JP4389333B2 - データ伝送装置、データ伝送方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は１ビットデジタルオーディオデータの伝送を行うデータ伝送装置、データ伝送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＰＣＭデータに代表されるようなデジタルオーディオデータは、所定のサンプリング周波数、所定の量子化ビット数でデジタル化されたものである。サンプリング周波数としては例えば３２ＫＨｚ、４４．１ＫＨｚ、４８ＫＨｚなどが代表的である。また量子化ビット数としては１６ビット、２０ビット、２４ビットなどとする例が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＣＭデータでは通常、量子化ビット数は１６ビットであり、これは１６ビットが１つのワードとしてとらえられるものであるが、或る装置（又は回路部）から他の装置（又は回路部）へ伝送するという観点で考えると、１６ビット単位の伝送が保たれていなければならないことを意味する。極端な例を挙げれば、例えば１５ビット分だけ伝送しても、その伝送先では１つのワードとしてデータを処理することができない。例えば正しくデコードできない。
従って伝送に際しては、データの伝送が１６ビット単位、或いはその整数倍などで、ワードの区切りに適切な状態が確保されるように伝送周波数が選定される。もちろんデータのサンプリング周波数も伝送周波数の選定に影響を与える。つまりサンプリング周波数と量子化ビット数の関係が維持されなければならない。
換言すれば、データ伝送に際しての平均伝送周波数は、データのサンプリング周波数及び量子化ビット数に依存してしまい、伝送周波数選定の自由度は非常に狭いものとなっている。
なお本明細書において「平均伝送周波数」とは、例えばバースト的な伝送も考慮した上での伝送周波数という意味で使用している。
【０００４】
平均伝送周波数が固定的とされることの影響は、例えばデジタルデータの放送のための伝送や、記録媒体への記録のための伝送などに現れる。
即ち記録又は提供しようとするデータの伝送において、記録媒体や受信装置側の状況などに応じた任意のデータ量／ビットレートでの伝送など、フレキシブルなデータ伝送ができないものとなっている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような状況に鑑みて、フレキシブルなデータ伝送を可能とする技術を提供する。
【０００６】
このため本発明では、データ伝送装置として、１ビットデジタルオーディオデータを任意の平均伝送周波数で伝送出力できると共に、伝送出力するデータには平均伝送周波数を示す情報を付加するように構成する。
【０００７】
より具体的には本発明のデータ伝送装置は、任意の周波数の伝送クロックを発生させることのできる伝送クロック発生手段と、上記伝送クロック発生手段により発生させる伝送クロックの周波数を伝送周波数設定条件に基づいて設定する設定手段と、所定のサンプリング周波数の１ビットデジタルオーディオデータを、上記伝送クロック発生手段により発生された伝送クロックを用いて伝送出力すると共に、伝送出力するデータに上記伝送クロックの周波数を示す情報を付加して伝送出力を行う伝送出力手段と、を備えるようにする。
そして、上記伝送出力手段は、有線又は無線で接続された他の機器に対してデータ伝送を行うと共に、上記設定手段は、上記伝送出力手段が伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び上記伝送出力手段から伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記他の機器の受信能力応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する。
【０００８】
または、上記伝送出力手段は、記録媒体に記録するデータとして１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、上記設定手段は、上記伝送出力手段が伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び上記伝送出力手段から伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記記録媒体の種別又は記録可能容量状況に応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する。
【０００９】
本発明のデータ伝送方法は、１ビットデジタルオーディオデータを任意の平均伝送周波数で、かつその平均伝送周波数を示す情報を付加した上で伝送出力するようにする。
また本発明のデータ伝送方法は、伝送クロックの周波数を伝送周波数設定条件に基づいて設定する設定手順と、上記設定手順で設定された周波数の伝送クロックを発生させる伝送クロック発生手順と、上記伝送クロック発生手順で発生させる伝送クロックを用いて、所定のサンプリング周波数の１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、伝送出力するデータに上記伝送クロックの周波数を示す情報を付加して伝送出力を行うようにする伝送出力手順と、が行われ、上記伝送出力手順において、有線又は無線で接続された他の機器に対してデータ伝送を行うと共に、上記設定手順において、上記伝送出力手順において伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記他の機器の受信能力応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する。
データ伝送方法。
