JPH11298332A - ディジタル信号処理装置及びスピーカシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音響信号等の元のディジタル入力信号により
近いディジタル出力信号を得ることができるディジタル
信号処理装置及び当該ディジタル信号処理装置を備えた
スピーカシステムを提供する。 【解決手段】 ディジタル入力信号Ｓinのサンプリング
レートを増加させるオーバサンプリング部１と、信号処
理部３において増強されるレベルに対応して、サンプリ
ング信号Ｓovのレベルを低減するアッテネート部２と、
アッテネート信号Ｓatに対して所望のレベル増強処理及
びレベル低減処理を行う信号処理部３と、アッテネート
部２におけるレベル低減処理及び信号処理部３における
レベル変更処理に対応して処理信号Ｓpcにノイズシェー
ピング処理を施し、量子化精度を劣化させることなく量
子化雑音を低減しディジタル出力信号Ｓoutを生成する
ノイズシェーピング部４と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル的に入
力信号を処理するディジタル信号処理装置に関し、より
詳細には、スピーカを含む音響システムに適用して好適
なディジタル信号処理装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、音響信号をディジタル化し、当該
ディジタル化された音響信号に対して種々の処理をディ
ジタル的に施す、いわゆるＤＳＰ（Digital Signal P
rocessor）と称される処理装置が一般化しつつある。

【０００３】ここで、当該ＤＳＰ内で、例えば、特定の
周波数帯の音響信号のレベルのみをディジタル的に低減
する又は増強するいわゆるグラフィックイコライザ処理
を実行する場合を考えると、当該低減処理を施すと、そ
の低減処理された音響信号を再量子化する際に下位の数
ビットが脱落することとなるが、従来の上記ＤＳＰで
は、この下位ビットの脱落を無視してその後の信号処理
を施すようにしていた。これは、当該下位の数ビットを
無視しても再生される音響信号の特性にはさほど大きな
影響が残らないことによる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
音響装置の高精度化・高機能化に伴って、多くの使用者
によってより原音に近い音の再生が嗜好されるようにな
ってきており、この場合には上記従来のＤＳＰにおける
下位ビットの脱落による雑音又は歪みが無視できなくな
るという問題点が生じてきた。

【０００５】また、上記音響装置の高精度化・高機能化
に伴って、アナログ信号である音響信号をディジタル信
号に変換する際に生じるいわゆる量子化雑音も、より低
減する必要性が生じてきたという問題点もある。

【０００６】そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑み
て為されたもので、その課題は、音響信号等の元のディ
ジタル入力信号により近いディジタル出力信号を得るこ
とができるディジタル信号処理装置及び当該ディジタル
出力信号に対応する音を出力するスピーカシステムを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、予め設定された入力サ
ンプリング周波数でサンプリングされて外部から入力さ
れるディジタル入力信号に対して、当該ディジタル入力
信号における予め設定された特定周波数帯域のレベルを
低減する低減処理を少なくとも含む予め設定された信号
処理を施し、処理信号を生成する信号処理部等の信号処
理手段と、前記ディジタル入力信号又は前記処理信号の
うち、いずれか一の信号のサンプリング周波数を前記入
力サンプリング周波数のＮ倍（Ｎは１より大きい実数）
のサンプリング周波数に変換するオーバサンプリング部
等のサンプリングレート変換手段と、設定信号により示
されるノイズシェーピング特性に基づき、前記生成され
た処理信号を量子化すると共に当該処理信号に対してノ
イズシェーピング処理を施し、ディジタル出力信号を生
成するノイズシェーピング部等のノイズシェーピング手
段と、前記信号処理の周波数−レベル特性に対応して、
前記処理信号を量子化する際に生じる量子化特性の劣化
を補正すると共に当該量子化特性の補正により生じる量
子化雑音の増加分を前記入力サンプリング周波数の二分
の一の周波数よりも高い周波数帯域に移行させて前記デ
ィジタル出力信号を生成するように前記ノイズシェーピ
ング特性を設定し、前記設定信号を生成する制御部等の
設定手段と、を備える。

【０００８】請求項１に記載の発明の作用によれば、信
号処理手段は、ディジタル入力信号に対して信号処理を
施し、処理信号を生成する。

【０００９】このとき、サンプリングレート変換手段
は、ディジタル入力信号又は処理信号のうち、いずれか
一の信号のサンプリング周波数をＮ倍のサンプリング周
波数に変換する。

【００１０】そして、ノイズシェーピング手段は、設定
信号により示されるノイズシェーピング特性に基づき、
生成された処理信号を量子化すると共に当該処理信号に
対してノイズシェーピング処理を施し、ディジタル出力
信号を生成する。

【００１１】このとき、設定手段は、信号処理の周波数
−レベル特性に対応して、処理信号を量子化する際に生
じる量子化特性の劣化を補正すると共に当該量子化特性
の補正により生じる量子化雑音の増加分を入力サンプリ
ング周波数の二分の一の周波数よりも高い周波数帯域に
移行させてディジタル出力信号を生成するようにノイズ
シェーピング特性を設定し、設定信号を生成する。

【００１２】よって、ディジタル入力信号又は処理信号
のサンプリングレートを増加し、更に処理信号に対して
信号処理の周波数−レベル特性に対応したノイズシェー
ピング処理を施すので、レベルが低減された処理信号の
量子化により脱落したビット成分を補償することができ
ると共に、入力サンプリング周波数の二分の一の周波数
より低い周波数帯域の量子化雑音を相対的に低減でき
る。

【００１３】上記の課題を解決するために、請求項２に
記載の発明は、予め設定された入力サンプリング周波数
でサンプリングされて外部から入力されるディジタル入
力信号に対して、アッテネート信号に対する信号処理手
段における増減信号処理のレベルが当該信号処理手段で
処理可能なレベルより高いレベルとなることを防止すべ
く、当該増減信号処理に対応して前記ディジタル入力信
号のレベルを低減し、前記アッテネート信号を生成して
前記信号処理手段に出力するアッテネート部等のアッテ
ネート手段と、前記アッテネート信号に対して当該アッ
テネート信号における予め設定された第１特定周波数帯
域のレベルを増強する増強処理と当該アッテネート信号
における前記第１特定周波数帯域と異なる予め設定され
た第２特定周波数帯域のレベルを低減する低減処理との
いずれか一方を少なくとも含む前記増減信号処理を行っ
て前記処理信号を生成する信号処理部等の前記信号処理
手段と、前記ディジタル入力信号、前記アッテネート信
号又は前記処理信号のうち、いずれか一の信号のサンプ
リング周波数を前記入力サンプリング周波数のＮ（Ｎは
１より大きい実数）倍のサンプリング周波数に変換する
オーバサンプリング部等のサンプリングレート変換手段
と、設定信号により示されるノイズシェーピング特性に
基づき、前記生成された処理信号を量子化すると共に当
該処理信号に対してノイズシェーピング処理を施し、デ
ィジタル出力信号を生成するノイズシェーピング部等の
ノイズシェーピング手段と、前記アッテネート手段にお
ける低減処理の周波数−レベル特性及び前記増減信号処
理における周波数−レベル特性に対応して、前記処理信
号を量子化する際に生じる量子化特性の劣化を補正する
と共に当該量子化特性の補正により生じる量子化雑音の
増加分を前記入力サンプリング周波数の二分の一の周波
数よりも高い周波数帯域に移行させて前記ディジタル出
力信号を生成するように前記ノイズシェーピング特性を
設定し、前記設定信号を生成する制御部等の設定手段
と、を備える。

【００１４】請求項２に記載の発明の作用によれば、ア
ッテネート手段は、信号処理手段における増減信号処理
に対応してディジタル入力信号のレベルを低減し、アッ
テネート信号を生成して信号処理手段に出力する。

【００１５】次に、信号処理手段は、アッテネート信号
に対して増減信号処理を行って処理信号を生成する。

【００１６】このとき、サンプリングレート変換手段
は、ディジタル入力信号、アッテネート信号又は処理信
号のうち、いずれか一の信号のサンプリング周波数を入
力サンプリング周波数のＮ倍のサンプリング周波数に変
換する。

【００１７】そして、ノイズシェーピング手段は、設定
信号により示されるノイズシェーピング特性に基づき、
生成された処理信号を量子化すると共に当該処理信号に
対してノイズシェーピング処理を施し、ディジタル出力
信号を生成する。

【００１８】このとき、設定手段は、アッテネート手段
における低減処理の周波数−レベル特性及び増減信号処
理における周波数−レベル特性に対応して、処理信号を
量子化する際に生じる量子化特性の劣化を補正すると共
に当該量子化特性の補正により生じる量子化雑音の増加
分を入力サンプリング周波数の二分の一の周波数よりも
高い周波数帯域に移行させてディジタル出力信号を生成
するようにノイズシェーピング特性を設定し、設定信号
を生成する。

【００１９】よって、ディジタル入力信号、アッテネー
ト信号又は処理信号のうち、いずれか一の信号のサンプ
リングレートを増加し、更に処理信号に対して、アッテ
ネート手段における低減処理の周波数−レベル特性及び
増減信号処理の周波数−レベル特性に対応したノイズシ
ェーピング処理を施すので、信号処理手段において増強
処理を行うときでも、レベルが低減された処理信号の量
子化により脱落したビット成分を補償することができる
と共に、入力サンプリング周波数の二分の一の周波数よ
り低い周波数帯域の量子化雑音を相対的に低減できる。

【００２０】上記の課題を解決するために、請求項３に
記載の発明は、予め設定された入力サンプリング周波数
でサンプリングされて外部から入力されるディジタル入
力信号に対して、当該ディジタル入力信号における予め
設定された第１特定周波数帯域のレベルを増強する増強
処理と当該アッテネート信号における前記第１特定周波
数帯域と異なる予め設定された第２特定周波数帯域のレ
ベルを低減する低減処理とのいずれか一方を少なくとも
含む増減信号処理を行って処理信号を生成し、アッテネ
ート手段に出力する信号処理部等の信号処理手段と、デ
ィジタル出力信号のレベルが予め設定された所定のレベ
ルを越えることを防止すべく、前記増減信号処理に対応
して前記処理信号のレベルを低減し、アッテネート信号
を生成してノイズシェーピング手段に出力するアッテネ
ート部等の前記アッテネート手段と、前記ディジタル入
力信号、前記アッテネート信号又は前記処理信号のう
ち、いずれか一の信号のサンプリング周波数を前記入力
サンプリング周波数のＮ（Ｎは１より大きい実数）倍の
サンプリング周波数に変換するオーバサンプリング部等
のサンプリングレート変換手段と、設定信号により示さ
れるノイズシェーピング特性に基づき、前記生成された
アッテネート信号を量子化すると共に当該アッテネート
信号に対してノイズシェーピング処理を施し、前記ディ
ジタル出力信号を生成するノイズシェーピング部等のノ
イズシェーピング手段と、前記アッテネート手段におけ
る低減処理の周波数−レベル特性及び前記増減信号処理
における周波数−レベル特性に対応して、前記アッテネ
ート信号を量子化する際に生じる量子化特性の劣化を補
正すると共に当該量子化特性の補正により生じる量子化
雑音の増加分を前記入力サンプリング周波数の二分の一
の周波数よりも高い周波数帯域に移行させて前記ディジ
タル出力信号を生成するように前記ノイズシェーピング
特性を設定し、前記設定信号を生成する制御部等の設定
手段と、を備える。

【００２１】請求項３に記載の発明の作用によれば、信
号処理手段は、ディジタル入力信号に対して増減信号処
理を行って処理信号を生成しアッテネート手段に出力す
る。

【００２２】そして、アッテネート手段は、増減信号処
理に対応して処理信号のレベルを低減し、アッテネート
信号を生成してノイズシェーピング手段に出力する。

【００２３】このとき、サンプリングレート変換手段
は、ディジタル入力信号、アッテネート信号又は処理信
号のうち、いずれか一の信号のサンプリング周波数を入
力サンプリング周波数のＮ倍のサンプリング周波数に変
換する。

