JP5067240B2 - 遅延制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、オーディオ信号を出力する技術に関する。

近年、プラズマディスプレイやマイクロミラープロジェクタなどの大型ディスプレイ装置が実用化されている。このような大型ディスプレイは、入力されたビデオ信号に対して種々の処理を行う必要があるため、ビデオ信号が入力されてから映像がディスプレイに表示されるまでに時間的な遅れが生じる場合がある。一方、オーディオ信号の処理に伴う時間遅れはそれほど大きくなく、そのため、映像と音声をそのまま再生すると、映像の遅れが大きいために映像と音声がずれてしまうという問題があった。そこで、オーディオ信号を遅延させることによって映像と音声を同期再生する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特開２００５−３４１２５６号公報 特開２００７−２２１４２１号公報 特開２００７−２７４４０９号公報

また、映像と音声を同期再生するために、オーディオ信号のディレイ時間を利用者が手動で調整する機能を備えたオーディオ機器が提案されている。このようなオーディオ機器において、利用者が、実際にディスプレイに表示される映像と実際にスピーカから放音される音声とを聴取しつつオーディオ信号のディレイ時間を調整するものもある。しかしながら、オーディオ信号を再生している最中にディレイ時間を変更すると、図８に示すように、ディレイ時間が変更された時刻ｔ１１において、再生されるオーディオ波形に時間的な連続性のない不連続点が生じる。そのため、オーディオ信号を再生している最中にディレイ時間を変更するとこの不連続点がブチブチといったノイズとして聴こえ、利用者が耳障りに感じる場合がある。特にマルチチャンネル環境の場合、同じタイミングで全てのスピーカからパルス状の音（ノイズ）がでるため、利用者が感じる不快感は特に顕著なものとなる。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、オーディオ信号を遅延させて出力するオーディオ機器において、オーディオ信号のディレイ時間を変更した場合におけるノイズの発生を軽減することのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、オーディオ信号が入力される入力端子と、前記入力端子に入力されたオーディオ信号を指示されたディレイ時間だけ遅延させて出力する遅延手段と、利用者によって操作される操作手段から出力される信号であって、前記ディレイ時間を変更する旨を示す信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段によって前記信号が検出されたときに、前記遅延手段が出力するオーディオ信号に対してフェードアウト処理を施すフェードアウト手段と、前記信号検出手段によって検出された信号に応じたディレイ時間を前記遅延手段に指示するディレイ時間変更手段と、前記フェードアウト手段によってフェードアウト処理を施されたオーディオ信号の出力レベルが予め定められた閾値を下回った後に、前記ディレイ時間変更手段により指示されたディレイ時間だけ前記遅延手段により遅延されて出力されたオーディオ信号に対してフェードイン処理を施すフェードイン手段とを具備することを特徴とする遅延制御装置を提供する。

本発明の好ましい態様において、前記フェードアウト手段は、前記信号検出手段によって予め定められた時間内に予め定められた数以上の信号が検出された場合には、該予め定められた時間内において最後に検出した信号以外の信号を無視してもよい。

本発明によれば、オーディオ信号のディレイ時間を変更した場合におけるノイズの発生を軽減することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
＜Ａ：構成＞
本発明は、ＡＶレシーバやホームシアター向け商品などの各種ＡＶ装置に適用することができるが、ここでは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等でデジタル処理を施した後にアンプで増幅を行う、いわゆるＡＶアンプに適用した実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるＡＶアンプ１の全体構成を示すブロック図である。
図において、制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、ＲＯＭ又は記憶部１２に記憶されているコンピュータプログラムを読み出して実行することによりＡＶアンプ１の各部を制御する。記憶部１２は、制御部１１によって実行されるコンピュータプログラムやその実行時に使用されるデータを記憶するための記憶手段であり、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable ROM）である。この記憶部１２には、オーディオ信号のディレイ時間を示すディレイ時間データが記憶されている。表示部１３は、ＬＥＤパネルや液晶パネルなどの表示パネルを備え、制御部１１による制御の下に各種の画像を表示する。操作部１４は、テンキー等の各種キーを備え、ＡＶアンプ１の利用者による操作に応じた信号を制御部１１に出力する。利用者は、操作部１４を用いて、オーディオ信号のディレイ時間を調節することができる。なお、この実施形態では、表示部１３と操作部１４とがＡＶアンプ１に含まれている場合について説明するが、表示部１３や操作部１４がＡＶアンプ１に外付けされる形式であってもよい。

