KR100742260B1 - 부호화장치 및 방법, 기록매체와 복호장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

제 1포맷에 따른 제 1부호열보다도 부호화효율이 높은 제 2포맷에 따른 제 2부호열을, 제 1포맷의 제 1부호열을 재생하기 위한 재생장치에 무음재생시키도록 부호화한다.
제 1코덱더미열생성부(132)는, 제 1부호화방법에 의한 제 1포맷에 따른 제 1부호열중에 제 1코덱더미열을 생성한다. 제 2코덱부호화부(131)는, 상기 제 1부호열보다도 부호화효율이 높은 상기 제 1포맷과는 다른 제 2포맷에 다른 제 2부호열을 생성한다. 부호열생성부(133)는, 제 1코덱더미열생성부(132)에 의해 생성된 상기 제 1코덱더미열에 의거하여 상기 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에, 상기 제 2코덱부호화부(131)에 의해 생성된 제 2코덱의 부호열을 채워넣어서 합성부호열을 생성한다.

Description

부호화장치 및 방법, 기록매체와 복호장치 및 방법{Encoding device and method, recording medium, and decoding device and method}
도 1은 본 발명의 부호화장치의 바람직한 실시예의 블록도이다.
도 2는 제 1부호화방법에 의거하여 입력신호를 부호화하는 일반적인 제 1부호화장치의 블록도이다.
도 3은 상기 일반적인 제 1부호화장치를 구성하는 변환부의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 상기 일반적인 제 1부호화장치를 구성하는 신호성분부호화부의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 상기 도 2에 나타낸 일반적인 제 1부호화장치에서, 종래 행해져온 제 1부호화방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제 1부호화장치에 의해 부호화된 신호를 기록매체에 기록하는 경우의 구체적인 부호열을 나타낸 도면이다.
도 7은 상기 일반적인 제 1부호화장치에 의해 얻어진 각 프레임이 나란히 된 각 곡의 부호열과, TOC정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 상기 도 1에 나타낸 제 2코덱부호화부를 변환부와 함께 구성하는 신호성분부호화부의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 상기 도 8에 나타낸 신호성분부호화부가 부호화처리를 실시하는 대상으로 되는 스펙터클에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제 2부호화방법에 의해 부호화된 신호를 기록매체에 기록하는 경우의 부호열의 구체예를 나타낸 도면이다.
도 11은 상기 도 1에 나타낸 부호화장치에서 행해지는 제 1방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 상기 도 1에 나타낸 부호화장치에서 행해지는 제 2방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 다른 부호화의 방법을 나타내는 도면이다.
도 14는 상기 도 12에 나타낸 부호열이 기록된 기록매체에서 음향신호를 재생하는 복호장치의 블록도이다.
도 15는 상기 복호장치를 구성하는 선택적 소음부의 처리를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 16은 상기 도 2의 부호화장치에 대응하는 종래의 복호장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 17은 상기 도 16의 종래의 복호장치를 구성한 역변환부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 18은 상기 도 16의 복호장치를 구성한 신호성분복호부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 19는 상기 도 12에 나타낸 부호화장치에 의해 톤성성분을 분리하여 부호 화된 것을 복호하는 경우의 복호장치의 구체예의 요부를 나타내는 블록도이다.
도 20은 종래의 부호화장치, 복호장치 또는 본 발명의 부호화장치, 복호장치가 적용가능한 기록 및/또는 재생장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 21은 본 발명의 부호화방법의 실시형태가 되는 정보처리장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 22는 상기 정보처리장치가 실행하는 부호프로그램을 설명하기 위한 플로차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
131. 제 2코덱부호화 132. 제 1코덱더미열생성부
133. 부호열생성부 136. 부호열분할부
137. 제 1코덱더미열 검출부 138. 제 2코덱복호부
139. 선택적 소음부
본 발명은 제 1부호화방법에 의한 제 1포맷에 따른 제 1부호열보다도 부호화효율이 높고, 제 2부호화방법에 의한 제 2포맷에 따른 제 2부호열을 부호화하기 위한 부호화장치 및 방법에 관한 것이다.
부호화된 오디오 혹은 음성 등의 신호를 기록가능한 광자기디스크 등의 기록매체에 기록하는 기술이 널리 사용되고 있다. 오디오 혹은 음성 등의 신호의 고 능률부호화의 수법에는 여러가지가 있으나, 예를들면 시간축상의 오디오신호등을 블록화하지 않으므로, 복수의 주파수대역으로 분할하여 부호화하는 비블록화 주파수대역분할방식이다. 대역분할부호화(서브·밴드·코딩 : SBC)나, 시간축의 신호를 주파수축상의 신호로 변환(스펙터클변환)하여 복수의 주파수대역으로 분할하고, 각 대역마다 부호화하는 블록화주파수대역분할방식, 소위 변환부호화등을 들 수 있다. 또 상술의 대역분할부호화와 변환부호화를 조합시킨 고능률부호화의 수법도 고려되고 있고, 이 경우에는 예를들면 상기 대역분할부호화에서 대역분할을 행한 후, 상기 각 대역마다 신호를 주파수축상의 신호로 스펙터클 변환하고, 이 스펙터클 변환된 각 대역마다 부호화가 시행된다. 여기서 이용하는 필터로서는 예를들면 QMF필터이고, 이것은 1976 R.E.Crochiere Digital coding of speech in subbands, Bell Syst.Tech. J. Vol.55, No.8 1976에 기술되어 있다. 또 ICASSP 83, BOSTON Polyphase Quadrature filters-A new subband coding technique Joseph H. Rothweiler에는 등밴드 폭의 필터분할수법이 기술되어 있다.
여기서 상술한 스펙터클변환으로서는 예를들면 입력오디오신호를 소정단위시간(프레임)에서 블록화하고, 당해 블록마다 이산프레에변환(DFT), 코사인변환(DCT), 모디파이드DCT변환(MDCT)등을 행하는 것에서 시간축을 주파수축으로 변환하는 스팩터클변환이 있다. MDCT에 대해서는 ICASSP 1987 Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation J.P.Princen A.B.Bradley Univ. of Surrey Royal Melbourne Inst. of Tech.에 기술되어 있다.
파형신호를 스펙터클로 변환하는 방법으로서 상술의 DFT나 DCT를 사용한 경우에는 M개의 샘플로 이루는 시간블록변환을 행하면 M개의 독립한 실수데이터가 얻어진다. 시간블록간의 접속 왜곡을 경감하기 위해 통상, 양 이웃의 블록과 각각 M1개의 샘플씩 오버랩시키므로 평균하여 DFT나 DCT에서는 (M-M1)개의 샘플에 대하여 M개의 실수데이터를 양자화 하여 부호화 하게 된다.
이것에 대하여 스펙터클로 변환하는 방법으로서 상술의 MDCT를 사용한 경우에는 양 이웃의 시간과 M개씩 오버랩시킨 2M개의 샘플에서 독립한 M개의 실수데이터가 얻어지므로 평균하여 MDCT에서는 M개의 샘플에 대하여 M개의 실수데이터를 양자화하여 부호화하게 된다. 복호장치에 있어서는 이와같이 하여 MDCT를 이용해서 얻어진 부호에서 각 블록에 있어서 역변환을 시행하여 얻어진 파형요소를 서로 간섭시키면서 가합시킴으로써 파형신호를 재구성할 수 있다.
일반적으로 변환하기 위한 시간블록을 길게 함으로써 스펙터클의 주파수분리도가 높아지는 특정의 스펙터클성분에 에너지가 집중한다. 따라서 양 이웃의 블록과 반분씩 오버랩시켜서 긴블록을 길게 변환을 행하고, 더구나 얻어진 스펙터클신호의 원래의 시간샘플의 개수에 대하여 증가하지 않는 MDCT를 사용함으로써 DFT나 DCT를 사용한 경우보다도 효율이 좋은 부호화를 행하는 것이 가능하게 된다. 또 인접하는 블록끼리에 충분히 긴오버랩을 가지게 함으로써 파형신호의 블록왜곡을 경감할 수 있다.
이와같이 필터나 스펙터클변환에 의해 대역마다 분할된 신호를 양자화함으로써 양자화 잡음이 발생하는 경감을 제어할 수 있고, 마스킹효과 등의 성질을 이용 하여 청각적으로 보다 고능률적인 부호화를 행할 수 있다. 또 여기서 양자화를 행하기 전에 각 대역마다 예를들면 그 대역에 있어서의 신호성분의 절대치의 최대치에서 정규화를 행하도록 하면, 더욱 고능률적인 부호화를 행할 수 있다.
