JP3281789B2 - 音声データ補間回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル音声デー
タが記録された磁気テープ等の記録媒体から音声を再生
するための回路に関し、具体的には、データ読出しエラ
ーによって生じたエラーデータを補間処理によって補う
音声データ補間回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＨＤ(High Definition)デジタルＶＣＲ
協議会において、映像信号及び音声信号をデジタルデー
タとして記録し、再生するデジタルＶＴＲが規格化され
ている。ここで、磁気テープに対する信号記録時には、
図７に示す如くヘリカルスキャンによって複数本のトラ
ックが繰り返し形成され、映像信号の１フレームに相当
する期間内のデジタル映像データ及びデジタル音声デー
タは、ＮＴＳＣ仕様の場合、１０トラックに跨って記録
されることになる。

【０００３】各トラックには、その先頭部分に音声デー
タ記録領域Ｓが形成され、１０トラック中、前半の５ト
ラックの音声データ記録領域Ｓには、１フレーム分の左
チャンネルの音声データ、後半の５トラックの音声デー
タ記録領域Ｓには、１フレーム分の右チャンネルの音声
データが記録される。尚、１つの音声データ記録領域に
記録される音声データには、ＩＤデータとして、フレー
ムに相当するシーケンス番号、トラックに相当するトラ
ックペア番号、及びシンクブロック番号からなる時間軸
情報と、そのパリティが付加される。又、各トラックの
音声データ記録領域Ｓに続く映像データ記録領域には、
画像圧縮された映像データが記録される。

【０００４】上記デジタルＶＴＲによる音声データの再
生においては、磁気テープからの再生データに含まれる
誤り訂正符号に基づいて、データ読出し時に生じたエラ
ーデータが訂正された後、音声データとして出力され
る。

【０００５】又、デジタルＶＴＲに於いては、通常再生
時よりも高速で磁気テープを走行させて、早送り再生等
の特殊再生を行なうことが出来る。例えば１８０度対向
２ヘッド型のＶＴＲにおいては、図７に示す如くＡ、Ｂ
２つのアジマスのトラックが繰り返し形成されており、
２倍速再生を行なう場合、磁気テープを通常再生時の２
倍の速度で走行させることによって、両ヘッドは、隣接
する２本のトラックを斜めに走査し、Ａ、Ｂ２つのアジ
マスによる信号再生を交互に行なう。これによって、記
録時のアジマスと再生時のアジマスが一致した音声デー
タ記録領域(12a)(12b)(12c)(12d)(12e)…のみから音声
データが読み出されることになる。ここで、音声データ
記録領域(12a)(12b)(12d)から読み出されるデータは左
チャンネルの音声データであり、音声データ記録領域(1
2c)(12e)から読み出されるデータは右チャンネルの音声
データである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
ルＶＴＲによる音声の通常再生時に、誤り訂正能力を超
えたエラーデータが発生した場合、エラーデータをその
まま音声データとして出力したとすると、ノイズとなっ
て、音質が低下することになる。

【０００７】特に、２倍速再生等の特殊再生時には、図
７に示す如く各フレームの音声データの内、一部のデー
タが再生されるに過ぎず、図中にハッチングで示す領域
の音声データは欠落することになるため、誤り訂正能力
を超えたエラーデータが頻繁に発生することとなる。
又、特殊再生時には、シンクブロック毎に与えられてい
る内符号のみに基づく誤り訂正が施されるが、あるシン
クブロックのＩＤデータにエラーが発生した場合、その
シンクブロックの時間軸情報が不明となるため、そのシ
ンクブロックに含まれる１６ビットの音声データ３６個
が全て再現不可能となる。

【０００８】誤り訂正能力を超えたエラーデータについ
ては、その前後の正常な音声データを用いて補間する方
法が考えられるが、補間にはある程度の誤差が伴うた
め、補間の頻度が増大すると、音声データの波形に歪み
が生じる問題がある。

