(57)【要約】【課題】  汎用的な信号処理手段が具える特性を利用したオーディオ信号のミキシング演算方法の提供。【解決手段】  入力された入力信号を並べた入力行列と各要素を算出後のミキサ変換行列との行列演算を、行列演算に特化した構造を持つ信号処理手段に演算処理させることにより、複数の入力信号をミキシングして同数又は異なる数の出力信号を生成するようにした。ミキサ変換行列は入力チャンネル数と出力チャンネル数との組み合わせに応じたものが取得され、その各要素は設定手段により複数の入力チャンネル毎にまたは／及び出力チャンネル毎にそれぞれ設定されたパラメータに基づき算出される。こうすることで、汎用的な信号処理手段が具える行列演算に特化した演算回路などを利用して、ミキシングのための演算処理を素早く処理することができるようになる。【選択図】        図４
2005323060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力チャンネル及び出力チャンネルと、前記複数の入力チャンネル毎にまたは／及び出力チャンネル毎にそれぞれパラメータを設定する設定手段と、行列演算に特化した構造を持つ信号処理手段とを少なくとも具えたミキシング装置において、複数の入力信号をミキシングして同数又は異なる数の出力信号を生成するためのオーディオ信号のミキシング演算方法であって、
入力チャンネル数と出力チャンネル数との組み合わせに応じた所定のミキサ変換行列を取得する手順と、
前記設定手段により設定されたパラメータに基づき前記ミキサ変換行列の各要素を算出する手順と、
入力された入力信号を並べた入力行列と前記各要素を算出後のミキサ変換行列との行列演算を、前記信号処理手段により演算処理させる手順と
を具えるオーディオ信号のミキシング演算方法。
【請求項２】
前記設定手段の機能変更に応じて前記ミキサ変換行列の各要素を算出する所定の演算式を変更する手順を具え、前記設定手段の機能変更が行われた場合であっても入力チャンネル数と出力チャンネル数との組み合わせに変更がなされない限りにおいて、前記信号処理手段で処理する演算量を一定としたことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号のミキシング演算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）等のディジタル信号処理装置を用いて、入力された複数チャンネルのオーディオ信号をミキシングして同数又は異なる数のチャンネルのオーディオ信号を生成するミキシング演算方法に関する。特に、安価である汎用的なＤＳＰ等が具える特性を利用して、高速且つ汎用性の高いディジタルオーディオミキサを実現するのに適したオーディオ信号のミキシング演算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、汎用的なＤＳＰが安価になったために各種民生品への導入事例が増えてきている。入力された複数チャンネルのオーディオ信号をミキシングして同数又は異なる数のチャンネルのオーディオ信号を生成するオーディオミキサ（ミキシング装置）においても例外ではなく、下記に示す特許文献１に記載されているように、汎用的なＤＳＰを１乃至複数個用いて構成されたディジタルオーディオミキサが従来から知られている。こうした汎用的なＤＳＰを用いて構成されているディジタルオーディオミキサでは、前記ＤＳＰが実行する演算処理によって入力された複数チャンネルのディジタルオーディオ信号をミキシングするための信号処理を実現している。
【特許文献１】特開2001-169400号公報
【０００３】
ところで、ディジタルオーディオミキサでは入力されたディジタルオーディオ信号をリアルタイムにミキシングして出力する必要があり、ミキシングに係る処理時間を最小限に抑えるためにＤＳＰに素早く演算処理を行わせたいという要望がある。そこで、汎用的なＤＳＰを用いて構成された従来のディジタルオーディオミキサでは、ＤＳＰによるミキシングに係る計算量を最小限に抑えるための方法として、該ＤＳＰにより実現されるオーディオ系統（例えばボリュームなどのミキシングに係る各種ミキシングパラメータ設定のためのユーザ操作可能なユーザインタフェース）通りに順次に各種計算を実行するようにしている。しかし、オーディオ系統通りに順次に各種計算を実行させるという従来の方法を用いた場合、ミキシングのための演算処理に係る処理時間を短縮するには限界がある。そこで、こうした問題を解決する１つの方法として、オーディオ系統に応じた計算式を最適化することにより計算量が最小限になるように構成し、個々のオーディオ系統に即して最も適した計算を実行するようにした方法が考えられる。しかし、こうした場合においては個々のオーディオ系統に従う所定の計算式を最適化した演算処理に適合するように設計された専用のＤＳＰを使用しなければならないことから、該ＤＳＰにより実現されるオーディオ系統が機能変更された場合やオーディオ系統の異なるミキサに用いられた場合などには演算量が増減して演算処理にかかる負荷が安定しないこと、また専用のＤＳＰは安価でないことからミキサのコストが高くなってしまうこと、などの問題が新たに生じる。
