(57)【要約】【課題】音楽ＣＤ５からのオーディオ信号を記録装置７に記録する符号化オーディオ信号に符号化処理の途中で電力供給が遮断された場合に、再開した符号化処理の効率が低下することのない符号化装置１およびデジタルオーディオ装置１０を提供する。【解決手段】オーディオ信号をフレーム単位で符号化処理する符号化処理部２と、符号化処理時にフレームごとの余剰ビット数情報を符号化処理部２に出力し、リジューム処理時に記録装置７に記録済みの最終フレームにおける余剰ビット数情報を取得し符号化処理部２に出力するビットリザーバー制御部３と、を具備する。【選択図】図１
2010182391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源からのオーディオ信号を記録装置に記録する符号化オーディオ信号に符号化処理する符号化装置であって、
前記オーディオ信号をフレーム単位で符号化処理する符号化処理部と、
前記符号化処理時にフレームごとの余剰ビット数情報を前記符号化処理部に出力し、リジューム処理時に前記記録装置に記録済みの最終フレームにおける前記余剰ビット数情報を取得し、前記符号化処理部に出力するビットリザーバー制御部と、を具備することを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
前記余剰ビット数情報を記録する不揮発性メモリ部を有し、
前記ビットリザーバー制御部は、前記記録装置に記録済みの最終フレームにおける前記余剰ビット数情報を前記不揮発性メモリ部に記録し、前記リジューム処理時に前記不揮発性メモリ部から前記余剰ビット数情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項３】
前記ビットリザーバー制御部は、前記符号化オーディオ信号とともに前記記録装置に記録されるタグに前記余剰ビット数情報を記録し、前記リジューム処理時に前記タグから前記余剰ビット数情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項４】
前記ビットリザーバー制御部は、前記リジューム処理時に前記記録装置に記録されている前記最終フレームのデータを復号処理し、復号処理された前記最終フレームの情報から前記余剰ビット数情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項５】
音源からのオーディオ信号を供給する入力部と、
前記入力部から供給された前記オーディオ信号をフレーム単位の符号化オーディオ信号に符号化処理する符号化処理部と、前記符号化オーディオ信号を記録する記録装置と、前記符号化処理時に、フレームごとの余剰ビット数情報を前記符号化処理部に出力し、リジューム処理時に前記記録装置に記録済みの前記符号化オーディオ信号の末尾における前記余剰ビット数情報を取得し、前記符号化処理部に出力するビットリザーバー制御部とを有する符号化装置と、
を具備することを特徴とするデジタルオーディオ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音源から供給されるデジタルオーディオ信号を記録装置に記録するときに情報量を低減する符号化装置および符号化装置を具備するデジタルオーディオ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音源である音楽ＣＤ等の記録媒体から供給されるデジタルオーディオ信号を、高品位の音質を維持しつつ、情報量、言い換えれば記録容量を低減する符号化装置を有するデジタルオーディオ装置が使われている。
【０００３】
例えば、ＭＰ３方式の圧縮フォーマットの符号化装置は、１４１１ｋｂｐｓで収録されているＣＤ-ＤＡ規格の音楽ＣＤのオーディオ信号を、通常の聴取に耐える範囲で、音楽なら約１２８ｋｂｐｓ、会話なら約３２ｋｂｐｓまで圧縮することができる。
【０００４】
ＭＰ３方式の符号化装置では入力されたオーディオ信号をフレームと呼ばれる、例えば２０ｍｓ程度の一定間隔の区間に分割して信号処理を行い、所定のビットレートのビットストリームを生成するが、符号化処理後のフレームごとのビット数は可変長になっている。このため、符号化装置は符号化処理したフレームごとに余ったビット数を貯えるビットリザーバー機能を有している。すなわちターゲットとなるビットレートで1フレームに使用できる平均ビット数に対して、そのフレームで使用したビット数が少ない場合には、余ったビット数情報がビットリザーバーに保存される。そして、ビットリザーバーのビット数が余っている場合には、平均ビット数に加えてビットリザーバーのビット数まで、そのフレームを符号化するのに使用される。
