JP2018088689A - 楽曲再生装置及び音響信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低音再生性能が低いスピーカを用いて楽曲音を再生出力する場合に、適切な低音強調を行う。【解決手段】楽曲再生装置においてブースト係数算出部１１０は、係数ＫＬ（ｔ）を抽出する。そして、当該抽出された信号に基づいて、増強対象低音域に対応するゲインを算出する。また、出力音信号生成部１２０j（ｊ＝Ｌ，Ｒ）において、ＢＰＦ部１２１Ｌが、ソース音信号Ｓj（ｔ）から当該増強対象低音域の信号ＬＳj（ｔ）を抽出する。引き続き、増幅部１２３Ｌが、増強対象低音域に対応するゲインで、信号ＬＳj（ｔ）が遅延された信号ＤＬj（ｔ）を増幅し、信号ＢＬj（ｔ）を生成する。そして、加算部１２４が、信号ＢＬj（ｔ）を、ソース音信号Ｓj（ｔ）を単に遅延させた信号ＤＳj（ｔ）に加算する。【選択図】図６

Description

本発明は、楽曲再生装置、音響信号処理方法及び音響信号処理プログラム、並びに、当該音響信号処理プログラムが記録された記録媒体に関する。

従来から、楽曲を再生して楽しむ際に、楽曲音の音源から供給された楽曲音信号に基づいて、スピーカから楽曲音を再生出力することが行われている。こうした楽曲音の再生出力に際して、スピーカの低音再生性能によっては、音源から供給された楽曲音信号により表現されている楽曲音おける低音部分を忠実に再現することができないことがある。このため、低音再生性能が高いとはいえないスピーカを利用する場合であっても、楽曲音を忠実に再生出力した場合に近付けた聴取感を実現するための技術が提案されている。

こうした提案技術の一つとして、ステレオオーディオ信号における中低音域成分を増強させる技術がある（特許文献１参照：以下、「従来例」という）。この従来例の技術では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いて、左右ステレオ信号の合成信号からミッドバス周波数の信号成分を抽出する。引き続き、抽出された信号成分の時間ドメインエンベロープから求められるゲインによって、当該抽出された信号成分を増幅し、増幅された信号成分を左右ステレオ信号に加算するようになっている。

特表２００２−５２４９９６号公報

上述した従来例の技術では、増幅対象となる信号成分と、ゲインの決定に用いられる信号成分とは、どちらもＬＰＦ通過後の信号成分であり、同一となっている。この結果、ＬＰＦにより抽出された信号成分を増幅する際のゲインを、当該抽出された信号成分の時間ドメインエンベロープによって求めてはいるが、低音再生性能が低いスピーカで再生出力した場合には欠落してしまう低音部分の聴取感を、個々の楽曲音に応じて適切に補うことができるとはいいがたかった。また、増幅対象となる信号成分と、ゲインの決定に用いられる信号成分とは、どちらもＬＰＦ通過後の信号成分であるため、特定の帯域を強調等したい場合には、設計の柔軟性・自由度に欠ける。

このため、低音再生性能が低いスピーカを用いて楽曲音を再生出力する場合に、音源作成者が意図した聴取感に、適切に近付けることができる技術が望まれている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、低音再生性能が低いスピーカを用いて楽曲音を再生出力する場合に、適切な低音強調を行うことができる楽曲再生装置及び音響信号処理方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、左ステレオ信号から第１周波数帯域の第１信号を抽出し、右ステレオ信号から前記第１周波数帯域の第２信号を抽出する第１抽出部と；前記左ステレオ信号と前記右ステレオ信号とを合成した合成信号から、第２周波数帯域の信号を抽出する第２抽出部と；前記第２抽出部によって抽出された信号に基づいて決定される第１ゲインで前記第１信号が増幅された信号を前記左ステレオ信号に加算し、前記第１ゲインで前記第２信号が増幅された信号を前記右ステレオ信号に加算する加算部と；を備えることを特徴とする楽曲再生装置である。

請求項７に記載の発明は、第１抽出部と、第２抽出部と、加算部とを備える楽曲再生装置において使用される音響信号処理方法であって、前記第１抽出部が、左ステレオ信号から第１周波数帯域の第１信号を抽出し、右ステレオ信号から前記第１周波数帯域の第２信号を抽出する第１抽出工程と；前記第２抽出部が、前記左ステレオ信号と前記右ステレオ信号とを合成した合成信号から、第２周波数帯域の信号を抽出する第２抽出工程と；前記第１信号が前記第２抽出部によって抽出された信号に基づいて決定される第１ゲインで増幅された信号を前記加算部が前記左ステレオ信号に加算し、前記第１ゲインで前記第２信号が増幅された信号を前記加算部が前記右ステレオ信号に加算する加算工程と；を備えることを特徴とする音響信号処理方法である。

請求項８に記載の発明は、左ステレオ信号と右ステレオ信号とに基づいて楽曲再生を行う楽曲再生装置が備えるコンピュータに、請求項７に記載の音響信号処理方法を実行させる、ことを特徴とする音響信号処理プログラムである。