주파수대역분할된 각 주파수성분을 양자화하는 주파수분할폭으로서는 예를들면 인간의 청각특성을 고려한 대역분할이 행하여진다. 즉, 일반적으로 임계대역(크리티칼밴드)으로 호칭되고 있는 고역정대역폭이 넓게 되는 대역폭에서, 오디오신호를 복수(예를들면 25밴드)의 대역으로 분할할 수 있다. 또 이때의 각 대역마다의 데이터를 부호화할 때에는 각 대역마다 소정의 비트배분 혹은 각 대역마다 적응적인 비트할당(비트아로케이션)에 의한 부호화가 행하여진다. 예를들면 상기 MDCT처리되어서 얻어진 계수데이터를 상기 비트아로케이션에 의해 부호화 할때에는 상기 각 블록마다의 MDCT처리에 의해 얻어지는 각 대역마다의 MDCT계수데이터에 대하여 적응적인 할당비트수에서 부호화가 행하여지게 된다. 이들의 적응적인 비트할당의 정보는 미리 부호열에 포함하도록 정해 놓을 수 있고, 그와같이 하여 놓으면 복호방법의 규격을 결정한 후에도 부호화방법의 개선에서 음질을 향상시키는 것이 가능하다. 비트할당수법으로서는 다음의 2수법이 알려지고 있다.
하나의 수법은 Adaptive Transform Coding of Speech Signals, R. Zelinskiand P.No11, IEEE Transactions of Accoustics, Speech, and Signal Processing, vol. ASSP-25, No.4, August 1977에 개시되어 있다. 이 수법에서는 각 대역마다의 신호의 크기를 본래에, 비트할당을 행하고 있다. 이 방식에서는 양자화잡음스펙터클이 평탄하게 되고, 잡음에너지가 최소로 되지만, 청각적으로는 마스킹효과가 이용되고 있지 않기 때문에 실제의 잡음감은 최적으로는 아니다.
다른 하나의 수법은 ICASSP 1980, The critical band coder--digital encoding of the perceptual requirements of the auditory system, M.A.Kransner MIT에 개시되어 있다. 이 수법에서는 청각마스킹을 이용하는 것으로, 각 대역마다 필요한 신호쌍 잡음비를 얻어서 고정적인 비트할당을 행하는 수법이 기술되어 있다. 그러나 이 수법에서는 사인파 입력에서 특성을 측정하는 경우에도 비트할당이 고정적이기 때문에 특성치가 그만큼 좋은 값으로 되지 않는다.
이들의 문제를 해결하기 위해, 비트할당에 사용할 수 있는 전비트가 각 소블록마다 미리 정해진 고정비트할당패턴분과, 각 블록의 신호의 크기에 의존한 비트배분을 행하는 정도로 분할사용되고, 그 분할비를 입력신호에 관계하는 신호에 의존시키고, 상기 신호의 스펙터클이 미끄러울정도로 상기 고정비트할당패턴분에의 분할비를 크게하는 고능률부호화장치가 제안되고 있다.
이방법에 의하면 사인파입력과 같이 특정의 스펙터클에 에너지가 집중하는 경우에는 그 스펙터클을 포함하는 블록에 많이 비트를 할당함으로서, 전체의 신호쌍잡음특성을 현저하게 개선할 수 있다. 일반적으로 급준한 스펙터클성분을 또한 신호에 대하여 인간의 청각은 극히 민감하기 때문에 이와같은 방법을 이용함으로써 신호쌍잡음특성을 개선하는 것은 간단히 측정상의 수치를 향상시키는 정도는 아니고, 청감상, 음질을 개선하는데에 유효하다.
비트할당의 방법에는 이외에도 다수의 방식이 제안되고 있고, 또한 청각에 관한 모델이 정치(精緻)화 되고 부호화장치의 능력이 있으면 청각적으로 보이고 보 다 고능률적인 부호화가 가능하게 된다. 이들의 방법에 있어서는 계산에 의해 구해진 신호쌍잡음특성을 가능한 충실히 실현하도록 실수의 비트할당기준치를 구하고, 그것을 근사하는 정수치를 할당비트수로 하는 것이 일반적이다.
예를들면 본건 출원인은 스펙터클신호에서 청감상 특히 중요한 톤성의 성분 즉 특정의 주파수주변에 에너지가 집중하고 있는 신호성분을 분리하고, 다른 스펙터클성분과는 별도로 부호화하는 방법을 제안하고 있고, 이것에 의해 오디오신호등을 청감상의 열화를 거의 생기지 않게 하고 높은 압축율에서의 효율적으로 부호화하는 것이 가능하게 되어 있다.
실제의 부호열을 구성하는데 있어서는 먼저 정규화 및 양자화가 행하여지는 대역마다 양자화정밀도정보, 정규화계수정보를 소정의 비트수로 부호화하고, 다음에 정규화 및 양자화된 스펙터클신호를 부호화하면 좋다. 또 ISO/IEC11172-3:1993(E), 1993에서는 대역에 의해 양자화정밀도정보를 나타내는 비트수가 다르게 되도록 설정된 고능률부호화방식이 기술되어 있고, 고역으로 됨에 따라서 양자화정밀도정보를 나타내는 비트수가 작게 되도록 규격화되어 있다.
양지화정밀도정보를 직접 부호화하는 대신에 복호장치에 있어서, 예를들면 정규화계수정보에서 양자화정밀도정보를 결정하는 방법도 알려지고 있지만, 이방법에서는 규격을 설정한 시점에서 정규화계수정보와 양자화정밀도정보의 관계가 결정되어 버리므로, 장래적으로 또한 고도한 청각모델에 의거한 양자화정밀도의 제어를 도입할 수 없게 된다. 또 실현하는 압축율에 폭이 있는 경우에는 압축율마다 정규화계수정보와 양자화정밀도정보와의 관계를 정할 필요가 나타나 온다.
양자화된 스펙터클신호를, 예를들면 D.A.Huffman:A Method for Construction of Minimum Redundancy Codes, Proc.I.R.E., 40, p.1098(1952)에 기술되어 있는 가변장부호를 이용해서 부호화함으로써 보다 효율적으로 부호화하는 방법도 알려지고 있다.
이와같이 부호화효율을 높이는 수법은 차례로 개발되고 있고, 새롭게 개발된 수법은 짜넣는 규격을 채용함으로써 보다 장시간의 기록이 가능하게 된다던지, 동일 기록시간에 있으면 보다 음질이 높은 오디오신호를 기록하는 것이 가능하게 된다.
그렇지만 일단 정해진 규격(이하 이것을 「제 1규격」이라 칭함)에서 기록된 신호만을 재생할 수 있는 재생장치(이하, 이것을 「제 1규격대응재생장치」라 칭함)가 보급하면, 이 제 1규격대응재생장치에서는 보다 고능률의 복호화방식을 사용한 규격(이하 이것을 「제 2규격」이라 칭함)을 사용해서 기록된 기록매체를 재생할 수 없다. 특히 제 1규격이 결정된 시점에서는 예를들면 기록매체에 규격을 나타내는 프라그를 가지고 있어도, 프라그신호를 무시하여 재생하는 제 1규격대응재생장치에서는 그 기록매체에 기록되어 있는 신호는 모두 제 1규격에서 부호화되어 있는 것으로서 재생한다. 따라서 모든 제 1규격대응재생장치가 그 기록매체에 제 2규격에 의거해서 기록되어 있는 것을 식별할 이유는 없다. 이 때문에 혹시 제 1규격대응재생장치가, 제 2규격에 의거해서 기록되어 있는 신호를 제 1규격에 의거해서 기록되어 있는 것도 선택하여 재생하고자 하면, 심한 잡음을 발생할 우려가 있다.
본 발명에 관계되는 부호화장치 및 방법은 상기 실정에 감안해서 이루어진 것이고, 제 1포맷에 따른 제 1부호열보다도 부호화효율이 높은 제 2포맷에 따른 제 2부호열을, 제 1포맷의 제 1부호열을 재생하기 위한 재생장치에 무음재생시키도록 부호화할 수 있는 부호화장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명에 관계되는 부호화장치는 상기 과제를 해결하기 위해 더미열을 생성하는 더미열 생성수단과, 상기 더미열을 가짐으로써 프레임내에 빈영역을 형성하여 제 1부호열을 생성하는 제 1부호화수단과, 입력신호를 부호화하여 제 2부호열을 생성하는 제 2부호화수단과, 상기 제 1부호열중의 빈영역에, 상기 제 2부호화수단에 의해 생성된 제 2부호열을 채워넣어서 합성부호열을 생성하는 부호열합성생성수단을 갖춘다.
본 발명에 관계되는 부호화방법은 상기 과제를 해결하기 위해 더미열을 생성하는 더미열생성공정과, 상기 더미열을 가짐으로써 프레임내에 빈영역을 형성하여 제 1부호열을 생성하는 제 1부호화공정과, 입력신호를 부호화하여 제 2부호열을 생성하는 제 2부호화공정과, 상기 제 1부호열중의 빈영역에 상기 제 2부호화공정에 의해 생성된 제 2부호열을 채워넣어서 합성부호열을 생성하는 부호열합성공정을 갖춘다.
본 발명에 관계되는 장치는 상기 과제를 해결하기 위해 제 1부호열을 생성하는 제 1부호화수단과, 제 2부호열을 생성하는 제 2부호화수단과, 상기 제 2부호화 수단에서 생성한 상기 제 2부호열의 일부가 상기 제 1부호열의 일부로 되도록 합성부호열을 생성하는 부호열합성수단을 갖춘다.
