(57)【要約】【課題】重畳する窓関数を使用する自動音量制御装置の音質を向上すること。【解決手段】波形保存の第１の窓関数を算出する第１の窓関数算出部１５０と、前記第１の窓関数との差を最小にするパワー保存の第２の窓関数を算出する差最小第２の窓関数算出部１４０と、を備えることにより、前記２種類の窓関数の差を最小にした窓関数を算出する。前記第１の窓関数で窓掛けをした入力音声信号に対して、前記第２の窓関数で窓掛けをした入力音声信号の信号レベルに基づいてゲインを算出することにより、ゲイン制御の精度を向上することができる。これによって、自動音量制御装置の音質を向上（音の細部の情報をより正確に表現）することができる。【選択図】図１
2010081505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原信号を重畳する第１のブロックの信号に分割し、前記第１のブロックの信号を重畳加算することにより、前記原信号の波形を保存することが可能な第１の窓関数と、前記原信号を重畳する第２のブロックの信号に分割し、前記第２のブロックの信号のパワーを重畳加算することにより、前記原信号のパワーを保存することが可能な第２の窓関数と、を算出する窓関数算装置であって、
前記第１の窓関数あるいは前記第２の窓関数のいずれか一方を算出する窓関数算出部と、前記算出された一方の窓関数から他方の窓関数を算出する際に、両者の窓関数の差の絶対値の正のべき乗の和が最小となるように、当該他方の窓関数を算出する差最小窓関数算出部と、を備えたことを特徴とする窓関数算出装置。
【請求項２】
前記差最小窓関数算出部は、前記第１の窓関数がａ（ｎ）（ただし、ｎはサンプル番号で、Ｎは窓長）であるとすると、前記第２の窓関数ｂ（ｎ）を（数１）によって算出することを特徴とする請求項１記載の窓関数算出装置。
【数１】
2010081505.tif 000028
【請求項３】
前記差最小窓関数算出部は、前記第２の窓関数がｂ（ｎ）（ただし、ｎはサンプル番号で、Ｎは窓長）であるとすると、前記第１の窓関数ａ（ｎ）を（数２）によって算出することを特徴とする請求項１記載の窓関数算出装置。
【数２】
2010081505.tif 000029
【請求項４】
原信号を重畳する第１のブロックの信号に分割し、前記第１のブロックの信号を重畳加算することにより、前記原信号の波形を保存することが可能な第１の窓関数と、前記原信号を重畳する第２のブロックの信号に分割し、前記第２のブロックの信号のパワーを重畳加算することにより、前記原信号のパワーを保存することが可能な第２の窓関数と、を算出する窓関数算出方法であって、
前記第１の窓関数あるいは前記第２の窓関数のいずれか一方を算出する窓関数算出ステップと、前記算出された一方の窓関数から他方の窓関数を算出する際に、両者の窓関数の差の絶対値の正のべき乗の和が最小となるように、当該他方の窓関数を算出する差最小窓関数算出ステップと、を含むことを特徴とする窓関数算出方法。
【請求項５】
前記差最小窓関数算出ステップは、前記第１の窓関数がａ（ｎ）（ただし、ｎはサンプル番号で、Ｎは窓長）であるとすると、前記第２の窓関数ｂ（ｎ）を（数３）によって算出することを特徴とする請求項４記載の窓関数算出方法。
【数３】
2010081505.tif 000030
【請求項６】
前記差最小窓関数算出ステップは、前記第２の窓関数ｂ（ｎ）（ただし、ｎはサンプル番号で、Ｎは窓長）であるとすると、前記第１の窓関数ａ（ｎ）を（数４）によって算出することを特徴とする請求項４記載の窓関数算出方法。
【数４】
2010081505.tif 000031
【請求項７】
