JP2004536537A - 少なくとも２つのオーディオ信号に対する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも２つのオーディオ信号（Ａ１，Ａ２）が処理機能部、特に変換機能部に各々印加される方法に関する。本発明によれば、機能部に印加されるオーディオ信号（Ａ３）の上方値（８）は、前記機能部の後、ある比率で減少し、次いで部分的に減少した信号（Ａ４）の値の全て（８，９）が増大する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つのオーディオ信号が処理機能部、特に変換機能部に印加される方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許US5,742,687は、フィルタリングされた左側のステレオ信号がステレオ装置の左側のスピーカに加えられ、フィルタリングされた右側のステレオ信号がステレオ装置の右側のスピーカに加えられるステレオ信号に対する方法が記載されている。第１の入力部と第１の出力部との間の第１の信号路は、第１の変換特性を持ち、第２の入力部と第２の出力部との間の第２の信号路は、第２の変換特性を持つ。位相差がステレオの印象を拡張することになる。左及び右チャンネルの個々の信号はそれら本来の値を保持しているが、人間の耳における音の印象は減少することが起こる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これにより、本発明の目的は耳における音の印象を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本目的は、請求項１に記載されるような特徴的な特性により達成される。本発明によれば、前記機能部に印加されるオーディオ信号の上方値は、この機能部の後、ある比率で減少し、その後、部分的に減少した信号の全ての値が増大する。処理方法、特に音声処理に対する変換方法を用いる場合、出力信号、音圧及び／又は音響的な音の印象における損失は、入力信号は本来の値を保持する一方で、左チャンネル及び右チャンネルの信号の中にある位相が対向する成分によって生じる。前記損失は増幅により補償されるべきである。前記信号が不運にも既に０ｄＢである場合、干渉又は飽和を引き起こさずにデジタル増幅を行うことは不可能である。この場合、前記信号は圧縮器を用いて圧縮される。この圧縮器の特性は、０ｄＢの入力信号がその信号の値が所望される増幅に等しい又はそれよりも大きい出力信号を生成するように選択されるべきである。この所望される増幅は前記損失からの結果となる。
【０００５】
幾つかのオーディオ処理は、オーディオ信号の音響レベルを変化させるが、信号レベルは変化させない。例えば、信号レベルは処理後０ｄＢのままであるが、音響レベルは−１８ｄＢだけ減少している。この音響レベルは人間により分かるレベルである。多くの領域において、ユーザがこの音響損失をなすか、又はユーザが音響効果のスイッチをオンにするときにユーザ自身がこの損失を補償する。調節されたスピーカのボリュームを変化させることにより補償が可能である。この音響レベルの損失は、オーディオシステム自身により補償されるべきである。簡単な方法は、スピーカのボリュームを増大させる又は前記信号を増大させることである。先に述べられた実施例において、システムはスピーカのボリュームを１８ｄＢに増大させる。しかしながら、この方法は、常に可能ではなく、例えば、０ｄＢに制限されるシステムにおいて、上記補償がピークのクリッピングを引き起こす。
【０００６】
提案される方法は、デジタルピークのクリッピングを避けるために、信号を増幅する前にこの信号を圧縮することである。補償するためにｘｄＢが必要とされる場合、前記信号はレベルが最大で−ｘｄＢに達するように初めに圧縮される。最大レベルが初めから０ｄＢであるとき、−ｘｄＢが達成されるべきである。このとき、前記最大レベルが再び０ｄＢに達するように前記信号が拡張される。
【０００７】
圧縮に対しては、高い信号レベル、すなわち圧縮区域内の信号レベルが減少して、音響レベルの有効損失がなされる。例えば、−２ｄＢと０ｄＢとの間の高い信号レベルは圧縮時に圧縮率２で有効に減少する一方、小さな信号、すなわち−２ｄＢよりも小さい信号が完全なまま残っている。ｘｄＢ増幅した後、高い信号レベルは、レベル補償が音響損失を補償するのに十分な大きさではない０ｄＢの制限にリセットされてしまう。元の信号が大きいほど、損失は大きくなる。しかしながら、小さな信号は、ｘｄＢ単に増幅されるだけなので、音響損失も乱れも起こらない。
【０００８】
この方法は、小さな信号をクリッピング又は乱れさせる危険が無く補償することを可能にする一方、圧縮は高い信号レベルだけに効果を提供する。後者の信号レベルにとって、微弱(minor)な音響損失は必ず起こるであろう。これは実際に不可避である。
【０００９】
有利なことに、オーディオ信号の上方値に対する比率は２である。これによって、変化していない範囲と減少した範囲との間の適切な補償が達成されることができる。
【００１０】
有利なことに、前記上方値は０ｄＢと−４０ｄＢと間の範囲にある。音声処理を行うための変換方法を用いる場合、入力信号は、元の値、すなわち０ｄＢまで保持する一方で、１８ｄＢまでの音響的な音声の印象の損失が生じる。この損失は１８ｄＢの増幅により補償されるべきである。圧縮は信号上で行われる。圧縮特性は０ｄＢの入力信号が出力信号を−１８ｄＢで生成するように選択されるべきである。これは、例えば−４０ｄＢの圧縮中断点(compression break point)及び2.0の圧縮比率を用いて達成される。この比率は１／ＣＲすなわちＣＦから得られる。
【００１１】
