JP2014143676A - 信号処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の装置では処理することができなかった新たな信号処理を実現することができる信号処理装置を提供する。
【解決手段】レシーバ2は、プレーヤ1からコンテンツの信号を受信し、当該コンテンツの信号のうち圧縮オーディオ信号をサーバに送信してスピーカSPに出力可能なオーディオ信号に変換する処理を実行させ、当該オーディオ信号をサーバから受信してスピーカSPに供給する動作を行う。このようにして、レシーバ2は、サーバ側に信号処理を実行させ、サーバで処理されて生成されたオーディオ信号を出力するため、常に最新の信号処理(最新のデコード方法、最新の音響処理等)を行ったオーディオ信号を出力することが可能になる。
【選択図】図2

Description

この発明は、入力信号に所定の処理を施してから出力信号として出力する信号処理装置に関する。
一般に、レシーバは、コンテンツデータをデコードして、映像信号やオーディオ信号として各種機器(例えばスピーカ)に出力するデコード機能を有する(例えば特許文献1を参照)。また、レシーバは、オーディオ信号を増幅する増幅機能、映像およびオーディオの入出力先を切り替えるセレクタ機能、およびオーディオ信号の周波数特性等を調整する補正機能、等も有する。
図1は、従来の一般的なレシーバの構成を示すブロック図である。レシーバ200は、入力部21、デコーダ22、音響処理DSP23、CPU24、通信部25、ROM26(例えば書き換え可能なFlashROM)、RAM27、D/A変換部28、および増幅部(AMP)29を備えている。
入力部21は、機能的に、HDMI(High Definition Multimedia Interface)(登録商標)レシーバ210、DIR(Digital audio InterfaceReceiver)211、およびA/D変換部212を備えている。
DIR211は、プレーヤからデジタルオーディオ信号(S/PDIFに準じたもの)を入力し、デコーダ22に出力する。また、A/D変換部212は、アナログオーディオ信号を入力し、デジタルオーディオ信号に変換してデコーダ22に出力する。HDMIレシーバ210は、プレーヤからHDMI信号を受信する。
図2は、HDMIにおける各種信号の入出力関係を示した図である。HDMIレシーバ210は、HDMIのDDC信号を用いて、自装置で処理可能な信号を示す処理可能情報(EDID)をプレーヤに出力し、当該プレーヤからHDMI信号を受信する。HDMI信号には、パケット化された音声信号(圧縮オーディオ信号)、パケット化された制御信号、映像信号、水平同期信号、垂直同期信号、およびピクセル・クロックが含まれている。また、HDMIは、機器間で複雑な制御を行うためのCECラインや、機器が接続された状態か切断された状態かを検出するためのHPDライン等も有する。HDMIレシーバ210は、受信したHDMI信号のうち圧縮オーディオ信号(例えばAAC)をデコーダ22に出力する。
デコーダ22は、DSPからなり、圧縮オーディオ信号を解凍し、マルチチャンネルオーディオ信号にデコードする。また、デコーダ22は、例えばステレオチャンネルのオーディオ信号を5.1チャンネル等のマルチチャンネルオーディオ信号に拡張する処理も行う。生成されたオーディオ信号は、音響処理DSP23に出力される。
音響処理DSP23は、オーディオ信号に所定の音響処理を施す。例えば、周波数特性の調整等を行い、聴取位置に合わせて最適な音場環境に調整する処理を行う。
音響処理が施されたオーディオ信号は、D/A変換部28でアナログオーディオ信号に変換され、増幅部29で増幅され、スピーカに出力される。
このようなレシーバ2は、CPU24がROM26に記憶されているファームウェアをワークメモリであるRAM27に読み出し、上記の様な各種処理をデコーダ22および音響処理DSP23に実行させる。
レシーバ2は、通信部25を介して新たなファームウェアを受信し、ROM26(例えば書き換え可能なFlashROM)のファームウェアをアップデートすることで、新たな信号処理を実現することが可能である。
特開2007−300403号公報
