(57)【要約】【課題】低処理量又は小規模回路にて帯域別音量制御を行う。【解決手段】音量制御装置１０は、時間領域上の入力音響信号（ｐｃｍ［ｉ］）の信号レベルを増幅率ｇａｉｎAにて増幅することで正規化する正規化部１１と、正規化部１１の出力信号（ｍｄｃｔIN［ｉ］）に対して変形離散コサイン変換を施すことで入力音響信号の帯域分割を行い、周波数領域上の音響信号（ｍｄｃｔOUT［ｆ］）を生成するＭＤＣＴ部１２と、入力音響信号の周波数帯域を複数の分割帯域に分割し、分割帯域ごとに入力音響信号の音量を解析することで分割帯域ごとの音量制御量（ｇａｉｎB［ｊ］／ｇａｉｎA）を導出する音量解析部１４と、該音量制御量にて分割帯域ごとにＭＤＣＴ部１２の出力音響信号を増幅する音量制御部１５と、を備える。【選択図】図１
2011081316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタバンクを有した符号化器に供給される時間領域上の入力音響信号の音量を、複数の分割帯域の夫々に対して解析する音量解析部と、
前記入力音響信号に基づき前記フィルタバンクから出力される周波数領域上の音響信号の音量を、前記音量解析部の解析結果に基づき前記分割帯域ごとに制御する音量制御部と、を備えた
ことを特徴とする音量制御装置。
【請求項２】
前記入力音響信号の信号レベルを正規化する正規化部を更に備え、
前記フィルタバンクの出力音響信号は、前記正規化後の入力音響信号から生成され、
前記音量制御部は、前記正規化部における正規化の内容と前記音量解析部の解析結果に基づいて、前記フィルタバンクの出力音響信号の音量を前記分割帯域ごとに制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の音量制御装置。
【請求項３】
フィルタバンクを有した復号化器に供給される周波数領域上の入力音響信号の音量を制御する音量制御部と、
前記音量制御部による音量制御後の前記入力音響信号に基づき前記フィルタバンクから出力される時間領域上の音響信号の音量を、複数の分割帯域の夫々に対して解析する音量解析部と、を備え、
前記音量制御部は、前記入力音響信号の音量を、前記音量解析部の解析結果に基づき前記分割帯域ごとに制御する
ことを特徴とする音量制御装置。
【請求項４】
フィルタバンクを有した復号化器に供給される周波数領域上の入力音響信号の信号レベルを正規化する正規化部と、
前記正規化部による正規化後の前記入力音響信号に基づき前記フィルタバンクから出力される時間領域上の音響信号の音量を、解析する音量解析部と、
前記正規化部における正規化の内容と前記音量解析部の解析結果に基づいて、前記フィルタバンクの出力音響信号の音量を制御する音量制御部と、を備えた
ことを特徴とする音量制御装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の音量制御装置を備えた
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号の音量を制御する音量制御装置及び該音量制御装置を利用した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響信号の音量を適切なレベルに調整する機能は、一般的な音響信号用ＬＳＩに搭載されており、この機能は、通常、アナログ又はデジタル信号上で時間領域上の音響信号の振幅レベルを調整することで実現される。
【０００３】
図１４に、該機能が適用された、符号化器を有する録音装置の概略ブロック図を示す。図１４の録音装置では、時間領域上の入力音響信号に基づき、該入力音響信号の音量が解析され、その解析結果に基づいて入力音響信号の音量が時間領域上において調整される。但し、この方法では、花火の炸裂音やドラムの打撃音などの大きな音が生じている区間において、音量制御部は音響信号全体の音量を下げようとする。この結果、花火やドラムの音は適切な音量にて記録されるが、人の声やドラム以外の楽器音が過度に小さくなってしまうことがある。
【０００４】
これを考慮し、周波数帯域別に音量を制御する方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。図１５に、周波数帯域別に音量を制御するための従来構成のブロック図を示す。図１５の構成では、時間領域上の入力音響信号を通過帯域が互いに異なる複数のバンドパスフィルタに通すことで帯域分割を行い、帯域ごとに、入力音響信号の音量を個別調整する。この方法によれば、花火などの低音と人の声などを独立に音量制御することが可能となり、音量の安定化が図られる。
【０００５】
しかしながら、図１５の構成では、複数のバンドパスフィルタが必要となるため、ソフトウェアの処理量又は回路規模が大きくなる。
【０００６】
また、これとは別に、音量制御を含む処理の過程において生じる演算誤差（丸め誤差や桁落ち誤差等）の影響を抑制することは重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７８７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、帯域別音量制御を低処理量又は小回路規模にて実現する音量制御装置を提供することを目的とする。また本発明は、音量制御を含む処理の過程において生じる演算誤差の影響を抑制可能な音量制御装置を提供することを目的とする。また本発明は、それらの音量制御装置を利用した電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る第１の音量制御装置は、フィルタバンクを有した符号化器に供給される時間領域上の入力音響信号の音量を、複数の分割帯域の夫々に対して解析する音量解析部と、前記入力音響信号に基づき前記フィルタバンクから出力される周波数領域上の音響信号の音量を、前記音量解析部の解析結果に基づき前記分割帯域ごとに制御する音量制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
符号化器のフィルタバンクの出力音響信号を帯域別音量制御の対象とすることで、小規模の処理又は回路を追加するだけで、帯域別音量制御を行うことが可能となる。
【００１１】
また例えば、第１の音量制御装置は、前記入力音響信号の信号レベルを正規化する正規化部を更に備え、前記フィルタバンクの出力音響信号は、前記正規化後の入力音響信号から生成され、前記音量制御部は、前記正規化部における正規化の内容と前記音量解析部の解析結果に基づいて、前記フィルタバンクの出力音響信号の音量を前記分割帯域ごとに制御するとよい。
【００１２】
フィルタバンクの後段にて音量制御を行う場合、フィルタバンク処理において生じる演算誤差の影響が懸念される。しかしながら、上記の如く構成して、フィルタバンクの前段にて入力音響信号の信号レベルの正規化を行うことにより、フィルタバンク処理において生じる演算誤差の影響が軽減され、演算誤差による音質劣化が抑制される。
【００１３】
