データ復元装置、データ復元方法及びデータ復元プログラム
【課題】本発明は、少ない処理負荷でかつ簡素な回路構成で、データ圧縮時に失われた高周波成分を復元し、高音質な再生音声を提供できるようにする。
【解決手段】本発明は、ＭＰ３によって圧縮された音楽データＤ１を構成している左チャンネルデータＤ１Ｌと右チャンネルデータＤ１Ｒとの差分データＤ２を算出し、当該差分データＤ２の信号レベルが所定の閾値レベルを超えたか否かを判定し、超えたときはその閾値レベルに信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を施すことにより圧縮前に失われた高調波成分データＤ５を生成し、当該高調波成分データＤ５を左チャンネルデータＤ１Ｌ及び右チャンネルデータＤ１Ｒにそれぞれ加算することにより圧縮前の高周波成分が失われていない音楽データＤ７を復元するようにする。
【解決手段】本発明は、ＭＰ３によって圧縮された音楽データＤ１を構成している左チャンネルデータＤ１Ｌと右チャンネルデータＤ１Ｒとの差分データＤ２を算出し、当該差分データＤ２の信号レベルが所定の閾値レベルを超えたか否かを判定し、超えたときはその閾値レベルに信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を施すことにより圧縮前に失われた高調波成分データＤ５を生成し、当該高調波成分データＤ５を左チャンネルデータＤ１Ｌ及び右チャンネルデータＤ１Ｒにそれぞれ加算することにより圧縮前の高周波成分が失われていない音楽データＤ７を復元するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ復元装置、データ復元方法及びデータ復元プログラムに関し、例えばＣＤＤＡ(Compact Disc Digital Audio)等の元となるオリジナルの音楽データをＭＰ３(MPEG-1 Audio Layer 3)等に代表されるディジタル圧縮方式で圧縮したときに失われる高周波成分を復元する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体から読み出したＰＣＭ(Pulse Code Modulation)ディジタルオーディオ信号のサンプリング周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）して新たなサンプリング点を補間する所謂オーバーサンプリングによって生成した高調波成分を原信号成分に重畳することにより、原信号がそもそも持っていない可聴帯域以上の高調波成分によって一段と自然な再生音を出力するオーディオ信号再生装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第3140273号公報
【０００３】
また、シリコンダイオードが用いられた非線形回路により原信号成分の波形をクリップすることにより可聴帯域以上の高次調波成分を発生させ、これを原信号成分に加えることにより、自然界の音のスペクトラム分布に近い音質を再生する音響再生装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献２】特公平8-2119号公報
【０００４】
ところで、ＣＤＤＡ等のオリジナルの音楽データを例えばＭＰ３に代表されるディジタル圧縮方式で圧縮し、それをＭＰ３プレーヤーにより再生して聴取する形態が一般的になっている。
【０００５】
音楽データを圧縮する場合、その圧縮率を上げるほどハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶媒体に格納可能な楽曲数を多くすることができるため、ユーザとしては圧縮率を上げたくなるが、圧縮率が上がれば上がるほど、一般的には元の原信号成分が失われる度合いが大きくなる。
【０００６】
図１に示すように、圧縮率が上がる（すなわちビットレートが低くなる）に連れて再生周波数帯域の上限が低くなり、原信号の高周波成分が多く失われてしまう。このことは、図２（Ａ）に示すように、ＣＤＤＡの音楽データにおける再生スペクトラムではサンプリング周波数ＦＳ（４４．１[KHz]）の半分の２２．０５[KHz]まで全帯域に渡って信号成分が出力されているのに対し、図２（Ｂ）に示すようにビットレート６４[Kbps]でＣＤＤＡの音楽データを圧縮したときの再生スペクトラムでは約８[KHz]よりも上の高周波成分が出力されておらず、失われてしまっていることが分かる。
【０００７】
このように圧縮率を上げれば音楽データのデータサイズが小さくなって、多くの楽曲数を記憶媒体に格納できるようになるが、その一方、圧縮率に応じて所定周波数帯域以上の高周波成分が失われてしまうため、ディジタル圧縮前の音楽データに比べて音質が損なわれてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで引用文献１に開示されたオーディオ信号再生装置及び引用文献２に開示された音響再生装置においても、その対象が、原信号成分にない可聴帯域以上の高周波成分を作り出して原信号成分に重畳させるというものであって、ＣＤＤＡの元となるオリジナルの音楽データをＭＰ３等に代表されるディジタル圧縮方式で圧縮したときに失われる高周波成分を復元するものとは次元を異にし、かつオーバーサンプリングによる処理負荷が増加したり、非線形回路を新たに設けるというように回路規模が増大するという問題があった。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、少ない処理負荷でかつ簡素な回路構成で、データ圧縮時に失われた高周波成分を復元し、高音質な再生音声を提供し得るデータ復元装置、データ復元方法及びデータ復元プログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明においては、所定の圧縮方式によって圧縮された左チャンネルデータと右チャンネルデータとの差分データを算出し、当該差分データの信号レベルが所定の閾値を超えたか否かを判定し、超えたときはその閾値に信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を施すことにより圧縮前に失われた高調波成分を生成し、当該高調波成分を左チャンネルデータ及び右チャンネルデータにそれぞれ加算することにより圧縮前のオリジナルデータを復元するようにしたことにより、左チャンネルデータ及び右チャンネルデータの双方に含まれているデータ成分を除去し、左チャンネルデータ及び右チャンネルデータにのみそれぞれ含まれているデータ成分のみを抽出し、当該抽出したデータ成分を基にディジタルリミッタ処理を施すことにより圧縮時に失われている高周波成分を生成し、それを左チャンネルデータ及び右チャンネルデータに加算することにより、データ圧縮時に失われた高周波成分を含むオリジナルデータを容易に復元することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、左チャンネルデータ及び右チャンネルデータの双方に含まれているデータ成分を除去し、左チャンネルデータ及び右チャンネルデータにのみそれぞれ含まれているデータ成分のみを抽出し、当該抽出したデータ成分を基にディジタルリミッタ処理を施すことにより圧縮時に失われている高周波成分を生成し、それを左チャンネルデータ及び右チャンネルデータに加算することにより、データ圧縮時に失われた高周波成分を含むオリジナルデータを容易に復元することができ、かくして少ない処理負荷でかつ簡素な回路構成で、データ圧縮時に失われた高周波成分を復元し、高音質な再生音声を提供し得るデータ復元装置、データ復元方法及びデータ復元プログラムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