請求項９に記載の発明は、左ステレオ信号と右ステレオ信号とに基づいて楽曲再生を行う楽曲再生装置が備えるコンピュータにより読み取り可能に、請求項８に記載の音響信号処理プログラムが記録されている、ことを特徴とする記録媒体である。

本発明の一実施形態に係る楽曲再生装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。 図１のブースト係数算出部１１０の構成を示すブロック図である。 図２のＬＰＦ部１１３の特性を説明するための図である。 絶対値化結果ＡＢ（ｔ）の変化に伴う係数ＫＬ（ｔ）の変化の様子を示す図である。 絶対値化結果ＡＢ（ｔ）の変化に伴う係数ＫＨ（ｔ）の変化の様子を示す図である。 図１の出力音信号生成部１２０_j（ｊ＝Ｌ，Ｒ）の構成を示すブロック図である。 図６のＢＰＦ部１２１Ｌの特性を説明するための図である。 図６のＢＰＦ部１２１Ｈの特性を説明するための図である。 変形例を説明するための図（その１）である。 変形例を説明するための図（その２）である。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図８を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［構成］
図１には、一実施形態に係る楽曲再生装置１００の構成が、ブロック図にて示されている。この図１に示されるように、楽曲再生装置１００は、音源ユニット２１０と接続されている。

上記の音源ユニット２１０は、２チャンネルステレオ方式におけるレフトチャンネル（以下、「Ｌチャンネル」と呼ぶ）のソース音信号（左ステレオ信号）Ｓ_L（ｔ）（ｔ：時刻）と、ライトチャンネル（以下、「Ｒチャンネル」と呼ぶ）のソース音信号（右ステレオ信号）Ｓ_R（ｔ）とを出力するようになっている。音源ユニット２１０から出力されたソース音信号Ｓ_L（ｔ），Ｓ_R（ｔ）は、楽曲再生装置１００に供給される。

なお、音源ユニット２１０としては、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記録媒体に記録された２チャンネルステレオ方式の音声コンテンツのデータを読み取るユニットや、ステレオ放送波の受信結果から音声コンテンツのデータを抽出するユニット等が挙げられる。

楽曲再生装置１００は、図１に示されるように、ブースト係数算出部１１０と、出力音信号生成部１２０_L，１２０_Rとを備えている。また、楽曲再生装置１００は、音出力ユニット１３０_L，１３０_Rを備えている。

上記のブースト係数算出部１１０は、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_L（ｔ），Ｓ_R（ｔ）を受ける。そして、ブースト係数算出部１１０は、ソース音信号Ｓ_L（ｔ），Ｓ_R（ｔ）に基づいて、係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）を算出する。ブースト係数算出部１１０により算出された係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）は、出力音信号生成部１２０_L及び出力音信号生成部１２０_Rへ送られる。

なお、ブースト係数算出部１１０の構成の詳細については、後述する。

上記の出力音信号生成部１２０_Lは、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_L（ｔ）、及び、ブースト係数算出部１１０から送られた係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）を受ける。そして、出力音信号生成部１２０_Lは、ソース音信号Ｓ_L（ｔ）及び係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）に基づいて、出力音信号Ｄ_L（ｔ）を生成する。こうして生成された出力音信号Ｄ_L（ｔ）は、音出力ユニット１３０_Lへ送られる。

上記の出力音信号生成部１２０_Rは、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_R（ｔ）、及び、ブースト係数算出部１１０から送られた係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）を受ける。そして、出力音信号生成部１２０_Rは、ソース音信号Ｓ_R（ｔ）及び係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）に基づいて、出力音信号Ｄ_R（ｔ）を生成する。こうして生成された出力音信号Ｄ_R（ｔ）は、音出力ユニット１３０_Rへ送られる。

なお、出力音信号生成部１２０_L，１２０_Rの構成の詳細については、後述する。

上記の音出力ユニット１３０_Lは、スピーカＳＰ_Lを備えて構成されている。この音出力ユニット１３０_Lは、出力音信号生成部１２０_Lから送られた出力音信号Ｄ_L（ｔ）を受ける。そして、音出力ユニット１３０_Lは、出力音信号Ｄ_L（ｔ）に対応する音を、スピーカＳＰ_Lから再生出力する。

上記の音出力ユニット１３０_Rは、スピーカＳＰ_Rを備えて構成されている。この音出力ユニット１３０_Rは、出力音信号生成部１２０_Rから送られた出力音信号Ｄ_R（ｔ）を受ける。そして、音出力ユニット１３０_Rは、出力音信号Ｄ_R（ｔ）に対応する音を、スピーカＳＰ_Rから再生出力する。

なお、本実施形態では、スピーカＳＰ_L，ＳＰ_Rは、周波数Ｆ₁以上の音の再生出力については性能が保証されているが、周波数Ｆ₁未満の音については性能が低いものとなっている。

