(57)【要約】低コストの構成要素及び構成を用いて音声及び非音声情報のデジタル品質の送信を提供する方法と装置である。本発明は、まずデータをＣＤ標準の形式に従うように変換し、変換された信号を調整し、それによって調整されたＥＦＭ信号を生成することにより、音声及び非音声の送信を提供する。調整されたＥＦＭ信号は、キャリアを周波数変調するために用いられる。音声及び非音声情報をＣＤ標準の形式に従うように変換することによって、本発明はエラー検出及び訂正を備えたデータ送信の低コストの手段を提供する。本発明の他の形態はＣＤ標準に従ってデータフレームのサブコードブロックに非音声情報を埋め込むことに関連する。非音声情報は音声情報と関係しない場合があり、音声及び日音声情報は、別の装置に送信され得る。本発明の他の形態は、デコーダのファイルバッファの充填レベルに応じて、電圧制御振幅器を制御することに関する。
2005527991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声情報を無線で送信する方法であって、
音声情報を表すデジタルのビットストリームを生成するステップと、
前記デジタルのビットストリームを複数のデータフレームを有するように形式化するステップと、
それぞれのフレームに関するエラー訂正ビットを生成し、それぞれのフレームにエラー訂正ビットを埋め込むステップと、
データフレームをインターリーブするステップと、
前記ビットストリームをＥＦＭコード化し、ＥＦＭ信号を生成するステップと、
前記ＥＦＭ信号を調整し、正弦波変調トーンを有する調整された信号を生成するステップと、
前記調整されたＥＦＭ信号を用いてキャリア信号を変調するステップと
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記形式化し、生成し、インターリーブし、ＥＦＭコード化するステップが、前記ビットストリームを形式化し、生成し、インターリーブし、ＥＦＭコード化してレッドブックのＣＤ標準に準拠する信号を生成することを有する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記調整するステップが、前記ＥＦＭ信号を帯域制限することを有する方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、
非音声デジタルデータを受信するステップと、
前記非音声デジタルデータをデータフレームのサブコードブロックに埋め込むステップとを更に有し、
前記エラー訂正ビットが受信ユニットによってエラー検出のために用いられる方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、
前記埋め込むステップが、前記非音声デジタルデータを所定の数のデータフレームに埋め込むことを有する方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法であって、
前記受信するステップが、音声情報の信号情報源と異なる信号情報源から非音声デジタルデータを受信することを有する方法。
【請求項７】
請求項４に記載の方法であって、
前記受信するステップが、インターネットから非音声デジタルデータを受信することを有する方法。
【請求項８】
請求項４に記載の方法であって、
前記受信するステップが、複数の受信ユニットのうちの特定の１つに関連付けられた宛先ＩＤを含む非音声デジタルデータを受信することを有する方法。
【請求項９】
請求項４に記載の方法であって、
前記埋め込むステップが、それぞれのデータフレームの各サブコードブロックに同時に６ビットの非音声デジタルデータを埋め込むことを有する方法。
【請求項１０】
無線チャネルを介して送信される音声情報を受信し、処理する方法であって、
無線チャネルを介して音声信号を受信するステップと、
前記受信された音声信号を復調し、周波数制限されたＥＦＭ信号を回復するステップと、
前記ＥＦＭ信号をデコードし、複数のデータフレームを有するデータのビットストリームを生成するステップと、
前記データフレームのデータを逆インターリーブし、複数の逆インターリーブされたデータフレームを生成するステップと、
それぞれのデータフレームに含まれるエラー訂正コードに応じてエラー訂正を実行するステップと、
前記逆インターリーブされたデータフレームをＡ／Ｄ変換し、実質的に送信障害のないアナログ出力信号を生成するステップと
を有する方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記復調し、デコードし、逆インターリーブし、エラー訂正するステップが、レッドブックのＣＤ標準に従って、復調し、デコードし、逆インターリーブし、エラー訂正することを有する方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、
データフレームのサブコードブロックから非音声デジタルデータを抽出するステップを更に有し、
