JP3829944B2 - 再生装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えばいわゆるミニディスク装置に適用して好適な再生装置に関し、特に、可変速再生に係わる。

オーディオ信号をデジタルデータとしてデータ圧縮して記録した記録媒体として、いわゆるミニディスク（以下、小型光ディスクという）が知られている。この小型光ディスクに採用されている圧縮方式は、人間の聴覚特性を考慮したＡＴＲＡＣ（Adaptive TRansform Acoustic Coding）と呼ばれるものである。このオーディオデータ圧縮方式は、所定時間長分のオーディオデータブロックを単位として圧縮処理を行なうものであるが、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform ；離散コサイン変換）とウインドウ関数をうまく組み合わせ、隣り合った前記ブロックがオーバーラップするようにして音声波形の連続性を高めたもので、ＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosine Transform）と呼ばれている。

具体的には、小型光ディスクでは、記録に当たって、５１２サンプルごとにサウンドフレームと呼ばれる単位ブロック毎にデジタルオーディオデータを区切るが、このサウンドフレームでウインドウ処理を施し、隣り合うサウンドフレームとの間でオーバーラップさせた状態にする。そして、このサウンドフレームにおいて、ＤＣＴを行ない、時間軸データを周波数軸データに変換しデータ圧縮する。

そして、２サウンドフレームで１サウンドグループと呼ばれるブロックを生成し、５．５サウンドグループを１セクタとしてディスクに記録する。音声が２チャンネルステレオの場合には、２チャンネルのデータは２サウンドフレーム分となるので、時間長としては、サウンドフレームと、サウンドグループは等しくなる。つまり、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚであれば、５１２サンプルは１１．６１ｍｓｅｃとなり、１つのサウンドフレームには、この時間長の１チャンネル分のオーディオデータが含まれ、サウンドグループには、同じ時間長のステレオ２チャンネル分のオーディオデータが含まれることになる。

したがって、小型光ディスクでは、エンコード／デコードが可能な単位は、１１．６１ｍｓｅｃ分のオーディオデータであるが、オーディオデータがモノーラル１チャンネルの場合であれば、それはサウンドフレームであり、また、２チャンネルステレオであれば、それはサウンドグループである。なお、この明細書において、以下の説明では、繁雑さを避けるため、オーディオデータが２チャンネルステレオの場合とし、エンコード／デコードが可能な単位は、サウンドグループとして説明する。

このオーディオデータの再生においては、ディスクからピックアップしたデータからサウンドグループのデータを再生し、そして、サウンドグループのデータについて逆ＭＤＣＴを行なって、前後のサウンドグループとのオーバーラップ部分の繋ぎ処理を窓関数（ウインドウ関数）を用いて行ない、良好な音声の再生を行なう。

ところで、従来から、音程を変えずに再生の速度を可変する技術は、デジタルオーディオの分野に限らず、種々提供されている。この場合に、一般に、音声は時間領域のデータの形式で記録・保存されている。そこで、このオーディオデータについて、音程を変えずに、再生の速度の変化を実現するためには、時間領域のデータを、一旦、周波数領域のデータに変換した後、何等かの処理を行なって、再び時間領域のデータに戻すという処理が必要になる。

以上のように、上記の処理を行なうには、時間領域と周波数領域との間の変換という面倒な処理を行なう必要があるため、上記の操作を簡易的に行なう方法も提案されている。これは、ある一定領域の再生を行なって、適当な領域を飛ばしたり、重ね合わせたりするという処理を行なうもので、前記ある一定の領域のみで表せる周波数の再生はできる。

ところで、前述もしたように、小型光ディスクで採用されている圧縮方式のＡＴＲＡＣにおいては、エンコード／デコードの単位が、サウンドグループ単位であるため、このサウンドグループ単位で飛び飛びの再生を行なったりすることで、再生速度を変えることができる。

しかしながら、そのようにした場合には、サウンドグループの周期である約８６Ｈｚ毎の低音のノイズ（ブースト）が発生してしまう。なぜなら、前述したウインドウ関数による繋ぎ処理においては、個々のウインドウ処理単位では逆ＭＤＣＴ後にノイズを持つが、連続する、隣り合ったサウンドグループ同士で、そのオーバーラップ部分を繋ぐ処理を行なった時には、そのノイズを打ち消すようにウインドウ関数が設計されているからである。

つまり、連続したサウンドグループを繋げると元の波形になるように設計されているからであり、上記のように飛び飛びの不連続のサウンドグループの場合には、その不連続毎、つまり、サウンドグループ毎にノイズが発生してしまうのである。そして、このノイズのレベルは、それほど変化しないので、低域のブーストとなってしまうのである。

上記のような問題は、小型光ディスクの再生の場合に限らず、オーディオデータを所定時間長分ごとに区切ったブロック単位でデータ圧縮するものであって、その前後のブロック間でオーバーラップ処理を行なって記録・保存されたオーディオデータの可変速再生の場合に共通の問題である。