＜ブースト係数算出部１１０の構成＞
次に、ブースト係数算出部１１０の構成について説明する。

ブースト係数算出部１１０は、図２に示されるように、減衰部１１１_L，１１１_Rと、加算部１１２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）部１１３とを備えている。また、ブースト係数算出部１１０は、絶対値化部１１４と、係数算出部１１５とを備えている。

上記の減衰部１１１_Lは、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_L（ｔ）を受ける。そして、減衰部１１１_Lは、ソース音信号Ｓ_L（ｔ）に定数Ａ（＜１）を乗じ、減衰信号Ａ_L（ｔ）を算出する。こうして算出された減衰信号Ａ_L（ｔ）は、加算部１１２へ送られる。

上記の減衰部１１１_Rは、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_R（ｔ）を受ける。そして、減衰部１１１_Rは、ソース音信号Ｓ_R（ｔ）に定数Ａ（＜１）を乗じ、減衰信号Ａ_R（ｔ）を算出する。こうして算出された減衰信号Ａ_R（ｔ）は、加算部１１２へ送られる。

本実施形態では、Ａ＝１／２となっている。なお、定数Ａの値はこれよりも小さい値でもよく、任意の値を採用することができる。

上記の加算部１１２は、減衰部１１１_Lから送られた減衰信号Ａ_L（ｔ）、及び、減衰部１１１_Rから送られた減衰信号Ａ_R（ｔ）を受ける。そして、加算部１１２は、減衰信号Ａ_L（ｔ）と減衰信号Ａ_R（ｔ）とを加算して、信号ＬＲ（ｔ）（＝Ａ_L（ｔ）＋Ａ_R（ｔ））を生成する。こうして生成された信号ＬＲ（ｔ）は、ＬＰＦ部１１３へ送られる。

上記のＬＰＦ部１１３は、加算部１１２から送られた信号ＬＲ（ｔ）を受ける。そして、ＬＰＦ部１１３は、信号ＬＲ（ｔ）における周波数Ｆ₁未満の成分を抽出し、信号ＬＦ（ｔ）を生成する。こうして抽出された信号ＬＦ（ｔ）は、絶対値化部１１４へ送られる。すなわち、ＬＰＦ部１１３は、第２抽出部としての機能を果たすようになっている。

上記の絶対値化部１１４は、ＬＰＦ部１１３から送られた信号ＬＦ（ｔ）を受ける。そして、絶対値化部１１４は、信号ＬＦ（ｔ）の各時点における信号レベルの絶対値化を行い、信号ＡＢ（ｔ）（＝｜ＬＦ（ｔ）｜）を生成する。こうして生成された信号ＡＢ（ｔ）は、係数算出部１１５へ送られる。

上記の係数算出部１１５は、絶対値化部１１４から送られた信号ＡＢ（ｔ）を受ける。そして、係数算出部１１５は、信号ＡＢ（ｔ）の各時点の信号レベルに基づいて、係数ＫＬ（ｔ）（第１ゲイン）と、係数ＫＬ（ｔ）の変化に連動して変化するＫＨ（ｔ）（第２ゲイン）とを算出する。

かかる係数ＫＬ（ｔ）の算出に際して、係数算出部１１５は、信号ＡＢ（ｔ）が所定の閾値ＡＢ_TH未満の場合には、係数ＫＬ（ｔ）を「０」とする。一方、係数算出部１１５は、信号ＡＢ（ｔ）が所定の閾値ＡＢ_TH以上の場合には、次の（１）式により係数ＫＬ（ｔ）を算出する。こうして算出された係数ＫＬ（ｔ）は、出力音信号生成部１２０_L，１２０_Rへ送られる。
ＫＬ（ｔ）＝ａ・（ＡＢ（ｔ）−ＡＢ_TH） …（１）

ここで、定数ａ（＞０）及び閾値ＡＢ_THは、周波数Ｆ₁未満の音声成分の欠落を補うための低音強調を行うとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。

また、係数ＫＨ（ｔ）の算出に際して、係数算出部１１５は、信号ＡＢ（ｔ）が所定の閾値ＡＢ_TH未満の場合には、係数ＫＨ（ｔ）を「０」とする。一方、係数算出部１１５は、信号ＡＢ（ｔ）が所定の閾値ＡＢ_TH以上の場合には、次の（２）式により係数ＫＨ（ｔ）を算出する。こうして算出された係数ＫＨ（ｔ）は、出力音信号生成部１２０_L，１２０_Rへ送られる。
ＫＨ（ｔ）＝ｂ・ＫＬ（ｔ） …（２）

ここで、定数ｂ（＞０）は、係数ＫＬ（ｔ）による低音強調の効果による不自然さの発生を抑制するため高音補償を行うとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。

なお、図３には、本実施形態におけるＬＰＦ部１１３の特性の例が示されている。また、図４，５には、本実施形態における、信号ＡＢ（ｔ）の信号レベルの変化に応じた係数ＫＬ（ｔ），ＫＬ（ｔ）の変化の様子が示されている。