本発明に係る第２の音量制御装置は、フィルタバンクを有した復号化器に供給される周波数領域上の入力音響信号の音量を制御する音量制御部と、前記音量制御部による音量制御後の前記入力音響信号に基づき前記フィルタバンクから出力される時間領域上の音響信号の音量を、複数の分割帯域の夫々に対して解析する音量解析部と、を備え、前記音量制御部は、前記入力音響信号の音量を、前記音量解析部の解析結果に基づき前記分割帯域ごとに制御することを特徴とする。
【００１４】
復号化器のフィルタバンクの入力音響信号を帯域別音量制御の対象とすることで、小規模の処理又は回路を追加するだけで、帯域別音量制御を行うことが可能となる。
【００１５】
本発明に係る第３の音量制御装置は、フィルタバンクを有した復号化器に供給される周波数領域上の入力音響信号の信号レベルを正規化する正規化部と、前記正規化部による正規化後の前記入力音響信号に基づき前記フィルタバンクから出力される時間領域上の音響信号の音量を、解析する音量解析部と、前記正規化部における正規化の内容と前記音量解析部の解析結果に基づいて、前記フィルタバンクの出力音響信号の音量を制御する音量制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
フィルタバンクの後段にて音量制御を行う場合、フィルタバンク処理において生じる演算誤差の影響が懸念される。しかしながら、上記の如く構成して、フィルタバンクの前段にて入力音響信号の信号レベルの正規化を行うことにより、フィルタバンク処理において生じる演算誤差の影響が軽減され、演算誤差による音質劣化が抑制される。
【００１７】
本発明に係る電子機器は、上記第１〜第３の音量制御装置の何れかを備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、帯域別音量制御を低処理量又は小回路規模にて実現する音量制御装置を提供することが可能となる。また、音量制御を含む処理の過程において生じる演算誤差の影響を抑制可能な音量制御装置を提供することが可能となる。また、それらの音量制御装置を利用した電子機器を提供することが可能となる。
【００１９】
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る音量制御装置の構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係り、時間的に近接した複数のフレームの関係を示す図である。
【図３】１０２４個のサブ帯域が８つの分割帯域に分類される様子を示す図である。
【図４】図１の音量制御装置と組み合わせて用いられるＡＡＣエンコーダの概略ブロック図である。
【図５】図１の音量制御部にて算出される分割帯域ごとの増幅率が周波数方向において平滑化される様子を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る音量制御装置の構成を表すブロック図である。
【図７】図６のＩＭＤＣＴ部の動作を説明するための図である。
【図８】図６の音量制御装置と組み合わせて用いられるＡＡＣデコーダの概略ブロック図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る音量制御装置の構成を表すブロック図である。
【図１０】図９の音量制御装置と組み合わせて用いられるＡＡＣデコーダの概略ブロック図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る録音装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る音響信号再生装置の概略構成図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る撮像装置の概略構成図である。
【図１４】従来の録音装置の概略構成図である。
【図１５】帯域別音量制御を行う従来装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。
【００２２】
＜＜第１実施形態＞＞
本発明の第１実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る音量制御装置１０の構成を表すブロック図である。第１実施形態では、本発明に係る帯域別音量制御を、ＡＡＣ(Advanced Audio Coding)エンコーダに適用することを想定する。符号化器の一種であるＡＡＣエンコーダは、与えられた音響信号を、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）において規格化された所定の符号化方式にて符号化する。
【００２３】
本実施形態では、符号化の対象信号がモノラルの音響信号であることを想定する。ＡＡＣエンコーダでは、フィルタバンクにおける処理として、変形離散コサイン変換（modified discrete cosine transform；以下、ＭＤＣＴともいう）が用いられる。ＡＡＣエンコーダにおいて、ＭＤＣＴの処理単位は時間領域上の信号に対して２０４８サンプル又は２５６サンプルであり、該処理単位は符号化の対象信号に応じて切り替えられるが、本実施形態では、説明の簡略化上、該処理単位が２０４８サンプルで固定されているものとする。
【００２４】
従って、ＡＡＣエンコーダに供給される時間領域上の入力音響信号は、２０４８サンプル分の信号値を包含するフレーム単位にて分割される。１つのフレームには、１つ以上のブロックが含まれるが、今、１つのフレームが１つのブロックから形成されるものとする。図２に、時間的に近接する複数のフレームの関係を示す。第１のフレーム、第２のフレーム、第３のフレーム、・・・、の順番で時間が進行する。各ブロックは、直前のブロックとの間でブロックの半分の長さの重複部分を有する。今の例の場合、１つのフレームが１つのブロックから形成されるため、各フレームも、直前のフレームとの間で１フレームの半分の長さの重複部分を有する。
【００２５】
以下、１つのフレームに注目し、注目フレームに対する音量制御装置１０の動作について説明する。注目フレーム内における入力音響信号の信号値（信号レベル）をｐｃｍ［ｉ］にて表す。ｐｃｍ［ｉ］は、注目フレーム内におけるｉ番目の入力音響信号の信号値である。ｉは、不等式「０≦ｉ≦２０４７」を満たす整数である。入力音響信号ｐｃｍ［ｉ］は、時間領域上の１６ビットのデジタル音響信号であり、０以上６５５３５以下のデジタル値をとる。ｐｃｍ［ｉ］が大きくなるほど、ｉ番目の入力音響信号の音量及び強度は大きいものとする。第１実施形態の以下の説明文における各音響信号は、特に記述なき限り、注目フレームについての音響信号である。
【００２６】
図１の正規化部１１は、ｐｃｍ［０］〜ｐｃｍ［２０４７］の内の最大値を検出し、その検出最大値と、１６ビットで表現可能な最大のデジタル値（即ち６５５３５）とを一致させるために必要な増幅率ｇａｉｎAを算出し、注目フレーム内の入力音響信号ｐｃｍ［ｉ］の全てを増幅率ｇａｉｎAにて増幅する。ｐｃｍ［ｉ］を増幅率ｇａｉｎAにて増幅したものを、ｍｄｃｔIN［ｉ］にて表す。従って、次式（Ａ１）が成立する。
ｍｄｃｔIN［ｉ］＝ｐｃｍ［ｉ］×ｇａｉｎA    ・・・（Ａ１）
【００２７】
