サラウンド効果制御回路
【課題】ニュース等の音声信号を主とするモノラル信号を簡単な構成の回路により検出して、サラウンド効果を制御する。
【解決手段】入力された信号Ｌ信号，Ｒ信号は、音声部分を取り出すフィルタ122，124で、音声信号を取り出す。この音声信号は、コンパレータ132，134で正負の方形波に変換される。この正負の信号は、排他的論理和回路（ＸＯＲ）140に入力される。排他的論理和回路140は、２つの入力信号が異なっているときに出力が１となり、一致すると出力が０となる。モノラル状態であるときは、２つの信号は一致する。従って、出力は０となる。この排他的論理和回路140の出力を、ローパスフィルタ150を介して出力すると、出力信号はモノラル状態であると一番電圧が低く、ステレオ状態が強くなるに従って電圧が高くなるアナログ信号となる。このアナログ信号でステレオ信号にサラウンド処理を加える度合いを変化させる。
【解決手段】入力された信号Ｌ信号，Ｒ信号は、音声部分を取り出すフィルタ122，124で、音声信号を取り出す。この音声信号は、コンパレータ132，134で正負の方形波に変換される。この正負の信号は、排他的論理和回路（ＸＯＲ）140に入力される。排他的論理和回路140は、２つの入力信号が異なっているときに出力が１となり、一致すると出力が０となる。モノラル状態であるときは、２つの信号は一致する。従って、出力は０となる。この排他的論理和回路140の出力を、ローパスフィルタ150を介して出力すると、出力信号はモノラル状態であると一番電圧が低く、ステレオ状態が強くなるに従って電圧が高くなるアナログ信号となる。このアナログ信号でステレオ信号にサラウンド処理を加える度合いを変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステレオ音響信号からサラウンド効果を有する音響信号を得るサラウンド回路を、音響信号の性質に対応して制御する回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステレオ音響信号からサラウンド効果を有する音響信号を得るためのサラウンド回路は知られていた。
図１は、従来のステレオ音響信号にサラウンド効果を付与するサラウンド回路１０を含む回路を示している。このサラウンド回路１０は残響音等をステレオのＬ信号（左信号），Ｒ信号（右信号）に付与して、サラウンド効果を付与している。
図１の構成では、常にサラウンド回路１０が挿入されているため、モノラルが入力されても、サラウンド効果を付加してしまうため、ニュース等の音声に対して反響音が重畳されて響くために聞き取りにくくなる。
このため、モノラル状態かステレオ状態かを検出して、モノラル状態の場合は、サラウンド回路を制御することは行われていた。この構成を図２に示す。差分回路１２で、ステレオ信号のＬ信号（左信号），Ｒ信号（右信号）の差分をとり、モノラル状態である場合は左右の信号は同じであるため差分が０となり、そのときに、サラウンド回路１０’の機能を働かせず、入力した信号をそのまま出力するようにしている。
【０００３】
しかし、図２の差分信号により制御する回路では、ステレオ信号が小さい場合は、モノラルかステレオかを十分に区別できにくい。これを防ぐために例えば、特許文献１に示すように差分信号のレベルが小さいときの工夫をするものもある。その他に、特許文献２，３のような回路もある。これらのサラウンド効果の制御回路は複雑であり、簡単な構成のものが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１５８００号公報
【特許文献２】特開平９−１７２７００号公報
【特許文献３】特開平１０−１７４０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ニュース等の音声信号を主とするモノラル信号を簡単な構成の回路により検出して、サラウンド効果を制御することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明は、サラウンド効果制御回路であって、ステレオ信号の右信号と左信号から音声領域の信号を取り出す２つのフィルタと、該２つのフィルタからの右信号と左信号をそれぞれ方形波に変換して出力する２つのコンパレータと、該２つのコンパレータからの２つの方形波信号を入力して、一致しない場合に出力する排他的論理を行う処理回路と、該処理回路からの出力から、一致しない度合いに比例するアナログ信号を取り出すローパスフィルタと、該ローパスフィルタからの該アナログ信号により、サラウンド処理の度合いを変化させるサラウンド処理回路とを備えることを特徴とする。
