JP3724910B2 - 音声録再装置並びに音声記録装置及び音声再生装置 - Google Patents
音声録再装置並びに音声記録装置及び音声再生装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録媒体への音声データの記録及び／又は再生を行う音声録再装置等に関し、詳しくは、記録媒体としてテープやディスクではなく半導体等の固体メモリを用いるとともに、音声データの記録再生に際して適応パルス符号変調に基づいて圧縮伸張処理を行う音声録再装置等について、デジタル音声データの長時間録再のために記憶容量不足を補う改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体に磁気テープを用いたテープレコーダやディスクを用いたミニディスク（ＭＤ）等の音響録再装置は、機械的駆動を伴うこと等に起因して、耐久性や、電池および媒体も含めての小形化に限界がある。これに対し、記録媒体に半導体メモリ等を用いれば、機械的駆動が不要なのでそのような限界が無くなるのであるが、最近の半導体メモリ容量の増進をもってしてもテープ等に対抗するに十分なだけの記憶容量を確保するのは困難で、会話や打ち合わせ時等における比較的短時間の音声を記録・再生する音声録再装置が実用化されつつある。
【０００３】
従来、記録媒体に固体メモリを用いた音声録再装置は、デジタル音声データを固体メモリに記録するに際してデータ圧縮処理を施すとともにその再生に際しては逆のデータ伸張処理を施すことで、記憶容量不足を補っている。また、一定の記憶容量の下で録音時間を稼ぐためにデータ圧縮率を上げるか音質を重視してデータ圧縮率を下げるかの選択が可能なものもある。
その具体例として図６に示した音声録再機１０は、データ圧縮処理方式として一般的な適応パルス符号変調方式を用い、データ圧縮率の選択切換方式として適応パルス符号変調回路その他のデジタル信号処理部のクロック周波数を切り換えることで簡便にサンプリング周波数ｆｓやカットオフ周波数ｆｃを可変にしたものである。
【０００４】
すなわち、この音声録再機１０は、音声入力用のマイク２と、音声出力用のスピーカ３と、記録や再生の開始・停止等の指示を受けるための操作キー４と、マイクロプロセッサ等で構成され操作キー４の操作等に応じて装置全体の動作を管理するコントローラ５と、電気的に消去可能な不揮発性のフラッシュメモリ等で構成され４Ｍｂ〜３２Ｍｂ（メガビット）の記憶容量を持ったメモリ６と、コントローラ５の制御下でマイク２から入力したアナログ音声信号をデジタル音声データに変換してメモリ６に記録するとともにメモリ６からデジタル音声データを読み出して音声信号を再生しこれをスピーカ３へ出力する音声信号処理・音声データ処理を行う音声録再ＩＣ１１とが、ブローチやライタ程度の小形な筐体に組み込まれたものである。
【０００５】
音声録再ＩＣ１１は、記録に際してアナログ音声信号をデジタル音声データに変換するために、マイク２の出力を受けるローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２、及びこれに後続するＡ／Ｄ変換回路１３が設けられ、さらにそのデジタル音声データを圧縮するために適応パルス符号変調回路（ＡＤＰＣＭ回路）１４が設けられている。また、再生に際して逆の伸張処理を行わせるためにこのＡＤＰＣＭ回路１４を用いるとともに、そのデジタル音声データをアナログ音声信号に変換するために、ＡＤＰＣＭ回路１４の出力を受けるＤ／Ａ変換回路１５、及びこれに後続するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６が設けられている。そして、ＬＰＦ１６出力の音声信号は図示しない適宜のアンプ等によって増幅されてからスピーカ３へ送出されるようになっている。
【０００６】
また、音声録再ＩＣ１１は、Ａ／Ｄ変換回路１３とＡＤＰＣＭ回路１４とＤ／Ａ変換回路１５とからなるクロック同期式のデジタル信号処理部に対してクロック信号を供給するためにクロック回路１７が設けられている。クロック回路１７は、基本の発振信号を波形整形した例えば１０２４ＫＨｚのクロック信号（以下クロックｙ）と、これを分周した５１２ＫＨｚのクロック信号（以下クロックｘ）とを発生するとともに、両クロック信号を入力するスイッチ回路を有して制御信号Ａに応じて選択し、何れか一方のクロック信号をデジタル信号処理部へ供給するようになっている。なお、制御信号Ａの生成や，コントローラ５からの制御指令を受けて個々の具体的な制御信号を生成しＡＤＰＣＭ回路１４等のＩＣ内部回路へ送出する処理を行わせるために制御部１８が設けられ、さらにメモリアクセス用信号の生成に加えて処理単位ビット数の変換やバッファリング等の処理を行うメモリインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１９も音声録再ＩＣ１１内に設けられている。
【０００７】
図７（ａ）に主要部のブロック図を示したＡ／Ｄ変換回路１３は、ＡＳＩＣ等によく用いられるオーバーサンプリング型のＡ／Ｄ変換回路であり、クロックｙでの動作時にサンプリング周波数ｆｓが８ＫＨｚとなって、音声帯域を含む０〜４ＫＨｚの帯域成分だけを通すフィルタ作用も発揮するものである（図７（ｂ）参照、なお、図中、横軸はＫＨｚ単位の周波数を示し、縦軸は該当周波数成分の通過比率を示す。また、本明細書添付図面における他のグラフにあっても同様である）。そして、クロックｘを受けて動作する場合には、動作速度が半分になるので、サンプリング周波数ｆｓが４ＫＨｚとなって、音声帯域に含まれる０〜２ＫＨｚの帯域成分だけを通すフィルタ作用も発揮するものとなっている（図７（ｃ）参照）。
【０００８】
Ｄ／Ａ変換回路１５も、詳細な説明は割愛するがデジタルアナログ変換時に同様のフィルタ作用も発揮する。すなわち、クロックｙでの動作時には０〜４ＫＨｚの帯域成分を通し（図６（ｅ１）参照）、クロックｘでの動作時には０〜２ＫＨｚの帯域成分を通すものである（図６（ｅ２）参照）。なお、このようにＡ／Ｄ変換回路１３やＤ／Ａ変換回路１５によって急峻なカットオフ特性のフィルタリングがなされるので、それに前置・後置されるＬＰＦ１２やＬＰＦ１６は、折り畳みノイズ及びクロックｙ，ｘのノイズを簡便に除去すればよいため、音声帯域を超える４ＫＨｚ以上で緩やかなカットオフ特性を持った簡易なものが採用される（図６（ｂ），（ｆ）参照）。
【０００９】
ＡＤＰＣＭ回路１４は、詳細な説明は割愛するが、図８（ａ）に概要ブロック図を示した一般的な適応パルス符号変調方式を具体化したものであり、入力信号の波形における単位時間当たりの変化量すなわち差分を符号化する（図８（ｂ）参照）。例えば、符号ビット数が４ビットの場合、差分値“−８”，“−７”，〜，“−１”，“＋１”，“＋２”，〜，“＋８”のそれぞれに符号値“０”〜“１５”の何れかが割り当てられる。このＡＤＰＣＭ回路１４も、Ｄ／Ａ変換回路１５同様にクロックｙ，ｘの何れで動作するかによって周波数特性が異なるが、何れも中間の周波数からサンプリング周波数ｆｓに近づくに連れて量子化ノイズが急増する。具体的には、クロックｙでの記録再生時には４ＫＨｚあたりから８ＫＨｚにかけてノイズが増加するのに対し（図８（ｃ）のハッチング部分参照）、クロックｘでの記録再生時には２ＫＨｚあたりから４ＫＨｚにかけてノイズが増加するものとなっている（図８（ｄ）のハッチング部分参照）。
【００１０】
このような構成の音声録再機１０を用いて短時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して高品質モードを選択する。すると、これに応じたコントローラ５及び制御部１８からの制御信号Ａに従って、１０２４ＫＨｚのクロックｙがクロック回路１７からＡＤＰＣＭ回路１４等のデジタル信号処理部へ供給される。そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図６（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されると同時に４ＫＨｚ超の高周波成分がカットされ（図６（ｃ１）参照）、さらにデジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路１４によって８ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに４ビット符号化で圧縮されてからメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６に順次記録される。こうして、このメモリ６の容量が３２Ｍｂの場合、約１６分に亘って記録が行われる。
【００１１】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路１４によってメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６から読み出され伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、８ＫＨｚ側の高周波域にはノイズ成分が多く含まれるが（図６（ｄ１）のハッチング部分参照）、後続のＤ／Ａ変換回路１５によってアナログ音声信号に変換される際に４ＫＨｚ超の帯域成分がカットされ（図６（ｅ１）参照）、最後にＤ／Ａ変換回路１５等に起因するクロックｙ該当ノイズ成分がＬＰＦ１６によってカットされて（図（ｆ）参照）、高品質の音声がスピーカ３から再生出力される。
【００１２】
これに対し、この音声録再機１０を用いて長時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して長時間モードを選択する。すると、これに応じた制御部１８からの制御信号Ａに従って、５１２ＫＨｚのクロックｘがＡＤＰＣＭ回路１４等へ供給される。そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図６（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されるときに今度は２ＫＨｚ超の高周波成分がカットされ（図６（ｃ２）参照）、さらにこのデジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路１４によって４ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに４ビット符号化で圧縮されてからメモリ６に順次記録される。メモリ容量が同じ３２Ｍｂの場合、約３２分に亘って記録が行われる。
【００１３】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｘで動作するＡＤＰＣＭ回路１４によってメモリ６から読み出されこれに伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、今度は４ＫＨｚ下の高周波域にノイズ成分が多く含まれるが（図６（ｄ２）のハッチング部分参照）、後続のＤ／Ａ変換回路１５によってアナログ音声信号に変換される際に２ＫＨｚ超の帯域成分がカットされ（図６（ｅ２）参照）、クロックｘ該当ノイズ成分がＬＰＦ１６によってカットされて（図（ｆ）参照）、再生音声がスピーカ３から出力される。こうして、音声帯域にかかる２ＫＨｚ超の周波数成分がカットされて、音質は幾分か低下するが、音声の聞き取りは可能な記録再生が、高品質モード選択時に較べて２倍の時間に亘って行われる。
【００１４】
