JP2013243503A - 音声伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】モニタスピーカからの出力が、音声処理された信号を精度良く再現できる音声伝送システムを提供する。
【解決手段】ルーター１に、信号入力装置２、音声信号に種々の処理を加える複数の音声処理装置３及び信号出力装置４を接続する。信号出力装置４に放送装置４１とモニタスピーカ４２を接続する。各装置２，３，４とルーター１間で授受する信号を、32bit浮動小数点フォーマットとする。音声処理装置３及び信号出力装置４の少なくとも１つに、音声処理装置で処理された音声信号をモニタスピーカ４２に出力するための処理を行うモニタ処理部３２を設ける。音声処理装置３及び信号出力装置４のいずれかには、このモニタ処理部３２に対して、モニタ処理用の制御信号を出力するモニタ用制御装置１１ａを設ける。モニタ処理部３２に入出力する信号を32bit浮動小数点フォーマットとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の音声処理装置を接続して成る音声伝送システムに関するもので、特に、モニタ装置における音声信号の再生品質を向上するための技術に係る。

デジタル化された音声信号を伝送するフォーマットとして、ＡＥＳ−３(Audio Engineering Society )、ＳＰＤＩＦ(Sony Philips Digital Interface )などが知られている。また、最近のネットワークオーディオにおいても、同様の伝送方式が採用されている。これらの音声フォーマットでは、オーディオデータは固定小数点方式に変換されて送信される。一般的には、ＣＤフォーマットの制限から16bit/44.1kHzや、より高音質の装置でも24bit/96kHzで送信される。なお、24bitのデータは16bitのデータの256倍の分解能を有する。

他方で、オーディオデータを変換するＡＤあるいはＤＡコンバータについては、32bit相当の装置が実用化されており、今後もそのビット数が増加する傾向にある。しかし、前記のようにオーディオシステムに使用されているビット数は最大でも24bitであるため、ＡＤあるいはＤＡ変換するためには、24bitの固定小数点フォーマットが必要である。仮に、ＡＤあるいはＤＡコンバータが32bitなどの高ビット数を使用しても、伝送経路のビット数（最大24bit）により精度が制限されてしまう。同様なことは、音声調整卓でイコライザなどの音声信号処理を32bit浮動小数点フォーマットで行う場合にも生じる。

また、特許文献１や特許文献２のように、音声信号処理装置が複数台接続される場合でも、各装置に信号を入出力する度に24bitの固定小数点フォーマットに変換する必要がある。その場合、例えば、下位の数ビットしか使用しないような音声信号を取り扱う場合は、固定小数点に変換されると信号の有効ビット数が小さくなり、次段の信号処理装置で信号処理をした場合に信号歪みが増加して、その品質が低下する。

特開２００２−１６９５９７号公報 特表２００２−５１２７４７号公報

前記の様な問題点は、音声調整卓などの音声処理装置に入出力する音声信号をモニタするための装置において顕著に表れる。この点を、図５に示す従来のモニタ装置によって説明する。図５において、５１はＡＤコンバータを有する音声信号の入力装置、５２はその出力側に接続された音声処理装置、５３はその出力側に接続された信号出力装置、５４はその出力側に接続された放送用出力端子、５５は信号出力装置５３から放送用出力端子５４に対する出力信号を監視するモニタスピーカである。

音声処理装置５２は、信号入力装置５１から入力された音声信号を処理する信号処理ユニット５６とモニタ処理部５７を備えている。信号処理ユニット５６からの出力の一系統は、信号出力装置５３を介して放送用出力端子５４に出力される。また、信号処理ユニット５６から出力の他の系統は、モニタ処理部５７及び信号出力装置５３を介してモニタスピーカ５５に出力される。

モニタ処理部５７は、ミキサあるいはミキシングコンソールと呼ばれる音声調整卓５８に設けられたモニタ用の制御装置５８ａに接続されている。このモニタ用の制御装置５８ａは、信号処理ユニット５６で処理された音声信号をモニタスピーカ５５に出力するための制御信号、例えばボリューム値を、前記モニタ処理部５７に出力する。

このようなモニタ装置においても、前記の様な伝送経路のビット数に起因する問題点が存在する。すなわち、図５の装置では、信号入力装置５１から信号処理ユニット５６へ出力される信号は、24bit固定小数点フォーマットで伝送される。信号処理ユニット５６に入力された24bit固定小数点フォーマットの信号は、信号処理ユニット５６内で32bit浮動小数点フォーマットに変換されて、種々の音声信号処理が施され、再び24bit固定小数点フォーマットに変換された後、信号出力装置５３に出力される。その結果、信号処理ユニット５６において高ビット数で処理した高品質の音声信号を、信号出力装置５３及び放送用出力端子５４にそのまま出力することができない。

