(57)【要約】  第１のダイナミックレンジエキスパンダとローパスフィルタとを含む第１の信号経路を含むオーディオ機器を提供する。このオーディオ機器は、第１の信号経路に平行な、第２のダイナミックレンジエキスパンダとハイパスフィルタとを含む第２の信号経路を含む。このオーディオ機器は、第１の信号経路からの第１の信号と、第２の信号経路からの第２の信号と、音源からのクリアな信号とを受け取って加算信号を出力するように構成された加算増幅器をさらに含む。【選択図】図１
2019522450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源からの、第１のダイナミックレンジエキスパンダとローパスフィルタとを含む第１の信号経路と、
前記音源からの、第２のダイナミックレンジエキスパンダとハイパスフィルタとを含む第２の信号経路と、
前記音源からの第３の信号経路と、
を含むことを特徴とするシグナルプロセッサ。
【請求項２】
前記ローパスフィルタは、選択的な周波数応答曲線によって定められる低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有する、
請求項１に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項３】
前記選択的な周波数応答曲線は、フレッチャーマンソン曲線を含み、前記低周波ロールオフ点は、人間の聴力の低周波ロールオフ点を含む、
請求項２に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項４】
前記選択的な周波数応答曲線は、
人間の聴力、
ギターピックアップ、
ベースギターピックアップ、
のうちの１つ又は２つ以上に関連する、
請求項１に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項５】
前記ハイパスフィルタは、選択的な周波数応答曲線によって定められる高周波ロールオフ点に関連するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有する、
請求項１に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項６】
前記選択的な周波数応答曲線は、フレッチャーマンソン曲線を含み、前記高周波ロールオフ点は、人間の聴力の高周波ロールオフ点を含む、
請求項５に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項７】
前記第１の信号経路からの第１の信号と、前記第２の信号経路からの第２の信号と、前記第３の信号経路からのクリアな信号とを受け取って加算信号を出力するように構成された加算増幅器と、
前記加算信号を受け取るように構成された励起モジュールと、
をさらに含み、前記励起モジュールは、
シャープハイパスフィルタと、
高周波調波を生じるように構成された歪みユニットと、
を含む、
請求項１に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項８】
前記シグナルプロセッサは、
場内放送システム、
補聴器、
電話機、
スピーカ、
１又は２以上のヘッドホン、
コンピュータ、
楽器、
テレビ、
エンターテイメントシステム、
のうちの１つ又は２つ以上と共に使用されるように構成される、
請求項１に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項９】
前記歪みユニットは、１０〜２０ｋＨｚの範囲の高周波調波を生じるように構成される、
請求項７に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項１０】
前記第１のダイナミックレンジエキスパンダ及び前記第２のダイナミックレンジエキスパンダの一方又は両方は、浮動閾値に基づいてダイナミックレンジ拡大を実行するように構成される、
請求項１に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項１１】
前記第１の信号経路上のローパスフィルタからの第１の信号と、前記第２の信号経路上のハイパスフィルタからの第２の信号とを受け取るように構成された加算増幅器をさらに含む、
請求項１に記載のシグナルプロセッサ。
【請求項１２】
第１のダイナミックレンジエキスパンダとローパスフィルタとを含む第１の信号経路と、
前記第１の信号経路に平行な、第２のダイナミックレンジエキスパンダとハイパスフィルタとを含む第２の信号経路と、
前記第１の信号経路からの第１の信号と、前記第２の信号経路からの第２の信号と、クリアな信号とを受け取って加算信号を出力するように構成された加算増幅器と、
を含むことを特徴とするオーディオ機器。
【請求項１３】
前記ローパスフィルタは、人間の聴力の低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有し、前記ハイパスフィルタは、人間の聴力の高周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有する、
請求項１２に記載のオーディオ機器。
【請求項１４】
前記オーディオ機器は、
場内放送システム、
補聴器、
電話機、
スピーカ、
１又は２以上のヘッドホン、
コンピュータ、
楽器、
テレビ、
エンターテイメントシステム、
のうちの１つ又は２つ以上を含む、
請求項１２に記載のオーディオ機器。
【請求項１５】
前記ローパスフィルタは、選択的な周波数応答曲線によって定められる低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有する、
請求項１２に記載のオーディオ機器。
【請求項１６】
前記加算信号を受け取るように構成された励起モジュールをさらに含み、前記励起モジュールは、
シャープハイパスフィルタと、
高周波調波を生じるように構成された歪みユニットと、
を含む、
請求項１２に記載のオーディオ機器。
【請求項１７】
命令を記憶したコンピュータ可読有形媒体であって、前記命令は、実行時に、プロセッサに、
