JP2015173343A - オーディオ信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタルクリップを防止しながらも音質劣化を抑えるオーディオ信号処理装置を提供する。
【解決手段】オーディオ信号処理装置１０は、マスタボリューム５の音量設定値の低下に応じて、ＤＳＰ１１の出力レベルとアナログボリューム１３のレベル調整量を変化させる。例えばマスタボリュームの音量設定値が０〜−１０ｄＢではマスタボリュームの音量設定値の低下に応じてＤＳＰの出力レベルを低下させ、アナログボリュームの出力レベルは０ｄＢに固定される。マスタボリュームの音量設定値が−１０〜−４０ｄＢではマスタボリュームの音量設定値の低下に応じてアナログボリュームの出力レベルを低下させ、ＤＳＰの出力レベルを固定する。これにより、デジタルクリップを防止しながらラウドネス曲線に合わせた周波数特性に補正され、かつ増幅部３に出力されるアナログオーディオ信号の音量は、マスタボリュームの音量設定値が反映されたものとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルオーディオ信号に各種信号処理を行った後にアナログオーディオ信号に変換して出力するオーディオ信号処理装置に関する。

一般に、音響機器は、ＤＳＰでデジタル処理を行った後に後段のＤＡＣにてアナログオーディオ信号に変換する。ＤＳＰは、微小なレベルのオーディオ信号がアナログ回路のノイズに埋もれないように、できる限り出力レベルを大きくすることが好ましい。

しかし、ＤＳＰにおいて音量を増大させるエフェクト処理（例えば低域ブースト処理）を行うと、デジタルクリップする場合がある。デジタルクリップを避けるためには、ＤＳＰの出力音量を下げてマージンを取ることが考えられる。例えば、２０ｄＢの低域ブースト処理を行う場合、ＤＳＰの出力レベルを２０ｄＢ下げることで、デジタルクリップを避けることができる。ＤＳＰ側で下げたレベルは、例えば特許文献１に示すように、ＤＡＣの後段におけるアナログボリューム（アナログアッテネータ）のレベル調整量を変更することで補償することができる。

特開２００１−１２７５７１号公報

しかし、デジタル側の出力レベルを低下させると、ビット精度が低下し、音質が劣化する。例えば上述のように出力レベルを２０ｄＢ下げると、リニアスケールでのビット精度は１／１０に低下する。また、アナログボリュームでレベルを上げると、アナログ回路によるノイズが増大する。特に、マスタボリュームを大きくしてスピーカから出力される音量を大きくした場合には、これらの要因による音質劣化が目立つことになる。

さらに、一旦ＤＳＰの出力レベルを大きく下げた後にエフェクト処理を解除しようとしても、デジタル側の処理とアナログ側の処理とを同じタイミングで解除することは難しく、デジタル側の処理とアナログ側の処理との解除に時間差が発生してしまい、不連続な信号が発生してノイズが発生する。したがって、一旦エフェクト処理（例えば低域ブースト処理）を大きくしてＤＳＰの出力レベルを大きく下げた場合には、当該処理を解除することができず、音質が劣化したままとなる。特に、マスタボリュームを大きくしてスピーカから出力される音量を大きくした場合には、このような音質劣化が目立つことになる。

そこで、本発明は、デジタルクリップを防止しながらも音質劣化を抑えることができるオーディオ信号処理装置を提供することを目的とする。

本発明のオーディオ信号処理装置は、デジタルオーディオ信号に信号処理を行うデジタルオーディオ信号処理部と、音量設定値を受け付ける音量設定受付部と、を備え、前記デジタルオーディオ信号処理部は、前記音量設定値の低下にともなって所定周波数のレベルを増大させるラウドネス補正処理部を備えている。

