JP2021044730A - Signal processing device and signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音声信号に信号処理を行う信号処理装置、及び、信号処理方法に関する。 The present invention relates to a signal processing device that performs signal processing on an audio signal and a signal processing method.
増幅器付のスピーカー装置等においては、ＤＲＣ（Dynamic Range Control）を採用する製品が増えている。このような製品では、ＤＲＣによって、スピーカー振動板の限界まで振幅させるように、低音を増強している（例えば、特許文献１参照。）。これを実現するために、ボリューム（音量調整）適用後の出力信号から、振動板の振幅の予測等を行い、その値に応じて、ＤＲＣを適用する必要がある。そのため、外部のＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバーター）でボリューム（音量調整）を行う場合、出力信号を予測できないため、ＤＲＣ処理を正しく動作させることができない。図４は、ＤＲＣを含む、従来の信号処理を示す図である。 In speaker devices with amplifiers, the number of products that use DRC (Dynamic Range Control) is increasing. In such a product, the bass is enhanced by DRC so as to oscillate to the limit of the speaker diaphragm (see, for example, Patent Document 1). In order to realize this, it is necessary to predict the amplitude of the diaphragm from the output signal after applying the volume (volume adjustment), and apply DRC according to the value. Therefore, when the volume (volume adjustment) is performed by an external DAC (D / A converter), the output signal cannot be predicted, so that the DRC processing cannot be operated correctly. FIG. 4 is a diagram showing conventional signal processing including DRC.
上述したように、従来技術では、ＤＲＣ処理を適切に行うことができないという問題があった。 As described above, the prior art has a problem that the DRC process cannot be appropriately performed.
本発明の目的は、適切なＤＲＣ（ダイナミックレンジ制御）処理を行うことである。 An object of the present invention is to perform appropriate DRC (dynamic range control) processing.
第１の発明の信号処理装置は、信号のダイナミックレンジを制御するダイナミックレンジ制御処理を行う信号処理部と、制御部と、を備え、前記制御部は、音量調整指示を受け付けた場合に、ダイナミックレンジ制御処理が行われる前に、内部で行われる信号の音量調整処理である、第２音量調整処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定し、ダイナミックレンジ制御処理が行われた後に、外部で行われる信号の音量調整処理である、第１音量調整処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定することを特徴とする。 The signal processing device of the first invention includes a signal processing unit and a control unit that perform dynamic range control processing for controlling the dynamic range of a signal, and the control unit dynamically receives a volume adjustment instruction. Before the range control process is performed, the change value by the second volume adjustment process, which is the signal volume adjustment process performed internally, is set based on the received instruction value, and after the dynamic range control process is performed. It is characterized in that the change value by the first volume adjustment process, which is the volume adjustment process of a signal performed externally, is set based on the received instruction value.
ダイナミックレンジ制御処理において、信号が小さい場合、適用されるゲインは、大きく、逆に、信号が大きい場合、適用されるゲインは、小さくなる。このため、特に、音量を上げる場合、外部での第１音量調整処理よりも前に、内部での第２音量調整処理を設定しなければ、想定外の大信号が出力される。本発明では、ダイナミックレンジ制御処理よりも前に、内部での第２音量調整処理が行われ、ダイナミックレンジ制御処理よりも後に、外部での第１音量調整処理が行われる。そして、制御部は、音量調整指示を受け付けた場合に、第１音量調整処理、及び、第２音量調整処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定する。これにより、適切なダイナミックレンジ制御処理を行うことができる。 In the dynamic range control process, when the signal is small, the applied gain is large, and conversely, when the signal is large, the applied gain is small. Therefore, in particular, when raising the volume, an unexpectedly large signal is output unless the internal second volume adjustment process is set before the external first volume adjustment process. In the present invention, the internal second volume adjustment process is performed before the dynamic range control process, and the external first volume adjustment process is performed after the dynamic range control process. Then, when the control unit receives the volume adjustment instruction, the control unit sets the change value by the first volume adjustment process and the second volume adjustment process based on the received instruction value. As a result, an appropriate dynamic range control process can be performed.