【０００４】
さらに、一般的に汎用的なＤＳＰは行列演算に特化した演算回路を具え、上記したようなオーディオ系統に応じた計算式を最適化した演算処理など（線形演算）よりも、多少計算量が増えたとしても汎用的な行列演算による演算処理を行った方が処理が速い場合がある。そこで、こうした汎用的なＤＳＰを用いての行列演算によりミキシングのための演算処理を実現することが考えられる。しかし、一般的に行列計算は計算量が大きくなることから、ただ単にミキシングのための演算処理を行列演算するだけではかえって処理が遅くなってしまうだけである。そこで、こうした点を解決する方法が必要とされるが、汎用的なＤＳＰによる行列演算によってミキシングのための演算処理を実現する有効な方法は未だ提案されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、高速且つ汎用性の高いデジタルオーディオミキサを安価に実現するために、汎用的なＤＳＰが具える行列演算に特化した演算回路を利用してミキシングのための演算処理を素早く処理することのできるようにしたオーディオ信号のミキシング演算方法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】
【０００６】
本発明に係るオーディオ信号のミキシング演算方法は、複数の入力チャンネル及び出力チャンネルと、前記複数の入力チャンネル毎にまたは／及び出力チャンネル毎にそれぞれパラメータを設定する設定手段と、行列演算に特化した構造を持つ信号処理手段とを少なくとも具えたミキシング装置において、複数の入力信号をミキシングして同数又は異なる数の出力信号を生成するためのオーディオ信号のミキシング演算方法であって、入力チャンネル数と出力チャンネル数との組み合わせに応じた所定のミキサ変換行列を取得する手順と、前記設定手段により設定されたパラメータに基づき前記ミキサ変換行列の各要素を算出する手順と、入力された入力信号を並べた入力行列と前記各要素を算出後のミキサ変換行列との行列演算を、前記信号処理手段により演算処理させる手順とを具える。
【０００７】
本発明によると、入力された入力信号を並べた入力行列と前記各要素を算出後のミキサ変換行列との行列演算を、行列演算に特化した構造を持つ信号処理手段に演算処理させることにより、複数の入力信号をミキシングして同数又は異なる数の出力信号を生成する。ミキサ変換行列は入力チャンネル数と出力チャンネル数との組み合わせに応じたものが取得され、その各要素は前記設定手段により前記複数の入力チャンネル毎にまたは／及び出力チャンネル毎にそれぞれ設定されたパラメータに基づき算出されるものである。こうすることで、汎用的な信号処理手段が具える行列演算に特化した演算回路などを利用して、ミキシングのための演算処理を素早く処理することができることから、高速且つ汎用性の高いデジタルオーディオミキサを安価に実現することができるようになる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、入力信号を並べた行列を所定のミキサ変換行列と行列演算してミキシング出力信号を生成することにより、行列演算に特化した演算回路を具えた汎用的なＤＳＰを用いてミキシングのための演算処理を素早く実行することができ、これに伴い高速且つ汎用性の高いデジタルオーディオミキサを安価に実現することができるようになる、という優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１０】
