オーディオ再生装置、オーディオ再生方法、およびプログラム
【課題】瞬時的な大音量の発生を防止でき、不自然な音として知覚されることを防止できるオーディオ再生装置、オーディオ再生方法、およびプログラムを提供する。
【解決手段】信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、パワー計算部１２０で計算されたパワー値と分散計算部１３０で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定部１４０と、入力信号レベルおよび時定数決定部で取得された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御部１５０と、制御部で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定部１６０と、ゲイン決定部によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整部１８０とを有する。
【解決手段】信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、パワー計算部１２０で計算されたパワー値と分散計算部１３０で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定部１４０と、入力信号レベルおよび時定数決定部で取得された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御部１５０と、制御部で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定部１６０と、ゲイン決定部によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整部１８０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、テレビジョン等におけるオーディオ再生に適用可能なオーディオ再生装置、オーディオ再生方法、およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オーディオの再生音量は、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、テレビジョン（ＴＶ）等の再生装置、並びに映画や音楽等の再生ソースにより大きく異なる。
【０００３】
また、ＴＶなどでは、チャンネル間、番組とコマーシャル（ＣＭ）間でも大きく異なり、これらに対して、視聴者は都度、音量調整を手動で行う必要がある。
【０００４】
このような問題に対し、一般的なオーディオ再生装置においては、入力信号レベルに応じて、ゲインを計算し、このゲインを用いて信号レベルの音量を調整している。
【０００５】
図１は、一般的なオーディオ再生装置の構成例を示す図である。
図２は、オーディオ再生装置の入出力特性の一例を示す図である。
【０００６】
図１のオーディオ再生装置１０は、レベル検出部１１、アタックタイム／リリースタイム制御部１２、ゲイン算出部１３、および調整部１４を有する。
【０００７】
アタックタイム／リリースタイム制御部１２は、レベル検出部１１で検出された入力信号レベルに対する時定数を得る。
ゲイン算出部１３は、アタックタイム／リリースタイム制御部１２による固定の時定数をもってゲインを算出する。
調整部１４は、ゲイン算出部１３で算出したゲインを入力信号に乗算して（掛けて）音量を調整する。
【０００８】
オーディオ再生装置１０は、入力レベルに応じたゲインを算出して、図２の実線Ｂで示す実出力特性となるよう音量調整を行う。なお、破線Ａは、ゲイン１の場合の入出力特性である。
【０００９】
なお、アタックタイムとは信号レベル増加時に作用する時間をいい、リリースタイムとは信号レベル減少時に作用する時間をいう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、オーディオ再生装置１０においては、アタックタイム／リリースタイム制御部１２が、入力信号レベルに対して、固定の時定数を得、この固定の時定数もって、ゲイン算出が行われる。
【００１１】
ところが、上述したオーディオ再生装置１０は、固定の時定数による制御を行っていることから、以下の不利益がある。
【００１２】
信号レベル増加時に作用するアタックタイムが長い場合、たとえば番組からコマーシャル（ＣＭ）の急激な音量増加時に対し、圧縮動作が間に合わない。このため、瞬時的に大音量が発生してしまい、ユーザーにとって好ましくない。
【００１３】
図３（Ａ），（Ｂ）は、信号レベル増加時に作用するアタックタイムが長い場合の課題を説明するための図である。
【００１４】
この場合、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、入力信号レベルの変動に対して、時定数τatt をもって追従する。τattが、長いと一時的に大音量が出力される。
【００１５】
また、信号レベル減少時に作用するリリースタイムが長い場合、映画などで激しいシーンから静かなシーンの切り替えなど急激な音量減少時に対し、圧縮動作のリリースが遅れる。このため、小さな音量が段々大きくなる現象が発生してしまい、不自然な音として知覚される。
