JPH03254299A - 音響信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 概　　要 いわゆるデジタルシグナルプロセッサを備える音響信号
処理回路において、入力信号レベルを検出し、この入力
信号レベルが小さいときには、出力信号レベルを減衰す
る。

これによって、アナログ／デジタル変換器等で発生する
残留ノイズが、信号処理によって大きくなっても、出力
信号に表れる残留ノイズを低減する。

産業上の利用分野 本発明は、デジタルシグナルプロセッサを備える音響信
号処理回路に関する。

従来の技術 近年のデジタル信号処理技術の進歩によって、残響音な
どの効果音の作成をデジタル信号処理で行う音響再生装
置が実用化されている。ニーのデジタル信号処理によっ
て生成された効果音を用いることによって、臨場感のあ
る音響再生を行うことができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記デジタルシグナルプロセッサを用い
た場合には、アナログ／デジタル変換器等の、デジタル
シグナルプロセッサより前段の構成で発生した残留ノイ
ズも信号処理されてしまい、この信号処理された残留ノ
イズは結果的に加算されることになり、信号処理以前の
残留ノイズに比べて大きな値となってしまう。したがっ
て、音響信号レベルが小さいときには、この残留ノイズ
が目立つため、聴取者に違和感を与えてしまう。

本発明の目的は、残留ノイズを低減することができる音
響信号処理回路を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、アナログ入力音響信号をアナログ／デジタル
変換するアナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デ
ジタル変換器の出力を演算処理して、所望とする音場を
構成するための音響信号を生成するデジタルシグナルプ
ロセッサと、該デジタルシグナルプロセッサの出力をデ
ジタル／アナログ変換するデジタル／アナログ変換器と
を備える音響信号処理回路において、 前記デジタルシグナルプロセッサへの入力信号レベルを
検出する検出手段と、 前記デジタルシグナルプロセッサからの出力信号レベル
を変化するレベル変化手段と、前記検出手段の検出結果
に応答し、前記入力信号レベルが予め定めるレベルより
小さいときには、前記レベル変化手段の減衰率を大きく
させる制御手段とを含むことを特徴とする音響信号処理
回路である。

作　　用 本発明に従えば、アナログ入力音響信号は、アナログ／
デジタル変換器を介してデジタルシグナルプロセッサに
与えられており、デジタルシグナルプロセッサは、入力
音響信号を、たとえば聴取者の所望とする音場に対応し
た演算定数で演算処理し、初期反射音や残響音などを付
加する。こうして生成された音響信号はデジタル／アナ
ログ変換器を介して出力され、臨場感のある音響再生が
行われる。

前記デジタルシグナルプロセッサの入力信号ラインには
検出手段が介在されており、またデジタルシグナルプロ
セッサからの出力信号ラインにはレベル変化手段が介在
されている。前記検出手段は、演算処理手段への入力信
号レベルを検出し、制御手段に出力する。制御手段は、
前記入力信号レベルをモニタしており、該入力信号レベ
ルが予め定めるレベルより小さいときには、レベル変化
手段に出力を導出し、出力信号レベルの減衰率を大きく
設定する。

したがって、入力音響信号レベルが小さく、アナログ／
デジタル変換器等で発生ずる残留ノイズが目立ち易いと
きには、出力信号レベルを抑え、これによって聴感上の
違和感なく、残留ノイズの発生を抑える。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の音響信号処理回路２０の
電気的構成を示すブロック図であり、第２図はその信号
処理回路２０が用いられる音響再生装置２の電気的構成
を示すブロック図である。

磁気テープ再生装置やラジオ受信機などで実現される音
響信号源３からは、左右両チャネルの音響信号が出力さ
れる。この音響信号は、バランス・フェード調整部４で
、前方左右、後方左右および左右両チャネルの和の各直
接音信号に分離された後、信号処理回路２０に入力され
る。

