JP7309905B2 - オーディオ信号を処理するための装置 - Google Patents

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Description

本発明は、多数のサンプルを含むオーディオ信号を処理するための装置に関し、特にオーディオ信号の低周波成分の、欠落している高調波を生成するための装置に関する。
オーディオ信号の処理、すなわち、特に、構造的および/または物理的制限のために低周波数応答が不十分なモバイル電子機器、モバイルスピーカーなどのオーディオ出力デバイスを介してオーディオ信号を再生する際のオーディオ信号の処理は、オーディオ信号処理の分野における既知の課題である。
この課題を考慮して、例えば、「Maxxbass」または「Dirac Bass」として知られる既知の非線形オーディオ信号処理デバイスは、(本質的に)非線形歪みに基づいて低音を強調することができる。それぞれのオーディオ信号処理デバイスは、通常、多数のサンプルを含むオーディオ信号に、サンプルごとの非線形特性を重み付けすることを備えている。それぞれのオーディオ信号処理デバイスは、通常、サンプルの振幅を変更することによるオーディオ信号の「水平歪み」を実行する。
それにより、生成された高調波のレベル、したがって、音響的に知覚可能な仮想低音強調の大きさは、オーディオ信号レベルに大きく依存する。さらに、結果として生じる高調波の不安定性は、ラウドネス推定を決定し、自動ゲイン制御ステージ(AGCステージ)を適用することによって軽減する必要があり、これにより、多くの場合、さらに困難が生じる。
結果として、特にオーディオ信号の低周波成分の、欠落している高調波を生成するために、多数のサンプルを含むオーディオ信号を処理するための改善されたアプローチの必要性が存在する。
本発明の目的は、特にオーディオ信号の低周波成分の高調波、特に欠落した高調波を生成するために、多数のサンプルを含むオーディオ信号を処理するための改善された装置を提供することである。
この目的は、特に請求項1に記載のオーディオ信号の低周波成分の高調波を生成するための、多数のサンプルを含むオーディオ信号を処理するための装置によって達成される。請求項1に従属する請求項は、請求項1に記載の装置の可能な実施形態に関する。
本発明の第1の態様は、特にオーディオ信号の低周波成分の高調波を生成するための、多数のサンプルを含むオーディオ信号を処理するための装置に関する。この装置は、一般に、広範囲のオーディオアプリケーションに適用することができる。この装置は、一般に、スピーカーなどのオーディオ出力要素の構造的および/または物理的制限のために、低周波数応答が不十分であるような、任意のオーディオアプリケーションに適用することができる。言い換えれば、この装置は、一般に、スピーカーなどのオーディオ出力要素の構造的および/または物理的制限のために、仮想低音強調がオーディオ信号の低周波成分の、欠落した高調波を補正するために使用される、任意のオーディオアプリケーションに適用することができ、ここで、低周波成分は低音成分と見なされるか示されることがある。
この装置の例示的なオーディオアプリケーションは、モバイルデバイスアプリケーションまたはポータブルデバイスアプリケーションである。したがって、この装置は、モバイルデバイスまたはポータブルデバイス、例えば、モバイルコンピュータ、スマートフォン、タブレット、モバイルスピーカーなどに設置することができる。
この装置の好ましいオーディオアプリケーションは、自動車のオーディオアプリケーションである。したがって、この装置は、それぞれ、車両または自動車に設置することができる。したがって、この装置は、それぞれ、車両オーディオシステムまたはカーオーディオシステムとして提供され、または、この装置は、それぞれ、車両オーディオシステムまたはカーオーディオシステムの一部を形成することができる。自動車用途では、この装置は、それぞれ、車両または自動車に備えられた、スピーカーなどのオーディオ出力要素の構造的および/または物理的制限に起因するオーディオ信号の低周波成分の、欠落した高調波を補償することを可能にする。
その用途に関係なく、この装置は、ハードウェアおよび/またはソフトウェアで具体化することができる。
この装置は、少なくとも1つのハードウェアおよび/またはソフトウェアで具体化されたオーディオ処理デバイスを含む。
少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、入力オーディオ信号の時間依存表現、特に入力オーディオ信号の半波表現において、多数のサンプルを含む入力オーディオ信号を処理するように構成されている。入力オーディオ信号の時間依存表現は、通常、入力オーディオ信号の間隔を置いたサンプリングポイントの時間依存表現、より具体的には、入力オーディオ信号の不均一な間隔のサンプリングポイントの時間依存表現であるか、またはそれを含んでいる。入力オーディオ信号の時間依存表現は、時間軸、すなわち通常は入力オーディオ信号のサンプルを表すx軸に沿って入力オーディオ信号のサンプルポイントを相互接続するグラフ関数(曲線)、または時間軸、すなわち通常は入力オーディオ信号のサンプルを表すx軸に沿って入力オーディオ信号のサンプルポイントを相互接続するそれぞれのグラフ関数(曲線)の表現を含んでいてもよい。それぞれのグラフ関数は、例えば、入力オーディオ信号のサンプルポイントの補間によって決定することができる。したがって、オーディオ処理デバイスは、多数のサンプルを含む入力オーディオ信号から、入力オーディオ信号の時間依存表現、特に入力オーディオ信号の半波表現を生成するように構成されている。したがって、この装置の動作中、オーディオ処理デバイスは、入力オーディオ信号の時間依存表現、特に入力オーディオ信号の半波表現において、それぞれの入力オーディオ信号を処理する。したがって、この装置の動作中、オーディオ処理デバイスは、それぞれの入力オーディオ信号から、入力オーディオ信号の時間依存表現、特に入力オーディオ信号の半波表現を生成する。
オーディオ処理デバイスは、入力オーディオ信号の時間依存表現において、入力オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の間隔を決定するようにさらに構成さている。したがって、オーディオ処理デバイスは、ゼロ交差、すなわち、時間依存表現において入力オーディオ信号のサンプルポイントを相互接続するそれぞれのグラフ関数が時間軸と交差する場所、での入力オーディオ信号の時間依存表現を分析するように構成されており、および、それぞれのゼロ交差の決定に基づいて、最初のゼロ交差、すなわち、時間依存表現において入力オーディオ信号のサンプルポイントを相互接続するそれぞれのグラフ関数が初めて時間軸と交差する最初の場所、とさらなるゼロ交差(または2番目のゼロ交差)、すなわち、時間依存表現において入力オーディオ信号のサンプルポイントを相互接続するそれぞれのグラフ関数がさらに(または2回目に)時間軸と交差するさらなる位置、の間の間隔を決定する。したがって、この装置の動作中、オーディオ処理デバイスは、それぞれのゼロ交差、すなわち、入力オーディオ信号の時間依存表現において入力オーディオ信号のサンプルポイントを相互接続するそれぞれのグラフ関数が時間軸と交差する場所、において入力オーディオ信号の時間依存表現を分析し、それぞれのゼロ交差の決定に基づいて、それぞれの最初のゼロ交差とそれぞれのさらなるゼロ交差(または2番目のゼロ交差)の間の間隔を決定する。
それぞれの最初のゼロ交差およびさらなるゼロ交差は、直接連続するゼロ交差であってもよい。しかし、それぞれの最初のゼロ交差とそれ以降のゼロ交差が直接連続するゼロ交差ではないが、少なくとも1つのゼロ交差がそれぞれの最初のゼロ交差とそれぞれのさらなるゼロ交差の間にあるような間接的な連続ゼロ交差であってもよい。したがって、それぞれの間隔は、入力オーディオ信号の時間依存表現の2つの直接連続するゼロ交差の間に延びるか、またはそれぞれの間隔は、入力オーディオ信号の時間依存表現の2つの間接的に連続するゼロ交差の間に延びていてもよい。
少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、決定された間隔でサンプルポイントの最初のセットを決定するようにさらに構成され、最初のセットはその間隔の最初の位置にある多数のサンプルポイントを含む。したがって、この装置の動作中、オーディオ処理デバイスは、その間隔でサンプルポイントの最初のセットを決定し、最初のセットはその間隔の最初の位置にある多数のサンプルポイントを含む。その間隔でのサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置は、通常、入力オーディオ信号の時間依存表現で与えられる間隔での入力オーディオ信号のサンプルポイントの元の位置を表す。言い換えると、サンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置は、通常、入力オーディオ信号を処理することによって得られる入力オーディオ信号の時間依存表現で与えられる間隔での入力オーディオ信号のサンプルポイントの元の位置に対応している。
少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、決定された間隔でサンプルポイントの2番目のセットを決定するようにさらに構成され、2番目のセットはその間隔の2番目の位置にある多数のサンプルポイントを含む。したがって、この装置の動作中、少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、その間隔でサンプルポイントの2番目のセットを決定し、サンプルポイントの2番目のセットはその間隔の2番目の位置にある多数のサンプルポイントを含む。サンプルポイントの2番目のセットのサンプルポイントの位置は、通常、その間隔での入力オーディオ信号のサンプルポイントのターゲット位置を表し、したがって、入力オーディオ信号の時間依存表現で与えられた間隔で、入力オーディオ信号のサンプルポイントの元の位置からオフセットされている。言い換えると、その間隔でのサンプルポイントの2番目のセットのサンプルポイントPの位置は、通常、入力オーディオ信号の時間依存表現で与えられる間隔でのサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置からオフセットされた位置に対応している。
サンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの数は、通常、サンプルポイントの2番目のセットのサンプルポイントの数と同じである。
少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、オーディオ信号変更ルールに基づいて、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔でのサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、その間隔での入力オーディオ信号を変更するようにさらに構成されている。したがって、この装置の動作中、少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、オーディオ信号変更ルールに基づいて、すなわち、オーディオ信号変更ルールを使用して、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔でのサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更する。したがって、オーディオ信号変更ルールは、それぞれのサンプルポイントの位置が、サンプルポイントの最初のセットの初期位置から、サンプルポイントの2番目のセットのターゲット位置に変更されるように、その間隔でのサンプルポイントの位置の変更を指定する。したがって、変更ルールは、サンプルポイントの最初のセットにおけるそれぞれのサンプルポイントの位置、すなわち、それぞれのサンプルポイントの位置が変更される前の位置と、サンプルポイントの2番目のセットにおけるそれぞれのサンプルポイントの変更された位置、すなわち、それぞれのサンプルポイントの位置が変更された後の位置、の間のオフセットを指定することもできる。
少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、変更されたオーディオ信号間隔を元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔に適用して、変更されたオーディオ信号を生成するようにさらに構成されている。したがって、この装置の動作中、少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、変更されたオーディオ信号間隔を元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔に適用して、変更されたオーディオ信号を生成する。変更されたオーディオ信号は、元の入力オーディオ信号が低周波成分の生成された高調波を含むかのように、音響的に知覚可能であり、または知覚される。変更されたオーディオ信号は、通常、入力オーディオ信号のレベルに対して不変であるため、自動ゲイン制御ステージを適用する必要はない。
変更されたオーディオ信号は、音響環境、例えば、スピーカーなどの1つまたは複数のオーディオ出力要素を含むオーディオ出力デバイスを介して車両キャビンで出力することができる。
オーディオ処理デバイスは、オーディオ処理デバイスの処理ユニットによって実行されたときに、オーディオ処理デバイスが上記の処理、決定、変更、および上記で指定された態様の適用の実現を可能にするコンピュータ可読命令を備えてもよい。
この装置は、入力オーディオ信号の低周波数成分の高調波を比較的複雑さを抑えて生成するという非常に効率的な原理を可能にするため、リアルタイムアプリケーションに適している。
少なくとも1つのオーディオ処理デバイスの動作の上記の説明から明らかなように、したがって、少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、特に不均一な間隔ベースで、および、特に均一な間隔ベースで、多数のサンプルを有する入力オーディオ信号を再サンプリングし、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントがサンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置からサンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、サンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによってサンプルを再び広げるように構成されている。
単なる例として、正の純粋な正弦波の半波を表す入力オーディオ信号は、半波の開始時に低いサンプルポイント密度で再サンプリングされ、また、半波の終わりに向かってサンプルポイント密度が高くなると、抜け落ちたのこぎり波に似たオーディオ信号の波形が生成される可能性がある。次の負の半波が逆サンプルポイント密度で再サンプリングされた場合、結果として得られるオーディオ信号は、元の正弦波の半波と同じ基本周波数を持つが、のこぎり波の半波に似た高調波パターンを持つ。
少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔のサンプルポイントの数と同一であるように、最初のゼロ交差と少なくとも1つのさらなるゼロ交差との間のサンプルポイントの数を決定するように構成されてもよい。元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔のサンプルポイントの数と同じになるように、最初のゼロ交差と少なくとも1つのさらなるゼロ交差の間のサンプルポイントの数を決定すると、通常、低周波成分の高調波の生成にプラスの影響を与える。
少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置の定義可能なまたは定義された変更を指定するオーディオ信号変更ルールに基づいて、オーディオ信号を変更するように構成されてもよい。
オーディオ信号変更ルールは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更され、サンプルポイントの2番目のセットのサンプルポイントが均一または不均一な間隔になるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置の定義された変更を特に指定することができる。したがって、オーディオ処理デバイスは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの2番目のセットのサンプルポイントのサンプルの均一または不均一な間隔の位置を前提として、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、サンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、サンプルを再び均一または不均一に広げるように構成することができる。
オーディオ信号変更ルールは、それぞれの最初の位置を有するサンプルポイントの最初のセットの入力サンプルポイントを、それぞれの2番目の位置を有するサンプルポイントの2番目のセットの出力サンプルポイントにマッピングするように構成されたマッピング関数、特に単調写像関数であってもそれを含んでいてもよい。マッピング関数は、具体的には、事前定義可能な範囲または事前定義された範囲で、例えば、[0,1]の範囲で、入力サンプルポイントをマッピングし、事前定義可能な範囲または事前定義された範囲でサンプルポイントを出力することができる。したがって、少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、それぞれのマッピング関数に基づいて、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントの位置を、サンプルポイントの2番目のセットの定義された位置にマッピングするように構成されていてもよい。マッピング関数は、特に、サンプルポイントの2番目のセットのサンプルポイントの不均一な間隔の位置を許容することができる。マッピング関数により、変更されたオーディオ信号の音響的に知覚可能な特性に協働して影響を与えることができる。追加的または代替的に、オーディオ信号変更ルールは、入力オーディオ信号のゼロ交差接線を時計回りまたは反時計回りの方向に傾斜させるように構成された傾斜関数であってもよくそれを含んでいてもよい。したがって、少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、入力オーディオ信号のそれぞれのゼロ交差において、時計回り方向または反時計回り方向に予め定義可能なまたは予め定義された程度で、ゼロ交差接線、すなわち、入力オーディオ信号のサンプルポイントを時間軸、すなわち、通常は入力オーディオ信号のサンプルを表すx軸、に沿って相互接続するそれぞれのグラフ関数(曲線)の接線、または、入力オーディオ信号のサンプルポイントを時間軸、すなわち、通常は入力オーディオ信号のサンプルを表すx軸、に沿って相互接続するそれぞれのグラフ関数(曲線)の表現、を傾けるように構成されてもよい。したがって、傾斜関数は、変更されたオーディオ信号の音響的に知覚可能な特性に協働して影響を与えることができる。
