CN103650041A - 动态范围控制装置 - Google Patents

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Abstract

通过滤波器106-1～106-N将输入信号100分割为N个频带限制信号107-1～107-N，在通过乘法器108-1～108-N进行了各个动态范围控制之后，使其通过滤波器111-1～111-N，从而去除由于动态范围控制而发生的奇数次高次谐波，通过信号合成部113合成为1个输出信号114。

Description

动态范围控制装置
技术领域
本发明涉及动态范围控制装置，该动态范围控制装置控制针对音信号的音量等级的变化量或者动态范围。
背景技术
已知有控制各种声音内容的动态范围（音量等级的最小值与最大值的比例）的信号处理装置，该各种声音内容是经由因特网下载的音乐信号、Blu-ray（注册商标）Disc（BD）（蓝光光盘）、Digital VersatileDisk（DVD）（数字通用光盘）、和Compact Disk（CD）（高密度磁盘）等的打包声音信号、以及无线电和电视广播等的声音信号等。通过进行动态范围控制，从而能够例如使小的音量等级的音信号增大，相反使大的音量等级的音信号减小，能够均匀地保持各种内容的音量等级。
例如，在专利文献1中公开的AGC（自动增益控制）装置具备：第1平滑单元，用时间常数T1对输入音响信号进行平滑；以及第2平滑单元，用时间常数T2（>T1）进行平滑，生成2个音量等级的输出信号。然后，在启动（attack）时，根据用时间常数T1进行平滑后的输出信号的音量等级值，控制动态范围，在恢复（release）时，根据用时间常数T2进行平滑后的输出信号的音量等级值，控制动态范围。此处，所谓启动（attack）时是指从低的音量等级变化到高的音量等级时，所谓恢复（release）时是指从高的音量等级变化到低的音量等级时。在该AGC装置中，通过切换使用2个时间常数T1、T2，能够一边抑制在音量等级变化时的不自然的音的发生，一边控制动态范围。
专利文献1：日本特开2004-71561号公报
发明内容
然而，在上述专利文献1所公开的信号处理技术中，存在由于控制动态范围而输出信号的波形发生失真这样的课题。
该波形的失真体现为奇数次高次谐波。图6示出由于以往的动态范围控制而发生的奇数次高次谐波的一个例子。图6（a）示出作为向AGC装置的输入信号的1kHz的正弦波的频率特性，图6（b）示出对该输入信号进行了动态范围控制时的输出信号的频率特性，各个纵轴是音量等级[dB]、横轴是频率[kHz]。如图6（b）所示，可知由于动态范围控制而发生3、5、7kHz等奇数次高次谐波的情况。这样的奇数次高次谐波的发生带来音质劣化，所以在以往的动态范围控制技术中在音质方面存在课题。
此处，简单地说明由于动态范围控制发生奇数次高次谐波的原理。图7（a）是表示1kHz正弦波的时间波形的图形。图7（b）～图7（d）示出1kHz正弦波的奇数次高次谐波，依次是3次高次谐波（3kHz）、5次高次谐波（5kHz）、7次高次谐波（7kHz）的时间波形。另外，图8是表示针对1kHz正弦波（虚线所示）的输入信号，对3次、5次以及7次高次谐波进行增益调整并相加而得到的输出信号的时间波形（实线所示）的图形。图7以及图8的纵轴的时间都设为是同步的。
动态范围控制是指，根据输入信号（在该例子中是1kHz正弦波）的振幅值使输出振幅值变化的信号处理。另外，如果想要使例如大振幅值的振幅小于（或者大于）原来的输入信号的振幅，则通过加上在与输入信号的峰值的位置相等的位置出现峰值的绝对值的奇数次高次谐波，能够进行等效的处理。附带地，关于偶数次高次谐波，在与输入信号的峰值的位置不同的位置出现峰值，所以无法进行等效的处理。
图7（b）的3次高次谐波以及图7（d）的7次高次谐波相对于图7（a）的输入信号的峰值的位置，出现负值的峰值，所以具有如果加上这些3次以及7次高次谐波则抑制输入信号的峰值波形的作用（在图8中用朝上箭头表示）。相反，图7（c）的5次高次谐波（虽然图示省略但9次高次谐波等也相同）相对输入信号的峰值的位置，出现正值的峰值，所以具有如果加上这些高次谐波，则进一步增大输入信号的峰值的作用（在图8中用朝下箭头表示）。
