JP3584849B2 - 音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置および記録方法 - Google Patents
音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置および記録方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3584849B2 JP3584849B2 JP2000119979A JP2000119979A JP3584849B2 JP 3584849 B2 JP3584849 B2 JP 3584849B2 JP 2000119979 A JP2000119979 A JP 2000119979A JP 2000119979 A JP2000119979 A JP 2000119979A JP 3584849 B2 JP3584849 B2 JP 3584849B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- signal
- music information
- digital signal
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等の音楽情報デジタル信号を音信号として記録媒体に対する記録し再生する場合または無線若しくは有線の伝送路を介して伝送する際に用いて好適な音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置および記録方法に関する。
【０００１】
【従来の技術】
従来の技術として、音楽用ＣＤ（ＣＤ−ＤＡ；Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ）の右または左の音楽用チャンネルの一つにＭＩＤＩ信号を音響信号として記録するものがある。ＭＩＤＩ信号は、８ビットを１ワードとする数値データであって、これを音響信号に変換する際には、基本的には、２値のＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）が使用されている。そして、ＦＳＫ変調された音響信号が、さらにＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によって音楽用のデータ形式となるようにデジタル化され、そのデジタルデータがＣＤのオーディオトラックの１つに記憶されるようになっている。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、音楽用ＣＤは、２チャンネルのそれぞれにサンプリング周波数４４．１ｋＨｚ、量子化ビット数「１６」の条件でデジタル化された音楽信号が記録できるようになっている。ＭＩＤＩデータを音響信号として、１つのオーディオチャンネルに記録する際にも、このサンプリング周波数と量子化ビット数の制限が加わることになる。上述したような従来の技術においては、ＭＩＤＩ信号の音響化の際に、基本的には２値ＦＳＫ方式を利用するとともに、さらに圧縮技術や変調周波数の可変技術などを組み合わせることによって、データの転送効率の向上を図り、ＭＩＤＩデータの転送レートとして、３〜１０ｋｂｐｓ程度を達成しているものがある。しかしながら、規格上のＭＩＤＩデータの転送速度は３１．２５ｋｂｐｓであるため、３〜１０ｋｂｐｓ程度の速度では、簡単な音楽情報の記録には使用できるものの、例えばアンサンブル等のデータ量の多い音楽情報を送ることができないという問題があった。この対策としてデータ圧縮を利用する方法があるが、データ圧縮を利用すると、その圧縮方法によっては、音量の分解能が低く抑えられたり、あるいは、システムエクスクルッシブメッセージ等の複数ワードからなるコマンドを利用することができなくなる、といった別の問題が生じる。このような問題は音楽情報デジタル信号の記録再生を行う場合のみならず、その伝送を行う場合にも生じる。
【０００３】
本発明は、複数の音楽用記録チャンネルを有するＣＤ等の記録媒体において音楽用記録チャンネルにＭＩＤＩデータ等の音楽情報デジタルデータを音信号として記録したり、伝送路を介して伝送する際に、記録または伝送されないデータを生じさせることなく、従来よりも高速に音楽情報デジタル信号の記録または伝送を行うことを可能にする音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置及び記録方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は、所定ビット数の単位データからなり、非同期に発生する音楽情報デジタル信号を順次受け取るとともに、所定ビット数の単位データからなる同期信号を必要なだけ補充することにより、音楽情報デジタル信号の間隙を埋め、音楽情報デジタル信号または同期信号である単位データを連続的に繋いだデータ信号を出力する変換手段と、
前記単位データを１シンボルとし、多値差分位相シフトキーイングによって、前記データ信号を音信号に変換する変調手段と
を備えることを特徴とする変調装置を提供するものである。
【０００５】
また、この発明は、上記変調装置によって生成された音信号から元の音楽情報デジタル信号を復調する復調装置において、
記録媒体から読み出された前記音信号または伝送路を介して受信された音信号からデジタル信号を復調する復調手段と、
デジタル信号から前記同期信号を取り除いて音楽情報デジタル信号を出力するデータ変換手段と
を備えることを特徴とする音楽情報デジタル信号の復調装置を提供するものである。
【０００６】
さらにこの発明は、所定ビット数の単位データからなり、非同期に発生する音楽情報デジタル信号を順次受け取るとともに、所定ビット数の単位データからなる同期信号を必要なだけ補充することにより、音楽情報デジタル信号の間隙を埋め、音楽情報デジタル信号または同期信号である単位データを連続的に繋いだデータ信号を出力する変換過程と、
前記単位データを１シンボルとし、多値差分位相シフトキーイングによって、前記データ信号を音信号に変換する変調過程と、
前記変調過程により得られた音信号を、複数チャンネルの音信号を記録可能な記録媒体の１チャンネルに記録する過程と
を具備することを特徴とする音楽情報デジタル信号の記録方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による音楽情報デジタル信号の変・復調装置の実施形態について説明する。図１は、本発明による音楽情報デジタル信号の変・復調システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態の変・復調システム１は、変調装置１０と、オーディオ記録装置２０と、復調装置３０とを備えて構成されている。
【０００８】
（１）変調装置１０の全体構成
変調装置１０は、ＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１と、変調モジュール１２とから構成されている。変換モジュール１１には、非同期にＭＩＤＩデータが入力される。個々のＭＩＤＩデータは、８ビットの整数倍のビット長を有しているため、４ビットの単位データに分けることができる。変換モジュール１１は、非同期に入力されるＭＩＤＩデータの隙間を埋めるように上記単位データと同じ４ビットの同期信号（ＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ）を必要な個数だけ補充する。また、このようにして補充されるキャラクタ同期信号とＭＩＤＩデータとの混同を防止するために必要な変換処理を実行する。変換モジュール１１は、このような処理を行うことにより、元の非同期なＭＩＤＩデータを含んだ連続したビットストリームデータを出力する。このビットストリームデータは、各々ＭＩＤＩデータの一部または同期信号である４ビット長の単位データに区切ることができるため、以下ではＮｉｂｂｌｅストリームデータと呼ぶ。変調モジュール１２は、変換モジュール１１からＮｉｂｂｌｅストリームデータを受け取り、４ビットの単位データ（Ｎｉｂｂｌｅ）を１ｓｙｍｂｏｌ（シンボル）としてオーディオ帯域の周波数を持つキャリアを変調し、この変調により得られるオーディオ帯域の信号（以下、単に音響信号という）を出力する。
【０００９】
（２）オーディオ記録装置２０の全体構成
変調装置１０から出力された音響信号はオーディオ記録装置２０に入力され、このオーディオ記録装置２０により、例えばＣＤ−Ｒ（ＣＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の光磁気記録媒体２２に録音される。このオーディオ記録装置２０は、ＣＤ−Ｒドライブ、ＤＶＤ−Ｒドライブ等とその記録制御回路とを備えて構成されているオーディオ信号記録装置２１と、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等とその復調制御回路とを備えて構成されているオーディオ信号復調装置２３とから構成されている。オーディオ信号記録装置２１は、変調装置１０から出力される音響信号と、図示しない外部の音響装置から供給されるアナログあるいはデジタルの音響信号とを受け取り、これらに対してＰＣＭ変換等を行って所定形式のデジタルオーディオ信号に変換し、記録媒体２２の各オーディオチャンネル（オーディオトラック）に記録（録音）する。記録媒体２２は、オーディオ信号記録装置２１およびオーディオ信号復調装置２３に対して、交換可能に装着されものであって、例えばＭＩＤＩおよびオーディオ信号の再生機能を備える自動電子ピアノ等の電子機器やパーソナルコンピュータ内のＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤ−ＲＯＭドライブで再生可能なものである。オーディオ信号復調装置２３は、再生時に、記録媒体２２の各オーディオチャンネルに記録されている各デジタルオーディオ信号を復調する。そして、例えば１つのオーディオチャネルから復調されたデジタルオーディオ信号を図示しない音響装置へ出力し、他のオーディオチャネルから復調されたデジタルオーディオ信号であってＭＩＤＩ信号から生成されたものを復調装置３０へ供給する。
【００１０】
なお、オーディオ記録装置２０から出力される復調信号は、録音時の変調信号と同じ物の筈であるが、帯域カット、位相の乱れ等が発生している恐れがあり、記録装置２０の選択には周波数特性、位相特性（特に群遅延特性）を考慮し、記録媒体２２としては、上述したような光磁気記録媒体に限定されるものではないが、できるだけ線形性、直線位相性の高いものを選択することが望ましい。
【００１１】
（３）復調装置３０の全体構成
復調装置３０は、復調モジュール３１と、Ｄａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２とから構成されている。オーディオ記録装置２０のオーディオ信号復調装置２３から出力された復調信号（ＭＩＤＩ信号から得られたデジタルオーディオ信号）は復調モジュール３１に入力される。復調モジュール３１では、ＭＩＤＩデータやキャラクタ同期信号の各ビットに同期したクロック信号が復調信号から取り出され、クロック信号に同期してＭＩＤＩデータや同期信号からなるＮｉｂｂｌｅストリームデータの各ビットが復調される。復調モジュール３１によって復調されたＮｉｂｂｌｅストリームデータは、変換モジュール３２に入力され、キャラクタ同期が取られ、４ビットの整数倍のビット長のＭＩＤＩデータが復元され、外部のアプリケーションやＭＩＤＩデータ再生装置に渡される。
【００１２】
なお、図１に示す変調装置１０、オーディオ記録装置２０、復調装置３０は、例えば、汎用のコンピュータおよび、その周辺装置と、それによって実行されるプログラムとの組み合わせによって実現することが可能である。その場合にコンピュータによって実行されるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体あるいはネットワークを介して配布することが可能である。
【００１３】
（４）本実施形態に係る変・復調システム１の具体例
以上説明した変・復調システム１の具体的仕様を図２に例示する。図２に示すように、この具体例では、記録媒体２２における変調波記録チャンネルはＲ（右）Ｃｈａｎｎｅｌであり、例えば記録媒体２２がＣＤである場合にはＬ（左）．Ｃｈ．にはオーディオ信号を記録する。伝送速度は２５．２ｋｂｐｓ（ｋｂｉｔ／ｓｅｃ）であり、ＭＩＤＩ信号にはＳＴＡＲＴ、ＳＴＯＰの各ビットが存在することを勘案すると、これはＭＩＤＩの３１．２５ｋｂｐｓに近い伝送速度である。Ｃａｒｒｉｅｒ（キャリア）周波数は６．３０ｋＨｚである。Ｓｙｍｂｏｌ（シンボル）速度は６．３０ｋｂａｕｄ（ｋｓｙｍｂｏｌ／ｓｅｃ）である。Ｓｙｍｂｏｌ当たりビット数は４ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌである。符号化方式は４ｂｉｔグレイコードである。変調方式は１６値ＤＰＳＫ（１６値差分位相シフトキーイング）である。検波方式は同期検波である。データ同期方式は同期情報（同期ニブル）によるものである。録音時オーディオ信号遅延時間は０ｍｓｅｃである。再生時オーディオ信号遅延時間は５００ｍｓｅｃである。録音レベルは−６．０〜−１２．０ｄＢ（フルレンジに対しての値）である。そして、曲先頭無信号区間は２．０ｓｅｃ以上であり、これは同期を取るために必要な時間に基づいて決定される。
【００１４】
（５）ＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１およびＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２の構成および動作
次に、図３〜図２２を参照して図１に示すＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１およびＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２の構成および動作について詳細に説明する。図３はＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１の構成ブロック図であり、図４はＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２の構成ブロック図である。
【００１５】
図３に示すように、データ変換部１１２は、非同期で供給されるＭＩＤＩデータを、連続した同期伝送を可能とするようなデータに変換する装置である。データ変換用メモリ１１６には、この変換を行うためのデータ変換テーブルが格納されている。データ変換部１１２は、非同期に供給されるＭＩＤＩデータに対して、各々の隙間を埋めるように同期信号（ＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ）「Ｆ」（１６進表記。以下、特に示さない限り、データは１６進表記である。）を必要な個数だけ補充し、連続同期データとして出力する装置である。ここで、同期信号として「Ｆ」を採用したのは、この「Ｆ」をステータスバイトの上位４ビット（ＭＳＮ：Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｎｉｂｂｌｅ）として含むＭＩＤＩデータは種類が少なく、かつ、そのようなＭＩＤＩデータは、いわゆるシステムメッセージであり、発生頻度が低いからである。また、データ変換部１１２は、ＭＩＤＩデータに対してＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」を補充する他、必要に応じて、ステータスデータの先頭データのデータ変換処理を行う。これは発生頻度が少ないとは言え、ステータスデータのＭＳＮが「Ｆ」であるＭＩＤＩデータが発生する場合もあり、このステータスデータのＭＳＮ「Ｆ」をそのままにしてＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」が補充されると、受信装置側においてステータスデータのＭＳＮ「Ｆ」を認識することができなくなるからである。データ変換用メモリ１６には、この変換を行うためのデータ変換テーブルが格納されている。
【００１６】
