オーディオ信号処理方法及び装置
【課題】 小音量の信号のスピーカからの再生特性を再生状態に応じて細かく改善する。
【解決手段】 入力したオーディオ信号を、所定の入出力特性のスピーカ装置から出力させるための補正処理を行う場合であって、スピーカ装置の所定の入出力特性として、所定レベル以上で入力信号に対する出力レベルの直線性がほぼ確保され、所定レベル以下で入力信号に対する出力レベルが低下する特性である場合において、入力したオーディオ信号の、ほぼ所定レベル以下の信号成分に対して、出力レベルの低下分を補う補正処理を行うと共に、その出力レベルの低下分を補う補正処理状態を、スピーカ装置から出力させる音量の調整状態に応じて可変設定するようにした。
【解決手段】 入力したオーディオ信号を、所定の入出力特性のスピーカ装置から出力させるための補正処理を行う場合であって、スピーカ装置の所定の入出力特性として、所定レベル以上で入力信号に対する出力レベルの直線性がほぼ確保され、所定レベル以下で入力信号に対する出力レベルが低下する特性である場合において、入力したオーディオ信号の、ほぼ所定レベル以下の信号成分に対して、出力レベルの低下分を補う補正処理を行うと共に、その出力レベルの低下分を補う補正処理状態を、スピーカ装置から出力させる音量の調整状態に応じて可変設定するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号をスピーカ装置から再生させる場合の特性補正を行うオーディオ信号処理方法及び装置に関し、特に高音質の再生が可能なハイファイ再生用のスピーカ装置を使用する場合に適用して好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高音質の再生が可能なハイファイ再生用のスピーカ装置として、各種構成のものが実用化されている。例えば、オーディオ信号の再生帯域を、低域と中域と高域の３つの帯域に分割し、それぞれの帯域ごとに個別のスピーカユニットを用意した３ウェイ構成のスピーカ装置がある。この３ウェイ構成のスピーカ装置は、各帯域用のスピーカユニットとして、それぞれの帯域での再生特性が良好なものを使用することで、低域から高域まで入力オーディオ信号に忠実な再生が可能となり、一般には１つのスピーカユニットで全ての帯域のオーディオを出力させる、いわゆるフルレンジ型のスピーカユニットに比べて、再生特性が良好になる。
【０００３】
また、このような３ウェイ構成や２ウェイ構成のようにして、スピーカ装置の再生音を高音質化する構成の他に、スピーカ装置に供給するオーディオ信号そのもの特性を、オーディオ信号処理装置であるアンプ装置側で補正して、結果的にスピーカ装置から出力されるオーディオの特性を改善することも行われている。例えば、スピーカ装置を駆動するオーディオ信号の増幅などの処理を行うオーディオアンプ装置で、ラウドネスコントロールと称される補正を行う場合がある。このラウドネスコントロールは、低音域部と高音域部を、中音域部に比べて出力レベルを増強させる補正処理を行って、主として小音量時に、低音域と高音域が不足して聞こえるのを補正するものである。
【０００４】
特許文献１には、ラウドネス補正を行う場合の再生構成の一例についての記載がある。
【特許文献１】特開２００２−１７１５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ラウドネスコントロールされた再生音は、単に特定の周波数帯域の信号をレベルに係わらずほぼ一律に増強させてしまうので、厳密な意味で入力オーディオ信号に忠実な再生とはいえず、より入力オーディオ信号に忠実な再生ができるスピーカ装置の開発が望まれていた。即ち、従来のラウドネスコントロールされた再生音は、小音量時に聞き取り難い音を増強して再生させるので、ラウドネスコントロールされていない再生音に比べて低音域部と高音域部が聞こえやすくなり、ある程度音質を改善する効果があるが、特定の周波数帯域の信号を小レベルであっても大レベルであっても一律に増強させてしまうので、増強させる必要のない信号成分についても増強させてしまうことがあり、結果として不自然な再生音になってしまう場合がある。
【０００６】
ここで、従来のスピーカ装置での再生音の問題について説明すると、再生音が入力オーディオ信号を忠実に再現していない場合の例として、小振幅の信号の問題がある。即ち、例えば図６（ａ）に示すように、比較的大きな振幅の波形と比較的小さな振幅の波形が連続した波形の入力オーディオ信号Ｓ１がスピーカに入力した場合を想定する。このとき、スピーカからの出力オーディオ信号Ｓ２の波形としては、比較的大きな振幅の波形については、入力信号Ｓ１とほぼ同等になるが、比較的小さな振幅の波形については、入力信号Ｓ１よりも振幅が小さくなる傾向にある。これは、比較的大きな音で出力が可能な一般的な振動板を備えた形状のスピーカユニットでは、振幅が小さい小音量の信号の再現特性が悪く、小音量の信号の入出力特性のリニアリティ（直線性）が確保されないためである。
【０００７】
同様に、例えば図６（ｂ）に示すように、比較的大きな振幅の波形の入力オーディオ信号Ｓ３と、比較的小さな振幅の波形の入力オーディオ信号Ｓ４とが、時間的に重なることで、本来は両信号Ｓ３，Ｓ４が合成されたオーディオ信号Ｓ５が出力されるものが、その合成信号Ｓ５の波形よりもレベルが低下した波形の出力オーディオ信号Ｓ６がスピーカから出力される状態となっている。例えば、スピーカから再生させるオーディオとして、シンフォニーのように様々の楽器の音が同時に再生されるような場合に、このような出力状態となることがある。
【０００８】
さらに、例えば図６（ｃ）に示すように、特定の単一周波数の信号の振幅が徐々に低下するインパルス信号が入力オーディオ信号Ｓ７としてあった場合に、スピーカからの出力オーディオ信号Ｓ８の波形についても、レベルが低くなるに従って追従性が悪くなってしまう。
【０００９】
図６のいずれの例でも、スピーカからの出力としては、振幅が小さい小音量の信号の出力レベルが、入力信号レベルよりも小さくなって、小信号のリニアリティが保たれない状態となってしまう。この図６に示す状態を周波数分析すると、例えば図７に示す状態となる。図７の例は、基本波ｆ１と、その基本波の高調波である倍音ｆ２，ｆ３の感度を解析した例である。レベルが高い基本波ｆ１については、そのままのレベルで出力されるが、基本波よりもレベルが小さい倍音ｆ２，ｆ３については、破線で示した本来のレベルから低下した実線で示した出力感度となっている。
【００１０】
図８は、複数段階の信号レベルでの低域から高域までの出力特性を示した図で、図８（ａ）は理想的な特性であり、図８（ｂ）は実際のスピーカの出力特性を示した図である。図８（ａ）に示すように、理想的な状態では、４つのレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が、ほぼ等間隔で、低域から高域までフラットな特性となっているとする。このとき、図８（ｂ）に示す実際のスピーカの出力特性としては、出力レベルが高いレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３については、理想特性とほぼ同等の出力特性が確保できているが、最も低いレベルＬ４の特性については、本来必要なレベルから感度αだけ、どの周波数帯域でも低下したレベルとなっている。
【００１１】
