JP2624739B2

JP2624739B2 - 記録・再生方法

Info

Publication number: JP2624739B2
Application number: JP63021337A
Authority: JP
Inventors: 正男竹内
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-02-02
Filing date: 1988-02-02
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH01197800A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、ADPCM符号を用いた録音及び逆上り再生
が可能な録音再生システムにおける録音・再生方法に関
するものである。

［従来の技術］第２図はPCM（pulse Code Modulation）符号を用いた
一般的な録音再生システムである。構成は大きく分けて
録音系（10），再生系（20），データ記憶部（30）及び
制御部（40）からなっている。

録音系（10）は、MIC（マイクロホン）（11）と、AMP
（アンプリファイア＝信号増幅器）（12）、又はオーデ
ィオのLINE IN（ラインイン）の入力と、入力信号を更
に増幅するAMP（13）と、高域周波数成分をカットするL
PF（ローパスフィルタ）（14）と、LPF（14）に接続さ
れ、アナログ信号をディジタル信号に変換するADC（AD
コンバータ）（15）と、ディジタル値を一時格納する入
力ラッチ（16）から構成されている。

入力ラッチ（16）に一時格納されたディジタルの入力
信号は適宜メモリ制御回路（31）により制御され、後段
のメモリ（32）に記憶されていく。

再生系（20）は、メモリ制御回路（31）の制御により
適宜取り出されたディジタルの出力信号を一時格納する
出力ラッチ回路（21）と、出力ディジタル信号をアナロ
グ信号に変換するDAC（DAコンバータ）（２）と、高域
周波数成分をカットするLPF（23）とを有する。そし
て、LPF（23）の出力はオーディオのLINE OUT（ライン
アウト）にされ、或いはAMP（24）及びSP（スピーカ）
（25）に接続されるという構成になっている。

データ記憶部（30）は、前述のメモリ制御回路（31）
及びメモリ（32）を有し、メモリ（32）は一般的には半
導体記憶装置であるRAM又はEEPROMが用いられる。この
メモリ（32）は、入力ラッチ（16）及び出力ラッチ（2
1）とデータライン（33）で接続され、メモリ制御回路
（31）とはアドレス及びその他の制御ライン（34）で接
続されている。

制御部（40）は、外部からの録音及び再生，スタート
及びストップなどの命令を受けて前述の録音系，再生系
そしてメモリの制御を正しく実行するものであり、CP
U、ROM、RAM等から構成されている。

第２図のような録音再生システムを用いて、例えばデ
ィクテーションマシーン（常時は聞き流しており、必要
な時には時間を逆上ってくり返し再生できる録音再生装
置）を作る場合、従来は次のような方法が採られてい
る。

第３図は上記のディクテーションマシーンを実現する
場合のデータ記憶部（30）の回路図である。また、第４
図はメモリ（32）とメモリに蓄積されたデータの内容を
アナログ信号で示した状態図である。

第３図のメモリ（32）の容量は再生するために必要な
ｔ時間分の容量であり、メモリのアドレス数（Ｍ＋１）
とビット数（Ｋ）との積で決まる。

第３図のメモリ制御回路（31）はアドレスカウンタ
（35）、アドレスラッチ（36）及び一致回路（37）から
構成されている。

アドレスカウンタ（35）は、メモリ（32）のアドレス
を下から順に０からＭまでカウントアップして、Ｍにき
たら再び０に戻り、また下から順にカウントアップする
サイクリックな動作をする。録音の際は、カウントアッ
プ毎に、書きこみ命令信号に従ってＫビットのデータが
書き込まれて蓄積されていき、０アドレスからＭアドレ
スまでを１サイクルとした場合、次のサイクルでは、０
アドレスより順に、前のデータが破壊され新規なデータ
が格納されていく。

第４図は前述の録音サイクルがＸサイクルに及び、そ
して、そのアドレスがＮ（０≦Ｎ≦Ｍ）まで進行した状
態を示した図である。この状態では、既に（Ｘ−１）サ
イクル目のアドレス０〜Ｎまでのデータが更新されてい
る。この時点で録音ストップ命令が入力し、続いて再生
指令命令が入力された場合、今度はメモリ（32）に読み
出し命令信号が入力されて再生系が有効となり、アドレ
スは（Ｎ＋１）より順にカウントアップしながらＫビッ
トのデータが読み出され始める。

