JP3405109B2 - エンコード装置、デコード装置及び記録媒体並びにデジタルオーディオ信号の再生装置 - Google Patents

エンコード装置、デコード装置及び記録媒体並びにデジタルオーディオ信号の再生装置

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JP3405109B2
JP3405109B2 JP03322597A JP3322597A JP3405109B2 JP 3405109 B2 JP3405109 B2 JP 3405109B2 JP 03322597 A JP03322597 A JP 03322597A JP 3322597 A JP3322597 A JP 3322597A JP 3405109 B2 JP3405109 B2 JP 3405109B2
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徳彦 渕上
昭治 植野
美昭 田中
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号のような
アナログ信号をA/D変換して圧縮し、記録媒体に記録
したり、伝送路に伝送するときに用いるエンコード装
置、及び、かかる圧縮信号を伸長するデコード装置並び
にかかる圧縮信号の記録された記録媒体に関する。本発
明はまた、アナログオーディオ信号を例えば96kH
z、192kHzのハイサンプリング周波数でA/D変
換したハイファイデジタルオーディオ信号を再生するた
めのデジタルオーディオ信号の再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】オーディオ再生用光ディスクとしてのC
D(Compact Disc)が市場に出てから10数年が経過
し、既にオーディオ情報の記録媒体としては従来のカセ
ットテープを凌駕してめざましい普及を見せている。そ
して、デジタルディスクであるCDの物理・論理フォー
マットは、8ビット固定データ長シンボルのEFM変調
記録方式やサブコード、オーディオデータ、CRCなど
のデータフォーマット方式として確立しており、各種の
アプリケーション機能を付加したCDプレーヤが開発さ
れている。
【0003】また、CDはそのサブコードにおけるQチ
ャンネルのコントロールビット(4ビット)で識別させ
ることによって、あるいはTOCの不在で識別させるこ
とにより、データ用のCD−ROMとしても利用されて
おり、デジタルディスクの大容量性や高速アクセス性を
有効に利用して電子出版の分野でその応用を拡大しつつ
ある。ところで、上記のCD−ROMでは音声がADP
CMにより圧縮されており、その圧縮により原音質が再
現できず、よりハイファイ性の高い記録が望まれるよう
になってきている。換言すれば、圧縮しても通常のCD
の2倍の帯域に匹敵するオーディオ信号を記録できるデ
ィスクの出現が期待されている。
【0004】従来の方法としては、アナログ信号をA/
D変換したデジタル信号を高域と低域の帯域に分割し、
高域をA/D変換時のサンプリング周波数の1/2にダ
ウンサンプリングし、これらの2つの帯域の信号をAD
PCM方式で圧縮して同一チャネルに配列する方法が知
られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、圧縮データを同一チャネルに配列するの
で、互換性を確保することが困難であるという問題点が
あり、また、可逆圧縮(ロスレス)方式でないので元の
データを正確に復元することができないという問題点が
ある。
【0006】また、アナログオーディオ信号を例えば9
6kHz、192kHzのハイサンプリング周波数でA
/D変換し、ユーザ側においてこのような高品質のハイ
ファイ信号をA/D変換してスピーカにより再生する場
合、例えば48kHz以下を再生可能な低域用スピーカ
のみを所持するユーザは、48kHzがクロスオーバの
ネットワークと48kHz以上を再生可能な高域用スピ
ーカが必要になる。
【0007】しかしながら、例えば96kHz、192
kHzのサンプリング周波数及びその高調波は、可聴周
波数と言うよりも電波に近いので、この周波数帯のクロ
スオーバネットワークは、ラジオ放送のノイズになるな
どの問題を防止するために高価となり、また、スピーカ
システムを組み込むことは容易でない。したがって、ユ
ーザにとって高品質のハイファイ信号を容易にスピーカ
により再生することができないという問題点がある。
【0008】本発明は上記従来の問題点に鑑み、アナロ
グ信号をA/D変換して得たデジタル信号を高域と低域
の帯域に分割し、高域をA/D変換時のサンプリング周
波数の1/2にダウンサンプリングする場合に互換性を
確保することができるとともに元のデータを正確に復元
することができるエンコード装置、デコード装置及び記
録媒体を提供することを目的とする。本発明はまた、特
別なクロスオーバネットワークを設けることなく、ま
た、ユーザが既存の低域用スピーカを利用して高品質の
ハイファイ信号を容易に再生することができるデジタル
オーディオ信号の再生装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、アナログ信号をA/D変換したデジタル信
号を高域と低域の帯域に分割し、高域をA/D変換時の
サンプリング周波数の1/2にダウンサンプリングして
低域と高域の各信号を異なるチャネルにパッキングする
ようにしたものである。また、高域の信号を可逆圧縮方
式で圧縮するようにしたものである。本発明はまた、上
記目的を達成するために、アナログオーディオ信号をA
