JP2018509031A - 自動サウンドレベルの調整を有する増幅器 - Google Patents
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Abstract
ユーザによって選択される所望のボリューム利得(GVolume desire)に従って、再生されるべき少なくとも1つのオーディオ信号(SAudio 1からSAudio N)に対して増幅器によって適用されるべきボリューム利得(GVolume applique)を適合させるための方法は、- 再生されるべき少なくとも1つのオーディオ信号(SAudio 1からSAudio N)から標準化全低速サウンドレベル(NSLTN)を計算するステップと、- 最大低速利得(GLentMax)または最小低速利得(GLentMin)をそれぞれ標準化全低速サウンドレベル(NSLTN)で割ることによる、所望のボリューム利得(GVolume desire)の積の商として最大低速ボリューム利得(GVolLentMax)および最小低速ボリューム利得(GVolLentMin)を計算するステップと、- 所望のボリューム利得(GVolume desire)および最大低速ボリューム利得(GVolLentMax)の中から第1の最小値を決定するステップと、- 最大ボリューム利得(GmaxVolume)を乗じた所望のボリューム利得(GVolume desire)および最小低速ボリューム利得(GVolLentMin)の中から第2の最小値を決定するステップと、- 低速ボリューム利得(GVolume Lent)として、第1および第2の前に決定された最小値の最大値を決定するステップと、- 低速ボリューム利得(GVolume Lent)に従って適用されるボリューム利得(GVolume applique)を計算するステップとを含む。
Description
本発明は、ユーザによって選択される所望のボリューム利得に従って、再生されるべき少なくとも1つのオーディオ信号に対して増幅器によって適用されるべきボリューム利得を適合させるための方法に関する。
オーディオ放送システムは、非常に異なる内容(音楽、スピーチ、種々雑多なサウンド)を有する非常に異なるオーディオソースを使用する。オーディオシステムによって放送されるサウンドレベルは、放送システムによって再生されるオーディオ信号およびユーザによって選択され、増幅器上で手動によって調整される所望のボリューム利得の両方に依存する。一定の所望のボリューム利得において、放送されるべきオーディオ信号に応じて、知覚されるサウンドレベルは、非常に異なることもある。ユーザは、特にアクションシーンと会話シーンとの間の頻繁なリズム変化を有する映画のサウンドトラックを聞くとき、知覚されるサウンドレベルを所望の限界内に保つように所望のボリューム利得を変更することを絶えず要求される。
本書では、提案される方法は、再生されるべきオーディオ信号に関係なく一定の所望のボリューム利得を用いて平均サウンドレベルを一定に保つことを目的とする。
これらの補正機構は、頭字語AVL(自動ボリュームレベラ)で知られている。
現況技術の方法の大部分は、ユーザが望むボリューム利得を、それをある量だけ減少させるまたは増加させることによって変更する。
文書米国特許第5,666,430号および米国特許第6,195,438号は、平均サウンドレベルを事実上一定に保つための方法を述べる。
本書では、自動利得システムによって導入されるアーチファクト(ハンチング、無音期間中の非常に高い利得など)にしばしば言及される。これらのアーチファクトは、所望のボリューム利得に対するアクションの開始および解放時間を調整し、調整するのが困難である特定のしきい値を確立することによって減らされる。
現況技術では、使用される機構は、サウンドレベルを一定に保とうとし、これは、1曲の音楽の音楽的内容を完全に歪め、または映画を聞くとき、静かな会話中もしくはアクションシーン中のサウンドレベル間の区別をもはやしない。
本発明は、事実上一定の平均サウンドレベルを課すことなくオーディオ信号に特有のダイナミックスを維持するが、しかしサウンドレベルがユーザにとって心地よい割合で変化することを可能にする能力がある増幅器を提案することを目的とする。
そのために、本発明は、前述の種類の増幅器であって、
- 再生されるべき少なくとも1つの信号から標準化全低速サウンドレベルを計算するステップと、
