(57)【要約】  メディアのオーディオ符号化形式や音源のジャンル、さらには音源の音量設定などに依存することなく音量を維持し、良好な音質でオーディオ信号の再生を行うことが可能な音響処理装置を提供する。音響処理装置（１）では、リミッタ制御信号生成部（５）が、音源のオーディオ信号における短時間毎の信号レベル変化に基づいて判断される迅速な変動量補正と、音源のオーディオ信号における長時間毎の信号レベルに基づいて判断される緩やかな変動量補正とを適用するためのリミッタ制御信号を生成し、音量制御部（７）、（８）が、生成されたリミッタ制御信号をオーディオ信号に対して適用して音源の音量制御を行う。
2010005034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源より入力されるオーディオ信号の短時間毎の信号レベル変化を示した第１変化信号と、当該オーディオ信号の長時間毎の信号レベル変化を示した第２変化信号とを生成するレベル信号生成部と、
前記第１変化信号における信号レベル変化に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルに対する迅速な変動量補正を行うための第１制御信号を生成する第１制御信号生成部と、
前記第２変化信号における信号レベル変化に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルに対する緩やかな変動量補正を行うための第２制御信号を生成する第２制御信号生成部と、
前記第１制御信号生成部により生成された前記第１制御信号に対して、前記第２制御信号生成部により生成された前記第２制御信号を付加することにより、前記オーディオ信号の信号レベルに対する迅速な変動量補正と緩やかな変動量補正とを付加することが可能なリミッタ制御信号を生成するリミッタ制御信号生成部と、
前記リミッタ制御信号を前記オーディオ信号に適用させて前記オーディオ信号の音量制御を行う音量制御部と
を有することを特徴とする音響処理装置。
【請求項２】
前記第２制御信号生成部は、前記第２変化信号における信号レベルの変化状態に基づいて前記変動量補正を行うための補正時間に関する情報の設定を行う補正時間情報設定部と、
前記補正時間に関する情報に基づいて補正時間を求め、求められた補正時間に対応する応答速度で前記オーディオ信号に対する変動量補正を行うことが可能な前記第２制御信号を生成するダイナミックレンジ信号生成部と
を有する請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項３】
前記補正時間情報設定部は、前記第２変化信号における信号レベルが急激に変化した場合に、前記補正時間を短くする情報を設定し、前記第２変化信号における信号レベルが緩やかに変化した場合に、前記補正時間を長くする情報を設定すること
を特徴とする請求項２に記載の音響処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響処理装置に関し、より詳細には、音源のオーディオ信号の信号レベルに対する迅速な変動量補正と緩やかな変動量補正とを行うことが可能な音響処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、ＡＭラジオやＦＭラジオなどのアナログ音源に基づく音楽や、ＣＤやＤＶＤ等のデジタル音源に基づく音楽など、様々な記録形式で記録された（様々なソースの）音楽を聴くことが可能となっている。【０００３】
オーディオ装置には、様々なソースを選択するための操作部（セレクタやタッチパネルなど）が設けられており、聴取者は、これらの操作部を操作してソースを選択することによって、好みの音楽を再生することが可能となっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２８３３６号公報（第３−４頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＣＤやＤＶＤ等のメディアに記録される音楽のオーディオ符号化形式は、そのメディア毎に異なるものとなっている。例えば、ＣＤに採用されているオーディオ符号化形式は、リニアＰＣＭ（Pulse Code Modulation）であり、一方で、ＤＶＤに採用されているオーディオ符号化形式はＡＣ−３（Audio Code number3）やＤＴＳ（Digital Theater System）等である。一般に、リニアＰＣＭは、比較的高い音量で収録され、ＡＣ−３やＤＴＳは、広いダイナミックレンジを確保するために、全体的に低い音量で収録されている。そのため、聴取者がＣＤからＤＶＤ、あるいはＤＶＤからＣＤへと再生するメディアの種類（つまり、ソース）を変更する場合には、所望の音量になるようにオーディオ装置の音量を再度調整する必要があった。【０００６】
また、アクション映画とクラシック映画、ロックミュージックとクラシックミュージック等のように、記録されるメディアが同じであっても、記録される音楽や映像のジャンルが異なる場合には、そのジャンルに応じて異なる音量で音楽が記録されている。このため、聴取者は、同一のメディアであってもジャンルを変える毎に、所望の音量になるようにオーディオ装置の音量を再度調整する必要があった。【０００７】
さらに、ＡＭラジオチューナーを通して放送される音楽（音声）、ＦＭラジオチューナーを通して放送される音楽（音声）、アナログテレビチューナーを通して放送される音楽（音声）、デジタルテレビチューナーを通して放送される音楽（音声）などは、それぞれの放送事業者毎に音量設定が異なっており、受信チャンネルを切り替えるたびにオーディオ装置の音量を調整する必要があった。【０００８】
