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JP4804376B2 - Audio equipment - Google Patents
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JP4804376B2 JP2007020220A JP2007020220A JP4804376B2 JP 4804376 B2 JP4804376 B2 JP 4804376B2 JP 2007020220 A JP2007020220 A JP 2007020220A JP 2007020220 A JP2007020220 A JP 2007020220A JP 4804376 B2 JP4804376 B2 JP 4804376B2
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Description

本発明は2チャンネルのステレオオーディオ信号からマルチチャネルのオーディオ信号を生成するオーディオ装置に関し、特に入力信号を改善して明瞭なマルチチャネルのオーディオ信号を生成することができるようにしたオーディオ装置に関する。   The present invention relates to an audio device that generates a multi-channel audio signal from a two-channel stereo audio signal, and more particularly to an audio device that can improve an input signal to generate a clear multi-channel audio signal.

従来より2チャンネルのステレオオーディオ信号からマルチチャネルのオーディオ信号を生成する各種の技術が提案されており、例えば図5に示すように左右の入力信号L、RをそのままL、Rとして出力する以外に、両信号を各々+、−逆に加算を行い、L−Rを左側サラウンド出力信号SLとし、R−Lを右側サラウンド出力信号SRとする技術も用いられている。しかしながらこの技術では、左側サラウンド出力信号SLと右側サラウンド出力信号SRとは互いに逆位相であるため、再生する際には利用者に逆位相感を与えてしまい、再生時に違和感があり、不自然な印象を与える、という問題があった。   Conventionally, various techniques for generating a multi-channel audio signal from a 2-channel stereo audio signal have been proposed. For example, as shown in FIG. 5, the left and right input signals L and R are output as L and R as they are. A technique is also used in which both signals are added in the opposite direction, + and-, respectively, so that LR is the left surround output signal SL and RL is the right surround output signal SR. However, in this technique, since the left surround output signal SL and the right surround output signal SR are in opposite phases, the reproduction gives a sense of opposite phase to the user, and there is a sense of incongruity during reproduction, which is unnatural. There was a problem of giving an impression.

その対策として図6に示すような技術が提案されている(特許文献1:特開2003−333698号公報;特許第3682032号)。本発明は主としてこの技術を更に改良した技術に相当し、その詳細は特許文献1に詳細に説明されているが、概要は次のようなものである。即ち図6にはこの技術を2チャンネルのステレオ信号から4チャンネル信号を生成する実施の態様を示しており、2チャンネルのステレオオーディオ信号であるLおよびRが入力される。入力されたこの信号LおよびRにより、出力される4チャンネルの信号L、R、SL、SRが生成される。   As a countermeasure, a technique as shown in FIG. 6 has been proposed (Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-333698; Patent No. 3682032). The present invention mainly corresponds to a technique obtained by further improving this technique, and the details thereof are described in detail in Patent Document 1, but the outline is as follows. That is, FIG. 6 shows an embodiment in which this technique generates a 4-channel signal from a 2-channel stereo signal, and L and R, which are 2-channel stereo audio signals, are input. The input signals L and R generate four-channel signals L, R, SL, and SR to be output.

出力される4チャンネルの信号の中で、出力信号LおよびRは入力信号ををそのまま出力する。適応無相関化器1LにLとRを入力し、ASLとなる信号を生成する。この信号ASLを帯域制限フィルタ2L及び遅延処理器3Lを通すことにより、帯域制限および遅延処理を行った後、左側のサラウンド出力信号SLとする。一方、適応無相関化器1RにもLとRを入力してASRとなる信号を生成し、この信号ASRを帯域制限フィルタ2R及び遅延処理器3Rを通すことにより、帯域制限およびディレイ処理を行った後、右側のサラウンド出力信号SRとするものである。この技術においては上記のような処理手法を基本とし、更に他のチャンネルの処理を加えることにより5チャンネル、5.1チャンネル等の、より多数チャンネルのサラウンドの生成を可能としている。   Among the four-channel signals that are output, the output signals L and R output the input signals as they are. L and R are input to the adaptive decorrelator 1L, and a signal to be ASL is generated. The signal ASL is passed through the band limiting filter 2L and the delay processor 3L to perform band limiting and delay processing, and then set to the left surround output signal SL. On the other hand, L and R are also input to the adaptive decorrelator 1R to generate an ASR signal, and this signal ASR is passed through the band limiting filter 2R and the delay processor 3R to perform band limiting and delay processing. After that, the right surround output signal SR is obtained. This technology is based on the processing method as described above, and surrounds of more channels such as 5 channels and 5.1 channels can be generated by further processing other channels.

