JP2022171456A - 音響処理装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】過剰な余韻が生じないようにオーディオ信号を制御する音響処理装置を提供する。【解決手段】音響処理装置１００は、オーディオ信号の包絡線の変化量を示す変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下の信号に制限した第１制限信号を生成し、第１制限信号のゲインを振幅で示す第１変動検出信号を生成する第１レベル制限部１２７及び第１リニア変換部１２８と、変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した第２制限信号を生成し、第２制限信号のゲインを振幅で示す第２変動検出信号を生成する第２レベル制限部１２９及び第２リニア変換部１３０と、第１変動検出信号に第２変動検出信号を乗算した乗算信号の振幅を１以上に制限した第３制限信号をオーディオ信号に乗算した信号を、オーディオ信号から減算した低域余韻用補完信号を生成する第２重み付け部１５０と、低域余韻用補完信号をオーディオ信号に加算する合成部１９０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、音響処理装置及びプログラムに関する。

従来、ＣＤやＤＶＤから読み出されたオーディオ信号のダイナミックレンジを拡張する装置が知られている。
例えば、特許文献１に開示の音響処理装置は、音源から出力されるオーディオ信号の包絡線を検出する包絡線検出手段と、包絡線をデシベル変換するデシベル変換手段と、包絡線の変化量を示す変化量信号を生成する微分手段と、変化量信号を反転させる反転手段と、反転された変化量信号をリニアな信号に変換して検出信号を生成するリニア変換手段と、オーディオ信号に検出信号を乗算した信号を、オーディオ信号から減算することにより補完信号を生成する補完信号生成手段と、補完信号を前記オーディオ信号に加算する加算手段と、を備える。

特開２０１３－５５３８４号公報

しかしながら、特許文献１に開示の音響処理装置は、立ち下がり成分については考慮していなかった。スピーカーの時間応答の収束性が悪い場合、音源の余韻に加えて、スピーカーの余韻が加わり、過剰な余韻となる場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、オーディオ信号の余韻を好適に制御することができる音響処理装置及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の余韻制御装置は、入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する検出部と、検出された前記包絡線信号をデシベル変換する変換部と、変換された前記包絡線信号を微分処理し、前記包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する微分処理部と、前記変化量信号の信号レベルを反転させる反転部と、反転させた前記変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下の信号に制限した第１制限信号を生成し、生成した前記第１制限信号のゲインが振幅で示された第１変動検出信号を生成する第１変動検出信号生成部と、反転された前記変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した第２制限信号を生成し、生成した前記第２制限信号のゲインが振幅で示された第２変動検出信号を生成する第２変動検出信号生成部と、前記第１変動検出信号に前記第２変動検出信号を乗算して乗算信号を生成し、生成した前記乗算信号の振幅を１以上に制限した第３制限信号を生成する制限信号生成部と、前記第３制限信号を前記オーディオ信号に乗算した信号を、前記オーディオ信号から減算して第１補完信号を生成する第１補完信号生成部と、前記第１補完信号を前記オーディオ信号に加算する加算部と、を備える。

本発明によれば、過剰な余韻が生じないようにオーディオ信号を制御することができる。

音響処理装置の概略構成を示すブロック図である。 第１変動検出部の概略構成を示すブロック図である。 第２変動検出部の概略構成を示したブロック図である。 第１重み付け部の概略構成を示したブロック図である。 第２重み付け部の概略構成を示したブロック図である。 第３重み付け部の概略構成を示したブロック図である。 入力されたオーディオ信号の信号波形の一例を示す図である。 低域オーディオ信号の信号波形の一例を示す図である。 デシベルの包絡線信号の信号波形の一例を示す。 変化量信号の信号波形の一例を示す図である。 反転処理により反転された変化量信号の信号波形の一例を示す図である。 第１制限信号の信号波形の一例を示す図である。 第２制限信号の信号波形の一例を示す図である。 第１変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。 第２変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。 スムージング処理された第１変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。 第１乗算器が出力する第１変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。 低域アタック用重み付け信号の信号波形の一例を示す図である。 スムージング処理された第２変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。 乗算器からレベル制限部に出力される乗算処理後の第２変動検出信号の信号波形を示す図である。 第３制限信号の信号波形の一例を示す図である。 第３乗算器による乗算後の信号の信号波形の一例を示す。 低域余韻用重み付け信号の信号波形の一例を示す図である。 低域オーディオ信号に低域余韻用補完信号を加算した信号の信号波形を示す図である。 リピート処理及びスムージング処理された第２変動検出信号に基づいて生成された低域余韻用補完信号を低域オーディオ信号に加算した場合の信号の信号波形を示す図である。 低域オーディオ信号に、低域余韻用補完信号と、低域アタック用補完信号とを加算した信号の信号波形を示す図である。 音響処理装置の動作を示すフローチャートである。 ステップＳ３の詳細フローを示すフローチャートである。 ステップＳ４の詳細フローを示すフローチャートである。 ステップＳ７の詳細を示すフローチャートである。 第２実施形態のシステム構成を示す図である。

［音響処理装置１００の全体構成］
図１は、音響処理装置１００の構成を示すブロック図である。
音響処理装置１００は、ダイナミックレンジの圧縮により平滑化された状態のオーディオ信号のゲインを拡張する機能、及びオーディオ信号の低音域での過剰な余韻を抑制する機能を備える。

音響処理装置１００は、ＬＰＦ（Ｌｏｗ－ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１１０と、第１変動検出部１２０と、第１重み付け部１４０と、第２重み付け部１５０と、ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ－ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１６０と、第２変動検出部１７０と、第３重み付け部１８０と、合成部１９０とを備える。
合成部１９０は、加算部に相当する。

音響処理装置１００には、ダイナミックレンジを圧縮されたオーディオ信号が入力される。このオーディオ信号は、例えば、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）などへの記録に伴ってダイナミックレンジを圧縮されたオーディオ信号である。音響処理装置１００に入力されたオーディオ信号は、図１に示すようにＬＰＦ１１０と、ＨＰＦ１６０と、合成部１９０とに入力される。

ＬＰＦ１１０は、入力されたオーディオ信号に対してフィルタ処理を行い、オーディオ信号の低音域成分を抽出する。ＬＰＦ１１０により抽出されたオーディオ信号の低音域成分を、以下では低域オーディオ信号という。
ＨＰＦ１６０は、入力されたオーディオ信号に対してフィルタ処理を行い、オーディオ信号の高音域成分を抽出する。ＨＰＦ１６０により抽出されたオーディオ信号の高音域成分を、以下では高域オーディオ信号という。

図７には、音響処理装置１００に入力されたオーディオ信号の信号波形の一例を示す。このオーディオ信号は、ＣＤに収録されたオーディオ信号を再生したものであり、曲の冒頭の１秒間を表示している。
また、図８は、ＬＰＦ１１０によりフィルタ処理された低域オーディオ信号の信号波形の一例を示す。

第１変動検出部１２０は、ＬＰＦ１１０より入力された低域オーディオ信号の包絡線を検波する。第１変動検出部１２０は、検波した包絡線の変化量を検出し、検出した包絡線の変化量を示す第１変動検出信号を第１重み付け部１４０に出力し、包絡線の変化量を示す第２変動検出信号を第２重み付け部１５０に出力する。第１変動検出信号及び第２変動検出信号についての詳細な説明は後述する。

