JP2012090005A - 音声再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカへの過出力検出の柔軟性を向上し、スピーカへの過出力検出にかかる設計や部品のコストダウンを可能とし、スピーカへの過出力検出にかかるユーザビリティを向上し、スピーカへの過出力検出技術の汎用性を向上する。
【解決手段】デジタル音声に基づいてスピーカ２００を駆動するデジタルアンプ１００において、デジタル音声のデジタル値を周期的に取得し、当該デジタル値をスピーカ２００に出力した場合に過出力となる数を比較器３１で検出してカウンター３２でカウントし、ポーリング間隔内におけるカウンター３２のカウント値が所定数以上になると、制御部４０がスピーカ２００の保護処理を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は音声再生装置に関し、特にデジタル音声に基づいてスピーカを駆動する音声再生装置に関する。

従来、スピーカへの過出力に関する様々な技術が知られている。

例えば特許文献１には、音声信号を供給する装置と音声を再生する装置とを組合せて利用する場合に、両装置に音量設定値を記憶させておき、起動時には双方の音量設定値を比較し、音量設定値が異なる場合は小さめの音で再生したり小さめの音から徐々に大きくしていく技術が開示されている。この技術によれば、音声信号を供給する装置と音声を再生する装置の組合せが変更された場合であっても、過大な音量出力を防止できる。

また、例えば特許文献２には、従来の技術として、デジタルの音声データに付加される誤り符号を利用することにより、ノイズとして発音されるデータの出力を防止する技術が開示されている。具体的には、所定期間で誤り訂正不可能なデジタルデータであることを示す誤りフラグを連続して所定個数検出できない場合は、入力されたデータが不安定またはデータそのものが存在しないか間違っていると判断し、通常は音声再生装置のデコード処理を実行しないようにしている。

また、例えば特許文献３には、パワーアンプにおいて検出されるクリップ信号を取得し、当該クリップ信号が取得されている間は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）のリミッタ機能に用いられるスレッショルドレベルを段階的に低下させる技術が開示されている。この技術によれば、パワーアンプにおけるクリップの発生に応じて、当該クリップが発生しなくなるまでＤＳＰの出力レベルを徐々に低下させることができる。

その他、特許文献４には、データ圧縮した音声データの再生時に高音質化するソフトウェアについて開示され、特許文献５には、デコーダとＤＳＰとの間をＩ２Ｓバスで接続して音声信号を伝送する構成について開示されている。

特開２００３−３４７８６９号公報 特開平０５−２５９９９４号公報 特開２００９−１５９５３７号公報 特開２００２−１６９５９７号公報 特開２００７−２５７７０１号公報

ところで、従来、スピーカへの過出力は、スピーカ出力をアナログ的に検出する専用の検出回路を設けることにより監視することが一般的であった。しかしながら、専用の検出回路は正確且つ安定した過出力検出が可能である一方、設計変更に対する柔軟性が低く、設計や部品のコストダウンの障害となっていた。また、ユーザービリティを向上させるフレキシブルな設計変更も困難であり、複数の製品間で部品や周辺回路の設計を汎用化することも容易ではなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、スピーカへの過出力検出の柔軟性の向上、スピーカへの過出力検出にかかる設計や部品のコストダウン、スピーカへの過出力検出にかかるユーザビリティの向上、スピーカへの過出力検出技術の汎用性向上、の少なくとも１つを実現可能な音声再生装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の音声再生装置は、デジタル音声に基づいてスピーカを駆動する音声再生装置において、計数手段と過出力保護手段とを備える構成としてある。
上記計数手段は、上記デジタル音声から周期的にデジタル値を取得し、例えば当該デジタル値を所定の閾値と比較することにより当該デジタル値を上記スピーカに出力した場合に上記スピーカが過出力となるか否かを判断し、スピーカに出力して過出力となる数（計数値）を計数する。

次に、上記過出力保護手段は、第１規定期間内における上記計数手段の計数値が所定数以上であるか否かを判断し、当該計数値が所定数以上のときに上記スピーカの保護処理を実行する。このようにスピーカに対する過出力となるデジタル音声が入力された場合は、過出力保護手段が、上記スピーカを過出力から保護する保護処理を実行することになる。よって、デジタル的にスピーカを過出力から保護することが可能となり、スピーカへの過出力検出と過出力防止を柔軟に行うことが可能となる。また、専用の検出回路を抹消できるためコストダウンとなる。さらに、デジタル的に過出力検出や過出力防止を行うため、各種音声再生装置に適用可能となり、汎用性が向上する。

