JP2009027292A

JP2009027292A - 電子機器

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Publication number: JP2009027292A
Application number: JP2007186441A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Arakawa; 知徳荒川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2009-02-05

Abstract

【課題】音量を変化させた場合に、音量感の逆転現象を防止する。
【解決手段】制御部２０は、操作部に対する操作により設定された音声信号の音量設定値に基づき、可変利得増幅部１２における増幅量を制御する。また、制御部２０は、音量設定値と低域および／または高域の利得との関係を示す傾きが予め設定され、この傾きに基づき、低域利得制御部２１および／または高域利得制御部２２における低域および／または高域の利得を制御する。具体的には、例えば、音量が小さい音量小領域において音量を低下させる場合には、傾きに基づき音声信号の低域および／または高域の利得を増加させる。また、例えば、音量が大きい音量大領域において音量を上昇させる場合には、傾きに基づき音声信号の低域および／または高域の利得を減少させる。
【選択図】図４

Description

この発明は、入力された音声信号に対してラウドネス処理を施し、音声信号を出力する電子機器に関する。

人間の聴覚は、周波数帯域によって音量感が異なり、例えば、低域や高域では感覚が鈍い。そのため、全体の音量を低下させると、低域や高域の音が聞こえにくくなってしまい、全体の音量感のバランスが崩れてしまうことがある。

従来の音響機器では、一般に、等ラウドネス曲線と呼ばれる曲線に基づき低域および／または高域の利得を調整するラウドネス機能を搭載し、全体の音量を低下させた際に低域および／または高域の利得を増加させることにより、全体の音声の音量感を保つようにしている。

例えば、下記の特許文献１には、音量を低下させた際に低域および高域の利得を可変させ、低域および高域を強調させることにより、全体の音量感を保持するラウドネス機能に関する技術が記載されている。

特開平１−５１７０６号公報

しかしながら、従来の音響機器によっては、スピーカや機器に対して音響的な特徴を持たせている場合が多い。そのため、等ラウドネス曲線に基づいて低域および／または高域の利得を調整しても、十分なラウドネス効果を得ることが困難であり、全体の音量を低下させているにもかかわらず低域および／または高域の音量感が低下せず、全体としての音量感が低下しないといった音量感の逆転現象が発生してしまうという問題点があった。

また、一般に、音量を上昇させた場合には、低域および／または高域の音が目立つようになり、全体の音量感のバランスが崩れてしまうが、音量を上昇させた場合に低域および／または高域の利得を調整し、全体の音量感を保持するラウドネス機能については、従来から提案されていなかった。

したがって、この発明の目的は、音量を変化させた場合に、音量感の逆転現象を防止することができる電子機器を提供することにある。

また、この発明の別の目的は、音量を上昇させた場合に、音量感を保持することができる電子機器を提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明は、入力された音声信号に対してラウドネス処理を施す電子機器において、音声信号の音量を設定する際に操作される操作部と、操作部によって音量設定値が設定される音量設定部と、音声信号の周波数帯域のうち所定の低域の利得を調整する低域利得制御部と、音声信号の周波数帯域のうち所定の高域の利得を調整する高域利得制御部と、音量設定値と低域および／または高域の利得との関係を示す傾きに基づき、低域利得制御部および／または高域利得制御部における低域および／または高域の利得を制御する制御部とを有し、制御部は、音量小領域において音量を低下させる場合に、音声信号の低域および／または高域の利得を増加させ、音量大領域において音量を上昇させる場合に、音声信号の低域および／または高域の利得を減少させるように低域利得制御部および／または高域利得制御部を制御することを特徴とする電子機器である。

上述したように、この発明では、音量小領域において音量を低下させる場合に、音声信号の低域および／または高域の利得を増加させ、音量大領域において音量を上昇させる場合に、音声信号の低域および／または高域の利得を減少させるように低域利得制御部および／または高域利得制御部を制御するようにしているため、音量小領域および音量大領域における全体の音量感のバランスが保たれる。

この発明は、全体の音量設定値と、低域および／または高域の利得との関係を示す傾きを設定し、この傾きに基づき音量設定値に対する低域および／または高域の利得を決定するようにしているため、電子機器やスピーカの特性に応じたラウドネス効果を得ることができるという効果がある。

