JP4727619B2 - 圧縮オーディオ再生機 - Google Patents

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Description

この出願は1999年2月9日に出願された「ユニバーサルCDプレーヤー(UNIVERSAL CD PLAYER)」という名称の同時係属の米国特許出願第09/247,713号の一部継続出願である。
本発明は、圧縮オーディオ再生機に関するものである。
この発明は、移動式電源又は標準AC電源で作動してCDからのデジタル音声ファイルを解読することができるユニバーサルコンパクトディスク(CD)プレーヤーに関する。
今日、全てのCDプレーヤーは全ての音楽録音業者(「レーベル」)によって使用されている標準的なCDDAデジタルフォーマットのみの解読(再生)が可能である。
しかしながら、近年、CDやパソコンのハードディスクなどの記憶スペース内のコンコミタントセービング(concomitant savings)を用いたインターネットなどのデジタルネットワーク上への十分な音楽配信に対応させるために、種々の圧縮方式及び音声ファイルのデジタル配信が設計されている。このような圧縮方式の利点は以下の表1に示されている。この表は3分の高品質音声ファイルを伝送するのに必要な時間を示している。
Figure 0004727619
明らかなように、高効率圧縮方式及び超広帯域伝送設備の利用が可能になれば、個人が高品質の音楽作品を極めて妥当な時間でダウンロードできるであろう。したがって、インターネット、独自のオンラインサービス、CD−Rom、双方向テレビ、公衆電話、テレビ電話を通じての音楽や娯楽作品の電子販売は、2000年までに1億8600万ドルの五倍(控えめに見積もって)又は13億ドル程度、すなわち、業界全体の10%にも及ぶと予想される。
したがって、どの圧縮方式が音楽業界の標準となるかについて、激しい攻防がある。現在、音楽業界の主流であることを主張している業者は少なくとも四つある。さらに、新しい圧縮方式に関する多くの研究が進行中である。現段階で市場で優位性のある四つのタイプの圧縮方式は以下の通りである。
(1)Moving Picture Experts Group(MPEG):動画及び関連音声を最大1.5メガビット/秒(Mbps)におけるデジタル記憶媒体に対してコード化するための標準圧縮方式。これは、国際標準化機構(ISO)の5部門(ISO/IEC11172-1-5)における国際標準である。MPEGのプレーヤー(以下を参照)はインターネット上で数百万のコンピュータのユーザに対して無料配布されている。
(2)Real Audio:インターネット上でのストリーミング配信及びダウンロードのためのビデオ及び音声の両方をコード化するための圧縮方式。この圧縮方式はProgressiveNetworks(現RealNetworks)によって設計されたもので、おそらく、いくつかの独自技術の中でも最も高い市場占有率を有している。RealNetworkは、インターネット上で、プレーヤーを希望者に対して無料で配布している。
(3)Liquid Audio:単一の音声ファイルに含まれている音声及び関連リリック、クレジット、及びアートワークのための別の独自圧縮方式。この圧縮方式も音声の品質を向上させるためのDolbyDigitalコード化を使用している。RealNetworkと同様に、Liquid Audioも無料プレーヤーを提供している。
(4)A2b:AT&Tによって開発された別の独自圧縮方式。
一般に、これらの圧縮方式はすべて次のようなコンポーネントを有している。
(1)プレーヤー。これはストリーミング音声を聞いたり、ハードディスクにあるデジタルファイルを再生したりするのに必要である。プレーヤーは先に圧縮された音楽ファイルを解凍する。
(2)圧縮された音声を解凍及び解読するためのデコーダ。
エンコーダは数多く(MPEGなどの既存の圧縮方式の範囲内でも)存在する。しかしながら、すべてのエンコーダが数学的アルゴリズムを含んでいる。これは音声ストリームを審査して、人の耳で判別できない「余分な」情報を除去する。たとえば、音声CDは約650メガバイト(Mbytes)の総データ量に対して、約60から72分の16ビット、44.1kHzの生の音声データをもっている。データのサイズを縮小するための古典的な方法はサンプリングレートを44.1kHzから22kHzへと低下させること、又は16ビットのサンプルを8ビットのサンプルへ変換することである。残念ながら、このような単純な方法は音声の品質を約半分に低下させてしまう。
エンコーダは音声ファイルの品質を1対1で減少させることなくファイルのサイズを縮小させるための精巧な数学的処理を含んでいる。人の認識力に基づいて、エンコーダはどのような情報が基本的なものであるか、及び何を除去できるかを決定する。たとえば、MPEGにおいては、音声エンコーダは強い信号に続く弱い信号を除去している。その理由は、そのような弱い信号はたとえ耳から入っても脳で認識できないからである。圧縮率がたかくなればなるほど、より多くの情報が除去され、リスナーは音声の品質の違いをより感知しやすくなる。
