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【発明の名称】 多チャンネル録音再生装置
【発明者】 【氏名】池内 順一

【氏名】田中 貴純
【要約】 【課題】小型、軽量で消費電力も少なく携帯性に優れ多チャンネル録音再生装置を提供する。

【解決手段】記憶媒体として不揮発性半導体メモリを用い、更に、書込及び読出時に用いるバッファとしてリフレッシュ動作を必要としないＳ−ＲＡＭを用いることにより、全体として消費電力量を軽減し、然も小型・軽量化を達した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 不揮発性半導体メモリを記憶媒体とし、この記憶媒体に音声信号圧縮を施した音声圧縮データを格納する手段を有する録音再生装置において、２系統の音声信号の同期録音手段と、２系統の音声信号の同期再生手段に加えて少なくとも１系統以上の音声信号の同期再生手段を具備していることを特徴とする多チャンネル録音再生装置。
【請求項２】 請求項１記載の録音再生装置において、不揮発性半導体メモリに記録済みの音声圧縮処理されたデータの展開再生中に、再生された音声信号と同期して圧縮処理したデータを上記不揮発性半導体メモリに記録する手段を具備することを特徴とする多チャンネル録音再生装置。
【請求項３】 Ａ、複数チャンネルの音声信号を同時にＡＤ変換する複数のＡＤ変換器と、Ｂ、この複数のＡＤ変換器がＡＤ変換したデジタルデータ列をそれぞれ所定の単位毎に圧縮処理する複数の圧縮器と、Ｃ、この複数の圧縮器で圧縮処理した圧縮データを書込に必要な所要量に蓄積する複数のバッファと、Ｄ、この複数のバッファに所望の量の圧縮データが蓄積された状態で、その圧縮データを記憶媒体に設けた複数の記憶領域の中の任意の記憶領域に書込を行う書込手段と、Ｅ、複数の記憶領域を具備した記憶媒体から、この複数の記憶領域の中の任意の記憶領域から複数チャンネルの圧縮データを読み出す読出手段と、Ｆ、この読出手段が読み出した複数チャンネルの圧縮データを伸張する複数の伸張器と、Ｇ、この複数の伸張器が伸張した伸張データを順次ＤＡ変換する複数のＤＡ変換器と、によって構成したことを特徴とする多チャンネル録音再生装置。
【請求項４】 請求項１、２、３記載の多チャンネル録音再生装置の何れかにおいて書き込み側及び読み出側に設られるバッファをスタティックラムによって構成したことを特徴とする多チャンネル録音再生装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【従来の技術】不揮発性半導体メモリを記録媒体とし、この記憶媒体に音声信号圧縮処理を施した音声信号データを格納する機能を持つ録音再生装置として、いわゆるＭＰ３（ＭＰ３はＭＰＥＧ−１／２ＡｕｄｉｏレイヤIIIというＭＰＥＧの音声符号化の部分の俗称）の様な高圧縮率の音声データ圧縮方式を用いた携帯録音再生装置が製品化されている。
【０００２】これらの製品は、カセットテープやＭＤを記憶媒体とする録音再生装置に比し、記憶媒体の半導体メモリカードには可動部分が無いため機構的に安定で小型、軽量で携帯性に優れたものである。ところが、従来の不揮発性半導体メモリを記憶媒体とした録音再生装置はカセットテープやＭＤを用いた携帯型の一般的な録音再生装置と同様に１系統または２系統（モノラルまたはステレオ）の録音再生しかできないものであった。既に完成された楽曲等を録音再生することを主な目的とする需用者に向けた製品である。
