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JP7626660B2 - Sound processing device and program - Google Patents
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Description

本発明は、音響処理装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to an audio processing device and a program.

従来、CDやDVDから読み出されたオーディオ信号のダイナミックレンジを拡張する装置が知られている。
例えば、特許文献1に開示の音響処理装置は、音源から出力されるオーディオ信号の包絡線を検出する包絡線検出手段と、包絡線をデシベル変換するデシベル変換手段と、包絡線の変化量を示す変化量信号を生成する微分手段と、変化量信号を反転させる反転手段と、反転された変化量信号をリニアな信号に変換して検出信号を生成するリニア変換手段と、オーディオ信号に検出信号を乗算した信号を、オーディオ信号から減算することにより補完信号を生成する補完信号生成手段と、補完信号を前記オーディオ信号に加算する加算手段と、を備える。
Conventionally, there is known a device that expands the dynamic range of an audio signal read from a CD or DVD.
For example, the sound processing device disclosed in Patent Document 1 includes an envelope detection means for detecting the envelope of an audio signal output from a sound source, a decibel conversion means for converting the envelope into decibels, a differentiation means for generating a change amount signal indicating the amount of change in the envelope, an inversion means for inverting the change amount signal, a linear conversion means for converting the inverted change amount signal into a linear signal to generate a detection signal, a complementary signal generation means for generating a complementary signal by subtracting a signal obtained by multiplying the audio signal by the detection signal from the audio signal, and an addition means for adding the complementary signal to the audio signal.

特開2013-55384号公報JP 2013-55384 A

しかしながら、特許文献1に開示の音響処理装置は、立ち下がり成分については考慮していなかった。スピーカーの時間応答の収束性が悪い場合、音源の余韻に加えて、スピーカーの余韻が加わり、過剰な余韻となる場合があった。 However, the audio processing device disclosed in Patent Document 1 does not take into account the falling components. If the convergence of the speaker's time response is poor, the reverberation of the speaker may be added to the reverberation of the sound source, resulting in excessive reverberation.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、オーディオ信号の余韻を好適に制御することができる音響処理装置及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an audio processing device and program that can optimally control the reverberation of an audio signal.

上記課題を解決するため、本発明の余韻制御装置は、入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する検出部と、検出された前記包絡線信号をデシベル変換する変換部と、変換された前記包絡線信号を微分処理し、前記包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する微分処理部と、前記変化量信号の信号レベルを反転させる反転部と、反転させた前記変化量信号のゲインを、0dB以下の信号に制限した第1制限信号を生成し、生成した前記第1制限信号のゲインが振幅で示された第1変動検出信号を生成する第1変動検出信号生成部と、反転された前記変化量信号のゲインを、0dB以上に制限した第2制限信号を生成し、生成した前記第2制限信号のゲインが振幅で示された第2変動検出信号を生成する第2変動検出信号生成部と、前記第1変動検出信号に前記第2変動検出信号を乗算して乗算信号を生成し、生成した前記乗算信号の振幅を1以上に制限した第3制限信号を生成する制限信号生成部と、前記第3制限信号を前記オーディオ信号に乗算した信号を、前記オーディオ信号から減算して第1補完信号を生成する第1補完信号生成部と、前記第1補完信号を前記オーディオ信号に加算する加算部と、を備える。 In order to solve the above problem, the reverberation control device of the present invention includes a detection unit that detects an envelope signal of an input audio signal, a conversion unit that converts the detected envelope signal into decibels, a differentiation processing unit that performs differentiation processing on the converted envelope signal to generate a change amount signal that indicates the amount of change in the envelope signal, an inversion unit that inverts the signal level of the change amount signal, a first fluctuation detection signal generation unit that generates a first limiting signal that limits the gain of the inverted change amount signal to a signal of 0 dB or less and generates a first fluctuation detection signal in which the gain of the generated first limiting signal is indicated by an amplitude, and The audio signal processing device includes a second fluctuation detection signal generating unit that generates a second limiting signal by limiting the gain of the audio signal to 0 dB or more and generates a second fluctuation detection signal in which the gain of the generated second limiting signal is indicated by an amplitude, a limiting signal generating unit that multiplies the first fluctuation detection signal by the second fluctuation detection signal to generate a multiplied signal and generates a third limiting signal by limiting the amplitude of the generated multiplied signal to 1 or more, a first complementary signal generating unit that subtracts a signal obtained by multiplying the audio signal by the third limiting signal from the audio signal to generate a first complementary signal, and an adding unit that adds the first complementary signal to the audio signal.

本発明によれば、過剰な余韻が生じないようにオーディオ信号を制御することができる。 According to the present invention, audio signals can be controlled to prevent excessive reverberation.

音響処理装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a sound processing device. 第1変動検出部の概略構成を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a schematic configuration of a first fluctuation detection unit; FIG. 第2変動検出部の概略構成を示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a second fluctuation detection unit. 第1重み付け部の概略構成を示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a first weighting unit. 第2重み付け部の概略構成を示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a second weighting unit. 第3重み付け部の概略構成を示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a third weighting unit. 入力されたオーディオ信号の信号波形の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a signal waveform of an input audio signal. 低域オーディオ信号の信号波形の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a signal waveform of a low-frequency audio signal. デシベルの包絡線信号の信号波形の一例を示す。2 shows an example of a signal waveform of a decibel envelope signal. 変化量信号の信号波形の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a signal waveform of a change amount signal; 反転処理により反転された変化量信号の信号波形の一例を示す図である。13 is a diagram showing an example of a signal waveform of a change amount signal inverted by an inversion process. FIG. 第1制限信号の信号波形の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of a first limiting signal. 第2制限信号の信号波形の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of a second limiting signal. 第1変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of a first fluctuation detection signal. 第2変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of a second fluctuation detection signal. スムージング処理された第1変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。13 is a diagram showing an example of a signal waveform of a first fluctuation detection signal that has been smoothed; FIG. 第1乗算器が出力する第1変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。13 is a diagram showing an example of a signal waveform of a first fluctuation detection signal output by a first multiplier. FIG. 低域アタック用重み付け信号の信号波形の一例を示す図である。13 is a diagram showing an example of a signal waveform of a low-frequency attack weighting signal; FIG. スムージング処理された第2変動検出信号の信号波形の一例を示す図である。13 is a diagram showing an example of a signal waveform of a second fluctuation detection signal that has been smoothed. FIG. 乗算器からレベル制限部に出力される乗算処理後の第2変動検出信号の信号波形を示す図である。13 is a diagram showing a signal waveform of a second fluctuation detection signal after multiplication processing output from a multiplier to a level limiting section. FIG. 第3制限信号の信号波形の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of a third limiting signal. 第3乗算器による乗算後の信号の信号波形の一例を示す。13 shows an example of a signal waveform after multiplication by a third multiplier. 低域余韻用重み付け信号の信号波形の一例を示す図である。13 is a diagram showing an example of a signal waveform of a low-frequency reverberation weighting signal; FIG. 低域オーディオ信号に低域余韻用補完信号を加算した信号の信号波形を示す図である。11 is a diagram showing a signal waveform of a signal obtained by adding a low-frequency reverberation complementary signal to a low-frequency audio signal. FIG. リピート処理及びスムージング処理された第2変動検出信号に基づいて生成された低域余韻用補完信号を低域オーディオ信号に加算した場合の信号の信号波形を示す図である。13 is a diagram showing a signal waveform of a signal obtained when a low-frequency reverberation complementary signal generated based on a second fluctuation detection signal that has been subjected to repeat processing and smoothing processing is added to a low-frequency audio signal. FIG. 低域オーディオ信号に、低域余韻用補完信号と、低域アタック用補完信号とを加算した信号の信号波形を示す図である。13 is a diagram showing a signal waveform of a signal obtained by adding a low-frequency reverberation complementary signal and a low-frequency attack complementary signal to a low-frequency audio signal. FIG. 音響処理装置の動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing the operation of the sound processing device. ステップS3の詳細フローを示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a detailed flow of step S3. ステップS4の詳細フローを示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a detailed flow of step S4. ステップS7の詳細を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing details of step S7. 第2実施形態のシステム構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a system configuration of a second embodiment.

[音響処理装置100の全体構成]
図1は、音響処理装置100の構成を示すブロック図である。
音響処理装置100は、ダイナミックレンジの圧縮により平滑化された状態のオーディオ信号のゲインを拡張する機能、及びオーディオ信号の低音域での過剰な余韻を抑制する機能を備える。
[Overall configuration of the sound processing device 100]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a sound processing device 100. As shown in FIG.
The sound processing device 100 has a function of expanding the gain of an audio signal that has been smoothed by compressing the dynamic range, and a function of suppressing excessive reverberation in the low frequency range of the audio signal.

音響処理装置100は、LPF(Low-pass filter)110と、第1変動検出部120と、第1重み付け部140と、第2重み付け部150と、HPF(High-pass filter)160と、第2変動検出部170と、第3重み付け部180と、合成部190とを備える。
合成部190は、加算部に相当する。
The sound processing device 100 includes an LPF (Low-pass filter) 110, a first fluctuation detection unit 120, a first weighting unit 140, a second weighting unit 150, a HPF (High-pass filter) 160, a second fluctuation detection unit 170, a third weighting unit 180, and a synthesis unit 190.
The synthesis unit 190 corresponds to an addition unit.

音響処理装置100には、ダイナミックレンジを圧縮されたオーディオ信号が入力される。このオーディオ信号は、例えば、CD(Compact Disc)などへの記録に伴ってダイナミックレンジを圧縮されたオーディオ信号である。音響処理装置100に入力されたオーディオ信号は、図1に示すようにLPF110と、HPF160と、合成部190とに入力される。 An audio signal with a compressed dynamic range is input to the sound processing device 100. This audio signal is, for example, an audio signal whose dynamic range has been compressed in conjunction with recording onto a CD (Compact Disc) or the like. The audio signal input to the sound processing device 100 is input to the LPF 110, the HPF 160, and the synthesis unit 190 as shown in FIG. 1.

LPF110は、入力されたオーディオ信号に対してフィルタ処理を行い、オーディオ信号の低音域成分を抽出する。LPF110により抽出されたオーディオ信号の低音域成分を、以下では低域オーディオ信号という。
HPF160は、入力されたオーディオ信号に対してフィルタ処理を行い、オーディオ信号の高音域成分を抽出する。HPF160により抽出されたオーディオ信号の高音域成分を、以下では高域オーディオ信号という。
The LPF 110 performs a filtering process on the input audio signal to extract low-frequency components of the audio signal. The low-frequency components of the audio signal extracted by the LPF 110 are hereinafter referred to as low-frequency audio signals.
The HPF 160 performs a filtering process on the input audio signal to extract high-frequency components of the audio signal. The high-frequency components of the audio signal extracted by the HPF 160 are hereinafter referred to as a high-frequency audio signal.

図7には、音響処理装置100に入力されたオーディオ信号の信号波形の一例を示す。このオーディオ信号は、CDに収録されたオーディオ信号を再生したものであり、曲の冒頭の1秒間を表示している。
また、図8は、LPF110によりフィルタ処理された低域オーディオ信号の信号波形の一例を示す。
7 shows an example of a signal waveform of an audio signal input to the sound processing device 100. This audio signal is a reproduced audio signal recorded on a CD, and displays the first one second of a song.
FIG. 8 shows an example of a signal waveform of a low-frequency audio signal filtered by the LPF 110. In FIG.

第1変動検出部120は、LPF110より入力された低域オーディオ信号の包絡線を検波する。第1変動検出部120は、検波した包絡線の変化量を検出し、検出した包絡線の変化量を示す第1変動検出信号を第1重み付け部140に出力し、包絡線の変化量を示す第2変動検出信号を第2重み付け部150に出力する。第1変動検出信号及び第2変動検出信号についての詳細な説明は後述する。 The first variation detection unit 120 detects the envelope of the low-frequency audio signal input from the LPF 110. The first variation detection unit 120 detects the amount of change in the detected envelope, outputs a first variation detection signal indicating the amount of change in the detected envelope to the first weighting unit 140, and outputs a second variation detection signal indicating the amount of change in the envelope to the second weighting unit 150. A detailed explanation of the first variation detection signal and the second variation detection signal will be given later.

第2変動検出部170は、HPF160より入力された高域オーディオ信号の包絡線を検波する。第2変動検出部170は、検波した包絡線の変化量を検出し、検出した振幅の変化量を示す第3変動検出信号を第3重み付け部180に出力する。 The second variation detection unit 170 detects the envelope of the high-frequency audio signal input from the HPF 160. The second variation detection unit 170 detects the amount of change in the detected envelope, and outputs a third variation detection signal indicating the amount of change in the detected amplitude to the third weighting unit 180.

第1重み付け部140は、第1変動検出信号に基づいて低域アタック用補完信号を生成する。低域アタック用補完信号は、ダイナミックレンジの圧縮により平滑化された低域オーディオ信号の振幅を増幅させる信号である。低域アタック用補完信号は、第2補完信号に相当する。第1重み付け部140は、生成した低域アタック用補完信号を合成部190に出力する。 The first weighting unit 140 generates a complementary signal for low-frequency attack based on the first fluctuation detection signal. The complementary signal for low-frequency attack is a signal that amplifies the amplitude of the low-frequency audio signal that has been smoothed by dynamic range compression. The complementary signal for low-frequency attack corresponds to the second complementary signal. The first weighting unit 140 outputs the generated complementary signal for low-frequency attack to the synthesis unit 190.

