JP3529542B2 - 信号の伝送／記録／受信／再生方法と装置及び記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、信号の伝送／記
録／受信／再生方法と装置及び記録媒体に関するもの
で、特に、広帯域のデジタルオーディオ信号を、従来の
帯域のデジタルオーディオ信号を処理する装置において
も利用できるフォーマットに編成して互換性を持たせる
ことに注目してなされたものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ（コンパクトディスク）の登場以来
デジタルオーディオ信号が広く受け入れられ、ＣＤ＝ハ
イファイというイメージが定着してきたが、発売以来１
０数年を過ぎ、ＣＤの音質がハイファイとして不十分で
あるとの認識が広がってきている。

【０００３】ところで、最近ＣＤより高記録密度のディ
スクが開発され、デジタル映像およびデジタルオーディ
オを記録するデジタル・ビデオ・ディスク等が開発、規
格化が行われている。デジタル・ビデオ・ディスクでは
ビデオとオーディオ信号をともに記録しかつ長時間の再
生をするために、高密度ではあってもどちらの信号も圧
縮が行われて記録される。一方、記録容量が飛躍的に増
大することから音質面でもＣＤよりも改善した音質で記
録再生することも考慮されている。

【０００４】具体的には圧縮オーディオ以外に非圧縮の
デジタルオーディオも扱うことを可能としており、この
非圧縮デジタルオーディオはＣＤなみのサンプリング４
８ｋＨｚ、１サンプルのビット幅１６ビットから、サン
プリング周波数９６ｋＨｚ、１サンプルのビット幅最大
２４ビットまでを扱うことができる。これはＣＤと比べ
ると再生帯域は２０ｋＨｚが４８ｋＨｚへと２倍以上、
ダイナミックレンジが９８ｄＢから１３６ｄＢへと飛躍
的に改善できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
ル・ビデオ・ディスクで扱うオーディオはビデオ信号に
付随したオーディオとして扱われるため、この高密度の
ディスクを使いオーディオを主体的に扱い、さらに極限
まで音質を高めた超ハイファイのオーディオ専用ディス
クが欲しいとの要求が高まっている。高音質化の具体的
要求は、種々楽器のもつ帯域と、録音機器の扱える帯域
から考えてオーディオ帯域は１００ｋＨｚ程度まで広げ
たいとの希望である。

【０００６】ところで、音楽専用ディスクを作る場合、
先行して規格化されたデジタル・ビデオ・ディスクとの
互換性が問題となる。新しく規格化された音楽専用ディ
スク用のプレーヤが先行するデジタル・ビデオ・ディス
クのオーディオを再生できる前方互換性（フォワードコ
ンパチビリティ）はもちろんのこと、新しい音楽専用デ
ィスクを先行したデジタル・ビデオ・ディスク・プレー
ヤでも機能や音質面では先行した規格の性能範囲内で再
生できる後方互換性（バックワードコンパチビリティ）
を有することが好ましい。

【０００７】具体的には新しいディスクに１００ｋＨｚ
帯域のデジタルオーディオ信号が記録されていた場合で
も、デジタル・ビデオ・ディスク・プレーヤでは４８ｋ
Ｈｚ帯域までの成分については再生できるということで
ある。前方互換性はディスクフォーマットに共通性があ
ればより好ましいが、基本的にはプレーヤが両フォーマ
ットを再生できるように設計することは可能である。一
方、後方互換は先行した規格のプレーヤは新しい規格の
フォーマットを認識しないことから新しいディスクのフ
ォーマットは注意深く作らなければならない。

【０００８】更に、広帯域かつビット幅の大きい信号を
記録すると、必要とするビット容量が増大し、いくら高
密度ディスクといえども長時間の記録ができなくなり、
また、扱うビットレートも増大し好ましくない。具体的
にいうと、サンプリング周波数１９２ｋＨｚ、２４ビッ
トのサンプルビット幅のビットレートはＣＤなみのサン
プリング周波数４８ｋＨｚ、１６ビットのビットレート
の６倍が必要である。それ故、ビットを節約するため
に、何らかの圧縮が必要である。しかしながら、超ハイ
ファイを目指すという立場から、音質劣化が伴う圧縮で
なく、圧縮符号過程で全くの情報の劣化のない完全に圧
縮前のデータを再現できる無損失符号化（ロスレス符号
化）が必要とされる。

