(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＳＤ方式を扱う機器において、出力レベルの調整、設定を備えたフェーダー部と、該フェーダー部の出力側の一方をマルチビット信号として入力側に接続する２次ΔΣ変調器と、該フェーダー部の出力側から分岐して入力側に接続されたミックス用フィードバック値算出部とを備え、該ミックス用フィードバック値算出部の出力側からミックス用フィードバック値であるＤＩＴＨＥＲを前記２次ΔΣ変調器の１段目のフィードバック値に加算するとともに前記ミックス用フィードバック値算出部の入力側に前記２次ΔΣ変調器の出力側の分岐信号を接続し、該２次ΔΣ変調器の出力側から入力Ｘを１ビットの出力Ｙとして取り出すことを特徴とするオーディオ製品におけるＤＳＤ信号のフェード処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のミックス用フィードバック値算出部において、フェードイン完了後からフェードアウト開始前までの間、２次ΔΣ変調器の入出力が一致しない場合はミックス用フィードバック値を固定値Ｃとし、２次ΔΣ変調器の入出力が一致している場合、又はフェード中あるいはミュート中の場合はミックス用フィードバック値を０と設定することを特徴とする請求項１記載のオーディオ製品におけるＤＳＤ信号のフェード処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオーディオ製品におけるＤＳＤ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｔｒｅａｍ  Ｄｉｇｉｔａｌ）信号を逐次処理してフェード処理に余分なメモリを必要とせずフェード信号の切り替えを不要として処理規模を少なくすることができるオーディオ製品におけるＤＳＤ信号のフェード処理装置に関する。このＤＳＤ方式では、Ａ／Ｄ変換された１ビットの信号をそのまま記録し、再生もアナログローパスフィルターを通すというシンプルなシステムである。また、スーパーオーディオＣＤに採用されたＤＳＤ方式は従来のＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式とは異なり音声信号の大小を１ビットのデジタルパルスの密度（濃淡）で表現する方式である。
【背景技術】
【０００２】
従来のオーディオ信号のフェード処理等を行なう際にノイズの発生を阻止するための技術として、以下に示すデジタル信号処理装置およびデジタル信号処理プログラム（公開特許公報）が提案されている。
同公開特許公報によれば、シグマデルタ変調処理が施された所定数ビットの入力信号を所定時間だけ遅延して出力する遅延処理手段と、前記入力信号を２ビット以上の所定数ビットの信号に変調するビット長変調手段と、この２以上の所定数ビットの信号と係数発生手段から順番に供給される係数とを乗算する乗算手段と、この乗算手段から出力される乗算結果信号を時間軸上において後先を反転させて出力する第１の時間反転手段と、この第１の時間反転手段からの出力信号にシグマデルタ変調処理を施すシグマデルタ変調手段と、このシグマデルタ変調手段から出力される再シグマデルタ変調信号を時間軸上において後先を反転させて出力する第２の時間反転手段と、前記遅延処理手段からの出力信号と前記第２の時間反転手段からの反転出力とを切り換え制御して出力させる制御手段とを備え、更に、前記第１の時間反転手段、前記シグマデルタ変調手段、および、前記第２の時間反転手段の３手段による信号遅延時間の総和を、前記遅延処理手段が前記入力信号を遅延させる遅延時間と同一となる構成とし、前記係数発生手段は、所定時間毎に係数を供給する手段であることを特徴とするデジタル信号処理装置がある（特開２００７−２６７０９１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６７０９１
【０００４】
上記特許文献には、フェード処理を行う際にノイズを発生させないデジタル信号処理装置やプログラムを実現することが可能になるという効果が得られることが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１の発明は、時間反転のためのメモリが必要となり、一般的にメモリ容量の制限がある組み込みシステムにおいて実現することは困難である。