JPS60125968A - デイジタルオ−デイオ装置 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、ディジタル変換された音楽信号を受信し、
再生しまたは記録再生するようなディジタルオーディオ
装置に関し、中でも通常の２チャンネル信号（Ｌ信号と
Ｒ信号のステレオ信号）と、該２チャンネル信号にさら
に特殊信号を加えた３チャンネル以上の信号の受信、再
生または記録再生を選択的に行なえ、通常の用途のほか
に特殊方途にも利用できるような新規なディジタルオー
ディオ装置に関するものである。

［従来技術］ 一般に、オーディオシステムは、記録処理系と再生処理
系とが１対になって構成されているので、以下の説明で
は、ディジタルオーディオ装置として記録再生装置を例
にとって説明する。

第１図は、オーディ第２チヤンネル信号（Ｌ信号とＲ信
号どのステレオ信号）のディジタル記録再生装置の従来
例を示すブロック図である。図において、１，２は、Ｌ
信号、Ｒ信号の帯域制限用のローパスフィルタＡ、ロー
パスフィルタＢ、３はＬ信号とＲ信号との多重化回路、
４はアナログ・ディジタル＜Ａ／Ｄ’）変換器、５はア
ドレス制御を含むメモリＡ、６はデータの誤り訂正に必
要な処理および伝送に必要な処理を実施する符号器、７
は媒体に最適記録するように必要な処理をする変調器、
８は媒体に変調信号を記録する記録器、９は媒体、１０
は媒体から被記録信号を抽出する再生器である。この媒
体９としては、磁気テープ。

光ディスク、Ｎ波などが用いられ、その違いに応じて記
録器８および再生器９が異なってくる。１１は再生信号
から被記録データを復元する復調器、１２はアドレス制
御を含むメモリＢ１１３はデータの誤り検出と訂正を実
行する復号器、１４はディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）
変換器、１５はＬ信号とＲ信号との分離回路、１６．１
７は、オーディオ信号を復元するローパスフィルタＣ，
ローパスフィルタＤである。

このような構成で、一般に、１〜８のブロックが記録系
であり、１０〜１７のブロックが再生系である。このよ
うな構成のディジタル記録再生装置において、標本化周
波数を４８ＫＨ２で１６ビツト量子化と仮定して、以下
動作について説明する。

Ｌ信号とＲ信号とからなる２チヤンネルのステレオオー
ディオ信号は、それぞれローパスフィルタＡ１とローパ
スフィルタＢ２によって、折り返し雑音を除去する目的
で、帯域制限（岬２０Ｋｌ−（２に制限）される。これ
ら帯域制限された２つ信号は、多重化回路３で標本化周
波数ごとに時分割多重される。この多重信号は、標本化
周波数の倍の周波数でＬ信号とＲ信号とが交互に配列さ
れており、−順次Ａ／Ｄ変換器４で量子化される。量子
化データは、所定のアドレス制御の下で順次にメモリＡ
５に収納される。符号器６は、メモリＡ５に記録された
データを読出して、誤り訂正に必要な検出符号と訂正符
号とを生成し、メモリＡ５の所定位置に収納する。そし
て、一般に、数ワードのｍ子化データを単位に各種符号
を生成し、これらデータと検出符号と訂正符号とに、動
作の基準となる同期符号を付加して１フレームを形成す
る。

第２図には、この形成した１フレームの一例を示す。第
２図において、Ｓは同期符号、ｗ１〜Ｗ６が量子化オー
ディオデータ、ＰとＱとが訂正符号、ＣＲＣが検出符号
である。なお、Ｗの奇数番号には、Ｌチャンネルのデー
タが、Ｗの偶数番号にはＲチャンネルのデータがそれぞ
れ配列されている。この第２図に示すような１フレーム
を単位に、メモリＡ５に順次台フレームが形成される。

形成された各フレームデータは、連続的または間欠的に
メモリＡ５がら送出される。この送出データ列は、変調
器７によって、たとえばＭＦＭ直接変調方式などの媒体
を最大限に利用できる変調方式で変調される。変調信号
は、記録器８によって所定の記録方式で媒体９に記録さ
れる。以上が記録系の動作概要である。

