(57)【要約】【課題】音質調整を適切に行う。【解決手段】必要な周波数の分解能を改善し、音質の調整を行うオーディオシステムにおける音質調整方法であって、ビット拡張器１にて、Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成する工程と、Ｍビット長のオリジナルの信号を所定のデジタルフィルタ３通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２の信号を抽出する工程と、第１の信号を、第２の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器２を通して第３の信号を生成する工程と、第３の信号下位Ｎビットに、第２の信号の上位Ｎビットを加算器５により割り当て第４の信号を生成する工程と、を備える。【選択図】図１
2009276399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
必要な周波数の分解能を改善し、音質の調整を行う音質調整方法であって、
Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成する工程と、
上記Ｍビット長のオリジナルの信号を所定のデジタルフィルタを通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２の信号を抽出する工程と、
上記第１の信号を、上記第２の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器を通して第３の信号を生成する工程と、
上記第３の信号の下位Ｎビットに、上記第２の信号の上位Ｎビットを割り当て第４の信号を生成する工程と、
を備えることを特徴とする音質調整方法。
【請求項２】
必要な周波数の分解能を改善し、音質の調整を行う音質調整方法であって、
Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成する工程と、
上記第１の信号を所定のデジタルフィルタを通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２１の信号を抽出する工程と、
上記第１の信号を、上記第２１の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器を通して第３１の信号を生成する工程と、
上記第３１の信号の下位Ｎビットに、上記第２１の信号の上位Ｎビットを割り当て第４１の信号を生成する工程と、
を備えることを特徴とする音質調整方法。
【請求項３】
前記オリジナルの信号を再生し測定することで予め求められた、該オリジナルの信号の最大レベルから求められる所定の値にて、前記第１の信号に対してゲイン調整処理を行って第１１の信号を作成し、この第１１の信号を前記第１の信号に代えて前記所定のデジタルフィルタに通させる工程とをさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の音質調整方法。
【請求項４】
前記第２の信号または前記第２１の信号を再生し測定することで予め求められた、該第２の信号または該第２１の信号の最大レベルから求められる所定の値から、前記第２の信号または前記第２１の信号の減衰処理を行って第５の信号または第５１の信号を作成し、
この第５の信号または第５１の信号は前記第２の信号または前記第２１の信号に代えて前記第３の信号の下位Ｎビットまたは前記第３１の信号の下位ビットに割り当てられて、前記第４の信号または前記第４１の信号が生成される、
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の音質調整方法。
【請求項５】
前記所定の周波数を抽出する工程では、デジタルフィルタであるＦＩＲフィルタを使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の音質調整方法。
【請求項６】
前記群遅延を補正するための遅延器の遅延量を調整可能とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の音質調整方法。
【請求項７】
必要な周波数の分解能を改善し、音質の調整を行う音質調整部を有する音質調整装置であって、
上記音質調整部は、
Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成し、
上記Ｍビット長のオリジナルの信号を所定のデジタルフィルタを通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２の信号を抽出し、
上記第１の信号を、上記第２の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器を通して第３の信号を生成し、