このように音声録再機１０では、適応パルス符号変調処理に際してクロック周波数を切り換えることでサンプリング周波数ｆｓを変えさせ、これによって音声データの圧縮率を変更することにより音質とのトレードオフの下で録音時間の長短を選択可能としているのである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、限られたメモリ容量の下で記録再生時間を伸ばすための簡便なデータ圧縮手法として、サンプリング周波数ｆｓの変更の他に、符号ビット数の変更も考えられる。
これは、上述の例に具体的に対応させると、図９に示した音声録再機２０のようになる。
【００１６】
すなわち、デジタル信号処理部へクロックを供給するクロック回路２７は、クロック回路１７より単純化されて常時１０２４ＫＨｚのクロックｙを出力するが、ＡＤＰＣＭ回路２４は、制御部１８に代わる制御部２８からの制御信号Ｂに従って長時間モード選択時に、符号ビット数が２ビットと少なくなって、差分値“−２”，“−１”，“＋１”，“＋２”のそれぞれに符号値“０”〜“３”の何れかを割り当てるように、ＡＤＰＣＭ回路１４が改造されることとなる（図９（ａ）参照）。このように符号ビット数が削減されると、その分だけ差分値の採りうる範囲が狭まり、その結果、ＡＤＰＣＭ回路２４のスルーレートが低下して、やはり４ＫＨｚ下の高周波域に多くのノイズ成分が現れる（図９（ｄ２）参照）。このため、高品質モード選択時には従来と全く同様に動作できても（図９（ｂ），（ｃ），（ｄ１），（ｅ１），（ｆ）参照）、長時間モード選択時には、Ｄ／Ａ変換回路１５によるカットオフが４ＫＨｚ超と不変なのでそのときの量子化ノイズ成分がそのまま出力されてしまう。
【００１７】
このような場合、再生音声における高音域の歪みが大きくなって再生音が聞き取り難いことから、適応パルス符号変調方式を用いた音声録再装置では、データ圧縮率の変更に際して、符号ビット数の切り換えではなく、サンプリング周波数ｆｓの切り換えがなされていた。
データ圧縮に際して符号ビット数の切り換えを行う場合、特開平７−１６０３００号公報における「課題」欄の記載にもあるように、他の符号化方式・圧縮方式が用いられていたのである。
【００１８】
しかしながら、符号ビット数切換のために適応パルス符号変調回路その他の複数のデータ圧縮方式を併存させこれらを組み合わせて使い分けるのは、煩雑であり、回路規模の激増も招くので、小形化の要請に反する。コスト面からも好ましくない。
かといって、単純に更なるサンプリング周波数ｆｓの引き下げを行うのでは、音声聞き取りに重要な１〜２ＫＨｚ帯域が全く失われてしまうことにもなるので、この手法だけでは既に限界である。
【００１９】
そこで、回路規模の増大を抑制する観点から適応パルス符号変調によるデータ圧縮伸張方式を維持するという前提の下で、録音時間を一層長くするために、符号ビット数を削減しても上述の如き不都合を回避しうるような構成を案出することが課題となる。
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、適応パルス符号変調処理における符号ビット数を切換えても再生音の聞き取りが可能な音声録再装置や，音声記録装置，音声再生装置，音声録再ＩＣを実現することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために発明された第１乃至第２の解決手段について、その構成および作用効果を以下に説明する。
【００２１】
［第１の解決手段］
第１の解決手段の音声録再装置は（、出願当初の請求項１に記載の如く）、適応パルス符号変調処理を施してから音声データを固体メモリに記録するとともにその再生も行う音声録再装置において、前記適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換える手段と、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するフィルタと、前記再生に際して常に又は前記音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に前記音声データへ前記フィルタを適用する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
このような第１の解決手段の音声録再装置にあっては、音声記録時に、音声データが適応パルス符号変調処理を施されてから固体メモリに記録されるが、その適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小が切り換えらるようになっている。そして、メモリ容量一定の条件下では記録可能な録音時間が符号ビット数の大小に反比例するので、録音可能な時間長が選択可能なこととなる。そこで、限られた容量の固体メモリを利用しながらも、符号ビット数を小さい方に切り換えることにより、一般的な講演や通常の会議等であれば或る程度間に合うほどに録音時間を長くすることができる。
【００２３】
また、音声再生時には、音声データに対して逆の適応パルス復号処理が施されて音声が再生されるが、その際、音声データは、フィルタによってその周波数帯域における高音域が適宜抑制される。符号ビット数を小さく削減して録音した場合には既述のように再生音声における聴感域の高音域で歪み原因の量子化ノイズが急増するのであるが、その高音域が抑制されると、その量子化ノイズの多いところが重点的に抑制されることになる。しかも、聴感域における高音域成分は、経験や実験等で得られた聴感特性によると、音色まで含めた再生の場合は別として音声聞き取りの場合、少しでも存在していれば、その残存比率を超えてかなり大きく聞き取りに貢献するという特質がある。
【００２４】
そこで、上記のように音声データに対して聴感域における高音域を下げるような補正が施されることにより、耳障りな量子化ノイズは効率よく抑制される一方で、高音域成分が或る程度確保されて音声聞き取り可能な状態は維持されることとなる。
したがって、この発明によれば、適応パルス符号変調処理における符号ビット数を切換えても再生音の聞き取りが可能なようにすることができる。
【００２５】
［第２の解決手段］
第２の解決手段の音声録再装置は（、出願当初の請求項２に記載の如く）、上記の第１の解決手段の音声録再装置であって、前記フィルタは、前記再生に際して（前記適応パルス符号変調処理に対応した）復号処理を行う復号回路とこれに後続する（オーバーサンプリング型等の）Ｄ／Ａ変換回路との間に介挿されたデジタルフィルタであり、且つ前記復号回路および前記Ｄ／Ａ変換回路と共通のクロックに基づいて動作するものであることを特徴とするものである。なお、望ましくは、前記復号処理処理に際して前記クロックの周波数を切り換える手段も設けられていると一層良い。
【００２６】
このような第２の解決手段の音声録再装置にあっては、クロック周波数を変更すると、復号回路およびＤ／Ａ変換回路に加えてフィルタの動作速度も同様に変更される。デジタルフィルタの場合、動作速度が変わるとそれに対応してカットオフ周波数等の周波数特性も変わる。そこで、音声再生に際して、復号処理およびデジタルアナログ変換処理におけるサンプリング周波数ｆｓが変更されるとともに、フィルタの周波数特性も同時に変更されることとなる。
【００２７】
このようにクロック周波数の切換によってフィルタリング特性が変えられるので、符号ビット数の変更による量子化ノイズの変動を、クロック周波数の切換によってカバーし得ることとなる。
これにより、サンプリング周波数と符号ビット数との双方の変更に基づいてデータ圧縮率の更なる向上を図るに際して単一の又は少数のフィルタを双方に兼用するのが可能となってフィルタの数が少なくて済む。
【００２８】
したがって、この発明によれば、適応パルス符号変調処理における符号ビット数を切換えても再生音の聞き取りが可能な音声録再装置等を実現するに際して回路規模の増大を一層抑制することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
このような解決手段で達成された本発明の音声録再装置について、これを音声記録装置，音声再生装置，及び音声録再ＩＣとして実施するための形態を説明する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
本発明の音声記録装置は上記の解決手段の音声録再装置のうち記録処理を担う部分を分離するとともに固体メモリを着脱可能としたものである。
すなわち（、出願当初の請求項３に記載の如く）、適応パルス符号変調処理を施してから音声データを固体メモリに記録する音声記録装置において、前記適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換える手段と、前記固体メモリを着脱可能とする手段とを備えたことを特徴とする。
これにより、音声データを記録したい固体メモリを装着すると、上述した音声録再装置の作用効果のうち記録に関する部分の作用効果を奏する。
【００３１】
［第２の実施の形態］
本発明の音声再生装置は上記の解決手段の音声録再装置のうち再生処理を担う部分を分離するとともに固体メモリを着脱可能としたものである。
すなわち（、出願当初の請求項４に記載の如く）、適応パルス符号化された音声データを固体メモリから読み出して音声を再生する音声再生装置において、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するフィルタと、前記再生に際して常に又は前記音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に前記音声データへ前記フィルタを適用する手段と、前記固体メモリを着脱可能とする手段とを備えたことを特徴とする。
これにより、音声データを記録した固体メモリを装着すると、上述した音声録再装置の作用効果のうち再生に関する部分の作用効果を奏する。
【００３２】
したがって、これらの音声記録装置と音声再生装置とを組み合わせて用いることによっても、上述した音声録再装置の作用効果が得られる。また、音声記録装置または音声再生装置と上記の音声録再装置とを組み合わせて用いることによっても、上述した音声録再装置の作用効果が得られる。
【００３３】
［第３の実施の形態］
本発明の音声録再ＩＣは上記の解決手段の音声録再装置のうち記録処理および再生処理を担う回路部分を分離するとともに集積化したものである。
すなわち（、出願当初の請求項５に記載の如く）、固体メモリに対するインターフェイスと、前記インターフェイスを介して記録のために出力される音声データに対して（その出力に先だって）適応パルス符号変調処理を施す手段と、前記インターフェイスを介して記録済みの音声データを読み出して音声再生処理を施す手段とを備えた音声録再ＩＣにおいて、前記適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換える手段と、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するフィルタと、前記再生に際して常に又は前記音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に前記音声データへ前記フィルタを適用する手段とを備えたことを特徴とするものである。
この場合、音声録再装置の具現化に際して上記ＩＣを組み込むことにより、上述の作用効果を奏する音声録再装置を小形で安価に実現することができる。
【００３４】
【実施例】
このような解決手段や実施形態で達成された本発明の音声録再装置等について、これを実施するための具体例を第１〜第４実施例によって説明する。