このＡＶアンプ１は、オーディオ信号が入力される複数のオーディオ入力端子１５を備える。複数のオーディオ入力端子１５は、オーディオセレクタ１７によってそのいずれか一つが選択される。オーディオセレクタ１７は、制御部１１によって連動して切り替えられる。オーディオ入力端子１５には、ＤＶＤプレーヤなどの映像再生装置（図示略）が接続される。オーディオセレクタ１７で選択されたオーディオ信号は、オーディオ信号処理部２０に入力される。なお、上述の映像再生装置には、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）やＤＬＰ（マイクロミラー）ディスプレイ等の映像表示装置が接続され、映像再生装置から出力されるビデオ信号はこの映像表示装置に供給され、映像として表示される。

図２は、オーディオ信号処理部２０の構成を示すブロック図である。図において、ＤＩＲ（デジタル・インタフェース・レシーバ）２０１は、オーディオ信号の入力を制御するとともに、入力されたオーディオ信号の種別（ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）、ＤＴＳ（Digital Theater System）、ドルビーなど）を検出する。検出されたオーディオ信号の種別は、制御部１１に伝達される。デコーダ２０２は、入力されたオーディオ信号をＰＣＭ信号に変換する。遅延制御部２０３は、制御部１１の制御の下、オーディオ信号の遅延処理やフェードアウト処理、フェードイン処理等を行う。制御部１１は、操作部１４から出力される信号に応じて、オーディオ信号のディレイ時間の変更を行うとともに、オーディオ信号のフェードアウト処理、フェードイン処理を制御する。

遅延処理部２０３１は、入力されたオーディオ信号を制御部１１によって指示されたディレイ時間だけ遅延させて出力する。遅延処理部２０３１はバッファメモリを有し、入力されたオーディオ信号を一旦バッファメモリにバッファしてから出力する。バッファメモリにどれだけのオーディオ信号をバッファするかにより、オーディオ信号のディレイ時間が決定される。このＡＶアンプ１では、このバッファ量を制御することで、実際に表示される映像と実際に出力される音声の同期をとるようにしている。バッファ量は制御部１１が決定して、遅延処理部２０３１に指示する。

ゲイン調節部２０３２は、制御部１１の制御の下、遅延処理部２０３１から出力されるオーディオ信号の出力ゲインを調節する。特に、ゲイン調整部２０３２は、制御部１１の制御の下、遅延処理部２０３１から出力されるオーディオ信号に対してフェードアウト処理を施すフェードアウト手段として機能する。また、ゲイン調整部２０３２は、フェードアウト処理を施されたオーディオ信号の出力レベルが予め定められた閾値を下回った後に、オーディオ信号に対してフェードイン処理を施すフェードイン手段として機能する。ゲイン調整部２０３２は、制御部１１からフェードアウト処理やフェードイン処理を指示された場合に、指示されたフェードアウト処理やフェードイン処理を行う一方、制御部１１からの指示がない場合には、遅延処理部２０３１から出力されるオーディオ信号をそのまま出力する。ゲイン調節部２０３２から出力されるオーディオ信号はポストプロセッサ２０４に供給される。ポストプロセッサ２０４は、オーディオ信号に対して残響等の効果を付与する。

図２では遅延制御部２０３をデコーダ２０２の後段に設ける構成としているが、遅延制御部２０３をデコーダ２０２の前段やＤＩＲ２０１の前段に設ける構成としてもよく、また、ポストプロセッサ２０４の後段に設ける構成としてもよい。また、オーディオ信号を遅延させるために用いるバッファメモリは、遅延処理部２０３１の内部メモリとして構成されていてもよく、また、デコーダ２０２等と共通のバッファメモリを用いるようにしてもよい。

ポストプロセッサ２０４によって効果を付与されたオーディオ信号は、次段のＤ／Ａコンバータ２１に出力される。Ｄ／Ａコンバータ２１によってアナログ信号に変換されたオーディオ信号は、アンプ２２によって増幅され、スピーカ端子２３を介してスピーカ（図示略）に出力される。アンプ２２は電子ボリウムを内蔵しており、制御部１１から入力されるボリウム制御信号に基づいてオーディオ信号の音量を制御する。