第２の発明の信号処理装置は、第１の発明の信号処理装置において、前記信号処理部は、ダイナミックレンジ制御処理として、信号の実効値を算出する実効値算出処理と、算出した実効値に基づいて、ゲインを取得するゲイン取得処理と、取得したゲインと、信号と、を乗算する乗算処理と、を行うことを特徴とする。 The signal processing device of the second invention is the signal processing device of the first invention, and the signal processing unit performs the effective value calculation process for calculating the effective value of the signal and the calculated effective value as the dynamic range control process. Based on this, it is characterized in that a gain acquisition process for acquiring a gain and a multiplication process for multiplying the acquired gain and a signal are performed.
第３の発明の信号処理装置は、第２の発明の信号処理装置において、前記信号処理部は、実効値算出処理において、信号の２乗値にローパスフィルター処理を行うことで、信号の実効値を算出することを特徴とする。 The signal processing apparatus of the third invention is the signal processing apparatus of the second invention, and the signal processing unit performs low-pass filter processing on the square value of the signal in the effective value calculation processing, so that the effective value of the signal is obtained. Is characterized by calculating.
第４の発明の信号処理装置は、第１〜第３のいずれかの発明の信号処理装置において、第２音量調整処理による変更値は、第１音量調整処理による変更値に比例していることを特徴とする。 In the signal processing device of the fourth invention, in the signal processing device of any one of the first to third inventions, the change value by the second volume adjustment process is proportional to the change value by the first volume adjustment process. It is characterized by.
第５の発明の信号処理装置は、第１〜第４のいずれかの発明の信号処理装置において、 第１音量調整処理が行われる前に、バッファ処理が行われることを特徴とする。 The signal processing device of the fifth invention is characterized in that buffer processing is performed before the first volume adjustment processing is performed in the signal processing device of any one of the first to fourth inventions.
第６の発明の信号処理方法は、信号のダイナミックレンジを制御するダイナミックレンジ制御処理を行い、音量調整指示を受け付けた場合に、ダイナミックレンジ制御処理が行われる前に、内部で行われる信号の音量調整処理である、第２音量調整処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定し、ダイナミックレンジ制御処理が行われた後に、外部で行われる信号の音量調整処理である、第１音量調整処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定することを特徴とする。 The signal processing method of the sixth invention performs dynamic range control processing for controlling the dynamic range of a signal, and when a volume adjustment instruction is received, the volume of the signal performed internally before the dynamic range control processing is performed. The change value by the second volume adjustment process, which is the adjustment process, is set based on the received instruction value, and after the dynamic range control process is performed, the first volume, which is the volume adjustment process of the signal performed externally. It is characterized in that the change value due to the adjustment process is set based on the received instruction value.
本発明によれば、適切なダイナミックレンジ制御処理を行うことができる。 According to the present invention, an appropriate dynamic range control process can be performed.
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る信号処理装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等から構成される。ＣＰＵ（制御部）は、制御プログラム等に従って、信号処理装置を構成する各部を制御する。ＤＳＰ（信号処理部）は、音声信号に、ＤＲＣ（Dynamic Range Control）処理（ダイナミックレンジ制御処理）等の信号処理を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The signal processing device according to the embodiment of the present invention is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and the like. The CPU (control unit) controls each unit constituting the signal processing device according to a control program or the like. The DSP (signal processing unit) performs signal processing such as DRC (Dynamic Range Control) processing (dynamic range control processing) on the audio signal.
図１は、本実施形態に係る信号処理を示す図である。ＤＳＰは、信号のダイナミックレンジを制御するＤＲＣ処理を行う。具体的には、ＤＳＰは、ＤＲＣ処理として、以下の処理を行う。 FIG. 1 is a diagram showing signal processing according to the present embodiment. The DSP performs DRC processing that controls the dynamic range of the signal. Specifically, the DSP performs the following processing as the DRC processing.