第2重み付け部150は、第2変動検出信号に基づいて低域余韻用補完信号を生成する。低域余韻用補完信号は、低域オーディオ信号の余韻を減衰させる信号である。低域余韻用補完信号は、第1補完信号に相当する。第2重み付け部150は、生成した低域余韻用補完信号を合成部190に出力する。 The second weighting unit 150 generates a low-frequency reverberation complementary signal based on the second variation detection signal. The low-frequency reverberation complementary signal is a signal that attenuates the reverberation of the low-frequency audio signal. The low-frequency reverberation complementary signal corresponds to the first complementary signal. The second weighting unit 150 outputs the generated low-frequency reverberation complementary signal to the synthesis unit 190.

第3重み付け部180は、第3変動検出信号に基づいて高域アタック用補完信号を生成する。高域アタック用補完信号は、ダイナミックレンジの圧縮により平滑化された高域オーディオ信号の振幅を増幅させる信号である。第3重み付け部180は、生成した高域アタック用補完信号を合成部190に出力する。 The third weighting unit 180 generates a high-frequency attack complementary signal based on the third variation detection signal. The high-frequency attack complementary signal is a signal that amplifies the amplitude of the high-frequency audio signal that has been smoothed by dynamic range compression. The third weighting unit 180 outputs the generated high-frequency attack complementary signal to the synthesis unit 190.

合成部190は、入力されたオーディオ信号に、低域アタック用補完信号、低域余韻用補完信号及び高域アタック用補完信号を加算する。これにより、オーディオ信号の立ち上がりが強調され、聴感上のメリハリ感や臨場感、音質を向上させることができる。また、低域のオーディオ信号の立ち下がりの余韻の収束を速め、音源やスピーカー等に起因する過剰な余韻を抑制させることができる。 The synthesis unit 190 adds a low-frequency attack complementary signal, a low-frequency reverberation complementary signal, and a high-frequency attack complementary signal to the input audio signal. This emphasizes the rising edge of the audio signal, improving the audible sense of sharpness, realism, and sound quality. It also speeds up the convergence of the reverberation of the falling edge of the low-frequency audio signal, suppressing excessive reverberation caused by the sound source, speakers, etc.

[第1変動検出部120及び第2変動検出部170の構成]
図2は、第1変動検出部120の概略構成を示したブロック図である。
第1変動検出部120の構成について説明する。
第1変動検出部120は、第1最大値検出部121と、第1最大値ホールド部122と、第1スムージング処理部123と、第1デシベル変換部124と、第1微分処理部125と、第1反転処理部126と、第1レベル制限部127、第1リニア変換部128と、第2レベル制限部129と、第2リニア変換部130とを備える。
第1最大値検出部121、第1最大値ホールド部122及び第1スムージング処理部123は、検出部に相当する。
第1デシベル変換部124は、変換部に相当する。
第1微分処理部125は、微分処理部に相当する。
第1反転処理部126は、反転部に相当する。
第1レベル制限部127及び第1リニア変換部128は、第1変動検出信号生成部に相当する。
第2レベル制限部129及び第2リニア変換部130は、第2変動検出信号生成部に相当する。
[Configuration of the first fluctuation detection unit 120 and the second fluctuation detection unit 170]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the first fluctuation detection unit 120. As shown in FIG.
The configuration of the first fluctuation detection unit 120 will be described.
The first fluctuation detection unit 120 includes a first maximum value detection unit 121, a first maximum value hold unit 122, a first smoothing processing unit 123, a first decibel conversion unit 124, a first differential processing unit 125, a first inversion processing unit 126, a first level limiting unit 127, a first linear conversion unit 128, a second level limiting unit 129, and a second linear conversion unit 130.
The first maximum value detection section 121, the first maximum value hold section 122 and the first smoothing processing section 123 correspond to a detection section.
The first decibel converter 124 corresponds to a converter.
The first differential processing unit 125 corresponds to the differential processing unit.
The first inversion processing unit 126 corresponds to an inversion unit.
The first level limiting section 127 and the first linear conversion section 128 correspond to a first fluctuation detection signal generating section.
The second level limiting section 129 and the second linear conversion section 130 correspond to a second fluctuation detection signal generating section.

第1最大値検出部121には、LPF110によりフィルタ処理された低域オーディオ信号が入力される。
第1最大値検出部121は、入力された低域オーディオ信号の振幅を絶対値化し、絶対値化した低域オーディオ信号の振幅の所定時間内の最大値を検出する。第1最大値検出部121は、所定時間内のサンプル数であるmサンプルごとに最大値を第1最大値ホールド部122に出力する。mは任意の自然数である。
The low-frequency audio signal filtered by the LPF 110 is input to the first maximum value detection section 121 .
The first maximum value detection unit 121 converts the amplitude of the input low-frequency audio signal into an absolute value, and detects the maximum value of the absolute value of the amplitude of the low-frequency audio signal within a predetermined time. The first maximum value detection unit 121 outputs the maximum value for every m samples, which is the number of samples within the predetermined time, to the first maximum value hold unit 122. m is an arbitrary natural number.

第1最大値ホールド部122には、第1最大値検出部121から最大値を示す信号が入力される。
第1最大値ホールド部122は、入力された信号が示す最大値を含む過去n回分の最大値の中で、最も大きな値を示す最大値を求める。nは任意の自然数である。つまり、第1最大値ホールド部122は、n×mサンプルの間における最も値の高い最大値を求める。第1最大値ホールド部122は、求めた最大値を示す信号を所定時間ごとに第1スムージング処理部123に出力する。
なお、第1最大値検出部121及び第1最大値ホールド部122は、最大値を検出する検出範囲が予め設定されており、設定された検出範囲以下の信号レベルの検出は行なわない。
The first maximum value hold section 122 receives a signal indicating the maximum value from the first maximum value detection section 121 .
The first maximum value hold unit 122 obtains the maximum value that is the largest among the past n maximum values including the maximum value indicated by the input signal. n is any natural number. In other words, the first maximum value hold unit 122 obtains the highest maximum value among n×m samples. The first maximum value hold unit 122 outputs a signal indicating the obtained maximum value to the first smoothing processing unit 123 at predetermined time intervals.
It should be noted that the first maximum value detection section 121 and the first maximum value hold section 122 have a preset detection range for detecting maximum values, and do not detect signal levels below the set detection range.

第1スムージング処理部123は、第1最大値ホールド部122から入力される最大値を示す信号を積分処理し、最大値の変動を滑らかにするスムージング処理を行う。最大値を示す信号にスムージング処理を施すことで、低域オーディオ信号の包絡線を示す包絡線信号が検出される。 The first smoothing processing unit 123 performs integration processing on the signal indicating the maximum value input from the first maximum value hold unit 122, and performs smoothing processing to smooth fluctuations in the maximum value. By performing smoothing processing on the signal indicating the maximum value, an envelope signal indicating the envelope of the low-frequency audio signal is detected.

第1デシベル変換部124は、スムージング処理により求められた低域オーディオ信号の包絡線信号を、デシベルの包絡線信号に変換する。第1デシベル変換部124に入力される包絡線信号は、ゲインが振幅で示されるリニアな信号特性を有する。第1デシベル変換部124により変換されるデシベルの包絡線信号は、ゲインがデシベル単位で示される信号特性を有する。第1デシベル変換部124は、変換したデシベルの包絡線信号を第1微分処理部125に出力する。
図9には、第1デシベル変換部124から第1微分処理部125に出力されるデシベルの包絡線信号の信号波形の一例を示す。
The first decibel converter 124 converts the envelope signal of the low-frequency audio signal obtained by the smoothing process into an envelope signal in decibels. The envelope signal input to the first decibel converter 124 has linear signal characteristics in which the gain is indicated by the amplitude. The decibel envelope signal converted by the first decibel converter 124 has signal characteristics in which the gain is indicated in decibel units. The first decibel converter 124 outputs the converted decibel envelope signal to the first differential processor 125.
FIG. 9 shows an example of a signal waveform of the decibel envelope signal output from the first decibel converter 124 to the first differential processor 125. In FIG.

第1微分処理部125は、入力されたデシベルの包絡線信号を微分処理して包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する。変化量信号は、包絡線信号の変化に応じて変化する。例えば。包絡線信号の変化量が大きい場合には、変化量信号が大きい値を示し、包絡線信号の変化量が小さい場合には、変化量信号は小さい値を示す。第1微分処理部125は、生成した変化量信号を第1反転処理部126に出力する。
図10には、変化量信号の信号波形の一例を示す。
The first differential processing unit 125 performs differential processing on the input decibel envelope signal to generate a change amount signal indicating the amount of change in the envelope signal. The change amount signal changes according to the change in the envelope signal. For example, when the amount of change in the envelope signal is large, the change amount signal indicates a large value, and when the amount of change in the envelope signal is small, the change amount signal indicates a small value. The first differential processing unit 125 outputs the generated change amount signal to the first inversion processing unit 126.
FIG. 10 shows an example of a signal waveform of the change amount signal.

第1微分処理部125における微分処理は、LPF110で低域成分の抽出が行われたオーディオ信号に対して、ハイパスフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことによって実現される。また、このハイパスフィルタにおける正規化カットオフ周波数の設定値を変更することによりフィルタリング処理により求められる変化量の変化時間を調整することが可能となっている。 The differentiation process in the first differentiation processing unit 125 is realized by performing a filtering process using a high-pass filter on the audio signal from which the low-frequency components have been extracted by the LPF 110. In addition, by changing the setting value of the normalized cutoff frequency in this high-pass filter, it is possible to adjust the change time of the amount of change obtained by the filtering process.

例えば、ダイナミックレンジが圧縮されて振幅が平滑化された状態は、コンプレッサやリミッタの設定により異なり、また、CDとDVDとでは、ダイナミックレンジの圧縮状態が異なったものとなる。従って、オーディオ信号におけるダイナミックレンジの圧縮状態に応じて正規化カットオフ周波数を調整することにより、ダイナミックレンジの圧縮状態に適したダイナミックレンジの拡張時間の調整を行うことが可能となる。 For example, the state in which the dynamic range is compressed and the amplitude is smoothed varies depending on the compressor and limiter settings, and the dynamic range compression state differs between CDs and DVDs. Therefore, by adjusting the normalized cutoff frequency according to the dynamic range compression state of the audio signal, it is possible to adjust the dynamic range expansion time to suit the dynamic range compression state.

第1反転処理部126は、入力された変化量信号の信号レベルを反転させる反転処理を行う。第1反転処理部126は、変化量信号に-1を乗算することにより信号レベル、すなわち信号のプラスとマイナスを反転させる。第1反転処理部126は、反転処理した変化量信号を第1レベル制限部127及び第2レベル制限部129に出力する。
図11には、反転処理により信号レベルが反転された変化量信号の信号波形の一例を示す。図11に示す変化量信号と、図10に示す変化量信号とは信号の正負が反転している。
The first inversion processing unit 126 performs an inversion process to invert the signal level of the input change amount signal. The first inversion processing unit 126 inverts the signal level, i.e., the positive and negative sides of the signal, by multiplying the change amount signal by -1. The first inversion processing unit 126 outputs the inverted change amount signal to the first level limiting unit 127 and the second level limiting unit 129.
11 shows an example of a signal waveform of a change amount signal whose signal level has been inverted by inversion processing. The change amount signal shown in FIG 11 and the change amount signal shown in FIG 10 have the positive and negative signals inverted.

第1レベル制限部127は、入力された変化量信号の信号レベルを-6dB以上、0dB以下の第1範囲に制限して第1制限信号を生成する。
第1レベル制限部127は、入力された変化量信号の信号レベルが-6dBよりも小さい場合、変化量信号の信号レベルを-6dBに変換して第1制限信号を生成する。また、第1レベル制限部127は、入力された変化量信号の信号レベルが0dBよりも大きい場合、変化量信号の信号レベルを0dBに変換して第1制限信号を生成する。
第1レベル制限部127は、生成した第1制限信号を第1リニア変換部128に出力する。図12には、第1制限信号の信号波形の一例を示す。
The first level limiting unit 127 limits the signal level of the input change amount signal to a first range of -6 dB or more and 0 dB or less to generate a first limiting signal.
When the signal level of the input change amount signal is smaller than -6 dB, the first level limiting unit 127 converts the signal level of the change amount signal to -6 dB to generate a first limiting signal. When the signal level of the input change amount signal is larger than 0 dB, the first level limiting unit 127 converts the signal level of the change amount signal to 0 dB to generate a first limiting signal.
The first level limiting section 127 outputs the generated first limiting signal to the first linear conversion section 128. Fig. 12 shows an example of a signal waveform of the first limiting signal.