さらに、前記排他的論理を行う処理回路と前記ローパスフィルタとの間に、雑音によるパルス幅の短い信号を除去する雑音除去回路を挿入するとよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成を用いると、簡単な構成で、ニュース等の音声信号を主とするモノラル信号のときに、サラウンド処理を制御することにより、明確に聞き取ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来のサラウンド回路を用いたステレオ信号にサラウンド効果を付加する構成を示す図である。
【図２】従来のサラウンド回路を制御するための構成を示す図である。
【図３】本発明のサラウンド回路を制御するための構成を示す図である。
【図４】サラウンド回路を制御する回路構成の１例を示す図である。
【図５】雑音があったときの影響を説明するための図である。
【図６−１】挿入された雑音防止回路の１例を示す図である。
【図６−２】図６−１の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図３を用いて、本発明の実施形態の構成を説明する。図３において、Ｌ信号（左信号），Ｒ信号（右信号）を、サラウンド回路１６０に入力している。このサラウンド処理を制御することで説明する。
【００１０】
さて、サラウンド処理を制御する制御信号を作成する構成を説明する。入力された信号Ｌ信号（左信号），Ｒ信号（右信号）は、まず、直流分をカットするキャパシタ１１２，１１４を介して、音声部分を取り出すフィルタ１２２，１２４に入力されて、音声信号を取り出す。このフィルタ１２２，１２４は、声のピッチ周波数である例えば約６０〜約７００Ｈｚのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）である。この音声信号は、コンパレータ１３２，１３４で、正負の方形波に変換される。即ち、コンパレータ１３２，１３４は、入力した信号の正負に応じて、正負の一定電圧の波形（方形波）を発生する。
この方形波信号は、排他的論理和回路（ＸＯＲ）１４０に入力される。この回路は、入力の負の信号を０，正の信号を１とすると、以下の表のような動作を行う。
【表１】
表１からわかるように、２つの入力信号が異なっているときに出力が１となり、２つの入力信号が一致すると出力が０となる。モノラル状態であるときは、２つの信号は一致するので、出力は０となる。ステレオ状態のときは一致しないことが多くなるので１となることが多くなる。
【００１１】
この排他的論理和回路１４０の出力を、ローパスフィルタ１５０を介して出力すると、出力信号はモノラル状態であると一番電圧が低く、ステレオ状態が強くなるに従って電圧が高くなるアナログ信号となる。
このアナログ信号をサラウンド処理回路１６０に入力する。そして、アナログ信号の電圧により、ステレオ信号にサラウンド処理を加える度合いを変化させるように制御して出力する。そうすると、ニュース等のモノラルの音声信号のとき、自動的にサラウンド処理を押さえた聞きやすい出力信号とすることができる。
【００１２】
図４に、サラウンド処理の制御の構成例を示す。
図４において、サラウンド回路１６２からの出力のサラウンド処理後の信号と、サラウンド回路１６２を介さない入力そのままの信号とを、それぞれ可変抵抗１６４，１６６に入力して混合している。その可変抵抗１６４，１６６からの出力を、上述のアナログ信号の電圧により、変化させている。モノラル状態の信号であるときはサラウンド回路１６２を介さない出力のみを出力し、アナログ信号の電圧が高まるにつれてサラウンド処理を行った信号の出力が多くなるように制御している。
このように、簡単な構成で、音声信号のステレオ状態の度合いに応じて、サラウンド処理を行うことができるので、ニュース等の音声信号を明瞭に聞くことができる。
【００１３】
さて、入力されたステレオ信号には、雑音が混じっていることが多い。この雑音により、図３の排他的論理和回路１４０から、モノラルの状態であるにもかかわらず出力信号が出力されて、誤動作を起こすことがある。雑音の影響や雑音防止の構成の１例を以下に、図５，図６−１，図６−２を用いて説明する。
【００１４】
図５は、図３に示した回路において、雑音の影響による誤動作を説明するための図である。図６−１は、雑音防止回路の１例を示す図であり、図６−２は雑音防止回路の動作を説明するための図である。
