JP3134339B2 - 圧縮データ記録再生装置 - Google Patents

圧縮データ記録再生装置

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JP3134339B2
JP3134339B2 JP03092740A JP9274091A JP3134339B2 JP 3134339 B2 JP3134339 B2 JP 3134339B2 JP 03092740 A JP03092740 A JP 03092740A JP 9274091 A JP9274091 A JP 9274091A JP 3134339 B2 JP3134339 B2 JP 3134339B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルオーディオ
信号等をビット圧縮した圧縮データの記録再生装置に関
し、特に、一定ビットレートの記録媒体と可変ビットレ
ートの記録媒体との間でデータ転送し記録するような圧
縮データ記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本件出願人は、先に、入力されたディジ
タルオーディオ信号をビット圧縮し、所定のデータ量を
記録単位としてバースト的に記録するような技術を、例
えば特願平2−221364号、特願平2−22136
5号、特願平2−222821号、特願平2−2228
23号の各明細書及び図面等において提案している。
【0003】この技術は、記録媒体として光磁気ディス
クを用い、いわゆるCD−I(CD−インタラクティ
ブ)やCD−ROM XAのオーディオデータフォーマ
ットに規定されているAD(適応差分)PCMオーディ
オデータを記録再生するものであり、このADPCMデ
ータの例えば32セクタ分とインターリーブ処理のため
のリンキング用の数セクタとを記録単位として、光磁気
ディスクにバースト的に記録している。
【0004】この光磁気ディスクを用いた記録再生装置
におけるADPCMオーディオにはいくつかのモードが
選択可能になっており、例えば通常のCDの再生時間に
比較して、2倍の圧縮率のレベルA、4倍のレベルB、
8倍のレベルCが規定されている。すなわち、例えば上
記レベルBの場合には、ディジタルオーディオデータが
略々1/4に圧縮され、このレベルBのモードで記録さ
れたディスクの再生時間(プレイタイム)は、標準的な
CDフォーマット(CD−DAフォーマット)の場合の
4倍となる。これは、より小型のディスクで標準12c
mと同じ程度の記録再生時間が得られることから、装置
の小型化が図れることになる。
【0005】ただし、ディスクの回転速度は標準的なC
Dと同じであるため、例えば上記レベルBの場合、所定
時間当たりその4倍の再生時間分の圧縮データが得られ
ることになる。このため、例えばセクタやクラスタ等の
時間単位で同じ圧縮データを重複して4回読み出すよう
にし、そのうちの1回分の圧縮データのみをオーディオ
再生にまわすようにしている。具体的には、スパイラル
状の記録トラックを走査(トラッキング)する際に、1
回転毎に元のトラック位置に戻るようなトラックジャン
プを行って、同じトラックを4回ずつ繰り返しトラッキ
ングするような形態で再生動作を進めることになる。こ
れは、例えば4回の重複読み取りの内、少なくとも1回
だけ正常な圧縮データが得られればよいことになり、外
乱等によるエラーに強く、特に携帯用小型機器に適用し
て好ましいものである。
【0006】さらに将来的には、半導体メモリを記録媒
体として用いることが考えられており、圧縮効率をさら
に高めるために、いわゆるエントロピ符号化等の可変ビ
ットレートによる圧縮符号化が用いられる。具体的に
は、いわゆるICカードを用いてオーディオ信号を記録
再生するようなものであり、このICカードに対して、
可変ビットレートでビット圧縮処理された圧縮データを
記録し、再生する。
【0007】このような半導体メモリを用いたICカー
ド等は、半導体技術の進歩に伴って記録容量の増大や低
価格化が実現されてゆくものであるが、市場に供給され
始めた初期段階では容量が不足気味で、また高価である
ことが考えられる。従って、例えば上記光磁気ディスク
等のような他の安価で大容量の記録媒体からICカード
等に内容を転送して頻繁に書き換えて使用することが充
分考えられる。具体的には、例えば上記光磁気ディスク
に収録されている複数の曲の内、好みの曲をICカード
にダビングするようにし、不要になれば他の曲と入れ換
える。このようにして、ICカードの内容書換えを頻繁
に行うことにより、少ない手持ち枚数のICカードで種
々の曲を戸外等で楽しむことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば上記
光磁気ディスクに収録されている複数の曲の内、いくつ
かの曲を上記ICカードにダビングしようとする場合、
内容に応じてビットレートが変化し、同じ再生時間分で
もデータ量が異なることがあり、光磁気ディスク内での
データ量とICカード内でのデータ量とが異なってくる
ことががある。このため、ICカードに記録可能な曲数
や最適な曲の組合せ等を記録前に即座に知ることができ
ず、曲の途中までしか記録できなかったり、余り部分の
有効利用ができなかったりすることがある。
【0009】また、このようなダビングを行う際に、光
磁気ディスクからの圧縮データをデコードして元の再生
時間に戻した後、可変ビットレートの高能率符号でエン
コードしてICカードに記録すると、通常再生と同じ時
間(実演奏時間)だけかかることになり、より高速のダ
ビングが望まれる。
【0010】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、一定ビットレートでビット圧縮処理され
て記録されているデータを可変ビットレートで圧縮して
ICカード等に書き込む際に、書き込み可能なデータ量
が瞬時に確認でき、また高速書き込みが可能な圧縮デー
