(57)【要約】【課題】聴覚上、音質へ影響を及ぼすことなく、安定した省電力化を実現可能な音声信号処理装置、音響装置、音声信号処理装置の制御方法、プログラムを提供する。【解決手段】本発明の音響装置に設けられた音声信号処理部１２は、音声信号の振幅を低減する振幅制御部２１と、振幅制御部２１による振幅制御前の消費電力積分値と、振幅制御後の消費電力積分値と、の比率または差分を算出する算出管理部２２と、を備え、振幅制御部２１は、算出管理部２２の算出結果が一定の値となるように、振幅低減制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号の振幅を低減する振幅制御部と、
前記振幅制御部による振幅制御前の消費電力積分値と、振幅制御後の消費電力積分値と、の比率または差分を算出する算出部と、を備え、
前記振幅制御部は、前記算出部の算出結果をフィードバックさせて、フィードバックした値に基づいて振幅低減制御を行うことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２】
前記振幅制御部は、前記算出部の算出結果が一定の値となるように、振幅低減制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項３】
前記音声信号の振幅エンベロープの極大点に基づいて、前記音声信号の振幅を低減する低減区間を決定する低減区間決定部をさらに備え、
前記振幅制御部は、前記低減区間決定部により決定された前記低減区間に対し、振幅低減制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の音声信号処理装置。
【請求項４】
前記振幅制御部は、前記振幅低減制御として、前記算出部の算出結果に応じ、前記低減区間の振幅減衰係数を可変することを特徴とする請求項３に記載の音声信号処理装置。
【請求項５】
前記低減区間は、前記振幅エンベロープの振幅値が、前記極大点における振幅値から第１の所定値以下の値まで下がった時点を開始点とし、前記極大点における振幅値から第２の所定値以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後を終了点とする区間であり、
前記振幅制御部は、前記振幅低減制御として、前記算出部の算出結果に応じ、前記第１の所定値および前記第２の所定値の少なくとも一方を可変することを特徴とする請求項３に記載の音声信号処理装置。
【請求項６】
前記音声信号を周波数帯域分割する帯域分割部をさらに備え、
前記低減区間決定部、前記算出部並びに前記振幅制御部は、前記帯域分割部により分割された周波数帯域ごとに、前記低減区間の決定、振幅制御前後の前記消費電力積分値の比率または差分の算出、並びに振幅低減制御を行うことを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の音声信号処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の音声信号処理装置における各部と、
前記振幅制御部による振幅低減後の音声信号を増幅する増幅部と、を備えたことを特徴とする音響装置。
【請求項８】
音声信号の振幅を低減する振幅制御ステップと、
前記振幅制御ステップによる振幅制御前の消費電力積分値と、振幅制御後の消費電力積分値と、の比率または差分を算出する算出ステップと、を実行し、
前記振幅制御ステップは、前記算出ステップの算出結果をフィードバックさせて、フィードバックした値に基づいて振幅低減制御を行うことを特徴とする音声信号処理装置の制御方法。
【請求項９】
コンピューターに、請求項８に記載の音声信号処理装置の制御方法における各ステップを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、スピーカーアンプの消費電力を低減するための音声信号処理を行う音声信号処理装置、音響装置、音声信号処理装置の制御方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、国内外を問わず、音響装置をワイヤレスで使用する要望が高い。しかしながら、その反面バッテリーの駆動時間において満足を得るものがないという現状がある。そこで、バッテリーの駆動時間の延長を図るべく、スピーカーアンプの消費電力を低減するための技術が各種提案されている。例えば、特許文献１では、オーディオ信号を増幅するスピーカー駆動用アンプと、スピーカー駆動用アンプの出力により駆動されるスピーカーと、を備え、オーディオ信号からスピーカーが再生可能な周波数帯域外のオーディオ信号をカットし、スピーカーの再生可能な周波数帯域に制限されたオーディオ信号をスピーカー駆動用アンプへ入力するように構成したスピーカシステムが提案されている。