JP2008216272A - Ｖｕメータ - Google Patents

Abstract

【課題】 全ての放送プログラムにおいて、プログラム制作から送出まで共通の尺度をもってレベル管理を行うことを可能としたＶＵメータを提供する。
【解決手段】 デジタルもしくはアナログの音声信号の入力部１と、音声信号入力部１の出力側に設けられて、前記入力部１から出力された音声信号のうち、電話帯域（具体的には、３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの範囲）の周波数を持つ信号を通過させるバンドパスフィルタ２を有する。バンドパスフィルタ２の出力側には、バンドパスフィルタ２から入力された音声信号に基づいて、表示器を駆動させる信号を生成するための表示器駆動信号生成部３が設けられている。この表示器駆動信号生成部３は、バンドパスフィルタ２からの入力信号の３００ｍｓ間の平均値を計測し、その計測値に応じて後段の表示器４の指針５を所定幅だけ振らせるための駆動信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、音声信号の伝送、記録などにおける音量（音声レベル）の監視に用いるＶＵメータに関するものであって、特に、デジタル音声信号の音声周波数帯域を制限することにより主要音域の音量監視を容易にしたものである。

ブイユーメータ（ＶＵ ｍｅｔｅｒ）は、アメリカのＣＢＳ，ＮＢＣ，ベル電話研究所の三者によって開発されたメータで、音響信号をＶｏｌｕｍｅ Ｕｎｉｔ（音量単位）に置き換えて、人間の耳が感じる音量感がそのままメータに現れるよう設計している。この場合、従来のＶＵメータにおける音量監視は全音声帯域（可聴帯域）の監視であった。

従来の全音声帯域で指示するＶＵメータでは、音質の違う２種類の音声を比較した場合、人間が同じ音量になるように音量を調整したときＶＵメータの指示が同じにならない問題がある。このことはメータで音量が管理できないことと同様なことで音声再生現場において問題になる。特に、音量管理を要求される放送事業者などがこの音量管理を怠ると音声再生現場において番組間で音量差が生じ聞き手に不便、不快感を与えることになる。

すなわち、多くのメディアがデジタル化された現在、様々な音声レベルの尺度としてはサンプリング可能な最大レベルをＦＳ（フルスケール）としたデシベル表示（ｄＢＦＳ）が用いられている。その代表的なレベルメータとしては、デシベル表示のピーク・メータなどが挙げられる。一方、従来から、あらゆるプログラムの制作時、送出時に広く使用されてきたＶＵメータは、その動作状況において人間の聴感レベルにほぼ適合するとされているが、近年、音源の多様化による特定の波形や音声信号に対する不適合も指摘され、前記のようなデジタルメディア時代の「厳密な」レベル監視には向かないとされている。

更に、本来アナログ音声信号の規定レベルと一対一対応であるＶＵ指示値は、多くの国々においてデジタル信号における２つの異なる基準レベル（アライメント・レベル）、具体的には、ＳＭＰＴＥ ＲＰ １５５による−２０ｄＢＦＳと、ＥＢＵ Ｒ６８ ２０００による−１８ｄＢＦＳとに分かれて調整・運用されているため、プログラムの交換等に際して誤解・混乱を招き、伝送時に誤った調整をしたりする問題も存在する。

しかし、放送分野におけるプログラム音量適正化の見地からは、ＶＵメータのような指示値を無視してピーク指示値のみを参照したプログラム制作を行えば、従来アナログ放送や一部デジタル録音メディアに見られる「１００％変調やフル・スケール近辺を目指した高止まり傾向のミクシング」が増加し、たとえＷＢＵ勧告のように数ｄＢのヘッドルームを設けたとしても「そのレベルを目指した高止まり傾向」が増加することなどが容易に想像される。この現象により、本来ダイナミック・レンジが上下方向に拡大し、音声表現の可能性が広がるはずであるデジタル放送の音声は、その意図に反した結果となる危険性も存在する。

また、様々な視聴環境の中で、多くの放送局を自由に選択して視聴する人々にとっては、放送における「通常の会話レベル」が、あまりにも「まちまち」である事態は避けなければならず、さらに放送の特性からは、映画館内や劇場内などとはまた違った価値観に基づいて、前記レベルを選択する必要もある。したがって、多くの「人間の音声周波数帯域」を簡易に表現でき、しかもその表示特性がＶＵメータと同様である「デジタルメータ」を新たに作成する必要性があるといえる。

このような観点から、デジタルオーディオ機器においてＶＵメータ機能を発揮させるための提案が、たとえば特許文献１に示すように従来からなされている。
特開平１１−１０１６５４号公報

しかしながら、前記特許文献１の発明は、ＶＵメータをデジタル表示とするに当たって、ＶＵメータに要求される動作（応答）特性を得るために、デジタル信号の入力部とＶＵメータの表示部との間に、入力信号をＶＵメータの特性でフィルタリングするためのフィルタを設けるものであった。すなわち、このフィルタの存在により、ＶＵメータに要求されている入力信号に対する動作特性（例えば、３００ｍｓ）を得ているだけのものであり、前記のような「人間の音声周波数帯域」を簡易に表現でき、しかもその表示特性がＶＵメータと同様である「デジタルメータ」を提供するものではなかった。

