(57)【要約】【課題】音声信号処理においてＤＳＰの処理能力を十分に発揮させ得る音声信号処理装置、音声信号処理方法及びプログラムを提供する。【解決手段】音声信号処理装置１は、入力部Ａ〜Ｃから入力された音声信号に対して特性の異なるフィルタであるフィルタ１１〜１４のいずれかによって補完処理を行い、ＤＳＰ１０への負荷状況に応じて、当該補完処理を行うフィルタがＣＰＵ１５によって切り替えられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を入力する音声信号入力部と、
前記音声信号入力部から入力した音声信号に対して、音声処理を行うものであって、同一目的の音声処理内容に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段を有する音声信号処理部と、
前記音声信号処理部による処理の負荷に応じて、前記２以上の音声処理手段のうち演算負荷が大きい前記音声処理手段を優先して選択するように前記音声処理手段を切り替える制御を行う制御部と
を備えたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記入力部より入力される音声信号の種類に応じて、前記音声信号処理部による音声処理内容を切り替える制御を行うことを特徴とする、
請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項３】
前記音声信号処理部における同一目的の音声処理に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段は、用いるフィルタの種類がそれぞれ異なることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の音声信号処理装置。
【請求項４】
前記音声信号処理部における同一目的の音声処理に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段は、用いるフィルタの次数がそれぞれ異なることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の音声信号処理装置。
【請求項５】
音声信号を入力する音声信号入力工程と、
前記音声信号入力工程で入力した音声信号に対して、音声処理を行う工程であって、同一目的の音声処理内容に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段を有する音声信号処理部によって音声処理を行う音声信号処理工程と、
前記音声信号処理工程の音声処理による処理の負荷に応じて、前記２以上の音声処理手段のうち演算負荷が大きい前記音声処理手段を優先して選択するように前記音声処理手段を切り替える制御を行う制御工程と
を備えたことを特徴とする音声信号処理方法。
【請求項６】
コンピュータを
音声信号を入力する音声信号入力手段、
前記音声信号入力手段から入力した音声信号に対して、音声処理を行うものであって、同一目的の音声処理内容に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段を有する音声信号処理手段、
前記音声信号処理手段による処理の負荷に応じて、前記２以上の音声処理手段のうち演算負荷が大きい前記音声処理手段を優先して選択するように前記音声処理手段を切り替える制御を行う制御手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号処理装置、音声信号処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ装置には種々の記憶媒体から再生された入力信号が入力される。記憶媒体としては、例えばＣＤ（Compact Disk）、ＭＤ（Mini Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等が挙げられる。これらの記憶媒体からの再生信号には、必要に応じて、音域の補完やイコライジングなど各種のフィルタ処理を行う場合がある。
これらのフィルタは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）におけるプログラムによって構成される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、希望する音響特性を得るためにフィルタが行うディジタル演算処理に関する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−９１８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の音声信号処理装置では、ＤＳＰの負荷状態に拘わらず同一目的のフィルタ処理については同一のフィルタを適用しているため、選択したフィルタの負荷やフィルタの数によっては、ＤＳＰの処理に空きが生じ、ＤＳＰが有する本来の処理能力を十分に発揮していないケース発生している。
【０００５】
