JP2007093827A - オーディオ再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】聴力特性に応じたオーディオ信号再生制御を行い、音質を向上させる。
【解決手段】聴力特性格納部１２ａは、測定周波数に対する聴力損失の電力量である聴力損失量を表す聴力特性の情報を格納する。聴力損失量補正部１２ｂは、聴力損失量の測定に用いた測定周波数を、オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、聴力損失量の補正を行って聴力損失データを生成する。スケールファクタ補正部１３は、オーディオ信号のスケールファクタの第１の電力量を、聴力損失データに対応する第２の電力量に変換し、第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換する。逆量子化部１４は、周波数帯域毎にオーディオ信号の逆量子化を行い、逆量子化データを生成する。オーディオ信号再生部１５は、逆量子化データに補正スケールファクタを乗じて、符号化前のオーディオ信号を再生する。
【選択図】図１

Description

本発明は、オーディオ再生装置に関し、特に携帯型または家庭用の音響再生装置等で、ＭＰ３（MPEG Audio Layer 3）などの情報圧縮型の音楽／音声データの再生に適用される、オーディオ再生装置に関する。

近年、インターネットやディジタル地上波放送等の通信分野、またはＤＶＤ等のＡＶ機器の急速な普及に伴い、高音質のオーディオ符号化・復号化技術に対する需要が高まっている。

図２７は従来のオーディオ再生装置の構成を示す図である。オーディオ再生装置１００は、デコード部１０１、逆量子化部１０２、スケールファクタ演算部１０３、帯域合成フィルタ部１０４、アンプ１０５、スピーカ１０６から構成される。

デコード部１０１は、情報圧縮されたオーディオ信号のビットストリームを受信して、量子化データとスケールファクタとにデコードする。量子化データは、オーディオ信号を周波数帯域毎に量子化したデータであり（最大値を１として正規化して量子化されたデータ）、スケールファクタは、量子化ステップ幅を一様に増減するスケーリングを行う際に、圧縮率や音質を変更するために用いる量子化制御係数（スケーリングの倍率）である。

逆量子化部１０２は、量子化データを周波数帯域毎に逆量子化して、オーディオ信号を再現した逆量子化データを生成する。スケールファクタ演算部１０３は、周波数帯域毎の逆量子化データに対して、周波数帯域毎に対応するスケールファクタを乗じて、真の振幅レベルを持つオーディオ信号波形を再現する。

図２８はスケールファクタ演算部１０３の動作概要を示す図である。周波数帯域Ｆｍの逆量子化データｄｍに対し（実際にはディジタル波形だが、簡単にアナログ波形で示す）、周波数帯域Ｆｍのスケールファクタとして０．５を乗算している。０．５のスケールファクタを逆量子化データｄｍに乗算することで、振幅レベルが符号化前の値に戻されたオーディオデータＤｍが生成する。

図２９は帯域合成フィルタ部１０４の動作概要を示す図である。周波数帯域Ｆ１〜ＦｎのそれぞれのオーディオデータＤ１〜Ｄｎを合成することで、符号化前のオーディオ信号が再生される。その後、このオーディオ信号は、アンプ１０５で増幅されて、スピーカ１０６を介して出力される。

一方、携帯型のオーディオ信号再生機能を搭載した機器の普及に伴い、音楽を手軽に聴くことができるようになり、聴覚に障害を持つ聴取者にとっても音楽を聴取する機会が増えている。

ところが、高齢や聴覚障害によって聴力が低下（難聴）している人々が、通常のオーディオ信号再生機器を使用して音楽を聞こうとしても、明瞭に聞き取れないといった問題が生じていた。

オーディオ信号を明瞭に聞き取るための従来技術としては、周囲騒音によるオーディオ信号のマスキングへの対処を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−１８８５９９号公報（段落番号〔００２４〕〜〔００４８〕，第１図）

難聴者を対象にオーディオ信号を再生する場合、従来では、補聴器に採用されている信号処理（補聴処理）機能を追加することで対処している。この補聴処理の主な機能は、単なる振幅増幅を行うものがほとんどであって、上述の復号・再生処理後のオーディオ信号に対して振幅増幅を行っている。これにより、難聴者は、音量が大きくされたオーディオ信号を聴取していた。

しかし、一概に聴覚障害といっても、各人の音声周波数に対する聴力特性は様々に異なるので（例えば、難聴者Ａにとっては、高周波数ａまでは聞こえても、難聴者Ｂにとっては高周波数ａは聞こえにくいといったように、聴力特性に違いがある）、各人の聴力特性に合わせてオーディオ信号を再生しなければ、最適なオーディオ信号の復号化を行っているとはいえず、単純な振幅増幅による対処だけでは、難聴者にとって、明瞭に聴取可能なオーディオ信号を提供することはできないといった問題があった。

また、難聴者だけに限らず、聴覚の正常な聴取者に対しても、各個人の聴力特性に応じて音楽／音声を再生することは、これからのオーディオ再生機器が提供するサービスとして、音楽配信が簡単にダウンロード可能な携帯電話機などの通信機器をユーザ一人一人が所有する時代において、今後益々、重要度・注目度が高まるものと予想される。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、聴力特性に応じたオーディオ信号の再生制御を行って、音質の向上を図ったオーディオ再生装置を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、符号化されたオーディオ信号の復号化・再生を行うオーディオ再生装置１０−１において、測定周波数に対する聴力損失の電力量である聴力損失量を表す聴力特性の情報を格納する聴力特性格納部１２ａと、聴力損失量の測定に用いた測定周波数を、オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、聴力損失量の補正を行って聴力損失データを生成する聴力損失量補正部１２ｂと、周波数帯域毎に聴力損失データを格納する聴力損失データ格納部１２ｃと、から構成される聴力特性設定部１２と、オーディオ信号のスケールファクタの第１の電力量を、聴力損失データに対応する第２の電力量に変換し、第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換するスケールファクタ補正部１３と、周波数帯域毎にオーディオ信号の逆量子化を行い、逆量子化データを生成する逆量子化部１４と、逆量子化データに補正スケールファクタを乗じて、符号化前のオーディオ信号を再生するオーディオ信号再生部１５と、を有することを特徴とするオーディオ再生装置１０−１が提供される。

ここで、聴力特性格納部１２ａは、測定周波数に対する聴力損失の電力量である聴力損失量を表す聴力特性の情報を格納する。聴力損失量補正部１２ｂは、聴力損失量の測定に用いた測定周波数を、オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、聴力損失量の補正を行って聴力損失データを生成する。聴力損失データ格納部１２ｃは、周波数帯域毎に聴力損失データを格納する。スケールファクタ補正部１３は、オーディオ信号のスケールファクタの第１の電力量を、聴力損失データに対応する第２の電力量に変換し、第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換する。逆量子化部１４は、周波数帯域毎にオーディオ信号の逆量子化を行い、逆量子化データを生成する。オーディオ信号再生部１５は、逆量子化データに補正スケールファクタを乗じて、符号化前のオーディオ信号を再生する。

