JP2001143384A

JP2001143384A - ディジタル信号処理装置およびディジタル信号処理方法

Info

Publication number: JP2001143384A
Application number: JP32700199A
Authority: JP
Inventors: Osamu Fujii; 修藤井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】入力されたディジタル信号のスペクトルに応
じて、高周波数帯域の量子化ノイズを低減し、符号化時
の無駄なビット割り当てを低減する。【解決手段】音声圧縮回路６は、周波数変換部６６お
よびピーク計算部７０により求められた、ディジタルオ
ーディオ信号のピークの周波数帯域に基づいて、フィル
タ係数選択部７１により、フィルタ係数格納メモリ７２
の中から上記ディジタルオーディオ信号に最適な特性を
有する可変ディジタルローパスフィルタ６５を選択す
る。上記ディジタルオーディオ信号は、該可変ディジタ
ルローパスフィルタ６５を通過して、高域の量子化ノイ
ズが低減されてから、ビット割り当てされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定の語長でノイ
ズシェーピングされたディジタル信号に対して処理を行
うディジタル信号処理装置およびディジタル信号処理方
法に関し、特に、ディジタルダビングの際に用いられる
ディジタル信号処理装置およびディジタル信号処理方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディジタル信号における量子
化ノイズの周波数特性を人間の聴覚特性に合わせて変形
するノイズシェーピング技術が知られている。ノイズシ
ェーピング技術とは、感度の高い中低域周波数のノイズ
を低減し、その分感度の低い高域周波数のノイズを増加
させて聴覚的に量子化ノイズを低減し、聴覚特性を向上
させる技術である。

【０００３】図５は、１次ノイズシェーピングを説明す
るブロック図である。図６は、図５に示す１次ノイズシ
ェーピングの特性を示すグラフである。

【０００４】図５に示されている回路を式で表すと、次
のようになる。

【０００５】

【数１】

【０００６】式１において、ｘ_nは入力ディジタル信号
を、ｙ_nは出力ディジタル信号を、Ｑは仮量子化器１０
１からの出力を示している。

【０００７】この構成を、例えば２０ビットのＤＳＰ
（Digital Signal Processor）を用いて実施すると、式
１のｙ_n-1−Ｑは、１サンプリング前の出力データの上
位１６ビットを仮量子化器１０１で仮量子化した時の下
位４ビットとなる。また、本量子化器１０２による本量
子化は、ＤＳＰの外回路で行われる。

【０００８】また、量子化ビット長が１６ビットリニア
ＰＣＭ（Pulse Code Modulation ）の場合、量子化ノイ
ズレベルは、−９６ｄＢ（周波数に対して均一）となる
（図６においては破線で示されている）。これに対し
て、１次ノイズシェーピングを施した後の量子化ノイズ
レベルは、図６に示すような微分特性となる。すなわ
ち、低周波数帯域の量子化ノイズレベルは処理前より低
減するが、逆に高周波数帯域の量子化ノイズレベルは処
理前より増加する。

【０００９】現在、統一規格によって、ＣＤ（Compact
Disk）におけるディジタルオーディオ信号の語長は１６
ビットに規定されている。このようなＣＤのうち、上述
したようなノイズシェーピング技術を利用して録音され
たＣＤのディジタルオーディオ信号を、ＭＤ（Mini Dis
k ）等の記録媒体にディジタルダビングする際、従来
は、直接、入力された１６ビットのディジタルオーディ
オ信号を周波数変換し、符号化を行っていた。

【００１０】以下に、ノイズシェーピング技術を利用し
て、低周波数帯域の量子化ノイズを低減させて録音され
たＣＤから、ＭＤにディジタルダビングを行う場合の一
般的な方法について、簡単に説明する。

【００１１】ＣＤから、ＭＤ記録再生装置にディジタル
光入力として与えられるオーディオ信号は、ディジタル
の電気信号に変換された後、クロック抽出およびサンプ
リング周波数４４．１ｋＨｚに応じたデータ検出が行わ
れる。なお、音源がＤＡＴやＣＳ放送、あるいはパソコ
ン等である場合は、サンプリング周波数４８ｋＨｚ，３
２ｋＨｚに応じたデータ検出が行われ、このデータが、
さらにサンプリングレートコンパータにより、４４．１
ｋＨｚのデータに変換される。

【００１２】次に、４４．１ｋＨｚのデータは、ＡＴＲ
ＡＣ（Adaptive Transform Acoust-ic Coding ）方式に
より圧縮されて、エンコーダによるパリティ付加などの
信号処理が施される。