または、上記伝送出力手順において、記録媒体に記録するデータとして１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、上記設定手順において、上記伝送出力手順において伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記記録媒体の種別又は記録可能容量状況に応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する。
【００１０】
音声信号をデジタル化する方法としては、ΔΣ変調が知られているが、このΔΣ変調により得られる１ビットディジタルデータは、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ット（例えばサンプリング周波数４４．１ＫＨｚ、データ語長１６ビット）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４４．１ＫＨｚの６４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、ΔΣ変調により１ビット信号であっても、６４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、高いダイナミッ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ーやデータ伝送に応用することができる。またΔΣ変調された信号は、簡単なアナログローパスフィルターを通すことによって、アナログオーディオ信号に戻すことができるものである。
このような１ビットデジタルオーディオデータでは、例えば１６ビット単位のワードなどの規定がなく、単に１ビットのデータが連続するのみとなる。つまりデータ伝送のビットレートは任意となり、これは平均伝送周波数を規制しないものとなる。従って平均伝送周波数は、伝送に際しての都合により自由に選定できるものとできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態としての伝送装置１を図１により説明する。
図１は、受信装置や記録媒体などに１ビットデジタルオーディオデータを提供するために伝送する伝送装置を示している。
【００１２】
上述のように１ビットデジタルオーディオデータとは、通常のＣＤ（Compact Disc）におけるオーディオデータよりも高品位なデータとして開発されたものであり、サンプリング周波数を例えばＣＤ方式における４４．１ＫＨｚの１６倍という非常に高いサンプリング周波数である２．８４２ＭＨｚとしてΔΣ変調された１ビットデータのことである。周波数帯域はＤＣ成分〜１００ＫＨｚの広範囲とされ、ダイナミックレンジはオーディオ帯域全体で１２０（ｄＢ）を実現できるデータ形式である。
【００１３】
図示するように伝送装置１は、インターフェース１１、可変伝送クロック発生部１２，制御部１３が設けられる。
インターフェース１１は、入力された、サンプリング周波数＝６４ｆｓ（但し例えばｆｓ＝４４．１ＫＨｚ）の１ビットデジタルオーディオデータＤＴを伝送路２に送出する部位である。
【００１４】
可変伝送クロック発生部１２は、インターフェース１１における送信処理に用いる伝送クロックＴＣＫを発生させる。伝送クロックＴＣＫの周波数は可変的に発生させることができるものとしている。
【００１５】
制御部１３は、具体例は後述するが、各種の伝送周波数設定条件Ｓｃに基づいて、伝送クロックＴＣＫの周波数を選定する部位である。
即ち伝送周波数設定条件Ｓｃに基づいて平均伝送周波数を選定し、クロック制御信号Ｖｃｋを可変伝送クロック発生部１２に供給する。可変伝送クロック発生部１２は、クロック制御信号Ｖｃｋにより指示された周波数で伝送クロックＴＣＫを発生させる。
また制御部１３は、選定した伝送周波数を示す値Ｓｄｃｋをインターフェース１１に供給する。
【００１６】
インターフェース１１に入力される１ビットデジタルオーディオデータＤＴは、図２のようなΔΣ変調器３により生成される。
ΔΣ変調器３は、供給されたオーディオ信号に対してΔΣ変調を行って１ビットデジタルオーディオデータＤＴを生成するものである。
【００１７】
図２のΔΣ変調器３において入力端子２１はオーディオ信号Ｓの入力端を示す。入力端子２１から入力される信号は加算器２２を介して積分器２３に供給される。この積分器２３からの信号が比較器２４に供給され、入力端子２１からの入力信号の中点電位と比較されて１サンプル期間ごとに１ビット量子化処理されることで、出力端子２７から１ビットデジタルオーディオデータとして出力される。
この量子化処理データである１ビットデジタルオーディオデータはまた、１サンプル遅延器２５に供給されて１サンプル期間分遅延される。この遅延データが１ビットのＤ／Ａ変換器２６でアナログ信号に変換されて加算器２２に供給されて、入力端子２１からの上記入力信号に加算される。
【００１８】
このようにしてΔΣ変調器３から出力される１ビットデジタルオーディオデータＤＴが図１のインターフェース１１に入力されるものとなる。
インターフェース１１は伝送クロックＴＣＫに基づいた伝送周波数、ビットレートで、１ビットデジタルオーディオデータＤＴを伝送路２に送出する処理を行うが、送出するデータ（伝送データｔＤＴ）としては、１ビットデジタルオーディオデータＤＴとしてのストリームに、制御部１３から供給された伝送周波数値Ｓｄｃｋを付加するようにしている。
例えば図３のような伝送データｔＤＴを送出することになる。
図３の例は、伝送データｔＤＴとしてのストリーム（又はパケット）の先頭に所定のビット数で伝送周波数値Ｓｄｃｋを付加したうえで１ビットデジタルオーディオデータＤＴを送出する例を模式的に示しているものである。
【００１９】
このような伝送データｔＤＴが伝送路２に送出される。
伝送路２としては、例えばＩＥＥＥ１３９４ケーブル、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルなど、機器間を通信可能に接続する伝送路であってもよいし、或る装置内の回路系間を接続する内部バスなどの伝送路であってもよい。さらにはＩＳＤＮなどの公衆回線や専用回線などの伝送路であってもよい。また、衛星通信、無線電話通信、赤外線通信などの無線伝送も、ここでいう伝送路２の範疇に含めるものとしている。
