JPS6366765A

JPS6366765A - デジタル情報信号記録再生方式

Info

Publication number: JPS6366765A
Application number: JP21127186A
Authority: JP
Inventors: Hideki Okubo; 秀顕大久保; Mitsuyoshi Yamashita; 山下　光良; Mitsuo Kubo; 久保　光雄; Norio Hiyama; 樋山　憲夫
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1988-03-25

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）本発明はデジタル情報信号記録再生方式に係り、特に差
分パルス符号変調及び対数変換することにより圧縮した
圧縮デジタル情報信号を記録し、このデジタル信号を再
生するデジタル情報信号記録再生方式に関する。

（従来の技術）最近、ハイファイ音声と静止画とをそれぞれデジタル信
号化し、このデジタル信号を記録したデジタル情報記録
円盤（以下、デジタルディスクという）の開発発表が行
なわれ、実用化されている。

一方、ビデオディスクを利用した画像データファイルは
、価格が非常に高くなることと、このビデオディスクに
記録する映像信号がアナログ信号であるため画像品位に
難点があること等の理由で、実用化には問題がある。

そこで、これらの点に対応するために、デジタル信号の
品位の高さを生かしたデジタルディスクの圧縮音声方式
が開発されている。

このデジタルディスクに記録する音声信号の変調方式と
しては、変調を直接Ｐ　ＣＭ　（Ｐｕ１ｓｅ　Ｃｏｄｅ
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　）で行ない、振幅方向に対Ｈ（
ＬＯＧ）圧縮を行なっているものである。リンブリング
周波数は、従来のデジタルディスクに採用されている基
本サンプリング周波数である４４．１ｋＨ，と整数比関
係にして扱いやすいようにする１こめに４４．１ｋｌア
に対し４：１の関係にしである。

第１７図は従来のデジタルディスク上の信号記録フォー
マットの一例を示す図である。

このデジタルディスクは、１つのチャンネル（ｃｈ）当
り１６ビツト（但し、サンプリング周波数は４４．１ｋ
Ｈｚ）で構成されているが、このうち１０ビツトを圧縮
音声に割り当てている。そして、チャンネル当り４種類
の圧縮音声が時分割多重されて記録されるためには、こ
の圧縮音声のサンプリング周波数は１１．０２５ｋＨ，
であるからデータは４回に１回送れば良いことになる。

従って、ディスク上にはチャンネル当り４種類の圧縮音
声が時分割多重されて配録されることになり、これら４
種類の圧縮音声を識別するための識別用ビット（ｂｉｔ
　）に２ビツトを割り当てている。更に、上記以外の残
った４ビツトは文字データ等のデジタルデータ信号に使
用している。

また、例えば、上記のデジタルディスクの４つのチャン
ネルに圧縮音声を時分割多重して記録すると、圧縮音声
チャンネルは合計１６系統（４ブヤンネル×４種類）と
なり、このディスクをノーマル再生状態にして演奏（再
生）し、４４．１ｋｌ、のサンプリング周波数の４υシ
ンブル隔（−）　Ｘ　４４．１ｋＨ，）で信号を取出せ
ば１６系統（種類）の圧縮音声信号を独立に再生するこ
とができる。

従って、ディスクに記録された情報を全て取出すにはノ
ーマル再生を１６回行なえば良く、チャンネル当り圧縮
音声が１時間分記録されていると、再生時間は１６時間
となる。

ところで、音声信号の変調方式としては、前記したよう
なＰＣＭ　（Ｐｕｌｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ　）方式の他に、音声信号の隣接する標本点の差分
値を符号化して伝送することによって、音声信号の圧縮
を行なう差分パルス符号変調（ＤＰＣＭ：Ｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｔｉａｌ　Ｐｕ１ｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔ
ｉｏｎ）方式がある。

この方式は、通常の音楽信号や人間の音声などが伝送で
き、更に、信号の波形が緩かであれば、原理的にはいく
らでも大きなダイナミック・レンジが得られるという特
徴がある。

また、一般に自然界にある音は高周波になる程レベルが
小さいことが知られており、人間の耳の特性も高周波に
なると急激に感度が低下する。従って、高周波になる程
ダイナミック・レンジが低下するＤＰＣＭ方式は自然界
の法則によく適合した方式であると言える。

しかし、上記したＤＰＣＭ方式は音声信号の圧縮率の点
からは圧縮比がやや足りない。そこで、伝送レベルをよ
り少なくして圧縮率を上げた方式として、人間の音声の
ような特定の信号に対して有効となる適応形差分パルス
符号変調（ＡＤＰＣＭ　：　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｄｉｆ
ｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｕ１ｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｈｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ　）方式がある。この方式は、音声信号の
隣接する標本点（時刻Ｔ１と時刻Ｔ２）の間のデータに
おいて、時刻Ｔ＋のデータをもとに時刻Ｔ２のデータを
予測し、その予測値と時間Ｔ２におけるデータとの差分
値を符号化してＡＤＰＣＭ符号として伝送することによ
って、音声信号の圧縮を行ない、次にその符号を復号す
ることによって、差分信号の量子化値を得、その値を逐
次側口することによって、通常のＰ　ＣＭ符号形式の音
声を再生する方式である。また、差分信号の量子化値を
得る（符号化の）際に必要となる量子化幅（量子化ステ
ップサイズ）をＡＤＰＣＭ符号に応じて変化させていく
ことを特徴としている。

ところが、この方式は、人間の音声のような特定の信号
に予測を合わせると、音楽信号のような異種の波形に対
しては、予測値からのズレが大きくなり伝送レベルがか
えって大きくなるので、圧縮率を上げることができない
といった問題点がある。

