(57)【要約】  音源は、入力音声信号、及び外部条件に依存するセンス信号を受け取る。当該音源は、出力音声信号を提供するために入力音声信号のダイナミックレンジをセンス信号に応じて自動的に調整するダイナミックレンジ制御手段を有する。そして、当該音源は出力音声信号を周囲への音波に変換する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音声信号を受け取る入力手段；
音と無関係な周辺条件に依存するセンス信号を受け取る入力手段；
出力音声信号を提供するために入力音声信号のダイナミックレンジを前記センス信号に応じて自動的に調整するダイナミックレンジ制御手段；及び
前記出力音声信号を周囲への音波に変換するスピーカー；
を有する音源。
【請求項２】
請求項１に記載の音源であって、前記入力手段が１つ以上の：ケーブル、人工衛星又はアンテナからの変調された放送信号からベースバンド音声信号をもたらす復調器／チューナー；記録媒体から音声信号をもたらす読取機；及びネットワーク接続；から選択されるところの音源。
【請求項３】
請求項１に記載の音源であって、前記センス信号に応じて、ダイナミックレンジがダイナミックレンジの別個の所定レベル群の間で切り替えられるところの音源。
【請求項４】
請求項３に記載の音源であって、前記センス信号に応じて、或る場合には前記出力信号のダイナミックレンジは前記入力信号のダイナミックレンジと等しくされ、他の場合には前記出力信号のダイナミックレンジは前記入力信号のダイナミックレンジより実質的に小さくされるところの音源。
【請求項５】
請求項１に記載の音源であって、前記自動的なダイナミックレンジ制御手段が、前記センス信号の実質的に連続的な変化に応じて、出力音声信号のダイナミックレンジの調整レベルを実質的に連続的に変化させるところの音源。
【請求項６】
請求項１に記載の音源であって、前記音と無関係な周辺条件が時刻であるところの音源。
【請求項７】
請求項１に記載の音源であって、前記音と無関係な周辺条件が周辺の光レベルであるところの音源。
【請求項８】
請求項１に記載の音源であって、前記入力音声信号が音楽であり、且つ前記音と無関係な周辺条件が音楽ジャンルであるところの音源。
【請求項９】
請求項１に記載の音源であって、前記音と無関係な周辺条件が当該音源の位置であるところの音源。
【請求項１０】
請求項１に記載の音源であって、前記音と無関係な周辺条件が当該音源の位置の音響特性であるところの音源。
【請求項１１】
請求項１に記載の音源であって、複数の周辺条件に応じて複数のセンサーが１つ以上のセンス信号をもたらし、且つ前記ダイナミックレンジ制御手段が該１つ以上のセンス信号に応じてダイナミックレンジを調整するところの音源。
【請求項１２】
入力音声信号を受け取るステップ；
音と無関係な周辺条件に依存するセンス信号を受け取るステップ；
出力音声信号を提供するために入力音声信号のダイナミックレンジを前記センス信号に応じて自動的に調整するステップ；及び
前記出力音声信号を周囲への音波に変換するステップ；
を有する方法。
【請求項１３】
入力音声信号を受け取る入力手段；
周辺騒音レベルに依存する第１センス信号を受け取る入力手段；
その他の異なる条件に依存する第２センス信号を受け取る入力手段；
出力音声信号を提供するために入力音声信号のダイナミックレンジを前記第１及び第２センス信号に応じて自動的に調整するダイナミックレンジ制御手段；及び
前記出力音声信号を周囲への音波に変換するスピーカー；
を有する音源。
【請求項１４】
請求項１３に記載の音源であって、前記その他の異なる条件が音に関連するところの音源。
【請求項１５】
請求項１３に記載の音源であって、前記その他の異なる条件が当該音源の音量設定であるところの音源。
【請求項１６】
請求項１３に記載の音源であって、前記その他の異なる条件が前記入力音声信号のダイナミックレンジであるところの音源。
【請求項１７】
入力音声信号を受け取る入力手段；
音と無関係な外部条件に依存するセンス信号を受け取る入力手段；
出力音声信号を提供するために入力音声信号のダイナミックレンジを前記センス信号に応じて自動的に調整するダイナミックレンジ制御手段；及び