従って１ビットデジタルオーディオデータＤＴの伝送先としては多様に考えられ、図１に示したように或る受信装置に伝送して出力させる目的や、記録媒体に記録する目的の伝送などが考えられる。
【００２０】
ここで図３の伝送データｔＤＴにおいて、１ビットデジタルオーディオデータＤＴとしてのデータサイズは任意に設定可能であり、即ち伝送したいデータや受信側或いは記録媒体側の都合によって決めることができる。
これは、１ビットデジタルオーディオデータＤＴが、例えば量子化１６ビットのＰＣＭデータのワード単位のような概念がなく、伝送するデータ量が何ビットであってもかまわないためである。
例えば量子化１６ビットのデータの場合は、１６ビットの整数倍のデータ量を送信しなければ受信側で適正なデータ処理が実行できないが、１ビットデジタルオーディオデータＤＴの場合は、１ビット以上の何ビットを伝送しようと、受信側では適正に処理できる。具体的にはフィルタリングによってオーディオ信号を取り出すことができる。
【００２１】
このため、伝送する１ビットデジタルオーディオデータＤＴのデータ量は、全く任意に設定できる。
そしてそのため、平均伝送周波数の値（ビットレート）は任意に設定可能となるものであり、ビットレートが任意であれば、実際の伝送に際しての平均伝送周波数は、その伝送の際の都合によって決めてしまってよいと考えることができる。
【００２２】
そこで本例では制御部１３が伝送クロックＴＣＫの周波数を設定することで、任意の伝送周波数によるデータ伝送が実行されるようにしており、また伝送周波数の選定のために、何らかの伝送周波数設定条件Ｓｃが制御部１３に入力されるようにしている。
【００２３】
図４，図５はそれぞれ伝送周波数設定のモデルを示している。
図４は、オーディオ信号Ｓを記録媒体（メディア）６へ記録するために伝送路２により伝送する場合を示している。
オーディオ信号Ｓは図２に示したΔΣ変調器３により１ビットデジタルオーディオデータＤＴとされ、図１に示した伝送装置１により、例えば図３の形態の伝送データｔＤＴとして伝送路２に送出される。
この伝送データｔＤＴは記録信号処理部４１に供給されてメディア６への記録のための処理が行われる。
例えば記録信号処理部４１は、伝送路２から供給されてくる伝送データｔＤＴｓに対して、まず伝送周波数値Ｓｄｃｋに基づいた処理周波数でデータ取込処理を行い、１ビットデジタルオーディオデータＤＴとしてのデータストリームを得る。そしてその１ビットデジタルオーディオデータＤＴについて、記録を行うメディア６の記録フォーマット、変調方式に応じてエラー訂正符号の付加や各種エンコード処理を行い、記録ドライブ信号を生成する。
その記録ドライブ信号は記録ヘッド４２に供給されて、記録ヘッド４２によりメディア６へのデータ書込が行われる。
例えばメディア６が光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク、磁気テープなどであれば、記録ドライブ信号に応じて光学ヘッド又は磁気ヘッドが駆動されて記録が実行される。
また、メディア６がフラッシュメモリなどによるメモリカードのような形態であれば、インターフェース４２によりメディア６に対して書込アクセスが行われることになる。
【００２４】
ここで、伝送装置１による伝送周波数の設定は、例えば次のような条件から行われることになる。
まず、記録装置部側の制御を実行している記録制御部４３は、装填されているメディア６についての記録可能容量（残量）や、メディア上の記録可能な位置、さらにはメディア６の種別などを把握しているため、これらのメディア６の容量情報や種別情報を、伝送装置１に対して伝送周波数設定条件Ｓｃ１として送信するようにすることが考えられる。
この送信は、伝送装置１側と記録制御部４３側が一体的な装置内であれば、装置の内部バスその他の通信系で可能となる。また別体の装置であれば、伝送路２を利用すればよい。
【００２５】
また伝送装置１は当然ながら接続された伝送路２の種別や伝送方式はわかるものであるため伝送路２の伝送能力、例えば伝送帯域や伝送速度の情報を伝送周波数設定条件Ｓｃ２として得ることができる。具体的にはインターフェース１１は制御部１３に対して伝送路２に関する情報として伝送周波数設定条件Ｓｃ２を伝えることができる。
【００２６】
さらに伝送装置１側において、記録しようとするオーディオ信号Ｓ（１ビットデジタルオーディオデータＤＴ）が、何らかのメディアに記録されていたりバッファリングされていたりするなどの事情でデータ量が判別できていたり、さらには伝送するデータ量を任意に設定可能である場合などは、伝送するデータ量の情報を伝送周波数設定条件Ｓｃ３として得ることができる。
【００２７】
また図５は、放送、配信などの目的でオーディオ信号Ｓを受信装置側に伝送するために伝送路２により伝送する場合を示している。
図４と同じくオーディオ信号ＳはΔΣ変調器３により１ビットデジタルオーディオデータＤＴとされ、伝送装置１により伝送データｔＤＴとして伝送路２に送出される。
この伝送データｔＤＴは受信装置５１により受信され、受信データ処理部５２で所要の処理が行われる。
例えば受信装置５１は、伝送路２から供給されてくる伝送データｔＤＴｓに対して、まず伝送周波数値Ｓｄｃｋに基づいた処理周波数でデータ取込処理を行い、１ビットデジタルオーディオデータＤＴとしてのデータストリームを得る。そしてその１ビットデジタルオーディオデータＤＴについて、受信データ処理部５２では、例えば再生出力のためにフィルタリング処理を行ってアナログオーディオ信号とし、増幅して出力する。またデータ配信などの場合では、例えば所定の記録媒体への記録などを実行するための処理を行うことも考えられる。
【００２８】
この場合、受信装置５１は、受信能力、例えばデータ取込のための処理クロックの値やバッファリング能力などの情報を、伝送装置１に対して伝送周波数設定条件Ｓｃ４として送信するようにすることが考えられる。