【００１３】次に、光ピックアップを用いて、ＭＤを構
成する光磁気ディスクにレーザ光を照射し、これと同時
に、エンコーダ信号処理されたディジタルオーディオ信
号に対応する磁化を、磁気ヘッドを用いて上記光磁気デ
ィスクに形成する。このようにして、上記光磁気ディス
クの所定位置にディジタルオーディオデータが記録され
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の構成では、入力されるディジタルオーディ
オ信号に対して、直接、周波数変換および符号化が行わ
れる。よって、ノイズシェーピング処理により増加した
高周波数帯域の量子化ノイズも、符号化のビット割り当
ての対象となってしまう。つまり、ノイズシェーピング
処理後の高周波数帯域の量子化ノイズのパワーが大きい
ため、ノイズ部分にビットを割り当てることになってし
まう。そのため、符号化ビットの割り当てに無駄が生じ
るという問題が生じる。

【００１５】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
ので、ノイズシェーピング処理が施されているディジタ
ル信号をディジタルダビングする際に、入力信号の高域
ノイズを好適に低減して、符号化時の無駄なビット割り
当てを低減することが可能なディジタル信号処理装置お
よびディジタル信号処理方法を提供することを課題とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のディジタル信号処理装置は、ノイズシェ
ーピング処理が施されたディジタル信号をディジタルダ
ビングする際に用いられるディジタル信号処理装置であ
って、上記ディジタル信号のうち、ノイズシェーピング
処理により量子化ノイズが低減した低周波数帯域の成分
を通過させるディジタルローパスフィルタを備えたこと
を特徴としている。

【００１７】ノイズシェーピング処理とは、ディジタル
信号における量子化ノイズの周波数特性を、人間の聴覚
特性に合わせて変形する処理のことである。具体的に
は、感度の高い中低周波数帯域の量子化ノイズを低減
し、逆に感度の低い高周波数帯域の量子化ノイズを増加
させて、聴覚特性を向上させる技術である。また、ディ
ジタルダビングとは、既にある記録媒体に記録されてい
るディジタル信号を、他の記録媒体に再記録することで
ある。

【００１８】ノイズシェーピング処理により低周波数帯
域の量子化ノイズを低減させて、ある記録媒体に記録さ
れたディジタル信号は、高周波数帯域側の量子化ノイズ
が増加している。このようなディジタル信号を他の記録
媒体に再記録する（ディジタルダビングする）際に、本
発明は、入力されたディジタル信号をディジタルローパ
スフィルタに通過させる構成となっている。これによっ
て、量子化ノイズが増加した高周波数帯域のディジタル
信号が除去される。つまり、ダビング側の機器で、ダビ
ングしようしているディジタル信号の高周波数帯域にお
ける量子化ノイズを除去することができる。

【００１９】例えば、本発明の構成をＭＤ記録装置に設
けると、ノイズシェーピングの技術を利用して録音され
たＣＤから、ＭＤにディジタルオーディオ信号をダビン
グする際に、ノイズが低減されて音質の劣化を防ぐこと
ができる。

【００２０】さらに、このようにダビング側の機器で、
ディジタル信号の高周波数帯域成分を除去することがで
きるので、周波数変換や符号化等を行う際に、本来の信
号成分でない高周波数帯域の量子化ノイズまでも対象と
することがなくなる。つまり、ノイズシェーピング処理
により増加した高周波数帯域の量子化ノイズに対する、
無駄なビット割り当てを防ぐことができる。

【００２１】これにより、ノイズシェーピング処理が施
されたディジタル信号をディジタルダビングする場合
に、高周波数帯域の量子化ノイズを好適に低減し、且つ
符号化時の無駄なビット割り当てを低減することができ
る。

【００２２】さらに、上記の課題を解決するために、本
発明のディジタル信号処理装置は、上記ディジタル信号
を、複数の周波数帯域のスペクトルに変換する周波数変
換手段と、複数のディジタルローパスフィルタ特性を格
納するフィルタ特性格納手段と、上記スペクトルに応じ
て、上記フィルタ特性格納手段から、上記ディジタル信
号に適応するディジタルローパスフィルタ特性を選択す
るフィルタ特性選択手段とをさらに備えることが好まし
い。

【００２３】上記の構成によれば、入力されたディジタ
ル信号を、周波数変換手段によって複数の周波数帯域の
スペクトルに変換し、該スペクトルに応じて、フィルタ
特性選択手段により、フィルタ特性格納手段から、上記
ディジタル信号に適応するディジタルローパスフィルタ
特性を選択することができる。上記フィルタ特性格納手
段には、複数のディジタルローパスフィルタ特性が予め
複数設けられているので、入力されるディジタル信号の
量子化ノイズ特性等に応じて、最適なディジタルローパ
スフィルタを選択することができる。