上記第３の信号の下位Ｎビットに、上記第２の信号の上位Ｎビットを割り当て第４の信号を生成する、
ことを特徴とする音質調整装置。
【請求項８】
必要な周波数の分解能を改善し、音質の調整を行う音質調整部を有する音質調整装置であって、
上記音質調整部は、
Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成し、
上記第１の信号を所定のデジタルフィルタを通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２１の信号を抽出し、
上記第１の信号を、上記第２１の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器を通して第３１の信号を生成し、
上記第３１の信号の下位Ｎビットに、上記第２１の信号の上位Ｎビットを割り当て第４１の信号を生成する、
ことを特徴とする音質調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音質調整方法および音質調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な情報・データがデジタル信号化されて処理されている。しかしながら、同じ種類の情報・データであっても、そのデータを処理するデータ処理装置の性能や処理能力、必要とされる処理精度、データの運用に関わる仕様や規定事項などの条件のような、いわゆる使用環境に応じて、それぞれに適したビット長のデジタル信号によって処理を行う必要がある。このため、同じ情報・データであっても、一つの使用環境から異なる使用環境に情報・データを移動させる場合には、それぞれの使用環境に適したビット長でデータ処理を行うことができるように、ビット長を変換する必要がある。
【０００３】
一方、オーディオ関連分野等では、高音質化（広くは音質調整）のため、音声信号（例えば、特定の周波数）の分解能を上げる、すなわち、ビット長を変換（この場合、ビット拡張）しダイナミックレンジを広げること（処理）が行われている。
【０００４】
ところで、ビット長を拡張する方法として、複雑な処理を行うことなく簡易な方法で、しかも、拡張された下位ビット列に配するデータを、より少ない誤差で補填することを可能としたビット拡張方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された発明では、デジタル信号のビット拡張をした際に拡張された下位ビット列に、上位ビットをビットシフトすることでコピーしている。
【０００６】
しかしながら、オーディオ機器では単に分解能を上げれば（ビット拡張すれば）必ずしも高音質になるとはいえない。例えば、従来技術では、欲しない周波数の分解能まで上げてしまう状況が発生しうる。これにより、例えば、高域の再生能力が多少劣るオーディオ機器の場合、高域の分解能を上げてしまうことにより、粗（例えば、高域がシャープになりすぎて耳が痛くなる等）が目立つこととなり、再生される音声信号の高音質化に逆行する結果となってしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、音質調整を適切に行うことができる音質調整方法および音質調整装置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】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明は、必要な周波数の分解能を改善し、音質の調整を行う音質調整方法であって、Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成する工程と、Ｍビット長のオリジナルの信号を所定のデジタルフィルタを通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２の信号を抽出する工程と、第１の信号を、第２の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器を通して第３の信号を生成する工程と、第３の信号の下位Ｎビットに、第２の信号の上位Ｎビットを割り当て第４の信号を生成する工程と、を備える。
【０００９】
また、本発明は、必要な周波数の分解能を改善し、音質の調整を行う音質調整方法であって、Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成する工程と、第１の信号を所定のデジタルフィルタを通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２１の信号を抽出する工程と、第１の信号を、第２１の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器を通して第３１の信号を生成する工程と、第３１の信号の下位Ｎビットに、第２１の信号の上位Ｎビットを割り当て第４１の信号を生成する工程と、を備える。
