(57)【要約】【課題】多チャネル音響信号を低コストで伝送し再生する。【解決手段】多チャネルの音響信号をそれぞれオーバーサンプル低振幅分解能符号化手段で符号化し、この符号化されたオーバーサンプル低振幅分解能符号化信号のそれぞれをチャネル別に送出し、送出されたオーバーサンプル低振幅分解能信号をスピーカシステム側に設けた復号化手段でアナログ信号に復号し、その復号化されたアナログ信号をスピーカシステムに印加し、多チャネルの音響を再生する。【選択図】  図１
2004191545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多チャネルの音響信号をそれぞれオーバーサンプル低振幅分解能符号化手段で符号化し、符号化されたオーバーサンプル低振幅分解能符号化信号のそれぞれを送出することを特徴とする多チャネル符号装置。
【請求項２】
オーバーサンプル低振幅分解能符号化された多チャネルの音響信号をそれぞれのチャネルに対応した復号化手段に配信することを特徴とする復号化装置。
【請求項３】
多チャネルの音響信号をそれぞれオーバーサンプル低振幅分解能符号化手段で符号化し、この符号化されたオーバーサンプル低振幅分解能符号化信号のそれぞれに、配信すべき復号化手段を指定するパケット識別符号を付加して送出することを特徴とする多チャネル符号化装置。
【請求項４】
配信すべき復号化手段を指定するパケット識別符号が付加された多チャネルのオーバーサンプル低振幅分解能符号化信号を、パケット識別符号に従って指定された復号化手段に配信することを特徴とする復号化装置。
【請求項５】
請求項２又は４記載の復号化装置の何れかにおいて、上記復号化手段で復号されたアナログ信号をスピーカで音響信号に変換することを特徴とする復号化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えば大規模なオーディオ信号の収録装置或はオーディオ再生装置等に利用することができる多チャネル符号化装置及び復号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より例えばオーケストラの演奏を収録する場合には、各楽器のパートごとにマイクロホンを設置し、各マイクロホンからの多チャネル音響信号を適度にレベル調整して収録している。また、収録した多チャネル音響信号を各チャネル毎にスピーカシステムに送給し、スピーカシステムで音響を再生することにより忠実度の高い楽音を再生することができる。
通常の多チャネル音響信号収録装置及び多チャネル音響再生装置は図５に示すように構成される。図５において、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ・・・１Ｎはそれぞれマイクロホン、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・２Ｎは信号伝送路、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ・・・３ＮはＡ／Ｄ変換器、４は信号処理装置、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ・・・５ＮはＤ／Ａ変換器、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・・・６Ｎは信号伝送路、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ・・・７Ｎはそれぞれスピーカシステム（増幅器を含む）を示す。
【０００３】
通常は各マイクロホン１Ａ〜１Ｎでとらえた音響信号はそれぞれ信号伝送路２Ａ〜２Ｎを通じてＡ／Ｄ変換器３Ａ〜３Ｎに入力され、Ａ／Ｄ変換器３Ａ〜３Ｎでそれぞれデジタル信号に変換され、信号処理装置４に入力される。
信号処理装置４は例えば多チャネルレコーダ等で構成することができ、多チャネルの楽音を収録する収録装置である場合を示す。収録装置４に収録された多チャネルの音響信号は収録装置４から読み出され、Ｄ／Ａ変換器５Ａ〜５Ｎに供給される。Ｄ／Ａ変換器でデジタルからアナログ信号に変換され、この変換されたアナログ信号が信号伝送路６Ａ〜６Ｎを通じて各スピーカシステム７Ａ〜７Ｎに送給されスピーカシステム７Ａ〜７Ｎで音響を再生する。
【０００４】
尚、図５に示す例ではＡ／Ｄ変換器３Ａ〜３ＮとＤ／Ａ変換器５Ａ〜５Ｎ及びスピーカシステム７Ａ〜７Ｎには別々に設けた電源Ｄ１とＤ２から電力を供給している状態を示す。
