(57)【要約】【課題】デジタル回路でステレオ・モノラルを正確に判別することのできるステレオ・モノラル信号判別回路、デジタル信号プロセッサ、および音声出力装置を提供する。【解決手段】左チャンネル音声信号と右チャンネル音声信号との差分の絶対値を算出する絶対値算出部１１と、算出された前記絶対値が、設定された閾値以下であるか否かを判定する閾値判定部１２と、閾値判定部で絶対値が閾値以下であると判定された場合に、閾値以下の状態が所定時間以上に渡って継続しているか否かを判定する継続時間判定部１３と、所定時間以上であると判定された場合に、音声信号はモノラル信号であると判定し、所定時間未満であると判定された場合には音声信号はステレオ信号であると判別するステレオ・モノラル信号判別部４２とを備える。【選択図】図１
2013157721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された左チャンネル及び右チャンネルの音声信号が、ステレオ信号又はモノラル信号の何れであるかを判定するステレオ・モノラル信号判別回路であって、
左チャンネル音声信号と右チャンネル音声信号との差分の絶対値を算出する絶対値算出部と、
前記絶対値算出部で算出された前記絶対値が、設定された閾値以下であるか否かを判定する閾値判定部と、
前記閾値判定部で前記絶対値が前記閾値以下であると判定された場合に、前記閾値以下の状態が所定時間以上に渡って継続しているか否かを判定する継続時間判定部と、
前記継続時間判定部で、前記所定時間以上であると判定された場合に、前記音声信号はモノラル信号であると判定し、前記所定時間未満であると判定された場合には前記音声信号はステレオ信号であると判別するステレオ・モノラル信号判別部と
を備えることを特徴とするステレオ・モノラル信号判別回路。
【請求項２】
前記閾値を設定する閾値設定部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のステレオ・モノラル信号判別回路。
【請求項３】
前記所定時間は、数十ｍｓ〜数百ｍｓであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のステレオ・モノラル信号判別回路。
【請求項４】
左チャンネル及び右チャンネルの前記音声信号を入力する各入力部には、本回路に接続される外部装置からのオフセット電圧をキャンセルするハイパスフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のステレオ・モノラル信号判別回路。
【請求項５】
入力された左チャンネル及び右チャンネルの音声信号が、予め設定される信号値よりも小さい小信号を検出する小信号検出部と、
前記小信号検出部で小信号が検出された場合には、現在の判別結果を変更せずに保持する保持部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のステレオ・モノラル信号判別回路。
【請求項６】
前記閾値判定部は、前記絶対値と前記閾値としての判定レベル値とを比較する比較器で構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のステレオ・モノラル信号判別回路。
【請求項７】
前記継続時間判定部は、前記閾値以下の状態の継続時間をカウンタ値として計数するカウンタで構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のステレオ・モノラル信号判別回路。
【請求項８】
前記保持部は、前記小信号検出部で小信号が検出された場合には、前記判別結果に対応する判定フラグを変更しないようにマスクする小信号時マスク回路で構成されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のステレオ・モノラル信号判別回路。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のステレオ・モノラル信号判別回路を備え、前記判別結果に対応する判定フラグを出力することを特徴とするデジタル信号プロセッサ。
【請求項１０】
ステレオ・モノラル信号判別部により、音声信号がモノラル信号であると判定された場合にはモノラル信号に効果的な音響処理を施すモノラル音響効果部と、音声信号がステレオ信号であると判定された場合にはステレオ信号に効果的な音響処理を施すステレオ音響効果部とを備えることを特徴とする請求項９に記載のデジタル信号プロセッサ。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のステレオ・モノラル信号判別回路を備えることを特徴とする音声出力装置。
【請求項１２】
請求項９または請求項１０のいずれかに記載のデジタル信号プロセッサを備えることを特徴とする音声出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、ステレオ・モノラル信号判別回路、デジタル信号プロセッサ、および音声出力装置に係り、特にデジタル回路でステレオ・モノラルを正確に判別することのできるステレオ・モノラル信号判別回路、デジタル信号プロセッサ、および音声出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステレオの音声信号とモノラルの音声信号とでは、それらに加えられる処理の内容が異なっている。
【０００３】
例えば、ステレオ信号の場合には、雑音の低減やステレオ感を強調する処理などが加えられることがある。
【０００４】
また、モノラル信号の場合には、ステレオのような拡がり感と臨場感が得られるように、モノラルの音声信号に疑似ステレオ処理が加えられることがある。