音源から受け取られた信号の範囲を動的に拡大して動的拡大信号を生成するステップと、
ローパスフィルタを通じて前記動的拡大信号をフィルタ処理して第１の処理済み信号を生成するステップと、
平行してハイパスフィルタを通じて前記動的拡大信号をフィルタ処理して第２の処理済み信号を生成するステップと、
を含む動作を実行するように指示する、
ことを特徴とするコンピュータ可読有形媒体。
【請求項１８】
人間の聴力の低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを用いて、前記ローパスフィルタを通じて前記動的拡大信号をフィルタ処理して前記第１の処理済み信号を生成するステップと、
人間の聴力の高周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを用いて、前記ハイパスフィルタを通じて前記動的拡大信号をフィルタ処理して前記第２の処理済み信号を生成するステップと、
を含む動作を実行するようにプロセッサに指示する命令をさらに含む、
請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記第１の処理済み信号と、前記第２の処理済み信号と、前記音源からのクリーンな信号とを加算して加算信号にするステップと、
シャープハイパスフィルタを用いて前記加算信号をフィルタ処理することによって前記加算信号を励起し、前記加算信号を歪ませて高周波調波を生じさせるステップと、
を含む動作を実行するようにプロセッサに指示する命令をさらに含む、
請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記信号の前記範囲の前記動的拡大を浮動閾値に従って調整するステップを含む動作を実行するようにプロセッサに指示する命令をさらに含む、
請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
人間の聴力は、様々な偏心（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｉｅｓ）の影響を受ける。例えば、耳／脳の組み合わせは、低ラウドネスレベルでは、オーディオ信号における中音域周波数をオーディオ信号における高及び低周波数よりも顕著なものとして知覚することができる。同様に、オーディオ信号の音量を高めると、耳／脳の組み合わせは、オーディオ信号における低及び高周波数を低音量レベルの時よりも顕著なものとして知覚することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
ある実施形態例では、音源からの、第１のダイナミックレンジエキスパンダとローパスフィルタとを含む第１の信号経路を含むシグナルプロセッサを提供する。このシグナルプロセッサは、音源からの、第２のダイナミックレンジエキスパンダとハイパスフィルタとを含む第２の信号経路、並びに音源からの第３の信号経路も含む。
【０００３】
別の実施形態例では、第１のダイナミックレンジエキスパンダとローパスフィルタとを含む第１の信号経路を有するオーディオ機器を提供する。このオーディオ機器は、第１の信号経路に平行な、第２のダイナミックレンジエキスパンダとハイパスフィルタとを含む第２の信号経路を含む。オーディオ機器は、第１の信号経路からの第１の信号と、第２の信号経路からの第２の信号と、クリアな信号とを受け取って加算信号を出力するように構成された加算増幅器をさらに含む。
【０００４】
さらに別の実施形態例では、実行時に、音源から受け取られた信号の範囲を動的に拡大して動的拡大信号を生成するようにプロセッサに指示する命令を記憶したコンピュータ可読有形媒体を提供する。このコンピュータ可読有形媒体は、実行時に、ローパスフィルタを通じて動的拡大信号をフィルタ処理して第１の処理済み信号を生成し、平行してハイパスフィルタを通じて動的拡大信号をフィルタ処理して第２の処理済み信号を生成するようにプロセッサに指示する命令も記憶する。
【０００５】
この概要は、特許請求する主題の重要な又は必須の特徴を識別するためのものでも、特許請求する主題の範囲を限定する支援として使用するためのものでもない。
【０００６】
当業者には、以下の図面、詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を検討すれば本開示の他の特徴が明らかになるであろう。
【０００７】
同じ要素を同じ数字で示す添付図面を参照しながら例示的な実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】様々な信号強調の実装による（単複の）シグナルプロセッサ例を示す図である。
【図２】異なるレベル強度における人間の耳の応答曲線に等しい周波数応答例を示す図である。
【図３】様々な信号強調の実施形態に関連する方法例を示す図である。
【図４】様々な信号強調の実施形態に関連する方法例を示す図である。
【図５】様々な信号強調の実装に従って使用できるコンピュータ装置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明では、本開示のいくつかの実施形態を理解できるように数多くの詳細を示す。しかしながら、当業者であれば、これらの詳細を伴わずに本発明のシステム及び／又は方法を実施することもでき、説明する実施形態からの数多くの変形例又は修正例も可能であると理解するであろう。
【００１０】
本明細書で説明するように、信号強調に関連する様々な方法及び技術を用いて、人間の聴力、録音オーディオ信号などに欠けている音調範囲の動特性を強調することによって、人間の聴力、録音過程などの不完全性を補償することができる。１つの考えられる実装では、このような強調が、リスナーに対してオーディオ信号をさらにクリアすることができる。別の考えられる実装では、このような強調が、オーディオ信号をさらに生き生きとしたものにしてリスナーの情緒反応を高めることができる。別の考えられる実装では、例えば過度の騒音暴露、加齢などを含む様々な事象を通じて聴力が損なわれた人々のリスニング体験を改善することができる。
【００１１】
信号処理例