通常、少なくとも1つのオーディオ処理デバイスによって処理可能または処理される入力オーディオ信号は、特定の元の波形を有する。少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、入力オーディオ信号の特定の元の波形を、変更されたオーディオ信号の少なくとも1つのターゲット波形に変更するように構成されていてもよい。特に、少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、入力オーディオ信号の特定の元の波形を、入力オーディオ信号の波形の定義された変更を指定するオーディオ信号変更ルールに基づいて、元の波形から、変更されたオーディオ信号の少なくとも1つのターゲット波形に変更するように構成されていてもよい。したがって、少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、少なくとも1つのそれぞれのオーディオ信号変更ルールを適用することによって、入力オーディオ信号の元の波形を変更するように構成されていてもよい。したがって、入力オーディオ信号の元の波形を、変更されたオーディオ信号のターゲット波形に、または変更されたオーディオ信号のターゲット波形に向けて変更することにより、変更されたオーディオ信号の音響的に知覚可能な特性に協働して影響を与えることができる。
入力オーディオ信号のそれぞれのターゲット波形は、対称波形、特に矩形波形、三角波形、または針波形であってもよい。あるいは、入力オーディオ信号のそれぞれのターゲット波形は、非対称波形、特にのこぎり波、好ましくは直線またはへこんだ下降または上昇のこぎり波であってもよい。しかし、それぞれのターゲット波形は自由形式の波形であってもよい。
少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の少なくとも1つのゼロ交差が、オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の間隔を決定するために考慮されない、スキップルールまたはスキップ係数を適用するように構成されていてもよい。それぞれのスキップルールまたはそれぞれのスキップ係数の適用は、変更されたオーディオ信号を非常に低い周波数で生成することを可能にしてもよい。原則として、スキップ係数が高いほど、変更されたオーディオ信号の周波数は低くなる。したがって、それぞれのスキップルールまたはそれぞれのスキップ係数の適用は、変更されたオーディオ信号の音響的に知覚可能な特性に協働して影響を与えることを可能にする。
この装置は、オーディオ信号がオーディオ処理デバイスによって処理される前に、オーディオ信号に少なくとも1つのフィルタリングルールを適用するように配置および/または構成された、少なくとも1つのフィルタデバイス、特にローパスフィルタデバイスをさらに備えていてもよい。それぞれのフィルタデバイスは、通常、オーディオ処理デバイスの入力側に配置される。追加的または代替的に、この装置は、オーディオ信号がオーディオ処理デバイスによって処理された後に、オーディオ信号に少なくとも1つのフィルタリングルールを適用するように配置された少なくとも1つのフィルタデバイス、特にローパスフィルタデバイスをさらに備えていてもよい。それぞれのフィルタデバイスは、通常、オーディオ処理デバイスの出力側に配置される。それぞれのフィルタデバイスは、通常、例えば、不要な相互変調アーティファクトを除去できるため、入力オーディオ信号の低周波成分のそれぞれの高調波の生成にプラスの影響を与える。それぞれのフィルタデバイスのカットオフ周波数は、この装置の動作パラメータに基づいて決定することができる。単なる例として、それぞれのフィルタデバイスのカットオフ周波数は、この装置のより低い-3dBのカットオフ周波数である場合がある。
この装置は、1つまたは複数のオーディオ処理デバイスを備えていてもよい。複数のオーディオ処理装置を設けることにより、入力オーディオ信号の2つ以上の半波を一度に処理することが可能になり、それにより、(サブ)高調波の低周波成分が生成される。
したがって、この装置は、最初のオーディオ処理デバイスおよび少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスを備えていてもよい。
それぞれの最初のオーディオ処理デバイスは、それぞれの少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスと並列に配置されていてもよく、逆もまた同様である。したがって、この装置は、並列配置で配置された最初のオーディオ処理デバイスおよび少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスを備えていてもよい。
それぞれの最初のオーディオ処理デバイスは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、最初のオーディオ信号変更ルールに基づいて、入力オーディオ信号を変更するように構成されていてもよい。それぞれの少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、少なくとも1つのさらなるオーディオ信号変更ルールに基づいて、入力オーディオ信号を変更するように構成されていてもよい。したがって、それぞれの最初のオーディオ処理デバイスおよびそれぞれの少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスのオーディオ信号変更特性は、少なくとも部分的に異なっていてもよく、通常、入力オーディオ信号の低周波数成分の高調波を生成する可能性は、2つ以上のオーディオ処理デバイスを使用することによって強化することができる。
したがって、それぞれの最初のオーディオ処理デバイスの最初のオーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号の元の波形から少なくとも1つの最初のターゲット波形への、オーディオ信号の波形の定義された変更を指定してもよく、そして、それぞれの少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスの少なくとも1つのさらなるオーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号の元の波形から少なくとも1つのさらなるターゲット波形への、オーディオ信号の波形の定義された変更を指定してもよい。それによって、少なくとも1つの最初のオーディオ信号変更ルールによって指定されるオーディオ信号の最初のターゲット波形は、少なくとも1つのさらなるオーディオ信号変更ルールによって指定されるオーディオ信号の少なくとも1つのさらなるターゲット波形と反対であってもよい。非対称のターゲット波形の単なる例として、オーディオ信号の最初のターゲット波形は、上昇するのこぎり波であってもよく、オーディオ信号の少なくとも1つのさらなるターゲット波形は、下降するのこぎり波であってもよい。同様の原理が他の非対称波形にも当てはまる。同様の原理が対称波形にも当てはまる。
それぞれの最初のオーディオ処理デバイスは、最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の少なくとも1つのゼロ交差が、オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定するために考慮されない、最初のスキップルールまたは最初のスキップ係数を適用するように構成されていてもよく、そして、それぞれの少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスは、最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の少なくとも1つのゼロ交差が、オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定するために考慮されない、少なくとも1つのさらなるスキップルールまたは少なくとも1つのさらなるスキップ係数を適用するように構成されていてもよい。それによって、少なくとも1つの最初のオーディオ処理デバイスによって適用可能な最初のスキップルールまたは最初のスキップ係数は、少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスによって適用可能な少なくとも1つのさらなるスキップルールまたは少なくとも1つのさらなるスキップ係数とは異なっていても、すなわち、より高くてもより低くてもよい。異なるスキップルールまたはスキップ係数をそれぞれ適用することにより、変更されたオーディオ信号の音響的に知覚可能な特性に協働して影響を与えることができる。
本発明の第2の態様は、特に車両キャビンで、オーディオ信号を出力するための装置に関し、オーディオ信号は、特にオーディオ信号に欠落している低周波成分を生成するために、多数のサンプルを含む。この装置は以下を備える:
-つぎのように構成された少なくとも1つのオーディオ処理デバイス:
--オーディオ信号の時間依存表現、特にオーディオ信号の半波表現で、多数の不均一な間隔のサンプリングポイントを含むオーディオ信号を処理し;
--オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定し;
--その間隔のサンプルポイントの最初のセットを決定し、サンプルポイントの最初のセットは、その間隔の最初の位置に多数のサンプルポイントを備え;
--その間隔のサンプルポイントの2番目のセットを決定し、サンプルポイントの2番目のセットは、その間隔の2番目の位置に多数のサンプルポイントを備え;
--オーディオ信号変更ルールに基づいて、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のオーディオ信号を変更し;
-変更されたオーディオ信号を生成するために、変更されたオーディオ信号間隔を、元のオーディオ信号のそれぞれの間隔に適用する;および
-音響環境、特に車両キャビンで、変更されたオーディオ信号を出力するように構成された少なくとも1つのオーディオ出力デバイス。
少なくとも1つのオーディオ出力デバイスは、スピーカーなどの1つ以上のオーディオ出力要素を備えている。少なくとも1つのオーディオ出力要素は、低音スピーカーまたは低音シェーカーなどの特定の低音オーディオ出力要素として構築されてもよい。