【０００９】そこでこの発明の目的は、より帯域の狭い
デジタル信号を扱うフォーマットとの互換性を維持しつ
つ、完全再現可能な、広帯域デジタル信号の伝送／記録
／受信／再生方法及び装置と記録媒体を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の伝送及び記録
方法と装置は、入力デジタル信号を低域信号と高域信号
に帯域分割し、前記低域信号を第１の信号列とし、前記
高域信号を第２の信号列とし、前記低域信号と前記高域
信号とを用いて帯域合成して合成信号を得、この合成信
号と前記入力デジタル信号との差信号を第３の信号列と
し、前記第１、第２、第３の信号列を伝送または記録す
るようにしたことを特徴とする。前記第３の信号列は、
受信或は再生側で前記低域信号と前記高域信号とが帯域
合成されて合成信号とされたときに、この合成信号と前
記デジタル信号を比べたときに、この合成信号から失わ
れている成分を低減するために、伝送または記録される
ようにした信号列である。

【００１１】またこの発明の記録媒体は、入力デジタル
信号を低域信号と高域信号に帯域分割し、前記低域信号
を第１の信号列とし、前記高域信号を第２の信号列と
し、前記低域信号と前記高域信号とを用いて帯域合成し
て合成信号を得、この合成信号と前記入力デジタル信号
との差信号を第３の信号列とし、前記第１、第２、第３
の信号列に相当する信号が記録されている。前記第３の
信号列は、再生側で前記低域信号と前記高域信号とが帯
域合成されて合成信号とされたときに、この合成信号と
前記入力デジタル信号を比べたときに、この合成信号か
ら失われている成分を低減するために、記録されてい
る。

【００１２】またこの発明の受信及び再生方法と装置
は、デジタル信号が低域信号と高域信号に帯域分割さ
れ、前記低域信号が第１の信号列とされ、前記高域信号
が第２の信号列とされ、前記低域信号と高域信号とを帯
域合成した合成信号と前記デジタルとの差信号が第３の
信号列とされており、これらの第１、第２、第３の信号
列を処理する方法と装置であって、前記第１と第２の信
号列を帯域合成して第４の信号列とし、前記第３の信号
列と加算することにより出力信号を得るようにしてい
る。前記第３の信号列は、受信或は再生側で前記低域信
号と前記高域信号とが帯域合成されて合成信号とされた
ときに、この合成信号と前記デジタル信号を比べたとき
に、この合成信号から失われている成分を低減するため
に、伝送または記録されるようにした信号列である。

【００１３】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１（ａ）（伝送または記録側符号化
装置）と図１（ｂ）（受信または再生側の復号装置）
は、本発明の基本的ブロック図を示す。広帯域のデジタ
ルオーディオ入力信号はサブバンド分析フィルター１１
に入力される。ここではサンプリング周波数を１９２ｋ
Ｈｚとする。またここではオーディオデータを例として
上げているがこれに限らずデータの種類としては各種の
信号が可能である。

【００１４】サブバンド分析フィルター１１は入力信号
の帯域を低域、高域に２帯域に分割するとともに、それ
ぞれの出力サンプルは間引かれ、サンプリング周波数９
６ｋＨｚの低域信号、高域信号となる。更に、高域信号
は無損失符号化器（ロスレス符号化器）１２によりデー
タ圧縮され、高域信号ストリームとなり、低域信号はそ
のまま低域信号ストリームとなる。

【００１５】さらに高域信号および低域信号はサブバン
ド合成フィルター１４により合成され、この合成された
信号と入力信号とは減算器１５により差をとり差信号
（合成誤差信号）とする。

【００１６】上記の誤差信号と低域信号ストリームと高
域圧縮信号ストリームはフォーマッタ１３により伝送或
いは記録フォーマットに合うように変換される。再生側
では伝送或いは記録された信号を受信或いは再生し、デ
フォーマッタ２１により、低域信号ストリームと高域信
号ストリームおよび、誤差信号を取り出す。高域信号ス
トリームはロスレス復号器２２により元の非圧縮高域信
号にもどされ、この非圧縮高域信号と、低域信号とは、
サブバンド合成フィルター２３に入力され合成信号とな
り、この合成信号は加算器２５において誤差信号と加算
される。これにより加算器２６からは、もとの広帯域を
有するサンプリング周波数１９２ｋＨｚの出力信号を得
ることができる。

【００１７】サブバンド分析フィルター１１により帯域
分割し、これら分割された信号をサブバンド合成フィル
ター２３を通して再現された信号は、元の信号と完全に
一致する必要がある。このような完全に一致するための
条件、完全再合成の条件がサブバンド分析フィルター１
１およびサブバンド合成フィルター２３の特性に課せら
れるが、そのようなフィルターとして直交・ミラーフィ
ルター（ＱＭＦ：Quadrature Mirror Filter）が知られ
ている。ただし、現実にはフィルターの演算精度、或い
は、帯域分割された信号のサンプルあたりのビット幅は
一般には制限されるための誤差があるため、完全再合成
とならず、一定の誤差は含まれる。

【００１８】そこで、このシステムでは、予め入力信号
と合成信号との差信号を得て、この差信号を受信あるい
は再生側の誤差信号として、受信あるいは再生側に送る
ことにより、完全にもとの信号を再合成することができ
るようにしている。