図１に、様々な信号強調の実装によるシグナルプロセッサ例１００を示す。シグナルプロセッサ１００は、単独で使用することも、或いは楽器、ミキサ、携帯電話機、コンピュータ、場内放送システム、スピーカ（ヘッドホンを含む）、エンターテイメントシステム、テレビなどを含む当業で周知のあらゆるオーディオ機器に組み込むこともできる。
【００１２】
図示のように、シグナルプロセッサ１００は、音源１０２からのオーディオ信号を受け入れることができる。音源１０２は、例えばマイク、ギターピックアップ、ベースギターピックアップ、コンピュータ可読メモリ、シンセサイザ、キーボード、通信装置、場内放送システム、オーディオ再生装置などを含む、オーディオ信号の作成、受け入れ、記憶、送信、操作、感知、録音などが可能なあらゆる信号源又はその他の装置を含むことができる。
【００１３】
１つの考えられる実装では、一時的成形及び拡大モジュール１０４が、音源１０２からの１又は２以上のオーディオ信号例（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｉｎｓｔａｎｃｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｕｄｉｏ  ｓｉｇｎａｌ）を受け入れて処理した後に等化強調モジュール１０６に受け渡すことができる。１又は２以上のオーディオ信号例は、等化強調モジュール１０６によって処理された後に加算増幅器１０８に送信することができ、１つの考えられる実装では、ここで１又は２以上のオーディオ信号例を音源１０２からのクリアな未処理のオーディオ信号例と加算して加算信号にすることができる。このようにして、音源１０２からのオリジナルオーディオ信号の様々な音調範囲をオーディオ信号の再生時に動的に引き上げて、さらにクリアで鮮明な生き生きとしたオーディオ信号がユーザに出力されるようにすることができる。加算増幅器１０８は、当業で周知のあらゆる加算増幅器を含むことができる。
【００１４】
１つの考えられる実装では、一時的成形及び拡大モジュール１０４が、１又は２以上のダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２を含むことができる。例えば、音源１０２からのオーディオ信号を分割した場合には、一方のオーディオ信号例をダイナミックレンジエキスパンダ１１０に送信して、もう一方のオーディオ信号例をダイナミックレンジエキスパンダ１１２に送信することができる。ダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２は、あらゆるダイナミックレンジエキスパンダ及び／又は当業で周知のエキスパンダ、及びこれらのあらゆる組み合わせを含むことができる。
【００１５】
１つの考えられる実装では、等化強調モジュール１０６が、１又は２以上のフィルタ１１４、１１６を含むことができる。これらは、例えばローパスフィルタ１１４及びハイパスフィルタ１１６を含むことができるが、当業で周知の他のいずれかのタイプのフィルタ、及びこれらのあらゆる可能な組み合わせを使用することもできる。本明細書で使用する「ローパスフィルタ」という用語は、低周波を通過させることができるいずれかの技術、又は技術の組み合わせを含むと理解されるであろう。同様に、本明細書で使用する「ハイパスフィルタ」という用語は、高周波を通過させることができるいずれかの技術、又は技術の組み合わせを含むと理解されるであろう。
【００１６】
１つの考えられる実装では、励起モジュール１１８が、加算増幅器１０８からの加算信号を受け入れてさらに処理した後に第２の加算増幅器１２０に受け渡すことができる。第２の加算増幅器１２０は、当業で周知のあらゆる加算増幅器を含むことができ、励起モジュール１１８は、当業で周知のあらゆる励起技術を含むことができる。１つの考えられる実装では、励起モジュール１１８が、受信信号を歪ませて高調波を生じるように構成された機能を含むことができる。
【００１７】
例えば、１つの考えられる実施形態では、励起モジュール１１８が、フィルタ１２２及び歪みモジュール１２４を含むことができる。フィルタ１２２は、例えば１又は２以上のバンドパスフィルタ、１０ｋＨｚハイパスフィルタなどを含む、当業で周知のあらゆるタイプのフィルタ又はそのあらゆる可能な組み合わせを含むことができる。同様に、歪みモジュール１２４は、当業で周知のいずれかのタイプの歪み機能、及びそのあらゆる可能な組み合わせを含むことができる。歪みモジュール１２４は、例えば第２の高調波歪みモジュールを含むことができる。
【００１８】
第２の加算増幅器１２０及び加算増幅器１０８は、２つの別個の加算増幅器を含むことができると理解されるであろう。これとは別に、又はこれに加えて、第２の加算増幅器１２０及び加算増幅器１０８は、シグナルプロセッサ１００におけるオーディオ信号の処理中の異なる時点で呼び出される単一の加算増幅器を含むこともできる。
【００１９】
図１に示すように、１つの考えられる実装では、音源１０２からのオーディオ信号を複数の経路に分割することができる。１つの考えられる実施形態では、１又は２以上の経路が、一時的成形及び拡大モジュール１０４、並びに等化強調モジュール１０６を通ってこれらによる処理を受けることができるのに対し、１又は２以上の他の経路は、これらの経路上の信号が一時的成形及び拡大モジュール１０４、並びに等化強調モジュール１０６による処理を受けないようにクリーンにすることができる。
【００２０】
例えば、１つの考えられる実装では、第１の信号経路における音源１０２からのオーディオ信号例を、一時的成形及び拡大モジュール１０４のダイナミックレンジエキスパンダ１１０に送信した後で、等化強調モジュール１０６のローパスフィルタ１１４に送信することができる。１つの考えられる態様では、（例えば、ローパスフィルタ１１４のパラメータを含む）一時的成形及び拡大モジュール１０４及び／又は等化強調モジュール１０６におけるオーディオ信号処理のタイプ、程度などを、所与の周波数応答曲線に基づいて選択することができる。
【００２１】