特許文献１では、このようにスピーカーの再生可能周波数帯域に合わせてオーディオ信号を帯域制限することで、スピーカーの無駄な駆動を抑え、消費電力を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１１６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、昨今の電池駆動されるアクティブ・スピーカシステムでは、スピーカーの再生可能周波数帯域に合わせ、元々オーディオ信号を帯域制限してからアンプに入力している場合が多い。このような場合、上記特許文献１の技術では、効果を発揮することができない。また、特許文献１以外にも、消費電力の低減を図る技術が各種提案されているが、音質を犠牲にしてしまうなどの課題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑み、聴覚上、音質へ影響を及ぼすことなく、安定した省電力化を実現可能な音声信号処理装置、音響装置、音声信号処理装置の制御方法、プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の音声信号処理装置は、音声信号の振幅を低減する振幅制御部と、振幅制御部による振幅制御前の消費電力積分値と、振幅制御後の消費電力積分値と、の比率または差分を算出する算出部と、を備え、振幅制御部は、算出部の算出結果をフィードバックさせて、フィードバックした値に基づいて振幅低減制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
上記の音声信号処理装置において、振幅制御部は、算出部の算出結果が一定の値となるように、振幅低減制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
上記の音声信号処理装置において、音声信号の振幅エンベロープの極大点に基づいて、音声信号の振幅を低減する低減区間を決定する低減区間決定部をさらに備え、振幅制御部は、低減区間決定部により決定された低減区間に対し、振幅低減制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
上記の音声信号処理装置において、振幅制御部は、振幅低減制御として、算出部の算出結果に応じ、低減区間の振幅減衰係数を可変することを特徴とする。
【００１０】
上記の音声信号処理装置において、低減区間は、振幅エンベロープの振幅値が、極大点における振幅値から第１の所定値以下の値まで下がった時点を開始点とし、極大点における振幅値から第２の所定値以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後を終了点とする区間であり、振幅制御部は、振幅低減制御として、算出部の算出結果に応じ、第１の所定値および第２の所定値の少なくとも一方を可変することを特徴とする。
【００１１】
上記の音声信号処理装置において、音声信号を周波数帯域分割する帯域分割部をさらに備え、低減区間決定部、算出部並びに振幅制御部は、帯域分割部により分割された周波数帯域ごとに、低減区間の決定、振幅制御前後の消費電力積分値の比率または差分の算出、並びに振幅低減制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明の音響装置は、上記の音声信号処理装置における各部と、振幅制御部による振幅低減後の音声信号を増幅する増幅部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の音声信号処理装置の制御方法は、音声信号の振幅を低減する振幅制御ステップと、振幅制御ステップによる振幅制御前の消費電力積分値と、振幅制御後の消費電力積分値と、の比率または差分を算出する算出ステップと、を実行し、振幅制御ステップは、算出ステップの算出結果をフィードバックさせて、フィードバックした値に基づいて振幅低減制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明のプログラムは、コンピューターに、上記の音声信号処理装置の制御方法における各ステップを実行させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る音響装置の構成を示すブロック図である。
【図２】音声信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】音声信号処理部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】振幅エンベロープの一例と、当該振幅エンベロープの振幅値を低減するためのアッテネーション係数の推移と、を示す説明図である。