【０００３】更にＭＰ３の様な高圧縮率の音声データ圧縮方式を用いた携帯型録音装置では、左右データの共通性を用いた圧縮方式を用いてる為、左右の位相差に配慮されているが、このＭＰ３の様な高圧縮率も音声圧縮方式を用いた携帯型再生装置を録音編集に用いようとすると、ステレオで録音したトラック１、２（例えばドラムパターン）を再生しつつこれに同期してモノラルで録音したトラック３（例えばベース）にステレオの効果を施し更にこれに同期してモノラルで録音したトラック４（例えばギター）にステレオの効果を施し最終的なＬＲ信号を出力するためには最低限４つの独立したトラックを要するため、ステレオの録音再生器が２台と、ミキサーなどが必要となるため不揮発性半導体メモリーを記憶媒体とした録音再生装置の小型軽量で可搬性に富むといった利点も生かせず操作も煩雑になる点がある。
【０００４】従来の高圧縮率の音声データ圧縮方式を実現するために用いられる専用ＩＣは、３系統（ステレオ２系統＋１）以上の複数系統のトラック処理を考慮した設計をしていない。従来方式の専用ＩＣを複数用いて４系統以上の複数系統のトラック処理をしようとすると、専用ＩＣを複数個用いることによる価格、部品点数の問題もあるが、更に各専用ＩＣ間の位相ずれを管理するための周辺回路が必要となる。また、１トラックの入力で足りる場合いにもステレオ２トラック分のメモリ領域を使うことになりデータ圧縮の効果も半減する欠点がある。一方で、楽曲を制作・編集する過程で用いる録音再生装置は大容量の磁気記憶を用いた４トラック以上同時再生可能なものが用いられている。従来の楽曲を制作・編集する過程で用いる録音再生装置は本出願人が特許第２５２００３９号で示したように記憶媒体としてはハードディスク等の可動部分を含む磁気記憶媒体を利用したものであり静粛性・可搬性及び外部から加えられる振動に対する安定性、記憶媒体駆動時に発生する振動・騒音についての改善は、防振構造の工夫などで、なされたものの記憶媒体自身が運動する事による制約は免まれなかった。またハードディスクを用いた多トラックの録音再生装置ではハードディスクの速度の制約があり、多トラックの同期再生を行うためにＤ―ＲＡＭ等、大容量高速メモリを必要とした。大容量のＤ―ＲＡＭは電力消費量が大きいため、電源の容量も大きくしなければならないため装置の大形化が避けられない欠点もある。
【０００５】この発明の第１の目的は小型、軽量で可搬性、静粛性、安定性に優れた２系統の同時録音と３系統以上の複数系統再生編集機能を持つ多トラック録音再生装置を実現する。この発明の第２の目的は３系統以上の複数系統のトラック処理をしようとすると、従来方式の圧縮伸張用の専用ＩＣ間の位相ずれを管理するための周辺回路が必要となるが、小規模な構成で位相ずれを管理する方法を提案する。この発明の第３の目的は多トラックのハードディスクレコーダーでは書き込み及び読み出しに要するアクセス時間が長いために、このアクセスに大容量のＤ―ＲＡＭを用いて対処していたがこの発明ではトラック間の同期を小容量のスタティックラムからなるバッファで実現し省電力化を可能にする方法を提案する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１では不揮発性半導体メモリを記憶媒体とし、この記憶媒体に音声信号圧縮を施した音声信号データを格納する手段を有する録音再生装置において、２系統の音声信号の同期録音手段と、２系統の音声信号の同期再生手段に加えて少なくとも１系統以上の音声信号の同期再生手段と、を具備している多チャンネル録音再生装置を提案する。
