(57)【要約】【課題】低音の量感を十分に得ることができるスピーカー装置を提供する。【解決手段】音響装置１０は、音響信号の音量を検出する第１検出部１７と、第１検出部１７により検出された音量に基づき音響信号の低域成分の信号レベルを調整し、調整信号を生成する低域成分調整部４０と、を含む。【選択図】図１
2018160885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号の音量を検出する第１検出部と、
前記第１検出部により検出された前記音量に基づき前記音響信号の低域成分の信号レベルを調整し、調整信号を生成する低域成分調整部と、
を備える音響装置。
【請求項２】
前記低域成分調整部は、
前記音量が第１の音量である場合と比較して、前記音量が前記第１の音量よりも高い第２の音量である場合において前記音響信号の低域成分の信号レベルをより低減させるように、前記音響信号の低域成分の信号レベルを調整する、
請求項１に記載の音響装置。
【請求項３】
前記低域成分調整部は、
前記音響信号の低域成分の信号レベルを調整して前記調整信号を生成する信号処理部と、
前記音量に基づいて前記信号処理部の周波数応答を制御する信号処理制御部と、
を備える請求項１または２に記載の音響装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、前記音響信号の低域成分の信号レベルを低減しない第１状態と、前記音響信号の低域成分の信号レベルを低減する第２状態とを含む複数の状態のいずれかで動作し、
前記信号処理制御部は、前記音量が前記第１の音量である場合に前記信号処理部が前記第１状態で動作し、前記音量が前記第２の音量である場合に前記第２状態で動作するよう前記信号処理部を制御することにより、前記信号処理部の周波数応答を制御する、
請求項３に記載の音響装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、周波数応答が異なる第１フィルターと第２フィルターとを含み、
前記複数の状態は、前記第１フィルターが前記音響信号を処理して前記調整信号を生成する前記第２状態と、前記第２フィルターが前記音響信号を処理して前記調整信号を生成する第３状態とを含む、
請求項４に記載の音響装置。
【請求項６】
前記第１検出部は、単位期間における前記音響信号の振幅の最大値を、前記音量として検出する、
請求項１乃至５のいずれかに記載の音響装置。
【請求項７】
前記信号処理部は、
前記音響信号と、前記音響信号の低域成分の信号レベルを低減させて生成された信号とをクロスフェードさせた前記調整信号を生成する、
請求項３に記載の音響装置。
【請求項８】
前記調整信号の信号レベルに応じて、当該調整信号のダイナミックレンジを圧縮するコンプレッサーをさらに備える、
請求項１乃至７のいずれかに記載の音響装置。
【請求項９】
前記調整信号の音量を検出する第２検出部をさらに備え、
前記コンプレッサーは、前記第２検出部が検出した前記音量に応じて、前記ダイナミックレンジを圧縮する、
請求項８に記載の音響装置。
【請求項１０】
前記音響信号の音量を設定する指示を受け付ける指示受付部と、
前記指示に応じて入力信号の音量を調整し前記音響信号を生成する信号生成部と、
をさらに備える、
請求項１乃至９のいずれかに記載の音響装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の音響装置と、
前記調整信号に基づいて放音する放音装置と、
を含むスピーカー装置。
【請求項１２】
音響信号の音量を検出し、
検出された前記音量に基づき前記音響信号の低域成分の信号レベルを調整し、調整信号を生成する、
音響信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響装置、スピーカー装置、および音響信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
机上などのようにスペースの限られた場所にスピーカー装置を設置する場合、当該スピーカー装置は小型である必要がある。小型のスピーカー装置が出力する音では、大型のスピーカー装置が出力する音と比べて、低い周波数の音（低音）の量感が減少する。そこで、スピーカー装置に入力される信号に対して、低域成分の信号レベルを持ち上げる処理を施した上で増幅し、増幅された信号に基づいてスピーカー装置に放音させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、低域成分の信号レベルを持ち上げるイコライザーおよびアンプを、それぞれ内蔵したスピーカー装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スピーカー装置に入力される信号のソースは複数存在し（例えば携帯型の再生装置およびネットワークを介したサーバー）、ユーザーは、ソースを適宜切り替える。一方、スピーカー装置が出力する音の音量は、ソースにかかわらず当該スピーカー装置に設けられるツマミなどによって設定される構成が一般的である。
