JP2014187474A - Audio signal processing device, acoustic device, method of controlling audio signal processing device, and program - Google Patents

Audio signal processing device, acoustic device, method of controlling audio signal processing device, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an audio signal processing device, an acoustic device, a method of controlling the audio signal processing device, and a program which implement stable power saving without auditorily influencing sound quality.SOLUTION: An audio signal processing section 12 provided in the acoustic device includes an amplitude control section 21 for reducing the amplitude of an audio signal, and a calculation management section 22 for calculating a ratio or difference between an integrated power consumption value before the amplitude control by the amplitude control section 21 and an integrated power consumption value after the amplitude control. The amplitude control section 21 performs the amplitude reduction control such that the calculation result of the calculation management section 22 is a fixed value.

Description

本発明は、スピーカーアンプの消費電力を低減するための音声信号処理を行う音声信号処理装置、音響装置、音声信号処理装置の制御方法、プログラムに関する。   The present invention relates to an audio signal processing device, an audio device, a control method for an audio signal processing device, and a program that perform audio signal processing for reducing power consumption of a speaker amplifier.

近年、国内外を問わず、音響装置をワイヤレスで使用する要望が高い。しかしながら、その反面バッテリーの駆動時間において満足を得るものがないという現状がある。そこで、バッテリーの駆動時間の延長を図るべく、スピーカーアンプの消費電力を低減するための技術が各種提案されている。例えば、特許文献1では、オーディオ信号を増幅するスピーカー駆動用アンプと、スピーカー駆動用アンプの出力により駆動されるスピーカーと、を備え、オーディオ信号からスピーカーが再生可能な周波数帯域外のオーディオ信号をカットし、スピーカーの再生可能な周波数帯域に制限されたオーディオ信号をスピーカー駆動用アンプへ入力するように構成したスピーカシステムが提案されている。特許文献1では、このようにスピーカーの再生可能周波数帯域に合わせてオーディオ信号を帯域制限することで、スピーカーの無駄な駆動を抑え、消費電力を低減している。   In recent years, there is a high demand for using acoustic devices wirelessly, both domestically and internationally. However, on the other hand, there is a current situation that there is no satisfaction in the driving time of the battery. Thus, various techniques for reducing the power consumption of the speaker amplifier have been proposed in order to extend the battery driving time. For example, Patent Document 1 includes a speaker driving amplifier that amplifies an audio signal and a speaker that is driven by the output of the speaker driving amplifier, and cuts an audio signal outside the frequency band that the speaker can reproduce from the audio signal. A speaker system configured to input an audio signal limited to a reproducible frequency band of the speaker to a speaker driving amplifier has been proposed. In Patent Literature 1, the audio signal is band-limited in accordance with the reproducible frequency band of the speaker as described above, thereby suppressing unnecessary driving of the speaker and reducing power consumption.

特開2009−111663号公報JP 2009-111663 A

ところが、昨今の電池駆動されるアクティブ・スピーカシステムでは、スピーカーの再生可能周波数帯域に合わせ、元々オーディオ信号を帯域制限してからアンプに入力している場合が多い。このような場合、上記特許文献1の技術では、効果を発揮することができない。また、特許文献1以外にも、消費電力の低減を図る技術が各種提案されているが、音質を犠牲にしてしまうなどの課題がある。   However, in recent active speaker systems driven by a battery, audio signals are often band-limited in accordance with the reproducible frequency band of the speakers before being input to the amplifier. In such a case, the technique of Patent Document 1 cannot exhibit the effect. In addition to Patent Document 1, various techniques for reducing power consumption have been proposed, but there are problems such as sacrificing sound quality.

本発明は、上記の問題点に鑑み、聴覚上、音質へ影響を及ぼすことなく、安定した省電力化を実現可能な音声信号処理装置、音響装置、音声信号処理装置の制御方法、プログラムを提供することを課題とする。   In view of the above problems, the present invention provides an audio signal processing device, an audio device, a control method for an audio signal processing device, and a program capable of realizing stable power saving without affecting sound quality on hearing. The task is to do.

本発明の音声信号処理装置は、音声信号の振幅を低減する振幅制御部と、振幅制御部による振幅制御前の消費電力積分値と、振幅制御後の消費電力積分値と、の比率または差分を算出する算出部と、を備え、振幅制御部は、算出部の算出結果をフィードバックさせて、フィードバックした値に基づいて振幅低減制御を行うことを特徴とする。   The audio signal processing device of the present invention is configured to obtain a ratio or difference between an amplitude control unit that reduces the amplitude of an audio signal, a power consumption integrated value before amplitude control by the amplitude control unit, and a power consumption integrated value after amplitude control. And an amplitude control unit that feeds back a calculation result of the calculation unit and performs amplitude reduction control based on the fed back value.

上記の音声信号処理装置において、振幅制御部は、算出部の算出結果が一定の値となるように、振幅低減制御を行うことを特徴とする。   In the audio signal processing apparatus, the amplitude control unit performs amplitude reduction control so that a calculation result of the calculation unit becomes a constant value.

上記の音声信号処理装置において、音声信号の振幅エンベロープの極大点に基づいて、音声信号の振幅を低減する低減区間を決定する低減区間決定部をさらに備え、振幅制御部は、低減区間決定部により決定された低減区間に対し、振幅低減制御を行うことを特徴とする。   The above audio signal processing apparatus further includes a reduction interval determination unit that determines a reduction interval for reducing the amplitude of the audio signal based on the maximum point of the amplitude envelope of the audio signal, and the amplitude control unit includes the reduction interval determination unit. Amplitude reduction control is performed on the determined reduction interval.

上記の音声信号処理装置において、振幅制御部は、振幅低減制御として、算出部の算出結果に応じ、低減区間の振幅減衰係数を可変することを特徴とする。   In the audio signal processing apparatus, the amplitude control unit varies the amplitude attenuation coefficient of the reduction section according to the calculation result of the calculation unit as amplitude reduction control.

上記の音声信号処理装置において、低減区間は、振幅エンベロープの振幅値が、極大点における振幅値から第1の所定値以下の値まで下がった時点を開始点とし、極大点における振幅値から第2の所定値以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後を終了点とする区間であり、振幅制御部は、振幅低減制御として、算出部の算出結果に応じ、第1の所定値および第2の所定値の少なくとも一方を可変することを特徴とする。   In the above-described audio signal processing device, the reduction section starts from the time point when the amplitude value of the amplitude envelope decreases from the amplitude value at the maximum point to a value equal to or less than the first predetermined value, and the second interval from the amplitude value at the maximum point. The amplitude control unit is a section whose end point is after the return time constant has elapsed from when it has risen to a value equal to or less than a predetermined value, and the amplitude control unit performs the first predetermined value and the first as the amplitude reduction control according to the calculation result of the calculation unit. At least one of the two predetermined values is variable.

上記の音声信号処理装置において、音声信号を周波数帯域分割する帯域分割部をさらに備え、低減区間決定部、算出部並びに振幅制御部は、帯域分割部により分割された周波数帯域ごとに、低減区間の決定、振幅制御前後の消費電力積分値の比率または差分の算出、並びに振幅低減制御を行うことを特徴とする。   The above audio signal processing device further includes a band dividing unit that divides the frequency band of the audio signal, and the reduction interval determination unit, the calculation unit, and the amplitude control unit are provided for each of the frequency bands divided by the band dividing unit. It is characterized in that determination, calculation of a ratio or difference of power consumption integrated values before and after amplitude control, and amplitude reduction control are performed.

本発明の音響装置は、上記の音声信号処理装置における各部と、振幅制御部による振幅低減後の音声信号を増幅する増幅部と、を備えたことを特徴とする。   The acoustic device of the present invention is characterized by including each unit in the above-described audio signal processing device and an amplifying unit that amplifies the audio signal after amplitude reduction by the amplitude control unit.

本発明の音声信号処理装置の制御方法は、音声信号の振幅を低減する振幅制御ステップと、振幅制御ステップによる振幅制御前の消費電力積分値と、振幅制御後の消費電力積分値と、の比率または差分を算出する算出ステップと、を実行し、振幅制御ステップは、算出ステップの算出結果をフィードバックさせて、フィードバックした値に基づいて振幅低減制御を行うことを特徴とする。   The control method of the audio signal processing device according to the present invention includes an amplitude control step for reducing the amplitude of an audio signal, a ratio between a power consumption integrated value before amplitude control by the amplitude control step and a power consumption integrated value after amplitude control. Alternatively, a calculation step of calculating a difference is executed, and the amplitude control step feeds back a calculation result of the calculation step and performs amplitude reduction control based on the fed back value.

