JP3944992B2 - 再生装置および再生方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＣＤ（コンパクトディスク）を再生するＣＤプレーヤやＭＤ（ミニディスク）を再生する機能を有するＭＤレコーダ等のディジタル音声再生装置および再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルオーディオ再生装置において、記録媒体から再生される再生信号に基づいて生成されるディジタルオーディオデータ内の各サンプリングデータを、実演奏の時間経過順序と逆順序に再生することによって逆再生が可能であることは周知である。
【０００３】
例えばＭＤレコーダにおいても、ディジタルオーディオデータに配列変換処理を施して、実演奏の時間経過と逆順序に個々のサンプリングデータを配列すれば逆再生が可能である。但し、実際のＭＤレコーダにおいては、生成されたディジタルオーディオデータを、所定個数のサンプリングデータの集合体としてのデータブロックを単位として後段に出力するようになされている（図５参照）。
【０００４】
このため、データブロックを単位とする逆順序出力のみが可能である。このような再生を以下、擬似逆再生と表記する。擬似逆再生においては、各データブロック内では、サンプリングデータ配列が実演奏時間の順序のままで配列されていることになる。従って、あるデータブロックＭと後続のデータブロックＭ−１の境界で、サンプリングデータに不連続が生じる。
【０００５】
このため、擬似逆再生の再生音声は、本来の逆再生、すなわち個々のサンプリングデータを実演奏の時間経過と逆順序に配列することによって生成される再生音声に比較して不自然となるという問題がある。この問題に対処するために、個々のデータブロック内のデータ配列を逆順序に変換する機能を有する構成回路を設けることが行われている。このような構成として、例えばメモリ制御可能な汎用ＤＳＰ(Digital Singnal Processor) 等を使用することができる。
【０００６】
しかし、このような構成においては、データブロックのブロック長に相当するサンプリングデータの数を計数するカウンター、各データブロックの先頭となるサンプリングデータが格納されているメモリ番地を記憶する記憶領域等を管理する必要がある。このため、メモリ管理のための処理が複雑化し、プログラム容量の増大、処理速度の低下等の要因となるという問題が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、この発明の目的は、プログラム容量の増大、処理速度の低下等を伴わずに、若しくはその程度を最小限に抑えて、高精度の逆再生を行うことが可能な再生装置および再生方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、圧縮されたオーディオデータがブロック単位で記録された記録媒体からオーディオデータを読み出して再生する再生装置において、
記録媒体から圧縮されたオーディオデータをブロック単位で読み出す再生手段と、 再生手段にて読み出されたブロック単位の圧縮されたオーディオデータの解凍処理を行う解凍手段と、
解凍手段からデータが出力されるタイミングのうち、ブロック単位の先頭のデータで有ることを示すブロック先頭データタイミング信号を生成して出力するブロック先頭データタイミング信号生成手段と、
解凍手段から出力されるデータが一時記憶されるリングバッファ手段と、
再生手段にて記録媒体からブロック単位で逆順に圧縮されたオーディオデータが再生された場合に、ブロック先頭データタイミング信号生成手段から出力されるブロック先頭データタイミング信号に基づいてリングバッファ手段に通常再生時とは逆順序に記憶されるようにデータの配列を変換するデータ配列変換手段と、
通常再生時とは逆順序にリングバッファ手段にデータを記憶する場合には、リングバッファからのデータの読み出し方向とは逆方向に書き込み位置を移動させる書き込み位置制御手段と
を備える再生装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、圧縮されたオーディオデータがブロック単位で記録された記録媒体からオーディオデータを読み出して再生する再生方法において、
記録媒体からブロック単位で通常再生時とは逆順序に圧縮されたオーディオデータを読み出すステップと、