そして、デジタルオーディオ信号処理部は、前記ラウドネス補正時のレベル増大量に応じて該デジタルオーディオ信号処理部の出力レベルを調整するデジタル信号レベル調整部をさらに備え、前記デジタルオーディオ信号処理部から出力されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換する変換部と、前記変換部から出力されたアナログオーディオ信号のレベル調整を行うアナログ信号レベル調整部と、前記音量設定値と前記デジタル信号レベル調整部で調整された出力レベルに応じてアナログ信号レベル調整部を制御する制御部と、を備えている。

すなわち、本発明のオーディオ信号処理装置は、音量設定受付部（マスタボリューム）の音量設定値が低下した場合に所定周波数（例えば低音および高音）のレベルを増大させる処理を行う。特に、本願発明のオーディオ信号処理装置は、マスタボリュームの音量設定値が低下するほどレベル増大量が大きくなるような補正を行う。具体的には、等ラウドネス曲線に合わせて、マスタボリュームの音量設定値が低下するほど低音および高音のレベルが大きくなるようなレベル増大処理を行い、音量が小さい場合にも高音および低音が聞こえにくくなることを防止する。

そして、本発明のオーディオ信号処理装置は、このようなレベル増大処理を行った場合、デジタルクリップを防止するために、デジタルオーディオ信号処理部の出力レベルを低下させ、レベル調整部（アナログボリューム）でデジタルオーディオ信号処理部の出力レベルに応じてレベル調整量を調整することで音質劣化を抑える。具体的には、デジタルオーディオ信号処理部の出力レベルが十分に低下してマージンを確保できている場合にはアナログボリュームでレベル調整を行う。

デジタル側の出力音量を低下させてアナログボリュームで音量を上げると、ビット精度が低下し、アナログ回路によるノイズが増大するが、本発明のオーディオ信号処理装置は、レベル増大処理の効果が大きくなるほど、全体としての音量は小さくなっていくため、音質劣化が目立つことがない。一方で、マスタボリュームの音量設定値を大きくすると、レベル増大処理の効果を小さくするため、ビット精度が向上し、アナログ回路によるノイズも低下するため、音質が劣化することがない。また、マスタボリュームの音量設定値に応じてデジタル側の出力レベルとアナログ側のレベル調整とが動的に変化するため、不連続な信号が発生することもない。特に、レベル調整部（アナログ側）のレベル調整量が、デジタルオーディオ信号処理部の出力レベルが変化する場合に固定され、デジタルオーディオ信号処理部の出力レベルが、レベル調整部のレベル調整量が変化する場合に固定される態様とすれば、アナログ側の処理とデジタル側の処理が同時に解除されることがなく、デジタル側の処理とアナログ側の処理との解除に時間差が発生することに起因するノイズが発生することはない。

以上のようにして、本発明のオーディオ信号処理装置は、デジタルクリップを防止しながらも音質劣化を抑えることができる。

なお、デジタルオーディオ信号処理部の出力レベルの刻み幅は、前記音量設定受付部で受け付ける音量設定値の刻み幅に対応していることが好ましい。

アナログボリュームは、デバイスのハードウェア性能に応じてボリュームの刻み幅が決まり、ボリュームの刻み幅を細かくするためには、デバイスのハードウェア性能を高くする必要があり、コストがかかる。しかし、実用領域（例えば６０〜８０Ｐｈｏｎの場合）では、さらに細かい刻み幅で音量を調整したい場合がある。そこで、オーディオ信号処理装置は、従来のアナログ側の処理では実現できない細かい音量の調整をデジタルオーディオ信号処理部で行い、マスタボリュームで細かい刻み幅（例えば０．１ｄＢ）の音量設定値を受け付けさせることができる。

