JP2005269543A - Bass enhancing circuit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、低音再生能力の低い小型スピーカ、ヘッドホンを使用する場合に低音感を高めることができる低音強調回路に関する。 The present invention relates to a bass emphasis circuit that can enhance bass feeling when a small speaker or headphones with low bass reproduction capability is used.
〔A〕従来技術についての説明
基準周波数fの信号の高調波である2f,3f,4f,…の信号からなる音を聴いた場合、基準周波数fの信号が含まれていなくても、その周波数fの音が再生されているように感じるという聴覚心理現象が知られている。
また、高調波の生成方法としては、各種の方法があるが、最も簡単な方法として、基準周波数の信号を全波整流することにより、偶数次数の高調波を生成する方法が知られている。
[A] Description of Prior Art When listening to a sound consisting of signals 2f, 3f, 4f,..., Which are harmonics of a signal having a reference frequency f, the frequency of the reference frequency f is not included even if it is not included. An auditory psychological phenomenon is known in which the sound of f is felt as being reproduced.
There are various methods for generating harmonics. As the simplest method, there is known a method of generating even-order harmonics by full-wave rectifying a signal of a reference frequency.
ところで、低音再生能力は、主にスピーカの容積によって制約を受ける。そのため、テレビなどで使用されている小型スピーカでは、十分な低音再生能力が得られない。この問題を解決するための方法として、高調波信号による聴覚心理現象により、スピーカが再生できない基準周波数信号を人間に感知させる方法がある。特開平08−237800号公報には、入力音声信号のうちスピーカ再生限界以下の低音域成分のみを全波整流することにより、上記低音域成分の偶数次数の高調波を生成して、生成された高調波のうち二次の高調波を増幅して入力音声信号に加算することにより、低音感を高める技術が開示されている。 By the way, the bass reproduction capability is restricted mainly by the volume of the speaker. Therefore, a small speaker used in a television or the like cannot obtain a sufficient bass reproduction capability. As a method for solving this problem, there is a method for causing a human to sense a reference frequency signal that cannot be reproduced by a speaker due to an auditory psychological phenomenon caused by a harmonic signal. In Japanese Patent Laid-Open No. 08-237800, an even-order harmonic of the low-frequency component is generated by full-wave rectifying only the low-frequency component below the speaker reproduction limit in the input audio signal. A technique is disclosed in which a low-frequency feeling is enhanced by amplifying a second-order harmonic of the harmonics and adding it to an input audio signal.
しかしながら、この従来技術では、次のような問題があるため、低音が認識できたとしても、自然な音が得られない。 However, this conventional technique has the following problems, so that even if bass can be recognized, a natural sound cannot be obtained.
(1)通常の大型TVに使用されているスピーカでも、再生下限周波数は150〜180Hz程度である。このため、楽器音の高調波に対する高調波も生成されるが、楽器音の高調波が再生されると、不自然な音となる。また、低い周波数の高調波が生成された場合、高調波どうしが不協和音となる。広い帯域の基準音に対する高調波が生成された場合、様々な高調波成分が混在し、低音部分の認識ができなくなる場合がある。
(2)音楽などで高調波のみを増幅して入力音声信号に加算した場合、不自然な音となる。また、全波整流により生成された高調波のエンベロープ特性は固定であり、自然な音が得られない。
(1) Even in a loudspeaker used in a normal large TV, the reproduction lower limit frequency is about 150 to 180 Hz. For this reason, harmonics with respect to the harmonics of the instrument sound are also generated, but when the harmonics of the instrument sound is reproduced, the sound becomes unnatural. Moreover, when the harmonic of a low frequency is produced | generated, harmonics will become a dissonance. When harmonics with respect to a wide-band reference sound are generated, various harmonic components may be mixed and the bass part may not be recognized.
(2) When only harmonics are amplified and added to the input audio signal in music or the like, the sound becomes unnatural. In addition, the envelope characteristics of the harmonics generated by full-wave rectification are fixed, and natural sound cannot be obtained.
そこで、本発明者は、上記問題を解消でき、協和性のある自然な高調波が得られ、自然な再生音が得られるようになる低音強調回路を開発した。 In view of this, the present inventor has developed a bass emphasis circuit that can solve the above-mentioned problems, obtain a natural harmonic with coherency, and obtain a natural reproduced sound.
〔B〕本発明者が既に開発した低音強調回路についての説明
本発明者が既に開発した低音強調回路について説明する。なお、この低音強調回路は、本願の出願時点では公知となっておらず、従来技術ではない。
[B] Description of bass enhancement circuit already developed by the present inventor The bass enhancement circuit already developed by the present inventor will be described. This bass emphasis circuit is not known at the time of filing of the present application and is not a conventional technique.
〔B1〕本発明者が既に開発した第1の低音強調回路についての説明
〔B1−1〕低音強調回路の構成について説明
図1は、本発明者が既に開発した第1の低音強調回路の構成を示している。
[B1] Description of the first bass enhancement circuit already developed by the present inventor [B1-1] Description of the configuration of the bass enhancement circuit FIG. 1 shows the configuration of the first bass enhancement circuit already developed by the present inventor. Is shown.
この低音強調回路には、Lチャンネル信号(Lch in)とRチャンネル信号(Rch in)とからなる音声信号が入力される。Lチャンネル信号は、増幅器1Lによって増幅される。増幅器1Lによって増幅されたLチャンネル信号は、遅延回路2Lを介して加算器3Lに送られる。また、増幅器1Lによって増幅されたLチャンネル信号は、加算器11にも送られる。Rチャンネル信号は、増幅器1Rによって増幅される。増幅器1Rによって増幅されたRチャンネル信号は、遅延回路2Rを介して加算器3Rに送られる。また、増幅器1Rによって増幅されたRチャンネル信号は、加算器11にも送られる。
An audio signal composed of an L channel signal (Lch in) and an R channel signal (Rch in) is input to the bass enhancement circuit. The L channel signal is amplified by the
加算器11では、増幅器1Lによって増幅されたLチャンネル信号と、増幅器1Rによって増幅されたRチャンネル信号とが加算される。加算器11の出力は、所定周波数帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ(BPF1)12を介して全波整流回路13に送られる。バンドパスフィルタ(BPF1)12の特性および機能については、後述する。全波整流回路13は、バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過した信号の偶数次数の高調波信号を生成する。全波整流回路13によって生成された高調波信号は、周波数の高い成分をカットするためのローパスフィルタ(LPF1)14に送られる。
The adder 11 adds the L channel signal amplified by the
なお、任意の信号(sin θ) に対して全波整流を行えば、次式(1)で示すように、偶数次数の高調波が生成される。 If full-wave rectification is performed on an arbitrary signal (sin θ), even-order harmonics are generated as shown in the following equation (1).
abs[sinθ] =2/π+4/ π×{(1/3) ×sin2θ−(1/15)×sin4θ+(1/35) ×sin6θ…}
…(1)
abs [sinθ] = 2 / π + 4 / π × {(1/3) × sin2θ− (1/15) × sin4θ + (1/35) × sin6θ…}
... (1)
上記式(1)において、abs[A]は、A の絶対値を取ることを意味している。 In the above formula (1), abs [A] means that the absolute value of A is taken.