【００１６】
図４（Ａ），（Ｂ）は、信号レベル減少時に作用するリリースタイムが長い場合の課題を説明するための図である。
【００１７】
この場合、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、入力信号レベルの変動に対して、時定数τrel をもって追従する。時定数τrelが長いと段々音量が大きくなる。
【００１８】
さらに、アタックタイムとリリースタイムに共通して、これらの時定数が短い場合、瞬時的な音量変化に対し、圧縮動作が変動し、不自然な音として知覚されるおそれがある。
【００１９】
本発明は、瞬時的な大音量の発生を防止でき、不自然な音として知覚されることを防止できるオーディオ再生装置、オーディオ再生方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の観点のオーディオ再生装置は、入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算部と、入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算部と、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算部で計算されたパワー値と上記分散計算部で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定部と、入力信号レベルおよび上記時定数決定部で決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御部と、上記制御部で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを取得するゲイン決定部と、上記ゲイン決定部によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整部とを有する。
【００２１】
好適には、上記時定数決定部は、上記パワー値と分散値との差分が、あらかじめ設定した閾値より小さい場合には時定数を大きくし、当該差分が当該閾値より大きい場合は時定数を小さくする。
【００２２】
好適には、上記時定数決定部は、パワーの変化量とあらかじめ設定した閾値の関係をもって時定数を決定する。
【００２３】
好適には、上記時定数決定部は、上記パワーの変化量があらかじめ設定した閾値より大きい場合、時定数の取得を停止する。
【００２４】
好適には、上記時定数決定部は、所定の区間内に信号の変化点がある場合、上記パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する。
【００２５】
好適には、一区間におけるパワーおよび分散の計算に用いるオーディオ信号のサンプル数が設定され、上記時定数決定部は、所定区間の前後する区間におけるパワーおよび分散の変化量があらかじめ設定した閾値より大きいと判定した場合に、当該所定区間においてオーディオ信号の変化の有無を検出する。
【００２６】
好適には、上記時定数決定部は、サンプル区間を徐々に狭めては上記判定処理を繰り返すことにより変化点を絞りこむ。
【００２７】
好適には、上記時定数決定部は、入力信号レベルがあらかじめ設定した閾値より大きい場合、上記時定数を出力信号の飽和を防止可能な時定数に設定する。
【００２８】
好適には、上記時定数決定部は、入力信号ソースに応じた閾値を適用する。
【００２９】
好適には、上記時定数決定部は、入力信号ソースに応じた閾値を適用し、上記ゲイン決定部は、閾値に応じてゲインを決定する機能を有し、入力信号ソースに応じた閾値を適用する。
【００３０】
本発明の第２の観点のオーディオ再生方法は、入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算ステップと、入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算ステップと、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算ステップで計算されたパワー値と上記分散計算ステップで計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定ステップと、入力信号レベルおよび上記時定数決定ステップで決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御ステップと、上記制御ステップで制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定ステップと、上記ゲイン決定ステップによるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整ステップとを有する。
【００３１】