このような感度の低下を、特定の周波数の特性として見たのが、図９の入出力特性図である。図９に示すように、本来はスピーカへの入力信号レベルの増大に対して直線的に出力レベルが増大する破線の特性ｘとなる必要があるのに対して、実際には、ある程度のレベル以上ではほぼ直線的にレベルが変化しているが、特定のレベル以下では、入力に対する振動板の動きが悪く、入力に対する出力感度が非常に悪い曲線の特性ｙとなっている。
【００１２】
具体的には、例えば一般的なスピーカによるリスニングの最大レベルを７０〜１００ｓｐｌ（音圧レベル）と想定した場合、その最大レベルより−３０ｄＢから−６０ｄＢ下がった信号は、最大レベルに対して正しく−３０ｄＢから−６０ｄＢ下がった音量が出ていない（比例していない）ということになる。仮に、１００ｓｐｌよりアンプ装置の出力を５０ｓｐｌ分下げた音量としての再生を想定すると、本来ならば５０ｓｐｌ前後での音量が得られるはずであるが、実際には例えばそれより１０ｓｐｌ低い４０ｓｐｌの出力しか得られないことになる。つまり、正確にリニアリティが取れていないということになり、満足する音質が得られない一つの大きな原因となっていることが、本発明者の解析で判った。
【００１３】
ところで、上述した図９に示した特性ｙの曲線のカーブ状態は、一例を示したものであり、実際には、個々のスピーカ装置の特性や、再生条件などにより、特性ｙの具体的なカーブ状態は変化してしまう。
【００１４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、小音量の信号のスピーカからの再生特性を、再生状態によって細かく改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、入力したオーディオ信号を、所定の入出力特性のスピーカ装置から出力させるための補正処理を行う場合であって、スピーカ装置の所定の入出力特性として、所定レベル以上で入力信号に対する出力レベルの直線性がほぼ確保され、所定レベル以下で入力信号に対する出力レベルが低下する特性である場合において、入力したオーディオ信号の、ほぼ所定レベル以下の信号成分に対して、出力レベルの低下分を補う補正処理を行うと共に、その出力レベルの低下分を補う補正処理状態を、スピーカ装置から出力させる音量の調整状態に応じて可変設定するようにしたものである。
【００１６】
このようにしたことで、スピーカ装置から出力されるオーディオ信号として、そのスピーカ装置の特性に合わせて入出力特性がほぼ直線的なオーディオ信号とする補正が、再生音量に応じて調整されながら適正に行われるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、スピーカ装置から出力されるオーディオ信号として、そのスピーカ装置の特性に合わせて入出力特性がほぼ直線的なオーディオ信号とする補正が、再生音量に応じて調整されながら適正に行われるようになり、そのときの再生音量に応じた再生音質の改善が行える。
【００１８】
この場合、音量の調整状態として、所定音量を越える大音量である場合に、補正処理を行わず、所定音量以下である場合に補正処理を行い、さらに所定音量以下の音量設定量に応じて、少なくとも複数段階に補正量を可変設定させるようにしたことで、それぞれの音量に適した良好な補正が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図５を参照して説明する。図１は、本実施の形態によるシステム構成例を示した図である。本例においては、スピーカ装置が接続されたオーディオ再生システムとしてあり、図１はその全体のシステム構成例を示した図である。本例では、オーディオ信号源１０がアンプ装置２０に接続してあり、オーディオ信号源１０でＣＤ（ディスク），メモリなどの媒体に記録（記憶）されたオーディオ信号を再生して、その再生して出力されるオーディオ信号を、アンプ装置２０に供給し、アンプ装置２０でスピーカ装置を駆動するオーディオ信号とする処理を行う。アンプ装置２０は操作部２０ａを備えて、操作部２０ａのユーザ操作で、オーディオ信号の処理状態を調整できる構成としてある。例えば、操作部２０ａとして、音量調整用のボリュームを備える。アンプ装置２０での具体的な構成や処理状態の詳細については後述する。
【００２０】
ここでは、オーディオ信号源１０から出力されるオーディオ信号は、左チャンネル用オーディオ信号と右チャンネル用オーディオ信号の２チャンネルの信号としてある。アンプ装置２０から出力される左チャンネル用オーディオ信号は、左チャンネル用スピーカ装置３０Ｌに供給して出力させ、右チャンネル用オーディオ信号は、右チャンネル用スピーカ装置３０Ｒに供給して出力させる。
【００２１】
各スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒの構成について説明すると、各スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒは、それぞれオーディオを出力させる音響出力手段としてのスピーカユニットとして、１個のスピーカユニット３１（図２）を備える。それぞれのスピーカユニット３１は、出力される周波数帯域から見た特性としては、可聴帯域内でほぼフラットな周波数特性で、低域から高域まで出力される特性をもつ、いわゆるフルフレンジ型のスピーカユニットであり、比較的大きな振動板を備えて、大音量の信号の出力が可能な比較的大型のスピーカユニットとしてある。スピーカユニット３１については、振動板が比較的大きいために、所定レベル以上の大信号の入出力特性のリニアリティ（直線性）がほぼ保たれ、所定レベル以下では入出力特性のリニアリティが確保されず、入力信号レベルに対して出力信号レベルが劣るものを使用してある。即ち、背景技術の欄で図９を参照して説明した特性ｙとなるスピーカユニットを使用してある。このような特性を持つスピーカユニットは、スピーカとして一般的なものである。
【００２２】
本例においては、このような特性を持つスピーカユニット３１を使用したスピーカ装置３０が接続されたオーディオ再生システムにおいて、スピーカ装置３０に供給するオーディオ信号を処理するアンプ装置２０側で、信号の特性補正を行うようにしたものである。
【００２３】
図２は、本例のアンプ装置２０内での特性補正のための構成を示した図で、スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒを構成するスピーカユニット３１までの接続構成を示してある。図２に示すように、アンプ装置のオーディオ信号入力端子２１に得られるオーディオ信号を、アナログ／デジタル変換器４１に供給してデジタルオーディオ信号に変換し、変換されたデジタルオーディオ信号を、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）４２に供給する。本例においては、このＤＳＰ４２をオーディオ信号特性の補正手段として使用する。ＤＳＰ４２での補正状態については、制御部４４により制御される。制御部４４での制御状態は、操作部２０ａでの操作状況により設定される。また、制御部４４には、制御に必要なデータを記憶するメモリ４５が接続してあり、ＤＳＰ４２での補正状態についてのデータについても、記憶するようにしてある。
【００２４】
