JPS6180670A - デ−タ記録方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は高品質の音響情報記録を目的とした記録媒体に
音響情報と非音響情報を同時に記録するデータ記録方法
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、ディジタル技術、記録媒体等の発展によリ、コン
パクトティスフ（以下ＣＤと称す）やティジタルオーデ
ィオテープの様に高品質の音響情報をティジタルデータ
に変換して記録再生する事が可能となっている。

これらの音響情報記録方法では音響情報以外の記録エリ
アも定めており、音響情報と訓・音響情報を同時に記録
再生する事が可能とな−）ている。しかしながらこれら
の記録エリアの記録情報情は非常に小さいため、大量の
情報量を必要とする静止画像データ等の記録には適して
いない。例えばＣＤの場合３４．２ｋｂｔｔ／５ｃｃＬ
カ’＆　＜、コノ領域Ｋ例えば２Ｍｂｉｔの静止画像を
入れるとすれば１枚の静止画像を出力するのに約１分も
の□時間が必要とされる。一方音響情報記録領域に構造
化を施し非音響情報を記録する事も可能であるが、音響
情報と非音響情報を同時に再生することはできず、音を
連続的に出力しながら静止画像を次々に変えていくよう
なことは不可能であった。

発明の目的 本発明の目的は高品質の音響情報記録を目的とした記録
媒体（Ｃ音！吋青報と大杯の非音響’ｌｉ′ｉ’　ｆ：
：を同時に記録する事を可能とするデータ記釦力法を、
　Ｊ、：、１供することである。

発明の構成 本発明のデータ記録方法は量子化ビットｌ’ｉ　ｎて量
子化された音響情報のｎビットデータズトし成る第１の
データ列を記録する記録媒体に、下位ｍビットが非音響
情報で上位ｎ−ｍビットか音ζ−’ｉｆｆ幸１にである
ｎビットデータから成る第２のデータ列を記録するよう
に構成したものであり、これにより音響情報を出力しな
から非音響情報も出力することが可能となるものである
。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例において量子化ピント数ｎ＝
１６の記録媒体に２ビツトの非音響情報と１４ビツトの
音響情報を記録するときのデータ構造を示す図である。

第１図において”ｓｏ、Ｂｓ１　ｙＢｓ２°”　ｌ　Ｂ
Ｂｎは１４ビツトの音響情報、ＢｄｏｔＢｄｌ、Ｂｄ２
．・・・、Ｂｄｒｌ　　は２ビツトの非音響情報である
。

以上のように構成された本実施例のデータ記録方法につ
いて以下その動作を説明する。１４ビツトの音響データ
Ｂｓ０．Ｂｓ１．・・・、Ｂｓｎはそれぞれ２ビツトの
非音響データＢｄ０．Ｂｄ１．・・・ｔ　”ｄｎと一組
で１６ビツトデータとして記録される。このとき、Ｂｄ
ｏ、Ｂｄｌ、・・・ｙＢｄｎ　は１６ビツトデータの下
位２ビツトに位置させる。

以上のように本実施例によれば、１６ビツトデータの下
位２ビツトを非音響情報に用いる事により、例えばＣＤ
において前記実施例を適用すれば、１７６、４ｋｂｉ　
ｔ／　ｓｅｅもの非音響情報の記録が可能となり、同時
に１４ビット精度の高品質の音響情報の記録が可能とな
る。なお前記実施例での１４ビツトの音響情報は、１４
ビツトの精度のアナログ・ディジタル変換器（以下Ａ／
Ｄ変換器と称す）の出力データを用いても、１６ビツト
のＡ／Ｄ変換器の出力の上位１４ビツトを用いても良い
。また再生機においては非音響情報２ビツトを含む１６
ビツトデータのデータ列を１６ビツト精度のティジタル
・アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器）へ入力しても、
非音響情報２ビツトが最下位ピッ（・側に位置している
ので、音響情報の再生には支障はない。