本発明のオーディオ再生装置は、聴力損失量の測定周波数を、オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、聴力損失量の補正を行って聴力損失データを生成する。そして、オーディオ信号のスケールファクタの第１の電力量を、聴力損失データに対応する第２の電力量に変換し、第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換して、逆量子化データに補正スケールファクタを乗じてオーディオ信号を再生する構成とした。これにより、ユーザ各人の聴力特性に応じたオーディオ信号の再生制御を行うことができ、音質の向上を図ることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はオーディオ再生装置の原理図である。第１の実施の形態のオーディオ再生装置１０−１は、デコード部１１、聴力特性設定部１２、スケールファクタ補正部１３、逆量子化部１４、オーディオ信号再生部１５、アンプ１６、スピーカ１７から構成され、符号化されたオーディオ信号の復号化・再生を行う装置である。

デコード部１１は、情報圧縮されたディジタル符号化オーディオ信号のビットストリーム（オーディオ・ビットストリーム）を受信すると、量子化データとスケールファクタとにデコードし、量子化データを逆量子化部１４へ送信し、スケールファクタをスケールファクタ補正部１３へ送信する。

聴力特性設定部１２は、聴力特性格納部１２ａ、聴力損失量補正部１２ｂ、聴力損失データ格納部１２ｃ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）部１２ｄから構成される。
聴力特性格納部１２ａは、聴力損失量を表す聴力特性の情報を格納する。聴力損失量は、ある決められた測定周波数に対する聴力損失の電力量（ｄＢ）のことで、個々のユーザによって入力されるものである。

聴力損失量補正部１２ｂは、聴力損失量の測定に用いた測定周波数を、オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、聴力損失量の補正を行って聴力損失データを生成する。

聴力損失データ格納部１２ｃは、周波数帯域毎に聴力損失データを格納する。ＧＵＩ部１２ｄは、ユーザが聴力損失量を任意に装置に入力する際のグラフィカル・ユーザ・インタフェース機能（ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や入力ボタン等）を提供する。

スケールファクタ補正部１３は、最小可聴しきい値格納部１３ａ、スケールファクタ／電力量変換部１３ｂ、電力量変換部１３ｃ、電力量／スケールファクタ変換部１３ｄから構成され、オーディオ信号のスケールファクタの第１の電力量を、聴力損失データに対応する第２の電力量に変換して、第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換する。

具体的に、最小可聴しきい値格納部１３ａは、最小可聴しきい値を格納する。最小可聴しきい値とは、正常な聴力を持つ人が聴取可能な最も小さい音のレベルのことである。したがって、最小可聴しきい値よりも小さな音は聞こえず、最小可聴しきい値レベルの音は、聞こえ始めの小さな音といえる。なお、最小可聴しきい値は、周波数帯域毎に異なるので、最小可聴しきい値格納部１３ａでは、周波数帯域毎に最小可聴しきい値をテーブル値として格納しておく。

スケールファクタ／電力量変換部１３ｂは、最大可聴限界値を超えず、かつ第１の最小可聴しきい値を基準とした、オーディオ信号のスケールファクタを第１の電力量に変換する（スケールファクタ値→ｄＢ値）。なお、最大可聴限界値とは、聴取可能な最も大きな音のレベルのことで、最大可聴限界値を超える音は音が大き過ぎて不快に感じるだけでなく、場合によっては聴力に損傷を与えるおそれもある。

電力量変換部１３ｃは、第１の最小可聴しきい値を、聴力損失データの値の分だけ上昇させて第２の最小可聴しきい値を生成し、第１の電力量を、最大可聴限界値を超えず、かつ第２の最小可聴しきい値を基準とした第２の電力量に変換する（補正前のｄＢ値→聴力損失データで補正したｄＢ値）。電力量／スケールファクタ変換部１３ｄは、第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換する（ｄＢ値→スケールファクタ値）。

逆量子化部１４は、周波数帯域毎にオーディオ信号の逆量子化を行い、逆量子化データを生成する。また、オーディオ信号再生部１５は、スケールファクタ演算部１５ａ、帯域合成フィルタ部１５ｂから構成される。

スケールファクタ演算部１５ａは、逆量子化データに補正スケールファクタを乗じる。帯域合成フィルタ部１５ｂは、スケールファクタ演算部１５ａからの出力信号を周波数帯域毎に合成して、符号化前のオーディオ信号を再生する。そして、復号・再生後のオーディオ信号は、アンプ１６で増幅されて、スピーカ１７を介して出力する。

次に聴力特性設定部１２について説明する。オーディオ再生装置１０−１では初期設定時に、ユーザがＧＵＩ部１２ｄを利用して、各個人の聴力損失量をデータとして入力する必要がある。

図２は聴力損失量の入力設定動作を示すフローチャートである。オーディオ再生装置１０−１を使用する場合には最初に以下のフローを１回だけ行う。
〔Ｓ１〕聴力特性設定部１２は、測定周波数を初期化する。

〔Ｓ２〕ＧＵＩ部１２ｄは、測定周波数を表示する。例えば、ＬＣＤに測定周波数を表示する。
〔Ｓ３〕ユーザは、表示された測定周波数に対する聴力損失量を、ＧＵＩ部１２ｄのボタン等を使用して入力する。

〔Ｓ４〕ＧＵＩ部１２ｄは、入力された聴力損失量を聴力特性格納部１２ａに設定する。
〔Ｓ５〕すべての測定周波数について聴力損失量が入力された場合は終了し、そうでなければステップＳ２へ戻る（聴力測定の測定周波数としては、一般に、１２５、２５０、５００、１ｋ、２ｋ、４ｋ、８ｋ（Ｈｚ）であり、これらすべての周波数に対する聴力損失量を入力する）。

このように、ユーザは、オーディオ再生装置１０−１に付属しているＧＵＩ部１２ｄを用いて、簡単手軽に各個人の聴力特性を装置に設定することができる。なお、上記のデータ入力動作は一例であり、その他の例としては、ＧＵＩ部１２ｄが音声を発することで、音声ガイドの指示にもとづいて、データ設定を行うことも可能である。

図３は聴力特性格納部１２ａでの格納状態を示す図である。聴力特性格納部１２ａは、不揮発性メモリであり、ユーザの聴力特性の情報として、１２５、２５０、５００、１ｋ、２ｋ、４ｋ、８ｋ（Ｈｚ）に対して入力された聴力損失量（ｄＢ）を記憶する（なお、聴力損失量は、あらかじめ耳鼻科等で事前に専門家によって測定された値を用いるものとする）。

図４は聴力損失量補正部１２ｂの動作を示す図である。グラフＧ１は、縦軸が聴力損失量（ｄＢ）、横軸が測定周波数（Ｈｚ）であり、ユーザによって入力された、測定周波数に対する聴力損失量を示している。