第１，第２実施例は、アナログフィルタを用いて課題を解決したものであるのに対し、第３，第４実施例は、デジタルフィルタを用いて課題を解決したものである。そこで、前者は第１の解決手段等を具現化したものとなっているのに対し、後者は第１，第２の解決手段等の双方を具現化したものとなっている。
また、第１実施例は、符号ビット数の変更だけを行ってサンプリング周波数ｆｓの変更を行わないのに対し、第２〜第４実施例は、符号ビット数の変更に加えてサンプリング周波数ｆｓの変更も行うものである。
【００３５】
［第１実施例］
本発明の音声録再装置等の第１実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１（ａ）は、そのブロック図であり、既述の図６，図９における（ａ）に対応している。
そこで、既述したのと同一のものには同一の符号を付して示し、その再度の説明は割愛して、以下、相違点を中心に述べる。
【００３６】
図１に示すこの音声録再機３０は、図９に示した音声録再機２０をベースとしてＡＤＰＣＭ回路２４，制御部２８を引き続き具えることにより、適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換えるものとなっている。
しかし、ＬＰＦ１６と並列に設けられたＬＰＦ３６と、両ＬＰＦ１６，３６の出力を入力とし制御部２８からの制御信号Ｂに応じて何れか一方をスピーカ３へ出力するセレクタ３９とが追加されている点で、音声録再機２０と相違する。
【００３７】
ＬＰＦ３６は、アナログフィルタであり、その周波数特性グラフが音声帯域に掛かる概ね２ＫＨｚあたりから下がり始め８Ｋ以上で完全に下がりきるような特性を持ったものが採用される（図６（ｆ２）参照）。
これにより、音声録再機３０は、ＬＰＦ３６選択時に音声データの周波数帯域における高音域を抑制するものとなっている。
【００３８】
この実施例の音声録再装置について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図１の（ｂ）以降は、その各回路の周波数特性図であり、それぞれ既述の図６，図９における（ｂ）〜（ｆ）に対応している。
【００３９】
このような構成の音声録再機３０を用いて短時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して高品質モードを選択する。すると、これに応じたコントローラ５及び制御部２８からの制御信号Ｂに従って、クロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４による符号ビット数が４ビットとされ、且つセレクタ３９によってＬＰＦ１６経由の音声信号がスピーカ３へ出力されるようになる。そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図１（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されると同時に４ＫＨｚ超の高周波成分がカットされ（図１（ｃ）参照）、さらにデジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路２４によって８ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに４ビット符号化で圧縮されてからメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６に順次記録される。このメモリ６の容量が同じく３２Ｍｂの場合、約１６分に亘って記録が行われる。
【００４０】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４によってメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６から読み出されさらに伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、８ＫＨｚ側の高周波域にはノイズ成分が多く含まれるが（図１（ｄ１）のハッチング部分参照）、後続のＤ／Ａ変換回路１５によってアナログ音声信号に変換される際に４ＫＨｚ超の帯域成分がカットされ（図１（ｅ１）参照）、最後にＤ／Ａ変換回路１５等に起因するクロックｙ該当ノイズ成分がＬＰＦ１６によってカットされて（図１（ｆ１）参照）、高品質の音声がスピーカ３から再生出力される。
【００４１】
これに対し、この音声録再機３０を用いて長時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して長時間モードを選択する。すると、これに応じた制御部２８からの制御信号Ｂに従って、同じクロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４による符号ビット数が２ビットとされ、且つセレクタ３９によってＬＰＦ３６経由の音声信号がスピーカ３へ出力されるようになる。そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図１（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されると同時に４ＫＨｚ超の高周波成分がカットされる（図１（ｃ）参照）。ここまでは、高品質モード選択時と同じであるが、その後、デジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路２４によって８ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに２ビット符号化で圧縮されてからメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６に順次記録される。そこで、メモリ容量が同じ３２Ｍｂの場合、約３２分に亘って記録が行われる。
【００４２】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４によってメモリ６から読み出されこれに伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、今度は４ＫＨｚ下の高周波域にノイズ成分が多く含まれ（図１（ｄ２）のハッチング部分参照）、これがアナログ音声信号に変換される際に後続のＤ／Ａ変換回路１５をすり抜けてしまうが（図６（ｅ２）参照）、今度はＬＰＦ１６に替えてＬＰＦ３６が選択されているので、クロックｙ該当ノイズ成分がカットされると同時に２ＫＨｚ超の帯域成分に対して聴感上の補正が施される（図（ｆ２）参照）。
【００４３】
こうして、音声再生に際し音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に音声データへフィルタ３６が適用される。その結果、音質は幾分か低下しても音声の聞き取りは可能な記録再生が、高品質モード選択時に較べて２倍の時間に亘って行われるのである。
【００４４】
［第２実施例］
図２にブロック図および周波数特性図を示した本発明の音声録再装置等の第２実施例について説明する。図２の（ａ）〜（ｆ＊）は、それぞれ上述した図１の（ａ）〜（ｆ＊）に対応しているので（＊は１〜３の何れかを表す）、以下、音声録再機３０との相違点を中心に説明する。
図２に示すこの音声録再機４０は、図１に示した音声録再機３０をベースとしてＡＤＰＣＭ回路２４等を引き続き具えることにより、適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換えるものとなっている。
【００４５】
これに対し、クロック回路２７が図６のクロック回路１７によって置換されるとともに、制御部２８が制御部４８によって置換されている点で、音声録再機４０は音声録再機３０と相違する。制御部４８は、制御部１８及び制御部２８の双方の機能を併せ持つように改められていて、制御信号Ａ，Ｂの両信号を出力するものである。これにより、音声録再機４０は、適応パルス符号変調処理に際してクロック周波数を切り換えることでサンプリング周波数ｆｓの変更を行うものにもなっている。
【００４６】
また、ＬＰＦ１６及びＬＰＦ３６に対して更に新たなＬＰＦ４６が並列に設けられ、セレクタ３９がこれらＬＰＦ１６，３６，４６の出力を入力とし制御部４８からの制御信号Ａ，Ｂに応じて何れか一つを選択してスピーカ３へ出力するセレクタ４９になっている点も、相違する。
ＬＰＦ４６は、アナログフィルタであり、その周波数特性グラフが音声帯域に掛かる概ね１ＫＨｚあたりから下がり始め４Ｋ以上で完全に下がりきるような特性を持ったものが採用される（図２（ｆ３）参照）。これにより、音声録再機４０は、ＬＰＦ３６選択時に音声データの周波数帯域における高音域を抑制するとともに、ＬＰＦ４６選択時に音声データの周波数帯域における高音域を更に強く抑制するものとなっている。
【００４７】
この実施例の音声録再装置についてその使用態様及び動作を説明する。このような構成の音声録再機４０を用いて短時間の録音および上述した長時間の録音を行うときにおける動作等は、上述した通りになるので、再度の説明は割愛して、極長時間の録音を行う場合を説明する。
【００４８】
音声録再機４０を用いて極長時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して該当モードを選択する。すると、これに応じた制御部４８からの制御信号Ａに従って、５１２ＫＨｚのクロックｘがＡＤＰＣＭ回路２４等へ供給される。さらに、制御部４８からの制御信号Ｂに従って、ＡＤＰＣＭ回路２４による符号ビット数が２ビットとされ、且つセレクタ４９によってＬＰＦ４６経由の音声信号がスピーカ３へ出力されるようになる。
【００４９】
そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図２（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されるときに今度は２ＫＨｚ超の高周波成分がカットされる（図２（ｃ３）参照）。さらにその後、デジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路２４によって４ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに２ビット符号化で圧縮されてからメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６に順次記録される。こうして、メモリ容量が同じ３２Ｍｂの場合、約６４分に亘って記録が行われる。
【００５０】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｘで動作するＡＤＰＣＭ回路２４によってメモリ６から読み出されこれに伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、今度は２ＫＨｚ下の高周波域にノイズ成分が多く含まれ（図２（ｄ３）のハッチング部分参照）、これがアナログ音声信号に変換される際に後続のＤ／Ａ変換回路１５をすり抜けてしまうが（図２（ｅ３）参照）、今度はＬＰＦ４６が選択されているので、クロックｘ該当ノイズ成分がカットされると同時に１ＫＨｚ超の帯域成分に対して聴感上の補正が施される（図（ｆ３）参照）。
【００５１】
こうして、音声再生に際して音声データの符号ビット数およびサンプリング周波数ｆｓに応じて選択的に音声データへＬＰＦ４６が適用され、その結果、音質は低下しても音声の聞き取りは可能な記録再生が、高品質モード選択時に較べて４倍の長時間に亘って行われるのである。
【００５２】
［第３実施例］