本発明のオーディオ信号処理装置は、デジタルクリップを防止しながらも音質劣化を抑えることができる。

オーディオ信号処理装置の構成を示したブロック図である。 マスタボリュームの音量設定値とＤＳＰのレベル増大量との関係を示す図である。 デジタルクリップの概念を示した図である。 マスタボリュームの音量設定値、ＤＳＰの出力レベル低下量、およびアナログボリュームのレベル調整量の関係を示す図である。 マスタボリュームの音量設定値、必要マージン、ＤＳＰの出力レベル低下量、およびアナログボリュームのレベル調整量の関係を示すグラフである。 マスタボリュームの音量設定値、ＤＳＰの出力レベル低下量、およびアナログボリュームのレベル調整量の関係を示す図である。 マスタボリュームの音量設定値、必要マージン、ＤＳＰの出力レベル低下量、およびアナログボリュームのレベル調整量の関係を示すグラフである。 マスタボリュームの音量設定値、ＤＳＰの出力レベル低下量、およびアナログボリュームのレベル調整量の関係を示す図である。 マスタボリュームの音量設定値、必要マージン、ＤＳＰの出力レベル低下量、およびアナログボリュームのレベル調整量の関係を示すグラフである。 第２実施形態に係るボリューム調整の例を示した図である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るオーディオ信号処理装置１０の構成を示すブロック図である。オーディオ信号処理装置１０は、入力部１、ＤＳＰ１１、ＤＡＣ１２、アナログボリューム１３、制御部１４、増幅部３、出力部４、およびマスタボリューム５を備えている。

入力部１は、ＨＤＭＩやＳ／ＰＤＩＦ等のデジタルオーディオ信号を入力するインタフェースを有し、外部からデジタルオーディオ信号を入力する。また、入力部１は、アナログオーディオ信号の入力インタフェースを有し、アナログオーディオ信号が入力された場合にデジタルオーディオ信号に変換するＡＤＣの機能を内蔵していてもよい。なお、入力されるデジタルオーディオ信号のチャンネル数は、モノラルであってもよいし、ステレオであってもよいし、さらに多数のチャンネル（例えば５．１チャンネル）が入力される態様であってもよい。

入力部１に入力されたデジタルオーディオ信号は、ＤＳＰ１１に入力される。なお、ＤＳＰ１１、ＤＡＣ１２、およびアナログボリューム１３は、図１においては代表して１チャンネルだけを示すが、実際には各チャンネルについてそれぞれＤＳＰ１１、ＤＡＣ１２、およびアナログボリューム１３を備えている。

ＤＳＰ１１は、本発明のデジタルオーディオ信号処理部に相当し、入力部１から入力されたデジタルオーディオ信号に種々の信号処理を施す。ＤＳＰ１１で信号処理がなされた後のデジタルオーディオ信号は、ＤＡＣ１２に入力される。ＤＡＣ１２は、本発明の変換部に相当し、ＤＳＰ１１から出力されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換する。ＤＡＣ１２で変換されたアナログオーディオ信号は、アナログボリューム１３に入力される。アナログボリューム１３は、本発明のアナログ信号レベル調整部に相当し、アナログオーディオ信号のレベル調整を行う。アナログボリューム１３でレベル調整された後のアナログオーディオ信号は、増幅部３で増幅される。増幅部３は、マスタボリューム（本発明の音量設定受付部に相当する。）５で受け付けた音量設定値に応じた増幅量でアナログオーディオ信号を増幅する。増幅部３で増幅されたアナログオーディオ信号は、出力部４を介して外部のスピーカに出力される。

そして、ＤＳＰ１１は、信号処理として、制御部１４を介して入力されるマスタボリューム５の音量設定値に応じて所定周波数（例えば１００Ｈｚおよび１０ｋＨｚ）のレベルを増大させるレベル増大処理を行う。これにより、ＤＳＰ１１は、本発明のラウドネス補正処理部として機能する。特に、ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が低下するほどレベル増大量が大きくなるような補正を行う。このような補正は、例えばＩＳＯ２２６：２００３において規定された等ラウドネス曲線に合わせた周波数特性を実現するために行う。

図２は、マスタボリューム５の音量設定値とＤＳＰ１１のレベル増大量との関係を示す図である。図２では、マスタボリューム５の音量設定値が０ｄＢの場合に聴取位置における音量が８０ｐｈｏｎとなる例を示している。ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が０ｄＢ（８０ｐｈｏｎ）であるときを基準とし、このときの聴感上の周波数特性が維持されるように、マスタボリューム５の音量設定値が低下するほどレベル増大量が上がるようなレベル増大処理を行う。

ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が０ｄＢ以上の場合にレベル増大量を０とする。すなわち、レベル増大処理は行わない。ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が−１ｄＢ低下する毎に１００Ｈｚのレベルを０．２５ｄＢずつ増大させる。例えばマスタボリューム５の音量設定値が−１０ｄＢの場合には、１００Ｈｚのレベルを２．５ｄＢ増大させる。また、ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が−４０ｄＢとなった場合に１００Ｈｚのレベルを１０ｄＢ増大させるとともに１０ｋＨｚのレベルを２ｄＢ増大させる。ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が−４０ｄＢ以下では、マスタボリューム５の音量設定値が−１ｄＢ低下する毎に１００Ｈｚのレベルを０．５ｄＢずつ増大させるとともに、１０ｋＨｚのレベルを０．１５ｄＢずつ増大させる。例えばマスタボリューム５の音量設定値が−５０ｄＢの場合には、１００Ｈｚのレベルを１５ｄＢ増大させるとともに、１０ｋＨｚのレベルを３．５ｄＢ増大させる。また、ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が−６０ｄＢとなった場合に１００Ｈｚのレベルを２０ｄＢ増大させるとともに１０ｋＨｚのレベルを５ｄＢ増大させる。マスタボリューム５の音量設定値が−６０ｄＢ以下では、レベル増大量は固定になる（１００Ｈｚのレベルを２０ｄＢ増大させるとともに、１０ｋＨｚのレベルを５ｄＢ増大させる）。

このように、ＤＳＰ１１は、等ラウドネス曲線に合わせて、マスタボリューム５の音量設定値が低下するほど低音および高音のレベルが大きくなるようなレベル増大処理を行い、スタボリューム５の音量設定値が０ｄＢ（８０ｐｈｏｎ）であるときの聴感上の周波数特性が維持されるようにする。これにより、人の聴感に合わせた周波数特性が実現され、音量が小さい場合にも高音および低音が聞こえにくくなることを防止することができる。

ただし、ＤＳＰ１１において上述のようなレベル増大処理を行うと、そのままではデジタルクリップする場合がある。図３は、デジタルクリップの概念を示す図である。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、ＤＳＰ１１におけるレベル増大量が０である場合のデジタルオーディオ信号を示した図である。ＤＳＰ１１は、微少なレベルのオーディオ信号がアナログ回路のノイズに埋もれないように、できる限り出力レベルを大きくする。ここで、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、最大レベル（０ｄＢ）のデジタルオーディオ信号が入力された場合、レベル増大量が０である場合は当該デジタルオーディオ信号をそのまま出力することができる。しかし、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）に示すように、例えばＤＳＰ１１において５ｄＢのレベル増大処理を行うと、最大レベルのオーディオ信号が入力された場合に０ｄＢを超えた部分（５ｄＢ分）がデジタルクリップすることになる。

そこで、ＤＳＰ１１は、このようなデジタルクリップを防止するために、レベル増大量が大きくなるほど、出力レベルを低下させる処理を行う。これにより、ＤＳＰ１１は、本発明のデジタル信号レベル調整部としても機能する。また、制御部１４は、アナログボリューム１３に対して、ＤＳＰ１１の出力レベルの低下に応じてレベル調整を実行させる。

図４は、マスタボリューム５の音量設定値、ＤＳＰ１１の出力レベル低下量、およびアナログボリューム１３のレベル調整量の関係を示す図である。図５（Ａ）は、従来の音響機器におけるマスタボリュームの音量設定値、必要マージン、ＤＳＰの出力レベル低下量、およびアナログボリュームのレベル調整量の関係を示すグラフである。図５（Ｂ）は、本実施形態に係るオーディオ信号処理装置１０のマスタボリュームの音量設定値、必要マージン、ＤＳＰの出力レベル低下量、およびアナログボリュームのレベル調整量の関係を示すグラフである。従来の音響機器も、本実施形態のオーディオ信号処理装置１０も、レベル増大処理の内容は同一である（図２に示したレベル増大処理を行う）。

