JP4434758B2

JP4434758B2 - 音声信号処理回路

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Publication number: JP4434758B2
Application number: JP2004014361A
Authority: JP
Inventors: 剛義目黒
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2024-01-22
Also published as: CN1645922A; TW200526035A; KR20050076754A; US20050163321A1; JP2005210383A; TWI249347B; KR100682011B1

Description

本発明は、テレビジョン放送で用いられている音声多重信号を処理する音声信号処理回路に関する。

テレビジョン放送で用いられている音声多重信号の一つとして１９８３年に米国のＢＴＳＣ（Broadcast Television System Committee）が定めた方式（以下、米国音声多重方式と呼ぶ）がある。この方式の変調周波数配列は、図４に示すようになっており、モノラル信号（左チャネルと右チャネルとの合成信号Ｌ＋Ｒ）と、ステレオ信号（左チャネルと右チャネルとの差分信号Ｌ−Ｒ）と、第２音声信号であるＳＡＰ（Second Audio Program）信号とを含む。

従来、この米国音声多重方式で変調された音声信号から各信号を復調、再生するための回路として図５に示す音声信号処理回路があった。この従来の音声信号処理回路は、集積回路化されており、図５に示すようにＢＴＳＣ方式の音声信号からモノラル信号とステレオ信号とＳＡＰ信号とを抽出する信号抽出部３１と、第１増幅器３２と、第２増幅器３３と、スイッチ３４と、伸長処理部３５と、演算部３６とを含んで構成される。

第１増幅器３２は、ステレオ信号を増幅して出力する。第２増幅器３３は、ＳＡＰ信号を所定の増幅率で増幅する。スイッチ３４は、第１増幅器３２が出力する信号と第２増幅器３３が出力する信号とのいずれか一方の信号を選択的に出力する。伸長処理部３５は、スイッチ３４が出力する信号に対して公知のｄｂｘ（登録商標）伸長処理（ｄｂｘデコード処理）を行う。演算部３６は、モノラル信号と伸長処理部３５が出力する信号との入力を受け入れる。この演算部３６は、スイッチ３４が第１増幅器３２の出力する信号を選択しているときには、ステレオ信号（Ｌ−Ｒ信号）とモノラル信号（Ｌ＋Ｒ信号）との加算結果（左チャネルの信号）を生成する。また、ステレオ信号とモノラル信号との差分（右チャネルの信号）を生成する。そして、演算部３６は、これら左チャネルの信号と右チャネルの信号とを出力する。

しかしながら、ここで音声多重信号の一部の信号が非平坦な周波数特性を有する場合がある。例えば上記ＳＡＰ信号は、図６（ａ）に示すような周波数特性を有し、その出力レベルを、モノラル信号やステレオ信号の出力レベル（図６（ａ）において破線で示したレベル）と全周波数領域において一致させることができない。このため、テレビジョン装置の設計者ごとの好みに応じて、図６（ａ）（平均的にそろえた場合）や図６（ｂ）（低周波数領域でそろえた場合）に示すように、ステレオ信号に対するＳＡＰ信号の増幅率は設計者ごとに異なっているのが現状である。

従って本来であれば、ＳＡＰ信号の増幅率を可変できるようにしておくことが好ましい。しかし、増幅率を可変とするためには集積回路としての構成が複雑になってしまう。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、音声多重信号に含まれる音声信号の増幅率を、簡易な構成で可変制御できる音声信号処理回路を提供することを、その目的の一つとする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、音声多重信号を復調して出力する音声信号処理回路において、前記音声多重信号から副音声信号を抽出する抽出回路と、前記副音声信号を、互いに異なるゲインでそれぞれ増幅するための複数の増幅回路と、前記複数の増幅回路のいずれかを選択し、当該選択した増幅回路が出力する増幅後の音声信号を選択的に出力する選択回路と、を含むことを特徴としている。

また前記選択回路は、選択の対象となるいずれかの増幅回路に対して電源を供給することによっていずれかの増幅回路を選択的に動作させ、当該選択的に動作させている増幅回路が出力する増幅後の音声信号を出力することとしてもよい。

さらに前記音声多重信号からステレオ信号を抽出して増幅するステレオ信号増幅回路と、前記選択回路が出力する音声信号と、前記ステレオ信号増幅回路が出力する音声信号のいずれかを選択的に出力する第２選択回路と、を含むこととしてもよい。

