JPS63155462A - 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】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ　産業上の利用分野 Ｂ　発明の概要 Ｃ従来の技術 Ｄ　発明が解決しようとする問題点 Ｅ　問題点を解決するための手段（第１図、第３図）Ｆ
　作用 Ｇ　実施例 Ｇ１構成の説明 Ｇ２動作の説明 Ｈ発明の効果 Ａ　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。

Ｂ　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方式で行ない、また、予測係数及びレンジ情報
に誤り訂正符号を付加すると共に、連続する予測係数及
びレンジ情報を複数のエリアに分散配列して記録するよ
うにしたことにより、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、また、予測係数及びレンジ情報を充分に保護
することができるようにしたものである。

Ｃ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ック
のうち回転磁気ヘッド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３１．５ＫＨｚとされると
共に、１サンプル１０ピントとされ、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ビツトのデジ
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つのエリアに分散配列
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ブロツク）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。

ＩＤ１．・・・ＩＤｓが付加されることになる。つまり
、　（Ｌｏ、Ｒｏ、Ｌｌ、ＲＬ、Ｌ２．Ｒ２，・・・。

Ｌｓ２ｉ　＋　　Ｒ５２３＋　　Ｌ５２４　＋　　Ｒ５
２４）と連続するｌフィール１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”ｌＤｓを含む
１０５６ワードのデータは、２ワード毎に、横方向に４
４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ＷＯ＋　
Ｗｘ　＋　・・・、Ｗｖ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　ｔとパ
リティ系列Ｐとの計９個の系列の夫々から、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１ブロツ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ビツ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ｌ／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、５．８Ｍｂｐｓ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
変関されたのち、記録アンプ（３８）を介して回転磁気
へラド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）より回転磁気へラド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）で復調されたデジタルデータは時間軸伸長回路（４
１）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８−１０１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。

Ｄ　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−３１，５ＫＨ
ｚとされると共に、ｌサンプルＩＯビットとされている
ため、音声信号の記録再生帯域は１５．７５ＫＩＩｚ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
。

Ｅ　問題点を解決するための手段（第１図、第３図）本
発明は符号化をＡＤＰＣＭ　（適応差分ＰＣＭ）方式で
行なうものである。そして、本発明は符号化後の予測係
数及びレンジ情報に誤り訂正符号を付加する誤り訂正エ
ンコーダ（１４）と、連続する予測係数及びレンジ情報
を複数のエリアに分散配列する配列変換手段（１５）と
を設けるものである。

Ｆ　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（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。ま
た、予測係数及びレンジ情報に誤り訂正符号を付加する
すると共に、連続する予測係数及びレンジ情報を複数の
エリアに分散配列して記録するので、ＡＤＰＣＭ方式で
重要な予測係数及びレンジ情報を充分に保護し得る。

Ｇ　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に適用した例
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。

Ｇ１構成の説明 第１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（ＩＩＬ）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ＡＤＰＣ
Ｍエンコーダ（１３）に供給されて、ＡＤＰＣＭ方式で
符号化される。

このエンコーダ（１３）は、例えば第２図に示すように
構成される。このエンコーダ（１３）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　（ｒｌ）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４８　Ｋ　Ｉ
Ｉ　ｚ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
、左信号ＳＬに係る２０のブロックと右信号ＳＲに係る
２０のブロックとよりなり、合せて４０ブロツクとなり
、１トラツクごとにデータ処理を完結できる。

入力端子（１３１）に１６ビツトのデジタルデータ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　（
ｎ）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　（ｎ）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　（ｎ）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　（ｎ）が４ビツト、予測係
数が４×８ビツト、レンジ情報が８ビツトとなるので、
平均ビット長は、 ４〇 一５ビット／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。

エンコーダ（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。このエ
ンコーダ（１３）からのデジタルデータはサイドチェイ
ンの誤り訂正エンコーダ（１４）に供給される。そして
、このエンコーダ（１４）においては、サイドチェイン
に対して誤り訂正符号の付加が行なねる。誤り訂正符号
としては、例えばＣＦ　（２８）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。

