(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音響信号のレベルを調整して出力音響信号を生成する音響信号処理装置であって、
前記入力音響信号を複数の帯域の信号成分に分割する帯域分割手段と、
前記複数の帯域に対応する複数の第１のパラメータおよび前記複数の帯域を含む単一の帯域に対応する第２のパラメータを設定するための設定手段と、
前記複数の帯域の信号成分のレベルおよび前記複数の第１のパラメータに基づいて複数の第１の調整値をそれぞれ生成する複数の第１の調整値生成手段と、
前記単一の帯域の信号成分のレベルおよび前記第２のパラメータに基づいて第２の調整値を生成する第２の調整値生成手段と、
前記複数の第１の調整値に基づいて前記複数の帯域の信号成分のレベルを調整し、前記第２の調整値に基づいて前記単一の帯域の信号成分のレベルを調整するレベル調整手段と、
前記レベル調整手段により調整された前記信号成分に基づいて前記出力音響信号を生成する音響信号生成手段とを備え、
前記設定手段は、各第１のパラメータおよび前記第２のパラメータの一方の調整により他方が相補的に変化するように各第１のパラメータと前記第２のパラメータとを連動させる、音響信号処理装置。
【請求項２】
前記複数の第１の調整値生成手段は、前記複数の帯域の信号成分のレベルに基づいて複数の第１の調整係数をそれぞれ生成し、生成した複数の第１の調整係数および前記複数の第１のパラメータに基づいて前記複数の第１の調整値を生成し、
前記第２の調整値生成手段は、前記複数の第１の調整値生成手段により生成された複数の第１の調整係数の合計値または最小値、および前記第２のパラメータに基づいて前記第２の調整値を生成し、
前記レベル調整手段は、前記複数の第１の調整値の各々に前記第２の調整値を加算した複数の加算値に基づいて前記複数の帯域の各々の信号成分のレベルを調整し、
前記音響信号生成手段は、前記レベル調整手段により調整された前記複数の帯域の信号成分を合成することにより前記出力音響信号を生成する、請求項１記載の音響信号処理装置。
【請求項３】
前記第２の調整値生成手段は、前記単一の帯域の信号成分のレベルに基づいて第２の調整係数を生成し、生成した第２の調整係数および前記第２のパラメータに基づいて前記第２の調整値を生成する、請求項１記載の音響信号処理装置。
【請求項４】
前記第２の調整値生成手段は、前記入力音響信号のレベルに基づいて前記第２の調整係数を生成し、
前記レベル調整手段は、前記複数の第１の調整値の各々に前記第２の調整値を加算した加算値に基づいて前記複数の帯域の各々の信号成分のレベルを調整し、
前記音響信号生成手段は、前記レベル調整手段により調整された複数の帯域の信号成分を合成することにより前記出力音響信号を生成する、請求項３記載の音響信号処理装置。
【請求項５】
前記レベル調整手段は、前記複数の第１の調整値に基づいて前記複数の帯域の信号成分のレベルを調整する複数の第１乗算器と、前記第２の調整値に基づいて前記単一の帯域の信号成分のレベルを調整する第２乗算器とを含む、請求項１または３記載の音響信号処理装置。
【請求項６】
前記レベル調整手段は、前記複数の第１の調整値の各々に前記第２の調整値を加算した複数の加算値に基づいて前記複数の帯域の各々の信号成分のレベルを調整する複数の乗算器を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の音響信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号のレベルを調整する音響信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
予め設定されたしきい値を超える信号成分のレベル（振幅）を抑制するように音響信号のダイナミックレンジを圧縮することが行われている（例えば、特許文献１参照）。このようなダイナミックレンジの圧縮は、個々の楽器音（個々のトラック）の音響信号または最終的に混合された音響信号に対して行われる。ダイナミックレンジの圧縮により音の濃密さを聴感的に増す効果が得られる。そのため、ダイナミックレンジの圧縮は、音響信号に音楽性を付与するために積極的に使用されている。以下、音響信号の全帯域の信号成分のレベルを設定されたしきい値等のパラメータに基づいて圧縮する方法をシングルバンドコンプレッションと呼ぶ。
【０００３】
近年においては、音響信号を複数の帯域の信号成分に分割し、帯域毎に信号成分の圧縮を行う種々の技術が開発されている（例えば、特許文献２参照）。以下、音響信号を複数の帯域の信号成分に分割し、各帯域の信号成分のレベルをそれぞれ設定されたしきい値等のパラメータに基づいて圧縮する方法をマルチバンドコンプレッションと呼ぶ。マルチバンドコンプレッションによると、特定の帯域の大きな信号成分のレベルを他の帯域の信号成分に影響を与えることなく効率的に圧縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開３−２１８１０９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１００１９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、シングルバンドコンプレッションによれば、各帯域の音の変化に応じて他の帯域の音が変調されるという特有の音響効果が得られることに着目した。また、本発明者は、マルチバンドコンプレッションによれば、音響信号に大きなダイナミクスを付与することができることに着目した。そして、不自然さを伴うことなく音響信号に多様な音響効果を付与する構成について考察した。
