WO2002007321A1

WO2002007321A1 - Appareil et procede de codage de signal numerique, appareil et procede de decodage de signal numerique, systeme d'emission de signal numerique

Info

Publication number: WO2002007321A1
Application number: PCT/JP2001/006305
Authority: WO
Inventors: Masayoshi Noguchi; Gen Ichimura
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2002-01-24
Also published as: EP1304809A1; CN1166070C; US7113118B2; CN1386326A; US20020171501A1; DE60116497T2; KR20020035590A; KR100780268B1; DE60116497D1; EP1304809A4; EP1304809B1; JP2002043945A

Description

明細 ^: ディジタル信号符号化装置及び方法、ディジタル信号復号装置及び方法、並びにディジタル信号伝送システム技術分野本発明は、デルタシグマ変調された 1 ビット信号を符号化するディジタル信号符号化装置及び方法、ディジ夕ル信号符号化装置及び方法によつて符号化された符号化信号を復号するディジタル信号復号装置及び方法、並びにディジタル信号伝送システムに関する。

-冃景技術

△ 2変調された高速 1 ビット ' オーディオ信号は、従来のデジタルオーディオに使われてきたデータのフォーマヅト、例えばサンプリング周波数 4 4 . I k H z、データ語長 1 6ビヅトのデータフォーマットに比べて、非常に高いサンプリング周波数と短いデータ語長、例えば、サンプリング周波数が 4 4 . 1 k H zの 6 4倍でデータ語長が 1 ビットといった形をしており、広い伝送可能周波数帯域を特長にしている。また、 △∑変調により 1 ビヅト信号であっても、 6 4倍というオーバーサンプリング周波数に対して低域であるオーディオ帯域において、高いダイナミヅクレンジをも確保できる。この特徴を生かして高音質のレコーダ一やデータ伝送に応用することができる。

△∑変調回路自体はとりわけ新しい技術ではなく、回路構成が IC化に適していて、また比較的簡単に AD変換の精度を得ることができることから従来から ADコンバー夕の内部などではよく用いられている回路である。

Δ∑変調された信号は、簡単なアナログ口一パスフィル夕一を通すことによつて、アナログオーディオ信号に戻すことができる。

この Δ∑変調された 1 ビットオーディオ信号を伝送する場合、伝送路並びに伝送回路による幅射ノィズが発生し、アナ口グオーディォ部に混入して悪影響を与える。この問題を解決するために、本件出願人は、特開平 9— 1 8 6 7 2 8号公報「信号伝送装置及び方法」にて、伝送信号とその逆相信号を 2倍のレートで交互に伝送する位相変調方式を閧示した。この方式により、データレートに対して十分低域であるアナログオーディオ成分は逆相信号でキャンセルされて、そのレベルが十分抑圧される。

この∑△変調された 1ビツトオーディオ信号を伝送する場合、オリジナル信号成分である音楽信号に加えて、データの性質等の情報データも合わせて伝送可能な伝送方式が望まれる。

音楽信号成分と情報データを合わせて伝送する場合、その伝送レートは、その処理の容易さから、音楽信号成分の整数倍が望まれるため、データ量は最低でも 2倍となり、位相変調によるデータ増加分と合わせて、 4倍の伝送レートが必要となるという問題がある。発明の鬨示本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されるものであり、 △∑変調された 1ビットディジタル信号、並びに情報データを合わせて伝送するとき、伝送レ —トを抑えたまま伝送信号のオーディオ信号帯域成分を抑制して高品質なデイジタル信号伝送を可能とするディジタル信号符号化装置及び方法、並びにディジ夕ル信号復号装置及び方法、並びにディジ夕ル信号伝送システムの提供を目的とする。

本発明に係るディジタル信号符号化装置は、デルタシグマ（△∑) 変調により得た複数 n ( n≥ 2 ) チャンネルの 1 ビヅト信号を変調するディジタル信号符号化装置において、オリジナル信号成分である 1ビット信号に位相変調処理を施して逆相成分データを付加する位相変調手段と、この位相変調手段により位相変調処理が施され、逆相成分データが付加された変調出力のうち、 nチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、上記逆相成分デ一夕を並び替えることによって上記オリジナル信号成分である 1 ビット信号の関連情報デ一夕を、上記オリジナル信号成分に付加する情報データ付加手段とを備える。

本発明は、位相変調を行った 1ビット信号の、変調による逆相信号成分の順序を並び変えて配置することにより、位相変調と同一の伝送容量、かつォ一ディォ帯域の信号成分を減衰させたまま情報データを埋め込むことを可能とした。

このディジ夕ル信号符号化装置は、位相変調手段により位相変調処理が施された変調出力に、関連情報データの付加とは別に一定周期毎に複数サンプルからなる領域を設け、同領域内の逆相成分データをオリジナル信号成分である 1ビット信号に応じて変換することにより、位相変調手段並びに上記情報データ付加手段では存在しえない独立した同期パターンを付加する同期信号付加手段を備える。このため、同期パターンとして、並び変えを行った 1 ビヅト信号には存在しえないパターンを位相変調による逆相信号成分だけを変えることにより実現し、周期的に配置した。したがって、後述するディジタル信号復号装置では、同期信号の自己抽出が可能となるため、上記変調信号からオリジナル信号及び情報デ一夕を復号することが可能となる。

