JP3991344B2 - ディジタル信号処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号処理装置に関し、例えばミニディスク装置に適用することができる。本発明は、ディジタル信号の振幅を規定する第１の係数データ又はディジタル信号を変換した成分の振幅を規定する第１の係数データだけを書き換えることにより、簡易な処理、構成により記録媒体に記録されたディジタル信号の振幅を調整できるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ミニディスク装置においては、ＡＴＲＡＣ（Adaptive TRansform Acoustic Coding）によりオーディオ信号を所定の時間間隔でデータ圧縮処理した後、誤り訂正符号等を付加して記録するようになされている。
【０００３】
このためこのミニディスクに記録されたオーディオ信号に対してフェードイン、フェードアウト等の処理を実行する場合、ミニディスク装置は、ミニディスクより符号化処理されたデータを再生してデータ伸長し、これによりオーディオデータを再生する。さらに再生したオーディオデータに利得係数を乗じた後、データ圧縮し、改めてミニディスクに記録するようになされていた。
【０００４】
またＳＣＭＳ（Serial Copy Management System ）によりオーディオデータによる直接の記録が制限される場合、ミニディスク装置は、データ伸長したオーディオデータを一旦アナログ信号に変換する。さらにこのアナログ信号の信号レベルを補正してアナログディジタル変換処理し、又はアナログディジタル変換した後利得係数を乗じ、その結果得られるオーディオデータをデータ圧縮処理してミニディスクに記録するようになされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのようにしてミニディスクに記録されたオーディオデータの音量を変更する場合、この種のシステムにおいては、再生したオーディオデータをデータ伸長するデータ伸長回路と、音量を変更したオーディオデータをデータ圧縮するデータ圧縮回路とが必要になり、その分構成が煩雑になる問題がある。この場合に、高速処理可能な演算処理回路により、データ伸長の処理とデータ圧縮の処理とを同時並列的に実行することも考えられるが、この場合には演算処理回路における処理手順が煩雑になる問題がある。
【０００６】
またこれらの場合に、音量を調整したオーディオデータを別途記録するミニディスクも必要になり、さらに部分的な音量の変更であっても、曲全体又はミニディスク全体を再生して記録し直す必要がある。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な処理、構成により記録媒体に記録されたディジタル信号の振幅を調整することができるディジタル信号処理装置を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、ディジタル信号の振幅又はディジタル信号を変換した成分の振幅を規定する第１の係数データと、この第１の係数データと共にディジタル信号の信号波形と特定する第２の係数データとにより記録されるディジタル信号について、第１の係数データを選択的に更新する。
【０００９】
振幅を規定する第１の係数データを選択的に更新すれば、元のディジタル信号を復号しなくても信号レベルを変更でき、これにより簡易な構成及び処理により信号レベルを変更することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態に係るミニディスク装置を示すブロック図である。このミニディスク装置１において、ディジタルオーディオインターフェース２は、所定フォーマットによるディジタルオーディオ信号ＤＡを外部機器より入力して圧縮伸長器３に出力し、またこれとは逆に、圧縮伸長器３より出力されるディジタルオーディオ信号ＤＡを所定フォーマットにより外部機器に出力する。
【００１２】
アナログ−ディジタル変換回路４は、アナログ信号により入力されるオーディオ信号をアナログディジタル変換処理し、その結果得られるディジタルオーディオ信号ＤＡを圧縮伸長器３に出力する。またこれとは逆に、圧縮伸長器３より出力されるディジタルオーディオ信号ＤＡをディジタルアナログ変換処理し、アナログ信号でなるオーディオ信号を出力する。
【００１３】
圧縮伸長器３は、記録時、ディジタルオーディオ信号ＤＡをデータ圧縮してメモリコントローラ５に出力し、再生時、これとは逆にメモリコントローラ５より出力される圧縮データをデータ伸長してディジタルオーディオ信号ＤＡを出力する。
【００１４】
