(57)【要約】デジタル信号プロセッサ３０２で減衰処理を行った場合に、その減衰量情報をアナログ増幅器３０４の制御マイコン３０７及びデジタルオーディオインターフェース３０６を介して外部に接続したアンプ等に通知することでアナログ増幅量をそれぞれ調整する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により全チャンネルについて画一的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備えたことを特徴とする音響再生装置。
【請求項２】
複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により各チャンネル毎に選択的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備えたことを特徴とする音響再生装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された音響再生装置において、
前記デジタル信号プロセッサは、試験オーディオ信号を作成して前記アナログ増幅器に対して出力し、さらに該試験オーディオ信号の作成時点から該アナログ増幅器が該試験オーディオ信号を受信するまでの時間を遅延時間として算出するように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載された音響再生装置において、
前記デジタルオーディオデータを汎用的なＰＣＭオーディオ通信フォーマットで出力するインターフェースをさらに備え、
前記インターフェースは、前記全チャンネルの減衰量又は各チャンネル毎の減衰量を前記ＰＣＭオーディオ通信フォーマットに付加して外部増幅装置に出力するように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、オーディオをデジタル処理して音場などを作り出す音響再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、ＤＶＤ等のマルチチャンネル環境やソフトウェアの普及により、２つ以上のチャンネルのデジタルオーディオを再生する装置が増加している。このＤＶＤに記録されている音声は、一般的に５．１チャンネルのデジタルオーディオ（非特許文献１参照）であり、正しく再生するためには５本のスピーカと１本の低音再生用サブウーハが必要となる。さらに、この５本のスピーカには低音成分も正しく再生できるだけの能力が要求される。【０００３】  しかし、このようなスピーカセットを全ての一般家庭において揃えることは難しいため、ほとんどのＤＶＤプレーヤには、５．１チャンネル以下のスピーカセットであっても全ての音を欠落なく再生するための機能が備わっている。具体的には、複数のオーディオチャンネルをミックス処理して、各スピーカ出力の音声を本来よりも少ないスピーカ本数で再生するようにしている。このような処理によって、本来の音場とは異なるものの、記録されている音声を欠落なく再生することができるようになっている。【０００４】  また、小型スピーカ等のように各スピーカに低音成分を正しく再生できるほどの能力がない場合には、全ての低音成分をサブウーハに集約させて出力するようにしている。これは、人間の聴覚には低音成分の定位感がないことを利用したものである。【０００５】  このような複数のチャンネルデータをミックスする処理は、少ないスピーカ数で全ての音を再生する場合に限定されず、例えば音場を擬似的に作り出す等の処理を施す場合にも多用されている。【０００６】  このような処理を行う場合、図１に示すように、複数のチャンネルデータを加算する等の計算を行っている。ところが、デジタルデータには表現できる値に限界があるため、複数チャンネルのデータ加算１０１，１０２の処理時に、デジタルで表現できる値を超えてしまうことがある。このように最大値を超え符号が逆転したデジタルデータは、そのままでは耳障りなノイズとして知覚されるので、オーバーフローした値を正又は負の最大値に置き換える“クリッピング処理”によってノイズの発生を抑制することが一般的に行われている。ただし、このクリッピング処理は有害なノイズの発生を防ぐことができるものの、音はひずむという問題がある。【０００７】  このような問題を回避するためには、あらかじめデジタルデータの全チャンネルを正規化処理１０３によって画一的に減衰させておき、データ加算１０１，１０２の処理時にデジタルオーバーフローが起きないようにすることが必要となる。このように全てのチャンネルを画一的に減衰させる理由は、特定のチャンネルのみを減衰させるとチャンネル間のボリュームバランスが狂ってしまうからである。【０００８】  ただし、デジタルデータを減衰させると最終的な出力音量が小さくなるので、アナログ回路でレベルを補償する必要がある。すなわち、ＤＡコンバータでデジタルデータをアナログ変換した後にアナログ増幅器を用いて音量を増加させる必要がある。【０００９】  図２は、従来の音響再生装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、記録媒体等から読み出された情報は、フロントエンドプロセッサ２０１によってデジタルデータ２１１に変換され、デジタル信号プ��セッサ２０２に入力される。