同様に、第２の信号経路上の音源１０２からのオーディオ信号例も、一時的成形及び拡大モジュール１０４のダイナミックレンジエキスパンダ１１２に送信した後で、等化強調モジュール１０６のハイパスフィルタ１１６に送信することができる。１つの考えられる態様では、（例えば、ハイパスフィルタ１１６のパラメータを含む）一時的成形及び拡大モジュール１０４及び／又は等化強調モジュール１０６におけるオーディオ信号処理のタイプ、程度などを、所与の周波数応答曲線に基づいて選択することができる。
【００２２】
図２に、様々な信号強調の実装による、一時的成形及び拡大モジュール１０４において行われる（例えば、ダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２の拡大率の選択を含む）処理、及び／又は等化強調モジュール１０６において行われる（例えば、ハイパスフィルタ１１６、ローパスフィルタ１１４などのフィルタのパラメータの決定を含む）処理を調整するために使用できる周波数応答曲線例２００を示す。例えば、いくつかの考えられる実装では、音楽を聴きながらダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２における所望の拡大率を追求できる一方で、ダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２における他の所望の拡大率を使用して、様々な楽器などに関連する多少の劇的効果を生み出すことができる。
【００２３】
図２に示す周波数応答曲線２００は、人間の聴力に関連するフレッチャーマンソンの等ラウドネス曲線（Ｆｌｅｔｃｈｅｒ−Ｍｕｎｓｏｎ  ｅｑｕａｌ  ｌｏｕｄｎｅｓｓ  ｃｏｎｔｏｕｒｓ）に対応する。このような曲線から、様々な周波数についての人間の聴力のロールオフ点を求めることができる。
【００２４】
フレッチャーマンソン曲線に加えて、又はその代わりに、例えば様々な年齢層の人間の聴力に関連する周波数応答曲線２００を含む当業で周知の他のいずれかの周波数応答曲線２００を使用することもできる。ギターピックアップ、ベースピックアップ、マイクなどの様々なオーディオ機器に関連する周波数応答曲線２００を使用することもできる。このような事例では、様々なオーディオ機器の特定の周波数応答に関連するロールオフ点を求め、このようなオーディオ機器によって生成される信号を処理するように等化強調モジュール１０６をカスタマイズすることができる。
【００２５】
図１を参照すると、１つの考えられる実装では、シグナルプロセッサ１００を人間の聴力に合わせるために、ハイパスフィルタ１１６を、例えば３〜９６ｄＢのオクターブスロープなどのフレッチャーマンソン曲線によって定められるような、人間の聴力の高周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を有するように選択することができる。このような構成を用いて、ハイパスフィルタ１１６によって処理される第２の信号経路上のオーディオ信号の周波数範囲を引き上げ、この範囲内の動特性を強調させることができる。１つの考えられる実装では、ダイナミックレンジ拡大を用いてこのような引き上げを知的に行うことができる。
【００２６】
また、シグナルプロセッサ１００を人間の聴力に合わせるために、ローパスフィルタ１１４も、例えば３〜９６ｄＢのオクターブスロープなどのフレッチャーマンソン曲線によって定められるような、人間の聴力の低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を有するように選択することができる。このような構成を用いて、ローパスフィルタ１１４によって処理される第１の信号経路上のオーディオ信号の周波数範囲を引き上げ、この範囲内の動特性を強調させることができる。１つの考えられる実装では、ダイナミックレンジ拡大を用いてこのような引き上げを知的に行うことができる。
【００２７】
この例を継続すると、１つの考えられる実装では、シグナルプロセッサ１００において、（例えば、１０ｋＨｚのコーナー周波数を有する３６ｄＢ／オクターブスロープを含むハイパスフィルタなどの）シャープハイパスフィルタを含むフィルタ１２２の後に歪みモジュール１２４が続く励起モジュール１１８を通る第３の信号経路を追加することができる。１つの考えられる実装では、歪みモジュール１２４の構成を、例えば１０〜２０ｋＨｚの範囲の高周波調波を生じるように選択することができる。
【００２８】
１つの考えられる実装では、シグナルプロセッサ１００を、第３の信号経路においてダイナミックレンジ拡大が行われるように、又は行われないように構成することができる。例えば、励起モジュール１１８を通じて処理が行われる信号経路に加え、励起モジュール１１８内に処理が行われない平行な信号経路が存在して、両経路が励起モジュール１１８から離れた後に、加算増幅器１２０においてこれらを加算できるようにすることができる。
【００２９】
１つの考えられる態様では、シグナルプロセッサ１００内の信号経路のうちの１つ又は２つ以上が、例えばユーザが１又は２以上の信号経路に関連するオーディオエフェクトの量を変更できるようにする任意のレベル制御を含むことができる。これとは別に、又はこれに加えて、シグナルプロセッサ１００内の信号経路のうちの１つ又は２つ以上に、共通シナリオのための複数の事前設定が存在することもできる。
【００３０】
さらに別の考えられる実装では、積分器１２６を用いて、例えばダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２を含む一時的成形及び拡大モジュール１０４内の１又は２以上の要素の自動浮動閾値（ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ  ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を導入することもできる。このような構成では、ユーザが手動調整を行うことによってダイナミックレンジ拡大動作を設定する必要がなく、代わりにダイナミックレンジ拡大動作を自動的に改善及び／又は最適化する浮動閾値オプションをオンにする単一のボタンを提供することができる。浮動閾値は、オンになると自動的に音源１０２からのオーディオ信号を追いかけ、望ましい時にダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２におけるオーディオ信号の拡大をトリガすることができる。