ローパスフィルタ(LPF1)14から出力される信号は、増幅器15Lを介して加算器3Lに送られるとともに、増幅器15Rを介して加算器3Rに送られる。
The signal output from the low-pass filter (LPF1) 14 is sent to the adder 3L via the amplifier 15L and is sent to the
加算器3Lでは、遅延回路2Lの出力信号(原音の信号)と増幅器15Lの出力信号(高調波の信号)とが加算される。加算器3Lの出力信号は、周波数の低い成分をカットするためのハイパスフィルタ(HPF)4Lに送られる。ハイパスフィルタ(HPF)4Lの特性および機能については、後述する。ハイパスフィルタ(HPF)4Lを通過した信号は、遅延回路5Lを介して加算器8Lに送られる。また、ハイパスフィルタ(HPF)4Lを通過した信号は、周波数の高い成分をカットするためのローパスフィルタ(LPF2)6Lおよび増幅器7Lを介して加算器8Lに送られる。ローパスフィルタ(LPF2)6Lの特性および機能については、後述する。加算器8Lでは、遅延回路5Lの出力信号と増幅器7Lの出力信号とが加算され、Lチャンネルの出力信号(Lch out)として図示しないLチャンネル用スピーカに出力される。
In the adder 3L, the output signal (original sound signal) of the
同様に、加算器3Rでは、遅延回路2Rの出力信号(原音の信号)と増幅器15Rの出力信号(高調波の信号)とが加算される。加算器3Rの出力信号は、周波数の低い成分をカットするためのハイパスフィルタ(HPF)4Rに送られる。ハイパスフィルタ(HPF)4Rを通過した信号は、遅延回路5Rを介して加算器8Rに送られる。また、ハイパスフィルタ(HPF)4Rを通過した信号は、周波数の高い成分をカットするためのローパスフィルタ(LPF2)6Rおよび増幅器7Rを介して加算器8Rに送られる。加算器8Rでは、遅延回路5Rの出力信号と増幅器7Rの出力信号とが加算され、Rチャンネルの出力信号(Rch out)として図示しないRチャンネル用スピーカに出力される。
Similarly, in the
〔B1−2〕各フィルタについての説明 [B1-2] Explanation of each filter
〔B1−2−1〕バンドパスフィルタ(BPF1)12についての説明
バンドパスフィルタ(BPF1)12は、Lチャンネル信号とRチャンネル信号との合成信号から、所定周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタである。
[B1-2-1] Description of Bandpass Filter (BPF1) 12 The bandpass filter (BPF1) 12 is a filter that passes only a signal in a predetermined frequency band from a combined signal of an L channel signal and an R channel signal. is there.
ところで、スピーカの再生下限周波数は100Hz〜200Hzであるものが多い。また、全波整流回路13によって生成される高調波信号のうち、低音強調のために利用する高調波の上限周波数は500Hz〜600Hz程度である。スピーカの再生下限周波数(100Hz〜200Hz)から、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数(500Hz〜600Hz)までの周波数帯域の信号の臨界帯域幅は、約80〜100Hzである。臨界帯域幅以下の周波数差を有する2つの音を聴いたとき、不協和音が生じることが知られている。また、その周波数差が小さいほど、その不協和性が強くなり、耳障りな音に聴こえる。
By the way, the reproduction lower limit frequency of the speaker is often 100 Hz to 200 Hz. Of the harmonic signals generated by the full-
そこで、この実施例では、バンドパスフィルタ(BPF1)12の下限周波数を、スピーカの再生下限周波数から低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数までの周波数帯域の信号の臨界帯域幅の約1/2にあたる45Hzに設定している。このようにバンドパスフィルタ(BPF1)12の下限周波数を設定することにより、全波整流回路13で生成される偶数次数の高調波信号のうち、隣合う次数の高調波信号の周波数間隔が上記臨界帯域幅に相当する90Hz以上となり、不協和音が発生しなくなる。
Therefore, in this embodiment, the lower limit frequency of the bandpass filter (BPF1) 12 is set to the critical bandwidth of the signal in the frequency band from the lower limit frequency of reproduction of the speaker to the upper limit frequency of the harmonic to be used for bass enhancement. It is set to 45 Hz, which is about 1/2. By setting the lower limit frequency of the bandpass filter (BPF1) 12 in this way, the frequency interval between the harmonic signals of the adjacent orders among the even harmonic signals generated by the full-
また、一般的に楽器音には、高調波が元々含まれているため、バンドパスフィルタ(BPF1)12の上限周波数を高く設定すると、全波整流回路13によって、楽器音の基準波とその高調波の両方に対して2次高調波が生成されてしまい、不自然な音が再生されてしまう。そこで、この実施例では、バンドパスフィルタ(BPF1)12の上限周波数として、バンドパスフィルタ(BPF1)12の下限周波数の2倍以下の値を設定している。具体的には、バンドパスフィルタ(BPF1)12の上限周波数を、バンドパスフィルタ(BPF1)12の下限周波数45Hzの2倍に相当する90Hzに設定している。
In general, musical instrument sounds originally contain harmonics. Therefore, if the upper limit frequency of the bandpass filter (BPF1) 12 is set high, the full-
〔B1−2−2〕ローパスフィルタ(LPF1)14についての説明
ローパスフィルタ(LPF1)14は、全波整流回路13によって生成された高調波信号のうち、周波数の高い成分をカットするために設けられている。ローパスフィルタ(LPF)14のカットオフ周波数は、ローパスフィルタ(LPF2)6L、6Rのカットオフ周波数以下に設定されている。
[B1-2-2] Description of Low-Pass Filter (LPF1) 14 The low-pass filter (LPF1) 14 is provided for cutting high-frequency components of the harmonic signal generated by the full-
〔B1−2−3〕ハイパスフィルタ(HPF)4L、4Rについての説明
ハイパスフィルタ(HPF)4L,4Rは、原音の信号に低音強調用の高調波信号が加算された信号のうち、使用するスピーカで再生できない帯域の低音信号をカットするために設けられている。なお、ハイパスフィルタ(HPF)4L、4Rは、増幅器7L,7Rの増幅による信号の飽和を抑える働きもある。
[B1-2-3] Description of High-Pass Filters (HPF) 4L and 4R The high-pass filters (HPF) 4L and 4R are speakers to be used among signals obtained by adding a low-frequency emphasis harmonic signal to the original sound signal. It is provided to cut bass signals in a band that cannot be reproduced by The high-pass filters (HPF) 4L and 4R also have a function of suppressing signal saturation due to amplification of the
〔B1−2−4〕ローパスフィルタ(LPF2)6L、6Rについての説明
ローパスフィルタ(LPF2)6L、6Rのカットオフ周波数は、ローパスフィルタ(LPF1)14のカットオフ周波数より大きな値に設定されている。
[B1-2-4] Description of Low-Pass Filters (LPF2) 6L and 6R The cutoff frequency of the low-pass filters (LPF2) 6L and 6R is set to a value larger than the cutoff frequency of the low-pass filter (LPF1) 14. .
ローパスフィルタ(LPF2)6L,6Rは、ハイパスフィルタ(HPF)4L,4Rを通過した信号のうち、周波数の高い成分をカットする。ローパスフィルタ(LPF2)6L,6Rを通過した信号は増幅器7L,7Rで増幅された後、ハイパスフィルタ(HPF)4L,4Rを通過した信号と合成される。
The low pass filters (LPF2) 6L and 6R cut high frequency components from the signals that have passed through the high pass filters (HPF) 4L and 4R. The signals that have passed through the low-pass filters (LPF2) 6L and 6R are amplified by the
つまり、原音の信号と低音強調用の高調波信号との合成信号のうち、ローパスフィルタ(LPF2)6L、6Rで決定される周波数帯域の信号が増幅され、増幅された信号(強調信号)が原音の信号に合成されている。このように、低音強調用の高調波信号だけ増幅するのではなく、原音の信号と低音強調用の高調波信号との合成信号のうちの所定帯域成分が増幅されているので、低音強調用の高調波信号だけ増幅する場合に比べて、高調波による違和感が抑えられ、波及効果として迫力のある重低音感を高めることができる。 In other words, among the synthesized signal of the original sound signal and the harmonic signal for bass emphasis, the signal in the frequency band determined by the low pass filters (LPF2) 6L and 6R is amplified, and the amplified signal (enhanced signal) is the original sound. The signal is synthesized. In this way, rather than amplifying only the harmonic signal for bass emphasis, the predetermined band component of the synthesized signal of the original sound signal and the harmonic signal for bass emphasis is amplified. Compared to a case where only the harmonic signal is amplified, a sense of incongruity due to the harmonic is suppressed, and a powerful deep bass feeling can be enhanced as a ripple effect.
