JP3430913B2 - オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理プログラムが記録された記憶媒体 - Google Patents
オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理プログラムが記録された記憶媒体Info
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- JP3430913B2 JP3430913B2 JP09551298A JP9551298A JP3430913B2 JP 3430913 B2 JP3430913 B2 JP 3430913B2 JP 09551298 A JP09551298 A JP 09551298A JP 9551298 A JP9551298 A JP 9551298A JP 3430913 B2 JP3430913 B2 JP 3430913B2
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- audio signal
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- vth1
- digital audio
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、教育／体育施設、
多目的ホール、バンケットホールなどにおける話者の拡
声音声レベルを自動的に最適なレベルに制御するオーデ
ィオ信号処理装置及びオーディオ信号処理プログラムの
記録された記憶媒体に関し、特にエキスパンド処理とコ
ンプレス処理に関する。
多目的ホール、バンケットホールなどにおける話者の拡
声音声レベルを自動的に最適なレベルに制御するオーデ
ィオ信号処理装置及びオーディオ信号処理プログラムの
記録された記憶媒体に関し、特にエキスパンド処理とコ
ンプレス処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、話者の拡声音声レベルを自動的
に最適なレベルに制御する方法としては、オフマイク
（小声）時にはゲインを「１」より上げ（伸長：エキス
パンド）、過大なオンマイク（大声）時にはゲインを
「１」より下げ（圧縮：コンプレス）、また、マイクを
落としたときのような衝撃音のときにはゲインをコンプ
レス時より更に下げる（抑制：リミット）方法が知られ
ている。
に最適なレベルに制御する方法としては、オフマイク
（小声）時にはゲインを「１」より上げ（伸長：エキス
パンド）、過大なオンマイク（大声）時にはゲインを
「１」より下げ（圧縮：コンプレス）、また、マイクを
落としたときのような衝撃音のときにはゲインをコンプ
レス時より更に下げる（抑制：リミット）方法が知られ
ている。
【０００３】従来のエキスパンド法としてはダウンワー
ド型とアップワード型が知られている。図１２は従来の
ダウンワード型エキスパンド特性とコンプレス特性を示
し、横軸が入力音声レベルＸi 〔ｄＢ〕を、縦軸が出力
音声レベル、Ｙo 〔ｄＢ〕を示している。ただし、 Ｘi 〔ｄＢ〕＝２０log10 ｘi 〔Ｖ〕 Ｙo 〔ｄＢ〕＝２０log10 ｙo 〔Ｖ〕 エキスパンド領域〜では２つの閾値Ｖth1 、Ｖth2
〔ｄＢ〕（Ｖth1 ＞Ｖth2 ）が用いられ、伸長率＝ｎ
（１≦ｎ≦∞）とすると、対数の入出力特性はＸi ≧Ｖ
th1 の領域では Ｙo ＝Ｘi …（１） Ｖth2 ＜Ｘi ＜Ｖth1 の領域では Ｙo ＝Ｖth1 −ｎ（Ｖth1 −Ｘi ） …（２） Ｘi ≦Ｖth2 の領域では Ｙo ＝Ｘi −（ｎ−１）（Ｖth1 −Ｖth2 ） …（３） となり、いずれも１次式である。
ド型とアップワード型が知られている。図１２は従来の
ダウンワード型エキスパンド特性とコンプレス特性を示
し、横軸が入力音声レベルＸi 〔ｄＢ〕を、縦軸が出力
音声レベル、Ｙo 〔ｄＢ〕を示している。ただし、 Ｘi 〔ｄＢ〕＝２０log10 ｘi 〔Ｖ〕 Ｙo 〔ｄＢ〕＝２０log10 ｙo 〔Ｖ〕 エキスパンド領域〜では２つの閾値Ｖth1 、Ｖth2
〔ｄＢ〕（Ｖth1 ＞Ｖth2 ）が用いられ、伸長率＝ｎ
（１≦ｎ≦∞）とすると、対数の入出力特性はＸi ≧Ｖ
th1 の領域では Ｙo ＝Ｘi …（１） Ｖth2 ＜Ｘi ＜Ｖth1 の領域では Ｙo ＝Ｖth1 −ｎ（Ｖth1 −Ｘi ） …（２） Ｘi ≦Ｖth2 の領域では Ｙo ＝Ｘi −（ｎ−１）（Ｖth1 −Ｖth2 ） …（３） となり、いずれも１次式である。
【０００４】したがって、ｘi 〔Ｖ〕、ｙo 〔Ｖ〕及び
ｘi 〔Ｖ〕の閾値ｖth1 〔Ｖ〕、ｖth2 〔Ｖ〕を Ｌi ＝｜ｘi ｜ Ｌo ＝｜ｙo ｜ ｖth1 ＞０ ｖth2 ＞０ とするとＬi ≧ｖth1 の領域では Ｌo ＝Ｌi …（４） ｖth2 ＜Ｌi ＜ｖth1 の領域では Ｌo ＝Ｌi ・（Ｌi ／ｖth1 ）n-1 …（５） Ｌi ≦ｖth2 の領域では Ｌo ＝Ｌi ・（ｖth2 ／ｖth1 ）n-1 …（６） となる。
ｘi 〔Ｖ〕の閾値ｖth1 〔Ｖ〕、ｖth2 〔Ｖ〕を Ｌi ＝｜ｘi ｜ Ｌo ＝｜ｙo ｜ ｖth1 ＞０ ｖth2 ＞０ とするとＬi ≧ｖth1 の領域では Ｌo ＝Ｌi …（４） ｖth2 ＜Ｌi ＜ｖth1 の領域では Ｌo ＝Ｌi ・（Ｌi ／ｖth1 ）n-1 …（５） Ｌi ≦ｖth2 の領域では Ｌo ＝Ｌi ・（ｖth2 ／ｖth1 ）n-1 …（６） となる。
【０００５】今、入出力間のゲインをＧm とするとＬi
≧ｖth1 の領域では Ｇm ＝１ …（７） ｖth2 ＜Ｌi ＜ｖth1 の領域では Ｇm ＝（Ｌi ／ｖth1 ）n-1 …（８） Ｌi ≦ｖth2 の領域では Ｇm ＝（ｖth2 ／ｖth1 ）n-1 …（９） と表すことができる。
≧ｖth1 の領域では Ｇm ＝１ …（７） ｖth2 ＜Ｌi ＜ｖth1 の領域では Ｇm ＝（Ｌi ／ｖth1 ）n-1 …（８） Ｌi ≦ｖth2 の領域では Ｇm ＝（ｖth2 ／ｖth1 ）n-1 …（９） と表すことができる。
【０００６】ここで、このような特性のゲインＧm をデ
ジタル信号処理するためには通常、デジタルシグナルプ
ロセッサ（ＤＳＰ）を用いて入力信号領域に応じて式
（７）、（８）、（９）に基づいて演算処理する必要が
ある。この場合、式（９）はｖth1 、ｖth2 が与えられ
れば一義的に算出可能であり、ＤＳＰによりべき乗計算
を行う必要はない。しかしながら、式（８）はべき乗計
算を行う必要があるので、従来の方法では直線近似処理
が一般的である。なお、直線近似処理方法としては、例
えば論文「S. Wei etc, J. Acoust. Soc. Jpn. (E) 16,
6 (1995)-Realization of dinamic range controllers
on a digital signal processor for audio systems 」
に示すようなｍ次べき乗級数による多項式の直線近似処
理が知られている。
ジタル信号処理するためには通常、デジタルシグナルプ
ロセッサ（ＤＳＰ）を用いて入力信号領域に応じて式
（７）、（８）、（９）に基づいて演算処理する必要が
ある。この場合、式（９）はｖth1 、ｖth2 が与えられ
れば一義的に算出可能であり、ＤＳＰによりべき乗計算
を行う必要はない。しかしながら、式（８）はべき乗計
算を行う必要があるので、従来の方法では直線近似処理
が一般的である。なお、直線近似処理方法としては、例
えば論文「S. Wei etc, J. Acoust. Soc. Jpn. (E) 16,
6 (1995)-Realization of dinamic range controllers
on a digital signal processor for audio systems 」
に示すようなｍ次べき乗級数による多項式の直線近似処
理が知られている。
【０００７】図１３は他の従来例としてアップワード型
エキスパンド特性を示している。ここで、ダウンワード
型では図１２に示すようにゲインが閾値Ｖth１以下の領
域で１以下になり、アップワード型ではゲインが閾値Ｖ
th2 以上の領域で１以上になる。したがって、このゲイ