本発明のプログラムは、コンピューターに、上記の音声信号処理装置の制御方法における各ステップを実行させることを特徴とする。   A program according to the present invention causes a computer to execute each step in the above-described method for controlling an audio signal processing device.

第1実施形態に係る音響装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the audio equipment which concerns on 1st Embodiment. 音声信号処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an audio | voice signal processing part. 音声信号処理部の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of an audio | voice signal processing part. 振幅エンベロープの一例と、当該振幅エンベロープの振幅値を低減するためのアッテネーション係数の推移と、を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of an amplitude envelope, and transition of the attenuation coefficient for reducing the amplitude value of the said amplitude envelope. 振幅エンベロープの他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of an amplitude envelope. 第2実施形態に係る音声信号処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the audio | voice signal processing part which concerns on 2nd Embodiment.

[第1実施形態]
以下、本発明の一実施形態に係る音声信号処理装置、音響装置、音声信号処理装置の制御方法、プログラムについて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、第1実施形態に係る音響装置1の構成を示すブロック図である。同図に示すように、音響装置1は、入力端子11、音声信号処理部12、パワーアンプ部13(増幅部)、電源部14およびスピーカー15を備えている。
[First Embodiment]
Hereinafter, an audio signal processing device, an audio device, a control method for an audio signal processing device, and a program according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the acoustic device 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the acoustic device 1 includes an input terminal 11, an audio signal processing unit 12, a power amplifier unit 13 (amplifying unit), a power supply unit 14, and a speaker 15.

入力端子11は、プレーヤーまたはパーソナルコンピューター等の外部機器から、音声信号を入力する。なお、USBメモリーまたはSDメモリーカード等の外部記憶媒体から、音声信号を取得可能な構成としても良い。   The input terminal 11 inputs an audio signal from an external device such as a player or a personal computer. Note that an audio signal may be obtained from an external storage medium such as a USB memory or an SD memory card.

音声信号処理部12は、入力された音声信号に対し、解析処理および信号処理を行う。請求項における「音声信号処理装置」は、当該音声信号処理部12に相当する。   The audio signal processing unit 12 performs analysis processing and signal processing on the input audio signal. The “audio signal processing device” in the claims corresponds to the audio signal processing unit 12.

パワーアンプ部13は、信号処理された音声信号を増幅する。本実施形態では、当該パワーアンプ部13における電力消費量を低減することを課題としている。そのため、上記の音声信号処理部12により、音声信号の振幅値(信号レベル)を低減するための振幅低減制御を行う。また、本実施形態では、単に電力消費量を低減するだけでなく、その消費電力率(電力削減率)を一定の値に保持することを課題としている。これを解決すべく、上記の音声信号処理部12は、振幅低減制御前の消費電力積算値と、振幅低減制御後の消費電力積算値の比率(「振幅低減制御後の消費電力積算値」/「振幅低減制御前の消費電力積算値」、以降「積算値比率」と称する)を算出し、その値が一定となるように、振幅低減制御を行う。詳細については、後述する。   The power amplifier unit 13 amplifies the audio signal subjected to signal processing. In the present embodiment, it is an object to reduce power consumption in the power amplifier unit 13. For this reason, the audio signal processing unit 12 performs amplitude reduction control for reducing the amplitude value (signal level) of the audio signal. Further, in the present embodiment, it is an object to not only reduce the power consumption but also to maintain the power consumption rate (power reduction rate) at a constant value. In order to solve this, the audio signal processing unit 12 described above has a ratio of the power consumption integrated value before the amplitude reduction control and the power consumption integrated value after the amplitude reduction control (“power consumption integrated value after the amplitude reduction control” / “Power consumption integrated value before amplitude reduction control”, hereinafter referred to as “integrated value ratio”) is calculated, and amplitude reduction control is performed so that the value is constant. Details will be described later.

電源部14は、音声信号処理部12およびパワーアンプ部13に対し、電力供給を行う。なお、電源部14は、電池(バッテリー)であっても良いし、商用電源からの電力を供給するものであっても良い。また、音声信号処理部12およびパワーアンプ部13のみならず、スピーカー15に対しても電力供給を行う構成としても良い。   The power supply unit 14 supplies power to the audio signal processing unit 12 and the power amplifier unit 13. The power supply unit 14 may be a battery, or may supply power from a commercial power source. Further, power may be supplied not only to the audio signal processing unit 12 and the power amplifier unit 13 but also to the speaker 15.

スピーカー15は、増幅された音声信号を出力する。なお、スピーカー15としては、アンプ内蔵型のアクティブ・スピーカーを用いても良い。また、スピーカー15に代えて、ヘッドフォンまたはイヤフォンを用いても良い。   The speaker 15 outputs the amplified audio signal. As the speaker 15, an active speaker with a built-in amplifier may be used. Further, headphones or earphones may be used instead of the speakers 15.

次に、図2を参照し、音声信号処理部12の構成について、詳細に説明する。なお、本実施形態では、音声信号処理部12により、入力された所定区間(数フレーム〜数十フレーム分)の音声信号に対して解析処理を行い、その解析結果を次の所定区間の音声信号に反映するものとする。また、これらの解析処理を、スピーカー15による音声信号の再生と同期しながら行うものとする。   Next, the configuration of the audio signal processing unit 12 will be described in detail with reference to FIG. In the present embodiment, the audio signal processing unit 12 performs an analysis process on the input audio signal of a predetermined interval (several frames to several tens of frames), and the analysis result is converted into an audio signal of the next predetermined interval. It shall be reflected in These analysis processes are performed in synchronization with the reproduction of the audio signal by the speaker 15.

同図に示すように、音声信号処理部12は、低減区間決定部20、振幅制御部21および算出管理部22を備えている。低減区間決定部20は、音声信号の振幅(音声信号の大きさ)を低減する低減区間を決定する。振幅制御部21は、算出管理部22の算出結果に応じ、入力された音声信号の振幅を制御する。一方、算出管理部22は、所定区間分の音声信号に対し、あるアッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行う前の消費電力積算値である「制御前積算値」を算出する。つまり、「制御前積算値」とは、前回演算時のアッテネーション係数に基づいて振幅低減制御を行った場合に、パワーアンプ部13で消費されると考えられる消費電力積算値である。また、算出管理部22は、所定区間分の音声信号に対し、あるアッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行った後の消費電力積算値である「制御後積算値」を算出する。つまり、「制御前積算値」とは、今回演算時のアッテネーション係数に基づいて振幅低減制御を行った場合に、パワーアンプ部13で消費されると考えられる消費電力積算値である。さらに、算出管理部22は、当該「制御後積算値」と、先に算出された「制御前積算値」との比率である「積算値比率」を算出する。振幅制御部21は、算出管理部22の算出結果である「積算値比率」をフィードバックさせ、その値が一定となるように、次回のアッテネーション係数を決定する。このように、算出管理部22の算出結果を振幅制御部21にフィードバックさせることにより、一定の消費電力率の保持を実現できる。   As shown in the figure, the audio signal processing unit 12 includes a reduction interval determination unit 20, an amplitude control unit 21, and a calculation management unit 22. The reduction interval determination unit 20 determines a reduction interval in which the amplitude of the audio signal (the size of the audio signal) is reduced. The amplitude control unit 21 controls the amplitude of the input audio signal according to the calculation result of the calculation management unit 22. On the other hand, the calculation management unit 22 calculates a “pre-control integrated value” that is a power consumption integrated value before performing amplitude reduction control based on a certain attenuation coefficient with respect to the audio signal for a predetermined section. That is, the “pre-control integrated value” is a power consumption integrated value that is considered to be consumed by the power amplifier unit 13 when amplitude reduction control is performed based on the attenuation coefficient at the previous calculation. In addition, the calculation management unit 22 calculates a “post-control integrated value” that is an integrated power consumption value after performing amplitude reduction control based on a certain attenuation coefficient for the audio signal of a predetermined section. That is, the “pre-control integrated value” is a power consumption integrated value that is considered to be consumed by the power amplifier unit 13 when amplitude reduction control is performed based on the attenuation coefficient at the time of the current calculation. Further, the calculation management unit 22 calculates an “integrated value ratio” that is a ratio between the “post-control integrated value” and the previously calculated “pre-control integrated value”. The amplitude control unit 21 feeds back the “integrated value ratio” that is the calculation result of the calculation management unit 22 and determines the next attenuation coefficient so that the value becomes constant. As described above, the calculation result of the calculation management unit 22 is fed back to the amplitude control unit 21 so that a constant power consumption rate can be maintained.