본 발명에 관계되는 부호화방법은, 상기 과제를 해결하기 위해, 제 1부호열을 생성하는 제 1부호화공정과, 제 2부호열을 생성하는 제 2부호화공정과, 상기 제 2부호화공정에서 생성한 상기 제 2부호열의 일부가 상기 제 1부호열의 일부로 되도록 합성부호열을 생성하는 부호열합성공정을 갖춘다.
본 발명에 관계되는 기록매체는, 상기 과제를 해결하기 위해, 제 1부호열중에 생성된 더미열에 의거해서 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에, 제 2부호열을 채워넣으므로써 얻어진 합성부호열을 기록하고 있다.
본 발명에 관계되는 기록매체는, 상기 과제를 해결하기 위해, 제 2부호열의 일부가 제 1부호열의 일부로 되도록 합성된 합성부호열을 기록하고 있다.
본 발명에 관계되는 기록매체는, 상기 과제를 해결하기 위해, 제 1부호열중에 생성된 더미열에 의거해서 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에, 제 2부호열을 채움으로써 얻어진 합성부호열을 수취하는 합성부호열수취수단과, 상기 합성부호열수취수단에서 수취된 상기 합성부호열에서 상기 더미열을 검출하는 더미열검출수단과, 상기 제 2부호열을 복호하는 제 2부호열복호수단과, 상기 더미열검출수단에서의 소정의 더미열의 검출의 유무에 따라서 상기 제 2부호열을 복호한 복호신호의 출력을 제어하는 출력제어수단을 갖춘다.
본 발명에 관계되는 복호방법은, 상기 과제를 해결하기 위해, 제 1부호열중에 생성된 더미열에 의거해서 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에, 제 2부호열을 채 워넣으므로써 얻어진 합성부호열을 수취하는 합성부호열수취공정과, 상기 합성부호열수취공정에서 수취된 상기 합성부호열에서 상기 더미열을 검출하는 더미열검출공정과, 상기 제 2부호열을 복호하는 제 2부호열복호공정과, 상기 더미열검출수단에서의 소정의 더미열의 검출의 유무에 따라서 상기 제 2부호열을 복호한 복호신호의 출력을 제어하는 출력제어공정을 갖춘다.
본 발명에 관계되는 복호장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 제 2부호열의 일부가 제 1부호열의 일부로 되도록 합성된 합성부호열을 수취하는 합성부호열수취수단과, 상기 합성부호열수취수단에서 수취된 상기 합성부호열에서 소정의 더미열을 검출하는 더미열검출수단과, 상기 제 2부호열을 복호하는 제 2부호열복호수단과, 상기 더미열검출수단에서의 소정의 더미열의 검출의 유무에 따라서 상기 제 2부호열을 복호한 복호신호의 출력을 제어하는 출력제어수단을 갖춘다.
본 발명에 관계되는 복호장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 제 2부호열의 일부가, 제 1부호열의 일부로 되도록 합성된 합성부호열을 수취하는 합성부호열수취공정과. 상기 합성부호열수취공정에서 수취된 상기 합성부호열에서 소정의 더미열을 검출하는 더미열검출공정과, 상기 제 2부호열을 복호하는 제 2부호열복호공정과, 상기 더미열검출공정에서의 소정의 더미열의 검출의 유무에 따라서 상기 제 2부호열을 복호한 복호신호의 출력을 제어하는 출력제어공정을 갖춘다.
이하 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 먼저 본 발명의 부호화장치의 바람직한 실시예를 도 1에 나타낸다. 이 도 1에 나타내는 부호화장치는 후술하는 제 1부호화방법에 의한 제 1규격(포맷)에 따른 제 1부호 열보다도 부호화효율이 높고, 후술의 제 2부호화방법에 의한 제 2포맷에 따른 제 2부호열을 기록한 기록매체가 제 1포맷대응재생장치에서 재생된 경우라도 잡음을 발생시키지 않고 무음재생을 가능하게 하기 위해, 제 2포맷의 제 2부호열을 제 1포맷의 제 1부호열중에 채워넣어서 합성부호화하는 부호화장치이다. 특히 상기 제 1포맷은 기존의 구포맷이고, 상기 제 2포맷은 상기 포맷과 상위호환성을 갖는 새로운 포맷이다.
이 때문에 이 부호화장치는 제 1부호화방법에 의한 제 1포맷에 따른 제 1부호열중에 제 1코덱더미열을 생성하는 제 1코덱더미열 생성부(132)와, 상기 제 1부호열보다도 부호화효율이 높은 상기 제 1포맷과는 다른 제 2포맷에 따른 제 2부호열을 생성하는 제 2코덱부호화부(131)와, 제 1코덱더미열 생성부(132)에 의해 생성된 상기 제 1코덱더미열에 의거해서 상기 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에 상기 제 2코덱부호화부(131)에 의해 생성된 제 2코덱의 부호열을 채워넣어서 합성부호열을 생성하는 부호열생성부(133)를 갖춘다.
또한 코덱(codec)과는 부호화복호화(code-decode)의 것을 말하는 것이 일반적이지만, 여기서는 부호화방법 및 복호화방법의 각각에 있어서 코덱이라는 언어를 사용하고, 적의 코덱의 내의 부호화 혹은 코덱의 내의 복호화라는 의미를 가진다.
제 1코덱더미열생성부(132)는 상세에 대해서는 후술하지만, 더미열로서 제 1부호화방법에 의한 제 1포맷의 부호화의 단위로 되는 프레임(부호화프레임)의 제 1규격헤더 및 0비트할당 양자화정밀도데이터를 생성한다.
여기서 제 1부호화방법은 고능률압축부호화의 일종이고, 오디오PCM신호등의 입력신호를 대역분할부호화(Sub Band coding ; SBC), 적응변환부호화(Adaptive Transform Coding ; ATC)및 적응비트 할당의 각 기술을 이용해서 고능률부호화 한다.
제 1부호화방법에 의거해서 입력신호를 부호화하는 일반적인 제 1부호화장치의 구성을 도 2에 나타낸다. 입력단자(40)에서 입력된 신호는 변환부(41)에 의해 신호주파수성분으로 변환된 후 신호성분부호화부(42)에 의해 각 성분이 부호화되고, 부호열생성부(43)에 의해 부호열이 생성되고, 출력단자(44)에서 출력된다.
일반적인 부호화장치의 변환부(41)에서는 도 3에 나타내는 바와같이, 대역분할필터(46)에 의해 2개의 대역으로 분할된 신호가 각각의 대역에 있어서 MDCT등의 순스펙터클변환부(47 및 48)에서 스펙터클신호성분으로 변환된다. 순스펙터클변환부(47 및 48)로부터의 각각의 스펙터클신호성분의 대역폭은 입력신호의 대역폭의 1/2로 되어 있고, 1/2에 속아내어지고 있다. 물론 변환부(41)로서는 이 구체예이외에도 다수 고려되고, 예를들면 입력신호를 직접, MDCT에 의해 스펙터클신호로 변환하여도 좋고, MDCT에서는 없고, DFT나 DCT에 의해 변환하여도 좋다. 소위 대역분할필터에 의해 신호를 대역성분으로 분할하는 것도 가능하지만, 본 실시의 형태에서는 다수의 주파수성분이 비교적 적은 연산량에서 얻어지는 상기의 스펙터클변환에 의해 주파수성분으로 변환하는 방법을 취하여도 형편이 좋다.
도 4는 도 2의 신호성분부호화부(42)의 구체예에서, 입력단자(51)에서 입력된 각 신호성분은 정규화부(52)에 의해 소정의 대역마다 정규화가 시행된후 양자화정밀도결정부(53)에 의해 계산된 양자화정밀도에 의거해서 양자화부(54)에 의해 양 자화된다. 양자화부(54)의 출력에는 양자화된 신호성분에 부가하고, 정규화계수정보나 양자화정밀도정보도 포함하고 있고, 출력단자(55)에서 출력된다.
도 5는 도 2에 나타낸 일반적인 제 1부호화장치에서 종래 행하여져 온 제 1부호화방법을 설명하기 위한 도면이다. 스펙터클신호는 도 3에 상세를 나타낸 변환부(41)에 의해 얻어진 것이고, 도면에는 MDCT의 스펙터클의 절대치를 레벨(db)로 변환하여 나타내고 있다. 입력신호는 소정의 시간블록(프레임)마다 64개의 스펙터클신호로 변환되어 있고, 그들이 U1에서 U8의 8개의 대역(이하 이것을 부호화유닛이라 칭함)으로 정리하고, 이 부호화유닛마다 정규화 및 양자화가 행하여진다. 양자화정밀도를 주파수성분의 분포의 사방에 의해 부호화유닛마다 변화시킴으로써, 음질의 열화를 최소한으로 억제하고, 청각적으로 효율이 좋은 부호화가 가능하다. 여기서, 마스킹효과 등에 의해 실제로 그 부호화유닛내의 어느 스펙터클신호도 부호화할 필요가 없는 경우에는, 그 부호화유닛에는, 0비트의 비트할당을 행하지 않고, 그 부호화유닛에 대응하는 대역의 신호를 무음으로 하여도 좋다.
