(57)【要約】【課題】  Ｎ個のサラウンド成分データからＭ個のサラウンド成分データに拡張するサラウンド拡張処理において、必要な遅延処理をＭ−１チャネル分の遅延メモリによって実現する。【解決手段】  Ｎ個の遅延サラウンド成分データから新たにＭ個（Ｍ＞Ｎ）のサラウンド成分データを生成するサラウンド拡張回路を設け、その前段に第１の遅延回路を配置するとともに、後段に第２の遅延回路を配置する。そして、第１の遅延回路によってＭ個のサラウンド成分データの各遅延量うちの最小値分の遅延処理を行なう。また、第２の遅延回路によって残りの遅延分の遅延処理を行なう。これにより、遅延処理の演算量を減少でき、演算時に必要となる遅延メモリの容量を削減することが可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチチャンネルオーディオデータを入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力したマルチチャンネルオーディオデータのうちのＮ個のサラウンド成分データを、それぞれ指定した量だけ遅延させるＮ個の第１の遅延手段と、
前記第１の遅延手段によって遅延されたＮ個の遅延サラウンド成分データから新たにＭ個（Ｍ＞Ｎ）のサラウンド成分データを生成するサラウンド拡張手段と、
前記サラウンド拡張手段が生成したＭ個のサラウンド成分データを、それぞれ指定した量だけ遅延させるＭ個の第２の遅延手段と、
前記入力手段によって入力したマルチチャンネルオーディオデータと前記第２の遅延手段によって遅延されたＭ個のサラウンド成分データを用いてチャネル数を増加したマルチチャンネルオーディオデータをスピーカシステムに出力する出力手段と、
スピーカシステムの配置状況に応じて入力される距離情報に基づいて前記第１の遅延手段及び第２の遅延手段の遅延量を決定する遅延量分割手段とを有し、
前記第１の遅延手段によって前記Ｍ個のサラウンド成分データの各遅延量うちの最小値分の遅延処理を行ない、前記第２の遅延手段によって残りの遅延分の遅延処理を行なう、
ことを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記入力手段によって入力したマルチチャンネルオーディオデータが左フロント成分データ、右フロント成分データ、中央フロント成分データ、左サラウンド成分データ、右サラウンド成分データ、及び低音成分データよりなる５．１チャンネルオーディオデータであり、前記チャネル数を増加したマルチチャンネルオーディオデータが左フロント成分データ、右フロント成分データ、中央フロント成分データ、左サラウンド成分データ、右サラウンド成分データ、中央サラウンド成分データ、及び低音成分データよりなる６．１チャンネルオーディオデータであることを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【請求項３】
前記Ｎ個の遅延サラウンド成分データが左サラウンド成分データと右サラウンド成分データであり、前記Ｍ個の遅延サラウンド成分データが左サラウンド成分データと右サラウンド成分データと中央サラウンド成分データであることを特徴とする請求項２記載の音響装置。
【請求項４】
前記第１の遅延手段及び第２の遅延手段は、共通の遅延メモリを用いてデータの遅延を行なうことを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【請求項５】
前記第１の遅延手段によって遅延するマルチチャンネルオーディオデータは低音成分データとその他の成分データに含まれる低音成分とを用いた低音管理済のデータであることを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばホームシアター等の立体音響システムにおいて、各種音響データ源からマルチチャンネルオーディオデータを入力してマルチスピーカシステムに出力する音響装置に関し、特に入力したマルチチャンネルオーディオデータをマルチスピーカシステムの構成に合わせてチャンネル数を増加したデータに変換して出力する機能を有する音響装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばＤＶＤプレーヤとプロジェクタ装置を用いたホームシアターシステム等において、迫力のある音響効果を得るために、種々のマルチチャネルオーディオデータを生成してスピーカシステムに供給するようにした音響装置が提案されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。