【０００６】
本発明の目的は、不自然さを伴うことなく音響信号に多様な音響効果を付与することが可能な音響信号処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る音響信号処理装置は、入力音響信号のレベルを調整して出力音響信号を生成する音響信号処理装置であって、入力音響信号を複数の帯域の信号成分に分割する帯域分割手段と、複数の帯域に対応する複数の第１のパラメータおよび複数の帯域を含む単一の帯域に対応する第２のパラメータを設定するための設定手段と、複数の帯域の信号成分のレベルおよび複数の第１のパラメータに基づいて複数の第１の調整値をそれぞれ生成する複数の第１の調整値生成手段と、単一の帯域の信号成分のレベルおよび第２のパラメータに基づいて第２の調整値を生成する第２の調整値生成手段と、複数の第１の調整値に基づいて複数の帯域の信号成分のレベルを調整し、第２の調整値に基づいて単一の帯域の信号成分のレベルを調整するレベル調整手段と、レベル調整手段により調整された信号成分に基づいて出力音響信号を生成する音響信号生成手段とを備え、設定手段は、各第１のパラメータおよび第２のパラメータの一方の調整により他方が相補的に変化するように各第１のパラメータと第２のパラメータとを連動させるものである。
【０００８】
その音響信号処理装置においては、複数の第１の調整値および第２の調整値に基づいて複数の帯域または単一の帯域の信号成分のレベルがそれぞれ調整される。ここで、複数の第１の調整値は、複数の帯域の信号成分のレベルおよび複数の第１のパラメータに基づいてそれぞれ生成される。複数の第１の調整値による信号成分のレベルの調整をマルチバンド調整と呼ぶ。マルチバンド調整では、各帯域の信号成分が他の帯域の信号成分の影響を受けない。それにより、大きなダイナミクスの付与が可能となる。また、第２の調整値は、複数の帯域を含む単一の帯域の信号成分のレベルおよび第２のパラメータに基づいて生成される。第２の調整値による信号成分のレベルの調整をシングルバンド調整と呼ぶ。シングルバンド調整では、様々な帯域の信号成分が互い変調し合うことにより特有の音響効果が得られる。この場合、各第１のパラメータおよび第２のパラメータの一方の調整により他方が相補的に変化するように各第１のパラメータと第２のパラメータとが連動する。「相補的に変化する」とは、一方が増加すると他方が減少し、一方が減少すると他方が増加することをいう。それにより、出力音響信号のレベルが全体として不自然に調整されることが防止される。これらの結果、不自然さを伴うことなく音響信号に多様な音響効果を付与することが可能となる。
【０００９】
（２）複数の第１の調整値生成手段は、複数の帯域の信号成分のレベルに基づいて複数の第１の調整係数をそれぞれ生成し、生成した複数の第１の調整係数および複数の第１のパラメータに基づいて複数の第１の調整値を生成し、第２の調整値生成手段は、複数の第１の調整値生成手段により生成された複数の第１の調整係数の合計値または最小値、および第２のパラメータに基づいて第２の調整値を生成し、レベル調整手段は、複数の第１の調整値の各々に第２の調整値を加算した複数の加算値に基づいて複数の帯域の各々の信号成分のレベルを調整し、音響信号生成手段は、レベル調整手段により調整された複数の帯域の信号成分を合成することにより出力音響信号を生成してもよい。
【００１０】
この場合、第１の調整値生成手段により生成される複数の第１の調整係数に基づいて第２の調整値が生成されるので、第２の調整値生成手段の構成が簡素化される。それにより、演算量およびコストの低減が可能となる。
【００１４】
（３）第２の調整値生成手段は、単一の帯域の信号成分のレベルに基づいて第２の調整係数を生成し、生成した第２の調整係数および第２のパラメータに基づいて第２の調整値を生成してもよい。
【００１５】
この場合、第２の調整値は、複数の第１の調整係数とは別の第２の調整係数および第２のパラメータに基づいて生成されるので、入力音響信号の全帯域のレベルを出力音響信号における各帯域の信号成分のレベルに十分に反映させることができる。
【００１６】
（４）第２の調整値生成手段は、入力音響信号のレベルに基づいて第２の調整係数を生成し、レベル調整手段は、複数の第１の調整値の各々に第２の調整値を加算した加算値に基づいて複数の帯域の各々の信号成分のレベルを調整し、音響信号生成手段は、レベル調整手段により調整された複数の帯域の信号成分を合成することにより出力音響信号を生成してもよい。
【００１７】
この場合、複数の第１の調整値生成手段によるマルチバンド調整と第２の調整値生成手段によるシングルバンド調整とが入力音響信号に対して並列的に行われる。それにより、全帯域の信号成分のレベルを正確に制御することが可能となる。また、複数の帯域の各々の信号成分に第１の調整値および第２の調整値による調整が行われた後に調整後の複数の信号成分が合成される。それにより、各帯域の信号成分にシングルバンド調整を十分に反映させることができる。