【００２４】そして、ノイズシェーピング手段は、設定
信号により示されるノイズシェーピング特性に基づき、
生成されたアッテネート信号を量子化すると共に当該ア
ッテネート信号に対してノイズシェーピング処理を施
し、ディジタル出力信号を生成する。

【００２５】このとき、設定手段は、アッテネート手段
における低減処理の周波数−レベル特性及び増減信号処
理における周波数−レベル特性に対応して、アッテネー
ト信号を量子化する際に生じる量子化特性の劣化を補正
すると共に当該量子化特性の補正により生じる量子化雑
音の増加分を入力サンプリング周波数の二分の一の周波
数よりも高い周波数帯域に移行させてディジタル出力信
号を生成するようにノイズシェーピング特性を設定し、
設定信号を生成する。

【００２６】よって、ディジタル入力信号、アッテネー
ト信号又は処理信号のうち、いずれか一の信号のサンプ
リングレートを増加し、更にアッテネート信号に対し
て、アッテネート手段における低減処理の周波数−レベ
ル特性及び増減信号処理における周波数−レベル特性に
対応したノイズシェーピング処理を施すので、ディジタ
ル出力信号のレベルを調整すべくアッテネート手段にお
いて低減処理を行っても、レベルが低減されたアッテネ
ート信号の量子化により脱落したビット成分を補償する
ことができると共に、入力サンプリング周波数の二分の
一の周波数より低い周波数帯域の量子化雑音を相対的に
低減できる。

【００２７】上記の課題を解決するために、請求項４に
記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の
ディジタル信号処理装置において、前記ノイズシェーピ
ング手段は、予め設定されたディザを加算する加算器等
のディザ加算手段を更に備え、前記設定手段は、当該デ
ィザの加算により増加した雑音成分をも補償するように
前記ノイズシェーピング特性を設定し前記設定信号を生
成するように構成される。

【００２８】請求項４に記載の発明の作用によれば、請
求項１から３のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、ノイズシェーピング手段における加算手段はディザ
を加算する。

【００２９】そして、設定手段は、当該ディザの加算に
より増加した雑音成分をも補償するようにノイズシェー
ピング特性を設定し設定信号を生成する。

【００３０】よって、ディザの加算により量子化雑音を
白色雑音化できる共に当該ディザの加算により増加した
雑音成分も除去できる。

【００３１】上記の課題を解決するために、請求項５に
記載の発明は、アッテネート信号に対する信号処理手段
における信号処理が当該信号処理手段で処理可能なレベ
ルより高いレベルとなることを防止すべく、当該信号処
理に対応して予め設定された周波数−レベル特性に基づ
いて、予め設定された入力サンプリング周波数でサンプ
リングされて外部から入力されるディジタル入力信号の
レベルを低減し、前記アッテネート信号を生成するアッ
テネート部等のアッテネート手段と、前記生成されたア
ッテネート信号に対して、予め設定された周波数−レベ
ル特性に基づき当該アッテネート信号における予め設定
された特定周波数帯域のレベルを増強する増強処理又は
前記特定周波数帯域のレベルを低減する低減処理のいず
れか一方を少なくとも含む予め設定された前記信号処理
を施し、処理信号を生成する信号処理部等の前記信号処
理手段と、前記ディジタル入力信号、前記アッテネート
信号又は前記処理信号のうち、いずれか一の信号のサン
プリング周波数を前記入力サンプリング周波数のＮ倍
（Ｎは１より大きい実数）のサンプリング周波数に変換
するオーバサンプリング部等のサンプリングレート変換
手段と、前記生成された処理信号を量子化すると共に、
前記アッテネート手段における低減処理の周波数−レベ
ル特性及び前記信号処理における周波数−レベル特性に
対応して前記処理信号を量子化する際に生じる量子化特
性の劣化を補正し、且つ当該量子化特性の補正により生
じる量子化雑音の増加分を前記入力サンプリング周波数
の二分の一の周波数よりも高い周波数帯域に移行させる
ように予め設定されたノイズシェーピング特性に基づく
ノイズシェーピング処理を前記処理信号に対して施し、
前記ディジタル出力信号を生成するノイズシェーピング
部等のノイズシェーピング手段と、を備える。

【００３２】請求項５に記載の発明の作用によれば、ア
ッテネート手段は、信号処理手段における信号処理に対
応して予め設定された周波数−レベル特性に基づいてデ
ィジタル入力信号のレベルを低減しアッテネート信号を
生成する。

【００３３】そして、信号処理手段は、生成されたアッ
テネート信号に対して、予め設定された周波数−レベル
特性に基づき信号処理を施し、処理信号を生成する。

【００３４】このとき、サンプリングレート変換手段
は、ディジタル入力信号、アッテネート信号又は処理信
号のうち、いずれか一の信号のサンプリング周波数を入
力サンプリング周波数のＮ倍のサンプリング周波数に変
換する。

【００３５】そして、ノイズシェーピング手段は、生成
された処理信号を量子化すると共に、アッテネート手段
における低減処理の周波数−レベル特性及び信号処理に
おける周波数−レベル特性に対応して処理信号を量子化
する際に生じる量子化特性の劣化を補正し、且つ当該量
子化特性の補正により生じる量子化雑音の増加分を入力
サンプリング周波数の二分の一の周波数よりも高い周波
数帯域に移行させるように予め設定されたノイズシェー
ピング特性に基づくノイズシェーピング処理を処理信号
に対して施し、ディジタル出力信号を生成する。

【００３６】よって、ディジタル入力信号、アッテネー
ト信号又は処理信号のうち、いずれか一の信号のサンプ
リングレートを増加し、更に処理信号に対してアッテネ
ート手段における低減処理の周波数−レベル特性及び信
号処理手段における信号処理の周波数−レベル特性に対
応したノイズシェーピング処理を施すので、レベルが低
減された処理信号の量子化により脱落したビット成分を
補償することができると共に、入力サンプリング周波数
の二分の一の周波数より低い周波数帯域の量子化雑音を
相対的に低減できる。

【００３７】上記の課題を解決するために、請求項６に
記載の発明は、予め設定された入力サンプリング周波数
でサンプリングされて外部から入力されるディジタル入
力信号に対して、当該ディジタル入力信号における予め
設定された特定周波数帯域のレベルを低減する低減処理
及び前記特性周波数帯域のレベルを増強する増強処理の
いずれか一方を少なくとも含む予め設定された信号処理
を施し、処理信号を生成する信号処理部等の信号処理手
段と、ディジタル出力信号のレベルが予め設定された所
定のレベルを越えることを防止すべく、前記信号処理に
対応して前記処理信号のレベルを低減し、アッテネート
信号を生成するアッテネート部等のアッテネート手段
と、前記ディジタル入力信号、前記処理信号又は前記ア
ッテネート信号のうち、いずれか一の信号のサンプリン
グ周波数を前記入力サンプリング周波数のＮ倍（Ｎは１
より大きい実数）のサンプリング周波数に変換するオー
バサンプリング部等のサンプリングレート変換手段と、
前記生成されたアッテネート信号を量子化すると共に、
前記アッテネート手段における低減処理の周波数−レベ
ル特性及び前記信号処理における周波数−レベル特性に
対応して前記アッテネート信号を量子化する際に生じる
量子化特性の劣化を補正し、且つ当該量子化特性の補正
により生じる量子化雑音の増加分を前記入力サンプリン
グ周波数の二分の一の周波数よりも高い周波数帯域に移
行させるように予め設定されたノイズシェーピング特性
に基づくノイズシェーピング処理を前記アッテネート信
号に対して施し、前記ディジタル出力信号を生成するノ
イズシェーピング部等のノイズシェーピング手段と、を
備える。

【００３８】請求項６に記載の発明の作用によれば、信
号処理手段は、ディジタル入力信号に対して予め設定さ
れた信号処理を施し、処理信号を生成する。

【００３９】そして、アッテネート手段は、ディジタル
出力信号のレベルが予め設定された所定のレベルを越え
ることを防止すべく、信号処理に対応して処理信号のレ
ベルを低減し、アッテネート信号を生成する。

【００４０】このとき、サンプリングレート変換手段
は、ディジタル入力信号、処理信号又はアッテネート信
号のうち、いずれか一の信号のサンプリング周波数を入
力サンプリング周波数のＮ倍のサンプリング周波数に変
換する。

【００４１】そして、ノイズシェーピング手段は、生成
されたアッテネート信号を量子化すると共に、アッテネ
ート手段における低減処理の周波数−レベル特性及び信
号処理における周波数−レベル特性に対応してアッテネ
ート信号を量子化する際に生じる量子化特性の劣化を補
正し、且つ当該量子化特性の補正により生じる量子化雑
音の増加分を入力サンプリング周波数の二分の一の周波
数よりも高い周波数帯域に移行させるように予め設定さ
れたノイズシェーピング特性に基づくノイズシェーピン
グ処理をアッテネート信号に対して施し、ディジタル出
力信号を生成する。

【００４２】よって、ディジタル入力信号、アッテネー
ト信号又は処理信号のうち、いずれか一の信号のサンプ
リングレートを増加し、更にアッテネート信号に対し
て、アッテネート手段における低減処理の周波数−レベ
ル特性及び信号処理における周波数−レベル特性に対応
したノイズシェーピング処理を施すので、ディジタル出
力信号のレベルを調整すべくアッテネート手段において
低減処理を行っても、レベルが低減されたアッテネート
信号の量子化により脱落したビット成分を補償すること
ができると共に、入力サンプリング周波数の二分の一の
周波数より低い周波数帯域の量子化雑音を相対的に低減
できる。

【００４３】上記の課題を解決するために、請求項７に
記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の
ディジタル情報処理装置において、前記信号処理手段
は、前記ディジタル入力信号におけるビット数に各前記
量子化に伴って削減されるビット数を加えたビット数よ
り多いビット数のディジタル処理が可能であるように構
成される。

【００４４】請求項７に記載の発明の作用によれば、請
求項１から６のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、信号処理手段が、ディジタル入力信号におけるビッ
ト数に各量子化に伴って削減されるビット数を加えたビ
ット数より多いビット数のディジタル処理が可能である
ので、ディジタル信号処理装置全体としていわゆる桁落
ちによる量子化雑音の増加を防止できる。

【００４５】上記の課題を解決するために、請求項８に
記載の発明は、請求項２から７のいずれか一項に記載の
ディジタル信号処理装置と、前記ディジタル出力信号に
対応する音を出力するスピーカ等のスピーカ手段と、を
備えるスピーカシステムであって、前記ディジタル入力
信号は、少なくとも４０ヘルツよりも高い前記入力サン
プリング周波数でサンプリングされた音響信号であると
共に、前記信号処理手段は前記音響信号に対応する前記
処理信号を生成し、更に前記ノイズシェーピング手段は
前記量子化雑音の増加分を前記入力サンプリング周波数
の二分の一の周波数よりも高い周波数帯域に移行させて
前記音響信号に対応する前記ディジタル出力信号を生成
するように構成される。

【００４６】請求項８に記載の発明の作用によれば、請
求項２から７のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、スピーカ手段はディジタル出力信号に対応する音を
出力する。

【００４７】このとき、ディジタル入力信号は、少なく
とも４０ヘルツよりも高い入力サンプリング周波数でサ
ンプリングされた音響信号とされている。

【００４８】また、信号処理手段は音響信号に対応する
処理信号を生成する。

【００４９】更にノイズシェーピング手段は量子化雑音
の増加分を入力サンプリング周波数の二分の一の周波数
よりも高い周波数帯域に移行させて音響信号に対応する
ディジタル出力信号を生成する。

【００５０】よって、レベルが低減された音響信号に対
応する処理信号の量子化により脱落したビット成分を補
償することができると共に、音響信号における入力サン
プリング周波数の二分の一の周波数より低い周波数帯域
の量子化雑音を相対的に低減できる。

