JP6205758B2 - SOUND DEVICE, SOUND DEVICE CONTROL METHOD AND PROGRAM - Google Patents
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Description
本発明は、入力された音声信号を増幅する音響装置、音響装置の制御方法およびプログラムに関するものである。 The present invention relates to an acoustic device that amplifies an input audio signal, a method for controlling the acoustic device, and a program.
従来、入力信号(音声信号)を増幅するブースト回路として、入力信号のうち高レベル信号を減衰するリミット回路と、リミット回路の出力信号を指数関数的に増幅する伸張回路と、を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このブースト回路では、高レベル信号のみを減衰した後に伸張回路で指数関数的に増幅するため、ダイナミックレンジを狭めることなく入力信号をブーストすることができる。 Conventionally, a boost circuit that amplifies an input signal (audio signal) includes a limit circuit that attenuates a high-level signal of the input signal and an expansion circuit that exponentially amplifies the output signal of the limit circuit. It is known (see, for example, Patent Document 1). In this boost circuit, since only the high-level signal is attenuated and then amplified exponentially by the expansion circuit, the input signal can be boosted without narrowing the dynamic range.
しかしながら、上記のブースト回路では、入力信号を指数関数的に増幅するため、入力レベルが小さい場合は増幅量が極端に小さくなり、音量感(低音感)が損なわれてしまう。言い換えれば、ダイナミックレンジが不要に大きくなりすぎるという問題が生じる。 However, in the boost circuit described above, since the input signal is amplified exponentially, when the input level is small, the amount of amplification becomes extremely small, and the volume feeling (low-pitched sound) is impaired. In other words, there arises a problem that the dynamic range becomes unnecessarily large.
本発明は、上記の問題点に鑑み、音量感を損なうことなく、音声信号を効果的に増幅することが可能な音響装置、音響装置の制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an acoustic device, a method for controlling an acoustic device, and a program that can effectively amplify an audio signal without impairing the sense of volume.
本発明の音響装置は、音声信号を入力する入力部と、入力部で入力された音声信号に対し、音声信号を直線的に増幅する第1の増幅特性に基づく第1増幅処理および音声信号を曲線的に増幅する第2の増幅特性に基づく第2増幅処理を実行可能な音声信号処理部と、音声信号処理部による音声信号処理後の音声信号を出力する出力部と、を備え、音声信号処理部は、入力部で入力された音声信号から特定の周波数帯域成分を抽出し、当該特定の周波数帯域成分については、その信号レベルに応じて第1増幅処理および第2増幅処理のいずれか一方を選択的に行う増幅切り替え処理を実行し、特定の周波数帯域成分以外の周波数帯域成分については、増幅切り替え処理を実行しないことを特徴とする。
上記の音響装置において、音声信号処理部は、特定の周波数帯域成分の、単位時間ごとの信号レベルに応じて、各単位時間分の音声信号に対し、第1増幅処理および第2増幅処理のいずれか一方を選択的に行うことを特徴とする。
上記の音響装置において、音声信号処理部は、第1の増幅特性を有する第1増幅器と、第2の増幅特性を有する第2増幅器を含み、特定の周波数帯域成分の信号レベルに応じて、第1増幅器および第2増幅器のいずれか一方による増幅処理を行うことを特徴とする。
上記の音響装置において、音声信号処理部は、第1増幅処理と第2増幅処理を切り替え可能な1の増幅器を含み、特定の周波数帯域成分の信号レベルに応じて、1の増幅器の増幅処理を切り替えることを特徴とする。
上記の音響装置において、特定の周波数帯域成分は、低周波数帯域成分であることを特徴とする。
上記の音響装置において、音声信号処理部は、低周波数帯域成分の信号レベルが第1の閾値以下の場合は第1増幅処理を選択し、第1の閾値を超える場合は第2増幅処理を選択することを特徴とする。
上記の音響装置において、音声信号処理部により増幅された音声信号の信号レベルが第2の閾値を超える場合、信号レベルを一定レベルに調整するダイナミックレンジ圧縮部を、さらに備え、出力部は、ダイナミックレンジ圧縮部により調整された音声信号を出力することを特徴とする。
本発明の音響装置の制御方法は、音声信号を入力する入力ステップと、入力ステップで入力された音声信号に対し、音声信号を直線的に増幅する第1の増幅特性に基づく第1増幅処理および音声信号を曲線的に増幅する第2の増幅特性に基づく第2増幅処理を実行可能な音声信号処理ステップと、音声信号処理ステップで音声信号処理された音声信号を出力する出力ステップと、を実行し、音声信号処理ステップは、入力ステップで入力された音声信号から特定の周波数帯域成分を抽出し、当該特定の周波数帯域成分については、その信号レベルに応じて第1増幅処理および第2増幅処理のいずれか一方を選択的に行う増幅切り替え処理を実行し、特定の周波数帯域成分以外の周波数帯域成分については、増幅切り替え処理を実行しないことを特徴とする。
本発明のプログラムは、コンピューターに、上記の音響装置の制御方法における各ステップを実行させることを特徴とする。
なお、以下の構成としても良い。
本発明の音響装置は、音声信号を入力する入力部と、入力部で入力された音声信号の信号レベルに応じて、第1の増幅特性に基づく第1増幅処理および第1の増幅特性とは異なる第2の増幅特性に基づく第2増幅処理のいずれか一方を選択的に行う音声信号処理部と、音声信号処理部で増幅された音声信号を出力する出力部と、を備えたことを特徴とする。
The acoustic device of the present invention includes an input unit that inputs an audio signal, and a first amplification process and an audio signal based on a first amplification characteristic that linearly amplifies the audio signal with respect to the audio signal input from the input unit. An audio signal processing unit capable of executing a second amplification process based on a second amplification characteristic that is amplified in a curve; and an output unit that outputs an audio signal after the audio signal processing by the audio signal processing unit; The processing unit extracts a specific frequency band component from the audio signal input from the input unit, and for the specific frequency band component, one of the first amplification process and the second amplification process is performed according to the signal level. Amplification switching processing is performed in which the switching is selectively performed, and the amplification switching processing is not executed for frequency band components other than a specific frequency band component.