前記エラー訂正するステップが、前記エラー訂正コードに応じてエラー検出を実行することを有する方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
複数のデータフレームに関連する複数のサブコードブロックからデータパケットを抽出するステップを更に有する方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、
前記抽出されたデータパケットから宛先ＩＤを抽出するステップと、
前記宛先ＩＤに応じてデータパケットを処理するステップと
を更に有する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
前記宛先ＩＤに応じてストレージ装置に前記抽出されたデータパケットを保存するステップを更に有する方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法であって、
前記抽出されたデータパケットに応じて音声情報を提示する間に、所定の表示を行うステップを更に有する方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の方法であって、
前記復調し、デコードし、逆インターリーブし、エラー訂正するステップの間に、受信されたビットストリームを一時的に保存するファイルバッファを提供するステップを更に有し、
前記ファイルバッファが、そのファイルバッファの充填レベルを表すＰＣＭ信号を提供する方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記ファイルバッファの充填レベルを表すＰＣＭ信号に応じて、デコーダに関連する電圧制御振幅器を制御するステップを更に有し、
それによって、前記ファイルバッファの充填レベルに応じて受信信号のデコード速度が制御される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声及び非音声情報を送信する装置と方法に関し、特に音声及び非音声情報の高品質の受信と再生を確実にするために、組み込まれたエラー訂正を備えた音声及び非音声情報を送信する装置と方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
容易な検索と再生のため、ユーザが集中されたロケーションに大量のデジタルでコード化された音声情報を保存することが、最近の発展により可能になった。例えば、ユーザがＣＤを“リッピング”し、それに保存されたデジタル情報を、ＭＰ３ファイルのような圧縮形式に変換し、ＭＰ３ファイルをパーソナルコンピュータのハードディスクドライブに保存することが比較的一般的になっている。前記の方法を利用して、非常に多量の音声ファイルが単一のハードディスクドライブに保存され得る。例えば、１２８Ｋｂｐｓの速度でＭＰ３のコード化を行うことは、ストレージのメガバイト当たり約１分に相当し、それ故に、２０ＧＢのハードディスクは、約２０，０００分の音楽を保存できる。保存されたファイルは体系付けられ、検索され、複数の商業上利用可能なプログラムの何らかの１つ、例えばＭｕｓｉｃｍａｔｃｈを用いて再生され得る。保存されたファイルはまた、携帯プレイヤ又はコンパクトフラッシュ（登録商標）カードのような携帯用ストレージ媒体にダウンロードされ得る。
【０００３】
しかし、パーソナルコンピュータのような集中された装置からファイルが処理され、再生される場合に、音声ファイルを聞くためのいくつかの制限が存在する。一般的に、コンピュータによって検索され、処理され、出力されるときに音声ファイルを聞くため、ユーザは、コンピュータのスピーカーの近くにいなければならない。音声受信機のような周辺装置は、遠隔のロケーションで再生するためにケーブルを用いて中央装置に取り付けられる場合があるが、前記の方法は、非常に長いケーブルを必要とする場合がある、又はケーブルが壁を通す必要があり、非現実的である場合がある。その他、パーソナルコンピュータ又は同様の装置に無線送信機を取り付け、パーソナルコンピュータからスピーカーが取り付けられた受信装置に音声情報を送信することが知られている。しかし、前記の送信機は、一般的に従来のアナログの方法を利用し、パーソナルコンピュータが音声ファイルをデコードし、出力音声信号を供給するためにデコードされたファイルを処理し、出力信号をキャリア信号に変調する。受信機側では、受信された出力音声信号が復調されて出力音声信号を回復し、それが一組のスピーカーを駆動するために用いられる。前記の方法は、干渉のようなアナログ送信に関する問題の影響を受けやすく、悪い受信によって引き起こされた忠実度を減少する。
【０００４】
この点について、音声情報を送信する従来のアナログの方法は、低コストの配信と受信を提供し得るが、前記の方法は、デジタルの送信及び処理方法に関する忠実度と、雑音排除性と、エラー訂正能力とを提供しない。デジタル変調／復調方法、例えばＱＰＳＫやＦＳＫは、優れた性能を提供し得るが、一般的に実現のために更に高価な構成要素と構成を必要とする。
【０００５】
