(57)【要約】【課題】音声信号の絶対値のエンベロープを検出し、そのエンベロープ値に応じて音声信号の低域成分を増幅する場合に、信号波形に歪みを生じることが少なくなり、かつ音声信号レベルの変化に即応できるようにする。【解決手段】当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のエンベロープ値ＥＮＶｓ以上であるときには、サンプル数のカウント値Ｃを０にし、エンベロープ値ＥＮＶを直前のエンベロープ値ＥＮＶｓより大きくする。当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のエンベロープ値ＥＮＶｓより小さく、かつカウント値Ｃが所定数Ｎに達していないときには、カウント値Ｃを１だけ増加させ、エンベロープ値ＥＮＶを直前のエンベロープ値ＥＮＶｓに保持する。当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のエンベロープ値ＥＮＶｓより小さく、かつカウント値Ｃが所定数Ｎに達しているときには、エンベロープ値ＥＮＶを直前のエンベロープ値ＥＮＶｓより小さくする。【選択図】図３
2008263583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号の絶対値のエンベロープを検出し、そのエンベロープ値に応じて算出されたゲインだけ上記音声信号の低域成分を増幅して、上記音声信号の低域成分を増強する方法において、
上記エンベロープ検出として、上記音声信号の定められたサンプリング周波数によるサンプルごとに、
（ａ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値以上であるときには、サンプル数のカウント値Ｃを０にするとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値より大きくし、
（ｂ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さく、かつ上記カウント値Ｃが所定数Ｎに達していないときには、上記カウント値Ｃを１だけ増加させるとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値に保持し、
（ｃ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さく、かつ上記カウント値Ｃが上記所定数Ｎに達しているときには、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さくする、
ことを特徴とする低域増強方法。
【請求項２】
請求項１の低域増強方法において、
低域増強後の音声信号を、ローカットフィルタを通じて取り出すことを特徴とする低域増強方法。
【請求項３】
請求項２の低域増強方法において、
上記ローカットフィルタのカットオフ周波数が、当該ローカットフィルタの出力音声信号が供給される電気音響変換器の最低再生周波数ｆ０に応じて設定されることを特徴とする低域増強方法。
【請求項４】
請求項１の低域増強方法において、
上記所定数Ｎが、低域増強後の音声信号が供給される電気音響変換器の最低再生周波数ｆ０に応じて設定されることを特徴とする低域増強方法。
【請求項５】
音声信号の絶対値を検出する絶対値検出部と、
その検出された絶対値のエンベロープを検出するエンベロープ検出部と、
その検出されたエンベロープ値に応じてゲインを算出するゲイン計算部と、
その算出されたゲインだけ上記音声信号の低域成分を増幅して、上記音声信号の低域成分を増強する低域増強部とを備え、
上記エンベロープ検出部は、エンベロープ検出として、上記音声信号の定められたサンプリング周波数によるサンプルごとに、
（ａ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値以上であるときには、サンプル数のカウント値Ｃを０にするとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値より大きくし、
（ｂ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さく、かつ上記カウント値Ｃが所定数Ｎに達していないときには、上記カウント値Ｃを１だけ増加させるとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値に保持し、
（ｃ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さく、かつ上記カウント値Ｃが上記所定数Ｎに達しているときには、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さくする、
ことを特徴とする低域増強回路。
【請求項６】
請求項５の低域増強回路において、