/D変換したデジタル信号を高域と低域の帯域に分割し
て記録媒体に記録し、高域と低域とをそれぞれ別個にD
/A変換して出力するようにしたものである。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】すなわち、本発明によれば、アナログ信号
を比較的高い第1のサンプリング周波数でA/D変換す
るA/D変換手段と、前記A/D変換手段により変換さ
れて得られたデジタルデータを、前記第1のサンプリン
グ周波数の略1/2の第2の帯域周波数成分で低域デー
タと高域データに分割する分割手段と、前記分割手段に
より分割された高域データを複数の異なる可逆圧縮方式
で圧縮し、その中で圧縮率が最も高い圧縮データを選択
する圧縮手段と、前記分割手段により分割された低域デ
ータと、前記圧縮手段により圧縮されて選択された高域
データ及びその圧縮方式を異なるチャネルにパッキング
するパッキング手段とを、有するエンコード装置が提供
される。
【0017】また、本発明によれば、アナログ信号が比
較的高い第1のサンプリング周波数でA/D変換されて
得られたデジタルデータが、前記第1のサンプリング周
波数の略1/2の第2の帯域周波数成分で低域データと
高域データに分割され、高域データが複数の異なる可逆
圧縮方式で圧縮されてその中で圧縮率が最も高い圧縮デ
ータが選択され、低域データと圧縮高域データ及びその
圧縮方式が異なるチャネルにパッキングされたデータを
デコードするデコード装置であって、前記圧縮高域デー
タをその圧縮方式に基づいて伸長する伸長手段と、前記
低域データと前記伸長手段により伸長された高域データ
に基づいて、前記第1のサンプリング周波数のデジタル
データを復元する復元手段と、前記復元手段により復元
されたデジタルデータを前記第1のサンプリング周波数
でアナログ信号に変換する第1のD/A変換手段と、前
記低域データを前記第2のサンプリング周波数でアナロ
グ信号に変換する第2のD/A変換手段とを、有するデ
コード装置が提供される。
【0018】また、本発明によれば、アナログ信号が比
較的高い第1のサンプリング周波数でA/D変換されて
得られたデジタルデータが、前記第1のサンプリング周
波数の略1/2の第2の帯域周波数成分で低域データと
高域データに分割され、前記高域データが複数の異なる
可逆圧縮方式で圧縮されて、その中で圧縮率の最も高い
圧縮データが選択され、前記低域データと前記選択され
圧縮高域データ及び前記選択された圧縮高域データを
得るために使用された圧縮方式を示すデータが異なるチ
ャネルにパッキングされたデータが記録された記録媒体
が提供される。
【0019】また、本発明によれば、アナログ信号を比
較的高い第1のサンプリング周波数でA/D変換するA
/D変換手段と、前記A/D変換手段により変換されて
得られたデジタルデータを、前記第1のサンプリング周
波数の略1/2の第2の帯域周波数成分で低域データと
高域データに分割する分割手段と、前記分割手段により
分割された高域データを複数の異なる可逆圧縮方式で圧
縮し、その中で圧縮率が最も高い圧縮データを選択する
圧縮手段と、前記分割手段により分割された低域データ
と、前記圧縮手段により圧縮されて選択された高域デー
タ及びその圧縮方式を異なるチャネルに可変転送レート
でパッキングするパッキング手段とを、有するエンコー
ド装置が提供される。
【0020】また、本発明によれば、アナログ信号が比
較的高い第1のサンプリング周波数でA/D変換されて
得られたデジタルデータが、前記第1のサンプリング周
波数の略1/2の第2の帯域周波数成分で低域データと
高域データに分割され、高域データが複数の異なる可逆
圧縮方式で圧縮されてその中で圧縮率が最も高い圧縮デ
ータが選択され、低域データと圧縮高域データ及びその
圧縮方式が異なるチャネルに可変転送レートでパッキン
グされたデータをデコードするデコード装置であって、
前記圧縮高域データをその圧縮方式に基づいて伸長する
伸長手段と、前記低域データと前記伸長手段により伸長
された高域データに基づいて、前記第1のサンプリング
周波数のデジタルデータを復元する復元手段と、前記復
元手段により復元されたデジタルデータを前記第1のサ
ンプリング周波数でアナログ信号に変換する第1のD/
A変換手段と、前記低域データを前記第2のサンプリン
グ周波数でアナログ信号に変換する第2のD/A変換手
段とを、有するデコード装置が提供される。
【0021】また、本発明によれば、アナログ信号が比
較的高い第1のサンプリング周波数でA/D変換されて
得られたデジタルデータが、前記第1のサンプリング周
波数の略1/2の第2の帯域周波数成分で低域データと
高域データに分割され、前記高域データが複数の異なる
可逆圧縮方式で圧縮されて、その中で圧縮率の最も高い
圧縮データが選択され、前記低域データと前記選択され
圧縮高域データ及び前記選択された圧縮高域データを
得るために使用された圧縮方式を示すデータが異なるチ
ャネルに可変転送レートでパッキングされたデータが記
録された記録媒体が提供される。
【0022】
【0023】
【0024】また、本発明によれば、アナログオーディ
オ信号が比較的高い第1のサンプリング周波数でA/D
変換されて得られたデジタルデータが、前記第1のサン
プリング周波数の略1/2の第2の帯域周波数成分で低
域データと高域データに分割され、高域データが複数の
異なる可逆圧縮方式で圧縮されてその中で圧縮率が最も
高い圧縮データが選択され、低域データと圧縮高域デー
タ及びその圧縮方式が異なるチャネルにパッキングされ
て記録媒体に記録されたデータを再生するデジタルオー