また、一般的には、左フロントスピーカ、右フロントスピーカ、中央フロントスピーカ、左サラウンドスピーカ、右サラウンドスピーカ、及び低音スピーカの５．１スピーカシステムを用いたものが提供され、さらに、このような５．１スピーカシステムに、さらに中央サラウンドスピーカを加えた６．１スピーカシステムが提供されている。
なお、本願の説明において、サラウンドとは「聴取者の側方や後方から聴こえる音」という意味で用いるものとする。
そして、例えば、６．１スピーカシステムでは、５．１スピーカシステム用のオーディオデータ（５．１チャネルオーディオデータ）との互換性を得るため、５．１チャネルオーディオデータから６．１チャネルオーディオデータを作成するためのサラウンド拡張回路が搭載されている。このサラウンド拡張回路には、従来より各種処理方式のものが提案されている（例えばドルビー社によって提供されるドルビーデジタルサラウンドＥＸ、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、５．１スピーカシステムや６．１スピーカシステムといったマルチスピーカシステムにおいては、特にサラウンド用の各スピーカを聴取者（利用者）から設計通りの均等な距離をもって配置することは事実上困難であることから、実際に配置したスピーカの位置に応じて各スピーカに出力するオーディオ信号の遅延処理を行なうことが必要である。そこで、利用者がスピーカシステムを設置する際に、自身の聴取位置（例えばソファの位置等）から各スピーカまでの位置を設定操作キー等によってシステムに登録することにより、システム内で遅延量の演算を行ない、各スピーカに出力するデータを遅延させるような処理を行なうようになっている。
したがって、上述した５．１チャネルから６．１チャネルにサラウンド拡張処理を行なうシステムにおいても、サラウンド拡張処理後の３チャネル分のサラウンドデータ（つまり、左サラウンド成分データ、右サラウンド成分データ、及び中央サラウンド成分データ）に対して最適な遅延処理を行ない、聴取者と各スピーカとの距離の誤差を補正することが必要となる。
【特許文献１】特開平７−１３１９００号公報
【特許文献２】特開２００３−１８８８１９号公報
【非特許文献１】音楽之友社「ドルビーとサウンドの変遷を探る」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のようなサラウンド拡張処理を行なうシステムで、３チャネル分のサラウンドデータの遅延処理を行なう場合、通常はサラウンド拡張回路の後段に各サラウンドデータに対応する３つのサラウンド遅延回路を配置し、３つのサラウンドデータを並列に遅延処理するような構成とすることが考えられる。
しかしながら、このようにサラウンド拡張回路の後段で３チャネル分の遅延処理を並行に行なう構成とした場合、演算処理の量が膨大となり、演算時に必要となるメモリ（遅延メモリ）の容量が大きくなり、コスト増大等の原因となる問題がある。
そこで本発明の目的は、Ｎ個のサラウンド成分データからＭ個のサラウンド成分データに拡張するサラウンド拡張処理を行なうシステムにおいて、必要な遅延処理をＭ−１チャネル分の遅延メモリによって実現できる音響装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる音響装置は、マルチチャンネルオーディオデータを入力する入力手段と、前記入力手段によって入力したマルチチャンネルオーディオデータのうちのＮ個のサラウンド成分データを、それぞれ指定した量だけ遅延させるＮ個の第１の遅延手段と、前記第１の遅延手段によって遅延されたＮ個の遅延サラウンド成分データから新たにＭ個（Ｍ＞Ｎ）のサラウンド成分データを生成するサラウンド拡張手段と、前記サラウンド拡張手段が生成したＭ個のサラウンド成分データを、それぞれ指定した量だけ遅延させるＭ個の第２の遅延手段と、前記入力手段によって入力したマルチチャンネルオーディオデータと前記第２の遅延手段によって遅延されたＭ個のサラウンド成分データを用いてチャネル数を増加したマルチチャンネルオーディオデータをスピーカシステムに出力する出力手段と、スピーカシステムの配置状況に応じて入力される距離情報に基づいて前記第１の遅延手段及び第２の遅延手段の遅延量を決定する遅延量分割手段とを有し、前記第１の遅延手段によって前記Ｍ個のサラウンド成分データの各遅延量うちの最小値分の遅延処理を行ない、前記第２の遅延手段によって残りの遅延分の遅延処理を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にかかる音響装置によれば、Ｎ個の遅延サラウンド成分データから新たにＭ個（Ｍ＞Ｎ）のサラウンド成分データを生成するサラウンド拡張手段の前段に第１の遅延手段を配置するとともに、後段に第２の遅延手段を配置し、第１の遅延手段によってＭ個のサラウンド成分データの各遅延量うちの最小値分の遅延処理を行ない、第２の遅延手段によって残りの遅延分の遅延処理を行なうことにより、遅延処理の演算量を減少でき、演算時に必要となる遅延メモリの容量を削減することが可能となる。
