(57)【要約】【課題】中域から高域の歪感を低減しつつ、低域中心の音楽のパワー感を損なうことがない音響制御を実現可能にする。【解決手段】クリップ検出機能を持つ増幅器１０２とクリップ検出出力を積分しクリップレベルを電圧レベルとして出力する積分器１０３との間に、パルス幅変換器２０１を備え、低音成分にはリミッタ１０１の反応を少なくして音量を下げ過ぎないようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号波形のクリップを検出して信号を出力するクリップ検出手段と、前記クリップ検出出力信号を変換する変換手段と、前記音声信号の音量を調整するリミッタ手段と、前記変換手段の出力信号に基づいて前記リミッタ手段の動作を制限する制御部とを備えた音響装置。
【請求項２】
前記変換手段は前記クリップ検出手段の出力信号幅を変換するパルス幅変換器であり、前記制御部は前記パルス幅変換器の出力信号を積分する積分手段と、前記積分手段の出力レベルとあらかじめ設定されたレベルとを比較して出力する比較手段とを有した請求１記載の音響装置。
【請求項３】
前記パルス幅変換手段は、所定の音声周波数より低い周波数の信号幅を変換する請求項２記載の音響装置。
【請求項４】
コンピュータに、音声信号波形のクリップを検出して信号を出力するクリップ検出手順と、前記クリップ検出出力信号を変換する変換手順と、前記変換手順で得られた出力信号に基づいて前記音声信号の音量を調整するリミッタ手順とを実行させる音響制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大音量時の歪を軽減する音響装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の音響装置は、図５に示すように、クリップ検出機能を持つ増幅器１０２と、クリップ検出出力を積分しクリップレベルを電圧レベルとして出力する積分器１０３と、その電圧レベルを、あらかじめ設定してある閾値と比較して出力する閾値比較器１０４と、閾値比較器１０４からの出力に応じて、音源１０５からの音声信号の出力レベル（音量）を調節するリミッタ１０１とで構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この音響装置では、増幅器１０２により出力のクリップを検出して、音声信号にリミッタを効かせ（音声信号を減衰させ）、スピーカ１０６から出力される音声の、大音量時の歪を軽減している。
【０００４】
【特許文献１】特開平０３−０３０５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の音響装置においては、可聴周波数の帯域全体に亘りクリップレベルを超える信号分（クリップ）を検出してリミッタを効かせると、聞いている音楽が低音（低周波域）中心の場合、音量が下がり過ぎて、本来のパワー感が不足するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、パワー感を損なうことなく、歪感を低減することができる音響装置および音響制御プログラム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】
【０００７】
本発明の音響装置は、音声信号波形のクリップを検出して信号を出力するクリップ検出手段と、前記クリップ検出出力信号を変換する変換手段と、前記音声信号の音量を調整するリミッタ手段と、前記変換手段の出力信号に基づいて前記リミッタ手段の動作を制限する制御部とを備えた構成を有している。この構成により、リミッタ効果に周波数特性を持たせることができる。
【０００８】
本発明の音響装置において、前記変換手段は前記クリップ検出手段の出力信号幅を変換するパルス幅変換器であり、前記制御部は前記パルス幅変換器の出力信号を積分する積分手段と、前記積分手段の出力レベルとあらかじめ設定されたレベルとを比較して出力する比較手段とを有した構成とする。この構成により、一般的なパルス出力型クリップ検出機能を備えた増幅器を用いて、リミッタ効果に周波数特性を持たせることができる。
【０００９】
また、本発明の音響装置において、前記パルス幅変換手段は、所定の音声周波数より低い周波数の信号幅を変換する構成とする。この構成により、低域には、リミッタの効きを少なくすることができる一方、高域には従来通りのリミッタ効果を得ることができる。
【００１０】
さらに、本発明の音響制御プログラムは、コンピュータに、音声信号波形のクリップを検出して信号を出力するクリップ検出手順と、前記クリップ検出出力信号を変換する変換手順と、前記変換手順で得られた出力信号に基づいて前記音声信号の音量を調整するリミッタ手順とを実行させる。これにより、音声周波数の帯域を考慮した音響制御をソフトウエア上で簡単に実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、音声信号波形のクリップ検出手段と、クリップ検出信号を音声周波数に応じて変化させる変換器と、そのクリップ検出信号のレベルに応じて音量を調節するリミッタとを設けることにより、リミッタ効果に周波数特性を持たせることができる。また、リミッタ効果に周波数特性を持たせることで、音響機器が置かれた環境における音場の過不足を調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態による音響装置について、図面を用いて説明する。本発明の実施の形態による音響装置の構成を、図１に示す。この音響装置は、クリップ検出機能を持つ増幅器１０２と、クリップ検出出力を積分しクリップレベルを電圧レベルとして出力する積分器１０３と、その電圧レベルを、あらかじめ閾値として設定してある所定の電圧レベルと比較して出力する閾値比較器１０４と、閾値比較器１０４からの出力に応じて、音源１０５からの音声信号の出力レベルを調節するリミッタ１０１とで構成されている。また、増幅器１０２と積分器１０３との間に、パルス幅変換器２０１を備えている。なお、図１において、図５に示したものと同一の構成部分には同一符号を付してある。