この発明は、以上の点にかんがみ、音程を変えずに可変速再生を行なう場合において、上述のようなノイズの絶対量を減らすと共に、人間の聴覚上のＳ／Ｎの向上を計ることができる再生装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、この発明による再生装置は、
分割されて複数の周波数帯域に分けられた各周波数帯域に含まれる信号が、各周波数帯域のそれぞれにおいて、前記信号の変化の多寡に応じて、異なる信号変換処理単位サンプル数が選択可能であり、かつ、前記信号変換処理単位サンプル数に応じて異なる窓関数をかける圧縮符号化処理方法により、圧縮符号化処理されて得られる圧縮信号が記録された記録媒体から、前記圧縮信号を可変速再生する再生装置において、
前記記録媒体から再生された圧縮信号からスペクトル信号を復元する復元手段と、
前記復元手段にて復元されたスペクトル信号に対して、前記複数の周波数帯域毎に、周波数領域から時間軸領域に逆変換処理を行なう第１の逆変換処理手段と、
前記復元手段にて復元されたスペクトル信号に対して、可変速再生用のオーバーラップ処理を施して前記複数の周波数帯域毎に、周波数領域から時間軸領域に逆変換処理を行なう第２の逆変換処理手段と、
前記第１の逆変換処理手段と前記第２の逆変換処理手段とを切り換える切換手段と、
可変速再生モードが選択されているときに、前記第２の逆変換処理手段を用いるタイミングになったか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果に基づいて、前記切換手段を切り換える切換制御手段と、
を備え、
前記第２の逆変換手段での可変速再生用のオーバーラップ処理を施す部分は、選択された前記信号変換処理単位サンプル数が少ない部分とする
ことを特徴とする。

この発明によれば、可変速再生用のオーバーラップ処理を施して複数の周波数帯域毎に、周波数領域から時間軸領域に逆変換処理を行なう第２の逆変換処理手段を設け、可変速再生時には、切換手段をこの第２の逆変換処理手段を用いるように切り換えることにより、音程を変えずに可変速再生を行なう場合における音声出力について、ノイズの絶対量を減らすと共に、人間の聴覚上のＳ／Ｎの向上を計ることができる。

以下、この発明の実施形態を、前述の小型光ディスクの記録再生装置に適用した場合を例にとって、図を参照しながら説明する。先ず、この発明を説明する前に、この発明が適用される記録再生装置について説明する。

図３は、この発明が適用された小型光ディスクの記録再生装置の構成を示すものである。この図３において、１は小型光ディスクである。小型光ディスク１は、カートリッジ１Ａ内に直径６４ｍｍのディスク１Ｂを収納して構成されている。この小型光ディスク１には、再生専用光ディスク、記録可能な光磁気ディスク、再生専用領域と記録可能領域が混在するハイブリッドディスクの３種類のものがある。

また、ディスク１Ｂには、予め、光スポット制御用（トラッキング制御用）のプリグルーブが形成（プリピット）されているが、特に、この例の場合には、このプリグルーブにトラッキング用のウォブリング信号に重畳して絶対アドレスデータが記録されている。

小型光ディスク１のディスク１Ｂは、スピンドルモータ２により回転される。スピンドルモータ２の回転は、サーボ制御回路５により制御され、ディスク１Ｂが線速度一定の状態で回転するように制御される。小型光ディスク１にはシャッターが設けられており、小型光ディスク１がディスク装着トレイ上に載置され、装置に装填されると、シャッターが開かれる。そして、記録可能な光ディスクの場合には、ディスク１Ｂのシャッター開口部の上部には記録用の磁気ヘッド３が対向して配置され、ディスク１Ｂのシャッター開口部の下部には光ピックアップ４が対向して配置される。

光ピックアップ４は、送りモータ６により、ディスク１Ｂの径方向に移動制御される。また、サーボ制御回路５により、光ピックアップ４のフォーカス及びトラッキング制御がなされる。

システムコントローラ２０は、マイクロコンピュータを搭載して構成されており、全体の動作を管理している。このシステムコントローラ２０には、キー群１０からキー入力信号が与えられる。このキー群１０は、電源キー、イジェクトキー、再生キー、一時停止キー、停止キー、録音キー、早送り再生キー、早戻し再生キーなどを備える。

また、システムコントローラ２０には、ディスプレイ３０が接続される。このディスプレイ３０には、装着された小型光ディスクの総演奏時間、演奏中の曲の経過時間、再生中の曲の残り演奏時間、全体の残りの演奏時間等の時間情報や、演奏中の曲のトラックナンバ等が表示される。また、ディスクネームやトラックネームが記録されているディスクでは、ディスクネームやトラックネームが表示される。さらに、曲やディスクの記録日時が記録されていれば記録日時が表示される。

図３の実施例の記録再生信号系の構成は、ＩＣ化によりできるだけ構成を簡略化できるように工夫されている。なお、記録時と再生時とでは、システムコントローラ２０からのモード切換信号により、各部がモード切り換えされるようにされている。

［記録系の説明］
オーディオ信号（図では簡単のため、１チャンネルであるが、実際は２チャンネルステレオである。以下、同じ）は入力端子３１を通じて入力される。この入力端子３１からのオーディオ信号は、Ａ／Ｄコンバータ３２において、サンプリング周波数４４．１ｋＨｚ、量子化ビット数１６ビットでデジタル化される。

このデジタルオーディオ信号は、音声圧縮エンコード／デコード回路３３に供給される。この音声圧縮エンコード／デコード回路３３では、前述したＡＴＲＡＣによるデータ圧縮処理がなされ、オーディオ信号が約１／５にデータ圧縮される。すなわち、オーディオ信号は、前述したように隣り合う符号化単位間のオーバーラップを考慮したＤＣＴ処理であるＭＤＣＴが用いられて、データ圧縮される。