前記出力音声信号を周囲への音波に変換するスピーカー；
を有する音源。
【請求項１８】
請求項１７に記載の音源であって、前記音と無関係な外部条件が聴衆の特性であるところの音源。
【請求項１９】
請求項１７に記載の音源であって、前記音と無関係な外部条件がスピーカーと聴衆との距離であるところの音源。
【請求項２０】
請求項１７に記載の音源であって、前記音と無関係な外部条件が当該音源の位置であるところの音源。
【請求項２１】
請求項１７に記載の音源であって、前記音と無関係な外部条件が前記入力音声信号のソースであるところの音源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動化された音声信号処理に関し、より具体的には、音声信号のダイナミックレンジ圧縮／伸張分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイナミックレンジとは、例えば電力、電流、電圧又は周波数等のパラメータの規定最大レベルの、そのパラメータの検出可能な最小レベルに対する比率である。音声信号処理分野では通常、ダイナミックレンジという用語は、通常は信号レベルと称される電力レベルのダイナミックレンジのことを言う。信号レベルは通常、デシベル（dB）で測定され、また、ダイナミックレンジは通常、最大信号レベルと最小信号レベルとの間のdB差として表される。本出願ではダイナミックレンジはdBで表された信号レベルの差を言うこととする。
【０００３】
人間の聴覚のダイナミックレンジ、すなわち、我々が感知可能な最弱の音と我々が快適に聞くことが可能な最大の音との差は約120dBである。ビニール製レコードで提供されるダイナミックレンジは典型的に約55dBである。ＣＤに使用可能なダイナミックレンジは約90dBであり、ＤＶＤのダイナミックレンジは約120dBである。
【０００４】
コンプレッサ、エキスパンダ及びノイズゲートはダイナミックレンジを変更するために用いられる音声信号処理装置である。これは、しばしば、記録する際によりしっかりした音を実現するため、又は最大音量レベルを増大させることなく楽音をより大きくする特別な効果を提供するために実施される。コンプレッサはダイナミックレンジを抑制するために、より低レベルの信号により高い信号利得を与えることによって効果を奏する。コンプレッサは演奏の静かな部分の音の大きさを増大させ、且つ／或いは、音の大きい部分を静かにさせる。エキスパンダはコンプレッサの逆であり、ダイナミックレンジを増大させるために音の静かな部分をより静かにし、且つ／或いは、音の大きい部分をより大きくする。ノイズゲートは低レベル信号を切り取るか遮断することによってダイナミックレンジを抑制する。
【０００５】
アナログ放送者は通常、放送の最大容量に関する法定制限、及びアナログ放送での高いノイズレベルのため、音声のダイナミックレンジを圧縮している。アナログ放送の受信機は一般にノイズゲートを用いて、ノイズ低減のために信号のダイナミックレンジが低めの部分を切り取っている。一部のアナログ受信機はまた、受信信号のダイナミックレンジを伸張するためのエキスパンダを有している。
【０００６】
デジタル放送においては、コンプレッサ及びノイズゲートは必要とされていない。なぜなら、容量制限がなく、伝送ノイズも復号化された音声信号のノイズにならないからである。しかしながら、デジタル放送者は引き続き音声を圧縮している。それは、アナログ放送と同じ音を維持するためであり、また、多くのリスナーは騒がしい環境にいたり比較的小さい音量で聞いていたりするからである。
【０００７】
ユーザが一般的に音質を様々な点で更に制御したいと思っていることは長い間認識されてきた。一部の最も初期の音響機器でさえユーザに音量制御を提供していた。ステレオ音響が初めて開発されたとき、ユーザは直ちに左右のチャネルに対して別々の音量制御を与えられた。その後の音響機器はユーザに高音域及び低音域の設定制御を提供し、また、サラウンド音響は通常、前方及び後方のスピーカーの音量制御を提供している。
【０００８】
特許文献１に、電話のスピーカーによる音声のダイナミックレンジが電話のマイクから受信される音声信号のノイズに応じて調整される電話機が開示されている。特許文献２には、車載音響機器の音量設定に応じてダイナミックレンジを圧縮することが開示されている。