グラフＧ２は、縦軸が聴力損失データ（ｄＢ）、横軸が再生周波数（Ｈｚ）である。ユーザによる聴力損失量の測定に用いた測定周波数を、オーディオ再生装置１０−１における、オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、聴力損失量の補正を行った聴力損失データを示している。

ここで、スケールファクタを補正するには帯域毎の聴力損失量が必要となるが、装置側の圧縮オーディオの帯域分割の周波数と、難聴者に対して聴力測定したときの周波数とは異なっている。そのため、聴力損失のデータを得るには、聴力を測定したときの測定周波数から、装置側の周波数帯域への変換を行う必要がある。

以下、聴力損失量の補正処理について詳しく説明する。グラフＧ２の横軸は、オーディオ再生装置１０−１の装置側で設定されている再生周波数であって、サンプリング周波数３２ｋＨｚ（よって、サンプリング周波数の半分までしか再生できないので再生周波数は１６ｋＨｚ）で、帯域分割数が３２の場合を示している（圧縮オーディオの種類やモードによってサンプリング周波数・分割数は随時変化する）。再生周波数帯域０〜１６ｋＨｚを３２分割するので、各帯域幅は５００Ｈｚとなる。

周波数帯域ｆ１の中心周波数は２５０Ｈｚなので、２５０Ｈｚの測定結果である２０ｄＢをそのまま使用する。一方、周波数帯域ｆ２の中心周波数は７５０Ｈｚであるが、この周波数での聴力損失量は測定されていない。

このような場合、７５０Ｈｚの前後の周波数、すなわち５００Ｈｚと１ｋＨｚのデータを利用する。このとき、７５０Ｈｚの対数周波数軸上で５００Ｈｚと１ｋＨｚの内分比をｒ（０＜ｒ≦１．０）、５００Ｈｚの聴力損失量をＬｏｓｓ_５００、１ｋＨｚの聴力損失量をＬｏｓｓ_１ｋとすると、７５０Ｈｚの聴力損失量（聴力損失データ）Ｌｏｓｓ_７５０は、以下の式（１）で求める。

Ｌｏｓｓ_７５０＝ｒ×Ｌｏｓｓ_５００＋（１−ｒ）Ｌｏｓｓ_１ｋ ・・・（１）
なお、一般的に、測定周波数をｍｆ１、ｍｆ２、測定周波数ｍｆ１と測定周波数ｍｆ２の間の再生周波数をｎｆ、測定周波数ｍｆ１の聴力損失量をＬｏｓｓ_ｍｆ１、測定周波数ｍｆ２の聴力損失量をＬｏｓｓ_ｍｆ２とした場合、聴力損失データＬｏｓｓ_ｎｆは式（２）と表せる。

Ｌｏｓｓ_ｎｆ＝ｒ×Ｌｏｓｓ_ｍｆ１＋（１−ｒ）×Ｌｏｓｓ_ｍｆ２ ・・・（２）
内分比ｒの算出は、対数周波数軸上での直線補間として次のように行う。測定した周波数がｍｆ１、ｍｆ２（Ｈｚ）であり、その間の周波数ｎｆ（Ｈｚ）についての聴力損失データ値を求める場合、内分比ｒは以下の式によって算出する。

ｒ＝{ｌｏｇ（ｎｆ）−ｌｏｇ（ｍｆ１）}／{ｌｏｇ（ｍｆ２）−ｌｏｇ（ｍｆ１）} ・・・（３）
例えば、ｍｆ１＝５００Ｈｚ、ｍｆ２＝１ｋＨｚ＝１０００Ｈｚ、ｎｆ＝７５０Ｈｚの場合、内分比ｒは、０．５８５となる。したがって、ｒ＝０．５８５、Ｌｏｓｓ_５００＝２０、Ｌｏｓｓ_１ｋ＝３０を式（１）に入力して計算すると、Ｌｏｓｓ_７５０＝２４．１５となる。

聴力損失量補正部１２ｂでは、このような演算を行って、外部入力された測定周波数に対する聴力損失量を、装置側の再生周波数に対する聴力損失データに変換している。
次にスケールファクタ補正部１３について説明する。スケールファクタ／電力量変換部１３ｂでは、オーディオ信号のスケールファクタを、第１の電力量に変換する。なお、以降では、電力量をｄＢ（デシベル）とも表記する。

図５はスケールファクタ／ｄＢ変換テーブルを示す図である。スケールファクタ／電力量変換部１３ｂは、スケールファクタ／ｄＢ変換テーブルＴ１を有する。スケールファクタ／ｄＢ変換テーブルＴ１は、インデックス、スケールファクタ値、ｄＢ値の項目から構成され、スケールファクタと、該当スケールファクタに対応する音の大きさのｄＢ値との対応関係が示されたテーブルである。スケールファクタ／電力量変換部１３ｂは、このテーブルを用いてスケールファクタ→ｄＢへ変換する。

例えば、スケールファクタ／電力量変換部１３ｂは、デコード部１１からスケールファクタの値として１．５８７４を受信すると、スケールファクタ／ｄＢ変換テーブルＴ１を用いて、ｄＢ値１２４に変換する。

以下、スケールファクタ補正処理について詳しく説明する。一般に、難聴者は、小さな音を聞き取ることができず、ある程度以上大きな音でないと全く聞こえないが、大きな音は正常な聴力を持つ人と同じように聞こえるという傾向がある。つまり聞こえる音の大きさの範囲が狭くなっているという傾向がある。

そこで、この現象に見合ったスケールファクタの補正を行う必要がある。
図６はスケールファクタの補正の様子を示す図である。まず、スケールファクタ／電力量変換部１３ｂにおいて、ある周波数帯域（周波数帯域ｆ１とする）のスケールファクタをスケールファクタ／ｄＢ変換テーブルＴ１を用いて、第１の電力量（ｓｆｄｂ）に変換する。

この第１の電力量（ｓｆｄｂ）は、最大可聴限界値を超えず、かつ第１の最小可聴しきい値（周波数帯域ｆ１の最小可聴しきい値であり、図中ｔｈ＿ｍｉｎ）を基準としたものである。なお、周波数帯域ｆ１の第１の最小可聴しきい値は、最小可聴しきい値格納部１３ａにあらかじめ設定されている。

電力量変換部１３ｃは、第１の最小可聴しきい値を、周波数帯域ｆ１の聴力損失データの値の分だけ上昇させて（周波数帯域ｆ１の聴力損失データ（図中、Ｌｏｓｓ）は、聴力損失データ格納部１２ｃに設定されている）、第２の最小可聴しきい値を生成する。そして、第１の電力量（ｓｆｄｂ）を、最大可聴限界値を超えず、かつ第２の最小可聴しきい値を基準とした第２の電力量（ｘ）に変換する。

ここで、最大可聴限界値と第１の電力量ｓｆｄｂとの差＝ａ、ｓｆｄｂと最小可聴しきい値の差＝ｂ、最大可聴限界値と補正後の第２の電力量ｘとの差＝ｃ、ｘと聴力損失によって上昇した最小可聴しきい値の差＝ｄとしたときに、ａ：ｂ＝ｃ：ｄとなるようにすれば、正常な聴力を持つ人と同じような音の大きさを感じることができると考えられる。

