JP5002414B2 - Hearing sensitivity correction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、聴覚感度補正装置に関し、より詳細には、オーディオ信号を帯域別にフィルタ処理した後に合成することによって、オーディオ信号にラウドネス特性を付加することが可能な聴覚感度補正装置に関する。 The present invention relates to an auditory sensitivity correction apparatus, and more particularly, to an auditory sensitivity correction apparatus that can add a loudness characteristic to an audio signal by combining the audio signal after filtering by band.
一般的なオーディオ再生装置には、スピーカから出力される音量を調節するための音量調節部が設けられており、ユーザは音量調節部を操作することによって、スピーカ等から出力される音量を好適に調節することが可能となっている。 A general audio playback device is provided with a volume control unit for adjusting the volume output from the speaker, and the user preferably adjusts the volume output from the speaker or the like by operating the volume control unit. It is possible to adjust.
しかしながら、一般的な音量調節部では、一定量(例えば、+6dB〜12dB程度)しか音量調節を行うことができず、これ以上の調節が必要な場合や、十分なラウドネス特性を備えた音質を得たい場合には、音量調節部の操作によって要求を満たすことができないという問題があった。 However, with a general volume control unit, the volume can be adjusted only by a certain amount (for example, about +6 dB to 12 dB), and a sound quality with sufficient loudness characteristics can be obtained when further adjustment is necessary. However, there is a problem that the request cannot be satisfied by operating the volume control unit.
このような要求を満たすために、出力音の音量に対する聴覚感度の補正を行うラウドネス制御装置(聴覚感度補正装置)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。ラウドネス制御装置は、オーディオ信号を低域、中域、高域に帯域分割し、音量調節部の操作量に連動させて低域、中域、高域のゲインを変更させつつそれぞれの帯域のオーディオ信号を合成してスピーカ等から出力させ、聴覚感度補正を行うものである。
ところで、上述したラウドネス制御装置では、帯域分割した音域毎の信号を合成させる場合に、帯域間の位相の差異により信号の干渉が発生して合成信号の波長にディップ(歪み)などが発生する場合があり得る。このようなディップが発生した場合、上述したラウドネス制御装置では、補正レベルに応じてフィルタのカットオフ周波数を変化させることによって、ラウドネス特性を滑らかにする処理を行っている。 By the way, in the above-described loudness control device, when signals for each of the divided sound ranges are combined, signal interference occurs due to a phase difference between the bands, and dip (distortion) occurs in the wavelength of the combined signal. There can be. When such a dip occurs, the above-described loudness control apparatus performs a process of smoothing the loudness characteristic by changing the cutoff frequency of the filter in accordance with the correction level.
しかしながら、レベルに応じてフィルタのカットオフ周波数を変化させるためには、ラウドネス制御装置において複数のフィルタ係数を備える必要が生ずるため、多くの係数データを格納するための手段が必要になるという問題があった。 However, in order to change the cut-off frequency of the filter according to the level, it is necessary to provide a plurality of filter coefficients in the loudness control device, and thus there is a problem that means for storing a large amount of coefficient data is required. there were.
また、帯域分割フィルタとしてIIR(無限インパルス応答)フィルタを使用する場合に、オーディオ信号の再生を行いながらフィルタ係数を変更させると、フィードバック動作中に係数が変化することによって、音響処理動作が不安定になったり、異音が発生して聞こえてしまったりするおそれがあった。 In addition, when an IIR (infinite impulse response) filter is used as the band division filter, if the filter coefficient is changed while the audio signal is reproduced, the acoustic processing operation becomes unstable due to the coefficient changing during the feedback operation. There was a risk that the sound would be heard or an abnormal noise would occur.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、オーディオ信号に対してカットオフ周波数を可変させることなくフィルタ処理を施して帯域分割し、分割された帯域毎のオーディオ信号を合成する場合に各帯域の信号の干渉を低減させることによって、好適なラウドネス特性を出力音に付加することが可能な聴覚感度補正装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problem, and performs a band division by applying a filter process to an audio signal without changing a cutoff frequency, and synthesizes an audio signal for each divided band. It is an object of the present invention to provide an auditory sensitivity correction apparatus capable of adding a suitable loudness characteristic to output sound by reducing interference of signals in each band.
