JPH1083198A

JPH1083198A - ディジタル信号処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH1083198A
Application number: JP8238034A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Imai; 憲一今井; Kenzo Akagiri; 健三赤桐
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-09-09
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 1998-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】メイン帯域の信号の劣化を防ぎつつ、重要な
サブ帯域の信号をも記録再生可能にする。【解決手段】１パス目の構成によって、予めディジタ
ル信号の全帯域の信号を分割したメイン帯域の信号とサ
ブ帯域の信号及び必要とするワード長の情報が記録され
てなる一次記録装置７と、この一次記録装置７から読み
出された信号から、必要とするワード長が１６ビット未
満であるメイン帯域の信号を検索すると共にサブ帯域の
信号を埋め込む位置を検索する埋め込み位置検索回路１
１と、サブ帯域の信号をフィルタリングするＬＰＦ１５
と、当該ＬＰＦにてフィルタリングしたサブ帯域の信号
を、上記埋め込み位置検索回路１１にて検索されたメイ
ン帯域の信号に付加するデータパッキング回路１７とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルオーデ
ィオ信号等の広帯域信号（ここでの帯域とは周波数帯域
だけでなく、Ｓ／Ｎにおける量子化雑音帯域も含める）
を例えば記録媒体に記録或いは伝送媒体に伝送して再生
する場合に好適なディジタル信号処理方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のいわゆるＣＤ（コンパクトディス
ク：商標）は、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚと
規定されているため、再生最高周波数は２２．０５ｋＨ
ｚとなっている。また、各サンプルは、量子化ビット数
１６のストレートＰＣＭで表され、Ｓ／Ｎ比は約９８ｄ
Ｂである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、いわゆるガ
ムラン音楽やヨーデルボイスといった音源では、ＣＤの
再生最高周波数を越える周波数成分がかなり含まれるこ
とが解ってきている。また、録音機側の能力向上によ
り、通常のレコーディングスタジオにおいてもハイビッ
ト録音と称される量子化ビット数１６ビット以上の録音
が行われている。以上の事柄から、今までのＣＤ規格を
越えた音質が望まれてきていると考えられる。

【０００４】このように今までのＣＤ規格を越えた音質
を実現する方法としては、サンプリング周波数を上げた
り、量子化ビット数を増やすことなどが考えられる。こ
のように、サンプリング周波数を上げたり、量子化ビッ
ト数を増やすなどして得られたデータを、従来のＣＤの
大きさのディスクに収めるためには、トラックピッチを
ＣＤ規格のものよりも狭くしたり、ピックアップ装置が
発生するレーザ光の波長を短くして、より小さなピット
をディスク上に形成可能にするなどして、ディスクの記
録容量を高めるようにすれば、技術的には可能である。

【０００５】しかし、上述のようにしてディスクの記録
容量を高めたのでは、従来のＣＤ規格との互換性が保て
なくなり、ソフトウェア市場も混乱してしまう。

【０００６】そこで、従来のピックアップ装置やディス
クフォーマット等を変更することなく、従来のＣＤ規格
との互換性を保ったまま、従来より使用されている帯域
（以下、帯域と言うときは、周波数帯域だけでなく、Ｓ
／Ｎにおける量子化雑音帯域も含める）を越える音の信
号を従来のＣＤ規格の記録容量内に収めることができる
ようにするために、当該従来の帯域を越える信号を分割
し、この分割により得られた従来のＣＤ規格に対応する
帯域についてはメインとなる帯域としてＣＤ規格の量子
化ビット数１６のストレートＰＣＭのままで記録し、一
方、上記分割により得られた残りの帯域（ＣＤ規格の帯
域を越える帯域）についてはサブとなる帯域として高能
率符号化をはじめとする各種の符号化方式を用いて圧縮
して記録するような信号処理方法、記録再生装置、メデ
ィアの提供が考えられる。

【０００７】しかし、この方法で問題となるのは、信号
の状態によっては上記メインとなる帯域のストレートＰ
ＣＭ信号が従来のＣＤの規格における量子化ビット数で
ある１６ビットという値を守りきれないことである。言
い換えると、信号の内容によって、上記１６ビットでは
充分な品質の信号を得ることができなくなる場合があ
る。このため、実際には、いわゆる聴覚心理モデルに基
づいて聴覚的には聞こえないと判断されるレベルまでに
量子化雑音を抑えて上記分割を行うようにしているのだ
が、この場合情報の欠落は否めないし、聴覚心理モデル
も絶対的なものとは言い切れず、上記メインとなる帯域
の信号の音質が必ずしも十分なものになるという保証が
ない。

【０００８】そこで、本発明はこの様な実情に鑑みてな
されたものであり、従来のメディア（ディスク）を使っ
て広帯域の信号の記録再生を可能とし、また、従来の再
生帯域の信号すなわちメインとなる帯域の信号の劣化を
防ぎつつ、重要なサブとなる帯域の信号をも記録再生可
能にするためのディジタル信号処理方法を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような実情
に鑑みてなされたものであり、本発明のディジタル信号
処理方法及び装置は、ディジタル信号の全帯域の信号を
メイン帯域の信号とサブ帯域の信号とに分割し、必要と
するワード長が所定値未満であるメイン帯域の信号を求
め、サブ帯域の信号をフィルタリングし、このフィルタ
リングしたサブ帯域の信号を上記必要とするワード長が
所定値未満であるメイン帯域の信号に付加することによ
り、上述した課題を解決する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照にしながら説明する。

【００１１】本発明実施例は、ディジタルオーディオ信
号等の広帯域信号を例えばＣＤのようなパッケージメデ
ィアに記録し、再生する場合において、当該入力ディジ
タルオーディオ信号の全帯域の信号を例えばメイン帯域
の信号とサブ帯域の信号とに分割し、メイン帯域の信号
についてはストレートＰＣＭを使用し、サブ帯域の信号
についてはエントロピィ符号化や非線形量子化などの高
能率符号化を使用すると共にフィルタリングを施し、さ
らにメイン帯域の信号のストレートＰＣＭワードから聴
覚的に冗長となるビット数を求め、それらの冗長ビット
に対して上記フィルタリングを施したサブ帯域の信号を
割り当てることにより、メイン帯域の信号の劣化を少な
く、且つサブ帯域の信号も効率よく記録あるいは伝送
し、再生することを可能にするものである。なお、この
ときの入力ディジタルオーディオ信号としては、前記ハ
イビット録音と称されるような量子化ビット数１６ビッ
ト以上にて録音が行われた記録媒体から再生された信
号、すなわち量子化ビット数が例えばＣＤ規格の１６ビ
ットを越えるような信号を例として挙げることができ
る。本実施例では、上記入力ディジタルオーディオ信号
として、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚで量子化
ビット数が２０ビットのものを用いている。

【００１２】上述したようなことを実現できるのは、以
下のような理由による。

【００１３】先ず、前提として、パッケージメディア
（特にＣＤ）の製造過程においては、リアルタイム性と
いう点を最優先させなくともよいので、前処理として記
録あるいは伝送すべき信号の状態を調べておくことが可
能である。

【００１４】ここで、上記信号の状態を調べることとし
て、先ず、ある短い区間（後述するユニット）におい
て、上記入力ディジタルオーディオ信号が実際に必要と
するワード長を求めることにする。当該入力ディジタル
オーディオ信号が実際に必要とするワード長とは、聴覚
的に必要とされるワード長のことであり、そのワード長
の精度があるならば、当該信号を後に再生した場合に、
この信号に含まれる量子化雑音が聴覚的に劣化として聞
こえないようなワード長のことである。