即ち例えば、ｐｃｍ［０］〜ｐｃｍ［２０４７］の内の最大値がｐｃｍ［５０］である場合、等式「ｇａｉｎA＝６５５３５／ｐｃｍ［５０］」に従って増幅率ｇａｉｎAを算出し、増幅率ｇａｉｎAをｐｃｍ［ｉ］に乗じることでｍｄｃｔIN［ｉ］を導出する。このように、正規化部１１は、ＡＡＣエンコーダに供給される入力音響信号の信号レベル（より詳しくは、ＡＡＣエンコーダのフィルタバンクに相当するＭＤＣＴ部１２に供給される入力音響信号の信号レベル）を正規化する。上述の説明から明らかなように、この正規化は、注目フレーム内の最大信号値を所定の目標値と一致させるための正規化である。該目標値が、１６ビットで表現可能な最大のデジタル値（即ち６５５３５）であることを例示しているが、該目標値の設定方法はそれに限定されない。正規化部１１の出力信号、即ち、正規化部１１による正規化後の入力音響信号ｍｄｃｔIN［ｉ］は、ＭＤＣＴ部１２に与えられる。
【００２８】
ＭＤＣＴ部１２は、ＡＡＣエンコーダにおける帯域分割フィルタバンクとして機能し、入力音響信号ｍｄｃｔIN［ｉ］の帯域を複数のサブ帯域に分割する。即ち、ＭＤＣＴ部１２は、正規化後の入力音響信号ｍｄｃｔIN［ｉ］に対して変形離散コサイン変換を行うことにより、ｍｄｃｔIN［ｉ］によって表される時間領域上の音響信号を周波数領域上の音響信号ｍｄｃｔOUT［ｆ］に変換する。ｍｄｃｔOUT［ｆ］は、ＭＤＣＴ係数とも呼ばれる。
【００２９】
ＭＤＣＴ部１２の変形離散コサイン変換により、正規化後の入力音響信号の全周波数帯域が１０２４個のサブ帯域に細分化される。ｍｄｃｔOUT［ｆ］は、正規化後の入力音響信号の、第ｆ番目のサブ帯域における信号強度を表し、ｆは不等式「０≦ｆ≦１０２３」を満たす整数である。従って、２０４８サンプル分の時間領域上の音響信号ｍｄｃｔIN［０］〜ｍｄｃｔIN［２０４７］から１０２４個のＭＤＣＴ係数ｍｄｃｔOUT［０］〜ｍｄｃｔOUT［１０２３］が得られる。
【００３０】
周波数番号ｆが増大するにつれて、対応するサブ帯域の周波数は高くなるものとする。仮に例えば、入力音響信号ｐｃｍ［ｉ］のサンプリング周波数が４８ＫＨｚであるならば、第ｆ番目のサブ帯域は、（ｆ×（（４８０００÷２）／１０２４））Ｈｚ以上且つ（（ｆ＋１）×（（４８０００÷２）／１０２４））Ｈｚ未満の周波数帯域である。
【００３１】
音量解析部１４に内在するＦＦＴ部１３は、注目フレームの入力音響信号ｐｃｍ［ｉ］に対してフーリエ変換を行うことにより周波数領域上の音響信号を算出する。ＦＦＴ部１３によるフーリエ変換として、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform）を用いることができる。ＦＦＴ部１３にて算出される音響信号は、実数部ｆｆｔ＿ｒ［ｆ］と虚数部ｆｆｔ＿ｉ［ｆ］から成る。ｆｆｔ＿ｒ［ｆ］及びｆｆｔ＿ｉ［ｆ］は、夫々、２０４８サンプル分の入力音響信号ｐｃｍ［ｉ］に対するフーリエ変換の結果の実数部及び虚数部である。離散フーリエ変換の一種である高速フーリエ変換により、入力音響信号の全周波数帯域が１０２４個のサブ帯域に細分化される。細分化の方法は、ＭＤＣＴ部１２におけるそれと同じであるとする。従って、ｆｆｔ＿ｒ［ｆ］及びｆｆｔ＿ｉ［ｆ］におけるｆも０以上且つ１０２３以下の整数をとる。
【００３２】
第ｆ番目のサブ帯域における入力音響信号のパワーをｆｆｔ＿ｐｗ［ｆ］にて表すと、パワーｆｆｔ＿ｐｗ［ｆ］は、次式（Ａ２）にて算出される。ｆｆｔ＿ｐｗ［ｆ］の単位は、所定パワーを基準とするｄＢ（デシベル）である。
ｆｆｔ＿ｐｗ［ｆ］
＝２０×ｌｏｇ（ｆｆｔ＿ｒ［ｆ］2＋ｆｆｔ＿ｉ［ｆ］2）    ・・・（Ａ２）
【００３３】
音量解析部１４は、図３に示す如く、１０２４個のサブ帯域を１２８個ずつに分けることにより、全周波数帯域を第０〜第７の分割帯域に分割する。第ｊの分割帯域は、第（ｊ×１２８）番目のサブ帯域〜第（ｊ×１２８＋１２７）番目のサブ帯域を合成した帯域である。そして、音量解析部１４は、分割帯域ごとに分割帯域におけるパワーｆｆｔ＿ｐｗ［ｆ］の最大値を検出し、その最大値が、音量制御部１５の出力信号中において目標レベルＴ＿ｌｅｖとなるように増幅率ｇａｉｎB［ｊ］を算出する。ｊは、分割帯域の番号を表し、０以上７以下の整数値をとる。
【００３４】
第０の分割帯域に注目して具体例を挙げる。第０の分割帯域は、第０番目〜第１２７番目のサブ帯域の合成帯域である。第０の分割帯域にはパワーｆｆｔ＿ｐｗ［０］〜ｆｆｔ＿ｐｗ［１２７］が属しているため、第０の分割帯域に対して、パワーｆｆｔ＿ｐｗ［０］〜ｆｆｔ＿ｐｗ［１２７］の内の最大値が検出される。パワーｆｆｔ＿ｐｗ［０］〜ｆｆｔ＿ｐｗ［１２７］の内、パワーｆｆｔ＿ｐｗ［１００］が最大である場合、「ｇａｉｎB［０］＝（Ｔ＿ｌｅｖ×ｇａｉｎA2）／ｆｆｔ＿ｐｗ［１００］」に従って増幅率ｇａｉｎB［０］が求められる。第１〜第７の分割帯域に対する増幅率ｇａｉｎB［１］〜ｇａｉｎB［７］も同様にして求められる。即ち例えば、パワーｆｆｔ＿ｐｗ［１２８］〜ｆｆｔ＿ｐｗ［２５５］の内、パワーｆｆｔ＿ｐｗ［２００］が最大である場合には、「ｇａｉｎB［１］＝（Ｔ＿ｌｅｖ×ｇａｉｎA2）／ｆｆｔ＿ｐｗ［２００］」に従って増幅率ｇａｉｎB［１］が求められる。
【００３５】
目標レベルＴ＿ｌｅｖは、音量制御部１５から出力される各分割帯域についての音響信号の音量が一定音量となるように決定した値であり、目標レベルＴ＿ｌｅｖを所望の値に予め設定しておくことができる。例えば、１６ビットのフルスケールの−２０ｄＢを目標レベルＴ＿ｌｅｖとして設定することができる。尚、音響信号の音量は音響信号のパワーに依存するため、音量解析部１４にて分割帯域ごとに入力音響信号の音量が解析されると言える。
【００３６】
音量制御部１５は、正規化情報としての増幅率ｇａｉｎA及び増幅率ｇａｉｎB［０］〜ｇａｉｎB［７］に基づく増幅率（ｇａｉｎB［ｊ］／ｇａｉｎA）にて、分割帯域ごとに、ＭＤＣＴ部１２の出力音響信号ｍｄｃｔOUT［ｆ］の音量を制御する。音量制御部１５による音量制御後の信号ｍｄｃｔOUT［ｆ］をｍｄｃｔOUT［ｆ］’にて表す。
【００３７】
ＭＤＣＴ部１２の出力音響信号ｍｄｃｔOUT［０］〜ｍｄｃｔOUT［１０２３］の内、第ｊの分割帯域に属する信号ｍｄｃｔOUT［ｊ×１２８］〜ｍｄｃｔOUT［ｊ×１２８＋１２７］に対しては増幅率（ｇａｉｎB［ｊ］／ｇａｉｎA）を用いて音量制御が成される。従って、音量制御部１５は、第０の分割帯域に属する信号ｍｄｃｔOUT［０］〜ｍｄｃｔOUT［１２７］を増幅率（ｇａｉｎB［０］／ｇａｉｎA）にて増幅することでｍｄｃｔOUT［０］’〜ｍｄｃｔOUT［１２７］’を生成する（即ち例えば、ｍｄｃｔOUT［０］’＝ｍｄｃｔOUT［０］×ｇａｉｎB［０］／ｇａｉｎA、である）。同様に、第１の分割帯域に属する信号ｍｄｃｔOUT［１２８］〜ｍｄｃｔOUT［２５５］を増幅率（ｇａｉｎB［１］／ｇａｉｎA）にて増幅することでｍｄｃｔOUT［１２８］’〜ｍｄｃｔOUT［２５５］’を生成する（即ち例えば、ｍｄｃｔOUT［１２８］’＝ｍｄｃｔOUT［１２８］×ｇａｉｎB［１］／ｇａｉｎA、である）。信号ｍｄｃｔOUT［２５６］〜ｍｄｃｔOUT［１０２３］についても同様である。