次に、図3を参照し、音声信号処理部12の構成について、さらに詳細に説明する。低減区間決定部20は、音声信号の振幅エンベロープに基づいて、振幅低減の対象となる低減区間を決定するものであり、振幅検出部31、極大検出部32、低減区間開始決定部33および低減区間終了決定部34を含む。   Next, the configuration of the audio signal processing unit 12 will be described in more detail with reference to FIG. The reduction section determination unit 20 determines a reduction section to be subjected to amplitude reduction based on the amplitude envelope of the audio signal. The amplitude detection section 31, the maximum detection section 32, the reduction section start determination section 33, and the reduction section An end determination unit 34 is included.

振幅検出部31は、入力された音声信号の振幅を検出する。なお、「振幅を検出する」とは、振幅値および振幅エンベロープを検出することを意味する。また、「振幅エンベロープ」とは、振幅波形W(図4参照)の絶対値を指す。つまり、振幅のマイナス値について反転させて、振幅のプラス値と合わせ、その最大値を結んだ曲線を指す。   The amplitude detector 31 detects the amplitude of the input audio signal. Note that “detecting the amplitude” means detecting the amplitude value and the amplitude envelope. The “amplitude envelope” refers to the absolute value of the amplitude waveform W (see FIG. 4). In other words, it indicates a curve obtained by inverting the minus value of the amplitude, combining it with the plus value of the amplitude, and connecting the maximum values.

極大検出部32は、振幅エンベロープの極大点、および極大点における振幅値(以下、「極大値」とも称する)を検出する。なお、「極大点」とは、振幅エンベロープの、時間軸上における極大位置を指す。例えば、図4に示す振幅エンベロープ(図示、実線太線)の場合、極大検出部32は、振幅エンベロープが極大となるポイントP01と、その振幅値を検出する。   The maximum detection unit 32 detects the maximum point of the amplitude envelope and the amplitude value at the maximum point (hereinafter also referred to as “maximum value”). The “maximum point” refers to the maximum position of the amplitude envelope on the time axis. For example, in the case of the amplitude envelope shown in FIG. 4 (shown, solid thick line), the local maximum detecting unit 32 detects the point P01 at which the amplitude envelope is maximum and the amplitude value thereof.

低減区間開始決定部33は、極大検出部32による極大点の検出後、振幅エンベロープの振幅値が、極大検出部32により検出された極大値から6dB(第1の所定値)以下の値まで下がった時点を、低減区間の開始点として決定する。つまり、図4に示す例の場合、ポイントP02を、低減区間の開始点として決定する。   After the maximum point is detected by the maximum detection unit 32, the reduction interval start determination unit 33 decreases the amplitude value of the amplitude envelope from the maximum value detected by the maximum detection unit 32 to a value of 6 dB (first predetermined value) or less. Is determined as the starting point of the reduction interval. That is, in the case of the example shown in FIG. 4, the point P02 is determined as the starting point of the reduction section.

また、低減区間終了決定部34は、低減区間の開始後、振幅エンベロープの極小点を経て、極大検出部32により検出された極大値から3dB(第2の所定値)以下の値まで上がった時点(ポイントP03)から復帰時定数経過後を、低減区間の終了点として決定する。つまり、図4に示す例の場合、ポイントP04を、低減区間の終了点として決定する。   Further, after the start of the reduction interval, the reduction interval end determination unit 34 passes through the minimum point of the amplitude envelope and rises from the maximum value detected by the maximum detection unit 32 to a value equal to or less than 3 dB (second predetermined value). After the return time constant elapses from (point P03), the end point of the reduction section is determined. That is, in the example shown in FIG. 4, the point P04 is determined as the end point of the reduction section.

なお、特に図示しないが、本実施形態では、上記のとおり振幅エンベロープの振幅値が極大値から3dB以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後を、低減区間の終了点として決定するため、振幅エンベロープのN番目(但し、NはN≧2となる整数)の極大点の極大値が、(N−1)番目の極大点の極大値より3dBを下回る場合、N番目の極大点も低減区間に含まれることになる。また、(N+1)番目の極大点の極大値についても、(N−1)番目の極大点の極大値より3dBを下回る場合は、低減区間に含まれる。このように、「先に発生した極大点の極大値から−3dB」以上となる極大値を持つ極大点が発生しない限り、低減区間は続くことになる。なお、最初に発生した極大点については、その極大値に関わらず、極大点として検出され、低減区間開始決定部33および低減区間終了決定部34により、低減区間が決定される。   Although not particularly illustrated, in the present embodiment, since the amplitude value of the amplitude envelope increases from the maximum value to a value of 3 dB or less as described above, the time after the return time constant has elapsed is determined as the end point of the reduction interval. When the maximum value of the Nth maximum point (where N is an integer satisfying N ≧ 2) is less than 3 dB from the maximum value of the (N-1) th maximum point, the Nth maximum point is also reduced. It will be included in the section. Also, the maximum value of the (N + 1) th maximum point is also included in the reduction section if it is 3 dB below the maximum value of the (N−1) th maximum point. As described above, unless a local maximum point having a local maximum value equal to or greater than “-3 dB from the local maximum value of the previously generated local maximum point” is generated, the reduction interval continues. Note that the local maximum point that is generated first is detected as a local maximum point regardless of the local maximum value, and the reduction interval start determination unit 33 and the reduction interval end determination unit 34 determine the reduction interval.

以上の各部31〜34により、低減区間決定部20は、低減区間を決定する。以下、便宜上、低減区間を3つの分割区間に分けて説明する。つまり、図4に示すように、低減区間は、極大点の検出後、振幅エンベロープの振幅値が、極大値から6dB以下の値まで下がった時点(低減区間の開始点)から、アッテネーション係数の減衰時定数経過後までの「第1区間」、第1区間の終了点から振幅エンベロープの振幅値が極大値から3dB以下の値まで上がった時点までの「第2区間」、第2区間の終了点からアッテネーション係数の復帰時定数経過後(低減区間の終了点)までの「第3区間」、から成るものとする。   With the above-described units 31 to 34, the reduction section determination unit 20 determines a reduction section. Hereinafter, for the sake of convenience, the reduction section will be described by dividing it into three divided sections. That is, as shown in FIG. 4, after the maximum point is detected, the reduction interval is attenuated by the attenuation coefficient from the time point when the amplitude value of the amplitude envelope decreases from the maximum value to 6 dB or less (start point of the reduction interval). “First interval” until the time constant has elapsed, “Second interval” from the end of the first interval to the time when the amplitude value of the amplitude envelope has increased from the maximum value to 3 dB or less, and the end of the second interval To the third interval from the end of the return time constant of the attenuation coefficient (end point of the reduction interval).

なお、低減区間の開始点を決定するための閾値である第1の所定値、および低減区間の終了点を決定するための閾値である第2の所定値は、それぞれ上記の6dB、3dBに限らず、任意に設定可能である。但し、第1の所定値は、第2の所定値より大きいことが好ましい。これにより、振幅低減制御によって、聴覚上、音質や音量感に影響を与えることがない、より適切な低減区間を決定できる。   Note that the first predetermined value that is a threshold value for determining the start point of the reduction section and the second predetermined value that is a threshold value for determining the end point of the reduction section are limited to the above 6 dB and 3 dB, respectively. It can be set arbitrarily. However, it is preferable that the first predetermined value is larger than the second predetermined value. As a result, the amplitude reduction control can determine a more appropriate reduction section that does not affect the sound quality and the volume perception.