この場合、回路３３においては、元のアナログオーディオ信号の周波数帯域が、低域（０〜５．５１２５ｋＨｚ）、中域（５．５１２５ｋＨｚ〜１１．０２５ｋＨｚ）、高域（１１．０２５ｋＨｚ〜２２．０５ｋＨｚ）の３つの帯域に分割され、各帯域毎にＭＤＣＴの処理がなされる。

圧縮処理単位である５１２サンプルのデータは、高域に２５６サンプル、中域と低域とにそれぞれ１２８サンプルずつが割り振られる。そして、オーディオ信号の変化の多寡により、ＭＤＣＴの処理単位の大きさを、それぞれの帯域単位で２通りに選択できるように、ショートモードとロングモードの２つのモードが用意されている。

すなわち、時間的に音が激しく変化する部分ではショートモード、安定した波形が繰り返される部分ではロングモードとされる。ショートモードのときには、ＭＤＣＴ処理単位のサンプル数は、３つの帯域で共通に３２サンプルとし、この３２サンプル毎のブロックについてＭＤＣＴを施す。また、ロングモードのときには、各帯域のすべてのサンプル数、つまり高域では２５６サンプル、中域と低域とではそれぞれ１２８サンプルをＭＤＣＴ処理単位とする。

ＭＤＣＴは、処理単位サンプル数のブロックについて、隣り合うブロック間でオーバーラップするようなウインドウを設定して各ブロックをウインドウ処理し、その処理結果をＤＣＴ処理するものであるので、図４に示すように、各周波数帯域において、ショートモード用のウインドウと、ロングモード用のウインドウが設定されて、処理が行なわれることになる。図４において、太線の実線はそれぞれロングモードのときのウインドウ波形を示し、細線は、それぞれショートモードのときのウインドウ波形を示している。

この図４から解るように、ロングモードの処理単位の時間長は、いずれの周波数帯域の場合も、サウンドフレームに等しい１１．６ｍｓｅｃである。一方、ショートモードの処理単位の時間長は、高域では１．４５ｍｓｅｃ、中域および低域では２．９ｍｓｅｃとなる。

このように、２つのモードを設けることで、時間的に音が激しく変化する部分でも、安定した波形が繰り返される部分でも、効率的な符号化ができる。

なお、各サウンドフレームのデータには、３つの周波数帯域のそれぞれのデータが、いずれのモードでＭＤＣＴの処理が行なわれたかを示す識別データが付加されて記録される。

音声圧縮エンコード／デコード回路３３で圧縮されたオーディオ信号は、メモリコントローラ３４を介して、このメモリコントローラ３４により制御されるバッファメモリ３５に一度蓄えられる。この例の場合、バッファメモリ３５は、データ容量が、４ＭビットのＤＲＡＭが用いられる。

メモリコントローラ３４は、記録中に振動等によりディスク１Ｂ上の記録位置が飛んでしまうトラックジャンプが生じなければ、バッファメモリ３５から圧縮データを書き込み速度の約５倍の転送速度で順次読み出し、読み出したデータを、セクタ構造のデータエンコード／デコード回路３６に転送する。

また、記録中にトラックジャンプが生じたことを検出したときは、メモリコントローラ３４は、データエンコード／デコード回路３６へのデータ転送を停止し、音声圧縮エンコード／デコード回路３３からの圧縮データをバッファメモリ３５に蓄積する。そして、記録位置が修正されたとき、バッファメモリ３５からデータエンコード／デコード回路３６へのデータ転送を再開するようにする制御を行う。

この場合のバッファメモリ３５のデータ容量としては、上述から理解されるように、トラックジャンプが生じてから記録位置が正しく修正されるまでの間の時間分に相当する圧縮データを蓄積できる容量が最低必要である。この例では、バッファメモリ３５の容量としては、前記のように４Ｍビット有し、この容量は前記の条件を十分に満足するように余裕を持ったものとして選定されているものである。

また、この場合、メモリコントローラ３４は、この記録時において、正常動作時は、できるだけバッファメモリ３５に蓄積されるデータが少なくなるようにメモリ制御を行う。すなわち、バッファメモリ３５のデータ量が予め定められた所定量以上になったら、所定量のデータ、例えば３２セクタ分（１セクタは１ＣＤ−ＲＯＭセクタ（約２Ｋバイト）である）のデータだけバッファメモリ３５から読み出して、常に所定データ量以上の書込み空間を確保しておくようにメモリ制御を行う。

データエンコード／デコード回路３６は、バッファメモリ３５から転送されてきた圧縮データをＣＤ−ＲＯＭのセクタ構造のデータにエンコードする。１セクタは、サウンドグループの５．５個分を含む。この場合、前述したように、各サウンドフレームのデータの先頭には、３つの周波数帯域のそれぞれについて、ショートモードまたはロングモードのいずれの単位でＭＤＣＴを施したかの識別情報が含まれる。

なお、オーディオデータの記録再生は、３２セクタ分のオーディオデータ（元のアナログオーディオ信号の約２秒分であるが、データ圧縮により約０．４秒相当となる）を単位として行うものである。この３２セクタ分のオーディオデータを以下クラスタと称する。