【００２４】これにより、入力されるディジタル信号の
量子化ノイズを、好適に低減することが可能となる。

【００２５】さらに、上記の課題を解決するために、本
発明のディジタル信号処理装置は、入力されたディジタ
ル信号がノイズシェーピング処理されているか否かに応
じ、該ディジタル信号を上記ディジタルローパスフィル
タに通過させるか否か選択可能であることが好ましい。

【００２６】もし、入力されるディジタル信号全てに対
してディジタルローパスフィルタを通過させる構成であ
れば、ノイズシェーピング処理が施されていないディジ
タル信号が入力された際にもディジタルローパスフィル
タを通過させることになる。この場合、仮にディジタル
ローパスフィルタのカットオフ周波数が２２．０５ｋＨ
ｚよりも低いと、高周波数帯域のゲインが低下してしま
い、ダビング側の周波数特性がフラットにならない。

【００２７】これに対し、上記のような本発明の構成に
よれば、入力されたディジタル信号にノイズシェーピン
グ処理が施されているか否かに応じて、ディジタルロー
パスフィルタを通過させるか否かを選択できる。例えば
入力されたディジタル信号が、ノイズシェーピング処理
されていない場合には、ディジタルローパスフィルタを
通過させる必要はないので、ディジタルローパスフィル
タを通過させないように設定する。

【００２８】これにより、入力されたディジタル信号に
応じた処理を行うことが可能となる。

【００２９】また、上記の課題を解決するために、本発
明のディジタル信号処理方法は、ノイズシェーピング処
理が施されたディジタル信号をディジタルダビングする
際に用いられるディジタル信号処理方法であって、上記
ディジタル信号のうち、ノイズシェーピング処理により
量子化ノイズが低減した低周波数帯域の成分を通過させ
るディジタルローパスフィルタに、上記ディジタル信号
を通過させる工程を含むことを特徴としている。

【００３０】ノイズシェーピング処理、およびディジタ
ルダビングについての説明は、上述したとおりである。
ノイズシェーピング処理により低周波数帯域の量子化ノ
イズを低減させて、ある記録媒体に記録されたディジタ
ル信号は、高周波数帯域側の量子化ノイズが増加してい
る。このようなディジタル信号を他の記録媒体に再記録
する（ディジタルダビングする）際に、本発明の方法に
おいては、入力されたディジタル信号をディジタルロー
パスフィルタに通過させる。これによって、量子化ノイ
ズが増加した高周波数帯域のディジタル信号が除去され
る。つまり、ダビング側の機器で、ダビングしようして
いるディジタル信号の、高周波数帯域における量子化ノ
イズを除去することができる。

【００３１】例えば、本発明の方法を利用すれば、ノイ
ズシェーピングの技術を利用して録音されたＣＤから、
ＭＤにディジタルオーディオ信号をダビングする際に、
ノイズが低減されて音質の劣化を防ぐことができる。

【００３２】さらに、このようにダビング側の機器で、
ディジタル信号の高周波数帯域成分を除去することがで
きるので、該ディジタル入力信号に対して周波数変換や
符号化等を行う際に、本来の信号成分でない高周波数帯
域の量子化ノイズまでも対象とすることがなくなる。つ
まり、ノイズシェーピング処理により増加した高周波数
帯域の量子化ノイズに対する、無駄なビット割り当てを
防ぐことができる。

【００３３】これにより、ノイズシェーピング処理が施
されたディジタル信号をディジタルダビングする場合
に、高周波数帯域の量子化ノイズを好適に低減し、且つ
符号化時の無駄なビット割り当てを低減することができ
る。

【００３４】さらに、上記の課題を解決するために、本
発明のディジタル信号処理方法は、上記ディジタル信号
をディジタルローパスフィルタに通過させる工程の前
に、上記ディジタル信号を、複数の周波数帯域のスペク
トルに変換する工程と、上記スペクトルを用いて、上記
ディジタル信号に適応するディジタルローパスフィルタ
特性を選択する工程とをさらに含むことが好ましい。

【００３５】上記の方法によれば、入力されたディジタ
ル信号を、複数の周波数帯域のスペクトルに変換し、該
スペクトルに応じて、上記ディジタル信号に適応するデ
ィジタルローパスフィルタ特性を選択することができ
る。従って、入力されるディジタル信号の量子化ノイズ
特性等に応じて、最適なディジタルローパスフィルタを
選択することができる。