この送信は、伝送路２もしくはその他の伝送路を利用すればよい。或いは受信装置５１の受信能力が予め伝送装置１側にわかっているのであれば、伝送周波数設定条件Ｓｃ４の値を伝送装置１側で保持しておくようにしてもよい。例えば伝送装置１の使用者が、受信装置５１の情報を入力するようにしてもよい。
また伝送装置１では、伝送路２に関する情報として伝送周波数設定条件Ｓｃ２を得ることができることや、伝送するデータ量の情報を伝送周波数設定条件Ｓｃ３として得ることができるのは、上記図４の場合と同様である。
【００２９】
例えばこの図４，図５のような伝送モデルにおいて、伝送装置１の制御部１３は、これらの伝送周波数設定条件Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４の一部又は全部に基づいて、伝送クロックの周波数を設定すればよい。
これによって、伝送の状況や目的などに応じてフレキシブルにビットレートを設定して伝送することができる。
【００３０】
例えばメディア６の記録可能容量（残量）に応じて、記録できる限りのデータを記録しておきたい場合などは、１ビットデジタルオーディオデータＤＴであって伝送データサイズは任意であるため、残量に応じたデータ量を伝送できるものになり、その際に、それに適した平均伝送周波数による伝送を実行することができる。
【００３１】
また受信装置側でデータ取込の際の処理クロックが限定されている場合は、その受信装置側の受信能力にあわせた平均伝送周波数による伝送が可能となる。
もちろん伝送したいデータ量や、伝送路２の能力に応じて平均伝送周波数を設定することもできる。これは、伝送路２が変更された場合などにも容易に対応できることを意味する。
【００３２】
つまり本例によれば、１ビットデジタルオーディオデータＤＴの伝送において、送信側、受信側又はメディア、或いは伝送路などの各種状況に応じて、全く任意に、好適な平均伝送周波数による伝送が実行できるものであり、また伝送データｔＤＴには伝送周波数値Ｓｄｃｋが付加されていることで、伝送先においては、そのように任意の平均伝送周波数で伝送されてきた伝送データｔＤＴについて適正に取り込むことができる。
【００３３】
また本例は、ＰＣＭデータのサンプリング周波数とは違うサンプリング周波数や、１６ビット、２０ビット、２４ビットなどの量子化ビット数での区切りに対応できないようなメディアなどへの伝送にも応用できる。
さらに、例えばオーディオデータに割り当てる容量が瞬間的には一定でないが、或る期間をみれば一定のビットレートが確保されており、毎回の割り当てビット数が可変なシステムなどにも応用できる。
【００３４】
以上、実施の形態を説明してきたが、本発明は非常に多様な装置、分野において適用でき、また伝送装置の構成としても各種の例が考えられる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、本発明によれば、１ビットデジタルオーディオデータの伝送において、送信側、受信側又はメディア、或いは伝送路などの各種状況に応じて、全く任意に、好適な平均伝送周波数による伝送が実行できる。また伝送するデータには伝送周波数を示す値が付加されているため、任意の平均伝送周波数で伝送されたとしても、伝送先においては伝送されてきたデータを適正に取り込むことができる。これらのことから、本発明は各種の状況に応じて適切な伝送周波数としてのフレキシブルなデータ伝送が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の伝送装置のブロック図である。
【図２】実施の形態のΔΣ変調器のブロック図である。
【図３】実施の形態の伝送データの説明図である。
【図４】実施の形態の伝送モデルのブロック図である。
【図５】実施の形態の伝送モデルのブロック図である。
【符号の説明】
１ 伝送装置、２ 伝送路、３ ΔΣ変調器、６ メディア、１１ インターフェース、１２ 可変伝送クロック発生部、１３ 制御部、４１ 記録信号処理部、４３ 記録制御部、５１ 受信装置
【発明の属する技術分野】
本発明は１ビットデジタルオーディオデータの伝送を行うデータ伝送装置、データ伝送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＰＣＭデータに代表されるようなデジタルオーディオデータは、所定のサンプリング周波数、所定の量子化ビット数でデジタル化されたものである。サンプリング周波数としては例えば３２ＫＨｚ、４４．１ＫＨｚ、４８ＫＨｚなどが代表的である。また量子化ビット数としては１６ビット、２０ビット、２４ビットなどとする例が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＣＭデータでは通常、量子化ビット数は１６ビットであり、これは１６ビットが１つのワードとしてとらえられるものであるが、或る装置（又は回路部）から他の装置（又は回路部）へ伝送するという観点で考えると、１６ビット単位の伝送が保たれていなければならないことを意味する。極端な例を挙げれば、例えば１５ビット分だけ伝送しても、その伝送先では１つのワードとしてデータを処理することができない。例えば正しくデコードできない。
従って伝送に際しては、データの伝送が１６ビット単位、或いはその整数倍などで、ワードの区切りに適切な状態が確保されるように伝送周波数が選定される。もちろんデータのサンプリング周波数も伝送周波数の選定に影響を与える。つまりサンプリング周波数と量子化ビット数の関係が維持されなければならない。
換言すれば、データ伝送に際しての平均伝送周波数は、データのサンプリング周波数及び量子化ビット数に依存してしまい、伝送周波数選定の自由度は非常に狭いものとなっている。
なお本明細書において「平均伝送周波数」とは、例えばバースト的な伝送も考慮した上での伝送周波数という意味で使用している。
【０００４】
平均伝送周波数が固定的とされることの影響は、例えばデジタルデータの放送のための伝送や、記録媒体への記録のための伝送などに現れる。