【００３１】
例えば、１つの考えられる実施形態では、積分器１２６において、ダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２が、音源１０２から一時的成形及び拡大モジュール１０４に供給されるオーディオ信号の平均ダイナミックレンジに常に基づいて動作するように浮動閾値を設定することができる。このようにして、例えばダイナミックレンジが広いクラシック音楽、及びダイナミックレンジが狭いポピュラー音楽などの多くの異なるタイプのオーディオ信号に合わせて一旦閾値を設定し、適合させることができる。
【００３２】
別の考えられる実装では、このような浮動閾値が存在しない場合、ダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２がオーディオ信号を拡大できる好適な閾値を選択するように、ユーザが手動で一時的成形及び拡大モジュール１０４を操作することができる。例えば、一時的成形及び拡大モジュール１０４によって加えられる強調の量をユーザが設定できるようにする単一のコントロールを提供することができる。ユーザは、必要であればオーディオ信号を聴きながらこの閾値をオンザフライで変更することができる。
【００３３】
方法例
図３〜図４に、信号強調の態様を実装する方法例を示す。これらの方法を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、様々なロジック、又はこれらのいずれかの組み合わせで実装できる一連の動作を表す論理フローグラフにおける一群のブロック及びその他の要素として示す。方法の説明順は限定であると解釈すべきではなく、あらゆる数の説明する方法ブロックをあらゆる順序で組み合わせてこれらの又は別の方法を実装することもできる。また、本明細書で説明する主題の趣旨及び範囲から逸脱することなく、個々のブロック及び／又は要素を方法から削除することもできる。ソフトウェアの文脈では、ブロック及びその他の要素が、１又は２以上のプロセッサによる実行時に列挙する動作を実行するコンピュータ命令を表すことができる。さらに、限定ではなく説明を目的として、図１〜２及び図５に示す要素を参照しながら方法の選択的態様を説明することもできる。
【００３４】
図３に、信号強調の実施形態に関連する方法例３００を示す。ブロック３０２において、音源１０２によって出力されたオーディオ信号などの第１及び第２のオーディオ信号例を一時的成形及び拡大モジュール１０４などの一時的成形及び拡大モジュールにおいて処理して、拡大された第１及び第２のオーディオ信号例を生成する。１つの考えられる態様では、第１及び第２のオーディオ信号例が、一時的成形及び拡大モジュールのダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２などのダイナミックレンジエキスパンダによって処理される。
【００３５】
ブロック３０４において、拡大された第１及び第２のオーディオ信号例を、一時的成形及び拡大モジュールから等化強調モジュール１０６などの等化強調モジュールに送信する。等化強調モジュールでは、拡大された第１及び第２のオーディオ信号例を処理して、強調された第１及び第２のオーディオ信号例を生成する。１つの考えられる態様では、拡大された第１及び第２のオーディオ信号例をローパスフィルタ１１４及び／又はハイパスフィルタ１１６などの１又は２以上のフィルタに通すことによってこの処理を行うことができる。これらのフィルタは、周波数応答曲線２００などの１又は２以上の周波数応答曲線に基づいて、拡大された第１及び第２のオーディオ信号例の所望の音調範囲のラウドネスを引き上げるように設計することができる。
【００３６】
ブロック３０６において、拡張された第１及び第２のオーディオ信号例にクリーンなオーディオ信号例を加算して加算信号を生成することができる。この加算信号は、様々な引き上げられた音調範囲を有することができ、さらにクリアで生き生きと聞こえるオーディオ信号をユーザに出力することができる。１つの考えられる実装では、この加算信号を励起モジュール１１８などの励起モジュールに送信し、ここで加算信号を高周波調波などの高調波で増強することができる。
【００３７】
図４に、信号強調の実施形態に関連する方法例４００を示す。ブロック４０２において、音源１０２などの音源から受け取られた信号の範囲を拡大して動的拡大信号を生成する。１つの考えられる実装では、ダイナミックレンジエキスパンダ１１０、１１２などの１又は２以上のダイナミックレンジエキスパンダによって信号が拡大される。
【００３８】
ブロック４０４において、ハイパスフィルタ１１６などのハイパスフィルタを通じて１つの動的拡大信号例をフィルタ処理して第１の処理済み信号を生成する。
【００３９】
ブロック４０６において、平行してローパスフィルタ１１４などのローパスフィルタを通じて第２の動的拡大信号例をフィルタ処理して第２の処理済み信号を生成する。
【００４０】
１つの考えられる実装では、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタの性能を、周波数応答曲線２００などの１又は２以上の周波数応答曲線に基づいて設定することができる。例えば、第１の処理済み信号を人間の聴力に合わせるには、ハイパスフィルタを、例えば６〜４８ｄＢのオクターブスロープ（例えば２４ｄＢを含む）などのフレッチャーマンソンの等ラウドネス曲線によって定められる人間の聴力の高周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を有するように選択することができる。同様に、第２の処理済み信号を人間の聴力に合わせるには、ローパスフィルタを、例えば（例えば、２４ｄＢを含む）３〜９６ｄＢのオクターブスロープなどのフレッチャーマンソンの等ラウドネス曲線によって定められる人間の聴力の低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を有するように選択することができる。