In the acoustic apparatus of the above SL, the audio signal processing unit, in a specific frequency band components, in accordance with the signal level of each unit time, with respect to the audio signals of each unit time, of the first amplification and the second amplification Either one is selectively performed.
In the above acoustic device, the audio signal processing unit includes a first amplifier having a first amplification characteristic and a second amplifier having a second amplification characteristic, and the first amplifier has a first frequency characteristic according to the signal level of a specific frequency band component. Amplifying processing is performed by one of the first amplifier and the second amplifier.
In the above acoustic apparatus, the audio signal processing unit includes one amplifier capable of switching between the first amplification process and the second amplification process, and performs the amplification process of the one amplifier according to the signal level of a specific frequency band component. It is characterized by switching.
In the above acoustic apparatus, the specific frequency band component is a low frequency band component.
In the above acoustic apparatus, the audio signal processing unit selects the first amplification process when the signal level of the low frequency band component is equal to or lower than the first threshold value, and selects the second amplification process when the signal level exceeds the first threshold value. It is characterized by doing.
In the above acoustic apparatus, when the signal level of the audio signal amplified by the audio signal processing unit exceeds the second threshold, the audio device further includes a dynamic range compression unit that adjusts the signal level to a constant level, and the output unit is a dynamic unit The audio signal adjusted by the range compression unit is output.
An audio device control method according to the present invention includes: an input step for inputting an audio signal; a first amplification process based on a first amplification characteristic for linearly amplifying the audio signal with respect to the audio signal input in the input step; An audio signal processing step capable of executing a second amplification process based on a second amplification characteristic for amplifying the audio signal in a curved manner, and an output step for outputting the audio signal processed by the audio signal processing step are executed. Then, the audio signal processing step extracts a specific frequency band component from the audio signal input in the input step, and for the specific frequency band component, a first amplification process and a second amplification process are performed according to the signal level. Amplification switching processing that selectively performs either of the above is executed, and amplification switching processing is not executed for frequency band components other than a specific frequency band component. And features.
A program according to the present invention causes a computer to execute each step in the above-described method for controlling an audio device.
The following configuration may be used.
The acoustic device of the present invention includes an input unit that inputs an audio signal, and the first amplification process and the first amplification characteristic based on the first amplification characteristic according to the signal level of the audio signal input from the input unit. An audio signal processing unit that selectively performs one of second amplification processes based on different second amplification characteristics, and an output unit that outputs an audio signal amplified by the audio signal processing unit And
上記の音響装置において、第1の増幅特性は、音声信号を直線的に増幅し、第2の増幅特性は、音声信号を曲線的に増幅することを特徴とする。 In the above acoustic apparatus, the first amplification characteristic linearly amplifies the audio signal, and the second amplification characteristic amplifies the audio signal in a curve.
なお、「直線的に増幅する」とは、一次関数にしたがって増幅することを指す。また、「曲線的に増幅する」とは、二次関数などの複数次関数、または指数関数や対数関数などにしたがって増幅することを指す。 “Linear amplification” refers to amplification in accordance with a linear function. Further, “amplifying in a curve” means that amplification is performed according to a multi-order function such as a quadratic function, an exponential function, a logarithmic function, or the like.
上記の音響装置において、音声信号処理部は、入力部で入力された音声信号の、単位時間ごとの信号レベルに応じて、各単位時間分の音声信号に対し、第1増幅処理および第2増幅処理のいずれか一方を選択的に行うことを特徴とする。 In the above acoustic apparatus, the audio signal processing unit performs a first amplification process and a second amplification on the audio signal for each unit time according to the signal level of the unit time for the audio signal input by the input unit. One of the processes is selectively performed.
