JP3815247B2 - 記録装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は記録装置、特に入力信号が過大レベルである場合の処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、録音時の録音レベル設定ミスや予期しない過大入力によるレベルオーバを回避すべく、所定の閾値でレベルを制限した上で記録媒体に記録している。
【0003】
図7には、スレッシュホールド回路などでレベル制限した波形が示されている。(a)は元の波形であり、所定の閾値(スレッショルド)を超えるレベルを有しているとする。(b)はスレッシュホールド回路あるいはリミッタでレベルを制限した波形であり、(c)は(b)の波形をA/D変換した場合のデジタルデータである。図7から分かるように、レベルを制限した上で記録媒体に記録すると、元の入力波形に対して閾値を超えた部分で歪みが生じてしまう。そこで、従来より歪みを抑制するための種々の方策が提案されている。
【0004】
例えば、特開昭57−55516号公報には、アナログ入力信号をA/D変換してデジタル信号として記録媒体に記録するとともに、アナログ入力信号を1/aに圧縮して同一記録媒体にアナログ記録し、再生時にはデジタル信号を復号するとともに、A/Dコンバータに過大な信号が入力した相当期間には記録媒体に記録されているアナログ信号を再生出力として用いる技術が記載されている。
【0005】
また、特開平7−210987号公報には、DATに記録されたデジタルデータを再生する際に、入力信号がレベルをオーバした飽和期間の直前と直後の信号波形の傾きを求め、飽和期間の時間と併せて本来の信号波形を予測して飽和期間に加算する技術が記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭57−55516号公報では、デジタル記録系の他にアナログ記録系を用いているため記録系の構成が複雑化するとともに、記録媒体の使用効率も低下する問題があった。
【0007】
また、上記特開平7−210987号公報では、記録系の構成は従来通りであるが、再生時に飽和期間の本来の信号波形を直前と直後の傾きから予測しているため、予測精度に依存して再生信号の品質が決定されてしまう問題があった。また、直前と直後の傾きを用いて予測しているため、飽和期間における信号のレベル変化が直線的であることを前提としており、飽和期間において信号レベルが種々変化するような場合には予測精度が著しく低下してしまう問題もある。
【0008】
もちろん、レベルオーバによるこのような歪みを避けるために、録音時に録音レベルを十分低くすることも考えられるが、装置の有するダイナミックレンジを有効に活用することができない問題が生じる。
【0009】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、所定の閾値でレベル制限して記録媒体に記録した場合でも、歪みの少ない再生信号を得ることができる記録装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の記録装置は、記録媒体に記録された、所定の閾値を超えるレベルが制限された信号を再生する再生手段と、前記再生手段からの再生信号のうち前記閾値を超えた位置に前記閾値を超えたレベル分の信号を付加し、かつ前記閾値を超えたレベル分に応じて前記再生信号のレベルを圧縮するレベル調整手段と、前記レベル調整手段でレベル調整された信号を前記記録媒体に再記録する再記録手段とを有することを特徴とする。
【0011】
ここで、前記閾値を超えた位置のデータ及び前記閾値を超えたレベル分の信号データは、前記再生手段により前記記録媒体から再生されることが好適である。また、本装置において、さらに、入力信号のレベルが所定の前記閾値を超えた場合に前記レベルを制限する制限手段と、前記レベルが制限された信号を前記記録媒体に記録する記録手段とを有し、前記記録手段で前記レベルが制限された信号を前記記録媒体に記録した後に前記再記録手段で前記レベル調整された信号を前記記録媒体に再記録することが好適である。
【0012】
この場合、前記記録手段は、前記入力信号のうち前記閾値を超えた位置データ及び閾値を超えたレベル分の信号データを前記記録媒体に記録し、前記レベル調整手段は、前記再生手段により前記記録媒体から再生された前記閾値を超えた位置データ及び前記閾値を超えたレベル分の信号データを用いて前記付加及び圧縮を行うことが好適である。