第２変動検出部１７０は、ＨＰＦ１６０より入力された高域オーディオ信号の包絡線を検波する。第２変動検出部１７０は、検波した包絡線の変化量を検出し、検出した振幅の変化量を示す第３変動検出信号を第３重み付け部１８０に出力する。

第１重み付け部１４０は、第１変動検出信号に基づいて低域アタック用補完信号を生成する。低域アタック用補完信号は、ダイナミックレンジの圧縮により平滑化された低域オーディオ信号の振幅を増幅させる信号である。低域アタック用補完信号は、第２補完信号に相当する。第１重み付け部１４０は、生成した低域アタック用補完信号を合成部１９０に出力する。

第２重み付け部１５０は、第２変動検出信号に基づいて低域余韻用補完信号を生成する。低域余韻用補完信号は、低域オーディオ信号の余韻を減衰させる信号である。低域余韻用補完信号は、第１補完信号に相当する。第２重み付け部１５０は、生成した低域余韻用補完信号を合成部１９０に出力する。

第３重み付け部１８０は、第３変動検出信号に基づいて高域アタック用補完信号を生成する。高域アタック用補完信号は、ダイナミックレンジの圧縮により平滑化された高域オーディオ信号の振幅を増幅させる信号である。第３重み付け部１８０は、生成した高域アタック用補完信号を合成部１９０に出力する。

合成部１９０は、入力されたオーディオ信号に、低域アタック用補完信号、低域余韻用補完信号及び高域アタック用補完信号を加算する。これにより、オーディオ信号の立ち上がりが強調され、聴感上のメリハリ感や臨場感、音質を向上させることができる。また、低域のオーディオ信号の立ち下がりの余韻の収束を速め、音源やスピーカー等に起因する過剰な余韻を抑制させることができる。

［第１変動検出部１２０及び第２変動検出部１７０の構成］
図２は、第１変動検出部１２０の概略構成を示したブロック図である。
第１変動検出部１２０の構成について説明する。
第１変動検出部１２０は、第１最大値検出部１２１と、第１最大値ホールド部１２２と、第１スムージング処理部１２３と、第１デシベル変換部１２４と、第１微分処理部１２５と、第１反転処理部１２６と、第１レベル制限部１２７、第１リニア変換部１２８と、第２レベル制限部１２９と、第２リニア変換部１３０とを備える。
第１最大値検出部１２１、第１最大値ホールド部１２２及び第１スムージング処理部１２３は、検出部に相当する。
第１デシベル変換部１２４は、変換部に相当する。
第１微分処理部１２５は、微分処理部に相当する。
第１反転処理部１２６は、反転部に相当する。
第１レベル制限部１２７及び第１リニア変換部１２８は、第１変動検出信号生成部に相当する。
第２レベル制限部１２９及び第２リニア変換部１３０は、第２変動検出信号生成部に相当する。

第１最大値検出部１２１には、ＬＰＦ１１０によりフィルタ処理された低域オーディオ信号が入力される。
第１最大値検出部１２１は、入力された低域オーディオ信号の振幅を絶対値化し、絶対値化した低域オーディオ信号の振幅の所定時間内の最大値を検出する。第１最大値検出部１２１は、所定時間内のサンプル数であるｍサンプルごとに最大値を第１最大値ホールド部１２２に出力する。ｍは任意の自然数である。

第１最大値ホールド部１２２には、第１最大値検出部１２１から最大値を示す信号が入力される。
第１最大値ホールド部１２２は、入力された信号が示す最大値を含む過去ｎ回分の最大値の中で、最も大きな値を示す最大値を求める。ｎは任意の自然数である。つまり、第１最大値ホールド部１２２は、ｎ×ｍサンプルの間における最も値の高い最大値を求める。第１最大値ホールド部１２２は、求めた最大値を示す信号を所定時間ごとに第１スムージング処理部１２３に出力する。
なお、第１最大値検出部１２１及び第１最大値ホールド部１２２は、最大値を検出する検出範囲が予め設定されており、設定された検出範囲以下の信号レベルの検出は行なわない。

第１スムージング処理部１２３は、第１最大値ホールド部１２２から入力される最大値を示す信号を積分処理し、最大値の変動を滑らかにするスムージング処理を行う。最大値を示す信号にスムージング処理を施すことで、低域オーディオ信号の包絡線を示す包絡線信号が検出される。

第１デシベル変換部１２４は、スムージング処理により求められた低域オーディオ信号の包絡線信号を、デシベルの包絡線信号に変換する。第１デシベル変換部１２４に入力される包絡線信号は、ゲインが振幅で示されるリニアな信号特性を有する。第１デシベル変換部１２４により変換されるデシベルの包絡線信号は、ゲインがデシベル単位で示される信号特性を有する。第１デシベル変換部１２４は、変換したデシベルの包絡線信号を第１微分処理部１２５に出力する。
図９には、第１デシベル変換部１２４から第１微分処理部１２５に出力されるデシベルの包絡線信号の信号波形の一例を示す。

第１微分処理部１２５は、入力されたデシベルの包絡線信号を微分処理して包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する。変化量信号は、包絡線信号の変化に応じて変化する。例えば。包絡線信号の変化量が大きい場合には、変化量信号が大きい値を示し、包絡線信号の変化量が小さい場合には、変化量信号は小さい値を示す。第１微分処理部１２５は、生成した変化量信号を第１反転処理部１２６に出力する。
図１０には、変化量信号の信号波形の一例を示す。

第１微分処理部１２５における微分処理は、ＬＰＦ１１０で低域成分の抽出が行われたオーディオ信号に対して、ハイパスフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことによって実現される。また、このハイパスフィルタにおける正規化カットオフ周波数の設定値を変更することによりフィルタリング処理により求められる変化量の変化時間を調整することが可能となっている。

例えば、ダイナミックレンジが圧縮されて振幅が平滑化された状態は、コンプレッサやリミッタの設定により異なり、また、ＣＤとＤＶＤとでは、ダイナミックレンジの圧縮状態が異なったものとなる。従って、オーディオ信号におけるダイナミックレンジの圧縮状態に応じて正規化カットオフ周波数を調整することにより、ダイナミックレンジの圧縮状態に適したダイナミックレンジの拡張時間の調整を行うことが可能となる。

第１反転処理部１２６は、入力された変化量信号の信号レベルを反転させる反転処理を行う。第１反転処理部１２６は、変化量信号に－１を乗算することにより信号レベル、すなわち信号のプラスとマイナスを反転させる。第１反転処理部１２６は、反転処理した変化量信号を第１レベル制限部１２７及び第２レベル制限部１２９に出力する。
図１１には、反転処理により信号レベルが反転された変化量信号の信号波形の一例を示す。図１１に示す変化量信号と、図１０に示す変化量信号とは信号の正負が反転している。