本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、全ての放送プログラムにおける「通常の会話レベル」を、前述「２つのアライメント・レベル近辺」に適正化し、全ての放送プログラムにおいて、プログラム制作から送出まで共通の尺度をもってレベル管理を行うことを可能としたＶＵメータを提供する。

前記の目的を達成するために、本発明のＶＵメータは、デジタルもしくはアナログ音声信号の入力部、入力された音声信号からＶＵメータの表示器を駆動させるための信号を生成する表示器駆動信号生成部および前記駆動信号生成部からの出力信号に応じた音声信号レベルを表示する表示器を備えたＶＵメータにおいて、前記音声信号入力部と表示器駆動信号生成部との間に、音声信号入力部に供給された音声信号のうち、電話帯域の周波数の信号を通過させるバンドパスフィルタを設けたことを特徴とする。

すなわち、スピーカなどから出力される音声信号の音量は、音声信号の主要情報が集中している中音域で感知され、このことは人間の聴覚感度が中音域で高いことからも明確である。また、電話帯域が３００〜３．４ｋＨｚの中音域で情報伝達が行われていることも良く知られた事実である。そのため、前記のような構成を有する本発明のＶＵメータでは、中音域の音量を監視することで、音声再生現場における聞き手が感じる音量を適正に監視することができる。

また、前記バンドパスフィルタとしては、音声周波数帯域のうち、３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの範囲を通過させるものとし、前記表示器としては、音声レベルのうち、デジタル・アライメント・レベル−１８ｄＢＦＳおよび−２０ｄＢＦＳの定常正弦波の表示値をその表示範囲に含むように、ＶＵメータの＋２ＶＵ位置相当をＥＢＵ Ｒ６８ ２０００による勧告レベル、０ＶＵ位置相当をＳＭＰＴＥ ＲＰ １５５による勧告レベルとし、−２０から＋３ＶＵレベルを表示する目盛を形成することも、本発明の一態様である。

このような表示器を使用することにより、本発明によれば、ＥＢＵ Ｒ６８ ２０００およびＳＭＰＴＥ ＲＰ １５５というデジタル信号における２つの異なる基準レベル（アライメント・レベル）にも対応可能となる。

本発明によれば、中音域の音量を監視することで、音声再生現場における聞き手が感じる音量を監視することが可能になる。また、メータの動特性を従来からあるＶＵメータと同様にしたので、即時性、認識性を確保できる。

すなわち、本発明のＶＵメータは、「人間の声」に特化した古典的な「電話の伝送帯域」とほぼ同等の周波数領域のみを、特性上はフラットとしてＶＵ表示するものである。そして入力信号に対する応答特性は従来のＶＵメータと全く変わらない為、同様の感覚で扱うことができる。したがって、本発明のＶＵメータは、全てのプログラムにおける「通常会話レベル」のモデルとしてふさわしい、通常のニュースコメント、会話、台詞などを「リアルタイムに目視確認」し、「おおまかに適正化」しようとする際の有効な共通ツールとなることが期待できる。

また、本発明のＶＵメータにおいては、収音時にありがちなボップ・ノイズや、整音やミクシングの過程でイコライザ等の周波数領域加工を施された場合の電話周波数帯域外ブースト・カットなど、指示値に対する影響がバンドパスフィルタにより最小限に抑えられている。したがって、ＶＵ指示値は、プログラム制作から送出までのあらゆる場面で人間の声の持つ「視聴環境に左右されにくい、音量」を推し量る良い指標となることが期待できる。ＶＵ指示値はまたその定義から約４００Ｈｚ〜２ｋＨｚのレベル変動の無い正弦波信号が入力された場合、デジタル・ピーク・メータ指示値と同等の正確な値となる。これによりＶＵメータは、様々な運用の場面においてそのまま通常のアライメント・レベル・セット、確認、メータ校正などの目的に利用することができる。

（１）第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図１に従って具体的に説明する。図１において、符号１はアナログ音声信号の入力部であって、入力される音声信号は全音声帯域（可聴帯域）である。なお、音源がデジタル信号の場合には、前記入力部１に音声信号を入力するに先立ち、Ｄ／Ａ変換器により音声信号をアナログ化しておく。この音声信号の入力部１の出力側には、前記入力部１から出力された音声信号のうち、電話帯域（具体的には、３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの範囲）の周波数を持つ信号を通過させるバンドパスフィルタ２が設けられている。

このバンドパスフィルタ２の出力側には、バンドパスフィルタ２から入力された音声信号に基づいて、表示器を駆動させる信号を生成するための表示器駆動信号生成部３が設けられている。この表示器駆動信号生成部３は、公知のアナログ型のＶＵメータに使用されている駆動信号生成部３と同様な構成を有するものであり、バンドパスフィルタ２からの入力信号の３００ｍｓ間の平均値を計測し、その計測値に応じて後段の表示器４の指針５を所定幅だけ振らせるための駆動信号を出力するものである。