しかし、DSPは、工場出荷時に想定されているフォーマットに合わせた処理能力を有することが多い。そのため、ファームウェアのアップデートを行っても、DSPのハードウェアの処理能力を超える新たな信号処理を行うことはできなかった。
そこで、この発明は、従来の装置では実現することができなかった新たな信号処理を実現することができる信号処理装置を提供することを目的とする。
本発明の信号処理装置は、時間的順序がある信号を入力する信号入力手段と、前記信号入力手段で入力した信号をデータとして順次送信する送信手段と、前記送信手段で送信したデータを外部装置で処理して生成された、前記時間的順序がある信号に応じた時間的順序がある出力用信号を受信する受信手段と、を備えたことを特徴とする。
このように、本発明の信号処理装置は、入力された信号を外部装置に処理させ、出力用信号(例えばオーディオ信号)を生成させることで、自装置のハードウェア処理能力を超える処理を実現することができる。例えば、工場出荷時には存在しなかった新たなオーディオフォーマットが策定され、レシーバのDSPに当該オーディオフォーマットの信号を処理する能力がなかった場合であっても、当該オーディオフォーマットの信号を処理可能である外部装置に入力された信号を送信し、オーディオ信号を生成させることで、新たなオーディオフォーマットに対応することが可能になる。
なお、本発明の信号処理装置は、既存のレシーバの前段に接続されるアダプタ形式のものであってもよいし、前記受信手段で受信した信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段で増幅した信号を出力する出力手段と、を備えたもの(既存のレシーバに内蔵されるもの)であってもよい。
また、本発明の信号処理装置は、前記信号入力手段を介して、自装置で処理可能な信号を示す処理可能情報を通知する通知手段を備える態様も可能である。
すなわち、自装置のDSPでは処理できないオーディオフォーマットであっても、当該オーディオフォーマットの信号が処理可能である旨を示すEDIDをプレーヤ側に通知し、当該新たなオーディオフォーマットの信号を受信する。
また、本発明の信号処理装置は、例えばサーバからEDIDをダウンロードし、当該ダウンロードしたEDIDをプレーヤ側に通知する機能を備えていてもよい。
また、信号を送信するサーバ(外部装置)は、1つに限らず、複数であってもよい。この場合、送信手段は、複数のサーバに整合のための識別子(例えばシーケンス番号やタイムスタンプ)を付してデータを送信し、受信手段は、複数のサーバから識別子付の出力用信号を受信する。そして、整合手段が、受信手段で受信した出力用信号の出力順を識別子に基づいて整合させる。
さらに、信号を送信する代表サーバの下に複数のサーバを備え、代表サーバが出力用信号の出力順を整合するものであってもよい。
本発明によれば、従来の装置では処理することができなかった新たな信号処理を実現することができる。
従来の一般的なレシーバの構成を示すブロック図である。 HDMIにおける各種信号の入出力関係を示した図である。 本発明の信号処理装置を備えた信号処理システムの構成を示す概略図である。 レシーバおよびサーバの構成を示すブロック図である。 HDMIにおける各種信号の入出力関係を示した図である。 TMDS伝送方式におけるHDMI信号の構造例を示す図である。 パケット(送信されるパケット)の構造を示す図である。 変形例2に係るレシーバおよびサーバの構成を示すブロック図である。 変形例3に係る信号処理システムの構成を示す概略図である。 変形例3に係るアダプタおよびレシーバの構成を示すブロック図である。
図3は、本発明の信号処理装置を備えた信号処理システムの構成を示す概略図である。図3に示す信号処理システムは、プレーヤ1、レシーバ2、複数のスピーカSP、ネットワーク11、およびサーバ(同図においては3つのサーバ10A、サーバ10B、およびサーバ10C)からなる。
レシーバ2は、プレーヤ1および各スピーカSPに接続されている。また、レシーバ2は、ネットワーク11を介してサーバ10A、サーバ10B、およびサーバ10Cに接続されている。
サーバ10A、サーバ10B、およびサーバ10Cは、それぞれ独立したサーバであってもよいが、クラウドコンピューティングシステムのクラウドのようなものであっても良い。クラウドとはクラウドコンピューティング環境におけるサーバ群が配置される領域のことである。
