JP4027645B2 - 音声信号処理装置、および、音声信号処理方法 - Google Patents
音声信号処理装置、および、音声信号処理方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のチャンネルに出力される音声信号を処理する音声信号処理装置、および、音声信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外部のノイズが大きい場合等、音楽再生中に小さな音が聞き取りにくい場合がある。小さな音が聞き取りにくいと音楽の臨場感や繊細さを損ねてしまうことがあり、好ましいことではない。従来は、このような場合の対策として、エキスパンダーやコンプレッサーを利用して小さな音を伸張する手法が用いられていた。
この従来の手法について、音声信号処理装置１００を例示して説明する。
【０００３】
図８に示す音声信号処理装置１００は、Ｌチャンネル入力１０１ａおよびＲチャンネル入力１０１ｂから入力される音を、それぞれゲイン調整部１０４ａ，１０４ｂによって適宜伸張し、Ｌチャンネル出力１０５ａおよびＲチャンネル出力１０５ｂから出力する。ゲイン調整部１０４ａ，１０４ｂでは、コンプレッション部１０３ａ，１０３ｂにより決定される増幅率に従って音が伸張される。
【０００４】
レベル検出部１０２ａは、Ｌチャンネル入力１０１ａから入力される音のレベルを検出して検出値をコンプレッション部１０３ａへ出力する。また、レベル検出部１０２ｂは、Ｒチャンネル入力１０１ｂから入力される音のレベルを検出して検出値をコンプレッション部１０３ｂへ出力する。そして、コンプレッション部１０３ａ，１０３ｂは、予め定められたコンプレッションカーブに基づいて、ゲイン調整部１０４ａ，１０４ｂにおける増幅率を決定する。
【０００５】
図９および図１０には、コンプレッションカーブの一例を図示する。
これら図９および図１０に例示するコンプレッションカーブに従えば、入力レベルが０ｄＢ（デシベル）から−５ｄｂの範囲では、入力と出力の比は一対一となり、入力レベルが−１０ｄＢより小さい状態では信号の伸張が行われる。
例えば、入力レベルが0.03の場合（20Log(0.03)=-30[dB]から-30dB）、出力レベルは0.16（20Log(0.16)=-16[dB]から-16dB）であり、ゲイン調整部１０４ａ，１０４ｂにおける増幅率は約５倍となる。
【０００６】
図８〜図１０の例に示すように、従来は、音楽再生中に入力レベルが-10dB 未満の小さな音に対してのみ伸張を行うことで、小さな音が聞き取りにくい事態を改善していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の手法では、入力レベルに応じて音の増幅率を大きく変化させるため、音にひずみを生じやすいという問題があった。
例えば、図１０に示すコンプレッションカーブでは、-10dB 付近にカーブの変化点が存在するが、この変化点では、増幅率の変化による波形の歪みが生じてしまう。このような歪みは増幅率を大きくするほど顕著になり、聴覚上の違和感を生じるという問題があった。また、小さな音だけを伸張させることでダイナミックレンジが変化し、より顕著な違和感を生じてしまうため、小さな音を伸張する手法には限度があった。
【０００８】
また、例えば車載オーディオ機器では、音楽再生中に外来の騒音が非常に大きくなることがあり、上記従来の手法を用いて小さな音を可能な限り伸張しても、外来の騒音を超えるレベルに達しないことがあった。このような場合、再生ボリュームそのものを大きくする他には対策が無く、再生中の音楽自体がうるさくなってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明の課題は、音楽再生中に、音声の歪みや違和感を生じることなく、小さな音を聞き取り易くすることが可能な音声信号処理装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、音声信号が入力される複数のチャンネルを有する入力部と、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号をそれぞれ出力する出力部と、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号の入力レベルをそれぞれ検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出された入力レベルが小さい場合のみ、当該入力レベルが小さい音声信号を増幅させるゲイン調整部と、前記ゲイン調整部により増幅された音声信号を、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号に加算して前記出力部から出力させる加算手段と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、音声信号が入力される複数のチャンネルを有する入力部と、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号の入力レベルをそれぞれ検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出された入力レベルが小さい場合のみ、当該入力レベルが小さい音声信号を増幅させることによって各チャンネルの加算用音声信号を生成する信号処理手段と、前記信号処理手段により生成された各チャンネルの加算用音声信号を、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号に加算する加算部と、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号、もしくは、前記加算部により前記加算用音声信号が加算された音声信号をチャンネル毎に出力する出力部と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、複数のチャンネルから入力される音声信号の入力レベルをそれぞれ検出し、前記複数のチャンネルのうち各チャンネルに入力された音声信号の入力レベルが小さい場合のみ、当該入力レベルが小さい音声信号を増幅させ、前記増幅された音声信号を、各チャンネルに入力された音声信号に加算して出力することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態における音声出力装置１の構成を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、音声出力装置１は、音源２から出力されるＬチャンネルおよびＲチャンネルの音声信号について、音声信号処理装置１０によって信号レベルを処理した上、出力回路３によって出力する装置である。
音源２は、例えばＣＤ（Compact Disc）ドライブやＭＤ（Mini Disc ）ドライブ、ＦＭ／ＡＭチューナー等の音源装置や外部の音源装置に接続されるインターフェースを内蔵し、これら音源装置からの音声信号を音声信号処理装置１０へ出力する。また、出力回路３は、音声信号処理装置１０から入力されるＬチャンネルおよびＲチャンネルの音声信号を再生出力するためのアンプやスピーカ等を備えている。
【００１５】
図２は、図１に示す音声信号処理装置１０の内部構成を示す図である。
図２に示すように、音声信号処理装置１０は、Ｌチャンネル入力１１ａ、Ｒチャンネル入力１１ｂ、レベル検出部１２ａ，１２ｂ、ゲイン調整部１３ａ，１３ｂ、加算部１４、アンプ１５、加算部１６ａ，１６ｂ、Ｌチャンネル出力１７ａ、およびＲチャンネル出力１７ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力１１ａおよびＲチャンネル入力１１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力１７ａおよびＲチャンネル出力１７ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【００１６】
なお、Ｌチャンネル入力１１ａおよびＲチャンネル入力１１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、レベル検出部１２ａ，１２ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、加算部１４、アンプ１５および加算部１６ａ，１６ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力１７ａおよびＲチャンネル出力１７ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部１３ａ，１３ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【００１７】
レベル検出部１２ａは、Ｌチャンネル入力１１ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部１３ａへ出力する。また、レベル検出部１２ｂは、Ｒチャンネル入力１１ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部１３ｂへ出力する。
【００１８】
ゲイン調整部１３ａは、Ｌチャンネル入力１１ａから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて増幅または減衰させ、加算部１４へ出力する。
ここで、ゲイン調整部１３ａにおける乗算値は、レベル検出部１２ａにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部１３ａは、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【００１９】
従って、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部１３ａに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部１４に出力される。一方、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部１３ａに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされて減衰されるので、加算部１４に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【００２０】
ゲイン調整部１３ｂは、Ｒチャンネル入力１１ｂから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部１４へ出力する。
ここで、ゲイン調整部１３ｂにおける乗算値は、レベル検出部１２ｂにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部１３ｂは、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【００２１】
従って、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部１３ｂに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部１４に出力される。一方、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部１３ｂに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされて減衰されるため、加算部１４に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【００２２】
このように、Ｌチャンネル入力１１ａおよびＲチャンネル入力１１ｂに入力された音声信号は、入力レベルが小さい場合にのみ加算部１４に入力される。
【００２３】
加算部１４は、ゲイン調整部１３ａおよびゲイン調整部１３ｂから入力される音声信号を加算してアンプ１５へ出力する。
また、アンプ１５は、加算部１４から入力される音声信号を所定の増幅率で増幅して、加算部１６ａおよび加算部１６ｂへ出力する。
【００２４】
加算部１６ａは、Ｌチャンネル入力１１ａから入力される音声信号に、アンプ１５から入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力１７ａへ出力する。また、加算部１６ｂは、Ｒチャンネル入力１１ｂから入力される音声信号に、アンプ１５から入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力１７ｂへ出力する。
【００２５】
以上のように構成される音声信号処理装置１０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力１１ａに音声信号が入力されると、レベル検出部１２ａによって入力レベルが検出され、検出値がゲイン調整部１３ａへ出力される。
ゲイン調整部１３ａにおいては、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、Ｌチャンネル入力１１ａに入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部１４へ出力される。
【００２６】
ここで、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが大きい場合、Ｌチャンネル入力１１ａから入力された音声信号に対してはゲイン調整部１３ａによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部１３ａによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００２７】
また、Ｒチャンネル入力１１ｂに音声信号が入力されると、レベル検出部１２ｂによって入力レベルが検出され、検出値がゲイン調整部１３ｂへ出力される。
ゲイン調整部１３ｂにおいては、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、Ｒチャンネル入力１１ｂに入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部１４へ出力される。
【００２８】
ここで、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが大きい場合、Ｒチャンネル入力１１ｂから入力された音声信号に対しては、ゲイン調整部１３ｂによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部１３ｂにより音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００２９】
そして、ゲイン調整部１３ａおよびゲイン調整部１３ｂによって増幅または減衰された音声信号は加算部１４に入力されて加算部１４により加算され、アンプ１５を介して加算部１６ａおよび加算部１６ｂの双方へ出力される。
【００３０】
ここで、加算部１６ａにアンプ１５から入力される音声信号はＬチャンネル入力１１ａの音声信号に加算されてＬチャンネル出力１７ａへ出力される。また、加算部１６ｂにアンプ１５から入力される音声信号はＲチャンネル入力１１ｂの音声信号に加算されて、Ｒチャンネル出力１７ｂへ出力される。
【００３１】
すなわち、Ｌチャンネル入力１１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、この音声信号はゲイン調整部１３ａによって増幅された上、加算部１６ａおよび加算部１６ｂの両方へ出力される。また、Ｒチャンネル入力１１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合も同様に、ゲイン調整部１３ｂによって増幅された上、加算部１６ａおよび加算部１６ｂの両方に出力される。
【００３２】
従って、Ｌチャンネル入力１１ａおよびＲチャンネル入力１１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号はＬチャンネル出力１７ａとＲチャンネル出力１７ｂの両方から出力されることになる。
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は、音声信号処理装置１０の処理により、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力される。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
これにより、本発明を適用した音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【００３３】
また、音声信号処理装置１０は、小さな音を著しく伸張する等の処理を行わず、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくする。このため、ダイナミックレンジの変化を生じないので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明を適用した第２の実施の形態における音声信号処理装置２０の内部構成を示す図である。この図３に示す音声信号処理装置２０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。
なお、本第２の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【００３５】
図３に示すように、音声信号処理装置２０は、Ｌチャンネル入力２１ａ、Ｒチャンネル入力２１ｂ、レベル検出部２２ａ，２２ｂ、コンプレッション部２３ａ，２３ｂ、ゲイン調整部２４ａ，２４ｂ、加算部２５、アンプ２６、加算部２７ａ，２７ｂ、Ｌチャンネル出力２８ａおよびＲチャンネル出力２８ｂを備えて構成され、音源２（図１）からＬチャンネル入力２１ａおよびＲチャンネル入力２１ｂへ入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力２８ａおよびＲチャンネル出力２８ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【００３６】
なお、Ｌチャンネル入力２１ａおよびＲチャンネル入力２１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、レベル検出部２２ａ，２２ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、加算部２５、アンプ２６および加算部２７ａ，２７ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力２８ａおよびＲチャンネル出力２８ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部２４ａ，２４ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【００３７】
レベル検出部２２ａは、Ｌチャンネル入力２１ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をコンプレッション部２３ａへ出力する。また、レベル検出部２２ｂは、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をコンプレッション部２３ｂへ出力する。
【００３８】
コンプレッション部２３ａは、レベル検出部２２ａから入力された検出値に基づき、内蔵するコンプレッションカーブに従って増幅率を決定し、ゲイン調整部２４ａへ出力する。ここで、コンプレッション部２３ａが内蔵するコンプレッションカーブとは、図９および図１０に例示するように、入力レベルと出力レベルとの相関を示す情報である。コンプレッション部２３ａは、この相関に従った増幅率をゲイン調整部２４ａへ出力する。このため、レベル検出部２２ａにより検出された入力レベルが小さい場合には、音声信号の出力レベルが大きくなるように大きな増幅率をゲイン調整部２４ａへ出力し、音声信号の入力レベルが大きい場合には、小さな増幅率をゲイン調整部２４ａへ出力する。
【００３９】
ゲイン調整部２４ａは、コンプレッション部２３ａから入力された増幅率に基づいて、Ｌチャンネル入力２１ａから入力された音声信号を減衰させて加算部２５へ出力する。具体的には、例えばゲイン調整部２４ａは、コンプレッション部２３ａから増幅率が入力された場合に、入力された増幅率から１を減算して得られる増幅量を求め、この増幅量を、Ｌチャンネル入力２１ａから入力された音声信号にかけ合わせて、加算部２５へ出力する。なお、上記増幅量が０の場合、ゲイン調整部２４ａは音声信号が遮断され、増幅量が０より大きい場合、ゲイン調整部２４ａは音声信号の増幅分を通過させる。
【００４０】
