(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を受聴者周辺位置に音像定位させた信号に処理してスピーカからサラウンド音を再生するようにした音像定位処理手段の前段に、入力信号のレベルを圧縮処理して前記音像定位処理手段への入力信号のレベルがクリップするのを防止する入力信号レベル圧縮処理手段として、与えられる制御信号に基づいて利得を制御することにより入力信号をレベル圧縮処理して前記音像定位処理手段に出力する第１のレベル制御手段と、
前記第１のレベル制御手段の前段に、入力信号を遅延させる遅延手段とを対として２つ備えるとともに、
前記第１のレベル制御手段に制御信号を与えるために、前記第１のレベル制御手段にすでに与えられた制御信号に基づいて利得を制御することにより入力信号をレベル圧縮処理する第２のレベル制御手段と、
前記入力信号として対となる２つの入力信号のうち信号レベルの大きい入力信号を選択して前記第２のレベル制御手段への入力信号として供給する２入力処理手段と、
前記第２のレベル制御手段の出力レベルを検出するレベル検出手段と、
前記レベル検出手段の出力を積分して平滑化した出力を送出する積分手段と、
前記積分手段を介して平滑化された出力のレベルに応じてレベル圧縮処理すべく制御信号を生成して、対となる２つの入力信号を圧縮処理する前記第１のレベル制御手段と前記第２のレベル制御手段とにそれぞれ出力する制御信号出力手段とを、
備える信号レベルの圧縮を用いた音像定位処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカから受聴者周囲に音像定位させた音をサラウンド音として再生する音像定位処理手段を備えた技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のサラウンド信号処理装置として、本出願人により例えば特開平８−５１６９８号公報、特開平８−２６５８９９号公報など多数の関連発明が出願されている。
これらのサラウンド信号処理装置は、通常、前方３個のスピーカ、後方２個のスピーカによる配置を必要とするものに対し、後方２個のスピーカ用の信号を音像定位技術で処理を行い、前方左右の信号に加算し、前方２個のスピーカでの再生により手軽にサラウンド信号を楽しもうとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような音像定位技術において、特にドルビーサラウンド（ドルビーラボラトリーズ・コーポレーションの登録商標）を対象とする場合、受聴者の後方位置への音を前方の２スピーカで再生するため物理的に低音域が増強されたような特性となり信号処理上クリップしやすいという問題が発生していた。特に、映画をもとに作られたホームビデオ用ソフトでは爆発音とか衝撃音が多く用いられているため、この問題が顕著であった。また、最近は信号の劣化を防ぐためデジタル信号で信号処理を行うが、クリップレベルが明確に制限にされるため明らかなクリップ音が発生する。しかも、このクリップにより音像定位処理の因果関係が崩れるため、クリップした瞬間、演算された音像が消えて前方から聞こえることもある。
【０００４】
これらの問題を防ぐため、デジタル信号のフルビットのレベルに対し基準レベルを十分に下げて使用するしか方法がなかった。例えばフルビット１６ビットで決まる最大レベルに対し−２０ｄＢ位に基準レベルを設定する。しかし、このようにするとＳＮ比が悪化してしまう。特にテレビに組み込む場合、もともとのシステムノイズが高いため一層顕著となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、上述した従来例に係る問題点に鑑みてなされたもので、音像定位技術を用いて後方音を含むサラウンド音をスピーカから再生する際、音像定位処理に先立ち信号レベル圧縮を行うことにより音像定位処理に伴うクリップ音が発生することや音像定位の崩れを防止することができ、入力信号として対となる２つの入力信号を圧縮処理の対象とする場合に、対の２入力信号の相互レベル関係を保って１つの制御信号により２つの入力信号のレベル制御を同時に行うことができる信号レベルの圧縮を用いた音像定位処理装置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために、入力信号を受聴者周辺位置に音像定位させた信号に処理してスピーカからサラウンド音を再生するようにした音像定位処理手段の前段に、入力信号のレベルを圧縮処理して前記音像定位処理手段への入力信号のレベルがクリップするのを防止する入力信号レベル圧縮処理手段として、与えられる制御信号に基づいて利得を制御することにより入力信号をレベル圧縮処理して前記音像定位処理手段に出力する第１のレベル制御手段と、前記第１のレベル制御手段の前段に、入力信号を遅延させる遅延手段とを対として２つ備えるとともに、前記第１のレベル制御手段に制御信号を与えるために、前記第１のレベル制御手段にすでに与えられた制御信号に基づいて利得を制御することにより入力信号をレベル圧縮処理する第２のレベル制御手段と、前記入力信号として対となる２つの入力信号のうち信号レベルの大きい入力信号を選択して前記第２のレベル制御手段への入力信号として供給する２入力処理手段と、前記第２のレベル制御手段の出力レベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段の出力を積分して平滑化した出力を送出する積分手段と、前記積分手段を介して平滑化された出力のレベルに応じてレベル圧縮処理すべく制御信号を生成して、対となる２つの入力信号を圧縮処理する前記第１のレベル制御手段と前記第２のレベル制御手段とにそれぞれ出力する制御信号出力手段とを備えるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の信号レベルの圧縮を用いた音像定位処理装置の一例を示すブロック図である。
図１に示される音像定位処理装置は、入力信号を受聴者周辺位置に音像定位させた信号に処理して受聴者前方位置に配置した一対のスピーカL、Rからサラウンド音を再生するようにした音像定位処理装置手段としての音像定位フィルタ１の前段に、入力信号のレベルを圧縮処理して前記音像定位フィルタ１への入力信号のレベルがクリップするのを防止する入力信号レベル圧縮処理手段を設けたものである。
【００１１】
入力信号レベル圧縮処理手段の図中、上段部分は、本来の信号処理部分であり、与えられる制御信号に基づいて利得を制御することにより入力信号をレベル圧縮処理して前記音像定位フィルタ１に出力する第１のレベル制御部２と、入力信号を遅延させる遅延部３とを備えていて、入力信号は、遅延部３を通り第１のレベル制御部２でレベル圧縮処理を行いレベル飽和を防いだ後音像定位フィルタ１に入力される。
また、図中、下段部分は、前記第１のレベル制御部２にレベル制御のための制御信号を生成して出力する制御信号生成部分であり、第１のレベル制御部２と同等な特性をもつ第２のレベル制御部４と、この第２のレベル制御部４の出力レベルを検出するレベル検出部５と、このレベル検出部５の出力を積分して平滑化した出力を送出する積分器６と、この積分器６を介して平滑化された出力のレベルに応じてレベル圧縮処理すべく制御信号を生成して前記第１と第２のレベル制御部２及び４に出力する制御信号出力部７とを備えてなり、入力信号は、第１のレベル制御部２と同様な特性を持つ第２のレベル制御部４を通過しレベル検出部５を通った後、積分器６による積分処理により平滑化処理され、制御信号出力部７により、積分器６の出力レベルに応じてレベル圧縮処理すべく制御信号を生成して前記第１及び第２のレベル制御部２及び４へ制御信号として供給される。
ここで、図１では、レベル制御信号を生成するために時間遅延が発生するため、本来の処理すべき図中の上段の信号レベル制御部分に遅延部３を設け、レベル制御の遅れを防いでいる。
【００１２】
図２は図１の信号レベルの圧縮を用いた音像定位処理装置の一例におけるレベル圧縮特性を説明するものである。
本来、入力信号対出力特性は、図２に特性１の曲線で示されるように、入力レベルＬｉ１（出力レベルＬｏ１）で飽和しクリップする。
この状態では、（１）著しいクリップ音が発生する。（２）音像定位フィルタ１での処理特性が崩れ後方のサラウンド音像が不明となる。
特に、デジタル信号処理ではこの現象が非常に明確となる。
これに対し、図１における入力信号レベル圧縮処理手段を用いると、図２に特性２の曲線で示すように、入力レベルＬｉ２で圧縮処理が始まり、上述した（１）及び（２）の問題点が解消される。
【００１３】
また、図３ないし図５は図１における遅延部３の効果を詳細に説明するもので、図３はレベル変化のある入力信号波形図、図４は図１における第１のレベル制御部２を通った後の出力信号のレベル変化の概念図である。図５は遅延部３がない一般的な自動利得制御のレベル変化を示す概念図である。図３に示すように、入力信号レベルが−１０ｄＢからクリップレベルを超えて＋１０ｄＢに変化すると、第１のレベル制御部２の利得を下げて、その出力信号レベルを図４に示すようにクリップレベルに下げようとするが、第１のレベル制御部２に制御信号を出力する制御信号生成手段を構成するレベル検出部５でのレベル検出や積分器６での積分処理で時間がかかり、図５に示すように、＋１０ｄＢとなる始めの部分の制御が間に合わずオーバーシュートが発生し、一般にアタックと呼ばれる部分が発生する。また、信号が＋１０ｄＢから−１０ｄＢに下がると同様に制御が間に合わず−１０ｄＢの始めの部分が減衰する。これは通常リカバリーと呼ばれる。しかし、図１に示す信号レベルの圧縮を用いた音像定位処理装置の一例では、この時間遅れを防ぐために、入力信号に遅延部３による遅延処理を加えたのでこのような現象は生じない。
【００１４】
次に、図６は本発明の実施の形態に係る信号レベルの圧縮を用いた音像定位処理装置を示すブロック構成図である。
図６に示す音像定位処理装置は、入力信号として対となる２入力信号の場合で、各入力信号に対応した音像定位フィルタ１ａ、１ｂがぞれぞれ備えられる場合に適用されるものである。