デコーダはコード化された音声ファイルを解凍するための精巧な数学処理を使用している。デコーダによって使用されている精巧な数学処理はどのようなコンピュータによっても実行可能である。今日、何千もの人々がインターネット上でMPEGファイルをダウンロードし、「サウンドカード」と併せて、パソコンのマイクロプロセッサを使用している無料プレーヤーを用いてそれらを解読して、デコーダを実行している。しかし、これらの人々及び他の人々もこれらの圧縮ファイルをポータブル装置で再生する能力を欲している。コンピュータを使用せずに圧縮音楽を再生するための適応性のある手段は今のところ存在しない。
したがって、どのようなエンコーダによってコード化された圧縮音声ファイルであっても解読及び再生することのできるユニバーサルCDプレーヤーが必要になっている。この発明は、CDプレーヤーのデコーダに組み込まれたデジタル信号処理(DSP)技術を使用することによって、その解決策を提供する。
また、この発明は、各プレーヤーに固有のシリアルナンバーなどのコピーインジケータを付し、購入されたメモリーカードを別のプレーヤー上で使用することを防止して解読ソフトウェアの製造者著作権を保護するための解決策を提供する。
この発明の別の局面においては、どのようなエンコーダによってコード化された圧縮音声ファイルでも解読及び再生することのできるユニバーサル圧縮音声プレーヤーが得られる。圧縮音声ファイルはプレーヤーにアクセス可能な記憶装置内に存在可能である。この記憶装置としては、内部ランダムアクセスメモリー(RAM)又はメモリーカードのような着脱可能なメモリーがある。
この発明の一側面に係る圧縮オーディオ再生機は、音楽記憶装置に存在するエンコーディングされたオーディオファイルをデコーディングし再生する圧縮オーディオ再生機において、(a)デコーディングされる圧縮オーディオファイルを含む音楽記憶装置と、(b)デコーディングソフトウェアプログラムの指示の下で前記圧縮オーディオファイルをデコーディングし、デコーディングされた信号を生成するプログラマブルデジタル信号処理器と、(c)前記デジタル信号処理器の動作を指示する一つ以上のデコーディングソフトウェアプログラムと、(d)前記デコーディングソフトウェアプログラムを記憶するメモリ手段と、(e)新たなデコーディングソフトウェアプログラムを記憶した外部メモリであって前記圧縮オーディオ再生機の外部から当該圧縮オーディオ再生機に挿入される当該外部メモリ、から前記メモリ手段へ前記新たなデコーディングソフトウェアプログラムをコピーする手段と、(f)前記デコーディングされた信号をアナログオーディオ信号に変換するデジタル−アナログ変換器と、(g)デコーディングソフトウェアプログラムの不法使用を防ぐための消去不可能なコピーインジケータと、を含み、前記プログラマブルデジタル信号処理器は、前記外部メモリから前記メモリ手段へコピーされた新たなデコーディングソフトウェアプログラムの指示の下で圧縮オーディオファイルをデコーディングし、前記消去不可能なコピーインジケータは、(d)前記メモリ手段から前記外部メモリの隠れ番地に転送される、ことを特徴とする。
この発明の別の局面においては、CD内に存在するコード化された音声ファイルを解読及び再生することのできるユニバーサルコンパクトディスク(CD)プレーヤーは、その音声ファイルをコード化するのに使用された特定のコード化アルゴリズムに関わらずそのファイルを解読及び再生可能であり、CDに記録された信号を読み出すことのできるスピンドルモータ及び光学式ピックアップと、ピックアップによって読み出された信号を増幅するための増幅器と、増幅された信号を解読ソフトウェアプログラムの指示の下に解読することのできるプログラム可能なデジタル信号プロセッサと、デジタル信号プロセッサを作動させる解読ソフトウェアプログラムを含む不揮発性メモリと、メモリカードから不揮発性メモリー内へ解読ソフトウェアプログラムをコピー可能なプログラムと、解読信号をアナログ音声信号へ変換するためのデジタルアナログ変換器と、アナログ音声信号を音へと変換するためのスピーカ又はヘッドホンとから成る。

音楽記憶装置内に存在するコード化された音声ファイルを解読及び再生することのできるユニバーサル圧縮音声プレーヤーは、その音声ファイルをコード化するのに使用された特定のコード化アルゴリズムに関わらずそのファイルを解読及び再生可能であり、解読されるべき圧縮音声ファイルを含む音楽記憶装置と、圧縮された音声ファイルを解読ソフトウェアプログラムの指示の下に解読することのできるプログラム可能なデジタル信号プロセッサと、デジタル信号プロセッサを作動させる解読ソフトウェアプログラムを含む不揮発性メモリーと、メモリーカードから不揮発性メモリー内へ解読ソフトウェアプログラムをコピー可能なプログラムと、解読信号をアナログ音声信号へ変換するためのデジタルアナログ変換器と、アナログ音声信号を音へと変換するためのスピーカ又はヘッドホンとから成る。