ＤＳＰ４２での補正処理としては、例えばデジタル演算処理で全ての周波数帯域の信号成分について、所定レベル以上の信号成分と所定レベル未満の信号成分とに分け、所定レベル以上の信号成分については、何も補正処理を行わない。そして、所定レベル未満の信号成分については、入力レベルに対して出力レベルが、レベルが低い程、増加率が高くなるような補正処理を必要により行う。このようなオーディオ信号補正を、ここではダイナミックレンジ補正処理を称する。ここで本例においては、この補正処理状態を、操作部２０ａでの音量調整状態に応じて変化させるようにしてある。
【００２５】
そして、補正処理をしていない所定レベル以上の信号成分と、必要により補正処理を行った所定レベル未満の信号成分とを合成し、その合成信号をデジタル／アナログ変換器４３に供給し、アナログオーディオ信号に変換する。
【００２６】
変換されたアナログオーディオ信号は、アンプ２４に供給して、スピーカ駆動用に増幅し、増幅されたオーディオ信号を、各チャンネル用のスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒ内のスピーカユニット３１に供給して、オーディオ信号を出力（放音）させる。
【００２７】
次に、本例のアンプ装置２０内で、オーディオ信号のダイナミックレンジ補正処理状態を、音量の設定状態に対応して設定させる処理例について、図３のフローチャートを参照して説明する。図３に示すように、制御部４４がダイナミックレンジ補正処理状態を設定する際には、まず現在のボリューム（音量）の設定状態を判定する（ステップＳＴ１１）。ここでの音量の判定としては、例えば、アンプ装置で設定可能な音量範囲を、３つの範囲に分け、小音量、中音量、大音量の３つのいずれの範囲であるかを判定する。そして、その３つの範囲のいずれと判定されたか判断する（ステップＳＴ１２）。
【００２８】
ここで、小音量であると判定された場合には、ダイナミックレンジ補正量を大に設定する（ステップＳＴ１３）。中音量であると判定された場合には、ダイナミックレンジ補正量を小に設定する（ステップＳＴ１４）。大音量であると判定された場合には、ダイナミックレンジ補正なしを設定する（ステップＳＴ１５）。このフローチャートに示した補正量の設定状態は、例えばアンプ装置の音量調整が行われる毎に更新される。
【００２９】
次に、このようにして補正量が設定されるダイナミックレンジ補正の具体的な補正例について説明する。図４は、ＤＳＰ４２で補正される特性例を、入力と出力の関係で示した図である。図４は特定の周波数での特性として示してあるが、後述するように本例の特性補正処理は周波数には依存せず、可聴帯域内では基本的にどの周波数でも同じように補正する。図４において、破線で示した特性ａは、入力レベルの増減と出力レベルの増減とが直線的に比例するリニアリティがとれた特性であり、参考までに示してある。実線で示した特性ｂ，ｃは、それぞれ本例のＤＳＰ４２で補正される特性である。特性ｂは、補正量を大に設定した場合の例で、特性ｃは、補正量を小に設定した場合の例で、ここでは図４に示すように特性ｂと特性ｃで曲線部のカーブ状態が異なる。
【００３０】
この特性ｂ，ｃとして示すように、本例のＤＳＰ４２での補正特性は、所定レベル以上の範囲では、入力レベルの増減と出力レベルの増減とが直線的に比例するリニアリティがとれた特性（即ち特性ａとほぼ一致する特性）としてある（即ち入力レベルと出力レベルとを等しくしてある）。そして、所定レベル以下の範囲では、入力レベルに対して出力レベルが、レベルが低い程、直線的な入出力特性ａに比べて増加率が高くなるようなリニアリティがとれていない曲線で示される特性となるようにしてある。
【００３１】
ここで、各特性ｂ，ｃの曲線と直線が変化するレベル位置については、接続されたスピーカユニット３１の特性としての、入出力特性のリニアリティ（直線性）がほぼ保たれるレベルの範囲と、入出力特性のリニアリティが確保されないレベルの範囲との変化点（即ち上述した所定レベル）のレベルとほぼ一致させるようにしてある。具体的には、オーディオ信号のピークレベルを０ｄＢとした場合に、例えばスピーカユニット３１の入出力特性のリニアリティが確保される範囲が、０ｄＢから−２５ｄＢまである場合に、−２５ｄＢを所定レベルに設定して、その０ｄＢからほぼ−２５ｄＢまでについては信号特性を変化させず、ほぼ−２５ｄＢ以下で特性ｂ，ｃの曲線となるように設定する。また、特性ｂの曲線のカーブの形状を決める特性についても、図９に示したようなスピーカユニットの入出力特性の入力と出力をほぼ逆にした特性に設定してあり、特性ｃについては、特性ｂの補正特性を示すカーブよりも弱い補正が行われるカーブ（即ち直線的な理想特性aと特性ｂとのほぼ間をとるカーブとなる特性）に設定してある。
【００３２】
なお、図４に示した特性ｂ，ｃは、特定の周波数での特性を示したものであるが、本例の場合には、スピーカユニット３１が再生可能な可聴帯域内全てで、ほぼ同様な特性を持つようにしてある。また、図４では特性ｂのカーブが始まる位置（レベル）と特性ｃのカーブが始まる位置とは、ほぼ同じ位置に設定してあるが、特性ｃのカーブが始まるレベルを、特性ｂのカーブが始まるレベルよりも低いレベルに設定するようにしてもよい。
【００３３】
図５は、このような補正特性での補正によりオーディオ信号がスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒからオーディオ信号が出力される状態を、複数段階の信号レベルでの低域から高域までの出力特性として示した図である。この図５では、図４の補正特性ｂを設定した場合の例としてあり、図５（ａ）は本例のスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒそのものが持つ出力特性（即ち補正していない出力特性）を示した図である。この図５（ａ）は、背景技術として図８（ｂ）に示したスピーカ特性と同じである。即ち、図５（ａ）に示すように、出力レベルが高いレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３については、理想特性とほぼ同等の出力特性が確保できているが、最も低いレベルＬ４の出力特性については、本来必要なレベルから感度αだけ、どの周波数帯域でも低下したレベルとなっている。
【００３４】
ここで、アンプ装置２０内での補正により、図４に示した特性ｂとなる補正を全ての周波数帯域で行うことで、アンプ装置２０に入力した信号の出力特性としては、図５（ｂ）に示すように、出力レベルが高いレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３については、入力レベルと変化がないが、最も低いレベルＬ４の出力特性については、本来のレベルから感度βだけ、どの周波数帯域でも上昇したレベルとなっている。ここで、この高くなった感度βは、スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒで低下する感度αをほぼ補うレベルとなる。
【００３５】
このような特性とした上で、アンプ装置２０で処理したオーディオ信号をスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒから出力させることで、スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒから出力されるオーディオの特性としては、図５（ｃ）に示したように、４つのレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が、ほぼ等間隔で、低域から高域までフラットな特性となり、図８（ａ）に示した理想特性とほぼ等しい、入力と出力が全ての周波数帯域でレベルの大小に関係なく一致する良好な特性となる。