【００１０】
また、本発明の音質調整方法は、上記発明において、オリジナルの信号を再生し測定することで予め求められた、該オリジナルの信号の最大レベルから求められる所定の値にて、第１の信号に対してゲイン調整処理を行って第１１の信号を作成し、この第１１の信号を第１の信号に代えて所定のデジタルフィルタに通させる工程とをさらに備えるものである。
【００１１】
また、本発明の音質調整方法は、上記発明において、第２の信号または第２１の信号を再生し測定することで予め求められた、該第２の信号または該第２１の信号の最大レベルから求められる所定の値から、第２の信号または第２１の信号の減衰処理を行って第５の信号または第５１の信号を作成し、この第５の信号または第５１の信号は第２の信号または第２１の信号に代えて第３の信号の下位Ｎビットまたは第３１の信号の下位ビットに割り当てられて、第４の信号または第４１の信号が生成されるものである。
【００１２】
また、本発明の音質調整方法は、上記発明において、所定の周波数を抽出する工程では、デジタルフィルタであるＦＩＲフィルタを使用することが好ましい。
【００１３】
また、本発明の音質調整方法は、上記発明において、群遅延を補正するための遅延器の遅延量を調整可能とするものである。
【００１４】
また、本発明は、必要な周波数の分解能を改善し、音質の調整を行う音質調整部を有する音質調整装置であって、音質調整部は、Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成し、Ｍビット長のオリジナルの信号を所定のデジタルフィルタを通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２の信号を抽出し、第１の信号を、第２の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器を通して第３の信号を生成し、第３の信号の下位Ｎビットに、第２の信号の上位Ｎビットを割り当て第４の信号を生成するものである。
【００１５】
また、本発明の音質調整装置は、必要な周波数の分解能を改善し、音質の調整を行う音質調整部を有する音質調整装置であって、音質調整部は、Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成し、第１の信号を所定のデジタルフィルタを通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２１の信号を抽出し、第１の信号を、第２１の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器を通して第３１の信号を生成し、第３１の信号の下位Ｎビットに、第２１の信号の上位Ｎビットを割り当て第４１の信号を生成するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、音質調整を適切に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、以下の説明では、オーディオシステムの信号処理回路中で一般的に使用されるＤＳＰ（digital signal processor：デジタル信号処理に特化したマイクロプロセッサ）内で、ソフト的に行われる音声信号処理について説明するが、これに限られるものではなく、例えば、音声信号処理を、ハードウェア的に処理することも可能である。
【００１８】
［第１の実施の形態］
先ず最初に、図１および図２を参照して、必要な周波数の分解能を改善し、再生音声の高音質化を行う処理について説明する。図１は、オーディオ装置の音質調整部のブロック図であり、第１の実施の形態における再生音声の高音質化処理（ソフトウェア処理）を擬似的に示したハードウェア的ブロック図である。図２は、第１の実施の形態における再生音声の高音質化処理（工程）を示したフロー図である。なお、上述してように、この音声信号処理は、ＤＳＰ内でソフト的に実行されるので、各ハードウェアの一部または全ては、単なる「機能」として解釈しても良い。
【００１９】
なお、必要な周波数とは、環境（部屋や使用するスピーカの音響特性等）によって、音声再生時に音質が低下してしまう周波数のことであり、さらには、ボーカルや楽器はある程度周波数帯が決まっているものがあるので、これらボーカルや特定の楽器の音質を高めたいといったユーザの要求に対応するための高めたい音質の周波数のこと等である。
【００２０】
また、分解能とは解像度のことであり、音声信号で言うところの音の分離、すなわち、どれだけ微小な音まで聞き分けられるかを示すものである。ちなみに、分解能（解像度）は音声信号のダイナミックレンジを広く（ビット拡張）するほど高くなる可能性を持っている。したがって、第１の実施の形態（以降の実施の形態でも同様）では、デジタルフィルタを使って必要な周波数（帯）を選択し、当該周波数のダイナミックレンジを広く、すなわち、ビット拡張することによって再生音声の高音質化を図ろうとするものである。