そして、アドレスがＭに達すると同様に０に復帰し、
再びカウントアップしてＮに達する。アドレスの（Ｎ＋
１）〜Ｍ〜Ｎまでは丁度１サイクル分に相当してｔ時間
の再生が実現できることになる。

第３図のアドレスラッチ（36）は、再生指示命令が入
力された時ラッチ信号を受けてアドレスＮのデータを一
時格納し、例えば該再生を１サイクルで止める時は、一
致回路（37）と連動して、丁度アドレスがＮに復帰した
時にストップ信号を作り出す。

また、１サイクルにこだわらず次々にリピート再生す
る場合は、前記ストップ信号を無視してアドレスは強制
ストップ命令信号が外部より入力されるまで、〜M,0〜
M,0〜Ｍというアドレスをサイクリックにくり返す。

再生ストップ信号或いは外部よりの強制ストップ命令
の後、再び録音開始命令を受けると、制御系は再生系を
ストップすると共に録音系を動作させ、メモリへの命令
信号は、読み出しから書きこみの命令信号に切り換え
る。そして、アドレスカウンタ（35）はアドレス（Ｎ＋
１）より再びカウントアップを始め、初期録音状態と同
様な動作を実行することになる。

このような装置で、同じｔ時間の録音再生するため
に、メモリ容量を更に縮小しようとした場合、PCM符号
に代えてADPCMなどの圧縮技術を付加しなければならな
い。４えばPCMのビット長が12ビット（あるいは８ビッ
ト）であるのに対し、ADPCMでは４ビットである。この
ため、1/3〜1/2のメモリ容量で同様なシステムを構成す
ることが可能である。

第５図はADPCM符号を用いた録音再生システムのブロ
ック図である。第２図と比較して、録音系（10）ではAD
C（５）の後にADPCM符号化回路（７）を挿入し、再生系
（20）ではDAC（22）の前にADPCM復号化回路（26）を挿
入するだけで実現できる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、この第５図の録音再生システムでPCM
符号を用いた時と同様な制御により、より小さくなった
メモリ（例えばＭ（アドレス）が小さくなるか、又はＫ
（ビット数）が小さくなる。）を動作させた場合、第６
図に示すような問題点が生ずる。

第６図はこのシステムの再生波形の説明図である。例
えば、ｔ時間分に相当するADPCM符号列をL0,L1,L2,……
LMとする。このADPCM符号列のLnは4bitのディジタル値
で構成されているとする。また、上記各Lnにより復号化
されたディジタル符号列をX0,X1,X2,……XMとすると、
一般的なADPCMの原理より、Xnは下式により導き出され
る。

Xn＝Xn−１＋qn …（１） qn＝（Ln＋1/2）Δｎ …（２） Δｎ＝Δｎ−１・Ｍ（| Ln−1 |） …（３）ここで、qnはディジタルの差分値，Δｎは量子化幅,M
はLnの関数である。

上記（１），（２），（３）式によって正確にXnを求
めようとすると、Xn−１とΔｎが明確になっていなけれ
ばならない。ADPCMの原理上、Xn−１とΔｎは初期より
の累積により決定されるので、このシステムにおいて
は、逆上り再生を始めるｔ時間前のXnとΔｎが分かって
いれば、第６図の（イ）のような再生波形（１）を得る
が、例えばXnが正確でなければ第６図の（ロ）のような
再生波形（２）、また、Δｎが正確でなければ第６図の
（ハ）のような再生波形（３）となり、期待する再生波
形と異なったものになる。

この欠点を解決するには、録音する際に、常にtn時間
毎にADPCM符号Lnと共に、Xn及びΔｎをメモリに格納す
れば良いが、そうするとLnが４ビットであるのに対し、
Xnが12ビット、Δｎが６ビットで、合計22ビットのデー
タとなり、かえって前述したPCMによるデータ量を越え
てしまうという新たな問題点を生じる。

この発明は、上述の問題点を解決するためになされた
もので、メモリに格納するデータをADPCM符号だけにす
るだけで、再生波形を損なわないようにしたADPCM符号
を用いた録音・再生方法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］第１図はこの発明の構成を示した説明図である。

