JP4229041B2 - Signal reproducing apparatus and method - Google Patents
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本発明は、人間の音声や楽器の演奏音等の様々な種類の音を含む原音信号を記録媒体から読み出して、該原音信号の記録時間よりも短時間で変速再生する際に用いて好適な信号再生装置及びその方法に関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for use in reading an original sound signal including various types of sounds such as human voices and musical instrument performance sounds from a recording medium and performing variable speed reproduction in a shorter time than the recording time of the original sound signal. The present invention relates to a signal reproducing apparatus and method.
従来、我々の生活を取り囲む人間の音声、楽器の演奏音、或いは自然環境音等の様々な種類の音を含む原音信号、例えばテレビジョン放送を録音した原音信号などをより短時間で視聴したいという要求から、各種の変速再生方法が提案されている。その中で、実時間処理が可能であり、且つ人間の音声の品質劣化が少ない方法として、人間の音声波形が有する特徴を利用し、原音の一部を間引いて再生時間を短くする方法がある。具体的には、例えば人間の音声が有する母音区間、子音区間及び無音区間を区別し、無音区間を優先して間引く方法(下記特許文献1参照)や、人間の音声が有する基本周波数に基づいて間引き区間長を決める方法等である。
In the past, we wanted to view the original sound signal including various kinds of sounds such as human voices, musical instrument performance sounds, and natural environment sounds surrounding our lives, such as original sound signals recorded from television broadcasts, in a shorter time. In response to various requirements, various variable speed reproduction methods have been proposed. Among them, as a method capable of real-time processing and little deterioration in human voice quality, there is a method of shortening the playback time by thinning out part of the original sound using the characteristics of the human voice waveform. . Specifically, for example, a method of distinguishing vowel sections, consonant sections, and silent sections of human speech and thinning out silent sections with priority (see
しかしながら、このような従来の方法では、人間の音声の特徴を利用して間引き区間を決定しているため、変速再生時の人間の音声の再生品質を確保することはできるものの、例えば楽器の演奏音等を含む場合、原音信号には含まれていない種類の雑音が生じてしまうという問題点があった。 However, in such a conventional method, since the thinning section is determined using the characteristics of human voice, the reproduction quality of human voice during variable speed reproduction can be ensured. In the case of including sound or the like, there is a problem in that noise of a type not included in the original sound signal is generated.
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、人間の音声、楽器の演奏音、或いは自然環境音など、様々な種類の音を含んだ原音信号を記録媒体から読み出して、該原音信号の記録時間よりも短時間で変速再生する際に、その再生品質を向上させることが可能な信号再生装置及びその方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and reads out original sound signals including various types of sounds such as human voices, musical instrument performance sounds, and natural environment sounds from a recording medium. Thus, it is an object of the present invention to provide a signal reproducing apparatus and method capable of improving the reproduction quality when performing variable speed reproduction in a shorter time than the recording time of the original sound signal.
上述した目的を達成するために、本発明に係る信号再生装置は、記録媒体に記録された原音信号を読み出して、該原音信号の記録時間よりも短時間で変速再生する信号再生装置において、上記原音信号に対して再生速度に応じた間引き処理を施す間引き手段と、上記間引き処理の前に、又は上記間引き処理の後で、上記原音信号に対して所定の周波数よりも低い周波数帯域の音圧レベルを所定の音圧レベル以下に減衰させるフィルタリング処理を施すフィルタリング手段とを備える。 In order to achieve the above-described object, a signal reproduction apparatus according to the present invention reads out an original sound signal recorded on a recording medium and reproduces the original sound signal in a shorter time than the recording time of the original sound signal. Thinning means for performing a thinning process on the original sound signal in accordance with the reproduction speed, and a sound pressure in a frequency band lower than a predetermined frequency with respect to the original sound signal before or after the thinning process. Filtering means for applying a filtering process for attenuating the level below a predetermined sound pressure level.
また、上述した目的を達成するために、本発明に係る信号再生方法は、記録媒体に記録された原音信号を読み出して、該原音信号の記録時間よりも短時間で変速再生する信号再生方法において、上記原音信号に対して再生速度に応じた間引き処理を施す間引き工程と、上記間引き工程の前に、又は上記間引き工程の後で、上記原音信号に対して所定の周波数よりも低い周波数帯域の音圧レベルを所定の音圧レベル以下に減衰させるフィルタリング処理を施すフィルタリング工程とを有する。 In addition, in order to achieve the above-described object, a signal reproduction method according to the present invention is a signal reproduction method in which an original sound signal recorded on a recording medium is read and reproduced at a shorter time than the recording time of the original sound signal. A decimation process for performing a decimation process on the original sound signal in accordance with a reproduction speed, and a frequency band lower than a predetermined frequency with respect to the original sound signal before or after the decimation process. And a filtering step for performing a filtering process for attenuating the sound pressure level below a predetermined sound pressure level.
