JPH10261964A

JPH10261964A - 情報信号処理装置

Info

Publication number: JPH10261964A
Application number: JP9066270A
Authority: JP
Inventors: Teruo Hoshi; 照雄法師
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】音声などのアナログ情報信号を高効率に符号
化して記録する。【解決手段】音声信号を所定のオーディオブロック
（ＡＢ）単位でデジタル記録し、再生するシステムであ
り、複数のＡＢ間でＡＢデータに所定の類似関係が存在
する場合又はＡＢデータのピークレベルが所定レベル以
下の場合などに、該当するＡＢデータの記録を省略し、
少なくとも１〜２のＡＢデータを再利用する。また、Ａ
Ｂデータの利用回数をモードデータに示し、ＡＢデータ
と共に記憶装置に記憶させる。ＡＢデータを再利用する
ことで、記録データ量を削減し、再生時はモードデータ
に示された回数ＡＢデータを繰り返し使用する。更に、
再利用するかどうかの判断基準（類似程度又は指数レベ
ルのピーク）は自動又は任意に変更可能とすることで音
声記録装置としての利便性向上を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号等のアナ
ログ情報信号を効率的に符号化してデジタル記録し、ま
た効率的に再生するための情報信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アナログの情報信号を符号化
してデジタル記録することが行われており、例えば、音
声信号はデジタルデータとして、ＣＤ（Compact Dis
c）やＭＤ（Mini Disc）などにおいては、アナログ音
声信号がデジタル記録されている。

【０００３】また、留守番機能付き電話機等において音
声記録装置として半導体メモリを用い、このメモリに音
声信号をデジタル記録することも試みられている。半導
体メモリを用いた音声記録は、記録・再生が容易であ
り、また装置を小型化する上でも便利なことからその利
用が進んでいる。更に、半導体メモリの大容量化、低価
格化が進む中、音楽などの記録にも半導体メモリの利用
の可能性が提案されるようになっている。

【０００４】このような音声信号のデジタル記録におい
ては、アナログ音声信号をデジタル信号に変換する際
に、なるべく原音に忠実に再生ができ、かつ、記録すべ
きデジタルデータ量ができるだけ少ないように符号化す
ることが望まれる。特に、半導体メモリを用いた音声記
録の場合、半導体メモリの低価格化が進んだとはいえ、
記録容量の大きいメモリは高価であるので、できる限り
高効率の符号化を行いデータ量を削減する必要がある。

【０００５】音声信号の符号化にあたっては、時系列の
音声信号の瞬時値をデジタル値で示すＰＣＭ（Pulse Co
de Modulation）方式が一般的に用いられている。しか
し、ＰＣＭ方式は、符号化の効率が悪く、再生音声の劣
化を防ぐためにサンプリング周波数Ｆｓを高くしたり、
サンプリング値に対するビット割当数を多くするとデー
タ量が増加して記録時間が十分なものとならない。例え
ば、サンプリング周波数Ｆｓを８ＫＨｚとし、８ビット
量子化を行うと、データ量は６４Ｋｂｐｓとなり、３２
Ｍｂｉｔのメモリを用いても録音時間は、８分４４秒で
あり、簡単な音声メモにしか利用することができない。
また、反対に、サンプリング周波数Ｆｓやビット割当数
を下げることでデータ量を低減できるが、再生時の音質
の低下が著しい。

【０００６】そこで、音声信号の符号化に離散コサイン
変換等の技術を用い、音声データを周波数軸上のデータ
に変換し、周波数帯域毎のデータとして符号化する手法
が提案されている。この手法によれば、各周波数帯域の
信号が失われることが少なく、デジタル化による誤差の
影響を小さくすることができ、音質の低下を防ぎ、より
効率的な符号化が可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、このような直
交変換を利用する符号化においては、各周波数帯域毎に
レベルデータ（またはこの差分）を得るが、データ量削
減のためには、各周波数帯域毎の割り当てビット数を減
らすことになる。音質を維持するためには、周波数帯域
毎に得られる各レベルデータについての割り当てビット
数をあまり削減することはできない。音質に影響の少な
い低周波や、高周波の帯域についてのビット数を減少す
れば、全体としてのデータ量を削減することができる
が、データ量はなるべく少ない方がよく、さらなるデー
タ削減を図った高効率符号化が求められている。