図１は、この発明に係るオーディオ信号のミキシング演算方法を適用したディジタルオーディオミキサの一実施例を示すハード構成ブロック図である。ただし、ここでは８つの入力チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８から各々入力されたアナログ又はディジタルのオーディオ信号を信号処理手段であるＤＳＰ１によりミキシングして、４つの出力チャンネル（MAIN OUT、OMNI OUT、AUX OUT、REC OUT）のそれぞれに対して適宜にミキシングしたオーディオ信号（これをミキシング出力信号と呼ぶ）を出力することが可能なディジタルオーディオミキサ（以下、単にミキサ）を例に示した。該ミキサにおいて、入力された複数チャンネルのオーディオ信号をミキシングして同数又は異なる数のチャンネルのオーディオ信号を生成するミキシング処理はＤＳＰ１により処理される。ミキシング処理はリアルタイムに入力されるディジタルオーディオ信号に応じて処理を実行しなければならないリアルタイム系の処理であって、ミキサ内に用意された唯一のマスタクロック（図示せず）による例えば44.1kHz等のサンプリング周期ごとに起動されて、１サンプリング周期以内に１サンプリング分のディジタルオーディオ信号についてのミキシングを終了する。
【００１１】
図１において、入力チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８は接続済みである外部の入力デバイス（図示せず）から供給されたアナログのオーディオ信号をＤＳＰ１に対してビットストリーム入力させるためのものであり、入力信号がアナログオーディオ信号である場合に該信号をアナログからディジタルのオーディオ信号へと変換するためのＡＤコンバータ２を具える。勿論、入力チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８からはディジタルのオーディオ信号をそのまま入力させるようにしてもよい（ただし、この場合にはＡＤコンバータ２を必要としないことは言うまでもない）。入力又は変換後のディジタルオーディオ信号は、１サンプリングずつＤＳＰ１に対して並列的に供給される。このＤＳＰ１は行列演算に特化した演算回路を具えたディジタル信号処理用の汎用的なプロセッサであって、この発明に係るオーディオ信号のミキシング演算方法（具体的にはマイクロプログラム等）に従い、入力デバイスから供給されたオーディオ信号（オーディオ・ストリーム）に対して行列演算によるディジタル信号処理を施すことによってミキシング出力信号を生成する。詳しくは後述するが、本発明においてはミキシングのための演算処理をリアルタイム系の処理とノンリアルタイム系の処理とに切り分けた汎用的な行列演算をＤＳＰ１に対して処理させるようにしたことから、当該ＤＳＰ１により実現されるオーディオ系統に従う計算式を最適化して線形演算を行う場合に比べて、ミキシングのための演算処理を速く処理することができるようになっている。また、ＤＳＰ１は本ミキサ全体の絶対時間の管理を行っている。
【００１２】
ミキシング出力信号の生成後、ＤＳＰ１は生成したミキシング出力信号を出力チャンネル（MAIN OUT、OMNI OUT、AUX OUT、REC OUT）のいずれかに対して分配することで、接続済みである外部の出力デバイスに対して送り出す。前記出力チャンネルは、ＤＳＰ１から該出力チャンネルのそれぞれに対して分配されたミキシング出力信号をディジタルからアナログのオーディオ信号へと変換するためのＤＡコンバータ３を具えている。ＤＳＰ１による上記各処理はＤＳＰ１内部で実行されるマイクロプログラム（ソフトウエア）等により実現され、これらのマイクロプログラムはＤＳＰ１に接続されたＳＲＡＭ４内などに記憶されている。なお、ＳＲＡＭ４は長時間Delayを実現するために、ストリーム入力されたディジタルオーディオ信号を蓄積することができるようにもなっている。
【００１３】
次に、図１に示したディジタルオーディオミキサにおいて、ＤＳＰ１内部でマイクロプログラムが実行されることによって実現される機能について図２を用いて説明する。図２は、ＤＳＰ１により実現可能なディジタルオーディオミキサの機能の一実施例を示すオーディオ系統図である。この図２において一点鎖線で囲んだブロック部分がＤＳＰ１内部でマイクロプログラムによって実現される機能であり、それ以外の部分は実際にミキサ本体に配設されたＤＳＰ１以外のハードウエアによって実現される機能である。さらに、ＤＳＰ１内部でマイクロプログラムによって実現される機能において点線で囲んだブロック部分はミキシング処理を行列演算によって実現しているミキシング機能に該当する部分であり、当該行列演算はリアルタイムに入力されるディジタルオーディオ信号に応じて処理を実行するリアルタイム系の演算処理である。
【００１４】
