JPH07192396A

JPH07192396A - 録音再生装置

Info

Publication number: JPH07192396A
Application number: JP33223393A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Asakawa; 吉章淺川; Masatoshi Otake; 正利大竹; Masao Hotta; 正生堀田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】低消費電力で動作し、頭切れが発生せず、かつ
長時間録音ができるディジタル方式の録音再生装置を実
現する。【構成】Ａ／Ｄ変換器１０、低消費電力で動作する第１
の符号器２１と復号器２１、常時一定時間長分の音響信
号を格納するリングメモリ６０、第１の符号器２１より
も圧縮率の高い第２の符号器３１と復号器３２、録音用
記憶手段７０、Ｄ／Ａ変換器８０、制御手段１００から
なる。【効果】頭切れの発生しない録音が可能となり、かつ、
常時録音する部分に低消費電力で動作する録音再生機を
使用しているので、低消費電力、長時間の録音再生がで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は録音再生装置に係り、特
に一定時間過去の時点からの録音が可能で、かつ低消費
電力で動作するのに好適な録音再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の録音機（テープレコーダ）やＶＴ
Ｒでは、基本的には録音（録画）スイッチを起動した時
点から録音（録画）が開始される。あらかじめ録音（録
画）するものがわかっている場合は問題ないが、聞いて
いたりあるいは見ていたものを急に録音（録画）しよう
とするときには先頭部分が記録できないという問題があ
る。これに対し、常時一定時間分を録画しておき、録画
スイッチが起動されたら数秒前の映像から録画できるＶ
ＴＲが商品化されている。また録音機ではＩＣメモリを
有し、音声スイッチにより音声を検出した時点から所定
時間遡って録音を開始するようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】携帯録音スイッチの起
動と同時に過去の時点に遡って録音、録画を開始する機
能を半導体メモリを用いたディジタル式録音機において
実現しようとした場合、以下のような問題が生じる。一
般にディジタル録音する場合には、長時間の録音を可能
とするため音声を高能率符号化し、データ圧縮した後に
メモリに格納する。しかし高能率符号化のアルゴリズム
は複雑であるため、これを実現するためには高速のプロ
セッサが必要であり、消費電力が増大する。過去の時点
に遡って録音するためには常時一定時間分の音声を録音
している必要があるが、高能率符号化を用いると消費電
力が大きくなり、特に携帯用機器に適用する場合に不都
合となる。一方、アルゴリズムが単純な音声符号化方式
では消費電力は低減するものの圧縮率が低いため、長時
間の録音には適していない。

【０００４】本発明の目的は、低消費電力かつ長時間の
録音ができ、過去の時点に遡って録音することができる
録音再生装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の録音再生装置は、一定時間長分の最新の音
響信号をディジタル信号にして記憶する第１の記録部
と、上記第１の記録部の記録されたディジタル信号を一
定時間過去に遡り読み出し、上記ディジタル信号より圧
縮された、即ちビット数の少ない符号信号に符号化し記
憶する第２の記憶部と、再生時に上記第２の記録部とか
ら読み出された符号信号を音響信号に変換する再生部と
を設けた。

【０００６】上記第１の記録部における音響信号をディ
ジタル信号する手段としては、Ａ／Ｄ変換、あるいはＡ
／Ｄ変換の出力信号を符号化するＰＣＭ符号のような、
簡易かつ消費電力の少ない符号器を使用する。また、一
定時間長分の最新の音響信号を記憶する記憶手段とし
て、リングメモリ等を用いる。

【０００７】第２の記録部における符号化手段は、第１
の記録部におけるＡ／Ｄ変換や符号器より符号化効率の
高い符号化器、例えば、ＬＤ−ＣＥＬＰ（Low-Delay Co
de Excited Linear Prediction）方式の符号化手段、Ｖ
ＳＥＬＰ（Vector-Sum Excited Linear Prediction）方
式の符号化手段、ＰＳＩ−ＣＥＬＰ（Pitch Synchronou
s Innovation CELP）方式の符号化手段等を使用する。