ここで用いられる適応無相関化器としては、例えばFIRフィルターによる適応信号処理を行うことができる。このFIRフィルタによる適応信号処理を採用した適応無相関化器の構成例を図7に示す。この適応無相関化器は、加算側の入力信号Yと減算側の入力信号Xの入力端子と、サラウンド信号となる出力信号Oの出力端子とを備えている。加算側の入力信号Yは、遅延処理器Z−mを介して演算器Aに入力される。 As the adaptive decorrelator used here, for example, adaptive signal processing using an FIR filter can be performed. FIG. 7 shows a configuration example of an adaptive decorrelator that employs adaptive signal processing using the FIR filter. This adaptive decorrelator includes an input terminal for an input signal Y on the addition side and an input terminal for an input signal X on the subtraction side, and an output terminal for an output signal O that becomes a surround signal. The input signal Y on the addition side is input to the arithmetic unit A via the delay processor Z- m .

一方、減算側の入力信号Xは、FIRフィルタを構成する多段に設けられたディレイ処理器Z−1によって順次遅延処理を施された後、RES(n)=X(n)W(n)の式により、W0,W1,・・・,Wkを要素とする係数処理器Wにおいて所定の係数と重畳され、その後、各段の出力成分が演算器Σによって加算されて、レスポンス信号RESを得る。ここで、前記kはタップ長(遅延処理の数)を表す。 On the other hand, the input signal X on the subtraction side is sequentially subjected to delay processing by delay processors Z- 1 provided in multiple stages constituting the FIR filter, and then RES (n) = X (n) T W (n) Is superimposed on a predetermined coefficient in a coefficient processor W having W0, W1,..., Wk as elements. . Here, k represents a tap length (the number of delay processes).

このようにして得られたレスポンス信号RESは演算器4に入力され、同じく演算器4に入力された他方のチャンネルの入力信号Yからこのレスポンス信号RESが差し引かれ、エラー信号eおよび出力信号Oが得られる。前記係数処理器Wは適応アルゴリズムを備えた係数更新処理器Bによって、入力信号Xの成分のうち入力信号Yの成分と相関が高い成分を抽出するように更新される。即ち、この係数更新処理器Bには、入力信号X及び演算器Aからのエラー信号eが刻々と入力され、これら入力信号Xおよびエラー信号eが更新アルゴリズムによって処理されることにより、係数更新処理器Bから各段の係数処理器W0,W1,・・・,Wkに係数の更新指令が出力され、これに基づいて各段のディレイ処理器Z−1からの出力信号に重畳される係数の値が変化する。 The response signal RES obtained in this way is input to the arithmetic unit 4, and the response signal RES is subtracted from the input signal Y of the other channel that is also input to the arithmetic unit 4, so that the error signal e and the output signal O are can get. The coefficient processor W is updated by a coefficient update processor B having an adaptive algorithm so as to extract a component having a high correlation with the component of the input signal Y from the components of the input signal X. That is, the coefficient update processing unit B receives the input signal X and the error signal e from the arithmetic unit A every moment, and the input signal X and the error signal e are processed by the update algorithm, so that the coefficient update processing is performed. Coefficient update commands are output from the processor B to the coefficient processors W0, W1,..., Wk at each stage, and based on this, the coefficient superposed on the output signal from the delay processor Z- 1 at each stage is output. The value changes.

このような係数更新処理器Bにおいて採用される更新式として例えばLMSアルゴリズムが採用される。これは瞬時自乗誤差を評価量としたアルゴリズムであり、W(n+1)=W(n)+2μ・e(n)・X(n)の式で係数処理器Wが更新される。ここで、μはステップサイズパラメータであり実現される適応無相関化器の性能に大きく影響を与える量である。   For example, an LMS algorithm is employed as an update formula employed in such a coefficient update processor B. This is an algorithm using the instantaneous square error as an evaluation quantity, and the coefficient processor W is updated by the equation W (n + 1) = W (n) + 2μ · e (n) · X (n). Here, μ is a step size parameter and is a quantity that greatly affects the performance of the adaptive decorrelator realized.