したがって、メモリの削減によるチップ面積の縮小や、電力消費の低減、さらには演算処理の簡略化によって処理時間の短縮を実現でき、他の処理を行なう際の余裕も生じることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本例の音響装置は、５．１チャンネルオーディオ入力の左サラウンド成分Ｌｓ’及び右サラウンド成分Ｒｓ’を、それぞれ指定した量だけ遅延させる第１の遅延回路と、この第１の遅延回路により遅延された左サラウンド成分Ｌｓ’及び右サラウンド成分Ｒｓ’から新たに左サラウンド成分Ｌｓ、右サラウンド成分Ｒｓ、及び中央サラウンド成分Ｂｓを生成するサラウンド拡張回路（拡張方式は任意とする）と、このサラウンド拡張回路が生成した左サラウンド成分Ｌｓ、右サラウンド成分Ｒｓ、及び中央サラウンド成分Ｂｓを、それぞれ指定した量だけ遅延させる第２の遅延回路とを有し、５．１チャンネルオーディオ入力の左フロント成分Ｌ、右フロント成分Ｒ、中央フロント成分Ｃ、及び低音成分Ｓｕｂと第２の遅延回路で遅延された左サラウンド成分Ｌｓ、右サラウンド成分Ｒｓ、及び中央サラウンド成分Ｂｓとを合わせて６．１チャンネルオーディオ出力を得るものである。
また、利用者等の入力操作によって外部から指定された左サラウンド成分Ｌｓ、右サラウンド成分Ｒｓ、及び中央サラウンド成分Ｂｓの各スピーカ配置に基づく遅延量を分割し、第１の遅延回路と第２の遅延回路に指定する遅延量を計算する遅延量分割回路と、第１の遅延回路と第２の遅延回路が共通に使用可能な遅延用メモリを有する。
なお、以上のような信号処理は、例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）を利用したシステム構成によってハードウエア及びソフトウエアの組み合わせで実現される。
【実施例１】
【０００８】
図１は本発明の実施例１による音響装置のサラウンド拡張処理を行なう主要部の機能構成を示すブロック図である。
図示のように、この音響装置では、主にＤＳＰ１００によってサラウンド拡張処理を行なうものであり、その入力段に設けられたシリアル／パラレル変換部１１０と、出力段に設けられた信号読み出し部１２０及びＤ／Ａ変換部１３０を有する。
シリアル／パラレル変換部１１０は、例えばＤＶＤやその他の媒体から再生された圧縮オーディオデータのストリーム１１１を入力端子１１２から入力し、シリアル／パラレル変換によってパラレルデータに変換してＤＳＰ１００のメモリ（図１では省略する）に格納する。
【０００９】
ＤＳＰ１００は、本例で用いる機能として、復号方式決定部１０１、復号処理部１０２、低音管理部１０３、サラウンド拡張処理部（遅延処理部を含む）１０４、フロントチャネル用遅延処理部１０５等を有する。
復号方式決定部１０１は、シリアル／パラレル変換部１１０によってメモリに格納された圧縮オーディオデータの符号（圧縮）形式を検出し、使用する復号回路を決定する。
復号処理部１０２は、復号方式決定部１０１によって決定された復号方式によって圧縮オーディオデータの復号（伸長）処理を行なう。
低音管理部１０３は、復号処理部１０２によって復号処理されたオーディオデータに低音管理処理を行なう。これは、オーディオデータ内の低音成分チャネルデータを基準データとし、この基準データと他のチャネルデータＬ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓの低音成分のフィルタデータとを合成することにより、新たな低音成分チャネルデータＳｕｂを生成するものである。なお、低音管理には、その他にも種々の方法が知られている。このような低音管理は、特にスピーカの容量が低音域に対応するのに不十分な場合に、それを補償するためのものであり、必要に応じて行なうものである。
【００１０】