（５）レベル調整手段は、複数の第１の調整値に基づいて複数の帯域の信号成分のレベルを調整する複数の第１乗算器と、第２の調整値に基づいて単一の帯域の信号成分のレベルを調整する第２乗算器とを含んでもよい。
（６）レベル調整手段は、複数の第１の調整値の各々に第２の調整値を加算した複数の加算値に基づいて複数の帯域の各々の信号成分のレベルを調整する複数の乗算器を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、不自然さを伴うことなく音響信号に多様な音響効果を付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】信号レベルから圧縮係数を求める関数を示す図である。
【図３】操作部の一例および他の例を示す模式図である。
【図４】第２の実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第３の実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第４の実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第５実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
（１）第１の実施の形態
図１は第１の実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。図１の音響信号処理装置１は、入力音響信号ＳＩのダイナミックレンジを圧縮する効果音付与装置（コンプレッサ）として機能する。入力音響信号ＳＩは、音声または楽音等の音響の時間波形を示すサンプル系列である。音響信号処理装置１は、帯域分割部１０、複数の調整値生成部２１〜２３、調整値生成部３０、合成部４０、複数の乗算器５１〜５３およびレシオ設定部１００を含む。
【００２２】
帯域分割部１０は、複数の帯域通過フィルタ１１〜１３を含む。本例では、帯域通過フィルタ１１はローパスフィルタ（ＬＰＦ）であり、帯域通過フィルタ１２はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）であり、帯域通過フィルタ１３はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）である。帯域通過フィルタ１１〜１３には、入力音響信号ＳＩが与えられる。帯域通過フィルタ１１は、入力音響信号ＳＩから第１の周波数よりも低い周波数帯域（以下、第１の帯域と呼ぶ。）の信号成分Ｓ１を抽出して出力する。帯域通過フィルタ１２は、入力音響信号ＳＩから第１の周波数以上でかつ第２の周波数以下の周波数帯域（以下、第２の帯域と呼ぶ。）の信号成分Ｓ２を抽出して出力する。帯域通過フィルタ１３は、入力音響信号ＳＩから第２の周波数よりも高い周波数帯域（以下、第３の帯域と呼ぶ。）の信号成分Ｓ３を抽出して出力する。
【００２３】
調整値生成部２１〜２３，３０には、可変のパラメータとして、しきい値、アタック時間、リリース時間およびレシオが設定される。アタック時間は、信号成分のレベルがしきい値に達してから実際に圧縮を開始するまでの時間である。リリース時間は、圧縮後の信号成分のレベルがしきい値を下回った後に圧縮前のレベルに戻るまでの時間である。レシオは、圧縮の程度を表す比率である。
【００２４】
帯域通過フィルタ１１から出力される信号成分Ｓ１は、乗算器５１に与えられるとともに調整値生成部２１に与えられる。調整値生成部２１は、しきい値設定部２ａ、全波整流部２ｂ、アタック／リリース設定部２ｃ、ゲイン調整部２ｄおよびレシオ調整部２ｅを含む。図１においては、しきい値設定部２ａを「ＴＨＤ」と表記し、全波整流部２ｂを「ＡＷＤ」と表記し、アタック／リリース設定部２ｃを「Ａ／Ｒ」と表記する。また、ゲイン調整部２ｄを「ＧＲ」と表記し、レシオ調整部２ｅを「ＲＡ」と表記する。
【００２５】
しきい値設定部２ａには、後述する図３の操作部１１０を用いて使用者により調整されたしきい値ＴＨ１が設定される。しきい値設定部２ａは、信号成分Ｓ１のレベルが設定されたしきい値ＴＨ１を超えているか否かを判定する。全波整流部２ｂは、信号成分Ｓ１を全波整流する。アタック／リリース設定部２ｃには、図３の操作部１１０を用いて調整されたアタック時間Ａ１およびリリース時間Ｒ１が設定される。アタック／リリース設定部２ｃは、信号成分Ｓ１のレベルがしきい値ＴＨ１を超えた時点からアタック時間Ａ１が経過したときにゲイン調整部２ｄを起動する。また、アタック／リリース設定部２ｃは、信号成分Ｓ１のレベルがしきい値ＴＨ１を下回った時点からリリース時間Ｒ１が経過したときにゲイン調整部２ｄを停止させる。ゲイン調整部２ｄには、予め信号レベルから圧縮係数を求める関数が記憶される。
【００２６】