この発明に係る記録・再生方法は、ディジタル信号を
ADPCM符号に符号化し、符号化されたADPCM符号をメモリ
のアドレスに記録する記録工程と、前記メモリのアドレ
スに記録されたADPCM符号を読み出し、読み出されたADP
CM符号を再生ディジタル信号に復号化する再生工程とを
有し、前記記録工程が前記メモリの複数のアドレスを循
環して実行される記録・再生方法において、次の工程を
有するものである。

すなわち、本発明に係る記録・再生方法における再生
工程は、前記メモリの所定のアドレスにADPCM符号を記
録するのに先立って、該所定のアドレスに記録されたAD
PCM符号を読み出す工程と、該読み出されたADPCM符号に
基づいて、復号化に際して必要な関数値を算出する工程
と、前記所定のアドレスに続くアドレスに記録されたAD
PCM符号を読み出し、読み出された該ADPCM符号に前記関
数値を適用して再生ディジタル信号を生成する工程とを
有するものである。

［作用］この発明において、録音する際に、逐一ADPCM符号を
各々メモリに書き込みする前に、同一アドレスに格納さ
れていた１サイクル前のADPCM符号を読み出してADPCM符
号の復号に必要な関数（Xn,Δｎ）を算出した後に、現
在の新たなADPCM符号をメモリに書き込む。そして、録
音ストップ命令が入力すると、従来の場合と同様にその
時の関数（Xn,Δｎ）とメモリの次のアドレスのADPCM符
号とに基づいてADPCM符号の復号化を行って再生信号を
生成する。

［実施例］第７図はこの発明の一実施例に係る方法を実施するた
めの録音再生システムのブロック図であり、第５図のシ
ステムとの相違点は制御回路（41）にあり、ハード構成
そのものは同一であるが、制御信号の送出タイミングが
異なっている。従って、第３図のデータ記憶部（30）は
そのまま用いられる。

第８図は上記システムの動作を示した説明図で、第９
図はそのタイムチャートである。

この実施例に使用されるメモリ（32）は、従来例とし
て示したものと同様で、ｔ時間分の録音ができる容量で
ある。メモリ（32）のアドレス制御は、アドレスが
「０」より上昇して所定（第７図ではＭ）値に達すると
再び「０」に復帰するように構成されており、録音開始
命令よりリング状にサイクルをくり返し、録音ストップ
命令で止まる（第８図ではアドレスｎ）。そして、録音
ストップ命令即ち再生開始と共に、止まったアドレスか
ら「１」増加したアドレスから再び進行し始め、１サイ
クル後「ｎ」に戻る。

まず、録音開始による１サイクル目では、MIC（1
1）、AMP（12）、AMP（13）及びLPF（14）介して入力し
てきた入力信号は、ADC（15）でデジタル値に変換され
た後、ADPCM符号化回路（17）でADPCM符号化され、入力
ラッチ（16）を介してメモリ（32）にL0,L1,L2…と順次
格納していく。１サイクル目の終りのアドレスＭにLMが
格納される。なお、この１サイクル目では、ADPCM復号
化に必要な初期条件X0,…，Δ０…はADPCM復号化回路
（26）で算出されないで得られない）。

２サイクル目では、まず，アドレス「０」のデータL0
がメモリ（32）から読み出され、出力ラッチ（21）を介
してADPCM復号化回路（26）に送出される。このADPCM復
号化回路（26）では、前述の復号化式（１），（２）及
び（３）により、X1とΔ１を算出して格納し、次のサイ
クルまで保持する。そして、メモリ（32）ではアドレス
「０」にその時入力した新しいADPCM符号L0が書き込ま
れる。

次のアドレス「１」に進むと、前のサイクルのデータ
L1がメモリ（32）から読み出され、再びADPCM復号化回
路（26）において上記と同様にしてX2及びΔ２が算出さ
れ、その時入力した新ADPCM符号L1′が書き込まれる。

このようなステップが次々にくり返され、メモリ（3
2）には新規なADPCM符号がアドレス番地の上昇に従って
順序よく書き込まれていく。それと同時に、ADPCM復号
化回路（26）では、常に丁度１サイクル前のXnとΔｎが
やはり順序よく形成されては更新をくり返す。この録音
動作の時には、Xn及びΔｎはDAC（22）は出力されず、
単に保持されている状態となっている。