ン特性Ｇm はＬi ≧ｖth1 の領域では Ｇm ＝（ｖth１／ｖth2 ）n-1 …（１０） ｖth2 ＜Ｌi ＜ｖth1 の領域では Ｇm ＝（Ｌi ／ｖth2 ）n-1 …（１１） Ｌi ≦ｖth2 の領域では Ｇm ＝１ …（１２） となる。したがって、アップワード型においてもダウン
ワード型と同様に、ゲイン特性Ｇm が１次式であるの
で、ＤＳＰにより処理する場合には式（１１）が直線近
似処理される。
エキスパンド特性を示している。ここで、ダウンワード
型では図１２に示すようにゲインが閾値Ｖth１以下の領
域で１以下になり、アップワード型ではゲインが閾値Ｖ
th2 以上の領域で１以上になる。したがって、このゲイ
ン特性Ｇm はＬi ≧ｖth1 の領域では Ｇm ＝（ｖth１／ｖth2 ）n-1 …（１０） ｖth2 ＜Ｌi ＜ｖth1 の領域では Ｇm ＝（Ｌi ／ｖth2 ）n-1 …（１１） Ｌi ≦ｖth2 の領域では Ｇm ＝１ …（１２） となる。したがって、アップワード型においてもダウン
ワード型と同様に、ゲイン特性Ｇm が１次式であるの
で、ＤＳＰにより処理する場合には式（１１）が直線近
似処理される。
【０００８】図１２はさらに、過大なオンマイク（大
声）時にはゲインを「１」より下げる従来のコンプレス
処理を示している。この処理は通常、上記のエキスパン
ド処理の後に行われ、閾値Ｖth-comp （＞Ｖth1 ）以上
の領域においてゲインが「１」から徐々に低下する飽
和特性又は直線特性で処理が行われる。
声）時にはゲインを「１」より下げる従来のコンプレス
処理を示している。この処理は通常、上記のエキスパン
ド処理の後に行われ、閾値Ｖth-comp （＞Ｖth1 ）以上
の領域においてゲインが「１」から徐々に低下する飽
和特性又は直線特性で処理が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１
２、図１３に示す従来のエキスパンド特性では、１次式
であり、閾値Ｖth１、Ｖth2 付近では出力レベルが入力
レベルに対して滑らかに変化しないので、音のつながり
が問題になり、特に高い閾値Ｖth１付近では音量が大き
いので問題が顕著となる。さらに、対数軸上の直線特性
においてリニア軸上のレベル変化を参照すると、レベル
伸長時の音の立ち上がり変化は、低い閾値Ｖth2 付近で
はなだらかであり、高い閾値Ｖth１付近では急激に変化
する。そのため、閾値より大きな信号が入力された後に
エキスパンダを動作させるまでの時間（アタック時間）
の長さに依っては、低い閾値Ｖth2 付近でいわゆる「音
の頭切れ」が発生するという問題点がある。さらに、べ
き乗計算のための直線近似処理をＤＳＰを用いて行う場
合に、演算精度を高めようとするとＤＳＰの信号処理ス
テップ数が多くなるという問題点がある。
２、図１３に示す従来のエキスパンド特性では、１次式
であり、閾値Ｖth１、Ｖth2 付近では出力レベルが入力
レベルに対して滑らかに変化しないので、音のつながり
が問題になり、特に高い閾値Ｖth１付近では音量が大き
いので問題が顕著となる。さらに、対数軸上の直線特性
においてリニア軸上のレベル変化を参照すると、レベル
伸長時の音の立ち上がり変化は、低い閾値Ｖth2 付近で
はなだらかであり、高い閾値Ｖth１付近では急激に変化
する。そのため、閾値より大きな信号が入力された後に
エキスパンダを動作させるまでの時間（アタック時間）
の長さに依っては、低い閾値Ｖth2 付近でいわゆる「音
の頭切れ」が発生するという問題点がある。さらに、べ
き乗計算のための直線近似処理をＤＳＰを用いて行う場
合に、演算精度を高めようとするとＤＳＰの信号処理ス
テップ数が多くなるという問題点がある。
【００１０】また、図１２に示すような飽和型のコンプ
レス特性では、大声領域では抑揚がなくなり、こもっ
た音になるという問題点がある。なお、大声領域では
抑揚があり、メリハリのある聴き取り易い音であること
が望ましい。
レス特性では、大声領域では抑揚がなくなり、こもっ
た音になるという問題点がある。なお、大声領域では
抑揚があり、メリハリのある聴き取り易い音であること
が望ましい。
【００１１】本発明は上記従来の問題点に鑑み、エキス
パンド処理を行う場合に高い閾値Ｖth１付近における入
力レベルに対する出力レベル変化を滑らかにして音のつ
ながりを自然にすることができ、また、低い閾値Ｖth2
付近における音の立ち下がり特性を向上させて音の頭切
れを防止することができ、さらにＤＳＰを用いて処理を
行う場合に信号処理ステップ数を減少させることができ
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。
パンド処理を行う場合に高い閾値Ｖth１付近における入
力レベルに対する出力レベル変化を滑らかにして音のつ
ながりを自然にすることができ、また、低い閾値Ｖth2
付近における音の立ち下がり特性を向上させて音の頭切
れを防止することができ、さらにＤＳＰを用いて処理を
行う場合に信号処理ステップ数を減少させることができ
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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾
値Ｖth1 −Ｖth2 の領域では、閾値Ｖth1 以上の領域の
レベル制御ゲインＧmと飽和するｍ次関数（ｍは２以上
の整数）により近似処理したレベル制御ゲインＧm にな
るようにしたものである。すなわち本発明によれば、デ
ジタルオーディオ信号に対してレベル制御ゲインＧm を
乗算することによりエキスパンドするオーディオ信号処
理装置であって、入力デジタルオーディオ信号のレベル
を判定するための閾値と前記入力デジタルオーディオ信
号のレベルとを比較する手段と、 前記閾値をＶth1 、Ｖ
th2 （Ｖth1 ＞Ｖth2 ）とし、エキスパンド比率をｎと
して、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth
1 以上の領域ではＧm ＝１とし、入力デジタルオーディ
オ信号のレベルが閾値Ｖth2 以下の領域ではＧm＝（Ｖt
h2 ／Ｖth1 ）n-1とし、入力デジタルオーディオ信号の
レベルが閾値Ｖth1 −Ｖth2 の領域では前記閾値Ｖth1
以上の領域のレベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関数
（ｍは２以上の整数）により近似処理することによっ
て、前記閾値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベ
ルとの比較結果に応じてレベル制御ゲインＧm を決定す
る手段と、 前記レベル制御ゲインＧm を決定する手段に
よって決定されたレベル制御ゲインＧm をデジタルオー
ディオ信号に乗算する手段とを、有するオーディオ信号
処理装置が提供される。
するために、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾
値Ｖth1 −Ｖth2 の領域では、閾値Ｖth1 以上の領域の
レベル制御ゲインＧmと飽和するｍ次関数（ｍは２以上
の整数）により近似処理したレベル制御ゲインＧm にな
るようにしたものである。すなわち本発明によれば、デ
ジタルオーディオ信号に対してレベル制御ゲインＧm を
乗算することによりエキスパンドするオーディオ信号処
理装置であって、入力デジタルオーディオ信号のレベル
を判定するための閾値と前記入力デジタルオーディオ信
号のレベルとを比較する手段と、 前記閾値をＶth1 、Ｖ
th2 （Ｖth1 ＞Ｖth2 ）とし、エキスパンド比率をｎと
して、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth
1 以上の領域ではＧm ＝１とし、入力デジタルオーディ
オ信号のレベルが閾値Ｖth2 以下の領域ではＧm＝（Ｖt
h2 ／Ｖth1 ）n-1とし、入力デジタルオーディオ信号の
レベルが閾値Ｖth1 −Ｖth2 の領域では前記閾値Ｖth1
以上の領域のレベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関数
（ｍは２以上の整数）により近似処理することによっ
て、前記閾値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベ
ルとの比較結果に応じてレベル制御ゲインＧm を決定す
る手段と、 前記レベル制御ゲインＧm を決定する手段に
よって決定されたレベル制御ゲインＧm をデジタルオー
ディオ信号に乗算する手段とを、有するオーディオ信号
処理装置が提供される。
【００１３】また、本発明によれば、デジタルオーディ
オ信号に対してレベル制御ゲインＧm を乗算することに
よりエキスパンドするオーディオ信号処理装置であっ
て、入力デジタルオーディオ信号のレベルを判定するた
めの閾値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルと
を比較する手段と、 前記閾値をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1
＞Ｖth2 ）とし、エキスパンド比率をｎとして、入力デ
ジタルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域
ではＧm ＝（Ｖth1 ／Ｖth2 ）n-1とし、入力デジタル
オーディオ信号のレベルが閾値Ｖth2以下の領域ではＧm
＝１とし、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾
値Ｖth1 −Ｖth2 の領域では前記閾値Ｖth1 以上の領域
のレベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関数（ｍは２以
上の整数）により近似処理することによって、前記閾値
と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとの比較結
果に応じてレベル制御ゲインＧm を決定する手段と、 前
記レベル制御ゲインＧm を決定する手段によって決定さ
れたレベル制御ゲインＧmをデジタルオーディオ信号に
乗算する手段とを、有するオーディオ信号処理装置が提
供される。
オ信号に対してレベル制御ゲインＧm を乗算することに
よりエキスパンドするオーディオ信号処理装置であっ
て、入力デジタルオーディオ信号のレベルを判定するた
めの閾値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルと
を比較する手段と、 前記閾値をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1
＞Ｖth2 ）とし、エキスパンド比率をｎとして、入力デ
ジタルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域
ではＧm ＝（Ｖth1 ／Ｖth2 ）n-1とし、入力デジタル
オーディオ信号のレベルが閾値Ｖth2以下の領域ではＧm
＝１とし、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾
値Ｖth1 −Ｖth2 の領域では前記閾値Ｖth1 以上の領域
のレベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関数（ｍは２以
上の整数）により近似処理することによって、前記閾値
と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとの比較結
果に応じてレベル制御ゲインＧm を決定する手段と、 前
記レベル制御ゲインＧm を決定する手段によって決定さ
れたレベル制御ゲインＧmをデジタルオーディオ信号に
乗算する手段とを、有するオーディオ信号処理装置が提
供される。
【００１４】さらに本発明によれば、デジタルオーディ
オ信号に対してレベル制御ゲインＧm を乗算することに
よりエキスパンドするオーディオ信号処理のために、入
力デジタルオーディオ信号のレベルを判定するための閾
値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとを比較
するステップと、 前記閾値をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1 ＞
Ｖth2 ）とし、エキスパンド比率をｎとして、入力デジ
タルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域で
はＧm ＝１とし、入力デジタルオーディオ信号のレベル
が閾値Ｖth2 以下の領域ではＧm＝（Ｖth2 ／Ｖth1 ）
n-1とし、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾値
Ｖth1 −Ｖth2 の領域では前記閾値Ｖth1 以上の領域の
レベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関数（ｍは２以上
の整数）により近似処理することによって、前記閾値と
前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとの比較結果
に応じてレベル制御ゲインＧm を決定するステップと、
前記レベル制御ゲインＧm を決定するステップによって
決定されたレベル制御ゲインＧm をデジタルオーディオ
信号に乗算するステップとを有するオーディオ信号処理
プログラムが記録された記憶媒体が提供される。
オ信号に対してレベル制御ゲインＧm を乗算することに
よりエキスパンドするオーディオ信号処理のために、入
力デジタルオーディオ信号のレベルを判定するための閾
値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとを比較
するステップと、 前記閾値をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1 ＞
Ｖth2 ）とし、エキスパンド比率をｎとして、入力デジ
タルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域で
はＧm ＝１とし、入力デジタルオーディオ信号のレベル
が閾値Ｖth2 以下の領域ではＧm＝（Ｖth2 ／Ｖth1 ）
n-1とし、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾値
Ｖth1 −Ｖth2 の領域では前記閾値Ｖth1 以上の領域の
レベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関数（ｍは２以上
の整数）により近似処理することによって、前記閾値と
前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとの比較結果
に応じてレベル制御ゲインＧm を決定するステップと、
前記レベル制御ゲインＧm を決定するステップによって
決定されたレベル制御ゲインＧm をデジタルオーディオ
信号に乗算するステップとを有するオーディオ信号処理
プログラムが記録された記憶媒体が提供される。
【００１５】さらに本発明によれば、デジタルオーディ
オ信号に対してレベル制御ゲインＧm を乗算することに
よりエキスパンドするオーディオ信号処理のために、入
力デジタルオーディオ信号のレベルを判定するための閾
値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとを比較
するステップと、 前記閾値をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1 ＞
Ｖth2 ）とし、エキスパンド比率をｎとして、入力デジ
タルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域で
はＧm ＝（Ｖth1 ／Ｖth2 ）n-1とし、入力デジタルオ
ーディオ信号のレベルが閾値Ｖth2以下の領域ではＧm
＝１とし、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾値
Ｖth1 −Ｖth2 の領域では前記閾値Ｖth1 以上の領域の
レベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関数（ｍは２以上
の整数）により近似処理することによって、前記閾値と
前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとの比較結果
に応じてレベル制御ゲインＧm を決定するステップと、
前記レベル制御ゲインＧm を決定するステップによって
決定されたレベル制御ゲインＧm をデジタルオーディオ
信号に乗算するステップとを有するオーディオ信号処理
プログラムが記録された記憶媒体が提供される。
オ信号に対してレベル制御ゲインＧm を乗算することに
よりエキスパンドするオーディオ信号処理のために、入
力デジタルオーディオ信号のレベルを判定するための閾
値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとを比較
するステップと、 前記閾値をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1 ＞
Ｖth2 ）とし、エキスパンド比率をｎとして、入力デジ
タルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域で
はＧm ＝（Ｖth1 ／Ｖth2 ）n-1とし、入力デジタルオ
ーディオ信号のレベルが閾値Ｖth2以下の領域ではＧm
＝１とし、入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾値
Ｖth1 −Ｖth2 の領域では前記閾値Ｖth1 以上の領域の
レベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関数（ｍは２以上
の整数）により近似処理することによって、前記閾値と
前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとの比較結果
に応じてレベル制御ゲインＧm を決定するステップと、
前記レベル制御ゲインＧm を決定するステップによって
決定されたレベル制御ゲインＧm をデジタルオーディオ
信号に乗算するステップとを有するオーディオ信号処理
プログラムが記録された記憶媒体が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係るオーディオ信
号処理装置の一実施形態の要部であるエキスパンダのア
ルゴリズムを示す説明図、図２は図１のエキスパンダの
特性を示すグラフ、図３は図１のエキスパンダの処理を
説明するためのフローチャートである。
施の形態を説明する。図１は本発明に係るオーディオ信
号処理装置の一実施形態の要部であるエキスパンダのア
ルゴリズムを示す説明図、図２は図１のエキスパンダの
特性を示すグラフ、図３は図１のエキスパンダの処理を
説明するためのフローチャートである。
【００１７】図１に示すエキスパンダでは、入力レベル
Ｘi に対して第１のエキスパンドゲインＧm を乗算し
（図示ＭＰＹ）、次いでこの乗算値に対して第２のエキ
スパンドゲインＧe を乗算するように構成され、第１の
エキスパンドゲインＧm は図２に示すように、Ｘi ≦Ｖ
th2 の領域では Ｇm ＝（Ｖth2 ／Ｖth1 ）n-1 Ｖth2 ＜Ｘi ＜Ｖth1 の領域では、 Ｇm ＝１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi Ｘi ≧Ｖth1 の領域では Ｇm ＝１ になるように制御される。したがって、このような特性
によれば、高い閾値Ｖth1 付近における出力レベルが入
力レベルに対して滑らかになるようにして音がつなが
り、また、低い閾値Ｖth2 付近における音の立ち下がり
特性を向上させて音の頭切れを防止することができる。
ここで、Ｘi ≦Ｖth2 の領域ではＧm ＝一定値＜１で
あり、ダウンワード型エキスパンド特性であるので、領
域、では加速飽和特性のダウンワード型となる。
Ｘi に対して第１のエキスパンドゲインＧm を乗算し
（図示ＭＰＹ）、次いでこの乗算値に対して第２のエキ
スパンドゲインＧe を乗算するように構成され、第１の
エキスパンドゲインＧm は図２に示すように、Ｘi ≦Ｖ
th2 の領域では Ｇm ＝（Ｖth2 ／Ｖth1 ）n-1 Ｖth2 ＜Ｘi ＜Ｖth1 の領域では、 Ｇm ＝１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi Ｘi ≧Ｖth1 の領域では Ｇm ＝１ になるように制御される。したがって、このような特性
によれば、高い閾値Ｖth1 付近における出力レベルが入
力レベルに対して滑らかになるようにして音がつなが
り、また、低い閾値Ｖth2 付近における音の立ち下がり
特性を向上させて音の頭切れを防止することができる。
ここで、Ｘi ≦Ｖth2 の領域ではＧm ＝一定値＜１で
あり、ダウンワード型エキスパンド特性であるので、領
域、では加速飽和特性のダウンワード型となる。
【００１８】ここで、領域のｍ次関数を２次とし、ま
た、閾値Ｖth1 と入力レベルＸi の絶対値との差Δを Δ＝ｖth1 −｜ｘi｜ ＝ｖth1 −ｌi とし、特性変換を行うためのアルゴリズムとして、Δを
変数とする関数ｆ（Δ）を ｆ＝ｋ（Δ＋ｑΔ2 ） …（１３） ただし、ｋ，ｑはパラメータのように２次式で近似表現
すると、出力Ｙo 及びＬo は入力Ｘi と関数ｆにより次
式で与えられる。 ｙo ＝ｘi −ｆ （ｘi ＞０） …（１４） ｙo ＝ｘi ＋ｆ （ｘi ≦０） …（１５）
た、閾値Ｖth1 と入力レベルＸi の絶対値との差Δを Δ＝ｖth1 −｜ｘi｜ ＝ｖth1 −ｌi とし、特性変換を行うためのアルゴリズムとして、Δを
変数とする関数ｆ（Δ）を ｆ＝ｋ（Δ＋ｑΔ2 ） …（１３） ただし、ｋ，ｑはパラメータのように２次式で近似表現
すると、出力Ｙo 及びＬo は入力Ｘi と関数ｆにより次
式で与えられる。 ｙo ＝ｘi −ｆ （ｘi ＞０） …（１４） ｙo ＝ｘi ＋ｆ （ｘi ≦０） …（１５）
【００１９】これを絶対式で表すと、
Ｌo ＝Ｌi ｛１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi ｝ …（１６）
となり、したがって、入出力間のゲインＧm は
Ｇm ＝１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi …（１７）
となる。
【００２０】次に、図１、図３を参照してエキスパンダ
の処理を詳細に説明する。まず、正負の極性を有するオ
ーディオ信号ｘｉが入力されると（ステップＳ１）、信
号ｘｉを整流することによりＬｉ＝｜ｘｉ｜を求め（ス
テップＳ２）、次いでリリースタイム制御を行う（ステ
ップＳ３）。ここで、図１に示す構成では、閾値より大
きな信号が入力された後にエキスパンダの動作を開始さ
せるまでの時間（アタック時間）と、入力信号が閾値よ
り小さくなるとエキスパンダの動作を停止させるまでの
時間（リリース時間）が設定可能に構成され、ステップ
Ｓ３におけるリリースタイム制御では、設定時間に応じ
て｜ｘｉ｜をピークホールドする制御を行う。
の処理を詳細に説明する。まず、正負の極性を有するオ
ーディオ信号ｘｉが入力されると（ステップＳ１）、信
号ｘｉを整流することによりＬｉ＝｜ｘｉ｜を求め（ス
テップＳ２）、次いでリリースタイム制御を行う（ステ
ップＳ３）。ここで、図１に示す構成では、閾値より大
きな信号が入力された後にエキスパンダの動作を開始さ
せるまでの時間（アタック時間）と、入力信号が閾値よ
り小さくなるとエキスパンダの動作を停止させるまでの
時間（リリース時間）が設定可能に構成され、ステップ
Ｓ３におけるリリースタイム制御では、設定時間に応じ
て｜ｘｉ｜をピークホールドする制御を行う。
【００２１】次いでＬｉ≦ｖth2 の領域か否かを判断
し（ステップＳ４）、ＹＥＳの場合にはステップＳ５に
進んで制御ゲインＧm ＝（ｖth2 ／ｖth1 ）n-1 を算出
し、ステップＳ１０に進む。他方、ＮＯの場合にはステ
ップＳ６に進んでＬｉ≧ｖth1 の領域か否かを判断し
（ステップＳ６）、ＹＥＳの場合にはステップＳ７に進
んでΔ＝０を選択し、ステップＳ９に進む。また、Ｌｉ
≧ｖth1 でない場合すなわち領域の場合にはΔ＝ｖth
1 −Ｌi を選択し、ステップＳ９に進む。ステップＳ９
ではＧm ＝１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi を算出し、ステ
ップＳ１０ではエキスパンドゲインＧe ＝１に設定し、
次いでアタックタイム制御を行い（ステップＳ１１）、
次いでｙo ＝ｘi ・Ｇm ・Ｇe を算出して出力する（ス
テップＳ１２）。なお、アタックタイム制御ではゲイン
Ｇm を設定時間に応じた積分を行う。
し（ステップＳ４）、ＹＥＳの場合にはステップＳ５に
進んで制御ゲインＧm ＝（ｖth2 ／ｖth1 ）n-1 を算出
し、ステップＳ１０に進む。他方、ＮＯの場合にはステ
ップＳ６に進んでＬｉ≧ｖth1 の領域か否かを判断し
（ステップＳ６）、ＹＥＳの場合にはステップＳ７に進
んでΔ＝０を選択し、ステップＳ９に進む。また、Ｌｉ
≧ｖth1 でない場合すなわち領域の場合にはΔ＝ｖth
1 −Ｌi を選択し、ステップＳ９に進む。ステップＳ９
ではＧm ＝１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi を算出し、ステ
ップＳ１０ではエキスパンドゲインＧe ＝１に設定し、
次いでアタックタイム制御を行い（ステップＳ１１）、
次いでｙo ＝ｘi ・Ｇm ・Ｇe を算出して出力する（ス
テップＳ１２）。なお、アタックタイム制御ではゲイン
Ｇm を設定時間に応じた積分を行う。
【００２２】このような構成によれば、図１に示すアル
ゴリズムのエキスパンダをＤＳＰにより構成した場合の
処理ステップ数は、除算命令における除算精度を２４ビ
ットとすると約６０ステップ（ただし、アタックタイム
制御とリリースタイム制御の処理は除く）で実現するこ
とができる。
ゴリズムのエキスパンダをＤＳＰにより構成した場合の
処理ステップ数は、除算命令における除算精度を２４ビ
ットとすると約６０ステップ（ただし、アタックタイム
制御とリリースタイム制御の処理は除く）で実現するこ
とができる。
【００２３】図４は第２の実施形態として加速飽和特性
のアップワード型エキスパンダ特性を示し、図５はその
処理を示している。図４において、Ｘi ≦Ｖth2 の領域
では Ｇm ＝１ Ｖth2 ＜Ｘi ＜Ｖth1 の領域では、 Ｇm ＝１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi Ｘi ≧Ｖth1 の領域では Ｇm ＝（ｖth1 ／ｖth2 ）n-1 になるように制御される。
のアップワード型エキスパンダ特性を示し、図５はその
処理を示している。図４において、Ｘi ≦Ｖth2 の領域
では Ｇm ＝１ Ｖth2 ＜Ｘi ＜Ｖth1 の領域では、 Ｇm ＝１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi Ｘi ≧Ｖth1 の領域では Ｇm ＝（ｖth1 ／ｖth2 ）n-1 になるように制御される。
【００２４】Ｖth2 ＜Ｘi ＜Ｖth1 の領域では、閾値
Ｖth1 において領域と飽和するｍ次関数の加速飽和特
性であり、ここで、従来例における領域に関する式
（１１）を変形して、 Ｇm ＝｛（Ｌi ／ｖth1 ）n-1 ｝・（ｖth１／ｖth2 ）
n-1 とすれば、エキスパンドゲインＧｅは従来例における領
域に関する式（１０） Ｇm ＝（ｖth1 ／ｖth2 ）n-1 を用いればよく、ＤＳＰは閾値Ｖth1 、Ｖth2 を与えら
れれば一義的に算出可能であり、処理ステップは増加し
ない。
Ｖth1 において領域と飽和するｍ次関数の加速飽和特
性であり、ここで、従来例における領域に関する式
（１１）を変形して、 Ｇm ＝｛（Ｌi ／ｖth1 ）n-1 ｝・（ｖth１／ｖth2 ）
n-1 とすれば、エキスパンドゲインＧｅは従来例における領
域に関する式（１０） Ｇm ＝（ｖth1 ／ｖth2 ）n-1 を用いればよく、ＤＳＰは閾値Ｖth1 、Ｖth2 を与えら
れれば一義的に算出可能であり、処理ステップは増加し
ない。
【００２５】図５を参照してこの第２の実施形態の処理
を説明すると、まず、第１の実施形態と同様に、正負の
極性を有するオーディオ信号ｘｉが入力されると（ステ
ップＳ２１）、信号ｘｉを整流することによりＬｉ＝｜
ｘｉ｜を求め（ステップＳ２２）、次いでリリースタイ
ム制御を行う（ステップＳ２３）。次いでＬｉ≦ｖth2
の領域か否かを判断し（ステップＳ２４）、ＹＥＳの
場合にはステップＳ２５に進み、他方、ＮＯの場合には
ステップＳ２７に進む。ステップＳ２５では制御ゲイン
Ｇm ＝１に設定し、次いでエキスパンドゲインＧe ＝１
に設定し（ステップＳ２６）、ステップＳ３２に進む。
を説明すると、まず、第１の実施形態と同様に、正負の
極性を有するオーディオ信号ｘｉが入力されると（ステ
ップＳ２１）、信号ｘｉを整流することによりＬｉ＝｜
ｘｉ｜を求め（ステップＳ２２）、次いでリリースタイ
ム制御を行う（ステップＳ２３）。次いでＬｉ≦ｖth2
の領域か否かを判断し（ステップＳ２４）、ＹＥＳの
場合にはステップＳ２５に進み、他方、ＮＯの場合には
ステップＳ２７に進む。ステップＳ２５では制御ゲイン
Ｇm ＝１に設定し、次いでエキスパンドゲインＧe ＝１
に設定し（ステップＳ２６）、ステップＳ３２に進む。
【００２６】ステップＳ２７ではＬｉ≧ｖth1 の領域
か否かを判断し、ＹＥＳの場合にはステップＳ２８に進
んでΔ＝０を選択し、ステップＳ３０に進む。また、Ｌ
ｉ≧ｖth1 でない場合すなわち領域の場合にはΔ＝ｖ
th1 −Ｌi を選択し（ステップＳ２９）、ステップＳ３
０に進む。ステップＳ３０ではＧm ＝１−ｋ（Δ＋ｑΔ
2 ）／Ｌi を算出し、次いでエキスパンドゲインＧe ＝
（ｖth１／ｖth2 ）n-1 に設定し（ステップＳ３１）、
ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２ではアタックタ
イム制御を行い、次いでｙo ＝ｘi ・Ｇm ・Ｇe を算出
して出力する（ステップＳ３３）。
か否かを判断し、ＹＥＳの場合にはステップＳ２８に進
んでΔ＝０を選択し、ステップＳ３０に進む。また、Ｌ
ｉ≧ｖth1 でない場合すなわち領域の場合にはΔ＝ｖ
th1 −Ｌi を選択し（ステップＳ２９）、ステップＳ３
０に進む。ステップＳ３０ではＧm ＝１−ｋ（Δ＋ｑΔ
2 ）／Ｌi を算出し、次いでエキスパンドゲインＧe ＝
（ｖth１／ｖth2 ）n-1 に設定し（ステップＳ３１）、
ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２ではアタックタ
イム制御を行い、次いでｙo ＝ｘi ・Ｇm ・Ｇe を算出
して出力する（ステップＳ３３）。
【００２７】次に、第３の実施形態について説明する。
図６は第３の実施形態によるエキスパンド処理、コンプ
レス処理、リミット処理を示す説明図、図７は本発明に
係るオーディオ信号処理装置の一実施形態の概略を示す
ブロック図、図８は図７のオーディオ信号処理装置の設
定パラメータを示す説明図、図９は図７のＤＳＰの構成
を機能的に示すブロック図、図１０は図９のコンプレッ
サのアルゴリズムを示す説明図、図１１は図９のソフト
リミッタのアルゴリズムを示す説明図である。
図６は第３の実施形態によるエキスパンド処理、コンプ
レス処理、リミット処理を示す説明図、図７は本発明に
係るオーディオ信号処理装置の一実施形態の概略を示す
ブロック図、図８は図７のオーディオ信号処理装置の設
定パラメータを示す説明図、図９は図７のＤＳＰの構成
を機能的に示すブロック図、図１０は図９のコンプレッ
サのアルゴリズムを示す説明図、図１１は図９のソフト
リミッタのアルゴリズムを示す説明図である。
【００２８】この装置では図６に示すように、入力レベ
ル〔ｄＢ〕に対してエキスパンド閾値Ｖth1 、Ｖth2
と、コンプレス閾値Ｖth-comp とリミット閾値Ｖth-lim
itが与えられる。ただし、 Ｖth2 ＜Ｖth1 ＜Ｖth-comp ＜Ｖth-limit である。そして、前述した加速飽和型のダウンワード型
のエキスパンド処理を行った後、コンプレス閾値Ｖth-c
omp 以上の領域、においてコンプレス処理を行い、
次いでリミット閾値Ｖth-limit以上の領域においてリ
ミット処理を行う。
ル〔ｄＢ〕に対してエキスパンド閾値Ｖth1 、Ｖth2
と、コンプレス閾値Ｖth-comp とリミット閾値Ｖth-lim
itが与えられる。ただし、 Ｖth2 ＜Ｖth1 ＜Ｖth-comp ＜Ｖth-limit である。そして、前述した加速飽和型のダウンワード型
のエキスパンド処理を行った後、コンプレス閾値Ｖth-c
omp 以上の領域、においてコンプレス処理を行い、
次いでリミット閾値Ｖth-limit以上の領域においてリ
ミット処理を行う。
【００２９】次に、図７を参照してオーディオ信号処理
装置の構成を説明する。入力端子１を介して入力された
アナログオーディオ信号は、バッファ２とアンプ３ａ又
は３ｂを介してＡ／Ｄ変換器４に入力されてデジタルオ
ーディオ信号に変換され、次いでこのデジタルオーディ
オ信号のゲインＧm がＤＳＰ５により図６に示すような
特性でエキスパンド処理、コンプレス処理、リミット処
理などされる。ＤＳＰ５により処理されたデジタルオー
ディオ信号はＤ／Ａ変換器６によりアナログオーディオ
信号に変換され、このアナログオーディオ信号はアナロ
グスイッチ（ＳＷ）７と出力端子８を介して出力され
る。
装置の構成を説明する。入力端子１を介して入力された
アナログオーディオ信号は、バッファ２とアンプ３ａ又
は３ｂを介してＡ／Ｄ変換器４に入力されてデジタルオ
ーディオ信号に変換され、次いでこのデジタルオーディ
オ信号のゲインＧm がＤＳＰ５により図６に示すような
特性でエキスパンド処理、コンプレス処理、リミット処
理などされる。ＤＳＰ５により処理されたデジタルオー
ディオ信号はＤ／Ａ変換器６によりアナログオーディオ
信号に変換され、このアナログオーディオ信号はアナロ
グスイッチ（ＳＷ）７と出力端子８を介して出力され
る。
【００３０】ＣＰＵ１０はこの装置全体の制御を行い、
特にＤＳＰ５に対して各種パラメータを設定する。ＣＰ
Ｕ１０にはまた、操作部を構成するＳＷ／エンコーダ入
力部１１と、表示部を構成するＬＥＤ１２及びＬＣＤ１
６と、パターンコントロール（ＰＡＴＴＥＲＮ ＣＯＮ
ＴＲＯＬ）Ｉ／Ｏ部１３と、プログラムＲＯＭ１４とワ
ーク用ＲＡＭ１５などが接続されている。
特にＤＳＰ５に対して各種パラメータを設定する。ＣＰ
Ｕ１０にはまた、操作部を構成するＳＷ／エンコーダ入
力部１１と、表示部を構成するＬＥＤ１２及びＬＣＤ１
６と、パターンコントロール（ＰＡＴＴＥＲＮ ＣＯＮ
ＴＲＯＬ）Ｉ／Ｏ部１３と、プログラムＲＯＭ１４とワ
ーク用ＲＡＭ１５などが接続されている。
【００３１】ＳＷ／エンコーダ入力部１１は、図８に示
すような各種の特性パラメータを図９に示すＬＰＦ２
１、ＨＰＦ２２、ノイズゲート２３、エキサイタ２４、
パラメトリックイコライザ（ＰＥＱ１〜ＰＥＱ３）２
５、エキスパンダ２６、コンプレッサ２７、サイドチェ
ーンイコライザ（ＥＱ）２８、出力ゲインコントロール
部２９及びソフトリミッタ３０に対して設定可能であ
り、例えば閾値より大きな信号が入力された後にエキス
パンダ２６やコンプレッサ２７の動作を開始させるまで
の時間（アタック時間）と、入力信号が閾値より小さく
なるとエキスパンダ２６やコンプレッサ２７の動作を停
止させるまでの時間（リリース時間）などが設定可能に
構成されている。
すような各種の特性パラメータを図９に示すＬＰＦ２
１、ＨＰＦ２２、ノイズゲート２３、エキサイタ２４、
パラメトリックイコライザ（ＰＥＱ１〜ＰＥＱ３）２
５、エキスパンダ２６、コンプレッサ２７、サイドチェ
ーンイコライザ（ＥＱ）２８、出力ゲインコントロール
部２９及びソフトリミッタ３０に対して設定可能であ
り、例えば閾値より大きな信号が入力された後にエキス
パンダ２６やコンプレッサ２７の動作を開始させるまで
の時間（アタック時間）と、入力信号が閾値より小さく
なるとエキスパンダ２６やコンプレッサ２７の動作を停
止させるまでの時間（リリース時間）などが設定可能に
構成されている。
【００３２】次に、図９を参照してＤＳＰ５について説
明する。まず、ＬＰＦ２１とＨＰＦ２２はそれぞれ音声
帯域に不要な低域と高域をカットすることにより音声の
明瞭度を上げる処理を行い、次いでノイズゲート２３は
閾値以下の信号が連続した場合にデジタルミュート処理
を行うことによりＳ／Ｎ比を向上させる。次いでエキサ
イタ２４は中高域の偶数高調波成分を付加することによ
り「サ行」の音声の明瞭度を上げる処理を行い、次いで
３段のパラメータイコライザ２５は周波数特性を補正す
ることにより音声の明瞭度を上げる処理を行う。
明する。まず、ＬＰＦ２１とＨＰＦ２２はそれぞれ音声
帯域に不要な低域と高域をカットすることにより音声の
明瞭度を上げる処理を行い、次いでノイズゲート２３は
閾値以下の信号が連続した場合にデジタルミュート処理
を行うことによりＳ／Ｎ比を向上させる。次いでエキサ
イタ２４は中高域の偶数高調波成分を付加することによ
り「サ行」の音声の明瞭度を上げる処理を行い、次いで
３段のパラメータイコライザ２５は周波数特性を補正す
ることにより音声の明瞭度を上げる処理を行う。
【００３３】続くエキスパンダ２６は図６に示す加速飽
和特性のダウンワード型エキスパンド特性を実現するた
めに図１に示す場合とほぼ同一のアルゴリズムを用いる
ことができる。ただし、第２のエキスパンドゲインＧe
をアップすることによりＸi ≦Ｖth2 の領域では Ｇm ＝一定値＜１ Ｘi ≧Ｖth1 の領域では Ｇm ＝一定値＞１ とし、Ｖth2 ＜Ｘi ＜Ｖth1 の領域では、閾値Ｖth1
において領域のゲインＧm と飽和するｍ次関数の加速
飽和特性のゲインＧm を設定する。このようなエキスパ
ンド特性によれば、Ｇｍ＞１となる領域が広いので小声
を明瞭にすることができ、また、Ｇｍ＜１となる領域
（暗騒音領域）ではＳ／Ｎの改善を図ることができ、ノ
イズゲート的な特性となる。
和特性のダウンワード型エキスパンド特性を実現するた
めに図１に示す場合とほぼ同一のアルゴリズムを用いる
ことができる。ただし、第２のエキスパンドゲインＧe
をアップすることによりＸi ≦Ｖth2 の領域では Ｇm ＝一定値＜１ Ｘi ≧Ｖth1 の領域では Ｇm ＝一定値＞１ とし、Ｖth2 ＜Ｘi ＜Ｖth1 の領域では、閾値Ｖth1
において領域のゲインＧm と飽和するｍ次関数の加速
飽和特性のゲインＧm を設定する。このようなエキスパ
ンド特性によれば、Ｇｍ＞１となる領域が広いので小声
を明瞭にすることができ、また、Ｇｍ＜１となる領域
（暗騒音領域）ではＳ／Ｎの改善を図ることができ、ノ
イズゲート的な特性となる。
【００３４】続くコンプレッサ２７では図９に示すよう
なアルゴリズムを用いて、加速度的に増加するレベル制
御ゲインＧm を乗算（図示ＭＰＹ）するコンプレス処理
を行う。加速上昇特性の近似処理はエキスパンダと同様
に２次関数で表現すると次式で与えられる。Ｌi ＞ｖth
-comp の領域では Ｙo ＝Ｘi （ｔ−ｄ）×｛１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi
｝ このようなコンプレス処理によれば、レベル制御ゲイン
Ｇm が加速度的に増加するので、大声領域において出
力音量を抑えることができるとともに、音声の抑揚がな
くなることを防止することができる。
なアルゴリズムを用いて、加速度的に増加するレベル制
御ゲインＧm を乗算（図示ＭＰＹ）するコンプレス処理
を行う。加速上昇特性の近似処理はエキスパンダと同様
に２次関数で表現すると次式で与えられる。Ｌi ＞ｖth
-comp の領域では Ｙo ＝Ｘi （ｔ−ｄ）×｛１−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ）／Ｌi
｝ このようなコンプレス処理によれば、レベル制御ゲイン
Ｇm が加速度的に増加するので、大声領域において出
力音量を抑えることができるとともに、音声の抑揚がな
くなることを防止することができる。
【００３５】続く出力ゲインコントロール部２９で出力
ゲインを制御し、続くソフトリミッタ３０はマイクを落
としたときのような衝撃音を時間差無しで瞬時にリミッ
トするために、Ｌi ＞ｖth-limitの領域において、図
１１に示すようにｖth-limit付近では徐々に飽和するよ
うレベル制御するリミット処理を行う。 Ｘｉ≧０の場合 Ｙo ＝Ｘｉ−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ） Ｘｉ＜０の場合 Ｙo ＝Ｘｉ＋ｋ（Δ＋ｑΔ2 ） このようなリミット処理によれば、大声領域における
コンプレス処理によりレベル制御ゲインＧm が加速度的
に増加しても、スピーカが破損等することを防止するこ
とができる。
ゲインを制御し、続くソフトリミッタ３０はマイクを落
としたときのような衝撃音を時間差無しで瞬時にリミッ
トするために、Ｌi ＞ｖth-limitの領域において、図
１１に示すようにｖth-limit付近では徐々に飽和するよ
うレベル制御するリミット処理を行う。 Ｘｉ≧０の場合 Ｙo ＝Ｘｉ−ｋ（Δ＋ｑΔ2 ） Ｘｉ＜０の場合 Ｙo ＝Ｘｉ＋ｋ（Δ＋ｑΔ2 ） このようなリミット処理によれば、大声領域における
コンプレス処理によりレベル制御ゲインＧm が加速度的
に増加しても、スピーカが破損等することを防止するこ
とができる。
【００３６】上記実施形態は、オーディオ信号処理装置
として説明したが、この処理装置における処理の各ステ
ップを有するプログラムを記録した記憶媒体をコンピュ
ータに装填すれば、汎用のコンピュータを以て上記実施
形態と同様のオーディオ信号処理装置を実現することが
できる。具体的には、このプログラムを記録した記録媒
体からコンピュータにこのプログラムを供給し、処理の
対象の音声信号に対して処理を行うことにより、遠隔会
議での音声特性を良好なものとすることができる。ＣＰ
Ｕの高速化が進み、ＭＭＸ（マルチメディア）対応のコ
ンピュータではＣＰＵでの信号処理が可能となってい
る。したがって、図１の処理をかかるコンピュータにて
実現することが可能である。すなわち、コンピュータに
接続されたマイクロフォン入力信号に、図１の処理を行
い、より明瞭な音声を伝送することができる。このよう
にコンピュータにより本発明を実現すれば、特別な装置
を必要としないので簡便に音声の処理を実現することが
できる。したがって、本発明のオーディオ信号処理装置
における処理ステップを含むプログラムを記録した記憶
媒体は本発明の一部である。
として説明したが、この処理装置における処理の各ステ
ップを有するプログラムを記録した記憶媒体をコンピュ
ータに装填すれば、汎用のコンピュータを以て上記実施
形態と同様のオーディオ信号処理装置を実現することが
できる。具体的には、このプログラムを記録した記録媒
体からコンピュータにこのプログラムを供給し、処理の
対象の音声信号に対して処理を行うことにより、遠隔会
議での音声特性を良好なものとすることができる。ＣＰ
Ｕの高速化が進み、ＭＭＸ（マルチメディア）対応のコ
ンピュータではＣＰＵでの信号処理が可能となってい
る。したがって、図１の処理をかかるコンピュータにて
実現することが可能である。すなわち、コンピュータに
接続されたマイクロフォン入力信号に、図１の処理を行
い、より明瞭な音声を伝送することができる。このよう
にコンピュータにより本発明を実現すれば、特別な装置
を必要としないので簡便に音声の処理を実現することが
できる。したがって、本発明のオーディオ信号処理装置
における処理ステップを含むプログラムを記録した記憶
媒体は本発明の一部である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
キスパンド処理を行う場合に入力デジタルオーディオ信
号のレベルが閾値Ｖth1 −Ｖth2 の領域では、閾値Ｖth
1 以上の領域のレベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関
数（ｍは２以上の整数）により近似処理したレベル制御
ゲインＧm になるようにしたので、高い閾値Ｖth１付近
における入力レベルに対する出力レベル変化を滑らかに
して音のつながりを自然にすることができる。また、低
い閾値Ｖth2 付近における音の立ち下がり特性を向上さ
せて音の頭切れを防止することができ、さらにＤＳＰを
用いて処理を行う場合に信号処理ステップ数を減少させ
ることができる。
キスパンド処理を行う場合に入力デジタルオーディオ信
号のレベルが閾値Ｖth1 −Ｖth2 の領域では、閾値Ｖth
1 以上の領域のレベル制御ゲインＧm と飽和するｍ次関
数（ｍは２以上の整数）により近似処理したレベル制御
ゲインＧm になるようにしたので、高い閾値Ｖth１付近
における入力レベルに対する出力レベル変化を滑らかに
して音のつながりを自然にすることができる。また、低
い閾値Ｖth2 付近における音の立ち下がり特性を向上さ
せて音の頭切れを防止することができ、さらにＤＳＰを
用いて処理を行う場合に信号処理ステップ数を減少させ
ることができる。
【図１】本発明に係るオーディオ信号処理装置の一実施
形態の要部であるエキスパンダのアルゴリズムを示す説
明図である。
形態の要部であるエキスパンダのアルゴリズムを示す説
明図である。
【図２】図１のエキスパンダの特性を示すグラフであ
る。
る。
【図３】図１のエキスパンダの処理を説明するためのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図４】第２の実施形態のエキスパンダの特性を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図５】第２の実施形態の処理を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
【図６】図６は第３の実施形態によるエキスパンド処
理、コンプレス処理、リミット処理を示す説明図であ
る。
理、コンプレス処理、リミット処理を示す説明図であ
る。
【図７】本発明に係るオーディオ信号処理装置の一実施
形態の概略を示すブロック図である。
形態の概略を示すブロック図である。
【図８】図７のオーディオ信号処理装置の設定パラメー
タを示す説明図である。
タを示す説明図である。
【図９】図７のＤＳＰの構成を機能的に示すブロック図
である。
である。
【図１０】図９のコンプレッサのアルゴリズムを示す説
明図である。
明図である。
【図１１】図９のソフトリミッタのアルゴリズムを示す
説明図である。
説明図である。
【図１２】従来のダウンワード型エキスパンド特性を示
す説明図である。
す説明図である。
【図１３】従来のアップワード型エキスパンド特性を示
す説明図である。
す説明図である。
２６ エキスパンダ（エキスパンド手段）
２７ コンプレッサ（コンプレス手段）
３０ ソフトリミッタ（リミット手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−130184（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−29006（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−25608（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−25607（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03G 7/00
H03G 3/20
Claims (8)
- 【請求項１】 デジタルオーディオ信号に対してレベル
制御ゲインＧm を乗算することによりエキスパンドする
オーディオ信号処理装置であって、 入力デジタルオーディオ信号のレベルを判定するための
閾値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとを比
較する手段と、 前記閾値 をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1 ＞Ｖth2 ）とし、エ
キスパンド比率をｎとして、入力デジタルオーディオ信
号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域ではＧm ＝１とし、
入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth2 以下
の領域ではＧm＝（Ｖth2 ／Ｖth1 ）n-1とし、入力デジ
タルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 −Ｖth2 の領
域では前記閾値Ｖth1 以上の領域のレベル制御ゲインＧ
m と飽和するｍ次関数（ｍは２以上の整数）により近似
処理することによって、前記閾値と前記入力デジタルオ
ーディオ信号のレベルとの比較結果に応じてレベル制御
ゲインＧm を決定する手段と、 前記レベル制御ゲインＧm を決定する手段によって決定
され たレベル制御ゲインＧm をデジタルオーディオ信号
に乗算する手段とを、 有するオーディオ信号処理装置。 - 【請求項２】 デジタルオーディオ信号に対してレベル
制御ゲインＧm を乗算することによりエキスパンドする
オーディオ信号処理装置であって、 入力デジタルオーディオ信号のレベルを判定するための
閾値と前記入力デジタルオーディオ信号のレベルとを比
較する手段と、 前記閾値 をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1 ＞Ｖth2 ）とし、エ
キスパンド比率をｎとして、入力デジタルオーディオ信
号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域ではＧm ＝（Ｖth1
／Ｖth2 ）n-1とし、入力デジタルオーディオ信号のレ
ベルが閾値Ｖth2以下の領域ではＧm ＝１とし、入力デ
ジタルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 −Ｖth2 の
領域では前記閾値Ｖth1 以上の領域のレベル制御ゲイン
Ｇm と飽和するｍ次関数（ｍは２以上の整数）により近
似処理することによって、前記閾値と前記入力デジタル
オーディオ信号のレベルとの比較結果に応じてレベル制
御ゲインＧm を決定する手段と、 前記レベル制御ゲインＧm を決定する手段によって決定
され たレベル制御ゲインＧmをデジタルオーディオ信号
に乗算する手段とを、 有するオーディオ信号処理装置。 - 【請求項３】 前記デジタルオーディオ信号をエキスパ
ンドする手段によりエキスパンドされたデジタルオーデ
ィオ信号の内、閾値Ｖth-comp （＞Ｖth1 ）以上のデジ
タルオーディオ信号に対して、値が加速度的に増加する
レベル制御ゲインＧm を乗算するコンプレス手段を更に
有することを特徴とする請求項１又は２記載のオーディ
オ信号処理装置。 - 【請求項４】 前記コンプレス手段によりコンプレスさ
れたデジタルオーディオ信号の内、閾値Ｖth-limit（＞
Ｖth-comp ）以上のデジタルオーディオ信号に対して、
値が前記閾値Ｖth-limit付近では徐々に飽和するようレ
ベル制御するリミット手段を更に有することを特徴とす
る請求項３記載のオーディオ信号処理装置。 - 【請求項５】 デジタルオーディオ信号に対してレベル
制御ゲインＧm を乗算することによりエキスパンドする
オーディオ信号処理のために、入力デジタルオーディオ
信号のレベルを判定するための閾値と前記入力デジタル
オーディオ信号のレベルとを比較するステップと、 前記閾値 をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1 ＞Ｖth2 ）とし、エ
キスパンド比率をｎとして、入力デジタルオーディオ信
号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域ではＧm ＝１とし、
入力デジタルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth2 以下
の領域ではＧm＝（Ｖth2 ／Ｖth1 ）n-1とし、入力デジ
タルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 −Ｖth2 の領
域では前記閾値Ｖth1 以上の領域のレベル制御ゲインＧ
m と飽和するｍ次関数（ｍは２以上の整数）により近似
処理することによって、前記閾値と前記入力デジタルオ
ーディオ信号のレベルとの比較結果に応じてレベル制御
ゲインＧm を決定するステップと、 前記レベル制御ゲインＧm を決定するステップによって
決定され たレベル制御ゲインＧm をデジタルオーディオ
信号に乗算するステップとを有するオーディオ信号処理
プログラムが記録された記憶媒体。 - 【請求項６】 デジタルオーディオ信号に対してレベル
制御ゲインＧm を乗算することによりエキスパンドする
オーディオ信号処理のために、入力デジタルオーディオ
信号のレベルを判定するための閾値と前記入力デジタル
オーディオ信号のレベルとを比較するステップと、 前記閾値 をＶth1 、Ｖth2 （Ｖth1 ＞Ｖth2 ）とし、エ
キスパンド比率をｎとして、入力デジタルオーディオ信
号のレベルが閾値Ｖth1 以上の領域ではＧm ＝（Ｖth1
／Ｖth2 ）n-1とし、入力デジタルオーディオ信号のレ
ベルが閾値Ｖth2以下の領域ではＧm ＝１とし、入力デ
ジタルオーディオ信号のレベルが閾値Ｖth1 −Ｖth2 の
領域では前記閾値Ｖth1 以上の領域のレベル制御ゲイン
Ｇm と飽和するｍ次関数（ｍは２以上の整数）により近
似処理することによって、前記閾値と前記入力デジタル
オーディオ信号のレベルとの比較結果に応じてレベル制
御ゲインＧm を決定するステップと、 前記レベル制御ゲインＧm を決定するステップによって
決定され たレベル制御ゲインＧm をデジタルオーディオ
信号に乗算するステップとを有するオーディオ信号処理
プログラムが記録された記憶媒体。 - 【請求項７】 前記デジタルオーディオ信号をエキスパ
ンドするステップによりエキスパンドされたデジタルオ
ーディオ信号の内、閾値Ｖth-comp （＞Ｖth1 ）以上の
デジタルオーディオ信号に対して、値が加速度的に増加
するレベル制御ゲインＧm を乗算するコンプレスステッ
プを更に有する請求項５又は６記載のオーディオ信号処
理プログラムが記録された記憶媒体。 - 【請求項８】 前記コンプレスステップによりコンプレ
スされたデジタルオーディオ信号の内、閾値Ｖth-limit
（＞Ｖth-comp ）以上のデジタルオーディオ信号に対し
て、値が前記閾値Ｖth-limit付近では徐々に飽和するよ
うレベル制御するリミットステップを更に有する請求項
７記載のオーディオ信号処理プログラムが記録された記
憶媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09551298A JP3430913B2 (ja) | 1997-06-14 | 1998-03-24 | オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理プログラムが記録された記憶媒体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-173138 | 1997-06-14 | ||
| JP17313897 | 1997-06-14 | ||
| JP09551298A JP3430913B2 (ja) | 1997-06-14 | 1998-03-24 | オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理プログラムが記録された記憶媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168494A JPH1168494A (ja) | 1999-03-09 |
| JP3430913B2 true JP3430913B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=26436730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09551298A Expired - Lifetime JP3430913B2 (ja) | 1997-06-14 | 1998-03-24 | オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理プログラムが記録された記憶媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3430913B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4912335B2 (ja) * | 2008-02-21 | 2012-04-11 | 新日本無線株式会社 | Ａｇｃ装置 |
| BRPI0922050A2 (pt) * | 2008-11-14 | 2019-09-24 | That Corp | proteção de processamento multi-espacial e controle de volume dinâmico |
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| JP6616099B2 (ja) * | 2015-05-11 | 2019-12-04 | 良明 森田 | 音声処理装置 |
-
1998
- 1998-03-24 JP JP09551298A patent/JP3430913B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1168494A (ja) | 1999-03-09 |
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