JP2008028640A - オーディオ再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センターチャンネル信号を左右のチャンネル信号に振り分けた場合でも、全周波数帯域において音質劣化の無い再生が可能なオーディオ再生装置を提供する。
【解決手段】オーディオ再生装置は、例えば車載用オーディオシステムなど、センターチャンネルスピーカとして十分な低域再生能力を有するスピーカを設置できない場合に特に有効であり、センターチャンネル信号の低域信号を低域フィルタにより抽出して、左右チャンネル信号に加算し、左右チャンネルのスピーカから再生させる。ここで、センターチャンネル信号から低域信号を抽出する低域通過フィルタでは信号の遅延が生じるので、センターチャンネル信号、左チャンネル信号及び右チャンネル信号のそれぞれについて、遅延低域通過フィルタを設け、低域通過フィルタと同一の遅延を与える。その結果、センターチャンネル信号と、センターチャンネル信号中の低域信号が加算された左右チャンネル信号は時間軸上で調整がなされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチチャンネルオーディオ信号を再生するオーディオ再生装置に関する。

従来から、マルチチャンネルステレオ方式が知られている。このマルチチャンネルステレオ方式は、複数のスピーカにマルチチャンネルオーディオ信号を供給して、臨場感のあふれる音場空間を実現するものである。代表的なマルチチャンネルオーディオ信号である５．１チャンネル信号は、左右のフロントチャンネル信号、センターチャンネル信号、左右のリアチャンネル信号及びＬＦＥ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｆｆｅｃｔ）信号を含み、これらの信号を対応する６個のスピーカで再生する。

近年では、マルチチャンネルオーディオ信号に対応した車載用スピーカシステムも開発されている。しかし、車載用のセンターチャンネルスピーカは、車室内の設置場所、再生能力などの制約から、低音域及び高音域に十分な再生能力を持たせることが難しい。このような観点から、特許文献１は、センターチャンネル信号を低音域及び中高音域の２帯域に帯域分割し、低音域をフロントスピーカで再生し、中高音域をセンターチャンネルスピーカで再生する手法を提案している。この手法では、小型のセンターチャンネルスピーカを使用した場合でも、良好な再生が可能となる。

特開２００３−６１１９８号公報

特許文献１の手法では、センターチャンネル信号を左右のチャンネルに振り分けるに当たって左右の距離差分で生じる両耳相関係数補正を移相器を用いて行っているが、その対象は２００Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数帯域に過ぎず、あくまで特定帯域における部分的な補正に過ぎない。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、センターチャンネル信号を左右のチャンネル信号に振り分けた場合でも、全周波数帯域において音質劣化の無い再生が可能なオーディオ再生装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、センターチャンネル信号、右チャンネル信号及び左チャンネル信号を含むオーディオ信号を、それぞれセンターチャンネルスピーカ、右チャンネルスピーカ及び左チャンネルスピーカから再生するオーディオ再生装置であって、前記センターチャンネル信号から所定の低域信号を抽出する低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタと同一の時定数を有し、前記センターチャンネル信号、前記右チャンネル信号及び前記左チャンネル信号をそれぞれ遅延させる遅延低域通過フィルタと、前記センターチャンネル信号の低域信号を、前記右チャンネル信号及び前記左チャンネル信号に加算する加算器と、前記センターチャンネルスピーカ、前記右チャンネルスピーカ及び前記左チャンネルスピーカの相対的位置関係に基づいて、前記センターチャンネル信号、前記右チャンネル信号及び前記左チャンネル信号が同一時刻にリスニング位置に到達するように距離補正を行う遅延回路と、を備えることを特徴とする。

本発明の好適な実施形態では、センターチャンネル信号、右チャンネル信号及び左チャンネル信号を含むオーディオ信号を、それぞれセンターチャンネルスピーカ、右チャンネルスピーカ及び左チャンネルスピーカから再生するオーディオ再生装置は、前記センターチャンネル信号から所定の低域信号を抽出する低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタと同一の時定数を有し、前記センターチャンネル信号、前記右チャンネル信号及び前記左チャンネル信号をそれぞれ遅延させる遅延低域通過フィルタと、前記センターチャンネル信号の低域信号を、前記右チャンネル信号及び前記左チャンネル信号に加算する加算器と、前記センターチャンネルスピーカ、前記右チャンネルスピーカ及び前記左チャンネルスピーカの相対的位置関係に基づいて、前記センターチャンネル信号、前記右チャンネル信号及び前記左チャンネル信号が同一時刻にリスニング位置に到達するように距離補正を行う遅延回路と、を備える。

上記のオーディオ再生装置は、例えば車載用オーディオシステムなど、センターチャンネルスピーカとして十分な低域再生能力を有するスピーカを設置できない場合に特に有効であり、センターチャンネル信号の低域信号を低域フィルタにより抽出して、左右チャンネル信号に加算し、左右チャンネルのスピーカから再生させる。ここで、センターチャンネル信号から低域信号を抽出する低域通過フィルタでは信号の遅延が生じるので、センターチャンネル信号、左チャンネル信号及び右チャンネル信号のそれぞれについて、遅延低域通過フィルタを設け、低域通過フィルタと同一の遅延を与える。その結果、センターチャンネル信号と、センターチャンネル信号中の低域信号が加算された左右チャンネル信号は時間軸上で調整がなされる。