【００１９】図２にサブバンドフィルターの特性を示す
ためにスペクトルを示す。図２（ａ）は入力信号のスペ
クトルを示している。ここでは入力信号のサンプリング
周波数を１９２ｋＨｚとしている。またこのスペクトル
はオーディオ信号の一般的な性質、高域にいくほど信号
エネルギーが小さくなっていくことも示している。サブ
バンド分割された低域信号を図２（ｂ）、高域信号を図
２（ｃ）に示す。ここで低域信号、高域信号ともサンプ
リング周波数が１９２ｋＨｚの半分の９６ｋＨｚにな
り、ナイキストの原理によりサンプリング周波数９６ｋ
Ｈｚの半分の４８ｋＨｚ以上の成分は０から４８ｋＨｚ
間の折り返しコピーした信号となっている。

【００２０】特に高域信号は、本来の４８ｋＨｚから９
６ｋＨｚまでの信号成分（図２（ａ））が０Ｈｚから４
８ｋＨｚまでの帯域に折り返っており、たとえばこの信
号をそのままＰＣＭ信号として再生して聞いてもオーデ
ィオ信号としては聞くことができない。一方、低域信号
は本来の入力信号の帯域の半分に制限されたＰＣＭ信号
としてそのまま再生して聞くことができる。

【００２１】これから広帯域信号フォーマットと狭帯域
信号フォーマットとのあいだの互換性を持たせることが
可能となる。より具体的にいえば、デジタル・ビデオ・
ディスクと新しいオーディオ専用ディスクとの間の互換
性を持たせることが可能となる。即ち、デジタル・ビデ
オ・ディスクではオーディオは、ＡＣ−３やＭＰＥＧな
どの音響心理モデルを用いた高能率圧縮以外に、非圧縮
のフォーマットとして、サンプリング周波数４８ｋＨｚ
と９６ｋＨｚがあり、またビット幅として１６、２０、
２４ビットがある。そこで、上記のサンプリング周波数
１９２ｋＨｚの広帯域信号をサブバンド分析フィルター
１１で分割した低域信号を、デジタル・ビデオ・ディス
クのフォーマットでディスクに記録すれば、デジタル・
ビデオ・ディスク・プレーヤはサンプル周波数９６ｋＨ
ｚのオーディオとしてなんら問題なく再生することがで
きる。

【００２２】一方、高域信号はデジタル・ビデオ・ディ
スクでなんら処理することができないため、デジタル・
ビデオ・ディスクではこの高域信号を無視するようにフ
ォーマットされなければならない。デジタル・ビデオ・
ディスクで無視するようにするためには具体的に、デジ
タル・ビデオ・ディスクのフォーマット上のフラグやＩ
Ｄ（定義データ：Idetification Data）等で新しく設定
すればよく、多くの方法がある。簡単な例としてはＡＣ
−３やＭＰＥＧ、非圧縮ＰＣＭ信号などのストリームの
種類を指定するＩＤに新しい値を高域信号ストリーム用
として割り当てればよい。

【００２３】一方、新しいオーディオ専用ディスクプレ
ーヤは非圧縮ＰＣＭ信号ストリームのＩＤと、新しい高
域信号に割り当てられたＩＤとの両方を認識し、低域信
号ストリームと高域信号ストリームとを取り出し、高域
信号を圧縮復号し、サブバンド合成フィルター２３によ
りもとの広帯域信号を再生すれば、デジタル・ビデオ・
ディスクよりも高音質の超ハイファイオーディオを楽し
むことができる。さらに、誤差信号を使って復号すれ
ば、全く誤差のない元の信号を再生することができる。

【００２４】さらに本発明を説明する。ところで、帯域
分離された高域信号、低域信号はサンプリング周波数は
入力信号の１／２に間引かれており、両者のサンプル数
の合計は入力サンプル数と等しい。ところが、誤差信号
のサンプリング周波数は入力信号のサンプリング周波数
と同じである。それ故、低域信号、高域信号および誤差
信号を合わせた総サンプル数は入力信号サンプル数の２
倍となる。それ故、データ圧縮することが重要になる。

【００２５】まず、高域信号は一般的に信号エネルギー
が少なくなっており、この信号の性質を用いて種々の圧
縮が可能である。ここで、誤差信号の圧縮について説明
する。

【００２６】入力信号をＰ（ｚ）とする。サブバンド分
析フィルター１１の処理を通して、２つの帯域信号Ｌ、
Ｕが得られる。 Ｌ（ｚ）＝Ｆ1 （ｚ）・Ｐ（ｚ）、 Ｕ（ｚ）＝Ｆ2 （ｚ）・Ｐ（ｚ） サブバンド合成フィルター２３により合成信号Ｓ（ｚ）
が得られる。

