JP2006050325A - オーディオ信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 出力されるオーディオ信号にノイズを発生させることなく複数チャネルのうちの１つのチャネルの強制停止を行うことが可能なオーディオ信号処理装置を提供する。
【解決手段】 第１チャネルの対応した外部サウンドシリアルインタフェース１１の強制停止が検知されたとき、ＶＯＬＵＭＥ処理では、ＶＯＬＵＭＥデータ領域内の第１チャネルのディジタルオーディオ信号のレベルを徐々に低下させてオールゼロとし、ワークＲＡＭ１４内の第１チャネル関連のデータを初期化し、第１チャネルのディジタルオーディオ信号を処理対象とするＬＯＡＤ処理、ＳＲＣ処理およびＶＯＬＵＭＥ処理をスキップする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、オーディオ信号に対して各種の音響処理を施すオーディオ信号処理装置に関する。

複数チャネルのオーディオ信号を生成し、それらをミキシングして出力する機能を有するオーディオ信号処理装置が各種提供されている。このオーディオ信号処理装置の中には、サンプリング周期の切り換えに同期し、時分割制御により、ミキシングの対象となる複数チャネルのオーディオ信号を生成する信号処理および生成されたオーディオ信号のミキシング処理を繰り返すものがある。この種のオーディオ信号処理装置では、あるサンプリング周期における信号処理の結果を次のサンプリング周期における信号処理に利用するために、メモリを用いて信号処理結果の引き渡しが行われる。なお、オーディオ信号処理装置に関する文献として、例えば特許文献１および２がある。

特開平５−２６５３３３号公報 特開平１２−１２２６５０号公報

ところで、上述した従来のオーディオ信号処理装置において、複数チャネルのオーディオ信号における１つのチャネルのオーディオ信号の生成が何らかの理由により強制停止されると、その時点におけるそのチャネルのオーディオ信号がゴミデータとしてメモリ内に残り、以後、このゴミデータが他のチャネルのオーディオ信号とミキシングされて出力されるため、オーディオ信号処理装置から出力されるオーディオ信号にゴミデータ相当の直流ノイズが混じってしまう。このような不都合を回避するため、従来のオーディオ信号処理装置では、複数チャネルのうちの１つのチャネルの信号生成の強制停止を禁止していた。また、複数チャネルのオーディオ信号を生成して出力する処理を終えるとき、その時点における各チャネルの信号処理の結果であるデータをメモリに残したままにしておくと、再び、各チャネルのオーディオ信号の処理を再開したときに、メモリの残っていたデータが読み出され、オーディオ信号処理装置から出力されるオーディオ信号に不連続なノイズとなって現れる。このような不都合を回避するため、従来のオーディオ信号処理装置では、各チャネルのオーディオ信号の生成および出力を終了するときには、メモリにおける信号処理のための各記憶エリアがクリアされるまでの期間、各記憶エリアに無音データ（全て０のデータ）を順次書き込んでから処理を停止させる、という措置を採っていた。このような措置は、オーディオ信号処理装置が実行するソフトウェアに講じられるが、処理が複雑であり、また、ソフトウェアに負担が掛かるため、オーディオ信号処理装置全体のパフォーマンスが低下するという問題があった。

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、出力されるオーディオ信号にノイズを発生させることなく複数チャネルのうちの１つのチャネルの強制停止を行うことが可能なオーディオ信号処理装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、この発明は、記憶手段と、前記記憶手段をワーク領域として用いる信号処理により各々独立してオーディオ信号を生成する複数チャネルの信号生成手段と、前記複数チャネルのオーディオ信号をミキシングして出力する手段とを有するオーディオ信号処理装置において、前記複数チャネルにおける１つのチャネルの信号生成の強制停止を検知する停止検知手段と、前記停止検知手段により強制停止が検知されたとき、前記ミキシングの対象となる前記１つのチャネルのオーディオ信号のボリュームを低下させるボリューム制御手段と、前記ボリューム制御手段により前記１つのチャネルのオーディオ信号のボリュームを低下させる処理が行われた後、前記記憶手段において前記１つのチャネルの信号処理のために使用される記憶エリアを初期化する初期化手段とを具備するオーディオ信号処理装置を提供する。
かかる発明によれば、出力されるオーディオ信号にノイズを発生させることなく複数チャネルのうちの１つのチャネルの強制停止を行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態であるオーディオ信号処理装置１００の構成を示すブロック図である。このオーディオ信号処理装置１００は、図示された各部に相当する回路を半導体チップ上に形成してなるＬＳＩであり、エフェクタ機能、ミキシング機能などの機能を必要とする各種のオーディオ機器に搭載される。