また、本発明に係るディジタル信号符号化方法は、デル夕シグマ（厶 S ) 変調により得た複数 n ( n≥ 2 ) チャンネルの 1 ビヅト信号を変調するディジタル信号符号化方法において、オリジナル信号成分である 1ビツト信号に位相変調処理を施して逆相成分データを付加する位相変調工程と、位相変調工程により位相変調処理が施され、逆相成分データが付加された変調出力のうち、 nチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、逆相成分データを並び替えることによって上記オリジナル信号成分である 1 ビヅト信号の関連情報デ一夕を、オリジナル信号成分に付加する情報デ一夕付加工程と、位相変調工程により位相変調処理が施された変調出力に、関連情報データの付加とは別に一定周期毎に複数サンプルからなる領域を設け、同領域内の逆相成分デ一夕をオリジナル信号成分である 1ビット信号に応じて変換することにより、位相変調工程並びに情報データ付加工程では存在しえない独立した同期パ夕一ンを付加する同期信号付加工程と、上記同期信号付加工程によって同期パ夕一ンが付加されたことによって生じる 1 ビヅトデ一夕の「 1」と「0」のデータ数の差分を、 1周期内の一定領域において、同領域内の逆相成分デ一夕を操作することにより零にし、 1周期内での「 1」と「0」のデータ数を同数にする補正処理工程とを備える。

本発明に係るディジタル信号復号装置は、デルタシグマ（△∑) 変調により得た複数 n ( n≥ 2 ) チャンネルの 1ビット信号に位相変調処理を施し、逆相成分デ一夕を付加した変調信号を生成し、その変調信号のうちの nチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、逆相成分データを並び替えてオリジナル信号成分である 1ビット信号の関連情報データとし、オリジナル信号成分に付加して 1ビットデ一夕列として出力するディジタル信号符号化装置から伝送されてきたその 1ビットデータ列を復号するディジタル信号復号装置であって、ディジ夕ル信号符号化装置から伝送されてきた 1ビットデ一タ列には、関連情報デー夕の付加どは別に一定周期毎に複数サンプルからなる領域を設け、同領域内の逆相成分データをオリジナル信号成分である 1ビット信号に応じて変換することにより、位相変調処理並びに情報データの付加処理では存在しえない独立した同期パターンが付加されており、この同期パターンを検出することによって同期信号を自己抽出する同期信号検出手段と、同期信号検出手段で検出された同期信号に基づいて、ディジタル信号符号化装置から伝送された 1ビットデ一夕列中の逆相成分データの埋め込み位置を判断し、関連情報デ一夕を検出する情報データ検出手段と、同期信号検出手段で検出された同期信号に基づいて.、ディジタル信号符号化装置から伝送された上記 1 ビットデータ列中のオリジナル信号成分を判断し、各チャンネルの先頭データより 2 * ηサンプル毎に信号データを検出する信号デ —タ検出手段とを備える。

本発明に係るディジタル信号復号方法は、デル夕シグ（Δ Σ ) マ変調により得た複数 η ( η≥ 2 ) チャンネルの 1 ビット信号に位相変調処理を施し、逆相成分データを付加した変調信号を生成し、その変調信号のうちの ηチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、逆相成分データを並び替えてオリジナル信号成分である 1ビット信号の関連情報データとし、オリジナル信号成分に付加して 1ビットデ一夕列として出力するディジタル信号符号化装置から伝送されてきたその 1 ビツトデ一夕列を復号するディジタル信号復号方法であって、ディジ夕ル信号符号化装置から伝送されてきた 1ビットデータ列には、関連情報デ一夕の付加とは別に一定周期毎に複数サンプルからなる領域を設け、同領域内の逆相成分データをオリジナル信号成分である 1ビット信号に応じて変換することにより、位相変調処理並びに上記情報データの付加処理では存在しえない独立した同期パターンが付加されており、この同期パターンを検出することによって同期信号を自己抽出する同期信号検出工程と、同期信号検出工程で検出された同期信号に基づいて、ディジタル信号符号化装置から伝送された 1ビツトデータ列中の逆相成分データの埋め込み位置を判断し、関連情報データを検出する情報データ検出工程と、同期信号検出工程で検出された同期信号に基づいて、ディジタル信号符号化装置から伝送された 1ビットデ一夕列中のオリジナル信号成分を判断し、各チャンネルの先頭デー夕より 2 * nサンプル毎に信号データを検出する信号デ —夕検出工程とを備える。