また上記従来例の問題点を解決するための本発明は、音声多重信号を復調して出力する音声信号処理回路であって、前記音声多重信号から副音声信号を抽出する抽出回路と、前記音声多重信号からステレオ信号を抽出して増幅するステレオ信号増幅回路と、前記副音声信号を、互いに異なるゲインでそれぞれ増幅するための複数の増幅回路と、前記複数の増幅回路のいずれか又は前記ステレオ信号増幅回路を選択し、当該選択した増幅回路又はステレオ信号増幅回路が出力する増幅後の音声信号を選択的に出力する選択回路と、を含むことを特徴としている。

ここで前記選択回路は、選択の対象となる複数の増幅回路又はステレオ信号増幅回路のいずれか一つに対して電源を供給することによって前記増幅回路とステレオ信号増幅回路とのいずれか一つを選択的に動作させ、当該選択的に動作させている増幅回路又はステレオ信号増幅回路が出力する増幅後の音声信号を出力することとしてもよい。

さらにこれらにおいて、前記ステレオ信号は、左チャネル信号と右チャネル信号との差分信号であることとしてもよい。また前記音声多重信号は、米国音声多重信号であってもよい。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る音声信号処理回路は、集積回路に内蔵されるもので、図１に示すように復調部１と、ステレオ信号復調部２と、副音声信号フィルタ３と、第１増幅器１１と、第２増幅器群１２と、伸長処理部１３と、演算部１４と、電源部１５と、制御部１６と、スイッチ１７とを含んで構成されている。

復調部１は、入力端子ＩＮから入力される信号から、音声多重信号（以下の説明では米国音声多重信号であるとする）を復調して出力する。ステレオ信号復調部２は、復調部１から音声多重信号の入力を受けてステレオ信号（左チャネルと右チャネルとの差分信号；Ｌ−Ｒ）を復調して出力する。また、このステレオ信号復調部２は、復調部１が出力する音声多重信号からモノラル信号（左チャネルと右チャネルの合成信号；Ｌ＋Ｒ）を抽出して出力する。副音声信号フィルタ３は、復調部１が出力する音声多重信号から副音声信号（ＳＡＰ）を復調して出力する。これら復調部１、ステレオ信号復調部２、並びに副音声信号フィルタ３は、従来の信号抽出部３１と同様のものである。

第１増幅器１１は、電源の供給を受けているときには、ステレオ信号（Ｌ−Ｒ）を所定の増幅率で増幅して出力する。第２増幅器群１２は、互いに異なる増幅率となるよう設定された複数の第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…を含む。これらの第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…は、いずれも副音声信号の入力を受けており、それぞれに電源が供給されていれば、互いに異なる増幅率で副音声信号を増幅して出力することとなる。例えば第２増幅器１２ａは、図６（ａ）に示したようなステレオ信号やモノラル信号に対して、副音声信号を平均的にそろえる場合の増幅率（ゲイン）であるとし、第２増幅器１２ｂは、図６（ｂ）に示したように、ステレオ信号やモノラル信号と、副音声信号とのレベルを低周波領域でそろえる場合の増幅率であるとすればよい。この第２増幅器群１２が本発明の増幅回路に相当する。伸長処理部１３は、第１増幅器１１や第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…が出力する信号がｄｂｘ（登録商標）処理されている場合に、これを伸長して出力するもので、従来の伸長処理部３５と同様のものである。

演算部１４は、モノラル信号（Ｌ＋Ｒ）と、伸長処理部１３が出力する信号とに基づいて、左チャネルから出力する音声信号と、右チャネルから出力する音声信号とを生成し、それぞれの音声信号を、対応する出力端子ＯＵＴＬ及びＯＵＴＲに出力する。この演算部１４の具体的な処理の内容については後に詳しく説明する。

電源部１５は、制御部１６から入力される制御信号に従って第１増幅器１１と、スイッチ１７とのいずれか一方に対して選択的に電源を供給する。また、この電源部１５は、他の各部に対して電源を供給している。制御部１６は、外部の制御端子（不図示）から入力される選択信号に従って、第１増幅器１１又はスイッチ１７のいずれかを選択し、当該選択した増幅器に対して電源を供給するよう指示する信号（制御信号）を、電源部１５に出力する。また、この制御部１６は、当該制御信号を演算部１４にも出力する。

スイッチ１７は、電源部１５から供給される電源を、第２増幅器群１２内の第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…のいずれかに選択的に供給する。このスイッチ１７が選択する第２増幅器をどれにするかは、この音声信号処理回路を含む集積回路を用いて回路を作成する際に固定して設定されてもよい。具体的にスイッチ１７は、電源部１５から供給される電源を出力する端子（電源出力端子）及び、各第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…の電源端子に接続される端子群（電源入力端子群）として実装できる。この場合、設計者等は電源入力端子群のいずれかと、電源出力端子との間を短絡させることになる。