次に、再生系の動作について説明づる。再生器１０は、
媒体９から被記録信号を所定の方式で抽出再生する。そ
し、て、その信号は復調器１１に与えられる。復調器１
１では、同期符号Ｓを基準に、変調器７で行なわれた変
調方式と逆の変換方式、たとえばＭＦＭ逆変換をして、
記録データ列を復元する。復元されたデータ列は、メモ
リＢ１２に所定のアドレス制御の下に順次書込まれる。

復号器１３は、データを１フレ一ム単位で読出し、その
データの誤りの有無を検出符号ＣＲＣで判別し、誤りが
あれば訂正符号Ｐ、Ｑを用いて所定のアルゴリズムで訂
正し、オーディオデータをほぼ完全に復元する。復元さ
れたデータは、標本化周波数ごとにＬ信号とＲ信号とに
時分割多重されており、Ｄ／Ａ変換器１４に送出される
。そして、アナログ信号に変換される。変換されたアナ
ログ信号は、分離回路１５でＲ信号とＬ信号とに分離さ
れ、ローパスフィルタＣ１６とローパスフィルタＤ１７
とで高域成分が除去されて、元のオーディオ信号である
し信号とＲ信号とに復元される。

以上のような動作の記録系と再生系で１つのシステムが
構成されており、その双方を同一装置内に含むものがデ
ィジタル記録再生装置である。また、そのシステムのう
ち再生系だけを同一装置内に含むものがディジタル再生
専用装置であり、たとえばディスク再生装置や放送受信
装置である。

ところで、このようなシステムに共通ずる特徴は、２ヂ
ヤンネルオ一デイＡ信号の記録再生またはオーディオ信
号の再生ということであり、ディジタル処理の導入によ
ってＳ／Ｎ比などの電気的特性を改善している点にある
。

しかしながら、従来のディジタルオーディオ装置では、
信号のディジタル処理によって単に２チャンネル信号の
電気的特性が改善されるだけのメリットしか有しておら
ず、ディジタル処理に固有の特徴を生かした新たな機能
が実現されているわけではなかった。このことが、ディ
ジタル処理の導入によって改善される特徴とコスト高の
欠点とを相殺してしまい、ディジタル処理の導入の普及
を送らせている１つの要因となっていた。

そこで、ディジタル処理の導入に伴い、ディジタルオー
ディオ装置を、信号の電気的特性が改善されたという単
なる受動的メリットを有する音楽鑑賞装置としてだけで
はなく、ディジタル処理に伴う新規な機能を付加した有
効な利用法のできる装置にすることが望まれていた。

［発明の概要］ この発明は、上記要望の下になされたものであって、デ
ィジタル処理に固有の特徴を活用して、音楽鑑賞という
一般用途の２チャンネル信号のほかに、特殊用途、たと
えば楽器の学習という特殊用途の３チャンネル以上の信
号の伝送を選択的に行なえるようにしたディジタルオー
ディオ装置を提供することを目的としている。

この発明の上述の目的と特徴は、図面を参照して行なう
以下の実施例の説明から一層明らかとなろう。

［発明の実施例］ 実施例の説明にあたって、まず、この発明によって得ら
れる機能およびこの発明を実現するための装置条件につ
いて述べる。

標本化周波数が４８ＫＨｚで２チャンネル信号のとき、
１秒間に９６に量子化ワードのデータが発生する。この
データ量で３チャンネル信号を伝送すれば、３２ＫＨｚ
の標本化周波数となり、オーディオ信号の伝送可能最大
帯域は、折り返し雑音除去等を考慮して、約１５ＫＨ７
となる。この値は、いわゆるハイファイ（Ｈｉ　Ｆｌ　
）オーディオとしては上方ではないが、信号伝送のため
に必要な帯域条件は満足している。言い換えれば、９６
に！子化ワード容量で、信号伝送のために必要かつ十分
な帯域条件を満足する２チャンネル信号と、信号伝送に
必要な帯域条件を満足する３チャンネル信号とが伝送で
きることになる。