【００５１】上記の課題を解決するために、請求項９に
記載の発明は、請求項８に記載のスピーカシステムにお
いて、複数の前記スピーカ手段と、各前記スピーカ手段
毎に設けられ、当該各スピーカ手段における出力特性を
補正する複数のアッテネータ等の第２アッテネート手段
と、各前記スピーカ手段毎に設けられ、前記第２アッテ
ネート手段における補正処理に起因する量子化特性の劣
化をも補正する前記ノイズシェーピング特性により前記
ノイズシェーピング処理を夫々行う複数の前記ノイズシ
ェーピング手段と、を備える。

【００５２】請求項９に記載の発明の作用によれば、請
求項８に記載の発明の作用に加えて、 複数のスピーカ
手段毎に設けられた第２アッテネート手段は、当該各ス
ピーカ手段における出力特性を補正する。

【００５３】そして、各スピーカ手段毎に設けられたノ
イズシェーピング手段は、第２アッテネート手段におけ
る補正処理に起因する量子化特性の劣化をも補正するノ
イズシェーピング特性によりノイズシェーピング処理を
夫々行う。

【００５４】よって、複数のスピーカ手段を有するスピ
ーカシステムであっても、量子化特性を改善すると共に
各スピーカ手段の出力特性を補正することができる。

【００５５】上記の課題を解決するために、請求項１０
に記載の発明は、予め設定された入力サンプリング周波
数でサンプリングされて外部から入力されるディジタル
入力信号に対応する音を出力するスピーカ等のスピーカ
手段を備えるスピーカシステムにおいて、前記スピーカ
手段の出力特性を補正するべくディジタル入力信号に対
して当該ディジタル入力信号のレベルを低減する低減処
理を少なくとも含む補正処理を施し、補正信号を生成す
るアッテネータ等の補正手段と、前記ディジタル入力信
号又は前記補正信号のうち、いずれか一の信号のサンプ
リング周波数を前記入力サンプリング周波数のＮ倍（Ｎ
は１より大きい実数）のサンプリング周波数に変換する
オーバサンプリング部等のサンプリングレート変換手段
と、設定信号により示されるノイズシェーピング特性に
基づき、前記生成された補正信号を量子化すると共に当
該補正信号に対してノイズシェーピング処理を施し、デ
ィジタル出力信号を生成するノイズシェーピング部等の
ノイズシェーピング手段と、前記補正処理の周波数−レ
ベル特性に対応して、前記補正信号を量子化する際に生
じる量子化特性の劣化を補正すると共に当該量子化特性
の補正により生じる量子化雑音の増加分を前記入力サン
プリング周波数の二分の一の周波数よりも高い周波数帯
域に移行させて前記ディジタル出力信号を生成するよう
に前記ノイズシェーピング特性を設定し、前記設定信号
を生成する制御部等の設定手段と、を備える。

【００５６】請求項１０に記載の発明の作用によれば、
補正手段は、スピーカ手段の出力特性を補正するべくデ
ィジタル入力信号に対して当該ディジタル入力信号のレ
ベルを低減する低減処理を少なくとも含む補正処理を施
し、補正信号を生成する。

【００５７】このとき、サンプリングレート変換手段
は、ディジタル入力信号又は補正信号のうち、いずれか
一の信号のサンプリング周波数を入力サンプリング周波
数のＮ倍のサンプリング周波数に変換する。

【００５８】そして、ノイズシェーピング手段は、設定
信号により示されるノイズシェーピング特性に基づき、
生成された補正信号を量子化すると共に当該補正信号に
対してノイズシェーピング処理を施し、ディジタル出力
信号を生成する。

【００５９】このとき、設定手段は、補正処理の周波数
−レベル特性に対応して、補正信号を量子化する際に生
じる量子化特性の劣化を補正すると共に当該量子化特性
の補正により生じる量子化雑音の増加分を入力サンプリ
ング周波数の二分の一の周波数よりも高い周波数帯域に
移行させてディジタル出力信号を生成するようにノイズ
シェーピング特性を設定し、設定信号を生成する。

【００６０】よって、ディジタル入力信号又は補正信号
のうち、いずれか一の信号のサンプリングレートを増加
し、更に補正信号に対して補正処理の周波数−レベル特
性に対応したノイズシェーピング処理を施すので、レベ
ルが低減された補正信号の量子化により脱落したビット
成分を補償することができると共に、入力サンプリング
周波数の二分の一の周波数より低い周波数帯域の量子化
雑音を相対的に低減できる。

【００６１】上記の課題を解決するために、請求項１１
に記載の発明は、請求項１０に記載のスピーカシステム
において、複数の前記スピーカ手段と、各前記スピーカ
手段毎に設けられ、前記ディジタル入力信号に対して当
該各スピーカ手段における出力特性を補正するための前
記補正処理を更に施し、前記補正信号を夫々生成する複
数の前記補正手段と、各前記スピーカ手段毎に設けら
れ、各前記補正手段における補正処理に起因する量子化
特性の劣化をも補正する前記ノイズシェーピング特性に
より前記ノイズシェーピング処理を夫々行う複数の前記
ノイズシェーピング手段と、を備える。

【００６２】請求項１１に記載の発明の作用によれば、
請求項１０に記載の発明の作用に加えて、複数のスピー
カ手段毎に設けられた補正手段は、ディジタル入力信号
に対して当該各スピーカ手段における出力特性を補正す
るための補正処理を更に施し、補正信号を夫々生成す
る。

【００６３】そして、各スピーカ手段毎に設けられたノ
イズシェーピング手段は、各補正手段における補正処理
に起因する量子化特性の劣化をも補正するノイズシェー
ピング特性によりノイズシェーピング処理を夫々行う。

【００６４】よって、複数のスピーカ手段を有するスピ
ーカシステムであっても、量子化特性を改善すると共に
各スピーカ手段の出力特性を補正することができる。

【００６５】上記の課題を解決するために、請求項１２
に記載の発明は、請求項１１に記載のスピーカシステム
において、各前記補正手段は、各前記スピーカ手段間に
おける出力特性の相違を補償するように構成される。

【００６６】請求項１２に記載の発明の作用によれば、
請求項１１に記載の発明の作用に加えて、各補正手段が
各スピーカ手段間における出力特性の相違を補償するの
で、歪みの無い良好な音を出力することができる。

【００６７】上記の課題を解決するために、請求項１３
に記載の発明は、請求項８から１２のいずれか一項に記
載のスピーカシステムにおいて、前記ディジタル出力信
号のうち、前記入力サンプリング周波数の二分の一より
高い周波数帯域の当該ディジタル出力信号のレベルを低
減するローパスフィルタ等のローパスフィルタ手段を更
に備える。

【００６８】請求項１３に記載の発明の作用によれば、
請求項８から１２のいずれか一項に記載の発明の作用に
加えて、ローパスフィルタ手段は、ディジタル出力信号
のうち、入力サンプリング周波数の二分の一より高い周
波数帯域の当該ディジタル出力信号のレベルを低減す
る。

【００６９】よって、サンプリング周波数よりも高い周
波数帯域に移行している量子化雑音を除去することがで
きる。

【００７０】

【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明
する実施の形態は、周波数帯の異なる音の再生を夫々に
担う複数のスピーカを有するスピーカシステムについて
本発明を適用した場合の実施の形態である。

【００７１】（Ｉ）本発明の原理 先ず、具体的な実施形態を説明する前に、本発明の原理
について図１及び図２を用いて説明する。

【００７２】図１（ａ）に示すように、本発明は、サン
プリングレート変換手段としてのオーバサンプリング部
１と、アッテネート手段としてのアッテネート部２と、
信号処理手段としての信号処理部３と、ノイズシェーピ
ング手段としてのノイズシェーピング部４と、設定手段
としての制御部５と、により構成されている。

【００７３】なお、この構成のうち信号処理部３の型式
としては、いわゆる固定小数点型又は浮動小数点型のい
ずれでもよいが、以下の説明では、固定小数点型の信号
処理部を用いた場合について説明する。

【００７４】また、ノイズシェーピング部４は、図１
（ｂ）に示すように、加算器６及び９と、ディザ加算手
段としての加算器７と、再量子化器８と、フィルタ１０
と、により構成されている。

【００７５】次に動作を説明する。

【００７６】外部からオーバサンプリング部１に入力さ
れるディジタル入力信号Ｓinは、当該オーバサンプリン
グ部１において当該ディジタル入力信号Ｓinのサンプリ
ング周波数ｆsの２倍のサンプリング周波数でオーバサ
ンプリングされ、サンプリング信号Ｓovが生成されてア
ッテネート部２に出力される。

【００７７】次に、生成されたサンプリング信号Ｓov
は、制御部５からの制御信号Ｓcaに基づいて、後述する
アッテネート信号Ｓatに対して信号処理部３においてレ
ベルの増強処理（いわゆるブースト処理）を行った結
果、そのレベルが当該信号処理部３において処理可能な
最大レベルを越えてしまわないようにサンプリング信号
Ｓovのレベルを低減し、上記アッテネート信号Ｓatを生
成して信号処理部３に出力する。

【００７８】そして、信号処理部３では、制御部５から
の制御信号Ｓｒに基づいて、入力されたアッテネート信
号Ｓatに対してそのレベルを変換する変換処理を行い、
処理信号Ｓpcを生成してノイズシェーピング部４に出力
する。

【００７９】ここで、信号処理部３における変換処理
は、例えば、使用者がディジタル入力信号Ｓinにおける
特定の周波数帯域のレベルを増強したり（上記ブースト
処理）又は特定の周波数帯域のレベルを低減したりする
ことを所望した場合に、これに対応する操作が図示しな
い操作部で実行されたとき、当該操作に対応した制御信
号が制御部５に入力され、当該制御部５から当該操作に
対応する上記制御信号Ｓｒが信号処理部３に出力され、
信号処理部３においてこれによりアッテネート信号Ｓat
に対して当該操作に対応するレベルの増強処理又は低減
処理が施される。

【００８０】次に、ノイズシェーピング部４は、制御部
５からの制御信号Ｓcnに基づいて、入力された処理信号
Ｓpcに対していわゆるノイズシェーピング処理を施し、
ディジタル出力信号Ｓoutを生成し、外部に出力する。

【００８１】ここで、当該ノイズシェーピング処理とし
ては、当該制御信号Ｓcnに基づいて、アッテネート部２
及び信号処理部３においてレベルが低減された処理信号
Ｓpcを再量子化すること及び当該再量子化により削除さ
れた下位ビットを補正すると共に、当該補正により生じ
たいわゆる量子化雑音の増加分を、当該処理信号Ｓpcの
サンプリング周波数（現在では２×ｆs）に対して（ｆs
／２）の周波数より高い周波数帯域に移行させる処理が
実行される。

【００８２】より具体的に図１（ｂ）を用いて説明する
と、ノイズシェーピング処理部４に入力された処理信号
Ｓpcは、加算器６において、フィルタ１０からのフィル
タ信号Ｓfの論理を反転した信号が加算され、加算信号
Ｓdが生成される。

【００８３】次に、加算信号Ｓdは加算器７において後
述する方法によりディザ信号Ｓzが加算され、加算信号
Ｓdzとして再量子化器８に出力される。そして、再量子
化器８において再量子化され、上記ディジタル出力信号
Ｓoutとして出力される。

【００８４】一方、ディジタル出力信号Ｓoutは、加算
器９にも出力され、当該加算器９において加算信号Ｓd
の論理を反転した信号と加算され、加算信号Ｓadとして
上記フィルタ１０に入力される。

【００８５】その後、当該フィルタ１０により、制御部
５からの制御信号Ｓcnに基づいて設定されるノイズシェ
ーピング特性によりフィルタ処理が施され、上記フィル
タ信号Ｓfとして加算器６に出力される。

