(57)【要約】【課題】  入力されたオーディオ信号の周波数帯域が自動音響特性調整機能により予め定められた周波数特性に調整されずに、入力されたオーディオ信号の周波数特性の特徴を保ちながら、サラウンド効果のある音場を再現することができるように、入力されたオーディオ信号の周波数特性を補正することができる増幅装置を提供する。【解決手段】  スピーカから出力されるオーディオ信号の周波数特性を予め定められた周波数特性に調整する調整部と、オーディオ信号の周波数特性を補正するフィルタ部と、オーディオ信号の周波数特性を解析する解析部と、解析した周波数特性を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された周波数特性に重み付けを施す重み付け処理部と、重み付けが施された周波数特性の平均周波数特性を算出する算出部と、予め定められた周波数特性及び平均周波数特性からフィルタ部のフィルタ係数を設定する係数設定部とを備える。【選択図】  図２
2006093767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号を入力する入力部と前記入力部から入力されたオーディオ信号を増幅する増幅部とを備えた増幅装置において、
前記増幅装置に接続された複数のスピーカから出力されるオーディオ信号の周波数特性を予め定められた周波数特性に調整する調整部と、
前記入力部から入力されるオーディオ信号の周波数特性をフィルタ係数に応じて補正し前記増幅部へ出力するフィルタ部と、
前記入力部から入力されるオーディオ信号の周波数特性を解析する解析部と、
前記解析部が解析した複数の周波数特性を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された複数の周波数特性に重み付けを施す重み付け処理部と、
前記重み付け処理部により重み付けが施された複数の周波数特性の平均周波数特性を算出する算出部と、
前記調整部により調整された予め定められた周波数特性及び前記算出部により算出された平均周波数特性から前記フィルタ部のフィルタ係数を設定する係数設定部とを備えることを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
請求項１記載の増幅装置において、
前記係数設定部は、オーディオ信号の信号レベルが予め定められたレベル以上である周波数帯域の周波数特性を前記フィルタ部が補正するようにフィルタ係数を設定することを特徴とする増幅装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の増幅装置において、
前記係数設定部がフィルタ係数を設定するまで前記入力部から前記フィルタ部へ出力されるオーディオ信号を遅延させる遅延部を備えることを特徴とする増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号を増幅して出力すると共に接続されたスピーカから出力されるオーディオ信号の音響特性を調整することができる増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチチャンネルのオーディオ信号が記録された記録媒体として、DVD（Digital Versatile Disc）がある。再生装置によりDVDから読み取られたマルチチャンネルのオーディオ信号は、増幅装置（例えば、AV（Audio Visual）アンプ）に入力される。この増幅装置は、入力されたマルチチャンネルのオーディオ信号をチャンネル毎のオーディオ信号に変換し、変換したオーディオ信号を増幅して複数のスピーカに出力する。増幅装置から出力されたマルチチャンネルのオーディオ信号は、複数のスピーカから出力されることによりサラウンド効果のある音場を再現することができる。
【０００３】
サラウンド効果のある音場を再現するためには、増幅装置において、各スピーカから出力されるオーディオ信号の音圧レベル及び周波数特性等の音響特性に関する各種のパラメータの値を適切な値に設定する必要がある。一般的に、ユーザは、これらのパラメータの値を手動により設定するが、自動的にこれらのパラメータの値を設定することができる自動音響特性調整機能を備えた増幅装置がある。
【０００４】
