JP2009069446A - オーディオ再生装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】オーディオデータのデータ形式により上限周波数の異なるオーディオデータに対し、その再生時には、オーディオデータを処理して生成したオーディオ信号に、そのオーディオデータのデータ形式による上限周波数に応じて的確で適切な補完用周波数領域に補完用オーディオ信号を生成するようにする。
【解決手段】ＣＤ−ＤＡやメモリカード２６等から読み込んだオーディオデータについてそのオーディオ信号の周波数領域（図４の領域Ａ）の上限周波数を検出する。補完用周波数領域の下限周波数＝符号化対象周波数領域の上限周波数となるように、補完用周波数領域（図４の領域Ｂ）を設定する。また、補完用周波数領域に対して周波数が１／２である周波数範囲（図４の領域Ｃ）を設定する。Ｃのオーディオ信号からアップサンプリング処理等の補完処理で倍音を生成し、これを領域Ｂのオーディオ信号とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ソース媒体より再生されるオーディオ信号に対して、そのソース媒体に記録されていない高周波帯域のオーディオ信号を付加して再生する、オーディオ再生装置、方法及びプログラムに関するものである。

特許文献１は、ＣＤ−ＤＡ（Compact Disc Digital Audio）に記録されているオーディオは、そのサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚであるために、２２ｋＨｚ以上の可聴帯域外の高周波成分がカットされていることを教示する（特許文献１の段落００２８）。そこで、特許文献１のオーディオ再生装置では、ＤＳＰに補完部の機能を実施させ（特許文献１の図１の符号３）、補完部により可聴帯域外の高周波成分を生成して、該高周波成分を、ＣＤ−ＤＡのオーディオデータのデコードにより生成した可聴帯域の周波数成分に付加し（特許文献１の図４）、付加後のオーディオ信号をスピーカから出力することにより、再生音の音質を改善している。
特開２００７−５２３３１号公報

昨今のオーディオ再生装置が再生対象とするオーディオデータは、ＣＤ−ＤＡのトラックに限らない。ＣＤ−Ｒ、メモリカード及びハードディスク装置等の記憶装置に記憶されたＭＰ３（MPEG Audio Layer-３）やＷＭＡ（Windows Media Audio）等の圧縮オーディオファイルやＷＡＶＥのような非圧縮オーディオファイルのオーディオデータも含まれる。

オーディオ信号の周波数領域の上限周波数は、オーディオ信号のデータ形式、圧縮オーディオファイルの種類やビットレートによって異なっている。図７はオーディオファイルについて圧縮方式（ＭＰ３，ＷＭＡ）及びビットレート（ｋｂｐｓ）とオーディオ信号の周波数領域の上限周波数（ｋＨｚ）との関係を示している。

特許文献１のオーディオ再生装置を含む従来のオーディオ再生装置では、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数を、実際の上限周波数に関係なく、例えばＣＤ−ＤＡのオーディオ信号の周波数領域の上限周波数としての２２ｋＨｚに固定して、処理するため、補完用周波数領域の下限周波数は２２ｋＨｚに固定される。したがって、オーディオ信号の周波数領域の実際の上限周波数が２２ｋＨｚより下にあるオーディオデータの再生では、オーディオ信号の周波数領域と補完用周波数領域との間に、後述の図４（ｃ）に示すような補完用オーディオ信号無しの周波数領域が生じ、再生音の品質改善が不十分になっている。

なお、上限周波数を１５ｋＨｚ等の十分に低い周波数に固定した場合には、後述の図４（ｃ）の場合とは逆に、オーディオ信号の周波数領域と補完用周波数領域との周波数方向重複部分が増大して、オーディオ信号の周波数領域の高周波数部分のオーディオ信号と補完用周波数領域の低周波数部分の補完用オーディオ信号とが相互に干渉して、再生音の品質が低下する問題が起きる。

本発明の目的は、オーディオ信号に付加する補完用オーディオ信号の補完用周波数領域を、再生対象のオーディオデータに対応させ、適切に設定することができるオーディオ再生装置、方法及びプログラムを提供することである。

本発明によれば、ソース媒体から読み込むオーディオデータについてそのデータ形式に対応する所定の周波数帯域の上限周波数を判別する。そして、該上限周波数に応じて、該所定の周波数帯域に高周波数側から隣接する補完用周波数領域を設定し、該補完用周波数領域のオーディオ信号としての補完用オーディオ信号を、所定の周波数帯域のオーディオ信号に基づき生成する。