図５は、このデータ変換テーブルの内容を示すものである。図５に示すように、本実施形態では、ＭＩＤＩデータのステータスデータのＭＳＮが「Ｆ」である場合、この「Ｆ」を「Ｃ」に変換する。また、この「Ｆ」についてのデータ変換に伴う弊害を防止するため、ステータスデータのＭＳＮが「Ｃ」である場合には、この「Ｃ」を「Ｃ４」に変換する。データ変換によってＭＳＮが「Ｆ」から「Ｃ」に変更されたステータスデータと、ＭＳＮが元々「Ｃ」であるステータスデータとを区別するためである。また、この「Ｃ」についてのデータ変換によって生じる弊害を防止するため、ステータスデータが「Ｆ４」または「Ｆ５」である場合には、「Ｆ」を「Ｃ５」に変換する。
【００１７】
本実施形態において、ステータスデータのＭＳＮが「Ｆ」である場合にこの「Ｆ」を「Ｃ」に置き換えるのは次の理由によるものである。まず、ステータスデータのＭＳＮ「Ｆ」を「Ｃ」に置き換えると、この置換後のステータスデータと元々ＭＳＮが「Ｃ」であるステータスデータとの区別が付かなくなる。このため、本実施形態では、上記の通り、元々ＭＳＮが「Ｃ」であるステータスデータについてはこの「Ｃ」を「Ｃ４」に置き換えた。従って、元々ＭＳＮが「Ｃ」であるステータスデータが発生する度に、４ビットのデータ「４」が送信データに追加されることとなる。しかし、ＭＳＮが「Ｃ」であるステータスデータは、プログラムチェンジを指令するデータであり、発生頻度が低いため、「Ｃ」を「Ｃ４」に置き換えるようにしたとしても、データ伝送効率を悪化させることはないと考えられる。また、プログラムチェンジは、リアルタイム性の要求が低いため、このプログラムチェンジを要求するデータの「Ｃ」を「Ｃ４」に置き換えたことにより受信側での当該データの復号が多少遅れたとしても何等問題はない。さらに、プログラムチェンジの命令信号は、その前後に連続してデータが存在することがほとんどなく、当該データの処理時間が後続データのリアルタイム性に悪影響を及ぼすこともない。そこで、本実施形態では、ステータスデータのＭＳＮが「Ｆ」である場合にこの「Ｆ」を「Ｃ」に置き換えることにしたのである。
【００１８】
さらに、本実施形態において、ステータスバイトが「Ｆ４」あるいは「Ｆ５」であるＭＩＤＩデータのデータ変換において、４ビットデータ「５」を付加した理由を述べる。そもそも、ステータスバイトが「Ｆ４」あるいは「Ｆ５」であるＭＩＤＩデータは、その命令内容が未定義であり、現状では伝送データ効率等の問題を考慮する必要はない。しかし、本実施形態においては、将来の使用可能性およびデータの透過性確保を鑑み、これらのＭＩＤＩデータについてもデータ変換テーブルを設けることとしたものである。そして、これらのＭＩＤＩデータに対して４ビットを付加するデータ変換を行ったのは、リアルタイム性において後続ＭＩＤＩデータに悪影響が起こらない点を考慮したものである。
【００１９】
同期データ生成部１１３は、データ変換部１１２から非同期に供給されるデータの間にＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅを介挿し、連続する同期データを生成する。本実施形態では、このＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅとして「Ｆ」を使用している。
【００２０】
次に、図６〜図１１を参照して、図３に示すＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１の動作について説明する。図６は、図３に示すデータ変換部１１２に、非同期に供給されるＭＩＤＩデータを例示する図である。同図において、「９０４０４０」および「８０４０７４」はそれぞれＭＩＤＩデータを示し、破線部はＭＩＤＩデータが存在しない期間を表している。データ変換部１１２は上述したデータ変換テーブル（図５）に基いてデータ変換を行うが、図６に例示したＭＩＤＩデータのＭＳＮは「Ｃ」でも「Ｆ」でもないため、該データに対して特にデータ変換を行わずに、同期データ生成部１１３に供給する。図７は、この場合におけるデータ変換部１１２から出力される信号を示す図である。そして、同期データ生成部１１３は、これらのデータの間に、データ間の時間間隔に応じてＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」を隙間なく介挿する。そして、図８に示すように連続したＮｉｂｂｌｅストリームデータを生成する。
【００２１】
さらにデータ変換部１１２による、データ変換の別例を示す。図９は、データ変換部１１２に供給されたＭＩＤＩデータ「ＣＦ」を例示する図である。この場合も、データ変換部１１２はデータ変換テーブル（図５）に基いてデータ変換を行い、該ＭＩＤＩデータに対しては、ＭＳＮ「Ｃ」を「Ｃ４」に変換する。すなわち、データ変換部１１２は、供給されたＭＩＤＩデータ「ＣＦ」を「Ｃ４Ｆ」にデータ変換した後、該データを同期データ生成部１１３に供給する。図１０は、この場合における、データ変換部１１２の出力データ内容を示したものである。同期データ生成部１１３は、これらのデータの間にＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」を介挿し、図１１に示すように連続したＮｉｂｂｌｅストリームデータを生成する。
【００２２】
以上のようにして、データ変換部１１２に非同期に供給されるＭＩＤＩデータは、データ変換部１１２および同期データ生成部１１３により、Ｎｉｂｂｌｅストリームデータに変換される。
【００２３】
次に、図４に示すＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２の構成と動作について説明する。図４に示すＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２内のＭＩＤＩデータ変換部３２３は、入力された復調データをＭＩＤＩデータに変換して出力する装置である。ＭＩＤＩデータ変換用メモリ３２４には、このＭＩＤＩデータ変換のためのプログラムが格納されている。ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、図１２にフローを示す制御プログラムに従い、元のＭＩＤＩデータを復元する。同図に示すように、このフローは、ステップＳＢ１〜ＳＢ６からなる「音楽情報待機処理」、ステップＳＢ１０〜ＳＢ１５からなる「判別用単位データ待機処理」およびステップＳＢ２０〜ＳＢ２４からなる「後続単位データ待機処理」から構成されている。以下に、この制御プログラムの内容を理解しやすくするために、具体例を用いて説明する。
【００２４】
（具体例１）ＭＩＤＩデータ変換部３２３にＮｉｂｂｌｅストリームデータ「ＦＦ９０４Ｆ０ＦＦＦ」（データＤ１〜Ｄ１０）が供給された場合（図１３）。該データは「９０４Ｆ０Ｆ」の前後に単位データ「Ｆ」が付加されたものに対応するものである。ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、まず、復元すべき元のＭＩＤＩデータの先頭データ（ＭＳＮ）に相当する単位データを見つけるために、「音楽情報待機処理」（ステップＳＢ１〜ＳＢ６）を行う。本具体例では、はじめに単位データ「Ｆ」（データＤ１）が供給されるが（ステップＳＢ２）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データは「Ｆ」であるため（ステップＳＢ３：ＹＥＳ）、該単位データは無視する（ステップＳＢ４）。
【００２５】
上記判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）において、すべてのＭＩＤＩデータは、先頭単位データが「Ｆ」とならないようにデータ変換されていることに基づくものである。その後ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、次の単位データが供給されるのを待機する（ステップＳＢ４）。本具体例では、次に単位データ「Ｆ」（データＤ２）が供給されるが（ステップＳＢ２）、この際も、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は上記と同様の制御を行い（ステップＳＢ３、ＳＢ４）、該単位データ「Ｆ」は無視する。
【００２６】
次に、単位データ「９」（データＤ３）が供給されると（ステップＳＢ２）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データが「Ｆ」ではないため、該単位データが元のＭＩＤＩデータのＭＳＢに相当するものであると判別する（ステップＳＢ３：ＮＯ）。ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データは「Ｃ」でもないため（ステップＳＢ５：ＮＯ）、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮは「９」であると判別する（ステップＳＢ６）。この判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）において、ＭＳＮが「Ｃ」または「Ｆ」以外のＭＩＤＩデータは、データ変換の対象になっていないことに基づくものである。
【００２７】
その後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「後続データ待機処理」（ステップＳＢ２０〜ＳＢ２４）を行い、該ＭＳＢ「９」に後続するデータを判別してＭＩＤＩデータを復元する。本具体例では、ＭＩＤＩデータ変換部３２３に、次の単位データ「０」（データＤ４）が供給されることになるが（ステップＳＢ２０：ＹＥＳ）、該単位データの値より、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、元のＭＩＤＩデータのＬＳＮが「０」であることを判別する（ステップＳＢ２１）。この判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）において、ＭＩＤＩデータの先頭データ（ＭＳＮ）以外のデータは、データ変換の対象になっていないことに基づくものである。つまり、この段階で、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮおよびＬＳＮ（ステータスバイト）が「９０」であることを判別する。そして、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、確定したステータスバイトの値から、該ステータスバイトに後続するデータバイトの長さを判別する。この具体例においては、ステータスバイト「９０」に後続するデータバイトは２つ存在することを判別する（ステップＳＢ２２）。
【００２８】
その後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、供給される４つの単位データ（データＤ５からＤ８まで）を、２つのデータバイト「４Ｆ」「０Ｆ」と判別し（ステップＳＢ２３）、１つのＭＩＤＩデータ「９０４Ｆ０Ｆ」を復元させる（ＳＢ２４）。以上が、「後続単位データ待機処理」の内容であり、その後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、再度「音楽情報待機処理」を行い、次のＭＩＤＩデータの先頭（ＭＳＮ）に相当するデータの有無を判別する（ステップＳＢ２）。
【００２９】
なお、この具体例では、その後供給される単位データはいずれも「Ｆ」であるため（データＤ９、Ｄ１０）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、これらの単位データ「Ｆ」を無視する制御を行う（ステップＳＢ３、ＳＢ４）。図１４は、ＭＩＤＩデータ変換部３２３から出力されるＭＩＤＩデータを示したものである。同図において破線部はＭＩＤＩデータが存在しない区間を示す。
【００３０】
（具体例２）ＭＩＤＩデータ変換部３２３に「ＦＦＣ４０２０ＦＦ」（データＤ１１〜Ｄ１９）というＮｉｂｂｌｅストリームデータが供給された場合（図１５）。この場合も、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、まず、復元すべき元のＭＩＤＩデータの先頭データ（ＭＳＮ）に相当する単位データを見つけるために、「音楽情報待機処理」（ステップＳＢ１〜ＳＢ６）を行う。すなわち、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「Ｆ」以外の単位データが供給されるまで、供給された単位データは無視する制御を行う（ステップＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４）。よって、単位データＤ１１とＤ１２は無視する。
【００３１】
そして、単位データ「Ｃ」（データＤ１３）が供給されると（ステップＳＢ２）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データが「Ｆ」以外のデータであるため、元のＭＩＤＩデータの先頭に相当するデータであることを判別する（ステップＳＢ３：ＮＯ、ステップＳＢ５：ＮＯ）。ただし、この場合、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、ＭＳＮの値を判別することはできない。上述したデータ変換テーブル（図５）において、ＭＳＮが「Ｃ」のＭＩＤＩデータおよびＭＳＮが「Ｆ」のＭＩＤＩデータのいずれもが、先頭単位データが「Ｃ」に変換されるからである。
【００３２】
上記のように元のＭＩＤＩデータのＭＳＮの値が特定できない場合、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「判別用単位データ待機処理」（ステップＳＢ１０〜ＳＢ１５）を行い、後続して供給される単位データの値を判別し、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮを特定する。この具体例においては、単位データ「４」（データＤ１４）が供給されることになるが（ステップＳＢ１０：ＹＥＳ、ステップＳＢ１１：ＹＥＳ）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データの値より、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮが「Ｃ」であることを判別する（ステップＳＢ１２）。この判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）において、ＭＳＮが「Ｃ」であるＭＩＤＩデータは、先頭単位データが「Ｃ４」に変換されることに基づくものである。
【００３３】
上記のように元のＭＩＤＩデータのＭＳＢが「Ｃ」であることを判別した後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「後続データ待機処理」（ステップＳＢ２０〜ＳＢ２４）を行い、該ＭＳＢ「Ｃ」に後続するＭＩＤＩデータを復元する。この後の処理は上述したものと同様であるため詳述しないが、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、後続して供給される単位データ「０」（データＤ１５）から、元のＭＩＤＩデータのＬＳＮが「０」であることを判別する（ステップＳＢ２１）。すなわち元のＭＩＤＩデータのステータスバイトは「Ｃ０」であることを判別する。そして、ステータスバイトが「Ｃ０」であるＭＩＤＩデータは、後続するデータバイトが１つ存在することも判別する（以上ステップＳＢ２２）。
【００３４】
ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、さらに後続して供給される２つの単位データ（データＤ１６とＤ１７）を、１つのデータバイト「２０」と判別し（ステップＳＢ２３）、ＭＩＤＩデータ「ＣＯ２０」を復元させ（ＳＢ２４）、後続単位データ処理を終了する。
【００３５】