サラウンド拡張処理部１０４は、低音管理部１０３を通して得られる５．１チャネルデータを６．１チャネルデータに変換するためのサラウンド拡張処理と遅延処理を行なうものである。なお、このサラウンド拡張処理部１０４におけるサラウンド拡張処理については、従来用いられている種々の方式を任意に用い得るものであり、特に限定されないものとし、本発明の特徴となる要素である遅延処理については、後に詳述する。
フロントチャネル用遅延処理部１０５は、サラウンド拡張処理部１０４を通して得られた６．１チャネルデータのフロントチャネルデータ用の遅延処理を行なう。
【００１１】
信号読み出し部１２０は、上述のようなＤＳＰ１００によって処理されたメモリ上のオーディオデータを読み出してＤ／Ａ変換部１３０に出力し、Ｄ／Ａ変換部１３０は、このオーディオデータをアナログ信号に変換して出力端子１３１よりスピーカシステムに出力し、音響出力を行なう。
なお、上述したＤＳＰ１００におけるオーディオデータの処理に用いるメモリ（遅延メモリ）は、データ量との関係等を考慮して、データ量が小さければＤＳＰ１００の内部メモリを用いればよいし、データ量が大きい場合には外部接続のメモリを用いればよいものとする。
【００１２】
次に、上述したサラウンド拡張処理部１０４における遅延処理について説明する。
図２は本例におけるサラウンド拡張処理部１０４の構成例を示すブロック図である。
図示のように、本例のサラウンド拡張処理部１０４は、サラウンド成分データの伝送路に設けられたサラウンド拡張回路２００の前段に２チャネル分の遅延回路２１１、２１２が設けられ、後段に３チャネル分の遅延回路２２１、２２２、２２３が設けられている。
また、各遅延回路２１１、２１２、２２１、２２２、２２３の遅延量を決定する遅延量分割回路２３０が設けられている。なお、フロント成分側の構成及び処理は特に限定しないものとし、例えばドルビー社によって規定された方式に基づいて処理されるものとして説明は省略する。
このような回路において、低音管理済みの５．１チャンネルオーディオ入力のサラウンド成分（Ｌｓ’／Ｒｓ’）は、遅延回路２１１、２１２によって遅延され、サラウンド拡張回路２００によって３成分に拡張される。その後、遅延回路２２１、２２２、２２３によって再度遅延され、結果的に左サラウンド成分データＬｓ、右サラウンド成分データＲｓ、中央サラウンド成分データＢｓを得て、入力の左フロント成分データＬ、フロント成分データＲ、中央フロント成分データＣ、及び低音成分データＳｕｂと合わせて６．１チャンネルオーディオデータとして出力する。
【００１３】
次に本例の遅延処理を詳細に説明する。なお、上述した遅延回路２１１、２１２、２２１、２２２、２２３は、それぞれ同質の回路で実現できるものである。
図３は本例の遅延回路と遅延メモリの入出力関係を示すブロック図である。
本図においては、遅延回路２１１、２１２、２２１、２２２、２２３のうちの任意の１つを遅延回路３００で示し、各遅延回路で共用する遅延用メモリ３１０を示している。なお、以下の説明において、遅延回路２１１、２１２、２２１、２２２、２２３を番号ｎで示し、遅延回路２１１はｎ＝０、遅延回路２１２はｎ＝１、遅延回路２２１はｎ＝２、遅延回路２２２はｎ＝３、遅延回路２２３はｎ＝４で表すものとする。
図中、入力サンプルＩＮは、遅延用メモリ３１０によって実現されるキュー（待ち行列）に蓄積する。そして、そのキューの出力がサンプルＯＵＴとなる。そのキューのサイズは、 Length[n]サンプル分であり、その結果、サンプルＩＮは Length[n]サンプル分遅延して出力サンプルＯＵＴに現れる。
ここで、 Length[n]は遅延量の指令値として外部から設定できるものとし、たとえば、４８Ｈｚで５ｍｓの遅延を与えるには、 Length[n]＝４８×５＝２４０と設定する。
また、 Base[n]とIndex[n]はキューを実現するための変数である。 Base[n]は遅延用メモリ３００の任意の場所を指すポインタ変数であり、キューの先頭を示す。また、Index[n]は Base[n]と合わせてキュー上の最も古いデータの場所を指すために使用する。
【００１４】
図４は遅延用メモリ３１０の設定例を示す説明図である。
Base[n]（ｎ＝０〜４）と Length[n]（ｎ＝０〜４）の関係は図４に示すように設定する。たとえば、 Base[1]＝ Base[0]＋ Length[0]である。よって、遅延用メモリ３１０の消費量は Length[n]（ｎ＝０〜４）の総和で求めることができる。