一方、対数（ＬＯＧ）変換によりデジタル信号を圧縮す
る方法がある。第１８図は音声信号の振幅レベルと頻度
（密度）との関係を示す図である。

上記したＬＯＧ変換による圧縮は、第１８図に示すよう
な振幅レベル分布に注目し、振幅レベルの大きな信号に
対しては、大きなステップで吊子化し、振幅レベルの小
さな信号に対しては、小さなステップで吊子化する変換
方法である。このＬＯＧ変換による圧縮は、振幅密度に
対して能率的であるばかりか、吊子化ノイズに対しても
有効な番子化方法である。

また、上記したＬＯＧ変換に比べて“一様量子化″の場
合には、ステップ幅が常に同じであるので、どの振幅値
に対しても同じ誤差が生じる。そして、信号（Ｓ）とノ
イズ（Ｎ）との比（Ｓ／Ｎ＞で考えれば、小信号に対し
ては不利で、大信号に対しては有利な量子化方法と言え
る。

これに対して、ＬＯＧ変換による圧縮は、小信号に対し
ては小さな誤差で、大信号に対しては大きな誤差で量子
化することになるので、適当な対数特性を選べば、レベ
ルに対して略一様なＳ／Ｎを得ることができる。

ＬＯＧ変換による圧縮方法では、米国のベル研究所が紹
介した“μｍＬＯＷ”が有名である。ここで、μ−１ｏ
ｗについて簡単に説明する。

μｍＬＯＷの圧縮式は、次式のようになる。

・・・（１）但し、５（ｎ）は入力信号、Ｖ（ｎ）は圧縮型出力、Ｓ
ｒａは５（ｎ）のピーク値、μ（μ〉０）は特性を決め
るパラメータである。

ここで、上記の式（１）に５（ｎ）＝　Ｏを代入すれば
、Ｖ（ｎ）＝　Ｏが出力され、５（ｎ）＝　Ｓｍヲ代入
ｔ　ｆｉ　Ｇｆ、Ｖ（ｎ）＝Ｓｍが出力されることはす
ぐに分かる。また、第１９図に上記の式（１）による対
数圧縮特性を示す。

図に示すように、振幅が大きい所が多く圧縮されること
が分かる。

以上のようなＬＯＧ変換による圧縮は、振幅密度に対し
て能率的であり、かつ、量子化ノイズに対しても有効な
量子化方法である。

このＬＯＧ変換も自然界の音の振幅レベルと頻度との関
係から使用に耐え得る範囲内での圧縮比には限界がある
。

なお、ＤＰＣＭ方式による圧縮及びＬＯＧ変換による圧
縮方法として、量子化してから圧縮する方法と圧縮して
から量子化する方法との２種類がある。

そこで、本発明は上記したような従来の技術に鑑み、音
声信号の種類を限定することな〈従来のデジタルオーデ
ィオディスクに対し、デジタル情報信号の圧縮率を上げ
て、更に高密度にデジタル情報信号を記録し、これを高
品位に再生するデジタル情報信号記録再生方式を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記の目的を達成するために、デジタル情報信
号を差分パルス符号変調した俊、対数変換することによ
り圧縮した圧縮デジタル情報信号を所定信号フオ・−マ
ットのデジタル信号にして記録し、このデジタル信号を
再生した前記圧縮デジタル情報信号を逆対数変換して指
数伸長した後、この指数伸長した信号の振幅レベルを所
定の振幅レベル範囲内に収めるための処理を行なうこと
を特徴とするデジタル情報信号記録再生方式を提供する
ものである。

（作　用）上記したデジタル情報信号記録再生方式においては、差
分パルス符号変調及び対数変換した圧縮デジタル信号を
記録し、再生した圧縮デジタル信号を逆対数変換及び振
幅レベルを所定′１ｒＡＩ！１１に収める処理を行なう
。

（実　施　例）本発明になるデジタル情報信号記録再生方式の一実施例
について、以下に図面と共に説明する。

まず、記録方式について説明する。第１図は本発明のデ
ジタル情報信号記録方式の一実施例を示すブロック系統
図、第２図は第１図に示すような構成の記録方式によっ
て記録されるディスク上の信号記録フォーマットの一例
を示す図である。

第１図において、１は音声信号再生装置であり、これは
例えば磁気テープ再生装置などのアナログの音声信号を
記録した磁気テープを再生する装置である。そして、こ
の音声信号再生装置１は、第２図に示すような信号記録
フォーマットのディスク上に最大３２系統の音声情報を
供給することができるように、最大でその系統の数分だ
け用意しておくことになる。

すなわち、第２図に示すように、ディスク上には、デー
タの記録方向（図の縦方向）に対して１チャンネル当り
１６ビツト（但し、サンプリング周波数は４４．１ｋＨ
２）よりなる４つのチャンネル（以下、このチャンネル
をＣｈｌ、２．３．４で示す）で構成され、更に１つの
チャンネルは上位の８ビツトと下位の８ビツトとで２つ
に分割されると共に、トラックの長さ方向（図の横方向
）に対して各チャンネル（Ｃｈ１〜４〉の上位と下位と
についてそれぞれ４種類（上位をＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄとし、
下位をＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとする）の圧縮音声を詩分割多重
して記録するようにしている。従って、合計３２系統（
種類）の圧縮品声を記録することができることになる。

なお、第２図においては、３２系統（種類）の圧縮音声
を、例えばｃｈｌの上位の４種類を１Ａ。

１Ｂ、ＩＣ，１Ｄで示し、Ｃｈｌの下位の４種類をＩＥ
、ＩＦ、ＩＧ、１Ｈで示し、ｃｈ２．３゜４についても
、同様にして図示の如くに示している。

また、第２図において、各チャンネルの上位及び下位は
それぞれ８ビツトで構成されるが、そのうちの７ビツト
に圧１？ｉａ声を記録し、この７ビツトの最下桁ビット
（ＬＳＢ）に続く１ビツトにデジタルデータ信号を記録
するようにする。更に、このデジタルデータ信号は、後
述するように、１つのトラック（トラックの１周分）で
データの１パケット単位（ブロック単位）が完結するよ
うな長さのラインデータ（Ｌｉｎｅ−Ｄａｔａ　）で構
成されている。