そして、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、再度「音楽情報待機処理」を行うが、本具体例においては、その後に供給される単位データはいずれも「Ｆ」であるため（データＤ１８、Ｄ１９）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、これらの単位データ「Ｆ」を無視する（ステップＳＢ３、ＳＢ４）。以上が、ＭＩＤＩデータ変換部３２３に連続単位データ「ＦＦＣ４０２０ＦＦ」（データＤ１１〜Ｄ１９）が供給された場合のＭＩＤＩデータ変換部３２３の制御内容であり、図１６は、この例におけるＭＩＤＩデータ変換部３２３から出力されるＭＩＤＩデータを示したものである。
【００３６】
なお、ＭＩＤＩデータ変換部３２３にＮｉｂｂｌｅストリームデータ「ＦＦＣ５４ＦＦ」が供給された場合も、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は上述したのと同様の制御を行う。すなわち、この場合は、単位データ「Ｃ」に後続して単位データ「５」が供給される（ステップＳＢ５：ＹＥＳ、ステップＳＢ１０：ＹＥＳ、ステップＳＢ１１：ＮＯ、ステップＳＢ１３：ＹＥＳ）。よって、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、ＭＩＤＩデータのＭＳＮは「Ｆ」と判別し（ステップＳＢ１４）、さらに後続して供給される単位データ「４」により、ＭＩＤＩデータのステータスデータは「Ｆ４」であると判別する（ステップＳＢ２０：ＹＥＳ、ステップＳＢ２１）。その他の制御内容については、上述した内容と同じであるため説明を省略する。
【００３７】
（具体例３）ＭＩＤＩデータ変換部３２３に「ＦＦＣＡＦＦ」（データＤ２１〜Ｄ２６）というＮｉｂｂｌｅストリームデータが供給された場合（図１７）。この場合も、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、まず「音楽情報待機処理」（ステップＳＢ１〜ＳＢ６）を行い、「Ｆ」以外の単位データが供給されるまで、供給された単位データは無視する制御を行う（ステップＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４）。よって、単位データＤ２１とＤ２２は「Ｆ」であるため無視する。
【００３８】
次に、単位データ「Ｃ」（データＤ２３）が供給されると（ステップＳＢ２：ＹＥＳ）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データが「Ｆ」ではないため元のＭＩＤＩデータの先頭データに相当するものであると判別する（ステップＳＢ３：ＮＯ、ステップＳＢ５：ＹＥＳ）。ただし、上述したのと同様の理由により、単位データ「Ｃ」のみからは元のＭＩＤＩデータのＭＳＮの値を特定することはできない。
【００３９】
その後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「判別用単位データ待機処理」（ステップＳＢ１０〜ＳＢ１５）を行うが、本具体例では、単位データ「Ａ」（データＤ２４）が供給されることになる。この単位データの値より、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮが「Ｆ」、ＬＳＮが「Ａ」であることを判別する（ステップＳＢ１０、ＳＢ１１、ＳＢ１３、ＳＢ１５）。この場合は、この時点で、元のＭＩＤＩデータのステータスバイトが判別できることになる。なお、この判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）における、ＭＳＮが「Ｆ」であるＭＩＤＩデータの変換内容に基づくものである。
【００４０】
そして、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、ステータスバイトが「ＦＡ」であるＭＩＤＩデータは、後続するデータバイトが存在しないことを判別する（以上ステップＳＢ２２）。この場合は、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、ＭＩＤＩデータ「ＦＡ」を復元させ（ＳＢ２４）、後続して供給される単位データを待機せずに、「後続単位データ待機処理」を終了させる。
【００４１】
そして、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、再度「音楽情報待機処理」を行うが、本具体例においては、その後に供給される単位データはいずれも「Ｆ」であるため（データＤ２５、Ｄ２６）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、これらの単位データ「Ｆ」を無視する（ステップＳＢ３、ＳＢ４）。以上が、ＭＩＤＩデータ変換部３２３にＮｉｂｂｌｅストリームデータ「ＦＦＣＡＦＦ」（データＤ２１〜Ｄ２６）が供給された場合のＭＩＤＩデータ変換部３２３の制御内容であり、図１８は、この例におけるＭＩＤＩデータ変換部３２３から出力されるＭＩＤＩデータを示したものである。以上、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、音楽情報待機処理、判別用単位データ待機処理および後続単位データ待機処理を行うことにより、供給される連続する単位データから元のＭＩＤＩデータを復元する制御内容を説明した。
【００４２】
図１９は、以上説明したＭＩＤＩデータ変換部３２３が行うこれら３つの処理（音楽情報待機処理１９０１、判別用単位データ待機処理１９０２および後続単位データ待機処理１９０３）の遷移過程を示したものである。
【００４３】
（６）本実施形態における音響信号の変調方法
次に、図１に示す変・復調システム１におけるＭＩＤＩデータによる音響信号の変調方法について説明する。本実施形態においては、図２を参照して説明したように、変調方式は１６値のＤＰＳＫを採用している。変調モジュール１２では、ＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１から４ビットの単位データが入力されると、この単位データをグレイコードに変換し、一つ前の位相にグレイコード分の位相を足し合わせたものを次の位相とする。このような差分方式としたのは、例えば、ＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」が入力されつづけた場合に位相が回転しないと、受信側（再生側）において同期が取れなくなるためで、差分信号を変調信号とすることにより確実に位相の変化を起こさせるようにしたためである。
【００４４】
変調信号空間配置は、図２０および図２１に示すように設定する。図２０は、１６個の４ビット・グレイコードと相対位相（位相の差分）およびＱ−Ｉ座標系で表現する場合のＩ成分とＱ成分の関係を一覧にして示したものであり、図２１はそれらを示すＱ−Ｉ座標の図である。図２０および図２１に示す変調信号空間配置では、０ＦＨ（１１１１）を位相１５７．５ｄｅｇとして、グレイコードで左回りに配置する。０ＦＨが位相１５７．５ｄｅｇであるので、同期獲得用のＳｙｎｃ Ｎｉｂｂｌｅ（４ビット）受信中には位相は変化し続けることが保証される。またＭＩＤＩデータはＳｔａｔｕｓとＤａｔａが交互に現れることから、グレイコードはなるべく相対位相が大きくなるように、０８Ｈ以上と以下のデータをまんべんなく散らばらせるように工夫している。相対位相が０であるのは、差分値が０ＣＨの時であるので、（１）００Ｈ→０４Ｈ→０８Ｈ→０ＣＨ→００Ｈ…、（２）０１Ｈ→０５Ｈ→０９Ｈ→０ＤＨ→０１Ｈ…、（３）０２Ｈ→０６Ｈ→０ＡＨ→０ＥＨ→０２Ｈ…、（４）０３Ｈ→０７Ｈ→０ＢＨ→０ＦＨ→０３Ｈ…が連続で続かない限り何等かの位相の移動が有る。ＭＩＤＩでこのような特殊なデータ列が連続することは確率的に極めて低いので、スクランブル等は掛けなくても良い。
【００４５】
より具体的には、図２０および図２１に示す変調信号空間配置では、ＭＩＤＩ信号においては、Ｓｔａｔｕｓ（先頭Ｎｉｂｂｌｅのｂｉｔ３が「１」）とＤａｔａ（先頭Ｎｉｂｂｌｅのｂｉｔ３が「０」）が交互に現れることから、ＭＩＤＩ信号を４ｂｉｔ単位に区切った各Ｎｉｂｂｌｅのｂｉｔ３が「１」すなわち最上位ビットが「１」のものが連続しないことが保証されていることを利用して、ｂｉｔ３が「１」のものを相対位相０度の近傍に集め、０度近傍のデータが連続しないようにしている（図２１の▲１▼）。これは、０度近傍のデータが連続すると、データの変化点を検出できなくなり、復調時に同期トリガがはずれる可能性が高くなることが考えられるが、それを防止するためである。また、無信号（１１１１）、コントロールチェンジ（Ｂｘｘｘｘｘ）（ｘは不定を意味する）のＭＳＮ（１０１１）、およびノートオン（９０ｘｘｘｘ）のＭＳＮ（１００１）が多用されることに着目して、それらのデータ変化点を検出しやすくするため、相対位相１８０度の近傍にこれらのデータを集めている（図２１の▲２▼）。
【００４６】
（７）変調モジュール１２および復調モジュール３１の例
次に、上記の変調方式を実現する図１に示す変調モジュール１２および復調モジュール３１の構成について、図２２〜図２８を参照して説明する。
▲１▼変調モジュール１２
図２２は、変調モジュール１２の構成を示すブロック図である。入力端１２０１から入力されたＮｉｂｂｌｅは、ゼロ次ホールド１２０２によって１シンボル（４ビット）時間保持された後、グレイコード変換部１２０３によって４ビットのグレイコードに変換される。グレイコード変換部１２０３から出力された４ビットのデータは加算回路１２０４を介して、モジュロ関数部１２０５へ入力される。モジュロ関数部１２０５は、入力数値を１６で割ったときの剰余を出力する処理を行う。モジュロ関数部１２０５の出力は、１データ分信号を遅延するディレイ回路１２０６を介して加算回路１２０４へ入力され、グレイコード変換部１２０３からの出力と加算される。加算回路１２０４、モジュロ関数部１２０５およびディレイ回路１２０６とによって、グレイコード変換部１２０３から出力された相対位相が、絶対位相を示す値に変換される。
【００４７】
モジュロ関数部１２０５から出力された絶対位相を示す４ビットのデータは、実軸成分（Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ成分）を算出する実軸変換部１２０７と、虚軸成分（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−Ｐｈａｓｅ成分）を算出する虚軸変換部１２０８へ入力される。実軸変換部１２０７から出力された実軸成分と、虚軸変換部１２０８から出力された虚字成分は、それぞれ、乗算回路１２０９と乗算回路１２１０に入力される。乗算回路１２０９および１２１０へは、さらに、余弦回路１２１１から出力される単位振幅のキャリア信号の余弦波成分と、正弦回路１２１２から出力される単位振幅のキャリア信号の正弦波成分とがそれぞれ入力され、実軸成分と虚軸成分とに掛け合わされる。余弦回路１２１１と正弦回路１２１２へは、ともに、所定のサンプリング周期毎に時間を表す信号を発生する時計回路１２１４の出力ｔに２π・ｆｃを掛けた基準位相信号２πｆｃｔを出力する乗算回路１２１３の出力が入力されている（ｆｃ：キャリア周波数）。乗算回路１２０９の出力と乗算回路１２１０の出力は、加算回路１２１５に入力され、そこで互いに加算される。そして、加算回路１２１５の出力に接続されている出力端１２１６から、入力端１２０１から入力された４ビット単位のＭＩＤＩ信号に基づいて変調された音響信号が出力される。上記の構成では、乗算回路１２０９および乗算回路１２１０、余弦回路１２１１および正弦回路１２１２、時計回路１２１４、乗算回路１２１３、加算回路１２１５によって、直交変調回路が構成されている。
【００４８】
▲２▼復調モジュール３１
次に、図２３〜図２８を参照して、図１に示す復調モジュール３１の構成につい説明する。図２３は、図２２に示す復調モジュール３１の構成を示すブロック図である。オーディオ記録装置２０から復調信号して入力された音響信号は、入力端３１１から入力されて同期検波回路３１２の信号入力端子（３１２ｂ）へ入力される。同期検波回路３１２には、また、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）回路３１５から出力された発振信号の余弦波成分と正弦波成分とが、それぞれ、余弦波成分入力端子（３１２ａ）と正弦波成分入力端子（３１２ｃ）から入力される。同期検波回路３１２は、これらの入力信号に基づいて、入力変調信号の実数成分と虚数成分をそれぞれ実数成分出力端子（３１２ｉ）と虚数成分出力端子（３１２ｊ）とから出力する。同期検波回路３１２から出力された入力変調信号の実数成分と虚数成分は、ともに、直交座標→極座標変換回路３１３と、トリガ信号発生器３１４とへ入力される。
【００４９】
直交座標→極座標変換回路３１３は、同期検波回路３１２から出力された入力変調信号の実数成分と虚数成分とに基づき、トリガ信号発生器３１４から出力されたトリガ信号に同期したタイミングで、直交座標データを極座標データに変換し、０〜２πの角度データとして角度出力端子（３１３ｈ）から出力するとともに、角度データを１６分解したときの誤差成分を誤差成分出力端子（３１３ｉ）から出力する。トリガ信号発生器３１４は、同期検波回路３１２から出力された入力変調信号の実数成分と虚数成分とに基づいて、同期タイミングを決定するトリガ信号を発生し、トリガ信号出力端子（３１４ｋ）から出力する。
【００５０】
１６ＤＰＳＫアン・マップ（逆写像）回路３１６は、直交座標→極座標変換回路３１３から出力された角度データを入力し、トリガ信号発生器３１４から出力されたトリガ信号に同期したタイミングで、角度情報を４ビットのデジタルデータに変換して出力する。ＰＬＬ回路３１５は、直交座標→極座標変換回路３１３から出力された誤差データを入力し、その誤差データに基づいてとキャリア周波数を補正した周波数値を有する交流波形をＰＬＬ発振回路によって発生し、その余弦波成分と正弦波成分を出力する。
【００５１】
次に、図２４を参照して図２３に示す同期検波回路３１２の構成について説明する。同期検波回路３１２は、増幅器３１２ｄ、乗算回路３１２ｅ，３１２ｆ、実数用（Ｒ）のコサインロールオフフィルタ３１２ｇ、および虚数用（Ｉ）のコサインロールオフフィルタ３１２ｈから構成されている。入力端子３１２ｂから入力された変調信号は、増幅器３１２ｄで増幅された後、乗算回路３１２ｅおよび３１２ｆに入力されて、それぞれ、入力端子３１２ａから入力される余弦成分と掛け合わされるとともに、入力端子３１２ｃから入力される正弦成分とが掛け合わされる。乗算回路３１２ｅと乗算回路３１２ｆの出力は、それぞれ、コサインロールオフフィルタ３１２ｇと、コサインロールオフフィルタ３１２ｈとに入力される。コサインロールオフフィルタ３１２ｇと、コサインロールオフフィルタ３１２ｈは、それぞれ、入力信号に対して、ロールオフ率α＝１．０でベースバンド帯の帯域制限を行って、実数成分と虚数成分とを抽出し、抽出した結果を出力端子３１２ｉと出力端子３１２ｊとからそれぞれ出力する。
【００５２】
次に、図２５を参照して直交座標→極座標変換回路３１３の構成について説明する。図２５に示す直交座標→極座標変換回路３１３は、直交座標→極座標変換器３１３ｃと、乗除算回路３１３ｄと、モジュロ関数回路３１３ｅと、加減算回路３１３ｇと、定数発生器３１３ｆとから構成されている。
【００５３】
直交座標→極座標変換器３１３ｃは、入力端子３１３ａから入力される実数成分と入力端子３１３ｂから入力される虚数成分とによって示される直交標系の座標データを、トリガ発生器３１４から供給されるトリガ信号に基づいて、極座標系の座標データに変換し、変換の結果得られた変調信号の位相角度データを、出力端子３１３ｈから角度データとして出力するとともに、乗除算回路３１３ｄへ入力する。乗除算回路３１３ｄは、直交座標→極座標変換回路３１３から入力された変調信号の位相角度データに、１６／（２π）を掛ける演算を行って、０〜１６の数値データに変換して出力する。モジュロ関数回路３１３ｅは、乗除算回路３１３ｄから入力されたデータの小数値成分を求めて出力する。加減算回路３１３ｇは、モジュロ関数回路３１３ｅから入力された小数点以下の数値から０．５を引いて、その演算結果を誤差データ出力端子３１３ｉから出力する。このようにして、位相を１６倍してモジュロを取ることでシンボル情報を縮退させ、エラーを抽出する処理は、一般に、周波数逓倍法として知られている。
【００５４】