自動音響特性調整機能を備えた増幅装置は、テスト信号を各スピーカから出力させ、リスニングポジションに設置され増幅装置に接続されたマイクロフォンにより各スピーカから出力されたテスト信号を集音し、集音されたテスト信号の周波数特性、音圧レベル等を測定する。この増幅装置は、測定した周波数特性、音圧レベル等がこの増幅装置に予め設定された周波数特性、音圧レベル等と一致するように調整する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に開示されているような自動音響特性調整機能を備えた増幅装置は、テスト信号としてホワイトノイズやピンクノイズ等を用いて、スピーカから出力されたテスト信号の周波数特性を例えば、全周波数帯域の周波数特性がフラットとなるように調整する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５４５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
記録媒体に記録されているオーディオ信号には、オーディオ信号を制作する過程において、意図的に周波数特性を補正しているものがある。例えば、オーディオ信号の高域の周波数帯域を強調する補正やボーカル音の周波数帯域を強調する補正がされたオーディオ信号がある。このような補正がされたオーディオ信号が自動音響特性調整機能を備えた増幅装置に入力されると、この増幅装置は、意図的に周波数特性が補正されたオーディオ信号でも全周波数帯域の周波数特性が予め定められた周波数特性になるように調整される。このため、従来の自動音響特性調整機能を備えた増幅装置は、例えば、ボーカル音の周波数帯域が強調されたオーディオ信号を予め定められた周波数特性に調整すると、サラウンド効果のある音場を再現することができるが、ボーカル音の周波数帯域が減衰されるので、聴取者にとってボーカル音が聴こえにくくなるという問題が生じる。
【０００８】
また、自動音響特性調整機能を備えた増幅装置は、信号レベルが低い周波数帯域（例えば、信号レベルが極端に低くノイズレベルに近い周波数帯域又は、オーディオ信号の信号成分が無い周波数帯域）のオーディオ信号が入力されると、これらの周波数帯域の周波数成分も予め定められた周波数特性になるように調整されるので、これらの周波数帯域においてノイズレベルだけを増幅させる。このため、従来の自動音響特性調整機能を備えた増幅装置は、サラウンド効果のある音場を再現することができるが、増幅されたノイズがオーディオ信号とともにスピーカから出力されるので、オーディオ信号の音質が劣化する問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、入力されたオーディオ信号の周波数帯域が自動音響特性調整機能により予め定められた周波数特性に調整されずに、入力されたオーディオ信号の周波数特性の特徴を保ちながら、サラウンド効果のある音場を再現することができるように、入力されたオーディオ信号の周波数特性を補正することができる増幅装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本願の請求項１記載の発明は、オーディオ信号を入力する入力部と前記入力部から入力されたオーディオ信号を増幅する増幅部とを備えた増幅装置において、前記増幅装置に接続された複数のスピーカから出力されるオーディオ信号の周波数特性を予め定められた周波数特性に調整する調整部と、前記入力部から入力されるオーディオ信号の周波数特性をフィルタ係数に応じて補正し前記増幅部へ出力するフィルタ部と、前記入力部から入力されるオーディオ信号の周波数特性を解析する解析部と、前記解析部が解析した複数の周波数特性を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された複数の周波数特性に重み付けを施す重み付け処理部と、前記重み付け処理部により重み付けが施された複数の周波数特性の平均周波数特性を算出する算出部と、前記調整部により調整された予め定められた周波数特性及び前記算出部により算出された平均周波数特性から前記フィルタ部のフィルタ係数を設定する係数設定部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本願の請求項２記載の発明は、請求項１記載の増幅装置において、前記係数設定部は、オーディオ信号の信号レベルが予め定められたレベル以上である周波数帯域の周波数特性を前記フィルタ部が補正するようにフィルタ係数を設定することを特徴とする。
【００１２】