図２は信号レベルから圧縮係数を求める関数を示す図である。図２（ａ）の横軸は信号レベル（信号成分のレベル）を線形領域の値で示し、縦軸は圧縮係数を線形領域の値で示す。図２（ｂ）の横軸は信号レベルを対数領域の値（デシベル値）で示し、縦軸は圧縮係数を対数領域の値（デシベル値）で示す。図２（ａ）の関数では、信号レベルがしきい値以下の場合には、圧縮係数の値は１で一定である。信号レベルがしきい値を超えると、圧縮係数の値は非線形に減少する。図２（ｂ）の関数では、信号レベルがしきい値以下の場合には、圧縮係数の値は０［ｄＢ］で一定である。信号レベルがしきい値を超えると、圧縮係数の値は線形に減少する。
【００２７】
本実施の形態では、図１のゲイン調整部２ｄは、図２（ａ）の関数から信号成分Ｓ１に対応する圧縮係数ｃ１を取得する。具体的には、ゲイン調整部２ｄは、信号成分Ｓ１のレベルがしきい値ＴＨ１以下の場合に圧縮係数ｃ１として１を取得し、信号成分Ｓ１のレベルがしきい値ＴＨ１を超えると、圧縮係数ｃ１として１よりも小さい値を取得する。しきい値ＴＨ１からの超過量が大きくなるほど圧縮係数ｃ１は小さくなる。
【００２８】
図１のレシオ調整部２ｅには、後述するレシオ設定部１００によりレシオＲａ１’が設定される。レシオ調整部２ｅは、ゲイン調整部２ｄにより取得された圧縮係数ｃ１を設定されたレシオＲａ１’に基づいて調整し、調整後の圧縮係数を調整値Ｃ１として乗算器５１に与える。具体的には、レシオ調整部２ｅは、レシオＲａ１’が大きいほど、図２（ａ）の関数のしきい値を超えた部分の傾きが大きくなるように圧縮係数を調整する。図２（ａ）の例では、レシオＲａ１’が小さい場合には、圧縮係数の傾きが実線のように小さく、レシオＲａ１’が大きくなるにつれて、圧縮係数の傾きが破線、一点鎖線および二点鎖線で示すように大きくなる。
【００２９】
図１の乗算器５１は、帯域通過フィルタ１１から与えられる信号成分Ｓ１に調整値生成部２１から与えられる調整値Ｃ１を乗算する。調整値Ｃ１は、信号成分Ｓ１がしきい値ＴＨ１を超えている場合に１よりも小さくなる。それにより、しきい値ＴＨ１を超えている信号成分Ｓ１のレベルが圧縮される。乗算器５１の乗算結果は、信号成分Ｓ１’として合成部４０に与えられる。
【００３０】
帯域通過フィルタ１２から出力される信号成分Ｓ２は、乗算器５２に与えられるとともに調整値生成部２２に与えられる。調整値生成部２２の構成および動作は、調整値生成部２１と同様である。図３の操作部１１０を用いて調整されたしきい値ＴＨ２が調整値生成部２２のしきい値設定部２ａに設定され、アタック時間Ａ２およびリリース時間Ｒ２がアタック／リリース設定部２ｃに設定される。ゲイン調整部２ｄは圧縮係数ｃ２を出力する。レシオ調整部２ｅには、後述するレシオ設定部１００によりレシオＲａ２’が設定される。調整値生成部２２のレシオ調整部２ｅにより乗算器５２に調整値Ｃ２が与えられる。乗算器５２は、帯域通過フィルタ１２から与えられる信号成分Ｓ２に調整値生成部２２から与えられる調整値Ｃ２を乗算し、乗算結果を信号成分Ｓ２’として合成部４０に与える。
【００３１】
帯域通過フィルタ１３から出力される信号成分Ｓ３は、乗算器５３に与えられるとともに調整値生成部２３に与えられる。調整値生成部２３の構成および動作は、調整値生成部２１と同様である。図３の操作部１１０を用いて調整されたしきい値ＴＨ３が調整値生成部２３のしきい値設定部２ａに設定され、アタック時間Ａ３およびリリース時間Ｒ３がアタック／リリース設定部２ｃに設定される。ゲイン調整部２ｄは圧縮係数ｃ３を出力する。レシオ調整部２ｅには、後述するレシオ設定部１００によりレシオＲ３’が設定される。調整値生成部２３のレシオ調整部２ｅにより乗算器５３に調整値Ｃ３が与えられる。乗算器５３は、帯域通過フィルタ１３から与えられる信号成分Ｓ３に調整値生成部２３から与えられる調整値Ｃ３を乗算し、乗算結果を信号成分Ｓ３’として合成部４０に与える。
【００３２】
合成部４０は、乗算器５１〜５３から与えられる信号成分Ｓ１〜Ｓ３を合成することにより全帯域の合成音響信号ＳＦを生成する。合成部４０により生成された合成音響信号ＳＦは、乗算器５０に与えられるとともに調整値生成部３０に与えられる。帯域分割部１０、調整値生成部２１〜２３、合成部４０および乗算器５１〜５３は、調整値Ｃ１〜Ｃ３に基づいて第１〜第３の帯域における信号成分Ｓ１〜Ｓ３のレベルをそれぞれ圧縮するマルチバンドコンプレッション（ＭＢＣ）を行う。マルチバンドコンプレッションによれば、各帯域の信号成分のレベルが他の帯域の信号成分のレベルに影響を与えないため、入力音響信号ＳＩに大きなダイナミクスを付与することができる。
【００３３】
調整値生成部３０は、しきい値設定部３ａ、全波整流部３ｂ、アタック／リリース設定部３ｃ、ゲイン調整部３ｄおよびレシオ調整部３ｅを含む。調整値生成部３０の構成および動作は、調整値生成部２１と同様である。図３の操作部１１０を用いて調整されたしきい値ＴＨ０がしきい値設定部３ａに設定され、アタック時間Ａ０およびリリース時間Ｒ０がアタック／リリース設定部３ｃに設定される。ゲイン調整部３ｄは圧縮係数ｃ０を出力する。レシオ調整部３ｅには、後述するレシオ設定部１００によりレシオＲａ０’が設定される。レシオ調整部３ｅにより乗算器５０に調整値Ｃ０が与えられる。
【００３４】