도 6은 상술한 바와같이 하여 제 1부호화장치에 의해 부호화된 신호를 기록매체에 기록할 경우의 구체적인 부호열을 나타낸 것이다. 이 구체예에서는, 각 부호화프레임(F0, F1 …)의 선두에 동기신호(81)를 포함하는 고정길이의 헤더(80)가 붙어있고, 여기에 부호화유닛수(82)도 기록되어 있다. 헤더(80)의 다음에는 양자화정밀도 데이터(83)가 부호화유닛수만큼 기록되고, 그후에 정규화정밀도 데이터(84)가 상기 부호화유닛수만큼 기록되어 있다. 정규화 및 양자화된 스펙터클 계수데이터(85)는 그후에 기록되지만, 부호화프레임(F0, F1 …)의 길이가 고 정일 경우, 스펙터클계수 데이터(85)의 후에 빈영역(86)이 되어도 좋다.
도 7은 상기 일반적인 제 1부호화장치에 의해 얻어진 각 부호화프레임(F0, F1 …)이 나란히 된 각곡의 부호열을, 그 제어데이터를 기록하는 TOC(Table Of Contents)영역(201)을 포함하여, 기록매체에 기록한 구체예를 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서, 신호기록영역(202)중의, 영역(2021), 영역(2022), 영역(2023)이, 상기의 각 단위시간에 대응하는 부호화프레임(F0, F1 …)을 나란한 각곡의 부호열을 기록하고 있는 부분이고, 그것이 어느 부분에서 개시되고 있는지 등의 정보가, TOC영역(201)에 기록되어 있고, 각곡의 선두부분, 종료부분이 어디인지 알 수 있도록 되어 있다. 구체적으로, TOC영역(201)에는 제 1곡정보어드레스(A1), 제 2곡정보어드레스(A2), 제 3곡정보어드레스(A3) 가 기록되어 있다. 예를들면 제 1곡정보어드레스(A1)는 영역(2021)에 기록되어 있는 제 1곡의 곡선두어드레스(A1S), 곡종료어드레스(A1E), 곡부호화모드(M1), 리저브정보(R1)로 이룬다. 동일하게 제 2곡정보어드레스(A2)는 영역(2022)에 기록되어 있는 제 2곡의 곡선두어드레스(A2S), 곡종료어드레스(A2E), 곡부호화모드(M2), 리저브정보(R2)로 이룬다. 여기서 곡부호화모드와는 예를들면 ATC 등의 압축부호화모드이다.
이상 서술한 제 1부호화방법에 대해서, 또한 부호화효율을 높이는 것이 가능하다. 예를들면, 양자화된 스펙타클신호중, 빈도가 높은 것에 대하여는 비교적 짧은 부호길이를 할당하고, 빈도의 낮은 것에 대하여는 비교적 긴 부호길이를 할당함으로써, 부호화효율을 높일 수 있다. 또 예를들면, 변환블록길이를 길게함으 로써, 양자화정밀도정보나 정규화계수정보로 한 서브정보의 양을 상대적으로 삭감할 수 있고, 또 주파수분해능을 상승하므로, 주파수축상에서 양자화정밀도를 보다 자세히 제어할 수 있기 때문에, 부호화효율을 높일 수 있다.
또한, 본건 출원인은, 스펙터클신호에서 청감상 특히 중요한 톤성의 성분, 즉 특정의 주파수주변에 에너지가 집중하고 있는 신호성분을 분리하여, 다른 스펙터클성분과는 별도로 부호화하는 방법을 이미 출원하고 있다. 이것에 의해, 오디오신호 등을 청감상의 열화를 처음으로 생기지 않고 높은 압축율에서의 효율적으로 부호화할 수 있는 것이 가능하게 되고 있다. 본 실시형태에서는, 이 부호화방법을 상기 제 2부호화방법으로서 이용하고 있다.
상기 도 1에 나타낸 제 2코덱부호화부(131)는, 상기 제 2 부호화방법을 이용하여, 입력단자(130)를 거쳐서 입력에 대해서 후술한 도 12의 빈영역에 채워지게 되는 제 2코덱의 부호열(120)을 생성한다. 단, 여기서 말하는 제 2코덱부호화부(131)는 상기 도 2의 변환부(41) 및 신호성분 부호화부(42)의 양자 기능을 갖추고 있는 것이다.
상기 도 1의 제 2코덱부호화부(131)를 변환부(41)와 함께 구성하는 신호성분 부호화부(42)는, 도 8에 나타내는 것 같이 구성된다. 도 2의 변환부(41)의 출력이 입력단자(90)를 거쳐서 톤성분 분리부(91)에 공급된다. 톤성분 분리부(91)는, 변환부(41)의 변환출력을 톤성분과 비톤성분으로 분리하고, 각각, 톤성분 부호화부(92) 및 비톤성분 부호화부(93)에 공급한다. 톤성분 부호화부(92) 및 비톤성분 부호화부(93)는, 상기 도 4에 나타낸 부호화부와 동일한 구성으로, 톤성분 및 비톤성분을 부호화하지만, 톤성분 부호화부(92)는 톤성분의 위치데이터의 부호화도 행한다.
이 신호성분 부호화부(42)가 부호화처리를 실시하는 대상이 되는 스펙트럼에 대해서 도 9를 이용하여 설명한다. 여기서도, MDCT스펙터클의 절대치를 레벨(dB)로 변환하고 있다. 또, 입력신호는 소정의 시간블록(부호화프레임)마다 64개의 스펙트럼 신호로 변환하여 두고, 각각 U1에서 U8의 8개의 부호화유닛에 정리되고, 이 부호화유닛 마다 정규화 및 양자화가 행해진다. 여기서는 간단화를 위해 64개의 스펙터클로서 도시하고 있지만, 도 5의 예와 대비하여 2배의 변환길이로 되어 있는 경우에는 128개의 스펙터클 데이터가 얻어지게 된다. 상기 도 5에 나타낸 방법과 다른 것은, 스펙터클신호에서 특히 레벨이 높은 것을 톤성분(Ti)으로서 분리하여 부호화하는 것이다. 예를들면 3개의 톤성분(T1, T2, T4)에 대해서는, 그 위치데이터(P1, P2, P3)도 필요하게 되지만, 톤성분(T1, T2, T3)을 뽑아낸 후의 스펙터클신호는 적은 비트수로 양자화하는 것이 가능하게 되므로, 특정한 스펙터클신호에 에너지가 집중하는 신호에 대해서, 이와같은 방법을 취하면 특히 효율이 좋은 부호화가 가능하게 된다.
도 10은 상술한 바와 같은 제 2부호화방법에 의해 부호화된 신호를 기록매체에 기록하는 경우의 부호열의 구체예를 나타낸 것이다. 이 구체예에서는, 톤성분을 분리하도록, 톤부호열(110)을 제 2부호화방법에 의한 부호열(120)내의 헤더부(121)와 양자화 정밀도 데이터(124)의 사이에 기록하고 있다. 여기서, 제 2부호화방법의 부호열(120)이란, 동기신호(122), 부호화유닛수(123)로 이루어진 제 2규격헤더(121)의 뒤에, 톤부호열(110)을 기록하고, 그 뒤, 양자화 정밀도 데이터(124), 정규화 계수데이터, 스펙터클 계수데이터(126) 등을 기록하고 있는 부호열이다. 톤성분열(110)에는, 우선, 톤성분수 데이터(111)가 기록되고, 다음에 각 톤성분(1120)의 데이터, 구체적으로는 위치데이터(113), 양자화 정밀도 데이터(114), 정규화 계수데이터(115), 스펙터클 계수데이터(116)가 기록되어 있다. 이 구체적예에서는 또한, 스펙트럼신호로 변환하는 변환블록 길이를 도 6의 제 1부호화방법에 의한 구체예의 경우의 2배로 취한 주파수 분해능도 높게되고, 또한 가변길이 부호화도 도입함으로써, 도 6의 구체예와 비교하여, 동일 바이트수의 부호화프레임(F0, F1, ,,,,,)에 2배의 길이에 해당하는 음향신호의 부호열을 기록하고 있다.
그런데, 상기 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예로 이룬 부호화장치는, 도 10에 나타낸 부호열에서 기록된 기록매체를 도 6에 나타낸 부호열로 기록된 기록매체만 재생가능한 재생장치에 걸친 경우에, 심한 잡음이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.