また、本願の請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の増幅装置において、前記係数設定部がフィルタ係数を設定するまで前記入力部から前記フィルタ部へ出力されるオーディオ信号を遅延させる遅延部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の増幅装置によれば、入力されたオーディオ信号の周波数帯域が自動音響特性調整機能により予め定められた周波数特性に調整されずに、入力されたオーディオ信号の周波数特性の特徴を保ちながら、サラウンド効果のある音場を再現することができるように、入力されたオーディオ信号の周波数特性を補正する増幅装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例である増幅装置の構成を示すブロック図である。図１において、１はオーディオ信号入力部、２は信号処理部、３はオーディオ信号出力部、４は操作部、５は制御部、６はテスト信号発生部、７はテスト信号入力部、８はマイクロフォンを示す。本実施例の増幅装置は、各スピーカから出力されるオーディオ信号の音圧レベルや周波数特性等の音響特性に関する各種パラメータの値を適切な値に自動的に設定する自動音響特性調整機能を備えている。
【００１５】
図１に示すオーディオ信号入力部１は、DVDプレーヤ等の再生装置から出力されたマルチチャンネルのデジタルオーディオ信号を入力する。信号処理部２は、オーディオ信号入力部１から入力されたデジタルオーディオ信号をデコードしたり、周波数特性の調整や音場効果付加等の信号処理を施し、チャンネル毎のデジタルオーディオ信号に分離する。入力されたデジタルオーディオ信号が５．１チャンネルのデジタルオーディオ信号であるとき、信号処理部２は、５．１チャンネルのデジタルオーディオ信号を、FL（Front Left）チャンネル、FR（Front Right）チャンネル、C（Center）チャンネル、SL（Surround Left）チャンネル、SR（Surround Right）チャンネル及びSW（Sub Woofer）チャンネルのデジタルオーディオ信号に分離する。
【００１６】
また、信号処理部２は、オーディオ信号の音響特性の自動調整を行っているとき、マイクロフォン８により集音されたテスト信号がテスト信号入力部７から入力されると、各スピーカから出力されるオーディオ信号の音圧レベルや周波数特性等の音響特性を測定する。信号処理部２は、測定の結果に応じて音響特性に関する各種パラメータの値を適切な値に調整する。
【００１７】
オーディオ信号出力部３は、信号処理部２から出力された各チャンネルのデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換し増幅して、オーディオ信号出力部３に接続された図示しない複数のスピーカに出力する。操作部４は、自動音響特性調整機能を選択する選択ボタン、自動音響特性調整機能の動作を開始する開始ボタン、音響特性の各パラメータを入力又は変更する操作ボタンを備えている。制御部５は、本実施例の増幅装置全体を制御する。制御部５は、操作部４の選択ボタンにより自動音響特性調整機能が選択され開始ボタンが押下されると、テスト信号発生部６にテスト信号を発生させる制御をする。制御部５は、テスト信号発生部６により発生されたテスト信号が信号処理部２を介して、予め定められたチャンネル順にオーディオ信号出力部３から出力されるように制御をする。
【００１８】
テスト信号発生部６は、音響特性の自動調整時において、音響特性に関する各種パラメータの値を測定するために用いられるテスト信号を発生する。テスト信号発生部６により発生されたテスト信号は、信号処理部２及びオーディオ信号出力部３を介して複数のスピーカから出力される。このテスト信号は、ホワイトノイズ、ピンクノイズ等である。
【００１９】
テスト信号入力部７は、マイクロフォン８と接続されている。マイクロフォン８は、スピーカから出力されたテスト信号を集音しテスト信号入力部７に入力する。テスト信号入力部７は、入力されたテスト信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し増幅して信号処理部２に入力する。
【００２０】
図２は、信号処理部２の構成を示すブロック図である。図２において、２１は解析部、２２は記憶部、２３は重み付け処理部、２４は算出部、２５は係数設定部、２６はフィルタ部、２７は遅延部、２８は調整部を示す。
【００２１】
まず、本実施例の増幅装置に備えられた自動音響特性調整機能の説明をする。