（１）カーオーディオ装置の全体構成
図３において、１は全体として本実施の形態におけるカーオーディオ装置を示し、ユーザインタフェース５を介してユーザに選択された音楽ソース選択信号Ｓ１をＣＰＵ(Central Processing Unit)構成でなるマイクロコンピュータ２が受け付けると、当該マイクロコンピュータ２からの制御により音楽ソース出力部４からＣＤ−Ｒ(Compact Disc-Recordable)やＤＶＤ−Ｒ(Digital Versatile Disc-Recordable)等のディスク状記録媒体、フラッシュメモリ、ハードディスク、ディジタルテレビ放送等から供給されるディジタル圧縮された音楽データＤ１をＤＳＰ３に送出する。
【００１４】
ＤＳＰ３は、音楽データＤ１に対して、データ復元プログラムに従ってデータ圧縮時に失われた高周波成分を復元する処理（後述する）を実行し、それを元の音楽データＤ１に付加することにより、データ圧縮前の高周波成分を含む高音質なオリジナルの音楽データＤ７を復元し、それを電子ボリューム７及びアンプ８を介して所定の信号レベルに調整した後、スピーカ９から高音質な再生音声として出力するようになされている。
【００１５】
なおマイクロコンピュータ２は、スピーカ９から出力する再生音声の信号レベルをスペクトラムアナライザーのように表示したり、楽曲タイトル、アーティスト名、再生経過時間等について表示するようになされている。
【００１６】
（２）ＤＳＰによる高調波成分生成処理
図４に示すように、ＤＳＰ３は、音楽ソース出力部４から供給されるデータ圧縮されたＬチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒを演算回路２１へ送出すると共に、音楽データＤ１Ｌを第１加算回路２６へ送出し、音楽データＤ１Ｒを第２加算回路２７へ送出する。
【００１７】
演算回路２１は、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌと、Ｒチャンネル用の音楽データＤ１Ｒとの差分を算出し、その差分データＤ２を帯域制限フィルタ２２へ送出する。ここで、音楽データＤ１Ｌ及びＤ１Ｒでは、データ圧縮されたときに所定周波数帯域以上の高周波成分が失われているが、この高周波成分はボーカル成分よりも主に楽器の周波数成分である場合が多い。
【００１８】
例えば、ピアノでは約４[KHz]までの基音を出力し、シンバルのような楽器では約１０[KHz]を超える周波数成分の音を出力する。一方、ボーカル成分となる人間の声は、ソプラノ歌手の場合であっても、およそ約２[KHz]以下の周波数帯域の音であり、楽器の音に比べて周波数が低く、高調波を含めても、データ圧縮により失われる周波数帯域（ビットレート６４[Kbps]の場合で約８[KHz]以上の高周波成分）の中で人間の声の成分は楽器の音ほど多くない。
【００１９】
またボーカル成分は、通常ステレオスピーカ（フロント左スピーカ及びフロント右スピーカ）の中央（センター）に定位するように録音されている場合が多い。これは、Ｌチャンネル及びＲチャンネルの２つのチャンネルに同様の信号成分が含まれているということ、すなわちモノラル信号に近いことを意味している。
【００２０】
従って、演算回路２１によってＬチャンネル用の音楽データＤ１ＬとＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒとの差分を算出すると、Ｌチャンネル及びＲチャンネルの双方に含まれているボーカル成分が除去され、中央に定位しない楽器を中心とした成分に相当する差分データＤ２だけが抽出されることになる。
【００２１】
このようにＤＳＰ３では、楽器を中心とした成分に相当する差分データＤ２に対し、以降の処理ブロックにより高調波成分の生成処理を実行するようになされており、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１ＬやＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに対してそれぞれ高調波成分の生成処理を行う場合に比べて、差分データＤ２を対象として高調波成分の生成処理を行う分、少ないデータ処理量により処理負荷を軽減し得るようになされている。
【００２２】
帯域制限フィルタ２２は、例えばカットオフ周波数が約１０[KHz]のローパスフィルタでなり、差分データＤ２における約１０[KHz]以上の周波数成分を除去し、その結果得られる差分データＤ３を高調波生成回路２３へ送出する。
【００２３】
帯域制限フィルタ２２によって約１０[KHz]以上の周波数成分を除去する理由は、データ圧縮前のオリジナルの例えばＣＤＤＡの音楽データの再生帯域（この場合、約２０[KHz]程度）を超える高調波成分の生成を意図していないからである。
【００２４】
実際、ＣＤＤＡのサンプリング周波数が４４．１[KHz]であるため、再生帯域はサンプリング定理より、その半分の２２．０５[KHz]であるが、ここでは再生帯域を２０[KHz]に想定し、帯域制限フィルタ２２のカットオフ周波数を約１０[KHz]としている。
【００２５】
高調波生成回路２３では、帯域制限フィルタ２２から供給される差分データＤ３に対して高調波生成処理を行うようになされており、具体的には、図５に示すように、差分データＤ３の信号レベルが所定の閾値（Thres,−Thres）を超えていた場合、その閾値（Thres,−Thres）に強制的に固定する、所謂ディジタルリミッタ処理を施すことにより方形波データＤ４を生成し、これを帯域制限フィルタ２４へ送出する。
【００２６】
この高調波生成回路２３におけるディジタルリミッタ処理としては、Ｃ言語的記述によって表現すると、入力対象の差分データＤ３をInput、出力対象の方形波データＤ４をOutput、閾値レベルをThres,−Thresとした場合、
Output＝Input;
If(Input＞Thres)
Output＝Thres;
If(Input＜−Thres)
Output＝−Thres;
と表現される。
【００２７】
この高調波生成回路２３によって出力される方形波（Square Wave）データＤ４は、一般に次式で表現される。
【００２８】
【数１】
【００２９】
この（１）式のように、方形波データＤ４は、基本周波数（ｎ＝１）に奇数倍周期の周波数成分が加えられたものであることが分かる。実際上、図６（Ａ）に示す1[KHz]の正弦波に対して、図６（Ｂ）に示すように、(1/3)3[KHz]の高調波成分を加えた２波合成結果、図６（Ｃ）に示すように(1/3)3[KHz]及び(1/5)5[KHz]の高調波成分を加えた３波合成結果のように、奇数次高調波が現れている様子が見える。
【００３０】
そして、図６（Ｄ）に示すように、奇数倍周期の高調波成分を無限大（∞）まで加えた最終合成結果が方形波データＤ４であり、この場合は目視確認することは出来ないが、図７に示すように１[KHz]の基本周波数に対して複数の奇数次高調波成分が含まれていることが分かる。
【００３１】