また、上記文献では、信号選択、ミュートパターン生成といったモジュールが存在するため、デジタル信号処理の規模が大きくなる等の難点があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、入力信号を逐次処理することでフェード機能を実現しているため、余分なメモリを必要とせず、メモリ容量の小さなシステムで実現可能で、ミュートパターン、源信号やフェード信号の切り替えが不要であり、処理規模を少なくでき、フェードイン後の出力信号は入力信号と一致し、かつフェードアウト後の出力信号は０と１が同数で繰り返すミュートパターンとなるようにしたオーディオ製品におけるＤＳＤ信号のフェード処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るオーディオ製品におけるＤＳＤ信号のフェード処理装置は、ＤＳＤ方式を扱う機器において、出力レベルの調整、設定を備えたフェーダー部と、該フェーダー部の出力側の一方をマルチビット信号として入力側に接続する２次ΔΣ変調器と、該フェーダー部の出力側から分岐して入力側に接続されたミックス用フィードバック値算出部とを備え、該ミックス用フィードバック値算出部の出力側からミックス用フィードバック値であるＤＩＴＨＥＲを前記２次ΔΣ変調器の１段目のフィードバック値に加算するとともに前記ミックス用フィードバック値算出部の入力側に前記２次ΔΣ変調器の出力側の分岐信号を接続し、該２次ΔΣ変調器の出力側から入力Ｘを１ビットの出力Ｙとして取り出すことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載のミックス用フィードバック値算出部において、フェードイン完了後からフェードアウト開始前までの間、２次ΔΣ変調器の入出力が一致しない場合は固定値Ｃとし、２次ΔΣ変調器の入出力が一致している場合、又はフェード中あるいはミュート中の場合はミックス用フィードバック値を０と設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るオーディオ製品におけるＤＳＤ信号のフェード処理装置は、入力信号を逐次処理して出力信号が得られるため、時間反転操作が不要であり、その分のメモリが不要となる。
【００１０】
また、本発明は入力信号を逐次処理して出力信号が得られるため、実時間処理を想定した場合でもまとめて大量の演算をする必要が無く、実用性の高い製品が得られる。
【００１１】
さらに、本発明は出力信号の切り替えが不要であり、ディレイ器、スイッチは不要となるため、演算量が少なくて済む。
また、本発明ではミュートパターン、源信号やフェード信号の切り替えが不要であり、処理規模を少なくできる。
【００１２】
フェードイン後の出力信号は、入力信号と一致するため、そのためのスイッチが不要となる。
【００１３】
フェードアウト後の出力信号は、０と１が同数で繰り返すミュートパターンとなり、聴者に満足な音を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を示すフェーダー部を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例を示す２次ΔΣ変調器を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施例を示す正規化周波数とノイズ転送周波数との関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明の一実施例を示すブロック図である。
図１に示していないが本発明で使用するオーディオデータはＤＳＤ方式である。記録媒体として、例えばスーパーオーディオＣＤ等が使用される。従来のＰＣＭ方式では、種々のフィルターがかけられており、補正、間引きをしてサンプリングしているので、その間の工程が多くなっていた。これに対し、ＤＳＤ方式はサンプリング周波数がＣＤの６４倍の細かさの２８２２．４ｋＨｚで、これを１ビットのデータで、そのまま記録していく方式である。同様に、再生時も１ビットずつ処理する。このため、ＤＳＤ方式はアナログローパスフィルターを通すだけという変換が少ないシンプルな構造である。そのため原音に近いサウンドが得られる。すなわち、ＣＤでは人間の耳には聞こえない２２ＫＨｚ以上をカットしているがスーパーオーディオＣＤの周波数は１００ＫＨｚをカバーする。
【００１６】
図１及び図２において、入力信号Ｘを１ビットオーディオ信号として、フェーダー部１のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）であるビット長変換器２に入力する。この変換器２は既存の技術と変わるものではない。すなわち、ビット長変換器２は入力信号をＸ、出力信号をＹとすると、Ｙ＝１（Ｘ＝１），Ｙ＝−１（Ｘ＝０）で、出力信号Ｙはマルチビットになる。本実施例では１６桁の二進法が採用されるが、これに限定されるものではなく２４桁の二進法で表現する２４ビットなどであっても良い。図２において、Ｘ信号をＤＡ変換した後の係数処理は、ａ１＝０．９９、ａ２＝０．９５で処理をしている。
【００１７】
フェーダー部１の出力側のマルチビット信号は２次ΔΣ変調器３の入力側に送られる。２次ΔΣ変調器３の出力側は１ビットオーディオ信号Ｙとして取り出される。フェーダー部１の出力側のマルチビット信号はミックス用フィードバック値算出部４の入力側にも送られる。ミックス用フィードバック値算出部４の出力側は２次ΔΣ変調器３の入力側に送信される。また、２次ΔΣ変調器３の出力側の１ビットオーディオ信号Ｙはミックス用フィードバック値算出部４の入力側にフィードバックされる。
