は、速度推定器２１によって受信及び解析される。速度推定器２１は、エンコーダー２０から受信されたパルス間のカウントの数を記録する。前述の実施形態におけるように、任意の好適な数のエンコーダーパルスを用いることができるが、１回転あたり約１０００個が好適であると信じられている。これから、この速度推定器は、ローラー１９の搬送中の回転速度における変動を計算する。（期待される速度からの）速度変動があると判断された場合、速度推定器２１は、周波数調整信号を生成し、その後、この周波数調整信号は、基本クロック周波数と併せて用いられて、ＡＤＣ変換器１８への変調器クロック信号が生成される。変調器クロック信号は、ＡＤＣが各連続サンプルを取得する時点を統御する。変調器クロック周波数は、速度推定器２１の出力に基づいて（中心周波数に対して上下に）調整され、記録媒体１１の搬送中に生じた検知速度変動が補償される。ＡＤＣの出力ビットストリーム３２は、オーディオバッファー３４に、その所定のビットレートにおいて渡される。この例において、デジタル化出力信号は、再サンプリングすることなくバッファーメモリ３４から直接読み取ることができる。理解されるように、本実施形態は、図３の実施形態と同じ目標サンプリングレート（例えば、８ｋＨｚ〜６０ｋＨｚ、又は最大９６ｋＨｚ又はそれ以上）及びビット深度（例えば、８ビット〜２４ビット又は他の必要とされるビット深度）にわたって機能することができる。

また、第２のフィードバック機構を、バッファーメモリ３４内のデジタルオーディオの蓄積を制御するのに適用することもできる。理解されるように、バッファーメモリ３４は、正しいサンプルレートにおいてデータを出力するのに十分な、しかしオーバーフローはしないデータを含まなくてはならない。これは、バッファー使用量をモニタリングすること、及び、ＰＩＤコントローラー３７を用いて、速度推定器２１の出力をこれに応じて増減して調整する制御信号を生成することによって、制御される。ＰＩＤコントローラー３７によって実行される調整のレベルは、通常、非常に低い周波数（例えば、可聴周波数未満）であり、したがって、出力オーディオ品質に影響しない。

本明細書において開示及び定義される本発明は、本文若しくは図面に挙げられ又は本文若しくは図面から明らかな個々の特徴の２つ以上の全ての代替的組合せに拡大されることが理解されるであろう。これらの様々な組合せの全ては、本発明の種々の代替的態様を構成する。

Claims (29)