另一方面，如图7的虚线所示，在正弦波中，成为与除了峰值和零以外的任意的振幅值相同的绝对值的振幅的部位在输入信号的1个周期中有4个部位，在该4个部位的位置，奇数次高次谐波也分别为相同的振幅值。因此，通过进行加上（或者减去）奇数次高次谐波的信号处理，等效地进行使除了峰值和零以外的任意的振幅大于（或者小于）输入信号的动态范围控制。
根据以上，如果通过动态范围控制，根据输入信号的振幅值使输出振幅值变化，则等效地发生奇数次高次谐波。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种抑制发生奇数次高次谐波、不会使音质劣化而能够实现动态范围控制的动态范围控制装置。
本发明的动态范围控制装置，具备：音量等级计算部，计算与被输入的音信号的音量等级大致成比例的音量等级值；增益计算部，计算与由音量等级计算部计算出的音量等级值相应的增益系数值；第1滤波器群，将音信号分割为N个频率频带而输出N个频带限制信号，该第1滤波器群包含N个滤波器，其中N>1；N个乘法器，针对从第1滤波器群输出的N个频带限制信号，分别乘以由增益计算部计算出的增益系数值来进行增益调整；第2滤波器群，针对从N个乘法器输出的N个频带限制信号，分别抽出规定的频率频带，该第2滤波器群包含N个滤波器；以及信号合成部，将从第2滤波器群输出的N个频带限制信号合成为1个信号。
本发明的动态范围控制装置，具备：第1滤波器群，将被输入的音信号分割为N个频率频带而输出N个频带限制信号，该第1滤波器群包含N个滤波器，其中N>1；N个音量等级计算部，计算与从第1滤波器群输出的N个频带限制信号的音量等级大致成比例的N个音量等级值；N个增益计算部，计算与由N个音量等级计算部计算出的N个音量等级值相应的N个增益系数值；N个乘法器，针对从第1滤波器群输出的N个频带限制信号，乘以由N个增益计算部计算出的N个增益系数值来进行增益调整；第2滤波器群，针对从N个乘法器输出的N个频带限制信号，分别抽出规定的频率频带，该第2滤波器群包含N个滤波器；以及信号合成部，将从第2滤波器群输出的N个频带限制信号合成为1个信号。
根据本发明，能够提供一种动态范围控制装置，该动态范围控制装置通过用第2滤波器群对增益调整之后的频带限制信号进行滤波处理，使得去除在增益调整中发生的奇数次高次谐波，所以能够不使音质劣化地进行动态范围控制。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的动态范围控制装置的结构的框图。
图2是对增益计算部使用的变换表格的一个例子进行了图形化的图。
图3是示出第1滤波器群以及第2滤波器群的滤波器特性的一个例子的图形。
图4A是示出由实施方式1的动态范围控制装置处理的信号的频率特性的变化例的图形。
图4B是示出由实施方式1的动态范围控制装置处理的信号的频率特性的变化例的图形，是图4A的继续。
图5是示出本发明的实施方式2的动态范围控制装置的结构的框图。
图6是示出由于以往的动态范围控制而发生的奇数次高次谐波的一个例子的图形，图6（a）是输入信号、图6（b）是输出信号。
图7是说明由于以往的动态范围控制而发生奇数次高次谐波的原理的图形，图7（a）是输入信号的时间波形、图7（b）～图7（d）是3次、5次、7次高次谐波。
图8是示出进行了以往的动态范围控制而得到的输出信号的时间波形的图形。
（符号说明）
100：输入信号；101、201-1～201-N：音量等级计算部；102、202-1～202-N：音量等级值；103、203-1～203-N：增益计算部；104、204-1～204-N：增益系数值；105：第1滤波器群；106-1～106-N、111-1～111-N：滤波器；107-1～107-N：频带限制信号；108-1～108-N：乘法器；109-1～109-N：增益调整信号；110：第2滤波器群；112-1～112-N：高次谐波去除信号；113：信号合成部；114：输出信号。
具体实施方式
以下，为了更详细地说明本发明，依照附图，说明具体实施方式。
实施方式1.