第2レベル制限部129は、入力された変化量信号の信号レベルを0dB以上、6dB以下の第2範囲に制限して第2制限信号を生成する。
第2レベル制限部129は、入力された変化量信号の信号レベルが6dBよりも大きい場合、変化量信号の信号レベルを6dBに変換して第2制限信号を生成する。また、第2レベル制限部129は、入力された変化量信号の信号レベルが0dBよりも小さい場合、変化量信号の信号レベルを0dBに変換して第2制限信号を生成する。
第2レベル制限部129は、生成した第2制限信号を第2リニア変換部130に出力する。
図13には、第2制限信号の信号波形の一例を示す。
The second level limiting unit 129 limits the signal level of the input change amount signal to a second range of 0 dB or more and 6 dB or less to generate a second limiting signal.
If the signal level of the input change amount signal is greater than 6 dB, the second level limiting unit 129 converts the signal level of the change amount signal to 6 dB to generate a second limiting signal. If the signal level of the input change amount signal is less than 0 dB, the second level limiting unit 129 converts the signal level of the change amount signal to 0 dB to generate a second limiting signal.
The second level limiting section 129 outputs the generated second limiting signal to the second linear conversion section 130 .
FIG. 13 shows an example of a signal waveform of the second limiting signal.

第1リニア変換部128は、入力された第1制限信号を、この第1制限信号のゲインを振幅で示すリニアな信号特性を有する信号に変換する。第1リニア変換部128は、変換した信号を、第1変動検出信号として第1重み付け部140に出力する。
図14には、第1変動検出信号の信号波形の一例を示す。
The first linear conversion unit 128 converts the input first limiting signal into a signal having linear signal characteristics in which the gain of the first limiting signal is represented by an amplitude, and outputs the converted signal to the first weighting unit 140 as a first fluctuation detection signal.
FIG. 14 shows an example of a signal waveform of the first fluctuation detection signal.

第2リニア変換部130は、入力された第2制限信号を、この第2制限信号のゲインを振幅で示すリニアな信号特性を有する信号に変換する。第2リニア変換部130は、変換した信号を、第2変動検出信号として第2重み付け部150に出力する。
図15には、第2変動検出信号の信号波形の一例を示す。
The second linear conversion unit 130 converts the input second limiting signal into a signal having linear signal characteristics in which the gain of the second limiting signal is represented by an amplitude. The second linear conversion unit 130 outputs the converted signal to the second weighting unit 150 as a second fluctuation detection signal.
FIG. 15 shows an example of a signal waveform of the second fluctuation detection signal.

図3は、第2変動検出部170の概略構成を示したブロック図である。
第2変動検出部170は、第2最大値検出部171、第2最大値ホールド部172、第2スムージング処理部173、第2デシベル変換部174、第2微分処理部175、第2反転処理部176、第3レベル制限部177及び第3リニア変換部178を備える。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the second fluctuation detection section 170. As shown in FIG.
The second fluctuation detection unit 170 includes a second maximum value detection unit 171, a second maximum value hold unit 172, a second smoothing processing unit 173, a second decibel conversion unit 174, a second differential processing unit 175, a second inversion processing unit 176, a third level limiting unit 177 and a third linear conversion unit 178.

第2最大値検出部171、第2最大値ホールド部172、第2スムージング処理部173、第2デシベル変換部174、第2微分処理部175及び第2反転処理部176の動作は、第1変動検出部120と同一であるため、詳細な説明は省略する。 The operations of the second maximum value detection unit 171, the second maximum value hold unit 172, the second smoothing processing unit 173, the second decibel conversion unit 174, the second differential processing unit 175, and the second inversion processing unit 176 are the same as those of the first fluctuation detection unit 120, so detailed explanations are omitted.

第3レベル制限部177は、第2反転処理部176から入力される変化量信号の信号レベルを-30dB以上、0dB以下の第4範囲に制限して第4制限信号を生成する。
第3レベル制限部177は、入力された変化量信号の信号レベルが-30dBよりも小さい場合、変化量信号の信号レベルを-30dBに変換して第4制限信号を生成する。また、第3レベル制限部177は、入力された変化量信号の信号レベルが0dBよりも大きい場合、変化量信号の信号レベルを0dBに変換して第4制限信号を生成する。
第3レベル制限部177は、生成した第4制限信号を第3リニア変換部178に出力する。
The third level limiting unit 177 limits the signal level of the change amount signal input from the second inversion processing unit 176 to a fourth range of −30 dB or more and 0 dB or less to generate a fourth limited signal.
The third level limiting unit 177 converts the signal level of the input change amount signal to −30 dB to generate a fourth limiting signal when the signal level of the input change amount signal is smaller than −30 dB, and converts the signal level of the input change amount signal to 0 dB to generate a fourth limiting signal when the signal level of the input change amount signal is larger than 0 dB.
The third level limiting section 177 outputs the generated fourth limiting signal to the third linear conversion section 178 .

第3リニア変換部178は、入力された第4制限信号を、この第4制限信号のゲインを振幅で示すリニアな信号特性を有する信号に変換する。第3リニア変換部178は、変換した信号を、第3変動検出信号として第3重み付け部180に出力する。 The third linear conversion unit 178 converts the input fourth limiting signal into a signal having linear signal characteristics that indicate the gain of the fourth limiting signal by amplitude. The third linear conversion unit 178 outputs the converted signal to the third weighting unit 180 as a third fluctuation detection signal.

[第1重み付け部140、第2重み付け部150及び第3重み付け部180]
図4は、第1重み付け部140の概略構成を示したブロック図である。第1重み付け部140は、第1リピート処理部141、第3スムージング処理部142、第1乗算器143、第1減算器144及び第1ゲイン調整部145を備える。
第1乗算器143及び第1減算器144は、第2補完信号生成部に相当する。
第1ゲイン調整部145は、ゲイン調整部に相当する。
[First weighting section 140, second weighting section 150, and third weighting section 180]
4 is a block diagram showing a schematic configuration of the first weighting unit 140. The first weighting unit 140 includes a first repeat processing unit 141, a third smoothing processing unit 142, a first multiplier 143, a first subtractor 144, and a first gain adjustment unit 145.
The first multiplier 143 and the first subtractor 144 correspond to a second complementary signal generating unit.
The first gain adjustment section 145 corresponds to the gain adjustment section.

第1リピート処理部141には、第1変動検出部120から第1変動検出信号が入力される。第1リピート処理部141は、入力された第1変動検出信号のフレーム長を、LPF110から出力される低域オーディオ信号のフレーム長に一致させるリピート処理を実行する。
例えば、LPF110から出力される低域オーディオ信号のフレーム長が256サンプルであり、第1変動検出信号のフレーム長が32サンプルであると仮定する。この場合、第1リピート処理部141は、同じ第1変動検出信号を、256/32で8サンプル、繰り返し第3スムージング処理部142に出力する。
The first repeat processing unit 141 receives the first fluctuation detection signal from the first fluctuation detection unit 120. The first repeat processing unit 141 executes a repeat process for matching the frame length of the input first fluctuation detection signal with the frame length of the low-frequency audio signal output from the LPF 110.
For example, assume that the frame length of the low-frequency audio signal output from the LPF 110 is 256 samples, and the frame length of the first fluctuation detection signal is 32 samples. In this case, the first repeat processing unit 141 repeatedly outputs the same first fluctuation detection signal to the third smoothing processing unit 142, with 8 samples being 256/32.

第3スムージング処理部142は、入力された第1変動検出信号の信号波形を、ローパスフィルタ処理により滑らかにするスムージング処理を行う。第3スムージング処理部142は、スムージング処理した第1変動検出信号を第1乗算器143及び第2重み付け部150に出力する。
図16には、スムージング処理された第1変動検出信号の信号波形の一例を示す。
The third smoothing unit 142 performs a smoothing process to smooth the signal waveform of the input first fluctuation detection signal by low-pass filtering. The third smoothing unit 142 outputs the first fluctuation detection signal after the smoothing process to the first multiplier 143 and the second weighting unit 150.
FIG. 16 shows an example of a signal waveform of the first fluctuation detection signal after the smoothing process.

第1乗算器143には、LPF110が出力した低域オーディオ信号と、スムージング処理された第1変動検出信号とが入力される。
第1乗算器143は、入力された低域オーディオ信号に、スムージング処理された第1変動検出信号を乗算する乗算処理を行う。第1乗算器143は、乗算処理した第1変動検出信号を第1減算器144に出力する。第1乗算器143の乗算処理により、信号レベルが小さいレベルから大きいレベルに変化する低域オーディオ信号の箇所が、第1変動検出信号の検出量に対応して増幅される。
図17には、第1乗算器143が出力する第1変動検出信号の信号波形の一例を示す。
The first multiplier 143 receives the low-frequency audio signal output by the LPF 110 and the first fluctuation detection signal that has been subjected to the smoothing process.
The first multiplier 143 performs a multiplication process to multiply the input low-frequency audio signal by the smoothed first fluctuation detection signal. The first multiplier 143 outputs the multiplied first fluctuation detection signal to the first subtractor 144. By the multiplication process of the first multiplier 143, a portion of the low-frequency audio signal where the signal level changes from a low level to a high level is amplified in accordance with the detection amount of the first fluctuation detection signal.
FIG. 17 shows an example of a signal waveform of the first fluctuation detection signal output by the first multiplier 143.

第1減算器144は、LPF110が出力した低域オーディオ信号と、第1乗算器143が出力した乗算処理された第1変動検出信号とが入力される。
第1減算器144は、入力された低域オーディオ信号から、乗算処理された第1変動検出信号を減算する。
第1減算器144で減算処理を行うことにより、信号レベルが小さいレベルから大きいレベルに変化する低域オーディオ信号の箇所において、増幅前の低域オーディオ信号と増幅後のオーディオ信号との信号レベル差が重み付け量として算出される。
第1減算器144は、算出した重み付け量を示す信号を、低域アタック用重み付け信号として第1ゲイン調整部145に出力する。
図18には、低域アタック用重み付け信号の信号波形の一例を示す。
The first subtractor 144 receives the low-frequency audio signal output by the LPF 110 and the multiplied first fluctuation detection signal output by the first multiplier 143 .
The first subtractor 144 subtracts the multiplied first fluctuation detection signal from the input low-frequency audio signal.
By performing subtraction processing in the first subtractor 144, the signal level difference between the low-frequency audio signal before amplification and the audio signal after amplification is calculated as a weighting amount at the point in the low-frequency audio signal where the signal level changes from a low level to a high level.
The first subtractor 144 outputs a signal indicating the calculated weighting amount to the first gain adjustment section 145 as a low-frequency attack weighting signal.
FIG. 18 shows an example of a signal waveform of a low-frequency attack weighting signal.

第1ゲイン調整部145は、入力された低域アタック用重み付け信号の振幅を増幅及び減衰して重み付け量の調節を行い、低域用アタック補完信号を生成する。第1ゲイン調整部145は、生成した第1低域補完信号を合成部190に出力する。 The first gain adjustment unit 145 amplifies and attenuates the amplitude of the input low-frequency attack weighted signal to adjust the weighting amount, and generates a low-frequency attack complement signal. The first gain adjustment unit 145 outputs the generated first low-frequency complement signal to the synthesis unit 190.

低域アタック用重み付け信号は、包絡線信号における最大値の変化に基づいて生成されるため、ダイナミックレンジが圧縮されて平滑化された箇所におけるゲインを拡張することが可能である。しかしながら、拡張すべきダイナミックレンジのゲインは、ダイナミックレンジが圧縮されて平滑化されたオーディオ信号ごとに異なり、そのまま低域アタック用重み付け信号をオーディオ信号に加算しても、十分なダイナミックレンジの拡張を行えなかったり、ダイナミックレンジの拡張量が多すぎたりして、かえって音質の低下を招いてしまうおそれもある。 The low-frequency attack weighting signal is generated based on the change in the maximum value in the envelope signal, so it is possible to expand the gain in the areas where the dynamic range has been compressed and smoothed. However, the gain of the dynamic range to be expanded differs for each audio signal whose dynamic range has been compressed and smoothed, and adding the low-frequency attack weighting signal to the audio signal as is may result in insufficient expansion of the dynamic range, or the amount of expansion of the dynamic range may be too great, which may actually result in a deterioration of sound quality.

このため、オーディオ信号の圧縮状態などに応じて、第1ゲイン調整部145で予め低域アタック用重み付け信号にゲインの増幅及び減衰を行って、重み付け量を調節した第1低域補完信号を生成することにより、合成部190においてオーディオ信号に第1低域補完信号を加算した信号のダイナミックレンジを、適切に拡張し、調整することが可能となる。 For this reason, the first gain adjustment unit 145 amplifies and attenuates the gain of the low-frequency attack weighting signal in advance depending on the compression state of the audio signal, etc., to generate a first low-frequency complement signal with an adjusted weighting amount, making it possible to appropriately expand and adjust the dynamic range of the signal obtained by adding the first low-frequency complement signal to the audio signal in the synthesis unit 190.