図５は遅延回路［ｎ］（ｎ＝０〜４）の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１では、 Length[n]が０かどうかを判定し、その判定結果に基づいて、遅延動作を実行するかどうかを判定する。そして、遅延をさせない場合には、ステップＳ５で入力ＩＮを出力ＯＵＴにそのままコピーする。
また、遅延させる場合には、ステップＳ３で遅延用メモリ３１０のキュー上にある最も古いデータを出力ＯＵＴにコピーする。次に、ステップＳ３では、ステップＳ２で参照した遅延用メモリ３１０の場所と同じ場所に入力ＩＮをコピーする。最後にステップＳ４で、キュー上の最も古いデータの場所の参照のためにIndex[n]を更新する。
【００１５】
図６は遅延量分割回路２３０の構成を示すブロック図である。
この遅延量分割回路２３０は、最小値選択回路２３１と減算器２３２、２３３、２３３とを有し、ユーザによって指定された遅延量 Length_Ls、 Length_Rs、 Length_Bsにしたがって、左、右、中央の各サラウンド成分データを遅延させるために、 Length[n]（ｎ＝０〜４）を決定し、遅延回路[n] （ｎ＝０〜４）に送るものである。
最小値選択回路２３１では、遅延量 Length_Ls、 Length_Rs、 Length_Bsのうちの最小値をLength_Comとして選択するものである。
この最小値Length_Comは、左、右、中央の各サラウンド成分データＬｓ、Ｒｓ、Ｂｓで共通の遅延として考えられるので、サラウンド拡張回路２００の前段にまわすことができる。したがって、最小値Length_Comは、 Length[0]と Length[1]に渡し、前段の遅延回路２１１、２１２（ｎ＝０、１）の遅延量とする。
【００１６】
次に、残りの遅延量は、
Length[2]＝Length_Ls−Length_Com
Length[3]＝Length_Rs−Length_Com
Length[4]＝Length_Bs−Length_Com
で計算し、サラウンド拡張回路２００の後段の遅延回路２２１、２２２、２２３（ｎ＝２、３、４）によってその分の遅延を実現する。
したがって、遅延用メモリ３１０の消費量である Length[n] （ｎ＝０〜４）の総和は、
Length_Ls＋ Length_Rs＋ Length_Bs− Length_Com
で求まる。ここで、最小値Length_Comは、３つの指定遅延量 Length_Ls、 Length_Rs、 Length_Bsのうちのどれかに等しい。
したがって、たとえば、Length_Com＝ Length_Bsとすると、消費量は Length_Ls＋ Length_Rsとなり、遅延用メモリ３１０は２チャンネル分の容量で足りることがわかる。
【００１７】
なお、以上の実施例では、本発明を５．１チャネルオーディオデータから６．１オーディオデータに変換するサラウンド拡張システムを例に説明したが、本発明は他のサラウンド拡張システムについても同様に適用できるものである。
また、上述の例では、２チャネル分のデータから３チャネル分のデータを生成するサラウンド拡張システムを例に説明したが、本発明はさらに多数のチャネルデータを扱うサラウンド拡張システムについても同様に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１による音響装置のサラウンド拡張処理を行なう主要部の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すサラウンド拡張処理部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示すサラウンド拡張処理部の遅延回路と遅延メモリの入出力関係を示すブロック図である。
【図４】図３に示す遅延用メモリの設定例を示す説明図である。
【図５】図３に示す遅延回路の動作を示すフローチャートである。
【図６】図２に示すサラウンド拡張処理部の遅延量分割回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１９】
１００……ＤＳＰ、１０１……復号方式決定部、１０２……復号処理部、１０３……低音管理部、１０４……サラウンド拡張処理部、１０５……フロントチャネル用遅延処理部、１１０……シリアル／パラレル変換部、１２０……信号読み出し部、１３０……Ｄ／Ａ変換部。
【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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