この発明の主な目的及び利点は、各プレーヤーに固有のシリアルナンバーなどのコピーインジケータを付し、購入されたメモリーカードを別のプレーヤー上で使用することを防止して解読ソフトウェアの製造者著作権を保護することができることである。
この発明の別の主な目的及び利点は、数ある異種コード化技術のいずれかによってコード化されたCD上の音声ファイルを解読及び再生できることである。
この発明の別の主な目的及び利点は、数ある異種コード化技術のいずれかによってコード化された音楽記憶装置に存在する音声ファイルを解読及び再生できることである。
この発明の別の主な目的及び利点は、圧縮された音声ファイルをパソコンを必要とすることなく解読及び再生できることである。
この発明の別の主な目的及び利点は、圧縮された音声ファイルを再生するための完全なポータブル手段を提供していることである。
この発明の別の主な目的及び利点は、標準(非圧縮)CDを再生することができることである。
この発明の別の主な目的及び利点は、外部のメモリーカードからダウンロード可能なソフトウェアプログラムを解読できることである。
この発明のユニバーサルCDプレーヤーのブロック図が図1に示されている。ユニバーサルCDプレーヤーは参照番号10として参照される。
ユニバーサルCDプレーヤー10は、CDを回転させるための駆動手段12と、CDにコード化されている信号を読み取るための光学センサー手段14とを有している。好ましい実施の形態においては、駆動手段12はスピンドルモータ16であり、光学センサー手段14は光学式ピックアップ18である。
ユニバーサルCDプレーヤー10は、光学センサー手段14で読み取られた信号を増幅し、増幅された信号を出力する信号増幅器20をさらに有している。
増幅器20で増幅された信号は、プログラム可能なデジタル信号プロセッサ(DSP)24に送信される。DSPは、数ある供給源から入手できるが、1つの例は、WA98607, Camas, NW Pacific Rim Blvd. 5700に所在のSHARP Microelectronicsから入手できるButterflyDSPである。ここでは、DSPは、その動作が解読ソフトウェアプログラムによって指示される時には、「プログラム可能」である。この点に関しては後述する。この素子は、米国特許第5,617,386号に開示されているMPEGデコーダチップや米国特許第5,428,592号に開示されている単一目的のための信号処理器のような単一目的のチップとは異なっている。
DSP24は、解読ソフトウェアプログラムの指示に基づいて、増幅された信号を解読するように適合されている。
ユニバーサルCDプレーヤー10はDSP24を動作させる少なくとも一つの解読ソフトウェアプログラムをさらに有している。この解読ソフトウェアプログラムはメモリー手段26に記憶されている。メモリー手段26は、外部電源がなくても内容を保持するとともに、読み取りも書き込みもできるような不揮発性メモリー28が好ましい。
ユニバーサルCDプレーヤー10は、さらに、解読ソフトウェアプログラムを外部供給源からメモリー手段26へコピーするための手段30をさらに有している。手段30は、好ましくは、ユニバーサルCDプレーヤー10に挿入されたメモリーカード32を読み取る。手段30は、DSP24又は他のプロセッサである。
ユニバーサルCDプレーヤー10は、解読された信号をアナログの音声信号に変換するためのデジタルアナログコンバータ(DAC)34をさらに有している。
ユニバーサルCDプレーヤー10は、アナログの音声信号を音に変換する音再生手段36をさらに有している。音再生手段36はスピーカー38又はイヤホン40である。
解読ソフトウェアプログラムの不法使用を防ぐために、ユニバーサルCDプレーヤー10は、好ましくは、消去不可能なコピーインジケータ(図示していない)を含んでいる。このコピーインジケータは、好ましくは、不揮発性メモリー28に保存されていて、メモリーカード32へ転送可能である。これについては後述する。好ましい実施の形態においては、コピーインジケータは、ユニバーサルCDプレーヤー10毎に決められているシリアルナンバーである。
ユニバーサルCDプレーヤー10の操作を下記に示す。
ユニバーサルCDプレーヤー10は、標準的なCDDAコード(標準的なCDプレーヤーで用いられている)の解読ソフトウェアプログラムが保持されている不揮発性メモリー28で形成されている。また、不揮発性メモリー28には初めからMPEGの解読ソフトウェアプログラムが保持されている。したがって、ユーザーは、如何なるメモリーカードをも購入することなしに、標準のCD(CDDA)の録音を再生することができる。ユーザーはMPEGの録音を再生することもできる。