【０００８】例えば、時系列のアナログ音声信号は、所
定の短期間ごとにみた場合、連続する期間における信号
が互いに一致していたり若しくは近似している場合も多
い。従来から知られているＤＰＣＭ（Differential PC
M）やＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential PCM）方式な
どにおいては、符号化処理において連続するデータを差
分データで表すことで符号化の効率化を図っている。し
かし、この方式は、差分データを所定の割り当てビット
数で表現しており、時系列データの一部において差分が
０或いは０に等しい状態が連続するような場合、データ
量の削減の程度はそれほど高くならず、これらの方式だ
けではさらなる高符号率化を図ることは難しい。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、再生時の音質などの劣化を最小限に抑えつつ、情
報信号の共通性やその強度等を積極的に活用して、より
高効率に符号化することを可能とする情報信号処理装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、情報信号を所
定のブロック単位でデジタル記録し、再生するシステム
に適用され、情報信号を所定のブロック単位でデジタル
記録し、再生するシステムに適用され、複数のブロック
間でブロックデータに所定の類似関係が存在する場合、
又はブロックデータのデータピークレベルが所定レベル
以下の場合に、該当するブロックデータの記録を省略し
て、少なくとも１つのブロックデータを前記複数のブロ
ックデータとして再利用することを特徴とする。

【００１１】また、再利用する前記ブロックデータの利
用回数を示す付属データを作成し、前記再利用ブロック
データと前記付属データとを記憶装置に記憶させること
を特徴とする。

【００１２】このようにブロックデータを再利用するこ
とで、記録するデータ量を削減することが可能となる。
さらに、再利用する回数を付属データとして記憶するこ
とで、再生時に付属データを参照してブロックデータを
繰り返し再生すれば、元の情報をより正確に再現するこ
とが可能となる。なお、記録時にブロックデータを再利
用するかどうかの判断基準は、任意に設定可能とするこ
とができる。このようにすれば、ユーザが目的に応じ
て、判断基準を変更することで、記録データ量の削減を
重視したり、再生時の情報信号の劣化防止を重視したり
することができる。

【００１３】また、上記情報信号処理装置において作成
されて記憶された前記ブロックデータと前記付属データ
に基づいて情報信号を再生する際に、前記付属データが
示す利用回数よりも少ない回数だけ前記ブロックデータ
を再生することにより、ユーザの要求に応じて効率的な
再生を行うことを可能とする。

【００１４】更に本発明では、前記記憶装置の記憶容量
の残量に応じて、前記ブロックデータを再利用するかど
うかを判断する判断の基準値を変更することを特徴とす
る。ブロックデータを再利用して記憶を行う場合、入力
される情報信号に応じて記憶時間が変化する。そこで、
このように記録容量の残量に基づいて再利用の判断基準
値を自動変更すれば、入力情報信号に関わらず、予定し
た期間の情報信号を確実に記憶させることが容易とな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について図面を用いて説明す
る。

【００１６】［情報信号の符号化方式の概要］本実施形
態では、情報信号として、例えば、人の声や自然音、楽
器音などのアナログ音声信号を符号化処理対象としてい
る。そして、音声信号を所定周波数でサンプリングして
デジタルデータに変換し、更に、時間軸上のデジタルデ
ータを上述の離散コサイン変換（ＭＤＣＴ：Modified D
iscrete Cosine Transform）を用いて周波数軸上のデー
タへと変換する。但し、情報信号は、音声信号には限ら
れず、アナログ画像信号も同様に適用可能である。

【００１７】図１は、本実施形態の符号化方式における
音声記録データの階層構造を示してる。

【００１８】本実施形態の符号化方式において、音声記
録の最小単位はオーディオブロックであり、各オーディ
オブロックのブロックデータは、上述のＭＤＣＴによっ
て得られた１０ｍｓ期間毎の周波数軸上のデジタルデー
タから形成される。具体的には、まず、ＭＤＣＴによっ
て、１０ｍｓ期間毎に得られる周波数データは、ＤＣ〜
５ＫＨｚ付近までの５０Ｈｚ間隔の１００個の微細バン
ドごとの強度を示す信号を求める。本実施形態では、音
質の低下を防止しつつデータ量を削減するために、聴感
上の影響の少ない高周波域（例えば１ＫＨｚ以上の周波
数帯）については、各バンドの強度信号を３〜１２バン
ド程度まとめて取り扱う。つまり高域側の複数のバンド
についてはバンドを結束して取り扱う。また、２５Ｈｚ
以下を省略して、計１００個の微細バンドを２５バンド
＃分の強度信号に圧縮する。なお、バンド＃とは記録の
バンドを示す。更に、各バンド＃についてのスペクトラ
ム強度を後述するように指数と仮数で示し、１オーディ
オブロックのデータとする。

【００１９】図１に示すように、１オーディオブロック
は、４ビットのイニシャルデータと、５６ビットの差分
指数及び２０ビットの仮数とから構成されており、イニ
シャルデータは、７５Ｈｚバンドのスペクトル強度の指
数を示す。また、差分指数は、７５Ｈｚバンドに続く２
４バンド＃の各スペクトル強度を差分データとして表
し、７ビットで３バンド＃分を表示することで、２４バ
ンド＃分のスペクトル強度を表している。また、仮数は
省略して位相のみを示す。高域側の結束バンドについて
は仮数の表示を省略している。