図３にブロック図および周波数特性図を示した本発明の音声録再装置等の第３実施例について説明する。図３の（ａ）〜（ｆ＊）は、それぞれ上述した図２の（ａ）〜（ｆ＊）に対応しているので（＊は１〜３の何れかを表す）、以下、音声録再機４０との相違点を中心に説明する。
図３に示すこの音声録再機５０は、ＬＰＦ３６，４６及びセレクタ４９に代えてＡＤＰＣＭ回路２４とＤ／Ａ変換回路１５との間に介挿されたデジタルフィルタ５４及びセレクタ５５を具えている点で、音声録再機４０と相違する。
【００５３】
デジタルフィルタ５４は、図４（ａ）にブロック図を示した一般的なＦＩＲ型のデジタルフィルタであり、次のフィルタリング特性を示すように各時間遅れ毎の係数Ｗ１〜Ｗ４が重みづけされている。しかも、Ａ／Ｄ変換回路１３や，ＡＤＰＣＭ回路２４，Ｄ／Ａ変換回路１５と同様にクロック同期式回路で具現化されていて、それらのクロックと同じクロックを受けて、即ちクロック回路１７から供給されるクロックｘ又はクロックｙを受けて、動作する。そして、クロックｙでの動作時には、ＬＰＦ３６と同様に、その周波数特性グラフが音声帯域に掛かる概ね２ＫＨｚあたりから下がり始め８Ｋ以上で完全に下がりきるような特性を示す（図３（ｄｄ２）参照）。これに対し、クロックｘでの動作時には、ＬＰＦ４６と同様に、その周波数特性グラフが音声帯域に掛かる概ね１ＫＨｚあたりから下がり始め４Ｋ以上で完全に下がりきるような特性を示すものである（図３（ｄｄ３）参照）。
【００５４】
これにより、デジタルフィルタ５４は、デジタルＩＣへの組み込みが容易で、且つクロック周波数を切り換えることでフィルタリング特性を変更させることの可能なものとなっている。
また、セレクタ５５は、ＡＤＰＣＭ回路２４の出力およびデジタルフィルタ５４の出力を入力とし、制御部４８からの制御信号Ｂに応じて何れか一方をＤ／Ａ変換回路１５へ送出するようになっている。
【００５５】
この実施例の音声録再装置についてその使用態様及び動作を説明する。このような構成の音声録再機５０を用いて短時間の録音を行うときにおける動作等は、上述した通りになるので（図３（ｂ），（ｃ１），（ｄ１），（ｅ１），（ｆ）参照）、その詳細な説明は割愛する。
【００５６】
一方、音声録再機５０を用いて長時間の録音を行う場合、記録時における動作等は上述した通りになるが（図３（ｂ），（ｃ２））、再生時における動作等は異なる。かかる再生時には、制御信号Ｂに従ってＡＤＰＣＭ回路２４による符号ビット数が２ビットにされるとともにセレクタ５５によってデジタルフィルタ５４が選択されている。そして、クロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４によって圧縮済みの符号化データがメモリ６から読み出され、これに伸張処理が施されて元の音声データに戻された後、直ちに２ＫＨｚ超の高周波域におけるノイズ成分（図３（ｄ２）のハッチング部分参照）がデジタルフィルタ５４によって抑制され（図３（ｄｄ２）参照）、それからアナログ音声信号に変換される（図３（ｅ２）参照）。こうして、デジタル信号処理によって２ＫＨｚ超の帯域成分に対して聴感上の補正が施される。
【００５７】
他方、音声録再機５０を用いて極長時間の録音を行う場合、やはり記録時における動作等は上述した通りになるが（図３（ｂ），（ｃ３））、再生時における動作等が異なる。この場合には、２ビットの符号ビット数およびデジタルフィルタ５４の選択に加えて、制御部４８からの制御信号Ａに従って５１２ＫＨｚのクロックｘがＡＤＰＣＭ回路２４等へ供給される。そして、圧縮済みの符号化データがＡＤＰＣＭ回路２４によってメモリ６から読み出されこれに伸張処理が施されて元の音声データに戻されるが、今度は２ＫＨｚ下の高周波域にもノイズ成分が多く含まれる（図３（ｄ３）のハッチング部分参照）。しかし、伸張処理後、直ちに１ＫＨｚ超の高周波域におけるノイズ成分がデジタルフィルタ５４によって抑制され（図３（ｄｄ３）参照）、それからアナログ音声信号に変換される（図３（ｅ３）参照）。そこで、デジタル信号処理によって１ＫＨｚ超の帯域成分に対して聴感上の補正が施される。
【００５８】
こうして、音声再生に際して音声データの符号ビット数およびサンプリング周波数ｆｓの切換状態に応じて選択的にデジタルフィルタ５４が適用され、且つ単純なクロック周波数の切り換えによってサンプリング周波数ｆｓと同時にデジタルフィルタ５４の特性も切り換えられる。その結果、音質は低下しても音声の聞き取りは可能な記録再生が、高品質モード選択時に較べて４倍の長時間に亘って行われるのである。
【００５９】
［第４実施例］
図５にブロック図および周波数特性図を示した本発明の音声録再装置等の第４実施例について説明する。図５の（ａ）〜（ｆ＊）は、それぞれ上述した図３の（ａ）〜（ｆ＊）に対応しているので（＊は１〜３の何れかを表す）、以下、音声録再機５０との相違点を中心に説明する。
図５に示すこの音声録再機６０は、セレクタ５５が省かれてＡＤＰＣＭ回路２４の出力が何時もデジタルフィルタ５４を介してＤ／Ａ変換回路１５へ送出される点で、声録再機５０と相違する。
【００６０】
これにより、短時間の録音を行うときにもデジタルフィルタ５４が機能するので、この音声録再機６０及び音声録再ＩＣ６１は、音声再生に際して常に音声データへフィルタ５４が適用されるものとなっている。
その結果、極長時間の録音や長時間の録音を行うときに限らず短時間の録音を行うときにも高音域に対する聴感上補正が施されるが、これに起因して音声が聞き取り難くなるということは全く又はほとんど無いので、実用上差し支えがなく、セレクタ５５の省略分だけ更に音声録再ＩＣ６１等の規模を抑制することができる。
【００６１】
以上、カットオフ周波数や、サンプリング周波数，クロック周波数が２，４，８，５１２，１０２４ＫＨｚとして説明してきたが、これらの値は、厳密なものではない。切りが良いので一例として選出したものであり、実機にあっては定性的な関係を維持しながら適宜上下に変更される。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の解決手段の音声録再装置等にあっては、音声データに対して聴感域における高音域を下げる補正を施すようにしたことにより、適応パルス符号変調処理における符号ビット数を切換えても再生音の聞き取りが可能な音声録再装置等を実現することができたという有利な効果が有る。
【００６３】
また、本発明の第２の解決手段の音声録再装置等にあっては、クロック周波数の切換によってサンプリング周波数の変更ばかりか符号ビット数の変更による量子化ノイズの変動をもカバーし得るようにしたことにより、フィルタ数の増加を回避して回路規模の増大を一層抑制することができたという有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の音声録再装置の第１実施例について、そのブロック図および周波数特性図である。
【図２】 本発明の音声録再装置の第２実施例について、そのブロック図および周波数特性図である。
【図３】 本発明の音声録再装置の第３実施例について、そのブロック図および周波数特性図である。
【図４】 そのデジタルフィルタの構成例である。
【図５】 本発明の音声録再装置の第４実施例について、そのブロック図および周波数特性図である。
【図６】 従来の音声録再装置である。
【図７】 オーバーサンプリング型のＡ／Ｄ変換手段である。
【図８】 適応パルス符号変調手段である。
【図９】 単に符号ビット数を切り換えたときの予想構成である。
【符号の説明】
２ マイク（ＭＩＣ）
３ スピーカ（ＳＰ）
４ 操作キー
５ コントローラ
６ メモリ（ＲＡＭ、半導体メモリ、固体メモリ）
１０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
１１ 音声録再ＩＣ
１２ ＬＰＦ（アナログローパスフィルタ）
１３ Ａ／Ｄ変換回路（アナログデジタル変換手段）
１４ ＡＤＰＣＭ回路（適応パルス符号変調手段および復号回路）
１５ Ｄ／Ａ変換回路（デジタルアナログ変換手段）
１６ ＬＰＦ（アナログローパスフィルタ）
１７ クロック回路
１８ 制御部
１９ メモリＩ／Ｆ（メモリインターフェイス）
２０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
２１ 音声録再ＩＣ
２４ ＡＤＰＣＭ回路（適応パルス符号変調手段および復号回路）
２７ クロック回路
２８ 制御部
３０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
３１ 音声録再ＩＣ
３６ ＬＰＦ（アナログローパスフィルタ）
３９ セレクタ
４０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
４１ 音声録再ＩＣ
４６ ＬＰＦ（アナログローパスフィルタ）
４８ 制御部
４９ セレクタ
５０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
５１ 音声録再ＩＣ
５４ デジタルフィルタ（Ｄｉｇ．Ｆ）
５５ セレクタ
６０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
６１ 音声録再ＩＣ
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録媒体への音声データの記録及び／又は再生を行う音声録再装置等に関し、詳しくは、記録媒体としてテープやディスクではなく半導体等の固体メモリを用いるとともに、音声データの記録再生に際して適応パルス符号変調に基づいて圧縮伸張処理を行う音声録再装置等について、デジタル音声データの長時間録再のために記憶容量不足を補う改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体に磁気テープを用いたテープレコーダやディスクを用いたミニディスク（ＭＤ）等の音響録再装置は、機械的駆動を伴うこと等に起因して、耐久性や、電池および媒体も含めての小形化に限界がある。これに対し、記録媒体に半導体メモリ等を用いれば、機械的駆動が不要なのでそのような限界が無くなるのであるが、最近の半導体メモリ容量の増進をもってしてもテープ等に対抗するに十分なだけの記憶容量を確保するのは困難で、会話や打ち合わせ時等における比較的短時間の音声を記録・再生する音声録再装置が実用化されつつある。
【０００３】
従来、記録媒体に固体メモリを用いた音声録再装置は、デジタル音声データを固体メモリに記録するに際してデータ圧縮処理を施すとともにその再生に際しては逆のデータ伸張処理を施すことで、記憶容量不足を補っている。また、一定の記憶容量の下で録音時間を稼ぐためにデータ圧縮率を上げるか音質を重視してデータ圧縮率を下げるかの選択が可能なものもある。
その具体例として図６に示した音声録再機１０は、データ圧縮処理方式として一般的な適応パルス符号変調方式を用い、データ圧縮率の選択切換方式として適応パルス符号変調回路その他のデジタル信号処理部のクロック周波数を切り換えることで簡便にサンプリング周波数ｆｓやカットオフ周波数ｆｃを可変にしたものである。
【０００４】
すなわち、この音声録再機１０は、音声入力用のマイク２と、音声出力用のスピーカ３と、記録や再生の開始・停止等の指示を受けるための操作キー４と、マイクロプロセッサ等で構成され操作キー４の操作等に応じて装置全体の動作を管理するコントローラ５と、電気的に消去可能な不揮発性のフラッシュメモリ等で構成され４Ｍｂ〜３２Ｍｂ（メガビット）の記憶容量を持ったメモリ６と、コントローラ５の制御下でマイク２から入力したアナログ音声信号をデジタル音声データに変換してメモリ６に記録するとともにメモリ６からデジタル音声データを読み出して音声信号を再生しこれをスピーカ３へ出力する音声信号処理・音声データ処理を行う音声録再ＩＣ１１とが、ブローチやライタ程度の小形な筐体に組み込まれたものである。