如图1所示，本实施方式1的动态范围控制装置包括：音量等级计算部101、增益计算部103、第1滤波器群105、N（>1）个乘法器108-1～108-N、第2滤波器群110以及信号合成部113。第1滤波器群105包含N个滤波器106-1～106-N，第2滤波器群110也包含N个滤波器111-1～111-N。
输入到动态范围控制装置的输入信号100被分支，被送到音量等级计算部101、和构成第1滤波器群105的N个滤波器106-1～106-N。该输入信号100也可以是经由例如因特网下载的音乐信号、BD、DVD、CD等的打包音乐信号、无线电、电视广播等音乐信号等任意的声音内容。
音量等级计算部101计算输入信号100的音量等级值，将计算出的音量等级值102朝向增益计算部103输出。此处，音量等级值102只要是与输入信号100的音量等级大致成比例的值即可，音量等级计算部101不限于特定的音量等级计算装置以及方法。
音量等级计算部101也可以例如通过规定的时间常数对输入信号100进行平滑化来得到单一的音量等级值，将其设为音量等级值102。
另外例如，也可以通过多个不同的时间常数对输入信号100分别进行平滑化来得到多个音量等级值，将它们设为音量等级值102。
另外例如，也可以通过多个不同的时间常数对输入信号100分别进行平滑化来得到多个音量等级值，将它们中的最大值设为音量等级值102，也可以将对它们进行加权运算而求出的值设为音量等级值102。
另外例如，既可以检测输入信号100的瞬时振幅值，设为音量等级值102，也可以将瞬时振幅值的绝对值设为音量等级值102。
进而，不限于以上的计算方法，除了这些以外，也可以将通过任意的方法计算出的值设为音量等级值102。
增益计算部103依照从音量等级计算部101输入的音量等级值102，计算当前时刻（即，音量等级值输入时间点）的增益系数值104。该增益计算部103例如针对大的音量等级值计算小的增益系数值，针对小的音量等级值计算大的增益系数值，但计算方法不限于特定的增益计算方法。
增益计算部103也可以例如使用规定的变换表格，根据音量等级值102计算增益系数值104。
另外例如，也可以通过规定的连续或者不连续函数，根据音量等级值102计算增益系数值104。
进而，不限于以上的计算方法，除了这些以外，也可以通过任意的方法计算增益系数值104。
此处，说明由增益计算部103实施的增益系数计算方法的一个例子。图2是对音量等级值-增益系数值的变换表格的一个例子进行了图形化的图，纵轴是增益系数[dB]、横轴是音量等级[dB]。在增益计算部103使用了图2的变换表格的情况下，在音量等级值大时、例如0dB时，增益系数值被计算为-10dB。相反，在音量等级值小时、例如-40dB以下时，增益系数值被计算为10dB。另外，在音量等级值是0dB～-40dB的范围内时，增益系数值被计算为根据音量等级值而单调减少的值。特别，在该例子中，在音量等级值为-20dB时，增益系数值被计算为0dB。
这样，在增益计算部103中，根据音量等级值102计算增益系数值104，将所计算出的增益系数值104分别朝向N个乘法器108-1～108-N进行输出。
第1滤波器群105包含N个滤波器106-1～106-N。各个滤波器106-1～106-N从输入信号100抽出规定的频带，并输出N个频带限制信号107-1～107-N。
此处，在本实施方式1中，以使从输入信号100抽出的频带宽度成为2倍频程以内的方式，设定一部分的滤波器或者全部滤波器的特性。
（1）滤波器特性的设定例1
具体而言，设定规定的频率f，
将第1个滤波器106-1的特性设为以频率f以下为通频带的低通滤波器（Low Pass Filter：LPF），
将第2个滤波器106-2的特性设为以频率f～3f（2倍频程量的频率频带2f）为通频带的带通滤波器（Band Pass Filter：BPF），
将第3个滤波器106-3的特性设为以频率3f～9f（2倍频程量的频率频带6f）为通频带的BPF，
将第4个滤波器106-4的特性设为以频率9f～27f（2倍频程量的频率频带18f）为通频带的BPF。
这样，直至第N个滤波器106-N，分别设定滤波器特性。另外，在该例子中，仅第1个滤波器106-1的通频带未成为2倍频程以内。第2至第4个滤波器106-2～106-4的通频带成为2倍频程以内。
（2）滤波器特性的设定例2
但是，通过设为不使将输入信号100从时域变换到频域时的包含DC分量的非常低的频率fL以下通过的滤波器特性，还能够将所有滤波器106-1～106-N的通频带设定为2倍频程以内。即，
将第1个滤波器106-1的特性设为以频率fL～3fL为通频带的BPF，
将第2个滤波器106-2的特性设为以频率3fL～9fL为通频带的BPF，
将第3个滤波器106-3的特性设为以频率9fL～27fL为通频带的BPF，
将第4个滤波器106-4的特性设为以频率27fL～81fL为通频带的BPF。
这样，通过直至第N个滤波器106-N分别设定滤波器特性，能够将所有滤波器106-1～106-N的通频带设定为2倍频程以内。