【０００７】この発明の請求項２では請求項１記載の多チャンネル録音再生装置において、不揮発性半導体メモリに記録済みの音声圧縮処理されたデータの展開再生中に、再生された音声信号と同期して圧縮処理したデータを不揮発性半導体メモリに記録する手段を具備する多チャンネル録音再生装置を提案する。この発明の請求項３では複数チャンネルの音声信号を同時にＡＤ変換する複数のＡＤ変換器と、この複数のＡＤ変換器がＡＤ変換したデジタルデータ列をそれぞれ所定の単位量毎に圧縮処理する複数の圧縮器と、この複数の圧縮器で圧縮処理した圧縮データを書込に必要な所要量に蓄積する複数のバッファと、この複数のバッファに所望の量の圧縮データが蓄積された状態で、その圧縮データを記憶媒体に設けた複数の記憶領域の中の任意の記憶領域に書込を行う書込手段と、複数の記憶領域を具備し記憶媒体から、この複数の記憶領域の中の任意の記憶領域から複数チャンネルの圧縮データを読み出す読出手段と、この読出手段が読み出した複数チャンネルの圧縮データを伸張する複数の伸張器と、これら複数の伸張器が伸張した伸張データを順次ＤＡ変換する複数のＤＡ変換器と、によって構成した多チャンネル録音再生装置を提案する。
【０００８】この発明の請求項４では請求項１、２、３記載の多チャンネル録音再生装置の何れかにおいて書き込み側及び読み出側に設られるバッファをスタティックラムによって構成した多チャンネル録音装置を提案する。
作用この発明による多チャンネル録音再生装置によれば、記憶媒体として不揮発性半導体メモリを用いたから、ハードディスクを用いる場合より小型軽量化することができる。然も不揮発性半導体メモリを用いることにより、そのアクセス時間はハードディスクのそれより数倍に速いため、アクセス時に必要なバッファの記憶容量を小さくすることができる。この結果、バッファに高価なＳ−ＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）を用いてもコストの上昇を抑えることができる。
【０００９】つまりＳ−ＲＡＭを用いることにより、Ｓ−ＲＡＭはＤ−ＲＡＭのようにリフレッシュ操作を必要としないから、消費電力量を小さくすることができる。特にメインとなる記憶媒体にもリフレッシュ動作を必要としない不揮発性メモリを用いるから、この点でも電力消費量を少なくすることができる。従って小型・軽量で電力消費量が少ない携帯性に優れた多チャンネル録音再生装置を提供することができる。更に、この発明では多チャンネルの録音を別々に独立した記憶領域に記憶する構成とするから、録音に、各チャンネルを独自に修正及び編集を行うことができる。然も録音可能なチャンネルの数は記憶媒体として用いる不揮発性半導体メモリの記憶容量で決まるため、記憶容量を大きく採ることにより多チャンネル化が可能である。従って、録音可能なチャンネル数は自由に設生できる。これにより１人の演奏者が同一の曲目を演奏する毎に何れかのチャンネルに録音し、この複数のチャンネルを同時に再生すれば、合奏しているかに聞こえる音声データを作製することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１にこの発明による多チャンネル録音再生装置の全体の構成を示す。図中１１はアナログ信号入力端子を示す。このアナログ信号入力端子１１は２端子の入力端子を有し、ステレオ信号又は別々に独立して装置した２本のマイクロホンからの信号を入力することができる。アナログ信号入力端子１１に入力された２チャンネルのアナログ信号はＡＤ変換器１３でデジタル信号列に変換される。ＡＤ変換器は２チャンネル分設けられ、２チャンネルのアナログ信号を別々に独立してＡＤ変換する。
【００１１】ＡＤ変換器１３でＡＤ変換されたデジタル音声信号はＤＳＰ１４（デジタル・サウンド・プロセッサー）に入力され、このＤＳＰ１４と、バスライン１５を通じてバッファ１６に蓄積される。バッファ１６に所定量（ＡＤ変換器１３がＡＤ変換したサンプルの数が所定数に達したこと）に達するとＤＳＰ１４の内部に構成した圧縮器により２つのチャンネルのデジタル音声を圧縮処理し、その圧縮処理したデジタル音声信号を再びバッファ１６に格納する。尚、ＡＤ変換されてデジタル音声信号と圧縮処理されたデジタル音声信号は別々に用意された記憶領域に格納される。