【０００５】
そのため、入力されている音声信号がステレオであるかモノラルであるかを判別する必要がある。
【０００６】
ステレオ信号であるかモノラル信号であるかを判別する技術は種々提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献１では、左右両チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒの極性が同じであった場合にはモノラル信号、Ｌ／Ｒの極性が違う場合にはステレオ信号と判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭６２−１７３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来技術では、Ｌ／Ｒの極性が同じで、Ｌ／Ｒの振幅が異なる信号については、モノラル信号と誤って判別されてしまうという問題があった。
【００１０】
また、上記従来技術では、アナログ回路でモノラル／ステレオを判別しているため、オフセット電圧により誤判定が発生する問題もあった。
【００１１】
本発明の目的は、デジタル回路でステレオ・モノラルを正確に判別することのできるステレオ・モノラル信号判別回路、デジタル信号プロセッサ、および音声出力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、入力された左チャンネル及び右チャンネルの音声信号が、ステレオ信号又はモノラル信号の何れであるかを判定するステレオ・モノラル信号判別回路であって、左チャンネル音声信号と右チャンネル音声信号との差分の絶対値を算出する絶対値算出部と、前記絶対値算出部で算出された前記絶対値が、設定された閾値以下であるか否かを判定する閾値判定部と、前記閾値判定部で前記絶対値が前記閾値以下であると判定された場合に、前記閾値以下の状態が所定時間以上に渡って継続しているか否かを判定する継続時間判定部と、前記継続時間判定部で、前記所定時間以上であると判定された場合に、前記音声信号はモノラル信号であると判定し、前記所定時間未満であると判定された場合には前記音声信号はステレオ信号であると判別するステレオ・モノラル信号判別部とを備えるステレオ・モノラル信号判別回路が提供される。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、請求項１〜８のいずれか１項に記載のステレオ・モノラル信号判別回路を備え、前記判別結果に対応する判定フラグを出力するデジタル信号プロセッサが提供される。
【００１４】
また、本発明の他の態様によれば、請求項１〜８のいずれか１項に記載のステレオ・モノラル信号判別回路または請求項９または請求項１０のいずれかに記載のデジタル信号プロセッサを備える音声出力装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、デジタル回路でステレオ・モノラルを正確に判別することのできるステレオ・モノラル信号判別回路、デジタル信号プロセッサ、および音声出力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路の機能構成を示す機能ブロック図。
【図２】第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路の構成例を示すブロック図。
【図３】入力信号の波形例を示す波形図。
【図４】第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路による判別処理の例を示すタイミングチャート。
【図５】第２の実施の形態に係るオーディオＤＳＰの構成例を示すブロック図。
【図６】ＡＤコンバータおよびハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の機能を示す説明図。
【図７】音響効果回路の例を示す回路図であり、（ａ）はステレオ信号に適用されるステレオ強調回路、（ｂ）はモノラル信号に適用される擬似ステレオ回路。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１８】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１９】
[実施の形態]
［第１の実施の形態］
（ステレオ・モノラル信号判別回路）
図１〜図４を参照して、第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路１について説明する。
【００２０】
第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路１は、入力された左チャンネル及び右チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒが、ステレオ信号又はモノラル信号の何れであるかを判定する回路である。
【００２１】
図１に示すように、第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路１は、左チャンネル音声信号Ｌと右チャンネル音声信号Ｒとの差分の絶対値を算出する絶対値算出部１１と、この絶対値算出部１１で算出された絶対値が、設定された閾値以下であるか否かを判定する閾値判定部１２と、閾値判定部１２で絶対値が閾値以下であると判定された場合に、前記閾値以下の状態が所定時間以上に渡って継続しているか否かを判定する継続時間判定部１３と、前記継続時間判定部１３で、所定時間以上であると判定された場合に、音声信号Ｌ／Ｒはモノラル信号であると判定し、所定時間未満であると判定された場合には音声信号Ｌ／Ｒはステレオ信号であると判別するステレオ・モノラル信号判別部４２とを備える。