すなわち方形波データＤ４には、奇数次高調波成分が含まれているものの、基本波周波数成分と、元のＬチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに対してそれぞれ加えるべき周波数上限を超える高調波成分を除去する必要がある。
【００３２】
帯域制限フィルタ２４は、方形波データＤ４の基本周波数成分と、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに対してそれぞれ加えるべき周波数上限を超える高調波成分とを除去するためのバンドパスフィルタでなり、データ圧縮によって失われている約８[KHz]以上の周波数成分からＣＤＤＡの音楽データの再生帯域である２２．０５[KHz]（サンプリング周波数ｆｓ／２）以下の周波数成分までを抽出し、その結果得られる高調波成分データＤ５をゲインコントロール回路２５へ送出する。
【００３３】
ゲインコントロール回路２５は、高調波成分データＤ５のゲインを調整し、その結果得られる高調波成分データＤ６を第１加算回路２６及び第２加算回路２７へそれぞれ送出する。
【００３４】
第１加算回路２６は、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌと、高調波成分データＤ６とを加算することにより、データ圧縮前の高周波成分が失われていないときに相当するＬチャンネル用の音楽データＤ７Ｌを生成し、出力する。
【００３５】
また第２加算回路２７は、Ｒチャンネル用の音楽データＤ１Ｒと、高調波成分データＤ６とを加算することにより、データ圧縮前の高周波成分が失われていないときに相当するＲチャンネル用の音楽データＤ７Ｒを生成し、出力する。
【００３６】
すなわちＤＳＰ３では、データ圧縮前の高周波成分が失われていないであろうＬチャンネル用の音楽データＤ７Ｌ及びＲチャンネル用に音楽データＤ７Ｒを、データ圧縮前の高音質なオリジナルの音楽データＤ７として電子ボリューム７へ出力するようになされている。
【００３７】
（３）ビットレートに応じた高調波成分自動生成処理手順
続いて、カーオーディオ装置１において、音楽ソース出力部４から出力される音楽データＤ１のビットレートに合わせた最適な高調波成分データＤ６を自動的に生成する高調波成分自動生成処理手順について説明する。
【００３８】
カーオーディオ装置１のマイクロコンピュータ２は、所定の高調波成分自動生成プログラムを起動し、それに従って、図８に示すルーチンＲＴ１の開始ステップから入り、次のステップＳＰ１へ移る。
【００３９】
ステップＳＰ１においてマイクロコンピュータ２は、音楽ソース出力部４からＤＳＰ３へ供給された音楽データＤ１のビットレートを検出し、次のステップＳＰ２へ移る。ここでマイクロコンピュータ２は、音楽データＤ１に付加されている情報を読み出すことによりビットレートを検出したり、インターネットを介して供給された情報に基づいてビットレートを検出する。
【００４０】
ステップＳＰ２においてマイクロコンピュータ２は、図９に示すようなビットレート毎に再生周波数帯域上限が対応付けられたテーブルＴ１を保持しており、ステップＳＰ１でビットレート６４[Kbps]を検出したときは約８[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定し、ビットレート９６[Kbps] を検出したときは約１２[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定し、ビットレート１２８[Kbps]を検出したときは約１６[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定し、ビットレート２５６[Kbps] を検出したときは約２０[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定し、ビットレート３２０[Kbps]を検出したときも約２０[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定するように可変させることにより、ビットレートに合わせた最適な高調波成分データＤ５を生成させ、次のステップＳＰ３へ移る。
【００４１】
なおステップＳＰ２においてマイクロコンピュータ２は、ステップＳＰ１で検出したビットレートに基づいて音楽データＤ１がデータ圧縮されていないＣＤＤＡ等のオリジナルであると認識した場合、テーブルＴ１に従って当該音楽データＤ１の再生周波数上限が再生帯域の２２．０５[KHz]であって、高調波生成処理が不要であると認識することができるので、ＤＳＰ３による高調波生成処理及びアンプ８によるゲイン調整を実行させることのないように制御する。
【００４２】
ステップＳＰ３においてマイクロコンピュータ２は、ステップＳＰ２で生成した高調波成分データＤ５を、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに対してそれぞれ加算することによりデータ圧縮前の音楽データＤ７を復元し、これを電子ボリューム７及びアンプ８を介して高音質な再生音声としてスピーカ９から出力させ、次のステップＳＰ４へ移って処理を終了する。
【００４３】
（４）動作及び効果
以上の構成において、カーオーディオ装置１のマイクロコンピュータ２は、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒの差分データＤ２を算出することにより、ボーカル成分だけを除去し、データ量の低減された主に楽器を中心とした周波数成分だけを基にＤＳＰ３のディジタルリミッタ処理によりデータ圧縮時に失われた高調波成分を生成するようにしたことにより、従来のようにステレオチャンネルのそれぞれに対して個別に処理を行う場合に比べて、高調波成分を生成するための処理負荷を半分に軽減することができる。
【００４４】
またＤＳＰ３では、（１）式に示したような簡易な信号処理だけで奇数次高調波が含まれた方形波データＤ４を生成することができるので、そこから帯域制限フィルタ２４により高調波成分データＤ５を抽出し、元のＬチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに加算するだけで、データ圧縮前の高周波成分が失われていないであろうＬチャンネル用の音楽データＤ７Ｌ及びＲチャンネル用に音楽データＤ７Ｒを容易に復元することができる。
【００４５】
すなわちカーオーディオ装置１では、従来のように、オーバーサンプリングによる処理負荷が増加したり、非線形回路を新たに設けることにより回路規模が増大するといった不都合を回避しながら、ＤＳＰ３によるディジタルリミッタ処理によってデータ圧縮前の高周波成分を含むオリジナルの音楽データＤ７を容易に復元することができる。
【００４６】
さらにカーオーディオ装置１のマイクロコンピュータ２は、ＤＳＰ３に供給される音楽データＤ１のビットレートを検出し、その検出結果に合わせて最適な高調波成分データＤ５を生成するようにしたことにより、ユーザに対して何ら煩雑な操作を強いることなく、データ圧縮前に相当する高音質な再生音声をユーザに聴取させることができる。
【００４７】
以上の構成によれば、カーオーディオ装置１のマイクロコンピュータ２は、データ圧縮された高周波成分の失われた音楽データＤ１を基に、そのデータ圧縮時に失われた高周波成分を一段と少ない処理で、かつ簡易な方法により復元し、データ圧縮前の高音質な再生音声としてユーザに聴取させることができる。
【００４８】
