JPH07336799A - サラウンド信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力信号の動作モードを判別し、次々に変わ
る放送内容に応じた音響効果を持たせるサラウンド信号
処理回路を提供することを目的とする。 【構成】 入力信号がモノラル信号とステレオコンポジ
ット信号とのいずれかに切り換えられて入力される入力
端子１と、前記ステレオコンポジット信号をステレオ復
調し複数のステレオ出力信号を出力するステレオ復調回
路３と、前記入力信号中のパイロット信号の有無を検出
する第１の検出回路となるパイロット信号検出回路11
と、前記入力信号中の人の声以外の周波数成分の信号を
検出する第２の検出回路20と、前記第１，第２の検出回
路の出力の組合せによる論理信号を生成する論理回路21
と、前記論理回路よりの論理信号が印加される制御端子
ａ，ｂ，ｃを備え、前記ステレオ出力信号が入力される
サラウンド回路４とよりなり、前記サラウンド回路４
は、前記制御端子ａ，ｂ，ｃに入力される前記論理信号
により前記複数のステレオ出力信号の音響効果を制御す
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受像機や
ラジオ受信機，ビデオテープレコーダー(以下、ＶＴＲ
という)等の機器に用いられるサラウンド信号処理回路
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＶＴＲやテレビジョン受像機の高
性能化に伴い、映画番組や音楽番組等を鑑賞する際に、
音響効果を高めるサラウンド信号処理回路がこれら機器
に使用されるようになってきた。

【０００３】以下、従来のサラウンド信号処理回路につ
いて説明する。図２は従来のサラウンド信号処理回路の
構成例であり、１は中間周波信号の入力端子、２は検波
回路、３はステレオ復調回路、４はサラウンド回路、５
はトーンコントロール回路、６，７は電力増幅回路、
８，９はスピーカである。

【０００４】検波回路２は、入力端子１から入力される
受信機の中間周波信号を検波し、ステレオ放送の指標で
あるパイロット信号を含むステレオコンポジット信号の
検波出力信号を出力する。ここでいうパイロット信号
は、テレビジョン受像機の場合は約55kHz(水平同期周波
数ｆＨの3.5倍)にあり、ＦＭ受信機の場合は19kHzにあ
る。

【０００５】ステレオ復調回路３は、検波回路２の出力
信号が入力され、パイロット信号を基準にステレオコン
ポジット信号をステレオ復調し、出力端Ｌに左側オーデ
ィオ信号を出力し、出力端Ｒに右側オーディオ信号を出
力する。

【０００６】サラウンド回路４は、ステレオ復調回路３
から出力される左右のオーディオ信号が入力され、スピ
ーカ出力音の臨場感や立体感を持たせるために、左右の
信号をわずかに混合したり、遅延させるような信号処理
を行う。そして、入力に対応させて出力端Ｌに左側オー
ディオ信号を出力し、出力端Ｒに右側オーディオ信号を
出力する。

【０００７】トーンコントロール回路５は、サラウンド
回路４の出力信号が入力され、視聴者の好みに合わせて
左右のオーディオ信号に任意の周波数特性を設定するた
めの回路である。そして、トーンコントロール回路５か
ら出力される左右のオーディオ信号は、電力増幅回路
６，７によって増幅され、左右のスピーカ８，９によっ
て電気信号を音に変換する。

【０００８】以上のように構成された従来例について、
動作モードの違いによる音響効果に関して、図３の周波
数特性図を参照しながらその動作を説明する。

【０００９】まず、受信機がモノラルモードで放送され
る信号を受信している場合、検波回路２の出力信号中に
は当然ながらパイロット信号は含まれない。そして、そ
の信号が入力されるステレオ復調回路３は、ステレオ復
調動作をせずに、左右の出力端Ｌ，Ｒには同一レベルの
出力信号を出力する。この場合は、オーディオ信号に細
工をせずに、入力信号をそのまま再生するのが好まし
い。したがって、トーンコントロール回路５の周波数特
性は、図３中の特性Ａ(実線)のようにほぼフラットにす
る。

