JP3263797B2 - オーデイオ信号伝送装置 - Google Patents
オーデイオ信号伝送装置Info
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Description
オーデイオ信号を高い標本化周波数でデイジタル信号に
変換して磁気テープに記録するデイジタルオーデイオテ
ープレコーダに適用し得る。
ーダにおいては、オーデイオ信号をデイジタル信号に変
換して磁気テープに記録することにより、高音質のオー
デイオ信号を記録再生し得るようになされている。
レコーダは、順次入力されるオーデイオ信号を標本化周
波数48〔kHz〕、又は44.1〔kHz〕でサンプリングして
アナログデイジタル変換処理することにより、このオー
デイオ信号を16ビツトのデイジタル信号に変換する。こ
こで周波数20〔Hz〕から20〔kHz〕帯域が人間の可聴周
波数帯域と言われていることにより、デイジタルオーデ
イオテープレコーダは、このように標本化周波数を選定
して人間の可聴周波数帯域とほぼ等しい周波数帯域で、
オーデイオ信号をデイジタル信号に変換するようになさ
れている。
ダは、このデイジタル信号を所定ブロツク単位に分割し
た後、このブロツク単位で誤り訂正符号を付加すると共
にインターリーブ処理し、これにより記録データを形成
する。これによりデイジタルオーデイオテープレコーダ
は、この記録データで磁気ヘツドを駆動し、これにより
この記録データを順次磁気テープに記録するようになさ
れている。
ーダは、再生時、磁気ヘツドから出力される再生信号を
2値データに変換した後、記録時と逆の処理手順を実行
して元のオーデイオ信号を復調するようになされ、これ
により記録再生時の音質劣化を有効に回避し得るように
なされている。
ジタルオーデイオテープレコーダにおいては、回転ドラ
ムの回転速度を通常の2倍の回転速度に設定すると共
に、磁気テープ走行速度を通常の2倍の速度に設定する
ことにより、さらに一段と高音質のオーデイオ信号を記
録再生し得るようになされてもの(以下倍速録音再生の
デイジタルオーデイオテープレコーダと呼ぶ)が提案さ
れている。
テープレコーダによれば、標本化周波数を通常のデイジ
タルオーデイオテープレコーダの2倍に設定することが
でき、その分録音再生可能な周波数帯域を通常のデイジ
タルオーデイオテープレコーダの2倍に拡大することが
できる。従つてこの倍速録音再生のデイジタルオーデイ
オテープレコーダによれば、帯域制限に使用するアンチ
エリアシングフイルタの遮断周波数を可聴周波数帯域に
対して十分高い周波数に設定することができ、従来のデ
イジタルオーデイオテープレコーダに比して、可聴周波
数帯域内の過渡特性の劣化を格段的に低減することがで
きる。
ーデイオテープレコーダにおいて、録音再生可能な量子
化ビツト数は、従来のデイジタルオーデイオテープレコ
ーダと同一のため、周波数特性を改善し得る反面、従来
のデイジタルオーデイオテープレコーダに比して振幅特
性は何ら改善されていない欠点がある。この倍速録音再
生のデイジタルオーデイオテープレコーダの特性を有効
に利用して振幅特性をも簡易に向上することができれ
ば、この種のデイジタルオーデイオテープレコーダの音
質をさらに向上することができ、またこの種のデイジタ
ルオーデイオテープレコーダの使い勝手を向上すると共
に、適用分野も拡大し得ると考えられる。
で、周波数特性の良い伝送路を介してオーデイオ信号を
伝送する際に、この伝送路の特性を有効に利用して振幅
特性をも簡易に向上することができる記録装置を提案し
ようとするものである。
め本発明においては、可聴周波数帯域よりも高い第1の
標本化周波数n×fs〔Hz〕(nは2以上の整数)のm
倍(mは2以上の整数)の第2の標本化周波数で入力さ
れたアナログ信号S1を、デイジタル信号D1に変換す
るアナログデイジタル変換手段5と、アナログデイジタ
ル変換手段5から出力される第2の標本化周波数で標本
化されたデイジタル信号D1を、第2の標本化周波数か
ら第1の標本化周波数に低減するデシメーシヨンフイル
タ手段6と、デシメーシヨンフイルタ手段6によつて第
1の標本化周波数で標本化された量子化ビツトがkビツ
トのデイジタル信号D2を量子化ビツトがL(k>L)
のデイジタル信号D3に変換すると共に、量子化ノイズ
を可聴周波数帯域の上限周波数以上に分布させるノイズ