【００３６】
ここで、このような補正特性の設定は、比較的小さな音量で再生させるようにした場合であり、中音量に設定した場合には、図４に示したように、これよりも若干弱い補正処理状態が設定される。但し、中音量の場合には、小音量の場合に比べて全体的な再生レベルが上がっているので、弱い補正量を設定しても、ほぼ同様の効果が得られる。また、大音量時には、ダイナミックレンジ補正処理を全く行わないようにしてあるが、音量が大きい場合には、オーディオ信号成分に含まれる小レベルの信号成分についても相対的に大きな音量で再生されるので、小レベル信号の入出力特性の劣化がそれ程でもなく、結果的に補正なしでも良好に再生されることになる。
【００３７】
従って、本例のオーディオ再生システムによると、オーディオ信号源１０から再生されたオーディオ信号を、どの音量でもスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒから高音質で出力させることができる。このような再生特性は、従来から知られているラウドネスコントロールのような、特定の周波数帯域の信号について、レベルに関係なく増強してしまう処理とは全く異なる、入力オーディオ信号に忠実な再生を行う特性である。
【００３８】
しかも本例の場合には、そのときの再生音量に対応してダイナミックレンジの補正量を変化させるので、そのときの再生音量に対応した適性な補正が行える効果を有する。
【００３９】
なお、ここまで説明した例では、図４に示した２段階の補正特性ｂ，ｃを予め用意するようにしたが、より多くの補正特性を予め用意して、その中から音量の設定量に応じて選択できるようにしてもよい。或いはまた、連続的に補正量を変化できるようにして、音量の設定値に応じて連続的に補正量を変化させるようにしてもよい。
【００４０】
さらに、上述した例では、大音量時にはダイナミックレンジ補正をしないようにしたが、大音量時での補正量の弱いダイナミックレンジ補正を行うようにしてもよい。
【００４１】
また、ここまでの説明では、音量だけを補正量の設定要因としたが、例えば補正処理するオーディオ信号の平均レベル（又はピークレベル）を判断して、その判断した入力オーディオ信号のレベルと、音量調整状態とから、接続されたスピーカ装置での出力状態を補正するのに最も適した補正量を設定するようにしてもよい。
【００４２】
また、本例の再生システムは、種々のオーディオ再生システムに適用可能であり、図１に示した例では、オーディオ信号源１０とアンプ装置２０とスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒとを別体で構成したが、一体化されたシステム（装置）でもよい。或いは、単体のスピーカ装置の内部に、そのスピーカ装置の特性を補正する補正手段を組み込むようにして、補正処理機能のないアンプ装置に接続できる構成としてもよい。或いはまた、オーディオ信号源１０から出力されるオーディオ信号そのものに、同様の補正を施すようにしてもよい。
【００４３】
また、上述した実施の形態では、補正処理を行う構成として、ＤＳＰを使用したデジタル演算処理で行う構成としたが、アナログ回路部品で補正回路を構成させるようにしてもよい。
【００４４】
また、例えば、本例のオーディオ再生システムを、自動車などの車両に搭載した、いわゆるカーステレオ用の再生システムに適用することで、車外ノイズの影響が大きい再生環境において、一般にノイズにかき消されやすい小レベルの音が聞き取り易くなり、音質が向上する。
【００４５】
また、上述した実施の形態では、図１に示した２チャンネルオーディオ再生用のシステムへの適用を想定したが、例えば５．１チャンネルなどのマルチチャンネルオーディオ再生用のシステムとして構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態によるシステム構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態による構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態による補正処理例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態による補正特性例を示した特性図である。
【図５】本発明の一実施の形態による補正状態の例を示した周波数ごとの出力感度を示した特性図である。
【図６】従来のスピーカの出力波形例を示した説明図である。
【図７】従来のスピーカの信号レベルの例を示した説明図である。
【図８】理想的なスピーカの出力特性例（ａ）と従来のスピーカの出力特性例（ｂ）を示した説明図である。
【図９】従来のスピーカの入出力特性の例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…オーディオ信号源、２０…アンプ装置、２０ａ…操作部、２１…オーディオ信号入力端子、２４…アンプ、３０Ｌ，３０Ｒ…スピーカ装置、３１…スピーカユニット、４１…アナログ／デジタル変換器、４２…ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）、４３…デジタル／アナログ変換器、４４…制御部、４５…メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号をスピーカ装置から再生させる場合の特性補正を行うオーディオ信号処理方法及び装置に関し、特に高音質の再生が可能なハイファイ再生用のスピーカ装置を使用する場合に適用して好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高音質の再生が可能なハイファイ再生用のスピーカ装置として、各種構成のものが実用化されている。例えば、オーディオ信号の再生帯域を、低域と中域と高域の３つの帯域に分割し、それぞれの帯域ごとに個別のスピーカユニットを用意した３ウェイ構成のスピーカ装置がある。この３ウェイ構成のスピーカ装置は、各帯域用のスピーカユニットとして、それぞれの帯域での再生特性が良好なものを使用することで、低域から高域まで入力オーディオ信号に忠実な再生が可能となり、一般には１つのスピーカユニットで全ての帯域のオーディオを出力させる、いわゆるフルレンジ型のスピーカユニットに比べて、再生特性が良好になる。
【０００３】
また、このような３ウェイ構成や２ウェイ構成のようにして、スピーカ装置の再生音を高音質化する構成の他に、スピーカ装置に供給するオーディオ信号そのもの特性を、オーディオ信号処理装置であるアンプ装置側で補正して、結果的にスピーカ装置から出力されるオーディオの特性を改善することも行われている。例えば、スピーカ装置を駆動するオーディオ信号の増幅などの処理を行うオーディオアンプ装置で、ラウドネスコントロールと称される補正を行う場合がある。このラウドネスコントロールは、低音域部と高音域部を、中音域部に比べて出力レベルを増強させる補正処理を行って、主として小音量時に、低音域と高音域が不足して聞こえるのを補正するものである。
【０００４】
特許文献１には、ラウドネス補正を行う場合の再生構成の一例についての記載がある。