次に、３チャンネル信号の使用方法について説明する。

単一楽器音の合成である音楽は、習熟した演奏者の演奏
結果である。ところで、習熟するためには、必ず学習過
程が存在する。この学習過程には参考となる単一楽器音
が効率的な習得のために必要である。現在では、ピアノ
、電子オルガン、ギターなどが多く学習されている。そ
こで、３チャンネル信号の中の２チヤンネルで通常の演
奏音を記録再生（再生、伝送）し、残りの１チヤンネル
で単一楽器音を選択的に記録再生（再生。

伝送）すれば、音楽鑑賞と楽器学習が同一の媒体と装置
とを用いて可能となる。なおこの場合、音楽鑑賞が通常
用途であり、楽器学習が特殊用途である。

次に、この発明の装置の制約条件について述べる。はと
んどすべてのオーディオ装置は、２チヤンネルの入出力
端子が基本である。３チャンネルの場合、直接に３チャ
ンネル信号を出力することも可能であ、るが、後段のた
とえばアンプ類に３チャンネル同時処理可能な構成が要
求され、現実のシステム構成との整合性が悪い。そこで
、３チヤンネルを２チヤンネルに所定の変換をする手段
がシステム中に要求される。これが制約条件である。

以上のようなデータ伝送方法とシステム構成上の制約条
件を考慮したこの発明の一実施例を第３図に示す。すな
わち、第３図は、この発明の一実施例の構成ブロック図
である。図において、３０゜３１および３５．３６は、
２つの標本化周波数（たとえば、４８ＫＨ２と３２ＫＨ
ｚ　＞に応じて、通過帯域を選択できる（たとえば、２
０ＫＨ２と１５ＫＨｚ　）ような可変フィルタである。

また、３２および３７は、標本化周波数３２ＫＨ２に対
応する固定フィルタである。３３は２チヤンネルの信号
多重と３チヤンネルの信号多重とを選択的に実現可能な
多重化回路、３４は２チヤンネルの信号分離と３チヤン
ネルの信号分離とを選択的に実現可能な分離回路、３８
は３チパヤンネル信号を２チヤンネル信号出力に変換す
る出力操作回路である。また、図中、Ｘは単一楽器音を
示している。

なお、これ以外の構成は従来装置（第１図〉と同様であ
り、同一部分には同一の番号を付しここでの説明は省略
する。

次に、このブロック図の動作について説明する。

まず、該装置が通常用途の場合、可変フィルタ３０．３
１．３５および３６は、３０Ｋ）−１２の通過帯域に切
換えられ、多重化回路３３および分離回路３５は２チヤ
ンネルの動作モードにそれぞれ選択される。出力操作回
路３８は直接にＬ信号とＲ信号どの２信号を各出力端子
に出力する動作をする。この条件の下で、従来と同様に
Ｌ信号とＲ信号との２信号の記録再生動作を実行すれば
、通常用途の機能を実現できる。このときは、信号Ｘの
処理系は動作に無関係となる。

次に、３チヤンネルの特殊用途について説明する。この
場合、可変フィルタ３０．３１．３５および３６は、１
５ＫＨ２の通過帯域に切換えられる。また、多重化回路
３３および分離回路３４は３チヤンネルの動作モードに
、それぞれ選択される。そして、出力操作回路３８は、
３信号から２信号を生成する所定の動作を実行すること
になる。

順を追って説明する。それぞれの入力端子に入力された
Ｌ信号、Ｒ信号、Ｘ信号は、フィルタ３０．３１．３２
でそれぞれ帯域制限され、多重化回路３３に入力される
。多重化回路３３では、順次３信号の時分割多重が行な
われる。

第４図に、この時分割多重された３チヤンネルモードの
信号の一例を、２チヤンネルモードの信号と対比して示
す。第４図において、ＴはＡ／Ｄ変換器４の量子化時間
であり、（１，／Ｔ）＝９６ＫＨ７である。第４図に示
すように、２チヤンネルモードでは２Ｔごとに、３チヤ
ンネルモードでは３丁ごとに、それぞれの信号が量子化
され、標本化周波数にして４８ＫＨ２または３２ＫＨｚ
になる。このように、量子化時間に同期して３チャンネ
ル信号の多重が行なわれる。