【００２７】 Ｓ（ｚ） ＝Ｇ1 （ｚ）・Ｌ（ｚ） ＋ Ｇ2 （ｚ）・Ｕ（ｚ） ＝ ｛Ｇ1 （ｚ）・Ｆ1 （ｚ） ＋ Ｇ2 （ｚ）・Ｆ2 （ｚ）｝Ｐ（ｚ） ここで、途中で、サンプルの間引き、補間が行われる
が、直交ミラーフィルターを用いれば、Ｓ（ｚ）＝Ｐ
（ｚ）になる。

【００２８】しかしながら、実際には誤差が発生する。
誤差の要因は２つある。一つは、フィルター演算誤差で
あり、これは演算器の内部語長、すなわちハードウエア
に関係する。もう一つは帯域分割された信号は、演算結
果として現れる長い語長をそのまま伝送、或いは、記録
するのはあまりに無駄となるため、一定の語長に削られ
る。一般的には、入力語長と同じ、例えば、入力信号が
２４ビットであれば、帯域分割された２つの信号も２４
ビット削られる。ハードウエアに関係する前者は、後者
より十分小さくすることは可能であり、一般に誤差は後
者が支配的である。それ故、誤差の振幅は高々±ＬＳＢ
程度となる。この誤差をＥ1 （ｚ）、Ｅ2 （ｚ）とする
と、 Ｌ’（ｚ）＝ Ｆ1 （ｚ）・Ｐ（ｚ）＋Ｅ1 （ｚ） Ｕ’（ｚ）＝ Ｆ2 （ｚ）・Ｐ（ｚ）＋Ｅ2 （ｚ） Ｓ’（ｚ） ＝｛Ｇ1 （ｚ）・Ｆ1 （ｚ） ＋ Ｇ2 （ｚ）・Ｆ2 （ｚ）｝Ｐ（ｚ） ＋｛Ｇ1 （ｚ）・Ｅ1 （ｚ） ＋ Ｇ2 （ｚ）・Ｅ2 （ｚ）｝ ＝Ｐ（ｚ）＋｛Ｇ1 （ｚ）・Ｅ1 （ｚ） ＋ Ｇ2 （ｚ）・Ｅ2 （ｚ）｝ ここで、復号誤差Ｅ（ｚ）が得られる。

【００２９】Ｅ（ｚ）＝Ｇ1 （ｚ）・Ｅ1 （ｚ） ＋
Ｇ2 （ｚ）・Ｅ2 （ｚ） このＥ（ｚ）の大きさを見積もると、サブバンド合成フ
ィルター特性、Ｇ1 （ｚ）、Ｇ2 （ｚ）に依存するが、 ｜Ｅ（ｚ）｜＜ｎΔ、 ；ｎ＝整数、Δ＝最小量子化ス
テップ（ＬＳＢ） としたとき、ｎを１から３程度の小さい値に押さえるこ
とは可能である。

【００３０】それ故、誤差信号は高々数ビットで表現で
き、データ量も大幅に圧縮できる。この様に誤差信号は
少ないビット数で表現できるが、更にデータ圧縮するこ
ともできる。

【００３１】図３には、そのブロック図を示す。ここで
は誤差信号は更にロスレス符号化器１６に入力されて無
損失圧縮される。復号側では分離された誤差信号をロス
レス復号器２６により無損失圧縮復号し、サブバンド合
成信号に加算器２５で加算する。誤差信号は一般にラン
ダム信号であり無損失圧縮は、高域信号に用いた方法と
違った方法が考慮されなければならない。

【００３２】ここで、誤差信号に適用する無損失圧縮の
より具体的なグループ符号化について例を示す。例え
ば、誤差信号が＋１、０、−１の３値のみで表せるとす
る。この様な場合、一般的には２ビットを用いて表す。
例えば、 “０１” ＋１ “００” ０ “１１” −１ “１０” ＊ となる。ここで“１０”は何も意味せず、情報としては
無駄遣いと言うことになる。そこで、複数のサンプルを
まとめて符号化すればより少ないビット数で符号化でき
る。いま３つのサンプルをＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ
（３）とし、おのおの＋１、０、−１の値を持つとす
る。

【００３３】Ａ＝（Ｐ（１）＋１）＊９＋（Ｐ（２）＋
１）＊３＋Ｐ（３） この時、Ａは０〜２６の正の値を持ち、５ビットで表現
できることを示している。これは各サンプルあたり５／
３＝約１．７ビットであらわせることを意味し、各サン
プル２ビットを与える場合に比べ、約１５％削減できた
ことになる。また、Ａは各Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ
（３）を簡単に、 Ｐ（１）＝Ａ／９−１ Ａ＝Ａ−（Ｐ（１）＋１）＊９ Ｐ（２）＝Ａ／３−１ Ａ＝Ａ−（Ｐ（２）＋１）＊３ Ｐ（３）＝Ａ として復号できる。

