JPH02143952A - テープ録音・再生装置におけるテープヒスノイズ除去方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 磁気テープに対してそれぞれ録音および再生する録音部
および再生部を備えたテープ録音・再生装置において均
一にテープヒスノイズ除去するために、録音部では、入
力されたオーディオ信号を抽出してディジタル信号に変
換し、例えば制御信号として設定された録音部の出力信
号のピーク値に基づいてディジタル信号の高域部を強調
してアナログ信号に変換し、再生部では、磁気テープか
ら読み出した読み出し信号を抽出してディジタル信号に
変換し、例えば制御信号として設定されたそのディジタ
ル信号のピーク値に基づいてディジタル信号の高域部を
減衰してアナログ信号に変換することによって、録音時
に強調した高域部を再生時にその強調した分だけ減衰さ
せて元のオーディオ信号に再生するときに相対的にヒス
ノイズのレベルが下がるので、テープ録音・再生装置に
おいて均一にテープヒスノイズを除去することが可能と
なる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、磁気テープに対して録音または再生を行うテ
ープ録音・再生装置において、その磁気テープからのヒ
スノイズを除去するテープ録音・再生装置におけるテー
プヒスノイズ除去方式に関する。

一般に、テープ録音・再生装置において、録音した磁気
テープ例えばカセットテープを再生するときに、磁気テ
ープから発生ずる固有の高音域のノイズ（通常、ヒスノ
イズと称されている）をも再生される。このため、高い
レベルの信号を再生しているときには、ヒスノイズはマ
スキング効果によりその信号に隠れてしまうので、聴取
者にとっては余り気にならないが、低いレベルの信号あ
るいは無信号を再生しているときには、ヒスノイズは聴
取者にとって耳障りになるという欠点がある。そのため
に、磁気テープからのヒスノイズを除去して、Ｓ／Ｎ比
を向上させるようなテープ録音・再生装置が要求されて
いる。

〔従来の技術〕

従来、テープ録音・再生装置において、ノイズを除去す
る専用のアナログ回路（通常はＩＣ化されている）、例
えばドルビー回路が組み込まれており、これにより磁気
テープから発生ずるヒスノイズを除去するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のアナログ回路は、組み込み時に、テープ録音・再
生装置毎に調整されているので、例えば性能の異なるテ
ープ録音・再生装置で録音したルＷ気テープを再生する
場合には、ヒスノイズを除去する際に、磁気テープに録
音された本来の信号も変化させるという問題がある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので
あり、テープ録音・再生部；Ｕが異なっても、磁気テー
プに録音された本来の信号を変化させることなく均一に
ヒスノイズを除去することが可能であって、テープ録音
・再生装置毎にヒスノイズを除去するだめの調整が不要
なテープＬＡ音・再生装置におけるテープヒスノイズ除
去方式を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明に基づくテープ録音・再生装置における
テープヒスノイズ除去方式の原理構成を示す図である。

本図において、１は録音部であり、入力されたオーディ
オ信号ＳＡを圧縮し、その圧縮したオーディオ信号ＳＡ
を書き込み部３を介して磁気テープ５に書き込む。２は
再生部であり、読み出し部４を介して磁気テープ５から
読み出した読み出し信号ＳＲを伸長する。

録音部１は、ディジタル変換部１１．ディジタルフィル
タ部１２．制御信号生成部１３．ピーク値検出部１４．
係数設定部１５およびアナログ変換部１６からなる。デ
ィジタル変換部１１は、オーディオ信号ＳＡを所定の時
間毎に抽出しディジタル信号ＳＡＤに変換する。ディジ
タルフィルタ部Ｉ２は、フィルタ係数に基づいてディジ
タル信号ＳＡＤの周波数特性を設定する。制御信号生成
部１３は、ディジタル信号ＳＡＤとディジタルフィルタ
部１２からの出力信号との少なくともいずれか一方の信
号を用いて、ディジタルフィルタ部１２のフィルタ係数
を設定するための制御信号を発生する。ピーク値検出部
１４は、その制御信号、例えばディジタルフィルタ部１
２からの出力信号のピーク値を検出する。係数設定部１
５はその検出したピーク値に基づいて、ディジタル信号
ＳＡＤの高域部を強調するようにディジタルフィルタ部
１２のフィルタ係数を設定する。アナログ変換部１６は
ディジタルフィルタ部１２からの出力信号をアナログ信
号に変換して書き込み部３に出力する。

一方、再生部２は、ディジタル変換部２１．ディジタル
フィルタ部２２．制御信号生成部２３゜ピーク値検出部
２４．係数設定部２５およびアナログ変換部２６からな
る。ディジタル変換部２１は読み出し信号ＳＩＩを所定
の時間毎に抽出してディジタル信号Ｓ、ｌｏに変換する
。ディジタルフィルタ部２２はフィルタ係数に基づいて
ディジタル信号５ＩＩＤの周波数特性を設定する。制御
信号生成部２３は、ディジタル信号ＳＲＤとディジタル
フィルタ部２２からの出力信号との少なくともいずれか
一方の信号を用いて、ディジタルフィルタ部２２のフィ
ルタ係数を設定するための制御信号を発生ずる。ピーク
値検出部２４は、その制御信号、例えばディジタル信号
ＳＲＤのピーク値を検出する。