本発明のオーディオ再生装置は次のものを備えている。
オーディオデータをソース媒体から読み込み、読み込んだオーディオデータを出力するオーディオデータ出力手段、
前記オーディオデータ出力手段から出力されるオーディオデータのデータ形式を判別するオーディオデータ形式判別手段、
前記オーディオデータ出力手段から出力されるオーディオデータに対し、前記オーディオデータ形式判別手段により判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域を有するオーディオ信号を生成するオーディオ信号生成手段、
前記オーディオデータ形式判別手段により判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域の上限周波数に応じて、該所定の周波数帯域に対して高周波数側から隣接する周波数帯域の補完用オーディオ信号を、前記オーディオ信号生成手段により生成されたオーディオ信号より生成する補完用オーディオ信号生成手段、及び、
前記オーディオ信号生成手段が生成したオーディオ信号に、前記補完用オーディオ信号生成手段が生成した補完用オーディオ信号を付加した再生オーディオ信号を出力する再生オーディオ信号出力手段。

本発明のオーディオ再生方法は次のステップを備えている。
オーディオデータをソース媒体から読み込み、読み込んだオーディオデータを出力するオーディオデータ出力ステップ、
前記オーディオデータ出力ステップにおいて出力されるオーディオデータのデータ形式を判別するオーディオデータ形式判別ステップ、
前記オーディオデータ出力ステップにおいて出力されるオーディオデータに対し、前記オーディオデータ形式判別ステップにおいて判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域を有するオーディオ信号を生成するオーディオ信号生成ステップ、
前記オーディオデータ形式判別ステップにおいて判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域の上限周波数に応じて、該所定の周波数帯域に対して高周波数側から隣接する周波数帯域の補完用オーディオ信号を、前記オーディオ信号生成ステップにおいて生成されたオーディオ信号より生成する補完用オーディオ信号生成ステップ、及び、
前記オーディオ信号生成ステップにおいて生成したオーディオ信号に、前記補完用オーディオ信号生成ステップにおいて生成した補完用オーディオ信号を付加した再生オーディオ信号を出力する再生オーディオ信号出力ステップ。

本発明のプログラムは、前述のオーディオ再生装置の各手段としてコンピュータを機能させる。

本発明によれば、ソース媒体から読み込んだオーディオデータのオーディオデータ形式を判別し、オーディオ信号に付加する補完用オーディオ信号を、その生成領域が被付加側の周波数領域に高周波数側から的確に隣接するようにして、判別結果に対応して生成するため、オーディオデータ形式によるオーディオ信号の周波数帯域に適した補完用オーディオ信号が生成でき、適切な周波数補完を行うことができる。

図１はオーディオ再生装置１０の概略構成図である。オーディオ再生装置１０はオーディオ再生装置本体３４及びスピーカ３５を備える。スピーカ３５は、説明簡略化上、図１では１つしか記載していないが、オーディオ再生装置１０は少なくともスピーカ３５を左右に１個ずつ備えている。オーディオ再生装置本体３４の各素子は、筐体３７内に収容されているか、筐体３７のパネル表面に全体又は一部を露出して配備されている。

表示部１２は、筐体３７の前面パネルに配備され、システムマイコン１１からの入力データに基づきテキストや図柄等で所定の表示を行う。操作部１３は、筐体３７の前面に配備され、操作部１３においてユーザが操作したキーの情報をシステムマイコン１１へ送る。ＣＤメカ部１４は、ＣＤを装填され、装填中のＣＤに対してシステムマイコン１１からの制御信号により指示された部位にアクセスして、該部位から読み出したデータをＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６へ送る。

メモリカードスロット２１及びＵＳＢコントローラ２２は、それぞれメモリカード（例：ＳＤカード）２６及びＵＳＢメモリ２７を適宜、装着されて、それらから読み出したデジタルデータをＤＳＰ１６へ送る。メモリカード２６及びＵＳＢメモリ２７は、楽曲をＭＰ３やＷＭＡ等の圧縮形式のオーディオファイルで記憶し、システムマイコン１１からの制御信号により指示されたオーディオファイルにアクセスして、読み出したデータをＤＳＰ１６へ送る。

ＤＳＰ１６は、ＣＤメカ部１４、メモリカード２６又はＵＳＢメモリ２７からのオーディオデータを処理して、デジタルオーディオ信号を生成する。ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）３２はＤＳＰ１６からのデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号へ変換し、該アナログオーディオ信号は、アンプ部３３において増幅されてから出力され、スピーカ３５やヘッドホン（図示せず）などにより再生音として出力される。