【００８６】ここで、ノイズシェーピング部４における
ノイズシェーピング処理について、より具体的に例示し
つつ図２を用いて説明する。

【００８７】なお、以下に示す例示は、ディジタル入力
信号Ｓinのサンプリング周波数がｆsであり（従って、
ディジタル入力信号Ｓinとしての情報は、周波数（ｆs
／２）以下の周波数帯域に存在していることとなる。こ
れは、いわゆる標本化定理によるものである。）、当該
ディジタル入力信号Ｓinに対して、信号処理部３におい
て周波数ｆ₁（＜ｆs／２）を中心として３デシベルのレ
ベル増強処理を行い、且つ周波数ｆ₂（＜ｆs／２）を中
心として６デシベルのレベル低減処理を行う場合につい
て示すものであり、この処理に対応してアッテネータ部
２では、サンプリング信号Ｓovに対して全ての周波数帯
域に渡って一様に３デシベルのレベル低減処理を行って
いる。

【００８８】先ず、本例では、信号処理部３において、
上述のように周波数ｆ₁を中心として３デシベルのレベ
ル増強処理を行うと共に周波数ｆ₂を中心として６デシ
ベルのレベル低減処理を行うので、その周波数−レベル
特性は図２（ａ）に示すような変化を有する特性とな
る。

【００８９】一方、信号処理部３におけるレベル増強処
理に対応して、アッテネート部２ではサンプリング信号
Ｓovに対して全ての周波数帯域で一様に３デシベルのレ
ベル低減処理を行うので、その周波数−レベル特性は図
２（ａ）に示すように一様な特性となる。

【００９０】そして、制御部５は、上記信号処理部３に
おける各処理に対応して、図２（ｂ）に示すようなノイ
ズシェーピング特性をフィルタ１０に設定するように上
記制御信号Ｓcnを生成する。

【００９１】ここで、図２（ｂ）に示すノイズシェーピ
ング特性としては、その原理から以下に示す三つの条件
を具備する必要がある。

【００９２】すなわち、 （ａ）「１−Ｈ（ｚ）」が最小位相推移特性であるこ
と。

【００９３】（ｂ）「１−Ｈ（ｚ）」の対数パワースペ
クトル密度の平均が０であること。つまり、

【数１】 であること。

【００９４】（ｃ）Ｍ個のタップを有するフィルタ１０
の場合に以下の式が成立すること。

【００９５】

【数２】

【００９６】そこで、図２（ｂ）に示すノイズシェーピ
ング特性は上記の三つの要件を具備した上で以下に示す
ように設定される。

【００９７】すなわち、０≦ｆ≦ｆs／２の周波数帯域
については、

【数３】Ｈ（ｚ）＝（信号処理部３の周波数−レベル特
性）−（ディザ信号Ｓzの付加による雑音増加分の絶対
値＋アッテネート部２において低減されたレベルの絶対
値） により図２（ｂ）に示すノイズシェーピング特性の曲線
が設定される。ここで、図２（ｂ）に示す例では、ディ
ザ信号Ｓzの加算により、雑音が１デシベル増加した場
合について示している。

【００９８】次に、ｆs／２＜ｆ≦ｆsの周波数帯域につ
いては、図２（ｂ）に右上がり斜線で示す領域Ａの面積
と同様に右下がり斜線で示す領域Ｂの面積とが等しくな
るように、図２（ｂ）における特性曲線と周波数軸とが
交差する点及び当該交差点の周波数以上で周波数ｆs以
下の周波数帯域における最大値レベル（図２（ｂ）中符
号Ｍで示すレベル）を設定する。

【００９９】なお、図２（ｂ）に符号Ｂで示す領域につ
いては、この特性に拘泥するものではなく、上記領域Ａ
と当該領域Ｂとの面積が等しければ、領域Ｂのノイズシ
ェーピング特性は上述した三つの条件（ａ）、（ｂ）及
び（ｃ）さえ満たされていれば、その他はどのような特
性でもよい。

【０１００】また、周波数ｆsより大きく周波数２×ｆs
以下の周波数帯域におけるノイズシェーピング特性は、
フィルタ１０を実数領域で構成する場合には、図２
（ｂ）に示した周波数−レベル特性を周波数ｆsを示す
レベル軸（｜１−Ｈ（ｚ）｜軸）に平行な直線を対称軸
として線対称に折り返した形となる。

【０１０１】そして、上述したようにアッテネート部２
のレベル低減処理及び信号処理部３における信号処理に
基づいて設定された当該図２（ｂ）で示す周波数−レベ
ル特性によりノイズシェーピング部４においてノイズシ
ェーピング処理を行うことにより、上述したノイズシェ
ーピング処理としての機能、すなわち、アッテネート部
２及び信号処理部３においてレベルが低減された処理信
号Ｓpcを再量子化すること及び当該再量子化により削除
された下位ビットを補正すると共に、当該補正により生
じたいわゆる量子化雑音の増加分を、当該処理信号Ｓpc
のサンプリング周波数に対して（ｆs／２）の周波数よ
り高い周波数帯域に移行させる機能が発揮される。

【０１０２】次に、加算器７におけるディザ信号Ｓzの
加算方法について、図３を用いて説明する。

【０１０３】図３に示すように、加算器７におけるディ
ザ信号Ｓzとしては、例えば、図３（ａ）又は図３
（ｂ）に示されるようなディザ信号Ｓzを与えるが、本
発明においては、ディザの発生方法やその付加位置又は
ディザの種類などには一切限定はない。

【０１０４】次に、上述した各構成部材の動作と並行し
て、制御部５は、図示しない操作部における操作に基づ
いて、信号処理部３におけるレベルの増強処理又は低減
処理のための上記制御信号Ｓｒを生成すると共に、当該
信号処理部３において実行すべき増強処理のレベルに対
応して、当該レベルが信号処理部３の処理可能な最大レ
ベルを超えないように上記アッテネート部２における低
減処理のレベルを設定すべく上記制御信号Ｓcaを生成し
て当該アッテネート部２に出力する。

【０１０５】さらに、制御部５は、操作部からの制御信
号に基づいて、信号処理部３における増強処理及び低減
処理のレベル並びにアッテネート部２に行わせる低減処
理のレベルに対応して、図２（ｂ）で示した特性のノイ
ズシェーピング処理をノイズシェーピング部４に実行さ
せるべく、上記制御信号Ｓcnをフィルタ１０に出力す
る。

【０１０６】これらの制御部５の動作により上記各構成
部材が制御されることとなる。

【０１０７】（II）第１実施形態 次に、上述した原理に基づく本発明の第１実施形態につ
いて、図４及び図５を用いて説明する。なお、以下に説
明する第１実施形態は、二つのスピーカを備えた、いわ
ゆる２ウエイのディジタルスピーカシステムについて本
発明を適用した場合の実施の形態である。

【０１０８】また、図４において、図１に示す場合と同
様の構成部材については同様の部材番号を付して細部の
説明を省略する。

【０１０９】図４に示すように、第１実施形態のディジ
タルスピーカシステムＳは、上述した機能を有するオー
バサンプリング部１及びアッテネート部２と、信号処理
部３と、上述した機能を有するノイズシェーピング部４
ａ及び４ｂと、Ｄ／Ａコンバータ３６及び４４と、ロー
パスフィルタ手段としてのローパスフィルタ３７及び４
５と、アンプ３８及び４６と、スピーカ手段としてのス
ピーカ３９及び４７とにより構成されている。ここで、
スピーカ４７が主として高域を再生し、スピーカ３９が
主として中域及び低域を再生する。

【０１１０】また、信号処理部３は、グラフィックイコ
ライザ３１と、ローパスフィルタ３２と、ハイパスフィ
ルタ４０と、インバータ３３及び４１と、第２アッテネ
ート手段及び補正手段としてのアッテネータ３４及び４
２と、ディレイ部３５及び４３と、上述した機能を有す
る制御部５と、により構成されている。なお、当該信号
処理部３で処理可能なビット数の最大値としては、ディ
ジタル入力信号Ｓinにおけるビット数（例えば２４ビッ
ト）に後述する各ノイズシェーピング部における再量子
化処理に伴って削減されるビット数（例えば２ビット）
を加えたビット数（例えば、２６ビット）以上のビット
数のディジタル処理が可能とされている。

【０１１１】更に、インバータ３３及び４１は、夫々、
スイッチ３３ａ、３３ｃ、４１ａ及び４１ｃと反転器３
３ｂ及び４１ｂとにより構成されている。

【０１１２】ここで、ノイズシェーピング部４ａ及び４
ｂは、夫々に図１（ｂ）に示したノイズシェーピング部
４と同様の構成を有している。

【０１１３】次に、動作を説明する。

【０１１４】オーバサンプリング部１は、上述した原理
と同様に、ディジタル入力信号Ｓinをそのサンプリング
周波数ｆsの２倍のサンプリング周波数でオーバサンプ
リングしてサンプリング信号Ｓovを生成しアッテネート
部２に出力する。

【０１１５】そして、アッテネート部２は、制御部５か
らの制御信号Ｓcaに基づいて、信号処理部３においてブ
ースト処理を行った結果、そのレベルが当該信号処理部
３において処理可能な最大レベルを越えてしまわないよ
うにサンプリング信号Ｓovのレベルを低減し、アッテネ
ート信号Ｓatを生成して信号処理部３に出力する。この
とき、当該レベル低減処理における周波数−レベル特性
としては、例えば、図２（ａ）に示す全周波数帯域に渡
って一様なレベル低減特性が採用される。

【０１１６】次に、信号処理部３内のグラフィックイコ
ライザ３１は、制御部５からの制御信号Ｓgerに基づい
て、入力されたアッテネート信号Ｓatに対してそのレベ
ルを増強又は減少する変換処理を行い、イコライザ信号
Ｓgeを生成してローパスフィルタ３２及びハイパスフィ
ルタ４０に出力する。このときの当該変換処理のための
周波数−レベル特性は、例えば、図２（ａ）に「信号処
理部」として示す特性が採用される。

【０１１７】次に、ローパスフィルタ３２は、入力され
たイコライザ信号Ｓgeからスピーカ３９により再生すべ
き低域及び中域の信号を抽出し、低域抽出信号Ｓlとし
てインバータ３３に出力する。

【０１１８】そして、インバータ３３は、スイッチ３３
ａ及び３３ｃを協動的に動作させて低域抽出信号Ｓlを
反転器３３ｂにより反転するか又はそのまま通過させて
低域インバータ信号Ｓlcを生成し、アッテネータ３４に
出力する。

【０１１９】ここで、インバータ３３は、スピーカ３９
の種類によっては当該スピーカ３９内の振動板を振動さ
せる方向が同じ後述のディジタル出力信号Ｓoutに対し
て逆となる場合があるため、これを調整すべく必要に応
じて低域抽出信号Ｓlを反転させるためのものである。

【０１２０】次に、アッテネータ３４は、制御部５から
の制御信号Ｓatlに基づいて、入力された低域インバー
タ信号Ｓlcのレベルを予め設定されたレベルだけ低減
し、低域アッテネート信号Ｓalcを生成してディレイ部
３５に出力する。

【０１２１】ここで、アッテネータ３４は、スピーカ３
９の種類によっては同じディジタル出力信号Ｓoutであ
っても出力される音圧レベルが異なる場合があるため、
スピーカ４７から出力される音圧レベルとのバランスを
とって再生音の歪みを是正すべく、必要に応じて低域イ
ンバータ信号Ｓlcのレベルを減衰させるためのものであ
る。

【０１２２】次に、ディレイ部３５は、スピーカ３９と
スピーカ４７との間で夫々に出力される音の位相を合わ
せるべく低域アッテネート信号Ｓalcの位相を調整し、
低域処理信号Ｓpclを生成してノイズシェーピング部４
ａに出力する。

【０１２３】そして、ノイズシェーピング部４ａは、制
御部５ａからの制御信号Ｓcnlに基づいて、上記アッテ
ネート部２、グラフィックイコライザ３１及びアッテネ
ータ３４におけるレベルの増強処理及び低減処理に対応
するノイズシェーピング特性で低域処理信号Ｓpclに対
してノイズシェーピング処理を施し、低域ディジタル出
力信号Ｓoutlを生成する。