請求項４から請求項６記載の窓関数算出方法における各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動音量制御装置等で使用される窓関数を算出する窓関数算出装置、方法及び窓関数算出プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音声信号のゲインを制御することにより、ダイナミック・レンジを適切に抑えて、聞き取りやすい音量の音声信号にする自動音量制御方法としては、ダイナミック・レンジ・コントロール／コンプレッション（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ／Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ：ＤＲＣ）や自動利得制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＧＣ）が知られている。
【０００３】
図６は、（特許文献１）に記載された従来の自動音量制御装置の構成を示すブロック図である。図６において、６００は重畳ブロック分割部、６１０は乗算部、６２０は窓掛け部、６３０は重畳加算部、６４０は信号レベル算出部、６５０はゲイン算出部、６６０は窓関数算出部である。以下その動作について説明する。
【０００４】
重畳ブロック分割部６００は、入力音声信号を５０％重畳するブロックに分割して出力する。
【０００５】
信号レベル算出部６４０は、重畳ブロック分割部６００からのブロック分割音声信号の平均パワーを算出することにより、ブロックの信号レベルを算出して出力する。
【０００６】
ゲイン算出部６５０は、信号レベル算出部６４０からの信号レベルに基づいて、ブロックのゲインを算出して出力する。
【０００７】
乗算部６１０は、重畳ブロック分割部６００からのブロック分割音声信号にゲイン算出部６５０からのゲインを乗算し、ゲイン制御された音声信号を出力する。
【０００８】
窓関数算出部６６０は、（数１）に示すハニング窓関数ｗ（ｎ）の値を算出して、窓掛け部６２０に出力する。（数１）において、ｎはサンプル番号で、Ｎは窓長を表す。
【０００９】
【数１】
2010081505.tif 000003
【００１０】
なお、窓関数算出部６６０としては、あらかじめ算出したハニング窓関数の値を図示しない記憶部に記憶しておき、これを読み出すようにしてもよい。
【００１１】
窓掛け部６２０は、乗算部６１０からのゲイン制御音声信号に対して、窓関数算出部６６０からの窓関数を乗算する窓掛けを行い、窓掛けされた音声信号を出力する。
【００１２】
重畳加算部６３０は、窓掛け部６２０からの窓掛け音声信号を重畳加算することにより、出力音声信号を合成して出力する。
【００１３】
図６の自動音量制御装置では、窓掛けに使用する窓関数として、ハニング窓関数を使用することにより、先行ブロックの後半の窓関数と重畳する後行ブロックの前半の窓関数の値の和が常に１となる。したがって、ゲインが１の場合、入力音声信号はまったく歪みを生じることなく、出力音声信号となる。つまり、ハニング窓関数は、入力音声信号の波形を完全に保存することができる窓関数である。
【００１４】
また、（特許文献２）には、（特許文献１）と同様に、音声信号の波形を保存することができる窓関数を使用して、ブロック毎にゲイン制御を行う自動音量制御装置について記載されている。
【特許文献１】特開平８−２５０９４４号公報
【特許文献２】特許第３７３４８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前記（特許文献１）および（特許文献２）に記載された従来の自動音量制御装置では、ゲイン制御の対象である入力音声信号をハニング窓で切り出した信号と、ゲイン算出の基礎となる信号レベルの算出で使用する信号、すなわち、入力音声信号を矩形窓で切り出したことに相当する信号、との違いが大きく、ゲイン制御の精度が不十分であった。図７は、前記従来の自動音量制御装置で使用されているハニング窓関数と矩形窓関数を示す図である。図７は、窓長Ｎが２５６サンプルの場合の図である。同図において、ハニング窓関数は実線で、矩形窓関数は破線で示されている。従来の自動音量制御装置で使用されている図７の２種類の窓関数によって切り出された信号の違いが大きいため、音量制御によって、音の細部の情報や音の安定性が失われることがある、という課題を有していた。