（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、サンプリング周波数ｆｓが４４．１[KHz]のＣＤＤＡが音源となるオリジナルの音楽データＤ１をＭＰ３等の圧縮方式でデータ圧縮したときに失われた高周波成分を復元するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、サンプリング周波数ｆｓが１９２[KHz]のＤＶＤオーディオが音源となるオリジナルの音楽データをＭＰ３以外の圧縮方式で圧縮したときに失われる高周波成分を復元するようにしても良く、要はサンプリング周波数ｆｓや圧縮方式についてはこれに限るものではない。
【００４９】
また上述の実施の形態においては、テーブルＴ１のビットレート６４[kbps]、９６[kbps]、１２８[kbps]、２５６[kbps]、３２０[kbps]を対象として帯域制限フィルタ２４のカットオフ周波数を可変するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これ以外のビットレートについても対応するように設定しても良い。
【００５０】
さらに上述の実施の形態においては、カーオーディオ装置１に対してデータ復元装置としてのＤＳＰ３を搭載するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、携帯型ディジタルオーディオプレーヤ、音楽再生機能付き携帯電話機、家庭用オーディオ装置、ＰＤＡ(personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータ等のその他種々の電子機器にデータ復元装置としてのＤＳＰ３を搭載するようにしても良い。
【００５１】
さらに上述の実施の形態においては、ＤＳＰ３が予めインストールされているデータ復元プログラムに従ってデータ圧縮時に失われた高周波成分を生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、記録媒体からインストールしたデータ復元プログラムや、インターネットからダウンロードしたデータ復元プログラムに従ってデータ圧縮時に失われた高周波成分を復元するようにしても良い。
【００５２】
さらに上述の実施の形態においては、マイクロコンピュータ２が予めインストールされている高調波成分自動生成プログラムに従ってルーチンＲＴ１の高調波成分自動生成処理手順を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、記録媒体からインストールした高調波成分自動生成プログラムや、インターネットからダウンロードした高調波成分自動生成プログラムに従ってルーチンＲＴ１の高調波成分自動生成処理手順を実行するようにしても良い。
【００５３】
さらに上述の実施の形態においては、演算手段としての演算回路２１、高調波成分生成手段としての高周波生成回路２３及び帯域制限フィルタ２４、加算手段としての第１加算回路２６及び第２加算回路２７によって本発明のデータ復元装置としてのＤＳＰ３を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる演算手段、高調波成分生成手段及び加算手段によってデータ復元装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のデータ復元装置、データ復元方法及びデータ復元プログラムは、オリジナルの音楽データをＭＰ３以外の例えばＡＡＣ(Advanced Audio Coding)、ＷＭＡ(Windows(登録商標) Media Audio)、ＡＴＲＡＣ(Adaptive Transform Acoustic Coding)等のその他種々の圧縮方式で圧縮したときに失われる高周波成分を復元する場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ＣＤＤＡをＭＰ３により圧縮したときの再生周波数帯域を示す図表である。
【図２】圧縮前後の再生スペクトラムを示す略線図である。
【図３】カーオーディオ装置の全体構成を示す略線的ブロック図である。
【図４】ＤＳＰにおける高調波生成処理ブロックを示す略線図である。
【図５】ディジタルリミッタ処理の説明に供する略線図である。
【図６】方形波生成過程の説明に供する略線図である。
【図７】奇数次高調波成分を示す略線図である。
【図８】高調波成分自動生成処理手順を示すフローチャートである。
【図９】ビットレート毎の再生周波数帯域上限を表したテーブルを示す略線図である。
【符号の説明】
【００５６】
１……カーオーディオ装置、２……マイクロコンピュータ、３……ＤＳＰ、４……音楽ソース出力部、５……ユーザインタフェース、６……ディスプレイ、７……電子ボリューム、８……アンプ、９……スピーカ、２１……演算回路、２２、２４……帯域制限フィルタ、２３……高調波生成回路、２５……アンプ、２６……第１加算回路、２７……第２加算回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ復元装置、データ復元方法及びデータ復元プログラムに関し、例えばＣＤＤＡ(Compact Disc Digital Audio)等の元となるオリジナルの音楽データをＭＰ３(MPEG-1 Audio Layer 3)等に代表されるディジタル圧縮方式で圧縮したときに失われる高周波成分を復元する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体から読み出したＰＣＭ(Pulse Code Modulation)ディジタルオーディオ信号のサンプリング周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）して新たなサンプリング点を補間する所謂オーバーサンプリングによって生成した高調波成分を原信号成分に重畳することにより、原信号がそもそも持っていない可聴帯域以上の高調波成分によって一段と自然な再生音を出力するオーディオ信号再生装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第3140273号公報
【０００３】
また、シリコンダイオードが用いられた非線形回路により原信号成分の波形をクリップすることにより可聴帯域以上の高次調波成分を発生させ、これを原信号成分に加えることにより、自然界の音のスペクトラム分布に近い音質を再生する音響再生装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献２】特公平8-2119号公報
【０００４】
ところで、ＣＤＤＡ等のオリジナルの音楽データを例えばＭＰ３に代表されるディジタル圧縮方式で圧縮し、それをＭＰ３プレーヤーにより再生して聴取する形態が一般的になっている。
【０００５】
音楽データを圧縮する場合、その圧縮率を上げるほどハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶媒体に格納可能な楽曲数を多くすることができるため、ユーザとしては圧縮率を上げたくなるが、圧縮率が上がれば上がるほど、一般的には元の原信号成分が失われる度合いが大きくなる。
【０００６】
図１に示すように、圧縮率が上がる（すなわちビットレートが低くなる）に連れて再生周波数帯域の上限が低くなり、原信号の高周波成分が多く失われてしまう。このことは、図２（Ａ）に示すように、ＣＤＤＡの音楽データにおける再生スペクトラムではサンプリング周波数ＦＳ（４４．１[KHz]）の半分の２２．０５[KHz]まで全帯域に渡って信号成分が出力されているのに対し、図２（Ｂ）に示すようにビットレート６４[Kbps]でＣＤＤＡの音楽データを圧縮したときの再生スペクトラムでは約８[KHz]よりも上の高周波成分が出力されておらず、失われてしまっていることが分かる。