更に、音声情報を送信するアナログの方法は、音声情報に非音声情報を埋め込むことを容易に提供しない。例えばＭＰ３ファイルのような圧縮音声ファイルは、音声情報に関する非音声情報を含み得る。ＭＰ３ファイルは、アーティストやアルバム等についての情報を含み得るＩＤ３タグ部を含む。アナログ送信方法を用いて音声情報と同時に前記の情報を送信することは困難である。加えて、音声情報に関係しない非音声情報、例えばスポーツのスコアや天候情報や株式相場やそれと同様のものを音声情報と共に送信することが望ましい場合がある。
【０００６】
従って、デジタル送信方法の利点を提供する方法で、音声情報を送信する低価格の方法を提供することが望ましい。音声情報のＣＤ品質の再生を提供するエラー検出及び／又は訂正を含む音声情報を送信する低コストの方法を提供することが更に望ましい。
【０００７】
デジタル送信方法の利点を提供する方法で、音声及び非音声情報を送信する低コストの方法であって、非音声情報が送信される音声情報に関係し得る、又は関係し得ない方法を提供することが更に望ましい。非音声情報は音声情報に関係する場合があり、例えばアーティストやアルバム等についての情報を提供する場合がある。非音声情報は、音声情報に関係しない場合があり、例えばスポーツのスコアや天候情報や株式相場やそれと同様のものについての一般情報を提供する場合がある。
【０００８】
デコーダに関するファイルバッファにおける空の又はオーバーフローの状況を回避するために、デジタル品質の送信を実現する受信ユニットに関するデコーダを制御する方法を提供することが更に望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、アナログ送信方法を用いて、デジタル方法の利点を提供する、音声及び非音声情報を送信する低コストの方法と装置を提供することによって、前述の問題を克服する。本発明による方法は、アナログ音声送信に関する前述の問題を除去する。特に、本発明による方法は、組み込まれたエラー検出及び訂正と、音声情報に非音声情報を埋め込む能力を提供する。
【００１０】
特に、本発明による方法において、音声及び非音声情報は、必要に応じてＰＣＭ形式に変換され、レッドブックのＣＤ標準に従う形式に変換される。ここで述べられる通り、レッドブックのＣＤ標準は、Ｓｏｎｙ／Ｎ．Ｖ．Ｐｈｉｌｉｐｓによって１９８７年２月に発行され、ＩＥＣ  ＢＮ１５−８３−０９５とＩＥＣ出版９０８に含まれる“コンパクトディスクのデジタル音声−システムの説明（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｕｄｉｏ−Ｓｙｓｔｅｍ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）”に示される標準を参照する。変換されたデータはＥＦＭ信号の形式で提供され、基本正弦波周波数に調節され、キャリアを変調するために用いられる。受信側において、受信信号は、調整されたＥＦＭ信号を回復するために復調され、元のデジタルのビットストリームを導き出すためにデコードされる。このように、本発明は組み込まれたエラー検出及び／又は訂正の利点と、アナログ送信方法を用いて更なる処理と提示のために元のデジタルのビットストリームを導き出す能力を提供する。
【００１１】
一形態において、本発明は、音声情報を送信する方法であって：音声情報を表すデジタルのビットストリームを生成するステップと；前記デジタルのビットストリームを複数のデータフレームを有するように形式化するステップと；それぞれのフレームに関するエラー訂正ビットを生成し、それぞれのフレームにエラー訂正ビットを埋め込むステップと；データフレームをインターリーブするステップと；前記ビットストリームをＥＦＭコード化し、ＥＦＭ信号を生成するステップと；前記ＥＦＭ信号を調整し、それによって前記信号を正弦波変調波に制限するステップと；前記調整されたＥＦＭ信号を用いてキャリア信号を変調するステップとを有する。特に、前記形式化し、生成し、インターリーブし、ＥＦＭコード化するステップは、前記ビットストリームを形式化し、生成し、インターリーブし、ＥＦＭコード化してレッドブックのＣＤ標準に準拠する信号を生成することを有する。
【００１２】
他の形態において、本発明は、音声情報を送信する方法であって、形式化し、エラー訂正ビットを生成し、インターリーブし、前記ビットストリームをコード化してレッドブックのＣＤ標準に準拠する信号を生成するステップと、非音声デジタルデータを受信し、レッドブックのＣＤ標準により生成されたデータフレームのサブコードブロックに非音声デジタルデータを埋め込むステップと、結果として生じた信号を調整し、前記結果として生じた信号でキャリアを変調するステップとを有する。
【００１３】