第１レベル制限部１２７は、入力された変化量信号の信号レベルを－６ｄＢ以上、０ｄＢ以下の第１範囲に制限して第１制限信号を生成する。
第１レベル制限部１２７は、入力された変化量信号の信号レベルが－６ｄＢよりも小さい場合、変化量信号の信号レベルを－６ｄＢに変換して第１制限信号を生成する。また、第１レベル制限部１２７は、入力された変化量信号の信号レベルが０ｄＢよりも大きい場合、変化量信号の信号レベルを０ｄＢに変換して第１制限信号を生成する。
第１レベル制限部１２７は、生成した第１制限信号を第１リニア変換部１２８に出力する。図１２には、第１制限信号の信号波形の一例を示す。

第２レベル制限部１２９は、入力された変化量信号の信号レベルを０ｄＢ以上、６ｄＢ以下の第２範囲に制限して第２制限信号を生成する。
第２レベル制限部１２９は、入力された変化量信号の信号レベルが６ｄＢよりも大きい場合、変化量信号の信号レベルを６ｄＢに変換して第２制限信号を生成する。また、第２レベル制限部１２９は、入力された変化量信号の信号レベルが０ｄＢよりも小さい場合、変化量信号の信号レベルを０ｄＢに変換して第２制限信号を生成する。
第２レベル制限部１２９は、生成した第２制限信号を第２リニア変換部１３０に出力する。
図１３には、第２制限信号の信号波形の一例を示す。

第１リニア変換部１２８は、入力された第１制限信号を、この第１制限信号のゲインを振幅で示すリニアな信号特性を有する信号に変換する。第１リニア変換部１２８は、変換した信号を、第１変動検出信号として第１重み付け部１４０に出力する。
図１４には、第１変動検出信号の信号波形の一例を示す。

第２リニア変換部１３０は、入力された第２制限信号を、この第２制限信号のゲインを振幅で示すリニアな信号特性を有する信号に変換する。第２リニア変換部１３０は、変換した信号を、第２変動検出信号として第２重み付け部１５０に出力する。
図１５には、第２変動検出信号の信号波形の一例を示す。

図３は、第２変動検出部１７０の概略構成を示したブロック図である。
第２変動検出部１７０は、第２最大値検出部１７１、第２最大値ホールド部１７２、第２スムージング処理部１７３、第２デシベル変換部１７４、第２微分処理部１７５、第２反転処理部１７６、第３レベル制限部１７７及び第３リニア変換部１７８を備える。

第２最大値検出部１７１、第２最大値ホールド部１７２、第２スムージング処理部１７３、第２デシベル変換部１７４、第２微分処理部１７５及び第２反転処理部１７６の動作は、第１変動検出部１２０と同一であるため、詳細な説明は省略する。

第３レベル制限部１７７は、第２反転処理部１７６から入力される変化量信号の信号レベルを－３０ｄＢ以上、０ｄＢ以下の第４範囲に制限して第４制限信号を生成する。
第３レベル制限部１７７は、入力された変化量信号の信号レベルが－３０ｄＢよりも小さい場合、変化量信号の信号レベルを－３０ｄＢに変換して第４制限信号を生成する。また、第３レベル制限部１７７は、入力された変化量信号の信号レベルが０ｄＢよりも大きい場合、変化量信号の信号レベルを０ｄＢに変換して第４制限信号を生成する。
第３レベル制限部１７７は、生成した第４制限信号を第３リニア変換部１７８に出力する。

第３リニア変換部１７８は、入力された第４制限信号を、この第４制限信号のゲインを振幅で示すリニアな信号特性を有する信号に変換する。第３リニア変換部１７８は、変換した信号を、第３変動検出信号として第３重み付け部１８０に出力する。

［第１重み付け部１４０、第２重み付け部１５０及び第３重み付け部１８０］
図４は、第１重み付け部１４０の概略構成を示したブロック図である。第１重み付け部１４０は、第１リピート処理部１４１、第３スムージング処理部１４２、第１乗算器１４３、第１減算器１４４及び第１ゲイン調整部１４５を備える。
第１乗算器１４３及び第１減算器１４４は、第２補完信号生成部に相当する。
第１ゲイン調整部１４５は、ゲイン調整部に相当する。

第１リピート処理部１４１には、第１変動検出部１２０から第１変動検出信号が入力される。第１リピート処理部１４１は、入力された第１変動検出信号のフレーム長を、ＬＰＦ１１０から出力される低域オーディオ信号のフレーム長に一致させるリピート処理を実行する。
例えば、ＬＰＦ１１０から出力される低域オーディオ信号のフレーム長が２５６サンプルであり、第１変動検出信号のフレーム長が３２サンプルであると仮定する。この場合、第１リピート処理部１４１は、同じ第１変動検出信号を、２５６／３２で８サンプル、繰り返し第３スムージング処理部１４２に出力する。

第３スムージング処理部１４２は、入力された第１変動検出信号の信号波形を、ローパスフィルタ処理により滑らかにするスムージング処理を行う。第３スムージング処理部１４２は、スムージング処理した第１変動検出信号を第１乗算器１４３及び第２重み付け部１５０に出力する。
図１６には、スムージング処理された第１変動検出信号の信号波形の一例を示す。

第１乗算器１４３には、ＬＰＦ１１０が出力した低域オーディオ信号と、スムージング処理された第１変動検出信号とが入力される。
第１乗算器１４３は、入力された低域オーディオ信号に、スムージング処理された第１変動検出信号を乗算する乗算処理を行う。第１乗算器１４３は、乗算処理した第１変動検出信号を第１減算器１４４に出力する。第１乗算器１４３の乗算処理により、信号レベルが小さいレベルから大きいレベルに変化する低域オーディオ信号の箇所が、第１変動検出信号の検出量に対応して増幅される。
図１７には、第１乗算器１４３が出力する第１変動検出信号の信号波形の一例を示す。

第１減算器１４４は、ＬＰＦ１１０が出力した低域オーディオ信号と、第１乗算器１４３が出力した乗算処理された第１変動検出信号とが入力される。
第１減算器１４４は、入力された低域オーディオ信号から、乗算処理された第１変動検出信号を減算する。
第１減算器１４４で減算処理を行うことにより、信号レベルが小さいレベルから大きいレベルに変化する低域オーディオ信号の箇所において、増幅前の低域オーディオ信号と増幅後のオーディオ信号との信号レベル差が重み付け量として算出される。
第１減算器１４４は、算出した重み付け量を示す信号を、低域アタック用重み付け信号として第１ゲイン調整部１４５に出力する。
図１８には、低域アタック用重み付け信号の信号波形の一例を示す。

第１ゲイン調整部１４５は、入力された低域アタック用重み付け信号の振幅を増幅及び減衰して重み付け量の調節を行い、低域用アタック補完信号を生成する。第１ゲイン調整部１４５は、生成した第１低域補完信号を合成部１９０に出力する。

低域アタック用重み付け信号は、包絡線信号における最大値の変化に基づいて生成されるため、ダイナミックレンジが圧縮されて平滑化された箇所におけるゲインを拡張することが可能である。しかしながら、拡張すべきダイナミックレンジのゲインは、ダイナミックレンジが圧縮されて平滑化されたオーディオ信号ごとに異なり、そのまま低域アタック用重み付け信号をオーディオ信号に加算しても、十分なダイナミックレンジの拡張を行えなかったり、ダイナミックレンジの拡張量が多すぎたりして、かえって音質の低下を招いてしまうおそれもある。