＜Ｂ：動作＞
次に、本実施形態の動作について説明する。利用者は、ＤＶＤプレーヤ等の映像再生装置の操作部を用いて、映像及び音声を再生する旨の操作を行う。映像再生装置は、操作された内容に応じて、ビデオ信号を映像表示装置に出力するとともに、オーディオ信号をＡＶアンプ１に出力する。ＡＶアンプ１にオーディオ信号が入力されると、入力されたオーディオ信号はオーディオセレクタ１７を介してオーディオ信号処理部２０に供給される。制御部１１は、記憶部１２に記憶されたディレイ時間データの示すディレイ時間をオーディオ信号処理部２０に指示する。オーディオ信号処理部２０のデコーダ２０２は入力されたオーディオ信号に対してデコード処理を施して遅延処理部２０３１に出力する。遅延処理部２０３１は制御部１１から指示されたディレイ時間だけオーディオ信号を遅延させる。なお、ディレイ時間データがオーディオ信号を遅延させない旨を示す場合には、遅延処理部２０３１はオーディオ信号を遅延させずにそのまま出力する。ゲイン調整部２０３２は、遅延処理部２０３１から出力されるオーディオ信号をそのままポストプロセッサ２０４に出力する。ポストプロセッサ２０４はオーディオ信号に対して残響効果付与処理等を実行し、Ｄ／Ａコンバータ２１に出力する。Ｄ／Ａコンバータ２１はデジタル形式のオーディオ信号をアナログ信号に変換する。アナログ信号に変換されたオーディオ信号はアンプ２２によって増幅され、スピーカ端子２３を介して外部接続されたスピーカに出力される。利用者は、映像表示装置に表示される映像とスピーカから放音される音とを視聴することで、映像再生装置によって再生される映像及び音声を楽しむことができる。

このとき、ビデオ信号の処理時間に起因して映像と音声との再生タイミングにずれが生じる場合がある。この場合に、利用者は、ＡＶアンプ１の操作部１４を用いて、オーディオ信号のディレイ時間を設定（変更）する操作を行うことができる。利用者が操作部１４を用いてオーディオ信号のディレイ時間を設定する操作を行うと、ＡＶアンプ１は、操作された内容に応じてオーディオ信号のディレイ時間を設定（変更）する。

図３は、ＡＶアンプ１のディレイ時間設定処理の流れを示すフローチャートである。ＡＶアンプ１の利用者によってディレイ時間を設定する旨の操作が行われると、操作部１４は、操作された内容に応じた信号を出力する。制御部１１は、操作部１４から出力される、ディレイ時間を設定（変更）する旨を示す信号（以下「ディレイ時間設定命令」という）を検出するまで待機し（ステップＳ１；ＮＯ）、ディレイ時間設定命令が検出されたときに（ステップＳ１；ＹＥＳ）、遅延処理部２０３１から出力されるオーディオ信号がフェードアウトするようにゲイン調整部２０３２を制御する。ゲイン調整部２０３２は、制御部１１の制御に応じて、遅延処理部２０３１から出力されるオーディオ信号がフェードアウトするように出力レベルを調整する（ステップＳ２）。

図４は、ＡＶアンプ１から出力されるオーディオ信号の出力レベルの一例を示す図である。図４において、横軸は時刻を示し、縦軸はゲインを示す。図４に示す例においては、時刻ｔ１においてディレイ時間設定命令が検出された場合に、ゲイン調整部２０３２は、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけてオーディオ信号がフェードアウトするようにゲインを変更する。図４に示す例では、ゲイン調整部２０３２は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間で、オーディオ信号の出力レベルが変更前の値（以下「標準値」という）から予め定められた閾値ａ１まで出力レベルを下げる。閾値ａ１は標準値から−６ｄＢ〜２０ｄＢ程度までに下げればよく、−１０ｄＢ程度がより最適な閾値である。フェードアウトが弱いと減衰が足りなく切り替え時のノイズが残り、逆に下げすぎるとゲイン変化が強烈になりすぎて不連続感が出てしまう。

制御部１１は、フェードアウト処理を施されたオーディオ信号の出力レベルが予め定められた閾値を下回った後に、検出したディレイ時間設定命令に応じたディレイ時間をオーディオ信号処理部２０に指示する。オーディオ信号処理部２０は、制御部１１からの指示に応じてディレイ時間を切り替える（ステップＳ３）。図４に示す例においては、フェードアウト処理を終えた時刻ｔ２において、オーディオ信号処理部２０がディレイ時間の切り替えを行う。