また、上記の「先に発生した極大点の極大値から−3dB以上となる極大値を持つ極大点が発生しない限り、低減区間は続くことになる」の記述に関連するが、低減区間決定部20は、必ずしも振幅エンベロープの極大点検出ごとに低減区間を決定する必要はない。例えば、図5に示す振幅エンベロープの場合、ポイントP11の極大点に基づいて第1の低減区間(開始点:ポイントP12,終了点:ポイントP13から復帰時定数経過後のポイントP14)を決定し、ポイントP21の極大点に基づいて第2の低減区間(開始点:ポイントP22,終了点:ポイントP23から復帰時定数経過後のポイントP24)を決定した場合、2つの低減区間の重複区間が発生する。つまり、図5の例では、ポイントP21の極大点を検出する意味がない。したがって、極大検出部43による振幅エンベロープの極大検出は、先の極大点に基づく低減区間の終了を待って行う構成としても良い。   Further, although related to the above description, “a reduction interval will continue unless a local maximum having a maximum value of −3 dB or more from the local maximum of the local maximum occurs,” a reduction interval determination unit No. 20 does not necessarily need to determine the reduction interval for each detection of the maximum point of the amplitude envelope. For example, in the case of the amplitude envelope shown in FIG. 5, the first reduction section (start point: point P12, end point: point P14 after the return time constant has elapsed from point P13) is determined based on the local maximum point P11, When the second reduction section (start point: point P22, end point: point P24 after the return time constant has elapsed from point P23) is determined based on the local maximum of point P21, an overlapping section of two reduction sections occurs. . That is, in the example of FIG. 5, there is no point in detecting the maximum point of the point P21. Therefore, the maximum detection of the amplitude envelope by the maximum detection unit 43 may be performed after the end of the reduction section based on the previous maximum point.

振幅制御部21は、低減区間決定部20により決定された低減区間に対して振幅低減制御を行うものであり、アッテネーション係数算出部41および振幅低減制御部42を含む。   The amplitude control unit 21 performs amplitude reduction control on the reduction section determined by the reduction section determination unit 20, and includes an attenuation coefficient calculation unit 41 and an amplitude reduction control unit 42.

アッテネーション係数算出部41は、低減区間に対し、音声信号の振幅値を低減するために乗算するアッテネーション係数(振幅減衰係数)を算出する。具体的には、図4に示すように、低減区間の分割区間ごとにアッテネーション係数を可変する。つまり、低減区間の第1区間に対しては、減衰時定数に相当する区間であるため、0dBから−2dBまで徐々にアッテネーション係数を下げていく。続いて、第2区間に対しては、アッテネーション係数を−2dBの固定値(不図示の不揮発性メモリーに記憶された、予め定められた値)とする。さらに、第3区間に対しては、復帰時定数に相当する区間であるため、−2dBから0dBまで徐々にアッテネーション係数を上げていく。   The attenuation coefficient calculation unit 41 calculates an attenuation coefficient (amplitude attenuation coefficient) to be multiplied to reduce the amplitude value of the audio signal with respect to the reduction section. Specifically, as shown in FIG. 4, the attenuation coefficient is varied for each divided section of the reduced section. That is, since the first interval of the reduction interval is an interval corresponding to the decay time constant, the attenuation coefficient is gradually decreased from 0 dB to −2 dB. Subsequently, for the second interval, the attenuation coefficient is set to a fixed value of −2 dB (a predetermined value stored in a non-volatile memory not shown). Further, since the third interval is an interval corresponding to the return time constant, the attenuation coefficient is gradually increased from −2 dB to 0 dB.

振幅低減制御部42は、アッテネーション係数算出部41の算出結果に基づいて、振幅低減制御を行う。つまり、「振幅低減制御後の振幅値=振幅低減制御前の振幅値×アッテネーション係数」として、振幅低減制御後の振幅値を決定する。その結果、図4に示すように、振幅低減制御前の振幅エンベロープ(図示、実線太線)が、振幅低減制御後の振幅エンベロープ(図示、点線太線)に補正され、図示斜線部分の消費電力(パワーアンプ部13における消費電力)を削減することができる。   The amplitude reduction control unit 42 performs amplitude reduction control based on the calculation result of the attenuation coefficient calculation unit 41. That is, the amplitude value after amplitude reduction control is determined as “amplitude value after amplitude reduction control = amplitude value before amplitude reduction control × attenuation coefficient”. As a result, as shown in FIG. 4, the amplitude envelope before the amplitude reduction control (shown, solid thick line) is corrected to the amplitude envelope after the amplitude reduction control (shown, dotted thick line), and the power consumption (power) of the shaded portion shown in the figure is corrected. (Power consumption in the amplifier unit 13) can be reduced.

なお、特に図示しないが、振幅検出部31による振幅の検出から、アッテネーション係数算出部41までの処理に要する時間分だけ、入力された音声信号を遅延させるディレイ部を別途設け、振幅低減制御部42により、遅延後の音声信号に対して振幅低減制御を行っても良い。   Although not particularly illustrated, a delay unit that delays the input audio signal by a time required for processing from the amplitude detection by the amplitude detection unit 31 to the attenuation coefficient calculation unit 41 is separately provided, and the amplitude reduction control unit 42 Thus, amplitude reduction control may be performed on the delayed audio signal.

一方、算出管理部22は、制御前積算値算出部45、制御後積算値算出部46、および積算値比率算出部47を備えている。なお、請求項における「算出部」は、積算値比率算出部47に相当する。   On the other hand, the calculation management unit 22 includes a pre-control integrated value calculation unit 45, a post-control integrated value calculation unit 46, and an integrated value ratio calculation unit 47. The “calculation unit” in the claims corresponds to the integrated value ratio calculation unit 47.

制御前積算値算出部45は、振幅検出部51および消費電力算出部52を含む。振幅検出部51は、振幅制御部21の入力側、つまり所定区間分の音声信号に対し、その振幅を低減する振幅低減制御を行う前の音声信号の振幅を検出する。すなわち、振幅制御部21において、第nアッテネーション係数(アッテネーション係数算出部41のn回目の算出結果)に基づく振幅低減制御を行う場合、第(n−1)アッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行った場合の振幅を検出する。また、消費電力算出部52は、振幅検出部51により検出された振幅値および振幅エンベロープに基づき、振幅低減制御を行わない場合に、パワーアンプ部13にて所定区間分の音声信号の増幅に消費されると考えられる消費電力積算値である「制御前積算値」を算出する。   The pre-control integrated value calculation unit 45 includes an amplitude detection unit 51 and a power consumption calculation unit 52. The amplitude detector 51 detects the amplitude of the audio signal before the amplitude reduction control for reducing the amplitude of the audio signal for the predetermined section, that is, the input side of the amplitude controller 21. That is, when the amplitude control unit 21 performs the amplitude reduction control based on the nth attenuation coefficient (the nth calculation result of the attenuation coefficient calculation unit 41), the amplitude reduction control based on the (n-1) th attenuation coefficient is performed. Detect the amplitude of the case. In addition, the power consumption calculation unit 52 consumes the amplification of the audio signal for a predetermined section in the power amplifier unit 13 when the amplitude reduction control is not performed based on the amplitude value and the amplitude envelope detected by the amplitude detection unit 51. The “pre-control integrated value” that is the power consumption integrated value that is considered to be calculated is calculated.

また、制御後積算値算出部46は、振幅検出部53および消費電力算出部54を含む。振幅検出部53は、振幅制御部21の出力、つまり所定区間分の音声信号に対し、その振幅を低減する振幅低減制御を行った後の音声信号の振幅を検出する。すなわち、振幅制御部21において、第nアッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行う場合、第nアッテネーション係数に基づく振幅低減制御を行った場合の振幅を検出する。また、消費電力算出部54は、振幅検出部53により検出された振幅値および振幅エンベロープに基づき、振幅低減制御を行った場合に、パワーアンプ部13にて所定区間分の音声信号の増幅に消費されると考えられる消費電力積算値である「制御後積算値」を算出する。   The post-control integrated value calculation unit 46 includes an amplitude detection unit 53 and a power consumption calculation unit 54. The amplitude detection unit 53 detects the amplitude of the audio signal after performing amplitude reduction control for reducing the amplitude of the output of the amplitude control unit 21, that is, the audio signal for a predetermined section. That is, the amplitude control unit 21 detects the amplitude when the amplitude reduction control based on the n-th attenuation coefficient is performed when the amplitude reduction control based on the n-th attenuation coefficient is performed. In addition, the power consumption calculation unit 54 consumes to amplify the audio signal for a predetermined section in the power amplifier unit 13 when amplitude reduction control is performed based on the amplitude value and amplitude envelope detected by the amplitude detection unit 53. An “integrated value after control” that is a power consumption integrated value that is considered to be calculated is calculated.