図５（ａ）に示すように、モノラルの音声信号Ｌ，Ｒに雑音が含まれていると、左右の信号に含まれる雑音は波形が異なることが多く、排他的論理和回路（ＸＯＲ）１４０の出力は、図５（ｂ）に示すように、雑音時にパルス幅が短い方形波を多数出力する。これをローパスフィルタ１５０に入力すると、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５０はある程度の電圧のアナログ信号を出力し、サラウンド処理回路１６０は誤動作を起こす。
【００１５】
これを防ぐためには、図３の排他的論理和回路（ＸＯＲ）１４０とローパスフィルタ１５０の間に、パルス幅が短い方形波の発生を防ぐ回路を挿入すればよい。その構成の１例を図６−１に示し、その動作を、図６−２の回路各部の波形図を用いて説明する。
さて、上述のように、雑音は幅の短い方形波として排他的論理和回路１４０から出力される（図６−１，図６−２ Ａ参照）。この方形波信号を微分回路１７２に入力する。この微分回路１７２は、挿入されているダイオードにより方形波の立ち上がりの微分を出力する。そして、コンパレータ１７４により、方形波信号の立ち上がり部分で雑音の幅の時間以上論理値０となる信号を発生する（図６−１，図６−２ Ｂ参照）。この論理値０を保持する時間は、微分回路１７２を構成する抵抗およびキャパシタの値により設定することができる。
ＡＮＤ回路１７６で論理積をとると、コンパレータ１７４からの信号により、排他的論理和回路（ＸＯＲ）１４０の出力信号から雑音成分が除去される（図６−１，図６−２ Ｃ参照）。
このようにして、幅の短い雑音成分を除去し、誤動作を少なくすることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステレオ音響信号からサラウンド効果を有する音響信号を得るサラウンド回路を、音響信号の性質に対応して制御する回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステレオ音響信号からサラウンド効果を有する音響信号を得るためのサラウンド回路は知られていた。
図１は、従来のステレオ音響信号にサラウンド効果を付与するサラウンド回路１０を含む回路を示している。このサラウンド回路１０は残響音等をステレオのＬ信号（左信号），Ｒ信号（右信号）に付与して、サラウンド効果を付与している。
図１の構成では、常にサラウンド回路１０が挿入されているため、モノラルが入力されても、サラウンド効果を付加してしまうため、ニュース等の音声に対して反響音が重畳されて響くために聞き取りにくくなる。
このため、モノラル状態かステレオ状態かを検出して、モノラル状態の場合は、サラウンド回路を制御することは行われていた。この構成を図２に示す。差分回路１２で、ステレオ信号のＬ信号（左信号），Ｒ信号（右信号）の差分をとり、モノラル状態である場合は左右の信号は同じであるため差分が０となり、そのときに、サラウンド回路１０’の機能を働かせず、入力した信号をそのまま出力するようにしている。
【０００３】
しかし、図２の差分信号により制御する回路では、ステレオ信号が小さい場合は、モノラルかステレオかを十分に区別できにくい。これを防ぐために例えば、特許文献１に示すように差分信号のレベルが小さいときの工夫をするものもある。その他に、特許文献２，３のような回路もある。これらのサラウンド効果の制御回路は複雑であり、簡単な構成のものが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１５８００号公報
【特許文献２】特開平９−１７２７００号公報
【特許文献３】特開平１０−１７４０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ニュース等の音声信号を主とするモノラル信号を簡単な構成の回路により検出して、サラウンド効果を制御することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明は、サラウンド効果制御回路であって、ステレオ信号の右信号と左信号から音声領域の信号を取り出す２つのフィルタと、該２つのフィルタからの右信号と左信号をそれぞれ方形波に変換して出力する２つのコンパレータと、該２つのコンパレータからの２つの方形波信号を入力して、一致しない場合に出力する排他的論理を行う処理回路と、該処理回路からの出力から、一致しない度合いに比例するアナログ信号を取り出すローパスフィルタと、該ローパスフィルタからの該アナログ信号により、サラウンド処理の度合いを変化させるサラウンド処理回路とを備えることを特徴とする。