本発明に係る信号再生装置及びその方法によれば、記録媒体に記録された原音信号を読み出して、該原音信号の記録時間よりも短時間で変速再生する際に、原音信号に対して再生速度に応じた間引き処理を施す前に又は後で、原音信号に対して所定の周波数よりも低い周波数帯域の音圧レベルを所定の音圧レベル以下に減衰させるフィルタリング処理を施すため、原音信号に上記所望の信号の他に他の信号が含まれている場合であっても、所望の信号の聞きやすさを維持しつつ、より低い周波数成分を持った信号等を変速再生した際に発生する波形歪みによるノイズを低減させ、再生品質の劣化を抑制することができる。 According to the signal reproducing apparatus and method of the present invention, when the original sound signal recorded on the recording medium is read out and played back at a shorter time than the recording time of the original sound signal, the reproduction speed for the original sound signal is increased. Before or after performing the thinning process according to the above, the original sound signal is subjected to a filtering process for attenuating the sound pressure level in the frequency band lower than the predetermined frequency to a predetermined sound pressure level or less. Even when other signals are included in addition to the desired signal, a waveform that is generated when a signal having a lower frequency component, etc., is reproduced with variable speed while maintaining ease of hearing the desired signal Noise due to distortion can be reduced, and deterioration of reproduction quality can be suppressed.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明に係る信号再生装置及びその方法を、映像信号と、人間の音声の他に楽器の演奏音や自然環境音が含まれた音声信号とからなる原音信号を記録媒体に記録し、これを変速再生することが可能な信号記録再生装置及びその方法に適用したものである。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, a signal reproducing apparatus and method according to the present invention are used to record an original sound signal consisting of a video signal and an audio signal including a performance sound of a musical instrument and a natural environment sound in addition to a human voice. The present invention is applied to a signal recording / reproducing apparatus and method capable of recording and reproducing at a variable speed.
本実施の形態における信号記録再生装置1の概略構成を図1に示す。以下では先ず、図1を参照しながら、この信号記録再生装置1の記録時の動作について説明する。
A schematic configuration of a signal recording / reproducing
システムコントローラ10は、この信号記録再生装置1の全てのブロックの制御を司っている。システムコントローラ10は、必要に応じてホストバスを介してROM(Read Only Memory)11及びRAM(Randam Acces Memory)12にアクセスし、全体の制御を行う。
The
チューナ14は、アンテナ13を介して入力された映像信号及び音声信号を入力切換回路15に供給する。この入力切換回路15には、外部からのコンポジット映像信号及び音声信号も供給される。入力切換回路15は、システムコントローラ10からの指示に従い、コンポジット映像信号をY/C分離回路16に供給すると共に、音声信号を音声A/D(Analogue/Digital)変換器22に供給する。
The
Y/C分離回路16は、コンポジット映像信号をY/C分離して切換回路17に供給する。切換回路17は、システムコントローラ20からの指示に従い、外部からのS映像信号とY/C分離回路16からの出力との何れかを選択し、選択した映像信号をNTSC(National Television System Committee)デコーダ18に供給する。
The Y /
NTSCデコーダ18は、供給された映像信号に対してA/D変換、クロマエンコードの処理を施してディジタルコンポーネント映像データ(以下、映像データという。)に変換し、この映像データをプリ映像信号処理回路20に供給する。また、NTSCデコーダ18は、供給された映像信号の水平同期信号を基準に生成したクロックと、同期分離して得た水平同期信号、垂直同期信号及びフィールド判別信号とを同期制御回路19に供給する。同期制御回路19は、これらの信号を基準として、後述する各ブロックに必要なタイミングに変換したクロック及び同期信号を生成し、各ブロックに供給する。
The
プリ映像信号処理回路20は、供給された映像データにプリフィルタ処理等の各種映像処理を施し、映像処理後の映像データをMPEG(Moving Picture Experts Group)ビデオエンコーダ21及びポスト映像信号処理回路29に供給する。
The pre-video
MPEGビデオエンコーダ21は、プリ映像信号処理回路10からの映像データに対してブロックDCT(Discrete Cosine Transform)等の符号化処理を施して映像エレメンタリーストリーム(Elementary Stream;ES)を生成し、この映像エレメンタリーストリームを多重・分離回路25に供給する。なお、本実施の形態ではMPEG方式の圧縮としているが、他の圧縮方式であっても、非圧縮であっても構わない。
The MPEG
一方、音声A/D変換器22は、入力切換回路15で選択された音声信号をディジタル音声データに変換し、MPEGオーディオエンコーダ23及び切換回路32に供給する。MPEGオーディオエンコーダ23は、音声A/D変換器22からの音声データをMPEGフォーマットに従って圧縮した後、音声エレメンタリーストリームを生成し、この音声エレメンタリーストリームを多重・分離回路25に供給する。
On the other hand, the audio A /
なお、本実施の形態では、映像データ及び音声データをMPEGフォーマットに従って圧縮するものとして説明したが、他の圧縮フォーマットに従って圧縮するようにしてもよく、或いは圧縮しなくてもよい。 In the present embodiment, the video data and the audio data are described as being compressed according to the MPEG format, but may be compressed according to another compression format, or may not be compressed.