이 때문에 도 1의 부호화장치에서는, 제 1방법으로서 도 11에 나타내는 것 같이, 무음을 제 1부호화방법을 사용하여 제 1포맷으로 기록하고, 그 때에 생긴 빈영역에 제 2부호화방법을 사용하여 보다 부호화 효율이 높은 제 2포맷에 다른 제 2부호열을 기록하고, 기록시간의 장시간화를 실현한다. 구체적으로는, 제 1코덱더미열 생성부(132)에 의해, 제 1코덱더미열로서 제 1규격헤더(80)와, 0비트 할당의 양자화 정밀도 데이터(83)를 생성하고, 이 제 1코덱더미열에 의거해 무음영역을 생성한다. 즉, 양자화 정밀도 데이터(83)에 0을 할당하면, 상기 도 6에 나타낸 스펙터클 계수데이터(85)에는 비트를 할당할 필요가 없게 되며, 도 11에 나타내는 정규화계수데이터(84)에 이어서 빈영역(87)이 되며, 이 빈영역(87)에 상기 제 2부호화방법에 의해 얻어진 제 2포맷의 제 2부호열을 채운다. 이와 같이 하면 제 2부호화방법에 대해서, 비교적 넓은 기록영역을 확보할 수 있는 동시에, 이것을 제 1규격의 재생장치에 걸친 경우에도 잡음을 발생하는 일이 없게 된다. 여기서, 부호화유닛수로서는, 제 1규격에서 허용되는 최소의 부호화유닛수로 함으로써, 제 2코덱용에 사용하는 넓은 기록영역이 확보할 수 있는 동시에, 제 2코덱의 선두위치를 고정적으로 정할 수 있다.
또한, 제 2방법으로서, 제 1규격대응의 재생장치에 걸친 경우에 잡음을 발생하는 일을 방지하면서, 제 2부호화방법용에 또한 넓은 기록영역을 확보하고, 보다 높은 음질을 실현하는 것이 가능하게 되는 방법이다. 이 제 2방법을 나타낸 것이 도 12이며, 제 1규격헤더(80)에 쓰여진 부호화유닛수(82)로 규정된 모든 부호화유닛의 양자화 정밀도 데이터(83)를 0으로는 하는 동시에 제 2부호화방법에 의한 부호화열(120)의 기록은 양자와 정밀도 데이터(83)의 직후로부터의 빈영역(83)에서 행해지고 있다. 구체적인 수치로 설명하면, 제 1규격헤더(80)에는 4바이트를, 또 양자화 정밀도 데이터(83)에는 1개당 4비트로 표현할 수 있는 양자화 정밀도를 부호화유닛수 20개마다의 합계 10바이트(80비트)를, 또 빈영역(88)에는 198바이트를 할당하고, 1프레임당 212바이트로 할 수 있다. 또한, 제 1규격의 정규화 계수데이터의 값으로서는, 실제로는 제각각의 값이 설정되게 되지만, 양자화 정도가 모두 0으로 설정되어 있기 때문에, 제 1부호화방법에 대해서, 어떤 스펙터클 데이터도 0으로 해석됨으로써, 결국, 제 1규격에 대응한 재생장치에 도 12에 나타낸 부호열 데이터를 입력시킨 경우에는 무음재생이 되며, 심한 잡음을 발하는 것은 없다. 여기서, 부호화유닛수로서는, 제 1규격에서 허용되는 최소의 부호화유닛수로 함으로써, 제 2코덱용에 넓은 기록영역을 확보할 수 있는 동시에, 제 2코텍의 선두위치를 고정적으로 정할 수 있다.
도 13은, 본 발명을 이용하는 경우의 도 11 및 12와는 별도의 부호열의 기록방법의 구체예를 나타낸 것이다. 이 구체예에서는, 각 부호화프레임내에서의 제 2코덱의 부호열의 기록순서가 제 1코덱에 대하여 반대로 되어 있고, 각각의 코덱을 독립으로 읽는 것이 가능하게 되어 있다. 제 1코덱, 제 2코덱과도, 무음데이터는 콤팩트한 크기로 할 수 있으므로, 제 1코덱의 유음신호 부호열과 제 2코덱의 무음데이터 부호열, 및 제 2코덱의 유음신호 부호열과 제 1코덱의 무음데이터 부호열을 2중기록하여도, 유음신호의 음질을 충분히 높게 확보하는 것이 가능하다. 이 실시예의 경우, 제 2규격에 대응한 재생장치에서는, 항상, 각 부호화프레임의 최후미에서 부호처리를 행하고 있으면 좋다. 또한, 양자화 정밀도데이터(83)를 모두 0으로 함으로써, 제 2코덱의 기록영역에 정규화 계수데이터(84), 스펙트럼 계수데이터(85)의 부분을 부가하도록 해도 좋다.
다음에, 본 발명에 관계되는 복호장치의 실시예에 대해서 설명한다. 도 14는 상기 제 12에 나타낸 바와같은 부호열이 기록된 기록매체에서 음향신호를 재생하는 복호장치의 구체예를 나타낸 것이다. 부호열 분해부(136)는 입력단자(135)를 거쳐서 공급되는 상기 도 12에 나타내는 부호열에서, 제 1규격헤더(80) 및 제 1코덱의 양자화 정밀도데이터(83)에 상당하는 부분을 제 1코덱더미열 검사부(137)로 보내고, 그외의 제 2코덱에 의한 부호열의 부분을 제 2코덱부호부(138)로 보낸다. 제 1코덱더미열 검사부(137)는, 수취한 부호열이 제 1규격헤더와 0비트할당의 양자화 정밀도데이터인지 아닌지의 체크를 행한다. 이 제 1코덱더미열 검사부(137)에서 수취한 부호열이 상기 제 1규격헤더와 0비트할당의 양자화 정밀도데이터라고 판단하면, 선택적 소음부(139)는 제 1코덱부호부(138)의 출력하는 음향신호를 출력하고, 바르지않으면, 바른 부호열에서는 없는 것으로서 무음재생을 시킨다. 또한, 기록매체에의 기록이 도 11와 같이 행해지고 있는 경우에는, 부호열 분해부는 도 11의 부호열에서, 제 1규격헤더 및 제 1코덱의 양자화 정밀도데이터, 정규화 계수데이터에 상당하는 부분을 제 1코덱더미열 검사부(137)에 보내고, 그외의 영역의 부분을 제 2코덱복호부(138)로 보낸다.
도 15는 상기와 같이 선택적 소음부(139)가, 제 1코덱더미열 검사부(137)의 검사결과에 의거하여 음향신호를 재생할 때의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다. 스텝(S21)에서 제 1코덱의 더미데이터는 0비트할당인지 아닌지를 판단하고, NO이면 스텝(S22)으로 진행하고, 무음데이터를 출력한다. 한편, YES이면 스텝(S23)으로 진행해서 제 2코덱데이터를 복호한 복호데이터를 출력한다.
그런데, 상기 도 2의 부호화장치에 대응하는 종래의 복호장치는 상기 도 2의 부호화장치에 의해 생성된 부호열에서 음향신호를 출력하는 것이고, 도 16에 나타 내는 바와같이, 입력단자(60)에서 입력되는 부호열을 부호열 분해부(61)에 공급하고, 각 신호성분의 부호를 유출시킨다. 그후, 이들의 부호에서 신호성분 복호부(62)에 의해 각 신호성분을 복원한 후, 역변환부(63)에 의해 음향파형신호를 출력한다.
도 17은 도 16의 종래의 복호장치를 구성한 역변환부(63)의 구체예이지만, 이것은 도 3의 변환부의 구체예에 대응한 것이다. 입력단자(65 및 66)에서 공급된 신호성분은, 역스펙트럼 변환부(67 및 68)에 의해 각 대역의 신호가 되고, 대역합성필터부(69)에 의해 합성된 후, 출력단자(70)에서 출력된다.
도 18은 도 16의 복호장치를 구성한 신호성분복호부(62)의 구체예를 나타낸 도면이다. 부호열 분해부(61)의 출력신호는, 입력단자(71)를 거쳐서 역양자화부(72)에 공급되어 역양자화되고, 역정규화부(73)에서 역정규화되어 스펙터클신호로 변환되어 출력단자(74)에서 출력된다.
또한, 도 19에는 상기 도 8에 나타낸 부호화장치에 의해 톤성분을 분리하여 부호화된 것을 복호할 경우의 복호장치의 구체예의 요부를 나타낸다. 복호장치의 개략으로서는 상기 도 16에 나타낸 것과 동일하지만, 도 16의 신호성분복호부(62)를 도 19와 같이 구성하고 있다. 즉, 부호열분해부(61)에서 분해된 부호열내의 톤성분을 입력단자(96)에서 톤성분복호부(98)에 공급하고, 비톤성분을 입력단자(97)에서 비톤성분복호부(99)에 공급한다. 톤성분복호부(98) 및 비톤성분복호부(99)는, 상기 톤성분 및 비톤성분을 복호하여 스펙터클신호 합성부(100)에 공급한다. 스펙터클신호 합성부(100)가 합성한 스펙터클신호는 출력단자(101)에서 출력된다.
