JP2003333700A - サラウンドヘッドホン出力信号生成装置 - Google Patents

サラウンドヘッドホン出力信号生成装置

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JP2003333700A
JP2003333700A JP2002135862A JP2002135862A JP2003333700A JP 2003333700 A JP2003333700 A JP 2003333700A JP 2002135862 A JP2002135862 A JP 2002135862A JP 2002135862 A JP2002135862 A JP 2002135862A JP 2003333700 A JP2003333700 A JP 2003333700A
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    • H04R5/00Stereophonic arrangements
    • H04R5/033Headphones for stereophonic communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04S1/00Two-channel systems
    • H04S1/002Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
    • H04S1/005For headphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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、DIR10によってディジタル・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F
Sの検出を行い、マイクロ・コンピュータ13が、DI
R10によって検出されたサンプリング周波数FSに対
応して減衰係数α1またはα2の選択を行いこの選択し
た減衰係数α1またはα2に基づいてサラウンドヘッド
ホン出力信号Lo,Roのレベルを減衰させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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 Versatil
e 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(DA
TA)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L
S,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,R
o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,R
o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1
2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=α
1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C
D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+0.5LF
E) Ro=β(R+0.71C+0.71RS+0.5LF
E) 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=44.1kH
z)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=0.3
5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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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。
  2. 【請求項2】 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。
  3. 【請求項3】 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。
  4. 【請求項4】 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。
  5. 【請求項5】 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0.3
    5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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