次に、本発明の他の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第２図はｎビットで量子化された第１のデータ列のｎビ
ットデータ（以下データＡと称す）の上位ｎ−ｍビット
（以下ＡＨと称す）と、第２のデータ列のｎビットデー
タ（以下データＢと称す）の上位ｎ−ｍビット（以下Ｂ
ｓ　　と称す）か常に等しい場合、データＡとデータＢ
の差（以下Ａ−Ｂの値と称す）とその発生確率の関係を
示した図であり、この場合Ａ−Ｂの値はＢのデータ列を
ｎビットのＤ／Ａ変換器に入力した時の雑音に相当する
。第３図は特許請求の範囲第２項で示した規則に従って
Ｂｓ　　を定めた場合のＡ−Ｂの値とその発生確率の関
係を示した図である。ただし第３図においては、ＡＨｍ
　ｉ　ｎ＜ＡＨ＜ＡＨｍａ　ｘ　　であり、ＡＨｍＡＨ
ｍｉｎもしく　Ｉ″ｉＡＨ：ＡＨｒｎ　ａ　ｘ　ノＪＰ
　合ｔ、ｖ　ｎ　ｐ。

−Ｂの値とその発生確率の関係は第２図の様になる。第
２図、第３図において横軸はＡ−Ｂの値、縦軸に発生確
率を示している。

い捷データＢのデータ列に含１れる雑音電力、すなわち
ｎビットデータであるデータＡをｎビットのＤ／Ａ変Ｐ
ｐ、器を通してアナログ信号に変換した場合と、同じく
ｎビットデータであるデータＢをｎビットのＤ／Ａ変換
′５を通してアナログ信号に変換した場合の両者の電位
差の交流成分の電力を第２因、第３図の場合についてそ
れぞれ求め、特許請求の範囲第２項で示した手法の有効
性について説明する。

まず最初に、ＡＨｍａ６である場合のＡ−Ｂの値を一覧
表にすると第１表の様になる。ただしＡＨ，＝Ｉｌｉ、
である。

以下余白 第　　１　　表 第１表においてＡＬはデータＡの下位ｍヒツト、Ｂｄは
データＢの下位ｍヒツトを示しており、表中の数字はす
べて１０進数で表記している。

ｎビットで標本化された音響情報の下位ｍビットのピン
トパターンＡＬとｍビットの非音’Ａ”ｌｊ’＋　？［
？のビットパターンＢｄは全く無関係であり、かつ各々
のビットパターンの発生確率（は一様である。、したが
ってＡ−Ｂの値とその発生確率の関係（寸第２図の様に
力る。第２図からも明らかな様にＡ−Ｂの値の平均は０
となる。またＡ−Ｈの値をｉとすれ；ばｉの発生確率Ｐ
ｉは Ｐ、＝（２”Ｔ　ｌ　ｉ　ｌ　）／２”’　　　　　・
−−−＝−（１）と力る。量子化−階段の幅をＥ。とす
れば、第２図における雑音の平均電力Ｅ１　　は となる、（２）式に（１）式を代入してＥｌ　　を求め
るととなることがわかる。

次にｋを　０≦に≦ｆ′−１の任意の整数としく１）　
Ｂｓ＝ＡＨ−１（ＡＬ−Ｂｄ＞ｋかつＡ１４−、ｍ１ｎ
）（ｉｉ）　　　Ｂｓ＝ＡＨ＋’　　　（ｋ−２”＋１
＞ＡＬ−ＢｄがっＡ　％ｎｌａ　Ｘ　）（１１１１Ｂｓ
＝ＡＨ（上記以外） の条件でＢｓ　を定めた場合、ＡＬ及びＢｄとＡ−Ｂの
値の関係を一覧表にすると第２表の様に在る。