ところで、残差データは４ピントなので、２個の残差デ
ータで１ワードとなり、１トラツク分、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 となる。

いま、各ブロックごとのサイドチェインは夫々５ワード
であり、左信号ＳＬに係る２０のプロ、りの夫々のサイ
ドチェインをｌｉ＋　Ｉ１２＋・・・１２ｏ１−万石信
号ＳＲに係る２０のブロックの夫々のサイドチェインを
’！　＋　　ｒ２　＋・・・ｒ２０とすると、１１とｒ
１＋Ｎ２とｒ２＋・・’ｊ２２０とｒ２０の夫々５ワー
ド（シンボル）に対して２ワード（シンボル）の（１２
，１０）のリードソロモン符号Ｃ１が付加される。この
場合、後述するように分散配列される各エリアごとに誤
り訂正符号化系が構成される（第３図参照）。

また、エンコーダ（１４）でサイドチェインに誤り訂正
符号の付加されたデジタルデータは配列変換回路（１５
）に供給される。そして、この配列変換回路（１５）に
おいては、誤り訂正符号Ｃ１の付加されたサイドチェイ
ンが、信号処理回路（３５）におけるインターリーブの
過程で３つのエリア（第９図Ａ、Ｂ、Ｃのエリア参照）
に分散配列されるように配列変換される。即ち、第３図
に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃのエリアに対応して、夫々に
（１０＋　２）　Ｘ　７−８４ワードの領域がとられ、
サイドチェインＥ１とｒｌ＋Ｎ４とｒ４１Ｊｔとｒ７＋
・・・はエリアＡに、１２とｒ２　、　ｊ２ｓとｒｓ、
ａａとｒ＠、・・”はエリアＢに、１３とｒ３　、ｆ６
とｒｓ。

ｊ２９とｒ９＋　・・・はエリアＣに分散配列されるよ
うに配列変換される。

ここで、配列変換回路（１５）より出力されるデジタル
データの総ワード数は、 総ワード数＝残差データ＋サイドチェイン＋誤り訂正符
号 ＝　８００＋２５２ ＝　１０５２ワード となる。

この配列変換回路（１５）から出力されるデジタルデー
タはスイッチ回路（１６）のＢ側の端子に供給される。

また、このスイッチ回路（１６）のＡ側の端子には１０
−８変換回路（３４）から出力されるデジタルデータが
供給され、このスイッチ回路（１６）の出力は信号処理
回路（３５）に供給される。

また、再往系の信号処理回路（４２）から出力されるデ
ジタルデータは、スイッチ回路（１７）のＡ側を介して
８−１０変換回路（４３）に供給されると共に、Ｂ側を
介して配列変換回路（１８）に供給される。この配列変
換回路（１８）においては上述した記録系の配列変換回
路（１５）の処理とは逆の配列変換がなされる。この配
列変換回路（１８）から出力されるデジタルデータはサ
イドチェイン誤り訂正デコーダ（１９）に供給され、こ
のデコーダ（１９）においてリードソロモン符号により
サイドチェインの誤り検出、訂正の処理がなされる。そ
して、このデコーダ（１９）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Ａ
ＤＰＣＭデコーダ（２０）に供給される。

このＡＤＰＣＭデコーダ（２０）は、例えば第４図に示
すように構成される。このへ〇ＰＣＭデコーダは従が供
給され、入力端子（２０２）には４×８ビ・ノドの予測
係数が供給され、さらに入力端子（２０３）には８ビツ
トのレンジ情報が供給される。そして、レンジ−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、さらに予測器（２０４）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（２０５）には１６ビ
ツトのデジタルオーディオデータが出力される。

そして、このデコーダ（２０）からの１６ビ・ノドのデ
ジタルオーディオデータはＤ／Ａコンノく一タ（２１）
に供給され、このＤ／Ａコンバータ（２１）より導出さ
れた出力端子（２２Ｌ）及び（２２Ｒ）には、夫々音声
信号の左信号ＳＬ及び右信号ＳＲが得られる。

その他は第７図例と同様に構成される。

Ｇ２動作の説明 本例は以上のように構成され、スイッチ回路（１６）及
び（１７）がＡ側に接続されるときには、第７図例と同
様の構成となり、同様に記録再生がなされる。

