JP3902065B2

JP3902065B2 - サラウンドヘッドホン出力信号生成装置

Info

Publication number: JP3902065B2
Application number: JP2002135862A
Authority: JP
Inventors: 光一佐藤
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2022-05-10
Also published as: US6882733B2; US20030210795A1; JP2003333700A; CN1321545C; CN1457215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マルチチャンネル再生機器において、マルチチャンネル信号を２ｃｈの信号に合成してヘッドホンに出力するサラウンドヘッドホン出力信号生成装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ＡＶアンプやＤＶＤプレーヤなどのマルチチャンネル再生機器は、マルチチャンネルで録音されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＣＤ（Compact Disc）などに記録されているディジタル・オーディオ・データから左右のフロント，センタ，左右のサラウンド、さらには、これらに加えてサブウーファの各チャンネルのソース（音）信号を生成して、リスナの回りにそれぞれ配置された５個またはそれ以上の個数のスピーカに出力することにより、臨場感に溢れた立体音響の音場を形成する。
【０００３】
このようなマルチチャンネル再生機器によって再生される立体音響をヘッドホンで聞く場合には、ディジタル・オーディオ・データから生成された各チャンネルのソース信号を合成して２ｃｈのソース信号を再生成する必要がある。
【０００４】
このようなマルチチャンネルのソース信号を２ｃｈのソース信号に合成することをステレオダウンミックスと言う。
【０００５】
図２は、ヘッドホン端子を備えたマルチチャンネル再生機器においてステレオダウンミックスを行うための従来の構成を示すブロック図である。
【０００６】
この図２において、各種ディジタル・オーディオ機器からマルチチャンネル再生機器に入力されてくるディジタル・オーディオ・データは、ディジタルオーディオ・インタフェース・レシーバ（以下、ＤＩＲという）１に入力される。
【０００７】
このＤＩＲ１は、ディジタル・オーディオ・データからクロックおよびデータを取り出して復調し、この復調したクロック（ＣＫ）およびデータ（ＤＡＴＡ）を、マルチチャンネル・デコーダ２に出力する。
【０００８】
次に、マルチチャンネル・デコーダ２は、ＤＩＲ１から入力されてくるデータ（ＤＡＴＡ）から、クロック（ＣＫ）にしたがって、左フロント信号Ｌ，右フロント信号Ｒ，センタ信号Ｃ，左サラウンド信号ＬＳ，右サラウンド信号ＲＳ，サブウーファ信号ＬＦＥの各チャンネル（この場合は、５．１ｃｈ）の信号をそれぞれ生成して、ステレオダウンミックス・プロセッサ３に出力する。
【０００９】
そして、このステレオダウンミックス・プロセッサ３が、左フロント信号Ｌ，右フロント信号Ｒ，センタ信号Ｃ，左サラウンド信号ＬＳ，右サラウンド信号ＲＳ，サブウーファ信号ＬＦＥをあらかじめ設定されているダウンミックス係数に基づいて合成することにより、ヘッドホンに出力する２ｃｈのサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏをそれぞれ生成して、ヘッドホンに出力する。
【００１０】
下記は、ステレオダウンミックス・プロセッサ３において行われるステレオダウンミックス信号の合成の一例を示す数式である。
Ｌｏ＝Ｌ＋０．７０７Ｃ＋ＬＳ＋ＬＦＥ
Ｒｏ＝Ｒ＋０．７０７Ｃ＋ＲＳ＋ＬＦＥ
ここで、上記の数式から分かるように、このサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏの合成の際に、合成される各チャンネルのソース信号のレベルが同時に大きくなった場合には、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏの利得が１（０ｄＢ）を超えてしまって、ヘッドホンからの再生音がクリップしてしまう虞がある。
【００１１】
このため、従来は、下記の式のように、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏの合成の際、減衰係数αを乗じることによって、ヘッドホンからの再生音がクリップするのを防止するようにしている。
Ｌｏ＝α（Ｌ＋０．７０７Ｃ＋ＬＳ＋ＬＦＥ）
Ｒｏ＝α（Ｒ＋０．７０７Ｃ＋ＲＳ＋ＬＦＥ）