図3において、レシーバ2は、本発明の信号処理装置に相当し、プレーヤ1からコンテンツの信号を受信し、当該コンテンツの信号のうち圧縮オーディオ信号をサーバに送信してスピーカSPに出力可能なオーディオ信号に変換する処理を実行させ、当該オーディオ信号をサーバから受信してスピーカSPに供給する動作を行う。
図4は、レシーバ2およびサーバ10Aの構成を示すブロック図である、サーバ10A、サーバ10B、およびサーバ10Cは全て同じ構成を有するため、同図においては代表してサーバ10Aについて示す。
レシーバ2は、入力部21、通信部250、整合部260、CPU24、ROM26、RAM27、D/A変換部28、および増幅部(AMP)29を備えている。
CPU24は、ROM26に記憶されている動作用プログラム(ファームウェア)をRAM27に読み出し、レシーバ2を統括的に制御する。
入力部21は、本発明の信号入力手段に相当し、機能的に、HDMIレシーバ210、DIR211、およびA/D変換部212を備えている。DIR211は、プレーヤからデジタルオーディオ信号(SPDIF)を入力し、通信部250に出力する。また、A/D変換部212は、アナログオーディオ信号を入力し、デジタルオーディオ信号に変換して通信部250に出力する。
以下の説明においては、入力部21がHDMI信号を受信する例について説明する。図5は、HDMIレシーバ210における各種信号の入出力関係を示した図である。図6は、TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)伝送方式におけるHDMI信号の構造例を示す図である。図6では、横×縦が1920ピクセル×1080ラインの映像信号が伝送される例を示している。
HDMI信号は、図6に示すように、水平ブランキング領域、垂直ブランキング領域、およびアクティブビデオ領域(Active Video)からなる。伝送データには、ビデオデータ区間(Video Data period)、データアイランド区間(Data Island period)、および制御区間(Control period)の3種類の区間が存在する。映像信号に相当するビデオデータ区間は、アクティブビデオ領域に割り当てられる。図6の例では、映像信号として、非圧縮の1画面分の画像データを構成する1920ピクセル(画素)×1080ライン分の有効画素のデータが伝送される。音声信号(圧縮オーディオ信号)は、水平ブランキング領域に配置され、制御信号は、垂直ブランキング領域に配置されている。
HDMIレシーバ210は、まず自装置で処理可能な信号(例えばオーディオフォーマット)を示す処理可能情報(EDID)をプレーヤ1に出力する。EDIDは、工場出荷時にROM26に記憶されている。CPU24は、ROM26に記憶されているEDIDを読み出し、DDC信号を用いてHDMIレシーバ210に出力させることで、プレーヤ1にEDIDを通知する。プレーヤ1は、レシーバ2から入力したEDIDに応じてレシーバ2が処理可能と判断したオーディオフォーマットを有するHDMI信号を送信する。HDMIレシーバ210は、プレーヤ1からHDMI信号を受信する。
HDMI信号には、パケット化された音声信号(AAC等の圧縮オーディオ信号)、パケット化された制御信号、映像信号、水平同期信号、垂直同期信号、およびピクセル・クロックが含まれている。また、HDMIは、機器間で複雑な制御を行うためのCECラインや、機器が接続された状態か切断された状態かを検出するためのHPDライン等も有する。パケット化された音声信号(圧縮オーディオ信号)、パケット化された制御信号、映像信号、水平同期信号、垂直同期信号、およびピクセル・クロックは、プレーヤ1のエンコーダ機能部で1つのクロック信号と3つのデータ信号にエンコードされて伝送される。クロック信号は、ピクセル・クロックに対応し、3つのデータ信号で、画像データ、補助データ、および制御データを伝送する。画像データには、映像信号が含まれ、補助データにはパケット化された音声信号(圧縮オーディオ信号)、およびパケット化された制御信号が含まれ、制御データには、水平同期信号および垂直同期信号が含まれる。HDMIレシーバ210におけるデコーダ機能部210Aは、受信したクロック信号および3つのデータ信号からパケット化された音声信号(圧縮オーディオ信号)、パケット化された制御信号、映像信号、水平同期信号、垂直同期信号、およびピクセル・クロックを伝送する。