上記の音響装置において、音声信号処理部は、第1の増幅特性を有する第1増幅器と、第2の増幅特性を有する第2増幅器を含み、入力部で入力された音声信号の信号レベルに応じて、第1増幅器および第2増幅器のいずれか一方による増幅処理を行うことを特徴とする。 In the above acoustic apparatus, the audio signal processing unit includes a first amplifier having a first amplification characteristic and a second amplifier having a second amplification characteristic, and corresponds to the signal level of the audio signal input at the input unit. Thus, the amplification process is performed by one of the first amplifier and the second amplifier.
上記の音響装置において、音声信号処理部は、第1増幅処理と第2増幅処理を切り替え可能な1の増幅器を含み、入力部で入力された音声信号の信号レベルに応じて、1の増幅器の増幅処理を切り替えることを特徴とする。 In the above acoustic apparatus, the audio signal processing unit includes one amplifier capable of switching between the first amplification process and the second amplification process, and the one of the amplifiers is in accordance with the signal level of the audio signal input from the input unit. The amplification process is switched.
上記の音響装置において、音声信号処理部は、入力部で入力された音声信号の、特定の周波数帯域成分の信号レベルに応じて、当該特定の周波数帯域成分の増幅処理を行うことを特徴とする。 In the above acoustic apparatus, the audio signal processing unit performs amplification processing of the specific frequency band component according to the signal level of the specific frequency band component of the audio signal input from the input unit. .
上記の音響装置において、特定の周波数帯域成分は、低周波数帯域成分であることを特徴とする。 In the above acoustic apparatus, the specific frequency band component is a low frequency band component.
上記の音響装置において、音声信号処理部は、低周波数帯域成分の信号レベルが第1の閾値以下の場合は第1増幅処理を選択し、第1の閾値を超える場合は第2増幅処理を選択することを特徴とする。 In the above acoustic apparatus, the audio signal processing unit selects the first amplification process when the signal level of the low frequency band component is equal to or lower than the first threshold value, and selects the second amplification process when the signal level exceeds the first threshold value. It is characterized by doing.
上記の音響装置において、音声信号処理部により増幅された音声信号の信号レベルが第2の閾値を超える場合、信号レベルを一定レベルに調整するダイナミックレンジ圧縮部を、さらに備え、出力部は、ダイナミックレンジ圧縮部により調整された音声信号を出力することを特徴とする。 In the above acoustic apparatus, when the signal level of the audio signal amplified by the audio signal processing unit exceeds the second threshold, the audio device further includes a dynamic range compression unit that adjusts the signal level to a constant level, and the output unit is a dynamic unit The audio signal adjusted by the range compression unit is output.
本発明の音響装置の制御方法は、音声信号を入力する入力ステップと、入力ステップで入力された音声信号の信号レベルに応じて、第1の増幅特性に基づく第1増幅処理および第1の増幅特性とは異なる第2の増幅特性に基づく第2増幅処理のいずれか一方を選択的に行う音声信号処理ステップと、音声信号処理ステップで増幅された音声信号を出力する出力ステップと、を実行することを特徴とする。 The method for controlling an acoustic device according to the present invention includes an input step of inputting an audio signal, and a first amplification process and a first amplification based on the first amplification characteristic according to the signal level of the audio signal input in the input step. An audio signal processing step for selectively performing any one of the second amplification processes based on the second amplification characteristic different from the characteristics, and an output step for outputting the audio signal amplified in the audio signal processing step. It is characterized by that.
本発明のプログラムは、コンピューターに、上記の音響装置の制御方法における各ステップを実行させることを特徴とする。 A program according to the present invention causes a computer to execute each step in the above-described method for controlling an audio device.