個々の入力信号に対するレベル圧縮処理を行う入力信号レベル圧縮処理手段は上述した本発明の一例と同じであるが、後方左右の対の２入力信号を対象とするため、制御信号生成手段が本発明の一例と異なる。すなわち、本発明の実施の形態では、１対の入力信号の相互レベル関係を保つ必要があるので１つの制御信号で同時に２入力信号のレベル制御を行う。
【００１５】
具体的には、入力信号レベル圧縮処理手段として、第１と第２の入力信号に対応した遅延器３ａ，３ｂ及び第１のレベル制御部２ａ，２ｂをそれぞれ備えるとともに、制御信号生成手段として、対となる２つの入力信号のうち信号レベルの大きい入力信号を選択して第２のレベル制御部５への入力信号として供給する２入力処理部８を実施の形態１に対してさらに備え、制御信号出力部７は、対となる２つの入力信号をレベル圧縮処理する各第１のレベル制御部２ａ，２ｂにそれぞれ制御信号を出力する。
【００１６】
ここで、入力信号のレベル検出のために、２入力処理部８の検出方法としては次の２つが考えられる。
（１）２信号の和をとる方法。
（２）２信号の大きい方の信号レベルを使う。
（１）のように、和をとる方法は、それぞれの入力信号がピーク値の半分位でも加算するとピーク値となり圧縮動作が起るので望ましくない。
他方、（２）の方法は２入力のうちいずれかがクリップレベルに近ずけば圧縮動作がはじまる。本実施の形態では、こちらの（２）の方法を対象とするもので、２入力処理部８は、対となる２つの入力信号のうち信号レベルの大きい入力信号を選択して第２のレベル制御部４への入力信号として供給する。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、入力信号を受聴者周辺位置に音像定位させた信号に処理してスピーカからサラウンド音を再生するようにした音像定位処理手段の前段に、入力信号のレベルを圧縮処理して前記音像定位処理手段への入力信号のレベルがクリップするのを防止する入力信号レベル圧縮処理手段として、与えられる制御信号に基づいて利得を制御することにより入力信号をレベル圧縮処理して前記音像定位処理手段に出力する第１のレベル制御手段と、前記第１のレベル制御手段の前段に、入力信号を遅延させる遅延手段とを対として２つ備えるとともに、前記第１のレベル制御手段に制御信号を与えるために、前記第１のレベル制御手段にすでに与えられた制御信号に基づいて利得を制御することにより入力信号をレベル圧縮処理する第２のレベル制御手段と、前記入力信号として対となる２つの入力信号のうち信号レベルの大きい入力信号を選択して前記第２のレベル制御手段への入力信号として供給する２入力処理手段と、前記第２のレベル制御手段の出力レベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段の出力を積分して平滑化した出力を送出する積分手段と、前記積分手段を介して平滑化された出力のレベルに応じてレベル圧縮処理すべく制御信号を生成して、対となる２つの入力信号を圧縮処理する前記第１のレベル制御手段と前記第２のレベル制御手段とにそれぞれ出力する制御信号出力手段とを備えるので、音像定位技術を用いて後方音を含むサラウンド音をスピーカから再生する際、音像定位処理に先立ち信号レベル圧縮を行うことにより音像定位処理に伴うクリップ音が発生することや音像定位の崩れを防止することができ、入力信号として対となる２つの入力信号を対象とする場合に、対の２入力信号の相互レベル関係を保って１つの制御信号により２つの入力信号のレベル制御を同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の信号レベルの圧縮を用いた音像定位処理装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の構成におけるレベル圧縮特性の説明図である。
【図３】図１の遅延部３の効果の説明に供するもので、レベル変化のある入力信号波形図である。
【図４】図１の遅延部３の効果の説明に供するもので、図１の第１のレベル制御部２を通った後の出力信号のレベル変化の概念図である。
【図５】図１の遅延部３の効果の説明に供するもので、遅延部３がない一般的な自動利得制御のレベル変化を示す概念図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る信号レベルの圧縮を用いた音像定位処理装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ  音像定位フィルタ（音像定位処理手段）
２、２ａ、２ｂ  第１のレベル制御部
３、３ａ、３ｂ  遅延部
４  第２のレベル制御部
５  レベル検出部
６  積分器
７  制御信号出力部
８  ２入力処理部
【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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