【００１０】次に、受信機がステレオモードで放送され
る信号を受信する場合、検波回路２の出力信号中にパイ
ロット信号が含まれている。そして、その信号が入力さ
れるステレオ復調回路３は、ステレオ復調の動作をし、
出力端Ｌ，Ｒには各々左右に分離されたオーディオ信号
が出力される。この場合は、オーディオ信号の高域周波
数(約10kHz以上の周波数)において、ステレオ復調回路
３の動作による高域ノイズが目立つ。この高域ノイズ
は、大変耳障りなので、トーンコントロール回路５の周
波数特性を図３中の特性Ｂ(１点鎖線)のように高域周波
数の利得を下げるのが好ましい。但し、これは人の声が
主体のオーディオ信号のときのことである。この状態
を、以下通常のステレオモードという。

【００１１】次に、同じステレオモードでもミュージッ
ク信号を受信する場合、または自然環境中で人の声が聞
こえるような放送内容のとき、人の声よりも周囲の環境
音を強調するとサラウンド効果が強調され、視聴者の受
ける臨場感が増す。しかし、人の声と環境音とを直接的
に区別できないため、人の音域以外の周波数の信号をレ
ベルアップすることで、所望の効果が期待できる。人の
発声音は、平均的な中心周波数ｆvが約500Hzであるか
ら、その周波数を中心に所定の帯域幅をフラットにし
て、図３中の特性Ｃ(破線)のように、その帯域幅以外の
周波数の信号をレベルアップすればよい。この状態を、
以下ミュージックモードという。

【００１２】以上のように、受信する放送内容によっ
て、例えば、モノラルモード，通常のステレオモード，
ミュージックモードに合わせて、トーンコントロール回
路５の周波数特性を適宜に調整すれば、視聴者は最適な
音響効果の放送内容を楽しめる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、トーンコントロール回路５の周波数特性
を調整並びに設定するのが視聴者自身であることから、
経時的に変化する動作モードに合わせて、最適な周波数
特性に合わせ込むのが困難であり、特に、視聴者が映画
の放送番組を視聴するとき、放送場面が次々と変化する
ことになり、その状態に合わせて周波数特性の最適化を
図ることは、殆ど不可能に近かった。

【００１４】周波数特性を調整する視聴者の煩わしさを
改善するために、通常のステレオモード用のフィルタ回
路と、ミュージックモード用のフィルタ回路とを予め用
意しておき、スイッチの手動操作で切り換える手段も考
えられ、このようにすれば調整時間の短縮は図れるが、
それでもなお視聴者自身の判断と切り換え操作を必要と
し、視聴者が放送内容を楽しむという点では満足できる
ものではない。

【００１５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、放送内容の動作モードを自動的に検出し、その動作
モードに合わせた音響効果を自動的に設定することので
きるサラウンド信号処理回路を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のサラウンド信号
処理回路は、入力信号がモノラル信号とステレオコンポ
ジット信号とのいずれかに切り換えられて入力される入
力端子と、前記ステレオコンポジット信号をステレオ復
調し複数のステレオ出力信号を出力するステレオ復調回
路と、前記入力信号中のパイロット信号の有無を検出す
る第１の検出回路と、前記入力信号中の人の声以外の周
波数成分の信号を検出する第２の検出回路と、前記第
１，第２の検出回路の出力の組合せによる論理信号を生
成する論理回路と、前記論理回路よりの論理信号が印加
される制御端子を備え、前記ステレオ出力信号が入力さ
れるサラウンド回路とよりなり、前記サラウンド回路
は、前記制御端子に入力される前記論理信号により前記
複数のステレオ出力信号の音響効果を制御するようにし
たものである。

【００１７】

【作用】上記構成により、入力信号中のパイロット信号
を検出することによって、モノラルモードとステレオモ
ードを判別し、また入力信号中の人の声以外の周波数成
分の信号を検出することによって環境音の信号の有無を
判別し、この情報に基づき、次々と変わる放送場面に応
じて音響効果を自動的に切り換え、視聴者がその場に応
じたサラウンド効果を楽しむことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、前記従来の回路と同一の部分
は同一符号を付すものとする。図１は本発明サラウンド
信号処理回路の一実施例を示す回路構成図であり、１は
中間周波信号の入力端子、２は検波回路、３はステレオ
復調回路、４はサラウンド回路、６，７は電力増幅回
路、８，９はスピーカである。10はモード判別回路で、
パイロット信号検出回路11、帯域フィルタ12、レベル検
出回路13，14、比較器15、インバータ16，17、ＡＮＤ回
路18，19より構成されている。