＜出力音信号生成部１２０_L，１２０_Rの構成＞
次に、上記の出力音信号生成部１２０_L，１２０_Rの構成について説明する。

出力音信号生成部１２０_j（ｊ＝Ｌ，Ｒ）は、図６に示されるように、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）部１２１Ｌ，１２１Ｈと、遅延部１２２Ｓ，１２２Ｌ，１２２Ｈとを備えている。また、出力音信号生成部１２０_jは、増幅部１２３Ｌ，１２３Ｈと、加算部１２４とを備えている。

上記のＢＰＦ部１２１Ｌは、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_j（ｔ）を受ける。そして、ＢＰＦ部１２１Ｌは、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）における周波数Ｆ₁〜Ｆ₂（＞Ｆ₁）の範囲の信号成分を抽出し、信号ＬＳ_j（ｔ）（ｊ＝Ｌの場合に第１信号；ｊ＝Ｒの場合に第２信号）を生成する。こうして生成された信号ＬＳ_j（ｔ）は、遅延部１２２Ｌへ送られる。すなわち、ＢＰＦ部１２１Ｌは、第１抽出部としての機能を果たすようになっている。

なお、本実施形態では、「Ｆ₂＝３・Ｆ₁」としている。すなわち、本実施形態では、信号ＬＳ_j（ｔ）は、上述したＬＰＦ部１１３で抽出された信号ＬＦ（ｔ）の２倍音及び３倍音の周波数範囲と同一の周波数範囲の信号となっている。

上記のＢＰＦ部１２１Ｈは、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_j（ｔ）を受ける。そして、ＢＰＦ部１２１Ｈは、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）における周波数Ｆ₃（＞Ｆ₂）〜Ｆ₄（＞Ｆ₃）範囲の信号成分を抽出し、信号ＨＳ_j（ｔ）（ｊ＝Ｌの場合に第３信号；ｊ＝Ｒの場合に第４信号）を生成する。こうして生成された信号ＨＳ_j（ｔ）は、遅延部１２２Ｈへ送られる。すなわち、ＢＰＦ部１２１Ｈは、第３抽出部としての機能を果たすようになっている。

なお、周波数Ｆ₃，Ｆ₄は、周波数Ｆ₁〜Ｆ₂の範囲の信号成分の増強に伴う不自然さを抑制するとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。

上記の遅延部１２２Ｓは、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_j（ｔ）を受ける。そして、遅延部１２２Ｓは、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）から後述する信号ＢＬ_j（ｔ），信号ＢＨ_j（ｔ）を生成する時間に相当する時間だけ、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）を遅延させて信号ＤＳ_j（ｔ）を生成する。こうして生成された信号ＤＳ_j（ｔ）は、加算部１２４へ送られる。

上記の遅延部１２２Ｌは、ＢＰＦ部１２１Ｌから送られた信号ＬＳ_j（ｔ）を受ける。そして、遅延部１２２Ｌは、ブースト係数算出部１１０における係数ＫＬの算出時間に相当する時間からＢＰＦ部１２１Ｌよる信号ＬＳ_j（ｔ）の生成時間を差し引いた時間だけ、信号ＬＳ_j（ｔ）を遅延させて信号ＤＬ_j（ｔ）を生成する。こうして生成された信号ＤＬ_j（ｔ）は、増幅部１２３Ｌへ送られる。

上記の遅延部１２２Ｈは、ＢＰＦ部１２１Ｈから送られた信号ＨＳ_j（ｔ）を受ける。そして、遅延部１２２Ｈは、ブースト係数算出部１１０における係数ＫＨの算出時間に相当する時間からＢＰＦ部１２１Ｈよる信号ＨＳ_j（ｔ）の生成時間を差し引いた時間だけ、信号ＨＳ_j（ｔ）を遅延させて信号ＤＨ_j（ｔ）を生成する。こうして生成された信号ＤＨ_j（ｔ）は、増幅部１２３Ｈへ送られる。

なお、各デジタル処理による原音信号からの各種特性の悪化を一部回復させること、音質の特性の調整すること等も、これらの遅延部１２２Ｓ，１２２Ｌ，１２２Ｈが配置されている目的である。

上記の増幅部１２３Ｌは、遅延部１２２Ｌから送られた信号ＤＬ_j（ｔ）を受ける。そして、増幅部１２３Ｌは、ブースト係数算出部１１０から送られた係数ＫＬをゲイン値として、信号ＤＬ_j（ｔ）を増幅する。より具体的には、増幅部１２３Ｌは、次の（３）式の算出を行って信号ＢＬ_j（ｔ）を生成し、生成された信号ＢＬ_j（ｔ）を加算部１２４へ送る。
ＢＬ_j（ｔ）＝ＫＬ・ＤＬ_j（ｔ） …（３）

