JP2993489B2 - 疑似多チャンネルステレオ再生装置 - Google Patents
疑似多チャンネルステレオ再生装置Info
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Description
声再生装置において、多チャンネルの音声出力を擬似的
に再生する装置に関し、例えばパーソナルコンピュータ
の2チャンネル音声出力装置でDVD−ROM等からの
多チャンネル音声出力を擬似的に多チャンネル再生する
装置に関する。
ドボードが搭載されたパーソナルコンピュータ上では、
その再生媒体の音声出力は通常2チャンネルが標準であ
った。
音楽を再生可能な媒体として、CD−ROMやCD−I
(コンパクトディスク−インターラクティブ)等がある
が、このCD−Iの再生では、例えば特開平2−261
213号公報に示されるように、L(左)チャンネルお
よびR(右)チャンネルのオーディオ信号を加工して、
種々の特殊音響効果を得ることができるものもある。こ
れは、4チャンネルミキシング回路による特殊音響効果
機能を提供するもので、4倍オーバーサンプリング型デ
ジタルフィルタを採用したデジタルオーディオデータ処
理部を有し、LチャンネルおよびRチャンネルのデジタ
ルオーディオデータをそれぞれ独立に処理して、4チャ
ンネルミキシング回路により、2チャンネルオーディオ
信号として出力するものである。また、最近のメディア
として注目されているデジタル・ビデオディスク(以下
DVDという)の音声データ信号方式は、米国ドルビー
研究所の開発したデジタルマルチチャンネル音声信号の
高能率符号化方式であるAC−3であり、このAC−3
では、5.1チャンネルのサラウンド音声再生出力が可
能となっている。このAC−3の音声チャンネル数は、
フロント左右2チャンネルとフロントセンター1チャン
ネルとリア2チャンネル、およびスーパーウーハ駆動用
の低域専用チャンネル(0.1チャンネル)と定義され
ている。
ータをパーソナルコンピュータなどのような2チャンネ
ル音声出力で再生する場合、以下に述べるような2通り
の手法があった。
再生装置を説明する。DVDの音声データが保存されて
いるデジタル・ビデオディスク−リードオンリーメモリ
・ディスク(以下DVD−ROMという)11から圧縮
されたデジタル音声データを読み取り、AC−3デコー
ダ12で5.1チャンネルの音声データに伸長し、複数
のバッファ131〜136の集合からなるバッファ13
に一時的に貯える。このバッファ13に貯えられたデジ
タル音声データのうちフロントの左右2チャンネルのみ
の音声データ(FL,FR)を左右のD/A変換器
(L)14、D/A変換器(R)15でアナログ音声に
変換し、左右各々の音声信号出力ラインに出力し、左右
各々のスピーカ17、18により再生する。
装置を説明する。この図5で図4と同一部分には同一の
符号を付しておりこれらの説明を適宜省略する。この第
2の手法のステレオ再生装置では、図4で説明した第1
の手法と同様にDVD−ROM11から圧縮されたデジ
タル音声データを読み取り、AC−3デコーダ12で
5.1チャンネルの音声データに伸長し、一時的にバッ
ファ13に貯える。このバッファ13に貯えられた音声
データで左フロント(FL)の音声データと、左リア
(FR)の音声データ、フロントセンター(FC)、お
よびスーパーウーハ(SU)の3.1チャンネルの音声
データを左のミキサー回路(L)18でミキシングし、
D/A変換器(L)14でアナログ信号に変換して左音
声出力ラインに出力して左のスピーカ16で音声を再生
する。同様に、右フロント(FR)の音声データと、右
リア(RR)の音声データと、フロントセンター(F
C)およびスーパーウーハ(SU)の3.1チャンネル
の音声データを右のミキサー回路(R)19でミキシン
グして右のD/A変換器(R)15でアナログ信号に変
換し右音声出力に出力して右のスピーカ17で音声を再
生する。
5.1チャンネルのうち、フロントの左右2チャンネル
(FL、FR)の音声データしかスピーカから出力され
ないため、DVDのサラウンド効果は生かされない。ま
た、第2の手法では、5.1チャンネルの音声データを
すべてミキシングすることにより第1の手法に比べて再
生音質は向上するが、DVD専用の再生装置との比較で
は、やはりそのサラウンド効果は劣るものである。