次に、図２６を参照して１６ＤＰＳＫアンマップ回路３１６の構成について説明する。１６ＤＰＳＫアンマップ回路３１６は、乗除算回路３１６ｂと、ディレイ回路３１６ｃと、加減算回路３１６ｄと、モジュロ関数回路３１６ｇと、グレイコード逆変換回路３１６ｅとから構成されている。乗除算回路３１６ｂは、直交座標→極座標変換回路３１３から入力された０〜２πのいずれかの値を示す角度データに、１６／（２π）を掛ける演算を行うことで、０〜１６の数値データに変換して出力する。加減算回路３１６ｄは、トリガ発生器３１４から供給されるトリガ信号に基づい、乗除算回路３１６ｂから出力される絶対位相を示す角度データから、ディレイ回路３１６ｃで１データ分遅延された角度データを引くことで、絶対位相値を相対位相値に変換する処理を行う。モジュロ関数回路３１６ｇは、この相対位相値を「１６」によって除算した余りを出力する。グレイコード逆変換回路３１６ｅは、モジュロ関数回路３１６ｇの出力データに基づいて、グレイコードの逆変換を行って、Ｎｉｂｂｌｅデータを出力する。
【００５５】
次に、図２７を参照してトリガ発生器３１４の構成について説明する。トリガ発生器３１４は、同期検波回路３１２から供給される実数成分の信号を入力する入力端子３１４ａと、虚数成分の信号を入力する入力端子３１４ｂと、１データ分のディレイ回路３１４ｃと、加減算回路３１４ｄと、絶対値回路３１４ｅと、閾値発生回路３１４ｆと、比較回路３１４ｇと、立ち上がりエッジ検出回路３１４ｈと、サンプリングクロック発生回路３１４ｉと、カウンタ回路３１４ｊと、トリガ信号の出力端子３１４ｋとから構成されている。加減算回路３１４ｄは、入力端子３１４ａから入力される実数成分から、それをディレイ回路３１４ｃで１データ分遅延した値を引いて、引き算の結果を絶対値回路３１４ｅへ供給する。絶対値回路３１４ｅは、加減算回路３１４ｄの絶対値を出力する。比較回路３１４ｇは、絶対値回路３１４ｅの出力と、閾値発生回路３１４ｆから出力される所定の閾値とを比較して、絶対値回路３１４ｅが閾値以上となったときに出力信号の信号レベルを立ち上げる処理を行う。立ち上がりエッジ検出回路３１４ｈは、比較回路３１４ｇの出力信号に立ち上がりエッジが検出されたとき、カウンタ回路３１４ｊへリセット信号を出力する。カウンタ回路３１４ｊは、記録媒体２２のオーディオ信号のサンプリング周波数４４１００ｋＨｚをキャリア周波数６３００Ｈｚで割った値７のカウント周期を有するアップカウンタ（０〜６を繰り返しカウントするもの）で、立ち上がりエッジ検出回路３１４ｈの出力信号をリセット信号としてリセット入力（ＲＳＴ）へ入力するとともに、クロック入力（ＣＬＫ）へ入力されるサンプリングクロック発生回路３１４ｉから発生されるの４４１００ｋＨｚのクロック信号に従ってカウント動作を行い、カウント周期の中間点で一致したことを示す出力信号（Ｈｉｔ）をトリガ信号として出力端子３１４ｋから出力する。
【００５６】
次に、図２８を参照してＰＬＬ回路３１５の構成について説明する。ＰＬＬ回路３１５は、直行座標→極座標変換回路３１３から出力される誤差信号パルス列を入力する入力端子３１５ａと、入力端子３１５ａに入力された信号のフィルタリングを行うループフィルタ３１５ｂと、ループフィルタ３１５ｂの出力レベルを増幅するループゲインアンプ３１５ｃと、キャリア周波数６３００Ｈｚに対応する値のデータを出力する所定値発生回路３１５ｄと、ループゲインアンプ３１５ｃの出力と所定値発生回路３１５ｄの出力とを加算する加算回路３１５ｅと、加算回路３１５ｆの出力値に応じた周波数を有する発振信号を発振する電圧制御発信器３１５ｆと、電圧制御発信器３１５ｆの発振信号の余弦波成分を出力する出力端子３１５ｇと、正弦波成分を出力する出力端子３１５ｈとから構成されている。ループフィルタ３１５ｂは、カットオフ周波数をωｃとするローブーストフィルタ（Ｌｏｗ Ｂｏｏｓｔ Ｆｉｌｔｅｒ）であって、入力信号中の角周波数ωｃ以上の周波数成分をゲイン１で出力するとともに、角周波数ωｃ以下の周波数成分に対して、振幅レベルをゲイン１以上に増幅して出力する。
【００５７】
以上説明した各構成によって図２３に示す復調モジュール３１は、オーディオ記録装置２０から入力された復調信号を、１６ＤＰＳＫによって復調して、復調したデータをＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２へ供給する。
【００５８】
なお、本発明の実施の形態は上記のものに限定されるものではなく、例えば、変調方式は、上述した１６値のＤＰＳＫに限られず、他の２より大きい多値ＤＰＳＫを選択したり、他の多値変調方式を採用することも可能である。例えば８（＝２３）値ＤＰＳＫを採用した場合には、単位データを３ビット長とすればよく、４（＝２２）値ＤＰＳＫを採用した場合には、単位データを２ビット長とすればよい。また、キャリヤ周波数、状態遷移の方法、位相空間配置等の設定も上記に限定されることなく適宜変更可能である。また、本発明に係る変調装置および復調装置は、記録媒体に対する記録再生のみならず、伝送媒体を介して伝送する際にも使用可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、所定ビット数の単位データからなり、非同期に発生する音楽情報デジタル信号を順次受け取るとともに、所定ビット数の単位データからなる同期信号を必要なだけ補充することにより、音楽情報デジタル信号の間隙を埋め、音楽情報デジタル信号または同期信号である単位データを連続的に繋いだデータ信号を出力し、前記単位データを１シンボルとし、多値差分位相シフトキーイングによって、前記データ信号を音信号に変換するようにしたので、複数の音楽用記録チャンネルを有するＣＤ等の記録媒体において音楽用記録チャンネルにＭＩＤＩデータ等の音楽情報デジタルデータを音信号として記録する際に、従来よりもよりレートの高い記録転送レートを確保できるようになるとともに、従来よりも容易に音楽情報デジタルデータすべてのメッセージを記録および再生可能とすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による音楽情報デジタル信号の変・復調システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す本実施形態の変・復調システム１の具体例を示す図である。
【図３】図１に示すＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１のブロック図である。
【図４】図１に示すＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２のブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＭＩＤＩデータの各変換モジュールで用いるデータ変換テーブルである。
【図６】同データ変換内容を説明するための図である。
【図７】同データ変換内容を説明するための図である。
【図８】同データ変換内容を説明するための図である。
【図９】同データ変換内容を説明するための図である。
【図１０】同データ変換内容を説明するための図である。
【図１１】同データ変換内容を説明するための図である。
【図１２】同ＭＩＤＩデータ変換処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１４】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１５】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１６】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１７】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１８】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１９】本実施形態のＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２におけるニブルストリームの状態遷移図である。
【図２０】本実施形態における１６ＤＰＳＫ信号の空間配置を一覧にして示す図である。
【図２１】図２０に示す１６ＤＰＳＫ信号の空間配置を信号空間配置図として示す図である。
【図２２】図１に示す変調モジュール１２の構成を示すブロック図である。
【図２３】図１に示す復調モジュール３１の構成を示すブロック図である。
【図２４】図２３に示す同期検波回路３１２の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２３に示す直交座標→極座標変換回路３１３の構成を示すブロック図である。
【図２６】図２３に示す１６ＤＰＳＫアン・マップ回路３１６の構成を示すブロック図である。
【図２７】図２３に示すトリガ発生器３１４の構成を示すブロック図である。
【図２８】図２３に示すＰＬＬ回路３１５の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…変・復調システム、１０…変調装置、１１…ＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール、１２…変調モジュール、２０…オーディオ記録装置、２１…オーディオ信号記録装置、２２…記録媒体、２３…オーディオ信号復調装置、３０…復調装置、３１…復調モジュール、３２…Ｄａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール。
この発明は、ＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等の音楽情報デジタル信号を音信号として記録媒体に対する記録し再生する場合または無線若しくは有線の伝送路を介して伝送する際に用いて好適な音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置および記録方法に関する。
【０００１】
【従来の技術】
従来の技術として、音楽用ＣＤ（ＣＤ−ＤＡ；Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ）の右または左の音楽用チャンネルの一つにＭＩＤＩ信号を音響信号として記録するものがある。ＭＩＤＩ信号は、８ビットを１ワードとする数値データであって、これを音響信号に変換する際には、基本的には、２値のＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）が使用されている。そして、ＦＳＫ変調された音響信号が、さらにＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によって音楽用のデータ形式となるようにデジタル化され、そのデジタルデータがＣＤのオーディオトラックの１つに記憶されるようになっている。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、音楽用ＣＤは、２チャンネルのそれぞれにサンプリング周波数４４．１ｋＨｚ、量子化ビット数「１６」の条件でデジタル化された音楽信号が記録できるようになっている。ＭＩＤＩデータを音響信号として、１つのオーディオチャンネルに記録する際にも、このサンプリング周波数と量子化ビット数の制限が加わることになる。上述したような従来の技術においては、ＭＩＤＩ信号の音響化の際に、基本的には２値ＦＳＫ方式を利用するとともに、さらに圧縮技術や変調周波数の可変技術などを組み合わせることによって、データの転送効率の向上を図り、ＭＩＤＩデータの転送レートとして、３〜１０ｋｂｐｓ程度を達成しているものがある。しかしながら、規格上のＭＩＤＩデータの転送速度は３１．２５ｋｂｐｓであるため、３〜１０ｋｂｐｓ程度の速度では、簡単な音楽情報の記録には使用できるものの、例えばアンサンブル等のデータ量の多い音楽情報を送ることができないという問題があった。この対策としてデータ圧縮を利用する方法があるが、データ圧縮を利用すると、その圧縮方法によっては、音量の分解能が低く抑えられたり、あるいは、システムエクスクルッシブメッセージ等の複数ワードからなるコマンドを利用することができなくなる、といった別の問題が生じる。このような問題は音楽情報デジタル信号の記録再生を行う場合のみならず、その伝送を行う場合にも生じる。
【０００３】
本発明は、複数の音楽用記録チャンネルを有するＣＤ等の記録媒体において音楽用記録チャンネルにＭＩＤＩデータ等の音楽情報デジタルデータを音信号として記録したり、伝送路を介して伝送する際に、記録または伝送されないデータを生じさせることなく、従来よりも高速に音楽情報デジタル信号の記録または伝送を行うことを可能にする音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置及び記録方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は、所定ビット数の単位データからなり、非同期に発生する音楽情報デジタル信号を順次受け取るとともに、所定ビット数の単位データからなる同期信号を必要なだけ補充することにより、音楽情報デジタル信号の間隙を埋め、音楽情報デジタル信号または同期信号である単位データを連続的に繋いだデータ信号を出力する変換手段と、
前記単位データを１シンボルとし、多値差分位相シフトキーイングによって、前記データ信号を音信号に変換する変調手段と
を備えることを特徴とする変調装置を提供するものである。
【０００５】
また、この発明は、上記変調装置によって生成された音信号から元の音楽情報デジタル信号を復調する復調装置において、
記録媒体から読み出された前記音信号または伝送路を介して受信された音信号からデジタル信号を復調する復調手段と、
デジタル信号から前記同期信号を取り除いて音楽情報デジタル信号を出力するデータ変換手段と
を備えることを特徴とする音楽情報デジタル信号の復調装置を提供するものである。
【０００６】
さらにこの発明は、所定ビット数の単位データからなり、非同期に発生する音楽情報デジタル信号を順次受け取るとともに、所定ビット数の単位データからなる同期信号を必要なだけ補充することにより、音楽情報デジタル信号の間隙を埋め、音楽情報デジタル信号または同期信号である単位データを連続的に繋いだデータ信号を出力する変換過程と、
前記単位データを１シンボルとし、多値差分位相シフトキーイングによって、前記データ信号を音信号に変換する変調過程と、
前記変調過程により得られた音信号を、複数チャンネルの音信号を記録可能な記録媒体の１チャンネルに記録する過程と
を具備することを特徴とする音楽情報デジタル信号の記録方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による音楽情報デジタル信号の変・復調装置の実施形態について説明する。図１は、本発明による音楽情報デジタル信号の変・復調システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態の変・復調システム１は、変調装置１０と、オーディオ記録装置２０と、復調装置３０とを備えて構成されている。
【０００８】
（１）変調装置１０の全体構成
変調装置１０は、ＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１と、変調モジュール１２とから構成されている。変換モジュール１１には、非同期にＭＩＤＩデータが入力される。個々のＭＩＤＩデータは、８ビットの整数倍のビット長を有しているため、４ビットの単位データに分けることができる。変換モジュール１１は、非同期に入力されるＭＩＤＩデータの隙間を埋めるように上記単位データと同じ４ビットの同期信号（ＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ）を必要な個数だけ補充する。また、このようにして補充されるキャラクタ同期信号とＭＩＤＩデータとの混同を防止するために必要な変換処理を実行する。変換モジュール１１は、このような処理を行うことにより、元の非同期なＭＩＤＩデータを含んだ連続したビットストリームデータを出力する。このビットストリームデータは、各々ＭＩＤＩデータの一部または同期信号である４ビット長の単位データに区切ることができるため、以下ではＮｉｂｂｌｅストリームデータと呼ぶ。変調モジュール１２は、変換モジュール１１からＮｉｂｂｌｅストリームデータを受け取り、４ビットの単位データ（Ｎｉｂｂｌｅ）を１ｓｙｍｂｏｌ（シンボル）としてオーディオ帯域の周波数を持つキャリアを変調し、この変調により得られるオーディオ帯域の信号（以下、単に音響信号という）を出力する。