【００２２】
また、ステレオ・モノラル信号判別回路１は、閾値を設定する閾値設定部４０をさらに備える。
【００２３】
閾値設定部４０で設定される閾値は、例えば−１００ｄＢ程度とすることができる。
【００２４】
また、前記所定時間は、数十ｍｓ〜数百ｍｓとすることができる。
【００２５】
また、左チャンネル及び右チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒを入力する各入力部９ａ、９ｂには、本回路１に接続される外部装置（ＡＤコンバータ等）からのオフセット電圧をキャンセルするハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１０ａ、１０ｂが設けられている。
【００２６】
なお、オフセット電圧とは、アナログ信号処理に用いられるオペアンプの＋入力端子と−入力端子間の電圧差が０Vの時に出力されてしまう電圧のことである。
【００２７】
さらに、入力された左チャンネル及び右チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒが、予め設定される信号値よりも小さい小信号を検出する小信号検出部１５と、小信号検出部１５で小信号が検出された場合には、現在の判別結果を変更せずに保持する保持部４１とを備える。
【００２８】
これにより、入力された左チャンネル及び右チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒが小さい場合や、ＣＤ等の曲間に相当する場合には、現在の状況を保持して、ステレオ・モノラルの誤判定を低減することができる。
【００２９】
なお、図１に示すステレオ・モノラル信号判別回路１では、閾値判定部１２は、絶対値と閾値としての判定レベル値とを比較する比較器で構成されている。
【００３０】
また、図１に示すステレオ・モノラル信号判別回路１では、継続時間判定部１３は、閾値以下の状態の継続時間をカウンタ値として計数するカウンタで構成されている。
【００３１】
また、図１に示すステレオ・モノラル信号判別回路１では、保持部４１は、小信号検出部１５で小信号が検出された場合には、判別結果に対応する判定フラグを変更しないようにマスクする小信号時マスク回路で構成されている。
【００３２】
入力部９ａ、９ｂから入力される左チャンネル及び右チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒは、例えば図３に示すようなオーディオ信号や音声信号とされる。
【００３３】
図２に示すように、第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路１の構成例は、左チャンネル及び右チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒが入力されるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１０ａ、１０ｂと、音声信号Ｌ／Ｒの減算を行う加算器１６と、音声信号Ｌ／Ｒの差分の絶対値を算出する絶対値算出部１１と、算出された絶対値と、図示しない閾値設定部から入力される閾値としての判定レベル値（例えば、−１００ｄＢ等）との比較を行う比較器１２と、判定レベル値以下の状態の継続時間をカウンタ値として計数するカウンタ１３と、左チャンネル及び右チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒに基づいて小信号を検出する小信号検出部１５と、小信号検出部１５で小信号が検出された場合には、判別結果に対応する判定フラグを変更しないようにマスクする保持部４１としての小信号時マスク回路４１とから構成されている。
【００３４】
（ステレオ・モノラル信号の判別手法）
図４のタイミングチャートを参照して、第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路１によるステレオ・モノラル信号判別の手法について説明する。
【００３５】
図４（ａ）、（ｂ）に示すような左チャンネル及び右チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒが入力されると、絶対値算出部１１において、音声信号Ｌ／Ｒの差分の絶対値が算出される。
【００３６】
図４（ｃ）では、音声信号Ｌ／Ｒの差分（Ｌ−Ｒ）は、タイミングＴ１およびＴ２で半波波形の絶対値を示す。
【００３７】
この場合において、カウンタ１３によるカウンタ値は、例えば図４（ｄ）のようになる。
【００３８】
即ち、音声信号Ｌ／Ｒの差分（Ｌ−Ｒ）の絶対値が判定レベル値（例えば、−１００ｄＢ）以下である場合には、カウンタ値は加算されていく（０〜Ａまでの状態）。
【００３９】
一方、音声信号Ｌ／Ｒの差分（Ｌ−Ｒ）の絶対値が判定レベル値を超えた時点（ＡおよびＣ）でカウンタ値はクリアされる。
【００４０】
そして、図４（ｅ）に示すように、カウンタ値が設定値に達した場合（タイミングＴ３〜Ｔ４）に、フラグ出力がＨになる。フラグ出力がＨの場合に、モノラル信号を検出中であると判定される。
【００４１】
また、音声信号Ｌ／Ｒの差分（Ｌ−Ｒ）の絶対値が判定レベル値を超えた時点（Ｃ）でフラグ出力はＬとなり、カウンタ値はクリアされる。
【００４２】
なお、図４に示す場合において、フラグ出力がＬの場合にはステレオ信号を検出中であると判定される。
【００４３】