【００１５】したがって、上記２０ビットの入力ディジ
タルオーディオ信号が実際に必要とするワード長が、例
えばＣＤ規格である１６ビットより短くても聴覚的には
充分良好となるような場合には、当該入力ディジタルオ
ーディオ信号を例えばＣＤ規格にて記録する際に、この
２０ビットの入力ディジタルオーディオ信号から上記Ｃ
Ｄ規格に対応する１６ビットのみを取り出して残りのビ
ットを単純に捨ててしまったとしても、後の再生時に聴
覚的に問題なく良好なオーディオ信号を再生できること
になる。また、当該２０ビットの入力ディジタルオーデ
ィオ信号が実際に必要とするワード長が上記１６ビット
よりも短いような場合、上述のように当該入力ディジタ
ルオーディオ信号から上記ＣＤ規格に対応する１６ビッ
トのみを取り出して残りのビットを捨て、さらに残った
１６ビットのワードのうち、上記実際に必要なビット以
外の冗長ビット分に何らかの情報を埋め込んで、上記Ｃ
Ｄ規格の１６ビットのワードを形成したとしても、後の
再生時に聴覚的に当該埋め込んだ情報を取り出してしま
えば問題となるような劣化として現れることはない。な
お、当該情報の埋め込みを行う場合は、聴覚上問題のな
い例えばＬＳＢ側（最下位ビット）側から埋め込むよう
にする。

【００１６】一方、上記２０ビットの入力ディジタルオ
ーディオ信号が実際に必要とするワード長が例えば上記
ＣＤ規格である１６ビットを越えるような場合におい
て、当該入力ディジタルオーディオ信号を例えばＣＤ規
格にて記録するためとして、この入力ディジタルオーデ
ィオ信号から上記ＣＤ規格に対応する１６ビットのみを
取り出して残りのビットを単純に捨ててしまったりする
と、後の再生時に劣化したオーディオ信号しか再生でき
ないことになる。このため、上記残りのビットについて
も何らかの方法でＣＤ規格内に入れ込まなければならな
い。

【００１７】このようなことから、本実施例において
は、上記２０ビットの入力ディジタルオーディオ信号が
実際に必要とするワード長が上記１６ビットを越えるよ
うな場合、この入力ディジタルオーディオ信号を例えば
ＣＤ規格にて記録する際には、当該入力ディジタルオー
ディオ信号の全帯域の信号を上記ＣＤ規格に対応する１
６ビット分の信号と当該１６ビットを越える分の信号と
に分割し、上記１６ビット分の信号についてはＣＤ規格
にて記録するようにし、一方、上記１６ビットを越える
分の信号については、上記実際に必要とするワード長が
１６ビット未満となっている別のオーディオ信号の前記
冗長ビット部分（別の２０ビットの入力ディジタルオー
ディオ信号を１６ビットにしたときの冗長ビット部分）
に対して上述のように埋め込むようにする。したがっ
て、後の再生時には、上記１６ビット分の信号を再生す
ると共に、上記別のオーディオ信号からは上記冗長ビッ
ト部分に埋め込まれた上記１６ビットを越える分の信号
を取り出し、当該取り出した信号を上記１６ビット分の
信号と結合するようにして、良好な音質のオーディオ信
号を再生するようにしている。

【００１８】本実施例では、上述したように、上記実際
に必要とするワード長が上記１６ビットを越えるような
２０ビットの入力ディジタルオーディオ信号から分離さ
れた上記ＣＤ規格の１６ビット分のオーディオ信号と、
上記実際に必要とするワード長が１６ビットよりも短い
ような２０ビットの入力ディジタルオーディオ信号から
取り出された上記ＣＤ規格の１６ビットのオーディオ信
号と、上記実際に必要とするワード長が１６ビットより
も短い入力ディジタルオーディオ信号から取り出された
１６ビットの冗長ビット分に対して何らかの情報が埋め
込まれて形成された上記ＣＤ規格の１６ビットのオーデ
ィオ信号とを、上記メイン帯域の信号と呼んでいる。ま
た、本実施例では、上記実際に必要とするワード長が上
記１６ビットを越えるような２０ビットの入力ディジタ
ルオーディオ信号から上記ＣＤ規格の１６ビット分が分
離された残りの信号（１６ビットを越える分のビット）
を、上記サブ帯域の信号と呼んでいる。具体的に言う
と、上記実際に必要とされるワード長が１６ビットを越
えるような上記２０ビットの入力ディジタルオーディオ
信号と、当該２０ビットの入力ディスクオーディオを分
割して得た上記ＣＤ規格の１６ビットのメイン帯域の信
号との差分信号を、上記サブ帯域の信号としている。当
該サブ帯域の信号は、上記実際に必要とするワード長が
１６ビットよりも短い別の入力ディジタルオーディオ信
号から取り出されたメイン帯域の信号の上記冗長ビット
分に埋め込まれることになる。なお、上記実際に必要と
するワード長が１６ビットよりも短いような２０ビット
の入力ディジタルオーディオ信号の場合、サブ帯域によ
って音質の改善を行う必要がないため、当該２０ビット
の入力ディジタルオーディオ信号から１６ビットのメイ
ン帯域の信号を取り出した残りの信号（サブ帯域の信
号）を捨てるようにして、記録或いは伝送しないように
する。また、上記サブ帯域の信号が埋め込まれる上記別
のオーディオ信号とは、時間的に異なる位置の信号や、
異なるチャンネルの信号である。

【００１９】ここで、上述のように、サブ帯域の信号が
埋め込まれてなるメイン帯域の信号から、当該サブ帯域
の信号を取り出し、このサブ帯域の信号に対応したメイ
ン帯域の信号（当該サブ帯域の信号と分割されたメイン
帯域の信号）と結合して信号を再生することを実現する
ためには、上記メイン帯域の実際に必要とされたワード
長の情報と、上記サブ帯域の信号が埋め込まれているメ
イン帯域の信号の何れの位置にサブ帯域の信号が埋め込
まれたのかを示す情報とが、少なくとも必要である。し
たがって、上記メイン帯域の信号及びサブ帯域の信号を
記録或いは伝送する際には、上記メイン帯域の信号及び
サブ帯域の信号が配置される領域（記録或いは伝送され
る領域）以外に、これらの情報を配置するための配置領
域（記録或いは伝送される領域）が必要となる。例えば
ＣＤ規格のディスクに記録する場合を例に挙げると、上
記配置領域としてはいわゆるサブコード情報領域を挙げ
ることができる。これらメイン帯域及びサブ帯域並びに
上記埋め込み位置の情報等が記録されたＣＤ規格のディ
スクを再生する時には、当該ディスクから再生された信
号中のサブコード情報から上記埋め込み情報等を読み出
し、これら情報に基づいて上記サブ帯域の信号を取り出
し、メイン帯域の信号と適宜結合することを行う。上記
サブコード情報についての詳細な説明は後述する。

【００２０】ところで、上記実際に必要とされるワード
長が前記１６ビットを越える場合及び前記１６ビットよ
りも短い場合の何れにしても、上記２０ビットの入力デ
ィジタルオーディオ信号から上記ＣＤ規格の１６ビット
分の信号を取り出す際には、当該取り出された１６ビッ
ト分のメイン帯域の信号を後に再生するときに充分な音
質を確保できるような量子化雑音の制御を行うことが望
ましい。これは、本発明のディジタル信号処理方法及び
装置にて処理された信号を記録してなるＣＤ規格のディ
スクを、本発明の方法及び装置に対応していない従来の
再生装置を用いて再生を行った場合でも、音質を十分に
確保できるようにするためである。

【００２１】本実施例では、上記２０ビットの入力ディ
ジタルオーディオ信号を１６ビットにすると共に、当該
１６ビットでも充分な音質を確保できる量子化雑音制御
手法として、いわゆるノイズシェーピングを採用してい
る。本実施例では、上記ノイズシェーピングとして、い
わゆるＳＭＢ（Super Bit Mapping：商標）と称される
ような手法を用いている。なお、上記ＳＭＢは、例え
ば、特開平２−０２０８１２号公報、特開平２−１８５
５２号公報、特開平２−１８５５６号公報にて詳しく述
べられているノイズシェーピングの一手法であり、既に
公知となっている技術であるため、ここではその詳細な
内容についての説明は行わない。

【００２２】ところが、上記ＳＭＢのようなノイズシェ
ーピングの手法を採用した場合、上記２０ビットの入力
ディジタルオーディオ信号を１６ビットにする手法とし
て単純な四捨五入による丸め処理を用いた場合に比べ
て、信号の振幅が大きくなるという問題がある。これは
上記ＳＭＢのノイズシェーピングによって高域のノイズ
が増えるためである。このように信号の振幅が大きくな
ると言うことは、上記サブ帯域のために確保すべき領域
が増加することを意味する。このように、サブ帯域の信
号のために確保すべき領域が多くなると、当該サブ帯域
の信号を例えばＣＤのようなメディアに記録できなくな
ることが起きる。