すなわち、増幅部１２３Ｌは、第１増幅部としての機能を果たすようになっている。

上記の増幅部１２３Ｈは、遅延部１２２Ｈから送られた信号ＤＨ_j（ｔ）を受ける。そして、増幅部１２３Ｈは、ブースト係数算出部１１０から送られた係数ＫＨをゲイン値として、信号ＤＨ_j（ｔ）を増幅する。より具体的には、増幅部１２３Ｈは、次の（４）式の算出を行って信号ＢＨ_j（ｔ）を生成し、生成された信号ＢＨ_j（ｔ）を加算部１２４へ送る。
ＢＨ_j（ｔ）＝ＫＨ・ＤＨ_j（ｔ） …（４）

すなわち、増幅部１２３Ｈは、第２増幅部としての機能を果たすようになっている。

上記の加算部１２４は、遅延部１２２Ｓから送られた信号ＤＳ_j（ｔ）、及び、増幅部１２３Ｌ，１２３Ｈから送られた信号ＢＬ_j（ｔ），ＢＨ_j（ｔ）を受ける。そして、加算部１２４は、３個の信号ＤＳ_j（ｔ），ＢＬ_j（ｔ），ＢＨ_j（ｔ）の加算を行い、出力音信号Ｄ_j（ｔ）を生成する。こうして生成された出力音信号Ｄ_j（ｔ）は、音出力ユニット１３０_jへ送られる。

なお、出力音信号Ｄ_j（ｔ）では、周波数Ｆ₁〜Ｆ₂の範囲の信号成分ＤＬＬ_j（ｔ）は、信号ＤＳ_j（ｔ）における周波数Ｆ₁〜Ｆ₂の範囲の信号成分をＤＳＬ_j（ｔ）（＝ＤＬ_j（ｔ））として、次の（５）式で表されるようになっている。
ＤＬＬ_j(ｔ)＝ＤＳＬ_j(ｔ)＋ＢＬ_j(ｔ)＝(１＋ＫＬ)・ＤＳＬ_j(ｔ)…（５）

また、出力音信号Ｄ_j（ｔ）では、周波数Ｆ₃〜Ｆ₄の範囲の信号成分ＤＨＨ_j（ｔ）は、信号ＤＳ_j（ｔ）における周波数Ｆ₃〜Ｆ₄の範囲の信号成分をＤＳＨ_j（ｔ）（＝ＤＨ_j（ｔ））として、次の（６）式で表されるようになっている。
ＤＨＨ_j(ｔ)＝ＤＳＨ_j(ｔ)＋ＢＨ_j(ｔ)＝(１＋ＫＨ)・ＤＳＨ_j(ｔ)…（６）

すなわち、出力音信号Ｄ_j（ｔ）における周波数Ｆ₁〜Ｆ₂の範囲の信号成分が、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）を単に遅延させた信号ＤＳ_j（ｔ）における当該範囲の信号成分と比べて、（１＋ＫＬ）倍に増強されたものとなっている。また、出力音信号Ｄ_j（ｔ）における周波数Ｆ₃〜Ｆ₄の範囲の信号成分が、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）を単に遅延させた信号ＤＳ_j（ｔ）における当該範囲の信号成分と比べて、（１＋ＫＨ）倍に増強されたものとなっている。

なお、図７には、本実施形態におけるＢＰＦ部１２１Ｌの特性の例が示されている。また、図８には、本実施形態における、ＢＰＦ部１２１Ｈの特性の例が示されている。

［動作］
次に、上記のように構成された楽曲再生装置１００の動作について説明する。なお、音源ユニット２１０からは、ソース音信号Ｓ_L（ｔ），Ｓ_R（ｔ）が楽曲再生装置１００へ供給されているものとする。

楽曲再生装置１００では、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_L（ｔ）を、ブースト係数算出部１１０及び出力音信号生成部１２０_Lで受ける。また、楽曲再生装置１００では、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_R（ｔ）を、ブースト係数算出部１１０及び出力音信号生成部１２０_Rで受ける（図１参照）。

ソース音信号Ｓ_L（ｔ），Ｓ_R（ｔ）を受けたブースト係数算出部１１０では、まず、減衰部１１１_L，１１１_Rが、ソース音信号Ｓ_L（ｔ），Ｓ_R（ｔ）を減衰させた減衰信号Ａ_L（ｔ），Ａ_R（ｔ）を算出する。引き続き、加算部１１２が、減衰信号Ａ_L（ｔ）と減衰信号Ａ_R（ｔ）との加算を行って信号ＬＲ（ｔ）を生成し、生成された信号ＬＲ（ｔ）をＬＰＦ部１１３へ送る（図２参照）。

加算部１１２から送られた信号ＬＲ（ｔ）を受けると、ＬＰＦ部１１３が、信号ＬＲ（ｔ）における周波数Ｆ₁以下の成分を抽出し、信号ＬＦ（ｔ）を生成する。そして、加算部１１２は、抽出された信号ＬＦ（ｔ）を絶対値化部１１４へ送る（図２参照）。

