(57)【要約】  【課題】  ダイナミックレンジの広い音響信号を高品質に圧縮することのできる音響信号圧縮装置および音響信号圧縮プログラムを提供する。  【解決手段】  オリジナル音響信号から、振幅レベルが予め定められた最大振幅レベルより大きい過大振幅レベルである過大音響信号を検出し、過大振幅レベルを最大振幅レベル以下に圧縮する圧縮特性を決定する圧縮特性決定手段１と、圧縮特性に基づいてオリジナル音響信号を圧縮して圧縮音響信号を生成する圧縮音響信号生成手段２とを備える構成を有している。【選択図】  図１
2007089029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリジナル音響信号から、振幅レベルが予め定められた最大振幅レベルより大きい過大振幅レベルである過大音響信号を検出し、前記過大振幅レベルを前記最大振幅レベル以下に圧縮する圧縮特性を決定する圧縮特性決定手段と、
前記圧縮特性に基づいて前記オリジナル音響信号を圧縮して圧縮音響信号を生成する圧縮音響信号生成手段とを含む音響信号圧縮装置。
【請求項２】
前記圧縮特性決定手段が、
零デシベルから前記過大音響信号検出時に前記過大振幅レベルと前記最大振幅レベルの差に基づいて定まる目標圧縮量（＜０）まで予め定められた単位時間当たりの前処理変化率（＜０）で変化し、前記過大音響信号検出時以前の前記オリジナル音響信号に適用する前処理利得を決定する前処理利得決定手段と、
前記目標圧縮量から零デシベルまで予め定められた単位時間当たりの後処理変化率（＞０）で変化し、前記過大音響信号検出時以後の前記オリジナル音響信号に適用する後処理利得を決定する後処理利得決定手段とを含む請求項１に記載の音響信号圧縮装置。
【請求項３】
前記圧縮特性決定手段が、
零デシベルから前記過大音響信号検出時に前記過大振幅レベルと前記最大振幅レベルの差に基づいて定まる目標圧縮量まで予め定められた単位時間当たりの前処理変化率で変化し、前記過大音響信号検出時以前の前記オリジナル音響信号に適用する前処理利得を決定する前処理利得決定手段と、
前記目標圧縮量を前記過大音響信号検出時から予め定められた目標圧縮量維持時間維持する目標圧縮量維持手段と、
前記目標圧縮量から零デシベルまで予め定められた単位時間当たりの後処理変化率で変化し、前記目標圧縮量維持時間経過後の前記オリジナル音響信号に適用する後処理利得を決定する後処理利得決定手段とを含む請求項１に記載の音響信号圧縮装置。
【請求項４】
前記圧縮特性決定手段が、
前記前処理利得、前記目標圧縮量および前記後処理利得が時間的に重複する場合には、前記前処理利得、前記目標圧縮量および前記後処理利得の最小値を前記圧縮特性として選択する選択手段を含む請求項２または請求項３に記載の音響信号圧縮装置。
【請求項５】
コンピュータに、
オリジナル音響信号から、振幅レベルが予め定められた最大振幅レベルより大きい過大振幅レベルである過大音響信号を検出し、前記過大振幅レベルを前記最大振幅レベル以下に圧縮する圧縮特性を決定する圧縮特性決定処理と、
前記圧縮特性に基づいて前記オリジナル音響信号を圧縮して圧縮音響信号を生成する圧縮音響信号生成処理とを実行させる音響信号圧縮プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号圧縮装置および音響信号圧縮プログラムに係り、特に、ダイナミックレンジの広い音響信号を高品質に圧縮可能な音響信号圧縮装置および音響信号圧縮プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
オリジナルマスタに収録された交響曲等の広いダイナミックレンジを有するオリジナル音響信号をテレビジョン放送用音響信号、ＭＰ３ファイル用音響信号等のダイナミックレンジが制限されたメディア用音響信号に変換する場合には、オリジナル音響信号のダイナミックレンジがメディア用音響信号のダイナミックレンジ内に収まるようにオリジナル音響信号の振幅レベルを圧縮する必要がある。しかし、オリジナル音響信号の振幅レベルを一様に圧縮することによりメディア用音響信号に変換すると、振幅レベルが小さい部分の振幅レベルはさらに小さくなり、特に暗騒音レベルが高い状況下での再生において再生音響信号を明確に聴取することができない。