【0013】
また、この場合、前記入力信号のうち前記閾値を超えた位置データ及び閾値を超えたレベル分の信号データを記憶する記憶手段をさらに有し、前記レベル調整手段は、前記記憶手段に記憶された前記閾値を超えた位置データ及び前記閾値を超えたレベル分の信号データを用いて前記付加及び圧縮を行うことも好適である。
【0014】
本装置において、前記閾値を超えたレベル分の最大値を検出する検出手段とをさらに有し、前記レベル調整手段は、前記最大値を用いて前記圧縮を行うことができる。
【0015】
本装置において、前記記録媒体に前記閾値を超えた位置データ及び前記閾値を超えたレベル分を記録する場合、前記記録媒体としてDATを用い、前記位置データ及びレベル分の信号データをサブコードとして前記DATに記録することができる。
【0016】
このように、本発明の記録装置では、レベルが所定の閾値を超えた部分(オーバレベル部分あるいは飽和部分)について従来のように直前と直後の傾きからオーバレベル波形を予測するのではなく、オーバレベルした位置及びオーバレベル分をデータとして用いて元の波形を復元する。具体的には、レベル制限された信号のオーバレベルした位置にオーバレベル分を付加し、オーバレベル分に応じて圧縮する。これにより、所定の閾値を超えることなく、かつ不必要に圧縮することなくダイナミックレンジを有効に活用しながら歪みを確実に抑制することが可能となる。
【0017】
閾値を超えた位置データ及び閾値を超えたレベル分の信号データは、元の入力信号を記録媒体に記録する際に検出することができる。検出された位置データ及びレベル分の信号データは、記憶手段に保持することもでき、あるいは記録媒体自体に記録することもできる。記録媒体に記録されている場合、本発明の記録装置でこのデータを再生しレベル調整に用いることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について、記録装置としてDATレコーダを例にとり説明する。
【0019】
図1には、本実施形態のDATレコーダの構成ブロック図が示されている。オーディオ信号などのアナログ信号は、ライン増幅器で適宜増幅された後、低域フィルタ10に供給される。なお、ディザ発生回路で雑音を発生させてアナログ信号に印加し、高次ひずみの発生を抑制してもよい。
低域フィルタ10はサンプリング周波数の1/2以上の周波数を除去し、それ以外の低周波数の信号を通過してスレッシュホールド回路12に出力する。
【0020】
スレッシュホールド回路12は、入力アナログ信号のレベルが所定の閾値以上となる場合に閾値レベルにホールドすることでレベルをダイナミックレンジ内に制限する。スレッシュホールド回路12によるレベル制限の様子は図7に示された通りである。スレッシュホールド回路12でレベル制限されたアナログ信号は、A/D変換器14に出力される。
【0021】
A/D変換器14は、レベル制限された入力アナログ信号をサンプリングタイミングでデジタル信号に変換し、エラー検出・訂正符号付加回路16に出力する。また、A/D変換器14は、元の入力アナログ信号のうちどの位置で閾値を超えたか、そしてどの程度超えたか(オーバレベル分)をデジタルデータとしてRAM22に記憶しておく。なお、スレッショルドを超えた位置及び超えたレベル分をスレッシュホールド回路12で検出し、検出値をA/D変換器14でデジタル信号に変換してRAM22に記憶しても良い。
【0022】
図2には、RAM22に記憶されるスレッショルドを超えた信号位置及びレベルの一例が示されている。サンプリングタイミングをn=1、n=2、n=3、・・、n=iとし、元の入力アナログ信号のうちスレッショルドを超えた部分を信号部分100とする。n=1のサンプリングタイミングでスレッショルドを超えたレベル分をV(1)、n=2のときに超えたレベル分をV(2)、・・、n=iのときに超えたレベル分をV(i)とすると、これらの(超えた信号位置n、超えたレベル分V(n))が2次元データとしてRAM22に順次記憶される。
【0023】
エラー検出・訂正符号付加回路16は、A/D変換器14からのデジタル信号に冗長ビットを付加して変調回路18に出力する。なお、A/D変換器14からのデジタル信号(入力オーディオ信号に対応するデジタル信号)をRAM22に記憶し、データをインターリーブした後にエラー検出・訂正符号付加回路16に出力して冗長ビットを付加してもよい。
【0024】