【図５】振幅エンベロープの他の一例を示す説明図である。
【図６】第２実施形態に係る音声信号処理部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態に係る音声信号処理装置、音響装置、音声信号処理装置の制御方法、プログラムについて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る音響装置１の構成を示すブロック図である。同図に示すように、音響装置１は、入力端子１１、音声信号処理部１２、パワーアンプ部１３（増幅部）、電源部１４およびスピーカー１５を備えている。
【００１７】
入力端子１１は、プレーヤーまたはパーソナルコンピューター等の外部機器から、音声信号を入力する。なお、ＵＳＢメモリーまたはＳＤメモリーカード等の外部記憶媒体から、音声信号を取得可能な構成としても良い。
【００１８】
音声信号処理部１２は、入力された音声信号に対し、解析処理および信号処理を行う。請求項における「音声信号処理装置」は、当該音声信号処理部１２に相当する。
【００１９】
パワーアンプ部１３は、信号処理された音声信号を増幅する。本実施形態では、当該パワーアンプ部１３における電力消費量を低減することを課題としている。そのため、上記の音声信号処理部１２により、音声信号の振幅値（信号レベル）を低減するための振幅低減制御を行う。また、本実施形態では、単に電力消費量を低減するだけでなく、その消費電力率（電力削減率）を一定の値に保持することを課題としている。これを解決すべく、上記の音声信号処理部１２は、振幅低減制御前の消費電力積算値と、振幅低減制御後の消費電力積算値の比率（「振幅低減制御後の消費電力積算値」／「振幅低減制御前の消費電力積算値」、以降「積算値比率」と称する）を算出し、その値が一定となるように、振幅低減制御を行う。詳細については、後述する。
【００２０】
電源部１４は、音声信号処理部１２およびパワーアンプ部１３に対し、電力供給を行う。なお、電源部１４は、電池（バッテリー）であっても良いし、商用電源からの電力を供給するものであっても良い。また、音声信号処理部１２およびパワーアンプ部１３のみならず、スピーカー１５に対しても電力供給を行う構成としても良い。
【００２１】
スピーカー１５は、増幅された音声信号を出力する。なお、スピーカー１５としては、アンプ内蔵型のアクティブ・スピーカーを用いても良い。また、スピーカー１５に代えて、ヘッドフォンまたはイヤフォンを用いても良い。
【００２２】
次に、図２を参照し、音声信号処理部１２の構成について、詳細に説明する。なお、本実施形態では、音声信号処理部１２により、入力された所定区間（数フレーム〜数十フレーム分）の音声信号に対して解析処理を行い、その解析結果を次の所定区間の音声信号に反映するものとする。また、これらの解析処理を、スピーカー１５による音声信号の再生と同期しながら行うものとする。
【００２３】
同図に示すように、音声信号処理部１２は、低減区間決定部２０、振幅制御部２１および算出管理部２２を備えている。低減区間決定部２０は、音声信号の振幅（音声信号の大きさ）を低減する低減区間を決定する。振幅制御部２１は、算出管理部２２の算出結果に応じ、入力された音声信号の振幅を制御する。一方、算出管理部２２は、所定区間分の音声信号に対し、あるアッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行う前の消費電力積算値である「制御前積算値」を算出する。つまり、「制御前積算値」とは、前回演算時のアッテネーション係数に基づいて振幅低減制御を行った場合に、パワーアンプ部１３で消費されると考えられる消費電力積算値である。また、算出管理部２２は、所定区間分の音声信号に対し、あるアッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行った後の消費電力積算値である「制御後積算値」を算出する。つまり、「制御前積算値」とは、今回演算時のアッテネーション係数に基づいて振幅低減制御を行った場合に、パワーアンプ部１３で消費されると考えられる消費電力積算値である。さらに、算出管理部２２は、当該「制御後積算値」と、先に算出された「制御前積算値」との比率である「積算値比率」を算出する。振幅制御部２１は、算出管理部２２の算出結果である「積算値比率」をフィードバックさせ、その値が一定となるように、次回のアッテネーション係数を決定する。このように、算出管理部２２の算出結果を振幅制御部２１にフィードバックさせることにより、一定の消費電力率の保持を実現できる。
【００２４】
次に、図３を参照し、音声信号処理部１２の構成について、さらに詳細に説明する。低減区間決定部２０は、音声信号の振幅エンベロープに基づいて、振幅低減の対象となる低減区間を決定するものであり、振幅検出部３１、極大検出部３２、低減区間開始決定部３３および低減区間終了決定部３４を含む。