通信部250は、図4および図5に示すように、機能的に、送信部251、受信部252、およびEDID送受信部253を備えている。また、CPU24は、図5に示すように、機能的に、パケット取出処理部241およびパケット化処理部242を備えている。
HDMIレシーバ210が受信したHDMI信号のうち、パケット化された音声信号(圧縮オーディオ信号)は、パケット取出処理部241で取り出される。制御信号も、音声信号(圧縮オーディオ信号)とともにパケット取出処理部241で取り出される。なお、映像信号、同期信号、およびピクセル・クロックは、不図示の映像表示装置(例えばテレビ)に送信される。
パケット化処理部242は、パケット取出処理部241で取り出された時間的順序がある圧縮オーディオ信号を所定のデータ長のパケットに変換する。CPU24は、当該パケット化処理部242で変換したパケットを、送信部251を介して、各サーバ(例えばサーバ10A)に送信する。送信されるパケットには、必要なチャンネル数を示す情報、必要な音響処理の内容(低音増強、セリフ明瞭化など)を示す情報、およびパケット番号(上記時間的順序に対応するもの)等の情報が含まれている。必要なチャンネル数および必要な音響処理の内容は、レシーバ2のスピーカ端子数、またはレシーバ2に接続されているスピーカの数などによって決まる。また、ユーザがレシーバ2の操作部(不図示)を操作して、必要なチャンネル数および必要な音響処理の内容を決定してもよい。
CPU24は、パケット化することが可能な容量の圧縮オーディオ信号を受信する毎に、当該圧縮オーディオ信号をパケット化し、各サーバに送信する。この場合、送信したパケットに対応する受信パケット(スピーカSPに出力可能なオーディオ信号に対応するもの)を待っていると、スピーカにオーディオ信号を供給できない状態となるため、CPU24は、送信したパケットに対応するパケットの受信を待たずに、次々に各サーバに次のパケットを送信する。
図7は、パケット化処理部242で変換したパケット(送信されるパケット)の構造を示す図である。パケットの構造は、IPヘッダ部と、IPパケットによって運ばれるデータ部分と、からなる。
さらに、IPヘッダ部は、ヘッダ情報部、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、およびオプション部からなる。ヘッダ情報部には、バージョン、ヘッダ長等の情報が含まれている。オプション部分には、上記時間的順序を示す情報として、パケット番号が含まれている。
データ部は、パケット化することが可能な容量の圧縮オーディオ信号を受信する毎に、パケット化される。例えば、画面、時間、または容量等の所定の区切りでパケット化される。なお、データ部は、自装置において未知のフォーマットであった場合も所定の区切り(例えばHDMIの映像データのブランキング領域に含まれた圧縮オーディオ信号の場合、1画面分の画像データに対応した圧縮オーディオ信号)でパケット化される。
また、送信するサーバは、1つ(例えばサーバ10A)であってもよいが、複数であってもよい。例えば、最初のパケットは、サーバ10Aに送信し、次のパケットは、サーバ10Bに送信し、さらに次のパケットは、サーバ10Cに送信する。その後のパケットは、さらに他のサーバが存在する場合には当該他のサーバに送信する。あるいは、送信したパケットに対応するパケットを返信済であるサーバが存在する場合には、当該サーバに新たなパケットを送信する態様であってもよい。
サーバ10Aは、通信部13、デコーダ14、音響処理DSP15、ROM16、RAM17、およびCPU18を備えている。
CPU18は、ROM16に記憶されている動作用プログラムをRAM17に読み出し、サーバ10Aを統括的に制御する。
通信部13は、レシーバ2から上記パケットを受信する。CPU18は、受信したパケットから圧縮オーディオ信号を取り出し、デコーダ14に入力する。また、CPU18は、パケットに含まれている必要なチャンネル数を示す情報に応じてデコーダ14に対し、デコード処理の内容を設定するとともに、パケットに含まれている必要な音響処理の内容を示す情報に応じて音響処理DSP15に対し、音響処理の内容を設定する。