ＣＤメカ部１４は、装填されるＣＤの種別を検出して、検出した種別情報をＤＳＰ１６へ送る。検出の具体的手法では、ＣＤメカ部１４は、装填中のＣＤからＴＯＣ（Table Of Contents）を読み込むことができれば、該ＣＤはＣＤ−ＤＡであると判断する。装填中のＣＤからＴＯＣを読み込むことができなければ、該ＣＤはＭＰ３等の楽曲用圧縮ファイルが格納されているデータＣＤ（ＣＤ−Ｒなど）であると判断する。

ＤＳＰ１６は、データＣＤやメモリカード２６及びＵＳＢメモリ２７に記憶されているＭＰ３等のオーディオファイルを各ファイル形式で読み出してみて、読み出しが成功すれば、該オーディオファイルは、読み出し成功のファイル形式であると判断することにより、各オーディオファイルの圧縮形式を検出することができる。ＤＳＰ１６は、また、各オーディオファイルのヘッダの情報からビットレートを検出することができる。

図２はオーディオ再生システム４０の構成図である。図２の要素の内、図１に対応要素が記載されているものについては、図１の対応要素と同符号で指示して、説明は省略する。オーディオ再生システム４０は、スピーカ３５、コントロールセンター４１及びディスク再生部４２を備えている。コントロールセンター４１の各素子は、筐体４５内に収容されているか、筐体４５のパネル表面に全体又は一部を露出して配備されている。ディスク再生部４２の各素子は、筐体４５とは別の筐体４６内に収容されているか、筐体４６のパネル表面に全体又は一部を露出して配備されている。なお、当然のことではあるが、ディスク再生部４２にはメモリカードスロット２１やＵＳＢコントローラ２２が無い、ディスク再生に特化したものであってもよい。

オーディオ再生システム４０では、コントロールセンター４１のシステムマイコン１１−ディスク再生部４２のシステムマイコン１１間の制御データの送受、及びコントロールセンター４１のＤＳＰ１６−ディスク再生部４２のＤＳＰ１６間のオーディオデータの送受は、典型的にはケーブルを介して、場合によっては無線を介して行われるようになっている。ディスク再生部４２のシステムマイコン１１は、ディスク再生部４２のＣＤメカ部１４における装填ＣＤの種類情報（例：ＣＤ−ＤＡ及びデータＣＤ）をコントロールセンター４１のシステムマイコン１１へ通知するとともに、ディスク再生部４２のＤＳＰ１６が検出したデータＣＤに記録されているオーディオファイルの種類及びビットレートをコントロールセンター４１のシステムマイコン１１へ通知する。ディスク再生部４２において、ＣＤメカ部１４が読み込んだオーディオデータ、及びＤＳＰ１６が読み込んだオーディオデータは、いずれも、ディスク再生部４２のＤＳＰ１６からコントロールセンター４１のＤＳＰ１６へケーブル又は無線を介して伝送される。

図３は補完処理の前後の再生オーディオ信号を示すパワースペクトルの一例を表した図である。図３に示した例では、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数は１６ｋＨｚであり、この例はＭＰ３形式でビットレートを１２８ｂｐｓとしたオーディオ信号に近い。補完処理無しの再生オーディオ信号は、トラック又はオーディオファイルから読み込んだオーディオデータをデコードして生成したオーディオ信号であり、図３（ａ）に示すように、約１６ｋＨｚより上の周波数範囲のオーディオ成分は欠落している。オーディオ再生装置１０及びオーディオシステム４０では、オーディオ信号の周波数領域に高周波数側から隣接する所定周波数幅の補完用周波数領域を設定し、図３の例では、補完用周波数領域の周波数幅は４ｋＨｚに設定され、したがって、補完用周波数領域は、図３（ｂ）に示すように、１６〜２０ｋＨｚの周波数範囲とされる。こうして、補完処理後の再生オーディオ信号に係る再生音をスピーカ３５から出力し、再生音の音質を改善するようにしている。

オーディオ再生装置１０及びオーディオ再生システム４０では、楽曲を再生するに当たり、該楽曲のオーディオデータに係るオーディオ信号の周波数領域の上限周波数を検出して、該上限周波数に基づき補完用周波数領域を算出し、算出した補完用周波数領域の補完用オーディオ信号を補完処理により生成するようになっている。検出した上限周波数は、それに基づき補完用周波数領域の周波数範囲の下限を算出することに使用するだけでなく、補完用周波数領域の周波数幅を固定でなく、可変とする場合には、該上限周波数に基づき補完用周波数領域の周波数範囲の上限周波数を算出することに使用するようにしてもよい。さらに、検出した上限周波数は、補完用周波数領域における補完用オーディオ信号を補完処理により生成する時に使用するオーディオ信号の周波数領域の周波数範囲を設定するためにも使用することができる。