상술한 도 2에 나타낸 부호화장치, 도 16에 나타낸 복호장치는, 예를들면 도 20에 나타낸 바와같은 기록 및/또는 재생장치에서 사용되고 있다. 이 기록 및/또는 재생장치는, 제 1부호화장치에서 부호화된 제 1포맷에 다른 제 1부호열을 기록매체에 기록하는 동시에 그 제 1부호열만을 재생한다. 이 때문에, 상기 제 2부호화장치로부터의 제 2포맷에 다른 제 2부호열이 기록되어 있는 기록매체에 대하여는 제 1부호화장치에 의해 부호화된 부호열로서 재생을 행하므로, 심한 잡음을 발생하게 된다. 그래서, 이와같은 기록 및/또는 재생장치에 대해서는 본 발명의 부호화장치에서 부호화한 도 11, 도 12, 도 13에 나타내는 부호열이 유효하게 된다.
먼저, 이 기록 및/또는 재생장치의 구성에 대해서 설명한다.
먼저 기록매체로서는, 스핀들모터(11)에 의해 회전구동되는 광자기디스크(1)가 이용된다. 광자기디스크(1)에 대한 데이터의 기록시에는, 예를들면 광학헤드(13)에 의해 레이저광을 조사한 상태에서 기록데이터에 따른 변조자계를 자기헤드(14)에 의해 인가함으로써, 소위 자계변조기록을 행하고, 광자기디스크(1)의 기록트랙에 따라서 데이터를 기록한다. 또 재생시에는, 광자기디스크(1)의 기록트랙을 광학헤드(13)에 의해 레이저광으로 토레스하여 자기광학적으로 재생을 행한다.
광학헤드(13)는, 예를들면, 레이저다이오드 등의 레이저광원, 콜리메이터렌즈, 대물렌즈, 편광빔 스플리터, 실린드리칼렌즈 등의 광학부품 및 소정 패턴의 수 광부를 가지는 포맷디텍터 등으로 구성되어 있다. 이 광학헤드(13)는, 광자기디스크(1)를 거쳐서 상기 광학헤드(14)와 대향하는 위치에 설치되어 있다. 광자기디스크(1)에 데이터를 기록할 때에는, 후술하는 기록계의 헤드구동회로(26)에 의해 자기헤드(14)를 구동하여 기록헤더에 따른 변조자계를 인가하는 동시에, 광학헤드(13)에 의해 광자기디스크(1)의 목적트랙에 레이저광을 조사함으로써, 자계변조방식에 의해 열자기기록을 행한다. 또 이 광학헤드(13)는, 목적트랙에 조사한 레이저광의 반사광을 검출하고, 예를들면 소위 비점수차법에 의해 포커스에러를 검출하고, 예를들면 소위 푸쉬플법에 의해 트랙킹에러를 검출한다. 광자기디스크(1)에서 데이터를 재생할 때, 광학헤드(13)는 상기 포커스에러나 트랙킹에러를 검출하는 동시에, 레이저광의 목적트랙으로부터의 반사광의 편광각(카회전각)의 차이를 검출하여 재생신호를 생성한다.
광학헤드(13)의 출력은, RF회로(15)에 공급된다. 이 RF회로(15)는, 광학헤드(13)의 출력에서 상기 포커스에러신호나 트랙킹에러신호를 추출하여 서보제어회로(16)에 공급하는 동시에, 재생신호를 2치화하여 후술하는 재생계의 디코더(31)에 공급한다.
서보제어회로(16)는, 예를들면 포커스 서보제어회로나 트랙킹 서보제어회로, 스핀들모터 서보제어회로, 슬레드 서보제어회로 등으로 구성된다. 상기 포커스 서보제어회로는, 상기 포커스에러신호가 제로가 되도록, 광학헤드(13)의 광학계의 포커스제어를 행한다. 또 상기 트랙킹 서보제어회로는, 상기 트랙킹에러신호가 제로가 되도록 광학헤드(13)의 광학계의 트랙킹제어를 행한다. 또한 상기 스핀 들모터 서보제어회로는, 광자기디스크(1)를 소정의 회전속도(예를들면 일정선속도)에서 회전구동하도록 스핀들모터(11)를 제어한다. 또, 상기 슬레드 서보제어회로는, 시스템제어기(17)에 의해 지정되는 광자기디스크(1)의 목적트랙위치에 광학헤드(13) 및 자기헤드(14)를 이동시킨다. 이와같은 각종 제어동작을 행하는 서보제어회로(16)는, 이 서보제어회로(16)에 의해 제어되는 각부의 동작상태를 나타내는 정보를 시스템제어기(17)에 보낸다.
시스템제어기(17)에는 키입력조작부(18)나 표시부(19)가 접속되어 있다. 이 시스템제어기(17)는 키입력조작부(18)에 의한 조작입력정보에 의해 기록계 및 재생계의 제어를 행한다. 또 시스템제어기(17)는, 광자기디스크(1)의 기록트랙에서 헤더타임이나 서브코드의 Q데이터 등에 의해 재생되는 섹터단위의 어드레스정보에 의거하여, 광학헤드(13) 및 자기헤드(14)가 토레스하고 있다. 상기 기록트랙상의 기록위치나 재생위치를 관리한다. 또한 시스템제어기(17)는, 본 기록 및/또는 재생장치의 데이터압축율과 상기 기록트랙상의 재생위치정보에 의거하여 표시부(19)에 재생시간을 표시시키는 제어를 행한다.
이 재생시간표시는, 광자기디스크(1)의 기록트랙에서 소위 헤더타임이나 소위 서브코드 Q데이터 등에 의해 재생되는 섹터단위의 어드레스정보(절대시간정보)에 대해, 데이터압축율의 역수(예를들면 1/4압축일 때에는 4)를 승산함으로써, 실제의 시간정보를 구하고, 이것을 표시부(19)에 표시시키는 것이다. 또한, 기록시에 있어서도, 예를들면 광자기디스크 등의 기록트랙에 미리 절대시간정보가 기록되어 있는(프리포맷되어 있는) 경우에, 이 프리포맷된 절대시간정보를 독취하여 데 이터압축율의 역수를 승산함으로써, 현재위치를 실제의 기록시간으로 표시시키는 것도 가능하다.
다음에, 디스크기록 재생장치의 기록계에 있어서, 입력단자(20)로부터의 아날로그 오디오 입력신호(AIN)가 로패스필터(21)를 거쳐서 A/D변환기(22)에 공급되고, 이 A/D변환기(22)는 상기 아날로그 오디오 입력신호(AIN)를 양자화한다. A/D변환기(62)에서 얻어진 디지털 오디오신호는, 상기 도 2에 나타낸 부호화장치의 구체예이다. ATC(Adaptive Transform Coding)엔코더(23)에 공급된다. 또, 입력단자(27)로부터의 디지털 오디오 입력신호(DIN)가 디지털입력 인터페이스회로(28)를 거쳐서, ATC엔코더(23)에 공급된다. ATC엔코더(23)는, 상기 입력신호(AIN)를 상기 A/D변환기(22)에 의해 양자화한 소정 전송속도의 디지털 오디오 PCM데이터에 대해서, 소정의 데이터압축율에 따른 비트압축(데이터압축)처리를 행하는 것이고, ATC엔코더(23)에서 출력되는 압축데이터(ATC데이터)는, 메모리(24)에 공급된다. 예를들면 데이터압축율이 1/8의 경우에 대해서 설명하면, 여기서의 데이터전송속도는, 상기 표준의 CD-DA의 포맷의 데이터전송속도(75섹터/초)의 1/8(9.375섹터/초)로 저감되고 있다.
다음에 메모리(24)는, 데이터의 기입 및 독출이 시스템제어기(17)에 의해 제어되고, ATC엔코더(23)에서 공급되는 ATC디코더를 일시적으로 기억해 놓고, 필요에 따라서 디스크상에 기록하기 때문에 버퍼메모리로서 이용되고 있다. 즉, 예를들면 데이터압축율이 1/8의 경우에 있어서, ATC엔코더(23)에서 공급되는 압축오디오데이터는, 그 데이터전송속도가, 표준적인 CD-DA포맷의 데이터전송속도(75섹터/초) 의 1/8, 즉 9.375섹터/초로 저감되고 있고, 이 압축데이터가 메모리(24)에 연속적으로 기입된다. 이 압축데이터(ATC데이터)는, 상술한 바와같이 8섹터에 다음 1섹터의 기록을 행하면 족하지만, 이와같은 8섹터 다음의 기록은 사실상 불가능하게 가깝기 때문에, 후술하는 바와같은 섹터연속이 기록을 행하도록 하고 있다.
이 기록은, 휴지기간을 거쳐서, 소정의 복수섹터(예를들면 32섹터+수섹터)에서 이루는 크라스터를 기록단위로서, 표준적인 CD-DA포맷과 동일데이터 전송속도(75섹터/초)에서 버스트적으로 행해진다. 즉 메모리(24)에 있어서는, 상기 비트압축레이트에 따른 9.375(=75/8)섹터/초의 낮은 전송속도로 연속적으로 기입된 데이터압축율 1/8의 ATC오디오데이터가, 기록데이터로서 상기 75섹터/초의 전송속도로 버스트적으로 독출된다. 이 독출되어 기록되는 데이터에 대해서, 기록휴지기간을 포함하는 전체적인 데이터 전송속도는, 상기 9.375섹터/초의 낮은 속도가 되어 있지만, 버스트적으로 행해지는 기록동작의 시간내에서의 순시적인 데이터 전송속도는 상기 표준적인 75섹터/초로 되어 있다. 따라서, 디스크 회전속도가 표준적인 CD-DA포맷과 동일속도(일정선속도)일 때, 이 CD-DA포맷과 동일기록밀도, 기억패턴의 기록이 행해지게 된다.
