JP2011035573A - Sound signal processing apparatus and sound signal processing method - Google Patents

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Naoya Ogami
直哉 大上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the deterioration of sound by adjusting output sound pressures for each of proper frequency bands in accordance with various environments for an input sound signal. <P>SOLUTION: A sound signal processing apparatus includes: a microphone 116 which collects the sound of pink noise, and converts the collected sound of pink noise into an electric signal; a characteristic deriving part 140 which derives a first transmission frequency characteristic by analyzing a sound pressure for each of a plurality of frequency bands of the electric signal; a difference calculation part 142 which calculates each difference of sound pressures of adjacent frequency bands in a plurality of frequency bands of the first transmission frequency characteristic; a boundary deriving part 144 which extracts, in order from a larger difference, one pair or more pairs of adjacent frequency bands in the first transmission frequency characteristic to derive boundary frequencies of adjacent frequency bands; an original sound division part which divides an original sound signal into signals for each of frequency bands divided by the boundary frequencies; a sound pressure adjustment part which adjusts sound pressures on the basis of the first transmission frequency characteristic; and a signal addition part 130 which adds signals of a plurality of frequency bands. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、音信号の周波数特性のバランスを調整する音信号処理装置および音信号処理方法に関する。   The present invention relates to a sound signal processing device and a sound signal processing method for adjusting the balance of frequency characteristics of sound signals.

近年、車両(自動車)内、店舗内、および自宅内等の様々な環境でオーディオ機器から出力される音(音声、音楽)を聴く機会が増えてきている。かかる環境において、音の伝達は、周囲の騒音や車体(壁)の形状・材質等の影響を受ける。そのため、ユーザが聴く音は、出力時点では周波数特性のバランスがとれていても、その環境に応じて、ユーザの耳に至る時点では周波数特性のバランスが崩れてしまうことがあった。   In recent years, opportunities to listen to sounds (voices, music) output from audio devices in various environments such as in vehicles (automobiles), stores, and homes are increasing. In such an environment, sound transmission is affected by ambient noise and the shape and material of the vehicle body (wall). Therefore, even if the sound that the user listens to is balanced in frequency characteristics at the time of output, the balance of frequency characteristics may be lost at the time of reaching the user's ear depending on the environment.

そこで、音信号を、例えば2つの周波数帯域に固定的に分割し、周波数帯域間のダイナミックレンジ比が生演奏と同じになるように、等ラウドネス特性と、車両の走行騒音に対応する車両の速度と、最大聴取レベル(ボリューム)の変化とに応じて、2つの周波数帯域毎に音圧を調整する技術が公開されている(例えば、特許文献1)。   Therefore, for example, the sound signal is fixedly divided into two frequency bands, and the loudness characteristics and the vehicle speed corresponding to the running noise of the vehicle so that the dynamic range ratio between the frequency bands is the same as that of the live performance. A technique for adjusting the sound pressure for each of the two frequency bands according to the maximum listening level (volume) is disclosed (for example, Patent Document 1).

特開平9−232896号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-232896

しかし、特許文献1に記載された技術では、周囲の騒音を車両の速度から一意に予測するため、速度のパラメータを有さない車両内以外の環境では利用することができない。   However, since the technology described in Patent Document 1 uniquely predicts ambient noise from the speed of the vehicle, it cannot be used in an environment other than the inside of the vehicle that does not have a speed parameter.

また、車両内の音の伝達は、車両の速度以外にも、車両内の形状、搭乗者席の配置、搭乗者の数および位置、搭載品、エンジンの構成および排気量、窓の開閉、エアコンの使用状態、気温等、様々な要因の影響を受ける。音の伝達に関する周波数特性(伝達周波数特性)は、様々な要因の影響度合いに応じて変動するため、予め定められた固定的な伝達周波数特性と実際の伝達周波数特性との誤差が大きくなる可能性がある。   In addition to the vehicle speed, the transmission of sound in the vehicle is not limited to the vehicle speed, the shape in the vehicle, the layout of the passenger seats, the number and position of the passengers, the mounted components, the engine configuration and displacement, the opening and closing of windows, the air conditioner It is affected by various factors such as the usage status and temperature. Since the frequency characteristics related to sound transmission (transmission frequency characteristics) fluctuate depending on the degree of influence of various factors, the error between a predetermined fixed transmission frequency characteristic and the actual transmission frequency characteristic may increase. There is.

さらに、上述した従来技術では、音信号における周波数帯域を分割する境界となる周波数(以下、境界周波数と称する)が、例えば200Hz等に固定されているため、実際の伝達周波数特性の推移の形に拘わらず、分割された周波数帯域(以下、分割周波数帯域と称する)毎に均一な音圧調整が施される。しかし、実際は、外部の環境に応じて、境界周波数の位置や数が変動し、音圧調整が必要な帯域と、音圧調整が不要な帯域とが時々刻々と変化する伝達周波数特性を有する。したがって、従来の固定された分割周波数帯域で行う均一な音圧調整が、ユーザが知覚する音における周波数特性のバランスを却って崩しかねなかった。   Furthermore, in the above-described prior art, the frequency that becomes the boundary for dividing the frequency band in the sound signal (hereinafter referred to as the boundary frequency) is fixed at, for example, 200 Hz, so that the actual transfer frequency characteristic changes. Regardless, uniform sound pressure adjustment is performed for each divided frequency band (hereinafter referred to as a divided frequency band). However, in practice, the position and number of boundary frequencies vary depending on the external environment, and the transmission frequency characteristic has a band that requires sound pressure adjustment and a band that does not require sound pressure adjustment. Therefore, the conventional uniform sound pressure adjustment performed in the fixed divided frequency band may break the balance of the frequency characteristics in the sound perceived by the user.

本発明は、このような課題に鑑み、入力された音信号に対し、様々な環境に応じて適切に分割された周波数帯域毎に出力音圧(出力する音圧)を調整して、音の劣化を抑制することが可能な、音信号処理装置および音信号処理方法を提供することを目的としている。   In view of such a problem, the present invention adjusts the output sound pressure (sound pressure to be output) for each frequency band appropriately divided according to various environments with respect to the input sound signal. An object of the present invention is to provide a sound signal processing device and a sound signal processing method capable of suppressing deterioration.

上記課題を解決するために、本発明の音信号処理装置(100)は、音源から出力される既知の周波数特性の音を所定の聴点において収音し、音を電気信号へと変換する収音部(116)と、電気信号の複数の周波数帯域毎の音圧を分析することで第1伝達周波数特性を導出する特性導出部(140)と、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出する差分算出部(142)と、差分算出部が算出した差分が大きい順に、第1伝達周波数特性における隣り合う周波数帯域を1組または複数組抽出し、その抽出した隣り合う周波数帯域の境界の周波数である境界周波数を導出する境界導出部(144)と、入力された原音信号を境界周波数で区切られた周波数帯域毎の信号に分割する原音分割部と、第1伝達周波数特性に基づいて、原音分割部が分割した複数の周波数帯域の信号毎に音圧を調整する音圧調整部と、音圧調整部が調整した複数の周波数帯域の信号を加算し、1の音信号を生成する信号加算部(130)と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the sound signal processing device (100) of the present invention collects a sound having a known frequency characteristic output from a sound source at a predetermined listening point and converts the sound into an electric signal. A sound part (116), a characteristic deriving part (140) for deriving a first transfer frequency characteristic by analyzing sound pressures for a plurality of frequency bands of an electric signal, and a first transfer frequency characteristic in a plurality of frequency bands One or more sets of adjacent frequency bands in the first transfer frequency characteristic are extracted in descending order of the difference calculated by the difference calculation unit (142) that calculates the difference in sound pressure between adjacent frequency bands. A boundary deriving unit (144) for deriving a boundary frequency that is a boundary frequency between the extracted adjacent frequency bands, and an original sound that divides the input original sound signal into signals for each frequency band delimited by the boundary frequency A sound pressure adjusting unit that adjusts the sound pressure for each of signals in a plurality of frequency bands divided by the original sound dividing unit based on the first transmission frequency characteristic, and a plurality of frequency bands adjusted by the sound pressure adjusting unit And a signal adder (130) for adding signals and generating one sound signal.

ここでは、境界導出部および音圧調整部が、音源から出力される既知の周波数特性の音を測定して得た伝達周波数特性に基づいて適切な境界周波数の導出および信号の調整を行うため、本発明の音信号処理装置は、使用する環境を選ばず様々な環境で有効に利用できる。また、本発明において、境界周波数は固定値ではなく伝達周波数特性に応じて動的に決定されるので、境界周波数で区切られた複数の周波数帯域は、伝達周波数特性の音圧の大きさが近似している帯域をまとめたものとなる。そのため、境界周波数で区切られた複数の周波数帯域毎に適切に音圧調整を施すことができ、周波数帯域毎の出力音圧を調整して、音の劣化を抑制することが可能となる。   Here, the boundary derivation unit and the sound pressure adjustment unit perform the derivation of the appropriate boundary frequency and the signal adjustment based on the transmission frequency characteristic obtained by measuring the sound of the known frequency characteristic output from the sound source, The sound signal processing apparatus of the present invention can be effectively used in various environments regardless of the environment in which it is used. In the present invention, the boundary frequency is dynamically determined according to the transmission frequency characteristic, not a fixed value, so that the sound pressure of the transmission frequency characteristic approximates the frequency band divided by the boundary frequency. This is a summary of the current bandwidth. Therefore, sound pressure adjustment can be appropriately performed for each of a plurality of frequency bands divided by the boundary frequency, and output sound pressure for each frequency band can be adjusted to suppress sound deterioration.

特性導出部は、境界導出部が抽出した、第1伝達周波数特性の1組または複数組の隣り合う周波数帯域について、電気信号における、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域とは異なる複数の周波数帯域毎の音圧を分析することで第2伝達周波数特性を導出し、差分算出部は、第2伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出し、境界導出部は、第1伝達周波数特性の1組または複数組の隣り合う周波数帯域毎に、第2伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の内、差分算出部が算出した差分が最も大きい1組を抽出し、その抽出した隣り合う周波数帯域の境界の周波数を境界周波数としてもよい。   The characteristic deriving unit has a plurality of adjacent frequency bands of the first transfer frequency characteristic extracted by the boundary deriving unit, and a plurality of frequencies different from the plurality of frequency bands of the first transfer frequency characteristic in the electric signal. The second transfer frequency characteristic is derived by analyzing the sound pressure for each band, and the difference calculation unit calculates the difference between the sound pressures of adjacent frequency bands in the plurality of frequency bands of the second transfer frequency characteristic, and the boundary The derivation unit is configured so that the difference calculated by the difference calculation unit is the highest among the adjacent frequency bands in the plurality of frequency bands of the second transfer frequency characteristic for each of one or more adjacent frequency bands of the first transfer frequency characteristic. A large set may be extracted, and the extracted boundary frequency between adjacent frequency bands may be used as the boundary frequency.

第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域毎の帯域幅が広過ぎると細かな変動が適切に反映されなくなり、狭すぎると処理負荷が増大してしまう上に境界周波数が局所的に偏ってしまうおそれがある。ここでは、まず、複数の周波数帯域に分割された第1伝達周波数特性を導出し、境界周波数の候補となる隣り合う周波数帯域を絞り、絞られた隣り合う周波数帯域に対してのみ詳細に、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域とは異なる複数の周波数帯域に分割された第2伝達周波数特性を導出する。かかる構成により、境界周波数を簡易な処理で局所的に偏らせることなく適切に定めることができる。   If the bandwidth for each of the plurality of frequency bands of the first transfer frequency characteristic is too wide, fine fluctuations are not properly reflected, and if it is too narrow, the processing load increases and the boundary frequency may be locally biased. There is. Here, first, the first transmission frequency characteristic divided into a plurality of frequency bands is derived, the adjacent frequency bands that are candidates for the boundary frequency are narrowed down, and only the narrowed adjacent frequency bands are described in detail. A second transfer frequency characteristic divided into a plurality of frequency bands different from the plurality of frequency bands of the one transfer frequency characteristic is derived. With this configuration, the boundary frequency can be appropriately determined without being locally biased by simple processing.

上記特性導出部は、1オクターブ分析を行うことで第1伝達周波数特性を導出し、1/2オクターブ分析、1/3オクターブ分析、1/4オクターブ分析、1/6オクターブ分析、1/12オクターブ分析、1/24オクターブ分析のいずれかを用いて第2伝達周波数特性を導出してもよい。   The above characteristic derivation unit derives the first transmission frequency characteristic by performing one octave analysis, and ½ octave analysis, 3 octave analysis, ¼ octave analysis, 6 octave analysis, and オ ク タ octave analysis The second transfer frequency characteristic may be derived using either analysis or 1/24 octave analysis.