【００３６】これにより、入力されるディジタル信号の
量子化ノイズを、好適に低減することが可能となる。

【００３７】さらに、上記の課題を解決するために、本
発明のディジタル信号処理方法は、入力されたディジタ
ル信号がノイズシェーピング処理されているか否かに応
じ、該ディジタル信号を上記ディジタルローパスフィル
タに通過させるか否か選択可能とすることが好ましい。

【００３８】もし、入力されるディジタル信号全てに対
してディジタルローパスフィルタを通過させる方法であ
れば、ノイズシェーピング処理が施されていないディジ
タル信号が入力された際にもディジタルローパスフィル
タを通過させることになる。この場合、仮にディジタル
ローパスフィルタのカットオフ周波数が２２．０５ｋＨ
ｚよりも低いと、高周波数帯域のゲインが低下してしま
い、ダビング側の周波数特性がフラットにならない。

【００３９】これに対し、上記のような本発明の方法に
よれば、入力されたディジタル信号にノイズシェーピン
グ処理が施されているか否かに応じて、ディジタルロー
パスフィルタを通過させるか否かを選択できる。例えば
入力されたディジタル信号にノイズシェーピング処理が
施されていない場合には、ディジタルローパスフィルタ
を通過させる必要はないので、ディジタルローパスフィ
ルタを通過させないように設定する。

【００４０】これにより、入力されたディジタル信号に
応じた処理を行うことが可能となる。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図４に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００４２】図２は、ディジタル信号処理装置として機
能する音声圧縮回路６を備えた、ＭＤ（Mini Disk ）記
録再生装置の構成を示すブロック図である。以下に、ノ
イズシェーピング処理を施し、低周波数帯域の量子化ノ
イズを低減させて録音が行われたＣＤ（Compact Disk）
から、ＭＤにディジタルダビングを行う方法、およびＭ
Ｄの再生方法について、同図に基づいて説明する。

【００４３】ＭＤに記録しようとする、ノイズシェーピ
ング処理が施されたオーディオ信号は、端子２よりディ
ジタル光入力として与えられる。該ディジタル光入力
は、光電素子３でディジタル電気信号に変換された後、
ディジタルＰＬＬ（Phase Loc-ked Loop）回路４に供給
される。該ディジタルＰＬＬ回路４では、上記ディジタ
ル電気信号に対して、クロック抽出およびＣＤのサンプ
リング周波数４４．１ｋＨｚに応じたディジタルオーデ
ィオ信号の検出が行われる。さらに、周波数変換回路５
に導かれて、４４．１ｋＨｚのディジタルオーディオ信
号に変換される。

【００４４】次に、上記４４．１ｋＨｚのディジタルオ
ーディオ信号は、音声圧縮回路６において、ＡＴＲＡＣ
（Adaptive Transform Acoustic Coding）方式により圧
縮される。圧縮されたディジタルオーディオ信号は、後
述するショックプルーフメモリ９をコントロールするシ
ョックプルーフメモリコントローラ７を介して、エンコ
ーダ・デコーダ信号処理回路８でエンコーダによるパリ
ティ付加などの信号処理が施される。ショックプルーフ
メモリ９は、上記音声圧縮回路６から出力されるディジ
タルオーディオ信号の転送速度と、上記エンコーダ・デ
コーダ信号処理回路８に入力されるディジタルオーディ
オ信号の転送速度との差を吸収するとともに、再生時の
振動等の外乱による信号の中段を補間し、ディジタルオ
ーディオ信号を保護するために設けられている。

【００４５】次に、光ピックアップ１２が、ＭＤを構成
する光磁気ディスク１にレーザ光を照射する。これと同
時に、ヘッド駆動回路１０により、磁気ヘッド１１を上
記光磁気ディスク１におけるレーザ光照射位置に移動さ
せる。そして、磁気ヘッド１１は、上記エンコーダ・デ
コーダ信号処理回路８でエンコーダ信号処理されたディ
ジタルオーディオ信号に対応する磁化を、上記光磁気デ
ィスク１に形成する。このようにして、上記光磁気ディ
スク１の所定位置にディジタルオーディオデータが記録
される。

【００４６】送りモータ１３は、上記光ピックアップ１
２を上記光磁気ディスク１のトラックに直交する方向へ
移動させるものである。スピンドルモータ１４は上記光
磁気ディスク１を回転させるものである。ドライバ回路
１５は、上記送りモータ１３と、スピンドルモータ１４
と、光ピックアップ１２の対物レンズを駆動させる駆動
装置（図示せず）とを動作させるために、これらに電力
を供給する回路である。また、サーボ回路１６は、光ピ
ックアップ１２から照射される光を、上記光磁気ディス
ク１の目標トラックに追従させる等の動作が正確に行わ
れるように、ドライバ回路１５により駆動される各装置
をフィードバック制御する。