シエーパ手段7と、ノイズシエーパ手段7から出力され
るデイジタル信号D3を記録媒体に記録する記録手段2
とを設け、ノイズシエーパ手段7は、入力される第1の
標本化周波数で標本化された量子化ビツトがkビツトの
デイジタル信号D2についてエネルギー分布を行うエネ
ルギー分布手段14と、第1の標本化周波数で標本化さ
れた量子化ビツトがkビツトのデイジタル信号D2を、
量子化ビツトがLビツトのデイジタル信号D3に再量子
化する量子化手段9と、エネルギー分布手段14のエネ
ルギー分布結果に基づいて、所定の係数を算出する係数
算出手段15と、量子化手段9の入力デイジタル信号D
2及び出力デイジタル信号D3に基づいて生成された量
子化誤差信号DZが入力され、当該量子化誤差信号と係
数算出手段15によつて算出した係数とに基づいて、フ
イルタ特性が変化するノイズフイルタ手段11と、ノイ
ズフイルタ手段11の出力を第1の標本化周波数で標本
化された量子化ビツトがkビツトのデイジタル信号D2
に帰還する帰還手段とからなるようにした。
パ手段7は、入力される第1の標本化周波数で標本化さ
れた量子化ビツトがkビツトのデイジタル信号D2につ
いてエネルギー分布を行うエネルギー分布手段14と、
第1の標本化周波数で標本化された量子化ビツトがkビ
ツトのデイジタル信号D2を、量子化ビツトがLビツト
のデイジタル信号D3に再量子化する量子化手段9と、
エネルギー分布手段14のエネルギー分布結果に基づい
て、所定の係数を算出する係数算出手段15と、量子化
手段9の入力デイジタル信号D2及び出力デイジタル信
号D3に基づいて生成された量子化誤差信号DZと、係
数算出手段15によつて算出した係数とに基づいて、フ
イルタ特性が変化するノイズフイルタ手段11と、ノイ
ズフイルタ手段11の出力を第1の標本化周波数で標本
化された量子化ビツトがkビツトのデイジタル信号D2
に帰還する帰還手段12とからなるようにした。
域よりも高い第1の標本化周波数n×fs〔Hz〕(nは
2以上の整数)のm倍(nは2以上の整数)の第2の標
本化周波数で入力されたアナログ信号S1をデイジタル
信号D1に変換するアナログデイジタル変換手段5と、
アナログデイジタル変換手段5から出力される第2の標
本化周波数で標本化されたデイジタル信号D1を、第1
の標本化周波数に低減するデシメーシヨンフイルタ手段
6と、デシメーシヨンフイルタ手段6から出力される第
1の標本化周波数で標本化された量子化ビツトがkビツ
トのデイジタル信号D2について、可聴周波数帯域以上
の周波数を強調するプリエンフアシス手段21と、プリ
エンフアシス手段21によつて可聴周波数帯域以上の周
波数が強調されたデイジタル信号を、量子化ビツトがL
ビツト(k?L)のデイジタル信号に変換すると共に、
量子化ノイズを可聴周波数帯域の上限周波数以上に分布
させるノイズシエーパ手段7と、ノイズシエーパ手段7
から出力されるデイジタル信号を記録媒体に記録する記
録手段2とを設けるようにした。
信号D3を生成し、このデイジタル信号D3を記録手段
2に伝送するようにし、このデイジタル信号D2を再量
子化する際、再量子化ノイズが可聴周波数帯域で抑圧さ
れるようにノイズシエーピングすれば、可聴周波数帯域
内の量子化ノイズを可聴周波数帯域外に追いやり得、こ
れにより可聴周波数帯域内でデイジタル信号のビツト数
以上の分解能を聴感上得ることができる。
力信号の周波数エネルギー分布に応じて変化させて、可
聴周波数帯域内の量子化ノイズを一段と低減し得、また
ノイズシエーピングの周波数特性と同等の周波数特性で
デイジタル信号をプリアンフアシスして、さらに一段と
聴感上の分解能を向上し得る。
する。
ープレコーダを示し、倍速録音再生のデイジタルオーデ
イオテープレコーダ2を用いてオーデイオ信号S1を記
録し、さらに記録したオーデイオ信号S2を再生する。
ーダ1は、入力端子3を介してアナログオーデイオ信号
S1をローパスフイルタ(LPF)4に入力し、ここで
通常のデイジタルオーデイオテープレコーダの場合に比
して2倍の周波数帯域で帯域制限して出力する。さらに
デイジタルオーデイオテープレコーダ1は、このローパ
スフイルタ4の出力信号をアナログデイジタル変換回路
(A/D)5に入力し、ここでデイジタル信号に変換す
る。
デイジタルオーデイオテープレコーダ2は、標本化周波
数2fS (2fS =96〔kHz〕)のデイジタルオーデイ
オ信号を記録再生し得るように形成され、アナログデイ