多重・分離回路25は、映像エレメンタリーストリーム、音声エレメンタリーストリーム及び各種制御信号を多重化してトランスポートストリーム(Transport Stream)を生成し、バッファ制御回路26に供給する。バッファ制御回路26は、連続的に入力されるトランスポートストリームを、後段のHDD(Hard Disc Drive)27に断続的に送るための制御を行う。例えば、HDD27がシーク動作を行っている際にはトランスポートストリームの書き込みができないため、バッファ制御回路26は、図示しないバッファにトランスポートストリームを一時的に蓄え、書き込みが可能な場合には、入力レートよりも高いレートでHDD27に対して書き込みを行わせる。これにより、連続的に入力されるトランスポートストリームを途切れることなくHDD27に記録することができる。HDD27は、システムコントローラ10からの指示に従い、所定のアドレスにトランスポートストリームを記録する。
The multiplexing /
なお、本実施の形態では、バッファ制御回路26及びHDD27のプロトコルとしてIDE(Intelligent Drive Elecrtonics )を用いているが、これに限定されるものではない。また、本実施の形態では、記録媒体の例としてHDDを用いて説明したが、光ディスク、光磁気ディスク、固体メモリ等の他の記録媒体を用いることも可能である。
In the present embodiment, IDE (Intelligent Drive Electronics) is used as a protocol for the
次に、図1を参照しながら、この信号記録再生装置1の再生時の動作について説明する。
Next, the operation at the time of reproduction of the signal recording / reproducing
HDD27は、システムコントローラ10からの指示に従い、所定のアドレスにシークし、トランスポートストリームを読み出してバッファ制御回路26に供給する。バッファ制御回路26は、断続的に入力されるトランスポートストリームが連続的になるようバッファ制御を行い、トランスポートストリームを多重・分離回路25に供給する。多重・分離回路25は、トランスポートストリームからパケット化エレメンタリーストリーム(Packetized Elementary Stream;PES)を抽出し、MPEGオーディオ/ビデオデコーダ28に供給する。
The HDD 27 seeks to a predetermined address according to an instruction from the
MPEGオーディオ/ビデオデコーダ28は、供給されたパケット化エレメンタリーストリームを映像エレメンタリーストリームと音声エレメンタリーストリームとに分離し、それぞれ図示しないMPEGビデオデコーダ及びMPEGオーディオデコーダに供給して復号処理を施す。この結果、ベースバンドの映像データ及び音声データが得られ、MPEGオーディオ/ビデオデコーダ28は、この映像データ及び音声データをそれぞれポスト映像信号処理回路29及び切換回路32に供給する。
The MPEG audio /
ポスト映像信号処理回路29は、MPEGオーディオ/ビデオデコーダ28からの映像データとプリ映像信号処理回路20からの映像データとの切換え、合成や、フィルタ処理を施し、オンスクリーンディスプレイ(On Screen Display;OSD)30に映像データを供給する。オンスクリーンディスプレイ30は、画面表示用のグラフィックス等を生成して映像データに重ねたり部分的に表示したりする等の処理を施し、処理後の映像データをNTSCエンコーダ31に供給する。NTSCエンコーダ31は、供給された映像データ(ディジタルコンポーネント映像データ)をY/C信号に変換した後、D/A変換を行い、アナログのコンポジット映像信号とS映像信号とを得る。
The post video
一方、切換回路32は、MPEGオーディオ/ビデオデコーダ28からの音声データと音声A/D変換器22からの音声データとの何れか一方を選択して音声D/A変換器33に供給し、音声D/A変換器33は、供給された音声データをアナログ音声信号に変換する。
On the other hand, the
次に、図1を参照しながら、ディジタル入出力される信号の記録再生時の動作について説明する。 Next, an operation at the time of recording / reproducing a signal inputted / outputted digitally will be described with reference to FIG.
