(57)【要約】 【課題】  マトリックスサラウンドデコード処理により得られたマルチチャンネル信号に対して、バーチャルサラウンドデコード処理を行ってバーチャルサラウンド信号を生成する際に、Ｓ／Ｎの向上を図る。【解決手段】  バーチャルサラウンドデコーダ装置は、２チャンネルの入力ソース信号からマルチチャンネルのソース信号を生成するマトリクスサラウンドデコーダと、前記マルチチャンネルのソース信号から、２チャンネルのバーチャルサラウンド信号を生成するバーチャルサラウンドデコーダと、前記バーチャルサラウンド信号のレベルを補正するレベル補正部と、を備える。バーチャルサラウンドデコーダから出力されたバーチャルサラウンド信号は、レベル補正部によりレベル補正がなされる。これにより、マトリックスサラウンドデコーダにおいて減衰処理がなされた場合に、その減衰分を補うようにバーチャルサラウンド信号をレベル補正することができ、再生音のＳ／Ｎが改善される。【選択図】      図１
2006319801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２チャンネルの入力ソース信号からマルチチャンネルのソース信号を生成するマトリクスサラウンドデコーダと、
前記マルチチャンネルのソース信号から、バーチャルサラウンド信号を生成するバーチャルサラウンドデコーダと、
前記バーチャルサラウンド信号のレベルを補正するレベル補正部と、を備えることを特徴とするバーチャルサラウンドデコーダ装置。
【請求項２】
前記マトリックスサラウンドデコーダは、前記２チャンネルの入力ソース信号を所定レベル減衰させる減衰処理部と、前記減衰処理後の前記２チャンネルの入力ソース信号をマトリックス演算して前記マルチチャンネルのソース信号を生成する演算部と、を有し、
前記レベル補正部は、前記バーチャルサラウンド信号のレベルを前記所定レベル増加させることを特徴とする請求項１に記載のバーチャルサラウンドデコーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーチャルサラウンドデコーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、２チャンネル（ｃｈ）のステレオソースを５．１ｃｈ等のマルチチャンネルソースに拡張して再生するマトリックスサラウンドデコード技術が開発されている。マトリックスサラウンドデコーダを用いて従来のステレオ録音によるＣＤなどの２ｃｈソースからマルチチャンネルソースの音響信号を生成し、サラウンド再生を行うことにより、立体音響効果を実現することが可能となっている。
【０００３】
一般に、ＡＶアンプやＤＶＤプレーヤーなどのマルチチャンネル再生機器は、マルチチャンネルで録音されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＣＤ（Compact Disc）などに記録されているデジタルオーディオデータから左右のフロント、センター、左右のサラウンド、及び、サブウーファーの各チャンネルのソース（音）信号を生成する。そして、マルチチャンネル再生機器は、それらマルチチャンネルのソース信号をリスナーの回りにそれぞれ配置された５個またはそれ以上のスピーカーに出力することにより、臨場感に溢れた立体音響の音場を形成する。
【０００４】
一方、このようなマルチチャンネル再生機器によって再生される立体音響をヘッドホンで聞く場合には、デジタルオーディオデータから生成されたマルチチャンネルのソース信号を合成して２ｃｈのソース信号を再生成する必要がある。このようにマルチチャンネルのソース信号を２ｃｈのソース信号に合成することを「ステレオダウンミックス」と呼ぶ。ステレオダウンミックスにより得られた２ｃｈのソース信号を左右のヘッドホンで再生することにより、リスナーは、サラウンドシステムと同様の臨場感溢れる立体音響をヘッドホンで聞くことができる（このようなヘッドホンは「サラウンドヘッドホン」とも呼ばれる）。
【０００５】
なお、マルチチャンネルのソース信号を、それよりチャンネル数の少ないソース信号に変換することを「バーチャルサラウンドデコード処理」と呼び、その結果得られた信号を「バーチャルサラウンド信号」と呼ぶ。上記のステレオダウンミックスは、バーチャルサラウンドデコード処理の一例である。
【０００６】