【００４７】次に、ＭＤ再生時、光ピックアップ１２は
光磁気ディスク１にレーザ光を照射してその反射光を読
み取り、該光磁気ディスク１に記録されたＲＦ信号（変
調されたディジタルオーディオ信号）を検出する。この
ように検出されたＲＦ信号は、ＲＦアンプ１７で増幅さ
れて、エンコーダ・デコーダ信号処理回路８へ送られ、
デコーダによるデコード処理等が行われる。次に、上記
ショックプルーフメモリ９とショックプルーフメモリコ
ントローラ７とによるショックプルーフ処理や、音声伸
長回路１８による再生信号の伸長処理等の、記録時とは
逆の処理が施される。その後、ＤＡ変換器１９でアナロ
グ信号に変換されて、出力端子２０より、オーディオ信
号の再生出力が導出される。

【００４８】以上の全ての処理は、システムコントロー
ルマイコン２１により集中管理されている。なお、２２
はシステムコントロールマイコン２１への入力操作に用
いられる入力装置であり、２３は電源である。

【００４９】次に、上記音声圧縮回路６におけるディジ
タル信号処理について、図１を用いて詳細に説明する。
同図は、音声圧縮回路６において、ＡＴＲＡＣ方式によ
り行われる符号化処理（ディジタルオーディオ信号の圧
縮）を示しているブロック図である。

【００５０】上記音声圧縮回路６には、可変ディジタル
ローパスフィルタ（ディジタルローパスフィルタ）６５
（図中、可変ディジタルＬＰＦ６５と記載されてい
る。）、周波数変換部（周波数変換手段）６６、ビット
割り当て部６９、ピーク計算部（フィルタ特性選択手
段）７０、フィルタ係数選択部（フィルタ特性選択手
段）７１、およびフィルタ係数格納メモリ（フィルタ特
性格納手段）７２が設けられている。

【００５１】上記音声圧縮回路６では、予め、スイッチ
６３がスイッチ６４ａ側に接続されて、スイッチ６７が
スイッチ６８ａ側に接続されている。上記音声圧縮回路
６は、周波数変換回路５により４４．１ｋＨｚでサンプ
リングされたディジタルオーディオ信号を入力端子６１
より受信し、周波数変換部６６において、所定時間のフ
レーム毎に、次のような処理を行う。

【００５２】上記周波数変換部６６は、上記ディジタル
オーディオ信号を、帯域分割フィルタであるＱＭＦ（Qu
adrature Mirror Filter）によって複数（ｉ個）の周波
数帯域（ブロック）に分割する。次に、上記ディジタル
オーディオ信号は、分割されたブロック単位で、ＭＤＣ
Ｔ（Modified Discrete Trance Form ）処理により周波
数変換（スペクトル信号に変換）される。さらに、変換
されたＭＤＣＴ係数の２乗和が求められて、ｉ個の各ブ
ロックのパワーデータに変換される。

【００５３】ピーク計算部７０は、ＭＤ記録再生装置に
設けられているシステムコントロールマイコン２１に、
ピークの周波数帯域が確定したことを知らせるフラグを
伝送する。さらに、フィルタ係数選択部７１に、確定し
たピークの周波数帯域に応じた係数選択情報を伝送す
る。

【００５４】上記システムコントロールマイコン２１
は、上記ピーク計算部７０からのフラグにより情報を受
け取ると、スイッチ６３をスイッチ６４ｂ側に、且つス
イッチ６７をスイッチ６８ｂ側に接続する。

【００５５】上記フィルタ係数選択部７１は、係数選択
情報を受けて、予め数セットのフィルタ係数を格納して
いるフィルタ係数格納メモリ７２の中から、１フレーム
のピーク信号に適したフィルタ係数を選択する。これに
より、可変ディジタルローパスフィルタ６５が決定され
る。このように、フィルタ係数を変えることにより、可
変ディジタルローパスフィルタ６５の特性（カットオフ
周波数等）が確定する。

【００５６】図３は、上記可変ディジタルローパスフィ
ルタ６５の構成を示すブロック図であり、図４は、上記
可変ディジタルローパスフィルタ６５の周波数特性を示
すグラフである。

【００５７】図３に示すように、上記可変ディジタルロ
ーパスフィルタ６５は、ｎ次のＦＩＲ（Finite Impulse
Response ）型のディジタルフィルタである。