ただし、必要以上に高次の高調波までを強調すると、耳障りな音になるため、バンドパスフィルタ(BPF1)12の上限周波数である90Hzの基準周波数に対して、n次、(n+2)次の2本の高調波が通過できるように、ローパスフィルタ(LPF2)6L、6Rのカットオフ周波数を設定している。nは、90Hzの基準周波数に対する偶数次数の高調波のうち、スピーカの再生下限周波数以上の帯域で最も周波数が低い高調波に対応する次数とする。45Hzの信号に対しては、最大4本の高調波がローパスフィルタ(LPF2)6L、6Rを通過する。 However, if higher harmonics than necessary are emphasized, the sound becomes harsh, so the nth order and (n + 2) th order with respect to the reference frequency of 90 Hz, which is the upper limit frequency of the bandpass filter (BPF1) 12. The cut-off frequencies of the low-pass filters (LPF2) 6L and 6R are set so that two harmonics can pass. Let n be the order corresponding to the harmonic having the lowest frequency in the band equal to or higher than the reproduction lower limit frequency of the speaker among the even-order harmonics with respect to the reference frequency of 90 Hz. For a 45 Hz signal, a maximum of four harmonics pass through the low-pass filters (LPF2) 6L and 6R.
例えば、200Hz以下の信号が再生できないスピーカを使用する場合、バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過する上限周波数90Hzの信号に対する高調波は、180Hz,360Hz,540Hz,…であり、スピーカで再生可能な4次と6次の高調波があれば90Hzの基準音を認識できるため、ローパスフィルタ(LPF2)6L、6Rのカットオフ周波数を540Hzとする。 For example, when a speaker that cannot reproduce a signal of 200 Hz or less is used, the harmonics for the signal with the upper limit frequency of 90 Hz that passes through the bandpass filter (BPF1) 12 are 180 Hz, 360 Hz, 540 Hz,. If there are fourth and sixth harmonics, a reference sound of 90 Hz can be recognized, so the cutoff frequencies of the low pass filters (LPF2) 6L and 6R are 540 Hz.
この場合、バンドパスフィルタ(BPF1)12の下限周波数45Hzの信号に対する高調波は、90Hz,180Hz,270Hz,360Hz,450Hz,540Hz,…であり、スピーカで再生可能な6次、8次、10次、12次の高調波がローパスフィルタ(LPF2)6L、6Rを通過することになる。 In this case, the harmonics of the signal having the lower limit frequency of 45 Hz of the band pass filter (BPF1) 12 are 90 Hz, 180 Hz, 270 Hz, 360 Hz, 450 Hz, 540 Hz,... The 12th-order harmonics pass through the low-pass filters (LPF2) 6L and 6R.
なお、表1に、使用するスピーカのタイプ(再生下限周波数)に対する上記各種フィルタの特性を示す。表1において、BPF1はバンドパスフィルタ12の下限周波数および上限周波数を、LPF1はローパスフィルタ13のカットオフ周波数を、HPFはハイパスフィルタ4L、4Rのカットオフ周波数を、LPF2はローパスフィルタ6L、6Rのカットオフ周波数を、それぞれ示している。
Table 1 shows the characteristics of the various filters with respect to the type of speaker used (reproduction lower limit frequency). In Table 1, BPF1 is the lower limit frequency and upper limit frequency of the bandpass filter 12, LPF1 is the cutoff frequency of the
上記第1の低音強調回路によれば、バンドパスフィルタ(BPF1)12によって、高調波が生成される基準信号の周波数帯域を上述したような特定帯域に設定したため、協和性のある自然な高調波が得られ、自然な再生音が得られるようになる。また、楽器音の基準波とその高調波の両方に対して2次高調波が生成されてしまうのを防止でき、自然な再生音が得られるようになる。 According to the first bass emphasis circuit, the bandpass filter (BPF1) 12 sets the frequency band of the reference signal from which harmonics are generated to the specific band as described above. And natural playback sound can be obtained. In addition, it is possible to prevent the generation of the second harmonic with respect to both the reference wave of the instrument sound and its harmonics, and a natural reproduced sound can be obtained.
また、原音の信号と低音強調用の高調波信号とを合成した後に、ローパスフィルタ(LPF2)6L、6Rで決定される周波数帯域の信号を増幅し、増幅した信号(強調信号)を原音の信号に合成しているので、つまり、高調波を原音と一緒に強調しているので、高調波による違和感が抑えられる。この結果、基準音(低音)の認識を強めることができる。 Further, after synthesizing the original sound signal and the low-frequency emphasis harmonic signal, the signal in the frequency band determined by the low-pass filters (LPF2) 6L and 6R is amplified, and the amplified signal (enhanced signal) is converted into the original sound signal. In other words, since the harmonics are emphasized together with the original sound, the sense of incongruity due to the harmonics can be suppressed. As a result, the recognition of the reference sound (bass) can be strengthened.
〔B2〕本発明者が既に開発した第2の低音強調回路についての説明
図2は、本発明者が既に開発した第2の低音強調回路の構成を示している。
[B2] Description of Second Bass Emphasis Circuit Developed by the Inventor FIG. 2 shows a configuration of a second bass emphasis circuit already developed by the present inventor.
第2の低音強調回路では、次の点が第1の低音強調回路と異なっている。 The second bass enhancement circuit is different from the first bass enhancement circuit in the following points.
(1)ハイパスフィルタ(HPF)4L、4Rを、加算器3L、3Rの後段ではなく、加算器3L、3Rの前段に配置したこと。それに伴って、全波整流回路13の後段に設けられていたローパスフィルタ(LPF)14の代わりに、ローパスフィルタ(LPF1)14とハイパスフィルタ(HPF)4L、4Rの両方の機能を備えたバンドパスフィルタ(BPF2)16を用いたこと。
(1) The high-pass filters (HPF) 4L and 4R are arranged not before the
(2)原音の特定の帯域のみが強調されることによる違和感を更に緩和するために、ローパスフィルタ(LPF2)6L(6R)と増幅器7L(7R)との直列回路に並列に、ローパスフィルタ(LPF3)9L(9R)と増幅器10L(10R)との直列回路が設けられていること。この場合のローパスフィルタ(LPF2)6L(6R)とローパスフィルタ(LPF3)9L(9R)の特性は、例えば、表2のように設定される。また、ローパスフィルタ(LPF2)6L(6R)を通過した信号を増幅する増幅器7L(7R)のゲインをG1、ローパスフィルタ(LPF3)9L(9R)を通過した信号を増幅する増幅器10L(10R)のゲインをG2とすると、G1>G2に設定される。
(2) In order to further alleviate the uncomfortable feeling caused by emphasizing only a specific band of the original sound, the low-pass filter (LPF3) is connected in parallel with the series circuit of the low-pass filter (LPF2) 6L (6R) and the
上記の本出願人が既に開発した低音強調回路は、高周波の合成および低音増幅によって、低音を強調させている。 The above-described bass emphasis circuit developed by the present applicant emphasizes bass by high frequency synthesis and bass amplification.