【０００３】
そこで、暗騒音のレベルに適応して再生音響信号のレベルを自動的に変更する音声補正装置が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、オリジナル音響信号の振幅レベルがメディア用音響信号の振幅レベルの上限値以上に大きくなる場合にはオリジナル音響信号の振幅レベルをリミッタによりメディア用音響信号の上限値に制限する、あるいは、オリジナル音響信号がメディア用音響信号のダイナミックレンジ幅を越えるときはオリジナル音響信号のダイナミックレンジを圧縮するアッティネータによりオリジナル音響信号の振幅レベルをメディア用音響信号の振幅レベルの上限値以下に抑制する録音信号処理装置も既に提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
なお、特許文献２にはリミッタまたはアッティネータを段階的に変化させることも開示されている。
【特許文献１】特開２００５−６２７１３号公報（［００２６］−［００２９］、図３）
【特許文献２】特開平８−５５４２８号公報（［００２０］−［００４２］、図３、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の音声補正装置は、暗騒音のレベルに応じて再生音響信号の振幅レベルを変更するものであり、オリジナル音響信号の振幅レベルとは無関係に再生音響信号の振幅レベルが変化するので、聴感的な不自然さを生じるという課題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載された従来の録音信号処理装置にあっては、リミッタによりオリジナル音響信号の振幅レベルを圧縮した場合には再生音響信号に歪が発生することを回避できないという課題があった。また、アッティネータによりオリジナル音響信号のダイナミックレンジを圧縮した場合には、アッティネータを段階的に変化させた場合でも再生音響信号の振幅レベルが急激に変化し聴感的な不自然さが生じることを回避できないという課題があった。
【０００８】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、ダイナミックレンジの広いオリジナル音響信号を高品質に圧縮することのできる音響信号圧縮装置および音響信号圧縮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】
【０００９】
本発明の音響信号圧縮装置は、オリジナル音響信号から、振幅レベルが予め定められた最大振幅レベルより大きい過大振幅レベルである過大音響信号を検出し、前記過大振幅レベルを前記最大振幅レベル以下に圧縮する圧縮特性を決定する圧縮特性決定手段と、前記圧縮特性に基づいて前記オリジナル音響信号を圧縮して圧縮音響信号を生成する圧縮音響信号生成手段とを備えた構成を有している。
【００１０】
この構成により、ダイナミックレンジの広いオリジナル音響信号を聴感的に自然に圧縮することができることとなる。
【００１１】
また、本発明の音響信号圧縮装置は、前記圧縮特性決定手段が、零デシベルから前記過大音響信号検出時に前記過大振幅レベルと前記最大振幅レベルの差に基づいて定まる目標圧縮量（＜０）まで予め定められた単位時間当たりの前処理変化率（＜０）で変化し、前記過大音響信号検出時以前の前記オリジナル音響信号に適用する前処理利得を決定する前処理利得決定手段と、前記目標圧縮量から零デシベルまで予め定められた単位時間当たりの後処理変化率（＞０）で変化し、前記過大音響信号検出時以後の前記オリジナル音響信号に適用する後処理利得を決定する後処理利得決定手段とを含む。
【００１２】
この構成により、ダイナミックレンジの広いオリジナル音響信号に対して、歪および聴感的な不自然さのない圧縮を施すことができることとなる。