【００２０】３つのオーディオブロックは、１フレーム
の音声情報を構成する。また、１フレームは、２ⁿビッ
ト（例えば、ｎ＝８、つまり２５６ビット）の固定長に
設定し、これによりフレームを認識するための同期信号
を省略可能としている。また、２ⁿフレーム（例えば、
ｎ＝６、つまり６４フレーム）で一つのスーパフレーム
を構成している。

【００２１】１フレームは、それぞれ８０ビットからな
る３つのオーディオブロック（ＡＢ）のオーディオブロ
ックデータを備え、最短で３０ｍｓ分の音声情報を表示
する。ここで、連続したブロック間で所定の類似関係を
有する場合や、オーディオブロックの指数ピークレベル
が所定値以下が連続する場合には、２ブロック目からの
いくつかのオーディオブロックの記録を省略する。

【００２２】３つのオーディオブロックのそれぞれの利
用回数は、同一フレーム内に例えば１５ビットのモード
データを設けてこれを記録する。再生時には、このモー
ドデータに示される利用回数に応じて同一のオーディオ
ブロックを複数回利用してリピート再生する。

【００２３】このようにオーディオブロックを再利用し
て再生することにより、１フレーム当たりの記録再生時
間は最大１７．３倍（５２０ｍｓ）までに拡大すること
ができ、記録データ量で再生音声の音質を維持する事が
できる。音声信号などでは、一定の近似した波形がある
程度継続していることが多いので、このような場合に類
似データの記録を省略することが可能となる。また、音
声レベルが低い場合には、そのオーディオブロックを前
のオーディオブロックで代用することが可能となる。

【００２４】更に、再生時間の短縮等を図る場合には、
設定により、再生時、モードデータに示されたリピート
回数より少ない回数だけ記録したオーディオブロックを
再生することとする。

【００２５】２５６ビットの１フレームでは、３つのオ
ーディオブロックＡＢ０〜ＡＢ２に２４０ビットが割り
当てられ、これにモードデータとして１５ビットが割り
当てられ、残りの１ビットには、サブコードに割り当て
られている。サブコードは、１スーパフレーム分まとめ
られて６４ビットで一定の情報を表す。よって、１スー
パフレームが音声記録の一つの単位を成しているが、ス
ーパフレームは、このサブコードにのみ関係したもので
あり、音声データの記録自体はフレーム単位で完結して
いる。

【００２６】１スーパフレーム毎のサブコードでは、音
声記録の日時や、ヘッダ若しくはトラック番号等に相当
するフレーズ番号などを記録することが可能である。ま
た１スーパフレームを構成するフレーム数についても各
フレームと同様に２ⁿに設定することで（但し、フレー
ムとスーパフレームとでｎを一致させる必要はない）、
再生時にサブコードだけ読み出し、希望のスーパフレー
ムを頭出しすることも容易となる。

【００２７】以上のような方式によって音声信号を符号
化することで、本実施形態ではビットレート８．５Ｋｂ
ｐｓ以下の高効率な符号化が可能となる。例えば、３２
Ｍビットのメモリに３９３２秒（６５分３２秒）以上の
音声が記録可能となることから、半導体メモリを用いた
ＩＣ音声記録や、フロッピーディスクへの音声記録など
に最適である。

【００２８】具体的な符号化方式及び装置構成について
は、以下に説明する。

【００２９】［ＭＤＣＴ］図２は、ＭＤＣＴ方式による
変換を概念的に示している。まず、アナログ音声信号を
１０ＫＨｚでサンプリングする。ＭＤＣＴ方式では、こ
れをデジタル変換して得られた１００μｓ毎のデジタル
データを１０ｍｓの期間毎に分割し、各期間の信号をＦ
ＦＴによって周波数成分信号に変換する。実際には、連
続する期間のデジタルデータの連続性を確保するため、
２０ｍｓ期間の音声信号をＦＦＴし、隣接する各期間で
互いに５０％オーバラップするように設定し、１０ｍｓ
毎のオーディオブロックデータを得る。次式（１）は、
コサイン波のウインドの係数Ｗ（ｍ）を示している。こ
のウインドの係数を各期間の原信号ｘ（ｍ）に乗算し、
この原信号ｘ（ｍ）をＦＦＴ分析することで、次式
（２）に示される微細バンドについて、それぞれスペク
トラムＺ（ｋ）を得る。