【００２３】そこで、本発明実施例においては、上記サ
ブ帯域の信号に対して低域通過フィルタ（ＬＰＦ）によ
るフィルタリング処理を施すことで、当該サブ帯域の信
号の振幅を上記単純な四捨五入による丸め処理の場合と
同程度の大きさの振幅にして、当該サブ帯域のために確
保すべき領域の増加を抑えるようにしている。

【００２４】上述したことを実現する本発明のディジタ
ル信号処理方法及び装置の一実施例としての記録再生装
置について、以下に詳細に説明する。

【００２５】上記記録再生装置の記録系の構成を図１及
び図２に示す。なおここでは、ＣＤに信号を記録するた
めの構成について説明する。この図１及び図２に示す構
成では、リアルタイム性がさほど要求されないＣＤのよ
うなパッケージメディアを製作する際に、最初に全ての
信号の状態を調べておいた後、その状態によって全体の
バランスをとっていくような複数パスの手法を採用して
いる。図１及び図２には２つのパスの構成例について示
してある。図１には当該記録系において１パス目の信号
処理を行う構成を示し、図２には２パス目の信号処理を
行う構成を示している。なお、ここに言うリアルタイム
性とは、編集などの過程を経た後の最終的なマスタディ
スクを製造する段階におけるリアルタイム性のことであ
る。

【００２６】先ず、図１に示す１パス目の信号処理につ
いて説明する。

【００２７】図１において、入力端子５０に入力される
オーディオ信号は、前述したようにサンプリング周波数
４４．１ｋＨｚで量子化ビット数１６を越える２０ビッ
トの広帯域のディジタルオーディオ信号である。

【００２８】上記入力端子５０に入力されたディジタル
オーディオ信号は、ユニット切り出し回路１に入力され
る。このユニット切り出し回路１では、これ以降のプロ
セスで扱うための所定単位として、上記入力ディジタル
オーディオ信号の複数サンプルをまとめたユニットを生
成する。ユニットの大きさは任意であるが、ＣＤオーデ
ィオ規格においては、左チャンネル（Ｌｃｈ）および右
チャンネル（Ｒｃｈ）を合わせて２３５２バイト、つま
り１チャンネルあたり５８８サンプルがブロックという
単位で呼ばれているので、それに準じた大きさに合わせ
るのが望ましい。また、以降の処理はＬｃｈとＲｃｈを
独立で扱うようにしても、ＬｃｈとＲｃｈをまとめて扱
うようにしてもよい。ここでは、1 ユニットの大きさを
チャンネル独立で上記５８８の半分の２９４サンプルと
する。

【００２９】上記ユニット切り出し回路１にて上記ユニ
ット毎に纏められたサンプルは、必要ワード長算出回路
２に入力される。当該必要ワード長算出回路２では、そ
れぞれのユニットにおいて最低限必要とされるワード長
が何ビットであるのかを算出する。すなわち、このワー
ド長とは、前述したように聴覚的に必要とされるワード
長のことであり、そのワード長の精度があるならば、当
該信号を後に再生した場合に、この信号に含まれる量子
化雑音が聴覚的に劣化として聞こえないようなワード長
のことである。図３には、上記必要ワード長算出回路２
の具体的構成例を示す。

【００３０】この図３において、信号の流れは２つに分
かれていて、１つは聴覚的な特性から許容できる雑音量
を求める経路であり、もう１つはワードを短くして量子
化雑音量を変化させる経路である。なお、許容雑音量と
は、ある音が鳴っているとき、その量以下の雑音量であ
れば、人間の耳には聞こえないという聴覚的な閾値のこ
とである。

【００３１】当該図３に示す必要ワード長算出回路２の
入力端子５１に供給されたユニット化されたオーディオ
信号は、聴覚的な特性から許容できる雑音量を求める経
路の許容雑音量算出回路２１に送られる。当該許容雑音
量算出回路２１では、入力されたオーディオ信号から、
臨界帯域（人間の聴覚特性を考慮して分割された周波数
帯域のことであり例えば２５バンドに分けられる）毎
に、上記聴覚的な特性から許容できる雑音量としての許
容雑音量Ｔｉを求める。この許容雑音量Ｔｉは、実際に
はいわゆる最小可聴カーブ（人間の耳の感度の閾値）
と、いわゆるマスキング（ある信号が別の信号によって
聞こえなくなってしまう現象）スペクトルとを合成する
ことによって求められる。具体的な求め方については、
例えば本件出願人が先に提案する特願平７−１４７７４
２号の明細書及び図面等にて詳しく述べられており、こ
れら技術は既に公知となっているものなので、ここでは
その詳細な内容についての説明は省略する。上記許容雑
音量Ｔｉの信号は判断回路２４に送られる。

【００３２】また、当該図３に示す必要ワード長算出回
路２の入力端子５１に供給されたユニット化されたオー
ディオ信号は、上記ワードを短くして量子化雑音量を変
化させる経路のｎビット丸め回路１９にも送られる。こ
こで、上記入力端子５１に供給されたオーディオ信号
は、メイン帯域の信号であり、フルワード（ここでは２
０ビット）の長さで表せるようなものである。上記ｎビ
ット丸め回路１９では、上記入力端子５１から供給され
た２０ビットの信号をｎビットに丸める（すなわち四捨
五入する）。当該ｎビット丸め回路１９は後述するｎ＋
１回路２５にて上記ｎの値が制御されるものであり、こ
のときの最初のｎの値は最もワードを短くしてもよいと
されるべき値にするのがよく、例えば１２ビット程度と
なされている。

【００３３】このｎビット丸め回路１９にて丸め処理さ
れた後の信号は、加算器２０に送られる。この加算器２
０には、上記入力端子５１からのオーディオ信号も供給
され、上記ｎビット丸め回路１９からの信号が減算信号
として、また上記入力端子５１からのオーディオ信号が
加算信号として入力される。したがって、当該加算器２
０では、上記オーディオ信号と上記ｎビット丸め回路１
９の出力信号との差分が求められる。この加算器２０
の出力は、上記ｎビット丸め回路１９における丸め誤
差、すなわち量子化雑音となる。この加算器２０からの
誤差信号は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）回路２２に入
力される。

【００３４】当該ＦＦＴ回路２２では、上記誤差信号の
スペクトル成分すなわち量子化雑音のスペクトル成分が
求められ、当該量子化誤差のスペクトル成分の信号は最
大値検出回路２３に送られる。

【００３５】当該最大値検出回路２３では、上記量子化
誤差のスペクトル成分の信号から臨界帯域毎に上記スペ
クトル成分の最大値Ｎｉを求める。この最大値検出回路
２３にて求められた上記スペクトル成分の最大値Ｎｉの
信号は、判断回路２４に送られる。

【００３６】判断回路２４では、上述の聴覚的な特性か
ら許容できる雑音量を求める経路から求められた許容雑
音量Ｔｉと、ワードを短くして量子化雑音量を変化させ
る経路から求められたスペクトルの最大値Ｎｉとを、臨
界帯域毎に比較し、いずれの臨界帯域においてもＴｉ＞
Ｎｉとなるかどうかをチェックする。ここで、すべての
臨界帯域においてＴｉ＞Ｎｉであるならば、当該判断回
路２４は必要ワード長（ビット数）としてｎの値を出力
する。また、そのときの丸められた信号も出力する。一
方、もしも１つでもＴｉ＜ｎｉとなる臨界帯域が存在し
たのであれば、当該判断回路２４はその旨を示す信号を
ｎ＋１回路２５に出力する。

【００３７】当該ｎ＋１回路２５では、上記判断回路２
４から信号が供給されると、上記ｎビット丸め回路１９
におけるｎの値を１ビットだけ多く（ワード長を長く）
させる制御を行う。これにより、上記ｎビット丸め回路
１９及び加算器２０では、誤差信号が求め直される。

【００３８】なお、図３の例では、入力端子５１に供給
された信号をｎビットで丸めて誤差信号を求めていた
が、ワードが１ビット短くなると量子化雑音レベルは約
６ｄＢ増えるので、上記許容雑音量Ｔｉから最小値Ｔｍ
ｉｎを求め、当該最小値Ｔｍｉｎからワード長を逆算す
るようにしてもよい。