【００１３】
また、本発明の音響信号圧縮装置は、前記圧縮特性決定手段が、零デシベルから前記過大音響信号検出時に前記過大振幅レベルと前記最大振幅レベルの差に基づいて定まる目標圧縮量まで予め定められた単位時間当たりの前処理変化率で変化し、前記過大音響信号検出時以前の前記オリジナル音響信号に適用する前処理利得を決定する前処理利得決定手段と、前記目標圧縮量を前記過大音響信号検出時から予め定められた目標圧縮量維持時間維持する目標圧縮量維持手段と、前記目標圧縮量から零デシベルまで予め定められた単位時間当たりの後処理変化率で変化し、前記目標圧縮量維持時間経過後の前記オリジナル音響信号に適用する後処理利得を決定する後処理利得決定手段とを含む。
【００１４】
この構成により、ダイナミックレンジの広いオリジナル音響信号に対して、歪および聴感的な不自然さのないより高品質な圧縮を施すことができることとなる。
【００１５】
また、本発明の音響信号圧縮装置は、前記圧縮特性決定手段が、前記前処理利得、前記目標圧縮量および前記後処理利得が時間的に重複する場合には、前記前処理利得、前記目標圧縮量および前記後処理利得の最小値を前記圧縮特性として選択する選択手段を含む。
【００１６】
この構成により、過大振幅レベルが頻繁に検出されるダイナミックレンジの広いオリジナル音響信号に対しても、歪および聴感的な不自然さのない高品質な圧縮を施すことができることとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、過大振幅レベルを最大振幅レベル以下に圧縮して圧縮音響信号を生成することにより、ダイナミックレンジの広いオリジナル音響信号を聴感的に自然に圧縮することができるという効果を有する音響信号圧縮装置および音響信号圧縮プログラムを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態の音響信号圧縮装置について、図面を用いて説明する。なお、本明細書において圧縮とは、オリジナル音響信号の振幅レベルをメディア用音響信号の振幅レベル上限値以下とする処理を意味する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る音響信号圧縮装置の機能構成を示すブロック図である。
【００２０】
即ち、本発明に係る音響信号圧縮装置１０は、オリジナル音響信号から、振幅レベルが予め定められた最大振幅レベルより大きい過大振幅レベルである過大音響信号を検出し、過大振幅レベルを最大振幅レベル以下に圧縮する圧縮特性を決定する圧縮特性決定手段１と、圧縮特性に基づいてオリジナル音響信号を圧縮して圧縮音響信号を生成する圧縮音響信号生成手段２とを含む。
【００２１】
そして、圧縮特性決定手段１は、零デシベルから過大音響信号検出時に過大振幅レベルと最大振幅レベルの差に基づいて定まる目標圧縮量（＜０）まで予め定められた単位時間当たりの前処理変化率（＜０）で変化し、過大音響信号検出時以前のオリジナル音響信号に適用する前処理利得を決定する前処理利得決定手段３と、目標圧縮量から零デシベルまで予め定められた単位時間当たりの後処理変化率（＞０）で変化し、過大音響信号検出時以後の前記オリジナル音響信号に適用する後処理利得を決定する後処理利得決定手段４とを含む。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態の音響信号圧縮装置として機能するパーソナルコンピュータのハードウェア構成を示すブロック図であって、オリジナル音響信号を読み込む音響信号読み込みインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１１と、プログラムおよび演算値を記憶するメモリ１２と、プログラムに基づいて処理を実行するＣＰＵ１３と、圧縮音響信号を出力する圧縮音響信号出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４と、表示装置１５、キーボード１６およびポインティングデバイス１７からなる周辺機器が接続される周辺機器インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１８とがバス１９によって相互に結合された構成を有する。