【０１２４】このとき、上記アッテネート部２及びグラ
フィックイコライザ３１におけるレベルの増強処理及び
低減処理の周波数−レベル特性として図２（ａ）に示す
特性が採用された場合には、当該ノイズシェーピング特
性に対応する周波数−レベル特性としては、例えば、図
２（ｂ）に示す周波数−レベル特性に対してアッテネー
タ３４におけるレベル低減処理の影響を図２に示した方
法と同様の方法により加味した特性が採用される。

【０１２５】このノイズシェーピング処理により、アッ
テネート部２及び信号処理部３においてレベルが低減さ
れた低域処理信号Ｓpclの再量子化により削除された下
位ビットが補正されると共に、当該補正により生じたい
わゆる量子化雑音の増加分が元のディジタル入力信号Ｓ
inのサンプリング周波数の二分の一の周波数より高い周
波数帯域に移行される。

【０１２６】そして、Ｄ／Ａコンバータ３６は低域ディ
ジタル出力信号Ｓoutlをディジタル信号からアナログ信
号に変換し、低域アナログ信号Ｓlaを生成してローパス
フィルタ３７に出力する。

【０１２７】次に、ローパスフィルタ３７は、当該低域
アナログ信号Ｓlaのうち、周波数ｆs／２以上の周波数
帯域の信号を低減し、アナログ出力信号Ｓoualを生成す
る。このローパスフィルタ３７の機能により、上述した
各部の処理で生じた量子化雑音の大部分がノイズシェー
ピング部４ａの処理により移行されている周波数ｆs／
２以上の周波数帯域の信号が低減され、従って、周波数
ｆs／２以下の周波数帯域内の当該量子化雑音が実質的
に低減されることとなる。

【０１２８】そして、アンプ３８は、アナログ出力信号
Ｓoualをスピーカ３９を駆動可能なレベルまで増幅し、
当該スピーカ３９に出力してこれを駆動する。

【０１２９】その後、スピーカ３９は、アナログ出力信
号Ｓoualに対応する音を出力する。

【０１３０】一方、ハイパスフィルタ４０は、入力され
たイコライザ信号Ｓgeからスピーカ４７により再生すべ
き高域の信号を抽出し、高域抽出信号Ｓhとしてインバ
ータ４１に出力する。

【０１３１】そして、インバータ４１は、スイッチ４１
ａ及び４１ｃを協動的に動作させて高域抽出信号Ｓhを
反転器４１ｂにより反転するか又はそのまま通過させて
高域インバータ信号Ｓhcを生成し、アッテネータ４２に
出力する。

【０１３２】ここで、インバータ４１は、上記インバー
タ３３と同様に、スピーカ４７の種類によっては当該ス
ピーカ４７内の振動板を振動させる方向が同じ後述する
ディジタル出力信号Ｓouthに対して逆となる場合がある
ため、これを調整すべく必要に応じて高域抽出信号Ｓh
を反転させるためのものである。

【０１３３】次に、アッテネータ４２は、制御部５から
の制御信号Ｓathに基づいて、入力された高域インバー
タ信号Ｓhcのレベルを予め設定されたレベルだけ低減
し、高域アッテネート信号Ｓahcを生成してディレイ部
４３に出力する。

【０１３４】ここで、アッテネータ４２は、上記アッテ
ネータ３４と同様に、スピーカ４７の種類によっては同
じディジタル出力信号Ｓouthであっても出力される音圧
レベルが異なる場合があるため、スピーカ３９から出力
される音圧レベルとのバランスをとって再生音の歪みを
是正すべく、必要に応じて高域インバータ信号Ｓhcのレ
ベルを減衰させるためのものである。

【０１３５】次に、ディレイ部４３は、スピーカ４７と
スピーカ３９との間で夫々に出力される音の位相を合わ
せるべく高域アッテネート信号Ｓahcの位相を調整し、
高域処理信号Ｓpchを生成してノイズシェーピング部４
ｂに出力する。

【０１３６】そして、ノイズシェーピング部４ｂは、制
御部５からの制御信号Ｓcnhに基づいて、上記アッテネ
ート部２、グラフィックイコライザ３１及びアッテネー
タ４２におけるレベルの増強処理及び低減処理に対応す
るノイズシェーピング特性で高域処理信号Ｓpchに対し
てノイズシェーピング処理を施し、高域ディジタル出力
信号Ｓouthを生成する。

【０１３７】このとき、上記アッテネート部２及びグラ
フィックイコライザ３１におけるレベルの増強処理及び
低減処理の周波数−レベル特性として図２（ａ）に示す
特性が採用された場合には、当該ノイズシェーピング特
性に対応する周波数−レベル特性としては、例えば、図
２（ｂ）に示す周波数−レベル特性に対してアッテネー
タ４２におけるレベル低減を図２に示した方法と同様の
方法により加味した特性が採用される。

【０１３８】このノイズシェーピング処理により、アッ
テネート部２及び信号処理部３においてレベルが低減さ
れた高域処理信号Ｓpchの再量子化により削除された下
位ビットが補正されると共に、当該補正により生じたい
わゆる量子化雑音の増加分が元のディジタル入力信号Ｓ
inのサンプリング周波数の二分の一の周波数より高い周
波数帯域に移行される。

【０１３９】そして、Ｄ／Ａコンバータ４４は高域ディ
ジタル出力信号Ｓouthをディジタル信号からアナログ信
号に変換し、高域アナログ信号Ｓhaを生成してローパス
フィルタ４５に出力する。

【０１４０】次に、ローパスフィルタ４５は、当該高域
アナログ信号Ｓhaのうち、周波数ｆs／２以上の周波数
帯域の信号を低減し、アナログ出力信号Ｓouahを生成す
る。このローパスフィルタ４５の機能により、上述した
各部の処理により生じた量子化雑音の大部分がノイズシ
ェーピング部４ｂの処理により移行されている周波数ｆ
s／２以上の周波数帯域の信号が低減され、従って、可
聴周波数帯域内の当該量子化雑音が実質的に低減された
こととなる。

【０１４１】そして、アンプ４６は、アナログ出力信号
Ｓouahをスピーカ４７を駆動可能なレベルまで増幅し、
当該スピーカ４７に出力してこれを駆動する。

【０１４２】その後、スピーカ４７は、アナログ出力信
号Ｓouahに対応する音を出力する。

【０１４３】一方、上述した低域抽出信号Ｓl及び高域
抽出信号Ｓhに対する各構成部材の処理と並行して、制
御部５は、グラフィックイコライザ３１における増強処
理のレベルに対応して、当該レベルが信号処理部３の処
理可能な最大レベルを超えないように上記アッテネート
部２における低減処理のレベルを設定すべく上記制御信
号Ｓcaを生成して当該アッテネート部２に出力する。

【０１４４】さらに、制御部５は、グラフィックイコラ
イザ３１において実行すべき増強処理及び低減処理のレ
ベルに対応する上記制御信号Ｓgerを図示しない操作部
における操作に対応して生成すると共に、当該増強処理
及び低減処理のレベル並びにアッテネート部２に行わせ
る低減処理並びにアッテネータ３４及び４２における低
減処理のレベルに対応して、例えば、図２（ｂ）で示し
た特性に対応して上述した特性のノイズシェーピング処
理をノイズシェーピング部４ａに実行させるべく上記制
御信号Ｓcnlをノイズシェーピング部４ａ内のフィルタ
に出力すると共に、同様のノイズシェーピング処理をノ
イズシェーピング部４ｂに実行させるべく上記制御信号
Ｓcnhをノイズシェーピング部４ｂ内のフィルタに出力
する。

【０１４５】更にまた、制御部５は、スピーカ３９及び
４７における夫々の予め設定された音圧レベルのバラン
スに基づいて各アッテネータ３４及び４２におけるレベ
ルの低減量を制御すべく上記制御信号Ｓatl及びＳathを
出力する。

【０１４６】以上説明したように、実施形態のディジタ
ルスピーカシステムＳの動作によれば、ディジタル入力
信号Ｓinのサンプリングレートを増加し、更に高域処理
信号Ｓpch又は低域処理信号Ｓpclに対してアッテネート
部２及びアッテネータ３４又は４２における低減処理の
周波数−レベル特性及びグラフィックイコライザ３１に
おけるレベルの増強処理及び低減処理の周波数−レベル
特性に対応したノイズシェーピング処理を施すので、サ
ンプリング周波数ｆsの二分の一の周波数より低い周波
数帯域の量子化雑音を相対的に低減できると共に、アッ
テネート部２及びアッテネータ３４又は４２における低
減処理及びグラフィックイコライザ３１における低減処
理後の高域処理信号Ｓpch又は低域処理信号Ｓpclを再量
子化する際に脱落したビット成分を補償することができ
ることとなり、元のディジタル入力信号Ｓinにおける量
子化特性を劣化させること無くより当該ディジタル入力
信号Ｓinに忠実な音を再生できる。

【０１４７】また、ノイズシェーピング部４ａ又は４ｂ
ではディザ信号Ｓzの加算により量子化雑音が白色雑音
化できると共に当該ディザ信号Ｓzの加算により増加し
た雑音成分も除去できる。

【０１４８】更に、ディジタル入力信号Ｓinにおけるビ
ット数に各ノイズシェーピング部における再量子化処理
に伴って削減されるビット数を加えたビット数より多い
ビット数のディジタル処理が信号処理部３で可能である
ので、ディジタルスピーカシステムＳ全体としていわゆ
る桁落ちによる量子化雑音の増加を防止できる。

【０１４９】なお、上述した構成のうち、ローパスフィ
ルタ３２及びハイパスフィルタ４０については、この構
成の他に、図５（ａ）に示すように、イコライザ信号Ｓ
geをハイパスフィルタ４０におけるフィルタ処理により
生じる遅延を補償するようにディレイ部６６で遅延させ
た信号から高域抽出信号Ｓhを減じた信号を上記低域抽
出信号Ｓlとして出力するように構成することもでき
る。

【０１５０】また、これに対して、図５（ｂ）に示すよ
うに、イコライザ信号Ｓgeをローパスフィルタ３２にお
けるフィルタ処理により生じる遅延を補償するようにデ
ィレイ部６８で遅延させた信号から低域抽出信号Ｓlを
減じた信号を上記高域抽出信号Ｓhとして出力するよう
に構成することもできる。

【０１５１】（III）第２実施形態 次に、本発明の他の実施形態である第２実施形態につい
て、図６を用いて説明する。

【０１５２】上述した第１実施形態においては、スピー
カを二つのみ備えた２ウエイのディジタルスピーカシス
テムＳについて本発明を適用した場合について説明した
が、第２実施形態は更に多くのスピーカを有するディジ
タルスピーカシステムについての実施形態である。

【０１５３】第２実施形態のディジタルスピーカシステ
ムＳ’は、図６に示すように、上述したオーバサンプリ
ング部１と、アッテネート部２と、グラフィックイコラ
イザ３１と、ローパスフィルタ５０と、相互に通過周波
数帯域が異なるバンドパスフィルタ５１、……、５２
と、ハイパスフィルタ５３と、スピーカ処理部５４、５
５、……、５６、５７と、上記ローパスフィルタ５０、
バンドパスフィルタ５１、……、５２及びハイパスフィ
ルタ５３に対応して、相互に再生する音の周波数帯域が
異なるスピーカ５８、５９、……、６０及び６１と、各
スピーカ処理部５４、５５、……、５６、５７並びにア
ッテネート部２及びグラフィックイコライザ３１を統括
的に制御する制御部６２と、により構成されている。