他の形態において、本発明は、無線チャネルを介して送信される音声情報を受信し、処理する方法であって：無線チャネルを介して音声信号を受信するステップと；前記受信された音声信号を復調し、調整されたＥＦＭ信号を回復するステップと；前記調整されたＥＦＭ信号をデコードし、複数のデータフレームを有するデータのビットストリームを生成するステップと；前記データフレームのデータを逆インターリーブし、複数の逆インターリーブされたデータフレームを生成するステップと；それぞれのデータフレームに含まれるエラー訂正コードに応じてエラー訂正を実行するステップと；前記結果として生じたビットストリームをＤ／Ａ変換し、アナログ出力信号を生成するステップとを有する。特に、前記復調し、デコードし、逆インターリーブし、エラー訂正するステップは、レッドブックのＣＤ標準に従って、復調し、デコードし、逆インターリーブし、エラー訂正することを有する。
【００１４】
他の形態において、本発明は、音声及び非音声情報を受信し、処理する方法であって、レッドブックのＣＤ標準に従って受信信号を復調し、デコードし、逆インターリーブし、エラー訂正するステップと、前記受信信号から導き出されたデータフレームのサブコードブロックから非音声デジタルデータを抽出するステップとを有する。
【００１５】
他の形態において、本発明は、音声及び非音声情報を受信し、処理する方法であって、レッドブックのＣＤ標準に従って受信信号を復調し、デコードし、逆インターリーブし、エラー訂正するステップと、復調し、デコードし、逆インターリーブし、エラー訂正するステップの間に受信されたビットストリームを一時的に保存するファイルバッファを提供するステップを有し、前記ファイルバッファが、そのファイルバッファにおける充填レベルを表すＰＷＭ信号を提供し、デコーダに関連する電圧制御発信器が、ファイルバッファにおける充填レベルを表すＰＷＭ信号に応じて制御される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
添付の図面と共に本発明の例示的な実施例の以下の説明を参照することにより、本発明の前述と他の特徴、及びそれを達成する方法が更に明らかになり、本発明自体がより良く理解される。
【００１７】
対応する参照文字は、いくつかの図を通じて対応する部分を示す。
【００１８】
以下に開示される実施例は、網羅的であることを意図するものではなく、又は次の詳細な説明に開示された正確な形式に本発明を制限することを意図するものではない。むしろ、その技術に熟練した人が教示を利用し得るように実施例が選択され、説明される。
【００１９】
図１は、本発明によるシステムを示すブロック図であり、音声データと特定の非音声データが送信装置１０２から多様な装置に要望どおりに送信される。送信装置１０２は、本発明により音声及び非音声情報を無線で送信する、更に詳細に以下に説明する送信ユニットを含む。図１の各受信装置は、本発明によりデータを受信し、処理する、更に詳細に以下に説明する受信ユニットを含む。簡単には、送信ユニットは選択されたデータをレッドブックのＣＤ標準に従うように変換し、結果として生じる信号を調整し、前記調整された信号を用いてキャリアを変調する。前記調整された信号は、ＣＤプレイヤのディスクから生じたフィルタリングされた信号に類似する。受信ユニットは、受信信号を復調し、キャリアから形式化されたデータを回復し、ＣＤ標準に従う方法によりデータ上で処理を実行する。本方法は、音声情報が低コストの方法で送信されることを可能にすると同時に、送信と受信と再生のデジタルの方法の利点を提供する。加えて、本方法は、ＣＤのデータ形式の利点を利用し、音声情報に関連され得ない非音声情報、例えばスポーツのスコアや天候情報や株式相場やそれと同様のものが、音声データに埋め込まれ、それと共に送信されることを可能にする。
【００２０】
送信装置は、ハードウェア又はソフトウェアのいずれかの処理及び送信能力を有する何らかの装置、例えばパーソナルコンピュータである場合があり、図２の送信ユニット２００の機能を実現する。送信装置１０２において、音声及び非音声情報は、複数のデータ情報源の１つから受信される、又は取り出される。データ情報源は、アナログ信号入力１１０、パーソナルコンピュータにつなげられた携帯デジタルプレイヤ１１２、又はパーソナルコンピュータに組み込まれた若しくはファイヤワイヤーやＵＳＢやそれと同様の手段を用いてパーソナルコンピュータにつなげられたデータストレージ装置１１４を含む場合があるが、それに限定されない。その他、データ情報源は送信ユニット２００を組み込む場合があり、それによってＰＣを通過することなく受信装置にデータを直接送信する。
【００２１】
送信された音声及び非音声情報は、図３に示す受信ユニット３００の機能を実行し得る受信ユニット又は要素を有する１つ以上の受信装置によって、受信、処理、及び／又は提示される。受信装置は、例えば受信された音声情報を提示するためにそれに取り付けられた一組のスピーカーを含む音声受信機１０４と、受信された音声及び非音声情報を受信し、提示可能なＰＤＡ１０６と、第２のパーソナルコンピュータ１０８とを有し得る。各受信装置は、本方法による受信及び処理方法を実現する更に以下に説明する受信ユニット３００の機能を実現する受信ユニット３００又は要素を含む。このように、システム１００は、ユーザが集中されたロケーション又は装置で音声ファイルと非音声情報の大量の収集を保存する、及び／又は取り出すことを可能にし、要望どおりに遠隔装置に情報を送信することを可能にする。
【００２２】