第1制限信号は、変化量信号のゲインを、0dB以下に制限した信号である。この第1制限信号のゲインを振幅で示す第1変動検出信号を第1リニア変換部128において生成する。このため、第1変動検出信号は、振幅が1以下の信号となる。
また、第2制限信号は、変化量信号のゲインを、0dB以上に制限した信号である。この第2制限信号のゲインを振幅で示す第2変動検出信号を第2リニア変換部130において生成する。このため、第2変動検出信号は、振幅が1以上の信号となる。
第1減算器144より出力される低域アタック用補完信号を「Y2」、第1乗算器143及び第1減算器144に入力されるオーディオ信号を「S1」、同じく第1乗算器143に入力される第1変動検出信号を「W2」とすると、低域アタック用補完信号Y2は、以下の式により算出される。
Y2=S1―(W2×S1)=(1-W2)×S1
第1変動検出信号W2は、振幅が1以下の信号であるため、1-W2は、0又は正の値となり、低域アタック用補完信号Y2は、オーディオ信号S1と同相の信号となる。このため、オーディオ信号S1に同相の低域アタック用補完信号Y2を加算することで、低域アタック用補完信号Y2によりオーディオ信号S1の振幅を増幅させることができる。
The first limiting signal is a signal that limits the gain of the change amount signal to 0 dB or less. A first fluctuation detection signal that indicates the gain of this first limiting signal by amplitude is generated in the first linear conversion unit 128. Therefore, the first fluctuation detection signal is a signal with an amplitude of 1 or less.
The second limiting signal is a signal in which the gain of the change amount signal is limited to 0 dB or more. A second fluctuation detection signal indicating the gain of the second limiting signal by its amplitude is generated in the second linear conversion unit 130. Therefore, the second fluctuation detection signal is a signal with an amplitude of 1 or more.
If the complementary signal for low-frequency attack output from the first subtractor 144 is "Y2," the audio signal input to the first multiplier 143 and the first subtractor 144 is "S1," and the first fluctuation detection signal input to the first multiplier 143 is "W2," then the complementary signal for low-frequency attack Y2 is calculated by the following formula.
Y2=S1-(W2×S1)=(1-W2)×S1
Since the first fluctuation detection signal W2 is a signal with an amplitude of 1 or less, 1-W2 is 0 or a positive value, and the complementary signal for low frequency attack Y2 is a signal in phase with the audio signal S1. Therefore, by adding the in-phase complementary signal for low frequency attack Y2 to the audio signal S1, the amplitude of the audio signal S1 can be amplified by the complementary signal for low frequency attack Y2.

[第2重み付け部150]
図5は、第2重み付け部150の概略構成を示したブロック図である。第2重み付け部150は、第2リピート処理部151、第4スムージング処理部152、第2乗算器153、第4レベル制限部154、第3乗算器155、第2減算器156及び第2ゲイン調整部157を備える。
第2乗算器153、第4レベル制限部154は、制限信号生成部に相当する。
第3乗算器155及び第2減算器156は、第1補完信号生成部に相当する。
第2ゲイン調整部157は、ゲイン調整部に相当する。
[Second weighting unit 150]
5 is a block diagram showing a schematic configuration of the second weighting unit 150. The second weighting unit 150 includes a second repeat processing unit 151, a fourth smoothing processing unit 152, a second multiplier 153, a fourth level limiting unit 154, a third multiplier 155, a second subtractor 156, and a second gain adjustment unit 157.
The second multiplier 153 and the fourth level limiting section 154 correspond to a limiting signal generating section.
The third multiplier 155 and the second subtractor 156 correspond to a first complementary signal generating unit.
The second gain adjustment section 157 corresponds to the gain adjustment section.

第2リピート処理部151には、第1変動検出部120から第2変動検出信号が入力される。第2リピート処理部151は、入力された第2変動検出信号のフレーム長を、LPF110から出力される低域オーディオ信号のフレーム長に一致させるリピート処理を実行する。第2リピート処理部151の動作は、第1リピート処理部141と同一であるため、詳細な説明は省略する。 The second repeat processing unit 151 receives the second fluctuation detection signal from the first fluctuation detection unit 120. The second repeat processing unit 151 performs repeat processing to match the frame length of the input second fluctuation detection signal to the frame length of the low-frequency audio signal output from the LPF 110. The operation of the second repeat processing unit 151 is the same as that of the first repeat processing unit 141, so a detailed description will be omitted.

第4スムージング処理部152は、第2リピート処理部151から入力された第2変動検出信号の信号波形を、ローパスフィルタ処理により滑らかにするスムージング処理を行う。第4スムージング処理部152は、スムージング処理した第2変動検出信号を第2乗算器153に出力する。
図19には、スムージング処理された第2変動検出信号の信号波形の一例を示す。
The fourth smoothing processor 152 performs a smoothing process by low-pass filtering to smooth the signal waveform of the second fluctuation detection signal input from the second repeat processor 151. The fourth smoothing processor 152 outputs the smoothed second fluctuation detection signal to the second multiplier 153.
FIG. 19 shows an example of a signal waveform of the second fluctuation detection signal after the smoothing process.

第2乗算器153には、第1重み付け部140の第3スムージング処理部142が出力した第1変動検出信号と、第4スムージング処理部152が出力した第2変動検出信号とが入力される。
第2乗算器153は、入力された第1変動検出信号と第2変動検出信号とを乗算して乗算信号を生成する。第2乗算器153は、生成した乗算信号を第4レベル制限部154に出力する。図20には、第2乗算器153が出力する乗算信号の信号波形の一例を示す。
The second multiplier 153 receives the first fluctuation detection signal output by the third smoothing processor 142 of the first weighting unit 140 and the second fluctuation detection signal output by the fourth smoothing processor 152 .
The second multiplier 153 multiplies the input first fluctuation detection signal and the input second fluctuation detection signal to generate a multiplied signal. The second multiplier 153 outputs the generated multiplied signal to the fourth level limiting section 154. Fig. 20 shows an example of a signal waveform of the multiplied signal output by the second multiplier 153.

第4レベル制限部154は、入力された乗算信号の振幅を第3範囲である1以上に制限した第3制限信号を生成する。
第4レベル制限部154は、振幅が1以下の第2変動検出信号の振幅を1に変換して第3制限信号を生成する。第4レベル制限部154は、振幅を1以上に制限した第3制限信号を第3乗算器155に出力する。
The fourth level limiting unit 154 generates a third limited signal by limiting the amplitude of the input multiplied signal to a third range of 1 or more.
The fourth level limiting unit 154 converts the amplitude of the second fluctuation detection signal, which has an amplitude of 1 or less, to 1 to generate a third limiting signal. The fourth level limiting unit 154 outputs the third limiting signal, whose amplitude is limited to 1 or more, to the third multiplier 155.

図21には、第3制限信号の信号波形の一例を示す。
図19に示すスムージング処理された第2変動検出信号の範囲aに示すオーディオ信号の立ち上がり区間(0.2秒~0.4秒)では、振幅が緩やかに1に収束するが、図21に示す第3制限信号の範囲bに示すオーディオ信号の立ち上がり区間(0.2秒~0.4秒)では、振幅が急峻に1に制限される。これは、第2変動検出信号に、第1変動検出信号を乗算することで実現される。
オーディオ信号の立ち上がりにおいて、振幅が急峻に1に制限されることで、低域余韻用補完信号によるオーディオ信号の立ち上がりのアタック感の低減を抑制できる。
FIG. 21 shows an example of a signal waveform of the third limiting signal.
In the rising edge section (0.2 seconds to 0.4 seconds) of the audio signal shown in range a of the smoothed second fluctuation detection signal shown in Fig. 19, the amplitude gradually converges to 1, but in the rising edge section (0.2 seconds to 0.4 seconds) of the audio signal shown in range b of the third limiting signal shown in Fig. 21, the amplitude is sharply limited to 1. This is achieved by multiplying the second fluctuation detection signal by the first fluctuation detection signal.
By sharply limiting the amplitude to 1 at the rising edge of the audio signal, it is possible to suppress a reduction in the sense of attack at the rising edge of the audio signal due to the low-frequency reverberation complement signal.

第3乗算器155は、LPF110が出力した低域オーディオ信号と、第3制限信号とが入力される。
第3乗算器155は、低域オーディオ信号に第3制限信号を乗算する乗算処理を行う。第3乗算器155は、乗算後の信号を第2減算器156に出力する。図22には、第3乗算器155による乗算後の信号の信号波形の一例を示す。
The third multiplier 155 receives the low-frequency audio signal output by the LPF 110 and the third limited signal.
The third multiplier 155 performs a multiplication process of multiplying the low-frequency audio signal by the third limiting signal. The third multiplier 155 outputs the multiplied signal to the second subtractor 156. Fig. 22 shows an example of a signal waveform of the signal multiplied by the third multiplier 155.

第2減算器156は、LPF110が出力した低域オーディオ信号と、第3乗算器155の出力信号とが入力される。
第2減算器156は、低域オーディオ信号から第3乗算器155の出力信号を減算する減算処理を行う。第2減算器156で減算処理を行うことにより、信号レベルが大きいレベルから小さいレベルに変化する低域オーディオ信号の箇所において、増幅前の低域オーディオ信号と増幅後のオーディオ信号との信号レベル差が重み付け量として算出される。
第2減算器156は、算出した重み付け量を示す信号を、低域余韻用重み付け信号として第2ゲイン調整部157に出力する。
図23には、低域余韻用重み付け信号の信号波形の一例を示す。
The second subtractor 156 receives the low-frequency audio signal output by the LPF 110 and the output signal of the third multiplier 155 .
The second subtractor 156 performs subtraction processing to subtract the output signal of the third multiplier 155 from the low-frequency audio signal. By performing subtraction processing in the second subtractor 156, a signal level difference between the low-frequency audio signal before amplification and the audio signal after amplification is calculated as a weighting amount at a portion of the low-frequency audio signal where the signal level changes from a high level to a low level.
The second subtractor 156 outputs a signal indicating the calculated weighting amount to the second gain adjustment section 157 as a low-frequency reverberation weighting signal.
FIG. 23 shows an example of a signal waveform of a low-frequency reverberation weighting signal.

第2ゲイン調整部157は、入力された低域余韻用重み付け信号の振幅を増幅及び減衰して重み付け量の調節を行い、低域余韻用補完信号を生成する。第2ゲイン調整部157は、生成した低域余韻用補完信号を合成部190に出力する。 The second gain adjustment unit 157 amplifies and attenuates the amplitude of the input low-frequency reverberation weighting signal to adjust the weighting amount, and generates a low-frequency reverberation complement signal. The second gain adjustment unit 157 outputs the generated low-frequency reverberation complement signal to the synthesis unit 190.

第1制限信号は、変化量信号のゲインを、0dB以下に制限した信号である。この第1制限信号のゲインを振幅で示す第1変動検出信号を第1リニア変換部128により生成する。このため、第1変動検出信号は、振幅が1以下の信号となる。
また、第2制限信号は、変化量信号のゲインを、0dB以上に制限した信号である。この第2制限信号のゲインを振幅で示す第2変動検出信号を第2リニア変換部130により生成する。このため、第2変動検出信号は、振幅が1以上の信号となる。
さらに、第1変動検出信号に第2変動検出信号を乗算した乗算信号の振幅を1以上に制限した第3制限信号は、振幅が1以上の信号となる。
第2減算器156より出力される低域余韻用補完信号を「Y1」、第3乗算器155及び第2減算器156に入力されるオーディオ信号を「S1」、同じく第3乗算器155に入力される第3制限信号を「W1」とすると、低域余韻用補完信号Y1は、以下の式により算出される。
Y1=S1―(W1×S1)=(1-W1)×S1
第3制限信号W1は、振幅が1以上の信号であるため、1-W1は、0又は負の値となり、低域余韻用補完信号Y1は、オーディオ信号S1とは逆相の信号となる。このため、オーディオ信号S1に逆相の低域余韻用補完信号Y1を加算することで、低域余韻用補完信号Y1によりオーディオ信号S1の振幅を減衰させることができる。
The first limiting signal is a signal in which the gain of the change amount signal is limited to 0 dB or less. A first fluctuation detection signal indicating the gain of this first limiting signal by amplitude is generated by the first linear conversion unit 128. Therefore, the first fluctuation detection signal is a signal with an amplitude of 1 or less.
The second limiting signal is a signal in which the gain of the change amount signal is limited to 0 dB or more. A second fluctuation detection signal indicating the gain of the second limiting signal by its amplitude is generated by the second linear conversion unit 130. Therefore, the second fluctuation detection signal is a signal with an amplitude of 1 or more.
Furthermore, a third limited signal, which is obtained by limiting the amplitude of a multiplied signal obtained by multiplying the first fluctuation detection signal by the second fluctuation detection signal to 1 or more, becomes a signal with an amplitude of 1 or more.
If the low-frequency reverberation complementary signal output from the second subtractor 156 is "Y1," the audio signal input to the third multiplier 155 and the second subtractor 156 is "S1," and the third limiting signal input to the third multiplier 155 is "W1," the low-frequency reverberation complementary signal Y1 is calculated by the following formula.
Y1=S1-(W1×S1)=(1-W1)×S1
Since the third limiting signal W1 is a signal with an amplitude of 1 or more, 1-W1 is 0 or a negative value, and the low-frequency reverberation complementary signal Y1 is a signal with an opposite phase to the audio signal S1. Therefore, by adding the opposite-phase low-frequency reverberation complementary signal Y1 to the audio signal S1, the amplitude of the audio signal S1 can be attenuated by the low-frequency reverberation complementary signal Y1.

