JPH09223354A - オーディオ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アナログ音声を高品質にデジタル記録可能なオ
ーディオ装置を提供する。 【解決手段】ＦＭラジオ受信部２より出力されたアナロ
グ音声信号ＳＡはＡ／Ｄコンバータ６でデジタル信号Ｓ
Ｄに変換されてＤＳＰ回路７のデジタルＢＰＦでフィル
タ処理される。マイコン８はモード信号ＳＦＭに応じて
デジタルＢＰＦの係数を変化させ、ＦＭラジオ放送の使
用帯域３０Ｈｚ〜１５ＫＨｚの周波数帯域のデジタル信
号のみが出力される急峻なデジタルフィルタ処理が行わ
れるように制御するため、３０Ｈｚ〜１５ＫＨｚ以外の
周波数成分はＤＳＰ回路７より出力されない。よって、
ＭＤ信号処理回路９での符号化処理では使用帯域外のノ
イズ信号の処理を行う必要がなく使用帯域の音声信号の
符号化処理のためのビット数を増やすことができる。こ
れにより、ＭＤ記録再生部５でＭＤに記録される再生音
はハイファイなものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、オーディオ装置
に関する。詳しくは、入力アナログ信号に対しその使用
周波数帯域の信号のみを取り出す処理を施して記録媒体
にデジタル記録することによって、使用帯域外の信号
（ノイズ成分）が記録されることによる再生音質の劣化
を改善したものである。

【０００２】

【従来の技術】カセットテープの再生音声やＦＭラジオ
放送やＡＭラジオ放送などのアナログ音声を、ミニディ
スク（以下、「ＭＤ」という）プレーヤやデジタルコン
パクトカセット（以下、「ＤＣＣ」という）プレーヤな
どのデジタルオーディオ機器に記録することがある。

【０００３】これらアナログ音声信号は、デジタルオー
ディオ機器に内蔵されたＡ／Ｄコンバータでデジタル信
号に変換されてからＭＤやＤＣＣなどの記録媒体にデジ
タル記録される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＤプレー
ヤやＤＣＣプレーヤなどのデジタルオーディオ機器で
は、図３（ａ）に示すように、約２０Ｈｚ〜約２２ＫＨ
ｚの帯域の音声を記録することができるが、カセット再
生機器やラジオ受信機から出力されるアナログ音声の周
波数帯域は、一般に、デジタルオーディオ機器の記録可
能な帯域に比べて狭い。例えばＦＭラジオ放送の使用帯
域は約３０Ｈｚ〜１５ＫＨｚであり、１９ＫＨｚのパイ
ロット信号は受信時にローパスフィルタ処理が施されて
出力されないようになされる。

【０００５】しかし、このローパスフィルタはアナログ
フィルタであり、図３（ｂ）に示すようにカットオフ周
波数が１５ＫＨｚとなるような周波数特性である。

【０００６】このフィルタ特性は急峻な帯域制限がなさ
れていないので、フィルタ出力は、図３（ｃ）に示すよ
うに１５ＫＨｚ以上の周波数も僅かながら出力されてし
まう。１５ＫＨｚ以上の高周波数帯域には音声信号は含
まれていないから、ノイズ成分となる。この他にホワイ
トノイズ（斜線図示）も含まれる。また、低周波数帯域
ではフィルタを用いていないので３０Ｈｚ以下に存在す
るノイズ成分も出力されて、ＭＤやＤＣＣなどを用いた
デジタルオーディオ機器の場合には使用する記録媒体に
応じた音声圧縮符号化処理がなされる。周知のようにＭ
ＤではＡＴＲＡＣ（Adaptive TRansform Acoustic Codi
ng）処理、ＤＣＣではＰＡＳＣ（Precision Adaptive S
ub-band Coding））処理である。使用帯域３０Ｈｚ〜１
５ＫＨｚに混入したノイズ成分（ホワイトノイズを含
む）はレベルの高い音声信号によってマスクされるた
め、これらのノイズ成分は記録媒体に記録されないよう
になっている。