本発明の第３の観点は、入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算処理と、入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算処理と、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算処理で計算されたパワー値と上記分散計算処理で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定処理と、入力信号レベルおよび上記時定数決定処理で決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御処理と、上記制御処理で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定処理と、上記ゲイン決定処理によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整処理とを有するオーディオ再生処理をコンピュータに実行させるプログラムである。
【００３２】
本発明によれば、パワー計算部で入力オーディオ信号のパワーが計算され、時定数決定部に供給される。これと並行して、分散計算部で入力オーディオ信号の分散が計算されて時定数決定部に供給される。
時定数決定部においては、パワー計算部で計算されたパワー値と分散計算部で計算された分散値との差分に応じて、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数が決定され取得される。
制御部において、入力信号レベルおよび時定数決定部で決定された時定数によりアタックタイムおよびリリースタイムが制御され、ゲイン決定部で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインが取得される。
そして、音量調整部において、ゲイン決定部によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量が調整される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、瞬時的な大音量の発生を防止でき、不自然な音として知覚されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
【００３５】
図５は、本発明の実施形態に係るオーディオ再生装置の構成例を示すブロック図である。
【００３６】
本実施形態に係るオーディオ再生装置１００は、入力信号のパワーおよび分散を使用することで、入力信号の特徴を把握し、アタックタイム／リリースタイム（時定数）を一意に計算することにより、最適な音量調整を行えるように構成されている。
【００３７】
図５のオーディオ再生装置１００は、レベル検出部１１０、パワー計算部１２０、分散計算部１３０、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０、アタックタイム／リリースタイム制御部１５０、ゲイン計算部１６０、ディレイ部１７０、および音量調整部１８０を有する。
なお、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０が時定数決定部として機能し、ゲイン計算部１６０がゲイン決定部として機能する。
【００３８】
レベル検出部１１０は、入力オーディオ信号のレベルを検出し、その検出結果をアタックタイム／リリースタイム計算部１４０およびアタックタイム／リリースタイム制御部１５０に出力する。
【００３９】
パワー計算部１２０は、入力オーディオ信号のパワーを計算し、その計算したパワー値をアタックタイム／リリースタイム計算部１４０に出力する。
パワー計算部１２０は、たとえば次式により入力オーディオ信号のパワーＰｏｗｅｒを計算する。
【００４０】
【数１】
【００４１】
ここで、ｘは入力信号を、Ｎはサンプル数を示している。
【００４２】
分散計算部１３０は、入力オーディオ信号の分散を計算し、計算した分散値Ｖａｒをアタックタイム／リリースタイム計算部１４０に出力する。
分散計算部１３０は、たとえば次式により入力オーディオ信号の分散値Ｖａｒを計算する。
【００４３】
【数２】
【００４４】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数τを計算し決定する。
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、時定数τを、次式で示すパワー計算部１２０で計算されたパワー値と分散計算部１３０で計算された分散値との差分の絶対値Ｄｉｆｆｐｖを求め、この絶対値Ｄｉｆｆｐｖおよび所定の特性に応じて決定する。
【００４５】
【数３】
【００４６】
図６は、時定数の特性の一例を示す図である。
図６において、横軸がパワー値と分散値との差分の絶対値Ｄｉｆｆpvを、縦軸が時定数τをそれぞれ示している。
【００４７】
時定数決定部としてのアタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、図６に示すような特性線Ａと計算して得られた絶対値Ｄｉｆｆpvとの関係から時定数τを決定する。
なお、図６では理解を容易にするために特性線を直線としているが、所望の曲線にする等、種々の態様が可能である。
【００４８】
また、本実施形態のアタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、以下の各機能を有する。