この装置は、本発明の第1の態様による装置に従って指定されたオーディオ処理デバイスを特に備えていてもよい。
本発明の第1の態様による装置に関するすべての注釈は、本発明の第2の態様の装置にも適用される。
本発明の第3の態様は、特にオーディオ信号に欠落している低周波数成分を生成するために、多数のサンプルを含むオーディオ信号を処理するための方法に関する。この方法は以下を含む:
-オーディオ信号の時間依存表現、特にオーディオ信号の半波表現で、多数の不均一な間隔のサンプリングポイントを含むオーディオ信号を処理し;
-オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定し;
-その間隔のサンプルポイントの最初のセットを決定し、サンプルポイントの最初のセットは、その間隔の最初の位置に多数のサンプルポイントを備え;
-その間隔のサンプルポイントの2番目のセットを決定し、サンプルポイントの2番目のセットは、その間隔の2番目の位置に多数のサンプルポイントを備え;
-オーディオ信号変更ルールに基づいて、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のオーディオ信号を変更し;
-変更されたオーディオ信号を生成するために、変更されたオーディオ信号間隔を、元のオーディオ信号のそれぞれの間隔に適用する。
本発明の第1の態様による装置に関するすべての注釈は、本発明の第3の態様の装置にも適用される。
本発明の第4の態様は、特に車両キャビンで、オーディオ信号を出力するための方法に関し、オーディオ信号は、特にオーディオ信号に欠落している低周波成分を生成するために、多数のサンプルを含む。この方法は以下を含む:
-オーディオ信号の時間依存表現、特にオーディオ信号の半波表現で、多数の不均一な間隔のサンプリングポイントを含むオーディオ信号を処理し;
-オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定し;
-その間隔のサンプルポイントの最初のセットを決定し、サンプルポイントの最初のセットは、その間隔の最初の位置に多数のサンプルポイントを備え;
-その間隔のサンプルポイントの2番目のセットを決定し、サンプルポイントの2番目のセットは、その間隔の2番目の位置に多数のサンプルポイントを備え;
-オーディオ信号変更ルールに基づいて、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のオーディオ信号を変更し;
-変更されたオーディオ信号を生成するために、変更されたオーディオ信号間隔を、元のオーディオ信号のそれぞれの間隔に適用し;そして
-特に車両キャビンで、変更されたオーディオ信号を出力する。
本発明の第2の態様による装置に関するすべての注釈は、本発明の第4の態様の装置にも適用される。
本発明の例示的な実施形態は、図を参照して説明されている:
図1~5はそれぞれ、例示的な実施形態による装置の原理図を示す。
図6は、例示的な実施形態による、オーディオ信号変更ルールに基づく変更前の入力オーディオ信号の時間依存表現を示す;図7は、例示的な実施形態による、オーディオ信号変更ルールに基づく変更後の入力オーディオ信号の時間依存表現を示す。
図8は、例示的な実施形態による、オーディオ信号変更ルールに基づく変更前の入力オーディオ信号の時間依存表現を示す;そして
図9、10はそれぞれ、例示的な実施形態による、オーディオ信号変更ルールに基づく変更後の入力オーディオ信号の時間依存表現を示す。
図1は、例示的な実施形態による、多数のサンプルを含むオーディオ信号を処理するための装置1の原理図を示している。装置1は、入力オーディオ信号の低周波数成分の(欠落した)高調波を生成するように、オーディオ信号を処理するように特別に構成されている。
装置1は、オーディオ入力デバイス2、すなわち、デジタル入力オーディオ信号を装置1に入力することができるデバイス、およびオーディオ出力デバイス3、すなわち、変更されたオーディオ信号を音響環境に出力することができるデバイス、を備えている。オーディオ入力デバイス2は、1つ以上のオーディオ入力要素、例えば、デジタルオーディオ入力インターフェースを備えていてもよい。オーディオ出力デバイス3は、スピーカーなどの、1つ以上のオーディオ出力要素を備えていてもよい。
装置1は、一般に、例えば、スピーカーなどのオーディオ出力要素の構造的および/または物理的制限のために、低周波数応答が不十分であるような、任意のオーディオアプリケーションに適用することができる。言い換えれば、装置1は、一般に、スピーカーなどのオーディオ出力要素の構造的および/または物理的制限のために、仮想低音強調がオーディオ信号の低周波成分の、欠落した高調波を補正するために使用される、任意のオーディオアプリケーションに適用することができる。
装置1の例示的なオーディオアプリケーションは、モバイルデバイスアプリケーションまたはポータブルデバイスアプリケーションである。したがって、装置1は、モバイルデバイスまたはポータブルデバイス、例えば、モバイルコンピュータ、スマートフォン、タブレット、モバイルスピーカーなどに設置することができる。
図1は、装置1の自動車のオーディオアプリケーションを示している。したがって、装置1は、それぞれ、車両または自動車に設置することができる。装置1は、それぞれ、車両オーディオシステムまたはカーオーディオシステムとして提供され、または、装置1は、それぞれ、車両オーディオシステムまたはカーオーディオシステムの一部を形成することができる。図1の自動車用途では、装置1は、それぞれ、車両4または自動車に備えられた、スピーカーなどのオーディオ出力要素の構造的および/または物理的制限に起因するオーディオ信号の低周波成分の、欠落した高調波を補償することを可能にする。図1の例示的な実施形態において、装置1は、ハードウェアおよび/またはソフトウェアで具体化されたオーディオ処理デバイス5、オーディオ処理デバイス5の入力側でオーディオ処理デバイス5に接続されたオプションの第1のフィルタデバイス6、オーディオ処理デバイス5の出力側でオーディオ処理デバイス5に接続されたオプションの第2のフィルタデバイス7、オーディオ処理デバイス5に並列に配置されたオプションの補償遅延デバイス8、および第2のフィルタデバイス7の出力側で第2のフィルタデバイスに接続され、遅延デバイス8の出力側で遅延デバイス8に接続されたオプションのミキサーデバイス9を備えている。
オーディオ処理デバイス5は、入力オーディオ信号の時間依存表現、特に入力オーディオ信号の半波表現において、多数のサンプルを含む入力オーディオ信号を処理するように構成されている(図6を参照)。図6から明らかなように、入力オーディオ信号の時間依存表現は、入力オーディオ信号の間隔を置いたサンプリングポイントP1の時間依存表現、より具体的には、入力オーディオ信号の不均一な間隔のサンプリングポイントPの時間依存表現であるか、またはそれを含んでいる。さらに図6から明らかなように、入力オーディオ信号の時間依存表現は、時間軸、すなわち入力オーディオ信号のサンプルを表すx軸に沿って入力オーディオ信号のサンプルポイントPを相互接続するグラフ関数(曲線)、または時間軸、すなわち通常は入力オーディオ信号のサンプルを表すx軸に沿って入力オーディオ信号のサンプルポイントを相互接続するグラフ関数(曲線)を含んでいてもよい。それぞれのグラフ関数は、例えば、入力オーディオ信号のサンプルポイントPの補間によって決定することができる。したがって、オーディオ処理デバイス5は、多数のサンプルを含む入力オーディオ信号から、入力オーディオ信号の時間依存表現、特に入力オーディオ信号の半波表現を生成するように構成されている。したがって、装置1の動作中、オーディオ処理デバイス5は、入力オーディオ信号の時間依存表現、特に入力オーディオ信号の半波表現において、それぞれの入力オーディオ信号を処理し、そして、それぞれの入力オーディオ信号から、入力オーディオ信号の時間依存表現、特に入力オーディオ信号の半波表現を生成する。
オーディオ処理デバイス5は、入力オーディオ信号の時間依存表現において、入力オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の間隔を決定するようにさらに構成さている。したがって、オーディオ処理デバイス5は、ゼロ交差、すなわち、時間依存表現において入力オーディオ信号のサンプルポイントPを相互接続するグラフ関数が時間軸と交差する場所、での入力オーディオ信号の時間依存表現を分析するように構成されており、および、それぞれのゼロ交差の決定に基づいて、最初のゼロ交差、すなわち、入力オーディオ信号のサンプルポイントPを相互接続するグラフ関数が初めて時間軸と交差する最初の場所、とさらなるゼロ交差(または2番目のゼロ交差)、すなわち、入力オーディオ信号のサンプルポイントPを相互接続するグラフ関数がさらに(または2回目に)時間軸と交差するさらなる位置、の間の間隔を決定する。したがって、装置1の動作中、オーディオ処理デバイス5は、それぞれのゼロ交差において入力オーディオ信号の時間依存表現を分析し、それぞれのゼロ交差の決定に基づいて、それぞれの最初のゼロ交差とそれぞれのさらなるゼロ交差(または2番目のゼロ交差)の間の間隔を決定する。
