JP2006319804A - デジタルバスブースト装置及びバーチャルサラウンドデコーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バスブースト機能を備えるデジタルオーディオ伝送機器において、バスブーストによる信号レベルのクリップを防止し、最適なＳ／Ｎを確保する。
【解決手段】 デジタルバスブースト装置は、デジタルバスブースト部とデジタルトレブル制御部を備える。デジタルトレブル制御部は、デジタルバスブースト部によるバスブースト量に応じて、入力信号の高域のレベルを制御する。バスブースト量が大きく、そのままではバスブースト後の高域のレベルがクリップしてしまうという場合には、バスブースト後の信号レベルがクリップしないように高域のレベルの制御、即ち減衰を行う。よって、バスブーストに伴う信号レベルのクリップを防止することができ、最適なＳ／Ｎを確保しつつ所望のバスブーストを行うことができる。また、バスブースト時に、高域のレベルを減衰させるトレブル制御を行うことにより、聴感上より大きなバスブーストを行ったのと同等の効果を与えることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バーチャルサラウンドデコーダ装置に関する。

近年、２チャンネル（ｃｈ）のステレオソースを５．１ｃｈ等のマルチチャンネルソースに拡張して再生するマトリックスサラウンドデコード技術が開発されている。マトリックスサラウンドデコーダを用いて従来のステレオ録音によるＣＤなどの２ｃｈソースからマルチチャンネルソースの音響信号を生成し、サラウンド再生を行うことにより、立体音響効果を実現することが可能となっている。

一般に、ＡＶアンプやＤＶＤプレーヤーなどのマルチチャンネル再生機器は、マルチチャンネルで録音されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＣＤ（Compact Disc）などに記録されているデジタルオーディオデータから左右のフロント、センター、左右のサラウンド、及び、サブウーファーの各チャンネルのソース（音）信号を生成する。そして、マルチチャンネル再生機器は、それらマルチチャンネルのソース信号をリスナーの回りにそれぞれ配置された５個またはそれ以上のスピーカーに出力することにより、臨場感に溢れた立体音響の音場を形成する。

一方、このようなマルチチャンネル再生機器によって再生される立体音響をヘッドホンで聞く場合には、デジタルオーディオデータから生成されたマルチチャンネルのソース信号を合成して２ｃｈのソース信号を再生成する必要がある。このようにマルチチャンネルのソース信号を２ｃｈのソース信号に合成することを「ステレオダウンミックス」と呼ぶ。ステレオダウンミックスにより得られた２ｃｈのソース信号を左右のヘッドホンで再生することにより、リスナーは、サラウンドシステムと同様の臨場感溢れる立体音響をヘッドホンで聞くことができる（このようなヘッドホンは「サラウンドヘッドホン」とも呼ばれる）。

なお、マルチチャンネルのソース信号を、それよりチャンネル数の少ないソース信号に変換することを「バーチャルサラウンドデコード処理」と呼び、その結果得られた信号を「バーチャルサラウンド信号」と呼ぶ。上記のステレオダウンミックスは、バーチャルサラウンドデコード処理の一例である。

上記のステレオダウンミックス及びサラウンドヘッドホンの例が特許文献１及び２に記載されている。

一方、デジタルオーディオデータを再生して得られる再生音の低域成分を強調するバスブースト装置が知られている（特許文献３及び４を参照）。また、バスブースト処理に伴って入力信号のレベルがクリップすることを防止する技術が提案されている（例えば特許文献５を参照）。

特開２００３−３３３６９９号公報 特開２００３−３３３７００号公報 特開平８−２８８７７３号公報 特開平１１−３３０８８１号公報 特開平１１−４１０４８号公報

バスブースト装置では、通常、再生信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータの後段にバスブースト回路を設け、アナログ音声信号に対してバスブースト処理を行う。しかし、ワイヤレスヘッドホンなどのデジタルオーディオ伝送機器にバスブースト回路を適用する場合、ヘッドホン側にバスブースト回路を設ける必要があり、機器のコストアップにつながる。また、ヘッドホン側にバスブースト回路を設けると、送信側装置からヘッドホンへ送信されるデジタルオーディオデータには変化はなく、ヘッドホン側でバスブースト処理が行われることになるため、送信側装置を操作するリモコンなどによりバスブースト量を遠隔操作することができない。