ここで、ユーザーが、例えば携帯型の再生装置をソースとしてセットして、上記ツマミによりスピーカー装置が出力する音の音量を適切に設定したと想定する。このとき、ユーザーがソースを携帯型の再生装置からネットワークを介したサーバーに変更した場合に、低音の量感が十分でない音が出力されることがある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ソースを変更しても、量感のある低音を出力可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る音響装置は、音響信号の音量を検出する第１検出部と、前記第１検出部により検出された前記音量に基づき前記音響信号の低域成分の信号レベルを調整し、調整信号を生成する低域成分調整部と、を含む。
本発明は、上述した音響装置において実行される音響信号処理方法としても、当該音響装置および放音装置を備えるスピーカー装置としても理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係るスピーカー装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る信号処理部の構成を示す図である。
【図３】調整信号を生成する処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】低域成分調整部による処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】調整信号の周波数特性の一例を示す図である。
【図６】調整信号の周波数特性の一例を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る信号処理部の構成を示す図である。
【図８】調整信号の周波数特性の一例を示す図である。
【図９】調整信号の周波数特性の一例を示す図である。
【図１０】変形例に係るスピーカー装置の構成を示す図である。
【図１１】変形例に係る信号処理部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るスピーカー装置１の構成を示すブロック図である。スピーカー装置１は、携帯型の再生装置およびサーバーなどのソースから供給される信号Ｉｐに基づいて放音する。本実施形態において、スピーカー装置１は小型であると想定する。
図１に示されるように、スピーカー装置１は、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１２、調整信号を生成する音響装置１０、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）２２、アンプ２４、および、調整信号に基づいて放音するスピーカー２６（放音装置）を含む。音響装置１０は、指示受付部１４、乗算器１６（信号生成部の一例）、イコライザー３０、第１検出部１７、信号処理制御部１８、第２検出部１９、および、コンプレッサー２０を含む。
【０００８】
ＡＤＣ１２は、アナログの信号Ｉｐをデジタル信号に変換して、音響装置１０（乗算器１６）に供給する。
なお、信号Ｉｐがデジタル形式で供給される場合であれば、特に図示しないが、当該信号Ｉｐは、ＡＤＣ１２をバイパスして、乗算器１６に供給される。また、サーバーなどの外部装置からネットワークを介して信号Ｉｐが供給される場合には、当該信号Ｉｐが、図示省略したネットワークインターフェイスを介して乗算器１６に供給される。本明細書においては、ＡＤＣ１２による処理を経て音響装置１０に入力される信号ＩｐおよびＡＤＣ１２をバイパスして音響装置１０に入力される信号Ｉｐを入力信号と総称する。
【０００９】
指示受付部１４は、スピーカー装置１から出力される音の音量を設定する指示をユーザーから受け付けるユーザーインターフェースであり、設定された音量に応じた係数を出力する。指示受付部１４は、例えば、つまみ、スイッチ、または、音量を制御するリモコンからの信号の受信器であって良い。指示受付部１４は、例えば、入力信号の音量を小さくするのであれば係数「０．８」を出力し、大きくするのであれば係数「１．２」を出力する。
【００１０】
乗算器１６は、指示受付部１４が受け付けた指示に応じて入力信号の音量を調整し音響信号を生成する。より具体的には、乗算器１６は、入力信号に、指示受付部１４から出力される係数を乗算して音響信号を生成する。すなわち、指示受付部１４は、音響信号の音量を設定する指示を受け付けると換言しても良い。乗算器１６は、音響信号を第１検出部１７およびイコライザー３０にそれぞれ供給する。