ディオ信号の再生装置であって、前記圧縮高域データを
その圧縮方式に基づいて伸長する伸長手段と、前記低域
データと前記伸長手段により伸長された高域データに基
づいて、前記第1のサンプリング周波数の低域デジタル
データと高域デジタルデータを復元する復元手段と、前
記復元手段により復元された低域デジタルデータを前記
第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する第
1のD/A変換手段と、前記復元手段により復元された
高域デジタルデータを前記第1のサンプリング周波数で
アナログ信号に変換する第2のD/A変換手段とを、有
するデジタルオーディオ信号の再生装置が提供される。
【0025】また、本発明によれば、アナログオーディ
オ信号が比較的高い第1のサンプリング周波数でA/D
変換されて得られたデジタルデータが、前記第1のサン
プリング周波数の略1/2の第2の帯域周波数成分で低
域データと高域データに分割され、高域データが複数の
異なる可逆圧縮方式で圧縮されてその中で圧縮率が最も
高い圧縮データが選択され、低域データと圧縮高域デー
タ及びその圧縮方式が異なるチャネルに可変転送レート
でパッキングされて記録媒体に記録されたデータを再生
するデジタルオーディオ信号の再生装置であって、前記
圧縮高域データをその圧縮方式に基づいて伸長する伸長
手段と、前記低域データと前記伸長手段により伸長され
た高域データに基づいて、前記第1のサンプリング周波
数の低域デジタルデータと高域デジタルデータを復元す
る復元手段と、前記復元手段により復元された低域デジ
タルデータを前記第1のサンプリング周波数でアナログ
信号に変換する第1のD/A変換手段と、前記復元手段
により復元された高域デジタルデータを前記第1のサン
プリング周波数でアナログ信号に変換する第2のD/A
変換手段とを、有するデジタルオーディオ信号の再生装
置が提供される。
【0026】
【0027】
【0028】また、本発明によれば、アナログオーディ
オ信号が比較的高い第1のサンプリング周波数でA/D
変換されて得られたデジタルデータが、前記第1のサン
プリング周波数の略1/4の第2の帯域周波数成分で低
域データと高域データに分割され、高域データが複数の
異なる可逆圧縮方式で圧縮されてその中で圧縮率が最も
高い圧縮データが選択され、低域データと圧縮高域デー
タ及びその圧縮方式が異なるチャネルにパッキングされ
て記録媒体に記録されたデータを再生するデジタルオー
ディオ信号の再生装置であって、前記圧縮高域データを
その圧縮方式に基づいて伸長する伸長手段と、前記低域
データと前記伸長手段により伸長された高域データに基
づいて、前記第1のサンプリング周波数の低域デジタル
データと高域デジタルデータを復元する復元手段と、前
記復元手段により復元された低域デジタルデータを前記
第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する第
1のD/A変換手段と、前記復元手段により復元された
高域デジタルデータを前記第1のサンプリング周波数で
アナログ信号に変換する第2のD/A変換手段とを、有
するデジタルオーディオ信号の再生装置が提供される。
【0029】また、本発明によれば、アナログオーディ
オ信号が比較的高い第1のサンプリング周波数でA/D
変換されて得られたデジタルデータが、前記第1のサン
プリング周波数の略1/4の第2の帯域周波数成分で低
域データと高域データに分割され、高域データが複数の
異なる可逆圧縮方式で圧縮されてその中で圧縮率が最も
高い圧縮データが選択され、低域データと圧縮高域デー
タ及びその圧縮方式が異なるチャネルに可変転送レート
でパッキングされて記録媒体に記録されたデータを再生
するデジタルオーディオ信号の再生装置であって、前記
圧縮高域データをその圧縮方式に基づいて伸長する伸長
手段と、前記低域データと前記伸長手段により伸長され
た高域データに基づいて、前記第1のサンプリング周波
数の低域デジタルデータと高域デジタルデータを復元す
る復元手段と、前記復元手段により復元された低域デジ
タルデータを前記第1のサンプリング周波数でアナログ
信号に変換する第1のD/A変換手段と、前記復元手段
により復元された高域デジタルデータを前記第1のサン
プリング周波数でアナログ信号に変換する第2のD/A
変換手段とを、有するデジタルオーディオ信号の再生装
置が提供される。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明に係るエンコ
ード装置の一実施形態を示すブロック図、図2は図1の
信号処理回路を詳細に示すブロック図、図3は図2のQ
MF分割フィルタにより分割された低域信号及び高域信
号の周波数特性を示す説明図、図4は図1のエンコード
装置によりパッキングされたデータフォーマットの一例
を示す説明図、図5は本発明に係るデコード装置の一実
施形態を示すブロック図、図6は図5の信号処理回路を
詳細に示すブロック図である。
【0031】図1に示す入力端子INには、例えば音声
信号のようなアナログ信号が入力され、この入力信号は
A/Dコンバータ1により十分高いサンプリング周波
数、例えば192kHzでハイサンプリングされて、例
えば24ビットの高分解能のPCM信号に変換される。
このデジタル信号は図2に詳しく示す信号処理回路2及
びメモリ3によりエンコードされ、次いでDVD符号化
回路4によりパッキングされる。このパッキングデータ
は出力端子OUT1に出力されるか、又は媒体に応じた
変調方式で変調回路5により変調されて出力端子OUT
2に出力される。なお、この出力端子OUT2の出力信