【０１５４】ここで、スピーカ処理部５４、５５、…
…、５６、５７は、夫々に第１実施形態で述べた、イン
バータ（例えば、インバータ３３に相当する。）、アッ
テネータ（例えば、アッテネータ３４に相当する。）、
ディレイ部（例えば、ディレイ部３５に相当する。）、
ノイズシェーピング部（例えば、ノイズシェーピング部
４ａに相当する。）、Ｄ／Ａコンバータ（例えば、Ｄ／
Ａコンバータ３６に相当する。）、ローパスフィルタ
（例えば、ローパスフィルタ３７に相当する。）及びア
ンプ（例えば、アンプ３８に相当する。）が含まれてい
る。

【０１５５】次に、動作を説明する。

【０１５６】オーバサンプリング部１、アッテネート部
２及びグラフィックイコライザ３１は、上述した第１実
施形態と同様の動作を行い、イコライザ信号Ｓgeを出力
する。

【０１５７】そして、ローパスフィルタ５０、バンドパ
スフィルタ５１、……、５２及びハイパスフィルタ５３
は、イコライザ信号Ｓgeから夫々の通過周波数帯域に対
応する信号を抽出し、夫々スピーカ処理部５４、５５、
……、５６又は５７に出力する。

【０１５８】そして、各スピーカ処理部５４、５５、…
…、５６又は５７に含まれる各構成部材は、上述した第
１実施形態と同様な処理を行い、各スピーカ５８、５
９、……、６０及び６１を駆動するためのアナログ出力
信号を生成する。

【０１５９】このとき、制御部６２は、アッテネート部
２及びグラフィックイコライザ３１並びに各アッテネー
タにおいて実行されるレベル変更処理に対応して上記制
御信号Ｓca及びＳgerを出力すると共に、各スピーカ処
理部５４、５５、…、５６及び５７内の各ノイズシェー
ピング部におけるノイズシェーピング特性を設定するた
めの制御信号Ｓcnを各スピーカ処理部５４、５５、…、
５６及び５７に出力する。

【０１６０】これにより、上記出力された各アナログ出
力信号には、各ノイズシェーピング部による本発明のノ
イズシェーピング処理が施されている。

【０１６１】すなわち、各アナログ出力信号において
は、アッテネート部２及びグラフィックイコライザ３１
並びに各アッテネータにおいてレベルが低減された各信
号の再量子化により削除された下位ビットが補正される
と共に、当該補正により生じたいわゆる量子化雑音の増
加分が元のディジタル入力信号Ｓinのサンプリング周波
数に対して（ｆs／２）の周波数より高い周波数帯域に
移行されている。

【０１６２】そして、スピーカ５８、５９、……、６０
及び６１は、夫々対応するアナログ出力信号に基づい
て、対応する周波数帯域の音を再生する。

【０１６３】以上説明したように、第２実施形態のディ
ジタルスピーカシステムＳ’によれば、第１実施形態の
効果に加えて、複数のスピーカ５８、５９、……、６０
及び６１を有するスピーカシステムＳ’であっても、量
子化特性を改善すると共に各スピーカ５８、５９、…
…、６０及び６１の出力特性の相違による再生音の歪み
を低減して良好な音を出力することができる。

【０１６４】（IV）第３実施形態 次に、本発明の更に他の実施形態である第３実施形態に
ついて、図７を用いて説明する。

【０１６５】上述した第１又は第２実施形態において
は、グラフィックイコライザ３１において、アッテネー
ト信号Ｓatのレベルの低減処理だけでなくレベルの増強
処理をも行った場合について説明したが、第３実施形態
は、グラフィックイコライザ３１或いはアッテネータ３
４又は４２においてアッテネート信号Ｓat或いは低域イ
ンバータ信号Ｓlc又は高域インバータ信号Ｓhcのレベル
低減処理のみを行うディジタルスピーカシステムについ
て本発明を適用した場合の実施形態である。

【０１６６】第３実施形態のディジタルスピーカシステ
ムの構成は、図４に示すディジタルスピーカシステムＳ
と基本的に同じであるので、細部の説明は省略する。

【０１６７】次に、第３実施形態の特徴であるノイズシ
ェーピング部におけるノイズシェーピング特性の設定に
ついて図７を用いて説明する。

【０１６８】第３実施形態のディジタルスピーカシステ
ムのグラフィックイコライザ３１においては、上述のよ
うにレベルの低減処理しか行われないので、当該グラフ
ィックイコライザ３１自体の処理により扱われる信号の
レベルが当該グラフィックイコライザ３１で扱えるレベ
ルの最大値を越えることはあり得えない。従って、第３
実施形態においては、アッテネータ部２におけるレベル
の低減処理は必要がない。

【０１６９】よって、第３実施形態のノイズシェーピン
グ処理では、信号処理部３及び各アッテネータでレベル
が低減された各信号の再量子化により削除された下位ビ
ットの補正処理及び当該補正により生じたいわゆる量子
化雑音の増加分をサンプリング周波数の二分の一の周波
数より高い周波数帯域に移行させる処理が実行される。

【０１７０】すなわち、ディジタル入力信号Ｓinのサン
プリング周波数がｆsであり、当該ディジタル入力信号
Ｓinに対して、信号処理部３において周波数ｆ₂（＜ｆs
／２）を中心として６デシベルのレベル低減処理（すな
わち、グラフィックイコライザ３１とアッテネータ３４
又は４２の組み合わせによる低減処理）を行う場合につ
いて図７を用いて例示しつつより具体的に説明すると、
本例では、信号処理部３において、上述のように周波数
ｆ₂を中心とした６デシベルのレベル低減処理のみを行
うので、その周波数−レベル特性は図７（ａ）に示すよ
うな変化を有する特性となる。

【０１７１】一方、信号処理部３におけるレベル低減処
理に対しては、アッテネート部２におけるレベル低減処
理は不要なので、アッテネート部２の周波数−レベル特
性は図７（ａ）に示すように一様な０デシベルの特性と
なる。

【０１７２】従って、第３実施形態におけるノイズシェ
ーピング特性は、第１実施形態で示した三つの条件に基
づいて、図７（ｂ）に示すように設定されるものとな
る。

【０１７３】すなわち、０≦ｆ≦ｆs／２の周波数帯域
については、

【数４】Ｈ（ｚ）＝（信号処理部３の周波数−レベル特
性）−（ディザ信号Ｓzの付加による雑音増加分の絶対
値＋各アッテネータにおいて低減されたレベルの絶対
値） により図７（ｂ）に示すノイズシェーピング特性の曲線
が設定される。ここで、図７（ｂ）に示す例では、ディ
ザ信号Ｓzの加算により、雑音が１デシベル増加した場
合について示している。

【０１７４】次に、ｆs／２＜ｆ≦ｆsの周波数帯域につ
いては、図７（ｂ）に右上がり斜線で示す領域Ａの面積
と同様に右下がり斜線で示す領域Ｂの面積とが等しくな
るように、図７（ｂ）における特性曲線と周波数軸とが
交差する点及び当該交差点の周波数以上で周波数ｆs以
下の周波数帯域における最大値レベル（図７（ｂ）中符
号Ｍで示すレベル）を設定する。

【０１７５】なお、第１実施形態と同様に、図７（ｂ）
に符号Ｂで示す領域については、この特性に拘泥するも
のではなく、上記領域Ａと当該領域Ｂとの面積が等しけ
れば領域Ｂのノイズシェーピング特性は、上述した三つ
の条件（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）さえ満たされていれ
ば、その他はどのような特性でもよい。

【０１７６】また、周波数ｆsより大きく周波数２×ｆs
以下の周波数帯域におけるノイズシェーピング特性は、
第１実施形態と同様に、図７（ｂ）に示した周波数−レ
ベル特性を周波数ｆsを示すレベル軸に平行な直線を対
称軸として線対称に折り返した形となる。

【０１７７】そして、上述したように信号処理部３にお
けるレベル低減処理に基づいて設定された当該図７
（ｂ）で示す周波数−レベル特性によりノイズシェーピ
ング部においてノイズシェーピング処理を行うことによ
り、上述したノイズシェーピング処理としての機能が発
揮される。

【０１７８】以上説明したように、第３実施形態のディ
ジタルスピーカシステムの動作によれば、ディジタル入
力信号Ｓinのサンプリングレートを増加し、更に信号処
理部３におけるレベル低減処理の周波数−レベル特性に
対応したノイズシェーピング処理を施すので、各再量子
化処理により脱落したビット成分を補償することができ
ると共に、サンプリング周波数の二分の一の周波数より
低い周波数帯域の量子化雑音を相対的に低減できる。

【０１７９】（Ｖ）変形形態 次に、本発明の他の変形形態について説明する。

【０１８０】先ず、上述した各実施形態においては、グ
ラフィックイコライザ３１におけるレベルの変更を可変
とした場合について説明したが、これ以外に、当該グラ
フィックイコライザにおけるレベルの変更を予め設定さ
れた場合のみに固定したディジタルスピーカシステムに
対して本発明を適用することもできる。

【０１８１】この場合には、アッテネート部２における
レベル低減の程度もグラフィックイコライザ３１におけ
るレベル変更の程度に対応して一通りに固定的に決まる
ので、結果として、ノイズシェーピング部におけるノイ
ズシェーピング特性も可変とする必要はなく、上記各実
施形態における制御部が不要となる。

【０１８２】そして、この場合にも、固定的とされてい
るグラフィックイコライザ３１におおける周波数−レベ
ル特性及びアッテネート部２における周波数−レベル特
性に対応して上述した方法で当該ノイズシェーピング特
性を固定的に決定することにより、本発明としての効
果、すなわち、ディジタル入力信号Ｓinにおける量子化
精度を落とすことなく量子化雑音を低減して量子化特性
を改善し、よりディジタル入力信号Ｓinに近い音を再生
することができる。

【０１８３】また、上述の各実施形態においては、最初
にオーバサンプリング部１におけるサンプリングレート
の増加を行ったが、これ以外に、当該オーバサンプリン
グ部１の位置は、ノイズシェーピング部４ａ又は４ｂの
前段であれば、いずれの位置に接続してもよい。

【０１８４】更に、信号処理部３が、例えば浮動小数点
型ＤＳＰ等で構成されていることによってディジタル値
としての「１．０」以上のレベルを有する信号を扱うこ
とができるのであれば、アッテネート部２を上記各実施
形態と異なるいずれの位置に接続してもよい。

【０１８５】より具体的には、例えば、ディジタル出力
信号Ｓoutのレベルがディジタル値としての「１．０」
を越えないように、信号処理部部３とノイズシェーピン
グ部４の間にアッテネート部２を設けてもよい。

【０１８６】更に、上述した各実施形態及び変形形態で
は、オーバサンプリング処理のためのサンプリング周波
数として、元のディジタル入力信号Ｓinのサンプリング
周波数の２倍のサンプリング周波数を用いたが、これ以
外に、ディジタル入力信号Ｓinのサンプリング周波数を
そのＮ倍（Ｎは１より大きい実数）に変換した場合で
も、各実施形態及び変形形態と同様の効果が得られる。

【０１８７】更にまた、上述した各実施形態及び変形形
態は、本発明を音響信号としてのディジタル入力信号Ｓ
inに対して適用した場合の実施形態及び変形形態につい
て説明したが、これ以外に、例えば、画像信号に対して
も本発明をそのまま適用して、そのレベルの増減を伴う
処理を行っても、量子化精度を維持しつつ量子化雑音を
低減することができる。

【０１８８】また、これまで説明してきたノイズシェー
ピング特性は、信号処理部３又はアッテネート部２の特
性の変化に基づいて設定されていたが、これ以外に、例
えば信号処理部３のレベル変更特性の下限値又はアッテ
ネータ部２のレベル変更特性の下限値が予め定まってい
れば、その値に基づいて固定的にノイズシェーピング特
性を決定することもできる。

【０１８９】更に、上述した信号処理部３及びアッテネ
ート部２における信号処理は各サンプル毎に実行される
が、これらの処理を実時間で実行するとき、サンプリン
グ周波数の変更前では一サンプルの時間はサンプリング
周波数変更後に比して長くなる。