ところで、高周波には、特定の差分周波数を認識させる効果があり、低音増幅には、低音感を全体的に高める効果がある。したがって、楽器音などには前者が有効であり、爆発音などには後者が有効であると言える。このため、入力音声信号における低周波数帯域の種類(特性)に関わらず、処理を固定化すると、最適な効果を得ることができない。また、高周波の合成および低音増幅を行うことにより、信号レベルが有効ビット長を越えてしまう場合がある。 By the way, the high frequency has an effect of recognizing a specific difference frequency, and the bass amplification has an effect of enhancing the overall low tone. Therefore, it can be said that the former is effective for musical instrument sounds and the latter is effective for explosion sounds. For this reason, regardless of the type (characteristics) of the low frequency band in the input audio signal, the optimum effect cannot be obtained if the processing is fixed. In addition, the signal level may exceed the effective bit length by performing high frequency synthesis and bass amplification.
この発明は、入力音声信号の種類に応じて最適な低音強調を行える低音強調回路を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a bass emphasis circuit that can perform optimum bass emphasis according to the type of input audio signal.
また、この発明は、入力音声信号の種類に応じて最適な低音強調を行えるとともに、オーバーフローを抑えることができる低音強調回路を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a bass emphasis circuit that can perform optimum bass emphasis according to the type of input audio signal and suppress overflow.
請求項1に記載の発明は、複数チャンネルの入力音声信号を合成する第1の加算器、第1の加算器によって合成された音声信号のうち、所定周波数帯域の信号のみを通過させる第1のバンドパスフィルタ、第1のバンドパスフィルタを通過した音声信号の偶数次数の高調波信号を生成する全波整流回路、全波整流回路によって生成された高調波信号のうち、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数を越える高周波数帯域の信号をカットするためのローパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつローパスフィルタを通過した高調波信号をそれぞれ増幅する第1の増幅器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する第1の増幅器によって増幅された高調波信号を、そのチャンネルに対応する入力音声信号にそれぞれ加算する複数の第2の加算器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する第2の加算器の出力信号から使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットする複数のハイパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応するハイパスフィルタを通過した信号のうち低周波数帯域の信号を増幅する複数の第2の増幅器、ならびに各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応するハイパスフィルタを通過した信号に、そのチャンネルに対応する第2の増幅器の出力信号を合成する複数の第3の加算器を備えている低音強調回路において、第1のバンドパスフィルタを通過する音声信号の特徴量を検出する特徴量検出手段、ならびに特徴量検出手段によって検出された特徴量に基づいて、第1の増幅器のゲインおよび第2の増幅器のゲインを調整するゲイン調整手段を備えていることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a first adder that synthesizes input audio signals of a plurality of channels, and a first signal that passes only a signal in a predetermined frequency band among the audio signals synthesized by the first adder. Of the harmonic signals generated by the band-pass filter, the harmonic signal generated by the full-wave rectifier circuit, the full-wave rectifier circuit that generates even-order harmonic signals of the audio signal that has passed through the first band-pass filter, is used for bass enhancement A low-pass filter for cutting a signal in a high frequency band exceeding the upper limit frequency of a harmonic to be tried, a first amplifier provided for each channel and amplifying the harmonic signal that has passed through the low-pass filter, and each channel The harmonic signal provided by each and amplified by the first amplifier corresponding to the channel is converted into an input audio signal corresponding to the channel. A plurality of second adders to be added, a plurality of which is provided for each channel and cuts a signal in a low frequency band that cannot be reproduced by a speaker to be used from an output signal of the second adder corresponding to the channel. A plurality of second amplifiers that are provided for each channel and that amplify a low-frequency band signal among signals that have passed through the high-pass filter corresponding to the channel, and are provided for each channel, and In a bass emphasis circuit including a plurality of third adders that synthesize a signal that has passed through a high-pass filter corresponding to a channel and an output signal of a second amplifier corresponding to the channel, the first band-pass filter includes: A feature amount detecting means for detecting a feature amount of a passing voice signal, and a feature amount detected by the feature amount detecting means. Zui it, characterized in that it comprises a gain adjusting means for adjusting the gain of the gain and the second amplifier of the first amplifier.
請求項2に記載の発明は、複数チャンネルの入力音声信号をそれぞれ増幅する複数の第1の増幅器、各第1の増幅器によって増幅された各チャンネルの音声信号を合成する第1加算器、第1の加算器によって合成された音声信号のうち、所定周波数帯域の信号のみを通過させる第1のバンドパスフィルタ、第1のバンドパスフィルタを通過した音声信号の偶数次数の高調波信号を生成する全波整流回路、全波整流回路によって生成された高調波信号のうち、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数を越える高周波数帯域の信号をカットするためのローパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつローパスフィルタを通過した高調波信号をそれぞれ増幅する第2の増幅器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する第2の増幅器によって増幅された高調波信号を、そのチャンネルに対応する第1の増幅器によって増幅された音声信号にそれぞれ加算する複数の第2の加算器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する第2の加算器の出力信号から使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットする複数のハイパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応するハイパスフィルタを通過した信号のうち低周波数帯域の信号を増幅する複数の第3の増幅器、ならびに各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応するハイパスフィルタを通過した信号に、そのチャンネルに対応する第3の増幅器の出力信号を合成する複数の第3の加算器を備えている低音強調回路において、各チャンネル毎に設けられ、対応する第3の加算器の加算結果が出力信号の有効ビット数を越えたか否かを判別するオーバーフロー判別手段、第1のバンドパスフィルタを通過する音声信号の特徴量を検出する特徴量検出手段、ならびにオーバーフロー判別手段の判別結果および特徴量検出手段によって検出された特徴量に基づいて、第1の増幅器のゲイン、第2の増幅器のゲインおよび第3の増幅器のゲインを調整するゲイン調整手段を備えていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a plurality of first amplifiers that respectively amplify a plurality of channels of input audio signals, a first adder that combines the audio signals of each channel amplified by the first amplifiers, The first band-pass filter that passes only a signal in a predetermined frequency band among the audio signals synthesized by the adder, and all the harmonic signals of the even order of the audio signal that has passed through the first band-pass filter Low-pass filter for cutting high-frequency band signals exceeding the upper limit frequency of harmonics to be used for bass emphasis among harmonic signals generated by wave rectifiers and full-wave rectifiers, for each channel And a second amplifier that amplifies the harmonic signal that has passed through the low-pass filter, and is provided for each channel. A plurality of second adders for adding each of the harmonic signals amplified by the corresponding second amplifier to the audio signal amplified by the first amplifier corresponding to the channel; A plurality of high-pass filters that cut low-frequency band signals that cannot be reproduced by the speakers used from the output signal of the second adder corresponding to the channel, provided for each channel, and passed through the high-pass filter corresponding to the channel A plurality of third amplifiers for amplifying a signal in a low frequency band among the processed signals, and a third amplifier corresponding to the channel provided for each channel and passing through a high-pass filter corresponding to the channel In the bass emphasis circuit comprising a plurality of third adders for synthesizing the output signals of An overflow determination means for determining whether or not the addition result of the corresponding third adder exceeds the number of effective bits of the output signal, and a feature amount of the audio signal passing through the first bandpass filter. The gain of the first amplifier, the gain of the second amplifier, and the gain of the third amplifier are determined based on the feature quantity detection means to be detected, the discrimination result of the overflow discrimination means and the feature quantity detected by the feature quantity detection means. Gain adjusting means for adjusting is provided.