また、近年では携帯用オーディオプレーヤーに多くの音楽データを記録させ、この携帯用オーディオプレーヤーより出力される音楽を、ヘッドフォン等を用いて聴く人たちも多く存在する。このため、例えば、車の運転時に携帯用オーディオプレーヤーに記録される音楽を、外部入力端子等を介して車載用のオーディオ装置で再生させる場合もある。このようにして音楽の再生を行う場合には、携帯用オーディオプレーヤーにおける音量調節機能と、車載用のオーディオ装置における音量調節機能との重複した音量調整が行われることになるため、所望の音量になるように再度、音量調整する必要があった。【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、メディアのオーディオ符号化形式や音源のジャンル、さらには音源の音量設定などに依存することなく音量を維持し、良好な音質でオーディオ信号の再生を行うことが可能な音響処理装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る音響処理装置は、音源より入力されるオーディオ信号の短時間毎の信号レベル変化を示した第１変化信号と、当該オーディオ信号の長時間毎の信号レベル変化を示した第２変化信号とを生成するレベル信号生成部と、前記第１変化信号における信号レベル変化に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルに対する迅速な変動量補正を行うための第１制御信号を生成する第１制御信号生成部と、前記第２変化信号における信号レベル変化に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルに対する緩やかな変動量補正を行うための第２制御信号を生成する第２制御信号生成部と、前記第１制御信号生成部により生成された前記第１制御信号に対して、前記第２制御信号生成部により生成された前記第２制御信号を付加することにより、前記オーディオ信号の信号レベルに対する迅速な変動量補正と緩やかな変動量補正とを付加することが可能なリミッタ制御信号を生成するリミッタ制御信号生成部と、前記リミッタ制御信号を前記オーディオ信号に適用させて前記オーディオ信号の音量制御を行う音量制御部とを有することを特徴とする。【００１１】
本発明に係る音響処理装置では、レベル信号生成部において、音源のオーディオ信号における短時間毎の信号レベル変化を示した第１変化信号と、音源のオーディオ信号における長時間毎の信号レベル変化を示した第２変化信号とを生成するため、オーディオ信号の信号レベル変化を短時間的な側面と長時間的な側面とに基づいて判断することができる。【００１２】
このため、第１制御信号生成部において、第１変化信号に基づいて第１制御信号を生成してオーディオ信号に適用することにより、オーディオ信号の信号レベルに対する迅速な変動量補正を行うことが可能となる。また、同様に、第２制御信号生成部において、第２変化信号に基づいて第２制御信号を生成してオーディオ信号に適用することにより、オーディオ信号の信号レベルに対する緩やかな変動量補正を行うことが可能となる。【００１３】
さらに、本発明に係る音響処理装置では、リミッタ制御信号生成部が、迅速な変動量補正を行うことが可能な第１制御信号に対して緩やかな変動量補正を行うことが可能な第２制御信号を付加したリミッタ制御信号を生成し、このリミッタ制御信号が音量制御部により音源のオーディオ信号に適用される構成となっている。このため、音源のオーディオ信号に対して第１制御信号と第２制御信号とをそれぞれ別々に適用させる構成に比べて、構成の簡略化を図ることができると共に、信号処理の簡略化、処理負担の低減を図ることが可能となる。【００１４】
特に、オーディオ信号に音響処理を施す場合には、音響処理を施す制御信号毎にリニア−デシベル変換やサンプリングレート変換などを行った後にオーディオ信号に対して音響処理が施されることになる。このため、第１制御信号と第２制御信号とにより１つの制御信号を生成して、同一の制御信号を用いて１度の作業で音響処理をオーディオ信号に付加することにより、信号処理の簡略化、処理負担の低減という効果をより効果的に実現することが可能となる。【００１５】
また、上記音響処理装置において、前記第２制御信号生成部は、前記第２変化信号における信号レベルの変化状態に基づいて前記変動量補正を行うための補正時間に関する情報の設定を行う補正時間情報設定部と、前記補正時間に関する情報に基づいて補正時間を求め、求められた補正時間に対応する応答速度で前記オーディオ信号に対する変動量補正を行うことが可能な前記第２制御信号を生成するダイナミックレンジ信号生成部とを有するものであってもよい。【００１６】
上述したように、第２変化信号はオーディオ信号の長時間毎の信号レベル変化を示した信号であるため、第２変化信号に基づいて第２制御信号を求めることにより緩やかな変動量補正を行うための信号を生成することが可能となる。しかしながら、第２変化信号の信号レベルが急激に上昇または低下して大きく変動した場合においても、緩やかな状態を維持したまま変動量補正を行うと、信号レベルの変動状態に変動量補正が十分に対応できなくなってしまう恐れがある。このため、補正時間情報設定部が、第２変化信号の変動状態、具体的には急激な信号レベルの上昇または低下を判断し、この変動状態に基づいて変動量補正を行うための補正時間に関する情報を設定し、ダイナミックレンジ信号生成部が、設定された補正時間に関する情報から補正時間を求め、求められた補正時間に対応する応答速度でオーディオ信号に対する変動量補正を行うことが可能な第２制御信号を生成することにより、変動量補正の応答時間を音源の信号レベルの変動量に対応付けて柔軟に変動させることが可能となる。【００１７】
また、上述した音響処理装置において、前記補正時間情報設定部は、前記第２変化信号における信号レベルが急激に変化した場合に、前記補正時間を短くする情報を設定し、前記第２変化信号における信号レベルが緩やかに変化した場合に、前記補正時間を長くする情報を設定するものであってもよい。【００１８】
上述したように、変動量補正の応答時間を音源の信号レベルの変動量に対応付けて柔軟に変動させる場合において、第２変化信号の信号レベルが急激に変化したときに補正時間を短くする情報を設定することにより、変動量補正の応答速度を短くすることができ、迅速に補正を行うことが可能となる。一方で、第２変化信号における信号レベルが緩やかに変化した場合には、必ずしも迅速に補正処理を行う必要があるとは言えないため、補正時間を長くする情報を設定することによって、変動量補正の応答速度を長くして、緩やかな補正処理を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る音響処理装置によれば、音源のオーディオ信号における短時間毎の信号レベル変化に基づいて判断される迅速な変動量補正と、音源のオーディオ信号における長時間毎の信号レベル変化に基づいて判断される緩やかな変動量補正とを、リミッタ制御信号を用いてオーディオ信号に適用することができる。このため、オーディオ信号の信号レベル変化を短時間的な側面と長時間的な側面とに基づいて判断して、オーディオ信号に対する迅速な変動量補正と緩やかな変動量補正との両方を担保した音量制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る音響処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本実施の形態に係るレベル検出部の概略構成を示したブロック図である。