積算値比率算出部47は、制御前積算値算出部45および制御後積算値算出部46の算出結果に基づいて、「積算値比率」を算出する。つまり、どの程度の電力削減率が達成できたかを算出する。算出された「積算値比率」は、振幅制御部21のアッテネーション係数算出部41にフィードバックされる。アッテネーション係数算出部41は、フィードバックされた「積算値比率」に基づいて、次の回(次の所定時間に適用する)のアッテネーション係数を算出する。例えば、電力削減率の目標値を「20%」とした場合、「積算値比率」が80%未満の場合は、電力削減率過剰であるため、「アッテネーション係数」を小さくする(例えば第2区間のアッテネーション係数を、2dbから1dbにする)。逆に、「積算値比率」が80%を超える場合は、電力削減率未達成であるため、「アッテネーション係数」を大きくする(例えば第2区間のアッテネーション係数を、2dbから4dbにする)。また、電力削減率過剰の場合のみ、「アッテネーション係数」を規定値から変更する、逆に電力削減率未達成の場合のみ、「アッテネーション係数」を規定値から変更する、などの構成でも良い。   The integrated value ratio calculation unit 47 calculates an “integrated value ratio” based on the calculation results of the pre-control integrated value calculation unit 45 and the post-control integrated value calculation unit 46. That is, how much power reduction rate has been achieved is calculated. The calculated “integrated value ratio” is fed back to the attenuation coefficient calculation unit 41 of the amplitude control unit 21. The attenuation coefficient calculation unit 41 calculates an attenuation coefficient for the next time (applied for the next predetermined time) based on the fed back “integrated value ratio”. For example, when the target value of the power reduction rate is “20%”, if the “integrated value ratio” is less than 80%, the power reduction rate is excessive, so the “attenuation coefficient” is reduced (for example, the second interval) The attenuation factor of the 2db to 1db). Conversely, when the “integrated value ratio” exceeds 80%, the power reduction rate has not been achieved, so the “attenuation coefficient” is increased (for example, the attenuation coefficient in the second section is changed from 2 db to 4 db). In addition, the “attenuation coefficient” may be changed from the specified value only when the power reduction rate is excessive, or the “attenuation coefficient” may be changed from the specified value only when the power reduction rate is not achieved.

なお、「アッテネーション係数」は、不図示の制御テーブル(「積算値比率」と「アッテネーション係数」を対応付けたテーブル)を参照することにより得ても良いし、所定のアルゴリズム(少なくとも「積算値比率」を変数とするアルゴリズム)に基づいて算出しても良い。   The “attenuation coefficient” may be obtained by referring to a control table (not shown) (a table in which “integrated value ratio” and “attenuation coefficient” are associated), or a predetermined algorithm (at least “integrated value ratio”). May be calculated based on an algorithm using “

以上説明したとおり、本実施形態の音響装置1は、算出管理部22の算出結果である「積算値比率」を振幅制御部21にフィードバックさせて、振幅低減制御を行う。つまり、振幅制御部21の前段から制御前積算値算出部45に振幅低減制御前の音声信号が伝えられ、振幅制御部21の後段から制御後積算値算出部46に振幅低減制御後の音声信号が伝えられ、これら振幅低減制御前後の音声信号から「積算値比率」を算出し、算出された「積算値比率」を振幅制御部21にフィードバックさせる。そして、振幅制御部21は、フィードバックされた「積算値比率」に応じて、更新用のアッテネーション係数を算出し、次の振幅低減制御を行う。このように更新前アッテネーション係数を用いた振幅制御による消費電力積算値と、更新後アッテネーション係数を用いた振幅制御による消費電力積算値と、の比率を振幅制御部21にフィードバックさせることで、音響装置1の消費電力率を徐々に一定の値に収束させることができる。これにより、常に一定の消費電力効果を達成することができる。   As described above, the acoustic device 1 of the present embodiment performs amplitude reduction control by feeding back the “integrated value ratio” that is the calculation result of the calculation management unit 22 to the amplitude control unit 21. That is, the audio signal before the amplitude reduction control is transmitted from the previous stage of the amplitude control unit 21 to the pre-control integrated value calculation unit 45, and the audio signal after the amplitude reduction control is transmitted from the subsequent stage of the amplitude control unit 21 to the post-control integrated value calculation unit 46. The “integrated value ratio” is calculated from the audio signals before and after the amplitude reduction control, and the calculated “integrated value ratio” is fed back to the amplitude control unit 21. Then, the amplitude control unit 21 calculates an update attenuation coefficient according to the fed back “integrated value ratio”, and performs the next amplitude reduction control. As described above, the ratio of the power consumption integrated value by the amplitude control using the pre-update attenuation coefficient and the power consumption integrated value by the amplitude control using the post-update attenuation coefficient is fed back to the amplitude control unit 21 so that the acoustic device The power consumption rate of 1 can be gradually converged to a constant value. Thereby, a constant power consumption effect can always be achieved.

また、消費電力効果が過剰の場合は、アッテネーション係数を小さくすることで、音質劣化を低減することができる。また、このように一定の消費電力量を達成することで、商用電源を使用する音響装置1の場合、一定の電気料金の低減効果が期待できる。また、電池(バッテリー)で駆動する音響装置1の場合は、一定の駆動時間の延長効果が期待でき、ひいては残使用時間の算出をより正確に行うことができる。   When the power consumption effect is excessive, the sound quality deterioration can be reduced by reducing the attenuation coefficient. In addition, by achieving a certain amount of power consumption in this way, in the case of the acoustic device 1 that uses a commercial power source, it is possible to expect a certain effect of reducing electricity charges. In addition, in the case of the acoustic device 1 driven by a battery (battery), an effect of extending a certain driving time can be expected, and as a result, the remaining usage time can be calculated more accurately.

また、本実施形態では、振幅低減制御の対象となる低減区間を、振幅エンベロープの極大点および極大値に基づいて決定する。つまり、聴覚上、音質や音量感に影響がでにくい区間を低減区間として決定し、影響がでやすい低減区間以外の区間は振幅値を可変しないため、音質や音量感を損なうことなく、消費電力の低減を図ることができる。また、昨今の電池駆動されるアクティブ・スピーカシステムのように、スピーカー15の再生可能周波数帯域に帯域制限した音声信号をパワーアンプ部13に入力している場合でも、省電力効果を発揮することができる。   In the present embodiment, the reduction section to be subjected to amplitude reduction control is determined based on the maximum point and maximum value of the amplitude envelope. In other words, sections that are less likely to affect the sound quality and volume of sound are determined as reduced sections, and the amplitude value is not changed in sections other than the reduced sections that are more likely to be affected.Therefore, power consumption is maintained without sacrificing sound quality or volume. Can be reduced. Further, even when an audio signal whose band is limited to the reproducible frequency band of the speaker 15 is input to the power amplifier unit 13 as in a current battery-driven active speaker system, a power saving effect can be exhibited. it can.

また、低減区間を、振幅エンベロープの振幅値が極大値から6dB以下の値まで下がった時点を開始点、極大値から3dB以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後を終了点として決定するため、ある極大点の検出後、当該極大点の振幅値より3dBを下回る極大値の極大点を検出した場合でも、低減区間が終了することがない。つまり、振幅エンベロープに含まれる全ての極大点を除いて低減区間を決定するのではなく、聴覚上、音質や音量感に影響がでにくいと判断される極大点については、低減区間に含めてしまうことで、より効率良く消費電力の低減を図ることができる。   Further, the reduction interval is determined with the time point when the amplitude value of the amplitude envelope decreases from the maximum value to a value of 6 dB or less as the start point, and the time point after the return time constant elapses from the time point when the amplitude value increases from the maximum value to 3 dB or less. Therefore, even after detecting a local maximum point, even if a local maximum point having a maximum value lower than 3 dB from the amplitude value of the local maximum point is detected, the reduction interval does not end. In other words, instead of determining all reduction points except for all the maximum points included in the amplitude envelope, the maximum points that are judged to be less likely to affect the sound quality and volume feeling are included in the reduction interval. Thus, power consumption can be reduced more efficiently.