【００１６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、２種類の窓関数の違いを最小にした窓関数算出装置、方法及び窓関数算出プログラムを提供することにより、前記窓関数を使用する自動音量制御装置の音質を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この課題を解決するために、本発明の窓関数算出装置は、原信号を重畳する第１のブロックの信号に分割し、前記第１のブロックの信号を重畳加算することにより、前記原信号の波形を保存することが可能な第１の窓関数と、前記原信号を重畳する第２のブロックの信号に分割し、前記第２のブロックの信号のパワーを重畳加算することにより、前記原信号のパワーを保存することが可能な第２の窓関数と、を算出する窓関数算装置であって、前記第１の窓関数あるいは前記第２の窓関数のいずれか一方を算出する窓関数算出部と、前記算出された一方の窓関数から他方の窓関数を算出する際に、両者の窓関数の差の絶対値の正のべき乗の和が最小となるように、当該他方の窓関数を算出する差最小窓関数算出部と、を備える。
【００１８】
これにより、前記第２の窓関数で切り出した信号の信号レベルに基づいて、前記第1の窓関数で切り出した信号に対するゲインを算出することにより、ゲイン制御の精度を向上し、自動音量制御装置の音質を向上（音の細部の情報をより正確に表現）することができる。
【００１９】
また、前記差最小窓関数算出部は、前記第１の窓関数がａ（ｎ）（ただし、ｎはサンプル番号で、Ｎは窓長）であるとすると、前記第２の窓関数ｂ（ｎ）を（数２）によって算出するように構成することもできる。
【００２０】
【数２】
2010081505.tif 000004
【００２１】
また、前記差最小窓関数算出部は、前記第２の窓関数がｂ（ｎ）（ただし、ｎはサンプル番号で、Ｎは窓長）であるとすると、前記第１の窓関数ａ（ｎ）を（数３）によって算出するように構成することもできる。
【００２２】
【数３】
2010081505.tif 000005
【発明の効果】
【００２３】
本発明の窓関数算出装置によれば、波形保存の第1の窓関数とパワー保存の第２の窓関数という２種類の窓関数の差を最小にした窓関数を算出することができる。算出された前記窓関数を使用して、第２の窓関数で切り出した信号の信号レベルに基づいて、第１の窓関数で切り出した信号に対するゲインを算出することにより、ゲイン制御の精度を向上することができる。これによって、自動音量制御装置の音質を向上（音の細部の情報をより正確に表現）することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における窓関数算出部を備えた自動音量制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１において、重畳ブロック分割部１００は入力音声信号を重畳するブロックに分割する。
【００２７】
第１の窓掛け部１１０は、重畳ブロック分割部１００の出力と第１の窓関数算出部１５０からの出力とを乗算して出力する。
【００２８】
乗算部１２０は、第１の窓掛け部１１０の出力とゲイン算出部１８０の出力とを乗算する。
【００２９】
重畳加算部１３０は、乗算部１２０の出力を重畳加算して出力音声信号を合成する。
【００３０】
差最小第２の窓関数算出部１４０は、第１の窓関数算出部１５０の出力から窓関数の差を最小にしたパワー保存の第２の窓関数を算出する。
【００３１】
第１の窓関数算出部１５０は、波形保存の第１の窓関数を算出する。
【００３２】
第２の窓掛け部１６０は、重畳ブロック分割部１００の出力と差最小第２の窓関数算出部１４０からの出力とを乗算して出力する。
【００３３】
信号レベル算出部１７０は、第２の窓掛け部１６０の出力から信号レベルを算出する。
【００３４】
ゲイン算出部１８０は信号レベル算出部１７０の出力からゲインを算出する。
【００３５】
図１において、差最小第２の窓関数算出部１４０と第１の窓関数算出部１５０とは、窓関数算出部１９０を構成している。
【００３６】
以下、その動作について説明する。
【００３７】
最初に、窓関数算出部１９０の動作について説明する。