【００３９】上述したようにして求められた必要ワード
長が前述した実際に必要とされるワード長であり、この
必要ワード長の情報と、当該必要ワード長に丸められた
信号とは、出力端子５２から出力され、図１のワード長
チェック回路４に入力される。

【００４０】図１に戻って、ワード長チェック回路４で
は、上記図３の必要ワード長算出回路２にて求められた
必要ワード長が１６ビット以上になっていないかをどう
かを調べる。

【００４１】ここで、上記必要ワード長算出回路２から
供給された必要ワード長が１６ビット以上である場合に
は、充分な音質を維持しようとするとＣＤ規格を越える
ことになり記録できなくなってしまう。このように必要
ワード長が１６ビット以上である場合には、上記必要ワ
ード長算出回路２から供給された上記必要ワード長に丸
められた信号を、１６ビットのワード長の信号（すなわ
ちメイン帯域の信号）と、上記必要ワード長に丸められ
た信号から上記メイン帯域の信号を差し引いた差分信号
すなわちサブ帯域の信号とに分ける必要がある。

【００４２】このため、上記ワード長チェック回路４に
て上記必要ワード長が１６ビット以上であると判定した
とき、当該ワード長チェック回路４はオーディオ信号
（上記必要ワード長に丸められた信号）を丸め回路３と
加算器５とに送る。

【００４３】このときの丸め回路３では、上記１６ビッ
ト以上の必要ワード長に丸められている信号を更に１６
ビット長に丸める。この丸め回路３にて１６ビット長に
丸められた信号がメイン帯域の信号となる。ここで、当
該丸め回路３における丸め処理の方法としては、四捨五
入する方法、切り捨てする方法などがあるが、このよう
な方法は本発明を利用出来ない再生装置によって再生し
た場合の量子化雑音による音質劣化が免れない。したが
って、この丸め回路３では、音質劣化をできるだけ防い
で１６ビット長に丸める手法として、前述したノイズシ
ェーピングの手法を用いて量子化雑音の制御を行う。こ
のノイズシェーピングは量子化雑音を高域側にかきあげ
ることによって、聴覚的な音質の劣化を防ぐものであ
り、これを実現するための一手法として前述したいわゆ
るＳＢＭ（Super Bit Mapping）の手法を用いている。

【００４４】上述のようにノイズシェーピングを用いた
丸め回路３にて１６ビットに丸められた信号は、加算器
５に送られる。この加算器５には、上記ワード長チェッ
ク回路４からの上記１６ビット以上の必要ワード長に丸
められた信号も供給されており、上記丸め回路３の出力
を減算信号として、また上記ワード長チェック回路４か
らの信号を加算信号として加算演算を行う。これによ
り、当該加算器５では、上記丸め回路３に入力する前の
信号と、丸め回路３での丸め処理後の信号との差分が取
られることになる。当該加算器５の出力が、サブ帯域の
信号となる。

【００４５】上述したようにして求められた１６ビット
のメイン帯域の信号とサブ帯域の信号は、上記１６ビッ
ト以上を示す必要ワード長の情報と共に一次記録装置６
に送られる。

【００４６】一方、上記必要ワード長算出回路２から供
給された必要ワード長が１６ビット未満である場合、当
該ワード長チェック回路４は、上記必要ワード長算出回
路２からの上記必要ワード長に丸めされた信号をメイン
帯域の信号として出力すると共に、このときの必要ワー
ド長の情報も出力し、これらの信号は一次記憶装置６に
送られる。すなわちこの場合、サブ帯域は省略される。
なお、このように必要ワード長が１６ビット未満でよい
ユニットの信号に対しては、後述する２パス目の構成に
おいて、当該ユニット内の信号サンプルのＬＳＢ側に、
上述した必要ワード長が１６ビット以上となった場合に
形成されたサブ帯域の信号を埋め込むことになる。ま
た、当該必要ワード長が１６ビット未満でよいユニット
の信号も、後に、指定されたワード長すなわちＣＤ規格
の１６ビットにワード長を合わせることが必要である
が、この場合にも前述同様のノイズシェーピング処理を
施すようにして十分な音質を確保することが望ましい。

【００４７】以上の処理によって求められたメイン帯
域、サブ帯域の信号及び各ユニットにおいて必要とされ
るワード長情報（上記必要ワード長の情報）は、一次記
録装置６にて記録媒体に記録される。この一次記録装置
６は、記録媒体として、コンピュータベースのシステム
(ハードディスクやＭＯ（光磁気ディスク）を用いたも
の）であってもよいし、いわゆるＤＡＴ（ディジタルテ
ープレコーダ）などのテープを用いた装置であってもよ
い。この一次記録装置６にて記録された情報は図２に示
す２パス目の構成に渡される。

【００４８】続いて、当該図２における２パス目の構成
について説明する。

【００４９】一次記録装置７（図１の一次記録装置６に
対応する）からは、上記１パス目の構成にて記録媒体に
記録された信号が読み出される。

【００５０】ここで、当該図２の構成では、上記一次記
録装置７から読み出された必要ワード長情報が１６ビッ
ト以上であった場合、必要ワード長が１６ビット未満で
よいユニット内のサンプルのＬＳＢ側に、当該１６ビッ
ト以上が必要となった場合に形成されたサブ帯域の信号
を埋め込むようにする。

【００５１】このため、埋め込み位置検索回路１１で
は、上記必要ワード長が１６ビット以上となっているユ
ニットの必要ワード長情報（例えばｉ番目のユニットの
必要ワード長情報）から上記サブ帯域のために必要とさ
れるワード長を求めると共に、上記必要ワード長が１６
ビット未満となっている各ユニットの必要ワード長情報
（例えばｋ番目のユニットの必要ワード長情報）から、
上記サブ帯域の信号を埋め込む余裕のあるユニットを検
索する。

【００５２】この場合、上記必要ワード長が１６ビット
以上となっているユニット（上記ｉ番目のユニット）
と、当該ユニットのサブ帯域の信号が埋め込まれること
になるユニット（上記ｋ番目のユニット）との間隔をど
の程度まで許容するかを決める必要がある。すなわち、
時間的に離れた、或いは異なるチャンネルのユニットに
サブ帯域の信号を記録するということは、データの読み
出し速度やバッファリングに負担がかかるということを
意味している。したがって、当該サブ帯域を埋め込みた
いユニットの検索の際に、埋め込み可能なユニットが複
数見つかるのであれば、できるだけ時間的に近いユニッ
トを選択するようにしたほうが良い。また、その検索範
囲も、ＣＤの再生装置のバッファリング用メモリの大き
さやデータ読み出し速度などを考慮して決定するように
する。

【００５３】上記のようなことを考慮しながら、上記埋
め込み位置検索回路１１は、一次記録装置７より必要ワ
ード長情報を順次読み出して検索を行う。当該埋め込み
位置検索回路１１は、埋め込む位置が決定されたならば
当該位置を示す情報を一次記録装置７に返し、一次記録
装置７は当該埋め込み位置にあたるユニット（上記ｋ番
目のユニット）のメイン帯域信号を出力する。なお、サ
ブ帯域の信号と、当該サブ帯域の信号を埋め込むメイン
帯域の信号（ｋ番目のユニット）とは、１対１である必
要はなく、１つのサブ帯域の信号を複数のメイン帯域の
信号（ユニット）に埋め込むようにしてもよいし、１つ
のメイン帯域の信号（１つのユニット）に複数のサブ帯
域の信号を埋め込むようにしてもよい。この埋め込み手
法については、本件出願人が先に提案している特願平７
−１４７７４２号の明細書及び図面に詳しく述べられて
いるが、本発明のポイントとは異なるためここではその
詳細については省略する。