なお、この減衰係数αは、その値が小さい（減衰率が大きい）場合にはサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏのそれぞれのレベルが小さくなってＳＮ比が悪くなり、また、大きい（減衰率が小さい）場合には、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏによる再生音がクリップしてしまうのを防止することが出来なくなり、このため、ある程度のマージンとリスクを勘案して決定されている。
【００１２】
しかしながら、マルチチャンネル・ソースの各チャンネルの録音レベルのバランスは、そのマルチチャンネル・ソースの種類ごとに異なっている。
【００１３】
例えば、ＤＶＤ等のムービ・ソースについては、劇的な音響効果の演出のために、ＬＦＥチャンネルやサラウンド・チャンネルのレベルを大きくしたり、瞬間的に全チャンネルのレベルを大きくしたりすることが行われるが、ＣＤやオーディオＤＶＤ等のミュージックソースについては、ステージ上での演奏音やボーカル音が前面に集中しているためフロントチャンネル（Ｌ，Ｃ，Ｒ）のレベルは大きいが、コンサートホールなどの雰囲気を出すための反射音や客席からの音を再生するサラウンドチャンネルのレベルは比較的小さく、ＬＦＥチャンネルは使用されることが少ない。
【００１４】
このために、従来は、ステレオダウンミックスの際に減衰量αをどのように設定しても、ムービ・ソースについて、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏによる再生音がクリップするのを完全に防止することが出来なかったり、また、ミュージック・ソースについて、ＳＮ比の悪化を防止することが出来なかったりするという問題が生じている。
【００１５】
この発明は、上記のような従来のマルチチャンネル再生機器における問題点を解決するために為されたものである。
すなわち、この発明は、マルチチャンネル再生機器において、マルチチャンネル・ソースの種類に応じた最適なサラウンドヘッドホン出力信号の生成を行うことが出来るサラウンドヘッドホン出力信号生成装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置は、上記目的を達成するために、ディジタル・オーディオ・データからマルチチャンネルの音響信号を生成し、この各チャンネル毎の音響信号を合成して、ヘッドホンに出力する２チャンネルのサラウンドヘッドホン出力信号を生成する装置において、前記ディジタル・オーディオ・データからこれに含まれているサンプリング周波数の検出を行うサンプリング周波数検出部材と、このサンプリング周波数検出部材によって検出されたサンプリング周波数に対応して減衰率の選択を行いこの選択した減衰率に基づいて前記サラウンドヘッドホン出力信号のレベルを減衰させる減衰率制御部材とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
この第１の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置は、ＡＶアンプやＤＶＤプレーヤなどのマルチチャンネル再生機器において、ＤＶＤやＣＤなどから読み取られたディジタル・オーディオ・データから各チャンネル毎の音響信号が生成され、さらに、この各チャンネル毎の音信号が合成（ステレオダウンミックス）されることによってヘッドホンに出力される２チャンネルのサラウンドヘッドホン出力信号が生成される際に、サンプリング周波数検出部材が、入力されてくるディジタル・オーディオ・データに含まれているサンプリング周波数を検出して、この検出したサンプリング周波数の情報を減衰率制御部材に提供する。
【００１８】
この減衰率制御部材は、サンプリング周波数検出部材から提供されるサンプリング周波数の情報に基づいて、その情報が示すサンプリング周波数ごとに、サラウンドヘッドホン出力信号の出力レベルを減衰させる減衰率の選択を行う。
【００１９】
この減衰率の選択は、規定のサンプリング周波数ごとにあらかじめ減衰率を示す減衰係数を設定しておくことにより、行うようにしても良い。
【００２０】
そして、減衰率制御部材は、この選択された減衰率に基づいて、ステレオダウンミックス・プロセッサ等のＤＳＰにおいて合成される２チャンネルのサラウンドヘッドホン出力信号のレベルを減衰させる。
【００２１】
以上のように、上記第１の発明によれば、マルチチャンネル音源の種類に対応して、ヘッドホンに出力されるサラウンドヘッドホン出力信号のレベルの減衰率が決定されるので、それぞれの音源に応じた最適なサラウンドヘッドホン出力信号を生成することが出来るようになる。
【００２２】
第２の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記サンプリング周波数検出部材が、ディジタル・オーディオ・データからクロックとデータの復調を行うディジタルオーディオ・インタフェース・レシーバであることを特徴としている。