【００３０】

【数１】

【数２】なお、式（１）（２）において、Ｍはサンプリング数
（本実施形態では２００個）であり、ｋは微細バンド番
号（１から１００、但し１から７９までに省略可能）で
ある。

【００３１】また、本実施形態では、ＭＤＣＴにおい
て、２０ｍｓ毎の音声信号の２００ポイントのデータｘ
（ｍ）から上式（１）及び（２）によって演算すること
により、コサイン波による窓かけ及びＦＦＴを同時に実
行している。また、演算は１６ビットの精度にて精密に
行っている。

【００３２】［バンドの結束］上述のようなＭＤＣＴに
より、各オーディオブロックについて５０Ｈｚ間隔で２
５Ｈｚ〜４ＫＨｚ付近までの７９個の微細バンドの周波
数信号が得られる。ここで、音速が３４０ｍ／ｓと比較
的遅いことを考えると、１ＫＨｚの波長は３４ｃｍであ
り、人の頭の直径と同程度の値に相当する。このため、
周波数１ＫＨｚ程度以上のバンドでは、その位相情報は
重要ではない。よって、１ＫＨｚ以上のバンドについ
て、位相を表現するのに必要な仮数の記録を省略する。
また、もともと高域側では、近接するバンド間で最も大
きな強度を示す周波数成分しか聞こえなくなるという、
いわゆるマスキング効果が強い。よって、高域では、近
接する２〜１２バンドを束ねてもそれによる音質の低下
はわずかであり、複数のバンドを束ね、その強度の平均
レベルで表している。

【００３３】図３は、７９個の微細バンドを圧縮して得
られる全部で２５バンド＃のバンド番号と担当周波数帯
とを示している。２５Ｈｚ以下の情報は全体のパフォー
マンスを考慮し、図３に示されているように省略してお
り、７５Ｈｚ〜３９７５Ｈｚまでの計７８個分の微細バ
ンドを２５バンド分の強度信号に圧縮する。バンド番号
０〜１５（７５Ｈｚ〜８２５Ｈｚ）までは、全て微細バ
ンドのまま記録し、バンド番号１６から１８は連続する
３バンド分をそれぞれ結束し、バンド番号１９〜２１で
は、連続する６バンドをそれぞれ結束する。結束しても
聴感上ほとんど影響を及ぼさない更に高域側のバンド番
号２２〜２４については、連続する１２バンドを結束し
て表している。このように、本符号化方式では、周波数
つまり音階に対応し、１オクターブ６バンドを目安とし
て図３に示すような各バンド＃を設定している。

【００３４】［スペクトラム強度信号の指数化］本実施
形態の符号化方式では、上記２５の各バンド＃における
スペクトラム強度信号を指数ｂと仮数ａを用いて表現す
る。図４は、各バンドのスペクトラム強度を指数で表し
たものである。また、データ量をより低減するために、
バンド番号０の７５Ｈｚバンド＃については、バンドの
スペクトラム強度の指数そのものを４ビットで表して、
これをイニシャルデータとする。スペクトラム強度の指
数と４ビットのイニシャルデータとは、図５に示すよう
な対応関係を有し、各バンドの強度の指数ｂ（０〜１
５）の値に応じて対応するイニシャルデータを決める。

【００３５】また、残りの２４バンド＃については、低
域側から隣接低域バンドとの差分を演算して符号化し、
これを記録する。図６は、差分データである指数の変化
値と、差分指数コードとの対応関係を示しており、−２
〜＋２の間の指数変化量を指数コードによって０〜４ま
での５値で表現する。なお、この際、誤差が蓄積しない
ように、デコーダを用いてより正確な値が算出できるよ
うに符号化することが好適である。バンド番号１６以上
の結束バンド＃においても、各結束バンド＃の平均値の
指数が示され、広帯域バンド間での差分が求められる。
ここでは、計算は位相を考慮しない。また、位相の記録
も省略することとする。

【００３６】バンド番号１〜２４の２４バンド＃につい
ての各差分データは、それぞれ図６の差分指数データで
示され、３バンド＃ずつまとめ、次式（３）に基づいて
この３バンド＃を７ビットで表現する。図７は、３バン
ド＃分の差分データの記録コードと、各バンド＃につい
ての５値の差分指数コードＥ０、Ｅ１、Ｅ２との対応関
係を示している。

【００３７】

【数３】記録コード２⁷＝５⁰・Ｅ０＋５¹・Ｅ１＋５²・Ｅ２・・・（３）このように、差分データを５値とし、かつ３バンド＃ま
とめることにより、７ビット×（２４／３）、つまり５
６ビットで２４バンド分の差分データを表し、バンド番
号１〜２４については、１バンド＃当たり２．３３ビッ
トで表現することを可能としている。