すなわち圧縮伸長器３は、図３に示すように、記録時、ディジタルオーディオ信号ＤＡを１１．６１〔ｍｓｅｃ〕の時間間隔により区切ってブロック化する（図３（Ａ））。さらに圧縮伸長器３は、各ブロックを所定周波数帯域に分割した後、各周波数帯域毎に、ＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosaine Transform ）し、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡを第１の係数データでなる各周波数スペクトラムの振幅を規定する振幅データと、この振幅データにより正規化された周波数スペクトラムデータ（すなわち第１の係数データと共にディジタルオーディオ信号の信号波形を特定する第２の係数データでなる）とに分解する。なお振幅データは、対数により表現される。
【００１５】
圧縮伸長器３は、このようにして作成したスペクトラムデータを所定の語長により表現する。このとき圧縮伸長器３は、各ブロックにおける信号レベルの変化等に応じたアルゴリズムにより、このようにして作成したスペクトラムデータ及び振幅データについて、周波数帯域毎にビット数の割り当てを切り換える。これにより圧縮伸長器３は、ディジタルオーディオ信号ＤＡに応じてデータ圧縮モードを切り換え、人間の聴感を有効に利用して効率良くデータ圧縮する。
【００１６】
圧縮伸長器３は、図４に示すように、固定長によりこのデータ圧縮モードを示す圧縮モードデータ、各周波数帯域に割り当てたスペクトラムデータの語長を示す語長データ、周波数スペクトラムの振幅データ、スペクトラムデータ（以下これらのデータを圧縮データと呼ぶ）により１のサウンドグループのデータを作成する。
【００１７】
ミニディスク装置１は、右及び左チャンネルによる１１のサウンドグループにより１のセクタを構成し、このサウンドグループによる３２セクタの前後に、各４つの接続用セクタを配置して１のクラスタを形成する（図３（Ｂ）〜（Ｄ））。ミニディスク装置１は、このクラスタを単位にしてミニディスクにオーディオ信号を記録し、またミニディスクに記録したオーディオ信号を再生する。
【００１８】
圧縮伸長器３は、このようにして作成したサウンドグループのデータを圧縮データとしてメモリコントローラ５に出力する。
【００１９】
これに対して再生時、圧縮伸長器３は、このようなサウンドグループ単位でメモリコントローラ５より圧縮データを受け、記録時とは逆にデータ伸長して出力する。
【００２０】
これに対して編集時、圧縮伸長器３は、サウンドグループ単位でメモリコントローラ５より圧縮データを受け、システムコントローラ６の制御により、この圧縮データに付加された振幅データから一定値を加減算する。これにより圧縮伸長器３は、１のサウンドグループによりディジタルオーディオ信号ＤＡの音量を変更する。さらにこのようにして振幅データを変更してなる圧縮データをメモリコントローラ５に出力する。
【００２１】
メモリコントローラ５は、記録時、圧縮伸長器３よりサウンドグループ単位で出力される圧縮データをメモリ７に一時格納した後、この圧縮データを読み出して誤り訂正回路８に出力する。またこれとは逆に、再生時、メモリコントローラ５は、誤り訂正回路８から入力される圧縮データをメモリ７に一時保持し、サウンドグループ単位で読み出して圧縮伸長器３に出力する。
【００２２】
これに対して編集時、メモリコントローラ５は、誤り訂正回路８から圧縮データを受け、この圧縮データをメモリ７に保持する。さらにメモリコントローラ５は、このメモリ７に保持した圧縮データをサウンドグループ単位で読み出し、圧縮伸長器３に出力する。さらに圧縮伸長器３により振幅データが変更されてなる圧縮データをメモリ７に保持し、誤り訂正回路８に出力する。メモリコントローラ５は、編集時、１クラスタ単位で、この一連の処理を繰り返す。
【００２３】
誤り訂正回路８は、記録時、メモリコントローラ５より出力される圧縮データに誤り訂正符号を付加して出力する。さらに誤り訂正回路８は、このメモリコントローラ５を介して実行される圧縮データの入出力により、圧縮データをインターリーブ処理して出力する。これとは逆に、再生時、誤り訂正回路８は、記録媒体装置９より再生される圧縮データを受け、誤り訂正処理、デインターリーブ処理してメモリコントローラ５に出力する。また編集時、誤り訂正回路８は、この再生時、記録時の処理を、１クラスタ単位で繰り返す。
【００２４】
記録媒体装置９は、ミニディスクを駆動する駆動機構、ミニディスクに順次マークを形成して所望のデータを記録し、また再生する記録再生機構等により構成される。記録媒体装置９は、記録時、誤り訂正回路８の出力データにサブコード等のデータを付加した後、所定の変調方式により変調し、その結果得られる記録信号により順次ミニディスクにマークを形成する。これにより記録媒体装置９は、ディジタルオーディオ信号ＤＡをミニディスクに記録する。
【００２５】