1. 長尺記録媒体上に保持されるオーディオトラックをデジタル化する方法であって、
   前記オーディオトラックを含む前記記録媒体を搬送してリーダーに通し、前記オーディオトラックの連続読み取りを可能にすることと、
   前記リーダーを用いて前記オーディオトラックを読み取り、アナログ出力信号を生成することと、
   前記記録媒体の搬送のレートを検知することと、
   前記アナログ出力信号を、前記検知された搬送のレートに基づいて求められたサンプリングレートにおいてサンプリングして、前記アナログ出力信号をデジタル化することと、
   を含む、方法。
2. 前記サンプリングレートは、変調クロック周波数を有する変調器クロック信号に基づいて求めることができる、請求項１に記載の方法。
3. 長尺記録媒体上に保持されるオーディオトラックをデジタル化する方法であって、
   前記オーディオトラックを含む前記記録媒体を搬送してリーダーに通し、前記オーディオトラックの連続読み取りを可能にすることと、
   前記リーダーを用いて前記オーディオトラックを読み取り、アナログ出力信号を生成することと、
   前記記録媒体の搬送のレートを検知することと、
   前記検知された搬送のレートに基づいて変調クロック周波数を有する変調器クロック信号を生成することと、
   前記変調器クロック信号を、アナログ対デジタル変換器に印加して、前記アナログ出力信号をデジタル化することと、
   を含む、方法。
4. 前記記録媒体の前記搬送のレートを検知する前記ステップは、
   前記記録媒体を保持する搬送機構の少なくとも１つの回転構成要素の回転周波数又は回転速度を求めること、
   を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記記録媒体の前記搬送のレートを検知する前記ステップは、以下、
   前記記録媒体を保持する前記搬送機構の少なくとも１つの回転構成要素の回転をモニタリングすることと、
   前記搬送機構の前記少なくとも１つの回転構成要素に回転的に結合された回転要素をモニタリングすることと、
   前記少なくとも１つの回転構成要素によって動かされる要素の線形運動をモニタリングすることと、
   のうちの任意の１つ以上を含むことができる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記記録媒体の前記搬送のレートを検知する前記ステップは、
   前記搬送機構の回転構成要素に回転的に結合されたエンコーダーから１つ以上の出力信号を受信すること、
   を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記エンコーダーは、前記搬送機構の前記回転構成要素と同期して回転する、請求項６に記載の方法。
8. 前記エンコーダーは、前記搬送機構の前記回転構成要素の１回転あたり１０００個の出力信号を生成する、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記エンコーダーから受信された出力信号（複数の場合もある）に基づいて前記変調クロック周波数を調整することを更に含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記変調クロック周波数は、調整周波数及び基本クロック周波数に基づいて求められる、請求項２〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記基本クロック周波数は、２．０４８ＭＨｚ〜１５．３６ＭＨｚである、請求項１０に記載の方法。
12. 前記サンプリングレートは、８ｋＨｚ〜６０ｋＨｚである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記搬送機構の前記回転構成要素は、ローラー、ギヤ、スプロケット、キャプスタン、スピンドル、軸、スプール等のうちの任意の１つ以上を含むことができる、請求項４〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記回転構成要素は、前記記録媒体と接触して回転する高精密ローラーである、請求項４〜１２のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記オーディオトラックを読み取る前記ステップは、
    光学的に符号化されたオーディオトラックを表す光学信号を受信すること、又は、
    磁気的に符号化されたオーディオトラックを検知すること、
    のうちの１つ以上を含むことができる、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記デジタル化アナログ出力信号をバッファーメモリに転送することと、
    前記バッファーメモリの状態をモニタリングすることと、
    前記バッファーメモリの前記状態に基づいて変調クロック周波数を調整することと、
    を更に含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記デジタル化アナログ出力信号の基準周波数を、以下、
    前記記録媒体を保持する前記搬送機構の少なくとも１つの回転構成要素の測定された回転周波数又は回転速度、
    前記搬送機構の少なくとも１つの回転構成要素の回転運動を駆動する入力信号、
    のうちの１つ以上に基づいて求めること、
    を更に含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記基準周波数は、前記デジタル化出力信号の最終出力ビットレートと相関することができる、請求項１７に記載の方法。
19. 前記バッファーメモリに記憶された前記デジタル化アナログ出力信号にアクセスすることと、
    前記基準周波数及び前記バッファーメモリに記憶された前記デジタル化アナログ出力信号に基づいて補正されたデジタル化アナログ出力信号を生成することと、
    を更に含む、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 記録媒体上に記録されたオーディオ情報を読み取り、アナログ出力信号を生成するように構成されたリーダーと、
    デジタル化される前記オーディオ情報を保持する前記記録媒体を動かして前記リーダーに通すように構成された搬送機構と、
    前記リーダーの前記アナログ出力信号を或るサンプルレートでサンプリングするように構成されたアナログ対デジタル変換器と、
    を備える、オーディオデジタル化システムであって、前記サンプルレートは、前記記録媒体の搬送のレートに依拠している、オーディオデジタル化システム。
21. 記録媒体上に記録されたオーディオ情報を読み取り、アナログ出力信号を生成するように構成されたリーダーと、
    デジタル化される前記オーディオ情報を保持する前記記録媒体を動かして前記リーダーに通すように構成された搬送機構と、
    変調器クロック信号を生成するように構成されたクロック信号生成器と、
    を備える、オーディオデジタル化システムであって、アナログ対デジタル変換器（ＡＤＣ）は、前記リーダーの前記アナログ出力信号を前記変調器クロック信号に基づいてサンプリングするように構成される、オーディオデジタル化システム。
22. 前記記録媒体の前記搬送のレートを検知するように構成された検知システムを更に含む、請求項２０又は２１に記載のオーディオデジタル化システム。
23. 前記検知システムは、前記リーダーに隣接する場所において前記記録媒体の前記搬送のレートを検知する、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載のオーディオデジタル化システム。
24. 前記検知システムは、前記クロック信号として直接的に、又は前記アナログ対デジタル変換器によって用いられる前記クロック信号を生成するクロック信号生成器によって用いることができる基準クロック信号を出力するように構成することができる、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載のオーディオデジタル化システム。
25. 前記検知システムは、前記搬送機構の構成要素に回転的に結合されたエンコーダーを備えることができ、該エンコーダーは、前記リーダーを通る前記記録媒体の前記搬送と同期して回転する、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載のオーディオデジタル化システム。
26. 前記エンコーダーは、ローラー、ギヤ、スプロケット、キャプスタン、スピンドル、軸、スプール等のうちの任意の１つ以上に結合することができ、回転要素が、上記のうちの任意の１つに回転的に結合される、請求項２５に記載のオーディオデジタル化システム。
27. 前記リーダーは、
    光学的に符号化されたオーディオトラックを読み取るように構成された光学リーダー、又は、
    磁気的に符号化されたオーディオトラックを読み取るように構成された磁気リーダー、
    のうちの任意の１つ以上を備えることができる、請求項２０〜２６のいずれか１項に記載のオーディオデジタル化システム。
28. 請求項２０〜２７のいずれか１項に記載のオーディオデジタル化システムを含む、テレシネ、モーションピクチャーフィルムスキャナー、ビデオデジタイザー等。
29. 請求項１〜１９のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成された、請求項２０〜２７のいずれか１項に記載のオーディオデジタル化システム。