上記過出力保護手段が実行する保護処理としては、デジタル音声を低下させてスピーカに対する出力を低下させたり、スピーカ出力を停止したり、ボリュームを低下させたり、一定以上の信号レベルとなる音声を一定以下に抑制してスピーカに出力したりする等、各種の態様が考えられる。なお、このような保護処理を行うとともに、ユーザーに保護処理を行っていることを、映像や音声で通知するようにしても、むろん構わない。

所定数としては、各装置の利用形態や上記スピーカの仕様や耐性に応じて様々に変更可能である。すなわち、所定数を適宜に調整することにより、瞬間的な過出力によって保護処理が実行されることを回避したり、過出力であってもスピーカ耐性の範囲内であれば保護処理を実行しないようにする等、各種の態様が考えられる。

また、本発明の選択的な一態様として、上記計数手段は、上記デジタル値が所定の閾値以上となるデジタル値の数を、上記スピーカに出力した場合に過出力となる数として、計数するように構成される。このように所定の閾値との比較によりデジタル値が過出力となるか否かを判定することにより、スピーカに出力して過出力となるデジタル音声の判定が容易に行える。

また、本発明の選択的な一態様として、上記計数手段は、上記デジタル音声のサンプリング周波数と同じ周期で上記デジタル音声のデジタル値を周期的に取得する構成としてある。このように、デジタル音声の精度に合わせてデジタル音声の過出力判定を行うことにより、でデジタル音声が過出力となるか否かを精度良く評価することができる。

また、上記所定数の選択的な一態様として、上記計数手段が上記第１規定期間内に上記デジタル音声から取得したデジタル値の全てが上記スピーカに出力して過出力となる場合の計数値よりも小さい値（０を除く）とすることができる。すなわち、瞬間的な過出力を過出力として検出しないために十分に長い時間に上記第１規定期間を調整しつつ、この第１規定期間に検出した過出力となりうるデジタル音声の数の閾値となる上記所定数を、上記デジタル音声が実質的に過出力となったときに上記計数手段が上記第１規定期間に計数する計数値よりも小さい値（０を除く）とする。このように第１規定期間と所定数とを適切に選択することにより、上記スピーカに出力して過出力となるデジタル音声を適切に判定することが出来るようになる。

また、上記所定数を更に具体化した選択的な一態様として、上記過出力保護手段は、上記計数手段の計数値を周期的に取得し、上記所定数は、上記過出力保護手段が上記計数手段から計数値を取得する周期をｔとしつつ上記第１規定期間をｆｓとしたときに、ｔにｆｓを乗じた値とすることができる。当該態様によれば、上記過出力保護手段の側で上記所定数を具体的かつ簡易に決定することができる。よって、上記計数手段において第１規定期間を変更した場合であっても、軽微な変更で上記過出力保護手段を対応させることが出来る。

また、本発明の選択的な一態様として、上記過出力保護手段は、上記第１規定期間内における上記計数手段の計数値が所定数以上のときであって、この状態が上記第１規定期間より長い第２規定期間の間継続すると、上記スピーカの保護処理を実行する構成とすることもできる。すなわち、上述したように、デジタル音声がスピーカを過出力とするレベルになってもすぐにスピーカに影響が及ぶわけではないし、短期間の過出力であれば許容される場合もある。従って、実質的な過出力の検出に利用する第１規定期間と過出力の保護処理を実行するか否かの判定に利用する第２規定期間との２種類の規定期間を設けておき、過出力の判定と保護処理の実行の判定とをそれぞれ適切に判定できるようにする。このように、判定期間を２種類設けることにより、判定の柔軟性、調整の容易性を向上することが出来るし、ユーザビリティも向上できる。

また、上記第２規定期間の一態様として、例えば上記過出力に対する上記スピーカの耐性に応じて決定するように構成できる。すなわち、上記第１規定期間によって上記デジタル音声の実質的な過出力を判定しつつ、上記第２規定期間によって上記スピーカ耐性の範囲内の過出力であるかを判定する。よって、過出力とスピーカ耐性とに応じてスピーカの保護とユーザービリティとを同時に向上することができる。