【０００８】上記再生部は上記第１の記録部、第２の記
録部の構成に対応した復号手段、Ｄ／Ａ変換器で構成す
る。

【０００９】

【作用】本発明における第１の記録部は、第２の記録部
に比較して極めて長時間動作する部分である。第１の記
録部における記憶手段は、リングメモリのように常に最
新のデータを一定時間長分保持する。また、Ａ／Ｄ変換
器、符号器等を第２の記録部を構成する符号器よりも消
費電力の少ない構成とすることにより、録音再生装置全
体の低消費電力を実現するものである。

【００１０】一方、第２の記録部を構成する符号器は、
録音開始の制御信号により、第１の記録部の記憶手段よ
り、録音開始時に過去に遡った時点から、格納されてい
る符号データを読み出し、高能率符号化を行う。そのた
め、記憶すべきビット数は圧縮されるので、一定の容量
の記憶手段される情報量を増大させることができる。上
述のように、第１の記録部と第２の記録部の組合せによ
って、録音開始時に過去に遡った時点から記録できる録
音再生装置の問題であった省電力と記録容量（記録時
間）の増大の要求を同時に満たすことができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。＜実施例１＞図１は本発明による録音再生装置の第１の
実施例の構成を示すブロック図である。本装置は機能的
に３つに分けられる。第１は入力された音声を常時一定
時間長分録音する部分である。第２は録音要求に対して
音声を高い圧縮率で符号化して記憶手段（以下メモリと
も呼ぶ）に格納する部分である。第３は再生要求に対し
てメモリに格納されている符号データから音声等の音響
信号を復号する部分である。以下個々の機能部分を詳細
に説明する。

【００１２】第１の部分は録音要求の有無ににかかわら
ず常時動作している。マイクロホン等によって音響−電
気変換されたアナログ音声信号１は、Ａ／Ｄ変換器１０
によってディジタル音声信号ａに変換される。Ａ／Ｄ変
換器１０の特性は、必要とする音質に依存する。例えば
通常の電話音声並の音質を確保するためには、標本化周
波数が８ｋＨｚ、分解能は線形で１３ビット程度必要で
ある。この場合、ディジタル音声信号ａのビットレート
は１０４ｋｂｐｓとなる。

【００１３】ディジタル音声信号ａはデータバス９０を
介して第１の記憶手段６０に格納される。第１の記憶手
段６０はリングメモリとして用いられる。すなわち、書
き込みアドレスを巡回的に指定することにより、古いデ
ータの上に新しいデータを上書きし、常に一定量の最新
データを保持するものである。リングメモリの記憶容量
は最低限録音要求があった時点に過去にさかのぼる時間
分あれば良い。例えば、過去に遡って再生する時間を５
秒とすれば、記憶容量は最低限５２０ｋビットあれば良
いことになる。このリングメモリは次に述べるように書
き込みと読み出しを独立に行う必要があるため、デュア
ルポートＲＡＭが用いられる。

【００１４】第２の部分は録音要求があった場合に作動
する。録音要求があると、記憶手段６０から格納されて
いる音声信号の読み出しを開始する。読み出しアドレス
は、音声信号の現在の書き込みアドレスから定数を差し
引いたもの、すなわち一定時間長（例えば５秒間）分だ
け過去にさかのぼったアドレスである。なお、音声信号
ａの読み出しを行っている場合にも、Ａ／Ｄ変換された
音声信号ａの書き込みは同時に行っている。このため、
記憶手段６０には、書き込みと読み出しを独立に行うこ
とのできるデュアルポートＲＡＭが適している。

【００１５】記憶手段６０から読み出された音声信号ａ
は、第１のバッファメモリ６５に一旦格納される。これ
は符号器２１では数１０ｍｓの音声からなるフレームを
単位に処理するためであり、１フレーム分の音声信号ａ
が溜った時点でデータバス９０を介して音声符号器２１
に転送される。