上記のステレオダウンミックス及びサラウンドヘッドホンの例が特許文献１及び２に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３３３６９９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３３７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のマトリックスサラウンドデコーダは、マトリックス処理における信号レベルのクリップを防止するために、入力された各信号に対して通常３ｄＢの減衰処理を施した後、マトリックスサラウンドデコード処理を行うように構成されている。従って、例えば上述のようにサラウンドヘッドホンを実現するために、マトリックスサラウンドデコード処理により得られたマルチチャンネルのソース信号に対して、ステレオダウンミックスなどのバーチャルサラウンドデコード処理を行った場合、マトリックスサラウンドデコード処理前に信号レベルが減衰されているため、得られたバーチャルサラウンド信号の信号レベルも減衰したものとなり、再生音のＳ／Ｎが悪くなるという問題がある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題には、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、マトリックスサラウンドデコード処理により得られたマルチチャンネル信号に対して、バーチャルサラウンドデコード処理を行ってバーチャルサラウンド信号を生成する際に、Ｓ／Ｎの向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明では、バーチャルサラウンドデコーダ装置は、２チャンネルの入力ソース信号からマルチチャンネルのソース信号を生成するマトリクスサラウンドデコーダと、前記マルチチャンネルのソース信号から、バーチャルサラウンド信号を生成するバーチャルサラウンドデコーダと、前記バーチャルサラウンド信号のレベルを補正するレベル補正部と、を備えることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な実施形態では、バーチャルサラウンドデコーダ装置は、２チャンネルの入力ソース信号からマルチチャンネルのソース信号を生成するマトリクスサラウンドデコーダと、前記マルチチャンネルのソース信号から、バーチャルサラウンド信号を生成するバーチャルサラウンドデコーダと、前記バーチャルサラウンド信号のレベルを補正するレベル補正部と、を備える。
【００１２】
上記のバーチャルサラウンドデコーダ装置は、２チャンネルの入力ソース信号からマルチチャンネルのソース信号を生成するマトリクスサラウンドデコーダを備える。２チャンネルの入力ソース信号は、例えばサラウンドエンコードされたステレオ信号、又は、通常のエンコードされていないステレオ信号とすることができる。また、マルチチャンネルのソース信号は、例えば左右のフロント信号、センター信号及び左右のサラウンド信号を含む。マトリックスサラウンドデコーダの後段に配置されたバーチャルサラウンドデコーダは、マルチチャンネルのソース信号から、バーチャルサラウンド信号を生成する。バーチャルサラウンドデコーダは、例えばドルビーヘッドホンシステムのステレオダウンミックスプロセッサとすることができ、バーチャルサラウンド信号は、例えばヘッドホン再生用の２チャンネルのサラウンドヘッドホン出力信号とすることができる。バーチャルサラウンド信号は、レベル補正部によりレベル補正がなされる。これにより、マトリックスサラウンドデコーダにおいて入力ソース信号に対して減衰処理がなされた場合でも、その減衰分を補うようにバーチャルサラウンド信号をレベル補正することができ、再生音のＳ／Ｎが改善される。
【００１３】
上記のバーチャルサラウンドデコーダ装置の一態様では、前記マトリックスサラウンドデコーダは、前記２チャンネルの入力ソース信号を所定レベル減衰させる減衰処理部と、前記減衰処理後の前記２チャンネルの入力ソース信号をマトリックス演算して前記マルチチャンネルのソース信号を生成する演算部と、を有し、前記レベル補正部は、前記バーチャルサラウンド信号のレベルを前記所定レベル増加させる。
【００１４】