したがって、最大可聴限界値をｍａｘ、第１の電力量をｓｆｄｂ、第１の最小可聴しきい値をｔｈ＿ｍｉｎ、聴力損失データをＬｏｓｓ、第２の最小可聴しきい値を（ｔｈ＿ｍｉｎ＋Ｌｏｓｓ）、第２の電力量をｘとすれば、以下の式（４）が得られ、式（４）からｘを求める。

（ｍａｘ−ｓｆｄｂ）：（ｓｆｄｂ−ｔｈ＿ｍｉｎ）＝（ｍａｘ−ｘ）：（ｘ−（ｔｈ＿ｍｉｎ＋ｌｏｓｓ）） ・・・（４）
なお、ｘはｄＢ値なのでスケールファクタ値にあらためて変換する必要がある。電力量／スケールファクタ変換部１３ｄは、第２の電力量ｘを補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換する（ｄＢ値→スケールファクタ値への変換）。なお、電力量／スケールファクタ変換部１３ｄも図５で上述したような電力量／スケールファクタ変換テーブル（図示せず）を有している。

その後は、通常の復号化処理と同様に、スケールファクタ演算部１５ａは、逆量子化データに補正スケールファクタを乗じる。帯域合成フィルタ部１５ｂは、スケールファクタ演算部１５ａによる出力信号を周波数帯域毎に合成して、符号化前のオーディオ信号を再生する。そして、復号・再生後のオーディオ信号は、アンプ１６で増幅されて、スピーカ１７を介して出力する。

次にオーディオ再生装置１０−１の効果について説明する。オーディオ再生装置１０−１によって、スケールファクタ補正処理を行えば、補正によって、従来は聞き取りにくかった周波数帯域の信号が増幅され、難聴者でも聞き取れる音として再生される。

図７〜図１０はオーディオ再生装置１０−１の効果を説明するための図である。縦軸は音の大きさ、横軸は周波数である。図７はオーディオ再生装置１０−１による処理をする前の信号の周波数スペクトルである。図８はオーディオ再生装置１０−１による処理後の信号の周波数スペクトルである。レベルが小さく聞き取りにくい、高い周波数の信号が増幅されていることがわかる。

図９は処理前の信号の周波数スペクトルに、あるユーザ（難聴者）が聞き取れない領域（図中、太字三角形領域）を重ね合わせた図である。三角形領域の音（周波数が高く、レベルが小さい音）は、難聴者には全く聞き取ることができない。

図１０はオーディオ再生装置１０−１による処理後の信号の周波数スペクトルに、あるユーザ（難聴者）が聞き取れない領域（図中、太字三角形領域）を重ね合わせた図である。高い周波数の信号が、本発明により増幅されたため、三角形領域よりも大きな音となっている。そのため、この難聴者でも高い周波数の信号を聞き取ることが可能になっている。

次にオーディオ再生装置１０−１の変形例について説明する。変形例では、オーディオ再生装置１０−１で補正処理したスケールファクタについて、フレーム間の補間を行うものである。オーディオ復号化処理はフレーム単位で行われており、この場合スケールファクタの補正を行うと、フレーム間で再生されるオーディオ信号が不連続となってしまい、それがクリック音や雑音として聞こえてしまうおそれがある。このため、フレーム間でスケールファクタの補間を行って不連続部分で生じる雑音の発生を抑制する。

図１１、図１２はスケールファクタの補間を説明するための図である。縦軸はスケールファクタ値、横軸は時間である。一般に、オーディオ復号化はフレーム単位で復号化処理を行っており、１フレーム内に複数のＰＣＭサンプルデータが含まれているが、スケールファクタはある周波数帯域について１フレームにつき１つの値しか持たない。

したがって、図１１に示すように、（ｎ−１）フレームとｎフレームとの切れ目では、スケールファクタは急激に変化することになるが、通常の復号化処理はこれを前提としており、このままでも問題ない。しかし、本発明によるスケールファクタの補正を行った場合、通常の復号化処理が想定しない変化となり、それがフレームの切れ目で音が不連続となり、雑音として聞こえるおそれがある。このため、図１２に示すように、（ｎ−１）フレームとｎフレームとの切れ目に対して、スケールファクタの補間を行い、フレーム間で滑らかにスケールファクタが変化するようにする。

図１３はスケールファクタ補正部の構成を示す図である。変形例のスケールファクタ補正部１３−１は、図１で上述した構成要素の他にあらたにスケールファクタ補間部１３ｅが含まれる。なお、その他の構成要素は図１と同じである。

スケールファクタ補間部１３ｅは、電力量／スケールファクタ変換部１３ｄから出力された補正スケールファクタに対して、フレーム間の切れ目部分でのスケールファクタ補間処理を行って、補間スケールファクタを生成し、スケールファクタ演算部１５ａへ送信する。

次にスケールファクタ補間部１３ｅの動作について説明する。図１４はフレームの切れ目におけるスケールファクタの変化を示す図である。縦軸はスケールファクタ値、横軸は時刻ｔにおけるサンプル値ｓ（ｔ）を示す。

（ｎ−１）フレームのスケールファクタ（サンプル値ｓ（０）のスケールファクタ）をｓｆ（ｎ−１）、ｎフレームのスケールファクタ（サンプル値ｓ（４）のスケールファクタ）をｓｆ（ｎ）とする。

また、フレーム間の切れ目部分を補間する補間スケールファクタをｓｓｆとすると、サンプル値ｓ（１）の補間スケールファクタはｓｓｆ（１）、サンプル値ｓ（２）の補間スケールファクタはｓｓｆ（２）、サンプル値ｓ（３）の補間スケールファクタはｓｓｆ（３）となる。

図１５はスケールファクタ補間テーブルを示す図である。スケールファクタ補間テーブルＴ２は、サンプル値ｓ（ｔ）、補間係数ｉｓｆ（ｔ）からなり、スケールファクタ補間部１３ｅが有するテーブルである。

図において、サンプル値ｓ（０）のとき、補間係数ｉｓｆ（０）＝０、サンプル値ｓ（１）のとき、補間係数ｉｓｆ（１）＝０．２５、サンプル値ｓ（２）のとき、補間係数ｉｓｆ（２）＝０．５、サンプル値ｓ（３）のとき、補間係数ｉｓｆ（３）＝０．７５、サンプル値ｓ（４）のとき、補間係数ｉｓｆ（４）＝１．０であり、以降続く。

ここで、（ｎ−１）フレームの補正スケールファクタをｓｆ（ｎ−１）、ｎフレームの補正スケールファクタをｓｆ（ｎ）、（ｎ−１）フレームとｎフレームとの切れ目部分を任意にサンプリングしたときの時刻ｔのサンプル値に対する補間係数をｉｓｆ（ｔ）としたときに、補間スケールファクタｓｓｆ（ｔ）は以下の式（５）から求める。なお、補間を行う範囲や補間係数の値は、補間が効果的に行われるような任意の値に設定することができる。

