JP2011509010A - オーディオ信号の知覚ラウドネスを調節するシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】 1A
Description
本願は、2007年12月21日に出願された「System for Adjusting Perceived Loudness of Audio Signals(オーディオ信号の知覚ラウドネスを調節するシステム)」という名称の米国仮特許出願第61/016,270号に対して、米国特許法第119条のもとで優先権の利益を主張している。これにより、米国仮特許出願第61/016,270号の開示は参照によって全体的に組み込まれる。
定数gは、レベルの算出結果と最後の利得係数(last gain coefficient, LGC)との差を、より小さなデルタ利得に効果的に細分することができる。ある特定の実施形態において、最初に利得制御モジュール140を初期設定するときに、LGCを、基準レベルとして1.0のスカラ(又は、0dB)に設定する。全体的なラウドネスレベルは、この基準レベルに相関又は等化させられる。ある特定の実施形態において、これは、ダイナミックレンジを維持するために使用される、フルスケールの基準レベルである。
実施形態に応じて、ここに記載されているアルゴリズムのうちの幾つかのアルゴリズムのある特定の動作、イベント、又は関数は、異なる順序で行うことができ、全てを一緒に加えるか、結合するか、又は省いてもよい(例えば、アルゴリズムを実行するために、記載されている動作又はイベントの全てが必ずしも必要であるとは限らない)。更に、ある特定の実施形態では、動作又はイベントは、連続的にではなく、同時に、例えば、マルチスレッド処理、割込処理、或いは複数のプロセッサ又はプロセッサのコアによって行なわれ得る。
Claims (30)
- オーディオ信号におけるラウドネスレベルの変化に関わらず、実質的に一定の知覚ラウドネスを聞き手に提供するために、マルチメディアデバイスからの前記オーディオ信号のラウドネスを調節するシステムであって、
前記システムは、
前処理モジュールと、
ラウドネス分析モジュールと、
利得制御モジュールと、を具備し、
前記前処理モジュールは、
1本以上のオーディオチャネルを具備する電子オーディオ信号を受信して、
前記オーディオチャネルのうちの少なくとも1本のオーディオチャネルを選択するように動作し、
前記選択は、
前記2本以上のオーディオチャネルのうちの主チャネルを決定するステップと、
前記主チャネルを選択するステップと、を含み、
前記ラウドネス分析モジュールは、
前記少なくとも1本のオーディオチャネルのラウドネスを推定するように動作する1つ以上のプロセッサ、を具備し、
前記推定は、
複数の近似フィルタが人間の耳の聴覚フィルタのバンクをシミュレートするように、複数のガンマトーンフィルタに近似するように構成された前記複数の近似フィルタを用いて、前記少なくとも1本のオーディオチャネルを処理するステップと、
反転ラウドネス加重曲線によって、前記近似フィルタの出力に加重するステップと、含み、
前記利得制御モジュールは、
前記電子オーディオ信号の知覚ラウドネスを、一定期間、実質的に一定のままにするために、前記推定されたラウドネスに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも1つの利得を計算するように動作し、
前記計算は、
前記推定されたラウドネスに少なくとも部分的に基づいて、前記電子オーディオ信号の一部分に対する利得を算出するステップと、
前記電子オーディオ信号の一部分の中の複数のサンプルに対して前記利得を滑らかにするステップと、を含む、
システム。 - 更に、前記ラウドネス分析モジュールは、前記選択されたオーディオチャネルをデシメートするように構成されている、請求項1のシステム。
- 更に、前記前処理モジュールは、各オーディオチャネルのエネルギ値を比較することによって、前記主チャネルを決定するように構成されている、請求項1のシステム。
- 更に、前記利得制御モジュールは、前記複数のサンプルに対して前記利得をインクリメンタルに増加させることによって、前記複数のサンプルに対して前記利得を滑らかにするように構成されている、請求項1のシステム。
- オーディオ信号のラウドネスを調節する方法であって、
1本以上のオーディオチャネルを具備する電子オーディオ信号を受信するステップと、
1つ以上のプロセッサを使用して、前記1本以上のオーディオチャネルのうちの少なくとも1本のオーディオチャネルを処理して、人間の聴覚系に更に近似している複数の聴覚フィルタに近似するように構成されている複数の近似フィルタを用いて、前記少なくとも1本のオーディオチャネルを少なくとも部分的に処理することによって、前記電子オーディオ信号の一部分のラウドネスを決定するステップと、
前記電子オーディオ信号のラウドネスを、一定期間、実質的に一定のままにするために、前記決定されたラウドネスに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも1つの利得を計算するステップと、
前記少なくとも1つの利得を前記電子オーディオ信号に適用するステップと、を含む、
方法。 - 前記聴覚フィルタは、ガンマトーンフィルタを含む、請求項5の方法。
- 前記近似フィルタは、一次帯域通過フィルタを含む、請求項5の方法。
- 更に、前記ガンマトーンフィルタに対する1つ以上のバターワース近似を使用することによって、前記近似フィルタを導き出すステップを含む、請求項5の方法。
- 前記導き出すステップは、
前記1つ以上のバターワース近似の周波数応答に対する最小二乗適合を使用するステップを更に含む、請求項8の方法。 - 前記近似フィルタの数は、スピーカサイズの構成によって少なくとも部分的に決まる、請求項5の方法。
- 前記ラウドネスを決定するステップは、
反転ラウドネス加重曲線によって、前記近似フィルタの出力に加重するステップを更に含む、請求項5の方法。 - オーディオ信号のラウドネスを調節する方法であって、