図２は、送信ユニット２００のブロック図を示し、左チャネル２０２と右チャネル２０４を通じて音声データを受信する。本実施例において、音声データはアナログ形式であり、アナログ・デジタル変換器２０６と２０８によってデジタル形式に変換される。デジタル信号は時分割手段２１２に適用され、単一のシリアルのビットストリームを作る。その他、音声データはデジタル形式で直接受信され、時分割手段２１２に直接適用され得る。適用された音声データは、以下に説明する通りに、送信の前に標準的なレッドブックのＣＤ形式に従うように変換される。
【００２３】
音声データの標準的なレッドブックのＣＤ形式への変換は、頑強なエラー検出及び訂正を提供し、レッドブックのＣＤ形式によるデータのコード化とデコードのための構成要素が周知であり、容易に利用可能であるため、変換が比較的低コストの構成要素を用いて実現されることを可能にするという利点を提供する。本発明はフィリップス社により製造されたＳＡＡ７３９２を利用して、変換を実現する。
【００２４】
音声データをレッドブックのＣＤ形式に変換する処理は、その技術に熟練した人に周知である。簡単には、まず音声データがＰＣＭ形式に変換され、信号が時間サンプリングされ、並列のバイナリ数に振幅量子化される。デジタルデータは、ＣＩＲＣエラー訂正コード化と８−１４変調（ＥＦＭ）を提供するように処理される。加えて、サブコードと同期化のワードがビットストリームに加えられる。
【００２５】
レッドブックのＣＤ形式によるデータは、フレームにグループ化され、各フレームは５８８個のチャネルのビットからなる。ＥＦＭ変調の前のフレームの形式が図４に示されている。図示の通り、各フレームは、２７ビットの同期化部分４０２と、８ビットのサブコード部分４０４と、９６ビットのデータ部分４０６と、３２ビットのパリティ部分４０８と、第２の９６ビットのデータ部分４１０と、第２の３２ビットのパリティビット部分４１２とからなる。フレームを組み立てる場合、６個の３２ビットのＰＣＭ音声サンプリング周期が、フレームにおいてグループ化され、各サンプリングフレームが４個の８ビットの音声の符号を作るように分けられる。可能性のあるエラーを消散させるため、１フレームからの音声信号が異なるフレームから生じるように、異なるフレームからの符号がインターリーブされる。加えて、８個の８ビットのパリティ符号、フレームの中間の４個とフレームの終わりの４個が各フレームにおいて生成される。フレームのインターリーブと、パリティフレームの生成は、クロスインターリーブ・リード・ソロモン・コード（Ｃｒｏｓｓ−Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ  Ｒｅｅｄ  Ｓｏｌｏｍｏｎ  Ｃｏｄｅ）に基づくエラー訂正のコード化を提供する。
【００２６】
フレームが組み立てられると、データがＥＦＭコード化され、各８ビットのワードに特定の１４ビットのワードを割り当てるテーブルを用いて、８ビットのブロックが１４ビットのワードのブロックに変換される。本発明において、データのインターリーブと、ＥＦＭコード化と、サブコード及び制御ビットの追加を含むフレームの組み立ては、ＣＤ形式のエンコーダ２１０によって実行され、それは、ＣＩＲＣエンコーダ２１４と、制御及び表示エンコーダ２１６と、時分割手段２１８と、ＥＦＭ変調手段２２０とを有する。データを変換する例示的な構成が図２に示されているが、前述の機能と処理は、その技術に熟練した人に知られる他の多様な構成要素とソフトウェア要素で実行され得ることがわかる。変換はＥＦＭ信号を生じ、そして変調信号を生成するために調整される。ＥＦＭ信号は信号調整ブロック２２２による基本正弦波に周波数大域制限され、次の周波数変調段階を簡単にし、それによって“アナログに類似した”信号が受信機に音声及び非音声情報を送信するようにキャリアを周波数変調する。本実施例において、ＥＦＭ信号は、１８０ｋＨｚから７２０ｋＨｚの間に帯域制限される。本発明により、調整されたＥＦＭ信号がアンテナ２２６につなげられたＦＭ変調２２４によってＲＦキャリア信号を変調するために用いられる。要約すると、送信されるデジタルの音声及び非音声情報を表す調整されたＥＦＭ信号は、標準的なＣＤ符号化を用いて生成され、アンテナ２２６によって送信するためにキャリアを直接変調するために用いられ、それによって低コストの要素と技術を用いてデジタル品質の送信を提供する。
【００２７】
図３は、本発明による送信信号を受信し、処理する受信ユニット３００を示したものである。受信ユニット３００は、従来のアナログ周波数復調技術を用いて変調を回復する復調手段３０４を含み、それはデコーダ３２０に適用され、デジタル又は“ＣＤ”品質の信号を回復する。ＣＤデコーダは、送信機のＣＤのコード化処理とほぼ相補的であり、矩形パルス整形と、ＮＲＺ変換と、ＥＦＭ復調と、時間基準訂正と、サブコードの抽出と、ＣＩＲＣエラー検出／訂正と、エラー隠蔽との機能を提供する。データに関する組み込まれたエラー検出及び／又は訂正は、送信中に干渉によって変造され得る情報を回復するのに役立つ。本発明において、デコーダはＥＦＭ復調手段３０６と、ＣＩＲＣエラー訂正ユニット３０８と、補間手段３１２と、チャネル逆多重化手段３１４を有する。また、隠蔽ブロックは、逆多重化手段３１４に含まれ得る。音声出力信号は、Ｄ／Ａ変換器３１６と３１８を通じて提供される。サブコード情報を含む制御及び表示情報は、制御及び表示デコーダ３１０を通じて提供される。