また、この発明は、予め設定された傾きに基づき、音量小領域において音量を低下させる場合には、音声信号の低域および／または高域の利得を増加させ、音量が大きい音量大領域において音量を上昇させる場合には、音声信号の低域および／または高域の利得を減少させるようにしているため、音量感の逆転現象を防ぐことができるという効果がある。

以下、この発明の実施の一形態について、図面を参照しながら説明する。背景技術の項で説明したように、人間の聴覚は、周波数帯域によって音量感が異なり、低域や高域の音声に対する感覚が鈍い。そのため、全体の音量を低下させた場合には、音の強さが同じであっても、低域や高域の音が聞こえにくくなってしまうことがある。また、全体の音量を上昇させた場合には、低域や高域の音が目立ってしまうことがある。

このような場合には、全体の音量感のバランスが崩れてしまい、全体の音量を低下または上昇させているにもかかわらず低域および／または高域の音量感が変化せず、全体としての音量感が低下または上昇しないといった音量感の逆転現象が発生してしまう場合がある。

そこで、この発明の実施の一形態では、音声を出力する際に、入力された音声信号の音量に応じて低域および／または高域の利得を調整することにより、全体の音量感を保持し、逆転現象が発生しないようにしている。

図１は、この発明の実施の一形態による電子機器１の一例の構成を示す。電子機器１は、例えば、テレビジョン受像機やＣＤ（Compact Disc）プレーヤ、オーディオアンプであり、音声を出力可能な機器である。なお、図１に示す例では、この発明の実施の一形態に関連の深い部分のみを図示し、それ以外の部分については、説明を省略する。

電子機器１は、図１に示すように、音声処理部１０、制御部２０および操作部３０を備える。音声処理部１０は、ラウドネス処理部１１および音量設定部としての可変利得増幅部１２を備え、後述する制御部２０の制御に基づき、入力された音声信号の全ての周波数帯域のうち、所定の帯域に対する利得を調整するラウドネス処理や増幅処理などの所定の信号処理を施す。そして、信号処理を施した音声信号を、例えば音声処理部１０に接続されたスピーカ４０に供給し、外部に出力する。

ラウドネス処理部１１は、低域利得制御部２１および高域利得制御部２２を備える。低域利得制御部２１は、例えばバスフィルタであり、入力された音声信号の全ての周波数帯域のうち所定の低域部分に対してラウドネス処理を施す。例えば、全体の音量を所定の音量以下に低下させる場合には、図２Ａに示すように、低域部分の利得が０［ｄＢ］以上となるように利得を調整し、全体の音量を所定以上に上昇させる場合には、低域部分の利得が０［ｄＢ］以下となるように利得を調整する。低域部分の利得は、後述する制御部２０の制御に基づき、全体の音量の設定値に応じて決定される。なお、全体の音量がラウドネス処理を施す必要がない音量である場合には、低域部分の利得が０［ｄＢ］となるように調整する。

高域利得制御部２２は、低域利得制御部２１と同様に、例えばトレブルフィルタであり、入力された音声信号の全ての周波数帯域のうち所定の高域部分に対してラウドネス処理を施す。例えば、全体の音量を所定の音量以下に低下させる場合には、図２Ｂに示すように、高域部分の利得が０［ｄＢ］以上となるように利得を調整し、全体の音量を所定以上に上昇させる場合には、高域部分の利得が０［ｄＢ］以下となるように利得を調整する。高域部分の利得は、制御部２０の制御に基づき、全体の音量の設定値に応じて決定される。なお、全体の音量がラウドネス処理を施す必要がない音量である場合には、高域部分の利得が０［ｄＢ］となるように調整する。

低域利得制御部２１および高域利得制御部２２における利得調整量は、電子機器１やスピーカ４０の特性を考慮して決定することができる。低域および／または高域の利得調整方法の詳細については、後述する。また、利得調整を行う低域部分および高域部分の周波数帯域についても、電子機器１やスピーカ４０の特性を考慮して適宜変更することができる。

可変利得増幅部１２は、制御部２０の制御に基づき入力信号の全ての周波数帯域に対する利得が設定され、ラウドネス処理が施された音声信号を増幅する。

操作部３０は、例えば、電子機器１のパネルに設けられた操作部や、リモートコントロールコマンダが用いられる。操作部３０には、例えば、上下左右の方向を指示することができる十字キーや、決定キー、ボリュームキーなどの電子機器１を操作するための各種キーが設けられ、ユーザが操作することにより、操作に応じた操作情報を生成する。具体的には、例えば、ユーザが操作部３０に設けられたボリュームキーを操作して音量を設定した場合、操作部３０は、音量設定情報を生成し、制御部２０に供給する。

