WO2016170916A1 - 信号処理装置及び信号処理方法 - Google Patents

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    • H04S2400/00—Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2400/13—Aspects of volume control, not necessarily automatic, in stereophonic sound systems

Definitions

  • the present disclosure relates to a signal processing device and a signal processing method.
  • a digital sound source such as a compact disc (CD) is used for an audio signal processing device which is one form of a signal processing device.
  • CD compact disc
  • the volume of a digital audio signal is not adjusted after DA conversion (digital / analog conversion) by a DA converter, but is adjusted on digital data before DA conversion.
  • Patent Document 1 describes an example of means for adjusting the volume on digital data before DA conversion.
  • the volume is reduced by reducing the digital data that is an audio signal.
  • the bit resolution is lowered, so that the pulse waveform of the audio signal becomes rough, the sound quality is deteriorated, and the correlation between the input and output levels is shifted.
  • An object of the embodiment is to provide a signal processing device and a signal processing method capable of suppressing the deterioration of sound quality and improving the correlation between input and output levels as compared with the prior art even when the volume is reduced.
  • the first level conversion unit that converts the level of the first digital signal into the second digital signal, and the first level that converts the level of the third digital signal into the fourth digital signal.
  • a second level converter a fifth digital signal obtained by subtracting the fourth digital signal from the second digital signal, a first digital signal added with the first digital signal, and the fourth digital signal.
  • An arithmetic unit that generates the digital signal 6, a first DA converter that converts the fifth digital signal into a first analog signal, and a DA converter that converts the sixth digital signal into a second analog signal
  • a signal processing apparatus comprising: a second DA converter configured to add; and an adder that adds the first analog signal and the second analog signal to generate a third analog signal. .
  • the first digital signal is level-converted to a second digital signal
  • the third digital signal is level-converted to a fourth digital signal
  • the second digital signal is A fifth digital signal obtained by subtracting the fourth digital signal
  • a sixth digital signal obtained by adding the first digital signal and the fourth digital signal; and generating the fifth digital signal.
  • a signal is DA-converted into a first analog signal
  • the sixth digital signal is DA-converted into a second analog signal
  • the first analog signal and the second analog signal are added to form a third analog signal.
  • a signal processing method is provided that generates an analog signal.
  • the signal processing device and the signal processing method of the embodiment even when the volume is reduced, it is possible to suppress the deterioration of the sound quality as compared with the conventional case and to improve the correlation between the input and output levels.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a signal processing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a signal processing apparatus of a comparative example.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a simulation result of an input / output level of the signal processing device of the comparative example.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating the simulation result of the input / output level of the signal processing device of the comparative example.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a simulation result of an input / output level of the signal processing device according to the embodiment.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating an input / output level simulation result of the signal processing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a correlation diagram of input / output levels of the signal processing apparatuses of the example and the comparative example.
  • an audio signal processing apparatus will be described as one form of the signal processing apparatus.
  • the audio signal processing apparatus 1 includes a control unit 2, a playback unit 3, a DSP (digital signal processor) 4, DA converters 5, 6, 7 and 8, adders 9 and 10, and amplifiers 11 and 12. And speakers 13 and 14.
  • Control unit 2 controls playback unit 3 and DSP 4.
  • the playback unit 3 outputs a digital audio signal from a digital sound source such as a CD to the DSP 4.
  • the digital audio signal is an L channel and R channel stereo signal.
  • the symbol L in FIG. 1 is an L-channel digital audio signal (first digital signal).
  • the symbol R is an R channel digital audio signal (third digital signal).
  • the L channel audio signal is referred to as an audio signal L
  • the R channel audio signal is referred to as an audio signal R.
  • the DSP 4 includes volumes 41 and 42 and a calculation unit 43.
  • the audio signal L is input to the volume 41 from the playback unit 3.
  • the volume of the audio signal L is adjusted on the digital data by the volume 41. Specifically, the volume of the audio signal L is multiplied by a coefficient ⁇ for adjusting to a desired volume by the volume 41, and the level is converted into an audio signal (second digital signal) ⁇ L.
  • the volume 41 functions as a level conversion unit (first level conversion unit) that converts the level of the first digital signal L to the second digital signal ⁇ L.
  • the audio signal R is input from the playback unit 3 to the volume 42.
  • the volume of the audio signal R is adjusted on the digital data by the volume 42. Specifically, the audio signal R is multiplied by a coefficient ⁇ for adjusting to a desired volume by the volume 42, and the level is converted into an audio signal (fourth digital signal) ⁇ R.
  • the volume 42 functions as a level conversion unit (second level conversion unit) that converts the level of the third digital signal R into the fourth digital signal ⁇ R.