上記のような図6に示す適応無相関器1L、1Rは、図7に示すようなLMSアルゴリズムのステップサイズパラメータμで更新されるFIRフィルタによる適応信号処理を行うものであり、係数更新処理器Bは適応アルゴリズムに相当する。これをオーディオ装置のサラウンド信号発生部に組み込むと図8に示すようになる。即ち、図8において左右の入力信号L、Rをそのまま左右の出力信号L、Rとして出力するほか、左右のサラウンド信号発生部L10、R10でサラウンド信号を生成するとき、前記図7に示したFIRフィルタによる適応信号処理を行うものであり、図8では図7の処理システムを一般化して図示している。したがってここでは、2チャンネルステレオ信号を入力し、各チャンネルの入力信号に対して、一方の入力信号を適応アルゴリズムを備えた適応制御部で処理した信号と他方の入力信号との差分を演算し、前記適応制御部で該差分と前記一方の入力信号とステップサイズパラメータとによって適応フィルタ係数(ADF係数)を更新し、前記差分を各々左右のサラウンド信号として出力するサラウンド生成部を備えたオーディオ装置を構成しており、本発明ではこの構成を前提としている。前記のようにして得られるサラウンド信号は、従来技術の問題を解決し、逆相感の無い自然なサラウンドシステムとすることができ、通称AST(Adaptive Surround Technology)として注目されている。
特開2003−333698号公報(特許第3682032号)
The adaptive decorrelators 1L and 1R shown in FIG. 6 as described above perform adaptive signal processing by the FIR filter updated by the step size parameter μ of the LMS algorithm as shown in FIG. B corresponds to an adaptive algorithm. When this is incorporated into the surround signal generator of the audio apparatus, the result is as shown in FIG. That is, when the left and right input signals L and R are directly output as the left and right output signals L and R in FIG. 8, and the surround signals are generated by the left and right surround signal generators L10 and R10, the FIR shown in FIG. The adaptive signal processing is performed by a filter, and FIG. 8 shows a generalized processing system of FIG. Therefore, here, a 2-channel stereo signal is input, and for each channel input signal, the difference between one input signal processed by an adaptive control unit having an adaptive algorithm and the other input signal is calculated. An audio apparatus comprising: a surround generation unit that updates an adaptive filter coefficient (ADF coefficient) according to the difference, the one input signal, and a step size parameter in the adaptive control unit, and outputs the difference as left and right surround signals, respectively. The present invention assumes this configuration. The surround signal obtained as described above can solve the problems of the prior art, can be a natural surround system without a sense of reverse phase, and is attracting attention as AST (Adaptive Surround Technology).
JP 2003-333698 A (Patent No. 3682032)

一方、現在のオーディオ装置における製品設計段階では、2チャンネル信号のDSPへの入力レベルの最大値はおおよそ、CDが1Vrms=0[dB]、AMチューナーが0.14Vrms=−17[dB]、FMチューナーが0.14Vrms=−17[dB]であり、CDを基準として考えると、チューナーの最大入力レベルは相対的に−17[dB]低くなっている。   On the other hand, at the product design stage of the current audio apparatus, the maximum value of the input level of the 2-channel signal to the DSP is approximately 1 Vrms = 0 [dB] for CD, 0.14 Vrms = −17 [dB] for AM tuner, FM The tuner is 0.14 Vrms = −17 [dB], and considering the CD as a reference, the maximum input level of the tuner is relatively −17 [dB] lower.

この点について、前記のようなASTサラウンドシステムにおいては、ASTコアとなる適応フィルタの係数更新が常に行われるために必要な入力レベル、即ち入力レベルの下限値が、ステップサイズパラメータμとの関係で理論値として割り出すことができる。前記適応フィルタの係数更新式、W(n+1)=W(n)+2μ・e(n)・X(n)において、適応フィルタの係数更新が止まるとき、即ち、μ・e(n)・X(n)=0となる場合がその条件となる。ここで、固定小数点で表現できるDSPの値の最小値0x000001(24bit表現)が最も「0」に近い値となる。更に、e(n)=X(n)とした場合で、μを可変にするとそれぞれのμに対する入力レベルの下限値が導出される。   In this regard, in the AST surround system as described above, the input level necessary for constantly updating the coefficient of the adaptive filter serving as the AST core, that is, the lower limit value of the input level is related to the step size parameter μ. It can be calculated as a theoretical value. In the adaptive filter coefficient update equation, W (n + 1) = W (n) +2 μ · e (n) · X (n), when the adaptive filter coefficient update stops, that is, μ · e (n) · X ( n) = 0 is the condition. Here, the minimum value 0x000001 (24-bit expression) of the DSP value that can be expressed by a fixed point is the closest value to “0”. Further, when e (n) = X (n) and μ is variable, the lower limit value of the input level for each μ is derived.

これを示したものが図2であり、同図(a)の前記のようなLMSアルゴリズムを用いた適応制御において、LMSアルゴリズムでのステップサイズパラメータμについて、同図(b)のように、μ=0.001の場合−39.25[dB]であり、μ=0.0001の場合−29.24[dB]であり、μ=0.00001の場合−19.24[dB]であり、μ=0.0000001の場合−9.24[dB]である。   This is shown in FIG. 2, and in the adaptive control using the LMS algorithm as described above in FIG. 2 (a), the step size parameter μ in the LMS algorithm is as shown in FIG. 2 (b). = 0.001 −39.25 [dB], μ = 0.0001 -29.24 [dB], μ = 0.00001 -19.24 [dB], When μ = 0.0000001, it is −9.24 [dB].