【００２３】
そして、メモリ１２にプログラムをインストールすることにより、パーソナルコンピュータは音響信号圧縮装置として動作する。
【００２４】
次に、メモリ１２にインストールする音響信号圧縮プログラムのフローチャートを参照しつつ、本発明の第１の実施の形態の音響信号圧縮装置の動作を説明する。
【００２５】
図３は、音響信号圧縮プログラムのフローチャートである。まず、ＣＰＵ１３は、メモリ１２に格納される変数に適切な初期値を設定する（ステップＳ１）。
【００２６】
次に、ＣＰＵ１３は、オリジナル音響信号のサンプリングデータｘ（ｉ）を読み込むことができる状態にし（ステップＳ２）、ステップＳ２に処理が到達してから予め設定した制限時間内にサンプリングデータｘ（ｉ）を読み込んだかどうかを判断する（ステップＳ３）。サンプリングデータｘ（ｉ）を制限時間内に読み込んだ場合は、ＣＰＵ１３は、サンプリングデータの順序を表すインデックスｉをインクリメントする（ステップＳ４）。なお、ｉはステップＳ１において初期値を“０”に設定されているものとする。
【００２７】
次に、ＣＰＵ１３は、サンプリングデータｘ（ｉ）の振幅レベルＬ（ｉ）［ｄＢＦｓ］を［数１］より算出する（ステップＳ５）。
【数１】
2007089029.tif 000003
【００２８】
次に、ＣＰＵ１３は、振幅レベルＬ（ｉ）が予め定められた最大振幅レベルＬａ［ｄＢＦｓ］よりも大きい過大振幅レベルであるかどうかを判断する（ステップＳ６）。振幅レベルＬ（ｉ）が最大振幅レベルＬａよりも大きい場合には、ＣＰＵ１３は、サンプリングデータｘ（ｉ）の振幅レベルＬ（ｉ）と最大振幅レベルＬａとの差である目標圧縮量Ｌｄ（ｉ）［ｄＢ］（＜０）を図４（ａ）に模式的に示すように、［数２］より算出する（ステップＳ７）。なお、目標圧縮量Ｌｄ（ｉ）はステップＳ１において初期値を“０”に設定されているものとする。
【数２】
2007089029.tif 000004
【００２９】
次に、ＣＰＵ１３は、目標圧縮量Ｌｄ（ｉ）に対して、前処理利得および後処理利得を決定する（ステップＳ８）が、この処理の詳細は圧縮特性算出ルーチンとして後述する。さらに、ＣＰＵ１３はステップＳ８で得た前処理利得および後処理利得から圧縮特性を決定する（ステップＳ９）が、この処理は圧縮特性決定ルーチンとして後述する。
【００３０】
ステップＳ６において振幅レベルＬ（ｉ）が最大振幅レベルＬａ以下であった場合およびステップＳ９の処理が終了した場合は、ＣＰＵ１３は、ステップＳ２に戻って次のサンプリングデータを読み込む。
【００３１】
ステップＳ３において、サンプリングデータｘ（ｉ）を制限時間内に読み込まなかったとＣＰＵ１３が判断した場合、即ち、全てのサンプリングデータの読み込みが終了したと判断した場合は、ＣＰＵ１３は、後述する圧縮音響信号生成ルーチンにおいてステップＳ９で決定した圧縮特性に基づいて圧縮音響信号を生成して（ステップＳ１０）、プログラムを終了する。
【００３２】
なお、ステップＳ３では、ＣＰＵ１３は、サンプリングデータｘ（ｉ）を制限時間内に読み込んだかどうかを判断するのでも、あるいは、サンプリングデータの入力が全て終了したことを示す符号または信号等が検出されたかどうかを判断するのでもよい。
【００３３】
図５は、図３の音響信号圧縮プログラムのステップＳ８で実行される圧縮特性算出ルーチンのフローチャートである。
【００３４】
まず、ＣＰＵ１３は、サンプリングデータｘ（ｉ）の振幅レベルＬ（ｉ）を目標圧縮量Ｌｄ（ｉ）（＜０）［ｄＢ］だけ圧縮するために、ｘ（ｉ）以前のサンプリングデータを何個遡って予め定められた単位時間当たりの前処理変化率Δｄｄ［ｄＢ／ｓ］（＜０）で振幅レベルＬ（ｊ）（ｊ≦ｉ）を圧縮すればよいのかを示すサンプリングデータ個数Ａを［数３］より算出する（ステップＳ２０）。ここで、オリジナル音響信号のサンプリング周波数をＦｓ［Ｈｚ］とする。