ＬＰＦ部１１３から送られた信号ＬＦ（ｔ）を受けると、絶対値化部１１４が、信号ＬＦ（ｔ）の各時点における信号レベルの絶対値化を行い、信号ＡＢ（ｔ）（＝｜ＬＦ（ｔ）｜）を生成する。そして、絶対値化部１１４は、生成された信号ＡＢ（ｔ）を係数算出部１１５へ送る（図２参照）。

絶対値化部１１４から送られた信号ＡＢ（ｔ）を受けると、係数算出部１１５が、信号ＡＢ（ｔ）の各時点の信号レベルに基づいて、係数ＫＬ（ｔ）と、当該係数ＫＬ（ｔ）の変化に連動して変化するＫＨ（ｔ）とを算出する。そして、係数算出部１１５は、算出された係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）を出力音信号生成部１２０_L，１２０_Rへ送る（図２参照）。

かかる係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）の算出に際して、係数算出部１１５は、信号ＡＢ（ｔ）が所定の閾値ＡＢ_TH未満の場合には、係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）を「０」とする。一方、係数算出部１１５は、信号ＡＢ（ｔ）が所定の閾値ＡＢ_TH以上の場合には、上述した（１），（２）式により係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）を算出する。

こうしてブースト係数算出部１１０から送られた係数ＫＬ（ｔ），ＫＨ（ｔ）、及び、音源ユニット２１０から送られたソース音信号Ｓ_j（ｔ）（ｊ＝Ｌ，Ｒ）に基づいて、出力音信号生成部１２０_jは、出力音信号Ｄ_j（ｔ）を生成する。そして、出力音信号生成部１２０_jは、生成された出力音信号Ｄ_j（ｔ）を音出力ユニット１３０_jへ送る（図１参照）。

かかる出力音信号Ｄ_j（ｔ）の生成に際し、出力音信号生成部１２０_jでは、遅延部１２２Ｓが、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）から信号ＢＬ_j（ｔ），信号ＢＨ_j（ｔ）を生成する時間に相当する時間だけ、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）を遅延させて信号ＤＳ_j（ｔ）を生成する。そして、遅延部１２２Ｓは、生成された信号ＤＳ_j（ｔ）を加算部１２４へ送る（図６参照）。

また、信号ＤＳ_j（ｔ）の生成処理と並行して、出力音信号生成部１２０_jでは、信号ＢＬ_j（ｔ）を生成する。この信号ＢＬ_j（ｔ）の生成に際しては、まず、ＢＰＦ部１２１Ｌが、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）における周波数Ｆ₁〜Ｆ₂（＞Ｆ₁）の範囲の信号成分を抽出し、信号ＬＳ_j（ｔ）を生成する。そして、ＢＰＦ部１２１Ｌは、生成された信号ＬＳ_j（ｔ）を遅延部１２２Ｌへ送る（図６参照）。

ＢＰＦ部１２１Ｌから送られた信号ＬＳ_j（ｔ）を受けると、遅延部１２２Ｌが、ブースト係数算出部１１０における係数ＫＬの算出時間に相当する時間からＢＰＦ部１２１Ｌよる信号ＬＳ_j（ｔ）の生成時間を差し引いた時間だけ、信号ＬＳ_j（ｔ）を遅延させて信号ＤＬ_j（ｔ）を生成する。そして、遅延部１２２Ｌは、生成された信号ＤＬ_j（ｔ）を増幅部１２３Ｌへ送る（図６参照）。

遅延部１２２Ｌから送られた信号ＤＬ_j（ｔ）を受けると、増幅部１２３Ｌが、ブースト係数算出部１１０から送られた係数ＫＬをゲイン値として、上述した（３）式の算出を行って信号ＢＬ_j（ｔ）を生成する。そして、増幅部１２３Ｌは、生成された信号ＢＬ_j（ｔ）を加算部１２４へ送る（図６参照）。

また、信号ＤＳ_j（ｔ）及び信号ＢＬ_j（ｔ）の生成処理と並行して、出力音信号生成部１２０_jでは、信号ＢＨ_j（ｔ）を生成する。この信号ＢＨ_j（ｔ）の生成に際しては、まず、ＢＰＦ部１２１Ｈが、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）における周波数Ｆ₃（＞Ｆ₂）〜Ｆ₄（＞Ｆ₃）範囲の信号成分を抽出し、信号ＨＳ_j（ｔ）を生成する。そして、ＢＰＦ部１２１Ｈは、生成された信号ＨＳ_j（ｔ）を遅延部１２２Ｈへ送る。

ＢＰＦ部１２１Ｈから送られた信号ＨＳ_j（ｔ）を受けると、遅延部１２２Ｈが、ブースト係数算出部１１０における係数ＫＨの算出時間に相当する時間からＢＰＦ部１２１Ｈよる信号ＨＳ_j（ｔ）の生成時間を差し引いた時間だけ、信号ＨＳ_j（ｔ）を遅延させて信号ＤＨ_j（ｔ）を生成する。そして、遅延部１２２Ｈは、生成された信号ＤＨ_j（ｔ）を増幅部１２３Ｈへ送る（図６参照）。