ジタル変換回路5の標本化周波数は、このデイジタルオ
ーデイオテープレコーダ2の標本化周波数の32倍の周波
数(すなわち通常のデイジタルオーデイオテープレコー
ダの標本化周波数をfS で表せば、64fS の周波数でな
る)に選定されるようになされている。これによりデイ
ジタルオーデイオテープレコーダにおいては、可聴周波
数帯域の上限周波数に対して、さらには倍速録音再生の
デイジタルオーデイオテープレコーダ2の記録可能な上
限周波数に対して、標本化周波数を充分高い周波数に選
定してオーデイオ信号の音質劣化を有効に回避し得るよ
うになされている。
ダ1は、このアナログデイジタル変換回路5の出力デー
タD1をデシメーシヨンフイルタ6に出力し、ここで標
本化周波数を低減すると共に、出力データのビツト数を
増大し、これによりこのデイジタルオーデイオ信号D1
を標本化周波数2fS 、20ビツトのデイジタルオーデイ
オ信号D2に変換する。これによりデイジタルオーデイ
オテープレコーダ1は、このデシメーシヨンフイルタ6
でデイジタルオーデイオ信号D1の周波数帯域を、倍速
録音再生のデイジタルオーデイオテープレコーダ2で記
録可能な周波数帯域に低減するようになされている。
イオテープレコーダ2を使用すれば、標本化周波数2f
S (96〔kHz〕)、16ビツトのデイジタルオーデイオ信
号を記録再生し得、これにより記録再生可能な周波数帯
域を通常のデイジタルオーデイオテープレコーダの2倍
に拡大することができる。これに対してデイジタルオー
デイオテープレコーダ1は、デシメーシヨンフイルタ6
の出力データD2をノイズシエイパー7に出力し、ここ
でこのデイジタル信号のビツト数を16ビツトに低減す
る。
コーダ1は、このノイズシエイパー7の出力データを倍
速録音再生のデイジタルオーデイオテープレコーダ2に
出力して記録することにより、従来のデイジタルオーデ
イオテープレコーダで記録可能な周波数帯域に比して、
周波数帯域を2倍に拡大してオーデイオ信号S1を記録
する。さらにこの実施例においては、ノイズシエイパー
7でオーデイオデータD2のビツト数を低減する際、い
わゆるノイズシエーピングの手法を適用して聴感上の分
解能を改善する。
パー7は、順次入力される入力データD2を量子化器9
に入力し、ここでこの入力データD2を再量子化して出
力データD3に変換するようになされ、これにより20ビ
ツトの入力データD2を16ビツトの出力データD3に変
換する。このときノイズシエイパー7は、量子化器9で
再量子化する際に発生する量子化誤差データDZを減算
回路10で検出し、ノイズフイルタ11を介してこの誤
差データDZを減算回路12に出力する。さらにノイズ
シエイパー7は、減算回路12において、入力データD
1から誤差データDZを減算し、これにより量子化器9
で再量子化する際の量子化ノイズをノイズフイルタ11
の周波数特性で決まる特性に設定し得るようになされて
いる。
域について振幅特性を抑圧し、その分可聴周波数帯域以
上の周波数帯域で振幅特性を強調するようにノイズフイ
ルタ11の周波数特性を選定すれば、ノイズシエイパー
7の出力データD3においては、可聴周波数帯域の量子
化ノイズを抑圧し得る。すなわちデイジタルオーデイオ
テープレコーダ1においては、量子化ノイズを可聴周波
数帯域以上の帯域に追いやり得、これにより量子化ノイ
ズが可聴周波数帯域の上限周波数以上に分布するように
形成し得る。これにより再量子化の際の量子化のノイズ
を聴感上低減することができる。
ダ1においては、入力されたオーデイオ信号S1を単に
標本化周波数2fS 、16ビツトのデイジタルオーデイオ
信号に変換してデイジタルオーデイオテープレコーダ2
で記録する場合に比して、可聴周波数帯域内で記録可能
なビツト数以上の分解能を聴感上得ることができる。こ
れによりデイジタルオーデイオテープレコーダ1は、可
聴周波数帯域の2倍の周波数帯域を記録再生することが
できる倍速録音再生のデイジタルオーデイオテープレコ
ーダ2の特性を有効に利用して高音質のオーデイオ信号
を記録再生することができる。
ーデイオテープレコーダ1は、図4に示すように具体的
にノイズシエイパー7を形成し、これにより適応予測符
号化の手法を適用してさらに一段と聴感上のノイズを低
減する。すなわちノイズシエイパー7は、入力データD
2をエネルギー分析器14に入力し、ここで所定の時間