また再生時、ミニディスクにレーザービームを照射して得られる戻り光より再生信号を得、この再生信号を処理して再生データを生成する。さらにこの再生データを復号して誤り訂正回路８に出力し、これによりミニディスクに記録されたディジタルオーディオ信号を再生し得るようにする。また編集時、システムコントローラ６の制御により、所望のクラスタを再生し、この再生結果による圧縮データを誤り訂正回路８に出力し、またこの誤り訂正回路８より入力される圧縮データをシステムコントローラ６により指定される領域に重ね書き記録する。
【００２６】
システムコントローラ６は、マイクロコンピュータにより構成され、メモリ１１にワークエリアを確保して一連の処理手順を実行することにより、このミニディスク装置１全体の動作を制御する。
【００２７】
すなわちオペレータが所定の操作子を操作して記録の動作モードを選択すると、圧縮伸長器３、メモリコントローラ５、誤り訂正回路８、記録媒体装置９の動作を切り換え、ディジタルオーディオインターフェース２又はアナログ−ディジタル変換回路４より入力されるディジタルオーディオ信号ＤＡをミニディスクに記録する。またオペレータが再生の動作モードを選択すると、圧縮伸長器３等の動作モードを切り換え、ミニディスクに記録されたディジタルオーディオ信号ＤＡを再生して出力する。
【００２８】
これに対してオペレータが編集の動作モードを選択すると、図１に示す処理手順を実行し、これによりミニディスクに記録されたディジタルオーディオ信号の音量を変更する。
【００２９】
すなわちシステムコントローラ６は、オペレータが編集の動作モードを選択すると、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、遷移条件を入力する。ここで遷移条件は、音量を変更するモード、音量の変更を開始するイン点、音量の変更を終了するアウト点、音量を変更する期間等の設定を受け付けることにより、ミニディスクに記録されたオーディオ信号の音量変更の条件を受け付ける。
【００３０】
続いてシステムコントローラ６は、ステップＳＰ３に移り、このステップＳＰ２で入力された条件により音量を変更する音量係数を算出する。ここでこの実施の形態においては、振幅データが対数により表現されていることにより、図５に示すように、例えばフェードアウトするように音量を変更する場合、遷移期間でオペレータの選択した形態により徐々に音量が低減するように、振幅データより減算する音量係数を算出し、この算出した係数データをメモリ１１に格納する。
【００３１】
続いてシステムコントローラ６は、ステップＳＰ４に移り、プレビューの処理を実行する。ここでシステムコントローラ６は、遷移期間を間に挟んだ所定期間、ミニディスクに記録されたオーディオ信号を再生するように全体の動作を制御する。この再生の遷移期間において、システムコントローラ６は、メモリ１１に保持した係数データを圧縮伸長器３に出力し、ここで各サウンドグループの圧縮データに付加された振幅データから係数データを加減算してオーディオデータをデータ伸長するように、圧縮伸長器３の動作を制御する。
【００３２】
続いてシステムコントローラ６は、ステップＳＰ５に移り、所定の操作子が操作されたか否か判断することにより、オペレータがこのプレビュー結果に満足したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ２に戻り、改めて条件の入力を受け付ける。
【００３３】
これに対してステップＳＰ５において肯定結果が得られると、システムコントローラ６は、ステップＳＰ６に移り、ミニディスクより、遷移期間の１クラスタ分を再生する。さらにシステムコントローラ６は、この再生した圧縮データをメモリ７に保持した後、続くステップＳＰ７において、このメモリ７より１サウンドグループの圧縮データを読み出し、圧縮伸長器３に送出する。続いてシステムコントローラ６は、ステップＳＰ８において、メモリ１１に保持した対応する係数データを圧縮伸長器３に出力し、圧縮伸長器３の送出した１サウンドグループの圧縮データについて、振幅データより係数データを減算して振幅データを更新する。
【００３４】
さらにシステムコントローラ６は、このようにして振幅データを更新した圧縮データによりメモリ７に保持した内容を更新し、ステップＳＰ９に移る。ここでシステムコントローラ６は、メモリ７に読み出した全てのサウンドグループについて、振幅データの更新処理が完了したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ７に戻る。これによりシステムコントローラ６は、メモリ７に読み出した１のクラスタについて、順次ステップＳＰ７−ＳＰ８−ＳＰ９−ＳＰ７の処理手順を繰り返し、１クラスタ分振幅データを更新すると、ステップＳＰ９において肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ１０に移る。