【００３８】仮数ａは、位相を表しており、ｂで表現さ
れた指数に対し、その係数が「＋１」、「０」、「−
１」であるか、又は「＋１」、「−１」であるかを表し
ている。

【００３９】バンド番号０〜６までの低域微細バンドの
６バンド＃については、図８に示すように３値［−１、
０、＋１］の仮数に応じて［０，１，２］の仮数コード
を付す。この３値の仮数コードは、図９に示すように３
バンド＃ずつまとめ、各バンド＃の仮数コードＭ０、Ｍ
１、Ｍ２をまとめて５ビットで示す。これにより、音質
に与える影響の大きい低域６バンド＃については、計１
０ビット（５ビット×（６バンド＃／３））で３値の仮
数が示され、より正確な差分データが表現されることと
なる。また、低域６バンドに続く１０バンド＃（図３の
バンド番号６〜１５）については、仮数としてその極性
のみの１ビットを記録することとする。１ビットの極性
表示は、「１」で＋１を示し、「０」で−１を示すもの
とする。

【００４０】バンド番号１６以上については、複数のバ
ンドが結束されているため、隣接するバンド＃との周波
数差が大きく、隣接するバンド＃間で波形合成作用も発
生しない。よって、これらのバンド＃では、仮数の記録
は省略し、記録する仮数は、（５ビット×２）＋（１ビ
ット×１０バンド＃）で計２０ビットとする。

【００４１】以上の符号化方式により、最低域バンドを
示すイニシャル４ビットと、２４バンド＃分の差分指数
と、２０ビットの仮数データが得られ、これらの計８０
ビットでの１オーディオブロックを構成する。

【００４２】［オーディオブロックのリピート］音声信
号は、１０ｍｓ又は２０ｍｓ単位で考えた場合、同一波
形が継続していることが多く、この場合オーディオブロ
ックを複数回リピートでまかなっても、再生音質の低下
が少ない。そこで、本実施形態では、所定の回数までオ
ーディオブロックの記録を省略し、再生時に記録したオ
ーディオブロックをリピート再生する。また、リピート
回数をモードデータとしてオーディオブロックと共に記
録することで、同一又は類似した内容、或いは強度の指
数レベルの低いオーディオブロックデータの記録を省略
して、記録データ量の低減を図り、記録再生時間を延長
することができる。

【００４３】図１０は、１フレーム中で１５ビットが割
り当てられたモードデータの構成を示している。本実施
形態では、オーディオブロックデータＡＢを単独で再利
用する場合と、連続する２オーディオブロックを再利用
する場合及びこれらの組み合わせる場合を考慮して再利
用回数（リピート回数）を決めている。図１０に示すよ
うに、「ＡＢ０」、「ＡＢ０〜ＡＢ１」、「ＡＢ１」、
「ＡＢ１〜ＡＢ２」、「ＡＢ２」のそれぞれのリピート
回数を３ビットで指定する。これにより、２５６ビット
の１フレームデータで最長０．５２秒に相当する音声の
記録再生が可能となる。

【００４４】また、上記オーディオブロックの再利用
は、連続オーディオブロック間で全ビットが一致してい
る場合に実行でき、その他、所定の類似関係がみられる
場合や、バンドの強度の指数ピークが一定以下の場合な
どにおいて実行することができる。

【００４５】本実施形態では、オーディオブロックを再
利用する場合の条件として、以下（ｉ）〜（iii）を想
定し、いずれの条件を採用するか、そして、その際の具
体的な判断基準について記録及び再生時に外部より任意
に設定可能としている。

【００４６】（ｉ）連続するオーディオブロック間で全
ビットが一致；（ii）連続するオーディオブロック間で低域バンド＃か
ら所定バンド＃までの指数と仮数が一致；（iii）オーディオブロックの指数のピークが一定値以
下：図１１は、これらのオーディオブロックの具体的な再使
用条件を示し、また、各条件に対応づけられた３ビット
のリピートモードを示す。このリピートモードは、サブ
コードに記録することで、ユーザが再生時や次の記録時
などにおいてこれを参照でき、リピートモードと音質の
関係などを知ることが可能となる。

【００４７】再利用の条件として、リピートモード「０
００」に対応する「オーディオブロックの全ビットが一
致」を設定すれば、全く再生音質を劣化させることな
く、連続する同一オーディオブロックの重複記録をなく
すことができる。

