JP5041979B2 - オーディオコンプレッサ - Google Patents

Description

本発明は、オーディオコンプレッサに関し、該オーディオコンプレッサは、新たに届くオーディオ信号を閾値と比較するための検出器、ゲインジェネレータ、リリースフィルタおよびアタックフィルタを備えている。オーディオコンプレッサは、減衰器であって、自らの減衰を入力信号レベルの大きさの関数として調整する。レベルの従属性の特徴は、静的な特性曲線および時間従属性によるコンプレッサの動的作用によって記述される。

ダイナミックレンジという用語は、音源によって生成され得るまたは生成される最も大きな音と最も静かな音との間の差を意味するものと理解される。例えば、ＣＤは、９６ｄＢのダイナミックレンジを有し、人間の声は、１２０ｄＢまでのダイナミックレンジを、そして完全なオーケストラは１４０ｄＢまでのダイナミックレンジを有する。オーディオコンプレッサは、所望の理想的な基準への動的な適合をもたらす。

例えば、特許文献１は、そのようなオーディオコンプレッサを明らかにし、該オーディオコンプレッサは、ステレオ信号の処理に適しており、入力信号に対して、いわゆる「平方二乗平均」（ＲＭＳ）を有する。ゲイン計算器は、静的特性を構成する予め設定されたパラメータに基づく線形領域において、また、ＲＭＳの出力の関数として、各到達サンプルに対するゲインを計算する。特許文献１の全開示は、本記述に参照として援用される。

特許文献２は、アタック／リリース回路および可変ゲイン増幅器を用いる補聴器を開示する。可変ゲイン増幅器のゲインは、２つの閾値に従属して決定され、第１の閾値は、可変ゲイン増幅器の前に取られる信号と比較され、第２の閾値は、可変ゲイン増幅器の下流から取られる信号と比較される。入力ＡＧＣ（自動ゲイン制御）信号および出力ＡＧＣ信号は合計され、合計された信号は、アタック／リリース回路を介して処理されるが、可変ゲイン増幅器のゲインを制御するために用いられる。アタック／リリース回路にコンデンサーを提供し、可変ゲイン増幅器のゲインをコンデンサーの両端の電圧の関数とすることによって、平滑化機能が実行される。すなわち、コンデンサーの両端の電圧が増加する際に、可変ゲイン増幅器のゲインは、減少する。レジスタが、制御回路とコンデンサーとの間に直列に接続される。コンデンサーが充電する速度（アタック／リリース回路の「アタック時間」と呼ばれるもの）は、従ってレジスタとコンデンサーとのＲＣ時定数によって決定される。追加のレジスタは、コンデンサー越しに配置される。これは、コンデンサーが、レジスタを介して放電し得る放電路を作る。コンデンサーが放電する速度（「リリース時間」とよばれるもの）は、従って、レジスタのＲＣ時定数によって決定される。故に、アタック時間およびリリース時間は、オーディオコンプレッサの入力信号および出力信号から独立したものである。

特許文献３は、アナログデジタル変換および適合デジタルフィルタリングの使用を介して車両の中の音楽レベルおよびノイズレベルを測定することによって、車両の内部のノイズレベルを補うシステムを開示する。コンプレッサが、信号のゲインを決定するために用いられる。

特許文献４は、コンプレッサを用いてオーディオ信号の低音周波数を増幅するための装置に関連する。

オーディオコンプレッサは、瞬間的な入力レベルを絶えず監視し、必要な制御を加える。コンプレッサは、入力レベルが特定の閾値の値を超える場合にのみ機能し、すなわち、コンプレッサは、圧縮の条件または比に従って信号を減衰させる。それは、入力レベルに関連して出力レベルが変化する量によって示す。従って、２：１の圧縮比は、入力におけるダイナミックレンジは、出力におけるダイナミックの２倍に相当するということを意味する。例えば、２ｄＢの入力レベルの変化は、１ｄＢの出力レベルの変化を意味する。

入力レベルと出力レベルとの間の従属性は、静的特性曲線によって表される。それは、静的条件、すなわち、入力信号の音量は、変化しないか、または非常にゆっくりとしか変化しないという条件の下で適用する。レベルが速く上昇すると、静的特性曲線は、アタック時間と呼ばれる時間の後のみに機能し、レベルの速い低下においては、リリース時間と呼ばれる時間の後のみに機能する。

従って、コンプレッサの動的作用は、調整可能なパラメータである、アタックおよびリリースによって決定される。アタック時間は、ある程度までのコンプレッサの反応時間を決定する。コンプレッサの効果、すなわち減衰が静的特性曲線に従って開始される前に、調整可能な時間間隔が、閾値を越えた後のレベルの上昇とともに経過する。

リリース時間は、静的特性曲線に従った入力信号への効果が開始されるまでの、閾値よりも下のレベルへの低下とともに経過する調整可能な時間間隔を定義する。

一部のオーディオコンプレッサはまた、いわゆる屈曲（ｋｎｅｅ）コントローラを装備しており、該コントローラによって、いくつかのステップでハード属性とソフト属性との間で調和することが可能である。コンプレッサの減衰は、閾値において正確にその比の値で始まるが、閾値のわずかに下では、信号はまだ１：１の比で送信され、ハードな屈曲を有するコンプレッサであると言える。多くの場合、閾値についての特定の領域において１：１の比から設定された比への移行が、ソフトに行われる場合には、音は、より心地よいものであることが、測定された。特性曲線は、左下から右上の区分へと、ソフトに移行し、それ故にソフトな屈曲であると言われる。屈曲のパラメータは、圧縮特性のみを変化させ、その強度は変化させない。

レベルが閾値を超えたかどうか（または、ソフトな屈曲を用いて、レベルがどれほど閾値に接近したか）をコンプレッサが決定しなくてはならない場合には、例えば、ピークレベルまたはＲＭＳレベルを利用することが可能である。後者は、感知された音量とより密接に一致する。

コンプレッサによる「ポンピング」と呼ばれる現象は、呼吸音または実際はポンピング音として耳に感知される、可聴の設定を意味すると理解される。例えば、追加的な（低）音を伴うことなく、信号のピークが閾値のすぐ下に低下し、かつ、圧縮が全く起こらないか、または最小限の圧縮しか起こらない場合には、ポンピングが発生する。そのときに、低音が始まり、信号レベルを閾値より上に上昇させるならば、低音だけでなく必然的に全体の信号も、減衰される。低音が再び停止した場合には、信号は再び増幅される。そのようなレベルが周期的に超えるときには、リスナーは、全体的な信号の周期的な減衰、すなわち音楽が「ポンピングする」ような印象を受ける。

コンプレッサが、振幅を修正することによって、静的に感知された音楽信号（例えば、静かな音のバックグランド）に動的に反応する場合に、ポンピングは、特に明確に聞き取りが可能である。制御、すなわち人為現象はその一方で、コンプレッサが、一曲の音楽における動的な点（例えば、アクセント）に動的に反応する場合に、ほとんど感知されない。

コンプレッサのポンピングは、適用によって騒がしくも、望ましくもある。この理由のために、一方では、ポンピングを可能ならば抑制しようとする設計がある。他方では、ポンピング効果が、非常に人気があり、例えば芸術的な表現の手段として用いられる設計もある。
米国特許第６，７５７，３９６号明細書 国際公開第９９／００８９６号パンフレット 米国特許第５，４３４，９２２号明細書 米国特許出願公開第２００４／０２５８２４６号明細書

ポンピング現象を普遍的に扱いやすくするため、特にポンピングを軽減または除去する可能性を提供するためのオーディオコンプレッサを作成することが、本発明の目的である。

この目的は、前述のように、オーディオコンプレッサの信号出力にリリースフィルタを接続するフィードバックループによって上に特定されたオーディオコンプレッサを用いて達成され、該フィードバックループは、オーディオコンプレッサの出力信号に従属してリリースフィルタの少なくとも１つのフィルタ係数が修正されることを可能にするコントローラを含み、これによって有効リリース時間の修正が発生する。

好適な実施形態において、閾値からのコンプレッサの出力レベルの偏差の関数として有効リリース時間が変更される程度は、フィードバックループに接続されたユーザーインターフェースを介してユーザーによって調整可能である。

本発明はまた、オーディオコンプレッサを用いるオーディオ圧縮方法を含み、該オーディオコンプレッサは、着信オーディオ信号と閾値とを比較する検出器と、検出器に接続され、検出器の出力に従属してオーディオ信号に対するゲインを生成するゲインジェネレータと、オーディオ信号のレベルが、閾値より下に低下するときに、ゲインにリリース時間を適用するリリースフィルタと、オーディオ信号のレベルが、閾値より上に上昇するときに、ゲインにアタック時間を適用するアタックフィルタとを備えている。上述の目的は、有効リリース時間が、オーディオコンプレッサの圧縮信号に従属して修正されるという事実によって達成される。

好適な実施形態において、コンプレッサの出力におけるレベルが、予め設定された閾値により近接して収束するほどに、有効リリース時間は、増加している。

さらなる好適な実施形態において、予め設定された閾値からのコンプレッサの出力レベルの偏差の関数として、有効リリース時間が変更される程度は、ユーザーによって調整可能である。

さらなる好適な実施形態において、調整可能なパラメータは、重み係数として出力信号レベルに適用され、有効リリース時間の変更は、重み付き信号の出力レベルと予め設定された閾値との比に従属して発生する。

出力信号またはその大きさが、閾値（例えば、コンプレッサの閾値）により近接して収束するほどに、有効リリース時間が増加するように、これらの計算処理は好適に設計される。

上述のように、前述のパラメータは、コンプレッサのユーザーによって調整可能であり、出力信号がリリースフィルタ特性に何ら効果をもたらさない動作と、出力信号のレベルの増加がリリース時間の延長をもたらす動作との間を連続的に切り替えることが可能である。追加的なパラメータは、出力信号または閾値からの出力信号の偏差の関数として、リリース時間がどのように変わるかという程度の基準である。

対応する調整を介して、両方の可能性が、考察され得、ポンピングが望まれない場合においては、ポンピングは軽減または抑制され得、一方、ポンピングが、騒がしいと感知されない場合においては、そのままに残されるという両方の可能性が、後にフリーザーパラメータと呼ばれるものについての対応する調整を通して考慮され得る。

本発明は、さらに以下の手段を提供する。

（項目１）
着信オーディオ信号を閾値と比較する検出器（１）と、ゲインジェネレータ（２）と、リリースフィルタ（３）と、アタックフィルタ（４）とを備えるオーディオコンプレッサであって、該オーディオコンプレッサは、
該オーディオコンプレッサ（１４）の信号出力（９）を該リリースフィルタ（３）に接続するフィードバックループによって特徴付けられ、該フィードバックループは、該オーディオコンプレッサ（１４）の該出力信号（９）に従属して該リリースフィルタ（３）の少なくとも１つのフィルタ係数（ｂ）が修正されることを可能にするコントローラ（５）を備え、これによって有効リリース時間の修正が発生する、オーディオコンプレッサ。

（項目２）
閾値からの上記コンプレッサの出力レベルの偏差の関数として上記有効リリース時間が変更される程度は、上記フィードバックループに接続されたユーザーインターフェース（１９）を介してユーザーによって調整可能であることによって特徴付けられた、項目１に記載のオーディオコンプレッサ。

（項目３）
オーディオコンプレッサを用いるオーディオ圧縮方法であって、
該オーディオコンプレッサは、着信オーディオ信号を閾値と比較する検出器（１）と、該検出器（１）に接続され、該検出器（１）の出力に従属して該オーディオ信号に対するゲインを生成するゲインジェネレータ（２）と、該オーディオ信号のレベルが、該閾値より下に低下したときに、該ゲインにリリース時間を適用するリリースフィルタ（３）と、該オーディオ信号のレベルが、該閾値より上に上昇したときに、該ゲインにアタック時間を適用するアタックフィルタ（４）と
を備えており、
該有効リリース時間は、該オーディオコンプレッサ（１４）の圧縮された信号（９）に従属して修正されることによって特徴付けられた、オーディオ圧縮方法。

（項目４）
上記コンプレッサの出力におけるレベルが、予め設定された閾値に収束するように近づくほど、上記有効リリース時間は増加していることによって特徴付けられた、項目３に記載のオーディオ圧縮方法。

（項目５）
上記予め設定された閾値からの上記コンプレッサの出力レベルの偏差の関数として上記有効リリース時間が変更される程度は、ユーザーによって調整可能であることによって特徴付けられた、項目３または４のいずれかに記載のオーディオ圧縮の方法。

（項目６）
調整可能なパラメータ（ＰＦ）は、重み係数として上記出力信号レベルに適用され、上記有効リリース時間の変更は、該重み付き出力信号レベルと上記予め設定された閾値との比に従属して発生することによって特徴付けられた、項目３に記載のオーディオ圧縮方法。

（摘要）
本発明は、オーディオコンプレッサに関し、該オーディオコンプレッサは、着信オーディオ信号と閾値とを比較するための検出器（１）と、ゲインジェネレータ（２）と、リリースフィルタ（３）と、アタックフィルタ（４）とを備えており、オーディオコンプレッサ（１４）の信号出力（９）と該リリースフィルタ（３）とを接続するフィードバックループによって特徴付けられ、該フィードバックループは、オーディオプロセッサ（１４）の該出力信号（９）に従属して該リリースフィルタ（３）の少なくとも１つのフィルタ係数（ｂ）が修正されることを可能にするコントローラ（５）を備え、これによって有効リリース時間の修正が発生する。

以下において、本発明は、図面を用いてより詳細に記述される。

図１〜図５に示される可能な実施形態は、本発明を例示することのみに役立ち、従って、本発明を限定しない。故に、以下に詳細に論じられる数学演算子およびフィルタの設計は、異なるように構成され得る。重要な項目は、フィードバックループであり、該フィードバックループは、信号出力とリリースフィルタとを相互接続させ、出力信号および好ましくはユーザーが調整可能なパラメータに従属してリリースフィルタのフィルタ係数を変更し、それによって、有効リリース時間が変更される。

以下は、コンプレッサの適用のいくつかの領域を概略的に記述する。例えば、コンプレッサは、レコーディングスタジオにおいて放送設備で音楽を生成するために用いられ、オーディオ材料を伝送回路に適合させること（ダイナミックレンジの縮小、最適な伝送）を目的とする。非常に多様なデバイスの幅広いパレットが、通常は利用可能であり、音響技術者は、検証データに基づいて、特定の目的のために最も適しているデバイスを選択する。この適用は、様々なデバイスを分類する可能性を提供する。つまりは、一方で、動的処理を、可能な限り聞き取れないように、すなわちポンピング効果および制御効果を全く生じずに実装するデバイスがある。他方、まさにポンピング効果および制御効果のために用いられ、オーディオ材料を修正（臨場感の増加、印象的な音の生成）するために意識的に用いられる設計がある。例えば、聞き取れないように操作されるコンプレッサは、ジャズおよびクラシック音楽の分野で、伝送チャネル（無線）に適応するために用いられる。明確に聞き取れる制御効果を有するコンプレッサは、印象的な大音量を生成するために、ポップ／ロックのジャンルにおけるパーカッションに対して用いられ得る。

実施形態のうちの一つにおいて、本発明はここで、新たな調整可能なパラメータを用いてこれらの異なるコンプレッサの種類の間でソフトに調和させる可能性を提供する。このことがユーザーにもたらす利点は、機器編成の縮小、費用の節約および操作効率の増加である。ここで、ポンピングの作用は、ユーザーが、ボタン、ノブ、キーボードなどのインターフェースを用いて制御し得るこのパラメータを介して制御され得る。

本発明は、オーディオコンプレッサの一部である。このコンプレッサの構造は、導入部分に記述される。その後は、ポンピングの作用に対してパラメータの適用がどのように機能し、このことに起因してどのような利点が生じるかについて記述される。

コンプレッサは、デジタル信号プロセッサを用いてソフトウェアアルゴリズムとしてインプリメントされ得る。これは、フィードフォワード構造であり、すなわち制御関数ゲイン（振幅の変調）の計算は、入力信号から導かれる。オーディオ信号は、デジタル形式に変換されるか、デジタル形式において利用可能でなくてはならない。

図１は、信号の流れの概観である。入力信号８は、検出器１において閾値と比較される。記述の実施例において、変調関数は、ＲＭＳ（平方二乗平均）測定１を介して決定され、ゲインジェネレータ２における特性曲線の計算が続き、タイミング構成要素、すなわちリリースフィルタ３およびアタックフィルタ４が続く。

入力信号８は、最初にＲＭＳ（平方二乗平均）値を測定するためのステップに送信される。絶対値、ピーク値、修正値などの測定値もまた、当然に考えられる。そのようなレベルの測定値は、専門家には周知である。しかし、ＲＭＳ値が好まれる。なぜならば、それは、知覚される音量に良好に対応し、それによって耳に適合される制御が達成されるからである。

サンプルの二乗計算および回帰的な一次の低域フィルタと例えば約５０ｍｓの一般的な時定数を用いる、それに続くフィルタリングによる標準化処理が用いられる。

信号が、それに続くゲインジェネレータ２（曲線ジェネレータ）において対数に変換され、対数領域において２で除算されることによって二乗根が計算される場合には、このステップにおいて二乗根を計算することなく進むことが可能である。勿論、米国特許第６，７５７，３９６号に記述されたものと同様に、線形領域に止まることも可能である。

ゲインジェネレータ２は、図２においてその可能な特性曲線が示されるが、パラメータ閾値、比および屈曲の関数として静的特性曲線を適用する。図は、２：１の比および−２４ｄＢの閾値を有する実施例を示す。

ゲインジェネレータ２の出力は、既に変調関数を含み、該変調関数は、設定可能な時間応答を適用するために、２つのフィルタ３および４を介して送信される。アタックフィルタ４の出力は、ここで入力信号に適用され、後者を乗算されることによって圧縮される。

アタックフィルタ４は、例えば、図３において示されるように、１ｍｓ〜５００ｍｓの設定可能な時定数を有する四次の低域フィルタとして設計され得る。変調関数が低下する値を有するとき（負の一次導関数）、すなわちコンプレッサの入力のレベルが閾値より上に上昇する（アタックフェーズ）ときに、活動状態となる。しかし、リリースフィルタ３は、コンプレッサの入力のレベルが再び低下するときに機能する。

コンプレッサのポンピングは、聞き取りが可能な制御を意味することが理解され、該コンプレッサのポンピングは、呼吸または実際にポンピングとして耳によって感知される。コンプレッサが、静的に感知される音楽信号（例えば、静かな音のバックグラウンド）に対して、振幅における変調を用いて動的に反応する場合には、ポンピングは、特に明確に聞き取りが可能である。その一方で、一曲の音楽のダイナミックな部分（例えば、アクセント）が、動的制御を用いて作用されても、制御の人為現象は、ほとんど感知されない。

コンプレッサのポンピングは、適用において騒がしくも望ましくもある。この理由のために、一方では、ポンピングを可能な限り抑制しようとする設計がある。他方で、ポンピング効果が非常に望まれ、例えば芸術的な表現の手段として用いられる設計もある。故に、これらの異なる設計の間の調和を達成することが、本発明の目的であり、これによって、普遍的に適用可能なコンプレッサが取得される。

この特に好適な実施形態において、これは、新たなパラメータＰＦによってリリースの作用を制御することによって達成される。この場合において、リリース時間は、コンプレッサの出力信号がパラメータを設定する関数として変更される。これによって、不必要なポンピングの影響が、除去され得る。

第１に、コンプレッサの出力において「静的」と「動的」との間でオーディオ信号の分類を達成し、かつ静的信号の場合にはコンプレッサを減速させるか、または一時的な応答を「フリーズ」させる試みがなされる。

図４は、可能な技術的な変換がどのように機能するかを詳細に示す。リリースフィルタ３は、係数ｂを用いて一次のデジタル低域フィルタとして構成される。ゲインジェネレータから生ずるサンプルｘ［ｎ］に対する効果は、
ｙ［ｎ］＝ｘ［ｎ］^＊ｂ＋ｙ［ｎ−１］^＊（１−ｂ）
によって与えられる。ｂは、コンプレッサの出力信号から適応するように計算される。これらの計算に対するパラメータは、設定されたリリース時間および、以下において、フリージング値（ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｖａｌｕｅ）またはフリーザー値（ｆｒｅｅｚｅｒ ｖａｌｕｅ）と呼ばれるパラメータＰＦである。

図５は、このパラメータＰＦの効果を説明する。ａは静的フィルタ係数を意味し、これはユーザーによって調整され、ｂは適合されたフィルタ係数であり、ａｂｓは、コンプレッサの出力信号９の絶対値であり、ｔｈｒは線形領域において再計算された閾値である。フリーザーパラメータがゼロに設定される場合（ＰＦ＝０）には、静的フィルタ係数ａに従って、事前に設定されたリリース時間は常に有効であり、コンプレッサの出力信号の関数としては何も変更はない。パラメータＰＦが上昇される場合には、より強力な従属が存在し、その結果としてリリース時間が増加され、すなわちコンプレッサの出力におけるレベルが、どの程度閾値に近接するかに比例して、リリースの作用が減速する。係数ｂが、値ゼロに到達したときに、限界が達成され、その限界は完全なフリージングまたは無限のリリース時間に一致する。リリース時間を増加させる効果は、圧縮された信号９も増加するときに発生する。図５から分るように、適切なパラメータ化（ＰＦ＜１）を用いると、リリース時間が閾値ｔｈｒより上の領域においてさらに増加し、閾値より高いレベルにおいて無限大になることが可能である。本実施例のパラメータＰＦは、圧縮された出力信号９に適用される重み付きパラメータとして理解され得る。リリース時間は、次いで重み付き出力信号に従属して修正される。

コンプレッサの出力９における信号レベルは、閾値の下にあると、比較的速いリリースの作用、すなわち閾値の近くで信号を生成し、それより上では比較的遅いリリースの作用を生成する。

以下において、技術的なインプリメンテーションが、詳細に記述される。コンプレッサの出力信号９の絶対値の形成は、最初にユニット６において発生する。コントローラ５（図４）において、絶対値ａｂｓは、ここで（オペレータ１０によって）値ｇが乗算され、
ｇ＝ＰＦ／１０＾（ＴＨＲ／２０）
となる。ＴＨＲは、ｄＢ単位での閾値を意味する。

ｃｌｉｐ（＋１）と表示された小さなボックスによって表されたクリッパー１１は、入力信号を＋１の値に限定する。これは、１より小さな値が、妨害されずに通過することが可能であり、一方で、１より大きな入力値は、結果として常に１の出力値になる。

従って、ｆ＝ｇ^＊ａｂｓは、出力信号の絶対値とパラメータＰＦによって乗算された閾値との間の関係を表す。さらなる結果として、リリースフィルタ３のフィルタパラメータｂは、以下の計算処理１２および１３を用いて取得される。
ｂ＝ａ^＊（１−ｆ）
ここに、
ａ＝１−ｅｘｐ（−２．２／（ＳＲ^＊ＲＴ））
フィルタ係数のこの定式化は、任意の好適な実施例を表すに過ぎず、該実施例は、図６において表された以下の考察を基礎として選択された。

フィルタ３のステップ応答（図６の左部分）は、指数関数（図６の右部分）である。
ｙｓ（ｎ）＝１−ａ^ｎ
ここに、
ｙｓ（ｎ）は、フィルタのステップ応答であり、
ｎ＝ＴＣ^＊ＳＲ
ＴＣは、時定数［ｓ］であり、
ＳＲは、サンプリングレート［Ｈｚ］である。

計算されたパラメータは、フィルタ係数ａであり、これは指数関数を生成し、時間ＴＣの後に値ｄに到達する。変換ｄ＝ａ^ｎは、以下を与える。
ａ＝ｅｘｐ（ｌｎ（ｄ）／（ＴＣ^＊ＳＲ））
ここで、ｄは、ステップ関数が、時間ＴＣの後に既に−１ｄＢに移動しているように選択される。
ｌｎ（ｄ）＝ｌｎ（０．１１）＝−２．２
従って、本実施例においては、フィルタ係数
ａ＝１−ｅｘｐ（−２．２／（ＳＲ^＊ＴＣ））
が選択され、ここで、サンプルレートＳＲは、ヘルツ（Ｈｚ）単位であり、時定数ＴＣは、秒（ｓ）単位である。リリースフィルタに対して、時定数ＴＣはリリース時間の定数ＲＴに等しくなるように選択される。以下において、ａはまた静的フィルタ係数と呼ばれる。パラメータＰＦが、ゼロに等しい（ＰＦ＝０、ｆ＝０）ときには、静的フィルタ係数は、リリースフィルタ（ｂ＝ａ）によって変化することなく引き継がれる。信号が、閾値より下に低下するときには、予め設定されたリリース時間ＲＴは、コンプレッサの動的作用を決定する。

ＰＦ＝１の値のときには、コンプレッサの出力信号９の絶対値ａｂｓと閾値ｔｈｒ（ｔｈｒはここで、線形領域に対して再計算された閾値を表す）との比は、リリースフィルタ係数ｂの値を決定し、この値は、以下において適合フィルタ係数とも呼ばれる。比が１の場合、すなわち値ａｂｓが閾値に到達する場合には、値ｂ＝０が、前述の計算仕様に基づいて取得される。これは、無限に長いリリース時間に相当し、閾値に到達した時点での出力信号を介して活動状態にあるジェネレータの特性曲線のゲイン値は、最終的に出力信号が、再び閾値より下に低下するまでフリーズされていることを意味する。

１より大きいかまたは小さいＰＦ値に対して、図５は、コンプレッサの出力における絶対値ａｂｓの適合フィルタ係数ｂの従属を示す。様々なステップが、出力信号の閾値の近くの領域内の所望の動的特性に従属して、ここで挿入され得る。例えば、ＰＦ０．．１に対するフリージング（ｆｒｅｅｚｉｎｇ）は閾値より上の信号に対してのみ発生し、一方、ＰＦ＞１に対して、フリージングは、閾値に到達する前に既に発生している。

コンプレッサのダイナミクスに対して、これは、閾値に対する出力信号の絶対値の近似値の増加とともに、リリース時間は増加するということを意味する。

リリース時間値の対応する調整によって、いわゆる静的リリース時間ＲＴは、これはＰＦ＝０のときのリリース時間であるが、フリーザーパラメータＰＦを設定することによって、コンプレッサのダイナミクスは、望まれるように構成され得、特に、ポンピング現象は、本発明の活動の方法を介してあざやかに制御され得る。望まれない場合は、パラメータＰＦは、閾値ｔｈｒに近接するｂの値が、値ゼロを仮定し、一方で、芸術的要素としての「ポンピング」の望ましい適用として、ＰＦ＝０の値またはそれよりも僅かに高めの値が選択される。

本発明は、記述された実施形態に限定されない。上に提案された計算処理およびコンプレッサの出力信号の様々なパラメータの従属は、好適な実装を表すが、原理的には異なるアプローチが可能である。

従って、例えばゲインジェネレータ２の閾値および出力信号９が比較または供給される閾値は、異なる大きさであり得る。他のフィルタ構造、例えば、より高次の、いくつかのフィルタパラメータの、および他のパラメータを伴うフィルタが、リリースフィルタ３（およびアタックフィルタ４）に対して用いられ得る。基本的には、出力信号の関数およびユーザー調整可能なパラメータとして実際に有効リリースの変化を生成する任意のパラメータのセットが、使用可能である。

特定の適用に対して、ＰＦの負の値も、意義のあるものであり得る。コントローラ５の作用は、そのとき逆向きにされる。つまりは、閾値の近くの信号に対して、リリース時間
は、短縮される。

ユーザーにアクセス可能な新たなパラメータを有する従来のコンプレッサを提供することが、本発明の実施形態の主要な考えであり、これは、先ず第１にポンピングの作用を制御されたパラメータにすることを可能にする。ここで提示された解決方法は、この作用がどのように達成され得るかという一つの可能性である。ユーザーにアクセス可能なポンピングの作用を調整するためのパラメータが存在することを原因として、本発明のコンプレッサは、多くのポンピングに少量のものを提供するように明示され得る。

本発明のコンプレッサは、全ての可能なオーディオデバイス、例えばマイクロフォン、ミキサー、録音および再生のデバイス、大音量スピーカーなどと一体化され得、または、図７に示されるように、入力部および出力部を備えた独立したデバイスとして設計され得る。ユーザーインターフェースは、入力デバイス、例えばキーボードまたはダイヤルを、様々なパラメータを設定するために含む。好適な実施形態において、閾値、比、リリース時間、アタック時間を含むことに加えて、ユーザーインターフェースはまた、屈曲を含み得、かつ上述のフリーザーパラメータＰＦを調整する可能性を含み得る。ＰＦ＝０または出力信号に何も従属していない場合には、調整可能なリリース時間値は、事実上操作可能なまたは有効リリース時間に一致するのみである。

図７に示されるオーディオコンプレッサ１４は、オーディオ入力ライン２０に接続されており、オーディオ出力ライン２１は、いくつかの回転ノブをフロントパネルに備えている。ノブ１５、１６、１７および１８は、パラメータである閾値、比、静的リリース時間およびアタック時間の調整を可能にする。追加的なノブ１９は、パラメータＰＦに関連し、コンプレッサの出力信号に従属する有効リリース時間を用意することを可能にする。静的リリース時間は、フィードバックループが排除（パラメータＰＦが、ゼロに設定）されたときのみに、有効性を有する。他の全ての場合において、リリース時間の値は、出力信号に従属して変更される。ノブの代わりに、任意の他の種類のユーザーインターフェースが、リリースフィルタ３をコンプレッサの出力ライン９に接続するフィードバックループを起動させ、リリース時間の変更への出力信号の影響を調整するために用いられ得る。

図１は、本発明のコンプレッサのブロック図である。 図２は、オーディオコンプレッサの静的特性曲線である。 図３は、アタックフィルタの考えうる設計である。 図４は、詳細な本発明のオーディオコンプレッサのブロック図である。 図５は、本発明に従った、出力信号の絶対値の関数および追加的なパラメータの関数として、リリースフィルタのフィルタ係数の従属性を示す。 図６は、時間定数に従属したフィルタ係数の作用を示す。 図７は、考案のオーディオコンプレッサの実施形態を示す。

符号の説明

１ 検出器
２ ゲインジェネレータ
３ リリースフィルタ
４ アタックフィルタ
５ コントローラ
８ 入力信号
９ 出力信号
１４ オーディオコンプレッサ

Claims (6)

1. 着信オーディオ信号を閾値と比較する検出器（１）と、ゲインジェネレータ（２）と、リリースフィルタ（３）と、アタックフィルタ（４）とを備えるオーディオコンプレッサであって、該オーディオコンプレッサは、
   該オーディオコンプレッサ（１４）の信号出力（９）を該リリースフィルタ（３）に接続するフィードバックループによって特徴付けられ、該フィードバックループは、該オーディオコンプレッサ（１４）の該出力信号（９）に従属して該リリースフィルタ（３）の少なくとも１つのフィルタ係数（ｂ）が修正されることを可能にするコントローラ（５）を備え、これによって有効リリース時間の修正が発生する、オーディオコンプレッサ。
2. 閾値からの前記コンプレッサの出力レベルの偏差の関数として前記有効リリース時間が変更される程度は、前記フィードバックループに接続されたユーザーインターフェース（１９）を介してユーザーによって調整可能であることによって特徴付けられた、請求項１に記載のオーディオコンプレッサ。
3. オーディオコンプレッサを用いるオーディオ圧縮方法であって、
   該オーディオコンプレッサは、着信オーディオ信号を閾値と比較する検出器（１）と、該検出器（１）に接続され、該検出器（１）の出力に従属して該オーディオ信号に対するゲインを生成するゲインジェネレータ（２）と、該オーディオ信号のレベルが、該閾値より下に低下したときに、該ゲインにリリース時間を適用するリリースフィルタ（３）と、該オーディオ信号のレベルが、該閾値より上に上昇したときに、該ゲインにアタック時間を適用するアタックフィルタ（４）と
   を備えており、
   該有効リリース時間は、該オーディオコンプレッサ（１４）の圧縮された信号（９）に従属して修正されることによって特徴付けられた、オーディオ圧縮方法。
4. 前記コンプレッサの出力におけるレベルが、予め設定された閾値に収束するように近づくほど、前記有効リリース時間は増加していることによって特徴付けられた、請求項３に記載のオーディオ圧縮方法。
5. 前記予め設定された閾値からの前記コンプレッサの出力レベルの偏差の関数として前記有効リリース時間が変更される程度は、ユーザーによって調整可能であることによって特徴付けられた、請求項３または４のいずれかに記載のオーディオ圧縮の方法。
6. 調整可能なパラメータ（ＰＦ）は、重み係数として前記出力信号レベルに適用され、前記有効リリース時間の変更は、該重み付き出力信号レベルと前記予め設定された閾値との比に従属して発生することによって特徴付けられた、請求項３に記載のオーディオ圧縮方法。
   

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