例えば、外部のIRD(Integrated Receiver Decoder)から、IEEE1394のようなディジタルインターフェイスを介して入力されたディジタルデータを記録する場合、ディジタルデータはディジタルインターフェイス回路24に入力される。ディジタルインターフェイス回路24は、本方式に適合するよう、ディジタルデータに対してフォーマット変換等の処理を施してトランスポートストリームを生成し、このトランスポートストリームを多重・分離回路25に供給する。多重・分離回路25は、さらに制御信号等の解析や生成を行い、本方式に適応するトランスポートストリームに変換し、バッファ制御回路26に供給する。以降の処理は上述と同様であるため省略する。
For example, when recording digital data input from an external IRD (Integrated Receiver Decoder) via a digital interface such as IEEE1394, the digital data is input to the
再生時についても、多重・分離回路25までの処理は、上述と同様であるため省略する。多重・分離回路25は、必要に応じて制御信号の解析、生成を行い、トランスポートストリームをディジタルインターフェイス回路24に供給する。ディジタルインターフェイス回路24は、記録時と逆の変換を行って外部のIRDに適合するディジタルデータに変換し、出力する。また、これと同時に多重・分離回路25にて分離処理を行い、MPEGオーディオ/ビデオデコーダ28にパケット化エレメンタリーストリームを供給することにより、アナログの映像信号及び音声信号を得ることができる。
Also during reproduction, the processing up to the multiplexing /
なお、本実施の形態では、IRDとの接続について説明したが、テレビジョン機器等のAV機器や、パーソナルコンピュータと接続することも可能である。 Note that although connection with an IRD has been described in this embodiment mode, connection with an AV device such as a television device or a personal computer is also possible.
以上が本実施の形態における信号記録再生装置1の通常の記録再生時における動作であるが、この信号記録再生装置1は、HDD27に記録されたトランスポートストリームをアナログの映像信号及び音声信号に復元して再生する際に、その再生速度を変えること、すなわち変速再生することもできる。特に、この信号記録再生装置1は、変速再生する際の音声の再生品質を向上させることが可能とされる。そこで以下では、変速再生時における信号記録再生装置1の動作、詳細にはMPEGオーディオ/ビデオデコーダ28の動作について説明する。
The above is the operation at the time of normal recording / reproducing of the signal recording / reproducing
MPEGオーディオ/ビデオデコーダ28の内部構成を図2に示す。図2に示すように、MPEGオーディオ/ビデオデコーダ28は、分離回路40と、MPEGビデオデコーダ41と、MPEGオーディオデコーダ42と、間引き回路43とを有する。
The internal configuration of the MPEG audio /
例えば2倍速の変速再生の場合、分離回路40には2倍の供給レートでパケット化エレメンタリーストリームが供給されるため、分離回路40は、通常の再生時と比べて2倍の処理速度でパケット化エレメンタリーストリームを映像エレメンタリーストリームと音声エレメンタリーストリームとに分離し、2倍の供給レートで映像エレメンタリーストリームをMPEGビデオデコーダ41に、音声エレメンタリーストリームをMPEGオーディオデコーダ42にそれぞれ供給する。なお、MPEGビデオデコーダ41が2倍速で動作しない場合には、システムコントローラ10(図1)からの指示に従い、映像エレメンタリーストリームの中から2倍速変速再生に用いる部分だけを抜き出してMPEGビデオデコーダ41に供給する。
For example, in the case of double speed variable speed reproduction, since the packetized elementary stream is supplied to the
MPEGビデオデコーダ41は、供給された映像エレメンタリーストリームに対して復号処理を施してベースバンドの映像データを生成し、2倍速の変速再生に見合った映像データをポスト映像信号処理回路29(図1)に供給する。一方、MPEGオーディオデコーダ42は、供給された音声エレメンタリーストリームに対して2倍速の復号処理を施してベースバンドの音声データ(PCM(Pulse Code Modulation)データ)を生成し、この音声データを通常の再生時の2倍の供給レートで間引き回路43に供給する。間引き回路43は、供給された音声データを半分に間引く処理を行い、間引き後の音声データを切換回路32(図1)に供給する。
The MPEG video decoder 41 performs decoding processing on the supplied video elementary stream to generate baseband video data, and outputs the video data suitable for double speed variable speed playback to the post video signal processing circuit 29 (FIG. 1). ). On the other hand, the
間引き回路43の内部構成の一例を図3に示す。図3に示すように、間引き回路43は、信号分析回路50と、HPF(High Pass Filter)指定回路51と、切換回路52と、HPF回路53と、PCMデータ間引き回路54と、クロスフェード結合回路55とを有する。
An example of the internal configuration of the thinning
