JP2005086462A

JP2005086462A - オーディオ信号再生装置のボーカル音帯域強調回路

Info

Publication number: JP2005086462A
Application number: JP2003316134A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ikeda; 雅之池田
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【目的】ボーカル音帯域強調回路を提供する。
【構成】ボーカル音帯域強調回路２０は、左右チャンネル信号Ｌin、Ｒinから同相成分Ａを取り出す同相成分抽出回路４と、同相成分Ａからボーカル音帯域Ｂを抽出するバンドパスフィルタ５と、ボーカル音帯域Ｂから所定の周波数成分Ｃを吸収減衰させるノッチフィルタ６と、その出力信号Ｄを増幅し出力信号Ｅを出力する自動レベルコントロール回路７と、その増幅レベルを制御するマイクロコンピュータ１５と、出力信号ＥとＬin、Ｒinとをそれぞれ合成してボーカル音帯域強調左右チャンネル信号Ｌout、Ｒoutとして出力する第１、第２の合成回路１０、１１と、を備え、マイクロコンピュータ１５は、原オーディオ信号の信号レベル及び／又は設定音量値を判断して、自動レベルコントロール回路７の増幅レベルを略反比例の関係に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、オーディオ／ビジュアル機器（ＡＶ機器）の技術分野におけるオーディオ信号再生装置に関し、特にそのボーカル音帯域強調技術に関する。

オーディオ信号再生装置にて再生された原オーディオ信号の左右チャンネル（Ｌｃｈ、Ｒｃｈ）の同相成分を加算器にて取り出し、バンドパスフィルタによりボーカル（vocal）成分（数百Ｈｚ〜４０００Ｈｚ程度の人の歌声や会話の主たる周波数帯域成分）のみを抽出して増幅し、さらに、原オーディオ信号の左右チャンネルにそれぞれ加算することで前記ボーカル音声の周波数帯域（以下、ボーカル音帯域と称する。）の明瞭度を上げるように構成されたボーカル音帯域強調回路乃至ボーカル音帯域強調装置がある。

例えば、下記［特許文献１］には、図３のブロック回路図に示されるように、ステレオ感を損なわずに中央定位成分（ボーカル音帯域）を強調するために、再生する原信号の左チャンネル信号Ｌinと右チャンネル信号Ｒinを各々増幅する第１の増幅手段２１、２２と、増幅された左チャンネル信号と右チャンネル信号とを加算して両者の同相成分を取り出す第１の加算手段２３と、前記第１の加算手段２３の出力信号（同相成分）から中央定位成分を抽出するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２６と、前記バンドパスフィルタ２６の出力の中央定位成分を増幅する第２の増幅手段２７、２８と、前記第２の増幅手段２７、２８の出力信号を前記原オーディオ信号の左チャンネル信号Ｌinと右チャンネル信号Ｒinに各々加算する第２の加算手段２４、２５と、を備え、原オーディオ信号中からＬチャンネル信号Ｌin及びＲチャンネル信号Ｒinの両チャンネルに含まれる同相成分を取り出し、バンドパスフィルタ６により得られた中央定位成分（ボーカル音帯域）の全周波数帯域又は所定の周波数帯域の信号を原オーディオ信号の左右チャンネル信号Ｌin、Ｒinにそれぞれ加えて中央定位成分（ボーカル音帯域）を強調するように構成されたオーディオ信号の中央定位成分強調装置３０が記載されている。

また、下記［特許文献２］には、図４のブロック回路図に示されるように、原オーディオ信号の左右チャンネル信号Ｌin、Ｒinの和音声信号の中域成分（ボーカル音帯域）を増幅する中域抜き出し増幅器３１と、前記左右チャンネル信号Ｌin、Ｒinに前記中域抜き出し増幅器３１の出力を加算する左チャンネル信号加算器３２及び右チャンネル信号加算器３３と、前記左チャンネル信号加算器３２の出力側に接続された低域カット回路３４及び増幅器３５と、前記右チャンネル信号加算器３３の出力側に接続された低域カット回路３６及び増幅器３７と、を備え、音声強調された左チャンネル信号Ｌout、右チャンネル信号Ｒoutを出力する構成の音声強調回路４０が記載されている。

