(57)【要約】【課題】ダイナミックレンジを超えてデジタルオーディオ信号を再生する場合に、信号クリップの際に発生するノイズを抑制するデジタルオーディオ信号処理装置が望まれる。【解決手段】デジタルオーディオ信号処理装置は、デジタルオーディオ信号を複数の処理領域に割り当てる処理領域算出部と、デジタルオーディオ信号の振幅のピーク値を算出するピーク検出部と、複数の処理領域のうち、予め定めた閾値よりピーク値が大きいデジタルオーディオ信号が含まれる第１の処理領域を算出すると共に、第１の処理領域に含まれるデジタルオーディオ信号に対する第１の補正値を算出する処理領域管理部と、第１の補正値を用いて、第１の処理領域に含まれるデジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する抑圧波形生成部と、を備えている。【選択図】図１
2012222566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルオーディオ信号を複数の処理領域に割り当てる処理領域算出部と、
前記デジタルオーディオ信号の振幅のピーク値を算出するピーク検出部と、
前記複数の処理領域のうち、予め定めた閾値より前記ピーク値が大きい前記デジタルオーディオ信号が含まれる第１の処理領域を算出すると共に、前記第１の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号に対する第１の補正値を算出する処理領域管理部と、
前記第１の補正値を用いて、前記第１の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する抑圧波形生成部と、
を備えることを特徴とするデジタルオーディオ信号処理装置。
【請求項２】
さらに、前記処理領域管理部は、前記第１の処理領域に隣接する第２の処理領域を算出すると共に、前記第２の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号に対する第２の補正値を算出し、
前記抑圧波形生成部は、前記第２の補正値を用いて、前記第２の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する請求項１のデジタルオーディオ信号処理装置。
【請求項３】
さらに、前記処理領域管理部は、前記第１の処理領域と隣接し、前記第２の処理領域とは異なる側の第３の処理領域を算出すると共に、前記第３の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号に対する第３の補正値を算出し、
抑圧波形生成部は、前記第３の補正値を用いて、前記第３の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する請求項２のデジタルオーディオ信号処理装置。
【請求項４】
前記処理領域管理部は、前記第１の補正値を前記ピーク値と前記閾値に基づいて算出し、前記第２及び第３の補正値を前記第１の補正値に基づいて算出する請求項３のデジタルオーディオ信号処理装置。
【請求項５】
前記処理領域管理部は、前記第１の補正値に０より大きく１よりも小さい定数を乗算することにより、前記第２及び第３の補正値を算出する請求項３又は４のデジタルオーディオ信号処理装置。
【請求項６】
前記処理領域管理部は、前記第１及び第２の補正値の平均値を、前記第１の処理領域と前記第２の処理領域の境界の前記デジタルオーディオ信号に対する補正値とすると共に、前記第１及び第３の補正値の平均値を、前記第１の処理領域と前記第３の処理領域の境界の前記デジタルオーディオ信号に対する補正値とする請求項３乃至５のいずれか一に記載のデジタルオーディオ信号処理装置。
【請求項７】
前記処理領域算出部は、前記デジタルオーディオ信号のレベルが０であることを検出することにより前記デジタルオーディオ信号を前記複数の処理領域に割り当てる請求項１乃至６のいずれか一に記載のデジタルオーディオ信号処理装置。
【請求項８】
前記処理領域算出部は、予め定めた期間に基づいて前記デジタルオーディオ信号を前記複数の処理領域に割り当てる請求項１乃至６のいずれか一に記載のデジタルオーディオ信号処理装置。
【請求項９】
デジタルオーディオ信号を複数の処理領域に割り当てる処理領域算出工程と、
前記デジタルオーディオ信号の振幅のピーク値を算出するピーク検出工程と、
前記複数の処理領域のうち、予め定めた閾値より前記ピーク値が大きい前記デジタルオーディオ信号が含まれる第１の処理領域を算出すると共に、前記第１の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号に対する第１の補正値を算出する処理領域管理工程と、
前記第１の補正値を用いて、前記第１の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する抑圧波形生成工程と、
を含むことを特徴とするデジタルオーディオ再生方法。
【請求項１０】
さらに、前記処理領域管理工程は、前記第１の処理領域に隣接する第２の処理領域を算出すると共に、前記第２の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号に対する第２の補正値を算出し、
前記抑圧波形生成工程は、前記第２の補正値を用いて、前記第２の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する請求項９のデジタルオーディオ再生方法。
【請求項１１】
さらに、前記処理領域管理工程は、前記第１の処理領域と隣接し、前記第２の処理領域とは異なる側の第３の処理領域を算出すると共に、前記第３の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号に対する第３の補正値を算出し、