【００２８】
本方法の有意な利点は、デジタルエラー検出／訂正技術がアナログ送信に組み込まれ、それによって音声及び非音声データの正確な送信と受信を確実にすることにある。本発明の他の利点は、ＣＤデコーダの機能が、フィリップス社によって製造されたＳＡＡ７３２５のような商業的に利用可能なデコーダを用いて容易に実現され得ることにある。商業的なデコーダの利点は、エラー訂正が制限に押される場合に聞こえる加工物を除去する／減少させるエラー隠蔽である。当然に、エンコーダ／デコーダ機能もまた、その技術に熟練した人に周知のソフトウェア手段を用いて実現され得る。
【００２９】
本発明の他の形態によると、前述の送信技術を用いて、非音声情報が音声情報と共に送信され得る。前述の通り、レッドブックのＣＤ形式は、データフレームに埋め込まれた８ビットのサブコード部分４０４を含む。サブコード部分は８個のチャネル、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、及びＷに分けられる。ＰとＱチャネルは、音声データ（音声トラックのリードインとリードアウトマーカー、コピー防止フラグ、プリエンファシスのフラグ等）に関する制御情報を対象とする。６個のＲ−Ｗのチャネルは、音声に関する情報（カバーアート、アーティストの情報等）を対象とする。
【００３０】
本発明は、前記６個のチャネルを用いて、音声情報に関係し得ない非音声情報を、中央送信装置から遠隔装置に送信する方法を提供する。前述の通り、送信装置はＰＣ、又はユーザが遠隔装置送信を望む情報を保存する若しくはネットワークを介して情報を受信する装置である場合がある。本発明は同様に非音声の装置にも適用できる。
【００３１】
一般的にＥＦＭ信号のサブコード部分は、音声情報に必要なものに追加のデータを表す。しかし、本発明によると、サブコード部分は、音声情報に関係しない非音声情報を送信するために用いられる。例えば図１を参照すると、送信装置１０２は本発明によるビットストリームを送信する場合があり、前記ビットストリームは、ハードディスクのようなデータストレージ装置から取り出された音声情報と、（インターネット接続されたアプリケーションを介して）メモや、カレンダーの予約／通知や、ニュース／天候／金融情報のような非音声情報とを含む。送信装置におけるユーザの動作、又は受信装置を通じて送信されたユーザの要求に応じて、非音声情報が生成され得る。この場合、送信された情報は、音声受信機１０４によって受信され、デコードされ、音声情報を抽出し、送信された音声情報のデジタル品質の再生を提供するために処理される。送信された情報はまた、ＰＤＡ１０６によって受信され、デコードされ、非音声情報をユーザに提示するために関連する非音声情報を抽出する。このように、関係しない音声と非音声の情報は、本方法により提供された高品質のエラー訂正される送信の利点を備えた異なる受信機によって同時に送信され、受信され、処理される。送信に埋め込まれた非音声情報は、例えばニュースの警報のようにユーザに迅速に提示される場合があり、又は例えばカレンダー入力のように後の表示又は使用のために受信装置のメモリ装置に保存される場合がある。
【００３２】
サブコードブロックのデータ構造は、９８バイトからなり、各バイトは、ＰビットとＱビットとＲビットとＳビットとＴビットとＵビットとＶビットとＷビットからなる。本発明は、データ転送のために送信された各バイトのうちの６個のＲ−Ｗビットを利用し、データの第１のバイトの７−２ビットが、第１のサブコードバイトのＲ−Ｗの位置で送信される。第１のバイトの０−１ビットと、データの第２のバイトの７−４ビットは、第２のサブコードバイトのＲ−Ｗの位置で送信される。データの第２のバイトの３−０ビットと、第３のバイトの７−６ビットは、第３のサブコードバイトのＲ−Ｗの位置で送信される。データの第３のバイトの５−０ビットは、第４のサブコードバイトのＲ−Ｗの位置で送信される。残りのデータについて前記の処理が繰り返され、３バイトのデータ毎に４バイトのサブコードが用いられる。サブコードブロックの最後の４ビットは用いられず、それ故に、この例では、正確に５８４ビットの利用可能なスペースが使われ、データの７３バイトに相当する。前記の７３バイトがデータパケットを形成する。データのペイロードが６６バイト未満である場合は、結果的に全体のデータパケットが減少する場合がある。例示的な実施例は各サブコードブロックに存在する単一のデータパケットを示したものであり、データパケットの他の分割も可能である。
【００３３】
この方法を利用して、本発明は、音声情報のみを送信するコストに比較して最小のコストの増加で、音声情報に加えて非音声情報が無線周波数（ＲＦ）上で送信されることを可能にする。
【００３４】