【００２５】
振幅検出部３１は、入力された音声信号の振幅を検出する。なお、「振幅を検出する」とは、振幅値および振幅エンベロープを検出することを意味する。また、「振幅エンベロープ」とは、振幅波形Ｗ（図４参照）の絶対値を指す。つまり、振幅のマイナス値について反転させて、振幅のプラス値と合わせ、その最大値を結んだ曲線を指す。
【００２６】
極大検出部３２は、振幅エンベロープの極大点、および極大点における振幅値（以下、「極大値」とも称する）を検出する。なお、「極大点」とは、振幅エンベロープの、時間軸上における極大位置を指す。例えば、図４に示す振幅エンベロープ（図示、実線太線）の場合、極大検出部３２は、振幅エンベロープが極大となるポイントＰ０１と、その振幅値を検出する。
【００２７】
低減区間開始決定部３３は、極大検出部３２による極大点の検出後、振幅エンベロープの振幅値が、極大検出部３２により検出された極大値から６ｄＢ（第１の所定値）以下の値まで下がった時点を、低減区間の開始点として決定する。つまり、図４に示す例の場合、ポイントＰ０２を、低減区間の開始点として決定する。
【００２８】
また、低減区間終了決定部３４は、低減区間の開始後、振幅エンベロープの極小点を経て、極大検出部３２により検出された極大値から３ｄＢ（第２の所定値）以下の値まで上がった時点（ポイントＰ０３）から復帰時定数経過後を、低減区間の終了点として決定する。つまり、図４に示す例の場合、ポイントＰ０４を、低減区間の終了点として決定する。
【００２９】
なお、特に図示しないが、本実施形態では、上記のとおり振幅エンベロープの振幅値が極大値から３ｄＢ以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後を、低減区間の終了点として決定するため、振幅エンベロープのＮ番目（但し、ＮはＮ≧２となる整数）の極大点の極大値が、（Ｎ−１）番目の極大点の極大値より３ｄＢを下回る場合、Ｎ番目の極大点も低減区間に含まれることになる。また、（Ｎ＋１）番目の極大点の極大値についても、（Ｎ−１）番目の極大点の極大値より３ｄＢを下回る場合は、低減区間に含まれる。このように、「先に発生した極大点の極大値から−３ｄＢ」以上となる極大値を持つ極大点が発生しない限り、低減区間は続くことになる。なお、最初に発生した極大点については、その極大値に関わらず、極大点として検出され、低減区間開始決定部３３および低減区間終了決定部３４により、低減区間が決定される。
【００３０】
以上の各部３１〜３４により、低減区間決定部２０は、低減区間を決定する。以下、便宜上、低減区間を３つの分割区間に分けて説明する。つまり、図４に示すように、低減区間は、極大点の検出後、振幅エンベロープの振幅値が、極大値から６ｄＢ以下の値まで下がった時点（低減区間の開始点）から、アッテネーション係数の減衰時定数経過後までの「第１区間」、第１区間の終了点から振幅エンベロープの振幅値が極大値から３ｄＢ以下の値まで上がった時点までの「第２区間」、第２区間の終了点からアッテネーション係数の復帰時定数経過後（低減区間の終了点）までの「第３区間」、から成るものとする。
【００３１】
なお、低減区間の開始点を決定するための閾値である第１の所定値、および低減区間の終了点を決定するための閾値である第２の所定値は、それぞれ上記の６ｄＢ、３ｄＢに限らず、任意に設定可能である。但し、第１の所定値は、第２の所定値より大きいことが好ましい。これにより、振幅低減制御によって、聴覚上、音質や音量感に影響を与えることがない、より適切な低減区間を決定できる。
【００３２】
また、上記の「先に発生した極大点の極大値から−３ｄＢ以上となる極大値を持つ極大点が発生しない限り、低減区間は続くことになる」の記述に関連するが、低減区間決定部２０は、必ずしも振幅エンベロープの極大点検出ごとに低減区間を決定する必要はない。例えば、図５に示す振幅エンベロープの場合、ポイントＰ１１の極大点に基づいて第１の低減区間（開始点：ポイントＰ１２，終了点：ポイントＰ１３から復帰時定数経過後のポイントＰ１４）を決定し、ポイントＰ２１の極大点に基づいて第２の低減区間（開始点：ポイントＰ２２，終了点：ポイントＰ２３から復帰時定数経過後のポイントＰ２４）を決定した場合、２つの低減区間の重複区間が発生する。つまり、図５の例では、ポイントＰ２１の極大点を検出する意味がない。したがって、極大検出部４３による振幅エンベロープの極大検出は、先の極大点に基づく低減区間の終了を待って行う構成としても良い。
【００３３】
振幅制御部２１は、低減区間決定部２０により決定された低減区間に対して振幅低減制御を行うものであり、アッテネーション係数算出部４１および振幅低減制御部４２を含む。