【図３】（ａ）は、第１最大値検出信号と第１最大値ホールド信号との時間変化を示した図であり、（ｂ）は、第２最大値検出信号と第２最大値ホールド信号との時間変化を示した図である。
【図４】本実施の形態に係るアタックリリース時間判定部の概略構成を示したブロック図である。
【図５】（ａ）は、入力されるオーディオ信号の音源が切り替わって、２０ｄＢ以上も急激に音量が大きくなった場合におけるＨＰＦ部の出力信号の信号レベル変化状態を示し、（ｂ）は、同じ場合におけるアタック時間判定値の変化状態とリリース時間判定値の変化状態とを示した図である。
【図６】（ａ）は、入力されるオーディオ信号の音源が切り替わって、２０ｄＢ以上も急激に音量が小さくなった場合におけるＨＰＦ部の出力信号の信号レベル変化状態を示し、（ｂ）は、同じ場合におけるアタック時間判定値の変化状態とリリース時間判定値の変化状態とを示した図である。
【図７】（ａ）は、音源のオーディオ信号が徐々にフェードアウトし、音量が徐々に小さくなる場合におけるＨＰＦ部の出力信号の信号レベル変化状態を示し、（ｂ）は、同じ場合におけるアタック時間判定値の変化状態とリリース時間判定値の変化状態とを示した図である。
【図８】本実施の形態に係るダイナミックレンジ制御部の概略構成を示したブロック図である。
【図９】本実施の形態に係るアタックリリース係数テーブル部においてアタック時間判定値に基づいて設定されるアタック時間の関係、および、リリース時間判定値に基づいて設定されるリリース時間の関係を示したグラフである。
【図１０】（ａ）は、本実施の形態に係るダイナミックレンジ制御部のルックアップテーブル部におけるレベル変換特性を示しており、（ｂ）は、リミッタ制御部のルックアップテーブル部におけるレベル変換特性を示した図である。
【図１１】本実施の形態に係るダイナミックレンジ制御部において、音源の音量が急激に大きくなった場合におけるアタックリリースフィルタ部の出力信号と、ルックアップテーブル部の出力信号とを示した図である。
【図１２】本実施の形態に係るリミッタ制御部の概略構成を示したブロック図である。
【図１３】音源の音量が２０ｄＢ以上も急激に大きくなった場合における第１乗算器の出力信号の時間変化を示している。
【図１４】本実施の形態に係るリミッタ制御部において、音源の音量が２０ｄＢ以上も急激に大きくなった場合におけるアタックリリースフィルタ部の出力信号と、ルックアップテーブル部の出力信号との時間変化を示した図である。
【図１５】（ａ）は、本実施の形態に係る音響処理装置を用いて音量制御を行わない場合の音源の音量変化状態を示し、（ｂ）は、本実施の形態に係る音響処理装置を用いて音量制御を行った場合の音源の音量変化状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る音響処理装置について、図面を用いて詳細に説明を行う。
【００２２】
図１は、音響処理装置の概略構成を示したブロック図である。音響処理装置１には、図示を省略した音源より２チャンネルの入力信号（入力信号Ｌおよび入力信号Ｒ）が入力される。そして、音響処理装置１の各機能部により所定の音響処理の行われた出力信号（出力信号Ｌおよび出力信号Ｒ）は、図示を省略するスピーカー等の出力装置へと出力されて、聴取者に聴取可能な状態となる。
【００２３】
音響処理装置１は、図１に示すように、レベル検出部（レベル信号生成部）２と、ダイナミックレンジ制御部（第２制御信号生成部、ダイナミックレンジ信号生成部）３と、アタックリリース時間判定部（第２制御信号生成部、補正時間情報設定部）４と、リミッタ制御部（第１制御信号生成部、リミッタ制御信号生成部）５と、リミッタ遅延補正部６と、第１乗算器（音量制御部）７と、第２乗算器（音量制御部）８と、音量設定部９とを有している。
【００２４】
［音量設定部およびリミッタ遅延補正部]
音量設定部９は、音源の信号レベルを設定・変更するための調節部としての役割を有しており、例えば、一般的なオーディオ機器における音量調節ボリュームなどに該当するものである。また、リミッタ遅延補正部６は、後述するリミッタ制御部５等における音響処理により生ずる遅延を補正するために設けられている。
【００２５】
［レベル検出部]
レベル検出部２は、音源の信号レベルにおける短時間毎の最大値変化を示した信号（第１変化信号）と長時間毎の最大値変化を示した信号（第２変化信号）とを生成する役割を有している。
【００２６】
レベル検出部２は、図２に示すように、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）部１１と、第１最大値検出部１２と、第２最大値検出部１３と、第１最大値ホールド部１４と、第２最大値ホールド部１５とを有している。
【００２７】
ＢＰＦ部１１は、所定帯域の信号の通過を許可するフィルタであって、入力信号Ｌおよび入力信号Ｒにおける所定帯域の信号のみを通過させる役割を有している。本実施の形態に係るＢＰＦ部１１では、２次のＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタ型の帯域通過フィルタを用いるものとし、５０Ｈｚから１５ｋＨｚまでの帯域幅が設定されている。
【００２８】
第１最大値検出部１２は、ＢＰＦ部１１を通過した入力信号Ｌおよび入力信号Ｒの絶対値を算出した後に、双方の信号の加算処理を行う。さらに、第１最大値検出部１２は、加算された信号について所定時間間隔ごとに最大値の検出を行う。本実施の形態に係る第１最大値検出部１２では、２ｍｓｅｃの時間間隔ごとに最大値の検出を行う。
【００２９】