- 最大低速利得または最小低速利得をそれぞれ標準化全低速サウンドレベルで割ることによる、所望のボリューム利得の積の商として最大低速ボリューム利得および最小低速ボリューム利得を計算するステップと、
- 所望のボリューム利得および最大低速ボリューム利得の中から第1の最小値を決定するステップと、
- 最大ボリューム利得を乗じた所望のボリューム利得および最小低速ボリューム利得の中から第2の最小値を決定するステップと、
- 低速ボリューム利得として、第1および第2の前に決定された最小値の最大値を決定するステップと、
- 低速ボリューム利得に従って適用されるボリューム利得を計算するステップとを含むことを特徴とする、増幅器に関する。
- 再生されるべき少なくとも1つの信号から標準化全低速サウンドレベルを計算するステップと、
- 最大低速利得または最小低速利得をそれぞれ標準化全低速サウンドレベルで割ることによる、所望のボリューム利得の積の商として最大低速ボリューム利得および最小低速ボリューム利得を計算するステップと、
- 所望のボリューム利得および最大低速ボリューム利得の中から第1の最小値を決定するステップと、
- 最大ボリューム利得を乗じた所望のボリューム利得および最小低速ボリューム利得の中から第2の最小値を決定するステップと、
- 低速ボリューム利得として、第1および第2の前に決定された最小値の最大値を決定するステップと、
- 低速ボリューム利得に従って適用されるボリューム利得を計算するステップとを含むことを特徴とする、増幅器に関する。
本発明は主として、オーディオ信号の聴取品質および主要ダイナミックスを維持するために、サウンドレベルを下限と上限との間に維持することを可能にする。
特定の実施形態によると、増幅器によって適用されるべきボリューム利得を調整するための方法は、下記の特徴、
- 標準化全低速サウンドレベルを計算するためのステップは、再生されるべきそのまたは各オーディオ信号について、長期間にわたる各ソースのオーディオ信号のレベルの平均などの、オーディオ信号に特有の低速サウンドレベルを計算するステップを含み、
- 本方法は、再生されるべき少なくとも2つのオーディオ信号を含み、標準化全低速サウンドレベルは、低速サウンドレベルの各々の関数であり、
- 長期間は、1秒よりも大きく、
- 適用されるボリューム利得は、長期間よりも厳密に短い短期間にわたるそのまたは各サウンド信号のサウンドレベルの変動に応じて、1以下の値を有するピークボリューム利得を乗じた低速ボリューム利得の積であり、
- ピークボリューム利得の計算は、
- 再生されるべき少なくとも1つの信号から標準化全高速サウンドレベルを計算するステップと、
- 標準化全高速サウンドレベルで割られる、最大ピーク利得を乗じた標準化全低速サウンドレベルの積の商に等しい膨張係数を計算するステップと、
- 膨張係数および値1の最小値としてピークボリューム利得を計算するステップとを含み、
- 標準化全高速サウンドレベルを計算するためのステップは、再生されるべきそのまたは各オーディオ信号について、短期間にわたるソースのオーディオ信号のレベルの平均などの、各オーディオ信号に特有の高速サウンドレベルを計算するステップを含み、
- 本方法は、再生されるべき少なくとも2つのオーディオ信号を含み、標準化全高速サウンドレベルは、高速サウンドレベルの各々の関数であり、
- 短期間は、1秒未満であるという特徴の1つまたは複数を含む。
- 標準化全低速サウンドレベルを計算するためのステップは、再生されるべきそのまたは各オーディオ信号について、長期間にわたる各ソースのオーディオ信号のレベルの平均などの、オーディオ信号に特有の低速サウンドレベルを計算するステップを含み、
- 本方法は、再生されるべき少なくとも2つのオーディオ信号を含み、標準化全低速サウンドレベルは、低速サウンドレベルの各々の関数であり、
- 長期間は、1秒よりも大きく、
- 適用されるボリューム利得は、長期間よりも厳密に短い短期間にわたるそのまたは各サウンド信号のサウンドレベルの変動に応じて、1以下の値を有するピークボリューム利得を乗じた低速ボリューム利得の積であり、
- ピークボリューム利得の計算は、
- 再生されるべき少なくとも1つの信号から標準化全高速サウンドレベルを計算するステップと、