例えば、図３では、オーディオデータのデータ形式により上限周波数が１６ｋＨｚであると検出する。補完処理により補完用オーディオ信号を生成するためのオーディオ信号の周波数領域の周波数幅は、補完用周波数領域に関係なく一律に４ｋＨｚとすると、補完用周波数領域は１６〜２０ｋＨｚとなる。補完用周波数領域の補完用オーディオ信号をオーディオ信号の周波数領域の所定周波数範囲におけるオーディオ信号の倍音にすることにすると、該所定周波数範囲は、１６〜２０ｋＨｚの１／２である８〜１０ｋＨｚとなる。したがって、オーディオ信号の周波数領域の８〜１０ｋＨｚのオーディオ信号を例えばアップサンプリング処理等の補完処理をすることにより、補完用周波数領域の補完用オーディオ信号を生成する。

図４はオーディオ信号の周波数領域と補完用周波数領域との関係等を示している。該図４では、スペクトル有りの周波数では、該スペクトルのパワーの大小に関係なく、一律の寸法（縦軸方向の長さ）で表している。

図４（ａ）及び（ｂ）はオーディオ再生装置１０及びオーディオ再生システム４０におけるオーディオ信号と補完用周波数領域との関係を示し、図４（ｃ）は従来技術におけるオーディオ信号と補完用周波数領域との関係を示している。図４において、Ａはオーディオ信号を示し、Ｂは補完用周波数領域を示し、Ｃは、Ｂの補完用オーディオ信号を、Ａの所定周波数範囲におけるオーディオ信号を基にしてその倍音にする場合の該所定周波数範囲を示している。なお、倍音は、例えば、基になるデジタルオーディオ信号をアップサンプリング処理により生成することができる。

図４では、Ｂの周波数範囲はオーディオ信号の周波数領域の上限周波数に関係なく一律に５ｋＨｚとしているが、Ｂの周波数範囲について、下限周波数だけでなく、上限周波数もオーディオ信号の周波数領域の上限周波数に基づき設定してもよい。

オーディオ再生装置１０及びオーディオ再生システム４０では、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数を検出して、該上限周波数に基づき補完用周波数領域を算出する。したがって、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、補完用周波数領域は、補完用周波数領域の下限周波数＝オーディオ信号の周波数領域の上限周波数とすることにより、オーディオ信号の周波数領域に高周波数側から的確に隣接することができるものを設定することができる。これに対し、従来のオーディオ再生装置では、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数の検出は行わず、補完用周波数領域の周波数範囲は、固定されており、例えば、ＣＤ−ＤＡの符号化対象周波数領域の上限周波数に対応した固定範囲に設定されている。したがって、固定の上限周波数＞＞実際の上限周波数であると、図４（ｃ）に示すように、補完用オーディオ信号無しの周波数領域がオーディオ信号の周波数領域と補完用周波数領域との間に生じてしまう。

図４（ａ）〜（ｃ）について詳述する。図４（ａ）では、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数は２０ｋＨｚを想定している。オーディオ再生装置１０及びオーディオ再生システム４０では、該上限周波数が検出され、これに基づき補完用周波数領域の周波数範囲が、オーディオ信号の周波数領域に高周波数から隣接するように、算出される。すなわち、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数＝補完用周波数領域の下限周波数とされる。こうして、補完用周波数領域は、図４（ａ）のＢに示すように、２０〜２５ｋＨｚとなる。また、２０〜２５ｋＨｚに倍音を生成する基にするオーディオ信号の周波数範囲は、１０〜１２．５ｋＨｚであるので、図４（ａ）のＣのように、該周波数範囲が算出される。Ｃの再生オーディオ信号に基づき補完用周波数領域の補完用オーディオ信号が生成される。なお、補完用周波数領域の下限周波数は、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数と一致する事例で説明しているが、当然ながら多少のクロスオーバーがあってもよい。