また、第１最大値検出部１２では、検出時間に応じたサンプリング速度の変換処理を行う。本実施の形態に係る第１最大値検出部１２では、最大値の検出が行われた信号検出を、５００Ｈｚ（１／２ｍｓｅｃ）に変換する。このように、第１最大値検出部１２において所定時間間隔ごとに最大値の検出が行われ、またサンプリング速度の変換が行われた入力信号は、第１最大値検出信号として第１最大値ホールド部１４および第２最大値検出部１３へ出力される。
【００３０】
第２最大値検出部１３は、第１最大値検出部１２より入力された第１最大値検出信号を、さらに所定時間間隔ごとに測定して最大値を検出する。本実施の形態に係る第２最大値検出部１３では、３２ｍｓｅｃの時間間隔ごとに最大値の検出を行う。このように、第２最大値検出部１３における所定時間間隔（本実施の形態では３２ｍｓｅｃ）は、第１最大値検出部１２における所定時間間隔（本実施の形態では２ｍｓｅｃ）よりも長い時間が設定される点で相違する。
【００３１】
また、第２最大値検出部１３においても、検出時間に応じてサンプリング速度の変換が行われる。本実施の形態に係る第２最大値検出部１３では、最大値の検出が行われた信号検出を、３１．２５Ｈｚ（１／３２ｍｓｅｃ）に変換する。このように、第２最大値検出部１３において所定時間間隔ごとに最大値の検出が行われ、またサンプリング速度の変換が行われた入力信号は、第２最大値検出信号として第２最大値ホールド部１５へ出力される。
【００３２】
第１最大値ホールド部１４は、第１最大値検出部１２より入力される第１最大値検出信号の値を所定時間だけホールドすることにより第１最大値ホールド信号（第１変化信号）を生成する。図３（ａ）は、第１最大値ホールド部１４に入力される第１最大値検出信号と、第１最大値ホールド部１４によりホールド処理が成された第１最大値ホールド信号との時間変化を対比させて示した図である。図３（ａ）に示す場合において、第１最大値ホールド部１４は、ホールド時間として最大２０ｍｓｅｃのホールド処理を行っている。第１最大値ホールド部１４により生成された第１最大値ホールド信号は、リミッタ制御部５に出力される。
【００３３】
第２最大値ホールド部１５は、第２最大値検出部１３より入力される第２最大値検出信号の値を所定時間だけホールドすることにより第２最大値ホールド信号（第２変化信号）を生成する。図３（ｂ）は、第２最大値ホールド部１５に入力される第２最大値検出信号と、第２最大値ホールド部１５によりホールド処理が成された第２最大値ホールド信号との時間変化を対比させて示した図である。図３（ｂ）に示す時間軸のスケールは、図３（ａ）に示す時間軸のスケールよりも長い時間によって記されている。これは、第１最大値検出信号おける最大値の検出間隔（時間間隔）よりも第２最大値検出信号における最大値の検出間隔の方が長いためである。
【００３４】
図３（ｂ）に示す場合において、第２最大値ホールド部１５は、ホールド時間として最大５１２ｍｓｅｃのホールド処理を行っている。第２最大値ホールド部１５により生成された第２最大値ホールド信号は、ダイナミックレンジ制御部３およびアタックリリース時間判定部４に出力される。
【００３５】
このように、第１最大値ホールド部１４において生成される第１最大値ホールド信号は、ホールドされる時間が短いことから、入力される音源（入力信号）における短時間毎の最大値の変化を示した信号に該当する。一方で、第２最大値ホールド部１５において生成される第２最大値ホールド信号は、ホールドされる時間が第１最大値ホールド部１４においてホールドされる時間よりも長いことから、入力される音源（入力信号）における長時間毎の最大値の変化を示した信号に該当する。
【００３６】
なお、図３（ｂ）には、時間１．９ｓｅｃにおいて入力されるオーディオ信号の音源が切り替わって、２０ｄＢ以上も急激に音量が大きくなった場合における第２最大値検出信号と第２最大値ホールド信号とが示されている。
【００３７】
［アタックリリース時間判定部]
アタックリリース時間判定部４は、入力されるオーディオ信号における音量の変化状態（音量の上昇および低下）に基づいて、アタック時間判定値（補正時間に関する情報）およびリリース時間判定値（補正時間に関する情報）の設定を行う役割を有している。
【００３８】
アタックリリース時間判定部４は、図４に示すように、レベル制限部２１と、デシベル変換部２２と、ＨＰＦ部２３と、ゲイン部２４と、アタック最大値ホールド部２５と、リリース最大値ホールド部２６とを有している。
【００３９】
レベル制限部２１は、第２最大値ホールド信号における入力レベルの制限を行う。デシベル変換部２２では、レベル制限部２１により入力レベルの制限が行われた信号をリニア信号からデシベルに変換する。ＨＰＦ部２３は、１次のＩＩＲ型の高域通過フィルタであり、デシベルに変換された信号を微分することによって信号の変化量検出を行う。
【００４０】
ゲイン部２４は、アタック最大値ホールド部２５およびリリース最大値ホールド部２６において時間判定を行うための所定のゲインオフセット量を求めてゲインの低減処理を行う。そして、アタック最大値ホールド部２５は、入力される信号のうち正側へ増加する信号、すなわちアタック信号を所定時間ホールドすることによりアタック時間判定値を求め、求められたアタック時間判定値をダイナミックレンジ制御部３に出力する。また、リリース最大値ホールド部２６は、入力される信号のうち負側へ増加（つまり低減する）信号、すなわちリリース信号を所定時間ホールドすることによりリリース時間判定値を求め、求められたリリース時間判定値をダイナミックレンジ制御部３に出力する。
【００４１】
図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）は、所定の入力信号に対応して変化するＨＰＦ部２３の出力信号における信号レベルの変化状態を示した図であり、図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）は、アタック時間判定値の変化状態とリリース時間判定値の変化状態とを示した図である。
【００４２】
なお、図５〜図７に示す場合において、レベル制限部２１におけるレベル制限の範囲は、−４０ｄＢ〜０ｄＢに設定される。また、ＨＰＦ部２３における正規化カットオフ周波数は０．１に設定され、サンプリング速度が３１．２５Ｈｚの場合には１．５Ｈｚ程度になる。また、ゲイン部２４のゲインオフセット量は、入力信号の半分（０．５）に設定され、アタック最大値ホールド部２５およびリリース最大値ホールド部２６における最大のホールド時間は２５０ｍｓｅｃに設定されている。
【００４３】