【特許文献１】特開２００２−１７１５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ラウドネスコントロールされた再生音は、単に特定の周波数帯域の信号をレベルに係わらずほぼ一律に増強させてしまうので、厳密な意味で入力オーディオ信号に忠実な再生とはいえず、より入力オーディオ信号に忠実な再生ができるスピーカ装置の開発が望まれていた。即ち、従来のラウドネスコントロールされた再生音は、小音量時に聞き取り難い音を増強して再生させるので、ラウドネスコントロールされていない再生音に比べて低音域部と高音域部が聞こえやすくなり、ある程度音質を改善する効果があるが、特定の周波数帯域の信号を小レベルであっても大レベルであっても一律に増強させてしまうので、増強させる必要のない信号成分についても増強させてしまうことがあり、結果として不自然な再生音になってしまう場合がある。
【０００６】
ここで、従来のスピーカ装置での再生音の問題について説明すると、再生音が入力オーディオ信号を忠実に再現していない場合の例として、小振幅の信号の問題がある。即ち、例えば図６（ａ）に示すように、比較的大きな振幅の波形と比較的小さな振幅の波形が連続した波形の入力オーディオ信号Ｓ１がスピーカに入力した場合を想定する。このとき、スピーカからの出力オーディオ信号Ｓ２の波形としては、比較的大きな振幅の波形については、入力信号Ｓ１とほぼ同等になるが、比較的小さな振幅の波形については、入力信号Ｓ１よりも振幅が小さくなる傾向にある。これは、比較的大きな音で出力が可能な一般的な振動板を備えた形状のスピーカユニットでは、振幅が小さい小音量の信号の再現特性が悪く、小音量の信号の入出力特性のリニアリティ（直線性）が確保されないためである。
【０００７】
同様に、例えば図６（ｂ）に示すように、比較的大きな振幅の波形の入力オーディオ信号Ｓ３と、比較的小さな振幅の波形の入力オーディオ信号Ｓ４とが、時間的に重なることで、本来は両信号Ｓ３，Ｓ４が合成されたオーディオ信号Ｓ５が出力されるものが、その合成信号Ｓ５の波形よりもレベルが低下した波形の出力オーディオ信号Ｓ６がスピーカから出力される状態となっている。例えば、スピーカから再生させるオーディオとして、シンフォニーのように様々の楽器の音が同時に再生されるような場合に、このような出力状態となることがある。
【０００８】
さらに、例えば図６（ｃ）に示すように、特定の単一周波数の信号の振幅が徐々に低下するインパルス信号が入力オーディオ信号Ｓ７としてあった場合に、スピーカからの出力オーディオ信号Ｓ８の波形についても、レベルが低くなるに従って追従性が悪くなってしまう。
【０００９】
図６のいずれの例でも、スピーカからの出力としては、振幅が小さい小音量の信号の出力レベルが、入力信号レベルよりも小さくなって、小信号のリニアリティが保たれない状態となってしまう。この図６に示す状態を周波数分析すると、例えば図７に示す状態となる。図７の例は、基本波ｆ１と、その基本波の高調波である倍音ｆ２，ｆ３の感度を解析した例である。レベルが高い基本波ｆ１については、そのままのレベルで出力されるが、基本波よりもレベルが小さい倍音ｆ２，ｆ３については、破線で示した本来のレベルから低下した実線で示した出力感度となっている。
【００１０】
図８は、複数段階の信号レベルでの低域から高域までの出力特性を示した図で、図８（ａ）は理想的な特性であり、図８（ｂ）は実際のスピーカの出力特性を示した図である。図８（ａ）に示すように、理想的な状態では、４つのレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が、ほぼ等間隔で、低域から高域までフラットな特性となっているとする。このとき、図８（ｂ）に示す実際のスピーカの出力特性としては、出力レベルが高いレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３については、理想特性とほぼ同等の出力特性が確保できているが、最も低いレベルＬ４の特性については、本来必要なレベルから感度αだけ、どの周波数帯域でも低下したレベルとなっている。
【００１１】
このような感度の低下を、特定の周波数の特性として見たのが、図９の入出力特性図である。図９に示すように、本来はスピーカへの入力信号レベルの増大に対して直線的に出力レベルが増大する破線の特性ｘとなる必要があるのに対して、実際には、ある程度のレベル以上ではほぼ直線的にレベルが変化しているが、特定のレベル以下では、入力に対する振動板の動きが悪く、入力に対する出力感度が非常に悪い曲線の特性ｙとなっている。
【００１２】
具体的には、例えば一般的なスピーカによるリスニングの最大レベルを７０〜１００ｓｐｌ（音圧レベル）と想定した場合、その最大レベルより−３０ｄＢから−６０ｄＢ下がった信号は、最大レベルに対して正しく−３０ｄＢから−６０ｄＢ下がった音量が出ていない（比例していない）ということになる。仮に、１００ｓｐｌよりアンプ装置の出力を５０ｓｐｌ分下げた音量としての再生を想定すると、本来ならば５０ｓｐｌ前後での音量が得られるはずであるが、実際には例えばそれより１０ｓｐｌ低い４０ｓｐｌの出力しか得られないことになる。つまり、正確にリニアリティが取れていないということになり、満足する音質が得られない一つの大きな原因となっていることが、本発明者の解析で判った。
【００１３】
ところで、上述した図９に示した特性ｙの曲線のカーブ状態は、一例を示したものであり、実際には、個々のスピーカ装置の特性や、再生条件などにより、特性ｙの具体的なカーブ状態は変化してしまう。
【００１４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、小音量の信号のスピーカからの再生特性を、再生状態によって細かく改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、入力したオーディオ信号を、所定の入出力特性のスピーカ装置から出力させるための補正処理を行う場合であって、スピーカ装置の所定の入出力特性として、所定レベル以上で入力信号に対する出力レベルの直線性がほぼ確保され、所定レベル以下で入力信号に対する出力レベルが低下する特性である場合において、入力したオーディオ信号の、ほぼ所定レベル以下の信号成分に対して、出力レベルの低下分を補う補正処理を行うと共に、その出力レベルの低下分を補う補正処理状態を、スピーカ装置から出力させる音量の調整状態に応じて可変設定するようにしたものである。
【００１６】
このようにしたことで、スピーカ装置から出力されるオーディオ信号として、そのスピーカ装置の特性に合わせて入出力特性がほぼ直線的なオーディオ信号とする補正が、再生音量に応じて調整されながら適正に行われるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、スピーカ装置から出力されるオーディオ信号として、そのスピーカ装置の特性に合わせて入出力特性がほぼ直線的なオーディオ信号とする補正が、再生音量に応じて調整されながら適正に行われるようになり、そのときの再生音量に応じた再生音質の改善が行える。
【００１８】