【０００５】
ここで、例えば車載用オーディオ装置ではエンジンの始動または停止に連動して電力が供給または遮断されるサスペンド処理が行われることが一般的である。サスペンド処理では電力遮断時にスタンバイ処理が、電力供給開始時にリジューム処理が行われる。しかし、符号化装置では符号化処理の途中で符号化装置への電力供給がスタンバイ処理により遮断されると、ビットリザーバーのビット数情報が失われてしまうため、符号化処理の効率が低下することがあった。
【０００６】
なお、特開２００６−１８９９１号公報には、記録媒体に記録された圧縮オーディオデータを任意のポイントから任意の速度で再生を開始できるオーディオ再生装置が開示されている。また、特開２００６−２７７８７１号公報には、オーディオソースから入力されたデータがトラックの開始位置のデータではないと判別したとき、ビットリザーバー機能をオンとして圧縮オーディオデータを作成する記録装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１８９９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２７７８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、符号化処理の途中で電力供給が遮断されても符号化処理の効率が低下しない符号化装置およびデジタルオーディオ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の一態様によれば、音源からのオーディオ信号を、記録装置に記録する符号化オーディオ信号に符号化処理する符号化装置であって、オーディオ信号をフレーム単位で符号化処理する符号化処理部と、符号化処理時にフレームごとの余剰ビット数情報を符号化処理部に出力し、リジューム処理時に記録装置に記録済みの最終フレームにおける余剰ビット数情報を取得し、符号化処理部に出力するビットリザーバー制御部３と、を具備する符号化装置が提供される。
【００１０】
また、本願発明の別の一態様によれば、音源からのオーディオ信号を供給する入力部と、入力部から供給されたオーディオ信号をフレーム単位の符号化オーディオ信号に符号化処理する符号化処理部と、符号化処理時に、フレームごとの余剰ビット数情報を符号化処理部に出力し、リジューム処理時に記録装置に記録済みの最終フレームにおける余剰ビット数情報を取得し、最終フレームにおける余剰ビット数情報を符号化処理部に出力するビットリザーバー制御部３とを有する符号化装置と、符号化オーディオ信号を記録する記録装置と、を具備するデジタルオーディオ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、符号化処理の途中で電力供給が遮断されても符号化処理の効率が低下しない符号化装置および符号化装置を具備するデジタルオーディオ装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は第１の実施の形態のデジタルオーディオ装置の構成を示した構成図である。
【図２】図２は第２の実施の形態のデジタルオーディオ装置の構成を示した構成図である。
【図３】図３は第２の実施の形態の符号化装置が出力するオーディオファイルの構成を説明するための説明図である。
【図４】図４は第３の実施の形態のデジタルオーディオ装置の構成を示した構成図である。
【図５】図５は第３の実施の形態の符号化装置が出力する符号化オーディオ信号の構成を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞  
以下、本発明の第１の実施の形態の符号化装置１およびデジタルオーディオ装置１０について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の符号化装置を有するデジタルオーディオ装置の構成を示す構成図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態のデジタルオーディオ装置１０は、音源である音楽ＣＤ５からのオーディオ信号を供給する入力部であるＣＤプレーヤ６と、ＣＤプレーヤ６から供給されたオーディオ信号を符号化オーディオ信号に符号化処理する符号化装置１と、記録部である記録装置７と、を具備する。記録装置７は記録処理部７Ａとハードディスク装置７Ｂとを有する。デジタルオーディオ装置１０はオーディオ信号を出力するスピーカー等を有する出力部（不図示）を有しており、ＣＤプレーヤ６から供給されたオーディオ信号を出力したり、記録装置７に記録された符号化オーディオ信号を図示しない復号化装置により復号処理を行って、出力したりする。