【００１０】  前記デジタル信号プロセッサ２０２では、入力されたデジタルデータ２１１に対して、デコード処理したり又は制御マイコン２０７からの制御信号２１６に基づいて音場処理したりする等の様々なオーディオ処理が行われ、デジタルオーディオ信号２１２及びデジタルインターフェース用オーディオ信号２１５が作成される。このとき、必要に応じて前記正規化処理が行われるため、減衰処理が施されたデジタルオーディオ信号２１２が作成される。このデジタルオーディオ信号２１２は、ＤＡコンバータ２０３によってアナログオーディオ信号２１３に変換される。【００１１】  前記アナログオーディオ信号２１３はアナログ増幅器２０４によって増幅される。ここで、アナログ増幅器２０４におけるアナログオーディオ信号２１３の増幅量は、制御マイコン２０７から出力された増幅レベル制御信号２１７により設定されるものであり、この増幅量に基づいてアナログオーディオ信号２１３が増幅されるようになっている。【００１２】  なお、この増幅レベル制御信号２１７は、制御マイコン２０７において、デジタル信号プロセッサ２０２に入力されるデジタルデータ２１１と、デジタル信号プロセッサ２０２の動作を制御する制御信号２１６とに基づいて算出されるものである。【００１３】  前記アナログ増幅器２０４で増幅されたアナログオーディオ信号２１４はスピーカ２０５で再生される。一方、デジタルインターフェース用オーディオ信号２１５は、減衰された状態でデジタルオーディオインターフェース２０６から出力される。
【非特許文献１】Ｄｏｌｂｙ  Ｌｉｃｅｎｓｅｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｍａｎｕａｌ：Ｄｏｌｂｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｄｅｃｏｄｅｒ  Ｉｓｓｕｅ  ５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】  しかしながら、オーディオ処理内容及び入力デジタルデータによって前記デジタル信号プロセッサ２０２でのチャンネルミックス処理が変わり、必要となる正規化レベルが変化するため、システムの動作状況が変わるたびにデジタル信号プロセッサ２０２における正規化レベルを計算し直して、アナログ増幅器２０４での増幅量を調整する必要が生じる。さらに、この処理には、以下の３つの問題が含まれている。【００１５】  第１に、デジタル信号プロセッサ２０２における処理内容は製品によって異なるため、アナログ増幅器２０４で設定すべき増幅量を計算することが容易ではないことがある。制御系が複雑になる上に、デジタル信号プロセッサ２０２を置き換えるたびにシステムを再設計する必要が生じるため、回路設計及び制御システムの開発コストが増加してしまう。【００１６】  第２に、前記デジタル信号プロセッサ２０２が正規化処理を行ってから、アナログ増幅器２０４にアナログオーディオ信号２１３が入力されるまでに時間遅延があるため、アナログ増幅レベルを変更するタイミング制御が困難になることがある。【００１７】  第３に、デジタル信号プロセッサ２０２において複数の音場調整機能を併用する場合、入力条件により内部パラメータが複雑に変化するため、デジタル信号プロセッサ２０２が正規化処理を変更する条件は極めて複雑なものになり、この正規化処理を補償するアナログ増幅レベルの計算は極めて困難になることがある。【００１８】  これら問題を解決するために、デジタル信号プロセッサ２０２での出力レベルを常に減衰させて低いレベルで統一し、アナログ増幅レベルを常に高いレベルで一定にする方法がある。この方法を用いれば、デジタルデータのオーバーフローやクリッピング処理による音質劣化を防ぐことができる上に、アナログ増幅器２０４のレベル調整を頻繁に行う必要がなくなる。【００１９】  しかし、デジタル出力レベルが常に低めに抑えられていることや、安価なＤＡコンバータでは一般的に小さなデジタル入力に対するアナログ出力の特性が良くないことから、この方法を用いると音質は劣化してしまう。そこで、音質を向上させるために、ＤＡコンバータ２０３と、アナログオーディオ信号２１３を伝送するアナログ回路と、アナログ増幅器２０４とをそれぞれ高品質なものを用いる必要がある。【００２０】  また、根本的な問題として、全チャンネルを画一的に減衰する方法を用いると、本来は減衰の必要がないチャンネルまで減衰を行うことになるため、それらのチャンネルの音質を劣化させてしまうという問題がある。【００２１】  さらに、ＤＶＤデコーダ等のデジタルオーディオ再生機器でデジタルオーディオ信号を減衰させ、その減衰されたデジタルオーディオ信号をＡＶアンプ等の異なる機器に対して入力した場合、入力されたデジタルオーディオ信号が減衰されているという情報がＡＶアンプ等に伝達されないため、複数の機器で構成したオーディオシステムにおいては、上述したようなデジタル出力レベルを低めに抑えてアナログ増幅レベルを高めに設定するという手法を適用できないという問題がある。