【００３８】
第１の窓関数算出部１５０は、波形保存の第１の窓関数を算出して出力する。ここで、波形保存の窓関数とは、原信号に重畳する窓関数を掛けた信号を重畳加算することにより、原信号の波形を完全に再現することができる窓関数である。
【００３９】
図２は、５０％重畳する窓関数の模式図である。同図において、先行する窓関数ｆ（ｎ）は実線で、後行する窓関数ｇ（ｎ）は破線で示されている。また、ｎはサンプル番号で、Ｎは窓長であり、重畳部として示すようにｆ（ｎ）とｇ（ｎ）は窓長Ｎの５０％が重畳している。
【００４０】
図２を参照して、波形保存の重畳する窓関数を算出するときの条件について説明する。先行する窓関数と後行する窓関数の重畳部の対称条件より、（数４）が成立する。
【００４１】
【数４】
2010081505.tif 000006
【００４２】
また、先行する窓関数と後行する窓関数の重畳部の波形保存条件より、（数５）が成立する。
【００４３】
【数５】
2010081505.tif 000007
【００４４】
（数４）を（数５）に代入すると、（数６）が求められる。
【００４５】
【数６】
2010081505.tif 000008
【００４６】
ここで、波形保存の窓関数をａ（ｎ）で表すと、（数６）は（数７）に置き換えられる。
【００４７】
【数７】
2010081505.tif 000009
【００４８】
（数７）が波形保存の重畳する窓関数の満足すべき条件である。この波形保存の条件を満足しない窓関数では、重畳加算により合成された信号は原信号と一致しない。すなわち、波形の歪みが発生する。
【００４９】
本実施の形態１では、波形保存の条件を満足する第１の窓関数ａ（ｎ）として、（数８）に示すハニング窓を用いる。
【００５０】
【数８】
2010081505.tif 000010
【００５１】
第１の窓関数算出部１５０は、波形保存の窓関数として、（数８）に示すハニング窓関数ａ（ｎ）の値を算出して出力する。
【００５２】
差最小第２の窓関数算出部１４０は、第１の窓関数算出部１５０で算出された波形保存の第１の窓関数から、前記第１の窓関数と第２の窓関数の差の絶対値の正のべき乗の和が最小となるようにパワー保存の第２の窓関数を算出して出力する。ここで、パワー保存の窓関数とは、原信号に重畳する窓関数を掛けた信号のパワーを重畳加算することにより、原信号のパワーを完全に再現することができる窓関数である。本実施の形態１では、前記正のべき乗として２乗を使用する。
【００５３】
次に、パワー保存の重畳する窓関数を算出するときの条件について説明する。波形保存の窓関数と同様に、パワー保存の窓関数に対しても、窓関数の重畳部の対称条件により、（数４）が成立する。また、窓関数の重畳部のパワー保存条件より、（数９）が成立する。
【００５４】
【数９】
2010081505.tif 000011
【００５５】
（数４）を（数９）に代入すると、（数１０）が求められる。
【００５６】
【数１０】
2010081505.tif 000012
【００５７】
（数１０）がパワー保存の重畳する窓関数の満足すべき条件である。このパワー保存の条件を満足しない窓関数では、入力音声信号のパワーが保存されないので、ゲイン算出の基礎となる信号レベルに誤差が発生し、算出されたゲインに誤差が発生する。
【００５８】
ここで、パワー保存の窓関数をｂ（ｎ）で表すと、（数１０）は（数１１）に置き換えられる。
【００５９】
【数１１】
2010081505.tif 000013
【００６０】
次に、（数１２）に示すように、波形保存の第１の窓関数ａ（ｎ）とパワー保存の第２の窓関数ｂ（ｎ）の差の２乗のサンプル番号ｎとサンプル番号（Ｎ／２−１−ｎ）の位置における和をｅ（ｎ）とする。
【００６１】
【数１２】
2010081505.tif 000014
【００６２】
ｅ（n）のｂ（ｎ）に関する１次偏微分を算出すると、（数１３）が求められる。
【００６３】
【数１３】
2010081505.tif 000015
【００６４】
（数１３）で１次偏微分の値を零とすると、（数１４）が求められる。
【００６５】