本実施形態に係るオーディオ信号処理装置１００は、楽曲の音声波形をサンプル化した時系列の楽曲データＡとＭＩＤＩデータなどの演奏データにより構成される楽曲データＢとを受け取って、それらの処理を行う装置である。ここで、楽曲データＡは、例えばオーディオ信号処理装置１００が搭載されるオーディオ機器に接続された外部機器またはオーディオ機器に内蔵されたＭＰ３（MPEG 1 layer 3）デコーダ等のオーディオ再生装置から出力される。また、楽曲データＢは、例えばオーディオ信号処理装置１００が搭載されるオーディオ機器内においてオーディオ信号処理装置１００の制御を行う上位プロセッサから出力される。

オーディオ信号処理装置１００には、楽曲データＡを受け取り、第１チャネルのディジタルオーディオ信号として出力する外部サウンドシリアルインタフェース１１が設けられている。また、オーディオ信号処理装置１００には、楽曲データＢに従って第２チャネルのディジタルオーディオ信号を発生する音源１２が設けられている。

ＤＳＰ部１３は、外部サウンドシリアルインタフェース１１および音源１２から第１および第２チャネルのディジタルオーディオ信号を受け取って信号処理を行い、その処理結果であるディジタルオーディオ信号を出力する装置である。また、ワークＲＡＭ１４は、この信号処理の結果を記憶するための作業領域として設けられたメモリである。Ｄ／Ａ変換器１５は、ＤＳＰ部１３から出力されるディ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して出力する。このアナログオーディオ信号は、スピーカ２００から音として出力される。

図１では、ＤＳＰ部１３を表すボックスの中に、ＤＳＰ部１３によって実行される処理が示されている。ワークＲＡＭ１４の全記憶エリアは、複数の記憶エリアに区分されている。これらの各記憶エリアは、ＤＳＰ部１３によって実行される各処理のうち、メモリクリア処理を除く各処理の結果を書き込むためのエリアとして利用される。本実施形態では、ＤＳＰ部１３の各処理の結果を書き込むべき記憶エリアが図示のように処理毎に固定されている。

ＤＳＰ部１３の内部では、周波数ｆｓのサンプリングクロックＣＬＫとこれより高速の演算用クロックＭＣＬＫが、図示しないクロックジェネレータにより発生される。ＤＳＰ部１３は、サンプリングクロックＣＬＫが発生される度に、これをトリガとして、図示のＬＯＡＤ処理、ＳＲＣ処理、ＶＯＬＵＭＥ処理、ＭＩＸ処理、ＥＱ処理、エフェクト処理、ＦＡＤＥＲ処理を実行する。また、これらの信号処理を行うためのＤＳＰ部１３内の各部のタイミング制御は、演算用クロックＭＣＬＫに同期して行われる。
ＬＯＡＤ処理、ＳＲＣ処理、ＶＯＬＵＭＥ処理、ＭＩＸ処理、ＥＱ処理、エフェクト処理、ＦＡＤＥＲ処理の内容は次の通りである。

＜ＬＯＡＤ処理＞
このＬＯＡＤ処理では、外部サウンドシリアルインタフェース１１から出力される第１チャネルのディジタルオーディオ信号と、音源１２から出力される第２チャネルのディジタルオーディオ信号を、ワークＲＡＭ１４のＬＯＡＤデータ領域に書き込む。

＜ＳＲＣ処理＞
本実施形態において、第２チャネルのディジタルオーディオ信号のサンプリング周波数ｆ２はサンプリングクロックＣＬＫの周波数ｆｓと同じであるが、第１チャネルのディジタルオーディオ信号のサンプリング周波数ｆ１は周波数ｆｓ（＝ｆ２）と異なっている。ＳＲＣ処理では、ＬＯＡＤデータ領域に格納されている第１チャネルのディジタルオーディオ信号のサンプリング周波数をｆ１からｆｓ（＝ｆ２）に変換し、変換後のディジタルオーディオ信号をワークＲＡＭ１４のＳＲＣデータ領域に書き込む。

＜ＶＯＬＵＭＥ処理＞
このＶＯＬＵＭＥ処理では、ワークＲＡＭ１４のＳＲＣデータ領域から第１チャネルのディジタルオーディオ信号を読み出して、そのボリューム調整を行い、調整後の第１チャネルのディジタルオーディオ信号をワークＲＡＭ１４のＶＯＬＵＭＥデータ領域に書き込む。

＜ＭＩＸ処理＞
このＭＩＸ処理では、ワークＲＡＭ１４のＶＯＬＵＭＥデータ領域およびＬＯＡＤデータ領域から第１および第２チャネルのディジタルオーディオ信号を各々読み出し、両者のディジタルミキシングを行い、ミキシング後のディジタルオーディオ信号をワークＲＡＭ１４のＭＩＸデータ領域に書き込む。

＜ＥＱ処理＞
このＥＱ処理では、ワークＲＡＭ１４のＭＩＸデータ領域からミキシング後のディジタルオーディオ信号を各々読み出してディジタルイコライザ処理を施し、ワークＲＡＭ１４のＥＱデータ領域に書き込む。