【０００９】そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、補
間の頻度を可及的に少なくすることが出来る音声データ
補間回路を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る音声データ補
間回路は、データ読出し時にエラーと判断された疑エラ
ーデータにつき、その前後の正常な音声データに基づい
て補間データを算出する補間演算手段と、疑エラーデー
タがその直前の正常な音声データ或いはその補間データ
を基準として設定される制限範囲内に含まれるか否かを
判断する判断手段と、疑エラーデータが前記制限範囲内
に含まれる場合は該疑エラーデータを選択する一方、疑
エラーデータが前記制限範囲内に含まれない場合はその
補間データを選択して、音声データとして出力するデー
タ選択手段とを具えている。

【００１１】該音声データ補間回路において、データ読
出し時にエラーと判断された疑エラーデータには、記録
媒体に記録されていた元の音声データに対し、大きな誤
差を伴ったエラーデータと、元の音声データと一致し或
いは僅かな誤差を伴った正常な音声データとが含まれる
ことになる。例えばデジタルＶＴＲにおいては、あるシ
ンクブロックのＩＤデータにエラーが発生した場合、そ
のシンクブロックの時間軸情報については、所定のシャ
フリングパターンに基づいて、時間的に直前の正常な時
間軸情報を検知し、該時間軸情報に連続した時間軸情報
として推定することが可能である。そこで、その推定さ
れた時間軸情報に基づいて、そのシンクブロックに含ま
れる音声データを再生するのである。この場合、該シン
クブロックに含まれる複数の音声データ(疑エラーデー
タ)には、データ読出しエラーによるエラーデータと、
正常な音声データとが含まれる。

【００１２】疑エラーデータに含まれるエラーデータ
は、真の音声データに対して大きな誤差を伴っているか
ら、前記制限範囲内から逸脱するが、疑エラーデータに
含まれる正常なデータは前記制限範囲内に含まれること
になる。従って、疑エラーデータが前記制限範囲内に含
まれる場合は、その疑エラーデータは正常な音声データ
と判断して、これを選択することによって、補間データ
の採用による誤差を回避することが出来る。一方、疑エ
ラーデータが前記制限範囲内に含まれない場合は、その
データは大きな誤差を伴っているので、補間データを選
択することによって、データの誤差を最小限に抑えるこ
とが出来る。

【００１３】具体的構成において、判断手段には、疑エ
ラーデータの直前の正常な音声データを基準とする一定
の制限範囲が設定されている。この場合、予め制限範囲
を一定幅に設定しておけばよいので、判断手段の構成が
簡易となる。

【００１４】他の具体的構成において、判断手段には、
補間データを基準として、その前後の正常な音声データ
の変動に応じた幅の制限範囲を設定する制限範囲設定手
段が設けられている。この場合、データ選択の都度、適
切な幅の制限範囲が設定されるので、疑エラーデータを
正常な音声データとして採用し得るかどうかの判断が正
確に行なわれる。

【００１５】

【発明の効果】本発明に係る音声データ補間回路によれ
ば、疑エラーデータが正常な音声データである場合は補
間の必要がないので、補間の頻度を可及的に少なくする
ことが出来る。この結果、補間による音声データの歪み
が減少して、高い音質が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をデジタルＶＴＲに
実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１は、該デジタルＶＴＲに装備される音声再生系の構
成を表わしている。磁気テープから読み出された再生デ
ータは、音声データ、コードデータ等を含み、１シンク
ブロックを単位として送られてくる。各シンクブロック
には、その先頭部分に、ＩＤデータとして、シーケンス
番号、トラックペア番号、シンクブロック番号、及びこ
れらの時間軸情報に対する誤り検出用のパリティが付加
されている。

【００１７】該再生データは、図１に示す同期保護回路
(１)に供給されて、欠落した同期信号が補填された後、
ＩＤデータ保護回路(２)へ入力されて、同期保護回路
(１)によって同期信号が補填されたシンクブロックのＩ
Ｄデータについては、所定のシャフリングパターンに応
じて時間的に直前の時間軸情報を検知した上で、該時間
軸情報から時間的に連続した時間軸情報を生成し、これ
を該ＩＤデータの時間軸情報として採用する。