【００３４】図４には、各サンプル＋２、＋１、０、−
１、−２の５値を有する場合について、実際のサンプル
データがグループ符号化される様子を示す。図４（ａ）
の３サンプルを集めて、図４（ｂ）の如くグループ符号
化し、 Ａ＝（Ｐ（１）＋２）＊２５＋（Ｐ（２）＋２）＊５＋
Ｐ（３）＋２ とすればＡの値は０〜１２４となり、７ビットで表現で
きる。これは各サンプル７／３＝２．３ビットとなり、
各サンプルに３ビットを与える場合より２２％の削減が
できる。

【００３５】このようにグループ符号化により効率よく
データ圧縮できるとともに、無損失圧縮であり完全にも
とのデータを復号することができる。他の実施例とし
て、誤差信号を複数サンプル集めブッロクを構成し、ブ
ロック内の誤差信号の最大絶対値に応じ、ブロック毎表
現ビット数を設定すればより効率的に、データ圧縮で
き、更に、それらをグループ符号化すれば、更にデータ
圧縮が可能である。

【００３６】上記したようにこの発明によれば、広帯域
の信号伝送・記録システムよりも狭帯域の信号伝送・記
録システムとの相互・互換性を得ることができるととも
に、信号内容の品質を落とすことなく、データ容量の圧
縮を行うことができる。更に、全く情報の欠落のない信
号の再生も可能となる。

【００３７】またこの発明によれば、同一の伝送メディ
ア・記録メディアを使いながら、必要とする品質とコス
トに応じた再生復号器を作ることができ、利用者は選択
できる。

【００３８】上記のデータ圧縮符号化では、誤差信号に
関して説明したが、同様に高域信号に関しても圧縮符号
化してもよいし、ビット削減などの方法により圧縮符号
化してもよいことは勿論である。

【００３９】次に、この発明が適用された光ディスクシ
ステムについて簡単に説明する。図５には光ディスク再
生装置を示し、図６には、上記したオーディオストリー
ムが記録されている光ディスク１００をドライブするデ
ィスクドライブ部３０の基本構成を示し、図７には光デ
ィスク１００の構成例を説明するための図を示してい
る。

【００４０】図５の光ディスク再生装置を説明する。光
ディスク再生装置は、キー操作／表示部５００を有す
る。光ディスク再生装置には、モニタ、スピーカが接続
される。光ディスク１００から読み取られたピックアッ
プデータは、ディスクドライブ部５０１を介して、シス
テム処理部５０４に送られる。光ディスク１００から読
み取られたピックアップデータは、例えば映像データ、
副映像データ及び音声データを含み、これらのデータ
は、システム処理部５０４で分離される。分離された映
像データは、ビデオバッファ５０６を介してビデオデコ
ーダ５０８へ供給され、副映像データは副映像バッファ
５０７を介して副映像デコーダ５０９へ供給され、音声
データはオーディオバッファ５１２を介してオーディオ
デコーダ５１３へ供給される。ビデオデコーダ５０８で
デコーダされた映像信号と、副映像デコーダ５０９でデ
コードされた副映像信号とは合成部５１０で合成されて
Ｄ／Ａ変換器５１１でアナログ映像信号として出力され
モニタに供給される。オーディオデコーダ５１３でデコ
ードされたオーディオ信号は、Ｄ／Ａ変換器５１４でア
ナログオーディオ信号となりスピーカに供給される。

【００４１】５０２はシステムＣＰＵであり、再生装置
全体はこのシステムＣＰＵ５０２により管理されてい
る。したがって、システムＣＰＵ５０２は、ディスクド
ライブ部５０１、システム処理部５０４、キー操作／表
示部５００と制御信号やタイミング信号等のやり取りを
行うことができる。システムＣＰＵ５０２には、システ
ムＲＯＭ／ＲＡＭ５０３が接続されており、このシステ
ムＲＯＭ／ＲＡＭ５０３には、システムＣＰＵ５０２が
データ処理を行うための固定プログラムが格納されると
ともに、光ディスク１００から再生された管理データ等
を格納することもできる。

【００４２】データＲＡＭ５０５は、システム処理部５
０４に接続され、上述したデータの分離やエラー訂正等
を行うときのバッファとして用いられる。図６のディス
クドライブ部５０１を説明する。

【００４３】ディスクモータ駆動回路５３１は、スピン
ドルモータ５３２を回転駆動する。スピンドルモータ５
３２が回転すると光ディスク１０が回転し、光学ヘッド
部５３３により光ディスクに記録されている記録データ
をピックアップすることが可能である。光学ヘッド部５
３３により読み取られた信号は、ヘッドアンプ５３４に
供給され、このヘッドアンプ５３４の出力が先のシステ
ム処理部５０４に入力される。