逆順にブロック単位で読み出された圧縮されたオーディオデータを解凍するステップと、
解凍されたブロック単位のデータの先頭データであることを示すブロック先頭データタイミング信号を生成するステップと、
通常再生順序とは逆の再生順が指示されている場合には、解凍されたオーディオデータを一時的に記憶するリングバッファメモリに解凍されたオーディオデータの記憶位置が通常再生とは逆順になるように記憶位置情報を生成するステップと、
通常再生順序とは逆の再生順が指示されている場合には、ブロック先頭データタイミング信号を検出するごとにリングバッファメモリに通常再生時とは逆順にブロック単位で解凍されたオーディオデータを記憶位置情報に基づいて記憶するステップと
を備える再生方法である。
【００１０】
以上のような発明によれば、逆再生時に、ブロック先頭データタイミング信号から把握されるデータブロックの先頭のサンプリングデータの出力タイミングのみに基づいて、データ配列変換処理を的確に行うことができる。そして、サンプリングデータ単位での不連続を有しない高精度の逆再生を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態の全体的な構成について図１を参照して説明する。オーディオデータ生成部２１は、例えばＭＤ等の記録媒体から再生される再生信号に基づいて復号、誤り訂正およびＡＴＲＡＣ(Adaptive TRansform Acoustic Coding)解凍等の処理を行って、再生ディジタルオーディオデータとしてのＡＴＲＡＣ解凍データを生成し、後段に出力する。このＡＴＲＡＣ解凍データは、所定個数のサンプリングデータからなるデータブロックを単位とするものである。また、オーディオデータ生成部２１は、各データブロックの先頭となるデータの出力タイミングを示すブロック先頭データ出力タイミング信号を後段に出力する。さらに、オーディオデータ生成部２１は、ＡＴＲＡＣ解凍データを擬似逆再生出力する機能を有している。
【００１２】
なお、ＡＴＲＡＣは、比較的最近ＭＤ等において用いられているディジタルオーディオデータの圧縮方法であり、変形ＤＣＴ(Modified Discrete Cosine Transfer) 、および人間の聴覚特性を考慮した処理等を組合わせてなるものである。この発明の一実施形態においては、ＡＴＲＡＣによる圧縮率は４倍程度とされる。すなわち、記録媒体から再生される再生信号に基づく復号データにＡＴＲＡＣ解凍処理が施されると、復号データの約４倍のデータ量のＡＴＲＡＣ解凍データが得られる。
【００１３】
また、記録される圧縮前のディジタルオーディオデータは、ダイナミックレンジすなえわち１サンプルあたりの情報量が１６ビット＝２バイトである。そして、５１２サンプル（従って５１２×２＝１０２４バイト）がＡＴＲＡＣによって２１２バイトに圧縮される。この２１２バイトを１サウンドグループと称する。さらに、５．５サウンドグループが１セクタを構成し、３２セクタが１クラスタとされる。
【００１４】
そして、１セクタ（すなわち、ＡＴＲＡＣ解凍後１０２４×５．５＝５６３２バイト）がＭＤレコーダにおけるオーディオデータ生成部２１からのデータ出力の最小単位とされる。また、従って、ＭＤレコーダにおいては、１データブロックが１セクタに相当する。なお、ＣＤプレーヤにおいては、は、１データブロックが１フレーム（５８８チャンネルビットのデータからなり、１／７５秒の再生音声データに相当する）とされる。
【００１５】
オーディオデータ生成部２１の後段には、データ配列変換制御部２２および例えばＲＡＭ等からなるリングバッファ２４（これについては後述する）を備えた記憶回路２３が設けられている。そして、逆再生モードが指令される場合には、オーディオデータ生成部２１が擬似逆再生出力を行い、また、オーディオデータ生成部２１ブロック先頭データ出力タイミング信号を参照して記憶回路２３を制御することにより、各データブロック内のサンプリングデータを逆順序に配列し直して出力する。なお、この発明の一実施形態においては、記憶回路２３内にショックプルーフメモリ機能のためのバッファメモリとして使用されるＲＡＭ等がリングバッファ２４とは別個に設けられている。
【００１６】