より具体的な選択的な一態様として、
上記音声再生装置は、所定の記録媒体に記憶されているデジタル音声再生し、当該デジタル音声に基づいてスピーカを駆動する再生装置であり、
上記計数手段は、上記デジタル音声のデジタル値を上記デジタル音声のサンプリング周波数と同じ周期で周期的にサンプリングし、当該デジタル値を上記スピーカに出力した場合に過出力となる数として上記デジタル値が所定の閾値以上となるデジタル値の数を計数し、
上記所定数は、上記計数手段が上記第１規定期間内に上記デジタル音声から取得した値の全てが上記スピーカに出力して過出力となる場合の計数値よりも小さい値（０を除く）であって、上記過出力保護手段が上記計数手段から計数値を取得する周期をｔとし、上記第１規定期間をｆｓとしたときに、ｔにｆｓを乗じた値であり、
上記過出力保護手段は、上記第１規定期間内における上記計数手段の計数値が所定数以上になる状態が、上記第１規定期間より長く上記過出力の継続時間が上記過出力に対する上記スピーカの耐性の範囲内となるように決定される第２規定期間の間継続すると、上記スピーカの保護処理を実行する構成とすることができる。

以上説明したように本発明によれば、デジタル的にスピーカを過出力から保護することが可能な音声再生装置を提供することができる。
請求項２にかかる発明によれば、スピーカに出力して過出力となるデジタル音声の判定が容易に行える。
請求項３にかかる発明によれば、デジタル音声が過出力となるか否かを精度良く評価することができる。
請求項４にかかる発明によれば、スピーカに出力して過出力となるデジタル音声を適切に判定することが出来るようになる。
請求項５にかかる発明によれば、より具体的にスピーカに出力して過出力となるデジタル音声を適切に判定することが出来るようになるとともに、第１規定期間を変更した場合に軽微な設計変更で対応可能となる。
請求項６にかかる発明によれば、過出力の判定と保護処理の実行の判定とを、柔軟かつ容易に調整可能とし、ユーザビリティを向上できる。
請求項７にかかる発明によれば、過出力とスピーカ耐性とに応じてスピーカの保護とユーザービリティとを同時に向上することができる。
請求項８のような、より具体的な構成において、上述した請求項１〜請求項７の各発明と同様の作用を奏することはいうまでもない。

デジタルアンプの構成を示すブロック図である。 スピーカ保護処理の第１実施形態にかかる流れを示すフローチャートである。 スピーカ保護処理の第２実施形態にかかる流れを示すフローチャートである。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）本実施形態の構成：
（２）スピーカ保護処理の第１実施形態：
（３）スピーカ保護処理の第２実施形態：
（４）まとめ：

（１）本実施形態の構成：
図１は、デジタルアンプの構成を示すブロック図である。デジタルアンプは、本実施形態において、デジタル音声に基づいてスピーカを駆動する音声再生装置を構成する。なお、本発明にかかる音声出力装置はデジタルアンプに限るものではない。例えば、本発明の音声再生装置に相当する構成を含んで構成される電気機器・電子機器であればいかなるものであってもよく、例えば、本発明の音声再生装置に相当する構成を含んで構成される映像や音声の再生装置（テレビ、レコーダ、プレーヤ等）、本発明の音声再生装置に相当する構成を含んで構成される映像や音声の再生システム（ＨＴｉＢ（Home Theater in a Box）等のシステム）として実現することもできる。

図１において、デジタルアンプ１００は、デジタル音声をデコードするデコーダ１０と、デジタル音声に各種のデジタル音声処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）２０と、デジタル音声を増幅するオーディオアンプ３０と、デジタルアンプ１００の全体を制御する制御部４０を備えている。

デコーダ１０は、所定の符号化方式で符号化された音声データを復号化するデコード機能を備え、映像や音声の入力源（図１には、光ディスク再生装置等の光ピックアップを例示してある。）と所定のデジタルケーブルで接続され、音声をデジタル伝送可能なデジタル伝送路によりＤＳＰ２０と接続されている。デコーダ１０は、入力源から入力された圧縮音声データや圧縮動画データを、デコード機能によりデコードしてデジタル音声やデジタル映像信号を再生し、再生したデジタル音声をデジタル伝送路を介してＤＳＰに出力する。ここで、入力源は、例えば、圧縮音声データや圧縮動画データをデジタル出力可能な機器であり、テレビ受信機、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc），ＢＤ（Blue Ray Disc），ＣＤ（Compact Disc），ＨＤ（Hard Disc）等の記録媒体から圧縮音声データや圧縮動画データを読み出すディスクプレーヤやディスクレコーダ、等である。圧縮音声データや圧縮動画データは、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）の音声データや動画データである。デジタル伝送路は、例えば、Ｉ２Ｓ（Inter IC Sound）バスである。なお、入力源からデジタルアンプ１００に入力されるデータが符号化されていないのであれば（デコードする必要が無いのであれば）、デコーダ１０は入力された音声データや動画データをスルー出力してもよいし、或いはデジタルアンプにデコーダを構成に含まない構成とすることもできる。