【００１８】
２次ΔΣ変調器３によるはＤ／Ａ変換の詳細を図３に示す。
ΔΣの原理はアナログ入力を積分した信号と、デジタル出力をＤ／Ａ変換して積分した信号の差分を求め、中点電圧と比較して量子化する。デジタル信号を十分に高い周波数にオーバーサンプリングして再量子化雑音の分布を広い帯域に分布させ、２次ΔΣ変調器３を用いて再量子化雑音を整形する。図中、５は量子化器を示す。高速低ビットＤ／Ａ変換を行いアナログローパスフィルタで再量子化雑音を除去するとＳ／Ｎ比が確保されたアナログ信号が得られる。
【００１９】
上記ミックス用フィードバック値算出部４において、フェードイン完了後からフェードアウト開始前までの間、２次ΔΣ変調器３の入出力が一致しない場合は、固定値Ｃとする。２次ΔΣ変調器３の入出力が一致している場合、又はフェード中あるいはミュート中の場合は０とする。本実施例では、１６ビット固定小数点のうち下位１０ビットが小数部であり、Ｃ＝１（＝１／１０２４＝０．０００９７６…）とした。
【００２０】
図３は本発明の一実施例を示す２次ΔΣ変調器を示す説明図である。
図中、２はＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、５は量子化器をそれぞれ示す。量子化とはアナログ信号などの連続量を整数等の離散値で近似的に表現する手法である。量子化器５では入力をＸ、出力をＹとすると、Ｙ＝１（Ｘ≧１）、Ｙ＝０（Ｘ＜０）であらわす。図中、ＤＩＴＨＥＲ（ディザ）はデジタル信号の処理技術であり、見かけ上のビット深度を増やす効果がある。アナログ信号を取り込んでデジタル化するＡ／Ｄコンバータや、機器の内部で２４ビットや３２ビットで処理されているデジタル信号を１６ビットで出力する場合などに信号の劣化を抑えるために使用される。本実施例では、２次ΔΣ変調器３の入力と出力の各信号が迅速に一致することを保証するための処理であり、ミックス用フィードバック値算出部４により算出される。
【００２１】
図３における量子化器５をノイズ源（Ｅ）とみなすと、２次ΔΣ変調器３の伝達関数は以下の通りとなる。
Ｙ＝Ｘ＋（１−ａ１Ｚ−１）（1−ａ２Ｚ−１）Ｅ
通常はａ１、ａ２は１であるが、フェードインでゲインが１となる瞬間の付近でノイズが発生する。この挙動を抑えるために、ａ１＝０．９９、ａ２＝０．９５とする。これらの値は実験を繰り返して最適値として求められたものであり、実装時に厳密に一致している必要はない。
ａ１、ａ２を前述の値にすることで、フェードイン後オリジナルデータ（入力データ）にスムーズに切り替わり、フェードアウト後は十分小さい値にスムーズに収束する。しかし、フェードイン後、オリジナルデータに切り替わらない場合がある。この現象は頻繁に発生し、時間が経過すればオリジナルデータに収束するという現象ではないことが判っている。そこで、本発明では確実でスムーズな切り替えを実現するために１段目のフィードバック値にある値（図３に示すＤＩＴＨＥＲ）を加算する。ＤＩＴＨＥＲ値（ミックス用フィードバック値）は、フィードバック値を緩やかに変化させ、最終的にはノイズをゼロに収束させる役割を果たすことが本発明により得られた。
【００２２】
図４は本発明の一実施例を示す正規化周波数とノイズ転送周波数との関係図である。
ＮＴＦ（Ｎｏｉｓｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）について、ａ１＝０．９９、ａ２＝０．９５の場合のＮＴＦを実線で示した。
図中、１ｓｔ  ｏｒｄｅｒ  ＤＳＭは一点鎖線で示し、２ｎｄ  ｏｒｄｅｒ  ＤＳＭは点線（破線）で示し、本発明に係るｐｒｏｐｏｓａｌ  ２ｎｄ  ｏｒｄｅｒＤＳＭは実線で示した。図４に示す通り、フェード中の低周波数領域の特性は悪化するが、聴感上は十分に低い値であることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明はオーディオ製品におけるＤＳＤ信号のフェード処理装置はオーディオ製品を扱う音響メーカーを音響製品販売業者あるいはオーディオ製品の愛好家である消費者に良質な音源を比較的安価な値段で提供できので、需要の喚起が期待できる。
【符号の説明】
【００２４】
１      フェーダー部
２      ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
３      ２次ΔΣ変調器
４      ミックス用フィードバック値算出部
５      量子化器
【図１】
0005474145.tif 000002
【図２】
0005474145.tif 000003
【図３】
0005474145.tif 000004
【図４】
0005474145.tif 000005