ただし、第２表では　ＡＨｍ　ｉ　ｎ＜ＡＨ＜ＡＨｍａ
　ｘとしている。

以下Ｂｓ＝ＡＨの場合と同様ＩＣ雑音の平均電力につい
て考える。

第２表においてＡＬ及びＢｄ　がい力・なる値でろろう
と、 ｋ−ｆ’＋１≦Ａ　−Ｂ≦に となっている。、′！ｉたＡ−Ｂの値のとりうる場合の
数はいずれもｔであることから、その発生Ｗｔ率Ｐ２は
、 Ｐ２＝　２”／２２ｍ＝１７ｆ”　　　　　、、、、−
、、−、（４となり、Ａ−ＢＯ値とその発生確率の関係
を７１ｅすと第３図の様になる。

第３図よりＡ−Ｂの値の平均Ａ　−Ｂ　はｍ−１ Ａ−Ｂ＝　（ｋ　＋　ｋ−２”＋１　）／２＝ｋ　−−
−、、−、、、（６９と力る。

Ａ−Ｂの値の交流成分Ａ　−Ｂ　は聴覚」二全く雑音と
して感する事（ｄ′ｆｒ、いので雑音の平均電力Ｅ２（
廿Ａ−Ｈの値の交流成分の平均電力としてで表わすこと
ができる （６）式に（６式、（４式を代入するとどなる。ここで ｊ＝ｉ−に＋２ｍ−１ とおくことにより（６）式は と変形できこの式を計算してＥ２　を求めるととなる。

以下余白 次に第２表を用いてＡ−Ｂ＜ｋ−２°＋１と々る確率Ｐ
Ｂは となる。またＡ−Ｂ＞ｋとなる確率ＰＧはと力る。１だ
ＡＨ＝−ＡＨｍａｘ　、ＡＨ＝ＡＨｍ　’　”となる確
率はいずれも ！ｌ＝”−”　ｆアルカラ（Ａ−Ｂ＜ｋ−２”＋１かつ
ＡＨ＝ＡＨｍａｘ　Ｉもしくは（Ａ−Ｂ＞ｋかつＡＨ＝
ＡＨ２ｎ　１　ｎ　１となる確率ＰＮは（＠式（９）式
より ＋’−（２２−１）　ｌ−（、。） トタる、ｋは０≦に≦２°−１であるのでＰＮは（１ｏ
）式よりに＝ｏ、２−−１のとき最大となる。このとき
の値ＰＮｍａ：ｃ　　は（１０Ｘにに＝ｏもしくはに＝
２”−１を代入して Ｐ　Ｎｍａ　ｘ＝　−Ｘ　（−−−）　＜−−−−−−
−（１１）２ｎ−ｍ　　２　　２ｒｎ　＋１　　　２ｎ
−ｍ＋１と表わされる。

ところで（Ｄ　、（ｉｉ）　＋　（ｉｉＤの条件を用い
た場合の雑音の平均電力Ｅ３は と表わすことができるので、（１２）式に（３３式、（
７１式を代入してＥ３を求めると １に 一方２”−ｒｒ′＋１＞＞　１”？’　ｈ　ル（Ｄ　テ
（１１）式Ｊ：　リＰ’Ｎ’＜’　１とガリ、（句式（
７）式９　（１３）式よりと々る。

以上より、ＢＢ＝ＡＨとした場合よりも、（ｉ）　、　
（ｉｉ）（１１０の条件を用いてＢ６　を定めた方がそ
の雑音電力が約Ｙに改善されることがわかる。すなわち
下位ｍビットに非音響情報を含むデータＢのデータ列を
ｎビットのＤ／Ａ変換器へ入力する場合（１）、（１１
）（ｉｉＤの条件でＢ６　　を定めることによυ、ぞの
１す生音甲の×「音を減らすことができる。