【０００７】しかし、この使用帯域外の周波数成分（２
０Ｈｚ〜３０Ｈｚ及び１５ＫＨｚ〜２２ＫＨｚ）にあっ
て各音声圧縮符号化処理による最小可聴限界以上のレベ
ルを有するノイズ成分は記録媒体に記録されてしまう。
特にパイロット信号の残留成分はそのレベルも比較的高
いのでこれも記録されてしまう。

【０００８】同様にして、使用帯域が約１００Ｈｚ〜約
６ＫＨｚのＡＭラジオ放送や、約２０Ｈｚ〜１０ＫＨｚ
（若しくは２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ）のカセットテープ
（周波数の上限はテープの種類などによって異なる）な
どにおいても、一般に帯域制限フィルタとして急峻なフ
ィルタは用いられていない。そのため、各機器から出力
される音声信号には、下限周波数以下の低周波数帯域及
び上限周波数以上の高周波数帯域にもそれぞれノイズ成
分が含まれている場合が多い。これをデジタルオーディ
オ機器に記録した場合、使用帯域の下限周波数から２０
Ｈｚまで及び上限周波数から２２ＫＨｚまでの最小可聴
限界以上のレベルのノイズ成分（高域ノイズ）も音声信
号と共に記録媒体に記録されてしまう。

【０００９】デジタルオーディオ機器のダイナミックレ
ンジは一般にアナログオーディオ機器に比べて非常に広
く、例えば、ＭＤ用機器のダイナミックレンジは９６ｄ
Ｂ程度であるので上述した高域ノイズも再生される。こ
の高域側の再生ノイズは再生音質の劣化の原因となって
いる。

【００１０】また、デジタル機器での音声圧縮符号化処
理では、本来処理すべき音声帯域（例えばＦＭ音声では
３０Ｈｚ〜１５ＫＨｚ）以外の帯域（２０Ｈｚ〜３０Ｈ
ｚ及び１５ＫＨｚ〜２２ＫＨｚ）に存在する成分（ＦＭ
音声に対して全てノイズ成分となる）までも圧縮符号化
しなければならない。そのため、本来の音声信号に割り
当てられるべき符号化量（ビット数）が少なくなって音
声信号のダイナミックレンジが狭くなってしまう。つま
り、デジタルオーディオ機器の性能を最大限まで発揮で
きなくなる。

【００１１】そこで、この発明は、入力アナログ音声を
デジタル記録する場合に、アナログ音声の使用帯域以外
の不要な周波数帯域のノイズ成分を阻止（カット）する
ことにより、再生音質を改善できるオーディオ装置を提
供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るオーディ
オ装置は、アナログオーディオ信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄコンバータと、アナログオーディオ信号の
使用周波数帯域の成分のみを持つように、Ａ／Ｄコンバ
ータより出力されるデジタル信号の周波数特性を急峻に
帯域制限する周波数特性調整手段と、周波数特性調整手
段より出力されるデジタル信号を符号化処理するデジタ
ル信号処理部と、デジタル信号処理部の出力を記録媒体
にデジタル記録するデジタル記録部とを有するものであ
る。

【００１３】アナログオーディオ信号はＡ／Ｄコンバー
タでデジタル信号に変換されて出力され、周波数特性調
整手段で入力信号の使用周波数帯域がその通過帯域とな
るように調整される。そしてデジタル信号処理部で符号
化処理されてデジタル信号処理部でデジタル記録され
る。よって、デジタル信号処理部では、入力信号の使用
帯域以外の信号に対する符号化処理を行う必要がなく、
その分、入力信号に対する符号化処理の分解能を高める
ことができる。したがって、再生音質が大幅に改善さ
れ、ハイファイなデジタル記録が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態としてのオーディオ装置１００につい
て説明する。このオーディオ装置１００は、カセットテ
ープの記録再生の他、ＡＭ・ＦＭラジオ放送の受信やＣ
Ｄの再生及びＭＤの記録再生が可能なオーディオ装置
（いわゆるミニコンポ）である。