即ち記録又は提供しようとするデータの伝送において、記録媒体や受信装置側の状況などに応じた任意のデータ量／ビットレートでの伝送など、フレキシブルなデータ伝送ができないものとなっている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような状況に鑑みて、フレキシブルなデータ伝送を可能とする技術を提供する。
【０００６】
このため本発明では、データ伝送装置として、１ビットデジタルオーディオデータを任意の平均伝送周波数で伝送出力できると共に、伝送出力するデータには平均伝送周波数を示す情報を付加するように構成する。
【０００７】
より具体的には本発明のデータ伝送装置は、任意の周波数の伝送クロックを発生させることのできる伝送クロック発生手段と、上記伝送クロック発生手段により発生させる伝送クロックの周波数を伝送周波数設定条件に基づいて設定する設定手段と、所定のサンプリング周波数の１ビットデジタルオーディオデータを、上記伝送クロック発生手段により発生された伝送クロックを用いて伝送出力すると共に、伝送出力するデータに上記伝送クロックの周波数を示す情報を付加して伝送出力を行う伝送出力手段と、を備えるようにする。
そして、上記伝送出力手段は、有線又は無線で接続された他の機器に対してデータ伝送を行うと共に、上記設定手段は、上記伝送出力手段が伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び上記伝送出力手段から伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記他の機器の受信能力応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する。
【０００８】
または、上記伝送出力手段は、記録媒体に記録するデータとして１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、上記設定手段は、上記伝送出力手段が伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び上記伝送出力手段から伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記記録媒体の種別又は記録可能容量状況に応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する。
【０００９】
本発明のデータ伝送方法は、１ビットデジタルオーディオデータを任意の平均伝送周波数で、かつその平均伝送周波数を示す情報を付加した上で伝送出力するようにする。
また本発明のデータ伝送方法は、伝送クロックの周波数を伝送周波数設定条件に基づいて設定する設定手順と、上記設定手順で設定された周波数の伝送クロックを発生させる伝送クロック発生手順と、上記伝送クロック発生手順で発生させる伝送クロックを用いて、所定のサンプリング周波数の１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、伝送出力するデータに上記伝送クロックの周波数を示す情報を付加して伝送出力を行うようにする伝送出力手順と、が行われ、上記伝送出力手順において、有線又は無線で接続された他の機器に対してデータ伝送を行うと共に、上記設定手順において、上記伝送出力手順において伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記他の機器の受信能力応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する。
データ伝送方法。
または、上記伝送出力手順において、記録媒体に記録するデータとして１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、上記設定手順において、上記伝送出力手順において伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記記録媒体の種別又は記録可能容量状況に応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する。
【００１０】
音声信号をデジタル化する方法としては、ΔΣ変調が知られているが、このΔΣ変調により得られる１ビットディジタルデータは、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ット（例えばサンプリング周波数４４．１ＫＨｚ、データ語長１６ビット）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４４．１ＫＨｚの６４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、ΔΣ変調により１ビット信号であっても、６４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、高いダイナミッ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ーやデータ伝送に応用することができる。またΔΣ変調された信号は、簡単なアナログローパスフィルターを通すことによって、アナログオーディオ信号に戻すことができるものである。
このような１ビットデジタルオーディオデータでは、例えば１６ビット単位のワードなどの規定がなく、単に１ビットのデータが連続するのみとなる。つまりデータ伝送のビットレートは任意となり、これは平均伝送周波数を規制しないものとなる。従って平均伝送周波数は、伝送に際しての都合により自由に選定できるものとできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態としての伝送装置１を図１により説明する。
図１は、受信装置や記録媒体などに１ビットデジタルオーディオデータを提供するために伝送する伝送装置を示している。
【００１２】