ＤＳＰ２０は、デジタル音声のボリュームを制御するボリューム制御部２１と、デジタル音声の周波数特性を制御するイコライザ２２と、を備えており、音声をデジタル伝送可能なデジタル伝送路によりオーディオアンプ３０と接続されている。ＤＳＰ２０は、ボリューム制御部２１によりデコーダ１０から入力されたデジタル音声のボリュームを調整したり、イコライザ２２によりデコーダ１０から入力されたデジタル音声の周波数特性を調整したりして、調整後のデジタル音声をオーディオアンプ３０に出力する。ボリュームや周波数特性は、操作部６０から入力される操作入力に基づいて調整されたり、当該操作入力によりプリセットされた設定値に基づいて調整されたりする。デジタル伝送路は、例えば、Ｉ２Ｓバスである。

オーディオアンプ３０は、デジタル音声を増幅する機能を備えており、スピーカ２００にアナログ接続されている。オーディオアンプ３０は、ＤＳＰ２０から入力されたデジタル音声を増幅し、増幅後のデジタル音声をデジタル／アナログ変換し、アナログ音声をスピーカ２００に出力する。デジタル音声の増幅は、例えば、デジタル音声を音声変調したＰＷＭ（Pulse Width Modulation）波やＰＤＭ（Pulse Density Modulation）波の形で増幅するＤ級増幅で行うことができる。なお、スピーカ２００は、デジタルアンプ１００に内蔵されていてもよいし、外部接続されていてもよい。

また、オーディオアンプ３０は、デジタル音声を所定の閾値と比較する比較器３１と、比較結果をカウントするカウンター３２と、を備えている。比較器３１は、ＤＳＰから入力されたデジタル音声を所定の閾値と比較し、所定の閾値以上もしくは以下の場合にカウンター３２のカウント値（計数値）を増加させる。所定の閾値や、比較器３１が所定の閾値以上／以下の何れの場合にカウンター３２のカウント値を増加させるかは、操作部６０の操作入力や制御部４０の制御に基づいて設定することができる。比較器３１やカウンター３２は、本実施形態において計数手段を構成する。

比較器３１は、オーディオアンプ３０に入力されるデジタル音声を周期的に所定の閾値と比較する。そして、所定の閾値以上のデジタル音声を検知するとカウンター３２をカウントアップさせたり、逆に所定の閾値以下のデジタル音声を検知するとカウンター３２をカウントアップさせたりする。所定の閾値以上のデジタル音声を検知するか所定の閾値以下のデジタル音声を検知するかは、工場出荷時のプリセット、操作部６０の操作入力、等に基づいて適宜設定することができる。

デジタル音声と所定の閾値の比較周期は様々な態様が可能であるが、好適にはデジタル音声のサンプリング周波数（例えば４４．１ｋＨｚ）とする。むろん、例えば処理負荷を低減する場合は、デジタル音声のサンプリングレートの２のｎ乗分の１の周期とすればよいし、その他の周期を選択してもむろん構わない。なお、以下で説明する実施形態では、デジタル音声と所定の閾値の比較周期をデジタル音声のサンプリング周波数に一致させた場合を例にとって説明することにする。

所定の閾値は、スピーカ２００の仕様に応じて、適宜、比較器３１に設定される値であり、当該所定の閾値に想到するデジタル音声をスピーカ２００に出力した場合にスピーカ２００において過出力となる値である。所定の閾値は、工場出荷時にプリセットされてもよいし、操作部６０の操作入力に基づく制御や制御部４０の制御に基づいて、適宜、変更できるようにしてもよい。

なお、本実施形態は、オーディオアンプ３０に比較器３１やカウンター３２を備える構成としたが、比較器３１やカウンター３２は、ボリューム段より後段であれば配置可能であり、例えば、ＤＳＰ２０の中のボリューム制御部２１より後段に配置することもできる。