【０００９】
（２）オーディオ記録装置２０の全体構成
変調装置１０から出力された音響信号はオーディオ記録装置２０に入力され、このオーディオ記録装置２０により、例えばＣＤ−Ｒ（ＣＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の光磁気記録媒体２２に録音される。このオーディオ記録装置２０は、ＣＤ−Ｒドライブ、ＤＶＤ−Ｒドライブ等とその記録制御回路とを備えて構成されているオーディオ信号記録装置２１と、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等とその復調制御回路とを備えて構成されているオーディオ信号復調装置２３とから構成されている。オーディオ信号記録装置２１は、変調装置１０から出力される音響信号と、図示しない外部の音響装置から供給されるアナログあるいはデジタルの音響信号とを受け取り、これらに対してＰＣＭ変換等を行って所定形式のデジタルオーディオ信号に変換し、記録媒体２２の各オーディオチャンネル（オーディオトラック）に記録（録音）する。記録媒体２２は、オーディオ信号記録装置２１およびオーディオ信号復調装置２３に対して、交換可能に装着されものであって、例えばＭＩＤＩおよびオーディオ信号の再生機能を備える自動電子ピアノ等の電子機器やパーソナルコンピュータ内のＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤ−ＲＯＭドライブで再生可能なものである。オーディオ信号復調装置２３は、再生時に、記録媒体２２の各オーディオチャンネルに記録されている各デジタルオーディオ信号を復調する。そして、例えば１つのオーディオチャネルから復調されたデジタルオーディオ信号を図示しない音響装置へ出力し、他のオーディオチャネルから復調されたデジタルオーディオ信号であってＭＩＤＩ信号から生成されたものを復調装置３０へ供給する。
【００１０】
なお、オーディオ記録装置２０から出力される復調信号は、録音時の変調信号と同じ物の筈であるが、帯域カット、位相の乱れ等が発生している恐れがあり、記録装置２０の選択には周波数特性、位相特性（特に群遅延特性）を考慮し、記録媒体２２としては、上述したような光磁気記録媒体に限定されるものではないが、できるだけ線形性、直線位相性の高いものを選択することが望ましい。
【００１１】
（３）復調装置３０の全体構成
復調装置３０は、復調モジュール３１と、Ｄａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２とから構成されている。オーディオ記録装置２０のオーディオ信号復調装置２３から出力された復調信号（ＭＩＤＩ信号から得られたデジタルオーディオ信号）は復調モジュール３１に入力される。復調モジュール３１では、ＭＩＤＩデータやキャラクタ同期信号の各ビットに同期したクロック信号が復調信号から取り出され、クロック信号に同期してＭＩＤＩデータや同期信号からなるＮｉｂｂｌｅストリームデータの各ビットが復調される。復調モジュール３１によって復調されたＮｉｂｂｌｅストリームデータは、変換モジュール３２に入力され、キャラクタ同期が取られ、４ビットの整数倍のビット長のＭＩＤＩデータが復元され、外部のアプリケーションやＭＩＤＩデータ再生装置に渡される。
【００１２】
なお、図１に示す変調装置１０、オーディオ記録装置２０、復調装置３０は、例えば、汎用のコンピュータおよび、その周辺装置と、それによって実行されるプログラムとの組み合わせによって実現することが可能である。その場合にコンピュータによって実行されるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体あるいはネットワークを介して配布することが可能である。
【００１３】
（４）本実施形態に係る変・復調システム１の具体例
以上説明した変・復調システム１の具体的仕様を図２に例示する。図２に示すように、この具体例では、記録媒体２２における変調波記録チャンネルはＲ（右）Ｃｈａｎｎｅｌであり、例えば記録媒体２２がＣＤである場合にはＬ（左）．Ｃｈ．にはオーディオ信号を記録する。伝送速度は２５．２ｋｂｐｓ（ｋｂｉｔ／ｓｅｃ）であり、ＭＩＤＩ信号にはＳＴＡＲＴ、ＳＴＯＰの各ビットが存在することを勘案すると、これはＭＩＤＩの３１．２５ｋｂｐｓに近い伝送速度である。Ｃａｒｒｉｅｒ（キャリア）周波数は６．３０ｋＨｚである。Ｓｙｍｂｏｌ（シンボル）速度は６．３０ｋｂａｕｄ（ｋｓｙｍｂｏｌ／ｓｅｃ）である。Ｓｙｍｂｏｌ当たりビット数は４ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌである。符号化方式は４ｂｉｔグレイコードである。変調方式は１６値ＤＰＳＫ（１６値差分位相シフトキーイング）である。検波方式は同期検波である。データ同期方式は同期情報（同期ニブル）によるものである。録音時オーディオ信号遅延時間は０ｍｓｅｃである。再生時オーディオ信号遅延時間は５００ｍｓｅｃである。録音レベルは−６．０〜−１２．０ｄＢ（フルレンジに対しての値）である。そして、曲先頭無信号区間は２．０ｓｅｃ以上であり、これは同期を取るために必要な時間に基づいて決定される。
【００１４】
（５）ＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１およびＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２の構成および動作
次に、図３〜図２２を参照して図１に示すＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１およびＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２の構成および動作について詳細に説明する。図３はＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１の構成ブロック図であり、図４はＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２の構成ブロック図である。
【００１５】
図３に示すように、データ変換部１１２は、非同期で供給されるＭＩＤＩデータを、連続した同期伝送を可能とするようなデータに変換する装置である。データ変換用メモリ１１６には、この変換を行うためのデータ変換テーブルが格納されている。データ変換部１１２は、非同期に供給されるＭＩＤＩデータに対して、各々の隙間を埋めるように同期信号（ＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ）「Ｆ」（１６進表記。以下、特に示さない限り、データは１６進表記である。）を必要な個数だけ補充し、連続同期データとして出力する装置である。ここで、同期信号として「Ｆ」を採用したのは、この「Ｆ」をステータスバイトの上位４ビット（ＭＳＮ：Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｎｉｂｂｌｅ）として含むＭＩＤＩデータは種類が少なく、かつ、そのようなＭＩＤＩデータは、いわゆるシステムメッセージであり、発生頻度が低いからである。また、データ変換部１１２は、ＭＩＤＩデータに対してＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」を補充する他、必要に応じて、ステータスデータの先頭データのデータ変換処理を行う。これは発生頻度が少ないとは言え、ステータスデータのＭＳＮが「Ｆ」であるＭＩＤＩデータが発生する場合もあり、このステータスデータのＭＳＮ「Ｆ」をそのままにしてＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」が補充されると、受信装置側においてステータスデータのＭＳＮ「Ｆ」を認識することができなくなるからである。データ変換用メモリ１６には、この変換を行うためのデータ変換テーブルが格納されている。
【００１６】
図５は、このデータ変換テーブルの内容を示すものである。図５に示すように、本実施形態では、ＭＩＤＩデータのステータスデータのＭＳＮが「Ｆ」である場合、この「Ｆ」を「Ｃ」に変換する。また、この「Ｆ」についてのデータ変換に伴う弊害を防止するため、ステータスデータのＭＳＮが「Ｃ」である場合には、この「Ｃ」を「Ｃ４」に変換する。データ変換によってＭＳＮが「Ｆ」から「Ｃ」に変更されたステータスデータと、ＭＳＮが元々「Ｃ」であるステータスデータとを区別するためである。また、この「Ｃ」についてのデータ変換によって生じる弊害を防止するため、ステータスデータが「Ｆ４」または「Ｆ５」である場合には、「Ｆ」を「Ｃ５」に変換する。
【００１７】
本実施形態において、ステータスデータのＭＳＮが「Ｆ」である場合にこの「Ｆ」を「Ｃ」に置き換えるのは次の理由によるものである。まず、ステータスデータのＭＳＮ「Ｆ」を「Ｃ」に置き換えると、この置換後のステータスデータと元々ＭＳＮが「Ｃ」であるステータスデータとの区別が付かなくなる。このため、本実施形態では、上記の通り、元々ＭＳＮが「Ｃ」であるステータスデータについてはこの「Ｃ」を「Ｃ４」に置き換えた。従って、元々ＭＳＮが「Ｃ」であるステータスデータが発生する度に、４ビットのデータ「４」が送信データに追加されることとなる。しかし、ＭＳＮが「Ｃ」であるステータスデータは、プログラムチェンジを指令するデータであり、発生頻度が低いため、「Ｃ」を「Ｃ４」に置き換えるようにしたとしても、データ伝送効率を悪化させることはないと考えられる。また、プログラムチェンジは、リアルタイム性の要求が低いため、このプログラムチェンジを要求するデータの「Ｃ」を「Ｃ４」に置き換えたことにより受信側での当該データの復号が多少遅れたとしても何等問題はない。さらに、プログラムチェンジの命令信号は、その前後に連続してデータが存在することがほとんどなく、当該データの処理時間が後続データのリアルタイム性に悪影響を及ぼすこともない。そこで、本実施形態では、ステータスデータのＭＳＮが「Ｆ」である場合にこの「Ｆ」を「Ｃ」に置き換えることにしたのである。
【００１８】
さらに、本実施形態において、ステータスバイトが「Ｆ４」あるいは「Ｆ５」であるＭＩＤＩデータのデータ変換において、４ビットデータ「５」を付加した理由を述べる。そもそも、ステータスバイトが「Ｆ４」あるいは「Ｆ５」であるＭＩＤＩデータは、その命令内容が未定義であり、現状では伝送データ効率等の問題を考慮する必要はない。しかし、本実施形態においては、将来の使用可能性およびデータの透過性確保を鑑み、これらのＭＩＤＩデータについてもデータ変換テーブルを設けることとしたものである。そして、これらのＭＩＤＩデータに対して４ビットを付加するデータ変換を行ったのは、リアルタイム性において後続ＭＩＤＩデータに悪影響が起こらない点を考慮したものである。
【００１９】
同期データ生成部１１３は、データ変換部１１２から非同期に供給されるデータの間にＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅを介挿し、連続する同期データを生成する。本実施形態では、このＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅとして「Ｆ」を使用している。
【００２０】
次に、図６〜図１１を参照して、図３に示すＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１の動作について説明する。図６は、図３に示すデータ変換部１１２に、非同期に供給されるＭＩＤＩデータを例示する図である。同図において、「９０４０４０」および「８０４０７４」はそれぞれＭＩＤＩデータを示し、破線部はＭＩＤＩデータが存在しない期間を表している。データ変換部１１２は上述したデータ変換テーブル（図５）に基いてデータ変換を行うが、図６に例示したＭＩＤＩデータのＭＳＮは「Ｃ」でも「Ｆ」でもないため、該データに対して特にデータ変換を行わずに、同期データ生成部１１３に供給する。図７は、この場合におけるデータ変換部１１２から出力される信号を示す図である。そして、同期データ生成部１１３は、これらのデータの間に、データ間の時間間隔に応じてＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」を隙間なく介挿する。そして、図８に示すように連続したＮｉｂｂｌｅストリームデータを生成する。
【００２１】
さらにデータ変換部１１２による、データ変換の別例を示す。図９は、データ変換部１１２に供給されたＭＩＤＩデータ「ＣＦ」を例示する図である。この場合も、データ変換部１１２はデータ変換テーブル（図５）に基いてデータ変換を行い、該ＭＩＤＩデータに対しては、ＭＳＮ「Ｃ」を「Ｃ４」に変換する。すなわち、データ変換部１１２は、供給されたＭＩＤＩデータ「ＣＦ」を「Ｃ４Ｆ」にデータ変換した後、該データを同期データ生成部１１３に供給する。図１０は、この場合における、データ変換部１１２の出力データ内容を示したものである。同期データ生成部１１３は、これらのデータの間にＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」を介挿し、図１１に示すように連続したＮｉｂｂｌｅストリームデータを生成する。
【００２２】
以上のようにして、データ変換部１１２に非同期に供給されるＭＩＤＩデータは、データ変換部１１２および同期データ生成部１１３により、Ｎｉｂｂｌｅストリームデータに変換される。
【００２３】
次に、図４に示すＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２の構成と動作について説明する。図４に示すＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２内のＭＩＤＩデータ変換部３２３は、入力された復調データをＭＩＤＩデータに変換して出力する装置である。ＭＩＤＩデータ変換用メモリ３２４には、このＭＩＤＩデータ変換のためのプログラムが格納されている。ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、図１２にフローを示す制御プログラムに従い、元のＭＩＤＩデータを復元する。同図に示すように、このフローは、ステップＳＢ１〜ＳＢ６からなる「音楽情報待機処理」、ステップＳＢ１０〜ＳＢ１５からなる「判別用単位データ待機処理」およびステップＳＢ２０〜ＳＢ２４からなる「後続単位データ待機処理」から構成されている。以下に、この制御プログラムの内容を理解しやすくするために、具体例を用いて説明する。
【００２４】
（具体例１）ＭＩＤＩデータ変換部３２３にＮｉｂｂｌｅストリームデータ「ＦＦ９０４Ｆ０ＦＦＦ」（データＤ１〜Ｄ１０）が供給された場合（図１３）。該データは「９０４Ｆ０Ｆ」の前後に単位データ「Ｆ」が付加されたものに対応するものである。ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、まず、復元すべき元のＭＩＤＩデータの先頭データ（ＭＳＮ）に相当する単位データを見つけるために、「音楽情報待機処理」（ステップＳＢ１〜ＳＢ６）を行う。本具体例では、はじめに単位データ「Ｆ」（データＤ１）が供給されるが（ステップＳＢ２）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データは「Ｆ」であるため（ステップＳＢ３：ＹＥＳ）、該単位データは無視する（ステップＳＢ４）。
【００２５】
上記判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）において、すべてのＭＩＤＩデータは、先頭単位データが「Ｆ」とならないようにデータ変換されていることに基づくものである。その後ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、次の単位データが供給されるのを待機する（ステップＳＢ４）。本具体例では、次に単位データ「Ｆ」（データＤ２）が供給されるが（ステップＳＢ２）、この際も、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は上記と同様の制御を行い（ステップＳＢ３、ＳＢ４）、該単位データ「Ｆ」は無視する。