タ記録再生装置の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る圧縮データ
記録再生装置は、一定ビットレートでビット圧縮処理さ
れて記録された一の記録媒体からディジタルデータを少
なくとも再生する圧縮データ再生系と、ビット圧縮処理
されて記録される他の記録媒体にディジタルデータを可
変ビットレートでビット圧縮して、少なくとも記録する
圧縮データ記録系とを有し、上記再生系の一の記録媒体
に記録された圧縮データを連続再生して上記記録系に送
って上記他の記録媒体により少ないビットレートでビッ
ト圧縮して記録する圧縮データ記録再生装置であって、
上記他の記録媒体に記録する際、上記一の記録媒体での
通常再生時の同一トラックの複数回トラッキングを止め
て、一回トラッキングによる高速再生を行うことによ
り、上述の課題を解決する。
【0012】ここで、上記一の記録媒体には、上記一定
ビットレートでビット圧縮処理されたデータのみなら
ず、該一定ビットレート圧縮データを上記他の記録媒体
に可変ビットレートでビット圧縮したときのデータ量情
報を記録しておくことが好ましい。また、上記他の記録
媒体には、上記可変ビットレート圧縮データのみなら
ず、上記一の記録媒体に一定ビットレートでビット圧縮
記録するときのデータ量情報を記録することが好まし
い。
【0013】
【作用】上記一の記録媒体に記録されている圧縮データ
をそのまま伸張処理せずに上記他の記録媒体の記録系に
送っているため、高速でデータ転送が行える。また、上
記一の記録媒体に記録されている可変ビットレート圧縮
時のデータ量情報を見ることにより、上記他の記録媒体
に記録するために必要なデータ容量が迅速に確認でき、
記録可能な曲数や曲の最適組合せを容易に知ることがで
きる。これは、逆の場合、すなわち上記他の記録媒体か
ら上記一の記録媒体に記録する場合も同様である。
【0014】
【実施例】先ず図1は、本発明に係る圧縮データ記録再
生装置の一実施例の概略構成を示すブロック回路図であ
る。この図1の記録再生装置は、一の記録媒体である光
磁気ディスク1の記録再生ユニットと、他の記録媒体で
あるICカード2の記録ユニットとの2つのユニットを
1つのシステムに組んで構成されている。この光磁気デ
ィスク記録再生ユニット側の再生系で再生された信号を
上記ICカード記録ユニットで記録する際には、上記再
生系の光磁気ディスク1より光学ヘッド53にて読み取
られ、デコーダ71に送られてEFM復調やデインター
リーブ処理や誤り訂正処理等が施された再生圧縮データ
(ADPCMオーディオデータ)が、上記ICカード記
録ユニットのメモリ85に送られ、このメモリ85に対
してエントロピ符号化器84による可変ビットレート符
号化処理が施され、ICカードインターフェース回路8
6を介してICカード2に記録される。このように、再
生された圧縮データは、ADPCMデコーダ73による
伸張処理を受ける前の圧縮状態のままで記録系に送ら
れ、可変ビットレート符号化されてICカード2に記録
される。
【0015】ところで、通常の(オーディオ聴取のため
の)再生時には、記録媒体(光磁気ディスク1)から間
歇的あるいはバースト的に所定データ量単位(例えば3
2セクタ+数セクタ)で圧縮データを読み出し、これを
伸張して連続的なオーディオ信号に変換しているが、上
記いわゆるダビング時には、媒体上の圧縮データを連続
的に読み取って記録系に送って記録している。これによ
って、データ圧縮率に応じた高速の(短時間の)ダビン
グが行える。
【0016】以下、図1の具体的な構成について詳細に
説明する。図1に示す圧縮データ記録再生装置の光磁気
ディスク記録再生ユニットにおいて、先ず記録媒体とし
ては、スピンドルモータ51により回転駆動される光磁
気ディスク1が用いられる。光磁気ディスク1に対する
データの記録時には、例えば光学ヘッド53によりレー
ザ光を照射した状態で記録データに応じた変調磁界を磁
気ヘッド54により印加することによって、いわゆる磁
界変調記録を行い、光磁気ディスク1の記録トラックに
沿ってデータを記録する。また再生時には、光磁気ディ
スク1の記録トラックを光学ヘッド53によりレーザ光
でトレースして磁気光学的に再生を行う。
【0017】以下、上記記録再生機を主として説明す
る。光学ヘッド53は、例えば、レーザダイオード等の
レーザ光源、コリメータレンズ、対物レンズ、偏光ビー
ムスプリッタ、シリンドリカルレンズ等の光学部品及び
所定パターンの受光部を有するフォトディテクタ等から
構成されている。この光学ヘッド53は、光磁気ディス
ク1を介して上記磁気ヘッド54と対向する位置に設け
られている。光磁気ディスク1にデータを記録するとき
には、後述する記録系のヘッド駆動回路66により磁気
ヘッド54を駆動して記録データに応じた変調磁界を印
加すると共に、光学ヘッド53により光磁気ディスク1
の目的トラックにレーザ光を照射することによって、磁
界変調方式により熱磁気記録を行う。またこの光学ヘッ
ド53は、目的トラックに照射したレーザ光の反射光を
検出し、例えばいわゆる非点収差法によりフォーカスエ
ラーを検出し、例えばいわゆるプッシュプル法によりト
ラッキングエラーを検出する。光磁気ディスク1からデ
ータを再生するとき、光学ヘッド53は上記フォーカス
エラーやトラッキングエラーを検出すると同時に、レー
ザ光の目的トラックからの反射光の偏光角(カー回転
角)の違いを検出して再生信号を生成する。
【0018】光学ヘッド53の出力は、RF回路55に
供給される。このRF回路55は、光学ヘッド53の出
力から上記フォーカスエラー信号やトラッキングエラー
信号を抽出してサーボ制御回路56に供給するととも
に、再生信号を2値化して後述する再生系のデコーダ7
1に供給する。
【0019】サーボ制御回路56は、例えばフォーカス
サーボ制御回路やトラッキングサーボ制御回路、スピン
ドルモータサーボ制御回路、スレッドサーボ制御回路等
から構成される。上記フォーカスサーボ制御回路は、上
記フォーカスエラー信号がゼロになるように、光学ヘッ