請求項3に記載の発明は、複数チャンネルの入力音声信号を合成する第1の加算器、第1の加算器によって合成された音声信号のうち、所定周波数帯域の信号のみを通過させる第1のバンドパスフィルタ、第1のバンドパスフィルタを通過した音声信号の偶数次数の高調波信号を生成する全波整流回路、全波整流回路によって生成された高調波信号のうち、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数を越える高周波数帯域の信号をカットするとともに、使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットする第2のバンドパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつ第2のバンドパスフィルタを通過した高調波信号をそれぞれ増幅する第1の増幅器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する入力音声信号のうち、使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットするハイパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応するハイパスフィルタを通過した信号に、そのチャンネルに対応する第1の増幅器によって増幅された高調波信号を加算する複数の第2の加算器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する第2の加算器の出力信号のうち低周波数帯域の信号を増幅する複数の第2の増幅器、ならびに各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する第2の加算器の出力信号に、そのチャンネルに対応する第2の増幅器の出力信号を合成する複数の第3の加算器を備えている低音強調回路において、第1のバンドパスフィルタを通過する音声信号の特徴量を検出する特徴量検出手段、ならびに特徴量検出手段によって検出された特徴量に基づいて、第1の増幅器のゲインおよび第2の増幅器のゲインを調整するゲイン調整手段を備えていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, a first adder that synthesizes input audio signals of a plurality of channels, and a first signal that passes only a signal in a predetermined frequency band among the audio signals synthesized by the first adder. Of the harmonic signals generated by the band-pass filter, the harmonic signal generated by the full-wave rectifier circuit, the full-wave rectifier circuit that generates even-order harmonic signals of the audio signal that has passed through the first band-pass filter, is used for bass enhancement A second band-pass filter that cuts a signal in a high frequency band exceeding an upper limit frequency of a harmonic to be tried and cuts a signal in a low frequency band that cannot be reproduced by a speaker to be used; A first amplifier for amplifying the harmonic signal that has passed through the two band-pass filters, provided for each channel and corresponding to that channel; Among the audio signals, a high-pass filter that cuts a signal in a low frequency band that cannot be reproduced by a speaker to be used, and a signal that is provided for each channel and that has passed through the high-pass filter corresponding to that channel, corresponds to the first corresponding to that channel. A plurality of second adders for adding the harmonic signals amplified by the amplifiers of the first and second amplifiers provided for each channel, and amplifying a signal in a low frequency band among the output signals of the second adders corresponding to the channels. A plurality of second amplifiers, and a plurality of second amplifiers that are provided for each channel and synthesize the output signal of the second amplifier corresponding to the channel with the output signal of the second adder corresponding to the channel. In the bass emphasis circuit having the
請求項4に記載の発明は、複数チャンネルの入力音声信号をそれぞれ増幅する複数の第1の増幅器、各第1の増幅器によって増幅された各チャンネルの音声信号を合成する第1加算器、第1の加算器によって合成された音声信号のうち、所定周波数帯域の信号のみを通過させる第1のバンドパスフィルタ、第1のバンドパスフィルタを通過した音声信号の偶数次数の高調波信号を生成する全波整流回路、全波整流回路によって生成された高調波信号のうち、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数を越える高周波数帯域の信号をカットするとともに、使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットする第2のバンドパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつ第2のバンドパスフィルタを通過した高調波信号をそれぞれ増幅する第2の増幅器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する第1の増幅器によって増幅された音声信号のうち、使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットするハイパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応するハイパスフィルタを通過した信号に、そのチャンネルに対応する第2の増幅器によって増幅された高調波信号を加算する複数の第2の加算器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する第2の加算器の出力信号のうち低周波数帯域の信号を増幅する複数の第2の増幅器、ならびに各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する第2の加算器の出力信号に、そのチャンネルに対応する第2の増幅器の出力信号を合成する複数の第3の加算器を備えている低音強調回路において、各チャンネル毎に設けられ、対応する第3の加算器の加算結果が出力信号の有効ビット数を越えたか否かを判別するオーバーフロー判別手段、第1のバンドパスフィルタを通過する音声信号の特徴量を検出する特徴量検出手段、ならびにオーバーフロー判別手段の判別結果および特徴量検出手段によって検出された特徴量に基づいて、第1の増幅器のゲイン、第2の増幅器のゲインおよび第3の増幅器のゲインを調整するゲイン調整手段を備えていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of first amplifiers for amplifying a plurality of channels of input sound signals, a first adder for combining the sound signals of each channel amplified by the first amplifiers, The first band-pass filter that passes only a signal in a predetermined frequency band among the audio signals synthesized by the adder, and all the harmonic signals of the even order of the audio signal that has passed through the first band-pass filter Of the harmonic signals generated by the wave rectifier circuit and full-wave rectifier circuit, the signal in the high frequency band exceeding the upper limit frequency of the harmonics to be used for emphasizing the bass is cut and cannot be reproduced by the speakers used. A second bandpass filter that cuts a signal in a low frequency band, a harmonic signal provided for each channel and passed through the second bandpass filter A second amplifier for amplifying each of the signals, and a high pass for cutting a signal in a low frequency band that cannot be reproduced by a speaker to be used from among the audio signals provided for each channel and amplified by the first amplifier corresponding to the channel. A plurality of second adders for adding a harmonic signal amplified by a second amplifier corresponding to the channel to a signal that is provided for each channel and that has passed through a high-pass filter corresponding to the channel; A plurality of second amplifiers for amplifying a low frequency band signal among the output signals of the second adder corresponding to the channel, and provided for each channel, and provided for each channel. The output signal of the second amplifier corresponding to the channel is synthesized with the output signal of the corresponding second adder. In a bass emphasis circuit including a plurality of third adders, an overflow determination is provided for each channel and determines whether or not the addition result of the corresponding third adder exceeds the number of effective bits of the output signal. Means, a feature amount detection means for detecting a feature amount of an audio signal passing through the first bandpass filter, and a first amplifier based on the discrimination result of the overflow discrimination means and the feature amount detected by the feature amount detection means And gain adjustment means for adjusting the gain of the second amplifier and the gain of the third amplifier.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4に記載の発明において、特徴量検出手段は、第1のバンドパスフィルタを通過した信号成分の中に最も多く含まれている周波数成分の周波数スペクトルと、第1のバンドパスフィルタを通過した信号全体の平均周波数スペクトルとの比または差を特徴量として検出するものであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the feature amount detection means includes a frequency component having a frequency that is contained most in the signal component that has passed through the first bandpass filter. It is characterized in that the ratio or difference between the spectrum and the average frequency spectrum of the entire signal that has passed through the first bandpass filter is detected as a feature quantity.
この発明によれば、入力音声信号の種類に応じて最適な低音強調を行えるようになる。 According to the present invention, optimum bass enhancement can be performed according to the type of input audio signal.
また、この発明によれば、入力音声信号の種類に応じて最適な低音強調を行えるとともに、オーバーフローを抑えることができるようになる。 Further, according to the present invention, it is possible to perform the optimum bass emphasis according to the type of the input audio signal and to suppress the overflow.
以下、図3〜図7を参照して、この発明の実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
〔1〕低音強調回路の構成について説明
図3は、第1実施例における低音強調回路の構成を示している。図3において、図1と同じものには、同じ符号を付してその説明を省略する。
[1] Description of Configuration of Bass Emphasis Circuit FIG. 3 shows a configuration of the bass enhancement circuit in the first embodiment. In FIG. 3, the same components as those in FIG.
図3の低音強調回路は、次の点において、図1の低音強調回路と異なっている。 The bass emphasis circuit of FIG. 3 differs from the bass emphasis circuit of FIG. 1 in the following points.
(1)バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過する信号に基づいて、曲特徴量を検出するための曲特徴量検出部21が設けられていること。
(2)曲特徴量検出部21によって検出された曲特徴量に基づいて、増幅器15L、15RのゲインG1および増幅器7L、7RのゲインG2を調整するためのゲイン調整部22が設けられていること。
(1) A music feature
(2) The
バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過する信号、すなわち、高周波を生成するための基準信号が、特定の周波数に限定される場合には、高調波による、基準信号認識の効果は大きい。一方、爆発音などの全帯域において基準信号が存在する場合は、高調波による基準音認識は難しい。そこで、バンドパスフィルタ(BPF1)12の出力特性に応じて、前者の場合には高調波の割合を大きくし、後者の場合にはローパスフィルタ(LPF2)6L,6Rによる低音ブースト量を大きく設定する。 When the signal passing through the bandpass filter (BPF1) 12, that is, the reference signal for generating a high frequency is limited to a specific frequency, the effect of the reference signal recognition by the harmonics is great. On the other hand, when a reference signal exists in the entire band such as explosion sound, it is difficult to recognize the reference sound by using harmonics. Therefore, according to the output characteristics of the bandpass filter (BPF1) 12, the ratio of harmonics is increased in the former case, and the bass boost amount by the lowpass filters (LPF2) 6L and 6R is set large in the latter case. .