【００３８】
尚、図１の構成では、増幅率（ｇａｉｎB［ｊ］／ｇａｉｎA）の算出を音量解析部１４において行って、求めた増幅率（ｇａｉｎB［ｊ］／ｇａｉｎA）を音量解析部１４から音量制御部１５に与えるようにしているが、正規化部１１から出力されるｇａｉｎA及び音量解析部１４から出力されるｇａｉｎB［ｊ］に基づき、音量制御部１５において増幅率（ｇａｉｎB［ｊ］／ｇａｉｎA）の算出を行うようにしても良い。
【００３９】
エンコード後処理部１６は、音量制御部１５から出力される音響信号ｍｄｃｔOUT［ｆ］’ をＡＡＣの符号化方式に従って符号化することにより、音響信号ｍｄｃｔOUT［ｆ］’ を符号化音響信号としてのビットストリームに変換する。符号化音響信号を記録媒体１７に記録することができる。記録媒体１７は、半導体メモリや磁気ディスク等から形成される。
【００４０】
注目フレームに対する、図１の各部位の動作を説明したが、注目フレーム以外の各フレームに対しても上述と同様の動作が成され、各フレームに対する符号化音響信号が次々と記録媒体１７に記録される。
【００４１】
音量制御装置１０の構成要素には、正規化部１１、音量解析部１４及び音量制御部１５が含まれる。ＭＤＣＴ部１２及び／又はエンコード後処理部１６は、音量制御装置１０の構成要素に含まれると解釈しても良いし、音量制御装置１０の構成要素に含まれないと解釈しても良い。
【００４２】
図４に、音量制御装置１０を適用可能なＡＡＣエンコーダ２０の概略構成図を示す。ＡＡＣエンコーダ２０には、ＭＤＣＴ部１２と同じ機能を有するＭＤＣＴ部１２ａ及びエンコード後処理部１６と同じ機能を有するエンコード後処理部１６ａが備えられている。ＡＡＣエンコーダ２０を音量制御装置１０と組み合わせて用いる場合、ＭＤＣＴ部１２ａに正規化部１１の出力音響信号ｍｄｃｔIN［ｉ］を入力すると共に、ＭＤＣＴ部１２ａの出力音響信号ｍｄｃｔOUT［ｆ］に対して音量制御部１５による音量制御を行い、それによって得た音響信号ｍｄｃｔOUT［ｆ］’をエンコード後処理部１６ａに与えればよい。
【００４３】
本実施形態では、符号化器のフィルタバンクから出力される周波数領域上の音響信号が帯域別音量制御の対象とされる。このため、図１５に示す従来構成では必要であった複数のバンドパスフィルタが不要となり、小規模のソフトウェア処理又は回路の追加にて帯域別音量制御を実現することが可能となる。また、フィルタバンクの後段にて帯域別音量制御を行う場合、小さい音の状態でフィルタバンク処理（即ち、ＭＤＣＴ）が行われることがある。小さい音の状態でフィルタバンク処理を行うと、フィルタバンク処理における演算誤差（丸め誤差や桁落ち等）の影響が大きくなる。演算誤差を多く含む信号をフィルタバンクの後段で増幅すると音質の劣化が大きくなる。これを考慮し、音量制御装置１０では、符号化器のフィルタバンク（ＭＤＣＴ部１２）への入力音響信号の信号レベルを正規化部１１で正規化、即ち増幅し、増幅後の音響信号をフィルタバンクに入力する。これにより、上記演算誤差の影響が軽減されて音声劣化が抑制される。
【００４４】
尚、上述の説明では、音量制御部１５における制御量に相当する（ｇａｉｎB［ｊ］／ｇａｉｎA）をフレームごとに独立に決定しているが、時間的に隣接するフレーム間の音量変化が緩やかとなるように該制御量に過渡特性を持たせることも可能であるし、（ｇａｉｎB［ｊ］／ｇａｉｎA）が所定範囲内に収まるように該制御量に制約を課すようにしてもよい。
【００４５】
また、上述の説明では、１つの分割帯域に属する全音響信号に対して共通の制御量（ｇａｉｎB［ｊ］／ｇａｉｎA）を適用するようにしているが、隣接分割帯域の境界部分において該制御量が不連続とならないように該制御量を周波数方向において平滑化するようにしても良い。つまり例えば、１２８個のサブ帯域ごとに段階的に変化する増幅率ｇａｉｎB［０］、ｇａｉｎB［１］、ｇａｉｎB［２］・・・を周波数方向において平滑化することで、図５の破線曲線２１０によって表されるような、ｆの関数ｇ［ｆ］を設定し、その関数とｇａｉｎAを用いて音量制御部１５による音量制御を行うようにしても良い。この場合、ｍｄｃｔOUT［ｆ］に対してｇ［ｆ］／ｇａｉｎAを乗じることでｍｄｃｔOUT［ｆ］’が得られる。
【００４６】
また、正規化部１１を設けたことによる効果は失われるが、音量制御装置１０から正規化部１１を削除することも可能である。この場合、入力音響信号ｐｃｍ［ｉ］そのもの、即ち増幅率ｇａｉｎAを１にした場合におけるｍｄｃｔIN［ｉ］からｍｄｃｔOUT［ｆ］が生成され、音量制御部１５では、第ｊの分割帯域に属する信号ｍｄｃｔOUT［ｆ］を増幅率ｇａｉｎB［ｊ］にて増幅することでｍｄｃｔOUT［ｆ］’を生成する（即ち例えば、ｍｄｃｔOUT［０］’＝ｍｄｃｔOUT［０］×ｇａｉｎB［０］、ｍｄｃｔOUT［１２８］’＝ｍｄｃｔOUT［１２８］×ｇａｉｎB［１］、となる）。
【００４７】
＜＜第２実施形態＞＞
本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態では、音響信号が符号化される過程において帯域別の音量制御を実行しているが、第２実施形態では、符号化された音響信号が復号化されて再生される過程において帯域別の音量制御を実行する。第２実施形態においては、本発明に係る帯域別音量制御をＡＡＣデコーダに適用することを想定する。復号化器の一種であるＡＡＣデコーダは、ＡＡＣエンコーダにおいて生成された符号化音響信号を所定の復号化方式にて復号し、符号化の成される前の音響信号を生成する。
【００４８】
本実施形態では、符号化音響信号がモノラルの音響信号であることを想定する。ＡＡＣデコーダでは、フィルタバンクにおける処理として逆変形離散コサイン変換（以下、ＩＭＤＣＴともいう）が用いられる。ＡＡＣデコーダにおいて、ＩＭＤＣＴの処理単位は時間領域上の信号に対して２０４８サンプル又は２５６サンプルであるが、本実施形態では、説明の簡略化上、該処理単位が２０４８サンプルで固定されているものとする。
【００４９】
従って、図６のＩＭＤＣＴ部３３から出力される時間領域上の音響信号ｐｃｍ［ｉ］を、２０４８サンプル分の信号値を包含するフレーム単位にて分割することができる。１つのフレームには、１つ以上のブロックが含まれるが、今、１つのフレームが１つのブロックから形成されるものとする。図２に示すものと同様、第１のフレーム、第２のフレーム、第３のフレーム、・・・、の順番で時間が進行するものとする。各ブロックは、直前のブロックとの間でブロックの半分の長さの重複部分を有する。今の例の場合、１つのフレームが１つのブロックから形成されるため、各フレームも、直前のフレームとの間で１フレームの半分の長さの重複部分を有する。尚、上述の説明からも明らかなように、本実施形態にて述べられるｐｃｍ［ｉ］は、ＩＭＤＣＴ部３３の出力音響信号であって、第１実施形態のそれとは異なる。
【００５０】