（１）ＲＭＳ算出処理
ＤＳＰは、信号のＲＭＳ（Root Mean Square value、実効値）を算出するＲＭＳ算出処理を行う。このＲＭＳ算出処理において、ＤＳＰは、信号の２乗値にローパスフィルター（ＬＰＦ：Low Pass Filter）処理を行うことで、信号のＲＭＳを算出する。
（２）ゲイン取得処理
ＤＳＰは、算出したＲＭＳに基づいて、ゲインを取得するゲイン取得処理を行う。
（３）乗算処理
ＤＳＰは、取得したゲインと、信号と、を乗算する乗算処理を行う。
(1) RMS calculation process The DSP performs an RMS calculation process for calculating the RMS (Root Mean Square value, effective value) of the signal. In this RMS calculation process, the DSP calculates the RMS of the signal by performing a low pass filter (LPF) process on the square value of the signal.
(2) Gain acquisition process The DSP performs a gain acquisition process for acquiring a gain based on the calculated RMS.
(3) Multiplication processing The DSP performs multiplication processing for multiplying the acquired gain and the signal.
第２ボリューム（第２音量調整）処理は、ＤＲＣ処理が行われる前に、内部で行われる信号のボリューム（音量調整）処理である。例えば、ＤＳＰは、第２ボリューム処理を行う。第１ボリューム（第２音量調整）処理は、ＤＲＣ処理が行われた後に、外部で行われる信号のボリューム（音量調整）処理である。第１ボリュームは、外部のＤＡＣ内のボリューム、ＯＳ（Operating System）のマスターボリュームを示している。第１ボリューム処理は、外部のＤＡＣ、ＯＳによって行われる。 The second volume (second volume adjustment) process is a signal volume (volume adjustment) process that is performed internally before the DRC process is performed. For example, the DSP performs the second volume processing. The first volume (second volume adjustment) process is a signal volume (volume adjustment) process performed externally after the DRC process is performed. The first volume indicates a volume in an external DAC and a master volume of an OS (Operating System). The first volume processing is performed by an external DAC and OS.
ＣＰＵは、ボリューム（音量調整）指示を受け付ける。ユーザーは、例えば、ボリュームノブにより、ボリューム指示を行うことができる。ＣＰＵは、ボリューム指示を受け付けると、第１ボリューム処理、及び、第２ボリューム処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定する（ボリューム制御）。ここで、第２ボリューム処理による変更値は、第１ボリューム処理による変更値に比例している。 The CPU receives a volume (volume adjustment) instruction. The user can give a volume instruction by, for example, a volume knob. When the CPU receives the volume instruction, the CPU sets the change value by the first volume processing and the second volume processing based on the received instruction value (volume control). Here, the changed value by the second volume processing is proportional to the changed value by the first volume processing.
実際には、図２に示すように、第１ボリューム処理と、第２ボリューム処理と、の間に、ＯＳのオーディオドライバーやオーディオフレームワークのバッファがある。すなわち、第１ボリューム処理が行われる前に、バッファ処理が行われる。このため、仮に第１ボリューム処理、第２ボリューム処理の値を同時に変更したとしても、バッファに残った前のボリューム値に基づいて計算されたデータが再生される。 Actually, as shown in FIG. 2, there is an OS audio driver or an audio framework buffer between the first volume processing and the second volume processing. That is, the buffer processing is performed before the first volume processing is performed. Therefore, even if the values of the first volume processing and the second volume processing are changed at the same time, the data calculated based on the previous volume value remaining in the buffer is reproduced.
以下、信号処理装置の処理動作を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。ＣＰＵは、ボリューム指示を受け付けると、ボリューム指示が、ボリュームアップであるか否かを判断する（Ｓ２）。ＣＰＵは、ボリュームアップであると判断した場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、第２ボリューム処理に、ボリューム値（変更値）を反映する（Ｓ３）。次に、ＣＰＵは、信号を遅延（ディレイ）し（Ｓ４）、第１ボリューム処理に、ボリューム値（変更値）を反映する（Ｓ５）。 Hereinafter, the processing operation of the signal processing device will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the CPU receives the volume instruction, it determines whether or not the volume instruction is a volume up (S2). When the CPU determines that the volume is up (S2: Yes), the CPU reflects the volume value (changed value) in the second volume processing (S3). Next, the CPU delays the signal (S4) and reflects the volume value (changed value) in the first volume processing (S5).