遅延部１２２Ｈから送られた信号ＤＨ_j（ｔ）を受けると、増幅部１２３Ｈが、ブースト係数算出部１１０から送られた係数ＫＨをゲイン値として、上述した（４）式の算出を行って信号ＢＨ_j（ｔ）を生成する。そして、増幅部１２３Ｈは、生成された信号ＢＨ_j（ｔ）を加算部１２４へ送る（図６参照）。

遅延部１２２Ｓから送られた信号ＤＳ_j（ｔ）、及び、増幅部１２３Ｌ，１２３Ｈから送られた信号ＢＬ_j（ｔ），ＢＨ_j（ｔ）を受けると、加算部１２４は、３個の信号ＤＳ_j（ｔ），ＢＬ_j（ｔ），ＢＨ_j（ｔ）の加算を行い、出力音信号Ｄ_j（ｔ）を生成する。そして、加算部１２４は、生成された出力音信号Ｄ_j（ｔ）を、音出力ユニット１３０_jへ送る。

なお、上述したように、出力音信号Ｄ_j（ｔ）における周波数Ｆ₁〜Ｆ₂の範囲の信号成分が、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）を単に遅延させた信号ＤＳ_j（ｔ）における当該範囲の信号成分と比べて、（１＋ＫＬ）倍に増強されたものとなっている。また、出力音信号Ｄ_j（ｔ）における周波数Ｆ₃〜Ｆ₄の範囲の信号成分が、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）を単に遅延させた信号ＤＳ_j（ｔ）における当該範囲の信号成分と比べて、（１＋ＫＨ）倍に増強されたものとなっている。

上記のようにして生成された出力音信号Ｄ_j（ｔ）（ｊ＝Ｌ，Ｒ）を受けた音出力ユニット１３０_jは、出力音信号Ｄ_j（ｔ）に対応する音を、スピーカＳＰ_jから再生出力する。この結果、周波数Ｆ₁〜Ｆ₂の範囲の信号成分、及び、周波数Ｆ₃〜Ｆ₄の範囲の信号成分が適宜増強された楽曲音が、スピーカＳＰ_jから出力される。

以上説明したように、本実施形態では、ブースト係数算出部１１０において、ＬＰＦ部１１３が、ソース音信号Ｓ_L（ｔ）（左ステレオ信号）とソース音信号Ｓ_R（ｔ）（右ステレオ信号）とを合成した合成信号ＬＲ（ｔ）から、スピーカＳＰ_L，ＳＰ_Rの再生出力性能が低い周波数Ｆ₁未満の信号ＬＦ（ｔ）を抽出する。この信号ＬＦ（ｔ）に基づいて、周波数Ｆ₁〜Ｆ₂（＞Ｆ₁）の増強対象低音域に対応するゲイン（係数ＫＬ）が算出される。

また、出力音信号生成部１２０_j（ｊ＝Ｌ，Ｒ）において、ＢＰＦ部１２１Ｌが、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）から増強対象低音域の信号ＬＳ_j（ｔ）を抽出する。引き続き、増幅部１２３Ｌが、増強対象低音域に対応するゲインで、信号ＬＳ_j（ｔ）が単に遅延された信号ＤＬ_j（ｔ）を増幅し、信号ＢＬ_j（ｔ）を生成する。そして、加算部１２４が、信号ＢＬ_j（ｔ）を、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）を単に遅延させた信号ＤＳ_j（ｔ）に加算する。

したがって、低音再生性能が低いスピーカを用いて楽曲音を再生出力する場合に、適切な低音強調を行うことができる。

本実施形態では、増強対象低音域に対応するゲイン（係数ＫＬ）に加えて、信号ＬＲ（ｔ）に基づいて、周波数Ｆ₃（＞Ｆ₂）〜Ｆ₄（＞Ｆ₃）の増強対象高音域に対応し、増強対象低音域に対応するゲインの変化に連動して変化するゲイン（係数ＫＨ）が更に算出される。また、出力音信号生成部１２０_jにおいて、ＢＰＦ部１２１Ｈが、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）から増強対象高音域の信号ＨＳ_j（ｔ）を抽出する。引き続き、増幅部１２３Ｈが、増強対象高音域に対応するゲインで、信号ＨＳ_j（ｔ）が単に遅延された信号ＤＨ_j（ｔ）を増幅し、信号ＢＨ_j（ｔ）を生成する。そして、加算部１２４が、信号ＢＨ_j（ｔ）を、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）を単に遅延させた信号ＤＳ_j（ｔ）に更に加算する。

このため、増強対象低音域の成分の増強に伴う聴取感の発生を抑制することができる。

［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、左ステレオ信号と右ステレオ信号とを合成した合成信号の信号レベルの絶対値ＡＢ（ｔ）の変化に応じて、増強対象低音域に対応するゲイン（係数ＫＬ）及び増強対象高音域に対応するゲイン（係数ＫＨ）が、図３，４に示されるように変化するようにした。これに対し、これらのゲインを、例えば、正の一定値とするようにしてもよいし、上限値を定めるようにしてもよい。さらに、これらのゲインが、合成信号の信号レベルの絶対値ＡＢ（ｔ）の変化に応じて、非線形で変化するようにしてよい。

