JPS63152061A - 音声信号記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音声信号を符号化し、デジタル信号として記録
媒体に記録する音声信号記録装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は音声信号を符号化し、デジタル信号として記録
媒体に記録する音声信号記録装置において、符号化をＡ
ＤＰＣＭ方式で行なうようにしたことにより、より広帯
域の音声信号の記録再生が可能となるようにすると共に
量子化ノイズの低減を図るようにしたものである。

〔従来の技術〕

回転ヘッド方式のＶＴＲのひとつとして、第５図に示す
ように、テープ案内ドラム（１）に２１６°強の角範囲
にわたって磁気テープ（２）を巻きつけ、互いに１８０
°の角間隔をもって配置された２つの回転磁気ヘッドＨ
Ａ及びＨＢで走査し、第６図に示すように記録トランク
のうち回転磁気へフドＨＡ及びＨＢが走査し始める時点
から約３６°の角範囲骨の領域ＡＰにはビデオ信号の１
フイ一ルド分に関連する音声信号をＰＣＭ化すると共に
時間軸圧縮した状態で記録し、その後の１８０°の角範
囲骨の領域ＡＶには１フイ一ルド分のビデオ信号を記録
することが提案されている。

第７図は、そのようなＶＴＲの音声信号の記録再生系を
示している。

同図において、音声信号の左信号ＳＬ及び右信号ＳＲは
、入力端子（３１Ｌ）及び（３１Ｒ）並びにプリエンフ
ァシス回路（３２）を通じてＡ／Ｄコンバータ（３３）
に供給されてデジタル信号に変換される。この場合、例
えばサンプリング周波数は３１．５Ｋ）Ｉｚとされると
共に、１サンプル１０ビツトとされ、左信号ＳＬ及び右
信号ＳＲが標本化される。

このＡ／Ｄコンバータ（３３）からの１０ピントのデジ
タルデータは１０−８変換回路（３４）で８ビツトのデ
ジタルデータに変換されたのち、信号処理回路（３５）
に供給される。

信号処理回路（３５）においては、インターリーブ、誤
り訂正・検出符号の付加等の処理がなされる。

この場合、誤り検出符号としてはＣＲＣ符号が用いられ
、また誤り訂正方式としては単純パリティ　（Ｐ、Ｑ）
を用いたクロスインターリーブ方式が採用されている。

また、１フイールドあたりのデータは、第８図に示すよ
うに＃０〜＃１３１までの１３２個のブロックで構成さ
れ、この　１３２個のブロックが３つのゾーンに分散配
列されることでインターリーブされている。即ち、第９
図は１フイ一ルド分のデータのデータ配列を示すもので
ある。

１ワードが８ビツトで、ｍ　ｘ　ｎ　＝　１０５６ワー
ド（ｍ＝８ワード、ｎ＝１３２ブロンク）とされている
。

サンプリング周波数を３１．５ＫＨｚとしたときのＮＴ
ＳＣ方式の１フイ一ルド分のデジタルデータは、１０５
０ワードであるから、６ワードの判別データＩＤｏ。

ＩＤｚ、・・・ＩＤｓが付加されることになる。つまり
、（Ｌｏ、Ｒｏ、ＬＬ、Ｒ１，Ｌ２．Ｒ２，・・・。

Ｌｓ２ｉ　、　　Ｒ５２３、Ｌ５２４　、　　Ｒ６２４
）と連続する１フイ一ルド分のデジタルデータの先頭に
、上述の６ワードの判別ワードＩＤｏ〜ＩＤｓが付加さ
れる。６ワードの判別データＩＤｏ＝ＩＤｓを含む１０
５６ワードのデータは、２ワード毎に、横方向に４４ブ
ロツクずつの間隔をあけて配置される。ハードウェアで
は、ＲＡＭのアドレス制御によって４４ブロツクずつ離
れたアドレスに書き込まれる。コントロールデータ又は
パリティデータを別にすると、（Ｌｉ、Ｒｉ）（ｉ＝、
Ｏ〜５２４）の２ワードが横方向に並ぶことになる。こ
のように横方向を３分割してデジタルデータをインター
リーブするのは、補正例えば平均値補間可能なバースト
エラー長を長くするためである。特に、（Ｌｉ、Ｒｉ）
を横方向に配することにより、縦方向に配するのと比べ
て、補正長をより長くすることができる。