図４（ｂ）では、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数は１５ｋＨｚを想定している。オーディオ再生装置１０及びオーディオ再生システム４０では、上限周波数が検出され、これに基づき補完用周波数領域の周波数範囲が、符号化対象周波数領域に高周波数から隣接するように、算出される。こうして、補完用周波数領域は、図４（ｂ）のＢに示すように、１５〜２０ｋＨｚとなる。また、１５〜２０ｋＨｚに倍音を生成する基にするオーディオ信号の周波数範囲は、７．５〜１０ｋＨｚであるので、図４（ｂ）のＣのように、該周波数範囲が算出される。Ｃの再生オーディオ信号に基づき補完用周波数領域の補完用オーディオ信号が生成される。

これに対して、従来のオーディオ再生装置では、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数は一々検出することなく、オーディオデータに関係なく一律に、例えば２０ｋＨｚというように、固定されていた。したがって、図４（ｃ）に示すように、実際には、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数＝１５ｋＨｚであるにもかかわらず、補完用周波数領域の周波数範囲は、図４（ｃ）のＢのように、２０〜２５ｋＨｚに固定され、倍音生成用のオーディオ信号の周波数領域の周波数範囲も、図４（ｃ）のＣのように、１０〜１２．５ｋＨｚに固定されていた。結果、Ａの上限周波数とＢの下限周波数との間に補完用オーディオ信号無しの周波数領域が生じ、不適切な補完用オーディオ信号が生成されることになる。

図５はオーディオ再生装置５０のブロック図である。オーディオ再生装置５０の具体例は前述のオーディオ再生装置１０（図１）及びオーディオ再生システム４０（図２）である。オーディオ再生装置５０は、家庭据え置き型に限定されない。車載型や携帯型であってもよい。オーディオ再生装置５０は、また、携帯電話やテレビやパソコンに搭載されるものであってもよい。オーディオ再生装置５０は、オーディオデータ出力手段５１、オーディオデータ形式判別手段５２、オーディオ信号生成手段５３、補完用オーディオ信号生成手段５４及び再生信号出力手段５５を備えている。

オーディオデータ出力手段５１は、オーディオデータをソース媒体から読み込み、読み込んだオーディオデータを出力する。オーディオデータ形式判別手段５２は、オーディオデータ出力手段５１から出力されるオーディオデータのデータ形式を判別する。オーディオ信号生成手段５３は、オーディオデータ出力手段５１から出力されるオーディオデータに対し、オーディオデータ形式判別手段５２により判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域を有するオーディオ信号を生成する。

補完用オーディオ信号生成手段５４は、オーディオデータ形式判別手段５２により判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域の上限周波数に応じて、該所定の周波数帯域に対して高周波数側から隣接する周波数帯域の補完用オーディオ信号を、オーディオ信号生成手段５３により生成されたオーディオ信号より生成する。再生オーディオ信号出力手段５５は、オーディオ信号生成手段５３が生成したオーディオ信号に、補完用オーディオ信号生成手段５４が生成した補完用オーディオ信号を付加した再生オーディオ信号を出力する。

前述のメモリカード２６及びＵＳＢメモリ２７（図１等）はソース媒体６０の具体例である。ソース媒体６０の具体例としては、その他に、デジタルラジオ放送、インターネット、ＣＤやＭＤやＤＶＤ等の光ディスク、及びハードディスク装置を挙げることができる。オーディオデータは、楽曲のオーディオデータに限定されず、オーディオに係るデータであれば、テレビ放送や録画ビデオに含まれるオーディオデータ等、任意のオーディオデータであってよい。再生オーディオ信号は、例えばスピーカ３５（図１等）等の放音器へ出力される。オーディオ信号生成手段５３におけるオーディオ信号の生成は、例えば、オーディオデータ出力手段５１から出力されるオーディオデータをＤＳＰ１６（図１等）により処理することにより行われる。

オーディオデータ出力手段５１、オーディオデータ形式判別手段５２、オーディオ信号生成手段５３、補完用オーディオ信号生成手段５４、及び再生信号出力手段５５は、単一の筐体内に配備されてよいし（例：図１のオーディオ再生装置１０）、複数の筐体に別々に配備されていてもよい（例：図２のオーディオシステム４０）。その場合、少なくとも、オーディオデータ出力手段５１及びオーディオデータ形式判別手段５２は一の筐体に配備され、少なくとも補完用オーディオ信号生成手段５４は他の筐体に配備され、一の筐体と他の筐体との間は有線または無線の接続媒体により接続され、一の筐体に配備されているオーディオデータ形式判別手段５２により判別されたオーディオデータ形式を接続媒体により他の筐体に伝送し、他の筐体に配備されている補完用オーディオ信号生成装置は伝送されたオーディオデータ形式に対応する補完用オーディオ信号を生成する。