【００１８】ＩＤデータ保護回路(２)から得られるデー
タは内符号訂正回路(３)へ供給されて、シンクブロック
毎に、そのシンクブロックに含まれる内符号に基づいて
音声データの誤り検出及び誤り訂正が施された後、ＩＤ
パリティチェック回路(４)及び訂正フラグ回路(５)へ並
列に供給される。ＩＤパリティチェック回路(４)では、
各シンクブロックに含まれるパリティが、該シンクブロ
ックに含まれるシーケンス番号、トラックペア番号及び
シンクブロック番号から生成されるパリティと一致する
かどうかを判断し、一致しないとき、該シンクブロック
のＩＤデータには誤りがあるものとして、その旨を表わ
すエラー情報を、内符号訂正回路(３)から出力されるシ
ンクブロックに付加する。又、訂正フラグ回路(５)で
は、内符号訂正回路(３)にて誤り訂正が可能であったか
否かに応じて、訂正不可能であったシンクブロックにつ
いては、その旨を表わすエラー情報を付加する。

【００１９】エラー情報の付加されたシンクブロックは
書き込み制御回路(６)へ入力されて、第１メモリ(８)及
び第２メモリ(９)に対するデータの書き込みが制御され
た後、読み出し制御回路(７)へ入力されて、第１メモリ
(８)及び第２メモリ(９)からのデータの読み出しが制御
される。ここで、第１メモリ(８)及び第２メモリ(９)に
対しては、フレーム毎に交互にデータが書き込まれ、書
込み周期とは半周期ずらして、第１メモリ(８)及び第２
メモリ(９)から交互にデータが読み出される。

【００２０】データの書込みにおいて、エラー情報を伴
わない正常なシンクブロックについては、そのＩＤデー
タによって指定されるアドレスにそのシンクブロックの
音声データを書き込む。又、エラー情報を伴なうシンク
ブロックについては、そのＩＤデータによって指定され
るアドレスに、そのシンクブロックの音声データをエラ
ー情報と共に書き込む。又、音声データは、磁気テープ
への記録時に１６ビットのデータを単位としてフレーム
毎にシャフリングが施されているので、第１メモリ(８)
及び第２メモリ(９)からのデータ読出し時には、デシャ
フリングを施して、音声データを元の時系列データに戻
す。

【００２１】この様にして第１メモリ(８)及び第２メモ
リ(９)から読み出されたデータは、１或いは複数フレー
ム分が一旦、バッファ回路(10)に蓄えられ、該バッファ
回路(10)内のデータを対象として、後述の如く、補間回
路(11)による補間処理が施されると共に、データ選択回
路(12)よるデータ選択処理が施される。

【００２２】補間回路(11)による補間処理は、エラー情
報を伴っている音声データ(疑エラーデータ)を対象と
し、その前後の正常な音声データに補間処理を施すこと
によって、補間データを算出する。補間処理には、平均
処理の他、ラグランジェ補間法等、周知の補間方式を採
用することが出来る。

【００２３】一方、データ選択回路(12)は、バッファ回
路(10)内の疑エラーデータが、その直前の正常な音声デ
ータを基準として設定される所定の制限範囲内に含まれ
るか否かを判断し、疑エラーデータが制限範囲内に含ま
れる場合は、該疑エラーデータを選択する一方、疑エラ
ーデータが制限範囲内に含まれない場合は、その補間デ
ータを選択するものである。選択されたデータは、バッ
ファ回路(10)から正常な音声データとして後段回路へ出
力される。