係数設定部２５はその検出したピーク値に基づいてディ
ジタル信号５ＩＩＤの高域部を減衰するようにディジタ
ルフィルタ部２２のフィルタ係数を設定する。アナログ
変換部２６はディジタルフィルタ部２２からの出力信号
をアナログ変換して再生信号Ｓ、を出力する。

［作　用］ 本発明は、ヒスノイズを除去するために行う録音部の圧
縮操作および再生部の伸長操作をディジタル処理により
行うものである。

詳細には、録音部１では、ディジタル変換部１１からの
ディジタル信号ＳＡＤの周波数特性をディジタルフィル
タ部１２により設定する際に、ピーク値検出部１４によ
り、例えばディジタルフィルタ部１２からの出力信号の
ピーク値を検出し、その検出したピーク値に基づいて係
数設定部１５はディジタル信号５ＡＩｌの高域部を強調
するように（いわゆる圧縮操作する）ディジタルフィル
タ部１２のフィルタ係数を設定する。この設定したフィ
ルタ係数により、ディジタルフィルタ部１２はディジタ
ル信号ＳＡＤの周波数特性を設定しアナログ変換部１６
を介して書き込み部３に出力する。

これにより、書き込み部３はアナログ変換部１６からの
出力信号を磁気テープ５に書き込む。

一方、再生部２は、読み出し部４を介して磁気テープ５
から読み出した読み出し信号ＳＲに対してディジタル変
換部　２１を介して出力されたディジタル信号５ｔｔｏ
の周波数特性をディジタルフィルタ部２２により設定す
る際に、ピーク値検出部２４により、例えば読み出し信
号ＳＲのピーク値を検出し、その検出したピーク値に基
づいて、係数設定部２５はディジタル信号ＳＲＤの高域
部を減衰するように（いわゆる伸長操作する）ディジタ
ルフィルタ部２２のフィルタ係数を設定する。この設定
したフィルタ係数により、ディジクルフィルタ部２２は
ディジタル信号ＳＩＤの周波数特性を設定し、その周波
数特性を設定されたディジタル信号ＳＲＤはアナログ変
換部２６を介して再生信号Ｓ、として出力される。

これにより、テープ録音・再生装置が異なっても調整す
ることなく、また、磁気テープに録音された本来の信号
を変化することなく均一にテープヒスノイズを除去する
ことができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示す図である。本実施例は
Ｄ　Ｓ　Ｐ　（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏ
ｃｅｓｓｏｒ）を用いて、録音時の信号圧縮および再生
時の信号伸長をディジタル処理することによりテープヒ
スノイズを除去するものである。本図において、６０は
ＤＳＰであり、録音部１および再生部２におけるディジ
タルフィルタ部１２，２２．制御信号生成部１３，２３
．　　ピーク値検出部１４，２４．および係数設定部１
５．２５を構成し、ディジタル処理により信号圧縮およ
び信号伸長を行う。このＤＳＰ６０は、積算および和算
の演算をプログラムにより高速に処理するプロセッサで
あり、プログラムメモリ、各種のカウンタ、乗算器、加
算器各種のレジスタ、■１０等を備えている。

６１はＡ／Ｄ変換器であり、録音部１および再生部２に
おけるディジタル変換部１１および２１を構成し、オー
ディオ信号発生装置８０（例えば受信機）からのオーデ
ィオ信号ＳＡまたは再生ヘッド４０からの読み出し信号
ＳＲを切換器６３を介してアナログ−ディジタル変換す
る。この際のＡ／Ｄ変換の周期は、オーディオ周波数の
上限（例えば２０ｋＨ２）までが再現可能なサンプリン
グ周期に設定されており、ＤＳＰ６０内の処理もこのサ
ンプリング周期内で処理される。６２はＤ／Ａ変換器で
あり、録音部ｌおよび再生部２におけるアナログ変換部
１６および２６を構成し、ＤＳＰ６０からのディジタル
信号をディジタル−アナログ変換し切換器６４を介して
録音ヘッド３０またはパワーアンプ８１に出力する。な
お、パワーアンプ８１に入力したアナログ信号（すなわ
ち、再生信号ＳＳ）はスピーカ８２により出力される。

録音ヘッド３０は書き込み部３を構成し、切換器６４を
介してＤ／Ａ変換器６２の出力信号を磁気テープ５に書
き込む。再生ヘッド４０は読み出し部４を構成し、磁気
テープ５から読み出した読み出し信号Ｓ、Ｉを切換器６
３を介してＡ／Ｄ変換器６１に入力する。なお、切換器
６３および切換器６４の切り換え操作は、制御用マイク
ロコンピュータ７０に接続された録音スイッチ７１また
は再生スイッチ７２のスイッチ入力により行われる。