変調回路18は、入力信号を8ビットから10ビットに変調して記録再生部20に出力する。一方、曲の番号や演奏時間など高速サーチに必要なサブコードデータもRAM22から変調回路18に供給される。変調回路18はメインのオーディオ信号とともにサブコードデータも10ビットに変調して記録再生部20に出力する。さらに、本実施形態では、外部から入力されたサブコードの他に、RAM22に記憶された(超えた信号位置n、超えたレベル分V(n))のデータ群もサブコードとして変調回路18に供給され、変調回路18は他のサブコードデータとともに変調して記録再生部20に出力する。
【0025】
記録再生部20は、回転ドラム、記録ヘッド及び再生ヘッドを有して構成され、本実施形態では2chの4ヘッド構成(2つの記録ヘッド及び2つの再生ヘッド)を有する。変調回路18からのオーディオデータ及びサブコードデータは、ロータリートランスを介して記録ヘッドに供給され、磁気テープ(DAT)に記録される。
【0026】
図3には、記録再生部20により磁気テープに記録されるトラックが示されている。1つのトラックはメインエリアとサブエリアから構成され、メインエリアにオーディオデータが記録され、サブエリアにサブコードが記録される。本実施形態では、上述したようにサブコードとして閾値を超えた信号位置n及び超えたレベル分V(n)のデータも記録される。信号位置nをパラメータとして、レベル制限されたオーディオデータと、超えたレベル分V(n)のデータが1対1に対応している。
【0027】
図4には、以上述べた記録処理のフローチャートが示されている。まず、サンプル番号nを0に初期化し(S101)、次に元の入力アナログ信号のレベルL(n)を検出する(S102)。そして、レベルL(n)がスレッショルドを超えているか否かを判定し(S103)、超えている場合には超えているレベル分V(n)(=L(n)−Lth:但し、Lthは閾値)を検出する(S104)。また、検出した信号位置nとレベル分V(n)を特定の場所、具体的にはRAM22に記憶する(S105)。一方、元の入力アナログ信号のレベルL(n)が閾値を超えていない場合には、これらの処理は行わない。
【0028】
そして、レベル制限された元の入力信号を変調回路18を介してメディア、具体的には磁気テープに記録する(S106)。このとき、S105でRAM22に記憶された位置n及びレベル分V(n)もサブコードとして変調し磁気テープに記録することは既述した通りである。以上の処理を全てのサンプル番号nに対して行い(S108)、磁気テープへの記録が完了する。
【0029】
以上の記録処理により、元の入力アナログ信号がデジタル信号として磁気テープに記録されるが、その波形は図7に示されるようにスレッシュホールド回路12でレベル制限されているため、このまま再生しても元の入力信号に比して歪んだ波形となる。
【0030】
そこで、本実施形態では、実際に再生する前に、記録再生部20の有する4ヘッドのうちの再生ヘッドを用いて記録されたトラックを再生し、再生信号のレベルを調整して歪みを除去し、レベル調整された信号を再び記録再生部20に供給して再生ヘッドに続く記録ヘッドで同一磁気テープに上書き記録する。
【0031】
以下、この再生及びレベル調整処理について説明する。
【0032】
図1において、磁気テープに記録されたデータ(オーディオデータ+サブコード)を記録再生部20の再生ヘッドで再生し、復調回路24に出力する。
【0033】
復調回路24は、10ビットデータを8ビットデータに復調し、エラー検出・訂正回路26に出力する。
【0034】
エラー検出・訂正回路26は、冗長ビットから復調信号のエラーを検出し、元の信号を復元してレベル調整回路28に出力する。
【0035】
レベル調整回路28は、エラー検出・訂正回路26からのオーディオデータ及びサブコードデータ内の(位置n、レベル分V(n))データに基づいて、レベルを調整する。すなわち、位置nに基づいて閾値を超えた信号位置を特定し、その位置のオーディオデータにレベル分V(n)を付加するとともに、記録期間中の全レベル分V(n)データ中の最大値を検出し、その最大値に基づいて圧縮係数kを算出し全体を圧縮する。具体的には、圧縮係数kは、レベル分V(n)の最大値をVmax(n)として、
【数1】
k=Lth/Vmax(n) ・・・(1)
により算出し、この圧縮係数kで圧縮する。
【0036】