【００５８】図中、Ｚ^-1はサンプリングデータの１ディ
レイを示している。また、ｈ₀〜ｈ _nはフィルタ係数を
示している。フィルタ出力をｙ_nとし、フィルタ入力を
ｘ_nとして、上記ディジタルフィルタを式で表すと、次
のようになる。

【００５９】

【数２】

【００６０】ｈ₀〜ｈ_nには、予めフィルタ係数格納メ
モリ７２に用意されている数セット（１セットはｈ₀〜
ｈ_n）の係数の中から、フィルタ係数選択部７１によっ
て選択された１セットが用いられる。フィルタ出力ｙ_n
は、式２のように順次累積加算することにより算出され
る。

【００６１】図４に示されている、可変ディジタルロー
パスフィルタ６５の周波数特性において、基準のフィル
タ特性は、カットオフ周波数が１１ｋＨｚである場合を
示している。入力信号のピークの周波数＜カットオフ周
波数となるように、入力されるディジタル信号に応じ
て、フィルタ係数が選択される。このように、カットオ
フ周波数は、フィルタ係数を変化させることにより、変
更することが可能である。

【００６２】上述した処理に続いて、所定の時間フレー
ム毎に行う処理について、再び図１に基づき以下に説明
する。

【００６３】可変ディジタルローパスフィルタ６５に入
力する信号は、この可変ディジタルローパスフィルタ６
５のフィルタ係数の選択の際に用いられたディジタルオ
ーディオ信号である。従って、ここで用いられる可変デ
ィジタルローパスフィルタ６５は、入力されるディジタ
ルオーディオ信号に対して最適なものである。これによ
り、該ディジタルオーディオ信号は、上記可変ディジタ
ルローパスフィルタ６５を通過することで、効果的に高
周波数帯域の量子化ノイズを低減させることができる。

【００６４】以上のように、高周波数帯域の量子化ノイ
ズが除去されたディジタルオーディオ信号は、前記シー
ケンスと同様に、周波数変換部６６にて、ｉ個の各周波
数帯域のスペクトルデータに変換される。

【００６５】さらに、変換された上記スペクトルデータ
に対し、ビット割り当て部６９において、人間の聴覚特
性を適用したビット割り当てが行われ、さらにスペクト
ルデータ長（ワード長）が算出されて、出力端子６２か
ら出力される。

【００６６】以上のように、上記音声圧縮回路６は、入
力されるディジタルオーディオ信号に応じて、ディジタ
ルローパスフィルタの係数を選択し、その特性を選択で
きる構成となっている。それゆえ、高周波数帯域の量子
化ノイズを効果的に除去することができるので、高周波
数帯域の量子化ノイズ成分が大きいディジタル信号に対
しても、ゲインを低下させることなくディジタルダビン
グを行うことが可能となる。

【００６７】なお、本実施の形態においては、１次ノイ
ズシェーピングが施されているディジタルオーディオ信
号におけるピークの周波数を参照して、ｎ次のＦＩＲ型
ディジタルフィルタの特性を決定させているが、より高
次のノイズシェーピングが施されているディジタルオー
ディオ信号に対しても適応可能である。

【００６８】この場合は、ＦＩＲ型ディジタルフィルタ
の次数（ｎ）を上げて、高次のノイズシェーピング処理
が施されたディジタルオーディオ信号に対応する。これ
は、次数（ｎ）を上げることにより、より急峻な積分特
性のフィルタ特性が得られるためである。但し、曲間中
にＦＩＲ型ディジタルフィルタの次数（ｎ）をダイナミ
ックに上げると、ディレイ量が異なりノイズとなるの
で、次数（ｎ）は、曲と曲との間の無音部分で、ユーザ
が切り替えることになる。

【００６９】また、ピークの周波数以外の周波数、例え
ばローカルピーク（２、３番目に大きいピーク）周波数
も参照して、ｎ次のＦＩＲ型ディジタルフィルタの特性
を決定することも可能である。

【００７０】この場合は、以下の（ａ），（ｂ）のよう
に、フィルタ係数格納メモリ７２からフィルタ係数が選
択されるように設定されている。

【００７１】（ａ）ピーク周波数＜ローカルピーク周波
数の場合ローカルピーク周波数＜カットオフ周波数となるよう
に、フィルタ係数を選択する。

【００７２】（ｂ）ピーク周波数＞ローカルピーク周波
数の場合ピーク周波数＜カットオフ周波数となるように、フィル
タ係数を選択する。

【００７３】さらに、本実施の形態においては、ディジ
タルオーディオ信号を可変ディジタルローパスフィルタ
６５に通過させるか否かを、ユーザが選択する構成とす
ることも可能である。