図６は、第２実施形態に係る音量制御装置３０の構成を表すブロック図である。ＡＡＣエンコーダによって符号化された音響信号である符号化音響信号は、図示されない記録媒体から読み出されてデコード前処理部３１に与えられる。デコード前処理部３１は、符号化音響信号を復号することで、ＡＡＣデコーダのフィルタバンクに相当するＩＭＤＣＴ部３３への入力信号を生成して出力する。但し、デコード前処理部３１の出力信号は音量制御部３２にて音量制御が成されてからＩＭＤＣＴ部３３に供給される。
【００５１】
デコード前処理部３１から出力される１処理単位分の音響信号は、１０２４個のｉｍｄｃｔIN［ｆ］により形成される。第１実施形態と同様、ｆは不等式「０≦ｆ≦１０２３」を満たす整数であるとする。デコード前処理部３１の出力音響信号は周波数領域上の音響信号であって、ｉｍｄｃｔIN［ｆ］は、デコード前処理部３１の出力音響信号の、第ｆ番目のサブ帯域における信号強度を表している。
【００５２】
音量制御部３２及び音量解析部３５では、１０２４個のサブ帯域が１２８個のサブ帯域ずつに分割されることで、第０〜第７の分割帯域が設定される。第ｆ番目のサブ帯域の定義及び第ｊ番目の分割帯域の定義は、第１実施形態にて述べたものと同様である（ｊは０以上７以下の整数）。
【００５３】
音量制御部３２は、音量解析部３５にて算出される増幅率ｇａｉｎＢ［０］〜ｇａｉｎＢ［７］に基づき、分割帯域ごとに、デコード前処理部３１の出力音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］の音量を制御する。音量制御部３２による音量制御後の信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］を、ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’にて表す。
【００５４】
デコード前処理部３１の出力音響信号ｉｍｄｃｔIN［０］〜ｉｍｄｃｔIN［１０２３］の内、第ｊの分割帯域に属する信号ｉｍｄｃｔIN［ｊ×１２８］〜ｉｍｄｃｔIN［ｊ×１２８＋１２７］に対しては増幅率ｇａｉｎB［ｊ］を用いて音量制御が成される。従って、音量制御部３２は、第０の分割帯域に属する信号ｉｍｄｃｔIN［０］〜ｉｍｄｃｔIN［１２７］を増幅率ｇａｉｎB［０］にて増幅することでｉｍｄｃｔIN［０］’〜 ｉｍｄｃｔIN［１２７］’を生成する（即ち例えば、ｉｍｄｃｔIN［０］’＝ｉｍｄｃｔIN［０］×ｇａｉｎB［０］、である）。同様に、第１の分割帯域に属する信号ｉｍｄｃｔIN［１２８］〜ｉｍｄｃｔIN［２５５］を増幅率ｇａｉｎB［１］にて増幅することでｉｍｄｃｔIN［１２８］’〜 ｉｍｄｃｔIN［２５５］’を生成する（即ち例えば、ｉｍｄｃｔIN［１２８］’＝ｉｍｄｃｔIN［１２８］×ｇａｉｎB［１］、である）。信号ｉｍｄｃｔIN［２５６］〜ｉｍｄｃｔIN［１０２３］についても同様である。
【００５５】
ＩＭＤＣＴ部３３は、ＡＡＣデコーダにおける帯域合成フィルタバンクとして機能し、各サブ帯域の音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’を合成して時間領域上の音響信号を生成する。即ち、ＩＭＤＣＴ部３３は、処理単位ごとに、音量制御部３２の出力音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’に対して逆変形離散コサイン変換を行うことで、ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’によって表される周波数領域上の音響信号を時間領域上の音響信号ｉｍｄｃｔOUT［ｉ］に変換する。ここで、ｉは０以上且つ２０４７以下の整数をとる。ＩＭＤＣＴ部３３において、１処理単位分のｉｍｄｃｔIN［ｆ］’（即ち、ｉｍｄｃｔIN［０］’〜 ｉｍｄｃｔIN［１０２３］’）から、２０４８サンプル分のｉｍｄｃｔOUT［ｉ］（即ち、ｉｍｄｃｔOUT［０］〜ｉｍｄｃｔOUT［２０４７］）が得られる。
【００５６】
更に、図７に示す如く、ＩＭＤＣＴ部３３は、第（ｋ−１）番目の処理単位についてのｉｍｄｃｔIN［０］’〜 ｉｍｄｃｔIN［１０２３］’から得た２０４８サンプル分のｉｍｄｃｔOUT［ｉ］に所定の窓関数を乗じて得た２０４８サンプル分の音響信号Ｗk［ｉ］と、第ｋ番目の処理単位についてのｉｍｄｃｔIN［０］’〜 ｉｍｄｃｔIN［１０２３］’から得た２０４８サンプル分のｉｍｄｃｔOUT［ｉ］に上記窓関数を乗じて得た２０４８サンプル分の音響信号Ｗk+1［ｉ］とを、時間方向に５０％ずつオーバーラップさせることで１０２４サンプル分の音響信号ｐｃｍ［ｉ］（即ち、ｐｃｍ［０］〜ｐｃｍ［１０２３］）を生成する。
【００５７】
即ち、図７に示す如く、２０４８サンプル分の音響信号Ｗk［ｉ］の後半１０２４サンプルであるＷk［１０２４］〜Ｗk［２０４７］を音響信号Ｗk［ｉ］から抽出する一方で、２０４８サンプル分の音響信号Ｗk+1［ｉ］の前半１０２４サンプルであるＷk［０］〜Ｗk［１０２３］を音響信号Ｗk+1［ｉ］から抽出し、０≦ｉ≦１０２３を満たす夫々のｉに対して、等式「ｐｃｍ［ｉ］＝Ｗk［１０２４＋ｉ］＋Ｗk+1［０＋ｉ］」に従い、ｐｃｍ［ｉ］を求める。
【００５８】
ＩＭＤＣＴ部３３にて得られた１０２４サンプル分のｐｃｍ［ｉ］と、それに時間的に連続する１０２４サンプル分のｐｃｍ［ｉ］は、時間領域上における１フレーム分の音響信号（時間領域上における２０４８サンプル分の音響信号）を形成する。
【００５９】
音量解析部３５に内在するＦＦＴ部３４は、注目フレームについての２０４８サンプル分の音響信号ｐｃｍ［ｉ］に対してフーリエ変換を行うことにより周波数領域上の音響信号を算出する。ＦＦＴ部３４によるフーリエ変換として、高速フーリエ変換を用いることができる。ＦＦＴ部３４にて算出される音響信号は、実数部ｆｆｔ＿ｒ［ｆ］と虚数部ｆｆｔ＿ｉ［ｆ］から成る。本実施形態におけるｆｆｔ＿ｒ［ｆ］及びｆｆｔ＿ｉ［ｆ］は、夫々、ＩＭＤＣＴ部３３の出力音響信号ｐｃｍ［ｉ］に対するフーリエ変換の結果の実数部及び虚数部である。離散フーリエ変換の一種である高速フーリエ変換により、音響信号ｐｃｍ［ｉ］の全周波数帯域が１０２４個のサブ帯域に細分化される。従って、ｆｆｔ＿ｒ［ｆ］及びｆｆｔ＿ｉ［ｆ］におけるｆも０以上且つ１０２３以下の整数をとる。
【００６０】
第ｆ番目のサブ帯域における音響信号ｐｃｍ［ｉ］のパワーをｆｆｔ＿ｐｗ［ｆ］にて表すと、パワーｆｆｔ＿ｐｗ［ｆ］は、上記式（Ａ２）にて算出される。但し、本実施形態におけるｆｆｔ＿ｐｗ［ｆ］は、ＩＭＤＣＴ部３３の出力音響信号ｐｃｍ［ｉ］に基づくパワーである。音量解析部３５は、分割帯域ごとに分割帯域におけるパワーｆｆｔ＿ｐｗ［ｆ］の最大値を検出し、その最大値が、音量制御部３２の出力信号中において目標レベルＴ＿ｌｅｖとなるように増幅率ｇａｉｎB［ｊ］を算出する。
【００６１】
分割帯域ごとの増幅率ｇａｉｎB［ｊ］の算出方法は、第１実施形態にて述べたそれと同じである。増幅率ｇａｉｎB［ｊ］の算出はフレームごとに行われる。目標レベルＴ＿ｌｅｖは、音量制御部３２から出力される各分割帯域についての音響信号の音量が一定音量となるように決定した値であり、目標レベルＴ＿ｌｅｖを所望の値に予め設定しておくことができる。例えば、１６ビットのフルスケールの−２０ｄＢを目標レベルＴ＿ｌｅｖとして設定することができる。尚、音響信号の音量は音響信号のパワーに依存するため、音量解析部３５にて分割帯域ごとにＩＭＤＣＴ部３３の出力音響信号の音量が解析されると言える。