このようにレベル調整回路28で閾値を超えた部分のレベル分を付加し、さらに圧縮係数kで圧縮することで、元の波形を復元するとともに全体のレベルを閾値内に抑えることができる。レベル調整回路28でレベル調整された信号は、上書きデータとして再び記録系に戻される。すなわち、上書きデータはレベル調整回路28からエラー検出・訂正符号付加回路16に出力され、さらに変調回路18で変調されて記録再生部20に出力される。記録再生部20では、上記の再生ヘッドに続く記録ヘッドで再生トラックにデータを上書き記録する。これにより、トラックに記録されていた歪みのあるデータが消去され、歪みのないデータが磁気テープに記録されることになる。
【0037】
図5には、上述した修正処理(上書き処理)のフローチャートが示されている。まず、レベル調整回路28でV(n)の最大値を検出し、(1)式に従って圧縮係数kを算出する(S201)。ここで、V(n)の最大値は復調データのV(n)群から最大値を検出してもよく、あるいは記録時にRAM22に記録されたV(n)群から最大値を検出しておき、V(n)群とともにその最大値データをサブコードとして磁気テープに記録し、その最大値データを再生することで検出してもよい。
【0038】
圧縮係数kを算出した後、サンプル番号の変数iを0に初期化し(S202)、復調したオーディオデータL(i)にサブコードデータに含まれるV(i)を加算し、さらにS201で算出した圧縮係数kを乗じて圧縮して上書きデータを生成する。すなわち、上書きデータS(i)は、
【数2】
S(i)=(L(i)+V(i))・k ・・・(2)
で生成される。上書きデータS(i)は記録系に供給され、記録ヘッドで磁気テープに上書きされる(S203)。以上の処理は、サンプル番号が最終番号になるまで繰り返し行われる(S204,S206)。
【0039】
図6には、(2)式の意味内容が模式的に示されている。(a)は元の入力アナログ信号であり、(b)はスレッシュホールド回路12でレベル制限され、最初に磁気テープに記録されるデータ波形である。一方、(c)は元の入力アナログ信号のうちスレッショルドを超えた信号レベル分であり、(d)は(b)の波形に(c)の波形を付加し、さらに(c)のレベルの最大値で圧縮した波形である。磁気テープに上書きされたデータは、ダイナミックレンジをフルに利用し、かつ、歪みのない波形となる。
【0040】
このように、本実施形態ではオーディオ信号のうちスレッショルドを超えた信号位置及び超えたレベルを検出してサブコードとして磁気テープに記録し、記録されたオーディオデータ及びサブコードを再生してオーディオデータの歪みを除去してレベル調整を行い磁気テープに上書きすることで、歪みのない高品質の再生信号を得ることができる。また、本実施形態では、最初にレベル制限した上で磁気テープに記録し、次に記録データを再生してレベル調整した上で上書きするため、ユーザは最初の記録時に録音レベルを最適値に設定する必要はなく、大まかな設定で済むことになる。
【0041】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。
【0042】
例えば、本実施形態では信号位置n及び超えたレベル分V(n)をサブコードとして磁気テープに記録したが、磁気テープに記録せずにRAM22に保持し、レベル調整回路28でRAM22に記憶されたこれらのデータを読み出して(2)式の処理を行い上書きデータを生成することもできる。すなわち、位置n及びレベル分は必ずしも磁気テープから再生する必要はない。
【0043】
また、本実施形態では超えたレベル分V(n)の最大値を検出し、この最大値に基づいて圧縮係数を算出しているが、V(n)群から他の方法を用いて圧縮係数kを算出しても良い。例えば、V(n)のうち最も頻度の高い値を検出し、この最頻値に基づいて圧縮係数を算出する等である。これにより、一部の部分(最大値の部分)はスレッショルドを越えてしまうものの、その他の多くの部分はダイナミックレンジを効率的に活用しつつ歪みを除去することができるので、全体として再生品質を上げることができる。もちろん、ユーザが圧縮係数kの算出方法を選択できるように構成することもできる。
【0044】
また、本実施形態では、磁気テープにデータを記録した後に、引き続いて再生ヘッドで再生しレベルを調整して上書き記録しているが、最初の記録が完了した後にレベル調整されたデータを上書きするか否かをユーザに報知し、ユーザがレベル調整ボタンなどを操作した場合に再生ヘッドで再生しレベルを調整して磁気テープに上書き記録することも好適である。この場合、ユーザに対してV(n)の積分値などをLEDで表示し、ユーザが上書きするか否かを判断する際の基準を提示することも好適である。
【0045】