スピーカから出力されたテスト信号は、マイクロフォン８により集音される。集音されたテスト信号は、テスト信号入力部７を介して信号処理部２の調整部２８に入力される。図２に示す調整部２８は、入力されたテスト信号を用いて、各スピーカから出力される各チャンネルのテスト信号の音圧レベルや周波数特性等の音響特性を測定し、測定の結果に応じて音響特性に関する各種パラメータの値を適切な値に調整する。調整部２８は、測定された各チャンネルのテスト信号の周波数特性が全周波数帯域においてフラットな周波数特性になるように周波数特性を調整する。調整された周波数特性を示すデータ（以下、調整データという。）は、係数設定部２５に入力され図示しないメモリに記憶される。
【００２２】
つぎに、本実施例の増幅装置において、信号処理部２が入力されたデジタルオーディオ信号の周波数特性を補正する説明をする。
図２に示す解析部２１は、オーディオ信号入力部１から入力されたデジタルオーディオ信号の予め定められた数のサンプルデータが入力される毎にデジタルオーディオ信号の全周波数帯域の周波数特性を解析する。例えば、解析部２１は、FFT（Fast Fourier Transform）により予め定められたサンプルデータ数のデジタルオーディオ信号の周波数特性を解析する。解析部２１により解析された予め定められたサンプルデータ数のデジタルオーディオ信号の周波数特性を示すデータ（以下、周波数特性データという。）は、係数設定部２５に入力される。また、解析された周波数特性データは、記憶部２２に記憶される。記憶部２２には、例えば、数秒の間に入力されたデジタルオーディオ信号から解析された複数の周波数特性データが記憶されている。
【００２３】
重み付け処理部２３は、記憶部２２から読み出した複数の周波数特性データに重み付けを施す処理をする。例えば、重み付け処理部２３は、記憶部２２に記憶された複数の周波数特性データにおいて、現在より数秒前に入力されたデジタルオーディオ信号から解析された周波数特性データに対する重み付けを施す割合を最も小さくし、この周波数特性データより後に解析された周波数特性データに対する重み付けを施す割合を徐々に大きくし、現在、解析された周波数特性データに対する重み付けを施す割合を最も大きくする処理をする。
【００２４】
算出部２４は、重み付け処理部２３が重み付けを施した周波数特性データから平均の周波数特性データ（以下、平均周波数特性データという。）を算出する。算出された平均周波数特性データは、係数設定部２５に入力される。上述したように、重み付け処理部２３が記憶部２２に記憶された複数の周波数特性データにおいて、現在より数秒前に入力されたデジタルオーディオ信号から解析された周波数特性データに施す重み付けの割合を最も小さくし、現在、解析された周波数特性データに施す重み付けの割合を最も大きくする処理するので、算出部２４により算出された平均周波数特性データは、現在、入力されているデジタルオーディオ信号の周波数特性に近い周波数特性データになる。この平均周波数特性データは、解析部２１が周波数特性データを解析する毎に算出部２４により算出される。
【００２５】
係数設定部２５には、算出部２４により算出された平均周波数特性データと調整部２８から入力されメモリに記憶された調整データとからフィルタ部２７のフィルタ係数を設定する。図３は、係数設定部２５によるフィルタ部２６のフィルタ係数の設定を説明する図である。図３（a）に示す周波数特性は、調整部２８から入力された調整データが示す周波数特性である。図３（b）に示す周波数特性は、算出部２４から入力された平均周波数特性データが示す周波数特性である。
【００２６】
係数設定部２５は、算出部２４から入力された平均周波数特性データとメモリに記憶された調整データとを加算する。図３（c）に示す周波数特性は、係数設定部２５が図３（a）に示す周波数特性と図３（b）に示す平均周波数特性を加算することにより得られる周波数特性を示す。係数設定部２５は、フィルタ部２６により補正される周波数特性が図３（c）に示す周波数特性になるようにフィルタ部２６のフィルタ係数を設定する。係数設定部２５は、算出部２４から平均周波数特性データが入力される毎に、この平均周波数特性データと調整データからフィルタ部２６のフィルタ係数を設定する。
【００２７】