抑圧波形生成工程は、前記第３の補正値を用いて、前記第３の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する請求項１０のデジタルオーディオ再生方法。
【請求項１２】
前記処理領域管理工程は、前記第１の補正値を前記ピーク値と前記閾値に基づいて算出し、前記第２及び第３の補正値を前記第１の補正値に基づいて算出する請求項１１のデジタルオーディオ再生方法。
【請求項１３】
前記処理領域管理工程は、前記第１の補正値に０より大きく１よりも小さい定数を乗算することにより、前記第２及び第３の補正値を算出する請求項１１又は１２のデジタルオーディオ再生方法。
【請求項１４】
前記処理領域管理工程は、前記第１及び第２の補正値の平均値を、前記第１の処理領域と前記第２の処理領域の境界の前記デジタルオーディオ信号に対する補正値とすると共に、前記第１及び第３の補正値の平均値を、前記第１の処理領域と前記第３の処理領域の境界の前記デジタルオーディオ信号に対する補正値とする請求項１１乃至１３のいずれか一に記載のデジタルオーディオ再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルオーディオ信号処理装置及びデジタルオーディオ再生方法に関する。特に、音声の合成が必要なデジタルオーディオ信号処理装置及びデジタルオーディオ再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）等の音声はデジタル化されたデータによって記憶されている。このようなデジタルオーディオでは、フォーマットごとにダイナミックレンジが定められている。例えば、ＣＤの再生音におけるダイナミックレンジは９６ｄＢである。ここで、ＣＤ等の再生機器におけるアンプ等のゲインは、対応するフォーマットのダイナミックレンジに合わせて設計される。
【０００３】
一方、ＣＤ等の再生機器においては、ＣＤ等の音声とユーザが操作した際のビープ音や音声案内等を、同時に再生する場合がある。そのような場合に、ＣＤの音声とビープ音を単に合成すると想定した以上のレベルを持った音声が生成されてしまう。例えば、０ｄＢの音声レベル（ＣＤの再生音）に対してビープ音を合成すると合成後の音声は０ｄＢを越えることになる。すると、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）におけるオーバーフローや、アンプにおけるクリップが発生する。その結果、ユーザにとって不快なポップ音やクリック音が出力されることがある。このような問題を解決するため、予めダイナミックレンジを広げてレベルダイヤの設計を行なうことも考えられるが、むやみにダイナミックレンジを広げると音質が悪化（Ｓ／Ｎ比の低下）してしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１において、入力信号の振幅が予め定めた閾値を超過し、閾値を超えた入力信号のピークを検出するピーク検出回路と、インパルス応答の性質を持つ信号パターンを記憶するＴＡＰ係数記憶部と、を備えるピークリミッタ回路が開示されている。特許文献１で開示されたピークリミッタ回路は、ピーク検出回路が入力信号のピークを検出すると、ＴＡＰ係数記憶部に記憶した信号パターンによって入力信号を抑圧している。その結果、入力信号を閾値以下にすることで不快なノイズの発生を抑えると共に、乗算器の使用数を削減し、ロジック資源の低コスト化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０５０７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
なお、上記先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。
【０００７】
しかし、特許文献１で開示された技術には、信号クリップを回避した際のＳ／Ｎ比が低下するという問題がある。即ち、特許文献１で開示されたピークリミッタ回路では、ＴＡＰ係数信号と抑圧レベル信号を乗算して、抑圧信号を生成している。その後、入力信号からこの抑圧信号を減算することで閾値を超えた入力信号の振幅を抑圧して閾値以下にしている。その結果、閾値を超えた入力信号に対する抑圧が大きくなり、抑圧後の信号の波形が原信号の波形と著しく異なってしまう（歪み音が再生されてしまう）。以上のとおり、従来技術には、解決すべき問題点が存在する。そのため、信号クリップの際に発生するノイズを抑制するデジタルオーディオ信号処理装置及びデジタルオーディオ再生方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の視点によれば、デジタルオーディオ信号を複数の処理領域に割り当てる処理領域算出部と、前記デジタルオーディオ信号の振幅のピーク値を算出するピーク検出部と、前記複数の処理領域のうち、予め定めた閾値より前記ピーク値が大きい前記デジタルオーディオ信号が含まれる第１の処理領域を算出すると共に、前記第１の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号に対する第１の補正値を算出する処理領域管理部と、前記第１の補正値を用いて、前記第１の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する抑圧波形生成部と、を備えるデジタルオーディオ信号処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２の視点によれば、デジタルオーディオ信号を複数の処理領域に割り当てる処理領域算出工程と、前記デジタルオーディオ信号の振幅