デコーダ14は、CPU18の設定に応じて、入力された圧縮オーディオ信号からデジタルオーディオ信号(PCM信号)を生成する。デコーダ14は、AAC(登録商標)、Dolby Digital(登録商標)、DTS(登録商標)等の多種類のオーディオフォーマットに対応したDSPであり、これら圧縮オーディオ信号をマルチチャンネルオーディオ信号にデコードする。また、デコーダ14は、圧縮オーディオ信号がステレオチャンネルに対応するオーディオフォーマットである場合に、5.1チャンネルや7.1チャンネル等のマルチチャンネルオーディオ信号に拡張する処理も行う。生成されたマルチチャンネルオーディオ信号は、音響処理DSP15に出力される。
音響処理DSP15は、CPU18の設定に応じて、入力されたマルチチャンネルオーディオ信号に所定の音響処理を施す。例えば、音声の明瞭化処理、低音増強処理、擬似立体音響処理、あるいは、聴取位置に合わせて最適な音場環境に調整する処理等を行う。
音響処理が施されたマルチチャンネルオーディオ信号は、CPU18で再びパケット化される。パケットの構造は、図7に示したものと同様である。CPU18は、音響処理DSP15の出力するマルチチャンネルオーディオ信号に、レシーバ2から受信したパケット番号と同じパケット番号を付与し、通信部13を介してレシーバ2に送信する。
レシーバ2の受信部252は、サーバ10A(および他のサーバ)からパケットを受信する。受信したパケットは、整合部260に入力される。上述したように、各パケットは、複数のサーバに送信される場合があるため、パケットを送信した順に、対応するパケットが受信されるとは限らない。したがって、整合部260は、受信したパケットのパケット番号を参照して、パケット番号の順にマルチチャンネルオーディオ信号を出力させ、オーディオ信号の入力順と出力順とを整合させる。
整合部260で出力順が整合された時間的順序があるマルチチャンネルオーディオ信号は、D/A変換部28に出力され、増幅部29で増幅された後、スピーカSPに出力される。
このようにして、レシーバ2は、サーバ側に信号処理を実行させ、サーバで処理されて生成されたオーディオ信号を出力するため、常に最新の信号処理(最新のデコード方法、最新の音響処理等)を行ったオーディオ信号を出力することが可能になる。
なお、本発明の信号処理装置を備えた信号処理システムは、以下の様な種々の変形例が可能である。
(変形例1)
上述の例では、CPU24が工場出荷時にROM26に記憶されているEDIDを読み出し、HDMIレシーバ210に出力させることで、プレーヤ1にEDIDを通知する例を示したが、変形例1では、他の装置から受信したEDIDをプレーヤ1に通知する。
この場合、CPU24は、EDID送受信部253を介して、サーバ10A(または他のサーバ)から最新のオーディオフォーマットに対応したEDIDをダウンロードし、ダウンロードしたEDIDをRAM27(またはROM26)に記憶させる。CPU24は、このRAM27に記憶された最新のEDIDをプレーヤ1に通知する。これにより、プレーヤ1には、常に最新のオーディオフォーマットが処理可能である旨を示すEDIDが通知されることになり、レシーバ2は最新のオーディオフォーマットに対応したHDMI信号を受信することが可能になる。
(変形例2)
図8は、変形例2に係るレシーバおよびサーバの構成を示すブロック図である。図4と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
この変形例2においては、サーバ10Aが整合部260Aを備えている。そして、レシーバ2のCPU24は、パケット化することが可能な容量の圧縮オーディオ信号を受信する毎に、当該圧縮オーディオ信号をパケット化してサーバ10Aにのみ送信する。このとき、レシーバ2においてパケット番号を付与する必要はない。
サーバ10AのCPU18は、レシーバ2から受信したパケットの一部を自装置で処理するとともに、他のサーバ(例えばサーバ10Bおよびサーバ10C)にパケットの転送を行う。レシーバ2から受信したパケットにパケット番号が付与されていない場合には、レシーバ2から受信した順にパケット番号を付与してから他のサーバに転送する。