〔2〕曲特徴量検出部21の動作についての説明
曲特徴量検出部21は、所定時間毎に、バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過する信号の上限周波数に合わせ、バンドパスフィルタ(BPF1)12の出力信号をダウンサンプリング処理した後にFFTを行うことにより、バンドパスフィルタ(BPF1)12の出力信号を周波数スペクトルデータに変換する。そして、バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過する信号の周波数帯域のスペクトルの平均値(バンドパスフィルタ12を通過した信号全体の平均周波数スペクトル)および最大値(バンドパスフィルタ12を通過した信号成分の中に最も多く含まれている周波数成分の周波数スペクトル)を算出し、それらの比率H(=最大値/平均値)を算出する。そして、算出した比率Hをゲイン調整部22に与える。なお、最大値と平均値との差を算出してゲイン調整部22に与えるようにしてもよい。
[2] Description of Operation of Music Feature
〔3〕ゲイン調整部22の動作についての説明
ゲイン調整部22は、曲特徴量検出部21から比率Hが与えられる毎に、次式(2)に基づいて、ゲインG1,G2を算出し、増幅器15L、15Rのゲインを算出したゲインG1に設定するとともに、増幅器7L、7Rのゲインを、算出したゲインG2に設定する。
[3] Description of Operation of
G1=(G1_orig+ΔG1_h)
G2=(G2_orig+ΔG2_h)
ΔG1_h =A×H
ΔG2_h =B/H …(2)
G1 = (G1_orig + ΔG1_h)
G2 = (G2_orig + ΔG2_h)
ΔG1_h = A × H
ΔG2_h = B / H (2)
上記式(1)において、G1_origはゲインG1の初期値であり、G2_origはゲインG2の初期値である。また、A,Bは任意の係数である。 In the above equation (1), G1_orig is an initial value of the gain G1, and G2_orig is an initial value of the gain G2. A and B are arbitrary coefficients.
バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過する信号の周波数帯域のスペクトルの平均値に対する最大値の比Hが大きい場合には、すなわち、高周波を生成するための基準信号が特定の周波数に限定される場合には、増幅器15L、15RのゲインG1が大きくなり、増幅器7L、7RのゲインG2が小さくなる。
When the ratio H of the maximum value to the average value of the spectrum of the frequency band of the signal passing through the band pass filter (BPF1) 12 is large, that is, when the reference signal for generating a high frequency is limited to a specific frequency. The gain G1 of the
一方、バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過する信号の周波数帯域のスペクトルの平均値に対する最大値の比Hが小さい場合には、すなわち、爆発音などの全帯域において基準信号が存在する場合は、増幅器15L、15RのゲインG1が小さくなり、増幅器7L、7RのゲインG2が大きくなる。
On the other hand, when the ratio H of the maximum value to the average value of the spectrum of the frequency band of the signal passing through the bandpass filter (BPF1) 12 is small, that is, when the reference signal exists in the entire band such as explosion sound, The gain G1 of the
〔1〕低音強調回路の構成について説明
図4は、第2実施例における低音強調回路の構成を示している。図4において、図1と同じものには、同じ符号を付してその説明を省略する。
[1] Description of Configuration of Bass Emphasis Circuit FIG. 4 shows a configuration of a bass enhancement circuit in the second embodiment. In FIG. 4, the same components as those in FIG.
図4の低音強調回路は、次の点において、図1の低音強調回路と異なっている。 The bass emphasis circuit of FIG. 4 is different from the bass emphasis circuit of FIG. 1 in the following points.
(1)加算器8Lの後段にオーバーフロー検出部31Lが設けられているとともに、 加算器8Rの後段にオーバーフロー検出部31Rが設けられていること
(2)バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過する信号に基づいて、曲特徴量を検出するための曲特徴量検出部21が設けられていること。
(3)オーバーフロー検出部31L、31Rの検出信号と、曲特徴量検出部21によって検出された曲特徴量とに基づいて、増幅器1L、1RのゲインG0、増幅器15L、15RのゲインG1および増幅器7L、7RのゲインG2を調整するためのゲイン調整部22が設けられていること。
(1) An overflow detector 31L is provided at the subsequent stage of the
(3) Based on the detection signals of the overflow detection units 31L and 31R and the music feature quantity detected by the music feature
上記第1実施例のように、ゲインG1,G2を制御した場合、入力信号の内容によって最終出力ゲインが変動し、最大出力値を把握することが難しく、加算器8L,8Rの出力信号が有効ビット長をオーバーする可能性がある。そこで、第2実施例では、最終出力信号レベルをゲインの制御に反映させている。
When the gains G1 and G2 are controlled as in the first embodiment, the final output gain varies depending on the contents of the input signal, making it difficult to grasp the maximum output value, and the output signals of the
〔2〕曲特徴量検出部21の動作についての説明
曲特徴量検出部21は、第1実施例と同様であり、所定時間毎に、バンドパスフィルタ(BPF1)12を通過する信号の周波数帯域のスペクトルの平均値に対する最大値の比率H(=最大値/平均値)を算出して、ゲイン調整部22に与える。
[2] Description of Operation of Music Feature
〔3〕オーバーフロー検出部31L、31Rについての説明
オーバーフロー検出部31L、31Rは、例えば、16bit 精度で出力信号を出力する場合には、加算器8L,8Rの加算結果が16bit で表される最大値を越えているときには、オーバーフローの割合overを次式(3)に基づいて算出して、ゲイン調整部22に与える。なお、加算器8L,8Rの加算結果(ADD)が16bit で表される最大値(0x7FFF)以下である場合には、 オーバーフロー検出部31L、31Rは、overの値を0に設定する。
[3] Description of Overflow Detection Units 31L and 31R For example, when the overflow detection units 31L and 31R output an output signal with 16-bit accuracy, the addition result of the
over=(|ADD|−0x7FFF)/0x7FFF …(3) over = (| ADD | −0x7FFF) / 0x7FFF (3)
〔4〕ゲイン調整部22の動作についての説明
ゲイン調整部22は、ゲイン調整部22は、曲特徴量検出部21から比率Hが与えられる毎に、後述するようにゲイン調整処理を行う。
[4] Description of Operation of
ゲイン調整部22によって行われるゲイン調整処理の基本的な考え方について説明する。基本的には、第1実施例と同様に、増幅器15L、15RのゲインG1および増幅器7L、7RのゲインG2を、曲特徴量検出部21によって検出された曲特徴量に基づいて制御する。overが0を越えたときには、ゲインG1,G2を下げる。overが0より大きな所定値γ所定値(例えば”2”)を越えたときには、増幅器1L,1RのゲインG0を下げる。なお、ゲインG0については、オーバーフローによって一旦下げられると、それ以上大きくされることはない。ただし、電源が切断された後に、電源が入れられたときには、各ゲインG0,G1,G2は、初期値に戻される。
A basic concept of gain adjustment processing performed by the
図5は、ゲイン調整部22によるゲイン調整処理手順を示している。
FIG. 5 shows a gain adjustment processing procedure by the
ゲイン調整部22は、電源が入れられると、初期設定が行われる(ステップS1)。つまり、ゲインG0,G1,G2が、それぞれ初期値G0_orig,G1_orig,G2_origに設定される。また、上記式(1)で示されたΔG1_h ,ΔG2_h の他、ゲインG0の補正値ΔG0t ,ゲインG1の補正値ΔG1t ,ゲインG2の補正値ΔG2t のそれぞれに初期値が設定される。これらの変数の初期値は、次の通りである。
The
ΔG1_h =ΔG2_h =0,
ΔG0t =ΔG1t =ΔG2t =1
ΔG1_h = ΔG2_h = 0,
ΔG0 t = ΔG1 t = ΔG2 t = 1
なお、ゲイン調整処理に用いられる定数α1,α2,β1,β2、γ,nは、例えば、次のように設定されている。 Note that the constants α1, α2, β1, β2, γ, and n used for the gain adjustment processing are set as follows, for example.