通常，在人类的听觉中，听不到20Hz以下的音域，所以通过将频率fL设定为20Hz附近，低音不会减少，而能够将所有滤波器106-1～106-N的通频带抑制在2倍频程以内。
此处，使用图3，说明最适合于滤波器106-1～106-N的通频带的具体例子。图3是设为滤波器数（频带分割数）N=5、频率f=300Hz、采样频率为48kHz的情况下的滤波器特性的例子，纵轴是音量等级[dB]、横轴是频率[Hz]。另外，用作输入信号100的音乐信号通常在数字化的阶段中奈奎斯特频率以上的信号分量被截断，所以在图3的例子中也在图形中示出了采样频率的奈奎斯特频率24000Hz以下的情况。
在图3中，作为（1）滤波器特性的设定例1的结构例，
第1个滤波器106-1的特性设为以300Hz以下为通频带的LPF、
第2个滤波器106-2的特性设为以300Hz～900Hz为通频带的BPF、
第3个滤波器106-3的特性设为以900Hz～2700Hz为通频带的BPF、
第4个滤波器106-4的特性设为以2700Hz～8000Hz为通频带的BPF、
第5个滤波器106-5的特性设为以8000Hz以上为通频带的HPF（High Pass Filter：高通滤波器）。
通过使用上述5个滤波器106-1～106-5，能够使除了第1个滤波器106-1以外的各滤波器106-2～106-5的通频带收敛于2倍频程以内。
另外，优选如后所述，将各滤波器106-1～106-5的截止频率（成为相邻的频带的边界的频率）下的衰减量设计为-3dB。
这样，通过第1滤波器群105，得到N个频带限制信号107-1～107-N。这些频带限制信号107-1～107-N被分别朝向N个乘法器108-1～108-N输出。
N个乘法器108-1～108-N对被分别输入的频带限制信号107-1～107-N乘以从增益计算部103送来的增益系数值104，将所得到的N个增益调整信号109-1～109-N分别朝向构成第2滤波器群110的N个滤波器111-1～111-N输出。
即，在乘法器108-1～108-N中使用共同的增益系数值104进行增益调整（动态范围控制）。
第2滤波器群110包含N个滤波器111-1～111-N。各个滤波器111-1～111-N对各个增益调整信号109-1～109-N进行滤波处理，将所得到的N个高次谐波去除信号112-1～112-N朝向信号合成部113输出。
此处，构成第2滤波器群110的滤波器111-1～111-N的特性被设定为与构成第1滤波器群105的滤波器106-1～106-N的特性相同的特性。关于设定为这样的特性的效果，以后叙述。
信号合成部113合成所输入的N个高次谐波去除信号112-1～112-N而生成1个信号，作为动态范围控制装置的输出信号114输出。
接下来，说明本实施方式1的动态范围控制装置的效果。
图4A以及图4B是示出通过本实施方式1的动态范围控制装置处理的信号的频率特性的变化例子的图形。在该例子中，将输入信号100设为由频率fa、fb这2个频率构成的信号。另外，设频带分割数N=5，设除了第1个滤波器106-1、111-1以外的各滤波器106-2～106-5、111-2～111-5的通频带分别被设定为2倍频程以内。另外，设为频率fa处于第2个滤波器106-2、111-2的通频带内（例如300Hz～900Hz），频率fb处于第3个滤波器106-3、111-3的通频带内（例如900Hz～2700Hz）。另外，这些数值是一个例子，即使输入信号100包含任意的频率的信号分量，仍能得到以下说明的效果。
在图4A（a）中，输入信号100首先通过第1滤波器群105被分割为5个频带，生成5个频带限制信号107-1～107-5（图4A（b））。
即，在第1个滤波器106-1的通频带内不存在输入信号100的信号分量，所以第1个频带限制信号107-1成为零信号。
在第2个滤波器106-2的通频带内仅存在输入信号100的频率fa分量，所以第2个频带限制信号107-2成为仅为fa分量的信号。
在第3个滤波器106-3的通频带内仅存在输入信号100的频率fb分量，所以第3个频带限制信号107-3成为仅为fb分量的信号。
在第4个和第5个滤波器106-4、106-5的通频带内不存在输入信号100的信号分量，所以第4个和第5个频带限制信号107-4、107-5成为零信号。
上述分割出的3个零信号（频带限制信号107-1、107-4、107-5）在该例子中不会对最终得到的输出信号114造成任何影响，所以以下，关于这些零信号省略详细的说明。
在图4A（c）中，第2个频带限制信号107-2通过乘法器108-2乘以增益系数值104而被进行增益调整。在被增益调整后的第2个增益调整信号109-2中，发生奇数次高次谐波（3×fa、5×fa、···）。
另外，在图4A（d）中，第3个频带限制信号107-3通过乘法器108-3乘以增益系数值104而被进行增益调整。在被增益调整了的第3个增益调整信号109-3中，也发生奇数次高次谐波（3×fb、5×fb、…）。