【００１１】
第１検出部１７は、乗算器１６から供給された音響信号の音量を検出し、検出結果を信号処理制御部１８に供給する。第１検出部１７による音量の検出は、時間軸上の単位期間（例えば、０．５秒または１秒）毎に反復的に実行される。単位期間は、所定長の期間である。具体的には、第１検出部１７は、単位期間内における音響信号の振幅の最大値を、当該単位期間における音量として検出する。なお、以上の構成に代えて、第１検出部１７は、音響信号の振幅の瞬時値を音響信号の音量として検出しても良いし、音響信号の振幅の実効値を音響信号の音量として検出しても良い。ここで、実効値とは、単位期間当たりにおいて乗算器１６の乗算結果を二乗した値の平方根を指す。第１検出部１７は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）による演算でその機能が実現される。
【００１２】
イコライザー３０は、音響信号の信号レベルを調整する。より詳細には、イコライザー３０は、互いに直列に接続される複数のフィルター３９と、信号処理部３３と、を含む。複数のフィルター３９の各々は、異なる周波数帯域に対応し、対応する周波数帯域の信号レベルを調整する。複数のフィルター３９により複数の周波数帯域の信号レベルが調整された音響信号は、信号処理部３３に供給される。このようにして、イコライザー３０は音響信号に対して後述する周波数特性を付与する。
信号処理部３３は、音響信号の低域成分の信号レベルを調整して調整信号を生成する。より具体的には、本実施形態の信号処理部３３は、信号処理制御部１８から供給される信号に応じて、音響信号の低域成分の信号レベルを低減しない第１状態と、音響信号の低域成分の信号レベルを低減する第２状態とを含む複数の状態のいずれかで動作する。
なお、低域成分とは、所定の周波数よりも低い周波数を有する音響成分を指すものとする。
【００１３】
信号処理制御部１８は、第１検出部１７から供給された検出結果（すなわち、第１検出部１７が検出した音量）に基づいて信号処理部３３の周波数応答を制御する。より具体的には、本実施形態の信号処理制御部１８は、第１検出部１７が検出した音量がしきい値を上回るか否かを判別する。信号処理制御部１８は、第１検出部１７が検出した音量がしきい値を上回る場合には、信号処理部３３が第２状態で動作し、第１検出部１７が検出した音量がしきい値と等しいまたはしきい値を下回る場合には、信号処理部３３が第１状態で動作するよう信号処理部３３を制御する。このようにして、信号処理制御部１８は、信号処理部３３の周波数応答を制御する。
なお、信号処理制御部１８は、信号処理部３３が有する複数の処理経路のいずれかを選択する要素と換言しても良い。より具体的には、本実施形態において、信号処理部３３は、音響信号の低域成分の信号レベルが低減されない第１処理経路（第１状態に対応）と、音響信号の低域成分の信号レベルが低減される第２処理経路（第２状態に対応）と、の２つの処理経路を有する。信号処理制御部１８は、２つの処理経路のいずれかを選択することにより、信号処理部３３の周波数応答を制御する。
信号処理制御部１８は、例えばＤＳＰによる演算でその機能が実現されても良いし、コンパレーターでも良い。
【００１４】
図２を参照して、信号処理部３３の詳細について説明する。図２は、信号処理部３３の構成の一例を示す。図示のように、信号処理部３３は、単極双投型のスイッチ３２および３４、ならびに、音響信号の低域成分の信号レベルを低減させるハイパスフィルター（ＨＰＦ）３６を含む。本実施形態において、信号処理部３３は、第１状態においては音響信号をＨＰＦ３６で処理せず、第２状態においては音響信号をＨＰＦ３６で処理する。より具体的には、信号処理部３３が第１状態で動作する場合、信号処理部３３は音響信号をＨＰＦ３６に入力せず、音響信号はＨＰＦ３６による処理を経ずに調整信号として出力される（すなわち、第１処理経路を通過した音響信号が調整信号として出力される）。一方で、信号処理部３３が第２状態で動作する場合、信号処理部３３は音響信号をＨＰＦ３６に入力し、ＨＰＦ３６による処理を経た音響信号を調整信号として生成する（すなわち、第２処理経路を通過した音響信号が調整信号として出力される）。
【００１５】
信号処理部３３が音響信号をＨＰＦ３６で処理するか否かは、スイッチ３２および３４により切り替えられる。スイッチ３２および３４は、それぞれ、共通接続端と、端子ａおよび端子ｂと、を有する。ＨＰＦ３６は、入力端および出力端を有する。スイッチ３２の端子ａはスイッチ３４の端子ａに接続される。また、スイッチ３２の端子ｂはＨＰＦ３６の入力端に接続され、スイッチ３４の端子ｂはＨＰＦ３６の出力端に接続される。