本発明に係るディジタル信号伝送装置は、デル夕シグマ（△∑) 変調により得た複数 n ( n≥ 2 ) チャンネルの 1ビット信号に位相変調処理を施し、逆相成分データを付加した変調信号を生成し、その変調信号のうちの nチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、逆相成分データを並び替えてオリジナル信号成分である 1ビット信号の関連情報データとし、オリジナル信号成分に付加して 1ビットデ一夕列として出力するディジタル信号符号化装置と、ディジ夕ル信号符号化装置から伝送されてきた 1ビットデ一夕列に含まれる位相変調処理並びに情報デ一夕の付加処理では存在しえない独立した同期パターンを検出することによって同期信号を自己抽出し、この同期信号に基づいて、上記ディジタル信号符号化装置から伝送された 1ビットデータ列中の逆相成分デ一夕の埋め込み位置を判断して関連情報デ一タを検出して復号し、同期信号に基づいて上記 1ビットデータ列中のオリジナル信号成分を判断し、各チャンネルの先頭データより 2氺 nサンプル毎に信号デ一夕を検出して復号するディジタル信号復号装置とを備兄る。

本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施例の説明から一層明らかにされるであろう。図面の簡単な説明図 1は、本発明に係るディジ夕ル信号符号化装置が適用されたディジタル I / 0ェンコ一ド装置の構成を示すプロック図である。

図 2は、図 1に示すディジタル I /〇ェンコ一ド装置が出力するシリアル伝送データのフレ一ム構成を示す図である。

図 3は、図 2に示したフレーム構成の S Y N Cパタンの一例を示す図である。図 4は、図 2に示したフレーム構成の S Y N C補正領域での補正処理の概略を示す図である。

図 5は、図 2に示したフレーム構成の S Y N C補正領域での補正処理のフローチャートである。

図 6は、図 2に示したフレーム構成の情報データ埋め込み領域での処理を示した図である。

図 7は、図 6に示した情報データ埋め込み処理のフローチヤ一トである。

図 8は、本発明に係るディジタル信号復号装置を適用したディジタル I / 0デコード装置の構成を示すブロック図である。

図 9は、図 8に示すディジタル I / 0デコード装置が行う情報データの検出処理を示すフローチャートである。

図 1 0は、本発明によるシリアル伝送データの変調スぺクトラム特性図である発明を実施するための最良の形態以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。先ず、ディジタル信号符号化装置及び方法について説明する。ここに示すディジタル信号符号化装置は、 △∑変調により得た L , Rの 2チャンネルの 1 ビヅトオーディオ信号を符号化する、図 1に構成を示すディジタル I / 0エンコード装置 1である。

■ このディジタル I / 0エンコード装置 1は、 1 ビヅトオーディオ信号に位相変調処理を施す位相変調器 7と、位相変調器 7の位相出力のうち、 2チャンネルの単位で逆相成分データを並び替えて、 1ビットオーディオ信号の関連情報データを付加する情報データ付加部 1 1とを備える。

ディジタル I / Oエンコード装置 1は、入力端子 2から供給される 1 ビットの Lチャンネルオーディオ信号デ一夕 Atにスクランブルをかけるスクランブラ L 4 と、入力端子 3から供給される Rチャンネルオーディオ信号データ A ,にスクランブルをかけるスクランブラ R 5と、スクランブラ L 4のスクランブル出力とスクランブラ R 5のスクランブル出力とを合成するチャンネル合成器 6を備える。このチャンネル合成器 6の合成出力に対して位相変調器 7が位相変調処理を施す。ディジタル I/Oェンコ一ド装置 1は、位相変調器 7と情報データ付加処理部 1 1との間に、 S YNC信号付加 &補正処理部 8を備える。この SYNC信号付加&補正処理部 8は、 SYNCタイミング生成器 9で生成された SYNCタイミング信号を受けて、位相変調器 7の変調出力に S YN C信号を埋め込んで同期パターンを生成すると共に、同期パターンを補正処理する。

ディジタル I/Oェンコ一ド装置 1は、オーディオ信号にスクランブルをかけてから、オーディオ信号に関連した関連情報データを付加するため、入力端子 2 から供給される 1ビット Lチャンネルオーディオ信号データ At、及び 1ビヅト R チャンネルオーディオ信号データに、スクランブラ L 4、及びスクランブラ R 5によってスクランブルをかけ、その後チャンネル合成器 6及び位相変調器 7によって L, R交互の 1ビットステレオオーディオ信号データに変換し、 1データごとに逆相成分を持つ位相変調信号に変換する。

ここで、関連情報データは、オーディオ信号の性質などに関する情報データである。例えば、オーディオ信号の補助データや、著作権保護情報等である。この関連情報データを表す 0、 1を本発明では、上記逆相成分データを並び替えることによって表現する。