この１フイ一ルド分のオーディオデータと判別データに
対して、２つのパリティ、例えば偶数パリティが付加さ
れる。上述構成の各行のデジタルデータ系列を’ｉＪ　
６　＋　Ｗ　１＋　・・・、Ｗ？とすると、１４ブロツ
クまたは１５ブロツクずつの横方向の距離を隔てた各デ
ータ系列に属する８ワードから第１のパリティ系列Ｐが
形成される。また、デジタルデータ系列Ｗ　ｏ　”　Ｗ
　？とパリティ系列Ｐとの計！ｌｌｌ［Ｉの系列の夫々
から、１２ブロツクずつの距離を隔てて取り出した９ワ
ードから第２のパリティ系列Ｑが形成される。この第１
のパリティ系列Ｐはｌブロック内の中央に配され、第２
のパリティ系列Ｑは、１ブロツク内の端部に配されてい
る。つまり、１ブロツク内の中央部の位置のデータは、
エラー訂正不能となる確率が高いので、オーディオデー
タに比して重要度の低いパリティ系列Ｐを配すると共に
、このパリティ系列Ｐを生成する２ワ一ド間の距離を最
大とするためにパリティ系列Ｑを１ブロツクの端部に配
するようにしている。

１３２ブロツクの各ブロックには８ワードのデジタルデ
ータと２ワードのパリティデータとが含まれ、この各ブ
ロックのデータに対してエラー検出用の、例えば１６ビ
ツトのＣＲＣコードが付加され、また、３ビツトのブロ
ック同期符号及び８ピントのブロックアドレス符号が付
加される。

また、信号処理回路（３５）からは、第１のブロック、
第２のブロック、・・・、第１３２のブロックの順にデ
ジタルデータが出力され、時間軸圧縮回路（３６）に供
給され、この時間軸圧縮回路（３６）において１フイ一
ルド時間分のデジタルデータが上述した領域ＡＰ分に時
間軸圧縮される。この場合の時間圧縮率は例えば１／６
．８４とされ、この時間軸圧縮回路（３６）より出力さ
れるデジタルデータは、５．８肺ｐｓとされる。

そして、この時間軸圧縮回路（３６）から出力されるデ
ジタルデータは変調器（３７）で、例えばバイフェーズ
変調されたのち、記録アンプ（３８）を介して回転磁気
へノドＨＡ及びＨＢに供給され、磁気テープ（２）に記
録される。

また、磁気テープ（２）より回転磁気ヘッドＨＡ及びＨ
Ｂで再生されたデジタルデータは、再生アンプ（３９）
を介して復調器（４０）に供給される。この復調器（４
０）で１１Ｌ調されたデジタルデータは時間軸伸長回路
（４１）で１フイ一ルド時間分に時間軸が伸長されたの
ち信号処理回路（４２）に供給される。この信号処理回
路（４２）においては、ディンターリーブ、誤り検出、
誤り訂正等の処理がなされる。

この信号処理回路（４２）から出力される８ビツトのデ
ジタルデータは８−１０変換回路（４３）で１０ビツト
のデジタルデータに変換される。この８−１０変換回路
（４３）の出力はＤ／Ａコンバータ（４４）でアナログ
信号に変換されたのちデエンファシス回路（４５）に供
給される。そして、このデエンファシス回路（４５）よ
り導出された出力端子（４６Ｌ　）及び（４６Ｒ）には
、夫々音声信号の左信号ＳＬ及び右信号ＳＲが得られる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、第７図例においては、音声信号をＰＣＭ化
して磁気テープ（２）に良好に記録再生することができ
る。

しかしながら、この第７図例によればＡ／Ｄコンバータ
（３３）におけるサンプリング周波数は３１．５ＫＨｚ
とされると共に、ｌサンプル１０ビツトとされているた
め、音声信号の記録再生帯域は１５．７５ＫＨ２と狭く
、かつ量子化ノイズの大きなものであった。

本発明は斯る点に鑑み、音声信号の記録再生帯域をより
広くすると共に、量子化ノイズの低減を図るものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述問題点を解決するため、符号化をＡＤＰＣ
Ｍ　（適応差分ＰＣＭ）方式で行なうものである。

〔作用〕

符号化をＡＤＰＣＭ方式とすることにより、量子化ビッ
ト数を少なくすることができる。したがって、Ａ／Ｄコ
ンバータにおけるサンプリング周波数及び量子化ビット
数を大とすることができ、音声信号の記録再生帯域を広
くなし得ると共に量子化ノイズの低減を図り得る。

〔実施例〕

以下、第１図を参照しながら本発明の一実施例について
説明する。本例は、音声信号をデジタル信号として磁気
テープに記録する回転ヘッド方式のＶＴＲに通用した例
である。この第１図において、第７図と対応する部分に
は同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