データエンコード／デコード回路３６の出力データは、ＥＦＭ及びＣＩＲＣエンコード／デコード回路３７に供給される。この回路３７では、データにエラー検出訂正用の符号化処理を行うと共に、記録に適した変調処理、この例ではＥＦＭ（８−１４変調）処理を施す。エラー検出訂正用の符号は、この例ではＣＤのＣＩＲＣ（クロスインターリーブ・リード・ソロモン符号）に対してインターリーブを変更したものを用いる。記録データが間欠的なデータであり、１クラスタとしての３２セクタ分のオーディオデータの前後に、クラスタ接続用の合計４個のセクタ（以下リンキングセクタと称する）が付加されて、３６セクタからなる単位記録データとされる。

このようにして形成された記録データは、ヘッド駆動回路３８を介して記録用磁気ヘッド３に供給される。これにより、記録データで変調された磁界がディスク１Ｂ（光磁気ディスク）に印加される。また、光ピックアップ４からのレーザービームがディスク１Ｂに照射される。この記録時は、記録トラックには、再生時より大きな一定のパワーのレーザ光が照射されている。この光照射と、磁気ヘッド３による変調磁界とにより、ディスク１Ｂには熱磁気記録によってデータが記録される。こうして、元のオーディオ信号の約２秒分（１クラスタ）のデータが、約０．４秒で、ディスク１Ｂに記録される。

なお、磁気ヘッド３と光ピックアップ４とは、共に同期してディスク１の半径方向に沿って移動できるように構成されている。

また、この記録時において、光ピックアップ４の出力がＲＦアンプ３９を介してアドレスデコーダ４０に供給されて、ディスク１Ｂのトラックに沿って設けられたプリグルーブにウォブル記録されている絶対アドレスデータが抽出され、デコードされる。そして、その検出された絶対アドレスデータがＥＦＭ及びＣＩＲＣエンコード／デコード回路３７に供給され、記録データ中に挿入されて、ディスクに記録される。また、絶対アドレスデータは、システム制御回路２０に供給され、記録位置の認識及び位置制御に用いられる。

また、ＲＦアンプ３９からの信号がサーボ制御回路５に供給され、ディスク１Ｂのプリグルーブからの信号からスピンドルモータ２の線速度一定サーボのための制御信号が形成され、スピンドルモータ２が速度制御される。

［再生系の説明］
次に、再生時について説明する。すなわち、この再生時には、記録時と同様にして、サーボ制御回路５により、スピンドルモータ２が、プリグルーブからの信号により、ディスク１が記録時と同じ線速度一定の回転速度制御される。

再生時、光ピックアップ４は、目的トラックに照射したレーザ光の反射光を検出することにより、例えば非点収差法によりフォーカスエラーを検出し、また、例えばプッシュプル法によりトラッキングエラーを検出すると共に、目的トラックからの反射光の偏光角（カー回転角）の違いを検出して、再生ＲＦ信号を出力する。

光ピックアップ４の出力は、ＲＦアンプ３９に供給される。ＲＦアンプ３９は、光ピックアップ４の出力からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を抽出してサーボ制御回路５に供給すると共に、再生信号を２値化してＥＦＭ及びＣＩＲＣエンコード／デコード回路３７に供給する。

サーボ制御回路５は、前記フォーカスエラー信号が零になるように、光ピックアップ４の光学系のフォーカス制御を行うと共に、トラッキングエラー信号が零になるように、光ピックアップ４の光学系のトラッキング制御を行う。

また、ＲＦアンプ３９の出力はアドレスデコーダ４０に供給され、プリグルーブからの絶対アドレスデータを抽出してデコードする。そして、このデコーダ４０からの絶対アドレスデータが回路３７を介してシステム制御回路２０に供給され、サーボ制御回路５による光ピックアップ４のディスク半径方向の再生位置制御のために使用される。また、システム制御回路２０は、再生データ中から抽出されるセクタ単位のアドレス情報も、光ピックアップ４が走査している記録トラック上の位置を管理するために用いることができる。

この再生時、後述するように、ディスク１Ｂから読み出された圧縮データはバッファメモリ３５に書き込まれ、読み出されて伸長されるが、両データの伝送レートの違いから、ディスク１Ｂからの光ピックアップ４によるデータ読み出しは、例えばバッファメモリ３５に蓄えられるデータが所定量以下にならないように間欠的に行われる。

ＥＦＭ及びＣＩＲＣエンコード／デコード回路３７では、ＲＦアンプ３９を介して供給された信号がＥＦＭ復調され、エラー訂正処理される。ＥＦＭ及びＣＩＲＣエンコード／デコード回路３７の出力は、セクタ構造のデータエンコード／デコード回路３６に供給されて、ＣＤ−ＲＯＭのセクタ構造を解き、データを圧縮された状態の元データにデコードする。

データエンコード／デコード回路３６の出力はメモリコントローラ３４を介して、バッファメモリ３５に一旦記憶される。そして、メモリコントローラ３４は、再生中に振動等により再生位置が飛んでしまうトラックジャンプが生じなければ、回路３６からの圧縮された状態のデータを書き込み速度の約１／５倍の転送速度で順次読み出し、読み出したデータを、音声圧縮エンコード／デコード回路３３に転送する。この場合、メモリコントローラ３４は、バッファメモリ３５に蓄えられているデータ量が、所定以下にならないようにバッファメモリ３５の書き込み／読み出しを制御する。