かかる周波数帯域の上限周波数と下限周波数との比が一定となるオクターブバンドを用いる構成により、定比型の分析であるオクターブバンド分析を行うことができ、人間の聴覚に近い分析が可能となる。また、第2伝達周波数特性を、1オクターブバンドに含まれる音程の数の倍である24の約数で分割した帯域で分析して導出することで、1オクターブに含まれる12音階に則した帯域で調整を施すことができる。   With the configuration using the octave band in which the ratio between the upper limit frequency and the lower limit frequency of the frequency band is constant, the octave band analysis which is a fixed ratio analysis can be performed, and an analysis close to human hearing is possible. Further, the second transfer frequency characteristic is analyzed and derived in a band divided by a divisor of 24, which is twice the number of pitches included in one octave band, so that the band corresponding to the twelve scales included in one octave is obtained. You can make adjustments.

上記境界導出部は、音圧の差分の絶対値が所定閾値よりも小さい、隣り合う第1伝達周波数特性の周波数帯域を抽出しないこととしてもよい。   The boundary deriving unit may not extract the frequency band of the adjacent first transmission frequency characteristics in which the absolute value of the difference in sound pressure is smaller than a predetermined threshold.

かかる構成により、音圧の差分の絶対値が小さく調整が不要な周波数帯域まで無駄に分離してしまう事態を回避し、処理負荷を低減することができる。   With such a configuration, it is possible to avoid a situation where the absolute value of the difference in sound pressure is small and the frequency band that does not need to be adjusted is wasted, and the processing load can be reduced.

上記音圧調整部は、前記差分を縮小させるように複数の周波数帯域の信号毎に調整してもよい。かかる構成により、周囲の環境の影響で音が伝達されにくい周波数帯域と、伝達され易い周波数帯域が、同程度の大きさに聴こえるように原音信号を調整することができるので、音の劣化を抑制することが可能となる。   The sound pressure adjusting unit may adjust each signal of a plurality of frequency bands so as to reduce the difference. With this configuration, the original sound signal can be adjusted so that the frequency band in which sound is difficult to be transmitted due to the influence of the surrounding environment and the frequency band in which sound is easy to be transmitted can be heard at the same level, thereby suppressing sound degradation. It becomes possible to do.

上記音信号処理装置は、原音信号のうち、所定周波数帯域の周波数成分の倍音信号を、次数が高くなるに従って出力音圧が小さくなるように生成し、その生成した倍音信号を前記原音信号に加算する低音域倍音生成部をさらに備えてもよい。   The sound signal processing device generates a harmonic signal having a frequency component in a predetermined frequency band from the original sound signal so that the output sound pressure decreases as the order increases, and adds the generated harmonic signal to the original sound signal. It may further include a low-frequency range overtone generator.

原音信号が、所定の音声圧縮方式によって圧縮されていた場合、低音域の情報量が減少していることがある。また、圧縮されていなくとも、小型のスピーカを用いる場合、低音域の音信号の出力能力が不足して、十分に低音域の音が出力されない。このような場合に、低音域の原音信号の倍音信号を、原音信号に加算し、所謂ミッシング・ファンダメンタルを生じさせて、倍音の基音となる低音域成分を強調することができる。しかし、音圧を維持したまま高次の倍音を加算してしまうと、出力される音が原音と異なってしまう場合が生じ得る。そこで、本発明の音信号処理装置では、原音信号の低音域成分の倍音信号を、次数が高いものほど出力音圧を小さくして、原音信号に加算する。かかる構成により、中高音域では加算された倍音がほとんど知覚されず音声を乱すことはなく、低音域ではミッシング・ファンダメンタルを生じさせて倍音の基音となる低音を強調することができる。   When the original sound signal is compressed by a predetermined audio compression method, the amount of information in the low sound range may be reduced. Even when the speaker is not compressed, when a small speaker is used, the output capability of a low-frequency sound signal is insufficient, and a sufficiently low-frequency sound is not output. In such a case, it is possible to add a harmonic overtone signal of an original sound signal in the low sound range to the original sound signal to generate a so-called missing fundamental, thereby emphasizing a low sound range component that is a fundamental sound of the overtone. However, if higher harmonics are added while maintaining the sound pressure, the output sound may be different from the original sound. Therefore, in the sound signal processing device of the present invention, the higher the order of the harmonic signal of the low-frequency component of the original sound signal, the lower the output sound pressure is added to the original sound signal. With this configuration, the added harmonics are hardly perceived in the middle and high frequencies, and the voice is not disturbed. In the low frequencies, the missing fundamentals can be emphasized by causing missing fundamentals.

上記低音域倍音生成部は、ハイパスフィルタ(170)を備えてもよい。   The low-frequency range overtone generating unit may include a high-pass filter (170).

原音信号から倍音信号を生成する過程で不要な直流成分が生じ得る。かかるハイパスフィルタを用いる構成により、倍音信号生成時に生じた直流成分の音信号を除去し、倍音成分のみを原音信号に加算することができる。   Unnecessary DC components may be generated in the process of generating a harmonic signal from the original sound signal. With the configuration using such a high-pass filter, it is possible to remove the DC component sound signal generated when the harmonic signal is generated and add only the harmonic component to the original sound signal.

上記音信号処理装置は、原音信号のうち、所定周波数帯域の周波数成分の所定次数の倍音信号を生成し、その生成した倍音信号を原音信号に加算する高音域倍音生成部(114)をさらに備えてもよい。   The sound signal processing apparatus further includes a high-frequency overtone generation unit (114) that generates a harmonic signal of a predetermined order of frequency components in a predetermined frequency band from the original sound signal, and adds the generated harmonic signal to the original sound signal. May be.

原音信号は、例えば、MP3(MPEG Audio Layer-3)、AAC(Advanced Audio Coding)、Ogg Vorbis等の音声圧縮方式によって、高音域を欠落している場合もある。本発明では、原音信号に残された高音域成分の所定次数の倍音を加算することで、欠落した高音域を再現することができる。   The original sound signal may lack a high sound range by an audio compression method such as MP3 (MPEG Audio Layer-3), AAC (Advanced Audio Coding), Ogg Vorbis, or the like. In the present invention, the missing high sound region can be reproduced by adding the harmonics of a predetermined order of the high sound region component remaining in the original sound signal.

上記高音域倍音生成部は、ハイパスフィルタ(184)を備えてもよい。   The high-frequency range overtone generation unit may include a high-pass filter (184).

原音信号から倍音信号を生成する過程で不要な直流成分が生じ得る。かかるハイパスフィルタを用いる構成により、倍音信号生成時に生じた直流成分を除去し、倍音成分のみを原音信号に加算することができる。   Unnecessary DC components may be generated in the process of generating a harmonic signal from the original sound signal. With the configuration using such a high-pass filter, it is possible to remove the direct current component generated when the harmonic signal is generated and add only the harmonic component to the original sound signal.

原音信号に、圧縮処理が施されている場合、ハイパスフィルタのカットオフ周波数は、圧縮処理において切り捨てられた周波数帯域の下限周波数であってもよい。   When the original sound signal is subjected to compression processing, the cut-off frequency of the high-pass filter may be the lower limit frequency of the frequency band cut off in the compression processing.

圧縮時に切り捨てられた、例えば16kHz以上の高音域であっても、音声データの生成時のサンプリング周波数の半分の周波数、例えば22kHzまでは、音質に影響を与える有効な領域である。従って、高音域倍音生成部は、欠落している16kHz〜22kHzの略半分にあたる8kHz〜11kHzの原音信号から2次の倍音を生成し、欠落した高音域16kHz〜22kHzを再現する。この場合、カットオフ周波数を、生成した倍音の下限周波数16kHzとすることで、倍音生成時に生じた直流成分を、生成した倍音に影響を与えず確実に除去することができる。   Even in the high sound range of, for example, 16 kHz or higher that was discarded during compression, up to half the sampling frequency at the time of generating sound data, for example, up to 22 kHz is an effective region that affects sound quality. Therefore, the high-frequency range overtone generation unit generates secondary overtones from the original sound signal of 8 kHz to 11 kHz, which is approximately half of the missing 16 kHz to 22 kHz, and reproduces the missing high frequency range 16 kHz to 22 kHz. In this case, by setting the cut-off frequency to the lower limit frequency 16 kHz of the generated overtone, the DC component generated at the time of overtone generation can be reliably removed without affecting the generated overtone.

上記課題を解決するために、本発明の音信号処理方法は、音源から出力される既知の周波数特性の音を所定の聴点において収音し、音を電気信号へと変換し、電気信号の複数の周波数帯域毎の音圧を分析することで第1伝達周波数特性を導出し、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出し、算出した差分が大きい順に、第1伝達周波数特性における隣り合う周波数帯域を1組または複数組抽出し、その抽出した隣り合う周波数帯域の境界の周波数である境界周波数を導出し、入力された原音信号を境界周波数で区切られた周波数帯域毎の信号に分割し、第1伝達周波数特性に基づいて、分割した複数の周波数帯域の信号毎に音圧を調整し、調整した複数の周波数帯域の信号を加算し、1の音信号を生成することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the sound signal processing method of the present invention collects a sound having a known frequency characteristic output from a sound source at a predetermined listening point, converts the sound into an electric signal, The first transfer frequency characteristic is derived by analyzing the sound pressure for each of a plurality of frequency bands, and the difference between the sound pressures of adjacent frequency bands in the plurality of frequency bands of the first transfer frequency characteristic is calculated, and the calculated difference In order from the largest, one or more adjacent frequency bands in the first transfer frequency characteristic are extracted, a boundary frequency that is a boundary frequency between the extracted adjacent frequency bands is derived, and the input original sound signal is converted into the boundary frequency. Is divided into signals for each frequency band divided by, and based on the first transfer frequency characteristics, the sound pressure is adjusted for each of the divided multiple frequency band signals, and the adjusted multiple frequency band signals are added, And generating a sound signal.

上述した、音信号処理装置の技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該音信号処理方法にも適用可能である。   The above-described components based on the technical idea of the sound signal processing device and the description thereof can also be applied to the sound signal processing method.

本発明の音信号処理装置は、入力された音信号に対し、様々な環境に応じて、適切な周波数帯域毎に出力音圧を調整して、音の劣化を抑制することが可能となる。   The sound signal processing apparatus of the present invention can suppress deterioration of sound by adjusting the output sound pressure for each appropriate frequency band according to various environments with respect to the input sound signal.

本実施形態にかかる音信号処理装置の電気的な構成を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the electrical structure of the sound signal processing apparatus concerning this embodiment. 低音域倍音生成部の電気的な構成を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the electrical structure of the low-tone overtone production | generation part. 等ラウドネス曲線を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an equal loudness curve. 高音域倍音生成部の電気的な構成を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the electrical structure of the high-range overtone production | generation part. 倍音信号が加算された原音信号を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the original sound signal with which the harmonic signal was added. 本実施形態にかかる乗算関数を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the multiplication function concerning this embodiment. 出力時のピンクノイズの1/3オクターブバンド毎の音圧を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the sound pressure for every 1/3 octave band of the pink noise at the time of output. ピンクノイズを用いた伝達周波数特性の導出結果の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the derivation | leading-out result of the transfer frequency characteristic using pink noise. 本実施形態にかかるオクターブバンド分析の結果の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the result of the octave band analysis concerning this embodiment. 本実施形態にかかる1/3オクターブバンド分析の結果の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the result of the 1/3 octave band analysis concerning this embodiment. 本実施形態にかかる音信号処理方法の具体的な処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the specific process of the sound signal processing method concerning this embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

一般に、音の伝達は、周囲の騒音や車体(壁)の形状・材質等の影響を受けるため、ユーザが聴く音は、ユーザの耳に至る時点では周波数特性のバランスが崩れてしまうことがあった。   In general, sound transmission is affected by ambient noise and the shape and material of the vehicle body (wall). Therefore, the sound that the user listens to may be out of balance in frequency characteristics when it reaches the user's ear. It was.