のピーク値を算出するピーク検出工程と、前記複数の処理領域のうち、予め定めた閾値より前記ピーク値が大きい前記デジタルオーディオ信号が含まれる第１の処理領域を算出すると共に、前記第１の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号に対する第１の補正値を算出する処理領域管理工程と、前記第１の補正値を用いて、前記第１の処理領域に含まれる前記デジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する抑圧波形生成工程と、を含むデジタルオーディオ再生方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の各視点によれば、信号クリップの際に発生するノイズを抑制するデジタルオーディオ信号処理装置及びデジタルオーディオ再生方法が、提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の概要を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置の内部構成の一例を示す図である。
【図３】入力音声データＩＳＤを複数の処理領域に割り当てる際の一例を示す図である。
【図４】図２に示すデジタルオーディオ信号処理装置における入力音声データＩＳＤの受け取り時の処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図２に示すＦＩＦＯから中間音声データＭＳＤを出力する際の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】特定の期間における入力音声データＩＳＤ及び中間音声データＭＳＤの時系列の一例を示す図である。
【図７】図６に示すデータをグラフで表現した際の一例を示す図である。
【図８】抑圧後の出力音声データＯＳＤについての時系列データの一例を示す図である。
【図９】図８に示すデータをグラフで表現した際の一例を示す図である。
【図１０】入力音声データＩＳＤと出力音声データＯＳＤの波形の一例示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置のリード動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示すデジタルオーディオ信号処理装置の出力音声データＯＳＤの波形の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置の内部構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
初めに、図１を用いて実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００１３】
上述のように、デジタルオーディオ信号の再生において、ダイナミックレンジを超えた音声を再生する場合がある。そのような場合に、特許文献１で開示された技術で入力信号を抑圧すると、抑圧後の信号の波形が原信号の波形と著しく異なる場合がある。その結果、再生音のＳ／Ｎ比が低下してしまうという問題が起きる。そのため、信号クリップの際に発生するノイズを抑制するデジタルオーディオ信号処理装置及びデジタルオーディオ再生方法が、望まれる。
【００１４】
そこで、一例として図１に示すデジタルオーディオ信号処理装置を提供する。図１に示すデジタルオーディオ信号処理装置は、デジタルオーディオ信号を複数の処理領域に割り当てる処理領域算出部と、デジタルオーディオ信号の振幅のピーク値を算出するピーク検出部と、複数の処理領域のうち、予め定めた閾値よりピーク値が大きいデジタルオーディオ信号が含まれる第１の処理領域を算出すると共に、第１の処理領域に含まれるデジタルオーディオ信号に対する第１の補正値を算出する処理領域管理部と、第１の補正値を用いて、第１の処理領域に含まれるデジタルオーディオ信号を抑圧し、出力する抑圧波形生成部と、を備えている。なお、処理領域とは所定の規則によって定まり、複数のデジタルオーディオ信号から構成されるデータ群であって、デジタルオーディオ信号に対する補正を行なう際の単位となるものである。
【００１５】
図１に示すデジタルオーディオ信号処理装置は、デジタルオーディオ信号を複数の処理領域に割り振り、管理する。さらに、ピーク検出部において算出したピーク値と予め定めた閾値とを比較することによって、デジタルオーディオ信号の抑圧（補正）が必要か判断する。抑圧が必要だと判断すれば、ピーク値が閾値よりも大きいデジタルオーディオ信号が含まれている第１の処理領域のデジタルオーディオ信号に対して第１の補正量を用いて補正を行なう。
【００１６】
その結果、閾値を超えたデジタルオーディオ信号に限らず第１の領域に含まれる他のデジタルオーディオ信号も併せて補正することで、原信号の周波数成分を保持することが可能となり、抑圧後の信号の波形を原信号の波形に近づけることができる。
【００１７】
［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。図２は、本実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置１の内部構成の一例を示す図である。図２に示すデジタルオーディオ信号処理装置１は、アドレス制御部１０と、ＦＩＦＯ２０と、零クロス検出部３０と、ピーク検出部４０と、抑圧レベル算出部５０と、処理領域管理部６０と、処理領域補正量算出部７０と、抑圧波形生成部８０から構成されている。
【００１８】
デジタルオーディオ信号処理装置１は、入力音声データＩＳＤを受け付け、出力音声データＯＳＤを出力する。入力音声データＩＳＤは、アドレス制御部１０と、ＦＩＦＯ２０と、零クロス検出部３０と、ピーク検出部４０の各部に入力される。
