JP2005115980A - オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 内部バッファを必要とすることなく、非圧縮音声データの頭切れを無くすと共にビットストリームノイズの発生を無くすようにすることを目的とする。
【解決手段】 圧縮音声データと非圧縮音声データとをデコードできるようにしたマルチチャンネルオーディオデコーダ１０を設けたオーディオ信号処理装置において、入力信号をセレクタ９を介してこのマルチチャンネルオーディオデコーダ１０に供給するようにすると共にこの非圧縮音声データのデコードを優先と設定し、この入力信号を切り替えたときにこのセレクタ９が所定時間ハイレベル信号を選択するようにしたものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は例えばＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）プレーヤよりの圧縮音声データとＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）とをデコードできるようにしたマルチチャンネルオーディオデコーダを設けたオーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理方法に関する。

一般にＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）プレーヤのデジタルオーディオ出力端子より出力されるデジタルデータ（ＩＥＣ６１９３７フォーマット）には、従来のＣＤ（コンパクト・ディスク）と同じＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）とその他にドルビー社の提案しているＡＣ−３（商標）、ＭＰＥＧ、ＤＴＳ社の提案しているｄｔｓ（商標）といった様々なフォーマットの圧縮音声データとが含まれている。

従来、このＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）と圧縮音声データとをデコードするのにＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等より成るマルチチャンネルオーディオデコーダが使用されている。このマルチチャンネルオーディオデコーダにおいては電源投入時、入力信号切替え時等入力信号変化時に信号判別処理が行われており、この入力信号変化が圧縮音声データからＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）に変化したときにはこの信号判別処理の時間分、このＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）の頭切れが生じてしまう不都合があった。

従来、このＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）の頭切れを無くすため、このＰＣＭデータデコード固定モードが設けられていた。このＰＣＭデータデコード固定モードとしたときには、信号判別処理は行わないのでＰＣＭデータの頭切れは無くなる。

また特許文献１には、過去の所定期間分のデータをバッファに蓄えておくことにより頭切れを無くすようにしたものが記載されている。
ＷＯ ００／３０１０３号公報

然しながら、従来このマルチチャンネルオーディオデコーダをＰＣＭデータデコード固定モードとしたときには、圧縮音声データが入力されたときにはビットストリームノイズが発生する不都合があった。

また特許文献１の場合、受信装置側に内部バッファを用意し、所定期間分の入力データを蓄える構成を必要とする不都合があった。

本発明は斯る点に鑑み、内部バッファを必要とすることなく、ＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）の頭切れを無くすと共にビットストリームノイズの発生を無くすようにすることを目的とする。

本発明オーディオ信号処理装置は、圧縮音声データと非圧縮音声データとをデコードできるようにしたマルチチャンネルオーディオデコーダを設けたオーディオ信号処理装置において、入力信号をセレクタを介してこのマルチチャンネルオーディオデコーダに供給するようにすると共にこの非圧縮音声データのデコードを優先と設定し、この入力信号を切り替えたときにこのセレクタが所定時間ハイレベル信号を選択するようにしたものである。

本発明オーディオ信号処理方法は、圧縮音声データと非圧縮音声データとをデコードできるようにしたマルチチャンネルオーディオデコーダのオーディオ信号処理方法において、 入力信号をセレクタを介してこのマルチチャンネルオーディオデコーダに供給するようにすると共にこの非圧縮音声データのデコードを優先と設定し、この入力信号を切り替えたときにこのセレクタが所定時間ハイレベル信号を選択し、このハイレベル信号によりこのマルチチャンネルオーディオデコーダが非圧縮音声データであると信号判別処理し、その後、供給される非圧縮音声データについて信号判別処理を行わないようにし、この非圧縮音声データの頭切れを無くすようにしたものである。

本発明によれば、入力信号を切り替えたときにセレクタが所定時間ハイレベル信号を選択し、このハイレベル信号によりマルチチャンネルオーディオデコーダが非圧縮音声データであると信号判別処理し、その後、入力される非圧縮音声データについて信号判別処理を行わないので、この非圧縮音声データの頭切れを無くすことができると共に非圧縮音声データデコード固定モードでないのでビットストリームノイズを発生させることがない。

以下図面を参照して本発明オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理方法の実施するための最良の形態の例につき説明する。

図１は本例によるオーディオ信号処理装置を示し、このオーディオ信号処理装置にはＤＶＤから読み出されたオーディオストリームが供給される。このオーディオストリームは、ＡＣ−３、ＭＰＥＧ又はｄｔｓフォーマットの圧縮音声データ及びＰＣＭデータである非圧縮音声データである。