ＣＰＵは、ボリュームアップでない、すなわち、ボリュームダウンであると判断した場合（Ｓ２：Ｎｏ）、第１ボリューム処理に、ボリューム値（変更値）を反映する（Ｓ５）。次に、ＣＰＵは、信号を遅延（ディレイ）し（Ｓ６）、第２ボリューム処理に、ボリューム値（変更値）を反映する（Ｓ７）。 When the CPU determines that the volume is not up, that is, the volume is down (S2: No), the volume value (change value) is reflected in the first volume processing (S5). Next, the CPU delays the signal (S6) and reflects the volume value (changed value) in the second volume processing (S7).
ＤＲＣ処理において、信号が小さい場合、適用されるゲインは、大きく、逆に、信号が大きい場合、適用されるゲインは、小さくなる。このため、特に、ボリュームを上げる場合、外部での第１ボリューム処理よりも前に、内部での第２ボリューム処理を設定しなければ、想定外の大信号が出力される。本実施形態では、ＤＲＣ処理よりも前に、内部での第２ボリューム処理が行われ、ＤＲＣ処理よりも後に、外部での第１ボリューム処理が行われる。そして、ＣＰＵは、ボリューム指示を受け付けた場合に、第１ボリューム処理、及び、第２ボリューム処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定する。これにより、適切なＤＲＣ処理を行うことができる。 In the DRC processing, when the signal is small, the applied gain is large, and conversely, when the signal is large, the applied gain is small. Therefore, in particular, when raising the volume, an unexpectedly large signal is output unless the internal second volume processing is set before the external first volume processing. In the present embodiment, the internal second volume processing is performed before the DRC processing, and the external first volume processing is performed after the DRC processing. Then, when the CPU receives the volume instruction, the CPU sets the change value by the first volume processing and the second volume processing based on the received instruction value. As a result, appropriate DRC processing can be performed.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. is there.
本発明は、音声信号に信号処理を行う信号処理装置、及び、信号処理方法に好適に採用され得る。 The present invention can be suitably adopted in a signal processing device that performs signal processing on an audio signal and a signal processing method.
Claims (6)
制御部と、を備え、
前記制御部は、
音量調整指示を受け付けた場合に、
ダイナミックレンジ制御処理が行われる前に、内部で行われる信号の音量調整処理である、第２音量調整処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定し、
ダイナミックレンジ制御処理が行われた後に、外部で行われる信号の音量調整処理である、第１音量調整処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定することを特徴とする信号処理装置。 A signal processing unit that performs dynamic range control processing that controls the dynamic range of the signal,
With a control unit
The control unit
When the volume adjustment instruction is accepted
Before the dynamic range control process is performed, the change value by the second volume adjustment process, which is the signal volume adjustment process performed internally, is set based on the received instruction value.
A signal processing device characterized in that after the dynamic range control processing is performed, a change value by the first volume adjustment processing, which is a signal volume adjustment processing performed externally, is set based on a received instruction value.
信号の実効値を算出する実効値算出処理と、
算出した実効値に基づいて、ゲインを取得するゲイン取得処理と、
取得したゲインと、信号と、を乗算する乗算処理と、
を行うことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。 The signal processing unit performs dynamic range control processing.
Effective value calculation processing to calculate the effective value of the signal and
Gain acquisition processing to acquire gain based on the calculated effective value,
Multiplication processing that multiplies the acquired gain and the signal,
The signal processing apparatus according to claim 1.
音量調整指示を受け付けた場合に、
ダイナミックレンジ制御処理が行われる前に、内部で行われる信号の音量調整処理である、第２音量調整処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定し、
ダイナミックレンジ制御処理が行われた後に、外部で行われる信号の音量調整処理である、第１音量調整処理による変更値を、受け付けた指示値に基づいて設定することを特徴とする信号処理方法。 Performs dynamic range control processing to control the dynamic range of the signal,
When the volume adjustment instruction is accepted
Before the dynamic range control process is performed, the change value by the second volume adjustment process, which is the signal volume adjustment process performed internally, is set based on the received instruction value.
A signal processing method characterized in that a change value by the first volume adjustment process, which is a signal volume adjustment process performed externally after the dynamic range control process is performed, is set based on a received instruction value.
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