第３図はＤＳＰ６０の一処理動作例を示す図である。本
図の（ａ）および（ｂ）はそれぞれ録音時および再生時
の構成を示す。本図の（ａ）の構成（以下エンコーダと
称する）において、６０ａはディジタルフィルタであり
、第４図に示す、ｎ次のＩ　Ｉ　Ｒ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ
　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅ５ｐｏｎｓｅ）フィルタ（詳細
については後述する）を形成し、オーディオ信号ＳＡの
ディジタル信号ＳＡＤの高域部を抽出する。６０ｂは可
変の増幅度ｇを有するアンプであり、ディジタルフィル
タ６０ａで抽出した高域部を増幅度ｇにより増幅して強
調する。その強調されたディジタル信号ｓＡｐの高域部
は、加算器６０ｆにより元のディジタル信号ＳＡｎに加
算されて出力される。また、強調された高域部は可変の
増幅度を有するアンプ６０ｃを介してゲインを調整した
後、レベル検出処理手段６０ｄに入力される。レベル検
出処理手段６０ｄでは、高域部でのピーク値を検出し、
レベル検出処理手段６０ｄの出力のレベル変化に対して
、レベル検出処理手段６０ｄの入力を予め設定した立ち
上がりまたは立ち下がり時間となるようにその検出した
ピーク値を補正する。６０ｅは演算処理手段であり、レ
ベル検出処理手段６０ｄから出力されるピーク値に基づ
いて演算処理し、ディジタルフィルタ６０ａのフィルタ
係数、アンプ６０ｂの増幅度ｇおよびアンプ６０ｃの増
幅度を設定する。

次にエンコーダの動作を以下説明する。ディジタルフィ
ルタ６０ａの伝達関数をＨｔ　　（Ｚ）とすると、エン
コーダの全体の伝達関数Ｆ、（Ｚ）は、ＦＥ　　（Ｚ）
　−１＋ｇＨＥ　（Ｚ）　　　　　（Ｌ）で表される。

ただし、ＦＥ　ＣＺ）はＱ　＜　ｆ　＜　ｒ　ｓ／２　
（ｒ、　　：サンプリング周波数）の周波数帯域内で零
点および極を持たないものとする。この場合、零点とは
前記周波数帯域内でエンコーダの出力が零となる周波数
を示し、極とはエンコーダの出力が発振（共振）する周
波数を示すものとする。

ここで、ディジタルフィルタ６０ａは第４図に示すよう
な構成となり、本図において、ＡＭ、〜ＡＭ、、ＢＭ、
〜ＢＭ、、は乗算器であり、それぞれ可変の乗算係数ａ
０〜ａｎ、ｂｌ〜ｂ７をもつ。また、Ｔは遅延器であり
、乗算器ＡＭ、〜ＡＭ、、ＢＭ〜ＢＭ、に対応して設け
られる。Ｅは加算器であり、乗算器ＡＭ、　〜ＡＭ、、
ＢＭＩ−ＢＭｌ、からの出力信号を加算して出力する。

以上の構成によりディジタルフィルタ６０ａの伝達関数
をＨＥ　（Ｚ）を、 （ただし、Ｋは定数である。） と表示される。したがって、（１）弐は（ただし、Ｇ　
＝　１＋ｇｋ、八ｉ＝（へｋａｉ−ｂｉ）／Ｇ、　　ｉ
＝１＋　　＝＋ｎ）となる。なお、８０〜３１％および
ｂ１〜ｂ、ｌは可変の増幅度ｇに関係する可変のフィル
タ係数である。また、エンコーダの入力信号および出力
信号をＸＥ　　（ｚ）およびＹえ　（Ｚ）とすると、出
力信号　Ｙｔ　　（Ｚ）は、 Ｙｔ　　（Ｚ　）　＝（１＋　ｇ　Ｈｔ　（Ｚ））・Ｘ
、（Ｚ）と表されので、増幅度ｇを設定することにより
エンコーダの出力信号ＹＥ　（Ｚ）の周波数特性、すな
わち高域部を強調した周波数特性を設定することができ
る。この可変の増幅度ｇはレベル処理手段６０ｄで設定
されるピーク値から設定される。

なお、入力信号ｘ、（Ｚ）および出力信号Ｙ。

（Ｚ）はＡ／Ｄ変換器６１からの出力される離散信号ｘ
　（ｎ）およびｙ　（ｎ）の乙変換したものである。こ
れにより、以下取り扱う信号について、特に説明がなき
ものは離散信号をＺ変換したものとする。

次に、レベル処理手段６０ｄの動作を第５図により説明
する。本図において、Ｃは絶対値処理部であり、入力信
号の絶対値を取る。Ｄ、Ｈはそれぞれ可変の乗算係数ａ
ｔｔ、ｔｅｌを有する乗算器である。Ｅは加算器であり
、乗算器り、Ｈからの出力信号を加算して出力する。Ｆ
はコンパレータであり、レベル処理手段６０ｄの人力信
号と出力信号との信号レベルを比較し、その大小に基づ
き乗算係数設定部Ｇにより乗算係数ａｔｔ、ｒｅｌを設
定する。