【００３４】
アッテネーション係数算出部４１は、低減区間に対し、音声信号の振幅値を低減するために乗算するアッテネーション係数（振幅減衰係数）を算出する。具体的には、図４に示すように、低減区間の分割区間ごとにアッテネーション係数を可変する。つまり、低減区間の第１区間に対しては、減衰時定数に相当する区間であるため、０ｄＢから−２ｄＢまで徐々にアッテネーション係数を下げていく。続いて、第２区間に対しては、アッテネーション係数を−２ｄＢの固定値（不図示の不揮発性メモリーに記憶された、予め定められた値）とする。さらに、第３区間に対しては、復帰時定数に相当する区間であるため、−２ｄＢから０ｄＢまで徐々にアッテネーション係数を上げていく。
【００３５】
振幅低減制御部４２は、アッテネーション係数算出部４１の算出結果に基づいて、振幅低減制御を行う。つまり、「振幅低減制御後の振幅値＝振幅低減制御前の振幅値×アッテネーション係数」として、振幅低減制御後の振幅値を決定する。その結果、図４に示すように、振幅低減制御前の振幅エンベロープ（図示、実線太線）が、振幅低減制御後の振幅エンベロープ（図示、点線太線）に補正され、図示斜線部分の消費電力（パワーアンプ部１３における消費電力）を削減することができる。
【００３６】
なお、特に図示しないが、振幅検出部３１による振幅の検出から、アッテネーション係数算出部４１までの処理に要する時間分だけ、入力された音声信号を遅延させるディレイ部を別途設け、振幅低減制御部４２により、遅延後の音声信号に対して振幅低減制御を行っても良い。
【００３７】
一方、算出管理部２２は、制御前積算値算出部４５、制御後積算値算出部４６、および積算値比率算出部４７を備えている。なお、請求項における「算出部」は、積算値比率算出部４７に相当する。
【００３８】
制御前積算値算出部４５は、振幅検出部５１および消費電力算出部５２を含む。振幅検出部５１は、振幅制御部２１の入力側、つまり所定区間分の音声信号に対し、その振幅を低減する振幅低減制御を行う前の音声信号の振幅を検出する。すなわち、振幅制御部２１において、第ｎアッテネーション係数（アッテネーション係数算出部４１のｎ回目の算出結果）に基づく振幅低減制御を行う場合、第（ｎ−１）アッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行った場合の振幅を検出する。また、消費電力算出部５２は、振幅検出部５１により検出された振幅値および振幅エンベロープに基づき、振幅低減制御を行わない場合に、パワーアンプ部１３にて所定区間分の音声信号の増幅に消費されると考えられる消費電力積算値である「制御前積算値」を算出する。
【００３９】
また、制御後積算値算出部４６は、振幅検出部５３および消費電力算出部５４を含む。振幅検出部５３は、振幅制御部２１の出力、つまり所定区間分の音声信号に対し、その振幅を低減する振幅低減制御を行った後の音声信号の振幅を検出する。すなわち、振幅制御部２１において、第ｎアッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行う場合、第ｎアッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行った場合の振幅を検出する。また、消費電力算出部５４は、振幅検出部５３により検出された振幅値および振幅エンベロープに基づき、振幅低減制御を行った場合に、パワーアンプ部１３にて所定区間分の音声信号の増幅に消費されると考えられる消費電力積算値である「制御後積算値」を算出する。
【００４０】
積算値比率算出部４７は、制御前積算値算出部４５および制御後積算値算出部４６の算出結果に基づいて、「積算値比率」を算出する。つまり、どの程度の電力削減率が達成できたかを算出する。算出された「積算値比率」は、振幅制御部２１のアッテネーション係数算出部４１にフィードバックされる。アッテネーション係数算出部４１は、フィードバックされた「積算値比率」に基づいて、次の回（次の所定時間に適用する）のアッテネーション係数を算出する。例えば、電力削減率の目標値を「２０％」とした場合、「積算値比率」が８０％未満の場合は、電力削減率過剰であるため、「アッテネーション係数」を小さくする（例えば第２区間のアッテネーション係数を、２dbから１dbにする）。逆に、「積算値比率」が８０％を超える場合は、電力削減率未達成であるため、「アッテネーション係数」を大きくする（例えば第２区間のアッテネーション係数を、２dbから４dbにする）。また、電力削減率過剰の場合のみ、「アッテネーション係数」を規定値から変更する、逆に電力削減率未達成の場合のみ、「アッテネーション係数」を規定値から変更する、などの構成でも良い。
【００４１】
