JP4661667B2 - Audio signal processing apparatus, audio signal processing method, program, and storage medium - Google Patents
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Description
本発明は,デジタルオーディオ信号を加工処理するオーディオ信号処理装置,オーディオ信号処理方法,プログラムおよび記憶媒体に関する。 The present invention relates to an audio signal processing apparatus, an audio signal processing method, a program, and a storage medium that process a digital audio signal.
コンピュータの処理速度の高速化およびメモリの記憶容量の増大化により,近年,アナログオーディオ信号を一旦デジタル化して,様々な加工を施し,所望するデジタルオーディオ信号を生成することが可能となった。 In recent years, an increase in the processing speed of a computer and an increase in the storage capacity of a memory have made it possible to digitize an analog audio signal once and apply various processes to generate a desired digital audio signal.
その一例として,デジタル化されたデジタルオーディオ信号から高調波を生成し,そのデジタルオーディオ信号に重ねることで,デジタルオーディオ信号の高域成分を再現する技術が知られている(例えば,特許文献1,2)。
As an example, a technique is known in which harmonics are generated from a digitized digital audio signal and superimposed on the digital audio signal to reproduce a high frequency component of the digital audio signal (for example,
しかし,上記の技術は,デジタルオーディオ信号の周波数帯域を単に拡張することを目的とし,デジタルオーディオ信号の周波数帯域以上の周波数を持つ高調波を付加しているだけで,デジタルオーディオ信号の周波数帯域内にある高調波成分を付加していない。 However, the above technique is intended to simply extend the frequency band of the digital audio signal, and only by adding a harmonic having a frequency higher than the frequency band of the digital audio signal, The harmonic component in is not added.
このような技術の下では,圧縮音声において省略されたデジタルオーディオ信号の周波数帯域内の倍音成分を復活することができず,対象となる音声によっては,聴感上好ましくなるという効果を得ることができなかった。 Under such a technique, the overtone component in the frequency band of the digital audio signal omitted in the compressed sound cannot be restored, and depending on the target sound, an effect of being favorable for hearing can be obtained. There wasn't.
他にも,デジタルオーディオ信号の周波数帯域内にある高調波成分を付加して,周波数帯域を広げ,高音成分を増幅する技術が知られている(例えば,特許文献3,4)。ここでも,圧縮音声において省略されたデジタルオーディオ信号の周波数帯域内の倍音成分を復活することができない課題が残っている。
In addition, there is known a technique for adding a harmonic component within the frequency band of a digital audio signal to widen the frequency band and amplify a high-frequency component (for example,
かかる課題を解決するため,デジタルオーディオ信号から整数次高調波を生成し,それを原デジタルオーディオ信号に加算して,デジタルオーディオ信号の周波数帯域内の倍音成分を復活させるオーディオ信号処理装置が検討されている。 In order to solve such a problem, an audio signal processing apparatus that generates integer harmonics from a digital audio signal and adds it to the original digital audio signal to restore harmonic components in the frequency band of the digital audio signal has been studied. ing.
一方,一般的に,デジタルオーディオ信号の振幅は,低周波数で大きく,高周波数で小さい傾向にある。ここで,上記検討中のオーディオ信号処理装置を用いて,デジタルオーディオ信号の高周波数領域の整数次高周波を多く取り込もうとすると,高周波数領域と低周波数領域とが同レベルの増幅率で非線形増幅され,結果として,低周波数領域の振幅がクリッピングしてしまう。 On the other hand, in general, the amplitude of a digital audio signal tends to be large at a low frequency and small at a high frequency. Here, when using the audio signal processing apparatus under investigation to capture a large number of high-order integer high frequencies in the digital audio signal, the high frequency region and the low frequency region are nonlinearly amplified at the same level of amplification. As a result, the amplitude in the low frequency region is clipped.
本発明は,従来のデジタルオーディオ信号処理技術が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり,本発明の目的は,デジタルオーディオ信号の振幅に応じて増幅率が相違する整数次高調波を付加することにより,音声圧縮によって欠落した倍音成分を補完し,聴感上好ましい音声を得ることが可能な,新規かつ改良されたオーディオ信号処理装置,オーディオ信号処理方法,プログラムおよび記憶媒体を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of conventional digital audio signal processing techniques, and an object of the present invention is to add integer order harmonics having different amplification factors depending on the amplitude of the digital audio signal. By providing a new and improved audio signal processing apparatus, audio signal processing method, program, and storage medium capable of complementing the overtone component missing due to the audio compression and obtaining a sound preferable for hearing. is there.
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,振幅の増加に従って増幅率が減少する偶関数の漸減関数に基づいて,デジタルオーディオ信号を非線形増幅する適応型乗算器と;上記適応型乗算器の出力信号に第1定数を加算する第1定数加算器と;上記第1定数加算器の出力信号と,上記デジタルオーディオ信号とを乗算する信号乗算器と;上記信号乗算器の出力信号の利得を調整する利得乗算器と;を備えることを特徴とする,オーディオ信号処理装置が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, an adaptive multiplier that nonlinearly amplifies a digital audio signal based on a decreasing function of an even function whose amplification factor decreases as the amplitude increases; A first constant adder for adding a first constant to the output signal of the type multiplier; a signal multiplier for multiplying the output signal of the first constant adder and the digital audio signal; and an output of the signal multiplier There is provided an audio signal processing apparatus comprising: a gain multiplier that adjusts a gain of a signal.
本発明では,フーリエ変換等を介さずに,簡易な構成で,少なくとも2次以上の高調波が保証される整数次高調波の付加処理が実現されるので,低消費電力化,高速処理化,低コスト化,また回路で構成すれば小型化を図ることができる。また,デジタルオーディオ信号の周波数帯域内の全ての成分を含む,2次高調波を主とした整数次高調波を,元となるデジタルオーディオ信号に付加しているので,音声圧縮により欠落した倍音成分を補完し,聴感上好ましい音声を得ることが可能となる。 In the present invention, the addition processing of integer harmonics that guarantees at least the second and higher harmonics can be realized with a simple configuration without using a Fourier transform or the like, so that low power consumption, high speed processing, Cost reduction and downsizing can be achieved by using a circuit. In addition, the harmonic components, mainly the second harmonic, including all components within the frequency band of the digital audio signal, are added to the original digital audio signal. It is possible to obtain a sound that is favorable for hearing.