【００４９】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、パワー値と分散値との差分の絶対値が、あらかじめ設定した閾値より小さい場合には時定数を大きくし、その差分の絶対値が閾値より大きい場合は時定数を小さくする機能を有する。
【００５０】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、パワーの変化量とあらかじめ設定した閾値の関係をもって時定数を決定する機能を有する。
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、パワーの変化量があらかじめ設定した閾値より大きい場合、時定数の取得を停止する、具体的には時定数を０にする機能を有する。
【００５１】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、所定の区間内に信号の変化点がある場合、パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する機能を有する。
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、所定区間の前後する区間におけるパワーおよび分散の変化量があらかじめ設定した閾値より大きいと判定した場合に、所定区間においてオーディオ信号の変化の有無を検出する機能を有する。
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、サンプル区間を徐々に狭めては上記判定処理を繰り返すことにより変化点を絞りこむ機能を有する。
【００５２】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、入力信号レベルがあらかじめ設定した閾値より大きい場合、時定数τを出力信号の飽和を防止可能な時定数、たとえば０に設定する機能を有する。
【００５３】
また、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、入力信号ソースＩＳＲＣに応じた上記各閾値を適用する機能を有する。
【００５４】
以上のアタックタイム／リリースタイム計算部１４０の各種機能については、後で更に詳述する。
【００５５】
アタックタイムおよびリリースタイム制御部１５０は、レベル検出部１１０で検出された入力信号レベルおよびアタックタイム／リリースタイム計算部１４０で決定された時定数τに応じてアタックタイムおよびリリースタイムを制御する。
【００５６】
ゲイン決定部としてのゲイン計算部１６０は、アタックタイムおよびリリースタイム制御部１５０で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定し、音量調整部１８０に出力する。
ゲイン計算部１６０は、閾値に応じてゲインを取得する機能を有し、入力信号ソースＩＳＲＣに応じた閾値を適用する。
【００５７】
ディレイ部１７０は、入力オーディオ信号の音量調整部１８０に入力タイミングを、ゲイン計算部１６０からのゲインが音量調整部１８０に入力されるタイミングに合わせようにオーディオ信号に遅延を与える。
【００５８】
音量調整部１８０は、ゲイン計算部１６０によるゲインに応じてディレイ部１７０を介した入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する。
音量調整部１８０は、オーディオ信号にゲインを乗算する（掛ける）乗算器を含む。
【００５９】
次に、上述したアタックタイム／リリースタイム計算部１４０の各種機能についてさらに詳述する。
【００６０】
まず、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０が、パワー値と分散値との差分の絶対値が、あらかじめ設定した閾値より小さい場合には時定数を大きくし、その差分の絶対値が閾値より大きい場合は時定数を小さくする機能について説明する。
【００６１】
図７は、図６のａ点のようなパワー値と分散値との差分の絶対値が小さい場合の例を示す図である。
【００６２】
図７は、カスタネットの音を例にした場合の波形を示している。
図６および図７に示すように、カスタネットでは、パワー値と分散値の差分の絶対値Ｄｉｆｆpvが閾値ＶＴＨ１より小さくなっている。
この場合、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、時定数を大きくすることで、曲のアタック感を生かすことができる。
【００６３】
図８は、図６のｂ点のようなパワー値と分散値との差分の絶対値が大きい場合の例を示す図である。
【００６４】
図８は、ベースドラム（バスドラム）の音を例にした場合の波形を示している。
図６および図７に示すように、ベースドラムでは、パワー値と分散値の差分の絶対値Ｄｉｆｆpvが大きくなっている。
この場合、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、時定数を小さくすることで、曲の細かな変化が損なわれないようにする。
【００６５】
次に、パワー、分散の変化量に伴う変化点の制御機能等について説明する。
【００６６】