【００１９】
アドレス制御部１０は、ＦＩＦＯ２０及び処理領域管理部６０で使用する音声データのアドレスを制御する。アドレス制御部１０は、入力音声データＩＳＤが入力されると、入力音声データＩＳＤのライトアドレスＷＡＤＤをインクリメントする。その後、ライトアドレスＷＡＤＤをＦＩＦＯ２０と処理領域管理部６０に対して出力する。
【００２０】
ＦＩＦＯ２０は、音声データの先入れ先出しを実現するレジスタであり、入力音声データＩＳＤをライトアドレスＷＡＤＤに記憶する。さらに、アドレス制御部１０が出力するリードアドレスＲＡＤＤに基づいて、入力音声データＩＳＤを中間音声データＭＳＤとして抑圧波形生成部８０へ出力する。
【００２１】
アドレス制御部１０は、ＦＩＦＯ２０から中間音声データＭＳＤが出力されると、リードアドレスＲＡＤＤをインクリメントし、ＦＩＦＯ２０と処理領域管理部６０に対して出力する。
【００２２】
零クロス検出部３０は、入力音声データＩＳＤのレベルが０か否か判定する。零クロス検出部３０では、入力音声データＩＳＤのレベルが０である場合には、零クロスフラグＺＦＬＧを処理領域管理部６０に対して出力する。
【００２３】
ピーク検出部４０は、各入力音声データＩＳＤの振幅がピーク値か否かを判定する。その際に前後の入力音声データＩＳＤを使用する。入力音声データＩＳＤがピーク値であると判断した場合には、その際の入力音声データＩＳＤのレベルをピーク値ＰＤＡとして抑圧レベル算出部５０に出力する。
【００２４】
抑圧レベル算出部５０は、ピーク値ＰＤＡが、最大値側の閾値ＳＬＭＡＸより大きいか、又は、最小値側の閾値ＳＬＭＩＮより小さいかを判断する。ピーク値ＰＤＡが、最大値側の閾値ＳＬＭＡＸより大きい場合、又は、最小値側の閾値ＳＬＭＩＮより小さい場合には、抑圧レベルＳＬＤＡを算出し、処理領域管理部６０に対して出力する。抑圧レベルＳＬＤＡの算出方法に関しては後述する。
【００２５】
処理領域管理部６０は、零クロス検出部３０が出力する零クロスフラグＺＦＬＧがアクティブ（ＺＦＬＧ＝１）に設定されていると、補正処理領域アドレスＺＡＤＤをインクリメントする。同時に、その際のライトアドレスＷＡＤＤを記憶する。
【００２６】
図３は、入力音声データＩＳＤを複数の処理領域に割り当てる際の一例を示す図である。処理領域管理部６０は、零クロス検出部３０において入力音声データＩＳＤが０であることを検出したタイミングで、処理領域を確定させる。例えば、アドレスａ２の入力音声データＩＳＤのレベルが０である場合には、処理領域１が確定すると共に、処理領域２が開始する。そして、アドレスａ３の入力音声データＩＳＤのレベルが０であれば、処理領域２が確定する。この処理領域を管理するものが、補正処理領域アドレスＺＡＤＤである。図３においては、処理領域１をＺＡＤＤ＝１、処理領域２をＺＡＤＤ＝２のように管理する。
【００２７】
さらに、処理領域管理部６０では、抑圧レベル算出部５０が出力する抑圧レベルＳＬＤＡが０以外の場合（入力音声データＩＳＤのピーク値が閾値を超えている場合）には、その抑圧レベルＳＬＤＡを処理領域ごとに記憶する。また、処理領域補正レベルＡＲＬＥＶを更新する。処理領域ごとの処理領域補正レベルＡＲＬＥＶを管理するアドレスが、処理領域アドレスＡＲＡＤであり、処理領域アドレスＡＲＡＤには各処理領域に対応した処理領域補正レベルＡＲＬＥＶが記憶される。処理領域管理部６０は、リードアドレスＲＡＤＤに対応した処理領域補正レベルＡＲＬＥＶを処理領域補正量算出部７０に出力する。
【００２８】
処理領域補正量算出部７０は、処理領域補正レベルＡＲＬＥＶから補正量ＬＥＶＤＡを算出し、抑圧波形生成部８０に対して出力する。なお、補正量ＬＥＶＤＡの算出は処理領域補正レベルＡＲＬＥＶに定数Ｃｏｎｓｔを乗算することで、補正量ＬＥＶＤＡとすることが考えられる。本実施形態では、定数Ｃｏｎｓｔ＝１として以下の説明をする。即ち、補正量ＬＥＶＤＡと処理領域補正レベルＡＲＬＥＶは等しいものとする。
【００２９】
抑圧波形生成部８０は、ＦＩＦＯ２０が出力する中間音声データＭＳＤから補正量ＬＥＶＤＡを減算して、出力音声データＯＳＤとして出力する。
【００３０】
次に、デジタルオーディオ信号処理装置１の動作について説明する。図４は、デジタルオーディオ信号処理装置１における入力音声データＩＳＤの受け取り時の処理の一例を示すフローチャートである。
【００３１】
ステップＳ０１では、アドレス制御部１０において、入力音声データＩＳＤを受け付けたため、ライトアドレスＷＡＤＤをインクリメントする。
【００３２】
ステップＳ０２では、ＦＩＦＯ２０において、アドレス制御部１０が出力するライトアドレスＷＡＤＤに従って入力音声データＩＳＤを記憶する。
【００３３】
ステップＳ０３では、零クロス検出部３０において、入力音声データＩＳＤのレベルが零レベルか否かを検出する。入力音声データＩＳＤのレベルが０ある場合は、ステップＳ０４に遷移する。入力音声データＩＳＤのレベルが０でなければ、ステップＳ０６に遷移する。
【００３４】
ステップＳ０４では、零クロス検出部３０において、零クロスフラグＺＦＬＧをアクティブ（ＺＦＬＧ＝１）にして出力する。
【００３５】
ステップＳ０５では、処理領域管理部６０において、補正処理領域アドレスＺＡＤＤをインクリメントすると共に、その際のライトアドレスＷＡＤＤを零クロスアドレスＺＥＲＯＡＤＤとして記憶する。その後、ステップＳ１２に遷移する。なお、零クロスアドレスＺＥＲＯＡＤＤ、補正処理領域アドレスＺＡＤＤ、ライトアドレスＷＡＤＤの関係は、ＺＡＤＤ＝ＺＡＤＤ＋１、ＺＥＲＯＡＤＤ［ＺＡＤＤ］＝ＷＡＤＤとなる。
【００３６】
ステップＳ０６では、入力音声データＩＳＤがピーク値か否かを判定する。その際、入力音声データＩＳＤの連続する３点を下記の式（１）及び（２）に当てはめることによって、ピーク値の検出をする。