第３図に戻って、３チヤンネルモードの多重化信号は、
Ａ／Ｄ変換器４によって、２チヤンネルモードの多重化
信号のときと同一の速度で従来同様量子化される。量子
化されたデータはメモリＡ５に書込まれるが、このとき
のデータ配列は、第５図に示すようになる。

第５図には、２ヂヤンネルモードに対比した３チヤンネ
ルモードの１フレーム内のデータ配列が示されている。

第５図において、２チヤンネルモードでは、Ｌ信号とＲ
信号とのデータが交互に３対１組で配列されているのに
対し、３チヤンネルモードでは、Ｌ信号、Ｒ信号、Ｘ信
号のデータが２対１組で配列されている。

なお、この場合回路そのものにはデータの識別能力はな
く、設計者がメモリ上でそれぞれのデータが識別できる
所定の配列を実施するため、同期筒＠ＳをＭｌして各モ
ードに応じたメモリのアドレス制御を実施するようにす
ればよい。

以上のような１フレームのデータ配列をモードに応じて
実施ジれば、記録系のメモリＡ５〜記録Ｂ８および再生
系の再生器１０〜Ｄ／Ａ変換器１４までの各ブロックは
、従来の装Ｗ！同様の動作を実行すればよいことになる
。但し、モード識別データは、所定の手段によって別途
に伝送する必要があるが、多くの制御情報が該システム
中で使用されているので、大きな負担にはならないと言
える。

Ｄ／Ａ変換器１４には、第４図の３チヤンネルモ一ド多
重化波形が得られるので、分離回路３４で順次り信号と
Ｒ信号とＸ信号とを分離し、それぞれ接続された可変フ
ィルタ３５．３６および固定フィルタ３７で、標本化周
波数に関与した高域成分を除去すれば、元のＬ信号、Ｒ
信号、Ｘ信号を復元できる。

出力操作回路３８は、これら復元信号を入力として、た
とえばＬ信号とＲ信号とを直接にそれぞれの端子に出力
して、音楽鑑賞のための信号を出力するとか、Ｌ信号と
Ｒ信号とを加算して、いわゆるバックグラウンドミュー
ジックとして出力端子の一方に出力し、他方端子には単
一楽器音のＸ信号を出力するなどの使用目的に見合った
所定の信号処理を実施さＶればよい。

以上のように、主にアナログ信号領域での信号処理、出
力操作装置でこの実施例は実現されており、安価に具現
化することができる。

なお、上記実路例の説明では、可変フィルタとしてアナ
ログ信号領域を念頭に説明したが、これをディジタルフ
ィルタ装置ｆＡ１ノでも同様に実現することができる。

また、出力操作回路３８も、ディジタル処理の操作回路
とすることもできる。この場合は、［〕／Ａ変操器１４
を出力側に移動させるというフロック接続を変えるだけ
で実現することかできる。

なお、一般の使用者が音楽情報ど単一楽器音とを同時に
生成して記録覆ることは困難なことであり、記録済媒体
を購入して再生だ【プを所有の装置で実施づるのが一般
的な使用法と考えられるので、再生系だけを装置に内蔵
したような構成としてもよい。

以上の説明では、音楽信号のＬ信号とＲ信号および単一
楽器音のＸ信号の３チャンネル数号で説明したが、一般
に学習音は、楽器の種類だけ存在するので、これに対応
する目的で媒体の分割使用も考えられる。第６図にこの
実施例を示す。図において、時間区分子　１　＝　Ｔ　
’ｌ　”　、■２−７２−とじ、３チヤンネル信号をｃ
ｈ　−１、ｃｈ−２、ｃｈ−３として、−「１区間では
ｃｈ、−１でＬヂ↑Ｉンネル音楽信号、ｃｈ　−２でＲ
チャンネル−音楽信号−、ｃｈ−３でピアノ音を伝送し
、Ｔ　１　”区間では、ｃｈ、−１でギター音、ｃｈ−
２でドラム音、ａｈ−３でベース音を伝送すれば、Ｔ１
とＴ１”の区間で鑑賞用またはい、わゆるバックグラウ
ンドミュージック用としてのし信号とＲ信号との２信丹
と、４種類の楽器音とを伝送することができる。区間−
「２とＴ２−についても同様である。これによって、同
一媒体を使用して多くの人が学習できる利点がある。