【００６２】
ＩＭＤＣＴ部３３の処理単位ごとにｉｍｄｃｔIN［ｆ］からｉｍｄｃｔOUT［ｉ］が次々と生成されることで、デコード前処理部３１に供給される符号化音響信号のフレーム分だけのｐｃｍ［ｉ］が次々と得られる。音響信号ｐｃｍ［ｉ］を音声出力回路等を介してスピーカに供給することで、音響信号ｐｃｍ［ｉ］を音として再生することができる。
【００６３】
次々とデコード前処理部３１に供給される符号化音響信号から再生用の音響信号ｐｃｍ［ｉ］をリアルタイムに生成するべく、今回フレームの音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］に対するｇａｉｎB［ｊ］は、過去フレーム（例えば、前回又は前々回フレーム）の音響信号ｐｃｍ［ｉ］から生成される。即ち、過去フレームの音響信号ｐｃｍ［ｉ］の音量を解析することによって得た増幅率ｇａｉｎB［ｊ］を用いて、今回フレームの音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］の音量が制御される。１フレームは数十ミリ秒であるため、今回フレームの音響信号に対する音量制御を、前回又は前々回フレームの音響信号に基づいて行ったとしても聴覚的な影響は殆どない。
【００６４】
但し、今回フレームの音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］に対するｇａｉｎB［ｊ］を、今回フレームの音響信号ｐｃｍ［ｉ］から生成することも可能である。この場合、一旦、ｇａｉｎB［０］〜ｇａｉｎB［７］を全て１に設定した上で今回フレームのｐｃｍ［ｉ］を得た後、そのｐｃｍ［ｉ］に基づいて今回フレームに対するｇａｉｎB［０］〜ｇａｉｎB［７］を再設定し、再設定したｇａｉｎB［０］〜ｇａｉｎB［７］を用いて今回フレームについてのｉｍｄｃｔIN［ｆ］の音量制御を行えば良い。
【００６５】
音量制御装置３０の構成要素には、音量制御部３２及び音量解析部３５が含まれる。デコード前処理部３１及び／又はＩＭＤＣＴ部３３は、音量制御装置３０の構成要素に含まれると解釈しても良いし、音量制御装置３０の構成要素に含まれないと解釈しても良い。
【００６６】
図８に、音量制御装置３０を適用可能なＡＡＣデコーダ４０の概略構成図を示す。ＡＡＣデコーダ４０には、デコード前処理部３１と同じ機能を有するデコード前処理部３１ａ及びＩＭＤＣＴ部３３と同じ機能を有するＩＭＤＣＴ部３３ａが備えられている。ＡＡＣデコーダ４０を音量制御装置３０と組み合わせて用いる場合、デコード前処理部３１ａに符号化音響信号を供給することによってデコード前処理部３１ａから出力される音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］を音量制御部３２に入力し、これによって音量制御部３２から出力される音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’をＩＭＤＣＴ部３３ａに与える。そして、ＩＭＤＣＴ部３３ａの出力音響信号ｐｃｍ［ｉ］を音量解析部３５に供給すればよい。
【００６７】
本実施形態では、復号化器のフィルタバンク（ＩＭＤＣＴ部３３）に入力される周波数領域上の音響信号が帯域別音量制御の対象とされる。このため、図１５に示す従来構成に示されるような複数のバンドパスフィルタは不要であり、小規模のソフトウェア処理又は回路の追加にて帯域別音量制御を実現することが可能となる。
【００６８】
＜＜第３実施形態＞＞
本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態においても、第２実施形態と同様、本発明をＡＡＣデコーダに適用することを想定する。復号化器の一種であるＡＡＣデコーダは、ＡＡＣエンコーダにおいて生成された符号化音響信号を所定の復号化方式にて復号し、符号化の成される前の音響信号を生成する。
【００６９】
本実施形態では、符号化音響信号がモノラルの音響信号であることを想定する。ＡＡＣデコーダでは、フィルタバンクにおける処理としてＩＭＤＣＴ（逆変形離散コサイン変換）が用いられる。ＡＡＣデコーダにおいて、ＩＭＤＣＴの処理単位は時間領域上の信号に対して２０４８サンプル又は２５６サンプルであるが、本実施形態では、説明の簡略化上、該処理単位が２０４８サンプルで固定されているものとする。
【００７０】
図９は、第３実施形態に係る音量制御装置５０の構成を表すブロック図である。本実施形態にて述べられるｉｍｄｃｔIN［ｆ］、ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’及びｐｃｍ［ｉ］は、夫々、デコード前処理部５１、正規化部５２及びＩＭＤＣＴ部５３から出力される音響信号であって、本実施形態にて述べられるｇａｉｎA及びｇａｉｎBは、夫々、正規化部５２及び音量解析部５４にて算出される増幅率である。
【００７１】
ＡＡＣエンコーダによって符号化された音響信号である符号化音響信号は、図示されない記録媒体から読み出されてデコード前処理部５１に与えられる。デコード前処理部５１は、符号化音響信号を復号することで、ＡＡＣデコーダのフィルタバンクに相当するＩＭＤＣＴ部５３への入力信号を生成して出力する。但し、デコード前処理部５１の出力信号は正規化部５２にて信号レベルが正規化されてからＩＭＤＣＴ部５３に供給される。
【００７２】
デコード前処理部５１から出力される１処理単位分の音響信号は、１０２４個のｉｍｄｃｔIN［ｆ］により形成される。第１実施形態と同様、ｆは不等式「０≦ｆ≦１０２３」を満たす整数であるとする。デコード前処理部５１の出力音響信号は周波数領域上の音響信号であって、ｉｍｄｃｔIN［ｆ］は、デコード前処理部５１の出力音響信号の、第ｆ番目のサブ帯域における信号強度を表している。第ｆ番目のサブ帯域の定義は、第１実施形態にて述べたものと同様である。
【００７３】
正規化部５２は、デコード前処理部５１から出力される１処理単位分の音響信号ｉｍｄｃｔIN［０］〜ｉｍｄｃｔIN［１０２３］の内の最大値を検出し、その検出最大値と、１６ビットで表現可能な最大のデジタル値（即ち６５５３５）とを一致させるために必要な増幅率ｇａｉｎAを算出する。そして、注目した処理単位についての音響信号ｉｍｄｃｔIN［０］〜ｉｍｄｃｔIN［１０２３］の全てを増幅率ｇａｉｎAにて増幅する。ｉｍｄｃｔIN［ｆ］を増幅率ｇａｉｎAにて増幅したものを、ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’にて表す。正規化部５２では、次式（Ｃ１）に従ってｉｍｄｃｔIN［ｆ］からｉｍｄｃｔIN［ｆ］’を生成する。
ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’＝ｉｍｄｃｔIN［ｆ］×ｇａｉｎA    ・・・（Ｃ１）
【００７４】