【００３５】
ここでシステムコントローラ６は、メモリ７に保持した１クラスタ分の圧縮データをミニディスクの元の記録位置に重ね書き記録した後、ステップＳＰ１１に移り、遷移期間の全クラスタについて振幅データを更新したか否か判断する。ここで否定結果が得られると、システムコントローラ６は、ステップＳＰ６に戻り、続くクラスタについて処理を開始する。これによりシステムコントローラ６は、遷移期間の全クラスタについて、順次ステップＳＰ６−ＳＰ７−ＳＰ８−ＳＰ９−ＳＰ１０−ＳＰ１１−ＳＰ６の処理手順を繰り返し、遷移期間の全クラスタについて振幅データを更新すると、ステップＳＰ１１において肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ１２に移り、この処理手順を終了する。
【００３６】
以上の構成において、ディジタルオーディオインターフェース２又はアナログ−ディジタル変換回路４より得られるディジタルオーディオ信号ＤＡは（図２、図３）、圧縮伸長器３により所定の時間間隔でブロック化され、各ブロック毎のデータ処理により各周波数スペクトラムの振幅を規定する振幅データによる第１の係数データと、この第１の係数データと共にディジタルオーディオ信号ＤＡの信号波形を特定する第２の係数データとに変換される。
【００３７】
さらにディジタルオーディオ信号ＤＡは、これら係数データが所定ビット長によりブロック化されてサウンドグループが形成され（図４）、これらサウンドグループによりセクタ、クラスタが形成され、このクラスタを単位にしてミニディスクに記録される。
【００３８】
これに対して再生時、ディジタルオーディオ信号ＤＡは、順次ミニディスクより再生された圧縮データが圧縮伸長器３により元のフォーマットに変換されて再生され、外部機器に出力される。
【００３９】
これに対して編集時、オペレータの所望する音量変更の条件がシステムコントローラ６により受け付けられ（図１）、この条件により振幅データを補正する音量係数のデータが作成される。さらにこの音量係数のデータにより振幅データが順次補正されてディジタルオーディオ信号ＤＡが再生され、これによりプレビューの処理が実行される。
【００４０】
さらにこのプレビューの処理により条件が確定すると、ミニディスクより、クラスタ単位で圧縮データが再生され、この圧縮データの振幅データがサウンドクラスタ単位で順次更新された後、元の記録位置に記録される。これによりこの記録位置に記録し直されたディジタルオーディオ信号においては、スペクトラムデータにより復調された各周波数成分の振幅がこのように値の更新された振幅データにより設定されてディジタルオーディオ信号に復号され、これにより単に振幅データを更新するだけの処理により音量を調整することができる。
【００４１】
以上の構成によれば、所定の時間間隔でブロック化され、各ブロック毎のデータ処理により、各周波数スペクトラムの振幅を規定する第１の係数データと、この第１の係数データと共にオーディオ信号の信号波形を特定する第２の係数データとに変換されてミニディスクに記録されたオーディオ信号について、この第１の係数データを更新することにより、１系統の圧縮伸長器３の動作を切り換えるだけの簡易な構成及び処理により音量を調整することができる。
【００４２】
また別途記録媒体を用意しなくても、音量を調整することができ、さらには同一の記録媒体に記録し直すことによりＳＣＭＳによる場合でも、アナログディジタル変換処理、ディジタルアナログ変換処理を実行することなく音量を更新することができる。
【００４３】
またクラスタ単位で音量を更新したことにより、少ない容量のメモリ７によりこれらの処理を実行することができる。
【００４４】
なお上述の実施の形態においては、１クラスタ単位で音量を更新する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、メモリ７に充分に余裕がある場合、複数クラスタを単位にして音量を更新してもよい。
【００４５】
また上述の実施の形態においては、圧縮伸長器３により振幅データを変更する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、システムコントローラ６により変更してもよい。
【００４６】
さらに上述の実施の形態においては、プレビュー時においても、圧縮伸長器３により振幅データを変更して処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、プレビュー時においては、データ伸長したオーディオデータに音量係数を乗じて処理するようにしてもよい。
【００４７】