  • the coefficient ⁇ is set to an arbitrary value from -1 to +1.
  • the audio signal L and the audio signal R are input from the reproduction unit 3 to the calculation unit 43.
  • the audio signal ⁇ L level-converted by the volume 41 is input to the calculation unit 43.
  • the audio signal ⁇ R level-converted by the volume 42 is input to the calculation unit 43.
  • the computing unit 43 generates a digital signal (fifth digital signal) ⁇ L- ⁇ R obtained by subtracting the audio signal ⁇ R from the audio signal ⁇ L, and outputs the digital signal to the DA converter (first DA converter) 5.
  • the calculation unit 43 generates a digital signal (sixth digital signal) L + ⁇ R obtained by adding the audio signal L and the audio signal ⁇ R, and outputs the digital signal to the DA converter (second DA converter) 6.
  • the calculation unit 43 generates a digital signal (seventh digital signal) R + ⁇ L obtained by adding the audio signal R and the audio signal ⁇ L, and outputs the digital signal to the DA converter (third DA converter) 7.
  • the computing unit 43 generates a digital signal (eighth digital signal) ⁇ R- ⁇ L obtained by subtracting the audio signal ⁇ L from the audio signal ⁇ R, and outputs the digital signal to the DA converter (fourth DA converter) 8.
  • the DA converter 5 DA-converts the digital signal ⁇ L- ⁇ R and outputs an analog signal (first analog signal) ⁇ L- ⁇ R to the adder (first adder) 9.
  • the DA converter 6 DA-converts the digital signal L + ⁇ R and outputs an analog signal (second analog signal) L + ⁇ R to the adder 9.
  • the DA converter 7 DA-converts the digital signal R + ⁇ L and outputs an analog signal (fourth analog signal) R + ⁇ L to the adder (second adder) 10.
  • the DA converter 8 DA-converts the digital signal ⁇ R- ⁇ L and outputs an analog signal (fifth analog signal) ⁇ R- ⁇ L to the adder 10.
  • the same reference numerals are used for digital signals before DA conversion by the DA converters 5 to 8 and analog signals after DA conversion.
  • the adder 9 adds the analog signal ⁇ L ⁇ R and the analog signal L + ⁇ R to generate an analog signal (third analog signal) (1 + ⁇ ) L.
  • the analog signal (1 + ⁇ ) L is output to the amplifier 11 as an L channel audio signal Lch.
  • the adder 10 adds the analog signal R + ⁇ L and the analog signal ⁇ R ⁇ L to generate an analog signal (sixth analog signal) (1 + ⁇ ) R.
  • the analog signal (1 + ⁇ ) R is output to the amplifier 12 as an R channel audio signal Rch.
  • the audio signal Rch is expressed by Expression (2).
  • the audio signal Lch is amplified by the amplifier 11 and output to the speaker 13.
  • the audio signal Rch is amplified by the amplifier 12 and output to the speaker 14.
  • the audio signal processing apparatus 20 of the comparative example includes a control unit 21, a reproduction unit 22, a DSP 23, DA converters 24 and 25, amplifiers 26 and 27, and speakers 28 and 29.
  • the DSP 23 has volumes 31 and 32.
  • the control unit 21, playback unit 22, DSP 23, amplifiers 26 and 27, speakers 28 and 29, and volumes 31 and 32 are the control unit 2, playback unit 3, DSP 4, amplifiers 11 and 12, and speakers 13 and 14 in FIG. , And volumes 41 and 42, respectively.
  • the DA converter 24 corresponds to the DA converter 5 or the DA converter 6 of FIG.
  • the DA converter 25 corresponds to the DA converter 7 or the DA converter 8 of FIG.
  • the audio signals L, R, ⁇ L, and ⁇ R are processed on the digital data by the calculation unit 43, and the digital signals ⁇ L- ⁇ R, L + ⁇ R, R + ⁇ L, ⁇ R- ⁇ L are obtained. Generate.
  • the digital signals ⁇ L- ⁇ R, L + ⁇ R, R + ⁇ L, ⁇ R- ⁇ L are DA-converted by the corresponding first to fourth DA converters 5, 6, 7, 8 respectively.
  • the audio signal processing apparatus 20 of the comparative example performs DA conversion of the first and second audio signals ⁇ L and ⁇ R whose volume is adjusted on the digital data by the volumes 31 and 32 by the DA converters 24 and 25. This is different from the audio signal processing apparatus 1 of the embodiment.
  • 3A and 3B show simulation results of the input level of the audio signal ⁇ L input to the DA converter 24 and the output level of the audio signal Lch output from the DA converter 24 in the audio signal processing device 20 of the comparative example.