【００２２】  本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デジタルオーディオ信号に音場処理を施す際に生じる音質の劣化を最小限に抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】  前記目的の達成のため、本発明では、デジタル信号プロセッサで減衰処理を行った場合に、その減衰量を示す情報をアナログ増幅器の制御部及び外部に設けられた増幅器に通知することでアナログ増幅量をそれぞれ調整するようにした。【００２４】  すなわち、本発明は、複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により全チャンネルについて画一的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備えたことを特徴とするものである。【００２５】  従って、本発明によれば、デジタル減衰量が変化したときに、単純にデジタル信号プロセッサから出力された減衰量情報のみを参照してアナログ増幅量を設定するだけで、常に最終出力レベルを一定に保つことができる。この場合、デジタルレベルの減衰は必要最小限に抑えることができるため、音質の劣化も最小限に抑えることができる。【００２６】  また、本発明は、複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により各チャンネル毎に選択的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備えたことを特徴とするものである。【００２７】  従って、本発明によれば、各チャンネルのアナログ増幅器における増幅量を個別に調整できるシステムを構築することにより、正規化処理を必要最小限に抑え、全チャンネルを画一的に減衰するときよりもさらに高音質を保つことができる。【００２８】  また、本発明では、前記デジタル信号プロセッサは、試験オーディオ信号を作成して前記アナログ増幅器に対して出力し、さらに該試験オーディオ信号の作成時点から該アナログ増幅器が該試験オーディオ信号を受信するまでの時間を遅延時間として算出するように構成されていることを特徴とするものであってもよい。【００２９】  従って、本発明によれば、デジタル信号プロセッサがアナログ増幅器における増幅量を変更すべきタイミングを正しく取得することができるため、間違ったタイミングでアナログ増幅器における増幅量を変更してしまうといった問題を防止する上で有利となる。【００３０】  また、本発明では、前記デジタルオーディオデータを汎用的なＰＣＭオーディオ通信フォーマットで出力するインターフェースをさらに備え、
前記インターフェースは、前記全チャンネルの減衰量又は各チャンネル毎の減衰量を前記ＰＣＭオーディオ通信フォーマットに付加して外部増幅装置に出力するように構成されていることを特徴とするものであってもよい。【００３１】  従って、本発明によれば、デジタルオーディオデータをＩＥＣ６０９５８やＡＤＡＴ等の汎用的なＰＣＭオーディオ通信フォーマットにて出力するインターフェースを備えているから、１つの音響再生装置内におけるデジタル減衰量とアナログ増幅量の調整処理に限らず、例えばＤＶＤプレーヤとＡＶ増幅器とを組み合わせた場合のように、デジタルオーディオ処理を行う機器とアナログ増幅を行う機器とがそれぞれ別の機器であっても、前記デジタル減衰量とアナログ増幅量の調整処理を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００３２】  本発明によれば、いかなるオーディオ処理を施す場合であっても、最終出力音声のレベルに差異が発生しないように調整することが可能になる。さらに、ＤＡコンバータの性能が高くないシステムにおいても、音質劣化を理論上の必要最小限に抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、従来の正規化処理を示す図である。
【図２】図２は、従来の音響再生装置を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態における音響再生装置を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態における正規化処理を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】３０１  フロントエンド
３０２  デジタル信号プロセッサ
３０３  ＤＡコンバータ
３０４  アナログ増幅器
３０５  スピーカ
３０６  デジタルオーディオインターフェース
３０７  制御マイコン
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】  以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。【００３６】  図３は、本発明の実施形態における音響再生装置の構造を示すブロック図である。図３に示すように、記録媒体等から読み出された情報は、フロントエンドプロセッサ３０１によってデジタルデータ３１１に変換され、デジタル信号プロセッサ３０２に入力される。【００３７】  前記デジタル信号プロセッサ３０２では、入力されたデジタルデータ３１１に対して、デコード処理したり又は制御マイコン３０７からの制御信号３１６に基づいて音場処理したりする等の様々なオーディオ処理が行われ、デジタルオーディオ信号３１２及びデジタルインターフェース用オーディオ信号３１５が作成される。