【００５４】上記メイン帯域の信号に埋め込んで記録さ
れるサブ帯域の信号は、前述したように丸め回路３によ
ってノイズシェーピングされたメイン帯域の信号成分と
当該丸め回路３に入力される前の信号との差分値である
が、このときの信号成分は図４及び図５に示されるよう
に、四捨五入丸めを行った場合と比べると高域の量子化
雑音が増加しているため、信号振幅も大きくなってい
る。なお、図４の（ａ）にはノイズシェーピングしたと
きのメイン帯域の信号成分を、図４の（ｂ）にはノイズ
シェーピングしたときの量子化雑音スペクトルを示し、
図５の（ａ）には四捨五入したときのメイン帯域の信号
成分を、図５の（ｂ）には四捨五入したときの量子化雑
音スペクトルを示している。ここで、前記ＳＢＭのよう
なノイズシェーピング手法を採用した場合は、２３ビッ
ト程度ワード長が長くなってしまい、記録しなくてはな
らないサブ帯域が必要とする記録領域が多く必要となっ
てしまう。すなわち例えば、前記１パス目の構成のワー
ド長チェック回路４で上記必要ワード長が例えば１８ビ
ットとなっているとき、この信号に対して単純な四捨五
入の丸め処理を施したのであれば、上記サブ帯域の信号
の大きさは２ビットのワード長で表せることになるが、
上記ノイズシェーピング処理を行った場合のサブ帯域の
信号の大きさは、例えば４５ビットのワード長になって
しまう。

【００５５】そこで、上記２パス目の構成では、サブ帯
域の高域成分をフィルタリングして切り捨てることによ
って、上記ノイズシェーピング処理を行った場合のサブ
帯域の信号の振幅を小さくして、上記四捨五入の丸め処
理を行った場合のサブ帯域の信号の振幅の大きさと同等
にする。

【００５６】そのために、当該２パス目の構成では、Ｌ
ＰＦ１５のような低域通過型フィルタを用いている。た
だし、このようにＬＰＦ１５のような低域通過型フィル
タを用いると、本実施例の記録系の構成にて信号が記録
されたＣＤを後に再生した場合、高域成分に劣化が生じ
ることになるが、本実施例では上記ノイズシェーピング
によって聴覚的には聞こえにくい部分に雑音成分を移動
させることになるので、聴覚上はそれほど大きな影響は
ない。

【００５７】なお、上記低域通過型のフィルタは各種考
えられるが、単純なＦＩＲ（FiniteImpulse Response d
igital filter）型のディジタルフィルタを用いれば十
分である。ただし、フィルタリングをすることによって
生じるサンプル遅れ（フィルタの次数分だけ遅れる）に
は注意する必要がある。

【００５８】また、ここでのフィルタ係数は固定したも
のにしてもよいが、出来るだけ再生時の波形再現性を忠
実なものにするには、最小限のフィルタに止めることは
有効である。そのため、図２の構成では、フィルタリン
グする前の信号状態をパワー算出回路９によって調べた
後、予め数パターンのフィルタ係数を格納しているＲＯ
Ｍ１３から上記パワー算出回路９の出力に応じて最も適
切なフィルタ係数を読み出し、このフィルタ係数に基づ
いてＬＰＦ１５のフィルタリングを行うようにする。

【００５９】なお、上記フィルタ係数を選択するための
情報を求めるパワー算出回路９においては、信号の最大
値、ユニットのパワー（各サンプルの２乗和）をフィル
タ係数制御のための情報として求めるものとすることが
出来る。また、このパワー算出回路９では、信号にＦＦ
Ｔを施して、信号サンプルの周波数成分（スペクトル成
分）を求め、それらの最大値或いはパワーを上記フィル
タ係数制御のための情報として求めるものであってもよ
い。

【００６０】また、フィルタ係数は、上記ＬＰＦ１５に
よるフィルタ処理を行う前に求めなくともよく、例えば
図６に示すように、ＬＰＦ１５におけるフィルタ処理後
の信号から、パワー算出回路１０において信号振幅の最
大値をチェックし、予め数パターンのフィルタ係数を格
納しているＲＯＭ１３から上記パワー算出回路１０の出
力に応じてフィルタ係数を読み出し、このフィルタ係数
に基づいてＬＰＦ１５のフィルタリングを行うように
し、最も適切なフィルタリングが行われるまで当該処理
繰り返すといった方法をとることも可能である。なお、
図６において、図２と対応する構成要素には同一の指示
符号を付し、それらの詳細な動作については省略する。

【００６１】図７には、上述したようにフィルタリング
されて得られたサブ帯域信号の信号波形（図７の（ａ）
と、そのスペクトル成分（図７の（ｂ））の一例を示し
ている。この図７の例では、１５ｋＨｚ付近に遮断周波
数のある低域通過フィルタが用いられている。

【００６２】上述のようにして求められたサブ帯域信号
と、前記埋め込み位置検索回路１１にて求めた埋め込み
位置情報（前記ｋ番目のユニットの埋め込み位置情
報）、及び一次記録装置７から読み出されたメイン帯域
の信号とワード長情報とは、ビットパッキング回路１７
に入力される。

【００６３】このビットパッキング回路１７は、これら
供給された情報からＣＤのフォーマットに沿ったデータ
を生成する。すなわち当該ビットパッキング回路１７で
は、上記埋め込み位置検索回路１１によって決定された
ｋ番目のユニットのメイン帯域の信号サンプルのＬＳＢ
側に上記ｉ番目のユニットのサブ帯域の信号を埋め込
み、メディアに記録されるオーディオデータを完成す
る。ここで、必要ワード長情報は、メディアがＣＤであ
るならば、いわゆるサブコード情報として記録すること
が出来る。

【００６４】なお、上記サブコード情報は、オーディオ
信号の２３５２バイトに対して９６バイト存在するもの
であり、このサブコード情報は、図８の（ａ）に示すよ
うにそれぞれのビットがＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖ，
Ｗと呼ばれ、図８の（ｂ）に示すようにそのうちのＲ，
Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖ，Ｗの部分が９６×６／８バイト、すな
わち５７６ビットがユーザデータとして使用できるもの
である。ユーザデータはまた、図８の（ｂ）に示すよう
に４等分され、それぞれがパックという単位で呼ばれて
おり、これらパックは図８の（ｃ）に示すようなフォー
マットになっている。上述の例では、１チャンネル当た
り２９４サンプル（２９４サンプル／ｃｈ）を１ユニッ
トとして検索してきたので、上記必要ワード長情報は当
該サブコード情報の１パックに記録することになる。１
パックはさらに細かく規定され、モード、アイテム、ど
んな種類のデータなのかを表すインストラクション（IN
STRUCTION）、データの誤り訂正のためのパリティビッ
ト、データフィールドからなり、実際に使えるのはその
うちのデータフィールドの９６ビットである。

【００６５】本発明実施例では、１ユニットを１チャン
ネル当たり２９４サンプルにしたので、上述のように１
パック内の使用可能なデータフィールドすなわち９６ビ
ットを上記必要ワード長情報のために割り当てるように
している。また、当該データフィールドには、上記必要
ワード長情報そのものと共に、１．サブ帯域を付け加えるのかどうかを示す情報２. 埋め込み位置情報といった情報も記録される。もし、１つのサブ帯域の信
号を複数のユニットに記録する場合や、１つのユニット
に複数のサブ帯域の信号を記録する場合には、これらは
複数組記録する必要がある。

【００６６】上記の例ではサブ帯域の信号は前記差分信
号そのままを記録する例について挙げたが、より効率的
に記録するために、当該信号の圧縮を行うことが望まし
い。また、信号の圧縮を行うと記録される情報量が少な
くなるので、前記低域通過フィルタの特性をより緩やか
なものにして、高域成分に生じる劣化を少なくすること
も可能である。すなわち、低域通過フィルタの特性をよ
り緩やかなものにすると情報量は増えることになるが、
信号を圧縮することで、実際に記録される情報量が増加
することはなく、高域成分に生じる劣化を少なくするこ
とも可能となる。