【００４８】また、実際には、オーディオブロック間の
データの相違程度が小さい場合には、一方のオーディオ
ブロックを用いて再生しても音質の低下は少ない。そこ
で、隣接オーディオブロックデータの類似の判断基準を
選択可能とし、良好な音質を確保したい場合には類似の
基準を高くし、音質を多少犠牲にしても記録時間を確保
したい場合には類似の基準を下げるように設定可能とす
る。高域バンド＃側であるほど、音質に与える影響が小
さくなることから、類似の基準は図１１のリピートモー
ド「００１」〜「１１１」に対応付けられた７段階とす
る（完全一致「０００」も含めると全部で８段階とな
る）。このように設定された段階に応じて低域バンド＃
０から２３〜１１バンド＃のいずれかまでの指数と仮数
の一致をみてオーディオブロックを再利用するかどうか
を決定する。より高域側のバンド＃までの一致を条件と
すれば音質の低下を防止でき、ある程度のバンド＃まで
の一致で類似と判定することにすれば、省略するオーデ
ィオブロック数が増加することから記録時間を実質的に
延長することが可能となる。

【００４９】オーディオブロック間のデータの類似の基
準の設定は、音声記録時に行うが、再生時にはこれを参
照する。再生時には、上述のモードデータが示すリピー
ト回数で忠実に再現することが基本であるが、例えば、
記録された音声の話し手の話の速度がゆっくりな場合、
連続するオーディオブロック単位では、データ類似が多
発する。従って、このような場合、再生時にリピート再
生回数を低減することで、音程が変化することなく話速
が速くなるので、聞き難くなることなく再生時間を短縮
できる。

【００５０】本実施形態では、更に別の再利用の判断基
準として、オーディオブロックデータの指数ピークレベ
ルが設定されている。ここで、オーディオブロックデー
タを構成する０〜２４バンド＃の指数のピークレベル
は、音声信号の強度を表しており、ピークレベルが低く
強度が小さい音声であれば（無音区間など）、その記録
を省略しても、再生時に音質にほとんど影響を与えな
い。そこで、本実施形態においては、再利用条件とし
て、オーディオブロックの指数のピークレベルが所定値
以下であるかどうかについても設定可能としている。

【００５１】具体的には、図１１のリピートモード「０
０１」〜「１１１」に対応づけられているように、ピー
クレベルの設定基準値は、レベル９以下〜レベル３以下
までの７段階としている。良好な音質を確保する場合に
は基準となる指数のビークレベルを低く設定し、記録時
間を確保する場合にはこれに応じて指数のピークレベル
を高くする。

【００５２】また、上記オーディオブロック間の類似を
判断基準とする場合と同様に、この指数のピークレベル
に応じたオーディオブロックの再利用は、再生時にはこ
れを参照して再生時間を短縮することが可能となる。す
なわち、モードデータで指定されたリピート回数よりも
実際のリピート回数を低減する。これにより再生時間を
短縮することができる。ピークレベルの基準を低く設定
すれば、再生音質の低下は極めて少なく、またピークレ
ベルの基準を高めに設定すれば多少音質が低下するが再
生時間を短縮できる。例えば、会議・講演会などについ
ての音声記録の再生の場合には、発言者や講演者が話し
ていいない不要な期間などを省略し、再生時間を短縮す
ることが要求されることも多い。そこで、再生時にオー
ディオブロックのリピート回数の減少を一定割合に設定
することとすれば、例えば、話し手の話がとぎれて背景
雑音などが続くような場合に、その背景雑音に相当する
オーディオブロックデータの再生を省略して、再生音質
の低下を防ぎながら再生時間をより短くすることができ
る。

【００５３】ところで、上述のようにオーディオブロッ
クを再利用しながら音声記録する場合、入力される音声
信号の状態に依存して、記録時間が増減することとな
る。しかし、録音機は、一般に、音声録音終了までの期
間を想定して録音することが多く、記録可能な時間が明
確であることが望ましい。従って、上記のようなオーデ
ィオブロックの再利用の機能は、入力音声の類似度や強
度等によって記録可能な時間が変化するので、記録時間
の確定という観点では使いづらい場合もある。

【００５４】そこで、半導体メモリなどの記録装置の記
録容量消費量に応じてオーディオブロック再利用の判断
基準値を制御する。つまり、メモリの消費量をモニター
し、上記記録容量消費量と予定録音期間によって決まる
予定消費量とを順次比較し、類似の基準や指数レベルの
基準などの基準値を変更することで、記録時間の調整を
可能とする。記録容量の消費量が多ければ類似基準や指
数レベル基準を緩和して、オーディオブロックのリピー
ト回数を増大させ、消費量が少なければ、上記基準を高
く設定してより高い記録音質を確保するように自動でコ
ントロールする。これにより、希望の時間内に高い音質
で音声記録をすることが可能となり音声記録装置として
の使い易さが向上する。