ここで、再び第１図に示すブロック系統図に戻って説明
する。

第１図において、前記したように、音声信号再生装置１
は最大で３２系統分だけ用意しておかなければならない
が、ｃｈ１〜４は同様の構成になるので、同図では、ｃ
ｈｌの上位及び下位の８系統（ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，ＩＤ
及びＩＥ、ＩＦ、ＩＧ。

ＩＨ）について図示している。また、各チャンネルの上
位の４系統と下位の４系統は同じ構成になっており、更
に、上位あるいは下位の４系統うちの各系統ついても・
一部を除いて同じ構成であるので、以下では主にｃｈｌ
の上位の１Ａの系統について説明する。

音声信号再生装置１により再生されたアナログ音声信号
はエリアシンク防止用のローパスフィルタ（ＬＰＦ）２
でサンプリング周波数の士以下の周波数帯域の信号だけ
を通過させることにより、折返し雑音が防止され、更に
サンプルホールド回路３において４４．１ｋｌ、のサン
プリング周波数ｆｓで標本化された後、Ａ／Ｄ　（アナ
ログ／デジタル）変換器４に供給され、ここでデジタル
音声信号に変換される。そして、このデジタル音声信号
は、ＬＯＧ−ＤＰＣＭ　（対数変換及び差分ＰＣＭ）処
理回路５に供給され、このＬＯＧ−ＤＰＣＭ処理回路５
において、対数圧縮及び差分ＰＣＭ処理されて７ビツト
の圧縮音声信号にされる。なお、この時のサンプリング
周波数はサンプルホールド回路３におけるサンプリング
周波数ｆｓの十にしである。

ここで、第１５図はＬＯＧ−ＤＰＣＭ処理回路５を示す
ブロック系統図である。

同図において、ＬＯＧ−ＤＰＣＭ処理回路５は差分処理
回路５１とＬＯＧ変換回路５２とで構成される。

差分処理回路５１では、第１図におけるＡ／Ｄ変換器４
から供給される１６ビツトのデジタル信号を差分パルス
符号変調により差分処理（すなわち、信号の振幅レベル
の確率密度分布変換をすることにより、小振幅レベルの
頻度を増やす処理）をして１６ビツトのデジタル信号と
して出力し、これをＬＯＧ変換回路５２に供給する。こ
のように差分処理をして信号の振幅レベルの確率密度分
布を変換することにより、ＬＯＧ変換を有効（優位）に
行なうことができるため、更に圧縮率を上げることがで
きる。

ＬＯＧ変換回路５２では、前記した第１９図及び式（１
）による対数圧縮特性により、Ｌ　ＯＧ変換による圧縮
を行ない７ビツトのデジタル信号を出力し、これを第１
図におけるＭＳ３反転回銘６あるいはビット変換回路８
に供給する。

ＬＯＧ　−Ｄ　Ｐ　ＣＭ処理回路５から出力される７ビ
ツトの圧縮音声信号は、ＭＳ８反転回路６において７ビ
ツトの圧縮音声信号（デジタル信号）の最上桁ピット（
ＭＳＢ）が反転されて時分割多重処理回路７に供給され
る。但し、このＭＳ８反転回路６が設けられるのは、各
チャンネルの上位の４系統（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ）のうちの
Ａの系統と各チャンネルの下位の４系統（Ｅ、Ｆ、Ｇ、
Ｈ）のうちのＥの系統のみである。

ここで、Ａ及びＥの系統のみＭＳ８反転するのは、この
Ａ及びＥの系統を他の系統と区別するためである。すな
わち、このＡ及びＥの系統だけ識別データ（２進数の２
の補数表現の“１ｏｏｏ。

００”）が出現するようにするためであり、更に後述す
るように、他の系統ではこの識別データの出現を禁止し
、Ａ及びＥの系統だけに、いわゆる目印（識別データ）
を付けてＡ及びＥの系統を検出することができるように
するためであり、従って、再生時、Ａ及びＥの系統を検
出することができ、他の系統はＡあるいはＥの系統に引
続いて決った順序で繰返し記録されるので、他の系統の
検出も可能となる。

また、上記の各チャンネルのＡの系統及びＥの系統以外
の他の系統については、ＬＯＧ−ＤＰＣＭ処理回路５か
ら出力される７ビツトの圧縮音声信号を、ビット変換回
路８において７ビツトの圧縮音声信号（デジタル信号）
の２進数の２の補数表現の、例えば’ｉ　ｏｏｏｏｏｏ
”のデータを’１０００００１”にビット変換すること
により、上記したようにＡ及びＥの系統の目印となる識
別データ（”１００００００”　）と同一のデータの出
現を禁止している。

すなわち、２進数の２の補数表現の“１００００００゛
というは、音声信号のピロレベルを示す２進数表現のデ
ータ“’　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　”のＭＳＢを
反転させたものと同じであり、これはＡ及びＥの系統に
おいてＭＳ８反転回路６で、通常の名声信号で頻繁に出
現するピロレベルの音声信号を示す’　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ
　ｏ　ｏ　ｏ　”のＭＳＢを反転させることで出現する
前記した目印となる識別データと同じになるため、八及
びＥの系統以外の系統では１ｏｏｏｏｏｏ”のデータを
“１０００００１”にビット変換して“ｉ　ｏｏｏｏｏ
ｏ”の出現を禁止している。