このことから、前記のようにオーディオ装置における2チャンネル信号のDSPの入力レベルが特にチューナーのようなオーディオソースは、最大入力レベルが低く設定されてしまうため、ASTサラウンドシステムでは適応フィルタの係数が更新されなくなり、その効果が減少してしまう。   Therefore, as described above, the input level of the DSP of the two-channel signal in the audio apparatus is set to a low maximum input level particularly in an audio source such as a tuner. Therefore, the adaptive filter coefficient is updated in the AST surround system. It will not be done and its effectiveness will be reduced.

その結果同じ楽曲でもCDとチューナーとでは、同じオーディオ装置を用いてもサラウンド効果に差異を生じることとなる。また、オーディオ信号の入力レベルによってサラウンド効果が異なることにより、入力信号レベルが低い楽曲では、サラウンド効果が少なくなる。また、クラシックなどのダイナミックレンジを広く取っている楽曲でも、バイオリンなど、楽器によっては収音レベルが最大値に比べて極端に低く、前記ASTによるサラウンド効果が同様に低減されてしまう可能性がある。   As a result, even if the same music is used, the surround effect differs between the CD and the tuner even if the same audio device is used. In addition, since the surround effect varies depending on the input level of the audio signal, the surround effect is reduced for music with a low input signal level. In addition, even for music with a wide dynamic range such as classical music, the sound collection level is extremely low compared to the maximum value depending on the musical instrument such as a violin, and the surround effect by the AST may be similarly reduced. .

したがって本発明は、LMSアルゴリズム等の適応アルゴリズムを備えた適応制御によってサラウンド効果を生成するオーディオ装置において、入力信号レベルが低いときでもサラウンド効果を十分発揮することができ、入力信号レベルの相違によるサラウンドが相違しないように処理を行うことができるオーディオ装置を提供することを主たる目的とする。   Therefore, the present invention can sufficiently exhibit the surround effect even when the input signal level is low, in an audio device that generates the surround effect by adaptive control including an adaptive algorithm such as the LMS algorithm, and the surround due to the difference in the input signal level. An object of the present invention is to provide an audio apparatus capable of performing processing so as not to differ.

本発明に係るオーディオ装置は、2チャンネルステレオ信号を入力し、各チャンネルの入力信号に対して、一方の入力信号を適応アルゴリズムを備えた適応制御部で処理した信号と他方の入力信号との差分を演算し、前記適応制御部で該差分と前記一方の入力信号とステップサイズパラメータとによって適応フィルタ係数を更新し、前記差分を各々左右のサラウンド信号として出力するサラウンド生成部を備えたオーディオ装置において、前記サラウンド生成部の信号入力側に設けた、入力信号のダイナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮部と、前記入力信号のレベルが低いほど前記ダイナミックレンジ圧縮部での圧縮を大きくする制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする。   The audio apparatus according to the present invention inputs a 2-channel stereo signal, and for each channel input signal, the difference between the signal obtained by processing one input signal by an adaptive control unit having an adaptive algorithm and the other input signal In an audio apparatus comprising: a surround generation unit that calculates an adaptive filter coefficient according to the difference, the one input signal, and a step size parameter in the adaptive control unit, and outputs the difference as left and right surround signals A dynamic range compression unit for compressing the dynamic range of the input signal provided on the signal input side of the surround generation unit, and control for increasing the compression in the dynamic range compression unit as the level of the input signal is lower And a section.

本発明に係る他のオーディオ装置は、前記オーディオ装置において、前記制御部は、前記ステップサイズパラメータの値が小さいほど大きな圧縮をする制御を行うことを特徴とする。   Another audio device according to the present invention is characterized in that, in the audio device, the control unit performs control to perform greater compression as the value of the step size parameter is smaller.

本発明に係る他のオーディオ装置は、前記オーディオ装置において、前記制御部は、入力オーディオ信号をxとするときの出力信号Xを、X=1−(1−|x|)の演算を行い、該nの値を入力信号のレベルが小さいほど大きな値とすることにより圧縮特性を付加することを特徴とする。 In another audio device according to the present invention, in the audio device, the control unit performs an operation of X = 1− (1− | x |) n on the output signal X when the input audio signal is x. The compression characteristic is added by making the value of n larger as the level of the input signal is smaller.

本発明に係る他のオーディオ装置は、前記オーディオ装置において、前記制御部は前記ダイナミックレンジ圧縮処理に加え、入力信号のレベルが所定値以下のとき、入力ゲインを上げる制御も行うことを特徴とする。   Another audio device according to the present invention is characterized in that, in the audio device, in addition to the dynamic range compression processing, the control unit also performs control to increase an input gain when an input signal level is a predetermined value or less. .