そして、CPU18は、自装置のデコーダ14および音響処理DSP15で処理されたマルチチャンネルオーディオ信号をパケット化する。このとき、CPU18は、元のパケット番号と同じパケット番号を付与し、整合部260Aに入力する。また、CPU18は、他のサーバで処理されたマルチチャンネルオーディオ信号に対応するパケットを受信し、整合部260Aに入力する。整合部260Aは、パケット番号順に各パケットの順番を並べ、出力順を整合させる。CPU18は、整合部260Aで出力順が整合されたパケットをレシーバ2に送信する。
このように、1つのサーバ(この例ではサーバ10A)が代表してレシーバ2からパケットを受信し、自装置を含めた複数のサーバに分散処理を実行させ、出力順を整合させてからレシーバ2に返信する態様も可能である。
(変形例3)
図9は、変形例3に係る信号処理システムの構成を示す概略図である。図9に示す信号処理システムは、プレーヤ1、アダプタ2A、レシーバ200、複数のスピーカSP、ネットワーク11、およびサーバ(同図においては3つのサーバ10A、サーバ10B、およびサーバ10C)からなる。
アダプタ2Aは、プレーヤ1およびレシーバ200に接続されている。レシーバ200は、各スピーカSPに接続されている。また、アダプタ2Aは、ネットワーク11を介してサーバ10A、サーバ10B、およびサーバ10Cに接続されている。
図10は、アダプタ2Aおよびレシーバ200の構成を示すブロック図である。この変形例3では、アダプタ2Aが本発明の信号処理装置に相当し、レシーバ200は、既存のレシーバ(入力したオーディオ信号を増幅し、出力する手段を有するもの)に相当する。
すなわち、アダプタ2Aは、図4に示したレシーバ2のうち、D/A変換部28および増幅部29を除く機能を全て有する。したがって、アダプタ2Aは、レシーバ2と同様に、プレーヤ1から受信したコンテンツの信号のうち圧縮オーディオ信号をサーバに送信して、スピーカSPに出力可能なオーディオ信号に変換する処理を実行させ、当該オーディオ信号をサーバから受信する。そして、受信したオーディオ信号をレシーバ200に供給する動作を行う。この場合も、常に最新の信号処理(最新のデコード方法、最新の音響処理等)を行ったオーディオ信号を出力することが可能になる。
本実施形態においては、主にオーディオ信号について述べたが、映像信号についても同様である。映像信号の場合、図5のパケット取出処理部241において映像信号が取り出され、パケット化処理部242においてパケット化されて各種サーバで信号処理が行われる。
SP…スピーカ
1…プレーヤ
2…レシーバ
10A,10B,10C…サーバ
11…ネットワーク
13…通信部
14…デコーダ
15…音響処理DSP
16…ROM
17…RAM
18…CPU
21…入力部
24…CPU
26…ROM
27…RAM
28…D/A変換部
29…増幅部
250…通信部
260…整合部

Claims (5)

  1. 時間的順序がある信号を入力する信号入力手段と、
    前記信号入力手段で入力した信号をデータとして順次送信する送信手段と、
    前記送信手段で送信したデータを外部装置で処理して生成された、前記時間的順序がある信号に応じた時間的順序がある出力用信号を受信する受信手段と、
    を備えた信号処理装置。
  2. 前記出力用信号は、オーディオ信号であり、
    前記受信手段で受信したオーディオ信号を増幅する増幅手段と、
    前記増幅手段で増幅したオーディオ信号を出力する出力手段と、
    を備えた請求項1に記載の信号処理装置。
  3. 前記信号入力手段を介して、自装置で処理可能な信号を示す処理可能情報を通知する通知手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の信号処理装置。
  4. 新たな処理可能情報を他装置から入力し、当該入力した新たな処理可能情報を、前記通知手段を介して通知する処理可能情報入力手段をさらに備えた請求項3に記載の信号処理装置。
  5. 前記送信手段は、複数の外部装置に前記データを送信し、
    前記受信手段は、前記複数の外部装置から前記出力用信号を受信し、
    前記受信手段で受信した出力用信号の出力順を整合させる整合手段を備えた請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の信号処理装置。
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