本発明の課題は、音声信号処理においてＤＳＰの処理能力を十分に発揮させ得る音声信号処理装置、音声信号処理方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、音声信号処理装置において、
音声信号を入力する音声信号入力部と、
前記音声信号入力部から入力した音声信号に対して、音声処理を行うものであって、同一目的の音声処理内容に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段を有する音声信号処理部と、
前記音声信号処理部による処理の負荷に応じて、前記２以上の音声処理手段のうち演算負荷が大きい前記音声処理手段を優先して選択するように前記音声処理手段を切り替える制御を行う制御部と
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の音声信号処理装置において、
前記制御部は、前記入力部より入力される音声信号の種類に応じて、前記音声信号処理部による音声処理内容を切り替える制御を行うこと
を特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の音声信号処理装置において、
前記音声信号処理部における同一目的の音声処理に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段は、用いるフィルタの種類がそれぞれ異なること
を特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の音声信号処理装置において、
前記音声信号処理部における同一目的の音声処理に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段は、用いるフィルタの次数がそれぞれ異なること
を特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、音声信号処理方法において、
音声信号を入力する音声信号入力工程と、
前記音声信号入力工程で入力した音声信号に対して、音声処理を行う工程であって、同一目的の音声処理内容に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段を有する音声信号処理部によって音声処理を行う音声信号処理工程と、
前記音声信号処理工程の音声処理による処理の負荷に応じて、前記２以上の音声処理手段のうち演算負荷が大きい前記音声処理手段を優先して選択するように前記音声処理手段を切り替える制御を行う制御工程と
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、プログラムにおいて、
コンピュータを
音声信号を入力する音声信号入力手段、
前記音声信号入力手段から入力した音声信号に対して、音声処理を行うものであって、同一目的の音声処理内容に対して演算負荷の異なる２以上の音声処理手段を有する音声信号処理手段、
前記音声信号処理手段による処理の負荷に応じて、前記２以上の音声処理手段のうち演算負荷が大きい前記音声処理手段を優先して選択するように前記音声処理手段を切り替える制御を行う制御手段
として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、音声信号処理においてＤＳＰの処理能力を十分に発揮させる音声信号処理装置、音声信号処理方法、及びプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な一実施形態を説明する。ただし、発明の範囲は本実施の形態に限定されない。
【００１４】
［構成］
図１に示すように、音声信号処理装置１は、入力部Ａ〜Ｃ、ＤＳＰ１０、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）２０、ボリューム３０を備えて構成される。
【００１５】
入力部Ａ〜Ｃは、音声信号を入力する入力装置であり、各種の音声信号が入力される。ここで、入力される音声信号の種類としては、例えば、本実施形態においては、入力部ＡにＣＤから入力されるＰＣＭ（Pulse Code Modulation）形式の音声信号。入力部Ｂに入力されるＭＰ３やＷＭＡ等の形式によって圧縮されていた音声信号、入力部Ｃに入力されるＡＤＣ（Analog Digital Converter）によってディジタル形式に変換された音声信号等が挙げられる。なお、入力する音声信号の形式は、これらの形式に限定されない。
【００１６】
ＤＳＰ１０は、音声信号に対してディジタル信号処理を行うための処理装置であり、フィルタ１１〜１４、ＣＰＵ１５、負荷計測部１６、スイッチｓ１〜ｓ７、遅延素子ｄ１〜ｄ３、加算機ｔ１、ｔ２を備えて構成される。
【００１７】
フィルタ１１〜１４は、入力された音声信号に対して各々音声処理を行う。各フィルタは、それぞれ特性が異なるフィルタであるが、フィルタ１１とフィルタ１２は同一目的の音声処理を行うフィルタであり、フィルタ１３とフィルタ１４は同一目的の音声処理を行うフィルタである。
【００１８】