ＰＣＭデータはサンプリング周波数４８ｋＨｚ又は９６ｋＨｚの非圧縮音声データである。ＡＣ−３はＳＲ・Ｄ（ドルビーステレオデジタル：商標）で用いられている圧縮方式である。ＭＰＥＧ（ムービングピクチャー・エキスパーツ・グループ）は、マルチチャンネルを扱えるようにＭＰＥＧ２拡張ビットストリーム付きまでが定義されている圧縮方式である。ｄｔｓ（デジタル・シアター・システム：商標）はデジタルマルチトラックに対応する圧縮方式である。

図１において、例えばＬＤから再生されたＡＣ−３フォーマットの圧縮音声データはＡＣ−３のＲＦ回路１に供給されて高周波増幅され、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）波形整形回路４で波形整形され、ＲＦデモジュレータ５及び高速ＳＲＡＭ６で高周波復調されて、スイッチ（ＳＷ）７に供給される。その他のＡＣ−３又はＭＰＥＧ又はｄｔｓフォーマットの圧縮音声データ及び非圧縮音声データのＰＣＭデータは光信号入力回路ＯＰ１ ２−１、ＯＰ２ ２−２、‥‥を介して、スイッチ（ＳＷ）７に供給される。スイッチ（ＳＷ）７を介して、ＲＦデモジュレータ５、各光信号入力回路２−１，２−２，‥‥から供給された信号は、記録出力回路（ＲＥＣ ＯＵＴ）３に供給され、例えば光ディスク記録再生装置の光ディスクに記録される。

このようにして、ＤＶＤから再生されたデジタルオーディオ信号は、スイッチ（ＳＷ）７で選択されてデジタルインタフェースレシーバー８でオーディオサンプルとして復調される。この復調された信号がセレクタ９を介してマルチチャンネルオーディオデコーダ１０に供給される。このマルチチャンネルオーディオデコーダ１０は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサー）で構成され、後述するストリームの検出を行った後にＡＣ−３、ＭＰＥＧ又はｄｔｓフォーマットの圧縮音声データを伸張処理し、デコードすると共にＰＣＭデジタルデータのデコードをする。エンコードにおける音声圧縮はマスキング効果による冗長部分の削除であるので、圧縮音声データのデコード処理は圧縮されたデータを元に戻す処理である。

このセレクタ９は入力端子９ａに供給されるハイレベル信号とデジタルインタフェースレシーバー８よりの復調信号とを後述するコントローラ２２の指示に従って選択してマルチチャンネルオーディオデコーダ１０に供給する如くする。

このマルチチャンネルオーディオデコーダ１０によりデコードされたＬ（左）、Ｒ（右）、Ｃ（中央）、ＳＷ（副低音）、ＳＬ（副左）及びＳＲ（副右）の６チャンネルの音声信号は、それぞれジッター除去回路１２−１，１２−２，１２−３によりジッターを除去され、Ｄ／Ａ変換回路１３−１，１３−２，１３−３により水晶発振回路（ＯＳＣ）１４からのクロックを用いてＬ，Ｒ，Ｃ，ＳＷ，ＳＬ，ＳＲの６チャンネルのアナログ音声信号に変換される。

Ｌ，Ｒ，Ｃ，ＳＷ，ＳＬ，ＳＲの６チャンネルのアナログ音声信号は、それぞれ電流Ｄ／Ａ変換回路１５−１，１５−２，１５−３，１５−４，１５−５，１５−６及び８ビットＤＡＣ６チャンネルシリアル変換回路１６よりの基準信号により８ビットシリアル信号に対応するように出力電流の大きさを変換され、Ｉ（電流）／Ｖ（電圧）変換及びＬＰＦ（ローパスフィルター）１７−１，１７−２，１７−３，１７−４，１７−５，１７−６により電流から電圧に変換され、音声領域の信号が取り出され、アンプ１８−１，１８−２，１８−３，１８−４，１８−５，１８−６により増幅され、リレーからなるミューティングスイッチ１９−１，１９−２，１９−３，１９−４，１９−５，１９−６及びリレードライブ回路２０によりマルチチャンネルオーディオデコーダ１０におけるデータのデコーディング中は出力が停止され、リレーからなる出力切替回路２１を介して出力される。上述した各回路の動作は、コントローラ２２により制御されている。

図２Ａ及び図２Ｂは、本例の非圧縮音声データ（ＰＣＭデータ）と圧縮音声データを示す図である。
ここで、図２Ａで示す音声ＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）２３は、基本的に自然界に存在する音をサンプルした結果であるため、ある期間連続してゼロであることの可能性が極めて低いものである。もし仮に、連続ゼロデータが存在したとしても、その場合は音声無しのミュート状態である場合以外は、そのパターンが一定期間にわたって繰り返される確率はほぼゼロに近い。