接下来，在图4B（e）中，第2个增益调整信号109-2通过第2滤波器群110的第2个滤波器111-2，再次被进行频带限制（例如300Hz～900Hz）。
另外，在图4B（f）中，第3个增益调整信号109-3通过第2滤波器群110的第3个滤波器111-3，再次被进行频带限制（例如900Hz～2700Hz）。
此处，构成第2滤波器群110的各滤波器111-1～111-5与第1滤波器群105同样地，除了第1个滤波器111以外的各滤波器111-2～111-5的通频带被设定为2倍频程以内。另一方面，通过增益调整发生的高次谐波全部是奇数次，所以由成为高次谐波的基础的信号分量（fa、fb）的3倍以上的频率的信号分量构成。因此，被频带限制在2倍频程以内的信号的奇数次高次谐波始终存在于2倍频程的频带外。因此，通过针对被频带限制在2倍频程以内的信号分量，再次通过2倍频程的通频带的滤波器，能够去除奇数次高次谐波（图4B（g）、（h））。
另外，由于将第1滤波器群105和第2滤波器群110设定为同一特性，所以本来存在的信号分量（fa、fb）不会被第2滤波器群110去除而留下。因此，能够仅去除奇数次高次谐波分量。
接下来，在图4B（i）中，通过第2个滤波器111-2去除了奇数次高次谐波的第2个高次谐波去除信号112-2（图4B（g））、和通过第3个滤波器111-3去除了奇数次高次谐波的第3个高次谐波去除信号112-3（图4B（h））通过信号合成部113被合成为1个信号，成为输出信号114。
在该输出信号114中，仅存在频率fa、fb的信号分量，而不存在新发生的奇数次高次谐波。
另外，在本实施方式1的动态范围控制装置中，将构成第1滤波器群105以及第2滤波器群110的各滤波器106-1～106-N、111-1～111-N的截止频率（成为相邻的频带的边界的频率）下的衰减量设为-3dB而设计了滤波器特性，所以频带限制信号107-1～107-N和高次谐波去除信号112-1～112-N中的截止频率的信号分量相比于输入信号100，恰好衰减-6dB。例如，如图3所示，通过滤波器106-1，截止频率300Hz的信号分量衰减-3dB，通过滤波器106-2，截止频率300Hz的信号分量衰减-3dB，所以总共衰减-6dB。
因此，在信号合成部113中，通过加上各高次谐波去除信号112-1～112-N，截止频率的信号分量增加6dB，而能够恢复原来的信号分量的强度。假设在相邻的频带的截止频率的相位特性未一致的情况下，通过在信号合成部113的前级中使用全通滤波器（All Pass Filter：APF），能够使相位一致。通过对相位一致的信号彼此进行相加，信号强度被增加6dB。
以上，根据实施方式1，动态范围控制装置构成为具备：音量等级计算部101，计算与输入信号100的音量等级大致成比例的音量等级值102；增益计算部103，计算与由音量等级计算部101计算出的音量等级值102相应的增益系数值104；第1滤波器群105，将输入信号100分割为N个频带而输出频带限制信号107-1～107-N，该第1滤波器群105包含滤波器106-1～106-N；乘法器108-1～108-N，针对从第1滤波器群105输出的频带限制信号107-1～107-N，分别乘以由增益计算部103计算出的增益系数值104来进行增益调整；第2滤波器群110，针对从乘法器108-1～108-N输出的增益调整信号109-1～109-N，分别抽出规定的频带，该第2滤波器群110包含滤波器111-1～111-N；以及信号合成部113，将从第2滤波器群110输出的高次谐波去除信号112-1～112-N合成为1个输出信号114。由此，能够去除由于增益调整发生的所有或者几乎大部分的奇数次高次谐波。因此，不会使音质劣化，能够实现高质量的动态范围控制。
另外，根据实施方式1，构成第1滤波器群105的滤波器106-1～106-N中的一部分的滤波器或者全部滤波器成为通频带被设定为2倍频程以内的结构。由此，能够去除由于增益调整在2倍频程的频带外发生的奇数次高次谐波。
另外，通过如上述（2）滤波器特性的设定例2那样使滤波器106-1～106-N、滤波器111-1～111-N全部设为设定为2倍频程以内的通频带的BPF，能够去除由于增益调整发生的所有奇数次高次谐波。
另一方面，在如上述（1）滤波器特性的设定例1那样，使全部滤波器中的、截止频率为最低的频率fC[Hz]的第1个滤波器106-1、滤波器111-1为LPF的情况下，即使针对处于0～fC/3[Hz]的频带内的信号通过滤波器111-1进行了滤波处理，仍留下奇数次高次谐波失真。这样，虽然由于增益调整发生的奇数次高次谐波的一部分不会被完全去除，但低音的高次谐波难以被察觉出音质劣化，所以在实际使用上没有问题。
另外，根据实施方式1，构成第2滤波器群110的滤波器111-1～111-N成为与构成第1滤波器群105的滤波器106-1～106-N大致相同的结构。由此，在增益调整信号109-1～109-N中本来存在的由来于输入信号100的信号分量不会去除，能够仅去除奇数次高次谐波分量。
实施方式2.