以下、本発明の一実施形態に係る音響装置、音響装置の制御方法およびプログラムについて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る音響装置1のブロック図である。音響装置1は、入力端子11(入力部)、音声信号処理部12、ダイナミックレンジ圧縮部(DRC:Dynamic Range Compression)13、パワーアンプ14およびスピーカー15を備えている。なお、同図では簡略化のため、LRの2チャンネル(左信号および右信号)を1本の線で示している。
Hereinafter, an audio device, a control method for an audio device, and a program according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of an
入力端子11は、音源2から、音声信号を入力する。ここで音源2とは、各種記憶媒体(CD、SDカード、USBメモリ等)、各種電子機器(オーディオプレーヤー、パーソナルコンピューター、タブレット端末、携帯電話等)、各種サーバー(Web上のサーバー、LANネットワーク上のサーバー等)に相当する。
The input terminal 11 inputs an audio signal from the
音声信号処理部12は、入力された音声信号に対し、各種音声処理を行う。特に本実施形態では、入力された音声信号の信号レベル(入力レベル)に応じ、2種類の増幅特性に基づく増幅処理を選択的に行う。ここで、増幅処理の選択は、音源2からの音声信号の入力に伴い(リアルタイムで)、単位時間(例えば、数十msec〜数百msec)ごとに行うものとする。つまり、楽曲の事前解析を必要とすることなく、楽曲再生に伴って単位時間ごとの信号レベルを検出し、各単位時間分の音声信号に対して、2種類の増幅特性のうちいずれかの増幅特性に基づく増幅処理を行う。
The audio
図2は、音声信号処理部12の入出力特性を示すグラフである。同図において、横軸は入力レベル、縦軸は出力レベルを示している。音声信号処理部12は、同図の太実線矢印L0に示すように、入力レベルが所定の閾値「γ」(第1の閾値)以下の場合、音声信号を直線的に増幅する(第1の増幅特性。以下、「線形増幅」と称する。)。一方、入力レベルが閾値「γ」を超える場合、音声信号を曲線的に増幅する(第2の増幅特性。以下、「曲線増幅」と称する。)。すなわち、入力レベルが閾値「γ」となる変曲点Pを境に、線形増幅と曲線増幅とを切り替える。特に、本実施形態では、音声信号の低周波数帯域成分(主にバスドラムの基本波が存在する帯域成分、請求項における「特定の周波数帯域成分」)に対し、図2の太実線矢印L0に示す増幅処理を行う。なお、本実施形態において「線形増幅」とは、入力レベルと出力レベルの関係が一次関数に基づくことを意味し、「曲線増幅」とは、入力レベルと出力レベルの関係が二次関数に基づくことを意味する。
FIG. 2 is a graph showing the input / output characteristics of the audio
ダイナミックレンジ圧縮部13は、音声信号処理部12で増幅処理された低周波数帯域成分の信号レベルが所定の閾値(第2の閾値)を超えた場合、その信号レベルを一定レベルに調整する。これにより、過度な大音量になることを抑制する。なお、音声信号処理部12およびダイナミックレンジ圧縮部13の詳細については、後述する。
When the signal level of the low frequency band component amplified by the audio
パワーアンプ14は、ダイナミックレンジ圧縮部13で処理された音声信号を増幅し、スピーカー15を駆動する。また、スピーカー15は、パワーアンプ14の駆動により、音声信号を出力する。請求項における「出力部」は、パワーアンプ14およびスピーカー15を主要部とする。
The
なお、パワーアンプ14は、スピーカー15に内蔵しても良い。また、音声信号処理部12およびダイナミックレンジ圧縮部13は、DSP(Digital Signal Processor)などのソフトウェアによって実現しても良いし、アナログ機器によって実現しても良い。また、スピーカー15に代えて、ヘッドフォンまたはイヤフォンを用いても良い。
The
また、本実施形態の音響装置1は、バスドラム音の強調ニーズの高いDJ機器に好適であるが、他の再生システム(ミニコンポ、ヘッドフォンアンプ等)にも適用可能である。
The
次に、図3を参照し、音声信号処理部12の回路構成について説明する。同図に示すように、音声信号処理部12は、減衰器21〜25、加算器26〜28、低周波数帯域抽出用の第1LPF(Low pass filter)29、検波用の第1ABS(絶対値算出器)30、検波用の第2LPF31、固定増幅器32,33、可変増幅器34、スイッチ35およびディレイ36,37を備えている。
Next, the circuit configuration of the audio
音声信号処理部12には、2つのチャンネル(L信号およびR信号)に分離された音声信号が入力される。入力された各音声信号は、第1減衰器21および第2減衰器22により減衰された後、第1加算器26により合成され、モノラル信号として第1LPF29に出力される。
The audio
第1LPF29は、第1加算器26で合成された入力信号の低周波数帯域成分(主にバスドラムの基本波が存在する帯域、例えば100Hz以下)を抽出する。そして、第1ABS30により、第1LPF29で抽出した低周波数帯域成分の絶対値を算出し、第2LPF31により振幅エンベロープを算出する。
The
算出された低周波数帯域成分の振幅エンベロープ(振幅値)は、第1固定増幅器32で増幅され、その増幅後の値に応じて、第1可変増幅器34(第2増幅器)により、第1LPF29の出力を可変増幅する。その結果、図2に示した曲線増幅特性(太実線矢印L0の右側に示す特性)が得られる。一方、第2固定増幅器33(第1増幅器)は、第1LPF29の出力を固定増幅する。この結果、図2に示した線形増幅特性(太実線矢印L0の左側に示す特性)が得られる。
The calculated amplitude envelope (amplitude value) of the low frequency band component is amplified by the first fixed