本発明に係る他のオーディオ装置は、前記オーディオ装置において、前記制御部は前記ダイナミックレンジ圧縮処理に加え、入力信号のレベルが所定値以下のとき、前記ステップサイズパラメータの値を大きくする処理を行うことを特徴とする。
ことを最も主要な特徴とする。
In another audio device according to the present invention, in the audio device, in addition to the dynamic range compression process, the control unit performs a process of increasing a value of the step size parameter when an input signal level is a predetermined value or less. It is characterized by that.
This is the main feature.

本発明は上記のように構成することにより、適応アルゴリズムを備えた適応制御によってサラウンド効果を生成するオーディオ装置において、入力信号レベルが低いときでもサラウンド効果を十分発揮することができる。また、入力信号レベルの相違によるサラウンド効果が相違しないように処理を行うことができると共に、収音レベルが低い楽曲を騒音の多い環境下でもサラウンド効果良く明瞭に聴くことができるようにもなる。更に、MP3やAAC、WMA圧縮オーディオに対するサラウンド効果を改善することができるようにもなる。   By configuring the present invention as described above, the surround effect can be sufficiently exerted even when the input signal level is low, in the audio device that generates the surround effect by the adaptive control provided with the adaptive algorithm. Further, it is possible to perform processing so that the surround effect due to the difference in the input signal level is not different, and it is also possible to listen to music with a low sound collection level clearly and with good surround effect even in a noisy environment. Furthermore, the surround effect for MP3, AAC, and WMA compressed audio can be improved.

本発明に係るオーディオ装置は、適応アルゴリズムを備えた適応制御によってサラウンド効果を生成するオーディオ装置において、入力信号レベルが低いときでもサラウンド効果を十分発揮することができるようにするという目的を、2チャンネルステレオ信号を入力し、各チャンネルの入力信号に対して、一方の入力信号を適応アルゴリズムを備えた適応制御部で処理した信号と他方の入力信号との差分を演算し、前記適応制御部で該差分と前記一方の入力信号とステップサイズパラメータとによって適応フィルタ係数を更新し、前記差分を各々左右のサラウンド信号として出力するサラウンド生成部を備えたオーディオ装置において、前記サラウンド生成部の信号入力側に設けた、入力信号のダイナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮部と、前記入力信号のレベルが低いほど前記ダイナミックレンジ圧縮部での圧縮を大きくする制御を行う制御部とを備えることにより実現したものである。   The audio device according to the present invention is an audio device that generates a surround effect by adaptive control provided with an adaptive algorithm, and has the purpose of sufficiently exhibiting the surround effect even when the input signal level is low. A stereo signal is input, and the difference between a signal obtained by processing one input signal by an adaptive control unit having an adaptive algorithm and the other input signal is calculated for the input signal of each channel, and the adaptive control unit In an audio apparatus including a surround generation unit that updates an adaptive filter coefficient according to a difference, the one input signal, and a step size parameter, and outputs the difference as left and right surround signals, respectively, on the signal input side of the surround generation unit Dynamic that compresses the dynamic range of the input signal And Nji compression unit is obtained by realized by a control unit for compressing the increased control at the lower level of the input signal the dynamic range compressor.

図1には本発明によるオーディオ装置の実施例を示している。同図において、前記のような適応アルゴリズムを備えた適応制御を用いたオーディオサラウンド処理を行うAST(Adaptive Surround Technology)処理部としての、ASTコアサラウンド処理部2を備えており、このASTコアサラウンド処理部2への信号入力部、即ちこの処理部の前段にダイナミックレンジ圧縮部1を備えており、このダイナミックレンジ圧縮部1は、オーディオ処理デバイス(DSP)に組み込まれ、マイコンの一機能としてのコントローラである制御部3により制御される。   FIG. 1 shows an embodiment of an audio apparatus according to the present invention. In the figure, an AST core surround processing unit 2 is provided as an AST (Adaptive Surround Technology) processing unit that performs audio surround processing using adaptive control having the above-described adaptive algorithm, and this AST core surround processing is provided. A signal input unit to the unit 2, that is, a dynamic range compression unit 1 is provided in front of the processing unit. The dynamic range compression unit 1 is incorporated in an audio processing device (DSP) and is a controller as a function of a microcomputer. It is controlled by the control unit 3.