【００７４】具体的に説明すると、次のようになる。ノ
イズシェーピングが施されていないディジタルオーディ
オ信号をディジタルダビングする際には、ユーザ自身
が、可変ディジタルローパスフィルタ６５を通過させな
いことを選択する。この情報は、システムコントロール
マイコン２１に送られ、該システムコントロールマイコ
ン２１が、スイッチ６３を６４ａ側に接続し、且つスイ
ッチ６７を６８ｂ側に接続する。よって、上記ディジタ
ルオーディオ信号は、可変ディジタルローパスフィルタ
６５を通過せずに出力される。これにより、本実施の形
態に係るディジタル信号処理装置は、ノイズシェーピン
グが施されていないディジタルオーディオ信号に対して
も適応可能となる。

【００７５】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るディジタル
信号処理装置は、ノイズシェーピング処理が施されたデ
ィジタル信号をディジタルダビングする際に用いられる
ディジタル信号処理装置であって、上記ディジタル信号
のうち、ノイズシェーピング処理により量子化ノイズが
低減した低周波数帯域の成分を通過させるディジタルロ
ーパスフィルタを備えた構成である。

【００７６】それゆえ、量子化ノイズが増加した高周波
数帯域のディジタル信号が除去される。つまり、ダビン
グ側の機器で、ダビングしようしているディジタル信号
の、高周波数帯域における量子化ノイズを除去すること
ができる。さらに、このようにダビング側の機器で、デ
ィジタル信号の高周波数帯域成分を除去することができ
るので、周波数変換や符号化等を行う際に、本来の信号
成分でない高周波数帯域の量子化ノイズまでも対象とす
ることがなくなる。つまり、ノイズシェーピング処理に
より増加した高周波数帯域の量子化ノイズに、ビットを
割り当てることがなくなる。

【００７７】これにより、ノイズシェーピング処理が施
されたディジタル信号をディジタルダビングする場合
に、高周波数帯域の量子化ノイズを好適に低減し、且つ
符号化時の無駄なビット割り当てを低減することができ
るという効果を奏する。

【００７８】さらに、本発明に係るディジタル信号処理
装置は、上記ディジタル信号を、複数の周波数帯域のス
ペクトルに変換する周波数変換手段と、複数のディジタ
ルローパスフィルタ特性を格納するフィルタ特性格納手
段と、上記スペクトルに応じて、上記フィルタ特性格納
手段から、上記ディジタル信号に適応するディジタルロ
ーパスフィルタ特性を選択するフィルタ特性選択手段と
をさらに備えた構成とすることが好ましい。

【００７９】それゆえ、入力されるディジタル信号の量
子化ノイズ特性等に応じて、最適なディジタルローパス
フィルタを選択することができる。これにより、入力さ
れるディジタル信号の量子化ノイズを、好適に低減する
ことが可能となるという効果を奏する。

【００８０】さらに、本発明に係るディジタル信号処理
装置は、入力されたディジタル信号がノイズシェーピン
グ処理されているか否かに応じ、該ディジタル信号を上
記ディジタルローパスフィルタに通過させるか否か選択
可能である構成とすることが好ましい。

【００８１】それゆえ、例えば入力されたディジタル信
号がノイズシェーピング処理されていない場合には、デ
ィジタルローパスフィルタを通過させないようにするこ
とができる。これにより、入力されたディジタル信号に
応じた処理を行うことが可能となるという効果を奏す
る。

【００８２】また、本発明に係るディジタル信号処理方
法は、ノイズシェーピング処理が施されたディジタル信
号をディジタルダビングする際に用いられるディジタル
信号処理方法であって、上記ディジタル信号のうち、ノ
イズシェーピング処理により量子化ノイズが低減した低
周波数帯域の成分を通過させるディジタルローパスフィ
ルタに、上記ディジタル信号を通過させる工程を含む方
法である。

【００８３】それゆえ、量子化ノイズが増加した高周波
数帯域のディジタル信号が除去される。つまり、ダビン
グ側の機器で、ダビングしようしているディジタル信号
の、高周波数帯域における量子化ノイズを除去すること
ができる。さらに、このようにダビング側の機器で、デ
ィジタル信号の高周波数帯域成分を除去することができ
るので、該ディジタル入力信号に対して周波数変換や符
号化等を行う際に、本来の信号成分でない高周波数帯域
の量子化ノイズまでも対象とすることがなくなる。つま
り、ノイズシェーピング処理により増加した高周波数帯
域の量子化ノイズに、ビットを割り当てることがなくな
る。

【００８４】これにより、ノイズシェーピング処理が施
されたディジタル信号をディジタルダビングする場合
に、高周波数帯域の量子化ノイズを好適に低減し、且つ
符号化時の無駄なビット割り当てを低減することができ
るという効果を奏する。