この際に、乗算係数ａｔｔ、ｒｅｌは各２つの値に設定
され、次の関係を有する。

ａｌｔｌ＋ｒｅｌｌ＝　１　　　　　　　　　　　　　
　（４）ａｔｔ２＋ｒｅ１２＝　１　　　　　　　　　
　　　　　　　（５）ただし、Ｏ＜ａｔｔｌ＜ａｔｔ２
．　　Ｏ＜ｒｅ１２＜ｒｅｌｌである。

（４）式の場合には入力信号のレベルの絶対値が出力信
号のレベルより小さい場合に適用され、（５）式の場合
には人力信号のレベルの絶対値が出力信号のレベルより
大きい場合に適用される。これらの乗算係数ａｔｔ、ｔ
ｅｌを各２つの値に設定することにより、出力信号の立
ち上がりまたは立ら下がりを（４）式の場合には長くし
、（５）式の場合には短くする。以上の構成により、ア
ンプ６０Ｃから出力された離散信号としての入力信号１
ｘ（ｎ）　＋　出力信号１ｙ　（ｎ）とすると、レベル
検出処理手段６０ｄの差分方程式は １ｙ（ｎ）　　＝ａｔｔ＊　ｌ　　１ｘ（ｎ）　　　Ｉ
　　＋ｒｅｌ＊Ｉｙ（ｎ−１）で表される。これにより
、出力信号１ｙ（ｎ）のレベルにより前記可変の増幅度
ｇが設定される。

次に、第３図における（ｂ）の構成（以下、デコーダと
称する）において、６０ｇはディジタルフィルタであり
、ディジタルフィルタ６０ａと同様の構成を成し、再生
ヘッド４０からの読み出し信号ＳＲのディジタル信号Ｓ
ＲＤの高域部を減衰する。６０ｈは加算器であり、ディ
ジタル信号Ｓ　ＲＤとディジタルフィルタ６０ｇからの
出力信号との差を取ってキディジタル信号５Ｒ１１の高
域部を抽出する。その抽出した高域部は可変の増幅度を
有するアンプ６０ｔを介してゲインを調整されてレベル
検出処理手段６０ｊに入力される。レベル検出処理手段
６０ｊでは高域部でのピーク値を検出し、レベル検出処
理手段６０ｊの出力のレベル変化に対してレベル検出処
理手段６０ｊの入力を予め設定した立ち上がりまたは立
ち下がり時間となるように、その検出したピーク値を補
正する。６０には演算処理手段であり、レベル検出処理
手段６０ｊから出力されるピーク値に基づいて演算処理
し、ディジタルフィルタ６０ｇのフィルタ係数およびア
ンプ６０ｉの増幅度を設定する。

次にデコーダの動作を以下説明する。デコーダの全体の
伝達関数ＦＤ　　（Ｚ）は、エンコーダの全体の伝達関
数ＦＥ　（Ｚ）に対して同一信号レベルにおいて互いに
逆特性となるように構成することでデコーダの出力にエ
ンコーダの入力信号が再生されるので、デコーダの全体
の伝達関数Ｆ、（ｚ）（すなわち、ディジタルフィルタ
６０ｇの伝達関数］−Ｌ（Ｚ））は Ｆ　ｎ　（Ｚ）・Ｆ、（Ｚ）−’ １−トｇｌ＋、（Ｚ） 例を第６図に示す。また、レベル検出処理手段６０ｊお
よび演算処理手段６０ｋについては、エンコーダのレベ
ル検出処理手段６０ｄおよび演算処理手段６０ｅと同様
の処理が行われ増幅度ｇが設定される。

以上の処理動作の説明により、具体的にディジタルフィ
ルタの伝達関数Ｈ，（Ｚ）を示してＤＳＰのソフトウェ
ア処理を以下説明する。いま、ディジタルフィルタの伝
達関数１−ｉ（Ｚ）ｔを、１（バＺ）・ とし、可変パラメータβで ｆ１≦ｆβ≦ｆＢ□や の範囲内でｒ１３を制御すると（第７図参照）、βとｆ
βの関係式は次のようになる。

ＷＢ＝ｔａｎ　（πｆ７５／ｆ５　）　　　　　　（８
）（イ旦し、八ｉ＝（ｇｋａｉ−ｂｉ）／Ｇ、　　ｉ　
＝１．　−、ｎ）となる。なお、ディジタルフィルタ６
０ｇの構成ただし、０〈β〈１であり、ｆ、はサンプリ
ング周波数である。また、ｒβと信号レベルｌとの関係
は ｆ、　＝に、　　ｆ、　　１０　ｇ　（Ｉ！、／ｐｔｈ
）　　　　　（１０）となり、ここで！いは基準信号レ
ベル（１ｔｈ＜４２）を示すリミングである。また、信
号レベルＰと増幅度ｇとの関係は、 ｇ’−ｋＺ（Ｌｌ　　（ｆβ／ｆ、　）ｌ　”−に２（
Ｌｌ　　ｋ＋　・！　ｏ　ｇ（１／　ｊ２ｔＪ）　２（
’１１）となり、ここでＬｌは定数であり、ｋｌはｆβ
の可変範囲を調整する定数であり、ｋ２は最大ゲインを
調整する定数である。なお、第１５図は（７）式のＨ，
（Ｚ）の周波数特性を示す。