α1=α2=1.0,
β1=β2=0.0,
γ=2.0, n=0.25
α1 = α2 = 1.0,
β1 = β2 = 0.0,
γ = 2.0, n = 0.25
次に、曲特徴量検出部21によって比率Hが算出されてゲイン調整部22に与えられると(ステップS2)、ゲイン調整部22は、上記式(2)に基づいて、ΔG1_h ,ΔG2_h を算出する(ステップS3)。
Next, when the ratio H is calculated by the music feature
次に、オーバーフロー検出部31L、31Rから与えられているoverのうち、大きい方のover(以下、単にoverという)が、γより大きいか否かを判別する(ステップS4)。overがγ以下である場合には、overが0より大きいか否かを判別する(ステップS6)。overが0以下である場合には、ステップS8に進み、ゲインG0,G1,G2の算出および設定を行う。そして、ステップS2に戻る。 Next, it is determined whether or not the larger over (hereinafter simply referred to as “over”) of the overs given from the overflow detection units 31L and 31R is larger than γ (step S4). If over is less than or equal to γ, it is determined whether or not over is greater than 0 (step S6). If over is 0 or less, the process proceeds to step S8, and gains G0, G1, and G2 are calculated and set. Then, the process returns to step S2.
上記ステップS4において、overがγより大きいと判別した場合には、ゲインG0の補正値ΔG0t を算出するための処理を行う(ステップS5)。そして、ステップS6に進む。上記ステップS6でoverが0より大きいと判別した場合には、ゲインG1の補正値ΔG1t およびゲインG2の補正値ΔG2t を算出するための処理を行う(ステップS7)。そして、ステップS8に進む。 If it is determined in step S4 that over is greater than γ, a process for calculating a correction value ΔG0 t for the gain G0 is performed (step S5). Then, the process proceeds to step S6. When it is determined in step S6 that over is greater than 0, a process for calculating the correction value ΔG1 t of the gain G1 and the correction value ΔG2 t of the gain G2 is performed (step S7). Then, the process proceeds to step S8.
上記ステップS5、上記ステップS7および上記ステップS8の処理内容について具体時に説明する。 The processing contents of step S5, step S7 and step S8 will be described in detail.
上記ステップS5では、次式(4)に基づいて、ゲインG0の補正値ΔG0t を算出した後、overの値として、γを設定する(over=γ)。 In step S5, after calculating the correction value ΔG0 t of the gain G0 based on the following equation (4), γ is set as the over value (over = γ).
ΔG0t =ΔG0t-1 ×γ/over …(4) ΔG0 t = ΔG0 t−1 × γ / over (4)
ΔG0t-1 は、前回算出された補正値ΔG0t である。 ΔG0 t−1 is the previously calculated correction value ΔG0 t .
上記ステップS7では、次式(5),(6)に基づいて、ゲインG1およびG2の補正値ΔG1t ,ΔG2t を算出する。 In step S7, correction values ΔG1 t and ΔG2 t for the gains G1 and G2 are calculated based on the following equations (5) and (6).
ΔG1t =ΔG1t-1 ×{α1/(1+over+β1)}n …(5)
ΔG2t =ΔG2t-1 ×{α2/(1+over+β2)}n …(6)
ΔG1 t = ΔG1 t−1 × {α1 / (1 + over + β1)} n (5)
ΔG2 t = ΔG2 t−1 × {α2 / (1 + over + β2)} n (6)
ΔG1t-1 ,ΔG2t-1 は、前回算出された補正値ΔG1t ,ΔG2t である。 ΔG1 t−1 and ΔG2 t−1 are the previously calculated correction values ΔG1 t and ΔG2 t .
上記ステップS8では、まず、次式(7),(8),(9)に基づいて、ゲインG0,G1,G2を算出する。 In step S8, first, gains G0, G1, and G2 are calculated based on the following equations (7), (8), and (9).
G0= G0_orig+ΔG0t …(7)
G1=(G1_orig+ΔG1_h)×ΔG1t …(8)
G2=(G2_orig+ΔG2_h)×ΔG2t …(9)
G0 = G0_orig + ΔG0t (7)
G1 = (G1_orig + ΔG1_h) × ΔG1 t (8)
G2 = (G2_orig + ΔG2_h) × ΔG2 t (9)
そして、最新に算出された補正値ΔG0t ,ΔG1t ,ΔG2t を前回算出された補正値ΔG0t-1 ,ΔG1t-1 ,ΔG2t-1 に設定する。この後、ステップS2に戻る。 Then, the latest calculated correction values ΔG0 t , ΔG1 t , ΔG2 t are set to the previously calculated correction values ΔG0 t−1 , ΔG1 t−1 , ΔG2 t−1 . Thereafter, the process returns to step S2.
なお、この発明は、図6または図7に示すように、ハイパスフィルタ(HPF)4L、4Rを、加算器3L、3Rの後段ではなく、加算器3L、3Rの前段に配置するとともに、全波整流回路13の後段に設けられていたローパスフィルタ(LPF)14の代わりに、ローパスフィルタ(LPF1)14とハイパスフィルタ(HPF)4L、4Rの両方の機能を備えたバンドパスフィルタ(BPF2)16を用いた低音強調回路にも適用することができる。
In the present invention, as shown in FIG. 6 or FIG. 7, high-pass filters (HPF) 4L and 4R are arranged not before the
1L,1R 第1の増幅器
2L,2R 遅延回路
3L,3R 加算器
4L,4R ハイパスフィルタ(HPF)
5L,5R 遅延回路
6L,6R ローパスフィルタ(LPF2)
7L,7R 第3の増幅器
8L,8R 加算器
11 加算器
12 バンドパスフィルタ(BPF1)
13 全波整流回路
14 ローパスフィルタ(LPF1)
15L,15R 第2の増幅器
16 バンドパスフィルタ(BPF2)
21 曲特徴量検出部
22 ゲイン調整部
31L、31R オーバーフロー検出部
1L, 1R First amplifier 2L,
5L,
7L, 7R Third amplifier 8L, 8R Adder 11 Adder 12 Band pass filter (BPF1)
13 Full-
15L,
21 Music
Claims (5)
第1のバンドパスフィルタを通過する音声信号の特徴量を検出する特徴量検出手段、ならびに
特徴量検出手段によって検出された特徴量に基づいて、第1の増幅器のゲインおよび第2の増幅器のゲインを調整するゲイン調整手段、
を備えていることを特徴とする低音強調回路。 A first adder that synthesizes input audio signals of a plurality of channels, a first bandpass filter that passes only a signal in a predetermined frequency band among the audio signals synthesized by the first adder, and a first bandpass The full-wave rectifier circuit that generates even-order harmonic signals of the audio signal that has passed through the filter. Of the harmonic signals generated by the full-wave rectifier circuit, the upper limit frequency of the harmonics to be used for bass emphasis. A low-pass filter for cutting a signal in a high frequency band exceeding, a first amplifier that is provided for each channel and that amplifies a harmonic signal that has passed through the low-pass filter, provided for each channel, and for each channel A plurality of second signals, each of which adds the harmonic signal amplified by the corresponding first amplifier to the input audio signal corresponding to the channel. Adders, provided for each channel, and provided for each channel, a plurality of high-pass filters for cutting low frequency band signals that cannot be reproduced by the speakers used from the output signal of the second adder corresponding to that channel And a plurality of second amplifiers that amplify a signal in a low frequency band among signals that have passed through a high-pass filter corresponding to the channel, and a high-pass filter that is provided for each channel and that corresponds to the channel In a bass emphasis circuit comprising a plurality of third adders for synthesizing the output signal of the second amplifier corresponding to the channel with the signal,
Feature quantity detection means for detecting a feature quantity of an audio signal passing through the first bandpass filter, and gain of the first amplifier and gain of the second amplifier based on the feature quantity detected by the feature quantity detection means Gain adjusting means for adjusting
A bass enhancement circuit characterized by comprising:
各チャンネル毎に設けられ、対応する第3の加算器の加算結果が出力信号の有効ビット数を越えたか否かを判別するオーバーフロー判別手段、
第1のバンドパスフィルタを通過する音声信号の特徴量を検出する特徴量検出手段、ならびに
オーバーフロー判別手段の判別結果および特徴量検出手段によって検出された特徴量に基づいて、第1の増幅器のゲイン、第2の増幅器のゲインおよび第3の増幅器のゲインを調整するゲイン調整手段、
を備えていることを特徴とする低音強調回路。 A plurality of first amplifiers that respectively amplify a plurality of channels of input audio signals, a first adder that combines the audio signals of each channel amplified by each first amplifier, and an audio signal synthesized by the first adder Among them, a first band-pass filter that passes only a signal in a predetermined frequency band, a full-wave rectifier circuit that generates an even-order harmonic signal of an audio signal that has passed through the first band-pass filter, and a full-wave rectifier circuit A low-pass filter for cutting high-frequency band signals that exceed the upper limit frequency of the harmonics to be used for bass emphasis among the generated harmonic signals, provided for each channel and passing through the low-pass filter A second amplifier for amplifying the harmonic signals respectively provided by the second amplifier provided for each channel and corresponding to the channel. A plurality of second adders for adding the amplified harmonic signal to the audio signal amplified by the first amplifier corresponding to the channel, provided for each channel, and corresponding to the channel. A plurality of high-pass filters that cut a low-frequency band signal that cannot be reproduced by the speaker used from the output signal of the adder of No. 2, and a low-frequency signal that is provided for each channel and that has passed through the high-pass filter corresponding to that channel The output signal of the third amplifier corresponding to the channel is synthesized with the plurality of third amplifiers that amplify the band signal and the signal that is provided for each channel and that has passed through the high-pass filter corresponding to the channel. In a bass emphasis circuit including a plurality of third adders,