【００４１】
１つの考えられる実装では、加算増幅器１０８などの加算増幅器において、第１の処理済み信号及び第２の処理済み信号に音源からのクリーンなオーディオ信号例を加算して、ダイナミックレンジエキスパンダ、並びにハイパス及びローパスフィルタにおいて行われる処理を通じて様々な周波数のラウドネスレベルを引き上げた音源からのオリジナルオーディオ信号を含む加算信号を生成することができる。本明細書でオーディオ信号に関して使用する「クリーンな」という用語は、オーディオ信号をさらに処理する必要があることを意味することができる。
【００４２】
（単複の）コンピュータ装置例
図５に、本開示において説明する信号強調の様々な実施形態を実施するように構成された信号強調モジュール５０６をホストするプロセッサ５０２及びメモリ５０４を含む装置例５００を示す。１つの考えられる実装では、本明細書で説明する様々なオーディオ機器が、装置例５００の全部又は一部を含むことができる。さらに、シグナルプロセッサ１００の全部又は一部は、装置例５００の全部又は一部及び／又は他の様々な機能を用いて実装することができる。例えば、一時的成形及び拡大モジュール１０４、等化強調モジュール１０６、加算増幅器１０８、１２０及び励起モジュール１１８の全部又は一部は、（例えば、信号強調モジュール５０６内の様々なサブモジュールなどの）装置例５００に実装することができる。これとは別に、又はこれに加えて、一時的成形及び拡大モジュール１０４、等化強調モジュール１０６、加算増幅器１０８、１２０及び励起モジュール１１８の一部又は全部は、電子回路などの他の機能を用いて実装することもできる。
【００４３】
メモリ５０４は、１又は２以上のデータベースをホストすることもでき、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの１又は２以上の形態の揮発性データ記憶媒体、及び／又は（リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリなどの）１又は２以上の形態の不揮発性記憶媒体を含むことができる。１つの考えられる実装では、メモリ５０４が、例えば識別情報、（単複の）センサ３０４によって測定されたデータなどを含む、本明細書で説明した様々なデータを記憶することができる。
【００４４】
装置５００は、コンピュータ装置又はプログラマブル装置の一例であり、装置５００及び／又はその考えられるアーキテクチャの使用又は機能の範囲に関する何らかの限定を示唆するものではない。例えば、装置５００は、１又は２以上のコンピュータ装置、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などを含むことができる。
【００４５】
さらに、装置５００は、装置５００内に示す構成要素のうちの１つ又は組み合わせに関するいずれかの従属関係を有するものとして解釈すべきではない。例えば、装置５００は、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、メインフレームコンピュータ、携帯電話機、オーディオミキサ、楽器、シンプルオンチップコンピュータ装置などのコンピュータ、或いはこれらのいずれかの組み合わせ又は集積物などのうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。
【００４６】
装置５００は、他の構成要素の中でもとりわけ、プロセッサ５０２、メモリ５０４及びローカルデータストレージ５１０などの様々な構成要素及び装置同士の通信を可能にするように構成されたバス５０８を含むこともできる。
【００４７】
バス５０８は、様々なバスアーキテクチャのいずれかを使用するメモリバス又はメモリコントローラ、周辺バス、加速グラフィクスポート、及びプロセッサ又はローカルバスを含む複数のタイプのバス構造のうちのいずれか１つ又は２つ以上を含むことができる。バス５０８は、有線及び／又は無線バスを含むこともできる。
【００４８】
ローカルデータストレージ５１０は、固定媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、固定ハードドライブなど）、及び取り外し可能媒体（例えば、フラッシュメモリドライブ、取り外し可能ハードドライブ、光学ディスク、磁気ディスクなど）を含むことができる。
【００４９】
１又は２以上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置５１２は、直接又はバス５０８を介してＩ／Ｏ装置５１２に接続できるユーザインターフェイス（ＵＩ）コントローラ５１４を介して通信することもできる。
【００５０】
１つの考えられる実装では、ネットワークインターフェイス５１６が、装置５００の外部で接続ネットワークを介して通信することができ、いくつかの実装ではハードウェアなどと通信することができる。
【００５１】
１つの考えられる実施形態では、例えば様々な機器が入力／出力装置５１２としてバス５０８を介して装置５００と通信することができる。
【００５２】
媒体ドライブ／インターフェイス５１８は、フラッシュドライブ、光学ディスク、取り外し可能ハードドライブ、ソフトウェア製品などの取り外し可能な有形媒体５２０を受け入れることができる。１つの考えられる実装では、媒体ドライブ／インターフェイス５１８によって読み取ることができる取り外し可能媒体５２０上に、信号強調モジュール５０６の要素を含むロジック、コンピュータ命令、及び／又はソフトウェアプログラムが存在することができる。
【００５３】
１つの考えられる実施形態では、（単複の）入力／出力装置５１２が、ユーザによる装置５００へのコマンド及び情報の入力を可能にするとともに、ユーザ及び／又はその他の構成要素又は装置への情報提示を可能にすることができる。（単複の）入力装置５１２の例としては、例えばセンサ、キーボード、カーソル制御装置（例えば、マウス）、マイク、スキャナ、楽器、ピックアップ、及び当業で周知の他のいずれかの入力装置が挙げられる。出力装置の例としては、ディスプレイ装置（例えば、モニタ又はプロジェクタ）、スピーカ、プリンタ、ネットワークカードなどが挙げられる。