次にｎビットの音響情報のうち上位ｎ−ｍビットデータ
のみｆｆ：Ｄ　／　Ａ変換器の上位ｎ−ｍビ、トに入力
し、Ｄ／Ａ変換器の下位ｍビットは定数ｈ（ｈは○≦ｈ
≦２ｍ−１の任意の整数）に固定したとしてその雑音の
平均電力Ｅ４を同様の手法でもとめると となり（１４）式より １：４＝Ｅ２’−＝Ｅ３ となる。すなわち（ｉ）　ｐ　（ｉｉ）　ｐ　（曲の駄
作を用いてＢ５を定めた場合、非音響情報ｍビットを含
むｎビットデータをｎビット精度のＤ／Ａ変換器を通し
て音として出力するにもかかわらすｎ−ｍビット精度の
再生が可能となっている。

発明の効果 以上の説明からも明らかの様に本発明（、，１１，ｊ、
、−子化ビット数ｎて量子化された高品質の音ζパｊ・
・１．°音じを記録する記録媒体（ｌこ、上位ｎ−ｍビ
ットが音響１）°ｊ報で下位ｍビットが非音響情報であ
るテーク列条−・記録する事により、音響情報を出力し
々がら同時に大量の非音響信号をディジタル信号の捷ま
で出力可能になるという優れた効果が得られる。例え１
げ、この記録方法を用いて非音響情報として静止画像の
データを記録すれば音を連続的に再生しなから静止画が
次々に出力されるような装置を実現する事が可能となる
。甘だ非音響ｔｊ’ｉ報はｎビットデータの最下位ビッ
ト側に位置するので非音響１’ｉ’ｉ報を含むｎビット
データがｎビット精度のＤ／Ａ変換器を通して音として
出力されても支障はない。

これを標本化周波数４４．１ｋＨｚ量子化ビツト数１６
ビツト、チャンネル数２のＣＤを用い、下位２ビツトに
１画面あたり２Ｍピットの静止画像を記録し、上位１４
ビワトに音響情報を記録したとすわば、約１２秒で１枚
の静止画の出力が可能て、しかもダイナミックレンジ８
０　ｄＢ　以上（１４ビット精度）の高品質の音か同時
に再生できる装置が実現できる。