同図において、音声信号の左信号ＳＬ及び右信号ＳＲは
、入力端子（ＩＬＬ　）及び（ＩＩＲ）を通じてＡ／Ｄ
コンバータ（１２）に供給されてデジタル信号に変換さ
れる。この場合、サンプリング周波数は４８ＫＨ２とさ
れると共に、１サンプル１６ビツトとされ、左信号ＳＬ
及び右信号ＳＲが標本化される。このＡ／Ｄコンバータ
（１２）からの１６ビツトのデジタルデータは帯域圧縮
回路（１３）に供給されて、帯域が圧縮される。

この帯域圧縮回路（１３）は、例えば第２図に示すよう
なＡＤＰＣＭエンコーダで構成される。このＡＤＰＣＭ
エンコーダは従来周知の構成であるので、詳細説明は省
略するが、入力端子（１３１）に入力されるデータｘ　
（ｎ）はブロックごとに処理される。

この場合、本例のようなＶＴＲにおいては、１トラツク
ごとにデータ処理を完結することが望ましく、ブロック
の区切りは１トラツク、即ち１フイ一ルド分のデータが
余ることなく、かつ全ブロックで均等に分けられるよう
な数とされる。即ち、上述したように、Ａ／Ｄコンバー
タ（１２）におけるサンプリング周波数は４８ＫＨ２と
されるので、１フイ一ルド分のデータ量は左信号ＳＬ及
び右信号ＳＲの夫々が８００サンプルで合せて１６００
サンプルである。したがって本例においては１ブロツク
のデータは４０サンプルとされる。これにより、１ドツ
クごとにデータ処理を完結できる。

入力端子（１３１）に１６ビントのデジタルデ１りＸ　
（ｎ）が供給されると、予測係数算出回路（１３２）に
おいては各ブロックに区切られたデジタルデータｘ　（
ｎｌからデータの相関性がとられ、予測係数が算出され
る。そして、デジタルデータＸ　（１１は予測残差算出
回路（１３３）において夫々のブロックの予測係数によ
り予測残差ｄ　（ｎｌに変換される。そして、この予測
残差ｄ　（ｎｌはまるめ回路（１３４）で、あるビット
数、本例では４ビツトにまるめられる。

この場合、回路（１３５）によってまるめによる誤差が
考慮され、またブロック内最大値検出回路（１３６）か
らのレンジ情報によりブロック内のデータのレンジに適
応した方法でまるめられる。結局、出力端子（１３７）
には４ビツトにまるめられた残差（≧）が得られる。ま
た、出力端子（１３８）には４×８ビツトの予測係数（
４次の予測フィルタを使う場合で、このとき係数が４個
）が得られ、さらに出力端子（１３９）には８ビツトの
レンジ情報が得られる。

△ したがって、残差データｄ　（１１が４ビツト、予測係
数が４×８ピント、レンジ情報が８ビツトとなるので、
平均ビット長は、 ４υ −５とフト／ワード となり、１６ビツトのデータは５ビツトに圧縮される。

帯域圧縮回路（１３）からのデジタルデータはインター
リーブ回路（１４）でインターリーブされたのち誤り訂
正エンコーダ（１５）に供給される。そして、このエン
コーダ（１５）においては、誤り訂正符号の付加等の処
理がなされる。

この場合、誤り訂正符号としては、例えばＧＦ　（２＠
）上のリードソロモン符号が用いられる。このとき、１
ワードのデータは８ビツトである。

帯域圧縮回路（１３）からのデジタルデータは、上述し
たように残差データとブロックごとの予測係数及びレン
ジ情報（以下「サイドチェイン」という）である、いま
、残差データは４ビツトなので、２個の残差データで１
ワードとなり、１トラック分、したがって１フイ一ルド
分のデータは、残差データ　・・・・　８００ワード サイドチエイン・・・　２００ワード である。ここで、サイドチェインはより重要なのでより
強く保護する必要があり、２ｉｉ書きにより保護される
。結局１フイ一ルド分のデータのフォーマ、トは、第３
図に示すものが２（ｔｒｉとされる。

Ｃ１は（３６，３２）のリードソロモン符号であり、ま
た、Ｃ２は（２２，１８）のリードソロモン符号であり
、Ｃ１と０２とは積符号とされる。また、Ｃ３は、サイ
ドチェインの２重書き部分の誤り訂正を行なうものであ
り、（２２，１８）のリードソロモン符号とされる。

この場合の訂正符号冗長度は、 また、エンコーダ（１５）で誤り訂正符号の付加された
デジタルデータは、時間軸圧縮回路（３６）に供給され
て１／６．８４に時間軸圧縮され、そして、この時間軸
圧縮回路（３６）から出力されるデジタルデータは変調
器（３７）で変調されたのち記録アンプ（３８）を介し
て回転磁気ヘッドＨＡ及び）（Ｂに供給され、磁気テー
プ（２）に記録される。