図6は、第3重み付け部180の概略構成を示したブロック図である。第3重み付け部180は、第3リピート処理部181、第5スムージング処理部182、第4乗算器183、第3減算器184及び第3ゲイン調整部185を備える。 Figure 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the third weighting unit 180. The third weighting unit 180 includes a third repeat processing unit 181, a fifth smoothing processing unit 182, a fourth multiplier 183, a third subtractor 184, and a third gain adjustment unit 185.

第3重み付け部180は、第1重み付け部140と同様の機能部を備えている。第3重み付け部180では、第3減算器184、HPF160より入力された高域オーディオ信号から、第3変動検出信号が示す検出量に対応する増幅処理が行われた高域オーディオ信号を減算することにより、高域オーディオ信号における重み付け量を求める。
また、第3重み付け部180は、求められた重み付け量の調整を第3ゲイン調整部185で行って高域用補完信号を生成する。第3重み付け部180における機能部の構成及びその役割は、図4に示す第1重み付け部140と同じものであるため、説明を省略する。
The third weighting unit 180 has functional units similar to those of the first weighting unit 140. The third weighting unit 180 subtracts the high-frequency audio signal that has been subjected to an amplification process corresponding to the detection amount indicated by the third fluctuation detection signal from the high-frequency audio signal input from the third subtractor 184 and the HPF 160, thereby determining the weighting amount for the high-frequency audio signal.
The third weighting unit 180 generates a high-frequency complement signal by adjusting the determined weighting amount in a third gain adjustment unit 185. The configuration and roles of the functional units in the third weighting unit 180 are the same as those of the first weighting unit 140 shown in FIG. 4, and therefore will not be described here.

[合成部]
合成部190は、音響処理装置100に入力されたオーディオ信号に、第1重み付け部140において求められた低域アタック用補完信号と、第2重み付け部150において求められた低域余韻補用完信号と、第3重み付け部180において求められた高域用補完信号とを加算する。
加算処理を行うことによって、ダイナミックレンジの圧縮により平滑化された音源のオーディオ信号に対して、信号の包絡線の変化量に応じてゲイン補完がなされた低域成分・高域成分のオーディオ信号が加えられるため、ダイナミックレンジを拡張することができ、聴感上でメリハリ感や臨場感、音質を向上させることができる。
また、オーディオ信号に低域余韻補完信号が加算されることで、低域オーディオ信号の余韻を減衰させることができる。
[Composition section]
The synthesis unit 190 adds the low-frequency attack complement signal obtained by the first weighting unit 140, the low-frequency reverberation complement signal obtained by the second weighting unit 150, and the high-frequency complement signal obtained by the third weighting unit 180 to the audio signal input to the sound processing device 100.
By performing the addition process, audio signals of low and high frequency components that have been gain-complemented according to the amount of change in the signal envelope are added to the audio signal of the sound source that has been smoothed by compressing the dynamic range, thereby expanding the dynamic range and improving the sense of clarity, realism, and sound quality perceived by the ear.
Furthermore, by adding the low-frequency reverberation complement signal to the audio signal, the reverberation of the low-frequency audio signal can be attenuated.

なお、本実施の形態に係る音響処理装置100では、中域成分に対するダイナミックレンジの拡張処理は行っていない。中域成分は、一般的に、聴覚の感度が高く、ボーカル等の音声成分も多く含まれるため、中域成分におけるダイナミックレンジの拡張を行うと、聴感上の変動感を聴取者に与えてしまうおそれがあるからである。ただし、本実施の形態に係る音響処理装置100は、低域成分と高域成分とに対してのみダイナミックレンジの拡張処理を行う場合を一例として示しただけであり、中域成分についてもダイナミックレンジの拡張処理を行う構成とすることも可能である。さらに、低域成分のみ、中域成分のみ、高域成分のみ、低域成分と中域成分のみ、高域成分と中域成分のみなど、様々な組み合わせによってダイナミックレンジの拡張処理を行うことも可能である。 The sound processing device 100 according to this embodiment does not perform dynamic range expansion processing on mid-frequency components. This is because mid-frequency components are generally highly sensitive to hearing and contain many audio components such as vocals, and expanding the dynamic range of mid-frequency components may cause the listener to feel a sense of fluctuation in hearing. However, the sound processing device 100 according to this embodiment only shows an example of a case in which dynamic range expansion processing is performed on low-frequency components and high-frequency components, and it is also possible to configure the sound processing device 100 according to this embodiment to perform dynamic range expansion processing on mid-frequency components as well. Furthermore, it is also possible to perform dynamic range expansion processing using various combinations, such as only low-frequency components, only mid-frequency components, only high-frequency components, only low-frequency components and mid-frequency components, and only high-frequency components and mid-frequency components.

図24は、低域オーディオ信号に低域余韻用補完信号を加算した信号の信号波形を示す。図24に示す信号には、低域アタック用補完信号及び高域補完信号は加算されていない。また、図24に破線で示す包絡線は、低域オーディオ信号に低域余韻用補完信号を加算しなかった場合の信号、すなわち、低域オーディオ信号の包絡線を示す。
図24に示す信号の信号波形は、0.5秒以降において振幅が包絡線よりも小さい。すなわち、信号が減衰していることが分かる。
Fig. 24 shows a signal waveform of a signal obtained by adding a low-frequency reverberation complementary signal to a low-frequency audio signal. The signal shown in Fig. 24 does not include a low-frequency attack complementary signal and a high-frequency complementary signal. The dotted envelope in Fig. 24 shows a signal when the low-frequency reverberation complementary signal is not added to the low-frequency audio signal, that is, the envelope of the low-frequency audio signal.
24, the amplitude of the signal waveform is smaller than the envelope after 0.5 seconds, which indicates that the signal is attenuating.

図25は、第2重み付け部150に第2乗算器153及び第4レベル制限部154を設けず、リピート処理及びスムージング処理された第2変動検出信号を、直接、第3乗算器155に入力することで生成された低域余韻用補完信号を低域オーディオ信号に加算した場合の信号の信号波形を示す。すなわち、第1変動検出信号に第2変動検出信号を乗算しなかった場合の低域オーディオ信号の信号波形を示す。この場合も、低域オーディオ信号には、低域アタック用補完信号及び高域補完信号は加算されていない。図25に破線で示す包絡線は、低域オーディオ信号の包絡線を示す。
図25に示す信号の信号波形は、0.5秒以降において振幅が包絡線よりも小さいが、信号の立ち上がり、例えば、図25に実線で囲む範囲cにおいて、振幅が減衰しており、信号の立ち上がりのアタック感が低減してしまう。
25 shows a signal waveform of a signal when the second weighting section 150 does not include the second multiplier 153 and the fourth level limiting section 154, and the second fluctuation detection signal that has been subjected to the repeat processing and smoothing processing is directly input to the third multiplier 155, and a low-frequency reverberation complementary signal generated by this is added to the low-frequency audio signal. That is, the signal waveform of the low-frequency audio signal is shown when the first fluctuation detection signal is not multiplied by the second fluctuation detection signal. In this case, too, the low-frequency attack complementary signal and the high-frequency complementary signal are not added to the low-frequency audio signal. The envelope shown by the dashed line in FIG. 25 indicates the envelope of the low-frequency audio signal.
In the signal waveform shown in Figure 25, the amplitude is smaller than the envelope after 0.5 seconds, but the amplitude attenuates at the rising edge of the signal, for example, in the range c surrounded by a solid line in Figure 25, and the sense of attack of the rising edge of the signal is reduced.

図26は、低域オーディオ信号に、低域余韻用補完信号と、低域アタック用補完信号とを加算した信号の信号波形を示す。図26に破線で示す包絡線は、低域オーディオ信号の包絡線を示す。
図26に示すように、低域オーディオ信号に、低域余韻用補完信号と、低域アタック用補完信号とを加算することで、聴感上のメリハリ感や、臨場感、音質を向上させることができ、低域のオーディオ信号の立ち下がりの収束時間を早めることで、音源やスピーカー等に起因する過剰な余韻を抑制することができる。
26 shows a signal waveform of a signal obtained by adding a low-frequency reverberation complementary signal and a low-frequency attack complementary signal to a low-frequency audio signal. The envelope curve shown by the dashed line in FIG. 26 indicates the envelope curve of the low-frequency audio signal.
As shown in FIG. 26, by adding a low-frequency reverberation complementary signal and a low-frequency attack complementary signal to a low-frequency audio signal, the audible sense of sharpness, realism, and sound quality can be improved, and by speeding up the convergence time of the fall of the low-frequency audio signal, excessive reverberation caused by the sound source, speakers, etc. can be suppressed.

図27~図30は、音響処理装置100の動作を示すフローチャートである。
図27~図30に示すフローチャートを参照しながら音響処理装置100の動作について説明する。
まず、音響処理装置100は、オーディオ信号が入力されると(ステップS1)、入力されたオーディオ信号をLPF110及びHPF160で処理する。
LPF110は、入力されたオーディオ信号をフィルタリング処理し、低域オーディオ信号を生成する(ステップS2)。また、HPF160は、入力されたオーディオ信号をフィルタリング処理し、高域オーディオ信号を生成する(ステップS3)。
LPF110は、生成した低域オーディオ信号を第1重み付け部140、第1変動検出部120及び第2重み付け部150に出力する。
HPF160は、生成した高域オーディオ信号を第2変動検出部170及び第3重み付け部180に出力する。
27 to 30 are flowcharts showing the operation of the sound processing device 100.
The operation of the sound processing device 100 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
First, when an audio signal is input to the sound processing device 100 (step S<b>1 ), the sound processing device 100 processes the input audio signal using the LPF 110 and the HPF 160 .
The LPF 110 filters the input audio signal to generate a low-frequency audio signal (step S2), while the HPF 160 filters the input audio signal to generate a high-frequency audio signal (step S3).
The LPF 110 outputs the generated low-frequency audio signal to the first weighting section 140 , the first fluctuation detection section 120 , and the second weighting section 150 .
The HPF 160 outputs the generated high-frequency audio signal to the second fluctuation detection section 170 and the third weighting section 180 .

第1変動検出部120は、入力された低域オーディオ信号に基づいて、第1変動検出信号及び第2変動検出信号を生成する(ステップS4)。第1変動検出部120は、生成した第1変動検出信号を第1重み付け部140に出力し、生成した第2変動検出信号を第2重み付け部150に出力する。ステップS4の詳細については、図28のフローチャートを参照しながら説明する。 The first fluctuation detection unit 120 generates a first fluctuation detection signal and a second fluctuation detection signal based on the input low-frequency audio signal (step S4). The first fluctuation detection unit 120 outputs the generated first fluctuation detection signal to the first weighting unit 140, and outputs the generated second fluctuation detection signal to the second weighting unit 150. Details of step S4 will be described with reference to the flowchart in FIG. 28.

また、第2変動検出部170は、入力された高域オーディオ信号に基づいて、第3変動検出信号を生成する(ステップS5)。第2変動検出部170は、生成した第3変動検出信号を第3重み付け部180に出力する。 The second variation detection unit 170 also generates a third variation detection signal based on the input high-frequency audio signal (step S5). The second variation detection unit 170 outputs the generated third variation detection signal to the third weighting unit 180.

次に、第1重み付け部140は、入力された低域オーディオ信号と、第1変動検出信号とに基づいて低域アタック用補完信号を生成する(ステップS6)。第1重み付け部140は、生成した低域アタック用補完信号を合成部190に出力する。ステップS6の詳細については、図29のフローチャートを参照しながら説明する。 Next, the first weighting unit 140 generates a low-frequency attack complementary signal based on the input low-frequency audio signal and the first fluctuation detection signal (step S6). The first weighting unit 140 outputs the generated low-frequency attack complementary signal to the synthesis unit 190. Details of step S6 will be described with reference to the flowchart in FIG. 29.

また、第2重み付け部150は、入力された低域オーディオ信号と、第2変動検出信号とに基づいて低域余韻用補完信号を生成する(ステップS7)。第2重み付け部150は、生成した低域余韻用補完信号を合成部190に出力する。ステップS7の詳細については、図30のフローチャートを参照しながら説明する。 The second weighting unit 150 also generates a low-frequency reverberation complementary signal based on the input low-frequency audio signal and the second fluctuation detection signal (step S7). The second weighting unit 150 outputs the generated low-frequency reverberation complementary signal to the synthesis unit 190. Details of step S7 will be described with reference to the flowchart in FIG. 30.

さらに、第3重み付け部180は、入力された高域オーディオ信号と、第3変動検出信号とに基づいて高域アタック用補完信号を生成する(ステップS8)。第3重み付け部180は、生成した高域アタック用補完信号を合成部190に出力する。 Furthermore, the third weighting unit 180 generates a high-frequency attack complementary signal based on the input high-frequency audio signal and the third variation detection signal (step S8). The third weighting unit 180 outputs the generated high-frequency attack complementary signal to the synthesis unit 190.

次に、合成部190は、入力されたオーディオ信号に、低域アタック用補完信号と、低域余韻用補完信号と、高域アタック用補完信号とを合成し(ステップS9)、合成した信号を後段の処理回路に出力する(ステップS10)。後段の処理回路は、例えば、図31に示すD/A変換器12やアンプ13が該当する。ステップS9は、「第1補完信号を前記オーディオ信号に加算する手順」に相当する。 Next, the synthesis unit 190 synthesizes the input audio signal with the low-frequency attack complementary signal, the low-frequency reverberation complementary signal, and the high-frequency attack complementary signal (step S9), and outputs the synthesized signal to a downstream processing circuit (step S10). The downstream processing circuit corresponds to, for example, the D/A converter 12 and the amplifier 13 shown in FIG. 31. Step S9 corresponds to the "step of adding the first complementary signal to the audio signal."