この態様では、バーチャルサラウンドデコーダにおいて、マトリックス演算に先立って２チャンネルの入力ソース信号に対する減衰処理が行われる。よって、バーチャルサラウンドデコーダは、その減衰分だけバーチャルサラウンド信号のレベルを増加させることにより、Ｓ／Ｎを改善することができる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係るバーチャルサラウンドデコーダ装置の構成を示すブロック図である。図１において、バーチャルサラウンドデコーダ装置１００は、デジタルオーディオインタフェースレシーバ（ＤＩＲ：Digital audio Interface Receiver）１０、マトリックスサラウンドデコーダ１１、ステレオダウンミックスプロセッサ１２、マイクロプロセッサ１３、デジタルオーディオデータレベル補正部（以下、単に「レベル補正部」と呼ぶ。）１４、Ｄ／Ａコンバータ１５、及び、伝送変調部１６を備えている。
【００１７】
入力ソースとしての各種のオーディオ機器から出力される２ｃｈのデジタルオーディオデータＤは、ＤＩＲ１０に入力される。ここで、２ｃｈのデジタルオーディオデータとは、サラウンドエンコードされたステレオ信号または通常のエンコードされていないステレオ信号を指す。
【００１８】
ＤＩＲ１０は、デジタルオーディオデータＤからクロックＣＫおよびデータＤＴを取り出して復調し、復調したクロックＣＫおよびデータＤＴを、マトリックスサラウンドデコーダ１１に出力する。なお、データＤＴは、左チャンネルデータＬｔと、右チャンネルデータＲｔとを含む。
【００１９】
マトリックスサラウンドデコーダ１１は、マトリックスサラウンドデコード技術により、ＤＩＲ１０から入力される２ｃｈのデータＤＴから、クロックＣＫにしたがって、左フロント信号Ｌ，右フロント信号Ｒ、センター信号Ｃ、左サラウンド信号Ｌｓ、右サラウンド信号Ｒｓ、サブウーファー信号ＬＦＥを含む５．１ｃｈ信号を生成し、ステレオダウンミックスプロセッサ１２へ出力する。
【００２０】
ここで、マトリックスサラウンドデコーダ１１について詳しく説明する。図２は、マトリックスサラウンドデコーダ１１の一例として、ドルビープロロジックＩＩデコーダの構成を示すブロック図である。図示のように、マトリックスサラウンドデコーダ１１は、マトリックスデコーダ１１１と、オーディオ遅延回路１１２Ｌ及び１１２Ｒと、シェルフ又は７ｋＨｚＬＰＦ１１３Ｌ及び１１３Ｒと、センター幅コントローラ及びバスマネジメント回路１１４と、ボリューム及びバランス回路１１５と、ディメンション、パノラマ及びオートバランス回路１１６と、ノイズシーケンサ１１７とを備える。
【００２１】
マトリックスデコーダ１１１は、ＤＩＲ１０から入力される２ｃｈのデータＤＴ（Ｌｔ，Ｒｔ）から、メイン５チャンネルの信号、即ち、フロント信号Ｌ、Ｒ、センター信号Ｃ、及び、サラウンド信号Ｌｓ、Ｒｓを取り出して出力する。具体的には、マトリックスデコーダ１１１は、入力される２ｃｈのデータＬｔ及びＲｔに基づいて、マトリックス演算を行うステアリングロジック（方向性強調技術）によりメイン５チャンネルの信号を生成する。
【００２２】
生成されたフロント信号Ｌ及びＲ、並びに、センター信号Ｃはセンター幅コントローラ及びバスマネジメント回路１１４へ入力される。一方、サラウンド信号Ｌｓ及びＲｓはそれぞれオーディオ遅延回路１１２Ｌ及び１１２Ｒへ供給される。サラウンド信号Ｌｓ及びＲｓは、それぞれオーディオ遅延回路１１２Ｌ及び１１２Ｒ、シェルフ又は７ｋＨｚＬＰＦ１１３Ｌ及び１１３Ｒを介してセンター幅コントローラ及びバスマネジメント回路１１４へ供給される。
【００２３】
センター幅コントローラ及びバスマネジメント回路１１４は、必要に応じてセンター幅制御を行うとともに、サブウーファー信号ＬＦＥを生成し、メイン５チャンネルの信号及びサブウーファー信号ＬＦＥをボリューム及びバランス回路１１５へ供給する。ボリューム及びバランス回路１１５は、各チャンネルの信号のボリューム及び信号間のバランスを調整し、各チャンネルの信号を出力する。
【００２４】
ディメンション、パノラマ及びオートバランス回路１１６はマトリックスデコーダ１１１に接続されており、マトリックスデコーダ１１１のディメンション制御およびパノラマ制御、オートバランスモードの切り替えを行う。また、ノイズシーケンサ１１７は、Ｌ、Ｃ、Ｒ、Ｌｓ、Ｒｓの各チャンネルのスピーカーから順にノイズを出力し、各チャンネルのスピーカーの音量を調節したり、スピーカーの距離を調整（即ち、遅延時間の調整）をしたりする場合に使用される。