＜エフェクト処理＞
このエフェクト処理では、ワークＲＡＭ１４のＥＱデータ領域からディジタルイコライザ処理後のディジタルオーディオ信号を読み出してエフェクトを付与し、ワークＲＡＭ１４のエフェクトデータ領域に書き込む。

＜ＦＡＤＥＲ処理＞
このＦＡＤＥＲ処理では、ワークＲＡＭ１４のエフェクトデータ領域からエフェクト付与後のディジタルオーディオ信号を読み出してフェイドインまたはフェイドアウトを施し、この処理後のディジタルオーディオ信号をワークＲＡＭ１４のＦＡＤＥＲデータ領域に書き込む。このＦＡＤＥＲデータ領域内のディジタルオーディオ信号は、順次読み出されて、前述したＤ／Ａ変換器１５に出力される。

さて、本実施形態では、第１および第２チャネルのディジタルオーディオ信号を生成し、ミキシングして出力している最中に、第１チャネルのディジタルオーディオ信号の生成を強制停止することが認められている。この強制停止の契機としては、図示しない操作部の操作により強制停止の指示が外部サウンドシリアルインタフェース１１に与えられる場合と、何らかの理由により楽曲データＡの供給が途絶え、強制停止の指示が外部サウンドシリアルインタフェース１１に与えられる場合とがある。

このような第１チャネルのディジタルオーディオ信号の生成の強制停止が行われた場合、何ら策を講じないとすると、その強制停止以降、ワークＲＡＭのＶＯＬＵＭＥデータ領域内の第１チャネルのディジタルオーディオ信号の更新が行われなくなるので、強制停止時点における第１チャネルのディジタルオーディオ信号がゴミデータとして残る。このため、以降のＭＩＸ処理において、このゴミデータがＬＯＡＤデータ領域から読み出される第２チャネルのディジタルオーディオ信号とミキシングされ、ＤＳＰ部１３から出力されるディジタルオーディオ信号にゴミデータ相当の直流ノイズが混じる。

この問題を解決するため、本実施形態におけるＤＳＰ部１３には次の改良が加えられている。
（１）まず、ＤＳＰ部１３には、第１チャネルのディジタルオーディオ信号の生成の強制停止を検知する停止検知手段が設けられている。
（２）また、ＤＳＰ部１３には、上記停止検知手段により強制停止が検知されたときの例外処理がＶＯＬＵＭＥ処理に設けられている。すなわち、強制停止が検知された場合、ＶＯＬＵＭＥ処理では、以後の所定数のサンプリング周期を利用して、ワークＲＡＭ１４のＶＯＬＵＭＥデータ領域内の第１チャネルのディジタルオーディオ信号のレベルを徐々に低下させ、無音状態（すなわち、オールゼロのデータ）に至らしめる。具体的には、強制停止が検知された直後のサンプリング周期において、ＶＯＬＵＭＥ処理ではＳＲＣデータ領域から読み出される第１チャネルのディジタルオーディオ信号に対し、正常値を乗算して、乗算結果をＭＩＸデータ領域に書き込む。以後の所定数の各サンプリング周期におけるＶＯＬＵＭＥ処理では、ＳＲＣデータ領域から読み出される第１チャネルのディジタルオーディオ信号に乗じる係数を徐々に低下させ、０に至らしめるのである。
このようにＶＯＬＵＭＥデータ領域内の第１チャネルのディジタルオーディオ信号が無音状態とされる結果、以後、第２チャネルのディジタルオーディオ信号のみがＭＩＸ処理、ＥＱ処理、エフェクト処理、ＦＡＤＥＲ処理を経て出力される。従って、第１チャネルのオーディオ信号の生成の強制停止に起因した直流ノイズの発生を防止することができる。
また、強制停止時、第１チャネルのディジタルオーディオ信号は、いきなり無音状態になるのではなく、徐々にボリュームが低下して無音状態になるので、違和感を生じさせない。

（３）また、ＤＳＰ部１３には、上記（２）の処理によりＶＯＬＵＭＥデータ領域内の第１チャネルのディジタルオーディオ信号が無音状態とされた後のサンプリング周期において、ワークＲＡＭ１４のＬＯＡＤデータ領域のうち第１チャネルのディジタルオーディオ信号を記憶するためのエリア、ＳＲＣデータ領域の記憶内容をオールゼロにするメモリクリア処理を実行する初期化手段が設けられている。

（４）さらに、ＤＳＰ部１３には、上記初期化手段によるメモリクリア処理が行われた以後、外部サウンドシリアルインタフェース１１経由で与えられる第１チャネルのディジタルオーディオ信号を処理対象とするＬＯＡＤ処理、ＳＲＣ処理およびＶＯＬＵＭＥ処理をスキップするスキップ手段が設けられている。