号に基づいてマスタの記録媒体を作成し、このマスタの
記録媒体から市販用の記録媒体にコピーすることができ
る。
【0032】図2を参照して信号処理回路2の構成を詳
しく説明する。先ず、A/Dコンバータ1によりA/D
変換されて得られたデジタルデータは、QMF(Quadra
tureMirror Filter)分析フィルタ6に印加される。フ
ィルタ6はデジタルフィルタで構成され、図2はその構
成を模式的に示している。
【0033】すなわち、上段に示す「H0 (z)」8a
はロ−パスフィルタ(LPF)であって低域成分のみを
通過させ、次段の「↓2」8bはこの低域成分のサンプ
リング周波数を1/2(96kHz)にダウンサンプリ
ングさせることを示している。また、下段に示す「H1
(z)」9aはハイパスフィルタ(HPF)であって高
域成分のみを通過させ、次段の「↓2」9bはこの高域
成分のサンプリング周波数を1/2(96kHz)にダ
ウンサンプリングさせることを示している。
【0034】したがって、A/Dコンバータ1によりA
/D変換されて得られたデジタルデータはQMF分析フ
ィルタ6により、A/Dコンバータ1のサンプリング周
波数の1/2の帯域周波数成分(48kHz)で図3
(a)に示すように右下がり特性の低域成分x0 (n)
と図3(b)に示すように右上がり特性の高域成分x1
(n)に分割される。次いで低域成分x0 (n)はその
ままの状態でアロケーション回路10に印加され、他
方、高域成分x1 (n)は圧縮/非圧縮部7により可逆
圧縮方式で圧縮されるか又はそのままの状態でアロケー
ション回路10に印加される。
【0035】アロケーション回路10はこれらの低域成
分x0 (n)と高域成分x1 (n)の各デジタルデータ
を異なるチャネルに所定の配列でパッキングし、DVD
符号化回路4に出力する。例えばDVDのようにユーザ
データ(パケット)が2034バイトの場合には低域成
分x0 (n)と高域成分x1 (n)の各デジタルデータ
は共に338個であり(1データが24ビットの場
合)、サブヘッダは2バイトである。DVD符号化回路
4は図4に示すように、この2034バイトのパケット
に対して14バイトのパックヘッダを付加する。なお、
パックヘッダは4バイトのパックスタートフィールド
と、6バイトのSCRフィールドと、3バイトのMux ra
teフィールドと、1バイトのスタッフィングフィールド
により構成されている。
【0036】次に、図5及び図6を参照してデコーダに
ついて説明する。入力信号は先ず、エンコーダ側の変調
回路5の変調方式に応じて復調回路11により復調さ
れ、次いでDVD復号回路12によりアンパッキングさ
れてユーザデータ(パケット)が復元され、図6に詳し
く示す信号処理回路13(及びメモリ14)に印加され
る。
【0037】信号処理回路13では図6に示すように、
高域成分y1 (n)のデジタルデータは、エンコーダ側
で圧縮されている場合には、例えば予測残差方式で伸長
/非伸長部16により伸長され、次いでQMF分析フィ
ルタ17により、低域成分y0 (n)と高域成分y1
(n)の各デジタルデータが元の192kHzでハイサ
ンプリングされたデジタルデータに復元される。
【0038】QMF分析フィルタ17も同様にデジタル
フィルタで構成され、図6はその構成を模式的に示して
いる。すなわち、上段に示す「↑2」18aは、エンコ
ーダ側でダウンサンプリングされた低域成分x0 (n)
のサンプリング周波数を2倍、すなわち元のハイサンプ
リング周波数の低域成分y0 (n)に復元し、次段の
「F0 (x)」18bはこの低域成分y0 (n)のみを
通過させる。また、下段に示す「↑2」19aはエンコ
ーダ側でダウンサンプリングされた高域成分x1(n)
を元のハイサンプリング周波数の高域成分y1 (n)に
復元し、次段の「F1 (x)」19bはこの高域成分y
1 (n)のみを通過させる。
【0039】そして、加算器20により低域成分y0
(n)と高域成分y1 (n)が加算されて元の192k
Hz帯域のデジタルデータにほぼ近いデータx’(n)
に復元され、このデジタルデータx’(n)がD/A変
換器15aにより192kHzでD/A変換される。ま
た、低域成分y0 (n)のデジタルデータはD/A変換
器15bにより96kHzでD/A変換される。
【0040】次に、図7〜図9を参照して第2の実施形
態について説明する。図7は第2の実施形態の信号処理
部を示すブロック図、図8は図7の時間領域ロスレス・
エンコーダを詳細に示すブロック図、図9は図8の予測
器の処理を示す説明図である。
【0041】図7に示す信号処理部は図2に詳しく示す
信号処理回路2に対応しており、先ず、図1に示すA/
D変換器1により192kHzの周波数でサンプリング
されてA/D変換されたPCM信号は、QMFバンク2
1により共に96kHzのサンプリング周波数の低域サ
ブバンド信号と高域サブバンド信号に分割される。低域
サブバンド信号はアロケーション回路23により5パッ
ク(=1パケット)の内、3つのパック〔A−Pack
(L)〕に収納され、高域サブバンド信号は図8に詳し
く示す時間領域ロスレス・エンコーダ22により低域:
高域=3:2のように固定の圧縮率で2/3以下に圧縮
されてアロケーション回路23により残りの2つのパッ
ク〔A−Pack(U)〕に収納される。
【0042】図8を参照して時間領域ロスレス・エンコ
ーダ22について説明する。先ず、高域サブバンドのP
CM信号は、3パック分のサンプルを1フレームとして
1フレームバッファ31に格納され、1次予測器32、
2次予測器33、3次予測器34によりそれぞれ1次、
2次、3次の予測誤差が算出される。この場合、予測誤