制御部3では前記ASTコアサラウンド処理部2における適応アルゴリズムの適応フィルタに利用するステップサイズパラメータμの係数制御を行うと共に、特にダイナミックレンジ圧縮部1における後述するような圧縮処理では十分対処できないとき、従来より一部で行われている入力レベルを所定量上げる制御も行う。また、ダイナミックレンジ圧縮部1に対しては、入力レベルに応じた圧縮率の制御を行う。このときのダイナミックレンジ圧縮率の手法は従来より提案されている各種の手法を用いることができる。   The control unit 3 performs the coefficient control of the step size parameter μ used for the adaptive filter of the adaptive algorithm in the AST core surround processing unit 2, and particularly when the compression processing as described later in the dynamic range compression unit 1 cannot sufficiently deal with, Control is also performed to increase the input level by a predetermined amount, which is partly performed conventionally. For the dynamic range compression unit 1, the compression rate is controlled according to the input level. Various methods conventionally proposed can be used as the method of the dynamic range compression rate at this time.

図3にはダイナミックレンジ圧縮処理技術の一例を示し、この技術は騒音レベルに対応するための圧縮処理手段として、本件出願人が先に提案している手法である(特開平5−344078号公報)。図3に示すダイナミックレンジ圧縮例では、入力オーディオ信号をxとするとき、DSPにより、x=(1−|x|)の演算を行い、圧縮特性を付加すると共に、次数切り換え手段により騒音レベルに応じて次数nの値を可変にすることによって圧縮特性を変更し、出力オーディオ信号Xを発生するようにしたものである。以下、先に提案している圧縮手法を簡単に説明する。 FIG. 3 shows an example of a dynamic range compression processing technique, which is a technique previously proposed by the present applicant as a compression processing means for dealing with noise levels (Japanese Patent Laid-Open No. 5-344078). ). In the dynamic range compression example shown in FIG. 3, when the input audio signal is x, the DSP calculates x = (1− | x |) n , adds compression characteristics, and uses the order switching means to reduce the noise level. The output value X is generated by changing the compression characteristic by changing the value of the order n according to. Hereinafter, the previously proposed compression method will be briefly described.

図3に示す例においては、同図(a)のように、入力信号xに対してxの正負の判断を行い(11)、x≧0のときa=1とし、x<0のときa=−1とする出力を行い(12)、乗算器17に出力する。、一方、入力信号xを用いて処理信号y1=xとし(13)、次いでy2=1−y1を演算し(14)、これをべき乗演算部15に出力する。べき乗演算部15では次数切換部20の処理によって切り換えられるものであり、次数切換部20は周囲の騒音に応じて切り換えることができるようにするため、マイク21で収集した周囲の音声を騒音レベル検出器22で騒音レベルを検出し、これを次数切換回路23に出力している。   In the example shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3A, whether the input signal x is positive or negative is determined (11). When x ≧ 0, a = 1, and when x <0, a Is output (= 12) and is output to the multiplier 17. On the other hand, the processing signal y1 = x is set using the input signal x (13), then y2 = 1−y1 is calculated (14), and this is output to the power calculation unit 15. The power calculation unit 15 is switched by the processing of the order switching unit 20, and the order switching unit 20 can perform switching according to ambient noise, so that ambient sound collected by the microphone 21 is detected as a noise level. The noise level is detected by the device 22 and is output to the order switching circuit 23.

次数切換回路23では図3(b)のようなダイナミックレンジ圧縮特性によって次数の切換を行う。即ち、対数表示による入出力特性を実線Eにより示すもので、従来のアナログ方式の入出力特性をA、及びデジタル方式の入出力特性をBとして、対比させて示してある。これより明らかなように、この技術では騒音レベルに基づいて次数n値を可変することにより、アナログ方式の入出力特性Aにより近づけることができ、また、検出された騒音レベルに基づいて次数nを切り換えることにより、騒音レベルに応じた最適な圧縮比を有する圧縮特性をオーディオ信号に付加することができる。   The order switching circuit 23 switches the order by dynamic range compression characteristics as shown in FIG. That is, the logarithmic display input / output characteristics are indicated by a solid line E, and the conventional analog input / output characteristics are shown as A and the digital input / output characteristics as B. As is clear from this, in this technique, the order n value can be varied based on the noise level, thereby making it closer to the analog input / output characteristic A, and the order n is determined based on the detected noise level. By switching, a compression characteristic having an optimal compression ratio according to the noise level can be added to the audio signal.