この場合、音量の調整状態として、所定音量を越える大音量である場合に、補正処理を行わず、所定音量以下である場合に補正処理を行い、さらに所定音量以下の音量設定量に応じて、少なくとも複数段階に補正量を可変設定させるようにしたことで、それぞれの音量に適した良好な補正が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図５を参照して説明する。図１は、本実施の形態によるシステム構成例を示した図である。本例においては、スピーカ装置が接続されたオーディオ再生システムとしてあり、図１はその全体のシステム構成例を示した図である。本例では、オーディオ信号源１０がアンプ装置２０に接続してあり、オーディオ信号源１０でＣＤ（ディスク），メモリなどの媒体に記録（記憶）されたオーディオ信号を再生して、その再生して出力されるオーディオ信号を、アンプ装置２０に供給し、アンプ装置２０でスピーカ装置を駆動するオーディオ信号とする処理を行う。アンプ装置２０は操作部２０ａを備えて、操作部２０ａのユーザ操作で、オーディオ信号の処理状態を調整できる構成としてある。例えば、操作部２０ａとして、音量調整用のボリュームを備える。アンプ装置２０での具体的な構成や処理状態の詳細については後述する。
【００２０】
ここでは、オーディオ信号源１０から出力されるオーディオ信号は、左チャンネル用オーディオ信号と右チャンネル用オーディオ信号の２チャンネルの信号としてある。アンプ装置２０から出力される左チャンネル用オーディオ信号は、左チャンネル用スピーカ装置３０Ｌに供給して出力させ、右チャンネル用オーディオ信号は、右チャンネル用スピーカ装置３０Ｒに供給して出力させる。
【００２１】
各スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒの構成について説明すると、各スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒは、それぞれオーディオを出力させる音響出力手段としてのスピーカユニットとして、１個のスピーカユニット３１（図２）を備える。それぞれのスピーカユニット３１は、出力される周波数帯域から見た特性としては、可聴帯域内でほぼフラットな周波数特性で、低域から高域まで出力される特性をもつ、いわゆるフルフレンジ型のスピーカユニットであり、比較的大きな振動板を備えて、大音量の信号の出力が可能な比較的大型のスピーカユニットとしてある。スピーカユニット３１については、振動板が比較的大きいために、所定レベル以上の大信号の入出力特性のリニアリティ（直線性）がほぼ保たれ、所定レベル以下では入出力特性のリニアリティが確保されず、入力信号レベルに対して出力信号レベルが劣るものを使用してある。即ち、背景技術の欄で図９を参照して説明した特性ｙとなるスピーカユニットを使用してある。このような特性を持つスピーカユニットは、スピーカとして一般的なものである。
【００２２】
本例においては、このような特性を持つスピーカユニット３１を使用したスピーカ装置３０が接続されたオーディオ再生システムにおいて、スピーカ装置３０に供給するオーディオ信号を処理するアンプ装置２０側で、信号の特性補正を行うようにしたものである。
【００２３】
図２は、本例のアンプ装置２０内での特性補正のための構成を示した図で、スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒを構成するスピーカユニット３１までの接続構成を示してある。図２に示すように、アンプ装置のオーディオ信号入力端子２１に得られるオーディオ信号を、アナログ／デジタル変換器４１に供給してデジタルオーディオ信号に変換し、変換されたデジタルオーディオ信号を、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）４２に供給する。本例においては、このＤＳＰ４２をオーディオ信号特性の補正手段として使用する。ＤＳＰ４２での補正状態については、制御部４４により制御される。制御部４４での制御状態は、操作部２０ａでの操作状況により設定される。また、制御部４４には、制御に必要なデータを記憶するメモリ４５が接続してあり、ＤＳＰ４２での補正状態についてのデータについても、記憶するようにしてある。
【００２４】
ＤＳＰ４２での補正処理としては、例えばデジタル演算処理で全ての周波数帯域の信号成分について、所定レベル以上の信号成分と所定レベル未満の信号成分とに分け、所定レベル以上の信号成分については、何も補正処理を行わない。そして、所定レベル未満の信号成分については、入力レベルに対して出力レベルが、レベルが低い程、増加率が高くなるような補正処理を必要により行う。このようなオーディオ信号補正を、ここではダイナミックレンジ補正処理を称する。ここで本例においては、この補正処理状態を、操作部２０ａでの音量調整状態に応じて変化させるようにしてある。
【００２５】
そして、補正処理をしていない所定レベル以上の信号成分と、必要により補正処理を行った所定レベル未満の信号成分とを合成し、その合成信号をデジタル／アナログ変換器４３に供給し、アナログオーディオ信号に変換する。
【００２６】
変換されたアナログオーディオ信号は、アンプ２４に供給して、スピーカ駆動用に増幅し、増幅されたオーディオ信号を、各チャンネル用のスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒ内のスピーカユニット３１に供給して、オーディオ信号を出力（放音）させる。
【００２７】
次に、本例のアンプ装置２０内で、オーディオ信号のダイナミックレンジ補正処理状態を、音量の設定状態に対応して設定させる処理例について、図３のフローチャートを参照して説明する。図３に示すように、制御部４４がダイナミックレンジ補正処理状態を設定する際には、まず現在のボリューム（音量）の設定状態を判定する（ステップＳＴ１１）。ここでの音量の判定としては、例えば、アンプ装置で設定可能な音量範囲を、３つの範囲に分け、小音量、中音量、大音量の３つのいずれの範囲であるかを判定する。そして、その３つの範囲のいずれと判定されたか判断する（ステップＳＴ１２）。
【００２８】
ここで、小音量であると判定された場合には、ダイナミックレンジ補正量を大に設定する（ステップＳＴ１３）。中音量であると判定された場合には、ダイナミックレンジ補正量を小に設定する（ステップＳＴ１４）。大音量であると判定された場合には、ダイナミックレンジ補正なしを設定する（ステップＳＴ１５）。このフローチャートに示した補正量の設定状態は、例えばアンプ装置の音量調整が行われる毎に更新される。
【００２９】
次に、このようにして補正量が設定されるダイナミックレンジ補正の具体的な補正例について説明する。図４は、ＤＳＰ４２で補正される特性例を、入力と出力の関係で示した図である。図４は特定の周波数での特性として示してあるが、後述するように本例の特性補正処理は周波数には依存せず、可聴帯域内では基本的にどの周波数でも同じように補正する。図４において、破線で示した特性ａは、入力レベルの増減と出力レベルの増減とが直線的に比例するリニアリティがとれた特性であり、参考までに示してある。実線で示した特性ｂ，ｃは、それぞれ本例のＤＳＰ４２で補正される特性である。特性ｂは、補正量を大に設定した場合の例で、特性ｃは、補正量を小に設定した場合の例で、ここでは図４に示すように特性ｂと特性ｃで曲線部のカーブ状態が異なる。
【００３０】
この特性ｂ，ｃとして示すように、本例のＤＳＰ４２での補正特性は、所定レベル以上の範囲では、入力レベルの増減と出力レベルの増減とが直線的に比例するリニアリティがとれた特性（即ち特性ａとほぼ一致する特性）としてある（即ち入力レベルと出力レベルとを等しくしてある）。そして、所定レベル以下の範囲では、入力レベルに対して出力レベルが、レベルが低い程、直線的な入出力特性ａに比べて増加率が高くなるようなリニアリティがとれていない曲線で示される特性となるようにしてある。