上記低域増強部の出力音声信号の低域成分を減衰させるローカットフィルタを備えることを特徴とする低域増強回路。
【請求項７】
請求項６の低域増強回路において、
上記ローカットフィルタのカットオフ周波数が、当該ローカットフィルタの出力音声信号が供給される電気音響変換器の最低再生周波数ｆ０に応じて設定されていることを特徴とする低域増強回路。
【請求項８】
請求項６の低域増強回路において、
上記ローカットフィルタのカットオフ周波数を切り替え、または設定する手段を備えることを特徴とする低域増強回路。
【請求項９】
請求項５の低域増強回路において、
上記所定数Ｎが、上記低域増強部の出力音声信号が供給される電気音響変換器の最低再生周波数ｆ０に応じて設定されていることを特徴とする低域増強回路。
【請求項１０】
請求項５の低域増強回路において、
上記所定数Ｎを切り替え、または設定する手段を備えることを特徴とする低域増強回路。
【請求項１１】
低域増強回路と、この低域増強回路の出力音声信号が供給される電気音響変換器とを備える音響再生システムであって、
上記低域増強回路は、
音声信号の絶対値を検出する絶対値検出部と、
その検出された絶対値のエンベロープを検出するエンベロープ検出部と、
その検出されたエンベロープ値に応じてゲインを算出するゲイン計算部と、
その算出されたゲインだけ上記音声信号の低域成分を増幅して、上記音声信号の低域成分を増強する低域増強部とを備え、
上記エンベロープ検出部は、エンベロープ検出として、上記音声信号の定められたサンプリング周波数によるサンプルごとに、
（ａ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値以上であるときには、サンプル数のカウント値Ｃを０にするとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値より大きくし、
（ｂ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さく、かつ上記カウント値Ｃが所定数Ｎに達していないときには、上記カウント値Ｃを１だけ増加させるとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値に保持し、
（ｃ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さく、かつ上記カウント値Ｃが上記所定数Ｎに達しているときには、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さくする、
ことを特徴とする音響再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声信号の低域成分を増強する方法および回路、および、その低域増強回路とスピーカやヘッドホンなどの電気音響変換器とを備える音響再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーアンプ回路を内蔵するアクティブスピーカなどで使用される小型のスピーカの周波数特性は、図８に示すように、最低再生周波数ｆ０以下の帯域では出力レベルが低下し、その最低再生周波数ｆ０も１００Ｈｚ程度というように可聴帯域内に存在することが多い。
【０００３】
そのため、音声信号中の上記の最低再生周波数ｆ０付近の帯域やそれ以下の低域成分を増強することによって、少しでも豊かな低音感を得ることが、考えられる。
【０００４】
図９および図１０に、このような低域増強方法の一例を示す。
【０００５】
図９の低域増強回路では、例えばカットオフ周波数がｆ０（１００Ｈｚ）より幾分高い周波数のローパスフィルタ７１で、図１０に示すような入力音声信号Ｓｉｎの低域成分Ｓｌｉｎを取り出し、乗算部７２で、その低域成分Ｓｌｉｎに、後述のように算出したゲインＧを乗じる。すなわち、算出したゲインＧだけ低域成分Ｓｌｉｎを増幅する。
【０００６】
さらに、ローパスフィルタ７１および乗算部７２での位相の遅れに合わせるように、位相調整部７３で、入力音声信号Ｓｉｎの位相を調整し、加算部７４で、その位相調整後の音声信号Ｓｉｎｘと乗算部７２の出力の低域成分Ｓｌｇとを加算して、低域成分のみが増強された出力音声信号Ｓｏｕｔを得る。
【０００７】
ゲインＧは、絶対値検出部７６、エンベロープ検出部７７およびゲイン計算部７８によって算出する。
【０００８】
すなわち、絶対値検出部７６で、入力音声信号Ｓｉｎの絶対値を検出して、図１０に示すような絶対値ＡＢＳを得、エンベロープ検出部７７で、その絶対値ＡＢＳの変化に追従するようにエンベロープ値を、アタックタイムで漸増させ、リリースタイムで漸減させることによって、絶対値ＡＢＳのエンベロープを検出して、図１０に破線で示すようなエンベロープ値ＥＮＶを得る。
【０００９】
さらに、ゲイン計算部７８で、例えば、入力音声信号Ｓｉｎがデジタル信号である場合に、そのデジタル信号のフルビットの最大値を１．０（０ｄＢ）とするとき、図９中に示す計算式によってゲインＧを算出する。