このような次数切り換え手法により次数切換回路23は作動し、べき乗演算部15は切り換えられた次数にしたがってべき乗の演算を行い出力信号y3を得る。その後y4=1−y3の演算によりy4を得て、これを乗算器17に出力し、前記入力信号xの正負による+1或いは−1であるaと乗算する。それによりx≧0のときX=1−(1−|x|)、或いはx<0のときX=−1+(1−|x|)で演算されたオーディオ信号Xを出力する。このときのXとxの関係は前記のように、アナログ方式と類似している。 The order switching circuit 23 operates by such an order switching method, and the power calculation unit 15 calculates the power according to the switched order to obtain the output signal y3. Thereafter, y4 is obtained by the calculation of y4 = 1−y3, which is output to the multiplier 17 and multiplied by a which is +1 or −1 depending on whether the input signal x is positive or negative. Thereby, when x ≧ 0, X = 1− (1− | x |) n , or when x <0, the audio signal X calculated by X = −1 + (1− | x |) n is output. The relationship between X and x at this time is similar to the analog method as described above.

図1に示すダイナミックレンジ圧縮部1では、上記のような圧縮手法を採用し、例えば図4に示すようにして本発明に適用する。即ち、図4(a)には前記図3とほぼ同様のダイナミック圧縮レンジ処理を行うものであるが、ここでは図3(a)の次数切換部20に代えてステップサイズパラメータ(μ)検出部25を備えた次数切換部24を備えている。このステップサイズパラメータ(μ)検出部25では、図1のASTコアサラウンド生成部2における前記図8に示した例での、LMSアルゴリズムにおけるステップサイズパラメータ(μ)の値を検出する。   The dynamic range compression unit 1 shown in FIG. 1 employs the above-described compression method and is applied to the present invention, for example, as shown in FIG. That is, in FIG. 4A, the dynamic compression range process substantially similar to that in FIG. 3 is performed, but here a step size parameter (μ) detection unit is used instead of the order switching unit 20 in FIG. 3A. The order switching unit 24 having 25 is provided. The step size parameter (μ) detector 25 detects the value of the step size parameter (μ) in the LMS algorithm in the example shown in FIG. 8 in the AST core surround generator 2 of FIG.

次数切換回路26では圧縮比を設定する状態であることを検出したときに、例えば図4(b)のダイナミックレンジ圧縮特性で次数切換のデータを得て、それによりべき乗演算部15での前記のようなべき乗の値を設定し、圧縮特性を変更する。図4(b)の例においては、ステップサイズパラメータ(μ)が第1の所定値であるaより小さくなったときにこの圧縮特性による処理を行う例を示しており、これよりも小さな第2の所定値であるeよりも小さくなったときには、制御部3において入力レベル制御等の他の処理も行うようにしている。   When the order switching circuit 26 detects that the compression ratio is set, the order switching data is obtained, for example, with the dynamic range compression characteristics shown in FIG. Set a power value like this, and change the compression characteristics. The example of FIG. 4B shows an example in which processing by this compression characteristic is performed when the step size parameter (μ) becomes smaller than the first predetermined value a, and the second smaller than this is shown. When the value is smaller than e, which is a predetermined value, the control unit 3 performs other processing such as input level control.

図4(b)の例においては直線C1の特性ではステップサイズパラメータ(μ)がaから小さくなるにしたがってそれに反比例し、或いは対数で反比例して圧縮比を上げる処理を行う。同図のC2はステップ状に圧縮率を上げる例を示しており、μがbの時にべき乗数が2になるようにし、μがcの時にべき乗数が3に、μがdの時にべき乗数が4になるようにし、それよりμが小さくなったときには、図中Dの線で示す範囲外として、図1の制御部3において前記のように例えば入力レベル制御等の他の制御も行う。また、図4(b)の曲線C3の特性では、ステップサイズパラメータμがaの時から徐々に増大し、μが小さくなるほど圧縮比の上昇率を高く設定する例を示している。このようにステップサイズパラメータμの値とダイナミック圧縮レンジの圧縮特性は任意に設定することができ、自由度の高い処理が可能となる。   In the example of FIG. 4B, in the characteristics of the straight line C1, processing is performed in which the compression ratio is increased in inverse proportion to the step size parameter (μ) from a or inversely proportional to the logarithm. C2 in the figure shows an example in which the compression rate is increased stepwise. The power multiplier is set to 2 when μ is b, the power multiplier is 3 when μ is c, and the power multiplier when μ is d. 1, and when μ becomes smaller than that, outside the range indicated by the line D in the figure, the control unit 3 in FIG. 1 performs other control such as input level control as described above. The characteristic of the curve C3 in FIG. 4B shows an example in which the step size parameter μ is gradually increased from the time a, and the compression ratio increase rate is set higher as μ decreases. Thus, the value of the step size parameter μ and the compression characteristic of the dynamic compression range can be set arbitrarily, and processing with a high degree of freedom is possible.