また上述の実施の形態においては、システムコントローラにより設定された条件で、フェードアウト等するように音量を変更する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば１の曲の音量を全体として増大又は低減する場合等に広く適用することができる。
【００４８】
また上述の実施の形態においては、ミニディスク装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば磁気テープにオーディオ信号を記録する場合等にも広く適用することができる。
【００４９】
また上述の実施の形態においては、ディジタルオーディオ信号の処理に適用して振幅データを更新する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＭＰＥＧによりデータ圧縮して所望の記録媒体に記録されたビデオ信号を処理する場合に適用して、ディスクリートコサイン変換処理結果を量子化する量子化テーブルの係数データを更新する場合等、ディジタル信号の振幅を規定する第１の係数データ又はディジタル信号を変換した成分の振幅を規定する第１の係数データと、この第１の係数データと共にディジタル信号の信号波形と特定する第２の係数データとにより種々の記録媒体に記録されたディジタル信号を処理する場合に広く適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、ディジタル信号の振幅を規定する第１の係数データ又はディジタル信号を変換した成分の振幅を規定する第１の係数データだけを書き換えることにより、簡易な処理、構成により記録媒体に記録されたディジタル信号の振幅を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るオーディオシステムにおけるシステムコントローラの動作の説明に供するフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態に係るミニディスク装置を示すブロック図である。
【図３】図１のミニディスク装置の圧縮伸長器の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図４】図３のサウンドグループのデータ構造を示す図表である。
【図５】フェードアウトにおける音量係数の設定の説明に供するタイムチャートである。
【符号の説明】
１……ミニディスク装置、３……圧縮伸長器、５……メモリコントローラ、６……システムコントローラ、７、１１……メモリ、８……誤り訂正回路、９……記録媒体装置

Claims (1)

1. 記録媒体に記録されたディジタル信号を再生するディジタル信号処理装置において、
   前記ディジタル信号は、
   所定の時間間隔でブロック化され、各ブロック毎のデータ処理により、少なくとも前記ディジタル信号の振幅又は前記ディジタル信号を変換した成分の振幅を規定する第１の係数データと、前記第１の係数データと共に前記ディジタル信号の信号波形を特定する第２の係数データとに変換されて前記記録媒体に記録され、
   前記ディジタル信号処理装置は、
   前記第１及び第２の係数データを前記記録媒体に記録再生する記録媒体装置部と、
   前記記録媒体装置部で記録する前記第１及び第２の係数データに誤り訂正符号を設定し、前記記録媒体装置部で再生された前記第１及び第２の係数データを誤り訂正処理する誤り訂正部と、
   前記記録媒体装置部で記録する前記第１及び第２の係数データ、前記記録媒体装置部で再生された前記第１及び第２の係数データを一時格納するメモリと、
   前記メモリに格納された前記第１及び第２の係数データを前記ディジタル信号に変換するデータ伸長部とを備え、
   編集処理時のプレビューの処理において、
   前記記録媒体装置部で前記記録媒体に記録された前記第１及び第２の係数データを順次再生し、
   該再生した第１及び第２の係数データを前記メモリに格納して前記誤り訂正部で処理し、
   ユーザーが設定した条件で音量が変化するようにして、前記メモリに格納した第１及び第２の係数データを前記データ伸長部で前記ディジタル信号に変換してユーザーに提供し、
   編集処理時の更新処理において、
   所定の前記ブロック単位で、
   前記記録媒体に記録された前記第１及び第２の係数データを前記記録媒体装置部で再生し、前記誤り訂正回路で処理して前記メモリに格納し、
   該メモリに格納した前記第１及び第２の係数データのうちの第１の係数データを補正して、前記プレビューの処理に対応するように前記ディジタル信号の音量を補正し、
   該補正した前記第１の係数データを、前記第２の係数データと共に、前記誤り訂正回路で処理した後、前記記録媒体装置部で、元の記録位置に記録する
   ことを特徴とするディジタル信号処理装置。

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