【００１０】
したがって、図１０に示すように、エンベロープ値ＥＮＶがアタックタイムで漸増する期間では、ゲインＧが漸減し、エンベロープ値ＥＮＶがリリースタイムで漸減する期間では、ゲインＧが漸増する。
【００１１】
そして、上記のように、乗算部７２で、そのゲインＧが低域成分Ｓｌｉｎに乗じられ、加算部７４で、その乗算後の低域成分Ｓｌｇが位相調整後の音声信号Ｓｉｎｘに加算されることによって、図１０の最下段に示すように、出力音声信号Ｓｏｕｔ中の低域成分が増強される。
【００１２】
入力音声信号Ｓｉｎがデジタル信号である場合、ローパスフィルタ７１はＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタやＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタで実現し、位相調整部７３は遅延回路やＡＰＦ（Ａｌｌ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）で実現するなど、低域増強回路をデジタル処理回路として構成する。
【００１３】
なお、絶対値検出部７６の入力としては、位相調整後の音声信号Ｓｉｎｘや出力音声信号Ｓｏｕｔを用いてもよい。
【００１４】
特許文献１（特開２０００−２８６７５０号公報）には、デジタル音響信号などのデジタル信号のレベルを制御する方法として、入力デジタル信号の絶対値をレベル制御に応じたゲイン値に変換し、そのゲイン値にアタックタイムおよびリリースタイムを付加して、ゲイン値のエンベロープを検出し、そのエンベロープ値を入力デジタル信号に乗じる方法が示されている。
【００１５】
上に挙げた先行技術文献は、以下の通りである。
【特許文献１】特開２０００−２８６７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、図９および図１０に示した低域増強方法では、図１０に示すように、エンベロープ値ＥＮＶが常に変動し、その結果、ゲインＧも常に変動するため、図１０の最下段に示すように、出力音声信号Ｓｏｕｔの波形が歪み、しかも、その歪みは低域成分ほど大きくなる。
【００１７】
エンベロープ検出のアタックタイムおよびリリースタイムを大きくして、一定の正弦波の入力音声信号に対して、エンベロープ値がほぼ一定の値になるようにすれば、歪みの小さい出力音声信号を得ることができる。
【００１８】
しかしながら、エンベロープ検出のアタックタイムを大きくすると、入力音声信号Ｓｉｎのレベルが急に大きくなり、絶対値ＡＢＳも急に大きくなったとき、エンベロープ値ＥＮＶが大きくなり、ゲインＧが小さくなるのが、遅れてしまい、長い時間、データのオーバーフローを生じて、ノイズが発生してしまう。
【００１９】
また、エンベロープ検出のリリースタイムを大きくすると、入力音声信号Ｓｉｎのレベルが急に小さくなり、絶対値ＡＢＳも急に小さくなったとき、エンベロープ値ＥＮＶが小さくなり、ゲインＧが大きくなって、低域成分の増強効果が回復するまでに、長い時間を要してしまう。
【００２０】
そこで、この発明は、信号波形に歪みを生じることが少なくなり、かつ音声信号レベルの変化に即応できるように低域増強することができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明の低域増強方法は、
音声信号の絶対値のエンベロープを検出し、そのエンベロープ値に応じて算出されたゲインだけ上記音声信号の低域成分を増幅して、上記音声信号の低域成分を増強する方法において、
上記エンベロープ検出として、上記音声信号の定められたサンプリング周波数によるサンプルごとに、
（ａ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値以上であるときには、サンプル数のカウント値Ｃを０にするとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値より大きくし、
（ｂ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さく、かつ上記カウント値Ｃが所定数Ｎに達していないときには、上記カウント値Ｃを１だけ増加させるとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値に保持し、
（ｃ）当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さく、かつ上記カウント値Ｃが上記所定数Ｎに達しているときには、当該サンプルにおけるエンベロープ値を直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さくする、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上記の低域増強方法では、当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さく、かつサンプル数のカウント値Ｃが所定数Ｎに達していないときには、当該サンプルにおけるエンベロープ値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値に保持され、したがって当該サンプルにおけるゲインも直前のサンプルにおけるゲインに保持されるので、ゲインが常に変動することがなく、低域増強後の音声信号の波形が歪むことが少なくなる。