図５に示した構成ではマイクロホン１Ａ〜１Ｎと各Ａ／Ｄ変換器３Ａ〜３Ｎの間、及びＤ／Ａ変換器５Ａ〜５Ｎとスピーカシステム７Ａ〜７Ｎの間に介在する信号伝送路２Ａ〜２Ｎ及び６Ａ〜６Ｎを長く採ると、これら各信号伝送路２Ａ〜２Ｎ及び６Ａ〜６Ｎはアナログ信号系であるため、ノイズをひろい易くなる欠点がある。またチャネル数の増加に応じてＡ／Ｄ変換器３Ａ〜３Ｎ及びＤ／Ａ変換器５Ａ〜５Ｎに要するコスト及び増幅器、配線等に要するコストが膨大になる欠点がある。
【０００５】
これらの欠点を解消するために図６に示す構成が考えられる。図６に示す例ではＡ／Ｄ変換器３Ａ〜３Ｎをマイクロホン１Ａ〜１Ｎに近づけて配置すると共に、Ｄ／Ａ変換器５Ａ〜５Ｎをスピーカシステム７Ａ〜７Ｎに近接して配置するものである。
図６の構成によればアナログ系の信号伝送路路の部分が可及的に短くなるため、ノイズをひろう率を低くすることができる。然し乍ら、チャネルの数に対応してＡ／Ｄ変換器３Ａ〜３ＮとＤ／Ａ変換器５Ａ〜５Ｎを設ける必要があるため、チャネル数の増加に伴うコストの上昇は避けられない。
また、各Ａ／Ｄ変換器３Ａ〜３Ｎ及びＤ／Ａ変換器５Ａ〜５Ｎへの電力の供給も遠く離れた場所に設置した２台の電源Ｄ１とＤ２から別々に供給しなければならないことと、特に図６に示す電源Ｄ２はＤ／Ａ変換器５Ａ〜５Ｎとスピーカシステム７Ａ〜７Ｎに電力を供給するため電力容量が大きくなるため、大掛かりなものとなる。
【０００６】
Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器を簡素化し、コストダウンを実現する方法としてΣΔ変調による１ビット符号化方式がある（非特許文献１、７８頁〜１１５頁）。
この１ビット符号化方式によればＡ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器を簡素な構成で実現できるから、Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器に要するコストを低減することができる。１ビット量子化を行なってメディアへ記録する例としてＤＶＤを用いた高音質オーディオディスクの例が見られる。この高音質オーディオディスクは標準サンプリング周波数を４４．１ｋＨｚとした場合、その６４倍である２．８２２４ＭＨｚでサンプリングを行ない、このサンプリング周波数でサンプリングしたサンプルをΣΔ変調による１ビット符号化を行なってメディアに記録するものとしている（特許文献１、段落［０００３］）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１６７５１５公報
【非特許文献１】
大賀  寿郎、山崎  芳男、金田  豊  共著、「音響システムとディジタル処理」、電子情報通信学会  平成７年３月２５日発行
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したΣΔ変調による１ビット符号化を用いることにより、Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器の構成を簡素化することができ、多チャネルオーディオ収録装置及びオーディオ再生装置を低コストで提供することができる。
然し乍ら、１ビット符号化方式は各チャネル毎にシリアルに信号を伝送しなければならないため多チャネルのオーディオ信号を遠隔地へ伝送し、遠隔地で同時に多チャネルオーディオを再生することはむずかしい。つまり、多チャネルのまま遠隔地へ伝送するにはコストが掛る不都合が生じる。
【０００９】
この発明の第１の目的はオーバービット低振幅符号化を用いて低コストで提供することができる多チャネル符号化装置及び復号化装置を提供することにある。
この発明の第２の目的はオーバーサンプル符号化により符号化されたデータを遠隔地に低コストで伝送し、遠隔地でも低コストで多チャネルのオーディオを再生することができる多チャネル符号化装置及び復号化装置を提案しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明では多チャネルの音響信号をそれぞれオーバーサンプル低振幅分解能符号化手段で符号化し、符号化されたオーバーサンプル低振幅分解能符号化信号のそれぞれを送出する多チャネル符号装置を提案する。
この発明では更にオーバーサンプル低振幅分解能符号化された多チャネルの音響信号をそれぞれのチャネルに対応した復号化手段に配信する復号装置を提案する。
この発明では更に多チャネルの音響信号をそれぞれオーバーサンプル低振幅分解能符号化手段で符号化し、この符号化されたオーバーサンプル低振幅分解能符号化信号のそれぞれに配信すべき復号化手段を指定するパケット識別符号を付加して送出する多チャネル符号化装置を提案する。