【００２３】
この第２の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置によれば、サンプリング周波数検出部材であるディジタルオーディオ・インタフェース・レシーバ（ＤＩＲ）が、ディジタル・オーディオ・データからクロックとデータの復調を行う際に、このディジタル・オーディオ・データに含まれているサンプリング周波数（ＦＳ）の情報を検出して、この検出したサンプリング周波数の情報を、減衰率制御部材に提供する。
【００２４】
第３の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記減衰率制御部材が、ムービ音源を示すサンプリング周波数とミュージック音源を示すサンプリング周波数のそれぞれに対応して減衰率の選択を行うことを特徴としている。
【００２５】
この第３の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置によれば、減衰率制御部材が、サンプリング周波数検出部材から提供されるディジタル・オーディオ・データのサンプリング周波数情報に基づいて、そのディジタル・オーディオ・データを提供するマルチチャンネル音源が映画などのムービ音源であるか、楽曲演奏などのミュージック音源であるかの判断を行って、ヘッドホンに出力するサラウンドヘッドホン出力信号のレベルの減衰率を選択し、その選択した減衰率に基づいてサラウンドヘッドホン出力信号のレベルを減衰させる。
【００２６】
これによって、ムービ音源とミュージック音源のそれぞれに対応した最適なレベルのサラウンドヘッドホン出力信号を生成することが出来るようになる。
【００２７】
第４の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置は、前記目的を達成するために、第３の発明の構成に加えて、前記減衰率制御部材が、ムービ音源を示すサンプリング周波数が検出されたときの減衰率がミュージック音源を示すサンプリング周波数が検出されたときの減衰率よりも大きくなるように前記減衰率の選択を行うことを特徴としている。
【００２８】
この第４の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置によれば、減衰率制御部材によって、サンプリング周波数の検出によりディジタル・オーディオ・データの音源がムービ音源であると判断されたときのサラウンドヘッドホン出力信号のレベルの減衰率が大きくなるようにその減衰率の選択が行われ、ミュージック音源であると判断されたときのサラウンドヘッドホン出力信号のレベルの減衰率が小さくなるようにその減衰率の選択が行われる。
【００２９】
これによって、ＤＶＤ等のムービ音源からのディジタル・オーディオ・データについては、劇的な音響効果の演出のために、サブウーファ・チャンネルやサラウンド・チャンネルのレベルが大きくなったり瞬間的に全チャンネルのレベルが大きくなったりする場合があるが、このような場合に、サラウンドヘッドホン出力信号のレベルの減衰率が大きくなるように設定されることによって、ヘッドホンからの再生音がクリップするのが防止される。
【００３０】
そして、ＣＤやオーディオＤＶＤ等のミュージック音源からのディジタル・オーディオ・データについては、ステージ上での演奏音やボーカル音が前面に集中してフロントチャンネルのレベルは大きいが、コンサートホールなどの雰囲気を出すための反射音や客席からの音を再生するサラウンドチャンネルのレベルは比較的小さく、サブウーファ・チャンネルの使用は少ないので、サラウンドヘッドホン出力信号のレベルの減衰率が小さくなるように設定されることによって、ヘッドホンからの再生音のＳＮ比が悪化するのが防止される。
【００３１】
第５の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置は、前記目的を達成するために、第４の発明の構成に加えて、前記ムービ音源を示すサンプリング周波数が検出されたときの減衰率を定める減衰係数が０．３５であり、ミュージック音源を示すサンプリング周波数が検出されたときの減衰率を定める減衰係数が０．５であることを特徴としている。
【００３２】
この第５の発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置によれば、ディジタル・オーディオ・データがムービ音源からのものであるときには、減衰率制御部材によって減衰係数が０．３５に設定されて、ヘッドホンへのサラウンドヘッドホン出力信号のレベルが大きく減衰されることにより、ヘッドホンからの再生音がクリップするのが防止される。
【００３３】