【００５５】［サブコード］６４フレームで１スーパフ
レームを構成し、１フレーム内で微少数のビット（例え
ば１ビット）が割り当てられたサブコードは、１スーパ
フレームで一つの情報表示単位とすることで、６４ビッ
トとなり、十分な情報表示能力を持つ。３２フレームで
１スーパフレームを構成する場合には、各フレームにサ
ブコードとして２ビット割り当てることとする。

【００５６】図１２は、６４ビットのサブコードの構造
を示し、先頭の１２ビットはフレーズ番号、続く３ビッ
トは上述のリピートモード、更に３３ビットの記録の日
時、最後の１６ビットが誤り検出用ＣＲＣとする。記録
の日時は、それぞれバイナリで表現されて記録され、年
は、西暦の下位２桁を７ビットで示す。なお、秒につい
ては、１スーパフレーム毎に記録されることから、各ス
ーパフレームでは、１〜３０秒程度の間隔ごとに進むこ
ととなる。フレーズ番号データは、頭出しのためのトラ
ックマークなどとも表されるマーキングとして用いる。
このフレーズ番号は、連続番号を順次、自動的或いは任
意に付すことができ、１Ｍｂｉｔ当たり６４フレーズが
最大密度となる。大容量のメモリに符号化データを記録
すれば付されるフレーズ数も増加するが１２ビットを割
り当てれば、４０９６までの番号を示すことができるの
で、十分な情報表示能力を備えている。

【００５７】［符号化装置の構成］図１３は、上述の符
号化処理を実行する音声符号化処理装置の概略構成を示
している。入力されるアナログ音声信号からは、予め不
要な低域及び高域信号を除去され、アナログ／デジタル
（Ａ／Ｄ）変換部１０に供給される。Ａ／Ｄ変換部１０
は、供給されたアナログ音声信号を１０ＫＨｚのサンプ
リング周波数Ｆｓでサンプリングして、１２ビットのデ
ジタルデータに変換する。ＭＤＣＴ処理部１２は、Ａ／
Ｄ変換部１０からの１２ビットデジタルデータに対して
ＭＤＣＴの所定の係数を乗算し、１０ｍｓ毎の計１００
個の微細バンド毎の強度信号のレベルと位相を検出す
る。検出された各微細バンドのうちバンド番号１６以上
の高域バンドは、３〜１２バンド毎に、各バンドのレベ
ルの絶対値の平均値を求めて結束し、結束バンドとし
て、計２５のバンド＃に圧縮する。

【００５８】指数化処理部１４は、得られた２５バンド
＃の強度信号のレベルを指数、差分指数及び仮数に符号
化する。

【００５９】ＡＢＲ作成部１６は、得られた各指数、差
分指数及び仮数に基づいて、８０ビットの記録用オーデ
ィオブロックデータＡＢＲを作成し、合成部２２とモー
ド決定部１８にそれぞれ出力する。モード決定部１８
は、外部から設定されたオーディオブロックの再利用条
件に基づき、オーディオブロック間の類似度や指数のピ
ークレベルからオーディオブロックを再利用するかどう
かを判断する。更に、この判断の結果から求まる所定の
オーディオブロックデータのリピート回数を１５ビット
のモードデータに示し、これを合成部２２に出力する。

【００６０】また、サブコード作成部２０は、記録時間
と、フレーズ番号が付された場合にはこのフレーズ番号
とをバイナリデータに変換して、サブコードを作成し、
合成部２２に出力する。

【００６１】合成部２２は、サブコードと、モードデー
タ及びモードデータに従って３つのオーディオブロック
を２５６ビットの１フレームを作成し、ビットストリー
ムとして半導体メモリなどの記録装置２４に出力する。

【００６２】[記録装置への記録]合成部２２からの出力
データは、フレーム単位でメモリに記録する。１フレー
ムは、上述のように２ⁿビットに設定することにより、
メモリのアドレスをみることでフレーム識別ができる。
図１４は、１Ｍｂｉｔメモリのアドレスとフレームとの
関係を示している。メモリアドレスは、図１４では下位
８ビットがフレーム内のビット番号に相当し、その上の
６ビットがフレーム番号を示し、更に上位の６ビットが
スーパフレーム番号を示す。

【００６３】１フレームをｎ＝８、２５６ビットとした
場合には、アドレスの下位ｎ＝８ビットに各フレームデ
ータを格納する。つまり、各フレームの先頭ビットから
最終ビットまでをメモリのアドレス下位ｎビット「００
・・・００（オール０）」から「１１・・・１１（オー
ル１）」に順次記録する。これにより、アドレスのフレ
ーム番号を指定すれば、直ちに対応する１フレームデー
タが識別でき、フレーム識別のための同期信号が不要と
なる。