图5是示出本发明的实施方式2的动态范围控制装置的主要结构部分的框图。另外，在图5中，针对与图1相同或者相当的部分附加同一符号而省略说明。
在本实施方式2的动态范围控制装置中，与上述实施方式1的差异点在于，代替1个音量等级值102和增益系数值104，设置了N个音量等级计算部201-1～201-N和增益计算部203-1～203-N这点。
在图5中，从第1滤波器群105输出的N个频带限制信号107-1～107-N分别被分支为两方，一方与上述实施方式1同样地被输入到乘法器108-1～108-N。另一方被分别输入到音量等级计算部201-1～201-N。
N个音量等级计算部201-1～201-N分别针对所输入的频带限制信号107-1～107-N，通过与上述实施方式1的音量等级计算部101同样的计算方法，计算音量等级值，将所计算出的N个音量等级值202-1～202-N朝向N个增益计算部203-1～203-N输出。
但是，在上述实施方式1中，计算基于输入信号100的全部频带的信号分量的音量等级值102，但另一方面，在本实施方式2中，计算基于输入信号100中的2倍频程以内的各信号分量的音量等级值202-1～202-N。
N个增益计算部203-1～203-N分别依照所输入的音量等级值202-1～202-N，计算当前时刻（即，音量等级值输入时间点）的增益系数值204-1～204-N，朝向N个乘法器108-1～108-N进行输出。增益系数值的计算方法也可以与上述实施方式1相同，各增益计算部203-1～203-N使用例如图2所示那样的变换表格。
在以下的说明中，应用上述（1）滤波器特性的设定例1，以第1滤波器群105的第1个滤波器106-1为以频率f以下为通频带的LPF、第2个滤波器106-2为以频率f～3f为通频带的BPF、关于第3个以后的滤波器106-3～106-N也同样地以将频率3f以后依次针对每2倍频程以内设定为通频带的BPF为例子来进行使用。虽然说明省略，但在本实施方式2中当然也能够应用上述（2）滤波器特性的设定例2。
在上述具体例子的情况下，第1个音量等级计算部201-1计算所输入的频率f以下的频带限制信号107-1的音量等级值，将所计算出的音量等级值202-1朝向第1个增益计算部203-1进行输出。第1个增益计算部203-1根据所输入的音量等级值202-1计算当前时刻的增益系数值204-1，朝向第1个乘法器108-1进行输出。
第2个音量等级计算部201-2计算所输入的频率f～3f的频带限制信号107-2的音量等级值，将所计算出的音量等级值202-2朝向第2个增益计算部203-2进行输出。第2个增益计算部203-2根据所输入的音量等级值202-2计算当前时刻的增益系数值204-2，朝向第2个乘法器108-2进行输出。
同样地，第N个音量等级计算部201-N计算所输入的2倍频程以内的频带限制信号107-N的音量等级值，将所计算出的音量等级值202-N朝向第N个增益计算部203-N进行输出。第N个增益计算部203-N根据所输入的音量等级值202-N计算当前时刻的增益系数值204-N，朝向第N个乘法器108-N进行输出。
N个乘法器108-1～108-N对所输入的频带限制信号107-1～107-N乘以增益系数值204-1～204-N，将所得到的增益调整信号109-1～109-N朝向第2滤波器群110进行输出。
然后，第2滤波器群110的N个滤波器111-1～111-N从增益调整信号109-1～109-N分别去除奇数次高次谐波，将去除后的高次谐波去除信号112-1～112-N朝向信号合成部113进行输出。信号合成部113合成所输入的高次谐波去除信号112-1～112-N而设为输出信号114。
根据以上，根据实施方式2，动态范围控制装置构成为具备：第1滤波器群105，将所输入的输入信号100分割为N个频带而输出频带限制信号107-1～107-N，该第1滤波器群105包含滤波器106-1～106-N；音量等级计算部201-1～201-N，计算与从第1滤波器群105输出的频带限制信号107-1～107-N的音量等级大致成比例的音量等级值202-1～202-N；增益计算部203-1～203-N，计算与由音量等级计算部201-1～201-N计算出的音量等级值202-1～202-N相应的增益系数值204-1～204-N；乘法器108-1～108-N，针对从第1滤波器群105输出的频带限制信号107-1～107-N，乘以由增益计算部203-1～203-N计算出的增益系数值204-1～204-N来进行增益调整；第2滤波器群110，针对从乘法器108-1～108-N输出的增益调整信号109-1～109-N，分别抽出规定的频带，该第2滤波器群110包含滤波器111-1～111-N；以及信号合成部113，将从第2滤波器群110输出的高次谐波去除信号112-1～112-N合成为1个输出信号114。由此，在本实施方式2中也与上述实施方式1同样地，通过第2滤波器群110去除奇数次高次谐波分量，所以能够去除由于增益调整而发生的全部或者几乎大部分的奇数次高次谐波。因此，不会使音质劣化，能够实现高质量的动态范围控制。