また、ディジタル・オーディオ・データがミュージック音源からのものであるときには、減衰率制御部材によって減衰係数が０．５に設定されて、ヘッドホンへのサラウンドヘッドホン出力信号のレベルがムービ音源の場合と比べて小さく減衰されることにより、サラウンドヘッドホン出力信号のレベルの減衰によってヘッドホンからの再生音のＳＮ比が悪化するのが防止される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の最も好適と思われる実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明を行う。
【００３５】
図１は、この発明によるサラウンドヘッドホン出力信号生成装置の構成の実施形態における一例を示すブロック図である。
【００３６】
この図１において、サラウンドヘッドホン出力信号生成装置は、ＤＩＲ１０およびマルチチャンネル・デコーダ１１、ステレオダウンミックス・プロセッサ１２を備えており、さらに、ＤＩＲ１０およびステレオダウンミックス・プロセッサ１２に接続されたマイクロコンピュータ１３を備えている。
【００３７】
このマイクロ・コンピュータ１３は、後述するように、ＤＩＲ１０から、ディジタル・オーディオ・データに含まれているサンプリング周波数（ＦＳ）の情報を取得して、この取得したサンプリング周波数の情報に基づいて、ステレオダウンミックス・プロセッサ１２においてステレオダウンミックスされたヘッドホンへの出力信号レベルの減衰率を設定するようになっている。
【００３８】
すなわち、ＤＩＲ１０は、入力されてくるディジタル・オーディオ・データからクロック（ＣＫ）およびデータ（ＤＡＴＡ）の復調を行う際に、このディジタル・オーディオ・データに含まれているサンプリング周波数（ＦＳ）の情報を検出して、この検出したサンプリング周波数を示す検出信号ＦＳをマイクロコンピュータ１３に出力する。
【００３９】
このマイクロコンピュータ１３には、あらかじめそれぞれのサンプリング周波数に対応して、ヘッドホンに出力する信号レベルの減衰係数が設定されている。
【００４０】
例えば、図２の説明において使用したステレオダウンミックス信号の合成式
Ｌｏ＝α（Ｌ＋０．７０７Ｃ＋ＬＳ＋ＬＦＥ）
Ｒｏ＝α（Ｒ＋０．７０７Ｃ＋ＲＳ＋ＬＦＥ）
において、サンプリング周波数が、マルチチャンネル・ソースがＤＶＤなどによるムービ・ソースであることを示すＦＳ＝４８ｋＨｚである場合には、減衰係数α＝α１に設定され、マルチチャンネル・ソースがＣＤやオーディオＤＶＤなどによるミュージック・ソースであることを示すＦＳ＝４４．１ｋＨｚである場合には、減衰係数α＝α２に設定される。
【００４１】
マイクロコンピュータ１３は、ＤＩＲ１０からＦＳ信号が入力されると、このＦＳ信号に基づいて、そのサンプリング周波数が４８ｋＨｚであるか、または、４４．１ｋＨｚであるかの判定を行う。
【００４２】
そして、マイクロコンピュータ１３は、判定されたサンプリング周波数に対応して設定されている減衰係数α１またはα２を示す出力レベルコントロール信号ＬＣをステレオダウンミックス・プロセッサ１２に出力し、このステレオダウンミックス・プロセッサ１２においてステレオダウンミックスが行われる際、減衰係数α１またはα２を乗じることにより、それぞれのマルチチャンネル・ソースに対応した出力レベルのサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏを生成させる。
【００４３】
すなわち、ステレオダウンミックス・プロセッサ１２は、マルチチャンネル・ソースがＤＶＤなどによるムービ・ソースである（ＦＳ＝４８ｋＨｚ）場合には、
Ｌｏ＝α１（Ｌ＋０．７０７Ｃ＋ＬＳ＋ＬＦＥ）
Ｒｏ＝α１（Ｒ＋０．７０７Ｃ＋ＲＳ＋ＬＦＥ）
の式によってサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏの生成をそれぞれ行い、マルチチャンネル・ソースがＣＤやオーディオＤＶＤなどによるミュージック（ＦＳ＝４４．１ｋＨｚ）である場合には、
Ｌｏ＝α２（Ｌ＋０．７０７Ｃ＋ＬＳ＋ＬＦＥ）
Ｒｏ＝α２（Ｒ＋０．７０７Ｃ＋ＲＳ＋ＬＦＥ）
の式によってサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏの生成をそれぞれ行う。
【００４４】
上記において、減衰係数は、α１（ＦＳ＝４８ｋＨｚ）＜α２（ＦＳ＝４４．１ｋＨｚ）のように設定される。
【００４５】
すなわち、ムービ・ソースの場合には、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏのレベルの減衰率が大きく設定されることによって、ヘッドホンからの再生音がクリップするのが防止されるとともに、ミュージック・ソースの場合には、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏのレベルの減衰率がムービ・ソースの場合に比べて小さく設定されることによって、ヘッドホンからの再生音のＳＮ比が悪化するのが防止される。