また、低減区間の開始点の閾値となる第1の所定値は、終了点の閾値となる第2の所定値よりも大きいため、振幅低減制御を行った場合の聴覚上の影響を、より少なくすることができる。さらに、低減区間の「第2区間」について、アッテネーション係数を固定値とすることで、アッテネーション係数の算出制御に要する制御負荷を軽減できる。   In addition, since the first predetermined value serving as the threshold value for the start point of the reduction section is larger than the second predetermined value serving as the threshold value for the end point, the auditory influence when performing the amplitude reduction control is reduced. can do. Furthermore, with respect to the “second section” of the reduction section, by setting the attenuation coefficient to a fixed value, it is possible to reduce the control load required for attenuation coefficient calculation control.

なお、以下の変形例を採用可能である。
[変形例1]
上記の実施形態では、低減区間の開始点を決定するための閾値である第1の所定値、および低減区間の終了点を決定するための閾値である第2の所定値を、それぞれ固定値(6dBと3dB)としたが、可変値としても良い。例えば、低減区間を決定するための基準となる極大点の振幅値(極大値)に応じて、第1の所定値および/または第2の所定値を可変しても良い。この場合、極大値が小さい場合は、振幅低減による音量感低下を感じやすいため、低減区間を短くするべく、第1の所定値および/または第2の所定値を大きくすることが好ましい。逆に、極大値が大きい場合は、振幅低減による音量感低下を感じにくいため、低減区間を長くするべく、第1の所定値および/または第2の所定値を小さくすることが好ましい。
In addition, the following modifications can be employed.
[Modification 1]
In the above embodiment, a first predetermined value that is a threshold value for determining the start point of the reduction interval and a second predetermined value that is a threshold value for determining the end point of the reduction interval are each set to a fixed value ( 6 dB and 3 dB), but may be variable. For example, the first predetermined value and / or the second predetermined value may be varied in accordance with the amplitude value (maximum value) of the maximum point serving as a reference for determining the reduction interval. In this case, when the maximum value is small, it is easy to feel a sense of volume due to amplitude reduction. Therefore, it is preferable to increase the first predetermined value and / or the second predetermined value in order to shorten the reduction section. On the other hand, when the maximum value is large, it is difficult to feel a decrease in volume feeling due to amplitude reduction. Therefore, it is preferable to decrease the first predetermined value and / or the second predetermined value in order to lengthen the reduction section.

[変形例2]
また、第1の所定値および/または第2の所定値、並びに「第2区間」におけるアッテネーション係数のデフォルト値(初期値)を、ユーザーが設定・変更可能としても良い。この場合、音響装置1に、操作パネルやリモコン等の操作手段(図示省略)が設けられていることが前提となる。また、音声信号の解析手段(図示省略)を備え、その解析結果(楽曲ジャンル、楽曲のテンポ、楽曲の調(KEY)などの楽曲特徴量)に応じて、第1の所定値および/または第2の所定値、並びにアッテネーション係数のデフォルト値を可変設定しても良い。なお、第1の所定値および第2の所定値を、極大値や解析結果に応じて可変値とする場合、またはユーザーが設定する場合、「第1の所定値>第2の所定値」となるように、設定範囲を制限しても良い。
[Modification 2]
The user may be able to set / change the first predetermined value and / or the second predetermined value and the default value (initial value) of the attenuation coefficient in the “second interval”. In this case, it is assumed that the sound device 1 is provided with operation means (not shown) such as an operation panel or a remote controller. In addition, an audio signal analyzing means (not shown) is provided, and the first predetermined value and / or the first value are determined according to the analysis result (music feature such as music genre, music tempo, music key (KEY), etc.). The predetermined value of 2 and the default value of the attenuation coefficient may be variably set. When the first predetermined value and the second predetermined value are variable values according to the maximum value or the analysis result, or set by the user, “first predetermined value> second predetermined value” As such, the setting range may be limited.

[変形例3]
また、上記の実施形態では、低減区間の決定方法として、振幅エンベロープの振幅値が極大値から6dB以下の値まで下がった時点(図4のポイントP01)を開始点、極大値から3dB以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後(図4のポイントP04)を終了点とする方法を例示したが、他の方法で低減区間を決定しても良い。例えば、図4の例において、ポイントP03を低減区間の終了点としても良い。
[Modification 3]
Further, in the above embodiment, as a method of determining the reduction interval, the time point (point P01 in FIG. 4) when the amplitude value of the amplitude envelope decreases from the maximum value to 6 dB or less (start point), and the value from the maximum value to 3 dB or less. Although the method of ending after the elapse of the return time constant (point P04 in FIG. 4) from the point of time until the point is reached is exemplified, the reduction interval may be determined by other methods. For example, in the example of FIG. 4, the point P03 may be the end point of the reduction section.

その他、例えば、極大点前後の振幅値に関わらず、極大点から前後所定時間を除く区間を低減区間として決定しても良い。この場合、前所定時間と後所定時間は同一時間であっても良いし、異なる時間であっても良い。また、前所定時間と後所定時間を、極大値に応じて可変設定しても良いし、ユーザーによって設定された時間としても良い。さらに、音声信号の解析結果に応じて、前所定時間と後所定時間を可変設定しても良い。   In addition, for example, regardless of the amplitude values before and after the maximum point, a section excluding the predetermined time before and after the maximum point may be determined as the reduction section. In this case, the pre-predetermined time and the post-predetermined time may be the same time or different times. Further, the pre-predetermined time and the post-predetermined time may be variably set according to the maximum value, or may be a time set by the user. Furthermore, the pre-predetermined time and the post-predetermined time may be variably set according to the analysis result of the audio signal.

また、この場合、極大点の検出に条件付けを行っても良い。例えば、検出対象となる極大点の極大値が、直前の低減区間の基準となった極大点の極大値以上であることを条件として、極大点を検出しても良い。また、上記の実施形態のように、検出対象となる極大点の極大値が、直前の低減区間の基準となった極大点の極大値から第2の所定値(例えば、3dB)以下の値より大きいことを条件として、極大点を検出しても良い。   In this case, the maximum point may be detected. For example, the local maximum point may be detected on condition that the local maximum value of the local maximum point to be detected is equal to or greater than the local maximum value that is the reference of the immediately preceding reduction interval. Further, as in the above-described embodiment, the maximum value of the local maximum point to be detected is less than the second predetermined value (for example, 3 dB) from the local maximum value serving as the reference of the immediately preceding reduction section. The maximum point may be detected on the condition that it is large.

[変形例4]
また、上記の実施形態では、積算値比率算出部47の算出結果に応じて、アッテネーション係数を可変するものとしたが、アッテネーション係数を可変するのではなく、「低減区間」を可変しても良い。つまり、電力削減率の目標値を「20%」とした場合、「積算値比率」が80%未満の場合は、電力削減率過剰であるため、「低減区間」を短くする。逆に、「積算値比率」が80%を超える場合は、電力削減率未達成であるため、「低減区間」を長くする。つまり、積算値比率算出部47の算出結果に応じて、上記の実施形態における第1の所定値および/または第2の所定値を可変したり、上記[変形例3]における前所定時間および/または後所定時間を可変したりして、「低減区間」の長さを変更しても良い。この構成によれば、アッテネーション係数を可変することなく、一定の消費電力率を達成することができる。但し、この場合、積算値比率算出部47の算出結果を、振幅制御部21だけでなく、低減区間決定部20にもフィードバックする構成となる。
[Modification 4]
In the above embodiment, the attenuation coefficient is made variable in accordance with the calculation result of the integrated value ratio calculation unit 47. However, the attenuation coefficient may be made variable instead of making the attenuation coefficient variable. . In other words, when the target value of the power reduction rate is “20%”, if the “integrated value ratio” is less than 80%, the power reduction rate is excessive, and therefore the “reduction section” is shortened. Conversely, if the “integrated value ratio” exceeds 80%, the power reduction rate has not been achieved, so the “reduction section” is lengthened. That is, according to the calculation result of the integrated value ratio calculation unit 47, the first predetermined value and / or the second predetermined value in the above-described embodiment can be varied, or the previous predetermined time in [Modification 3] and / or Alternatively, the length of the “reduction section” may be changed by changing the predetermined time later. According to this configuration, a constant power consumption rate can be achieved without changing the attenuation coefficient. However, in this case, the calculation result of the integrated value ratio calculation unit 47 is fed back not only to the amplitude control unit 21 but also to the reduction interval determination unit 20.