上述のように１ビットデジタルオーディオデータとは、通常のＣＤ（Compact Disc）におけるオーディオデータよりも高品位なデータとして開発されたものであり、サンプリング周波数を例えばＣＤ方式における４４．１ＫＨｚの１６倍という非常に高いサンプリング周波数である２．８４２ＭＨｚとしてΔΣ変調された１ビットデータのことである。周波数帯域はＤＣ成分〜１００ＫＨｚの広範囲とされ、ダイナミックレンジはオーディオ帯域全体で１２０（ｄＢ）を実現できるデータ形式である。
【００１３】
図示するように伝送装置１は、インターフェース１１、可変伝送クロック発生部１２，制御部１３が設けられる。
インターフェース１１は、入力された、サンプリング周波数＝６４ｆｓ（但し例えばｆｓ＝４４．１ＫＨｚ）の１ビットデジタルオーディオデータＤＴを伝送路２に送出する部位である。
【００１４】
可変伝送クロック発生部１２は、インターフェース１１における送信処理に用いる伝送クロックＴＣＫを発生させる。伝送クロックＴＣＫの周波数は可変的に発生させることができるものとしている。
【００１５】
制御部１３は、具体例は後述するが、各種の伝送周波数設定条件Ｓｃに基づいて、伝送クロックＴＣＫの周波数を選定する部位である。
即ち伝送周波数設定条件Ｓｃに基づいて平均伝送周波数を選定し、クロック制御信号Ｖｃｋを可変伝送クロック発生部１２に供給する。可変伝送クロック発生部１２は、クロック制御信号Ｖｃｋにより指示された周波数で伝送クロックＴＣＫを発生させる。
また制御部１３は、選定した伝送周波数を示す値Ｓｄｃｋをインターフェース１１に供給する。
【００１６】
インターフェース１１に入力される１ビットデジタルオーディオデータＤＴは、図２のようなΔΣ変調器３により生成される。
ΔΣ変調器３は、供給されたオーディオ信号に対してΔΣ変調を行って１ビットデジタルオーディオデータＤＴを生成するものである。
【００１７】
図２のΔΣ変調器３において入力端子２１はオーディオ信号Ｓの入力端を示す。入力端子２１から入力される信号は加算器２２を介して積分器２３に供給される。この積分器２３からの信号が比較器２４に供給され、入力端子２１からの入力信号の中点電位と比較されて１サンプル期間ごとに１ビット量子化処理されることで、出力端子２７から１ビットデジタルオーディオデータとして出力される。
この量子化処理データである１ビットデジタルオーディオデータはまた、１サンプル遅延器２５に供給されて１サンプル期間分遅延される。この遅延データが１ビットのＤ／Ａ変換器２６でアナログ信号に変換されて加算器２２に供給されて、入力端子２１からの上記入力信号に加算される。
【００１８】
このようにしてΔΣ変調器３から出力される１ビットデジタルオーディオデータＤＴが図１のインターフェース１１に入力されるものとなる。
インターフェース１１は伝送クロックＴＣＫに基づいた伝送周波数、ビットレートで、１ビットデジタルオーディオデータＤＴを伝送路２に送出する処理を行うが、送出するデータ（伝送データｔＤＴ）としては、１ビットデジタルオーディオデータＤＴとしてのストリームに、制御部１３から供給された伝送周波数値Ｓｄｃｋを付加するようにしている。
例えば図３のような伝送データｔＤＴを送出することになる。
図３の例は、伝送データｔＤＴとしてのストリーム（又はパケット）の先頭に所定のビット数で伝送周波数値Ｓｄｃｋを付加したうえで１ビットデジタルオーディオデータＤＴを送出する例を模式的に示しているものである。
【００１９】
このような伝送データｔＤＴが伝送路２に送出される。
伝送路２としては、例えばＩＥＥＥ１３９４ケーブル、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルなど、機器間を通信可能に接続する伝送路であってもよいし、或る装置内の回路系間を接続する内部バスなどの伝送路であってもよい。さらにはＩＳＤＮなどの公衆回線や専用回線などの伝送路であってもよい。また、衛星通信、無線電話通信、赤外線通信などの無線伝送も、ここでいう伝送路２の範疇に含めるものとしている。
従って１ビットデジタルオーディオデータＤＴの伝送先としては多様に考えられ、図１に示したように或る受信装置に伝送して出力させる目的や、記録媒体に記録する目的の伝送などが考えられる。
【００２０】
ここで図３の伝送データｔＤＴにおいて、１ビットデジタルオーディオデータＤＴとしてのデータサイズは任意に設定可能であり、即ち伝送したいデータや受信側或いは記録媒体側の都合によって決めることができる。
これは、１ビットデジタルオーディオデータＤＴが、例えば量子化１６ビットのＰＣＭデータのワード単位のような概念がなく、伝送するデータ量が何ビットであってもかまわないためである。
例えば量子化１６ビットのデータの場合は、１６ビットの整数倍のデータ量を送信しなければ受信側で適正なデータ処理が実行できないが、１ビットデジタルオーディオデータＤＴの場合は、１ビット以上の何ビットを伝送しようと、受信側では適正に処理できる。具体的にはフィルタリングによってオーディオ信号を取り出すことができる。
【００２１】
このため、伝送する１ビットデジタルオーディオデータＤＴのデータ量は、全く任意に設定できる。
そしてそのため、平均伝送周波数の値（ビットレート）は任意に設定可能となるものであり、ビットレートが任意であれば、実際の伝送に際しての平均伝送周波数は、その伝送の際の都合によって決めてしまってよいと考えることができる。
【００２２】
そこで本例では制御部１３が伝送クロックＴＣＫの周波数を設定することで、任意の伝送周波数によるデータ伝送が実行されるようにしており、また伝送周波数の選定のために、何らかの伝送周波数設定条件Ｓｃが制御部１３に入力されるようにしている。
【００２３】
図４，図５はそれぞれ伝送周波数設定のモデルを示している。
図４は、オーディオ信号Ｓを記録媒体（メディア）６へ記録するために伝送路２により伝送する場合を示している。
オーディオ信号Ｓは図２に示したΔΣ変調器３により１ビットデジタルオーディオデータＤＴとされ、図１に示した伝送装置１により、例えば図３の形態の伝送データｔＤＴとして伝送路２に送出される。
この伝送データｔＤＴは記録信号処理部４１に供給されてメディア６への記録のための処理が行われる。