乗算器５０は、合成部４０から与えられる合成音響信号ＳＦに調整値生成部３０から与えられる調整値Ｃ０を乗算し、乗算結果を出力音響信号ＳＯとして出力する。調整値生成部３０および乗算器５０は、調整値Ｃ０に基づいて合成音響信号ＳＦの全帯域におけるレベルを圧縮するシングルバンドコンプレッション（ＳＢＣ）を行う。シングルバンドコンプレッションによれば、複数の帯域の信号成分が相互に変調し合うことにより特有の音響効果が得られる。
【００３５】
図３（ａ）は操作部１１０の一例を示す模式図であり、図３（ｂ）は操作部１１０の他の例を示す模式図である。図３（ａ）に示す操作部１１０は、マルチバンドコンプレッション（ＭＢＣ）におけるしきい値ＴＨ１〜ＴＨ３を調整するための調整つまみＶ１１〜Ｖ１３、アタック時間Ａ１〜Ａ３を調整するための調整つまみＶ２１〜Ｖ２３、リリース時間Ｒ１〜Ｒ３を調整するための調整つまみＶ３１〜Ｖ３３およびレシオＲａ１〜Ｒａ３を調整するための調整つまみＶ４１〜Ｖ４３を備える。また、操作部１１０は、シングルバンドコンプレッション（ＳＢＣ）におけるしきい値ＴＨ０を調整するための調整つまみＶ１０、アタック時間Ａ０を調整するための調整つまみＶ２０、リリース時間Ｒ０を調整するための調整つまみＶ３０およびレシオＲａ０を調整するための調整つまみＶ４０を備える。
【００３６】
図３（ｂ）の操作部１１０が図３（ａ）の操作部１１０と異なるのは、マルチバンドコンプレッションとシングルバンドコンプレッションとのバランスＢＡＬを調整するための調整つまみＶ５０をさらに備える点である。
【００３７】
ここで、図１のレシオ設定部１００の第１の動作例を説明する。第１の動作例では、図１のレシオ設定部１００には、図３（ａ）の操作部１１０を用いて調整されたレシオＲａ１〜Ｒａ３およびレシオＲａ０が与えられる。レシオ設定部１００は、下記式（１）〜（４）によりマルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’を算出する。
【００３８】
Ｒａ１’＝Ｒａ１−Ｒａ０    …（１）
Ｒａ２’＝Ｒａ２−Ｒａ０    …（２）
Ｒａ３’＝Ｒａ３−Ｒａ０    …（３）
Ｒａ０’＝Ｒａ０    …（４）
算出されたマルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’は、調整値生成部２１〜２３のレシオ調整部２ｅにそれぞれ設定される。また、操作部１１０を用いて調整されたレシオＲａ０は、そのままシングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’として調整値生成部３０のレシオ調整部３ｅに設定される。この場合、シングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’が増加すると、マルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’が減少する。逆に、シングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’が減少すると、マルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’が増加する。このように、シングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’とマルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’とは互いに相補的に変化するように連動している。それにより、マルチバンドコンプレッションおよびシングルバンドコンプレッションにより入力音響信号ＳＩが過剰に圧縮されることが防止される。
【００３９】
次に、図１のレシオ設定部１００の第２の動作例を説明する。第２の動作例では、図１のレシオ設定部１００には、図３（ｂ）の操作部１１０を用いて調整されたレシオＲａ１〜Ｒａ３、レシオＲａ０およびバランスＢＡＬが与えられる。レシオ設定部１００は、下記式（５）〜（８）によりマルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’およびシングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’を算出する。
【００４０】
Ｒａ１’＝（１−ＢＡＬ）×Ｒａ１    …（５）
Ｒａ２’＝（１−ＢＡＬ）×Ｒａ２    …（６）
Ｒａ３’＝（１−ＢＡＬ）×Ｒａ３    …（７）
Ｒａ０’＝ＢＡＬ×Ｒａ０    …（８）