上記課題を解決するために、本発明に係る聴覚感度補正装置は、オーディオ信号を帯域毎に分割するための複数の帯域別フィルタと、該複数の帯域別フィルタにより帯域毎に分割されたオーディオ信号に対して各々のオーディオ信号毎にゲイン調整を行うゲイン調整手段と、ゲイン調整が行われた各オーディオ信号の合成処理を行う合成処理手段とを有するフィルタ手段と、前記ゲイン調整手段において調整されるゲイン値を、オーディオ信号の信号レベルまたはユーザによって設定される音量レベルに応じて前記帯域別フィルタ毎に算出するゲイン計算手段とを備え、該帯域別フィルタは、各帯域別フィルタによりフィルタ処理されたオーディオ信号を前記合成処理手段で合成した場合において、合成されたオーディオ信号に干渉が生じないように各帯域別フィルタのフィルタ特性が設定され、前記フィルタ手段が複数設けられると共に、該複数のフィルタ手段がカスケード接続され、前記ゲイン計算手段は、カスケード接続される前記フィルタ手段の設置数に応じて、前記帯域別フィルタ毎に調整されるゲイン値を、前記帯域別フィルタの帯域種別毎に分配することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an auditory sensitivity correction apparatus according to the present invention includes a plurality of band-by-band filters for dividing an audio signal for each band, and an audio signal divided for each band by the plurality of band-by-band filters. Are adjusted by the gain adjusting means, a filter means having a gain adjusting means for adjusting the gain for each audio signal, a synthesizing processing means for synthesizing each audio signal subjected to the gain adjustment, and the gain adjusting means. Gain calculating means for calculating a gain value for each band-based filter in accordance with a signal level of an audio signal or a volume level set by a user, and the band-by-band filter is filtered by each band-by-band filter. When the audio signal is synthesized by the synthesis processing means, no interference occurs in the synthesized audio signal. Filter characteristics of each band-specific filter are set, a plurality of the filter means are provided, the plurality of filter means are cascade-connected, and the gain calculating means is in accordance with the number of installed filter means to be cascade-connected. The gain value adjusted for each band-by-band filter is distributed for each band type of the band-by-band filter.
本発明に係る聴覚感度補正装置によれば、フィルタ手段に設けられる帯域別フィルタのフィルタ特性が、各帯域別フィルタによりフィルタ処理されたオーディオ信号を合成処理手段で合成した場合において、信号間の干渉が生じないように設定されているので、ラウドネス補正が行われた信号の干渉を抑制することができる。このため、音にひずみやノイズなどの障害が生ずることのない最適なラウドネス効果をオーディオ信号に付加することが可能となる。 According to the auditory sensitivity correction apparatus of the present invention, when the filter characteristics of the band-by-band filters provided in the filter unit combine the audio signals filtered by the band-by-band filters by the synthesis processing unit, interference between signals Is set so as not to occur, it is possible to suppress the interference of the signal subjected to the loudness correction. For this reason, it is possible to add an optimal loudness effect to the audio signal without causing any trouble such as distortion or noise in the sound.
また、それぞれのフィルタ部の音響補正特性を考慮した(変化させた)上で、各フィルタ部をカスケード接続により組み合わせて接続させることによって、従来のラウドネス制御装置のように帯域別フィルタのカットオフ周波数を可変させることなく滑らかなラウドネス特性をオーディオ信号に付加させることができる。また、カットオフ周波数を個別に可変させる必要がないため、多数の係数データを格納しておく必要がない。 In addition, by considering (changing) the acoustic correction characteristics of each filter unit and connecting the respective filter units in combination by cascade connection, the cutoff frequency of the band-by-band filter as in the conventional loudness control device Thus, a smooth loudness characteristic can be added to the audio signal without changing the value. Further, since it is not necessary to vary the cutoff frequency individually, it is not necessary to store a large number of coefficient data.
さらに、ゲイン計算手段が、音量レベルまたはオーディオ信号のレベルに応じて、ラウドネス効果を付加するためのゲイン値を分配・調整するので、音量レベルまたはオーディオ信号のレベルに応じて最適かつ効果的なラウドネス補正をオーディオ信号に付加することが可能となり、聴取者に対して良質な音質(ラウドネス特性)を備えた音楽を提供することが可能となる。 Furthermore, since the gain calculation means distributes and adjusts the gain value for adding the loudness effect according to the volume level or the level of the audio signal, the optimum and effective loudness according to the volume level or the level of the audio signal. The correction can be added to the audio signal, and music with good sound quality (loudness characteristics) can be provided to the listener.
特に、本発明に係る帯域別フィルタを用いてフィルタ処理されたオーディオ信号は、合成された場合において信号に干渉が発生しない。このため、ゲイン計算手段が、フィルタ手段の設置数に応じてゲイン値を帯域種別毎に分配することによって、合成時に干渉等を生じさせることなく効果的にゲイン調整を行うことが可能となり、結果として最適なラウドネス効果をオーディオ信号に付加することが可能となる。 In particular, when an audio signal filtered using the band-by-band filter according to the present invention is synthesized, no interference occurs in the signal. For this reason, the gain calculation means distributes the gain value for each band type according to the number of installed filter means, thereby enabling effective gain adjustment without causing interference or the like during synthesis. As a result, an optimum loudness effect can be added to the audio signal.
また、上述した聴覚感度補正装置の帯域別フィルタとして、1次のIIRフィルタであるハイパスフィルタまたはローパスフィルタを用いることが好ましい。 Moreover, it is preferable to use a high-pass filter or a low-pass filter that is a first-order IIR filter as the band-by-band filter of the above-described auditory sensitivity correction device.
このように、帯域別フィルタに1次のIIRフィルタであるハイパスフィルタまたはローパスフィルタを用いる場合には、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタによってフィルタ処理が施されたオーディオ信号の位相を±90度以内に納めることが可能となる。このため、それぞれのフィルタによりフィルタ処理されたオーディオ信号を合成しても、合成されたオーディオ信号における干渉の発生を抑制すること可能となり、滑らかなラウドネス特性をオーディオ信号に付加させることができる。 As described above, when a high-pass filter or a low-pass filter that is a first-order IIR filter is used as the band-by-band filter, the phase of the audio signal that has been subjected to the filter processing by the high-pass filter and the low-pass filter is kept within ± 90 degrees. Is possible. For this reason, even if the audio signals filtered by the respective filters are synthesized, it is possible to suppress the occurrence of interference in the synthesized audio signal, and a smooth loudness characteristic can be added to the audio signal.
さらに、上述した聴覚感度補正装置の帯域別フィルタとして、2次のIIRフィルタであるピーキングフィルタを用いることが好ましい。 Furthermore, it is preferable to use a peaking filter that is a secondary IIR filter as the band-by-band filter of the above-described auditory sensitivity correction apparatus.
このように、帯域別フィルタの特定帯域用のフィルタとしてピーキングフィルタを用いる場合には、ピーキングフィルタを用いてフィルタ処理が施されたオーディオ信号と、他の帯域用のフィルタ、例えば、1次のIIRフィルタとしてのハイパスフィルタやローパスフィルタなどによってフィルタ処理が施されたオーディオ信号とを合成処理した場合であっても、合成されたオーディオ信号における干渉の発生を抑制することができ、オーディオ信号に滑らかなラウドネス特性を付加することが可能となる。 As described above, when the peaking filter is used as the filter for the specific band of the band-specific filter, the audio signal subjected to the filtering process using the peaking filter and the filter for other bands, for example, the primary IIR Even when the audio signal that has been filtered by a high-pass filter or low-pass filter as a filter is synthesized, the occurrence of interference in the synthesized audio signal can be suppressed, and the audio signal is smooth. It becomes possible to add a loudness characteristic.
本発明に係るラウドネス制御装置では、帯域別フィルタのフィルタ特性が、各帯域別フィルタによりフィルタ処理されたオーディオ信号を合成処理手段で合成した場合において、信号間の干渉が生じないように設定がなされている。このため、聴覚感度補正装置を用いることによって、ラウドネス補正がなされた信号の干渉を抑制することができ、音にひずみやノイズなどの障害が生ずることのない最適なラウドネス効果をオーディオ信号に付加することが可能となる。 In the loudness control apparatus according to the present invention, the filter characteristics of the band-by-band filters are set so that interference between signals does not occur when the audio signals filtered by the band-by-band filters are synthesized by the synthesis processing means. ing. For this reason, by using the auditory sensitivity correction device, it is possible to suppress the interference of the signal subjected to the loudness correction, and to add the optimum loudness effect to the audio signal without causing any distortion or noise in the sound. It becomes possible.
また、複数のフィルタ手段をカスケード接続によって接続させることによって、オーディオ信号にラウドネス補正を施すので、各々のフィルタ手段の周波数特性を考慮して(変化させて)、フィルタ手段を組み合わせることにより、フィルタ手段毎にカットオフ周波数を変更させることなくオーディオ信号に好適なラウドネス補正を施すことが可能となる。 Further, since the audio signal is subjected to loudness correction by connecting a plurality of filter means by cascade connection, the filter means is combined by considering (changing) the frequency characteristics of each filter means and combining the filter means. It is possible to perform a suitable loudness correction on the audio signal without changing the cutoff frequency every time.
さらに、ゲイン計算手段が、音量レベルまたはオーディオ信号のレベルに応じて、ラウドネス効果を付加するためのゲイン値を分配・調整するので、音量レベルまたはオーディオ信号のレベルに応じて最適かつ効果的なラウドネス補正をオーディオ信号に付加することが可能となり、聴取者に対して良質な音質(ラウドネス特性)を備えた音楽を提供することが可能となる。 Furthermore, since the gain calculation means distributes and adjusts the gain value for adding the loudness effect according to the volume level or the level of the audio signal, the optimum and effective loudness according to the volume level or the level of the audio signal. The correction can be added to the audio signal, and music with good sound quality (loudness characteristics) can be provided to the listener.
以下に、本発明に係る聴覚感度補正装置について説明を行う。 The hearing sensitivity correction apparatus according to the present invention will be described below.
図1は、聴覚感度補正装置の概略構成を示したブロック図である。聴覚感度補正装置1は、ゲイン計算部(ゲイン計算手段)2と、カスケード接続された複数のラウドネスフィルタ部(フィルタ手段)3、4とを備えている。本実施の形態に示す聴覚感度補正装置1では、説明の便宜上、図1に示すように2つのラウドネスフィルタ部3、4が接続された場合を一例として用いて説明するが、ラウドネスフィルタ部の接続数は2つに限定されるものではなく、3つ以上のラウドネスフィルタ部を連結させることによって構成されるものであってもよい。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an auditory sensitivity correction apparatus. The auditory
ラウドネスフィルタ部3、4は、ラウドネスフィルタとして、1次もしくは2次のIIRフィルタ(帯域別フィルタ)5〜8と、それぞれのフィルタによりフィルタ処理されたオーディオ信号に対して、ゲイン調整を行うための積算器(ゲイン調整手段)11〜14と、各積算器11〜14においてゲイン調整されたオーディオ信号の合成処理を行う加算器15(合成処理手段)15、16とによって構成されている。 The loudness filter units 3 and 4 are, as loudness filters, for performing gain adjustment on primary or secondary IIR filters (band-specific filters) 5 to 8 and audio signals filtered by the respective filters. The integrators (gain adjusting means) 11 to 14 and adders 15 (synthesizing means) 15 and 16 for synthesizing the audio signals whose gains have been adjusted in the integrators 11 to 14 are configured.
具体的には、ラウドネスフィルタとして、1次のIIRフィルタを用いる場合には、低域通過フィルタ(以下、「LPF」という)や高域通過フィルタ(以下、「HPF」という)を用い、ラウドネスフィルタとして、2次のIIRフィルタを用いる場合には、ピーキングフィルタを適用する。 Specifically, when a first-order IIR filter is used as the loudness filter, a low-pass filter (hereinafter referred to as “LPF”) or a high-pass filter (hereinafter referred to as “HPF”) is used. In the case where a secondary IIR filter is used, a peaking filter is applied.
1次のIIRフィルタとしてLPFやHPFを用いた場合、あるいは、2次のIIRフィルタとしてピーキングフィルタを用いた場合には、フィルタ処理された各帯域のオーディオ信号の位相変化を最大±90度以内に収めることができる。従って、全ての周波数に対して各帯域(例えば、低域および高域)のゲインを合成した場合であっても、合成されたオーディオ信号において干渉を生ずるおそれが低いという特徴を備えている。 When LPF or HPF is used as the first-order IIR filter, or when a peaking filter is used as the second-order IIR filter, the phase change of the filtered audio signal in each band is within ± 90 degrees at the maximum. Can fit. Therefore, even when gains of respective bands (for example, a low frequency band and a high frequency band) are synthesized for all frequencies, there is a feature that the possibility of causing interference in the synthesized audio signal is low.
例えば、ラウドネスフィルタ部3のラウドネスフィルタとして1次のIIRフィルタを用いる場合において、カットオフ周波数が90HzのLPF(例えば、バタワースフィルタ)5と、カットオフ周波数9kHzのHPF(例えば、バタワースフィルタ)6とを使用し、ゲインをそれぞれ10dBとした場合のフィルタの振幅特性を図2に示し、位相特性を図3に示す。 For example, when a primary IIR filter is used as the loudness filter of the loudness filter unit 3, an LPF (for example, a Butterworth filter) 5 having a cutoff frequency of 90 Hz, and an HPF (for example, a Butterworth filter) 6 having a cutoff frequency of 9 kHz, FIG. 2 shows the amplitude characteristics of the filter and FIG. 3 shows the phase characteristics when the gain is set to 10 dB.
このように、1次のIIRフィルタとしてLPF5やHPF6を使用し、帯域毎の周波数および合成された周波数の位相特性を図3から判断すると、全帯域において、低域の周波数および高域の周波数の位相差は±90度以内になっており、各帯域の周波数を合成した場合であっても、図2に示す振幅特性より明らかなように、各帯域の周波数をほとんど干渉させることなく全ての周波数を合成させることが可能となる。従って、所望のラウドネス特性に応じてLPF5およびHPF6のフィルタ特性を考慮(調節・変更)して、各帯域のゲインを合成させることによって、干渉をほとんど発生させることなく好適なラウドネス特性を得ることが可能となる。
In this way, when LPF5 or HPF6 is used as the first-order IIR filter and the phase characteristics of the frequency for each band and the synthesized frequency are determined from FIG. The phase difference is within ± 90 degrees, and even if the frequencies of the respective bands are synthesized, as is clear from the amplitude characteristics shown in FIG. Can be synthesized. Therefore, by considering (adjusting / changing) the filter characteristics of the
本発明に係る聴覚感度補正装置1では、各帯域の周波数を合成した場合であっても干渉することなく合成を行うことが可能なフィルタ特性をラウドネスフィルタとして用いる。このため、各帯域の周波数を合成した場合に干渉を生じてしまうようなフィルタ特性を備えたフィルタをラウドネスフィルタとして用いることはできない。
In the auditory
例えば、2次のIIRフィルタとして、カットオフ周波数90HzのLPF(例えば、バタワースフィルタ)と、カットオフ周波数9kHzのHPF(例えば、バタワースフィルタ)とを使用し、ゲインをそれぞれ10dBとした場合のフィルタの振幅特性を図4に示し、位相特性を図5に示す。 For example, as a secondary IIR filter, an LPF with a cutoff frequency of 90 Hz (for example, a Butterworth filter) and an HPF with a cutoff frequency of 9 kHz (for example, a Butterworth filter) are used, and the gain of each filter is 10 dB. The amplitude characteristic is shown in FIG. 4, and the phase characteristic is shown in FIG.
図5に示す位相特性をみると、低域および高域の位相差が最大で±180度となっており、各帯域の周波数を合成することによって、図4に示す振幅特性より明らかなように、干渉に伴うディップが発生する。このように、2次のIIRフィルタにおいてLPFおよびHPFを用いると位相差が±90度以上となってしまうため、2次のIIRフィルタを用いる場合には、ピーキングフィルタを用いる。ピーキングフィルタを2次のIIRフィルタとして用いることにより、合成された周波数の干渉を回避することが可能となる。 Looking at the phase characteristics shown in FIG. 5, the phase difference between the low and high frequencies is ± 180 degrees at the maximum, and by synthesizing the frequencies of each band, it is clear from the amplitude characteristics shown in FIG. A dip due to interference occurs. As described above, when LPF and HPF are used in the secondary IIR filter, the phase difference becomes ± 90 degrees or more. Therefore, when the secondary IIR filter is used, a peaking filter is used. By using the peaking filter as a secondary IIR filter, it is possible to avoid interference of the synthesized frequency.
例えば、ラウドネスフィルタ部4のラウドネスフィルタとして2次のIIRフィルタを用いる場合、図6に示すように、中心周波数が40Hz、選択度Qが1のピーキングフィルタ7を用いることによって低域の周波数を中心としたフィルタ処理を施すことができる。なお、本実施の形態では、ピーキングフィルタ7を、低域の周波数を中心とした低域用のフィルタとして使用するが、ピーキングフィルタは必ずしも低域用のフィルタとして用いる場合には限定されず、中域用や高域用のフィルタとして用いることも可能である。
For example, when a second-order IIR filter is used as the loudness filter of the loudness filter unit 4, the low frequency is centered by using the peaking
さらに、本実施の形態に係る聴覚感度補正装置1では、ラウドネスフィルタ部4のラウドネスフィルタとして、上述したピーキングフィルタ7に加えて1次のIIRフィルタを用いることにする。1次のIIRフィルタとしてカットオフ周波数12kHzのHPF(例えば、バタワースフィルタ)8を、高域用のフィルタとして使用し、ピーキングフィルタ7およびHPF8のゲインをそれぞれ10dBとした場合のフィルタの振幅特性を図6に示す。また、上述したラウドネスフィルタ部3とラウドネスフィルタ部4とをカスケード接続したトータルのラウドネス特性を、図7に示す。
Furthermore, in the auditory
上述したように、ラウドネスフィルタ部3においては、1次のIIRフィルタとしてLPF5やHPF6を用いることにより、合成された周波数の干渉を防止することができ、さらにラウドネスフィルタ部4においては、2次のIIRフィルタとしてピーキングフィルタ7を用い、さらに、1次のIIRフィルタとしてHPF8を用いることによって、合成された周波数の干渉を防止することができる。
As described above, in the loudness filter unit 3, interference of the synthesized frequency can be prevented by using the
さらに、干渉を防止することが可能なラウドネスフィルタ部3とラウドネスフィルタ部4とをカスケード接続により接続させて、各ラウドネスフィルタ部3、4でフィルタ処理されたオーディオ信号の周波数を合成することによって、全体として干渉をほとんど発生させることなく所望のラウドネス特性を得ることが可能となる。 Further, by connecting the loudness filter unit 3 and the loudness filter unit 4 capable of preventing interference by cascade connection, and synthesizing the frequencies of the audio signals filtered by the respective loudness filter units 3 and 4, As a whole, a desired loudness characteristic can be obtained with almost no interference.
特に、各ラウドネスフィルタ部3、4のカットオフ周波数等のパラメータは、それぞれ予め独立して任意に設定することができるため、パラメータを好適に設定しておくことによって、所望のラウドネス特性を簡易かつ効果的に得ることが可能となる。 In particular, parameters such as the cut-off frequency of each of the loudness filter units 3 and 4 can be arbitrarily set independently in advance. Therefore, by appropriately setting the parameters, a desired loudness characteristic can be easily and easily set. It can be obtained effectively.
なお、本実施の形態では、2個のラウドネスフィルタ部3、4をカスケード接続させることによって聴覚感度補正装置1が構成される場合について説明を行うが、上述したような干渉を防止することが可能な複数(3個以上)のラウドネスフィルタ部をカスケード接続することで、より効果的なラウドネス特性を得ることが可能となる。
In the present embodiment, the case where the auditory
次に、ゲイン計算部2について説明を行う。ゲイン計算部2は、ユーザが設定・操作する音量調整部(図示せず)の音量レベルに応じて、もしくはオーディオ信号のレベルに応じて、信号の低域のゲインと高域のゲインとを計算する役割を有している。 Next, the gain calculation unit 2 will be described. The gain calculation unit 2 calculates a low-frequency gain and a high-frequency gain of the signal according to the volume level of a volume adjustment unit (not shown) set and operated by the user or according to the level of the audio signal. Have a role to play.
図8は、音量調整部によって調整される音量レベルや、オーディオ信号のレベルに応じて算出されるゲイン補正量を示している。図8に示すように、レベルが0dBの場合には、各フィルタ部のゲインが低域、高域ともに0dBとなり、レベルが−30dBの場合には、低域のゲインは24dB、高域のゲインは20dBとなるようにゲイン補正(ゲイン調整)がなされている。 FIG. 8 shows a gain correction amount calculated according to the volume level adjusted by the volume adjustment unit and the level of the audio signal. As shown in FIG. 8, when the level is 0 dB, the gain of each filter unit is 0 dB for both low and high frequencies, and when the level is −30 dB, the low frequency gain is 24 dB and the high frequency gain. The gain correction (gain adjustment) is performed so that becomes 20 dB.
図8に示されるにようにしてゲイン補正がなされた帯域別フィルタのゲインは、設定される帯域別フィルタの数に対応させてそれぞれ分配され、図1に示す積算器11、12により補正処理が行われる。例えば、本実施の形態に示すように、2個のラウドネスフィルタ部3、4が接続されている場合には、それぞれの高域用のフィルタ(HPF6およびHPF8)と低域用のフィルタ(LPF5とピーキングフィルタ7)とに対して、補正されたゲインを、均等になるように分配する。 The gains of the band-by-band filters that have been gain-corrected as shown in FIG. 8 are distributed in correspondence with the number of band-by-band filters that are set, and correction processing is performed by the integrators 11 and 12 shown in FIG. Done. For example, as shown in the present embodiment, when two loudness filter units 3 and 4 are connected, the high-pass filters (HPF6 and HPF8) and the low-pass filters (LPF5 and The corrected gain is distributed evenly to the peaking filter 7).
レベルが−30dBの場合には、図8に示すように、低域のゲインは24dB、高域のゲインは20dBとなる。このため、これらのゲインを均等に分配する場合には、それぞれ低域用のフィルタ(LPF5とピーキングフィルタ7)の補正ゲインは12dBとなり、高域用のフィルタ(HPF6とHPF8)の補正ゲインは10dBとなる。 When the level is −30 dB, as shown in FIG. 8, the low-frequency gain is 24 dB and the high-frequency gain is 20 dB. For this reason, when these gains are evenly distributed, the correction gains of the low-pass filters (LPF5 and peaking filter 7) are 12 dB, and the correction gains of the high-pass filters (HPF6 and HPF8) are 10 dB. It becomes.
このような条件において、オーディオ信号としてホワイトノイズとピンクノイズを設定し、各ノイズのレベルを0dB、−12dB、−24dB、−36dBとした場合の聴覚感度補正装置1の出力周波数特性を、図9、図10、図11、図12に示す。
Under these conditions, white noise and pink noise are set as audio signals, and the output frequency characteristics of the auditory
図9は、聴覚感度補正装置1を用いたラウドネス補正を行っていないホワイトノイズの周波数特性を示しており、図10は、聴覚感度補正装置1を用いたラウドネス補正を行ったホワイトノイズの周波数特性を示している。また、図11は、聴覚感度補正装置1を用いたラウドネス補正を行っていないピンクノイズの周波数特性を示しており、図12は、聴覚感度補正装置1を用いたラウドネス補正を行ったピンクノイズの周波数特性を示している。
FIG. 9 shows frequency characteristics of white noise that is not subjected to loudness correction using the auditory
図9〜図12に示す周波数特性から明らかなように、聴覚感度補正装置1を用いてオーディオ信号の補正を行うことによって、各帯域に応じて低域の周波数のゲインと高域の周波数のゲインとが増強されると共に、合成されたオーディオ信号の干渉を防止して信号にディップを発生させることなくラウドネス効果を付加することが可能となる。
As is apparent from the frequency characteristics shown in FIGS. 9 to 12, by correcting the audio signal using the auditory
以上説明したように、本実施の形態に係る聴覚感度補正装置1では、聴覚感度補正装置1をカスケード接続された複数のラウドネスフィルタ部3、4により構成し、各ラウドネスフィルタ部3、4が、異なる帯域毎にフィルタ処理を行うための複数のラウドネスフィルタ5〜8を備え、さらに、当該ラウドネスフィルタとして、フィルタ処理された各帯域のオーディオ信号を合成させても干渉の生ずることのないフィルタを用いるので、結果として音にひずみやノイズなどの障害が生ずることのない最適なラウドネス効果をオーディオ信号に付加することが可能となる。
As described above, in the auditory
さらに、音量調節部の音量レベルまたはオーディオ信号のレベルに応じて、ラウドネス効果を付加するためのゲインを分配・調整することによって、音量調節部のレベルまたはオーディオ信号のレベルに応じて最適なラウドネス補正を行うことが可能となり、聴取者に対して良質な音質(ラウドネス特性)を備えた音楽を提供することが可能となる。 In addition, by distributing and adjusting the gain for adding the loudness effect according to the volume level of the volume control unit or the level of the audio signal, the optimum loudness correction according to the level of the volume control unit or the audio signal level Thus, it is possible to provide music with a good sound quality (loudness characteristic) to the listener.
以上、本発明に係る聴覚感度補正装置について、図面を用いて詳細に説明したが、本発明に係る聴覚感度補正装置は上述した実施の形態に限定されるものではない。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う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。 The auditory sensitivity correction apparatus according to the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the auditory sensitivity correction apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. 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、本実施の形態に示した聴覚感度補正装置1では、ラウドネスフィルタ部3のラウドネスフィルタとして低域用フィルタおよび高域用フィルタに1次のIIRフィルタを用い、ラウドネスフィルタ部4のラウドネスフィルタとして低域用フィルタに2次のIIRフィルタを用い、高域用フィルタとして1次のIIRフィルタを用いたが、高域用フィルタと低域用フィルタの組み合わせは、上述した実施の形態に係る組み合わせに限定されない。例えば、ラウドネスフィルタ部4の低域用フィルタに、1次のIIRフィルタとしてLPFを用い、高域用フィルタに、2次のIIRフィルタとしてピーキングフィルタを用いる組み合わせであってもよい。さらにラウドネスフィルタ部に用いられるフィルタは、必ずしもIIRフィルタには限定されず、FIRフィルタ等を用いるものであってもよい。
For example, in the auditory
1 …聴覚感度補正装置
2 …ゲイン計算部(ゲイン計算手段)
3、4 …ラウドネスフィルタ部(フィルタ手段)
5 …LPF(帯域別フィルタ、ローパスフィルタ)
6、8 …HPF(帯域別フィルタ、ハイパスフィルタ)
7 …ピーキングフィルタ(帯域別フィルタ)
11〜14 …積算器(ゲイン調整手段)
15、16 …加算器(合成処理手段)
DESCRIPTION OF
3, 4 ... Loudness filter section (filter means)
5 ... LPF (band-based filter, low-pass filter)
6, 8 ... HPF (band-based filter, high-pass filter)
7 ... Peaking filter (band-based filter)
11-14 ... integrator (gain adjustment means)
15, 16 ... Adder (combining processing means)
Claims (3)
該複数の帯域別フィルタにより帯域毎に分割されたオーディオ信号に対して各々のオーディオ信号毎にゲイン調整を行うゲイン調整手段と、
ゲイン調整が行われた各オーディオ信号の合成処理を行う合成処理手段と
を有するフィルタ手段と、
前記ゲイン調整手段において調整されるゲイン値を、オーディオ信号の信号レベルまたはユーザによって設定される音量レベルに応じて前記帯域別フィルタ毎に算出するゲイン計算手段と
を備え、
該帯域別フィルタは、各帯域別フィルタによりフィルタ処理されたオーディオ信号を前記合成処理手段で合成した場合において、合成されたオーディオ信号に干渉が生じないように各帯域別フィルタのフィルタ特性が設定され、
前記フィルタ手段が複数設けられると共に、該複数のフィルタ手段がカスケード接続され、
前記ゲイン計算手段は、カスケード接続される前記フィルタ手段の設置数に応じて、前記帯域別フィルタ毎に調整されるゲイン値を、前記帯域別フィルタの帯域種別毎に分配すること
を特徴とする聴覚感度補正装置。 A plurality of band-by-band filters for dividing the audio signal into bands;
Gain adjusting means for performing gain adjustment for each audio signal with respect to the audio signal divided for each band by the plurality of band-by-band filters;
Filter means having synthesis processing means for synthesizing each audio signal for which gain adjustment has been performed;
Gain calculating means for calculating a gain value adjusted by the gain adjusting means for each filter according to the band according to a signal level of an audio signal or a volume level set by a user;
The band-by-band filter has a filter characteristic of each band-by-band filter so that interference does not occur in the synthesized audio signal when the audio signal filtered by the band-by-band filter is synthesized by the synthesis processing means. ,
A plurality of the filter means are provided, and the plurality of filter means are cascade-connected,
The gain calculating means distributes the gain value adjusted for each band-by-band filter according to the number of the filter means installed in cascade, for each band type of the band-by-band filter. Sensitivity correction device.
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