【０００９】
スピーカーによって提供される音響の最適ダイナミックレンジは周辺ノイズ又は信号レベルに依存する場合があることが知られている。だが、周辺ノイズレベル又は音量設定とは少なくとも部分的に無関係なその他の条件に応じて、スピーカーのダイナミックレンジを制御することの有用性が本発明者によって見出された。
【００１０】
また、音響演奏の聴衆は一般にダイナミックレンジ調整の必要性を認識しておらず、そのためダイナミックレンジの自動制御が望まれることも本発明者によって見出された。すなわち、音響機器ユーザはある１つのダイナミックレンジ設定をその他のダイナミックレンジ設定より好むものの、ダイナミックレンジが調整される必要性や、ダイナミックレンジが増大されるべきなのか低減されるべきなのかは、ユーザには明らかになっていない。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０００２６５９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００１／００５５４００号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、音声信号のダイナミックレンジが、例えば周辺又は外部の条件に応じて、自動的に調整される音源及び方法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】
【００１２】
本発明の一態様に従った音源は、入力音声信号、及び音と無関係な周辺条件に依存するセンス信号を受け取る。当該音源は、出力音声信号を提供するために入力音声信号のダイナミックレンジを前記センス信号に応じて自動的に調整するダイナミックレンジ制御手段を有する。そして、当該音源は前記出力音声信号を周囲への音波に変換する。
【００１３】
入力信号は、ケーブル、人工衛星又はアンテナからの変調された放送信号からベースバンド音声信号をもたらすチューナー；記録媒体から音声信号をもたらす読取機；又はローカルエリアネットワーク接続；としてもよい。自動ダイナミックレンジ制御手段は、例えばセンス信号に比例するような、連続的な調整を行ってもよい。あるいは、自動ダイナミックレンジ制御手段はセンス信号の所定レベルに応じて離散的な調整を行ってもよい。例えば、閾値レベルに応じたオン／オフ調整である。
【００１４】
音と無関係な周辺条件は、例えば、時刻、周辺の光レベル、当該音源の位置、当該音源の位置の音響特性、及び音波が音楽を表現するときには音楽ジャンルとすることができる。
【００１５】
本発明の他の態様に従った音源は、入力音声信号、及び少なくとも２つのセンス信号を受け取る。１つのセンス信号は周辺騒音レベルに依存し、他のセンス信号は当該音源の音量設定等の異なる条件に依存する。当該音源は、出力音声信号を提供するために入力音声信号のダイナミックレンジを前記センス信号の双方に応じて自動的に調整するダイナミックレンジ制御手段を有する。そして、当該音源は前記出力音声信号を周囲への音波に変換する。
【００１６】
本発明の更なる態様及び効果は、以下の詳細な説明により当業者に明らかになるところである。
【実施例】
【００１７】
図１において、可搬式の音源100はダイナミックレンジ制御器102を有している。このような可搬式音源には、ＡＭ／ＦＭラジオ、ＣＤ及びＤＶＤ再生機、テレビ受像機、車載音響システム、並びにＭＰ３再生機が含まれる。ダイナミックレンジ制御器は音声入力信号を入力端子104で受信するとともに１つ以上のセンス端子106乃至108でセンス信号を受信し、また、音声出力信号を出力端子110に与えるために、音声入力信号のダイナミックレンジをセンス信号に応じて調整する。音声出力信号はスピーカー112に導かれ、音声出力信号は音波信号に変換される。ダイナミックレンジ制御器は１つ以上のダイナミックレンジ圧縮器、ダイナミックレンジ伸張器、又はノイズゲートの組み合わせでもよい。スピーカー112は出力音声信号を音波に変換する如何なる装置でもよい。