【０００７】
このように圧縮率を上げれば音楽データのデータサイズが小さくなって、多くの楽曲数を記憶媒体に格納できるようになるが、その一方、圧縮率に応じて所定周波数帯域以上の高周波成分が失われてしまうため、ディジタル圧縮前の音楽データに比べて音質が損なわれてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで引用文献１に開示されたオーディオ信号再生装置及び引用文献２に開示された音響再生装置においても、その対象が、原信号成分にない可聴帯域以上の高周波成分を作り出して原信号成分に重畳させるというものであって、ＣＤＤＡの元となるオリジナルの音楽データをＭＰ３等に代表されるディジタル圧縮方式で圧縮したときに失われる高周波成分を復元するものとは次元を異にし、かつオーバーサンプリングによる処理負荷が増加したり、非線形回路を新たに設けるというように回路規模が増大するという問題があった。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、少ない処理負荷でかつ簡素な回路構成で、データ圧縮時に失われた高周波成分を復元し、高音質な再生音声を提供し得るデータ復元装置、データ復元方法及びデータ復元プログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明においては、所定の圧縮方式によって圧縮された左チャンネルデータと右チャンネルデータとの差分データを算出し、当該差分データの信号レベルが所定の閾値を超えたか否かを判定し、超えたときはその閾値に信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を施すことにより圧縮前に失われた高調波成分を生成し、当該高調波成分を左チャンネルデータ及び右チャンネルデータにそれぞれ加算することにより圧縮前のオリジナルデータを復元するようにしたことにより、左チャンネルデータ及び右チャンネルデータの双方に含まれているデータ成分を除去し、左チャンネルデータ及び右チャンネルデータにのみそれぞれ含まれているデータ成分のみを抽出し、当該抽出したデータ成分を基にディジタルリミッタ処理を施すことにより圧縮時に失われている高周波成分を生成し、それを左チャンネルデータ及び右チャンネルデータに加算することにより、データ圧縮時に失われた高周波成分を含むオリジナルデータを容易に復元することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、左チャンネルデータ及び右チャンネルデータの双方に含まれているデータ成分を除去し、左チャンネルデータ及び右チャンネルデータにのみそれぞれ含まれているデータ成分のみを抽出し、当該抽出したデータ成分を基にディジタルリミッタ処理を施すことにより圧縮時に失われている高周波成分を生成し、それを左チャンネルデータ及び右チャンネルデータに加算することにより、データ圧縮時に失われた高周波成分を含むオリジナルデータを容易に復元することができ、かくして少ない処理負荷でかつ簡素な回路構成で、データ圧縮時に失われた高周波成分を復元し、高音質な再生音声を提供し得るデータ復元装置、データ復元方法及びデータ復元プログラムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
（１）カーオーディオ装置の全体構成
図３において、１は全体として本実施の形態におけるカーオーディオ装置を示し、ユーザインタフェース５を介してユーザに選択された音楽ソース選択信号Ｓ１をＣＰＵ(Central Processing Unit)構成でなるマイクロコンピュータ２が受け付けると、当該マイクロコンピュータ２からの制御により音楽ソース出力部４からＣＤ−Ｒ(Compact Disc-Recordable)やＤＶＤ−Ｒ(Digital Versatile Disc-Recordable)等のディスク状記録媒体、フラッシュメモリ、ハードディスク、ディジタルテレビ放送等から供給されるディジタル圧縮された音楽データＤ１をＤＳＰ３に送出する。
【００１４】
ＤＳＰ３は、音楽データＤ１に対して、データ復元プログラムに従ってデータ圧縮時に失われた高周波成分を復元する処理（後述する）を実行し、それを元の音楽データＤ１に付加することにより、データ圧縮前の高周波成分を含む高音質なオリジナルの音楽データＤ７を復元し、それを電子ボリューム７及びアンプ８を介して所定の信号レベルに調整した後、スピーカ９から高音質な再生音声として出力するようになされている。
【００１５】
なおマイクロコンピュータ２は、スピーカ９から出力する再生音声の信号レベルをスペクトラムアナライザーのように表示したり、楽曲タイトル、アーティスト名、再生経過時間等について表示するようになされている。
【００１６】
（２）ＤＳＰによる高調波成分生成処理
図４に示すように、ＤＳＰ３は、音楽ソース出力部４から供給されるデータ圧縮されたＬチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒを演算回路２１へ送出すると共に、音楽データＤ１Ｌを第１加算回路２６へ送出し、音楽データＤ１Ｒを第２加算回路２７へ送出する。
【００１７】
演算回路２１は、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌと、Ｒチャンネル用の音楽データＤ１Ｒとの差分を算出し、その差分データＤ２を帯域制限フィルタ２２へ送出する。ここで、音楽データＤ１Ｌ及びＤ１Ｒでは、データ圧縮されたときに所定周波数帯域以上の高周波成分が失われているが、この高周波成分はボーカル成分よりも主に楽器の周波数成分である場合が多い。
【００１８】
例えば、ピアノでは約４[KHz]までの基音を出力し、シンバルのような楽器では約１０[KHz]を超える周波数成分の音を出力する。一方、ボーカル成分となる人間の声は、ソプラノ歌手の場合であっても、およそ約２[KHz]以下の周波数帯域の音であり、楽器の音に比べて周波数が低く、高調波を含めても、データ圧縮により失われる周波数帯域（ビットレート６４[Kbps]の場合で約８[KHz]以上の高周波成分）の中で人間の声の成分は楽器の音ほど多くない。
【００１９】
またボーカル成分は、通常ステレオスピーカ（フロント左スピーカ及びフロント右スピーカ）の中央（センター）に定位するように録音されている場合が多い。これは、Ｌチャンネル及びＲチャンネルの２つのチャンネルに同様の信号成分が含まれているということ、すなわちモノラル信号に近いことを意味している。
【００２０】
従って、演算回路２１によってＬチャンネル用の音楽データＤ１ＬとＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒとの差分を算出すると、Ｌチャンネル及びＲチャンネルの双方に含まれているボーカル成分が除去され、中央に定位しない楽器を中心とした成分に相当する差分データＤ２だけが抽出されることになる。
【００２１】