さらに、前記排他的論理を行う処理回路と前記ローパスフィルタとの間に、雑音によるパルス幅の短い信号を除去する雑音除去回路を挿入するとよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成を用いると、簡単な構成で、ニュース等の音声信号を主とするモノラル信号のときに、サラウンド処理を制御することにより、明確に聞き取ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来のサラウンド回路を用いたステレオ信号にサラウンド効果を付加する構成を示す図である。
【図２】従来のサラウンド回路を制御するための構成を示す図である。
【図３】本発明のサラウンド回路を制御するための構成を示す図である。
【図４】サラウンド回路を制御する回路構成の１例を示す図である。
【図５】雑音があったときの影響を説明するための図である。
【図６−１】挿入された雑音防止回路の１例を示す図である。
【図６−２】図６−１の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図３を用いて、本発明の実施形態の構成を説明する。図３において、Ｌ信号（左信号），Ｒ信号（右信号）を、サラウンド回路１６０に入力している。このサラウンド処理を制御することで説明する。
【００１０】
さて、サラウンド処理を制御する制御信号を作成する構成を説明する。入力された信号Ｌ信号（左信号），Ｒ信号（右信号）は、まず、直流分をカットするキャパシタ１１２，１１４を介して、音声部分を取り出すフィルタ１２２，１２４に入力されて、音声信号を取り出す。このフィルタ１２２，１２４は、声のピッチ周波数である例えば約６０〜約７００Ｈｚのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）である。この音声信号は、コンパレータ１３２，１３４で、正負の方形波に変換される。即ち、コンパレータ１３２，１３４は、入力した信号の正負に応じて、正負の一定電圧の波形（方形波）を発生する。
この方形波信号は、排他的論理和回路（ＸＯＲ）１４０に入力される。この回路は、入力の負の信号を０，正の信号を１とすると、以下の表のような動作を行う。
【表１】
表１からわかるように、２つの入力信号が異なっているときに出力が１となり、２つの入力信号が一致すると出力が０となる。モノラル状態であるときは、２つの信号は一致するので、出力は０となる。ステレオ状態のときは一致しないことが多くなるので１となることが多くなる。
【００１１】
この排他的論理和回路１４０の出力を、ローパスフィルタ１５０を介して出力すると、出力信号はモノラル状態であると一番電圧が低く、ステレオ状態が強くなるに従って電圧が高くなるアナログ信号となる。
このアナログ信号をサラウンド処理回路１６０に入力する。そして、アナログ信号の電圧により、ステレオ信号にサラウンド処理を加える度合いを変化させるように制御して出力する。そうすると、ニュース等のモノラルの音声信号のとき、自動的にサラウンド処理を押さえた聞きやすい出力信号とすることができる。
【００１２】
図４に、サラウンド処理の制御の構成例を示す。
図４において、サラウンド回路１６２からの出力のサラウンド処理後の信号と、サラウンド回路１６２を介さない入力そのままの信号とを、それぞれ可変抵抗１６４，１６６に入力して混合している。その可変抵抗１６４，１６６からの出力を、上述のアナログ信号の電圧により、変化させている。モノラル状態の信号であるときはサラウンド回路１６２を介さない出力のみを出力し、アナログ信号の電圧が高まるにつれてサラウンド処理を行った信号の出力が多くなるように制御している。
このように、簡単な構成で、音声信号のステレオ状態の度合いに応じて、サラウンド処理を行うことができるので、ニュース等の音声信号を明瞭に聞くことができる。
【００１３】
さて、入力されたステレオ信号には、雑音が混じっていることが多い。この雑音により、図３の排他的論理和回路１４０から、モノラルの状態であるにもかかわらず出力信号が出力されて、誤動作を起こすことがある。雑音の影響や雑音防止の構成の１例を以下に、図５，図６−１，図６−２を用いて説明する。
【００１４】