スピーカーはモノラル、ステレオ又はサラウンド音響とすることができ、例えばツイーター、ホーン、ウーファー又は固体音響装置等の複数のスピーカー型式を含んでもよい。入力端子104はスイッチ120を介して音声信号入力に接続されている。音声信号入力の周知の例にはアンテナ202及び復調器／チューナー124がある。アンテナは地上放送を受信するラジオアンテナでも衛星アンテナでもよい。このような入力の周知の例には携帯電話システム、ＡＭ／ＦＭラジオ、テレビ放送、又は無線ネットワークが含まれる。あるいは、入力は記憶装置読取機126であってもよい。例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ハードディスクドライブ、又は半導体メモリ・カートリッジ・インターフェース等である。また、入力は有線ネットワークへの接続128でもよい、例えば、ＣＡＴＶシステムへの接続、電話システム又はコンピュータネットワーク等である。
【００１８】
センサー入力106乃至108はセンサー210乃至216からセンサー信号を受け取る。図中の省略記号は、さらなるセンサーが設けられてもよいことを示している。ここでは、センサーは非常に広い意味を有する。センサーは周辺、外部又は内部の条件等の検出又は導出が可能な如何なるものでもよい。センサーは、例えば、時刻を知らせる時計122、周辺騒音レベルを検出する複数のマイクロホン224及び226、又は入力音声信号のダイナミックレンジを導出するプロセッサ210とすることができる。さらなる検出器は、周辺光センサー、ＧＰＳ等の位置センサー、ネットワーク検出センサー（例えば、音源が自動車内にあるときに検出する）、又は音源の位置の音響特性を導出するセンサーを含み得る。プロセッサ210の場合、プロセッサは入力音声信号の電力レベルを検出してもよく、あるいは、音楽ジャンル等の音声信号内の情報を検出してもよい。センサーは通信装置であってもよい。例えば、その通信装置は聴衆の特性を確認するために、ラジオからのコード、又は赤外線遠隔制御信号を受け取り、センサーはダイナミックレンジに関する聴衆の嗜好を表すセンス信号を低供する。
【００１９】
図２は、本発明に係る方法の実施例200を例示している。ステップ202にて入力音声信号が受信される。ステップ204にてセンス信号が受信される。センス信号は周辺ノイズ又は音量と無関係な如何なる周辺又は外部条件に依存してもよい。ステップ206にて、入力音声信号のダイナミックレンジが調整され、出力音声信号が提供される。この調整はセンス信号に応じたものである。ステップ208にて、例えばスピーカーによって、出力音声信号は音波に変換される。
【００２０】
上述の記載は本発明を例示するためのものであり、本発明の特許請求の範囲を具体的な実施形態又は実施形態のグループに限定するものと解釈されるものではない。故に、本発明は具体的な実施例を参照して詳細に説明されているものの、特許請求の範囲に記載される本発明の意図及び範囲を逸脱することなく、これら実施例に多数の変更及び変形が為され得ることは認識されるところである。明細書及び図面は、従って、特許請求の範囲を単に例示するものであり限定するものではない。
【００２１】
請求項の記載において、以下の事項は理解されるところである。用語“有する”は列挙された要素若しくは役割以外の付加的な要素若しくは役割の存在を排除するものではない。要素の前に置かれた用語“或る”はその要素が複数存在することを排除するものではない。幾つかの“手段”が同一の品目又はハードウェア若しくはソフトウェアによって表されてもよい。開示された各々の要素はハードウェア部分（例えば、個別電子回路）、ソフトウェア部分（例えば、コンピュータプログラム）、又はそれらの組み合わせの何れから成ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る音源の具体的な一実施例を示す図である。
【図２】与えられた音波のダイナミックレンジを調整するための本発明に係る方法の具体的な一実施例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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