差は20サンプル程度を1セグメントとして各セグメン
ト毎に算出される。
【0043】
【数1】ここで、高域側サブバンド信号の周波数特性は
図3(b)に示すように「右肩上がり」であるので、
「右肩下がり」のための「微分系」の予測器ではなく
「積分系」の予測器を用い、図9に示すように当該サン
プルSi に対する予測残差をDi とすると、 0次:Di =Si 1次:Di =Si +Si-1 2次:Di =Si +2* Si-1 +Si-2 3次:Di =Si +3* Si-1 +3* Si-2 +Si-3 のように、当該サンプルSi と先行サンプルSi-1 、S
i-2 、Si-3 を用いて予測残差Di を求める。
【0044】続くセレクタ35は0次、1次、2次、3
次の予測誤差の内、最も予測誤差が少ないものを各セグ
メント毎に選択し、その情報を2ビットで出力する。ス
ケール部36は各セグメントの予測誤差を2〜24ビッ
トに正規化し、パッキング部37はデコーダ側が伸長可
能なようにヘッダ、フラグ(選択した次数)、スケール
ファクタ、コード、ゼロパッドを付加し、これを2パッ
ク分のデータ量にパッキングする。例えばDVDのよう
にユーザデータ(パケット)が2034バイトの場合に
は、1パケットが5チャネルに分割され、固定転送レー
トで低域サブバンド信号が3チャネルに、高域サブバン
ド信号の予測誤差が2チャネルに記録される。
【0045】また、固定転送レートの代わりに、低域:
高域=3:2で2/3以下に圧縮したり、低域:高域=
2:1で1/2以下に圧縮したり、又は低域:高域=
4:3で3/4以下に圧縮するようにして可変転送レー
トで転送するようにしてもよい。この可変転送レートで
パケットに収納する場合には、例えば図10に示すよう
に1パケットを8チャネルに分割して5チャネルを1セ
ットとし、1セット内の各チャネルに低域データと高域
データを任意に割り当てるようにしてもよく、また、図
11(a)、(b)にそれぞれ示すように1パケットを
5チャネルや3チャネルのように任意のチャネル数に分
割し、各チャネルに低域データと高域データを任意に割
り当てるようにしてもよい。なお、原信号がステレオ音
声信号(L+R)の場合にはL信号とR信号は同一チャ
ネルに記録される。
【0046】次に、図12及び図13を参照して本発明
に係るデジタルオーディオ信号の再生装置について説明
する。この発明では、アナログオーディオ信号が図1〜
図4や図7〜図11に示すエンコード方法により十分高
いサンプリング周波数、例えば192kHzでハイサン
プリングされてA/D変換され、高域と低域に分割など
されてDVD101に記録されている。図12はDVD
101を再生する装置を示し、図13は図12の信号処
理回路の構成を詳細に示している。
【0047】図12において、DVD101に記録され
たデータはDVDドライブ装置100により読み取ら
れ、エンコーダ側の変調回路5の変調方式に応じて復調
回路11により復調され、次いでDVD復号回路12に
よりアンパッキングされてユーザデータ(パケット)が
復元され、図13に詳しく示す信号処理回路13(及び
メモリ14)に印加される。
【0048】信号処理回路13では図13に示すよう
に、高域成分y1 (n)のデジタルデータは、エンコー
ダ側で圧縮されている場合には、例えば予測残差方式で
伸長/非伸長部16により伸長され、次いでQMF合成
フィルタ17により、低域成分y0 (n)と高域成分y
1 (n)の各デジタルデータが元の192kHzでハイ
サンプリングされたデジタルデータに復元される。
【0049】すなわち、第1、第2の実施形態と同様
に、上段に示す「↑2」18aは、エンコーダ側でダウ
ンサンプリングされた低域成分x0 (n)のサンプリン
グ周波数を2倍、すなわち元のハイサンプリング周波数
の低域成分y0 (n)に復元し、次段の「F0 (x)」
18bはこの低域成分y0 (n)のみを通過させる。ま
た、下段に示す「↑2」19aはエンコーダ側でダウン
サンプリングされた高域成分x1 (n)を元のハイサン
プリング周波数の高域成分y1 (n)に復元し、次段の
「F1 (x)」19bはこの高域成分y1 (n)のみを
通過させる。
【0050】そして、これらの低域成分y0 (n)と高
域成分y1 (n)がそれぞれD/A変換器15a1、1
5a2により共にハイサンプリング周波数(fs=19
2kHz)でアナログ信号に変換され、そのまま又は図
示省略のプリアンプやメインアンプを介して外部に出力
される。
【0051】したがって、上記実施形態によれば、19
2kHzでハイサンプリングされてA/D変換されてい
るデジタルオーディオデータは、再生装置では低域成分
y0(n)と高域成分y1 (n)がそれぞれD/A変換
されて出力されるので、ユーザはクロスオーバネットワ
ークを設けることなく、低域成分y0 (n)のアナログ
オーディオ信号を既存のスピーカSP1(及びアンプ)
により再生することができるとともに、高域成分y1
(n)のアナログオーディオ信号については高域専用の
スピーカSP2(及びアンプ)を追加することにより再
生することができる。なお、上記実施形態では、説明を
簡略化するために1系統(モノラル)を例にしたが、ス
テレオ音声信号(L+R)の場合にはD/A変換器15
a1、15a2などの回路は2系統が使用されることは
もちろんである。
【0052】また、この実施形態では、エンコーダ側で
ダウンサンプリングされた低域成分x0 (n)がD/A
変換器15bにより96kHzのサンプリング周波数で
アナログ信号に変換され、そのまま又はプリアンプやメ
インアンプを介して外部に出力される。したがって、ユ