【０００５】
音声録再ＩＣ１１は、記録に際してアナログ音声信号をデジタル音声データに変換するために、マイク２の出力を受けるローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２、及びこれに後続するＡ／Ｄ変換回路１３が設けられ、さらにそのデジタル音声データを圧縮するために適応パルス符号変調回路（ＡＤＰＣＭ回路）１４が設けられている。また、再生に際して逆の伸張処理を行わせるためにこのＡＤＰＣＭ回路１４を用いるとともに、そのデジタル音声データをアナログ音声信号に変換するために、ＡＤＰＣＭ回路１４の出力を受けるＤ／Ａ変換回路１５、及びこれに後続するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６が設けられている。そして、ＬＰＦ１６出力の音声信号は図示しない適宜のアンプ等によって増幅されてからスピーカ３へ送出されるようになっている。
【０００６】
また、音声録再ＩＣ１１は、Ａ／Ｄ変換回路１３とＡＤＰＣＭ回路１４とＤ／Ａ変換回路１５とからなるクロック同期式のデジタル信号処理部に対してクロック信号を供給するためにクロック回路１７が設けられている。クロック回路１７は、基本の発振信号を波形整形した例えば１０２４ＫＨｚのクロック信号（以下クロックｙ）と、これを分周した５１２ＫＨｚのクロック信号（以下クロックｘ）とを発生するとともに、両クロック信号を入力するスイッチ回路を有して制御信号Ａに応じて選択し、何れか一方のクロック信号をデジタル信号処理部へ供給するようになっている。なお、制御信号Ａの生成や，コントローラ５からの制御指令を受けて個々の具体的な制御信号を生成しＡＤＰＣＭ回路１４等のＩＣ内部回路へ送出する処理を行わせるために制御部１８が設けられ、さらにメモリアクセス用信号の生成に加えて処理単位ビット数の変換やバッファリング等の処理を行うメモリインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１９も音声録再ＩＣ１１内に設けられている。
【０００７】
図７（ａ）に主要部のブロック図を示したＡ／Ｄ変換回路１３は、ＡＳＩＣ等によく用いられるオーバーサンプリング型のＡ／Ｄ変換回路であり、クロックｙでの動作時にサンプリング周波数ｆｓが８ＫＨｚとなって、音声帯域を含む０〜４ＫＨｚの帯域成分だけを通すフィルタ作用も発揮するものである（図７（ｂ）参照、なお、図中、横軸はＫＨｚ単位の周波数を示し、縦軸は該当周波数成分の通過比率を示す。また、本明細書添付図面における他のグラフにあっても同様である）。そして、クロックｘを受けて動作する場合には、動作速度が半分になるので、サンプリング周波数ｆｓが４ＫＨｚとなって、音声帯域に含まれる０〜２ＫＨｚの帯域成分だけを通すフィルタ作用も発揮するものとなっている（図７（ｃ）参照）。
【０００８】
Ｄ／Ａ変換回路１５も、詳細な説明は割愛するがデジタルアナログ変換時に同様のフィルタ作用も発揮する。すなわち、クロックｙでの動作時には０〜４ＫＨｚの帯域成分を通し（図６（ｅ１）参照）、クロックｘでの動作時には０〜２ＫＨｚの帯域成分を通すものである（図６（ｅ２）参照）。なお、このようにＡ／Ｄ変換回路１３やＤ／Ａ変換回路１５によって急峻なカットオフ特性のフィルタリングがなされるので、それに前置・後置されるＬＰＦ１２やＬＰＦ１６は、折り畳みノイズ及びクロックｙ，ｘのノイズを簡便に除去すればよいため、音声帯域を超える４ＫＨｚ以上で緩やかなカットオフ特性を持った簡易なものが採用される（図６（ｂ），（ｆ）参照）。
【０００９】
ＡＤＰＣＭ回路１４は、詳細な説明は割愛するが、図８（ａ）に概要ブロック図を示した一般的な適応パルス符号変調方式を具体化したものであり、入力信号の波形における単位時間当たりの変化量すなわち差分を符号化する（図８（ｂ）参照）。例えば、符号ビット数が４ビットの場合、差分値“−８”，“−７”，〜，“−１”，“＋１”，“＋２”，〜，“＋８”のそれぞれに符号値“０”〜“１５”の何れかが割り当てられる。このＡＤＰＣＭ回路１４も、Ｄ／Ａ変換回路１５同様にクロックｙ，ｘの何れで動作するかによって周波数特性が異なるが、何れも中間の周波数からサンプリング周波数ｆｓに近づくに連れて量子化ノイズが急増する。具体的には、クロックｙでの記録再生時には４ＫＨｚあたりから８ＫＨｚにかけてノイズが増加するのに対し（図８（ｃ）のハッチング部分参照）、クロックｘでの記録再生時には２ＫＨｚあたりから４ＫＨｚにかけてノイズが増加するものとなっている（図８（ｄ）のハッチング部分参照）。
【００１０】
このような構成の音声録再機１０を用いて短時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して高品質モードを選択する。すると、これに応じたコントローラ５及び制御部１８からの制御信号Ａに従って、１０２４ＫＨｚのクロックｙがクロック回路１７からＡＤＰＣＭ回路１４等のデジタル信号処理部へ供給される。そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図６（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されると同時に４ＫＨｚ超の高周波成分がカットされ（図６（ｃ１）参照）、さらにデジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路１４によって８ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに４ビット符号化で圧縮されてからメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６に順次記録される。こうして、このメモリ６の容量が３２Ｍｂの場合、約１６分に亘って記録が行われる。
【００１１】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路１４によってメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６から読み出され伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、８ＫＨｚ側の高周波域にはノイズ成分が多く含まれるが（図６（ｄ１）のハッチング部分参照）、後続のＤ／Ａ変換回路１５によってアナログ音声信号に変換される際に４ＫＨｚ超の帯域成分がカットされ（図６（ｅ１）参照）、最後にＤ／Ａ変換回路１５等に起因するクロックｙ該当ノイズ成分がＬＰＦ１６によってカットされて（図（ｆ）参照）、高品質の音声がスピーカ３から再生出力される。
【００１２】
これに対し、この音声録再機１０を用いて長時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して長時間モードを選択する。すると、これに応じた制御部１８からの制御信号Ａに従って、５１２ＫＨｚのクロックｘがＡＤＰＣＭ回路１４等へ供給される。そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図６（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されるときに今度は２ＫＨｚ超の高周波成分がカットされ（図６（ｃ２）参照）、さらにこのデジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路１４によって４ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに４ビット符号化で圧縮されてからメモリ６に順次記録される。メモリ容量が同じ３２Ｍｂの場合、約３２分に亘って記録が行われる。
【００１３】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｘで動作するＡＤＰＣＭ回路１４によってメモリ６から読み出されこれに伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、今度は４ＫＨｚ下の高周波域にノイズ成分が多く含まれるが（図６（ｄ２）のハッチング部分参照）、後続のＤ／Ａ変換回路１５によってアナログ音声信号に変換される際に２ＫＨｚ超の帯域成分がカットされ（図６（ｅ２）参照）、クロックｘ該当ノイズ成分がＬＰＦ１６によってカットされて（図（ｆ）参照）、再生音声がスピーカ３から出力される。こうして、音声帯域にかかる２ＫＨｚ超の周波数成分がカットされて、音質は幾分か低下するが、音声の聞き取りは可能な記録再生が、高品質モード選択時に較べて２倍の時間に亘って行われる。
【００１４】
このように音声録再機１０では、適応パルス符号変調処理に際してクロック周波数を切り換えることでサンプリング周波数ｆｓを変えさせ、これによって音声データの圧縮率を変更することにより音質とのトレードオフの下で録音時間の長短を選択可能としているのである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、限られたメモリ容量の下で記録再生時間を伸ばすための簡便なデータ圧縮手法として、サンプリング周波数ｆｓの変更の他に、符号ビット数の変更も考えられる。
これは、上述の例に具体的に対応させると、図９に示した音声録再機２０のようになる。
【００１６】
すなわち、デジタル信号処理部へクロックを供給するクロック回路２７は、クロック回路１７より単純化されて常時１０２４ＫＨｚのクロックｙを出力するが、ＡＤＰＣＭ回路２４は、制御部１８に代わる制御部２８からの制御信号Ｂに従って長時間モード選択時に、符号ビット数が２ビットと少なくなって、差分値“−２”，“−１”，“＋１”，“＋２”のそれぞれに符号値“０”〜“３”の何れかを割り当てるように、ＡＤＰＣＭ回路１４が改造されることとなる（図９（ａ）参照）。このように符号ビット数が削減されると、その分だけ差分値の採りうる範囲が狭まり、その結果、ＡＤＰＣＭ回路２４のスルーレートが低下して、やはり４ＫＨｚ下の高周波域に多くのノイズ成分が現れる（図９（ｄ２）参照）。このため、高品質モード選択時には従来と全く同様に動作できても（図９（ｂ），（ｃ），（ｄ１），（ｅ１），（ｆ）参照）、長時間モード選択時には、Ｄ／Ａ変換回路１５によるカットオフが４ＫＨｚ超と不変なのでそのときの量子化ノイズ成分がそのまま出力されてしまう。
【００１７】
このような場合、再生音声における高音域の歪みが大きくなって再生音が聞き取り難いことから、適応パルス符号変調方式を用いた音声録再装置では、データ圧縮率の変更に際して、符号ビット数の切り換えではなく、サンプリング周波数ｆｓの切り換えがなされていた。
データ圧縮に際して符号ビット数の切り換えを行う場合、特開平７−１６０３００号公報における「課題」欄の記載にもあるように、他の符号化方式・圧縮方式が用いられていたのである。
【００１８】
しかしながら、符号ビット数切換のために適応パルス符号変調回路その他の複数のデータ圧縮方式を併存させこれらを組み合わせて使い分けるのは、煩雑であり、回路規模の激増も招くので、小形化の要請に反する。コスト面からも好ましくない。
かといって、単純に更なるサンプリング周波数ｆｓの引き下げを行うのでは、音声聞き取りに重要な１〜２ＫＨｚ帯域が全く失われてしまうことにもなるので、この手法だけでは既に限界である。
【００１９】