【００８５】さらに、本発明に係るディジタル信号処理
方法は、上記ディジタル信号をディジタルローパスフィ
ルタに通過させる工程の前に、上記ディジタル信号を、
複数の周波数帯域のスペクトルに変換する工程と、上記
スペクトルを用いて、上記ディジタル信号に適応するデ
ィジタルローパスフィルタ特性を選択する工程とをさら
に含む方法であることが好ましい。

【００８６】それゆえ、入力されるディジタル信号の量
子化ノイズ特性等に応じて、最適なディジタルローパス
フィルタを選択することができる。これにより、入力さ
れるディジタル信号の量子化ノイズを、好適に低減する
ことが可能となるという効果を奏する。

【００８７】さらに、本発明に係るディジタル信号処理
方法は、入力されたディジタル信号がノイズシェーピン
グ処理されているか否かに応じ、該ディジタル信号を上
記ディジタルローパスフィルタに通過させるか否か選択
可能である方法とすることが好ましい。

【００８８】それゆえ、例えば入力されたディジタル信
号にノイズシェーピング処理が施されていない場合に
は、ディジタルローパスフィルタを通過させないように
設定することができる。これにより、入力されたディジ
タル信号に応じた処理を行うことが可能となるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る音声圧縮回路の構
成を示すブロック図である。

【図２】上記音声圧縮回路を備えた、ＭＤ記録再生装置
の構成を示すブロック図である。

【図３】上記音声圧縮回路に設けられている可変ディジ
タルローパスフィルタの構成を示すブロック図である。

【図４】上記可変ディジタルローパスフィルタの周波数
特性例を示すグラフである。

【図５】従来の１次ノイズシェーピング回路を説明する
ブロック図である。

【図６】従来の１次ノイズシェーピング特性を示すグラ
フである。

【符号の説明】

６音声圧縮回路（ディジタル信号処理装置）６５可変ディジタルローパスフィルタ（ディジタル
ローパスフィルタ）６６周波数変換部（周波数変換手段）７０ピーク計算部（フィルタ特性選択手段）７１フィルタ係数選択部（フィルタ特性選択手段）７２フィルタ係数格納メモリ（フィルタ特性格納手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０３Ｈ 17/02 ６８１Ｇ１０Ｌ 7/04 ＧＨ０３Ｍ 7/30 9/18 Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノイズシェーピング処理が施されたディジ
タル信号をディジタルダビングする際に用いられるディ
ジタル信号処理装置であって、上記ディジタル信号のうち、ノイズシェーピング処理に
より量子化ノイズが低減した低周波数帯域の成分を通過
させるディジタルローパスフィルタを備えたことを特徴
とするディジタル信号処理装置。
【請求項２】上記ディジタル信号を、複数の周波数帯域
のスペクトルに変換する周波数変換手段と、複数のディジタルローパスフィルタ特性を格納するフィ
ルタ特性格納手段と、上記スペクトルに応じて、上記フィルタ特性格納手段か
ら、上記ディジタル信号に適応するディジタルローパス
フィルタ特性を選択するフィルタ特性選択手段とをさら
に備えたことを特徴とする請求項１に記載のディジタル
信号処理装置。
【請求項３】入力されたディジタル信号がノイズシェー
ピング処理されているか否かに応じ、該ディジタル信号
を上記ディジタルローパスフィルタに通過させるか否か
選択可能であることを特徴とする請求項１または２に記
載のディジタル信号処理装置。
【請求項４】ノイズシェーピング処理が施されたディジ
タル信号をディジタルダビングする際に用いられるディ
ジタル信号処理方法であって、上記ディジタル信号のうち、ノイズシェーピング処理に
より量子化ノイズが低減した低周波数帯域の成分を通過
させるディジタルローパスフィルタに、上記ディジタル
信号を通過させる工程を含むことを特徴とするディジタ
ル信号処理方法。
【請求項５】上記ディジタル信号をディジタルローパス
フィルタに通過させる工程の前に、上記ディジタル信号を、複数の周波数帯域のスペクトル
に変換する工程と、上記スペクトルを用いて、上記ディジタル信号に適応す
るディジタルローパスフィルタ特性を選択する工程とを
さらに含むことを特徴とする請求項４に記載のディジタ
ル信号処理方法。
【請求項６】入力されたディジタル信号がノイズシェー
ピング処理されているか否かに応じ、該ディジタル信号
を上記ディジタルローパスフィルタに通過させるか否か
選択可能であることを特徴とする請求項４または５に記
載のディジタル信号処理方法。