ーザは既存のスピーカSP1(及びアンプ)のみを用い
て比較的低品質の再生も行うことができる。
【0053】図14、図15は上記再生装置の変形例を
示している。この変形例では同様に、低域成分y0
(n)と高域成分y1 (n)がそれぞれD/A変換され
て出力されるとともに、加算器20により低域成分y0
(n)と高域成分y1 (n)が加算されて元の192k
Hz帯域のデジタルデータにほぼ近いデータx’(n)
に復元され、このデジタルデータx’(n)がD/A変
換器15a3によりハイサンプリング周波数(fs=1
92kHz)でD/A変換される。また、低域成分y0
(n)のデジタルデータは、デジタルコピーを行うこと
ができるようにデジタル出力端子b’を介して外部に出
力される。
【0054】したがって、ユーザはD/A変換器15a
3の出力側に、例えばフィルム方式やコンデンサ方式の
ように超広帯域を再生可能なスピーカSP3を用いるこ
とにより、192kHzでハイサンプリングされてA/
D変換されているデジタルオーディオデータを再生する
ことができる。なお、上記説明では、192kHzでハ
イサンプリングしたデータを1/2に帯域制限した場合
を例にしたが、1/4(0〜24kHzと24kHz〜
96kHz)に帯域制限してもよく、また再生用トラン
スデューサはスピーカに限定されず、ヘッドホンでもよ
い。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ナログ信号をA/D変換したデジタル信号を高域と低域
の帯域に分割し、高域をA/D変換時のサンプリング周
波数の1/2にダウンサンプリングして低域と高域の各
信号を異なるチャネルにパッキングするようにしたの
で、互換性を確保することができる。また、高域の信号
を可逆圧縮方式で圧縮するようにしたので、元のデータ
を正確に復元することができる。また、本発明によれ
ば、アナログオーディオ信号をA/D変換したデジタル
信号を高域と低域の帯域に分割して記録媒体に記録し、
高域と低域とをそれぞれ別個にD/A変換して出力する
ようにしたので、特別なクロスオーバネットワークを設
けることなく、また、ユーザが既存の低域用スピーカを
利用して高品質のハイファイ信号を容易に再生すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るエンコード装置の一実施形態を示
すブロック図である。
【図2】図1の信号処理回路を詳細に示すブロック図で
ある。
【図3】図2のQMF分割フィルタにより分割された低
域信号及び高域信号の周波数特性を示す説明図である。
【図4】図1のエンコード装置によりパッキングされた
データフォーマットの一例を示す説明図である。
【図5】本発明に係るデコード装置の一実施形態を示す
ブロック図である。
【図6】図5の信号処理回路を詳細に示すブロック図で
ある。
【図7】第2の実施形態の信号処理部を示すブロック図
である。
【図8】図7の時間領域ロスレス・エンコーダを詳細に
示すブロック図である。
【図9】図8の予測器の処理を示す説明図である。
【図10】可変転送レートでパッキングする例を示す説
明図である。
【図11】可変転送レートでパッキングする例を示す説
明図である。
【図12】本発明に係るデジタルオーディオ信号の再生
装置を示すブロック図である。
【図13】図12の信号処理回路の構成を詳細に示すブ
ロック図である。
【図14】図12の再生装置の変形例を示すブロック図
である。
【図15】図14の信号処理回路の構成を詳細に示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器(A/D変換手段) 2 信号処理回路 3,14 メモリ 4 DVD符号化回路 5 変調回路 6 QMF分析フィルタ(分割手段) 7 圧縮/非圧縮部(圧縮手段) 10,23 アロケーション回路(パッキング手段) 11 復調回路 12 DVD復号回路 13 信号処理回路 15a D/A変換器(第1のD/A変換手段) 15a1 D/A変換器(第1のD/A変換手段) 15a2 D/A変換器(第2のD/A変換手段) 15a3 D/A変換器(第3のD/A変換手段) 15b D/A変換器(第2のD/A変換手段) 16 伸長/非伸長部(伸長手段) 17 QMF分析フィルタ,QMF合成フィルタ(復元
手段) 20 加算器(第2の復元手段) 21 QMFバンク 22 時間領域ロスレス・エンコーダ 31 1フレームバッファ 32〜34 予測器 35 セレクタ 36 スケール部 37 パッキング部 100 DVDドライブ装置 101 DVD
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−237183(JP,A) 特開 平7−84595(JP,A) 特開 平9−261068(JP,A) 特開 平9−282793(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/30

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ信号を比較的高い第1のサンプ
    リング周波数でA/D変換するA/D変換手段と、 前記A/D変換手段により変換されて得られたデジタル
    データを、前記第1のサンプリング周波数の略1/2の
    第2の帯域周波数成分で低域データと高域データに分割
    する分割手段と、 前記分割手段により分割された高域データを複数の異な
    る可逆圧縮方式で圧縮し、その中で圧縮率が最も高い圧
    縮データを選択する圧縮手段と、 前記分割手段により分割された低域データと、前記圧縮