ド53の光学系のフォーカス制御を行う。また上記トラ
ッキングサーボ制御回路は、上記トラッキングエラー信
号がゼロになるように光学ヘッド53の光学系のトラッ
キング制御を行う。さらに上記スピンドルモータサーボ
制御回路は、光磁気ディスク1を所定の回転速度(例え
ば一定線速度)で回転駆動するようにスピンドルモータ
51を制御する。また、上記スレッドサーボ制御回路
は、システムコントローラ57により指定される光磁気
ディスク1の目的トラック位置に光学ヘッド53及び磁
気ヘッド54を移動させる。このような各種制御動作を
行うサーボ制御回路56は、該サーボ制御回路56によ
り制御される各部の動作状態を示す情報をシステムコン
トローラ57に送る。
【0020】システムコントローラ57にはキー入力操
作部58や表示部59が接続されている。このシステム
コントローラ57は、キー入力操作部58による操作入
力情報により指定される動作モードで記録系及び再生系
の制御を行う。またシステムコントローラ7は、光磁気
ディスク1の記録トラックからヘッダータイムやサブコ
ードのQデータ等により再生されるセクタ単位のアドレ
ス情報に基づいて、光学ヘッド53及び磁気ヘッド54
がトレースしている上記記録トラック上の記録位置や再
生位置を管理する。さらにシステムコントローラ57
は、キー入力操作部58により切換選択された後述する
ADPCMエンコーダ63でのビット圧縮モード情報
や、RF回路55から後述する再生系を介して得られる
再生データ内のビット圧縮モード情報に基づいて、この
ビット圧縮モードを表示部59に表示させると共に、該
ビット圧縮モードにおけるデータ圧縮率と上記記録トラ
ック上の再生位置情報とに基づいて表示部59に再生時
間を表示させる制御を行う。
【0021】この再生時間表示は、光磁気ディスク1の
記録トラックからいわゆるヘッダータイムやいわゆるサ
ブコードQデータ等により再生されるセクタ単位のアド
レス情報(絶対時間情報)に対し、上記ビット圧縮モー
ドにおけるデータ圧縮率の逆数(例えば1/4圧縮のと
きには4)を乗算することにより、実際の時間情報を求
め、これを表示部9に表示させるものである。なお、記
録時においても、例えば光磁気ディスク等の記録トラッ
クに予め絶対時間情報が記録されている(プリフォーマ
ットされている)場合に、このプリフォーマットされた
絶対時間情報を読み取ってデータ圧縮率の逆数を乗算す
ることにより、現在位置を実際の記録時間で表示させる
ことも可能である。
【0022】次にこのディスク記録再生装置の記録再生
機の記録系において、入力端子60からのアナログオー
ディオ入力信号AINがローパスフィルタ61を介してA
/D変換器62に供給され、このA/D変換器62は上
記アナログオーディオ入力信号AINを量子化する。A/
D変換器62から得られたディジタルオーディオ信号
は、AD(適応差分)PCMエンコーダ63に供給され
る。また、入力端子67からのディジタルオーディオ入
力信号DINがディジタル入力インターフェース回路68
を介してADPCMエンコーダ63に供給される。AD
PCMエンコーダ63は、上記入力信号AINを上記A/
D変換器62により量子化した所定転送速度のディジタ
ルオーディオPCMデータについて、前述したCD−I
方式における各種モードに対応するビット圧縮(データ
圧縮)処理を行うもので、上記システムコントローラ5
7により動作モードが指定されるようになっている。例
えば前記レベルBのモードでは、サンプリング周波数が
37.8kHzで1サンプル当たりのビット数が4ビット
の圧縮データ(ADPCMデータ)とされ、メモリ14
に供給される。このレベルBのステレオモードでのデー
タ転送速度は、上記標準のCD−DAのフォーマットの
データ転送速度(75セクタ/秒)の1/4(18.7
5セクタ/秒)に低減されている。
【0023】ここで図1の実施例においては、A/D変
換器62のサンプリング周波数が例えば上記標準的なC
D−DAフォーマットのサンプリング周波数である4
4.1kHzに固定されており、ADPCMエンコーダ1
3においては、上記圧縮モードに応じたサンプリングレ
ート変換(例えばレベルBでは44.1kHzから37.
8kHzへの変換)が行われた後、16ビットから4ビッ
トへのビット圧縮処理が施されるようなものを想定して
いる。なお、他の構成例として、A/D変換器12のサ
ンプリング周波数自体を上記圧縮モードに応じて切換制
御するようにしてもよく、この場合には、切換制御され
たA/D変換器12のサンプリング周波数に応じてロー
パスフィルタ61のカットオフ周波数も切換制御する。
すなわち、上記圧縮モードに応じてA/D変換器62の
サンプリング周波数及びローパスフィルタ61のカット
オフ周波数を同時に切換制御するようにすればよい。
【0024】次にメモリ64は、データの書き込み及び
読み出しがシステムコントローラ57により制御され、
ADPCMエンコーダ63から供給されるADPCMデ
ータを一時的に記憶しておき、必要に応じてディスク上
に記録するためのバッファメモリとして用いられてい
る。すなわち、例えば上記レベルBのステレオのモード
において、ADPCMエンコーダ63から供給される圧
縮オーディオデータは、そのデータ転送速度が、標準的
なCD−DAフォーマットのデータ転送速度(75セク
タ/秒)の1/4、すなわち18.75セクタ/秒に低
減されており、この圧縮データがメモリ14に連続的に
書き込まれる。この圧縮データ(ADPCMデータ)
は、前述したように4セクタにつき1セクタの記録を行
えば足りるが、このような4セクタおきの記録は事実上
不可能に近いため、後述するようなセクタ連続の記録を
行うようにしている。この記録は、休止期間を介して、
所定の複数セクタ(例えば32セクタ+数セクタ)から
成るクラスタを記録単位として、標準的なCD−DAフ
ォーマットと同じデータ転送速度(75セクタ/秒)で
バースト的に行われる。すなわちメモリ14において
は、上記ビット圧縮レートに応じた18.75(=75