【００３５】
なお、前処理変化率Δｄｄは予め定められた値であり、−１〜−１．５［ｄＢ／ｓ］程度であると聴覚的な不自然さが発生しない。
【数３】
2007089029.tif 000005
【００３６】
次に、ＣＰＵ１３は、インデックスｊに“ｉ−Ａ”を代入し（ステップＳ２１）、サンプリングデータｘ（ｉ）の振幅レベルＬ（ｉ）を目標圧縮量Ｌｄ（ｉ）［ｄＢ］だけ圧縮するためのｘ（ｉ）以前の振幅レベルＬ（ｊ）（ｊ≦ｉ）に対する圧縮量Ｄｉ（ｊ）［ｄＢ］を、図４（ｂ）に前処理利得として模式的に示すように、［数４］より算出する（ステップＳ２２）。なお、圧縮量Ｄｉ（ｊ）は図３の音響信号圧縮プログラムのステップＳ１において初期値を“０”に設定されているものとする。
【数４】
2007089029.tif 000006
【００３７】
次に、ＣＰＵ１３は、ｊがｉよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳ２３）。ｊがｉよりも小さい場合は、ＣＰＵ１３は、ｊをインクリメントして（ステップＳ２４）、ステップＳ２２に戻る。
【００３８】
ステップＳ２３においてｊがｉ以上の場合は、ＣＰＵ１３は、目標圧縮量Ｌｄ（ｉ）から零デシベルまで予め定められた単位時間当たりの後処理変化率Δｄｉ［ｄＢ／ｓ］（＞０）で変化する後処理利得を決定する際に、目標圧縮量達成後のサンプリングデータの振幅レベルＬ（ｊ）（ｉ＜ｊ）を何個まで圧縮すればよいのかを示すサンプリングデータ個数Ｂを［数５］より算出する（ステップＳ２５）。なお、後処理変化率Δｄｉ（＞０）は１〜１．５［ｄＢ／ｓ］程度あるいは若干大きめの値にしてもよい。
【数５】
2007089029.tif 000007
【００３９】
次に、ＣＰＵ１３は、ｊに“ｉ＋１”を代入し（ステップＳ２６）、振幅レベルＬ（ｊ）（ｉ＜ｊ）に対する圧縮量Ｄｉ（ｊ）を図４（ｂ）に後処理利得として模式的に示すように、［数６］より算出する（ステップＳ２７）。
【数６】
2007089029.tif 000008
【００４０】
次に、ＣＰＵ１３は、ｊがｉ＋Ｂよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳ２８）。ｊがｉ＋Ｂよりも小さい場合は、ＣＰＵ１３は、ｊの値をインクリメントして（ステップＳ２９）、ステップＳ２７に戻る。ステップＳ２８においてｊがｉ＋Ｂ以上の場合は、ＣＰＵ１３は、圧縮特性算出ルーチンを終了する。
【００４１】
図６は、図３の音響信号圧縮プログラムのステップＳ９で実行される圧縮特性決定ルーチンのフローチャートである。なお、本実施の形態においては、過大振幅レベルの発生頻度が十分に低く、異なる過大振幅レベルに対する圧縮特性が時間的に重複しない場合を想定している。
【００４２】
まず、ＣＰＵ１３は、インデックスｊに“ｉ−Ａ”を代入し（ステップＳ３０）、圧縮量Ｄｉ（ｊ）をＤ（ｊ）に代入する（ステップＳ３１）。なお、圧縮量Ｄ（ｊ）は図３の音響信号圧縮プログラムのステップＳ１において初期値を“０”に設定されているものとする。
【００４３】
次に、ＣＰＵ１３は、ｊがｉ＋Ｂよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳ３２）。ｊがｉ＋Ｂよりも小さい場合は、ＣＰＵ１３は、ｊの値をインクリメントして（ステップＳ３３）、ステップＳ３１に戻る。ステップＳ３２においてｊがｉ＋Ｂ以上の場合は、ＣＰＵ１３は、圧縮特性決定ルーチンを終了する。
【００４４】
図７は、図３の音響信号圧縮プログラムのステップＳ１０で実行される圧縮音響信号生成ルーチンのフローチャートである。
【００４５】