ここで、バランスＢＡＬは０以上１以下の任意の値である。算出されたマルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’は、調整値生成部２１〜２３のレシオ調整部２ｅにそれぞれ設定される。また、算出されたシングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’は、調整値生成部３０のレシオ調整部３ｅに設定される。この場合、バランスＢＡＬが増加すると、マルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’が減少し、シングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’が増加する。逆に、バランスＢＡＬが減少すると、マルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’が増加し、シングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’が減少する。このように、シングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’とマルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’とは互いに相補的に変化するように連動している。それにより、マルチバンドコンプレッションおよびシングルバンドコンプレッションにより入力音響信号ＳＩが過剰に圧縮されることが防止される。使用者は、調整つまみＶ５０によりマルチバンドコンプレッションとシングルバンドコンプレッションとの割合を容易かつ直感的に調整することができる。
【００４１】
本実施の形態に係る音響信号処理装置１においては、入力音響信号ＳＩにマルチバンドコンプレッションが行われるとともに、マルチバンドコンプレッションが行われた合成音響信号ＳＦにシングルバンドコンプレッションが行われる。それにより、マルチバンドコンプレッションによるダイナミクスおよびシングルバンドコンプレッションに特有の音響効果が得られる。この場合、マルチバンドコンプレッションのレシオＲａ１’〜Ｒａ３’とシングルバンドコンプレッションのレシオＲａ０’とが相補的に変化するため、出力音響信号ＳＯのレベルが全体として不自然に調整されることが防止される。その結果、不自然さを伴うことなく多様な音響効果が付与された出力音響信号ＳＯを容易に得ることが可能となる。
【００４２】
（２）第２の実施の形態
図４は第２の実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。図４の音響信号処理装置１が図１の音響信号処理装置１と異なるのは次の点である。図４の音響信号処理装置１は、図１の乗算器５０の代わりに乗算器５０ａを含む。
【００４３】
入力音響信号ＳＩは、帯域分割部１０および調整値生成部３０のしきい値設定部３ａに与えられる。調整値生成部３０のレシオ調整部３ｅからは調整値ＣＳが出力される。乗算器５０ａは、合成部４０から出力される合成音響信号ＳＦに調整値生成部３０から出力される調整値ＣＳを乗算し、乗算結果を出力音響信号ＳＯとして出力する。
【００４４】
本実施の形態に係る音響信号処理装置１においては、帯域分割部１０、調整値生成部２１〜２３、合成部４０および乗算器５１〜５３が、調整値Ｃ１〜Ｃ３に基づいて第１〜第３の帯域における信号成分Ｓ１〜Ｓ３のレベルをそれぞれ圧縮するマルチバンドコンプレッションを行う。また、調整値生成部３０および乗算器５１〜５３が、調整値ＣＳに基づいて入力音響信号ＳＩの全帯域におけるレベルを圧縮するシングルバンドコンプレッションを行う。この場合、入力音響信号ＳＩに対して並列的にマルチバンドコンプレッションおよびシングルバンドコンプレッションが行われるので、全帯域の信号成分のレベルを正確に制御することが可能となる。その結果、不自然さを伴うことなく多様な音響効果が付与された出力音響信号ＳＯを容易かつ正確に得ることが可能となる。
【００４５】
（３）第３の実施の形態
図５は第３の実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。図５の音響信号処理装置１が図４の音響信号処理装置１と異なるのは次の点である。図５の音響信号処理装置１では、調整値生成部２１〜２３のアタック／リリース設定部２ｃとゲイン調整部２ｄとの間に対数変換部２ｆが設けられる。対数変換部２ｆは、信号成分Ｓ１〜Ｓ３を対数領域の値（デシベル値）に変換（対数変換）する。図５においては、対数変換部２ｆおよび後述する対数変換部３ｆを「ＬＯＧ」と表記する。
【００４６】
調整値生成部２１〜２３のゲイン調整部２ｄは、図２（ｂ）の関数から、対数変換された信号成分Ｓ１〜Ｓ３に対応する対数領域の圧縮係数ｃ１’〜ｃ３’を取得する。調整値生成部２１〜２３のレシオ調整部２ｅは、レシオＲａ１’〜Ｒａ３’に基づいて圧縮係数ｃ１’〜ｃ３’を調整し、調整後の値を対数領域の調整値Ｃ１’〜Ｃ３’としてそれぞれ出力する。また、調整値生成部２１〜２３と乗算器５１〜５３との間に、加算器６１〜６３および指数変換部２７１〜２７３がそれぞれ設けられる。
【００４７】
調整値生成部３０のアタック／リリース設定部３ｃとゲイン調整部３ｄとの間に、全波整流された入力音響信号ＳＩを対数変換する対数変換部３ｆが設けられる。調整値生成部３０のゲイン調整部３ｄは、図２（ｂ）の関数から、対数変換された入力音響信号ＳＩに対応する対数領域の圧縮係数ｃ０’を取得する。調整値生成部３０のレシオ調整部３ｅは、レシオＲａ０’に基づいて圧縮係数ｃ０’を調整し、調整後の値を対数領域の調整値ＣＳ’として出力する。
【００４８】
加算器６１〜６３は、それぞれ調整値生成部２１〜２３から出力される調整値Ｃ１’〜Ｃ３’と調整値生成部３０から出力される調整値ＣＳ’とを加算する。指数変換部２７１〜２７３は、加算器６１〜６３の加算結果を線形領域の値に変換（指数変換）し、指数変換された値をそれぞれ調整値Ｃｅ１〜Ｃｅ３として出力する。図５においては、指数変換部２７１〜２７３を「ＥＸＰ」と表記する。