そこで、回路規模の増大を抑制する観点から適応パルス符号変調によるデータ圧縮伸張方式を維持するという前提の下で、録音時間を一層長くするために、符号ビット数を削減しても上述の如き不都合を回避しうるような構成を案出することが課題となる。
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、適応パルス符号変調処理における符号ビット数を切換えても再生音の聞き取りが可能な音声録再装置や，音声記録装置，音声再生装置，音声録再ＩＣを実現することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために発明された第１乃至第２の解決手段について、その構成および作用効果を以下に説明する。
【００２１】
［第１の解決手段］
第１の解決手段の音声録再装置は（、出願当初の請求項１に記載の如く）、適応パルス符号変調処理を施してから音声データを固体メモリに記録するとともにその再生も行う音声録再装置において、前記適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換える手段と、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するフィルタと、前記再生に際して常に又は前記音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に前記音声データへ前記フィルタを適用する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
このような第１の解決手段の音声録再装置にあっては、音声記録時に、音声データが適応パルス符号変調処理を施されてから固体メモリに記録されるが、その適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小が切り換えらるようになっている。そして、メモリ容量一定の条件下では記録可能な録音時間が符号ビット数の大小に反比例するので、録音可能な時間長が選択可能なこととなる。そこで、限られた容量の固体メモリを利用しながらも、符号ビット数を小さい方に切り換えることにより、一般的な講演や通常の会議等であれば或る程度間に合うほどに録音時間を長くすることができる。
【００２３】
また、音声再生時には、音声データに対して逆の適応パルス復号処理が施されて音声が再生されるが、その際、音声データは、フィルタによってその周波数帯域における高音域が適宜抑制される。符号ビット数を小さく削減して録音した場合には既述のように再生音声における聴感域の高音域で歪み原因の量子化ノイズが急増するのであるが、その高音域が抑制されると、その量子化ノイズの多いところが重点的に抑制されることになる。しかも、聴感域における高音域成分は、経験や実験等で得られた聴感特性によると、音色まで含めた再生の場合は別として音声聞き取りの場合、少しでも存在していれば、その残存比率を超えてかなり大きく聞き取りに貢献するという特質がある。
【００２４】
そこで、上記のように音声データに対して聴感域における高音域を下げるような補正が施されることにより、耳障りな量子化ノイズは効率よく抑制される一方で、高音域成分が或る程度確保されて音声聞き取り可能な状態は維持されることとなる。
したがって、この発明によれば、適応パルス符号変調処理における符号ビット数を切換えても再生音の聞き取りが可能なようにすることができる。
【００２５】
［第２の解決手段］
第２の解決手段の音声録再装置は（、出願当初の請求項２に記載の如く）、上記の第１の解決手段の音声録再装置であって、前記フィルタは、前記再生に際して（前記適応パルス符号変調処理に対応した）復号処理を行う復号回路とこれに後続する（オーバーサンプリング型等の）Ｄ／Ａ変換回路との間に介挿されたデジタルフィルタであり、且つ前記復号回路および前記Ｄ／Ａ変換回路と共通のクロックに基づいて動作するものであることを特徴とするものである。なお、望ましくは、前記復号処理処理に際して前記クロックの周波数を切り換える手段も設けられていると一層良い。
【００２６】
このような第２の解決手段の音声録再装置にあっては、クロック周波数を変更すると、復号回路およびＤ／Ａ変換回路に加えてフィルタの動作速度も同様に変更される。デジタルフィルタの場合、動作速度が変わるとそれに対応してカットオフ周波数等の周波数特性も変わる。そこで、音声再生に際して、復号処理およびデジタルアナログ変換処理におけるサンプリング周波数ｆｓが変更されるとともに、フィルタの周波数特性も同時に変更されることとなる。
【００２７】
このようにクロック周波数の切換によってフィルタリング特性が変えられるので、符号ビット数の変更による量子化ノイズの変動を、クロック周波数の切換によってカバーし得ることとなる。
これにより、サンプリング周波数と符号ビット数との双方の変更に基づいてデータ圧縮率の更なる向上を図るに際して単一の又は少数のフィルタを双方に兼用するのが可能となってフィルタの数が少なくて済む。
【００２８】
したがって、この発明によれば、適応パルス符号変調処理における符号ビット数を切換えても再生音の聞き取りが可能な音声録再装置等を実現するに際して回路規模の増大を一層抑制することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
このような解決手段で達成された本発明の音声録再装置について、これを音声記録装置，音声再生装置，及び音声録再ＩＣとして実施するための形態を説明する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
本発明の音声記録装置は上記の解決手段の音声録再装置のうち記録処理を担う部分を分離するとともに固体メモリを着脱可能としたものである。
すなわち（、出願当初の請求項３に記載の如く）、適応パルス符号変調処理を施してから音声データを固体メモリに記録する音声記録装置において、前記適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換える手段と、前記固体メモリを着脱可能とする手段とを備えたことを特徴とする。
これにより、音声データを記録したい固体メモリを装着すると、上述した音声録再装置の作用効果のうち記録に関する部分の作用効果を奏する。
【００３１】
［第２の実施の形態］
本発明の音声再生装置は上記の解決手段の音声録再装置のうち再生処理を担う部分を分離するとともに固体メモリを着脱可能としたものである。
すなわち（、出願当初の請求項４に記載の如く）、適応パルス符号化された音声データを固体メモリから読み出して音声を再生する音声再生装置において、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するフィルタと、前記再生に際して常に又は前記音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に前記音声データへ前記フィルタを適用する手段と、前記固体メモリを着脱可能とする手段とを備えたことを特徴とする。
これにより、音声データを記録した固体メモリを装着すると、上述した音声録再装置の作用効果のうち再生に関する部分の作用効果を奏する。
【００３２】
したがって、これらの音声記録装置と音声再生装置とを組み合わせて用いることによっても、上述した音声録再装置の作用効果が得られる。また、音声記録装置または音声再生装置と上記の音声録再装置とを組み合わせて用いることによっても、上述した音声録再装置の作用効果が得られる。
【００３３】
［第３の実施の形態］
本発明の音声録再ＩＣは上記の解決手段の音声録再装置のうち記録処理および再生処理を担う回路部分を分離するとともに集積化したものである。
すなわち（、出願当初の請求項５に記載の如く）、固体メモリに対するインターフェイスと、前記インターフェイスを介して記録のために出力される音声データに対して（その出力に先だって）適応パルス符号変調処理を施す手段と、前記インターフェイスを介して記録済みの音声データを読み出して音声再生処理を施す手段とを備えた音声録再ＩＣにおいて、前記適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換える手段と、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するフィルタと、前記再生に際して常に又は前記音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に前記音声データへ前記フィルタを適用する手段とを備えたことを特徴とするものである。
この場合、音声録再装置の具現化に際して上記ＩＣを組み込むことにより、上述の作用効果を奏する音声録再装置を小形で安価に実現することができる。
【００３４】
【実施例】
このような解決手段や実施形態で達成された本発明の音声録再装置等について、これを実施するための具体例を第１〜第４実施例によって説明する。
第１，第２実施例は、アナログフィルタを用いて課題を解決したものであるのに対し、第３，第４実施例は、デジタルフィルタを用いて課題を解決したものである。そこで、前者は第１の解決手段等を具現化したものとなっているのに対し、後者は第１，第２の解決手段等の双方を具現化したものとなっている。
また、第１実施例は、符号ビット数の変更だけを行ってサンプリング周波数ｆｓの変更を行わないのに対し、第２〜第４実施例は、符号ビット数の変更に加えてサンプリング周波数ｆｓの変更も行うものである。
【００３５】
［第１実施例］
本発明の音声録再装置等の第１実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１（ａ）は、そのブロック図であり、既述の図６，図９における（ａ）に対応している。
そこで、既述したのと同一のものには同一の符号を付して示し、その再度の説明は割愛して、以下、相違点を中心に述べる。
【００３６】
図１に示すこの音声録再機３０は、図９に示した音声録再機２０をベースとしてＡＤＰＣＭ回路２４，制御部２８を引き続き具えることにより、適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換えるものとなっている。
しかし、ＬＰＦ１６と並列に設けられたＬＰＦ３６と、両ＬＰＦ１６，３６の出力を入力とし制御部２８からの制御信号Ｂに応じて何れか一方をスピーカ３へ出力するセレクタ３９とが追加されている点で、音声録再機２０と相違する。
【００３７】
ＬＰＦ３６は、アナログフィルタであり、その周波数特性グラフが音声帯域に掛かる概ね２ＫＨｚあたりから下がり始め８Ｋ以上で完全に下がりきるような特性を持ったものが採用される（図６（ｆ２）参照）。
これにより、音声録再機３０は、ＬＰＦ３６選択時に音声データの周波数帯域における高音域を抑制するものとなっている。
【００３８】
この実施例の音声録再装置について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図１の（ｂ）以降は、その各回路の周波数特性図であり、それぞれ既述の図６，図９における（ｂ）〜（ｆ）に対応している。
【００３９】