ＩＳＤ［ＷＡＤＤ−２］≦ＩＳＤ［ＷＡＤＤ−１］≧ＩＳＤ［ＷＡＤＤ］・・・（１）
ＩＳＤ［ＷＡＤＤ−２］≧ＩＳＤ［ＷＡＤＤ−１］≦ＩＳＤ［ＷＡＤＤ］・・・（２）
ＩＳＤ［ＷＡＤＤ］はライトアドレスＷＡＤＤに記憶されている入力音声データＩＳＤのレベルを表し、ＩＳＤ［ＷＡＤＤ−１］はライトアドレスＷＡＤＤの直前に記憶された入力音声データＩＳＤのレベルを表すものとする。式（１）又は（２）が成立する場合には、ステップＳ０７に遷移する。式（１）又は（２）のいずれも成立しない場合には、ステップＳ１２に遷移する。
【００３７】
ステップＳ０７では、ピーク検出部４０において、入力音声データＩＳＤ［ＷＡＤＤ−１］のレベルをピーク値ＰＤＡとして出力する。
【００３８】
ステップＳ０８では、抑圧レベル算出部５０において、ピーク値ＰＤＡが、最大値側の閾値ＳＬＭＡＸより大きいか、又は、最小値側の閾値ＳＬＭＩＮより小さいか判定する。その際、式（３）及び（４）が成立するか否かで判断する。
ＳＬＭＡＸ＜ＰＤＡ・・・（３）
ＳＬＭＩＮ＞ＰＤＡ・・・（４）
式（３）又は（４）が成立する場合には、ステップＳ０９に遷移する。式（３）又は（４）のいずれも成立しない場合には、ステップＳ１２に遷移する。
【００３９】
ステップＳ０９では、抑圧レベル算出部５０において、抑圧レベルＳＬＤＡを算出する。その際、ピーク値ＰＤＡが最大値側の閾値ＳＬＭＡＸより大きい場合は、抑圧レベルＳＬＤＡを式（５）から算出する。
ＳＬＤＡ＝ＰＤＡ−ＳＬＭＡＸ・・・（５）
一方、ピーク値ＰＤＡが最小値側の閾値ＳＬＭＩＮより小さい場合は、抑圧レベルＳＬＤＡを式（６）から算出する。
ＳＬＤＡ＝ＰＤＡ−ＳＬＭＩＮ・・・（６）
【００４０】
ステップＳ１０では、処理領域管理部６０において、抑圧レベル算出部５０が生成する抑圧レベルＳＬＤＡを記憶する。
【００４１】
ステップＳ１１では、処理領域管理部６０において、処理領域補正レベルＡＲＬＥＶを更新する。その際、式（７）〜（９）を用いて処理領域補正レベルＡＲＬＥＶを更新する。
ＡＲＬＥＶ［ＺＡＤＤ−１］＝ＳＬＤＡ×０．５・・・（７）
ＡＲＬＥＶ［ＺＡＤＤ］＝ＳＬＤＡ・・・（８）
ＡＲＬＥＶ［ＺＡＤＤ＋１］＝ＳＬＤＡ×０．５・・・（９）
補正処理領域アドレスＺＡＤＤが示す処理領域に含まれている入力音声データＩＳＤのピーク値ＰＤＡは、閾値よりも大きい（又は、小さい）ので、そのような処理領域の入力音声データＩＳＤに対する補正量を処理領域補正レベルＡＲＬＥＶ［ＺＡＤＤ］で管理する（本アドレスが管理するデータを更新する）。同時に、補正処理領域アドレスＺＡＤＤが示す処理領域の隣接する処理領域に含まれる入力音声データＩＳＤに対する補正量を、式（７）及び（９）により更新する。
【００４２】
ここで、補正処理領域アドレスＺＡＤＤ−１及びＺＡＤＤ＋１で管理される処理領域は、補正処理領域アドレスＺＡＤＤで管理される処理領域に隣接する領域である。補正処理領域アドレスＺＡＤＤで管理される処理領域に含まれる入力音声データＩＳＤのピーク値ＰＤＡは閾値を超えているため、本処理領域に含まれる入力音声データＩＳＤは抑圧して出力する必要がある。しかし、補正処理領域アドレスＺＡＤＤで管理される処理領域に隣接する処理領域に含まれる入力音声データＩＳＤのピーク値ＰＤＡは閾値を超えているとは限らず、これらの処理領域に含まれる入力音声データＩＳＤに対して抑圧する必要は必ずしもない。それでも、補正処理領域アドレスＺＡＤＤで管理される処理領域の隣接する処理領域の入力音声データＩＳＤに対する補正量を、式（７）及び（９）のように補正処理領域アドレスＺＡＤＤで管理される処理領域の補正量よりも小さく定め、これらの処理領域に含まれる入力音声データＩＳＤを抑圧する。その結果、抑圧された出力音声データＯＳＤと抑圧されていない出力音声データＯＳＤの変化が抑制され、違和感のない音声を再生することができる。
【００４３】
ステップＳ１２では、全ての入力音声データＩＳＤに対して処理が終了したか否かを判断する。全ての入力音声データに対して処理が終了していれば、終了する。全ての入力音声データに対して処理が終了していなければステップＳ０１に遷移し、処理を継続する。
【００４４】
次に、ＦＩＦＯ２０から中間音声データＭＳＤを出力する際の動作について説明する。図５は、ＦＩＦＯ２０から中間音声データＭＳＤを出力する際の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ２１では、アドレス制御部１０において、ＦＩＦＯ２０から中間音声データＭＳＤが出力されるとリードアドレスＲＡＤＤをインクリメントする。
【００４６】
ステップＳ２２では、処理領域管理部６０において、リードアドレスＲＡＤＤに対応した処理領域を算出すると共に、算出した処理領域から処理領域補正レベルＡＲＬＥＶを算出する。
【００４７】
ステップＳ２３では、処理領域補正量算出部７０において、処理領域補正レベルＡＲＬＥＶから補正量ＬＥＶＤＡを算出し、出力する。
【００４８】
ステップＳ２４では、抑圧波形生成部８０において、中間音声データＭＳＤと補正量ＬＥＶＤＡを用いて中間音声データＭＳＤを抑圧した出力音声データＯＳＤを式（１０）に基づき算出する。
ＯＳＤ＝ＭＳＤ−ＬＥＶＤＡ・・・（１０）
なお、本実施形態においては、定数Ｃｏｎｓｔは１であるため、処理領域補正レベルＡＲＬＥＶと補正量ＬＥＶＤＡは等しく、式（１０）はＯＳＤ＝ＭＳＤ−ＡＲＬＥＶと書き換えることができる。
【００４９】
ステップＳ２５では、全てのリード動作が終了したか否かを判断する。全てのリード動作が終了している場合には、処理を終了する。全てのリード動作が終了していない場合には、ステップＳ２１に遷移し、処理を継続する。
【００５０】