すなわち、ここで述べる例では、これら電源部１５及び制御部１６が本発明の第２選択回路として動作し、スイッチ１７が選択回路として動作している。

ここで演算部１４の具体的処理内容について述べる。演算部１４は、制御部１６が出力する制御信号に従って伸長処理部１３から入力される信号がステレオ信号（Ｌ−Ｒ）であるのか、副音声信号（ＳＡＰ）であるのかを識別する。そしてこの演算部１４は、ステレオ信号が入力されているときには、モノラル信号とステレオ信号とを加算して得られる信号（Ｌ信号）を左チャネルの信号とし、モノラル信号からステレオ信号を差引きして得られる信号（Ｒ信号）を右チャネルの信号として出力することになる。また、演算部１４は、副音声信号が入力されているときには、（１）モノラル信号を一方のチャネルに出力し、副音声信号を他方のチャネルに出力するか、（２）モノラル信号を左、右の両チャネルに出力するか、（３）副音声信号を左、右の両チャネルに出力するか、のいずれかの方法で、モノラル信号と副音声信号との少なくとも一方を出力する。

次に本実施の形態の音声信号処理回路を用いたテレビジョン装置の設計例について説明する。テレビジョン装置の設計者は、第２増幅器群１２に含まれる第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…のうち、自らが最適と考える増幅率の第２増幅器を選択し、当該選択した第２増幅器に対して電源が供給可能になるよう、スイッチ１７を接続する。また、他の端子については従来と同様に接続する。

また、本実施の形態の音声信号処理回路を用いたテレビジョン装置の動作は次のようになる。すなわち、復調部１が音声多重信号を復調して出力し、ステレオ信号復調部２がモノラル信号とステレオ信号とを出力する。また、副音声信号フィルタ３が音声多重信号から副音声信号を抽出して出力する。

テレビジョン装置の利用者がステレオ音声信号を選択しているときには、制御部１６には、外部の制御端子（不図示）から選択信号としてステレオ音声信号を選択するべき旨の信号が入力される。このとき制御部１６は、演算部１４と電源部１５とに対して第１増幅器１１に対して電源を供給するべき旨の制御信号を出力する。

電源部１５は、第１増幅器１１に対して電源を供給し、スイッチ１７への電源供給を停止する。そして第１増幅器１１がステレオ信号を所定の増幅率で増幅して出力する。一方第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…にはいずれも電源が供給されていない状態となり、これらの増幅器は信号を出力しない状態となっている。従って伸長処理部１３は、第１増幅器１１の出力する信号に対して伸長処理を行って演算部１４に出力することになる。演算部１４は、制御信号に基づいてステレオ信号が入力されていることを識別し、モノラル信号とステレオ信号とを加算して得られる信号（Ｌ信号）を左チャネルの信号とし、モノラル信号からステレオ信号を差引きして得られる信号（Ｒ信号）を右チャネルの信号として出力する。

一方、テレビジョン装置の利用者が副音声信号を選択すると、制御部１６には、外部の制御端子（不図示）から選択信号として副音声信号を選択するべき旨の信号が入力される。このとき制御部１６は、演算部１４と電源部１５とに対してスイッチ１７に対して電源を供給するべき旨の制御信号を出力する。そして電源部１５は、スイッチ１７に対して電源を供給し、第１増幅器１１への電源供給を停止する。これによりスイッチ１７を介して設計者が選択した第２増幅器に対して電源が供給されることになる。

つまり、第１増幅器１１や、設計者の選択しなかった第２増幅器には電源が供給されないようになり、第１増幅器１１や、設計者の選択しなかった第２増幅器からは何らの信号も出力されない状態となる。従って伸長処理部１３は、設計者の選択した第２増幅器の出力する信号に対して伸長処理を行って演算部１４に出力することになり、この伸長処理の結果、設計者の意図した増幅率で増幅された副音声信号が演算部１４に供給されることになる。

演算部１４は、制御信号に基づいて副音声信号が入力されていることを識別し、例えばモノラル信号を一方のチャネル（左チャネルなど）に出力し、副音声信号を他方のチャネル（右チャネルなど）に出力する。