【００１５】図１において、オーディオ装置１００は、
カセットテープ記録再生部１、ＦＭラジオ受信部２、Ａ
Ｍラジオ受信部３、ＣＤ再生部４及びＭＤ記録再生部５
を有する。

【００１６】カセットテープ記録再生部１ではカセット
テープの記録再生が行われてアナログ音声信号が出力さ
れる。ＦＭラジオ受信部２、ＡＭラジオ受信部３では、
それぞれＦＭラジオ放送やＡＭラジオ放送が受信されて
それらのアナログ音声信号が出力される。ＣＤ再生部４
ではＣＤの再生が行われてそのデジタル音声信号が出力
される。また、ＭＤ記録再生部５では、音声データのＭ
Ｄへの記録及び再生が行われる。

【００１７】オーディオ装置１００は、さらにＡ／Ｄコ
ンバータ６、デジタルシグナルプロセッサ回路（以下、
「ＤＳＰ回路」という）７、マイコン８及びＭＤ信号処
理回路９を有する。

【００１８】ユーザの操作によってカセットテープやＡ
Ｍ・ＦＭラジオ放送の音声をＭＤ記録再生部５でＭＤに
記録する場合に、カセットテープ記録再生部１やＦＭラ
ジオ受信部２、ＡＭラジオ受信部３より出力されるアナ
ログ音声信号ＳＡがＡ／Ｄコンバータ６に供給されてデ
ジタル音声信号ＳＤへの変換処理が行われる。

【００１９】ＤＳＰ回路７には、Ａ／Ｄコンバータ６よ
り出力されるデジタル音声信号ＳＤが供給される。ＤＳ
Ｐ回路７はフィルタ特性を変えることのできるデジタル
バンドパスフィルタ（以下、「デジタルＢＰＦ」とい
う）として構成され、デジタル音声信号ＳＤの周波数帯
域が所望の如く制限される。

【００２０】ユーザの操作によってカセットテープの音
声をＭＤに記録する場合には、カセットテープ再生部１
よりのモード信号ＳＴＡがマイコン８に供給される。Ｆ
Ｍラジオ放送の音声やＡＭラジオ放送の音声をＭＤに記
録する場合には、ＦＭラジオ受信部２やＡＭラジオ受信
部３からそれぞれモード信号ＳＦＭやＳＡＭがマイコン
８に供給される。マイコン８では各モード信号を識別
し、識別したモードに応じてＤＳＰ回路７のデジタルＢ
ＰＦの係数を制御する。この係数制御によって、入力音
声信号の使用周波数帯域そのものがその通過帯域として
設定される。ＦＭ放送のときにはその通過帯域は３０Ｈ
ｚ〜１５ＫＨｚであり、ＡＭ放送では１００Ｈｚ〜６Ｋ
Ｈｚが通過帯域となり、カセットテープでは２０Ｈｚ〜
１００ＫＨｚ（２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ）が通過帯域とな
るように係数制御が行われる。デジタルフィルタがある
ため通過帯域は急峻な特性に設定できる。

【００２１】ＭＤ信号処理回路９には、ＤＳＰ回路７の
デジタルフィルタで帯域制限されたデジタル音声信号Ｓ
ＤＳが供給されて、ＡＴＲＡＣ方式の音声圧縮符号化、
誤り訂正処理のためのエンコード処理が行われると共
に、変調処理が行われる。ＭＤ信号処理回路９より出力
される記録音声データはＭＤ記録再生部５に供給され
る。これによりカセットテープやＦＭラジオやＡＭラジ
オなどの記録音声データがＭＤに磁界変調記録される。

【００２２】ユーザの操作によってＣＤ再生部４で再生
された音声をＭＤに記録する場合には、この再生音声信
号ＳＣＤはデジタル信号であるので、Ａ／Ｄコンバータ
６及びＤＳＰ回路７を介さずにＭＤ信号処理回路９に直
接供給される。