このような構成の音声録再機３０を用いて短時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して高品質モードを選択する。すると、これに応じたコントローラ５及び制御部２８からの制御信号Ｂに従って、クロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４による符号ビット数が４ビットとされ、且つセレクタ３９によってＬＰＦ１６経由の音声信号がスピーカ３へ出力されるようになる。そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図１（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されると同時に４ＫＨｚ超の高周波成分がカットされ（図１（ｃ）参照）、さらにデジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路２４によって８ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに４ビット符号化で圧縮されてからメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６に順次記録される。このメモリ６の容量が同じく３２Ｍｂの場合、約１６分に亘って記録が行われる。
【００４０】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４によってメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６から読み出されさらに伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、８ＫＨｚ側の高周波域にはノイズ成分が多く含まれるが（図１（ｄ１）のハッチング部分参照）、後続のＤ／Ａ変換回路１５によってアナログ音声信号に変換される際に４ＫＨｚ超の帯域成分がカットされ（図１（ｅ１）参照）、最後にＤ／Ａ変換回路１５等に起因するクロックｙ該当ノイズ成分がＬＰＦ１６によってカットされて（図１（ｆ１）参照）、高品質の音声がスピーカ３から再生出力される。
【００４１】
これに対し、この音声録再機３０を用いて長時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して長時間モードを選択する。すると、これに応じた制御部２８からの制御信号Ｂに従って、同じクロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４による符号ビット数が２ビットとされ、且つセレクタ３９によってＬＰＦ３６経由の音声信号がスピーカ３へ出力されるようになる。そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図１（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されると同時に４ＫＨｚ超の高周波成分がカットされる（図１（ｃ）参照）。ここまでは、高品質モード選択時と同じであるが、その後、デジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路２４によって８ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに２ビット符号化で圧縮されてからメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６に順次記録される。そこで、メモリ容量が同じ３２Ｍｂの場合、約３２分に亘って記録が行われる。
【００４２】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４によってメモリ６から読み出されこれに伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、今度は４ＫＨｚ下の高周波域にノイズ成分が多く含まれ（図１（ｄ２）のハッチング部分参照）、これがアナログ音声信号に変換される際に後続のＤ／Ａ変換回路１５をすり抜けてしまうが（図６（ｅ２）参照）、今度はＬＰＦ１６に替えてＬＰＦ３６が選択されているので、クロックｙ該当ノイズ成分がカットされると同時に２ＫＨｚ超の帯域成分に対して聴感上の補正が施される（図（ｆ２）参照）。
【００４３】
こうして、音声再生に際し音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に音声データへフィルタ３６が適用される。その結果、音質は幾分か低下しても音声の聞き取りは可能な記録再生が、高品質モード選択時に較べて２倍の時間に亘って行われるのである。
【００４４】
［第２実施例］
図２にブロック図および周波数特性図を示した本発明の音声録再装置等の第２実施例について説明する。図２の（ａ）〜（ｆ＊）は、それぞれ上述した図１の（ａ）〜（ｆ＊）に対応しているので（＊は１〜３の何れかを表す）、以下、音声録再機３０との相違点を中心に説明する。
図２に示すこの音声録再機４０は、図１に示した音声録再機３０をベースとしてＡＤＰＣＭ回路２４等を引き続き具えることにより、適応パルス符号変調処理に際して符号ビット数の大小を切り換えるものとなっている。
【００４５】
これに対し、クロック回路２７が図６のクロック回路１７によって置換されるとともに、制御部２８が制御部４８によって置換されている点で、音声録再機４０は音声録再機３０と相違する。制御部４８は、制御部１８及び制御部２８の双方の機能を併せ持つように改められていて、制御信号Ａ，Ｂの両信号を出力するものである。これにより、音声録再機４０は、適応パルス符号変調処理に際してクロック周波数を切り換えることでサンプリング周波数ｆｓの変更を行うものにもなっている。
【００４６】
また、ＬＰＦ１６及びＬＰＦ３６に対して更に新たなＬＰＦ４６が並列に設けられ、セレクタ３９がこれらＬＰＦ１６，３６，４６の出力を入力とし制御部４８からの制御信号Ａ，Ｂに応じて何れか一つを選択してスピーカ３へ出力するセレクタ４９になっている点も、相違する。
ＬＰＦ４６は、アナログフィルタであり、その周波数特性グラフが音声帯域に掛かる概ね１ＫＨｚあたりから下がり始め４Ｋ以上で完全に下がりきるような特性を持ったものが採用される（図２（ｆ３）参照）。これにより、音声録再機４０は、ＬＰＦ３６選択時に音声データの周波数帯域における高音域を抑制するとともに、ＬＰＦ４６選択時に音声データの周波数帯域における高音域を更に強く抑制するものとなっている。
【００４７】
この実施例の音声録再装置についてその使用態様及び動作を説明する。このような構成の音声録再機４０を用いて短時間の録音および上述した長時間の録音を行うときにおける動作等は、上述した通りになるので、再度の説明は割愛して、極長時間の録音を行う場合を説明する。
【００４８】
音声録再機４０を用いて極長時間の録音を行うときには、操作キー４を操作して該当モードを選択する。すると、これに応じた制御部４８からの制御信号Ａに従って、５１２ＫＨｚのクロックｘがＡＤＰＣＭ回路２４等へ供給される。さらに、制御部４８からの制御信号Ｂに従って、ＡＤＰＣＭ回路２４による符号ビット数が２ビットとされ、且つセレクタ４９によってＬＰＦ４６経由の音声信号がスピーカ３へ出力されるようになる。
【００４９】
そして、マイク２から入力されたアナログ音声信号はＬＰＦ１２によって音声帯域超の高周波成分が概ねカットされてから（図２（ｂ）参照）Ａ／Ｄ変換回路１３によってデジタル音声データに変換されるときに今度は２ＫＨｚ超の高周波成分がカットされる（図２（ｃ３）参照）。さらにその後、デジタル音声データはＡＤＰＣＭ回路２４によって４ＫＨｚのサンプリング周波数に一致したタイミングごとに２ビット符号化で圧縮されてからメモリＩ／Ｆ１９を介してメモリ６に順次記録される。こうして、メモリ容量が同じ３２Ｍｂの場合、約６４分に亘って記録が行われる。
【００５０】
また、その再生時には、圧縮済みの符号化データが、同じクロックｘで動作するＡＤＰＣＭ回路２４によってメモリ６から読み出されこれに伸張処理が施されて元の音声データに戻される。このとき、今度は２ＫＨｚ下の高周波域にノイズ成分が多く含まれ（図２（ｄ３）のハッチング部分参照）、これがアナログ音声信号に変換される際に後続のＤ／Ａ変換回路１５をすり抜けてしまうが（図２（ｅ３）参照）、今度はＬＰＦ４６が選択されているので、クロックｘ該当ノイズ成分がカットされると同時に１ＫＨｚ超の帯域成分に対して聴感上の補正が施される（図（ｆ３）参照）。
【００５１】
こうして、音声再生に際して音声データの符号ビット数およびサンプリング周波数ｆｓに応じて選択的に音声データへＬＰＦ４６が適用され、その結果、音質は低下しても音声の聞き取りは可能な記録再生が、高品質モード選択時に較べて４倍の長時間に亘って行われるのである。
【００５２】
［第３実施例］
図３にブロック図および周波数特性図を示した本発明の音声録再装置等の第３実施例について説明する。図３の（ａ）〜（ｆ＊）は、それぞれ上述した図２の（ａ）〜（ｆ＊）に対応しているので（＊は１〜３の何れかを表す）、以下、音声録再機４０との相違点を中心に説明する。
図３に示すこの音声録再機５０は、ＬＰＦ３６，４６及びセレクタ４９に代えてＡＤＰＣＭ回路２４とＤ／Ａ変換回路１５との間に介挿されたデジタルフィルタ５４及びセレクタ５５を具えている点で、音声録再機４０と相違する。
【００５３】
デジタルフィルタ５４は、図４（ａ）にブロック図を示した一般的なＦＩＲ型のデジタルフィルタであり、次のフィルタリング特性を示すように各時間遅れ毎の係数Ｗ１〜Ｗ４が重みづけされている。しかも、Ａ／Ｄ変換回路１３や，ＡＤＰＣＭ回路２４，Ｄ／Ａ変換回路１５と同様にクロック同期式回路で具現化されていて、それらのクロックと同じクロックを受けて、即ちクロック回路１７から供給されるクロックｘ又はクロックｙを受けて、動作する。そして、クロックｙでの動作時には、ＬＰＦ３６と同様に、その周波数特性グラフが音声帯域に掛かる概ね２ＫＨｚあたりから下がり始め８Ｋ以上で完全に下がりきるような特性を示す（図３（ｄｄ２）参照）。これに対し、クロックｘでの動作時には、ＬＰＦ４６と同様に、その周波数特性グラフが音声帯域に掛かる概ね１ＫＨｚあたりから下がり始め４Ｋ以上で完全に下がりきるような特性を示すものである（図３（ｄｄ３）参照）。
【００５４】
これにより、デジタルフィルタ５４は、デジタルＩＣへの組み込みが容易で、且つクロック周波数を切り換えることでフィルタリング特性を変更させることの可能なものとなっている。
また、セレクタ５５は、ＡＤＰＣＭ回路２４の出力およびデジタルフィルタ５４の出力を入力とし、制御部４８からの制御信号Ｂに応じて何れか一方をＤ／Ａ変換回路１５へ送出するようになっている。
【００５５】
この実施例の音声録再装置についてその使用態様及び動作を説明する。このような構成の音声録再機５０を用いて短時間の録音を行うときにおける動作等は、上述した通りになるので（図３（ｂ），（ｃ１），（ｄ１），（ｅ１），（ｆ）参照）、その詳細な説明は割愛する。
【００５６】
一方、音声録再機５０を用いて長時間の録音を行う場合、記録時における動作等は上述した通りになるが（図３（ｂ），（ｃ２））、再生時における動作等は異なる。かかる再生時には、制御信号Ｂに従ってＡＤＰＣＭ回路２４による符号ビット数が２ビットにされるとともにセレクタ５５によってデジタルフィルタ５４が選択されている。そして、クロックｙで動作するＡＤＰＣＭ回路２４によって圧縮済みの符号化データがメモリ６から読み出され、これに伸張処理が施されて元の音声データに戻された後、直ちに２ＫＨｚ超の高周波域におけるノイズ成分（図３（ｄ２）のハッチング部分参照）がデジタルフィルタ５４によって抑制され（図３（ｄｄ２）参照）、それからアナログ音声信号に変換される（図３（ｅ２）参照）。こうして、デジタル信号処理によって２ＫＨｚ超の帯域成分に対して聴感上の補正が施される。
【００５７】