なお、「アッテネーション係数」は、不図示の制御テーブル（「積算値比率」と「アッテネーション係数」を対応付けたテーブル）を参照することにより得ても良いし、所定のアルゴリズム（少なくとも「積算値比率」を変数とするアルゴリズム）に基づいて算出しても良い。
【００４２】
以上説明したとおり、本実施形態の音響装置１は、算出管理部２２の算出結果である「積算値比率」を振幅制御部２１にフィードバックさせて、振幅低減制御を行う。つまり、振幅制御部２１の前段から制御前積算値算出部４５に振幅低減制御前の音声信号が伝えられ、振幅制御部２１の後段から制御後積算値算出部４６に振幅低減制御後の音声信号が伝えられ、これら振幅低減制御前後の音声信号から「積算値比率」を算出し、算出された「積算値比率」を振幅制御部２１にフィードバックさせる。そして、振幅制御部２１は、フィードバックされた「積算値比率」に応じて、更新用のアッテネーション係数を算出し、次の振幅低減制御を行う。このように更新前アッテネーション係数を用いた振幅制御による消費電力積算値と、更新後アッテネーション係数を用いた振幅制御による消費電力積算値と、の比率を振幅制御部２１にフィードバックさせることで、音響装置１の消費電力率を徐々に一定の値に収束させることができる。これにより、常に一定の消費電力効果を達成することができる。
【００４３】
また、消費電力効果が過剰の場合は、アッテネーション係数を小さくすることで、音質劣化を低減することができる。また、このように一定の消費電力量を達成することで、商用電源を使用する音響装置１の場合、一定の電気料金の低減効果が期待できる。また、電池（バッテリー）で駆動する音響装置１の場合は、一定の駆動時間の延長効果が期待でき、ひいては残使用時間の算出をより正確に行うことができる。
【００４４】
また、本実施形態では、振幅低減制御の対象となる低減区間を、振幅エンベロープの極大点および極大値に基づいて決定する。つまり、聴覚上、音質や音量感に影響がでにくい区間を低減区間として決定し、影響がでやすい低減区間以外の区間は振幅値を可変しないため、音質や音量感を損なうことなく、消費電力の低減を図ることができる。また、昨今の電池駆動されるアクティブ・スピーカシステムのように、スピーカー１５の再生可能周波数帯域に帯域制限した音声信号をパワーアンプ部１３に入力している場合でも、省電力効果を発揮することができる。
【００４５】
また、低減区間を、振幅エンベロープの振幅値が極大値から６ｄＢ以下の値まで下がった時点を開始点、極大値から３ｄＢ以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後を終了点として決定するため、ある極大点の検出後、当該極大点の振幅値より３ｄＢを下回る極大値の極大点を検出した場合でも、低減区間が終了することがない。つまり、振幅エンベロープに含まれる全ての極大点を除いて低減区間を決定するのではなく、聴覚上、音質や音量感に影響がでにくいと判断される極大点については、低減区間に含めてしまうことで、より効率良く消費電力の低減を図ることができる。
【００４６】
また、低減区間の開始点の閾値となる第１の所定値は、終了点の閾値となる第２の所定値よりも大きいため、振幅低減制御を行った場合の聴覚上の影響を、より少なくすることができる。さらに、低減区間の「第２区間」について、アッテネーション係数を固定値とすることで、アッテネーション係数の算出制御に要する制御負荷を軽減できる。
【００４７】
なお、以下の変形例を採用可能である。
[変形例１]
上記の実施形態では、低減区間の開始点を決定するための閾値である第１の所定値、および低減区間の終了点を決定するための閾値である第２の所定値を、それぞれ固定値（６ｄＢと３ｄＢ）としたが、可変値としても良い。例えば、低減区間を決定するための基準となる極大点の振幅値（極大値）に応じて、第１の所定値および／または第２の所定値を可変しても良い。この場合、極大値が小さい場合は、振幅低減による音量感低下を感じやすいため、低減区間を短くするべく、第１の所定値および／または第２の所定値を大きくすることが好ましい。逆に、極大値が大きい場合は、振幅低減による音量感低下を感じにくいため、低減区間を長くするべく、第１の所定値および／または第２の所定値を小さくすることが好ましい。
【００４８】
[変形例２]
また、第１の所定値および／または第２の所定値、並びに「第２区間」におけるアッテネーション係数のデフォルト値（初期値）を、ユーザーが設定・変更可能としても良い。この場合、音響装置１に、操作パネルやリモコン等の操作手段（図示省略）が設けられていることが前提となる。また、音声信号の解析手段（図示省略）を備え、その解析結果（楽曲ジャンル、楽曲のテンポ、楽曲の調（ＫＥＹ）などの楽曲特徴量）に応じて、第１の所定値および／または第２の所定値、並びにアッテネーション係数のデフォルト値を可変設定しても良い。なお、第１の所定値および第２の所定値を、極大値や解析結果に応じて可変値とする場合、またはユーザーが設定する場合、「第１の所定値＞第２の所定値」となるように、設定範囲を制限しても良い。