制御部２０は、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に予め格納されたプログラムに従い、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）をワークメモリとして各部を制御する。例えば、制御部２０は、操作部３０から供給された音量設定情報に基づき、低域利得制御部２１および高域利得制御部２２における低域および高域の利得を決定するように制御するとともに、可変利得増幅部１２の利得を変更するように制御する。

次に、ラウドネス処理部１１における低域および／または高域の利得調整方法について説明する。この発明の実施の一形態では、全体の音量に応じて低域および／または高域の利得調整量を変化させるようにしている。そこで、電子機器１において設定可能な音量調整範囲をを所定数のステップに等間隔で分割し、ステップ位置によって低域および／または高域の利得調整量を決定するようにした。すなわち、ユーザが操作部３０を操作することによって設定されたステップ位置が異なれば、低域および／または高域の利得調整量が異なる。

この発明の実施の一形態では、図３に示すように、電子機器１において設定可能な音量調整範囲を１００ステップに分割する。そして、例えば、最小音量である０ステップから地点Ａに示すステップまでの所定の領域を音量小領域とする。また、地点Ｂに示すステップから最大音量である１００ステップ（地点Ｄ）までの所定の領域を音量大領域とする。それ以外の地点Ａに示すステップから地点Ｂに示すステップまでの所定の領域を音量通常領域とする。

音量小領域は、全体の音量が小さい領域であり、音量を低下させた際に低域および／または高域の音が聞こえにくくなってしまうため、低域および／または高域の利得を高くする。また、音量大領域は、全体の音量が大きい領域であり、音量を上昇させた際に低域および／または高域の音が目立ってしまうため、低域および／または高域の利得を低くする。音量通常領域では、低域および／または高域の利得の調整を行わない。

なお、地点Ａおよび地点Ｂに示すステップは、設計の際に電子機器１の特性などに応じて自由に設定することができ、音量小領域および音量大領域を自由に設定することができる。

音量小領域における低域および／または高域の利得の調整方法について説明する。音量小領域では、全体の音量を低下させた際に、低域および／または高域の音量感が低下してしまうため、全体の音量感が弱くなりバランスが崩れてしまう。したがって、音量小領域では、全体の音量を低下させた場合に、低域および／または高域の利得を増加させ、全周波数帯域における音量感のバランスを保持しながら、全体の音量は低下するようにする必要がある。そこで、この発明の実施の一形態では、全体の音量を低下させた場合の音量の変動量と低域および／または高域の利得調整量との関係を示す傾きを予め設定し、この傾きに基づき、全体の音量の変動量に対する低域および／または高域の利得調整量を決定するようにした。

図４は、音量小領域において、全体の音量設定値に対する低域および／または高域の利得特性の一例を示すグラフである。横軸は、可変利得増幅部１２において、全周波数帯域に対して設定される音量の設定値を示し、ここでは、例えば、最大音量となる１００ステップにおける音量設定値を０［ｄＢ］とした場合の音量設定値を示す。縦軸は、ラウドネス処理部１１において、所定の低域および／または高域の周波数帯域に対して設定される利得調整量を示す。なお、この例では、図３に示す音量小領域のうち、地点Ａから地点Ｃまでの領域において、全体の音量設定値を低下させた場合について説明する。

グラフの傾きは、全体の音量設定値の変動量に対する、低域および／または高域の利得調整量の変動量の割合を示す。図４の実線で示すグラフは、一例として、傾きαが−０．２である場合の全体の音量設定値の変動量に対する低域および／または高域の利得調整量を示す。この場合、例えば、地点Ａの音量設定値が−２７．５［ｄＢ］であり、地点Ａから音量設定値が−３７．５［ｄＢ］である地点Ｏまで、全体の音量を１０［ｄＢ］低下させると、低域および／または高域の利得が２［ｄＢ］増加することになる。

このグラフの傾きαは、音量設定値の変動量と低域および／または高域の利得調整量の変動量とに基づき算出することができる。具体的には、例えば、地点Ａにおける全体の音量設定値をＸ_Ａ、低域および／または高域の利得調整量をＹ_Ａとし、地点Ｏにおける全体の音量設定値をＸ_Ｏ、低域および／または高域の利得調整量をＹ_Ｏとした場合の傾きαは、数式（１）に基づき算出される。
α＝（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｏ）／（Ｘ_Ａ−Ｘ_Ｏ）・・・（１）