【００６７】なお、信号の圧縮には、復号化の際に完全
に元の信号に戻せる可逆符号化と、ある程度の情報が欠
落する不可逆符号化とがある。可逆符号化で代表的なの
はハフマン符号化をはじめとするエントロピィ符号化で
ある。ハフマン符号化については、文献「最小冗長符号
の構成のための方法」（"A Method for Constructionof
Minimum Redundancy Codes",D.A Huffman , Proc.I.R.
E., 40, p.1098 (1952)）に詳しく述べられている。ま
た、エントロピィ符号化については、ハフマン符号化の
ほかに文献「シーケンシャルデータ圧縮のための普遍的
アルゴリズム」（"A Universal Algorithm for Sequent
ial Data Compression",J.Ziv,A.Lempel,IEEE Trans. o
n Inform. Theory,Vol.IT-23, No.3,pp.337-343, 197
7）に述べられているLempel-Ziv符号化や、文献「固定
レートソースの可変長符号化でのバッファオーバーフロ
ウ」（"Buffer Overflow in Variable Length Coding o
f Fixed Rate Sources", F.Telinek ,IEEE Trans. Info
rm. Theory, Vol.IT-14, No.3, pp.490-501, 1968 ）に
述べられている算術符号といった符号化方式も用いるこ
とができる。不可逆符号化としては聴覚の特性を利用し
て、聴覚的に冗長な信号を減らすことにより情報量を圧
縮する方法がある。これについては、本件出願人は先に
特願平７−１４７７４２号の明細書及び図面にて提案し
ている。また、ＬＰＣ（線形予測符号化）、ＡＤＰＣＭ
をはじめとする非線形量子化や、ベクトル量子化による
符号化を行ったり、これらの符号化をさらにエントロピ
符号化することも可能である。なお、上記ＬＰＣについ
ては板倉、斎藤による文献「最尤スペクトル推定法によ
る音声分解合成伝送方式」音響学会講演論文集, pp.23
1,1967 、或いは文献「音声信号の予測符号化」（"Pred
ictive Coding of Speech Signals ",B.S,Atal,M.R.Sch
roeder ,Reports of 6th Int.Conf. Acoust.,C-5-4,196
8) に詳しく述べられている。また、計算アルゴリズム
については数多くの文献があり、ここでは省略する。

【００６８】以上のようにして符号化された信号は、そ
の後、ＣＤ規格のディスクに記録されることになる。

【００６９】続いて、本発明実施例の記録再生装置の再
生系の構成を図９示す。この再生系では基本的には前記
記録系の処理を逆に追っていくことになる。なお、図９
には、サブ帯域の信号を時間的に離れた前記ｋ番目のユ
ニットのメイン帯域の信号に記録した場合の例を示して
いる。このように時間的に離れたユニットのメイン帯域
の信号からサブ帯域の信号を取り出すようにした場合
は、メディア（ＣＤ）からデータの読み出しを通常より
も速くする必要がある。

【００７０】この図９において、メディア（ＣＤ）から
読み出された信号は、データ読み出し回路２６によっ
て、オーディオ信号とサブコード情報とに分けられる。
オーディオ信号は、バッファメモリ２８に蓄えられる。
これは、前記ｉ番目のユニットのメイン帯域と分割され
たサブ帯域の信号を、時間的に離れた前記ｋ番目のユニ
ットのメイン帯域の信号から取り出す必要があるためで
ある。バッファメモリ２８の記憶容量は、メモリのコス
トの問題もあるので一概に言えないが、例えばいわゆる
ポータブルＣＤプレーヤのような再生装置に搭載されて
いるいわゆるショックプルーフメモリと呼ばれている音
飛び防止のためのバッファメモリが、１０秒分程度のサ
ンプルデータをバッファリングするだけのメモリ量を有
しているので、それと同等或いはその２倍程度の記憶容
量まではコスト的に許容可能である。上記サブコード情
報には、サブ帯域の信号を埋め込んだ位置や必要ワード
長等の前述した各情報が記録されているので、当該サブ
コード情報からそれらの情報を取り出す。

【００７１】上記サブコード情報内に記録された必要ワ
ード長情報は、状態チェック回路２７に送られる。この
状態チェック回路２７では、上記必要ワード長情報が１
６ビットより長い場合にはそのユニットはサブ帯域を必
要とし、短いときのユニットはメイン帯域のみであると
いうことを判断する。

【００７２】上記ワード長が１６ビットより長いとき、
サブ帯域取り出し回路３１は、上記バッファメモリ２８
に記憶された信号（ｋ番目のユニットのメイン帯域の信
号）から、サブ帯域の信号を取り出す。すなわち当該サ
ブ帯域取り出し回路３１では、データ読み出し回路２６
より埋め込み位置情報を得てバッファメモリ２８に送
り、この埋め込み位置情報に基づいて当該バッファメモ
リ２８から上記サブ帯域信号が埋め込まれた前記ｋ番目
のユニットのメイン帯域信号を読み出す。このとき、サ
ブ帯域信号は前述したように前記ｋ番目のユニットのメ
イン帯域信号のＬＳＢ側に埋め込まれているので、当該
メイン帯域信号のＬＳＢ側からサブ帯域信号を読み出す
ようにする。また、サブ帯域信号がエントロピィ符号化
をはじめとする高能率圧縮が施されている場合には、当
該サブ帯域取り出し回路３１では上記高能率圧縮に対応
する伸長も行い、時間系列のサブ帯域信号を復元する。
また、このときのメイン帯域取り出し回路２９は、前述
した記録系にて当該サブ帯域と分割された前記ｉ番目の
ユニットのメイン帯域の信号をも、上記バッファメモリ
２８から取り出す。

【００７３】上述のようにしてｋ番目のユニットから取
り出されたサブ帯域の信号とｉ番目のユニットのメイン
帯域の信号は、加算器３２によって加えられ、Ｄ／Ａコ
ンバータ３３に送られ、アナログオーディオ信号に変換
された後、出力端子６０から出力される。ここで、上記
加算器３２によって得られた信号は、サブ帯域に低域通
過フィルタをかけてあるので、図１０に示すようにフィ
ルタのカットオフ周波数以下のところは必要ワード長情
報により示される程度の量子化雑音レベルになり、それ
以上のところはノイズシェーピングによる量子化雑音レ
ベルになった信号になる。

【００７４】一方、必要ワード長が１６ビットよりも短
くてもよいユニットの場合には、上記メイン帯域取り出
し回路３０によって、バッファメモリ２８からそのユニ
ットのメイン帯域の信号のみが取り出されて、Ｄ／Ａコ
ンバータ３３に送られ、アナログオーディオ信号に変換
された後、出力端子６０から出力される。ここで、上記
Ｄ／Ａコンバータ３３に渡すとき、読み出したメイン帯
域の信号をそのまま出力するようにしてもよいが、当該
メイン帯域の信号に別のユニットのサブ帯域の信号が記
録されている場合には、その部分に０を詰めて出力する
ほうが音質の劣化を少なくすることができる。

【００７５】以上の例は、ＣＤの量子化ビット数を上げ
る方向についてのみ挙げたが、サンプリング周波数を上
げる方向にも同様な手法を用いることが可能である。

【００７６】また、ＣＤに限らずＤＡＴなどのディジタ
ルオーディオのパッケージメディアや放送などの伝送系
においても利用可能である。またオーディオ信号に限ら
ず、画像信号においても同様に本方式を利用できる。

【００７７】上述したように、本発明実施例によれば、
ディジタルオーディオ信号等の広帯域信号を例えばＣＤ
のようなパッケージメディアに記録し、再生する場合に
おいて、当該オーディオ信号の全帯域の信号をメイン帯
域の信号とサブ帯域の信号とに分割し、メイン帯域の信
号を例えばストレートＰＣＭすると共にサブ帯域をエン
トロピィ符号化や非線形量子化などで高能率符号化し、
メイン帯域の信号のストレートＰＣＭワードから聴覚的
に冗長となるビット数を求め、フィルタリングを施した
サブ帯域の信号を上記冗長となるビットに対して割り当
てることにより、メイン帯域の信号の劣化を少なく、且
つサブ帯域の信号も効率よく記録あるいは伝送し、再生
することが可能になっている。

【００７８】すなわち、本発明実施例によれば、従来の
ＣＤ規格との互換性を保っているために、従来の再生シ
ステムにおいては、メイン帯域の信号がフルワードに近
い音質或いはそれ以上の音質で再生され、また、本発明
を採用するシステムにおいては、当該メイン帯域の信号
に加えて高能率符号化されたサブ帯域の信号も再生でき
るので、より高音質な音を再生可能となる。

【００７９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、ディジタル信号の全帯域の信号をメイン帯
域の信号とサブ帯域の信号とに分割し、必要とするワー
ド長が所定値未満であるメイン帯域の信号を求め、サブ
帯域の信号をフィルタリングし、このフィルタリングし
たサブ帯域の信号を上記必要とするワード長が所定値未
満であるメイン帯域の信号に付加することにより、メイ
ン帯域の信号の劣化を防ぎつつ重要なサブ帯域の信号を
も、記録媒体に記録或いは伝送媒体に伝送可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の記録再生装置の記録系のうち１
パス目の構成を示すブロック回路図である。