【００４４】フィードモータ５３５は、フィードモータ
駆動回路５３６により駆動される。フィードモータ５３
５は、光ヘッド部５３３を光ディスク１０の半径方向へ
駆動する。光ヘッド部５３３には、フォーカス機構及び
トラッキング機構が設けられており、これらの機構には
それぞれフォーカス回路５３７、トラッキング回路５３
８からの駆動信号が与えられる。

【００４５】ディスクモータ駆動回路５３１、フィード
モータ駆動回路５３６、フォーカス回路５３７、トラッ
キング回路５３８に対しては、サーボ処理部５３９から
制御信号が入力されている。これにより、ディスクモー
タ５３２は、ピックアップ信号の周波数が所定の周波数
であるように光ディスク１００を回転制御し、フォーカ
ス回路５３７は、光ヘッド部５３３の光学ビームの焦点
が光ディスク１００に最良の焦点を結ぶように、光学系
のフォーカス機構を制御し、またトラッキング回路５３
８は、光学ビームが所望の記録トラックの中央に照射さ
れるようにトラッキング機構を制御する。

【００４６】図７に示す光ディスク１００の構造につい
て説明する。光ディスク１００は、その両面のクランプ
領域１０１の周囲に情報記録領域１０２を有する。情報
記録領域１０２は、外周に情報が記録されてないリード
アウト領域１０３を有し、また、クランプ領域１０１と
の境目に情報が記録されていないリードイン領域１０４
を有する。このリードアウト領域１０３とリードイン領
域１０４の間がデータ記録領域１０５である。

【００４７】データ記録領域１０５にはトラックがスパ
イラル状に連続して形成される。このトラックは、複数
の物理的なセクタに分割され、そのセクタには連続番号
が付されている。トラックの信号形跡は、ピットとして
形成されている。読み出し専用の光ディスクでは、透明
基板にピット列がスタンパーで形成され、このピット列
形成面に反射膜が形成されて記録層とされている。２枚
貼り合わせタイプの光ディスクは、このような記録層が
対向するように２枚のディスクが接着層を介して合体さ
れ、複合ディスクとされている。

【００４８】次に、上記した光ディスク１００の論理フ
ォーマットについて説明する。情報記録領域１０５の情
報区分である論理フォーマットは、特定の規格、例えば
マイクロＵＤＦ及びＩＳＯ９６６０に準拠して定められ
ている。論理アドレスは、マイクロＵＤＦ及びＩＳＯ９
６６０で定められる論理セクタ番号（ＬＳＮ）を意味
し、論理セクタは、物理セクタのサイズと同じで、１論
理セクタが２０４８バイトであり、また論理セクタ番号
（ＬＳＮ）は、物理セクタ番号の昇順とともに連続番号
が付されている。

【００４９】論理フォーマットは、階層構造であり、ボ
リューム及びファイル構造領域、ビデオマネージャー、
少なくとも１つ以上のビデオタイトルセット、及び他の
記録領域を有する。これらの領域は、論理セクタの境界
上で区分されている。１論理セクタは２０４８バイトで
ある。１論理ブロックも２０４８バイトである。

【００５０】ファイル構造領域は、マイクロＵＤＦ及び
ＩＳＯ９６６０で定められる管理領域に相当し、この領
域の記述を介して、ビデオマネージャーのデータがシス
テムＲＯＭ／ＲＡＭ部５２に格納される。ビデオマネー
ジャーは、ビデオタイトルセットを管理するための情報
が記述され、ファイル＃０から始まる複数のファイルで
構成されている。ビデオタイトルセットには、圧縮され
たビデオデータ、副映像データ、オーディオデータ及び
これらを再生するための再生制御情報が記録されてい
る。また他の記録領域には、上記ビデオタイトルセット
の情報を利用する場合に用いられる情報、あるいは独自
に利用される情報が記録されている。

【００５１】図８は、ビデオタイトルセット内のビデオ
オブジェクトセット（ＶＯＢＳ）の例を示している。ビ
デオオブジェクトセット（ＶＯＢＳ）としては、メニュ
ー用もあるがビデオタイトルセット用と同様な構造であ
る。

【００５２】ビデオオブジェクトセット（ＶＯＢＳ）
は、１個以上のビデオオブジェクト（ＶＯＢ）の集合と
して定義され、ＶＯＢは同一の用途に用いられる。通
常、メニュー用のビデオオブジェクトセット（ＶＯＢ
Ｓ）は、複数のメニュー画面を表示するためのビデオオ
ブジェクト（ＶＯＢ）として構成され、ビデオタイトル
セット用のビデオオブジェクトセット（ＶＯＢＳ）は、
通常の動画等を表示するためのビデオオブジェクト（Ｖ
ＯＢ）として構成される。