/4)セクタ/秒の低い転送速度で連続的に書き込まれ
たレベルBでステレオモードのADPCMオーディオデ
ータが、記録データとして上記75セクタ/秒の転送速
度でバースト的に読み出される。この読み出されて記録
されるデータについて、記録休止期間を含む全体的なデ
ータ転送速度は、上記18.75セクタ/秒の低い速度
となっているが、バースト的に行われる記録動作の時間
内での瞬時的なデータ転送速度は上記標準的な75セク
タ/秒となっている。従って、ディスク回転速度が標準
的なCD−DAフォーマットと同じ速度(一定線速度)
のとき、該CD−DAフォーマットと同じ記録密度、記
憶パターンの記録が行われることになる。
【0025】メモリ64から上記75セクタ/秒の(瞬
時的な)転送速度でバースト的に読み出されたADPC
Mオーディオデータすなわち記録データは、エンコーダ
65に供給される。ここで、メモリ64からエンコーダ
65に供給されるデータ列において、1回の記録で連続
記録される単位は、複数セクタ(例えば32セクタ)か
ら成るクラスタ及び該クラスタの前後位置に配されたク
ラスタ接続用の数セクタとしている。このクラスタ接続
用セクタは、エンコーダ65でのインターリーブ長より
長く設定しており、インターリーブされても他のクラス
タのデータに影響を与えないようにしている。
【0026】エンコーダ65は、メモリ64から上述し
たようにバースト的に供給される記録データについて、
エラー訂正のための符号化処理(パリティ付加及びイン
ターリーブ処理)やEFM符号化処理などを施す。この
エンコーダ65による符号化処理の施された記録データ
が磁気ヘッド駆動回路66に供給される。この磁気ヘッ
ド駆動回路66は、磁気ヘッド54が接続されており、
上記記録データに応じた変調磁界を光磁気ディスク1に
印加するように磁気ヘッド54を駆動する。
【0027】また、システムコントローラ57は、メモ
リ64に対する上述の如きメモリ制御を行うとともに、
このメモリ制御によりメモリ64からバースト的に読み
出される上記記録データを光磁気ディスク2の記録トラ
ックに連続的に記録するように記録位置の制御を行う。
この記録位置の制御は、システムコントローラ57によ
りメモリ64からバースト的に読み出される上記記録デ
ータの記録位置を管理して、光磁気ディスク1の記録ト
ラック上の記録位置を指定する制御信号をサーボ制御回
路56に供給することによって行われる。
【0028】次に、この光磁気ディスク記録再生ユニッ
トの再生系について説明する。この再生系は、上述の記
録系により光磁気ディスク1の記録トラック上に連続的
に記録された記録データを再生するためのものであり、
光学ヘッド53によって光磁気ディスク1の記録トラッ
クをレーザ光でトレースすることにより得られる再生出
力がRF回路55により2値化されて供給されるデコー
ダ71を備えている。
【0029】デコーダ71は、上述の記録系におけるエ
ンコーダ65に対応するものであって、RF回路55に
より2値化された再生出力について、エラー訂正のため
の上述の如き復号化処理やEFM復号化処理などの処理
を行い上述のレベルB、ステレオモードのADPCMオ
ーディオデータを、該レベルB、ステレオモードにおけ
る正規の転送速度よりも早い75セクタ/秒の転送速度
で再生する。このデコーダ71により得られる再生デー
タは、メモリ72に供給される。
【0030】メモリ72は、データの書き込み及び読み
出しがシステムコントローラ57により制御され、デコ
ーダ71から75セクタ/秒の転送速度で供給される再
生データがその75セクタ/秒の転送速度でバースト的
に書き込まれる。また、このメモリ72は、上記75セ
クタ/秒の転送速度でバースト的に書き込まれた上記再
生データがレベルB、ステレオモードの正規の18.7
5セクタ/秒の転送速度で連続的に読み出される。
【0031】システムコントローラ57は、再生データ
をメモリ72に75セクタ/秒の転送速度で書き込むと
ともに、メモリ72から上記再生データを上記18.7
5セクタ/秒の転送速度で連続的に読み出すようなメモ
リ制御を行う。また、システムコントローラ57は、メ
モリ72に対する上述の如きメモリ制御を行うととも
に、このメモリ制御によりメモリ72からバースト的に
書き込まれる上記再生データを光磁気ディスク1の記録
トラックから連続的に再生するように再生位置の制御を
行う。この再生位置の制御は、システムコントローラ5
7によりメモリ72からバースト的に読み出される上記
再生データの再生位置を管理して、光磁気ディスク1の
記録トラック上の再生位置を指定する制御信号をサーボ
制御回路56に供給することによって行われる。
【0032】メモリ72から18.75セクタ/秒の転
送速度で連続的に読み出された再生データとして得られ
るレベルB、ステレオモードのADPCMオーディオデ
ータは、ADPCMデコーダ73に供給される。このA
DPCMデコーダ73は、上記記録系のADPCMエン
コーダ63に対応するもので、システムコントローラ5
7により動作モードが指定されて、例えば上記レベル
B、ステレオモードのADPCMデータを4倍にデータ
伸張(ビット伸張)することで16ビットのディジタル
オーディオデータを再生する。このADPCMデコーダ
73からのディジタルオーディオデータは、D/A変換
器74に供給される。
【0033】D/A変換器74は、ADPCMデコーダ
73から供給されるディジタルオーディオデータをアナ
ログ信号に変換して、アナログオーディオ出力信号A
OUT を形成する。このD/A変換器74により得られる
アナログオーディオ信号AOUT は、ローパスフィルタ7
5を介して出力端子76から出力される。
【0034】次に、この圧縮データ記録再生装置の上記
ICカード記録ユニットについて説明する。入力端子8
1からのアナログオーディオ入力信号AINがローパスフ
ィルタ82を介してA/D変換器83に供給されて量子
化される。A/D変換器62から得られたディジタルオ