それぞれの最初のゼロ交差およびさらなるゼロ交差は、直接連続するゼロ交差であってもよい。しかし、それぞれの最初のゼロ交差とそれ以降のゼロ交差が直接連続するゼロ交差ではないが、少なくとも1つのゼロ交差がそれぞれの最初のゼロ交差とそれぞれのさらなるゼロ交差の間にあるような間接的な連続ゼロ交差であってもよい。したがって、それぞれの間隔Iは、入力オーディオ信号の時間依存表現の2つの直接連続するゼロ交差の間に延びるか、またはそれぞれの間隔Iは、入力オーディオ信号の時間依存表現の2つの間接的に連続するゼロ交差の間に延びていてもよい。オーディオ処理デバイス5は、決定された間隔IでサンプルポイントPの最初のセットS1を決定するようにさらに構成され、サンプルポイントPの最初のセットは間隔Iの最初の位置にある多数のサンプルポイントPを含む(図6を参照)。したがって、装置1の動作中、オーディオ処理デバイス5は、間隔IでサンプルポイントPの最初のセットS1を決定し、サンプルポイントPの最初のセットS1は間隔Iの最初の位置にある多数のサンプルポイントPを含む(図6を参照)。間隔IでのサンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置は、通常、入力オーディオ信号の時間依存表現で与えられる間隔Iでの入力オーディオ信号のサンプルポイントPの元の位置を表す(図6を参照)。言い換えると、サンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置は、通常、入力オーディオ信号を処理することによって得られる入力オーディオ信号の時間依存表現で与えられる間隔Iでの入力オーディオ信号のサンプルポイントPの元の位置に対応している。
オーディオ処理デバイス5は、決定された間隔Iでサンプルポイントの2番目のセットS2を決定するようにさらに構成され、2番目のセットS2は間隔Iの2番目の位置にある多数のサンプルポイントPを含む(図7を参照)。したがって、装置5の動作中、オーディオ処理デバイス5は、間隔Iでサンプルポイントの2番目のセットS2を決定し、サンプルポイントPの2番目のセットS2は間隔Iの2番目の位置にある多数のサンプルポイントPを含む(図7を参照)。サンプルポイントPの2番目のセットS2のサンプルポイントPの位置は、間隔Iでの入力オーディオ信号のサンプルポイントPのターゲット位置を表し、したがって、入力オーディオ信号の時間依存表現で与えられた間隔Iで、入力オーディオ信号のサンプルポイントPの元の位置からオフセットされている(図6、7を参照)。言い換えると、間隔IでのサンプルポイントPの2番目のセットS2のサンプルポイントPの位置は、通常、入力オーディオ信号の時間依存表現で与えられる間隔でのサンプルポイントP1の最初のセットS1のサンプルポイントPの位置からオフセットされた位置に対応している。
図6、7から明らかなように、サンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの数は、サンプルポイントPの2番目のセットS2のサンプルポイントPの数と同じであってもよい。
オーディオ処理デバイス5は、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントが、図6に示されるようなサンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置から、図7に示されるようなサンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置に変更されるように、間隔IでのサンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置を変更するオーディオ信号変更ルールに基づいて、間隔Iでの入力オーディオ信号を変更するようにさらに構成されている。したがって、装置1の動作中、オーディオ処理デバイス5は、オーディオ信号変更ルールに基づいて、すなわち、オーディオ信号変更ルールを使用して、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントPが、図6に示されるようなサンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置から、図7に示されるようなサンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置に変更されるように、間隔IでのサンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置を変更する。したがって、オーディオ信号変更ルールは、それぞれのサンプルポイントPの位置が、サンプルポイントの最初のセットS1の初期位置(図6を参照)から、サンプルポイントの2番目のセットS2のターゲット位置(図7を参照)に変更されるように、間隔IでのサンプルポイントPの位置の変更を指定してもよい。したがって、変更ルールは、サンプルポイントPの最初のセットS1におけるそれぞれのサンプルポイントPの位置、すなわち、それぞれのサンプルポイントPの位置が変更される前の位置と、サンプルポイントPの2番目のセットS2におけるそれぞれのサンプルポイントPの変更された位置、すなわち、それぞれのサンプルポイントPの位置が変更された後の位置、の間のオフセットを指定することもできる。
オーディオ処理デバイス5は、変更されたオーディオ信号間隔Iを元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔に適用して、変更されたオーディオ信号を生成するようにさらに構成されている。元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔への修正されたオーディオ信号の適用は、ミキサーデバイス9を介して実行されてもよい。したがって、装置1の動作中、オーディオ処理デバイス5は、変更されたオーディオ信号間隔を元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔に適用して、変更されたオーディオ信号を生成する。変更されたオーディオ信号は、元の入力オーディオ信号が低周波成分の生成された高調波を含むかのように、音響的に知覚可能であり、または知覚される。変更されたオーディオ信号は、通常、入力オーディオ信号のレベルに対して不変であるため、自動ゲイン制御ステージを適用する必要はない。
変更されたオーディオ信号は、音響環境、例えば、オーディオ出力デバイス3を介して車両キャビンで出力することができる。オーディオ処理デバイス5の動作の上記の説明から明らかなように、したがって、オーディオ処理デバイス5は、特に不均一な間隔ベースで、および、特に均一な間隔ベースで、多数のサンプルを有する入力オーディオ信号を再サンプリングし、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントPがサンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置からサンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置に変更されるように、サンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置を変更することによってサンプルを再び広げるように構成されている。
図6、7の例示的な実施形態から明らかなように、正の純粋な正弦波の半波を表す入力オーディオ信号は、半波の開始時に低いサンプルポイント密度で再サンプリングされ、また、半波の終わりに向かってサンプルポイント密度が高くなると、抜け落ちたのこぎり波に似たオーディオ信号の波形が生成される可能性がある。さらに図6、7から明らかなように、次の負の半波が逆サンプルポイント密度で再サンプリングされた場合、結果として得られるオーディオ信号は、元の正弦波の半波と同じ基本周波数を持つが、のこぎり波の半波に似た高調波パターンを持つ。
オーディオ処理デバイス5は、元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔IのサンプルポイントPの数と同一であるように、最初のゼロ交差と少なくとも1つのさらなるゼロ交差との間のサンプルポイントPの数を決定するように構成されてもよい。元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔IのサンプルポイントPの数と同じになるように、最初のゼロ交差と少なくとも1つのさらなるゼロ交差の間のサンプルポイントPの数を決定すると、通常、低周波成分の高調波の生成にプラスの影響を与える。
オーディオ処理デバイス5は、サンプルポイントの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントPが、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置(図6を参照)から、サンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置(図7を参照)に変更されるように、間隔Iのサンプルポイントの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置の定義可能なまたは定義された変更を指定するオーディオ信号変更ルールに基づいてオーディオ信号を変更するように構成されてもよい。
さらに図6、7から明らかなように、オーディオ信号変更ルールは、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントPが、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置(図6を参照)から、サンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置(図7を参照)に変更され、サンプルポイントPの2番目のセットS2のサンプルポイントPが均一または不均一な間隔になるように、間隔IのサンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置の定義された変更を特に指定することができる。したがって、オーディオ処理デバイス5は、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントPが、サンプルポイントPの2番目のセットS2のサンプルポイントPのサンプルの均一または不均一な間隔の位置を前提として、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置に変更されるように、サンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置を変更することによって、サンプルを再び均一または不均一に広げるように構成することができる。