【００２３】
しかも、当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値以上であるときには、アタック処理として、エンベロープ値が絶対値に追従するように大きくされるので、音声信号のレベルが急に大きくなったときでも、短時間で、ゲインが音声信号レベルの変化に追従して、低域成分の増強効果が抑制され、データのオーバーフローによるノイズの発生が阻止される。
【００２４】
さらに、サンプル数のカウント値Ｃが所定数Ｎに達したとき、当該サンプルの絶対値が直前のサンプルにおけるエンベロープ値より小さければ、リリース処理として、エンベロープ値が絶対値に追従するように小さくされるので、音声信号のレベルが急に小さくなったときでも、短時間で、ゲインが音声信号レベルの変化に追従して、低域成分の増強効果が回復する。
【００２５】
以上のように、この発明によれば、信号波形に歪みを生じることが少なくなり、かつ音声信号レベルの変化に即応できるように低域増強することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［１．低域増強回路の構成：図１］
図１は、この発明の低域増強回路の一例を示す。
【００２７】
この例の低域増強回路１０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１１、乗算部１２、位相調整部１３、加算部１４、ローカットフィルタ（ＬＣＦ：Ｌｏｗ  Ｃｕｔ  Ｆｉｌｔｅｒ）１５、絶対値検出部１６、エンベロープ検出部１７、およびゲイン計算部１８によって構成する。
【００２８】
入力音声信号Ｓｉｎは、定められたサンプリング周波数ｆｓのデジタル音声信号（音声データ）であり、ローパスフィルタ１１はＦＩＲフィルタやＩＩＲフィルタで実現し、位相調整部１３は遅延回路やＡＰＦで実現するなど、低域増強回路１０の各部は、デジタル処理回路として構成する。
【００２９】
ローパスフィルタ１１のカットオフ周波数は、低域増強回路１０で低域増強された音声信号が供給されるスピーカの最低再生周波数ｆ０より幾分高い周波数、例えばｆ０が１００Ｈｚのときには１５０Ｈｚに設定し、ローカットフィルタ１５のカットオフ周波数は、上記の最低再生周波数ｆ０以下に設定する。
【００３０】
この例の低域増強回路１０では、ローパスフィルタ１１で、入力音声信号Ｓｉｎの低域成分Ｓｌｉｎを取り出し、乗算部１２で、その低域成分Ｓｌｉｎに、後述のように算出したゲインＧを乗じる。すなわち、算出したゲインＧだけ低域成分Ｓｌｉｎを増幅する。
【００３１】
さらに、ローパスフィルタ１１および乗算部１２での位相の遅れに合わせるように、位相調整部１３で、入力音声信号Ｓｉｎの位相を調整し、加算部１４で、その位相調整後の音声信号Ｓｉｎｘと乗算部１２の出力の低域成分Ｓｌｇとを加算し、ローカットフィルタ１５で、加算部１４の出力の音声信号Ｓｏｇ中の低域成分を減衰させて、出力音声信号Ｓｏｕｔを得る。
【００３２】
絶対値検出部１６では、入力音声信号Ｓｉｎの絶対値を検出し、エンベロープ検出部１７では、その絶対値ＡＢＳのエンベロープを検出するが、この発明では、エンベロープ検出部１７におけるエンベロープ検出は、以下に示すような処理によって実行する。
【００３３】
ゲイン計算部１８では、エンベロープ検出部１７の出力のエンベロープ値ＥＮＶから、例えば、入力音声信号Ｓｉｎのフルビットの最大値を１．０（０ｄＢ）とするとき、図１中に示す計算式によってゲインＧを算出する。したがって、ゲインＧは、エンベロープ値ＥＮＶが小さいときほど大きくなる。
【００３４】
ローカットフィルタ１５は無くてもよいが、ローカットフィルタ１５を設けることによって、後述のような効果が得られる。
【００３５】
絶対値検出部１６の入力としては、位相調整後の音声信号Ｓｉｎｘ、加算部１４の出力の音声信号Ｓｏｇ、またはローカットフィルタ１５の出力の音声信号Ｓｏｕｔを用いることもできるが、以下は、図１の例のように入力音声信号Ｓｉｎを用いる場合である。
【００３６】
［２．エンベロープ検出および低域増強の方法：図２〜図６］
図２に、図１の例の低域増強回路１０の各部に得られる信号の一例をアナログ波形で示して、エンベロープ検出部１７でのエンベロープ検出の様子を示す。
【００３７】
当初、低域増強回路１０に入力音声信号Ｓｉｎが供給される直前の時点ｔ０では、エンベロープ検出部１７に設定されるサンプル数カウンタ２１のカウント値Ｃがゼロとされ、エンベロープ検出部１７の出力のエンベロープ値ＥＮＶもゼロとされる。