本実施形態では、音信号に対し、様々な環境に応じて、適切に分割された周波数帯域毎に出力音圧を調整して、音の劣化を抑制することを目的としている。以下、かかる目的を達成可能な音信号処理装置100を説明し、その後、音信号処理方法の一連の動作を述べる。なお、低音域や高音域の倍音を生成し、低音域や高音域を強調することも可能な音信号処理装置100を例として説明する。   An object of the present embodiment is to suppress the deterioration of sound by adjusting the output sound pressure for each frequency band appropriately divided according to various environments with respect to the sound signal. Hereinafter, the sound signal processing apparatus 100 capable of achieving such an object will be described, and then a series of operations of the sound signal processing method will be described. Note that the sound signal processing apparatus 100 that generates harmonics of the low sound range and the high sound range and can emphasize the low sound range and the high sound range will be described as an example.

(音信号処理装置100)
図1は、本実施形態にかかる音信号処理装置100の電気的な構成を示した機能ブロック図である。音信号処理装置100は、信号入力部110と、低音域倍音生成部112と、高音域倍音生成部114と、収音部としてのマイク116と、音圧検出部118と、中央制御部120と、LPF(ローパスフィルタ)122と、BPF(バンドパスフィルタ)124(BPF124a、BPF124b、BPF124c、BPF124d)と、HPF(ハイパスフィルタ)126と、コンプレッサ128(コンプレッサ128a、コンプレッサ128b、コンプレッサ128c、コンプレッサ128d、コンプレッサ128e、コンプレッサ128f)と、信号加算部としての加算器130と、信号出力部132と、を含んで構成される。本実施形態において、LPF122と、BPF124と、HPF126とは、原音分割部として機能する。また、コンプレッサ128と後述する乗算設定部146とは、協働して音圧調整部として機能する。
(Sound signal processing apparatus 100)
FIG. 1 is a functional block diagram showing an electrical configuration of the sound signal processing apparatus 100 according to the present embodiment. The sound signal processing apparatus 100 includes a signal input unit 110, a low-frequency overtone generation unit 112, a high-frequency overtone generation unit 114, a microphone 116 as a sound collection unit, a sound pressure detection unit 118, and a central control unit 120. LPF (low pass filter) 122, BPF (band pass filter) 124 (BPF 124a, BPF 124b, BPF 124c, BPF 124d), HPF (high pass filter) 126, compressor 128 (compressor 128a, compressor 128b, compressor 128c, compressor 128d, A compressor 128e, a compressor 128f), an adder 130 as a signal adding unit, and a signal output unit 132. In the present embodiment, the LPF 122, the BPF 124, and the HPF 126 function as an original sound dividing unit. Further, the compressor 128 and a multiplication setting unit 146 described later function in cooperation with each other as a sound pressure adjusting unit.

信号入力部110には、別体もしくは一体的に形成されたCDプレーヤ、DVDプレーヤ、MP3プレーヤ等(図示せず)のオーディオ機器から原音(オーディオ)信号が入力される。   An original sound (audio) signal is input to the signal input unit 110 from an audio device such as a CD player, a DVD player, or an MP3 player (not shown) formed separately or integrally.

低音域倍音生成部112は、信号入力部110に入力された原音信号のうち、所定周波数帯域、例えば、0〜300Hzの周波数成分の倍音信号を生成し、入力された原音信号に加算する。   The low-tone overtone generating unit 112 generates a harmonic signal having a predetermined frequency band, for example, a frequency component of 0 to 300 Hz, out of the original sound signal input to the signal input unit 110, and adds it to the input original sound signal.

図2は、低音域倍音生成部112の電気的な構成を示した機能ブロック図である。低音域倍音生成部112は、例えば、LPF160と、乗算器162と、第1加算器164と、第1遅延器166と、増幅器168と、HPF(ハイパスフィルタ)170と、第2遅延器172と、第2加算器174と、を含んで構成される。   FIG. 2 is a functional block diagram showing an electrical configuration of the low-frequency range overtone generating unit 112. The low-frequency overtone generating unit 112 includes, for example, an LPF 160, a multiplier 162, a first adder 164, a first delay 166, an amplifier 168, an HPF (high pass filter) 170, and a second delay 172. , And a second adder 174.

LPF160は、信号入力部110から伝送された原音信号のうち、所定の周波数(本実施形態においては、倍音生成の対象である300Hz)以下の周波数成分を通過させる。   The LPF 160 passes a frequency component having a frequency equal to or lower than a predetermined frequency (in the present embodiment, 300 Hz that is a target of overtone generation) from the original sound signal transmitted from the signal input unit 110.

所謂ミッシング・ファンダメンタルの効果を奏するには、最小可聴音場が0dBとなる2kHz付近の周波数成分までに5〜6次までの倍音(高次になるにつれて音圧を小さくする。)をユーザに知覚させればよい。従って、2kHzを7で除算すると略289Hzであることから、7次の倍音を2kHz以下に収めるには、倍音生成の対象の周波数成分をおおよそ300Hz以下に設定する。ここでミッシング・ファンダメンタルは、基本周波数がなくても、その基本周波数の連続倍音があれば基本周波数のピッチが基音として知覚される現象をいう。   In order to achieve the so-called missing fundamental effect, the user perceives the 5th to 6th harmonics (the sound pressure decreases as the order increases) up to a frequency component in the vicinity of 2 kHz where the minimum audible sound field is 0 dB. You can do it. Accordingly, since 2 kHz divided by 7 is approximately 289 Hz, in order to keep the 7th harmonic over 2 kHz or less, the frequency component of the harmonic generation target is set to about 300 Hz or lower. Here, missing fundamental refers to a phenomenon in which the pitch of the fundamental frequency is perceived as a fundamental tone if there is a continuous harmonic of the fundamental frequency even if there is no fundamental frequency.

乗算器162は、LPF160から伝送された原音信号と、後述する増幅器168から伝送された原音信号とを乗算し、原音信号の倍音信号を生成する。   The multiplier 162 multiplies the original sound signal transmitted from the LPF 160 and the original sound signal transmitted from the amplifier 168 described later to generate a harmonic sound signal of the original sound signal.

第1加算器164は、LPF160から伝送された原音信号と、乗算器162から伝送された倍音信号とを加算する。   The first adder 164 adds the original sound signal transmitted from the LPF 160 and the harmonic sound signal transmitted from the multiplier 162.

第1遅延器166は、第1加算器164から伝送された原音信号と倍音信号とを含む音信号を、所定のサンプリング周期分、遅延させる。   The first delay unit 166 delays the sound signal including the original sound signal and the harmonic signal transmitted from the first adder 164 by a predetermined sampling period.

増幅器168は、第1遅延器166から伝送された音信号に1以下の所定のゲインを乗算する。このように、乗算器162から増幅器168までの処理を繰り返すことで2以上の次数の倍音信号を生成する。さらに、増幅器168が音信号に1以下のゲインを乗算することで、高次の倍音信号となるにつれてかかる倍音信号の音圧を低くすることができる。   The amplifier 168 multiplies the sound signal transmitted from the first delay unit 166 by a predetermined gain of 1 or less. In this way, by repeating the processing from the multiplier 162 to the amplifier 168, a harmonic signal having an order of 2 or more is generated. Furthermore, when the amplifier 168 multiplies the sound signal by a gain of 1 or less, the sound pressure of the harmonic signal can be lowered as the higher-order harmonic signal is obtained.

増幅器168は、後述する図3において示す、最小可聴音場が0dBとなる2kHz付近で、上記原音信号の周波数成分の音圧が低くなるように制御する。   The amplifier 168 performs control so that the sound pressure of the frequency component of the original sound signal becomes low in the vicinity of 2 kHz where the minimum audible sound field is 0 dB as shown in FIG.

HPF170は、第1加算器164から伝送された、音信号のうち、カットオフ周波数、本実施形態において50Hzより小さい周波数成分を遮断する。   The HPF 170 blocks a cutoff frequency, that is, a frequency component smaller than 50 Hz in the present embodiment, from the sound signal transmitted from the first adder 164.

原音信号から倍音信号を生成すると不要な直流成分が生じ得るが、HPF170を用いる構成により、倍音信号生成時に生じた直流成分を除去し、原音信号と倍音信号のみを原音信号に加算することができる。   When a harmonic signal is generated from the original sound signal, an unnecessary DC component may be generated. However, with the configuration using the HPF 170, the DC component generated when generating the harmonic signal can be removed, and only the original sound signal and the harmonic signal can be added to the original sound signal. .

第2遅延器172は、信号入力部110から伝送された原音信号を所定のサンプリング周期分、遅延させる。かかる第2遅延器172により、第2加算器174における加算時の、HPF170から伝送された、原音信号と倍音信号とを含む音信号と、第2遅延器172から伝送された原音信号との位相を合わせることができる。   The second delay unit 172 delays the original sound signal transmitted from the signal input unit 110 by a predetermined sampling period. The phase of the sound signal including the original sound signal and the harmonic signal transmitted from the HPF 170 and the original sound signal transmitted from the second delay device 172 at the time of addition in the second adder 174 by the second delay device 172. Can be combined.

第2加算器174は、HPF170から伝送された、原音信号と倍音信号とを含む音信号と、第2遅延器172から伝送された原音信号とを加算する。   The second adder 174 adds the sound signal including the original sound signal and the harmonic signal transmitted from the HPF 170 and the original sound signal transmitted from the second delay 172.

例えば、入力された原音信号が、所定の音声圧縮方式によって圧縮されていた場合、低音域の情報量が減少していることがある。また、圧縮されていなくとも、小型のスピーカを用いる場合、低音域の出力能力が不足して、十分に低音域の音が出力されない。このような場合に、上述した低音域倍音生成部112によって低音域の原音信号とその倍音信号とを加算し、所謂ミッシング・ファンダメンタルを生じさせて、倍音の基音となる低音域成分を強調することができる。   For example, when the input original sound signal is compressed by a predetermined audio compression method, the amount of information in the low sound range may be reduced. Even when the speaker is not compressed, when a small speaker is used, the output capability in the low range is insufficient, and the sound in the low range is not sufficiently output. In such a case, the above-described low-frequency overtone generation unit 112 adds the low-frequency original sound signal and the overtone signal to generate a so-called missing fundamental, and emphasizes the low-frequency component that is the fundamental tone of the overtone. Can do.

しかし、音圧を維持したまま高次の倍音信号を加算してしまうと、出力される音が入力された原音と異なってしまう場合が生じ得る。以下、かかる現象を等ラウドネス曲線を用いて説明する。   However, if higher harmonic signals are added while maintaining the sound pressure, the output sound may be different from the input original sound. Hereinafter, this phenomenon will be described using an equal loudness curve.

図3は、等ラウドネス曲線を示す説明図である。等ラウドネス曲線は、0Hzから3kHz付近までは右下がりとなっている。これは、同じ音圧の音でも周波数が大きい方がユーザには大きく聴こえることを示す。本実施形態では、図3に示すように、両矢印200で示す周波数帯域の原音信号について倍音信号を生成する。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing an equal loudness curve. The equal loudness curve decreases downward from 0 Hz to around 3 kHz. This indicates that even a sound having the same sound pressure can be heard by a user with a larger frequency. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a harmonic signal is generated for the original sound signal in the frequency band indicated by the double arrow 200.

この等ラウドネス曲線で示される音響心理特性のため、300Hz以下の原音信号を基音とする倍音信号を音圧を維持したまま生成すると、かかる倍音信号は、基音と音圧が同じでも基音より大きな音としてユーザに知覚されてしまい、出力される音が乱れてしまう。   Due to the psychoacoustic characteristics indicated by this equal loudness curve, when a harmonic signal based on an original sound signal of 300 Hz or less is generated while maintaining the sound pressure, the harmonic signal is larger than the basic sound even if the fundamental sound and the sound pressure are the same. As a result, the output sound is disturbed.

そこで、本実施形態の音信号処理装置100では、入力された原音信号の低音域成分の倍音信号を、次数が高いものほど出力音圧を小さくして、原音信号に加算する。かかる構成により、中高音域では加算された倍音がほとんど知覚されず音声を乱すことはなく、低音域ではミッシング・ファンダメンタルを生じさせて倍音の基音となる低音を強調することができる。   Therefore, in the sound signal processing apparatus 100 of the present embodiment, the higher the order of the harmonic signal of the low-frequency component of the input original sound signal, the lower the output sound pressure is added to the original sound signal. With this configuration, the added harmonics are hardly perceived in the middle and high frequencies, and the voice is not disturbed. In the low frequencies, the missing fundamentals can be emphasized by causing missing fundamentals.

高音域倍音生成部114は、入力された原音信号のうち、所定周波数帯域の周波数成分の所定次数、本実施形態において2次までの倍音信号を生成し、入力された原音信号に倍音信号を加算する。   The high-frequency overtone generation unit 114 generates a harmonic signal having a predetermined order of frequency components in a predetermined frequency band of the input original sound signal, up to the second order in the present embodiment, and adds the harmonic signal to the input original sound signal. To do.