図 2には、チャンネル合成器 6及び位相変調器 7を介して得られる位相変調信号デ一夕の他、ディジタル I /0エンコード装置 1により出力される 1ビヅトデ —夕列、すなわちシリアル伝送デ一夕フレームの構成を示す。 2チャンネルの場合について示している。 1ビット Lチャンネルデータ L I , L 2 , L 3. . . . 及び 1ビヅト Rチャンネルデ一夕 R 1， R 2 , R 3. · . . は、スクランブラ L 4及びスクランブラ 5によってスクランブルされた後、チャンネル合成器 6にて L l， R 1 , L 2 , R 2. . . . と、交互に組み替えられた 1ビヅトステレオデ —夕列となる。そして、このデ一夕に位相変調器 7で位相変調をかけることにより、 L I , X L 1 , R 1 , XR 1， L 2 , X L 2 , R 2 , XR 2 , L 3. . . . と、 1デ一タごとに逆相信号がくる。これは、各チャンネルデータに位相変調をかけたものを、 1位相変調単位ごとに交互に組み替えたものと、等価である。この 4つのデータ「L 1 , X L 1 , R l , XR 1」を 1ステレオサンプル単位とし、 64ステレオサンプルを 1フレームとする。 1フレームは、位相変調領域（ 1ステレオサンプル）、 SYNCパタン領域（2ステレオサンプル）、 SYNC補正領域（ 13ステレオサンプル）、情報データ埋め込み領域（48ステレオサンプル）より構成され、位相変調領域以外の領域の逆相成分データは、さらに変換される。

次に、 SYNC信号付加 &補正処理部 8は、 S YN Cタイミング生成器 9によつて生成される S YN Cタイミング信号を受けて、 1フレーム周期ごとに、後述する S YN Cパターンを埋め込む。

図 3は、図 2に示したフレーム内の位相変調領域と S YNCパターン領域を具体的に示した一例である。 1サンプル目は通常の位相変調のままの信号で、ォーディ信号データ L O , R 0により、その逆相成分 XL◦, XR 0が決定する。 S YN Cパタン領域は 2サンプル単位のデ一夕で、同図に示すように、オーディオ信号成分デ一夕 L 1 , R 1 , L 2， R 2の 4個のデータによる 1 6通りの組合せに対応した 1 6種類の SYNCパタンデ一夕に変換される。こ 1 6種類の S YN Cパタンデータは、位相変調出力並びに上記関連情報データとしては存在しえない独立した同期パタンである。この同期パターンが検出されることにより後述するディジ夕ル信号復号装置では、上記図 2に示したフレームの先頭を検出することができる。

SYNC信号付加 &補正処理部 8は、上記 S YN Cパタンデ一夕に対して、後述する SYNC補正処理を行う。図 4は、上記図 2に示したフレーム内の S YN C補正領域の処理を具体的に示した例である。上記図 3に示した 1 6種類の NCパタンにおける各 8個のデ一夕の 1と 0の数は等しくない。「1」の増減数を（（「 1」の個数）一（「0」の個数）） /2とすると、 SYNCパタンの「 1」の増減数は + 2〜― 2である。 SYNC補正領域では、 SYNCパタン領域と S YNC補正領域を合わせた領域（計 60個のデータ）での 1と 0の数が等しくなるように補正するための領域である。

SYNC信号付加 &補正処理部 8で行われる SYN C補正処理のァルゴリズムを、図 5のフローチャートに示す。先ず、ステップ S 1にて「 1」の増減数を + と判断した場合、ステップ S 2に進んで S YN Cパタンの先頭から順番に 2データカ s [l， 0] 又は [0， 1] であるかを判断する。このステップ S 2にて上記 2データが [ 1， 0] 又は [0， 1] である（YE S) と判断すれば、ステップ S 3に進んで S YN C補正領域では—補正処理が行われる。信号データが [0] の時、位相変調データは、 [0， 1] となるが、このデ一夕を [0， 0] に変換することにより、「 1」の増減数が一 1され、一補正処理される。そして、ステヅプ S 4で次の 2データに対して処理を移行し、ステップ S 1に戻る。ステップ S 2にて上記 2デ一夕が [1， 0] 又は [0, 1] でない（NO) と判断すれば、ステップ S 4に進む。

ステップ S 1にて「 1」の增減数を一と判断した場合、ステップ S 5に進んで SYNCパタンの先頭から順番に 2デ一夕が [1 , 0] 又は [0 , 1] であるかを判断する。このステップ S 2にて上記 2データが [ 1， 0] 又は [ 0， 1 ] である（YE S) と判断すれば、ステヅプ S 6に進んで SYNC補正領域では +補正処理が行われる。信号デ一夕が [1] の時、位相変調デ一夕は、 [ 1 , 0] と. なるが、このデータを [ 1， 1 ] に変換することにより、「1」の増減数が + 1 され、 +補正処理される。そして、ステップ S 4で次の 2データに対して処理を移行し、ステヅプ S 1に戻る。ステップ S 5にて上記 2デ一夕が [ 1， 0] 又は [0， 1] でない（NO) と判断すれば、ステップ S 4に進む。