なお、ショックプルーフメモリ機能は、装置に加わる振動等によって光ピックアップ等の信号読取り部が正しい読取り位置からずれることによって記録媒体からの再生信号が途切れるような場合に、再生音声に中断（いわゆる音飛び）が生じることを防止し、若しくはその可能性を低減する機能である。この機能を実現するために、ＲＡＭ等のバッファメモリを設け、このバッファメモリにオーディオデータ生成部２１から供給されるディジタルオーディオデータを一旦蓄えて、その後、Ｄ／Ａ変換等を行う後段の処理回路に供給されるような構成が用いられる。
【００１７】
このような構成により、記録媒体からの再生信号が途切れて新たなディジタルオーディオデータの生成が中断しても、バッファメモリに蓄えられたデータに基づいて再生音声が発生する。従って、バッファメモリ内のデータが無くなるまでは再生音声に中断が生じない。この間に光ピックアップ等の信号読取り手段が正しい読取り位置に戻されて再生信号が正常に読取られる状態に復帰すれば、音飛びの発生を防止できる。
【００１８】
また、逆再生モードが指令される場合には、オーディオデータ生成部２１が擬似逆再生出力を行い、また、オーディオデータ生成部２１ブロック先頭データ出力タイミング信号を参照して以下に説明するように記憶回路２３を制御することにより、各データブロック内のサンプリングデータを逆順序に配列し直して出力する。記憶回路２３内のリングバッファメモリ２４について図２を参照して説明する。リングバッファメモリ２４は、データブロックのデータ量の２倍のデータ量を記憶できる容量を有している。データ配列変換制御部２２がこのリングバッファメモリ２４の制御、すなわち書込みポイントおよび読出しポイントの設定を行う。
【００１９】
書込みポイントの制御は、次のようなものである。まず、データブロックの先頭のサンプリングデータの書込みポイントを設定する。その後、書込みポイントを一定の方向に更新していくことにより、後続のサンプリングデータを順に書込んでいく。一方、後述するように、読出しポイントは、通常の再生時と逆再生時とにおいて更新方向が異なるように制御される。
【００２０】
通常再生時には、リングバッファメモリ２４からの読出しポイント２６を最新のサンプリングデータの書込みポイント２７上に、あるいは最新データより数ポイント前に書込まれたサンプリングデータの書込みポイント上に設定する。すなわち、読出しポイントの更新方向が書込みポイントの更新方向と同一とされる。このようにして、サンプリングデータが書込みポイント順に読出され、後段に出力される。
【００２１】
次に、逆再生時における処理について、図３を参照して具体的に説明する。ここで、図３Ａは、リングバッファメモリ２４に対する書込みポイントおよび読出しポイントの設定について図示している。また、図３Ｂは、逆再生モード時におけるオーディオデータ生成部２１の出力を図示している。さらに、図３Ｃ，Ｄはそれぞれ後述するリングバッファメモリ２４上の２個の領域Ｐ，Ｑに対するデータブロックの書込みについて図示している。一方、図３Ｅは、リングバッファメモリ２４から読出される配列変換後のデータについて示している。
【００２２】
上述したように、逆再生モードにおいてはオーディオデータ生成部２１が擬似逆再生出力を行うので、ＡＴＲＡＣ解凍データが図３Ｂに示すようにデータブロックＭ，Ｍ−１，Ｍ−２・・・の順に出力され、リングバッファ２４に供給される。ここで、各データブロックの内部においては、サンプリングデータはサンプリングされた順に１，２・・・ｎと配列されている。
【００２３】
各データブロックの内部の配列がサンプリングされた順のままだと、例えばデータブロックＭ内の最後の（すなわちｎ番目の）サンプリングデータが出力された時点の次の時点には、１個前のデータブロックＭ−１の先頭のサンプリングデータが出力されることになる。従って、データブロックの境界において、出力されるサンプリングデータ単位での不連続が生じる。このような出力に基づいて後段の処理が行われると、聴覚上不自然な音声データが発生する。
【００２４】
そこで、この発明の一実施形態においては、図３Ａに示すように、逆再生時に読出しポイントの更新方向が書込みポイントの更新方向とは反対とされる。例えば、データブロックＭを起点とする逆再生モードが指令された場合には、データブロックＭ内の先頭（すなわち１番目）のサンプリングデータを書込む書込みポイント（図３Ａ中では符号Ｓを付して示した）を出発点として、書込みポイントの更新方向（矢印５０を付して示した）とは反対の方向に読出しポイントの更新方向（矢印５１を付して示した）が設定される。