ーディオ信号は、可変ビットレート符号化器の一種であ
るいわゆるエントロピ符号化器84に送られてエントロ
ピ符号化処理される。この処理は、メモリ85に対する
データの読み書きを伴いながら実行される。エントロピ
符号化器84からの可変ビットレート圧縮符号化された
データは、ICカードインターフェース回路86を介し
てICカード2に記録される。
【0035】ここで、上記光磁気ディスク記録再生ユニ
ットの再生系のデコーダ71からの圧縮データ(ADP
CMデータ)が、伸張されずにそのまま上記ICカード
記録ユニットのメモリ85に送られるようになってい
る。このデータ転送は、いわゆる高速ダビング時にシス
テムコントローラ57がメモリ85等を制御することに
よって行われる。なお、メモリ72からの圧縮データを
メモリ85に送るようにしてもよい。
【0036】次に、いわゆる高速ディジタルダビング動
作について説明する。先ず、いわゆる高速ディジタルダ
ビング時には、キー入力操作部8のダビング操作キー等
を操作することにより、システムコントローラ7が所定
の高速ダビング制御処理動作を実行する。具体的には、
上記デコーダ71からの圧縮データをそのままICカー
ド記録系のメモリ85に送り、エントロピ符号化器84
により可変ビットレート符号化を施して、ICカードイ
ンターフェース回路86を介してICカード2に記録す
る。ここで、光磁気ディスク1に例えば上記レベルBの
ステレオモードのADPCMデータが記録されている場
合には、デコーダ71からは4倍の圧縮データが連続的
に読み出されることになる。
【0037】従って、上記高速ダビング時には、光磁気
ディスク1から実時間で4倍(上記レベルB、ステレオ
のモードの場合)の時間に相当する圧縮データが連続し
て得られることになり、これがそのままエントロピ符号
化されてICカード2に記録されるから、4倍の高速ダ
ビングが実現できる。なお圧縮モードが異なればダビン
グ速度の倍率も異なってくる。また、圧縮の倍率以上の
高速でダビングを行わせるようにしてもよい。この場合
には、光磁気ディスク1を定常速度の何倍かの速度で高
速回転駆動する。
【0038】ところで上記光磁気ディスク1には、図2
に示すように、一定ビットレートでビット圧縮符号化さ
れたデータが記録されると同時に、該データを可変ビッ
トレート符号化器3でビット圧縮符号化した際のデータ
量(すなわちICカード2内に記録するために必要とさ
れるデータ記録容量)の情報が記録されている。こうす
ることによって、例えば光磁気ディスク1に記録されて
いる曲の内、ICカード2に記録可能な曲数や曲の組合
せ等を、これらのデータ量情報を読み取ることにより即
座に知ることができる。
【0039】また逆に、ICカード2内には、可変ビッ
トレートでビット圧縮符号化されたデータのみならず、
一定ビットレートでビット圧縮符号化したデータのデー
タ量情報も記録しておくことにより、ICカード2から
光磁気ディスク1に曲等のデータを送って記録する際の
データ量を迅速に知ることができる。
【0040】ここで図3は、上記図1に示す構成の圧縮
データ記録再生装置5の正面外観を示しており、光磁気
ディスク挿入部6とICカード挿入スロット7とが設け
られている。
【0041】ところで、以上の説明においては、一定ビ
ットレートのビット圧縮符号化として、いわゆるCD−
IやCD−ROM XA等のオーディオデータフォーマ
ットに規定されているADPCMを具体例として挙げて
いるが、この他、次のような高能率圧縮符号化も考えら
れている。すなわち、オーディオPCM信号等の入力デ
ィジタル信号を、帯域分割符号化(SBC)、適応変換
符号化(ATC)及び適応ビット割当て(APC−A
B)の各技術を用いて高能率符号化する技術について、
図4以降を参照しながら説明する。
【0042】図4に示す具体的な高能率符号化装置で
は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域に分割する
と共に、高い周波数帯域ほどバンド幅を広く選定し、各
周波数帯域毎に直交変換を行って、得られた周波数軸の
スペクトルデータを、後述する人間の聴覚特性を考慮し
たいわゆる臨界帯域幅(クリティカルバンド)毎に適応
的にビット割当して符号化している。さらに、本発明実
施例においては、直交変換の前に入力信号に応じて適応
的にブロックサイズ(ブロック長)を変化させると共
に、該ブロック単位でフローティング処理を行ってい
る。
【0043】すなわち、図4において、入力端子10に
は例えば0〜20kHzのオーディオPCM信号が供給さ
れている。この入力信号は、例えばいわゆるQMFフィ
ルタ等の帯域分割フィルタ11により0〜10kHz帯域
と10k〜20kHz帯域とに分割され、0〜10kHz帯
域の信号は同じくいわゆるQMFフィルタ等の帯域分割
フィルタ12により0〜5kHz帯域と5k〜10kHz帯
域とに分割される。帯域分割フィルタ11からの10k
〜20kHz帯域の信号は直交変換回路の一例である高速
フーリエ変換(FFT)回路13に送られ、帯域分割フ
ィルタ12からの5k〜10kHz帯域の信号はFFT回
路14に送られ、帯域分割フィルタ12からの0〜5k
Hz帯域の信号はFFT回路15に送られることにより、
それぞれFFT処理される。
【0044】ここで、各FFT回路13、14、15に
供給する各帯域毎のブロックについての標準的な入力信
号に対する具体例を図5に示す。この図5の具体例にお
いては、高域側ほど周波数帯域を広げると共に時間分解
能を高め(ブロック長を短くし)ている。すなわち、低
域側の0〜5kHz帯域の信号に対しては1ブロックBL
L を例えば1024サンプルとし、また中域の5k〜1
0kHz帯域の信号に対しては、上記低域側の長さTBL
ブロックBLL のそれぞれ半分の長さTBL/2のブロッ
クBLM1、BLM2でブロック化し、高域側の10k〜2
0kHz帯域の信号に対しては、上記低域側のブロックB
L のそれぞれ1/4の長さTBL/4のブロックB
H1、BLH2、BLH3及びBLH4でブロック化してい