【００３１】
ここで、各特性ｂ，ｃの曲線と直線が変化するレベル位置については、接続されたスピーカユニット３１の特性としての、入出力特性のリニアリティ（直線性）がほぼ保たれるレベルの範囲と、入出力特性のリニアリティが確保されないレベルの範囲との変化点（即ち上述した所定レベル）のレベルとほぼ一致させるようにしてある。具体的には、オーディオ信号のピークレベルを０ｄＢとした場合に、例えばスピーカユニット３１の入出力特性のリニアリティが確保される範囲が、０ｄＢから−２５ｄＢまである場合に、−２５ｄＢを所定レベルに設定して、その０ｄＢからほぼ−２５ｄＢまでについては信号特性を変化させず、ほぼ−２５ｄＢ以下で特性ｂ，ｃの曲線となるように設定する。また、特性ｂの曲線のカーブの形状を決める特性についても、図９に示したようなスピーカユニットの入出力特性の入力と出力をほぼ逆にした特性に設定してあり、特性ｃについては、特性ｂの補正特性を示すカーブよりも弱い補正が行われるカーブ（即ち直線的な理想特性aと特性ｂとのほぼ間をとるカーブとなる特性）に設定してある。
【００３２】
なお、図４に示した特性ｂ，ｃは、特定の周波数での特性を示したものであるが、本例の場合には、スピーカユニット３１が再生可能な可聴帯域内全てで、ほぼ同様な特性を持つようにしてある。また、図４では特性ｂのカーブが始まる位置（レベル）と特性ｃのカーブが始まる位置とは、ほぼ同じ位置に設定してあるが、特性ｃのカーブが始まるレベルを、特性ｂのカーブが始まるレベルよりも低いレベルに設定するようにしてもよい。
【００３３】
図５は、このような補正特性での補正によりオーディオ信号がスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒからオーディオ信号が出力される状態を、複数段階の信号レベルでの低域から高域までの出力特性として示した図である。この図５では、図４の補正特性ｂを設定した場合の例としてあり、図５（ａ）は本例のスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒそのものが持つ出力特性（即ち補正していない出力特性）を示した図である。この図５（ａ）は、背景技術として図８（ｂ）に示したスピーカ特性と同じである。即ち、図５（ａ）に示すように、出力レベルが高いレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３については、理想特性とほぼ同等の出力特性が確保できているが、最も低いレベルＬ４の出力特性については、本来必要なレベルから感度αだけ、どの周波数帯域でも低下したレベルとなっている。
【００３４】
ここで、アンプ装置２０内での補正により、図４に示した特性ｂとなる補正を全ての周波数帯域で行うことで、アンプ装置２０に入力した信号の出力特性としては、図５（ｂ）に示すように、出力レベルが高いレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３については、入力レベルと変化がないが、最も低いレベルＬ４の出力特性については、本来のレベルから感度βだけ、どの周波数帯域でも上昇したレベルとなっている。ここで、この高くなった感度βは、スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒで低下する感度αをほぼ補うレベルとなる。
【００３５】
このような特性とした上で、アンプ装置２０で処理したオーディオ信号をスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒから出力させることで、スピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒから出力されるオーディオの特性としては、図５（ｃ）に示したように、４つのレベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が、ほぼ等間隔で、低域から高域までフラットな特性となり、図８（ａ）に示した理想特性とほぼ等しい、入力と出力が全ての周波数帯域でレベルの大小に関係なく一致する良好な特性となる。
【００３６】
ここで、このような補正特性の設定は、比較的小さな音量で再生させるようにした場合であり、中音量に設定した場合には、図４に示したように、これよりも若干弱い補正処理状態が設定される。但し、中音量の場合には、小音量の場合に比べて全体的な再生レベルが上がっているので、弱い補正量を設定しても、ほぼ同様の効果が得られる。また、大音量時には、ダイナミックレンジ補正処理を全く行わないようにしてあるが、音量が大きい場合には、オーディオ信号成分に含まれる小レベルの信号成分についても相対的に大きな音量で再生されるので、小レベル信号の入出力特性の劣化がそれ程でもなく、結果的に補正なしでも良好に再生されることになる。
【００３７】
従って、本例のオーディオ再生システムによると、オーディオ信号源１０から再生されたオーディオ信号を、どの音量でもスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒから高音質で出力させることができる。このような再生特性は、従来から知られているラウドネスコントロールのような、特定の周波数帯域の信号について、レベルに関係なく増強してしまう処理とは全く異なる、入力オーディオ信号に忠実な再生を行う特性である。
【００３８】
しかも本例の場合には、そのときの再生音量に対応してダイナミックレンジの補正量を変化させるので、そのときの再生音量に対応した適性な補正が行える効果を有する。
【００３９】
なお、ここまで説明した例では、図４に示した２段階の補正特性ｂ，ｃを予め用意するようにしたが、より多くの補正特性を予め用意して、その中から音量の設定量に応じて選択できるようにしてもよい。或いはまた、連続的に補正量を変化できるようにして、音量の設定値に応じて連続的に補正量を変化させるようにしてもよい。
【００４０】
さらに、上述した例では、大音量時にはダイナミックレンジ補正をしないようにしたが、大音量時での補正量の弱いダイナミックレンジ補正を行うようにしてもよい。
【００４１】
また、ここまでの説明では、音量だけを補正量の設定要因としたが、例えば補正処理するオーディオ信号の平均レベル（又はピークレベル）を判断して、その判断した入力オーディオ信号のレベルと、音量調整状態とから、接続されたスピーカ装置での出力状態を補正するのに最も適した補正量を設定するようにしてもよい。
【００４２】
また、本例の再生システムは、種々のオーディオ再生システムに適用可能であり、図１に示した例では、オーディオ信号源１０とアンプ装置２０とスピーカ装置３０Ｌ，３０Ｒとを別体で構成したが、一体化されたシステム（装置）でもよい。或いは、単体のスピーカ装置の内部に、そのスピーカ装置の特性を補正する補正手段を組み込むようにして、補正処理機能のないアンプ装置に接続できる構成としてもよい。或いはまた、オーディオ信号源１０から出力されるオーディオ信号そのものに、同様の補正を施すようにしてもよい。
【００４３】
また、上述した実施の形態では、補正処理を行う構成として、ＤＳＰを使用したデジタル演算処理で行う構成としたが、アナログ回路部品で補正回路を構成させるようにしてもよい。
【００４４】