図６は、ある期間における入力音声データＩＳＤ及びライト動作時に確定する中間音声データＭＳＤの時系列の一例を示す図である。なお、中間音声データＭＳＤのレベルは入力音声データＩＳＤのレベルと等しいため、図６においては入力音声データＩＳＤに限り記載する。
【００５１】
図７は、図６に示すデータをグラフで表現した際の一例を示す図である。図７の横軸にはライトアドレスＷＡＤＤを示し、縦軸にレベルを示す。図７には、レベルの最大値側の閾値ＳＬＭＡＸ（レベル＝６３）、最小値側の閾値ＳＬＭＩＮ（レベル＝−６３）、０レベルを示す。また、入力音声データＩＳＤが０である場合のライトアドレスＷＡＤＤが零クロスアドレスＺＥＲＯＡＤＤの値である。
【００５２】
図６から、入力音声データＩＳＤが０であるライトアドレスＷＡＤＤは、ｍ−１６、ｍ−６、ｍ＋５、ｍ＋１３である。各零クロスアドレスＺＥＲＯＡＤＤの値は、ＺＥＲＯＡＤＤ［ｎ−２］＝ｍ−１６、ＺＥＲＯＡＤＤ［ｎ−１］＝ｍ−６、ＺＥＲＯＡＤＤ［ｎ］＝ｍ＋５、ＺＥＲＯＡＤＤ［ｎ＋１］＝ｍ＋１３、となる。なお、零クロスアドレスＺＥＲＯＡＤＤ［］の添え字ｎ（補正処理領域アドレスＺＡＤＤ）は、ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍ−６〜ｍ＋５の処理領域を表し、ｎ−１とｎ＋１はライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍ−６からｍ＋５の処理領域の両側の処理領域を表している。
【００５３】
次に、式（１）及び（２）を用いて、図６及び図７のデータからピーク値を計算する。例えば、ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍ−１２のサンプリング点がピーク値かを判定する場合を考える。この場合、ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍ−１２と、その前後のライトアドレスＷＡＤＤの入力音声データＩＳＤのレベルを比較する。ＩＳＤ［ｍ−１３］＝−４０、ＩＳＤ［ｍ−１２］＝−４６、ＩＳＤ［ｍ−１１］＝−５０であり、式（１）又は（２）のいずれも成立しないため、ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍ−１２時の入力音声データＩＳＤはピーク値ではないと判断できる。
【００５４】
次に、ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍ−１１のサンプリング点がピーク値かを判定する。ＩＳＤ［ｍ−１２］＝−４６、ＩＳＤ［ｍ−１１］＝−５０、ＩＳＤ［ｍ−１０］＝−４５、であるから、式（２）が成立し、ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍ−１１時の入力音声データＩＳＤはピーク値であることが分かる。しかし、ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍ−１１時の入力音声データＩＳＤ［ｍ−１１］＝−５０は最小値側の閾値ＳＬＭＩＮより大きい。従って、ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍ−１１時の入力音声データＩＳＤに対して補正する必要はない。式（４）が成立せず、処理が終了するためである。
【００５５】
同様に、ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍのサンプリング点がピーク値か否かを判定する。ＩＳＤ［ｍ−１］＝７２、ＩＳＤ［ｍ］＝７９、ＩＳＤ［ｍ＋１］＝７２、であるから式（１）が成立し、ピーク値であることが分かる。ライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍの入力音声データＩＳＤ［ｍ］＝７９は最大値側の閾値ＳＬＭＡＸよりも大きいため抑圧レベルＳＬＤＡの算出が必要になる。この場合の抑圧レベルＳＬＤＡは、式（５）から算出され、ピーク値ＰＤＡ＝７９、ＳＬＭＡＸ＝６３であるから抑圧レベルＳＬＤＡ［ｍ］＝１６と計算できる。
【００５６】
抑圧レベルＳＬＤＡの算出後に、処理領域補正レベルＡＲＬＥＶの更新を行なう。式（７）〜（９）から、処理領域補正レベルＡＲＬＥＶ［ｎ−１］＝８（１６×０．５）、処理領域補正レベルＡＲＬＥＶ［ｎ］＝１６、処理領域補正レベルＡＲＬＥＶ［ｎ＋１］＝８（１６×０．５）に更新される。
【００５７】
次に、式（１０）を用いて、中間音声データＭＳＤと処理領域補正レベルＡＲＬＥＶから抑圧後の出力音声データＯＳＤを算出する。
【００５８】
図８は、抑圧後の出力音声データＯＳＤについての時系列データの一例を示す図である。さらに、図８をグラフで表したものが図９である。なお、図８及び図９において、リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓはライトアドレスＷＡＤＤ＝ｍに対応するアドレスである。同様に、ｓ−１、ｓ−２等とｍ―１、ｍ−２等が対応する。図８及び図９を用いて、各処理領域に含まれる抑圧後の出力音声データＯＳＤについて説明する。
【００５９】