【００２５】
リングバッファ２４に対するこのような制御により、データブロックＭが書込まれる期間ａにおいて、斜線を付して示した領域ＰにデータブロックＭ内のサンプリングデータが１，２・・・ｎの順に書込まれていく。ここで、領域Ｐはリングバッファ２４の半分を占めている。そして、上述したように、リングバッファ２４の容量がデータブロックのデータ容量の２倍とされているので、領域Ｐ上には、データブロックＭを過不足なく書込むことができる。
【００２６】
また、期間ａにおいて、領域Ｐ以外のリングバッファ２４上の領域Ｑ（従って領域Ｑもデータブロック１個分のデータ容量を有している）から読出しが行われる。但し、期間ａに読出されるデータは、例えば逆再生モードが指令された時点以前に通常の再生を行った際に書込まれたもの等であり、ここで必要とされる逆再生出力には無関係なものである。そこで、期間ａに読出されるデータは後段には出力されない（図３Ｅ参照）。
【００２７】
期間ａの終了時点、すなわちデータブロックＭの書込みが完了した時点においては、書込みポイントがポイントＳの反対側のポイントＴに位置している。また、この時点で読出しポイントはポイントＴに位置している。従って、引き続き、オーディオデータ生成部２１による擬似逆再生出力によって供給されるデータブロックＭ−１が領域Ｑに１，２・・・ｎの順に書込まれていく（図３Ｄ参照）。
【００２８】
このようにしてデータブロックＭ−１が書込まれる期間（図３中の期間ｂ）においては、期間ａにおいて書込まれたデータブロックＭが領域Ｐから読出される。この際に、データブロックＭ内のサンプリングデータは、書込みの順序とは反対にｎ，ｎ−１・・・２，１の順に読出される（図３Ｅ参照）。このようにして、データブロックＭ内でのサンプリングデータの出力順序を、サンプリングされる順序と逆にすることができる。
【００２９】
さらに、期間ｂの終了時点、すなわちデータブロックＭ−１の書込みが完了した時点では、書込みポイントがポイントＳに位置している。また、この時点で読出しポイントはポイントＴに位置している。すなわち、データブロックＭの書込みが開始された時点と同じ状態となっている。そして、引き続き、オーディオデータ生成部２１による擬似逆再生出力によって供給されるデータブロックＭ−２が領域Ｐに１，２・・・ｎの順に書込まれていく（図３Ｃ参照）。
【００３０】
このようにしてデータブロックＭ−２が書込まれる期間（図３中の期間ｃ）においては、期間ｂにおいて書込まれたデータブロックＭ−１が領域Ｑから読出される。この際に、データブロックＭ−１内のサンプリングデータは、書込みの順序とは反対にｎ，ｎ−１・・・２，１の順に読出される（図３Ｅ参照）。このようにして、データブロックＭ−１内でのサンプリングデータの出力順序を、サンプリングされる順序と逆にすることができる。
【００３１】
以下、同様にしてオーディオデータ生成部２１による擬似逆再生出力によって供給されるデータブロックがリングバッファ２４に順次書込まれ、かつ読出されていくことにより、全てのサンプリングデータをサンプリングされる順序（従って実演奏の時間経過順序）と逆に出力することが可能となる。
【００３２】
以下、より具体的な構成例として、この発明を適用したＭＤレコーダについて図４を参照して説明する。ここで、データリードブロック１１およびＡＴＲＡＣ解凍ブロック１２が図１中のオーディオデータ生成部２１に含まれる。但し、ブロック先頭データタイミング信号Ｂｆは、後述するように制御マイコン１４によって生成される。また、データ配列変換ブロック１３は、図１中のデータ配列変換制御部２２とリングバッファ２４を有する記憶回路２３を含むものである。
【００３３】
データリードブロック１１によってＭＤ１０から再生されるデータがＡＴＲＡＣ解凍ブロック１２に供給される。ＡＴＲＡＣ解凍ブロック１２は、供給されるデータにＡＴＲＡＣ解凍処理を施し、ＡＴＲＡＣ解凍データを生成してデータ配列変換ブロック１３に供給する。データリードブロック１１およびＡＴＲＡＣ解凍ブロック１２は、１倍速再生、２倍速再生の何れをも行うことができるものとされている。
【００３４】