  • FIG. 3A and 3B show simulation results of the input level of the audio signal ⁇ L input to the DA converter 24 and the output level of the audio signal Lch output from the DA converter 24 in the audio signal processing device 20 of the comparative example.
  • FIG. 3A shows a range where the input level is 0 dB to ⁇ 68 dB.
  • FIG. 3B shows a range where the input level is -70 dB to -140 dB.
  • the column of input level (dB) in FIGS. 3A and 3B indicates the input level of the audio signal ⁇ L input to the DA converter 24 in FIG.
  • the input level (relative value) column shows the input level of the audio signal ⁇ L as a relative value when the state where the input level is 0 dB is 1.
  • the column of output level (dB) indicates the output level of the audio signal Lch output from the DA converter 24.
  • the error column shows the difference between the output level and the input level.
  • an error occurs in the output level when the input level becomes -80 dB or less.
  • the output level error increases as the input level decreases, that is, as the volume decreases.
  • the error that occurs in the output level when the input level is below -80 dB is mainly due to the performance of the DA converter. That is, in the audio signal processing device 20 of the comparative example, the input / output level correlation varies depending on the performance of the DA converter.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating simulation results of the output level and the output level of the audio signal Lch output from the adder 9.
  • FIG. 4A shows a range where the input level is 0 dB to ⁇ 68 dB.
  • FIG. 4B shows a range where the input level is ⁇ 70 dB to ⁇ 140 dB.
  • the input level (dB) column indicates the input level of the audio signal ⁇ L input to the calculation unit 43 in FIG.
  • the input level (relative value) column shows the input level of the audio signal ⁇ L as a relative value when the state where the input level is 0 dB is 1.
  • the column of ⁇ L- ⁇ R (before DA conversion) indicates the input level of the digital signal ⁇ L- ⁇ R output from the calculation unit 43 in FIG.
  • the column of ⁇ L- ⁇ R (after DA conversion) indicates the output level of the analog signal ⁇ L- ⁇ R output from the DA converter 5 to the adder 9.
  • the column of L + ⁇ R (before DA conversion) indicates the input level of the digital signal L + ⁇ R output from the calculation unit 43 in the DA converter 6.
  • the column of L + ⁇ R (after DA conversion) indicates the output level of the analog signal L + ⁇ R output from the DA converter 6 to the adder 9.
  • the digital signal L + ⁇ R is set to a level obtained by adding 0.011 dB to the digital signal L + ⁇ R.
  • the column of output level indicates the output level of the audio signal Lch output from the adder 9.
  • the error column shows the difference between the output level and the input level.
  • the input level of the DA converter 24 is 0.0001 or less.
  • the input level of the digital signal ⁇ L- ⁇ R to the DA converter 5 and The input levels of the digital signal L + ⁇ R to the DA converter 6 are both higher than 0.0001.
  • the audio signal processing device 1 of the embodiment it is possible to suppress a decrease in bit resolution even if the volume is reduced, and the input of the DA converters 5 and 6 is not affected by the performance of the DA converters 5 and 6. Correlation between output levels is ensured.
  • the analog signal ⁇ L- ⁇ R and the analog signal L + ⁇ R of the output level having a correlation with the input level are added to the DA converters 5 and 6 by the adder 9. Therefore, in the audio signal processing apparatus 1 of the embodiment, the input level and the output level of the audio signal have a correlation, and no error occurs.
  • the conversion noise after DA conversion and external noise are 6 dB lower if they are not in phase, and can be canceled if they are in phase.
  • FIG. 5 is a correlation diagram of audio signal input / output levels in the audio signal processing apparatus 1 of the embodiment and the audio signal processing apparatus 20 of the comparative example.
  • the input level and the output level have a correlation indicating characteristics as indicated by a solid line.
  • the characteristic is as shown by a solid line as in the audio signal processing apparatus 20 of the comparative example, and when the input level is ⁇ 80 dB or lower, the characteristic is shown by a one-dot chain line. Correlation shown.
  • the output level has a correlation with the input level when the input level is ⁇ 80 dB or more, the correlation is shifted when the input level is ⁇ 80 dB or less.
  • the output level has a correlation with the input level even if the input level is ⁇ 80 dB or less.
  • the signal processing device 1 and the signal processing method of the embodiment since it is possible to suppress a decrease in bit resolution that occurs when the volume is reduced, it is possible to suppress deterioration in sound quality as compared with the conventional case, and to output the input level. Level correlation can be improved.
  • the audio signal L is the first digital signal
  • the audio signal ⁇ L is the second digital signal
  • the audio signal R is the third digital signal
  • the audio signal ⁇ R is the fourth digital signal. L and R may be reversed.
  • the audio signal R may be the first digital signal
  • the audio signal ⁇ R may be the second digital signal
  • the audio signal L may be the third digital signal
  • the audio signal ⁇ L may be the fourth digital signal.