このようにＤＳＰ３では、楽器を中心とした成分に相当する差分データＤ２に対し、以降の処理ブロックにより高調波成分の生成処理を実行するようになされており、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１ＬやＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに対してそれぞれ高調波成分の生成処理を行う場合に比べて、差分データＤ２を対象として高調波成分の生成処理を行う分、少ないデータ処理量により処理負荷を軽減し得るようになされている。
【００２２】
帯域制限フィルタ２２は、例えばカットオフ周波数が約１０[KHz]のローパスフィルタでなり、差分データＤ２における約１０[KHz]以上の周波数成分を除去し、その結果得られる差分データＤ３を高調波生成回路２３へ送出する。
【００２３】
帯域制限フィルタ２２によって約１０[KHz]以上の周波数成分を除去する理由は、データ圧縮前のオリジナルの例えばＣＤＤＡの音楽データの再生帯域（この場合、約２０[KHz]程度）を超える高調波成分の生成を意図していないからである。
【００２４】
実際、ＣＤＤＡのサンプリング周波数が４４．１[KHz]であるため、再生帯域はサンプリング定理より、その半分の２２．０５[KHz]であるが、ここでは再生帯域を２０[KHz]に想定し、帯域制限フィルタ２２のカットオフ周波数を約１０[KHz]としている。
【００２５】
高調波生成回路２３では、帯域制限フィルタ２２から供給される差分データＤ３に対して高調波生成処理を行うようになされており、具体的には、図５に示すように、差分データＤ３の信号レベルが所定の閾値（Thres,−Thres）を超えていた場合、その閾値（Thres,−Thres）に強制的に固定する、所謂ディジタルリミッタ処理を施すことにより方形波データＤ４を生成し、これを帯域制限フィルタ２４へ送出する。
【００２６】
この高調波生成回路２３におけるディジタルリミッタ処理としては、Ｃ言語的記述によって表現すると、入力対象の差分データＤ３をInput、出力対象の方形波データＤ４をOutput、閾値レベルをThres,−Thresとした場合、
Output＝Input;
If(Input＞Thres)
Output＝Thres;
If(Input＜−Thres)
Output＝−Thres;
と表現される。
【００２７】
この高調波生成回路２３によって出力される方形波（Square Wave）データＤ４は、一般に次式で表現される。
【００２８】
【数１】
【００２９】
この（１）式のように、方形波データＤ４は、基本周波数（ｎ＝１）に奇数倍周期の周波数成分が加えられたものであることが分かる。実際上、図６（Ａ）に示す1[KHz]の正弦波に対して、図６（Ｂ）に示すように、(1/3)3[KHz]の高調波成分を加えた２波合成結果、図６（Ｃ）に示すように(1/3)3[KHz]及び(1/5)5[KHz]の高調波成分を加えた３波合成結果のように、奇数次高調波が現れている様子が見える。
【００３０】
そして、図６（Ｄ）に示すように、奇数倍周期の高調波成分を無限大（∞）まで加えた最終合成結果が方形波データＤ４であり、この場合は目視確認することは出来ないが、図７に示すように１[KHz]の基本周波数に対して複数の奇数次高調波成分が含まれていることが分かる。
【００３１】
すなわち方形波データＤ４には、奇数次高調波成分が含まれているものの、基本波周波数成分と、元のＬチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに対してそれぞれ加えるべき周波数上限を超える高調波成分を除去する必要がある。
【００３２】
帯域制限フィルタ２４は、方形波データＤ４の基本周波数成分と、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに対してそれぞれ加えるべき周波数上限を超える高調波成分とを除去するためのバンドパスフィルタでなり、データ圧縮によって失われている約８[KHz]以上の周波数成分からＣＤＤＡの音楽データの再生帯域である２２．０５[KHz]（サンプリング周波数ｆｓ／２）以下の周波数成分までを抽出し、その結果得られる高調波成分データＤ５をゲインコントロール回路２５へ送出する。
【００３３】
ゲインコントロール回路２５は、高調波成分データＤ５のゲインを調整し、その結果得られる高調波成分データＤ６を第１加算回路２６及び第２加算回路２７へそれぞれ送出する。
【００３４】
第１加算回路２６は、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌと、高調波成分データＤ６とを加算することにより、データ圧縮前の高周波成分が失われていないときに相当するＬチャンネル用の音楽データＤ７Ｌを生成し、出力する。
【００３５】
また第２加算回路２７は、Ｒチャンネル用の音楽データＤ１Ｒと、高調波成分データＤ６とを加算することにより、データ圧縮前の高周波成分が失われていないときに相当するＲチャンネル用の音楽データＤ７Ｒを生成し、出力する。
【００３６】
すなわちＤＳＰ３では、データ圧縮前の高周波成分が失われていないであろうＬチャンネル用の音楽データＤ７Ｌ及びＲチャンネル用に音楽データＤ７Ｒを、データ圧縮前の高音質なオリジナルの音楽データＤ７として電子ボリューム７へ出力するようになされている。
【００３７】
（３）ビットレートに応じた高調波成分自動生成処理手順
続いて、カーオーディオ装置１において、音楽ソース出力部４から出力される音楽データＤ１のビットレートに合わせた最適な高調波成分データＤ６を自動的に生成する高調波成分自動生成処理手順について説明する。
【００３８】
カーオーディオ装置１のマイクロコンピュータ２は、所定の高調波成分自動生成プログラムを起動し、それに従って、図８に示すルーチンＲＴ１の開始ステップから入り、次のステップＳＰ１へ移る。
【００３９】
ステップＳＰ１においてマイクロコンピュータ２は、音楽ソース出力部４からＤＳＰ３へ供給された音楽データＤ１のビットレートを検出し、次のステップＳＰ２へ移る。ここでマイクロコンピュータ２は、音楽データＤ１に付加されている情報を読み出すことによりビットレートを検出したり、インターネットを介して供給された情報に基づいてビットレートを検出する。
【００４０】
ステップＳＰ２においてマイクロコンピュータ２は、図９に示すようなビットレート毎に再生周波数帯域上限が対応付けられたテーブルＴ１を保持しており、ステップＳＰ１でビットレート６４[Kbps]を検出したときは約８[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定し、ビットレート９６[Kbps] を検出したときは約１２[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定し、ビットレート１２８[Kbps]を検出したときは約１６[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定し、ビットレート２５６[Kbps] を検出したときは約２０[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定し、ビットレート３２０[Kbps]を検出したときも約２０[KHz]以上の高周波成分を抽出するように、帯域制限フィルタ２４における下のカットオフ周波数を設定するように可変させることにより、ビットレートに合わせた最適な高調波成分データＤ５を生成させ、次のステップＳＰ３へ移る。
【００４１】