【００３８】
この状態で、時点ｔ１において、低域増強回路１０に入力音声信号Ｓｉｎの最初のサンプルが供給され、絶対値検出部１６で最初のサンプルの絶対値が検出されると、エンベロープ検出部１７では、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが、時点ｔ１の直前におけるエンベロープ値ＥＮＶｓ、すなわちゼロより大きくなるため、カウント値Ｃをゼロに保持するとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶを定められたアタックタイムで増大させる。この処理を、以下ではアタック処理と称する。
【００３９】
以後、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間の各サンプル時点では、それぞれ、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓ以上であるため、カウント値Ｃをゼロにするとともに、アタック処理として、当該サンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶを増大させる。
【００４０】
そして、時点ｔ２から１サンプル後の時点ｔ３で、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓより小さくなると、カウント値Ｃを１にするとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶを直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓに保持する。この処理を、以下ではホールド処理と称する。
【００４１】
以後、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間の各サンプル時点では、それぞれ、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓより小さいため、カウント値Ｃを１ずつ増加させるとともに、当該サンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶを直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓに保持し続ける。
【００４２】
そして、時点ｔ４から１サンプル後の時点ｔ５で、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓ以上になると、カウント値Ｃをゼロにするとともに、アタック処理として、当該サンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶを定められたアタックタイムで増大させる。
【００４３】
図２は、以後、時点ｔ６の直前のサンプル時点までは、カウント値Ｃがゼロに保持されるとともに、アタック処理によってエンベロープ値ＥＮＶが増大するが、時点ｔ６から時点ｔ７までの期間では、時点ｔ６および時点ｔ７を含む絶対値ＡＢＳが極大値となるサンプル時点を除いて、上記のホールド処理が繰り返し実行されて、エンベロープ値ＥＮＶが一定に保持され、ゲインＧも一定に保持される場合である。
【００４４】
したがって、図２の最下段に示すように、出力音声信号Ｓｏｕｔの波形は、最初の一波の期間で歪むだけで、以後の期間では歪まない。
【００４５】
さらに、図２は、時点ｔ７の後の時点ｔ８で入力音声信号Ｓｉｎのレベルが急に大きくなった場合である。
【００４６】
この場合、時点ｔ８以降において入力音声信号Ｓｉｎおよび絶対値ＡＢＳが図示するように変化し、時点ｔ７から増加し始めたカウント値Ｃが所定数Ｎに達していない時点ｔ９で、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓ以上になったときには、その時点ｔ９で、カウント値Ｃをゼロにするとともに、アタック処理によってエンベロープ値ＥＮＶを増大させる。
【００４７】
したがって、このとき、短時間で、ゲインＧが入力音声信号Ｓｉｎのレベルの変化に追従して、低域成分の増強効果が抑制され、データのオーバーフローによるノイズの発生が阻止される。
【００４８】
一方、図３は、時点ｔ８までは図２の場合と全く同じであるが、時点ｔ８で図２の場合とは逆に入力音声信号Ｓｉｎのレベルが急に小さくなった場合である。
【００４９】
この場合、時点ｔ７から増加し始めたカウント値Ｃが所定数Ｎに達した時点ｔ１１では、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓより小さいため、カウント値ＣはＮのまま、エンベロープ値ＥＮＶを定められたリリースタイムで減少させる。この処理を、以下ではリリース処理と称する。その後、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓ以上になった時点で、カウント値Ｃをゼロにするとともに、アタック処理によってエンベロープ値ＥＮＶを増大させる。