ｓｓｆ（ｔ）＝（ｓｆ（ｎ）×ｉｓｆ（ｔ））＋（ｓｆ（ｎ−１）×（１．０−ｉｓｆ（ｔ）） ・・・（５）
このように、スケールファクタ補間部１３ｅは、電力量／スケールファクタ変換部１３ｄで生成された補正スケールファクタを、フレームの切れ目の不連続部分に対して補間して、補間スケールファクタを生成する。これにより、フレームの切れ目でスケールファクタを連続的に徐々に変化させることができ、フレーム切れ目部分での違和感やノイズの発生を抑制することが可能になる。

次に第２の実施の形態のオーディオ再生装置について説明する。第２の実施の形態は、スケールファクタを補正するのではなく、サンプルデータ（帯域合成される直前のデータ）のリニア値（サンプル値）に対して補正処理を行うものである。

図１６はオーディオ再生装置の原理図である。なお、図１と同じ構成要素には同じ符号を付けて説明は省略する。第２の実施の形態のオーディオ再生装置１０−２は、サンプルデータ補正部１８を有する。サンプルデータ補正部１８は、最小可聴しきい値格納部１３ａ、リニア／電力量変換部１８ａ、電力量変換部１８ｂ、電力量／リニア変換部１８ｃから構成される。

リニア／電力量変換部１８ａは、最大可聴限界値を超えず、かつ第１の最小可聴しきい値を基準とした、サンプルデータのリニア値を第１の電力量に変換する（リニア値→ｄＢ値）。サンプルデータは、逆量子化データにスケールファクタが乗算された、スケールファクタ演算部１５ａから出力された帯域合成前のデータである。

電力量変換部１８ｂは、第１の最小可聴しきい値を、聴力損失データの値の分だけ上昇させて第２の最小可聴しきい値を生成し、第１の電力量を、最大可聴限界値を超えず、かつ第２の最小可聴しきい値を基準とした第２の電力量に変換する（オリジナルのサンプルデータのｄＢ値→聴力損失データで補正したｄＢ値）。電力量／リニア変換部１８ｃは、第２の電力量を補正後のサンプルデータのリニア値である補正リニア値に変換する（ｄＢ値→リニア値）。

図１７はサンプルデータの補正の様子を示す図である。まず、リニア／電力量変換部１８ａにおいて、サンプルデータのある周波数帯域（周波数帯域ｆ１とする）のリニア値を、第１の電力量としてｄＢ値（ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ）に変換する。

この第１の電力量（ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ）は、最大可聴限界値を超えず、かつ第１の最小可聴しきい値（周波数帯域ｆ１の最小可聴しきい値であり、図中ｔｈ＿ｍｉｎ）を基準としたものである。なお、周波数帯域ｆ１の第１の最小可聴しきい値は、最小可聴しきい値格納部１３ａにあらかじめ設定されている。

電力量変換部１８ｂは、第１の最小可聴しきい値を、周波数帯域ｆ１の聴力損失データの値の分だけ上昇させて（周波数帯域ｆ１の聴力損失データ（図中、Ｌｏｓｓ）は、聴力損失データ格納部１２ｃに設定されている）、第２の最小可聴しきい値を生成する。

そして、第１の電力量（ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ）を、最大可聴限界値を超えず、かつ第２の最小可聴しきい値を基準とした第２の電力量（ｙ）に変換する。
ここで、最大可聴限界値をｍａｘ、第１の電力量をｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ、第１の最小可聴しきい値をｔｈ＿ｍｉｎ、聴力損失データをＬｏｓｓ、第２の最小可聴しきい値を（ｔｈ＿ｍｉｎ＋Ｌｏｓｓ）、第２の電力量をｙとすれば、以下の式（６）が得られ、式（６）からｙを求める。

（ｍａｘ−ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ）：（ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ−ｔｈ＿ｍｉｎ）＝（ｍａｘ−ｘ）：（ｘ−（ｔｈ＿ｍｉｎ＋ｌｏｓｓ）） ・・・（６）
なお、ｙはｄＢ値なのでリニア値にあらためて変換する必要がある。電力量／リニア変換部１８ｃは、第２の電力量ｙを補正後のサンプルデータのリニア値である補正リニア値に変換する。

図１８、図１９はスケールファクタ補正とサンプルデータ補正の違いを示す図である。図１８に対し、スケールファクタ補正では、各周波数帯域に対して、１つのスケールファクタが存在し、第１の実施の形態では、各周波数帯域のスケールファクタに対して、図６で示したような補正処理を行う。

図１９に対し、サンプルデータ補正では、各周波数帯域に対して、サンプルデータ（リニア値）が存在し、第２の実施の形態では、各周波数帯域のサンプルデータそれぞれに対して、図１７で示したような補正処理を行う。

以上説明したように、第２の実施の形態では、スケールファクタ演算部１５ａから出力されるサンプルデータ（逆量子化データにスケールファクタが乗算されたオーディオ信号の再生ディジタルデータ）に対し、聴力損失データにもとづいて、周波数帯域毎にサンプルデータの振幅レベル（リニア値）をｄＢ値に変換し、振幅を直接補正する処理を行う構成とした。

これにより、ユーザの聴力特性に応じた、大きな音はあまり大きさを変えず、小さな音ほど大きな音へと補正するといった処理が可能となり、難聴者に対しても明瞭にオーディオ信号を聴取することが可能になる。

次に第３の実施の形態のオーディオ再生装置について説明する。第３の実施の形態も第２の実施の形態と同じように、サンプルデータに対して補正処理を行うものであるが、第２の実施の形態との違いは、サンプル単位で（サンプルデータの個々のサンプル値に対して）音の増幅量（ゲイン）を求め、さらにその増幅量について平滑化を行い、平滑化された増幅量を用いてサンプルデータの補正を行う点である。

図２０はオーディオ再生装置の原理図である。なお、図１６と同じ構成要素には同じ符号を付けて説明は省略する。第３の実施の形態のオーディオ再生装置１０−３は、サンプルデータ補正部１９を有する。

サンプルデータ補正部１９は、最小可聴しきい値格納部１３ａ、リニア／電力量変換部１８ａ、電力量変換部１８ｂ、増幅量平滑化処理部１９ａ、増幅量／リニア変換部１９ｂ、サンプルデータ増幅部１９ｃから構成される。

増幅量平滑化処理部１９ａは、リニア／電力量変換部１８ａから送信された第１の電力量と、電力量変換部１８ｂから送信された第２の電力量とを受信し、第１の電力量から第２の電力量への増幅量を算出する。そして、算出した増幅量を平滑化して出力する。

増幅量／リニア変換部１９ｂは、平滑化された増幅量を補正後のサンプルデータのリニア値である補正リニア値に変換する（ｄＢ→リニア値）。サンプルデータ増幅部１９ｃは、補正リニア値でサンプルデータを増幅する。