【００２４】例えば、図２(ａ)に示す如く一連の音声デ
ータ中に複数の疑エラーデータＡｃ、Ｂｃ、Ｃｃが発生
した場合、第１の疑エラーデータＡｃについては、同図
(ｂ)の如くその直前の正常な音声データを基準とする一
定幅の制限範囲Ａが設定される。この場合、疑エラーデ
ータＡｃは制限範囲Ａに含まれないので、補間データＡ
ｂを選択する。該補間データＡｂは、磁気テープに記録
されていた元の音声データＡａに対し、僅かな誤差を伴
っているが、大きな波形歪みを生ずることはない。又、
第２の疑エラーデータＢｃについては、同図(ｃ)の如く
その直前の正常な音声データを基準とする一定幅の制限
範囲Ｂが設定される。この場合、疑エラーデータＢｃ
は、磁気テープに記録されていた元の音声データＢａと
一致しており、その値は制限範囲Ｂに含まれるので、該
疑エラーデータＢｃを選択する。

【００２５】更に、第２の疑エラーデータに連続して発
生した第３の疑エラーデータＣｃについては、図３(ａ)
の如くその直前の音声データとして選択された疑エラー
データＢｃを基準とする一定幅の制限範囲Ｃが設定され
る。この場合、疑エラーデータＣｃは制限範囲Ｃに含ま
れるので、該疑エラーデータＣｃを選択する。該疑エラ
ーデータＣｃは、磁気テープに記録されていた元の音声
データＣａに対し、僅かな誤差を伴っているが、補間値
Ｃｂを選択した場合よりも、その誤差は小さくなる。こ
の結果、同図(ｂ)の如く磁気テープに記録されていた元
の音声データと極めて近似した一連の音声データが得ら
れる。

【００２６】上記の例では、第１の疑エラーデータＡｃ
については、補間データが選択されたが、第２及び第３
の疑エラーデータＢｃ、Ｃｃについては、これらの疑エ
ラーデータが正常な音声データであると判断されて、補
間データは採用されなかった。この様に、上述の音声デ
ータ補間回路によれば、補間の頻度が可及的に少なくな
るので、補間による音声データの波形歪みが減少して、
高い音質が得られる。

【００２７】尚、上記の制限範囲Ａ、Ｂ、Ｃは一定幅に
設定されるが、その幅は次の様にして決定することが出
来る。制限の基準となる周波数を例えば６ｋＨｚとし、
この波形を図４(ａ)の如く三角波で近似する。ここで、
波形のダイナミックレンジＲは、１６ビットサンプリン
グの場合、±１２８となる。音声データのサンプリング
周波数を４８ｋＨｚとすると、１周期Ｔ内に８個のサン
プリングデータが得られることになる。従って、サンプ
リングデータ間の最大差Ｑは６４となる。即ち、図４
(ｂ)に丸印で示す正常なデータの次に×印で示すエラー
データが発生した場合、エラーデータの取り得る範囲
は、図中に矢印で示すように、その直前の正常なデータ
を基準として±Ｑの範囲となる。そこで、この範囲±Ｑ
を上記の制限範囲として設定するのである。

【００２８】上述の実施例では、制限範囲を一定幅に設
定しているが、データ選択の対象となる補間データの前
後の正常な音声データの変動周波数と変動の傾向に応じ
て、その変動周波数が高い程、大きな幅の制限範囲を設
定することも可能である。例えば、図５(ａ)に示す如く
一連の音声データ中に複数の疑エラーデータＡｃ、Ｂ
ｃ、Ｃｃが発生した場合、第１の疑エラーデータＡｃに
ついては、同図(ｂ)の如くその補間データＡｂを基準と
する適切な幅の制限範囲Ａが設定される。該制限範囲Ａ
は、当該疑エラーデータの前後の正常な音声データの周
波数が低いため、小さな幅に設定されている。この場
合、疑エラーデータＡｃは制限範囲Ａに含まれないの
で、補間データＡｂを選択する。該補間データＡｂは、
磁気テープに記録されていた元の音声データＡａに対
し、僅かな誤差を伴っているが、大きな波形歪みを生ず
ることはない。又、第２の疑エラーデータＢｃについて
は、同図(ｃ)の如くその補間データＢｂを基準とする適
切な幅の制限範囲Ｂが設定される。該制限範囲Ｂは、当
該疑エラーデータの前後の正常な音声データの周波数が
高いため、大きな幅に設定されている。この場合、疑エ
ラーデータＢｃは、磁気テープに記録されていた元の音
声データＢａと一致しており、その値は制限範囲Ｂに含
まれるので、該疑エラーデータＢｃを選択する。