制御部４０は、演算処理を行うＣＰＵ、演算処理のワークエリアとなるＲＡＭ、制御プログラムを格納するＲＯＭ等のプログラム実行環境を備えており、ＣＰＵがＲＯＭに格納されている制御プログラムを実行することにより、デジタルアンプ１００の全体を制御する。例えば、制御部４０は、各構成１０〜３０を互いに通信可能に接続するバス７０を介して通信を行うことにより、各構成１０〜３０を制御することができる。各構成１０〜４０を接続するバス７０は、例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）とすることができる。なお、各構成１０〜４０が制御部４０と同じチップ内に形成された場合は、チップの内部バスで接続することもできる。

制御部４０は、バス７０を介してオーディオアンプ３０を制御することにより、カウンター３２のカウント値を取得したり、カウンター３２のカウント値をリセットしたり、カウントの開始や終了を指示したりすることができる。また、バス７０を介してデコーダ１０、ＤＳＰ２０、オーディオアンプ３０の何れかを制御することにより、スピーカ２００の保護処理を実行することが出来る。保護処理としてはスピーカが過出力となる音声が出力されないようにすればよく、各種の態様（デジタル音声の信号レベルの低下、スピーカ出力の停止、一定以上の信号レベルとなる音声の抑制、ボリュームの低下等）が採用可能である。

（２）スピーカ保護処理の第１実施形態：
次に、図２を参照しつつ、スピーカ保護処理の第１実施形態について説明する。同図では、スピーカ保護処理をフローチャートにより示してある。スピーカ保護処理は、デジタルアンプ１００の電源が投入されている間に、もしくは入力源から圧縮音声データや圧縮動画データが入力されている間に、制御部４０によって実行されている。なお、本実施形態では、所定の閾値以上のデジタル音声を検知するとカウンター３２をカウントアップするように比較器３１を構成してあるものとする。

処理が開始されると、バス７０を介して比較器３１とカウンター３２を制御することによりデジタル音声の比較とカウントを開始させ（Ｓ１００）、その後、所定時間待機する（Ｓ１０５）。そして、所定時間が経過すると（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、バス７０を介してカウンター３２のカウント値を取得する（Ｓ１１０）。所定時間は、本実施形態において第１規定期間を構成し、制御部４０がカウンター３２にカウント値を問合せて取得するポーリング間隔ｔ（ｓｅｃ）に相当する。ポーリングによりカウント値を取得すると、バス７０を介してカウンター３２のカウント値をリセットする（Ｓ１１５）。リセットにより、カウンター３２は、新たなカウントを開始する。

次に、取得したカウント値が所定数以上であるか否かを判断する（Ｓ１２０）。所定数は、比較器３１がポーリング間隔ｔ（ｓｅｃ）の間に比較したデジタル音声の全てがスピーカ２００を過出力とすると判定されたときのカウント値よりも小さければ（０を除く）、適宜に設定することができる。なお、所定数を簡易に実現する一例としては、２０Ｈｚ×ｔ、とすることができる。ここで、ｔは上述したポーリング間隔であり、１００（ｍｓｅｃ）〜１（ｓｅｃ）とする。

ここで、２０Ｈｚは、可聴領域の周波数の中で最も低い周波数を意味する。この２０Ｈｚの周波数の音声が過出力状態になると、１秒当たりのカウント数が少なくとも２０回となる。そこで、可聴領域の周波数の中で最も低い周波数が過出力となった場合のカウント数の最小値を所定数とするために、２０Ｈｚにポーリング間隔を乗じて所定数としている。むろん、この周波数は、操作部６０から所定の操作入力を行ったり、治具を用いて外部のコンピューターからアクセスして所定の操作入力を行ったりすることにより、適宜に変更することも可能である。

なお、所定数を正確に実現する一例としては、ＤＳＰ２０において、入力されるデジタル音声の信号の周波数帯域を監視し、一定時間（数秒間）に入力される周波数帯域に入力される信号数の平均を取り、この平均値を上述した所定数とすることができる。周波数帯域を監視は、例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析により実現される。このようにすれば、閾値としての所定数を入力信号にあわせて最適化できるため、システムの妥当性が向上する。ただし、ＤＳＰ２０の処理量が増加し、処理系が複雑化するため、適用する装置やシステムに合わせて、上述した簡易的な手法と正確な手法とを適宜に選択すればよい。

カウント値が所定数以上の場合は（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、過出力フラグを判定する（Ｓ１２５）。過出力フラグは、当該スピーカ保護処理において、前回のポーリング時に取得されたカウント値に基づく判定が過出力と判定された場合には「Ｔｒｕｅ」となっており、過出力と判定されなかった場合は「Ｆａｌｓｅ」となっている。仮に、前回のポーリング時の判定が過出力であった場合にはタイマーがスタートしているため、次のステップＳ１３０をスキップすることになる（Ｓ１２５：Ｎｏ）。