また,適応型乗算器は,適応的(adaptive)な非線形関数である偶関数の漸減関数を用いて,振幅が大きいデジタルオーディオ信号に付加する高調波の非線形増幅率を下げ,振幅が小さいデジタルオーディオ信号に付加する高調波の非線形増幅率を上げることもできる。この場合,結果的に,低周波数領域の増幅率が小さく,高周波数領域の増幅率が大きくなり,高周波数領域においても十分な大きさの整数次高調波を付加することが可能となり,併せて低周波数領域におけるクリッピングも回避することができる。 In addition, the adaptive multiplier uses a diminishing function of an even function, which is an adaptive nonlinear function, to reduce the nonlinear amplification factor of the harmonics added to the digital audio signal having a large amplitude, and to reduce the digital audio having a small amplitude. It is also possible to increase the nonlinear amplification factor of the harmonics added to the signal. In this case, as a result, the amplification factor in the low frequency region is small, the amplification factor in the high frequency region is large, and it is possible to add a sufficiently large integer harmonic even in the high frequency region. Clipping in the low frequency region can also be avoided.
上記適応型乗算器は,上記デジタルオーディオ信号を2乗する2乗乗算器と;第2定数から上記2乗乗算器の出力信号を減算する第2定数減算器と;上記第2定数減算器の出力信号に第3定数を乗算する第3定数乗算器と;上記第3定数乗算器の出力信号と,上記デジタルオーディオ信号とを乗算する出力乗算器と;を備えるとしても良い。
The adaptive multiplier includes: a square multiplier that squares the digital audio signal; a second constant subtractor that subtracts the output signal of the square multiplier from a second constant; and a second constant subtractor. A third constant multiplier that multiplies the output signal by a third constant; and an output multiplier that multiplies the output signal of the third constant multiplier and the digital audio signal may be provided.
上記適応型乗算器は,デジタルオーディオ信号の振幅に応じて非線形増幅率を調整しつつ,最終的に2次および4次の高周波を含む偶数次の非線形増幅処理が実施される。かかる複数の偶数次高調波の付加によって,「音がクリーンである」「音がなめらかである」等の聴感上好ましい効果をさらに向上することができる。 The adaptive multiplier finally performs even-order nonlinear amplification processing including second-order and fourth-order high frequencies while adjusting the nonlinear amplification factor according to the amplitude of the digital audio signal. By adding a plurality of even-order harmonics, it is possible to further improve audible effects such as “sound is clean” and “sound is smooth”.
上記適応型乗算器は,上記デジタルオーディオ信号の絶対値を生成する絶対値生成器と;第2定数から上記絶対値生成器の出力信号を減算する第2定数減算器と;上記第2定数減算器の出力信号に第3定数を乗算する第3定数乗算器と;上記第3定数乗算器の出力信号と,上記デジタルオーディオ信号とを乗算する出力乗算器と;を備えるとしてもよい。
The adaptive multiplier includes: an absolute value generator that generates an absolute value of the digital audio signal; a second constant subtractor that subtracts an output signal of the absolute value generator from a second constant; and the second constant subtraction. A third constant multiplier that multiplies the output signal of the unit by a third constant; and an output multiplier that multiplies the output signal of the third constant multiplier and the digital audio signal.
上記適応型乗算器は,デジタルオーディオ信号の振幅に応じて非線形増幅率を調整しつつ,最終的に,2次,4次,…,無限次で表される偶数次の非線形増幅処理が実施される。かかる複数の偶数次高調波の付加によって,「音がクリーンである」「音がなめらかである」「音がきらびやかである」等の聴感上好ましい効果をさらに向上することができる。 The adaptive multiplier adjusts the nonlinear amplification factor according to the amplitude of the digital audio signal, and finally performs even-order nonlinear amplification processing represented by second-order, fourth-order,..., Infinite order. The By adding a plurality of even-order harmonics, it is possible to further improve audible effects such as “sound is clean”, “sound is smooth”, and “sound is brilliant”.
入力段で,上記デジタルオーディオ信号のサンプル語長を拡張する語長拡張部と;上記利得乗算器の出力信号のサンプル語長を縮小する語長縮小部と;をさらに備えるとしてもよい。 An input stage may further include: a word length extending unit that extends the sample word length of the digital audio signal; and a word length reducing unit that reduces the sample word length of the output signal of the gain multiplier.
語長拡張部は,入力されたデジタルオーディオ信号のサンプル語長(ビット長)を拡張する。こうしてデジタルオーディオ信号の分解能が上がり,フィルタ処理や高調波生成処理の演算精度を向上することができる。また,語長縮小部においてサンプル語長を縮小しているので,最終的には必要とされる出力のサンプル語長に合わせることができる。 The word length extension unit extends the sample word length (bit length) of the input digital audio signal. Thus, the resolution of the digital audio signal is increased, and the calculation accuracy of the filter processing and the harmonic generation processing can be improved. In addition, since the sample word length is reduced in the word length reduction unit, it can be finally adjusted to the required sample word length of the output.
入力段で,上記デジタルオーディオ信号をアップサンプルするアップサンプラと;上記利得乗算器の出力信号をダウンサンプルするダウンサンプラと;をさらに備えるとしてもよい。 An input stage may further include an upsampler that upsamples the digital audio signal; and a downsampler that downsamples the output signal of the gain multiplier.
アップサンプラは,元のサンプリング周波数を整数倍に上げる。逆にダウンサンプラは,周波数を整数倍に下げる。上記アップサンプラとダウンサンプラの構成により,当該オーディオ信号処理装置内では高いサンプリング周波数に基づいた処理が可能となる。 The upsampler increases the original sampling frequency to an integral multiple. Conversely, the downsampler lowers the frequency to an integral multiple. With the configuration of the upsampler and downsampler, processing based on a high sampling frequency can be performed in the audio signal processing apparatus.
上記利得乗算器の出力信号の高周波数帯域を制限する低域通過フィルタ(LPF:Low Pass Filter)をさらに備えるとしてもよい。かかる低域通過フィルタは,上記アップサンプラに伴って付加される。ここで,低域通過フィルタの遮断周波数を,アップサンプル前のサンプリング周波数の1/2とすることができる。 A low pass filter (LPF) that limits a high frequency band of the output signal of the gain multiplier may be further provided. Such a low-pass filter is added along with the upsampler. Here, the cutoff frequency of the low-pass filter can be set to ½ of the sampling frequency before upsampling.
かかる構成により,アップサンプリングによって拡張された周波数帯域に発生するエイリアシングノイズを防止または軽減しつつ,音声圧縮により欠落したデジタルオーディオ信号の周波数帯域内の倍音成分を補完することが可能となる。 With such a configuration, it is possible to supplement harmonic components in the frequency band of the digital audio signal that is lost due to the audio compression while preventing or reducing aliasing noise generated in the frequency band expanded by upsampling.