このとき、必要に応じて正規化処理が行われるが、この正規化処理を行う必要があるか否かは各チャンネル毎に判断され、正規化処理が必要なチャンネルに対応したデジタルデータ３１１のみが減衰処理されるようになっている。【００３８】  図４に示すように、正規化処理を行う必要がないチャンネル（図４ではチャンネル２）に関しては、正規化処理そのものを行わないようになっている。この正規化処理に係る情報は、減衰量情報３１８として制御マイコン３０７に入力される。さらに、デジタルインターフェース用オーディオ信号３１５におけるストリーム情報記録フィールドには正規化レベル情報が記述される。その後、デジタルオーディオ信号３１２は、ＤＡコンバータ３０３によってアナログオーディオ信号３１３に変換される。【００３９】  前記アナログオーディオ信号３１３はアナログ増幅器３０４によって増幅される。ここで、アナログ増幅器３０４におけるアナログオーディオ信号３１３の増幅量は、制御マイコン３０７から出力された増幅レベル制御信号３１７により設定されるものであり、この増幅量に基づいてアナログオーディオ信号３１３が増幅されるようになっている。【００４０】  なお、この増幅レベル制御信号３１７は、制御マイコン３０７において、チャンネル毎の減衰量情報３１８に基づいて補償レベルが算出されて生成される。【００４１】  一方、デジタル信号プロセッサ３０２からは試験オーディオ信号が出力されており、この試験オーディオ信号がアナログ増幅器３０４に入力される。そして、デジタル信号プロセッサ３０２で試験オーディオ信号が生成されてからその試験オーディオ信号がアナログ増幅器３０４で受信されるまでの時間が算出され、この算出された時間が遅延時間として記憶される。【００４２】  このように、遅延時間を算出することで、制御マイコン３０７からアナログ増幅器３０４に出力される増幅レベル制御信号３１７の出力タイミングを調整することができる。これにより、アナログ増幅器３０４における増幅量を変更すべきタイミングをデジタル信号プロセッサ３０２が正しく取得できるようになり、アナログ増幅器３０４における増幅量を間違ったタイミングで変更してしまうといった問題を解消する上で有利となる。【００４３】  そして、増幅されたアナログオーディオ信号３１４はスピーカ３０５で再生される。一方、デジタルインターフェース用オーディオ信号３１５は、デジタルオーディオインターフェース３０６から出力される。【００４４】  ここで、前記デジタルインターフェース用オーディオ信号３１５は、ＩＥＣ６０９５８やＡＤＡＴ等の汎用的なＰＣＭオーディオ通信フォーマットで出力されており、さらに上述したような減衰されたデジタルオーディオ情報とチャンネル毎の減衰量情報３１８とを含んでいる。これにより、デジタルオーディオインターフェース３０６に接続された機器は、前記制御マイコン３０７と同じようにこの減衰量情報３１８を用いてアナログ増幅レベルを調整することができるようになっている。【００４５】  このような構成により、例えばＤＶＤプレーヤとＡＶ増幅器とを組み合わせた場合のように、デジタルオーディオ処理を行う機器とアナログ増幅を行う機器とがそれぞれ別の機器であっても、これらの機器間において前記デジタル減衰量とアナログ増幅量の調整処理を行うことが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】  本発明の音響再生装置によれば、デジタル信号プロセッサでいかなるオーディオ処理を施した場合であっても、最終出力音声の変動を抑制して音質劣化を必要最小限に抑えることができる。また、デジタル信号プロセッサ交換時のシステム設計工数を大幅に減らすことができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【図１】
2006082670.tif 000002
【図２】
2006082670.tif 000003
【図３】
2006082670.tif 000004
【図４】
2006082670.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月12日(2006.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（補正後）
複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により全チャンネルについて画一的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備え、
前記デジタル信号プロセッサにおける減衰処理と、前記制御機器における補償レベルの演算処理とが並行して行われるように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【請求項２】（補正後）
複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により各チャンネル毎に選択的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備え、