以上の関係式により第８図のフローチャー１・によりＤ
ＳＰ６０の処理動作を説明する。本図において、プログ
ラムがスタートするとメモリの初期化、入出力ボートの
初期化等のイニシャライズが行われた（ステップａ）後
、制御マイクロコンピュータ７０からの切換信号を読み
込む（ステップｂ）。読み込んだ切換信号により録音か
再生かを判定しくステップＣ）、録音ならばＡ／Ｄ変換
器６１によりサンプリング周波数ｒ、、毎に変換したオ
ーディオ信号ＳＡのディジタル信号ｓＡｐを読み込む（
ステップｄ）。前回求めておいた制御信号Ｌｘ　　（Ｚ
）（開始直後はり。（Ｚ）＝Ｏ）のレベルのピーク値２
を検出しくステップｅ）、このピーク値！に基づき（８
）　、　（９）　、　（１０）および（１１）式よりｒ
Ｂ、ｇおよびβを算出して、（７）弐の伝達関数）（Ｅ
（Ｚ）を求める（ステップ「）。求めた伝達関数ＨＥ　
（Ｚ）よりエンコーダの伝達関数ＦＥ（Ｚ）を算出しく
すなわち、ＦＥ　　（Ｚ）＝１＋ｇＨｔ　　（Ｚ）、ま
た、このときｔ記のピーク値検出のための制御信号ＬＥ
　　（Ｚ）（ＬＥ　　（Ｚ）　−ｇｔｌ。

（Ｚ））を求めておく。算出した伝達関数ＦＥ（Ｚ）に
より出力信号ＹＥ　　（Ｚ）（Ｙ、（Ｚ）＝Ｆ。

（Ｚ）ＸＩ　　（Ｚ）、ただし、ＸＥ　　（ｚ）はディ
ジタル信号ＳＡＤをＺ変換したもの）を求めて結果を出
力する（ステップｇ）。結果出力後、録音が終了したか
否かを判定しくステップｈ）、録音が終了したならばス
テップｂに戻り、終了していない場合にはステップｄに
至る。なお、出力信号ＹＥ（Ｚ）はＺ逆変換により離散
信号に戻されて、Ｄ／Ａ変換器６２に出力される。

また、ステップＣにおいて読み込んだ切換信号が録音で
ないならば、再生であるか否かを判定しくステップｉ）
、再生でないならばステップｂに戻る。再生であるなら
ば、Ａ／Ｄ変換器６１から読み取り信号ＳＲのディジタ
ル信号ＳＲＤを読み込む（ステップｊ）。読み込んだデ
ィジタル信号ＳＲＤにより、前回求めた出力信号ｙＤ　
（Ｚ）を差し引いた制御信号ｔ−ｏ　　（Ｚ）　　（す
なわち、ＬＤ（ｚ）　−３＊ｏ−Ｙｏ　　（ｚ））のレ
ベルのピーク値βを検出しくステップｅ）、このピーク
値ｌに基づき、（８）　、　（９）　、　（１０）およ
び（１１）弐よりｆβ２ｇおよびβを算出して、（７）
式の伝達関数Ｈ，（Ｚ）を求める（ステップｆ）。求め
た伝達関数ＨＥ（Ｚ）よりデコーダの伝達関数Ｆ、（Ｚ
）算出する（すなわち、Ｆｎ　　（Ｚ）　＝１／　（１
＋ｇｌＩＥ（Ｚ））する。算出したＦ、（Ｚ）により出
力信号Ｙ。（Ｚ）　　（Ｙｌ、　　（Ｚ）＝ＸＤ　　（
Ｚ）・ＦＤ（Ｚ）、ただし、Ｘ、（Ｚ）は、ディジタル
信号ＳＲＤをＺ変換したものを求めて結果を出力する（
ステ・ンプｇ）。結果出力後、再生が終了したが否かを
判定しくステップｈ）、再生が終了したならばステップ
ｂに戻り、終了していない場合にはステップｄに至る。

第９図はＤＳＰの一処理動作例の変形例を示す図である
。第１の処理動作例のエンコーダでは、ディジタルフィ
ルタ６０ａにより入力信号の高域部のみ、ディジタルフ
ィルタ６０ａの出力信号のレベルに応じてアンプ６０ｂ
により強調することで信号の圧縮をおこなっているが、
この変形例のエンコーダでは、入力信号の高域部だけで
なく全域に渡り信号のレベルを検出して、その検出した
信号のレベルに応じて入力信号の高域部を強３１１する
ものであって構成が異なるのみでその処理内容は同様に
説明される。また、デコーダに関してもエンコーダにお
ける相違と同様である。

