JP3902065B2 - サラウンドヘッドホン出力信号生成装置 - Google Patents
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Description
【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 (5)
- 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。
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