【００２６】
次に、単位データ「９」（データＤ３）が供給されると（ステップＳＢ２）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データが「Ｆ」ではないため、該単位データが元のＭＩＤＩデータのＭＳＢに相当するものであると判別する（ステップＳＢ３：ＮＯ）。ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データは「Ｃ」でもないため（ステップＳＢ５：ＮＯ）、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮは「９」であると判別する（ステップＳＢ６）。この判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）において、ＭＳＮが「Ｃ」または「Ｆ」以外のＭＩＤＩデータは、データ変換の対象になっていないことに基づくものである。
【００２７】
その後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「後続データ待機処理」（ステップＳＢ２０〜ＳＢ２４）を行い、該ＭＳＢ「９」に後続するデータを判別してＭＩＤＩデータを復元する。本具体例では、ＭＩＤＩデータ変換部３２３に、次の単位データ「０」（データＤ４）が供給されることになるが（ステップＳＢ２０：ＹＥＳ）、該単位データの値より、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、元のＭＩＤＩデータのＬＳＮが「０」であることを判別する（ステップＳＢ２１）。この判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）において、ＭＩＤＩデータの先頭データ（ＭＳＮ）以外のデータは、データ変換の対象になっていないことに基づくものである。つまり、この段階で、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮおよびＬＳＮ（ステータスバイト）が「９０」であることを判別する。そして、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、確定したステータスバイトの値から、該ステータスバイトに後続するデータバイトの長さを判別する。この具体例においては、ステータスバイト「９０」に後続するデータバイトは２つ存在することを判別する（ステップＳＢ２２）。
【００２８】
その後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、供給される４つの単位データ（データＤ５からＤ８まで）を、２つのデータバイト「４Ｆ」「０Ｆ」と判別し（ステップＳＢ２３）、１つのＭＩＤＩデータ「９０４Ｆ０Ｆ」を復元させる（ＳＢ２４）。以上が、「後続単位データ待機処理」の内容であり、その後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、再度「音楽情報待機処理」を行い、次のＭＩＤＩデータの先頭（ＭＳＮ）に相当するデータの有無を判別する（ステップＳＢ２）。
【００２９】
なお、この具体例では、その後供給される単位データはいずれも「Ｆ」であるため（データＤ９、Ｄ１０）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、これらの単位データ「Ｆ」を無視する制御を行う（ステップＳＢ３、ＳＢ４）。図１４は、ＭＩＤＩデータ変換部３２３から出力されるＭＩＤＩデータを示したものである。同図において破線部はＭＩＤＩデータが存在しない区間を示す。
【００３０】
（具体例２）ＭＩＤＩデータ変換部３２３に「ＦＦＣ４０２０ＦＦ」（データＤ１１〜Ｄ１９）というＮｉｂｂｌｅストリームデータが供給された場合（図１５）。この場合も、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、まず、復元すべき元のＭＩＤＩデータの先頭データ（ＭＳＮ）に相当する単位データを見つけるために、「音楽情報待機処理」（ステップＳＢ１〜ＳＢ６）を行う。すなわち、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「Ｆ」以外の単位データが供給されるまで、供給された単位データは無視する制御を行う（ステップＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４）。よって、単位データＤ１１とＤ１２は無視する。
【００３１】
そして、単位データ「Ｃ」（データＤ１３）が供給されると（ステップＳＢ２）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データが「Ｆ」以外のデータであるため、元のＭＩＤＩデータの先頭に相当するデータであることを判別する（ステップＳＢ３：ＮＯ、ステップＳＢ５：ＮＯ）。ただし、この場合、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、ＭＳＮの値を判別することはできない。上述したデータ変換テーブル（図５）において、ＭＳＮが「Ｃ」のＭＩＤＩデータおよびＭＳＮが「Ｆ」のＭＩＤＩデータのいずれもが、先頭単位データが「Ｃ」に変換されるからである。
【００３２】
上記のように元のＭＩＤＩデータのＭＳＮの値が特定できない場合、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「判別用単位データ待機処理」（ステップＳＢ１０〜ＳＢ１５）を行い、後続して供給される単位データの値を判別し、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮを特定する。この具体例においては、単位データ「４」（データＤ１４）が供給されることになるが（ステップＳＢ１０：ＹＥＳ、ステップＳＢ１１：ＹＥＳ）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データの値より、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮが「Ｃ」であることを判別する（ステップＳＢ１２）。この判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）において、ＭＳＮが「Ｃ」であるＭＩＤＩデータは、先頭単位データが「Ｃ４」に変換されることに基づくものである。
【００３３】
上記のように元のＭＩＤＩデータのＭＳＢが「Ｃ」であることを判別した後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「後続データ待機処理」（ステップＳＢ２０〜ＳＢ２４）を行い、該ＭＳＢ「Ｃ」に後続するＭＩＤＩデータを復元する。この後の処理は上述したものと同様であるため詳述しないが、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、後続して供給される単位データ「０」（データＤ１５）から、元のＭＩＤＩデータのＬＳＮが「０」であることを判別する（ステップＳＢ２１）。すなわち元のＭＩＤＩデータのステータスバイトは「Ｃ０」であることを判別する。そして、ステータスバイトが「Ｃ０」であるＭＩＤＩデータは、後続するデータバイトが１つ存在することも判別する（以上ステップＳＢ２２）。
【００３４】
ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、さらに後続して供給される２つの単位データ（データＤ１６とＤ１７）を、１つのデータバイト「２０」と判別し（ステップＳＢ２３）、ＭＩＤＩデータ「ＣＯ２０」を復元させ（ＳＢ２４）、後続単位データ処理を終了する。
【００３５】
そして、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、再度「音楽情報待機処理」を行うが、本具体例においては、その後に供給される単位データはいずれも「Ｆ」であるため（データＤ１８、Ｄ１９）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、これらの単位データ「Ｆ」を無視する（ステップＳＢ３、ＳＢ４）。以上が、ＭＩＤＩデータ変換部３２３に連続単位データ「ＦＦＣ４０２０ＦＦ」（データＤ１１〜Ｄ１９）が供給された場合のＭＩＤＩデータ変換部３２３の制御内容であり、図１６は、この例におけるＭＩＤＩデータ変換部３２３から出力されるＭＩＤＩデータを示したものである。
【００３６】
なお、ＭＩＤＩデータ変換部３２３にＮｉｂｂｌｅストリームデータ「ＦＦＣ５４ＦＦ」が供給された場合も、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は上述したのと同様の制御を行う。すなわち、この場合は、単位データ「Ｃ」に後続して単位データ「５」が供給される（ステップＳＢ５：ＹＥＳ、ステップＳＢ１０：ＹＥＳ、ステップＳＢ１１：ＮＯ、ステップＳＢ１３：ＹＥＳ）。よって、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、ＭＩＤＩデータのＭＳＮは「Ｆ」と判別し（ステップＳＢ１４）、さらに後続して供給される単位データ「４」により、ＭＩＤＩデータのステータスデータは「Ｆ４」であると判別する（ステップＳＢ２０：ＹＥＳ、ステップＳＢ２１）。その他の制御内容については、上述した内容と同じであるため説明を省略する。
【００３７】
（具体例３）ＭＩＤＩデータ変換部３２３に「ＦＦＣＡＦＦ」（データＤ２１〜Ｄ２６）というＮｉｂｂｌｅストリームデータが供給された場合（図１７）。この場合も、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、まず「音楽情報待機処理」（ステップＳＢ１〜ＳＢ６）を行い、「Ｆ」以外の単位データが供給されるまで、供給された単位データは無視する制御を行う（ステップＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４）。よって、単位データＤ２１とＤ２２は「Ｆ」であるため無視する。
【００３８】
次に、単位データ「Ｃ」（データＤ２３）が供給されると（ステップＳＢ２：ＹＥＳ）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、該単位データが「Ｆ」ではないため元のＭＩＤＩデータの先頭データに相当するものであると判別する（ステップＳＢ３：ＮＯ、ステップＳＢ５：ＹＥＳ）。ただし、上述したのと同様の理由により、単位データ「Ｃ」のみからは元のＭＩＤＩデータのＭＳＮの値を特定することはできない。
【００３９】
その後、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、「判別用単位データ待機処理」（ステップＳＢ１０〜ＳＢ１５）を行うが、本具体例では、単位データ「Ａ」（データＤ２４）が供給されることになる。この単位データの値より、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、元のＭＩＤＩデータのＭＳＮが「Ｆ」、ＬＳＮが「Ａ」であることを判別する（ステップＳＢ１０、ＳＢ１１、ＳＢ１３、ＳＢ１５）。この場合は、この時点で、元のＭＩＤＩデータのステータスバイトが判別できることになる。なお、この判別は、上述したデータ変換テーブル（図５）における、ＭＳＮが「Ｆ」であるＭＩＤＩデータの変換内容に基づくものである。
【００４０】
そして、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、ステータスバイトが「ＦＡ」であるＭＩＤＩデータは、後続するデータバイトが存在しないことを判別する（以上ステップＳＢ２２）。この場合は、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、ＭＩＤＩデータ「ＦＡ」を復元させ（ＳＢ２４）、後続して供給される単位データを待機せずに、「後続単位データ待機処理」を終了させる。
【００４１】
そして、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、再度「音楽情報待機処理」を行うが、本具体例においては、その後に供給される単位データはいずれも「Ｆ」であるため（データＤ２５、Ｄ２６）、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、これらの単位データ「Ｆ」を無視する（ステップＳＢ３、ＳＢ４）。以上が、ＭＩＤＩデータ変換部３２３にＮｉｂｂｌｅストリームデータ「ＦＦＣＡＦＦ」（データＤ２１〜Ｄ２６）が供給された場合のＭＩＤＩデータ変換部３２３の制御内容であり、図１８は、この例におけるＭＩＤＩデータ変換部３２３から出力されるＭＩＤＩデータを示したものである。以上、ＭＩＤＩデータ変換部３２３は、音楽情報待機処理、判別用単位データ待機処理および後続単位データ待機処理を行うことにより、供給される連続する単位データから元のＭＩＤＩデータを復元する制御内容を説明した。
【００４２】
図１９は、以上説明したＭＩＤＩデータ変換部３２３が行うこれら３つの処理（音楽情報待機処理１９０１、判別用単位データ待機処理１９０２および後続単位データ待機処理１９０３）の遷移過程を示したものである。
【００４３】
（６）本実施形態における音響信号の変調方法
次に、図１に示す変・復調システム１におけるＭＩＤＩデータによる音響信号の変調方法について説明する。本実施形態においては、図２を参照して説明したように、変調方式は１６値のＤＰＳＫを採用している。変調モジュール１２では、ＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１から４ビットの単位データが入力されると、この単位データをグレイコードに変換し、一つ前の位相にグレイコード分の位相を足し合わせたものを次の位相とする。このような差分方式としたのは、例えば、ＳＹＮＣ Ｎｉｂｂｌｅ「Ｆ」が入力されつづけた場合に位相が回転しないと、受信側（再生側）において同期が取れなくなるためで、差分信号を変調信号とすることにより確実に位相の変化を起こさせるようにしたためである。
【００４４】
変調信号空間配置は、図２０および図２１に示すように設定する。図２０は、１６個の４ビット・グレイコードと相対位相（位相の差分）およびＱ−Ｉ座標系で表現する場合のＩ成分とＱ成分の関係を一覧にして示したものであり、図２１はそれらを示すＱ−Ｉ座標の図である。図２０および図２１に示す変調信号空間配置では、０ＦＨ（１１１１）を位相１５７．５ｄｅｇとして、グレイコードで左回りに配置する。０ＦＨが位相１５７．５ｄｅｇであるので、同期獲得用のＳｙｎｃ Ｎｉｂｂｌｅ（４ビット）受信中には位相は変化し続けることが保証される。またＭＩＤＩデータはＳｔａｔｕｓとＤａｔａが交互に現れることから、グレイコードはなるべく相対位相が大きくなるように、０８Ｈ以上と以下のデータをまんべんなく散らばらせるように工夫している。相対位相が０であるのは、差分値が０ＣＨの時であるので、（１）００Ｈ→０４Ｈ→０８Ｈ→０ＣＨ→００Ｈ…、（２）０１Ｈ→０５Ｈ→０９Ｈ→０ＤＨ→０１Ｈ…、（３）０２Ｈ→０６Ｈ→０ＡＨ→０ＥＨ→０２Ｈ…、（４）０３Ｈ→０７Ｈ→０ＢＨ→０ＦＨ→０３Ｈ…が連続で続かない限り何等かの位相の移動が有る。ＭＩＤＩでこのような特殊なデータ列が連続することは確率的に極めて低いので、スクランブル等は掛けなくても良い。
【００４５】
より具体的には、図２０および図２１に示す変調信号空間配置では、ＭＩＤＩ信号においては、Ｓｔａｔｕｓ（先頭Ｎｉｂｂｌｅのｂｉｔ３が「１」）とＤａｔａ（先頭Ｎｉｂｂｌｅのｂｉｔ３が「０」）が交互に現れることから、ＭＩＤＩ信号を４ｂｉｔ単位に区切った各Ｎｉｂｂｌｅのｂｉｔ３が「１」すなわち最上位ビットが「１」のものが連続しないことが保証されていることを利用して、ｂｉｔ３が「１」のものを相対位相０度の近傍に集め、０度近傍のデータが連続しないようにしている（図２１の▲１▼）。これは、０度近傍のデータが連続すると、データの変化点を検出できなくなり、復調時に同期トリガがはずれる可能性が高くなることが考えられるが、それを防止するためである。また、無信号（１１１１）、コントロールチェンジ（Ｂｘｘｘｘｘ）（ｘは不定を意味する）のＭＳＮ（１０１１）、およびノートオン（９０ｘｘｘｘ）のＭＳＮ（１００１）が多用されることに着目して、それらのデータ変化点を検出しやすくするため、相対位相１８０度の近傍にこれらのデータを集めている（図２１の▲２▼）。