本図において、（ａ）および（ｂ）はそれぞれエンコー
ダおよびデコーダの構成を示す。エンコーダはディジタ
ルフィルタ６０２．レベル検出処理手段６０ｍおよび演
算処理手段６０ｎから構成され、レベル検出処理手段６
０ｍにより入力信号の全域のレベルに渡ってピーク値を
検出し、その検出したピーク値に基づいて演３γ処理手
段６０ｎはディジタルフィルタ６０ｆｆｉの伝達関数の
可変の値を設定して人力信号の高域部を強調する。これ
により信号の圧縮が行われる。なお、レベル検出処理手
段６０ｍおよび演算処理手段６０ｎは第３図のレベル検
出処理手段６０ｄおよび演算処理手段６０ｅの構成およ
び動作と同様である。

次にエンコーダの動作を以下説明する。ディジタルフィ
ルタ６０Ｉ！、の伝達関数ＨＥ　　（Ｚ）とすると、エ
ンコーダの全体の伝達関数はＦＥ　　（ｚ）は、ＦＥ　
　（Ｚ）’＝）（ｆｆ　　（Ｚ）と表される。ただし、
上述したようにＦえ　（Ｚ）は０　＜　ｆ　＜　ｆ　ｓ
　／　２　（ｆ　ｓはサンプリング周波数）の周波数帯
域で零点および極を持たないものとする。ここで、ディ
ジクルフィルタ６０Ｉ！は第６図の構成と同一に示され
る。第６図において、乗算器　ＡＭ、−ＡＭｎ、ＢＭ、
　〜ＢＭ、１の可変の乗算係数をそれぞれｇ２　ｃｌ−
ｃ、、、ｄｌ−ｄ、、とすると、ディジタルフィルタ６
０ｆの伝達関数ＨＥ（Ｚ）は、 と表される。なお、Ｃ８〜ｃ、、ｄ＋〜ｄ、、は可変の
増幅度ｇに関係する。ここで、（１２）式と（３）式を
比較すると、乗算係数がそれぞれ対応している（例えば
（１２）式のｃｌ、ｄｌが（３）式のＡ＋、ｂ＋　と対
応している）。したがって、本図の構成は第３図の構成
自体は異なるが構成内の処理は同様となる。

一方、デコーダはディジタルフィルタ６０ｐ。

レベル検出処理手段６０ｑおよび演算処理手段６０ｒか
ら構成され、レベル検出処理手段６０Ｑにより入力信号
の全域のレベルのピーク値を検出し、その検出したピー
ク値に基づいて、演算処理手段６０ｒはディジタルフィ
ルタ６０ｐの伝達関数の可変の値を設定して入力信号の
高域部を減衰する。これにより信号の伸長が行われる。

なお、レベル検出処理手段６０ｒおよび演算処理手段６
０ｑは第３図のレベル検出処理手段６０ｊおよび演算処
理手段６０にの構成および動作と同様である。

次にデコーダの動作を以下説明する。デコーダの全体の
伝達関数Ｆｌ、（ｚ）は、エンコーダの全体の伝達関数
ＦＥ　　（Ｚ）に対して同一信号レベルにおいて互いに
逆特性となるように構成することでデコーダの出力には
エンコーダの人力信号が再生されるので、デコーダの全
体の伝達関数Ｆ。

（Ｚ）（すなわち、ディジタルフィルタ６０ｐの伝達関
数Ｈ，（Ｚ））は、 ＦＤ（Ｚ）・Ｆ、（Ｚ）− となる。なお、ディジタルフィルタ６０ｐはエンコーダ
のディジタルフィルタ６０ｆと同様の構成である。ここ
で、（１３）式と（６）式を比較すると、乗算係数がそ
れぞれ対応している（例えば、（１３）式のｇ＋　　ｃ
、、ｄ、が（６）弐〇Ｇ、　Ａｔ。

ｂ、と対応している）。したがって、本図の構成を第３
図と比較すると、構成自体は異なるが、構成内の処理は
同様となる。

第１０図はＤＳＰの一処理動作例の応用例を示すもので
ある。本図はエンコーダ（またはデコーダ）をデコーダ
（またはエンコーダ）として兼用するものである。この
ことは、第３図のエンコーダおよびデコーダの伝達関数
ＦＥ　　（Ｚ）、ＦＤ（Ｚ）は、（３）および（６）式
において係数を入れ換えることで実現されることにより
（例えば（３）式〇〇、　ａｌ＋−ｂ、が（６）式の１
／Ｇ。

ｔｚ、Ａｔ　とが対応している）、新たにエンコーダま
たはデコーダを設ける必要がなくなる。

本応用例は第１０図に示すようにディジタルフィルタ６
０ｓ、レベル検出処理手段６０ｕ、演算処理手段６０ｔ
および加算器６０ｗにより構成される。ディジタルフィ
ルタ６０ｓは上述した第６図に示すＩＩＲフィルタから
なり、乗算器ＡＭ。

〜ＡＭ、ｌ、ＢＭ、〜ＢＭｆｉの可変の乗算係数をそれ
ぞれｑ０〜Ｑ　＋１＋　’　＋　〜ｒ、とすると、ディ
ジタルフィルタ６０ｓの伝達関数Ｈ（Ｚ）（すなわち、
エンコーダまたはデコーダの伝達関数を示す）は、録音
時には、 と表され、再生時には、 と表される。例えば、（１４）式が（１５）式となるた
めの係数の交換は、制御マイクロコンピュータ７０から
の切換信号により行うことができる。