図4は、高音域倍音生成部114の電気的な構成を示した機能ブロック図である。高音域倍音生成部114は、BPF180と、乗算器182と、HPF(ハイパスフィルタ)184と、遅延器186と、加算器188と、を含んで構成される。   FIG. 4 is a functional block diagram showing an electrical configuration of the high-frequency range overtone generating unit 114. The high tone overtone generation unit 114 includes a BPF 180, a multiplier 182, an HPF (High Pass Filter) 184, a delay unit 186, and an adder 188.

BPF180は、低音域倍音生成部112から伝送された原音信号のうち、所定の下限周波数、本実施形態において8kHzより大きく、所定の上限周波数、本実施形態において11kHz以下の周波数成分のみを通過させる。ここで、BPF180を8〜11kHzとした理由は後に詳述する。   The BPF 180 passes only a frequency component of a predetermined lower limit frequency, which is higher than 8 kHz in the present embodiment, and a predetermined upper limit frequency, which is 11 kHz or less in the present embodiment, of the original sound signal transmitted from the low-frequency overtone generation unit 112. Here, the reason why the BPF 180 is set to 8 to 11 kHz will be described in detail later.

乗算器182は、BPF180から伝送された原音信号を、BPF180から伝送された原音信号自体に乗算し、2次の倍音信号を生成する。   The multiplier 182 multiplies the original sound signal transmitted from the BPF 180 by the original sound signal itself transmitted from the BPF 180 to generate a secondary harmonic signal.

HPF184は、乗算器182から伝送された原音信号のうち、カットオフ周波数より小さい周波数成分を遮断する。   The HPF 184 blocks a frequency component lower than the cutoff frequency from the original sound signal transmitted from the multiplier 182.

原音信号から倍音信号を生成すると不要な直流成分が生じ得るが、HPF184を用いる構成により、HPF170と同様、倍音信号生成時に生じた直流成分を除去し、倍音成分のみを原音信号に加算することができる。   When an overtone signal is generated from the original sound signal, an unnecessary direct current component may be generated. However, the configuration using the HPF 184 may remove the direct current component generated at the time of generating the overtone signal and add only the overtone component to the original sound signal. it can.

また、入力された原音信号は、例えば、MP3、AAC、Ogg Vorbis等の音声圧縮方式によって、高音域を欠落している場合もある。本実施形態の原音信号としてMP3の音声圧縮方式が用いられる場合、HPF184のカットオフ周波数は、欠落した周波数帯域の下限周波数、すなわち16kHzとするとよい。   Further, the input original sound signal may lack a high sound range by an audio compression method such as MP3, AAC, Ogg Vorbis, etc., for example. When the MP3 audio compression method is used as the original sound signal of the present embodiment, the cutoff frequency of the HPF 184 may be the lower limit frequency of the missing frequency band, that is, 16 kHz.

例えば16kHz以上の高音域は、音声データの生成時のサンプリング周波数の半分の周波数、例えば22kHzまでは、音質に影響を与える有効な領域であり、欠落する前の原音信号において、このような高音域は低中音域の倍音によって構成されているはずである。従って、高音域倍音生成部114は、欠落した16kHz〜22kHzの略半分の(2で除算した)周波数にあたる8kHz〜11kHz(図3に示す両矢印202)の原音信号から2次の倍音信号を生成し、欠落した高音域16kHz〜22kHzを再現する。   For example, a high frequency range of 16 kHz or more is an effective region that affects the sound quality up to half the sampling frequency at the time of generation of audio data, for example, up to 22 kHz. Should be composed of low to mid-range harmonics. Accordingly, the high-frequency overtone generation unit 114 generates a secondary overtone signal from the original sound signal of 8 kHz to 11 kHz (double arrow 202 shown in FIG. 3) corresponding to the half of the missing 16 kHz to 22 kHz (divided by 2) frequency. Then, the missing high frequency range 16 kHz to 22 kHz is reproduced.

このように、欠落した周波数帯域の下限周波数および上限周波数を所定次数で除算した周波数をそれぞれ下限周波数および上限周波数とする周波数成分について、所定次数の倍音信号を生成することで、折り返しノイズが生じず入力された原音信号に影響を与えることなく、欠落した高音域を再現できる。   In this way, aliasing noise does not occur by generating a harmonic signal of a predetermined order for frequency components having a frequency obtained by dividing the lower limit frequency and the upper limit frequency of the missing frequency band by the predetermined order as the lower limit frequency and the upper limit frequency, respectively. The missing high frequency range can be reproduced without affecting the input original sound signal.

また、HPF184のカットオフ周波数を、生成した倍音信号の下限周波数16kHzとすることで、倍音信号生成時に生じた直流成分を、生成した倍音信号に影響を与えず確実に除去することができる。   Further, by setting the cutoff frequency of the HPF 184 to the lower limit frequency 16 kHz of the generated harmonic signal, the DC component generated when the harmonic signal is generated can be reliably removed without affecting the generated harmonic signal.

遅延器186は、低音域倍音生成部112から伝送された原音信号を所定のサンプリング周期分、遅延させる。かかる遅延器186により、加算器188における加算時の、HPF184から伝送された倍音信号と、遅延器186から伝送された原音信号の位相を合わせることができる。   The delay unit 186 delays the original sound signal transmitted from the low-frequency range overtone generating unit 112 by a predetermined sampling period. With this delay device 186, the phase of the harmonic signal transmitted from the HPF 184 and the original sound signal transmitted from the delay device 186 at the time of addition by the adder 188 can be matched.

加算器188は、加算器188における加算時の、HPF184から伝送された倍音信号と、遅延器186から伝送された原音信号とを加算する。   The adder 188 adds the overtone signal transmitted from the HPF 184 and the original sound signal transmitted from the delay unit 186 at the time of addition by the adder 188.

図5は、倍音信号が加算された原音信号を説明する説明図である。特に、図5(b)は、低音域倍音生成部112および高音域倍音生成部114が倍音信号を加算した後の原音信号の周波数スペクトルであり、図5(a)は、倍音信号を加算する前の原音信号の周波数スペクトルである。   FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an original sound signal to which a harmonic signal is added. In particular, FIG. 5B shows the frequency spectrum of the original sound signal after the low tone overtone generation unit 112 and the high tone overtone generation unit 114 add the overtone signal, and FIG. 5A shows the addition of the overtone signal. It is a frequency spectrum of the previous original sound signal.

図5(a)に示すように、倍音信号を加算する前の原音信号には、両矢印210で示す欠落した16kHz以上の周波数成分は含まれていない。   As shown in FIG. 5A, the original sound signal before adding the harmonic signal does not include the missing frequency component of 16 kHz or more indicated by the double arrow 210.

本実施形態の高音域倍音生成部114が8〜11kHzの周波数成分の2次の倍音信号を生成して加算すると、図5(b)に示すように、原音信号に16kHzより大きい周波数成分までが含まれる。一般に、高音域は低中音域の倍音によって構成されることから、この場合、原音信号に残された高音域成分の所定次数の倍音信号を加算することで、データ圧縮時に欠落した高音域をある程度再現することができ、原音信号に基づいて出力される音声を高音質化することが可能となる。   When the high-frequency harmonic overtone generation unit 114 of the present embodiment generates and adds a secondary harmonic signal having a frequency component of 8 to 11 kHz, as shown in FIG. included. In general, since the high frequency range is composed of harmonics in the low to mid range, in this case, by adding the harmonic signal of a predetermined order of the high frequency component remaining in the original sound signal, the high frequency range that has been lost during data compression is added to some extent. It can be reproduced, and the sound output based on the original sound signal can be improved.

また、低音域倍音生成部112が300Hz以下の周波数成分の倍音信号を生成して加算しても、図5(a)および(b)を比較して分かるように、16kHz以下の周波数成分の変化はあまり見られない。このように、低音域倍音生成部112が生成する倍音信号は、原音信号に加算しても原音信号を大きく乱さない程度の音圧であるが、ミッシング・ファンダメンタルは確実に生じ、倍音の基音となる低音を強調することができる。   Further, even if the low-frequency overtone generation unit 112 generates and adds a harmonic signal having a frequency component of 300 Hz or less, a change in the frequency component of 16 kHz or less can be seen as compared with FIGS. Is not often seen. In this way, the harmonic overtone signal generated by the low-frequency overtone generator 112 has a sound pressure that does not significantly disturb the original sound signal even when added to the original sound signal, but the missing fundamental is surely generated, and the harmonic fundamental and Can be emphasized bass.

次に図1に戻って、マイク116について説明する。マイク116は、音源から出力される既知の周波数特性の音を、所定の聴点において収音する。本実施形態において、既知の周波数特性の音は後述する信号出力部132が伝送したピンクノイズ信号に基づいて外部のスピーカが出力したピンクノイズとし、所定の聴点はマイク116を設置した位置とする。   Next, returning to FIG. 1, the microphone 116 will be described. The microphone 116 collects a sound having a known frequency characteristic output from the sound source at a predetermined listening point. In the present embodiment, a sound having a known frequency characteristic is pink noise output from an external speaker based on a pink noise signal transmitted by a signal output unit 132 described later, and a predetermined listening point is a position where the microphone 116 is installed. .

そして、マイク116は、収音したピンクノイズを電気信号である調整用の音信号(以下、単に測定音信号と称する)に変換する。マイク116を設置する位置は、例えば、車内であれば、ドライバーの座席のヘッドレストであったり、座席間の略中央であったり、店舗内であれば、店舗の略中央であったりする等、高音質で音を聴かせたい位置(もしくは略中央の位置)であるとよい。また、耳に装着可能なマイクを用い、ユーザが耳に装着した状態でピンクノイズを収音することで、ユーザの耳に到達する、より正確なピンクノイズを収音できる。   The microphone 116 converts the collected pink noise into an adjustment sound signal (hereinafter simply referred to as a measurement sound signal) that is an electrical signal. The position where the microphone 116 is installed is, for example, a headrest of a driver's seat in a car, a substantial center between seats, or a substantial center of a store in a store. It may be a position (or a substantially central position) where you want to hear sound with sound quality. Further, by using a microphone that can be attached to the ear and collecting pink noise while the user is wearing the ear, more accurate pink noise that reaches the user's ear can be collected.

図7は、出力時のピンクノイズの1/3オクターブバンド毎の音圧を示す説明図である。ピンクノイズは、任意の周波数成分の周波数と音圧が反比例する音であるため、図7に示すように、帯域の上限周波数と下限周波数との比が一定となる1/3オクターブバンド毎にエネルギーが均一となる。かかる特性はオクターブバンドについても同様である。ピンクノイズは、伝達周波数特性(後述する、第1伝達周波数特性および第2伝達周波数特性)を導出するための後述するオクターブバンド分析および1/3オクターブバンド分析に好適に用いることができる。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the sound pressure for each 1/3 octave band of pink noise during output. Pink noise is a sound in which the frequency of an arbitrary frequency component is inversely proportional to the sound pressure. Therefore, as shown in FIG. 7, the energy for each 1/3 octave band in which the ratio between the upper limit frequency and the lower limit frequency of the band is constant. Becomes uniform. This characteristic is the same for the octave band. The pink noise can be suitably used for an octave band analysis and a 1/3 octave band analysis, which will be described later, for deriving a transfer frequency characteristic (a first transfer frequency characteristic and a second transfer frequency characteristic, which will be described later).

音圧検出部118は、聴点、すなわちマイク116の設置位置における音圧を検出する。詳細に、音圧検出部118は、マイク116がピンクノイズを変換した測定音信号について、後述する特性導出部140の指示に従い、オクターブバンドおよび1/3オクターブバンド毎の音圧を検出する。   The sound pressure detection unit 118 detects the sound pressure at the listening point, that is, the installation position of the microphone 116. Specifically, the sound pressure detection unit 118 detects the sound pressure for each octave band and 1/3 octave band for the measurement sound signal obtained by converting the pink noise by the microphone 116 in accordance with an instruction from the characteristic deriving unit 140 described later.

中央制御部120は、中央処理装置(CPU)や信号処理装置(DSP:Digital Signal Processor)を含む半導体集積回路で構成され、所定のプログラムを用いて音信号処理装置100全体を管理および制御する。   The central control unit 120 includes a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU) and a signal processing unit (DSP: Digital Signal Processor), and manages and controls the entire sound signal processing unit 100 using a predetermined program.

また、中央制御部120は、特性導出部140と、差分算出部142と、境界導出部144と、乗算設定部146としても機能する。   The central control unit 120 also functions as a characteristic deriving unit 140, a difference calculating unit 142, a boundary deriving unit 144, and a multiplication setting unit 146.

特性導出部140は、測定音信号の複数の周波数帯域毎の音圧を分析することで、第1伝達周波数特性を導出する。このとき、特性導出部140は、上述した音圧検出部118に、マイク116が収音した音の音圧をオクターブバンドおよび1/3オクターブバンド毎に検出させる。   The characteristic deriving unit 140 derives the first transfer frequency characteristic by analyzing the sound pressure for each of a plurality of frequency bands of the measurement sound signal. At this time, the characteristic deriving unit 140 causes the sound pressure detecting unit 118 described above to detect the sound pressure of the sound collected by the microphone 116 for each octave band and 1/3 octave band.

本実施形態において、音が周囲を伝達する伝達周波数特性の特性値は、所定の音源における出力時の音の音圧と、聴点における測定時の音の音圧の比である。かかる音圧の比を周波数帯域毎に比較することで、周波数帯域毎の音の伝達し易さ(伝達周波数特性)を把握できる。かかる伝達周波数特性の導出にオクターブバンドや1/3オクターブバンド毎の音圧が等しいピンクノイズを用いることで、検出された音圧(音圧レベル)をそのまま特性値とすることが可能となる。   In the present embodiment, the characteristic value of the transfer frequency characteristic in which sound is transmitted around is the ratio of the sound pressure of the sound when output from a predetermined sound source to the sound pressure of the sound when measured at the listening point. By comparing the ratio of the sound pressures for each frequency band, it is possible to grasp the ease of sound transmission (transmission frequency characteristic) for each frequency band. By using pink noise having the same sound pressure for each octave band and 1/3 octave band for derivation of the transmission frequency characteristic, the detected sound pressure (sound pressure level) can be used as a characteristic value as it is.

図8は、ピンクノイズを用いた伝達周波数特性の導出結果の一例を示す説明図である。図8では、本実施形態とは異なり、測定音信号の複数の周波数帯域毎の音圧を分析することで第1伝達周波数特性を導出する際、複数の周波数帯域として1/3オクターブバンドを用いた、1/3オクターブバンド分析を行って導出した結果を示している。かかる1/3オクターブバンド分析や後述するオクターブバンド分析は、JIS C1513に基づいて行っている。また、図8から図10において、縦軸は音圧レベルを示し、横軸はオクターブバンドもしくは1/3オクターブバンドの公称中心周波数を示す。   FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a derivation result of a transfer frequency characteristic using pink noise. In FIG. 8, unlike the present embodiment, when the first transmission frequency characteristic is derived by analyzing the sound pressure for each of the plurality of frequency bands of the measurement sound signal, the 1/3 octave band is used as the plurality of frequency bands. The results derived from the 1/3 octave band analysis. Such 1/3 octave band analysis and later-described octave band analysis are performed based on JIS C1513. 8 to 10, the vertical axis represents the sound pressure level, and the horizontal axis represents the nominal center frequency of the octave band or 1/3 octave band.

図7に示す、出力時のピンクノイズの1/3オクターブバンド毎の音圧レベル(特性値)が均等であるのに比べ、図8に示すように、測定音信号の音圧の検出によって導出された所定の音源から所定の聴点までの伝達周波数特性では、1/3オクターブバンド毎の音圧レベルが、周囲の環境の影響を受けて大きくばらついている。   Compared to the fact that the sound pressure level (characteristic value) for each 1/3 octave band of pink noise at the time of output shown in FIG. 7 is uniform, it is derived by detecting the sound pressure of the measured sound signal as shown in FIG. In the transfer frequency characteristic from the predetermined sound source to the predetermined listening point, the sound pressure level for each 1/3 octave band varies greatly due to the influence of the surrounding environment.

このような伝達周波数特性を示す環境において、出力音圧の調整をせずにそのまま原音信号を出力してしまうと、所定の音源から所定の聴点まで伝達する間に、周波数特性のバランスが崩れてしまう。そこで、後述するように本実施形態の音信号処理装置100を用いれば、かかる周波数特性のバランスの崩れを回避することができる。   If the original sound signal is output as it is without adjusting the output sound pressure in such an environment showing the transfer frequency characteristic, the balance of the frequency characteristic will be lost during transmission from the predetermined sound source to the predetermined listening point. End up. Therefore, if the sound signal processing apparatus 100 of the present embodiment is used as described later, it is possible to avoid such an imbalance of frequency characteristics.

差分算出部142は、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出する。   The difference calculation unit 142 calculates the difference in sound pressure between adjacent frequency bands in the plurality of frequency bands of the first transfer frequency characteristic.

境界導出部144は、第1伝達周波数特性の1組または複数組の隣り合う周波数帯域(本実施形態においてオクターブバンド)毎に、第2伝達周波数特性の複数の周波数帯域(本実施形態において1/3オクターブバンド)における隣り合う周波数帯域の内、差分算出部142が算出した差分が最も大きい1組を抽出し、その抽出した隣り合う周波数帯域の境界の周波数を境界周波数とし、その境界周波数に基づいて、LPF122、BPF124a〜124d、HPF126を制御する。   The boundary deriving unit 144 has a plurality of adjacent frequency bands (octave bands in the present embodiment) of the first transfer frequency characteristic for each of a plurality of frequency bands (in the present embodiment, 1 / Among the adjacent frequency bands in (3 octave bands), one set having the largest difference calculated by the difference calculating unit 142 is extracted, and the boundary frequency of the extracted adjacent frequency bands is set as the boundary frequency, and based on the boundary frequency. The LPF 122, the BPFs 124a to 124d, and the HPF 126 are controlled.

ここで、かかる第1伝達周波数特性の導出において、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域の帯域幅がオクターブバンドのように広過ぎると細かな変動が適切に反映されなくなり、図8に示すように、1/3オクターブバンドのように狭すぎると処理負荷が増大してしまう上に境界周波数が局所的に偏ってしまうおそれがある。   Here, in the derivation of the first transmission frequency characteristic, if the bandwidths of the plurality of frequency bands of the first transmission frequency characteristic are too wide as in the octave band, fine fluctuations are not properly reflected, as shown in FIG. In addition, if it is too narrow as in the 1/3 octave band, the processing load increases and the boundary frequency may be locally biased.

そこで、特性導出部140は、境界導出部144が抽出した、第1伝達周波数特性の1組または複数組の隣り合う周波数帯域について、測定音信号における、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域とは異なる複数の周波数帯域、本実施形態において1/3オクターブバンド毎の音圧を分析することで第2伝達周波数特性を導出する。   Therefore, the characteristic deriving unit 140 extracts a plurality of adjacent frequency bands of the first transfer frequency characteristic extracted by the boundary deriving unit 144 from the plurality of frequency bands of the first transfer frequency characteristic in the measurement sound signal. The second transmission frequency characteristic is derived by analyzing the sound pressure for each of a plurality of different frequency bands, in this embodiment, every 1/3 octave band.

詳細に、特性導出部140は、まず、マイク116が収音した音の周波数特性を基に、測定音信号の複数の周波数帯域、本実施形態においてオクターブバンド毎の音圧を分析することで、第1伝達周波数特性を導出する。   Specifically, the characteristic deriving unit 140 first analyzes the sound pressure for each octave band in the present embodiment based on the frequency characteristics of the sound collected by the microphone 116, in the present embodiment, A first transfer frequency characteristic is derived.

そして、差分算出部142が、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域(オクターブバンド)における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出すると、特性導出部140は、差分算出部142が算出した差分が大きい順に、第1伝達周波数特性の隣り合うオクターブバンドを、1組または複数組、本実施形態においては5つ抽出する。   And if the difference calculation part 142 calculates the difference of the sound pressure of the adjacent frequency band in the several frequency band (octave band) of a 1st transmission frequency characteristic, respectively, the characteristic calculation part 142 will calculate the difference calculation part 142 One or a plurality of adjacent octave bands of the first transmission frequency characteristic are extracted in the order of increasing difference, in the present embodiment, five.

続いて、特性導出部140は、測定音信号における、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域とは異なる複数の周波数帯域、本実施形態において1/3オクターブバンド毎の音圧を分析することで第2伝達周波数特性を導出する。第1伝達周波数特性および第2伝達周波数特性は共に伝達周波数特性であり、上述した特性値(音圧)を導出する周波数帯域の分割の規則が異なる。   Subsequently, the characteristic deriving unit 140 analyzes a plurality of frequency bands different from the plurality of frequency bands of the first transmission frequency characteristic in the measurement sound signal, in this embodiment, the sound pressure for each 1/3 octave band. A second transfer frequency characteristic is derived. Both the first transmission frequency characteristic and the second transmission frequency characteristic are transmission frequency characteristics, and the rules for dividing the frequency band for deriving the characteristic value (sound pressure) described above are different.

そして、差分算出部142は、第2伝達周波数特性の周波数帯域(1/3オクターブバンド)における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出する。   And the difference calculation part 142 calculates the difference of the sound pressure of the adjacent frequency band in the frequency band (1/3 octave band) of a 2nd transmission frequency characteristic, respectively.

境界導出部144は、第1伝達周波数特性の1組または複数組の隣り合う周波数帯域(オクターブバンド)毎に、第2伝達周波数特性の複数の周波数帯域(1/3オクターブバンド)における隣り合う周波数帯域の内、差分算出部142が算出した差分が最も大きい1組を抽出し、その抽出した隣り合う周波数帯域の境界の周波数を境界周波数とする。   The boundary deriving unit 144 has adjacent frequencies in a plurality of frequency bands (1/3 octave band) of the second transfer frequency characteristic for each one or a plurality of adjacent frequency bands (octave bands) of the first transfer frequency characteristic. Among the bands, one set having the largest difference calculated by the difference calculation unit 142 is extracted, and the extracted boundary frequency between adjacent frequency bands is defined as a boundary frequency.

かかる特性導出部140、差分算出部142および境界導出部144の処理について、図9および図10を用いて詳述する。   The processes of the characteristic deriving unit 140, the difference calculating unit 142, and the boundary deriving unit 144 will be described in detail with reference to FIGS.

図9は、本実施形態にかかるオクターブバンド分析の結果の一例を示す説明図である。特性導出部140は、図9に示すように測定音信号の音圧レベルをオクターブバンド毎に音圧検出部118に検出させ(オクターブバンド分析)、第1伝達周波数特性を導出する。そして、差分算出部142は、第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出する。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the result of octave band analysis according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the characteristic deriving unit 140 causes the sound pressure detecting unit 118 to detect the sound pressure level of the measurement sound signal for each octave band (octave band analysis), and derives the first transmission frequency characteristic. And the difference calculation part 142 calculates the difference of the sound pressure of the adjacent frequency band in the several frequency band of a 1st transmission frequency characteristic, respectively.

本実施形態において、音信号を出力する対象のスピーカの再生能力が低く、低音域および高音域の音圧が低くなってしまう場合を想定し、図9中斜線で示した、両端の31.5Hzおよび16kHzを公称中心周波数とするオクターブバンドは差分算出部142が音圧の差分を算出する対象としない。   In the present embodiment, assuming that the reproduction ability of the target speaker that outputs the sound signal is low and the sound pressure in the low and high sound ranges is low, 31.5 Hz at both ends indicated by hatching in FIG. In addition, the octave band having a nominal center frequency of 16 kHz is not a target for which the difference calculating unit 142 calculates the difference in sound pressure.

境界導出部144は、隣り合うオクターブバンドの音圧の差分が大きい方から順(図9において、差分g、c、d、b、e、a、f)に5つ(差分b、c、d、e、gに対応する)、隣り合うオクターブバンドB(125Hzと250Hz)、C(250Hzと500Hz)、D(500Hzと1kHz)、E(1kHzと2kHz)、G(4kHzと8kHz)を抽出する。   The boundary deriving unit 144 has five (differences b, c, d) in descending order of difference in sound pressure between adjacent octave bands (differences g, c, d, b, e, a, f in FIG. 9). , E, and g), adjacent octave bands B (125 Hz and 250 Hz), C (250 Hz and 500 Hz), D (500 Hz and 1 kHz), E (1 kHz and 2 kHz), and G (4 kHz and 8 kHz) are extracted. .

図10は、本実施形態にかかる1/3オクターブバンド分析の結果の一例を示す説明図である。図10に示すように、特性導出部140は、図9の説明で抽出した隣り合うオクターブバンドB、C、D、E、Gについて、測定音信号の音圧レベルを1/3オクターブバンド毎に音圧検出部118に検出させる(1/3オクターブバンド分析)。ここで、特性導出部140は、公称中心周波数100Hz〜10kHzの1/3オクターブバンドそれぞれについて既に音圧レベル(特性値)を検出させており、抽出された隣り合うオクターブバンドに、重複する1/3オクターブバンドがあったとしても、その音圧レベルの検出は1度しか行わない。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a result of 1/3 octave band analysis according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the characteristic deriving unit 140 sets the sound pressure level of the measured sound signal for each 3 octave band for the adjacent octave bands B, C, D, E, and G extracted in the description of FIG. The sound pressure detection unit 118 detects (1/3 octave band analysis). Here, the characteristic deriving unit 140 has already detected the sound pressure level (characteristic value) for each 1/3 octave band having a nominal center frequency of 100 Hz to 10 kHz, and overlaps with the extracted adjacent octave band. Even if there are three octave bands, the sound pressure level is detected only once.

差分算出部142は、特性導出部140が抽出した、隣り合うオクターブバンドに対応する1/3オクターブバンドのグループ(図10においてB、C、D、E、Gで示す)の中で、1/3オクターブバンドに対応する、隣り合う1/3オクターブバンドの周波数帯域の差分を算出する。   The difference calculation unit 142, among the 1/3 octave band groups (indicated by B, C, D, E, and G in FIG. 10) extracted by the characteristic deriving unit 140 and corresponding to adjacent octave bands, The difference between the frequency bands of adjacent 1/3 octave bands corresponding to the 3 octave bands is calculated.

境界導出部144は、第1伝達周波数特性の5組の隣り合う周波数帯域(オクターブバンド)毎に、第2伝達周波数特性の複数の周波数帯域(1/3オクターブバンド)における隣り合う周波数帯域の内、差分算出部142が算出した差分が最も大きい1組を抽出し、その抽出した隣り合う1/3オクターブバンドの境界の周波数を境界周波数とする。   The boundary deriving unit 144 includes, for every five sets of adjacent frequency bands (octave bands) of the first transfer frequency characteristic, among the adjacent frequency bands in the plurality of frequency bands (1/3 octave band) of the second transfer frequency characteristic. Then, one set having the largest difference calculated by the difference calculating unit 142 is extracted, and the extracted boundary frequency between adjacent 1/3 octave bands is set as the boundary frequency.

図10において、公称中心周波数が、160Hzと200Hz、400Hzと500Hz、630Hzと800Hz、1.6kHzと2kHz、8kHzと10kHzの1/3オクターブバンドの境界の周波数が境界周波数となる。   In FIG. 10, the nominal center frequency is a boundary frequency of 160 Hz and 200 Hz, 400 Hz and 500 Hz, 630 Hz and 800 Hz, 1.6 kHz and 2 kHz, and 1/3 octave band boundaries of 8 kHz and 10 kHz.

上述したように、特性導出部140は、まず、オクターブバンド毎に分割された第1伝達周波数特性を導出し境界周波数の候補となる周波数を含む隣り合う周波数帯域を絞り、絞られた周波数帯域に対してのみ詳細に1/3オクターブバンド毎に分割された第2伝達周波数特性を導出する。かかる2段階に検出および導出させる構成により、境界周波数を簡易な処理で局所的に偏ることなく適切に定めることができる。   As described above, the characteristic deriving unit 140 first derives the first transfer frequency characteristic divided for each octave band, narrows down adjacent frequency bands including frequencies that are candidates for the boundary frequency, and reduces the frequency band to the narrowed frequency band. Only the second transfer frequency characteristic divided for each 1/3 octave band is derived in detail only. With the configuration in which detection and derivation are performed in two stages, the boundary frequency can be appropriately determined by a simple process without locally biasing.

また、境界導出部144は、音圧の差分の絶対値が所定閾値よりも小さい、隣り合う第1伝達周波数特性の周波数帯域、すなわち、隣り合うオクターブバンドを抽出しない。かかる構成により、音圧の差分の絶対値が小さく調整が不要な周波数帯域まで無駄に分離してしまう事態を回避し、処理負荷を低減することができる。   Further, the boundary deriving unit 144 does not extract the adjacent first transmission frequency characteristic frequency band, that is, the adjacent octave band, in which the absolute value of the sound pressure difference is smaller than the predetermined threshold. With such a configuration, it is possible to avoid a situation where the absolute value of the difference in sound pressure is small and the frequency band that does not need to be adjusted is wasted, and the processing load can be reduced.

上述したように、特性導出部140は、本実施形態において、1オクターブ分析を行うことで第1伝達周波数特性を導出し、1/3オクターブ分析を行うことで第2伝達周波数特性を導出しているが、かかる場合に限定されず、1/2オクターブ分析、1/3オクターブ分析、1/4オクターブ分析、1/6オクターブ分析、1/12オクターブ分析、1/24オクターブ分析のいずれかを用いて第2伝達周波数特性を導出してもよい。   As described above, in the present embodiment, the characteristic deriving unit 140 derives the first transfer frequency characteristic by performing 1 octave analysis, and derives the second transfer frequency characteristic by performing 1/3 octave analysis. However, the present invention is not limited to this, and any one of 1/2 octave analysis, 1/3 octave analysis, 1/4 octave analysis, 1/6 octave analysis, 1/12 octave analysis, 1/24 octave analysis is used. Thus, the second transfer frequency characteristic may be derived.

かかるオクターブバンドを用いる構成により、帯域の上限周波数と下限周波数との比が一定となる周波数帯域毎に音圧を求める定比型の分析であるオクターブバンド分析を行うこととなり、人間の聴覚に近い分析が可能となる。また、第2伝達周波数特性を、1オクターブバンドに含まれる音程の倍の数である24の約数で分割した帯域で分析して導出することで、1オクターブに含まれる12音階に則した帯域で調整を施すことができる。特に、処理負荷のコストと高音質化の効果を鑑みると、第2伝達周波数特性は、24の約数のうち、3を用いた1/3オクターブバンド分析を用いて導出するのが妥当である。   With the configuration using such an octave band, octave band analysis, which is a fixed ratio analysis for obtaining sound pressure for each frequency band in which the ratio between the upper limit frequency and the lower limit frequency of the band is constant, is close to human hearing. Analysis becomes possible. Also, the second transfer frequency characteristic is analyzed and derived in a band divided by a divisor of 24, which is a multiple of the pitch included in one octave band, thereby obtaining a band in accordance with the 12 scales included in one octave. You can make adjustments. In particular, in view of the processing load cost and the effect of higher sound quality, it is appropriate to derive the second transfer frequency characteristic using a 1/3 octave band analysis using 3 of the divisors of 24. .

さらに、より詳細な検出および導出をする場合、例えば1/3オクターブバンドを用いて第1伝達周波数特性を、1/12オクターブバンドを用いて第2伝達周波数特性を導出するとき、境界周波数の候補となる周波数を含む周波数帯域を2段階で絞ることで境界周波数をより迅速に導出することができる。さらに、コンプレッサ128の数が本実施形態よりも少ない場合も、抽出すべき隣り合うオクターブバンドの数が少なくなるので、やはり境界周波数を導出するまでの処理数を減らすことができ、境界周波数を迅速に導出することが可能となる。   Further, when more detailed detection and derivation is performed, for example, when the first transfer frequency characteristic is derived using a 1/3 octave band and the second transfer frequency characteristic is derived using a 1/12 octave band, boundary frequency candidates are derived. The boundary frequency can be derived more quickly by narrowing the frequency band including the frequency to be in two stages. Further, even when the number of compressors 128 is smaller than that of the present embodiment, the number of adjacent octave bands to be extracted is reduced, so that the number of processes until the boundary frequency is derived can be reduced, and the boundary frequency can be quickly increased. Can be derived.

上述したピンクノイズによる伝達周波数特性の導出は、本実施形態において所定時間毎に行うものとするが、かかる場合に限定されず、ユーザ入力に応じて行ってもよいし、車両内で用いる場合、車両の速度が所定値を超えたり下回ったりしたときに行ってもよいし、高速道路の料金所を通過したときに行ってもよい。   The derivation of the transfer frequency characteristic due to the pink noise described above is performed at predetermined time intervals in the present embodiment, but is not limited to such a case, and may be performed according to a user input, or when used in a vehicle. It may be performed when the vehicle speed exceeds or falls below a predetermined value, or may be performed when passing through a toll gate on the highway.

乗算設定部146は、伝達周波数特性に基づいて、境界周波数で区切られた周波数帯域毎の乗算関数を設定する。かかる乗算関数は、パラメータとして乗算率が変化する閾値と、傾斜を示す傾きとを含み、隣り合うオクターブバンドの音圧の差分を縮小させるような値、すなわち、オクターブバンド毎の音圧レベルが、伝達周波数特性の導出の対象となった周波数帯域全体の音圧レベルの平均値に近づくように計算された関数として導出され、入力された原音信号の調整に用いられる。つまり、乗算設定部146は、入力された原音信号(正確には倍音信号が加算された原音信号)の境界周波数で区切られた周波数帯域の内、音圧レベルが小さい周波数帯域よりも、音圧レベルが大きい周波数帯域の方をより減衰させるように乗算関数を設定する。また、本実施形態において、音圧調整部は、入力レベルよりも出力レベルが小さくなるような処理を行うが、音圧レベルが小さい周波数帯域の音圧レベルを増幅させるような処理を行っても良い。   The multiplication setting unit 146 sets a multiplication function for each frequency band divided by the boundary frequency based on the transfer frequency characteristic. Such a multiplication function includes a threshold value at which the multiplication rate changes as a parameter and an inclination indicating inclination, and a value that reduces the difference in sound pressure between adjacent octave bands, that is, the sound pressure level for each octave band is It is derived as a function calculated so as to approach the average value of the sound pressure level of the entire frequency band for which the transfer frequency characteristic is derived, and is used to adjust the input original sound signal. That is, the multiplication setting unit 146 has a sound pressure level lower than a frequency band having a lower sound pressure level in a frequency band divided by a boundary frequency of the input original sound signal (precisely, the original sound signal to which the harmonic signal is added). The multiplication function is set so that the frequency band with a higher level is attenuated more. In the present embodiment, the sound pressure adjustment unit performs processing such that the output level is lower than the input level, but may perform processing that amplifies the sound pressure level in a frequency band where the sound pressure level is small. good.

また、以下の本実施形態の説明において乗算率とは、入力する原音信号の音圧(入力レベル)に対する出力する原音信号の音圧(出力レベル)の比の百分率である。   In the following description of the present embodiment, the multiplication rate is a percentage of the ratio of the sound pressure (output level) of the original sound signal to be output to the sound pressure (input level) of the input original sound signal.

図6は、本実施形態にかかる乗算関数を説明する説明図である。本実施形態において、コンプレッサ128が用いる、図6(a)に示す乗算関数は、入力レベルをx、出力レベルをyとすると、例えば、以下の数式1で表される。

Figure 2011035573
…(数式1)
ここで、Xはコンプレッサ128の乗算率が変化する開始点(閾値)、mは乗算率の変化推移の傾斜を示す傾きである。 FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a multiplication function according to the present embodiment. In the present embodiment, the multiplication function shown in FIG. 6A used by the compressor 128 is expressed, for example, by Equation 1 below, where x is the input level and y is the output level.
Figure 2011035573
... (Formula 1)
Wherein, X 1 is the starting point multiplication rate of the compressor 128 is changed (threshold), m is the slope indicating the inclination of the multiplication factor of the change trend.

また、図6(a)よりも入力レベルを大きく減衰させる必要がある場合、m<1であれば、乗算設定部146は、図6(b)のように、開始点として閾値Xより小さい閾値Xを設定する。すると、乗算関数は、例えば、以下の数式2で表される。

Figure 2011035573
…(数式2) Further, when it is necessary to greatly attenuate the input level than FIG. 6 (a), the if m <1, multiplying setting unit 146, as shown in FIG. 6 (b), the threshold value X 1 is smaller than the starting point setting the threshold X 2. Then, the multiplication function is expressed by the following formula 2, for example.
Figure 2011035573
... (Formula 2)

同様に、図6(a)よりも入力レベルを大きく減衰させる必要がある場合、図6(c)のように、乗算設定部146は、傾きmより小さい傾きnを設定する。すると、乗算関数は、例えば以下の数式3で表される。

Figure 2011035573
…(数式3) Similarly, when it is necessary to attenuate the input level more than that in FIG. 6A, the multiplication setting unit 146 sets a slope n smaller than the slope m as shown in FIG. 6C. Then, for example, the multiplication function is expressed by Equation 3 below.
Figure 2011035573
... (Formula 3)

上述したように、乗算関数は、乗算率が変化する開始点(閾値)と、変化推移の傾斜を示す傾きとをパラメータとして含む。また、乗算率が変化する閾値および傾斜を示す傾きそれぞれに上限(下限)を設けることで、閾値や傾きが極端な値になってしまい音信号が歪んでしまう現象を回避することができる。   As described above, the multiplication function includes the starting point (threshold value) at which the multiplication rate changes and the slope indicating the slope of the change transition as parameters. In addition, by providing an upper limit (lower limit) for each of the threshold at which the multiplication rate changes and the slope indicating the slope, it is possible to avoid a phenomenon in which the threshold or slope becomes an extreme value and the sound signal is distorted.

また、かかる乗算関数は、隣り合うオクターブバンド毎の音圧の差分を縮小させるような関数に限定されず、乗算設定部146は、例えば、低音域を強調したり、高音域を強調したりするように乗算関数を設定してもよい。   The multiplication function is not limited to a function that reduces the difference in sound pressure between adjacent octave bands. For example, the multiplication setting unit 146 emphasizes a low frequency range or emphasizes a high frequency range. A multiplication function may be set as described above.

乗算設定部146を用いる構成により、周囲の環境の影響で音が伝達されにくい周波数帯域と、伝達され易い周波数帯域が、同程度の大きさに聴こえるように原音信号が調整処理されるため、周波数帯域毎の出力音圧を調整して、音の劣化を抑制することが可能となる。   With the configuration using the multiplication setting unit 146, the original sound signal is adjusted so that the frequency band in which sound is difficult to be transmitted due to the influence of the surrounding environment and the frequency band in which sound is easily transmitted can be heard at the same level. It is possible to suppress the deterioration of sound by adjusting the output sound pressure for each band.

境界導出部144は、境界周波数に基づいて、LPF122、BPF124a〜124d、HPF126を制御し、LPF122、BPF124a〜124d、HPF126は、協働して、上述した高音域倍音生成部114から伝送された、倍音信号が加算された原音信号を、境界導出部144が導出した境界周波数で区切られた周波数帯域毎の信号に分割する。具体的に、LPF122、BPF124a〜124d、HPF126は、それぞれ最も小さい境界周波数を下限周波数とする周波数帯域の周波数成分、最大および最小の境界周波数を下限周波数とする周波数帯域を除いた周波数帯域の周波数成分、周波数が最も大きい境界周波数を下限周波数とする周波数帯域の周波数成分のみを通過させる。   The boundary deriving unit 144 controls the LPF 122, the BPFs 124a to 124d, and the HPF 126 based on the boundary frequency. The original sound signal to which the harmonic signal is added is divided into signals for each frequency band delimited by the boundary frequency derived by the boundary deriving unit 144. Specifically, the LPF 122, the BPF 124a to 124d, and the HPF 126 each have a frequency component in a frequency band having a lowest boundary frequency as a lower limit frequency, and a frequency component in a frequency band excluding a frequency band having a maximum and minimum boundary frequency as a lower limit frequency. Only the frequency component of the frequency band having the boundary frequency having the highest frequency as the lower limit frequency is allowed to pass.

BPF124について、詳細には、BPF124aが2番目、BPF124bが3番目、BPF124cが4番目、BPF124dが5番目、に小さい境界周波数を下限周波数とする周波数帯域の周波数成分のみを通過させる。   More specifically, regarding the BPF 124, only the frequency component of the frequency band having the lower boundary frequency as the lower boundary frequency is passed through the BPF 124a, the BPF 124b third, the BPF 124c fourth, the BPF 124d fifth.

コンプレッサ128(コンプレッサ128a〜128f)は、第1伝達周波数特性に基づいて、本実施形態においては、乗算設定部146が第1伝達周波数特性(および第2伝達周波数特性)に応じて設定した乗算関数に基づいて、LPF122、BPF124a〜124d、HPF126が分割した複数の周波数帯域の信号毎に音圧を調整する。詳細に、LPF122、BPF124a〜124d、HPF126から伝送された複数の周波数帯域の信号は、それぞれ、コンプレッサ128a〜128fにおいて、コンプレッサ128a〜128f毎に設定された乗算関数に基づいて音圧が調整される。   The compressor 128 (compressors 128a to 128f) is based on the first transmission frequency characteristic, and in the present embodiment, the multiplication function set by the multiplication setting unit 146 according to the first transmission frequency characteristic (and the second transmission frequency characteristic). The sound pressure is adjusted for each of signals in a plurality of frequency bands divided by the LPF 122, the BPFs 124a to 124d, and the HPF 126. Specifically, the sound pressures of the signals in the plurality of frequency bands transmitted from the LPF 122, the BPF 124a to 124d, and the HPF 126 are adjusted in the compressors 128a to 128f based on the multiplication functions set for the compressors 128a to 128f, respectively. .

加算器130は、コンプレッサ128a〜128fから伝送された、コンプレッサ128a〜128fが音圧を調整した複数の周波数帯域の信号を加算し1の音信号を生成する。信号出力部132は、加算器130から伝送された、1の音信号を図示しない外部のアンプやスピーカ等のオーディオ機器に出力する。こうして、原音信号は音として周囲の環境を伝達する。   The adder 130 adds the signals in the plurality of frequency bands transmitted from the compressors 128a to 128f and adjusted by the compressors 128a to 128f to generate one sound signal. The signal output unit 132 outputs one sound signal transmitted from the adder 130 to an audio device such as an external amplifier or a speaker (not shown). Thus, the original sound signal transmits the surrounding environment as sound.

また、本実施形態において、信号出力部132は、特性導出部140からの指示に応じて、周囲の環境の音の伝達周波数特性を導出するために出力される参照音信号(周波数特性測定信号)、本実施形態においてピンクノイズの音信号であるピンクノイズ信号を出力する。   Further, in the present embodiment, the signal output unit 132 is a reference sound signal (frequency characteristic measurement signal) that is output in order to derive the transmission frequency characteristic of the sound of the surrounding environment in response to an instruction from the characteristic deriving unit 140. In this embodiment, a pink noise signal that is a sound signal of pink noise is output.

上述したように、境界導出部144およびコンプレッサ128が、音源から出力される既知の周波数特性の所定の環境下における音を測定して得た伝達周波数特性に基づいて適切な境界周波数の導出および信号の調整を行うため、音信号処理装置100は、使用する環境を選ばず様々な環境で有効に利用できる。また、本実施形態において、境界周波数は固定値ではなく伝達周波数特性に応じて動的に決定されるので、境界周波数で区切られた複数の周波数帯域は、伝達周波数特性の音圧レベルの大きさが近似している帯域をまとめたものとなる。そのため、境界周波数で区切られた複数の周波数帯域毎に適切に音圧調整を施すことができ、周波数帯域毎の出力音圧を調整して、音の劣化を抑制することが可能となる。   As described above, the boundary deriving unit 144 and the compressor 128 derive the appropriate boundary frequency and signal based on the transfer frequency characteristic obtained by measuring the sound in the predetermined environment with the known frequency characteristic output from the sound source. Therefore, the sound signal processing apparatus 100 can be used effectively in various environments regardless of the environment to be used. In the present embodiment, the boundary frequency is dynamically determined according to the transmission frequency characteristic, not a fixed value, and therefore, a plurality of frequency bands delimited by the boundary frequency is the magnitude of the sound pressure level of the transmission frequency characteristic. Is a summary of the bands that are approximated. Therefore, sound pressure adjustment can be appropriately performed for each of a plurality of frequency bands divided by the boundary frequency, and output sound pressure for each frequency band can be adjusted to suppress sound deterioration.

(音信号処理方法)
続いて、上述した音信号処理装置100を用いた音信号処理方法について説明する。図11は、本実施形態にかかる音信号処理方法の具体的な処理を示したフローチャートである。かかる音信号処理方法の処理は、音信号処理装置100に原音信号が入力されている間、所定のサンプリング周期毎に繰り返し実行される。
(Sound signal processing method)
Next, a sound signal processing method using the sound signal processing apparatus 100 described above will be described. FIG. 11 is a flowchart showing specific processing of the sound signal processing method according to the present embodiment. The sound signal processing method is repeatedly executed at predetermined sampling periods while the original sound signal is being input to the sound signal processing apparatus 100.

原音信号が入力されると、特性導出部140は、前回第1伝達周波数特性を導出してから所定時間が経過しているか否かを判断する(S300)。所定時間が経過していると(S300のYES)、特性導出部140は、信号出力部132にピンクノイズ信号を出力させる(S302)。   When the original sound signal is input, the characteristic deriving unit 140 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the first transmission frequency characteristic was derived last time (S300). When the predetermined time has elapsed (YES in S300), the characteristic deriving unit 140 causes the signal output unit 132 to output a pink noise signal (S302).

特性導出部140は、マイク116が収音したピンクノイズを変換した測定音信号の複数の周波数帯域毎の音圧を分析することで、オクターブバンド分析を行う(S304)。そして、差分算出部142は、オクターブバンド分析によって導出された第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域(オクターブバンド)における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出する(S306)。続いて境界導出部144は、音圧の差分が大きい順に所定数(例えば、5つ)、隣り合う周波数帯域(オクターブバンド)を抽出し(S308)、特性導出部140は、それぞれの隣り合う周波数帯域について、1/3オクターブバンド分析を行う(S310)。   The characteristic deriving unit 140 performs octave band analysis by analyzing the sound pressure for each of a plurality of frequency bands of the measurement sound signal obtained by converting the pink noise collected by the microphone 116 (S304). Then, the difference calculation unit 142 calculates the difference between the sound pressures in adjacent frequency bands in the plurality of frequency bands (octave bands) of the first transfer frequency characteristic derived by the octave band analysis (S306). Subsequently, the boundary deriving unit 144 extracts a predetermined number (for example, 5) and adjacent frequency bands (octave bands) in descending order of the sound pressure difference (S308), and the characteristic deriving unit 140 selects each adjacent frequency. For the band, 1/3 octave band analysis is performed (S310).

差分算出部142は、続いて、1/3オクターブバンド分析によって導出された第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域(1/3オクターブバンド)における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出する(S312)。境界導出部144は、第1伝達周波数特性の1組または複数組の隣り合う周波数帯域(オクターブバンド)毎に、第2伝達周波数特性の複数の周波数帯域(1/3オクターブバンド)における隣り合う周波数帯域の内、差分算出部142が算出した差分が最も大きい1組を抽出し(S314)、隣り合う1/3オクターブバンドの境界となる周波数である境界周波数を導出する(S316)。   Subsequently, the difference calculation unit 142 calculates the difference in sound pressure between adjacent frequency bands in a plurality of frequency bands (1/3 octave bands) of the first transfer frequency characteristic derived by the 1/3 octave band analysis. (S312). The boundary deriving unit 144 has adjacent frequencies in a plurality of frequency bands (1/3 octave band) of the second transfer frequency characteristic for each one or a plurality of adjacent frequency bands (octave bands) of the first transfer frequency characteristic. Among the bands, one set having the largest difference calculated by the difference calculation unit 142 is extracted (S314), and a boundary frequency which is a frequency that becomes a boundary between adjacent 1/3 octave bands is derived (S316).

そして、乗算設定部146は、伝達周波数特性に基づいて、境界周波数で区切られた周波数帯域毎の乗算関数を設定する(S318)。   Then, the multiplication setting unit 146 sets a multiplication function for each frequency band divided by the boundary frequency based on the transfer frequency characteristic (S318).

続いて、低音域倍音生成部112は、信号入力部110に入力された原音信号のうち、所定周波数帯域、例えば、0〜300Hzの周波数成分の倍音信号を、倍音の次数が高くなるに従って出力音圧を小さくなるように生成し、入力された原音信号に加算する(S320)。   Subsequently, the low-frequency overtone generation unit 112 outputs a harmonic signal having a predetermined frequency band, for example, a frequency component of 0 to 300 Hz, from the original sound signal input to the signal input unit 110, as the harmonic order increases. The pressure is generated to be small and added to the input original sound signal (S320).

そして、高音域倍音生成部114は、低音域倍音生成部112から伝送された、倍音信号が加算された原音信号のうち、8kHzより大きく11kHz以下の周波数成分の所定次数(例えば、2次)の倍音信号を生成し、低音域倍音生成部112から伝送された、倍音信号が加算された原音信号にその倍音信号を加算する(S322)。   Then, the high-frequency overtone generation unit 114 has a predetermined order (for example, secondary) of frequency components greater than 8 kHz and less than or equal to 11 kHz among the original sound signal added with the overtone signal transmitted from the low-frequency range harmonic generation unit 112. A harmonic signal is generated, and the harmonic signal is added to the original sound signal added with the harmonic signal transmitted from the low-frequency range harmonic generation unit 112 (S322).

LPF122、BPF124、およびHPF126は、境界導出部144が導出した境界周波数に応じて、高音域倍音生成部114から伝送された、倍音信号が加算された原音信号を、境界周波数で区切られた周波数帯域毎の信号に分割する(S324)。   The LPF 122, the BPF 124, and the HPF 126 are frequency bands in which the original sound signal added with the harmonic overtone signal transmitted from the high frequency overtone generation unit 114 according to the boundary frequency derived by the boundary deriving unit 144 is divided by the boundary frequency. Each signal is divided (S324).

続いて、コンプレッサ128は、LPF122、BPF124、およびHPF126が分割した信号毎に音圧を、乗算設定部146が設定した乗算関数に基づいて調整し(S326)、加算器130は、調整処理が施されたそれぞれの信号同士を加算し1の音信号を生成する(S328)。信号出力部132は、コンプレッサ128から伝送された原音信号を図示しない外部のアンプやスピーカ等のオーディオ機器に出力する(S330)。   Subsequently, the compressor 128 adjusts the sound pressure for each signal divided by the LPF 122, the BPF 124, and the HPF 126 based on the multiplication function set by the multiplication setting unit 146 (S326), and the adder 130 performs adjustment processing. The respective signals thus added are added together to generate one sound signal (S328). The signal output unit 132 outputs the original sound signal transmitted from the compressor 128 to an audio device such as an external amplifier or a speaker (not shown) (S330).

本実施形態の音信号処理方法を用いると、境界周波数は固定値ではなく伝達周波数特性に応じて動的に決定され、分割周波数帯域は、伝達周波数特性の音圧レベルの大きさが近い帯域をまとめたものとなるため、分割周波数帯域毎に適切に調整処理を施すことができ、周波数帯域毎の出力音圧を調整して、音の劣化を抑制することが可能となる。   When the sound signal processing method of this embodiment is used, the boundary frequency is not a fixed value but dynamically determined according to the transfer frequency characteristic, and the divided frequency band is a band where the sound pressure level of the transfer frequency characteristic is close. Since they are summarized, adjustment processing can be appropriately performed for each divided frequency band, and output sound pressure for each frequency band can be adjusted to suppress sound deterioration.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

なお、本明細書の音信号処理方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。   Note that each step in the sound signal processing method of the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowchart, and may include parallel or subroutine processing.

本発明は、音信号の周波数特性のバランスを調整する音信号処理装置および音信号処理方法に利用することができる。   The present invention can be used for a sound signal processing device and a sound signal processing method for adjusting the balance of frequency characteristics of sound signals.

100 …音信号処理装置
112 …低音域倍音生成部
114 …高音域倍音生成部
116 …マイク(収音部)
122 …LPF(原音分割部)
124 …BPF(原音分割部)
126 …HPF(原音分割部)
128 …コンプレッサ(音圧調整部)
130 …加算器(信号加算部)
140 …分割導出部
142 …差分算出部
144 …境界導出部
146 …乗算設定部(音圧調整部)
170 …HPF(ハイパスフィルタ)
184 …HPF(ハイパスフィルタ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Sound signal processing apparatus 112 ... Low-range overtone production | generation part 114 ... High-range overtone production | generation part 116 ... Microphone (sound collection part)
122 ... LPF (original sound division)
124 ... BPF (original sound division unit)
126 ... HPF (original sound division unit)
128 ... Compressor (Sound pressure adjustment unit)
130 ... adder (signal adder)
140 ... division derivation unit 142 ... difference calculation unit 144 ... boundary derivation unit 146 ... multiplication setting unit (sound pressure adjustment unit)
170 ... HPF (High Pass Filter)
184 ... HPF (High Pass Filter)

Claims (11)

音源から出力される既知の周波数特性の音を所定の聴点において収音し、前記音を電気信号へと変換する収音部と、
前記電気信号の複数の周波数帯域毎の音圧を分析することで第1伝達周波数特性を導出する特性導出部と、
前記第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出する差分算出部と、
前記差分算出部が算出した差分が大きい順に、前記第1伝達周波数特性における隣り合う周波数帯域を1組または複数組抽出し、その抽出した隣り合う周波数帯域の境界の周波数である境界周波数を導出する境界導出部と、
入力された原音信号を前記境界周波数で区切られた周波数帯域毎の信号に分割する原音分割部と、
前記第1伝達周波数特性に基づいて、前記原音分割部が分割した複数の周波数帯域の信号毎に音圧を調整する音圧調整部と、
前記音圧調整部が調整した複数の周波数帯域の信号を加算し、1の音信号を生成する信号加算部と、
を備えることを特徴とする音信号処理装置。
A sound collection unit that collects sound of a known frequency characteristic output from a sound source at a predetermined listening point, and converts the sound into an electrical signal;
A characteristic deriving unit for deriving a first transfer frequency characteristic by analyzing sound pressure for each of a plurality of frequency bands of the electrical signal;
A difference calculating unit for calculating a difference in sound pressure between adjacent frequency bands in the plurality of frequency bands of the first transfer frequency characteristic;
One or more adjacent frequency bands in the first transmission frequency characteristic are extracted in descending order of the difference calculated by the difference calculation unit, and a boundary frequency that is a boundary frequency between the extracted adjacent frequency bands is derived. A boundary derivation unit;
An original sound dividing unit that divides the input original sound signal into signals for each frequency band divided by the boundary frequency;
A sound pressure adjusting unit that adjusts a sound pressure for each of signals in a plurality of frequency bands divided by the original sound dividing unit based on the first transmission frequency characteristic;
A signal adding unit that adds signals of a plurality of frequency bands adjusted by the sound pressure adjusting unit to generate one sound signal;
A sound signal processing apparatus comprising:
前記特性導出部は、前記境界導出部が抽出した、前記第1伝達周波数特性の1組または複数組の隣り合う周波数帯域について、前記電気信号における、前記第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域とは異なる複数の周波数帯域毎の音圧を分析することで第2伝達周波数特性を導出し、
前記差分算出部は、前記第2伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出し、
前記境界導出部は、前記第1伝達周波数特性の1組または複数組の隣り合う周波数帯域毎に、前記第2伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の内、前記差分算出部が算出した差分が最も大きい1組を抽出し、その抽出した隣り合う周波数帯域の境界の周波数を境界周波数とすることを特徴とする請求項1に記載の音信号処理装置。
The characteristic deriving unit includes a plurality of adjacent frequency bands of the first transmission frequency characteristic extracted by the boundary deriving unit, and a plurality of frequency bands of the first transmission frequency characteristic in the electrical signal. Derives the second transfer frequency characteristic by analyzing the sound pressure for each of a plurality of different frequency bands,
The difference calculation unit calculates a difference between sound pressures in adjacent frequency bands in a plurality of frequency bands of the second transfer frequency characteristic,
The boundary deriving unit is configured such that, for each of one or a plurality of adjacent frequency bands of the first transmission frequency characteristic, the difference calculation unit includes, among the adjacent frequency bands in the plurality of frequency bands of the second transmission frequency characteristic, the difference calculating unit 2. The sound signal processing apparatus according to claim 1, wherein one set having the largest calculated difference is extracted, and the extracted frequency at the boundary between adjacent frequency bands is set as a boundary frequency.
前記特性導出部は、1オクターブ分析を行うことで前記第1伝達周波数特性を導出し、1/2オクターブ分析、1/3オクターブ分析、1/4オクターブ分析、1/6オクターブ分析、1/12オクターブ分析、1/24オクターブ分析のいずれかを用いて前記第2伝達周波数特性を導出することを特徴とする請求項2に記載の音信号処理装置。   The characteristic deriving unit derives the first transmission frequency characteristic by performing one octave analysis, and performs 1/2 octave analysis, 1/3 octave analysis, 1/4 octave analysis, 1/6 octave analysis, 1/12 The sound signal processing apparatus according to claim 2, wherein the second transfer frequency characteristic is derived using either octave analysis or 1/24 octave analysis. 前記境界導出部は、前記音圧の差分の絶対値が所定閾値よりも小さい、隣り合う前記第1伝達周波数特性の周波数帯域を抽出しないことを特徴とする請求項2または3に記載の音信号処理装置。   4. The sound signal according to claim 2, wherein the boundary deriving unit does not extract a frequency band of the adjacent first transmission frequency characteristics whose absolute value of the difference between the sound pressures is smaller than a predetermined threshold value. 5. Processing equipment. 前記音圧調整部は、前記差分を縮小させるように複数の周波数帯域の信号毎に調整することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の音信号処理装置。   5. The sound signal processing apparatus according to claim 1, wherein the sound pressure adjustment unit adjusts for each signal in a plurality of frequency bands so as to reduce the difference. 6. 前記原音信号のうち、所定周波数帯域の周波数成分の倍音信号を、次数が高くなるに従って出力音圧が小さくなるように生成し、その生成した倍音信号を前記原音信号に加算する低音域倍音生成部をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の音信号処理装置。   Of the original sound signal, a harmonic overtone signal having a frequency component in a predetermined frequency band is generated such that the output sound pressure decreases as the order increases, and the generated overtone signal is added to the original sound signal. The sound signal processing apparatus according to claim 1, further comprising: 前記低音域倍音生成部は、ハイパスフィルタを備えることを特徴とする請求項6に記載の音信号処理装置。   The sound signal processing apparatus according to claim 6, wherein the low-frequency range overtone generation unit includes a high-pass filter. 前記原音信号のうち、所定周波数帯域の周波数成分の所定次数の倍音信号を生成し、その生成した倍音信号を前記原音信号に加算する高音域倍音生成部をさらに備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の音信号処理装置。   2. A high-frequency overtone generation unit that generates a harmonic signal of a predetermined order of a frequency component in a predetermined frequency band from the original sound signal, and adds the generated harmonic signal to the original sound signal. 8. The sound signal processing device according to any one of 1 to 7. 前記高音域倍音生成部は、ハイパスフィルタを備えることを特徴とする請求項8に記載の音信号処理装置。   The sound signal processing apparatus according to claim 8, wherein the high-frequency range overtone generation unit includes a high-pass filter. 前記原音信号に圧縮処理が施されている場合、前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数は、前記圧縮処理において切り捨てられた周波数帯域の下限周波数であることを特徴とする請求項9に記載の音信号処理装置。   10. The sound signal processing according to claim 9, wherein when the original sound signal is subjected to compression processing, a cutoff frequency of the high-pass filter is a lower limit frequency of a frequency band discarded in the compression processing. apparatus. 音源から出力される既知の周波数特性の音を所定の聴点において収音し、前記音を電気信号へと変換し、
前記電気信号の複数の周波数帯域毎の音圧を分析することで第1伝達周波数特性を導出し、
前記第1伝達周波数特性の複数の周波数帯域における隣り合う周波数帯域の音圧の差分をそれぞれ算出し、
算出した差分が大きい順に、前記第1伝達周波数特性における隣り合う周波数帯域を1組または複数組抽出し、その抽出した隣り合う周波数帯域の境界の周波数である境界周波数を導出し、
入力された原音信号を前記境界周波数で区切られた周波数帯域毎の信号に分割し、
前記第1伝達周波数特性に基づいて、分割した複数の周波数帯域の信号毎に音圧を調整し、
調整した複数の周波数帯域の信号を加算し、1の音信号を生成することを特徴とする音信号処理方法。
A sound having a known frequency characteristic output from a sound source is collected at a predetermined listening point, and the sound is converted into an electric signal.
Deriving the first transfer frequency characteristic by analyzing the sound pressure for each of a plurality of frequency bands of the electrical signal,
Calculating the difference between the sound pressures of adjacent frequency bands in the plurality of frequency bands of the first transmission frequency characteristic,
In order from the calculated difference, extract one or a plurality of adjacent frequency bands in the first transmission frequency characteristic, and derive a boundary frequency that is a boundary frequency of the extracted adjacent frequency bands;
Divide the input original sound signal into signals for each frequency band divided by the boundary frequency,
Based on the first transmission frequency characteristic, the sound pressure is adjusted for each of the signals of the plurality of divided frequency bands,
A sound signal processing method comprising: adding a plurality of adjusted frequency band signals to generate one sound signal.
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