図２のオーディオシステム４０では、オーディオデータ出力手段５１及びオーディオデータ形式判別手段５２に対応する要素（ディスク再生部４２におけるシステムマイコン１１、ＣＤメカ部１４及びＤＳＰ１６）は筐体４６に配備され、オーディオ信号生成手段５３、補完用オーディオ信号生成手段５４及び再生信号出力手段５５に対応する要素（コントロールセンター４１のＤＳＰ１６）は筐体４５に配備されている。コントロールセンター４１及びディスク再生部４２のシステムマイコン１１同士及びＤＳＰ１６同士が１本又は複数本のケーブルで接続されているように、オーディオデータ、情報及び制御信号の供給元及び供給先が別々の筐体となっている場合には、オーディオデータ、情報及び制御信号は、筐体間をつなぐ有線又は無線の媒体により供給元から供給先へ伝送されるように仕組まれる。

なお、オーディ再生オシステム４０において、オーディオデータ出力手段５１及びオーディオデータ形式判別手段５２に対応する要素は、ソース媒体６０がＣＤである場合には、それぞれディスク再生部４２のＣＤメカ部１４及びシステムマイコン１１であり、ソース媒体６０がメモリカード２６やＵＳＢメモリ２７である場合には、ディスク再生部４２のＤＳＰ１６である。また、オーディオシステム４０において、ソース媒体６１から読み込んだオーディオデータのデータ形式の判別情報（該判別情報から検出することができる所定の周波数帯域の上限周波数情報を含む。）は、ソース媒体６０に関係なく、ディスク再生部４２のシステムマイコン１１からコントロールセンター４１のシステムマイコン１１へ伝送している。すなわち、ディスク再生部４２のシステムマイコン１１は、ソース媒体６０がメモリカード２６やＵＳＢメモリ２７である場合には、ディスク再生部４２のＤＳＰ１６が検出した上限周波数情報を該ＤＳＰ１６から受取ってから、それをコントロールセンター４１のシステムマイコン１１へ伝送する。

オーディオデータ形式判別手段５２は、オーディオデータ形式を、例えば、オーディオデータ出力手段５１から出力されるオーディオデータのデータ形式をソース媒体６１の種類に基づき判別する。ソース媒体６１の種類には、例えばＣＤ−ＤＡ、データＣＤ、内部／外部記憶手段及及びデジタルラジオ放送が含まれる。

好ましくは、オーディオデータ出力手段５１がＣＤドライブ装置（例：図１のＣＤメカ部１４）を有し、オーディオデータ形式判別手段５２は、オーディオデータ出力手段５１によりソース媒体がＣＤ−ＤＡによるオーディオデータであるかデータＣＤにファイルとして記録されているオーディオデータであるかを判別する。

ＣＤ−ＤＡによるオーディオデータとは、オーディオ信号の周波数領域の上限が２２ｋＨｚ（実質は２０ｋＨｚ）であるＰＣＭのオーディオデータであり、データＣＤにファイルとして記録されているオーディオデータとは、主にビットレートにより上限周波数が変化するＭＰ３やＷＭＡなどの圧縮形式のオーディオデータである。

好ましくは、オーディオデータ形式判別手段５２は、オーディオデータ出力手段５１により出力されるオーディオデータが圧縮形式のものであるか非圧縮形式のものであるかを判別する。圧縮形式のオーディオデータとは、上述したように、オーディオデータがＭＰ３やＷＭＡのオーディオデータである。非圧縮形式のオーディオデータとは、例えばサンプリング周波数がＣＤ−ＤＡと同一であるなら上限周波数もＣＤ−ＤＡと同等なＷＡＶＥなどのオーディオデータである。オーディオデータ形式判別手段５２は、ソース媒体６０が非圧縮形式のオーディオデータであると認識した場合には、そのオーディオ信号の上限周波数は２２ｋＨｚと判断する。

オーディオ信号の所定の周波数領域の上限周波数は、オーディオデータの圧縮方式の種別に基づき判別することができる。オーディオデータの圧縮方式の種別とは、例えば、ＭＰ３やＷＭＡである。オーディオ信号の周波数領域の上限周波数は、図７に示すように、オーディオデータの圧縮方式の種別ごとに、相違する。

オーディオ信号の所定の周波数領域の上限周波数は、圧縮形式のオーディオデータのビットレートに基づき判別することができる。オーディオ信号の周波数領域の上限周波数は、図７に示すように、ビットレートによっても相違する。