特開平７−２２２２９５号公報

特開平５−１１５１００号公報

上記公知技術の中央定位成分強調装置或いは音声強調回路等は、オーディオ信号再生装置における設定音量値（ボリューム設定）が比較的小さい小音量の場合は、ボーカルやセリフが聴感上周囲の音によってマスキングされてしまう難点を解消するので、有効であり、目的に合った存在意義が認められる。

しかしながら、オーディオ信号再生装置における設定音量値が中音量以上の場合、或いは原オーディオ信号の信号レベルが大きい場合は、逆にボーカル音帯域の強調によってボーカルやセリフが強調され過ぎてしまい、原音のバランスが崩れてユーザーは却って五月蝿く聴こえてしまうという難点があった。

また、上記公知技術の中央定位成分強調装置或いは音声強調回路等では、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通しただけのボーカル音帯域の原信号への加算のみ或いは加算後に低域カットしただけでは、或る特定の周波数帯域（概ね１０００Ｈｚ近辺）の音声が聴感上強調され過ぎてしまうことが本発明者の実験で判明した。

本発明は、上記公知技術の中央定位成分強調装置或いは音声強調回路等の難点に鑑みてなされたものであり、特に、オーディオ信号再生装置の設定音量値が中音量以上の出力の場合に適正なボーカル／セリフの強調をすることで原音のバランスを保つようにしたオーディオ信号再生装置のボーカル音帯域強調回路を提供することを目的とする。

本発明は、オーディオ信号再生装置における再生された原オーディオ信号の左チャンネル信号Ｌinと右チャンネル信号Ｒinから両者の同相成分Ａを取り出す同相成分抽出回路４と、前記同相成分抽出回路４で取り出された前記同相成分Ａからボーカル音帯域成分Ｂを抽出するバンドパスフィルタ５と、前記バンドパスフィルタ５にて抽出された前記ボーカル音帯域成分Ｂから所定の周波数成分Ｃを吸収減衰させるノッチフィルタ６と、前記ノッチフィルタ６の出力信号Ｄを制御マイクロコンピュータ１５によって制御された増幅レベルで増幅する自動レベルコントロール回路７と、前記自動レベルコントロール回路７の出力信号Ｅと前記原オーディオ信号の左チャンネル信号Ｌinとを合成してボーカル音帯域強調左チャンネル信号Ｌoutとして出力する第１の合成回路１０と、前記自動レベルコントロール回路７の出力信号Ｅと前記原オーディオ信号の右チャンネル信号Ｒinとを合成してボーカル音帯域強調右チャンネル信号Ｒoutとして出力する第２の合成回路１３と、を備え、前記制御マイクロコンピュータ１５は、前記原オーディオ信号の信号レベルSIGNAL LEVEL及び前記オーディオ信号再生装置の設定音量値VOLUME LEVELを検知して、前記信号レベルSIGNAL LEVEL及び前記設定音量値VOLUME LEVELに対して前記自動レベルコントロール回路７の増幅レベルが略反比例の関係になるように変化させる制御を行うことを特徴とするオーディオ信号再生装置のボーカル音帯域強調回路２０を提供することにより、上記課題を達成する。

本発明に係るボーカル音帯域強調装置は、上記のようにオーディオ信号再生装置の設定音量値と原オーディオ信号の信号レベルを制御マイクロコンピュータにて判断し、自動レベルコントロール回路の増幅レベルを適正に変化させるように構成されているため、小音量時にはボーカル／セリフが明瞭に聴こえるように強調されるとともに、中音量以上では原音のバランスを保ちつつ適正に強調されるという効果を有する。

本発明に係るオーディオ信号再生装置のボーカル音帯域強調回路の実施の形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るボーカル音帯域強調回路のブロック回路図である。

図２-ａは、本発明のボーカル音帯域強調回路における自動レベルコントロール回路の制御マイクロコンピュータによる制御のフローを示す図であり、図２-ｂは、制御の結果を示す図である。