[変形例5]
また、上記の実施形態では、積算値比率算出部47により、「制御前積算値」と「制御後積算値」の比率を算出したが、差分を算出しても良い。この場合、電力削減量の目標値を「○○W(ワット)」などと定め、(「制御前積算値」−「制御後積算値」)により求められる電力削減量が、目標値を超える場合は、電力削減率過剰であるため、「アッテネーション係数」を小さくしたり「低減区間」を短くしたりする。逆に、目標値を下回る場合は、電力削減率未達成であるため、「アッテネーション係数」を大きくしたり「低減区間」を長くしたりする。この構成によれば、一定の消費電力量を達成することができる。
[Modification 5]
Further, in the above embodiment, the ratio between the “pre-control integrated value” and the “post-control integrated value” is calculated by the integrated value ratio calculating unit 47, but the difference may be calculated. In this case, the target value of power reduction amount is defined as “XXW (Watt)”, etc., and the power reduction amount obtained by (“pre-control integrated value” − “post-control integrated value”) exceeds the target value Since the power reduction rate is excessive, the “attenuation coefficient” is reduced or the “reduction interval” is shortened. On the other hand, if it is below the target value, the power reduction rate has not been achieved, so the “attenuation coefficient” is increased or the “reduction section” is lengthened. According to this configuration, a certain amount of power consumption can be achieved.

[第2実施形態]
次に、図6を参照し、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、音声信号の周波数帯域を複数個に分割した分割帯域ごとに、低減区間の決定、積算値比率の算出および振幅低減制御を行うことを特徴とする。以下、第1実施形態と異なる点のみ説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と同様の構成部分については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第1実施形態と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施形態についても同様に適用される。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that a reduction section is determined, an integrated value ratio is calculated, and amplitude reduction control is performed for each divided band obtained by dividing the frequency band of the audio signal. Only differences from the first embodiment will be described below. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Moreover, the modification applied about the component similar to 1st Embodiment is applied similarly about this embodiment.

図6は、第2実施形態に係る音声信号処理部12の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る音声信号処理部12は、周波数帯域を、低域、中域、高域に分割する帯域分割部70と、各分割帯域に対して低減区間を決定する3つの低減区間決定部60a,60b,60cと、各分割帯域に対して振幅低減制御を行う3つの振幅制御部61a,61b,61cと、各分割帯域に対して積算値比率を算出する3つの算出管理部62a,62b,62cと、振幅低減制御後における各分割帯域の音声信号を加算する加算部63と、から成る。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the audio signal processing unit 12 according to the second embodiment. The audio signal processing unit 12 according to the present embodiment includes a band dividing unit 70 that divides a frequency band into a low band, a middle band, and a high band, and three reduction section determination units that determine a reduction section for each divided band. 60a, 60b, and 60c, three amplitude control units 61a, 61b, and 61c that perform amplitude reduction control for each divided band, and three calculation management units 62a and 62b that calculate an integrated value ratio for each divided band. 62c and an adder 63 for adding the audio signals of the respective divided bands after the amplitude reduction control.

帯域分割部70は、周波数帯域分割するために、カットオフ周波数が3dB減衰するButterworthフィルタを2つ縦続接続したLinkwitz-Rileyフィルタを用いる。具体的には、低域分割用フィルタとしてfc=200Hz,2次のLPF(Low pass filter)を2段縦続接続した第1のLinkwitz-Rileyフィルタ71を用いる。また、中域分割用フィルタとして、fc=200Hz,2次のHPF(High pass filter)を2段縦続接続した第2のLinkwitz-Rileyフィルタ72と、fc=2kHz,2次のLPFを2段縦続接続した第3のLinkwitz-Rileyフィルタ73を用いる。さらに、高域分割用フィルタとして、fc=2kHz,2次のHPFを2段縦続接続した第4のLinkwitz-Rileyフィルタ74を用いる。   In order to divide the frequency band, the band dividing unit 70 uses a Linkwitz-Riley filter in which two Butterworth filters whose cutoff frequency is attenuated by 3 dB are connected in cascade. Specifically, a first Linkwitz-Riley filter 71 in which two stages of fc = 200 Hz and a second-order LPF (Low pass filter) are cascade-connected is used as a low-frequency division filter. Further, as a mid-band division filter, fc = 200 Hz, a second Linkwitz-Riley filter 72 in which a second-order HPF (High pass filter) is cascade-connected, and fc = 2 kHz, a second-order LPF is cascaded in two stages. A connected third Linkwitz-Riley filter 73 is used. Further, a fourth Linkwitz-Riley filter 74 in which fc = 2 kHz and second-order HPFs are cascade-connected is used as a high-frequency division filter.

このように、Linkwitz-Rileyフィルタを用いることで、周波数帯域分割後、加算部63により合成した場合に、周波数振幅特性がフラットになる。つまり、加算部63で合成された出力信号の周波数振幅特性は、音声信号処理部12に入力された入力信号の周波数振幅特性と一致する。   Thus, by using the Linkwitz-Riley filter, the frequency amplitude characteristic becomes flat when the frequency band is divided and then synthesized by the adder 63. That is, the frequency amplitude characteristic of the output signal synthesized by the adding unit 63 matches the frequency amplitude characteristic of the input signal input to the audio signal processing unit 12.

また、各低減区間決定部60a,60b,60cは、第1実施形態の低減区間決定部20と同様に機能し、各分割帯域に対して低減区間を決定する。また、各算出管理部62a,62b,62cは、第1実施形態の算出管理部22と同様に機能し、各分割帯域に対して積算値比率を算出する。また、各振幅制御部61a,61b,61cは、第1実施形態の振幅制御部21と同様に機能し、算出された各分割帯域の積算値比率をフィードバックさせてアッテネーション係数を算出し、算出したアッテネーション係数に基づいて振幅低減制御を行う。さらに、加算部63は、各振幅制御部61a,61b,61cによる振幅低減制御後の音声信号を合成する。   Moreover, each reduction area determination part 60a, 60b, 60c functions similarly to the reduction area determination part 20 of 1st Embodiment, and determines a reduction area with respect to each division band. Each calculation management unit 62a, 62b, and 62c functions in the same manner as the calculation management unit 22 of the first embodiment, and calculates an integrated value ratio for each divided band. Each amplitude control unit 61a, 61b, 61c functions in the same manner as the amplitude control unit 21 of the first embodiment, and calculates the attenuation coefficient by feeding back the calculated integrated value ratio of each divided band. Amplitude reduction control is performed based on the attenuation coefficient. Further, the adder 63 synthesizes the audio signal after the amplitude reduction control by the amplitude controllers 61a, 61b, 61c.

以上説明したとおり、本実施形態の音響装置1は、周波数帯域分割後、低減区間の決定、積算値比率の算出、アッテネーション係数の算出および振幅低減制御を行う。これにより、分割帯域ごとに低減区間が異なり、時間軸上で振幅低減効果が分散されるため、振幅低減制御による聴覚上の影響を、より少なくすることができる。   As described above, the acoustic device 1 according to the present embodiment performs determination of a reduction section, calculation of an integrated value ratio, calculation of an attenuation coefficient, and amplitude reduction control after frequency band division. As a result, the reduction interval is different for each divided band, and the amplitude reduction effect is distributed on the time axis, so that the auditory influence by the amplitude reduction control can be further reduced.

なお、上記の第2実施形態では、低域、中域、高域の3つに帯域分割したが、さらにそれぞれの分割帯域を複数個の帯域に分割するなど、分割数および分割周波数は任意に設定可能である。また、分割数および分割周波数をユーザーが設置・変更可能としても良いし、音声信号の解析結果に応じて、これらを可変設定しても良い。   In the second embodiment described above, the band is divided into three bands, a low band, a middle band, and a high band. However, the number of divisions and the division frequency are arbitrarily determined, such as dividing each divided band into a plurality of bands. It can be set. Further, the number of divisions and the division frequency may be set and changed by the user, or may be variably set according to the analysis result of the audio signal.