図８には、リードアドレスＲＡＤＤと、中間音声データＭＳＤと、出力音声データＯＳＤが示されている。リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ−１７に対応した中間音声データＭＳＤ［ｓ−１７］＝１６に対する処理領域補正レベルＡＲＬＥＶは処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔ−２で管理されている（図９参照）。なお、ｔと上述の添え字ｎが対応する。この処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔ−２における処理領域補正レベルＡＲＬＥＶ［ｔ−２］は０である。従って、式（１０）を用いて抑圧後の出力音声データＯＳＤを計算すると出力音声データＯＳＤ［ｓ−１７］＝１６となる。同様に、リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ−１６に対応した中間音声データＭＳＤ［ｓ−１６］＝０から、抑圧後の出力音声データＯＳＤ［ｓ−１６］＝０が算出される。
【００６０】
リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ−１５に対応した中間音声データＭＳＤ［ｓ−１５］＝−２０に対する処理領域補正レベルＡＲＬＥＶは処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔ−１で管理されている。この処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔ−１における処理領域補正レベルＡＲＬＥＶは８である。従って、式（１０）から抑圧後の出力音声データＯＳＤはＯＳＤ［ｓ−１５］＝−２８となる。同様にして、リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ−６に対応した抑圧後の出力音声データＯＳＤ［ｓ−６］＝−８まで順次求める。
【００６１】
リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ−５に対応した中間音声データＭＳＤ［ｓ−５］＝２４に対する処理領域補正レベルＡＲＬＥＶは処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔで管理されている。この処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔにおける処理領域補正レベルＡＲＬＥＶは１６である。従って、式（１０）から抑圧後の出力音声データＯＳＤはＯＳＤ［ｓ−５］＝８となる。同様にして、リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ＋５に対応した抑圧後の出力音声データＯＳＤ［ｓ＋５］＝−１６まで順次求める。リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ＋６以降に対応する抑圧後の出力音声データＯＳＤも同様に求める。
【００６２】
入力音声データＩＳＤと抑圧後の出力音声データＯＳＤを同一面に記載したものが図１０である。図１０において、処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔ−２と、処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔ＋２の処理領域補正レベルＡＲＬＥＶは０である。従って、この領域における入力音声データＩＳＤと抑圧後の出力音声データＯＳＤは同一の値となる。一方、処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔ−１と、処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔ＋１の処理領域補正レベルＡＲＬＥＶは８である。従って、抑圧後の出力音声データＯＳＤは入力音声データＩＳＤに対して処理領域補正レベルＡＲＬＥＶ＝８に相当する分低い値となる。
【００６３】
同様に、処理領域アドレスＡＲＡＤ＝ｔの処理領域補正レベルＡＲＬＥＶは１６であるから、抑圧後の出力音声データＯＳＤは入力音声データＩＳＤに対して処理領域補正レベルＡＲＬＥＶ＝１６に相当する分低い値となる。
【００６４】
なお、本実施形態における説明においては、入力音声データＩＳＤのレベルが閾値よりも大きい場合に、閾値との差分をそのような入力音声データＩＳＤが含まれる領域の補正量とし、両側の領域の補正量をその半分に設定している。さらに、両側の処理領域だけではなく、閾値を超えた入力音声データＩＳＤが含まれる領域の前後の複数の領域に対して、段階的に補正量を減少させながら補正処理（出力音声データＯＳＤの抑圧）を行なってもよい。また、抑圧後の出力音声データＯＳＤが閾値を超えてしまう場合は、閾値を超さないように補正処理を行なうものとする。
【００６５】
上述のように、本実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置１においては、入力音声データＩＳＤを複数の処理領域に割り当てる。さらに、それぞれの処理領域でピーク値を算出すると共に、閾値との比較を行なう。その結果、閾値を超えた処理領域に対しては、一律に閾値を超えないように補正を行ないつつ、閾値を超えた処理領域の前後の領域に対しても補正を行なう。その際の補正量を、閾値を超えた処理領域に対する補正量に基づいて算出し、補正量を一定にしながら同一処理領域の入力音声データＩＳＤに対して補正を行なう。すると、各処理領域では、入力音声データＩＳＤをレベル変換したものが抑圧後の出力音声データＯＳＤとなるため、周波数成分が変わることはない。そのため、閾値を超えた領域の出力音声データＯＳＤは他の出力音声データＯＳＤとなめらかに接続されることになり、不快なノイズの抑制が可能になる。
【００６６】
［第２の実施形態］
続いて、第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置２と第１の実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置１とは内部構成において相違する点はない。従って、デジタルオーディオ信号処理装置２について図２に相当する説明は省略する。デジタルオーディオ信号処理装置２とデジタルオーディオ信号処理装置１の相違点は、リード時の動作が異なる。