例えば2倍速の変速再生の場合、信号分析回路50及びHPF回路53には通常の再生時と比べて2倍の供給レートで音声データ(PCMデータ)が供給される。信号分析回路50は、供給されたPCMデータが有する周波数特性や音圧レベル等の性質を分析して最適なHPF特性を導き出し、その特性情報を切換回路52に供給する。一方、HPF指定回路51は、システムコントローラ10(図1)からHPF特性の指定を受け取り、切換回路52に送る。この際、システムコントローラ10は、例えばテレビジョン放送の平均的な音声レベルに基づいて決められた所定の特性を指示する場合や、予め用意してある複数の特性テンプレートの中から視聴者が選択したものを指示する場合、或いはニュースや音楽番組といった電子番組情報(Electronic Program Guide;EPG)に基づいて特性を指示する場合等がある。切換回路52は、システムコントローラ10からの指示に従って、信号分析回路50の出力とHPF指定回路51の出力との何れか一方を選択し、選択した側の特性情報をHPF回路53に供給する。
For example, in the case of double speed variable speed reproduction, the audio data (PCM data) is supplied to the
HPF回路53は、切換回路52から供給されたHPFの特性情報に基づいて、PCMデータに対してフィルタリング処理を施し、低域側の音圧レベルを減衰させたPCMデータをPCMデータ間引き回路54に供給する。本実施の形態では、このようにHPF回路53においてPCMデータに対してフィルタリング処理を施すことにより、低周波数のPCMデータが供給された場合に発生するノイズを低減し、再生品質の劣化を抑制することができるが、この点についての詳細は後述する。
The
PCMデータ間引き回路54は、2倍の供給レートでPCMデータを受け取り、そのPCMデータに対して、例えば人間の音声の基本周波数に基づいたある程度の長さを持った連続PCMデータ単位で間引き処理を施し、間引き処理後のPCMデータを1倍強のレートでクロスフェード結合回路55に供給する。なお、連続しているPCMデータをどの部分で切り離してどの部分のPCMデータと結合させるかについての判定手段としては、PCMデータの音圧レベルや基本周波数を利用する方法等が考えられる。クロスフェード結合回路55は、供給された2つの連続PCMデータ単位の個々の切り口に対してフェードアウト処理及びフェードイン処理を施した上で1本のPCMデータに結合し、結合後のPCMデータを1倍の供給レートで切換回路32(図1)に供給する。
The PCM
2倍速の変速再生時においてPCMデータ間引き回路54及びクロスフェード結合回路55に入出力されるPCMデータの時間軸波形を図4に示す。図4(A)はPCMデータ間引き回路54の入力データ波形を示し、図4(B)はPCMデータ間引き回路54の出力データ波形を示し、図4(C)はクロスフェード結合回路55の出力データ波形を示す。PCMデータ間引き回路54は、供給されたPCMデータが有する周期性を捕らえて、図4(A)中の時間軸波形の太線の部分を図4(B)に示すように切り出す。そして、クロスフェード結合回路55は、切り出された2つのPCMデータの接合面にフェードアウト処理及びフェードイン処理を施した後、一部のPCMデータを重なり合わせて図4(C)のように結合する。
FIG. 4 shows a time axis waveform of PCM data input / output to / from the PCM
なお、図3の構成では、PCMデータに対して間引き処理及びクロスフェード処理を施す前にHPF回路53においてフィルタリング処理を施していたが、すなわち、PCMデータ間引き回路54及びクロスフェード結合回路55の前段にHPF回路53が設けられていたが、PCMデータ間引き回路及びクロスフェード結合回路の後段にHPF回路を設けるようにしても構わない。
In the configuration of FIG. 3, the
この場合における間引き回路43(図2)の内部構成を図5に示す。図5に示すように、間引き回路43は、信号分析回路60と、HPF指定回路61と、切換回路62と、PCMデータ間引き回路63と、クロスフェード結合回路64と、HPF回路65とを有する。
FIG. 5 shows an internal configuration of the thinning circuit 43 (FIG. 2) in this case. As shown in FIG. 5, the thinning
例えば2倍速の変速再生の場合、信号分析回路60及びPCMデータ間引き回路63には通常の再生時と比べて2倍の供給レートで音声データ(PCMデータ)が供給される。信号分析回路60及びHPF指定回路61は、上述と同様にHPFの特性情報を切換回路62に供給し、切換回路62は、システムコントローラ10(図1)からの指示に従って、信号分析回路60の出力とHPF指定回路61の出力との何れか一方を選択し、選択した側の特性情報をHPF回路65に供給する。
For example, in the case of double speed variable speed reproduction, the audio data (PCM data) is supplied to the
PCMデータ間引き回路63は、2倍の供給レートでPCMデータを受け取り、そのPCMデータに対して、例えば人間の音声の基本周波数に基づいたある程度の長さを持った連続PCMデータ単位で間引き処理を施し、間引き処理後のPCMデータを1倍強のレートでクロスフェード結合回路64に供給する。クロスフェード結合回路64は、供給された2つの連続PCMデータ単位の個々の切り口に対してフェードアウト処理及びフェードイン処理を施した上で1本のPCMデータに結合し、結合後のPCMデータを1倍の供給レートでHPF回路65に供給する。
The PCM
HPF回路65は、切換回路62から供給されたHPFの特性情報に基づいて、PCMデータに対してフィルタリング処理を施し、低域側の音圧レベルを減衰させたPCMデータを切換回路32(図1)に供給する。本実施の形態では、この場合においても、低周波数のPCMデータが供給された場合に発生するノイズを低減し、再生品質の劣化を抑制することができるが、この点についての詳細は後述する。
The