図５は、図３に示した回路において、雑音の影響による誤動作を説明するための図である。図６−１は、雑音防止回路の１例を示す図であり、図６−２は雑音防止回路の動作を説明するための図である。
図５（ａ）に示すように、モノラルの音声信号Ｌ，Ｒに雑音が含まれていると、左右の信号に含まれる雑音は波形が異なることが多く、排他的論理和回路（ＸＯＲ）１４０の出力は、図５（ｂ）に示すように、雑音時にパルス幅が短い方形波を多数出力する。これをローパスフィルタ１５０に入力すると、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５０はある程度の電圧のアナログ信号を出力し、サラウンド処理回路１６０は誤動作を起こす。
【００１５】
これを防ぐためには、図３の排他的論理和回路（ＸＯＲ）１４０とローパスフィルタ１５０の間に、パルス幅が短い方形波の発生を防ぐ回路を挿入すればよい。その構成の１例を図６−１に示し、その動作を、図６−２の回路各部の波形図を用いて説明する。
さて、上述のように、雑音は幅の短い方形波として排他的論理和回路１４０から出力される（図６−１，図６−２ Ａ参照）。この方形波信号を微分回路１７２に入力する。この微分回路１７２は、挿入されているダイオードにより方形波の立ち上がりの微分を出力する。そして、コンパレータ１７４により、方形波信号の立ち上がり部分で雑音の幅の時間以上論理値０となる信号を発生する（図６−１，図６−２ Ｂ参照）。この論理値０を保持する時間は、微分回路１７２を構成する抵抗およびキャパシタの値により設定することができる。
ＡＮＤ回路１７６で論理積をとると、コンパレータ１７４からの信号により、排他的論理和回路（ＸＯＲ）１４０の出力信号から雑音成分が除去される（図６−１，図６−２ Ｃ参照）。
このようにして、幅の短い雑音成分を除去し、誤動作を少なくすることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サラウンド効果制御回路であって、
ステレオ信号の右信号と左信号から音声領域の信号を取り出す２つのフィルタと、
該２つのフィルタからの右信号と左信号をそれぞれ方形波に変換して出力する２つのコンパレータと、
該２つのコンパレータからの２つの方形波信号を入力して、一致しない場合に出力する排他的論理を行う処理回路と、
該処理回路からの出力から、一致しない度合いに比例するアナログ信号を取り出すローパスフィルタと、
該ローパスフィルタからの該アナログ信号により、サラウンド処理の度合いを変化させるサラウンド処理回路と
を備えることを特徴とするサラウンド効果制御回路。
【請求項２】
前記排他的論理を行う処理回路と前記ローパスフィルタとの間に、雑音によるパルス幅の短い信号を除去する雑音除去回路を挿入することを特徴とする請求項１に記載のサラウンド効果制御回路。
【請求項１】
サラウンド効果制御回路であって、
ステレオ信号の右信号と左信号から音声領域の信号を取り出す２つのフィルタと、
該２つのフィルタからの右信号と左信号をそれぞれ方形波に変換して出力する２つのコンパレータと、
該２つのコンパレータからの２つの方形波信号を入力して、一致しない場合に出力する排他的論理を行う処理回路と、
該処理回路からの出力から、一致しない度合いに比例するアナログ信号を取り出すローパスフィルタと、
該ローパスフィルタからの該アナログ信号により、サラウンド処理の度合いを変化させるサラウンド処理回路と
を備えることを特徴とするサラウンド効果制御回路。
【請求項２】
前記排他的論理を行う処理回路と前記ローパスフィルタとの間に、雑音によるパルス幅の短い信号を除去する雑音除去回路を挿入することを特徴とする請求項１に記載のサラウンド効果制御回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【公開番号】特開２０１０−２８３６２０（Ｐ２０１０−２８３６２０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３５５５５（Ｐ２００９−１３５５５５）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（５０４１７４１３５）国立大学法人九州工業大学 (489)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（５０４１７４１３５）国立大学法人九州工業大学 (489)
【Ｆターム（参考）】
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