- 標準化全高速サウンドレベルで割られる、最大ピーク利得を乗じた標準化全低速サウンドレベルの積の商に等しい膨張係数を計算するステップと、
- 膨張係数および値1の最小値としてピークボリューム利得を計算するステップとを含み、
- 標準化全高速サウンドレベルを計算するためのステップは、再生されるべきそのまたは各オーディオ信号について、短期間にわたるソースのオーディオ信号のレベルの平均などの、各オーディオ信号に特有の高速サウンドレベルを計算するステップを含み、
- 本方法は、再生されるべき少なくとも2つのオーディオ信号を含み、標準化全高速サウンドレベルは、高速サウンドレベルの各々の関数であり、
- 短期間は、1秒未満であるという特徴の1つまたは複数を含む。
本発明はさらに、ユーザによって選択される所望のボリューム利得に従って、再生されるべき少なくとも1つのオーディオ信号に対してボリューム利得を適合させるための手段を含む増幅器であって、
- 再生されるべき少なくとも1つの信号から標準化全低速サウンドレベルを計算するための手段と、
- 最大低速利得または最小低速利得をそれぞれ標準化全低速サウンドレベルで割ることによる所望のボリューム利得の積の商として最大低速ボリューム利得および最小低速ボリューム利得を計算するための手段と、
- 所望のボリューム利得および最大低速ボリューム利得の中から第1の最小値を決定するための手段と、
- 最大ボリューム利得を乗じた所望のボリューム利得および最小低速ボリューム利得の中から第2の最小値を決定するための手段と、
- 低速ボリューム利得として、第1および第2の前に決定された最小値の最大値を決定するための手段と、
- 低速ボリューム利得に従って適用されるボリューム利得を計算するための手段とを含む、増幅器に関する。
- 再生されるべき少なくとも1つの信号から標準化全低速サウンドレベルを計算するための手段と、
- 最大低速利得または最小低速利得をそれぞれ標準化全低速サウンドレベルで割ることによる所望のボリューム利得の積の商として最大低速ボリューム利得および最小低速ボリューム利得を計算するための手段と、
- 所望のボリューム利得および最大低速ボリューム利得の中から第1の最小値を決定するための手段と、
- 最大ボリューム利得を乗じた所望のボリューム利得および最小低速ボリューム利得の中から第2の最小値を決定するための手段と、
- 低速ボリューム利得として、第1および第2の前に決定された最小値の最大値を決定するための手段と、
- 低速ボリューム利得に従って適用されるボリューム利得を計算するための手段とを含む、増幅器に関する。
本発明は、単に例として提供され、図面を参照して行われる下記の説明を読むことでより良く理解されることになる。
図1に例示されるサウンド取出し設備10は、デジタル記録の個別トラックなどの、Nオーディオ信号を作成するためのいくつかのモジュール12.1から12.Nを含む。
オーディオ信号を作成するための各モジュール12.1から12.Nは、GVolume appliqueと表される、適用されるボリューム利得を作成するためのユニット15.1から15.Nを通じてスピーカ14.1から14.Nに接続され、そのユニットの出力は、特定の増幅ユニット16.1から16.Nに接続される。
適用されるボリューム利得を適用するための各ユニット15.1から15.Nは、入力として受け取られる信号に適用されるべき同じ適用されるボリューム利得GVolume appliqueを受け取るためにボリューム管理ユニット20に接続される。
ボリューム管理ユニット20は、ユーザがサウンド取出しのためにGVolume desireと表される所望のボリューム利得を調整することを可能にする回転ポテンショメータなどの、制御要素26に接続される。
ボリューム管理ユニット20の構造は、図2にブロック図の形で輪郭を描かれている。
ボリューム管理ユニット20は、SAudio 1・・・SAudio Nと表されるオーディオ信号を受け取るために異なるソース12.1から12.Nの出力に接続される。
各オーディオ信号について、ボリューム管理ユニット20は、低速レベル推定器30.1から30.Nおよび高速レベル推定器32.1から32.Nを含む。
各低速レベル推定器30.1から30.Nは、技術的には1から10秒の間に含まれる、数秒の長期間にわたるサウンドレベルの平均から成る、平均低速サウンドレベルを代表する変数を計算することができる。