一方、前回のポーリング時の判定が過出力でなかった場合には（Ｓ１２５：Ｙｅｓ）、タイマーがスタートしていないためタイマーをスタートさせる（Ｓ１３０）。そして、タイマーの経過時間が、第２規定期間を経過しているか判断する（Ｓ１３５）。第２規定期間は、上述したポーリング間隔よりも長く、スピーカ２００に対する過出力の継続時間が、過出力に対するスピーカ２００の耐性を超えないようにに決定される。タイマーの経過時間が、第２規定期間以上の場合は（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）、過出力からスピーカ２００を保護するための保護処理を実行する（Ｓ１４０）。一方、タイマーの経過時間が、第２規定期間未満の場合は（Ｓ１３０：Ｎｏ）、ポーリング間隔の経過を待って（Ｓ１０５）、再びカウント値を判断する処理を実行する（Ｓ１１０〜）。すなわち、前回にカウント値を取得してから所定時間が経過するのを待って、カウント値を取得・判断することとなる。

一方、ステップＳ１２０においてカウント値が所定数未満の場合は（Ｓ１２０：Ｎｏ）、過出力フラグを「Ｆａｌｓｅ」に変更し（Ｓ１４５）、タイマーが動作中であれば（Ｓ１５０：Ｙｅｓ）、タイマーを停止・リセットさせ（Ｓ１５５）、タイマーが動作していない場合は（Ｓ１５０：Ｎｏ）、ポーリング間隔の経過を待って（Ｓ１０５）、再びカウント値を判断する処理を実行する（Ｓ１１０〜）。以上の処理を実行する制御部４０は、本実施形態において過出力保護手段を構成する。

なお、ステップＳ１４０で保護処理を行うにあたり、保護処理を行っていることを示す表示を不図示のディスプレイに行ったり、保護処理を行っていることを示す音声をスピーカ２００に出力することにより、保護処理の実行をユーザーにする通知ようにしてもよい。

以上の構成によれば、例えばポーリング間隔ｔを１００（ｍｓｅｃ）とし、第２規定期間を１５（ｓｅｃ）とすると、カウント値が２（＝２０Ｈｚ×０．１（ｓｅｃ））以上の過出力状態が、１５０回連続して検出されると保護処理が実行される。また、例えばポーリング間隔ｔを１（ｓｅｃ）とし、第２規定期間を１５（ｓｅｃ）とすると、カウント値が２０（＝２０Ｈｚ×１（ｓｅｃ））以上の過出力状態が、１５回連続して検出されると、保護処理が実行される。逆に言えば、カウント値が１回でも２未満もしくは２０未満の状態が検出されると、タイマーがリセットされ、保護処理は実行されない。よって、スピーカ２００を適切に保護するとともに、ユーザビリティを向上もしくは低下させずに済む。

（３）スピーカ保護処理の第２実施形態：
次に、図３を参照しつつ、スピーカ保護処理の第２実施形態について説明する。同図では、スピーカ保護処理をフローチャートにより示してある。スピーカ保護処理は、デジタルアンプ１００の電源が投入されている間に、もしくは入力源から圧縮音声データや圧縮動画データが入力されている間に、制御部４０によって実行されている。なお、本実施形態では、所定の閾値以下のデジタル音声を検知したときにカウンター３２をカウントアップし、所定の閾値を超えるデジタル音声を検知したときにカウンター３２をリセット（クリア）するように比較器３１を構成してあるものとする。

処理が開始されると、バス７０を介して比較器３１とカウンター３２を制御することによりデジタル音声の比較とカウントを開始させ（Ｓ２００）、その後、所定時間が経過するまで待機する（Ｓ２０５）。そして、所定時間が経過すると（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、バス７０を介してカウンター３２のカウント値を取得する（Ｓ２１０）。ここで言う所定時間は、本実施形態において第１規定期間を構成し、制御部４０がカウンター３２にカウント値を問合せて取得するポーリング間隔ｔ（ｓｅｃ）に相当する。制御部４０は、ポーリングによりカウント値を取得すると、バス７０を介してカウンター３２のカウント値をリセットする（Ｓ２１５）。