S YNC補正領域内で位相変調単位ごとにこれらの処理を「1」の増減数が 0 になるまで、すなわち、ステツプ S 1で「 1」の増減数を 0と判断するまで繰り返し、 SYNC補正処理を終了する。

情報データ付加処理部 1 1は、入力端子 1 0から供給される情報デ一夕 Iを、 SYNC夕ィミング生成器 9で生成される SYNC夕ィミング信号ごとに振り分け、情報デ一夕埋め込み領域に埋め込み、シリアル伝送デ一夕 DTを生成する。この情報データ付加処理部 1 1による情報データ埋め込み処理について図 6、図 7を用いて説明する。図 6は上記図 2に示したフレーム内の情報データ埋め込み領域の処理を具体的に示した具体例であり、図 7は同処理のフロ一チャートである。

先ず、 1ステレオサンプル（2位相変調単位）内の 2個のオーディオ信号成分データ L, Rの組合せによる 4種類のパタンに対し、図 7のステップ S 1 1にて

[L , R] = [0 , 0] 又は [ 1 , 1 ] か、 [L， R] = [0 , 1 ] 又は [ 1， 0] であるかを判断する。ここで、 [L, R] = [0 , 0] 又は [ 1 , 1] である場合は情報データ埋め込み処理を行わず、そのまま位相変調出力 [L, XL, R, XR] [0， 1 , 0， 1 ] 又は [ 1 , 0， 1 , 0] を出力し、ステップ S

1 2にて次の 4データに処理を移行する。一方、ステヅプ S 1 1にて [L， R] = [0 , 1 ] 又は [ 1， 0] である場合はステップ S 1 3に進み、関連情報デー夕が「0」か「 1」かに応じて処理を分岐する。すなわち、ステップ S 1 3にて関連情報データが「0」である場合には、そのまま位相変調出力 [L, XL, R, XR] = [ 0 , 1 , 1 , 0] , [ 1 , 0， 0， 1 ] としてからステップ S 1 2に進む。一方、関連情報デ一夕が「 1」の場合には、 [L， XR, R, XL] =

[0， 0， 1， 1 ] ， [1， 1 , 0 , 0] のように、 Lチャンネルの逆相成分 X Lと Rチャンネルの逆相成分 XRの位置を反転させる。これは情報データとォーディォ信号データの排他的論理和（XE OR) を埋め込むことに等しい。すなわち同じ情報データ「0」でも、元のオーディオデータによって異なるデータパ夕ーンに変換されるために、伝送信号は埋め込む情報デ一夕が持つ固有の信号スぺクトラムからの影響を受けない。なおこの埋め込み処理を行っても 1と 0の数は等しいまま変わらない。

次に、本発明のディジ夕ル信号復号装置及び方法の実施の形態について説明する。この実施の形態は、上記図 1に示したディジタル I/Oエンコード装置 1から出力され、伝送路 1 2を介して伝送されてきたシリアル伝送データ DTを復号する、図 8に示すディジタル I/Oデコード装置 20である。

このディジタル I/Oデコード装置 20は、入力端子 2 1を介して入力されたシリアル伝送データ D_Tから同期信号を自己抽出する SYNC信号検出器 2 2と、 S YN C信号検出器 2 2で自己抽出した同期信号に基づいて上記シリアル伝送デ —夕 DTから上記関連情報データを検出する情報データ検出器 23と、同じく上記同期信号に基づいてシリアル伝送データ D τからオーディオ信号データを検出する信号データ検出器 24とを備えている。

このディジタル I/Oデコード装置 20は、上記シリアル伝送データ D の 1 フレーム内の 1と 0の数が等しいか否かを検出して伝送中のエラーを検出するェラー検出器 2 5と、 SYNC信号検出器 2 2での SYNC信号の誤検出を防止するマスク回路 2 6と、信号データ検出器 24で検出されたオーディオ信号デ一夕のうちの Lチャンネルのオーディオ信号にかけられているスクランブルを解くデスクランブラ L 28と、上記オーディオ信号デ一タのうちの Rチャンネルのォーディォ信号にかけられているスクランブルを解くデスクランブラ R 29と、エラ一処理器 L 30と、エラー処理器 R 3 1とを備える。

すなわち、このディジタル I /〇デコード装置 20において、伝送路 1 2を通つたシリアル伝送データ DTは、 S YNC信号検出器 22、情報データ検出器 2 3、信号データ検出器 24及びエラ一検出器 2 5に供給される。

S YN C信号検出器 22では、シリアル伝送データ D_Tから、図 3に示した S Y NCパタンを検出し、フレームの周期を特定する SYNC信号を生成する。なお S YNC信号検出後、 SYNC補正領域の区間はマスク回路 2 6'によってマスクされ、 S YNC信号の誤検出が防止されている。

情報データ検出器 23では、 SYNC信号検出器 22からの S YNC信号を受け、シリアル伝送データ DTの情報デ一夕埋め込み領域の先頭から、フレームの終りまで、後述の図 9に示した処理によって情報データの検出を行い、まとめて情報デ一夕 Iとして出力端子 27から出力する。