例えば、各低速レベル推定器30.1から30.Nは、選択された持続時間、例えば5秒の間のオーディオ信号の実効RMS(二乗平均平方根)速度を計算することができる。
有利には、各オーディオ信号SAudio 1からSAudio Nは、ユーザによって知覚されるサウンドレベルを均質にするために、各ソースに従って適合される重みフィルタ(weight filter)内で処理される。フィルタは、例えばラウドネス重みフィルタ(重みA、B、CまたはD)であり、それは、人間の聴覚の物理音響的モデル(physico-acoustic model)の一種である。
低速サウンドレベルは、オーディオソースSAudio iについてNSL iによって表される。
各高速レベル推定器32.1から32.Nは、典型的には1秒よりも短い、短期間にわたる平均サウンドレベルを規定することができる。このサウンドレベルは、例えば0.1から1秒の間に含まれる持続時間にわたる信号の実効値である。
高速サウンドレベルは、オーディオソースSAudio iについてNSR iによって表される。
加算器34、36は、低速サウンドレベルおよび高速サウンドレベルをそれぞれ互いに合計するために提供される。
この合計の結果は、標準化全低速サウンドレベルおよび標準化全高速サウンドレベルを得るように、ブロック38、40内で絶対基準レベルNiveauRefAbsoluの逆数を乗じられる。これらはそれぞれ、NSLTNおよびNSRTNと表される。それらは、下記の方程式を満たす。
補正モジュール26から得られる所望のボリューム利得GVolume desireは、ブロック42および44内でそれぞれ増幅利得GLentMaxおよびGLentMinだけ増やされ、次いでGVolLentMakと表される最大低速ボリューム利得および最小低速ボリューム利得GVolLentMinをそれぞれ得るために除算ブロック46および48において標準化全低速サウンドレベルNSLTNで割られる。これらの最大および最小低速ボリューム利得は、下記の式に対応する。
最大低速ボリューム利得および最小低速ボリューム利得の計算と並行して、GVolCreteと表されるピークボリューム利得は、爆発音などの、高振幅サウンドを取り出したときサウンドピークの振幅を制限するために決定される。
その計算のために、標準化全低速サウンドレベルNSLTNは、ブロック50において最大ピーク利得GcreteMaxを乗じられる。
最大ピーク利得GcreteMaxは、例えば2つの値の中から選択される増倍係数によって形成され、1つの値は、最大ピーク利得GcreteMaxが小さい夜間モードに対応し、サウンドピークを低減することを可能にし、もう1つの値は、最大ピーク利得GcreteMaxが大きい昼間レベルに対応し、それ故に高振幅サウンドピークの再生を可能にすることを可能にする。
ブロック52は、高速信号のレベルに関する低速信号のサウンドレベルの振幅膨張係数の計算を引き受ける。この係数は、標準化全高速サウンドレベルNSRTNで割られる、最大ピーク利得GCreteMaxを乗じた標準化全低速サウンドレベルNSLTNの商によって形成される。
ブロック54の出力において、ピークボリューム利得GCreteMaxは、値1とブロック52からの膨張係数との間の最小値として決定される。それ故に、ピークボリューム利得GCreteMaxは、下記の式を満たす。
適用されるボリューム利得GVolume appliqueを計算するために、ブロック60は、前に計算されたピークボリューム利得GVolCreteと最大低速ボリューム利得GVolLentMaxおよび最小低速ボリューム利得GVolLentMinから計算された低速ボリューム利得GVolume Lentとの間の積、ならびに制御要素26から所望のボリューム利得GVolume desireを得る。
そのために、所望のボリューム利得GVolume desireは、ブロック72内でGmaxVolumeと表される最大ボリューム利得を乗じられる。
第1のブロック74は、所望のボリューム利得GVolume desireと最大低速ボリューム利得GVolLentMaxとの間の最小値を決定する。
第2のブロック76は、最大ボリューム利得Gmaxvolumeを乗じた所望のボリューム利得GVolume desireと最小低速ボリューム利得GVolLentMinとの間の最小値を決定する。