まず、図５（Ａ）に示すように、従来の音響機器は、上述のデジタルクリップを防止するための必要マージンを考慮してデジタル側の出力レベルを−２０ｄＢ下げ、マスタボリュームの音量設定値に応じてアナログボリュームの音量を調整する態様である。これに対して、本実施形態に係るオーディオ信号処理装置１０は、図４および図５（Ｂ）に示すように、マスタボリューム５の音量設定値に応じてＤＳＰ１１の出力レベルとアナログボリューム１３の音量調整量を動的に変化させる態様である。

ＤＳＰ１１は、図２で示したように、マスタボリューム５の音量設定値が０ｄＢから−１ｄＢ低下する毎に１００Ｈｚのレベルを０．２５ｄＢずつ増大させる。例えばマスタボリューム５の音量設定値が−１ｄＢとなった場合、ＤＳＰ１１は、デジタルクリップを防止するために、出力レベルを０．２５ｄＢ以上低下させる（出力レベルを−０．２５ｄＢ以下に設定する）必要がある。

そこで、ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値−１ｄＢに合わせて、出力レベルを−１ｄＢに設定する。これにより、出力されるオーディオ信号は、マスタボリューム５の音量設定値が反映されたものとなる。以後、ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値に合わせて、出力レベルを調整する。このように、ＤＳＰ１１がマスタボリューム５の音量設定値に合わせたレベル調整を行うことで、ＤＳＰ１１にとって必要なマージンを確保しながらもマスタボリューム５による音量調整を反映させることができる。

そして、ＤＳＰ１１は、ある程度のマージンが確保された場合に、出力レベルを固定して、ビット精度の低下を抑制する。例えばマスタボリューム５の音量設定値が−１０ｄＢとなった場合、ＤＳＰ１１のレベル増大量は２．５ｄＢであり、デジタルクリップを防止するために必要なマージンは２．５ｄＢとなるが、この時点でＤＳＰ１１の出力レベルは−１０ｄＢに設定されている。したがって、マスタボリューム５の音量設定値が−１０ｄＢ以下の場合、アナログボリューム１３において、マスタボリューム５の音量設定値に合わせたレベル調整を行う。例えば、マスタボリューム５の音量設定値が−１１ｄＢとなった場合、ＤＳＰ１１の出力レベルは−１０ｄＢのまま固定され、アナログボリューム１３のレベル調整量が−１ｄＢとなる。これにより、ビット精度の低下を抑制し、音質を維持することができる。

ＤＳＰ１１は、図２で示したように、マスタボリューム５の音量設定値が−４０ｄＢとなった場合、１００Ｈｚのレベルを１０ｄＢ増大させる。このときのＤＳＰ１１の出力レベルは、−１０ｄＢに設定されている。そのため、マスタボリューム５の音量設定値が−４０ｄＢ以下の場合には、デジタルクリップを防止するために必要なマージンが不足する。したがって、図４に示すように、ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が−４０ｄＢ以下となった場合、デジタルクリップを防止するために出力レベルをさらに低下させる。例えば、ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が−４１ｄＢとなった場合、出力レベルを−１１ｄＢとする。このとき、アナログボリューム１３のレベル調整量は−３０ｄＢに固定される。

ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が−５０ｄＢとなった場合に１００Ｈｚのレベルを１５ｄＢ増大させ、出力レベルを−２０ｄＢに設定する。図２で示したように、マスタボリューム５の音量設定値が−６０ｄＢ以下では、レベル増大量は固定になる（１００Ｈｚのレベルを２０ｄＢ増大させるとともに、１０ｋＨｚのレベルを５ｄＢ増大させる）ため、２０ｄＢ以上のマージンは必要ない。したがって、ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が−５０ｄＢ以下となった場合には、出力レベルを−２０ｄＢに固定する。マスタボリューム５の音量設定値が−５０ｄＢ以下の場合は、アナログボリューム１３がマスタボリューム５の音量設定値に合わせたレベル調整を行う。これにより、ビット精度の低下を抑制し、音質を維持することができる。