従って、“１００００００”の出現を検出することによ
り、Ａ及びＥの系統の識別が可能となり、更に、Ａある
いはＥの系統を識別すれば、他の系統についても、Ａあ
るいはＥの系統に引続いて決った順序で繰返し記録され
ているので、他の系統の識別も可能となる。また、Ａ及
びＥの系統の識別のために特別のビットを設ける必要が
ないので、この系統識別用のビットが節約でき、その分
、圧縮音声信号のビットを余分に取ることができ、再生
音声の音質の向上が図れる。

上記のようにしてビット変換回路８でビット変換された
Ａの系統（あるいはＥの系統）以外の他のＢ、Ｃ，Ｄの
系統（あるいはＦ、Ｇ、Ｈの系統）７ビツトの圧縮音声
信号は時分割多重処理回路７に供給される。

、時分割多重処理回路７においてはＭＳ８反転回路６か
ら供給されたＡの系統（あるいはＥの系統）の７ビツト
の圧縮音声信号とＡの系統（あるいはＥの系統）以外の
７ビツトの圧縮音声信号とがＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄの系統（あるいはＥ、Ｆ、Ｇ、ｌ−１の系統
）の順番で時分割多重化され、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの各系統
（あるいはＥ、Ｆ、Ｇ、ｌ−１の各系統）の７ビツトの
圧縮音声信号がそれぞれ１１．０２５ｋＨｚの伝送レー
トで時分割多重化された状態でｄカされる。

一方、９はデータ信号再生装置であり、これは例えば磁
気ディスク再生装置などのデジタルデータ信号を記録し
た磁気ディスクを再生する装置である。そして、このデ
ータ信号再生装置９により再生された８ビツトのデジタ
ルデータ信号はデータ処理回路１０に供給され、このデ
ータ処理回路１０において第３図に示すような信号フォ
ーマットのパケット単位（ブロック中位）で時系列的に
合成されたデジタル信号を発生出力する。

ここで、第３図に示す１パケツトの信号において、ＧＡ
Ｐｌ、　ＧＡＰ２．　ＧＡＰ３はＨＵＬＬ　ＤＡＴＡ　
　（無効データ）で、ＳＯＰ　　（ＳＹＮＣＣ０ＤＥ　
Ｏｒ　ＰＡＣにＥＴ　）　、　Ｓ００　（ＳＹＮＣＣＯ
ＤＥ　　ＯＦ　　ＤＡＴＡ　　）　　、　　ＥｏＰ　　
　（ＥＮＤ　　Ｃ（ｌ［）ｃ　　ｏｒ：　　ＰＡＣＫＥ
Ｔ）はそれぞれパケットの始まり、データの始まり。

パケットの終りをそれぞれ示す固定パターンの同期信号
の配置位置を示す。１０　（ＩＤＥＮＴＩＦＩＣ＾Ｔｌ
０Ｎ）は識別用のデータ、ｐ　ＩＤ（ＰＡＲＩＴＹ　Ｏ
Ｆ　１０）はＩＱの誤り訂正用パリティの配置位置を示
す。また、Ｄｏ＝Ｄ　　　（ＤＡＴＡ）はデータ信号、
ＰＯ〜Ｐ１５（ＰＡＲＩＴＹ　ＯＦ　ＤＡＴＡ）はデー
タの誤り訂正用パリティの配置位置を示す。

上記した１パケツトの構成部分は図中に示す如くの数値
のバイト（ＢＹＴＥ）数で構成され、合計で２９４バイ
トよりなるものである。そして、１バイトは、実質的な
内容の８ビツト（＝２ニブル）に、後述するように、８
ビツトのうちの１ビツト目の前（すなわち、上位ニブル
の前）と８ビツトのうちの４ビツト目と５ビツト目との
間（すなわち、上位ニブルと下位ニブルとの間）にそれ
ぞれ１ビツトずつを付加して１バイトが１０ビツトで構
成されるようになっており、従って、第３図に示す１パ
ケツトの信号は２９４０ビツト（−２９４Ｘ１Ｇ）より
なることになり、これはディスクの１周分のトラック長
に一致するようなデータ長になっている。

第４図は識別用のデータ１０の信号フォーマットを示す
図であり、第５図、第６図及び第７図はその識別用のデ
ータＩＯを構成する識別データＩＤＶ　。

チャンネルデータＣ１１，フラグデータＦＬＡＧの信号
フォーマットを示す図である。識別用のデータ１０はＩ
ＤＶ〜ＰＲＣの１０バイトで構成されている。

第５図の識別用のデー９１口のＩＤＶにおいて、通常（
ＮＯＲＭＡＬ）では“ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ
　”のデータが記録される。識別用のデータＩＯの構成
が変更されると、順次それらを区別するために、“００
０００００１”〜“１１１１１１１１　”のデータが記
録される。

第６図のチャンネルデータＣｔ＋において、８ビツトの
うちの４．５ビツト目をＣｈ１〜４のブーヤンネル選択
用に用い、“ＯＯパ〜“１１゛までの４、種類のチャン
ネルを識別し、８ビツトのうちの６〜８ビツト目を各チ
ャンネルのＡ−Ｈの系統の選択用に用い、“ｏ　ｏ　ｏ
　”〜“１１１　”までの８種類の系統を識別する。

第７図のフラグデータＦＬＡＧにおいて、８ビツトのう
ちの６．７．８ビツト目は０３（ＤＡＴＡ　５ＴＡＲＴ
ＰＡＣＫＥＴ　　）　　、　　ＤＣ（ＤＡＴＡ　　Ｃ０
ＮＴＩＮＵＥ　　ＰＡＣＫＥＴ）　　、　　ＤＥ（ＤＡ
ＴＡ　ＥＮＤ　ＰＡＣＫＥＴ　’）で、これらで各パケ
ットが単独のものか始まりのものか終りのものか継続す
るものかを示し、例えば、“１０１”は単独のパケット
であることを、“１１０”は始まりのパケットであるこ
とを、“０１０　”は継続するパケットであることを、
“０１１　”は終りのパケットであることを、“０００
”は空白（データなし）のパケットであることを示す。