  • the digital signal ⁇ R- ⁇ L is the fifth digital signal.
  • the digital signal R + ⁇ L becomes the sixth digital signal.
  • the digital signal L + ⁇ R becomes the seventh digital signal.
  • the digital signal ⁇ L- ⁇ R becomes the fifth digital signal.
  • the DA converter 8 is the first DA converter.
  • the DA converter 7 is a second DA converter.
  • the DA converter 6 is a third DA converter.
  • the DA converter 5 is a fourth DA converter.
  • the adder 10 becomes a first adder.
  • the adder 9 becomes a second adder.
  • the signal processing apparatus and the signal processing method of the present invention can be used for level adjustment (volume adjustment) of a digital signal (digital audio signal).

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Abstract

第１のレベル変換部（４１）は第１のデジタル信号（Ｌ）を第２のデジタル信号（αＬ）にレベル変換する。第２のレベル変換部（４２）は第３のデジタル信号（Ｒ）を第４のデジタル信号（αＲ）にレベル変換する。演算部（４３）は第２のデジタル信号（αＬ）から第４のデジタル信号（αＲ）が減算された第５のデジタル信号（αＬ－αＲ）、及び、第１のデジタル信号（Ｌ）と第４のデジタル信号（αＲ）とが加算された第６のデジタル信号（Ｌ＋αＲ）を生成する。第１のＤＡコンバータ（５）は第５のデジタル信号（αＬ－αＲ）を第１のアナログ信号（αＬ－αＲ）にＤＡ変換する。第２のＤＡコンバータ（６）は第６のデジタル信号（Ｌ＋αＲ）を第２のアナログ信号（Ｌ＋αＲ）にＤＡ変換する。加算器（９）は第１のアナログ信号（αＬ－αＲ）と第２のアナログ信号（Ｌ＋αＲ）とを加算してアナログ信号（（１＋α）Ｌ）を生成する。

Description

信号処理装置及び信号処理方法
　本開示は信号処理装置及び信号処理方法に関する。
　信号処理装置の一形態であるオーディオ信号処理装置には、一般的にコンパクトディスク（ＣＤ）等のデジタル音源が用いられている。最近では、デジタルオーディオ信号を、ＤＡコンバータによりＤＡ変換（デジタル・アナログ変換）した後に音量調整するのではなく、ＤＡ変換する前にデジタルデータ上で音量調整している。
　特許文献１には、ＤＡ変換する前にデジタルデータ上で音量を調整する手段の一例が記載されている。
特開２００８－０２２０９２号公報
　一般的に、ＤＡ変換する前にデジタルデータ上で音量を調整する場合、オーディオ信号であるデジタルデータを小さくすることで、音量を小さくしている。
　しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の信号処理装置では、音量を小さくするほど、下位ビットが失われていくため、ビット分解能が低下する。
　従って、従来の信号処理装置では、音量を小さくするとビット分解能が低下するため、オーディオ信号のパルス波形が粗くなって音質を悪化させたり、入出力レベルの相関性にずれが生じたりする。
　実施形態は、音量を小さくした場合においても、従来よりも音質の悪化を抑制し、入出力レベルの相関性を改善することができる信号処理装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。