【数１４】
2010081505.tif 000016
【００６６】
また、ｅ（n）のｂ（ｎ）に関する２次偏微分を算出すると、（数１５）が求められる。
【００６７】
【数１５】
2010081505.tif 000017
【００６８】
０＜ａ（ｎ）＜１、０＜ｂ（ｎ）＜１で、２次偏微分は常に正となる。また、（数１４）より、ａ（ｎ）＝０のときｂ（ｎ）＝０、ａ（ｎ）＝１のときｂ（ｎ）＝１である。ａ（ｎ）とｂ（ｎ）の値のとる範囲は、０≦ａ（ｎ）≦１、０≦ｂ（ｎ）≦１である。したがって、（数１４）により算出されたｂ（ｎ）でｅ（ｎ）は最小になる。
【００６９】
なお、（数１４）は、ｎが０≦ｎ≦Ｎ／２−１に対して導出されたが、窓関数の前半部と後半部が対称な場合には、（数１４）は０≦ｎ≦Ｎ−１に対して成立する。
【００７０】
差最小第２の窓関数算出部１４０は、波形保存の第１の窓関数ａ（ｎ）から、（数１４）によってパワー保存の第２の窓関数ｂ（ｎ）を算出して出力する。
【００７１】
図３は、本実施の形態１における窓関数算出部１９０で算出される窓関数を示す図である。図３は、窓長Ｎが２５６サンプルの場合の図である。同図において、第１の窓関数算出部１５０で算出される波形保存の窓関数であるハニング窓関数は実線で、また、差最小第２の窓関数算出部１４０で（数１４）によって算出されるパワー保存の窓関数は破線で差最小窓として示されている。
【００７２】
なお、差最小第２の窓関数算出部１４０および第１の窓関数算出部１５０としては、あらかじめ算出した窓関数の値を記憶部（図示しない）に記憶しておき、これを読み出すように構成してもよい。
【００７３】
続いて、図１の自動音量制御装置の動作について説明する。
【００７４】
重畳ブロック分割部１００は、入力音声信号を重畳するブロックに分割して出力する。すなわち、（数１６）に示すように、入力音声信号ｘ（ｎ）に対して５０％重畳するブロックに分割し、ブロック分割音声信号ｙ（ｎ，ｔ）を出力する。ここで、ｎはサンプル番号、ｔはブロック番号、Ｎはブロック長および窓長、Ｎ／２はブロックシフト長を表す。Ｎの値としては、サンプリング周波数Ｆｓが４８ｋＨｚの場合には、例えば、６４から４０９６に設定される。
【００７５】
【数１６】
2010081505.tif 000018
【００７６】
第１の窓掛け部１１０は、（数１７）に示すように、重畳ブロック分割部１００からのブロック分割音声信号ｙ（ｎ，ｔ）に対して、第１の窓関数算出部１５０からの波形保存の第１の窓関数ａ（ｎ）を乗算することにより窓掛けを行い、第１の窓掛け音声信号ｙａ（ｎ，ｔ）を出力する。
【００７７】
【数１７】
2010081505.tif 000019
【００７８】
第２の窓掛け部１６０は、（数１８）に示すように、重畳ブロック分割部１００からのブロック分割音声信号ｙ（ｎ，ｔ）に対して、差最小第２の窓関数算出部１４０からのパワー保存の第２の窓関数ｂ（ｎ）を乗算することにより窓掛けを行い、第２の窓掛け音声信号ｙｂ（ｎ，ｔ）を出力する。
【００７９】
【数１８】
2010081505.tif 000020
【００８０】
信号レベル算出部１７０は、（数１９）に示すように、第２の窓掛け部１６０からの第２の窓掛け音声信号に基づいてｔ番ブロックの平均パワーＰ（ｔ）を算出し、信号レベルとして出力する。
【００８１】
【数１９】
2010081505.tif 000021
【００８２】
なお、信号レベルとして、平均パワーの代わりに、平均パワーを複数のブロックにわたって時間平滑化したものを用いてもよい。
【００８３】
ゲイン算出部１８０は、入力音声信号のダイナミック・レンジを制御するためにあらかじめ設定された信号レベル対ゲイン関数に基づいて、信号レベルからｔ番ブロックのゲインＧ（ｔ）を算出して出力する。
【００８４】
乗算部１２０は、（数２０）に示すように、第１の窓掛け部１１０からの第１の窓掛け音声信号ｙａ（ｎ，ｔ）に対して、ゲイン算出部１８０で算出したゲインＧ（ｔ）を乗算し、ゲイン制御された音声信号ｙｇ（ｎ，ｔ）を出力する。
【００８５】
【数２０】
2010081505.tif 000022