【００２３】次に再生系について説明する。オーディオ
装置１００は、再生系としてＤ／Ａコンバータ１０、パ
ワーアンプ１１及びスピーカ１２を有する。ＭＤ記録再
生部５で再生された再生音声データはＭＤ信号処理回路
９に供給されて復調処理が行われると共に、誤り訂正処
理のためのデコード処理、誤り訂正された圧縮符号化デ
ータの伸張復号化処理が行われる。

【００２４】Ｄ／Ａコンバータ１０には、ＭＤ信号処理
回路９より復号化されたデジタル音声信号が供給されて
アナログ音声信号に変換される。パワーアンプ１１に
は、Ｄ／Ａコンバータ１０よりアナログ音声信号が供給
されて増幅される。そして、スピーカ１２よりその音声
が出力される。

【００２５】以上の構成において、ＦＭラジオ受信部２
で受信したＦＭラジオ放送の音声をＭＤ記録再生部５で
ＭＤに記録する場合の動作を図１及び図２を用いて説明
する。

【００２６】ユーザの操作などによって、ＦＭラジオ受
信部２で受信したＦＭラジオ放送の音声をＭＤ記録再生
部５でＭＤに記録する場合、ＦＭラジオ受信部２の出力
信号ＳＡは、Ａ／Ｄコンバータ６に供給される。このＦ
Ｍラジオ信号ＳＡは図２（ａ）に示すように、使用周波
数帯域３０Ｈｚ〜１５ＫＨｚ以外にもノイズ成分を持っ
た音声信号である。ＦＭラジオ信号ＳＡは、Ａ／Ｄコン
バータ６でデジタル信号ＳＤに変換されて出力される。
図２（ｂ）に示すように、このデジタル信号ＳＤも３０
Ｈｚ以下の低周波数成分及び１５ＫＨｚ以上の高周波数
成分を持っている。

【００２７】ＦＭラジオ受信部２からは、ＭＤに記録す
る音声がＦＭラジオ受信部２より出力したものであるこ
とを識別するためのモード信号ＳＦＭがマイコン８に出
力される。マイコン８では、モード信号ＳＦＭが供給さ
れると、そのモード（ＦＭモード）に応じたアルゴリズ
ムによる制御によってＤＳＰ回路７のデジタルＢＰＦの
係数を変化させる。このときのＤＳＰ回路７のフィルタ
特性は急峻なフィルタ特性となされており、図２（ｃ）
に示すように、下限周波数３０Ｈｚ及び上限周波数１５
ＫＨｚで急峻にカットオフされる。これにより、ＤＳＰ
回路７より出力されるデジタル音声信号ＳＤＳは、図２
（ｄ）に示すように、３０Ｈｚ以下の周波数及び１５Ｋ
Ｈｚ以上の周波数帯域数にそれぞれノイズ成分を含まな
いデジタル信号となる。

【００２８】ＭＤ信号処理回路９では、図２（ｅ）に示
すように、ＭＤに記録可能な２０Ｈｚ〜２２ＫＨｚまで
の周波数帯域の信号成分に対して音声圧縮符号化処理が
行われるが、対象とされるデジタル音声信号ＳＤＳは３
０Ｈｚ〜１５ＫＨｚまでの周波数成分である。よって、
図２（ｆ）に示すように、２０Ｈｚ〜３０Ｈｚまでの周
波数帯域の信号のための符号化処理及び１５ＫＨｚ〜２
２ＫＨｚの周波数帯域の信号のための符号化処理は行わ
れず、その分、３０Ｈｚ〜１５ＫＨｚまでの音声信号に
対する割当ビット数が増加する。