図 9は、ディジタル信号符号化装置 1で埋め込まれた情報データ Iを情報デー夕検出器 23で検出するためのフローチャートである。先ず、情報データ埋め込み領域の先頭から 4データ（1ステレオサンプル）ごとに読み出す。そして、ステヅプ S 2 1にてフレームのエンドか否かを見てエンドで無ければ（NO) ステヅプ S 2 2に進んで、読み出した 4データに応じて処理を分岐する。ここで、上記読み出した 4デ一夕が [0， 0 , 1 , 1 , ] 又は [1 , 1 , 0， 0， ] であればステップ S 2 3に進んで、関連情報デ一夕は「 1」であると判断する。またこのステヅプ S 2 2で上記読み出した 4デ一夕が [0 , 1 , 1， 0， ] 又は [ 1， 0 , 0 , 1] であればステップ S 24に進んで、関連情報データは「0」であると判断する。さらにこのステップ S 22で上記読み出した 4データが [0， 1 , 0， 1 ] 又は [ 1， 0 , 1， 0 ] であればステップ S 2 5に進んで情報データ無しと判断する。

ステヅプ S 2 3、 S 24、又は S 2 5の後、ステップ S 2 6に進んで次の 4デ —夕が読み出され、ステヅプ S 2 1の処理に戻り、フレームエンドが検出されるまで以上の処理が繰り返される。

次に、信号データ検出器 24は、オーディオ信号データが 1データお'きに送られているので、シリアル伝送データ D_Tより SYNC信号検出器 22が検出した S YN C信号より判定されるフレームの先頭から、 1データおきに信号を抜き取るだけで、オーディオ信号デ一夕を検出することができる。検出されたオーディオ信号デ一夕は、さらに 1データおきに交互に振り分けることによって、 Lチヤ.'ンネルと Rチャンネルに分離され、それそれデスクランブラ L 2 8及びデスクランブラ R 2 9よってスクランブルを解かれ、エラー処理器 L 30及びエラー処理器 R 3 1を通って 1ビヅト Lチャンネルオーディオ信号データ At、 1ビヅト Rチヤンネルオーディオ信号データ A«として出力端子 33、 34から出力される。エラー検出器 2 5は、 SYNC信号検出器 22からの S YNC信号を受け、シリアル伝送デ一夕 DTの 1フレーム内の 1と 0の数が等しいか否かを検出し、等しくない場合は伝送路 1 2を伝送中に誤りの発生したエラーデータとして、エラー処理器 L 3◦及びエラー処理器 R 3 1を制御し、オーディオ信号データのミユー処理を行う。さらに同一デ一夕の連続検出を行い、 7データ以上の連続が検出された場合も伝送路 1 2の断線等によるエラーデータとして、同様にミュート処理を行う。

これは、ディジタル I /0エンコード装置 1では、フレーム内の 1と 0の数が一致するように変換されているため、 1と 0の数が一致しなかった場合には、伝送中に誤りがあつたと判断することができるためである。すなわち、自動パリティ一機能を有している。また、連続可能な同一デ一夕の数が決まっているので、伝送路の断線による検出が容易である。本実施例の場合、 SYNCパタン領域に含まれる 0または 1の 6データ連続が存在しうる最大数である。図 1 0は、変調を行ったシリアル伝送データのスペクトラムで、図中 Aがランダムにスクランブルをかけた場合、図中 Bが本変調方式により変調を行つた場合の一例で、シンクパターン及び 1 m s e c周期で変化する情報データを埋め込んだ場合である。図 1 0に示すように、本変調方式ではスクランブルをかけただけの場合と比べて、オーディオ帯域での信号のスぺクトラムを低く抑えることができ、また埋め込む情報信号固有のスぺクトラムの発生も抑えることができる。

なお、図 1に示すディジタル I / 0ェンコ一ド装置 1 と図 8に示すディジタル I /〇デコ一ド装置 2 0によりディジ夕ル信号伝送システムを構成できる。産業上の利用可能性本発明によれば、情報デ一夕を位相変調による逆相信号の順序の並び変えによつて埋め込み伝送することにより、 2倍のデータ容量で伝送信号のオーディオ帯域内成分を減衰させながら、合わせて付加情報データの伝送が可能な高音質シリァル伝送を実現している。

信号の並び変えでは存在しえないパターンの存在により、シンク信号の自己抽出が可能なため、他にシンク信号のための伝送路を必要としない。

情報データやシンク信号を逆相信号成分領域だけに埋め込むことにより、ォリジナル信号データが一定サンプルごとに連続して存在するために、シーケンシャルな簡単な処理で復号でき、復号後のオリジナル信号への影響の排除を可能としている。