その他のライセンスされた圧縮方式(例えば、RealAudio、LiquidAudio、a2b)では、いずれの場合も、ユーザーはメモリーカードを購入してデータを予め読み込んでおく必要がある。メモリーカード(小売り店で売っている)には、それぞれ、解読ソフトウェアが記憶されている。メモリーカード32がCDプレーヤー10に挿入されると、解読ソフトウェアプログラムが不揮発性メモリー28に移送され、ユーザーは特殊な圧縮方式でコード化された音声ファイルのCDを再生することができる。
さらに、ユニバーサルCDプレーヤーは以下のような解読ソフトウェアのためのコピーガードを実行することができる。メモリーカード32がCDプレーヤー10に挿入されると、消去不可能なコピーインジケータが不揮発性メモリー28からメモリーカード32のメモリー領域の隠れ番地に転送される。メモリーカード32がCDプレーヤー10から抜き取られ、他のCDプレーヤー10に挿入されたとしても、第2のCDプレーヤーではその解読ソフトをロードすることができない。なぜならば、第2のCDプレーヤーのコピーインジケータがメモリーカードのコピーインジケータに整合しないからである。あらゆる解読ソフトウェアのライセンスはプレーヤー毎に行われるので、この設計は解読著作権を保護している。ライセンスの発行が不要となった場合には、メモリーカードのアップグレードはコピーインジケータのライセンス保護を除去して使用できる。
本発明の他の形態におけるユニバーサル圧縮音声プレーヤーが参照番号110によって図2に示されている。
ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110は解読されるべき圧縮音声ファイルを含む音楽記憶装置112をさらに有している。圧縮音声ファイルは、限定的ではないが、MPEG、RealAudio及びA2bを含む種々のディジタル圧縮方式でコード化されている。
ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110は、プログラム可能なデジタル信号プロセッサ(DSP)114をさらに有する。DSPは、数ある供給源から入手できるが、1つの例は、WA98607, Camas, NW Pacific Rim Blvd. 5700に所在のSHARP Microelectronicsから入手できるButterflyDSPである。ここでは、DSPは、その動作が解読ソフトウェアプログラムによって指示される時には、「プログラム可能」である。この点に関しては後述する。この素子は、米国特許第5,617,386号に開示されているMPEGデコーダチップや米国特許第5,428,592号に開示されている単一目的のための信号処理器のような単一目的のチップとは異なっている。
ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110はDSP114を動作させる少なくとも一つの解読ソフトウェアをさらに有している。この解読ソフトウェアプログラムはメモリー手段116に記憶されている。メモリー手段116は、外部電源がなくても内容を保持するとともに、読み取りも書き込みもできるような不揮発性メモリー118が好ましい。
ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110は、さらに、解読ソフトウェアプログラムを外部供給源からメモリー手段116へコピーするための手段130をさらに有している。手段130は、好ましくは、ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110に挿入されたメモリーカード132を読み取る。手段130は、DSP114又は他のプロセッサである。
ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110は、解読された信号をアナログの音声信号に変換するためのデジタルアナログコンバータ(DAC)134をさらに有している。
ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110は、アナログの音声信号を音に変換する音再生手段136をさらに有している。音再生手段136はスピーカー138又はイヤホン140である。
解読ソフトウェアプログラムの不法使用を防ぐために、ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110は、好ましくは、消去不可能なコピーインジケータ(図示していない)を含んでいる。このコピーインジケータは、好ましくは、不揮発性メモリー118に保存されていて、メモリーカード132へ転送可能である。これについては後述する。好ましい実施の形態においては、コピーインジケータは、ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110毎に決められているシリアルナンバーである。
ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110の操作を下記に示す。