【００５０】
したがって、このとき、短時間で、ゲインＧが入力音声信号Ｓｉｎのレベルの変化に追従して、低域成分の増強効果が回復する。
【００５１】
図４に、エンベロープ検出部１７で入力音声信号Ｓｉｎのサンプルごとに実行される、以上のようなエンベロープ検出処理の一例を示す。
【００５２】
このエンベロープ検出処理３０では、まずステップ３１で、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓ以上であるか否かを判断する。もちろん、電源投入直後や入力音声信号Ｓｉｎが入力されるまでは、エンベロープ値ＥＮＶｓは０とされる。
【００５３】
そして、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓ以上であれば、ステップ３１からステップ３２に進んで、カウント値Ｃをゼロにした上で、ステップ３３に進んで、アタック処理として、例えば図中の式１で表されるように、当該サンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶを増大させる。
【００５４】
式１中のｔａは、例えば０＜ｔａ＜１の、アタックタイムを決定する定数であり、以下の各式において＊（アスタリスク）は、乗算を意味する。
【００５５】
逆に、当該サンプルの絶対値ＡＢＳが直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓ以上でなければ、すなわち直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓより小さければ、ステップ３１からステップ３４に進んで、カウント値Ｃが所定数Ｎに達しているか否かを判断する。
【００５６】
そして、カウント値Ｃが所定数Ｎに達していなければ、ステップ３４からステップ３５に進んで、カウント値Ｃを１だけ増加させた上で、ステップ３６に進んで、ホールド処理として、図中の式２で表されるように、当該サンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶを直前のサンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶｓに保持する。
【００５７】
一方、カウント値Ｃが所定数Ｎに達しているときには、ステップ３４からステップ３７に進んで、カウント値ＣはＮのまま、リリース処理として、例えば図中の式３で表されるように、当該サンプルにおけるエンベロープ値ＥＮＶを減少させる。式３中のｔｒは、０＜ｔｒ＜１の、リリースタイムを決定する定数である。
【００５８】
図５に、Ｎ＝０，Ｎ＝１００，Ｎ＝２００，Ｎ＝３００，Ｎ＝５００，Ｎ＝１０００，Ｎ＝２０００にした場合の、周波数に対する歪み（ＴＨＤＮ：Ｔｏｔａｌ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ＋Ｎｏｉｓｅ）の特性を示す。
【００５９】
ただし、入力音声信号Ｓｉｎのサンプリング周波数ｆｓを４４．１ｋＨｚとするとともに、図１の例の低域増強回路１０において、ローカットフィルタ１５を設けることなく、加算部１４の出力の音声信号Ｓｏｇを、そのまま低域増強後の出力音声信号として取り出す場合である。
【００６０】
図５からも明らかなように、Ｎを大きくするほど、より低域まで歪みのない信号が再生される。
【００６１】
しかし、Ｎを不必要に大きくすると、例えば、図３の時点ｔ８で示したように入力音声信号Ｓｉｎのレベルが急に小さくなった場合に、リリース処理に移行するまでの時間が長くなり、低域増強効果が現れるまでに時間がかかってしまう。
【００６２】
そのため、Ｎは、例えばスピーカの最低再生周波数ｆ０が１００ＨｚのときにはＮ＝２２０とするなど、スピーカの最低再生周波数ｆ０が高いほど小さくする、すなわち最低再生周波数ｆ０が低いほど大きくするように、最低再生周波数ｆ０に応じて設定することが望ましい。これによって、低域成分の増強を、より効果的に行うことができる。
【００６３】
上記のように、例えば、ｆｓ＝４４．１ｋＨｚ，ｆ０＝１００Ｈｚの場合、Ｎ＝２２０に設定することによって、１００Ｈｚ以上の低域成分は歪みなく増強することができるが、１００Ｈｚ以下の低域成分は歪んでしまう。
【００６４】
しかし、図１の例のように、ローカットフィルタ１５を設け、そのカットオフ周波数をスピーカの最低再生周波数ｆ０またはそれ以下に、例えばｆ０＝１００Ｈｚのときには１００Ｈｚまたはそれ以下に設定することによって、このような歪みを伴う低域成分を減衰させることができる。
【００６５】
図６に、このようにローカットフィルタ１５によってスピーカの最低再生周波数ｆ０以下の低域成分を減衰させた場合の、出力音声信号Ｓｏｕｔの周波数特性を示す。