【００２１】
図１に示す音質調整部のブロック図（ＤＳＰ内で、ソフト的に行われる音声信号処理を擬似的に表した構成図）は、ビット拡張器１と遅延器２とデジタルフィルタ３とビット列抜き出し器４と加算器５とにより主として構成される。
【００２２】
ビット拡張器１は、入力されたＭ（Ｍは正の整数）ビットのオリジナル信号（音声デジタル信号：原信号とも称する）の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の信号を出力する。この段階での下位Ｎビットは全て「０」が割り当てられている。
【００２３】
遅延器２は、デジタルフィルタ３をオリジナル信号が通過する際に発生する群遅延を補正するため、オリジナル信号を含むＭ＋Ｎビット長の信号を所定時間遅延させる。デジタルフィルタ３を通過した信号は、ビット拡張されたオリジナル信号（原信号）への影響があってはならないので、ビット拡張器１によりビット拡張された結果できた信号の下位の空きビットへ、所定のビット列を割り当てる際に、遅延器２にて原信号を含むＭ＋Ｎビット長の信号との遅延時間を合わせられる。これにより、必要な周波数の分解能をピンポイントで調整可能となる。
【００２４】
デジタルフィルタ３は、Ｍビット長のオリジナルの信号から、分解能を上げたい所定の周波数のみからなる信号を抽出し出力する。デジタルフィルタ３は、フィルタ特性（フィルタの係数）を変化させることにより、ＬＰＦ（Low-pass filter）、ＨＰＦ（High-pass filter）、ＢＰＦ（Band-pass filter）等として機能させることが可能である。なお、デジタルフィルタ３としては、より高音質化を目指すということで、リニアな位相特性を持つＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタを使用することが推奨である。
【００２５】
ビット列抜き出し器４は、デジタルフィルタ３より出力された信号から符号ビットを除いた上位Ｎビットからなるビット列を抜き出す。
【００２６】
加算器５は、ビット列抜き出し器４により抜き出されたビット列を、遅延器２より出力された信号の下位Ｎビットに割り当てる。正確には、加算器５は、２つの信号を単に加算するのみであるが、ビット列抜き出し器４より出力された信号（デジタルフィルタ３を通過する際に発生する群遅延による遅延）の遅延時間と、遅延器２より出力される信号の遅延時間とは一致しているので、ビット列抜き出し器４により抜き出された上述のビット列を、遅延器２より出力された信号の下位Ｎビットに割り当てることが可能となる。すなわち、所望の周波数のみに対し実質的なビット拡張が行われるので、必要な周波数の分解能のみをピンポイントで調整可能となる。
【００２７】
次に、図２を参照して、再生音声の高音質化処理（工程）の流れについて説明する。
【００２８】
先ず、ビット拡張器１に入力されたデジタルオーディオ信号である、Ｍ（Ｍは正の整数）ビット長のオリジナルの信号（原信号）の下位に、Ｎ（Ｎは正の整数で、Ｍ＞Ｎ）ビット長の信号を付加し、Ｍ＋Ｎビット長の第１の信号を生成する<<第１工程>>。
【００２９】
次に、上述のＭビット長のオリジナルの信号をデジタルフィルタ３に通すことで、分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２の信号を抽出する<<第２工程>>。
【００３０】
次にまたは第１の信号の生成と併行して、第１の信号を、第２の信号を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器２を通して第３の信号を生成する<<第３工程>>。この第３の信号は、第１の信号と同じもので、時間遅延がなされているのみである。
【００３１】
次に、ビット列抜き出し器４によって、第２の信号から上位Ｎビットを抜き出す。この際、符号ビットは除くものとする。
【００３２】
次に、加算器５により、第３の信号の下位Ｎビットに、第２の信号の上位Ｎビットを割り当て第４の信号を生成する<<第４工程>>。これにより、必要な（ユーザ所望の）周波数の分解能（ダイナミックレンジ）のみを上げることが可能となり再生音の高音質化が図れる。
【００３３】
なお、上述の図１の例において、例えばビット列抜き出し器４による処理が為された信号に対して、後述する図３における減衰器１０と同様の減衰器を設けて、減衰処理を行うようにしても良い。この場合、減衰器での減衰処理を行うことで第５の信号がを生成されう<<第５工程>>。そして、この第５の信号は、加算器５に出力され、上述したように第３の信号の下位Ｎビットが、第５の信号の上位Ｎビットに割り当てられて、第４の信号が生成される。なお、減衰器１０と同様の減衰器は、デジタルフィルタ３とビット列抜き出し器４との間に配置するようにしても良い。