なおステップＳＰ２においてマイクロコンピュータ２は、ステップＳＰ１で検出したビットレートに基づいて音楽データＤ１がデータ圧縮されていないＣＤＤＡ等のオリジナルであると認識した場合、テーブルＴ１に従って当該音楽データＤ１の再生周波数上限が再生帯域の２２．０５[KHz]であって、高調波生成処理が不要であると認識することができるので、ＤＳＰ３による高調波生成処理及びアンプ８によるゲイン調整を実行させることのないように制御する。
【００４２】
ステップＳＰ３においてマイクロコンピュータ２は、ステップＳＰ２で生成した高調波成分データＤ５を、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに対してそれぞれ加算することによりデータ圧縮前の音楽データＤ７を復元し、これを電子ボリューム７及びアンプ８を介して高音質な再生音声としてスピーカ９から出力させ、次のステップＳＰ４へ移って処理を終了する。
【００４３】
（４）動作及び効果
以上の構成において、カーオーディオ装置１のマイクロコンピュータ２は、Ｌチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒの差分データＤ２を算出することにより、ボーカル成分だけを除去し、データ量の低減された主に楽器を中心とした周波数成分だけを基にＤＳＰ３のディジタルリミッタ処理によりデータ圧縮時に失われた高調波成分を生成するようにしたことにより、従来のようにステレオチャンネルのそれぞれに対して個別に処理を行う場合に比べて、高調波成分を生成するための処理負荷を半分に軽減することができる。
【００４４】
またＤＳＰ３では、（１）式に示したような簡易な信号処理だけで奇数次高調波が含まれた方形波データＤ４を生成することができるので、そこから帯域制限フィルタ２４により高調波成分データＤ５を抽出し、元のＬチャンネル用の音楽データＤ１Ｌ及びＲチャンネル用の音楽データＤ１Ｒに加算するだけで、データ圧縮前の高周波成分が失われていないであろうＬチャンネル用の音楽データＤ７Ｌ及びＲチャンネル用に音楽データＤ７Ｒを容易に復元することができる。
【００４５】
すなわちカーオーディオ装置１では、従来のように、オーバーサンプリングによる処理負荷が増加したり、非線形回路を新たに設けることにより回路規模が増大するといった不都合を回避しながら、ＤＳＰ３によるディジタルリミッタ処理によってデータ圧縮前の高周波成分を含むオリジナルの音楽データＤ７を容易に復元することができる。
【００４６】
さらにカーオーディオ装置１のマイクロコンピュータ２は、ＤＳＰ３に供給される音楽データＤ１のビットレートを検出し、その検出結果に合わせて最適な高調波成分データＤ５を生成するようにしたことにより、ユーザに対して何ら煩雑な操作を強いることなく、データ圧縮前に相当する高音質な再生音声をユーザに聴取させることができる。
【００４７】
以上の構成によれば、カーオーディオ装置１のマイクロコンピュータ２は、データ圧縮された高周波成分の失われた音楽データＤ１を基に、そのデータ圧縮時に失われた高周波成分を一段と少ない処理で、かつ簡易な方法により復元し、データ圧縮前の高音質な再生音声としてユーザに聴取させることができる。
【００４８】
（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、サンプリング周波数ｆｓが４４．１[KHz]のＣＤＤＡが音源となるオリジナルの音楽データＤ１をＭＰ３等の圧縮方式でデータ圧縮したときに失われた高周波成分を復元するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、サンプリング周波数ｆｓが１９２[KHz]のＤＶＤオーディオが音源となるオリジナルの音楽データをＭＰ３以外の圧縮方式で圧縮したときに失われる高周波成分を復元するようにしても良く、要はサンプリング周波数ｆｓや圧縮方式についてはこれに限るものではない。
【００４９】
また上述の実施の形態においては、テーブルＴ１のビットレート６４[kbps]、９６[kbps]、１２８[kbps]、２５６[kbps]、３２０[kbps]を対象として帯域制限フィルタ２４のカットオフ周波数を可変するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これ以外のビットレートについても対応するように設定しても良い。
【００５０】
さらに上述の実施の形態においては、カーオーディオ装置１に対してデータ復元装置としてのＤＳＰ３を搭載するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、携帯型ディジタルオーディオプレーヤ、音楽再生機能付き携帯電話機、家庭用オーディオ装置、ＰＤＡ(personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータ等のその他種々の電子機器にデータ復元装置としてのＤＳＰ３を搭載するようにしても良い。
【００５１】
さらに上述の実施の形態においては、ＤＳＰ３が予めインストールされているデータ復元プログラムに従ってデータ圧縮時に失われた高周波成分を生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、記録媒体からインストールしたデータ復元プログラムや、インターネットからダウンロードしたデータ復元プログラムに従ってデータ圧縮時に失われた高周波成分を復元するようにしても良い。
【００５２】
さらに上述の実施の形態においては、マイクロコンピュータ２が予めインストールされている高調波成分自動生成プログラムに従ってルーチンＲＴ１の高調波成分自動生成処理手順を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、記録媒体からインストールした高調波成分自動生成プログラムや、インターネットからダウンロードした高調波成分自動生成プログラムに従ってルーチンＲＴ１の高調波成分自動生成処理手順を実行するようにしても良い。
【００５３】
さらに上述の実施の形態においては、演算手段としての演算回路２１、高調波成分生成手段としての高周波生成回路２３及び帯域制限フィルタ２４、加算手段としての第１加算回路２６及び第２加算回路２７によって本発明のデータ復元装置としてのＤＳＰ３を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる演算手段、高調波成分生成手段及び加算手段によってデータ復元装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のデータ復元装置、データ復元方法及びデータ復元プログラムは、オリジナルの音楽データをＭＰ３以外の例えばＡＡＣ(Advanced Audio Coding)、ＷＭＡ(Windows(登録商標) Media Audio)、ＡＴＲＡＣ(Adaptive Transform Acoustic Coding)等のその他種々の圧縮方式で圧縮したときに失われる高周波成分を復元する場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ＣＤＤＡをＭＰ３により圧縮したときの再生周波数帯域を示す図表である。
【図２】圧縮前後の再生スペクトラムを示す略線図である。
【図３】カーオーディオ装置の全体構成を示す略線的ブロック図である。
【図４】ＤＳＰにおける高調波生成処理ブロックを示す略線図である。
【図５】ディジタルリミッタ処理の説明に供する略線図である。
【図６】方形波生成過程の説明に供する略線図である。
【図７】奇数次高調波成分を示す略線図である。