【図２】本発明実施例の記録再生装置の記録系のうち２
パス目の一構成例を示すブロック回路図である。

【図３】１パス目の構成の必要ワード長算出回路の具体
的構成を示すブロック回路図である。

【図４】ノイズシェーピングされたメイン帯域の信号成
分とノイズシェーピング前後の差分信号の信号成分（量
子化雑音スペクトル）とを示す図である。

【図５】四捨五入されたメイン帯域の信号成分と四捨五
入前後の差分信号の信号成分（量子化誤差スペクトル）
とを示す図である。

【図６】本発明実施例の記録再生装置の記録系のうち２
パス目の他の構成例を示すブロック回路図である。

【図７】本発明の記録再生装置の記録系にてメディアに
記録されるサブ帯域信号の信号波形及びスペクトル成分
を示す図である。

【図８】サブコード情報フォーマットについての説明に
用いる図である。

【図９】本発明実施例の記録再生装置の再生系の構成を
示すブロック回路図である。

【図１０】本発明実施例の記録再生装置の再生系におい
てメイン帯域の信号にサブ帯域の信号を加えたときの量
子化雑音スペクトルを示す図である。

【符号の説明】

１ユニット切り出し回路、２必要ワード長算出回
路、３丸め回路、４ワード長チェック回路、５
加算器、６，７一次記録装置、９，１０パワ
ー算出回路、１１埋め込み位置検索回路、１３係
数ＲＯＭ、１５ＬＰＦ、１７データパッキング回
路、１９ｎビット丸め回路、２０加算器、２１
許容雑音量算出回路、２２ＦＦＴ回路、２３
最大値検出回路、２４判断回路、２５ｎ＋１回
路、２６データ読み出し回路、２７状態チェッ
ク回路、２８バッファメモリ、２９，３０メイン
帯域取り出し回路、３１サブ帯域取り出し回路、
３２加算器、３３Ｄ／Ａコンバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル信号の全帯域の信号をメイン
帯域の信号とサブ帯域の信号とに分割し、必要とするワード長が所定値未満であるメイン帯域の信
号を求め、上記サブ帯域の信号をフィルタリングし、当該フィルタリングしたサブ帯域の信号を、上記必要と
するワード長が所定値未満であるメイン帯域の信号に付
加することを特徴とするディジタル信号処理方法。
【請求項２】上記メイン帯域の信号はノイズシェーピ
ングされた信号であり、上記サブ帯域の信号は上記全帯域の信号と当該メイン帯
域の信号との差分信号であることを特徴とする請求項１
記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３】上記メイン帯域の信号は四捨五入して丸
められた信号であり、上記サブ帯域の信号は上記全帯域の信号と当該メイン帯
域の信号との差分信号であることを特徴とする請求項１
記載のディジタル信号処理方法。
【請求項４】上記サブ帯域の信号は上記メイン帯域の
信号よりも高い周波数成分を含む信号であることを特徴
とする請求項１記載のディジタル信号処理方法。
【請求項５】上記サブ帯域の信号成分の性質を表す情
報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する付属情報
に付加することを特徴とする請求項１記載のディジタル
信号処理方法。
【請求項６】上記サブ帯域の信号成分の性質を表す情
報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する付属情報
に付加することを特徴とする請求項２記載のディジタル
信号処理方法。
【請求項７】上記サブ帯域の信号成分の性質を表す情
報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する付属情報
に付加することを特徴とする請求項３記載のディジタル
信号処理方法。
【請求項８】上記サブ帯域の信号成分の性質を表す情
報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する付属情報
に付加することを特徴とする請求項４記載のディジタル
信号処理方法。
【請求項９】上記フィルタリングは、低域通過フィル
タによることを特徴とする請求項１記載のディジタル信
号処理方法。
【請求項１０】上記サブ帯域の信号は、ストレートＰ
ＣＭ符号化された符号であることを特徴とする請求項１
記載のディジタル信号処理方法。
【請求項１１】上記サブ帯域の信号は、エントロピィ
符号化された符号であることを特徴とする請求項１記載
のディジタル信号処理方法。
【請求項１２】上記サブ帯域の信号は、聴覚的及び／
又は視覚的情報を用いて高能率符号化された符号である
ことを特徴とする請求項１記載のディジタル信号処理方
法。
【請求項１３】上記サブ帯域の信号は、不可逆な圧縮
符号化を施した符号であることを特徴とする請求項１記
載のディジタル信号処理方法。
【請求項１４】上記サブ帯域の信号は、ストレートＰ
ＣＭ符号化された符号をさらにエントロピ符号化した符
号であることを特徴とする請求項１記載のディジタル信
号処理方法。
【請求項１５】上記サブ帯域の信号は、聴覚的及び／
又は視覚的情報を用いて高能率符号化された符号をさら
にエントロピ符号化した符号であることを特徴とする請
求項１記載のディジタル信号処理方法。
【請求項１６】上記サブ帯域の信号は、不可逆な圧縮
符号化を施した符号をさらにエントロピ符号化した符号
であることを特徴とする請求項１記載のディジタル信号
処理方法。
【請求項１７】上記ストレートＰＣＭ符号化を使用し
たことを示す情報を、上記メイン帯域の信号の一部を構
成する付属情報に付加することを特徴とする請求項１０
記載のディジタル信号処理方法。
【請求項１８】上記エントロピィ符号化を使用したこ
とを示す情報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成す
る付属情報に付加することを特徴とする請求項１１記載
のディジタル信号処理方法。
【請求項１９】上記聴覚的及び／又は視覚的情報を用
いた高能率符号化を使用したことを示す情報を、上記メ
イン帯域の信号の一部を構成する付属情報に付加するこ
とを特徴とする請求項１２記載のディジタル信号処理方
法。
【請求項２０】上記不可逆な圧縮符号化を使用したこ
とを示す情報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成す
る付属情報に付加することを特徴とする請求項１３記載
のディジタル信号処理方法。
【請求項２１】上記ストレートＰＣＭ符号化とエント
ロピ符号化とを使用したことを示す情報を、上記メイン
帯域の信号の一部を構成する付属情報に付加することを
特徴とする請求項１４記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２２】上記聴覚的及び／又は視覚的情報を用
いた高能率符号化とエントロピ符号化とを使用したこと
を示す情報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する
付属情報に付加することを特徴とする請求項１５記載の
ディジタル信号処理方法。
【請求項２３】上記不可逆な圧縮符号化とエントロピ
符号化とを使用したことを示す情報を、上記メイン帯域
の信号の一部を構成する付属情報に付加することを特徴
とする請求項１６記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２４】上記フィルタリングを行うかどうかを
サブ帯域の信号の状態から適応的に決定することを特徴
とする請求項１記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２５】上記フィルタリングを行うかどうかを
メイン帯域の信号の状態から適応的に決定することを特
徴とする請求項１記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２６】上記フィルタリングを行うかどうかを
上記分割前の全帯域の信号の状態から適応的に決定する
ことを特徴とする請求項１記載のディジタル信号処理方
法。
【請求項２７】上記サブ帯域の信号の振幅の大きさに
よって、上記決定を行うことを特徴とする請求項２４記
載のディジタル信号処理方法。
【請求項２８】上記メイン帯域の信号の振幅の大きさ
によって、上記決定を行うことを特徴とする請求項２５
記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２９】上記分割前の全帯域の信号の振幅の大
きさによって、上記決定を行うことを特徴とする請求項
２６記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３０】上記サブ帯域の信号のスペクトル成分
の大きさによって、上記決定を行うことを特徴とする請
求項２４記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３１】上記メイン帯域の信号のスペクトル成
分の大きさによって、上記決定を行うことを特徴とする