本発明が解決しようとする課題には、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、バスブースト機能を備えるデジタルオーディオ伝送機器において、バスブーストによる信号レベルのクリップを防止し、最適なＳ／Ｎを確保することを目的とする。

請求項１に記載の発明では、デジタルバスブースト装置は、デジタルバスブースト部とデジタルトレブル制御部を備え、前記デジタルトレブル制御部は、前記デジタルバスブースト部によるバスブースト量に応じて入力信号の高域のレベルを制御することを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、バーチャルサラウンドデコーダ装置は、入力ソース信号に基づいて、マルチチャンネルのソース信号を出力するマルチチャンネルデコーダと、前記マルチチャンネルのソース信号から、バーチャルサラウンド信号を生成するバーチャルサラウンドデコーダと、前記バーチャルサラウンド信号の高域のレベルを制御するデジタルトレブル制御部と、前記バーチャルサラウンド信号をバスブーストするデジタルバスブースト部と、を備え、前記デジタルトレブル制御部は、前記デジタルバスブースト部によるバスブースト量に応じて前記バーチャルサラウンド信号の高域のレベルを制御することを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、デジタルバスブースト装置は、デジタルバスブースト部とデジタルトレブル制御部を備え、前記デジタルトレブル制御部は、前記デジタルバスブースト部によるバスブースト量に応じて入力信号の高域のレベルを制御する。

上記のデジタルバスブースト装置では、デジタルバスブースト部によるバスブースト量に応じて、デジタルトレブル制御部が入力信号の高域のレベルを制御する（以下、「トレブル制御」とも呼ぶ。）。よって、バスブースト量が大きく、そのままではバスブースト後の高域のレベルがクリップしてしまうという場合には、バスブースト後の信号レベルがクリップしないように高域のレベルの制御、即ち減衰を行う。よって、バスブーストに伴う信号レベルのクリップを防止することができ、最適なＳ／Ｎを確保しつつ所望のバスブーストを行うことができる。また、バスブースト時に、高域のレベルを減衰させるトレブル制御を行うことにより、聴感上より大きなバスブーストを行ったのと同等の効果を与えることができる。

上記のデジタルバスブースト装置の好適な例では、前記デジタルトレブル制御部は、前記デジタルバスブースト部によるバスブースト及び前記デジタルトレブル制御部による制御後の前記入力信号のレベルが、所定のクリップレベルより小さくなるように前記高域のレベルを制御する。

本発明の他の実施形態では、バーチャルサラウンドデコーダ装置は、入力ソース信号に基づいて、マルチチャンネルのソース信号を出力するマルチチャンネルデコーダと、前記マルチチャンネルのソース信号から、バーチャルサラウンド信号を生成するバーチャルサラウンドデコーダと、前記バーチャルサラウンド信号の高域のレベルを制御するデジタルトレブル制御部と、前記バーチャルサラウンド信号をバスブーストするデジタルバスブースト部と、を備え、前記デジタルトレブル制御部は、前記デジタルバスブースト部によるバスブースト量に応じて前記バーチャルサラウンド信号の高域のレベルを制御する。

上記のバーチャルサラウンドデコーダ装置は、入力ソース信号からマルチチャンネルのソース信号を生成するマルチチャンネルデコーダを備える。入力ソース信号は、例えばサラウンドエンコードされたステレオ信号、又は、通常のエンコードされていないステレオ信号とすることができる。また、マルチチャンネルのソース信号は、例えば左右のフロント信号、センター信号及び左右のサラウンド信号を含む。

マルチチャンネルデコーダの後段に配置されたバーチャルサラウンドデコーダは、マルチチャンネルデコーダから出力されたソース信号から、バーチャルサラウンド信号を生成する。バーチャルサラウンドデコーダは、例えばドルビーヘッドホンシステムのステレオダウンミックスプロセッサとすることができ、バーチャルサラウンド信号は、例えばヘッドホン再生用の２チャンネルのサラウンドヘッドホン出力信号とすることができる。