図５（ａ）には、図３（ｂ）に示しように、時間１．９ｓｅｃにおいてオーディオ信号の音源が切り替わって、２０ｄＢ以上も急激に音量が大きくなった場合におけるＨＰＦ部２３の出力信号の状態変化が示されており、図５（ｂ）には、図５（ａ）に示すＨＰＦ部２３の出力に基づいて求められたアタック時間判定値とリリース時間判定値との変化状態が示されている。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、入力されるオーディオ信号の音源が切り替わって音量が急激に大きくなると、ＨＰＦ部２３における出力も急激に変化するため高い値を示すことになる。このように音量が急激に変化した場合には、図５（ｂ）に示すように、ＨＰＦ部２３の出力状態に対応するようにして、アタック時間判定値が大きくなる。一方で、リリース時間判定値は、信号が負側へ増加した場合に値が大きくなるため、図５（ｂ）に示すように、あまり変化しない。
【００４５】
図６（ａ）には、図５（ａ）とは逆に、入力されるオーディオ信号の音源が切り替わって、２０ｄＢ近くも急激に音量が小さくなった場合におけるＨＰＦ部２３の出力信号の状態変化が示されており、図６（ｂ）には、図６（ａ）に示すＨＰＦ部２３の出力に基づいて求められたアタック時間判定値とリリース時間判定値との変化状態が示されている。
【００４６】
図６（ａ）に示すように、入力されるオーディオ信号の音源が切り替わって音量が急激に小さくなると、ＨＰＦ部２３における出力も急激に変化するため低い値を示すことになる。このように音量が急激に変化した場合には、図６（ｂ）に示すように、ＨＰＦ部２３の出力状態に対応するようにして、リリース時間判定値が大きくなる。一方で、アタック時間判定値は、信号が正側へ増加した場合に値が大きくなるため、入力されるオーディオ信号の音量が急激に小さくなる場合には、判定値があまり変化しない。
【００４７】
図７（ａ）には、入力されるオーディオ信号が曲の終わりに近づいて、音楽が徐々にフェードアウトし、音量が徐々に小さくなる場合におけるＨＰＦ部２３の出力信号の状態変化が示されており、図７（ｂ）には、図７（ａ）に示すＨＰＦ部２３の出力に基づいて求められたアタック時間判定値とリリース時間判定値との変化状態が示されている。
【００４８】
図７（ｂ）に示すように、入力されるオーディオ信号の音量が徐々に小さくなると、アタック時間は増加せず、また、リリース時間判定値もあまり大きな値とはならない。
【００４９】
[ダイナミックレンジ制御部]  ダイナミックレンジ制御部３は、アタックリリース時間判定部４により求められたアタック時間判定値およびリリース時間判定値に基づいて、音源の音量変動を低減させるための制御信号（ダイナミックレンジ制御信号、第２制御信号）を生成する役割を有している。
【００５０】
ダイナミックレンジ制御部３は、図８に示すように、レベル制限部３１と、アタックリリースフィルタ部３２と、アタックリリース係数テーブル部３３と、ルックアップテーブル部３４と、レート変換部３５とを有している。
【００５１】
レベル制限部３１は、レベル検出部２より入力される第２最大値ホールド信号の入力レベルを制限する。
【００５２】
アタックリリース係数テーブル部３３は、アタックリリース時間判定部４より入力されるアタック時間判定値とリリース時間判定値とに基づいてアタックリリースフィルタ部３２に対応する係数を選択し、アタックリリースフィルタ部３２へ出力するアタック時間（補正時間）とリリース時間（補正時間）との設定を行う。
【００５３】
アタックリリースフィルタ部３２は、アタックリリース係数テーブル部３３より取得するアタック時間とリリース時間とに応じた応答速度になるように、レベル制限部３１において入力レベルが制限された信号（第２最大値ホールド信号）にフィルタリング処理を行い、信号を平滑化する。
【００５４】
図９は、アタックリリース係数テーブル部３３において、アタック時間判定値に基づいて設定されるアタック時間の関係、および、リリース時間判定値に基づいて設定されるリリース時間の関係を示したグラフである。本実施の形態に係るアタックリリース係数テーブル部３３では、この図９に示す関係に基づいてアタック時間およびリリース時間の設定を行っている。
【００５５】
図９に示すように、アタックリリース係数テーブル部３３は、アタック時間判定値が大きくなるに従って、アタック時間が小さくなるように値を設定し、また、リリース時間判定値が大きくなるに従って、リリース時間が小さくなるように値を設定する。このように小さな値に設定されたアタック時間またはリリース時間がアタックリリースフィルタ部３２に伝達されると、アタックリリースフィルタ部３２では、このアタック時間またはリリース時間に応じた応答速度になるように、第２最大値ホールド信号のフィルタリング処理を行う。このため、音源の音量変化が大きければ大きいほど、短時間で音量変化を低減させるような応答処理を行うことになり、音量変化を低減させるための補正処理が短時間で実現されることになる。
【００５６】
つまり、アタックリリース係数テーブル部３３は、音源の音量が正側に大きく急激に変化した場合には、アタック時間を小さくして、音量変化を低減させるための制御の応答速度を速くし、音源の音量が正側に小さく変化した場合には、アタック時間を大きくして、音量変化を低減させるための制御の応答速度を遅くする。また、アタックリリース係数テーブル部３３は、音源の音量が負側に大きく急激に変化した場合には、リリース時間を小さくして、音量変化を低減させるための制御の応答速度を速くし、音源の音量が負側に小さく変化した場合には、リリース時間を大きくして、音量変化を低減させるための制御の応答速度を遅くする。
【００５７】
また、図９に示すように、リリース時間に関する減少量（傾斜角度）の方が、アタック時間に関する減少量（傾斜角度）よりも大きく（傾斜角度が急であり）、アタック時間判定値およびリリース時間判定値が２．５の値において、それぞれの関係式が交差している。このため、音源の変化量が大きい場合（アタック時間判定値およびリリース時間判定値が２．５以上の場合）には、アタック時間よりもリリース時間の方が設定時間が短くなるので、低下した音量変化を低減させるための制御の応答速度の方が速くなり、また、音源の変化量が小さい場合（アタック時間判定値およびリリース時間判定値が２．５より小さい場合）には、リリース時間よりもアタック時間の方が設定時間が短くなるので、上昇した音量変化を低減させるための制御の応答速度の方が速くなる。