また、ＡＤＤＩｔ　（Ｒｅｌａｔｉｏｎ　Ａｄｄｒｅｓ
ｓ　ｏｆ　ｅａｃｈｃｈａｎｎｅｌｓ　）は各チャンネ
ル（系統）の任意の位置からのアドレスを、ＰＲＬ　　
（ＰＲＯＴＥＣＴ　ＬＥＶＥＬ　）　及びＰＲＣ（ＰＲ
ＯＴＥＣＴ　Ｃ０ＤＥ）はデータ保護用領域のレベル及
びコードを、ＲＥＶ　　（Ｒｅｓｅｒｖｅ　）は予約デ
ータをそれぞれ示す。

また、前記したように、第３図に示す１パケツトの信号
の各バイトは、実質的な内容の８ビツト（＝２ニブル）
に、８ビツトのうちの１ビツト目の前（すなわち、上位
ニブルの前）と８ビツトのうちの・４ビツト目と５ビツ
ト目との間（すなわち、上位ニブルと下位ニブルとの間
）にそれぞれ１ビツトづつを付加して１バイトが１０ピ
ツトで構成されるようになっているが、その付加する２
ビツトのデータは、第８図に示すように、ＳＯＰ　、　
ＳＯＤ　。

ＥＯＰについては“１″のデータが付加され、第９図に
示すように、ＳＯＰ　、　ＳＯＤ　、　ＥＯＰ以外のそ
の他については“０”のデータが付加され、区別される
。これにより、ＳＯＰ　、　ＳＯＤ　、　ＥＯＰを検出
することにより、第３図に示す１パケツトの信号がトラ
ック長の方向にズレるのを防止することができる。

以上のようにして、第１図におけるデータ処理回路１０
において、第３図に示すような信号フォーマットのデー
タ信号を発生させ、これをパラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ
）処理回路１１で８ビツトのパラレルデータから１ビツ
トのシリアルデータに変換し、更にタイミング回路１２
で時分割多重処理回路７から出力される圧縮音声信号の
ｃｈｌが出力されるタイミング（４４，１に＋、）で第
３図の１バケットの始まりが出力するように出力のタイ
ミングが制御される。そして、このタイミング回路１２
から出力される１ビツトのデータ信号（ラインデータ）
と時分割多重処理回路７から出力される７ピツトの圧縮
音声デジタル信号とを合計８ビツトのデジタル信号とし
、更に、この８ビツトのデジタル信号とｃｈｉのＥ−Ｈ
の系統の時分割多重処理回路７及びタイミング回路１２
から出力される合計８ビツトのデジタル信号とが合計１
６ビツトのデジタル信号（ｃｈｉ）としてフォーマット
変換回路１３に供給される。

また、ｃｈ２〜４について、それぞれＣｈｌと同様の構
成により、各チャンネルから合４１６ビツトのデジタル
信号（ｃｈ２，３．４）がそれぞれフォーマット変換回
路１３に供給される。

フォーマット変換回路１３はデジタルディスクにおいて
公知の第１０図の信号フォーマットのブロック単位で時
系列的に合成されたデジタル信号を発生出力する。

ここで、第１０図に示す１ブロツクの信号において、Ｓ
はブロックの始まりを示す８ビツトの固定パターンの同
期信号の配置位置を示す。ｃｂｌ。

ｃｈ２．ｃｈ３及びｃｈ４は夫々４チヤンネルのうち各
１チヤンネルの１６ビツトのデジタル信号の１ワードの
配置位置を示す。

また、第１０図に示すＰ、Ｑは夫々１６ビツトの誤り訂
正符号である。更に、ＣＲＣは２３ビツトの誤り訂正符
号で、同じブロックに配列されるｃｈ１〜ｃｈ４．Ｐ、
Ｑ（１）各’）−ドを、例えば×２３＋Ｘ５　＋Ｘ４　
＋Ｘ＋１なる生成多項式で除した時に得られる２３ビツ
トの剰余であり、再生時に同じブロックの第９ビツト目
から第１２７ビツト目までの信号を上記生成多項式で除
ｎし、それにより得られた剰余がゼロの時には誤りが無
いとして検出するために用いられる。

また更に、第１０図中、Ａｄｒはランダムアクセスなど
のために使用される各種制御信号（アドレス信号）の１
ビツトの多重位置を示す。この制御信号は各ビットデー
タを分散し、１ブロツク中に１ビツト伝送され、例えば
１９６ブロツクにより制御信号の全ビットが伝送される
（すなわち、ｔｌｌｔｌｌ信号は１９６ビツトより構成
される）。

また更に、Ｕはユーザーズビットと呼称される予備のた
めの２ビツトであり、例えば再生装置にコンピュータを
接続してインタラクティブ動作を行なわせるための官話
を伝送する。そして、第１０図に示すＳからＵまでの合
計１３０ビツトで１ブロツクの信号が構成され、デジタ
ル信号はこのブロック単位で４４．１ＫＨｚの周波数で
合成されて時系列的に伝送される。上記の１９６ピツト
の制御信号は、各４９ビツトの４種類のアドレスコード
が時系列的に合成された構成であり、これら４種のアド
レスコードはいずれも同様の信号フォーマットとされて
いる。