【００３４】
［第２の実施の形態］
次に、図３および図４を参照して、必要な周波数の分解能を改善し、再生音声の高音質化を行う処理について説明する。図３は、第２の実施の形態における再生音声の高音質化処理（ソフトウェア処理）を擬似的に示したハードウェア的ブロック図である。図４は、第２の実施の形態における再生音声の高音質化処理（工程）を示したフロー図である。この高音質化処理は、ＤＳＰ内で処理される。
【００３５】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に加えて、原信号のＭＡＸ値（最大レベル）を予め調べておく処理を加えると共に減衰器（ＡＴＴ：Attenuator）を追加し、このＭＡＸ値より得られる所定の値にて減衰処理を行うことで、第１の実施の形態のときよりもさらに分解能（ダイナミックレンジ）を上げようとするものである。また、説明の都合上、原信号として、ＣＤ（Compact Disc）の出力信号（デジタル信号）を用いて説明する。また、ＣＤの出力信号（＝１６ビット）である原信号のＭＡＸ値が−６ｄＢであるとして説明する。
【００３６】
図３に示す音質調整部のブロック図（ＤＳＰ内で、ソフト的に行われる音声信号処理を擬似的に表したハードウェア的構成図）は、ビット拡張器１と遅延器２とデジタルフィルタ３と加算器５と減衰器１０とにより主として構成される。なお、図１と同じ機能を有するものについては同一の符号を付し、説明を省略または簡単化する。
【００３７】
なお、図３中の、ｘ（ｎ）は入力信号、ｉは入力信号のデータ長、ｊはビット拡張後のデータ長、ｘ'(n)はｘ（ｎ）をデジタルフィルタ処理した信号、ｚ−ｋはデジタルフィルタによって発生する群遅延の補正値、−ｍは入力信号の取りうる最大レベル、−ａは（２０×ｌｏｇ（１／２ｉ））−（−ｍ）、ｙ（ｎ）はｘ（ｎ）×ｚ−ｋ＋ｘ'（ｎ）×１０（−ａ／２０）である。
【００３８】
また、−ｍは、ＣＤ等であれば(倍速)再生等をすることでメディア内の楽曲におけるレベルの最大値を測定しこれを“ｍ”とすればよい。“ｍ”の測定は、デジタルフィルタを通った信号で測定するとより効果的であるが、デジタルフィルタを通る前の信号で測定しても良い。外部入力やチューナのように測定が難しい場合も考えられるので、その場合には、ユーザまたはオーディオ装置のメーカが実際の音を聞きながら、0/-3/-6/-9/-12[dB]のように一番好みに合うようにまたは適切と思われる値に設定をする方法をとることで対応する。もちろんＣＤの場合もユーザまたはオーディオ装置のメーカが音を聞きながら好みに合うようにまたは適切と思われる値に調整することは可能である。
【００３９】
ビット拡張器１は、音声信号として入力された、ｉ（ｉは正の整数）ビット長のオリジナルの信号を、ｊ（ｊは、ｊ＞ｉの整数）ビット長の信号にビット拡張して出力する。
【００４０】
減衰器１０は、ｉビット長のオリジナルの信号を再生し測定することで予め求められた、該ｉビット長のオリジナルの信号の最大レベルから求められる所定の値（この場合、ＭＡＸ値が−６ｄＢであるので−９０ｄＢ：後述）にて、デジタルフィルタ３より出力された信号に減衰処理を施した信号を出力する。
【００４１】
加算器５は、遅延器２の出力信号の下位（ｊ−ｉ）ビットに、減衰器１０の出力信号の上位（ｊ−ｉ）ビットを割り当てた信号を生成し出力する。
【００４２】
次に、図４を参照して、再生音声の高音質化処理（工程）の流れについて説明する。なお、以下の説明では、最大レベルは−６ｄＢ、中・低域の周波数の分解能が欲しいのでデジタルフィルタには４ｋＨｚのＬＰＦ（ＦＩＲ）を使用し、ＤＳＰとＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）とのインターフェースが２４ビット（ＣＤは１６ビット）なので８ビットのビット拡張を行うものとして説明を行う。
【００４３】
先ず、ビット拡張器１に入力されたデジタルオーディオ信号である、ｉ（ｉは正の整数）ビット長のオリジナルの信号を、ｊ（ｊは、ｊ＞ｉの整数）ビット長の第１の信号を生成する<<第１工程>>。ここでｉは１６、ｊは２４とする。
【００４４】
次に、第１の信号を所定のデジタルフィルタ（カットオフ周波数４ｋＨｚのＬＰＦ）３を通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２１の信号を抽出する<<第２１工程>>。この第２１工程は先の第２工程と略同一である。
【００４５】