【００１９】次にその動作を説明する。まず、検波回路
２は、入力端子１から入力される受信機の中間周波信号
を検波し、パイロット信号を含むステレオコンポジット
信号の検波出力信号を出力する。ここでいうパイロット
信号は、テレビジョン受像機の場合は約55kHz(水平同期
周波数ｆＨの3.5倍)にあり、ＦＭ受信機の場合は19kHz
にある。

【００２０】ステレオ復調回路３は、検波回路２の出力
信号が入力され、パイロット信号を基準にステレオコン
ポジット信号をステレオのオーディオ信号に復調し、出
力端Ｌに左側オーディオ信号を出力し、出力端Ｒに右側
オーディオ信号を出力する。

【００２１】以上の構成は従来例と同様であるが、次に
従来例と異なる点について説明する。まず、サラウンド
回路４は、ステレオ復調回路３から出力される左右のオ
ーディオ信号が入力され、スピーカ出力音の臨場感や立
体感を持たせるために、左右の信号をわずかに混合した
り、遅延させるような信号処理を行う。そして、入力に
対応させて出力端Ｌに左側オーディオ信号を出力し、出
力端Ｒに右側オーディオ信号を出力して、電力増幅回路
６，７によって増幅し、左右のスピーカ８，９により電
気信号を音に変換する。

【００２２】但し、本実施例のサラウンド回路では、従
来例のトーンコントロール回路５がない代わりに、図３
の特性Ａ(実線)，Ｂ(１点鎖線)，Ｃ(破線)のような周波
数特性を有する固定化した時定数回路をサラウンド回路
４内に内蔵しており、制御端子ａ〜ｃに入力される制御
信号によってこれらが自動的に切り換えられる。例え
ば、制御端子ａをモノラルモード設定用とし、制御端子
ａにハイレベルの信号が入力されると、前記時定数回路
は図３の特性Ａ(実線)のようなフラットな周波数特性に
設定される。制御端子ｂとｃはステレオモード設定用
で、特に制御端子ｃはサラウンド強調モード設定用と
し、制御端子ｃにハイレベルの信号が入力されたとき
に、人の声以外の周波数成分の利得(Ｇ１及びＧ２)を持
ち上げる図３の特性Ｃ(破線)に設定する。そして、制御
端子ｂは通常のステレオモード設定用となり、制御端子
ｂにハイレベルの信号が入力されるときに、約10kHz以
上の利得を低減する図３の特性Ｂ(１点鎖線)に設定し、
ステレオ復調による耳障りな高域ノイズを低減する。

【００２３】サラウンド回路４のサラウンド強調モード
時の周波数特性Ｃは、人の声以外の周波数成分の利得を
持ち上げるように設定し、特に、高域周波数の信号成分
を重視する。具体的には、約１kHz以上の利得Ｇ１(図
３)をフラット状態よりも１dB〜６dBの範囲で高めに設
定し、人の声に比べて環境音のレベルを高める。する
と、スピーカ出力を聞く視聴者の受ける臨場感や立体感
が高められる。但し、ステレオ復調ノイズのことを考え
ると、10kHz前後より高域の周波数は利得を抑えるのが
好ましい。一方、低域周波数の強調は視聴者の好みに個
人差があり、あまり重視するものではない。したがっ
て、200Hz以下の低域周波数の相対利得Ｇ２(図３)は、
実質的にフラットな状態が好ましく、相対利得Ｇ２を持
ち上げるとしても、フラット状態より３dBアップの利得
までの範囲にするのが好ましい。

【００２４】なお、上記サラウンド回路の説明では理解
を容易にするため、モノラルモードのフラットな周波数
特性を基準としているが、この信号処理回路を収納する
システム機器の内部で発生するノイズを抑える等の目的
のために、全体の特性を所定の非直線の周波数特性に設
定する場合は、その特性を基準にサラウンド強調モード
の周波数特性と、通常の周波数特性とを相対的に決定す
ればよい。また、トーンコントロール回路を削除した例
で説明したが、視聴者の好みに個々に応じて調整できる
ように、従来例と同様にトーンコントロール回路を併用
しても、何等問題はない。さらに、３通りのモードに合
わせて３つの制御端子ａ〜ｃを設けた例で説明したが、
２つの制御端子のハイレベルの信号とローレベルの信号
の組合せで論理動作させることも可能であり、３値入力
回路を採用すれば１つの制御端子で制御することも可能
である。