【００４９】
[変形例３]
また、上記の実施形態では、低減区間の決定方法として、振幅エンベロープの振幅値が極大値から６ｄＢ以下の値まで下がった時点（図４のポイントＰ０１）を開始点、極大値から３ｄＢ以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後（図４のポイントＰ０４）を終了点とする方法を例示したが、他の方法で低減区間を決定しても良い。例えば、図４の例において、ポイントＰ０３を低減区間の終了点としても良い。
【００５０】
その他、例えば、極大点前後の振幅値に関わらず、極大点から前後所定時間を除く区間を低減区間として決定しても良い。この場合、前所定時間と後所定時間は同一時間であっても良いし、異なる時間であっても良い。また、前所定時間と後所定時間を、極大値に応じて可変設定しても良いし、ユーザーによって設定された時間としても良い。さらに、音声信号の解析結果に応じて、前所定時間と後所定時間を可変設定しても良い。
【００５１】
また、この場合、極大点の検出に条件付けを行っても良い。例えば、検出対象となる極大点の極大値が、直前の低減区間の基準となった極大点の極大値以上であることを条件として、極大点を検出しても良い。また、上記の実施形態のように、検出対象となる極大点の極大値が、直前の低減区間の基準となった極大点の極大値から第２の所定値（例えば、３ｄＢ）以下の値より大きいことを条件として、極大点を検出しても良い。
【００５２】
[変形例４]
また、上記の実施形態では、積算値比率算出部４７の算出結果に応じて、アッテネーション係数を可変するものとしたが、アッテネーション係数を可変するのではなく、「低減区間」を可変しても良い。つまり、電力削減率の目標値を「２０％」とした場合、「積算値比率」が８０％未満の場合は、電力削減率過剰であるため、「低減区間」を短くする。逆に、「積算値比率」が８０％を超える場合は、電力削減率未達成であるため、「低減区間」を長くする。つまり、積算値比率算出部４７の算出結果に応じて、上記の実施形態における第１の所定値および／または第２の所定値を可変したり、上記[変形例３]における前所定時間および／または後所定時間を可変したりして、「低減区間」の長さを変更しても良い。この構成によれば、アッテネーション係数を可変することなく、一定の消費電力率を達成することができる。但し、この場合、積算値比率算出部４７の算出結果を、振幅制御部２１だけでなく、低減区間決定部２０にもフィードバックする構成となる。
【００５３】
[変形例５]
また、上記の実施形態では、積算値比率算出部４７により、「制御前積算値」と「制御後積算値」の比率を算出したが、差分を算出しても良い。この場合、電力削減量の目標値を「○○Ｗ（ワット）」などと定め、（「制御前積算値」−「制御後積算値」）により求められる電力削減量が、目標値を超える場合は、電力削減率過剰であるため、「アッテネーション係数」を小さくしたり「低減区間」を短くしたりする。逆に、目標値を下回る場合は、電力削減率未達成であるため、「アッテネーション係数」を大きくしたり「低減区間」を長くしたりする。この構成によれば、一定の消費電力量を達成することができる。
【００５４】
［第２実施形態］
次に、図６を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、音声信号の周波数帯域を複数個に分割した分割帯域ごとに、低減区間の決定、積算値比率の算出および振幅低減制御を行うことを特徴とする。以下、第１実施形態と異なる点のみ説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成部分については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第１実施形態と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施形態についても同様に適用される。
【００５５】
図６は、第２実施形態に係る音声信号処理部１２の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る音声信号処理部１２は、周波数帯域を、低域、中域、高域に分割する帯域分割部７０と、各分割帯域に対して低減区間を決定する３つの低減区間決定部６０ａ，６０ｂ，６０ｃと、各分割帯域に対して振幅低減制御を行う３つの振幅制御部６１ａ，６１ｂ，６１ｃと、各分割帯域に対して積算値比率を算出する３つの算出管理部６２ａ，６２ｂ，６２ｃと、振幅低減制御後における各分割帯域の音声信号を加算する加算部６３と、から成る。