例えば本実施形態においては、フィルタ１１及びフィルタ１２は、高域補完処理を行う。高域補完処理とは、例えば圧縮音源などで欠落した高周波域を推測して補完するものである。フィルタ１３及びフィルタ１４は、音声信号のイコライジングを行う処理を行う。
イコライジングとは、例えば低音域の増強処理などがある。また、フィルタ１２はフィルタ１１と比較して音声処理の精度が高く、ＤＳＰの負荷が大きい処理を行う。同様に、フィルタ１４はフィルタ１３と比較して音声処理の精度が高くＤＳＰの負荷が大きい処理を行う。
【００１９】
以上のような特性を持つフィルタとするために、例えば本実施形態においては、フィルタ１１には、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタが用いられている。フィルタ１２には、高次数のタップを備えるＦＩＲフィルタが用いられている。フィルタ１３には、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタが用いられている。フィルタ１４には、ＦＩＲフィルタが用いられている。
【００２０】
一般に、ＦＩＲフィルタによる処理はＩＩＲフィルタと比較して位相が直線的に変化するために位相制御が容易であるため位相ずれを解消することができるが、ＤＳＰへの負荷が大きくなる。また、フィルタのタップ数を増加させるとフィルタとしての性能は向上するが、ＤＳＰへの負荷が大きくなる。
【００２１】
ＣＰＵ１５は、図示しないメモリから制御プログラムを読み出して展開し、当該制御プログラムとの協働によりＤＳＰ１０に備える各部の動作の集中制御及び各種演算を行う。
【００２２】
負荷計測部１６は、ＤＳＰ１０によって行われる処理の負荷を計測し、当該計測値を出力する。負荷の計測は、例えば、ＤＳＰ１０の処理速度であるＭＩＰＳ（Million Instructions Per Second）値を計測することによって行われる。すなわち、ＤＳＰ１０が１命令を実行する時間を計測し、１秒間に実行される命令数を算出することによって計測される。
【００２３】
スイッチｓ１〜ｓ７は、入力された音声信号を通すか否かを切り替えるスイッチである。
【００２４】
遅延素子ｄ１〜ｄ３は、入力した音声信号を所定の周期だけ遅延させて出力する素子である。加算機ｔ１、ｔ２は、入力した複数の音声信号を加算して出力する素子である。
【００２５】
ＤＡＣ２０は、ＤＳＰ１０から出力されたディジタル音声信号をアナログ信号に変換し、ボリューム３０を介してアンプ（図示せず）に出力する。
する装置である。
【００２６】
ボリューム３０は、アンプを備え、音量調節のためにＤＡＣ２０から入力した音声信号を増幅する。
【００２７】
［動作］
次に、図２を参照して、ＤＳＰ１０によって音声処理が行われる際のＣＰＵ１５による制御フローを説明する。
【００２８】
まず、入力される音声信号の形式によって入力Ａ、入力Ｂ、入力Ｃのいずれかが選択され、音声信号がＤＳＰ１０に入力される（ステップＳ１）。
【００２９】
次いで、ステップＳ１にて入力された音声信号は低音域調整が必要である場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ステップＳ３へ進む。
【００３０】
次いで、ステップＳ１にて入力された音声信号は、高音域補完が必要である場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、通常の低音域調整フィルタが選択され、低音域調整が実行される（ステップＳ４）。次いで、通常の高音域補完フィルタが選択され、高音域補完が実行される（ステップＳ５）。フィルタの選択方法の詳細は後述する（以降のフィルタ選択方法も同様）。
【００３１】
次いで、選択されたフィルタによって処理された音声信号が出力され（ステップＳ１３）、この処理は終了する。
【００３２】
また、ステップＳ１にて入力された音声信号は、高音域補完が不要である場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、ステップＳ６へ進む。
【００３３】
次いで、ＤＳＰ１０の動作に余裕がある場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、処理の重い低音域調整フィルタが選択され、低音域調整が実行され（ステップＳ７）、ステップＳ１３へ進む。
【００３４】
また、ＤＳＰ１０の動作に余裕がない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、通常の低音域調整フィルタが選択され、低音域調整が実行され（ステップＳ８）、ステップＳ１３へ進む。
【００３５】
また、ステップＳ１にて入力された音声信号は低音域調整が不要である場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ９へ進む。
【００３６】
次いで、ステップＳ１にて入力された音声信号は、高音域補完が必要である場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０へ進む。
【００３７】