また、装置全体の動作制御を行う制御マイコン１４は、データリードブロック１１およびＡＴＲＡＣ解凍ブロック１２におけるデータ処理の状況に応じてブロック先頭データタイミング信号Ｂｆを生成し、このブロック先頭データタイミング信号Ｂｆをデータ配列変換ブロック１３に供給する。ＡＴＲＡＣ解凍データのデータ転送レートは、図示しないＰＬＬ回路等によって生成されるデータ転送用クロックに従い、例えば４４．１ｋＨｚの２倍の８８．２ｋＨｚに対応するレートに固定されている。
【００３５】
データ配列変換ブロック１３は、ショックプルーフ機能のための処理を行うと共に、逆再生時においては、ブロック先頭データタイミング信号Ｂｆを参照して供給されるＡＴＲＡＣ解凍データの各データブロック内のサンプルの順序を変換する。これにより、逆再生時にデータブロックの境界でもサンプル順序が連続するようになされる。
【００３６】
データ配列変換ブロック１３の出力がＤ／Ａ変換ブロック１４に供給される。Ｄ／Ａ変換ブロック１４は、供給されるディジタルオーディオデータをＤ／Ａ変換してアナログ信号に変換する。このアナログ信号によってヘッドフォンスピーカ等の音声発生部が駆動され、音声が出力される。
【００３７】
上述したこの発明の一実施形態においては、データ配列変換を行うために使用されるリングバッファ２４と、ショックプルーフメモリ機能を行うためのバッファメモリとして使用されるＲＡＭ等が別個に設けられている。記憶回路２３内に書換え可能な１個のメモリを設け、通常再生時にはかかるメモリを専らショックプルーフメモリ機能を行うためのバッファメモリとして使用し、逆再生時にはかかるメモリの一部をリングバッファ２４として動作させるようにしても良い。このような構成においては、記憶回路２３内のメモリに対する制御が複雑化するが、記憶回路２３内のメモリの総量を削減することができる。
【００３８】
上述したこの発明の一実施形態、ＭＤレコーダに対してこの発明を適用したものであるが、この発明は、データブロック等所定の量のデータを単位としてサンプリング順序と逆順に再生したデータを出力する機能を有する再生処理系を有する再生装置であれば、記録媒体、通信回線等、再生系に再生すべきデータを供給するための構成としてＭＤ以外のものを使用する場合にも適用できる。
【００３９】
すなわち、ＭＤ以外にも、例えば光磁気ディスク（ＭＯ）、相変化型ディスクＰＤ、ＣＤ−Ｅ（CD-Erasable ）等の書換え可能ディスク、ＣＤ−Ｒ等の追記型ディスク、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の読出し専用ディスク等、および磁気ディスクを用いるディジタル音声再生装置に適用することが可能である。さらに、磁気テープ、光テープ等のテープ状記録媒体や、半導体メモリを記録媒体として用いる場合にもこの発明を適用することができる。また、例えば電話回線等を利用したネットワークを介して、コンテンツサーバー等から再生すべきデータが再生系に供給される場合にもこの発明を適用することができる。
【００４０】
特に、ディジタル機器を使用してアナログ機器と同等あるいは類似の機能を実現する装置、ジョグダイアル等を用いて編集ポイントをサーチする機能を有する装置等、低コストで高品質の逆再生を行う機能を要求される装置に対して、この発明を適用することが有効となる。また、例えばビデオデータの再生等をも含む信号処理全般において、特定範囲のデータ列を逆に配列し直して出力する機能を実現するためにも、この発明を適用することが有効となる。
【００４１】
また、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用および変形が考えられる。
【００４２】
【発明の効果】
上述したように、この発明は、記録媒体からディジタルオーディオ情報を再生するようにした再生装置において、データブロック等の所定の量のデータを出力の単位とする擬似逆再生出力を行うと共に、この擬似逆再生出力に対してデータブロックの先頭の出力タイミングを示すブロック先頭データタイミング信号を参照してデータブロックの２倍のメモリ容量を有するリングバッファを使用した処理を行うことにより、各データブロック内のサンプリングデータの順序を変換するデータ配列変換処理を行うようにしたものである。
【００４３】