このように、オーディオ信号処理装置１０は、マスタボリューム５の音量設定値の低下に応じて動的にＤＳＰ１１の出力レベルを低下させ、ある程度のマージンが確保された場合にはマスタボリューム５の音量設定値の低下に応じて動的にアナログボリューム１３のレベル調整を低下させ、さらなるマージンが必要となった場合に再びＤＳＰ１１の出力レベルを低下させる。これにより、デジタルクリップを防止しながら等ラウドネス曲線に合わせた周波数特性に補正され、かつ増幅部３に出力されるアナログオーディオ信号の音量は、マスタボリューム５の音量設定値が反映されたものとなる。

一般に、デジタル側の出力音量を低下させてアナログボリュームで音量を上げると、ビット精度が低下し、アナログ回路によるノイズが増大する。しかし、本実施形態のオーディオ信号処理装置１０では、マスタボリューム５の音量設定値が低下するほどＤＳＰ１１の出力レベルを低下させる処理を行うため、ビット精度が低下するのは小音量時だけとなり、音質劣化が目立つことがない。例えば、ＤＳＰ１１の出力レベルを２０ｄＢ低下させるのはマスタボリューム５の音量設定値が−５０ｄＢ以下であり、音量が小さい領域であるため、音質劣化が目立つことがなく、等ラウドネス曲線に合わせた周波数特性の補正による効果が得られる。また、マスタボリューム５の音量設定値が大きくなった場合には、そのままでは音質劣化が目立つことになるが、本実施形態のオーディオ信号処理装置１０では、ＤＳＰ１１の出力レベルを上昇させるため、ビット精度が向上し、アナログ回路によるノイズも低下するため、音質が劣化することがない。

さらに、仮にＤＳＰ１１の出力レベルを急激に変化させるとともにアナログボリューム１３のレベル調整量を急激に変化させると（例えばＤＳＰ１１の出力レベルを−２０ｄＢから０ｄＢに変化させるとともにアナログボリューム１３のレベル調整量を＋２０ｄＢから０ｄＢに変化させると）、デジタル側の処理とアナログ側の処理との解除に時間差が発生してしまい、不連続な信号が発生してノイズが発生する。したがって、従来の音響機器では、図５（Ａ）に示したように、必要マージンを考慮してデジタル側の出力レベルを−２０ｄＢに固定して、マスタボリュームの音量設定に応じてアナログ側の音量調整を行っていた。しかし、本実施形態のオーディオ信号処理装置１０では、図５（Ｂ）に示すように、マスタボリューム５の音量設定値に応じてデジタル側の出力レベルが変化する場合、アナログ側のレベル調整が固定され、アナログ側のレベル調整が変化する場合、デジタル側の出力レベルが固定される。すなわち、オーディオ信号処理装置１０では、アナログ側の処理とデジタル側の処理が同時に解除されることがないため、不連続な信号が発生することもない。