声出力装置でDVD−ROM等の記録媒体からの多チャ
ンネル音声出力を擬似的に再生し、通常の2チャンネル
再生では、得られないサラウンド効果を提供することに
ある。
力を有する記録媒体からの音声を2チャンネル音声出力
オーディオ装置で擬似的に多チャンネル再生し、通常の
2チャンネル再生では得られないサラウンド効果を提供
することである。
は、(イ)記録媒体に記憶された圧縮されたデジタル音
声信号を複数のチャンネルのデジタル音声信号に伸長す
るデコーダと、(ロ)このデコーダにより伸長された各
チャンネルのデジタル音声信号を一時的に貯える記憶手
段と、(ハ)この記憶手段に記憶されたデジタル音声信
号のうち、左右のリアチャンネルのデジタル音声信号の
位相と、フロントセンターチャンネルのデジタル音声信
号の位相を制御する位相制御回路と、(ニ)これら位相
制御された左右のリアチャンネルのデジタル音声信号
と、記憶手段に貯えられた左右のフロントチャンネルの
デジタル音声信号、および位相制御されたフロントセン
ターチャンネルのデジタル音声信号とを各々ミキシング
する第1および第2のミキサー回路と、(ホ)これらの
第1および第2のミキサー回路のデジタル出力を各々ア
ナログ音声信号に変換する第1および第2のD/A変換
器とを疑似多チャンネルステレオ再生装置に具備させ
る。
体に記録された圧縮された多チャンネルデジタル音声信
号をデコーダで伸長し、各チャンネル毎に記憶手段に一
時的に記憶させる。この記憶された全てのチャンネルの
うち、左右のリアチャンネルとフロントセンターチャン
ネルのデジタル音声信号を位相制御回路で位相制御し、
左右のフロントチャンネルの信号はそのままミキサー回
路に転送し、位相制御回路で位相制御を施されたリアチ
ャンネルおよびフロントセンターチャンネルの信号と第
1のミキサー回路および第2のミキサー回路で各々ミキ
シングした後、第1および第2のD/A変換器でアナロ
グ音声信号に変換する。これらのD/A変換器からのア
ナログ音声信号は、それぞれ左右のスピーカにより音声
として出力され、パーソナルコンピュータの2つのスピ
ーカで多チャンネルサラウンド音声を疑似的に再生でき
る。
のミキサー回路は、左右フロントチャンネルデジタル音
声信号と、左右リアチャンネルデジタル音声信号の各々
に再生音場の特性を示す空間伝達特性を待たせてミキシ
ングすることを特徴とする。
ミキサー回路で左フロントチャンネルと左リアチャンネ
ルの信号の各々に再生音場や、スピーカの特性を示す空
間伝達特性を持たせてミキシングし、第2のミキサー回
路で右フロントチャンネルと右リアチャンネルの信号の
各々に再生音場や、スピーカの特性を示す空間伝達特性
を持たせてミキシングすることにより、聴取者の聴取位
置で左右のスピーカからの音の奥行方向の拡がり感を知
覚できる。
位相制御されたフロントセンターチャンネルのデジタル
音声信号を第1および第2のミキサー回路の両方に出力
してミキシングする。
御回路で位相変換された後のフロントセンターチャンネ
ルの信号を第1および第2のミキサー回路の両方でミキ
シングすることにより、フロントセンターチャンネルの
音声信号は左右各々のフロントおよびリアチャンネルの
音声と音像を定位されて2つのスピーカから再生され、
サラウンド効果を増すことができる。
ンネルのデジタル音声信号は直接前記第1および第2の
ミキサー回路の両方に入力してミキシングする。
動用のスーパーウーハチャンネルの信号は直接第1およ
び第2のミキサー回路の両方に入力してミキシングする
ことにより、2つのスピーカから再生されるサラウンド
の低音増強効果を増す。
に記録された圧縮されたデジタル音声信号を複数のチャ
ンネルのデジタル音声信号に伸長するデコーダと、
(ロ)このデコーダにより伸長された各チャンネルのデ
ジタル音声信号を一時的に貯える記憶手段と、(ハ)こ
の記憶手段に記憶されたデジタル音声信号のうち、左右
のリアチャンネルのデジタル音声信号の位相と、フロン
トセンターチャンネルのデジタル音声信号の位相を制御
する位相制御回路と、(ニ)これら位相制御された左右
のリアチャンネルのデジタル音声信号と、前記記憶手段
に貯えられた左右のフロントチャンネルのデジタル音声
信号、および位相制御されたフロントセンターのデジタ
ル音声信号とを各々ミキシングする第1および第2のミ
キサー回路と、(ホ)これら第1および第2のミキサー