【００５３】ビデオオブジェクト（ＶＯＢ）には、識別
番号（ＶＯＢ ＩＤＮ＃ｊ）が付されており、この識別
番号（ＶＯＢ ＩＤＮ＃ｊ）を利用してビデオオブジェ
クト（ＶＯＢ）を特定することができる。１つのビデオ
オブジェクト（ＶＯＢ）は、１つ又は複数のセルで構成
されている。同様にセルにも、識別番号（Ｃ ＩＤＮ＃
ｊ）が付されており、この識別番号（Ｃ ＩＤＮ＃ｊ）
を利用してセルを特定することができる。メニュー用の
ビデオオブジェクトは、１つのセルで構成されることも
ある。

【００５４】さらに１つのセルは、１つ又は複数のビデ
オオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）から構成される。
そして１つのビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）
は、１つのナビゲーションパック（ＮＶパック）を先頭
に有するパック列として定義される。１つのビデオオブ
ジェクトユニット（ＶＯＢＵ）は、ＮＶパックから次の
ＮＶパックの直前まで記録される全パックの集まりとし
て定義されている。

【００５５】ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）
の再生時間は、このＶＯＢＵ内に含まれる単数または複
数個のＧＯＰ（グループオブピクチャー）から構成され
るビデオデータの再生時間に相当し、その再生時間は約
０．４秒以上で１秒以内に定められている。ＭＰＥＧの
規格では、１ＧＯＰは、約０．５秒の再生時間に相当す
る画像データが圧縮されるとされている。したがって、
ＭＰＥＧの規格に合わせると、オーディオも映像も約
０．５秒分の情報が配置されることになる。

【００５６】１つのビデオオブジェクトユニット（ＶＯ
ＢＵ）内には、上述したＮＶパックを先頭にして、ビデ
オパック（Ｖパック）、副映像パック（ＳＰパック）、
オーディオパック（Ａパック）が配列されている。よっ
て、１ＶＯＢＵ内の複数のＶパックは、再生時間が１秒
以内となる圧縮画像データが１ＧＯＰあるいは複数ＧＯ
Ｐの形で構成されており、またこの再生時間に相当する
オーディオ信号が圧縮処理されてＡパックとして配列さ
れている。またこの再生時間内に用いる副映像データが
圧縮されてＳＰパックとして配列されている。但し、オ
ーディオ信号は、例えば８ストリーム、副映像としては
例えば３２ストリーム分のデータをパック化して記録さ
れている。オーディオ信号の１ストリームは１種類の符
号化形式で符号化されたデータであり、例えばリニアＰ
ＣＭ、２０ビット量子化データの８チャンネル分で構成
されている。

【００５７】先のボリウムマネージャー情報（ＶＭＧ
Ｉ）としては、ビデオタイトルをサーチするための情報
が記述されている。即ち、ボリウム管理情報管理テーブ
ル（ＶＭＧＩ ＭＡＴ）には、ビデオマネージャー（Ｖ
ＭＧ）のサイズ、ビデオマネージャー内の各情報のスタ
ートアドレス、ビデオマネージャーメニュー用のビデオ
オブジェクトセット（ＶＭＧＭ ＶＯＢＳ）に関する属
性情報等が記述されてる。また、タイトルサーチポイン
ターテーブル（ＴＴ ＳＲＰＴ）には、装置のキー操作
及び表示部５００からのタイトル番号の入力に応じて選
定可能な当該光ディスクのボリウムに含まれるビデオタ
イトルのエントリープログラムチェーン（ＥＰＧＣ）が
記述されている。

【００５８】上記のような光ディスク再生装置及び記録
媒体に本発明を適用する場合には、記録媒体のＡパック
として、低域、高域、差信号が識別番号により識別され
て記録される。そこで、低域信号の識別番号の付いたＡ
パックを判別してデコードできる装置と、低域、高域、
差信号の識別番号がついた全てのＡパックを判別してデ
コードできる装置とを制作することにより、ランク別の
ハイファイ装置を得ることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
広帯域の信号伝送・記録システムであって、これよりも
狭帯域の信号伝送・記録システムとの相互・互換性を得
ることができるとともに、広帯域のシステムとしては信
号内容の品質を落とすことなく、データ容量の圧縮を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例を説明するための回路ブロ
ック図。

【図２】本発明の動作を説明するための信号の周波数ス
ペクトル図。

【図３】本発明の他の実施例の動作を説明するための回
路ブロック図。

【図４】本発明の実施例の動作を説明するための図。

【図５】ディスク再生装置のブロック構成図。

【図６】ディスクドライブ部の説明図。

【図７】光ディスクの説明図。

【図８】ビデオオブジェクトの説明図。

【符号の説明】

１１…サブバンド分析フィルタ １２…ロスレス符号化器 １３…フォーマッター ２１…デフォーマッター ２２…ロスレス復号器 ２３…サブバンド合成フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 20/10 H03M 7/30