【００４６】
このとき、ミュージック・ソースの場合には、その出力エネルギのほとんどがフロントチャンネルに集中し、サラウンド・チャンネルの出力エネルギが小さかったり、ＬＦＥチャンネルを含まないものもあるために、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏのレベルの減衰率を小さくしても、ヘッドホンからの再生音がクリップする虞はない。
【００４７】
下記の数式は、サラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏの合成式の他の例を示している。
Ｌｏ＝β（Ｌ＋０．７１Ｃ＋０．７１ＬＳ＋０．５ＬＦＥ）
Ｒｏ＝β（Ｒ＋０．７１Ｃ＋０．７１ＲＳ＋０．５ＬＦＥ）
この例においても、マルチチャンネル・ソースがムービ・ソース（ＦＳ＝４８ｋＨｚ）である場合の減衰係数β＝β１とミュージック・ソース（ＦＳ＝４４．１ｋＨｚ）である場合の減衰係数β＝β２が、β１＜β２となるように設定され、例えばβ１＝０．５，β２＝０．３５に設定されて、ムービ・ソースの場合にヘッドホンからの再生音がクリップするのが防止され、ミュージック・ソースの場合にはヘッドホンからの再生音のＳＮ比が悪化するのが防止される。
【００４８】
以上のように、上記のサラウンドヘッドホン出力信号生成装置によれば、マルチチャンネル・ソースの種類に対応して、ヘッドホンに出力されるサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏのレベル・コントロールが自動的に行われるので、マルチチャンネル・ソースの種類ごとに、それぞれに対応した最適なサラウンドヘッドホン出力信号Ｌｏ，Ｒｏの生成を行うことが出来るようになる。
【００４９】
なお、上記の各例においては、ムービ・ソースとミュージック・ソースの二種類のマルチチャンネル・ソースに対して、二つの減衰係数が設定される場合について説明を行ったが、三種類以上のマルチチャンネル・ソースのサンプリング周波数が規格される場合には、それぞれのサンプリング周波数に対応して三つ以上の減衰係数が設定される。
【００５０】
また、上記の各例においては、マルチチャンネルにＬＦＥチャンネルが含まれている場合について説明を行ったが、マルチチャンネルにＬＦＥチャンネルが含まれていない場合についても、同様に減衰係数の設定が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の一例を示すブロック図である。
【図２】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ …ＤＩＲ（サンプリング周波数検出部材）
１１ …マルチチャンネル・デコーダ
１２ …ステレオダウンミックス・プロセッサ
１３ …マイクロコンピュータ（減衰率制御部材）
ＦＳ …検出信号
ＬＣ …出力レベルコントロール信号
Ｌ …左フロント信号
Ｒ …右フロント信号
ＬＳ …左サラウンド信号
ＬＲ …右サラウンド信号
Ｃ …センタ信号
ＬＦＥ …サブウーファ信号
Ｌｏ，Ｒｏ …サラウンドヘッドホン出力信号

Claims

ディジタル・オーディオ・データからマルチチャンネルの音響信号を生成し、この各チャンネル毎の音響信号を合成して、ヘッドホンに出力する２チャンネルのサラウンドヘッドホン出力信号を生成する装置において、
前記ディジタル・オーディオ・データからこれに含まれているサンプリング周波数の検出を行うサンプリング周波数検出部材と、
このサンプリング周波数検出部材によって検出されたサンプリング周波数に対応して減衰率の選択を行いこの選択した減衰率に基づいて前記サラウンドヘッドホン出力信号のレベルを減衰させる減衰率制御部材と、
を備えていることを特徴とするサラウンドヘッドホン出力信号生成装置。
前記サンプリング周波数検出部材が、ディジタル・オーディオ・データからクロックとデータの復調を行うディジタルオーディオ・インタフェース・レシーバである請求項１に記載のサラウンドヘッドホン出力信号生成装置。
前記減衰率制御部材が、ムービ音源を示すサンプリング周波数とミュージック音源を示すサンプリング周波数のそれぞれに対応して減衰率の選択を行う請求項１に記載のサラウンドヘッドホン出力信号生成装置。
前記減衰率制御部材が、ムービ音源を示すサンプリング周波数が検出されたときの減衰率がミュージック音源を示すサンプリング周波数が検出されたときの減衰率よりも大きくなるように前記減衰率の選択を行う請求項３に記載のサラウンドヘッドホン出力信号生成装置。
前記ムービ音源を示すサンプリング周波数が検出されたときの減衰率を定める減衰係数が０．３５であり、ミュージック音源を示すサンプリング周波数が検出されたときの減衰率を定める減衰係数が０．５である請求項４に記載のサラウンドヘッドホン出力信号生成装置。