即ち例えば、ｉｍｄｃｔIN［０］〜ｉｍｄｃｔIN［１０２３］の内の最大値がｉｍｄｃｔIN［２００］である場合、等式「ｇａｉｎA＝６５５３５／ｉｍｄｃｔIN［２００］」に従って増幅率ｇａｉｎAを算出し、増幅率ｇａｉｎAをｉｍｄｃｔIN［ｆ］に乗じることでｉｍｄｃｔIN［ｆ］’を導出する。このように、正規化部５２は、ＡＡＣデコーダに供給される入力音響信号の信号レベル（より詳しくは、ＡＡＣデコーダのフィルタバンクに相当するＩＭＤＣＴ部５３に供給される入力音響信号の信号レベル）を正規化する。上述の説明から明らかなように、この正規化は、注目処理単位内の最大信号値を所定の目標値と一致させるための正規化である。該目標値が、１６ビットで表現可能な最大のデジタル値（即ち６５５３５）であることを例示しているが、該目標値の設定方法はそれに限定されない。正規化部５２の出力信号、即ち、正規化部５２による正規化後の入力音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’は、ＩＭＤＣＴ部５３に与えられる。
【００７５】
ＩＭＤＣＴ部５３は、ＡＡＣデコーダにおける帯域合成フィルタバンクとして機能し、各サブ帯域の音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’を合成して時間領域上の音響信号を生成する。即ち、ＩＭＤＣＴ部５３は、処理単位ごとに、正規化部５２から与えられる音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’に対して逆変形離散コサイン変換を行うことで、ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’によって表される周波数領域上の音響信号を時間領域上の音響信号ｉｍｄｃｔOUT［ｉ］に変換する。ここで、ｉは０以上且つ２０４７以下の整数をとる。ＩＭＤＣＴ部５３において、１処理単位分のｉｍｄｃｔIN［ｆ］’（即ち、ｉｍｄｃｔIN［０］’〜 ｉｍｄｃｔIN［１０２３］’）から、２０４８サンプル分のｉｍｄｃｔOUT［ｉ］（即ち、ｉｍｄｃｔOUT［０］〜ｉｍｄｃｔOUT［２０４７］）が得られる。更に、ＩＭＤＣＴ部５３は、窓関数処理及びオーバーラップ処理を介して、時間的に隣接する２つの処理単位についてのｉｍｄｃｔOUT［ｉ］から１０２４サンプル分の音響信号ｐｃｍ［ｉ］（即ち、ｐｃｍ［０］〜ｐｃｍ［１０２３］）を生成する。この生成方法は、第２実施形態にて述べたものと同じである。
【００７６】
音量解析部５４は、１０２４サンプル分の音響信号ｐｃｍ［ｉ］の中の最大値ｐｃｍMAXを検出し、音量制御部５５による音量制御によって（ｐｃｍMAX／ｇａｉｎA）が目標レベルＴ＿ｌｅｖとなるように増幅率ｇａｉｎBを算出する。即ち、次式（Ｃ２）に従って増幅率ｇａｉｎBを算出する。増幅率ｇａｉｎBは、１０２４サンプル分の音響信号ｐｃｍ［ｉ］ごとに算出される。
ｇａｉｎB＝（Ｔ＿ｌｅｖ×ｇａｉｎA）／ｐｃｍMAX    ・・・（Ｃ２）
【００７７】
目標レベルＴ＿ｌｅｖは、音量制御部５５から出力される音響信号の音量が一定音量となるように決定した値であり、目標レベルＴ＿ｌｅｖを所望の値に予め設定しておくことができる。例えば、１６ビットのフルスケールの−６ｄＢを目標レベルＴ＿ｌｅｖとして設定することができる。尚、音響信号の音量は音響信号の信号レベル（ｐｃｍ［ｉ］の値）に依存するため、音量解析部５４にてＩＭＤＣＴ部５３の出力音響信号の音量が解析されると言える。
【００７８】
音量制御部５５は、正規化情報としての増幅率ｇａｉｎA及び増幅率ｇａｉｎBに基づく増幅率（ｇａｉｎB／ｇａｉｎA）にてｐｃｍ［ｉ］を増幅することで、ＩＭＤＣＴ部５３の出力音響信号の音量を制御する。音量制御部５５による音量制御後の信号ｐｃｍ［ｉ］をｐｃｍ［ｉ］’にて表すと、
ｐｃｍ［ｉ］’＝ｐｃｍ［ｉ］×ｇａｉｎB／ｇａｉｎA
である。或る注目した処理単位の音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］に基づく増幅率（ｇａｉｎB／ｇａｉｎA）を用い、その注目した処理単位についてのｐｃｍ［０］〜ｐｃｍ［１０２３］が増幅される。
【００７９】
ＩＭＤＣＴ部５３の処理単位ごとにｉｍｄｃｔIN［ｆ］からｉｍｄｃｔOUT［ｉ］が次々と生成されることで、デコード前処理部５１に供給される符号化音響信号のフレーム分だけのｐｃｍ［ｉ］’が次々と得られる。音響信号ｐｃｍ［ｉ］’を音声出力回路等を介してスピーカに供給することで、音響信号ｐｃｍ［ｉ］’を音として再生することができる。
【００８０】
尚、図９の構成では、増幅率（ｇａｉｎB／ｇａｉｎA）の算出を音量解析部５４において行って、求めた増幅率（ｇａｉｎB／ｇａｉｎA）を音量解析部５４から音量制御部５５に与えるようにしているが、正規化部５２から出力されるｇａｉｎA及び音量解析部５４から出力されるｇａｉｎBに基づき、音量制御部５５において増幅率（ｇａｉｎB／ｇａｉｎA）の算出を行うようにしても良い。
【００８１】
音量制御装置５０の構成要素には、正規化部５２、音量解析部５４及び音量制御部５５が含まれる。デコード前処理部５１及び／又はＩＭＤＣＴ部５３は、音量制御装置５０の構成要素に含まれると解釈しても良いし、音量制御装置５０の構成要素に含まれないと解釈しても良い。
【００８２】
図１０に、音量制御装置５０を適用可能なＡＡＣデコーダ６０の概略構成図を示す。ＡＡＣデコーダ６０には、デコード前処理部５１と同じ機能を有するデコード前処理部５１ａ及びＩＭＤＣＴ部５３と同じ機能を有するＩＭＤＣＴ部５３ａが備えられている。ＡＡＣデコーダ６０を音量制御装置５０と組み合わせて用いる場合、デコード前処理部５１ａに符号化音響信号を供給することによってデコード前処理部５１ａから出力される音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］を正規化部５２に入力し、これによって正規化部５２から出力される音響信号ｉｍｄｃｔIN［ｆ］’をＩＭＤＣＴ部５３ａに与える。そして、ＩＭＤＣＴ部５３ａの出力音響信号ｐｃｍ［ｉ］を音量解析部５４及び音量制御部５５に与えることより、音量制御部５５にて音響信号ｐｃｍ［ｉ］’を生成するようにすればよい。
【００８３】
図９に示す如く、復号化器のフィルタバンク（ＩＭＤＣＴ部５３）の後段にて帯域別音量制御を行う場合、小さい音の状態でフィルタバンク処理（即ち、ＩＭＤＣＴ）が行われることがある。小さい音の状態でフィルタバンク処理を行うと、フィルタバンク処理における演算誤差（丸め誤差や桁落ち等）の影響が大きくなる。演算誤差を多く含む信号をフィルタバンクの後段で増幅すると音質の劣化が大きくなる。これを考慮し、音量制御装置５０では、復号化器のフィルタバンク（ＩＭＤＣＴ部５３）への入力音響信号の信号レベルを正規化部５２で正規化、即ち増幅し、増幅後の音響信号をフィルタバンクに入力する。これにより、上記演算誤差の影響が軽減されて音声劣化が抑制される。
【００８４】