【００８６】
重畳加算部１３０は、乗算部１２０からのゲイン制御された音声信号ｙｇ（ｎ，ｔ）を（数２１）に示すように重畳加算することにより、出力音声信号ｚ（ｎ）を合成して出力する。
【００８７】
【数２１】
2010081505.tif 000023
【００８８】
以上のようにして、第１の窓関数によるクロスフェード重畳加算を行い、ブロック単位でゲイン制御された音声信号を滑らかに接続することができる。
【００８９】
以上のように実施の形態１の窓関数算出部１９０では、波形保存の窓関数を算出する第１の窓関数算出部１５０と、前記波形保存の窓関数との差を最小にするパワー保存の窓関数を算出する差最小第２の窓関数算出部１４０とを備えることにより、前記２種類の窓関数の差を最小にした窓関数を算出することができる。したがって、本実施の形態１の自動音量制御装置では、前記パワー保存の窓関数で窓掛けをした入力音声信号の信号レベルに基づいて、前記波形保存の窓関数で窓掛けをした入力音声信号のゲインを算出することにより、ゲイン制御の精度を向上することができる。これによって、音の細部の情報をより正確に表現することができ、音質を向上することができる。
【００９０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における窓関数算出部を備えた自動音量制御装置の構成を示すブロック図である。
【００９１】
図４において、重畳ブロック分割部１００は入力音声信号を重畳するブロックに分割する。第１の窓掛け部１１０は重畳ブロック分割部１００の出力と差最小第１の窓関数算出部４００からの出力とを乗算して出力する。乗算部１２０は第１の窓掛け部１１０の出力とゲイン算出部１８０の出力とを乗算する。重畳加算部１３０は乗算部１２０の出力を重畳加算して出力音声信号を合成する。差最小第１の窓関数算出部４００は第２の窓関数算出部４１０の出力から窓関数の差を最小にした波形保存の第１の窓関数を算出する。第２の窓関数算出部４１０はパワー保存の第２の窓関数を算出する。第２の窓掛け部１６０は重畳ブロック分割部１００の出力と第２の窓関数算出部４１０からの出力とを乗算して出力する。信号レベル算出部１７０は第２の窓掛け部１６０の出力から信号レベルを算出する。ゲイン算出部１８０は信号レベル算出部１７０の出力からゲインを算出する。
【００９２】
図４において、差最小第１の窓関数算出部４００と第２の窓関数算出部４１０とは、窓関数算出部４２０を構成している。
【００９３】
実施の形態１と実施の形態２で異なるのは、窓関数算出部４２０と、窓関数算出部１９０との構成である。
【００９４】
以下、窓関数算出部４２０の動作について説明する。その他のブロックの動作については、実施の形態１と同一であるので、説明を省略する。
【００９５】
第２の窓関数算出部４１０は、パワー保存の第２の窓関数を算出して出力する。
【００９６】
本実施の形態２では、第２の窓関数算出部４１０は、（数１１）に示すパワー保存の条件を満足する窓関数ｂ（ｎ）として、（数２２）に示すサイン窓関数の値を算出して出力する。
【００９７】
【数２２】
2010081505.tif 000024
【００９８】
差最小第１の窓関数算出部４００は、第２の窓関数算出部４１０で算出されたパワー保存の第２の窓関数から、第１の窓関数と前記第２の窓関数との差の絶対値の正のべき乗の和が最小となるように波形保存の第１の窓関数を算出して出力する。本実施の形態２では、前記正のべき乗として２乗を使用する。
【００９９】
実施の形態１の説明と同様に、（数１２）に示すように、波形保存の第１の窓関数ａ（ｎ）とパワー保存の第２の窓関数ｂ（ｎ）の差の２乗のサンプル番号ｎとサンプル番号（Ｎ／２−１−ｎ）の位置における和をｅ（ｎ）とする。
【０１００】
ｅ（ｎ）のａ（ｎ）の関する１次偏微分を算出すると、（数２３）が求められる。
【０１０１】
【数２３】
2010081505.tif 000025
【０１０２】
（数２３）で１次偏微分の値を零とすると、（数２４）が求められる。
【０１０３】
【数２４】
2010081505.tif 000026