次に、取得したカウント値が所定数未満であるか否かを判断する（Ｓ２２０）。所定数は、比較器３１がポーリング間隔ｔ（ｓｅｃ）の間に比較したサンプリング値の全てがスピーカ２００を過出力とする値であった場合のカウント値に相当する値とすることができる。むろん、後述の補正係数のように他の変動要因を加味して増減させてもよい。この所定数は、比較器３１がデジタル音声を比較する周期をｆｓとし、ポーリング間隔ｔとすると、ｆｓ×ｔ、で表すことが出来る。なお、ポーリング間隔ｔは、１００（ｍｓｅｃ）〜２００（ｍｓｅｃ）以上で、１（ｓｅｃ）未満の範囲で適宜に決定することが出来る。なお、ポーリング間隔ｔは、上述したように可聴領域の中で最小の周波数という理由から採用したものであり、適宜に変更可能である。

また、実際には、バス７０のトラフィック状況を考慮して所定数を決定することが望ましい。制御部４０はカウンター３２の制御にバス７０を使用しているため、バス７０のトラフィック状況次第では、過出力状態であるにもかかわらず過出力と判定される値に達していないカウンター値を取得してしまう可能性があるからである。そこで、具体的には、上述した所定数（＝ｆｓ×ｔ）に補正係数としての０．９を乗じて、ｆｓ×ｔ×０．９、とする。むろん、この補正係数は一例であり、本発明を適用する機器の通信経路のトラフィック状況に応じて、補正係数を０より大きく１以下の範囲で適宜に選択することが出来ることは言うまでもない。

カウント値が所定数未満の場合は（Ｓ２２０：Ｙｅｓ）、過出力フラグを判定する（Ｓ２２５）。過出力フラグは、当該スピーカ保護処理において、前回のポーリング時に取得されたカウント値に基づく判定において過出力と判定されていた場合には「Ｔｒｕｅ」となっており、過出力と判定されていなかった場合は「Ｆａｌｓｅ」となっている。また、前回のポーリング時の判定において過出力と判定されていた場合にはタイマーがスタートしているため、タイマーをスタートさせるためのステップＳ２３０はスキップすることになる（Ｓ２２５：Ｎｏ）。

一方、前回のポーリング時の判定が過出力でなかった場合には（Ｓ２２５：Ｙｅｓ）、タイマーがスタートしていないためタイマーをスタートさせる（Ｓ２３０）。そして、タイマーの経過時間が、第２規定期間を経過しているか判断する（Ｓ２３５）。第２規定期間は、上述したポーリング間隔よりも長く、スピーカ２００に対する過出力の継続時間が、過出力に対するスピーカ２００の耐性を超えない値とされる。タイマーの経過時間が第２規定期間以上の場合は（Ｓ２３５：Ｙｅｓ）、過出力からスピーカ２００を保護するための保護処理を実行する（Ｓ２４０）。一方、タイマーの経過時間が第２規定期間未満の場合は（Ｓ２３５：Ｎｏ）、ポーリング間隔の経過を待って（Ｓ２０５）再びカウント値を判断する処理を実行する（Ｓ２１０〜）。

カウント値が所定数以上の場合は（Ｓ２２０：Ｎｏ）、過出力フラグを「Ｆａｌｓｅ」に変更し（Ｓ２４５）、タイマーが動作中であれば（Ｓ２５０：Ｙｅｓ）、タイマーを停止・リセットさせ（Ｓ２５５）、タイマーが動作していない場合は（Ｓ２５０：Ｎｏ）、ポーリング間隔の経過を待って（Ｓ２０５）、再びカウント値を判断する処理を実行する（Ｓ２１０〜）。以上の処理を実行する制御部４０は、本実施形態において過出力保護手段を構成することになる。

なお、ステップＳ２４０で保護処理を行うにあたり、保護処理を行っていることを示す表示を不図示のディスプレイに行ったり、保護処理を行っていることを示す音声をスピーカ２００に出力することにより、保護処理の実行をユーザーにする通知ようにしてもよい。

以上の構成によれば、例えばポーリング間隔ｔを１００（ｍｓｅｃ）とし、比較器３１の判定周期を４４，１ｋＨｚとし、第２規定期間を１５（ｓｅｃ）とすると、カウント値が３９６９（＝４４１００×０．１（ｓｅｃ）×０．９）未満の過出力状態が１５０回連続して検出されると保護処理が実行される。また、例えばポーリング間隔ｔを１（ｓｅｃ）とし、比較器３１の判定周期を４４，１ｋＨｚとし、第２規定期間を１５（ｓｅｃ）とすると、カウント値が３９６９０（＝４４１００×１（ｓｅｃ）×０．９）未満の過出力状態が１５回連続して検出されると保護処理が実行される。逆に言えば、カウント値が１回でも３９６９以上もしくは３９６９０以上の状態が検出されると、タイマーがリセットされて保護処理は実行されない。よって、スピーカ２００を適切に保護するとともに、ユーザビリティを向上もしくは低下させずに済む。