信号処理回路２０において、前記バランス・フェード調
整部４からの前方左チャネルの直接音信号は、電力増幅
器ＡＦＬを介してスピーカ５ＰＦＬに与えられて音響化
される。同様に、前方右チャネルの直接音信号は、電力
増幅器Ａ　Ｐ　Ｒを介してスピーカ５ＰＦＲに与えられ
て音響化される。

左右両チャネルの和の直接音信号は、アナログ／デジタ
ル変換器５でデジタル信号に変換された後、デジタルシ
グナルプロセッサ１に入力される。

このデジタルシグナルプロセッサ１に関連して、入力操
作部６、制御部７およびメモリ８が、設けられており、
該デジタルシグナルプロセッサ１は後述するようにして
、前記直接音信号に基づいて初期反射音や残響音などの
効果音信号を生成する。

デジタルシグナルプロセッサ１からは、後方左右および
前方中央の効果音信号が出力される。

後方左チャネルの効果音信号は、デジタル／アナログ変
換器ＤＡＲＬでアナログ音響信号に変換され、加算器Ｂ
ＲＬでバランス・フェード調整部４からの直接音信号と
加算された後、電力増幅器ＡＲＬを介してスピーカ５Ｐ
ＲＬに与えられて音響化される。

同様に、後方右チャネルの効果音信号は、デジタル／ア
ナログ変換器ＤＡＲＲでアナログ音響信号に変換され、
加算器ＢＲＲで直接音信号と加算された後、電力増幅器
ＡＲＲを介してスピーカ５ＰＲＨに与えられて音響化さ
れる。前方中央チャネルの効果音信号は、デジタル／ア
ナログ変換器ＤＡＦＣから電力増幅器ＡＦＣを介してス
ピーカ５ＰＦＣに与えられて音響化される。

自動車の車室１０において、前方左側にはスピーカ５Ｐ
ＦＬが配置され、前方右側にはスピーカ５ＰＦＲが配置
され、前方中央にはスピーカ５ＰＦＣが配置され、後方
左側にはスピーカ５ＰＲＬが配置され、後方右側にはス
ピーカ５ＰＲＲが配置されている。センタースピーカ５
ＰＦＣからの音響は、フロントガラス１１で反射して車
室１０内に放射される。

この音響再生装置２には、たとえばハイファイ、カジュ
アル、ファンキーの３つの動作モードが設定されている
。これらの動作モードは、前記入力操作部６のモード切
換スイッチ６ａを操作することによって切換えられる。

ハイファイモードが選択されると、前記デジタルシグナ
ルプロセッサ１はＯＦＦ状態とされ、アナログ／デジタ
ル変換器５への左右両チャネルの和の直接音信号は、図
示しない構成によって、直接、電力増幅器ＡＦＣに入力
される。またこのとき、後方のスピーカ５ＰＲＬ、５Ｐ
ＲＲからは、直接音のみが放射される。

またカジュアルモードが選択されたときには、デジタル
シグナルプロセッサ１はＯＮ状態とされ、床面からの反
射音が殆どなく、壁面および天井からの反射音が多いコ
ンサートホールなどを想定した比較的長い遅延時間の残
響音が付加される。さらにまた、ファンキーモードが選
択されたときには、床面からの反射音が多いライブハウ
スなどを想定した比較的短い遅延時間の残響音が付加さ
れる。

第１図を参照して、デジタルシグナルプロセッサ１にお
いて、アナログ／デジタル変換器５からの出力信号は、
入力端子Ｐ１から乗算器２１に入力される。乗算器２１
は、後述する演算処理過程でのデータのオーバーフロー
を防止するために、入力信号に予め定める係数ａを乗算
してフィルタ回路２２に出力する。フィルタ回路２２は
、効果音の音質を設定するためのり一バスフィルタであ
り、乗算器２１からの出力を予め定める遮断周波数Ｉで
ｒ波する。