【００６６】
曲線１，２‥‥７，８中で、曲線１は、入力音声信号Ｓｉｎのレベルが最も低い場合、曲線８は、入力音声信号Ｓｉｎのレベルが最も高い場合である。
【００６７】
これからも明らかなように、入力レベルが低いほど、低域成分の増強効果（増強利得）が大きくなるとともに、ローカットフィルタ１５によって、スピーカの最低再生周波数ｆ０以下の低域成分を大きく減衰させることができる。
【００６８】
以上は、低域増強後の音声信号をスピーカに供給して音響を再生する場合であるが、この発明は、低域増強後の音声信号をヘッドホンやイヤホンに供給して音響を再生する場合にも適用することができる。
【００６９】
［３．音響再生システム：図７］
図７に、この発明の音響再生システムの一例を示す。
【００７０】
この例の音響再生システム４０は、音声処理部５０の出力側にスピーカ６１が接続されるとともに、コントローラ６３および設定部６５を備えるものとして構成される。
【００７１】
スピーカ６１は、アクティブスピーカなどで使用される小型のスピーカで、図８の周波数特性で示したように、最低再生周波数ｆ０以下の帯域では出力レベルが低下し、その最低再生周波数ｆ０も、１００Ｈｚ程度というように可聴帯域内に存在するものである。
【００７２】
音声処理部５０は、これに入力されたアナログ音声信号Ａｉｎをデジタル音声信号Ｄｉｎに変換するＡ／Ｄコンバータ５１、そのデジタル音声信号Ｄｉｎを処理するＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）５３、ＤＳＰ５３で処理された後のデジタル音声信号Ｄｏｕｔをアナログ音声信号Ａｏｕｔに変換するＤ／Ａコンバータ５５、および、そのアナログ音声信号Ａｏｕｔを増幅してスピーカ６１に供給する音声増幅回路５７によって、ＤＳＰ付きイコライザアンプとして構成される。
【００７３】
ＤＳＰ５３は、コントローラ６３の制御によって、図1のような低域増強回路１０を構成し、上記のように低域成分を増強する。その場合には、デジタル音声信号Ｄｉｎは上記の入力音声信号Ｓｉｎに相当し、デジタル音声信号Ｄｏｕｔは上記の出力音声信号Ｓｏｕｔに相当する。
【００７４】
ただし、この例の音響再生システム４０では、設定部６５で、上記のような低域増強につき、これを行う低域増強ＯＮモードと、これを行わない低域増強ＯＦＦモードとの、いずれかを選択し、設定することができる。
【００７５】
例えば、音響再生システム４０として、スピーカ６１とは別にサブウーハが設けられ、そのサブウーハで低域を再生するために、スピーカ６１に供給される音声信号としては、低域成分が増強される必要がない場合には、設定部６５で、低域増強ＯＦＦモードを選択し、設定する。
【００７６】
さらに、設定部６５では、低域増強ＯＮモードが設定されてＤＳＰ５３が図１のような低域増強回路１０を構成する場合の、サンプル数のカウントについての所定数Ｎ、およびローカットフィルタ１５のカットオフ周波数を切り替え、または設定できるようにする。
【００７７】
この場合の切り替えというのは、あらかじめ用意された複数の周波数または数値の中から１つを選択して指示することであり、設定というのは、具体的な周波数または数値を入力して指示することである。
【００７８】
これによって、スピーカ６１を、最低再生周波数ｆ０が或る周波数のスピーカから、最低再生周波数ｆ０が別の周波数のスピーカに取り替えたとき、所定数Ｎ、およびローカットフィルタ１５のカットオフ周波数も、最低再生周波数ｆ０に応じて切り替え、または設定することができる。
【００７９】
図７の例は、音声処理部５０にスピーカ６１が接続される場合であるが、この発明は、低域増強回路を構成する音声処理部５０にヘッドホンやイヤホンが接続される場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の低域増強回路の一例を示す図である。
【図２】図１の低域増強回路の各部に得られる信号の一例を示す図である。
【図３】図１の低域増強回路の各部に得られる信号の一例を示す図である。
【図４】図１の低域増強回路が行うエンベロープ検出処理の一例を示す図である。
【図５】所定数Ｎに応じて歪み特性が変化することを示す図である。
【図６】ローカットフィルタを設けた場合の低域増強周波数特性を示す図である。
【図７】この発明の音響再生システムの一例を示す図である。
【図８】スピーカの周波数特性の一例を示す図である。
【図９】従来の低域増強回路を示す図である。
【図１０】図９の低域増強回路の各部に得られる信号の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
主要部については図中に全て記述したので、ここでは省略する。
【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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