まず、ＣＰＵ１３は、音響信号圧縮プログラムのステップＳ４でカウントしたサンプリングデータの個数を入力された全てのサンプリングデータの個数Ｎとし（ステップＳ４０）、インデックスｉに“１”を代入する（ステップＳ４１）。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１３は、圧縮特性、即ち圧縮量Ｄ（ｉ）（≦０）を用いて、［数７］より圧縮音響信号ｙ（ｉ）を算出する（ステップＳ４２）。
【数７】
2007089029.tif 000009
【００４７】
次に、ＣＰＵ１３は、ｉがＮよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳ４３）。ｉがＮよりも小さい場合は、ＣＰＵ１３は、ｉの値をインクリメントして（ステップＳ４４）、ステップＳ４２に戻る。ｉがＮ以上の場合は、ＣＰＵ１３は、圧縮音響信号生成ルーチンを終了する。
【００４８】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る音響信号圧縮装置は、予め定められた単位時間当たりの変化率で変化する圧縮特性に基づいて、オリジナル音響信号の過大振幅レベルを最大振幅レベル以下に圧縮して圧縮音響信号を生成することにより、ダイナミックレンジの広いオリジナル音響信号に対して、歪および聴感的な不自然さのない圧縮を施すことができる。
【００４９】
（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る音響信号圧縮装置の機能構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様に構成されているので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図８において、音響信号圧縮装置３０は、第１の実施の形態で示した構成に加えて、目標圧縮量を過大音響信号検出時から予め定められた目標圧縮量維持時間維持する圧縮特性を決定する目標圧縮量維持手段５を備える。
【００５１】
第２の実施の形態の音響信号圧縮装置も、第１の実施の形態と同じくパーソナルコンピュータにプログラムをインストールすることにより構成されるので、ハードウェアの説明を省略する。
【００５２】
次に、メモリ１２にインストールするプログラムのフローチャートを参照しつつ、第２の実施の形態の音響信号圧縮装置の動作を説明する。音響信号圧縮プログラムは、図３と同様であるため説明を省略する。
【００５３】
図９は、図３の音響信号圧縮プログラムのステップＳ８で実行される圧縮量維持機能付圧縮特性算出ルーチンのフローチャートである。なお、図５の圧縮特性算出ルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００５４】
ＣＰＵ１３は、ステップＳ２３の後に、ｊに“ｉ＋１”を代入し（ステップＳ５０）、図１０（ｂ）に模式的に示すように、目標圧縮量Ｌｄ（ｉ）を予め定められた目標圧縮量維持時間Δｔｈだけ維持する（ステップＳ５１）。このとき、圧縮量Ｄｉ（ｊ）は［数８］のようになる。なお、Δｔｈとして１０〜１００ｍｓｅｃ程度の値を設定すると、最終的に生成される圧縮音響信号の波形がオリジナル音響信号の波形をよく再現し、歪も生じないため好ましい。
【数８】
2007089029.tif 000010
【００５５】
次に、ＣＰＵ１３は、ｊがｉ＋Δｔｈ＊Ｆｓよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳ５２）。ｊがｉ＋Δｔｈ＊Ｆｓよりも小さい場合は、ＣＰＵ１３は、ｊの値をインクリメントして（ステップＳ５３）、ステップＳ５１に戻る。
【００５６】
ステップＳ５２においてｊがｉ＋Δｔｈ＊Ｆｓ＋Ｂ以上の場合は、ＣＰＵ１３は、ステップＳ２５以降の処理に進む。
【００５７】
ＣＰＵ１３は、ｊに“ｉ＋Δｔｈ＊Ｆｓ＋１”を代入し（ステップＳ５４）、ｊがｉ＋ Δｔｈ＊Ｆｓ＋Ｂよりも小さいかどうかを判断し（ステップＳ５５）、ｊがｉ＋Δｔｈ＊Ｆｓ＋Ｂ以上であれば圧縮量維持機能付圧縮特性算出ルーチンを終了する。
【００５８】