窓関数で入力データD2を累積加算することにより、入
力データD2の周波数分布を検出する。
の検出結果に基づいて、ノイズフイルタ11の係数を切
り換えることにより、入力データD2の周波数特性に対
応して、出力データD2の量子化ノイズが低減するよう
に、さらにこの量子化ノイズを可聴周波数帯域以上に追
いやるように、ノイズフイルタ11の特性を切り換え
る。すなわち図5に示すように、係数算出器15は、入
力信号でなる入力データD1のエネルギーが低域に集中
している場合、図6に示すように低域の量子化ノイズを
低減するようにノイズフイルタ11の係数を設定し、こ
れにより出力データD2の量子化ノイズを低減し、さら
にこの量子化ノイズが可聴周波数帯域以上に分布するよ
うに設定する。
ネルギーが集中している場合、係数算出器15は、図8
に示すように、低域より中高域の量子化ノイズを低減す
るようにノイズフイルタ11の係数を設定し、これによ
り出力データD2の量子化ノイズを低減し、さらにこの
量子化ノイズが可聴周波数帯域以上に分布するように設
定する。
ーデイオテープレコーダ2は、回転ドラムの回転速度及
び磁気テープの走行速度を通常のデイジタルオーデイオ
テープレコーダの2倍の速度に設定し、さらに全体の信
号処理速度を通常のデイジタルオーデイオテープレコー
ダの2倍の速度に設定するようになされ、これによりノ
イズシエイパー7から出力される標本化周波数96〔kH
z〕、16ビツトのデイジタルオーデイオ信号D3を順次
磁気テープに記録する。
オテープレコーダ2は、記録時と同様の処理速度で動作
し、これにより順次磁気ヘツドから出力される再生信号
を処理して標本化周波数96〔kHz〕、16ビツトのデイジ
タルオーデイオ信号D4を出力する。オーバーサンプリ
ングフイルタ17は、このデイジタルオーデイオ信号D
4を帯域制限して出力し、デイジタルアナログ変換回路
18は、このフイルタ17の出力データをアナログ信号
に変換して出力する。
コーダ1は、このアナログ信号をローパスフイルタ19
を介して出力することにより、オーデイオ信号S2を再
生することができ、このときこのオーデイオ信号S2に
おいては、量子化ノイズが可聴周波数帯域で抑圧される
ように、かつ適応予測符号化の手法を適用してこの量子
化ノイズを低減したことにより、単に倍速録音再生のデ
イジタルオーデイオテープレコーダ2を用いてオーデイ
オ信号を記録再生する場合に比して音質を格段的に向上
することができる。
して量子化ノイズが可聴周波数帯域以上に分布するよう
にオーデイオ信号を再量子化し、さらにこのとき適応予
測符号化の手法を適用して量子化ノイズを低減したこと
により、単に標本化周波数2fS 、16ビツトのデイジタ
ルオーデイオ信号をデイジタルオーデイオテープレコー
ダ2で記録する場合に比して、可聴周波数帯域内で記録
可能なビツト数以上の分解能を聴感上得ることができ、
これにより倍速録音再生のデイジタルオーデイオテープ
レコーダ2の特性を有効に利用して高音質のオーデイオ
信号を記録再生することができる。
て、20は第2の実施例によるデイジタルオーデイオテ
ープレコーダを示し、この実施例の場合、プリエンフア
シス及びデイエンフアシス回路を使用してさらに音質を
向上する。すなわちデイジタルオーデイオテープレコー
ダ20は、デシメーシヨンフイルタ6及びノイズシエイ
パー7間にプリエンフアシス回路21を配置し、これに
対応してデイジタルオーデイオテープレコーダ2及びオ
ーバーサンプリングフイルタ17間にデイエンフアシス
回路22を介挿する。
0に示すように、可聴周波数帯域以上の周波数帯域を強
調するように周波数振幅特性が選定されるのに対し、デ
イエンフアシス回路22は、図11に示すように、この
プリエンフアシス回路21の周波数特性を補うように、
周波数振幅特性が選定されるようになされている。
ルタ11の周波数特性と同じように、可聴周波数帯域以
上の周波数帯域を強調するようにプリエンフアシス回路
21の周波数特性を選定すれば、デイジタルオーデイオ
テープレコーダ2の録音再生可能周波数帯域内で、記録
可能なビツト数以上の分解能を聴感上得ることができ
る。これによりさらに一段と高音質のオーデイオ信号を
記録再生することができる。
イジタル信号D2のエネルギー分布を検出する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、デイジタル信号