【００１６】符号器２１は、圧縮率の高い符号化を行な
う。一般に音質とビットレート、処理の複雑さはトレー
ドオフの関係にある。すなわち、音質を一定にしてビッ
トレートを下げようとすると処理は複雑化する傾向にあ
る。音声符号化方式の具体例としては、１６ｋｂｐｓの
ＬＤ−ＣＥＬＰ（Low-Delay Code Excited Linear Pred
iction）方式がある。これは国際標準として選定された
ものであり、通常の電話音質からの劣化はほとんど無
い。この場合、１分間の音声を録音するために９６０ｋ
ビットの記憶容量が必要である。さらにビットレートを
下げたものとして、６．７ｋｂｐｓのＶＳＥＬＰ（Vect
or-Sum Excited Linear Prediction）方式がある。これ
は日本の自動車・携帯電話のフルレート標準方式として
選定されたものであり、音質的には通常の電話音声より
も若干低い。また、ハーフレート方式として近く標準化
される予定のＰＳＩ−ＣＥＬＰ（Pitch Synchronous In
novation CELP）方式はビットレートが３．４５ｋｂｐ
ｓであり、１分間の音声を録音するための記憶容量は２
０７ｋビットで済む。その反面、処理は複雑である。こ
のように符号器２１は、音質や第２の記憶手段（蓄積用
メモリ）７５の記憶容量、処理の複雑さ等を勘案して、
適切な方式を選定すれば良い。

【００１７】上記の符号化方式はフレーム単位の処理で
あり、例えばＰＳＩ−ＣＥＬＰ方式ではフレーム長は４
０ｍｓである。第１のバッファメモリ６５から１フレー
ム分の音声信号ｂが読み出され、符号器２１に入力され
る。１フレーム分の音声信号は符号器２１によって所定
のビットレートの符号ｃに変換される。フレーム単位に
出力された符号ｃは、データバス９０を介して第２の記
憶手段（蓄積用メモリ）７０のデータ領域に順次格納さ
れる。なお、録音される音声データは通常１つだけでは
なく複数個あるので、再生時の利便性を向上させるため
に、録音データごとに格納開始アドレス、シーケンシャ
ル番号、録音開始時刻等の情報をディレクトリ領域に記
録しておく。

【００１８】録音停止要求により、録音動作を停止す
る。記憶手段（リングメモリ）６０の読み出しには一定
時間長分の遅れがあるため、実際の録音停止は以下の動
作が完了した時点となる。すなわち、リングメモリ６０
からの音声信号ａの読み出しは、録音停止要求が出た時
点に格納された信号が読み出されるまで続行される。リ
ングメモリ６０からの読み出しが完了した時点で、第１
のバッファメモリ６５に格納された信号が１フレーム分
に満たない場合は、１フレーム分になるまで値が０の信
号を付加し、符号器２１に転送する。あるいは、リング
メモリ６０からの音声信号の読み出しを、録音停止要求
が出た時点に格納された音声データの読み出しが完了し
たあとも、バッファメモリ６５に１フレーム分の音声信
号が溜るまで続行しても良い。以下、最終フレームの音
声信号が符号器２１で符号ｃに変換され、第２の記憶手
段（蓄積用メモリ）７０に格納された時点で録音動作が
停止される。

【００１９】第３の部分は再生要求があった場合に作動
する。再生要求があった場合、第２の記憶手段（蓄積用
メモリ）７０から符号データが読み出される。この時、
シーケンシャル番号や録音開始時刻等の情報により、所
望の部分の符号データを検索することが可能である。フ
レーム単位で読み出された符号ｄは、データバス９０を
介して符号器２１に対応する復号器２２に入力され、デ
ィジタル音声信号ｅに復号される。復号は通常フレーム
単位（ＰＳＩ−ＣＥＬＰの場合は４０ｍｓごと）に行わ
れるために、一旦第２のバッファメモリ７５に格納され
る。これはＤ／Ａ変換時に音が途切れないようにするた
めである。