図28は、ステップS4の詳細を示すフローチャートである。
図28に示すフローチャートを参照しながら第1変動検出部120の動作について説明する。
第1変動検出部120は、LPF110から低域オーディオ信号が入力されると、第1最大値検出部121により低域オーディオ信号の最大値を検出し、第1最大値ホールド部122により検出した低域オーディオ信号の最大値をホールドして包絡線信号を検出する(ステップS401)。ステップS401は、「入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する手順」に相当する。
FIG. 28 is a flowchart showing the details of step S4.
The operation of the first fluctuation detection unit 120 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When the low-frequency audio signal is input from the LPF 110, the first variation detection unit 120 detects a maximum value of the low-frequency audio signal by the first maximum value detection unit 121, and detects an envelope signal by holding the detected maximum value of the low-frequency audio signal by the first maximum value hold unit 122 (step S401). Step S401 corresponds to a "step of detecting an envelope signal of an input audio signal".

次に、第1変動検出部120は、検出した包絡線信号を第1スムージング処理部123によりスムージング処理し、スムージング処理した包絡線信号を、デシベルの包絡線信号に変換する(ステップS402)。ステップS402は、「包絡線信号をデシベル変換する手順」に相当する。 Next, the first fluctuation detection unit 120 smoothes the detected envelope signal using the first smoothing processing unit 123, and converts the smoothed envelope signal into an envelope signal in decibels (step S402). Step S402 corresponds to the "step of converting the envelope signal into decibels."

次に、第1変動検出部120は、デシベルの包絡線信号を微分処理して変化量信号を生成する(ステップS403)。ステップS403は、「包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する手順」に相当する。
次に、第1変動検出部120は、生成した変化量信号に、第1反転処理部126により-1を乗算して反転処理を実行する(ステップS404)。ステップS404は、「変化量信号の信号レベルを反転させる手順」に相当する。
Next, the first fluctuation detection unit 120 performs differentiation processing on the decibel envelope signal to generate a change amount signal (step S403). Step S403 corresponds to the "step of generating a change amount signal indicating the amount of change in the envelope signal".
Next, the first fluctuation detection unit 120 performs inversion processing by multiplying the generated change amount signal by −1 using the first inversion processing unit 126 (step S404). Step S404 corresponds to a "step of inverting the signal level of the change amount signal."

次に、第1変動検出部120は、反転処理した変化量信号の信号範囲を、第1レベル制限部127により第1範囲に制限して第1制限信号を生成し、第2レベル制限部129により第2範囲に制限して第2制限信号を生成する(ステップS405)。ステップS405は、「変化量信号のゲインを、0dB以下の信号に制限した第1制限信号を生成する手順」、及び「変化量信号のゲインを、0dB以上に制限した第2制限信号を生成する手順」に相当する。第1範囲は、-6dB以上、0dB以下の範囲である。第2範囲は、0dB以上、6dB以下の範囲である。 Next, the first fluctuation detection unit 120 generates a first limited signal by limiting the signal range of the inverted change amount signal to a first range by the first level limiting unit 127, and generates a second limited signal by limiting the signal range to a second range by the second level limiting unit 129 (step S405). Step S405 corresponds to "a procedure for generating a first limited signal in which the gain of the change amount signal is limited to a signal of 0 dB or less" and "a procedure for generating a second limited signal in which the gain of the change amount signal is limited to 0 dB or more". The first range is a range of -6 dB or more and 0 dB or less. The second range is a range of 0 dB or more and 6 dB or less.

次に、第1変動検出部120は、第1制限信号を第1リニア変換部128によりリニア変換して第1変動検出信号を生成し、第2制限信号を第2リニア変換部130によりリニア変換して第2変動検出信号を生成する(ステップS406)。ステップS406は、「第1制限信号のゲインが振幅で示された第1変動検出信号を生成する手順」及び「第2制限信号のゲインが振幅で示された第2変動検出信号を生成する手順」に相当する。 Next, the first fluctuation detection unit 120 linearly converts the first limiting signal using the first linear conversion unit 128 to generate a first fluctuation detection signal, and linearly converts the second limiting signal using the second linear conversion unit 130 to generate a second fluctuation detection signal (step S406). Step S406 corresponds to "a procedure for generating a first fluctuation detection signal in which the gain of the first limiting signal is indicated by an amplitude" and "a procedure for generating a second fluctuation detection signal in which the gain of the second limiting signal is indicated by an amplitude".

図29は、ステップS6の詳細を示すフローチャートである。
図29に示すフローチャートを参照しながら第1重み付け部140の動作について説明する。
まず、第1重み付け部140は、第1変動検出部120から第1変動検出信号が入力されると、入力された第1変動検出信号を第1リピート処理部141でリピート処理し、リピート処理した第1変動検出信号を第3スムージング処理部142によりスムージング処理する(ステップS601)。第1重み付け部140は、リピート処理及びスムージング処理した第1変動検出信号を第1乗算器143と、第2重み付け部150とに出力する。
FIG. 29 is a flowchart showing the details of step S6.
The operation of the first weighting section 140 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, when the first weighting unit 140 receives the first fluctuation detection signal from the first fluctuation detection unit 120, the first weighting unit 140 repeats the input first fluctuation detection signal in the first repeat processing unit 141, and smoothes the first fluctuation detection signal after the repeat processing in the third smoothing processing unit 142 (step S601). The first weighting unit 140 outputs the first fluctuation detection signal after the repeat processing and smoothing processing to the first multiplier 143 and the second weighting unit 150.

次に、第1重み付け部140は、リピート処理及びスムージング処理した第1変動検出信号と、低域オーディオ信号とを第1乗算器143により乗算する(ステップS602)。
次に、第1重み付け部140は、低域オーディオ信号から、第1乗算器143により乗算された信号を減算して低域アタック用重み付け信号を生成する(ステップS603)。
Next, the first weighting unit 140 multiplies the first fluctuation detection signal that has been subjected to the repeat process and the smoothing process by the low-frequency audio signal by the first multiplier 143 (step S602).
Next, the first weighting unit 140 subtracts the signal multiplied by the first multiplier 143 from the low-frequency audio signal to generate a low-frequency attack weighted signal (step S603).

次に、第1重み付け部140は、重み付け信号のゲインを第1ゲイン調整部145により調整して低域アタック用補完信号を生成する(ステップS604)。次に、第1重み付け部140は、生成した低域アタック用補完信号を合成部190に出力する(ステップS605)。 Next, the first weighting unit 140 adjusts the gain of the weighted signal using the first gain adjustment unit 145 to generate a complementary signal for low-frequency attack (step S604). Next, the first weighting unit 140 outputs the generated complementary signal for low-frequency attack to the synthesis unit 190 (step S605).

図30は、ステップS7の詳細を示すフローチャートである。
図30に示すフローチャートを参照しながら第2重み付け部150の動作について説明する。
まず、第2重み付け部150は、第1変動検出部120から第2変動検出信号が入力されると、入力された第2変動検出信号を第2リピート処理部151でリピート処理し、リピート処理した第2変動検出信号を第4スムージング処理部152によりスムージング処理する(ステップS701)。
FIG. 30 is a flowchart showing the details of step S7.
The operation of the second weighting section 150 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, when the second weighting unit 150 receives a second fluctuation detection signal from the first fluctuation detection unit 120, it repeats the input second fluctuation detection signal in the second repeat processing unit 151, and smoothes the repeat-processed second fluctuation detection signal in the fourth smoothing processing unit 152 (step S701).

次に、第2重み付け部150は、リピート処理及びスムージング処理した第2変動検出信号と、第1重み付け部140から入力される第1変動検出信号とを乗算する(ステップS702)。ステップS702は、「第1変動検出信号に第2変動検出信号を乗算して乗算信号を生成する手順」に相当する。
次に、第2重み付け部150は、第2乗算器153により乗算した乗算信号の信号範囲を、第4レベル制限部154により第3範囲に制限して第3制限信号を生成する(ステップS703)。第3範囲は、振幅が1以上の範囲である。ステップS703は、「乗算信号の振幅を1以上に制限した第3制限信号を生成する手順」に相当する。
Next, the second weighting unit 150 multiplies the second fluctuation detection signal that has been subjected to the repeating process and the smoothing process by the first fluctuation detection signal input from the first weighting unit 140 (step S702). Step S702 corresponds to the "step of multiplying the first fluctuation detection signal by the second fluctuation detection signal to generate a multiplied signal."
Next, the second weighting unit 150 generates a third limited signal by limiting the signal range of the product signal multiplied by the second multiplier 153 to a third range by the fourth level limiting unit 154 (step S703). The third range is a range in which the amplitude is 1 or more. Step S703 corresponds to a "step of generating a third limited signal in which the amplitude of the product signal is limited to 1 or more."

次に、第2重み付け部150は、低域オーディオ信号と、第3制限信号とを第3乗算器155により乗算し(ステップS704)、低域オーディオ信号から、第3乗算器155により乗算した信号を第2減算器156により減算して余韻用の重み付け信号を生成する(ステップS705)。ステップS705は、「第3制限信号をオーディオ信号に乗算した信号を、オーディオ信号から減算して第1補完信号を生成する手順」に相当する。 Next, the second weighting unit 150 multiplies the low-frequency audio signal by the third limiting signal using the third multiplier 155 (step S704), and subtracts the signal multiplied by the third multiplier 155 from the low-frequency audio signal using the second subtractor 156 to generate a weighting signal for reverberation (step S705). Step S705 corresponds to "the step of subtracting the signal obtained by multiplying the audio signal by the third limiting signal from the audio signal to generate a first complementary signal."

次に、第2重み付け部150は、余韻用の重み付け信号のゲインを第2ゲイン調整部157により調整して低域余韻用補完信号を生成する(ステップS706)。次に、第2重み付け部150は、生成した低域余韻用補完信号を合成部190に出力する(ステップS707)。 Next, the second weighting unit 150 adjusts the gain of the weighted signal for reverberation using the second gain adjustment unit 157 to generate a low-frequency reverberation complement signal (step S706). Next, the second weighting unit 150 outputs the generated low-frequency reverberation complement signal to the synthesis unit 190 (step S707).

以上説明したように本実施形態の音響処理装置100は、第1変動検出部120、第2重み付け部150及び合成部190を備える。
第1変動検出部120は、第1最大値検出部121、第1最大値ホールド部122、第1デシベル変換部124、第1微分処理部125、第1反転処理部126、第1レベル制限部127、第1リニア変換部128、第2レベル制限部129及び第2リニア変換部130を備える。
As described above, the sound processing device 100 of this embodiment includes the first variation detection section 120 , the second weighting section 150 , and the synthesis section 190 .
The first fluctuation detection unit 120 includes a first maximum value detection unit 121, a first maximum value hold unit 122, a first decibel conversion unit 124, a first differential processing unit 125, a first inversion processing unit 126, a first level limiting unit 127, a first linear conversion unit 128, a second level limiting unit 129 and a second linear conversion unit 130.

第1最大値検出部121及び第1最大値ホールド部122は、入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する。
第1デシベル変換部124は、検出された包絡線信号をデシベル変換する。
第1微分処理部125は、デシベル変換された包絡線信号を微分処理し、包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する。
第1反転処理部126は、生成された変化量信号の信号レベルを反転させる。
第1レベル制限部127は、反転された変化量信号のゲインを、0dB以下の信号に制限した第1制限信号を生成する。
第1リニア変換部128は、生成した第1制限信号のゲインが振幅で示された第1変動検出信号を生成する。
第2レベル制限部129及び第2リニア変換部130は、反転された変化量信号のゲインを、0dB以上に制限した第2制限信号を生成し、生成した第2制限信号のゲインが振幅で示された第2変動検出信号を生成する。
The first maximum value detection section 121 and the first maximum value hold section 122 detect the envelope signal of the input audio signal.
The first decibel converter 124 converts the detected envelope signal into a decibel signal.
The first differential processing unit 125 performs differential processing on the decibel-converted envelope signal to generate a change amount signal indicating the amount of change in the envelope signal.
The first inversion processing unit 126 inverts the signal level of the generated change amount signal.
The first level limiting section 127 generates a first limiting signal by limiting the gain of the inverted change amount signal to a signal equal to or lower than 0 dB.
The first linear conversion section 128 generates a first fluctuation detection signal in which the gain of the generated first limit signal is indicated by an amplitude.
The second level limiting unit 129 and the second linear conversion unit 130 generate a second limiting signal that limits the gain of the inverted change amount signal to 0 dB or more, and generate a second fluctuation detection signal in which the gain of the generated second limiting signal is indicated by its amplitude.