【００５４】
本明細書では、信号強調モジュール５０６の様々な工程をソフトウェア又はプログラムモジュールの一般的な文脈で説明することができ、或いはこれらの技術及びモジュールは、純粋なコンピュータハードウェアで実装することもできる。一般に、ソフトウェアは、特定のタスクを実行する、又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素及びデータ構造などを含む。これらのモジュール及び技術の実装は、何らかの形態の有形コンピュータ可読媒体に記憶し、又はこのような有形コンピュータ可読媒体を通じて送信することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ装置がアクセスできるあらゆる利用可能な有形の１又は複数のデータ記憶媒体とすることができる。従って、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体を含むことができる。「コンピュータ記憶媒体」は有形媒体を示し、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール又はその他のデータなどの情報を記憶するように実装された揮発性及び不揮発性の取り外し可能な及び取り外し不可能な有形媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、以下に限定するわけではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又はその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又はその他の光学ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために使用できてコンピュータがアクセスできる他のいずれかの有形媒体を含む。
【００５５】
上記では、ほんのいくつかの実施形態例を詳細に説明したが、当業者であれば、本開示から実質的に逸脱することなくこれらの実施形態例の多くの修正が可能であると容易に理解するであろう。従って、このような修正は、以下の特許請求の範囲に定める本開示の範囲に含まれるように意図される。さらに、本明細書で明確に説明しなかったいずれかの構成要素の不在下で実施形態を実行することもできる。
【００５６】
特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションの条項は、本明細書において列挙した機能を実行するものとして説明した構造及び構造的同等物のみならず、同等の構造も対象とするように意図される。従って、くぎとねじを挙げれば、くぎは円筒形の表面を用いて木製部品を互いに固定するのに対し、ねじはらせん状の表面を使用するという点でこれらは構造的同等物でないかもしれないが、木製部品を固定する環境ではくぎとねじを同等の構造物とすることができる。請求項において「〜のための手段」という用語を関連する機能と共に明確に使用している場合を除き、本明細書のあらゆる請求項のあらゆる限定について米国特許法第１１２条第６項を行使しないことが出願人の明確な意図である。
【００５７】
本明細書で使用する「例示的な（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅ）」という用語は、実施例、事例又は実例の役割を果たすことを意味する。本明細書において「例示的な」ものとして説明したあらゆる態様又は設計は、必ずしも他の態様又は設計よりも好ましい又は有利なものとして解釈すべきではない。さらに、本開示では、別途指定しない限り、「１つの（英文不定冠詞）」は、「１又は２以上の」を意味する。さらに、「及び（ａｎｄ）」又は「又は（ｏｒ）」の使用は、別途明確に示していない限り「及び／又は」を含むことが意図されている。例示的な実施形態は、標準的なエンジニアリング技術を用いた方法、装置又は製造の物品として実装することができる。
【００５８】
例示的な実施形態
以下の実施形態は例示であり、開示する主題の範囲を限定するものではない。
【００５９】
実施形態１。音源からの、第１のダイナミックレンジエキスパンダとローパスフィルタとを含む第１の信号経路と、
音源からの、第２のダイナミックレンジエキスパンダとハイパスフィルタとを含む第２の信号経路と、
音源からの第３の信号経路と、
を含むシグナルプロセッサ。
【００６０】
実施形態２。ローパスフィルタは、選択的な周波数応答曲線によって定められる低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有する、実施形態１のシグナルプロセッサ。
【００６１】
実施形態３。選択的な周波数応答曲線は、フレッチャーマンソン曲線を含み、低周波ロールオフ点は、人間の聴力の低周波ロールオフ点を含む、実施形態２のシグナルプロセッサ。
【００６２】
実施形態４。選択的な周波数応答曲線は、
人間の聴力、
ギターピックアップ、
ベースギターピックアップ、
のうちの１つ又は２つ以上に関連する、実施形態１のシグナルプロセッサ。
【００６３】
実施形態５。ハイパスフィルタは、選択的な周波数応答曲線によって定められる高周波ロールオフ点に関連するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有する、実施形態１のシグナルプロセッサ。
【００６４】
実施形態６。選択的な周波数応答曲線は、フレッチャーマンソン曲線を含み、高周波ロールオフ点は、人間の聴力の高周波ロールオフ点を含む、実施形態５のシグナルプロセッサ。
【００６５】
実施形態７。第１の信号経路からの第１の信号と、第２の信号経路からの第２の信号と、第３の信号経路からのクリアな信号とを受け取って加算信号を出力するように構成された加算増幅器と、
加算信号を受け取るように構成された励起モジュールと、
をさらに含み、励起モジュールは、
シャープハイパスフィルタと、
高周波調波を生じるように構成された歪みユニットと、
を含む、実施形態１のシグナルプロセッサ。
【００６６】