また記録するｎ−ｍビットの音響情報を補正をして記録
すれば、従来の再生装置を用いて再生を行なった場合す
なわちｍビットの非音響情報を含むｎビットデータのデ
ータ列がｎビット精度のＤ／Ａ変換器を通して音として
出力されてもｎ　−ｍビット精度の高音質が保てる。し
たがってこの様に記録すれば専′用の再生機においても
、音質を上げるために記録媒体の記録内容に従ってｎ　
−ｎビットデータをＤ／Ａ変換器に送ったりｎビットデ
ータをＤ／Ａ変換器に送ったり区別する必要はなくなり
常にｎビットデータをＤ／Ａ変換器に入力するだけで、
非音響情報ｍビットを含むデータ列が記録、された記録
媒体であればｎ−ｍビット精度の音質の音響情報を再生
できまた音響情報のみが記録された記録媒体であればも
ちろんｎビット精度の音質の音響情報を再生する事が可
能になるという佇れた効果か得られる。すなわち音響情
報のみの再生を目的とした従来の再生機を、データの下
位ｍビット″ｆ：Ｄ／Ａ変換器へ入力するたけでなく外
部へディジタルデータのままで出力する様に変更するだ
けで容易に専用のティジタルデータ再生機にする事がで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデータ記録方法を用いて量子化ビ
ット数ｎ＝１６の記録媒体（Ｃ１２ビットの非音響情報
と１４ビットの音響情報を記録するときのデータ構造を
示す図、第２図はＡＨ＝ＢｓとしたときのＡ−Ｂの値と
その発生確率の関係を示した図、第３図は特定の規則で
Ｂｓ　　を定めた場合のＡ−Ｂの値とその発生確率の関
係を示した図である。 ＢＢＢ　　・・・　・１４ビツトの音′４少１′査幸］
べＢＯラ　　ｓｌ　ツ　　５ｎ Ｂｄｏｔ　Ｂｄｌ”’　Ｂｄｎ　は２ビットの非音響イ
ｉｔ　Ｎｏ、代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　
ほか１名第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）量子化ビット数ｎで量子化された音響情報のｎビ
   ットデータから成る第１のデータ列を記録する記録媒体
   に、下位ｍビットが非音響情報で上位ｎ−ｍビットに音
   響情報であるｎビットデータから成る第２のデータ列を
   記録するデータ記録方法。
2. （２）第１のデータ列のｎビットデータが Ａ＝（ａ＿ｎ＿−＿１、ａ＿ｎ＿−＿２、・・・、ａ＿
   ｍ、ａ＿ｍ＿−＿１、・・・、ａ＿ｏ）＝（ａ＿ｎ＿−
   ＿１、ａ＿ｎ＿−＿２、・・・、ａ＿ｍ）×２＾ｍ（ａ
   ＿ｍ＿−＿１、・・・、ａ＿ｏ）＝Ａ＿Ｈ×２＾ｍ＋Ａ
   ＿Ｌ （Ａ＿Ｈ＝（ａ＿ｎ＿−＿１、ａ＿ｎ＿−＿２、・・・
   、ａ＿ｍ）、Ａ＿Ｌ＝（ａ＿ｍ＿−＿１、・・・、ａ＿
   ｏ）ａ＿ｉ（ｉ＝０、１、・・・ｎ）はφまたは１）で
   あるとき、前記第１のデータ列のｎビットデータの下位
   ｍビットであるＡ＿Ｌを非音響情報Ｂ＿ｄにした第２の
   データ列のｎビットデータを Ｂ＝（ｓ＿ｎ＿−＿１、ｓ＿ｎ＿−＿２、・・・、ｓ＿
   ｍ、ｄ＿ｍ＿−＿１、・・・、ｄ＿ｏ）＝（ｓ＿ｎ＿−
   ＿１、ｓ＿ｎ＿−＿２、・・・ｓ＿ｍ）×２＾ｍ＋（ｄ
   ＿ｍ＿−＿１、・・・ｄ＿ｏ）＝Ｂ＿ｓ×２＾ｍ＋Ｂ＿
   ｄ （Ｂ＿ｓ＝（ｓ＿ｎ＿−＿１、ｓ＿ｎ＿−＿２、・・・
   、ｓ＿ｍ）、Ｂ＿ｄ＝（ｄ＿ｍ＿−＿１、・・・、ｄ＿
   ｏ）ｓ＿ｉ（ｉ＝ｍ、ｍ＋１、・・・、ｎ−１）はφま
   たは１、ｄ＿ｉ（ｉ＝０、１、・・・ｍ−１）はφまた
   は１）と表わしたとき、Ａ＿Ｌ−Ｂ＿ｄの値（−２＾ｍ
   ＋１≦Ａ＿Ｌ−Ｂ＿ｄ≦２＾ｍ−１）がｋ（ｋは０≦ｋ
   ≦２＾ｍ−１の任意の整数）より大きくかつ、Ａ＿Ｈ≠
   Ａ＿Ｈｍｉｎ（Ａ＿ＨｍｉｎはＡ＿Ｈの最小値）の場合
   、Ｂ＿ｓ＝Ａ＿Ｈ−１とし、−Ａ＿Ｌ−Ｂ＿ｄの値がｋ
   −２＾ｍ＋１より小さくかつＡ＿Ｈ≠Ａ＿Ｈｍａｘ（Ａ
   ＿ＨｍａｘはＡ＿Ｈの最大値）の場合Ｂ＿ｓ＝Ａ＿Ｈ＋
   １とし、前記２つの条件以外の場合にはＢ＿ｓ＝Ａ＿Ｈ
   として第２のデータ列の各データを決定することを特徴
   とした特許請求の範囲第１項記載のデータ記録方法。