　実施形態の第１の態様によれば、第１のデジタル信号を第２のデジタル信号にレベル変換する第１のレベル変換部と、第３のデジタル信号を第４のデジタル信号にレベル変換する第２のレベル変換部と、前記第２のデジタル信号から前記第４のデジタル信号が減算された第５のデジタル信号と、前記第１のデジタル信号と前記第４のデジタル信号とが加算された第６のデジタル信号とを生成する演算部と、前記第５のデジタル信号を第１のアナログ信号にＤＡ変換する第１のＤＡコンバータと、前記第６のデジタル信号を第２のアナログ信号にＤＡ変換する第２のＤＡコンバータと、前記第１のアナログ信号と前記第２のアナログ信号とを加算して第３のアナログ信号を生成する加算器とを備えることを特徴とする信号処理装置が提供される。
　実施形態の第２の態様によれば、第１のデジタル信号を第２のデジタル信号にレベル変換し、第３のデジタル信号を第４のデジタル信号にレベル変換し、前記第２のデジタル信号から前記第４のデジタル信号が減算された第５のデジタル信号と、前記第１のデジタル信号と前記第４のデジタル信号とが加算された第６のデジタル信号とを生成し、前記第５のデジタル信号を第１のアナログ信号にＤＡ変換し、前記第６のデジタル信号を第２のアナログ信号にＤＡ変換し、前記第１のアナログ信号と前記第２のアナログ信号とを加算して第３のアナログ信号を生成することを特徴とする信号処理方法が提供される。
　実施形態の信号処理装置及び信号処理方法によれば、音量を小さくした場合においても、従来よりも音質の悪化を抑制し、入出力レベルの相関性を改善することができる。
図１は、実施形態の信号処理装置を説明するための概念図である。 図２は、比較例の信号処理装置を説明するための概念図である。 図３Ａは、比較例の信号処理装置の入出力レベルのシミュレーション結果を示す図である。 図３Ｂは、比較例の信号処理装置の入出力レベルのシミュレーション結果を示す図である。 図４Ａは、実施形態の信号処理装置の入出力レベルのシミュレーション結果を示す図である。 図４Ｂは、実施形態の信号処理装置の入出力レベルのシミュレーション結果を示す図である。 図５は、実施例及び比較例の信号処理装置の入出力レベルの相関図である。
　本実施形態では、信号処理装置の一形態として、オーディオ信号処理装置について説明する。
　図１に示すように、オーディオ信号処理装置１は、制御部２、再生部３、ＤＳＰ（digital signal processor）４、ＤＡコンバータ５，６，７，８、加算器９，１０、アンプ１１，１２、及び、スピーカ１３，１４を備えている。
　制御部２は、再生部３及びＤＳＰ４を制御する。
　再生部３は、ＣＤ等のデジタル音源からデジタルオーディオ信号をＤＳＰ４へ出力する。デジタルオーディオ信号は、ＬチャンネルとＲチャンネルのステレオ信号である。
　なお、図１中の符号ＬはＬチャンネルのデジタルオーディオ信号（第１のデジタル信号）である。符号ＲはＲチャンネルのデジタルオーディオ信号（第３のデジタル信号）である。以降、Ｌチャンネルのオーディオ信号をオーディオ信号Ｌと称し、Ｒチャンネルのオーディオ信号をオーディオ信号Ｒと称す。
　ＤＳＰ４は、ボリューム４１，４２と演算部４３とを有する。
　ボリューム４１には再生部３からオーディオ信号Ｌが入力される。オーディオ信号Ｌは、ボリューム４１によってデジタルデータ上で音量調整される。具体的には、オーディオ信号Ｌは、ボリューム４１により、所望の音量に調整するための係数αが乗算され、オーディオ信号（第２のデジタル信号）αＬにレベル変換される。
　即ち、ボリューム４１は、第１のデジタル信号Ｌを第２のデジタル信号αＬにレベル変換するレベル変換部（第１のレベル変換部）として機能する。
　ボリューム４２には再生部３からオーディオ信号Ｒが入力される。オーディオ信号Ｒは、ボリューム４２によってデジタルデータ上で音量調整される。具体的には、オーディオ信号Ｒは、ボリューム４２により、所望の音量に調整するための係数αが乗算され、オーディオ信号（第４のデジタル信号）αＲにレベル変換される。
　即ち、ボリューム４２は、第３のデジタル信号Ｒを第４のデジタル信号αＲにレベル変換するレベル変換部（第２のレベル変換部）として機能する。
　なお、係数αは－１から＋１までの任意の値に設定される。
　演算部４３には、再生部３からオーディオ信号Ｌ及びオーディオ信号Ｒが入力される。演算部４３には、ボリューム４１でレベル変換されたオーディオ信号αＬが入力される。演算部４３には、ボリューム４２でレベル変換されたオーディオ信号αＲが入力される。
　演算部４３は、オーディオ信号αＬからオーディオ信号αＲが減算されたデジタル信号（第５のデジタル信号）αＬ－αＲを生成し、ＤＡコンバータ（第１のＤＡコンバータ）５へ出力する。