本実施形態によれば、ＬＯＡＤデータ領域、ＳＲＣデータ領域およびＶＯＬＵＭＥデータ領域の第１チャネルのディジタルオーディオ信号がオールゼロとされた後、このスキップ手段によりＬＯＡＤ処理、ＳＲＣ処理およびＶＯＬＵＭＥ処理のスキップが行われるので、ＬＯＡＤデータ領域、ＳＲＣデータ領域およびＶＯＬＵＭＥデータ領域の記憶内容はオールゼロのまま維持される。従って、外部サウンドシリアルインタフェース１１に再起動指令が送られ、ＬＯＡＤデータ領域、ＳＲＣデータ領域およびＶＯＬＵＭＥデータ領域の記憶内容がオールゼロの状態から第１チャネルのディジタルオーディオ信号の生成が再開され、信号生成再開時の雑音発生が防止される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明には他の実施形態が考えられる。
例えば、第１チャネルのディジタルオーディオ信号の生成の強制停止後、外部サウンドシリアルインタフェース１１に再起動指令が与えられたとき、以後のＶＯＬＵＭＥ処理において、第１チャネルのディジタルオーディオ信号のボリュームをゼロから徐々に上昇させるようにしてもよい。具体的には、再起動指令が与えられた直後のサンプリング周期において、ＶＯＬＵＭＥ処理ではＳＲＣデータ領域から読み出される第１チャネルのディジタルオーディオ信号に対し、０を乗算して、乗算結果をＭＩＸデータ領域に書き込む。以後の所定数の各サンプリング周期におけるＶＯＬＵＭＥ処理では、ＳＲＣデータ領域から読み出される第１チャネルのディジタルオーディオ信号に乗じる係数を０から徐々に上昇させ、正常値に至らしめるのである。

この実施形態によれば、再起動指令が与えられた後、ＤＳＰ部１３の出力信号に含まれる第１チャネルのディジタルオーディオ信号がゆっくりと立ち上がるため、再起動時の雑音を減らすことができる。

この他にも本発明には次のような実施形態が考えられる。すなわち、上記実施形態のように、強制停止時にワークＲＡＭ１４のＬＯＡＤデータ領域、ＳＲＣデータ領域内の第１チャネル関連のデータの初期化処理を行うのではなく、外部サウンドシリアルインタフェース１１の再起動時にこの初期化処理を行うのである。本実施形態においても、ＬＯＡＤデータ領域、ＳＲＣデータ領域およびＶＯＬＵＭＥデータ領域の記憶内容がオールゼロの状態から第１チャネルのディジタルオーディオ信号の生成が再開されるので、信号生成再開時の雑音発生が防止される。

この発明の一実施形態に係るオーディオ信号処理装置１００の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００……オーディオ信号処理装置、１１……外部サウンドシリアルインタフェース、１２……音源、１３……ＤＳＰ部、１４……ワークＲＡＭ、１５……Ｄ／Ａ変換器。

Claims (4)

1. 記憶手段と、前記記憶手段をワーク領域として用いる信号処理により各々独立してオーディオ信号を生成する複数チャネルの信号生成手段と、前記複数チャネルのオーディオ信号をミキシングして出力する手段とを有するオーディオ信号処理装置において、
   前記複数チャネルにおける１つのチャネルの信号生成の強制停止を検知する停止検知手段と、
   前記停止検知手段により強制停止が検知されたとき、前記ミキシングの対象となる前記１つのチャネルのオーディオ信号のボリュームを低下させるボリューム制御手段と、
   前記ボリューム制御手段により前記１つのチャネルのオーディオ信号のボリュームを低下させる処理が行われた後、前記記憶手段において前記１つのチャネルの信号処理のために使用される記憶エリアを初期化する初期化手段と
   を具備するオーディオ信号処理装置。
2. 前記初期化手段は、前記ボリューム制御手段により前記１つのチャネルのオーディオ信号のボリュームを低下させる処理が行われた直後、前記初期化を行うことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号処理装置。
3. 前記初期化手段は、前記ボリューム制御手段により前記１つのチャネルのオーディオ信号のボリュームを低下させる処理が行われた後、前記１つのチャネルのオーディオ信号の生成処理が再開されるとき、前記初期化を行うことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号処理装置。
4. 前記ボリューム制御手段は、前記停止指示検知手段により停止指示が検知されたとき、前記ミキシングの対象となる前記１つのチャネルのオーディオ信号のボリュームを時間経過に伴って徐々に減少させ、前記１つのチャネルのオーディオ信号の信号生成が再開されるとき、前記ミキシングの対象となる前記１つのチャネルのオーディオ信号のボリュームを時間経過に伴って徐々に上昇させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載のオーディオ信号処理装置。

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