ここで、上述したように、本実施の形態では、HPF回路53又はHPF回路65においてPCMデータに対してフィルタリング処理を施すことにより、低周波数のPCMデータが供給された場合に発生するノイズを低減し、再生品質の劣化を抑制することができる。以下、詳細に説明する。
Here, as described above, in this embodiment, noise generated when low-frequency PCM data is supplied is reduced by filtering the PCM data in the
2倍速の変速再生時に図4よりも低周波数のPCMデータが供給された場合において、PCMデータ間引き回路及びクロスフェード結合回路に入出力されるPCMデータの時間軸波形を図6に示す。図6(A)はPCMデータ間引き回路の入力データ波形を示し、図6(B)はPCMデータ間引き回路の出力データ波形を示し、図6(C)はクロスフェード結合回路の出力データ波形を示す。図6ではPCMデータ間引き回路に供給されているPCMデータの基本周波数が図4と比べて低いため、図6(C)に示されるクロスフェード結合回路から出力されるPCMデータの時間軸波形に歪みが生じていることが分かる。 FIG. 6 shows time axis waveforms of PCM data input / output to / from the PCM data decimation circuit and cross-fade coupling circuit when PCM data having a frequency lower than that in FIG. 4 is supplied during double speed speed reproduction. 6A shows the input data waveform of the PCM data thinning circuit, FIG. 6B shows the output data waveform of the PCM data thinning circuit, and FIG. 6C shows the output data waveform of the cross-fade coupling circuit. . In FIG. 6, since the fundamental frequency of the PCM data supplied to the PCM data thinning circuit is lower than that in FIG. 4, the time axis waveform of the PCM data output from the cross-fade coupling circuit shown in FIG. It can be seen that
この歪みを解消するには、PCMデータ間引き回路での切り出し間隔を広げ、且つ切り出し単位を拡大する方法が考えられるが、その分だけ蓄えるPCMデータ量が増加し、必要メモリ量の増加に繋がってしまう。さらに、テレビジョン放送等に含まれる様々な種類の音の全ての基本周波数をカバーすることは困難である。そこで、本実施の形態では、この低周波数のPCMデータが供給された場合に発生する歪みを低減させるため、間引き回路43(図2)の内部にHPF回路53又はHPF回路65を設けている。
In order to eliminate this distortion, a method of widening the cut-out interval in the PCM data thinning circuit and expanding the cut-out unit can be considered, but the amount of PCM data to be stored increases accordingly, leading to an increase in the required memory amount. End up. Furthermore, it is difficult to cover all the fundamental frequencies of various kinds of sounds included in television broadcasting and the like. Therefore, in the present embodiment, the
図6(C)のように低周波数のPCMデータが供給された場合に発生する波形歪みを抜き出して周波数軸上に変換したスペクトログラムを図7(A)に示す。この図7(A)は、間引き回路43(図2)内にHPF回路を設けない場合の、ある瞬間における出力PCMデータが有する周波数特性を示している。また、図5のように間引き処理及びクロスフェード処理の後にフィルタリング処理を施した場合の周波数特性を図7(B)に示し、図3のように間引き処理及びクロスフェード処理の前にフィルタリング処理を施した場合の周波数特性を図7(C)に示す。 FIG. 7A shows a spectrogram obtained by extracting waveform distortion generated when low-frequency PCM data is supplied as shown in FIG. 6C and converting it to the frequency axis. FIG. 7A shows the frequency characteristics of the output PCM data at a certain moment when no HPF circuit is provided in the thinning circuit 43 (FIG. 2). FIG. 7B shows the frequency characteristics when the filtering process is performed after the thinning process and the cross fade process as shown in FIG. 5, and the filtering process is performed before the thinning process and the cross fade process as shown in FIG. The frequency characteristics when applied are shown in FIG.