第１０図に示す如き信号フォーマットのブロック単位で
時系列的に前記フォーマット変換回路１３より取出され
たデジタル信号は、第１図に示すスクランブルドＮＲＺ
変調器１４に供給され、ここで同期信号８ビツトを除い
た他の信号が予め設定された乱数テーブルよりの信号（
例えばＭ系列符号）と２を法とする加算によるスクラン
ブルドＮＲＺ変調を行なわれた後、ＦＭ変調回路１５に
供給される。ＦＭ変調回路１５より取出された周波数変
調デジタル信号は、公知のカッティングマシン等の記録
装置１６に供給され、変調光ビームに変換された後、円
盤状記録原盤１７上の感光剤に集束照射される。この円
盤状記録原盤１７を公知の現像工程及び製盤工程を通す
ことにより、大量のディスク（デジタルディスク）を複
製することができる。

なお、ディスク以外の記録媒体に記録しても良いことは
勿論である。

また、第２図に示すディスクでは、各チャンネルについ
て時分割方向に４つのＭｌ　（Ａ、Ｂ、Ｃ。

ＤあるいはＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）に分割し、デジタルディス
クの基準サンプリング周波数である４４．１ｋ）１アに
対して４：１の整数比関係にある１１．０２５ｋＨｚの
サンプリング周波数で各系列の圧縮音声を取出せるよう
に記録した場合について説明したが、例えば基準サンプ
リング周波数５：１あるいは６：１のようなその他の整
数比関係にあるサンプリング周波数で各系列の圧縮音声
を取出せるように各チャンネルについて時分割方向に５
つあるいは６つの系統に分割して記録するようにするこ
とも勿論可能であり、第１０図に示すように各チャンネ
ルについて時分割方向にｎ（ｎは２以上の整数）の系統
に分割し、基準サンプリング周波数ｆｓに対して１／ｎ
−ｆＳの基準サンプリング周波数で各系列の圧縮音声を
取出せるように記録すれば良い。

更にまた、ディスクの４チヤンネル全てに圧縮音声及び
デジタルデータよりなるテジタル信号を記録するように
しなくても、４チヤンネルのうちの２つのチャンネル（
あるいは１つまたは３つのチャンネル）だけに記録し、
その他のチャンネルには画像データを記録するようにし
て良い。

次に、上記した記録方式により記録された記録媒体（デ
ィスク）を再生する再生方式について以下に図面と共に
説明する。

第１２図は本発明のデジタル情報信号再生方式の一実施
例を示すブロック系統図、第１３図は指数変換及び加算
回路３７の構成回路図、第１４図はタイミング信＠発生
回路２９から発生するラッチパルスのタイミングチャー
トである。

第１２図において、２１はプレーヤ、２２はＦＭ復調回
路、２３は誤り訂正回路、２４はチャンネル選択回路、
２５はＣｈｉ〜４セレクト回路、２６．３４はシリアル
・パラレル（Ｓ／Ｐ）変換回路、２７は上位下位選択回
路、２８はＡ（あるいはＥ）系統検出回路、２９はタイ
ミング信号発生回路、３０はセレクト信号発生回路、３
１はＭＳ８反転非反転回路、３２はラッチ回路、３３は
読出し用タイミング回路、３５はデータ処理回路、３６
はデータ出力端子、３７は指数変換及び加算回路、３８
はＤ／Ａ変換器、３９は直流遮断回路、４０はアナログ
信号出力端子である。

チャンネル選択回路２４は、ｃｈ１〜４セレクト回路２
５．８／Ｐ変換回路２Ｇ、上位下位選択回路２７゜Ａ（
Ｅ）系統検出回路２８．タイミング信号発生回路２９．
セレクト信号発生回路３０．ＭＳＢ反転非反転回路３１
．ラッチ回路３２からなる。

さて、次に第１２図に示すブロック系統図の動作につい
て説明する。

前記したような記録方式により記録された、例えば第２
図に示すような信号フォーマットのデジタルディスク（
図示せず）から再生されたＦＭデジタル信号はプレーヤ
２１からＦＭ復調回路２２に供給され、ここでＦＭ復調
された後、誤り訂正回路２３に供給され、ここでデスク
ランブル及び復号誤り訂正が行なわれて、第１０図に示
した信号フォーマットの再生デジタル信号となる。

この再生デジタル信号はチャンネル選択回路２４内のＣ
ｈ１〜４セレクト回路２５に供給され、ここでセレクト
信号発生回路３０からのｃｈセレクト信号に応じて、ｃ
ｈ１〜ｃｈ４の４チヤンネル（以下ｃｈと略）のうちの
いずれかＩＣｈの再生デジタル信号が選択される。なお
、セレクト信号発生回路３０は再生装置の図示しないチ
ャンネルセレクトボタンに接続されていて、そのセレク
トボタンの操作によりセレクト信号が供給されるように
構成されている。

Ｃｈ１〜４セレクト回路２５から出力する１ビツトシリ
アルの再生デジタル信号はＳ／Ｐ変換回路２６に供給さ
れ、ここで１６ビツトパラレルの再生デジタル信号に変
換された後、上位下位選択回路２７に供給され、ここで
１６ビツトの再生デジタル信号は上位ビット（１〜８ビ
ツト目）の再生デジタル信号と、下位ビット（９〜１６
ビツト目）の再生デジタル信号とに分割される。この再
生デジタル信号のうち、上位ビットのうちの１〜７ビツ
ト（あるいは下位ビットのうちの９〜１５ビツト）の再
生デジタル信号はＡ（Ｅ）系統検出回路２１及びＭＳＢ
反転非反転回路３１に供給され、また、上位ビットのう
ちの８ビツト目（あるいは下位ビットのうちの１６ビツ
ト目）の再生デジタル信号は読出し用タイミング回路３
３に供給され、ここで勺ンブリング周波数ｆ　Ｓ　（４
４，１ｋＨｚ）で読出された後、Ｓ／Ｐ変換回路３４に
供給され、ここで１ビツトのシリアルデータからパラレ
ルデータに変換され、データ処理回路３５にてデータ信
号について所定処理（例えば、チャンネル識別や誤り訂
正など）され、デジタルデータがデータ出力端子３６か
ら出力される。