进而，在上述实施方式1中，进行了使用基于输入信号100的整体的音量等级的共同的增益系数值104的动态范围控制，但在本实施方式2中能够针对单独的信号频带（音域）进行使用了单独的增益系数值204-1～204-N的单独的动态范围控制。由此，如果仅对某特定的音域、例如输入信号100中的声音频带进行动态范围控制来仅强调声音、或者进行例如比其他音域更强调输入信号100中的低音域那样的动态范围控制而设为扣人心弦的音，能够进行丰富的动态范围控制。
在该情况下，例如，针对成为增益计算部203-1～203-N的处理对象的每个频带，单独地调整增益计算部203-1～203-N在音量等级-增益系数的变换中使用的变换表格即可。
进而，也可以构成为在各增益计算部203-1～203-N中设定多个种类的变换表格，根据来自外部的指示分开使用变换表格，在1个动态范围控制装置中，能够分开使用例如对声音频带进行强调的动态范围控制和对低音域进行强调的动态范围控制。
因此，根据实施方式2，能够实现高质量并且丰富的动态范围控制。
另外，根据实施方式2，与上述实施方式1同样地，构成第1滤波器群105的滤波器106-1～106-N中的一部分的滤波器或者全部滤波器构成为通频带被设定为2倍频程以内，所以能够去除由于增益调整而在2倍频程的频带外发生的奇数次高次谐波。
另外，根据实施方式2，与上述实施方式1同样地，构成第2滤波器群110的滤波器111-1～111-N构成为被设定为与构成第1滤波器群105的滤波器106-1～106-N大致相同的结构，所以在增益调整信号109-1～109-N中本来存在的由来于输入信号100的信号分量不会去除，而能够仅去除奇数次高次谐波分量。
另外，本申请发明能够在该发明的范围内，实施各实施方式的自由的组合、或者各实施方式的任意的构成要素的变形、或者在各实施方式中任意的构成要素的省略。
产业上的可利用性
如以上那样，在本发明的动态范围控制装置中，在对用第1滤波器群频带限制了的信号进行了动态范围控制之后，用相同的滤波器特性的第2滤波器群来去除奇数次高次谐波而实现高质量化，所以适用于音频装置等。

Claims (6)

1.一种动态范围控制装置，其特征在于，具备：
音量等级计算部，计算与被输入的音信号的音量等级大致成比例的音量等级值；
增益计算部，计算与由所述音量等级计算部计算出的所述音量等级值相应的增益系数值；
第1滤波器群，将所述音信号分割为N个频率频带而输出N个频带限制信号，该第1滤波器群包含N个滤波器，其中N>1；
N个乘法器，针对从所述第1滤波器群输出的所述N个频带限制信号，分别乘以由所述增益计算部计算出的所述增益系数值来进行增益调整；
第2滤波器群，针对从所述N个乘法器输出的所述N个频带限制信号，分别抽出规定的频率频带，该第2滤波器群包含N个滤波器；以及
信号合成部，将从所述第2滤波器群输出的所述N个频带限制信号合成为1个信号。
2.一种动态范围控制装置，其特征在于，具备：
第1滤波器群，将被输入的音信号分割为N个频率频带而输出N个频带限制信号，该第1滤波器群包含N个滤波器，其中N>1；
N个音量等级计算部，计算与从所述第1滤波器群输出的所述N个频带限制信号的音量等级大致成比例的N个音量等级值；
N个增益计算部，计算与由所述N个音量等级计算部计算出的所述N个音量等级值相应的N个增益系数值；
N个乘法器，针对从所述第1滤波器群输出的所述N个频带限制信号，乘以由所述N个增益计算部计算出的所述N个增益系数值来进行增益调整；
第2滤波器群，针对从所述N个乘法器输出的所述N个频带限制信号，分别抽出规定的频率频带，该第2滤波器群包含N个滤波器；以及
信号合成部，将从所述第2滤波器群输出的所述N个频带限制信号合成为1个信号。
3.根据权利要求1所述的动态范围控制装置，其特征在于，
构成第1滤波器群的N个滤波器中的一部分的滤波器或者全部N个滤波器的通频带被设定为大致2倍频程以内。
4.根据权利要求2所述的动态范围控制装置，其特征在于，
构成第1滤波器群的N个滤波器中的一部分的滤波器或者全部N个滤波器的通频带被设定为大致2倍频程以内。
5.根据权利要求1所述的动态范围控制装置，其特征在于，
构成第2滤波器群的N个滤波器被设定为与构成第1滤波器群的N个滤波器大致相同的特性。
6.根据权利要求2所述的动态范围控制装置，其特征在于，