また、この例では、全体の音量設定値が所定値となった場合に、さらに別の傾きβを設定することもできる。例えば、図４の点線で示すグラフのように、地点Ｏから地点Ｃまでの傾きとして、別の傾きβを設定する。この例では、傾きβが約−０．０７である場合を示す。この場合、例えば、地点Ｏから音量設定値が−５２．５［ｄＢ］である地点Ｃまで、全体の音量を１５［ｄＢ］低下させると、低域および／または高域の利得が１［ｄＢ］程度増加することになる。

このグラフの傾きβについても、傾きαと同様に、音量設定値の変動量と低域および／または高域の利得調整量の変動量とに基づき算出することができる。具体的には、例えば、地点Ｃにおける全体の音量設定値をＸ_Ｃ、低域および／または高域の利得調整量をＹ_Ｃとした場合の傾きβは、数式（２）に基づき算出される。
β＝（Ｙ_Ｏ−Ｙ_Ｃ）／（Ｘ_Ｏ−Ｘ_Ｃ）・・・（２）

したがって、この例では、全体の音量が傾きαに設定された区間内である場合、例えば、地点Ａから全体の音量設定値を１０［ｄＢ］低下させると、音声処理部１０から出力される音声信号の低域および／または高域の音量は、８［ｄＢ］低下することになる。また、全体の音量が傾きβに設定された区間内である場合には、例えば、地点Ｏから全体の音量設定値を１５［ｄＢ］低下させると、音声処理部１０から出力される音声信号の低域および／または高域の音量は、１４［ｄＢ］程度低下することになる。

このようにして算出された傾きαおよびβは、制御部２０のＲＡＭなどに記憶される。そして、制御部２０は、この傾きαおよびβと操作部３０から供給された音量設定情報とに基づき、低域および／または高域の利得を決定し、低域利得制御部２１および／または高域利得制御部２２における低域および／または高域の利得を設定する。

なお、傾きαおよびβは、急峻な傾きに設定すると、全体の音量を低下させているにもかかわらず低域および／または高域の音量感が低下せず、全体としての音量感が低下しないといった音量感の逆転現象が発生してしまうため、例えば−０．５以上程度とすると好ましい。

このように、傾きαを所定の値に設定することにより、全体の音量を低下させた場合の低域および／または高域の利得調整量が一意的に決定され、全体の音量感を保持することができるため、音量感の逆転現象が起きることなく、音量を低下させることができる。

また、全体の音量設定値に応じて、別の傾きβを設定することにより、低域および／または高域の利得調整量を変更することができるため、電子機器１の特性に応じて柔軟に対応することができる。

次に、音量大領域における低域および／または高域の利得の調整方法について説明する。音量大領域では、全体の音量を上昇させた際に、低域および／または高域の音量感が増加してしまうため、全体の音量感が強くなりバランスが崩れてしまう。したがって、音量大領域では、全体の音量を上昇させた場合に、低域および／または高域の利得を減少させ、全周波数帯域における音量感のバランスを保持しながら、全体の音量は上昇するようにする必要がある。そこで、この発明の実施の一形態では、全体の音量を上昇させた場合の音量の変動量と低域および／または高域の利得調整量との関係を示す傾きを予め設定し、この傾きに基づき、全体の音量の変動量に対する低域および／または高域の利得調整量を決定するようにした。

図５は、音量大領域において、全体の音量設定値に対する低域および／または高域の利得特性の一例を示すグラフである。図４に示すグラフと同様に、横軸は、可変利得増幅部１２において、全周波数帯域に対して設定される音量の設定値を示し、縦軸は、ラウドネス処理部１１において、所定の低域および／または高域の周波数帯域に対して設定される利得調整量を示す。なお、この例では、図３に示す地点Ｂから地点Ｄまでの音量大領域において、全体の音量設定値を低下させた場合について説明する。

グラフの傾きは、全体の音量設定値の変動量に対する、低域および／または高域の利得調整量の変動量の割合を示す。図５の実線で示すグラフは、一例として、傾きγが−０．１である場合の全体の音量設定値の変動量に対する低域および／または高域の利得調整量を示す。この場合、例えば、音量設定値が−２０［ｄＢ］である地点Ｂから音量設定値が０［ｄＢ］である地点Ｏまで、全体の音量を２０［ｄＢ］上昇させると、低域および／または高域の利得が２［ｄＢ］減少することになる。