スイッチ３２および３４の端子ａおよび端子ｂの接続状態の選択は、信号処理制御部１８によって次のように制御される。信号処理制御部１８は、第１検出部１７によって検出された音量がしきい値を上回る場合、スイッチ３２に端子ｂを選択させ、スイッチ３４に端子ｂを選択させる（第２状態）。また、信号処理制御部１８は、第１検出部１７によって検出された音量がしきい値と等しいまたはしきい値を下回る場合、スイッチ３２に端子ａを選択させ、スイッチ３４に端子ａを選択させる（第１状態）。
【００１６】
以上の説明から理解されるように、信号処理部３３および信号処理制御部１８は、第１検出部１７が検出した音量に基づいて音響信号の低域成分の信号レベルを調整し、調整信号を生成する低域成分調整部４０（図１参照）として機能する。
なお、図１において、イコライザー３０および低域成分調整部４０は、機能的なブロック図で示されているが、実際には、それぞれがＤＳＰによる演算で実現される。
【００１７】
第２検出部１９は、信号処理部３３が出力する調整信号の音量（すなわち、スイッチ３４の共通接続端からの出力信号の音量）を、第１検出部１７と同様にして検出し、検出結果をコンプレッサー２０に供給する。第２検出部１９は、例えばＤＳＰによる演算でその機能が実現される。
コンプレッサー２０は、調整信号の信号レベルに応じて調整信号のダイナミックレンジを圧縮し、圧縮後の調整信号をＤＡＣ２２に供給する。より具体的には、コンプレッサー２０は、調整信号のダイナミックレンジを第２検出部１９により検出された音量に応じて圧縮する。詳細には、コンプレッサー２０は、調整信号のダイナミックレンジを、第２検出部１９により検出された音量が大きくなるにつれて高くなる比率で圧縮する。ここで、ダイナミックレンジとは、調整信号における最大音量と最小音量との比率である。
【００１８】
ＤＡＣ２２は、供給された信号をアナログに変換する。アンプ２４は、当該アナログに変換された信号を一定の増幅率で増幅して、スピーカー２６に出力する。スピーカー２６は、アンプ２４により増幅された信号を空気の振動である音に変換して放音する。
【００１９】
なお、以上の説明において、ＤＳＰによる演算で実現される機能（第１検出部１７、フィルター３９、信号処理部３３、信号処理制御部１８、および第２検出部１９の機能）のそれぞれは、ＤＳＰによる演算に代えて、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が不図示の記憶部に格納されたプログラムを実行することにより実現されても良い。
【００２０】
次に、第１実施形態に係るスピーカー装置１の動作について説明する。
上述したように、小型のスピーカー装置１では、低音の量感が不足するので、低域成分の信号レベル、具体的には７０Ｈｚ付近の信号レベルを持ち上げる処理が複数のフィルター３９により施される。その上で、次のような処理がさらに実行される。
【００２１】
図３は、音響装置１０が調整信号を生成する処理の概要を示すフローチャートである。ステップSt1において、第１検出部１７は、音響信号の音量を検出する。そして、ステップSt2において、低域成分調整部４０は、検出された音量に基づき音響信号の低域成分の信号レベルを調整し、調整信号を生成する。以上のステップSt1およびステップSt2における処理は、単位期間毎に反復的に実行される。
図４を参照して、低域成分調整部４０が実行する処理を具体的に説明する。図４は、低域成分調整部４０による処理の一例を示すフローチャートである。第１検出部１７が検出した音量がしきい値を上回ると信号処理制御部１８が判別した場合（St21：YES）、すなわち、スピーカー２６から出力される音の音量が比較的大きい場合、信号処理部３３は、ＨＰＦ３６の処理を経た音響信号を調整信号として出力する（St22）。換言すると、信号処理制御部１８がスイッチ３２に端子ｂを選択させるとともにスイッチ３４に端子ｂを選択させることにより、信号処理部３３は第２状態で動作する。
【００２２】
図５は、音響信号がＨＰＦ３６の処理を経る場合に生成される調整信号の周波数特性の一例を示す図である。ＨＰＦ３６のカットオフ周波数は、例えば５０Ｈｚ程度である。このため、図５では、５０Ｈｚ以下の周波数帯域の信号レベルが、ＨＰＦ３６の処理を経ない場合に生成される調整信号における５０Ｈｚ以下の周波数帯域の信号レベル（点線にて示す）と比較して大きく低減している。
なお、図５に示す周波数特性は、信号処理部３３が第２状態で動作する場合のイコライザー３０の入出力の特性を示すと換言しても良い。図５に示すように、カットオフ周波数以上の周波数帯域において、周波数特性を示す線がフラットでない。より具体的には、７０Ｈｚ付近、３０００Ｈｚ付近および１００００Ｈｚ付近にピークが存在する。このようなピークは、音響信号がイコライザー３０を通過することにより音響信号に施されるイコライジング処理によるものである。