図２Ｂで示す圧縮音声データ２５，２８は基本的にバーストプリアンブル２４，２７と共にバースト状に存在し、その間にある一定期間のゼロデータ２６を必ず伴うことが特徴として挙げられる。ＤＶＤのデジタルオーディオ規格であるＩＥＣ６１９３７フォーマットでは、シンク信号そのものに４サンプルのゼロデータが存在するので必ず４サンプル以上の連続ゼロデータ２６がある周期で出現することになる。

本例では、マルチチャンネルオーディオデコーダ１０における圧縮音声データの判断基準として、従来のシンク信号だけではなく、上述したＩＥＣ６１９３７フォーマットに基づく圧縮音声データの特徴である連続ゼロを検出することにより、圧縮音声データのストリームの検出を行うようにしている。

図３は本例マルチチャンネルオーディオデコーダ１０の状態遷移図である。このマルチチャンネルオーディオデコーダ１０の電源を投入すると、まず、このマルチチャンネルオーディオデコーダ１０のリセット処理や設定パラメータの初期設定等の初期化処理を行う（ステップＳ１）。

次にこのマルチチャンネルオーディオデコーダ１０の入力データに対してミュート（システムミュート）処理を行い（ステップＳ２）、その後モード設定等各種設定パラメータの転送処理を行う（ステップＳ３）。

本例においては、次にＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）のデコードを優先するかどうかを設定する（ステップＳ４）。ＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）のデコードを優先すると設定したときには前述したＩＥＣ６１９３７フォーマットに基づいて圧縮音声データのデータストリームであるか否かの判断即ちＸＰＣＭ（データストリームのチャンネルステータスがＰＣＭデータでない。）フラッグが立っている“１”か否“０”かを判断する（ステップＳ５）。

このステップＳ５でＸＰＣＭフラッグが立っていない“０”と判断したときにはステップＳ６に移行し、図１のセレクタ９を制御し、このマルチチャンネルオーディオデコーダ１０の入力端子へハイレベル信号“１”を１００ｍｓｅｃ間入力し、このハイレベル信号“１”によりこのマルチチャンネルオーディオデコーダ１０がＰＣＭデータ非圧縮音声データが供給されたと信号判別処理を行い、このマルチチャンネルオーディオデコーダ１０をＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）検出状態とする。

次にステップＳ７の信号種別検出待ちステータスに移行するが、このマルチチャンネルオーディオデコーダ１０は既にＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）検出状態にあるため、ステップＳ８のＰＣＭデータ出力ステータスに移行し、ミュート（システムミュート）を解除する。

この場合、ＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）が入力されている状態ならば即出力を行うが、無入力状態のときはステップＳ９のＰＣＭゼロデータ出力ステータスに移行し待機する。

この待機時には、ミュート処理は行わない、ミュートを解除したままＰＣＭデータ出力状態で待機しているため、ＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）が入力された場合には再びステップＳ８のＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）出力ステータスに即移行し、このＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）を頭切れを起こすことなく再生することができる。

また、ＰＣＭデータ出力状態又は、ＰＣＭゼロデータ出力状態（ＰＣＭデータ待機状態）の場合に圧縮音声データ（ＸＰＣＭのフラグが“１”）が入力されたときには、ステップＳ７の信号種別検出待ちステータスに移行し、信号判別処理後、ステップＳ１１の圧縮ストリーム出力状態に移行する。

また、圧縮音声データであるがＸＰＣＭフラッグが“０”のＤＴＳ−ＣＤ等の例外ストリームが入力された場合にはビットストリームノイズを防ぐ為、ステップＳ１０のＵＮＫＮＯＷＮ（不明）ストリーム検出状態に移行し、ミューティングスイッチ１９−１，‥‥，１９−６をミュート状態とし、出力を行わない。

この例外ストリームの圧縮音声データをデコードし出力したいときには、ステップＳ４のデコード優先の設定を自動に設定することで出力することができる。

またステップＳ４でＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）のデコードを優先と設定したが、ステップＳ５でＸＰＣＭのフラッグが“１”のとき及びステップＳ４で自動を設定（ＰＣＭデータ(非圧縮音声データ）のデコード優先を設定しなかったとき）したときはステップＳ７の信号種別検出待ちステータスに移行し、信号判別処理後、ステップＳ１１の圧縮系ストリーム出力状態となる。

またステップＳ４のデコード優先設定で自動としたときにＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）が入力されたときは信号判別処理がなされ、その後ステップＳ８のＰＣＭデータ出力状態となる。