【００５８】
このようにしてアタック時間およびリリース時間の設定が行われるため、図５に示したように、音源の音量が急激に大きくなる場合には、図５（ｂ）に示すように、アタック時間判定値が急激に大きくなり、このアタック時間判定値の上昇に対応してアタック時間が短く設定され、上昇した音量を低減させるための処理が迅速に行われる。また、図６に示すように、音源の音量が急激に小さくなる場合には、図６（ｂ）に示すように、リリース時間判定値が急激に大きくなるため、このリリース時間判定値の上昇に対応してリリース時間が短く設定され、低減した音量を回復させるための処理が迅速に行われる。さらに、図７に示すように、音源の音量が徐々に小さくなる場合には、図７（ｂ）に示すように、リリース時間判定値があまり大きくならないため、リリース時間の設定時間も短くならず、音量変化に対応する制御処理が緩やかに行われる。
【００５９】
このように、アタックリリース係数テーブル部３３がアタック時間およびリリース時間の設定を行うため、音源の変化量に応じて音量変化を低減させるための処理速度を可変させることが可能となり、急激に音量が変化する場合であっても、緩やかに音量が変化する場合であっても、音量が最適になるように音量制御を行うことが可能となる。
【００６０】
ルックアップテーブル部３４は、アタックリリースフィルタ部３２におけるフィルタリング処理により平滑化された信号の信号レベル変換を行う。図１０（ａ）は、ルックアップテーブル部３４におけるレベル変換特性を示している。図１０（ａ）に示すように、ルックアップテーブル部３４に入力された−２０ｄＢよりも大きな信号は、ルックアップテーブル部３４において、出力信号が−２０ｄＢに抑えられるようにレベル変換されて、レート変換部３５へと出力される。
【００６１】
また、図１１は、図５に示したように、音源の音量が急激に大きくなった場合におけるアタックリリースフィルタ部３２の出力信号と、ルックアップテーブル部３４の出力信号とを示している。図１１に示すように、音源の音量が急激に上昇した場合において、アタックリリースフィルタ部３２では、音量上昇に対応して（図５に示すように音量上昇時間１．９ｓｅｃに対応して）迅速に音量を低減させる処理を行い、その後、ルックアップテーブル部３４では、音源の音量レベルを１５ｄＢ程度低減させる制御信号を生成する。
【００６２】
レート変換部３５は、ルックアップテーブル部３４においてレベル変換された信号のサンプリングレートを変換し、さらに、第１最大値ホールド信号と同じサンプリングになるように、サンプリングレート変換された信号の制御タイミングの調節を行う。サンプリングレート変換および制御タイミング調節が行われた信号は、ダイナミックレンジ制御信号としてリミッタ制御部５に出力される。
【００６３】
[リミッタ制御部]
リミッタ制御部５は、ダイナミックレンジ制御部３において制御しきれなかった音量の制御を補償する役割を有している。
【００６４】
リミッタ制御部５は、図１２に示すように、レベル制限部（第１制御信号生成部）４１と、アタックリリースフィルタ部（第１制御信号生成部）４２と、ルックアップテーブル部（第１制御信号生成部）４３と、第１乗算器４４と、第２乗算器（リミッタ制御信号生成部）４５と、レート変換部４６とを有している。
【００６５】
レベル制限部４１は、入力される信号の信号レベルの制限を行う。アタックリリースフィルタ部４２は、レベル制限部４１により信号レベル制限が行われた信号に対して、予め設定されたアタック時間とリリース時間に応じた応答速度のフィルタリング処理を行い、信号を平滑化する。なお、この処理等により音源の入力信号Ｌおよび入力信号Ｒに対して制御遅れが生じることになるが、リミッタ遅延補正部６により制御に基づく遅れ時間の補正が行われる。
【００６６】
ルックアップテーブル部４３は、アタックリリースフィルタ部４２におけるフィルタリング処理により平滑化された信号の信号レベル変換を行う。図１０（ｂ）は、ルックアップテーブル部４３におけるレベル変換特性を示している。図１０（ｂ）に示すように、ルックアップテーブル部４３に入力された−１７ｄＢよりも大きな入力信号は、ルックアップテーブル部４３において、出力信号が−１７ｄＢに抑えられるようにレベル変換されて、第２乗算器４５へと出力される。
【００６７】
第１乗算器４４は、ダイナミックレンジ制御信号と第１最大値ホールド信号との乗算処理を行い、乗算処理された信号をレベル制限部４１に出力する。また、第２乗算器４５は、ダイナミックレンジ制御信号とルックアップテーブル部４３の出力信号との乗算処理を行い、乗算処理された信号をレート変換部４６に出力する。このように、第２乗算器４５において、レベル制限部４１、アタックリリースフィルタ部４２およびルックアップテーブル部４３による処理に基づいて、短時間毎の最大値変化による音源の音量制御（リミッタ制御）を行うことが可能な信号に、長時間毎の最大値変化に基づいて音源の音量制御（ダイナミックレンジ制御）を行うことが可能なダイナミックレンジ制御信号が付加されることになる。
【００６８】
レート変換部４６は、入力される信号のサンプリングレートを変換し、オーディオ信号と同じサンプリングになるように制御タイミングの調節を行い、さらに信号の平滑化処理を行う。レート変換部４６において信号の平滑化処理が行われた制御信号はリミッタ制御信号として、図１に示す第１乗算器７および第２乗算器８に出力される。
【００６９】
このように、リミッタ制御部５において、ダイナミックレンジの制御が行われたダイナミック制御信号に対してリミッタ制御を適用することにより、同一の制御信号において音量制御処理を行うことが可能となる。このように、リミッタ制御部５において両特性を備えた制御信号（リミッタ制御信号）を生成することによって、音響処理装置１全体としての信号処理の簡略化と処理負荷の低減を図ることができる。
【００７０】
図１３は、図５に示したように、音源の音量が２０ｄＢ以上も急激に大きくなった場合における第１乗算器４４の出力信号の時間変化を示している。また、図１４は、音源の音量が２０ｄＢ以上も急激に大きくなった場合におけるアタックリリースフィルタ部４２の出力信号と、ルックアップテーブル部４３の出力信号との時間変化を示している。
【００７１】