【００２５】このように、モード判別回路10は、検出回
路として検波出力中のパイロット信号を検出する第１の
検出回路となるパイロット信号検出回路11と、人の声以
外の周波数成分の信号を検出する第２の検出回路20(帯
域フィルタ12、レベル検出回路13，14、比較器15等)を
有する。この第１の検出回路であるパイロット信号検出
回路11は、検波出力中のパイロット信号の有無を検出す
ることで、放送内容がステレオモードであか、モノラル
モードであるかを判別し、第２の検出回路20は、人の声
以外の周波数を判別して、人の声以外に環境音(音楽，
鳥の声，水の流れや落下音，乗物の騒音や爆音)が存在
するか否かの判別を行い、出力部に設けられた論理回路
21(インバータ16，17、ＡＮＤ回路18，19)によって、サ
ラウンド回路４に制御信号を送り、サラウンド回路４の
動作モードを設定しているのである。これによって、次
々と変わる放送場面に応じてサラウンド効果を自動的に
切り換えることができる。

【００２６】次に、モード判別回路10について、図１に
示す回路構成図と図３に示す周波数特性図を用いて更に
詳しく説明する。

【００２７】第１の検出回路であるパイロット信号検出
回路11は、具体的にはＰＬＬ(フェイズ・ロックド・ル
ープ)回路を用いて、検波出力中のパイロット信号との
位相同期を図り、位相同期したときにハイレベルの信号
を出力し、インバータ16を介してローレベルの信号をサ
ラウンド回路４の制御端子ａに送る。そして、パイロッ
ト信号との同期が外れると、ローレベルの信号を出力
し、インバータ16を介してハイレベルの信号をサラウン
ド回路４の制御端子ａに送り、サラウンド回路４の周波
数特性を図３のＡのフラットな特性にして、サラウンド
回路４をモノラルモードとして動作させる。

【００２８】なお、パイロット信号を検出する手段とし
ては、ステレオ復調回路３の出力端Ｌの出力振幅と出力
端Ｒの出力振幅とのレベル差を比較し、２つの出力にレ
ベル差によってステレオモードを判断する手段であって
もよい。また、ステレオ復調回路３の出力端Ｌの出力波
形と出力端Ｒの出力波形との位相差を比較して、ステレ
オモードを判断する手段であってもよい。

【００２９】次に、第２の検出回路20は、一方のレベル
検出回路14によって、検波回路２の出力信号の全周波数
領域の信号レベルを検出する。他方のレベル検出回路13
は、中心周波数(ｆv＝500Hz)を中心に約±200Hzの帯域
幅(図３のＤに示す２点鎖線の特性)の帯域フィルタ12を
介して、人の声の周波数成分を検波回路２の出力信号か
ら抽出して、その信号レベルを検出する。

【００３０】比較器15は、レベル検出回路13と14の出力
電圧を比較し、レベル検出回路14の出力電圧がレベル検
出回路13の出力電圧に比べて所定レベルほど大きいと
き、ハイレベルの出力電圧を出力し、人の声以外の環境
音が多く含まれていると判断する。そして、パイロット
信号検出回路11の出力電圧がハイレベルであって、かつ
比較器15の出力電圧がハイレベルになるとき、ＡＮＤ回
路19はハイレベルの信号をサラウンド回路４の制御端子
ｃに出力して、サラウンド回路４をサラウンド強調モー
ドに設定し、サラウンド回路４の周波数特性は図３のＣ
の人の声以外の周波数成分の利得を強調する。このと
き、ＡＮＤ回路18の入力はインバータ17によってローレ
ベルに設定され、制御端子ｂはローレベルに設定され
る。