第1スイッチ35は、第1可変増幅器34からの出力と第2固定増幅器33からの出力を切り替える。この切り替えは、第2LPF31の出力が所定の閾値以下か否かによって判定する。具体的には、第2LPF31の出力を「x」とし、所定の閾値を「γ」とした場合、「x≦γ」である場合は、第1スイッチ35を第2固定増幅器33側に切り替える。一方、「x>γ」である場合は、第1スイッチ35を第1可変増幅器34側に切り替える。これにより、第1LPF29により抽出された低周波数帯域成分の信号レベルが小さい場合は線形増幅特性が得られ、曲線増幅特性の場合と比較して(図2の点線L1参照)、出力レベルが小さくなりすぎてしまうことを防止できる。つまり、入力レベルが小さい場合でも増幅量が極端に小さくならないため、音量感(低音感)を損ねることがない。一方、低周波数帯域成分の信号レベルが大きい場合は曲線増幅特性が得られ、線形増幅特性の場合と比較して(図2の点線L2参照)、出力レベルをより大きくすることができる。つまり、信号レベルの大きいバスドラム音をより効果的に強調することができる。
The
第1スイッチ35により選択された低周波数帯域成分の信号は、第3減衰器23によって減衰された後、第2加算器27および第3加算器28により、それぞれL信号およびR信号に合成される。すなわち、第1スイッチ35により第2固定増幅器33が選択された場合は、原信号と、低周波数帯域成分を一定のゲインで増幅した信号(線形増幅した信号)が合成される。一方、第1スイッチ35により第1可変増幅器34が選択された場合は、原信号と、低周波数帯域成分の信号レベルが大きいほど曲線的に大きなゲインで増幅した信号(曲線増幅した信号)が合成される。この時、加算器27,28に入力される原信号(音声信号)は、ディレイ36,37により、第1LPF29から第3減衰器23までの処理に要する時間分だけ遅延される。そして、合成されたL信号およびR信号を、それぞれ第4減衰器24および第5減衰器25により減衰して、ダイナミックレンジ圧縮部13に出力する。
The low frequency band component signal selected by the
このように、音声信号処理部12は、入力された音声信号の低周波数帯域成分の信号レベルに応じて、線形増幅に基づく第1増幅処理と、曲線増幅に基づく第2増幅処理とのいずれかを選択的に行う。これにより、以下の図4および図5に示す結果を得ることができる。
As described above, the audio
図4は、一般的なイコライザ等による増幅特性と、本実施形態の音声信号処理部12による増幅特性を示すグラフである。同図において、横軸は時間、縦軸は振幅を示している。図4(a)に示すように、一般的なイコライザの場合、常に(入力レベルに関係なく)一定のゲインで増幅する(線形増幅する)。すなわち、バスドラム音を強調する場合、徐々に低音が大きくなるように増幅される。これに対し、図4(b)に示すように、本実施形態の音声信号処理部12は、「x>γ」となったとき、バスドラム音が鳴った瞬間、入力レベルに応じた可変ゲインで増幅する(曲線増幅する)。すなわち、必要なタイミングで急激に低周波数帯域成分を大きくすることができる。なお、本実施形態の音声信号処理部12も、「x≦γ」の場合は、図4(a)に示す線形増幅となる。
FIG. 4 is a graph showing amplification characteristics by a general equalizer and the amplification characteristics by the audio
また、図5は、入力信号とゲインの時間推移を示すグラフである。同図において、X軸は時間、Y軸はゲイン、Z軸は周波数を示している。同図に示すように、本実施形態の音声信号処理部12は、入力信号(同図、点線)の変化に応じてゲイン(同図、太線)を変動させる。すなわち、入力信号の低周波数帯域成分の信号レベルが閾値を超えた時だけ大きなゲインを得るように制御できる。このため、時間的に必要な瞬間(例えば、バスドラム音が鳴った瞬間など、「x>γ」となったとき)のみ大きなゲインで増幅することができる。つまり、意図しない低周波数帯域成分を不要に増幅し続けて過度な低音感を与えてしまうという弊害を防止しながら、バスドラム等の大きな低周波数帯域成分のみを増幅することができる。これにより、時間的にバスドラム音を選択して増幅するような動作が可能となる。
FIG. 5 is a graph showing the time transition of the input signal and gain. In the figure, the X axis represents time, the Y axis represents gain, and the Z axis represents frequency. As shown in the figure, the audio
次に、図6を参照し、ダイナミックレンジ圧縮部13の回路構成について説明する。同図に示すように、ダイナミックレンジ圧縮部13は、第1HPF(High pass filter)41、第3LPF42、第2ABS43、係数出力器44,45、第2スイッチ46、第4LPF47、第2可変増幅器48および第4加算器49を備えている。なお、同図では、LR2チャンネルの片側1チャンネルのみを図示している。
Next, the circuit configuration of the dynamic
第1HPF41は、音声信号処理部12から出力された音声信号から、中高周波数帯域成分(中域および高域の周波数帯域成分)を抽出する。また、第3LPF42は、低周波数帯域成分を抽出する。つまり、第3LPF42により、バスドラム帯域を抽出し、第1HPF41によりバスドラム帯域以外を抽出する。第3LPF42により抽出された低周波数帯域成分は、第2ABS43により絶対値が算出され、後段の係数出力器44,45に出力値x1が出力される。
The
係数出力器44,45および第2スイッチ46は、閾値「β」(第2の閾値)との比較結果に基づいて、係数x2を出力する。例えば、「x1>β」である場合、第1係数出力器44から係数「β/x1」を出力する。一方、「x1≦β」である場合は、第2係数出力器45から係数「1.0」を出力する。第2スイッチ46で選択された係数x2は、第4LPF47に入力される。ここで、第4LPF47は、増幅処理を滑らかに施すための時定数を持つ。
The
第2可変増幅器48は、第4LPF47の出力値に応じて、第3LPF42により抽出された低周波数帯域成分を可変増幅する。また、後段の第4加算器49は、第2可変増幅器48により増幅された低周波数帯域成分の音声信号を、第1HPF41により抽出された中高周波数帯域成分に加算し、出力する。