まず、図２において点線で囲んだブロック部分以外の機能について簡単に説明する。各入力チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８毎に動作する「Insertion Effect」５は各種のエフェクト効果を１つ選択的に実現するものであり、ＤＳＰ１に入力されたディジタルオーディオ信号に対して選択されたエフェクト効果を付与するものである。エフェクト効果の例としては、例えばバイパス、SMTPEデコーダ、アナログMIDIデコーダ、コーラス（Chorus）／リバーブ（Reverb）などが挙げられる。この「Insertion Effect」５に後続する「Delay」６は入力されたディジタルオーディオ信号を時間的に遅延させてミキシング対象の入力信号として供給するものであり、各チャンネル毎に独立に動作させることができるようになっている。この「Delay」６では、例えば０〜1000ms（ミリ秒）などの所定範囲で遅延時間を選択することが可能となっている。
【００１５】
次に、図２において点線で囲まれたミキシング機能を実現するブロック部について説明する。このブロック部内に示すオーディオ系統を構成する各種パーツ（例えば、ミュートやボリュームなど）は、ミキシングに係る各種ミキシングパラメータ設定のためのユーザ操作可能なユーザインタフェースに該当する。ただし、図２では１つの入力チャンネルＣＨ１に対応するオーディオ系統のみを代表図として図示しており、入力チャンネルＣＨ１以外の他の入力チャンネルについては同様のオーディオ系統図で表すことができることから図示を省略している。また、ここでは内蔵エフェクタ機能としてコーラス（Chorus）／リバーブ（Reverb）の各機能を具えている場合のオーディオ系統図を示している。
【００１６】
この実施例に示すオーディオ系統において、入力チャンネル数は入力チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８までの８チャンネルに、出力チャンネルである「Reverb Out」２３及び「Chorus Out」２４からの出力を再びミックスバスのうちのメインバス１５〜１８に加算する「Reverb Return」２３及び「Chorus Return」２４の２チャンネルを加えての計１０チャンネルである。他方、出力チャンネル数は「MAIN OUT」、「OMNI OUT」、「AUX OUT」、「Rec OUT」の４チャンネルに前記「Reverb Out」２３及び「Chorus Out」２４の２チャンネルを加えての計６チャンネルである。そして、例えばマイク／ラインイン入力などの入力チャンネルＣＨ１に対して、ミュート（MUTE）７、レベル（LEVEL）８、パン（PAN）９、レコードセンド（REC Send）１０、リバーブセンド（Reverb Send）１１、コーラスセンド（Chorus Send）１２などの各種パーツが配設されており、これらを経由して６本のミックスバス（「Chorus」バス１３、「Reverb」バス１４、「REC」バス１５、「AUX」バス１６、「OMNI」バス１７、「MAIN」バス１８）に入力されている。これら６本のミックスバスはボリューム（「MAIN Vol」１９、「OMNI Vol」２０、「AUX Vol」２１、「REC Vol」２２）有り無しの違いはあるが、そのまま出力バスとなっている。これにより、入力されたディジタルオーディオ信号に対しては、前記各種パーツによりミュートの設定(MUTE７)、入力レベルの設定(LEVEL８)、左右ステレオ・パンの設定(PAN９)、３個のセンドレベルの設定(REC Send１０、Reverb Send１１、Chorus Send１２)を、それぞれユーザが適宜に設定することが可能となっている。また、生成されたミキシング信号に対しては、出力チャンネルである「MAIN OUT」、「OMNI OUT」、「AUX OUT」、「REC OUT」毎にボリュームの設定（「MAIN Vol」１９、「OMNI Vol」２０、「AUX Vol」２１、「REC Vol」２２）を、ユーザが適宜に設定することが可能となっている。
【００１７】
ここで、ＤＳＰ１により実現されるミキシング機能そのものは図２に示したように非常に複雑なオーディオ系統を構成するものであるが、こうしたオーディオ系統の構成であってもミキシングのための演算処理については６×１０行列を用いた行列演算で表すことができる（ただし、図２に示すような入力１０チャンネル及び出力６チャンネルである場合）。そこで、ミキシングのための演算処理として、入力１０チャンネルからサンプリングした１０次の入力ベクトルｉを生成し、この入力ベクトルｉに予め用意された６×１０行列であるミキサ変換行列ｘを乗算することによって、出力６チャンネルのミキシング出力信号に対応する６次の出力ベクトルｏを生成する。すなわち、ミキシングのための演算処理は、数１に示す行列演算式により処理することができる。