フィルタ回路２２からの出力は、後方左右および前方中
央の各チャネル毎に設けられた効果調整回路ＣＲＬ、Ｃ
ＲＲ，ＣＦＣ（以下、総称するときは参照符Ｃで示す）
に与えられる。フィルタ回路２２の出力はまた、初期反
射音生成回路２４に与えられており、この初期反射音生
成回路２４は、前記後方左右および前方中央の各チャネ
ル毎の初期反射音を生成し、前記各効果調整回路Ｃに出
力する。さらにまた、フィルタ回路２２がらの出力は残
響音生成回路２５に与えられており、この残響音生成回
路２５は、前記後方左右および前方中央の各チャネル毎
の残響音を生威し、前記各効果調整図Ｂｃに出力する。

効果調整回路ＣＲＬは、４つの乗算器２６〜２９と、加
算回路３０とを含んで構成されている。

前記フィルタ回路２２からの直接音信号には乗算器２６
で係数すが乗算され、初期反射音生成回路２４からの初
期反射音信号には乗算器２７で係数Ｃが乗算され、残響
音生成回路２５がらの残響音信号には乗算器２８で係数
ｄが乗算される。前記各乗算器２６〜２８からの出力は
、加算回路３０で加算され、レベル変化手段である乗算
器２９で係数ｅが乗算されて全体のレベルが調整された
後、出力端子ＰＲＬから前記デジタル／アナログ変換器
ＤＡＲＬへ出力される。

なお、残余の効果調整回路ＣＲＲ，ＣＦＣは、この効果
調整回路ＣＲＬと同様に構成され、効果調整回路ｃＲＲ
からの出力は、出力端子ＰＲＲを介してデジタル／アナ
ログ変換器ＤＡＲＲに入力され、効果調整回路ＣＦＣか
らの出力は、出力端子ＲＦＣを介してデジタル／アナロ
グ変換器ＤＡＦＣに入力される。

前記各乗算器２１．２６〜２９の係数ａ、ｂ。

ｃ、ｄ、ｅ、およびフィルタ回路２２の遮断周波数ｆは
、入出力ボート３１を介して入力される制御部７からの
係数データに対応して設定される。

前記係数データは、入力操作部６の前記モード切換スイ
ッチ６ａへの入力操作によって切換えられ、前記各動作
モード毎に個別に予め設定されている。

また、初期反射音生成回路２４および残響音生成回路２
５の演算定数は、前記各動作モードに応じて、制御部７
からの定数データによって設定される。初期反射音生成
回路２４および残響音生成回路２５は、前記制御部７か
らの定数に基づいて、フィルタ回路２２からの直接音信
号を演算処理し、その演算結果をレジスタ３２を介して
メモリ８に繰返し書込み／読出しを行い、こうして初期
反射音および残響音が生成される。

また、前記入力端子Ｐ１を介するアナログ、／デジタル
変換器５からの出力信号は、入力レベル検出回路３３に
与えられている。この入力レベル検出回路３３での検出
結果は、入出力ボート３１を介して前記ｆｆ１ｌ　１８
部７に読込まれ、制御部７は検出された入力信号レベル
に応じて、たとえば液晶表示装置や発光ダイオードなど
で実現される表示装置９を表示駆動する。

一方、前記アナログ／デジタル変換器５へ入力される直
接音信号の零レベルと、アナログ／デジタル変換器５で
の変換結果の零レベルとの不一致などによって、アナロ
グ／デジタル変換器５の出力信号には、残留ノイズが含
まれている。このため本実施例では、制御部７は前記入
力レベル検出回路３３から読込んだ入力信号レベルに応
じて、効果調整回路Ｃ内の乗算器２９の係数ｅを変化す
る。

したがって、信号レベルが第３図で示されるような変化
を示す入力信号が入力端子Ｐ１に与えられるとき、出力
端子ＰＲＬ、ＰＲＲ：　ＰＦＣからの出力信号は、第４
図で示されるようなレベル変化を示す。