また、再生中にトラックジャンプが生じたことを検出したときは、データエンコード／デコード回路３６からバッファメモリ３５へのデータの書き込みを停止し、回路３３へのデータの転送のみを行う。そして、再生位置が修正されたとき、回路３６からバッファメモリ３５へのデータ書き込みを再開するようにする制御を行う。

また、前述もしたように、メモリコントローラ３４は、正常動作時は、できるだけバッファメモリ３５に必要最小限以上の所定データが蓄積されるようにメモリ制御を行う。例えば、バッファメモリ３５のデータ量が予め定められた所定量以下になったら、光ピックアップ４によりディスク１Ｂからのデータの間欠的な取り込みを行って、データエンコード／デコード回路３６からのデータの書き込みを行い、常に所定データ量以上の読み出し空間を確保しておくようにメモリ制御を行う。

なお、バッファメモリ３５にデータを一杯に読み込むのにかかる時間は約０．９秒であり、このデータは約３秒間のオーディオデータに相当する。すなわち、バッファメモリにデータが一杯蓄えられている時に、ディスク１Ｂの信号が読み取れなくなっても、約３秒間は再生信号を出力し続けることが可能である。その間に光ピックアップをもとの位置に再アクセスし、信号読み取りを再度行なうことで、音飛びの発生を防止できる。

音声圧縮エンコード／デコード回路３３は、逆ＭＤＣＴの処理を行なって圧縮を解き、３つの周波数帯域のデータの帯域合成を行なう。圧縮が解かれ、帯域合成されたデータは、Ｄ／Ａコンバータ４１に供給され、アナログ信号に戻される。このアナログ信号が出力端子４２から出力される。

［可変速再生の説明］
この実施形態においては、可変速再生は、システムコントローラ２０により制御されて、次のようにして実行される。図１および図２は、この可変速再生の第１の例を説明するための図で、図１は、ノーマル再生より高速の再生を行なう場合の例を、図２は、ノーマル再生より低速の再生を行なう場合の例を、それぞれ示している。

この例の場合、例えばユーザーにより可変速再生キーが操作されると、システムコントローラ２０は、図１Ａあるいは図２Ａに示すように時間的に連続するディスク上のデータＤＡを、図１Ａおよび図２Ａにおいて、太線枠にして示すように、それぞれ時間的に連続している複数個のサウンドグループＳＧ毎からなるブロック群ＧＲ１、ＧＲ２、ＧＲ３、…に分割する。

この場合、各ブロック群ＧＲｉ（ｉ＝１，２，…）を構成するサウンドグループの個数は、このブロック群ＧＲｉの繰り返し周波数が人間の聴覚上、感知感度が低いもの、例えば２０Ｈｚ以下となるような個数とする。前述したように、１サウンドグループの時間長がステレオの場合には、１１．６１ｍｓｅｃであり、その繰り返し周波数は８６Ｈｚであるので、この例では、４個〜１０個の連続するサウンドグループを１ブロック群ＧＲｉとする。図１および図２の例では、１ブロック群ＧＲｉは、連続する５個のサウンドグループＳＧからなる。

そして、高速再生を行なう場合には、図１Ｂに示すように、時間的に前後の各ブロック群ＧＲｉの一部をオーバーラップさせるのであるが、そのオーバーラップ量を、その選択された速度に応じて変える。例えば、この例のように１ブロック群ＧＲｉが５個のサウンドグループからなるものであれば、ノーマル速度よりも２０％高速にするには、図１Ｂに示すように、ブロック群ＧＲｉは、その前後のブロック群ＧＲi-1 およびブロック群ＧＲi+1 とそれぞれ１サウンドグループＳＧ分のオーバーラップを行なうようにする。

なお、図１Ｂおよび図２Ｂにおいて、山形の曲線波形はウインドウ波形を示しており、これは便宜上、ロングモードの波形のみを示して連続、不連続の状態を示すようにしている。

なお、オーバーラップ量は、１サウンドグループ単位ではなく、ノーマル再生に対する速度変化に応じた１サウンドグループ以下の単位となる場合ももちろんある。すなわち、図１の例で言えば、２０％以下の高速化であれば、１サウンドグループ以下の時間長のオーバーラップとなる。

この場合、各ブロック群ＧＲｉの中では、サウンドグループのデータは時間的に連続したものであるので、ノーマル再生時と同様にウインドウ処理およびオーバーラップの処理を行なうことで、ノイズを生じない再生が行なわれる。そして、ブロック群間のオーバーラップ部分で、可変速再生用の繋ぎ処理を行なうことになる。これは、ノーマル再生時とはまったく異なるウインドウ関数による処理を行なうか、あるいは可変速再生時は、それほど音質を問題にしないので、ウインドウ関数を用いたオーバーラップ部の処理を行なうのではなく、直線的にいわゆるフェードインフェードアウトのようにクロスフェードさせる簡易型の処理を行なうようにしてもよい。

次に、低速再生を行なう場合には、図２Ｂに示すように、各ブロック群ＧＲｉの間を、その選択された速度に応じた時間分だけ空けて再生を行なう。例えば、ノーマル速度よりも２０％低速にするには、図２Ｂに示すように、ブロック群ＧＲｉ間を１サウンドグループ分の時間、空けるようにする。２０％以下の低速化であれば、ブロック群ＧＲｉ間の時間空間は、１サウンドグループＳＧの時間長以下となる。