第７図は、さらに別の一実施例のデータ配列を示す図で
ある。図において、区間Ｔｌ−７２−Ｔ３−Ｔ４とし、
ｃｈ−’１で１信号、ｃｈ　−２でＲ信号を所定区間た
り伝送し、ｃｂ−３では区間ごとにピアノ音、ギター音
、ドラム音、ベース音をそれぞれ伝送−４れば、それぞ
れの最終合成音を聞きながら各楽器の学習ができる利点
がある。

なお、以上の各実施例に限らｆ、データ配列は、目的に
応じて任意に決定すればよい。

さらにまた、上記各実施例では、記録再生装置を主とし
て例にとって説明したが、再生系だけの再生装置または
受信装置でも、この発明を具現化することができる。

また、標本化周波数および間予化ビット数を４８　Ｋ　
ｌ−１ｚおよび１６ビツトで説明したが、これ以外の任
意の値であってもよい。

さらには、特殊用途モードを３チヤンネルで説明したが
、４チヤンネル以上でもよく、必要帯域と目的に応じて
チャンネル数を決定ずれはよい。

さらに、１フレーム内のワード数も６以外の任意の数値
で実現することができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、同一のオーディオ装
置で２チヤンネルモードと３チヤンネル以上のモードと
を選択的に選べ、ディジタル固有の伝送方式と３チヤン
ネル以上の信号の所定操作手段とを結合したので、通常
用途と特殊用途とに使用でき、利用範凹の広いディジタ
ルオーディオ装置が安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のディジタル記録再生装置の一例を示す
構成ブロック図である。第２図は、伝送信号の基本デー
タ配列例を示す図である。第３図は、この発明の一実施
例を示す構成ブロック図である。第４図は、信号の多重
例を示す図である。 第５図は、この発明の一実施例のデータ配列を示す図で
ある。第６図および第７図は、この発明の他の実施例の
データ配列を示す図である。 図において、１．２．１６．１７，３０，３１゜３２．
３５．３６．３７はローパスフィルタ、３゜３３は多重
化回路、１５．３４は分離回路、４はＡ／Ｄ変換器、５
，１２はメモリ、６は符号器、７は変調器、８は記録器
、９は媒体、１０は再生器、１１は複胴器、１３は復号
器、１４はＤ／Ａ変ｙＡ器、３８は出力操作回路を示す
。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示しＣい
る。 代理人　大　岩　増　雄 第４図 第Ｓ図 ２ｃｋ″：Ｅ−μ゛ ３ｏｋモーＦ゛ ＋７し−ムーーーーーーーＨ 箋ら図 庵−７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　記録または送信すべき少なくとも２チヤンネル
   の信号の各通過帯域を制限する手段と、該通過帯域制限
   手段を経た信号を多重化する手段とを備えた記録系また
   は送信系によって記録または送信された信号を、再生ま
   たは受信するためのディジタルオーディオ装置であって
   、 再生された多重化信号を２チャンネル以上の信号に分離
   する手段と、 該分離された信号の各通過帯域を制限する手段と、 各通過帯域制限手段を経た２チャンネル以上の信号を２
   チャンネル信号に変換する手段と、記録または送信時の
   動作モードに再生または受信時の動作モードを一致させ
   る手段とを含んで構成されることを特徴とする、ディジ
   タルオーディオ装置。 く２）　前記２チャンネル以上の信号とは、Ｌ信号とＲ
   信号とのステレオ信号と、特殊信号との少なくとも３チ
   ヤンネルからなる信号であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のディジタルオーディオ装置。 く３）　前記特殊信号は、複数の信号であることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のディジタルオーディ
   オ装置。 （４）　前記ディジタルオーディオ装置は、前記記録系
   または送信系をその内部に備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
   ディジタルオーディオ装置。