さらに、センターチャンネル信号と、センターチャンネル信号中の低域信号が加算された左右チャンネル信号とは、それぞれ遅延回路により距離補正がなされる。その結果、各信号は、リスニング位置に同時に到達するように補正される。好適な例では、遅延回路は、遅延低域通過フィルタから出力されたセンターチャンネル信号、並びに、加算器から出力された右チャンネル信号及び左チャンネル信号に対して距離補正を行う。

上記のオーディオ再生装置の一態様は、前記センターチャンネル信号から所定の高域信号を抽出して前記遅延回路へ供給する高域通過フィルタを備える。ここで、前記所定の高域信号の帯域は、前記センターチャンネルスピーカの特性に基づいて定められる。これにより、センターチャンネルスピーカが再生不能な低域信号がセンターチャンネルスピーカへ入力されることが無くなり、ノイズ発生が防止できる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

図１に、本発明の実施例に係るオーディオ再生装置の概略構成を示す。なお、本実施例に係るオーディオ再生装置は、５．１チャンネル（以下、単に「ｃｈ」とも表記する。）オーディオ信号を再生する装置であるが、説明の便宜上、左右のリアチャンネル信号及びＬＦＥ信号の再生回路の図示及び説明を省略する。

図１に示すように、オーディオ再生装置１には、センターｃｈ信号、フロントＬｃｈ信号及びフロントＲｃｈ信号が入力される。

センターｃｈ信号は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１１及び遅延ＬＰＦ１２Ｃに入力される。ＬＰＦ１１は、全帯域のセンターｃｈ信号から、所定の低域成分のみを抽出し、加算器１４及び１５へ供給する。一方、遅延ＬＰＦ１２ＣはＬＰＦ１１と同一の時定数に設定されており、ＬＰＦ１１を通過したセンターｃｈ信号の低域成分と、全帯域のセンターｃｈ信号との遅延時間を合わせるために設けられている。

一方、フロントＬｃｈ信号は遅延ＬＰＦ１２Ｌへ供給され、その出力は加算器１４へ供給される。また、フロントＲｃｈ信号は遅延ＬＰＦ１２Ｒへ供給され、その出力は加算器１５へ供給される。遅延ＬＰＦ１２Ｌ及び１２ＲはともにＬＰＦ１１の時定数と同一の時定数を有し、ＬＰＦ１１を通過したセンターｃｈ信号の低域成分と、フロントＬｃｈ信号及びフロントＲｃｈ信号との遅延時間を合わせるために設けられている。

即ち、遅延ＬＰＦ１２Ｃ、１２Ｌ及び１２ＲはいずれもＬＰＦ１１と同一の時定数に設定されている。よって、ＬＰＦ１１から出力されるセンターｃｈ信号の低域成分、遅延ＬＰＦ１２Ｃから出力される全帯域のセンターｃｈ信号、遅延ＬＰＦ１２Ｌから出力されるフロントＬｃｈ信号及び遅延ＬＰＦ１２Ｒから出力されるフロントＲｃｈ信号は時間軸上の整合がとれている。なお、この遅延ＬＰＦは、図示しないリアＬｃｈ信号、リアＲｃｈ信号及びＬＦＥ信号についても同様に設けられ、時間軸調整が行われる。

ＬＰＦ１１から出力されるセンターｃｈ信号の低域成分は、加算器１４及び１５により、フロントＬｃｈ信号及びフロントＲｃｈ信号にそれぞれ加算される。よって、加算器１４及び１５から出力されるフロントＬｃｈ信号及びフロントＲｃｈ信号は、センターｃｈ信号中の所定の低域信号が加算されたものとなっている。

遅延ＬＰＦ１２Ｃの出力は遅延回路１３Ｃへ供給され、その出力Ｃ−ｏｕｔは図示しないセンターｃｈスピーカへ供給される。加算器１４の出力は遅延回路１３Ｌに供給され、その出力Ｌｃ−ｏｕｔは図示しない左フロントスピーカへ供給される。また、加算器１５の出力は遅延回路１３Ｒへ供給され、その出力Ｒｃ−ｏｕｔは図示しない右フロントスピーカへ供給される。

遅延回路１３Ｃ〜１３Ｒは、スピーカの相対位置に基づく距離補正を行うために設けられている。即ち、遅延回路１３Ｃ〜１３Ｒの時定数は、各チャンネルの出力Ｃ−ｏｕｔ、Ｌｃ−ｏｕｔ及びＲｃ−ｏｕｔが車内のリスニング位置に同時に到達するように設定されている。具体的には、遅延回路１３Ｃ〜１３Ｒの時定数は、センターｃｈスピーカ、左フロントｃｈスピーカ及び右フロントｃｈスピーカのそれぞれと、車内のリスニング位置との距離に基づいて予め設定される。これにより、遅延回路１３Ｃ〜１３Ｒより出力された各チャンネルの出力Ｃ−ｏｕｔ、Ｌｃ−ｏｕｔ及びＲｃ−ｏｕｔは同時にリスニング位置に到達することになり、正しい音場再生が行われる。なお、この距離補正は、図示しないリアＲＬｃｈ信号、リアＲｃｈ信号及びＬＦＥ信号についても同様に行われる。