【００１５】
デジタルオーディオ装置１０は車載用システムであり、エンジンの始動および停止に連動して電力を供給する主電源９を有する。ユーザーが車に乗り込みエンジンを始動すると、同時に主電源９からデジタルオーディオ装置１０に電力が供給される。そして、ユーザーがＣＤプレーヤ６に音楽ＣＤ５がセットし再生開始操作を行うことにより、出力部を介して音楽ＣＤ５のコンテンツであるオーディオ信号の再生が開始される。
【００１６】
再生中にユーザーがエンジンを停止するとデジタルオーディオ装置１０への電力供給も停止される。しかし、ＣＤプレーヤ６はサスペンド機能を有している。
【００１７】
なお、「サスペンド」、「スタンバイ」、および「リジューム」は、当業者において様々な意味に使用されることもある用語であるが、本発明においては、サスペンド処理機能とは、電源遮断時のスタンバイ処理機能と、電源再供給時のリジューム処理機能と、から構成されているものとする。すなわち、ＣＤプレーヤ６はエンジン停止時に、その時点における音楽ＣＤ５の再生点の情報を図示しない不揮発性記録部に記録するスタンバイ処理を行い、エンジン再始動時に記録した再生点の情報をもとに再生点から再生を再開するリジューム処理を行う。すなわちサスペンド機能を有するＣＤプレーヤ６はエンジンの停止前後で連続した動作を行う。
【００１８】
そして既に説明したように、デジタルオーディオ装置１０は符号化装置１および記録装置７を具備している。このため、ユーザーが、ある音楽ＣＤ５をＣＤプレーヤ６にセットし再生すると、デジタルオーディオ装置１０では、同時に、音楽ＣＤ５に記録されているコンテンツを符号化処理して記録装置７のハードディスク装置７Ｂに符号化オーディオ信号として記録する。このため、ユーザーは、次回からは、記録装置７に記録されている符号化オーディオ信号を再生することができるため、音楽ＣＤ５を入れ替える手間を省くことができる。
【００１９】
符号化装置１は、高品位の音質を維持しつつ、記録容量を低減するために、公知のオーディオ信号符号化技術を用いる。例えば、ＭＰ３方式の圧縮オーディオファイルフォーマットに準じた符号化装置１では、音源からのオーディオ信号をフレーム単位の符号化オーディオ信号に符号化処理する。すなわち、符号化装置１は、まずＣＤプレーヤ６が出力したデジタルオーディオ信号を、所定の時間長をフレームを単位として、周波数軸上の成分を表すサブバンド信号またはスペクトルに変換する。変換にはＱＭＦ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）などの帯域分割フィルタ処理やＭＤＣＴ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの周波数変換処理といった公知のフィルタバンクまたは変換プロセスが使用される。
【００２０】
次に、符号化装置１は、最小可聴しきい値または同時マスキングなどの人間の聴覚心理特性に基づいて聴感上知覚されない、または知覚され難い量子化雑音のレベルを許容して、サブバンド信号またはスペクトルを量子化するために量子化ビット数を割り当てる。このようなサブバンド信号またはスペクトルは、割り当てられた量子化ビット数で量子化され、復号化時の量子化雑音は知覚されない、もしくは知覚され難いレベルに抑えられる。これにより符号化装置１は、音質を高品位に保ちながら、聴感上はあまり知覚されない部分の情報量を削減し、記録容量の大幅な低減を実現している。
【００２１】
量子化されたサブバンド信号またはスペクトルは、符号化処理されてビット列に変換されるとともに、補助情報が付加されて符号化ビット列からなる符号化オーディオ信号として記録処理部７Ａに送信され、ハードディスク装置７Ｂに、例えば曲ごとにひとつのオーディオファイルとして記録される。さらに、符号化処理において公知のエントロピー符号化である可変長のハフマン符号を使用して、符号化効率を向上させる場合もある。
【００２２】
符号化処理において、人間の聴覚心理特性を利用することは、圧縮処理としては大きな効果をもたらす。しかし人間の聴覚心理特性に対して入力されるオーディオ信号の様態はフレームごとに異なるために、削減される情報量もフレームごとに異なる。すなわち、知覚され難い量子化雑音のレベルを許容するために必要な量子化ビット数が大きくて削減できる情報量の少ないフレームと、逆に必要な量子化ビット数が小さくて削減できる情報量の多いフレームとが存在する。このため、フレームごとの符号化オーディオ信号のビット長は一定にならない。その一方で、符号化オーディオ信号を記録する記録装置７および符号化オーディオ信号を復号処理する復号装置において信号処理を簡単にするためには、符号化オーディオ信号のビットレートを一定にする必要がある。