【００２９】これによって、不要なノイズ成分を再生し
なくなるから、再生音質を大幅に改善できる。

【００３０】カセットテープの音声やＡＭラジオ受信部
３で受信したＡＭラジオ放送の音声がＭＤに記録される
場合にも、各モードの使用周波数帯域のデジタル音声信
号ＳＤＳのみがＭＤ信号処理回路９に供給されるよう
に、ＤＳＰ回路７のデジタルＢＰＦの係数が制御され
る。これにより、ＦＭラジオ放送の音声が記録される場
合と同様に、使用周波数帯域の信号のみが記録されるの
でハイファイな再生音質を楽しむことができる。

【００３１】なお、上述した本実施の形態においては、
カセットテープ記録再生部１で再生した音声をＭＤ記録
部５でＭＤに記録する場合、一律にＤＳＰ回路７のデジ
タルＢＰＦの係数を変化させてフィルタ処理を行った
が、カセットテープの種類に応じてカセットテープ記録
再生部１よりその種類を識別するためのモード信号がマ
イコン８に供給されるようにして、そのモード信号によ
ってカセットテープの種類を識別したマイコン８の制御
によってＤＳＰ回路７のデジタルＢＰＦの係数を変化さ
せるようにしてもよい。例えば、デジタルＢＰＦでカッ
トする上限周波数を、ノーマルテープの場合には１５Ｋ
Ｈｚ、クロムテープの場合１６ＫＨｚなどとしてもよ
い。

【００３２】また、上述した本実施の形態においては、
再生側のアナログ音声がＡＭ・ＦＭラジオの出力音声や
カセットテープの再生音声である場合を示したが他のア
ナログ音声に対しても適用できる。また、記録側につい
てもＭＤに限らず、本発明はＤＣＣやＤＡＴなどの記録
可能な他のデジタル機器にも適用される。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、入力アナログオーデ
ィオ信号がＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換され
てデジタルフィルタに出力される。そして、モード識別
部で識別されたモードに応じて、デジタルフィルタは使
用周波数帯域の周波数信号のみが出力されるようにその
係数が制御される。これにより、デジタル信号処理部で
は使用帯域以外の周波数成分の符号化処理を行う必要が
なく、さらにその分のビット数を使用帯域の音声信号の
符号化処理に割り当てることができる。したがって、こ
の発明では使用帯域外のノイズ成分がカットされるため
再生ノイズが減少し、ハイファイな再生音を実現できる
という顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るディスク装置の実施の形態とし
てのオーディオ装置１００の構成を示す図である。

【図２】オーディオ装置１００の各部の入出力信号など
を示す図である。

【図３】ＦＭラジオ出力の使用周波数帯域などを示す図
である。

【符号の説明】

１ カセットテープ記録再生部 ２ ＦＭラジオ受信部 ３ ＡＭラジオ受信部 ４ ＣＤ再生部 ５ ＭＤ記録再生部 ６ Ａ／Ｄコンバータ ７ デジタルシグナルプロセッサ回路 ８ マイコン ９ ＭＤ信号処理回路 １０ Ｄ／Ａコンバータ １１ パワーアンプ １２ スピーカ １００ オーディオ装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログオーディオ信号をデジタル信号
   に変換するＡ／Ｄコンバータと、 上記アナログオーディオ信号の使用周波数帯域の成分の
   みを持つように、上記Ａ／Ｄコンバータより出力される
   上記デジタル信号の周波数特性を急峻に帯域制限する周
   波数特性調整手段と、 上記周波数特性調整手段より出力されるデジタル信号を
   符号化処理するデジタル信号処理部と、 上記デジタル信号処理部の出力を記録媒体にデジタル記
   録するデジタル記録部とを有するオーディオ装置。
2. 【請求項２】 上記調整手段は、入力アナログオーディ
   オ信号を識別するモード識別手段と、 デジタルフィルタと、 上記デジタルフィルタより出力されるデジタル信号が、
   上記モード識別手段で識別されたアナログオーディオ信
   号の使用帯域の成分のみを持つように、上記デジタルフ
   ィルタの係数を制御する制御手段とを有する請求項１記
   載のオーディオ装置。