一方、Ａ（Ｅ）系統検出回路２８は、供給され穴上位（
あるいは下位）ビットのうちの７ビツトσ再生デジタル
信号がへ系統（あるいはＥ系統）σ識別データである時
に、これを検出して検出信粁をタイミング信号発生回路
２９に供給する。タイミング信号発生回路９はこの検知
信号を受けて、汀１４図に示すラッチパルスをラッチ回
路３２に送出する。

タイミング信号発生回路２９はセレクト信号発生回路３
０からのＡ−Ｄ系統のセレクト信号に対応して、それぞ
れ第１４図（Ａ）〜（Ｄ）に示すパルスａ〜ｄを送出す
る。

他方、Ａ系統（あるいはＥ系統）が選択され、ＭＳ８反
転非反転回路３１にセレクト信号発生回路３０から信号
が出力された時には、この信号のＭＳＢの極性が反転さ
れる。また、Ａ系統（あるいはＥ系統）以外の系統が選
択された時には、ここでは信号のＭＳＢの極性は反転さ
れない。

ＭＳ８反転非反転回路３１からの出力信号はラッチ回路
３２に送出され、ここで、タイミング信号発生回路２つ
からの第１４図に示すような各系統に対応ｉ　　したラ
ッチパルスでラッチされた後、指数変換及び加算回路３
１に供給され、ここで指数変換及び加算されて、１６ビ
ツトの信号としてＤ／Ａ変換器３Ｂでアナログ再生信号
に変換された後、コンデンサなどで構成される直流遮断
回路３９を介してアナログ信号出力端子４０から再生ア
ナログ信号が出力される。

以上のようにして、前記したような記録方式により記録
されたデジタルディスクから音声信号などの再生アナロ
グが再生される。

ここで、前記した指数変換及び加算回路３７の役割は、
対数変換〈信号圧縮）及び差分Ｐ　ＣＭ化された記録信
号を原信号に戻すために逆変換すると共に、再生信号の
基準レベルを可変して、その振幅レベルを所定の振幅レ
ベル範囲内に収めることである。

上述した指数変換及び加算回路３７は第１３図に示すよ
うに構成されている。同図において、４１は指数変換回
路、４２は加ｎ回路、４３．４５はラッチ回路、４４ハ
データセレクタ、４６はＥＸ−ＯＲ回路、４７ハインバ
一タ回路である。

また、上記した指数変換回路４１は第１６図に示すよう
に構成されている。同図において、５３は指数伸長回路
、５４は符号ビット付加回路である。

次に、指数変換及び加算回路３７及びこれを構成する指
数変換回路４１の動作につき説明する。

前述したラッチ回路３２からの再生デジタル信号は指数
変換回路４１に供給され、ここで指数伸長され、前述し
た第１図に示す記録方式におけるし、ＯＧ−ＤＰＣＭ処
理回路５における対数変換曲線とは逆特性の指数曲線に
て逆変換を行なった再生信号（７ビツトのデジタル信号
）とされる。

なお、この指数変換回路４１での指数伸長の際には、ま
ず、指数伸長回路５３で上記したような対数変換曲線と
は逆特性の指数曲線にて逆変換を行なって（すなわち、
指数伸長して）、１５ビツトのデジタル信号として出力
し、次に、符号ビット付加回路５４で後述するように再
生信号が所定の振幅レベル範囲を超えたレベルになった
ことを検出するだめのレベル過大検出ビットを符号ビッ
ト（＠上桁ビット：ＭＳＢ）をそのＭＳＢの上位にコピ
ーすることにより付加して、１６ビツトのデジタル信号
として出力している。

更に、この信号は加算回路４２に供給され、更に、加算
回路４２からの出力信号はラッチ回路４３に供給され、
ここで１／ｆｓ（ｆ’ｓはサンプリング周波数）時間だ
け保持された後、データセレクタ４４の一方の入力Ａ側
に供給される。

データセレクタ４４は、その一方の入力Ａ側には上記の
ようにラッチ回路４３からの出力信号が供給され、その
他方の入力Ｂ側には後述する信号が供給され、この他方
の入力Ｂ側に供給される信号はＥＸ−ＯＲ回路４６から
制御信号が出力された時のみ出力される。

また、データセレクタ４４からの出力信号は別のラッチ
回路４５に供給され、ここで、ラップされた後、所要の
タイミングにてＤ／Ａ変換器３８に供給される。

ここで、上記した回路において、通常（すなわち、加算
回路４２からの再生信号が所定の振幅レベル範囲内にあ
る場合）は、データセレクタ４４は一方の入力Ａ側に切
換えられており、ラッチ回路４３からの出力信号はデー
タセレクタ４４を介して加算回路４２に供給（帰還）さ
れ、ここで指数変換回路４１からの新たな再生信号と加
算された後、この信号がラッチ回路４３に保持される。

そして、順次、データセレクタ４４から供給（帰還）さ
れた信号と指数変換回路４１からの新たな再生信号とが
加算される。

ところが、ラッチ回路４３からの再生信号が所定の振幅
レベル範囲を超えたレベルになる時（すなわち、１６ビ
ツトの再生信号のうちの上位２ビツト（１５，１６ビツ
ト目）をレベル過大検出ビットとして、これら２ビツト
が一致しない時（“０１″あるいは“１０″の時”））
、ＥＸ−ＯＲ回路４６から８セレクト信号が出力され、
データセレクタ４４の他方の入力Ｂ側に供給された信号
が出力される。