【００２３】
このため、符号化装置１は、符号化処理時にフレームごとの余剰ビット数情報を符号化処理部２に出力するビットリザーバー制御部３を有する。ビットリザーバー制御部３は所定のビットレートに基づくフレームごとのビット数に対して、少ないビット数で符号化されるフレームの場合にはビットリザーバーに余剰ビット数情報を蓄えておく。またビットリザーバー制御部３は所定のビットレートに基づくフレームごとのビット数に対して、符号化に必要なビット数が多いフレームの場合には、ビットリザーバーに蓄えている余剰ビット数情報をもとに、使用可能なビット数を増大して音質の劣化を低減する。
【００２４】
そして符号化装置１は、余剰ビット数情報を記録する不揮発性メモリ部４を有し、ビットリザーバー制御部３は、スタンバイ処理時に記録装置７に記録済みの最終フレームにおける余剰ビット数情報を不揮発性メモリ部４に記録し、リジューム処理時に不揮発性メモリ部４から余剰ビット数情報を取得する。符号化処理部２は、不揮発性メモリ部４から取得した余剰ビット数情報をもとに、符号化処理を再開するため、符号化装置１ではサスペンド処理を行っても符号化処理の効率が低下しない。すなわち、符号化処理の途中でサスペンド処理によって符号化装置１への電力供給が強制的に遮断されても、余剰ビット数情報が失われることがないため、符号化装置１は符号化処理の効率が低下することがない。なお、スタンバイ処理時にはキャパシタ等の補助電源９Ａから符号化装置１等に一時的に電力が供給される。
【００２５】
なお、ビットリザーバー制御部３はスタンバイ処理時ではなく、記録装置７にフレーム単位の符号化オーディオ信号を記録するごとに不揮発性メモリ部４に、そのときの余剰ビット数情報を記録してもよい。
【００２６】
以上の説明のように、符号化装置１およびデジタルオーディオ装置１０は他のシステムと連動して強制的に電力が遮断されることのある場合に特に有効であり、車載用符号化装置および車載用デジタルオーディオ装置に好ましく用いることができる。さらに、音源からのオーディオ信号を再生すると同時に平行して符号化処理を行う符号化装置を有するデジタルオーディオ装置に好ましく用いることができる。なお音源としての出力部は、ＣＤプレーヤでなく、インターネット等の通信回線を介して供給されオーディオ信号またはマイク等によりオーディオ信号を出力するものであってもよい。さらに、記録装置７はハードディスク装置７Ｂの代わりにＮＡＮＤ型フラッシュメモリ装置等の不揮発性メモリ装置を有していてもよい。
【００２７】
＜第２の実施の形態＞  
以下、本発明の第２の実施の形態の符号化装置１Ｂおよびデジタルオーディオ装置１０Ｂについて図面を参照して説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態の符号化装置を有するデジタルオーディオ装置の構成を示す構成図であり、図３は、本発明の第２の実施の形態の符号化装置が出力するオーディオファイルの構成を説明するための説明図である。第２の実施の形態の符号化装置１Ｂおよびデジタルオーディオ装置１０Ｂは、第１の実施の形態の符号化装置１およびデジタルオーディオ装置１０と類似しているために同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００２８】
第２の実施の形態の符号化装置１Ｂのビットリザーバー制御部３Ｂは、符号化オーディオ信号とともに記録装置７に記録されるタグに余剰ビット数情報を記録し、リジューム処理時にタグからスタンバイ処理時の余剰ビット数情報を取得する。すなわち、図３に示すように、符号化装置１Ｂが記録装置７に出力する、例えば曲単位の符号化オーディオファイル１５には、フレーム単位の符号化オーディオ信号データの集合体の前に、その符号化オーディオファイル１５に入っているオーディオ信号の音源、中身および余剰ビット数情報を記録するヘッダタグ１１に「ＩＤ３ｖ２タグ」１１Ａが記録されている。なお、「ＩＤ３ｖ２タグ」１１Ａは符号化オーディオファイル１５の先頭部でなく最終部、または先頭部および最終部のタグに記録されていてもよい。
【００２９】
すなわち符号化装置１Ｂでは、「ＩＤ３ｖ２タグ」１１Ａには例えば、タイトル、演奏者、著作権情報、および符号化処理に使用したソフトウエアおよびハードウエア等が記録されているだけでなく、スタンバイ処理時にビットリザーバー制御部３Ｂが出力する余剰ビット数情報が記録されている。
【００３０】
そして、リジューム処理時に、ビットリザーバー制御部３Ｂは「ＩＤ３ｖ２タグ」１１Ａからスタンバイ処理時の余剰ビット数情報を取得し、符号化処理部２に出力し、「ＩＤ３ｖ２タグ」１１Ａから取得した余剰ビット数情報をもとに、符号化処理を再開するため、符号化装置１Ｂは符号化処理の効率が低下しない。