このため、オーディオ信号の圧縮状態などに応じて、第１ゲイン調整部１４５で予め低域アタック用重み付け信号にゲインの増幅及び減衰を行って、重み付け量を調節した第１低域補完信号を生成することにより、合成部１９０においてオーディオ信号に第１低域補完信号を加算した信号のダイナミックレンジを、適切に拡張し、調整することが可能となる。

第１制限信号は、変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下に制限した信号である。この第１制限信号のゲインを振幅で示す第１変動検出信号を第１リニア変換部１２８において生成する。このため、第１変動検出信号は、振幅が１以下の信号となる。
また、第２制限信号は、変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した信号である。この第２制限信号のゲインを振幅で示す第２変動検出信号を第２リニア変換部１３０において生成する。このため、第２変動検出信号は、振幅が１以上の信号となる。
第１減算器１４４より出力される低域アタック用補完信号を「Ｙ２」、第１乗算器１４３及び第１減算器１４４に入力されるオーディオ信号を「Ｓ１」、同じく第１乗算器１４３に入力される第１変動検出信号を「Ｗ２」とすると、低域アタック用補完信号Ｙ２は、以下の式により算出される。
Ｙ２＝Ｓ１―（Ｗ２×Ｓ１）＝（１－Ｗ２）×Ｓ１
第１変動検出信号Ｗ２は、振幅が１以下の信号であるため、１－Ｗ２は、０又は正の値となり、低域アタック用補完信号Ｙ２は、オーディオ信号Ｓ１と同相の信号となる。このため、オーディオ信号Ｓ１に同相の低域アタック用補完信号Ｙ２を加算することで、低域アタック用補完信号Ｙ２によりオーディオ信号Ｓ１の振幅を増幅させることができる。

［第２重み付け部１５０］
図５は、第２重み付け部１５０の概略構成を示したブロック図である。第２重み付け部１５０は、第２リピート処理部１５１、第４スムージング処理部１５２、第２乗算器１５３、第４レベル制限部１５４、第３乗算器１５５、第２減算器１５６及び第２ゲイン調整部１５７を備える。
第２乗算器１５３、第４レベル制限部１５４は、制限信号生成部に相当する。
第３乗算器１５５及び第２減算器１５６は、第１補完信号生成部に相当する。
第２ゲイン調整部１５７は、ゲイン調整部に相当する。

第２リピート処理部１５１には、第１変動検出部１２０から第２変動検出信号が入力される。第２リピート処理部１５１は、入力された第２変動検出信号のフレーム長を、ＬＰＦ１１０から出力される低域オーディオ信号のフレーム長に一致させるリピート処理を実行する。第２リピート処理部１５１の動作は、第１リピート処理部１４１と同一であるため、詳細な説明は省略する。

第４スムージング処理部１５２は、第２リピート処理部１５１から入力された第２変動検出信号の信号波形を、ローパスフィルタ処理により滑らかにするスムージング処理を行う。第４スムージング処理部１５２は、スムージング処理した第２変動検出信号を第２乗算器１５３に出力する。
図１９には、スムージング処理された第２変動検出信号の信号波形の一例を示す。

第２乗算器１５３には、第１重み付け部１４０の第３スムージング処理部１４２が出力した第１変動検出信号と、第４スムージング処理部１５２が出力した第２変動検出信号とが入力される。
第２乗算器１５３は、入力された第１変動検出信号と第２変動検出信号とを乗算して乗算信号を生成する。第２乗算器１５３は、生成した乗算信号を第４レベル制限部１５４に出力する。図２０には、第２乗算器１５３が出力する乗算信号の信号波形の一例を示す。

第４レベル制限部１５４は、入力された乗算信号の振幅を第３範囲である１以上に制限した第３制限信号を生成する。
第４レベル制限部１５４は、振幅が１以下の第２変動検出信号の振幅を１に変換して第３制限信号を生成する。第４レベル制限部１５４は、振幅を１以上に制限した第３制限信号を第３乗算器１５５に出力する。

図２１には、第３制限信号の信号波形の一例を示す。
図１９に示すスムージング処理された第２変動検出信号の範囲ａに示すオーディオ信号の立ち上がり区間（０．２秒～０．４秒）では、振幅が緩やかに１に収束するが、図２１に示す第３制限信号の範囲ｂに示すオーディオ信号の立ち上がり区間（０．２秒～０．４秒）では、振幅が急峻に１に制限される。これは、第２変動検出信号に、第１変動検出信号を乗算することで実現される。
オーディオ信号の立ち上がりにおいて、振幅が急峻に１に制限されることで、低域余韻用補完信号によるオーディオ信号の立ち上がりのアタック感の低減を抑制できる。

第３乗算器１５５は、ＬＰＦ１１０が出力した低域オーディオ信号と、第３制限信号とが入力される。
第３乗算器１５５は、低域オーディオ信号に第３制限信号を乗算する乗算処理を行う。第３乗算器１５５は、乗算後の信号を第２減算器１５６に出力する。図２２には、第３乗算器１５５による乗算後の信号の信号波形の一例を示す。

第２減算器１５６は、ＬＰＦ１１０が出力した低域オーディオ信号と、第３乗算器１５５の出力信号とが入力される。
第２減算器１５６は、低域オーディオ信号から第３乗算器１５５の出力信号を減算する減算処理を行う。第２減算器１５６で減算処理を行うことにより、信号レベルが大きいレベルから小さいレベルに変化する低域オーディオ信号の箇所において、増幅前の低域オーディオ信号と増幅後のオーディオ信号との信号レベル差が重み付け量として算出される。
第２減算器１５６は、算出した重み付け量を示す信号を、低域余韻用重み付け信号として第２ゲイン調整部１５７に出力する。
図２３には、低域余韻用重み付け信号の信号波形の一例を示す。

第２ゲイン調整部１５７は、入力された低域余韻用重み付け信号の振幅を増幅及び減衰して重み付け量の調節を行い、低域余韻用補完信号を生成する。第２ゲイン調整部１５７は、生成した低域余韻用補完信号を合成部１９０に出力する。

第１制限信号は、変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下に制限した信号である。この第１制限信号のゲインを振幅で示す第１変動検出信号を第１リニア変換部１２８により生成する。このため、第１変動検出信号は、振幅が１以下の信号となる。
また、第２制限信号は、変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した信号である。この第２制限信号のゲインを振幅で示す第２変動検出信号を第２リニア変換部１３０により生成する。このため、第２変動検出信号は、振幅が１以上の信号となる。
さらに、第１変動検出信号に第２変動検出信号を乗算した乗算信号の振幅を１以上に制限した第３制限信号は、振幅が１以上の信号となる。
第２減算器１５６より出力される低域余韻用補完信号を「Ｙ１」、第３乗算器１５５及び第２減算器１５６に入力されるオーディオ信号を「Ｓ１」、同じく第３乗算器１５５に入力される第３制限信号を「Ｗ１」とすると、低域余韻用補完信号Ｙ１は、以下の式により算出される。
Ｙ１＝Ｓ１―（Ｗ１×Ｓ１）＝（１－Ｗ１）×Ｓ１
第３制限信号Ｗ１は、振幅が１以上の信号であるため、１－Ｗ１は、０又は負の値となり、低域余韻用補完信号Ｙ１は、オーディオ信号Ｓ１とは逆相の信号となる。このため、オーディオ信号Ｓ１に逆相の低域余韻用補完信号Ｙ１を加算することで、低域余韻用補完信号Ｙ１によりオーディオ信号Ｓ１の振幅を減衰させることができる。