【図８】高調波成分自動生成処理手順を示すフローチャートである。
【図９】ビットレート毎の再生周波数帯域上限を表したテーブルを示す略線図である。
【符号の説明】
【００５６】
１……カーオーディオ装置、２……マイクロコンピュータ、３……ＤＳＰ、４……音楽ソース出力部、５……ユーザインタフェース、６……ディスプレイ、７……電子ボリューム、８……アンプ、９……スピーカ、２１……演算回路、２２、２４……帯域制限フィルタ、２３……高調波生成回路、２５……アンプ、２６……第１加算回路、２７……第２加算回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の圧縮方式によって圧縮された左チャンネルデータと右チャンネルデータとの差分データを算出する演算手段と、
上記差分データの信号レベルが所定の閾値を超えたとき、その閾値に上記信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を施すことにより上記圧縮する時に失われた高調波成分を生成する高調波成分生成手段と、
上記高調波成分を上記左チャンネルデータ及び上記右チャンネルデータにそれぞれ加算することにより圧縮前のオリジナルデータを復元する加算手段と
を具えることを特徴とするデータ復元装置。
【請求項２】
上記高調波成分生成手段は、上記ディジタルリミッタ処理を施すことにより方形波データを生成し、当該方形波データから上記高調波成分を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ復元装置。
【請求項３】
上記データ復元装置は、
上記高調波成分を生成する前に、所定のカットオフ周波数が設定されたローパスフィルタにより上記差分データを帯域制限することにより、上記高調波成分生成手段によって上記オリジナルデータの再生帯域を超える上記高調波成分を生成しないようにする第１のフィルタ手段と
を具えることを特徴とする請求項１に記載のデータ復元装置。
【請求項４】
上記データ復元装置は、
上記高調波成分を上記左チャンネルデータ及び上記右チャンネルデータにそれぞれ加算する前に、当該高調波成分に含まれている不要な帯域の信号成分を除去する第２のフィルタ手段と
を具えることを特徴とする請求項１に記載のデータ復元装置。
【請求項５】
所定の圧縮方式によって圧縮された左チャンネルデータと右チャンネルデータとの差分データを演算手段によって算出する差分算出ステップと、
上記差分データの信号レベルが所定の閾値を超えたか否かを判定し、超えたときはその閾値に上記信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を高調波生成手段によって施すことにより上記圧縮前に失われた高調波成分を生成する高調波成分生成ステップと、
上記高調波成分を所定の加算手段によって上記左チャンネルデータ及び上記右チャンネルデータにそれぞれ加算することにより圧縮前のオリジナルデータを復元する復元ステップと
を具えることを特徴とするデータ復元方法。
【請求項６】
情報処理装置に対して、
所定の圧縮方式によって圧縮された左チャンネルデータと右チャンネルデータとの差分データを演算手段によって算出する差分算出ステップと、
上記差分データの信号レベルが所定の閾値を超えたか否かを判定し、超えたときはその閾値に上記信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を高調波生成手段によって施すことにより上記圧縮前に失われた高調波成分を生成する高調波成分生成ステップと、
上記高調波成分を所定の加算手段によって上記左チャンネルデータ及び上記右チャンネルデータにそれぞれ加算することにより圧縮前のオリジナルデータを復元する復元ステップと
を実行させることを特徴とするデータ復元プログラム。
【請求項１】
所定の圧縮方式によって圧縮された左チャンネルデータと右チャンネルデータとの差分データを算出する演算手段と、
上記差分データの信号レベルが所定の閾値を超えたとき、その閾値に上記信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を施すことにより上記圧縮する時に失われた高調波成分を生成する高調波成分生成手段と、
上記高調波成分を上記左チャンネルデータ及び上記右チャンネルデータにそれぞれ加算することにより圧縮前のオリジナルデータを復元する加算手段と
を具えることを特徴とするデータ復元装置。
【請求項２】
上記高調波成分生成手段は、上記ディジタルリミッタ処理を施すことにより方形波データを生成し、当該方形波データから上記高調波成分を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ復元装置。
【請求項３】
上記データ復元装置は、
上記高調波成分を生成する前に、所定のカットオフ周波数が設定されたローパスフィルタにより上記差分データを帯域制限することにより、上記高調波成分生成手段によって上記オリジナルデータの再生帯域を超える上記高調波成分を生成しないようにする第１のフィルタ手段と
を具えることを特徴とする請求項１に記載のデータ復元装置。
【請求項４】
上記データ復元装置は、
上記高調波成分を上記左チャンネルデータ及び上記右チャンネルデータにそれぞれ加算する前に、当該高調波成分に含まれている不要な帯域の信号成分を除去する第２のフィルタ手段と
を具えることを特徴とする請求項１に記載のデータ復元装置。
【請求項５】
所定の圧縮方式によって圧縮された左チャンネルデータと右チャンネルデータとの差分データを演算手段によって算出する差分算出ステップと、
上記差分データの信号レベルが所定の閾値を超えたか否かを判定し、超えたときはその閾値に上記信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を高調波生成手段によって施すことにより上記圧縮前に失われた高調波成分を生成する高調波成分生成ステップと、
上記高調波成分を所定の加算手段によって上記左チャンネルデータ及び上記右チャンネルデータにそれぞれ加算することにより圧縮前のオリジナルデータを復元する復元ステップと
を具えることを特徴とするデータ復元方法。
【請求項６】
情報処理装置に対して、
所定の圧縮方式によって圧縮された左チャンネルデータと右チャンネルデータとの差分データを演算手段によって算出する差分算出ステップと、
上記差分データの信号レベルが所定の閾値を超えたか否かを判定し、超えたときはその閾値に上記信号レベルを固定するディジタルリミッタ処理を高調波生成手段によって施すことにより上記圧縮前に失われた高調波成分を生成する高調波成分生成ステップと、
上記高調波成分を所定の加算手段によって上記左チャンネルデータ及び上記右チャンネルデータにそれぞれ加算することにより圧縮前のオリジナルデータを復元する復元ステップと
を実行させることを特徴とするデータ復元プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２２７９７４（Ｐ２００８−２２７９７４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６４０７７（Ｐ２００７−６４０７７）
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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