同様に、信号処理ユニット５６からモニタ処理部５７に入力される信号も24bit固定小数点フォーマットである。そのため、制御装置５８ａからの音量調整などの制御信号に基づいて処理されたモニタ用の信号は、伝送信号のフォーマットに制限されてしまい、32bitなどの高ビット数を使用した信号処理ユニット５６の音声処理の結果を正確にモニタスピーカ５５に出力することができない。

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、信号入力装置、信号処理ユニット、信号出力装置など複数の音声処理装置を接続した場合において、各装置間における品質の低下が少なく高品質の音声伝達を可能とすると共に、信号処理ユニットで処理された音声信号を正確にモニタすることができる音声伝送システムを提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明の音声伝送システムは、入力されたアナログ音声信号又はデジタル音声信号をデジタル信号に変換する信号入力装置、該デジタル信号を処理する複数の音声処理装置、および処理されたデジタル信号を任意のアナログ音声信号又はデジタル音声信号に変換して出力する信号出力装置を互いに接続し、前記信号入力装置、複数の音声処理装置及び信号出力装置間で授受する信号を、32bit浮動小数点フォーマットとした音声伝送システムにおいて、特に、音声処理装置で処理された信号をモニタするモニタ処理部を経由する信号についても、前記信号入力装置、複数の音声処理装置及び信号出力装置間で授受する信号と同様に32bit浮動小数点フォーマットとしたことを特徴とする。

また、本発明は、次のような実施形態を包含する。
（１）音声処理装置がモニタ処理部を備え、このモニタ処理部に対して音声処理装置外部に接続された制御装置から入力された制御信号に基づいて、モニタ処理部から出力される音声信号が制御される。
（２）信号出力装置がモニタ処理部を備え、音声処理装置外部に接続された制御装置から入力された制御信号が、音声処理装置からの音声信号と共に信号出力装置のモニタ処理部に送信され、この制御信号に基づいて信号出力装置のモニタ処理部から出力される音声信号が制御される。

（３）前記信号入力装置、複数の音声処理装置及び信号出力装置間がルーターを介して接続されている。
（４）ルーターに制御装置を接続し、この制御装置からルーターに接続された各装置に制御信号を送信し、また、各装置の状態データをコンソールで受信する。

本発明の音声伝送システムでは、信号入力装置で32bit浮動小数点フォーマットに変換されたデジタル信号は、複数の音声処理装置間で常に同一の32bit浮動小数点フォーマットで授受される。また、音声処理装置で処理されたデジタル信号は、出力用の信号出力装置に対しても同じ32bit浮動小数点フォーマットで送られる。その結果、複数の装置を経由しても、その間で24bit固定小数点フォーマットのような分解能が低いフォーマットに変換されることがなく、高精度の32bit浮動小数点フォーマットを維持することができ、信号品質が維持される。

同様に、モニタ処理部を経由してモニタスピーカに出力される信号も、32bit浮動小数点フォーマットで伝送されることから、優れた信号品質を維持できると共に、高精度で処理された出力系統の音声信号を正確にモニタすることができる。

本発明の音声伝送システムの全体構成を示すブロック図。 第１実施形態におけるモニタ装置を示すブロック図。 第２実施形態におけるモニタ装置を示すブロック図。 従来技術と本発明における信号処理の流れを示すブロック図。 従来のモニタ装置を示すブロック図。

１．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態の構成を図１に従って具体的に説明する。

（１）全体の構成
図１において、符号１はルーター、２は入力されたアナログ音声信号及びデジタル音声信号をシステム内の伝送フォーマットであるデジタル信号に変換する信号入力装置、３は複数の音声処理装置、４は処理されたシステム内の伝送フォーマットであるデジタル信号をアナログ音声信号及びデジタル音声信号に変換して出力する信号出力装置である。これら信号入力装置２、複数の音声処理装置３、信号出力装置４は、前記ルーター１に対してそれぞれ接続されている。

さらに、ルーター１は、他の音声処理システム１０に接続される外部端子と、本システムを構成する各機器を制御するコンソール１１が接続されている。このコンソール１１の内部にある制御装置が本発明の請求項に記載した制御装置に相当する。

ルーター１と各機器間で送受信するデジタル信号は、32bit浮動小数点フォーマットの信号であり、またルーター１の外部端子から他の音声処理システム１０へ出力されるデジタル信号も32bit浮動小数点フォーマットの信号である。そのため、アナログ音声信号及びデジタル音声信号をシステム内の伝送フォーマットであるデジタル信号に変換する信号入力装置２は、入力されるアナログ音声信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するにあたり、32bit浮動小数点フォーマットのデジタル信号を生成する機能を有する。