波形歪みはインパルス性の信号成分を持つため、図7(A)に示すように全周波数帯域に亘ってノイズが付加される。一方、間引き処理及びクロスフェード処理の後にフィルタリング処理を施す場合、図7(B)に示すように低域の一部分に対してノイズを低減させ、再生品質の劣化を抑制することができる。但し、中高域に付加されるノイズに対しては低減効果が働かない。また、間引き処理及びクロスフェード処理の前にフィルタリング処理を施す場合、予めノイズの発生源となる低域成分の振幅を抑えるため、波形歪みは発生するものの、その波形の段差が小さくなるため、図7(C)に示すようにノイズを大きく低減させ、再生品質の劣化を抑制することができる。したがって、ノイズをより低減させたい場合には、間引き処理及びクロスフェード処理の前にフィルタリング処理を施すことが好ましい。但し、この場合、HPF回路には通常の再生時と比べて2倍の供給レートでPCMデータが供給されるため、フィルタリング処理の演算量は大きくなる。 Since the waveform distortion has an impulsive signal component, noise is added over the entire frequency band as shown in FIG. On the other hand, when the filtering process is performed after the thinning process and the cross-fade process, as shown in FIG. 7B, noise can be reduced with respect to a part of the low frequency, and deterioration of reproduction quality can be suppressed. However, the reduction effect does not work for noise added to the mid-high range. In addition, when filtering processing is performed before thinning processing and cross fading processing, waveform distortion occurs in order to suppress the amplitude of a low-frequency component that is a source of noise in advance, but the step of the waveform becomes small. As shown in FIG. 7C, noise can be greatly reduced, and deterioration of reproduction quality can be suppressed. Therefore, when it is desired to further reduce the noise, it is preferable to perform a filtering process before the thinning process and the cross fade process. However, in this case, since the PCM data is supplied to the HPF circuit at a supply rate that is twice as high as that during normal reproduction, the amount of filtering processing increases.
ここで、HPF回路53及びHPF回路65では、低域の音圧レベルを下げる処理を行うが、そのHPFが有する周波数特性としては幾つかの仕様が想定される。例えば、人間の音声の基本周波数よりも低い周波数帯域の音圧レベルを減衰させる手法を用いることで、変速再生時における人間の音声の聞こえ方を損なわずに、低周波成分を含む楽音信号等の再生品質の劣化を抑制させることができる。また、音圧レベルの減衰量についても様々な仕様が想定されるが、極端に特定の周波数成分を削除してしまうと原音と比べて違和感を感じる場合が想定されるため、例えば人間の音声の基音が持つ音圧レベルでマスキングされる程度にHPFの減衰量を留めておくことが好ましい。
Here, the
以上説明したように、本実施の形態における信号記録再生装置1及びその方法によれば、変速再生のためにPCMデータに対して間引き処理を施す前段又は後段において、HPF回路によりフィルタリング処理を施すことにより、従来と比較して、変速再生時における人間の音声の聞きやすさを維持しつつ、より低い周波数成分を持った楽音信号等を変速再生した際に発生する波形歪みによるノイズを低減させることができる。これにより、人間の音声のみならず楽器の演奏音や自然環境音等の様々な種類の音を含んだ原音信号を変速再生する際の再生品質を向上させることができる。
As described above, according to the signal recording / reproducing
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述した実施の形態では、間引き回路の内部にHPF回路を設けるものとして説明したが、変速再生時に高域成分の再生を必要としない場合などには、HPF回路の代わりにBPF(Band Pass Filter)回路を設けるようにしても構わない。 For example, in the above-described embodiment, the HPF circuit is described as being provided inside the thinning circuit. However, when high frequency component regeneration is not required during variable speed regeneration, a BPF (Band Pass) is used instead of the HPF circuit. (Filter) circuit may be provided.