第2重み付け部150は、第2乗算器153、第4レベル制限部154、第3乗算器155及び第2減算器156を備える。
第2乗算器153は、第1変動検出信号に第2変動検出信号を乗算して乗算信号を生成する。
第4レベル制限部154は、生成された乗算信号の振幅を1以上に制限した第3制限信号を生成する。
第3乗算器155は、第3制限信号をオーディオ信号に乗算する。
第2減算器156は、オーディオ信号に第3制限信号を乗算した信号を、オーディオ信号から減算して低域余韻用補完信号を生成する。
合成部190は、低域余韻用補完信号をオーディオ信号に加算する。
The second weighting section 150 includes a second multiplier 153 , a fourth level limiting section 154 , a third multiplier 155 and a second subtractor 156 .
The second multiplier 153 multiplies the first fluctuation detection signal by the second fluctuation detection signal to generate a multiplied signal.
The fourth level limiting section 154 generates a third limited signal by limiting the amplitude of the generated multiplied signal to 1 or more.
A third multiplier 155 multiplies the audio signal by the third limited signal.
The second subtractor 156 subtracts the signal obtained by multiplying the audio signal by the third limiting signal from the audio signal to generate a low-frequency reverberation complementary signal.
The synthesis unit 190 adds the low-frequency reverberation complementary signal to the audio signal.

第2制限信号は、変化量信号のゲインを、0dB以上に制限した信号である。この第2制限信号のゲインを振幅で示す第2変動検出信号を第2リニア変換部130で生成している。このため、第2変動検出信号は、振幅が1以上の信号となる。
また、第1制限信号は、変化量信号のゲインを、0dB以下に制限した信号である。この第1制限信号のゲインを振幅で示す第1変動検出信号を第1リニア変換部128で生成している。このため、第1変動検出信号は、振幅が1以下の信号となる。
さらに、第1変動検出信号に第2変動検出信号を乗算した乗算信号の振幅を1以上に制限した第3制限信号は、振幅が1以上の信号となる。
第2減算器156より出力される低域余韻用補完信号を「Y1」、第3乗算器155及び第2減算器156に入力されるオーディオ信号を「S1」、同じく第3乗算器155に入力される第3制限信号を「W1」とすると、低域余韻用補完信号Y1は、以下の式により算出される。
Y1=S1―(W1×S1)=(1-W1)×S1
第3制限信号W1は、振幅が1以上の信号であるため、1-W1は、0又は負の値となり、低域余韻用補完信号Y1は、オーディオ信号S1とは逆相の信号となる。このため、オーディオ信号S1に逆相の低域余韻用補完信号Y1を加算することで、低域余韻用補完信号Y1によりオーディオ信号S1の振幅を減衰させることができる。
The second limiting signal is a signal in which the gain of the change amount signal is limited to 0 dB or more. The second linear conversion unit 130 generates a second fluctuation detection signal that indicates the gain of the second limiting signal by its amplitude. Therefore, the second fluctuation detection signal has an amplitude of 1 or more.
The first limiting signal is a signal in which the gain of the change amount signal is limited to 0 dB or less. The first linear conversion unit 128 generates a first fluctuation detection signal that indicates the gain of the first limiting signal by its amplitude. Therefore, the first fluctuation detection signal has an amplitude of 1 or less.
Furthermore, a third limited signal, which is obtained by limiting the amplitude of a multiplied signal obtained by multiplying the first fluctuation detection signal by the second fluctuation detection signal to 1 or more, becomes a signal with an amplitude of 1 or more.
If the low-frequency reverberation complementary signal output from the second subtractor 156 is "Y1," the audio signal input to the third multiplier 155 and the second subtractor 156 is "S1," and the third limiting signal input to the third multiplier 155 is "W1," the low-frequency reverberation complementary signal Y1 is calculated by the following formula.
Y1=S1-(W1×S1)=(1-W1)×S1
Since the third limiting signal W1 is a signal with an amplitude of 1 or more, 1-W1 is 0 or a negative value, and the low-frequency reverberation complementary signal Y1 is a signal with an opposite phase to the audio signal S1. Therefore, by adding the opposite-phase low-frequency reverberation complementary signal Y1 to the audio signal S1, the amplitude of the audio signal S1 can be attenuated by the low-frequency reverberation complementary signal Y1.

また、音響処理装置100は、第1重み付け部140を備える。
第1重み付け部140は、第1乗算器143及び第1減算器144を備える。
第1乗算器143は、オーディオ信号に第1変動検出信号を乗算する。
第1減算器144は、オーディオ信号に第1変動検出信号を乗算した信号を、オーディオ信号から減算して低域アタック用補完信号を生成する。
合成部190は、オーディオ信号に、低域アタック用補完信号及び低域余韻用補完信号を加算する。
The sound processing device 100 also includes a first weighting unit 140 .
The first weighting section 140 includes a first multiplier 143 and a first subtractor 144 .
The first multiplier 143 multiplies the audio signal by the first fluctuation detection signal.
The first subtractor 144 subtracts a signal obtained by multiplying the audio signal by the first fluctuation detection signal from the audio signal to generate a complementary signal for low-frequency attack.
The synthesis section 190 adds the low-frequency attack complementary signal and the low-frequency reverberation complementary signal to the audio signal.

第1制限信号は、上述したように振幅が1以下の信号である。
第1減算器144より出力される低域アタック用補完信号を「Y2」、第1乗算器143及び第1減算器144に入力されるオーディオ信号を「S1」、同じく第1乗算器143に入力される第1変動検出信号を「W2」とすると、低域アタック用補完信号Y2は、以下の式により算出される。
Y2=S1―(W2×S1)=(1-W2)×S1
第1変動検出信号W2は、振幅が1以下の信号であるため、1-W2は、0又は正の値となり、低域アタック用補完信号Y2は、オーディオ信号S1と同相の信号となる。このため、オーディオ信号S1に同相の低域アタック用補完信号Y2を加算することで、低域アタック用補完信号Y2によりオーディオ信号S1の振幅を増幅させることができる。
The first limited signal is a signal whose amplitude is 1 or less, as described above.
If the complementary signal for low-frequency attack output from the first subtractor 144 is "Y2," the audio signal input to the first multiplier 143 and the first subtractor 144 is "S1," and the first fluctuation detection signal input to the first multiplier 143 is "W2," then the complementary signal for low-frequency attack Y2 is calculated by the following formula.
Y2=S1-(W2×S1)=(1-W2)×S1
Since the first fluctuation detection signal W2 is a signal with an amplitude of 1 or less, 1-W2 is 0 or a positive value, and the complementary signal for low frequency attack Y2 is a signal in phase with the audio signal S1. Therefore, by adding the in-phase complementary signal for low frequency attack Y2 to the audio signal S1, the amplitude of the audio signal S1 can be amplified by the complementary signal for low frequency attack Y2.

また、音響処理装置100は、低域余韻用補完信号のゲインを調整する第2ゲイン調整部157を備え、低域アタック用補完信号のゲインを調整する第1ゲイン調整部145を備える。
合成部190は、第2ゲイン調整部157及び第1ゲイン調整部145によりゲインを調整された低域余韻用補完信号及び低域アタック用補完信号をオーディオ信号に加算する。
従って、重み付け量を調整した低域余韻用補完信号及び低域アタック用補完信号を生成することにより、オーディオ信号の振幅の増幅率及び減衰率を適切に調整することができる。
The sound processing device 100 also includes a second gain adjustment section 157 that adjusts the gain of the low-frequency reverberation complementary signal, and a first gain adjustment section 145 that adjusts the gain of the low-frequency attack complementary signal.
The synthesis unit 190 adds the low-frequency reverberation complementary signal and the low-frequency attack complementary signal, the gains of which have been adjusted by the second gain adjustment unit 157 and the first gain adjustment unit 145, to the audio signal.
Therefore, by generating a low-frequency reverberation complementary signal and a low-frequency attack complementary signal with adjusted weighting amounts, it is possible to appropriately adjust the amplification rate and attenuation rate of the amplitude of the audio signal.

第1微分処理部125は、微分処理として、ハイパスフィルタを用いてオーディオ信号にフィルタリング処理を行う。
また、フィルタリング処理により求められる包絡線信号の変化量の変化時間は、ハイパスフィルタにおける正規化カットオフ周波数の設定値を変更することで調整される。
従って、ダイナミックレンジの圧縮状態に適したダイナミックレンジの拡張時間の調整を行うことが可能となる。
As the differentiation process, the first differential processing unit 125 performs filtering process on the audio signal using a high-pass filter.
Furthermore, the change time of the change amount of the envelope signal obtained by the filtering process is adjusted by changing the setting value of the normalized cutoff frequency in the high-pass filter.
Therefore, it is possible to adjust the dynamic range expansion time in accordance with the state of dynamic range compression.

[第2実施形態]
図31は、第2実施形態のシステム構成を示す図である。
第2実施形態は、音源装置11、音響処理装置200、D/A変換器12、アンプ13、及びスピーカー14を備える。
[Second embodiment]
FIG. 31 is a diagram showing a system configuration of the second embodiment.
The second embodiment includes a sound source device 11, a sound processing device 200, a D/A converter 12, an amplifier 13, and a speaker 14.

音源装置11は、コンテンツを再生してオーディオ信号を出力する。コンテンツには、例えば、CD、DVD、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)、ハードディスク又は半導体メモリー等に記録されたオーディオソースが含まれる。また、コンテンツは、音源装置11が無線通信部を備え、音源装置11がサーバ等の外部装置から受信したストリーミングのオーディオ信号であってもよい。 The sound source device 11 plays back the content and outputs an audio signal. The content includes, for example, audio sources recorded on a CD, DVD, BD (Blu-ray (registered trademark) Disc), hard disk, or semiconductor memory. The content may also be a streaming audio signal received by the sound source device 11 from an external device such as a server, when the sound source device 11 is equipped with a wireless communication unit.

D/A変換器12は、音響処理装置200により処理されたオーディオ信号が入力される。D/A変換器12は、入力されたデジタルのオーディオ信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログのオーディオ信号をアンプ13に出力する。
アンプ13は、入力したオーディオ信号を増幅し、増幅したオーディオ信号をスピーカー14に出力する。
The D/A converter 12 receives the audio signal processed by the sound processing device 200. The D/A converter 12 converts the input digital audio signal into an analog signal and outputs the converted analog audio signal to the amplifier 13.
The amplifier 13 amplifies the input audio signal and outputs the amplified audio signal to the speaker 14 .

音響処理装置200は、メモリー210と、プロセッサー220とを備える制御部230を備えたコンピューター装置である。制御部230は、メモリー210に記憶された制御プログラム211に従ってプロセッサー220が動作することにより音響処理装置200の動作を統括制御する。 The sound processing device 200 is a computer device equipped with a control unit 230 having a memory 210 and a processor 220. The control unit 230 controls the overall operation of the sound processing device 200 by the processor 220 operating in accordance with a control program 211 stored in the memory 210.

メモリー210は、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等の半導体メモリーを備える。RAMは、各種データ等の一時記憶に用いられ、ROMは、音響処理装置200の動作を制御するための制御プログラム211や、各種設定情報等を記憶する。 The memory 210 includes semiconductor memories such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory). The RAM is used for temporary storage of various data, and the ROM stores a control program 211 for controlling the operation of the sound processing device 200, various setting information, etc.

プロセッサー220は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)により構成される演算処理装置である。プロセッサー220は、制御プログラム211を実行して音響処理装置200の各部を制御する。プロセッサー220は、単一のプロセッサーにより構成してもよいし、複数のプロセッサーにより構成することも可能である。また、プロセッサー220は、メモリー210の一部又は全部や、その他の回路と統合されたSoC(System-on-a-chip)により構成してもよい。また、プロセッサー220は、プログラムを実行するCPUと、所定の演算処理を実行するDSPとの組合せにより構成してもよい。さらに、プロセッサー220の機能の全てをハードウェアに実装した構成としてもよく、プログラマブルデバイスを用いて構成してもよい。 The processor 220 is an arithmetic processing device that is configured with a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit). The processor 220 executes the control program 211 to control each part of the sound processing device 200. The processor 220 may be configured with a single processor, or may be configured with multiple processors. The processor 220 may also be configured with a SoC (System-on-a-chip) that is integrated with part or all of the memory 210 and other circuits. The processor 220 may also be configured with a combination of a CPU that executes a program and a DSP that executes a specified arithmetic processing. Furthermore, all of the functions of the processor 220 may be implemented in hardware, or may be configured using a programmable device.

制御部230は、プロセッサー220が制御プログラム211を実行することにより、図1に示すLPF110、第1変動検出部120、第1重み付け部140、第2重み付け部150、HPF160、第2変動検出部170、第3重み付け部180及び合成部190として機能する。 When the processor 220 executes the control program 211, the control unit 230 functions as the LPF 110, the first fluctuation detection unit 120, the first weighting unit 140, the second weighting unit 150, the HPF 160, the second fluctuation detection unit 170, the third weighting unit 180, and the synthesis unit 190 shown in FIG. 1.