なお、図１３および図１４に示す場合におけるレベル制限部４１のレベル制限範囲は−１７ｄＢ〜０ｄＢに設定され、アタック時間およびリリース時間は、それぞれ５ｍｓｅｃに設定されている。
【００７２】
第１乗算器４４では、上述したように、第１最大値ホールド信号とダイナミックレンジ制御信号との乗算処理が行われるため、図１３に示す第１乗算器４４の出力信号は、ダイナミックレンジ制御が施された音源の信号（第１最大値ホールド信号）に該当する。図１３に示すように、ダイナミックレンジ制御は通常緩やかな制御を行っているため、音源のオーディオ信号に対してダイナミックレンジ制御だけを施した信号では、急激な音量増加に対して応答の遅れが生じ、１．９ｓｅｃ付近において２０ｄＢ以上信号レベルが大きくなってしまう。このため、リミッタ制御部５では、図１４に示すように、アタックリリースフィルタ部４２が瞬時に音源の音量増加に応答し、ルックアップテーブル部４３が音源の音量レベルを最大１３ｄＢ程度下げる制御信号を生成する。
【００７３】
リミッタ制御部５より第１乗算器７および第２乗算器８に出力されたリミッタ制御信号は、リミッタ遅延補正部６において遅延補正が行われた音源の入力信号Ｌおよび入力信号Ｒのそれぞれに対して乗算処理が行われる。この乗算処理により、入力信号Ｌおよび入力信号Ｒに対して、入力信号Ｌおよび入力信号Ｒの音量変動に対応する音量調整処理（音響処理）、より具体的には、ダイナミックレンジ制御部３におけるダイナミックレンジ制御とリミッタ制御部５におけるリミッタ制御とが共用化された処理を、リミッタ制御信号に基づいて適用することが可能となる。このような音量調整処理を行うことによって、音源のソースが変更等されて、急激に音量変動が生じた場合であっても、聴取者が音量設定部９において設定した音量を保ちつつ、良好な音量でオーディオの聴取を行うことが可能となる。
【００７４】
図１５（ａ）は、音響処理装置１における音量制御を行わない場合の音源の音量変化状態を示し、図１５（ｂ）は、音響処理装置１における音量制御を行った場合の音源の音量変化状態を示している。時間Ａにおいて音源のソースが変更される場合、図１５（ａ）に示すように音量制御が行われないと、音源の音量が急激に低減してしまい好適な音量レベルを維持することができなくなってしまう。また、聴取者が手動操作により音量調節を行った後（時間Ｂ）に、さらに音源のソースが始めのソースに戻された場合には、音源の音量が急激に上昇してしまうため、手動操作で音量を好適なレベルに調節したにも拘わらず、音源の音量が異なったレベルに変動され、好適な音量レベルを維持することができなくなってしまう。
【００７５】
一方で、音響処理装置１における音量制御を行った場合には、時間Ａおよび時間Ｂにおいて音源のソースが変更されて音源の音量が変動しても、図１５（ｂ）に示すように、ダイナミックレンジ制御部３による緩やかなダイナミックレンジ制御と、リミッタ制御部５による高速なリミッタ制御とを併用して、音の変動量を低減する音量制御を行うことが可能となる。また、ダイナミックレンジ制御とリミッタ制御を共用化した制御信号を用いて、音源の入力信号に対して音量補正処理を行うことができるので、信号処理の簡略化を図ることができる。さらに、音響処理装置１を用いて音量制御を行った場合には、ダイナミックレンジ制御部３によるダイナミックレンジ制御において、音源の音量変動に応じて制御速度を変化させることができるので、音源の特性に応じた最適な音量補正制御を行うことができる。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態に係る音響処理装置１では、レベル検出部２において、音源より入力される入力信号の音量変化状態を長時間の時間区間毎に検出した第１最大値ホールド信号と、短時間の時間区間毎に検出した第２最大値ホールド信号とを算出する。このため、第１最大値ホールド信号に基づいて音量制御処理を行うことによって、音量変動に対して迅速に対応した音量制御処理を行うことができ、また、第２最大値ホールド信号に基づいて音量制御処理（ダイナミックレンジ制御）を行うことによって、音量変動に対応した緩やかな音量制御処理を行うことができる。
【００７７】
さらに、本実施の形態に係る音響処理装置１では、アタックリリース時間判定部４により、第２最大値ホールド信号における変化量に基づいて音響制御の処理時間を決定するための判定値（アタック時間判定値およびリリース時間判定値）を設定し、ダイナミックレンジ制御部３において、設定された判定値に基づいて求められる処理時間（アタック時間およびリリース時間）に対応した応答速度で音量補正処理を行う。
【００７８】
このような処理により、第２最大値ホールド信号における変化量が大きい場合には、制御処理の応答時間を短く設定することによって、迅速な音量補正処理を行うことができ、変化量が小さい場合には、制御処理の応答時間を長く設定することによって、緩やかに音量補正処理を行うことができる。従って、音源の音量変動量が急激で大きい場合には、その変動量を低減させるための音量処理を変動量に対応させて迅速に行うことができ、さらに、音源の音量変動量が小さい場合には、変動量を低減させるための音量処理を緩やかに行うことができる。
【００７９】
また、短時間の時間区間毎に最大値が検出された第２最大値ホールド信号に基づいて、リミッタ制御部５により迅速な音量補正処理（リミッタ制御処理）に係る制御信号を生成することができる。さらに、この制御信号に対して、長時間の時間区間毎に最大値が検出された第１最大値ホールド信号に基づいてダイナミックレンジ制御部３で行われた緩やかな音量補正処理（ダイナミックレンジ制御）に係る音量補正処理を施すことができる。このため、迅速な音量補正処理と緩やかな音量補正処理とが施された制御信号を一度の処理で音源の入力信号に適用することができるので、迅速な音量補正処理が施された制御信号と緩やかな音量補正処理が施された制御信号とをそれぞれ個別に生成して、それぞれ個別に音源の入力信号に対して適用する場合に比べて信号処理の簡略化を図ることが可能となる。
【００８０】
また、この迅速な音量補正処理と緩やかな音量補正処理とが施された制御信号を一度の処理で音源の入力信号に適用することができるので、それぞれを個別に音源の入力信号に対して適用する場合に比べて、音響処理装置１のハードウェア構成を簡略化することができる。さらに、リミッタ制御部５において音量補正処理に関する信号の処理を行うことにより、音源の入力信号のサンプリングレートに比べて低いサンプリングレートの信号を用いて処理を行うことができる。このため、音響処理装置１において必要とされる処理能力の低減を図ることができ、処理装置に必要とされるハードウェア資産を低減させることが可能となる。