ユニバーサル圧縮音声プレーヤー110は、標準的なCDDAコード(標準的なCDプレーヤーで用いられている)の解読ソフトウェアプログラムが保持されている不揮発性メモリー118で形成されている。また、不揮発性メモリー118には初めからMPEGの解読ソフトウェアプログラムが保持されている。したがって、ユーザーは、如何なるメモリーカードをも購入することなしに、標準のCD(CDDA)の録音を再生することができる。ユーザーはMPEGの録音を再生することもできる。
その他のライセンスされた圧縮方式(例えば、RealAudio、LiquidAudio、a2b)では、いずれの場合も、ユーザーはメモリーカードを購入してデータを予め読み込んでおく必要がある。メモリーカード(小売り店で売っている)には、それぞれ、解読ソフトウェアが記憶されている。メモリーカード132がプレーヤー110に挿入されると、解読ソフトウェアプログラムが不揮発性メモリー118に移送され、ユーザーは特殊な圧縮方式でコード化された音声ファイルのCDを再生することができる。
さらに、ユニバーサル圧縮音声プレーヤーは以下のような解読ソフトウェアのためのコピーガードを実行することができる。メモリーカード132がプレーヤー110に挿入されると、消去不可能なコピーインジケータが不揮発性メモリー118からメモリーカード132のメモリー領域の隠れ番地に転送される。メモリーカード132がプレーヤー110から抜き取られ、他のプレーヤー110に挿入されたとしても、第2のプレーヤーではその解読ソフトをロードすることができない。なぜならば、第2のプレーヤーのコピーインジケータがメモリーカードのコピーインジケータに整合しないからである。あらゆる解読ソフトウェアのライセンスはプレーヤー毎に行われるので、この設計は解読著作権を保護している。ライセンスの発行が不要となった場合には、メモリーカードのアップグレードはコピーインジケータのライセンス保護を除去して使用できる。
この発明はその精神及び本質的属性から逸脱することなく他の特定の形態で実施可能である。したがって、示された実施の形態は全ての点において説明のためのものであって限定的なものではないと解釈されるべきである。発明の範囲は上記の実施の形態の説明ではなく特許請求の範囲によって限定される。
ユニバーサルCDプレーヤーのブロック図である。 ユニバーサル圧縮音声プレーヤーのブロック図である。
符号の説明
112 音楽記憶装置
24,114 デジタル信号プロセッサ
26,116 メモリー手段
28,118 不揮発性メモリー
32,132 メモリーカード
34,134 デジタルアナログ変換器
36,136 音再生手段。

Claims (4)

  1. 音楽記憶装置に存在するエンコーディングされたオーディオファイルをデコーディングし再生する圧縮オーディオ再生機において、
    (a)デコーディングされる圧縮オーディオファイルを含む音楽記憶装置と、
    (b)デコーディングソフトウェアプログラムの指示の下で前記圧縮オーディオファイルをデコーディングし、デコーディングされた信号を生成するプログラマブルデジタル信号処理器と、
    (c)前記デジタル信号処理器の動作を指示する一つ以上のデコーディングソフトウェアプログラムと、
    (d)前記デコーディングソフトウェアプログラムを記憶するメモリ手段と、
    (e)新たなデコーディングソフトウェアプログラムを記憶した外部メモリであって前記圧縮オーディオ再生機の外部から当該圧縮オーディオ再生機に挿入される当該外部メモリ、から前記メモリ手段へ前記新たなデコーディングソフトウェアプログラムをコピーする手段と、
    (f)前記デコーディングされた信号をアナログオーディオ信号に変換するデジタル−アナログ変換器と、
    (g)デコーディングソフトウェアプログラムの不法使用を防ぐための消去不可能なコピーインジケータと、
    を含み、
    前記プログラマブルデジタル信号処理器は、
    前記外部メモリから前記メモリ手段へコピーされた新たなデコーディングソフトウェアプログラムの指示の下で圧縮オーディオファイルをデコーディングし、
    前記消去不可能なコピーインジケータは、(d)前記メモリ手段から前記外部メモリの隠れ番地に転送される、
    ことを特徴とする圧縮オーディオ再生機。
  2. 前記圧縮オーディオ再生機は、
    アナログの音声信号を音に変換する音再生手段を、
    さらに含むことを特徴とする請求項1に記載の圧縮オーディオ再生機。
  3. 前記コピーインジケータはシリアルナンバーであることを特徴とする請求項1に記載の圧縮オーディオ再生機。
  4. 前記メモリ手段が、不揮発性であり、MPEGエンコーディングをデコーディングするデコーディングソフトウェアプログラムを初期に含むことを特徴とする請求項1に記載の圧縮オーディオ再生機。
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