この低速再生の場合には、ブロック群ＧＲｉ同士のオーバーラップはないので、ウインドウ処理は、ノーマル再生時のウインドウ関数のみを用いて行なうだけでよい。もっとも、時間空間を埋めるように、前後のブロック群ＧＲｉのデータをクロスフェードさせるようにしてもよい。

以上のようにすると、ＭＤＣＴのウインドウが不連続となるのは、このブロック単位、つまり連続する４個のサウンドグループ以上の長さ毎に生じることになり、ノイズの発生数が１個のサウンドグループ単位で可変速再生を行なう場合に比べて少なくなる。そして、１個のサウンドグループ単位で可変速再生を行なって不連続となった場合には、約８６Ｈｚのノイズが生じるが、このように４個以上としたときには、その１／４以下である約２０Ｈｚ以下のノイズとなり、人間の感知感度が低い周波数領域に、ノイズを追いやることができる。

この例の場合の音声圧縮エンコード／デコード回路３３は、機能的には、図５に示すようなブロック構成となる。図５は、実施形態の再生装置の要部の構成を示すものである。

すなわち、この例において、スペクトル復元処理部５０は、メモリコントローラ３４よりの入力データからスペクトル信号を復元する。このスペクトル復元処理部５０からは高域、中域、低域の３つの周波数帯域のデータが得られる。

そして、高域、中域、低域の各スペクトル信号は、各周波数帯域用の逆ＭＤＣＴ処理部５１、５２、５３の組みと、逆ＭＤＣＴ処理部５４、５５、５６の組みとに、それぞれ供給される。

逆ＭＤＣＴ処理部５１〜５６は、記録時のＭＤＣＴの逆処理を行なうもので、それぞれの帯域のスペクトル信号を周波数領域から時間領域のデータ、すなわち、時系列信号に戻してデータ伸長する処理を行なう。また、この逆変換の処理のときに、システムコントローラ２０からの制御を受けて、ショートモードまたはロングモードのモードに応じたウインドウ関数を生成し、生成したウインドウ関数を掛け算する処理を行なう。つまり、隣り合う処理単位ブロックでオーバーラップする部分を、これを互いに加算するとスムースな繋がりの波形となるようにする処理を行なう。そして、さらに、そのオーバーラップ部分の加算の処理も行なう。

この場合、逆ＭＤＣＴ処理部５１、５２、５３はノーマル再生用、逆ＭＤＣＴ処理部５４、５５、５６は可変速再生用とされている。両者は、サウンドグループ内や連続するサウンドグループでは、同じ動作を行なう。

すなわち、ショートモードであれば、１つのサウンドグループ内において、３２サンプル単位を１処理単位ブロックとして、周波数領域のデータを時間領域のデータに戻すと共に、時間領域のデータについて、各ブロック同士をオーバーラップさせて繋ぎ処理を行なう。また、ロングモードであれば、２５６あるいは１２８サンプル単位を１処理単位ブロックとして、周波数領域のデータを時間領域のデータに戻すと共に、時間領域のデータについて、隣り合うサウンドグループについて、一部をオーバーラップさせて繋ぎ合わせる処理を行なう。

なお、システムコントローラ２０は、再生されたサウンドグループ単位のデータ中の識別情報をデコードし、それぞれショートモードまたはロングモードのいずれのモードで記録されているかを判別し、その判別結果に応じてそれぞれの逆ＭＤＣＴ処理回路５１、５２、５３および逆ＭＤＣＴ処理回路５４、５５、５６を制御する。逆ＭＤＣＴ処理回路５１、５２、５３および逆ＭＤＣＴ処理回路５４、５５、５６では、この制御に基づいてそれぞれのモードに応じた逆ＭＤＣＴの処理を実行する。

しかし、可変速再生用の逆ＭＤＣＴ処理部５４、５５、５６は、システムコントローラ２０の制御を受けて、可変速再生時において不連続となる部分で、前述したような、ノーマル再生用とは異なるオーバーラップ部分の処理をする。

スイッチ回路５７、５８、５９は、ノーマル再生時は逆ＭＤＣＴ処理部５１、５２、５３からの時系列信号を選択し、可変速再生時は逆ＭＤＣＴ処理部５４、５５、５６からの時系列信号を選択するもので、これらスイッチ回路５７、５８、５９は、システムコントローラ２０からの切り換え信号により切り換えられる。

帯域合成フィルタ６１は、スイッチ回路５８、５９からの中域および低域の時系列データについて、同期をとって合成する処理を行なう。遅延回路６２は、帯域合成フィルタ６１での処理時間分だけ、スイッチ回路５７からの高域の時系列データを遅延させる。また、帯域合成フィルタ６３は、遅延回路６２からの時系列データと、帯域合成フィルタ６１からの中域および低域が合成された時系列データとの同期をとって合成する処理を行なう。帯域合成フィルタ６３の出力が、音声圧縮エンコード／デコード回路３３の再生出力データとなる。

図６は、音声圧縮エンコード／デコード回路３３における再生時の処理の流れ図である。

すなわち、回路３３では、まず、スペクトル信号の復元が行なわれる（ステップＳ１）。次に、ユーザーにより指示された再生状態は可変速再生か否か判断する（ステップＳ２）。可変速再生でなければ、通常の逆ＭＤＣＴを行ない（ステップＳ３）、３つの周波数の帯域合成を行ない（ステップＳ８）、合成後のデータをＤ／Ａコンバータに出力して（ステップＳ９）、この処理ルーチンを終了する。