【００１２】圧縮処理されたデジタル音声信号を格納する記憶領域の容量は、記憶媒体２０に書き込みを行う場合に必要なデータ量に設定される。つまり、記憶媒体２０としてフラッシュメモリ等と呼ばれている不揮発性半導体メモリを用いる場合にはフラッシュメモリの規格で定められた１ページ分の量が揃った時点で書き込みを行う。この書き込み動作の詳細は後で説明することにすることとし、ここでは全体の構成と動作の概要を説明する。バッファ１６の２チャンネルの記憶領域に圧縮処理した所定量のデジタル音声信号が蓄積されると、２チャンネル分のデジタル音声信号は書込・読出手段１７を構成する中央演算処理装置（ＣＰＵ）に取り込まれ、書込・読出手段１７を介して記憶媒体２０に書き込まれる。尚、書込・読出手段１７にはスイッチ等で構成される入力手段２１が接続され、この入力手段２１により各種の設定例えば録音するチャンネル番号の設生（メモリのアドレスを指定する）等が行われる。またバスライン１８を通じてＲＡＭ(書き換え可能なメモリ)１９が接続され、このＲＡＭ１９を使って書込・読出手段１７が動作する。更に、表示器２２が接続され入力手段２１で設定した読出状態及び動作状態が表示される。
【００１３】再生動作は以下の如くして行われる。書込・読出手段１７は記憶媒体２０から読出可能な最小単位量の圧縮データを読み出す。読出可能な最小単位とは１ページ分のデータ量を例えば１/３２等分した１セクタを意味する。１セクタ分の圧縮データが読み出されると、この圧縮データはＤＳＰ１４に送られ、ＤＳＰ１４内に構成された伸張器で伸張処理され、この伸張処理されたデジタル音声信号がバッファ１６に蓄えられる。バッファ１６に蓄えられたデジタル音声信号はＤＡ変換器１３でＡＤ変換器１３のＡＤ変換動作と同一のクロック速度でＤＡ変換され、アナログの音声信号に変換されてアナログ信号出力端子に送出される。
【００１４】ここでＡＤ変換器１３とＤＡ変換器２３の動作速度及び記憶媒体２０に書き込む際のデータ量の詳細について説明する。ＡＤ変換器１３及びＤＡ変換器２３は例えば３２ＫＨｚのクロック速度で動作する。ＤＳＰ１４で処理する圧縮処理はＡＤ変換器１３が例えば１１５２サンプルを出力する毎に実行される。従って、バッファ１６には１１５２サンプルのデジタル音声信号を格納する記憶領域が２チャンネル分設けられ、これら２チャンネル分の記憶領域に３２ＫＨＺの速度で交互にデジタル音声信号が取り込まれる。ここで１１５２サンプル分のデータ量を１フレームと称することにする。
【００１５】２チャンネルの記憶領域のそれぞれに１フレーム分のデジタル音声信号が蓄えられると、ＤＳＰ１４はその１フレーム分のデジタル音声信号を圧縮処理し、その圧縮処理した圧縮データをバッファ１６の圧縮データ用の記憶領域に格納する。１フレーム分の圧縮データが数回分蓄積されると１セクタ分のデータ量に成る。更に１セクタ分のデータが例えば３２回蓄積されると１ページ分のデータ量となり、この１ページ分のデータがバッファ１６から読み出され、書込・読出手段１７により記憶媒体２０に書き込まれる。記憶媒体２０にはその記憶容量に対応して例えば５〜１０チャンネル分の記憶領域がフォーマットされて用意され、この複数の記憶領域の中の任意の記憶領域を入力手段で選択し、任意の記憶領域に録音され、また再生が行われる。尚、記憶媒体２０として使用される不揮発性半導体メモリは例えばカード型とされ、装置に対して着脱自在とされ、任意に交替が可能な構成とされる。
【００１６】図２に録音時の動作を説明するためのフローチャートを示す。ステップＳ１ではバッファ１６にＡＤ変換器１３がＡＤ変換したデジタル音声を１個ずつ蓄えている様子を示す。ステップＳ２ではバッファ１６に蓄えデジタル音声信号が１フレームに達したか否かを判定する。１フレーム分のデジタル音声信号が蓄積されるまではステップＳ１とＳ２を繰返す。バッファ１６に１フレーム分のデジタル音声信号が蓄えられると、ステップＳ２からステップＳ３に進む。