【数１】
2005323060.tif 000003
【００１８】
上記数１に示した行列演算式中の入力ベクトルiは、８つの入力チャンネルから各々入力された８つのサンプリング信号をそれぞれ「ｉ1」〜「ｉ8」として、出力チャンネル「Reverb Out」から戻されて「Reverb Return」から入力されるリバーブリターン信号を「Reverb」として、出力チャンネル「Chorus Out」から戻されて「Chorus Return」から入力されるコーラスリターン信号を「Chorus」として、計１０個の入力信号を１０次の入力ベクトルとして表したものである。図２から理解できるように、ミキシング機能の後の最終段に存在するコーラス「Chorus Out（Return）」／リバーブ「Reverb Out（Return）」はリアルタイム処理外のものであるが、ここで処理した結果は再びミックスバスのうちのメインバス（「REC」バス１５、「AUX」バス１６、「OMNI」バス１７、「MAIN」バス１８）へと加算されていることから、この入力も含めて入力ベクトルiを構成する。こうした入力ベクトルｉを数２に示す。
【数２】
2005323060.tif 000004
【００１９】
他方、数１に示した行列演算式中の出力ベクトルｏは、出力チャンネル「MAIN OUT」からのミキシング出力信号を「ｏ1」として、出力チャンネル「OMNI OUT」からのミキシング出力信号を「o2」として、出力チャンネル「AUX OUT」からのミキシング出力信号を「o3」として、出力チャンネル「REC OUT」からのミキシング出力信号を「o4」として、出力チャンネル「Reverb Out」からのリバーブ出力信号を「Reverb Out」として、出力チャンネル「Chorus Out」からのコーラス出力信号を「Chorus Out」として、計６個の出力信号を６次の出力ベクトルとして表したものである。この出力ベクトルｏを数３に示す。
【数３】
2005323060.tif 000005
【００２０】
数１に示した行列演算式中のミキサ変換行列ｘは、後述する変換行列（数７〜数１５参照）に従い算出されるミキシング係数を要素とする６×１０行列である。
【数４】
2005323060.tif 000006
上述した数１に示した演算処理は、各要素ｘnmと入力チャンネルのディジタルオーディオ信号のサンプル（入力サンプリング信号）の１つが掛け合わされる。これにより得られた積が、ミキシング出力信号（出力サンプリング信号）を構成する。前記各要素ｘnmは、ユーザインタフェースの構造に応じてその内容が異なるミキシング係数である。ミキシング処理において、数１に示した単純な行列演算式はサンプリング信号の入力に応じてリアルタイムに演算処理されるものであるが（リアルタイム系の処理）、ミキシング出力信号に影響する数４に示したミキサ変換行列ｘの中の各要素ｘnm（ミキシング係数）についてはユーザインタフェースの操作の度に、ミキシングのための行列演算とは別にオフライン処理（つまりノンリアルタイム系の処理）されて算出される。こうしたミキサ変換行列xにおける各要素ｘnm（ミキシング係数）の詳細な説明については後述する。
【００２１】
上記数４に示したミキサ変換行列xは入力チャンネル数及び出力チャンネル数の組み合わせ毎に、該組み合わせに対応した行・列関係を持ったミキサ変換行列が予め用意されている。例えば、入力チャンネル数が４に、出力チャンネル数が６にそれぞれ構成されているミキサである場合には、
【数５】
2005323060.tif 000007
で表される４×６行列のミキサ変換行列ｘが予め用意されており、これを用いて数１に示した行列演算が行われることによってミキシング出力信号が生成される。したがって、入出力チャンネル数の組み合わせに変更がない限りにおいては、同一のミキサ変換行列xを用いて数１に示した行列演算を行うことによりミキシング出力信号を生成することができる。
【００２２】