【０１９０】従って、オーバサンプリング部１を信号処
理部３又はアッテネート部２の後段に置くことにより、
信号処理の実行に使用できる時間が長くなる。これによ
り、同じ能力の信号処理部３を使用する場合、サンプリ
ング周波数の変更前にレベル変更等のこれらの処理を行
えば、サンプリング周波数変更後にこれらの処理を行う
場合よりも多くの処理を実行することができる。

【０１９１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、ディジタル入力信号又は処理信号のサン
プリングレートを増加し、更に処理信号に対して信号処
理の周波数−レベル特性に対応したノイズシェーピング
処理を施すので、レベルが低減された処理信号の量子化
により脱落したビット成分を補償することができると共
に、入力サンプリング周波数の二分の一の周波数より低
い周波数帯域の量子化雑音を相対的に低減できる。

【０１９２】従って、元のディジタル入力信号における
量子化の精度を維持したまま信号処理を施すと共に、量
子化雑音を低減して出力することができ、元のディジタ
ル入力信号により近いディジタル出力信号を得ることが
できる。

【０１９３】請求項２に記載の発明によれば、ディジタ
ル入力信号、アッテネート信号又は処理信号のうち、い
ずれか一の信号のサンプリングレートを増加し、更に処
理信号に対して、アッテネート手段における低減処理の
周波数−レベル特性及び増減信号処理の周波数−レベル
特性に対応したノイズシェーピング処理を施すので、信
号処理手段において増強処理を行うときでも、レベルが
低減された処理信号の量子化により脱落したビット成分
を補償することができると共に、入力サンプリング周波
数の二分の一の周波数より低い周波数帯域の量子化雑音
を相対的に低減できる。

【０１９４】従って、信号処理手段において増強処理を
行うときでも、元のディジタル入力信号における量子化
の精度を維持したまま信号処理を施すと共に、量子化雑
音を低減して出力することができ、元のディジタル入力
信号により近いディジタル出力信号を得ることができ
る。

【０１９５】請求項３に記載の発明によれば、ディジタ
ル入力信号、アッテネート信号又は処理信号のうち、い
ずれか一の信号のサンプリングレートを増加し、更にア
ッテネート信号に対して、アッテネート手段における低
減処理の周波数−レベル特性及び増減信号処理における
周波数−レベル特性に対応したノイズシェーピング処理
を施すので、ディジタル出力信号のレベルを調整すべく
アッテネート手段において低減処理を行っても、レベル
が低減されたアッテネート信号の量子化により脱落した
ビット成分を補償することができると共に、入力サンプ
リング周波数の二分の一の周波数より低い周波数帯域の
量子化雑音を相対的に低減できる。

【０１９６】従って、アッテネート手段において低減処
理を行うときでも、元のディジタル入力信号における量
子化の精度を維持したまま信号処理を施すと共に、量子
化雑音を低減して出力することができ、元のディジタル
入力信号により近いディジタル出力信号を得ることがで
きる。

【０１９７】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、デ
ィザの加算により量子化雑音を白色雑音化できる共に当
該ディザの加算により増加した雑音成分も除去できる。

【０１９８】請求項５に記載の発明によれば、ディジタ
ル入力信号、アッテネート信号又は処理信号のうち、い
ずれか一の信号のサンプリングレートを増加し、更に処
理信号に対してアッテネート手段における低減処理の周
波数−レベル特性及び信号処理手段における信号処理の
周波数−レベル特性に対応したノイズシェーピング処理
を施すので、レベルが低減された処理信号の量子化によ
り脱落したビット成分を補償することができると共に、
入力サンプリング周波数の二分の一の周波数より低い周
波数帯域の量子化雑音を相対的に低減できる。

【０１９９】従って、元のディジタル入力信号における
量子化の精度を維持したまま信号処理を施すと共に、量
子化雑音を低減して出力することができ、元のディジタ
ル入力信号により近いディジタル出力信号を得ることが
できる。

【０２００】請求項６に記載の発明によれば、ディジタ
ル入力信号、アッテネート信号又は処理信号のうち、い
ずれか一の信号のサンプリングレートを増加し、更にア
ッテネート信号に対して、アッテネート手段における低
減処理の周波数−レベル特性及び信号処理における周波
数−レベル特性に対応したノイズシェーピング処理を施
すので、ディジタル出力信号のレベルを調整すべくアッ
テネート手段において低減処理を行っても、レベルが低
減されたアッテネート信号の量子化により脱落したビッ
ト成分を補償することができると共に、入力サンプリン
グ周波数の二分の一の周波数より低い周波数帯域の量子
化雑音を相対的に低減できる。

【０２０１】従って、アッテネート手段において低減処
理を行うときでも、元のディジタル入力信号における量
子化の精度を維持したまま信号処理を施すと共に、量子
化雑音を低減して出力することができ、元のディジタル
入力信号により近いディジタル出力信号を得ることがで
きる。

【０２０２】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
から６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、デ
ィジタル入力信号におけるビット数に各量子化に伴って
削減されるビット数を加えたビット数より多いビット数
のディジタル処理が可能であるので、ディジタル信号処
理装置全体としていわゆる桁落ちによる量子化雑音の増
加を防止できる。

【０２０３】請求項８に記載の発明によれば、請求項２
から７のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、レ
ベルが低減された音響信号に対応する処理信号の量子化
により脱落したビット成分を補償することができると共
に、音響信号における入力サンプリング周波数の二分の
一の周波数より低い周波数帯域の量子化雑音を相対的に
低減できる。

【０２０４】従って、元の音響信号における量子化の精
度を維持したまま信号処理を施すと共に、量子化雑音を
低減し元のディジタル入力信号により近い音として出力
することができる。

【０２０５】請求項９に記載の発明によれば、請求項８
に記載の発明の効果に加えて、複数のスピーカ手段を有
するスピーカシステムであっても、量子化特性を改善す
ると共に各スピーカ手段の出力特性を補正することがで
きる。

【０２０６】請求項１０に記載の発明によれば、ディジ
タル入力信号又は補正信号のうち、いずれか一の信号の
サンプリングレートを増加し、更に補正信号に対して補
正処理の周波数−レベル特性に対応したノイズシェーピ
ング処理を施すので、レベルが低減された補正信号を量
子化により脱落したビット成分を補償することができる
と共に、入力サンプリング周波数の二分の一の周波数よ
り低い周波数帯域の量子化雑音を相対的に低減できる。

【０２０７】従って、元のディジタル入力信号における
量子化の精度を維持したままスピーカの出力特性を補正
することができると共に、量子化雑音を低減してディジ
タル出力信号を出力することができ、元のディジタル入
力信号により近い音をスピーカ手段から出力することが
できる。

【０２０８】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１０に記載の発明の効果に加えて、複数のスピーカ手段
を有するスピーカシステムであっても、量子化特性を改
善すると共に各スピーカ手段の出力特性を補正すること
ができる。

【０２０９】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１１に記載の発明の効果に加えて、各補正手段が各スピ
ーカ手段間における出力特性の相違を補償するので、歪
みの無い良好な音を出力することができる。

【０２１０】請求項１３に記載の発明によれば、請求項
８から１２のいずれか一項に記載の発明の効果に加え
て、ディジタル出力信号のうち、入力サンプリング周波
数の二分の一より高い周波数帯域の当該ディジタル出力
信号のレベルを低減するので、入力サンプリング周波数
の二分の一よりも高い周波数帯域に移行している量子化
雑音を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す概要構成ブロック図であ
り、（ａ）は全体構成のブロック図であり、（ｂ）はノ
イズシェーピング部の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明のノイズシェーピング特性を説明する図
であり、（ａ）は信号処理部とアッテネート部の周波数
−レベル特性の例を示す図であり、（ｂ）はノイズシェ
ーピング特性の例を示す図である。

【図３】ディザの加算を示す図であり、（ａ）はディザ
加算の第１の方法を示す図であり、（ｂ）はディザ加算
の第２の方法を示す図である。

【図４】第１実施形態のディジタルスピーカシステムの
概要構成を示すブロック図である。

【図５】第１実施形態のフィルタ部の構成を示すブロッ
ク図であり、（ａ）は他の構成例を示すブロック図
（Ｉ）であり、（ｂ）は他の構成例を示すブロック図
（II）である。

【図６】第２実施形態のディジタルスピーカシステムの
概要構成を示すブロック図である。

【図７】第３実施形態におけるノイズシェーピング特性
を示す図であり、（ａ）は信号処理部とアッテネート部
の周波数−レベル特性の例を示す図であり、（ｂ）はノ
イズシェーピング特性の例を示す図である。