このように、第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路１によれば、従来に比してＬ／Ｒの極性が同じで、Ｌ／Ｒの振幅が異なる信号などについての誤判定を減らして、デジタル回路でステレオ・モノラルを正確に判別することができる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
（デジタル信号プロセッサ）
図５〜図７を参照して、第２の実施の形態に係るデジタル信号プロセッサとしてのオーディオＤＳＰ（Digital Signal Processor）３０について説明する。
【００４５】
図５に示すオーディオＤＳＰ３０の構成例は、アナログ信号をデジタル信号に変換する外部装置としてのＡＤコンバータ２０からの信号、または予めデジタル化されたデジタル信号を選択的に入力するセレクタ３１を備えている。
【００４６】
なお、図６に示すように、左チャンネル及び右チャンネルのアナログ音声信号Ｌ／Ｒは、ＡＤコンバータ２０によってデジタル信号に変換される。また、変換されたデジタル信号はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）に入力されて低周波成分をカットすると良い。これにより、オフセット電圧をキャンセルすることができ、ステレオ・モノラルをより正確に判別することができる。
【００４７】
セレクタ３１には、上述した第１の実施の形態に係るステレオ・モノラル信号判別回路で構成されるモノラル検出部１と、モノラル信号に効果的な音響処理を施すモノラル音響効果部３３が接続されている。
【００４８】
そして、モノラル検出部１によって、入力信号がモノラル信号であると判定された場合には、モノラル音響効果部３３によってモノラル信号に効果的な音響処理（例えば、擬似ステレオ効果等）が行われる。
【００４９】
また、セレクタ３１には、ステレオ信号に効果的な音響処理を施すステレオ音響効果部３４が接続されている。
【００５０】
そして、モノラル検出部１によって、入力信号がモノラル信号であると判定されなかった場合、即ちステレオ信号である場合には、ステレオ音響効果部３４によってステレオ信号に効果的な音響処理（例えば、ステレオ強調効果等）が行われる。
【００５１】
（音響効果部）
図７を参照して、第２の実施の形態に係るオーディオＤＳＰ３０に適用される音響効果部の構成例について説明する。
【００５２】
図７（ａ）は、オーディオＤＳＰ３０において、ステレオ音響効果部３４を構成するステレオ強調回路５０の構成例である。
【００５３】
ステレオ強調回路５０は、左チャンネル及び右チャンネルの音声信号Ｌ／Ｒを加算する加算器５１と、フィルタ処理部５４と、前記フィルタ処理部５４からの出力信号と左チャンネルの音声信号Ｌ及び右チャンネルの音声信号Ｒとの加減算を行う加算器５２、５３を備える。
【００５４】
このステレオ強調回路５０により、ステレオ信号は、よりステレオ感が強調された信号として出力される。
【００５５】
ステレオ信号に効果的な音響処理を行う部としては、ステレオ強調回路のほかに、各種の音響効果を加えることができるプログラマブル・イコライザ（Programmable EQ）や、臨場感を高めるサラウンド回路などを用いることができる。
【００５６】
図７（ｂ）は、オーディオＤＳＰ３０において、モノラル音響効果部３３を構成する擬似ステレオ回路６０の構成例である。
【００５７】
擬似ステレオ回路６０は、左チャンネルの音声信号Ｌを遅延させるディレイ６１と、４つのオペアンプ６２〜６４と、オペアンプ６２、６４からの出力信号を加算する加算器６６と、オペアンプ６３、６５からの出力信号を加算する加算器６７とを備える。
【００５８】
この擬似ステレオ回路６０により、モノラル信号は、擬似的なステレオ効果を有する信号として出力される。
【００５９】
[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のステレオ・モノラルを正確に判別することのできるステレオ・モノラル信号判別回路、デジタル信号プロセッサ、および音声出力装置は、テレビジョン放送及びラジオ放送の受信機、ＤＶＤ、ビデオテープ、オーディオテープ、及びコンパクトディスクなどを再生するオーディオ機器などに適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…ステレオ・モノラル信号判別回路（モノラル検出部）
Ｌ…左チャンネル音声信号
Ｒ…右チャンネル音声信号
９ａ、９ｂ…入力部
１０ａ、１０ｂ…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１１…絶対値算出部
１２…比較器（閾値判定部）
１３…カウンタ（継続時間判定部）
１５…小信号検出部
１６…加算器
２０…ＡＤコンバータ
３０…デジタル信号プロセッサ（オーディオＤＳＰ）
３１…セレクタ
３３…モノラル音響効果部
３４…ステレオ音響効果部
４０…閾値設定部
４１…小信号時マスク回路（保持部）
４２…ステレオ・モノラル信号判別部
５０…ステレオ強調回路
５１、５２…加算器
５４…フィルタ処理部
６０…擬似ステレオ回路
６１…ディレイ
６２〜６４…オペアンプ
６６、６７…加算器
【図１】
2013157721.tif 000003
【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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【図７】
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