すなわち、残留ノイズが、聴感上、目立ち始めるレベル
Ｖｒｅｆｌと、このレベルＶｒｅｆｌより低いレベルＶ
ｒｅｆ２と、さらに低いレベルＶ　ｒｅｆ３との３つの
弁別レベルを設定する。制御部７は、入力信号レベルＶ
が前記弁別レベルＶｒｅｆ１以上であるときには、係数
ｅを、前記動作モードに応じた値ｋＯに設定する。また
、入力信号レベルＶが弁別レベルＶｒｅｆ２以上、かつ
ＶｒｅＨ未満であるときには、係数ｅを前記値ｋｏより
小さい値ｋ　１．に設定する。

さらに入力信号レベルＶがレベルＶ　ｒｅｆ３以上、Ｖ
ｒｅｆ２未満であるときには、係数ｅを前記値に１より
小さい値に２に設定し、さらに入力信号レベルＶがレベ
ルＶｒｅｆ３未満であるときには、係数ｅを前記値に２
より小さい値に３に設定する。

乗算器２９の係数ｅに前記値に１が設定されたときには
、デジタルシグナルプロセッサ１からの出力信号レベル
は、たとえば３ｄＢ下がった形となり、値に２が設定さ
れたときには６ｄＢ下がった形となり、値に３が設定さ
れたときには９ｄＢ下がった形となる。なおこれらの値
に１〜に３は、後段の電力増幅器Ａ　ＲＬ　、　Ａ　’
ＲＲ；　Ａ　Ｆ　Ｃのゲイン特性等を考慮して、聴感上
違和感なく、音響レベルを減衰することができる値に設
定されている。

第５（２Ｉは、上述のような残留ノイズの低減のための
動作を説明するためのフローチャートである。

ステップｎ１では、入力レベル検出部３３で検出された
入力信号レベル■が、今回の値Ｖｉとして読込まれる。

ステップｎ２では、前記ステップ璽１１で読込まれた今
回の値Ｖｉと、前回の値Ｖｉと、前荊回の値Ｖ　ｉ−ｚ
との平均値Ｖ　ＡＶが演算される。ステップｎ３では、
前記値Ｖｉ−，，Ｖｉ−２が次回の演算のために更新さ
れる。

ステップｎ４では、前記平均値ＶＡＶが前記弁別レベル
Ｖｒｅｆ４以上であるか否かが判断され、そうであると
き、すなわち聴感上、残留ノイズが問題とならない入力
信号レベルであるときにはステップｎ５に移って、前記
係数ｅが動作モードに応じた値ｋＯに設定される。

前記ステップｎ４において、平均値Ｖ　Ａ　Ｖが弁別レ
ベルＶｒｅｆｌより小さいときにはステップｎ６に移り
、弁別レベルＶｒｅｆ２以上であるか否かが判断され、
そうであるとき、すなわちＶｒｅｆ２≦ＶＡｖ＜Ｖｒｅ
ｆｌであるときにはステップｎ７に移り、前記係数ｅが
値に１に設定される。

前記ステップｎ６において、平均値Ｖ　ＡＶが弁別レベ
ルＶｒｅｆ２より小さいときにはステップｎ８に移り、
弁別レベルＶｒｅｆ３以上であるか否かが判断され、そ
うであるとき、すなわちＶｒｅｆ３≦ＶＡｖくＶｒｅｆ
２であるときにはステップｎ９に移り、前記係数ｅが値
１（２に設定される。前記ステップｎ８において、平均
値Ｖ　ＡＶが弁別レベルＶｒｅｆ３より小さいときには
ステップｎｌＤに移り、前記係数Ｃが値に３に設定され
る。前記ステップｎ５．ｎ７゜ｎ９　　ｎｌｏからは前
記レベル表示などの他の動作に移る。なおこの動作は、
たとえば２５ｍ５ｅｃ毎に行われる・ このように本実施例では、入力信号レベルＶが、聴感上
、残留ノイズが目立つ値となったときには、過去の入力
信号レベルＶの平均値Ｖ　ＡＶに基づいて、聴感上、違
和感のないように出力信号レベルを減少゛するようにし
たので、デジタルシグナルプロセッサ１からの残留ノイ
ズを低減することができる。