上記オーディオ信号処理装置は,複数の構成要素の集合体で表されるが,各構成要素が単体の装置に属する必要はない。また,上記構成要素は,電気回路もしくはコンピュータ上の機能モジュールとして機能するとしてもよい。さらに,上記構成要素間の接続は,直接接続に加え,他の構成要素を介して間接的に接続されている場合を含む。 The audio signal processing device is represented by an aggregate of a plurality of components, but each component need not belong to a single device. Further, the above components may function as an electric circuit or a functional module on a computer. Furthermore, the connection between the above components includes a case where they are indirectly connected via other components in addition to the direct connection.
コンピュータを,上記オーディオ信号処理装置として機能させるプログラムや,そのプログラムを記憶した,コンピュータで読み取り可能な記憶媒体も提供される。 There are also provided a program that causes a computer to function as the audio signal processing device, and a computer-readable storage medium that stores the program.
また,上記オーディオ信号処理装置を利用して,振幅の増加に従って増幅率が減少する偶関数の漸減関数に基づいて,デジタルオーディオ信号を非線形増幅する適応型乗算ステップと;上記適応型乗算ステップによる出力信号に第1定数を加算する第1定数加算ステップと;上記第1定数加算ステップによる出力信号と,上記デジタルオーディオ信号とを乗算する信号乗算ステップと;上記信号乗算ステップによる出力信号の利得を調整する利得乗算ステップと;を含むことを特徴とする,オーディオ信号処理方法が提供される。 An adaptive multiplication step for nonlinearly amplifying the digital audio signal based on an even function gradually decreasing function whose amplification factor decreases with an increase in amplitude using the audio signal processing apparatus; and an output by the adaptive multiplication step. A first constant adding step for adding a first constant to the signal; a signal multiplying step for multiplying the output signal by the first constant adding step and the digital audio signal; and adjusting the gain of the output signal by the signal multiplying step An audio signal processing method comprising: a gain multiplication step;
上述したオーディオ信号処理装置における従属項に対応する構成要素やその説明は,オーディオ信号処理方法,プログラムおよび記憶媒体にも適用可能である。 The components corresponding to the dependent claims in the above-described audio signal processing apparatus and the description thereof can be applied to the audio signal processing method, the program, and the storage medium.
以上説明したように本発明によれば,簡易な構成で,デジタルオーディオ信号の周波数帯域内の周波数を含み,かつ,デジタルオーディオ信号の振幅に応じて増幅率が相違する整数次高調波を付加することができる。従って,音声圧縮によって欠落した倍音成分を補完し,聴感上好ましい音声を得ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, integer harmonics that include frequencies within the frequency band of a digital audio signal and that have different amplification factors depending on the amplitude of the digital audio signal are added with a simple configuration. be able to. Therefore, it is possible to complement the harmonic component missing due to the audio compression and obtain a sound preferable for hearing.
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
「「MPEG digital audio coding」Noll, P.;(Signal Processing Magazine, IEEE, Volume 14,Issue 5,Sept.1997Page(s):59〜81)」に示されているように,MP3(MPEG Audio Layer−3)等の不可逆圧縮音声においては,知覚符号化処理であるAuditory MaskingやPerceptual Coding等の処理によって,音圧の低い高調波成分が省略される。
As shown in "" MPEG digital audio coding "Noll, P .; (Signal Processing Magazine, IEEE,
また,これら圧縮音声は,「「Perceptual analysis related to MPEG1-layer3 coding system」Alarcon, S.S.;(Web Delivering of Music, 2002. WEDELMUSIC 2002. Proceedings. Second International Conference on9~11 Dec. 2002, IEEE, Page(s):230)」に示されるように,PCM(Pulse Code Modulation)等の非圧縮音声に比べ,特に「オーディオファイル」と呼ばれる音楽の専門家等から,音質的に劣るという評価を受けている。 Also, these compressed voices are “Perceptual analysis related to MPEG1-layer3 coding system” Alarcon, SS; (Web Delivering of Music, 2002. WEDELMUSIC 2002. Proceedings. Second International Conference on 9 ~ 11 Dec. 2002, IEEE, Page ( As shown in s): 230) ”, it has received an evaluation that it is inferior in sound quality, especially from a music expert called“ audio file ”, compared to uncompressed speech such as PCM (Pulse Code Modulation). .
一方,従来の真空管アンプ等の聴感評価は高く,整数次高調波,特に2次高調波を多く含んだ音声が聴感上好ましい効果をもたらすことが知られている。例えば,「「The cool sound of tubes [vacuum tube musical applications]」Barbour, E.;(Spectrum, IEEE Volume 35, Issue 8, Aug. 1998 Page(s):24〜35)」によると,上記のような整数次高調波を含んだ音声は,「音がクリーンである」「音がなめらかである」等の評価を受けている。
On the other hand, the auditory evaluation of a conventional vacuum tube amplifier or the like is high, and it is known that a sound containing a lot of integer harmonics, particularly second harmonics, has a favorable effect on auditory perception. For example, according to "" The cool sound of tubes [vacuum tube musical applications] "Barbour, E .; (Spectrum, IEEE Volume 35,
このような背景から,デジタルオーディオ信号から高調波を生成し,元となるデジタルオーディオ信号にその高調波を重ねることにより,デジタルオーディオ信号の聴感上の音声を改善することが検討されている。 Under such circumstances, it has been studied to improve the audible sound of the digital audio signal by generating a harmonic from the digital audio signal and superimposing the harmonic on the original digital audio signal.
しかし,デジタルオーディオ信号の周波数帯域を単に拡張することを目的とした処理では,生成された高調波のうち,デジタルオーディオ信号の周波数帯域以上の周波数(例えば16kHz以上)の高調波のみが付加され,デジタルオーディオ信号の周波数帯域内にある高調波の周波数成分は付加されない。 However, in the process aimed at simply extending the frequency band of the digital audio signal, only harmonics having a frequency higher than the frequency band of the digital audio signal (for example, 16 kHz or higher) are added among the generated harmonics. Harmonic frequency components within the frequency band of the digital audio signal are not added.
例えば,デジタルオーディオ信号のサンプリング周波数を44.1kHzとした場合において,基音2kHzのバイオリンの音の倍音(2次高調波)成分は4kHzであり,デジタルオーディオ信号の周波数帯域以上の周波数の高調波のみを付加する上記従来の技術では,この周波数成分は付加されずに除去されてしまう。圧縮音声においては,このようなデジタルオーディオ信号の周波数帯域内の倍音成分も往々にして省略されるので,結局,倍音成分は残らず,バイオリンの音の聴感上の音声の改善を得ることはできない。 For example, when the sampling frequency of a digital audio signal is 44.1 kHz, the harmonic (second harmonic) component of the violin sound of the fundamental 2 kHz is 4 kHz, and only harmonics having a frequency higher than the frequency band of the digital audio signal are included. In the above-described conventional technique for adding the frequency component, this frequency component is removed without being added. In compressed audio, harmonic components in the frequency band of such digital audio signals are often omitted, so there is no harmonic component in the end, and it is not possible to obtain an improved audio perception of the violin sound. .
本発明の実施形態では,デジタルオーディオ信号の周波数帯域内の成分をほぼ全て含む整数次高調波,特に2次高調波が主に含まれる偶数高調波を,元となるデジタルオーディオ信号に付加することによって,音声圧縮により欠落した倍音成分を補完し,聴感上好ましい音声を得ることが可能となる。 In the embodiment of the present invention, integer harmonics including almost all components in the frequency band of a digital audio signal, particularly even harmonics mainly including second harmonics are added to the original digital audio signal. Therefore, it is possible to complement the harmonic component missing due to the audio compression and obtain a sound preferable for hearing.
まず,本実施形態の説明に先立って,元となるデジタルオーディオ信号に2次高調波を付加する構成を説明する。かかるデジタルオーディオ信号の加工は,数式1によって実現される。
図8は,数式1を実現するためのオーディオ信号処理装置10の概略的な構成を示した機能ブロック図である。上記オーディオ信号処理装置10は,乗算器12,14,18と,加算器16を含んで構成される。
FIG. 8 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the audio
まず,乗算器12は,デジタルオーディオ信号xの入力を2乗し,x2を生成する。そして,乗算器14において,2次高調波の利得εを乗算してε・x2を生成する。
First, the
そして,加算器16は,原信号であるデジタルオーディオ信号xと,2次高調波ε・x2とを加算し,(x+ε・x2)を生成する。最後に乗算器18がデジタルオーディオ信号全体の利得Gを乗算して,所望の出力yを得ることができる。
Then, adder 16, a digital audio signal x is the original signal, adds the second harmonic epsilon · x 2, generates the (x + ε · x 2) . Finally, the
このようなオーディオ信号処理装置10を用いて,デジタルオーディオ信号に2次の高調波を付加する場合,かかるオーディオ信号処理装置10に設けられた非線形増幅器の増幅率は,振幅に関係なく均一の値εをとる。従って,そのデジタルオーディオ信号の周波数に拘わらず同程度の2次高調波が重畳される。
When the second harmonic is added to the digital audio signal using such an audio
一方,一般的に,デジタルオーディオ信号の振幅は,低周波数で大きく,高周波数で小さい傾向にある。ここで,上記オーディオ信号処理装置10を用いて,デジタルオーディオ信号の高周波数領域(振幅の小さい領域)の整数次高周波を多く取り込もうとすると,上述したように高周波数領域と低周波数領域とが同レベルの増幅率εで非線形増幅され,結果として,低周波数領域の振幅がクリッピングし,音が割れる現象が生じてしまう。
On the other hand, in general, the amplitude of a digital audio signal tends to be large at a low frequency and small at a high frequency. Here, using the audio
図9は,一般的なデジタルオーディオ信号の周波数成分を示した説明図である。ここで横軸は周波数を,縦軸はデジタルオーディオ信号の振幅を示し,振幅の最大値を1(0dB)としている。このようにデジタルオーディオ信号の振幅は,低周波数領域で大きく,高周波数領域で小さいことが多い。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing frequency components of a general digital audio signal. Here, the horizontal axis indicates the frequency, the vertical axis indicates the amplitude of the digital audio signal, and the maximum value of the amplitude is 1 (0 dB). Thus, the amplitude of the digital audio signal is often large in the low frequency region and small in the high frequency region.
図10は,オーディオ信号処理装置10を用いて,2次高調波を付加したデジタルオーディオ信号の周波数成分を示した説明図である。図9で説明したように,高周波数領域は,振幅が小さい場合が多いので,かかる領域に付加される整数次高調波の振幅を大きくすることが望まれる。しかし,かかる領域の整数次高調波の振幅を大きくすると,高周波数領域と低周波数領域とが同レベルの増幅率で非線形増幅され,結果として,低周波数領域の振幅が図10の0dB近辺に示されるようにクリッピングしてしまう。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing frequency components of a digital audio signal to which second harmonics are added using the audio
本発明の実施形態では,デジタルオーディオ信号の周波数帯域内の成分をほぼ全て含む整数次高調波を,元となるデジタルオーディオ信号に付加するのに加えて,その付加する整数次高調波の振幅の増幅率をデジタルオーディオ信号の振幅に応じて変化させ,振幅が大きいデジタルオーディオ信号に付加する高調波の非線形増幅率を下げ,振幅が小さいデジタルオーディオ信号に付加する高調波の非線形増幅率を上げている。 In the embodiment of the present invention, in addition to adding an integer order harmonic including almost all components in the frequency band of the digital audio signal to the original digital audio signal, the amplitude of the added integer order harmonic is added. Change the amplification factor according to the amplitude of the digital audio signal, lower the nonlinear amplification factor of the harmonics added to the digital audio signal with a large amplitude, and increase the nonlinear amplification factor of the harmonics added to the digital audio signal with a small amplitude. Yes.
上述したように,デジタルオーディオ信号の周波数と振幅とは関連性があるので,上記デジタルオーディオ信号の振幅に応じて増幅率を変化させることが,周波数帯域毎の適した増幅率を得ることと等しくなる。以下,本実施形態のオーディオ信号処理装置を詳述する。 As described above, since the frequency and amplitude of the digital audio signal are related, changing the amplification factor according to the amplitude of the digital audio signal is equivalent to obtaining a suitable amplification factor for each frequency band. Become. Hereinafter, the audio signal processing apparatus of this embodiment will be described in detail.
(第1の実施形態:オーディオ信号処理装置100)
第1の実施形態における適応型乗算器の非線形関数をε(x)とすると,オーディオ信号処理装置100の非線形増幅部分の応答特性は数式2で表される。
Assuming that the nonlinear function of the adaptive multiplier in the first embodiment is ε (x), the response characteristic of the nonlinear amplification portion of the audio
図1は,上記数式2を実現するためのオーディオ信号処理装置100の概略的な構成を示した機能ブロック図である。上記オーディオ信号処理装置100は,語長拡張部110と,アップサンプラ112と,適応型乗算器114と,第1定数加算器116と,信号乗算器120と,利得乗算器122と,低域通過フィルタ124と,ダウンサンプラ126と,語長縮小部128とを含んで構成される。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of an audio
当該オーディオ信号処理装置100は,デジタルオーディオ信号が入力され,整数次高調波を原信号に付加する処理を施して出力する。かかるデジタルオーディオ信号は,CD,MD,MP3プレーヤー等のデジタルオーディオプレーヤー,または任意のデジタルオーディオ信号処理回路から出力される音声信号である。また,デジタルオーディオ信号は,上記の信号に限らず,アナログレコードプレーヤーやカセットデッキ等のアナログ音声出力,あるいはデジタルオーディオプレーヤーのアナログ音声出力によるアナログ信号をA/D変換した音声であってもよい。
The audio
上記語長拡張部110は,当該オーディオ信号処理装置100の外部から入力されたデジタルオーディオ信号のサンプル語長を拡張してアップサンプラ112に送信する。入力されたデジタルオーディオ信号が16ビットで形成される場合,その語長を例えば32ビットに拡張する。こうしてデジタルオーディオ信号の分解能が上がり,後段の乗算器における演算精度を向上することができる。
The word
上記アップサンプラ112は,語長拡張部110からのデジタルオーディオ信号をアップサンプルして適応型乗算器114と信号乗算器120にそれぞれ送信する。かかるアップサンプラ112としては,ポリフェイズフィルタ等の補間用フィルタを用いることができる。
The
このアップサンプラ112により,当該オーディオ信号処理装置100内では,原信号より高いサンプリング周波数に基づいた処理が可能となる。例えば,アップサンプラ112のアップサンプルレートを2倍とすると,原デジタルオーディオ信号のサンプリング周波数fSは,2×fSにアップサンプルされる。このアップサンプラ112の前段において既にサンプリング周波数が拡張されている場合,かかるアップサンプル112を省略することができる。ここで,デジタルオーディオ信号のサンプリング周波数は,オーディオ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する際のサンプリング周波数を言う。
The
上記適応型乗算器114は,適応的(adaptive)な非線形関数ε(x)に基づいて,デジタルオーディオ信号を非線形増幅する。ここで「適応的」とは,入力されるデジタルオーディオ信号xの振幅値によって,xに乗算する計数を変化させることを言う。従って,非線形関数ε(x)は,xの関数で表される。
The
適応型乗算器114は,デジタルオーディオ信号の振幅に応じて,付加する整数次高調波の振幅を変化させることができ,デジタルオーディオ信号が特定の振幅になる任意の周波数領域の整数次高調波を強調することが可能となる。
The
また,適応型乗算器114は,xの増加に従い増幅率が小さくなる偶関数の漸減関数で示されても良い。かかる漸減関数では,振幅が大きいデジタルオーディオ信号に付加する高調波の非線形増幅率を下げ,振幅が小さいデジタルオーディオ信号に付加する高調波の非線形増幅率を上げる。具体的には,xが0から1に増加するに従って,増幅率が任意の定数ε0から0に漸減する。この任意の定数ε0は,利用者によって個々に設定されてもよいし,予めプリセットされているとしてもよい。
The
このような偶関数の漸減関数を用いると,結果的に,低周波数領域における整数次高調波の非線形増幅率が小さく,高周波数領域における整数次高調波の非線形増幅率が大きくなり,高周波数領域においても十分な大きさの整数次高調波を付加することが可能となり,併せて低周波数領域におけるクリッピングも回避することができる。 Using such a decreasing function of the even function results in a small non-linear amplification factor of integer harmonics in the low frequency region and a large non-linear amplification factor of integer harmonics in the high frequency region. In addition, it is possible to add a sufficiently large integer harmonic, and also avoid clipping in the low frequency region.
上記第1定数加算器116は,適応型乗算器114の出力信号ε(x)・xに第1定数118である「1」を加算する。
The first constant adder 116 adds “1” which is the first constant 118 to the output signal ε (x) · x of the
上記信号乗算器120は,加算器116の最終段の出力信号(1+ε(x)・x)と,原信号であるデジタルオーディオ信号xとを乗算し,x(1+ε(x)・x)を導出する。
The
上記利得乗算器122は,当該利得乗算器122の出力がゲインオーバーを起こさないように調整された利得Gを,信号乗算器120の出力信号x(1+ε(x)・x)に乗算する。このようにして,数式2を満たす出力を得ることができる。
The
上記低域通過フィルタ124は,利得乗算器122の出力信号の高周波数帯域を制限し,低周波数帯域のみ通過させる。アップサンプラ112を含むオーディオ信号処理装置100を介して非線形増幅を行うと,原信号の周波数成分は高くなる。例えば,高調波が2次の高調波の場合,原信号における周波数fS/4以上の周波数成分が,3次の高調波の場合,周波数fS/6以上の周波数成分が,同様にn次の高調波の場合,fS/2n以上の周波数成分がナイキストリミットを越え,エイリアシングノイズとなってしまう。
The low-
このエイリアシングノイズを防ぐために,非線形増幅の最高次数をNとして,N倍以上のアップサンプルを行う必要がある。従って,アップサンプラ112は,L≧N(L,Nは整数)となるアップサンプルレートLを満たさなければならない。
In order to prevent this aliasing noise, it is necessary to perform upsampling of N times or more, where N is the highest order of nonlinear amplification. Therefore, the
また,低域通過フィルタ124は,アップサンプラ112の周波数帯域の上記のアップサンプルに応じて,エイリアシングノイズとなる,fS/2を超える周波数成分を最終的に除去もしくは削減して,エイリアシングノイズを抑制する。該遮断周波数fS/2は,アップサンプル前のサンプリング周波数がfSの場合である。このときのアップサンプルされたサンプリング周波数によっては,低域通過フィルタ124を省略することができる。
Further, the low-
上記低域通過フィルタ124を実施する場合fS/2以上の周波数成分は,低域通過フィルタ124により取り除かれるが,fS/2以下のデジタルオーディオ信号の周波数帯域の成分は残っており,また,その成分自体の高調波も生成されるため,音声圧縮により欠落した倍音成分を補完することが可能となる。
When the low-
上記ダウンサンプラ126は,低域通過フィルタ124からの信号をダウンサンプルする。例えば,当該オーディオ信号処理装置100がデジタルオーディオ信号の中継装置として機能する場合,入力と出力のサンプリング周波数は等しくなければならない。ここで,当該オーディオ信号処理装置100の出力フォーマットが,高いサンプリング周波数を許容できる場合,必要に応じてダウンサンプラ126を省略することが可能である。また,ダウンサンプラ126は,低域通過フィルタ124と一体形成され,高域の周波数成分を制限するとしてもよい。
The
上記語長縮小部128は,ダウンサンプラ126からの信号のサンプル語長を縮小する。上述したように,語長拡張部110は,当該オーディオ信号処理装置100の外部から入力されたデジタルオーディオ信号のサンプル語長を拡張している。従って,オーディオ信号処理装置100内で処理されているサンプル語長と,必要とされる出力のサンプル語長が相違する場合がある。語長縮小部128は,出力フォーマットに合わせてサンプル語長を縮小する。また,出力先が拡張したサンプル語長を許容する場合,当該語長縮小部128を省略することもできる。
The word
本実施形態におけるオーディオ信号処理装置100は,適応型乗算器114による非線形増幅によって,デジタルオーディオ信号の振幅に応じて付加する整数次高調波の振幅を変えることができる。従って,簡易な構成で,デジタルオーディオ信号の周波数帯域内の周波数を含み,かつ,デジタルオーディオ信号の振幅に応じて増幅率が相違する整数次高調波を付加することで,音声圧縮によって欠落した倍音成分の補完が可能となる。
The audio
具体的には,音声圧縮によって欠落した倍音成分を新たに創作,付加することで音声を加工し,特に,音声圧縮前の元の音声に近づけることを目的としている。また,一般に,偶数次の高調波を付加した音声は,温かく,または柔らかく,心地良い音声になり,奇数次の高調波を付加した音声は,ブライトでシャープな音声になると言われている。従って,整数次の高調波のバランスをうまくとることで,例えば,真空アンプによる真空管特有の音を生成することも可能となる。 Specifically, the purpose is to process the voice by newly creating and adding a harmonic component that has been lost due to the voice compression, and in particular to bring it closer to the original voice before the voice compression. In general, it is said that voices with even-order harmonics are warm or soft and comfortable, and voices with odd-order harmonics are bright and sharp. Therefore, by properly balancing the harmonics of the integer order, for example, it is possible to generate a sound peculiar to a vacuum tube by a vacuum amplifier.
上述した各構成要素は,電気回路(ハードウェア)で形成されてもよいし,コンピュータ上の機能モジュール(ソフトウェア)として機能するとしてもよい。また,コンピュータをオーディオ信号処理装置100として機能させるプログラムやそのプログラムを記憶した,コンピュータで読み取り可能な記憶媒体も提供される。
Each component described above may be formed by an electric circuit (hardware) or may function as a functional module (software) on a computer. Also provided are a program that causes a computer to function as the audio
(オーディオ信号処理方法)
また,上述したオーディオ信号処理装置100を利用して,デジタルオーディオ信号を加工処理するオーディオ信号処理方法も提供される。
(Audio signal processing method)
An audio signal processing method for processing a digital audio signal using the above-described audio
図2は,オーディオ信号処理方法の処理の流れを示したフローチャートである。まず,オーディオ信号処理装置100は,入力されたデジタルオーディオ信号のサンプル語長を拡張して,アップサンプラ112に送信する(S200)。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow of the audio signal processing method. First, the audio
続いて,アップサンプラ112は,サンプル語長が拡張されたデジタルオーディオ信号をアップサンプルして適応型乗算器114と信号乗算器120にそれぞれ送信する(S202)。適応型乗算器114は,非線形関数ε(x)に基づいて,アップサンプルされたデジタルオーディオ信号を非線形増幅する(S204)。
Subsequently, the up-
そして,第1定数加算器116は,適応型乗算器114の出力信号ε(x)・xに第1定数118である「1」を加算し(S206),信号乗算器120は,その加算器116の出力信号(1+ε(x)・x)と,原信号であるデジタルオーディオ信号xとを乗算する(S208)。
The first constant adder 116 adds “1”, which is the
次に,利得乗算器122は,利得乗算器122の出力がゲインオーバーを起こさないように調整された利得Gを信号乗算器120の出力信号に乗算し(S210),低域通過フィルタ124は,利得乗算器122の出力信号の高周波数帯域を制限する(S212)。
Next, the
そして,ダウンサンプラ126は,低域通過フィルタ124からの信号をダウンサンプルし(S214),最後に,語長縮小部128は,語長拡張部110によって拡張されたサンプル語長を元の語長に縮小する(S216)。
The down
かかるオーディオ信号処理方法によっても,デジタルオーディオ信号の振幅に応じて増幅率が相違する整数次高調波を,原デジタルオーディオ信号に付加することにより,特定の周波数領域を強調しつつ,音声圧縮によって欠落した倍音成分を補完することができ,聴感上好ましい音声を得ることが可能となる。 Even with such an audio signal processing method, integer harmonics having different amplification factors depending on the amplitude of the digital audio signal are added to the original digital audio signal, thereby enhancing a specific frequency region and missing by audio compression. It is possible to complement the overtone component thus obtained, and it is possible to obtain a sound that is favorable for hearing.
(第2の実施形態:適応型乗算器300)
第2の実施形態では,適応型乗算器114の他の実施形態について詳述する。
(Second Embodiment: Adaptive Multiplier 300)
In the second embodiment, another embodiment of the
図3は,第2の実施形態による適応型乗算器300の概略的な構成を示した機能ブロック図である。上記適応型乗算器300は,2乗乗算器310と,第2定数減算器312と,第3定数乗算器316と,出力乗算器318とを含んで構成される。
FIG. 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the
上記2乗乗算器310は,原信号としてのデジタルオーディオ信号を掛け合わせて,2次の高調波を生成する。
The
上記第2定数減算器312は,第2定数314である「1」から2乗乗算器310の出力信号x2を減算する。
The second
上記第3定数乗算器316は,第2定数減算器312の出力信号(1―x2)に第3定数ε0を乗算する。
The third
上記出力乗算器318は,第3定数乗算器316の出力信号ε0(1―x2)と,上記デジタルオーディオ信号xとを乗算する。
The
かかる適応型乗算器300の出力信号は,
図4は,適応型乗算器300による非線形増幅を示した説明図である。図4を参照すると,数式3で表される非線形増幅曲線は,xが0から1に増加するもしくはxが0から−1に減少するに従って,増幅率が任意の定数ε0から0に漸減する漸減関数になっていることが理解される。従って,振幅が大きいデジタルオーディオ信号の整数次高調波の非線形増幅率を下げ,振幅が小さいデジタルオーディオ信号の整数次高調波の非線形増幅率を上げることが可能となる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing nonlinear amplification by the
上記数式3を数式2に代入すると,
このような偶数次の高調波を付加することで,「音がクリーンである」「音がなめらかである」等の聴感上好ましい効果をさらに向上することができる。 By adding such higher-order harmonics, it is possible to further improve the audible effects such as “sound is clean” and “sound is smooth”.
(第3の実施形態:適応型乗算器400)
第3の実施形態では,適応型乗算器114のさらに他の実施形態について詳述する。
(Third Embodiment: Adaptive Multiplier 400)
In the third embodiment, another embodiment of the
図5は,第3の実施形態による適応型乗算器400の概略的な構成を示した機能ブロック図である。上記適応型乗算器400は,絶対値生成器410と,第2定数減算器412と,第3定数乗算器416と,出力乗算器418とを含んで構成される。
FIG. 5 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the
上記絶対値生成器410は,原信号としてのデジタルオーディオ信号xの絶対値|x|を生成する。
The
上記第2定数減算器412は,第2定数414である「1」から絶対値生成器410の出力信号|x|を減算する。
The second
上記第3定数乗算器416は,第2定数減算器412の出力信号(1―|x|)に第3定数ε0を乗算する。
The third
上記出力乗算器418は,第3定数乗算器416の出力信号ε0(1―|x|)と,上記デジタルオーディオ信号xとを乗算する。
The
かかる適応型乗算器400の出力信号は,
図6は,適応型乗算器400による非線形増幅を示した説明図である。図6を参照すると,数式5で表される非線形増幅曲線は,xが0から1に増加もしくはxが0から−1に減少するに従って,増幅率が任意の定数ε0から0に漸減する漸減関数になっていることが理解される。従って,振幅が大きいデジタルオーディオ信号の整数次高調波の非線形増幅率を下げ,振幅が小さいデジタルオーディオ信号の整数次高調波の非線形増幅率を上げることが可能となる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing nonlinear amplification by the
上記数式5を数式2に代入すると,
数式6を具体的に検討すると,|x|は,xの区間[−1,1]を一周期とする三角波と考えることができる。ここで,|x|にフーリエ級数展開を用いると,|x|が偶関数であることより,
かかる数式7に,
ここで,cnは,
さらに,上記数式9を数式6に代入すると,
図7は,数式11で表されるオーディオ信号処理装置100の周波数振幅特性を示した説明図である。ここで横軸は,周波数を,縦軸は,デジタルオーディオ信号の振幅を示し,基本周波数の振幅を1(0dB)としている。かかる図7において,オーディオ信号処理装置100により無限の偶数次の高調波が得られることが理解され,また,任意の定数cnにより2次の高調波より4次の高調波の振幅が大きくなることも理解される。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the frequency-amplitude characteristics of the audio
このような偶数次の高調波を付加することで,「音がクリーンである」「音がなめらかである」「音がきらびやかである」等の聴感上好ましい効果をさらに向上することができる。 By adding such even-order harmonics, it is possible to further improve audible effects such as “sound is clean”, “sound is smooth”, and “sound is brilliant”.
上述した第2,3の実施形態によるオーディオ信号処理装置100では,デジタルオーディオ信号に偶数次の高調波が付加され,これによって,音声圧縮によって失われた倍音成分が補完される。このような処理によって生成されたデジタルオーディオ信号は,聴感上好ましくなる効果を得ることができる。また,デジタルオーディオ信号が圧縮音声でなかったとしても,上記整数次高調波を付加する構成により,聴感上好ましくなる効果が得られる。
In the audio
また,上述した実施形態のオーディオ信号処理装置は,基本的に,デジタルフィルタとメモリのみで構成することができるため,フーリエ変換を利用するような複雑なアルゴリズムを適用する場合に比べ,少ない処理量で目的を達成することができ,必要とされるシステム資源,実装コストの点でも非常に有利である。 In addition, since the audio signal processing apparatus according to the above-described embodiment can basically be configured by only a digital filter and a memory, the amount of processing is small compared to a case where a complicated algorithm using Fourier transform is applied. The objectives can be achieved by the system, which is very advantageous in terms of required system resources and implementation costs.
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば,上述した実施形態においては,フィルタ処理を高速で実現可能なコンピュータを例に挙げているが,ポータブルオーディオプレーヤーやシステムステレオ等の比較的小型で安価なデジタルオーディオ機器でも本実施形態を適用することが可能である。この場合,高価かつ容積をとる真空管アンプ等を用いなくても,比較的小規模のデジタル回路の追加のみで,「クリーン」「なめらか」といった真空管アンプに類似した好ましい特徴の音色を得ることができる。その他にも,原理上全てのデジタルオーディオを用いた機器に適用できるため,カーオーディオ,デジタルテレビ,ホームシアターシステム等,極めて広い範囲の電子機器に応用することができる。 For example, in the above-described embodiment, a computer capable of performing filter processing at high speed is taken as an example, but the present embodiment is also applied to relatively small and inexpensive digital audio equipment such as a portable audio player and system stereo. It is possible. In this case, even without using an expensive and large-capacity vacuum tube amplifier or the like, it is possible to obtain a timbre with favorable characteristics similar to a vacuum tube amplifier such as “clean” and “smooth” only by adding a relatively small digital circuit. . In addition, since it can be applied to all devices using digital audio in principle, it can be applied to an extremely wide range of electronic devices such as car audio, digital television, and home theater system.
また,上述した実施形態において,適応型乗算器の非線形関数として,(1―x2)と(1―|x|)を挙げて説明しているが,xが0から1に増加するに従って,増幅率が任意の定数ε0から0に漸減する偶関数の漸減関数であれば,かかる場合に限られず,例えば,ε0cos(x),ε0(1−x4),ε0(1−x6)等様々な非線形関数を適用することができる。 In the above-described embodiment, (1-x 2 ) and (1- | x |) are described as the nonlinear functions of the adaptive multiplier, but as x increases from 0 to 1, If the amplification factor is an even function gradually decreasing function that gradually decreases from an arbitrary constant ε 0 to 0, the present invention is not limited to such a case. For example, ε 0 cos (x), ε 0 (1-x 4 ), ε 0 (1 Various nonlinear functions such as −x 6 ) can be applied.
なお,本明細書のオーディオ信号処理方法における各工程は,必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく,並列的あるいは個別に実行される処理(例えば,並列処理あるいはオブジェクトによる処理)も含むとしても良い。 Note that the steps in the audio signal processing method of the present specification do not necessarily have to be processed in chronological order according to the order described in the flowchart, but are performed in parallel or individually (for example, parallel processing or object processing). May be included.
10,100 オーディオ信号処理装置
110 語長拡張部
112 アップサンプラ
114,300,400 適応型乗算器
116 第1定数加算器
120 信号乗算器
122 利得乗算器
124 低域通過フィルタ
126 ダウンサンプラ
128 語長縮小部
310 2乗乗算器
312,412 第2定数減算器
316,416 第3定数乗算器
318,418 出力乗算器
410 絶対値生成器
10, 100
Claims (10)
前記適応型乗算器の出力信号に第1定数を加算する第1定数加算器と;
前記第1定数加算器の出力信号と,前記デジタルオーディオ信号とを乗算する信号乗算器と;
前記信号乗算器の出力信号の利得を調整する利得乗算器と;
を備えることを特徴とする,オーディオ信号処理装置。 An adaptive multiplier that non-linearly amplifies the digital audio signal based on an evenly decreasing function whose gain decreases with increasing amplitude;
A first constant adder for adding a first constant to the output signal of the adaptive multiplier;
A signal multiplier for multiplying the output signal of the first constant adder and the digital audio signal;
A gain multiplier for adjusting the gain of the output signal of the signal multiplier;
An audio signal processing device comprising:
前記デジタルオーディオ信号を2乗する2乗乗算器と;
第2定数から前記2乗乗算器の出力信号を減算する第2定数減算器と;
前記第2定数減算器の出力信号に第3定数を乗算する第3定数乗算器と;
前記第3定数乗算器の出力信号と,前記デジタルオーディオ信号とを乗算する出力乗算器と;
を備えることを特徴とする,請求項1に記載のオーディオ信号処理装置。 The adaptive multiplier is
A square multiplier for squaring the digital audio signal;
A second constant subtractor for subtracting the output signal of the square multiplier from a second constant;
A third constant multiplier for multiplying an output signal of the second constant subtractor by a third constant;
An output multiplier for multiplying the output signal of the third constant multiplier and the digital audio signal;
The audio signal processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記デジタルオーディオ信号の絶対値を生成する絶対値生成器と;
第2定数から前記絶対値生成器の出力信号を減算する第2定数減算器と;
前記第2定数減算器の出力信号に第3定数を乗算する第3定数乗算器と;
前記第3定数乗算器の出力信号と,前記デジタルオーディオ信号とを乗算する出力乗算器と;
を備えることを特徴とする,請求項1に記載のオーディオ信号処理装置。 The adaptive multiplier is
An absolute value generator for generating an absolute value of the digital audio signal;
A second constant subtractor for subtracting the output signal of the absolute value generator from a second constant;
A third constant multiplier for multiplying an output signal of the second constant subtractor by a third constant;
An output multiplier for multiplying the output signal of the third constant multiplier and the digital audio signal;
The audio signal processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記利得乗算器の出力信号のサンプル語長を縮小する語長縮小部と;
をさらに備えることを特徴とする,請求項1に記載のオーディオ信号処理装置。 A word length extension for extending the sample word length of the digital audio signal at the input stage;
A word length reduction unit for reducing the sample word length of the output signal of the gain multiplier;
The audio signal processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記利得乗算器の出力信号をダウンサンプルするダウンサンプラと;
をさらに備えることを特徴とする,請求項1に記載のオーディオ信号処理装置。 An upsampler for upsampling the digital audio signal at an input stage;
A downsampler for downsampling the output signal of the gain multiplier;
The audio signal processing apparatus according to claim 1, further comprising:
振幅の増加に従って増幅率が減少する偶関数の漸減関数に基づいて,デジタルオーディオ信号を非線形増幅する適応型乗算器と;
前記適応型乗算器の出力信号に第1定数を加算する第1定数加算器と;
前記第1定数加算器の出力信号と,前記デジタルオーディオ信号とを乗算する信号乗算器と;
前記信号乗算器の出力信号の利得を調整する利得乗算器と;
して機能させることを特徴とする,プログラム。 Computer
An adaptive multiplier that non-linearly amplifies the digital audio signal based on an evenly decreasing function whose gain decreases with increasing amplitude;
A first constant adder for adding a first constant to the output signal of the adaptive multiplier;
A signal multiplier for multiplying the output signal of the first constant adder and the digital audio signal;
A gain multiplier for adjusting the gain of the output signal of the signal multiplier;
A program characterized by making it function.
振幅の増加に従って増幅率が減少する偶関数の漸減関数に基づいて,デジタルオーディオ信号を非線形増幅する適応型乗算器と;
前記適応型乗算器の出力信号に第1定数を加算する第1定数加算器と;
前記第1定数加算器の出力信号と,前記デジタルオーディオ信号とを乗算する信号乗算器と;
前記信号乗算器の出力信号の利得を調整する利得乗算器と;
して機能させるプログラムを記憶した,記憶媒体。 Computer
An adaptive multiplier that non-linearly amplifies the digital audio signal based on an evenly decreasing function whose gain decreases with increasing amplitude;
A first constant adder for adding a first constant to the output signal of the adaptive multiplier;
A signal multiplier for multiplying the output signal of the first constant adder and the digital audio signal;
A gain multiplier for adjusting the gain of the output signal of the signal multiplier;
A storage medium that stores a program that allows it to function.
前記適応型乗算ステップによる出力信号に第1定数を加算する第1定数加算ステップと;
前記第1定数加算ステップによる出力信号と,前記デジタルオーディオ信号とを乗算する信号乗算ステップと;
前記信号乗算ステップによる出力信号の利得を調整する利得乗算ステップと;
を含むことを特徴とする,オーディオ信号処理方法。
An adaptive multiplication step for non-linearly amplifying the digital audio signal based on an evenly decreasing function whose gain decreases with increasing amplitude;
A first constant addition step of adding a first constant to the output signal by the adaptive multiplication step;
A signal multiplication step of multiplying the output signal from the first constant addition step by the digital audio signal;
A gain multiplication step of adjusting the gain of the output signal by the signal multiplication step;
An audio signal processing method comprising:
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