基本的に、図３および図４の（Ａ），（Ｂ）に例示した現象は、ある一定区間における信号の変化に関するものであり、時定数を小さくすることが望ましく、パワーの変化量をもって、時定数を決定する。
【００６７】
例として、パワーの変化量ΔＰが閾値Ｐｔｈより大きい（ΔＰ ＞ Ｐｔｈ）とき、時定数τが０（τ＝０）となるよう動作する。
ここで、ΔＰ＝｜Ｐ(t-1)-Ｐ(t)｜で表される。
Ｐ(t-1)はｔ−１時間におけるパワーを示し、Ｐ(t)はｔ時間におけるパワーを示す。
【００６８】
より具体的には、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、信号変化点において、例として、ΔＰ ＞ Ｐｔｈのとき時定数τを０（τ＝０）とする。
【００６９】
次に、変化点の検出機能に付いて説明する。
基本的に、図３および図４の（Ａ），（Ｂ）に例示した現象は、ある一定区間における信号の変化に関するものであるが、区間内に信号の変化点がある場合、パワー、分散の両方の変化量をもって、変化点を検出する。
【００７０】
例として、一区間におけるパワー、分散計算に用いるオーディオ信号のサンプル数をＮとして、次の関係が成立し、
【００７１】
［数４］
｜Ｐ（ｔ−１）−Ｐ(t)｜＞α１ かつ ｜Ｐ（ｔ）−Ｐ(t＋１)｜＞α２
【００７２】
さらに、
【００７３】
［数５］
｜Ｖ（ｔ−１）−Ｖ(t)｜＞β１ かつ ｜Ｖ（ｔ）−Ｖ(t＋１)｜＞β２
【００７４】
が成立するとき、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、区間ｔにおいてオーディオ信号の変化の有無を検出する。
【００７５】
さらに、サンプル数をＮ／３、Ｎ／９のように繰り返し、同様の条件が成立するサンプル点を求め、変化点を検出する。
【００７６】
ここで、Ｐ（t−1）はｔ−１時間におけるパワーを示し、Ｐ(t)はｔ時間におけるパワーを示し、Ｐ（t+1）はｔ＋１時間におけるパワーを示している。
また、Ｖ(t-1)はｔ−１時間における分散を示し、Ｖ(t)はｔ時間における分散を示し、Ｖ(t+1)はｔ＋１時間における分散を示している。
また、α１、α２、β１、β２は閾値をそれぞれ示している。
【００７７】
簡単のため、図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すような入力信号で考える。
パワー、分散の計算に用いるサンプル数をＮとする。
区間ｔに変化点がある場合、パワーおよび分散に関して、次の関係が成り立つ。
【００７８】
［数６］
パワーに関して、
｜Ｐ（ｔ−１）−Ｐ(t)｜＞α１ かつ ｜Ｐ（ｔ）−Ｐ(t＋１)｜＞α２
【００７９】
［数７］
分散に関して、
｜Ｖ（ｔ−１）−Ｖ(t)｜＞β１ かつ ｜Ｖ（ｔ）−Ｖ(t＋１)｜＞β２
【００８０】
次に、図１１に示すように、サンプル数をＮ／３とし、パワー、分散の計算を行う。
図１１に示す区間（ｔ’−1）、ｔ’,（ｔ’＋1）に対して、サンプル数Ｎのときと同様の関係が成り立つ。
以降同様に、サンプル区間をＮ／９，Ｎ／２７、・・と繰り返すことにより、変化点を絞り込むことができる。
【００８１】
次に、ピーク点の検出機能について説明する。
上述した変化点の制御において適切な時定数を求めている。
本実施形態においては、瞬時的な最大レベル近辺の入力に対して、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０が、レベル検出部１１０で検出された入力信号レベルを入力し、出力信号の飽和を防止する。
【００８２】
例として、信号レベル|Ｘ(t)|が閾値Ｘｔｈより大きい（|Ｘ(t)| ＞ Ｘｔｈのとき、時定数を０とする（τ＝０）。
ここで、Ｘ（ｔ）は、時刻ｔにおける入力信号を示している。
【００８３】
次に、入力信号ソースに応じた特性制御機能について説明する。
【００８４】
本実施形態においては、ＣＤ、ＤＶＤ、ＴＶなどの入力ソース種別の情報ＩＳＲＣをアタックタイム／リリースタイム計算部１４０およびゲイン計算部１５０に供給する。
これにより、入力ソース種別に適切な時定数特性、パワー変化量、分散変化量、およびゲインの閾値を与える。
【００８５】
図１２は、入力ソース種別に応じた時定数の特性の切り替え例を示す図である。
【００８６】
ＡＶアンプなどにおいて、ＴＶとＤＶＤの信号レベルに差がある場合など、入力ソースに応じて、時定数特性をそれぞれ用意する。
たとえば、図１２に示すように、入力ソースがＴＶである場合には特性Ａ−ＴＶを用いる。このとき、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は閾値としてＶＴＨ１１を適用する。
また、図１２に示すように、入力ソースがＤＶＤである場合には特性Ａ−ＤＶＤを用いる。このとき、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は閾値としてＶＴＨ１２を適用する。
【００８７】
変化点検出に用いる上述した［数４］〜［数７］において、入力ソースに応じて、α、βをそれぞれ用意する。
【００８８】
なお、ゲイン計算部１６０におけるゲイン閾値を、入力ソースに応じて、それぞれ用意してもよい。
【００８９】
次に、図５の構成による動作を説明する。
【００９０】