バーチャルサラウンド信号は、デジタルトレブル制御部によりトレブル制御が行われ、さらにデジタルバスブースト部によりバスブースト処理がなされる。ここで、デジタルトレブル制御部は、デジタルバスブースト部によるバスブースト量に応じてバーチャルサラウンド信号の高域のレベルを制御する。よって、バスブースト処理により信号レベルのクリップが生じることを防止することができ、最適なＳ／Ｎを確保した上で、十分かつ適切なバスブーストが可能となる。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例に係るデジタルオーディオ伝送機器の概略構成を示す。図示のように、デジタルオーディオ伝送機器１は、送信側装置１００及び受信側装置２００を備える。送信側装置１００から受信側装置２００へは、所定の方式で伝送変調されたデジタルオーディオデータが送信信号１５０として送信される。

デジタルオーディオ伝送機器の例としては、ワイヤレスヘッドホンが挙げられる。この場合、送信側装置１００はヘッドホンの送信部であり、受信側装置２００はヘッドホンとなる。

図２は、本実施例において送信側装置１００として機能するバーチャルサラウンドデコーダ装置の構成を示すブロック図である。図２において、バーチャルサラウンドデコーダ装置は、デジタルオーディオインタフェースレシーバ（ＤＩＲ：Digital audio Interface Receiver）１０、マルチチャンネルデコーダ１１、ステレオダウンミックスプロセッサ１２、マイクロプロセッサ１３、Ｄ／Ａコンバータ１５、伝送変調部１６、デジタルトレブル制御プロセッサ２４、及び、デジタルバスブーストプロセッサ２５を備えている。

入力ソースとしての各種のオーディオ機器から出力されるデジタルオーディオデータＤは、ＤＩＲ１０に入力される。ＤＩＲ１０は、デジタルオーディオデータＤからクロックＣＫおよびデータＤＴを取り出して復調し、復調したクロックＣＫおよびデータＤＴを、マルチチャンネルデコーダ１１に出力する。

マルチチャンネルデコーダ１１は、ＤＩＲ１０から入力されるデータＤＴから、クロックＣＫにしたがって、左フロント信号Ｌ、右フロント信号Ｒ、センター信号Ｃ、左サラウンド信号Ｌｓ、右サラウンド信号Ｒｓ、サブウーファー信号ＬＦＥを含む５．１ｃｈのマルチチャンネル信号を生成し、ステレオダウンミックスプロセッサ１２へ出力する。

ステレオダウンミックスプロセッサ１２は、左フロント信号Ｌ、右フロント信号Ｒ、センター信号Ｃ、左サラウンド信号Ｌｓ、右サラウンド信号Ｒｓ及びサブウーファー信号ＬＦＥを、予め設定されているダウンミックス係数に基づいて合成することにより、２ｃｈのサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏを生成する。ステレオダウンミックスプロセッサによる信号合成式の一例を以下に示す。

Ｌｏ＝α（Ｌ＋０．７０７Ｃ＋Ｌｓ＋ＬＦＥ）
Ｒｏ＝α（Ｒ＋０．７０７Ｃ＋Ｒｓ＋ＬＦＥ） （１）
なお、「α」は減衰係数と呼ばれ、各チャンネルの信号のレベルが同時に大きくなった場合に、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏの利得が「１」を超えてヘッドホンからの再生音がクリップしてしまうことを防止するために用いられている。

ステレオダウンミックスプロセッサ１２が生成したサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏは、デジタルトレブル制御プロセッサ２４へ供給される。なお、ステレオダウンミックスプロセッサ１２による処理はバーチャルサラウンド処理に相当し、これにより得られるサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏはバーチャルサラウンド信号に相当する。

デジタルトレブル制御プロセッサ２４は、マイクロプロセッサ１３から与えられるトレブル制御信号Ｓｃ２に基づいて、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏの所定の高域成分のレベルを制御し、制御後のサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｔ及びＲｏｔをデジタルバスブーストプロセッサ２５へ供給する。