また、ステップＳ２で可変速再生であると判断したときには、上述したように１ブロック群ＧＲｉとされる個数のサウンドグループについて、回路３３の処理が終了したか否か判断する（ステップＳ４）。このステップＳ４で、いまだ、１ブロック群ＧＲｉ内のサウンドグループの処理であると判断すると、ステップＳ３以降に進んで、ノーマル再生時と同じ逆ＭＤＣＴの処理を行なう。これは、１つのブロック群ＧＲｉ内では、サウンドグループは時間的に連続していて、ノーマル再生時とまったく同様の処理でよいからである。次に、３つの周波数の帯域合成を行ない（ステップＳ８）、Ｄ／Ａコンバータに出力して（ステップＳ９）、この処理ルーチンを終了する。

ステップＳ４で、１ブロック群ＧＲｉ内のすべてのサウンドグループの処理が終了したと判断したときには、次のブロック群の処理の準備を行ない（ステップＳ５）、その後、可変速再生用のオーバーラップ処理等の処理を行なうか否かの判断をし（ステップＳ６）、可変速再生用の処理を行なわないのであれば、ステップＳ３に移り、上述したように、通常の逆ＭＤＣＴを行ない、帯域合成を行ない（ステップＳ８）、出力データをＤ／Ａコンバータに出力して（ステップＳ９）、この処理ルーチンを終了する。

また、可変速再生用のオーバーラップ処理等を行なう場合には、ステップＳ６からステップＳ７に進み、前述したようなオーバーラップ部分の処理を行なう可変速再生用の逆ＭＤＣＴを行ない、次に、ステップＳ８に進んで、帯域合成を行ない、出力データをＤ／Ａコンバータに出力して（ステップＳ９）、この処理ルーチンを終了する。

［可変速再生の第２の例］
図７および図８は、可変速再生の第２の例を説明するための図で、図７は、ノーマル再生より高速の再生を行なう場合の例を、図８は、ノーマル再生より低速の再生を行なう場合の例を、それぞれ示している。なお、図７および図８において、山形の曲線波形はウインドウ波形を示しており、これは便宜上、ロングモードの波形のみを示して連続、不連続の状態を示すようにしている。この第２の例では、１ブロック群ＧＲｉは、４個のサウンドグループＳＧで構成されている。

この例の場合、例えばユーザーにより高速再生が指示されると、システムコントローラ２０は、図７Ａに示すように時間的に連続するディスク上のデータＤＡ中から、その指定された速度に応じたデータ抽出を行なうように光ピックアップ４を制御する。このデータ抽出は、この例では、前述したブロック群ＧＲｉ単位で行なうが、この高速再生の場合には、その速度に応じた分の個数だけ、サウンドグループＳＧを飛び越して、ブロック群ＧＲｉを抽出して、各ブロック群ＧＲｉを時間的に連続したものとする。

例えば、ブロック群ＧＲｉが４個のサウンドグループＳＧで構成されている場合に、２倍速であれば、図７Ｂに示すように、４個飛びの４個のサウンドグループＳＧを１ブロック群ＧＲｉとして順次に抽出するようにする。
また、２５％の速度増加であれば、図７Ｃおよび図７Ｄに示すように、データＤＡ中の１個飛びの４個のサウンドグループＳＧを１ブロック群ＧＲｉとして順次に抽出して時間的に連続するように並べるようにする。

ノーマル再生時の速度よりも遅い速度での再生は図８に示すようにして行なう。すなわち、この例の場合に、図８Ａに示すように、時間的に連続するディスク上のデータＤＡをブロック群ＧＲｉ毎に区切り、各ブロック群ＧＲｉのすべてのサウンドグループあるいは一部のサウンドグループを繰り返すようにする。例えば、１／２倍速であれば、図８Ｂに示すように、各ブロック群ＧＲｉのすべてのサウンドグループを２回ずつ繰り返し再生する。この場合、繰り返す同じブロック群間で不連続が生じるので、その部分はノーマル再生時とは異なるオーバーラップ処理とする。

また、例えば２５％低速とするのではあれば、図８Ｃおよび図８Ｄに示すように、データＤＡ中の２つおきのブロック群ＧＲ１、ＧＲ４、ＧＲ７、…を抽出すると共に、各ブロック群ＧＲ１、ＧＲ４、ＧＲ７、…のそれぞれを４回づつ繰り返す。つまり、この第２の実施例では、低速の速度に応じて、抽出するブロック群ＧＲｉと、その繰り返し回数とを組み合わせて、任意の低速とすることができる。

以上のようにすれば、前述の例と同様に、ＭＤＣＴのウインドウが不連続となるのは、ブロック群単位、つまり連続する４個のサウンドグループ以上の長さ毎に生じることになり、ノイズの発生数が１個のサウンドグループ単位で可変速再生を行なう場合に比べて少なくなると共に、人間の感知感度が低い周波数領域に、ノイズを追いやることができる。