この発明では更に配信すべき復号化手段を指定するパケット識別符号が付加された多チャネルのオーバーサンプル低振幅分解能符号化信号を、パケット識別符号に従って指定された復号化手段に配信する復号化装置を提案する。
この発明では更に上記した復号化装置の何れかにおいて復号されたアナログ信号をスピーカで音響信号に変換する復号化装置を提案する。
【００１１】
作用
この発明による多チャネル符号化装置及び復号化装置によれば各チャネルの符号化に用いるＡ／Ｄ変換器及び復号化に用いるＤ／Ａ変換器は構成が簡素であり、低コストで提供することができる。従って、多チャネル化しても多チャネル収録装置及び多チャネル再生装置を安価に提供することができる。更に、この発明で用いるオーバーサンプル低振幅符号化手段は電力消費量も少ないため、電力の供給も容易となる。
更に、この発明では各チャネルで符号化された符号化信号にパケット識別符号を付したから、このパケット識別符号を付した符号化信号を共通の信号線にシリアル伝送することができ、遠隔地でパケット識別符号により各チャネル毎に分配することができる。
従って、この発明によれば多チャネルの音響信号を低コストで遠隔地に伝送することができ、遠隔地でリアルタイムに多チャネルオーディオを再生することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明の一実施例を示す。図５及び図６と対応する部分には同一符号を付して示す。この発明ではマイクロホン１Ａ〜１Ｎの各近傍にオーバーサンプル低振幅符号化手段（Ａ／Ｄ変換器）１３Ａ〜１３Ｎを配置し、スピーカシステム７Ａ〜７Ｎの近傍に復号化手段（Ｄ／Ａ変換器）１５Ａ〜１５Ｎを配置する。
オーバーサンプル低振幅符号化手段（Ａ／Ｄ変換器）１３Ａ〜１３Ｎとしては１ビットＡ／Ｄ変換器の他に２〜３ビット程度の低ビットＡ／Ｄ変換器を含むものとする。
オーバーサンプル低振幅符号化手段１３Ａ〜１３Ｎの構成の一例を図２に示す。図２に示すオーバーサンプル低振幅符号化手段１３は１ビットＡ／Ｄ変換器の場合を示す。１ビットＡ／Ｄ変換器は上記した非特許文献１に詳しく説明されているから、ここではこの１ビットＡ／Ｄ変換器の構成及び復号化手段の構成が簡素であることを理解することだけに留める。
【００１３】
１ビットＡ／Ｄ変換器は減算器Ｊとアナログ積分器Ｋと、量子化器Ｌとによって構成される。動作の概要としては減算器Ｊでアナログ入力と量子化器Ｌの出力とを減算し、アナログ入力が増加方向に変化している場合（減算器Ｊの減算結果が正）には量子化器Ｌは正極性のパルスを出力する。アナログ入力が減少方向に変化すると量子化器Ｌは負極性のパルスを出力する。アナログ入力値が変化しない場合は量子化器Ｌは正と負のパルスを交互に出力する。パルスの繰り返し周波数を２〜３ＭＨｚ程度とすることによりオーディオ信号の波形を忠実にＡ／Ｄ変換して伝送することができる。
【００１４】
復号化手段１５Ａ〜１５Ｎの構成を図３に示す。１ビットＡ／Ｄ変換器が上記したようなアルゴリズムで１ビットの符号化信号を生成するものであるから、復号化手段１５Ａ〜１５Ｎとしては図３に示す低域通過フィルタで構成することができる。
つまり、正極性のパルスが連続して入力されるアナログ出力信号は階段状に上昇し、正と負のパルスが交互に入力されると、アナログ出力信号は現状の値を維持し、負極性のパルスが連続して入力されると、アナログ出力信号はゼロ値に向かって減少し、更に負極性のパルスが入力されると、アナログ出力信号は負極性に至る。このようにしてアナログ波形が復号される。
【００１５】
上述したように、Ａ／Ｄ変換手段としてオーバーサンプル低振幅分解能符号化手段１３Ａ〜１３Ｎを用いることにより、Ａ／Ｄ変換器としては簡素な構成とすることができる。特に復号化手段１５Ａ〜１５Ｎは抵抗器とコンデンサとによって構成される低域通過フィルタで構成することができるから、極めて低コストで提供することができる。また復号化手段１５Ａ〜１５Ｎとしては電力を消費しないから、復号化手段に対する電力の供給経路を設ける必要はない。
図４はこの発明の他の実施例を示す。この実施例では各チャネル毎にＡ／Ｄ変換した符号化信号にパケット識別符号を付し、このパケット識別符号を付加した符号化信号（以下パケット信号と称す）を共通の伝送経路に多重化して伝送し、所望の目的地でパケット信号を受信し、パケット識別符号に従ってチャネル別に仕分けし、各チャネル毎に復号して多チャネルの音響を再生する構成とした場合を示す。
【００１６】