また、本実施形態では記録再生部20を4ヘッド構成とし、先行する再生ヘッドで記録データ(歪みのある記録データ)を再生してレベル調整し、後行の記録ヘッドでレベル調整されたデータ(歪みのないデータ)を上書き記録しているが、2台のDATレコーダを用い、第1のDATレコーダでレベル制限されたオーディオ信号を磁気テープに記録するとともにサブコードに位置n及び超えたレベル分V(n)を記録し、第2のDATレコーダでこの磁気テープを再生し、再生信号のサブコードに含まれている位置n及びレベル分V(n)を用いてレベル調整し、歪みのない信号を磁気テープに上書き記録することも可能である。この場合、第2のDATレコーダが本発明における記録装置として機能する。
【0046】
さらに、本実施形態ではDATレコーダを例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、MDやハードディスクレコーダ、半導体レコーダにも同様に適用することができる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力レベルが過大であってレベル制限する必要がある場合においても、歪みの少ないデータを記録媒体に記録し、高品質の再生信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の構成ブロック図である。
【図2】 閾値(スレッショルド)を超えた信号部分の位置とレベルの説明図である。
【図3】 磁気テープに記録されたトラック説明図である。
【図4】 実施形態の記録時(最初の記録時)のフローチャートである。
【図5】 実施形態の修正時(上書き記録時)のフローチャートである。
【図6】 実施形態のレベル調整処理の説明図である。
【図7】 従来技術の歪み発生説明図である。
【符号の説明】
10 低域フィルタ、12 スレッシュホールド回路、14 A/D変換器、16 エラー検出・訂正符号付加回路、18 変調回路、20 記録再生部、22 RAM、24 復調回路、26 エラー検出・訂正回路、28 レベル調整回路。
Claims (7)
- 記録媒体に記録された、所定の閾値を超えるレベルが制限された信号を再生する再生手段と、
前記再生手段からの再生信号のうち前記閾値を超えた位置に前記閾値を超えたレベル分の信号を付加し、かつ前記閾値を超えたレベル分に応じて前記再生信号のレベルを圧縮するレベル調整手段と、
前記レベル調整手段でレベル調整された信号を前記記録媒体に再記録する再記録手段と、
を有することを特徴とする記録装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記閾値を超えた位置のデータ及び前記閾値を超えたレベル分の信号データは、前記再生手段により前記記録媒体から再生されることを特徴とする記録装置。 - 請求項1記載の装置において、さらに、
入力信号のレベルが所定の前記閾値を超えた場合に前記レベルを制限する制限手段と、
前記レベルが制限された信号を前記記録媒体に記録する記録手段と、
を有し、前記記録手段で前記レベルが制限された信号を前記記録媒体に記録した後に前記再記録手段で前記レベル調整された信号を前記記録媒体に再記録することを特徴とする記録装置。 - 請求項3記載の装置において、
前記記録手段は、前記入力信号のうち前記閾値を超えた位置データ及び閾値を超えたレベル分の信号データを前記記録媒体に記録し、
前記レベル調整手段は、前記再生手段により前記記録媒体から再生された前記閾値を超えた位置データ及び前記閾値を超えたレベル分の信号データを用いて前記付加及び圧縮を行うことを特徴とする記録装置。 - 請求項3記載の装置において、さらに、
前記入力信号のうち前記閾値を超えた位置データ及び閾値を超えたレベル分の信号データを記憶する記憶手段と、
を有し、前記レベル調整手段は、前記記憶手段に記憶された前記閾値を超えた位置データ及び前記閾値を超えたレベル分の信号データを用いて前記付加及び圧縮を行うことを特徴とする記録装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の装置において、さらに、
前記閾値を超えたレベル分の最大値を検出する検出手段と、
を有し、前記レベル調整手段は、前記最大値を用いて前記圧縮を行うことを特徴とする記録装置。 - 請求項2、4のいずれかに記載の装置において、
前記記録媒体はDATであり、
前記位置データ及びレベル分の信号データはサブコードとして前記DATに記録されることを特徴とする記録装置。
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