【００６４】［再生］記録装置２４に記録された音声デ
ータの再生に当たっては、デコーダが読み出された１フ
レームのオーディオブロック毎に２５バンド＃の指数及
び仮数を復号し、更に、各バンド＃の信号強度を用いて
逆ＤＣＴを行って、周波数軸上のデータを時間軸上のデ
ジタルデータに逆変換する。また、サブコードについて
は、ＣＲＣデータを用いて、誤りをチェックし、フレー
ズ番号、リピートモード、記録日時をデコードし、これ
を出力する。

【００６５】また、上述のように、再生時にオーディオ
ブロックの再利用条件が設定された場合には、デコーダ
が、設定に基づいてオーディオブロックのリピート再生
回数を決定して、オーディオブロックを再利用する。

【００６６】

【発明の効果】本発明では、ブロックデータを再利用
し、例えば、ブロックデータが所定の類似関係を有して
いたり、ブロックデータのピークレベルが低い場合など
に、該当するブロックデータの記録は省略し、所定のブ
ロックデータを再利用する事で、少ない記憶データ量で
長期間の情報を記録・再生する事が可能となる。また、
ブロックデータの類似またはブロックデータのピークレ
ベルなどをブロックデータの再利用判断基準とすること
で、再生時の情報信号の劣化を最低限に抑えることがで
きる。

【００６７】また、ブロックデータの再利用回数を付属
データとして記憶すれば、再生時に、この付属データを
参照することで、元の情報信号を正確にかつ容易に再生
することが可能となる。

【００６８】更に、再生時にも、ブロックデータの再利
用の回数を減少に設定可能とすることで、再生時間の効
率化や短縮化を図ることが可能となる。

【００６９】また本発明では、記憶容量に応じてブロッ
クデータの再利用の判断基準を自動的に変更することに
より、再生時の情報信号の劣化を最小限に抑えつつ、所
定の記憶容量の記憶装置に一定期間内の入力情報信号を
確実に記憶することが容易となる。よって、情報記録装
置としての利便性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の符号化方式におけるデータ構造を示
す図である。

【図２】本発明のＭＤＣＴ処理を概念的に示す図であ
る。

【図３】本発明の微細バンドを一部結束して圧縮して
得られる２５バンド＃と各バンド＃が担当する周波数範
囲を示す図である。

【図４】本発明のＭＤＣＴで得られる各バンドのスペ
クトラム強度を指数で表した図である。

【図５】本発明のスペクトラム強度の指数とイニシャ
ルデータとの対応関係を示す図である。

【図６】本発明の指数の差分と差分指数コードとの対
応を示す図である。

【図７】本発明の３バンド＃分の差分指数コードを表
す７ビットの記録コードと各バンド＃の差分指数コード
との対応関係を示す図である。

【図８】本発明の仮数と仮数コードとの対応関係を示
す図である。

【図９】本発明の３バンド＃分の仮数コードを表す５
ビットの記録コードとの対応関係を示す図である。

【図１０】本発明のモードデータの構成を示す図であ
る。

【図１１】本発明のオーディオブロックの再利用条件
及びこの条件と対応する３ビットのリピートモードを示
す図である。

【図１２】本発明の６４ビットのサブコードの構造を
示す図である。

【図１３】本発明の音声符号化処理装置の構成を示す
図である。

【図１４】本発明の符号化音声データを記憶するメモ
リのアドレスを示す図である。

【符号の説明】

１０Ａ／Ｄ変換部、１２ＭＤＣＴ処理部、１４指
数化処理部、１６ＡＢＲ作成部、１８モード決定
部、２０サブコード作成部、２２合成部、２４記
録装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報信号を所定のブロック単位でデジタ
ル記録し、再生するシステムに適用され、複数のブロック間でブロックデータに所定の類似関係が
存在する場合、又はブロックデータのデータピークレベ
ルが所定レベル以下の場合に、該当するブロックデータ
の記録を省略して、少なくとも１つのブロックデータを
前記複数のブロックデータとして再利用することを特徴
とする情報信号処理装置。
【請求項２】請求項１記載の情報信号処理装置におい
て、前記再利用する前記ブロックデータの利用回数を示す付
属データを作成し、前記再利用ブロックデータと前記付
属データとを記憶装置に記憶させることを特徴とする情
報信号処理装置。
【請求項３】請求項２に記載の情報信号処理装置にお
いて、記憶された前記ブロックデータと前記付属データ
に基づいて情報信号を再生する際に、前記付属データが示す利用回数よりも少ない回数だけ前
記ブロックデータを再生することを特徴とする情報信号
処理装置。
【請求項４】請求項２記載の情報信号処理装置におい
て、前記記憶装置の記憶容量の残量に応じて、前記ブロック
データを再利用するかどうか判断する判断の基準値を変
更することを特徴とする情報信号処理装置。