典型的には、オーディオ信号生成手段５３、補完用オーディオ信号生成手段５４、及び再生信号出力手段５５はＤＳＰにより構成される。

典型的には、補完用オーディオ信号生成手段５４は、補完用周波数領域における補完用オーディオ信号を生成する際に生成の基にする符号化対象周波数領域のオーディオ信号の周波数範囲を、オーディオデータ形式判別手段５２が検出した上限周波数情報に基づき設定する。補完用オーディオ信号は、一般的には、符号化対象周波数領域のオーディオ信号の高調波音として生成するが、オーディオ再生装置１０及びオーディオ再生システム４０では、補完用オーディオ信号を符号化対象周波数領域のオーディオ信号の倍音として生成しており、その場合には、図４で前述したように、Ｃの周波数範囲を、検出した上限周波数に基づき計算している。

補完用オーディオ信号生成手段５４が放音器６１へ出力する再生オーディオ信号を生成する別の方法としては、補完用オーディオ信号生成手段５４は、（１）オーディオ信号の周波数領域における所定周波数領域部分のオーディオ信号に基づきその高調波音（倍音を含む。）を生成し、次に、（２）該高調波音の周波数領域から、オーディオデータ形式判別手段５２が検出した上限周波数情報に基づき設定した補完用周波数領域に一致する周波数領域の補完用オーディオ信号を抽出する。

前述の図４に則して具体的に述べると、（１）では、例えば、図４の６〜１３ｋＨｚの十分に広範囲のオーディオ信号から１２〜２６ｋＨｚの十分に広範囲の倍音を生成しておく。（２）では、符号化対象周波数領域の上限周波数が、図４（ａ）のように２０ｋＨｚである場合には、（１）の１２〜２６ｋＨｚ範囲の倍音から２０〜２５ｋＨｚの倍音を抽出して、補完用オーディオ信号とする。また、オーディオ信号の周波数領域の上限周波数が、図４（ｂ）のように１５ｋＨｚである場合には、（１）の１２〜２６ｋＨｚ範囲の倍音から１５〜２０ｋＨｚの倍音を抽出して、補完用オーディオ信号とする。

図６はオーディオ再生方法７０のフローチャートである。オーディオ再生方法７０はオーディオ再生装置５０に適用される。Ｓ７１では、オーディオデータをソース媒体から読み込み、読み込んだオーディオデータを出力する。Ｓ７２では、Ｓ７１において出力されるオーディオデータのデータ形式を判別する。Ｓ７３では、Ｓ７１において出力されるオーディオデータに対し、Ｓ７２により判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域を有するオーディオ信号を生成する。

Ｓ７４では、Ｓ７２において判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域の上限周波数に応じて、該所定の周波数帯域に対して高周波数側から隣接する周波数帯域の補完用オーディオ信号を、Ｓ７３において生成されたオーディオ信号より生成する。Ｓ７５では、Ｓ７３において生成したオーディオ信号に、Ｓ７４において生成した補完用オーディオ信号を付加した再生オーディオ信号を出力する。

Ｓ７１〜Ｓ７５の処理は、オーディオ再生装置５０（図５）のオーディオデータ出力手段５１〜再生信号出力手段５５の機能にそれぞれ対応している。したがって、オーディオデータ出力手段５１〜再生信号出力手段５５の機能についてそれぞれ述べた具体的態様はＳ７１〜Ｓ７５の各処理についての具体的態様としても適用可能である。

本発明を適用したプログラムは、コンピュータをオーディオ再生装置５０の各手段として機能させる。本発明を適用した別のプログラムは、オーディオ再生方法７０の各ステップをコンピュータに実行させる。

本明細書は様々な発明を開示している。それら発明には、発明の最良の形態の項で説明した各装置及び各方法だけでなく、各装置及び各方法から独立の作用、効果を奏する１つ又は複数の要素を抽出したものや、１つ又は複数の要素を自明の範囲で変更したものや、さらに、各装置間及び各方法間で１つ又は複数の要素の組合せを入れ換えたものを含む。

オーディオ再生装置の概略構成図である。 オーディオ再生システムの構成図である。 補完処理の前後の再生オーディオ信号を示すパワースペクトル図である。 オーディオ信号の周波数領域と補完用周波数領域との関係等を示す図である。 オーディオ再生装置のブロック図である。 オーディオ再生方法のフローチャートである。 オーディオファイルについて圧縮方式及びビットレートと符号化対象周波数領域の上限周波数との関係を示す図である。