回路のデジタル出力を各々アナログ音声信号に変換する
第1および第2のD/A変換器とを疑似多チャンネルス
テレオ再生装置に具備させる。
記録された圧縮された多チャンネルデジタル音声信号を
デコーダで伸長し、各チャンネル毎に記憶手段に一時的
に記憶させる。この記憶された全てのチャンネルのう
ち、左右のリアチャンネルとフロントセンターのデジタ
ル音声信号を位相制御回路で位相制御し、左右のフロン
トチャンネルの信号はそのままミキサー回路に転送し、
位相制御回路で位相制御を施されたリアチャンネルおよ
びフロントセンターの信号と第1のミキサー回路および
第2のミキサー回路で各々ミキシングした後、第1およ
び第2のD/A変換器でアナログ音声信号に変換する。
これらのD/A変換器からのアナログ音声信号は、それ
ぞれ左右のスピーカにより音声として出力され、通常の
2スピーカオーディオ再生装置で多チャンネルサラウン
ド音声を疑似的に再生できる。
説明する。
ネルステレオ再生装置を示すブロック図である。この図
1で図4および図5と同一部分には同一の符号を付して
おり、これらの説明を適宜省略する。図1でDVD−R
OM(デジタル・ビデオディスク−リードオンリーメモ
リ)11には音声データ及び映像データがデジタル信号
の形で記録されている。なお本発明では、映像データに
関しては取り扱わないので説明は省略する。
11から読み出されたデジタル信号のうち5.1チャン
ネルの圧縮された音声データを取り込んで伸長する。バ
ッファ13は、AC−3デコーダからの伸長された音声
データをチャンネル毎に一時的に貯えるものであり、左
フロントチャンネル音声データはFLバッファ131
に、左リアチャンネル音声データはRLバッファ132
に、フロントセンターチャンネル音声データはFCバッ
ファ133に、スーパーウーハチャンネル音声データは
SUバッファ134に、右リアチャンネル音声データは
RRバッファ135に、右フロント音声データはFRバ
ッファ136にそれぞれ貯えられる。位相制御回路20
は、バッファ13に一時的に貯えられた音声データのう
ち、左リア(RL)とフロントセンター(FC)と右リ
ア(RR)の音声データの位相を制御する。第1のミキ
サー回路21は、左側音声出力用の音声データをミキシ
ングする。同様に第2のミキサー回路22は、右側音声
出力用の音声データをミキシングする。第1のD/A変
換器14は、第1のミキサー回路21でミキシングされ
たデジタル音声データをアナログ音声信号に変換する。
同様に第2のD/A変換器15は、第2のミキサー回路
22でミキシングされたデジタル音声データをアナログ
音声信号に変換する。左右スピーカ16、17は、左右
のアナログ音声出力信号を再生する。
オ再生装置の動作を説明する。DVD−ROM11から
光ピックアップ(図示せず)により読みとられた圧縮さ
れたデジタル音声データは、AC−3デコーダ12によ
り5.1チャンネルのデータに伸長される。すなわち左
フロント(FL)、左リア(RL)、フロントセンター
(FC)、右フロント(FR)、右リア(RR)、およ
び低音駆動用のスーパーウーハ(SU)の各チャンネル
のデジタル音声データに伸長される。この伸長されたデ
ータは、各チャンネル毎に一時的にバッファ13に貯え
られる。フロントセンターチャンネル(FC)のデー
タ、およびリアの2チャンネル(RL、RR)のデータ
は、各チャンネルの聴取位置の音声出力が得られるよう
に位相制御回路20により位相変換される。
タはモノラルなので、位相変換を行わず、直接第1およ
び第2ミキサー回路の両方に入力され、左右フロントお
よびリアの音声データとミキシングされる。
(FC)のデータは、第1のミキサー回路21と第2の
ミキサー回路22の両方に送られる。また、左リア(R
L)のデータは第1のミキサー回路21に、右リア(R
R)のデータは第2のミキサー回路22にそれぞれ送ら
れる。左側ミキサー回路21では、バッファ13から送
られてくる左フロント(FL)のデータと位相変換後の
左リア(FR)のデータをミキシングする。同様に第2
のミキサー回路22でバッファ13から送られてくる右
フロント(FR)のデータと位相変換後の右リア(R
R)のデータをミキシングする。
タをミキシングする手法を説明する。
ージを表したものである。聴取者23は、パーソナルコ
ンピュータの前に座って、左右のスピーカで仮想音場の