次に、ミキサ変換行列xについて図３を用いて説明する。図３は、図２に示したミキサのある１つの入力チャンネルのみに着目し一部を抜粋して示したオーディオ系統図である。ただし、図２ではモノラルイメージで記載したものを、この図３ではステレオイメージで示している。すなわち、ミキサへの入出力として、入力１０チャンネル及び出力６チャンネルはそれぞれステレオ出力としてＬ（左）及びＲ（右）チャンネルを具えている。また、ここでは「PAN」９によるステレオ信号の混合が行われている。この「PAN」９は、具体的にはＬチャンネルとＲチャンネルに跨った４つの掛け算器で構成される。「PAN」９により設定可能なパンニング値の範囲は−１〜＋１の間であって、この設定したパンニング値に応じて図中に示す各係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは次のように変化する。係数Ａはパンニング値が０以上である場合には１、パンニング値が０未満である場合には（１＋パンニング値）の各値をとる。係数Ｂはパンニング値が０以上である場合には０、パンニング値が０未満である場合には（−パンニング値）の各値をとる。係数Ｃはパンニング値が０以上である場合にはパンニング値そのもの、パンニング値が０未満である場合には０の各値をとる。係数Ｄはパンニング値が０以上である場合には（１−パンニング値）、０未満である場合には１の各値をとる。
【００２３】
この図３に示すような入出力関係つまりステレオ信号を扱う場合には、２×２行列で入力と出力の関係を記述することができる。したがって、図２に示したようなオーディオ系統を具えるミキサに適用する上記数４に示したミキサ変換行列ｘについても、ステレオ信号を扱う場合には２×２行列を１単位として考えるとよい。すなわち、この場合におけるミキサ変換行列ｘは１２×２０行列で表現することができ、該ミキサ変換行列ｘは縦方向に入力を横方向に出力を表したものであり、縦横が交わっている箇所の２×２行列がその入出力関係を表す。具体的には、左（Ｌ）入力から左（Ｌ）出力へのミキシング量をＬＬ、右（Ｒ）入力から左（Ｌ）出力へのミキシング量をＲＬ、左（Ｌ）入力から右（Ｒ）出力へのミキシング量をＬＲ、右（Ｒ）入力から右（Ｒ）出力へのミキシング量をＲＲとするならば、入力（IN L及びIN R）から出力（MAIN L及びMAIN R、あるいはRev L及びRev R）への１単位の変換行列は
【数６】
2005323060.tif 000008
と表すことができる（ただし、「PAN」を介さない出力（Rev L及びRev R）においてはＲＬ＝ＬＲ＝０である）。
【００２４】
ただし、上記数６に示した１単位の変換行列は、オーディオ系統によりその内容が異なるものである。例えば図２に示したようなオーディオ系統のミキサにおいては、「MAIN OUT」、「OMNI OUT」、「AUX OUT」などの一般的な入出力を扱う「PAN」９を具えた第１ブロックと、「PAN」９を具えておらず左右共通に「REC Send」１０と「REC Level」（図示せず）が掛かる「REC OUT」などの録音用の入出力を扱う第２ブロックと、「PAN」９を具えておらず左右共通に「Reverb Send」１１若しくは「Chorus Send」１２が掛かる「Reverb Out」２３や「Chorus Out」２４などの内蔵エフェクタへの入出力を扱う第３ブロックと、「Reverb Out」２３及び「Chorus Out」２４の各内蔵エフェクタの出力を「MAIN」バス１８、「OMNI」バス１７、「AUX」バス１６、「REC」バス１５の各バスに戻す第４ブロックとに分けることができる。
【００２５】
図２に示したミキサにおいて、第１ブロックの変換行列は
【数７】
2005323060.tif 000009
【数８】
2005323060.tif 000010
と表すことができる。ここで、MASTERは「MAIN Vol」１９により設定された出力側のボリューム値をとる変数であり、SWMnは「SWMn」２５ａによるスイッチング設定に従い０又は１の値をとる変数であり、Ａ（Ｂ〜Ｄ）は「PAN」９により設定されたパンニング値に応じた所定の各値をとる係数であり、LEVELnは「LEVEL」８により設定された入力側のレベル値をとる変数であり、MUTEは「MUTE」７によるスイッチングにより０又は１の値をとる変数である。また、ｎは入力チャンネル毎に予め付与されたチャンネル番号である。
なお、上記数８は「MAIN OUT」への出力の場合であって、「OMNI OUT」や「AUX OUT」では数８に示した式中のSWMnを「SWOn」２５ｂによるスイッチングにより０又は１の値をとる変数SWOnに、あるいは「SWAn」２５ｃによるスイッチングにより０又は１の値をとる変数SWAnにそれぞれ置き換えると共に、MASTERを「OMNI Vol」２０により設定されたボリューム値である変数OMNI LEVEL、あるいは「AUX Vol」２１により設定されたボリューム値である変数AUX LEVELに置き換える。