前記デジタル信号プロセンサにおける減衰処理と、前記制御機器における補償すべきレベルの演算処理とが並行して行われるように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載された音響再生装置において、
前記デジタル信号プロセッサは、試験オーディオ信号を作成して前記アナログ増幅器に対して出力し、さらに該試験オーディオ信号の作成時点から該アナログ増幅器が該試験オーディオ信号を受信するまでの時間を遅延時間として算出するように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【請求項４】請求項１又は２に記載された音響再生装置において、
前記デジタルオーディオデータを汎用的なＰＣＭオーディオ通信フォーマットで出力するインターフェースをさらに備え、
前記インターフェースは、前記全チャンネルの減衰量又は各チャンネル毎の減衰量を前記ＰＣＭオーディオ通信フォーマットに付加して外部増幅装置に出力するように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月27日(2007.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により全チャンネルについて画一的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備え、
前記デジタル信号プロセッサにおける減衰処理と、前記制御機器における補償レベルの演算処理とが並行して行われるように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【請求項２】
複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により各チャンネル毎に選択的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備え、
前記デジタル信号プロセッサにおける減衰処理と、前記制御機器における補償すべきレベルの演算処理とが並行して行われるように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された音響再生装置において、
前記デジタル信号プロセッサは、試験オーディオ信号を作成して前記アナログ増幅器に対して出力し、さらに該試験オーディオ信号の作成時点から該アナログ増幅器が該試験オーディオ信号を受信するまでの時間を遅延時間として算出するように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載された音響再生装置において、
前記デジタルオーディオデータを汎用的なＰＣＭオーディオ通信フォーマットで出力するインターフェースをさらに備え、
前記インターフェースは、前記全チャンネルの減衰量又は各チャンネル毎の減衰量を前記ＰＣＭオーディオ通信フォーマットに付加して外部増幅装置に出力するように構成されていることを特徴とする音響再生装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオをデジタル処理して音場などを作り出す音響再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤ等のマルチチャンネル環境やソフトウェアの普及により、２つ以上のチャンネルのデジタルオーディオを再生する装置が増加している。このＤＶＤに記録されている音声は、一般的に５．１チャンネルのデジタルオーディオ（非特許文献１参照）であり、正しく再生するためには５本のスピーカと１本の低音再生用サブウーハが必要となる。さらに、この５本のスピーカには低音成分も正しく再生できるだけの能力が要求される。
【０００３】
しかし、このようなスピーカセットを全ての一般家庭において揃えることは難しいため、ほとんどのＤＶＤプレーヤには、５．１チャンネル以下のスピーカセットであっても全ての音を欠落なく再生するための機能が備わっている。具体的には、複数のオーディオチャンネルをミックス処理して、各スピーカ出力の音声を本来よりも少ないスピーカ本数で再生するようにしている。このような処理によって、本来の音場とは異なるものの、記録されている音声を欠落なく再生することができるようになっている。
【０００４】
また、小型スピーカ等のように各スピーカに低音成分を正しく再生できるほどの能力がない場合には、全ての低音成分をサブウーハに集約させて出力するようにしている。これは、人間の聴覚には低音成分の定位感がないことを利用したものである。
【０００５】
このような複数のチャンネルデータをミックスする処理は、少ないスピーカ数で全ての音を再生する場合に限定されず、例えば音場を擬似的に作り出す等の処理を施す場合にも多用されている。
【０００６】
このような処理を行う場合、図１に示すように、複数のチャンネルデータを加算する等の計算を行っている。ところが、デジタルデータには表現できる値に限界があるため、複数チャンネルのデータ加算１０１，１０２の処理時に、デジタルで表現できる値を超えてしまうことがある。このように最大値を超え符号が逆転したデジタルデータは、そのままでは耳障りなノイズとして知覚されるので、オーバーフローした値を正又は負の最大値に置き換える“クリッピング処理”によってノイズの発生を抑制することが一般的に行われている。ただし、このクリッピング処理は有害なノイズの発生を防ぐことができるものの、音はひずむという問題がある。
【０００７】
このような問題を回避するためには、あらかじめデジタルデータの全チャンネルを正規化処理１０３によって画一的に減衰させておき、データ加算１０１，１０２の処理時にデジタルオーバーフローが起きないようにすることが必要となる。このように全てのチャンネルを画一的に減衰させる理由は、特定のチャンネルのみを減衰させるとチャンネル間のボリュームバランスが狂ってしまうからである。
【０００８】
ただし、デジタルデータを減衰させると最終的な出力音量が小さくなるので、アナログ回路でレベルを補償する必要がある。すなわち、ＤＡコンバータでデジタルデータをアナログ変換した後にアナログ増幅器を用いて音量を増加させる必要がある。
【０００９】
図２は、従来の音響再生装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、記録媒体等から読み出された情報は、フロントエンドプロセッサ２０１によってデジタルデータ２１１に変換され、デジタル信号プロセッサ２０２に入力される。
【００１０】
前記デジタル信号プロセッサ２０２では、入力されたデジタルデータ２１１に対して、デコード処理したり又は制御マイコン２０７からの制御信号２１６に基づいて音場処理したりする等の様々なオーディオ処理が行われ、デジタルオーディオ信号２１２及びデジタルインターフェース用オーディオ信号２１５が作成される。このとき、必要に応じて前記正規化処理が行われるため、減衰処理が施されたデジタルオーディオ信号２１２が作成される。このデジタルオーディオ信号２１２は、ＤＡコンバータ２０３によってアナログオーディオ信号２１３に変換される。
【００１１】
前記アナログオーディオ信号２１３はアナログ増幅器２０４によって増幅される。ここで、アナログ増幅器２０４におけるアナログオーディオ信号２１３の増幅量は、制御マイコン２０７から出力された増幅レベル制御信号２１７により設定されるものであり、この増幅量に基づいてアナログオーディオ信号２１３が増幅されるようになっている。
【００１２】
なお、この増幅レベル制御信号２１７は、制御マイコン２０７において、デジタル信号プロセッサ２０２に入力されるデジタルデータ２１１と、デジタル信号プロセッサ２０２の動作を制御する制御信号２１６とに基づいて算出されるものである。
【００１３】
前記アナログ増幅器２０４で増幅されたアナログオーディオ信号２１４はスピーカ２０５で再生される。一方、デジタルインターフェース用オーディオ信号２１５は、減衰された状態でデジタルオーディオインターフェース２０６から出力される。
【非特許文献１】Dolby Licensee Information Manual：Dolby Digital Consumer Decoder Issue 5
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、オーディオ処理内容及び入力デジタルデータによって前記デジタル信号プロセッサ２０２でのチャンネルミックス処理が変わり、必要となる正規化レベルが変化するため、システムの動作状況が変わるたびにデジタル信号プロセッサ２０２における正規化レベルを計算し直して、アナログ増幅器２０４での増幅量を調整する必要が生じる。さらに、この処理には、以下の３つの問題が含まれている。
【００１５】
第１に、デジタル信号プロセッサ２０２における処理内容は製品によって異なるため、アナログ増幅器２０４で設定すべき増幅量を計算することが容易ではないことがある。制御系が複雑になる上に、デジタル信号プロセッサ２０２を置き換えるたびにシステムを再設計する必要が生じるため、回路設計及び制御システムの開発コストが増加してしまう。
【００１６】
第２に、前記デジタル信号プロセッサ２０２が正規化処理を行ってから、アナログ増幅器２０４にアナログオーディオ信号２１３が入力されるまでに時間遅延があるため、アナログ増幅レベルを変更するタイミング制御が困難になることがある。
【００１７】
第３に、デジタル信号プロセッサ２０２において複数の音場調整機能を併用する場合、入力条件により内部パラメータが複雑に変化するため、デジタル信号プロセッサ２０２が正規化処理を変更する条件は極めて複雑なものになり、この正規化処理を補償するアナログ増幅レベルの計算は極めて困難になることがある。
【００１８】
これら問題を解決するために、デジタル信号プロセッサ２０２での出力レベルを常に減衰させて低いレベルで統一し、アナログ増幅レベルを常に高いレベルで一定にする方法がある。この方法を用いれば、デジタルデータのオーバーフローやクリッピング処理による音質劣化を防ぐことができる上に、アナログ増幅器２０４のレベル調整を頻繁に行う必要がなくなる。
【００１９】
しかし、デジタル出力レベルが常に低めに抑えられていることや、安価なＤＡコンバータでは一般的に小さなデジタル入力に対するアナログ出力の特性が良くないことから、この方法を用いると音質は劣化してしまう。そこで、音質を向上させるために、ＤＡコンバータ２０３と、アナログオーディオ信号２１３を伝送するアナログ回路と、アナログ増幅器２０４とをそれぞれ高品質なものを用いる必要がある。