次に、ｉビット長のオリジナルの信号を再生し測定することで予め求められた、該ｉビット長のオリジナルの信号の最大レベルから求められる所定の値にて減衰器１０により減衰処理を行うことで第５１の信号を生成する<<第５１工程>>。ここで、ｉビット長のオリジナルの信号の最大レベルから求められる所定の値（加算したい信号）は、ＣＤが１６ビットの分解能を持っているのでダイナミックレンジは、２１６＝９６ｄＢとなることから、ＭＡＸレベル（最大レベル）が０ｄＢであれば−９６ｄＢとなるが、第２の実施の形態ではＭＡＸレベルが−６ｄＢであるので−９０ｄＢとなる。これは、オリジナル信号に加算する際、拡張されたビットにぎりぎり収まるように（ダイナミックレンジを大きく取るため）減衰値を設定するためである。
【００４６】
次に、第１の信号を、第２１の信号（または第５１の信号）を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器２を通して第３１の信号を生成する<<第３１工程>>。この第３１工程は先の第３工程と同一である。
【００４７】
次に、第３１の信号の下位（ｊ−ｉ＝８）ビットに、第５１の信号の上位（ｊ−ｉ＝８）ビットを割り当て第４１の信号を生成する<<第４１工程>>。この第４１工程は先の第４工程と略同一である。
【００４８】
これにより、必要な（ユーザ所望の）周波数の分解能（ダイナミックレンジ）のみを、第１の実施の形態に比べ、さらに上げることが可能となり再生音の高音質化が図れる。
【００４９】
［第３の実施の形態］
次に、図５および図６を参照して、必要な周波数の分解能を改善し、再生音声の高音質化を行う処理について説明する。図５は、第３の実施の形態における再生音声の高音質化処理（ソフトウェア処理）を擬似的に示したハードウェア的ブロック図である。図６は、第３の実施の形態における再生音声の高音質化処理（工程）を示したフロー図である。
【００５０】
第３の実施の形態では、第２の実施の形態に加えて、原信号のＭＡＸ値（最大レベル）を予め調べておく処理に加え、ＤＳＰ内のＣＰＵの処理能力が許す場合であってデジタルフィルタ処理（フィルタリング）した信号のＭＡＸ値（最大レベル）を予め調べておく処理を加えると共に、Ｇａｉｎ調整を行う処理を追加することで、第２の実施の形態のときよりもさらに分解能（ダイナミックレンジ）を上げようとするものである。また、説明の都合上、原信号として、ＣＤ（Compact Disc）の出力信号（デジタル信号）を用いて説明するのは第２の実施の形態の場合と同様である。また、ＣＤの出力信号のである原信号のＭＡＸ値が−３ｄＢであり、フィルタリングした後の信号のＭＡＸ値が−６ｄＢであるとして説明する。
【００５１】
図５に示すブロック図（ＤＳＰ内で、ソフト的に行われる音声信号処理を擬似的に表したハードウェア的構成図）は、ビット拡張器１と遅延器２とデジタルフィルタ３と加算器５と減衰器１０とＧａｉｎ調整器２０とにより構成される。なお、図３と同じ機能を有するものについては同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。また、この第３の実施の形態の場合も、全ての処理はＤＳＰ内でソフトウェアとして実施されるので、ハードウェアとして説明している図５は、ソフトウェアが行う「機能」として解釈されても良い。
【００５２】
なお、図５中の、ｘ（ｎ）は入力信号、ｉは入力信号のデータ長、ｊはビット拡張後のデータ長、ｘ'(n)はｘ（ｎ）をデジタルフィルタ処理した信号、ｚ−ｋはデジタルフィルタによって発生する群遅延の補正値、−ｍは入力信号の取りうる最大レベル（フィルタ通過後）、−ｎは入力信号の取りうる最大レベル（フィルタ通過前）、−ａは（２０×ｌｏｇ（１／２ｉ））−（−ｍ）、ｙ（ｎ）はｘ（ｎ）×ｚ−ｋ＋ｘ'（ｎ）×１０（−ａ／２０）である。
【００５３】
また、−ｍは、ＣＤ等であれば(倍速)再生等をすることでメディア内の楽曲におけるレベルの最大値を測定しこれを“ｍ”とすればよい。レベルを測定する際は、デジタルフィルタを通った信号で測定すると、より効果的である。これは、フィルタリングされた結果カットされる周波数部分に最大値があったとしても、その信号は結局使用されないため、ビットの拡張部分に埋め込む信号として反映されないからである。外部入力やチューナのように測定が難しい場合も考えられるので、その場合には、ユーザまたはオーディオ装置のメーカが実際の音を聞きながら、0/-3/-6/-9/-12[dB]のように一番好みに合うようにまたは適切に設定をする方法をとることで対応する。もちろんＣＤの場合もユーザまたはオーディオ装置のメーカが音を聞きながら好みに合うようにまたは適切に調整することは可能である。
【００５４】
Ｇａｉｎ調整器２０は、ビット拡張器１より出力された信号に、この場合、ＣＤの出力信号のである原信号のＭＡＸ値が−３ｄＢであるので、＋３ｄＢにてＧａｉｎ調整を行い出力する。これにより、ビット拡張した部分にさらに３ｄＢの余裕がうまれる。すなわち、ダイナミックレンジを広げることができる。
【００５５】