このグラフの傾きγは、音量設定値の変動量と低域および／または高域の利得調整量の変動量とに基づき算出することができる。具体的には、例えば、地点Ｂにおける全体の音量設定値をＸ_Ｂ、低域および／または高域の利得調整量をＹ_Ｂとし、地点Ｄにおける全体の音量設定値をＸ_Ｄ、低域および／または高域の利得調整量をＹ_Ｄとした場合の傾きγは、数式（３）に基づき算出される。
γ＝（Ｙ_Ｄ−Ｙ_Ｂ）／（Ｘ_Ｄ−Ｘ_Ｂ）・・・（３）

したがって、この例では、全体の音量が傾きγに設定された区間である場合、例えば、地点Ｂから全体の音量設定値を２０［ｄＢ］上昇させると、音声処理部１０から出力される音声信号の低域および／または高域の音量は、１８［ｄＢ］上昇することになる。

このようにして算出された傾きγは、音量を低下させた場合と同様に、制御部２０のＲＡＭなどに記憶される。そして、制御部２０は、この傾きγと操作部３０から供給された音量設定情報とに基づき、低域および／または高域の利得を決定し、低域利得制御部２１および／または高域利得制御部２２における低域および／または高域の利得を設定する。

このように、傾きγを所定の値に設定することにより、全体の音量を上昇させた場合の低域および／または高域の利得調整量が一意的に決定され、全体の音量感を保持するため、音量感の逆転現象が起きることなく、音量を上昇させることができる。

また、全体の音量を上昇させた場合に、低域および／または高域の利得を減少させることにより、スピーカへ入力される音声信号のレベルが減少し、スピーカに対する負荷を軽減させることができるため、例えばテレビジョン受像機など、耐入力に制限のあるスピーカを保護することができる。

なお、音量大領域においても、音量小領域と同様に、全体の音量設定値が所定値となった場合に、別の傾きを設定して変極点を持たせるようにしてもよい。また、例えば、傾きが変化する変極点を複数設けてもよい。こうすることにより、全体の音量に応じて低域および／または高域の利得調整量を変化させた際に、電子機器やスピーカの特性に応じてより柔軟に対応することができる。

以上、この発明の実施の一形態について説明したが、この発明は、上述したこの発明の実施の一形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、低域と高域とにおいて、それぞれ別の傾きや変極点を設定するようにしてもよい。

この発明の実施の一形態による電子機器の一例の構成を示すブロック図である。低域利得制御部および高域利得制御部の周波数特性の一例を示す略線図である。電子機器において設定可能な音量調整範囲について説明するための略線図である。音量小領域において、全体の音量設定値に対する低域および／または高域の利得特性の一例を示す略線図である。音量大領域において、全体の音量設定値に対する低域および／または高域の利得特性の一例を示す略線図である。

符号の説明

１電子機器
１０音声処理部
１１ラウドネス処理部
１２可変利得増幅部
２０制御部
２１低域利得制御部
２２高域利得制御部
３０操作部
４０スピーカ

Claims

入力された音声信号に対してラウドネス処理を施す電子機器において、
上記音声信号の音量を設定する際に操作される操作部と、
上記操作部によって音量設定値が設定される音量設定部と、
上記音声信号の周波数帯域のうち所定の低域の利得を調整する低域利得制御部と、
上記音声信号の周波数帯域のうち所定の高域の利得を調整する高域利得制御部と、
上記音量設定値と上記低域および／または上記高域の利得との関係を示す傾きに基づき、上記低域利得制御部および／または上記高域利得制御部における上記低域および／または上記高域の利得を制御する制御部と
を有し、
上記制御部は、
音量小領域において音量を低下させる場合に、上記音声信号の上記低域および／または上記高域の利得を増加させ、音量大領域において音量を上昇させる場合に、上記音声信号の上記低域および／または上記高域の利得を減少させるように上記低域利得制御部および／または上記高域利得制御部を制御する
ことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
上記制御部は、上記音量設定値に応じて上記傾きと異なる傾きを設定可能である
ことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
上記低域利得制御部は、上記低域の周波数帯域を変更可能である
ことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
上記高域利得制御部は、上記高域の周波数帯域を変更可能である
ことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
上記傾きは、−０．５以上である
ことを特徴とする電子機器。