サブコードブロックで送信されたデータブロックは、図７の例示的な実施例で開示された例示的なデータ構造７００を用いる。フレームの開始（ＳＯＦ）部分７０２は、ｏｘａ５として定義される。宛先ＩＤ（ＤＥＳＴ）部分７０４は、“ブロードキャスト・モード”では０ｘ００として定義され、その他の場合は、特定の受信装置の宛先ＩＤを含む。“ブロードキャスト・モード”は、１つ以上の受信装置に無差別な送信をするために用いられる。パケットＩＤ部分７０６は、最初の送信パケットにおいて０ｘ００００が設定され、各パケットは複数回送信される（回数はＲＦ送信の期待された品質に応じる−パケットが広く変造される期待が存在する場合に前記の値は高くなる場合があり、環境が“エラーがない”と期待される場合に前記の値は低く設定される場合がある）。オプション部分７０８は、プロトコルのバージョンを示す２−０ビットと、エラーチェックの仕組みを示す３ビット（１＝ＣＲＣ、０＝ＣＫＳ）とを含み、７−４ビットは未使用である。長さ部分７１０は、データ部分７１２のバイトの長さ（ＳＯＦ７０２とＣＲＣ／ＣＫＳ７１４を含む）を示す。これは、例示的な実施例において７３の最大値を有する場合がある。送信される実際の非音声データはデータ部分７１２に埋め込まれる。ＣＫＳ／ＣＲＣ部分７１４は、チェックサム又は巡回冗長検査のために用いられる。前述に特定されたパケット形式を用いて、非音声が埋め込まれ、前述の方法を用いて音声データと共に送信される。
【００３５】
埋め込まれた非音声情報を備えてＣＤ標準に形式化されたデータを送信し、受信する処理が、それぞれ図５と６に示される。処理５００は、ステップ５０４において送信されるデータパケットを生成することで始まる。送信装置におけるユーザ入力、又は周辺装置からのユーザ要求に応じて、又は設定された特定の装置に自動的に応じて、データパケットが生成され得る。ステップ５０６において、送信される全てのデータがＣＤ標準によるデータフレームに埋め込まれているかどうかが決定される。６ビットの非音声データがＣＤ標準による各データフレームに埋め込まれることを思い出すべきである。全てのデータが埋め込まれている場合、処理５００は、ステップ５０８に進み、次のセットのデータのビットがＣＤ標準に従うデータフレームに埋め込まれていることを決定する。ステップ５１０において、ステップ５０８で決定された次のセットのデータのビットが、望ましい回数だけＣＤのデータフレームに埋め込まれる。このように、データパケットは所定の回数だけ繰り返し送信され、正確な受信を確実にし得る。受信ユニットが各固有のパケットを識別し、処理することをパケットＩＤが確実にする。そして、処理５００はステップ５０６に戻り、全てのデータがデータフレームに埋め込まれるまで処理を繰り返す。非音声のデータパケットに全てのデータが埋め込まれた後に、処理はステップ５１２に進み、調整されたＥＦＭ信号が生成され、前述のようにキャリアを周波数変調するために用いられる。この例示的な実施例において、全ての非音声データがまず生成され、順にその後埋め込まれ、送信されるが、非音声データが“進行中に”生成され、埋め込まれ、送信され得ることがわかる。すなわち、非音声データが送信ユニットによって取り出される／受信されると同時にデータが生成され、埋め込まれ、送信され得る。前記の利点は、大量のデータ送信に有利な場合がある。
【００３６】
本発明による非音声のデータを取り出し、デコードする処理が図６に示される。６０４においてＥＦＭ信号で変調されたＦＭ信号を受信することで、処理６００が開始する。ステップ６０６において、受信ユニットが受信信号を復調し、調整されたＥＦＭ信号又は“アイパターン（ｅｙｅ  ｐａｔｔｅｒｎ）”の信号を回復する。ステップ６０８において、ＥＦＭ信号がデコードされ、標準的なＣＤ信号のデコード方法を用いてエラー訂正され、図４に示すデータフレームの形式を有するビットストリームを導き出す。ステップ６１０において、導き出されたビットストリームが構文解析され、フレームのサブコードブロックから非音声情報を抽出する。ステップ６１２において、抽出された非音声情報が、更なる組み立てと処理のために保存される。ステップ６１４において、全ての関連する非音声データが受信されたかどうかが決定される。そうでない場合は、処理６００はステップ６１０に戻り、ビットストリームを構文解析することを続け、残りの非音声情報を抽出する。そうである場合は、処理はステップ６１６に進み、要望どおりに受信データが処理され、提示され得る。この実施例は、処理と提示の前に全ての関連する非音声情報をまず抽出し、収集したが、前記のステップが同時に実行され得ることがわかる。例えば、大量のデータを受信し、処理する場合、データが受信される毎に、受信データが処理され、提示され得る。
【００３７】
図５と図６の処理において、ＲＦ送信が１００％エラーなしであることが期待できないため、及びデータの再送信を要求可能にする裏ルートのための措置がないため、各データパケットは複数回送信される。前記の方法は、エラーを克服するために冗長度に依存する。例示的な実施例について、送信装置は、受信装置に関わらず、正確な数の再送信を決定する。他の実施例において、送信機への受信信号を望ましい回数の再送信を行わせる低コストの裏のチャネルを用いることが、経済的に実現可能である場合がある。