例えば記録信号処理部４１は、伝送路２から供給されてくる伝送データｔＤＴｓに対して、まず伝送周波数値Ｓｄｃｋに基づいた処理周波数でデータ取込処理を行い、１ビットデジタルオーディオデータＤＴとしてのデータストリームを得る。そしてその１ビットデジタルオーディオデータＤＴについて、記録を行うメディア６の記録フォーマット、変調方式に応じてエラー訂正符号の付加や各種エンコード処理を行い、記録ドライブ信号を生成する。
その記録ドライブ信号は記録ヘッド４２に供給されて、記録ヘッド４２によりメディア６へのデータ書込が行われる。
例えばメディア６が光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク、磁気テープなどであれば、記録ドライブ信号に応じて光学ヘッド又は磁気ヘッドが駆動されて記録が実行される。
また、メディア６がフラッシュメモリなどによるメモリカードのような形態であれば、インターフェース４２によりメディア６に対して書込アクセスが行われることになる。
【００２４】
ここで、伝送装置１による伝送周波数の設定は、例えば次のような条件から行われることになる。
まず、記録装置部側の制御を実行している記録制御部４３は、装填されているメディア６についての記録可能容量（残量）や、メディア上の記録可能な位置、さらにはメディア６の種別などを把握しているため、これらのメディア６の容量情報や種別情報を、伝送装置１に対して伝送周波数設定条件Ｓｃ１として送信するようにすることが考えられる。
この送信は、伝送装置１側と記録制御部４３側が一体的な装置内であれば、装置の内部バスその他の通信系で可能となる。また別体の装置であれば、伝送路２を利用すればよい。
【００２５】
また伝送装置１は当然ながら接続された伝送路２の種別や伝送方式はわかるものであるため伝送路２の伝送能力、例えば伝送帯域や伝送速度の情報を伝送周波数設定条件Ｓｃ２として得ることができる。具体的にはインターフェース１１は制御部１３に対して伝送路２に関する情報として伝送周波数設定条件Ｓｃ２を伝えることができる。
【００２６】
さらに伝送装置１側において、記録しようとするオーディオ信号Ｓ（１ビットデジタルオーディオデータＤＴ）が、何らかのメディアに記録されていたりバッファリングされていたりするなどの事情でデータ量が判別できていたり、さらには伝送するデータ量を任意に設定可能である場合などは、伝送するデータ量の情報を伝送周波数設定条件Ｓｃ３として得ることができる。
【００２７】
また図５は、放送、配信などの目的でオーディオ信号Ｓを受信装置側に伝送するために伝送路２により伝送する場合を示している。
図４と同じくオーディオ信号ＳはΔΣ変調器３により１ビットデジタルオーディオデータＤＴとされ、伝送装置１により伝送データｔＤＴとして伝送路２に送出される。
この伝送データｔＤＴは受信装置５１により受信され、受信データ処理部５２で所要の処理が行われる。
例えば受信装置５１は、伝送路２から供給されてくる伝送データｔＤＴｓに対して、まず伝送周波数値Ｓｄｃｋに基づいた処理周波数でデータ取込処理を行い、１ビットデジタルオーディオデータＤＴとしてのデータストリームを得る。そしてその１ビットデジタルオーディオデータＤＴについて、受信データ処理部５２では、例えば再生出力のためにフィルタリング処理を行ってアナログオーディオ信号とし、増幅して出力する。またデータ配信などの場合では、例えば所定の記録媒体への記録などを実行するための処理を行うことも考えられる。
【００２８】
この場合、受信装置５１は、受信能力、例えばデータ取込のための処理クロックの値やバッファリング能力などの情報を、伝送装置１に対して伝送周波数設定条件Ｓｃ４として送信するようにすることが考えられる。
この送信は、伝送路２もしくはその他の伝送路を利用すればよい。或いは受信装置５１の受信能力が予め伝送装置１側にわかっているのであれば、伝送周波数設定条件Ｓｃ４の値を伝送装置１側で保持しておくようにしてもよい。例えば伝送装置１の使用者が、受信装置５１の情報を入力するようにしてもよい。
また伝送装置１では、伝送路２に関する情報として伝送周波数設定条件Ｓｃ２を得ることができることや、伝送するデータ量の情報を伝送周波数設定条件Ｓｃ３として得ることができるのは、上記図４の場合と同様である。
【００２９】
例えばこの図４，図５のような伝送モデルにおいて、伝送装置１の制御部１３は、これらの伝送周波数設定条件Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４の一部又は全部に基づいて、伝送クロックの周波数を設定すればよい。
これによって、伝送の状況や目的などに応じてフレキシブルにビットレートを設定して伝送することができる。
【００３０】
例えばメディア６の記録可能容量（残量）に応じて、記録できる限りのデータを記録しておきたい場合などは、１ビットデジタルオーディオデータＤＴであって伝送データサイズは任意であるため、残量に応じたデータ量を伝送できるものになり、その際に、それに適した平均伝送周波数による伝送を実行することができる。
【００３１】
また受信装置側でデータ取込の際の処理クロックが限定されている場合は、その受信装置側の受信能力にあわせた平均伝送周波数による伝送が可能となる。
もちろん伝送したいデータ量や、伝送路２の能力に応じて平均伝送周波数を設定することもできる。これは、伝送路２が変更された場合などにも容易に対応できることを意味する。
【００３２】
つまり本例によれば、１ビットデジタルオーディオデータＤＴの伝送において、送信側、受信側又はメディア、或いは伝送路などの各種状況に応じて、全く任意に、好適な平均伝送周波数による伝送が実行できるものであり、また伝送データｔＤＴには伝送周波数値Ｓｄｃｋが付加されていることで、伝送先においては、そのように任意の平均伝送周波数で伝送されてきた伝送データｔＤＴについて適正に取り込むことができる。
【００３３】
また本例は、ＰＣＭデータのサンプリング周波数とは違うサンプリング周波数や、１６ビット、２０ビット、２４ビットなどの量子化ビット数での区切りに対応できないようなメディアなどへの伝送にも応用できる。