【００２５】
ドルビープロロジックＩＩデコーダは、映画ソースや一般的な２ｃｈソース信号の再生に適したムービーモード、及び、ステレオ音楽信号の再生に適したミュージックモードに加え、バーチャルモード、プロロジックエミュレーションモード及びマトリックスモードを有する。各モードにおける機能特性を図３に示す。
【００２６】
図３において、「サラウンド遅延」はオーディオ遅延回路１１２Ｌ及び１１２Ｒにより各サラウンド信号Ｌｓ及びＲｓに与えられる遅延であり、遅延量は各モード毎に異なる。「サラウンドフィルター」は、オーディオ遅延回路１１２Ｌ及び１１２Ｒの後段に配置されたシェルフ又は７ｋＨｚＬＰＦ１１３Ｌ及び１１３Ｒにより実行されるフィルタ処理を示す。ミュージックモード及びマトリックスモードではシェルフフィルタが用いられ、プロロジックエミュレーションモードでは７ｋＨｚＬＰＦが用いられる。「サラウンドチャンネル統一」はムービーモードで使用され、サラウンドスピーカーを同位相とする。
【００２７】
「パノラマ制御」は、フロントのステレオ像をサラウンドスピーカーまで拡張し、側面音像による包み込み効果を生じさせる。「ディメンション制御」は、音場をフロント側又はサラウンド側（リア側）にシフトさせてフロント側とリア側のレベル差を調整する。「センター幅制御」はセンターの信号成分がセンターに集中しないようにフロントの左右スピーカーに分散させる。「オートバランス」は、センター信号Ｃに基づいてフロントの左右スピーカー間のバランスを自動制御する。パノラマ制御、ディメンション制御及びオートバランス制御は図２に示すディメンション、パノラマ及びオートバランス回路１１６により実行される。また、センター幅制御はセンター幅コントローラ及びバスマネジメント回路１１４により実行される。
【００２８】
図１に戻り、ステレオダウンミックスプロセッサ１２は、左フロント信号Ｌ、右フロント信号Ｒ、センター信号Ｃ、左サラウンド信号Ｌｓ、右サラウンド信号Ｒｓ及びサブウーファー信号ＬＦＥを、予め設定されているダウンミックス係数に基づいて合成することにより、２ｃｈのサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏを生成する。ステレオダウンミックスプロセッサによる信号合成式の一例を以下に示す。
【００２９】
Ｌｏ＝α（Ｌ＋０．７０７Ｃ＋Ｌｓ＋ＬＦＥ）
Ｒｏ＝α（Ｒ＋０．７０７Ｃ＋Ｒｓ＋ＬＦＥ）      （１）
なお、「α」は減衰係数と呼ばれ、各チャンネルの信号のレベルが同時に大きくなった場合に、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏの利得が「１」を超えてヘッドホンからの再生音がクリップしてしまうことを防止するために用いられている。こうして得られたサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏは、レベル補正部１４へ供給される。なお、ステレオダウンミックスプロセッサによる処理はバーチャルサラウンド処理に相当し、これにより得られるサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏはバーチャルサラウンド信号に相当する。
【００３０】
マイクロプロセッサ１３は、ＤＩＲ１０から、デジタルオーディオデータＤに含まれているサンプリング周波数（ＦＳ）の情報を取得し、取得したサンプリング周波数の情報に基づいて、入力ソースの種類を判定する。そして、判定結果に基づいて、上述したいずれかのモード（ムービーモード、ミュージックモードなど）を示すモード制御信号Ｓｃ１をマトリックスサラウンドデコーダ１１へ供給する。また、マイクロプロセッサ１３は、ユーザが手動によりモードを選択した場合にも、そのモードを示すモード制御信号Ｓｃ１をマトリックスサラウンドデコーダ１１へ供給する。マトリックスサラウンドデコーダ１１は、モード制御信号Ｓｃ１に基づいて、図３を参照して説明した各機能を実行する。
【００３１】