る。なお、入力信号として0〜22kHzの帯域を考慮す
る場合には、低域が0〜5.5kHz、中域が5.5k〜
11kHz、高域が11k〜22kHzとなる。
【0045】再び図4において、各FFT回路13、1
4、15にてFFT処理されて得られた周波数軸上のス
ペクトルデータあるいはFFT係数データは、いわゆる
臨界帯域(クリティカルバンド)毎にまとめられて適応
ビット割当符号化回路18に送られている。このクリテ
ィカルバンドとは、人間の聴覚特性を考慮して分割され
た周波数帯域であり、ある純音の周波数近傍の同じ強さ
の狭帯域バンドノイズによって当該純音がマスクされる
ときのそのノイズの持つ帯域のことである。このクリテ
ィカルバンドは、高域ほど帯域幅が広くなっており、上
記0〜20kHzの全周波数帯域は例えば25のクリティ
カルバンドに分割されている。
【0046】許容雑音算出回路20は、上記クリティカ
ルバンド毎に分割されたスペクトルデータに基づき、い
わゆるマスキング効果等を考慮した各クリティカルバン
ド毎の許容ノイズ量を求め、この許容ノイズ量と各クリ
ティカルバンド毎のエネルギあるいはピーク値等に基づ
いて、各クリティカルバンド毎に割当ビット数を求め
て、適応ビット割当符号化回路18により各クリティカ
ルバンド毎に割り当てられたビット数に応じて各スペク
トルデータ(あるいはFFT係数データ)を再量子化す
るようにしている。このようにして符号化されたデータ
は、出力端子19を介して取り出される。
【0047】次に、図6は上記許容雑音算出回路20の
一具体例の概略構成を示すブロック回路図である。この
図6において、入力端子21には、上記各FFT回路1
3、14、15からの周波数軸上のスペクトルデータが
供給されている。このデータとしては、FFT演算をし
て得られるFFT係数データの実数成分と虚数成分とに
基づいて算出された振幅値と位相値との内の振幅値を用
いるようにしている。これは、一般に人間の聴覚は周波
数軸上の振幅(レベル、強度)には敏感であるが位相に
ついてはかなり鈍感であることを考慮したものである。
【0048】この周波数軸上の入力データは、帯域毎の
エネルギ算出回路22に送られて、上記クリティカルバ
ンド(臨界帯域)毎のエネルギが、例えば当該バンド内
での各振幅値の総和を計算すること等により求められ
る。この各バンド毎のエネルギの代わりに、振幅値のピ
ーク値、平均値等が用いられることもある。このエネル
ギ算出回路22からの出力として、例えば各バンドの総
和値のスペクトルは、一般にバークスペクトルと称され
ている。図7はこのような各クリティカルバンド毎のバ
ークスペクトルSBを示している。ただし、この図7で
は、図示を簡略化するため、上記クリティカルバンドの
バンド数を12バンド(B1 〜B12)で表現している。
【0049】ここで、上記バークスペクトルSBのいわ
ゆるマスキングに於ける影響を考慮するために、該バー
クスペクトルSBに所定の重み付け関数を掛けて加算す
るような畳込み(コンボリューション)処理を施す。こ
のため、上記帯域毎のエネルギ算出回路22の出力すな
わち該バークスペクトルSBの各値は、畳込みフィルタ
回路23に送られる。該畳込みフィルタ回路23は、例
えば、入力データを順次遅延させる複数の遅延素子と、
これら遅延素子からの出力にフィルタ係数(重み付け関
数)を乗算する複数の乗算器(例えば各バンドに対応す
る25個の乗算器)と、各乗算器出力の総和をとる総和
加算器とから構成されるものである。この畳込み処理に
より、図7中点線で示す部分の総和がとられる。なお、
上記マスキングとは、人間の聴覚上の特性により、ある
信号によって他の信号がマスクされて聞こえなくなる現
象をいうものであり、このマスキング効果には、時間軸
上のオーディオ信号による時間軸マスキング効果と、周
波数軸上の信号による同時刻マスキング効果とがある。
これらのマスキング効果により、マスキングされる部分
にノイズがあったとしても、このノイズは聞こえないこ
とになる。このため、実際のオーディオ信号では、この
マスキングされる範囲内のノイズは許容可能なノイズと
される。
【0050】ここで、上記畳込みフィルタ回路23の各
乗算器の乗算係数(フィルタ係数)の一具体例を示す
と、任意のバンドに対応する乗算器Mの係数を1とする
とき、乗算器M−1で係数0.15を、乗算器M−2で
係数0.0019を、乗算器M−3で係数0.0000
086を、乗算器M+1で係数0.4を、乗算器M+2
で係数0.06を、乗算器M+3で係数0.007を各
遅延素子の出力に乗算することにより、上記バークスペ
クトルSBの畳込み処理が行われる。ただし、Mは1〜
25の任意の整数である。
【0051】次に、上記畳込みフィルタ回路23の出力
は引算器24に送られる。該引算器24は、上記畳込ん
だ領域での後述する許容可能なノイズレベルに対応する
レベルαを求めるものである。なお、当該許容可能なノ
イズレベル(許容ノイズレベル)に対応するレベルα
は、後述するように、逆コンボリューション処理を行う
ことによって、クリティカルバンドの各バンド毎の許容
ノイズレベルとなるようなレベルである。ここで、上記
引算器24には、上記レベルαを求めるための許容関数
(マスキングレベルを表現する関数)が供給される。こ
の許容関数を増減させることで上記レベルαの制御を行
っている。当該許容関数は、次に説明するような(n−
ai)関数発生回路25から供給されているものであ
る。
【0052】すなわち、許容ノイズレベルに対応するレ
ベルαは、クリティカルバンドのバンドの低域から順に
与えられる番号をiとすると、次の(1)式で求めるこ
とができる。 α=S−(n−ai) ・・・(1) この(1)式において、n,aは定数でa>0、Sは畳
込み処理されたバークスペクトルの強度であり、(1)
式中(n-ai)が許容関数となる。本実施例ではn=38,
a=1としており、この時の音質劣化はなく、良好な符
号化が行えた。
【0053】このようにして、上記レベルαが求めら