1 フレーム内データの 1 と 0の数が一致するため、自動パリティ一機能を有する。

連続可能な同一デ一夕の数が決まっているため、伝送路の断線による検出が容易である。

情報データはランダマイズされて埋め込まれるので、情報信号固有のスぺクトラムを持たない。

Claims

請求の範囲

1 . デル夕シグマ変調により得た複数 n ( n≥ 2 ) チャンネルの 1ビット信号を符号化するディジタル信号符号化装置において、

オリジナル信号成分である 1ビット信号に位相変調処理を施して逆相成分デー夕を付加する位相変調手段と、

上記位相変調手段により位相変調処理が施され、逆相成分データが付加された変調出力のうち、 nチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、上記逆相成分データを並び替えることによって上記オリジナル信号成分である 1 ビット信号の関連情報データを、上記オリジナル信号成分に付加する情報データ付加手段とを備えることを特徴とするディジタル信号符号化装置。

2 . 上記情報デ一夕付加手段は、上記関連情報データと上記オリジナル信号成分の 1ビット信号との排他的論理和により得られた結果を逆相にすることによって上記逆相成分データを並び替えることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のディジ夕ル信号符号化装置。

3 . 上記情報デ一タ付加手段は、上記 mが 2チャンネルである場合、上記オリジナル信号成分の 1ビヅト信号を 2ビヅトづつに区切った「 0， 1」又は「 1，

0 j のときに、上記関連情報データに応じて上記逆相成分データを並び替えることを特徴とする請求の範囲第 2項記載のディジタル信号符号化装置。

4 . 上記関連情報データが 1であるときに、上記逆相成分データを並び替えることを特徴とする請求の範囲第 3項記載のディジタル信号符号化装置。

5 . 上記位相変調手段により位相変調処理が施された変調出力に、上記関連情報データの付加とは別に一定周期毎に複数サンプルからなる領域を設け、同領域内の逆相成分データをオリジナル信号成分である 1ビット信号に応じて変換することにより、上記位相変調手段並びに上記情報デ一夕付加手段では存在しえない独立した同期パターンを付加する同期信号付加手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のディジタル信号符号化装置。

6 . 上記同期信号付加手段によって同期パターンが付加されたことによって生じる 1ビットデ一夕の「 1」と「0」のデ一夕数の差分を、上記 1周期内の一定領域において、同領域内の逆相成分データを操作することより、零にするように、 1周期内での「 1」と「0」のデータ数を同数にする補正処理手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 5項記載のデイジ夕ル信号符号化装置。

7 . デル夕シグマ変調により得た複数 n ( n≥ 2 ) チャンネルの 1 ビヅト信号を変調するディジタル信号符号化方法において、

オリジナル信号成分である 1 ビット信号に位相変調処理を施して逆相成分デー夕を付加する位相変調工程と、

上記位相変調工程により位相変調処理が施され、逆相成分データが付加された変調出力のうち、 nチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、上記逆相成分データを並び替えることによって上記ォリジナル信号成分である 1 ビット信号の関連情報データを、上記オリジナル信号成分に付加する情報データ付加工程と、

上記位相変調工程により位相変調処理が施された変調出力に、上記関連情報デ一夕の付加とは別に一定周期毎に複数サンプルからなる領域を設け、同領域内の逆相成分データをオリジナル信号成分である 1ビット信号に応じて変換することにより、上記位相変調工程並びに上記情報データ付加工程では存在しえない独立した同期パターンを付加する同期信号付加工程と、

上記同期信号付加工程によって同期パターンが付加されたことによって生じる 1 ビヅトデ一夕の「 1」と「0」のデ一夕数の差分を、上記 1周期内の一定領域において、同領域内の逆相成分データを操作することにより零にし、 1周期内での「 1」と「0」のデ一夕数を同数にする補正処理工程とを備えることを特徴とするディジタル信号符号化方法。

8 . 上記情報データ付加工程は、上記関連情報デ一夕と上記ォリジナル信号成分の 1ビット信号との排他的論理和により得られた結果を逆相にすることによって上記逆相成分データを並び替えることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のディジ夕ル信号符号化方法。

9 . 上記情報データ付加工程は、上記 mが 2チャンネルである場合、上記オリジナル信号成分の 1 ビヅト信号を 2ビヅトづつに区切った「0 , 1」又は「 1， 0」のときに、上記関連情報データに応じて上記逆相成分データを並び替えることを特徴とする請求の範囲第 8項記載のディジタル信号符号化方法。

1 0 . 上記関連情報データが 1であるときに、上記逆相成分デ一タを並び替えることを特徴とする請求の範囲第 9項記載のデイジ夕ル信号符号化方法。

1 1 . デル夕シグマ変調により得た複数 n ( n≥ 2 ) チャンネルの 1 ビヅト信号に位相変調処理を施し、逆相成分データを付加した変調信号を生成し、その変調信号のうちの nチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、上記逆相成分デ一夕を並び替えて上記オリジナル信号成分である 1 ビト信号の関連情報データとし、上記オリジナル信号成分に付加して. 1ビットデータ列として出力するディジ夕ル信号符号化装置から伝送されてきたその 1ビットデータ列を復号するディジタル信号復号装置であって、

上記ディジタル信号符号化装置から伝送されてきた 1ビットデータ列には、上記闋連情報データの付加とは別に一定周期毎に複数サンプルからなる領域が設けられ、同領域内の逆相成分デ一夕をオリジナル信号成分である 1ビット信号に応じて変換することにより、上記位相変調処理並びに上記情報デ一夕の付加処理では存在しえない独立した同期パターンが付加されており、この同期パターンを検出することによって同期信号を自己抽出する同期信号検出手段と、 .