【００２０】第２のバッファメモリ７５から読み出され
たディジタル音声信号ｆは、Ｄ／Ａ変換器８０によって
アナログ音声信号ｇに変換される。Ｄ／Ａ変換器８０の
特性は、基本的にはＡ／Ｄ変換器１０の特性に対応して
おり、データ更新周期はＡ／Ｄ変換器１０の標本化周期
に一致しており、分解能も同様である。音声再生は記憶
手段（蓄積用メモリ）７０のうち所定部分の符号化デー
タを全て読み出した時点で停止する。あるいは、再生中
止の要求があった時点で停止する。

【００２１】以上のような動作モードの切り替えは、マ
イクロプロセッサ等よりなる制御回路１００からの制御
信号に基づいて行われる。なお、図面が煩雑になるのを
避けるため、制御信号については図示していないが、装
置の構成要素に供給されていることは言うまでもない。
また、符号器２１と復号器２２は、コーデック２０とし
て一体化されて構成してもよい。このような構成でも、
機能的には符号器２１と復号器２２に分けて考えること
ができる。

【００２２】第１の実施例によれば、録音時の頭切れを
防止するために常時動作している第１の部分について
は、常時動作しているのはＡ／Ｄ変換１０とリングメモ
リ６０への書き込みのみであり、消費電力は低く抑えら
れ、また、第２の部分で、音声の高能率符号化を行う符
号器２１が動作しているため、第１の部分に比べ、消費
電力は多くなが、高能率符号化の結果、長時間の録音が
可能となる。

【００２３】＜実施例２＞図２は本発明による録音再生
装置の第２の実施例の構成を示すブロック図である。第
２の実施例では、リングメモリ６０の記憶容量を削減す
るため、Ａ／Ｄ変換器１０の出力を一旦符号化して、リ
ングメモリ６０に格納する。そのため第１の実施例の構
成に対し第２の音声符号器３１と第２の音声復号器３２
が追加された構成になっている。これらは第２の音声コ
ーデック３０として一体化して構成してもよい。

【００２４】第２の音声符号器３１は、低消費電力で動
作する、アルゴリズムが単純な音声符号器である。典型
的なものとしてμ則ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）
があり、これは音声データの振幅を対数的に８ビットで
量子化し、符号化するものである。この場合、ビットレ
ートは６４ｋｂｐｓとなる。他にＡＤＰＣＭ（Adaptive
Differential ＰＣＭ）の適用も可能である。この場合
ビットレートは３２ｋｂｐｓ程度となるが、アルゴリズ
ムはＰＣＭに比べるとやや複雑になる。以下、第１の実
施例との差異を中心に、第２の実施例を詳細に説明す
る。図２において、図１と同一機能部分については同じ
番号を付して詳細な説明を省く。

【００２５】第１の部分は入力された音声を常時一定時
間長分録音する部分である。アナログ音声信号１はＡ／
Ｄ変換器１０によってアナログ音声信号ａに変換され、
データバス９０を介して第２の音声符号器３１に入力さ
れる。音声符号器３１の出力である符号データｈは、デ
ータバス９０を介して第１の記憶手段（リングメモリ）
６０に格納される。リングメモリ６０においては、第１
の実施例と同様に、常時最新の一定時間長分の符号デー
タが保持される。

【００２６】第２の部分は録音開始要求があった場合に
動作する部分である。リングメモリ６０からの符号デー
タの読み出しは、第１の実施例同様、録音開始要求があ
った時点から一定時間長分だけ遡ったアドレスから読み
出しを開始する。読み出された符号データは、データバ
ス９０を介して、第２の音声符号器３１に対応する第２
の音声復号器３２に入力され、ディジタル音声信号ｉに
復号される。

【００２７】復号された音声信号ｉは、データバス９０
を介して第１のバッファメモリ６５に一旦格納される。
以下、第１の音声符号器２１によって高圧縮に符号化さ
れ、第２の記憶手段（蓄積用メモリ）７０に格納される
のは、第１の実施例と同様である。また、音声を再生す
る第３の部分についても、第１の実施例と同様である。
第２の実施例によれば、録音時の頭切れを防止するた
めに必要なリングメモリ６０の容量を削減でき、かつ、
常時動作している部分については比較的低消費電力化が
図られる。