以上のように、本実施例では、センターｃｈ信号の低域成分がフロントＬｃｈ及びＲｃｈ信号に振り分けて再生される。一般的に、車載用オーディオ再生装置では、車室の構造、スペースなどの制限から、十分な低域再生が可能な大口径のセンターｃｈスピーカを設けることが難しい。よって、センターｃｈ信号をフロントＬｃｈ及びＲｃｈ信号に加算し、センターｃｈスピーカよりも低域再生能力が高い左右のフロントスピーカから再生することにより、センターｃｈ信号の十分な低域再生が可能となる。

この際、センターｃｈ信号の低域成分を抽出するＬＰＦでの遅延を考慮して、遅延ＬＰＦ１２Ｃ、１２Ｌ及び１２Ｒにより時間軸調整を行うので、ＬＰＦ１１により抽出されたセンターｃｈ信号の低域成分と、フロントＬｃｈ及びＲｃｈ信号とのつながりがよい。

さらに、各チャンネルについて、遅延回路により距離補正がなされるので、車内のリスニング位置に各チャンネルの信号が同時に到達することが保証され、正しい音場再生が可能となる。

図２に、オーディオ再生装置の変形例を示す。図２に示すオーディオ再生装置１ａでは、センターｃｈ信号の処理系統において、遅延ＬＰＦ１２Ｃと遅延回路１３Ｃとの間に高域通過フィルタ（ＨＰＦ）１６が設けられているが、これ以外の点は図１に示すオーディオ再生装置１と同様である。

ＨＰＦ１６は、遅延ＬＰＦ１２Ｃから出力される全帯域のセンターｃｈ信号から、所定の高域信号を抽出し、遅延回路１３Ｃ及びその後段のセンターｃｈスピーカへ供給する。上記のように、一般的にセンターｃｈスピーカは低域再生能力がそれほど高く無いため、低域信号が入力されると歪みが生じ、ノイズ発生の原因となることがある。そこで、ＨＰＦ１６により、後段のセンターｃｈスピーカが再生可能な高域信号のみをセンターｃｈ信号から抽出し、センターｃｈスピーカから再生させる。具体的には、ＨＰＦ１６が抽出する高域成分の帯域は、その後段に設置されるセンターｃｈスピーカが再生可能な帯域に設定される。これにより、センターｃｈスピーカにて生じるノイズを低減することができる。

なお、上記の実施例は、本発明のオーディオ再生装置を車載用のオーディオシステムに適用した例であったが、本発明の適用は車載用オーディオシステムには限定されない。即ち、家庭用オーディオシステムなどであっても、スペースその他の制限により、センターｃｈスピーカとして十分な低域再生能力を有する大口径のスピーカを設定できないような環境においては、本発明を適用することが有効である。

実施例に係るオーディオ再生装置の概略構成を示すブロック図である。 変形例に係るオーディオ再生装置の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１、１ａ オーディオ再生装置
１１ ＬＰＦ
１２Ｃ、１２Ｌ、１２Ｒ 遅延ＬＰＦ
１３Ｃ、１３Ｌ、１３Ｒ 遅延回路
１４、１５ 加算器
１６ ＨＰＦ

Claims (4)

1. センターチャンネル信号、右チャンネル信号及び左チャンネル信号を含むオーディオ信号を、それぞれセンターチャンネルスピーカ、右チャンネルスピーカ及び左チャンネルスピーカから再生するオーディオ再生装置であって、
   前記センターチャンネル信号から所定の低域信号を抽出する低域通過フィルタと、
   前記低域通過フィルタと同一の時定数を有し、前記センターチャンネル信号、前記右チャンネル信号及び前記左チャンネル信号をそれぞれ遅延させる遅延低域通過フィルタと、
   前記センターチャンネル信号の低域信号を、前記右チャンネル信号及び前記左チャンネル信号に加算する加算器と、
   前記センターチャンネルスピーカ、前記右チャンネルスピーカ及び前記左チャンネルスピーカの相対的位置関係に基づいて、前記センターチャンネル信号、前記右チャンネル信号及び前記左チャンネル信号が同一時刻にリスニング位置に到達するように距離補正を行う遅延回路と、を備えることを特徴とするオーディオ再生装置。
2. 前記遅延回路は、前記遅延低域通過フィルタから出力されたセンターチャンネル信号、並びに、前記加算器から出力された右チャンネル信号及び左チャンネル信号に対して距離補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ再生装置。
3. 前記センターチャンネル信号から所定の高域信号を抽出して前記遅延回路へ供給する高域通過フィルタを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のオーディオ再生装置。
4. 前記所定の高域信号の帯域は、前記センターチャンネルスピーカの特性に基づいて定められていることを特徴とする請求項３に記載のオーディオ再生装置。

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