デジタルバスブーストプロセッサ２５は、マイクロプロセッサ１３から与えられるバスブースト制御信号Ｓｃ３に基づいて、トレブル制御後のサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｔ及びＲｏｔをバスブースト処理し、処理後のサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｂ及びＲｏｂをそれぞれＤ／Ａコンバータ１５及び伝送変調部１６へ供給する。

Ｄ／Ａコンバータ１５は図示しないアンプなどを介してスピーカなどへ接続され、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｂ及びＲｏｂが再生される。また、伝送変調部１６はワイヤレスヘッドホンへ送信されるデジタルオーディオデータの変調部であり、変調後の送信信号１５０が、ワイヤレスヘッドホンなどの受信側装置２００へ送信される。なお、伝送変調としては例えばＦＭ変調や所定のデジタル変調を用いることができる。

次に、デジタルトレブル制御プロセッサ２４によるトレブル制御、及び、デジタルバスブーストプロセッサ２５によるバスブースト処理について説明する。

上述のように、デジタルトレブル制御プロセッサ２４は、ステレオダウンミックスプロセッサ１２から供給されたサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ及びＲｏに対して、トレブル制御を行い、制御後のサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｔ及びＲｏｔをデジタルバスブーストプロセッサ２５へ供給する。そして、デジタルバスブーストプロセッサ２５は、トレブル制御後のサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｔ及びＲｏｔに対してバスブースト処理を行い、処理後のサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｂ及びＲｏｂをＤ／Ａコンバータ１５及び伝送変調部１６へ供給する。

デジタルトレブル制御部２４によるトレブル制御量は、マイクロプロセッサ１３から与えられるトレブル制御信号Ｓｃ２により示される。また、デジタルバスブーストプロセッサ２５によるバスブースト量は、マイクロプロセッサ１３から与えられるバスブースト制御信号Ｓｃ３により示される。ここで、マイクロプロセッサ１３は、デジタルトレブル制御プロセッサ２４によるトレブル制御、及び、デジタルバスブーストプロセッサ２５によるバスブースト処理がなされた後のサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｂ及びＲｏｂの信号レベルがクリップしないように、具体的には所定のクリップレベルに達しないように、デジタルトレブル制御部２４によるトレブル制御量を決定する。即ち、マイクロプロセッサ１３は、デジタルバスブーストプロセッサ２５によるバスブースト量に応じて、デジタルトレブル制御プロセッサ２４によるトレブル制御量を決定する。そして、マイクロプロセッサ１３は、トレブル制御信号Ｓｃ２をデジタルトレブル制御プロセッサ２４へ供給するとともに、制御信号Ｓｃ２をデジタルバスブーストプロセッサ２５へ供給する。これにより、デジタルバスブーストプロセッサ２５から出力されるサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｂ及びＲｏｂは、常にクリップが生じない範囲において十分かつ適切なトレブル制御及びバスブーストがなされた信号となる。よって、バスブーストにより生じるクリップの発生を防止し、最適なＳ／Ｎを確保することができる。

また、デジタルバスブーストプロセッサ２５によりバスブーストがなされる場合には、常にデジタルトレブル制御プロセッサ２４は高域成分のレベルを低くする（即ち、高域を減衰させる）ようにトレブル制御を行う。こうすると、バスブースト処理によって低域が増加されると同時にトレブル制御により高域を低下させて全体の音声レベルを抑圧することにより、リスナーは聴感的に低域がより増加したしたように感じる。よって、同時に高域を減衰させるトレブル制御を行うことにより、少ないバスブースト量でも、聴感的に十分なバスブーストがなされたような効果を得ることができる。

なお、デジタルバスブーストプロセッサ２５がバスブースト処理を行う場合のデジタルトレブル制御プロセッサ２４による高域の減衰量は、バスブースト量に拘わらず一定としてもよく、バスブースト量に応じて変化させてもよい。

図３に、受信側装置２００の構成例を示す。受信側装置２００は、デジタルオーディオデータ受信部３１と、デジタルオーディオデータ復調部３２と、Ｄ／Ａコンバータ３３とを備える。