【０１０４】
また、ｅ（n）のａ（ｎ）の関する２次偏微分を算出すると、（数２５）が求められる。
【０１０５】
【数２５】
2010081505.tif 000027
【０１０６】
（数２５）に示すように２次偏微分は常に正となる。したがって、（数２４）により算出されたａ（ｎ）でｅ（ｎ）は最小になる。
【０１０７】
なお、（数２４）は、ｎが０≦ｎ≦Ｎ／２−１に対して導出されたが、窓関数の前半部と後半部が対称な場合には、（数２４）は０≦ｎ≦Ｎ−１に対して成立する。
【０１０８】
差最小第１の窓関数算出部４００は、パワー保存の第２の窓関数ｂ（ｎ）から、（数２４）によって波形保存の第１の窓関数ａ（ｎ）を算出して出力する。
【０１０９】
図５は、本発明の実施の形態２における窓関数算出部４２０で算出される窓関数を示す図である。図５は、窓長Ｎが２５６サンプルの場合の図である。同図において、第２の窓関数算出部４１０で算出されるパワー保存の窓関数であるサイン窓関数は実線で、また、差最小第１の窓関数算出部４００で（数２４）によって算出される波形保存の窓関数は破線で差最小窓として示されている。
【０１１０】
なお、差最小第１の窓関数算出部４００および第２の窓関数算出部４１０としては、あらかじめ算出した窓関数の値を記憶部（図示しない）に記憶しておき、これを読み出すように構成してもよい。
【０１１１】
以上のように実施の形態２の窓関数算出部４２０では、パワー保存の窓関数を算出する第２の窓関数算出部４１０と、前記パワー保存の窓関数との差を最小にする波形保存の窓関数を算出する差最小第１の窓関数算出部４００とを備えることにより、前記２種類の窓関数の差を最小にした窓関数を算出することができる。したがって、本実施の形態２の自動音量制御装置では、前記パワー保存の窓関数で窓掛けをした入力音声信号の信号レベルに基づいて、前記波形保存の窓関数で窓掛けをした入力音声信号のゲインを算出することにより、ゲイン制御の精度を向上することができる。これによって、音の細部の情報をより正確に表現することができ、音質を向上することができる。
【０１１２】
なお、本発明の窓関数算出部は、各ブロックにおける処理をコンピュータに実行させるためのプログラムによって動作するコンピュータで構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
以上のように、本発明にかかる窓関数算出装置は、２種類の窓関数の違いを最小にした窓関数を算出し、これによって前記窓関数を使用した自動音量制御装置の音質を向上することができるので、テレビ、ラジオ、DVD、ビデオカメラ、ミニコン、携帯電話等の自動音量制御装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態１における窓関数算出部を備えた自動音量制御装置の構成を示すブロック図
【図２】５０％重畳する窓関数の模式図
【図３】本発明の実施の形態１における窓関数算出部で算出される窓関数を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における窓関数算出部を備えた自動音量制御装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２における窓関数算出部で算出される窓関数を示す図
【図６】従来の自動音量制御装置の構成を示すブロック図
【図７】従来の自動音量制御装置で使用される窓関数を示す図
【符号の説明】
【０１１５】
１００  重畳ブロック分割部
１１０  第１の窓掛け部
１２０  乗算部
１３０  重畳加算部
１４０  差最小第２の窓関数算出部
１５０  第１の窓関数算出部
１６０  第２の窓掛け部
１７０  信号レベル算出部
１８０  ゲイン算出部
１９０，４２０  窓関数算出部
４００  差最小第１の窓関数算出部
４１０  第２の窓関数算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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