なお、図２および図４で示したレベル調整は一例である。音質を重視するために、より細かくデジタル側の出力レベルとアナログ側のレベル調整とを入れ替えるようにしてもよい。例えば、図６および図７に示すような態様であってもよい。図６および図７に示す態様では、マスタボリューム５の音量設定値が０ｄＢ〜−５ｄＢでは、マスタボリューム５の音量設定値の変化に応じてＤＳＰ１１の出力レベルを変化させ、マスタボリューム５の音量設定が−５ｄＢ〜−２０ｄＢではＤＳＰ１１の出力レベルを−５ｄＢに固定してアナログボリューム１３によるレベル調整を行う。そして、マスタボリューム５の音量設定値が−２０ｄＢ〜−２５ｄＢではマスタボリューム５の音量設定値の変化に応じてＤＳＰ１１の出力レベルを変化させ、−２５ｄＢ〜−４０ｄＢでは再びＤＳＰ１１の出力レベルを−１０ｄＢに固定してアナログボリューム１３によるレベル調整を行う。以下、マスタボリューム５の音量設定値が−４０ｄＢ−４５ｄＢではマスタボリューム５の音量設定値の変化に応じてＤＳＰ１１の出力レベルを変化させ、マスタボリューム５の音量設定値が−４５ｄＢ〜−５０ｄＢではＤＳＰ１１の出力レベルを−１５ｄＢに固定してアナログボリューム１３によるレベル調整を行い、マスタボリューム５の音量設定値が−５０ｄＢ−５５ｄＢではマスタボリューム５の音量設定値の変化に応じてＤＳＰ１１の出力レベルを変化させ、マスタボリューム５の音量設定値が−５５ｄＢ以下ではＤＳＰ１１の出力レベルを−２０ｄＢに固定してアナログボリューム１３によるレベル調整を行う。

また、制御を簡単にするために、より少なくデジタル側の出力レベルとアナログ側のレベル調整とを入れ替えるようにしてもよい。例えば、図８および図９に示すように、マスタボリューム５の音量設定値が０ｄＢ〜−２０ｄＢまではマスタボリューム５の音量設定値の変化に応じてＤＳＰ１１の出力レベルを低下させ、マスタボリューム５の音量設定値が−２０ｄＢ以下ではＤＳＰ１１の出力レベルを−２０ｄＢに固定してアナログボリューム１３によるレベル調整を行うようにして、制御を単純にしてもよい。この場合も、従来の音響機器に比べて音質の劣化は抑制されている。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るオーディオ信号処理装置について説明する。第２実施形態に係るオーディオ信号処理装置は、図１に示したオーディオ信号処理装置と同じ構成を有する。ただし、第２実施形態に係るオーディオ信号処理装置は、ＤＳＰ１１においてボリュームの微調整を行うことを目的とするものである。そのため、第１実施形態において述べた、アナログ側の処理とデジタル側の処理とを同時に解除すると信号が不連続になる課題点については、第２実施形態では問わないこととする。

アナログボリュームは、デバイスのハードウェア性能に応じてボリュームの刻み幅が決まる。一般的には、０．５ｄＢや１．０ｄＢ等の刻み幅であることが多い。ボリュームの刻み幅を細かくするためには、デバイスのハードウェア性能を高くする必要があり、コストがかかる。しかし、実用領域（例えば６０〜８０Ｐｈｏｎの場合）では、さらに細かい刻み幅で音量を調整したい場合がある。そこで、第２実施形態に係るオーディオ信号処理装置は、従来のアナログ側の処理では実現できない細かい音量の刻み幅を実現する。

図１０は、ＤＳＰ１１とアナログボリューム１３の音量調整の例を示す図である。図１０に示すように、第２実施形態に係るオーディオ信号処理装置は、マスタボリューム５において０．１ｄＢの刻み幅で音量設定値を受け付ける。アナログボリューム１３の刻み幅は、１．０ｄＢである。したがって、アナログボリューム１３では、０．１ｄＢの刻み幅を反映させることができない。しかし、ＤＳＰ１１は、プログラムの調整により、０．１ｄＢのような細かい刻み幅も実現することができる。

図１０の例では、マスタボリューム５の音量設定値が０ｄＢから−０．１ｄＢに変化した場合、ＤＳＰ１１は、出力レベルを−０．１ｄＢに設定する。以後、ＤＳＰ１１は、マスタボリューム５の音量設定値が０．１ｄＢに変化する毎に、出力レベルを０．１ｄＢ変化させる。これにより、マスタボリューム５において受け付けた０．１ｄＢの刻み幅を実際の音量に反映させることができる。