また、制御部１１は、ディレイ時間の切り替えが終わった後に、オーディオ信号がフェードインするようにゲイン調整部２０３２を制御する。ゲイン調整部２０３２は、制御部１１の制御の下、遅延処理部２０３１から出力されるオーディオ信号がフェードインするように出力レベルを調整する（ステップＳ４）。図４に示す例においては、ゲイン調整部２０３２は、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間にかけて出力ゲインを制御してフェードイン処理を行う。図４に示す例においては、ゲイン調整部２０３２は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間で、オーディオ信号の出力レベルが閾値ａ１から標準値になるように出力レベルを上げる。

このように、ＡＶアンプ１は、ディレイ時間の切り替え操作が行われた場合に、ディレイ時間を即座に切り替えるのではなく、ディレイ時間を切り替えるタイミングにあわせてオーディオ信号のフェードアウト処理、フェードイン処理を行う。このとき、ディレイ時間を切り替えるタイミングにおけるオーディオ信号の出力レベルは所定の閾値以下であるから、ディレイ時間の切り替えに起因して発生するノイズを軽減することができる。
図４において時刻ｔ１から時刻ｔ２になるまでの時間（同様に時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間）に関しては、長すぎると音量の変化が不自然になり、逆に短すぎると信号の不連続を新たに生じさせてしまう。視聴など実験的に試した結果、約１００ｍｓが最適値となっている。

このように本実施形態では、ディレイ時間を切り替える際に、オーディオ信号の時間的な連続性のない不連続点におけるオーディオ信号の出力レベルを低くする。これにより、不連続点において発生するノイズを軽減することができ、利用者に与える不快感を軽減することができる。利用者がディレイ時間を連続して切り替える場合には、ディレイ時間を切り替えた数だけオーディオ信号に不連続点が発生する。そのため、従来の装置では、ディレイ時間を切り替えた数だけ、ブチブチといったノイズが発生し、利用者が感じる不快感はより顕著なものとなることがあった。これに対し本実施形態では、利用者がディレイ時間を連続して切り替えた場合であっても、利用者に与える不快感をより軽減することができる。

また、本実施形態では、ディレイ時間を切り替える際に完全ミュートをしないから、利用者は、スピーカから放音される音を聴取しつつディレイ時間を調整することができる。また、ディレイ時間を切り替える際にその前後でフェードアウト・フェードイン処理を行うから、ディレイ時間の切り替え前後で発生する音をより自然につなげることができ、これにより、ディレイ時間の調節作業において利用者が違和感を覚えるのを防ぐことができる。

＜Ｃ：変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその一例を示す。
（１）上述の実施形態において、利用者がディレイ時間の切り替えを連続して行った場合には、最後の操作に対応する処理のみを行うようにしてもよい。すなわち、制御部１１が、予め定められた時間内に予め定められた数以上のディレイ時間設定命令を検出した場合に、該予め定められた時間内において最後に検出した命令についてディレイ切り替え処理及びフェードアウト・フェードイン処理を行い、それ以外の命令を無視する（破棄する）ようにしてもよい。このようにすることで、オーディオ信号を再生しつつディレイ時間を切り替える場合であっても、放音される音声をより自然につなげることができる。

（２）上述の実施形態では、デコーダ２０２は入力されたオーディオ信号をＰＣＭ信号にデコードしたが、デコーダ２０２が行うデコード処理はこれに限らず、ＡＶアンプ１の設計等に応じて適宜変更可能であり、入力されるオーディオ信号に応じた形式でオーディオ信号にデコード処理を施すようにすればよい。

（３）上述の実施形態では、ＡＶアンプ１は、図４に示すように、フェードアウト処理を終えた後にディレイ時間を切り替えるようにしたが、ディレイ時間の切替タイミングはこれに限らず、例えば、フェードアウト処理を終える前（すなわちフェードアウト処理の途中）にディレイ時間の切り替えを行うようにしてもよく、また、例えば、フェードイン処理を開始した後（すなわちフェードイン処理の途中）にディレイ時間の切り替えを行うようにしてもよい。具体的には、例えば、図５に示すように、フェードアウト処理の途中の時刻ｔ４において制御部１１がディレイ時間の切り替え指示を遅延制御部２０３に行うようにしてもよく、また、フェードイン処理の途中の時刻ｔ５において制御部１１がディレイ時間の切り替え指示を遅延制御部２０３に行うようにしてもよい。要は、フェードアウト処理を施されたオーディオ信号の出力レベルが予め定められた閾値の許容範囲に達した後に、制御部１１がディレイ時間設定命令に応じたディレイ時間を遅延制御部２０３に指示するようにすればよい。