【００２９】更に、第２の疑エラーデータに連続して発
生した第３の疑エラーデータＣｃについては、図６(ａ)
の如くその補間データＣｂを基準とする適切な幅の制限
範囲Ｃが設定される。該制限範囲Ｃは、当該疑エラーデ
ータの前後の正常な音声データの周波数が比較的高いた
め、比較的大きな幅に設定されている。この場合、疑エ
ラーデータＣｃは制限範囲Ｃに含まれるので、該疑エラ
ーデータＣｃを選択する。該疑エラーデータＣｃは、磁
気テープに記録されていた元の音声データＣａに対し、
僅かな誤差を伴っているが、補間値Ｃｂを選択した場合
よりも、その誤差は小さくなる。この結果、同図(ｂ)の
如く磁気テープに記録されていた元の音声データと極め
て近似した一連の音声データが得られる。

【００３０】上記の例では、データ選択の都度、適切な
幅の制限範囲が設定されるので、疑エラーデータを音声
データとして採用し得るかどうかの判断が正確に行なわ
れる。尚、制限範囲の幅の設定には、疑エラーデータの
前後の正常な音声データの変動周波数の大小と変動の傾
向を検知する必要があるが、例えば、これらの正常な音
声データの変動を円弧で近似した場合の該円弧の曲率を
算出し、該曲率から変動周波数の大小と変動の傾向を検
知することが可能である。

【００３１】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。例えば、データ選択回路(12)に
よって疑エラーデータの選択が行なわれる場合には、補
間回路(11)による補間演算を省略することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したデジタルＶＴＲの音声再生系
を表わすブロック図である。

【図２】制限範囲を一定幅とする補間処理の前半を示す
工程図である。

【図３】同上の後半を示す工程図である。

【図４】制限範囲の幅の決定方法を説明する波形図であ
る。

【図５】制限範囲を可変設定する補間処理の前半を示す
工程図である。

【図６】同上の後半を示す工程図である。

【図７】磁気テープの信号記録パターンを示す図であ
る。

【符号の説明】

(１) 同期保護回路 (２) ＩＤデータ保護回路 (３) 内符号訂正回路 (10) バッファ回路 (11) 補間回路 (12) データ選択回路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体から正常に読み出された音声デ
   ータに補間処理を施すことによって、データ読出し時の
   エラーによって音声として再現不可能なエラーデータを
   補い、一連の音声データを生成する音声データ補間回路
   であって、 データ読出し時にエラーと判断された疑エラーデータに
   つき、その前後の正常な音声データに基づいて補間デー
   タを算出する補間演算手段と、 疑エラーデータが、その直前の正常な音声データ或いは
   その補間データを基準として設定される制限範囲内に含
   まれるか否かを判断する判断手段と、 疑エラーデータが前記制限範囲内に含まれる場合は該疑
   エラーデータを選択する一方、疑エラーデータが前記制
   限範囲内に含まれない場合はその補間データを選択し、
   音声データとして出力するデータ選択手段とを具えてい
   る音声データ補間回路。
2. 【請求項２】 判断手段には、疑エラーデータの直前の
   正常な音声データを基準とする一定の制限範囲が設定さ
   れている請求項１に記載の音声データ補間回路。
3. 【請求項３】 判断手段には、選択の対象とする補間デ
   ータを基準として、その前後の正常な音声データの変動
   に応じた幅の制限範囲を設定する制限範囲設定手段が設
   けられている請求項１に記載の音声データ補間回路。