【００１７】ステップＳ３ではＤＳＰ１４が１フレーム分のデジタル音声信号を圧縮処理する。圧縮処理の後、ステップＳ４に進み、バッファ１６に圧縮データを蓄え、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では圧縮データが１セクタ分蓄えられかが判定される。１セクタ分の圧縮データが揃わなければステップＳ４に戻り、バッファ１６に圧縮データの蓄積を続ける。
【００１８】ステップＳ５で１セクタ分の圧縮データが蓄積されたことを検出するとステップＳ６に進む。ステップＳ６ではバッファに１セクタ分の圧縮データを蓄え、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では３２セクタ（１ページ）分の圧縮データが蓄積されたか否かを判断する。１ページ分の圧縮データが蓄積されていない場合はステップＳ６に戻り、１セクタ分の圧縮データの蓄積を繰返す。
【００１９】ステップＳ７で１ページ分の圧縮データが揃ったことを検出すると、ステップＳ８に進み記憶媒体２０に書き込みを行う。図３に再生動作を説明するためのフローチャートを示す。ステップＳ１で記憶媒体２０から読み出しが可能な最小単位のデータを読み出し、バッファ１６に蓄える。読み出しが可能な最小単位のデータ量としては一般に１セクタとされる。ステップＳ２では読み出した１セクタのデータを使いきったか否かを判定する。ステップＳ３では１フレーム分のデータをバッファに蓄える。ステップＳ４では１フレーム分のデータをＤＳＰ１４で伸張処理し、再びバッファ１６に格納する。
【００２０】ステップＳ５では再生中の圧縮データを１フレーム分再生したか否かを判定する。１フレーム分のデータを読み出し、ステップＳ４で伸張処理する動作を繰返す。ステップＳ６でＤＡ変換器２３にデータを１個ずつ送り込みアナログ信号の再生を実行する。以上説明した録音動作及び再生動作を２チャンネル同時に平行して実行するものであるが、記憶媒体２０に書き込む時間及び再生する時間は記憶媒体２０がフラッシュメモリのような半導体メモリである場合には、書き込み及び読み出しに要するアクセス時間はわずかであるため、２つのチャンネルの信号を時分割して交互に記憶媒体２０に書き込み、また読み出したとしても。２つのチャンネルの信号に与えられる位相差はわずかで済む。従って、その位相差を解消するために必要なバッファメモリの容量はわずかで済むため、このバッファにＳ−ＲＡＭを用いたとしてもコストの上昇を低く抑えることができる。
【００２１】つまり、従来のようにハードディスクを記憶媒体として用いた多チャンネル録音再生装置によれば、ハードディスクのアクセス時間が長いため、このアクセスに要する時間ずれを解消するためのバッファの容量は大きくなる不都合がある。然も従来はこのバッファをＤ−ＲＡＭで構成しているから、この大容量(記憶容量が大きい)のＤ−ＲＡＭを動作させるには、リフレッシュ動作毎に電力を消費するため電力消費量が大きくなる不都合がある。この発明はこの点でバッファの記憶容量が小さくて済むことと、バッファ１６にリフレッシュ動作を必要としないＳ−ＲＡＭを用いることにより、更に電力消費量を少なくできる利点がある。
【００２２】図４は図１に主した全体の構成を具体的な手段で構成した実施例を示す。図１と対応する部分には同一符号を付して示す。１３Ａ、１３Ｂは２チャンネル分のＡＤ変換器、１６Ａ―１、１６Ｂ―１はこれら２チャンネル分のＡＤ変換器１３Ａと１３ＢがＡＤ変換したデジタル音声信号を１フレーム分蓄えるバッファを示す。バッファ１６Ａ―１、１６Ｂ−１に１フレーム分のデジタル音声が蓄えられると、ＤＳＰ１４で構成される圧縮器１４Ａ―１、１４Ｂ―１にその１フレーム分のデジタル音声信号が取り込まれ、圧縮処理が施される。