次に、録音ストップ命令によりＹサイクル目のアドレ
ス「ｎ」で録音を停止し、再生する場合の動作を説明す
る。

その１サイクル前の（Ｙ−１）サイクル目にメモリ
（32）に格納されたアドレスｎのADPC符号Ln^Y-1が読み
出され、それは出力ラッチ（21）を経てADPCM復号化回
路（26）に送出される。このADPCM復号化回路（26）で
は、前述の復号化式（１），（２）及び（３）により、
Xn^Y-1及びΔn^Y-1を算出し、次のサイクルまで保持し、
そして、メモリ（32）ではアドレス「ｎ」にその時入力
した新しいADPCM符号Ln^Yが書き込まれる（第９図参
照）。

その後、上記録音停止信号により再生の動作に移る。
次に、メモリ（32）のアドレ（ｎ＋１）のADPCM符号
（１サイクル前のデータ）L_n+1 ^Y-1を読み出して、出力
ラッチ（21）を介してADPCM復号化回路（26）に送出
す。この時、DPCM復号化回路（26）では第９図に示すよ
うにXn^Y-1及びΔn^Y-1が保持されており、前述の復号化
式（１），（２）及び（３）にこれらのXn^Y-1及びΔn
^Y-1とLn＋1^Y-1とを適用して、 Xn＋1^Y-1及びΔｎ＋1^Y-1を算出して保持すると共に、Xn
＋1^Y-1はDAC（22）に送り出され、LPF（23）、AMP（2
4）及びSP（25）を介して音声出力が得られる。

このようにして、録音停止命令の入力により例えばア
ドレスが「ｎ」で止まった後、「ｎ＋１」のアドレスか
ら再生を始める場合、その１サイクル前のADPCM符号の
復号化に必要なXnとΔｎは録音動作の際に得られ、待機
している状態になっているので、適正なADPCM復号化信
号が得られ、期待される再生波形が得られることにな
る。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、ADPCM符号を
用いてメモリの書き込みをサイクリックに行って録音す
ると共に、そのメモリから読み出して逆上り再生可能な
録音・再生方法において、新たなADPCM符号をメモリに
書き込む前に、１サイクル前のADPCM符号をメモリから
読み出してADPCM復号化に必要な関数値を常時算出して
次のアドレスに移るまで待機させるようにしたので、録
音停止命令が入って再生動作に移った場合、その待機さ
せた関数値を使ってADPCM復号化ができる。このため、
その関数値を予め格納しておくメモリを必要としないか
らシステムを構成する回路を増加させず、且つ期待する
再生波形が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を示したフローチャートであ
る。第２図は従来のPCM符号を用いた録音再生システムのブ
ロック図、第３図は第２図のデータ記憶部の詳細を示し
たブロック図、第４図は第２図の録音再生システムを動
作を説明した説明図である。第５図は従来のADPCM符号を用いた録音再生システムの
ブロック図、第６図は第５図の録音再生システムの再生
波形図である。第７図はこの発明の一実施例に係る方法を実施したADPC
M符号を用いた録音再生システムのブロック図、第８図
はその動作を示した説明図、第９図はそのタイムチャー
トである。（10）……録音系、（17）……ADPCM符号化回路（20）……再生系、（27）……ADPCM復号化回路（30）……データ記憶部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル信号をADPCM符号に符号化し、
符号化されたADPCM符号をメモリのアドレスに記録する
記録工程と、前記メモリのアドレスに記録されたADPCM符号を読み出
し、読み出されたADPCM符号を再生ディジタル信号に復
号化する再生工程とを有し、前記記録工程が前記メモリの複数のアドレスを循環して
実行される記録・再生方法において、前記再生工程は、前記メモリの所定のアドレスにADPCM符号を記録するの
に先立って、該所定のアドレスに記録されたADPCM符号
を読み出す工程と、該読み出されたADPCM符号に基づいて、復号化に際して
必要な関数値を算出する工程と、該所定のアドレスに続くアドレスに記録されたADPCM符
号を読み出し、読み出された該ADPCM符号に前記関数値を適用して再生
ディジタル信号を生成する工程とを有することを特徴とする記録・再生方法。
【請求項２】前記再生ディジタル信号を生成する工程
は、前記メモリの所定のアドレスにADPCM符号を記録し
た後に行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の記録・再生方法。