【００６７】
図１１は、デジタルオーディオ信号処理装置２のリード動作の一例を示すフローチャートである。図１１のステップＳ３１〜Ｓ３３と図５のステップＳ２１〜Ｓ２３及び図１１のステップＳ３８〜Ｓ３９とステップＳ２４〜Ｓ２５は同一の処理のため説明を省略する。
【００６８】
ステップＳ３４では、リード動作を行なっている処理領域の識別を行なう。
【００６９】
ステップＳ３５では、識別した処理領域の補正量ＬＥＶＤＡを補正量ｔＬＥＶＤＡとして一時的に記憶する。
【００７０】
ステップＳ３６では、リードデータが処理領域の境界のデータか否かを判定する。処理領域の境界である場合は、ステップＳ３７に遷移する。処理領域の境界でない場合は、ステップＳ３８に遷移する。
【００７１】
ステップＳ３７は、前後の処理領域の補正レベルから境界の補正量ＬＥＶＤＡを算出する。その際の算出には、前後の処理領域の補正量ＬＥＶＤＡの平均値とする。
【００７２】
ステップＳ３８では、中間音声データＭＳＤと補正量ＬＥＶＤＡから出力音声データＯＳＤを算出する。その際に、ステップＳ３６から遷移してきた場合には、処理領域の境界ではないので、ステップＳ３５で一時的に記憶した補正量ｔＬＥＶＤＡを補正量ＬＥＶＤＡとする。
【００７３】
図１２は、本実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置２の出力音声データＯＳＤの波形の一例を示す図である。図９に示すデータと図１２に示すデータの相違点は、各処理領域の境界にあたる出力音声データＯＳＤが異なる点である。具体的には、リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ−１６、ｓ−６、ｓ＋５、ｓ＋１３の各出力音声データＯＳＤが異なる。例えば、リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ−１６は、処理領域の境界であるため、補正量は４となる。従って、中間音声データＭＳＤ［ｓ−１６］＝０は、出力音声データＯＳＤ［ｓ−１６］＝−４になる。同様に、リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ−６では出力音声データＯＳＤ［ｓ−６］＝−１２、リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ＋５では出力音声データＯＳＤ［ｓ＋５］＝−１２、リードアドレスＲＡＤＤ＝ｓ＋１３では出力音声データＯＳＤ［ｓ＋１３］＝−４となる。このように、各処理領域の境界における補正量を平滑化することで、なめらかな出力波形を得ることができる。
【００７４】
［第３の実施形態］
続いて、第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１３は、本実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置３の内部構成の一例を示す図である。図１３において図２と同一構成要素には、同一の符号を表し、その説明を省略する。図１３に示すデジタルオーディオ信号処理装置３とデジタルオーディオ信号処理装置１との相違点は、零クロス検出部３０を削除し、期間設定レジスタ部９０と期間カウンタ部９１を追加する点である。
【００７５】
デジタルオーディオ信号処理装置１においては、入力音声データＩＳＤのレベルが０であるか否かで処理領域を決定していた。本実施形態に係るデジタルオーディオ信号処理装置３では、任意の期間を処理領域として設定できる。
【００７６】
期間設定レジスタ部９０では、処理領域として定めた期間を処理期間Ｓｒｅｇとして期間カウンタ部９１に出力する。期間カウンタ部９１は期間設定レジスタ部９０で設定した期間Ｓｒｅｇまで期間カウンタ値をカウントする。期間カウンタ値が、処理期間Ｓｒｅｇまでカウントされると期間フラグＴＦＬＧを処理領域管理部６０へ出力する。
【００７７】
処理領域管理部６０は、零クロスフラグＺＦＬＧの代わりに期間フラグＴＦＬＧを用いて動作する。このように、期間設定レジスタ部９０及び期間カウンタ部９１を用いることで、処理期間を任意に設定できる。その結果、入力音声データＩＳＤの特性等に応じて柔軟に処理期間（処理領域）を変更することができる。
【００７８】
なお、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００７９】
１、２、３  デジタルオーディオ信号処理装置
１０  アドレス制御部
２０  ＦＩＦＯ
３０  零クロス検出部
４０  ピーク検出部
５０  抑圧レベル算出部
６０  処理領域管理部
７０  処理領域補正量算出部
８０  抑圧波形生成部
９０  期間設定レジスタ部
９１  期間カウンタ部
【図１】
2012222566.tif 000003
【図２】
2012222566.tif 000004
【図３】
2012222566.tif 000005
【図４】
2012222566.tif 000006
【図５】
2012222566.tif 000007
【図６】
2012222566.tif 000008
【図７】
2012222566.tif 000009
【図８】
2012222566.tif 000010
【図９】
2012222566.tif 000011
【図１０】
2012222566.tif 000012
【図１１】
2012222566.tif 000013
【図１２】
2012222566.tif 000014
【図１３】
2012222566.tif 000015