なお制御部７は、乗算器２１によって入力信号レベルを
検出することができるときには、前記入力レベル検出回
Ｂ　３３は省略されてもよい。

第６図は、本発明の他の実施例の電気回路図である。こ
の実施例では、デジタル／アナログ変換器ＤＡｒ（Ｌ、
ＤＡＲＲ；　ＤＡＦＣ（以下、総称するときは参照符Ｄ
Ａで示す〉の後段に、減衰回路４１を設けている。

減衰回路４１は、たとえば３つのトランジスタＴｒｌ〜
Ｔｒ３を含んで構成されており、各トランジスタＴｒ１
〜Ｔｒ３のコレクタは、抵抗Ｒ１〜Ｒ３をそれぞれ介し
て、音響信号ライン４２に接続されている。各トランジ
スタＴｒｉ〜Ｔｒ３のベースには、前記制御部７からの
駆動信号が入力され、また各トランジスタＴｒｉ〜Ｔ　
ｒ　３のエミッタは、接地されている。

前記信号ライン４２には、保護抵抗ＲＯを介して、デジ
タル／アナログ変換器ＤＡの出力が与えられている。前
記各抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値は相互に異なり、したがっ
て制御部７からの制御信号に応答して前記トランジスタ
Ｔ　ｒ　１〜Ｔｒ３が選択的に導通し、前記音響信号ラ
イン４２を介して電力増幅器ＡＲＬ、ＡＲＲ：ＡＦＣに
出力される信号レベルが減衰される。

これによって、デジタル／アナログ変換器ＤＡで発生す
る残留ノイズも低減することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、デジタルシグナルプロセ
ッサへの入力信号レベルが小さいときには、該デジタル
シグナルプロセッサからの出力信号レベルの減衰率を大
きく設定するようにしたので、入力信号レベルが小さく
、残留ノイズが目立ち易いときには、出力信号レベルが
小さく抑えられる。これによって、聴感上違和感なく、
残留ノイズを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１１１Ｎは本発明の一実施例の音響信号処理回路２０
の電気的構成を示すブロック図、第２図は前記信号処理
回路２０が用いられる音響再生装置２の電気的構成を示
すブロック図、第３図はデジタルシグナルプロセッサ１
への入力信号レベルの変化を示すグラフ、第４図は前記
第３図で示される入力信号に対応するデジタルシグナル
プロセッサ１からの出力信号レベルの変化を示すグラフ
、第５図は残留ノイズの低減動作を説明するためのフロ
ーチャート、第６図は本発明の他の実施例の電気回路図
である。 １・・・デジタルシグナルプロセッサ、２　音響再生装
置、３・・・音響信号源、５　アナログ／デジタル変換
器、６・・・入力操作部、７・・・制御部、９・・・表
示装置、２０・・・音響信号処理回路、２１．２６〜２
９・・乗算器、２４・・・初期反射音生成回路、２５・
・残響音生成回路、３３・・入力レベル検出回路、４１
・・減衰回路、ＣＲＬ、ＣＲＲ，ＣＦＣ効果調整回路、
ＤＡ・・・デジタル／アナログ変換器、５ＰＦＬ、５Ｐ
ＰＲ，５ＰＦＣ；５ＰＲＬ、５ＰＲＲ・・スピーカ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アナログ入力音響信号をアナログ／デジタル変換するア
   ナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換
   器の出力を演算処理して、所望とする音場を構成するた
   めの音響信号を生成するデジタルシグナルプロセッサと
   、該デジタルシグナルプロセッサの出力をデジタル／ア
   ナログ変換するデジタル／アナログ変換器とを備える音
   響信号処理回路において、 前記デジタルシグナルプロセツサへの入力信号レベルを
   検出する検出手段と、 前記デジタルシグナルプロセッサからの出力信号レベル
   を変化するレベル変化手段と、 前記検出手段の検出結果に応答し、前記入力信号レベル
   が予め定めるレベルより小さいときには、前記レベル変
   化手段の減衰率を大きくさせる制御手段とを含むことを
   特徴とする音響信号処理回路。