【００３１】そして、レベル検出回路13と14の出力電圧
のレベル差が小さく、そのレベル差が所定レベルに達し
ないときは、比較器15はローレベルの信号を出力し、人
の声のみの放送と判断できる。そして、パイロット信号
検出回路11の出力電圧がハイレベルであって、かつ、比
較器15の出力電圧がローレベルになるとき、インバータ
17の出力はハイレベルの信号になり、ＡＮＤ回路18はハ
イレベルの信号をサラウンド回路４の制御端子ｂに出力
して、サラウンド回路４を通常のステレオモードに設定
し、サラウンド回路４の周波数特性は図３のＢのように
約10kHz以上の高域周波数成分の利得を低下させる。こ
のとき、ＡＮＤ回路19の入力は比較器15によってローレ
ベルに設定され、制御端子ｃはローレベルに設定され
る。

【００３２】なお、第２の検出回路は、人の声の周波数
帯を通過させる帯域フィルタ12を用いた例で説明した
が、帯域阻止フィルタ、例えばツインＴ型フィルタを用
いて人の声の周波数帯を阻止し、その出力の信号レベル
の高低によって環境音を判断することもでき、上記実施
例と同様に検出することができる。この場合、レベル検
出回路は１個でよく、そのレベル検出回路の出力電圧を
所定の直流電圧と比較して、高いか低いかで判断すれば
よい。

【００３３】また、サラウンド効果を持たせるには、高
域周波数の音声が重要であるのに対して、低域周波数は
余り重要でないので、高域周波数に焦点を絞って、高域
周波数を検出するための帯域通過フィルタを用いて、そ
の出力レベルで判断する簡略化した検出手段でも、さほ
ど支障はない。

【００３４】以上の構成によって、モード判別回路10
は、検波出力信号中のパイロット信号の検出によってモ
ノラルモードとステレオモードを判別し、また検波出力
信号中の人の声以外の周波数成分の信号の検出によって
環境音の信号の有無を判別し、これ等情報に基づき次々
と変わる放送場面に応じてサラウンド回路４の周波数特
性を自動的に切り換え、視聴者はその時々の場面に適し
た音響効果を楽しむことができる。

【００３５】なお、以上の実施例の説明では、テレビジ
ョン受像機やラジオ受信機等の例に沿って説明したが、
図１中の検波回路２の出力端を入力端子に置き換えて考
えれば、ＶＴＲのような機器の音声信号処理回路にも適
用できることは言うまでもない。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、入力信号中のパイロット信号の検出と、人の声以外
の周波数成分の信号の検出との組合せによって、入力信
号の動作モードを判別し、次々と変わる放送場面に応じ
て音響効果を自動的に切り換え、視聴者がその場に応じ
たサラウンド効果を楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明サラウンド信号処理回路の一実施例を示
すブロック構成図である。

【図２】従来のサラウンド信号処理回路のブロック構成
図である。

【図３】信号処理回路の周波数特性を説明するための図
である。

【符号の説明】

１…入力端子、 ２…検波回路、 ３…ステレオ復調回
路、 ４…サラウンド回路、 ５…トーンコントロール
回路、 ６，７…電力増幅回路、 ８，９…スピーカ、
10…モード判別回路、 11…パイロット信号検出回
路、 12…帯域フィルタ、 13，14…レベル検出回路、
15…比較器、 20…第２の検出回路、 21…論理回
路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号がモノラル信号とステレオコン
   ポジット信号とのいずれかに切り換えられて入力される
   入力端子と、前記ステレオコンポジット信号をステレオ
   復調し複数のステレオ出力信号を出力するステレオ復調
   回路と、前記入力信号中のパイロット信号の有無を検出
   する第１の検出回路と、前記入力信号中の人の声以外の
   周波数成分の信号を検出する第２の検出回路と、前記第
   １，第２の検出回路の出力の組合せによる論理信号を生
   成する論理回路と、前記論理回路よりの論理信号が印加
   される制御端子を備え、前記ステレオ出力信号が入力さ
   れるサラウンド回路とよりなり、前記サラウンド回路
   は、前記制御端子に入力される前記論理信号により前記
   複数のステレオ出力信号の音響効果を制御することを特
   徴とするサラウンド信号処理回路。
2. 【請求項２】 第２の検出回路は、入力信号から人の声
   の周波数成分を検出する帯域フィルタの出力レベルと、
   前記入力信号のレベルとを比較し、そのレベル差に応じ
   た直流出力を出力することにより、前記入力信号中の人
   の声以外の周波数成分の信号を検出することを特徴とす
   る請求項１記載のサラウンド信号処理回路。