The second
このように、ダイナミックレンジ圧縮部13は、第2スイッチ46による係数出力器44,45の切り替えにより、音声信号処理部12から出力された低周波数帯域成分の信号レベルが閾値「β」以上の場合、その信号レベルを一定レベルに調整する。これにより、バスドラム音を効果的に強調しつつも、過度な大音量になることを防止する。
As described above, the dynamic
以上説明した通り、本実施形態の音響装置1は、入力された音声信号の低周波数帯域成分の信号レベルが閾値「γ」以下の場合は、当該低周波数帯域成分を線形増幅し、信号レベルが閾値「γ」を超える場合は、当該低周波数帯域成分を曲線増幅する。これにより、バスドラム等の信号レベルが大きな低音は、より大きく強調でき、信号レベルが小さい低音は、極端に小さくなることがなく自然な再生を実現できる。言い換えれば、ダイナミックレンジが不要に大きくなることを防止できる。
As described above, when the signal level of the low frequency band component of the input audio signal is equal to or lower than the threshold “γ”, the
また、低周波数帯域成分に対して、信号レベルに応じた増幅処理の切り替えを行うことで、信号レベルの大きいバスドラム音を強調しつつ、バスドラムがなっていない期間の周波数特性バランスを崩さないといった効果を奏する。また、ダイナミックレンジ圧縮部13により、音声信号処理部12により増幅された音声信号の信号レベルを一定に保つため、バスドラム音の過度な強調を防止できる。
In addition, by switching the amplification processing according to the signal level for the low frequency band components, the bass drum sound with a high signal level is emphasized and the frequency characteristic balance during the period when the bass drum is not lost is not lost. There are effects such as. In addition, since the signal level of the audio signal amplified by the audio
このように、本実施形態の音響装置1は、ビート感をより強調しながら、全体のバランスを保持することができるため、グラブミュージック(ダンスミュージック)等のバスドラム音が特徴的な音声信号に対して増幅処理を行う場合、特に有効である。
As described above, the
なお、以下の変形例を採用可能である。例えば、上記の実施形態において、音声信号処理部12は、L信号とR信号を合成したモノラル成分について処理を行い、処理結果をL信号とR信号に分配して合成したが、あくまでも一例であり、これに限るものではない。音声信号処理部12において、各信号に対し、それぞれ個別に処理を行っても良い。
In addition, the following modifications can be employed. For example, in the above embodiment, the audio
また、音声信号処理部12において、第1LPF29から第3減衰器23までの処理に要する時間が短時間で済む場合は、ディレイ36,37を省略しても良い。
Further, when the time required for processing from the
また、音声信号処理部12では、2つの増幅器(第2固定増幅器33および第1可変増幅器34)を用いて、音声信号の線形増幅と曲線増幅を行い、第1スイッチ35によりいずれか一方を選択する(切り替える)構成としたが、これに限るものではない。例えば、1つの増幅器で、上記の第2固定増幅器33および第1可変増幅器34の機能を実現し、線形増幅に基づく第1増幅処理と曲線増幅に基づく第2増幅処理とを切り替えて増幅する構成としても良い。
Also, the audio
また、上記の実施形態では、バスドラム音を強調する場合を例示したが、他の打楽器音、または打楽器以外の楽器音を強調する場合にも適用可能である。また、信号レベルの判定および増幅処理の対象となる帯域(特定の周波数帯域成分)は、低周波数帯域成分に限るものではなく、他の周波数帯域成分であっても良い。また、信号レベルの判定対象となる帯域と、増幅処理の対象となる帯域は、必ずしも一致しなくても良い。例えば、低周波数帯域成分の信号レベルに応じて、中高周波数帯域成分の増幅処理を行っても良い。 In the above embodiment, the bass drum sound is emphasized. However, the present invention is applicable to the case where other percussion instrument sounds or instrument sounds other than percussion instruments are emphasized. Further, the band (specific frequency band component) to be subjected to signal level determination and amplification processing is not limited to the low frequency band component, and may be another frequency band component. In addition, the band that is the signal level determination target and the band that is the target of the amplification process do not necessarily match. For example, the mid-high frequency band component may be amplified in accordance with the signal level of the low frequency band component.