    手段により圧縮されて選択された高域データ及びその圧
    縮方式を異なるチャネルにパッキングするパッキング手
    段とを、 有するエンコード装置。
  2. 【請求項2】 アナログ信号が比較的高い第1のサンプ
    リング周波数でA/D変換されて得られたデジタルデー
    タが、前記第1のサンプリング周波数の略1/2の第2
    の帯域周波数成分で低域データと高域データに分割さ
    れ、高域データが複数の異なる可逆圧縮方式で圧縮され
    てその中で圧縮率が最も高い圧縮データが選択され、低
    域データと圧縮高域データ及びその圧縮方式が異なるチ
    ャネルにパッキングされたデータをデコードするデコー
    ド装置であって、 前記圧縮高域データをその圧縮方式に基づいて伸長する
    伸長手段と、 前記低域データと前記伸長手段により伸長された高域デ
    ータに基づいて、前記第1のサンプリング周波数のデジ
    タルデータを復元する復元手段と、 前記復元手段により復元されたデジタルデータを前記第
    1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する第1
    のD/A変換手段と、 前記低域データを前記第2のサンプリング周波数でアナ
    ログ信号に変換する第2のD/A変換手段とを、 有するデコード装置。
  3. 【請求項3】 アナログ信号が比較的高い第1のサンプ
    リング周波数でA/D変換されて得られたデジタルデー
    タが、前記第1のサンプリング周波数の略1/2の第2
    の帯域周波数成分で低域データと高域データに分割さ
    れ、前記高域データが複数の異なる可逆圧縮方式で圧縮
    されて、その中で圧縮率の最も高い圧縮データが選択さ
    れ、前記低域データと前記選択された圧縮高域データ及
    前記選択された圧縮高域データを得るために使用され
    圧縮方式を示すデータが異なるチャネルにパッキング
    されたデータが記録された記録媒体。
  4. 【請求項4】 アナログ信号を比較的高い第1のサンプ
    リング周波数でA/D変換するA/D変換手段と、 前記A/D変換手段により変換されて得られたデジタル
    データを、前記第1のサンプリング周波数の略1/2の
    第2の帯域周波数成分で低域データと高域データに分割
    する分割手段と、 前記分割手段により分割された高域データを複数の異な
    る可逆圧縮方式で圧縮し、その中で圧縮率が最も高い圧
    縮データを選択する圧縮手段と、 前記分割手段により分割された低域データと、前記圧縮
    手段により圧縮されて選択された高域データ及びその圧
    縮方式を異なるチャネルに可変転送レートでパッキング
    するパッキング手段とを、 有するエンコード装置。
  5. 【請求項5】 アナログ信号が比較的高い第1のサンプ
    リング周波数でA/D変換されて得られたデジタルデー
    タが、前記第1のサンプリング周波数の略1/2の第2
    の帯域周波数成分で低域データと高域データに分割さ
    れ、高域データが複数の異なる可逆圧縮方式で圧縮され
    てその中で圧縮率が最も高い圧縮データが選択され、低
    域データと圧縮高域データ及びその圧縮方式が異なるチ
    ャネルに可変転送レートでパッキングされたデータをデ
    コードするデコード装置であって、 前記圧縮高域データをその圧縮方式に基づいて伸長する
    伸長手段と、 前記低域データと前記伸長手段により伸長された高域デ
    ータに基づいて、前記第1のサンプリング周波数のデジ
    タルデータを復元する復元手段と、 前記復元手段により復元されたデジタルデータを前記第
    1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する第1
    のD/A変換手段と、 前記低域データを前記第2のサンプリング周波数でアナ
    ログ信号に変換する第2のD/A変換手段とを、 有するデコード装置。
  6. 【請求項6】 アナログ信号が比較的高い第1のサンプ
    リング周波数でA/D変換されて得られたデジタルデー
    タが、前記第1のサンプリング周波数の略1/2の第2
    の帯域周波数成分で低域データと高域データに分割さ
    れ、前記高域データが複数の異なる可逆圧縮方式で圧縮
    されて、その中で圧縮率の最も高い圧縮データが選択さ
    れ、前記低域データと前記選択された圧縮高域データ及
    前記選択された圧縮高域データを得るために使用され
    圧縮方式を示すデータが異なるチャネルに可変転送レ
    ートでパッキングされたデータが記録された記録媒体。
  7. 【請求項7】 アナログオーディオ信号が比較的高い第
    1のサンプリング周波数でA/D変換されて得られたデ
    ジタルデータが、前記第1のサンプリング周波数の略1
    /2の第2の帯域周波数成分で低域データと高域データ
    に分割され、高域データが複数の異なる可逆圧縮方式で
    圧縮されてその中で圧縮率が最も高い圧縮データが選択
    され、低域データと圧縮高域データ及びその圧縮方式が
    異なるチャネルにパッキングされて記録媒体に記録され
    たデータを再生するデジタルオーディオ信号の再生装置
    であって、 前記圧縮高域データをその圧縮方式に基づいて伸長する
    伸長手段と、 前記低域データと前記伸長手段により伸長された高域デ
    ータに基づいて、前記第1のサンプリング周波数の低域