【００２８】＜実施例３＞図３は本発明による録音再生
装置の第３の実施例の構成を示すブロック図である。第
１の実施例、あるいは、第２の実施例との差異を中心
に、第３の実施例について説明する。図１、図２と同一
機能部分については同じ番号を付して詳細な説明を省
く。本実施例は、第２の実施例のＡ／Ｄ変換器とＤ／Ａ
変換器、第２の音声コーデックをＰＣＭコーデックで置
き換えたものである。ＰＣＭコーデックは１チップＬＳ
Ｉ化されており、低価格の部品であるため、安価な装置
が実現できる。図３において、ＰＣＭコーデック４０は
ＰＣＭ符号器４１とＰＣＭ復号器４２に機能的に分離し
て示してある。

【００２９】アナログ音声信号１はＰＣＭ符号器４１に
入力され、所定フォーマットの符号データｊに変換され
る。符号データｊはリングメモリ６０に格納される。録
音時にはリングメモリ６０から符号データｊが読み出さ
れる。符号データはこれは所定フォーマットになってい
るが、第１の符号器２１の入力は、通常振幅が線形のデ
ィジタル音声信号であることが想定されているので、デ
ータ変換する必要がある。これを実現するのが第１のフ
ォーマット変換器５１であり、μ則ＰＣＭから線形ＰＣ
Ｍに変換する。フォーマット変換された線形ＰＣＭデー
タは、第１のバッファメモリ６５に一旦格納され、第１
の音声符号器２１によって、高圧縮の符号データｃに変
換される。符号データｃは、第２の記憶手段７０に格納
される。

【００３０】再生時には、第２の記憶手段（ＲＡＭ）７
０から読み出された符号データが第１の復号器２２に入
力され、音声信号に復号される。この復号された音声信
号は、振幅が線形のデータ、すなわち線形ＰＣＭデータ
である。これをＰＣＭ復号器４２によってアナログ音声
データｇに変換するためには、所定のフォーマットに変
換する必要がある。これを実現するのが第２のフォーマ
ット変換器５２であり、線形ＰＣＭからμ則ＰＣＭ符号
に変換する。第１及び第２のフォーマット変換器５１、
５２は変換テーブルが格納されたＲＯＭであり、フォー
マット変換は表引きによって実現される。以上、第３の
実施例よれば、第２の実施例と同等の機能・性能をより
低コストで実現することができる。

【００３１】＜実施例４＞図４は本発明による録音再生
装置の第４の実施例の要部の構成を示すブロック図であ
る。上記第１から第３の実施例では、いずれも音声信号
を高能率符号化して記録し、再生要求に基づいて復号化
し、再生するようになっている。しかし、長時間録音す
る必要は無いが、聞き漏らした部分をその場ですぐ聞き
返したい場合もある。本実施例は、そのような使い方
（即時再生）に対応する機能は付加し、たものである。

【００３２】図４において、２００が蓄積再生を行う場
合の経路を示す。すなわち、リングメモリ６０から読み
出された音声信号が第１のバッファメモリ６５を介して
第１の符号器２１に入力され、符号データが第２の記憶
手段（蓄積用メモリ）７０に格納される。再生要求があ
ると、蓄積用メモリ７０から符号データが読み出され、
第１の復号器２２によって音声信号に復号され、第２の
バッファメモリ７５を介してＤ／Ａ変換器８０に入力さ
れる。

【００３３】これに対し、３００は即時再生の経路を示
す。すなわち、即時再生要求があった場合には、リング
メモリ６０から読み出された音声信号が直接Ｄ／Ａ変換
器に入力される。この時、リングメモリ６０からの音声
信号の読み出しは、一定時間長分過去に遡って行われ
る。蓄積再生を行う場合の経路２００と即時再生の経路
３００とのいずれかを選択する手段をもうけることによ
って、録音再生装置の使い勝手を向上できる。第２およ
び第３の実施例においても、即時再生機能が容易に実現
されることは明らかである。