れ、このデータは、割算器26に伝送される。当該割算
器26では、上記畳込みされた領域での上記レベルαを
逆コンボリューションするためのものである。したがっ
て、この逆コンボリューション処理を行うことにより、
上記レベルαからマスキングスペクトルが得られるよう
になる。すなわち、このマスキングスペクトルが許容ノ
イズスペクトルとなる。なお、上記逆コンボリューショ
ン処理は、複雑な演算を必要とするが、本実施例では簡
略化した割算器26を用いて逆コンボリューションを行
っている。
【0054】次に、上記マスキングスペクトルは、合成
回路27を介して減算器28に伝送される。ここで、当
該減算器28には、上記帯域毎のエネルギ検出回路22
からの出力、すなわち前述したバークスペクトルSB
が、遅延回路29を介して供給されている。したがっ
て、この減算器28で上記マスキングスペクトルとバー
クスペクトルSBとの減算演算が行われることで、図8
に示すように、上記バークスペクトルSBは、該マスキ
ングスペクトルMSのレベルで示すレベル以下がマスキ
ングされることになる。
【0055】当該減算器28からの出力は、許容雑音補
正回路30を介し、出力端子31を介して取り出され、
例えば割当てビット数情報が予め記憶されたROM等
(図示せず)に送られる。このROM等は、上記減算回
路28から許容雑音補正回路30を介して得られた出力
(上記各バンドのエネルギと上記ノイズレベル設定手段
の出力との差分のレベル)に応じ、各バンド毎の割当ビ
ット数情報を出力する。この割当ビット数情報が上記適
応ビット割当符号化回路18に送られることで、FFT
回路13、14、15からの周波数軸上の各スペクトル
データがそれぞれのバンド毎に割り当てられたビット数
で量子化されるわけである。
【0056】すなわち要約すれば、適応ビット割当符号
化回路18では、上記クリティカルバンドの各バンドの
エネルギと上記ノイズレベル設定手段の出力との差分の
レベルに応じて割当てられたビット数で上記各バンド毎
のスペクトルデータを量子化することになる。なお、遅
延回路29は上記合成回路27以前の各回路での遅延量
を考慮してエネルギ検出回路22からのバークスペクト
ルSBを遅延させるために設けられている。
【0057】ところで、上述した合成回路27での合成
の際には、最小可聴カーブ発生回路32から供給される
図9に示すような人間の聴覚特性であるいわゆる最小可
聴カーブRCを示すデータと、上記マスキングスペクト
ルMSとを合成することができる。この最小可聴カーブ
において、雑音絶対レベルがこの最小可聴カーブ以下な
らば該雑音は聞こえないことになる。この最小可聴カー
ブは、コーディングが同じであっても例えば再生時の再
生ボリュームの違いで異なるものとなが、現実的なディ
ジタルシステムでは、例えば16ビットダイナミックレ
ンジへの音楽のはいり方にはさほど違いがないので、例
えば4kHz付近の最も耳に聞こえやすい周波数帯域の量
子化雑音が聞こえないとすれば、他の周波数帯域ではこ
の最小可聴カーブのレベル以下の量子化雑音は聞こえな
いと考えられる。したがって、このように例えばシステ
ムの持つワードレングスの4kHz付近の雑音が聞こえな
い使い方をすると仮定し、この最小可聴カーブRCとマ
スキングスペクトルMSとを共に合成することで許容ノ
イズレベルを得るようにすると、この場合の許容ノイズ
レベルは、図9中の斜線で示す部分までとすることがで
きるようになる。なお、本実施例では、上記最小可聴カ
ーブの4kHzのレベルを、例えば20ビット相当の最低
レベルに合わせている。また、この図9は、信号スペク
トルSSも同時に示している。
【0058】また、上記許容雑音補正回路30では、補
正情報出力回路33から送られてくる例えば等ラウドネ
スカーブの情報に基づいて、上記減算器28からの出力
における許容雑音レベルを補正している。ここで、等ラ
ウドネスカーブとは、人間の聴覚特性に関する特性曲線
であり、例えば1kHzの純音と同じ大きさに聞こえる各
周波数での音の音圧を求めて曲線で結んだもので、ラウ
ドネスの等感度曲線とも呼ばれる。またこの等ラウドネ
ス曲線は、図9に示した最小可聴カーブRCと略同じ曲
線を描くものである。この等ラウドネス曲線において
は、例えば4kHz付近では1kHzのところより音圧が8
〜10dB下がっても1kHzと同じ大きさに聞こえ、逆
に、50kHz付近では1kHzでの音圧よりも約15dB
高くないと同じ大きさに聞こえない。このため、上記最
小可聴カーブのレベルを越えた雑音(許容ノイズレベ
ル)は、該等ラウドネス曲線に応じたカーブで与えられ
る周波数特性を持つようにするのが良いことがわかる。
このようなことから、上記等ラウドネス曲線を考慮して
上記許容ノイズレベルを補正することは、人間の聴覚特
性に適合していることがわかる。
【0059】ここで、補正情報出力回路33として、上
記符号化回路18での量子化の際の出力情報量(データ
量)の検出出力と、最終符号化データのビットレート目
標値との間の誤差の情報に基づいて、上記許容ノイズレ
ベルを補正するようにしてもよい。これは、全てのビッ
ト割当単位ブロックに対して予め一時的な適応ビット割
当を行って得られた総ビット数が、最終的な符号化出力
データのビットレートによって定まる一定のビット数
(目標値)に対して誤差を持つことがあり、その誤差分
を0とするように再度ビット割当をするものである。す
なわち、目標値よりも総割当ビット数が少ないときに
は、差のビット数を各単位ブロックに割り振って付加す
るようにし、目標値よりも総割当ビット数が多いときに
は、差のビット数を各単位ブロックに割り振って削るよ
うにするわけである。
【0060】このようなことを行うため、上記総割当ビ
ット数の上記目標値からの誤差を検出し、この誤差デー
タに応じて補正情報出力回路33が各割当ビット数を補
正するための補正データを出力する。ここで、上記誤差
データがビット数不足を示す場合は、上記単位ブロック
当たり多くのビット数が使われることで上記データ量が
上記目標値よりも多くなっている場合を考えることがで