従って、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルが小さい場合、コンプレッション部２３ａから出力される増幅率が大きいので、Ｌチャンネル入力２１ａから入力される音声信号はゲイン調整部２４ａで大きく増幅されて、加算部２５に出力される。一方、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルが大きい場合は、コンプレッション部２３ａから出力される増幅率が小さいので、Ｌチャンネル入力２１ａから入力される音声信号には小さな乗算値がかけ合わされ、音声信号が減衰される。このため、音声信号の入力レベルが大きいと、ゲイン調整部２４ａから加算部２５に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００４１】
コンプレッション部２３ｂは、コンプレッション部２３ａと同様に、レベル検出部２２ｂから入力された検出値に基づいて内蔵するコンプレッションカーブに従って増幅率を決定し、ゲイン調整部２４ｂへ出力する。従って、コンプレッション部２３ｂは、レベル検出部２２ｂにより検出された音声信号の入力レベルが小さい場合は大きな増幅率をゲイン調整部２４ｂへ出力し、音声信号の入力レベルが大きい場合には小さな増幅率をゲイン調整部２４ｂへ出力する。
【００４２】
ゲイン調整部２４ｂは、コンプレッション部２３ｂから入力された増幅率に基づいて、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力された音声信号を減衰して加算部２５へ出力する。具体的には、例えばゲイン調整部２４ｂは、コンプレッション部２３ａから増幅率が入力された場合に、入力された増幅率から１を減算して得られる増幅量を求め、この増幅量を、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力された音声信号にかけ合わせて、加算部２５へ出力する。なお、上記増幅量が０の場合、ゲイン調整部２４ｂは音声信号が遮断され、増幅量が０より大きい場合、ゲイン調整部２４ｂは音声信号の増幅分を通過させる。
【００４３】
従って、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルが小さい場合には、コンプレッション部２３ｂから出力される増幅率が大きいので、Ｌチャンネル入力２１ｂに入力される音声信号はゲイン調整部２４ｂで大きく増幅されて加算部２５に出力される。一方、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルが大きい場合には、コンプレッション部２３ｂから出力される増幅率が小さいので、Ｌチャンネル入力２１ｂに入力される音声信号に対してはゲイン調整部２４ｂで小さな乗算値がかけ合わされる。このため、音声信号の入力レベルが大きいと、ゲイン調整部２４ｂから加算部２５に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００４４】
このように、加算部２５には、Ｌチャンネル入力２１ａおよびＲチャンネル入力２１ｂに入力された音声信号の入力レベルが小さい場合に、入力され、音声信号の入力レベルが大きい場合は入力されない。
【００４５】
加算部２５は、ゲイン調整部２４ａおよびゲイン調整部２４ｂから入力される音声信号を加算してアンプ２６へ出力する。
アンプ２６は、加算部２５から入力される音声信号を所定の増幅率で増幅して、加算部２７ａおよび加算部２７ｂへ出力する。
【００４６】
加算部２７ａは、Ｌチャンネル入力２１ａから入力される音声信号に、アンプ２６から入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力２８ａへ出力する。
また、加算部２７ｂは、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力される音声信号に、アンプ２６から入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力２８ｂへ出力する。
【００４７】
以上のように構成される音声信号処理装置２０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力２１ａに音声信号が入力されると、レベル検出部２２ａによって入力レベルが検出され、検出値がコンプレッション部２３ａへ出力される。
続いて、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルに基づいて、コンプレッション部２３ａによって増幅率が決定され、ゲイン調整部２４ａへ出力される。
Ｌチャンネル入力２１ａに入力された音声信号には、ゲイン調整部２４ａによって、コンプレッション部２３ａから入力される増幅量に従った乗算値がかけ合わされ、加算部２５へ出力される。
【００４８】
ここで、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルが大きい場合、Ｌチャンネル入力２１ａから入力された音声信号には、ゲイン調整部２４ａで小さな乗算値がかけ合わされて信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部２４ａで音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００４９】
また、Ｒチャンネル入力２１ｂに音声信号が入力されると、レベル検出部２２ｂによって入力レベルが検出され、検出値がコンプレッション部２３ｂへ出力される。続いて、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルに基づいて、コンプレッション部２３ｂによって増幅率が決定され、ゲイン調整部２４ｂへ出力される。
そして、Ｒチャンネル入力２１ｂに入力された音声信号に対し、ゲイン調整部２４ｂで、コンプレッション部２３ｂから入力される増幅量に従った乗算値がかけ合わされ、加算部２５へ出力される。
【００５０】
ここで、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルが大きい場合、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力された音声信号は、ゲイン調整部２４ｂで小さな乗算値がかけ合わされて信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部２４ｂで音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００５１】
そして、ゲイン調整部２４ａおよびゲイン調整部２４ｂによって増幅または減衰された音声信号は、加算部２５に入力されて加算され、アンプ２６を介して、加算部２７ａおよび加算部２７ｂの双方へ出力される。
【００５２】
アンプ２６から出力された音声信号は、加算部２７ａによってＬチャンネル入力２１ａの音声信号に加算され、Ｌチャンネル出力２８ａへ出力されるとともに、加算部２７ｂによってＲチャンネル入力２１ｂの音声信号に加算され、Ｒチャンネル出力２８ｂへ出力される。
【００５３】
すなわち、Ｌチャンネル入力２１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、該音声信号はゲイン調整部２４ａによって増幅された上、加算部２７ａおよび加算部２７ｂの双方に出力される。また、Ｒチャンネル入力２１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合も同様に、ゲイン調整部２４ｂによって増幅された上、加算部２７ａおよび加算部２７ｂの双方に出力される。
【００５４】
従って、Ｌチャンネル入力２１ａおよびＲチャンネル入力２１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号は、Ｌチャンネル出力２８ａとＲチャンネル出力２８ｂの両方から出力されることになる。
【００５５】
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は音声信号処理装置２０の処理により、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力される。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置２０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【００５６】
また、音声信号処理装置２０は、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくするので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
【００５７】
さらに、音声信号処理装置２０は、Ｌチャンネル入力２１ａまたはＲチャンネル入力２１ｂから入力された音声信号の入力レベルが小さい場合に、加算部２７ａ，２７ｂによって音声信号を加算するものであるが、音声信号の入力レベルと、加算部２７ａ，２７ｂによる加算の有無は、コンプレッション部２３ａ，２３ｂが内蔵するコンプレッションカーブによって決定される。このため、コンプレッション部２３ａ，２３ｂのコンプレッションカーブを適宜調整することで、音声信号処理装置２０が利用される環境に最適なように、音場再生を行うことができる。
【００５８】
［第３の実施の形態］
図４は、本発明を適用した第３の実施の形態における音声信号処理装置３０の内部構成を示す図である。この図４に示す音声信号処理装置３０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。なお、本第３の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【００５９】
図４に示すように、音声信号処理装置３０は、Ｌチャンネル入力３１ａ、Ｒチャンネル入力３１ｂ、レベル検出部３２ａ，３２ｂ、ゲイン調整部３３ａ，３３ｂ、加算部３４ａ，３４ｂ、Ｌチャンネル出力３５ａおよびＲチャンネル出力３５ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力３１ａおよびＲチャンネル入力３１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力３５ａおよびＲチャンネル出力３５ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【００６０】
なお、Ｌチャンネル入力３１ａおよびＲチャンネル入力３１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、レベル検出部３２ａ，３２ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、加算部３４ａ，３４ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力３５ａおよびＲチャンネル出力３５ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部３３ａ，３３ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【００６１】
レベル検出部３２ａは、Ｌチャンネル入力３１ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部３３ａへ出力する。また、レベル検出部３２ｂは、Ｒチャンネル入力３１ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部３３ｂへ出力する。
【００６２】
ゲイン調整部３３ａは、Ｌチャンネル入力３１ａから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部３４ｂへ出力する。
ここで、ゲイン調整部３３ａにおける乗算値は、レベル検出部３２ａにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部３３ａは、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【００６３】
従って、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部３３ａに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部３４ｂに出力される。一方、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部３３ａに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部３４ｂに対して出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００６４】
ゲイン調整部３３ｂは、Ｒチャンネル入力３１ｂから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部３４ａへ出力する。このゲイン調整部３３ｂにおける乗算値は、レベル検出部３２ｂにより検出された検出値に基づいて決定され、具体的には、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【００６５】
従って、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部３３ｂに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部３４ａに出力される。一方、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部３３ｂに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部３４ａに出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００６６】
加算部３４ａは、Ｌチャンネル入力３１ａから入力される音声信号に、ゲイン調整部３３ｂから入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力３５ａへ出力する。また、加算部３４ｂは、Ｒチャンネル入力３１ｂから入力される音声信号に、ゲイン調整部３３ａから入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力３５ｂへ出力する。
【００６７】
以上のように構成される音声信号処理装置３０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力３１ａに音声信号が入力されると、レベル検出部３２ａによって入力レベルが検出され、検出値がゲイン調整部３３ａへ出力される。
そして、ゲイン調整部３３ａによって、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルに基づく乗算値が決定され、Ｌチャンネル入力３１ａに入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部３４ｂへ出力される。
【００６８】
ここで、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが大きい場合、ゲイン調整部３３ａは音声信号に小さな乗算値をかけ合わせ、信号レベルを減衰させる。
一方、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部３３ａは音声信号に大きな乗算値をかけ合わせて、信号レベルを増幅させる。
【００６９】
また、Ｒチャンネル入力３１ｂに音声信号が入力されると、レベル検出部３２ｂによって入力レベルが検出され、検出値がゲイン調整部３３ｂへ出力される。
そして、ゲイン調整部３３ｂによってレベル検出部３２ｂで検出された入力レベルに基づく乗算値が決定され、Ｒチャンネル入力３１ｂに入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部３４ａへ出力される。
【００７０】
ここで、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが大きい場合、ゲイン調整部３３ｂは音声信号に小さな乗算値をかけ合わせて信号レベルを減衰させる。
一方、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部３３ｂは音声信号に大きな乗算値をかけ合わせ、信号レベルを増幅させる。
【００７１】
そして、ゲイン調整部３３ａから出力された音声信号は加算部３４ｂへ出力され、加算部３４ｂによってＲチャンネル入力３１ｂに入力された音声信号に加算されて、Ｒチャンネル出力３５ｂへ出力される。
また、ゲイン調整部３３ｂから出力された音声信号は加算部３４ａへ出力され、加算部３４ａによってＬチャンネル入力３１ａに入力された音声信号に加算されて、Ｌチャンネル出力３５ａへ出力される。
【００７２】
すなわち、Ｌチャンネル入力３１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、この音声信号はゲイン調整部３３ａによって増幅された上、Ｒチャンネル入力３１ｂの音声信号に加算される。また、Ｒチャンネル入力３１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合は、この音声信号はゲイン調整部３３ｂによって増幅された上、Ｌチャンネル入力３１ａの音声信号に加算される。
【００７３】
従って、Ｌチャンネル入力３１ａおよびＲチャンネル入力３１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号は、もう一方のチャンネルからも出力されることになる。
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は、そのまま各チャンネルから出力されると同時に他のチャンネルからも出力されるので、結果的に、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力されることになる。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
【００７４】
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置３０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【００７５】
また、音声信号処理装置３０は、音を著しく伸張する等の処理を行わず、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくする。つまり、ダイナミックレンジを変化させないので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
特に、音声信号処理装置３０は、一方のチャンネルから入力された音声信号を、入力レベルが小さい場合にのみ、もう一方のチャンネルからも出力させる。このため、小さな音が入力されたチャンネルからは伸張等が施されていない音声が出力されるので、違和感を生じることなく、より好適な音場再生を行うことができる。
【００７６】
［第４の実施の形態］
図５は、本発明を適用した第４の実施の形態における音声信号処理装置４０の内部構成を示す図である。この図５に示す音声信号処理装置４０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。
なお、本第４の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【００７７】
図５に示すように、音声信号処理装置４０は、Ｌチャンネル入力４１ａ、Ｒチャンネル入力４１ｂ、レベル検出部４２ａ，４２ｂ、コンプレッション部４３ａ，４３ｂ、ゲイン調整部４４ａ，４４ｂ、加算部４５ａ，４５ｂ、Ｌチャンネル出力４６ａおよびＲチャンネル出力４６ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力４１ａおよびＲチャンネル入力４１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力４６ａおよびＲチャンネル出力４６ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【００７８】
なお、Ｌチャンネル入力４１ａおよびＲチャンネル入力４１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、レベル検出部４２ａ，４２ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、加算部４５ａ，４５ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力４６ａおよびＲチャンネル出力４６ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部４４ａ，４４ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【００７９】