【００５６】
帯域分割部７０は、周波数帯域分割するために、カットオフ周波数が３ｄＢ減衰するButterworthフィルタを２つ縦続接続したLinkwitz-Rileyフィルタを用いる。具体的には、低域分割用フィルタとしてｆｃ＝２００Ｈｚ，２次のＬＰＦ（Low  pass  filter）を２段縦続接続した第１のLinkwitz-Rileyフィルタ７１を用いる。また、中域分割用フィルタとして、ｆｃ＝２００Ｈｚ，２次のＨＰＦ（High  pass  filter）を２段縦続接続した第２のLinkwitz-Rileyフィルタ７２と、ｆｃ＝２ｋＨｚ，２次のＬＰＦを２段縦続接続した第３のLinkwitz-Rileyフィルタ７３を用いる。さらに、高域分割用フィルタとして、ｆｃ＝２ｋＨｚ，２次のＨＰＦを２段縦続接続した第４のLinkwitz-Rileyフィルタ７４を用いる。
【００５７】
このように、Linkwitz-Rileyフィルタを用いることで、周波数帯域分割後、加算部６３により合成した場合に、周波数振幅特性がフラットになる。つまり、加算部６３で合成された出力信号の周波数振幅特性は、音声信号処理部１２に入力された入力信号の周波数振幅特性と一致する。
【００５８】
また、各低減区間決定部６０ａ，６０ｂ，６０ｃは、第１実施形態の低減区間決定部２０と同様に機能し、各分割帯域に対して低減区間を決定する。また、各算出管理部６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、第１実施形態の算出管理部２２と同様に機能し、各分割帯域に対して積算値比率を算出する。また、各振幅制御部６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、第１実施形態の振幅制御部２１と同様に機能し、算出された各分割帯域の積算値比率をフィードバックさせてアッテネーション係数を算出し、算出したアッテネーション係数に基づいて振幅低減制御を行う。さらに、加算部６３は、各振幅制御部６１ａ，６１ｂ，６１ｃによる振幅低減制御後の音声信号を合成する。
【００５９】
以上説明したとおり、本実施形態の音響装置１は、周波数帯域分割後、低減区間の決定、積算値比率の算出、アッテネーション係数の算出および振幅低減制御を行う。これにより、分割帯域ごとに低減区間が異なり、時間軸上で振幅低減効果が分散されるため、振幅低減制御による聴覚上の影響を、より少なくすることができる。
【００６０】
なお、上記の第２実施形態では、低域、中域、高域の３つに帯域分割したが、さらにそれぞれの分割帯域を複数個の帯域に分割するなど、分割数および分割周波数は任意に設定可能である。また、分割数および分割周波数をユーザーが設置・変更可能としても良いし、音声信号の解析結果に応じて、これらを可変設定しても良い。
【００６１】
以上、２つの実施形態および各種変形例を示したが、各実施形態および各変形例に示した音響装置１の各構成要素をプログラムとして提供することが可能である。また、そのプログラムを各種記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリー等）に格納して提供することも可能である。すなわち、コンピューターを音響装置１の各構成要素として機能させるためのプログラム、およびそれを記録した記録媒体も、本発明の権利範囲に含まれる。
【００６２】
また、上記の実施形態では、音声信号処理部１２を音響装置１に適用した場合を例示したが、各種電子楽器、コンピューター（ＰＣアプリケーション）、クラウドコンピューティングなどに適用しても良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１…音響装置  １１…入力端子  １２…音声信号処理部  １３…パワーアンプ部  １４…電源部  １５…スピーカー  ２０…低減区間決定部  ２１…振幅制御部  ２２…算出管理部  ３１…振幅検出部  ３２…極大検出部  ３３…低減区間開始決定部  ３４…低減区間終了決定部  ４１…アッテネーション係数算出部  ４２…振幅低減制御部  ４３…極大検出部  ４５…制御前積算値算出部  ４６…制御後積算値算出部  ４７…積算値比率算出部  ５１…振幅検出部  ５２…消費電力算出部  ５３…振幅検出部  ５４…消費電力算出部  ６０ａ〜６０ｃ…低減区間決定部  ６１ａ〜６１ｃ…振幅制御部  ６２ａ〜６２ｃ…算出管理部  ６３…加算部  ７０…帯域分割部  ７１〜７４…Linkwitz-Rileyフィルタ  Ｗ…振幅波形
【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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