帯域合成フィルタ部１５ｂは、周波数帯域毎に、補正リニア値で増幅されたサンプルデータの帯域合成を行って、オーディオ信号を再生し、再生されたオーディオ信号は、アンプ１６、スピーカ１７を通じて出力する。

図２１は増幅量を示す図である。第１の電力量であるｄＢ値（ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ）から第２の電力量であるｄＢ値（ｙ）に変換する過程は、図１７で上述した処理と同じである。

増幅量平滑化処理部１９ａは、ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂとｙとの差分値である増幅量を求める。また、求めた増幅量に対して平滑化処理を行う。平滑化処理は、例えば直前の数サンプルの増幅量との加重平均をとることで行われる。例えば、現時刻の増幅量をｇ（ｔ）、直前２サンプルの増幅量をｇ（ｔ−１）、ｇ（ｔ−２）とすれば、平滑後の増幅量ｇｎ（ｔ）は、以下の式（７）によって求められる。

ｇｎ（ｔ）＝｛ｇ（ｔ）＋ｇ（ｔ−１）＋ｇ（ｔ−２）｝／３ ・・・（７）
その後、増幅量／リニア変換部１９ｂによって、平滑化された増幅量（ｄＢ）をリニア値に変換し、これを補正リニア値として、サンプルデータ増幅部１９ｃは、補正リニア値を用いてサンプルデータの増幅制御を行う。

このように、第３の実施の形態では、サンプルデータの補正後のｄＢ値を求めた後に、補正前のｄｂ値との差分を算出して増幅量を求め、この増幅量を平滑化する。補正によって何ｄＢ増幅されたかといった増幅量を平滑化して、平滑化された増幅量でサンプルデータを再生することで、ゲインの急激な変化が抑えられ、音に歪み感が発生することを防ぐことができる。

次に平滑化された増幅量で増幅制御したオーディオ信号波形の概要について説明する。図２２〜図２６はサンプルデータ補正部１９の処理段階での信号波形を示す図である。
図２２はリニア／電力量変換部１８ａの入力前のオーディオ信号のサンプルデータを示している。図２３はリニア→ｄＢ変換された信号波形を示している。図２４は増幅量平滑化処理部１９ａで求められた増幅量を示している。図２５は増幅量平滑化処理部１９ａで増幅量が平滑化された様子を示している。図２６は平滑化された増幅量で増幅制御したオーディオ信号波形を示ししている。

図２４、図２５の平滑化前後の波形の例からわかるように、平滑化処理により、増幅量（ゲイン）のギザギザとした急激な変化が滑らかになっている。そして、図２６でゲイン値がｄＢ→リニアに変換された後に、サンプルデータに乗算される。この一連の処理によって圧縮増幅が行われる。

以上説明したように、第３の実施の形態では、サンプルデータに対して補正処理を行う際に、サンプル単位で音の増幅量を求め、さらにその増幅量について平滑化を行い、平滑化された増幅量を用いてサンプルデータの補正を行う構成とした。これにより、補正によって、各サンプルの振幅の変化が急激すぎて歪んだ音となる可能性がある場合に、平滑化によって変化を緩やかにすることができ、出力されるオーディオ信号の歪みを低減させることが可能になる。

なお、上記では、聴覚に障害がある者に対して、各個人の聴力特性に応じて、オーディオ再生制御を行うことを中心に説明したが、聴覚に障害がない者に対しても、各個人の聴力損失量を測定し、測定結果を装置に入力して本発明によるオーディオ再生制御を行うことで、個々のユーザの聴力特性に応じた最適なオーディオ再生を行うことが可能である。

（付記１） 符号化されたオーディオ信号の復号化・再生を行うオーディオ再生装置において、
測定周波数に対する聴力損失の電力量である聴力損失量を表す聴力特性の情報を格納する聴力特性格納部と、前記聴力損失量の測定に用いた前記測定周波数を、前記オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、前記聴力損失量の補正を行って聴力損失データを生成する聴力損失量補正部と、周波数帯域毎に前記聴力損失データを格納する聴力損失データ格納部と、から構成される聴力特性設定部と、
前記オーディオ信号のスケールファクタの第１の電力量を、前記聴力損失データに対応する第２の電力量に変換し、前記第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換するスケールファクタ補正部と、
周波数帯域毎に前記オーディオ信号の逆量子化を行い、逆量子化データを生成する逆量子化部と、
前記逆量子化データに前記補正スケールファクタを乗じて、符号化前のオーディオ信号を再生するオーディオ信号再生部と、
を有することを特徴とするオーディオ再生装置。

（付記２） 前記スケールファクタ補正部は、周波数帯域毎の最小可聴しきい値を格納する最小可聴しきい値格納部と、最大可聴限界値を超えず、かつ第１の最小可聴しきい値を基準とした、前記オーディオ信号のスケールファクタを前記第１の電力量に変換するスケールファクタ／電力量変換部と、前記第１の最小可聴しきい値を、前記聴力損失データの値の分だけ上昇させて第２の最小可聴しきい値を生成し、前記第１の電力量を、前記最大可聴限界値を超えず、かつ前記第２の最小可聴しきい値を基準とした前記第２の電力量に変換する電力量変換部と、前記第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換する電力量／スケールファクタ変換部と、から構成されることを特徴とする付記１記載のオーディオ再生装置。

（付記３） 前記電力量変換部は、前記最大可聴限界値をｍａｘ、前記第１の電力量をｓｆｄｂ、前記第１の最小可聴しきい値をｔｈ＿ｍｉｎ、前記聴力損失データをＬｏｓｓ、前記第２の最小可聴しきい値を（ｔｈ＿ｍｉｎ＋Ｌｏｓｓ）、前記第２の電力量をｘとした場合に、
（ｍａｘ−ｓｆｄｂ）：（ｓｆｄｂ−ｔｈ＿ｍｉｎ）＝（ｍａｘ−ｘ）：（ｘ−（ｔｈ＿ｍｉｎ＋Ｌｏｓｓ））
の関係式にもとづいて、前記第１の電力量ｓｆｄｂを前記第２の電力量ｘに変換することを特徴とする付記２記載のオーディオ再生装置。

（付記４） 前記スケールファクタ補正部は、（ｎ−１）フレームの前記補正スケールファクタをｓｆ（ｎ−１）、ｎフレームの前記補正スケールファクタをｓｆ（ｎ）、（ｎ−１）フレームとｎフレームとの切れ目部分を任意にサンプリングしたときの時刻ｔのサンプル値に対する補間係数をｉｓｆ（ｔ）とした場合に、補間スケールファクタｓｓｆ（ｔ）を、
ｓｓｆ（ｔ）＝（ｓｆ（ｎ）×ｉｓｆ（ｔ））＋（ｓｆ（ｎ−１）×（１．０−ｉｓｆ（ｔ））
で求めて、（ｎ−１）フレームとｎフレームとの切れ目部分でのスケールファクタ補間処理を行って、前記補間スケールファクタを生成し、前記オーディオ信号再生部へ出力するスケールファクタ補間部をさらに有することを特徴とする付記２記載のオーディオ再生装置。