音響信号の音量がしきい値を上回る場合、音響信号がＨＰＦ３６の処理を経るため、調整信号の低域成分の信号レベルが低減する。しかし、スピーカー２６による放音量が大きいので、低音の量感の低下がユーザーに気づかれにくい。
【００２３】
一方、第１検出部１７によって検出された音量がしきい値と等しいまたはしきい値を下回ると判別された場合（図４のSt21:NO）、すなわち、スピーカー２６から出力される音の音量が比較的小さい場合、信号処理部３３は、ＨＰＦ３６をバイパスした（ＨＰＦ３６の処理を経ない）音響信号を調整信号として出力する（図４のSt23）。換言すると、信号処理制御部１８がスイッチ３２に端子ａを選択させるとともにスイッチ３４に端子ａを選択させることにより、信号処理部３３は第１状態で動作する。
【００２４】
図６は、音響信号がＨＰＦ３６の処理を経ない場合に生成される調整信号の周波数特性の一例を示す図である。図６では、５０Ｈｚ以下の周波数帯域の信号レベルが、図５に示す例と比較して高い。このように、音響信号の音量がしきい値を上回らない場合には、低域成分の信号レベルが低減されない。このため、スピーカー２６から出力される音の音量が比較的小さい場合であっても、低音の量感が損なわれることがない。
【００２５】
第１実施形態に係るスピーカー装置１では、指示受付部１４が受け付けた指示に応じて音量が調整された音響信号の音量がしきい値を上回るか否かによって、音響信号がＨＰＦ３６の処理を経るか否かが切り替えられる。このため、スピーカー２６の放音量が小さい場合でもソースにかかわらず量感のある低音を出力することができる。
例えば、スピーカー装置１に携帯型の再生装置を接続して、指示受付部１４を介してユーザーが音量を設定した後に、ソースを携帯型の再生装置からネットワーク経由のサーバーに変更した場合を想定する。サーバーから出力される信号のレベルはコントロールできないため、ソースが携帯型の再生装置である場合と、ソースがサーバーである場合とで、スピーカー２６から出力される音の音量が異なる場合がある。本実施形態では、第１検出部１７が、乗算器１６の乗算結果、すなわち指示受付部１４が受け付けた指示に応じて調整された音響信号の音量に基づいて低域成分の信号レベルを調整するか否かを判別する。このため、ソースの変更によりスピーカー２６から出力される音の音量が小さくなった場合でも、量感のある低音を出力することができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００２７】
図７は、第２実施形態に係る信号処理部３３の構成を示すブロック図である。
第２実施形態の信号処理部３３は、ＨＰＦ３６に代えて、音響信号の低域成分の信号レベルを低減するバンドエリミネーションフィルター（ＢＥＦ）３８を有する点において図１に示した第１実施形態の信号処理部３３と相違する。ＢＥＦ３８は、特定の周波数帯域の信号レベルを低減させるものであり、本例では、この周波数帯域の中心が約６０Ｈｚ付近に設定されている。なお、信号処理部３３の構成を除き、第２実施形態に係るスピーカー装置１の構成は第１実施形態において説明したスピーカー装置１の構成と同様で良い。
【００２８】
図８は、音響信号がＢＥＦ３８の処理を経る場合に生成される調整信号の周波数特性の一例を示す図である。
図８では、ＢＥＦ３８の処理により６０Ｈｚ付近の周波数帯域の信号レベルが大きく低減するが、スピーカー２６による放音量が大きいので、低音の量感の低下がユーザーに気づかれにくい。なお、図８に示す周波数特性は、ＢＥＦ３８による６０Ｈｚ付近での信号レベルの低減を除けば、図５に示す周波数特性とほぼ同じである。
【００２９】
図９は、音響信号がＢＥＦ３８の処理を経ない場合に生成される調整信号の周波数特性の一例を示す図である。
図９では、ＢＥＦ３８の処理による６０Ｈｚ付近での信号レベルの低減がない。このため、スピーカー２６から出力される音の音量が比較的小さい場合であっても、低音の量感が損なわれることがない。なお、図９に示す周波数特性は、図６に示す周波数特性とほぼ同じである。
したがって、第２実施形態に係るスピーカー装置１によれば、第１実施形態と同様に、スピーカー２６の放音量が小さい場合でもソースにかかわらず量感のある低音を出力することができる。
【００３０】
＜変形例＞
本発明は、上述した第１実施形態および第２実施形態に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の応用または変形が可能である。なお、次に述べる応用または変形の態様から任意に選択された一または複数の態様は適宜に組み合わせられて良い。
【００３１】
＜変形例１＞