　演算部４３は、オーディオ信号Ｌとオーディオ信号αＲとが加算されたデジタル信号（第６のデジタル信号）Ｌ＋αＲを生成し、ＤＡコンバータ（第２のＤＡコンバータ）６へ出力する。
　演算部４３は、オーディオ信号Ｒとオーディオ信号αＬとが加算されたデジタル信号（第７のデジタル信号）Ｒ＋αＬを生成し、ＤＡコンバータ（第３のＤＡコンバータ）７へ出力する。
　演算部４３は、オーディオ信号αＲからオーディオ信号αＬが減算されたデジタル信号（第８のデジタル信号）αＲ－αＬを生成し、ＤＡコンバータ（第４のＤＡコンバータ）８へ出力する。
　ＤＡコンバータ５は、デジタル信号αＬ－αＲをＤＡ変換し、アナログ信号（第１のアナログ信号）αＬ－αＲを加算器（第１の加算器）９へ出力する。
　ＤＡコンバータ６は、デジタル信号Ｌ＋αＲをＤＡ変換し、アナログ信号（第２のアナログ信号）Ｌ＋αＲを加算器９へ出力する。
　ＤＡコンバータ７は、デジタル信号Ｒ＋αＬをＤＡ変換し、アナログ信号（第４のアナログ信号）Ｒ＋αＬを加算器（第２の加算器）１０へ出力する。
　ＤＡコンバータ８は、デジタル信号αＲ－αＬをＤＡ変換し、アナログ信号（第５のアナログ信号）αＲ－αＬを加算器１０へ出力する。便宜上、ＤＡコンバータ５～８によるＤＡ変換前のデジタル信号とＤＡ変換後のアナログ信号とで同じ符号を用いている。
　加算器９は、アナログ信号αＬ－αＲとアナログ信号Ｌ＋αＲとを加算してアナログ信号（第３のアナログ信号）（１＋α）Ｌを生成する。アナログ信号（１＋α）Ｌは、Ｌチャンネルのオーディオ信号Ｌｃｈとしてアンプ１１へ出力される。
　オーディオ信号Ｌｃｈは、式（１）で表される。
　Ｌｃｈ＝（αＬ－αＲ）＋（Ｌ＋αＲ）＝（１＋α）Ｌ　…（１）
　加算器１０は、アナログ信号Ｒ＋αＬとアナログ信号αＲ－αＬとを加算してアナログ信号（第６のアナログ信号）（１＋α）Ｒを生成する。アナログ信号（１＋α）Ｒは、Ｒチャンネルのオーディオ信号Ｒｃｈとしてアンプ１２へ出力される。
　オーディオ信号Ｒｃｈは、式（２）で表される。
　Ｒｃｈ＝（Ｒ＋αＬ）＋（αＲ－αＬ）＝（１＋α）Ｒ　…（２）
　オーディオ信号Ｌｃｈは、アンプ１１で増幅されてスピーカ１３へ出力される。オーディオ信号Ｒｃｈは、アンプ１２で増幅されてスピーカ１４へ出力される。
　ここで、図２を用いて、比較例のオーディオ信号処理装置について説明する。
　比較例のオーディオ信号処理装置２０は、制御部２１、再生部２２、ＤＳＰ２３、ＤＡコンバータ２４，２５、アンプ２６，２７、及び、スピーカ２８，２９を備えている。ＤＳＰ２３は、ボリューム３１，３２を有する。
　制御部２１、再生部２２、ＤＳＰ２３、アンプ２６，２７、スピーカ２８，２９、及び、ボリューム３１，３２は、図１の制御部２、再生部３、ＤＳＰ４、アンプ１１，１２、スピーカ１３，１４、及び、ボリューム４１，４２にそれぞれ対応する。ＤＡコンバータ２４は図１のＤＡコンバータ５またはＤＡコンバータ６に対応する。ＤＡコンバータ２５は図１のＤＡコンバータ７またはＤＡコンバータ８に対応する。
　図１に示す実施形態のオーディオ信号処理装置１は、オーディオ信号Ｌ，Ｒ，αＬ，αＲを演算部４３によってデジタルデータ上で演算処理し、デジタル信号αＬ－αＲ、Ｌ＋αＲ、Ｒ＋αＬ、αＲ－αＬを生成する。デジタル信号αＬ－αＲ、Ｌ＋αＲ、Ｒ＋αＬ、αＲ－αＬは、それぞれ対応する第１～第４のＤＡコンバータ５，６，７，８でＤＡ変換される。
　それに対して、比較例のオーディオ信号処理装置２０は、ボリューム３１，３２によってデジタルデータ上で音量調整された第１及び第２のオーディオ信号αＬ，αＲをＤＡコンバータ２４，２５でＤＡ変換する点で実施形態のオーディオ信号処理装置１と相違する。
　図３Ａ及び図３Ｂは、比較例のオーディオ信号処理装置２０において、ＤＡコンバータ２４に入力されるオーディオ信号αＬの入力レベルと、ＤＡコンバータ２４から出力されるオーディオ信号Ｌｃｈの出力レベルのシミュレーション結果を示す図である。
　なお、図３Ａは入力レベルが０ｄＢ～－６８ｄＢの範囲を示している。図３Ｂは入力レベルが－７０ｄＢ～－１４０ｄＢの範囲を示している。
　図３Ａ及び図３Ｂ中の入力レベル（ｄＢ）の欄は、図２中のＤＡコンバータ２４に入力されるオーディオ信号αＬの入力レベルを示している。入力レベル（相対値）の欄はオーディオ信号αＬの入力レベルを、入力レベルが０ｄＢである状態を１としたときの相対値で示している。