制御部230は、入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する手順と、検出された包絡線信号をデシベル変換する手順と変換された包絡線信号を微分処理し、包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する手順と、生成された変化量信号の信号レベルを反転させる手順と、反転させた変化量信号のゲインを、0dB以下の信号に制限した第1制限信号を生成する手順と、生成した第1制限信号のゲインが振幅で示された第1変動検出信号を生成する手順と、反転された変化量信号のゲインを、0dB以上に制限した第2制限信号を生成する手順と、生成した第2制限信号のゲインが振幅で示された第2変動検出信号を生成する手順と、第1変動検出信号と第2変動検出信号とを乗算する手順と、第1変動検出信号と第2変動検出信号とを乗算した信号の振幅を1以上に制限した第3制限信号を生成する手順と、第3制限信号をオーディオ信号に乗算した信号を、オーディオ信号から減算して第1補完信号を生成する手順と、第1補完信号をオーディオ信号に加算する手順とを実行する。 The control unit 230 executes the steps of detecting an envelope signal of the input audio signal, converting the detected envelope signal into decibels, differentiating the converted envelope signal to generate a change amount signal indicating the change amount of the envelope signal, inverting the signal level of the generated change amount signal, generating a first limiting signal by limiting the gain of the inverted change amount signal to a signal of 0 dB or less, generating a first fluctuation detection signal in which the gain of the generated first limiting signal is indicated by an amplitude, generating a second limiting signal by limiting the gain of the inverted change amount signal to 0 dB or more, generating a second fluctuation detection signal in which the gain of the generated second limiting signal is indicated by an amplitude, multiplying the first fluctuation detection signal by the second fluctuation detection signal, generating a third limiting signal by limiting the amplitude of the signal obtained by multiplying the first fluctuation detection signal by the second fluctuation detection signal to 1 or more, subtracting the signal obtained by multiplying the audio signal by the third limiting signal from the audio signal to generate a first complementary signal, and adding the first complementary signal to the audio signal.

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。 The above-described embodiment is merely an example of one aspect of the present invention, and any modification or application is possible without departing from the spirit and scope of the present invention.

例えば、図1~図6に示す音響処理装置100の構成は、これらの装置が備える機能を主な処理内容に応じて分類して示した概略図である。音響処理装置100の構成は、処理内容に応じて、さらに多くのブロックに分割することもできる。また、この機能ブロックは、図1~図6に示す1つのブロックによりさらに多くの処理を実行するように構成しても良い。また、各ブロックの処理は、1つのハードウェアで実行してもよいし、複数のハードウェアで実行してもよい。また、各ブロックの処理は、1つのプログラムで実現してもよいし、複数のプログラムで実現してもよい。 For example, the configuration of the sound processing device 100 shown in Figures 1 to 6 is a schematic diagram showing the functions of these devices classified according to the main processing content. The configuration of the sound processing device 100 can also be divided into more blocks depending on the processing content. Furthermore, these functional blocks may be configured so that even more processing is executed by one block shown in Figures 1 to 6. Furthermore, the processing of each block may be executed by one piece of hardware or by multiple pieces of hardware. Furthermore, the processing of each block may be realized by one program or by multiple programs.

また、図27~図30に示すフローチャートの処理単位は、音響処理装置100の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものであり、処理単位の分割の仕方や名称によって、本発明が限定されることはない。音響処理装置100の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割してもよい。また、音響処理装置100の処理は、1つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割してもよい。 The processing units in the flowcharts shown in Figures 27 to 30 are divided according to the main processing content in order to make the processing of the sound processing device 100 easier to understand, and the present invention is not limited by the manner in which the processing units are divided or the names of the processing units. The processing of the sound processing device 100 may be divided into more processing units according to the processing content. Furthermore, the processing of the sound processing device 100 may be divided so that one processing unit includes even more processes.

また、本発明のプログラムを、コンピューターを用いて実現する場合、このコンピューターに実行させるプログラムを記録媒体、又はこのプログラムを伝送する伝送媒体の態様で構成することも可能である。記録媒体には、磁気的、光学的記録媒体又は半導体メモリーデバイスを用いることができる。具体的には、フレキシブルディスク、HDD、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD、Blu-ray Disc、光磁気ディスク、フラッシュメモリ、カード型記録媒体等の可搬型、或いは固定式の記録媒体が挙げられる。また、上記記録媒体は、音響処理装置100が備えるROM、HDD等の不揮発性記憶装置であってもよい。 When the program of the present invention is realized using a computer, the program executed by the computer can be configured in the form of a recording medium or a transmission medium for transmitting the program. The recording medium can be a magnetic or optical recording medium or a semiconductor memory device. Specific examples include portable or fixed recording media such as flexible disks, HDDs, CD-ROMs (Compact Disk Read Only Memory), DVDs, Blu-ray Discs, magneto-optical disks, flash memories, and card-type recording media. The recording medium can also be a non-volatile storage device such as a ROM or HDD provided in the sound processing device 100.

11 音源装置
12 D/A変換器
13 アンプ
14 スピーカー
100、200 音響処理装置
110 LPF
120 第1変動検出部
121 第1最大値検出部
122 第1最大値ホールド部
123 第1スムージング処理部
124 第1デシベル変換部
125 第1微分処理部
126 第1反転処理部
127 第1レベル制限部
128 第1リニア変換部
129 第2レベル制限部
130 第2リニア変換部
140 第1重み付け部
141 第1リピート処理部
142 第3スムージング処理部
143 第1乗算器
144 第1減算器
145 第1ゲイン調整部
150 第2重み付け部
151 第2リピート処理部
152 第4スムージング処理部
153 第2乗算器
154 第4レベル制限部
155 第3乗算器
156 第2減算器
157 第2ゲイン調整部
160 HPF
170 第2変動検出部
171 第2最大値検出部
172 第2最大値ホールド部
173 第2スムージング処理部
174 第2デシベル変換部
175 第2微分処理部
176 第2反転処理部
177 第3レベル制限部
178 第3リニア変換部
180 第3重み付け部
181 第3リピート処理部
182 第5スムージング処理部
183 第4乗算器
184 第3減算器
185 第3ゲイン調整部
190 合成部
210 メモリー
211 制御プログラム
220 プロセッサー
230 制御部
11 Sound source device 12 D/A converter 13 Amplifier 14 Speaker 100, 200 Sound processing device 110 LPF
120 First fluctuation detection section 121 First maximum value detection section 122 First maximum value hold section 123 First smoothing processing section 124 First decibel conversion section 125 First differentiation processing section 126 First inversion processing section 127 First level limiting section 128 First linear conversion section 129 Second level limiting section 130 Second linear conversion section 140 First weighting section 141 First repeat processing section 142 Third smoothing processing section 143 First multiplier 144 First subtractor 145 First gain adjustment section 150 Second weighting section 151 Second repeat processing section 152 Fourth smoothing processing section 153 Second multiplier 154 Fourth level limiting section 155 Third multiplier 156 Second subtractor 157 Second gain adjustment section 160 HPF
170 Second fluctuation detection section 171 Second maximum value detection section 172 Second maximum value hold section 173 Second smoothing processing section 174 Second decibel conversion section 175 Second differentiation processing section 176 Second inversion processing section 177 Third level limiting section 178 Third linear conversion section 180 Third weighting section 181 Third repeat processing section 182 Fifth smoothing processing section 183 Fourth multiplier 184 Third subtractor 185 Third gain adjustment section 190 Synthesis section 210 Memory 211 Control program 220 Processor 230 Control section

Claims (5)

入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する検出部と、
検出された前記包絡線信号をデシベル変換する変換部と、
変換された前記包絡線信号を微分処理し、前記包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する微分処理部と、
前記変化量信号の信号レベルを反転させる反転部と、
反転させた前記変化量信号のゲインを、0dB以下の信号に制限した第1制限信号を生成し、生成した前記第1制限信号のゲインが振幅で示された第1変動検出信号を生成する第1変動検出信号生成部と、
反転された前記変化量信号のゲインを、0dB以上に制限した第2制限信号を生成し、生成した前記第2制限信号のゲインが振幅で示された第2変動検出信号を生成する第2変動検出信号生成部と、
前記第1変動検出信号に前記第2変動検出信号を乗算して乗算信号を生成し、生成した前記乗算信号の振幅を1以上に制限した第3制限信号を生成する制限信号生成部と、
前記第3制限信号を前記オーディオ信号に乗算した信号を、前記オーディオ信号から減算して第1補完信号を生成する第1補完信号生成部と、
前記第1補完信号を前記オーディオ信号に加算する加算部と、
を備えることを特徴とする音響処理装置。
a detector for detecting an envelope signal of an input audio signal;
A conversion unit that converts the detected envelope signal into decibels;
a differential processing unit that performs differential processing on the converted envelope signal to generate a change amount signal that indicates a change amount of the envelope signal;
an inversion unit that inverts a signal level of the change amount signal;
a first fluctuation detection signal generating unit that generates a first limiting signal by limiting the gain of the inverted change amount signal to a signal equal to or less than 0 dB, and generates a first fluctuation detection signal in which the gain of the generated first limiting signal is indicated by an amplitude;
a second fluctuation detection signal generating unit that generates a second limiting signal by limiting the gain of the inverted change amount signal to 0 dB or more, and generates a second fluctuation detection signal in which the gain of the generated second limiting signal is indicated by an amplitude;
a limiting signal generating unit that generates a multiplied signal by multiplying the first fluctuation detection signal by the second fluctuation detection signal, and generates a third limiting signal by limiting the amplitude of the generated multiplied signal to 1 or more;
a first complementary signal generating unit that generates a first complementary signal by subtracting a signal obtained by multiplying the audio signal by the third limited signal from the audio signal;
an adder for adding the first complementary signal to the audio signal;
An audio processing device comprising:
前記オーディオ信号に前記第1変動検出信号を乗算した信号を、前記オーディオ信号から減算して第2補完信号を生成する第2補完信号生成部を備え、
前記加算部は、前記第1補完信号及び前記第2補完信号を前記オーディオ信号に加算する、ことを特徴とする請求項1記載の音響処理装置。
a second complementary signal generating unit that generates a second complementary signal by subtracting a signal obtained by multiplying the audio signal by the first fluctuation detection signal from the audio signal,
The sound processing device according to claim 1 , wherein the adder adds the first complementary signal and the second complementary signal to the audio signal.
前記第1補完信号生成部及び前記第2補完信号生成部により生成された前記第1補完信号及び前記第2補完信号のゲインを調整するゲイン調整部を備え、
前記加算部は、前記ゲイン調整部によりゲインを調整された前記第1補完信号及び第2補完信号を前記オーディオ信号に加算する、ことを特徴とする請求項2記載の音響処理装置。
a gain adjustment unit that adjusts gains of the first complementary signal and the second complementary signal generated by the first complementary signal generation unit and the second complementary signal generation unit,
3. The sound processing device according to claim 2, wherein the adder adds the first complementary signal and the second complementary signal, the gains of which have been adjusted by the gain adjuster, to the audio signal.
前記微分処理部は、前記微分処理として、ハイパスフィルタを用いて前記オーディオ信号にフィルタリング処理を行い、
前記フィルタリング処理により求められる前記包絡線信号の変化量の変化時間は、前記ハイパスフィルタにおける正規化カットオフ周波数の設定値を変更することで調整される、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の音響処理装置。
the differential processing unit performs filtering processing on the audio signal using a high-pass filter as the differential processing;
4. The sound processing device according to claim 1, wherein the change time of the change amount of the envelope signal obtained by the filtering process is adjusted by changing a setting value of a normalized cutoff frequency in the high-pass filter.
コンピューターに、
入力されるオーディオ信号の包絡線信号を検出する手順と、
検出された前記包絡線信号をデシベル変換する手順と、
変換された前記包絡線信号を微分処理し、前記包絡線信号の変化量を示す変化量信号を生成する手順と、
生成された前記変化量信号の信号レベルを反転させる手順と、
反転させた前記変化量信号のゲインを、0dB以下の信号に制限した第1制限信号を生成する手順と、
生成した前記第1制限信号のゲインが振幅で示された第1変動検出信号を生成する手順と、
反転された前記変化量信号のゲインを、0dB以上に制限した第2制限信号を生成する手順と、
生成した前記第2制限信号のゲインが振幅で示された第2変動検出信号を生成する手順と、
前記第1変動検出信号に前記第2変動検出信号を乗算して乗算信号を生成する手順と、
生成した前記乗算信号の振幅を1以上に制限した第3制限信号を生成する手順と、
前記第3制限信号を前記オーディオ信号に乗算した信号を、前記オーディオ信号から減算して第1補完信号を生成する手順と、
前記第1補完信号を前記オーディオ信号に加算する手順と、
を実行させる、ことを特徴とするプログラム。
On the computer,
detecting an envelope signal of an input audio signal;
converting the detected envelope signal into decibels;
a step of differentiating the converted envelope signal to generate a change amount signal indicating a change amount of the envelope signal;
inverting a signal level of the generated change amount signal;
generating a first limiting signal by limiting the gain of the inverted change amount signal to a signal equal to or less than 0 dB;
generating a first fluctuation detection signal in which the gain of the generated first limiting signal is indicated by an amplitude;
generating a second limiting signal by limiting the gain of the inverted change amount signal to 0 dB or more;
generating a second fluctuation detection signal in which the gain of the generated second limiting signal is indicated by an amplitude;
multiplying the first fluctuation detection signal by the second fluctuation detection signal to generate a multiplied signal;
A step of generating a third limited signal by limiting the amplitude of the generated multiplication signal to 1 or more;
multiplying the audio signal by the third limited signal and subtracting the resultant signal from the audio signal to generate a first complementary signal;
adding said first complementary signal to said audio signal;
A program characterized by:
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