【００１３】
パルス幅変換器２０１は、図２に示すように、モノマルチバイブレータ３０１と、インバータ３０２と、加算器３０３とを備える。これらのうち、モノマルチバイブレータ３０１は、モノマルチバイブレータ３０１に設定された時定数に応じて、増幅器１０２から入力されたクリップパルス信号のハイレベルの信号を保持する。
【００１４】
インバータ３０２は、モノマルチバイブレータ３０１が出力する信号を反転する。また、加算器３０３は、増幅器１０２からのクリップパルス信号とインバータ３０２からの反転信号を加算し、積分器１０３へ出力するように機能する。
【００１５】
以上のように構成された音響装置について、図３を用いてその動作を説明する。図３は、図２に示すパルス幅変換器２０１の入力信号および出力信号のタイミングチャートである。
【００１６】
まず、音源１０５から出力された音声信号は、リミッタ１０１で音量調整された後、増幅器１０２で増幅され、更にスピーカ１０６で音声に変換されて、放音される。ここで、音源１０５からの信号振幅が大きくなって、出力波形が所定のクリップレベル（正、負）になると、増幅器１０２におけるクリップ検出出力がローレベル（Ｌ）になる。図３は、このような出力波形と、クリップレベルと、クリップ検出出力を示すタイミングチャートである。このクリップ検出出力を受けて、パルス幅変換器２０１がリミッタ１０１を制御する。
【００１７】
すなわち、増幅器１０２からのクリップ検出出力は、モノマルチバイブレータ３０１および加算器３０３へ入力される。このクリップ検出出力は、ハイレベル（Ｈ）がクリップ無し、ローレベル（Ｌ）がクリップ有りの状態を表すものとする。モノマルチバイブレータ３０１に入力されたクリップパルス信号は、あらかじめモノマルチバイブレータ３０１に設定された時定数に応じてハイレベルが保持される。
【００１８】
モノマルチバイブレータ３０１の出力信号は、インバータ３０２を介して反転され、加算器３０３へ入力される。加算器３０３では、増幅器１０２からのクリップ検出出力とインバータ３０２からの信号を加算し、積分器１０３へ出力する。
【００１９】
図４は、このパルス幅変換器２０１の入力と出力の関係を示すタイミングチャートである。パルス幅変換器２０１は、低域においては、モノマルチバイブレータ３０１に設定した時定数に応じてクリップパルスの幅を狭めて出力する。すなわち、この低周波域の音声信号にてクリップが検出された場合には、入力された音声周波数から算出される周期Ｔの１／２がモノマルチバイブレータ３０１に設定されているパルス幅ｔｗより大きい場合、モノマルチバイブレータ３０１の出力（２）はローレベルを含む。この信号は、インバータ３０２を介して反転され（３）、加算器３０３で入力信号（１）にハイレベルとして加算される。すなわちクリップパルスの幅は狭められて出力される（４）。
【００２０】
一方、高域においては、クリップパルスは通過するのみである。音声周波数から算出される周期Ｔの１／２がモノマルチバイブレータ３０１に設定したパルス幅ｔｗより少ない場合、モノマルチバイブレータ３０１の出力（２）はハイレベルに固定され、インバータ３０２を介して、加算器３０３の一方の入力が、ローレベルに固定される（３）。すると加算器出力出力（４）は入力波形（１）と同じとなり、すなわち、パルス幅変換器２０１はクリップパルスを通過させるのみになる。
【００２１】
このように、本発明の実施の形態による音響装置によれば、図２に示すような構成のパルス幅変換器２０１を設けることにより、低域においては、クリップパルスの幅を狭め、リミッタ効果を少なくすることができ、高域においては、クリップパルスを通過させるのみなので、従来通りのリミッタ効果を得ることができる。
【００２２】
また、この構成は、低域、高域に別々のリミッタ効果を得ることができるにもかかわらず、低域用、高域用の複数のループを必要としない。従って、リミッタ等を含む音量調節器に、一般的なデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等を使用することができる。
【００２３】
なお、以上の説明では、パルス幅変換器２０１、積分器１０３、閾値比較器１０４、リミッタ１０１の一部または全体を個別のハードウエアで構成した例について説明したが、一部または全体の処理を、ＤＳＰ等を用いて、ソフトウエアで実現することも同様にして可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の音響装置は、リミッタ効果に周波数特性を持たせることができるという効果を有し、大音量時の歪を軽減する技術等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態における音響装置を示すブロック図。
【図２】図１における本発明の実施の形態におけるパルス幅変換器の内部構成を示すブロック図。
【図３】増幅器出力、クリップレベルおよびクリップ検出出力の関係を示すタイミングチャート。
【図４】パルス幅変換器の入出力信号を示すタイミングチャート。
【図５】従来の音響装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０１  リミッタ
１０２  増幅器
１０３  積分器
１０４  閾値比較器
２０１  パルス幅変換器
３０１  モノマルチバイブレータ
３０２  インバータ
３０３  加算器
【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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