また、上記の実施形態では、左ステレオ信号と右ステレオ信号とを合成した合成信号の信号レベルの絶対値に基づいて、増強対象低音域に対応するゲイン及び増強対象高音域に対応するゲインを算出するようにした。これに対し、当該合成信号の信号レベルの実効値に基づいて、これらのゲインを算出するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、増強対象低音域及び増強対象高音域を設定するようにしたが、増強対象低音域のみを設定するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、ブースト係数算出部における信号成分に抽出にローパスフィルタを用いたが、バンドパスフィルタを用いるようにしてもよい。この場合には、増強対象低音域を、例えば、バンドパスフィルタを通過する信号成分の２倍音及び３倍音を含む周波数範囲とすればよい。

また、上記の実施形態では、増強対象低音域の信号成分の抽出にＢＰＦ部１２１Ｌを用いるようにしたが、ＢＰＦ部１２１Ｌに代えてローパスフィルタ部を採用するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、増強対象高音域の信号成分の抽出にＢＰＦ部１２１Ｈを用いるようにしたが、ＢＰＦ部１２１Ｈに代えてハイパスフィルタ部を採用するようにしてもよい。

上記の実施形態では、低音再生性能が低い音域の信号成分に基づいてゲイン（係数）を算出するようにしたが、任意の音域の信号成分に基づいてゲイン（係数）を算出するようにしてもよい。

上記の実施形態では、出力音信号生成部１２０_jにおける加算部１２４による算出に際して、信号ＤＳ_j（ｔ），ＢＬ_j（ｔ），ＢＨ_j（ｔ）間における同期を行うために、３個の遅延部１２２Ｓ，１２２Ｌ，１２２Ｈを備えるようにした（図６参照）。これに対し、ブースト係数算出部における係数ＫＬの算出時間と係数ＫＨの算出時間とが同様であり、ＢＰＦ部１２１Ｌにおける処理時間とＢＰＦ部１２１Ｈにおける処理時間との差が、再生出力音の品質の維持の観点から問題とならない場合には、図９に示されるように、遅延部１２２Ｌ，１２２Ｈに代えて、ＢＰＦ部１２１Ｌ，１２１Ｈの前段に、共通の遅延部１２２Ｃを配置するようにしてもよい。この場合、遅延部１２２Ｃは、ブースト係数算出部における係数ＫＬ，ＫＨの算出時間から、ＢＰＦ部１２１Ｌ又はＢＰＦ部１２１Ｈにおける処理時間を差し引いた時間だけ、ソース音信号Ｓ_j（ｔ）を遅延させる。

また、再生出力音の品質の維持の観点から問題とならない場合には、遅延部１２２Ｓのみ配置するようにしてもよい。

さらに、再生出力音声の品質の確保が可能であれば、ＢＰＦ部１２１Ｌ，１２１Ｈにおける処理時間が、再生出力音の品質の維持の観点から十分に短い場合には、上述した図９における２個の遅延部１２２Ｓ，１２２Ｃを、図１０に示されるように、１個の遅延部１２２Ｄに置き換えるようにしてもよい。

また、図６に記載の遅延部１２２Ｓ、遅延部１２２Ｌ、遅延部１２２Ｈのそれぞれの後段に、それぞれの出力信号のレベルを調整するための調整部（ゲインブロック）を設けるようにしてもよい。

なお、上記の実施形態における楽曲再生装置を、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を備えた演算部としてのコンピュータとして構成し、予め用意されたプログラムを当該コンピュータで実行することにより、楽曲再生装置における処理の一部又は全部を実行するようにしてもよい。このプログラムはハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、当該コンピュータによって記録媒体からロードされて実行される。また、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配信の形態で取得されるようにしてもよい。

１００ … 楽曲再生装置
１１３ … ローパスフィルタ部（第２抽出部）
１２１Ｌ … バンドパスフィルタ部（第１抽出部）
１２１Ｈ … バンドパスフィルタ部（第３抽出部）
１２３Ｌ … 増幅部（第１増幅部）
１２３Ｈ … 増幅部（第２増幅部）
１２４ … 加算部

Claims (1)

1. 左ステレオ信号から第１周波数帯域の第１信号を抽出し、右ステレオ信号から前記第１周波数帯域の第２信号を抽出する第１抽出部と；
   前記左ステレオ信号と前記右ステレオ信号とを合成した合成信号から、第２周波数帯域の信号を抽出する第２抽出部と；
   前記第２抽出部によって抽出された信号に基づいて決定される第１ゲインで前記第１信号が増幅された信号を前記左ステレオ信号に加算し、前記第１ゲインで前記第２信号が増幅された信号を前記右ステレオ信号に加算する加算部と；
   を備えることを特徴とする楽曲再生装置。

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