【００８１】
以上、本発明に係る音響処理装置について、図面を用いて詳細に説明したが、本発明に係る音響処理装置は、上述した実施の形態に示した例に限定されるものではない。当業者であれば、請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８２】
１     …音響処理装置
２     …レベル検出部（レベル信号生成部）
３     …ダイナミックレンジ制御部（第２制御信号生成部、ダイナミックレンジ信号生成部）
４     …アタックリリース時間判定部（第２制御信号生成部、補正時間情報設定部）
５     …リミッタ制御部（第１制御信号生成部、リミッタ制御信号生成部）
６     …リミッタ遅延補正部
７     …（音響処理装置における）第１乗算器（音量制御部）
８     …（音響処理装置における）第２乗算器（音量制御部）
９     …音量設定部
１１   …（レベル検出部における）ＢＰＦ部
１２   …（レベル検出部における）第１最大値検出部
１３   …（レベル検出部における）第２最大値検出部
１４   …（レベル検出部における）第１最大値ホールド部
１５   …（レベル検出部における）第２最大値ホールド部
２１   …（アタックリリース時間判定部における）レベル制限部
２２   …（アタックリリース時間判定部における）デシベル変換部
２３   …（アタックリリース時間判定部における）ＨＰＦ部
２４   …（アタックリリース時間判定部における）ゲイン部
２５   …（アタックリリース時間判定部における）アタック最大値ホールド部
２６   …（アタックリリース時間判定部における）リリース最大値ホールド部
３１   …（ダイナミックレンジ制御部における）レベル制限部
３２   …（ダイナミックレンジ制御部における）アタックリリースフィルタ部
３３   …（ダイナミックレンジ制御部における）アタックリリース係数テーブル部
３４   …（ダイナミックレンジ制御部における）ルックアップテーブル部
３５   …（ダイナミックレンジ制御部における）レート変換部
４１   …（リミッタ制御部における）レベル制限部（第１制御信号生成部）
４２   …（リミッタ制御部における）アタックリリースフィルタ部（第１制御信号生成部）
４３   …（リミッタ制御部における）ルックアップテーブル部（第１制御信号生成部）
４４   …（リミッタ制御部における）第１乗算器
４５   …（リミッタ制御部における）第２乗算器（リミッタ制御信号生成部）
４６   …（リミッタ制御部における）レート変換部
【図１】
2010005034.tif 000003
【図２】
2010005034.tif 000004
【図３】
2010005034.tif 000005
【図４】
2010005034.tif 000006
【図５】
2010005034.tif 000007
【図６】
2010005034.tif 000008
【図７】
2010005034.tif 000009
【図８】
2010005034.tif 000010
【図９】
2010005034.tif 000011
【図１０】
2010005034.tif 000012
【図１１】
2010005034.tif 000013
【図１２】
2010005034.tif 000014
【図１３】
2010005034.tif 000015
【図１４】
2010005034.tif 000016
【図１５】
2010005034.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月21日(2010.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源より入力されたオーディオ信号における短時間毎の最大値をホールドさせることにより短時間毎の信号レベル変化を示す第１変化信号と、当該オーディオ信号における長時間毎の最大値をホールドさせることにより長時間毎の信号レベル変化を示す第２変化信号とを生成するレベル信号生成部と、
前記第１変化信号における信号レベル変化に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルに対する迅速な変動量補正を行うための第１制御信号を生成する第１制御信号生成部と、
前記第２変化信号における信号レベル変化に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルに対する緩やかな変動量補正を行うための第２制御信号を生成する第２制御信号生成部と、
前記第１制御信号生成部により生成された前記第１制御信号に対して、前記第２制御信号生成部により生成された前記第２制御信号を乗算することにより、前記オーディオ信号の信号レベルに対する迅速な変動量補正と緩やかな変動量補正とを付加することが可能なリミッタ制御信号を生成するリミッタ制御信号生成部と、
前記リミッタ制御信号を前記オーディオ信号に適用させて前記オーディオ信号の音量制御を行う音量制御部と
を有することを特徴とする音響処理装置。
【請求項２】
前記第２制御信号生成部は、前記第２変化信号における信号レベルの変化状態に基づいて前記変動量補正を行うための補正時間に関する情報の設定を行う補正時間情報設定部と、
前記補正時間に関する情報に基づいて補正時間を求め、求められた補正時間に対応する応答速度で前記オーディオ信号に対する変動量補正を行うことが可能な前記第２制御信号を生成するダイナミックレンジ信号生成部と
を有する請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項３】
前記補正時間情報設定部は、前記第２変化信号における信号レベルが急激に変化した場合に、前記補正時間を短くする情報を設定し、前記第２変化信号における信号レベルが緩やかに変化した場合に、前記補正時間を長くする情報を設定すること
を特徴とする請求項２に記載の音響処理装置。
【国際調査報告】
2010005034.tif 000018
2010005034.tif 000019