第１実施形態および第２実施形態において、信号処理制御部１８は、１つのしきい値を用いて信号処理部３３の周波数応答を制御した。しかし、信号処理制御部１８は複数のしきい値を用いても良い。より具体的には、上述の実施形態において、信号処理制御部１８は、検出された音量がしきい値を上回るか否かを判別したが、この判別の際に、ヒステリシス特性を持たせても良い。例えば、信号処理制御部１８は、音量が低下する過程で第１しきい値を下回ると、信号処理部を第１状態で動作させ、音量が上昇する過程で第２しきい値を上回ると、信号処理部３３を第２状態で動作させて良い。ここで、第１しきい値は、第２しきい値より低く設定される。
以上の構成では、音響信号の音量が１つのしきい値近辺で変動したときに、信号処理部３３の周波数応答を変更するか否か（音響信号がＨＰＦ３６またはＢＥＦ３８の処理を経るか否か）の頻繁な切り替えが抑えられる。
【００３２】
ここで、実施形態におけるしきい値または変形例１における第１しきい値を下回る任意の音量である「第１の音量」と、実施形態におけるしきい値または変形例１における第２しきい値を上回る任意の音量である「第２の音量」とを想定する。第２の音量は、第１の音量よりも高く設定される。この場合、低域成分調整部４０は、第１検出部１７により検出された音響信号の音量が第２の音量である場合に、音響信号の音量が第１の音量である場合と比較して、音響信号の低域成分の信号レベルをより低減させるように（信号レベルの低減量が大きくなるように）当該音響信号の低域成分の信号レベルを調整する要素であるとも理解され得る。すなわち、信号処理制御部１８は、音響信号の音量が第１の音量である場合に信号処理部３３が第１状態で動作し、音響信号の音量が第２の音量である場合に信号処理部３３が第２状態で動作するよう信号処理部３３を制御することにより、信号処理部３３の周波数応答を制御する。
【００３３】
なお、以上の説明では、音量に応じて音響信号にＨＰＦ３６（またはＢＥＦ３８）の処理を施すか否かを切り替えることにより、信号処理部３３の周波数応答を変更する構成を例示したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、信号処理部３３は、第２処理経路のみを有しても良く、音響信号は音量にかかわらずＨＰＦ３６（またはＢＥＦ３８）の処理を経ても良い。この場合、信号処理部３３の周波数応答は、音響信号の音量がしきい値を上回る場合にＨＰＦ３６（またはＢＥＦ３８）の周波数応答を示す多項式の次数を上げて周波数応答を示す線の傾きの急峻性を高めることにより変更されても良いし、カットオフ周波数を上げることにより変更されても良い。
【００３４】
＜変形例２＞
上述の実施形態および変形例では、第１検出部１７が、複数のフィルター３９による処理を経る前の音響信号の音量を検出する構成を例示した（図１）。しかし、第１検出部１７は、複数のフィルター３９による処理を経た後の音響信号の音量を検出しても良い。図１０は、変形例２に係るスピーカー装置１の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、変形例２においては、複数のフィルター３９による処理を経た音響信号が第１検出部１７に供給される。
このように、本変形例では、複数のフィルター３９により周波数特性が変更された後の音響信号の音量を第１検出部１７が検出する。すなわち、本変形例では、上述の実施形態および変形例と比較して、スピーカー２６に入力される信号の周波数特性により近い周波数特性を有する信号の音量に基づいて音響信号の低域成分の信号レベルが調整され得る。このため、上述の実施形態における、ソースにかかわらず量感のある低音を出力するという効果がより顕著である。
【００３５】
また、上述の実施形態および変形例では、乗算器１６が生成した音響信号を複数のフィルター３９が処理する構成を例示した。しかし、本変形例において、フィルター３９が入力信号を処理した後に、乗算器１６が当該処理された入力信号から音響信号を生成してもよい。換言すると、指示受付部１４および乗算器１６による処理は、第１検出部１７および信号処理部３３による処理の前であれば、複数のフィルター３９による処理の後に行われても良い。
【００３６】
＜変形例３＞
上述の実施形態および変形例では、信号処理部３３が１つのフィルター（ＨＰＦ３６またはＢＥＦ３８）を含む構成を例示した。しかし、信号処理部３３は、異なる周波数応答を有する複数のフィルターを含んでも良い。図１１は、本変形例に係る信号処理部３３の構成の一例を示すブロック図である。図１１に示す例において、信号処理部３３は周波数応答が異なるＨＰＦ３６１（第１のフィルターの一例）およびＨＰＦ３６２（第２のフィルターの一例）を含む。ＨＰＦ３６２は、ＨＰＦ３６１と比較して音響信号の低域成分の信号レベルをより多く低減させる。例えば、ＨＰＦ３６２の周波数応答を示す線の傾きは、ＨＰＦ３６１の周波数応答を示す線の傾きよりも急峻であって良い。図１１に示す例において、信号処理部３３が動作し得る複数の状態は、上述の第１状態と第２状態とに加え、第３状態を含む。第２状態においては、ＨＰＦ３６１が音響信号を処理して調整信号を生成し、第３状態においては、ＨＰＦ３６２が音響信号を処理して調整信号を生成する。信号処理部３３がいずれの状態において動作するかは、信号処理制御部１８が音響信号の音量に応じて決定する。例えば、信号処理制御部１８は、音量がしきい値ＴｈＢを上回る場合に信号処理部３３を第３状態で動作させ、音量がしきい値ＴｈＢと等しいまたはしきい値ＴｈＢを下回り、かつ、音量がしきい値ＴｈＡを上回る場合に信号処理部３３を第２状態で動作させ、それ以外の場合に信号処理部３３を第１状態で動作させても良い。ここで、しきい値ＴｈＢは、しきい値ＴｈＡよりも高く設定される。