レベル検出部４２ａは、Ｌチャンネル入力４１ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をコンプレッション部４３ａへ出力する。また、レベル検出部４２ｂは、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をコンプレッション部４３ｂへ出力する。
【００８０】
コンプレッション部４３ａは、レベル検出部４２ａから入力された検出値に基づき、内蔵するコンプレッションカーブに従って増幅率を決定し、ゲイン調整部４４ａへ出力する。ここで、コンプレッション部４３ａが内蔵するコンプレッションカーブとは、図９および図１０に例示するように、入力レベルと出力レベルとの相関を示す情報であり、コンプレッション部４３ａは、この相関に従った増幅率をゲイン調整部４４ａへ出力する。このため、レベル検出部４２ａにより検出された音声信号の入力レベルが小さい場合には、出力レベルが大きくなるように大きな増幅率をゲイン調整部４４ａへ出力し、音声信号の入力レベルが大きい場合には、小さな増幅率をゲイン調整部４４ａへ出力する。
【００８１】
ゲイン調整部４４ａは、コンプレッション部４３ａから入力された増幅率に基づいて、Ｌチャンネル入力４１ａから入力された音声信号を増幅して加算部４５へ出力する。具体的には、例えばゲイン調整部４４ａは、コンプレッション部４３ａから増幅率が入力された場合に、入力された増幅率から１を減算して得られる増幅量を求め、この増幅量を、Ｌチャンネル入力４１ａから入力された音声信号にかけ合わせて、加算部４５ｂへ出力する。
【００８２】
従って、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルが小さい場合、コンプレッション部４３ａから出力される増幅率が大きいので、Ｌチャンネル入力４１ａに入力される音声信号はゲイン調整部４４ａによって大きく増幅され、加算部４５ｂに出力される。一方、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルが大きい場合は、コンプレッション部４３ａから出力される増幅率が小さいので、Ｌチャンネル入力４１ａに入力される音声信号に対しては、ゲイン調整部４４ａによって小さな乗算値がかけ合わされる。ここで、乗算値が０の場合、音声信号は遮断される。このため、音声信号の入力レベルが大きい場合、加算部４５ｂへ出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００８３】
コンプレッション部４３ｂは、レベル検出部４２ｂから入力された検出値に基づき、コンプレッション部４３ａと同様に、内蔵するコンプレッションカーブに従って増幅率を決定し、ゲイン調整部４４ｂへ出力する。すなわち、レベル検出部４２ｂにより検出された音声信号の入力レベルが小さい場合には大きい増幅率をゲイン調整部４４ｂへ出力し、音声信号の入力レベルが大きい場合には小さい増幅率をゲイン調整部４４ｂへ出力する。
【００８４】
ゲイン調整部４４ｂは、コンプレッション部４３ｂから入力された増幅率に基づいて、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力された音声信号を増幅して加算部４５へ出力する。具体的には、例えばゲイン調整部４４ｂは、コンプレッション部４３ｂから増幅率が入力された場合に、入力された増幅率から１を減算して得られる増幅量を求め、この増幅量を、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力された音声信号にかけ合わせて、加算部４５ａへ出力する。
【００８５】
従って、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、コンプレッション部４３ｂから出力される増幅率が大きいので、Ｌチャンネル入力４１ｂに入力される音声信号はゲイン調整部４４ｂによって大きく増幅されて加算部４５ａに出力される。一方、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルが大きい場合には、コンプレッション部４３ｂから出力される増幅率が小さいので、Ｌチャンネル入力４１ｂに入力される音声信号に対しては、ゲイン調整部４４ｂによって小さな乗算値がかけ合わされる。ここで、乗算値が０の場合、音声信号は遮断される。このため、音声信号の入力レベルが大きい場合、加算部４５ａへ出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００８６】
加算部４５ａは、Ｌチャンネル入力４１ａから入力される音声信号に、ゲイン調整部４４ｂから入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力４６ａへ出力する。また、加算部４５ｂは、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力される音声信号に、ゲイン調整部４４ａから入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力４６ｂへ出力する。
【００８７】
以上のように構成される音声信号処理装置４０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力４１ａに音声信号が入力されると、レベル検出部４２ａによって入力レベルが検出され、検出値がコンプレッション部４３ａへ出力される。
そして、コンプレッション部４３ａにより、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルに基づいて増幅率が決定され、ゲイン調整部４４ａへ出力される。
ゲイン調整部４４ａでは、Ｌチャンネル入力４１ａに入力された音声信号に対し、コンプレッション部４３ａから入力される増幅率に従った乗算値がかけ合わされ、加算部４５ｂへ出力される。
【００８８】
ここで、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルが大きい場合、Ｌチャンネル入力４１ａから入力された音声信号には、ゲイン調整部４４ａによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部４４ａによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００８９】
また、Ｒチャンネル入力４１ｂに音声信号が入力されると、レベル検出部４２ｂによって入力レベルが検出され、検出値がコンプレッション部４３ｂへ出力される。そして、コンプレッション部４３ｂによって、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルに基づいて増幅率が決定され、ゲイン調整部４４ｂへ出力される。
ゲイン調整部４４ｂでは、Ｒチャンネル入力４１ｂに入力された音声信号に対し、コンプレッション部４３ｂから入力される増幅率に従った乗算値がかけ合わされて加算部４５ａへ出力される。
【００９０】
ここで、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルが大きい場合、ゲイン調整部４４ｂによって、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力された音声信号に小さな乗算値がかけ合わされて信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部４４ｂによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされて信号レベルが増幅される。
【００９１】
そして、ゲイン調整部４４ａから出力された音声信号は加算部４５ｂへ出力され、加算部４５ｂによってＲチャンネル入力４１ｂに入力された音声信号に加算されて、Ｒチャンネル出力４６ｂへ出力される。
また、ゲイン調整部４４ｂから出力された音声信号は加算部４５ａへ出力され、加算部４５ａによってＬチャンネル入力４１ａに入力された音声信号に加算されて、Ｌチャンネル出力４６ａへ出力される。
【００９２】
すなわち、Ｌチャンネル入力４１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、この音声信号はゲイン調整部４４ａによって増幅された上、Ｒチャンネル入力４１ｂの音声信号に加算される。また、Ｒチャンネル入力４１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合は、ゲイン調整部４４ｂによって音声信号が増幅された上、Ｌチャンネル入力４１ａの音声信号に加算される。
【００９３】
従って、Ｌチャンネル入力４１ａおよびＲチャンネル入力４１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号は、もう一方のチャンネルからも出力されることになる。
【００９４】
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は、そのまま各チャンネルから出力されると同時に他のチャンネルからも出力されるので、結果的に、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力されることになる。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
【００９５】
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置４０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【００９６】
また、音声信号処理装置４０は、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくするので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
特に、音声信号処理装置４０は、一方のチャンネルから入力された音声信号を、入力レベルが小さい場合にのみ、もう一方のチャンネルからも出力させる構成となっている。このため、入力レベルの小さい音が入力されたチャンネルからは、伸張等が施されていない音声が出力されるので、違和感を生じることなく、より好適な音場再生を行うことができる。
【００９７】
さらに、音声信号処理装置４０は、Ｌチャンネル入力４１ａまたはＲチャンネル入力４１ｂから入力された音声信号の入力レベルが小さい場合に、加算部４５ａ，４５ｂによって音声信号を加算するものであるが、音声信号の入力レベルと加算部４５ａ，４５ｂによる加算の有無は、コンプレッション部４３ａ，４３ｂが内蔵するコンプレッションカーブによって決定される。このため、コンプレッション部４３ａ，４３ｂのコンプレッションカーブを適宜調整することで、音声信号処理装置４０が利用される環境に最適なように、音場再生を行うことができる。
【００９８】
［第５の実施の形態］
図６は、本発明を適用した第５の実施の形態における音声信号処理装置５０の内部構成を示す図である。この図６に示す音声信号処理装置５０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。
なお、本第５の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【００９９】
図６に示すように、音声信号処理装置５０は、Ｌチャンネル入力５１ａ、Ｒチャンネル入力５１ｂ、フィルタ５２ａ，５２ｂ、レベル検出部５３ａ，５３ｂ、ゲイン調整部５４ａ，５４ｂ、フィルタ５５ａ，５５ｂ、加算部５６、アンプ５７、加算部５８ａ，５８ｂ、Ｌチャンネル出力５９ａおよびＲチャンネル出力５９ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力５１ａおよびＲチャンネル入力５１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力５９ａおよびＲチャンネル出力５９ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【０１００】
なお、Ｌチャンネル入力５１ａおよびＲチャンネル入力５１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、フィルタ５２ａ，５２ｂおよびレベル検出部５３ａ，５３ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、フィルタ５５ａ，５５ｂ、加算部５６、アンプ５７および加算部５８ａ，５８ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力５９ａおよびＲチャンネル出力５９ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部５４ａ，５４ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【０１０１】
フィルタ５２ａ，５２ｂは、入力される音声信号のうち予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみを出力するフィルタであって、フィルタ５２ａは、Ｌチャンネル入力５１ａから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部５３ａへ出力する。同様に、フィルタ５２ｂは、Ｒチャンネル入力５１ｂから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部５３ｂへ出力する。
【０１０２】
また、フィルタ５５ａ，５５ｂも同様に、入力される音声信号のうち予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみを出力するフィルタであって、フィルタ５５ａは、Ｌチャンネル入力５１ａから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをゲイン調整部５４ａへ出力する。フィルタ５５ｂは、Ｒチャンネル入力５１ｂから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをゲイン調整部５４ｂへ出力する。
【０１０３】
レベル検出部５３ａは、フィルタ５２ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部５４ａへ出力する。また、レベル検出部５３ｂは、フィルタ５２ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部５４ｂへ出力する。
【０１０４】
ゲイン調整部５４ａは、フィルタ５５ａから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部５６へ出力する。
ここで、ゲイン調整部５４ａにおける乗算値は、レベル検出部５３ａにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部５４ａは、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【０１０５】
従って、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部５４ａに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部５６に出力される。
一方、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部５４ａに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部５６に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【０１０６】
ゲイン調整部５４ｂは、フィルタ５５ｂから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部５６へ出力する。
ここで、ゲイン調整部５４ｂにおける乗算値は、レベル検出部５３ｂにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部５４ｂは、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【０１０７】
従って、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部５４ｂに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部５６に出力される。
一方、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部５４ｂに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部５６に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【０１０８】
加算部５６は、ゲイン調整部５４ａおよびゲイン調整部５４ｂから入力される音声信号を加算してアンプ５７へ出力する。
アンプ５７は、加算部５６から入力される音声信号を所定の増幅率で増幅して、加算部５８ａおよび加算部５８ｂへ出力する。
【０１０９】
加算部５８ａは、Ｌチャンネル入力５１ａから入力される音声信号に、アンプ５７から入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力５９ａへ出力する。
また、加算部５８ｂは、Ｒチャンネル入力５１ｂから入力される音声信号に、アンプ５７から入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力５９ｂへ出力する。
【０１１０】
以上のように構成される音声信号処理装置５０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力５１ａに音声信号が入力されると、フィルタ５２ａおよびフィルタ５５ａによって、所定の周波数帯域の音声信号のみがレベル検出部５３ａおよびゲイン調整部５４ａへそれぞれ入力される。そして、入力された音声信号の入力レベルがレベル検出部５３ａにより検出され、検出値がゲイン調整部５４ａへ出力される。
そして、ゲイン調整部５４ａにより、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、フィルタ５５ａから入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部５６へ出力される。
【０１１１】
ここで、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが大きい場合、フィルタ５５ａから出力された音声信号にはゲイン調整部５４ａによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部５４ａによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【０１１２】
また、Ｒチャンネル入力５１ｂに音声信号が入力されると、フィルタ５２ｂおよびフィルタ５５ｂによって、所定の周波数帯域の音声信号のみがレベル検出部５３ｂおよびゲイン調整部５４ｂへそれぞれ入力される。そして、入力された音声信号の入力レベルがレベル検出部５３ｂにより検出され、検出値がゲイン調整部５４ｂへ出力される。
そして、ゲイン調整部５４ｂによってレベル検出部５３ｂで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、フィルタ５５ｂから入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部５６へ出力される。
【０１１３】
ここで、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが大きい場合、フィルタ５５ｂから出力された音声信号には、ゲイン調整部５４ｂによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部５４ｂによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【０１１４】
ゲイン調整部５４ａおよびゲイン調整部５４ｂによって増幅または減衰された音声信号は加算部５６に入力され、加算された上で、アンプ５７を介して加算部５８ａおよび加算部５８ｂの双方へ出力される。
【０１１５】
アンプ５７から出力された音声信号はアンプ５７によってＬチャンネル入力５１ａの音声信号に加算され、Ｌチャンネル出力５９ａへ出力されるとともに、加算部５８ｂによってＲチャンネル入力５１ｂの音声信号に加算され、Ｒチャンネル出力５９ｂへ出力される。
【０１１６】
すなわち、Ｌチャンネル入力５１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、この音声信号はゲイン調整部５４ａによって増幅された上、加算部５８ａおよび加算部５８ｂの双方に出力される。また、Ｒチャンネル入力５１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合も同様に、ゲイン調整部５４ｂによって増幅された上、加算部５８ａおよび加算部５８ｂの双方に出力される。
【０１１７】
従って、Ｌチャンネル入力５１ａおよびＲチャンネル入力５１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号は、Ｌチャンネル出力５９ａとＲチャンネル出力５９ｂの両方から出力されることになる。
【０１１８】
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力される。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置５０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【０１１９】
また、音声信号処理装置５０は、音を著しく伸張する等の処理を行わず、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくする。つまり、ダイナミックレンジを変化させないので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
【０１２０】
さらに、音声信号処理装置５０は、フィルタ５２ａ，５２ｂおよびフィルタ５５ａ，５５ｂによって、予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部５３ａ，５３ｂおよびゲイン調整部５４ａ，５４ｂへ出力し、処理を行うものである。従って、フィルタ５２ａ，５２ｂ，５５ａ，５５ｂの特性を適宜調整することによって、所望の周波数帯域に対してのみ、入力レベルが小さい音を聞き取りやすくする処理を行うことができる。
これにより、音声信号処理装置５０が使用される環境や、再生される音楽の種類に最適な処理を行って、より好適な音場再生を行うことができる。
【０１２１】
［第６の実施の形態］
図７は、本発明を適用した第６の実施の形態における音声信号処理装置６０の内部構成を示す図である。この図７に示す音声信号処理装置６０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。
なお、本第６の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【０１２２】
図７に示すように、音声信号処理装置６０は、Ｌチャンネル入力６１ａ、Ｒチャンネル入力６１ｂ、フィルタ６２ａ，６２ｂ、レベル検出部６３ａ，６３ｂ、ゲイン調整部６４ａ，６４ｂ、フィルタ６５ａ，６５ｂ、加算部６６ａ，６６ｂ、Ｌチャンネル出力６７ａおよびＲチャンネル出力６７ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力６１ａおよびＲチャンネル入力６１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力６７ａおよびＲチャンネル出力６７ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【０１２３】
なお、Ｌチャンネル入力６１ａおよびＲチャンネル入力６１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、フィルタ６２ａ，６２ｂおよびレベル検出部６３ａ，６３ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、フィルタ６５ａ，６５ｂおよび加算部６６ａ，６６ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力６７ａおよびＲチャンネル出力６７ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部６４ａ，６４ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【０１２４】
フィルタ６２ａ，６２ｂは、入力される音声信号のうち予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみを出力するフィルタであって、フィルタ６２ａは、Ｌチャンネル入力６１ａから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部６３ａへ出力する。同様に、フィルタ６２ｂは、Ｒチャンネル入力６１ｂから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部６３ｂへ出力する。
【０１２５】
また、フィルタ６５ａ，６５ｂも同様に、入力される音声信号のうち予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみを出力するフィルタであって、フィルタ６５ａは、Ｌチャンネル入力６１ａから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをゲイン調整部６４ａへ出力する。フィルタ６５ｂは、Ｒチャンネル入力６１ｂから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをゲイン調整部６４ｂへ出力する。
【０１２６】
レベル検出部６３ａは、フィルタ６２ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部６４ａへ出力する。また、レベル検出部６３ｂは、フィルタ６２ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部６４ｂへ出力する。
【０１２７】
ゲイン調整部６４ａは、フィルタ６５ａから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部６６ｂへ出力する。
ここで、ゲイン調整部６４ａにおける乗算値は、レベル検出部６３ａにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部６４ａは、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【０１２８】
従って、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部６４ａに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部６６ｂに出力される。一方、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが大きい場合には、ゲイン調整部６４ａに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部６６ｂに対して出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【０１２９】
ゲイン調整部６４ｂは、フィルタ６５ｂから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部６６ａへ出力する。
ここで、ゲイン調整部６４ｂにおける乗算値は、レベル検出部６３ｂにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部６４ｂは、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【０１３０】
従って、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部６４ｂに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部６６ａに出力される。一方、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが大きい場合には、ゲイン調整部６４ｂに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部６６ａに対して出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【０１３１】
加算部６６ａは、Ｌチャンネル入力６１ａから入力される音声信号に、ゲイン調整部６４ｂから入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力６７ａへ出力する。また、加算部６６ｂは、Ｒチャンネル入力６１ｂから入力される音声信号に、ゲイン調整部６４ａから入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力６７ｂへ出力する。
【０１３２】
以上のように構成される音声信号処理装置３０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力６１ａに音声信号が入力されると、フィルタ６２ａおよびフィルタ６５ａによって、所定の周波数帯域の音声信号のみがレベル検出部６３ａおよびゲイン調整部６４ａへそれぞれ入力される。そして、入力された音声信号の入力レベルがレベル検出部６３ａにより検出され、検出値がゲイン調整部６４ａへ出力される。
そして、ゲイン調整部６４ａによって、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、フィルタ６５ａから入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部６６ｂへ出力される。
【０１３３】
ここで、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが大きい場合、フィルタ６５ａから入力された音声信号に対して、ゲイン調整部６４ａによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部６４ａによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【０１３４】
また、Ｒチャンネル入力６１ｂに音声信号が入力されると、フィルタ６２ｂおよびフィルタ６５ｂによって、所定の周波数帯域の音声信号のみがレベル検出部６３ｂおよびゲイン調整部６４ｂへそれぞれ入力される。そして、入力された音声信号の入力レベルがレベル検出部６３ｂにより検出され、検出値がゲイン調整部６４ｂへ出力される。
そして、ゲイン調整部６４ｂによって、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、フィルタ６５ｂから入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部６６ａへ出力される。
【０１３５】
ここで、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが大きい場合、フィルタ６５ｂから入力された音声信号に対してゲイン調整部６４ｂによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部６４ｂによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【０１３６】
そして、ゲイン調整部６４ａから出力された音声信号は加算部６６ｂへ出力され、Ｒチャンネル入力６１ｂに入力された音声信号に加算されてＲチャンネル出力６７ｂへ出力される。
また、ゲイン調整部６４ｂから出力された音声信号は加算部６６ａへ出力され、Ｌチャンネル入力６１ａに入力された音声信号に加算されてＬチャンネル出力６７ａへ出力される。
【０１３７】
すなわち、Ｌチャンネル入力６１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、フィルタ６５ａを通過した音声信号がゲイン調整部６４ａによって増幅された上、加算部６６ｂによってＲチャンネル入力６１ｂの音声信号に加算される。また、Ｒチャンネル入力６１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合は、フィルタ６５ｂを通過した音声信号がゲイン調整部６４ｂによって増幅された上、加算部６６ａによってＬチャンネル入力６１ａの音声信号に加算される。
【０１３８】
従って、Ｌチャンネル入力６１ａおよびＲチャンネル入力６１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい所望の周波数帯域の音声信号は、もう一方のチャンネルからも出力されることになる。
【０１３９】
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に所望の周波数の小さな音が出力された場合、この小さな音は、そのまま各チャンネルから出力されると同時に他のチャンネルからも出力されるので、結果的に、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力されることになる。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
【０１４０】
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置６０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【０１４１】
また、音声信号処理装置６０は、音を著しく伸張する等の処理を行わず、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくする。つまり、ダイナミックレンジを変化させないので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
特に、音声信号処理装置６０は、一方のチャンネルから入力された音声信号を、入力レベルが小さい場合にのみ、もう一方のチャンネルからも出力させる構成となっている。このため、入力レベルの小さい音が入力されたチャンネルからは、伸張等が施されていない音声が出力されるので、違和感を生じることなく、より好適な音場再生を行うことができる。
【０１４２】
さらに、音声信号処理装置６０は、フィルタ６２ａ，６２ｂおよびフィルタ６５ａ，６５ｂによって、予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部６３ａ，６３ｂおよびゲイン調整部６４ａ，６４ｂへ出力し、処理を行うものである。従って、フィルタ６２ａ，６２ｂ，６５ａ，６５ｂの特性を適宜調整することによって、所望の周波数帯域に対してのみ、入力レベルが小さい音を聞き取りやすくする処理を行うことができる。
これにより、音声信号処理装置６０が使用される環境や、再生される音楽の種類に最適な処理を行って、より好適な音場再生を行うことができる。
【０１４３】
なお、以上の実施の形態における記述内容は、本発明を適用した好適な一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、第１〜第６の実施の形態では、音声出力装置１は、音声信号処理装置１０，２０，３０，４０，５０，６０のいずれかと、音声出力装置１と、出力回路３とによって構成されるものとしたが、各音声信号処理装置は音源２および出力回路３と一体となって構成されるものとしても良いし、その具体的な実装形態は任意である。
【０１４４】
また、上記実施の形態において、音声出力装置１の各部は、ＬチャンネルおよびＲチャンネルの２チャンネルからの入力信号についての処理を行うものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多数のチャンネルにおける音声信号を処理する装置に対して本発明を適用することも、勿論可能である。
【０１４５】
さらに、上記第５および第６の実施の形態において、フィルタ５２ａ，５２ｂ，５５ａ，５５ｂ，６２ａ，６２ｂ，６５ａ，６５ｂは、予め定められた周波数帯域の音声信号のみを通過させるフィルタとしたが、これらフィルタを可変フィルタとし、通過させる周波数帯域を変化させることが可能な構成とすることも、勿論可能である。
【０１４６】
また、音声信号処理装置１０，２０，３０，４０，５０，６０の具体的な回路構成も任意であり、その他の細部構成等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【０１４７】
【発明の効果】
本発明によれば、入力レベルの小さな音声信号を複数のチャンネルから出力することで、同相の波形が出力されることによる干渉を起こし、音の大幅な伸張を行うことなく聴覚上は大きな音として聞こえるようにすることができる。これにより、音声の歪みを生じることなく、小さな音であっても明瞭に聞き取れるように再生出力することができ、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態における音声出力装置１の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示す音声信号処理装置１０の内部構成を示す図である。
【図３】本発明を適用した第２の実施の形態における音声信号処理装置２０の内部構成を示す図である。
【図４】本発明を適用した第３の実施の形態における音声信号処理装置３０の内部構成を示す図である。
【図５】本発明を適用した第４の実施の形態における音声信号処理装置４０の内部構成を示す図である。
【図６】本発明を適用した第５の実施の形態における音声信号処理装置５０の内部構成を示す図である。
【図７】本発明を適用した第６の実施の形態における音声信号処理装置６０の内部構成を示す図である。
【図８】従来の音声信号処理装置の一例として音声信号処理装置１００の構成を示す図である。
【図９】図８に示す音声信号処理装置１００におけるコンプレッションカーブを示す図表である。
【図１０】図８に示す音声信号処理装置１００におけるコンプレッションカーブを示す図表である。
【符号の説明】
１ 音声出力装置
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 音声信号処理装置
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ Ｌチャンネル入力
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１ｂ Ｒチャンネル入力
１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ，５３ａ，５３ｂ，６３ａ，６３ｂ レベル検出部
１３ａ，１３ｂ，２４ａ，２４ｂ，３３ａ，３３ｂ，４４ａ，４４ｂ，５４ａ，５４ｂ，６４ａ，６４ｂ ゲイン調整部
１４，１６ａ，１６ｂ，２５，２７ａ，２７ｂ，３４ａ，３４ｂ，４５ａ，４５ｂ，５６，５８ａ，５８ｂ，６６ａ，６６ｂ 加算部
１５，２６，５７ アンプ
２３ａ，２３ｂ，４３ａ，４３ｂ コンプレッション部
５２ａ，５２ｂ，５５ａ，５５ｂ，６２ａ，６２ｂ，６５ａ，６５ｂ フィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のチャンネルに出力される音声信号を処理する音声信号処理装置、および、音声信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外部のノイズが大きい場合等、音楽再生中に小さな音が聞き取りにくい場合がある。小さな音が聞き取りにくいと音楽の臨場感や繊細さを損ねてしまうことがあり、好ましいことではない。従来は、このような場合の対策として、エキスパンダーやコンプレッサーを利用して小さな音を伸張する手法が用いられていた。
この従来の手法について、音声信号処理装置１００を例示して説明する。
【０００３】
図８に示す音声信号処理装置１００は、Ｌチャンネル入力１０１ａおよびＲチャンネル入力１０１ｂから入力される音を、それぞれゲイン調整部１０４ａ，１０４ｂによって適宜伸張し、Ｌチャンネル出力１０５ａおよびＲチャンネル出力１０５ｂから出力する。ゲイン調整部１０４ａ，１０４ｂでは、コンプレッション部１０３ａ，１０３ｂにより決定される増幅率に従って音が伸張される。
【０００４】
レベル検出部１０２ａは、Ｌチャンネル入力１０１ａから入力される音のレベルを検出して検出値をコンプレッション部１０３ａへ出力する。また、レベル検出部１０２ｂは、Ｒチャンネル入力１０１ｂから入力される音のレベルを検出して検出値をコンプレッション部１０３ｂへ出力する。そして、コンプレッション部１０３ａ，１０３ｂは、予め定められたコンプレッションカーブに基づいて、ゲイン調整部１０４ａ，１０４ｂにおける増幅率を決定する。
【０００５】
図９および図１０には、コンプレッションカーブの一例を図示する。
これら図９および図１０に例示するコンプレッションカーブに従えば、入力レベルが０ｄＢ（デシベル）から−５ｄｂの範囲では、入力と出力の比は一対一となり、入力レベルが−１０ｄＢより小さい状態では信号の伸張が行われる。
例えば、入力レベルが0.03の場合（20Log(0.03)=-30[dB]から-30dB）、出力レベルは0.16（20Log(0.16)=-16[dB]から-16dB）であり、ゲイン調整部１０４ａ，１０４ｂにおける増幅率は約５倍となる。
【０００６】
図８〜図１０の例に示すように、従来は、音楽再生中に入力レベルが-10dB 未満の小さな音に対してのみ伸張を行うことで、小さな音が聞き取りにくい事態を改善していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の手法では、入力レベルに応じて音の増幅率を大きく変化させるため、音にひずみを生じやすいという問題があった。
例えば、図１０に示すコンプレッションカーブでは、-10dB 付近にカーブの変化点が存在するが、この変化点では、増幅率の変化による波形の歪みが生じてしまう。このような歪みは増幅率を大きくするほど顕著になり、聴覚上の違和感を生じるという問題があった。また、小さな音だけを伸張させることでダイナミックレンジが変化し、より顕著な違和感を生じてしまうため、小さな音を伸張する手法には限度があった。
【０００８】
また、例えば車載オーディオ機器では、音楽再生中に外来の騒音が非常に大きくなることがあり、上記従来の手法を用いて小さな音を可能な限り伸張しても、外来の騒音を超えるレベルに達しないことがあった。このような場合、再生ボリュームそのものを大きくする他には対策が無く、再生中の音楽自体がうるさくなってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明の課題は、音楽再生中に、音声の歪みや違和感を生じることなく、小さな音を聞き取り易くすることが可能な音声信号処理装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、音声信号が入力される複数のチャンネルを有する入力部と、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号をそれぞれ出力する出力部と、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号の入力レベルをそれぞれ検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出された入力レベルが小さい場合のみ、当該入力レベルが小さい音声信号を増幅させるゲイン調整部と、前記ゲイン調整部により増幅された音声信号を、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号に加算して前記出力部から出力させる加算手段と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、音声信号が入力される複数のチャンネルを有する入力部と、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号の入力レベルをそれぞれ検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出された入力レベルが小さい場合のみ、当該入力レベルが小さい音声信号を増幅させることによって各チャンネルの加算用音声信号を生成する信号処理手段と、前記信号処理手段により生成された各チャンネルの加算用音声信号を、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号に加算する加算部と、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号、もしくは、前記加算部により前記加算用音声信号が加算された音声信号をチャンネル毎に出力する出力部と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、複数のチャンネルから入力される音声信号の入力レベルをそれぞれ検出し、前記複数のチャンネルのうち各チャンネルに入力された音声信号の入力レベルが小さい場合のみ、当該入力レベルが小さい音声信号を増幅させ、前記増幅された音声信号を、各チャンネルに入力された音声信号に加算して出力することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態における音声出力装置１の構成を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、音声出力装置１は、音源２から出力されるＬチャンネルおよびＲチャンネルの音声信号について、音声信号処理装置１０によって信号レベルを処理した上、出力回路３によって出力する装置である。
音源２は、例えばＣＤ（Compact Disc）ドライブやＭＤ（Mini Disc ）ドライブ、ＦＭ／ＡＭチューナー等の音源装置や外部の音源装置に接続されるインターフェースを内蔵し、これら音源装置からの音声信号を音声信号処理装置１０へ出力する。また、出力回路３は、音声信号処理装置１０から入力されるＬチャンネルおよびＲチャンネルの音声信号を再生出力するためのアンプやスピーカ等を備えている。
【００１５】
図２は、図１に示す音声信号処理装置１０の内部構成を示す図である。
図２に示すように、音声信号処理装置１０は、Ｌチャンネル入力１１ａ、Ｒチャンネル入力１１ｂ、レベル検出部１２ａ，１２ｂ、ゲイン調整部１３ａ，１３ｂ、加算部１４、アンプ１５、加算部１６ａ，１６ｂ、Ｌチャンネル出力１７ａ、およびＲチャンネル出力１７ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力１１ａおよびＲチャンネル入力１１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力１７ａおよびＲチャンネル出力１７ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【００１６】
なお、Ｌチャンネル入力１１ａおよびＲチャンネル入力１１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、レベル検出部１２ａ，１２ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、加算部１４、アンプ１５および加算部１６ａ，１６ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力１７ａおよびＲチャンネル出力１７ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部１３ａ，１３ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【００１７】
レベル検出部１２ａは、Ｌチャンネル入力１１ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部１３ａへ出力する。また、レベル検出部１２ｂは、Ｒチャンネル入力１１ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部１３ｂへ出力する。
【００１８】
ゲイン調整部１３ａは、Ｌチャンネル入力１１ａから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて増幅または減衰させ、加算部１４へ出力する。
ここで、ゲイン調整部１３ａにおける乗算値は、レベル検出部１２ａにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部１３ａは、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【００１９】
従って、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部１３ａに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部１４に出力される。一方、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部１３ａに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされて減衰されるので、加算部１４に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【００２０】
ゲイン調整部１３ｂは、Ｒチャンネル入力１１ｂから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部１４へ出力する。
ここで、ゲイン調整部１３ｂにおける乗算値は、レベル検出部１２ｂにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部１３ｂは、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【００２１】
従って、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部１３ｂに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部１４に出力される。一方、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部１３ｂに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされて減衰されるため、加算部１４に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【００２２】
このように、Ｌチャンネル入力１１ａおよびＲチャンネル入力１１ｂに入力された音声信号は、入力レベルが小さい場合にのみ加算部１４に入力される。
【００２３】
加算部１４は、ゲイン調整部１３ａおよびゲイン調整部１３ｂから入力される音声信号を加算してアンプ１５へ出力する。
また、アンプ１５は、加算部１４から入力される音声信号を所定の増幅率で増幅して、加算部１６ａおよび加算部１６ｂへ出力する。
【００２４】
加算部１６ａは、Ｌチャンネル入力１１ａから入力される音声信号に、アンプ１５から入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力１７ａへ出力する。また、加算部１６ｂは、Ｒチャンネル入力１１ｂから入力される音声信号に、アンプ１５から入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力１７ｂへ出力する。
【００２５】
以上のように構成される音声信号処理装置１０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力１１ａに音声信号が入力されると、レベル検出部１２ａによって入力レベルが検出され、検出値がゲイン調整部１３ａへ出力される。
ゲイン調整部１３ａにおいては、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、Ｌチャンネル入力１１ａに入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部１４へ出力される。
【００２６】
ここで、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが大きい場合、Ｌチャンネル入力１１ａから入力された音声信号に対してはゲイン調整部１３ａによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部１２ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部１３ａによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００２７】
また、Ｒチャンネル入力１１ｂに音声信号が入力されると、レベル検出部１２ｂによって入力レベルが検出され、検出値がゲイン調整部１３ｂへ出力される。
ゲイン調整部１３ｂにおいては、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、Ｒチャンネル入力１１ｂに入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部１４へ出力される。
【００２８】
ここで、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが大きい場合、Ｒチャンネル入力１１ｂから入力された音声信号に対しては、ゲイン調整部１３ｂによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部１２ｂで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部１３ｂにより音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００２９】
そして、ゲイン調整部１３ａおよびゲイン調整部１３ｂによって増幅または減衰された音声信号は加算部１４に入力されて加算部１４により加算され、アンプ１５を介して加算部１６ａおよび加算部１６ｂの双方へ出力される。
【００３０】
ここで、加算部１６ａにアンプ１５から入力される音声信号はＬチャンネル入力１１ａの音声信号に加算されてＬチャンネル出力１７ａへ出力される。また、加算部１６ｂにアンプ１５から入力される音声信号はＲチャンネル入力１１ｂの音声信号に加算されて、Ｒチャンネル出力１７ｂへ出力される。
【００３１】
すなわち、Ｌチャンネル入力１１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、この音声信号はゲイン調整部１３ａによって増幅された上、加算部１６ａおよび加算部１６ｂの両方へ出力される。また、Ｒチャンネル入力１１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合も同様に、ゲイン調整部１３ｂによって増幅された上、加算部１６ａおよび加算部１６ｂの両方に出力される。
【００３２】
従って、Ｌチャンネル入力１１ａおよびＲチャンネル入力１１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号はＬチャンネル出力１７ａとＲチャンネル出力１７ｂの両方から出力されることになる。
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は、音声信号処理装置１０の処理により、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力される。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
これにより、本発明を適用した音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【００３３】
また、音声信号処理装置１０は、小さな音を著しく伸張する等の処理を行わず、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくする。このため、ダイナミックレンジの変化を生じないので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明を適用した第２の実施の形態における音声信号処理装置２０の内部構成を示す図である。この図３に示す音声信号処理装置２０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。
なお、本第２の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【００３５】
図３に示すように、音声信号処理装置２０は、Ｌチャンネル入力２１ａ、Ｒチャンネル入力２１ｂ、レベル検出部２２ａ，２２ｂ、コンプレッション部２３ａ，２３ｂ、ゲイン調整部２４ａ，２４ｂ、加算部２５、アンプ２６、加算部２７ａ，２７ｂ、Ｌチャンネル出力２８ａおよびＲチャンネル出力２８ｂを備えて構成され、音源２（図１）からＬチャンネル入力２１ａおよびＲチャンネル入力２１ｂへ入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力２８ａおよびＲチャンネル出力２８ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【００３６】
なお、Ｌチャンネル入力２１ａおよびＲチャンネル入力２１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、レベル検出部２２ａ，２２ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、加算部２５、アンプ２６および加算部２７ａ，２７ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力２８ａおよびＲチャンネル出力２８ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部２４ａ，２４ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【００３７】
レベル検出部２２ａは、Ｌチャンネル入力２１ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をコンプレッション部２３ａへ出力する。また、レベル検出部２２ｂは、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をコンプレッション部２３ｂへ出力する。
【００３８】
コンプレッション部２３ａは、レベル検出部２２ａから入力された検出値に基づき、内蔵するコンプレッションカーブに従って増幅率を決定し、ゲイン調整部２４ａへ出力する。ここで、コンプレッション部２３ａが内蔵するコンプレッションカーブとは、図９および図１０に例示するように、入力レベルと出力レベルとの相関を示す情報である。コンプレッション部２３ａは、この相関に従った増幅率をゲイン調整部２４ａへ出力する。このため、レベル検出部２２ａにより検出された入力レベルが小さい場合には、音声信号の出力レベルが大きくなるように大きな増幅率をゲイン調整部２４ａへ出力し、音声信号の入力レベルが大きい場合には、小さな増幅率をゲイン調整部２４ａへ出力する。
【００３９】
ゲイン調整部２４ａは、コンプレッション部２３ａから入力された増幅率に基づいて、Ｌチャンネル入力２１ａから入力された音声信号を減衰させて加算部２５へ出力する。具体的には、例えばゲイン調整部２４ａは、コンプレッション部２３ａから増幅率が入力された場合に、入力された増幅率から１を減算して得られる増幅量を求め、この増幅量を、Ｌチャンネル入力２１ａから入力された音声信号にかけ合わせて、加算部２５へ出力する。なお、上記増幅量が０の場合、ゲイン調整部２４ａは音声信号が遮断され、増幅量が０より大きい場合、ゲイン調整部２４ａは音声信号の増幅分を通過させる。
【００４０】
従って、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルが小さい場合、コンプレッション部２３ａから出力される増幅率が大きいので、Ｌチャンネル入力２１ａから入力される音声信号はゲイン調整部２４ａで大きく増幅されて、加算部２５に出力される。一方、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルが大きい場合は、コンプレッション部２３ａから出力される増幅率が小さいので、Ｌチャンネル入力２１ａから入力される音声信号には小さな乗算値がかけ合わされ、音声信号が減衰される。このため、音声信号の入力レベルが大きいと、ゲイン調整部２４ａから加算部２５に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００４１】
コンプレッション部２３ｂは、コンプレッション部２３ａと同様に、レベル検出部２２ｂから入力された検出値に基づいて内蔵するコンプレッションカーブに従って増幅率を決定し、ゲイン調整部２４ｂへ出力する。従って、コンプレッション部２３ｂは、レベル検出部２２ｂにより検出された音声信号の入力レベルが小さい場合は大きな増幅率をゲイン調整部２４ｂへ出力し、音声信号の入力レベルが大きい場合には小さな増幅率をゲイン調整部２４ｂへ出力する。
【００４２】
ゲイン調整部２４ｂは、コンプレッション部２３ｂから入力された増幅率に基づいて、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力された音声信号を減衰して加算部２５へ出力する。具体的には、例えばゲイン調整部２４ｂは、コンプレッション部２３ａから増幅率が入力された場合に、入力された増幅率から１を減算して得られる増幅量を求め、この増幅量を、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力された音声信号にかけ合わせて、加算部２５へ出力する。なお、上記増幅量が０の場合、ゲイン調整部２４ｂは音声信号が遮断され、増幅量が０より大きい場合、ゲイン調整部２４ｂは音声信号の増幅分を通過させる。
【００４３】
従って、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルが小さい場合には、コンプレッション部２３ｂから出力される増幅率が大きいので、Ｌチャンネル入力２１ｂに入力される音声信号はゲイン調整部２４ｂで大きく増幅されて加算部２５に出力される。一方、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルが大きい場合には、コンプレッション部２３ｂから出力される増幅率が小さいので、Ｌチャンネル入力２１ｂに入力される音声信号に対してはゲイン調整部２４ｂで小さな乗算値がかけ合わされる。このため、音声信号の入力レベルが大きいと、ゲイン調整部２４ｂから加算部２５に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００４４】
このように、加算部２５には、Ｌチャンネル入力２１ａおよびＲチャンネル入力２１ｂに入力された音声信号の入力レベルが小さい場合に、入力され、音声信号の入力レベルが大きい場合は入力されない。
【００４５】
加算部２５は、ゲイン調整部２４ａおよびゲイン調整部２４ｂから入力される音声信号を加算してアンプ２６へ出力する。
アンプ２６は、加算部２５から入力される音声信号を所定の増幅率で増幅して、加算部２７ａおよび加算部２７ｂへ出力する。
【００４６】
加算部２７ａは、Ｌチャンネル入力２１ａから入力される音声信号に、アンプ２６から入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力２８ａへ出力する。
また、加算部２７ｂは、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力される音声信号に、アンプ２６から入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力２８ｂへ出力する。
【００４７】
以上のように構成される音声信号処理装置２０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力２１ａに音声信号が入力されると、レベル検出部２２ａによって入力レベルが検出され、検出値がコンプレッション部２３ａへ出力される。
続いて、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルに基づいて、コンプレッション部２３ａによって増幅率が決定され、ゲイン調整部２４ａへ出力される。
Ｌチャンネル入力２１ａに入力された音声信号には、ゲイン調整部２４ａによって、コンプレッション部２３ａから入力される増幅量に従った乗算値がかけ合わされ、加算部２５へ出力される。
【００４８】
ここで、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルが大きい場合、Ｌチャンネル入力２１ａから入力された音声信号には、ゲイン調整部２４ａで小さな乗算値がかけ合わされて信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部２２ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部２４ａで音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００４９】
また、Ｒチャンネル入力２１ｂに音声信号が入力されると、レベル検出部２２ｂによって入力レベルが検出され、検出値がコンプレッション部２３ｂへ出力される。続いて、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルに基づいて、コンプレッション部２３ｂによって増幅率が決定され、ゲイン調整部２４ｂへ出力される。
そして、Ｒチャンネル入力２１ｂに入力された音声信号に対し、ゲイン調整部２４ｂで、コンプレッション部２３ｂから入力される増幅量に従った乗算値がかけ合わされ、加算部２５へ出力される。
【００５０】
ここで、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルが大きい場合、Ｒチャンネル入力２１ｂから入力された音声信号は、ゲイン調整部２４ｂで小さな乗算値がかけ合わされて信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部２２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部２４ｂで音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００５１】
そして、ゲイン調整部２４ａおよびゲイン調整部２４ｂによって増幅または減衰された音声信号は、加算部２５に入力されて加算され、アンプ２６を介して、加算部２７ａおよび加算部２７ｂの双方へ出力される。
【００５２】
アンプ２６から出力された音声信号は、加算部２７ａによってＬチャンネル入力２１ａの音声信号に加算され、Ｌチャンネル出力２８ａへ出力されるとともに、加算部２７ｂによってＲチャンネル入力２１ｂの音声信号に加算され、Ｒチャンネル出力２８ｂへ出力される。
【００５３】
すなわち、Ｌチャンネル入力２１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、該音声信号はゲイン調整部２４ａによって増幅された上、加算部２７ａおよび加算部２７ｂの双方に出力される。また、Ｒチャンネル入力２１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合も同様に、ゲイン調整部２４ｂによって増幅された上、加算部２７ａおよび加算部２７ｂの双方に出力される。
【００５４】
従って、Ｌチャンネル入力２１ａおよびＲチャンネル入力２１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号は、Ｌチャンネル出力２８ａとＲチャンネル出力２８ｂの両方から出力されることになる。
【００５５】
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は音声信号処理装置２０の処理により、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力される。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置２０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【００５６】
また、音声信号処理装置２０は、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくするので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
【００５７】
さらに、音声信号処理装置２０は、Ｌチャンネル入力２１ａまたはＲチャンネル入力２１ｂから入力された音声信号の入力レベルが小さい場合に、加算部２７ａ，２７ｂによって音声信号を加算するものであるが、音声信号の入力レベルと、加算部２７ａ，２７ｂによる加算の有無は、コンプレッション部２３ａ，２３ｂが内蔵するコンプレッションカーブによって決定される。このため、コンプレッション部２３ａ，２３ｂのコンプレッションカーブを適宜調整することで、音声信号処理装置２０が利用される環境に最適なように、音場再生を行うことができる。
【００５８】
［第３の実施の形態］
図４は、本発明を適用した第３の実施の形態における音声信号処理装置３０の内部構成を示す図である。この図４に示す音声信号処理装置３０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。なお、本第３の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【００５９】
図４に示すように、音声信号処理装置３０は、Ｌチャンネル入力３１ａ、Ｒチャンネル入力３１ｂ、レベル検出部３２ａ，３２ｂ、ゲイン調整部３３ａ，３３ｂ、加算部３４ａ，３４ｂ、Ｌチャンネル出力３５ａおよびＲチャンネル出力３５ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力３１ａおよびＲチャンネル入力３１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力３５ａおよびＲチャンネル出力３５ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【００６０】
なお、Ｌチャンネル入力３１ａおよびＲチャンネル入力３１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、レベル検出部３２ａ，３２ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、加算部３４ａ，３４ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力３５ａおよびＲチャンネル出力３５ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部３３ａ，３３ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【００６１】
レベル検出部３２ａは、Ｌチャンネル入力３１ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部３３ａへ出力する。また、レベル検出部３２ｂは、Ｒチャンネル入力３１ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部３３ｂへ出力する。
【００６２】
ゲイン調整部３３ａは、Ｌチャンネル入力３１ａから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部３４ｂへ出力する。
ここで、ゲイン調整部３３ａにおける乗算値は、レベル検出部３２ａにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部３３ａは、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【００６３】
従って、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部３３ａに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部３４ｂに出力される。一方、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部３３ａに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部３４ｂに対して出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００６４】
ゲイン調整部３３ｂは、Ｒチャンネル入力３１ｂから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部３４ａへ出力する。このゲイン調整部３３ｂにおける乗算値は、レベル検出部３２ｂにより検出された検出値に基づいて決定され、具体的には、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【００６５】
従って、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部３３ｂに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部３４ａに出力される。一方、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部３３ｂに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部３４ａに出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００６６】
加算部３４ａは、Ｌチャンネル入力３１ａから入力される音声信号に、ゲイン調整部３３ｂから入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力３５ａへ出力する。また、加算部３４ｂは、Ｒチャンネル入力３１ｂから入力される音声信号に、ゲイン調整部３３ａから入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力３５ｂへ出力する。
【００６７】
以上のように構成される音声信号処理装置３０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力３１ａに音声信号が入力されると、レベル検出部３２ａによって入力レベルが検出され、検出値がゲイン調整部３３ａへ出力される。
そして、ゲイン調整部３３ａによって、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルに基づく乗算値が決定され、Ｌチャンネル入力３１ａに入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部３４ｂへ出力される。
【００６８】
ここで、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが大きい場合、ゲイン調整部３３ａは音声信号に小さな乗算値をかけ合わせ、信号レベルを減衰させる。
一方、レベル検出部３２ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部３３ａは音声信号に大きな乗算値をかけ合わせて、信号レベルを増幅させる。
【００６９】
また、Ｒチャンネル入力３１ｂに音声信号が入力されると、レベル検出部３２ｂによって入力レベルが検出され、検出値がゲイン調整部３３ｂへ出力される。
そして、ゲイン調整部３３ｂによってレベル検出部３２ｂで検出された入力レベルに基づく乗算値が決定され、Ｒチャンネル入力３１ｂに入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部３４ａへ出力される。
【００７０】
ここで、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが大きい場合、ゲイン調整部３３ｂは音声信号に小さな乗算値をかけ合わせて信号レベルを減衰させる。
一方、レベル検出部３２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部３３ｂは音声信号に大きな乗算値をかけ合わせ、信号レベルを増幅させる。
【００７１】
そして、ゲイン調整部３３ａから出力された音声信号は加算部３４ｂへ出力され、加算部３４ｂによってＲチャンネル入力３１ｂに入力された音声信号に加算されて、Ｒチャンネル出力３５ｂへ出力される。
また、ゲイン調整部３３ｂから出力された音声信号は加算部３４ａへ出力され、加算部３４ａによってＬチャンネル入力３１ａに入力された音声信号に加算されて、Ｌチャンネル出力３５ａへ出力される。
【００７２】
すなわち、Ｌチャンネル入力３１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、この音声信号はゲイン調整部３３ａによって増幅された上、Ｒチャンネル入力３１ｂの音声信号に加算される。また、Ｒチャンネル入力３１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合は、この音声信号はゲイン調整部３３ｂによって増幅された上、Ｌチャンネル入力３１ａの音声信号に加算される。
【００７３】
従って、Ｌチャンネル入力３１ａおよびＲチャンネル入力３１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号は、もう一方のチャンネルからも出力されることになる。
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は、そのまま各チャンネルから出力されると同時に他のチャンネルからも出力されるので、結果的に、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力されることになる。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
【００７４】
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置３０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【００７５】
また、音声信号処理装置３０は、音を著しく伸張する等の処理を行わず、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくする。つまり、ダイナミックレンジを変化させないので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
特に、音声信号処理装置３０は、一方のチャンネルから入力された音声信号を、入力レベルが小さい場合にのみ、もう一方のチャンネルからも出力させる。このため、小さな音が入力されたチャンネルからは伸張等が施されていない音声が出力されるので、違和感を生じることなく、より好適な音場再生を行うことができる。
【００７６】
［第４の実施の形態］
図５は、本発明を適用した第４の実施の形態における音声信号処理装置４０の内部構成を示す図である。この図５に示す音声信号処理装置４０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。
なお、本第４の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【００７７】
図５に示すように、音声信号処理装置４０は、Ｌチャンネル入力４１ａ、Ｒチャンネル入力４１ｂ、レベル検出部４２ａ，４２ｂ、コンプレッション部４３ａ，４３ｂ、ゲイン調整部４４ａ，４４ｂ、加算部４５ａ，４５ｂ、Ｌチャンネル出力４６ａおよびＲチャンネル出力４６ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力４１ａおよびＲチャンネル入力４１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力４６ａおよびＲチャンネル出力４６ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【００７８】
なお、Ｌチャンネル入力４１ａおよびＲチャンネル入力４１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、レベル検出部４２ａ，４２ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、加算部４５ａ，４５ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力４６ａおよびＲチャンネル出力４６ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部４４ａ，４４ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【００７９】
レベル検出部４２ａは、Ｌチャンネル入力４１ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をコンプレッション部４３ａへ出力する。また、レベル検出部４２ｂは、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をコンプレッション部４３ｂへ出力する。
【００８０】
コンプレッション部４３ａは、レベル検出部４２ａから入力された検出値に基づき、内蔵するコンプレッションカーブに従って増幅率を決定し、ゲイン調整部４４ａへ出力する。ここで、コンプレッション部４３ａが内蔵するコンプレッションカーブとは、図９および図１０に例示するように、入力レベルと出力レベルとの相関を示す情報であり、コンプレッション部４３ａは、この相関に従った増幅率をゲイン調整部４４ａへ出力する。このため、レベル検出部４２ａにより検出された音声信号の入力レベルが小さい場合には、出力レベルが大きくなるように大きな増幅率をゲイン調整部４４ａへ出力し、音声信号の入力レベルが大きい場合には、小さな増幅率をゲイン調整部４４ａへ出力する。
【００８１】
ゲイン調整部４４ａは、コンプレッション部４３ａから入力された増幅率に基づいて、Ｌチャンネル入力４１ａから入力された音声信号を増幅して加算部４５へ出力する。具体的には、例えばゲイン調整部４４ａは、コンプレッション部４３ａから増幅率が入力された場合に、入力された増幅率から１を減算して得られる増幅量を求め、この増幅量を、Ｌチャンネル入力４１ａから入力された音声信号にかけ合わせて、加算部４５ｂへ出力する。
【００８２】
従って、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルが小さい場合、コンプレッション部４３ａから出力される増幅率が大きいので、Ｌチャンネル入力４１ａに入力される音声信号はゲイン調整部４４ａによって大きく増幅され、加算部４５ｂに出力される。一方、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルが大きい場合は、コンプレッション部４３ａから出力される増幅率が小さいので、Ｌチャンネル入力４１ａに入力される音声信号に対しては、ゲイン調整部４４ａによって小さな乗算値がかけ合わされる。ここで、乗算値が０の場合、音声信号は遮断される。このため、音声信号の入力レベルが大きい場合、加算部４５ｂへ出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００８３】
コンプレッション部４３ｂは、レベル検出部４２ｂから入力された検出値に基づき、コンプレッション部４３ａと同様に、内蔵するコンプレッションカーブに従って増幅率を決定し、ゲイン調整部４４ｂへ出力する。すなわち、レベル検出部４２ｂにより検出された音声信号の入力レベルが小さい場合には大きい増幅率をゲイン調整部４４ｂへ出力し、音声信号の入力レベルが大きい場合には小さい増幅率をゲイン調整部４４ｂへ出力する。
【００８４】
ゲイン調整部４４ｂは、コンプレッション部４３ｂから入力された増幅率に基づいて、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力された音声信号を増幅して加算部４５へ出力する。具体的には、例えばゲイン調整部４４ｂは、コンプレッション部４３ｂから増幅率が入力された場合に、入力された増幅率から１を減算して得られる増幅量を求め、この増幅量を、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力された音声信号にかけ合わせて、加算部４５ａへ出力する。
【００８５】
従って、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルが小さい場合、コンプレッション部４３ｂから出力される増幅率が大きいので、Ｌチャンネル入力４１ｂに入力される音声信号はゲイン調整部４４ｂによって大きく増幅されて加算部４５ａに出力される。一方、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルが大きい場合には、コンプレッション部４３ｂから出力される増幅率が小さいので、Ｌチャンネル入力４１ｂに入力される音声信号に対しては、ゲイン調整部４４ｂによって小さな乗算値がかけ合わされる。ここで、乗算値が０の場合、音声信号は遮断される。このため、音声信号の入力レベルが大きい場合、加算部４５ａへ出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、或いは出力されない。
【００８６】
加算部４５ａは、Ｌチャンネル入力４１ａから入力される音声信号に、ゲイン調整部４４ｂから入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力４６ａへ出力する。また、加算部４５ｂは、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力される音声信号に、ゲイン調整部４４ａから入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力４６ｂへ出力する。
【００８７】
以上のように構成される音声信号処理装置４０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力４１ａに音声信号が入力されると、レベル検出部４２ａによって入力レベルが検出され、検出値がコンプレッション部４３ａへ出力される。
そして、コンプレッション部４３ａにより、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルに基づいて増幅率が決定され、ゲイン調整部４４ａへ出力される。
ゲイン調整部４４ａでは、Ｌチャンネル入力４１ａに入力された音声信号に対し、コンプレッション部４３ａから入力される増幅率に従った乗算値がかけ合わされ、加算部４５ｂへ出力される。
【００８８】
ここで、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルが大きい場合、Ｌチャンネル入力４１ａから入力された音声信号には、ゲイン調整部４４ａによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部４２ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部４４ａによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【００８９】
また、Ｒチャンネル入力４１ｂに音声信号が入力されると、レベル検出部４２ｂによって入力レベルが検出され、検出値がコンプレッション部４３ｂへ出力される。そして、コンプレッション部４３ｂによって、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルに基づいて増幅率が決定され、ゲイン調整部４４ｂへ出力される。
ゲイン調整部４４ｂでは、Ｒチャンネル入力４１ｂに入力された音声信号に対し、コンプレッション部４３ｂから入力される増幅率に従った乗算値がかけ合わされて加算部４５ａへ出力される。
【００９０】
ここで、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルが大きい場合、ゲイン調整部４４ｂによって、Ｒチャンネル入力４１ｂから入力された音声信号に小さな乗算値がかけ合わされて信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部４２ｂで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部４４ｂによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされて信号レベルが増幅される。
【００９１】
そして、ゲイン調整部４４ａから出力された音声信号は加算部４５ｂへ出力され、加算部４５ｂによってＲチャンネル入力４１ｂに入力された音声信号に加算されて、Ｒチャンネル出力４６ｂへ出力される。
また、ゲイン調整部４４ｂから出力された音声信号は加算部４５ａへ出力され、加算部４５ａによってＬチャンネル入力４１ａに入力された音声信号に加算されて、Ｌチャンネル出力４６ａへ出力される。
【００９２】
すなわち、Ｌチャンネル入力４１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、この音声信号はゲイン調整部４４ａによって増幅された上、Ｒチャンネル入力４１ｂの音声信号に加算される。また、Ｒチャンネル入力４１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合は、ゲイン調整部４４ｂによって音声信号が増幅された上、Ｌチャンネル入力４１ａの音声信号に加算される。
【００９３】
従って、Ｌチャンネル入力４１ａおよびＲチャンネル入力４１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号は、もう一方のチャンネルからも出力されることになる。
【００９４】
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は、そのまま各チャンネルから出力されると同時に他のチャンネルからも出力されるので、結果的に、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力されることになる。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
【００９５】
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置４０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【００９６】
また、音声信号処理装置４０は、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくするので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
特に、音声信号処理装置４０は、一方のチャンネルから入力された音声信号を、入力レベルが小さい場合にのみ、もう一方のチャンネルからも出力させる構成となっている。このため、入力レベルの小さい音が入力されたチャンネルからは、伸張等が施されていない音声が出力されるので、違和感を生じることなく、より好適な音場再生を行うことができる。
【００９７】
さらに、音声信号処理装置４０は、Ｌチャンネル入力４１ａまたはＲチャンネル入力４１ｂから入力された音声信号の入力レベルが小さい場合に、加算部４５ａ，４５ｂによって音声信号を加算するものであるが、音声信号の入力レベルと加算部４５ａ，４５ｂによる加算の有無は、コンプレッション部４３ａ，４３ｂが内蔵するコンプレッションカーブによって決定される。このため、コンプレッション部４３ａ，４３ｂのコンプレッションカーブを適宜調整することで、音声信号処理装置４０が利用される環境に最適なように、音場再生を行うことができる。
【００９８】
［第５の実施の形態］
図６は、本発明を適用した第５の実施の形態における音声信号処理装置５０の内部構成を示す図である。この図６に示す音声信号処理装置５０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。
なお、本第５の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【００９９】
図６に示すように、音声信号処理装置５０は、Ｌチャンネル入力５１ａ、Ｒチャンネル入力５１ｂ、フィルタ５２ａ，５２ｂ、レベル検出部５３ａ，５３ｂ、ゲイン調整部５４ａ，５４ｂ、フィルタ５５ａ，５５ｂ、加算部５６、アンプ５７、加算部５８ａ，５８ｂ、Ｌチャンネル出力５９ａおよびＲチャンネル出力５９ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力５１ａおよびＲチャンネル入力５１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力５９ａおよびＲチャンネル出力５９ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【０１００】
なお、Ｌチャンネル入力５１ａおよびＲチャンネル入力５１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、フィルタ５２ａ，５２ｂおよびレベル検出部５３ａ，５３ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、フィルタ５５ａ，５５ｂ、加算部５６、アンプ５７および加算部５８ａ，５８ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力５９ａおよびＲチャンネル出力５９ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部５４ａ，５４ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【０１０１】
フィルタ５２ａ，５２ｂは、入力される音声信号のうち予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみを出力するフィルタであって、フィルタ５２ａは、Ｌチャンネル入力５１ａから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部５３ａへ出力する。同様に、フィルタ５２ｂは、Ｒチャンネル入力５１ｂから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部５３ｂへ出力する。
【０１０２】
また、フィルタ５５ａ，５５ｂも同様に、入力される音声信号のうち予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみを出力するフィルタであって、フィルタ５５ａは、Ｌチャンネル入力５１ａから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをゲイン調整部５４ａへ出力する。フィルタ５５ｂは、Ｒチャンネル入力５１ｂから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをゲイン調整部５４ｂへ出力する。
【０１０３】
レベル検出部５３ａは、フィルタ５２ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部５４ａへ出力する。また、レベル検出部５３ｂは、フィルタ５２ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部５４ｂへ出力する。
【０１０４】
ゲイン調整部５４ａは、フィルタ５５ａから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部５６へ出力する。
ここで、ゲイン調整部５４ａにおける乗算値は、レベル検出部５３ａにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部５４ａは、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【０１０５】
従って、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部５４ａに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部５６に出力される。
一方、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部５４ａに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部５６に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【０１０６】
ゲイン調整部５４ｂは、フィルタ５５ｂから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部５６へ出力する。
ここで、ゲイン調整部５４ｂにおける乗算値は、レベル検出部５３ｂにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部５４ｂは、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【０１０７】
従って、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部５４ｂに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部５６に出力される。
一方、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが大きい場合は、ゲイン調整部５４ｂに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部５６に出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【０１０８】
加算部５６は、ゲイン調整部５４ａおよびゲイン調整部５４ｂから入力される音声信号を加算してアンプ５７へ出力する。
アンプ５７は、加算部５６から入力される音声信号を所定の増幅率で増幅して、加算部５８ａおよび加算部５８ｂへ出力する。
【０１０９】
加算部５８ａは、Ｌチャンネル入力５１ａから入力される音声信号に、アンプ５７から入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力５９ａへ出力する。
また、加算部５８ｂは、Ｒチャンネル入力５１ｂから入力される音声信号に、アンプ５７から入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力５９ｂへ出力する。
【０１１０】
以上のように構成される音声信号処理装置５０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力５１ａに音声信号が入力されると、フィルタ５２ａおよびフィルタ５５ａによって、所定の周波数帯域の音声信号のみがレベル検出部５３ａおよびゲイン調整部５４ａへそれぞれ入力される。そして、入力された音声信号の入力レベルがレベル検出部５３ａにより検出され、検出値がゲイン調整部５４ａへ出力される。
そして、ゲイン調整部５４ａにより、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、フィルタ５５ａから入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部５６へ出力される。
【０１１１】
ここで、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが大きい場合、フィルタ５５ａから出力された音声信号にはゲイン調整部５４ａによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部５３ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部５４ａによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【０１１２】
また、Ｒチャンネル入力５１ｂに音声信号が入力されると、フィルタ５２ｂおよびフィルタ５５ｂによって、所定の周波数帯域の音声信号のみがレベル検出部５３ｂおよびゲイン調整部５４ｂへそれぞれ入力される。そして、入力された音声信号の入力レベルがレベル検出部５３ｂにより検出され、検出値がゲイン調整部５４ｂへ出力される。
そして、ゲイン調整部５４ｂによってレベル検出部５３ｂで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、フィルタ５５ｂから入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部５６へ出力される。
【０１１３】
ここで、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが大きい場合、フィルタ５５ｂから出力された音声信号には、ゲイン調整部５４ｂによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部５３ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部５４ｂによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【０１１４】
ゲイン調整部５４ａおよびゲイン調整部５４ｂによって増幅または減衰された音声信号は加算部５６に入力され、加算された上で、アンプ５７を介して加算部５８ａおよび加算部５８ｂの双方へ出力される。
【０１１５】
アンプ５７から出力された音声信号はアンプ５７によってＬチャンネル入力５１ａの音声信号に加算され、Ｌチャンネル出力５９ａへ出力されるとともに、加算部５８ｂによってＲチャンネル入力５１ｂの音声信号に加算され、Ｒチャンネル出力５９ｂへ出力される。
【０１１６】
すなわち、Ｌチャンネル入力５１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、この音声信号はゲイン調整部５４ａによって増幅された上、加算部５８ａおよび加算部５８ｂの双方に出力される。また、Ｒチャンネル入力５１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合も同様に、ゲイン調整部５４ｂによって増幅された上、加算部５８ａおよび加算部５８ｂの双方に出力される。
【０１１７】
従って、Ｌチャンネル入力５１ａおよびＲチャンネル入力５１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい音声信号は、Ｌチャンネル出力５９ａとＲチャンネル出力５９ｂの両方から出力されることになる。
【０１１８】
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に小さな音が出力された場合、この小さな音は、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力される。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置５０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【０１１９】
また、音声信号処理装置５０は、音を著しく伸張する等の処理を行わず、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくする。つまり、ダイナミックレンジを変化させないので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
【０１２０】
さらに、音声信号処理装置５０は、フィルタ５２ａ，５２ｂおよびフィルタ５５ａ，５５ｂによって、予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部５３ａ，５３ｂおよびゲイン調整部５４ａ，５４ｂへ出力し、処理を行うものである。従って、フィルタ５２ａ，５２ｂ，５５ａ，５５ｂの特性を適宜調整することによって、所望の周波数帯域に対してのみ、入力レベルが小さい音を聞き取りやすくする処理を行うことができる。
これにより、音声信号処理装置５０が使用される環境や、再生される音楽の種類に最適な処理を行って、より好適な音場再生を行うことができる。
【０１２１】
［第６の実施の形態］
図７は、本発明を適用した第６の実施の形態における音声信号処理装置６０の内部構成を示す図である。この図７に示す音声信号処理装置６０は、図１に示す音声出力装置１において音声信号処理装置１０に代えて用いられるものである。
なお、本第６の実施の形態において、図１に示す音源２および出力回路３は同一の構成とすることが可能なため、図示および説明を省略する。
【０１２２】
図７に示すように、音声信号処理装置６０は、Ｌチャンネル入力６１ａ、Ｒチャンネル入力６１ｂ、フィルタ６２ａ，６２ｂ、レベル検出部６３ａ，６３ｂ、ゲイン調整部６４ａ，６４ｂ、フィルタ６５ａ，６５ｂ、加算部６６ａ，６６ｂ、Ｌチャンネル出力６７ａおよびＲチャンネル出力６７ｂを備えて構成され、Ｌチャンネル入力６１ａおよびＲチャンネル入力６１ｂから入力される音声信号の処理を行って、Ｌチャンネル出力６７ａおよびＲチャンネル出力６７ｂから出力回路３（図１）へ出力する装置である。
【０１２３】
なお、Ｌチャンネル入力６１ａおよびＲチャンネル入力６１ｂは請求項に記載の入力部に対応し、フィルタ６２ａ，６２ｂおよびレベル検出部６３ａ，６３ｂは請求項に記載のレベル検出手段に対応し、フィルタ６５ａ，６５ｂおよび加算部６６ａ，６６ｂは請求項１に記載の加算手段に対応し、Ｌチャンネル出力６７ａおよびＲチャンネル出力６７ｂは請求項に記載の出力部に対応する。また、ゲイン調整部６４ａ，６４ｂは請求項４に記載の信号処理手段に対応する。
【０１２４】
フィルタ６２ａ，６２ｂは、入力される音声信号のうち予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみを出力するフィルタであって、フィルタ６２ａは、Ｌチャンネル入力６１ａから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部６３ａへ出力する。同様に、フィルタ６２ｂは、Ｒチャンネル入力６１ｂから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部６３ｂへ出力する。
【０１２５】
また、フィルタ６５ａ，６５ｂも同様に、入力される音声信号のうち予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみを出力するフィルタであって、フィルタ６５ａは、Ｌチャンネル入力６１ａから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをゲイン調整部６４ａへ出力する。フィルタ６５ｂは、Ｒチャンネル入力６１ｂから入力される音声信号のうち、所定の周波数帯域の音声信号のみをゲイン調整部６４ｂへ出力する。
【０１２６】
レベル検出部６３ａは、フィルタ６２ａから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部６４ａへ出力する。また、レベル検出部６３ｂは、フィルタ６２ｂから入力される音声信号の入力レベルを検出して検出値をゲイン調整部６４ｂへ出力する。
【０１２７】
ゲイン調整部６４ａは、フィルタ６５ａから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部６６ｂへ出力する。
ここで、ゲイン調整部６４ａにおける乗算値は、レベル検出部６３ａにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部６４ａは、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【０１２８】
従って、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部６４ａに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部６６ｂに出力される。一方、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが大きい場合には、ゲイン調整部６４ａに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部６６ｂに対して出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【０１２９】
ゲイン調整部６４ｂは、フィルタ６５ｂから入力される音声信号に所定の乗算値をかけ合わせて加算部６６ａへ出力する。
ここで、ゲイン調整部６４ｂにおける乗算値は、レベル検出部６３ｂにより検出された検出値に基づいて決定される。具体的には、ゲイン調整部６４ｂは、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが大きいほど乗算値を小さく、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが小さいほど乗算値を大きくする。
【０１３０】
従って、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部６４ｂに入力される音声信号は大きく増幅されて加算部６６ａに出力される。一方、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが大きい場合には、ゲイン調整部６４ｂに入力される音声信号に小さな乗算値がかけ合わされ、加算部６６ａに対して出力される音声信号の出力レベルは非常に小さいか、もしくは出力されない。
【０１３１】
加算部６６ａは、Ｌチャンネル入力６１ａから入力される音声信号に、ゲイン調整部６４ｂから入力される音声信号を加算して、Ｌチャンネル出力６７ａへ出力する。また、加算部６６ｂは、Ｒチャンネル入力６１ｂから入力される音声信号に、ゲイン調整部６４ａから入力される音声信号を加算して、Ｒチャンネル出力６７ｂへ出力する。
【０１３２】
以上のように構成される音声信号処理装置３０の動作について説明する。
Ｌチャンネル入力６１ａに音声信号が入力されると、フィルタ６２ａおよびフィルタ６５ａによって、所定の周波数帯域の音声信号のみがレベル検出部６３ａおよびゲイン調整部６４ａへそれぞれ入力される。そして、入力された音声信号の入力レベルがレベル検出部６３ａにより検出され、検出値がゲイン調整部６４ａへ出力される。
そして、ゲイン調整部６４ａによって、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、フィルタ６５ａから入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部６６ｂへ出力される。
【０１３３】
ここで、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが大きい場合、フィルタ６５ａから入力された音声信号に対して、ゲイン調整部６４ａによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部６３ａで検出された入力レベルが小さい場合は、ゲイン調整部６４ａによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【０１３４】
また、Ｒチャンネル入力６１ｂに音声信号が入力されると、フィルタ６２ｂおよびフィルタ６５ｂによって、所定の周波数帯域の音声信号のみがレベル検出部６３ｂおよびゲイン調整部６４ｂへそれぞれ入力される。そして、入力された音声信号の入力レベルがレベル検出部６３ｂにより検出され、検出値がゲイン調整部６４ｂへ出力される。
そして、ゲイン調整部６４ｂによって、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルに基づいて乗算値が決定され、フィルタ６５ｂから入力された音声信号に上記の乗算値がかけ合わされて加算部６６ａへ出力される。
【０１３５】
ここで、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが大きい場合、フィルタ６５ｂから入力された音声信号に対してゲイン調整部６４ｂによって小さな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが減衰される。一方、レベル検出部６３ｂで検出された入力レベルが小さい場合、ゲイン調整部６４ｂによって音声信号に大きな乗算値がかけ合わされ、信号レベルが増幅される。
【０１３６】
そして、ゲイン調整部６４ａから出力された音声信号は加算部６６ｂへ出力され、Ｒチャンネル入力６１ｂに入力された音声信号に加算されてＲチャンネル出力６７ｂへ出力される。
また、ゲイン調整部６４ｂから出力された音声信号は加算部６６ａへ出力され、Ｌチャンネル入力６１ａに入力された音声信号に加算されてＬチャンネル出力６７ａへ出力される。
【０１３７】
すなわち、Ｌチャンネル入力６１ａに入力レベルが小さい音声信号が入力されると、フィルタ６５ａを通過した音声信号がゲイン調整部６４ａによって増幅された上、加算部６６ｂによってＲチャンネル入力６１ｂの音声信号に加算される。また、Ｒチャンネル入力６１ｂに入力レベルの小さい音声信号が入力された場合は、フィルタ６５ｂを通過した音声信号がゲイン調整部６４ｂによって増幅された上、加算部６６ａによってＬチャンネル入力６１ａの音声信号に加算される。
【０１３８】
従って、Ｌチャンネル入力６１ａおよびＲチャンネル入力６１ｂに入力される音声信号のうち、入力レベルの小さい所望の周波数帯域の音声信号は、もう一方のチャンネルからも出力されることになる。
【０１３９】
このため、音源２からＬチャンネルとＲチャンネルのいずれか一方に所望の周波数の小さな音が出力された場合、この小さな音は、そのまま各チャンネルから出力されると同時に他のチャンネルからも出力されるので、結果的に、出力回路３のＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力されることになる。そして、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方のスピーカから同相の波形が出力されることによって干渉が起こり、聴覚上大きな音に聞こえる。
【０１４０】
これにより、本発明を適用した音声信号処理装置６０を備える音声出力装置１によれば、小さな音であっても周囲のノイズにかき消されることなく、明瞭に聞き取れるように再生出力することができる。そして、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【０１４１】
また、音声信号処理装置６０は、音を著しく伸張する等の処理を行わず、ＬチャンネルとＲチャンネルの両方から出力させることで小さな音を聞き取りやすくする。つまり、ダイナミックレンジを変化させないので、違和感なく音楽を再生することができ、より好適な音場再生を行うことができる。
特に、音声信号処理装置６０は、一方のチャンネルから入力された音声信号を、入力レベルが小さい場合にのみ、もう一方のチャンネルからも出力させる構成となっている。このため、入力レベルの小さい音が入力されたチャンネルからは、伸張等が施されていない音声が出力されるので、違和感を生じることなく、より好適な音場再生を行うことができる。
【０１４２】
さらに、音声信号処理装置６０は、フィルタ６２ａ，６２ｂおよびフィルタ６５ａ，６５ｂによって、予め定められた所定の周波数帯域の音声信号のみをレベル検出部６３ａ，６３ｂおよびゲイン調整部６４ａ，６４ｂへ出力し、処理を行うものである。従って、フィルタ６２ａ，６２ｂ，６５ａ，６５ｂの特性を適宜調整することによって、所望の周波数帯域に対してのみ、入力レベルが小さい音を聞き取りやすくする処理を行うことができる。
これにより、音声信号処理装置６０が使用される環境や、再生される音楽の種類に最適な処理を行って、より好適な音場再生を行うことができる。
【０１４３】
なお、以上の実施の形態における記述内容は、本発明を適用した好適な一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、第１〜第６の実施の形態では、音声出力装置１は、音声信号処理装置１０，２０，３０，４０，５０，６０のいずれかと、音声出力装置１と、出力回路３とによって構成されるものとしたが、各音声信号処理装置は音源２および出力回路３と一体となって構成されるものとしても良いし、その具体的な実装形態は任意である。
【０１４４】
また、上記実施の形態において、音声出力装置１の各部は、ＬチャンネルおよびＲチャンネルの２チャンネルからの入力信号についての処理を行うものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多数のチャンネルにおける音声信号を処理する装置に対して本発明を適用することも、勿論可能である。
【０１４５】
さらに、上記第５および第６の実施の形態において、フィルタ５２ａ，５２ｂ，５５ａ，５５ｂ，６２ａ，６２ｂ，６５ａ，６５ｂは、予め定められた周波数帯域の音声信号のみを通過させるフィルタとしたが、これらフィルタを可変フィルタとし、通過させる周波数帯域を変化させることが可能な構成とすることも、勿論可能である。
【０１４６】
また、音声信号処理装置１０，２０，３０，４０，５０，６０の具体的な回路構成も任意であり、その他の細部構成等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【０１４７】
【発明の効果】
本発明によれば、入力レベルの小さな音声信号を複数のチャンネルから出力することで、同相の波形が出力されることによる干渉を起こし、音の大幅な伸張を行うことなく聴覚上は大きな音として聞こえるようにすることができる。これにより、音声の歪みを生じることなく、小さな音であっても明瞭に聞き取れるように再生出力することができ、再生される音楽の臨場感や繊細さを損なうことがないので、好適な音場再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態における音声出力装置１の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示す音声信号処理装置１０の内部構成を示す図である。
【図３】本発明を適用した第２の実施の形態における音声信号処理装置２０の内部構成を示す図である。
【図４】本発明を適用した第３の実施の形態における音声信号処理装置３０の内部構成を示す図である。
【図５】本発明を適用した第４の実施の形態における音声信号処理装置４０の内部構成を示す図である。
【図６】本発明を適用した第５の実施の形態における音声信号処理装置５０の内部構成を示す図である。
【図７】本発明を適用した第６の実施の形態における音声信号処理装置６０の内部構成を示す図である。
【図８】従来の音声信号処理装置の一例として音声信号処理装置１００の構成を示す図である。
【図９】図８に示す音声信号処理装置１００におけるコンプレッションカーブを示す図表である。
【図１０】図８に示す音声信号処理装置１００におけるコンプレッションカーブを示す図表である。
【符号の説明】
１ 音声出力装置
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 音声信号処理装置
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ Ｌチャンネル入力
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１ｂ Ｒチャンネル入力
１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ，５３ａ，５３ｂ，６３ａ，６３ｂ レベル検出部
１３ａ，１３ｂ，２４ａ，２４ｂ，３３ａ，３３ｂ，４４ａ，４４ｂ，５４ａ，５４ｂ，６４ａ，６４ｂ ゲイン調整部
１４，１６ａ，１６ｂ，２５，２７ａ，２７ｂ，３４ａ，３４ｂ，４５ａ，４５ｂ，５６，５８ａ，５８ｂ，６６ａ，６６ｂ 加算部
１５，２６，５７ アンプ
２３ａ，２３ｂ，４３ａ，４３ｂ コンプレッション部
５２ａ，５２ｂ，５５ａ，５５ｂ，６２ａ，６２ｂ，６５ａ，６５ｂ フィルタ
Claims (5)
- 音声信号が入力される複数のチャンネルを有する入力部と、
前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号をそれぞれ出力する出力部と、
前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号の入力レベルをそれぞれ検出するレベル検出手段と、
前記レベル検出手段により検出された入力レベルが小さい場合のみ、当該入力レベルが小さい音声信号を増幅させるゲイン調整部と、
前記ゲイン調整部により増幅された音声信号を、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号に加算して前記出力部から出力させる加算手段と、
を備えることを特徴とする音声信号処理装置。 - 前記レベル検出手段は、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号のうち、所定の周波数成分の入力レベルを検出するものであって、
前記加算手段は、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号のうち所定の周波数成分を、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号に加算することを特徴とする請求項１記載の音声信号処理装置。 - 前記加算手段は、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号を、前記入力部の全てのチャンネルに入力された音声信号にそれぞれ加算して出力させることを特徴とする請求項１または２記載の音声信号処理装置。
- 音声信号が入力される複数のチャンネルを有する入力部と、
前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号の入力レベルをそれぞれ検出するレベル検出手段と、
前記レベル検出手段により検出された入力レベルが小さい場合のみ、当該入力レベルが小さい音声信号を増幅させることによって各チャンネルの加算用音声信号を生成する信号処理手段と、
前記信号処理手段により生成された各チャンネルの加算用音声信号を、前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号に加算する加算部と、
前記入力部の各チャンネルに入力された音声信号、もしくは、前記加算部により前記加算用音声信号が加算された音声信号をチャンネル毎に出力する出力部と、
を備えることを特徴とする音声信号処理装置。 - 複数のチャンネルから入力される音声信号の入力レベルをそれぞれ検出し、
前記複数のチャンネルのうち各チャンネルに入力された音声信号の入力レベルが小さい場合のみ、当該入力レベルが小さい音声信号を増幅させ、
前記増幅された音声信号を、各チャンネルに入力された音声信号に加算して出力することを特徴とする音声信号処理方法。
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