【００３８】
本発明の他の形態によると、バッファの充填した状態に基づいて生成された制御信号が、受信ユニットの動作を制御するために用いられる。特に、受信ユニットのデコーダにおいて、その技術において周知の方法で受信データを一時的に保存するために、バッファ（図示なし）が用いられる。その点について、バッファがオーバーフロー又はアンダーフローしないことを確実にすることが望ましい。一般的にＣＤ再生装置において、デコーダのＩＣは、デジタルの音声情報を処理する場合に用いられるバッファを表すＰＷＭ信号を提供する。閉ループのアプリケーションにおいて、継続的な乱されていない音声の再生を可能にするために、ＰＷＭ信号がディスクの速度を増加又は減少させるために用いられる。ＰＷＭ信号が閉ループのアプリケーションで用いられない場合、バッファはミュート状態を生じる空になるか、又は音声ファイルの部分を飛び越えることを生じるオーバーフローになる場合がある。
【００３９】
本発明が開ループの条件であることがわかる。バッファのオーバーフローとアンダーフローの問題を回避するため、本発明は、ＰＷＭ信号を用い、ＥＦＭデコーダの処理基準周波数を制御する。すなわち、ＥＦＭデコーダのＩＣがＰＷＭ信号を提供し、ＰＷＭ信号の幅がファイルバッファの状態を表す。ＰＷＭ信号が２５％の負荷サイクルである場合、ファイルバッファは約２５％の充填であり、５０％の負荷サイクルはファイルバッファが約５０％の充填であることを示す。前記のＰＷＭ信号は、利用可能なＤＣ電圧レベルにコンデンサーで調整され、電圧制御振幅器（“ＶＣＯ”）に適用される。ＶＣＯの出力周波数は、ＥＦＭデコーダのＩＣの基準動作周波数である。この実施例において、ＰＷＭ信号は、ＳＡＡ７３２５の出力ピンで提供される。前記の信号が調整され、デコーダのＶＣＯに適用される。
【００４０】
ファイルのバッファレベルが所定のレベル、例えば５０％を下回ると、調整されたＤＣ電圧がまた、所定のレベルより下に下がり、それによって、ＶＣＯの周波数を減少させる。ＶＣＯにおける前記減少は、基準動作周波数の減少を引き起こす。基準動作周波数を低下することは、バッファが必要な５０％のレベルに増加することを可能にする。ファイルのバッファレベルが５０％より増加すると、出力の調整されたＤＣ電圧レベルがＶＣＯ周波数を増加させ、基準動作周波数を増加させ、バッファのレベルを減少させ、望ましい５０％のレベルに減少させる。このように、ＥＦＭデコーダからのＰＷＭ信号は、ファイルバッファの充填状態を監視し、ＥＦＭデコーダの処理速度を制御するために用いられる。このことは、開ループ条件で生じ得る同期化の状態を失うことを回避する。本方法は、ＥＦＭデコーダのＩＣのみに限定されず、バッファの充填状態を示すＰＷＭ信号を提供する何らかのＩＣ又は回路が、処理速度を制御するために本方法を用いることができることがわかる。
【００４１】
従って、本発明は、集中されたロケーション又は装置から離れた状況で、ユーザが集中されたロケーション又はＰＣのような装置で現在利用可能な音声情報を経験することを可能にする。更に増強し、優れた機能を提供し得る他の方法が作り出され得ることが考えられる。例えば、本発明に従って、ＰＣのデータが本発明による組み込まれた受信ユニットを有する携帯のハンドヘルドの音声装置に無線でダウンロードされ、更なる柔軟性と携帯性を提供するために後の再生のためのハンドヘルド装置のハードドライブに保存され得る。更なる他の実施例は、時計付きラジオに組み込まれることと、ブックシェルフ型の音声システムに統合されることと、組み込まれたリモコンを備えた携帯プレイヤに統合されることと、スペースメーカーに統合されることを含み、それらの全てがコンピュータシステムへの無線リンクを有する。
【００４２】
本発明は、例示的な実施例について説明されたが、本発明の本質を逸脱することなく、開示された実施例について改良や変更が行われ得ることがその技術に熟練した人に明白である。従って、本発明は特許請求の範囲に定められた全ての変更を対象にすることを意図することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による音声及び非音声データを送信し、受信する方法を利用するシステムのブロック図である。
【図２】本発明による送信ユニットのブロック図である。
【図３】本発明による受信ユニットのブロック図である。
【図４】レッドブックのＣＤ標準によるデータフレームの図である。
【図５】本発明による非音声データを埋め込み、送信するステップを示すフローチャートである。
【図６】本発明によるビットストリームに埋め込まれた非音声データを受信するステップを示すフローチャートである。
【図７】本発明によるサブコードブロックに埋め込まれた情報のパケットの図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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