また、事前の楽曲解析により楽曲全体の平均レベルを調べておき、レベルを正規化した上で、音声信号処理部12による増幅処理を行っても良い。この場合、ダイナミックレンジ圧縮部13の処理後、正規化分を元に戻す処理が必要となる。この構成によれば、楽曲の信号レベルに関わらず、目的の増幅量を得ることができる。つまり、例えば楽曲の信号レベルが小さすぎるために変曲点Pを超えられず(曲線増幅が行われず)、結果的にバスドラム音を効果的に強調できない、などの不具合を解消できる。
Alternatively, the audio
また、事前にオフラインで平均レベルを調べられない場合は、音源2からの音声信号の入力に伴って(リアルタイムで)、例えば過去1〜2秒間のレベルを測定し、正規化する値に適用しても良い。この構成によれば、事前にオフラインで平均レベルを調べられない場合でも、目的の増幅量を得ることができる。 In addition, when the average level cannot be checked offline beforehand, the level for the past 1 to 2 seconds, for example, is measured with the input of the audio signal from the sound source 2 (in real time) and applied to the normalized value. May be. According to this configuration, the target amplification amount can be obtained even when the average level cannot be examined offline in advance.
また、上記の実施形態では、増幅処理の切り替えを行うための閾値「γ」、およびダイナミックレンジを調整するための閾値「β」は、それぞれ固定値として説明したが、可変値としても良い。例えば、音源2から入力された楽曲(音声信号)を解析し、その解析結果に基づいて、これらの閾値を可変しても良い。解析結果としては、例えば、楽曲の平均レベル、ジャンル、テンポ(BPM(beats per minute))などが考えられる。また、音響装置1で楽曲解析を行うのではなく、外部から楽曲解析結果を取得する構成としても良い。
In the above embodiment, the threshold value “γ” for switching the amplification process and the threshold value “β” for adjusting the dynamic range have been described as fixed values, but may be variable values. For example, music (audio signal) input from the
また、上記の実施形態において、音声信号処理部12は、音源2からの音声信号の入力に伴って(音声信号を再生しながら)増幅処理の選択を行うものとしたが、事前に楽曲解析を行い、予め記憶しておいた単位時間ごとの信号レベルに応じて、増幅処理の選択を行っても良い。また、事前解析により、上述した正規化を行った上で、単位時間ごとの増幅特性(線形増幅または曲線増幅)を記憶しておく構成でも良い。
In the above embodiment, the audio
また、増幅処理の選択は、単位時間(数十msec〜数百msec間隔)ごとに限らず、音源2から入力された音声信号の拍単位、楽曲の小節単位、楽曲単位で行っても良い。また、これらの場合、各期間の平均信号レベル、最大信号レベル、最小信号レベルに応じて、増幅処理の選択を行っても良い。さらに、増幅処理の選択を行う単位および、その基準となるレベルを、ユーザーが任意に設定可能としても良い。
The selection of the amplification process is not limited to every unit time (several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds), but may be performed in units of beats of audio signals input from the
また、上記の実施形態に示した音響装置1の各構成要素をプログラムとして提供することも可能である。また、そのプログラムを各種記録媒体(CD−ROM、フラッシュメモリー等)に格納して提供することも可能である。すなわち、コンピューターを音響装置1の各構成要素として機能させるためのプログラム、およびそれを記録した記録媒体も、本発明の権利範囲に含まれる。
Moreover, it is also possible to provide each component of the
また、上記の実施形態では、音声信号処理部12およびダイナミックレンジ圧縮部13を音響装置1(再生専用装置)に適用した場合を例示したが、パーソナルコンピューター、タブレット端末、携帯電話またはカーナビゲーション装置など、他の電子機器に適用しても良い。また、音声信号処理部12およびダイナミックレンジ圧縮部13をWeb上のサーバーやLANネットワーク上のサーバーで実現するなど、クラウドコンピューティングに適用しても良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
Further, in the above embodiment, the case where the audio
1…音響装置 2…音源 11…入力端子 12…音声信号処理部 13…ダイナミックレンジ圧縮部 14…パワーアンプ 15…スピーカー 21…第1減衰器 22…第2減衰器 23…第3減衰器 24…第4減衰器 25…第5減衰器 26…第1加算器 27…第2加算器 28…第3加算器 32…第1固定増幅器 33…第2固定増幅器 34…第1可変増幅器 35…スイッチ 36…ディレイ 44…第1係数出力器 45…第2係数出力器 46…第2スイッチ 48…第2可変増幅器 49…第4加算器 P…変曲点
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記入力部で入力された音声信号に対し、前記音声信号を直線的に増幅する第1の増幅特性に基づく第1増幅処理および前記音声信号を曲線的に増幅する第2の増幅特性に基づく第2増幅処理を実行可能な音声信号処理部と、
前記音声信号処理部による音声信号処理後の音声信号を出力する出力部と、を備え、
前記音声信号処理部は、
前記入力部で入力された音声信号から特定の周波数帯域成分を抽出し、当該特定の周波数帯域成分については、その信号レベルに応じて前記第1増幅処理および前記第2増幅処理のいずれか一方を選択的に行う増幅切り替え処理を実行し、
前記特定の周波数帯域成分以外の周波数帯域成分については、前記増幅切り替え処理を実行しないことを特徴とする音響装置。 An input unit for inputting an audio signal;
A first amplification process based on a first amplification characteristic for linearly amplifying the audio signal with respect to the audio signal input at the input unit and a second amplification characteristic based on a second amplification characteristic for amplifying the audio signal in a curved manner . An audio signal processing unit capable of executing two amplification processes;
An output unit that outputs an audio signal after the audio signal processing by the audio signal processing unit,
The audio signal processor is
A specific frequency band component is extracted from the audio signal input at the input unit, and for the specific frequency band component, either the first amplification process or the second amplification process is performed according to the signal level. Execute the amplification switching process to be performed selectively,
The acoustic apparatus is characterized in that the amplification switching process is not executed for frequency band components other than the specific frequency band component.