【００４９】
乗算器５１〜５３は、帯域通過フィルタ１１〜１３から出力される信号成分Ｓ１〜Ｓ３に指数変換部２７１〜２７３から出力される調整値Ｃｅ１〜Ｃｅ３を乗算し、乗算結果を信号成分ＳＭ１〜ＳＭ３として合成部４０に与える。合成部４０は、信号成分ＳＭ１〜ＳＭ３を合成し、合成された出力音響信号ＳＯを出力する。図５の音響信号処理装置１では、調整値Ｃ１’〜Ｃ３’，ＣＳが対数領域の値として変化するので、変化量が人間の聴感に一致する。
【００５０】
本実施の形態に係る音響信号処理装置１においては、主として帯域分割部１０、調整値生成部２１〜２３、合成部４０および乗算器５１〜５３が、調整値Ｃ１’〜Ｃ３’に基づいて第１〜第３の帯域における信号成分Ｓ１〜Ｓ３のレベルをそれぞれ圧縮するマルチバンドコンプレッションを行う。また、主として調整値生成部３０、乗算器５１〜５３および加算器６１〜６３が、調整値ＣＳ’に基づいて入力音響信号ＳＩの全帯域におけるレベルを圧縮する擬似的なシングルバンドコンプレッションを行う。この場合、入力音響信号ＳＩに対して並列的にマルチバンドコンプレッションおよびシングルバンドコンプレッションが行われるので、全帯域の信号成分のレベルを正確に制御することができる。その結果、不自然さを伴うことなく多様な音響効果が付与された出力音響信号ＳＯを容易かつ正確に得ることが可能となる。
【００５１】
また、マルチバンドコンプレッションの対数領域の調整値Ｃ１’〜Ｃ３’にシングルバンドコンプレッションの対数領域の調整値ＣＳ’が加算されるので、調整値生成部３０に対応して高価な指数変換部を設ける必要がない。それにより、コストの低減が可能となる。
【００５２】
（４）第４の実施の形態
図６は第４の実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。図６の音響信号処理装置１が図５の音響信号処理装置１と異なるのは次の点である。図６の音響信号処理装置１では、図５の調整値生成部３０が設けられず、合計値算出部３４およびレシオ調整部３５が設けられる。図５においては、合計値算出部３４が「Σ」で表記される。
【００５３】
合計値算出部３４は、調整値生成部２１〜２３のゲイン調整部２ｄからそれぞれ出力される圧縮係数ｃ１’〜ｃ３’の合計値を算出する。レシオ調整部３５には、レシオ設定部１００によりレシオＲａ０’が設定される。レシオ調整部３５は、設定されたレシオＲａ０’に基づいて、合計値算出部３４により算出された合計値を調整し、調整後の値を調整値ＣＳａとして出力する。加算器６１〜６３は、それぞれ調整値生成部２１〜２３から出力される調整値Ｃ１’〜Ｃ３’とレシオ調整部３５から出力される調整値ＣＳａとを加算する。
【００５４】
本実施の形態に係る音響信号処理装置１においては、主として帯域分割部１０、調整値生成部２１〜２３、合成部４０および乗算器５１〜５３が、調整値Ｃ１’〜Ｃ３’に基づいて第１〜第３の帯域における信号成分Ｓ１〜Ｓ３のレベルをそれぞれ圧縮するマルチバンドコンプレッションを行う。また、主として合計値算出部３４、レシオ調整部３５、乗算器５１〜５３および加算器６１〜６３が、調整値ＣＳａに基づいて入力音響信号ＳＩの全帯域におけるレベルを圧縮する擬似的なシングルバンドコンプレッションを行う。この場合、図５の調整値生成部３０が不要となるので、演算量およびコストの大幅な低減が可能となる。その結果、不自然さを伴うことなく多様な音響効果が付与された出力音響信号ＳＯを低コストで容易かつ正確に得ることが可能となる。
【００５５】
（５）第５の実施の形態
図７は第５実施の形態に係る音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。図７の音響信号処理装置１が図６の音響信号処理装置１と異なるのは次の点である。図７の音響信号処理装置１では、図６の合計値算出部３４の代わりに、最小値選択部３６が設けられる。最小値選択部３６は、調整値生成部２１〜２３のゲイン調整部２ｄからそれぞれ出力される圧縮係数ｃ１’〜ｃ３’のうち最小値を選択する。レシオ調整部３５は、設定されたレシオＲａ０’に基づいて、最小値選択部３６により選択された最小値を調整し、調整後の値を調整値ＣＳｂとして出力する。加算器６１〜６３は、それぞれ調整値生成部２１〜２３から出力される調整値Ｃ１’〜Ｃ３’とレシオ調整部３５から出力される調整値ＣＳｂとを加算する。
【００５６】
本実施の形態に係る音響信号処理装置１においては、主として帯域分割部１０、調整値生成部２１〜２３、合成部４０および乗算器５１〜５３が、調整値Ｃ１’〜Ｃ３’に基づいて第１〜第３の帯域における信号成分Ｓ１〜Ｓ３のレベルをそれぞれ圧縮するマルチバンドコンプレッションを行う。また、主として最小値選択部３６、レシオ調整部３５、乗算器５１〜５３および加算器６１〜６３が、調整値ＣＳｂに基づいて入力音響信号ＳＩの全帯域におけるレベルを圧縮する擬似的なシングルバンドコンプレッションを行う。この場合、図５の調整値生成部３０が不要となるので、演算量およびコストの大幅な低減が可能となる。
【００５７】