［可変速再生の第３の例］
この第３の例は、第２の例の発展型である。この例は、連続するデータ列ＤＡから抽出するブロック群ＧＲｉの目標の大きさは決定しておくが、その目標の大きさから、例えば１〜３個のサウンドグループの増加、減少を許し、かつ、全体としては、目的の再生速度に応じた可変速再生を可能とするものである。

すなわち、１ブロック群ＧＲｉの目標のサウンドグループ数は例えば５個であるが、あるときに６個のサウンドグループからなるブロック群ＧＲｉが生じたときには、次のあるいは、それより後に出現するブロック群として４個のサウンドグループからなるものを生じさせるように制御して、全体として、すべて５個のサウンドグループからなるブロック群で構成した場合とまったく同様の可変速再生を行なうようにする。

このように、１ブロック群ＧＲｉの大きさの変動を許すことにより、この第３の実施例の場合には、次のような可変速再生を実施することができる。

前述したように、サウンドグループのＭＤＣＴ処理は、ショートモードとロングモードとがある。ショートモードは、音の変化が激しい部分で実行されるものであるので、このショートモードの部分で時間的不連続を繋げる処理をすれば、その部分で生じるノイズは、目立たない。

そこで、この第３の例では、１ブロック群を構成するサウンドグループの少なくとも、ブロック群の両端あるいは一方の端部のサウンドグループはできるだけ、ショートモードのサウンドグループとなるようにブロック群を生成するものである。

これは、ブロック群を生成するときに、その周辺のサウンドグループを検索し、ショートモードのものがあれば、それを端部になるようにブロック群を生成する。ショートモードのサウンドグループがなければ、規定の目標数のサウンドグループ数でブロック群を生成することで実現することができる。

［可変速再生の第４の例］
この第４の例も、第３の例の発展型である。

この例の方法は、１ブロック群を構成するサウンドグループの数だけでなく、飛び飛びに抽出するブロック群の抽出の方法を可変にする方法である。

すなわち、例えば１ブロック群は４個のサウンドグループで構成するが、それを飛び飛びに抽出するときに、できるだけ、端部にショートモードのサウンドグループが来るようにする抽出する方法である。この場合、前述した第３の実施例のように１ブロック群を構成するサウンドグループの数に１〜３個の自由度を設定しておき、もし、例えば５個目にショートモードのサウンドグループのものがあれば、そのブロック群は５個のサウンドグループで構成し、他に３個のサウンドグループからなるブロック群を生成して全体のつじつまを合わせるようにする。

この例の場合には、ショートモードのサウンドグループで時間的不連続部分が繋げられる可能性が高くなり、ノイズの聴感上のさらなる低減を図ることができる。

なお、以上の例は、圧縮方式がＭＤＣＴの場合であるが、処理単位ブロック間のオーバーラップ処理を行なうオーディオデータの圧縮方式であれば、ＭＤＣＴに限らず、この発明は適用可能である。

この発明による実施形態の再生装置での可変速再生方法の一例を説明するための図である。 この発明による実施形態の再生装置での可変速再生方法の一例を説明するための図である。 この発明が適用されるディスク装置の一例のブロック図である。 図３のディスク装置において使用されるオーディオデータの圧縮方式を説明するための図である。 この発明による実施形態の再生装置での可変速再生方法の一例を実現するための処理部分のブロック図である。 この発明による実施形態の再生装置での可変速再生方法の一例の処理の流れ図である。 この発明による実施形態の再生装置での可変速再生方法の他の例を説明するための図である。 この発明による実施形態の再生装置での可変速再生方法の他の例を説明するための図である。

符号の説明

２０…システムコントローラ、３３…音声圧縮エンコード／デコード回路、５０…スペクトル信号復元処理部、５１〜５３…ノーマル再生用の逆ＭＤＣＴ処理部、５４〜５７…可変速再生用の逆ＭＤＣＴ処理部、６１、６３…帯域合成フィルタ

Claims (1)

1. 分割されて複数の周波数帯域に分けられた各周波数帯域に含まれる信号が、各周波数帯域のそれぞれにおいて、前記信号の変化の多寡に応じて、異なる信号変換処理単位サンプル数が選択可能であり、かつ、前記信号変換処理単位サンプル数に応じて異なる窓関数をかける圧縮符号化処理方法により、圧縮符号化処理されて得られる圧縮信号が記録された記録媒体から、前記圧縮信号を可変速再生する再生装置において、
   前記記録媒体から再生された圧縮信号からスペクトル信号を復元する復元手段と、
   前記復元手段にて復元されたスペクトル信号に対して、前記複数の周波数帯域毎に、周波数領域から時間軸領域に逆変換処理を行なう第１の逆変換処理手段と、
   前記復元手段にて復元されたスペクトル信号に対して、可変速再生用のオーバーラップ処理を施して前記複数の周波数帯域毎に、周波数領域から時間軸領域に逆変換処理を行なう第２の逆変換処理手段と、
   前記第１の逆変換処理手段と前記第２の逆変換処理手段とを切り換える切換手段と、
   可変速再生モードが選択されているときに、前記第２の逆変換処理手段を用いるタイミングになったか否かを判別する判別手段と、
   前記判別手段の判別結果に基づいて、前記切換手段を切り換える切換制御手段と、
   を備え、
   前記第２の逆変換手段での可変速再生用のオーバーラップ処理を施す部分は、選択された前記信号変換処理単位サンプル数が少ない部分とする
   ことを特徴とする再生装置。

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