実施形態８。シグナルプロセッサは、
場内放送システム、
補聴器、
電話機、
スピーカ、
１又は２以上のヘッドホン、
コンピュータ、
楽器、
テレビ、
エンターテイメントシステム、
のうちの１つ又は２つ以上と共に使用されるように構成される、実施形態１のシグナルプロセッサ。
【００６７】
実施形態９。歪みユニットは、１０〜２０ｋＨｚの範囲の高周波調波を生じるように構成される、実施形態７のシグナルプロセッサ。
【００６８】
実施形態１０。第１のダイナミックレンジエキスパンダ及び第２のダイナミックレンジエキスパンダの一方又は両方は、浮動閾値に基づいてダイナミックレンジ拡大を実行するように構成される、実施形態１のシグナルプロセッサ。
【００６９】
実施形態１１。第１の信号経路上のローパスフィルタからの第１の信号と、第２の信号経路上のハイパスフィルタからの第２の信号とを受け取るように構成された加算増幅器をさらに含む、実施形態１のシグナルプロセッサ。
【００７０】
実施形態１２。第１のダイナミックレンジエキスパンダとローパスフィルタとを含む第１の信号経路と、
第１の信号経路に平行な、第２のダイナミックレンジエキスパンダとハイパスフィルタとを含む第２の信号経路と、
第１の信号経路からの第１の信号と、第２の信号経路からの第２の信号と、クリアな信号とを受け取って加算信号を出力するように構成された加算増幅器と、
を含むオーディオ機器。
【００７１】
実施形態１３。ローパスフィルタは、人間の聴力の低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有し、ハイパスフィルタは、人間の聴力の高周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有する、実施形態１２のオーディオ機器。
【００７２】
実施形態１４。オーディオ機器は、
場内放送システム、
補聴器、
電話機、
スピーカ、
１又は２以上のヘッドホン、
コンピュータ、
楽器、
テレビ、
エンターテイメントシステム、
のうちの１つ又は２つ以上を含む、実施形態１２のオーディオ機器。
【００７３】
実施形態１５。ローパスフィルタは、選択的な周波数応答曲線によって定められる低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを有する、実施形態１２のオーディオ機器。
【００７４】
実施形態１６。加算信号を受け取るように構成された励起モジュールをさらに含み、励起モジュールは、
シャープハイパスフィルタと、
高周波調波を生じるように構成された歪みユニットと、
を含む、実施形態１２のオーディオ機器。
【００７５】
実施形態１７。命令を記憶したコンピュータ可読有形媒体であって、この命令は、実行時に、プロセッサに、
音源から受け取られた信号の範囲を動的に拡大して動的拡大信号を生成するステップと、
ローパスフィルタを通じて動的拡大信号をフィルタ処理して第１の処理済み信号を生成するステップと、
ハイパスフィルタを通じて動的拡大信号を平行してフィルタ処理して第２の処理済み信号を生成するステップと、
を含む動作を実行するように指示する、コンピュータ可読有形媒体。
【００７６】
実施形態１８。人間の聴力の低周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを用いて、ローパスフィルタを通じて動的拡大信号をフィルタ処理して第１の処理済み信号を生成するステップと、
人間の聴力の高周波ロールオフ点と相関するコーナー周波数を含むオクターブスロープを用いて、ハイパスフィルタを通じて動的拡大信号をフィルタ処理して第２の処理済み信号を生成するステップと、
を含む動作を実行するようにプロセッサに指示する命令をさらに含む、実施形態１７のコンピュータ可読媒体。
【００７７】
実施形態１９。第１の処理済み信号と、第２の処理済み信号と、音源からのクリーンな信号とを加算して加算信号にするステップと、
シャープハイパスフィルタを用いて加算信号をフィルタ処理することによって加算信号を励起し、加算信号を歪ませて高周波調波を生じるステップと、
を含む動作を実行するようにプロセッサに指示する命令をさらに含む、実施形態１７のコンピュータ可読媒体。
【００７８】
実施形態２０。信号の範囲の動的拡大を浮動閾値に従って調整するステップを含む動作を実行するようにプロセッサに指示する命令をさらに含む、実施形態１７のコンピュータ可読媒体。
【００７９】
開示した主題の例示的な実施形態についての上記説明は、例示及び説明目的で示したものである。上記の説明は、包括的であることや、或いは本開示の主題を開示した精密な形に限定することを意図するものではなく、上記の教示に照らして修正例及び変形例が可能であり、或いは本開示の主題を実践することによって変更例及び変形例を得ることができる。実施形態は、本開示の主題の原理を説明するために、また当業者が様々な実施形態において、検討される特定の用途に適した様々な修正を伴って本開示の主題を利用できるように本開示の主題の実用的応用として選択して説明したものである。本開示の主題の範囲は、本明細書に添付する特許請求の範囲及びその同等物によって定められるものとする。
【符号の説明】
【００８０】
１００  シグナルプロセッサ
１０２  音源
１０６  等化強調モジュール
１０８  加算増幅器
１１０  ダイナミックレンジエキスパンダ
１１２  ダイナミックレンジエキスパンダ
１１４  ローパスフィルタ
１１６  ハイパスフィルタ
１１８  励起モジュール
１２０  加算増幅器
１２２  フィルタ
１２４  歪みモジュール
１２６  積分器
【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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【国際調査報告】
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2019522450.tif 000009
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