デジタルオーディオデータ受信部３１は、送信側装置１００から送信された送信信号１５０を受信し、受信したデジタルオーディオデータＤＭＴをデジタルオーディオデータ復調部３２へ供給する。デジタルオーディオデータ復調部３２は、デジタルオーディオデータＤＭＴを復調し、クロックＣＫ及びデータＤＴを生成する。なお、デジタルオーディオデータ復調部３２は、受信側装置１００の伝送変調部１６において用いられた変調方式に対応する復調方式で、復調を行う。

Ｄ／Ａコンバータ３３は、クロックＣＫ及びデータＤＴを利用してデータＤＴをアナログ音声信号ＡＳに変換する。こうして得られたアナログ音声信号ＡＳは受信側装置２００において再生などに用いられる。例えばデジタルオーディオ伝送機器１がワイヤレスヘッドホンである場合、アナログ音声信号ＡＳはヘッドホンにより再生される。

以上のように、本実施例によれば、オーディオデータ伝送機器の送信側装置１００として機能するバーチャルサラウンドデコーダ装置は、入力ソース信号に基づいて、マルチチャンネルのソース信号を出力するマルチチャンネルデコーダ１１と、マルチチャンネルのソース信号からサラウンドヘッドホン出力信号を生成するステレオダウンミックスプロセッサ１２と、サラウンドヘッドホン出力信号の高域のレベルを制御するデジタルトレブル制御プロセッサ２４と、サラウンドヘッドホン出力信号をバスブーストするデジタルバスブーストプロセッサ２５と、を備える。そして、デジタルトレブル制御プロセッサ２４は、デジタルバスブーストプロセッサ２５によるバスブースト量に応じてサラウンドヘッドホン出力信号の高域のレベルを制御する。よって、デジタルバスブーストプロセッサ２５から出力されるサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏｂ及びＲｏｂは、常にクリップが生じない範囲において十分かつ適切なトレブル制御及びバスブーストがなされた信号となる。よって、バスブーストにより生じるクリップの発生を防止し、最適なＳ／Ｎを確保することができる。

本発明の実施例に係るデジタルオーディオ伝送機器の概略構成を示すブロック図である。 実施例による送信側装置として機能するバーチャルサラウンドデコーダ装置の構成を示すブロック図である。 受信側装置の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ デジタルオーディオ伝送機器
１０ ＤＩＲ
１１ マルチチャンネルデコーダ
１２ ステレオダウンミックスプロセッサ
１３ マイクロプロセッサ
１５ Ｄ／Ａコンバータ
１６ 伝送変調部
２４ デジタルトレブル制御プロセッサ
２５ デジタルバスブーストプロセッサ
３１ デジタルオーディオデータ受信部
３２ デジタルオーディオデータ復調部
３３ Ｄ／Ａコンバータ
１００ 送信側装置
１５０ 送信信号
２００ 受信側装置

Claims (3)

1. デジタルバスブースト部とデジタルトレブル制御部を備え、
   前記デジタルトレブル制御部は、前記デジタルバスブースト部によるバスブースト量に応じて入力信号の高域のレベルを制御することを特徴とするデジタルバスブースト装置。
2. 前記デジタルトレブル制御部は、前記デジタルバスブースト部によるバスブースト及び前記デジタルトレブル制御部による制御後の前記入力信号のレベルが、所定のクリップレベルより小さくなるように前記高域のレベルを制御することを特徴とする請求項１に記載のデジタルバスブースト装置。
3. 入力ソース信号に基づいて、マルチチャンネルのソース信号を出力するマルチチャンネルデコーダと、
   前記マルチチャンネルのソース信号から、バーチャルサラウンド信号を生成するバーチャルサラウンドデコーダと、
   前記バーチャルサラウンド信号の高域のレベルを制御するデジタルトレブル制御部と、
   前記バーチャルサラウンド信号をバスブーストするデジタルバスブースト部と、を備え、
   前記デジタルトレブル制御部は、前記デジタルバスブースト部によるバスブースト量に応じて前記バーチャルサラウンド信号の高域のレベルを制御することを特徴とするバーチャルサラウンドデコーダ装置。
   

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