さらに、シングルバンドコンプレッションにおける信号成分の圧縮量が抑制されるので、出力音響信号ＳＯにおける歪みが低減される。具体的には、シングルバンドコンプレッションでは、全帯域に同一のアタック時間およびリリース時間が設定される。一方、マルチバンドコンプレッションでは、帯域毎に適切なアタック時間およびリリース時間が設定される。例えば、マルチバンドコンプレッションによれば、高帯域には短いアタック時間および短いリリース時間を設定し、低帯域には長いアタック時間および長いリリース時間を設定することができる。この場合、最小値選択部３６によりマルチバンドコンプレッションにおける最小の圧縮係数が選択される。それにより、シングルバンドコンプレッションにおいて歪みの発生が抑制される。したがって、出力音響信号ＳＯにおいて、少ない歪みと速い応答性との両立が可能となる。その結果、不自然さを伴うことなく多様な音響効果が付与された低歪みの出力音響信号ＳＯを低コストで容易かつ正確に得ることが可能となる。
【００５８】
（６）他の実施の形態
上記第１〜第５の実施の形態では、帯域分割部１０が３個の帯域通過フィルタ１１〜１３により構成されるが、帯域分割部１０が２個または４個以上の帯域通過フィルタにより構成されてもよい。この場合、帯域通過フィルタの数と同じ数の調整値生成部およびそれに関連する部分が設けられる。
【００５９】
図６の合計値算出部３４の代わりに調整値生成部２１〜２３のゲイン調整部２ｄから出力される圧縮係数ｃ１’〜ｃ３’の平均値を算出する平均値算出部を用いてもよい。また、図６の合計値算出部３４または図７の最小値選択部３６の代わりに合計値算出部３４と最小値選択部３６との組み合わせを用い、合計値と最小値とを適切な比率で混合してもよい。
【００６０】
さらに、しきい値ＴＨ１〜ＴＨ３としきい値ＴＨ０とが連動してもよく、アタック時間Ａ１〜Ａ３とアタック時間Ａ０とが連動してもよく、リリース時間Ｒ１〜Ｒ３とリリース時間Ｒ０とが連動してもよい。
【００６１】
上記第１〜第６の実施の形態では、フィードフォワードのマルチバンドコンプレッションおよびシングルバンドコンプレッションが行われるが、フィードバックのマルチバンドコンプレッションおよびシングルバンドコンプレッションが行われてもよい。例えば、図１の乗算器５１〜５３が帯域通過フィルタ１１〜１３としきい値設定部２ａとの間に設けられる。乗算器５１〜５３は、帯域通過フィルタ１１〜１３から出力される信号成分Ｓ１〜Ｓ３とレシオ調整部２ｅから出力される調整値Ｃ１〜Ｃ３とを乗算し、乗算結果を信号成分Ｓ１’〜Ｓ３’としてしきい値設定部２ａおよび合成部４０に与える。同様に、乗算器５０が合成部４０としきい値設定部３ａとの間に設けられる。乗算器５０は、合成部４０から出力される合成音響信号ＳＦとレシオ調整部３ｅから出力される調整値Ｃ０とを乗算し、乗算結果を出力音響信号ＳＯとして出力するとともにしきい値設定部３ａに与える。
【００６２】
（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００６３】
第１〜第５の実施の形態では、帯域分割部１０が帯域分割手段の例であり、レシオ設定部１００が設定手段の例であり、調整値生成部２１〜２３が第１の調整値生成手段の例である。第１〜第３の実施の形態では、調整値生成部３０が第２の調整値生成手段の例であり、第４の実施の形態では、調整値生成部２１〜２３、合計値算出部３４およびレシオ調整部３５が第２の調整値生成手段の例であり、第５の実施の形態では、調整値生成部２１〜２３、最小値選択部３６およびレシオ調整部３５が第２の調整値生成手段の例である。第１の実施の形態では、合成部４０および乗算器５０〜５３が音響信号生成手段の例であり、第２の実施の形態では、合成部４０および乗算器５１〜５３，５０ａが音響信号生成手段の例であり、第３〜第５の実施の形態では、合成部４０、乗算器５１〜３５および加算器６１〜６３が音響信号生成手段の例である。
【００６４】
さらに、第５の実施の形態では、最小値選択部３６が選択手段の例であり、第４の実施の形態では、合計値算出部３４が演算手段の例である。また、レシオＲａ１’〜Ｒａ３’が第１のパラメータの例であり、レシオＲａ０’が第２のパラメータの例であり、調整値Ｃ１〜Ｃ３，Ｃ１’〜Ｃ３’が第１の調整値の例であり、調整値Ｃ０，ＣＳ，ＣＳ’ＣＳａ，ＣＳｂが第２の調整値の例であり、圧縮係数ｃ１〜ｃ３，ｃ１’〜ｃ３’が第１の圧縮係数の例であり、圧縮係数ｃ０，ｃ０’が第２の圧縮係数の例である。
【００６５】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、音響信号のレベルを調整するため等に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…音響信号処理装置，１０…帯域分割部，２１〜２３，３０…調整値生成部，３４…合計値算出部，３６…最小値選択部，４０…合成部，５０〜５３，５０ａ…乗算器，６１〜６３…加算器，１００…レシオ設定部，１１０…操作部
【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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