なお、図１１に示す例において、信号処理部３３は、音響信号が低減されない第１処理経路（第１状態に対応）と、音響信号がＨＰＦ３６１により処理される第２処理経路（第２状態に対応）と、音響信号がＨＰＦ３６２により処理される第３処理経路（第３状態に対応）と、の３つの処理経路を有する。信号処理制御部１８は、３つの処理経路のいずれかを選択することにより、信号処理部３３の周波数応答を制御する。
【００３７】
図１１に示す例において、スイッチ３２および３４は、それぞれ、共通接続端と、端子ａ、端子ｂ、および端子ｃと、を有する。また、ＨＰＦ３６１およびＨＰＦ３６１は、それぞれ、入力端および出力端を有する。スイッチ３２の端子ａはスイッチ３４の端子ａに接続される。スイッチ３２の端子ｂはＨＰＦ３６１の入力端に接続され、スイッチ３４の端子ｂはＨＰＦ３６１の出力端に接続される。スイッチ３２の端子ｃはＨＰＦ３６２の入力端に接続され、スイッチ３４の端子ｃはＨＰＦ３６２の出力端に接続される。第１状態において、信号処理制御部１８は、スイッチ３２および３４にそれぞれの端子ａを選択させる。第２状態において、信号処理制御部１８は、スイッチ３２および３４にそれぞれの端子ｂを選択させる。第３状態において、信号処理制御部１８は、スイッチ３２および３４にそれぞれの端子ｃを選択させる。
【００３８】
本変形例によれば、信号処理部３３が２つのＨＰＦ３６を含むため、音響信号の音量に応じて、信号処理部３３の周波数応答（すなわち、低域成分の信号レベルを低減させる度合い）を３段階で変化させることができる。本変形例では、低減の度合いが３段階で変化するため、２段階で変化する構成と比較して変化の度合いの差分が小さくなる。このため、低域成分の信号レベルの低減の度合いが変化した場合に発生するノイズが低減する。結果として、信号処理部３３の周波数応答の変化、すなわち、信号処理部３３が有する処理経路の切り換えがユーザーに知覚されにくくなる。
なお、以上では、信号処理部３３が２つのＨＰＦ３６を含む場合を例示したが、信号処理部３３は３つ以上のＨＰＦ３６を含んでも良い。また、以上では、信号処理部３３が複数のＨＰＦ３６を含む場合を例示したが、信号処理部３３は複数のＢＥＦ３８を含んでも良い。
【００３９】
＜変形例４＞
上述の実施形態および変形例では、信号処理部３３がスイッチ３２および３４を有する構成を例示したが（図２，図７、および図１１）、信号処理部３３はスイッチ３２を有さなくても良い。この場合、直列に接続された複数のフィルター３９のうちの最後のフィルター３９の出力端は、ＨＰＦ３６の入力端およびスイッチ３４の端子ａに接続される。信号処理制御部１８が供給する信号に応じてスイッチ３４が端子ａと端子ｂ（と端子ｃ）との間で選択を切り替えることにより、信号処理部３３の状態が第１状態と第２状態（と第３状態）との間で切り替わる。
【００４０】
＜変形例５＞
上述の実施形態および変形例では、信号処理部３３の周波数応答がスイッチ３２および３４により段階的に切り替えられる構成を例示した。しかし、本発明は上述の例に限定されない。信号処理部３３の周波数応答は、連続的に変更されても良い。例えば、信号処理部３３は、ＨＰＦ３６またはＢＥＦ３８の処理を経ない信号（すなわち、信号処理部３３に供給された音響信号）と、音響信号の低域成分の信号レベルを低減させて生成された信号とをクロスフェードさせることにより、調整信号を生成しても良い。より具体的には、信号処理部３３が有する第１処理経路を通過した音響信号（第１音響信号と称する）と、信号処理部３３が有する第２処理経路を通過した音響信号（第２音響信号と称する）とを想定する。信号処理部３３は、第１音響信号の音量を経時的に低下させて生成した信号と、第２音響信号の音量を経時的に上昇させて生成した信号とを、一部重畳するように加算することで、調整信号を生成する。
同様に、上述の変形例３において、信号処理部３３は、第２処理経路を通過した音響信号と、第３処理経路を通過した音響信号とをクロスフェードさせることにより、調整信号を生成しても良い。