以上、2つの実施形態および各種変形例を示したが、各実施形態および各変形例に示した音響装置1の各構成要素をプログラムとして提供することが可能である。また、そのプログラムを各種記録媒体(CD−ROM、フラッシュメモリー等)に格納して提供することも可能である。すなわち、コンピューターを音響装置1の各構成要素として機能させるためのプログラム、およびそれを記録した記録媒体も、本発明の権利範囲に含まれる。   As mentioned above, although two embodiment and various modifications were shown, it is possible to provide each component of acoustic device 1 shown in each embodiment and each modification as a program. Further, the program can be provided by being stored in various recording media (CD-ROM, flash memory, etc.). That is, a program for causing a computer to function as each component of the audio device 1 and a recording medium on which the program is recorded are also included in the scope of rights of the present invention.

また、上記の実施形態では、音声信号処理部12を音響装置1に適用した場合を例示したが、各種電子楽器、コンピューター(PCアプリケーション)、クラウドコンピューティングなどに適用しても良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。   In the above-described embodiment, the case where the audio signal processing unit 12 is applied to the acoustic device 1 is exemplified. However, the audio signal processing unit 12 may be applied to various electronic musical instruments, computers (PC applications), cloud computing, and the like. Other modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present invention.

1…音響装置 11…入力端子 12…音声信号処理部 13…パワーアンプ部 14…電源部 15…スピーカー 20…低減区間決定部 21…振幅制御部 22…算出管理部 31…振幅検出部 32…極大検出部 33…低減区間開始決定部 34…低減区間終了決定部 41…アッテネーション係数算出部 42…振幅低減制御部 43…極大検出部 45…制御前積算値算出部 46…制御後積算値算出部 47…積算値比率算出部 51…振幅検出部 52…消費電力算出部 53…振幅検出部 54…消費電力算出部 60a〜60c…低減区間決定部 61a〜61c…振幅制御部 62a〜62c…算出管理部 63…加算部 70…帯域分割部 71〜74…Linkwitz-Rileyフィルタ W…振幅波形   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acoustic apparatus 11 ... Input terminal 12 ... Audio | voice signal processing part 13 ... Power amplifier part 14 ... Power supply part 15 ... Speaker 20 ... Reduction area determination part 21 ... Amplitude control part 22 ... Calculation management part 31 ... Amplitude detection part 32 ... Maximum Detection unit 33 ... Reduction interval start determination unit 34 ... Reduction interval end determination unit 41 ... Attenuation coefficient calculation unit 42 ... Amplitude reduction control unit 43 ... Maximum detection unit 45 ... Pre-control integration value calculation unit 46 ... Post-control integration value calculation unit 47 ... Integral value ratio calculation unit 51 ... Amplitude detection unit 52 ... Power consumption calculation unit 53 ... Amplitude detection unit 54 ... Power consumption calculation unit 60a-60c ... Reduction section determination unit 61a-61c ... Amplitude control unit 62a-62c ... Calculation management unit 63 ... Adding unit 70 ... Band division unit 71-74 ... Linkwitz-Riley filter W ... Amplitude waveform

Claims (9)

音声信号の振幅を低減する振幅制御部と、
前記振幅制御部による振幅制御前の消費電力積分値と、振幅制御後の消費電力積分値と、の比率または差分を算出する算出部と、を備え、
前記振幅制御部は、前記算出部の算出結果をフィードバックさせて、フィードバックした値に基づいて振幅低減制御を行うことを特徴とする音声信号処理装置。
An amplitude controller that reduces the amplitude of the audio signal;
A calculation unit that calculates a ratio or difference between the power consumption integrated value before amplitude control by the amplitude control unit and the power consumption integrated value after amplitude control;
The amplitude control unit feeds back a calculation result of the calculation unit, and performs amplitude reduction control based on the fed back value.
前記振幅制御部は、前記算出部の算出結果が一定の値となるように、振幅低減制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の音声信号処理装置。   The audio signal processing apparatus according to claim 1, wherein the amplitude control unit performs amplitude reduction control so that a calculation result of the calculation unit becomes a constant value. 前記音声信号の振幅エンベロープの極大点に基づいて、前記音声信号の振幅を低減する低減区間を決定する低減区間決定部をさらに備え、
前記振幅制御部は、前記低減区間決定部により決定された前記低減区間に対し、振幅低減制御を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の音声信号処理装置。
A reduction interval determination unit that determines a reduction interval for reducing the amplitude of the audio signal based on the maximum point of the amplitude envelope of the audio signal;
The audio signal processing apparatus according to claim 1, wherein the amplitude control unit performs amplitude reduction control on the reduction interval determined by the reduction interval determination unit.
前記振幅制御部は、前記振幅低減制御として、前記算出部の算出結果に応じ、前記低減区間の振幅減衰係数を可変することを特徴とする請求項3に記載の音声信号処理装置。   The audio signal processing apparatus according to claim 3, wherein the amplitude control unit varies an amplitude attenuation coefficient of the reduction section according to a calculation result of the calculation unit as the amplitude reduction control. 前記低減区間は、前記振幅エンベロープの振幅値が、前記極大点における振幅値から第1の所定値以下の値まで下がった時点を開始点とし、前記極大点における振幅値から第2の所定値以下の値まで上がった時点から復帰時定数経過後を終了点とする区間であり、
前記振幅制御部は、前記振幅低減制御として、前記算出部の算出結果に応じ、前記第1の所定値および前記第2の所定値の少なくとも一方を可変することを特徴とする請求項3に記載の音声信号処理装置。
The reduction section starts when the amplitude value of the amplitude envelope falls from the amplitude value at the local maximum point to a value equal to or lower than a first predetermined value, and is equal to or lower than the second predetermined value from the amplitude value at the local maximum point. It is an interval that ends after the return time constant elapses from the time when the value rises to
4. The amplitude control unit according to claim 3, wherein the amplitude control unit varies at least one of the first predetermined value and the second predetermined value according to a calculation result of the calculation unit as the amplitude reduction control. Audio signal processing device.
前記音声信号を周波数帯域分割する帯域分割部をさらに備え、
前記低減区間決定部、前記算出部並びに前記振幅制御部は、前記帯域分割部により分割された周波数帯域ごとに、前記低減区間の決定、振幅制御前後の前記消費電力積分値の比率または差分の算出、並びに振幅低減制御を行うことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載の音声信号処理装置。
Further comprising a band dividing unit for dividing the audio signal into frequency bands,
The reduction interval determination unit, the calculation unit, and the amplitude control unit determine the reduction interval and calculate the ratio or difference of the power consumption integrated values before and after the amplitude control for each frequency band divided by the band dividing unit. The audio signal processing apparatus according to claim 3, wherein amplitude reduction control is performed.
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の音声信号処理装置における各部と、
前記振幅制御部による振幅低減後の音声信号を増幅する増幅部と、を備えたことを特徴とする音響装置。
Each unit in the audio signal processing device according to any one of claims 1 to 6,
An acoustic device comprising: an amplification unit that amplifies an audio signal after amplitude reduction by the amplitude control unit.
音声信号の振幅を低減する振幅制御ステップと、
前記振幅制御ステップによる振幅制御前の消費電力積分値と、振幅制御後の消費電力積分値と、の比率または差分を算出する算出ステップと、を実行し、
前記振幅制御ステップは、前記算出ステップの算出結果をフィードバックさせて、フィードバックした値に基づいて振幅低減制御を行うことを特徴とする音声信号処理装置の制御方法。
An amplitude control step for reducing the amplitude of the audio signal;
Performing a calculation step of calculating a ratio or difference between the power consumption integrated value before amplitude control by the amplitude control step and the power consumption integrated value after amplitude control;
The method of controlling an audio signal processing device, wherein the amplitude control step feeds back a calculation result of the calculation step and performs amplitude reduction control based on the fed back value.
コンピューターに、請求項8に記載の音声信号処理装置の制御方法における各ステップを実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform each step in the control method of the audio | voice signal processing apparatus of Claim 8.
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