符号の説明

５０：オーディオ再生装置、５１：オーディオデータ出力手段、５２：オーディオデータ形式判別手段、５３：オーディオ信号生成手段、５４：補完用オーディオ信号生成手段、５５：再生信号出力手段、６０：ソース媒体、７０：オーディオ再生方法。

Claims (9)

1. オーディオデータをソース媒体から読み込み、読み込んだオーディオデータを出力するオーディオデータ出力手段、
   前記オーディオデータ出力手段から出力されるオーディオデータのデータ形式を判別するオーディオデータ形式判別手段、
   前記オーディオデータ出力手段から出力されるオーディオデータに対し、前記オーディオデータ形式判別手段により判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域を有するオーディオ信号を生成するオーディオ信号生成手段、
   前記オーディオデータ形式判別手段により判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域の上限周波数に応じて、該所定の周波数帯域に対して高周波数側から隣接する周波数帯域の補完用オーディオ信号を、前記オーディオ信号生成手段により生成されたオーディオ信号より生成する補完用オーディオ信号生成手段、及び、
   前記オーディオ信号生成手段が生成したオーディオ信号に、前記補完用オーディオ信号生成手段が生成した補完用オーディオ信号を付加した再生オーディオ信号を出力する再生オーディオ信号出力手段、
   を備えることを特徴とするオーディオ再生装置。
2. 前記オーディオデータ形式判別手段は、前記オーディオデータ出力手段から出力されるオーディオデータのデータ形式を前記ソース媒体の種類に基づき判別する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. 前記オーディオデータ出力手段がＣＤドライブ装置を有し、
   前記オーディオデータ形式判別手段は、前記オーディオデータ出力手段により前記ソース媒体がＣＤ−ＤＡによるオーディオデータであるかデータＣＤにファイルとして記録されているオーディオデータであるかを判別することを特徴とする請求項２に記載のオーディオ再生装置。
4. 前記オーディオデータ形式判別手段は、前記オーディオデータ出力手段により出力されるオーディオデータが圧縮形式のものであるか非圧縮形式のものであるかを判別することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のオーディオ再生装置。
5. 前記オーディオデータ形式判別手段は、前記オーディオデータが圧縮形式のものであると検出した場合は、該圧縮形式であるオーディオデータの圧縮方式に基づき判別することを特徴とする請求項４に記載のオーディオ再生装置。
6. 前記オーディオデータ形式判別手段は、前記オーディオデータが圧縮形式のものであると検出した場合は、該圧縮形式であるオーディオデータのビットレートに基づき判別することを特徴とする請求項４又は５記載のオーディオ再生装置。
7. 少なくとも、前記オーディオデータ出力手段及び前記オーディオデータ形式判別手段は一の筐体に配備され、少なくとも前記補完用オーディオ信号生成手段は他の筐体に配備され、
   前記一の筐体と前記他の筐体との間は有線または無線の接続媒体により接続され、一の筐体に配備されているオーディオデータ形式判別手段により判別されたオーディオデータ形式を前記接続媒体により前記他の筐体に伝送し、前記他の筐体に配備されている前記補完用オーディオ信号生成装置は前記伝送されたオーディオデータ形式に対応する補完用オーディオ信号を生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のオーディオ再生装置。
8. オーディオデータをソース媒体から読み込み、読み込んだオーディオデータを出力するオーディオデータ出力ステップ、
   前記オーディオデータ出力ステップにおいて出力されるオーディオデータのデータ形式を判別するオーディオデータ形式判別ステップ、
   前記オーディオデータ出力ステップにおいて出力されるオーディオデータに対し、前記オーディオデータ形式判別ステップにおいて判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域を有するオーディオ信号を生成するオーディオ信号生成ステップ、
   前記オーディオデータ形式判別ステップにおいて判別されたオーディオデータ形式に対応する所定の周波数帯域の上限周波数に応じて、該所定の周波数帯域に対して高周波数側から隣接する周波数帯域の補完用オーディオ信号を、前記オーディオ信号生成ステップにおいて生成されたオーディオ信号より生成する補完用オーディオ信号生成ステップ、及び、
   前記オーディオ信号生成ステップにおいて生成したオーディオ信号に、前記補完用オーディオ信号生成ステップにおいて生成した補完用オーディオ信号を付加した再生オーディオ信号を出力する再生オーディオ信号出力ステップ、
   を備えることを特徴とするオーディオ再生方法。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載のオーディオ再生装置の各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。
   

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