図１において、本発明のボーカル音帯域強調回路２０は、図示されないオーディオ信号再生装置において再生された原オーディオ信号の左チャンネル信号Ｌinと右チャンネル信号Ｒinが入力され、左チャンネル信号Ｌinと右チャンネル信号Ｒinはそれぞれ反転増幅器（乗算器）１、２で増幅された後に加算器３で加算されて両者の同相成分Ａが取り出されるように構成された同相成分抽出回路（Ｌ／ＲｃｈＭＩＸ）４と、前記同相成分抽出回路４で取り出された前記同相成分Ａの信号から概ね周波数帯域５００Ｈｚ〜４０００Ｈｚのボーカル音帯域成分Ｂを抽出するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５と、前記バンドパスフィルタ５にて抽出された前記ボーカル音帯域成分Ｂから所定の周波数成分Ｃ（概ねｆｃ＝１０００Ｈｚ近傍）を吸収減衰させて音質補正するノッチフィルタ（ＢＥＦ）６と、前記ノッチフィルタ６の音質補正されたボーカル音帯域の出力信号Ｄを前記オーディオ信号再生装置の制御マイクロコンピュータ（μ−ＣＯＭ）１５によって制御された増幅レベルで増幅する自動レベルコントロール回路（ＡＬＣ）７と、前記自動レベルコントロール回路７の出力信号Ｅを増幅器８で増幅して前記原オーディオ信号の左チャンネル信号Ｌinに加算器９で加算することにより合成してボーカル音帯域強調左チャンネル信号Ｌoutとして出力する第１の合成回路１０と、前記自動レベルコントロール回路７の出力信号Ｅを増幅器１１で増幅して前記原オーディオ信号の右チャンネル信号Ｒinに加算器１２で加算することにより合成してボーカル音帯域強調右チャンネル信号Ｒoutとして出力する第２の合成回路１３と、を備えている回路構成である。

そして、前記制御マイクロコンピュータ１５は、前記原オーディオ信号の信号レベルSIGNAL LEVEL及び前記オーディオ信号再生装置の設定音量値VOLUME LEVELを検知して、前記信号レベルSIGNAL LEVEL及び前記設定音量値VOLUME LEVELに対して前記自動レベルコントロール回路７の増幅レベルが略反比例の関係になるように変化させる制御を行う。

なお、上記同相成分抽出回路４の構成は図１の回路に限定されず、凡そ原オーディオ信号の左チャンネル信号Ｌinと右チャンネル信号Ｒinから同相成分Ａを取り出す回路であればよい。

また、上記ノッチフィルタ６は、前述のように、バンドパスフィルタ５を通しただけのボーカル音帯域成分Ｂでは、特定の周波数ｆｃの帯域（概ねｆｃ＝１０００Ｈｚ近辺）の音声が聴感上強調され過ぎてしまうという特性に鑑みて、これを解消するべく、前記特定の周波数帯域を減衰させて音質補正するために挿入されたものである。この補正におけるノッチフィルタの減衰周波数ｆｃはオーディオシステムの使用環境、規模、専ら再生する音楽の種類等の条件によって適宜設定されるべきものであるが、本発明者の試験によれば、概ねｆｃ＝１０００Ｈｚ前後が適当である。また、上記減衰された周波数帯域の信号のゲインは元の信号レベル程度まで落とすこととする。

次に、本ボーカル音帯域強調回路２０における前記制御マイクロコンピュータ１５による前記自動レベルコントロール回路７の増幅レベルの制御について説明する。

図２-ａ、図２-ｂに示されるように、先ず、本ボーカル音帯域強調回路２０のＯＮ／ＯＦＦスイッチを判定して、ＯＦＦであればスルーさせる。ＯＮであれば本ボーカル音帯域強調回路２０の同相成分抽出回路（Ｌ／ＲｃｈＭＩＸ）４、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５、ノッチフィルタ（ＢＥＦ）６をＯＮさせる。次に、原オーディオ信号の００ｈ〜ＦＦｈの２５６段階で表される信号レベル（SIGNAL LEVEL）を検知して、該信号レベルを００ｈ〜７ＦｈのＬＯＷレベル、８０ｈ〜ＢＦｈのＭＩＤレベル、Ｃ０ｈ〜ＦＦｈのＨＩＧＨレベルの３段階で判定する。

次に、各判定が為された場合において、オーディオ信号再生装置における００〜４０の段階で設定可能な設定音量値（VOLUME LEVEL）を００〜３０のＬＯＷ／ＭＩＤレベルと３１〜４０のＨＩＧＨレベルの２段階で判定する。

以上の信号レベル（SIGNAL LEVEL）と設定音量値（VOLUME LEVEL）の２回の判定によって、各場合の自動レベルコントロール回路７の増幅レベル（ゲイン）は図２-ｂに示されるように、信号レベル（SIGNAL LEVEL）と設定音量値（VOLUME LEVEL）に対してそれぞれ略反比例の関係になるように０ｄＢ、３ｄＢ、５ｄＢ、７ｄＢの４つの場合の一つになるように制御される。

例えば、信号レベルがＨＩＧＨで設定音量値もＨＩＧＨの場合はゲイン０ｄＢに設定され、共にＬＯＷの場合は最大の７ｄＢに設定される。また、信号レベルがＭＩＤで設定音量値がＨＩＧＨの場合は３ｄＢ、信号レベルがＭＩＤで設定音量値がＬＯＷ／ＭＩＤの場合は５ｄＢといった関係に制御されるのである。

以上のように、前記信号レベル或いは設定音量値が比較的小さい場合は前記自動レベルコントロール回路７の増幅レベルを高く設定し、設定音量値が比較的大きい場合は前記自動レベルコントロール回路７の増幅レベルを低くなるように変化させる制御を行うことで、小音量時には十分にボーカル音帯域を強調して明瞭度を向上させるとともに、中音量以上では強調し過ぎないように抑えてバランスを適度に保つことが出来る。

なお、本発明の応用として、本発明に係るボーカル音帯域強調装置における自動レベルコントロール７の強調されたボーカル音帯域の出力信号Ｅを、シアターシステム商品のオーディオ信号再生装置のセンターチャンネル（Ｃｃｈ）に加算することで、定位感が向上するという効果が得られる。

念のために付言すれば、本発明はオーディオ信号再生装置を前提とするが、これはラジオ受信機やＣＤ、ＭＤ等のオーディオ再生機器のみならず、ＤＶＤビデオ機器等のＡＶ機器全般が対象になり得ることは勿論である。

本発明に係るボーカル音帯域強調回路のブロック回路図である。本発明のボーカル音帯域強調回路における自動レベルコントロール回路の制御マイクロコンピュータによる制御のフローを示す図である。自動レベルコントロール回路の制御マイクロコンピュータによる制御の結果を示す図である。公知技術の中央定位成分強調装置のブロック回路図である。公知技術の音声強調回路のブロック回路図である。

符号の説明

１、２反転増幅器（乗算器）
３、９、１２加算器
４同相成分抽出回路（Ｌ／ＲｃｈＭＩＸ）
５バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
６ノッチフィルタ（ＢＥＦ）
７自動レベルコントロール回路（ＡＬＣ）
８、１１増幅器
１０第１の合成回路
１３第２の合成回路
１５制御マイクロコンピュータ（μ−ＣＯＭ）
２０ボーカル音帯域強調回路
Ｌin 左チャンネル信号
Ｌout ボーカル音帯域強調左チャンネル信号
Ｒin 右チャンネル信号
Ｒout ボーカル音帯域強調右チャンネル信号
SIGNAL LEVEL 原オーディオ信号の信号レベル
VOLUME LEVEL 設定音量値
Ａ同相成分
Ｂボーカル音帯域成分
Ｃ所定の周波数成分
Ｄボーカル音帯域の出力信号
ＥＡＬＣの出力信号

Claims

オーディオ信号再生装置における再生された原オーディオ信号の左チャンネル信号と右チャンネル信号から両者の同相成分を取り出す同相成分抽出回路と、前記同相成分抽出回路で取り出された前記同相成分からボーカル音帯域成分を抽出するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタにて抽出された前記ボーカル音帯域成分から所定の周波数成分を吸収減衰させるノッチフィルタと、前記ノッチフィルタの出力信号を増幅する自動レベルコントロール回路と、前記自動レベルコントロール回路の入力信号に対する増幅レベルを制御する制御マイクロコンピュータと、前記自動レベルコントロール回路の出力信号と前記原オーディオ信号の左チャンネル信号とを合成してボーカル音帯域強調左チャンネル信号として出力する第１の合成回路と、前記自動レベルコントロール回路の出力信号と前記原オーディオ信号の右チャンネル信号とを合成してボーカル音帯域強調右チャンネル信号として出力する第２の合成回路と、を備え、前記制御マイクロコンピュータは、前記原オーディオ信号の信号レベル及び／又は前記オーディオ信号再生装置の前記原オーディオ信号に対する設定音量値を判断して、前記信号レベル及び／又は前記設定音量値に対して前記自動レベルコントロール回路の増幅レベルが略反比例の関係になるように前記増幅レベルの制御を行うことを特徴とするオーディオ信号再生装置のボーカル音帯域強調回路。