上記同期信号検出手段で検出された同期信号に基づいて、上記ディジタル信号符号化装置から伝送された上記 1 ビットデータ列中の逆相成分データの埋め込み位置を判断し、上記関連情報デ一夕を検出する情報データ検出手段と、

上記同期信号検出手段で検出された同期信号に基づいて、上記ディジ夕ル信号符号化装置から伝送された上記 1ビットデ一夕列中のオリジナル信号成分を判断し、各チャンネルの先頭データより 2 * ηサンプル毎に信号データを検出する信号データ検出手段とを備えることを特徴とするディジ夕ル信号復号装置.。

1 2 . デル夕シグマ変調により得た複数 η ( η≥ 2 ) チャンネルの 1ビヅト信号に位相変調処理を施し、逆相成分データを付加した変調信号を生成し、その変調信号のうちの ηチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、上記逆相成分データを並び替えて上記オリジナル信号成分である 1ビット信号の関連情報デ一夕とし、上記オリジナル信号成分に付加して 1ビットデ一夕列として出力するディジタル信号符号化装置から伝送されてきたその 1ビットデ一夕列を復号するディジ夕ル信号復号方法であって、

上記ディジ夕ル信号符号化装置から伝送されてきた 1ビットデータ列には、上記関連情報デ一夕の付加とは別に一定周期毎に複数サンプルからなる領域を設け、同領域内の逆相成分デ一夕をオリジナル信号成分である 1 ビット信号に応じて変換することにより、上記位相変調処理並びに上記情報データの付加処理では存在しえない独立した同期パターンが付加されており、この同期パターンを検出することによって同期信号を自己抽出する同期信号検出工程と、 '

上記同期信号検出工程で検出された同期信号に基づいて、上記ディジタル信号符号化装置から伝送された上記 1ビットデータ列中の逆相成分デ一夕の埋め込み位置を判断し、上記関連情報デ一夕を検出する情報データ検出工程と、

上記同期信号検出工程で検出された同期信号に基づいて、上記ディジタル信号符号化装置から伝送された上記 1ビットデータ列中のオリジナル信号成分を判断し、各チャンネルの先頭データより 2 * nサンプル毎に信号データを検出する信号データ検出工程とを備えることを特徴とするディジ夕ル信号復号方法。

1 3 . ディジタル信号伝送システムであり、

デルタシグマ変調により得た複数 n ( n≥ 2 ) チャンネルの 1ビット信号に位相変調処理を施し、逆相成分デ一夕を付加した変調信号を生成し、その変調信号のうちの nチャンネル内の複数 m ( n≥m≥ 2 ) チャンネルの単位で、上記逆相成分データを並び替えて上記オリジナル信号成分である 1ビット信号の関連情報データとし、上記ォリジナル信号成分に付加して 1ビットデータ列として出力するディジ夕ル信号符号化装置と、

上記ディジタル信号符号化装置から伝送されてきた 1ビットデ一夕列に含まれる上記位相変調処理並びに上記情報データの付加処理では存在しえない独立した同期パターンを検出することによって同期信号を自己抽出し、この同期信号に基づいて、上記ディジタル信号符号化装置から伝送された上記 1 ビヅトデ一夕列中の逆相成分データの埋め込み位置を判断して上記関連情報データを検出して復号し、上記同期信号に基づいて上記 1ビツトデ一夕列中のオリジナル信号成分を判断し、各チャンネルの先頭データより 2 * nサンプル毎に信号データを検出して復号するディジタル信号復号装置とを備えることを特徴とするディジタル信号伝送システム。

本発明は、デル夕シグマ変調により得た複数 n (n≥ 2 ) チャンネルの 1ビヅト信号を符号化するディジタル信号符号化装置であり、スクランブラ L 4及びスクランブラ R 5のスクランブル出力を合成するチャンネル合成器（ 6 ) と、チヤンネル合成器 6の出力信号に位相変調処理を施す位相変調器（7) と、 SYNC タイミング生成器（9) で生成された SYNCタイミング信号を受けて、位相変調器（7) の変調出力に SYNC信号を埋め込んで同期パターンを生成すると共に、同期パターンを補正処理す S YNC信号付加 &補正処理部（8) と、 SYN C信号付加 &補正処理部（8) を介した位相変調器（7) の位相変調出力のうち、 2チャンネルの単位で逆相成分データを並び替えて 1 ビットオーディオ信号の関連情報データを付加する情報デ一夕付加部（ 1 1 ) とを備える。