【００３４】図５は本発明による携帯型の録音再生装置
の外形である。マイクロホン２、スピーカ３が内蔵され
ている。ボタン４は録音開始、録音終了、あるいは再生
を指示するためのものである。再生時に録音されている
データを検索することも出来、データの属性（録音時
刻、シーケンシャル番号等）は液晶表示器等によるデー
タ表示部５に表示される。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、録音開始を指示した時
点よりも所定時間分過去に遡って録音を開始することに
よって、頭切れの起こらない録音が可能となる。特に、
低消費電力で動作可能な、ディジタル方式の録音再生装
置を提供することが可能となる。また、録音を伴わない
即時再生も可能であり、使い勝手の向上が図られてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による録音再生装置の第１の実施例を示
すブロック図である。

【図２】本発明による録音再生装置の第２の実施例を示
すブロック図である。

【図３】本発明による録音再生装置の第３の実施例を示
すブロック図である。

【図４】本発明による録音再生装置の第４の実施例の要
部の構成をを示すブロック図である。

【図５】本発明による録音再生装置の一実施例の外観図
である。

【符号の説明】

１０…Ａ／Ｄ変換器５２…第２のフォー
マット変換器２１…第１の音声符号器６０…第１の記憶手
段（リングメモリ）２２…第１の音声復号器６５…第１のバッフ
ァメモリ３１…第２の音声符号器７０…第２の記憶手
段（蓄積用メモリ）３２…第２の音声復号器７５…第２のバッフ
ァメモリ４１…ＰＣＭ符号器８０…Ｄ／Ａ変換器４２…ＰＣＭ復号器１００…制御回路５１…第１のフォーマット変換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定時間長分の最新の音響信号をディジタ
ル信号にして記憶する第１の記録部と、上記第１の記録
部の記録されたディジタル信号を一定時間過去にさかの
ぼり読み出し、上記ディジタル信号より圧縮された符号
信号に符号化し記憶する第２の記録部と、再生時に上記
第２の記録部から読み出された符号信号を音響信号に変
換する再生部とを具備することを特徴とする録音再生装
置。
【請求項２】アナログ信号をディジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器、上記Ａ／Ｄ変換器の出力信号を一定時間
分格納する第１の記憶手段、上記第１の記憶手段から読
み出された信号を上記ディジタル信号よりビット数の少
ない符号信号に符号化する符号器、上記符号器の出力符
号を格納する第２の記憶手段、上記第２の記憶手段から
読み出された符号信号を復号する復号器、上記復号器に
よって復号された信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
変換器を具備することを特徴とする録音再生装置。
【請求項３】アナログ信号をディジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器、上記Ａ／Ｄ変換器の出力信号を符号化す
る第２の符号器、上記第２の符号器の出力符号を一定時
間分格納する第１の記憶手段、上記第１の記憶手段から
読み出された符号を復号する第２の復号器、上記第２の
復号器によって復号された信号を上記第２の符号器の出
力符号よりビット数の少ない符号に変換する第１の符号
器、上記第１の符号器の出力符号を格納する第２の記憶
手段、上記第２の記憶手段から読み出された符号を復号
する第１の復号器、上記第１の復号器によって復号され
た信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器を具備す
ることを特徴とする録音再生装置。
【請求項４】アナログ信号をディジタル符号に変換する
第３の符号器、上記第３の符号器の出力符号を一定時間
分格納する第１の記憶手段、上記第１の記憶手段から読
み出された信号を上記第３の符号器の出力符号よりもビ
ット数の少ない符号に変換する第１の符号器、上記第１
の符号器の出力符号を格納する第２の記憶手段、上記第
２の記憶手段から読み出された符号を復号する第１の復
号器、上記第１の復号器によって復号された信号をアナ
ログ信号に変換するＤ／Ａ変換器を具備することを特徴
とする録音再生装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の録音
再生装置に、上記第１の記憶手段からの読み出した信号
を直接上記Ｄ／Ａ変換器に加える即時再生手段及び上記
即時再生手段を選択駆動するする手段とを付加して構成
されたことを特徴とする録音再生装置。