左フロント(FL)24、フロントセンター(FC)2
5、右フロント(FR)26の3チャンネル、そして、
左リア(RL)27、右リア(RR)28の2チャンネ
ル計5チャンネルの音声を擬似的に聴取できるものとす
る。図2のA点は聴取者23の右前方、B点は聴取者2
3の右側方、C点は聴取者23の右後方に達する音点で
ある。
チャンネル再生を実現するため、フロントの音声データ
と位相変換後のリアの音声データとを単純に加算するの
ではなく、聴取位置での音の奥行方向の拡がり感を出す
ようにフロントとリアから出力される音声データの上記
A、B、C点への到達時間を考慮してミキシングする。
ングについて説明する。右フロント(FR)26から出
力される音声データをFr(t)とし、右リア(RR)
28から出力される音声データをRr(t)とする。ス
ピーカの特性や再生音場の特性を示す空間伝達特性をG
(t)とする。右フロント(FR)26から出力された
音声データがA点、B点、C点に達する時間をそれぞれ
次のように仮定する。 t=α―1、α、α+1
音声データがA点、B点、C点に達する時間をそれぞれ
次のように仮定する。 α+1、α、α―1
信号を次式のように仮定する。 z(t=α―1、α、α+1)
ータがA点に達する時間はt=α―1であり、右リア2
8(RR)から出力されたデータがA点に達する時間は
t=α+1なので、A点で再生される音声信号z(t)
は、以下の式で表される。 z(t=α―1)=G(t=α―1)*Fr(t=α―1)+G(t=α+1) *Rr(t=α+1)……(1)
式で表される。 z(t=α)=G(t=α)*Fr(t=α)+G(t=α)*Rr(t=α) ……(2)
される。 z(t=α+1)=G(t=α+1)*Fr(t=α+1)+G(t=α―1) *Rr(t=α―1)……(3)
る。 z(t=x)=G(t=x)*Fr(t=x)+G(t=2α―x)*Rr(t =2α―x) (x=……、α―2、α―1、α、α+1、α+2、……) ……(4)
れる音声データをミキシングする場合、左フロント(F
L)24から出力されるデータをFl(t)、左リア
(RL)27から出力されるデータをRl(t)とする
と、次の式が成立する。 z(t=x)=G(t=x)*Fl(t=x)+G(t=2α―x)*Rl(t =2α―x) (x=……、α―2、α―1、α、α+1、α+2、……)……(5)
音声データとリア音声データをミキシングしたデータ
は、以下の式で表される。 z(t=x)=G(t=x)*F(t=x)+G(t=2α―x)*R(t=2 α―x) (x=……、α―2、α―1、α、α+1、α+2、……)……(6) ただし、 F(t):左/右フロントの音声データ R(t):左/右リアの音声データを位相変換した後の
音声データ である。
音声データF(t)およびリアの音声データを位相変換
した後の音声データR(t)とをミキシングした音声デ
ータz(t=x)と、さらにフロントセンターの位相変
換された後の音声データC(t)とを第1および第2の
ミキサー回路21、22各々でミキシングする。最終的
にミキシングされた音声データは、次の式で表される。 z(t)+C(t)……(7) このフロントセンターの音声データC(t)は、空間伝
達特性を考慮しない位相変換されたままのデータであ
る。
データおよびセンタデータとミキシングされた音声デー
タのイメージを示したものである。
の後、第1および第2のD/A変換器14、15でアナ
ログ信号に変換され、左右の出力ラインを経て左右のス
ピーカ16、17で再生される。この左右のスピーカで
再生される音声は、擬似的に5.1チャンネル再生であ
り、本来の5.1チャンネルのサラウンドに近い臨場感
が得られる。
によれば、位相変換したリアチャンネルおよびフロント
センターのチャンネルの音声と位相変換していないフロ
ントチャンネルの音声とを左右各々のミキサー回路でミ
キシングすることにより、パーソナルコンピュータの2
つのスピーカで多チャンネルサラウンド音声を疑似的に
再生でき、通常のパーソナルコンピュータの音声再生で
は得られないサラウンド効果を得ることができる。
および第2のミキサー回路で左右フロントチャンネルと
左右リアチャンネルの信号の各々に再生音場や、スピー
カの特性を示す空間伝達特性を持たせてミキシングする
ことにより、聴取者の聴取位置の音の奥行方向の拡がり