これらの2つの得られた最小値の間の最大値は、低速ボリューム利得GVolume Lentを形成するためにブロック78によって決定される。それ故に、ボリューム利得は、下記の式を満たす。
最後に、適用されるボリューム利得は、下記の式によってブロック60の出力に提供される。
低速ボリューム利得GVolume Lentは、ブロック42および44内でそれぞれ利得GLentMaxおよびGLentMinを介して設定される所望の上限と下限との間にサウンドレベルを保つことを可能にすることが、理解されるであろう。実際、非常に高いサウンドレベルについては、低速ボリューム利得GVolume Lentは、GVolLentMaxによって与えられる値をとり、それは、サウンドレベルが、あまりに高いときは、さらにより小さい。逆に、もしサウンドレベルが、あまりに低いならば、低速ボリューム利得GVolume Lentは、GVolume desireに対するボリューム利得を所望の最大値に制限するために、GmaxVolume×GVolume desireによって与えられる利得の限界内でGVolLentMinによって与えられる値をとる。
10 サウンド取出し設備
12.1〜12.N オーディオ信号を作成するためのモジュール
14.1〜14.N スピーカ
15.1〜15.N 適用されるボリューム利得を作成するためのユニット
16.1〜16.N 特定の増幅ユニット
20 ボリューム管理ユニット
26 補正モジュール、制御要素
30.1〜30.N 低速レベル推定器
32.1〜32.N 高速レベル推定器
34,36 加算器
38,40,42,44 ブロック
46,48 除算ブロック
50,52,54,60,72 ブロック
74 第1のブロック
76 第2のブロック
78 ブロック
12.1〜12.N オーディオ信号を作成するためのモジュール
14.1〜14.N スピーカ
15.1〜15.N 適用されるボリューム利得を作成するためのユニット
16.1〜16.N 特定の増幅ユニット
20 ボリューム管理ユニット
26 補正モジュール、制御要素
30.1〜30.N 低速レベル推定器
32.1〜32.N 高速レベル推定器
34,36 加算器
38,40,42,44 ブロック
46,48 除算ブロック
50,52,54,60,72 ブロック
74 第1のブロック
76 第2のブロック
78 ブロック
Claims (10)
- ユーザによって選択される所望のボリューム利得(GVolume desire)に従って、再生されるべき少なくとも1つのオーディオ信号(SAudio 1からSAudio N)に対して増幅器によって適用されるべきボリューム利得(GVolume applique)を適合させるための方法であって、
再生されるべき前記信号(SAudio 1からSAudio N)から標準化全低速サウンドレベル(NSLTN)を計算するステップと、
前記標準化全低速サウンドレベル(NSLTN)で割られる、最大低速利得(GLentMax)、最小低速利得(GLentMin)それぞれによる前記所望のボリューム利得(GVolume desire)の積の商として最大低速ボリューム利得(GVolLentMax)および最小低速ボリューム利得(GVolLentMin)を計算するステップと、
前記所望のボリューム利得(GVolume desire)および前記最大低速ボリューム利得(GVolLentMax)の中から第1の最小値を決定するステップと、
最大ボリューム利得(GmaxVolume)を乗じた前記所望のボリューム利得(GVolume desire)および前記最小低速ボリューム利得(GVolLentMin)の中から第2の最小値を決定するステップと、
低速ボリューム利得(GVolume Lent)として、前記第1および第2の前に決定された最小値の最大値を決定するステップと、
前記低速ボリューム利得(GVolume Lent)に従って前記適用されるボリューム利得(GVolume applique)を計算するステップとを含む、方法。 - 前記標準化全低速サウンドレベル(NSLTN)を計算するための前記ステップが、再生されるべき前記または各オーディオ信号(SAudio 1からSAudio N)について、長期間にわたる各ソースの前記オーディオ信号のレベルの平均などの、前記オーディオ信号に特有の低速サウンドレベル(NSL 1、・・・、NSL N)を計算するステップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の適合方法。