　出力レベル（ｄＢ）の欄は、ＤＡコンバータ２４から出力されるオーディオ信号Ｌｃｈの出力レベルを示している。誤差の欄は、入力レベルに対する出力レベルの差分を示している。
　比較例のオーディオ信号処理装置２０では、入力レベルが－８０ｄＢ以下になると、出力レベルに誤差が生じる。出力レベルの誤差は、入力レベルが小さくなるほど、即ち、音量を小さくするほど、大きくなる。
　入力レベルが－８０ｄＢ以下になると出力レベルに生じる誤差は、主として、ＤＡコンバータの性能に起因する。即ち、比較例のオーディオ信号処理装置２０では、ＤＡコンバータの性能によって入出力レベルの相関性にずれが生じる。
　図４Ａ及び図４Ｂは、実施形態のオーディオ信号処理装置１において、演算部４３に入力されるオーディオ信号αＬの入力レベルと、ＤＡコンバータ５，６に入力されるデジタル信号αＬ－αＲ，Ｌ＋αＲの入出力レベルと、加算器９から出力されるオーディオ信号Ｌｃｈの出力レベルのシミュレーション結果を示す図である。
　なお、図４Ａは入力レベルが０ｄＢ～－６８ｄＢの範囲を示している。図４Ｂは入力レベルが－７０ｄＢ～－１４０ｄＢの範囲を示している。
　図４Ａ及び図４Ｂ中の入力レベル（ｄＢ）の欄は図１中の演算部４３に入力されるオーディオ信号αＬの入力レベルを示している。入力レベル（相対値）の欄はオーディオ信号αＬの入力レベルを、入力レベルが０ｄＢである状態を１としたときの相対値で示している。
　αＬ－αＲ（ＤＡ変換前）の欄は、図１中の演算部４３から出力されるデジタル信号αＬ－αＲのＤＡコンバータ５での入力レベルを示している。αＬ－αＲ（ＤＡ変換後）の欄は、ＤＡコンバータ５から加算器９へ出力されるアナログ信号αＬ－αＲの出力レベルを示している。
　Ｌ＋αＲ（ＤＡ変換前）の欄は、演算部４３から出力されるデジタル信号Ｌ＋αＲのＤＡコンバータ６での入力レベルを示している。Ｌ＋αＲ（ＤＡ変換後）の欄は、ＤＡコンバータ６から加算器９へ出力されるアナログ信号Ｌ＋αＲの出力レベルを示している。なお、デジタル信号Ｌ＋αＲはデジタル信号Ｌ＋αＲよりも０．０１１ｄＢ分が加算されたレベルになるように設定されている。
　出力レベルの欄は、加算器９から出力されるオーディオ信号Ｌｃｈの出力レベルを示している。誤差の欄は、入力レベルに対する出力レベルの差分を示している。
　図３Ａ及び図３Ｂに示すように、比較例のオーディオ信号処理装置２０では、入力レベルが－８０ｄＢ以下になると、出力レベルに誤差が生じる。この場合のＤＡコンバータ２４の入力レベルは０．０００１以下である。
　それに対して、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、実施形態のオーディオ信号処理装置１では、入力レベルが－８０ｄＢ以下であっても、デジタル信号αＬ－αＲのＤＡコンバータ５への入力レベル、及び、デジタル信号Ｌ＋αＲのＤＡコンバータ６への入力レベルは、いずれも０．０００１よりも大きいレベルである。
　従って、実施形態のオーディオ信号処理装置１によれば、音量を小さくしてもビット分解能の低下を抑制することができ、ＤＡコンバータ５，６の性能に影響されず、ＤＡコンバータ５，６の入出力レベルの相関性が確保される。
　ＤＡコンバータ５，６に対して入力レベルとそれぞれ相関性を有する出力レベルのアナログ信号αＬ－αＲとアナログ信号Ｌ＋αＲとが加算器９で加算される。従って、実施形態のオーディオ信号処理装置１では、オーディオ信号の入力レベルと出力レベルとは相関性を有し、誤差が生じない。
　また、ＤＡ変換された後にアナログ信号αＬ－αＲとアナログ信号Ｌ＋αＲとが加算されるので、ＤＡ変換後の変換ノイズや外部ノイズが同相でない場合は６ｄＢ下がり、同相の場合は打ち消すことができる。
　なお、Ｒチャンネルのオーディオ信号のＤＡ変換についても、上記のＬチャンネルのオーディオ信号のＤＡ変換と同様の効果が得られる。
　図５は、実施例のオーディオ信号処理装置１及び比較例のオーディオ信号処理装置２０におけるオーディオ信号の入出力レベルの相関図である。図５に示すように、比較例のオーディオ信号処理装置２０においては、入力レベルと出力レベルとは実線で示すような特性を示す相関性を有する。実施例のオーディオ信号処理装置１においては、入力レベルが－８０ｄＢ以上では比較例のオーディオ信号処理装置２０と同様に実線で示すような特性であり、－８０ｄＢ以下では一点鎖線で示すような特性を示す相関性を有する。