図６は、第３重み付け部１８０の概略構成を示したブロック図である。第３重み付け部１８０は、第３リピート処理部１８１、第５スムージング処理部１８２、第４乗算器１８３、第３減算器１８４及び第３ゲイン調整部１８５を備える。

第３重み付け部１８０は、第１重み付け部１４０と同様の機能部を備えている。第３重み付け部１８０では、第３減算器１８４、ＨＰＦ１６０より入力された高域オーディオ信号から、第３変動検出信号が示す検出量に対応する増幅処理が行われた高域オーディオ信号を減算することにより、高域オーディオ信号における重み付け量を求める。
また、第３重み付け部１８０は、求められた重み付け量の調整を第３ゲイン調整部１８５で行って高域用補完信号を生成する。第３重み付け部１８０における機能部の構成及びその役割は、図４に示す第１重み付け部１４０と同じものであるため、説明を省略する。

［合成部］
合成部１９０は、音響処理装置１００に入力されたオーディオ信号に、第１重み付け部１４０において求められた低域アタック用補完信号と、第２重み付け部１５０において求められた低域余韻補用完信号と、第３重み付け部１８０において求められた高域用補完信号とを加算する。
加算処理を行うことによって、ダイナミックレンジの圧縮により平滑化された音源のオーディオ信号に対して、信号の包絡線の変化量に応じてゲイン補完がなされた低域成分・高域成分のオーディオ信号が加えられるため、ダイナミックレンジを拡張することができ、聴感上でメリハリ感や臨場感、音質を向上させることができる。
また、オーディオ信号に低域余韻補完信号が加算されることで、低域オーディオ信号の余韻を減衰させることができる。

なお、本実施の形態に係る音響処理装置１００では、中域成分に対するダイナミックレンジの拡張処理は行っていない。中域成分は、一般的に、聴覚の感度が高く、ボーカル等の音声成分も多く含まれるため、中域成分におけるダイナミックレンジの拡張を行うと、聴感上の変動感を聴取者に与えてしまうおそれがあるからである。ただし、本実施の形態に係る音響処理装置１００は、低域成分と高域成分とに対してのみダイナミックレンジの拡張処理を行う場合を一例として示しただけであり、中域成分についてもダイナミックレンジの拡張処理を行う構成とすることも可能である。さらに、低域成分のみ、中域成分のみ、高域成分のみ、低域成分と中域成分のみ、高域成分と中域成分のみなど、様々な組み合わせによってダイナミックレンジの拡張処理を行うことも可能である。

図２４は、低域オーディオ信号に低域余韻用補完信号を加算した信号の信号波形を示す。図２４に示す信号には、低域アタック用補完信号及び高域補完信号は加算されていない。また、図２４に破線で示す包絡線は、低域オーディオ信号に低域余韻用補完信号を加算しなかった場合の信号、すなわち、低域オーディオ信号の包絡線を示す。
図２４に示す信号の信号波形は、０．５秒以降において振幅が包絡線よりも小さい。すなわち、信号が減衰していることが分かる。

図２５は、第２重み付け部１５０に第２乗算器１５３及び第４レベル制限部１５４を設けず、リピート処理及びスムージング処理された第２変動検出信号を、直接、第３乗算器１５５に入力することで生成された低域余韻用補完信号を低域オーディオ信号に加算した場合の信号の信号波形を示す。すなわち、第１変動検出信号に第２変動検出信号を乗算しなかった場合の低域オーディオ信号の信号波形を示す。この場合も、低域オーディオ信号には、低域アタック用補完信号及び高域補完信号は加算されていない。図２５に破線で示す包絡線は、低域オーディオ信号の包絡線を示す。
図２５に示す信号の信号波形は、０．５秒以降において振幅が包絡線よりも小さいが、信号の立ち上がり、例えば、図２５に実線で囲む範囲ｃにおいて、振幅が減衰しており、信号の立ち上がりのアタック感が低減してしまう。

図２６は、低域オーディオ信号に、低域余韻用補完信号と、低域アタック用補完信号とを加算した信号の信号波形を示す。図２６に破線で示す包絡線は、低域オーディオ信号の包絡線を示す。
図２６に示すように、低域オーディオ信号に、低域余韻用補完信号と、低域アタック用補完信号とを加算することで、聴感上のメリハリ感や、臨場感、音質を向上させることができ、低域のオーディオ信号の立ち下がりの収束時間を早めることで、音源やスピーカー等に起因する過剰な余韻を抑制することができる。

図２７～図３０は、音響処理装置１００の動作を示すフローチャートである。
図２７～図３０に示すフローチャートを参照しながら音響処理装置１００の動作について説明する。
まず、音響処理装置１００は、オーディオ信号が入力されると（ステップＳ１）、入力されたオーディオ信号をＬＰＦ１１０及びＨＰＦ１６０で処理する。
ＬＰＦ１１０は、入力されたオーディオ信号をフィルタリング処理し、低域オーディオ信号を生成する（ステップＳ２）。また、ＨＰＦ１６０は、入力されたオーディオ信号をフィルタリング処理し、高域オーディオ信号を生成する（ステップＳ３）。
ＬＰＦ１１０は、生成した低域オーディオ信号を第１重み付け部１４０、第１変動検出部１２０及び第２重み付け部１５０に出力する。
ＨＰＦ１６０は、生成した高域オーディオ信号を第２変動検出部１７０及び第３重み付け部１８０に出力する。

第１変動検出部１２０は、入力された低域オーディオ信号に基づいて、第１変動検出信号及び第２変動検出信号を生成する（ステップＳ４）。第１変動検出部１２０は、生成した第１変動検出信号を第１重み付け部１４０に出力し、生成した第２変動検出信号を第２重み付け部１５０に出力する。ステップＳ４の詳細については、図２８のフローチャートを参照しながら説明する。

また、第２変動検出部１７０は、入力された高域オーディオ信号に基づいて、第３変動検出信号を生成する（ステップＳ５）。第２変動検出部１７０は、生成した第３変動検出信号を第３重み付け部１８０に出力する。

次に、第１重み付け部１４０は、入力された低域オーディオ信号と、第１変動検出信号とに基づいて低域アタック用補完信号を生成する（ステップＳ６）。第１重み付け部１４０は、生成した低域アタック用補完信号を合成部１９０に出力する。ステップＳ６の詳細については、図２９のフローチャートを参照しながら説明する。

また、第２重み付け部１５０は、入力された低域オーディオ信号と、第２変動検出信号とに基づいて低域余韻用補完信号を生成する（ステップＳ７）。第２重み付け部１５０は、生成した低域余韻用補完信号を合成部１９０に出力する。ステップＳ７の詳細については、図３０のフローチャートを参照しながら説明する。

さらに、第３重み付け部１８０は、入力された高域オーディオ信号と、第３変動検出信号とに基づいて高域アタック用補完信号を生成する（ステップＳ８）。第３重み付け部１８０は、生成した高域アタック用補完信号を合成部１９０に出力する。