さらに、例えばオーディオデータに割り当てる容量が瞬間的には一定でないが、或る期間をみれば一定のビットレートが確保されており、毎回の割り当てビット数が可変なシステムなどにも応用できる。
【００３４】
以上、実施の形態を説明してきたが、本発明は非常に多様な装置、分野において適用でき、また伝送装置の構成としても各種の例が考えられる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、本発明によれば、１ビットデジタルオーディオデータの伝送において、送信側、受信側又はメディア、或いは伝送路などの各種状況に応じて、全く任意に、好適な平均伝送周波数による伝送が実行できる。また伝送するデータには伝送周波数を示す値が付加されているため、任意の平均伝送周波数で伝送されたとしても、伝送先においては伝送されてきたデータを適正に取り込むことができる。これらのことから、本発明は各種の状況に応じて適切な伝送周波数としてのフレキシブルなデータ伝送が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の伝送装置のブロック図である。
【図２】実施の形態のΔΣ変調器のブロック図である。
【図３】実施の形態の伝送データの説明図である。
【図４】実施の形態の伝送モデルのブロック図である。
【図５】実施の形態の伝送モデルのブロック図である。
【符号の説明】
１ 伝送装置、２ 伝送路、３ ΔΣ変調器、６ メディア、１１ インターフェース、１２ 可変伝送クロック発生部、１３ 制御部、４１ 記録信号処理部、４３ 記録制御部、５１ 受信装置
Claims (4)
- 任意の周波数の伝送クロックを発生させることのできる伝送クロック発生手段と、
上記伝送クロック発生手段により発生させる伝送クロックの周波数を伝送周波数設定条件に基づいて設定する設定手段と、
所定のサンプリング周波数の１ビットデジタルオーディオデータを、上記伝送クロック発生手段により発生された伝送クロックを用いて伝送出力すると共に、伝送出力するデータに上記伝送クロックの周波数を示す情報を付加して伝送出力を行う伝送出力手段と、
を備え、
上記伝送出力手段は、有線又は無線で接続された他の機器に対してデータ伝送を行うと共に、
上記設定手段は、上記伝送出力手段が伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び上記伝送出力手段から伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記他の機器の受信能力応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する
データ伝送装置。 - 任意の周波数の伝送クロックを発生させることのできる伝送クロック発生手段と、
上記伝送クロック発生手段により発生させる伝送クロックの周波数を伝送周波数設定条件に基づいて設定する設定手段と、
所定のサンプリング周波数の１ビットデジタルオーディオデータを、上記伝送クロック発生手段により発生された伝送クロックを用いて伝送出力すると共に、伝送出力するデータに上記伝送クロックの周波数を示す情報を付加して伝送出力を行う伝送出力手段と、
を備え、
上記伝送出力手段は、記録媒体に記録するデータとして１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、
上記設定手段は、上記伝送出力手段が伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び上記伝送出力手段から伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記記録媒体の種別又は記録可能容量状況に応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する
データ伝送装置。 - 伝送クロックの周波数を伝送周波数設定条件に基づいて設定する設定手順と、
上記設定手順で設定された周波数の伝送クロックを発生させる伝送クロック発生手順と、
上記伝送クロック発生手順で発生させる伝送クロックを用いて、所定のサンプリング周波数の１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、伝送出力するデータに上記伝送クロックの周波数を示す情報を付加して伝送出力を行うようにする伝送出力手順と、
が行われ、
上記伝送出力手順において、有線又は無線で接続された他の機器に対してデータ伝送を行うと共に、
上記設定手順において、上記伝送出力手順において伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記他の機器の受信能力応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する
データ伝送方法。 - 伝送クロックの周波数を伝送周波数設定条件に基づいて設定する設定手順と、
上記設定手順で設定された周波数の伝送クロックを発生させる伝送クロック発生手順と、
上記伝送クロック発生手順で発生させる伝送クロックを用いて、所定のサンプリング周波数の１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、伝送出力するデータに上記伝送クロックの周波数を示す情報を付加して伝送出力を行うようにする伝送出力手順と、
が行われ、
上記伝送出力手順において、記録媒体に記録するデータとして１ビットデジタルオーディオデータを伝送出力すると共に、
上記設定手順において、上記伝送出力手順において伝送出力する伝送路の種別又は伝送能力及び伝送出力しようとする１ビットデジタルオーディオデータのデータサイズに応じた伝送周波数設定条件を得るとともに、上記記録媒体の種別又は記録可能容量状況に応じた伝送周波数設定条件を受信し、これらの伝送周波数設定条件に基づいて伝送クロックの周波数を設定する
データ伝送方法。
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