前記図4(b)中のDの線で示す範囲外において、制御部3における他の制御として入力レベル制御を行うときには、従来から用いられている種々の手法を採用することができるが、例えば所定以下の入力レベルとなったときは、入力信号に+αの加算を行い、或いは×βの乗算を行う手法を採用しても良い。また、入力レベルの特に低いときの対処手法としては、前記のような入力ゲインを上げる手法のほか、ステップサイズパラメータμの値を強制的に上げても良く、この手法は前記入力ゲインを上げる手法と共に、或いは独立して用いることもできる。   When performing input level control as another control in the control unit 3 outside the range indicated by the line D in FIG. 4B, various conventional methods can be employed. When the input level falls below a predetermined level, a method of adding + α to the input signal or multiplying by × β may be employed. Further, as a method for dealing with a particularly low input level, in addition to the method for increasing the input gain as described above, the value of the step size parameter μ may be forcibly increased. This method is a method for increasing the input gain. It can also be used together or independently.

本発明の実施例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the Example of this invention. 入力レベルの下限値とステップサイズパラメータの値の関係の理論値を示す図である。It is a figure which shows the theoretical value of the relationship between the lower limit of an input level, and the value of a step size parameter. 先に提案している騒音レベルに対応したダイナミックレンジ圧縮例を示す図である。It is a figure which shows the example of dynamic range compression corresponding to the noise level proposed previously. 前記ダイナミックレンジ圧縮例の機能を用いた、ステップサイズパラメータに対応したダイナミックレンジ圧縮例を示す図である。It is a figure which shows the dynamic range compression example corresponding to a step size parameter using the function of the said dynamic range compression example. 従来のサラウンド出力例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional surround output. 従来のASTサラウンド処理を行う基本ブロック図である。It is a basic block diagram which performs the conventional AST surround process. 同処理における適応無相関化器部分の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the adaptive decorrelator part in the process. 同処理をオーディオ処理部分に適用したときの機能ブロック図である。It is a functional block diagram when the same process is applied to an audio processing part.

符号の説明Explanation of symbols

1 ダイナミックレンジ圧縮部
2 ASTコアサラウンド生成部
3 制御部
1 Dynamic range compression unit
2 AST core surround generator
3 Control unit

Claims (5)

2チャンネルステレオ信号を入力し、各チャンネルの入力信号に対して、一方の入力信号を適応アルゴリズムを備えた適応制御部で処理した信号と他方の入力信号との差分を演算し、前記適応制御部で該差分と前記一方の入力信号とステップサイズパラメータとによって適応フィルタ係数を更新し、前記差分を各々左右のサラウンド信号として出力するサラウンド生成部を備えたオーディオ装置において、
前記サラウンド生成部の信号入力側に設けた、入力信号のダイナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮部と、
前記入力信号のレベルが低いほど前記ダイナミックレンジ圧縮部での圧縮を大きくする制御を行う制御部とを備えたことを特徴とするオーディオ装置。
A two-channel stereo signal is input, and a difference between a signal obtained by processing one input signal by an adaptive control unit having an adaptive algorithm and the other input signal is calculated for each channel input signal, and the adaptive control unit In the audio apparatus comprising a surround generation unit that updates the adaptive filter coefficient according to the difference, the one input signal, and the step size parameter, and outputs the difference as left and right surround signals,
A dynamic range compression unit for compressing the dynamic range of the input signal, provided on the signal input side of the surround generation unit;
An audio apparatus comprising: a control unit that performs control to increase compression in the dynamic range compression unit as the level of the input signal is low.
前記制御部は、前記ステップサイズパラメータの値が小さいほど大きな圧縮をする制御を行うことを特徴とする請求項1記載のオーディオ装置。   The audio apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control such that compression is increased as the value of the step size parameter is decreased. 前記制御部は、入力オーディオ信号をxとするときの出力信号Xを、X=1−(1−|x|)の演算を行い、該nの値を入力信号のレベルが小さいほど大きな値とすることにより圧縮特性を付加することを特徴とする請求項1または2に記載のオーディオ装置。 The control unit performs an operation of X = 1− (1− | x |) n for the output signal X when the input audio signal is x, and the value of n increases as the level of the input signal decreases. The audio apparatus according to claim 1, wherein a compression characteristic is added. 前記制御部は前記ダイナミックレンジ圧縮処理に加え、入力信号のレベルが所定値以下のとき、入力ゲインを上げる制御も行うことを特徴とする請求項1記載のオーディオ装置。   2. The audio apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control for increasing an input gain when the level of the input signal is a predetermined value or less in addition to the dynamic range compression processing. 前記制御部は前記ダイナミックレンジ圧縮処理に加え、入力信号のレベルが所定値以下のとき、前記ステップサイズパラメータの値を大きくする処理を行うことを特徴とする請求項1記載のオーディオ装置。   2. The audio apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs a process of increasing the value of the step size parameter when the input signal level is a predetermined value or less in addition to the dynamic range compression process.
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