次に、図６を参照して、再生音声の高音質化処理（工程）の流れについて説明する。なお、以下の説明では、デジタルフィルタ３を通る前の最大レベルは−３ｄＢ、デジタルフィルタ３を通った後の最大レベルは−６ｄＢ、中・低域の周波数の分解能が欲しいのでデジタルフィルタには４ｋＨｚのＬＰＦ（ＦＩＲ）を使用し、ＤＳＰとＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）とのインターフェースが２４ビット（ＣＤは１６ビット）なので８ビットのビット拡張を行うものとして説明を行う。
【００５６】
先ず、ビット拡張器１に入力されたデジタルオーディオ信号である、ｉ（ｉは正の整数）ビット長のオリジナルの信号を、ｊ（ｊは、ｊ＞ｉの整数）ビット長の第１の信号を生成する<<第１工程>>。ここでｉは１６、ｊは２４とする。
【００５７】
次に、１６ビット長のオリジナルの信号を再生し測定することで予め求められた、該１６ビット長のオリジナルの信号の最大レベルから求められる所定の値（この場合＋３ｄＢ）にてＧａｉｎ調整器２０にてゲイン調整を行うことにより第１１の信号を生成する<<第１１工程>>。
【００５８】
次に、第１１の信号を所定のデジタルフィルタ（カットオフ周波数４ｋＨｚのＬＰＦ）３を通すことで分解能を上げたい所定の周波数のみからなる第２１の信号を抽出する<<第２３工程>>。
【００５９】
次に、１６ビット長のオリジナルの信号を再生し測定することで予め求められた、該１６ビット長のオリジナルの信号の最大レベルから求められる所定の値（この場合、−９０ｄＢ＋Ｇｅｉｎ調整分の３ｄＢ＝−８７ｄＢ）にて減衰器１０により減衰処理を行うことで第５１の信号を生成する<<第５１工程>>。これは、オリジナル信号に加算する際、拡張されたビットにぎりぎり収まるように（ダイナミックレンジを大きく取るため）減衰値を設定するためである。
【００６０】
次に、第１１の信号を、上記第２１の信号（または第５１の信号）を得る際に発生する群遅延を補正するための遅延器２を通して第３１の信号を生成する<<第３１工程>>。
【００６１】
次に、第３１の信号の下位（ｊ−ｉ＝８）ビットに、第５１の信号の上位（ｊ−ｉ＝８）ビットを割り当て第４１の信号を生成する<<第４１工程>>。
【００６２】
これにより、必要な（ユーザ所望の）周波数の分解能（ダイナミックレンジ）のみを、第２の実施の形態に比べ、さらに上げることが可能となり再生音の高音質化が図れる。
【００６３】
なお、上述の実施の形態においては、減衰器１０をデジタルフィルタ３を通過した信号を減衰するように配置しているが、これに加えて遅延器２を通過した信号を減衰するように減衰器を配置しても良い。この減衰器の目的は、減衰器１０を通過した信号と遅延器２を通過した信号とを加算した信号ｙ（ｎ）がクリップしないために調整するためである。
【００６４】
次に、以上の処理を行うＤＳＰを組み込んだオーディオ装置の構成例を図７を参照しながら簡単に説明する。
【００６５】
このオーディオ装置３０は、図７に示すように、アナログ入力端子１３、表示部１５、操作部１６、セレクタ１１、ＣＤメカ部１２、システムマイコン１４、ＡＤＣ２１、ＤＳＰ２２、ＤＡＣ３１、アンプ部３２、スピーカ３３、メモリカード２４を装填（装着）可能なメモリカードスロット２４、ＵＳＢメモリ２７を装填（装着）可能なＵＳＢコントローラ２６、外部ＲＡＭ２３（省略可）を備える。
【００６６】
アナログ入力端子１３は、外部機器を接続するための入力端子であり、ＣＤ／ＭＤ／ＤＶＤプレイヤーやチューナー等の外部機器がケーブルで接続される。入力された音声・映像信号（アナログ信号）は、セレクタ１１に出力される。
【００６７】
表示手段である表示部１５は、オーディオ装置３０の各種の状態等を表示する。操作部１６は、オーディオ装置３０の動作を指示するための各種の操作を行う入力手段である。
【００６８】
セレクタ１１は、アナログ入力端子１３より入力された信号（情報）あるいは、ＣＤメカ部１２より供給される信号の何れか一方を、システムマイコン１４の制御信号に基づいて選択し、ＡＤＣ２１に出力する。
【００６９】
ＣＤメカ部１２は、ＣＤがＣＤメカ部１２のトレイまたはスロット（図示せず）に挿入されたことをシステムマイコン１４に通知すると共に、システムマイコンの制御信号に基づいてＣＤの再生を行う。そして、再生された音声信号は、セレクター１１およびＤＳＰ２２に出力する。
【００７０】
システムマイコン１４は、ＣＰＵ等により構成され、オーディオ装置３０全体の制御を行う。
【００７１】
ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）２１は、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路により構成され、システムマイコン１４の制御のもと、セレクタ１１より入力された音声信号をデジタル信号に変換して、ＤＳＰ２２に出力する。
【００７２】