このような構成により、逆再生時に、あるデータブロックＭについてサンプリングデータをリングバッファの半分の領域から逆順に読出すことが終了した時点において、後続のデータブロックＭ−１がリングバッファの他の半分の領域に書込まれているようになされる。従って、データブロックＭについての逆順での読出しが終了した後、直ちにデータブロックＭ−１についての逆順での読出しを開始することができる。このため、読出しポイント／書込みポイントのジャンプ処理等の特別な処理を行うこと無く、サンプリングデータ単位での不連続を有しない高精度の逆再生を実現することができる。
【００４４】
従って、ブロック先頭データタイミング信号から把握されるデータブロックの先頭のサンプリングデータの出力タイミングのみに基づいて、データ配列変換処理を適正に行うことができる。このため、例えばＤＳＰ等を用いた従来のデータ配列変換処理において行われていた、サンプリングデータの数を計数する処理、ブロックの先頭のサンプリングデータの格納番地を記憶しておく処理等を行う必要を無くすことができる。
【００４５】
このため、データ配列変換処理を簡略化することができ、データ配列変換処理を行うためのプログラム容量、および処理時間を削減することが可能となる。従って、装置の全体構成の小型化や低コスト化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の全体的構成について説明するためのブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態中のリングバッファについて説明するための略線図である。
【図３】データ配列の変換処理について説明するための略線図である。
【図４】この発明の一実施形態のより具体的な構成の一例について説明するためのブロック図である。
【図５】ディジタルオーディオデータの出力における、データブロックとサンプリングブロックについて説明するための略線図である。
【符号の説明】
２１・・・オーディオデータ生成部、２３・・・データ配列変換制御部、２３・・・記憶回路、２４・・・リングバッファ

Claims (2)

1. 圧縮されたオーディオデータがブロック単位で記録された記録媒体からオーディオデータを読み出して再生する再生装置において、
   上記記録媒体から圧縮されたオーディオデータをブロック単位で読み出す再生手段と、 上記再生手段にて読み出されたブロック単位の圧縮されたオーディオデータの解凍処理を行う解凍手段と、
   上記解凍手段からデータが出力されるタイミングのうち、上記ブロック単位の先頭のデータで有ることを示すブロック先頭データタイミング信号を生成して出力するブロック先頭データタイミング信号生成手段と、
   上記解凍手段から出力されるデータが一時記憶されるリングバッファ手段と、
   上記再生手段にて上記記録媒体からブロック単位で逆順に圧縮されたオーディオデータが再生された場合に、上記ブロック先頭データタイミング信号生成手段から出力されるブロック先頭データタイミング信号に基づいて上記リングバッファ手段に通常再生時とは逆順序に記憶されるようにデータの配列を変換するデータ配列変換手段と、
   上記通常再生時とは逆順序に上記リングバッファ手段にデータを記憶する場合には、上記リングバッファからのデータの読み出し方向とは逆方向に書き込み位置を移動させる書き込み位置制御手段と
   を備える再生装置。
2. 圧縮されたオーディオデータがブロック単位で記録された記録媒体からオーディオデータを読み出して再生する再生方法において、
   上記記録媒体からブロック単位で通常再生時とは逆順序に圧縮されたオーディオデータを読み出すステップと、
   上記逆順にブロック単位で読み出された圧縮されたオーディオデータを解凍するステップと、
   上記解凍されたブロック単位のデータの先頭データであることを示すブロック先頭データタイミング信号を生成するステップと、
   通常再生順序とは逆の再生順が指示されている場合には、上記解凍されたオーディオデータを一時的に記憶するリングバッファメモリに上記解凍されたオーディオデータの記憶位置が通常再生とは逆順になるように記憶位置情報を生成するステップと、
   通常再生順序とは逆の再生順が指示されている場合には、上記ブロック先頭データタイミング信号を検出するごとに上記リングバッファメモリに通常再生時とは逆順に上記ブロック単位で解凍されたオーディオデータを上記記憶位置情報に基づいて記憶するステップと
   を備える再生方法。

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