他方、音声録再機５０を用いて極長時間の録音を行う場合、やはり記録時における動作等は上述した通りになるが（図３（ｂ），（ｃ３））、再生時における動作等が異なる。この場合には、２ビットの符号ビット数およびデジタルフィルタ５４の選択に加えて、制御部４８からの制御信号Ａに従って５１２ＫＨｚのクロックｘがＡＤＰＣＭ回路２４等へ供給される。そして、圧縮済みの符号化データがＡＤＰＣＭ回路２４によってメモリ６から読み出されこれに伸張処理が施されて元の音声データに戻されるが、今度は２ＫＨｚ下の高周波域にもノイズ成分が多く含まれる（図３（ｄ３）のハッチング部分参照）。しかし、伸張処理後、直ちに１ＫＨｚ超の高周波域におけるノイズ成分がデジタルフィルタ５４によって抑制され（図３（ｄｄ３）参照）、それからアナログ音声信号に変換される（図３（ｅ３）参照）。そこで、デジタル信号処理によって１ＫＨｚ超の帯域成分に対して聴感上の補正が施される。
【００５８】
こうして、音声再生に際して音声データの符号ビット数およびサンプリング周波数ｆｓの切換状態に応じて選択的にデジタルフィルタ５４が適用され、且つ単純なクロック周波数の切り換えによってサンプリング周波数ｆｓと同時にデジタルフィルタ５４の特性も切り換えられる。その結果、音質は低下しても音声の聞き取りは可能な記録再生が、高品質モード選択時に較べて４倍の長時間に亘って行われるのである。
【００５９】
［第４実施例］
図５にブロック図および周波数特性図を示した本発明の音声録再装置等の第４実施例について説明する。図５の（ａ）〜（ｆ＊）は、それぞれ上述した図３の（ａ）〜（ｆ＊）に対応しているので（＊は１〜３の何れかを表す）、以下、音声録再機５０との相違点を中心に説明する。
図５に示すこの音声録再機６０は、セレクタ５５が省かれてＡＤＰＣＭ回路２４の出力が何時もデジタルフィルタ５４を介してＤ／Ａ変換回路１５へ送出される点で、声録再機５０と相違する。
【００６０】
これにより、短時間の録音を行うときにもデジタルフィルタ５４が機能するので、この音声録再機６０及び音声録再ＩＣ６１は、音声再生に際して常に音声データへフィルタ５４が適用されるものとなっている。
その結果、極長時間の録音や長時間の録音を行うときに限らず短時間の録音を行うときにも高音域に対する聴感上補正が施されるが、これに起因して音声が聞き取り難くなるということは全く又はほとんど無いので、実用上差し支えがなく、セレクタ５５の省略分だけ更に音声録再ＩＣ６１等の規模を抑制することができる。
【００６１】
以上、カットオフ周波数や、サンプリング周波数，クロック周波数が２，４，８，５１２，１０２４ＫＨｚとして説明してきたが、これらの値は、厳密なものではない。切りが良いので一例として選出したものであり、実機にあっては定性的な関係を維持しながら適宜上下に変更される。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の解決手段の音声録再装置等にあっては、音声データに対して聴感域における高音域を下げる補正を施すようにしたことにより、適応パルス符号変調処理における符号ビット数を切換えても再生音の聞き取りが可能な音声録再装置等を実現することができたという有利な効果が有る。
【００６３】
また、本発明の第２の解決手段の音声録再装置等にあっては、クロック周波数の切換によってサンプリング周波数の変更ばかりか符号ビット数の変更による量子化ノイズの変動をもカバーし得るようにしたことにより、フィルタ数の増加を回避して回路規模の増大を一層抑制することができたという有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の音声録再装置の第１実施例について、そのブロック図および周波数特性図である。
【図２】 本発明の音声録再装置の第２実施例について、そのブロック図および周波数特性図である。
【図３】 本発明の音声録再装置の第３実施例について、そのブロック図および周波数特性図である。
【図４】 そのデジタルフィルタの構成例である。
【図５】 本発明の音声録再装置の第４実施例について、そのブロック図および周波数特性図である。
【図６】 従来の音声録再装置である。
【図７】 オーバーサンプリング型のＡ／Ｄ変換手段である。
【図８】 適応パルス符号変調手段である。
【図９】 単に符号ビット数を切り換えたときの予想構成である。
【符号の説明】
２ マイク（ＭＩＣ）
３ スピーカ（ＳＰ）
４ 操作キー
５ コントローラ
６ メモリ（ＲＡＭ、半導体メモリ、固体メモリ）
１０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
１１ 音声録再ＩＣ
１２ ＬＰＦ（アナログローパスフィルタ）
１３ Ａ／Ｄ変換回路（アナログデジタル変換手段）
１４ ＡＤＰＣＭ回路（適応パルス符号変調手段および復号回路）
１５ Ｄ／Ａ変換回路（デジタルアナログ変換手段）
１６ ＬＰＦ（アナログローパスフィルタ）
１７ クロック回路
１８ 制御部
１９ メモリＩ／Ｆ（メモリインターフェイス）
２０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
２１ 音声録再ＩＣ
２４ ＡＤＰＣＭ回路（適応パルス符号変調手段および復号回路）
２７ クロック回路
２８ 制御部
３０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
３１ 音声録再ＩＣ
３６ ＬＰＦ（アナログローパスフィルタ）
３９ セレクタ
４０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
４１ 音声録再ＩＣ
４６ ＬＰＦ（アナログローパスフィルタ）
４８ 制御部
４９ セレクタ
５０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
５１ 音声録再ＩＣ
５４ デジタルフィルタ（Ｄｉｇ．Ｆ）
５５ セレクタ
６０ 音声録再機（音声録再装置、音声記録装置、音声再生装置）
６１ 音声録再ＩＣ
Claims (5)
- 音声入力側のＡ／Ｄ変換回路と、クロック同期式デジタル回路の適応パルス符号変調回路と、音声出力側のＤ／Ａ変換回路およびこれに続くアナログ回路のローパスフィルタと、固体メモリとを具備していて、適応パルス符号変調処理を施してから音声データを前記固体メモリに記録するとともにその再生も行う音声録再装置において、
前記適応パルス符号変調処理に際して前記適応パルス符号変調回路で変換処理する符号ビット数の大小を切り換える手段と、
前記適応パルス符号変調回路と前記Ｄ／Ａ変換回路との間に介挿して設けられ、クロック同期式回路からなり、前記適応パルス符号変調回路および前記Ｄ／Ａ変換回路と共通のクロックに基づいて動作し、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するデジタルフィルタと、
前記適応パルス符号変調処理に際して前記適応パルス符号変調回路および前記デジタルフィルタへのクロック周波数を切り換える手段と、
前記再生に際し前記音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に前記音声データへ前記デジタルフィルタを適用する手段とを備えたことを特徴とする音声録再装置。 - 音声入力側のＡ／Ｄ変換回路と、クロック同期式デジタル回路の適応パルス符号変調回路と、音声出力側のＤ／Ａ変換回路およびこれに続くアナログ回路のローパスフィルタと、固体メモリとを具備していて、適応パルス符号変調処理を施してから音声データを前記固体メモリに記録するとともにその再生も行う音声録再装置において、
前記適応パルス符号変調処理に際して前記適応パルス符号変調回路で変換処理する符号ビット数の大小を切り換える手段と、
前記適応パルス符号変調回路と前記Ｄ／Ａ変換回路との間に介挿して設けられ、クロック同期式回路からなり、前記適応パルス符号変調回路および前記Ｄ／Ａ変換回路と共通のクロックに基づいて動作し、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するデジタルフィルタと、
前記適応パルス符号変調処理に際して前記適応パルス符号変調回路および前記デジタルフィルタへのクロック周波数を切り換える手段と、を備え、
前記再生に際して常に前記音声データへ前記デジタルフィルタを適用するようになっていることを特徴とする音声録再装置。 - クロック同期式デジタル回路からなり適応パルス符号変調処理のうち復号処理を行う復号回路と、音声出力側のＤ／Ａ変換回路およびこれに続くアナログ回路のローパスフィルタと、固体メモリとを具備していて、適応パルス符号化された音声データを前記固体メモリから読み出して音声を再生する音声再生装置において、
前記再生に際して前記復号回路で変換処理するときの符号ビット数の大小を切り換える手段と、
前記復号回路と前記Ｄ／Ａ変換回路との間に介挿して設けられ、クロック同期式回路からなり、前記復号回路および前記Ｄ／Ａ変換回路と共通のクロックに基づいて動作し、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するデジタルフィルタと、
前記再生に際して前記復号回路および前記デジタルフィルタへのクロック周波数を切り換える手段と、
前記再生に際し前記音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に前記音声データへ前記デジタルフィルタを適用する手段とを備えたことを特徴とする音声再生装置。 - クロック同期式デジタル回路からなり適応パルス符号変調処理のうち復号処理を行う復号回路と、音声出力側のＤ／Ａ変換回路およびこれに続くアナログ回路のローパスフィルタと、固体メモリとを具備していて、適応パルス符号化された音声データを前記固体メモリから読み出して音声を再生する音声再生装置において、
前記再生に際して前記復号回路で変換処理するときの符号ビット数の大小を切り換える手段と、
前記復号回路と前記Ｄ／Ａ変換回路との間に介挿して設けられ、クロック同期式回路からなり、前記復号回路および前記Ｄ／Ａ変換回路と共通のクロックに基づいて動作し、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するデジタルフィルタと、
前記再生に際して前記復号回路および前記デジタルフィルタへのクロック周波数を切り換える手段と、を備え、
前記再生に際して常に前記音声データへ前記デジタルフィルタを適用するようになっていることを特徴とする音声再生装置。 - 音声入力側のＡ／Ｄ変換回路と、クロック同期式デジタル回路の適応パルス符号変調回路と、音声出力側のＤ／Ａ変換回路と、固体メモリに対するに対するインターフェイスとを具備していて、前記インターフェイスを介して記録のために出力される音声データに対して適応パルス符号変調処理を施すとともに、前記インターフェイスを介して記録済みの音声データを読み出して音声再生処理を施す音声録再ＩＣにおいて、
前記適応パルス符号変調処理に際して前記適応パルス符号変調回路で変換処理する符号ビット数の大小を切り換える手段と、
前記適応パルス符号変調回路と前記Ｄ／Ａ変換回路との間に介挿して設けられ、クロック同期式回路からなり、前記適応パルス符号変調回路および前記Ｄ／Ａ変換回路と共通のクロックに基づいて動作し、前記音声データの周波数帯域における高音域を抑制するデジタルフィルタと、
前記再生に際して前記適応パルス符号変調回路および前記デジタルフィルタへのクロック周波数を切り換える手段と、
前記再生に際して常に又は前記音声データの符号ビット数の大小に応じて選択的に前記音声データへ前記フィルタを適用する手段とを備えたことを特徴とする音声録再ＩＣ。
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