本実施形態における表示器４は、一例として、図２に示すように、扇型に振れる指針５と円弧状に形成された目盛６とを有するものである。本実施形態においては、この目盛６は、最小値を−２０ＶＵ、０ＶＵ位置相当をＳＭＰＴＥ ＲＰ １５５による勧告レベル、＋２ＶＵ位置相当をＥＢＵ Ｒ６８ ２０００による勧告レベル、最大値を＋３ＶＵと設定しており、前記駆動信号生成部３は、指針５を入力音声信号のボリュームレベルに合わせて前記目盛６に対応した所定の振幅で振らせるように設定されている。

前記のような構成を有する第１実施形態によれば、２つの規格に基づいて発生する−２０ｄＢＦＳ、−１８ｄＢＦＳというデジタル・アライメント・レベルの相違に起因する問題については、前記のような目盛６を有する表示器４の使用により、デジタル音声信号をアナログ系統を用いて校正し運用することにより解決される。

また、異なる２つの音声が同じ程度の大きさで聞こえるように音量を調整した場合、従来技術のＶＵメータでは振れ方が違って見える、という問題を、本実施形態においては電話帯域のバンドパスフィルタ２を使用することで次のように解決することができる。

例えば、「音質の違う２音声」の場合、従来技術では、トーンが低く太い声の方がトーンが高く細い声より大きく振れ、吹かれや撥音の多い不安定な声のほうが安定した声より大きく振れるが、本実施形態においては、バンドパスフィルタ２により、２者間の振れ幅の差は小さくなる。

（２）第２実施形態
この第２実施形態は、前記音声信号の入力部１が全音声帯域（可聴帯域）のデジタル音声信号を入力信号とするものである。図３に示すように、第２実施形態においては、前記バンドパスフィルタ２として、デジタル音声信号のうち、電話帯域（具体的には、３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの範囲）の周波数を持つ信号を通過させるためのフィルタとして機能するバンドパスフィルタ演算部７が設けられている。

また、前記表示器駆動信号生成部３として、前記バンドパスフィルタ演算部７を通過した電話帯域のデジタル音声信号に基づいて、表示器４をボリュームユニットに合わせて駆動するための信号を生成する表示器駆動信号演算部８が設けられている。なお、この場合、表示器駆動信号演算部８は、表示器４が指針式のアナログ表示器である場合には、前記第１実施形態と同様な駆動信号を出力するように構成されるが、表示器４として、液晶や発光ダイオードなどを使用したデジタル表示器を使用した場合には、その表示方式に応じた駆動信号を出力するものとする。

なお、デジタル音声信号を入力する第２実施形態においては、バンドパスフィルタ演算部７と表示器駆動信号演算部８とを一体化した演算部によって、電話帯域のフィルタリングと表示用駆動信号の出力を行わせることも可能である。

このような構成の第２実施形態によれば、入力信号がデジタル音声信号であっても、前記第１実施形態におけるアナログ音声信号の場合と同様に電話帯域の音声信号のみに基づいてＶＵメータを動作させることができる。その結果、ＶＵメータを「デジタルの規準レベルを再生音量の目安として使う為のツール」として使用することが可能となり、-１８ｄＢＦＳ、-２０ｄＢＦＳ問題や、サイマル放送の音声レベル不一致問題を解決することができ、音量レベルのサイマル管理ができるようになる。そして、放送を代表とするメディアの音量レベルを（国際的に）適正化したり、音量レベルの管理を一元化することに効果がある。

本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図。 本発明における表示器の一例を示す正面図。 本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図。

符号の説明

１…音声信号入力部
２…パンドパスフィルタ
３…表示器駆動信号生成部
４…表示器
５…指針
６…目盛
７…バンドパスフィルタ演算部
８…表示器駆動信号演算部

Claims (3)

1. デジタルもしくはアナログ音声信号の入力部、入力された音声信号からＶＵメータの表示器を駆動させるための信号を生成する表示器駆動信号生成部および前記駆動信号生成部からの出力信号に応じた音声信号レベルを表示する表示器を備えたＶＵメータにおいて、
   前記音声信号入力部と表示器駆動信号生成部との間に、音声信号入力部に供給された音声信号のうち、電話帯域の周波数の信号を通過させるバンドパスフィルタを設けたことを特徴とするＶＵメータ。
2. 前記バンドパスフィルタが、音声周波数帯域のうち、３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの範囲を通過させるものであることを特徴とする請求項１に記載のＶＵメータ。
3. 前記表示器が、音声レベルのうち、デジタル・アライメント・レベル−１８ｄＢＦＳおよび−２０ｄＢＦＳの定常正弦波の表示値をその表示範囲に含むものであって、ＶＵメータの＋２ＶＵ位置相当をＥＢＵ Ｒ６８ ２０００による勧告レベル、０ＶＵ位置相当をＳＭＰＴＥ ＲＰ １５５による勧告レベルとし、−２０から＋３ＶＵレベルを表示する目盛を形成したものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＶＵメータ。