CN102077464A - 声学处理装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够在不依赖于介质音频编码格式、声源风格或声源音量设置的情况下、维持音量并以良好的音质再现音频信号的声学处理装置。在声学处理装置(1)的情况下，限制器控制信号生成单元(5)生成用于应用基于声源音频信号中短时间的信号级变化所判断出的快速的变化量校正、和基于声源音频信号中长时间的信号级所判断出的缓慢的变化量校正的限制器控制信号，并且音量控制单元(7)和(8)将所生成的限制器控制信号应用于音频信号，并且控制声源的音量。

Description

声学处理装置

技术领域

本发明涉及一种声学处理装置，尤其涉及一种能够对来自声源的音频信号的信号级进行快速的变化量校正和缓慢的变化量校正的声学处理装置。

背景技术

如今，我们可以欣赏以各种记录格式记录的音乐(即，从各种声源记录的音乐)。例如，这些音乐包括基于诸如AM或FM无线电广播等的模拟声源的音乐、基于诸如CD或DVD等的数字声源的音乐等。

典型的音频装置包括用于选择各种声源的操作部(选择器或触摸面板)。收听者操作该操作部以选择这些声源其中之一，从而再现他或她喜爱的音乐(参考专利文献1)。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本特开2007-228336号公报(第3-4页、图2)

发明内容

发明要解决的问题

然而，诸如CD或DVD等的介质中记录的音乐的音频编码格式根据要使用的介质而不同。例如，CD所采用的音频编码格式是线性PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)，并且DVD所采用的音频编码格式是AC-3(Audio Code number 3，音频编码数3)或DTS(Digital Theater System，数字影院系统)。通常，在线性PCM中，以较高的音量记录音乐。在AC-3或DTS中，为了确保宽动态范围，整体以低音量记录音乐。因而，当收听者改变再现音乐的介质的类型(即，音乐源)、例如从CD变为DVD或从DVD变为CD时，他或她需要控制音频装置的音量以获得期望音量。

在尽管记录要使用的介质不变、但要记录的音乐或视频的类别例如在动作电影和古典电影之间或在摇滚乐或古典乐之间变化的情况下，所记录的音乐的音量根据该类别而变化。因此，即使要使用的介质的类型不变，在每次类别变化时，收听者也需要控制音频装置的音量以获得期望音量。

此外，对于各广播公司，通过AM无线电调谐器广播的音乐(声音)、通过FM无线电调谐器广播的音乐(声音)、通过模拟TV调谐器广播的音乐(声音)或通过数字TV调谐器广播的音乐(声音)在音量设置方面不同。因此，在每次切换接收信道时，收听者都需要控制音频装置的音量。

近年来，很多人喜欢使用头戴式耳机等收听从能够存储数千首音乐数据的便携式音频播放器输出的音乐。因而，例如，可以假定在驾驶车辆时、通过外部输入端子等使用车载音频设备来再现该便携式音频播放器中记录的音乐的情况。在以这种方式再现音乐的情况下，在音量控制操作方面需要考虑便携式音频播放器中的音量控制功能和车载音频设备中的音量控制功能这两者，从而需要进行多次音量控制以获得期望音量。

已经考虑到以上问题而作出了本发明，并且本发明的目的是提供一种能够在不依赖于介质音频编码格式、声源类型或声源音量设置的情况下，维持音量并且以良好的音质再现音频信号的声学处理装置。

用于解决问题的方案

为了解决以上问题，根据本发明，提供一种声学处理装置，包括：级信号生成部，用于生成表示从声源输入的音频信号的短时间的信号级变化的第一变化信号、和表示所述音频信号的长时间的信号级变化的第二变化信号；第一控制信号生成部，用于基于所述第一变化信号中的信号级变化，生成用于对所述音频信号的信号级进行快速的变化量校正的第一控制信号；第二控制信号生成部，用于基于所述第二变化信号中的信号级变化，生成用于对所述音频信号的信号级进行缓慢的变化量校正的第二控制信号；限制器控制信号生成部，用于将由所述第二控制信号生成部生成的所述第二控制信号添加至由所述第一控制信号生成部生成的所述第一控制信号，以生成能够添加针对所述音频信号的信号级的、所述快速的变化量校正和所述缓慢的变化量校正的限制器控制信号；以及音量控制部，用于通过将所述限制器控制信号应用于所述音频信号来进行所述音频信号的音量控制。

在根据本发明的声学处理装置中，级信号生成部生成表示从声源输入的音频信号的短时间的信号级变化的第一变化信号、和表示从声源输入的音频信号的长时间的信号级变化的第二变化信号。生成第一变化信号和第二变化信号允许从长时间的观点和短时间的观点这两方面来判断音频信号的信号级变化。

因而，当第一控制信号生成部基于第一变化信号生成第一控制信号、并将所生成的第一控制信号应用于音频信号时，可以对该音频信号的信号级实现快速的变化量校正。同样，当第二控制信号生成部基于第二变化信号生成第二控制信号、并将所生成的第二控制信号应用于音频信号时，可以对该音频信号的信号级实现缓慢的变化量校正。

此外，在根据本发明的声学处理装置中，限制器控制信号生成部将针对缓慢的变化量校正的第二控制信号添加至针对快速的变化量校正的第一控制信号，以生成限制器控制信号。由音量控制部将所生成的限制器控制信号应用于声源的音频信号。与将第一控制信号和第二控制信号分别应用于声源的音频信号的情况相比较，这样简化了声学处理装置的结构，并且允许简化信号处理以及降低处理负荷。

特别地，当对音频信号施加声学处理时，对要进行声学处理的各控制信号施加线性到分贝转换或采样率转换，然后对该音频信号施加声学处理。因此，通过基于第一控制信号和第二控制信号生成一个控制信号、并在单一处理步骤中使用该一个控制信号对音频信号施加声学处理，可以更有效地实现简化信号处理以及降低处理负荷。

此外，在所述声学处理装置中，所述第二控制信号生成部包括：校正时间信息设置部，用于基于所述第二变化信号中的信号级的变化状态来设置与用于进行变化量校正的校正时间有关的信息；以及动态范围信号生成部，用于基于与所述校正时间有关的信息计算校正时间，并且生成能够以与计算出的校正时间相对应的响应速度对所述音频信号进行变化量校正的所述第二控制信号。

如上所述，第二变化信号是表示音频信号的长时间的信号级变化的信号。因而，第二控制信号生成部可以通过基于第二变化信号计算第二控制信号来生成用于进行缓慢的变化量校正的信号。然而，如果在第二变化信号的信号级急剧变化(上升或下降)的情况下毫无修改地进行缓慢的变化量校正，则对于信号级的变化状态而言，该变化量校正可能不充分。为了应对该情况，校正时间信息设置部判断第二变化信号的变化状态，更具体地，判断信号级的急剧上升或下降，并且基于判断出的变化状态来设置与进行变化量校正的校正时间有关的信息。此外，动态范围信号生成部根据与预设的校正时间有关的信息计算校正时间，并且生成用于以与计算出的校正时间相对应的响应速度对音频信号进行变化量校正的第二控制信号。生成该第二控制信号允许变化量校正的响应时间与声源的信号级变化相关联地灵活变化。

此外，在所述声学处理装置中，所述校正时间信息设置部在所述第二变化信号中的信号级急剧变化的情况下，设置用于缩短所述校正时间的信息，并且在所述第二变化信号中的信号级缓慢变化的情况下，设置用于延长所述校正时间的信息。

如上所述，校正时间信息设置部在第二变化信号的信号级急剧变化的情况下，设置用于缩短校正时间的信息，从而与声源的信号级变化相关联地灵活改变变化量校正的响应时间。该设置可以提高变化量校正的响应速度，由此实现快速的校正。在第二变化信号的信号级缓慢变化的情况下，不总是需要进行快速的校正处理。因而，校正时间信息设置部设置用于延长校正时间的信息，以减慢变化量校正的响应速度，由此实现缓慢的校正处理。

发明的效果

根据本发明的声学处理装置，可以通过使用限制器控制信号，将基于声源的音频信号的短时间的信号级变化判断出的快速的变化量校正和基于声源的音频信号的长时间的信号级变化判断出的缓慢的变化量校正应用于音频信号。这允许从长时间的观点和短时间的观点这两方面来判断音频信号的信号级变化，由此可以实现确保对音频信号进行快速的变化量校正和缓慢的变化量校正这两者的音量控制。

附图说明

图1是示意性示出根据本发明实施例的声学处理装置的结构的框图。

图2是示意性示出根据本实施例的级检测部的结构的框图。

图3中的(a)是示出第一最大值检测信号和第一最大值保持信号的时间变化的图；并且图3中的(b)是示出第二最大值检测信号和第二最大值保持信号的时间变化的图。

图4是示意性示出根据本实施例的起始/释放时间判断部的结构的框图。

图5中的(a)是示出在将所输入的音频信号的声源切换至其它声源并且音量急剧增大了20dB以上的情况下、HPF部的输出信号的信号级变化状态的图；并且图5中的(b)是示出在相同情况下、起始时间判断值的变化状态和释放时间判断值的变化状态的图。

图6中的(a)是示出在将所输入的音频信号的声源切换至其它声源并且音量急剧减小了20dB以上的情况下、HPF部的输出信号的信号级变化状态的图；并且图6中的(b)是示出在相同情况下、起始时间判断值的变化状态和释放时间判断值的变化状态的图。

图7中的(a)是示出在声源的音频信号逐渐减弱并且音量逐渐减小的情况下、HPF部的输出信号的信号级变化状态的图；图7中的(b)是示出在相同情况下、起始时间判断值的变化状态和释放时间判断值的变化状态的图。

图8是示意性示出根据本实施例的动态范围控制部的结构的框图。

图9是示出根据本实施例的、在起始/释放系数表部中基于起始时间判断值设置的起始时间和在起始/释放系数表部中基于释放时间判断值设置的释放时间的图。

图10中的(a)是示出根据本实施例的动态范围控制部的查找表部中的级转换特性的图；并且图10中的(b)是示出根据本实施例的限制器控制部的查找表部中的级转换特性的图。

图11是示出在声源的音量急剧增大的情况下、根据本实施例的动态范围控制部中的起始/释放滤波器部和查找表部的输出信号的图。

图12是示意性示出根据本实施例的限制器控制部的结构的框图。

图13是示出在声源的音量急剧增大了20dB以上的情况下、第一乘法器的输出信号的时间变化的图。

图14是示出在声源的音量急剧增大了20dB以上的情况下、根据本实施例的限制器控制部中的起始/释放滤波器部和查找表部的输出信号的图。

图15中的(a)是示出在不进行根据本实施例的声学处理装置中的音量控制的情况下声源的音量变化状态的图；并且图15中的(b)是示出在进行根据本实施例的声学处理装置中的音量控制的情况下声源的音量变化状态的图。

附图标记说明

1声学处理装置

2级检测部(级信号生成部)

3动态范围控制部(第二控制信号生成部、动态范围信号生成部)

4起始/释放时间判断部(第二控制信号生成部、校正时间信息设置部)

5限制器控制部(第一控制信号生成部、限制器控制信号生成部)

6限制器延迟校正部

7(声学处理装置的)第一乘法器(音量控制部)

8(声学处理装置的)第二乘法器(音量控制部)

9音量设置部

11(级检测部的)BPF部

12(级检测部的)第一最大值检测部

13(级检测部的)第二最大值检测部

14(级检测部的)第一最大值保持部

15(级检测部的)第二最大值保持部

21(起始/释放时间判断部的)级限制部

22(起始/释放时间判断部的)分贝转化部

23(起始/释放时间判断部的)HPF部

24(起始/释放时间判断部的)增益部

25(起始/释放时间判断部的)起始最大值保持部

26(起始/释放时间判断部的)释放最大值保持部

31(动态范围控制部的)级限制部

32(动态范围控制部的)起始/释放滤波器部

33(动态范围控制部的)起始/释放系数表部

34(动态范围控制部的)查找表部

35(动态范围控制部的)速率转换部

41(限制器控制部的)级限制部(第一控制信号生成部)

42(限制器控制部的)起始/释放滤波器部(第一控制信号生成部)

43(限制器控制部的)查找表部(第一控制信号生成部)

44(限制器控制部的)第一乘法器

45(限制器控制部的)第二乘法器(限制器控制信号生成部)

46(限制器控制部的)速率转换部

具体实施方式

以下将参考附图来详细说明根据本发明的声学处理装置。

图1是示意性示出声学处理装置的结构的框图。声学处理装置1从未示出的声源接收两通道的输入信号(输入信号L和输入信号R)。将通过声学处理装置1的各功能部已经进行了预定声学处理的输出信号(输出信号L和输出信号R)输出至未示出的诸如扬声器等的输出装置，以使得收听者能够收听基于这些输出信号的声音。

如图1所示，声学处理装置1包括级检测部(级信号生成部)2、动态范围控制部(第二控制信号生成部、动态范围信号生成部)3、起始/释放时间判断部(第二控制信号生成部、校正时间信息设置部)4、限制器控制部(第一控制信号生成部、限制器控制信号生成部)5、限制器延迟校正部6、第一乘法器(音量控制部)7、第二乘法器(音量控制部)8和音量设置部9。

音量设置部和限制器延迟校正部

音量设置部9用作为用于设置/改变声源的信号级的控制器，并且与例如一般的音频设备中的音量控制器相对应。设置用于校正由后面要说明的、在限制器控制部5等中进行的声学处理所引起的延迟的限制器延迟校正部6。

级检测部

级检测部2用于生成表示声源的信号级中短时间的最大值变化的信号(第一变化信号)、和表示声源的信号级中长时间的最大值变化的信号(第二变化信号)。

如图2所示，级检测部2包括BPF(Band-pass filter，带通滤波器)部11、第一最大值检测部12、第二最大值检测部13、第一最大值保持部14和第二最大值保持部15。

BPF部11是允许预定带宽的信号通过的滤波器，并且用于仅允许输入信号L和R中预定带宽的信号通过。根据本实施例的BPF部11使用二阶IIR(Infinite Impulse Response，无限冲激响应)滤波器型的带通滤波器，并且设置了50Hz～15kHz的带宽。

第一最大值检测部12计算已经通过BPF部11的输入信号L和R的绝对值，并且将这两个输入信号相加。此外，第一最大值检测部12以预定时间间隔检测相加后的信号的最大值。根据本实施例的第一最大值检测部12以2msec的时间间隔进行最大值检测。

此外，第一最大值检测部12进行与检测时间相应的采样率转换处理。根据本实施例的第一最大值检测部12将已经检测到其最大值的信号的采样率转换成500Hz(1/2msec)。如上所述，在第一最大值检测部12中以预定时间间隔检测最大值，并将已经进行了采样率转换的输入信号作为第一最大值检测信号输出至第一最大值保持部14和第二最大值检测部13。

第二最大值检测部13以预定时间间隔测量从第一最大值检测部12输入的第一最大值检测信号，以检测最大值。根据本实施例的第二最大值检测部13以32msec的时间间隔进行最大值检测。如上所述，第二最大值检测部13设置的预定时间间隔(在本实施例中，32msec)比在第一最大值检测部12中设置的预定时间间隔(在本实施例中，2msec)长。

此外，第二最大值检测部13进行与检测时间相应的采样率转换处理。根据本实施例的第二最大值检测部13将已经检测到其最大值的信号的采样率转换成31.25Hz(1/32msec)。如上所述，在第二最大值检测部13中以预定时间间隔检测最大值，并将已经进行了采样率转换的输入信号作为第二最大值检测信号输出至第二最大值保持部15。

第一最大值保持部14将从第一最大值检测部12输入的第一最大值检测信号的值仅保持预定时间段，以生成第一最大值保持信号(第一变化信号)。图3(a)是示出输入至第一最大值保持部14的第一最大值检测信号和由第一最大值保持部14进行了保持处理的第一最大值保持信号之间、信号级的时间变化的比较的图。在图3(a)所示的例子中，第一最大值保持部14进行作为保持时间的最大为20msec的保持处理。将由第一最大值保持部14生成的第一最大值保持信号输出至限制器控制部5。

第二最大值保持部15将从第二最大值检测部13输入的第二最大值检测信号的值仅保持预定时间段，以生成第二最大值保持信号(第二变化信号)。图3(b)是示出输入至第二最大值保持部15的第二最大值检测信号和由第二最大值保持部15进行了保持处理的第二最大值保持信号之间、信号级的时间变化的比较的图。图3(b)的时间轴的标度比图3(a)的时间轴的标度大。这是因为，第二最大值检测信号中的最大值的检测间隔(时间间隔)比第一最大值检测信号中的最大值的检测间隔长。

在图3(b)所示的例子中，第二最大值保持部15进行作为保持时间的最大为512msec的保持处理。将由第二最大值保持部15生成的第二最大值保持信号输出至动态范围控制部3和起始/释放时间判断部4。

将在第一最大值保持部14中生成的第一最大值保持信号保持短的时间段，并且因此，该第一最大值保持信号与表示所输入的声源(输入信号)中短时间的最大值的变化的信号相对应。另一方面，与在第一最大值保持部14中保持第一最大值保持信号的时间段相比，将在第二最大值保持部15中生成的第二最大值保持信号保持较长的时间段，并且因此该第二最大值保持信号与表示所输入的声源(输入信号)中长时间的最大值的变化的信号相对应。

图3(b)示出在时间1.9sec时将所输入的音频信号的声源切换至其它声源、并且音量急剧增大了20dB以上的情况下的第二最大值检测信号和第二最大值保持信号。

起始/释放时间判断部

起始/释放时间判断部4用于基于所输入的音频信号中音量的变化状态(音量的上升/下降)，设置起始时间判断值(与校正时间有关的信息)和释放时间判断值(与校正时间有关的信息)。

如图4所示，起始/释放时间判断部4包括级限制部21、分贝转换部22、HPF部23、增益部24、起始最大值保持部25和释放最大值保持部26。

级限制部21限制第二最大值保持信号的输入级。分贝转换部22将由级限制部21已经进行了输入级限制的信号从线性信号转换成采用分贝标度的信号。HPF部23是一阶IIR型高通滤波器，并且对采用分贝标度的信号求微分，以检测信号变化量。

增益部24计算起始最大值保持部25和释放最大值保持部26进行时间判断所基于的预定增益偏移量，从而进行增益降低处理。起始最大值保持部25将从增益部24输入的向着正侧增加的信号、即起始信号保持预定时间段，以计算起始时间判断值，并将计算出的起始时间判断值输出至动态范围控制部3。释放最大值保持部26将从增益部24输入的向着负侧增加(即减小)的信号、即释放信号保持预定时间段，以计算释放时间判断值，并将计算出的释放时间判断值输出至动态范围控制部3。

图5(a)、图6(a)和图7(a)是各自示出HPF部23的输出信号的信号级根据预定的输入信号而变化的状态的图，并且图5(b)、图6(b)和图7(b)是各自示出起始时间判断值的变化状态和释放时间判断值的变化状态的图。

在图5～7的例子中，将级限制部21中的级限制的范围设置为-40dB～0dB。将HPF部23中的标准化截止频率设置为0.1，这与采样率为31.25Hz的情况下的约1.5Hz相对应。此外，将增益部24的增益偏移量设置为输入信号的一半(0.5)，并且将起始最大值保持部25和释放最大值保持部26中的最大保持时间设置为250msec。

图5(a)示出在图3(b)中在时间1.9sec时将音频信号的声源切换至其它声源并且音量急剧增大了20dB以上的情况下、HPF部23的输出信号的变化状态，并且图5(b)示出基于图5(a)所示的HPF部23的输出计算出的起始时间判断值的变化状态和释放时间判断值的变化状态。

如图5(a)所示，当将所输入的音频信号的声源切换至其它声源、并且音量急剧增大时，HPF部23的输出急剧变化以展现高值。在音量以这种方式急剧变化的情况下，如图5(b)所示，响应于HPF部23的输出状态，起始时间判断值增大。另一方面，由于当信号级向着负侧增加时、释放时间判断值增大，因此如图5(b)所示，该释放时间判断值并未大幅变化。

与图5(a)的情况相反，图6(a)示出在将所输入的音频信号的声源切换至其它声源并且音量急剧减小了约20dB的情况下、HPF部23的输出信号的变化状态，并且图6(b)示出基于图6(a)所示的HPF部23的输出计算出的起始时间判断值的变化状态和释放时间判断值的变化状态。

如图6(a)所示，当将所输入的音频信号的声源切换至其它声源、并且音量急剧减小时，HPF部23的输出急剧变化以展现低值。在音量以这种方式急剧变化的情况下，如图6(b)所示，响应于HPF部23的输出状态，释放时间判断值增大。另一方面，由于当信号级向着正侧增加时、起始时间判断值增大，因此在所输入的音频信号的音量急剧减小的情况下，起始时间判断值并未大幅变化。

图7(a)示出在音乐将结束并且逐渐减弱时所输入的音频信号的音量逐渐减小的情况下、HPF部23的输出信号的变化状态，并且图7(b)示出基于图7(a)所示的HPF部23的输出计算出的起始时间判断值的变化状态和释放时间判断值的变化状态。

如图7(b)所示，当所输入的音频信号的音量逐渐减小时，起始时间判断值并未增加，并且释放时间判断值不会太大。

动态范围控制部

动态范围控制部3用于基于由起始/释放时间判断部4计算出的起始时间判断值和释放时间判断值来生成用于使声源的音量变化减少的控制信号(动态范围控制信号、第二控制信号)。

如图8所示，动态范围控制部3包括级限制部31、起始/释放滤波器部32、起始/释放系数表部33、查找表部34和速率转换部35。

级限制部31限制从级检测部2输入的第二最大值保持信号的输入级。

起始/释放系数表部33基于从起始/释放时间判断部4输入的起始时间判断值和释放时间判断值，选择与起始/释放滤波器部32相对应的系数，并且设置要输出至起始/释放滤波器部32的起始时间(校正时间)和释放时间(校正时间)。

起始/释放滤波器部32对由级限制部31已经进行了输入级限制的信号(第二最大值保持信号)施加滤波处理，从而获得与从起始/释放系数表部33获取的起始时间和释放时间相对应的响应速度，由此对信号进行平滑化。

图9是示出在起始/释放系数表部33中基于起始时间判断值设置的起始时间和在起始/释放系数表部33中基于释放时间判断值设置的释放时间的图。根据本实施例的起始/释放系数表部33基于图9的图表所示的关系设置起始时间和释放时间。

如图9所示，起始/释放系数表部33按随着起始时间判断值增大、起始时间减小的方式设置起始时间值。此外，起始/释放系数表部33按随着释放时间判断值增大、释放时间减小的方式设置释放时间值。当将已经设置为减小了的值的起始时间或释放时间传递至起始/释放滤波器部32时，起始/释放滤波器部32对第二最大值保持信号施加滤波处理，从而获得与起始时间或释放时间相对应的响应速度。由此，按声源的音量变化越大、音量变化减少的时间越短的方式进行响应处理，从而允许在短时间内实现用于使音量变化减少的校正处理。

即，在声源的音量向着正侧急剧大幅变化的情况下，起始/释放系数表部33使起始时间减小，以加快减少音量变化的控制的响应速度；而在声源的音量向着正侧略微变化的情况下，起始/释放系数表部33使起始时间增大，以减慢减少音量变化的控制的响应速度。此外，在声源的音量向着负侧急速大幅变化的情况下，起始/释放系数表部33使释放时间减小，以加快减少音量变化的控制的响应速度；而在声源的音量向着负侧略微变化的情况下，起始/释放系数表部33使释放时间增大，以减慢减少音量变化的控制的响应速度。

此外，如图9所示，释放时间的减少量(倾斜角度)比起始时间的减少量(倾斜角度)大(倾斜角度更陡)，并且起始时间判断值和释放时间判断值的关系表达式在2.5时彼此相交。因而，在声源的变化量大的情况下(即，在起始时间判断值和释放时间判断值均为2.5以上的情况下)，释放时间的设置时间比起始时间的设置时间短，以使得使向着负侧变化的音量变化减少的控制的响应速度加快。另一方面，在声源的变化量小的情况下(即，在起始时间判断值和释放时间判断值均小于2.5的情况下)，起始时间的设置时间比释放时间的设置时间短，以使得使向着正侧变化的音量变化减少的控制的响应速度加快。

按这种方式设置起始时间和释放时间。因而，在如图5(a)所示、声源的音量急剧增大的情况下，如图5(b)所示，起始时间判断值急剧增大，并且响应于起始时间判断值的增大，起始时间被设置得较短，由此快速地进行用于使增大了的音量下降的处理。此外，在如图6(a)所示、声源的音量急剧减小的情况下，如图6(b)所示，释放时间判断值急剧增大，并且响应于释放时间判断值的增大，释放时间被设置得较短，由此快速地进行用于恢复减小了的音量的处理。此外，在如图7(a)所示、声源的音量逐渐减小的情况下，如图7(b)所示，释放时间判断值并未增大太多，以使得释放时间未被设置得短，并且缓慢地进行与音量变化相对应的控制处理。

起始/释放系数表部33按这种方式设置起始时间和释放时间，从而允许用于使音量变化减少的处理的速度根据声源的变化量而改变。此外，无论音量是急剧地变化还是缓慢地变化，都可以进行用于实现最佳值的音量控制。

查找表部34进行通过在起始/释放滤波器部32中进行的滤波处理已经进行了平滑化的信号的信号级转换。图10(a)示出查找表部34中的级转换特性。如图10(a)所示，在查找表部34中对输入至查找表部34的高于-20dB的级的信号进行级转换，以使得将输出级抑制为-20dB，并将由此产生的信号输出至速率转换部35。

图11示出在图5中声源的音量急剧增大的情况下、起始/释放滤波器部32和查找表部34的输出信号。如图11所示，在声源的音量急剧上升的情况下，起始/释放滤波器部32响应于音量的上升(如图5所示，紧挨在音量上升时间(1.9sec)时)进行使音量快速下降的处理，之后查找表部34生成用于使声源的音量级下降约15dB的控制信号。

速率转换部35对在查找表部34中已经进行了级转换的信号的采样率进行转换，并且调整采样率转换后的信号的控制定时，从而允许采样率转换后的信号的采样与第一最大值保持信号的采样相同。将已经进行了采样率转换和控制定时调整的信号作为动态范围控制信号输出至限制器控制部5。

限制器控制部

限制器控制部5用于补偿在动态范围控制部3中不能完全实现的音量控制。

如图12所示，限制器控制部5包括级限制部(第一控制信号生成部)41、起始/释放滤波器部(第一控制信号生成部)42、查找表部(第一控制信号生成部)43、第一乘法器44、第二乘法器(限制器控制信号生成部)45和速率转换部46。

级限制部41限制所输入的信号的信号级。起始/释放滤波器部42以与先前设置的起始时间和释放时间相对应的响应速度，对由级限制部41已经进行了信号级限制的信号施加滤波处理，由此对信号进行平滑化。尽管该处理针对声源的输入信号L和输入信号R生成控制延迟，但由限制器延迟校正部6来校正延迟时间。

查找表部43进行通过在起始/释放滤波器部42中进行的滤波处理已经进行了平滑化的信号的信号级转换。图10(b)示出查找表部43中的级转换特性。如图10(b)所示，在查找表部43中对高于-17dB的级的输入信号进行级转换，以使得将输出级抑制为-17dB，并且将由此产生的信号输出至第二乘法器45。

第一乘法器44将动态范围控制信号和第一最大值保持信号相乘，并将由此产生的信号输出至级限制部41。第二乘法器45将动态范围控制信号和查找表部43的输出信号相乘，并将由此产生的信号输出至速率转换部46。如上所述，在第二乘法器45中，基于由级限制部41、起始/释放滤波器部42和查找表部43进行的处理，将可以进行基于长时间的最大值变化的声源的音量控制(动态范围控制)的动态范围控制信号添加至可以进行基于短时间的最大值变化的声源的音量控制(限制器控制)的信号。

速率转换部46对所输入的信号的采样率进行转换，调整采样率转换后的信号的控制定时从而允许采样率转换后的信号的采样与音频信号的采样相同，并且对由此产生的信号施加平滑化。将由速率转换部46已经进行了平滑化处理的控制信号作为限制器控制信号输出至图1所示的第一乘法器7和第二乘法器8。

如上所述，限制器控制部5对已经进行了动态范围控制的动态控制信号应用限制器控制，由此使得能够使用单一控制信号来进行音量控制处理。在限制器控制部5中生成具有这两个控制特性的控制信号(限制器控制信号)，这允许简化声学处理装置1中的信号处理并且降低该声学处理装置1中的处理负荷。

图13示出在图5中声源的音量急剧增大了20dB以上的情况下、第一乘法器44的输出信号的时间变化，并且图14示出在声源的音量急剧增大了20dB以上的情况下、起始/释放滤波器部42和查找表部43的输出信号的时间变化。

在图13和14的例子中，将级限制部41中的级限制的范围设置为-17dB～0dB，并且将起始时间和释放时间分别设置为5msec。

如上所述，第一乘法器44将第一最大值保持信号和动态范围控制信号相乘。因而，图13所示的第一乘法器44的输出信号与已经进行了动态范围控制的声源的信号(第一最大值保持信号)相对应。通常缓慢地进行动态范围控制，以使得如图13所示，响应于音量的急剧增加，在通过仅对声源的音频信号施加动态范围控制所获得的信号中发生响应延迟，并且在1.9sec附近信号级增大了20dB以上。为了应对该情况，如图14所示，在限制器控制部5中，起始/释放滤波器部42立即对声源的音量增加响应，并且查找表部43生成用于使声源的音量级下降最大为约13dB的控制信号。

将从限制器控制部5输出至第一乘法器7和第二乘法器8的限制器控制信号分别乘以由限制器延迟校正部6已经进行了延迟校正的声源的输入信号L和R。这允许基于限制器控制信号，对输入信号L和R施加与输入信号L和R的音量变化相对应的音量控制处理(声学处理)，更具体地，将动态范围控制部3中的动态范围控制和限制器控制部5中的限制器控制组合的处理。通过进行这种音量控制处理，即使在将声源切换至其它声源以致于引起音量急剧变化时，也可以在维持收听者在音量设置部9中已经设置的音量级时，欣赏良好音量的音频声音。

图15(a)示出在不进行声学处理装置1中的音量控制的情况下的声源的音量变化状态，并且图15(b)示出在进行声学处理装置1中的音量控制的情况下的声源的音量变化状态。如图15(a)所示，在时间A时将声源切换至其它声源的情况下，如果不进行音量控制则声源的音量急剧下降，结果不能维持良好的音量级。此外，在收听者手动进行了音量控制(时间B)之后、使声源变回原始声源的情况下，声源的音量急剧上升。因而，声源的音量变为不期望的级，结果不能维持良好的音量级。

另一方面，在进行声学处理装置1中的音量控制的情况下，即使在时间A和时间B时使声源变为其它声源、并且由此声源的音量变化，也组合使用利用动态范围控制部3的缓慢的动态范围控制和利用限制器控制部5的高速的限制器控制，以实现用于使声音级的变化量减少的音量控制。此外，使用将动态范围控制和限制器控制组合的控制信号以对声源的输入信号施加音量校正处理，以使得可以简化信号处理。此外，在使用声学处理装置1进行音量控制的情况下，在利用动态范围控制部3的动态范围控制时，控制速度可以根据声源的音量变化而改变，以使得可以根据声源的特性来进行最佳的音量校正控制。

如上所述，在根据本实施例的声学处理装置1中，级检测部2计算以长的时间间隔检测从声源输入的输入信号的音量变化状态的第一最大值保持信号、和以短的时间间隔检测从声源输入的输入信号的音量变化状态的第二最大值保持信号。由此，通过基于第一最大值保持信号进行音量控制处理，可以针对音量的变化进行快速响应的音量控制处理。此外，通过基于第二最大值保持信号进行音量控制处理(动态范围控制)，可以针对音量的变化进行缓慢响应的音量控制处理。

此外，在根据本实施例的声学处理装置1中，起始/释放时间判断部4基于第二最大值保持信号的变化量来设置用于确定声学处理的处理时间的判断值(起始时间判断值和释放时间判断值)，并且动态范围控制部3以与基于所设置的判断值计算出的处理时间(起始时间和释放时间)相对应的响应速度，进行音量校正处理。

因而，在第二最大值保持信号的变化量大的情况下，控制处理的响应时间被设置得较短，由此实现快速的音量校正处理。在该变化量小的情况下，控制处理的响应时间被设置得较长，以由此实现缓慢的音量校正处理。因此，在声源的音量变化量急剧且大的情况下，可以根据该变化量快速地进行用于使变化量减少的音量控制。在声源的音量变化量小的情况下，可以缓慢地进行用于使变化量减少的音量控制。

此外，限制器控制部5可以基于以短的时间间隔检测最大值的第二最大值保持信号，生成与快速的音量校正处理(限制器控制处理)有关的控制信号。此外，可以对该控制信号施加与基于以长的时间间隔检测最大值的第一最大值保持信号在动态范围控制部3中进行的缓慢的音量校正处理(动态范围控制)有关的音量校正处理。因而，与分别生成已经进行了快速的音量校正处理的控制信号和已经进行了缓慢的音量校正处理的控制信号、并将这两个控制信号分别应用于声源的输入信号的情况相比较，可以在单一处理步骤中将已经进行了快速的音量校正处理和缓慢的音量校正处理的控制信号应用于声源的输入信号，由此简化信号处理。

此外，与将已经进行了快速的音量校正处理的控制信号和已经进行了缓慢的音量校正处理的控制信号分别应用于声源的输入信号的情况相比较，可以在单一处理步骤中将已经进行了快速的音量校正处理和缓慢的音量校正处理的控制信号应用于声源的输入信号，由此简化声学处理装置1的硬件结构。此外，当在限制器控制部5中进行与音量校正处理有关的信号处理时，可以使用比声源的输入信号的采样率低的采样率进行该处理。因而，可以降低声学处理装置1所要求的处理能力，由此减少该处理装置所需的硬件资源。

尽管已经参考附图示出并说明了本发明，但本发明的声学处理装置不限于以上实施例。对于本领域的技术人员而言显而易见，可以如这里所述对本发明进行均未背离本发明的精神的多个变形或改变。因此，所有这些变形和改变均应当被看作为在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种声学处理装置，包括：

级信号生成部，用于生成表示从声源输入的音频信号的短时间的信号级变化的第一变化信号、和表示所述音频信号的长时间的信号级变化的第二变化信号；

第一控制信号生成部，用于基于所述第一变化信号中的信号级变化，生成用于对所述音频信号的信号级进行快速的变化量校正的第一控制信号；

第二控制信号生成部，用于基于所述第二变化信号中的信号级变化，生成用于对所述音频信号的信号级进行缓慢的变化量校正的第二控制信号；

限制器控制信号生成部，用于将由所述第二控制信号生成部生成的所述第二控制信号添加至由所述第一控制信号生成部生成的所述第一控制信号，以生成能够添加针对所述音频信号的信号级的、所述快速的变化量校正和所述缓慢的变化量校正的限制器控制信号；以及

音量控制部，用于通过将所述限制器控制信号应用于所述音频信号来进行所述音频信号的音量控制。

2.根据权利要求1所述的声学处理装置，其特征在于，

所述第二控制信号生成部包括：

校正时间信息设置部，用于基于所述第二变化信号中的信号级的变化状态来设置与用于进行变化量校正的校正时间有关的信息；以及

动态范围信号生成部，用于基于与所述校正时间有关的信息计算校正时间，并且生成能够以与计算出的校正时间相对应的响应速度对所述音频信号进行变化量校正的所述第二控制信号。

3.根据权利要求2所述的声学处理装置，其特征在于，

所述校正时间信息设置部在所述第二变化信号中的信号级急剧变化的情况下，设置用于缩短所述校正时间的信息，并且在所述第二变化信号中的信号级缓慢变化的情况下，设置用于延长所述校正时间的信息。

Images