この信号は、再生信号の基準レベルを可変して、その振
幅レベルを所定の振幅レベル範囲内に収めるだめに用い
られるものである。

以上のようにして、データセレクタ４４の他方の入力Ｂ
側からの信号が加算回路４２に供給され、ここで指数変
換回路４１からの新たな再生信号と加算されることにな
る。　　　□ この後、ＥＸ−ＯＲ回路４６に供給されるレベル過大検
出ビットである１５．１６ビツト目の信号が一致すると
、ＥＸ−ＯＲ回路４ＧからのＡセレクト信号が出力され
、これによって、ラッチ回路４３に保持されている再生
信号はデータセレクタ４４を介して加算回路４２に供給
され、ここで指数変換回路４１からの再生信号と加算さ
れ、順次、データセレクタ４４から供給（帰還）された
信号と指数変換回路４１からの新たな再生信号とが加算
される。

こうして、指数変換及び加算回路３１は、対数変換（信
号圧縮）及び差分ＰＣＭ化された再生信号から原信号に
すると共に、再生信号のレベルが過大である時、これを
適正な状態にすることができる。

（発明の効果）以上の如く、本発明になるデジタル情報信号記録再生方
式によれば、差分パルス符号変調（ＤＰＣＭ）及び対数
（ＬＯＧ）変換した圧縮デジタル信号を記録し、再生し
た圧縮デジタル信号を逆対数変換及び振幅レベルを所定
範囲に収める処即を行なうので、ＤＰＣＭ方式により通
常の音楽信号や人間の音声などの圧縮を行ない、しかも
、大きなダイナミック・レンジを得、更に、ＬＯＧ変換
により振幅密度に対して能率的で、かつ、吊子化ノイズ
に対しても有効な量子化を行なえ、よって、音声信号の
種類を限定することな〈従来のデジタルオーディオディ
スクに対し、デジタル情報信号の圧縮率を上げて、更に
′ｒ１ｇ！ｉ度にデジタル情報信号を記録し、これを高
品位に再生することができるといった特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデジタル情報信号記録方式の一実施例
を示すブロック系統図、第２図及び第１１図は第１図に
示すような構成の記録方式によって記録されるディスク
上の信号記録フォーマットの一例を示す図、第３図はデ
ィスクに記録されるデジタルデータ信号の１パケツトの
信号フォーマットの一例を示す図、第４図〜第９図は第
３図に示す１パケツトの信号フォーマットを構成する各
フォーマットの一例を示す図、第１０図はディスクに記
録されるテジタル信号の１ブロツクの信号フォーマット
の一例を示す図、第１２図は本発明のデジタル情報信号
再生方式の一実施例を示すブロック系統図、第１３図は
指数変換及び加ｎ回路の構成回路図、第１４図はタイミ
ング信号発生回路から発生するラッチパルスのタイミン
グチャート、第１５図は本発明の要部を構成するＬＯＧ
−ＤＰＣＭ処理回路を示すブロック系統図、第１６図は
本発明の要部を構成する指数変換回路を示すブロック系
統図、第１７図は従来のデジタルディスク上の信号記録
フォーマットの一例を示す図、第１８図は音声信号の振
幅レベルと頻度（密度）との関係を示す図、第１９図は
対数圧縮特性を示す図である。１・・・音声信号再生装置、２・・・ローパスフィルタ
、３・・・サンプルホールド回路、４・・・Ａ／Ｄ変換
器、５・・・ＬＯＧ−ＤＰＣＭ処理回路、６・・・ＭＳ８反転回路、７・・・時分割多重処理回路
、８・・・ビット変換回路、９・・・データ信号再生装
置、１０・・・データ処理回路、１１・・・パラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ）処理回路、１
２・・・タイミング回路、１３・・・フォーマット変換
回路、１４・・・スクランブルドＮＲＺ変調器、１５・
・・ＦＭ変調回路、１６・・・記録装置、１７・・・記
録原盤、２１・・・プレーヤ、２２・・・ＦＭ復調回路
、２３・・・誤り訂正回路、２４・・・チャンネル選択
回路、２５・・・ｃ、ｈｌ〜４セレクト回路、２６、３
４・・・Ｓ／Ｐ変換回路、２７・・・上位下位選択回路
、２８・・・Ａ（Ｅ）系統検出回路、２９・・・タイミング信号発生回路、３０・・・セレクト信号発生回路、３１・・・ＭＳＢ反転非反転回路、３２・・・ラッチ回
路、３３・・・読出し用タイミング回路、３５・・・データ処理回路、３６・・・データ出力端子
、３７・・・指数変換及び加算回路、３８・・・Ｄ／Ａ
変換器、３９・・・直流遮断回路、４０・・・アナログ
信号出力端子、４１・・・指数変換回路、４２・・・加
わ回路、４３、４５・・・ラッチ回路、４４・・・デー
タセレクタ、４６・・・ＥＸ−ＯＲ回路、４７・・・イ
ンバータ回路、５１・・・差分処理回路、５２・−Ｌ　
ＯＧ　′！！換回路、５３・・・指数伸長回路、５４・
・・符号ビット付加回路。特　許　出願人　日本ビクター株式会社−代表者　垣木
　邦美、４千３　図よりＩ（）１１０　００　０　　Ｑ　　０　０　０　　’、　ｔＪＯＥ
？ｔ’ｌＡＬ′＃５（２）オ６回＃７０ −Ｉ′ｙ７回矛１５　図

Claims

【特許請求の範囲】デジタル情報信号を差分パルス符号変調した後、対数変
換することにより圧縮した圧縮デジタル情報信号を所定
信号フォーマットのデジタル信号にして記録し、このデジタル信号を再生した前記圧縮デジタル情報信号
を逆対数変換して指数伸長した後、この指数伸長した信
号の振幅レベルを所定の振幅レベル範囲内に収めるため
の処理を行なうことを特徴とするデジタル情報信号記録
再生方式。