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力デジタル信号を低域信号と高域信号に
   帯域分割し、前記低域信号を第１の信号列とし、前記高
   域信号を第２の信号列とし、前記低域信号と前記高域信
   号とを用いて帯域合成して合成信号を得、この合成信号
   と前記入力デジタル信号との差信号を第３の信号列と
   し、前記第１、第２、第３の信号列を伝送または記録す
   るようにし、前記第３の信号列は、受信或は再生側で前記低域信号と
   前記高域信号とが帯域合成されて合成信号とされたとき
   に、この合成信号と前記入力デジタル信号を比べたとき
   に、この合成信号から失われている成分を低減するため
   に、伝送または記録されるようにした ことを特徴とする
   信号の伝送／記録方法。
2. 【請求項２】入力デジタル信号を低域信号と高域信号に
   帯域分割し、前記低域信号を第１の信号列とし、前記高
   域信号を第２の信号列とする手段と、前記低域信号と前
   記高域信号とを用いて帯域合成して合成信号を得、この
   合成信号と前記入力デジタル信号との差信号を第３の信
   号列とする手段と、前記第１、第２、第３の信号列を伝
   送または記録する手段とを具備し、前記第３の信号列は、受信或は再生側で前記低域信号と
   前記高域信号とが帯域合成されて合成信号とされたとき
   に、この合成信号と前記入力デジタル信号を比べたとき
   に、この合成信号から失われている成分を低減するため
   に、伝送または記録されるようにした たことを特徴とす
   る信号の伝送／記録装置。
3. 【請求項３】入力デジタル信号を低域信号と高域信号に
   帯域分割し、前記低域信号を第１の信号列とし、前記高
   域信号を第２の信号列とし、前記低域信号と前記高域信
   号とを用いて帯域合成して合成信号を得、この合成信号
   と前記入力デジタル信号との差信号を第３の信号列と
   し、前記第１、第２、第３の信号列に相当する信号が記
   録されており、前記第３の信号列は、再生側で前記低域信号と前記高域
   信号とが帯域合成され て合成信号とされたときに、この
   合成信号と前記入力デジタル信号を比べたときに、この
   合成信号から失われている成分を低減するために、記録
   されて いることを特徴とする記録媒体。
4. 【請求項４】デジタル信号が低域信号と高域信号に帯域
   分割され、前記低域信号が第１の信号列とされ、前記高
   域信号が第２の信号列とされ、前記低域信号と高域信号
   とを帯域合成した合成信号と前記デジタルとの差信号が
   第３の信号列とされており、これらの第１、第２、第３
   の信号列を処理する方法であって、前記第３の信号列は、受信或は再生側で前記低域信号と
   前記高域信号とが帯域合成されて合成信号とされたとき
   に、この合成信号と前記デジタル信号とを比べたとき
   に、この合成信号から失われている成分を低減するため
   に、用いられる信号列であり、 前記第１と第２の信号列を帯域合成して第４の信号列と
   し、この第４の号列と前記第３の信号列と加算すること
   により出力信号を得る受信／再生方法。
5. 【請求項５】デジタル信号が低域信号と高域信号に帯域
   分割され、前記低域信号が第１の信号列とされ、前記高
   域信号が第２の信号列とされ、前記低域信号と高域信号
   とを帯域合成した合成信号と前記デジタル信号との差信
   号が第３の信号列とされており、前記第３の信号列は、受信或は再生側で前記低域信号と
   前記高域信号とが帯域合成されて合成信号とされたとき
   に、この合成信号と前記デジタル信号を比べたときに、
   この合成信号から失われている成分を低減するために、
   伝送または記録されるようにした信号列であり、 これらの第１、第２、第３の信号列が導入される装置で
   あって、前記第１と第２の信号列を帯域合成して第４の
   信号列とし、この第４の号列と前記第３の信号列と加算
   することにより出力信号を得る受信／再生装置。
6. 【請求項６】前記高域信号をロスレス符号化して前記第
   ２の信号列とする手段を含むことを特徴とする請求項２
   記載の伝送／記録装置。
7. 【請求項７】前記差信号をロスレス符号化して前記第３
   の信号列とする手段を含むことを特徴とする請求項２記
   載の伝送／記録装置。
8. 【請求項８】前記第２の信号列をロスレス復号して前記
   高域信号とする手段を含むことを特徴とする請求項５記
   載の受信／再生装置。
9. 【請求項９】前記第３の信号列をロスレス復号して前記
   差信号とする手段を含むことを特徴とする請求項５記載
   の受信／再生装置。