本変形例によれば、信号処理部３３の周波数応答が連続的に変更されるため、段階的に変更される構成と比較して、低域成分の信号レベルの低減の度合いが滑らかに変化する。このため、低域成分の信号レベルの低減の度合いが変化した場合に発生するノイズが低減し、結果として、信号処理部３３の周波数応答の変化がユーザーに知覚されにくくなる。
【００４１】
上述した各実施形態および各変形例の少なくとも１つから以下の態様が把握される。
【００４２】
本発明の好適な態様に係る音響装置は、音響信号の音量を検出する第１検出部と、第１検出部により検出された音量に基づき音響信号の低域成分の信号レベルを調整し、調整信号を生成する低域成分調整部と、備える。この態様によれば、音響信号の音量に基づいて適切に低域成分の信号レベルが調整された調整信号が生成され得る。
【００４３】
本発明の好適な態様において、低域成分調整部は、音量が第１の音量である場合と比較して、音量が第１の音量よりも高い第２の音量である場合において音響信号の低域成分の信号レベルをより低減させるように、音響信号の低域成分の信号レベルを調整する。この態様によれば、音響信号の音量が第２の音量から第１の音量に変化した場合でも、量感のある低音が出力され得る。
【００４４】
本発明の好適な態様において、低域成分調整部は、音響信号の低域成分の信号レベルを調整して調整信号を生成する信号処理部と、音量に基づいて信号処理部の周波数応答を制御する信号処理制御部と、を備える。
【００４５】
本発明の好適な態様において、信号処理部は、音響信号の低域成分の信号レベルを低減しない第１状態と、音響信号の低域成分の信号レベルを低減する第２状態とを含む複数の状態のいずれかで動作し、信号処理制御部は、音量が第１の音量である場合に信号処理部が第１状態で動作し、音量が第２の音量である場合に第２状態で動作するよう信号処理部を制御することにより、信号処理部の周波数応答を制御する。
【００４６】
本発明の好適な態様において、信号処理部は、音響信号の低域成分の信号レベルを低減するハイパスフィルターまたはバンドエリミネーションフィルターを含む。
【００４７】
本発明の好適な態様において、信号処理部は、周波数応答が異なる第１フィルターと第２フィルターとを含み、複数の状態は、第１フィルターが音響信号を処理して調整信号を生成する第２状態と、第２フィルターが音響信号を処理して調整信号を生成する第３状態とを含む。この態様によれば、信号処理部の周波数応答が少なくとも３段階で変更される。このため、２段階で変更される場合と比較して、音響信号の低域成分の信号レベルの低減の度合いが一の段階から次の段階に変化した場合に、低減される度合いの差分が低減される。
【００４８】
本発明の好適な態様において、第１検出部は、単位期間における音響信号の振幅の最大値を、音量として検出する。この態様によれば、例えば音響信号が示す複数の振幅の各々を音量として検出する場合と比較して、音響信号の低域成分の信号レベルが調整される頻度が低減される。
【００４９】
本発明の好適な態様において、信号処理部は、音響信号と、音響信号の低域成分の信号レベルを低減させて生成された信号とをクロスフェードさせた調整信号を生成する。この態様によれば、信号処理部の周波数応答が連続的に変更される。このため、信号処理部の周波数応答が段階的に変更される場合と比較して、音響信号の低域成分の信号レベルの低減の度合いが滑らかに変化する。
【００５０】
本発明の好適な態様において、音響装置は、調整信号の信号レベルに応じて、当該調整信号のダイナミックレンジを圧縮するコンプレッサーをさらに備える。この態様によれば、ダイナミックレンジが圧縮されない場合と比較して信号レベルのクリップの発生回数が低減されるため、結果として出力される音のひずみが抑制される。
この態様において、音響装置は、調整信号の音量を検出する第２検出部をさらに備えて良く、コンプレッサーは、第２検出部が検出した音量に応じて、ダイナミックレンジを圧縮する。
【００５１】
本発明の好適な態様において、音響装置は、音響信号の音量を設定する指示を受け付ける指示受付部と、指示に応じて入力信号の音量を調整し音響信号を生成する信号生成部と、をさらに備える。
【００５２】
本発明は、上述したいずれかの態様の音響装置において実行される音響信号処理方法としても、当該音響装置および放音装置を備えるスピーカー装置としても理解され得る。
【符号の説明】
【００５３】
１…スピーカー装置、１４…指示受付部、１６…乗算器、１７…第１検出部、１８…信号処理制御部、１９…第２検出部、２０…コンプレッサー、２６…スピーカー、３３…信号処理部、３６…ＨＰＦ（ハイパスフィルター）、３８…ＢＥＦ（バンドエリミネーションフィルター）、３０…イコライザー、４０…低域成分調整部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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