フィルタ部２６のフィルタ係数を設定するための図３（c）に示す周波数特性は、係数設定部２５が算出部２４により算出された平均周波数特性データ及び調整部２８により調整された周波数特性データから求めたものである。ここで、算出部２４により算出された平均周波数特性データは、現在入力されているデジタルオーディオ信号の周波数特性データに近い周波数特性データである。また、調整部２８により調整された周波数特性データは、スピーカから出力されるオーディオ信号の周波数特性がフラットな周波数特性になるように調整される周波数特性データである。したがって、図３（c）に示す周波数特性は、現在入力されているデジタルオーディオ信号の周波数特性を有し、かつ、スピーカから出力されるオーディオ信号の周波数特性をフラットに近づける周波数特性になる。このため、スピーカから出力されるオーディオ信号は、本実施例の増幅装置に入力されているデジタルオーディオ信号の周波数特性の特徴を保ちながら、サラウンド効果のある音場を再現することができるオーディオ信号となる。
【００２８】
フィルタ部２６は、係数設定部２５が設定したフィルタ係数により遅延部２７から入力されるデジタルオーディオ信号の周波数特性を補正する。フィルタ部２６は、例えば、複数のデジタルフィルタを備えたパラメトリック・イコライザである。フィルタ部２６により周波数特性が補正されたデジタルオーディオ信号は、オーディオ信号出力部３に入力される。遅延部２７は、係数設定部２５がフィルタ部２６のフィルタ係数を設定するまでの間、フィルタ部２６に入力するデジタルオーディオ信号を遅延させる。
【００２９】
係数設定部２５によるフィルタ部２６のフィルタ係数を設定する他の実施例について説明する。
上述したように、係数設定部２５には、解析部２１により解析された周波数特性データが入力される。係数設定部２５は、入力されたデジタルオーディオ信号において、信号レベルが低い周波数帯域（例えば、ノイズレベルに近い周波数帯域又は、オーディオ信号の信号成分が無い周波数帯域）がある場合、この周波数帯域をフィルタ部２６が補正しないようにフィルタ係数を設定する。このため、係数設定部２５は、入力されたデジタルオーディオ信号の信号レベルが予め定められたレベル（例えば、−８０dB）以上の周波数帯域において、周波数特性を補正するようにフィルタ係数を設定する。
【００３０】
本実施例の増幅装置は、解析部２１が入力されたオーディオ信号から解析した周波数特性データに応じて、調整部２８により予め定められた周波数特性に調整された周波数特性データを補正し、補正された周波数特性データに対応したフィルタ係数をフィルタ部２６に設定する。このため、従来技術では、入力されたオーディオ信号は、常に予め定められた周波数特性に調整されるが、本実施例の増幅装置では、入力されるオーディオ信号の周波数特性に応じて、自動音響特性調整機能により調整された予め定められた周波数特性を補正することができる。したがって、高域の周波数帯域が強調されたオーディオ信号やボーカルの周波数帯域が強調されたオーディオ信号が入力されても、これらの周波数帯域が強調された状態でサラウンド効果のある音場を再現することができるオーディオ信号を出力することができる。
【００３１】
また、本実施例の増幅装置は、入力されたオーディオ信号に信号レベルが低い周波数帯域（例えば、信号レベルが極端に低くノイズレベルに近い周波数帯域又は、オーディオ信号の信号成分が無い周波数帯域）がある場合、この周波数帯域をフィルタ部２７が補正しないようにフィルタ係数を設定する。従来技術では、常に入力されたオーディオ信号を予め定められた周波数特性に調整するため、入力されたオーディオ信号にオーディオ信号成分の信号レベルが低い又は無い周波数帯域があるとノイズレベルだけが増幅される。しかし、本実施例の増幅装置では、オーディオ信号成分の信号レベルが低い又は無い周波数帯域の周波数特性を補正しないので、この周波数帯域のノイズレベルの増幅を避けることができ、サラウンド効果のある音場を再現することができるオーディオ信号を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例である増幅装置の構成を示すブロック図。
【図２】信号処理部の構成を示すブロック図。
【図３】係数設定部２６によるフィルタ部のフィルタ係数の設定を説明する図。
【符号の説明】
【００３３】
１…オーディオ信号入力部、２…信号処理部、３…オーディオ信号出力部、４…操作部、５…制御部、６…テスト信号発生部、７…テスト信号入力部、８…マイクロフォン、２１…解析部、２２…記憶部、２３…重み付け処理部、２４…算出部、２５…係数設定部、２６…フィルタ部、２７…遅延部、２８…調整部
【図１】
2006093767.tif 000003
【図２】
2006093767.tif 000004
【図３】
2006093767.tif 000005