オーディオ信号変更ルールは、それぞれの最初の位置を有するサンプルポイントP1の最初のセットS1の入力サンプルポイントPを、それぞれの2番目の位置を有するサンプルポイントPの2番目のセットS2の出力サンプルポイントPにマッピングするように構成されたマッピング関数、特に単調写像関数であってもそれを含んでいてもよい。図6、7から明らかなように、マッピング関数は、具体的には、事前定義可能な範囲または事前定義された範囲で、例えば、[0,1]の範囲で、入力サンプルポイントP(図6を参照)をマッピングし、事前定義可能な範囲または事前定義された範囲でサンプルポイントP(図7を参照)を出力することができる。したがって、オーディオ処理デバイス5は、それぞれのマッピング関数に基づいて、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントPの位置を、サンプルポイントPの2番目のセットS2の定義された位置にマッピングするように構成されていてもよい。図6、7から明らかなように、マッピング関数は、特に、サンプルポイントPの2番目のセットS2のサンプルポイントPの不均一な間隔の位置を許容することができる。
それぞれのマッピング関数f(x)の3つの例を以下に示し、括弧内に変更されたオーディオ信号の結果として生じる波形形状を示す。
例1:f(x)=(e<x*D>-1)/(e<D>-1)(上昇するへこんだのこぎり波)
例2:f(x)=(e<D>-e<xr*D>)/(e<D>-1)(下降するへこんだのこぎり波)
例3:f(x)=log(1+(x<*>D))/log(1+D)(下降する直線ののこぎり波)
それにより、xは、サンプルポイントPの2番目のセットS2のサンプルポイントPの関数であってもよく、これによって、x(P)=P/(N-1)であり、ここで、Nは、サンプルポイントPの2番目のセットS2内のサンプルポイントPの数であり、ここで、それぞれのセット内の最初のサンプルポイントの場合はP=0、それぞれのセット内の最後のサンプルポイントPの場合はP=N-1である。そのため、x(P)は[0,1]の範囲内にある。
上記の例示的なマッピング関数f(x)は、[0,1]の範囲内で単調に上昇し、事前定義可能または事前定義された歪みパラメータDを含み、逆入力ベクトルxrで動作してもよく、ここで、xr(P)=x(N-1)-x(P)である。
追加的または代替的に、オーディオ信号変更ルールは、入力オーディオ信号のゼロ交差接線を時計回りまたは反時計回りの方向に傾斜させるように構成された傾斜関数であってもよくそれを含んでいてもよい(図8~10を参照)。したがって、図9、10の矢印によって示されるように、オーディオ処理デバイス5は、入力オーディオ信号のそれぞれのゼロ交差において、時計回り方向(図9を参照)または反時計回り方向(図10を参照)に予め定義可能なまたは予め定義された程度で、ゼロ交差接線T、すなわち、入力オーディオ信号のサンプルポイントPを時間軸、すなわち、入力オーディオ信号のサンプルを表すx軸、に沿って相互接続するそれぞれのグラフ関数(曲線)の接線を傾けるように構成されてもよい。例えば、図6~10から明らかなように、オーディオ処理デバイス5によって処理可能または処理される入力オーディオ信号は、特定の元の波形を有する。図6~10に関連した上記の説明から明らかなように、オーディオ処理デバイス5は、入力オーディオ信号の特定の元の波形を、変更されたオーディオ信号の少なくとも1つのターゲット波形に変更するように構成されている。特に、オーディオ処理デバイス5は、入力オーディオ信号の特定の元の波形を、入力オーディオ信号の波形の定義された変更を指定するオーディオ信号変更ルールに基づいて、元の波形から、変更されたオーディオ信号の少なくとも1つのターゲット波形に変更するように構成されていてもよい。したがって、オーディオ処理デバイス5は、少なくとも1つのそれぞれのオーディオ信号変更ルールを適用することによって、入力オーディオ信号の元の波形を変更するように構成されていてもよい。
入力オーディオ信号のそれぞれのターゲット波形は、対称波形(図10を参照)、特に矩形波形、三角波形、または針波形であってもよい。あるいは、入力オーディオ信号のそれぞれのターゲット波形は、非対称波形(図9を参照)、特にのこぎり波、好ましくは直線またはへこんだ下降または上昇のこぎり波であってもよい。しかし、それぞれのターゲット波形は自由形式の波形であってもよい。
オーディオ処理デバイス5は、最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の少なくとも1つのゼロ交差が、オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の間隔Iを決定するために考慮されない、スキップルールまたはスキップ係数を適用するように構成されていてもよい。それぞれのスキップルールまたはそれぞれのスキップ係数の適用は、変更されたオーディオ信号を非常に低い周波数で生成することを可能にしてもよい。原則として、スキップ係数が高いほど、変更されたオーディオ信号の周波数は低くなる。
図1の例示的な実施形態において、オプションの第1のフィルタデバイス6は、ローパスフィルタ、例えば、100Hzのカットオフ周波数を有するローパスフィルタとして具体化され、オプションの第2のフィルタデバイス7は、第2のローパスフィルタ、例えば、カットオフ周波数が1000Hzのローパスフィルタとして具体化されている。ただし、他のカットオフ周波数も考えられる。
図2は、さらなる例示的な実施形態による装置1の原理図を示している。図2の装置の例示的な実施形態は、遅延デバイス8の入力側で遅延デバイス8に接続されたオプションのさらなるフィルタデバイス10により、前の実施形態とは異なっている。さらなるフィルタデバイス10は、パラメトリックEQフィルタとして具体化することができる。さらなるフィルタデバイス10は、160Hzの中心周波数を有していてもよい。ただし、他の中心周波数も考えられる。
図3~5の例示的な実施形態はそれぞれ、入力オーディオ信号の2つ以上の半波を一度に処理することを可能にし、それによって(サブ)高調波の低周波成分を生成することを可能にする複数のオーディオ処理デバイス5を備えた装置1を示す。
図3~5の実施形態から明らかなように、それぞれのオーディオ処理デバイス5は、並列配置で配置されてもよい。
図3は、例示的な実施形態による、複数のオーディオ処理デバイス5を備えた装置1の原理図を示している。この例示的な実施形態では、第1のオーディオ処理デバイス5.1(上のオーディオ処理デバイス5)は、入力オーディオ信号の元の波形を、変更されたオーディオ信号の少なくとも1つの第1のターゲット波形に変更する、オーディオ信号変更ルールを実装するように構成されており、第2のオーディオ処理デバイス5.2(下のオーディオ処理デバイス5)は、入力音声信号の元の波形を、変更された音声信号の少なくとも1つの第2のターゲット波形に変更する、オーディオ信号変更ルールを実施するように構成されている。第1のターゲット波形は、例えば、上昇する直線ののこぎり波にすることができる。第2のターゲット波形は、例えば、下降する直線ののこぎり波にすることができる。
したがって、図3は、最初のオーディオ処理デバイス5.1は、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントPが、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置に変更されるように、間隔IのサンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置を変更することによって、最初のオーディオ信号変更ルールに基づいて、入力オーディオ信号を変更するように構成されていてもよいことを示している。それぞれのさらなるオーディオ処理デバイス5.2は、サンプルポイントPの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントPが、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置を変更することによって、少なくとも1つのさらなるオーディオ信号変更ルールに基づいて、入力オーディオ信号を変更するように構成されていてもよい。したがって、最初のオーディオ処理デバイス5.1およびさらなるオーディオ処理デバイスの5.2オーディオ信号変更特性は、少なくとも部分的に異なっていてもよい。したがって、それぞれの最初のオーディオ処理デバイスの最初のオーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号の元の波形から少なくとも1つの最初のターゲット波形への、オーディオ信号の波形の定義された変更を指定してもよく、そして、それぞれの少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスの少なくとも1つのさらなるオーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号の元の波形から少なくとも1つのさらなるターゲット波形への、オーディオ信号の波形の定義された変更を指定してもよい。それによって、少なくとも1つの最初のオーディオ信号変更ルールによって指定されるオーディオ信号の最初のターゲット波形は、少なくとも1つのさらなるオーディオ信号変更ルールによって指定されるオーディオ信号の少なくとも1つのさらなるターゲット波形と反対であってもよい。