【符号の説明】

１…オーバサンプリング部 ２…アッテネート部 ３…信号処理部 ４、４ａ、４ｂ…ノイズシェーピング部 ５…制御部 ６、７、９、６５、６７…加算器 ８…再量子化器 １０…フィルタ ３１…グラフィックイコライザ ３２、３７、４５、５０…ローパスフィルタ ３３、４１…インバータ ３３ａ、３３ｃ、４１ａ、４１ｃ…スイッチ ３３ｂ、４１ｂ…反転器 ３４、４２…アッテネータ ３５、４３、６６、６８…ディレイ部 ３６、４４…Ｄ／Ａコンバータ ３８、４６…アンプ ３９、４７、５８、５９、６０、６１…スピーカ ４０、５３…ハイパスフィルタ ５１、５２…バンドパスフィルタ ５４、５５、５６、５７…スピーカ処理部 Ｓ、Ｓ’…ディジタルスピーカシステム Ｄ…データ Ｚ…ディザ Ｓin…ディジタル入力信号 Ｓov…サンプリング信号 Ｓat…アッテネート信号 Ｓpc…処理信号 Ｓout…ディジタル出力信号 Ｓca、Ｓcn、Ｓcnl、Ｓcnh、Ｓr、Ｓger、Ｓatl、Ｓath
…制御信号 Ｓd、Ｓdz、Ｓad…加算信号 Ｓz…ディザ信号 Ｓf…フィルタ信号 Ｓge…イコライザ信号 Ｓl…低域抽出信号 Ｓlc…低域インバータ信号 Ｓalc…低域アッテネート信号 Ｓpcl…低域処理信号 Ｓoutl…低域ディジタル出力信号 Ｓla…低域アナログ信号 Ｓoual、Ｓouah…アナログ出力信号 Ｓout…ディジタル出力信号 Ｓh…高域抽出信号 Ｓhc…高域インバータ信号 Ｓahc…高域アッテネート信号 Ｓpch…高域処理信号 Ｓouth…高域ディジタル出力信号 Ｓha…高域アナログ信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古口 喜一郎 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 宮本 文彦 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 能村 出穂 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 増成 勇人 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定された入力サンプリング周波数
   でサンプリングされて外部から入力されるディジタル入
   力信号に対して、当該ディジタル入力信号における予め
   設定された特定周波数帯域のレベルを低減する低減処理
   を少なくとも含む予め設定された信号処理を施し、処理
   信号を生成する信号処理手段と、 前記ディジタル入力信号又は前記処理信号のうち、いず
   れか一の信号のサンプリング周波数を前記入力サンプリ
   ング周波数のＮ倍（Ｎは１より大きい実数）のサンプリ
   ング周波数に変換するサンプリングレート変換手段と、 設定信号により示されるノイズシェーピング特性に基づ
   き、前記生成された処理信号を量子化すると共に当該処
   理信号に対してノイズシェーピング処理を施し、ディジ
   タル出力信号を生成するノイズシェーピング手段と、 前記信号処理の周波数−レベル特性に対応して、前記処
   理信号を量子化する際に生じる量子化特性の劣化を補正
   すると共に当該量子化特性の補正により生じる量子化雑
   音の増加分を前記入力サンプリング周波数の二分の一の
   周波数よりも高い周波数帯域に移行させて前記ディジタ
   ル出力信号を生成するように前記ノイズシェーピング特
   性を設定し、前記設定信号を生成する設定手段と、 を備えることを特徴とするディジタル信号処理装置。
2. 【請求項２】 予め設定された入力サンプリング周波数
   でサンプリングされて外部から入力されるディジタル入
   力信号に対して、アッテネート信号に対する信号処理手
   段における増減信号処理のレベルが当該信号処理手段で
   処理可能なレベルより高いレベルとなることを防止すべ
   く、当該増減信号処理に対応して前記ディジタル入力信
   号のレベルを低減し、前記アッテネート信号を生成して
   前記信号処理手段に出力するアッテネート手段と、 前記アッテネート信号に対して当該アッテネート信号に
   おける予め設定された第１特定周波数帯域のレベルを増
   強する増強処理と当該アッテネート信号における前記第
   １特定周波数帯域と異なる予め設定された第２特定周波
   数帯域のレベルを低減する低減処理とのいずれか一方を
   少なくとも含む前記増減信号処理を行って前記処理信号
   を生成する前記信号処理手段と、 前記ディジタル入力信号、前記アッテネート信号又は前
   記処理信号のうち、いずれか一の信号のサンプリング周
   波数を前記入力サンプリング周波数のＮ（Ｎは１より大
   きい実数）倍のサンプリング周波数に変換するサンプリ
   ングレート変換手段と、 設定信号により示されるノイズシェーピング特性に基づ
   き、前記生成された処理信号を量子化すると共に当該処
   理信号に対してノイズシェーピング処理を施し、ディジ
   タル出力信号を生成するノイズシェーピング手段と、 前記アッテネート手段における低減処理の周波数−レベ
   ル特性及び前記増減信号処理における周波数−レベル特
   性に対応して、前記処理信号を量子化する際に生じる量
   子化特性の劣化を補正すると共に当該量子化特性の補正
   により生じる量子化雑音の増加分を前記入力サンプリン
   グ周波数の二分の一の周波数よりも高い周波数帯域に移
   行させて前記ディジタル出力信号を生成するように前記
   ノイズシェーピング特性を設定し、前記設定信号を生成
   する設定手段と、 を備えることを特徴とするディジタル信号処理装置。
3. 【請求項３】 予め設定された入力サンプリング周波数
   でサンプリングされて外部から入力されるディジタル入
   力信号に対して、当該ディジタル入力信号における予め
   設定された第１特定周波数帯域のレベルを増強する増強
   処理と当該アッテネート信号における前記第１特定周波
   数帯域と異なる予め設定された第２特定周波数帯域のレ
   ベルを低減する低減処理とのいずれか一方を少なくとも
   含む増減信号処理を行って処理信号を生成し、アッテネ
   ート手段に出力する信号処理手段と、 ディジタル出力信号のレベルが予め設定された所定のレ
   ベルを越えることを防止すべく、前記増減信号処理に対
   応して前記処理信号のレベルを低減し、アッテネート信
   号を生成してノイズシェーピング手段に出力する前記ア
   ッテネート手段と、 前記ディジタル入力信号、前記アッテネート信号又は前
   記処理信号のうち、いずれか一の信号のサンプリング周
   波数を前記入力サンプリング周波数のＮ（Ｎは１より大
   きい実数）倍のサンプリング周波数に変換するサンプリ
   ングレート変換手段と、 設定信号により示されるノイズシェーピング特性に基づ
   き、前記生成されたアッテネート信号を量子化すると共
   に当該アッテネート信号に対してノイズシェーピング処
   理を施し、前記ディジタル出力信号を生成するノイズシ
   ェーピング手段と、 前記アッテネート手段における低減処理の周波数−レベ
   ル特性及び前記増減信号処理における周波数−レベル特
   性に対応して、前記アッテネート信号を量子化する際に
   生じる量子化特性の劣化を補正すると共に当該量子化特
   性の補正により生じる量子化雑音の増加分を前記入力サ
   ンプリング周波数の二分の一の周波数よりも高い周波数
   帯域に移行させて前記ディジタル出力信号を生成するよ
   うに前記ノイズシェーピング特性を設定し、前記設定信
   号を生成する設定手段と、 を備えることを特徴とするディジタル信号処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
   ディジタル信号処理装置において、 前記ノイズシェーピング手段は、予め設定されたディザ
   を加算するディザ加算手段を更に備え、 前記設定手段は、当該ディザの加算により増加した雑音
   成分をも補償するように前記ノイズシェーピング特性を
   設定し前記設定信号を生成することを特徴とするディジ
   タル信号処理装置。
5. 【請求項５】 アッテネート信号に対する信号処理手段
   における信号処理が当該信号処理手段で処理可能なレベ
   ルより高いレベルとなることを防止すべく、当該信号処
   理に対応して予め設定された周波数−レベル特性に基づ
   いて、予め設定された入力サンプリング周波数でサンプ
   リングされて外部から入力されるディジタル入力信号の
   レベルを低減し、前記アッテネート信号を生成するアッ
   テネート手段と、 前記生成されたアッテネート信号に対して、予め設定さ
   れた周波数−レベル特性に基づき当該アッテネート信号
   における予め設定された特定周波数帯域のレベルを増強
   する増強処理又は前記特定周波数帯域のレベルを低減す
   る低減処理のいずれか一方を少なくとも含む予め設定さ
   れた前記信号処理を施し、処理信号を生成する前記信号
   処理手段と、 前記ディジタル入力信号、前記アッテネート信号又は前
   記処理信号のうち、いずれか一の信号のサンプリング周
   波数を前記入力サンプリング周波数のＮ倍（Ｎは１より
   大きい実数）のサンプリング周波数に変換するサンプリ
   ングレート変換手段と、 前記生成された処理信号を量子化すると共に、前記アッ
   テネート手段における低減処理の周波数−レベル特性及
   び前記信号処理における周波数−レベル特性に対応して
   前記処理信号を量子化する際に生じる量子化特性の劣化
   を補正し、且つ当該量子化特性の補正により生じる量子
   化雑音の増加分を前記入力サンプリング周波数の二分の
   一の周波数よりも高い周波数帯域に移行させるように予
   め設定されたノイズシェーピング特性に基づくノイズシ
   ェーピング処理を前記処理信号に対して施し、前記ディ
   ジタル出力信号を生成するノイズシェーピング手段と、 を備えることを特徴とするディジタル信号処理装置。
6. 【請求項６】 予め設定された入力サンプリング周波数
   でサンプリングされて外部から入力されるディジタル入
   力信号に対して、当該ディジタル入力信号における予め
   設定された特定周波数帯域のレベルを低減する低減処理
   及び前記特性周波数帯域のレベルを増強する増強処理の
   いずれか一方を少なくとも含む予め設定された信号処理
   を施し、処理信号を生成する信号処理手段と、 ディジタル出力信号のレベルが予め設定された所定のレ
   ベルを越えることを防止すべく、前記信号処理に対応し
   て前記処理信号のレベルを低減し、アッテネート信号を
   生成するアッテネート手段と、 前記ディジタル入力信号、前記処理信号又は前記アッテ
   ネート信号のうち、いずれか一の信号のサンプリング周
   波数を前記入力サンプリング周波数のＮ倍（Ｎは１より
   大きい実数）のサンプリング周波数に変換するサンプリ
   ングレート変換手段と、 前記生成されたアッテネート信号を量子化すると共に、
   前記アッテネート手段における低減処理の周波数−レベ
   ル特性及び前記信号処理における周波数−レベル特性に
   対応して前記アッテネート信号を量子化する際に生じる
   量子化特性の劣化を補正し、且つ当該量子化特性の補正
   により生じる量子化雑音の増加分を前記入力サンプリン
   グ周波数の二分の一の周波数よりも高い周波数帯域に移
   行させるように予め設定されたノイズシェーピング特性
   に基づくノイズシェーピング処理を前記アッテネート信
   号に対して施し、前記ディジタル出力信号を生成するノ
   イズシェーピング手段と、 を備えることを特徴とするディジタル信号処理装置。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか一項に記載の
   ディジタル情報処理装置において、 前記信号処理手段は、前記ディジタル入力信号における
   ビット数に各前記量子化に伴って削減されるビット数を
   加えたビット数より多いビット数のディジタル処理が可
   能であることを特徴とするディジタル情報処理装置。
8. 【請求項８】 請求項２から７のいずれか一項に記載の
   ディジタル信号処理装置と、 前記ディジタル出力信号に対応する音を出力するスピー
   カ手段と、 を備えるスピーカシステムであって、 前記ディジタル入力信号は、少なくとも４０ヘルツより
   も高い前記入力サンプリング周波数でサンプリングされ
   た音響信号であると共に、 前記信号処理手段は前記音響信号に対応する前記処理信
   号を生成し、 更に前記ノイズシェーピング手段は前記量子化雑音の増
   加分を前記入力サンプリング周波数の二分の一の周波数
   よりも高い周波数帯域に移行させて前記音響信号に対応
   する前記ディジタル出力信号を生成することを特徴とす
   るスピーカシステム。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のスピーカシステムにお
   いて、 複数の前記スピーカ手段と、 各前記スピーカ手段毎に設けられ、当該各スピーカ手段
   における出力特性を補正する複数の第２アッテネート手
   段と、 各前記スピーカ手段毎に設けられ、前記第２アッテネー
   ト手段における補正処理に起因する量子化特性の劣化を
   も補正する前記ノイズシェーピング特性により前記ノイ
   ズシェーピング処理を夫々行う複数の前記ノイズシェー
   ピング手段と、 を備えることを特徴とするスピーカシステム。
10. 【請求項１０】 予め設定された入力サンプリング周波
    数でサンプリングされて外部から入力されるディジタル
    入力信号に対応する音を出力するスピーカ手段を備える
    スピーカシステムにおいて、 前記スピーカ手段の出力特性を補正するべくディジタル
    入力信号に対して当該ディジタル入力信号のレベルを低
    減する低減処理を少なくとも含む補正処理を施し、補正
    信号を生成する補正手段と、 前記ディジタル入力信号又は前記補正信号のうち、いず
    れか一の信号のサンプリング周波数を前記入力サンプリ
    ング周波数のＮ倍（Ｎは１より大きい実数）のサンプリ
    ング周波数に変換するサンプリングレート変換手段と、 設定信号により示されるノイズシェーピング特性に基づ
    き、前記生成された補正信号を量子化すると共に当該補
    正信号に対してノイズシェーピング処理を施し、ディジ
    タル出力信号を生成するノイズシェーピング手段と、 前記補正処理の周波数−レベル特性に対応して、前記補
    正信号を量子化する際に生じる量子化特性の劣化を補正
    すると共に当該量子化特性の補正により生じる量子化雑
    音の増加分を前記入力サンプリング周波数の二分の一の
    周波数よりも高い周波数帯域に移行させて前記ディジタ
    ル出力信号を生成するように前記ノイズシェーピング特
    性を設定し、前記設定信号を生成する設定手段と、 を備えることを特徴とするスピーカシステム。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のスピーカシステム
    において、 複数の前記スピーカ手段と、 各前記スピーカ手段毎に設けられ、前記ディジタル入力
    信号に対して当該各スピーカ手段における出力特性を補
    正するための前記補正処理を更に施し、前記補正信号を
    夫々生成する複数の前記補正手段と、 各前記スピーカ手段毎に設けられ、各前記補正手段にお
    ける補正処理に起因する量子化特性の劣化をも補正する
    前記ノイズシェーピング特性により前記ノイズシェーピ
    ング処理を夫々行う複数の前記ノイズシェーピング手段
    と、 を備えることを特徴とするスピーカシステム。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のスピーカシステム
    において、 各前記補正手段は、各前記スピーカ手段間における出力
    特性の相違を補償することを特徴とするスピーカシステ
    ム。
13. 【請求項１３】 請求項８から１２のいずれか一項に記
    載のスピーカシステムにおいて、 前記ディジタル出力信号のうち、前記入力サンプリング
    周波数の二分の一より高い周波数帯域の当該ディジタル
    出力信号のレベルを低減するローパスフィルタ手段を更
    に備えることを特徴とするスピーカシステム。