【００２０】
また、根本的な問題として、全チャンネルを画一的に減衰する方法を用いると、本来は減衰の必要がないチャンネルまで減衰を行うことになるため、それらのチャンネルの音質を劣化させてしまうという問題がある。
【００２１】
さらに、ＤＶＤデコーダ等のデジタルオーディオ再生機器でデジタルオーディオ信号を減衰させ、その減衰されたデジタルオーディオ信号をＡＶアンプ等の異なる機器に対して入力した場合、入力されたデジタルオーディオ信号が減衰されているという情報がＡＶアンプ等に伝達されないため、複数の機器で構成したオーディオシステムにおいては、上述したようなデジタル出力レベルを低めに抑えてアナログ増幅レベルを高めに設定するという手法を適用できないという問題がある。
【００２２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デジタルオーディオ信号に音場処理を施す際に生じる音質の劣化を最小限に抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記目的の達成のため、本発明では、デジタル信号プロセッサで減衰処理を行った場合に、その減衰量を示す情報をアナログ増幅器の制御部及び外部に設けられた増幅器に通知することでアナログ増幅量をそれぞれ調整するようにした。
【００２４】
すなわち、本発明は、複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により全チャンネルについて画一的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備えたことを特徴とするものである。
【００２５】
従って、本発明によれば、デジタル減衰量が変化したときに、単純にデジタル信号プロセッサから出力された減衰量情報のみを参照してアナログ増幅量を設定するだけで、常に最終出力レベルを一定に保つことができる。この場合、デジタルレベルの減衰は必要最小限に抑えることができるため、音質の劣化も最小限に抑えることができる。
【００２６】
また、本発明は、複数のチャンネルからなるデジタルオーディオデータをデジタル処理して再生する音響再生装置であって、
前記デジタルオーディオデータをデジタル処理により各チャンネル毎に選択的に減衰させるとともに、その減衰量を示す情報を出力するデジタル信号プロセッサと、
前記デジタル信号プロセッサでデジタル処理されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤＡコンバータと、
前記減衰量を示す情報に基づいて前記アナログオーディオ信号の補償すべきレベルを算出して増幅レベル制御信号を出力する制御機器と、
前記制御機器から出力された増幅レベル制御信号に基づいて前記アナログオーディオ信号の増幅量を設定し、該増幅量で該アナログオーディオ信号を増幅するアナログ増幅器とを備えたことを特徴とするものである。
【００２７】
従って、本発明によれば、各チャンネルのアナログ増幅器における増幅量を個別に調整できるシステムを構築することにより、正規化処理を必要最小限に抑え、全チャンネルを画一的に減衰するときよりもさらに高音質を保つことができる。
【００２８】
また、本発明では、前記デジタル信号プロセッサは、試験オーディオ信号を作成して前記アナログ増幅器に対して出力し、さらに該試験オーディオ信号の作成時点から該アナログ増幅器が該試験オーディオ信号を受信するまでの時間を遅延時間として算出するように構成されていることを特徴とするものであってもよい。
【００２９】
従って、本発明によれば、デジタル信号プロセッサがアナログ増幅器における増幅量を変更すべきタイミングを正しく取得することができるため、間違ったタイミングでアナログ増幅器における増幅量を変更してしまうといった問題を防止する上で有利となる。
【００３０】
また、本発明では、前記デジタルオーディオデータを汎用的なＰＣＭオーディオ通信フォーマットで出力するインターフェースをさらに備え、
前記インターフェースは、前記全チャンネルの減衰量又は各チャンネル毎の減衰量を前記ＰＣＭオーディオ通信フォーマットに付加して外部増幅装置に出力するように構成されていることを特徴とするものであってもよい。
【００３１】
従って、本発明によれば、デジタルオーディオデータをＩＥＣ６０９５８やＡＤＡＴ等の汎用的なＰＣＭオーディオ通信フォーマットにて出力するインターフェースを備えているから、１つの音響再生装置内におけるデジタル減衰量とアナログ増幅量の調整処理に限らず、例えばＤＶＤプレーヤとＡＶ増幅器とを組み合わせた場合のように、デジタルオーディオ処理を行う機器とアナログ増幅を行う機器とがそれぞれ別の機器であっても、前記デジタル減衰量とアナログ増幅量の調整処理を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、いかなるオーディオ処理を施す場合であっても、最終出力音声のレベルに差異が発生しないように調整することが可能になる。さらに、ＤＡコンバータの性能が高くないシステムにおいても、音質劣化を理論上の必要最小限に抑えることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３４】