（付記５） 前記聴力損失量補正部は、前記測定周波数をｍｆ１、ｍｆ２、前記測定周波数ｍｆ１と前記測定周波数ｍｆ２の間の再生周波数をｎｆ、前記測定周波数ｍｆ１の聴力損失量をＬｏｓｓ_ｍｆ１、前記測定周波数ｍｆ２の聴力損失量をＬｏｓｓ_ｍｆ２とした場合、聴力損失データＬｏｓｓ_ｎｆを、
Ｌｏｓｓ_ｎｆ＝ｒ×Ｌｏｓｓ_ｍｆ１＋（１−ｒ）×Ｌｏｓｓ_ｍｆ２
ｒ＝{ｌｏｇ（ｎｆ）−ｌｏｇ（ｍｆ１）}／{ｌｏｇ（ｍｆ２）−ｌｏｇ（ｍｆ１）}
で求めることを特徴とする付記１記載のオーディオ再生装置。

（付記６） 前記聴力特性設定部は、前記測定周波数に対する各個人の前記聴力損失量を、ユーザが任意に入力するためのグラフィカル・ユーザ・インタフェース機能を提供するＧＵＩ部をさらに有することを特徴とする付記１記載のオーディオ再生装置。

（付記７） 符号化されたオーディオ信号の復号化・再生を行うオーディオ再生装置において、
測定周波数に対する聴力損失の電力量である聴力損失量を表す聴力特性の情報を格納する聴力特性格納部と、前記聴力損失量の測定に用いた前記測定周波数を、前記オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、前記聴力損失量の補正を行って聴力損失データを生成する聴力損失量補正部と、周波数帯域毎に前記聴力損失データを格納する聴力損失データ格納部と、から構成される聴力特性設定部と、
周波数帯域毎に前記オーディオ信号の逆量子化を行い、逆量子化データを生成する逆量子化部と、
前記逆量子化データにスケールファクタを乗じてサンプルデータを生成するスケールファクタ演算部と、
前記サンプルデータのリニア値の第１の電力量を、前記聴力損失データに対応する第２の電力量に変換し、前記第２の電力量を補正後のサンプルデータのリニア値である補正リニア値に変換するサンプルデータ補正部と、
周波数帯域毎に、前記補正リニア値のサンプルデータの帯域合成を行って、オーディオ信号を再生する帯域合成フィルタ部と、
を有することを特徴とするオーディオ再生装置。

（付記８） 前記サンプルデータ補正部は、周波数帯域毎の最小可聴しきい値を格納する最小可聴しきい値格納部と、最大可聴限界値を超えず、かつ第１の最小可聴しきい値を基準とした、前記サンプルデータのリニア値を前記第１の電力量に変換するリニア／電力量変換部と、前記第１の最小可聴しきい値を、前記聴力損失データの値の分だけ上昇させて第２の最小可聴しきい値を生成し、前記第１の電力量を、前記最大可聴限界値を超えず、かつ前記第２の最小可聴しきい値を基準とした前記第２の電力量に変換する電力量変換部と、前記第２の電力量を補正後のサンプルデータのリニア値である補正リニア値に変換する電力量／リニア変換部と、から構成されることを特徴とする付記７記載のオーディオ再生装置。

（付記９） 前記電力量変換部は、前記最大可聴限界値をｍａｘ、前記第１の電力量をｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ、前記第１の最小可聴しきい値をｔｈ＿ｍｉｎ、前記聴力損失データをＬｏｓｓ、前記第２の最小可聴しきい値を（ｔｈ＿ｍｉｎ＋Ｌｏｓｓ）、前記第２の電力量をｙとした場合に、
（ｍａｘ−ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ）：（ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂ−ｔｈ＿ｍｉｎ）＝（ｍａｘ−ｙ）：（ｙ−（ｔｈ＿ｍｉｎ＋Ｌｏｓｓ））
の関係式にもとづいて、前記第１の電力量ｓａｍｐｌｅ＿ｄｂを前記第２の電力量ｙに変換することを特徴とする付記８記載のオーディオ再生装置。

（付記１０） 前記聴力特性設定部は、前記測定周波数に対する各個人の前記聴力損失量を、ユーザが任意に入力するためのグラフィカル・ユーザ・インタフェース機能を提供するＧＵＩ部をさらに有することを特徴とする付記７記載のオーディオ再生装置。

（付記１１） 符号化されたオーディオ信号の復号化・再生を行うオーディオ再生装置において、
測定周波数に対する聴力損失の電力量である聴力損失量を表す聴力特性の情報を格納する聴力特性格納部と、前記聴力損失量の測定に用いた前記測定周波数を、前記オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、前記聴力損失量の補正を行って聴力損失データを生成する聴力損失量補正部と、周波数帯域毎に前記聴力損失データを格納する聴力損失データ格納部と、から構成される聴力特性設定部と、
周波数帯域毎に前記オーディオ信号の逆量子化を行い、逆量子化データを生成する逆量子化部と、
前記逆量子化データにスケールファクタを乗じてサンプルデータを生成するスケールファクタ演算部と、
前記サンプルデータのリニア値の第１の電力量を、前記聴力損失データに対応する第２の電力量に変換し、前記第１の電力量から前記第２の電力量への増幅量を算出し、前記増幅量を平滑化して、平滑化された前記増幅量を補正後のサンプルデータのリニア値である補正リニア値に変換し、前記補正リニア値で前記サンプルデータを増幅するサンプルデータ補正部と、
周波数帯域毎に、増幅された前記サンプルデータの帯域合成を行って、オーディオ信号を再生する帯域合成フィルタ部と、
を有することを特徴とするオーディオ再生装置。

（付記１２） 前記サンプルデータ補正部は、周波数帯域毎の最小可聴しきい値を格納する最小可聴しきい値格納部と、最大可聴限界値を超えず、かつ第１の最小可聴しきい値を基準とした、前記サンプルデータのリニア値を前記第１の電力量に変換するリニア／電力量変換部と、前記第１の最小可聴しきい値を、前記聴力損失データの値の分だけ上昇させて第２の最小可聴しきい値を生成し、前記第１の電力量を、前記最大可聴限界値を超えず、かつ前記第２の最小可聴しきい値を基準とした前記第２の電力量に変換する電力量変換部と、前記第１の電力量から前記第２の電力量への増幅量を算出し、前記増幅量を平滑化する増幅量平滑化処理部と、平滑化された前記増幅量を補正後のサンプルデータのリニア値である補正リニア値に変換する増幅量／リニア変換部と、前記補正リニア値で前記サンプルデータを増幅するサンプルデータ増幅部と、から構成されることを特徴とする付記１１記載のオーディオ再生装置。

（付記１３） 前記聴力特性設定部は、前記測定周波数に対する各個人の前記聴力損失量を、ユーザが任意に入力するためのグラフィカル・ユーザ・インタフェース機能を提供するＧＵＩ部をさらに有することを特徴とする付記１１記載のオーディオ再生装置。