尚、上述の説明では、音量制御部５５における制御量に相当する（ｇａｉｎB／ｇａｉｎA）を処理単位ごとに（即ち、時間領域上の１０２４サンプルごとに）独立に決定しているが、時間的に隣接する処理単位間における音量変化が緩やかとなるように該制御量に過渡特性を持たせることとも可能であるし、（ｇａｉｎB／ｇａｉｎA）が所定範囲内に収まるように該制御量に制約を課すようにしてもよい。
【００８５】
＜＜第４実施形態＞＞
本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態では、第１〜第３実施形態にて述べた音量制御装置を応用した機器を例示する。第１〜第３実施形態の何れかに記載の音量制御装置を、音響信号処理装置を備えた任意の電子機器に適用することできる。該電子機器には、録音装置（ＩＣレコーダなど）、音響信号再生装置及び撮像装置などが含まれる。尚、撮像装置において、録音装置としての機能若しくは音響信号再生装置としての機能又はそれらの双方の機能を実現することも可能である。また、録音装置、音響信号再生装置又は撮像装置は、携帯端末（携帯電話機等）に組み込まれうる。
【００８６】
例として、図１１に、録音装置１００の概略構成図を示す。録音装置１００は、録音装置１００の周辺音を音響信号に変換して出力するマイク部１０１と、音響信号処理装置１０２と、磁気ディスクや半導体メモリ等から成る記録媒体１０３と、を備える。音響信号処理装置１０２に、第１実施形態に係る音量制御装置１０を含めておくことができる或いは音量制御装置１０及びＡＡＣエンコーダ２０を含めておくことができる（図１及び図４参照）。音響信号処理装置１０２は、マイク部１０１から出力される音響信号を入力音響信号ｐｃｍ［ｉ］として取り扱って符号化音響信号を生成し、それを図１の記録媒体１７としての記録媒体１０３に記録させることができる
【００８７】
また、図１２に、音響信号再生装置１２０の概略構成図を示す。音響信号再生装置１２０は、音響信号処理装置１２１と、磁気ディスクや半導体メモリ等から成る記録媒体１２２と、スピーカ部１２３と、を備える。記録媒体１２２には、符号化音響信号が記録されているものとする。音響信号処理装置１２１に、第２又は第３実施形態に係る音量制御装置３０又は５０を含めておくことができる、或いは、音量制御装置３０及びＡＡＣエンコーダ４０を含めておくことができる、或いは、音量制御装置５０及びＡＡＣエンコーダ６０を含めておくことができる（図６、図８〜図１０参照）。
【００８８】
音響信号処理装置１２１は、記録媒体１２２から読み出された符号化音響信号に基づき、音響信号処理装置１２１内のＩＭＤＣＴ部３３（図６参照）から音響信号ｐｃｍ［ｉ］を出力させる、或いは、音響信号処理装置１２１内の音量制御部５５（図９参照）から音響信号ｐｃｍ［ｉ］’を出力させる。そして、音響信号ｐｃｍ［ｉ］又はｐｃｍ［ｉ］’をスピーカ部１２３にて再生することができる。
【００８９】
更に、図１３に、撮像装置１４０の概略構成図を示す。撮像装置１４０は、図１１の録音装置１００の構成要素に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどから成る撮像素子１４４、撮像素子１４４を用いた撮影によって得られた画像に所定の画像処理を施す画像処理部１４５、撮影画像の表示を行う表示部１４６及び音声出力を行うスピーカ部１４７等を付加することによって形成される。撮像装置１４０に設けられる、マイク部１０１、音響信号処理装置１０２及び記録媒体１０３は、録音装置１００のそれらと同じものである。
【００９０】
撮像装置１４０は、撮像素子１４４を用いて被写体に応じた動画像又は静止画像を撮影する。その動画像又は静止画像を表す画像信号（例えば、ＹＵＶ形式の映像信号）は、画像処理部１４５を介して記録媒体１０３に記録される。特に、動画像の撮影時においては、マイク部１０１の出力音響信号に基づく符号化音響信号（音響信号処理装置１０２内の音量制御装置１０にて生成された符号化音響信号）と動画像の画像信号とが時間的に関連付けられた上で記録媒体１０３に記録される。尚、撮像装置１４０において、音響信号の記録段階ではなく音響信号の再生段階で、第２又は第３実施形態にて述べた音量制御を実施するようにしてもよい。
【００９１】
＜＜変形等＞＞
上述の実施形態の変形例または注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈４を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
【００９２】
［注釈１］
上述した説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。例えば、上述の各実施形態では、ＭＤＣＴにおける時間領域上の信号の処理単位が２０４８サンプルにて固定されていることを想定したが、該処理単位のサンプル数は２０４８以外にもなりうる。
【００９３】
［注釈２］
上述の各実施形態では、説明の簡略化上、音量制御の対象となる音響信号がモノラルの音響信号であることを想定したが、音量制御の対象となる音響信号は、複数チャンネル分の音響信号から成るステレオ又はマルチチャンネルの音響信号であっても良い。チャンネルごとに独立して上述してきた音量制御を行うようにしても良いし、複数チャンネル分の音響信号の音量を総合的に制御するようにしても良い。
【００９４】
［注釈３］
本発明の音量制御装置に適用することのできる符号化方式及び復号化方式は、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）に従うもの以外であっても構わない。
【００９５】
［注釈４］
本発明に係る音量制御装置（１０、３０又は５０）によって実現される機能の全部又は一部は、ハードウェア、ソフトウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。ソフトウェアを用いて音量制御装置（１０、３０又は５０）を構成する場合、ソフトウェアにて実現される部位についてのブロック図は、その部位の機能ブロック図を表すことになる。音量制御装置（１０、３０又は５０）にて実現される機能の全部または一部を、プログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置（例えばコンピュータ）上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０  音量制御装置
１１  正規化部
１２  ＭＤＣＴ部（フィルタバンク）
１３  ＦＦＴ部
１４  音量解析部
１５  音量制御部
１６  エンコード後処理部
２０  ＡＡＣエンコーダ
３０  音量制御装置
３１  デコード前処理部
３２  音量制御部
３３  ＩＭＤＣＴ部
３４  ＦＦＴ部
３５  音量解析部
４０  ＡＡＣデコーダ
５０  音量制御装置
５１  デコード前処理部
５２  正規化部
５３  ＩＭＤＣＴ部
５４  音量解析部
５５  音量制御部
６０  ＡＡＣデコーダ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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