An overflow discriminating means provided for each channel, for discriminating whether or not the addition result of the corresponding third adder exceeds the number of effective bits of the output signal;
A feature amount detecting means for detecting a feature amount of an audio signal passing through the first bandpass filter, and a gain of the first amplifier based on the determination result of the overflow determining means and the feature amount detected by the feature amount detecting means Gain adjusting means for adjusting the gain of the second amplifier and the gain of the third amplifier;
A bass enhancement circuit characterized by comprising:
第1のバンドパスフィルタを通過する音声信号の特徴量を検出する特徴量検出手段、ならびに
特徴量検出手段によって検出された特徴量に基づいて、第1の増幅器のゲインおよび第2の増幅器のゲインを調整するゲイン調整手段、
を備えていることを特徴とする低音強調回路。 A first adder that synthesizes input audio signals of a plurality of channels, a first bandpass filter that passes only a signal in a predetermined frequency band among the audio signals synthesized by the first adder, and a first bandpass The full-wave rectifier circuit that generates even-order harmonic signals of the audio signal that has passed through the filter. Of the harmonic signals generated by the full-wave rectifier circuit, the upper limit frequency of the harmonics to be used for bass emphasis. A second band-pass filter that cuts a signal in a high frequency band that exceeds and cuts a signal in a low-frequency band that cannot be reproduced by a speaker to be used; a harmonic that is provided for each channel and that has passed through the second band-pass filter A first amplifier for amplifying each of the wave signals, provided for each channel and used among the input audio signals corresponding to the channel; A high-pass filter that cuts a signal in a low frequency band that cannot be reproduced by a speaker, a harmonic that is provided for each channel and that has passed through the high-pass filter corresponding to that channel is amplified by the first amplifier corresponding to that channel. A plurality of second adders for adding wave signals, a plurality of second amplifiers provided for each channel and amplifying signals in the low frequency band among the output signals of the second adders corresponding to the channels And a plurality of third adders that are provided for each channel and synthesize the output signal of the second amplifier corresponding to the channel with the output signal of the second adder corresponding to the channel. In the bass enhancement circuit
Feature quantity detection means for detecting a feature quantity of an audio signal passing through the first bandpass filter, and gain of the first amplifier and gain of the second amplifier based on the feature quantity detected by the feature quantity detection means Gain adjusting means for adjusting
A bass enhancement circuit characterized by comprising:
各チャンネル毎に設けられ、対応する第3の加算器の加算結果が出力信号の有効ビット数を越えたか否かを判別するオーバーフロー判別手段、
第1のバンドパスフィルタを通過する音声信号の特徴量を検出する特徴量検出手段、ならびに
オーバーフロー判別手段の判別結果および特徴量検出手段によって検出された特徴量に基づいて、第1の増幅器のゲイン、第2の増幅器のゲインおよび第3の増幅器のゲインを調整するゲイン調整手段、
を備えていることを特徴とする低音強調回路。 A plurality of first amplifiers that respectively amplify a plurality of channels of input audio signals, a first adder that combines the audio signals of each channel amplified by each first amplifier, and an audio signal synthesized by the first adder Among them, a first band-pass filter that passes only a signal in a predetermined frequency band, a full-wave rectifier circuit that generates an even-order harmonic signal of an audio signal that has passed through the first band-pass filter, and a full-wave rectifier circuit Cut out the high frequency band signal that exceeds the upper limit frequency of the harmonic to be used for low frequency emphasis among the generated harmonic signals, and cut the low frequency band signal that cannot be reproduced by the speakers used. 2 band-pass filters, each of which is provided for each channel and amplifies the second harmonic signal that has passed through the second band-pass filter. Amplifier, provided for each channel, and provided for each channel, a high-pass filter that cuts a low frequency band signal that cannot be reproduced by the speaker to be used, among audio signals amplified by the first amplifier corresponding to that channel. A plurality of second adders for adding the harmonic signal amplified by the second amplifier corresponding to the channel to the signal passed through the high-pass filter corresponding to the channel, and provided for each channel, And a plurality of second amplifiers for amplifying signals in the low frequency band among the output signals of the second adder corresponding to the channel, and a second adder provided for each channel and corresponding to the channel A plurality of third adders for synthesizing the output signal of the second amplifier corresponding to the channel with the output signal of In and has bass enhancement circuit,
An overflow discriminating means provided for each channel, for discriminating whether or not the addition result of the corresponding third adder exceeds the number of effective bits of the output signal;
A feature amount detecting means for detecting a feature amount of an audio signal passing through the first bandpass filter, and a gain of the first amplifier based on the determination result of the overflow determining means and the feature amount detected by the feature amount detecting means Gain adjusting means for adjusting the gain of the second amplifier and the gain of the third amplifier;
A bass enhancement circuit characterized by comprising:
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JP2004082845A JP2005269543A (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Bass enhancing circuit |
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WO2013024508A1 (en) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | パイオニア株式会社 | Audio processing device, playback device, audio processing method, and program |
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-
2004
- 2004-03-22 JP JP2004082845A patent/JP2005269543A/en active Pending
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