构成第2滤波器群的N个滤波器被设定为与构成第1滤波器群的N个滤波器大致相同的特性。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106453818A (zh) * 2015-08-11 2017-02-22 三星电子株式会社 声音数据的自适应处理

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9852744B2 (en) * 2014-12-16 2017-12-26 Psyx Research, Inc. System and method for dynamic recovery of audio data
TWI683534B (zh) * 2019-09-19 2020-01-21 宏碁股份有限公司 等化處理的調整系統及其調整方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001276737A (ja) * 2000-03-31 2001-10-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd レベル制御回路及びリミッタ回路
JP2003299181A (ja) * 2002-04-03 2003-10-17 Sony Corp オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理方法
CN1627635A (zh) * 2003-12-09 2005-06-15 日本电气株式会社 信号压缩/扩张设备和移动通信终端
WO2008041321A1 (fr) * 2006-10-03 2008-04-10 Toa Corporation Dispositif de traitement des signaux et dispositif de diffusion utilisant ledit dispositif
WO2009110087A1 (ja) * 2008-03-07 2009-09-11 ティーオーエー株式会社 信号処理装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1961329A (en) 1931-06-20 1934-06-05 Rca Corp Radioreceiver
US4025723A (en) 1975-07-07 1977-05-24 Hearing Health Group, Inc. Real time amplitude control of electrical waves
JP2000022473A (ja) 1998-07-07 2000-01-21 Sony Corp 音声処理装置
JP3986390B2 (ja) 2002-08-08 2007-10-03 新日本無線株式会社 Ａｇｃ装置
JP4086019B2 (ja) 2004-07-28 2008-05-14 ヤマハ株式会社 音量制御装置
JPWO2009125840A1 (ja) 2008-04-10 2011-08-04 シャープ株式会社 音声信号処理装置及び音声信号処理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001276737A (ja) * 2000-03-31 2001-10-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd レベル制御回路及びリミッタ回路
JP2003299181A (ja) * 2002-04-03 2003-10-17 Sony Corp オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理方法
CN1627635A (zh) * 2003-12-09 2005-06-15 日本电气株式会社 信号压缩/扩张设备和移动通信终端
WO2008041321A1 (fr) * 2006-10-03 2008-04-10 Toa Corporation Dispositif de traitement des signaux et dispositif de diffusion utilisant ledit dispositif
WO2009110087A1 (ja) * 2008-03-07 2009-09-11 ティーオーエー株式会社 信号処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106453818A (zh) * 2015-08-11 2017-02-22 三星电子株式会社 声音数据的自适应处理

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