また、スイッチ回路（１６）及び（１７）がＢ側に接続
されるときには、ＡＤＰＣＭエンコーダ（１３）でＡＤ
ＰＣＭ方式で符号化されたデジタルデータの記録再生が
なされる。即ち、配列変換回路（１５）からのサイドチ
ェインに誤り訂正符号Ｃ１が付加され、かつ配列変換さ
れたデジタルデータはスイッチ回路（１６）を介して信
号処理回路（３５）に供給され、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。このインタ
ーリーブ処理で上述したように誤り訂正符号Ｃ１の付加
されたサイドチェインが３つのエリア（第９図Ａ、　Ｂ
、　Ｃのエリア参照）に分散配列される。この信号処理
回路（３５）から出力されるデジタルデータは時間軸圧
縮回路（３６）で時間軸圧縮されたのち変調器（３７）
で変開され、記録アンプ（３８）を介して回転磁気ヘッ
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Ｔ
（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（
４０）で復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、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）から出されるデジタルデータはスイッチ向
路（１７）を介して配列変換回路（１８）に供給され、
記録系の配列変換回路（１５）とは逆の配列変換がなさ
れたのちサイドチェイン誤り訂正デコーダ（１９）に供
給され、このデコーダ（１９）でサイドチェインの誤り
検出、訂正処理がなされる。そして、このデコーダ（１
９）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、　ＡＤＰＣＭデコーダ（２０）に
供給され、このデコーダ（２ｏ）からは１６ビツトのデ
ジタルオーディオデータが出力される。この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（２１
）に供給され、出力端子（２２Ｌ）及び（２２Ｒ）には
、夫々音声信号の左信号ＳＬ及び右信号ＳＲが得られる
。

この場合、配列変換回路（１５）からのデジタルデータ
の総ワード数は上述したように１０５２ワードであり、
信号処理回路（３５）において処理されるデジタルデー
タの総ワード数１０５６より小さいので、デジタルデー
タの欠けなく良好に記録再生がなされる。

このように本例によれば、符号化をＡＤＰＣＭ方式とし
たので、Ａ／Ｄ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
びレンジ情報に誤り訂正符号（リードソロモン符号）を
付加すると共に、連続するサイドチェインを３つのエリ
アに分散配列して記録するので、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。特にバーストエラーに対して強くなり、サイドチェ
インが連続して誤まらなくなるので、誤り補正も容易と
なる。

また、本例によれば、ＡＤＰＣＭ方式で符号化したデジ
タルデータの記録再生系においても、従来における信号
処理回路（３５）以下の記録系及び信号処理回路（４２
）までの再生系を共通に使用できるので、安価に構成す
ることができる。

尚、上述実施例ではサイドチェインを３つのエリアに分
散配列して記録するものであったが、これに限定される
ものでなく、複数エリアに分散配列して記録されるよう
に、配列変換回路（１５）で配列変換されるようにする
ことにより、同様の作用効果を得ることができる。

Ｈ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
行ない、そして、予測係数及びレンジ情報に誤り訂正符
号を付加すると共に、連続する予測係数及びレンジ情報
を複数のエリアに分散配列して記録するようにしたので
、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くすることができると
共に量子化ノイズの低減を図ることができ、また、予測
係数及びレンジ情報を充分に保護することができる。

【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。 （１３）はＡＤＰＣＭエフ　：Ｉ−タ、（１４）　４！
−’Ｊ−（）’チェイン誤り訂正エンコーダ、（１５）
及び（１８）は配列変換回路、（１９）はサイドチェイ
ン誤り訂正デコーダ、（２０）はＡＤＰＣＭデコーダで
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、上記符号化を行なう
   ＡＤＰＣＭエンコーダと、この符号化後の予測係数及び
   レンジ情報に誤り訂正符号を付加する誤り訂正エンコー
   ダと、連続する上記予測係数及びレンジ情報を複数のエ
   リアに分散配列する配列変換手段とを設けることを特徴
   とする音声信号記録装置。