信号出力装置４の出力側は、例えば、放送用出力端子４１や既存のオーディオシステムなどに接続されている。また、後述するように、モニタスピーカ４２にも接続されている。本実施形態では、Ｄ／Ａ変換機能を有する信号出力装置４を使用することで、信号出力装置４そのものにアナログ信号の出力端子を設けて、そこに放送用出力端子４１及びモニタスピーカ４２を接続している。

信号出力装置４を24bit固定小数点フォーマットで音声信号を処理する既存のオーディオシステムに接続する場合、信号処理装置４は、ルーターから配信される32bit浮動小数点フォーマットのデジタル信号を、例えば、24bit固定小数点フォーマットの信号に変換して、既存のオーディオシステムに出力する。信号出力装置４に接続するオーディオシステムが32bit浮動小数点フォーマットに対応している場合には、24bit固定小数点フォーマットの信号に変換する処理は不要である。

ルーター１と制御用コンソール１１との間では、制御用コンソール１１からルーター１に接続された各装置２，３，４に対して送信する制御信号、あるいは各装置２，３，４の状態をコンソールで確認するための制御信号が送受される。なお、この制御信号は、ルーター１によって配信されるデジタル音声信号とは異なるフォーマットの信号である。

ルーター１に接続された各音声処理装置３としては、放送局で使用される音声調整卓やその他のオーディオ機器で使用されるイコライザ、エフェクター、アンプ等が使用できる。この場合、各音声処理装置３は、必ずしも32bit浮動小数点フォーマットの信号を処理するものでなくても良い。より高精度の信号を処理するものでも良いが、その場合は、各音声処理装置３の入出力部分に、32bit浮動小数点フォーマットの信号とより高精度の信号とを変換する変換装置を設ける必要がある。

（２）モニタ装置の構成
本実施形態において、音声処理装置３の内部には、ルーター１を経由して信号入力装置２から入力された音声信号を処理する信号処理ユニット３１とモニタ処理部３２を備えている。信号処理ユニット３１からの出力の一系統は、信号出力装置４を介して放送用出力端子４１に出力される。また、信号処理ユニット３１から出力の他の系統は、モニタ処理部３２及び信号出力装置４を介してモニタスピーカ４２に出力される。

モニタ処理部３２は、コンソール１１に設けられたモニタ用の制御装置１１ａに接続されている。このモニタ用の制御装置１１ａは、信号処理ユニット３１で処理された音声信号をモニタスピーカ４２に出力するため制御信号、例えばボリューム値をモニタ処理部３２に出力する。

本実施形態では、信号処理ユニット３１からモニタ処理部３２への入力信号、モニタ処理部３２から信号出力装置４への出力信号のいずれもが、前記ルーター１と各機器間で送受信するデジタル信号と同じ32bit浮動小数点フォーマットの信号から構成されている。

（３）実施形態の作用
前記のような構成を有する第１実施形態の作用効果を図４（Ａ）（Ｂ）により説明する。
図４（Ａ）は従来の技術を示すもので、入力機器である信号入力装置２は、24bit固定小数点フォーマットの信号を生成し、出力機器である信号出力装置４は、24bit固定小数点フォーマットの信号を出力する。また、音声処理装置３の入出力も24bit固定小数点フォーマットの信号である。そのため、各入出力機器２，３，４と、ルーター１との間の伝送フォーマットも24bit固定小数点である。この従来の技術では、各信号処理装置３が32bit浮動小数点フォーマットなどの高精度の処理を行うことが可能でも、各信号処理装置３の入出力部では、24bit固定小数点フォーマットの信号とより高精度の信号との変換処理が必要になる。その結果、図４（Ａ）のように多数段の信号処理装置３を経由した場合には、処理されるデジタル信号の劣化が避けられない。

一方、本実施例のシステムでは、入力機器である信号入力装置２は、32bit浮動小数点フォーマットの信号を生成し、出力機器である信号出力装置４は、32bit浮動小数点フォーマットの信号を入力する。音声処理装置３の入出力も32bit浮動小数点フォーマットの信号であるので、そのフォーマットで各機器とルーター間で信号を授受する。その結果、図４（Ｂ）のように音声処理装置３を多数段経由しても、デジタル信号の劣化がなく、種々の処理を加えても出力される信号の高品質を維持できる。

特に、本実施形態においては、コンソール１１の制御装置１１ａからモニタスピーカ４２の音量や音質などを調節するための制御信号が、音声処理装置３のモニタ処理部３２に供給され、この制御信号に基づいて信号処理ユニット３１から出力された音声信号が、モニタスピーカ４２からの出力音声に適した音量及び／または音質に調整される。