　比較例のオーディオ信号処理装置２０では、入力レベルが－８０ｄＢ以上では出力レベルが入力レベルと相関性を有するものの、入力レベルが－８０ｄＢ以下では相関性にずれが生じている。
　それに対して、実施例のオーディオ信号処理装置１では、入力レベルが－８０ｄＢ以下であっても出力レベルは入力レベルと相関性を有している。
　従って、実施形態の信号処理装置１及び信号処理方法によれば、音量を小さくした場合に生じるビット分解能の低下を抑制することができるので、従来よりも音質の悪化を抑制し、入力レベルに対する出力レベルの相関性を改善することができる。
　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
　例えば、デジタルブロックでクリップする場合は、ボリューム４１，４２の前段、または演算部４３の前段でレベルを１／２処理することで対応可能である。
　また、本実施形態では、オーディオ信号Ｌを第１のデジタル信号、オーディオ信号αＬを第２のデジタル信号、オーディオ信号Ｒを第３のデジタル信号、オーディオ信号αＲを第４のデジタル信号としたが、ＬとＲとを逆にしてもよい。
　即ち、オーディオ信号Ｒを第１のデジタル信号、オーディオ信号αＲを第２のデジタル信号、オーディオ信号Ｌを第３のデジタル信号、オーディオ信号αＬを第４のデジタル信号としてもよい。
　この場合、デジタル信号αＲ－αＬは第５のデジタル信号となる。デジタル信号Ｒ＋αＬは第６のデジタル信号となる。デジタル信号Ｌ＋αＲは第７のデジタル信号となる。デジタル信号αＬ－αＲは第５のデジタル信号となる。
　ＤＡコンバータ８は第１のＤＡコンバータとなる。ＤＡコンバータ７は第２のＤＡコンバータとなる。ＤＡコンバータ６は第３のＤＡコンバータとなる。ＤＡコンバータ５は第４のＤＡコンバータとなる。加算器１０は第１の加算器となる。加算器９は第２の加算器となる。
　本発明の信号処理装置及び信号処理方法は、デジタル信号（デジタルオーディオ信号）をレベル調整（音量調整）する際に利用できる。

Claims (3)

  1. 　第１のデジタル信号を第２のデジタル信号にレベル変換する第１のレベル変換部と、
    　第３のデジタル信号を第４のデジタル信号にレベル変換する第２のレベル変換部と、
    　前記第２のデジタル信号から前記第４のデジタル信号が減算された第５のデジタル信号と、前記第１のデジタル信号と前記第４のデジタル信号とが加算された第６のデジタル信号とを生成する演算部と、
    　前記第５のデジタル信号を第１のアナログ信号にＤＡ変換する第１のＤＡコンバータと、
    　前記第６のデジタル信号を第２のアナログ信号にＤＡ変換する第２のＤＡコンバータと、
    　前記第１のアナログ信号と前記第２のアナログ信号とを加算して第３のアナログ信号を生成する第１の加算器と、
    　を備えることを特徴とする信号処理装置。
  2. 　第３のＤＡコンバータと、
    　第４のＤＡコンバータと、
    　第２の加算器と、
    　をさらに備え、
    　前記演算部は、前記第２のデジタル信号と前記第３のデジタル信号とが加算された第７のデジタル信号と、前記第４のデジタル信号から前記第２のデジタル信号が減算された第８のデジタル信号とをさらに生成し、
    　前記第３のＤＡコンバータは、前記第７のデジタル信号を第４のアナログ信号にＤＡ変換し、
    　前記第４のＤＡコンバータは、前記第８のデジタル信号を第５のアナログ信号にＤＡ変換し、
    　前記第２の加算器は、前記第４のアナログ信号と前記第５のアナログ信号とを加算して第６のアナログ信号を生成する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
  3. 　第１のデジタル信号を第２のデジタル信号にレベル変換し、
    　第３のデジタル信号を第４のデジタル信号にレベル変換し、
    　前記第２のデジタル信号から前記第４のデジタル信号が減算された第５のデジタル信号と、前記第１のデジタル信号と前記第４のデジタル信号とが加算された第６のデジタル信号とを生成し、
    　前記第５のデジタル信号を第１のアナログ信号にＤＡ変換し、
    　前記第６のデジタル信号を第２のアナログ信号にＤＡ変換し、
    　前記第１のアナログ信号と前記第２のアナログ信号とを加算して第３のアナログ信号を生成する
    　ことを特徴とする信号処理方法。
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