【００４６】
（７）変調モジュール１２および復調モジュール３１の例
次に、上記の変調方式を実現する図１に示す変調モジュール１２および復調モジュール３１の構成について、図２２〜図２８を参照して説明する。
▲１▼変調モジュール１２
図２２は、変調モジュール１２の構成を示すブロック図である。入力端１２０１から入力されたＮｉｂｂｌｅは、ゼロ次ホールド１２０２によって１シンボル（４ビット）時間保持された後、グレイコード変換部１２０３によって４ビットのグレイコードに変換される。グレイコード変換部１２０３から出力された４ビットのデータは加算回路１２０４を介して、モジュロ関数部１２０５へ入力される。モジュロ関数部１２０５は、入力数値を１６で割ったときの剰余を出力する処理を行う。モジュロ関数部１２０５の出力は、１データ分信号を遅延するディレイ回路１２０６を介して加算回路１２０４へ入力され、グレイコード変換部１２０３からの出力と加算される。加算回路１２０４、モジュロ関数部１２０５およびディレイ回路１２０６とによって、グレイコード変換部１２０３から出力された相対位相が、絶対位相を示す値に変換される。
【００４７】
モジュロ関数部１２０５から出力された絶対位相を示す４ビットのデータは、実軸成分（Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ成分）を算出する実軸変換部１２０７と、虚軸成分（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−Ｐｈａｓｅ成分）を算出する虚軸変換部１２０８へ入力される。実軸変換部１２０７から出力された実軸成分と、虚軸変換部１２０８から出力された虚字成分は、それぞれ、乗算回路１２０９と乗算回路１２１０に入力される。乗算回路１２０９および１２１０へは、さらに、余弦回路１２１１から出力される単位振幅のキャリア信号の余弦波成分と、正弦回路１２１２から出力される単位振幅のキャリア信号の正弦波成分とがそれぞれ入力され、実軸成分と虚軸成分とに掛け合わされる。余弦回路１２１１と正弦回路１２１２へは、ともに、所定のサンプリング周期毎に時間を表す信号を発生する時計回路１２１４の出力ｔに２π・ｆｃを掛けた基準位相信号２πｆｃｔを出力する乗算回路１２１３の出力が入力されている（ｆｃ：キャリア周波数）。乗算回路１２０９の出力と乗算回路１２１０の出力は、加算回路１２１５に入力され、そこで互いに加算される。そして、加算回路１２１５の出力に接続されている出力端１２１６から、入力端１２０１から入力された４ビット単位のＭＩＤＩ信号に基づいて変調された音響信号が出力される。上記の構成では、乗算回路１２０９および乗算回路１２１０、余弦回路１２１１および正弦回路１２１２、時計回路１２１４、乗算回路１２１３、加算回路１２１５によって、直交変調回路が構成されている。
【００４８】
▲２▼復調モジュール３１
次に、図２３〜図２８を参照して、図１に示す復調モジュール３１の構成につい説明する。図２３は、図２２に示す復調モジュール３１の構成を示すブロック図である。オーディオ記録装置２０から復調信号して入力された音響信号は、入力端３１１から入力されて同期検波回路３１２の信号入力端子（３１２ｂ）へ入力される。同期検波回路３１２には、また、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）回路３１５から出力された発振信号の余弦波成分と正弦波成分とが、それぞれ、余弦波成分入力端子（３１２ａ）と正弦波成分入力端子（３１２ｃ）から入力される。同期検波回路３１２は、これらの入力信号に基づいて、入力変調信号の実数成分と虚数成分をそれぞれ実数成分出力端子（３１２ｉ）と虚数成分出力端子（３１２ｊ）とから出力する。同期検波回路３１２から出力された入力変調信号の実数成分と虚数成分は、ともに、直交座標→極座標変換回路３１３と、トリガ信号発生器３１４とへ入力される。
【００４９】
直交座標→極座標変換回路３１３は、同期検波回路３１２から出力された入力変調信号の実数成分と虚数成分とに基づき、トリガ信号発生器３１４から出力されたトリガ信号に同期したタイミングで、直交座標データを極座標データに変換し、０〜２πの角度データとして角度出力端子（３１３ｈ）から出力するとともに、角度データを１６分解したときの誤差成分を誤差成分出力端子（３１３ｉ）から出力する。トリガ信号発生器３１４は、同期検波回路３１２から出力された入力変調信号の実数成分と虚数成分とに基づいて、同期タイミングを決定するトリガ信号を発生し、トリガ信号出力端子（３１４ｋ）から出力する。
【００５０】
１６ＤＰＳＫアン・マップ（逆写像）回路３１６は、直交座標→極座標変換回路３１３から出力された角度データを入力し、トリガ信号発生器３１４から出力されたトリガ信号に同期したタイミングで、角度情報を４ビットのデジタルデータに変換して出力する。ＰＬＬ回路３１５は、直交座標→極座標変換回路３１３から出力された誤差データを入力し、その誤差データに基づいてとキャリア周波数を補正した周波数値を有する交流波形をＰＬＬ発振回路によって発生し、その余弦波成分と正弦波成分を出力する。
【００５１】
次に、図２４を参照して図２３に示す同期検波回路３１２の構成について説明する。同期検波回路３１２は、増幅器３１２ｄ、乗算回路３１２ｅ，３１２ｆ、実数用（Ｒ）のコサインロールオフフィルタ３１２ｇ、および虚数用（Ｉ）のコサインロールオフフィルタ３１２ｈから構成されている。入力端子３１２ｂから入力された変調信号は、増幅器３１２ｄで増幅された後、乗算回路３１２ｅおよび３１２ｆに入力されて、それぞれ、入力端子３１２ａから入力される余弦成分と掛け合わされるとともに、入力端子３１２ｃから入力される正弦成分とが掛け合わされる。乗算回路３１２ｅと乗算回路３１２ｆの出力は、それぞれ、コサインロールオフフィルタ３１２ｇと、コサインロールオフフィルタ３１２ｈとに入力される。コサインロールオフフィルタ３１２ｇと、コサインロールオフフィルタ３１２ｈは、それぞれ、入力信号に対して、ロールオフ率α＝１．０でベースバンド帯の帯域制限を行って、実数成分と虚数成分とを抽出し、抽出した結果を出力端子３１２ｉと出力端子３１２ｊとからそれぞれ出力する。
【００５２】
次に、図２５を参照して直交座標→極座標変換回路３１３の構成について説明する。図２５に示す直交座標→極座標変換回路３１３は、直交座標→極座標変換器３１３ｃと、乗除算回路３１３ｄと、モジュロ関数回路３１３ｅと、加減算回路３１３ｇと、定数発生器３１３ｆとから構成されている。
【００５３】
直交座標→極座標変換器３１３ｃは、入力端子３１３ａから入力される実数成分と入力端子３１３ｂから入力される虚数成分とによって示される直交標系の座標データを、トリガ発生器３１４から供給されるトリガ信号に基づいて、極座標系の座標データに変換し、変換の結果得られた変調信号の位相角度データを、出力端子３１３ｈから角度データとして出力するとともに、乗除算回路３１３ｄへ入力する。乗除算回路３１３ｄは、直交座標→極座標変換回路３１３から入力された変調信号の位相角度データに、１６／（２π）を掛ける演算を行って、０〜１６の数値データに変換して出力する。モジュロ関数回路３１３ｅは、乗除算回路３１３ｄから入力されたデータの小数値成分を求めて出力する。加減算回路３１３ｇは、モジュロ関数回路３１３ｅから入力された小数点以下の数値から０．５を引いて、その演算結果を誤差データ出力端子３１３ｉから出力する。このようにして、位相を１６倍してモジュロを取ることでシンボル情報を縮退させ、エラーを抽出する処理は、一般に、周波数逓倍法として知られている。
【００５４】
次に、図２６を参照して１６ＤＰＳＫアンマップ回路３１６の構成について説明する。１６ＤＰＳＫアンマップ回路３１６は、乗除算回路３１６ｂと、ディレイ回路３１６ｃと、加減算回路３１６ｄと、モジュロ関数回路３１６ｇと、グレイコード逆変換回路３１６ｅとから構成されている。乗除算回路３１６ｂは、直交座標→極座標変換回路３１３から入力された０〜２πのいずれかの値を示す角度データに、１６／（２π）を掛ける演算を行うことで、０〜１６の数値データに変換して出力する。加減算回路３１６ｄは、トリガ発生器３１４から供給されるトリガ信号に基づい、乗除算回路３１６ｂから出力される絶対位相を示す角度データから、ディレイ回路３１６ｃで１データ分遅延された角度データを引くことで、絶対位相値を相対位相値に変換する処理を行う。モジュロ関数回路３１６ｇは、この相対位相値を「１６」によって除算した余りを出力する。グレイコード逆変換回路３１６ｅは、モジュロ関数回路３１６ｇの出力データに基づいて、グレイコードの逆変換を行って、Ｎｉｂｂｌｅデータを出力する。
【００５５】
次に、図２７を参照してトリガ発生器３１４の構成について説明する。トリガ発生器３１４は、同期検波回路３１２から供給される実数成分の信号を入力する入力端子３１４ａと、虚数成分の信号を入力する入力端子３１４ｂと、１データ分のディレイ回路３１４ｃと、加減算回路３１４ｄと、絶対値回路３１４ｅと、閾値発生回路３１４ｆと、比較回路３１４ｇと、立ち上がりエッジ検出回路３１４ｈと、サンプリングクロック発生回路３１４ｉと、カウンタ回路３１４ｊと、トリガ信号の出力端子３１４ｋとから構成されている。加減算回路３１４ｄは、入力端子３１４ａから入力される実数成分から、それをディレイ回路３１４ｃで１データ分遅延した値を引いて、引き算の結果を絶対値回路３１４ｅへ供給する。絶対値回路３１４ｅは、加減算回路３１４ｄの絶対値を出力する。比較回路３１４ｇは、絶対値回路３１４ｅの出力と、閾値発生回路３１４ｆから出力される所定の閾値とを比較して、絶対値回路３１４ｅが閾値以上となったときに出力信号の信号レベルを立ち上げる処理を行う。立ち上がりエッジ検出回路３１４ｈは、比較回路３１４ｇの出力信号に立ち上がりエッジが検出されたとき、カウンタ回路３１４ｊへリセット信号を出力する。カウンタ回路３１４ｊは、記録媒体２２のオーディオ信号のサンプリング周波数４４１００ｋＨｚをキャリア周波数６３００Ｈｚで割った値７のカウント周期を有するアップカウンタ（０〜６を繰り返しカウントするもの）で、立ち上がりエッジ検出回路３１４ｈの出力信号をリセット信号としてリセット入力（ＲＳＴ）へ入力するとともに、クロック入力（ＣＬＫ）へ入力されるサンプリングクロック発生回路３１４ｉから発生されるの４４１００ｋＨｚのクロック信号に従ってカウント動作を行い、カウント周期の中間点で一致したことを示す出力信号（Ｈｉｔ）をトリガ信号として出力端子３１４ｋから出力する。
【００５６】
次に、図２８を参照してＰＬＬ回路３１５の構成について説明する。ＰＬＬ回路３１５は、直行座標→極座標変換回路３１３から出力される誤差信号パルス列を入力する入力端子３１５ａと、入力端子３１５ａに入力された信号のフィルタリングを行うループフィルタ３１５ｂと、ループフィルタ３１５ｂの出力レベルを増幅するループゲインアンプ３１５ｃと、キャリア周波数６３００Ｈｚに対応する値のデータを出力する所定値発生回路３１５ｄと、ループゲインアンプ３１５ｃの出力と所定値発生回路３１５ｄの出力とを加算する加算回路３１５ｅと、加算回路３１５ｆの出力値に応じた周波数を有する発振信号を発振する電圧制御発信器３１５ｆと、電圧制御発信器３１５ｆの発振信号の余弦波成分を出力する出力端子３１５ｇと、正弦波成分を出力する出力端子３１５ｈとから構成されている。ループフィルタ３１５ｂは、カットオフ周波数をωｃとするローブーストフィルタ（Ｌｏｗ Ｂｏｏｓｔ Ｆｉｌｔｅｒ）であって、入力信号中の角周波数ωｃ以上の周波数成分をゲイン１で出力するとともに、角周波数ωｃ以下の周波数成分に対して、振幅レベルをゲイン１以上に増幅して出力する。
【００５７】
以上説明した各構成によって図２３に示す復調モジュール３１は、オーディオ記録装置２０から入力された復調信号を、１６ＤＰＳＫによって復調して、復調したデータをＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２へ供給する。
【００５８】
なお、本発明の実施の形態は上記のものに限定されるものではなく、例えば、変調方式は、上述した１６値のＤＰＳＫに限られず、他の２より大きい多値ＤＰＳＫを選択したり、他の多値変調方式を採用することも可能である。例えば８（＝２３）値ＤＰＳＫを採用した場合には、単位データを３ビット長とすればよく、４（＝２２）値ＤＰＳＫを採用した場合には、単位データを２ビット長とすればよい。また、キャリヤ周波数、状態遷移の方法、位相空間配置等の設定も上記に限定されることなく適宜変更可能である。また、本発明に係る変調装置および復調装置は、記録媒体に対する記録再生のみならず、伝送媒体を介して伝送する際にも使用可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、所定ビット数の単位データからなり、非同期に発生する音楽情報デジタル信号を順次受け取るとともに、所定ビット数の単位データからなる同期信号を必要なだけ補充することにより、音楽情報デジタル信号の間隙を埋め、音楽情報デジタル信号または同期信号である単位データを連続的に繋いだデータ信号を出力し、前記単位データを１シンボルとし、多値差分位相シフトキーイングによって、前記データ信号を音信号に変換するようにしたので、複数の音楽用記録チャンネルを有するＣＤ等の記録媒体において音楽用記録チャンネルにＭＩＤＩデータ等の音楽情報デジタルデータを音信号として記録する際に、従来よりもよりレートの高い記録転送レートを確保できるようになるとともに、従来よりも容易に音楽情報デジタルデータすべてのメッセージを記録および再生可能とすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による音楽情報デジタル信号の変・復調システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す本実施形態の変・復調システム１の具体例を示す図である。
【図３】図１に示すＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール１１のブロック図である。
【図４】図１に示すＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２のブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＭＩＤＩデータの各変換モジュールで用いるデータ変換テーブルである。
【図６】同データ変換内容を説明するための図である。
【図７】同データ変換内容を説明するための図である。
【図８】同データ変換内容を説明するための図である。
【図９】同データ変換内容を説明するための図である。
【図１０】同データ変換内容を説明するための図である。
【図１１】同データ変換内容を説明するための図である。
【図１２】同ＭＩＤＩデータ変換処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１４】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１５】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１６】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１７】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１８】同ＭＩＤＩデータ変換内容を説明するための図である。
【図１９】本実施形態のＤａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール３２におけるニブルストリームの状態遷移図である。
【図２０】本実施形態における１６ＤＰＳＫ信号の空間配置を一覧にして示す図である。
【図２１】図２０に示す１６ＤＰＳＫ信号の空間配置を信号空間配置図として示す図である。
【図２２】図１に示す変調モジュール１２の構成を示すブロック図である。