なお、本実施の形態における音響信号圧縮プログラムのステップＳ９のサブルーチンである圧縮特性決定ルーチンの処理については、ＣＰＵ１３は、ステップＳ３２でｊがｉ＋Δｔｈ＊Ｆｓ＋Ｂよりも小さいかどうかを判断することを除けば、既に説明した図６の圧縮特性決定ルーチンと同様の処理を行う。
【００５９】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る音響信号圧縮装置は、目標圧縮量を過大音響信号検出時から予め定められた目標圧縮量維持時間維持する圧縮特性を用いることにより、ダイナミックレンジの広いオリジナル音響信号に対して、歪および聴感的な不自然さのないより高品質な圧縮を施すことができる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る音響信号圧縮装置の機能構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態は、上述の第２の実施の形態と略同様に構成されているので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図１１において、音響信号圧縮装置４０は、第２の実施の形態で示した構成に加えて、前処理利得、目標圧縮量および後処理利得が時間的に重複する場合に、前処理利得、目標圧縮量および後処理利得の最小値、即ち絶対値が最大となるものを圧縮特性として選択する選択手段６を備える。
【００６２】
第３の実施の形態の音響信号圧縮装置も、第１、第２の実施の形態と同じくパーソナルコンピュータにプログラムをインストールすることにより構成されるので、ハードウェアの説明を省略する。
【００６３】
次に、メモリ１２にインストールするプログラムのフローチャートを参照しつつ、第３の実施の形態の音響信号圧縮装置の動作を説明する。
【００６４】
図１２は、圧縮特性選択機能付音響信号圧縮プログラムのフローチャートである。なお、図３の音響信号圧縮プログラムと同一の処理については同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００６５】
ＣＰＵ１３は、図１３（ａ）〜（ｃ）に模式的に示すように、異なる過大振幅レベルに対する前処理利得、目標圧縮量および後処理利得が時間的に重複する場合には、各時刻における前処理利得、目標圧縮量および後処理利得の最小値を新たな圧縮特性とする（ステップＳ６０）。このステップＳ６０の処理の詳細は圧縮特性選択ルーチンとして後述する。
【００６６】
図１４は、図１２の圧縮特性選択機能付音響信号圧縮プログラムのステップＳ６０で実行される圧縮特性選択ルーチンのフローチャートである。
【００６７】
まず、ＣＰＵ１３は、インデックスｊを“ｉ−Ａ”に初期化する（ステップＳ７０）。次に、ＣＰＵ１３は、現時点での圧縮量の最小値を与えるＭｉｎ（ｊ）が圧縮量Ｄｉ（ｊ）よりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ７１）。Ｍｉｎ（ｊ）がＤｉ（ｊ）よりも大きい場合は、ＣＰＵ１３は、Ｍｉｎ（ｊ）にＤｉ（ｊ）を代入する（ステップＳ７２）。なお、Ｍｉｎ（ｊ）は図１２の圧縮特性選択機能付音響信号圧縮プログラムのステップＳ１において初期値を“０”に設定されているものとする。
【００６８】
次に、ＣＰＵ１３は、ｊがｉ＋Δｔｈ＊Ｆｓ＋Ｂよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳ７３）。ｊがｉ＋Δｔｈ＊Ｆｓ＋Ｂよりも小さい場合は、ＣＰＵ１３は、ｊをインクリメントして（ステップＳ７４）、ステップＳ７１に戻る。
【００６９】
ステップＳ７１において、Ｍｉｎ（ｊ）がＤｉ（ｊ）以下であった場合は、ＣＰＵ１３は、Ｍｉｎ（ｊ）の値を更新せずにステップＳ７４に進む。
【００７０】
ステップＳ７３において、ｊがｉ＋Δｔｈ＊Ｆｓ＋Ｂ以上であった場合は、ＣＰＵ１３は、圧縮特性選択ルーチンを終了し、図１２の圧縮特性選択機能付音響信号圧縮プログラムのステップＳ２に戻って次のサンプリングデータを読み込む。
【００７１】