簡単な実施例において、圧縮器は、処理機能部の後、且つ増幅部の前に、ある比率で機能部に印加されたオーディオ信号の上方値を減少させる。この方法の主要なクレームは音響損失を補償するための圧縮器を用いることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のこれら及び他の特徴は以下に説明される実施例から明らかであり、この実施例を参照して説明されるであろう。
【００１３】
図１は、変換器２、圧縮器３及び増幅器４を備える回路装置１を示す。２つのオーディオ信号Ａ１及びＡ２は、これらオーディオ信号を変換し、これによりステレオの印象を広げる変換器２に加えられる。変換器２は入力信号Ａ３として圧縮器３に加えられる出力信号Ａ３を供給する。この信号Ａ３は、最大で０ｄＢの信号レベル及び最大で−ｘｄＢの音響レベルを持つ。後続する圧縮器３は、上方領域においてオーディオ信号Ａ３のピーク値を減少させる。この圧縮器３は入力信号Ａ４として増幅器４に加えられ、最大で−ｘｄＢの信号レベルを持つオーディオ信号Ａ４を供給する。増幅器４は次いで、前記オーディオ信号Ａ４が最大で０ｄＢの上方ピーク値を有するように、既定レベルでオーディオ信号Ａ４を高くしていく。
【００１４】
図２は変換曲線５を示す。曲線５は、入力信号Ａ２と共にフィルタリングされる入力信号Ａ１と出力信号Ａ３との関係を示す。この信号Ａ１は、左チャンネルのステレオ信号である一方、信号Ａ２は右チャンネルのステレオ信号である。この曲線５は１：１の比率を持つ。
【００１５】
図３は圧縮曲線６及び増幅曲線７を示す。曲線６は、圧縮器３の入力信号Ａ３と圧縮器３の出力信号Ａ４との関係を示す。この入力信号Ａ３は横座標においてｘ方向にプロットされ、出力信号Ａ４は縦座標においてｙ方向にプロットされる。曲線６は入力信号Ａ３のレベル６及び出力信号Ａ４の関連するレベル６を特徴付けている。これらレベル６は、後で値６としても示される。曲線６の上方レベル範囲８は、比率２で減少し、横座標においてｘ方向に−４０ｄＢから０ｄＢへ伸びている。このレベル範囲８は−４０ｄＢから０ｄＢの範囲８の中にある入力信号Ａ３の上方値８と、出力信号Ａ４の−２０から−４０ｄＢの前記範囲８の中にあるそれの減少する値８とを特徴付けている。−４０ｄＢから−２０ｄＢの上方レベル範囲８は、縦座標においてｙ方向に延在する。明らかなように、出力信号Ａ４は圧縮後−２０ｄＢに制限されている。ここで、１８ｄＢの音響損失を補償するのに十分な余裕(room)がある。下方レベル範囲９において、入力信号Ａ３及び出力信号Ａ４は同じである。
【００１６】
増幅曲線７は圧縮器３の入力信号Ａ３と増幅器４の出力信号Ａ５との関係を示す。圧縮器３の出力レベル６は、増幅器４の入力レベル６と同じである。この増幅器４は、前記信号Ａ４を増幅し、＋１８ｄＢで全体のレベル６を上昇させる。
【００１７】
図４の曲線５は、変換器２に対する入力信号の値を示し、曲線６は圧縮器３の圧縮された出力曲線であり、曲線７は増幅された増幅器４の圧縮された出力曲線である。出力値Ｏ(O=output)は、横座標における入力信号Ｉ(I=input)に依存して縦座標においてデシベルでプロットされる。曲線６における圧縮屈折点(compression kink)１０及び曲線７における圧縮屈折点１１は−４０ｄＢである。補償１２は１８ｄＢだけ信号が増加したことを示している。圧縮ゲイン１３及び１４は、信号Ａ３及びＡ５の間の値の変化を示している。角１５は４５°であり、角１６は２２．５°であり、値１／ＣＲ＝ＣＦにより特徴付けられる。Ｒは電気抵抗であり、Ｃはコンデンサのキャパシタンスであり、Ｆはファラッドを表している。
【００１８】
音の印象の損失は、圧縮屈折点よりも下のレベルを持つ入力信号に対し補償されることが分かっている。この圧縮屈折点よりも上では、この入力信号が増大するのにつれて、前記補償が小さくなる。０ｄＢの入力信号にとって、１８ｄＢが増幅される前に−１８ｄＢのスペースが用いられるので、補償が存在しない。平均して、前記音響はせいぜい１８ｄＢで補償される。
【符号の説明】
【００１９】
１ 回路装置
２ 変換器
３ 圧縮器
４ 増幅器
５ 変換曲線
６ 圧縮曲線
７ 増幅曲線
８ 値の上方範囲
９ 値の下方範囲
１０ 第１の圧縮屈折点
１１ 第２の圧縮屈折点
１２ 増分
１３ 第１の圧縮ゲイン
１４ 第２の圧縮ゲイン
１５ 第１の角
１６ 第２の角
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】変換器、圧縮器及び増幅器を示すブロック図。
【図２】変換器の入力レベルに依存する変換器の出力レベルを示す変換曲線の図。
【図３】圧縮曲線及び増幅曲線の図。
【図４】全ての曲線の図。

Claims (5)

1. 少なくとも２つのオーディオ信号が処理機能部、特に変換機能部に各々印加される方法において、前記機能部に印加されるオーディオ信号の上方値は、前記機能部の後、ある比率で減少し、その後、部分的に減少した前記信号の値の全てが増大することを特徴とする方法。
2. 前記オーディオ信号の前記上方値に対する前記比率が２であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記上方値は０ｄＢから−４０ｄＢの上方範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 少なくとも２つのオーディオ信号が処理機能部、特に変換機能部に各々印加される方法のための回路装置において、圧縮器は機能部に印加されるオーディオ信号の上方値をある比率で減少させることを特徴とする回路装置。
5. 圧縮されたオーディオ信号は増幅器を用いて増幅されることを特徴とする請求項４に記載の回路装置。