図３は、本発明の実施形態における音響再生装置の構造を示すブロック図である。図３に示すように、記録媒体等から読み出された情報は、フロントエンドプロセッサ３０１によってデジタルデータ３１１に変換され、デジタル信号プロセッサ３０２に入力される。
【００３５】
前記デジタル信号プロセッサ３０２では、入力されたデジタルデータ３１１に対して、デコード処理したり又は制御マイコン３０７からの制御信号３１６に基づいて音場処理したりする等の様々なオーディオ処理が行われ、デジタルオーディオ信号３１２及びデジタルインターフェース用オーディオ信号３１５が作成される。このとき、必要に応じて正規化処理が行われるが、この正規化処理を行う必要があるか否かは各チャンネル毎に判断され、正規化処理が必要なチャンネルに対応したデジタルデータ３１１のみが減衰処理されるようになっている。
【００３６】
図４に示すように、正規化処理を行う必要がないチャンネル（図４ではチャンネル２）に関しては、正規化処理そのものを行わないようになっている。この正規化処理に係る情報は、減衰量情報３１８として制御マイコン３０７に入力される。さらに、デジタルインターフェース用オーディオ信号３１５におけるストリーム情報記録フィールドには正規化レベル情報が記述される。その後、デジタルオーディオ信号３１２は、ＤＡコンバータ３０３によってアナログオーディオ信号３１３に変換される。
【００３７】
前記アナログオーディオ信号３１３はアナログ増幅器３０４によって増幅される。ここで、アナログ増幅器３０４におけるアナログオーディオ信号３１３の増幅量は、制御マイコン３０７から出力された増幅レベル制御信号３１７により設定されるものであり、この増幅量に基づいてアナログオーディオ信号３１３が増幅されるようになっている。
【００３８】
なお、この増幅レベル制御信号３１７は、制御マイコン３０７において、チャンネル毎の減衰量情報３１８に基づいて補償レベルが算出されて生成される。
【００３９】
一方、デジタル信号プロセッサ３０２からは試験オーディオ信号が出力されており、この試験オーディオ信号がアナログ増幅器３０４に入力される。そして、デジタル信号プロセッサ３０２で試験オーディオ信号が生成されてからその試験オーディオ信号がアナログ増幅器３０４で受信されるまでの時間が算出され、この算出された時間が遅延時間として記憶される。
【００４０】
このように、遅延時間を算出することで、制御マイコン３０７からアナログ増幅器３０４に出力される増幅レベル制御信号３１７の出力タイミングを調整することができる。これにより、アナログ増幅器３０４における増幅量を変更すべきタイミングをデジタル信号プロセッサ３０２が正しく取得できるようになり、アナログ増幅器３０４における増幅量を間違ったタイミングで変更してしまうといった問題を解消する上で有利となる。
【００４１】
そして、増幅されたアナログオーディオ信号３１４はスピーカ３０５で再生される。一方、デジタルインターフェース用オーディオ信号３１５は、デジタルオーディオインターフェース３０６から出力される。
【００４２】
ここで、前記デジタルインターフェース用オーディオ信号３１５は、ＩＥＣ６０９５８やＡＤＡＴ等の汎用的なＰＣＭオーディオ通信フォーマットで出力されており、さらに上述したような減衰されたデジタルオーディオ情報とチャンネル毎の減衰量情報３１８とを含んでいる。これにより、デジタルオーディオインターフェース３０６に接続された機器は、前記制御マイコン３０７と同じようにこの減衰量情報３１８を用いてアナログ増幅レベルを調整することができるようになっている。
【００４３】
このような構成により、例えばＤＶＤプレーヤとＡＶ増幅器とを組み合わせた場合のように、デジタルオーディオ処理を行う機器とアナログ増幅を行う機器とがそれぞれ別の機器であっても、これらの機器間において前記デジタル減衰量とアナログ増幅量の調整処理を行うことが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の音響再生装置によれば、デジタル信号プロセッサでいかなるオーディオ処理を施した場合であっても、最終出力音声の変動を抑制して音質劣化を必要最小限に抑えることができる。また、デジタル信号プロセッサ交換時のシステム設計工数を大幅に減らすことができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の正規化処理を示す図である。
【図２】従来の音響再生装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態における音響再生装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態における正規化処理を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
３０１  フロントエンド
３０２  デジタル信号プロセッサ
３０３  ＤＡコンバータ
３０４  アナログ増幅器
３０５  スピーカ
３０６  デジタルオーディオインターフェース
３０７  制御マイコン
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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