また、ステップＳ４でＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）のデコード優先を設定したときで、圧縮音声データ（圧縮ストリーム）のフラッグが“０”の例外ストリームの場合、ステップＳ６に移行し、図１のセレクタ９を制御し、マルチチャンネルオーディオデコーダ１０の入力端子へハイレベル信号“１”を１００ｍｓｅｃ間入力し、このハイレベル信号“１”によりこのマルチチャンネルオーディオデコーダ１０がＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）が供給されたと信号判別処理を行い、このマルチチャンネルオーディオデコーダ１０をＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）検出状態とする。

次にステップＳ７の信号種別検出待ちステータスに移行するが、既にこのマルチチャンネルオーディオデコーダ１０がＰＣＭデータ検出状態にあるためステップＳ８のＰＣＭデータ出力ステータスに移行し、ミュートを解除する。

この場合、マルチチャンネルオーディオデコーダ１０への入力信号はＸＰＣＭのフラッグが“０”の圧縮音声データであるため、ステップＳ１０のＵＮＫＮＯＷＮストリームステータスに移行し、ミュート処理を行う。

この結果、このＸＰＣＭのフラッグが“０”の圧縮音声データは出力することができない。この圧縮音声データが一度途切れるまでこのステップＳ１０のＵＮＫＮＯＷＮストリームステータスで待機し、このストリームが途切れた段階で、ステップＳ２に戻り、次に入力される入力信号をデコードする準備を再び行う。

また、ステップＳ８のＰＣＭデータ出力ステータスで、ＰＣＭデータのデコード優先時以外で入力信号が無くなったとき（ゼロ検出のとき）、エラーのとき、パラメータ変化のとき、ステップＳ９のＰＣＭゼロデータ出力ステータスでエラーのとき、パラメータ変化のとき、ステップＳ１０のＵＮＫＮＯＷＮ（不明）ストリームステータスで入力信号が無くなったとき、ステップＳ１１の圧縮系ストリーム出力ステータスで入力信号が無くなったとき（ゼロ検出のとき）、エラーのとき、パラメータ変化のときはステップＳ２に移行し、ミュート処理を行う。以下上述と同様の動作を行う。

本例によればＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）のデコード優先を設定し、電源投入時、入力信号が無くなったとき、エラーのとき、パラメータ変化のとき等入力信号が切り替わったときにセレクタ９が所定時間例えば１００ｍｓｅｃ間ハイレベル信号“１”を選択し、このハイレベル信号“１”により、このマルチチャンネルオーディオデコーダ１０がＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）であると信号判別処理し、その後、入力されるＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）について信号判別処理を行わないので、このＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）の頭切れを生じない。

またＰＣＭデータ（非圧縮音声データ）デコード固定モードでないので、ビットストリームノイズを発生させることがない。

尚本発明は上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。

本発明オーディオ信号処理装置の実施の形態の例を示す構成図である。 本発明の説明に供する線図である。 本発明の説明に供する線図である。

符号の説明

１‥‥ＡＣ−３ＲＦ回路、２−１，２−２‥‥光信号入力回路、７‥‥スイッチ（ＳＷ）、８‥‥デジタルインタフェースレシーバー、９‥‥セレクタ、１０‥‥マルチチャンネルオーディオデコーダ、２３‥‥非圧縮音声データ、２５，２８‥‥圧縮音声データ

Claims (4)

1. 圧縮音声データと非圧縮音声データとをデコードできるようにしたマルチチャンネルオーディオデコーダを設けたオーディオ信号処理装置において、
   入力信号をセレクタを介して前記マルチチャンネルオーディオデコーダに供給するようにすると共に前記非圧縮音声データのデコードを優先と設定し、前記入力信号を切り替えたときに前記セレクタが所定時間ハイレベル信号を選択するようにしたことを特徴とするオーディオ信号処理装置。
2. 請求項１記載のオーディオ信号処理装置において、
   前記非圧縮音声データがＰＣＭデータであることを特徴とするオーディオ信号処理装置。
3. 圧縮音声データと非圧縮音声データとをデコードできるようにしたマルチチャンネルオーディオデコーダのオーディオ信号処理方法において、
   入力信号をセレクタを介して前記マルチチャンネルオーディオデコーダに供給するようにすると共に前記非圧縮音声データのデコードを優先と設定し、前記入力信号を切り替えたときに前記セレクタが所定時間ハイレベル信号を選択し、該ハイレベル信号により前記マルチチャンネルオーディオデコーダが前記非圧縮音声データであると信号判別処理し、その後、供給される非圧縮音声データについて信号判別処理を行わないようにし、前記非圧縮音声データの頭切れを無くすようにしたことを特徴とするオーディオ信号処理方法。
4. 請求項３記載のオーディオ信号処理方法において、
   前記非圧縮音声データがＰＣＭデータであることを特徴とするオーディオ信号処理方法。

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