ただし、Ｈ（Ｚ）はＯ＜ｆ＜ｆｓ　／２　（ｆｓ　　：
サンプリング周波数）の周波数領域内で零点および極を
持たないものとする。また、ｑ１〜ｑｎｒ　Ｉ”　Ｉ〜
ｒ、、はｑｏに関係しており、ｑｏが設定されることに
より定まる。このｑｏは、レベル検出処理手段　６０ｕ
および演算処理手段６０ｔにより設定される。これらの
レベル検出処理手段６０ｕおよび演算処理手段６０ｔは
第３図におけるレベル検出処理手段６０ｄ、６０ｊおよ
び演算処理手段６０ｅ、６０にと同様の処理動作を行う
。すなわち、加算器６０ｗにおいて、ディジタルフィル
タ６０ｓのへの入力信号と出力信号との差をとることに
より入力信号の高域部を抽出してレベル検出処理手段６
０ｕに入力する。レベル検出処理手段６０ｕは高域部の
ピーク値を検出し上述したようにピーク値を補正して演
算処理手段６０ｔに出力する。演算処理手段６０ｔはこ
のピーク値に基づいてｑｏを設定してｑ、〜Ｑｎ、ｒ＋
〜ｒ７を設定する。

以上の処理動作により、具体的にディジタルフィルタの
伝達関数Ｈ（Ｚ）を示してＤＳＰ６０のソフトウェア処
理を以下説明する。いま、ディジタルフィルタの伝達関
数Ｈ（Ｚ）を、 とし、可変パラメータβで ｆ１≦ｆβ≦ｆ、９１．ＩＩＸ の範囲でｆ、を制御すると（第１１図参照）、βとｆβ
の関係式は次のとおりである。

ＷＢ−ｔａｎ　　（ｙｔｆＢ／ｆｓ　）　　　　　　（
１７）ただし、０〈βく１であり、ｆ、はサンプリング
周波数である。また、ｆβと信号レベル！との関係は、 ｆ　＝に３ｆ　ｌＩ　ｏ　ｇ　（Ｅ／　ｆｉｔｈ）　　
　　　　（１９）となり、ここでｌいは基準信号レベル
Ｃ１い〈１）を示すリミッタである。また、信号レベル
２と乗算係数９０との関係は、 ｑｏ＝ｋａ　（ｔ、ｚ　　（ｆ　Ｂ　／　ｆ　＋）　）
　ｚ−ｋａ　（Ｌｚ−に、　ｌ　ｏ　ｇ（ｆ／ｐｔｈ）
）２（２０）となる。ここで、Ｌ２は定数であり、ｋ３
はｆの可変範囲を調整する定数であり、ｋ４は最大ゲイ
ンを調整する定数である。なお、第１６図は、（１６）
式のＨ（Ｚ）の周波数特性を示す。

以上の関係式より、Ｉ）ＳＰ６０の処理動作を第１２図
のフローチャートにより以下説明する。第１２図におい
て、第８図のステップｂにおいて読み込んだ切換信号に
より録音または再生を判定しくステップｐ）、Ａ／Ｄ変
換器６１からのディジタル信号を読み込む（ステップｔ
）。読み込んだディジタル信号と前回求めた出力信号と
の差をとり、その差をとった差信号のレベルのピーク（
ｉｆを検出しくステップｅ）、このピーク値ｌに基づい
て（１７）、（１８）、（１９）および（２０）式より
ｆ、　　ｑｏおよびβを算出して、（１６）式の伝達関
数Ｈ（Ｚ）を求める（ステップＵ）。次にステップｐに
おいて判定結果が録音かまたは再生か否かを判定しくス
テップｗ）、再生ならば求めた伝達関数Ｈ（Ｚ）（すな
わち、エンコーダの伝達関数を示す）により、出力信号
ｙ（Ｚ）（Ｙ（Ｚ）　−Ｈ（Ｚ）Ｘ　（Ｚ））を求めて
結果を出力する（ステップＸ）。結果出力後、録音また
は再生が終了したか否かを判定しくステップｙ）、終了
していない場合にはステップＬに至り、終了している場
合には第８図のステップｂに戻る。一方、ステップＷに
おいて再生と判断される場合には、求めた伝達関数Ｈ（
Ｚ）の逆数をとってステップＸに至る。

また、第１３図は第１０図の応用例の一変形例を示す図
である。本図に示すように加算器６０ｗとレベル検出処
理手段６０ｕの接続間に可変の増幅度をもつアンプ６０
ｘを設けることにより、加算器から出力される信号のレ
ベルのダイナミックレンジを調整することができるので
、ＤＳＰにおいて演算処理する際に、低レベル信号に対
して誤差の増大を防ぐことができる。なお、他の構成要
素については同一の参照番号を付して説明される。