また、図１０の例では、マスタボリューム５の音量設定値が−１．０ｄＢに変化した場合、ＤＳＰ１１は、出力レベルを０ｄＢに設定し、アナログボリューム１３は、レベル調整量を−１．０ｄＢに設定する。ただし、アナログボリューム１３のレベル調整量を変化させることは必須ではない。第１実施形態において述べたように、アナログ側の処理とデジタル側の処理とを同時に解除すると信号が不連続になる点が問題になる場合においては、ＤＳＰ１１側の出力レベルを変化させるだけの態様としてもよい。

このようにして、第２実施形態に係るオーディオ信号処理装置は、従来のアナログ側の処理では実現できない細かい音量の刻み幅を実現する。

なお、実用領域（例えば６０〜８０Ｐｈｏｎの場合）ではＤＳＰ１１によるボリュームの微調整を行い０．１ｄＢ単位での音量調整を受け付ける態様として、実用領域外では、アナログボリューム１３によるボリューム調整を行い、１．０ｄＢ単位での音量調整を受け付ける態様としてもよい。

（応用例）
第２実施形態に係るオーディオ信号処理装置は、以下の様な応用例が可能である。上述したように、オーディオ信号処理装置１０は、各チャンネルについてそれぞれＤＳＰ１１、ＤＡＣ１２、およびアナログボリューム１３を備えている。したがって、チャンネル毎に音量の刻み幅を異なる態様とすることができる。

フロントチャンネル（Ｃチャンネル、Ｌチャンネル、およびＲチャンネル）は、映画のセリフや音楽のボーカル成分等の聴覚感度が高い成分が含まれている。したがって、オーディオ信号処理装置１０は、フロントチャンネルについては、ＤＳＰ１１によるボリュームの微調整を行い０．１ｄＢ単位での音量調整を受け付ける態様とする。一方で、サラウンドチャンネル（ＳＬチャンネル、ＳＲチャンネル等）は、バックグラウンドミュージックや環境音等の効果音の成分が含まれ、フロントチャンネルに比べて聴感感度は低い成分が多い。したがって、オーディオ信号処理装置１０は、サラウンドチャンネルについては、アナログボリューム１３によるボリューム調整を行い、１．０ｄＢ単位での音量調整を受け付ける態様とする。

１…入力部
３…増幅部
４…出力部
５…マスタボリューム
１０…オーディオ信号処理装置
１１…ＤＳＰ
１２…ＤＡＣ
１３…アナログボリューム
１４…制御部

Claims (3)

1. デジタルオーディオ信号に信号処理を行うデジタルオーディオ信号処理部と、
   音量設定値を受け付ける音量設定受付部と、
   を備え、
   前記デジタルオーディオ信号処理部は、前記音量設定値の低下にともなって所定周波数のレベルを増大させるラウドネス補正処理部を備えたオーディオ信号処理装置であって、
   前記デジタルオーディオ信号処理部は、前記ラウドネス補正時のレベル増大量に応じて該デジタルオーディオ信号処理部の出力レベルを調整するデジタル信号レベル調整部をさらに備え、
   前記デジタルオーディオ信号処理部から出力されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換する変換部と、
   前記変換部から出力されたアナログオーディオ信号のレベル調整を行うアナログ信号レベル調整部と、
   前記音量設定値と前記デジタル信号レベル調整部で調整された出力レベルに応じてアナログ信号レベル調整部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするオーディオ信号処理装置。
2. 前記デジタル信号レベル調整部の出力レベルが変化する場合、前記アナログ信号レベル調整部のレベル調整量は固定され、
   前記アナログ信号レベル調整部のレベル調整量が変化する場合、前記デジタル信号レベル調整部の出力レベルは固定される請求項１に記載のオーディオ信号処理装置。
3. 前記デジタル信号レベル調整部の出力レベルの刻み幅は、前記音量設定受付部で受け付ける音量設定値の刻み幅に対応していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオーディオ信号処理装置。

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