このために、この実施例では各オーバーサンプル低振幅分解能符号化手段１３Ａ〜１３Ｎから出力される符号化信号をパケット多重化手段１６Ａに集め、このパケット多重化手段１６Ａで各チャネルの符号化信号に各チャネルを識別するためのパケット識別符号を付し、高速パケット信号に変換し、この高速パケット信号を時分割多重化して共通の伝送系１７Ａに送出する。伝送系１７ＡとしてはＩＰパケットを使ったＬＡＮ或は無線ＬＡＮ或は電源線を用いた電源線ＬＡＮ等を用いることができる。また無線ＬＡＮ或は電源線ＬＡＮでもスペクトル拡散による多重化を使うことができる。
【００１７】
信号処理部４にパケット受信手段１８Ａが設けられ、このパケット受信手段１８Ａでパケット信号を受信する。受信されたパケット信号はパケット識別符号に従ってチャネル毎に仕分けされ、低速信号に変換されて信号処理（例えばチャネル毎に収録）される。
信号処理４には更に、パケット多重化手段１６Ｂが付設され、このパケット多重化手段１６Ｂで信号処理部４から送出される多チャネル信号に再びパケット識別符号を付加し、高速パケット信号に変換し、時分割多重化して伝送系１７Ｂに送出する。
【００１８】
遠隔地に設けられたスピーカシステムに付随してパケット受信手段１８Ｂが設けられ、このパケット受信手段１８Ｂでパケット信号を受信し、各チャネル信号を仕分けして低速信号に変換し、その低速信号を復号化手段１５Ａ〜１５Ｎでアナログ信号に復号化し、復号化された信号をスピーカシステム７Ａ〜７Ｎに入力し、多チャネルの音響を再生する。尚、この実施例で信号処理部４を必要としない場合はパケット受信手段１８Ａと、パケット多重化手段１６Ｂと伝送系１８Ｂを省略し、パケット受信手段１８Ｂを伝送系１７Ａに直接接続すればよい。
また、パケットの識別方法として、一斉同報用のパケット識別符号又はグループ別に割当てたバケット識別符号と、個別用のパケット識別符号とを用意し、一斉同報情報又はグループ別に伝達すべき情報を、タイムスロット内の特定したタイミングを使って伝送し、この情報を全てのスピーカシステム又は指定されたグループに属するスピーカシステムで着信して再生すれば、短い時間内に多量の情報を伝達することができる。またタイムスロット内の残りのタイミングを利用すれば各スピーカ毎の個別の情報を伝達することができる。
【００１９】
【発明の効果】
上述したように、この発明によればＡ／Ｄ変換手段としてオーバーサンプル低振幅分解能符号化を用いたからこのＡ／Ｄ変換手段によれば図２を用いて説明したように構成が簡素であり、また電力消費量も少ないから安価で然も電源の供給を容易にすることができる。特に１ビット符号化手段を用いた場合はこの効果が顕著に得られる。更に、オーバーサンプル低振幅分解能符号化手段を用いた場合は復号化手段は図３に示したように低域通過フィルタで構成することができる。この結果、復号化手段に要するコストを極めて安価にすることができ、チャネル数を増大しても全体のコストを大きく低減できる利点が得られる。更に、復号化手段としては電力消費を伴ないから、スピーカシステム７Ａ〜７Ｎへの電力供給だけで済ませることができ、電源供給のためのコストも低減できる利点が得られる。
更に、パケット化して共通の伝送系を利用して伝送する方法を採る場合には、遠隔地へも低コストで多チャネル信号を配信することができる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を説明するためのブロック図。
【図２】図１に示した実施例に用いたオーバーサンプル低振幅分解能符号化手段の構成及び動作を説明するためのブロック図。
【図３】図１に示した実施例に用いた復号化手段の構成及び動作を説明するためのブロック図。
【図４】この発明をパケット伝送方式に適用した実施例を説明するためのブロック図。
【図５】従来の技術を説明するためのブロック図。
【図６】従来の技術の他の例を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｎ    マイクロホン      ７Ａ〜７Ｎ        スピーカシステム
２Ａ〜２Ｎ    信号伝送路        １５Ａ〜１５Ｎ    復号化手段
３Ａ〜３Ｎ    Ａ／Ｄ変換器      １６Ａ，１６Ｂ    パケット多重化手段
４    信号処理部        １７Ａ，１７Ｂ    伝送系
５Ａ〜５Ｎ    Ｄ／Ａ変換器      １８Ａ，１８Ｂ    パケット受信手段
６Ａ〜６Ｎ    信号伝送路
１３Ａ〜１３Ｎ    オーバーサンプル低振幅分解能符号化手段
【図１】
2004191545.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004191545.tif 000007
【図６】
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