前記特定の周波数帯域成分の、単位時間ごとの信号レベルに応じて、各単位時間分の音声信号に対し、前記第1増幅処理および前記第2増幅処理のいずれか一方を選択的に行うことを特徴とする請求項1に記載の音響装置。 The audio signal processor is
One of the first amplification process and the second amplification process is selectively performed on the audio signal for each unit time according to the signal level of the specific frequency band component for each unit time. The acoustic device according to claim 1 , wherein the acoustic device is characterized.
前記第1の増幅特性を有する第1増幅器と、前記第2の増幅特性を有する第2増幅器を含み、
前記特定の周波数帯域成分の信号レベルに応じて、前記第1増幅器および前記第2増幅器のいずれか一方による増幅処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の音響装置。 The audio signal processor is
A first amplifier having the first amplification characteristic; and a second amplifier having the second amplification characteristic;
Wherein according to the signal level of a specific frequency band component, the acoustic apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the amplification process by one of the first amplifier and the second amplifier.
前記第1増幅処理と前記第2増幅処理を切り替え可能な1の増幅器を含み、
前記特定の周波数帯域成分の信号レベルに応じて、前記1の増幅器の増幅処理を切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載の音響装置。 The audio signal processor is
Including one amplifier capable of switching between the first amplification process and the second amplification process;
The acoustic device according to claim 1 or 2 , wherein amplification processing of the first amplifier is switched in accordance with a signal level of the specific frequency band component.
前記低周波数帯域成分の信号レベルが第1の閾値以下の場合は前記第1増幅処理を選択し、前記第1の閾値を超える場合は前記第2増幅処理を選択することを特徴とする請求項5に記載の音響装置。 The audio signal processor is
The said 1st amplification process is selected when the signal level of the said low frequency band component is below a 1st threshold value, and the said 2nd amplification process is selected when it exceeds the said 1st threshold value. 5. The acoustic device according to 5 .
前記出力部は、前記ダイナミックレンジ圧縮部により調整された音声信号を出力することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の音響装置。 A dynamic range compression unit that adjusts the signal level to a constant level when the signal level of the audio signal amplified by the audio signal processing unit exceeds a second threshold;
The output unit, the acoustic apparatus according to any one of the claims 1 and outputs the adjusted audio signal by the dynamic range compressing unit 6.
前記入力ステップで入力された音声信号に対し、前記音声信号を直線的に増幅する第1の増幅特性に基づく第1増幅処理および前記音声信号を曲線的に増幅する第2の増幅特性に基づく第2増幅処理を実行可能な音声信号処理ステップと、
前記音声信号処理ステップで音声信号処理された音声信号を出力する出力ステップと、を実行し、
前記音声信号処理ステップは、
前記入力ステップで入力された音声信号から特定の周波数帯域成分を抽出し、当該特定の周波数帯域成分については、その信号レベルに応じて前記第1増幅処理および前記第2増幅処理のいずれか一方を選択的に行う増幅切り替え処理を実行し、
前記特定の周波数帯域成分以外の周波数帯域成分については、前記増幅切り替え処理を実行しないことを特徴とする音響装置の制御方法。 An input step for inputting an audio signal;
A first amplification process based on a first amplification characteristic for linearly amplifying the audio signal with respect to the audio signal input in the input step, and a second amplification characteristic based on a second amplification characteristic for amplifying the audio signal in a curved manner . An audio signal processing step capable of performing two amplification processes;
Outputting the audio signal that has been subjected to the audio signal processing in the audio signal processing step, and
The audio signal processing step includes
A specific frequency band component is extracted from the audio signal input in the input step, and for the specific frequency band component, one of the first amplification process and the second amplification process is performed according to the signal level. Execute the amplification switching process to be performed selectively,
The method for controlling an acoustic device, wherein the amplification switching process is not executed for frequency band components other than the specific frequency band component.
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