메모리(24)에서 상기 섹터/초의 (순시적인)전송속도에서 버스트적으로 독출된 ATC오디오데이터 즉 기록데이터는, 엔코더(25)에 공급된다. 여기서, 메모리(24)에서 엔코더(25)에 공급되는 데이터열에 있어서, 1회의 기록에서 연속기록되는 단위는, 복수섹터(예를들면 32섹터)에서 이루는 클라스터 및 이 클라스터의 전후위치에 배치된 클라스터접속용의 수섹터로 하고 있다. 이 클라스터접속용 섹터는, 엔코더(25)에서의 인터리브길이보다 길게 설정하고 있고, 인터리브되어도 다른 클라스터의 데이터에 영향을 주지않도록 하고 있다.
엔코더(25)는, 메모리(24)에서 상술한 바와같이 버스트적으로 공급되는 기록데이터에 대해서, 에러정정을 위한 부호화처리(패리티부가 및 인터리브처리)나 EFM부호화처리 등을 실시한다. 이 엔코더(25)에 의한 부호화처리가 실시된 기록데이터가 자기헤드 구동회로(26)에 공급된다. 이 자기헤드 구동회로(26)에는, 자기헤드(14)가 접속되어 있고, 상기 기록데이터에 따른 변조자계를 광자기디스크(1)에 인가하도록 자기헤드(14)를 구동한다.
또, 시스템제어기(17)는, 메모리(24)에 대한 상술과 같이 메모리제어를 행하는 동시에, 이 메모리제어에 의해 메모리(24)에서 버스트적으로 독출되는 상기 기록데이터를 광자기디스크(1)의 기록트랙에 연속적으로 기록하도록 기록위치의 제어를 행한다. 이 기록위치의 제어는, 시스템제어기(17)에 의해 메모리(24)에서 버스트적으로 독출되는 상기 기록데이터의 기록위치를 관리하여 광자기디스크(1)의 기록트랙상의 기록위치를 지정하는 제어신호를 서보제어회로(16)에 공급함으로써 행해진다.
다음에 재생계에 대해서 설명한다. 이 재생계는, 상술의 기록계에 의해 광자기디스크(1)의 기록트랙상에 연속적으로 기록된 기록데이터를 재생하기 위한 것이고, 광학헤드(13)에 의해 광자기디스크(1)의 기록트랙을 레이저광으로 토레스함으로써 얻어지는 재생출력이 RF회로(15)에 의해 2치화되어서 공급되는 디코더(31)를 갗추고 있다. 이 때 광자기디스크만은 아니고, Compact Disc와 동 일 재생전용 광디스크의 독출만으로도 행할 수 있다.
디코더(31)는 상술의 기록계에 있어서의 엔코더(25)에 대응하는 것이며, RF회로(15)에 의해 2치화된 재생출력에 대해서, 에러정정을 위한 상술과 같은 복호처리나 EFM복호처리 등의 처리를 행하고, 상술의 데이터압축율 1/8의 ATC오디오데이터를, 정규의 전송속도보다도 빠른 75섹터/초의 전송속도로 재생한다. 이 디코더(31)에 의해 얻어지는 재생데이터는, 메모리(32)에 공급된다.
메모리(32)는, 데이터의 기입 및 독출이 시스템제어기(17)에 의해 제어되고, 디코더(31)에서 75섹터/초의 전송속도에서 공급되는 재생데이터가 그 75섹터/초의 전송속도에서 버스트적으로 기입된다. 또, 이 메모리(32)는, 상기 75섹터/초의 전송속도에서 버스트적으로 기입된 상기 재생데이터가 데이터압축율 1/8에 대응하는 9.375섹터/초의 전송속도에서 연속적으로 독출된다.
시스템제어기(17)는, 재생데이터를 메모리(32)에 75섹터/초의 전송속도에서 기입되는 동시에, 메모리(32)에서 상기 재생데이터를 상기 9.375섹터/초의 전송속도에서 연속적으로 독출하는 바와같은 메모리제어를 행한다. 또, 시스템제어기(17)는, 메모리(32)에 대한 상술과 같이 메모리제어를 행하는 동시에, 이 메모리제어에 의해 메모리(32)에서 버스트적으로 기입되는 상기 재생데이터를 광자기디스크(1)의 기록트랙에서 연속적으로 재생하도록 재생위치의 제어를 행한다. 이 재생위치의 제어는, 시스템제어기(17)에 의해 메모리(32)에서 버스트적으로 독출되는 상기 재생데이터의 재생위치를 관리하여, 광자기디스크(1) 혹은 광디스크(1)의 기록트랙상의 재생위치를 지정하는 제어신호를 서보제어회로(16)에 공 급함으로써 행해진다.
메모리(32)에서 9.375섹터/초의 전송속도에서 연속적으로 독출된 재생데이터로서 얻어지는 ATC오디오데이터는, 상기 도 5에 나타낸 복호장치의 구체예가 되는 ATC디코더(33)에 공급된다. 이 ATC디코더(33)는, 상기 기록계의 ATC엔코더(23)에 대응하는 것이므로, 예를들면 ATC데이터를 8배로 데이터신장(비트신장)하는 것으로 16비트의 디지털 오디오데이터를 재생한다. 이 ATC디코더(33)로부터의 디지털 오디오데이터는, D/A변환기(34)에 공급된다.
D/A변환기(34)는, ATC디코더(33)에서 공급되는 디지털오디오데이터를 아날로그신호로 변환하여, 아날로그 오디오출력신호(AOUT)를 형성한다. 이 D/A변환기(34)에 의해 얻어지는 아날로그 오디오신호(AOUT)는, 로패스필터(35)를 거쳐서 출력단자(36)에서 출력된다.
이상에 설명한 구성 및 동작의 기록 및/또는 재생장치에 대해서, 상술한 도 11, 도 12, 도 13에 나타내는 부호열이 기록된 광자기디스크를 재생시키면, 잡음의 발생을 방지할 수 있다. 기록 및/또는 재생장치의 재생장치측의 ATC디코더(33)가, 상기 도 11, 도 12, 도 13에 나타내는 부호열중의 제 2부호화에 의한 제 2부호열을 무음데이터로서 인식하기 때문이다.
또, 상기 기록 및/또는 재생장치의 재생장치측의 ATC디코더(33)가 상기 도 14에 나타낸 복호장치의 기능을 갖추는 것이고, 예를들면 TOC영역을 읽음으로써 상술한 도 11, 도 12, 도 13에 나타내는 부호열이 기록된 광자기디스크가 장착되는 것을 판단하고 있으면, 상술한 바와같은 동작에 의해 음향신호를 출력할 수 있다. 또, 제 2부호열로서 바른 것은 아니라고 판단하였을 때에는 무음재생을 할 수 있다.
또한, 상기 기록 및/또는 재생장치의 기록장치측의 ATC엔코더(23)도 상기 도 1에 나타낸 부호화장치의 기능을 갖추는 것이라면, 이 기록 및/또는 재생장치는, 기록시에 상기 도 11, 도 12, 도 13에 나타내는 부호열을 부호화에 의해 생성할 수 있고, 또한 재생할 수도 있다.
다음에, 본 발명에 관계되는 부호화방법의 다른 실시형태에 대해서 도 21 및 도 22를 이용하여 설명한다. 이 실시형태는, 상기 부호화방법에 의거한 프로그램을 실행하는 정보처리장치이다. 이 정보처리장치는, 상기 부호화방법을 적용한 부호화프로그램을 내부의 기록매체에 기록하고, 혹은 플로피디스크 등의 림버블한 기록매체경유에서 내부에 다운로드하여, CPU에 의해 실행하는 것으로 상술한 부호화장치로서 기능한다.
이하, 이 정보처리장치(300)의 상세에 대해서 도 21을 이용하여 설명한다. CPU(Central Processing Unit)(320)는 버스(340)를 거쳐서 ROM(310), RAM(330), 통신I/F(380), 드라이버(370) 및 HDD(350)를 접속하고 있다. 드라이버(370)는, PC카드나 CD-ROM이나 플로피디스크(FD) 등의 림버블기억매체(360)를 구동한다.
ROM(310)에는, 예를들면 IPL(Initial Program Loading) 프로그램 등이 기억되어 있다. CPU(320)는, ROM(310)에 기억되어 있는 IPL프로그램에 따라서, HDD(350)에 기억된 OS(Operating System)의 프로그램을 실행하고, 또한, 그 OS의 제어하, 예를들면 HDD(350)에 기억되어 있는 데이터 변환프로그램을 실행한다. RAM(330)은, CPU(320)의 동작상 필요한 프로그램이나 데이터 등을 일시적으로 기억한다. 통신I/F(380)는, 외부장치와 통신에 사용되는 인터페이스이다.