以上説明した実施例、変形例および応用例により、ＤＳ
Ｐから出力される周波数特性を第１４図に示す。本図に
おいて、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ録音時および再
生時の周波数特性を示す。

（ａ）の周波数特性は高域部が強調されており、（ｂ）
の周波数特性は高域部が減衰されている。

したがって、高域部が強調されて録音された信号を再生
すると、強調された高域部が減衰されてもとの原音信号
に戻されて再生される。このとき、ヒスノイズの信号レ
ベルも減衰されるために相対的にレベルが下がってＳ／
Ｎが向上される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、録音時の信号の圧
縮操作および再生時の信号の伸長操作を、例えばＤＳＰ
を用いてディジタルフィルタ部のフィルタ係数の更新を
ディジタル処理することにより、テープ録音・再生装置
が異なっても、磁気テープに録音された本来の信号を変
えることなく、均一にテープヒスノイズを除去すること
が可能となる。また、テープ録音・再生装置毎にテープ
ヒスノイズのための調整が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づ（テープ録音・再生装置における
テープヒスノイズ除去方式の原理構成を示す図、 第２図は本発明の一実施例を示す図、 第３図はＤＳＰの一処理動作例を示す図、第４図はディ
ジタルフィルタの一構成例を示す信号線図、 第５図はレベル検出処理手段の一構成例を示す信号線図
、 第６図はディジタルフィルタの一構成例を示す信号線図
、 第７図は周波数とゲインとの関係を示す図、第８図はＤ
ＳＰの処理動作を示すフローチャート、 第９図はＤＳＰの一処理動作例の変形例を示す図、 第１０図はＤＳＰの一処理動作例の応用例を示す図、 第１１図は周波数とゲインとの関係を示す図、５・・・
磁気テープ、 １１．２１・・・ディジタル変換部、 １２．２２・・・ディジクルフィルタ部、１３．２３・
・・ピーク値検出部、 １４．２４・・・制御信号生成部、 １５．２５・・・係数設定部、 １６．２６・・・アナログ変換部。 第１２図はＤＳＰの処理動作を示すフローチャート、 第１３図は第１０図の応用例の一変形例を示す図、 第１４図は周波数特性を示す図、 第１５図および第１６図はそれぞれＨＥ　（Ｚ）および
Ｈ（Ｚ）の周波数特性を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力されたオーディオ信号（Ｓ＿Ａ）を圧縮して書
   き込み部（３）を介して磁気テープ（５）に書き込む録
   音部（１）と、読み出し部（４）を介して該磁気テープ
   （５）より読み出した読み出し信号（Ｓ＿Ｒ）を伸長す
   る再生部（２）とを備えたテープ録音・再生装置におけ
   るテープヒスノイズ除去方式において、 前記録音部（１）は、 前記オーディオ信号（Ｓ＿Ａ）を所定の時間毎に抽出し
   ディジタル信号（Ｓ＿Ａ＿Ｄ）に変換するディジタル変
   換部（１１）と、 フィルタ係数に基づいて該ディジタル信号 （Ｓ＿Ａ＿Ｄ）の周波数特性を設定するディジタルフィ
   ルタ部（１２）と、 該ディジタル信号（Ｓ＿Ａ＿Ｄ）と該ディジタルフィル
   タ部（１２）からの出力信号との少なくともいずれか一
   方の信号を用いて制御信号を発生する制御信号生成部（
   １３）と、 該制御信号生成部（１３）からの出力信号のピーク値を
   検出するピーク値検出部（１４）と、その検出したピー
   ク値に基づいて、該ディジタル信号（Ｓ＿Ａ＿Ｄ）の高
   域部を強調するように前記フィルタ係数を設定する係数
   設定部（１５）と、該ディジタルフィルタ部（１２）か
   らの出力信号をアナログ信号に変換して前記書き込み部
   （３）に出力するアナログ変換部（１６）とを有し、前
   記再生部（２）は、 前記読み出し信号（Ｓ＿Ｒ）を所定の時間毎に抽出しデ
   ィジタル信号（Ｓ＿Ｒ＿Ｄ）に変換するディジタル変換
   部（２１）と、 フィルタ係数に基づいて該ディジタル信号 （Ｓ＿Ｒ＿Ｄ）の周波数特性を設定するディジタルフィ
   ルタ部（２２）と、 該ディジタル信号（Ｓ＿Ｒ＿Ｄ）と該ディジタルフィル
   タ部（２２）からの出力信号との少なくともいずれか一
   方の信号を用いて制御信号を発生する制御信号生成部（
   ２３）と、 該制御信号生成部（２３）からの出力信号のピーク値を
   検出するピーク値検出部（２４）と、その検出したピー
   ク値に基づいて、該ディジタル信号（Ｓ＿Ｒ＿Ｄ）の高
   域部を減衰するように前記フィルタ係数を設定する係数
   設定部（２５）と、該ディジタルフィルタ部（２２）か
   らの出力信号をアナログ信号に変換した再生信号（Ｓ＿
   Ｓ）を出力するアナログ変換部（２６）とを有するテー
   プ録音・再生装置におけるテープヒスノイズ除去方式。