また、磁気テープ（２）より回転磁気へラドＨＡ及びＨ
Ｂで再生されたデジタルデータは時間軸伸長回路（４１
）で１フイ一ルド時間分に時間軸が伸長されたのち誤り
訂正デコーダ（１６）に供給される。

このデコーダ（１６）においては、上述したリードソロ
モン符号により誤り検出、訂正の処理がなされる。そし
て、このデコーダ（１６）からはデジタルデータとして
残差データ及びサイドチェインが出力され、これがディ
ンターリーブ回路（１７）を介して帯域伸長回路（１８
）に供給される。

この帯域伸長回路（１８）は、例えば第４図に示すよう
なＡＤＰＣＭデコーダで構成される。このＡＤＰＣＭデ
コーダは従来周知の構成であるので、詳細説明は省略す
るが、入力端子（１８１）には４ビツトの残差データΩ
）が供給され、入力端子（１８２）には４×８ビツトの
予測係数が供給され、さらに入力端子（１８３）には８
ビツトのレンジ情報が供給される。そして、レンジ情報
によりまるめた残差データがレンジに依存しないデータ
に戻され、さらに予測！（１８４）によって予測係数に
より元のデータが予測され、出力端子（１８５）には１
６ビントのデジタルオーディオデータが出力される。

そして、この帯域伸長回路（１８）からの１６ビツトの
デジタルオーディオデータはＤ／Ａコンバーク（１９）
に供給され、このＤ／Ａコンバータ（Ｌ９）より導出さ
れた出力端子（２０Ｌ）及び（２ＯＲ）には、夫々音声
信号の左信号ＳＬ及び右信号ＳＲが得られる。

本例は以上のように構成され、時間軸圧縮回路（３６）
より出力されるデジタルデータのビット数は、 ビット数＝サンプリング周波数×２×平均ビット長Ｘ訂
正符号冗長度ｘ時間圧縮率 ＝　４８Ｘ　１０’　ｘ　２　ｘ　５　ｘ　１．７６ｘ
　６．８４＃　５．７７８Ｍｂｐｓ となる。

したがって、本例においても、デジタルオーディオデー
タを良好に記録再生することができる。

このように本例によれば、符号化をへ〇ＰＣＭ方式とし
たので、ＡＩＤコンバータにおけるサンプリング周波数
及びビット数を大とすることができ、音声信号の記録再
生帯域を広（できると共に、量子化ノイズの低減を図る
ことができる。

また、本例によれば、サイドチェイン、即ち予測係数及
びレンジ情報は２Ｍ書きすると共に誤り訂正符号を付加
して保護するようにしているので、ＡＤＰＣＭ方式で重
要なサイドチェインのデータを充分に保護することがで
きる。

また、本例によれば、ＡＤＰＣＭ処理におけるブロック
の区切りは、１トラツク、即ち１フイ一ルド分のデータ
が余ることなく、かつ全ブロックで均等に分けられるの
で、何等問題なく、連続した音声信号の再生を行なうこ
とができる。

尚、上述実施例では１ブロツクを４０サンプルとしたも
のであるが、例えば３２サンプルとすることもできる。

要は全ブロックで均等に分けられる数であればよい。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、符号化をＡＤＰＣＭ方式で
行なうようにしたので、サンプリング周波数及びビア）
数を大とすることができ、音声信号の記録再生帯域を広
くできると共に、量子化ノイズの低減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図〜第４
図はその説明のための図、第５図は回転ヘッド装置の構
成図、第６図は記録トラックパターンを示す図、第７図
は従来例の構成図、第８図及び第９図はその説明のため
の図である。 （ＩＩＬ　）及び（ＩＩＲ）は入力端子、（１２）はＡ
／Ｄコンバータ、（１３）は帯域圧縮回路、（１４）は
インターリーブ回路、（１５）は誤り訂正エンコーダ、
（１６）は誤り訂正デコーダ、（１７）はディンターリ
ーブ回路、（１８）は帯域伸長回路、（１９）はＤ／Ａ
コンバータ、（２０Ｌ　”）及び（２０Ｒ）は出力端子
、（３６）は時間軸圧縮回路、（３７）は変調回路、（
４０）は復調回路、（４１）は時間軸伸長回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音声信号を符号化し、デジタル信号として記録媒体に記
   録する音声信号記録装置において、上記符号化はＡＤＰ
   ＣＭ方式で行なうことを特徴とする音声信号記録装置。