【００３１】
なお、ビットリザーバー制御部３Ｂはスタンバイ処理時ではなく、記録装置７にフレームを記録するごとに「ＩＤ３ｖ２タグ」に記録してある、そのときの余剰ビット数情報を更新してもよい。
【００３２】
＜第３の実施の形態＞  
以下、本発明の第３の実施の形態の符号化装置１Ｃおよびデジタルオーディオ装置１０Ｃについて図面を参照して説明する。図４は、本発明の第３の実施の形態の符号化装置を有するデジタルオーディオ装置の構成を示す構成図であり、図５は、本発明の第３の実施の形態の符号化装置が出力する符号化オーディオ信号の構成を説明するための説明図である。第３の実施の形態の符号化装置１Ｃおよびデジタルオーディオ装置１０Ｃは、第１の実施の形態の符号化装置１およびデジタルオーディオ装置１０と類似しているために同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００３３】
第３の実施の形態の符号化装置１Ｃのビットリザーバー制御部３Ｃは、第１の実施の形態の符号化装置１等と同様のＭＰ３規格にもとづいた符号化オーディオ信号を記録装置７に出力する。図５に示すように、ＭＰ３規格の符号化オーディオファイル１５のそれぞれのフレーム１３等には、先頭部に付加情報であるサイド情報１３Ａが記録されており、サイド情報１３Ａのひとつとして、メインデータである、そのフレーム１３の符号化オーディオ信号データ１２Ｃ、１３Ｂの開始位置情報が「main_data_begin」１３Ａ１に記録されている。
【００３４】
すなわち、記録装置７に記録されている符号化オーディオファイル１５は、基本的にはフレーム単位の情報であるが、ビットリザーバー機能により、フレームのデータの一部は１つ前のフレームデータの後ろに含まれている。図５に示す例では、フレーム２（１３）のデータはＤＡＴ２（１２Ｃ）とＤＡＴ３（１３Ｂ）である。すなわちフレーム１のデータの余剰ビット部分にフレーム２（１３）のデータの一部であるＤＡＴ２が記録されている。そして、「main_data_begin」１３Ａ１はＤＡＴ２の開始位置を示すデータであり、ビットリザーバー制御部３Ｃは、この値とフレーム単位のビット長とから余剰ビット数情報を取得することができる。
【００３５】
ビットリザーバー制御部３Ｃは、リジューム処理時に記録装置７に記録されている記録済みの最終フレームのデータを図示しない復号装置で復号処理し、その復号データから「main_data_begin」から最終フレームにおける余剰ビット数情報を取得する。デジタルオーディオ装置１０Ｃの符号化装置１Ｃは復号処理された最終フレームから取得した余剰ビット数情報をもとに、符号化処理を再開するため、符号化処理の効率が低下しない。
【００３６】
なおここでは、簡単のため、フレーム１３に属する符号化オーディオ信号データ１２Ｃが直前のフレームであるフレーム１２に配置される場合を説明したが、フレーム１２よりもさらに前方の図示されないフレームに配置される場合もある。このような場合には、ビットリザーバー制御部３Ｃは、リジューム処理時に、最終フレームから遡って順に復号処理を行い、余剰ビット数情報を取得することとなる。
【００３７】
なお、上記説明は、ＭＰ３規格によりオーディオ信号をフレーム単位で符号化処理する符号化装置を例に説明したが、これに限られるものではなく、フレーム単位で符号化処理する符号化装置であればよく、例えば、ＭＰＥＧ２オーディオＡＡＣ規格でもよい。
【００３８】
また個々のフレームデータのフレーム長を変化させる可変長フレーム符号化方式の場合には余剰ビット数情報として、所定のビットレートに対するフレームの余剰ビット数の情報を用いることで、リジューム処理再開時に行うフレームの符号化処理においてフレーム長を長くすることが可能となるため、固定フレーム長の符号化方式の場合と同様に、符号化処理の効率が低下しない。
【００３９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１、１Ｂ、１Ｃ…符号化装置
２…符号化処理部
３、３Ｂ、３Ｃ…ビットリザーバー制御部
４…不揮発性メモリ部
５…音楽ＣＤ
６…ＣＤプレーヤ
７…記録装置７
７Ａ…記録処理部
７Ｂ…ハードディスク装置
９…主電源
９Ａ…補助電源
１０、１０Ｂ、１０Ｃ…デジタルオーディオ装置
【図１】
2010182391.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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