1 信号記録再生装置、10 システムコントローラ、27 HDD、28 MPEGオーディオ/ビデオデコーダ、40 分離回路、41 MPEGビデオデコーダ、42 MPEGオーディオデコーダ、43 間引き回路、50 信号分析回路、51 HPF指定回路、52 切換回路、53 HPF回路、54 PCMデータ間引き回路、55 クロスフェード結合回路、60 信号分析回路、61 HPF指定回路、62 切換回路、63 PCMデータ間引き回路、64 クロスフェード結合回路、65 HPF回路 1 signal recording / reproducing apparatus, 10 system controller, 27 HDD, 28 MPEG audio / video decoder, 40 separation circuit, 41 MPEG video decoder, 42 MPEG audio decoder, 43 decimation circuit, 50 signal analysis circuit, 51 HPF designation circuit, 52 switching Circuit, 53 HPF circuit, 54 PCM data thinning circuit, 55 crossfade coupling circuit, 60 signal analysis circuit, 61 HPF designation circuit, 62 switching circuit, 63 PCM data thinning circuit, 64 crossfade coupling circuit, 65 HPF circuit
Claims (14)
上記原音信号に対して再生速度に応じた間引き処理を施す間引き手段と、
上記間引き処理の前に、又は上記間引き処理の後で、上記原音信号に対して所定の周波数よりも低い周波数帯域の音圧レベルを所定の音圧レベル以下に減衰させるフィルタリング処理を施すフィルタリング手段と
を備えることを特徴とする信号再生装置。 In a signal reproduction device that reads an original sound signal recorded on a recording medium and performs variable speed reproduction in a shorter time than the recording time of the original sound signal,
Thinning means for performing thinning processing according to the reproduction speed on the original sound signal;
Filtering means for performing a filtering process for attenuating a sound pressure level in a frequency band lower than a predetermined frequency with respect to the original sound signal to a predetermined sound pressure level or less before or after the thinning process; A signal reproducing apparatus comprising:
上記所定の周波数は、電子番組情報に基づいて指定されることを特徴とする請求項3記載の信号再生装置。 The original sound signal is a recorded television signal,
4. The signal reproducing apparatus according to claim 3, wherein the predetermined frequency is specified based on electronic program information.
上記所定の音圧レベルは、電子番組情報に基づいて指定されることを特徴とする請求項6記載の信号再生装置。 The original sound signal is a recorded television signal,
7. The signal reproducing apparatus according to claim 6, wherein the predetermined sound pressure level is designated based on electronic program information.
上記原音信号に対して再生速度に応じた間引き処理を施す間引き工程と、
上記間引き工程の前に、又は上記間引き工程の後で、上記原音信号に対して所定の周波数よりも低い周波数帯域の音圧レベルを所定の音圧レベル以下に減衰させるフィルタリング処理を施すフィルタリング工程と
を有することを特徴とする信号再生方法。 In a signal reproduction method for reading an original sound signal recorded on a recording medium and performing variable speed reproduction in a shorter time than a recording time of the original sound signal,
A thinning step for performing a thinning process according to the reproduction speed on the original sound signal;
A filtering step of performing a filtering process for attenuating a sound pressure level in a frequency band lower than a predetermined frequency with respect to the original sound signal to be equal to or lower than a predetermined sound pressure level before or after the thinning step; A signal reproduction method comprising:
上記所定の周波数は、電子番組情報に基づいて指定されることを特徴とする請求項10記載の信号再生方法。 The original sound signal is a recorded television signal,
11. The signal reproduction method according to claim 10, wherein the predetermined frequency is specified based on electronic program information.
上記所定の音圧レベルは、電子番組情報に基づいて指定されることを特徴とする請求項13記載の信号再生方法。 The original sound signal is a recorded television signal,
14. The signal reproducing method according to claim 13, wherein the predetermined sound pressure level is designated based on electronic program information.
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