また、例えば、本例のオーディオ再生システムを、自動車などの車両に搭載した、いわゆるカーステレオ用の再生システムに適用することで、車外ノイズの影響が大きい再生環境において、一般にノイズにかき消されやすい小レベルの音が聞き取り易くなり、音質が向上する。
【００４５】
また、上述した実施の形態では、図１に示した２チャンネルオーディオ再生用のシステムへの適用を想定したが、例えば５．１チャンネルなどのマルチチャンネルオーディオ再生用のシステムとして構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態によるシステム構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態による構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態による補正処理例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態による補正特性例を示した特性図である。
【図５】本発明の一実施の形態による補正状態の例を示した周波数ごとの出力感度を示した特性図である。
【図６】従来のスピーカの出力波形例を示した説明図である。
【図７】従来のスピーカの信号レベルの例を示した説明図である。
【図８】理想的なスピーカの出力特性例（ａ）と従来のスピーカの出力特性例（ｂ）を示した説明図である。
【図９】従来のスピーカの入出力特性の例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…オーディオ信号源、２０…アンプ装置、２０ａ…操作部、２１…オーディオ信号入力端子、２４…アンプ、３０Ｌ，３０Ｒ…スピーカ装置、３１…スピーカユニット、４１…アナログ／デジタル変換器、４２…ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）、４３…デジタル／アナログ変換器、４４…制御部、４５…メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力したオーディオ信号を、所定の入出力特性のスピーカ装置から出力させるための補正処理を行うオーディオ信号処理方法であって、
前記スピーカ装置の所定の入出力特性として、所定レベル以上で入力信号に対する出力レベルの直線性がほぼ確保され、前記所定レベル以下で入力信号に対する出力レベルが低下する特性である場合のオーディオ信号処理方法において、
入力したオーディオ信号の、ほぼ前記所定レベル以下の信号成分に対して、前記出力レベルの低下分を補う補正処理を行うと共に、
前記出力レベルの低下分を補う補正処理状態を、前記スピーカ装置から出力させる音量の調整状態に応じて可変設定するようにしたことを特徴とする
オーディオ信号処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のオーディオ信号処理方法において、
前記音量の調整状態として、所定音量を越える大音量である場合に、前記補正処理を行わず、前記所定音量以下である場合に前記補正処理を行い、さらに前記所定音量以下の音量設定量に応じて、少なくとも複数段階に補正量を可変設定させるようにしたことを特徴とする
オーディオ信号処理方法。
【請求項３】
入力したオーディオ信号を、所定の入出力特性のスピーカ装置から出力させるための補正処理を行うオーディオ信号処理装置であって、
前記スピーカ装置の所定の入出力特性として、所定レベル以上で入力信号に対する出力レベルの直線性がほぼ確保され、前記所定レベル以下で入力信号に対する出力レベルが低下する特性である場合のオーディオ信号処理装置において、
前記スピーカ装置からの出力音量を設定する音量調整手段と、
入力したオーディオ信号の、ほぼ前記所定レベル以下の信号成分に対して、前記出力レベルの低下分を補う補正処理を行う補正手段と、
前記補正手段での出力レベルの低下分を補う補正処理状態を、前記音量調整手段での調整状態に応じて可変設定する制御手段とを備えたことを特徴とする
オーディオ信号処理装置。
【請求項４】
請求項３記載のオーディオ信号処理装置において、
前記制御手段は、前記音量調整手段での音量の調整状態として、所定音量を越える大音量である場合に、前記補正処理を行わないようにし、前記所定音量以下である場合に前記補正処理を行い、さらに前記所定音量以下の音量設定量に応じて、少なくとも複数段階に補正量を可変設定させるようにしたことを特徴とする
オーディオ信号処理装置。
【請求項１】
入力したオーディオ信号を、所定の入出力特性のスピーカ装置から出力させるための補正処理を行うオーディオ信号処理方法であって、
前記スピーカ装置の所定の入出力特性として、所定レベル以上で入力信号に対する出力レベルの直線性がほぼ確保され、前記所定レベル以下で入力信号に対する出力レベルが低下する特性である場合のオーディオ信号処理方法において、
入力したオーディオ信号の、ほぼ前記所定レベル以下の信号成分に対して、前記出力レベルの低下分を補う補正処理を行うと共に、
前記出力レベルの低下分を補う補正処理状態を、前記スピーカ装置から出力させる音量の調整状態に応じて可変設定するようにしたことを特徴とする
オーディオ信号処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のオーディオ信号処理方法において、
前記音量の調整状態として、所定音量を越える大音量である場合に、前記補正処理を行わず、前記所定音量以下である場合に前記補正処理を行い、さらに前記所定音量以下の音量設定量に応じて、少なくとも複数段階に補正量を可変設定させるようにしたことを特徴とする
オーディオ信号処理方法。
【請求項３】
入力したオーディオ信号を、所定の入出力特性のスピーカ装置から出力させるための補正処理を行うオーディオ信号処理装置であって、
前記スピーカ装置の所定の入出力特性として、所定レベル以上で入力信号に対する出力レベルの直線性がほぼ確保され、前記所定レベル以下で入力信号に対する出力レベルが低下する特性である場合のオーディオ信号処理装置において、
前記スピーカ装置からの出力音量を設定する音量調整手段と、
入力したオーディオ信号の、ほぼ前記所定レベル以下の信号成分に対して、前記出力レベルの低下分を補う補正処理を行う補正手段と、
前記補正手段での出力レベルの低下分を補う補正処理状態を、前記音量調整手段での調整状態に応じて可変設定する制御手段とを備えたことを特徴とする
オーディオ信号処理装置。
【請求項４】
請求項３記載のオーディオ信号処理装置において、
前記制御手段は、前記音量調整手段での音量の調整状態として、所定音量を越える大音量である場合に、前記補正処理を行わないようにし、前記所定音量以下である場合に前記補正処理を行い、さらに前記所定音量以下の音量設定量に応じて、少なくとも複数段階に補正量を可変設定させるようにしたことを特徴とする
オーディオ信号処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１７４０８４（Ｐ２００６−１７４０８４Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６３５７９（Ｐ２００４−３６３５７９）
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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