次に、合成部１９０は、入力されたオーディオ信号に、低域アタック用補完信号と、低域余韻用補完信号と、高域アタック用補完信号とを合成し（ステップＳ９）、合成した信号を後段の処理回路に出力する（ステップＳ１０）。後段の処理回路は、例えば、図３１に示すＤ／Ａ変換器１２やアンプ１３が該当する。ステップＳ９は、「第１補完信号を前記オーディオ信号に加算する手順」に相当する。

図２８は、ステップＳ４の詳細を示すフローチャートである。
図２８に示すフローチャートを参照しながら第１変動検出部１２０の動作について説明する。
第１変動検出部１２０は、ＬＰＦ１１０から低域オーディオ信号が入力されると、第１最大値検出部１２１により低域オーディオ信号の最大値を検出し、第１最大値ホールド部１２２により検出した低域オーディオ信号の最大値をホールドして包絡線信号を検出する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１は、「入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する手順」に相当する。

次に、第１変動検出部１２０は、検出した包絡線信号を第１スムージング処理部１２３によりスムージング処理し、スムージング処理した包絡線信号を、デシベルの包絡線信号に変換する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２は、「包絡線信号をデシベル変換する手順」に相当する。

次に、第１変動検出部１２０は、デシベルの包絡線信号を微分処理して変化量信号を生成する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３は、「包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する手順」に相当する。
次に、第１変動検出部１２０は、生成した変化量信号に、第１反転処理部１２６により－１を乗算して反転処理を実行する（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０４は、「変化量信号の信号レベルを反転させる手順」に相当する。

次に、第１変動検出部１２０は、反転処理した変化量信号の信号範囲を、第１レベル制限部１２７により第１範囲に制限して第１制限信号を生成し、第２レベル制限部１２９により第２範囲に制限して第２制限信号を生成する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０５は、「変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下の信号に制限した第１制限信号を生成する手順」、及び「変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した第２制限信号を生成する手順」に相当する。第１範囲は、－６ｄＢ以上、０ｄＢ以下の範囲である。第２範囲は、０ｄＢ以上、６ｄＢ以下の範囲である。

次に、第１変動検出部１２０は、第１制限信号を第１リニア変換部１２８によりリニア変換して第１変動検出信号を生成し、第２制限信号を第２リニア変換部１３０によりリニア変換して第２変動検出信号を生成する（ステップＳ４０６）。ステップＳ４０６は、「第１制限信号のゲインが振幅で示された第１変動検出信号を生成する手順」及び「第２制限信号のゲインが振幅で示された第２変動検出信号を生成する手順」に相当する。

図２９は、ステップＳ６の詳細を示すフローチャートである。
図２９に示すフローチャートを参照しながら第１重み付け部１４０の動作について説明する。
まず、第１重み付け部１４０は、第１変動検出部１２０から第１変動検出信号が入力されると、入力された第１変動検出信号を第１リピート処理部１４１でリピート処理し、リピート処理した第１変動検出信号を第３スムージング処理部１４２によりスムージング処理する（ステップＳ６０１）。第１重み付け部１４０は、リピート処理及びスムージング処理した第１変動検出信号を第１乗算器１４３と、第２重み付け部１５０とに出力する。

次に、第１重み付け部１４０は、リピート処理及びスムージング処理した第１変動検出信号と、低域オーディオ信号とを第１乗算器１４３により乗算する（ステップＳ６０２）。
次に、第１重み付け部１４０は、低域オーディオ信号から、第１乗算器１４３により乗算された信号を減算して低域アタック用重み付け信号を生成する（ステップＳ６０３）。

次に、第１重み付け部１４０は、重み付け信号のゲインを第１ゲイン調整部１４５により調整して低域アタック用補完信号を生成する（ステップＳ６０４）。次に、第１重み付け部１４０は、生成した低域アタック用補完信号を合成部１９０に出力する（ステップＳ６０５）。

図３０は、ステップＳ７の詳細を示すフローチャートである。
図３０に示すフローチャートを参照しながら第２重み付け部１５０の動作について説明する。
まず、第２重み付け部１５０は、第１変動検出部１２０から第２変動検出信号が入力されると、入力された第２変動検出信号を第２リピート処理部１５１でリピート処理し、リピート処理した第２変動検出信号を第４スムージング処理部１５２によりスムージング処理する（ステップＳ７０１）。

次に、第２重み付け部１５０は、リピート処理及びスムージング処理した第２変動検出信号と、第１重み付け部１４０から入力される第１変動検出信号とを乗算する（ステップＳ７０２）。ステップＳ７０２は、「第１変動検出信号に第２変動検出信号を乗算して乗算信号を生成する手順」に相当する。
次に、第２重み付け部１５０は、第２乗算器１５３により乗算した乗算信号の信号範囲を、第４レベル制限部１５４により第３範囲に制限して第３制限信号を生成する（ステップＳ７０３）。第３範囲は、振幅が１以上の範囲である。ステップＳ７０３は、「乗算信号の振幅を１以上に制限した第３制限信号を生成する手順」に相当する。

次に、第２重み付け部１５０は、低域オーディオ信号と、第３制限信号とを第３乗算器１５５により乗算し（ステップＳ７０４）、低域オーディオ信号から、第３乗算器１５５により乗算した信号を第２減算器１５６により減算して余韻用の重み付け信号を生成する（ステップＳ７０５）。ステップＳ７０５は、「第３制限信号をオーディオ信号に乗算した信号を、オーディオ信号から減算して第１補完信号を生成する手順」に相当する。

次に、第２重み付け部１５０は、余韻用の重み付け信号のゲインを第２ゲイン調整部１５７により調整して低域余韻用補完信号を生成する（ステップＳ７０６）。次に、第２重み付け部１５０は、生成した低域余韻用補完信号を合成部１９０に出力する（ステップＳ７０７）。

以上説明したように本実施形態の音響処理装置１００は、第１変動検出部１２０、第２重み付け部１５０及び合成部１９０を備える。
第１変動検出部１２０は、第１最大値検出部１２１、第１最大値ホールド部１２２、第１デシベル変換部１２４、第１微分処理部１２５、第１反転処理部１２６、第１レベル制限部１２７、第１リニア変換部１２８、第２レベル制限部１２９及び第２リニア変換部１３０を備える。

第１最大値検出部１２１及び第１最大値ホールド部１２２は、入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する。
第１デシベル変換部１２４は、検出された包絡線信号をデシベル変換する。
第１微分処理部１２５は、デシベル変換された包絡線信号を微分処理し、包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する。
第１反転処理部１２６は、生成された変化量信号の信号レベルを反転させる。
第１レベル制限部１２７は、反転された変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下の信号に制限した第１制限信号を生成する。
第１リニア変換部１２８は、生成した第１制限信号のゲインが振幅で示された第１変動検出信号を生成する。
第２レベル制限部１２９及び第２リニア変換部１３０は、反転された変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した第２制限信号を生成し、生成した第２制限信号のゲインが振幅で示された第２変動検出信号を生成する。

第２重み付け部１５０は、第２乗算器１５３、第４レベル制限部１５４、第３乗算器１５５及び第２減算器１５６を備える。
第２乗算器１５３は、第１変動検出信号に第２変動検出信号を乗算して乗算信号を生成する。
第４レベル制限部１５４は、生成された乗算信号の振幅を１以上に制限した第３制限信号を生成する。
第３乗算器１５５は、第３制限信号をオーディオ信号に乗算する。
第２減算器１５６は、オーディオ信号に第３制限信号を乗算した信号を、オーディオ信号から減算して低域余韻用補完信号を生成する。
合成部１９０は、低域余韻用補完信号をオーディオ信号に加算する。

第２制限信号は、変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した信号である。この第２制限信号のゲインを振幅で示す第２変動検出信号を第２リニア変換部１３０で生成している。このため、第２変動検出信号は、振幅が１以上の信号となる。
また、第１制限信号は、変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下に制限した信号である。この第１制限信号のゲインを振幅で示す第１変動検出信号を第１リニア変換部１２８で生成している。このため、第１変動検出信号は、振幅が１以下の信号となる。
さらに、第１変動検出信号に第２変動検出信号を乗算した乗算信号の振幅を１以上に制限した第３制限信号は、振幅が１以上の信号となる。
第２減算器１５６より出力される低域余韻用補完信号を「Ｙ１」、第３乗算器１５５及び第２減算器１５６に入力されるオーディオ信号を「Ｓ１」、同じく第３乗算器１５５に入力される第３制限信号を「Ｗ１」とすると、低域余韻用補完信号Ｙ１は、以下の式により算出される。
Ｙ１＝Ｓ１―（Ｗ１×Ｓ１）＝（１－Ｗ１）×Ｓ１
第３制限信号Ｗ１は、振幅が１以上の信号であるため、１－Ｗ１は、０又は負の値となり、低域余韻用補完信号Ｙ１は、オーディオ信号Ｓ１とは逆相の信号となる。このため、オーディオ信号Ｓ１に逆相の低域余韻用補完信号Ｙ１を加算することで、低域余韻用補完信号Ｙ１によりオーディオ信号Ｓ１の振幅を減衰させることができる。

また、音響処理装置１００は、第１重み付け部１４０を備える。
第１重み付け部１４０は、第１乗算器１４３及び第１減算器１４４を備える。
第１乗算器１４３は、オーディオ信号に第１変動検出信号を乗算する。
第１減算器１４４は、オーディオ信号に第１変動検出信号を乗算した信号を、オーディオ信号から減算して低域アタック用補完信号を生成する。
合成部１９０は、オーディオ信号に、低域アタック用補完信号及び低域余韻用補完信号を加算する。

第１制限信号は、上述したように振幅が１以下の信号である。
第１減算器１４４より出力される低域アタック用補完信号を「Ｙ２」、第１乗算器１４３及び第１減算器１４４に入力されるオーディオ信号を「Ｓ１」、同じく第１乗算器１４３に入力される第１変動検出信号を「Ｗ２」とすると、低域アタック用補完信号Ｙ２は、以下の式により算出される。
Ｙ２＝Ｓ１―（Ｗ２×Ｓ１）＝（１－Ｗ２）×Ｓ１
第１変動検出信号Ｗ２は、振幅が１以下の信号であるため、１－Ｗ２は、０又は正の値となり、低域アタック用補完信号Ｙ２は、オーディオ信号Ｓ１と同相の信号となる。このため、オーディオ信号Ｓ１に同相の低域アタック用補完信号Ｙ２を加算することで、低域アタック用補完信号Ｙ２によりオーディオ信号Ｓ１の振幅を増幅させることができる。

また、音響処理装置１００は、低域余韻用補完信号のゲインを調整する第２ゲイン調整部１５７を備え、低域アタック用補完信号のゲインを調整する第１ゲイン調整部１４５を備える。
合成部１９０は、第２ゲイン調整部１５７及び第１ゲイン調整部１４５によりゲインを調整された低域余韻用補完信号及び低域アタック用補完信号をオーディオ信号に加算する。
従って、重み付け量を調整した低域余韻用補完信号及び低域アタック用補完信号を生成することにより、オーディオ信号の振幅の増幅率及び減衰率を適切に調整することができる。

第１微分処理部１２５は、微分処理として、ハイパスフィルタを用いてオーディオ信号にフィルタリング処理を行う。
また、フィルタリング処理により求められる包絡線信号の変化量の変化時間は、ハイパスフィルタにおける正規化カットオフ周波数の設定値を変更することで調整される。
従って、ダイナミックレンジの圧縮状態に適したダイナミックレンジの拡張時間の調整を行うことが可能となる。

［第２実施形態］
図３１は、第２実施形態のシステム構成を示す図である。
第２実施形態は、音源装置１１、音響処理装置２００、Ｄ／Ａ変換器１２、アンプ１３、及びスピーカー１４を備える。

音源装置１１は、コンテンツを再生してオーディオ信号を出力する。コンテンツには、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）、ハードディスク又は半導体メモリー等に記録されたオーディオソースが含まれる。また、コンテンツは、音源装置１１が無線通信部を備え、音源装置１１がサーバ等の外部装置から受信したストリーミングのオーディオ信号であってもよい。

Ｄ／Ａ変換器１２は、音響処理装置２００により処理されたオーディオ信号が入力される。Ｄ／Ａ変換器１２は、入力されたデジタルのオーディオ信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログのオーディオ信号をアンプ１３に出力する。
アンプ１３は、入力したオーディオ信号を増幅し、増幅したオーディオ信号をスピーカー１４に出力する。

音響処理装置２００は、メモリー２１０と、プロセッサー２２０とを備える制御部２３０を備えたコンピューター装置である。制御部２３０は、メモリー２１０に記憶された制御プログラム２１１に従ってプロセッサー２２０が動作することにより音響処理装置２００の動作を統括制御する。

メモリー２１０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリーを備える。ＲＡＭは、各種データ等の一時記憶に用いられ、ＲＯＭは、音響処理装置２００の動作を制御するための制御プログラム２１１や、各種設定情報等を記憶する。

プロセッサー２２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により構成される演算処理装置である。プロセッサー２２０は、制御プログラム２１１を実行して音響処理装置２００の各部を制御する。プロセッサー２２０は、単一のプロセッサーにより構成してもよいし、複数のプロセッサーにより構成することも可能である。また、プロセッサー２２０は、メモリー２１０の一部又は全部や、その他の回路と統合されたＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ）により構成してもよい。また、プロセッサー２２０は、プログラムを実行するＣＰＵと、所定の演算処理を実行するＤＳＰとの組合せにより構成してもよい。さらに、プロセッサー２２０の機能の全てをハードウェアに実装した構成としてもよく、プログラマブルデバイスを用いて構成してもよい。

制御部２３０は、プロセッサー２２０が制御プログラム２１１を実行することにより、図１に示すＬＰＦ１１０、第１変動検出部１２０、第１重み付け部１４０、第２重み付け部１５０、ＨＰＦ１６０、第２変動検出部１７０、第３重み付け部１８０及び合成部１９０として機能する。

制御部２３０は、入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する手順と、検出された包絡線信号をデシベル変換する手順と変換された包絡線信号を微分処理し、包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する手順と、生成された変化量信号の信号レベルを反転させる手順と、反転させた変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下の信号に制限した第１制限信号を生成する手順と、生成した第１制限信号のゲインが振幅で示された第１変動検出信号を生成する手順と、反転された変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した第２制限信号を生成する手順と、生成した第２制限信号のゲインが振幅で示された第２変動検出信号を生成する手順と、第１変動検出信号と第２変動検出信号とを乗算する手順と、第１変動検出信号と第２変動検出信号とを乗算した信号の振幅を１以上に制限した第３制限信号を生成する手順と、第３制限信号をオーディオ信号に乗算した信号を、オーディオ信号から減算して第１補完信号を生成する手順と、第１補完信号をオーディオ信号に加算する手順とを実行する。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。

例えば、図１～図６に示す音響処理装置１００の構成は、これらの装置が備える機能を主な処理内容に応じて分類して示した概略図である。音響処理装置１００の構成は、処理内容に応じて、さらに多くのブロックに分割することもできる。また、この機能ブロックは、図１～図６に示す１つのブロックによりさらに多くの処理を実行するように構成しても良い。また、各ブロックの処理は、１つのハードウェアで実行してもよいし、複数のハードウェアで実行してもよい。また、各ブロックの処理は、１つのプログラムで実現してもよいし、複数のプログラムで実現してもよい。

また、図２７～図３０に示すフローチャートの処理単位は、音響処理装置１００の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものであり、処理単位の分割の仕方や名称によって、本発明が限定されることはない。音響処理装置１００の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割してもよい。また、音響処理装置１００の処理は、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割してもよい。

また、本発明のプログラムを、コンピューターを用いて実現する場合、このコンピューターに実行させるプログラムを記録媒体、又はこのプログラムを伝送する伝送媒体の態様で構成することも可能である。記録媒体には、磁気的、光学的記録媒体又は半導体メモリーデバイスを用いることができる。具体的には、フレキシブルディスク、ＨＤＤ、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ、Ｂｌｕ－ｒａｙ Ｄｉｓｃ、光磁気ディスク、フラッシュメモリ、カード型記録媒体等の可搬型、或いは固定式の記録媒体が挙げられる。また、上記記録媒体は、音響処理装置１００が備えるＲＯＭ、ＨＤＤ等の不揮発性記憶装置であってもよい。

１１ 音源装置
１２ Ｄ／Ａ変換器
１３ アンプ
１４ スピーカー
１００、２００ 音響処理装置
１１０ ＬＰＦ
１２０ 第１変動検出部
１２１ 第１最大値検出部
１２２ 第１最大値ホールド部
１２３ 第１スムージング処理部
１２４ 第１デシベル変換部
１２５ 第１微分処理部
１２６ 第１反転処理部
１２７ 第１レベル制限部
１２８ 第１リニア変換部
１２９ 第２レベル制限部
１３０ 第２リニア変換部
１４０ 第１重み付け部
１４１ 第１リピート処理部
１４２ 第３スムージング処理部
１４３ 第１乗算器
１４４ 第１減算器
１４５ 第１ゲイン調整部
１５０ 第２重み付け部
１５１ 第２リピート処理部
１５２ 第４スムージング処理部
１５３ 第２乗算器
１５４ 第４レベル制限部
１５５ 第３乗算器
１５６ 第２減算器
１５７ 第２ゲイン調整部
１６０ ＨＰＦ
１７０ 第２変動検出部
１７１ 第２最大値検出部
１７２ 第２最大値ホールド部
１７３ 第２スムージング処理部
１７４ 第２デシベル変換部
１７５ 第２微分処理部
１７６ 第２反転処理部
１７７ 第３レベル制限部
１７８ 第３リニア変換部
１８０ 第３重み付け部
１８１ 第３リピート処理部
１８２ 第５スムージング処理部
１８３ 第４乗算器
１８４ 第３減算器
１８５ 第３ゲイン調整部
１９０ 合成部
２１０ メモリー
２１１ 制御プログラム
２２０ プロセッサー
２３０ 制御部

Claims (5)

1. 入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する検出部と、
   検出された前記包絡線信号をデシベル変換する変換部と、
   変換された前記包絡線信号を微分処理し、前記包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する微分処理部と、
   前記変化量信号の信号レベルを反転させる反転部と、
   反転させた前記変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下の信号に制限した第１制限信号を生成し、生成した前記第１制限信号のゲインが振幅で示された第１変動検出信号を生成する第１変動検出信号生成部と、
   反転された前記変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した第２制限信号を生成し、生成した前記第２制限信号のゲインが振幅で示された第２変動検出信号を生成する第２変動検出信号生成部と、
   前記第１変動検出信号に前記第２変動検出信号を乗算して乗算信号を生成し、生成した前記乗算信号の振幅を１以上に制限した第３制限信号を生成する制限信号生成部と、
   前記第３制限信号を前記オーディオ信号に乗算した信号を、前記オーディオ信号から減算して第１補完信号を生成する第１補完信号生成部と、
   前記第１補完信号を前記オーディオ信号に加算する加算部と、
   を備えることを特徴とする音響処理装置。
2. 前記オーディオ信号に前記第１変動検出信号を乗算した信号を、前記オーディオ信号から減算して第２補完信号を生成する第２補完信号生成部を備え、
   前記加算部は、前記第１補完信号及び前記第２補完信号を前記オーディオ信号に加算する、ことを特徴とする請求項１記載の音響処理装置。
3. 前記第１補完信号生成部及び前記第２補完信号生成部により生成された前記第１補完信号及び前記第２補完信号のゲインを調整するゲイン調整部を備え、
   前記加算部は、前記ゲイン調整部によりゲインを調整された前記第１補完信号及び第２補完信号を前記オーディオ信号に加算する、ことを特徴とする請求項２記載の音響処理装置。
4. 前記微分処理部は、前記微分処理として、ハイパスフィルタを用いて前記オーディオ信号にフィルタリング処理を行い、
   前記フィルタリング処理により求められる前記包絡線信号の変化量の変化時間は、前記ハイパスフィルタにおける正規化カットオフ周波数の設定値を変更することで調整される、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の音響処理装置。
5. コンピューターに、
   入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する手順と、
   検出された前記包絡線信号をデシベル変換する手順と、
   変換された前記包絡線信号を微分処理し、前記包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する手順と、
   生成された前記変化量信号の信号レベルを反転させる手順と、
   反転させた前記変化量信号のゲインを、０ｄＢ以下の信号に制限した第１制限信号を生成する手順と、
   生成した前記第１制限信号のゲインが振幅で示された第１変動検出信号を生成する手順と、
   反転された前記変化量信号のゲインを、０ｄＢ以上に制限した第２制限信号を生成する手順と、
   生成した前記第２制限信号のゲインが振幅で示された第２変動検出信号を生成する手順と、
   前記第１変動検出信号に前記第２変動検出信号を乗算して乗算信号を生成する手順と、
   生成した前記乗算信号の振幅を１以上に制限した第３制限信号を生成する手順と、
   前記第３制限信号を前記オーディオ信号に乗算した信号を、前記オーディオ信号から減算して第１補完信号を生成する手順と、
   前記第１補完信号を前記オーディオ信号に加算する手順と、
   を実行させる、ことを特徴とするプログラム。

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