請求項２５記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３２】上記分割前の全帯域の信号のスペクト
ル成分の大きさによって、上記決定を行うことを特徴と
する請求項２６記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３３】上記サブ帯域の信号のエントロピィの
大きさによって、上記決定を行うことを特徴とする請求
項２４記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３４】上記メイン帯域の信号のエントロピィ
の大きさによって、上記決定を行うことを特徴とする請
求項２５記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３５】上記分割前の全帯域の信号のエントロ
ピィの大きさによって、上記決定を行うことを特徴とす
る請求項２６記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３６】上記必要とするワード長が所定値を越
えるメイン帯域であることを示す情報を、上記メイン帯
域の信号の一部を構成する付属情報に付加することを特
徴とする請求項１記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３７】上記メイン帯域の信号はサンプリング
周波数が４４．１ｋＨｚの帯域で且つ量子化ビット数が
１６の信号であり、上記サブ帯域の信号は上記メイン帯
域以上の帯域の信号であることを特徴とする請求項１記
載のディジタル信号処理方法。
【請求項３８】ディジタル信号の全帯域の信号をメイ
ン帯域の信号とサブ帯域の信号とに分割する分割手段
と、必要とするワード長が所定値未満であるメイン帯域の信
号を検索する検索手段と、上記サブ帯域の信号をフィルタリングするフィルタリン
グ手段と、当該フィルタリングしたサブ帯域の信号を、上記必要と
するワード長が所定値未満であるメイン帯域の信号に付
加する付加手段とを有することを特徴とするディジタル
信号処理装置。
【請求項３９】上記分割手段は、上記メイン帯域の信
号にノイズシェーピングを施すノイズシェーピング手段
と、上記全帯域の信号と当該メイン帯域の信号との差分
を求めて上記サブ帯域の信号を生成するサブ帯域信号生
成手段とを備えることを特徴とする請求項３８記載のデ
ィジタル信号処理装置。
【請求項４０】上記分割手段は、上記メイン帯域の信
号に四捨五入して丸めを施す丸め手段と、上記全帯域の
信号と当該メイン帯域の信号との差分を求めて上記サブ
帯域の信号を生成するサブ帯域信号生成手段とを備える
ことを特徴とする請求項３８記載のディジタル信号処理
装置。
【請求項４１】上記サブ帯域の信号は上記メイン帯域
の信号よりも高い周波数成分を含む信号であることを特
徴とする請求項３８記載のディジタル信号処理装置。
【請求項４２】上記サブ帯域の信号成分の性質を表す
情報を算出する性質算出手段を設け、上記付加手段は、上記メイン帯域の信号の一部を構成す
る付属情報に上記性質算出手段からの情報を付加するこ
とを特徴とする請求項３８記載のディジタル信号処理装
置。
【請求項４３】上記サブ帯域の信号成分の性質を表す
情報を算出する性質算出手段を設け、上記付加手段は、上記メイン帯域の信号の一部を構成す
る付属情報に上記性質算出手段からの情報を付加するこ
とを特徴とする請求項３９記載のディジタル信号処理装
置。
【請求項４４】上記サブ帯域の信号成分の性質を表す
情報を算出する性質算出手段を設け、上記付加手段は、上記メイン帯域の信号の一部を構成す
る付属情報に上記性質算出手段からの情報を付加するこ
とを特徴とする請求項４０記載のディジタル信号処理装
置。
【請求項４５】上記サブ帯域の信号成分の性質を表す
情報を算出する性質算出手段を設け、上記付加手段は、上記メイン帯域の信号の一部を構成す
る付属情報に上記性質算出手段からの情報を付加するこ
とを特徴とする請求項４１記載のディジタル信号処理装
置。
【請求項４６】上記フィルタリング手段は、低域通過
フィルタであることを特徴とする請求項３８記載のディ
ジタル信号処理装置。
【請求項４７】上記付加手段は、上記サブ帯域の信号
がストレートＰＣＭ符号化された符号であることを示す
情報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する付属情
報に付加することを特徴とする請求項３８記載のディジ
タル信号処理装置。
【請求項４８】上記付加手段は、上記サブ帯域の信号
がエントロピィ符号化された符号であることを示す情報
を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する付属情報に
付加することを特徴とする請求項３８記載のディジタル
信号処理装置。
【請求項４９】上記付加手段は、上記サブ帯域の信号
が聴覚的及び／又は視覚的情報を用いて高能率符号化さ
れた符号であることを示す情報を、上記メイン帯域の信
号の一部を構成する付属情報に付加することを特徴とす
る請求項３８記載のディジタル信号処理装置。
【請求項５０】上記付加手段は、上記サブ帯域の信号
が不可逆な圧縮符号化を施した符号であることを示す情
報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する付属情報
に付加することを特徴とする請求項３８記載のディジタ
ル信号処理装置。
【請求項５１】上記付加手段は、上記サブ帯域の信号
がストレートＰＣＭ符号化された符号をさらにエントロ
ピ符号化した符号であることを示す情報を、上記メイン
帯域の信号の一部を構成する付属情報に付加することを
特徴とする請求項３８記載のディジタル信号処理装置。
【請求項５２】上記付加手段は、上記サブ帯域の信号
が聴覚的及び／又は視覚的情報を用いて高能率符号化さ
れた符号をさらにエントロピ符号化した符号であること
を示す情報を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する
付属情報に付加することを特徴とする請求項３８記載の
ディジタル信号処理装置。
【請求項５３】上記付加手段は、上記サブ帯域の信号
が不可逆な圧縮符号化を施した符号をさらにエントロピ
符号化した符号であることを示す情報を、上記メイン帯
域の信号の一部を構成する付属情報に付加することを特
徴とする請求項３８記載のディジタル信号処理装置。
【請求項５４】上記フィルタリングを行うかどうかを
サブ帯域の信号の状態から適応的に決定する決定手段を
設けることを特徴とする請求項３８記載のディジタル信
号処理装置。
【請求項５５】上記フィルタリングを行うかどうかを
メイン帯域の信号の状態から適応的に決定する決定手段
を設けることを特徴とする請求項３８記載のディジタル
信号処理装置。
【請求項５６】上記フィルタリングを行うかどうかを
上記分割前の全帯域の信号の状態から適応的に決定する
決定手段を設けることを特徴とする請求項３８記載のデ
ィジタル信号処理装置。
【請求項５７】上記決定手段は、上記サブ帯域の信号
の振幅の大きさによって上記決定を行うことを特徴とす
る請求項５４記載のディジタル信号処理装置。
【請求項５８】上記決定手段は、上記メイン帯域の信
号の振幅の大きさによって上記決定を行うことを特徴と
する請求項５５記載のディジタル信号処理装置。
【請求項５９】上記決定手段は、上記分割前の全帯域
の信号の振幅の大きさによって上記決定を行うことを特
徴とする請求項５６記載のディジタル信号処理装置。
【請求項６０】上記決定手段は、上記サブ帯域の信号
のスペクトル成分の大きさによって上記決定を行うこと
を特徴とする請求項５４記載のディジタル信号処理装
置。
【請求項６１】上記決定手段は、上記メイン帯域の信
号のスペクトル成分の大きさによって上記決定を行うこ
とを特徴とする請求項５５記載のディジタル信号処理装
置。
【請求項６２】上記決定手段は、上記分割前の全帯域
の信号のスペクトル成分の大きさによって上記決定を行
うことを特徴とする請求項５６記載のディジタル信号処
理装置。
【請求項６３】上記決定手段は、上記サブ帯域の信号
のエントロピィの大きさによって上記決定を行うことを
特徴とする請求項５４記載のディジタル信号処理装置。
【請求項６４】上記決定手段は、上記メイン帯域の信
号のエントロピィの大きさによって上記決定を行うこと
を特徴とする請求項５５記載のディジタル信号処理装
置。
【請求項６５】上記決定手段は、上記分割前の全帯域
の信号のエントロピィの大きさによって上記決定を行う
ことを特徴とする請求項５６記載のディジタル信号処理
装置。
【請求項６６】上記付加手段は、上記必要とするワー
ド長が所定値を越えるメイン帯域であることを示す情報
を、上記メイン帯域の信号の一部を構成する付属情報に
付加することを特徴とする請求項３８記載のディジタル
信号処理装置。
【請求項６７】上記メイン帯域の信号はサンプリング
周波数が４４．１ｋＨｚの帯域で且つ量子化ビット数が
１６の信号であり、上記サブ帯域の信号は上記メイン帯
域以上の帯域の信号であることを特徴とする請求項３８
記載のディジタル信号処理装置。