オーディオ再生装置の原理図である。 聴力損失量の入力設定動作を示すフローチャートである。 聴力特性格納部での格納状態を示す図である。 聴力損失量補正部の動作を示す図である。 スケールファクタ／ｄＢ変換テーブルを示す図である。 スケールファクタの補正の様子を示す図である。 オーディオ再生装置の効果を説明するための図である。 オーディオ再生装置の効果を説明するための図である。 オーディオ再生装置の効果を説明するための図である。 オーディオ再生装置の効果を説明するための図である。 スケールファクタの補間を説明するための図である。 スケールファクタの補間を説明するための図である。 スケールファクタ補正部の構成を示す図である。 フレームの切れ目におけるスケールファクタの変化を示す図である。 スケールファクタ補間テーブルを示す図である。 オーディオ再生装置の原理図である。 サンプルデータの補正の様子を示す図である。 スケールファクタ補正とサンプルデータ補正の違いを示す図である。 スケールファクタ補正とサンプルデータ補正の違いを示す図である。 オーディオ再生装置の原理図である。 増幅量を示す図である。 サンプルデータ補正部の処理段階での信号波形を示す図である。 サンプルデータ補正部の処理段階での信号波形を示す図である。 サンプルデータ補正部の処理段階での信号波形を示す図である。 サンプルデータ補正部の処理段階での信号波形を示す図である。 サンプルデータ補正部の処理段階での信号波形を示す図である。 従来のオーディオ再生装置の構成を示す図である。 スケールファクタ演算部の動作概要を示す図である。 帯域合成フィルタ部の動作概要を示す図である。

符号の説明

１０−１ オーディオ再生装置
１１ デコード部
１２ 聴力特性設定部
１２ａ 聴力特性格納部
１２ｂ 聴力損失量補正部
１２ｃ 聴力損失データ格納部
１３ スケールファクタ補正部
１３ａ 最小可聴しきい値格納部
１３ｂ スケールファクタ／電力量変換部
１３ｃ 電力量変換部
１３ｄ 電力量／スケールファクタ変換部
１４ 逆量子化部
１５ オーディオ信号再生部
１５ａ スケールファクタ演算部
１５ｂ 帯域合成フィルタ部
１６ アンプ
１７ スピーカ

Claims (5)

1. 符号化されたオーディオ信号の復号化・再生を行うオーディオ再生装置において、
   測定周波数に対する聴力損失の電力量である聴力損失量を表す聴力特性の情報を格納する聴力特性格納部と、前記聴力損失量の測定に用いた前記測定周波数を、前記オーディオ信号を復号化・再生する場合の周波数帯域へ変換して、前記聴力損失量の補正を行って聴力損失データを生成する聴力損失量補正部と、周波数帯域毎に前記聴力損失データを格納する聴力損失データ格納部と、から構成される聴力特性設定部と、
   前記オーディオ信号のスケールファクタの第１の電力量を、前記聴力損失データに対応する第２の電力量に変換し、前記第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換するスケールファクタ補正部と、
   周波数帯域毎に前記オーディオ信号の逆量子化を行い、逆量子化データを生成する逆量子化部と、
   前記逆量子化データに前記補正スケールファクタを乗じて、符号化前のオーディオ信号を再生するオーディオ信号再生部と、
   を有することを特徴とするオーディオ再生装置。
2. 前記スケールファクタ補正部は、周波数帯域毎の最小可聴しきい値を格納する最小可聴しきい値格納部と、最大可聴限界値を超えず、かつ第１の最小可聴しきい値を基準とした、前記オーディオ信号のスケールファクタを前記第１の電力量に変換するスケールファクタ／電力量変換部と、前記第１の最小可聴しきい値を、前記聴力損失データの値の分だけ上昇させて第２の最小可聴しきい値を生成し、前記第１の電力量を、前記最大可聴限界値を超えず、かつ前記第２の最小可聴しきい値を基準とした前記第２の電力量に変換する電力量変換部と、前記第２の電力量を補正後のスケールファクタである補正スケールファクタに変換する電力量／スケールファクタ変換部と、から構成されることを特徴とする請求項１記載のオーディオ再生装置。
3. 前記電力量変換部は、前記最大可聴限界値をｍａｘ、前記第１の電力量をｓｆｄｂ、前記第１の最小可聴しきい値をｔｈ＿ｍｉｎ、前記聴力損失データをＬｏｓｓ、前記第２の最小可聴しきい値を（ｔｈ＿ｍｉｎ＋Ｌｏｓｓ）、前記第２の電力量をｘとした場合に、
   （ｍａｘ−ｓｆｄｂ）：（ｓｆｄｂ−ｔｈ＿ｍｉｎ）＝（ｍａｘ−ｘ）：（ｘ−（ｔｈ＿ｍｉｎ＋Ｌｏｓｓ））
   の関係式にもとづいて、前記第１の電力量ｓｆｄｂを前記第２の電力量ｘに変換することを特徴とする請求項２記載のオーディオ再生装置。
4. 前記スケールファクタ補正部は、（ｎ−１）フレームの前記補正スケールファクタをｓｆ（ｎ−１）、ｎフレームの前記補正スケールファクタをｓｆ（ｎ）、（ｎ−１）フレームとｎフレームとの切れ目部分を任意にサンプリングしたときの時刻ｔのサンプル値に対する補間係数をｉｓｆ（ｔ）とした場合に、補間スケールファクタｓｓｆ（ｔ）を、
   ｓｓｆ（ｔ）＝（ｓｆ（ｎ）×ｉｓｆ（ｔ））＋（ｓｆ（ｎ−１）×（１．０−ｉｓｆ（ｔ））
   で求めて、（ｎ−１）フレームとｎフレームとの切れ目部分でのスケールファクタ補間処理を行って、前記補間スケールファクタを生成し、前記オーディオ信号再生部へ出力するスケールファクタ補間部をさらに有することを特徴とする請求項２記載のオーディオ再生装置。
5. 前記聴力損失量補正部は、前記測定周波数をｍｆ１、ｍｆ２、前記測定周波数ｍｆ１と前記測定周波数ｍｆ２の間の再生周波数をｎｆ、前記測定周波数ｍｆ１の聴力損失量をＬｏｓｓ_ｍｆ１、前記測定周波数ｍｆ２の聴力損失量をＬｏｓｓ_ｍｆ２とした場合、聴力損失データＬｏｓｓ_ｎｆを、
   Ｌｏｓｓ_ｎｆ＝ｒ×Ｌｏｓｓ_ｍｆ１＋（１−ｒ）×Ｌｏｓｓ_ｍｆ２
   ｒ＝{ｌｏｇ（ｎｆ）−ｌｏｇ（ｍｆ１）}／{ｌｏｇ（ｍｆ２）−ｌｏｇ（ｍｆ１）}
   で求めることを特徴とする請求項１記載のオーディオ再生装置。

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