（４）上述の実施形態では、ＡＶアンプ１は、図４に示すように、オーディオ信号の出力レベルが直線的に変化するようにフェードアウト処理やフェードイン処理を行ったが、フェードアウト処理やフェードイン処理の態様はこれに限らず、例えば、図６の（ａ），（ｂ）に例示するように、出力レベルを曲線的に変化させるようにフェードアウト処理やフェードイン処理を行うようにしてもよい。要は、オーディオ信号の出力レベルを所定のアルゴリズムに従って低下（又は増加）させるものであればどのような態様であってもよい。

また、図４に示す例では、フェードアウト処理に要する時間（時刻ｔ１から時刻ｔ２まで）とフェードイン処理に要する時間（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）が等しい場合について説明したが、これに限らず、フェードアウト処理に要する時間とフェードイン処理に要する時間とを異ならせてもよい。具体的には、例えば、図７に例示するように、フェードアウト処理に要する時間がフェードイン処理に要する時間よりも長くなるように、ＡＶアンプ１がフェードアウト処理及びフェードイン処理を行うようにしてもよい。また、逆に、フェードアウト処理に要する時間がフェードイン処理に要する時間よりも短くなるように、ＡＶアンプ１がフェードアウト処理及びフェードイン処理を行うようにしてもよい。

また、ディレイ時間の変更量に応じてフェードアウト処理（又はフェードイン処理）にかける時間を変更するようにしてもよい。具体的には、例えば、制御部１１が、操作部１４から出力される信号に応じてディレイ時間の変更量を算出し、算出した変更量が大きいほど、フェードアウト処理にかける時間を長くするようにしてもよい。

ＡＶアンプの全体構成の一例を示すブロック図である。 オーディオ信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。 ＡＶアンプの処理の流れを示すフローチャートである。 ＡＶアンプの処理の内容を説明するための図である。 ＡＶアンプの処理の内容を説明するための図である。 ＡＶアンプの処理の内容を説明するための図である。 ＡＶアンプの処理の内容を説明するための図である。 ディレイ時間を変更した際のオーディオ信号の波形の一例を示す図である。

符号の説明

１…ＡＶアンプ、１１…制御部、１２…記憶部、１３…表示部、１４…操作部、１５…オーディオ入力端子、１７…オーディオセレクタ、２０…オーディオ信号処理部、２１…Ｄ／Ａコンバータ、２２…アンプ、２３…スピーカ端子、２０１…ＤＩＲ、２０２…デコーダ、２０３…遅延制御部、２０４…ポストプロセッサ、２０３１…遅延処理部、２０３２…ゲイン調節部。

Claims (2)

1. オーディオ信号が入力される入力端子と、
   前記入力端子に入力されたオーディオ信号を指示されたディレイ時間だけ遅延させて出力する遅延手段と、
   利用者によって操作される操作手段から出力される信号であって、前記ディレイ時間を変更する旨を示す信号を検出する信号検出手段と、
   前記信号検出手段によって前記信号が検出されたときに、前記遅延手段が出力するオーディオ信号に対してフェードアウト処理を施すフェードアウト手段と、
   前記信号検出手段によって検出された信号に応じたディレイ時間を前記遅延手段に指示するディレイ時間変更手段と、
   前記フェードアウト手段によってフェードアウト処理を施されたオーディオ信号の出力レベルが予め定められた閾値を下回った後に、前記ディレイ時間変更手段により指示されたディレイ時間だけ前記遅延手段により遅延されて出力されたオーディオ信号に対してフェードイン処理を施すフェードイン手段と
   を具備することを特徴とする遅延制御装置。
2. 前記フェードアウト手段は、前記信号検出手段によって予め定められた時間内に予め定められた数以上の前記信号が検出された場合には、該予め定められた時間内において最後に検出した信号以外の信号を無視する
   ことを特徴とする請求項１に記載の遅延制御装置。

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