さらに、最初のオーディオ処理デバイス5.1は、最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の少なくとも1つのゼロ交差が、オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔Iを決定するために考慮されない、最初のスキップルールまたは最初のスキップ係数を適用するように構成されていてもよく、そして、さらなるオーディオ処理デバイス5.2は、最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の少なくとも1つのゼロ交差が、オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔Iを決定するために考慮されない、少なくとも1つのさらなるスキップルールまたは少なくとも1つのさらなるスキップ係数を適用するように構成されていてもよい。それによって、最初のオーディオ処理デバイス5.1によって適用可能な最初のスキップルールまたは最初のスキップ係数は、さらなるオーディオ処理デバイス5.2によって適用可能なさらなるスキップルールまたはさらなるスキップ係数とは同じであっても異なっていても、すなわち、より高くてもより低くてもよい。図3の例示的な実施形態では、オーディオ処理デバイス5.1、5.2のスキップ係数は、同じである。ただし、異なるスキップ係数も考えられる。
図3はさらに、第1のオーディオ処理デバイス5.1の入力側で第1のオーディオ処理デバイス5.1に接続された第1のオプションのフィルタ6.1と、第2のオーディオ処理デバイス5.2の入力側で第2のオーディオ処理デバイス5.2に接続された第2のオプションのフィルタ6.2を示している。オプションのフィルタデバイス6.1、6.2は、ローパスフィルタとして具体化することができる。オプションのフィルタデバイス6.1、6.2は、同じまたは異なるカットオフ周波数を有していてもよい。一例として、第1のフィルタ6.1は、100Hzのカットオフ周波数を有していてもよく、第2のフィルタ6.2は、50Hzのカットオフ周波数を有していてもよい。ただし、他のカットオフ周波数も考えられる。
図3はさらに、第1のミキサーデバイス9.1の出力側でオプションの第1のミキサーデバイス9.1に接続されたさらなるオプションのフィルタ7を示している。オプションのさらなるフィルタデバイス7は、ローパスフィルタとして具体化することができる。オプションの追加のフィルタデバイス7は、1000Hzのカットオフ周波数を有していてもよい。ただし、他のカットオフ周波数も考えられる。
図3はさらに、さらなるフィルタデバイス7の出力側でオプションのさらなるフィルタデバイス7に接続されたさらなるオプションのミキサーデバイス9.2を示している。
図4は、さらなる例示的な実施形態による装置1の原理図を示している。図4の装置の例示的な実施形態は、オプションのフィルタデバイス7の出力側でオプションのフィルタデバイス7に接続された、例えば、バスシェーカーとして具体化された、追加のオーディオ出力デバイス3.2により、前の実施形態とは異なっている。図4の例示的な実施形態では、オプションのさらなるフィルタデバイス7は、ローパスフィルタとして具現化することができる。さらなるフィルタデバイス7は、25Hzのカットオフ周波数を有していてもよい。ただし、他のカットオフ周波数も考えられる。
図5は、さらなる例示的な実施形態による装置1の原理図を示している。図5の実施形態は、一般に、装置1が、複数のオーディオ処理デバイス5、それぞれのオーディオ処理デバイス5の入力側に接続された複数のフィルタデバイス(フィルタバンクを表すボックスによって示されている)、および出力側に接続された複数のフィルタ装置(フィルタアレイを表すボックスによって示されている)を備えていてもよいことを示している。
図の実施形態による各装置1は、一般に、以下のステップを含むオーディオ信号を処理するための方法を実施することを可能にする:
-オーディオ信号の時間依存表現、特にオーディオ信号の半波表現で、多数の不均一な間隔のサンプリングポイントPを含むオーディオ信号を処理し;
-オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔Iを決定し;
-その間隔のサンプルポイントPの最初のセットS1を決定し、サンプルポイントPの最初のセットS1は、間隔Iの最初の位置に多数のサンプルポイントPを備え;
-その間隔のサンプルポイントPの2番目のセットS2を決定し、サンプルポイントPの2番目のセットS2は、間隔Iの2番目の位置に多数のサンプルポイントPを備え;
-オーディオ信号変更ルールに基づいて、間隔IのサンプルポイントPの最初のセットS1のサンプルポイントPの位置を変更することによって、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントPが、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置に変更されるように、間隔Iのオーディオ信号を変更し;
-変更されたオーディオ信号を生成するために、変更されたオーディオ信号間隔を、元のオーディオ信号のそれぞれの間隔に適用する。
図の実施形態による各装置1は、一般に、以下のステップを含む、特に車両キャビンでオーディオ信号を出力するための方法を実施することを可能にする:
-オーディオ信号の時間依存表現、特にオーディオ信号の半波表現で、多数の不均一な間隔のサンプリングポイントを含むオーディオ信号を処理し;
-オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定し;
-間隔IのサンプルポイントPの最初のセットS1を決定し、サンプルポイントPの最初のセットS1は、間隔Iの最初の位置に多数のサンプルポイントPを備え;
-間隔IのサンプルポイントPの2番目のセットS2を決定し、サンプルポイントPの2番目のセットS2は、間隔Iの2番目の位置に多数のサンプルポイントPを備え;
-オーディオ信号変更ルールに基づいて、間隔IのサンプルポイントPの最初のセットのサンプルポイントPの位置を変更することによって、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれのサンプルポイントPが、サンプルポイントPの最初のセットS1のそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントPの2番目のセットS2のそれぞれの2番目の位置に変更されるように、間隔Iのオーディオ信号を変更し;
-変更されたオーディオ信号を生成するために、変更されたオーディオ信号間隔を、元のオーディオ信号のそれぞれの間隔Iに適用し;
-特に車両キャビンで、変更されたオーディオ信号を出力する。
第1の例示的な実施形態の1つまたは複数の特定の特徴は、少なくとも1つのさらなる例示的な実施形態の1つまたは複数の特定の特徴と組み合わせることができる。

Claims (17)

  1. ーディオ信号の低周波成分の、欠落した高調波を生成するために、多数のサンプルを含むオーディオ信号を処理するための装置であって、
    -オーディオ信号の時間依存表現であって、オーディオ信号の半波表現として表す処理で、オーディオ信号を処理し;
    -オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定し;
    -その間隔のサンプルポイントの最初のセットを決定し、サンプルポイントの最初のセットは、その間隔の最初の位置に多数のサンプルポイントを備え;
    -その間隔のサンプルポイントの2番目のセットを決定し、サンプルポイントの2番目のセットは、その間隔の2番目の位置に多数のサンプルポイントを備え;
    -オーディオ信号変更ルールに基づいて、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のオーディオ信号を変更し;
    -変更されたオーディオ信号を生成するために、変更されたオーディオ信号間隔を、元のオーディオ信号のそれぞれの間隔に適用する:
    ように構成された少なくとも1つのオーディオ処理デバイスを備え、
    オーディオ処理デバイスは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置の定義された変更を指定するオーディオ信号変更ルールに基づいて、オーディオ信号を変更するように構成され、
    オーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号のゼロ交差接線を時計回りまたは反時計回りの方向に傾斜させるように構成された傾斜関数であるかそれを含んでいる装置。
  2. オーディオ信号変更ルールは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更され、サンプルポイントの2番目のセットのサンプルポイントが均一な間隔になるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置の定義された変更を指定する請求項1に記載の装置。
  3. オーディオ信号変更ルールは、それぞれの最初の位置を有するサンプルポイントの最初のセットの入力サンプルポイントを、それぞれの2番目の位置を有するサンプルポイントの2番目のセットの出力サンプルポイントにマッピングするように構成されたマッピング関数であって、単調写像関数であるかそれを含んでいる請求項2に記載の装置。
  4. オーディオ処理デバイスによって処理可能または処理されるオーディオ信号は、特定の元の波形を有し、それによって、
    オーディオ処理デバイスは、オーディオ信号の特定の元の波形を、オーディオ信号の少なくとも1つのターゲット波形に変更するように構成された請求項1~3のいずれかに記載の装置。
  5. オーディオ処理デバイスは、オーディオ信号の特定の元の波形を、オーディオ信号の波形の定義された変更を指定するオーディオ信号変更ルールに基づいて、元の波形から、オーディオ信号の少なくとも1つのターゲット波形に変更するように構成された請求項4に記載の装置。
  6. ターゲット波形は、対称波形であって、矩形波形、三角波形、または針波形、あるいは、非対称波形であって、のこぎり波、直線またはへこんだ下降または上昇のこぎり波である請求項4または5に記載の装置。