2本以上のオーディオチャネルを具備する電子オーディオ信号を受信するステップと、
前記2本以上のオーディオチャネルのうちの1本のオーディオチャネルを選択するステップと、
1つ以上のプロセッサを使用して、前記選択されたオーディオチャネルを処理して、前記電子オーディオ信号の一部分のラウドネスを決定するステップと、
前記決定されたラウドネスに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも1つの利得を計算するステップと、
前記少なくとも1つの利得を前記電子オーディオ信号に適用するステップと、を含み、
前記選択するステップは、
前記2本以上のオーディオチャネルのうちの主チャネルを決定するステップと、
前記主チャネルを選択するステップと、を含む、
方法。 - 前記主チャネルを決定するステップは、
各オーディオチャネルの最大サンプル値を比較するステップを含む、請求項12の方法。 - 前記主チャネルを決定するステップは、
各オーディオチャネルのエネルギ値を比較するステップを含む、請求項12の方法。 - 前記主チャネルを決定するステップは、
各オーディオチャネルの電力値を比較するステップを含む、請求項12の方法。 - 前記選択されたオーディオチャネルをデシメートするステップを更に含み、
前記1つ以上のプロセッサを使用して、前記選択されたオーディオチャネルを処理するステップは、
前記デシメートされた選択されたオーディオチャネルを処理するステップを含む、請求項12の方法。 - 前記電子オーディオ信号は、複数のオーディオチャネルを含み、
前記主チャネルを決定するステップは、
第1の対のオーディオチャネルに対する第1の主チャネルと、第2の対のオーディオチャネルに対する第2の主チャネルとを決定するステップを含む、請求項12の方法。 - 前記1つ以上のプロセッサを使用して、前記選択されたオーディオチャネルを処理するステップは、
前記第1の主チャネルと前記第2の主チャネルとの両者を処理するステップを含む、請求項17の方法。 - 前記少なくとも1つの利得を計算するステップは、
前記第1の対のオーディオチャネルに対する第1の利得と、前記第2の対のオーディオチャネルに対する第2の利得とを計算するステップを含む、請求項18の方法。 - 前記第1の利得と前記第2の利得とのうちの1つ以上の利得と、中央オーディオチャネルに対する利得とにおいて、実質的に一定の比率を維持するステップを更に含む、請求項18の方法。
- オーディオ信号のラウドネスを調節するシステムであって、
前記システムは、
1本以上のオーディオチャネルを具備する電子オーディオ信号を受信して、前記オーディオチャネルのうちの少なくとも1本のオーディオチャネルを選択するように動作する前処理モジュールと、
前記選択された少なくとも1本のオーディオチャネルのラウドネスを計算するように動作する1つ以上のプロセッサを具備するラウドネス分析モジュールと、
前記ラウドネスに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも1つの利得を算出するように動作する利得制御モジュールと、を具備し、
前記計算は、
推定されたラウドネスに少なくとも部分的に基づいて、前記電子オーディオ信号の前記選択された少なくとも1本のオーディオチャネルに対する利得を算出するステップと、
前記電子オーディオ信号の各オーディオチャネルに前記利得を適用するステップと、を含む、
システム。 - 更に、前記利得制御モジュールは、前記推定されたラウドネスと基準レベルとを比較することによって、前記利得を算出するように構成されている、請求項21のシステム。
- 更に、前記利得制御モジュールは、各オーディオチャネルのサンプルに前記利得を適用するように構成されている、請求項21のシステム。
- 更に、前記利得制御モジュールは、平滑化関数を適用することによって、各オーディオチャネルのサンプルに対して前記利得を滑らかにするように構成されている、請求項21のシステム。
- 背景音と他の音とを区別する方法であって、
2本以上のオーディオチャネルを具備する電子オーディオ信号を受信するステップと、
前記電子オーディオ信号の一部分を選択するステップと、
前記電子オーディオ信号の選択された一部分の中の各オーディオチャネル間の位相を分析して、対応する位相を有するサンプル数を決定するステップと、
前記サンプル数と閾値とを比較して、前記電子オーディオ信号の前記選択された一部分が背景雑音に相当するかどうかを決定するステップと、
を含む、方法。 - 前記電子オーディオ信号の前記選択された一部分が背景雑音に相当するとの決定に対して、ラウドネス処理を省略するステップを更に含む、請求項25の方法。
- 前記電子オーディオ信号の前記選択された一部分が背景雑音に相当するとの決定に対して、変更ラウドネス処理を使用して、前記電子オーディオ信号の選択された一部分を処理するステップを更に含む、請求項25の方法。
- オーディオ信号のラウドネスを調節するシステムであって、
前記システムは、
1本以上のオーディオチャネルを含むオーディオ信号と、
前記オーディオ信号のラウドネスを計算するように動作する1つ以上のプロセッサを具備するラウドネスモジュールと、
前記計算されたラウドネスに少なくとも部分的に基づいて、利得を計算するように構成されている利得モジュールと、を含み、
前記計算は、複数の無限インパルス応答(IIR)フィルタを用いて、前記オーディオ信号を処理するステップを含み、
前記IIRフィルタの各々は、帯域通過フィルタを含み、
前記IIRフィルタは、人間の聴覚系に近似するように構成されている、
システム。 - 更に、前記利得モジュールは、前記利得を前記オーディオ信号に適用するように構成されている、請求項28のシステム。
- 前記IIRフィルタは、ガンマトーンフィルタに近似するように構成されている、請求項28のシステム。
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