また、マイクロプロセッサ１３は、補正制御信号Ｓｃ２をレベル補正部１４へ供給する。レベル補正部１４は、マイクロプロセッサ１３により与えられる補正制御信号Ｓｃ２に基づいて、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏのレベルを補正する。補正制御信号Ｓｃ２が示すレベル補正量は基本的にマトリックスサラウンドデコーダ１１により実行される減衰処理に依存する。マトリックスサラウンドデコーダ１１は、マトリックス処理において信号レベルのクリップが発生することを防止するため、マトリックス処理に先立って左右のチャンネルデータＬｔ及びＲｔのレベルを所定減衰量（例えば３ｄＢ）減衰させる減衰処理を実行する。よって、ステレオダウンミックスプロセッサ１２により得られたサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏは、入力されたオーディオデータＤＴ（Ｌｔ及びＲｔ）と比較すると、所定レベル減衰した状態となっており、その分Ｓ／Ｎが低下している。よって、マイクロプロセッサ１３は、マトリクスサラウンドデコーダ１１により減衰された分に相当するレベル補正量（上記の例では３ｄＢ）を示す補正制御信号Ｓｃ２をレベル補正部１４へ供給する。これにより、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏのレベルが同じ量だけ補正され、再生音のＳ／Ｎが改善する。補正後の出力信号Ｌｏｃ及びＲｏｃはそれぞれＤ／Ａコンバータ１５及び伝送変調部１６へ供給される。
【００３２】
Ｄ／Ａコンバータ１５は図示しないアンプなどを介してスピーカなどへ接続され、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｃ及びＲｏｃが再生される。また、伝送変調部１６はワイヤレスヘッドホンへ送信されるデジタルオーディオデータの変調部であり、変調後の信号が図示しないワイヤレスヘッドホンへ送信される。なお、伝送変調としては例えばＦＭ変調や所定のデジタル変調などを用いることができる。
【００３３】
以上のように、バーチャルサラウンドデコーダ装置１００は、２チャンネルの入力ソース信号からマルチチャンネルのソース信号を生成するマトリクスサラウンドデコーダ１１と、マルチチャンネルのソース信号から、サラウンドヘッドホン出力信号を生成するステレオダウンミックスプロセッサ１２と、サラウンドヘッドホン出力信号のレベルを補正するレベル補正部１４と、を備える。よって、マトリックスサラウンドデコーダにおいて入力ソース信号に対して減衰処理がなされた場合でも、その減衰分を補うようにサラウンドヘッドホン出力信号をレベル補正することができ、再生音のＳ／Ｎが改善される。また、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏのＳ／Ｎが確保されるので、伝送変調部１６からワイヤレスヘッドホンへの伝送処理におけるＳ／Ｎも確保することができる。
【００３４】
［変形例］
上記の例では、レベル補正部１４による補正量は、マトリックスサラウンドデコーダ１１により実行される減衰処理の減衰量（上記の例では３ｄＢ）とされている。これに加えて、さらにステレオダウンミックスプロセッサ１２による減衰量、即ち減衰係数αの値を考慮してレベル補正部１４によるレベル補正量を決定してもよい。具体的には、レベル補正部１４によるレベル補正量を、マトリックスサラウンドデコーダ１１により実行される所定減衰量と、ステレオダウンミックスプロセッサ１２による減衰量（減衰係数α）の合計分に設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例に係るバーチャルサラウンドデコーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】マトリックスサラウンドデコーダの一例として、ドルビープロロジックＩＩデコーダの構成を示すブロック図である。
【図３】マトリックスサラウンドデコーダの出力モードの機能特性を示す図表である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ＤＩＲ
１１  マトリックスサラウンドデコーダ
１２  ステレオダウンミックスプロセッサ
１３  マイクロプロセッサ
１４  デジタルオーディオデータレベル補正部
１５  Ｄ／Ａコンバータ
１６  伝送変調部
１００  バーチャルサラウンドデコーダ装置
１１１  マトリックスデコーダ
【図１】
2006319801.tif 000003
【図２】
2006319801.tif 000004
【図３】
2006319801.tif 000005