부호화프로그램은, CPU(320)에 의해, 예를들면 HDD(350)에서 취출되고, RAM(330)을 작업영역으로서 CPU(320)에 의해 실행된다. 구체적으로는 다음의 도 22에 나타내는 플로차트의 처리를 CPU(320)가 실행한다.
즉, 스텝(S1)에 있어서, 제 1코덱의 더미데이터의 생성을 행한후, 스텝(S2)에서 제 2코덱에서의 부호열의 생성을 행하지 않고, 스텝(S3)에 있어서, 양자의 부호열의 합성을 행한다.
이와같은 부호화 프로그램을 정보처리장치가 실행하는 것으로, 전용의 하드웨어구성을 불필요로 하면서도, 상기 부호화장치와 동일하도록 기능한다. 즉, 제 2부호화방법에 대해서, 비교적 넓은 기록영역을 확보할 수 있는 동시에, 이것을 제 1규격의 재생장치에 걸친 경우에도 잡음을 발생시키는 것이 없게 된다.
이상의 설명에서도, 밝힌 바와같이, 본 발명에 의하면, 제 2부호화방법용에 큰 기록영역을 확보하면서도, 제 1규격에만 대응한 재생장치의 사용자가 제 2규격에 의거하여 신호가 기록된 기록매체를 재생하고자 한 경우에, 심한 잡음을 발생시키는 것을 방지할 수 있고, 청각기능이나 재생장치에 피해를 주는 것을 방지할 수 있다.

Claims (27)

  1. 더미열을 생성하는 더미열생성수단과,
    상기 더미열을 가짐으로써 프레임내에 빈영역을 형성하여 제 1부호열을 생성하는 제 1부호화수단과,
    입력신호를 부호화하여 제 2부호열을 생성하는 제 2부호화수단과,
    상기 제 1부호열중의 빈영역에, 상기 제 2부호화수단에 의해 생성된 제 2부호열을 채워서 합성부호열을 생성하는 부호열합성수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1부호화수단은 제 1포맷에 따른 제 1부호열을 생성하고, 상기 제 2부호화수단은, 상기 제 1포맷과는 다른 제 2포맷에 따른 제 2부호열을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 더미열생성수단은, 상기 제 1부호열이 무음신호를 나타내는 데이터의 더미열을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1부호열은 복수의 스펙터클신호를 정리한 부호화유닛마다 양자화 정밀도 데이터를 가지고, 상기 더미열생성수단은, 상기 양자화 정밀도 데이터를 0으로 하는 더미열을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 더미열생성수단은, 상기 제 1부호열의 부호화 데이터영역을 최소로 하는 더미열을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1부호열은, 상기 부호화유닛수를 부호화프레임의 헤더에 가지고, 상기 더미열생성수단은, 상기 부호화유닛의 수를 최소로 하여 상기 제 1부호열의 부호화데이터영역을 최소로 하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 부호열합성수단은, 상기 제 2부호화수단이 생성한 제 2부호열을 상기 빈영역에 상기 부호화프레임의 종단에서 선단으로 향해서 기록하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  8. 더미열을 생성하는 더미열생성공정과,
    상기 더미열을 가짐으로써 프레임내에 빈영역을 형성하여 제 1부호열을 생성 하는 제 1부호화공정과,
    입력신호를 부호화하여 제 2부호열을 생성하는 제 2부호화공정과,
    상기 제 1부호열중의 빈영역에, 상기 제 2부호화공정에 의해 생성된 제 2부호열을 채워서 합성부호열을 생성하는 부호열합성공정을 갖추는 것을 특징으로 하는 부호화방법.
  9. 제 1부호열을 생성하는 제 1부호화수단과,
    제 2부호열을 생성하는 제 2부호화수단과,
    상기 제 2부호화수단에서 생성한 상기 제 2부호열의 일부가 상기 제 1부호열의 일부로 되도록 합성부호열을 생성하는 부호열합성수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1부호열은 복수의 스펙터클신호를 소정수의 부호화유닛마다 정리하고, 이 부호화유닛마다 양자화정밀도데이터와 정규화계수데이터를 구함으로써 얻어진 부호화데이터로 되고, 상기 부호열합성수단은 상기 제 2부호열의 일부를, 상기 제 1부호열의 상기 정규화계수데이터의 기록영역에 채워넣는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1부호화수단은 상기 양자화정밀도데이터에 0을 할당하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1부호화수단은 상기 제 1부호열에 의한 부호화프레임중의 데이터영역을 최소로 하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1부호화수단은, 상기 제 1부호열에 의한 부호화프레임중의 헤더에 기입되어 있는 상기 부호화유닛의 수를 최소로 하여 상기 데이터영역을 최소로 하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 부호열합성수단은 상기 제 2부호화수단이 생성한 제 2부호열을, 상기 제 1부호화수단이 형성한 일부의 영역에, 상기 부호화프레임의 종단에서 선두로 향해서 기록하는 것을 특징으로 하는 부호화장치.
  15. 제 1부호열을 생성하는 제 1부호화공정과,
    제 2부호열을 생성하는 제 2부호화공정과,
    상기 제 2부호화공정에서 생성한 상기 제 2부호열의 일부가, 상기 제 1부호 열의 일부로 되도록 합성부호열을 생성하는 부호열합성공정을 갖추는 것을 특징으로 하는 부호화방법.
  16. 제 1부호열중에 생성된 더미열에 의거해서 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에, 제 2부호열을 채움으로써 얻어진 합성부호열을 기록하고 있는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  17. 제 2부호열의 일부가 제 1부호열의 일부가 되도록 합성된 합성부호열을 기록하고 있는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  18. 제 1부호열중에 생성된 더미열에 의거해서 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에, 제 2부호열을 채움으로서 얻어진 합성부호열을 수취하는 합성부호열수취수단과,
    상기 합성부호열수취수단에서 수취된 상기 합성부호열에서 상기 더미열을 검출하는 더미열검출수단과,
    상기 제 2부호열을 복호하는 제 2부호열복호수단과,
    상기 더미열검출수단에서의 소정의 더미열의 검출의 유무에 따라서 상기 제 2부호열을 복호한 복호신호의 출력을 제어하는 출력제어수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 복호장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 출력제어수단은, 상기 더미열검출수단에서의 소정의 더미열의 검출이 없을 때에는 무음을 출력하는 것을 특징으로 하는 복호장치.
  20. 삭제
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 합성부호열수취수단은, 상기 부호열중에 생성된 더미열에 의거해서 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에, 제 2부호열을 부호화프레임의 종단에서 선두로 향해서 채움으로써 얻어진 합성부호열을 수취하는 것을 특징으로 하는 복호장치.
  22. 제 1부호열중에 생성된 더미열에 의거해서 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에, 제 2부호열을 채움으로써 얻어진 합성부호열을 수취하는 합성부호열수취공정과,
    상기 합성부호열수취공정에서 수취된 상기 합성부호열에서 상기 더미열을 검출하는 더미열검출공정과,
    상기 제 2부호열을 복호하는 제 2부호열복호공정과,
    상기 더미열검출공정에서의 소정의 더미열의 검출의 유무에 따라서 상기 제 2부호열을 복호한 복호신호의 출력을 제어하는 출력제어공정을 갖추는 것을 특징으로 하는 복호방법.
  23. 제 2부호열의 일부가 제 1부호열의 일부로 되도록 합성된 합성부호열을 수취하는 합성부호열수취수단과,
    상기 합성부호열수취수단에서 수취된 상기 합성부호열에서 소정의 더미열을 검출하는 더미열검출수단과,
    상기 제 2부호열을 복호하는 제 2부호열복호수단과,
    상기 더미열검출수단에서의 소정의 더미열의 검출의 유무에 따라서 상기 제 2부호열을 복호한 복호신호의 출력을 제어하는 출력제어수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 복호장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 출력제어수단은 상기 더미열검출수단에서 소정의 더미열의 검출이 없을 때에는 무음을 출력하는 것을 특징으로 하는 복호장치.
  25. 삭제
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 합성부호열수취수단은, 제 1부호열중에 생성된 더미열에 의거해서 제 1부호열중에 형성되는 빈영역에, 제 2부호열을 부호화프레임의 종단에서 선두로 향해서 채움으로써 얻어진 합성부호열을 수취하는 것을 특징으로 하는 복호장치.
  27. 제 2부호열의 일부가, 제 1부호열의 일부로 되도록 합성된 합성부호열을 수취하는 합성부호열수취공정과.
    상기 합성부호열수취공정에서 수취된 상기 합성부호열에서 소정의 더미열을 검출하는 더미열검출공정과,
    상기 제 2부호열을 복호하는 제 2부호열복호공정과,
    상기 더미열검출공정에서의 소정의 더미열의 검출의 유무에 따라서 상기 제 2부호열을 복호한 복호신호의 출력을 제어하는 출력제어공정을 갖추는 것을 특징으로 하는 복호방법.
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