【００２６】
図２に示したミキサにおいて、第２ブロックの変換行列は
【数９】
2005323060.tif 000011
【数１０】
2005323060.tif 000012
と表すことができる。ここで、RecLevelは図示しない録音レベル設定機能により設定された出力側のボリューム値をとる変数であり、RecSendnは「REC Send」１０により設定された入力側のレベル値をとる変数である。
【００２７】
図２に示したミキサにおいて、第３ブロックの変換行列は
【数１１】
2005323060.tif 000013
【数１２】
2005323060.tif 000014
と表すことができる。ここで、RevSendnは「Reverb Send」１１により設定された入力側のレベル値をとる変数である。
なお、上記数１２は「Reverb OUT」への出力の場合であって、「Chorus OUT」では数１２に示した式中のRevSendnを「Chorus Send」１２により設定された入力側のレベル値をとる変数ChorusSendnに置き換える。
【００２８】
図２に示したミキサにおいて、第４ブロックの変換行列は
【数１３】
2005323060.tif 000015
【数１４】
2005323060.tif 000016
【数１５】
2005323060.tif 000017
と表すことができる。ここで、SWMrは「SWMr」２６によるスイッチングにより０又は１の値をとる変数であり、「Reverb Return」と「MAIN」バスが接続しているか否かを表す。
なお、上記数１５は「Reverb Return」から「MAIN OUT」への出力の場合であって、「Chorus Return」から「MAIN OUT」への出力では数１５に示した式中のSWMrを「SWMc」２７によるスイッチングにより０又は１の値をとる変数SWMcに置き換える。また、「Reverb Return」から「OMNI OUT」、「AUX OUT」、「REC OUT」への出力では数１５に示した式中のMASTERを「OMNI Vol」２０により設定されたボリューム値である変数OMNI LEVEL、「AUX Vol」２１により設定されたボリューム値である変数AUX LEVEL 、「REC Vol」２１により設定されたボリューム値である変数REC LEVELにそれぞれ置き換える。
【００２９】
図４は、本発明に係るオーディオ信号のミキシング演算方法を適用したディジタルオーディオミキサにより実行されるミキシング手順を示すフローチャートである。図４（ａ）はノンリアルタイム処理である「ミキシング係数決定処理」の一実施例を、図４（ｂ）はリアルタイム処理である「ミキサ処理」の一実施例をそれぞれ示すフローチャートである。以下、この図４を参照しながら入力された複数チャンネルのオーディオ信号をミキシングして同数又は異なる数のチャンネルのオーディオ信号を生成するミキシング処理について説明する。図４に示したこれらの処理は、ＤＳＰ１により実行される処理である。
【００３０】
まず、図４（ａ）に示す「ミキシング係数決定処理」について説明する。ステップＳ１では、ユーザインタフェースを用いて設定したユーザ設定パラメータ（ミキシングパラメータ）を読込む。これらのユーザ設定パラメータとしては、ＤＳＰ１により実現されるオーディオ系統を構成するミュートやボリュームなどの各種パーツ（図２参照）を用いてユーザにより設定された、例えば数８に示した「MAIN Vol」１９により設定されたボリューム値（MASTER）、「SWMn」２５ａによるスイッチング設定に従い０又は１の値をとるSWMn、「PAN」９により設定されたパンニング値、「LEVEL」８により設定された入力側のレベル値（LEVELn）、「MUTE」７によるスイッチングにより０又は１の値をとるMUTE、などのミキシングに係る各種ミキシングパラメータである。ステップＳ２では、ミキサ変換行列ｘにおけるミキシング係数を決定する。すなわち、オーディオ系統に応じて予め記憶されている変換行列（例えば数７及び数８参種）に基づき、読込んだ各種のユーザ設定パラメータに該当するミキサ変換行列ｘ（数４参照）の各ミキシング係数を算出する。
【００３１】