【００２３】圧縮処理された圧縮データは再びバッファ１６Ａ―２、１６Ｂ―２に蓄えられる。このバッファ１６Ａ―２、１６Ｂ―２で１ページ分のデータが蓄えられると、書込・読出手段１７がバッファ１６Ａ―２と１６Ｂ―２に蓄えられたデータを読み出し記憶媒体２０に書き込みを行う。この発明による多チャンネル録音再生装置は記憶媒体２０への書き込みと同時に読み出しも実行できる構成とされる。図４に示す例では２チャンネルの書き込み動作に加えて４チャンネルの読み出しも実行できる構成とした場合を示す。
【００２４】記憶媒体２０から各チャンネルに読み出すデータ量を１セクタとすれば、そのデータ量はＤＡ変換器２３Ａ、２３ＢでＤＡ変換するデータ量と比較して十分大きい。従ってその１セクタ分のデータを伸張処理してそれぞれのデータを３２ＫＨｚの速度でＤＡ変換してもデータの読み出しは間に合う事になる。従って、記憶媒体２０の各記憶領域から時分割して読み出させる１セクタ分のデータはバッファ１６Ａ―３、１６Ｂ―３、１６Ｃ―３、１６Ｄ―３のそれぞれに格納される。【００２５】これらのバッファ１６Ａ―３、１６Ｂ―３１６Ｃ―３、１６Ｄ―３のそれぞれに格納されたデータはＤＳＰ１４で構成される伸張器１４Ａ―２、１４Ｂー２、１４Ｃ―２、１４Ｄ―２のそれぞれで伸張処理され、再びバッファ１６Ａ―４、１６Ｂ―４、１６Ｃ―４、１６Ｄ―４に格納される。バッファ１６Ａ―４、１６Ｂ―４、１６Ｃ―４、１６Ｄ−４のそれぞれに格納したデータはこの例ではＤＳＰ１４で構成したミキサー１４Ａ―３でミクシングし、２チャンネルの信号に合成して出力させ、ＤＡ変換器２３Ａと２３ＢでＤＡ変換して音声信号１と音声信号２として出力する構成とした場合を示す。
【００２６】従って、図４に出した装置の構成によれば４チャンネルに記憶したデータを再生しながら、その音を聴きながら、新たなチャンネルに信号を記憶することができることになる。この結果、既に記憶している４チャンネルの音に加えて、新たに２チャンネルの音を同一タイミングに揃えて別の記憶領域に記録させることができ、これを同時に再生することにより全ての音を重ねて合奏させることができる。ここで特に、各チャンネル別に独立して記憶領域を設けることにより、各チャンネルの音を独自に編集することができる利点がある。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば記憶媒体２０として不揮発性半導体メモリを用いたことにより、書き込み及び呼び出し時のアクセス時間をハードディスクを用いる場合より大幅に短くできるため、アクセス時間の遅延を抑えるバッファ１６Ａ−１、１６Ｂ−１及び１６Ａ−２、１６Ｂ−２、更に、１６Ａ−３、１６Ｂ−３、１６Ｃ−３、１６Ｄ−３の記憶容量を小さくできるため、Ｓ−ＲＡＭを用いたとしてもコストの上昇を抑えることができる。
【００２８】更に、記憶媒体２０は元よりバッファ１６もリフレッシュ動作を必要としない不揮発性単位メモリ及びＳ−ＲＡＭを用いたから、電力消費量を小さくてできる利点が得られる。これにより、小型で携帯性に優れて多チャンネル録音再生装置を提供できる利点が得られ、その効果は実用に供して頗る大である。
【出願人】 【識別番号】０００１３０３２９
【氏名又は名称】株式会社コルグ
【出願日】 平成１３年３月５日（２００１．３．５）
【代理人】 【識別番号】１０００６６１５３
【弁理士】
【氏名又は名称】草野 卓 （外１名）
【公開番号】 特開２００２−２５８８９５（Ｐ２００２−２５８８９５Ａ）
【公開日】 平成１４年９月１１日（２００２．９．１１）
【出願番号】 特願２００１−５９８３４（Ｐ２００１−５９８３４）