このように本実施の形態によれば、簡易な構成ながら、音声多重信号に含まれる音声信号の増幅率を設計者の好みに応じて可変制御できる。

さらにここまでの説明では電源の供給状態を制御することで、副音声信号の増幅率を可変制御することとしていたが、各増幅器が出力する信号のいずれかをスイッチで選択的に取り出す構成としてもよい（図２）。

この例では、第１増幅器１１や、第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…には電源を常時供給しておき、第１増幅器１１はステレオ信号を増幅して出力し、各第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…は、それぞれ互いに異なる増幅率で増幅した副音声信号を出力している。スイッチ部１８は、制御部１６’から入力される制御信号に応じて、これらの増幅器の出力のいずれか一つを選択的に伸長処理部１３に出力することになる。

スイッチ部１８は、図３（ａ）に示すように、制御信号に応じて、ステレオ信号（Ｌ−Ｒ）と、第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…の各々が出力する増幅後の副音声信号（ＳＡＰ）とのいずれかを選択するスイッチ２１としてもよい。またスイッチ部１８は、図３（ｂ）に示すように、第２増幅器１２ａ，１２ｂ，…の各々が出力する増幅後の副音声信号（ＳＡＰ）のいずれかを選択する第１スイッチ２２と、当該第１スイッチが出力する信号とステレオ信号（Ｌ−Ｒ）とのいずれかを選択する第２スイッチ２３とを用いて実現してもよい。

本発明の実施の形態に係る音声信号処理回路の一例を表す構成ブロック図である。本発明の実施の形態に係る音声信号処理回路の別の例を表す構成ブロック図である。スイッチ部の構成例を表す概略回路図である。米国音声多重信号の例を表す説明図である。従来の音声信号処理回路の例を表す構成ブロック図である。副音声信号のレベル設定の例を表す説明図である。

符号の説明

１復調部、２ステレオ信号復調部、３副音声信号フィルタ、１１，３２第１増幅器、１２，３３第２増幅器、１３，３５伸長処理部、１４，３６演算部、１５電源部、１６，１６’ 制御部、１７，１８，２１，２２，２３，３４スイッチ、３１信号抽出部。

Claims

音声多重信号を復調して出力する音声信号処理回路において、
前記音声多重信号から副音声信号を抽出する抽出回路と、
前記副音声信号を、互いに異なるゲインでそれぞれ増幅するための複数の増幅回路と、
前記複数の増幅回路のいずれかを選択し、当該選択した増幅回路が出力する増幅後の音声信号を選択的に出力する選択回路と、
を含むことを特徴とする音声信号処理回路。
請求項１に記載の音声信号処理回路において、
前記選択回路は、選択の対象となるいずれかの増幅回路に対して電源を供給することによっていずれかの増幅回路を選択的に動作させ、当該選択的に動作させている増幅回路が出力する増幅後の音声信号を出力することを特徴とする音声信号処理回路。
請求項１又は２に記載の音声信号処理回路において、
前記音声多重信号からステレオ信号を抽出して増幅するステレオ信号増幅回路と、
前記選択回路が出力する音声信号と、前記ステレオ信号増幅回路が出力する音声信号のいずれかを選択的に出力する第２選択回路と、
を含むことを特徴とする音声信号処理回路。
音声多重信号を復調して出力する音声信号処理回路において、
前記音声多重信号から副音声信号を抽出する抽出回路と、
前記音声多重信号からステレオ信号を抽出して増幅するステレオ信号増幅回路と、
前記副音声信号を、互いに異なるゲインでそれぞれ増幅するための複数の増幅回路と、
前記複数の増幅回路のいずれか又は前記ステレオ信号増幅回路を選択し、当該選択した増幅回路又はステレオ信号増幅回路が出力する増幅後の音声信号を選択的に出力する選択回路と、
を含むことを特徴とする音声信号処理回路。
請求項４に記載の音声信号処理回路において、
前記選択回路は、選択の対象となる複数の増幅回路又はステレオ信号増幅回路のいずれか一つに対して電源を供給することによって前記増幅回路とステレオ信号増幅回路とのいずれか一つを選択的に動作させ、当該選択的に動作させている増幅回路又はステレオ信号増幅回路が出力する増幅後の音声信号を出力することを特徴とする音声信号処理回路。
請求項３から５のいずれか一項に記載の音声信号処理回路において、
前記ステレオ信号は、左チャネル信号と右チャネル信号との差分信号であることを特徴とする音声信号処理回路。
請求項１から６のいずれか一項に記載の音声信号処理回路において、
前記音声多重信号は、米国音声多重信号であることを特徴とする音声信号処理回路。