  7. オーディオ処理デバイスは、最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の少なくとも1つのゼロ交差が、オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の間隔を決定するために考慮されない、スキップルールまたはスキップ係数を適用するように構成された請求項1~6のいずれかに記載の装置。
  8. オーディオ信号がオーディオ処理デバイスによって処理される前に、オーディオ信号に少なくとも1つのフィルタリングルールを適用するように配置された、少なくとも1つのフィルタデバイスであって、ローパスフィルタデバイス、および/または、オーディオ信号がオーディオ処理デバイスによって処理された後に、オーディオ信号に少なくとも1つのフィルタリングルールを適用するように配置された少なくとも1つのフィルタデバイスであって、ローパスフィルタデバイスをさらに備えた請求項1~7のいずれかに記載の装置。
  9. 並列配置で配置された最初のオーディオ処理デバイスおよび少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスを備えた請求項1~8のいずれかに記載の装置。
  10. 最初のオーディオ処理デバイスは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、最初のオーディオ信号変更ルールに基づいて、オーディオ信号を変更するように構成され、および、
    少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、少なくとも1つのさらなるオーディオ信号変更ルールに基づいて、オーディオ信号を変更するように構成された請求項9に記載の装置。
  11. 最初のオーディオ処理デバイスの最初のオーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号の元の波形から少なくとも1つの最初のターゲット波形への、オーディオ信号の波形の定義された変更を指定し、および、
    少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスの少なくとも1つのさらなるオーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号の元の波形から少なくとも1つのさらなるターゲット波形への、オーディオ信号の波形の定義された変更を指定する請求項10に記載の装置。
  12. オーディオ信号の最初のターゲット波形は、オーディオ信号の少なくとも1つのさらなるターゲット波形と逆位相である請求項11に記載の装置。
  13. 最初のオーディオ処理デバイスは、最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の少なくとも1つのゼロ交差が、オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定するために考慮されない、最初のスキップルールまたは最初のスキップ係数を適用するように構成され、および、
    少なくとも1つのさらなるオーディオ処理デバイスは、最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差との間の少なくとも1つのゼロ交差が、オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定するために考慮されない、少なくとも1つのさらなるスキップルールまたはスキップ係数を適用するように構成された請求項1~12のいずれかに記載の装置。
  14. 少なくとも1つのオーディオ処理デバイスは、元の入力オーディオ信号のそれぞれの間隔のサンプルポイントの数と同一であるように、最初のゼロ交差と少なくとも1つのさらなるゼロ交差との間のサンプルポイントの数を決定するように構成されている請求項1~13のいずれかに記載の装置。
  15. 両キャビンで、オーディオ信号を出力するための装置であって、オーディオ信号は、オーディオ信号に欠落している低周波成分を生成するために、多数のサンプルを含み、
    --オーディオ信号の時間依存表現であって、オーディオ信号の半波表現として表す処理で、多数の不均一な間隔のサンプリングポイントを含むオーディオ信号を処理し;
    --オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定し;
    --その間隔のサンプルポイントの最初のセットを決定し、サンプルポイントの最初のセットは、その間隔の最初の位置に多数のサンプルポイントを備え;
    --その間隔のサンプルポイントの2番目のセットを決定し、サンプルポイントの2番目のセットは、その間隔の2番目の位置に多数のサンプルポイントを備え;
    --オーディオ信号変更ルールに基づいて、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のオーディオ信号を変更し;
    -変更されたオーディオ信号を生成するために、変更されたオーディオ信号間隔を、元のオーディオ信号のそれぞれの間隔に適用する:
    -ように構成された少なくとも1つのオーディオ処理デバイス;および
    -車両キャビンで、変更されたオーディオ信号を出力するように構成された少なくとも1つのオーディオ出力デバイス
    を備え、
    オーディオ処理デバイスは、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置の定義された変更を指定するオーディオ信号変更ルールに基づいて、オーディオ信号を変更するように構成され、
    オーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号のゼロ交差接線を時計回りまたは反時計回りの方向に傾斜させるように構成された傾斜関数であるかそれを含んでいる装置。
  16. ーディオ信号に欠落している低周波数成分を生成するために、多数のサンプルを含むオーディオ信号を処理するための方法であって、
    -オーディオ信号の時間依存表現であって、オーディオ信号の半波表現として表す処理で、多数の不均一な間隔のサンプリングポイントを含むオーディオ信号を処理し;
    -オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定し;
    -その間隔のサンプルポイントの最初のセットを決定し、サンプルポイントの最初のセットは、その間隔の最初の位置に多数のサンプルポイントを備え;
    -その間隔のサンプルポイントの2番目のセットを決定し、サンプルポイントの2番目のセットは、その間隔の2番目の位置に多数のサンプルポイントを備え;
    -オーディオ信号変更ルールに基づいて、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のオーディオ信号を変更し;
    -変更されたオーディオ信号を生成するために、変更されたオーディオ信号間隔を、元のオーディオ信号のそれぞれの間隔に適用する:
    ことを含み、
    オーディオ信号の変更は、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置の定義された変更を指定するオーディオ信号変更ルールに基づいて実施され、
    オーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号のゼロ交差接線を時計回りまたは反時計回りの方向に傾斜させるように構成された傾斜関数であるかそれを含んでいる方法。
  17. 両キャビンで、オーディオ信号を出力するための方法であって、オーディオ信号は、オーディオ信号に欠落している低周波成分を生成するために、多数のサンプルを含み、
    -オーディオ信号の時間依存表現であって、オーディオ信号の半波表現として表す処理で、多数の不均一な間隔のサンプリングポイントを含むオーディオ信号を処理し;
    -オーディオ信号の最初のゼロ交差とさらなるゼロ交差の間の間隔を決定し;
    -その間隔のサンプルポイントの最初のセットを決定し、サンプルポイントの最初のセットは、その間隔の最初の位置に多数のサンプルポイントを備え;
    -その間隔のサンプルポイントの2番目のセットを決定し、サンプルポイントの2番目のセットは、その間隔の2番目の位置に多数のサンプルポイントを備え;
    -オーディオ信号変更ルールに基づいて、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置を変更することによって、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のオーディオ信号を変更し;
    -変更されたオーディオ信号を生成するために、変更されたオーディオ信号間隔を、元のオーディオ信号のそれぞれの間隔に適用し;
    -車両キャビンで、変更されたオーディオ信号を出力する:
    ことを含み、
    オーディオ信号の変更は、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれのサンプルポイントが、サンプルポイントの最初のセットのそれぞれの最初の位置から、サンプルポイントの2番目のセットのそれぞれの2番目の位置に変更されるように、その間隔のサンプルポイントの最初のセットのサンプルポイントの位置の定義された変更を指定するオーディオ信号変更ルールに基づいて実施され、
    オーディオ信号変更ルールは、オーディオ信号のゼロ交差接線を時計回りまたは反時計回りの方向に傾斜させるように構成された傾斜関数であるかそれを含んでいる方法。
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