- 前記方法が、再生されるべき少なくとも2つのオーディオ信号(SAudio 1からSAudio N)を含み、前記標準化全低速サウンドレベル(NSLTN)が、前記低速サウンドレベル(NSL 1、・・・、NSL N)の各々の関数であることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記長期間が、1秒よりも大きいことを特徴とする、請求項2または3に記載の方法。
- 前記適用されるボリューム利得(GVolume applique)が、前記長期間よりも厳密に短い短期間にわたる前記または各サウンド信号(SAudio 1からSAudio N)のサウンドレベルの変動に応じて1以下の値を有するピークボリューム利得(GVolCrete)を乗じた前記低速ボリューム利得(GVolume Lent)の積であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ピークボリューム利得(GVolCrete)の前記計算が、
再生されるべき前記信号(SAudio 1からSAudio N)から標準化全高速サウンドレベル(NSRTN)を計算するステップと、
前記標準化全高速サウンドレベル(NSRTN)で割られる、最大ピーク利得(GCreteMax)を乗じた前記標準化全低速サウンドレベル(NSLTN)の積の商に等しい膨張係数を計算するステップと、
前記膨張係数および値1の最小値として前記ピークボリューム利得(GVolCrete)を計算するステップとを含むことを特徴とする、請求項5に記載の方法。 - 前記標準化全高速サウンドレベル(NSRTN)を計算するための前記ステップが、再生されるべき前記または各オーディオ信号(SAudio 1からSAudio N)について、前記短期間にわたるソースのオーディオ信号のレベルの平均などの、各オーディオ信号に特有の高速サウンドレベル(NSR 1、・・・、NSR N)を計算するステップを含むことを特徴とする、請求項6に記載の適合方法。
- 前記方法が、再生されるべき少なくとも2つのオーディオ信号(SAudio 1からSAudio N)を含み、前記標準化全高速サウンドレベル(NSRTN)が、前記低速サウンドレベル(NSR 1からNSR N)の各々の関数であることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記短期間が、1秒未満であることを特徴とする、請求項5から8のいずれか一項に記載の方法。
- ユーザによって選択される所望のボリューム利得(GVolume desire)に従って、再生されるべき少なくとも1つのオーディオ信号(SAudio 1からSAudio N)に対してボリューム利得(GVolume applique)を適合させるための手段を含む増幅器であって、
再生されるべき前記信号(SAudio 1からSAudio N)から標準化全低速サウンドレベル(NSLTN)を計算するための手段と、
前記標準化全低速サウンドレベル(NSLTN)で割られる、最大低速利得(GLenMax)、最小低速利得(GLenMin)それぞれによる前記所望のボリューム利得(GVolume desire)の積の商として最大低速ボリューム利得(GVolLenMax)および最小低速ボリューム利得(GVolLenMin)を計算するための手段と、
前記所望のボリューム利得(GVolume desire)および前記最大低速ボリューム利得(GVolLenMax)の中から第1の最小値を決定するための手段と、
最大ボリューム利得(GmaxVolume)を乗じた前記所望のボリューム利得(GVolume desire)および前記最小低速ボリューム利得(GVolLenMin)の中から第2の最小値を決定するための手段と、
低速ボリューム利得(GVolume Lent)として、前記第1および第2の前に決定された最小値の最大値を決定するための手段と、
前記低速ボリューム利得(GVolume Lent)に従って適用される前記ボリューム利得(GVolume applique)を計算するための手段とを含む、増幅器。
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