ＤＳＰ２２は、音声や画像などの処理に特化したマイクロプロセッサであって、システムマイコン１４からの制御信号に基づいて、ＡＤＣ２１やＣＤメカ部１２より入力された音声信号（デジタル信号）をエンコードしてメモリカードスロット２４を介してメモリカード２５、または、ＵＳＢコントローラ２６を介してＵＳＢメモリ２７へ出力する。また、ＤＳＰ２２は、システムマイコン１４からの制御信号に基づいて、入力された音声信号をデコードしてＤＡＣ２１に出力する。また、ＤＳＰ２２は、メモリカードスロット２４を介してメモリカード２５、または、ＵＳＢコントローラ２６を介してＵＳＢメモリ２７より入力された音声信号を、をデコードして、ＤＡＣ３１に出力する。
【００７３】
ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）３１は、デジタル信号をアナログ信号に変換する回路により構成され、システムマイコン１４の制御のもと、ＤＳＰ２２より入力された音声信号をアナログ信号に変換して、アンプ部３２に出力する。
【００７４】
アンプ部３２は、ＤＳＰ２２より入力された音声信号における音声信号をスピーカ３３に出力する。
【００７５】
オーディオ装置３０は、例えば、以上のように構成される。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態によれば、以下の効果を有する。
【００７７】
デジタルフィルタ３を使って必要な周波数（帯）を選択し、当該周波数のダイナミックレンジを広く、すなわち、ビット拡張することによって再生音声の高音質化を図ることができる（例えば、第１の実施の形態）。
【００７８】
また、原信号のＭＡＸ値（最大レベル）を予め調べておく処理を加えると共に減衰器１０を追加し、このＭＡＸ値にて減衰処理を行うことで、ユーザ所望の周波数（帯）における分解能（ダイナミックレンジ）をさらに上げることができる（例えば、第２の実施の形態）。
【００７９】
また、原信号のＭＡＸ値（最大レベル）を予め調べておく処理に加え、ＤＳＰ内のＣＰＵの処理能力が許す場合であってデジタルフィルタ処理（フィルタリング）した信号のＭＡＸ値（最大レベル）を予め調べておく処理を追加すると共に、Ｇａｉｎ調整を行う処理を追加することで、ユーザ所望の周波数（帯）における分解能（ダイナミックレンジ）をさらに上げることができる（例えば、第３の実施の形態）。
【００８０】
また、各オーディオ装置（製品・商品）毎に必要な周波数の分解能のみを上げることが可能となり、さらには、再生音のスピード感（反応速度）や余韻感を調整することが可能となる。
【００８１】
以上、実施例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。
【００８２】
例えば、デジタルフィルタ３を通過した信号は、ビット拡張されたオリジナル信号（原信号）への影響があってはならないので、ビット拡張器１によりビット拡張された結果できた信号の下位の空きビットへ、所定のビット列を割り当てる際に、遅延器２にて原信号との遅延時間を合わせられるとしたが、遅延器２の遅延量を調整すること、すなわち、原信号と分岐しフィルタリングされた信号との間に位相差をつけることで音のスピード感（反応速度）や余韻感を調整することも可能となる。遅延をマイナスにしたい場合は、分岐信号のほうに遅延器をさらに追加することで可能となる。
【００８３】
以上、各実施の形態では、音質調整の例としてＣＤを再生することができるオーディオ装置を示したが、ＤＶＤなど他の媒体を再生するものや、オーディオ以外の他の音響装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】第１の実施の形態における再生音声の高音質化処理（ソフトウェア処理）をハードウェア的に擬似的に示したブロック図である。
【図２】第１の実施の形態における再生音声の高音質化処理（工程）を示したフロー図である。
【図３】第２の実施の形態における再生音声の高音質化処理（ソフトウェア処理）をハードウェア的に擬似的に示したブロック図である。
【図４】第２の実施の形態における再生音声の高音質化処理（工程）を示したフロー図である。
【図５】第３の実施の形態における再生音声の高音質化処理（ソフトウェア処理）をハードウェア的に擬似的に示したブロック図である。
【図６】第３の実施の形態における再生音声の高音質化処理（工程）を示したフロー図である。
【図７】各実施の形態におけるＤＳＰを組み込んだオーディオ装置の構成の一例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  ビット（ｂｉｔ）拡張器
２  遅延器
３  デジタルフィルタ
４  ビット列抜き出し器
５  加算器
１０  減衰器
１２  ＣＤメカ部
１４  システムマイコン
２０  ゲイン（Ｇａｉｎ）調整器
２２  ＤＳＰ
【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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