【図２３】図１に示す復調モジュール３１の構成を示すブロック図である。
【図２４】図２３に示す同期検波回路３１２の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２３に示す直交座標→極座標変換回路３１３の構成を示すブロック図である。
【図２６】図２３に示す１６ＤＰＳＫアン・マップ回路３１６の構成を示すブロック図である。
【図２７】図２３に示すトリガ発生器３１４の構成を示すブロック図である。
【図２８】図２３に示すＰＬＬ回路３１５の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…変・復調システム、１０…変調装置、１１…ＭＩＤＩ→Ｄａｔａ変換モジュール、１２…変調モジュール、２０…オーディオ記録装置、２１…オーディオ信号記録装置、２２…記録媒体、２３…オーディオ信号復調装置、３０…復調装置、３１…復調モジュール、３２…Ｄａｔａ→ＭＩＤＩ変換モジュール。
Claims (9)
- 所定ビット数の単位データからなり、非同期に発生する音楽情報デジタル信号を順次受け取るとともに、所定ビット数の単位データからなる同期信号を必要なだけ補充することにより、音楽情報デジタル信号の間隙を埋め、音楽情報デジタル信号または同期信号である単位データを連続的に繋いだデータ信号を出力する変換手段と、
前記単位データを多値差分位相シフトキーイングにおける位相シフト量を決定する１シンボルとし、前記データ信号を構成する単位データのうち同期信号を多値のうち位相シフトを生じさせる１つの値とし、音楽情報デジタル信号を前記多値における前記１つの値以外のいずれかの値とし、多値差分位相シフトキーイングによって、前記データ信号を音信号に変換する変調手段と
を備えることを特徴とする音楽情報デジタル信号の変調装置。 - 前記単位データがＮビットのデジタルデータであり、前記変調手段は、Ｍ≧２Ｎとした場合に、Ｍ値の差分位相シフトキーイングによって変調を行うことを特徴とする請求項１記載の音楽情報デジタル信号の変調装置。
- 前記音楽情報デジタル信号はＭＩＤＩ信号であり、前記単位データが４ビットのデジタルデータであり、前記変調手段は、１６値の差分位相シフトキーイングによって変調を行うことを特徴とする請求項１記載の音楽情報デジタル信号の変調装置。
- 前記単位データの最上位ビットの値が１であるときに、前記変調手段が、その音楽情報デジタル信号に対応するデータ信号の１６値差分位相シフトキーイングにおける位相空間配置を、相対位相０度の近傍に配置することを特徴とする請求項３記載の音楽情報デジタル信号の変調装置。
- 音楽情報デジタル信号が、無信号、コントロールチェンジの先頭データ及びノートオンの先頭データのうちのいずれかに対応するものである場合に、前記変調手段が、その音楽情報デジタル信号に対応するデータ信号の１６値差分位相シフトキーイングにおける位相空間配置を、相対位相１８０度の近傍に配置することを特徴とする請求項３記載の音楽情報デジタル信号の変調装置。
- 前記音楽情報デジタル信号を構成する単位データのうち所定の値をとるものを他の値の単位データに変換する第２変換手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載の音楽情報デジタル信号の変調装置。
- 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の音楽情報デジタル信号の変調装置によって生成された音信号から元の音楽情報デジタル信号を復調する復調装置において、
記録媒体から読み出された前記音信号または伝送路を介して受信された音信号からデジタル信号を復調する復調手段と、
デジタル信号から前記同期信号を取り除いて音楽情報デジタル信号を出力するデータ変換手段と
を備えることを特徴とする音楽情報デジタル信号の復調装置。 - 請求項６に記載の音楽情報デジタル信号の変調装置によって生成された音信号から元の音楽情報デジタル信号を復調する復調装置において、
記録媒体から読み出された前記音信号または伝送路を介して受信された音信号からデジタル信号を復調する復調手段と、
デジタル信号から前記同期信号を取り除き、かつ、該デジタル信号における前記第２変換手段によって変換された単位データを変換前のデータに戻すことにより音楽情報デジタル信号を復元して出力するデータ変換手段と
を備えることを特徴とする音楽情報デジタル信号の復調装置。 - 所定ビット数の単位データからなり、非同期に発生する音楽情報デジタル信号を順次受け取るとともに、所定ビット数の単位データからなる同期信号を必要なだけ補充することにより、音楽情報デジタル信号の間隙を埋め、音楽情報デジタル信号または同期信号である単位データを連続的に繋いだデータ信号を出力する変換過程と、
前記単位データを多値差分位相シフトキーイングにおける位相シフト量を決定する１シンボルとし、前記データ信号を構成する単位データのうち同期信号を多値のうちの１つの値とし、音楽情報デジタル信号を前記多値における前記１つの値以外のいずれかの値とし、多値差分位相シフトキーイングによって、前記データ信号を音信号に変換する変調過程と、
前記変調過程により得られた音信号を、複数チャンネルの音信号を記録可能な記録媒体の１チャンネルに記録する過程と
を具備することを特徴とする音楽情報デジタル信号の記録方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000119979A JP3584849B2 (ja) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | 音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置および記録方法 |
| US09/837,103 US7206272B2 (en) | 2000-04-20 | 2001-04-18 | Method for recording asynchronously produced digital data codes, recording unit used for the method, method for reproducing the digital data codes, playback unit used for the method and information storage medium |
| EP01109775.5A EP1156487B1 (en) | 2000-04-20 | 2001-04-20 | Method for recording asynchronously produced digital data codes, recording unit used for the method, method for reproducing the digital data codes, playback unit used for the method and information storage medium |
| EP10000309.4A EP2169678A3 (en) | 2000-04-20 | 2001-04-20 | Method for recording asynchronously produced digital data codes, recording unit used for the method, method for reproducing the digital data codes, playback unit used for the method and information storage medium |
| US10/923,410 US7649823B2 (en) | 2000-04-20 | 2004-08-20 | Method for recording asynchronously produced digital data codes, recording unit used for the method, method for reproducing the digital data codes, playback unit used for the method and information storage medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000119979A JP3584849B2 (ja) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | 音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置および記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001308942A JP2001308942A (ja) | 2001-11-02 |
| JP3584849B2 true JP3584849B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=18630873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000119979A Expired - Fee Related JP3584849B2 (ja) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | 音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置および記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3584849B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1965373A2 (en) | 2007-02-27 | 2008-09-03 | Yamaha Corporation | Ensemble system, audio playback apparatus and volume controller for the ensemble system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4529226B2 (ja) * | 2000-04-20 | 2010-08-25 | ヤマハ株式会社 | データ記録方法および記録媒体 |
| JP4807662B2 (ja) * | 2006-05-01 | 2011-11-02 | カシオ計算機株式会社 | 曲データ処理装置および曲データ処理プログラム |
-
2000
- 2000-04-20 JP JP2000119979A patent/JP3584849B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1965373A2 (en) | 2007-02-27 | 2008-09-03 | Yamaha Corporation | Ensemble system, audio playback apparatus and volume controller for the ensemble system |
| EP2657931A1 (en) | 2007-02-27 | 2013-10-30 | Yamaha Corporation | Ensemble system, audio playback apparatus and volume controller for the ensemble system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001308942A (ja) | 2001-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3009818B2 (ja) | ディジタル信号処理装置 | |
| JP4560951B2 (ja) | 音楽情報デジタル信号の再生装置および再生方法 | |
| JP3637871B2 (ja) | 変調方式判別装置及び方法、復調器及び方法、オーディオ再生装置及び方法、情報記録媒体及びプログラム | |
| JP3584849B2 (ja) | 音楽情報デジタル信号の変調装置、復調装置および記録方法 | |
| EP1156487B1 (en) | Method for recording asynchronously produced digital data codes, recording unit used for the method, method for reproducing the digital data codes, playback unit used for the method and information storage medium | |
| JPH08339545A (ja) | データ再生装置 | |
| JP4529226B2 (ja) | データ記録方法および記録媒体 | |
| US6079045A (en) | Transmission system and recording system having a simplified symbol detector | |
| JP2001215958A (ja) | 音楽情報データ通信方法、音楽情報データ送信装置、音楽情報データ受信装置および記憶媒体 | |
| US20080055144A1 (en) | Detector for detecting information carried by a signal having a sawtooth-like shape | |
| CN100377219C (zh) | 光盘抖动信号的调制解调装置及方法 | |
| US5748834A (en) | Recording/reproducing system wherein an analog stereo audio format is maintained and half the analog stereo signal is replaced by a digital stereo audio signal | |
| JPH1166757A (ja) | データ検出器及びその方法 | |
| JP3850761B2 (ja) | 多値復調装置のクロック再生回路 | |
| KR20020064849A (ko) | 입력신호의 위상오차 검출장치와 그 방법, 및 이를 이용한위상고정루프회로 | |
| KR100513327B1 (ko) | 광디스크 워블신호의 변조장치/방법 및 복조장치/방법 | |
| JP3586877B2 (ja) | 光ディスク再生方法 | |
| JPH05219130A (ja) | 搬送波再生回路 | |
| JPH04313863A (ja) | クロック信号再生装置 | |
| JP4541816B2 (ja) | 再生装置 | |
| JP2512168B2 (ja) | ディジタル信号磁気記録再生装置 | |
| JPH0568066A (ja) | 多値記録再生装置 | |
| JPS63207229A (ja) | スタツフ同期多重変換方式 | |
| JPH071884B2 (ja) | スタツフ同期方式 | |
| JP2000011550A (ja) | 再生装置、クロック発生装置及びその方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040323 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040524 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040713 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040726 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3584849 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070813 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |