JP5682539B2

JP5682539B2 - Sound playback device

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Publication number: JP5682539B2
Application number: JP2011242971A
Authority: JP
Inventors: 仁平野
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2031-11-07
Also published as: JP2013098951A

Description

本発明は、スピーカーまたはヘッドホンといった電気音響変換器で再生する音圧レベルに応じたラウドネス補償特性を与える信号処理部および増幅器を備える音響再生装置であって、ボリューム等のレベル調整手段の設定情報のみならず、入力信号のレベルに応じて適切なラウドネス補償特性を与えることができる音響再生装置に関する。 The present invention is an acoustic reproduction apparatus including a signal processing unit and an amplifier that provides a loudness compensation characteristic according to a sound pressure level reproduced by an electroacoustic transducer such as a speaker or headphones, and only setting information of level adjusting means such as a volume In particular, the present invention relates to a sound reproducing device capable of providing an appropriate loudness compensation characteristic according to the level of an input signal.

音声信号をスピーカーまたはヘッドホンといった電気音響変換器により音波に変換して再生する音響再生装置では、ラウドネス補償特性を与えるラウドネス補償回路等が用いられる場合がある。ラウドネス補償回路は、音圧レベルに応じて変化する聴覚の周波数特性である等ラウドネス特性を反映させたラウドネス補償特性を、入力信号に対して与えて出力する。人間の聴覚の等ラウドネス特性は、音波の音圧レベルが小さくなるほど、中音域よりも低音域および高音域の感度が相対的に小さくなるので、ラウドネス補償特性は、音波の音圧レベルが小さくなるほど、中音域レベルよりも低音域レベルおよび高音域レベルが相対的に大きくなるように補償するのが一般的である。電気音響変換器が再生する音圧レベルは、入力信号のレベル、ボリューム設定値、増幅器の増幅率、および、電気音響変換器の再生能率、等により定まるので、音響再生装置において適切なラウドネス補償特性を設定するには、上記のような様々な要因を考慮する必要がある。 In a sound reproduction apparatus that converts an audio signal into sound waves by an electroacoustic transducer such as a speaker or headphones and reproduces the sound signal, a loudness compensation circuit that provides a loudness compensation characteristic may be used. The loudness compensation circuit outputs to the input signal a loudness compensation characteristic that reflects an equal loudness characteristic that is an auditory frequency characteristic that changes according to the sound pressure level. The equal loudness characteristics of human hearing are such that the lower the sound pressure level of the sound wave, the lower the sensitivity of the low and high sound ranges relative to the mid sound range. Therefore, the loudness compensation characteristic decreases as the sound pressure level of the sound wave decreases. In general, compensation is performed so that the low sound level and the high sound level are relatively higher than the middle sound level. The sound pressure level reproduced by the electroacoustic transducer is determined by the level of the input signal, the volume setting value, the amplification factor of the amplifier, the reproduction efficiency of the electroacoustic transducer, and the like. To set this, it is necessary to consider various factors as described above.

従来には、スピーカーの特性と人間の心理量であるラウドネスレベルに応じて信号レベルの圧縮率を制御するように、音声信号を入力するオーディオ信号入力
手段と、増幅率が可変であり、音声信号を電力増幅する増幅器と、前記増幅器の増幅出力を再生するスピーカーと、前記スピーカーのインパルス時間応答と相当のタップ係数を有し、前記オーディオ信号入力手段から入力される音声信号の周波数特性を前記スピーカーと同一特性となるよう音声信号を補正して出力するＦＩＲ型フィルタと、前記増幅器の増幅率を検出する増幅率検出手段と、前記ＦＩＲ型フィルタによって畳み込まれた音声信号と前記増幅率検出手段で検出された増幅率とを用いて、音声信号の各帯域の音圧レベルに重み付けをし、それらの値の総和をラウドネスレベルとして演算するラウドネス演算手段と、前記ラウドネス演算手段で演算されたラウドネスレベルに対応する乗算係数を記憶する複数の記憶部と、前記ラウドネス演算手段が出力するラウドネスレベルに基づき、前記記憶部から特定の乗算係数を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された乗算係数を前記オーディオ信号入力手段の音声信号に乗算して前記増幅器に与える乗算器と、を具備したことを特徴とする信号レベル圧縮装置がある（特許文献１）。 Conventionally, the audio signal input means for inputting the audio signal so as to control the compression rate of the signal level according to the loudspeaker characteristic and the loudness level which is a human psychological quantity, the amplification factor is variable, and the audio signal An amplifier that amplifies the power of the amplifier, a speaker that reproduces the amplified output of the amplifier, an impulse time response of the speaker, and a tap coefficient corresponding to the frequency characteristic of an audio signal input from the audio signal input means An FIR filter that corrects and outputs an audio signal so as to have the same characteristics, an amplification factor detection unit that detects an amplification factor of the amplifier, an audio signal convoluted by the FIR filter, and the amplification factor detection unit Is used to weight the sound pressure level in each band of the audio signal, and the sum of these values is loudness level. Specified from the storage unit based on the loudness calculation unit that calculates the loudness, a plurality of storage units that store multiplication coefficients corresponding to the loudness level calculated by the loudness calculation unit, and the loudness level output by the loudness calculation unit Signal level, and a multiplier for multiplying the audio signal of the audio signal input means by the multiplication coefficient selected by the selection means and supplying the multiplication signal to the amplifier. There is a compression device (Patent Document 1).

また、従来には、音声信号を、信号処理しつつ、再生する音声再生装置であって、前記音声信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、前記音声信号の増幅率を示す音圧レベルを変化させる音圧レベル調整手段と、少なくとも前記音声信号の周波数特性を、補正量に基づいて補正する周波数特性補正手段と、（ｉ）
前記信号レベル、及び前記音圧レベルに基づいて、前記補正量を決定し、（ｉｉ）
決定された前記補正量に基づいて補正するように前記周波数特性補正手段を逐次制御する制御手段とを備えることを特徴とする音声再生装置がある（特許文献２）。 Further, conventionally, an audio reproducing apparatus that reproduces an audio signal while performing signal processing, the signal level detecting means for detecting the signal level of the audio signal, and the sound pressure level indicating the amplification factor of the audio signal. (I) a sound pressure level adjusting unit that changes the frequency characteristic, a frequency characteristic correcting unit that corrects at least the frequency characteristic of the audio signal based on a correction amount;
Determining the correction amount based on the signal level and the sound pressure level; (ii)
There is an audio reproduction device including a control unit that sequentially controls the frequency characteristic correction unit so as to perform correction based on the determined correction amount (Patent Document 2).

また、従来には、オーディオ信号を濾波し、該オーディオ信号の互いに異なる複数の周波数領域の周波数成分の信号をそれぞれ通す複数のフィルタと、前記各フィルタから前記周波数成分の信号をそれぞれ入力し、該周波数成分の信号が示す音を増幅した増幅信号をそれぞれ生成する複数の増幅手段と、前記各フィルタが出力する前記周波数成分の信号の示す音の強度をそれぞれ検出し、その強度に応じて該各フィルタに接続された前記各増幅手段の増幅率をそれぞれ設定する複
数の増幅率設定手段と、前記複数の増幅手段の出力する増幅信号を合成して出力する合成手段と、を備えることを特徴とするオーディオ装置がある（特許文献３）。 Further, conventionally, the audio signal is filtered, and a plurality of filters that respectively pass the frequency component signals of a plurality of different frequency regions of the audio signal, and the frequency component signal is input from each of the filters, A plurality of amplifying means each for generating an amplified signal obtained by amplifying the sound indicated by the frequency component signal; and detecting the intensity of the sound indicated by the frequency component signal output by each of the filters. A plurality of amplification factor setting means for respectively setting amplification factors of the respective amplification means connected to a filter; and a synthesis means for synthesizing and outputting the amplification signals output from the plurality of amplification means, There is an audio device (Patent Document 3).

特開平７−１２２９５３号公報（第１図〜第５図）Japanese Patent Laid-Open No. 7-122953 (FIGS. 1 to 5) 再公表特許ＷＯ２００６／０９３２５６号公報（第１図〜第１２図）Re-published patent WO2006 / 093256 (FIGS. 1 to 12) 特開２００８−２３６０２５号公報（第１図〜第５図）JP 2008-236025 A (FIGS. 1 to 5)

しかしながら、特許文献１〜３等の従来技術では、音響再生装置においてラウドネス補償特性を与えようとする場合に、入力信号のレベルに応じて適切なラウドネス補償特性を与えるのが困難な場合がある。音響再生装置に接続されて入力される音声信号の入力レベルが様々である場合には、入力信号のレベルおよびボリューム設定値を得るだけでは、適切なラウドネスレベルを判断するのが困難な場合があり、その場合には、低音域及び高音域が不足したり過大になった再生音を電気音響変換器を通じて再生してしまう場合があるという問題がある。 However, in the conventional techniques such as Patent Documents 1 to 3, it may be difficult to provide an appropriate loudness compensation characteristic according to the level of the input signal when attempting to provide the loudness compensation characteristic in the sound reproduction device. If the input level of the audio signal connected to the sound playback device varies, it may be difficult to determine an appropriate loudness level simply by obtaining the input signal level and volume setting value. In such a case, there is a problem that the reproduced sound, in which the low sound range and the high sound range are insufficient or excessive, may be reproduced through the electroacoustic transducer.

本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、スピーカーまたはヘッドホンといった電気音響変換器で再生する音圧レベルに応じたラウドネス補償特性を与える信号処理部および増幅器を備える音響再生装置であって、ボリューム等のレベル調整手段の設定情報のみならず、入力信号のレベルに応じて適切なラウドネス補償特性を与えることができる音響再生装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is to perform signal processing that provides a loudness compensation characteristic according to the sound pressure level reproduced by an electroacoustic transducer such as a speaker or headphones. And a sound reproducing device including an amplifier and an amplifier, which can provide appropriate loudness compensation characteristics according to the level of an input signal as well as setting information of level adjusting means such as a volume. is there.

本発明の音響再生装置は、入力される音声の入力信号を信号処理して出力する信号処理部と、信号処理部の出力信号を増幅して出力する増幅器と、増幅された音声信号を音波に変換する電気音響変換器と、を備え、信号処理部が、入力信号にラウドネス補償特性を与えて出力するラウドネス補償回路と、ラウドネス補償回路の出力信号に所定のゲイン値を与えて増幅器に出力するレベル調整回路と、分岐された入力信号に電気音響変換器の応答特性に相当する特性を与えて出力する変換器特性反映回路と、変換器特性反映回路の出力信号にレベル調整回路で調整されたゲイン値を設定ゲイン値として与えて出力する連動レベル調整回路と、連動レベル調整回路の出力信号の実効値レベルを検出する第１実効値検出回路と、第１実効値検出回路が検出する第１実効値レベルに対応する等ラウドネス特性の逆特性を連動レベル調整回路の出力信号に与えるラウドネスレベル検出回路と、ラウドネスレベル検出回路の出力信号の実効値レベルを検出する第２実効値検出回路と、を含み、ラウドネス補償回路が、第２実効値検出回路が検出する第２実効値レベルに対応するラウドネス補償特性を入力信号に与えて出力する。 The sound reproducing device of the present invention includes a signal processing unit that processes and outputs an input signal of input sound, an amplifier that amplifies and outputs the output signal of the signal processing unit, and converts the amplified sound signal into a sound wave. An electroacoustic transducer for conversion, and a signal processing unit outputs a loudness compensation circuit that gives a loudness compensation characteristic to an input signal and outputs a predetermined gain value to an output signal of the loudness compensation circuit. A level adjustment circuit, a converter characteristic reflection circuit that outputs the branched input signal by giving a characteristic corresponding to the response characteristic of the electroacoustic transducer, and a level adjustment circuit that adjusts the output signal of the converter characteristic reflection circuit An interlock level adjustment circuit that outputs a gain value as a set gain value, a first effective value detection circuit that detects an effective value level of an output signal of the interlock level adjustment circuit, and a first effective value detection circuit A loudness level detection circuit for giving an inverse signal of the equal loudness characteristic corresponding to the first effective value level to be detected to the output signal of the interlock level adjustment circuit, and a second effective value for detecting the effective value level of the output signal of the loudness level detection circuit And a loudness compensation circuit that provides the input signal with a loudness compensation characteristic corresponding to the second effective value level detected by the second effective value detection circuit.

また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、信号処理部のラウドネス補償回路が、第２実効値検出回路が検出する第２実効値レベルが小さくなるほど、中音域レベルよりも低音域レベルおよび高音域レベルが相対的に大きくなるラウドネス補償特性を含み、ラウドネスレベル検出回路が、第１実効値検出回路が検出する第１実効値レベルが小さくなるほど、中音域レベルよりも低音域レベルおよび高音域レベルが相対的に小さくなる等ラウドネス特性の逆特性を含む。 Preferably, in the sound reproduction device of the present invention, the loudness compensation circuit of the signal processing unit has a lower sound level and higher sound level than the middle sound level as the second effective value level detected by the second effective value detection circuit decreases. It includes a loudness compensation characteristic in which the sound range level is relatively increased, and the loudness level detection circuit has a lower sound range level and a higher sound range level than the mid sound range level as the first effective value level detected by the first effective value detection circuit becomes smaller. Includes a reverse characteristic of the equal loudness characteristic.

また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、信号処理部の第１実効値検出回路および第２実効値検出回路が、入力信号の実効値信号を出力する実効値算出回路と、実効値信号の低周波成分を出力する低域通過フィルタ回路と、低域通過フィルタの出力の変動を抑制するリミッタ回路と、をそれぞれ含む。 Preferably, in the sound reproducing device of the present invention, the first effective value detection circuit and the second effective value detection circuit of the signal processing unit output an effective value signal of the input signal, and an effective value signal. And a limiter circuit that suppresses fluctuations in the output of the low-pass filter.

また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、信号処理部のラウドネス補償回路およびラウドネスレベル検出回路が、入力信号を遅延させて出力する遅延回路をそれぞれ含み、ラウドネスレベル検出回路の遅延回路が、第１実効値検出回路が第１実効値レベルを検出する遅延特性に応じた第１遅延時間を遅延時間に設定し、ラウドネス補償回路の遅延回路が、第２実効値検出回路が第２実効値レベルを検出する遅延特性に応じた第２遅延時間と第１遅延時間との和を遅延時間に設定する。 Preferably, in the sound reproduction device of the present invention, the loudness compensation circuit and the loudness level detection circuit of the signal processing unit each include a delay circuit that delays and outputs the input signal, and the delay circuit of the loudness level detection circuit includes: The first effective value detection circuit sets the first delay time corresponding to the delay characteristic for detecting the first effective value level to the delay time, the delay circuit of the loudness compensation circuit is set to the second effective value detection circuit, and the second effective value detection circuit is set to the second effective value. The sum of the second delay time and the first delay time corresponding to the delay characteristic for detecting the level is set as the delay time.

また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、信号処理部のレベル調整回路が、信号処理部でのゲイン値および増幅器での増幅ゲイン値を含めて設定ゲイン値を設定し、連動レベル調整回路が、分岐された入力信号に設定ゲイン値を与えて出力する。 Preferably, in the sound reproduction device of the present invention, the level adjustment circuit of the signal processing unit sets the set gain value including the gain value in the signal processing unit and the amplification gain value in the amplifier, and the interlocking level adjustment circuit Outputs a set gain value to the branched input signal.

また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、信号処理部が、入力信号に電気音響変換器の応答特性を補正する補正特性を与えてラウドネス補償回路および連動レベル調整回路に出力する変換器特性補正回路をさらに含む。 Preferably, in the sound reproducing device of the present invention, the signal processing unit gives a correction characteristic for correcting the response characteristic of the electroacoustic converter to the input signal and outputs the correction characteristic to the loudness compensation circuit and the interlocking level adjustment circuit. A correction circuit is further included.

また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、電気音響変換器が、スピーカーまたはヘッドホンのいずれかである。 Preferably, in the sound reproducing device of the present invention, the electroacoustic transducer is either a speaker or headphones.

以下、本発明の作用について説明する。 The operation of the present invention will be described below.

本発明の音響再生装置は、入力される音声の入力信号を信号処理して出力する信号処理部と、信号処理部の出力信号を増幅して出力する増幅器と、増幅された音声信号を音波に変換する電気音響変換器と、を備える。好ましくは、電気音響変換器は、スピーカーまたはヘッドホンのいずれかである。信号処理部は、デジタル信号処理を行なうＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）およびＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ａｎａｌｏｇ）変換器を含んで構成されていてもよい。本発明の音響再生装置は、入力信号に対して適切なラウドネス補償特性を与えて、電気音響変換器により音波に変換して再生する。 The sound reproducing device of the present invention includes a signal processing unit that processes and outputs an input signal of input sound, an amplifier that amplifies and outputs the output signal of the signal processing unit, and converts the amplified sound signal into a sound wave. An electroacoustic transducer for conversion. Preferably, the electroacoustic transducer is either a speaker or headphones. The signal processing unit may include a DSP (Digital Signal Processor) and a D / A (Digital-Analog) converter that perform digital signal processing. The sound reproducing apparatus of the present invention gives an appropriate loudness compensation characteristic to an input signal, converts it into a sound wave by an electroacoustic transducer, and reproduces it.

本発明の音響再生装置では、信号処理部が、入力信号にラウドネス補償特性を与えて出力するラウドネス補償回路と、ラウドネス補償回路の出力信号に所定のゲイン値を与えて増幅器に出力するレベル調整回路と、分岐された入力信号に電気音響変換器の応答特性に相当する特性を与えて出力する変換器特性反映回路と、変換器特性反映回路の出力信号にレベル調整回路で調整されたゲイン値を設定ゲイン値として与えて出力する連動レベル調整回路と、連動レベル調整回路の出力信号の実効値レベルを検出する第１実効値検出回路と、第１実効値検出回路が検出する第１実効値レベルに対応する等ラウドネス特性の逆特性を連動レベル調整回路の出力信号に与えるラウドネスレベル検出回路と、ラウドネスレベル検出回路の出力信号の実効値レベルを検出する第２実効値検出回路と、を含む。信号処理部のラウドネス補償回路は、好ましくは、第２実効値検出回路が検出する第２実効値レベルが小さくなるほど、中音域レベルよりも低音域レベルおよび高音域レベルが相対的に大きくなるラウドネス補償特性を含み、ラウドネスレベル検出回路が、第１実効値検出回路が検出する第１実効値レベルが小さくなるほど、中音域レベルよりも低音域レベルおよび高音域レベルが相対的に小さくなる等ラウドネス特性の逆特性を含む。 In the sound reproducing device of the present invention, the signal processing unit gives a loudness compensation characteristic to the input signal and outputs it, and a level adjustment circuit that gives the output signal of the loudness compensation circuit a predetermined gain value and outputs it to the amplifier And a converter characteristic reflecting circuit for outputting the branched input signal by giving a characteristic corresponding to the response characteristic of the electroacoustic converter, and a gain value adjusted by the level adjusting circuit for the output signal of the converter characteristic reflecting circuit. An interlock level adjustment circuit that outputs a set gain value for output, a first effective value detection circuit that detects an effective value level of an output signal of the interlock level adjustment circuit, and a first effective value level that is detected by the first effective value detection circuit The loudness level detection circuit that gives the inverse characteristic of the equal loudness characteristic corresponding to the output signal of the interlock level adjustment circuit, and the effective output signal of the loudness level detection circuit Including a second effective value detection circuit for detecting the level, the. The loudness compensation circuit of the signal processing unit preferably has a loudness compensation in which the lower sound range level and the higher sound range level are relatively higher than the middle sound range level as the second effective value level detected by the second effective value detection circuit becomes smaller. Characteristics, and the loudness level detection circuit has an equal loudness characteristic in which the lower and higher sound level are relatively smaller than the middle sound level as the first effective value level detected by the first effective value detection circuit is smaller. Includes inverse characteristics.

したがって、信号処理部のラウドネス補償回路は、分岐した入力信号に基づいて第２実効値検出回路が検出する第２実効値レベルに対応するラウドネス補償特性を入力信号に与えて出力することができる。第２実効値検出回路が検出する第２実効値レベルは、変換器特性反映回路ならびに連動レベル調整回路を経た入力レベルに応じた等ラウドネス特性の逆特性を反映させたラウドネスレベル検出回路の出力により定まるので、その結果、音響再生装置に接続されて入力される音声信号の入力レベルが様々である場合であっても、適切なラウドネス補償特性を与えることができる。 Therefore, the loudness compensation circuit of the signal processing unit can provide the input signal with the loudness compensation characteristic corresponding to the second effective value level detected by the second effective value detection circuit based on the branched input signal and output the input signal. The second effective value level detected by the second effective value detecting circuit is determined by the output of the loudness level detecting circuit reflecting the inverse characteristic of the equal loudness characteristic corresponding to the input level that has passed through the converter characteristic reflecting circuit and the interlocking level adjusting circuit. As a result, appropriate loudness compensation characteristics can be provided even when the input level of the audio signal connected to the sound reproducing device is varied.

また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、信号処理部の第１実効値検出回路および第２実効値検出回路が、入力信号の実効値信号を出力する実効値算出回路と、実効値信号の低周波成分を出力する低域通過フィルタ回路と、低域通過フィルタの出力の変動を抑制するリミッタ回路と、をそれぞれ含む。したがって、入力信号の変動が大きい場合であっても、ラウドネス補償特性が急激に変動しないようにして、違和感のない音声再生が可能になる。 Preferably, in the sound reproducing device of the present invention, the first effective value detection circuit and the second effective value detection circuit of the signal processing unit output an effective value signal of the input signal, and an effective value signal. And a limiter circuit that suppresses fluctuations in the output of the low-pass filter. Therefore, even when the fluctuation of the input signal is large, it is possible to reproduce the sound without a sense of incongruity by preventing the loudness compensation characteristic from fluctuating rapidly.

さらに、音響再生装置の信号処理部のラウドネス補償回路およびラウドネスレベル検出回路が、入力信号を遅延させて出力する遅延回路をそれぞれ含み、ラウドネスレベル検出回路の遅延回路が、第１実効値検出回路が第１実効値レベルを検出する遅延特性に応じた第１遅延時間を遅延時間に設定し、ラウドネス補償回路の遅延回路が、第２実効値検出回路が第２実効値レベルを検出する遅延特性に応じた第２遅延時間と第１遅延時間との和を遅延時間に設定する場合には、音声信号の変化がほぼ同時に適切にラウドネス補償に反映されるようになるので、違和感のない音声再生が可能になる。 Furthermore, the loudness compensation circuit and the loudness level detection circuit of the signal processing unit of the sound reproduction device each include a delay circuit that delays and outputs the input signal, and the delay circuit of the loudness level detection circuit is the first effective value detection circuit. The first delay time corresponding to the delay characteristic for detecting the first effective value level is set as the delay time, and the delay circuit of the loudness compensation circuit has the delay characteristic for the second effective value detection circuit to detect the second effective value level. When the sum of the corresponding second delay time and first delay time is set as the delay time, the change in the sound signal is appropriately reflected in the loudness compensation almost simultaneously, so that sound reproduction without a sense of incongruity can be achieved. It becomes possible.

また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、信号処理部のレベル調整回路が、信号処理部でのゲイン値および増幅器での増幅ゲイン値を含めて設定ゲイン値を設定し、連動レベル調整回路が、分岐された入力信号に設定ゲイン値を与えて出力する。したがって、例えば、音響再生装置の再生音圧レベルを低下させる場合に、ＤＳＰで構成する信号処理部でのレベル調整回路によりゲイン値を小さくしすぎると、Ｄ／Ａの出力信号が小さくなりすぎて雑音の影響が相対的に大きくなる場合がある。レベル調整手段である増幅器でのボリューム等の増幅ゲイン値を含めて設定ゲイン値を設定することで、上記のような場合にも適切なラウドネス補償特性を与えることができる。 Preferably, in the sound reproduction device of the present invention, the level adjustment circuit of the signal processing unit sets the set gain value including the gain value in the signal processing unit and the amplification gain value in the amplifier, and the interlocking level adjustment circuit Outputs a set gain value to the branched input signal. Therefore, for example, when the reproduction sound pressure level of the sound reproduction device is lowered, if the gain value is made too small by the level adjustment circuit in the signal processing unit constituted by the DSP, the output signal of the D / A becomes too small. The influence of noise may be relatively large. By setting a set gain value including an amplification gain value such as a volume in an amplifier which is a level adjusting means, an appropriate loudness compensation characteristic can be given even in the above case.

また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、信号処理部が、入力信号に電気音響変換器の応答特性を補正する補正特性を与えてラウドネス補償回路および連動レベル調整回路に出力する変換器特性補正回路をさらに含む。したがって、最低共振周波数ｆ０以下の再生音圧レベルが低下するスピーカーの低音域をブーストする補正特性を加える場合であっても、その補正特性を考慮した上で入力信号のレベルに応じて適切なラウドネス補償特性を与えることができる。 Preferably, in the sound reproducing device of the present invention, the signal processing unit gives a correction characteristic for correcting the response characteristic of the electroacoustic converter to the input signal and outputs the correction characteristic to the loudness compensation circuit and the interlocking level adjustment circuit. A correction circuit is further included. Therefore, even when a correction characteristic for boosting the low frequency range of the speaker whose reproduction sound pressure level is lower than the lowest resonance frequency f0 is added, an appropriate loudness according to the level of the input signal in consideration of the correction characteristic. Compensation characteristics can be provided.

本発明の音響再生装置は、スピーカーまたはヘッドホンといった電気音響変換器で再生する音圧レベルに応じて、ボリューム等のレベル調整手段の設定情報のみならず、入力信号のレベルに応じて適切なラウドネス補償特性を与えることができる。 The sound reproducing apparatus of the present invention is suitable for not only setting information of level adjusting means such as a volume but also an appropriate loudness compensation according to the level of an input signal according to the sound pressure level reproduced by an electroacoustic transducer such as a speaker or headphones. Characteristics can be given.

本発明の好ましい実施形態による音響再生装置１について説明する図である。（実施例１）It is a figure explaining the sound reproduction apparatus 1 by preferable embodiment of this invention. Example 1 本発明の好ましい実施形態による音響再生装置１を構成する信号処理部２のＤＳＰ５について説明する図である。（実施例１）It is a figure explaining DSP5 of the signal processing part 2 which comprises the sound reproduction apparatus 1 by preferable embodiment of this invention. Example 1 本発明の好ましい実施形態による音響再生装置１を構成する信号処理部２のラウドネスレベル検出回路１５の等ラウドネス特性を説明するグラフである。（実施例１）It is a graph explaining the equal loudness characteristic of the loudness level detection circuit 15 of the signal processing part 2 which comprises the sound reproduction apparatus 1 by preferable embodiment of this invention. Example 1 本発明の好ましい実施形態による音響再生装置１を構成する信号処理部２のラウドネスレベル補償回路１１のラウドネス補償特性を説明するグラフである。（実施例１）It is a graph explaining the loudness compensation characteristic of the loudness level compensation circuit 11 of the signal processing part 2 which comprises the sound reproduction apparatus 1 by preferable embodiment of this invention. Example 1

以下、本発明の好ましい実施形態による音響再生装置について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。 Hereinafter, although the sound reproduction apparatus by preferable embodiment of this invention is demonstrated, this invention is not limited to these embodiment.

図１は、本発明の好ましい実施形態による音響再生装置１について説明する図である。具体的には、図１（ａ）は、スピーカーシステム３を含む音響再生装置１の構成を示すブロック図であり、図１（ｂ）は、スピーカーシステム３をヘッドホン９に代える場合を説明する図である。また、図２は、音響再生装置１を構成する信号処理回路２のＤＳＰ５について説明する図である。また、図３は、信号処理部２のラウドネスレベル検出回路１５の等ラウドネス特性の逆特性を説明するグラフである。さらに、図４は、信号処理回路２のラウドネスレベル補償回路１１のラウドネス補償特性を説明するグラフである。なお、説明に不要な一部の構造や、内部構造等は、図示ならびに説明を省略している。 FIG. 1 is a diagram illustrating a sound reproducing device 1 according to a preferred embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1A is a block diagram illustrating a configuration of the sound reproducing device 1 including the speaker system 3, and FIG. 1B is a diagram illustrating a case where the speaker system 3 is replaced with headphones 9. It is. FIG. 2 is a diagram for explaining the DSP 5 of the signal processing circuit 2 constituting the sound reproducing device 1. FIG. 3 is a graph for explaining the inverse characteristic of the equal loudness characteristic of the loudness level detection circuit 15 of the signal processing unit 2. FIG. 4 is a graph for explaining the loudness compensation characteristic of the loudness level compensation circuit 11 of the signal processing circuit 2. In addition, illustration and description of a part of the structure unnecessary for the description, an internal structure, and the like are omitted.

音響再生装置１は、信号処理回路２と、スピーカーシステム３（左スピーカー３Ｌ、右スピーカー３Ｒ）と、から構成される。音響再生装置１は、スピーカーシステム３に代えてヘッドホン９を用いることができる。音響再生装置１は、ステレオ左右音声信号ＬおよびＲを再生する場合に、ボリューム等のレベル調整手段の設定情報と、入力信号のレベルと、再生する音圧レベルと、に応じて適切なラウドネス補償特性を与えて、スピーカーシステム３またはヘッドホン９により音声再生ができる。音響再生装置１を使用するリスナーは、再生する音圧レベルが低い場合、あるいは、高い場合でも、低音域および高音域のバランスがよい音声を得ることができる。 The sound reproducing device 1 includes a signal processing circuit 2 and a speaker system 3 (left speaker 3L, right speaker 3R). The sound reproducing device 1 can use headphones 9 instead of the speaker system 3. When reproducing the stereo left and right audio signals L and R, the sound reproducing device 1 performs appropriate loudness compensation according to the setting information of the level adjusting means such as the volume, the level of the input signal, and the sound pressure level to be reproduced. The sound can be reproduced by the speaker system 3 or the headphones 9 by giving the characteristics. The listener using the sound reproducing device 1 can obtain a sound with a good balance between the low sound range and the high sound range even when the sound pressure level to be reproduced is low or high.

信号処理回路２は、信号処理回路２の全体を制御する制御回路４と、２つのステレオ左右音声信号ＬおよびＲを入力して信号処理するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）５と、ＤＳＰ５の２チャンネル分の出力を受けてアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器６、および、これらのアナログ信号をそれぞれ増幅してスピーカーシステム３へ出力するアンプ回路７と、制御回路４に接続するボリューム操作部８と、を少なくとも含む。信号処理回路２は、左信号Ｌおよび右信号Ｒを入力する入力端子ＩｎｐｕｔＬおよびＩｎｐｕｔＲと、２つのアンプ回路７の出力を出力する出力端子ＯｕｔｐｕｔＬおよびＯｕｔｐｕｔＲを有する。具体的には、信号処理回路２は、ステレオ音声に対応したＤＳＰおよびステレオアンプ回路を内蔵するＡＶレシーバー等により構成し得る。制御回路４は、信号処理回路２を制御するマイコン等であればよく、ユーザーがボリューム操作部８を操作する場合には、得られるボリューム制御情報をＤＳＰ５に与えて制御する。もちろん、信号処理回路２は、ＤＳＰと、Ｄ／Ａ変換器と、アンプ回路と、を含む他の音響再生装置により構成してもよい。 The signal processing circuit 2 includes a control circuit 4 that controls the entire signal processing circuit 2, a DSP (digital signal processor) 5 that receives two stereo left and right audio signals L and R and performs signal processing, and two DSP 5 channels. A D / A converter 6 that receives the output of the analog signal and converts the analog signal into an analog signal, an amplifier circuit 7 that amplifies and outputs the analog signal to the speaker system 3, and a volume operation unit 8 that is connected to the control circuit 4 , At least. The signal processing circuit 2 has input terminals InputL and InputR for inputting the left signal L and the right signal R, and output terminals OutputL and OutputR for outputting the outputs of the two amplifier circuits 7. Specifically, the signal processing circuit 2 may be configured by an AV receiver or the like that incorporates a DSP that supports stereo sound and a stereo amplifier circuit. The control circuit 4 may be a microcomputer or the like that controls the signal processing circuit 2. When the user operates the volume operation unit 8, the obtained volume control information is given to the DSP 5 for control. Of course, the signal processing circuit 2 may be configured by another sound reproducing device including a DSP, a D / A converter, and an amplifier circuit.

スピーカーシステム３は、それぞれキャビネットに取り付けられたスピーカーユニットを含む左スピーカー３Ｌおよび右スピーカー３Ｒにより構成される。左スピーカー３Ｌおよび右スピーカー３Ｒが直接放射型の動電型スピーカーの場合には、キャビネットの体積が小さい場合にはキャビネット内部の空気のスティフネスが大きくなり、スピーカーユニットの最低共振周波数ｆ０が上昇する。スピーカーユニットの最低共振周波数ｆ０以下の周波数では、スピーカーシステム３は音圧レベルが低下するので、キャビネットが小さいほど低音再生には不利になる。したがって、信号処理回路２は、左スピーカー３Ｌおよび右スピーカー３Ｒの低域特性を改善するように、音声信号処理を含む。左スピーカー３Ｌおよび右スピーカー３Ｒは、ほぼ同じ音響放射特性を有するものが好ましく、同一のものが最も好ましい。 The speaker system 3 includes a left speaker 3L and a right speaker 3R each including a speaker unit attached to a cabinet. In the case where the left speaker 3L and the right speaker 3R are direct radiation type electrodynamic speakers, when the volume of the cabinet is small, the stiffness of the air inside the cabinet increases, and the lowest resonance frequency f0 of the speaker unit increases. At frequencies below the lowest resonance frequency f0 of the speaker unit, the sound pressure level of the speaker system 3 decreases, so that the smaller the cabinet, the more disadvantageous it is for bass reproduction. Therefore, the signal processing circuit 2 includes audio signal processing so as to improve the low frequency characteristics of the left speaker 3L and the right speaker 3R. The left speaker 3L and the right speaker 3R preferably have substantially the same acoustic radiation characteristics, and the same is most preferable.

また、ヘッドホン９は、スピーカーシステム３に代えて音響再生装置１を構成する。ヘッドホン９は、リスナーの両耳に対応する左右のドライバー部と、これらの左右のドライバー部を連結してリスナーの頭部に載置するヘッドバンド部と、左右のドライバー部にアンプ回路７の出力を接続する接続線部と、を少なくとも含む。ヘッドホン９のドライバー部は、動電型、静電型、その他の形式にかかわらず小型になるほど低音域の周波数では、スピーカーシステム３は音圧レベルが低下する。したがって、信号処理回路２は、ヘッドホン９の低域特性を改善するように、音声信号処理を行なう。 Moreover, the headphones 9 constitute the sound reproducing device 1 instead of the speaker system 3. The headphone 9 includes left and right driver units corresponding to the listener's ears, a headband unit that connects the left and right driver units to be placed on the listener's head, and outputs of the amplifier circuit 7 to the left and right driver units. And a connecting line portion for connecting the at least one. The speaker system 3 has a lower sound pressure level at lower frequencies as the driver unit of the headphone 9 becomes smaller regardless of the electrodynamic type, electrostatic type, or other types. Therefore, the signal processing circuit 2 performs audio signal processing so as to improve the low frequency characteristics of the headphones 9.

なお、以下の具体例では、ヘッドホン９に代えてスピーカーシステム３を用いる場合の音響再生装置１を説明する。 In the following specific example, the sound reproducing device 1 when using the speaker system 3 instead of the headphones 9 will be described.

信号処理回路２のＤＳＰ５は、デジタル信号である左信号Ｌおよび右信号Ｒを信号処理して出力する。ＤＳＰ５は、入力端子ＩｎｐｕｔＬおよびＩｎｐｕｔＲに入力される左信号Ｌおよび右信号Ｒにスピーカーシステム３の応答特性を補正する補正特性を与える変換器特性補正回路１７と、変換器特性補正回路１７の出力信号にラウドネス補償特性を与えて出力するラウドネス補償回路１１と、ラウドネス補償回路１１の出力信号に所定のゲイン値Ｇを与えてアンプ回路７に出力するレベル調整回路１２と、分岐された入力信号にスピーカーシステム３の応答特性に相当する特性を与えて出力する変換器特性反映回路１０と、変換器特性反映回路１０の出力信号にレベル調整回路１２で調整されたゲイン値Ｇを設定ゲイン値として与えて出力する連動レベル調整回路１３と、連動レベル調整回路１３の出力信号の実効値レベルを検出する第１実効値検出回路１４と、第１実効値検出回路１４が検出する第１実効値レベルＲＭＳ１に対応する等ラウドネス特性の逆特性を連動レベル調整回路１３の出力信号に与えるラウドネスレベル検出回路１５と、ラウドネスレベル検出回路１５の出力信号の実効値レベル（第２実効値レベルＲＭＳ２）を検出する第２実効値検出回路１６と、を含む。また、ＤＳＰ５には、制御回路４に接続してボリューム操作部８から得られるボリューム制御情報Ｃを入力する所定の制御端子を有する。 The DSP 5 of the signal processing circuit 2 processes and outputs the left signal L and the right signal R which are digital signals. The DSP 5 includes a converter characteristic correction circuit 17 that gives a correction characteristic for correcting the response characteristic of the speaker system 3 to the left signal L and the right signal R input to the input terminals InputL and InputR, and an output signal of the converter characteristic correction circuit 17. A loudness compensation circuit 11 for giving a loudness compensation characteristic to the output signal, a level adjusting circuit 12 for giving a predetermined gain value G to the output signal of the loudness compensation circuit 11 and outputting it to the amplifier circuit 7, and a speaker for the branched input signal. A converter characteristic reflecting circuit 10 that outputs a characteristic corresponding to the response characteristic of the system 3, and a gain value G adjusted by the level adjusting circuit 12 is given to the output signal of the converter characteristic reflecting circuit 10 as a set gain value. The interlocking level adjusting circuit 13 to output, and a first actual value for detecting the effective value level of the output signal of the interlocking level adjusting circuit 13 A value detection circuit 14, a loudness level detection circuit 15 that gives an inverse signal of the equal loudness characteristic corresponding to the first effective value level RMS 1 detected by the first effective value detection circuit 14 to the output signal of the interlocking level adjustment circuit 13, and a loudness And a second effective value detection circuit 16 for detecting an effective value level of the output signal of the level detection circuit 15 (second effective value level RMS2). The DSP 5 has a predetermined control terminal for inputting volume control information C obtained from the volume operation unit 8 by being connected to the control circuit 4.

ＤＳＰ５の変換器特性補正回路１７は、入力端子ＩｎｐｕｔＬおよびＩｎｐｕｔＲに入力される左信号Ｌおよび右信号Ｒにスピーカーシステム３の応答特性を補正する補正特性を与えて、ラウドネス補償回路１１および変換器特性反映回路１０に出力する。例えば、変換器特性補正回路１７は、スピーカーシステム３の最低共振周波数ｆ０以下の周波数帯域の一部を相対的にレベルが大きくなるような周波数特性を、入力される左信号Ｌおよび右信号Ｒに与えるフィルタ回路３０Ｌおよび３０Ｒと、を含む。フィルタ回路３０Ｌおよび３０Ｒは、ＬＰＦ、ＨＰＦ等のパラメータを変更できるフィルタの組み合わせから構成されるデジタルフィルタ回路であればよい。なお、変換器特性補正回路１７は、所定の周波数特性を与えるものであればよく、また、何も特性補正を行なわずにスルーして、ラウドネス補償回路１１および変換器特性反映回路１０に出力してもよい。 The converter characteristic correction circuit 17 of the DSP 5 gives correction characteristics for correcting the response characteristics of the speaker system 3 to the left signal L and the right signal R inputted to the input terminals InputL and InputR, and the loudness compensation circuit 11 and the converter characteristics. Output to the reflection circuit 10. For example, the converter characteristic correction circuit 17 has such a frequency characteristic that the level of a part of the frequency band below the lowest resonance frequency f0 of the speaker system 3 becomes relatively large in the input left signal L and right signal R. Filter circuits 30L and 30R. The filter circuits 30L and 30R may be digital filter circuits configured by a combination of filters that can change parameters such as LPF and HPF. The converter characteristic correction circuit 17 may be any circuit as long as it provides a predetermined frequency characteristic, and is passed through without performing any characteristic correction and is output to the loudness compensation circuit 11 and the converter characteristic reflection circuit 10. May be.

ＤＳＰ５のラウドネス補償回路１１は、第２実効値検出回路１６が検出する第２実効値レベルＲＭＳ２に対応するラウドネス補償特性を、入力される左信号Ｌおよび右信号Ｒに与えて、レベル調整回路１２を通じてＤ／Ａ変換器６に出力する。ラウドネス補償回路１１は、左右の入力信号を遅延させる遅延回路２８Ｌおよび２８Ｒと、ラウドネス補償特性を遅延回路２８Ｌおよび２８Ｒの出力信号に与えるフィルタ回路２７Ｌおよび２７Ｒと、を含む。遅延回路２８Ｌおよび２８Ｒは、後述するように、第１実効値検出回路１４と第２実効値検出回路１６との遅延特性に応じて遅延時間Ｔ０を設定する。また、フィルタ回路２７Ｌおよび２７Ｒは、ＬＰＦ、ＨＰＦ等のパラメータを変更できるフィルタの組み合わせから構成されるデジタルフィルタ回路である。このように、ラウドネス補償回路１１は、ボリューム制御情報Ｃを参照して所定のラウドネス補償特性を入力される左信号Ｌおよび右信号Ｒに与えて、レベル調整回路１２に出力する。 The loudness compensation circuit 11 of the DSP 5 gives a loudness compensation characteristic corresponding to the second effective value level RMS2 detected by the second effective value detection circuit 16 to the input left signal L and right signal R, and the level adjustment circuit 12 To the D / A converter 6. The loudness compensation circuit 11 includes delay circuits 28L and 28R that delay the left and right input signals, and filter circuits 27L and 27R that apply a loudness compensation characteristic to the output signals of the delay circuits 28L and 28R. The delay circuits 28L and 28R set the delay time T0 according to the delay characteristics of the first effective value detection circuit 14 and the second effective value detection circuit 16, as will be described later. The filter circuits 27L and 27R are digital filter circuits configured by a combination of filters that can change parameters such as LPF and HPF. In this way, the loudness compensation circuit 11 refers to the volume control information C, gives predetermined loudness compensation characteristics to the input left signal L and right signal R, and outputs them to the level adjustment circuit 12.

ＤＳＰ５のレベル調整回路１２は、ラウドネス補償回路１１からの左右の出力信号に所定のゲインを与える２つの乗算器２０を含む。乗算器２０のゲインＧは、制御回路４からボリューム制御情報Ｃに基づいて設定される。ユーザーがボリューム操作部８を、再生音量が大きくなるように操作する場合にはゲインＧは相対的に大きい値となり、再生音量が小さくなるように操作する場合にはゲインＧは相対的に小さい値となる。レベル調整回路１２は、Ｄ／Ａ変換器６にレベル調整された左右信号を出力する。 The level adjustment circuit 12 of the DSP 5 includes two multipliers 20 that give a predetermined gain to the left and right output signals from the loudness compensation circuit 11. The gain G of the multiplier 20 is set based on the volume control information C from the control circuit 4. When the user operates the volume operation unit 8 so that the playback volume is increased, the gain G is a relatively large value, and when the user is operated so that the playback volume is decreased, the gain G is a relatively small value. It becomes. The level adjustment circuit 12 outputs the left and right signals whose levels have been adjusted to the D / A converter 6.

ＤＳＰ５の変換器特性反映回路１０は、変換器特性補正回路１７の出力信号である左信号Ｌおよび右信号Ｒにスピーカーシステム３の応答特性に相当する応答特性を与えて、連動レベル調整回路１３に出力する。変換器特性反映回路１０は、スピーカーシステム３の最低共振周波数ｆ０以下の周波数帯域の一部を相対的にレベルが小さくなるような周波数特性を、入力される左信号Ｌおよび右信号Ｒに与えるフィルタ回路３１Ｌおよび３１Ｒと、を含む。フィルタ回路３１Ｌおよび３０１は、ＬＰＦ、ＨＰＦ等のパラメータを変更できるフィルタの組み合わせから構成されるデジタルフィルタ回路であればよい。なお、変換器特性反映回路１０は、所定の周波数特性を与えるものであればよく、連動レベル調整回路１３に出力すればよい。 The converter characteristic reflecting circuit 10 of the DSP 5 gives response characteristics corresponding to the response characteristics of the speaker system 3 to the left signal L and the right signal R, which are output signals of the converter characteristic correcting circuit 17, to the interlock level adjusting circuit 13. Output. The converter characteristic reflecting circuit 10 is a filter that gives the input left signal L and right signal R such frequency characteristics that the level of a part of the frequency band below the lowest resonance frequency f0 of the speaker system 3 becomes relatively small. Circuits 31L and 31R. The filter circuits 31L and 301 may be digital filter circuits configured by a combination of filters that can change parameters such as LPF and HPF. The converter characteristic reflecting circuit 10 may be any circuit that provides a predetermined frequency characteristic, and may be output to the interlocking level adjustment circuit 13.

ＤＳＰ５の連動レベル調整回路１３は、ラウドネス補償回路１１からの左右の出力信号に所定のゲインを与える２つの乗算器２１と、２つの乗算器２１の出力を加算する加算器２２と、を含む。連動レベル調整回路１３の乗算器２１の設定ゲイン値は、レベル調整回路１２で調整されたゲイン値Ｇに連動して設定される。レベル調整回路１２で調整されたゲイン値Ｇは、上述の通り、制御回路４からボリューム制御情報Ｃに基づいて設定されるので、ユーザーがボリューム操作部８を、再生音量が大きくなるように操作する場合には、乗算器２１の設定ゲイン値も相対的に大きい値となり、再生音量が小さくなるように操作する場合には相対的に小さい値となる。連動レベル調整回路１３は、レベル調整された左右信号を加算器２２で加算して、第１実効値検出回路１４およびラウドネスレベル検出回路１５にレベル調整された左右加算信号を出力する。 The interlocking level adjustment circuit 13 of the DSP 5 includes two multipliers 21 that give a predetermined gain to the left and right output signals from the loudness compensation circuit 11, and an adder 22 that adds the outputs of the two multipliers 21. The set gain value of the multiplier 21 of the interlocking level adjustment circuit 13 is set in conjunction with the gain value G adjusted by the level adjustment circuit 12. Since the gain value G adjusted by the level adjustment circuit 12 is set based on the volume control information C from the control circuit 4 as described above, the user operates the volume operation unit 8 so that the reproduction volume increases. In this case, the set gain value of the multiplier 21 is also a relatively large value, and when the operation is performed so that the reproduction volume is small, the value is relatively small. The interlocking level adjustment circuit 13 adds the left and right signals whose levels have been adjusted by the adder 22 and outputs the left and right addition signals whose levels have been adjusted to the first effective value detection circuit 14 and the loudness level detection circuit 15.

ＤＳＰ５の第１実効値検出回路１４は、連動レベル調整回路１３の出力信号の実効値レベル（第１実効値レベルＲＭＳ１）を検出する。具体的には、第１実効値検出回路１４は、入力信号の実効値信号を出力する実効値算出回路１８と、実効値信号の低周波成分を出力する低域通過フィルタ回路２３と、低域通過フィルタ２３の出力の変動を抑制するリミッタ回路２４と、をそれぞれ含む。第１実効値検出回路１４の出力である第１実効値レベルＲＭＳ１は、連動レベル調整回路１３を通過した音声信号の全周波数帯域の包絡線（エンベロープ）の情報であるので、左信号Ｌおよび右信号Ｒを音声再生した場合の音圧レベルにほぼ比例する。第１実効値検出回路１４は、検出した第１実効値レベルＲＭＳ１を、ラウドネスレベル検出回路１５に制御情報として出力する。なお、低域通過フィルタ回路２３は、通過域を極めて低い周波数に設定される。また、リミッタ回路２４は、低域通過フィルタ２３の出力の変動を抑制するフィルタ回路を含むので、所定の遅延が生じる。したがって、第１実効値レベルＲＭＳ１は、入力される連動レベル調整回路１３の出力信号の包絡線よりも、第１実効値検出回路１４の具体的構成の遅延特性に応じて実際には遅延する。この遅延時間を第１遅延時間Ｔ１とする。 The first effective value detection circuit 14 of the DSP 5 detects the effective value level (first effective value level RMS1) of the output signal of the interlocking level adjustment circuit 13. Specifically, the first effective value detection circuit 14 includes an effective value calculation circuit 18 that outputs an effective value signal of an input signal, a low-pass filter circuit 23 that outputs a low-frequency component of the effective value signal, And a limiter circuit 24 for suppressing fluctuations in the output of the pass filter 23. Since the first effective value level RMS1 that is the output of the first effective value detection circuit 14 is information on the envelope (envelope) of the entire frequency band of the audio signal that has passed through the interlocking level adjustment circuit 13, the left signal L and the right signal The signal R is approximately proportional to the sound pressure level when the sound is reproduced. The first effective value detection circuit 14 outputs the detected first effective value level RMS1 to the loudness level detection circuit 15 as control information. The low-pass filter circuit 23 is set to a very low frequency in the pass band. Further, since the limiter circuit 24 includes a filter circuit that suppresses fluctuations in the output of the low-pass filter 23, a predetermined delay occurs. Therefore, the first RMS value level RMS1 is actually delayed from the envelope of the output signal of the input interlock level adjustment circuit 13 according to the delay characteristics of the specific configuration of the first RMS value detection circuit 14. This delay time is defined as a first delay time T1.

ＤＳＰ５のラウドネスレベル検出回路１５は、第１実効値検出回路１４が検出する第１実効値レベルＲＭＳ１に対応する等ラウドネス特性の逆特性を、入力される連動レベル調整回路１３の出力信号に与える。ラウドネスレベル検出回路１５は、連動レベル調整回路１３の出力信号に与えるフィルタ回路２９を含み、フィルタ回路２９は、第１実効値レベルＲＭＳ１により所定のフィルタ特性に変更される。フィルタ回路２９は、ＬＰＦ、ＨＰＦ等のパラメータを変更できるフィルタの組み合わせから構成されるデジタルフィルタ回路である。このように、ラウドネスレベル検出回路１５は、第１実効値レベルＲＭＳ１を参照して所定の等ラウドネス特性の逆特性を入力される連動レベル調整回路１３の出力信号に与えて、第２実効値検出回路１６に出力する。 The loudness level detection circuit 15 of the DSP 5 gives an inverse characteristic of the equal loudness characteristic corresponding to the first effective value level RMS 1 detected by the first effective value detection circuit 14 to the output signal of the input interlocking level adjustment circuit 13. The loudness level detection circuit 15 includes a filter circuit 29 that gives an output signal of the interlocking level adjustment circuit 13, and the filter circuit 29 is changed to a predetermined filter characteristic by the first effective value level RMS1. The filter circuit 29 is a digital filter circuit composed of a combination of filters that can change parameters such as LPF and HPF. In this way, the loudness level detection circuit 15 refers to the first effective value level RMS1 and gives a reverse characteristic of the predetermined equal loudness characteristic to the output signal of the input interlocking level adjustment circuit 13 to detect the second effective value detection. Output to the circuit 16.

図３は、信号処理部２のラウドネスレベル検出回路１５の等ラウドネス特性の逆特性を説明するグラフである。等ラウドネス特性の逆特性は、音声信号である左信号Ｌおよび右信号Ｒの信号レベルが小さくなるほど、中音域レベルよりも低音域レベルおよび高音域レベルが相対的に小さくなる周波数特性になる。具体的には、ラウドネスレベル検出回路１５の等ラウドネス特性の逆特性は、第１実効値検出回路１４が検出する第１実効値レベルＲＭＳ１が小さくなるほど、中音域レベルよりも低音域レベルおよび高音域レベルが相対的に小さくなり、第１実効値レベルＲＭＳ１が大きくなるほど、中音域レベルに対する低音域レベルおよび高音域レベルの相対的なレベル差が小さくなる。この等ラウドネス特性の逆特性は、人間の聴覚特性を反映したものであって、音波の音圧レベルが小さくなるほど、中音域よりも低音域および高音域の感度が相対的に小さくなることを模している。したがって、ラウドネスレベル検出回路１５の出力は、リスナーが感じる音の大きさを反映した信号として第２実効値検出回路１６に入力される。 FIG. 3 is a graph for explaining the inverse characteristic of the equal loudness characteristic of the loudness level detection circuit 15 of the signal processing unit 2. The inverse characteristic of the equal loudness characteristic is a frequency characteristic in which the lower sound range level and the higher sound range level become relatively smaller than the mid sound range level as the signal levels of the left signal L and the right signal R, which are audio signals, become smaller. Specifically, the inverse characteristic of the equal loudness characteristic of the loudness level detection circuit 15 is that the lower and higher sound range levels are lower than the middle sound level as the first effective value level RMS1 detected by the first effective value detection circuit 14 is smaller. As the level becomes relatively small and the first effective value level RMS1 becomes large, the relative level difference between the low sound range level and the high sound range level with respect to the mid sound range level becomes small. This inverse characteristic of the equal loudness characteristic reflects human auditory characteristics, and the lower the sound pressure level of the sound wave, the lower the sensitivity of the low and high sound ranges relative to the middle sound range. doing. Therefore, the output of the loudness level detection circuit 15 is input to the second effective value detection circuit 16 as a signal reflecting the loudness felt by the listener.

ＤＳＰ５の第２実効値検出回路１６は、ラウドネスレベル検出回路１５の出力信号の実効値レベル（第２実効値レベルＲＭＳ２）を検出する。具体的には、第２実効値検出回路１６は、入力信号の実効値信号を出力する実効値算出回路１９と、実効値信号の低周波成分を出力する低域通過フィルタ回路２５と、低域通過フィルタ２５の出力の変動を抑制するリミッタ回路２６と、をそれぞれ含む。第２実効値検出回路１６の出力である第２実効値レベルＲＭＳ２は、連動レベル調整回路１３を通過した音声信号であってそのうちの聴覚特性を反映したフィルタを通過した信号の包絡線（エンベロープ）の情報であるので、左信号Ｌおよび右信号Ｒを音声再生した場合のリスナーの聴覚上の音の大きさにほぼ比例する。第２実効値検出回路１６は、検出した第２実効値レベルＲＭＳ２を、ラウドネスレベル補償回路１１に制御情報として出力する。なお、低域通過フィルタ回路２５は、通過域を極めて低い周波数に設定される。また、リミッタ回路２６は、低域通過フィルタ２５の出力の変動を抑制するフィルタ回路を含むので、所定の遅延が生じる。したがって、第２実効値レベルＲＭＳ２は、入力されるラウドネスレベル検出回路１５の出力信号の包絡線よりも、第２実効値検出回路１６の具体的構成の遅延特性に応じて実際には遅延する。この遅延時間を第２遅延時間Ｔ２とする。 The second effective value detection circuit 16 of the DSP 5 detects the effective value level (second effective value level RMS2) of the output signal of the loudness level detection circuit 15. Specifically, the second effective value detection circuit 16 includes an effective value calculation circuit 19 that outputs an effective value signal of an input signal, a low-pass filter circuit 25 that outputs a low-frequency component of the effective value signal, And a limiter circuit 26 that suppresses fluctuations in the output of the pass filter 25. The second effective value level RMS2 that is the output of the second effective value detection circuit 16 is an envelope (envelope) of the signal that has passed through the filter that reflects the auditory characteristics of the audio signal that has passed through the interlocking level adjustment circuit 13. Therefore, the left signal L and the right signal R are approximately proportional to the volume of the listener's auditory sound when the left signal L and the right signal R are reproduced. The second effective value detection circuit 16 outputs the detected second effective value level RMS2 to the loudness level compensation circuit 11 as control information. Note that the low-pass filter circuit 25 sets the pass band to an extremely low frequency. In addition, the limiter circuit 26 includes a filter circuit that suppresses fluctuations in the output of the low-pass filter 25, so that a predetermined delay occurs. Therefore, the second effective value level RMS2 is actually delayed from the envelope of the output signal of the input loudness level detection circuit 15 according to the delay characteristic of the specific configuration of the second effective value detection circuit 16. This delay time is defined as a second delay time T2.

図４は、信号処理部２のラウドネスレベル補償回路１１のラウドネス補償特性を説明するグラフである。ラウドネス補償特性は、ボリューム制御情報Ｃを参照して、等ラウドネス特性と同様に再生音量レベルが小さくなるほど、中音域レベルよりも低音域レベルおよび高音域レベルが相対的に大きくなる周波数特性になる。具体的には、ラウドネス補償回路１１のラウドネス補償特性は、第２実効値検出回路１６が検出する第２実効値レベルＲＭＳ２が小さくなるほど、中音域レベルよりも低音域レベルおよび高音域レベルが相対的に大きくなり、第２実効値レベルＲＭＳ２が大きくなるほど、中音域レベルに対する低音域レベルおよび高音域レベルの相対的なレベル差が小さくなる。ラウドネスレベル補償回路１１のフィルタ回路２７Ｌおよび２７Ｒは、ＬＰＦ、ＨＰＦ等のパラメータを変更できるフィルタの組み合わせから構成されるデジタルフィルタ回路である。したがって、ラウドネス補償回路１１は、ボリューム制御情報Ｃを参照して所定のラウドネス補償特性を入力される左信号Ｌおよび右信号Ｒに与えて、レベル調整回路１２に出力することができる。 FIG. 4 is a graph for explaining the loudness compensation characteristic of the loudness level compensation circuit 11 of the signal processing unit 2. The loudness compensation characteristic refers to the volume control information C, and becomes a frequency characteristic in which the lower sound level and the higher sound level are relatively higher than the middle sound level as the reproduction volume level becomes smaller as in the equal loudness property. Specifically, the loudness compensation characteristic of the loudness compensation circuit 11 is such that the lower sound range level and the higher sound range level are relative to the middle sound range level as the second effective value level RMS2 detected by the second effective value detection circuit 16 becomes smaller. As the second effective value level RMS2 increases, the relative level difference between the low sound range level and the high sound range level with respect to the mid sound range level decreases. The filter circuits 27L and 27R of the loudness level compensation circuit 11 are digital filter circuits composed of a combination of filters that can change parameters such as LPF and HPF. Therefore, the loudness compensation circuit 11 can give a predetermined loudness compensation characteristic to the input left signal L and right signal R with reference to the volume control information C, and output them to the level adjustment circuit 12.

なお、上述の通り、ラウドネス補償回路１１の遅延回路２８Ｌおよび２８Ｒは、第１実効値検出回路１４での第１遅延時間Ｔ１と、第２実効値検出回路１６での第２遅延時間Ｔ２との和の遅延時間を、遅延時間Ｔ０として設定する。したがって、入力される左右の音声信号に対して、その音声が再生される場合の聴覚上の音の大きさに応じて、ラウドネス補償特性を反映することができる。第１実効値検出回路１４および第２実効値検出回路１６は、それぞれ検出する音声信号の実効値の変動を抑制するフィルタ回路ならびにリミット回路を含むので、急激な音声レベルの変動があっても、音声信号に追従して適切にラウドネス補償特性を反映した音声再生が可能になる。音声信号の変化がほぼ同時に適切にラウドネス補償に反映されるようになるので、違和感のない音声再生が可能になる。 As described above, the delay circuits 28L and 28R of the loudness compensation circuit 11 have the first delay time T1 in the first effective value detection circuit 14 and the second delay time T2 in the second effective value detection circuit 16. The sum delay time is set as the delay time T0. Therefore, the loudness compensation characteristic can be reflected on the input left and right audio signals according to the volume of the auditory sound when the audio is reproduced. Since the first effective value detection circuit 14 and the second effective value detection circuit 16 each include a filter circuit and a limit circuit that suppress fluctuations in the effective value of the detected audio signal, even if there is a sudden change in audio level, It is possible to reproduce the sound appropriately reflecting the loudness compensation characteristic following the sound signal. Since the change of the audio signal is appropriately reflected in the loudness compensation almost simultaneously, it is possible to reproduce the audio without any sense of incongruity.

なお、音響再生装置１は、信号処理部２のレベル調整回路１２および連動レベル調整回路１３が、信号処理部２でのゲイン値Ｇおよびアンプ回路７での増幅ゲイン値Ｇａを含めて、設定ゲイン値を設定するものであってもよい。つまり、ボリューム操作部８をユーザーが操作する場合に、アンプ回路７での増幅ゲイン値Ｇａが制御回路４から変更されると、連動レベル調整回路１３は、アンプ回路７での増幅ゲイン値Ｇａの変更を反映させた上で分岐された入力信号に設定ゲイン値を与えて出力する。したがって、ボリューム操作部８をユーザーが操作して音響再生装置１の再生音圧レベルを低下させる場合に、ＤＳＰで構成する信号処理部２でのレベル調整回路１２のゲイン値Ｇを小さくしすぎなくてすむので、Ｄ／Ａの出力信号が小さくなりすぎて雑音の影響が相対的に大きくなるような不具合が発生しない。アンプ回路７での増幅ゲイン値Ｇａを含めて設定ゲイン値を設定することで、上記のような場合にも適切なラウドネス補償特性を与えることができる。 Note that in the sound reproducing device 1, the level adjustment circuit 12 and the interlocking level adjustment circuit 13 of the signal processing unit 2 include the gain value G in the signal processing unit 2 and the amplification gain value Ga in the amplifier circuit 7 to set gain. A value may be set. That is, when the user operates the volume operation unit 8, when the amplification gain value Ga in the amplifier circuit 7 is changed from the control circuit 4, the interlock level adjustment circuit 13 sets the amplification gain value Ga in the amplifier circuit 7. Apply the set gain value to the branched input signal after reflecting the change, and output. Therefore, when the user operates the volume operation unit 8 to reduce the reproduction sound pressure level of the sound reproduction device 1, the gain value G of the level adjustment circuit 12 in the signal processing unit 2 configured by the DSP is not excessively decreased. Therefore, there is no problem that the output signal of the D / A becomes too small and the influence of noise becomes relatively large. By setting the set gain value including the amplification gain value Ga in the amplifier circuit 7, an appropriate loudness compensation characteristic can be given even in the above case.

また、音響再生装置１では、信号処理部２が、入力信号である左信号Ｌおよび右信号Ｒに対して、ラウドネス補償回路１１および変換器特性反映回路１０へ分岐する前に変換器特性補正回路１７によってスピーカーシステム３の応答特性を補正する補正特性を与えている。したがって、最低共振周波数ｆ０が異なる他のスピーカーシステム３に対応する場合には、この変換器特性補正回路１７を変更することによって、スピーカーシステム３の低音域をブーストする補正特性を変更して適切なラウドネス補償特性を与えることができる。 Further, in the sound reproducing device 1, the signal processing unit 2 performs the converter characteristic correction circuit before branching to the loudness compensation circuit 11 and the converter characteristic reflecting circuit 10 with respect to the left signal L and the right signal R that are input signals. 17 gives a correction characteristic for correcting the response characteristic of the speaker system 3. Therefore, when the speaker system 3 corresponds to another speaker system 3 having a different minimum resonance frequency f0, the converter characteristic correction circuit 17 is changed to change the correction characteristic for boosting the low frequency range of the speaker system 3 so as to be appropriate. A loudness compensation characteristic can be provided.

もちろん、スピーカーシステム３に代えてヘッドホン９を用いることができ、音響再生装置１は、ステレオ左右音声信号ＬおよびＲを再生する場合に、ボリューム等のレベル調整手段の設定情報と、入力信号のレベルと、再生する音圧レベルと、に応じて適切なラウドネス補償特性を与えて、スピーカーシステム３またはヘッドホン９により音声再生ができる。音響再生装置１を使用するリスナーは、再生する音圧レベルが低い場合、あるいは、高い場合でも、低音域および高音域のバランスがよい音声を得ることができる。 Of course, the headphone 9 can be used instead of the speaker system 3, and the sound reproduction apparatus 1 can reproduce the setting information of the level adjusting means such as the volume and the level of the input signal when reproducing the stereo left and right audio signals L and R. According to the sound pressure level to be reproduced, an appropriate loudness compensation characteristic is provided, and sound can be reproduced by the speaker system 3 or the headphones 9. The listener using the sound reproducing device 1 can obtain a sound with a good balance between the low sound range and the high sound range even when the sound pressure level to be reproduced is low or high.

本発明の音響再生装置は、単独でステレオ音声信号を再生するステレオ装置、あるいは、マルチチャンネルサラウンド音声再生装置のみならず、ディスプレイ等の映像・音響機器に内蔵するスピーカー、または、音声を再生するスピーカーを内蔵するキャビネットを有するゲーム機、スロットマシン等の遊戯機にも適用が可能である。 The sound reproducing device of the present invention is not only a stereo device that reproduces a stereo sound signal alone, or a multi-channel surround sound reproducing device, but also a speaker built in a video / audio device such as a display, or a speaker that reproduces sound. The present invention can also be applied to a game machine having a cabinet with a built-in and a game machine such as a slot machine.

１音響再生装置
２信号処理部
３スピーカーシステム
４制御回路
５ＤＳＰ
６Ｄ／Ａ変換器
７アンプ回路
８ボリューム操作部
９ヘッドホン
１０変換器特性反映回路
１１ラウドネス補償回路
１２レベル調整回路
１３連動レベル調整回路
１４第１実効値検出回路
１５ラウドネスレベル検出回路
１６第２実効値検出回路
１７変換器特性補正回路
１８、１９実効値算出回路
２０、２１乗算器
２２加算器
２３、２５低域通過フィルタ回路
２４、２６リミッタ回路
２７Ｌ、２７Ｒ、２９、３０Ｌ、３０Ｒ、３１Ｌ、３１Ｒフィルタ回路
２８Ｌ、２８Ｒ遅延回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sound reproduction apparatus 2 Signal processing part 3 Speaker system 4 Control circuit 5 DSP
6 D / A converter 7 Amplifier circuit 8 Volume operation unit 9 Headphone 10 Converter characteristic reflecting circuit 11 Loudness compensation circuit 12 Level adjusting circuit 13 Interlocking level adjusting circuit 14 First effective value detecting circuit 15 Loudness level detecting circuit 16 Second effective Value detection circuit 17 Converter characteristic correction circuit 18, 19 RMS value calculation circuit 20, 21 Multiplier 22 Adder 23, 25 Low-pass filter circuit 24, 26 Limiter circuit 27L, 27R, 29, 30L, 30R, 31L, 31R Filter circuit 28L, 28R Delay circuit

Claims

A signal processing unit that processes and outputs an input signal of an input sound, an amplifier that amplifies and outputs the output signal of the signal processing unit, and an electroacoustic transducer that converts the amplified sound signal into a sound wave And comprising
The signal processing unit is branched into a loudness compensation circuit that outputs a loudness compensation characteristic to the input signal, and a level adjustment circuit that outputs a predetermined gain value to the output signal of the loudness compensation circuit and outputs the gain to the amplifier. Further, a converter characteristic reflecting circuit for outputting the input signal by giving a characteristic corresponding to the response characteristic of the electroacoustic converter, and the gain value adjusted by the level adjusting circuit for the output signal of the converter characteristic reflecting circuit Is output as a set gain value, a first effective value detection circuit for detecting an effective value level of an output signal of the interlock level adjustment circuit, and a first detected by the first effective value detection circuit. A loudness level detection circuit for giving an inverse characteristic of the equal loudness characteristic corresponding to the effective value level to the output signal of the interlocking level adjustment circuit, and an effective output signal of the loudness level detection circuit; It includes a second effective value detection circuit for detecting the level, and
The loudness compensation circuit applies the loudness compensation characteristic corresponding to the second effective value level detected by the second effective value detection circuit to the input signal and outputs the input signal;
Sound playback device.

As the second effective value level detected by the second effective value detection circuit of the loudness compensation circuit of the signal processing unit decreases, the low sound level and the high sound level become relatively higher than the mid sound level. Including loudness compensation characteristics,
The equal loudness characteristic of the loudness level detection circuit is such that as the first effective value level detected by the first effective value detection circuit becomes smaller, the low sound range level and the high sound range level become relatively smaller than the middle sound range level. Including inverse properties,
The sound reproducing device according to claim 1.

The first effective value detection circuit and the second effective value detection circuit of the signal processing unit output an effective value signal of the effective value signal of the input signal, and a low frequency range that outputs a low frequency component of the effective value signal Each including a pass filter circuit and a limiter circuit that suppresses fluctuations in the output of the low-pass filter.
The sound reproducing device according to claim 1 or 2.

The loudness compensation circuit and the loudness level detection circuit of the signal processing unit each include a delay circuit that delays and outputs an input signal,
The delay circuit of the loudness level detection circuit sets a first delay time corresponding to a delay characteristic for the first effective value detection circuit to detect the first effective value level as a delay time, and the delay circuit of the loudness compensation circuit A delay circuit that sets a sum of a second delay time corresponding to a delay characteristic at which the second effective value detection circuit detects the second effective value level and the first delay time as a delay time;
The sound reproducing device according to claim 1.

The level adjustment circuit of the signal processing unit sets the set gain value including the gain value in the signal processing unit and the amplification gain value in the amplifier, and the interlocking level adjustment circuit is branched. Give the set gain value to the input signal and output it.
The sound reproducing device according to claim 1.

The signal processing unit further includes a converter characteristic correction circuit that gives a correction characteristic for correcting a response characteristic of the electroacoustic converter to an input signal and outputs the correction characteristic to the loudness compensation circuit and the interlocking level adjustment circuit.
The sound reproducing device according to claim 1.

The electroacoustic transducer is either a speaker or headphones;
The sound reproducing device according to any one of claims 1 to 6.