きる。また、上記誤差データが、ビット数余りを示すデ
ータとなる場合は、上記単位ブロック当たり少ないビッ
ト数で済み、上記データ量が上記目標値よりも少なくな
っている場合を考えることができる。したがって、上記
補正情報出力回路33からは、この誤差データに応じ
て、上記減算器28からの出力における許容ノイズレベ
ルを、例えば上記等ラウドネス曲線の情報データに基づ
いて補正させるための上記補正値のデータが出力される
ようになる。上述のような補正値が、上記許容雑音補正
回路30に伝送されることで、上記減算器28からの許
容ノイズレベルが補正されるようになる。
【0061】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば、オーディオPCM信号のみな
らず、ディジタル音声(スピーチ)信号やディジタルビ
デオ信号等の信号処理装置にも適用可能である。また、
上述した最小可聴カーブの合成処理を行わない構成とし
てもよい。この場合には、最小可聴カーブ発生回路3
2、合成回路27が不要となり、上記引算器24からの
出力は、割算器26で逆コンボリューションされた後、
直ちに減算器28に伝送されることになる。また、光磁
気ディスク1を定常速度よりも速い回転速度で駆動する
ことにより、ビット圧縮率よりもさらに高速のダビング
を行わせてもよい。この場合には、データ転送速度の許
す範囲で高速ダビングを行わせることができる。
【0062】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る圧縮データ記録再生装置によれば、再生系の一
の記録媒体に記録された圧縮データを連続再生して記録
系に送って他の記録媒体により少ないビットレートでビ
ット圧縮して記録することにより、圧縮率に応じたいわ
ゆる高速ダビングが行え、短時間で能率よくダビングが
行える。
【0063】また、光磁気ディスク等の一の記録媒体に
は、一定ビットレートで圧縮符号化されたデータと同時
に、該データ可変ビットレートで圧縮符号化したときの
データ量情報を記録しておくことにより、あるいは、I
Cカード等の他の記録媒体に、可変ビットレート圧縮符
号化データと同時に一定ビットレートで圧縮符号化した
ときのデータ量情報を記録しておくことにより、曲を移
す際の曲数や最適組合せを即座に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る圧縮データの記録再生装置の一実
施例としてのディスク記録再生装置の構成例を示すブロ
ック回路図である。
【図2】光磁気ディスク1、ICカード2の記録内容を
示す図である。
【図3】該実施例装置の外観の一例を示す概略正面図で
ある。
【図4】上記実施例の一定ビットレート圧縮符号化に使
用可能な高能率圧縮符号化装置の一具体例を示すブロッ
ク回路図である。
【図5】図4の装置における分割帯域及び各帯域での時
間軸方向のブロック化の具体例を示す図である。
【図6】図4の装置の許容雑音算出回路18の具体例を
示すブロック回路図である。
【図7】バークスペクトルを示す図である。
【図8】マスキングスペクトルを示す図である。
【図9】最小可聴カーブ、マスキングスペクトルを合成
した図である。
【符号の説明】
1・・・・・光磁気ディスク 2・・・・・ICカード 11、12・・・・・帯域分割フィルタ 13、14、15・・・・・直交変換回路 18・・・・・適応ビット割当符号化回路 20・・・・・許容雑音算出回路 22・・・・・帯域毎のエネルギ検出回路 23・・・・・畳込みフィルタ回路 27・・・・・合成回路 28・・・・・減算器 30・・・・・許容雑音補正回路 32・・・・・最小可聴カーブ発生回路 33・・・・・補正情報出力回路 53・・・・・光学ヘッド 54・・・・・磁気ヘッド 56・・・・・サーボ制御回路 57・・・・・システムコントローラ 62、83・・・・・A/D変換器 63・・・・・ADPCMエンコーダ 64、72、85・・・・・メモリ 65・・・・・エンコーダ 66・・・・・磁気ヘッド駆動回路 71・・・・・デコーダ 73・・・・・ADPCMデコーダ 74・・・・・D/A変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G06F 3/06 301W (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/30

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定ビットレートでビット圧縮処理され
    て記録された一の記録媒体からディジタルデータを少な
    くとも再生する圧縮データ再生系と、 ビット圧縮処理されて記録される他の記録媒体にディジ
    タルデータを可変ビットレートでビット圧縮して、少な
    くとも記録する圧縮データ記録系とを有し、 上記再生系の一の記録媒体に記録された圧縮データを連
    続再生して上記記録系に送って上記他の記録媒体により
    少ないビットレートでビット圧縮して記録する圧縮デー
    タ記録再生装置であって、 上記他の記録媒体に記録する際、上記一の記録媒体での
    通常再生時の同一トラックの複数回トラッキングを止め
    て、一回トラッキングによる高速再生を行う ことを特徴
    とする圧縮データ記録再生装置。
  2. 【請求項2】 上記一の記録媒体には、上記他の記録媒
    体に可変ビットレートでビット圧縮記録する際のデータ
    量情報が記録されていることを特徴とする請求項1記載
    の圧縮データ記録再生装置。
  3. 【請求項3】 上記他の記録媒体には、上記一の記録媒
    体に一定ビットレートでビット圧縮記録されているディ
    ジタルデータのデータ量情報が記録されることを特徴と
    する請求項1記載の圧縮データ記録再生装置。
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