図１２の圧縮特性選択機能付音響信号圧縮プログラムにおいて、全てのサンプリングデータについてステップＳ６０の処理が終了すると、圧縮特性は、図１３（ｃ）の黒線で模式的に示すように、全ての過大振幅レベルに対する圧縮特性が与える圧縮量の最小値を各時刻で選択したものとなる。
【００７２】
最後に、ＣＰＵ１３は、図７の圧縮音響信号生成ルーチンにおいて、圧縮特性、即ち圧縮量Ｍｉｎ（ｉ）（≦０）を用いて、[数９]より圧縮音響信号ｙ（ｉ）を生成して、音響信号圧縮プログラムを終了する。
【数９】
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【００７３】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態に係る音響信号圧縮装置は、前処理利得、目標圧縮量および後処理利得が時間的に重複する場合には、前処理利得、目標圧縮量および後処理利得が与える圧縮量の最小値を圧縮特性として選択することにより、過大振幅レベルが頻繁に検出されるダイナミックレンジの広い音響信号に対しても、歪および聴感的な不自然さのない高品質な圧縮を施すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明に係る音響信号圧縮装置は、オリジナル音響信号に対して聴感的に自然な圧縮を施すことができるという効果を有し、音響信号処理装置等として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における音響信号圧縮装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る音響信号圧縮装置を構成するパーソナルコンピュータのハードウェア構成を示すブロック図
【図３】本発明に係る音響信号圧縮装置のＣＰＵが実行する音響信号圧縮プログラムのフローチャート
【図４】目標圧縮量Ｌｄ（ｉ）と圧縮特性を模式的に示す図
【図５】本発明に係る音響信号圧縮装置のＣＰＵが実行する圧縮特性算出ルーチンのフローチャート
【図６】本発明に係る音響信号圧縮装置のＣＰＵが実行する圧縮特性決定ルーチンのフローチャート
【図７】本発明に係る音響信号圧縮装置のＣＰＵが実行する圧縮音響信号生成ルーチンのフローチャート
【図８】本発明の第２の実施の形態における音響信号圧縮装置のブロック図
【図９】本発明に係る音響信号圧縮装置のＣＰＵが実行する圧縮量維持機能付圧縮特性算出ルーチンのフローチャート
【図１０】目標圧縮量Ｌｄ（ｉ）と圧縮特性を模式的に示す図
【図１１】本発明の第３の実施の形態における音響信号圧縮装置のブロック図
【図１２】本発明に係る音響信号圧縮装置のＣＰＵが実行する圧縮特性選択機能付音響信号圧縮プログラムのフローチャート
【図１３】複数の過大振幅レベルに対する圧縮特性が時間的に重複する様子を模式的に示す図
【図１４】本発明に係る音響信号圧縮装置のＣＰＵが実行する圧縮特性選択ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
【００７６】
１  圧縮特性決定手段
２  圧縮音響信号生成手段
３  前処理利得決定手段
４  後処理利得決定手段
５  目標圧縮量維持手段
６  選択手段
１０、３０、４０  音響信号圧縮装置
１１  音響信号読み込みインターフェイス（Ｉ／Ｆ）
１２  メモリ
１３  ＣＰＵ
１４  圧縮音響信号出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
１５  表示装置
１６  キーボード
１７  ポインティングデバイス
１８  周辺機器インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
１９  バス
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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