    デジタルデータと高域デジタルデータを復元する復元手
    段と、 前記復元手段により復元された低域デジタルデータを前
    記第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する
    第1のD/A変換手段と、 前記復元手段により復元された高域デジタルデータを前
    記第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する
    第2のD/A変換手段とを、 有するデジタルオーディオ信号の再生装置。
  8. 【請求項8】 アナログオーディオ信号が比較的高い第
    1のサンプリング周波数でA/D変換されて得られたデ
    ジタルデータが、前記第1のサンプリング周波数の略1
    /2の第2の帯域周波数成分で低域データと高域データ
    に分割され、高域データが複数の異なる可逆圧縮方式で
    圧縮されてその中で圧縮率が最も高い圧縮データを選択
    され、低域データと圧縮高域データ及びその圧縮方式が
    異なるチャネルに可変転送レートでパッキングされて記
    録媒体に記録されたデータを再生するデジタルオーディ
    オ信号の再生装置であって、 前記圧縮高域データをその圧縮方式に基づいて伸長する
    伸長手段と、 前記低域データと前記伸長手段により伸長された高域デ
    ータに基づいて、前記第1のサンプリング周波数の低域
    デジタルデータと高域デジタルデータを復元する復元手
    段と、 前記復元手段により復元された低域デジタルデータを前
    記第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する
    第1のD/A変換手段と、 前記復元手段により復元された高域デジタルデータを前
    記第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する
    第2のD/A変換手段とを、 有するデジタルオーディオ信号の再生装置。
  9. 【請求項9】 アナログオーディオ信号が比較的高い第
    1のサンプリング周波数でA/D変換されて得られたデ
    ジタルデータが、前記第1のサンプリング周波数の略1
    /4の第2の帯域周波数成分で低域データと高域データ
    に分割され、高域データが複数の異なる可逆圧縮方式で
    圧縮されてその中で圧縮率が最も高い圧縮データを選択
    され、低域データと圧縮高域データ及びその圧縮方式が
    異なるチャネルにパッキングされて記録媒体に記録され
    たデータを再生するデジタルオーディオ信号の再生装置
    であって、 前記圧縮高域データをその圧縮方式に基づいて伸長する
    伸長手段と、 前記低域データと前記伸長手段により伸長された高域デ
    ータに基づいて、前記第1のサンプリング周波数の低域
    デジタルデータと高域デジタルデータを復元する復元手
    段と、 前記復元手段により復元された低域デジタルデータを前
    記第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する
    第1のD/A変換手段と、 前記復元手段により復元された高域デジタルデータを前
    記第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する
    第2のD/A変換手段とを、 有するデジタルオーディオ信号の再生装置。
  10. 【請求項10】 アナログオーディオ信号が比較的高い
    第1のサンプリング周波数でA/D変換されて得られた
    デジタルデータが、前記第1のサンプリング周波数の略
    1/4の第2の帯域周波数成分で低域データと高域デー
    タに分割され、高域データが複数の異なる可逆圧縮方式
    で圧縮されてその中で圧縮率が最も高い圧縮データを選
    択され、低域データと圧縮高域データ及びその圧縮方式
    が異なるチャネルに可変転送レートでパッキングされて
    記録媒体に記録されたデータを再生するデジタルオーデ
    ィオ信号の再生装置であって、 前記圧縮高域データをその圧縮方式に基づいて伸長する
    伸長手段と、 前記低域データと前記伸長手段により伸長された高域デ
    ータに基づいて、前記第1のサンプリング周波数の低域
    デジタルデータと高域デジタルデータを復元する復元手
    段と、 前記復元手段により復元された低域デジタルデータを前
    記第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する
    第1のD/A変換手段と、 前記復元手段により復元された高域デジタルデータを前
    記第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換する
    第2のD/A変換手段とを、 有するデジタルオーディオ信号の再生装置。
  11. 【請求項11】 前記第2の帯域周波数成分の低域デー
    タと高域データに基づいて前記第1のサンプリング周波
    数のデジタルデータを復元する第2の復元手段と、 前記第2の復元手段により復元されたデジタルデータを
    前記第1のサンプリング周波数でアナログ信号に変換す
    る第3のD/A変換手段とを、 更に有する請求項ないし0のいずれか1つに記載の
    デジタルオーディオ信号の再生装置。
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