感を知覚できるという効果がある。
ントセンターチャンネルの音声信号は左右各々のフロン
トおよびリアチャンネルの音声と音像を定位されて2つ
のスピーカから再生され、サラウンド効果を増すことが
できる。
のスピーカから再生されるサラウンドの低音増強効果を
増すことができる。
変換したチャンネルの音声と位相変換していないチャン
ネルの音声とを左右各々ミキサー回路でミキシングして
出力することにより2つのスピーカで多チャンネルサラ
ウンド音声を疑似的に再生でき、通常の2チャンネルオ
ーディオ再生装置では得られないサラウンド効果を得る
ことができる。
再生装置の回路構成を示すブロック図である。
ジを表した説明図である。
キシングされた音声データのイメージを示した説明図で
ある。
すブロック図である。
すブロック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 記録媒体に記録された圧縮されたデジタ
ル音声信号を複数のチャンネルのデジタル音声信号に伸
長するデコーダと、 このデコーダにより伸長された各チャンネルのデジタル
音声信号を一時的に貯える記憶手段と、 この記憶手段に記憶されたデジタル音声信号のうち、左
右のリアチャンネルのデジタル音声信号の位相と、フロ
ントセンターチャンネルのデジタル音声信号の位相を制
御する位相制御回路と、これら 位相制御された左右のリアチャンネルのデジタル
音声信号と、前記記憶手段に貯えられた左右のフロント
チャンネルのデジタル音声信号、および位相制御された
フロントセンターチャンネルのデジタル音声信号とを各
々ミキシングする第1および第2のミキサー回路と、 これらの第1および第2のミキサー回路のデジタル出力
を各々アナログ音声信号に変換する第1および第2のD
/A変換器とを具備することを特徴とする疑似多チャン
ネルステレオ再生装置。 - 【請求項2】 第1および第2のミキサー回路は、左右
フロントチャンネルデジタル音声信号と、左右リアチャ
ンネルデジタル音声信号の各々に再生音場の特性を示す
空間伝達特性を持たせてミキシングすることを特徴とす
る請求項1記載の疑似多チャンネルステレオ再生装置。 - 【請求項3】 前記位相制御回路で位相制御されたフロ
ントセンターチャンネルのデジタル音声信号を第1およ
び第2のミキサー回路の両方に入力してミキシングする
ことを特徴とする請求項1記載の疑似多チャンネルステ
レオ再生装置。 - 【請求項4】 低音駆動用チャンネルのデジタル音声信
号は直接前記第1および第2のミキサー回路の両方に入
力してミキシングすることを特徴とする請求項1記載の
疑似多チャンネルステレオ再生装置。 - 【請求項5】 記録媒体に記録された圧縮されたデジタ
ル音声信号を複数のチャンネルのデジタル音声信号に伸
長するデコーダと、 このデコーダにより伸長された各チャンネルのデジタル
音声信号を一時的に貯 える記憶手段と、 この記憶手段に記憶されたデジタル音声信号のうち、左
右のリアチャンネルのデジタル音声信号の位相と、フロ
ントセンターチャンネルのデジタル音声信号の位相を制
御する位相制御回路と、 これら位相制御された左右のリアチャンネルのデジタル
音声信号と、前記記憶手段に貯えられた左右のフロント
チャンネルのデジタル音声信号、および位相制御された
フロントセンターチャンネルのデジタル音声信号とを各
々ミキシングする第1および第2のミキサー回路と、 これら第1および第2のミキサー回路のデジタル出力を
各々アナログ音声信号に変換する第1および第2のD/
A変換器とを具備することを特徴とする疑似多チャンネ
ルステレオ再生装置。
Priority Applications (5)
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US10/895,046 US6996040B2 (en) | 1997-12-15 | 2004-07-21 | Pseudo multi-channel play-back apparatus |
US11/298,538 US7408851B2 (en) | 1997-12-15 | 2005-12-12 | Pseudo multi-channel play-back apparatus |
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