D2を帯域分割してエネルギー分布を検出する場合、さ
らには高速フーリエ変換の手法を適用する場合等、種々
のエネルギー分布検出手法を広く適用することができ
る。
ーピングするだけでなく、併せて適応予測符号化の手法
を適用し、またプリアンフアシスしてオーデイオ信号を
記録する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、必要に応じてノイズシーピングだけ実施しても良
く、また適応予測符号化の手法、又はプリアンフアシス
の何れかの手法とノイズシーピングとを組合わせてもよ
い。
デイジタルオーデイオテープレコーダに適用してデイジ
タルオーデイオ信号を記録再生する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、光デイスク等の記録媒体を
介してデイジタルオーデイオ信号を記録再生する場合、
さらにはこのような記録媒体以外の種々の伝送路を介し
てオーデイオ信号を伝送する場合に広く適用することが
できる。
ル信号を再量子化して伝送する際に、再量子化ノイズが
可聴周波数帯域で抑圧されるようにノイズシエーピング
することにより、可聴周波数帯域内の量子化ノイズを可
聴周波数帯域外に追いやり得、これにより可聴周波数帯
域内でデイジタル信号のビツト数以上の分解能を聴感上
得ることができ、かくして伝送路の特性を有効に利用し
て振幅特性をも簡易に向上することができる記録装置を
得ることができる。
テープレコーダを示すブロツク図である。
る。
図である。
性曲線図である。
線図である。
性曲線図である。
線図である。
プレコーダを示すブロツク図である。
す特性曲線図である。
す特性曲線図である。
ダ、4、19……ローパスフイルタ、5……アナログデ
イジタル変換回路、6……デシメーシヨンフイルタ、7
……ノイズシエイパー、17……オーバーサンプリング
フイルタ、18……デイジタルアナログ変換回路、9…
…量子化器、11……ノイズフイルタ、14……エネル
ギー分析回路、15……フイルタ係数算出回路、21…
…プリエンフアシス回路、22……デイエンフアシス回
路。
Claims (1)
- 【請求項1】可聴周波数帯域よりも高い第1の標本化周
波数n×fs〔Hz〕(nは2以上の整数)のm倍(mは
2以上の整数)の第2の標本化周波数で入力されたアナ
ログ信号を、デイジタル信号に変換するアナログデイジ
タル変換手段と、 上記アナログデイジタル変換手段から出力される上記第
2の標本化周波数で標本化されたデイジタル信号を、上
記第2の標本化周波数から上記第1の標本化周波数に低
減するデシメーシヨンフイルタ手段と、 上記デシメーシヨンフイルタ手段によつて上記第1の標
本化周波数で標本化された量子化ビツトがkビツトのデ
イジタル信号を量子化ビツトがL(k>L)のデイジタ
ル信号に変換すると共に、量子化ノイズを上記可聴周波
数帯域の上限周波数以上に分布させるノイズシエーパ手
段と、 上記ノイズシエーパ手段から出力されるデイジタル信号
を記録媒体に記録する記録手段とを具え、 上記ノイズシエーパ手段は、 入力される上記第1の標本化周波数で標本化された量子
化ビツトがkビツトのデイジタル信号についてエネルギ
ー分布を行うエネルギー分布手段と、 上記第1の標本化周波数で標本化された量子化ビツトが
kビツトのデイジタル信号を、量子化ビツトがLビツト
のデイジタル信号に再量子化する量子化手段と、 上記エネルギー分布手段のエネルギー分布結果に基づい
て、所定の係数を算出する係数算出手段と、 上記量子化手段の入力デイジタル信号及び出力デイジタ
ル信号に基づいて生成された量子化誤差信号が入力さ
れ、当該量子化誤差信号と上記係数算出手段によつて算
出した係数とに基づいて、フイルタ特性が変化 するノ
イズフイルタ手段と、 上記ノイズフイルタ手段の出力を上記第1の標本化周波
数で標本化された量子化ビツトがkビツトのデイジタル
信号に帰還する帰還手段とから構成されることと特徴と
する記録装置。
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1993
- 1993-06-29 JP JP18694793A patent/JP3263797B2/ja not_active Expired - Fee Related
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