（４）まとめ：
以上説明したように、上述した第１実施形態によれば、デジタル音声に基づいてスピーカ２００を駆動するデジタルアンプ１００において、デジタル音声のデジタル値を周期的に取得し、当該デジタル値をスピーカ２００に出力した場合に過出力となる数を比較器３１で検出してカウンター３２でカウントし、ポーリング間隔ｔ内におけるカウンター３２のカウント値が所定数以上になると、制御部４０がスピーカ２００の保護処理を実行するようになっている。このように、スピーカを過出力から保護するスピーカ保護処理をデジタル音声に基づいて制御部４０にて実行するプログラムにより行うことにより、スピーカへの過出力検出の柔軟性を向上し、スピーカへの過出力検出にかかる設計や部品のコストダウンが可能となり、スピーカへの過出力検出にかかるユーザビリティを向上し、スピーカへの過出力検出技術の汎用性を向上することが可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

１０…デコーダ、２０…ＤＳＰ、２１…ボリューム制御部、２２…イコライザ、３０…オーディオアンプ、３１…比較器、３２…カウンター、４０…制御部、６０…操作部、７０…バス、１００…デジタルアンプ、２００…スピーカ

Claims (8)

1. デジタル音声に基づいてスピーカを駆動する音声再生装置において、
   上記デジタル音声のデジタル値を周期的に取得し、当該デジタル値を上記スピーカに出力した場合に過出力となる数を計数する計数手段と、
   第１規定期間内における上記計数手段の計数値が所定数以上のときに上記スピーカの保護処理を実行する過出力保護手段と、
   を備えることを特徴とする音声再生装置。
2. 上記計数手段は、上記デジタル値が所定の閾値以上となるデジタル値の数を、上記スピーカに出力した場合に過出力となる数として、計数する請求項１に記載の音声再生装置。
3. 上記計数手段は、上記デジタル音声のサンプリング周波数と同じ周期で上記デジタル音声のデジタル値を周期的に取得する請求項１または請求項２に記載の音声再生装置。
4. 上記所定数は、上記計数手段が上記第１規定期間内に上記デジタル音声から取得した値の全てが上記スピーカに出力して過出力となる場合の計数値よりも小さい値（０を除く）である請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の音声再生装置。
5. 上記過出力保護手段は、上記計数手段の計数値を周期的に取得し、
   上記所定数は、上記過出力保護手段が上記計数手段から計数値を取得する周期をｔとしつつ上記第１規定期間をｆｓとしたときに、ｔにｆｓを乗じた値である請求項１〜請求項４に記載の音声再生装置。
6. 上記過出力保護手段は、上記第１規定期間内における上記計数手段の計数値が所定数以上のときであって、この状態が上記第１規定期間より長い第２規定期間の間継続すると、上記スピーカの保護処理を実行する請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の音声再生装置。
7. 上記第２規定期間は、上記過出力の継続時間が上記過出力に対する上記スピーカの耐性の範囲内となるように決定される請求項６に記載の音声再生装置。
8. 上記音声再生装置は、所定の記録媒体に記憶されているデジタル音声を再生し、当該デジタル音声に基づいてスピーカを駆動する再生装置であり、
   上記計数手段は、上記デジタル音声のデジタル値を上記デジタル音声のサンプリング周波数と同じ周期で周期的にサンプリングし、当該デジタル値を上記スピーカに出力した場合に過出力となる数として上記デジタル値が所定の閾値以上となるデジタル値の数を計数し、
   上記所定数は、上記計数手段が上記第１規定期間内に上記デジタル音声から取得した値の全てが上記スピーカに出力して過出力となる場合の計数値よりも小さい値（０を除く）であって、上記過出力保護手段が上記計数手段から計数値を取得する周期をｔとし、上記第１規定期間をｆｓとしたときに、ｔにｆｓを乗じた値であり、
   上記過出力保護手段は、上記第１規定期間内における上記計数手段の計数値が所定数以上になる状態が、上記第１規定期間より長く上記過出力の継続時間が上記過出力に対する上記スピーカの耐性の範囲内となるように決定される第２規定期間の間継続すると、上記スピーカの保護処理を実行する請求項１に記載の音声再生装置。

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