この場合、モニタ処理部３２に入出力される信号が、ルーター１と各機器間で送受信するデジタル信号と同じ、32bit浮動小数点フォーマットの信号から構成されている。そのため、モニタ信号における劣化がなく、信号処理ユニット３１から信号出力装置４への出力信号と同じ品質の信号をモニタスピーカ４２から出力することができる。

２．第２実施形態
本発明の第２実施形態の構成を、図３に従って具体的に説明する。
この第２実施形態は、モニタ処理部３２を音声処理装置３内に設けるのではなく、信号出力装置４内に設けたものである。

すなわち、信号出力装置４からの出力信号のみをモニタする場合には、図３の第２実施形態のように、信号出力装置４内にモニタ処理部３２を設けて、このモニタ処理部３２に対して、コンソール１１の制御装置１１ａから制御信号を供給する。この場合、制御信号を直接信号出力装置４のモニタ処理部３２に供給することもできるが、図３の実施形態のように、音声処理装置３に対して制御装置１１ａから制御信号を出力し、この制御信号と音声処理装置３の信号処理ユニット３１で処理された音声信号とを重畳して信号出力装置４のモニタ処理部３２に送信することができる。

この場合、信号処理ユニット３１から信号出力装置４に出力される制御信号と音声信号が重畳された信号は、前記第１実施形態と同様に、32bit浮動小数点フォーマットによって伝送される。そのため、モニタ処理部３２を通過するモニタ信号の劣化がなく、信号処理ユニット３１から信号出力装置４への出力信号と同じ品質の信号をモニタスピーカ４２から出力することができる。

第１実施形態では、音声処理装置３のハードウェア能力によってモニタ処理出来る数量が決まってしまうが、第２実施形態では、モニタ処理部が音声処理装置３の外部にあるため、希望するモニタ処理分だけ処理をすることができる。

３．他の実施形態
本発明は前記の実施形態に限定されものではなく、次のような他の実施形態も包含する。
（１）モニタ用の制御装置１１ａをコンソール１１に設ける代わりに、他の音声処理システムの制御装置や、モニタ用の制御装置１１ａが単体からなる装置等から直接制御をすることも可能である。

（２）１つの信号出力装置４にモニタスピーカと放送用出力端子などを接続する代わりに、ルーターにモニタ専用の信号出力装置を設けて、そこにモニタスピーカを接続することもできる。

（３）前記信号入力装置、複数の音声処理装置、信号出力装置およびルーター間で授受する信号を、32bitより大きなbit数の浮動小数点フォーマットとし、前記モニタ処理部に入出力する信号を、前記信号入力装置、複数の音声処理装置、信号出力装置およびルーター間で授受する信号と同じbit数の浮動小数点フォーマットとすることもできる。

（４）本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…ルーター
２…信号入力装置
３…音声処理装置
４…信号出力装置
１０…他の音声処理システム
１１…コンソール
１１ａ…制御装置
３１…信号処理ユニット
３２…モニタ処理部
４１…放送用出力端子
４２…モニタスピーカ

Claims (3)

1. 入力されたアナログ音声信号又はデジタル音声信号をデジタル信号に変換する信号入力装置、該デジタル信号を処理する複数の音声処理装置、および処理されたデジタル信号を任意のアナログ音声信号又はデジタル音声信号に変換して出力する信号出力装置を、ルーターを介して接続し、
   前記信号入力装置、複数の音声処理装置、信号出力装置およびルーター間で授受する信号を、32bit以上の浮動小数点フォーマットとした音声伝送システムにおいて、
   前記音声処理装置及び信号出力装置の少なくとも１つに、音声処理装置で処理された音声信号をモニタスピーカに出力するための処理を行うモニタ処理部を設け、
   前記音声処理装置及び信号出力装置の外部には、このモニタ処理部に対して、モニタ処理用の制御信号を出力するモニタ用制御装置が設けられ、
   前記モニタ処理部に入出力する信号を、前記信号入力装置、複数の音声処理装置、信号出力装置およびルーター間で授受する信号と同じbit数の浮動小数点フォーマットとしたことを特徴とする音声伝送システム。
2. 前記モニタ処理部が音声処理装置に設けられ、そのモニタ処理部から出力される信号が、32bit以上の浮動小数点フォーマットであることを特徴とする請求項１に記載の音声伝送システム。
3. 前記モニタ処理部が前記信号出力装置に設けられ、前記音声処理装置に入力された制御信号が、音声処理装置から出力される音声信号と重畳されて、前記信号出力装置のモニタ処理部に送信されることを特徴とする請求項１に記載の音声伝送システム。
   

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