次に、図４（ｂ）に示す「ミキサ処理」について説明する。当該処理は、１サンプリング時間毎に実行されるサンプリング割り込み処理である。ステップＳ１１では、入力された入力チャンネル毎に１サンプリング分のビットストリームを読込む。ステップＳ１２では、前記読込んだ１サンプリング分のビットストリームに対してミキシング処理を行いミキシング出力信号を生成する。上述したように、当該ミキシング処理では、数１に示した行列演算をＤＳＰ１が具える行列演算に特化した演算回路により演算する。ステップＳ１３では、ミキシング出力信号の生成後、該生成したミキシング出力信号を出力チャンネル（MAIN OUT、OMNI OUT、AUX OUT、REC OUT）のいずれかに対して分配し、接続済みの外部の出力デバイスに対して送り出す。当該処理は、ビットストリームの読込みが続く限り繰り返し実行される。
【００３２】
上記「ミキサ処理」（リアルタイム処理）におけるビットストリームの読込みの有無に関わらず、ユーザインタフェースによるユーザ設定パラメータの変更があった場合には、上記「ミキシング係数決定処理」（ノンリアルタイム処理）を適宜に実行してミキサ変換行列ｘの各ミキシング係数を再決定する。そして、上記「ミキサ処理」に示すようにビットストリームを読込んでミキシング処理を行う際には、再決定したミキシング係数を反映したミキサ変換行列ｘを用いて処理を実行する。こうすることにより、ユーザは演奏中（リアルタイム処理中）であっても適宜にミキシング係数を変更することができ、これをミキシング出力信号に反映させて演奏することができる。なお、ユーザ設定パラメータがミキサ変換行列ｘの一部のミキシング係数にしか影響を及ぼさない場合には影響を及ぼす範囲内のみを再計算するようにすると、より計算を速く実行することができるようになり有利である。
【００３３】
以上のようにすると、入出力チャンネル数に変更がない限りにおいて、オーディオ系統が変更された場合であっても演算量が変化しないことから、常に一定の処理速度でミキシング出力信号を生成可能な汎用性の高いディジタルオーディオミキサを提供することができるようになる。すなわち、オーディオ系統が変更された場合にそれに併せて変更すべき演算処理としては変換行列、つまりミキサ変換行列ｘにおけるミキシング係数を変更するだけでよく、汎用性が非常に高い。
また、行列演算によりミキシング演算処理を行うようにしたことから、行列演算に特化した演算回路を具える汎用的なＤＳＰを利用することができ、これに伴いコストの低いディジタルオーディオミキサを提供することができるようになる。
【００３４】
なお、上述した実施例においてはミキシング演算処理を実行する信号処理手段として汎用的なＤＳＰを用いた例を示したがこれに限らず、行列演算に特化した演算回路を具えたものであればどのようなものであってもよい。例えば、安価なＣＰＵやＬＳＩなどを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明に係るオーディオ信号のミキシング演算方法を適用したディジタルオーディオミキサの一実施例を示すハード構成ブロック図である。
【図２】ＤＳＰにより実現可能なディジタルオーディオミキサの機能の一実施例を示すオーディオ系統図である。
【図３】図２に示したミキサのある１つの入力チャンネルのみに着目し一部を抜粋して示したオーディオ系統図である。
【図４】本発明に係るオーディオ信号のミキシング演算方法を適用したディジタルオーディオミキサにより実行されるミキシング手順を示すフローチャートであり、図４（ａ）はミキシング係数決定処理を、図４（ｂ）はミキサ処理を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１…ＤＳＰ、２…ＡＤコンバータ、３…ＤＡコンバータ、４…SDRAM、５…Insertion Effect、６…Delay、７…MUTE、８…LEVEL、９…PAN、１０…REC Send、１１…Reverb Send、１２…Chorus Send、１３…Chorusバス、１４…Reverbバス、１５…RECバス、１６…AUXバス、１７…OMNIバス、１８…MAINバス、１９…MAIN Vol、２０…OMNI Vol、２１…AUX Vol、２２…REC Vol、２３…Reverb Out(Return)、２４…Chorus Out(Return)、２５ａ…SWMn、２６…SWMr、２７…SWMc
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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