次いで、ＤＳＰ１０の動作に余裕がある場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、処理の重い高音域補完フィルタが選択され、高音域補完が実行され（ステップＳ１１）、ステップＳ１３へ進む。
【００３８】
また、ＤＳＰ１０の動作に余裕がない場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、通常の高音域補完フィルタが選択され、高音域処理が実行され（ステップＳ１２）、ステップＳ１３へ進む。
【００３９】
また、ステップＳ１にて入力された音声信号は、高音域補完が不要である場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、当該入力された音声信号が出力され（ステップＳ１４）、この処理は終了する。
【００４０】
次に、図３を参照して、図２に示すフローチャートにて行われるフィルタの選択方法、及び入力された音声信号の種類に応じて選択されるフィルタの組み合わせの一例を説明する。図中の「○」は、入力された音声信号に対して使用するフィルタを示し、「×」は、使用しないフィルタを示す。
【００４１】
図３に示すように、例えば、音楽ＣＤから入力されたＰＣＭ形式の音声信号ａが入力された場合、フィルタ１４のみ選択される。一般に、ＣＤから入力された音声信号は、高音域の補完処理を行う必要性は低い。そのため、高音域の補完処理を行わない代わりに低音域の増強処理を処理負荷の高いフィルタによって行うことで、ＤＳＰ１０の使用率を上げ、かつ効果的な音声処理を行うことができる。また、実際に音声処理が行われているときのＤＳＰ１０への負荷に応じて、図２のステップＳ１０にて処理の重いフィルタ又は通常のフィルタのどちらを選択するかの判断がなされる。
【００４２】
ＭＰ３等の形式で圧縮されていた音声信号ｂが入力された場合、フィルタ１２が選択される。一般に、ＭＰ３等の形式によって圧縮されていた音声信号は、高音域の補完処理を行う必要性が高い。そのため、低音域の増強処理を行わない代わりに高音域の補完処理を処理負荷の高いフィルタによって行うことで、ＤＳＰ１０の使用率を上げ、かつ効果的な補完処理を行うことができる。また、実際に音声処理が行われているときのＤＳＰ１０への負荷に応じて、図２のステップＳ６にて処理の重いフィルタ又は通常のフィルタのどちらを選択するかの判断がなされる。
【００４３】
また、その他の場合、すなわち特性が不明である音声信号ｃが入力された場合、フィルタ１１及びフィルタ１３が選択される。そして、実際に音声処理が行われているときのＤＳＰ１０への負荷に応じて、フィルタが変更される。
【００４４】
以上の実施形態では、高域補完処理目的でＤＳＰ１０への負荷が異なるフィルタを２種類備え、さらに低音域増強目的でＤＳＰ１０への負荷が異なるフィルタを２種類備えることとしたが、この形式に限定されない。それぞれ３種類以上のフィルタを備えてもよく、
ＤＳＰ１０の負荷に応じて処理を行うフィルタを切り替えることができればよい。フィルタの処理も上記例に限定されずに、高音域増強やラウドネス補正等を行っても良い。
【００４５】
また、演算負荷の異なるフィルタの例として、フィルタの種類や次数を異ならせる例について説明したが、これらに限定されない。ＤＳＰ１０への負荷に応じて、例えば処理演算時の変数型をｆｌｏａｔ型からｄｏｕｂｌｅ型とするフィルタを設定することによって、ＤＳＰ１０への負荷が許容する限り音声処理の分解能を向上させることとしても良い。
【００４６】
［効果］
以上のように本実施の形態によれば、音声信号処理装置１は、入力部Ａ〜Ｃから入力された音声信号に対して特性の異なるフィルタであるフィルタ１１〜１４のいずれかによってＣＰＵ１５の制御下で音声処理を行い、ＤＳＰ１０への負荷状況に応じて、当該音声処理を行うフィルタがＣＰＵ１５によって切り替えられるため、音声信号処理においてＤＳＰ１０の処理能力を十分に発揮させるため、音声処理後の音質を向上させることができる。
【００４７】
また、入力部Ａ〜Ｃから入力された音声信号の種類に応じて音声処理を行うフィルタがＣＰＵ１５によって切り替えられるため、ＤＳＰ１０への処理の負荷及び音声信号の特性に応じた適切な音声処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】音声信号処理装置の構成及び回路の例を示すブロック図である。
【図２】ＤＳＰによって音声処理が行われる際のＣＰＵの制御フローの例を示すフローチャートである。
【図３】入力される音声信号の形式に対応するフィルタの組み合わせの例を示す表である。
【符号の説明】
【００４９】
１  音声信号処理装置
１０  ＤＳＰ
１１、１２、１３、１４  フィルタ
１５  ＣＰＵ
１６  負荷計測部
２０  ＤＡＣ
３０  ボリューム
Ａ、Ｂ、Ｃ  入力部
ｄ１、ｄ１、ｄ１  遅延素子
ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４、ｓ５、ｓ６、ｓ７  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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