パワー計算部１２０で入力オーディオ信号のパワーが計算され、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０の時定数決定部に供給される。
これと並行して、分散計算部１３０で入力オーディオ信号の分散が計算されてアタックタイム／リリースタイム計算部１４０に供給される。
【００９１】
時定数決定部としてのアタックタイム／リリースタイム計算部１４０においては、パワー計算部１２０で計算されたパワー値と分散計算部１３０で計算された分散値との差分の絶対値が求められる
そして、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０において、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数が決定され取得される。この時定数は、アタックタイム／リリースタイム制御部１５０に供給される。
【００９２】
アタックタイム／リリースタイム制御部１５０において、レベル検出部１１０で検出された入力信号レベルおよびアタックタイム／リリースタイム計算部１４０で決定された時定数によりアタックタイムおよびリリースタイムが制御される。
アタックタイム／リリースタイム制御部１５０において、ゲイン決定部としてのゲイン計算部１６０で、制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインが取得される。
そして、音量調整部１８０において、ゲイン計算部１６０によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量が調整される。
【００９３】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
アタックタイム／リリースタイム（時定数）の計算に、パワーおよび分散値およびこれらの閾値を用いることで、入力信号の特徴を捉えることができる。
その結果、信号レベル増加時に作用するアタックタイムが長い場合、たとえば番組からコマーシャル（ＣＭ）急激な音量増加時に対し、圧縮動作が間に合わなくなることを防止できる。このため、瞬時的に大音量が発生することを防止できる。
【００９４】
また、信号レベル減少時に作用するリリースタイムが長い場合、映画などで激しいシーンから静かなシーンの切り替えなど急激な音量減少時に対し、圧縮動作のリリースが遅れることを防止できる。
このため、小さな音量が段々大きくなる現象の発生を防止でき、不自然な音が知覚されることを防止することができる。
【００９５】
さらに、アタックタイムとリリースタイムの時定数が短い場合に瞬時的な音量変化に対し、圧縮動作が変動していた現象の発生を防止でき、不自然な音として知覚されることを防止することができる。
【００９６】
なお、以上詳細に説明した方法は、上記手順に応じたプログラムとして形成し、ＣＰＵ等のコンピュータで実行するように構成することも可能である。
また、このようなプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体、この記録媒体をセットしたコンピュータによりアクセスし上記プログラムを実行するように構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】一般的なオーディオ再生装置の構成例を示す図である。
【図２】オーディオ再生装置の入出力特性の一例を示す図である。
【図３】信号レベル増加時に作用するアタックタイムが長い場合の課題を説明するための図である。
【図４】信号レベル減少時に作用するリリースタイムが長い場合の課題を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係るオーディオ再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】時定数の特性の一例を示す図である。
【図７】図６のａ点のようなパワー値と分散値との差分の絶対値が小さい場合の例を示す図である。
【図８】図６のｂ点のようなパワー値と分散値との差分の絶対値が大きい場合の例を示す図である。
【図９】信号変化点において、パワーの変化量が閾値より大きい場合に時定数を０にする例を示す図である。
【図１０】パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する機能を説明するための第１図である。
【図１１】パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する機能を説明するための第２図である。
【図１２】入力ソース種別に応じた時定数の特性の切り替え例を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１００・・・オーディオ再生装置、１１０・・・レベル検出部、１２０・・・パワー計算部、１３０・・・分散計算部、１４０・・・アタックタイム／リリースタイム計算部、１５０・・・アタックタイム／リリースタイム制御部、１６０・・・ゲイン計算部、１７０・・・ディレイ部、１８０・・・音量調整部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、テレビジョン等におけるオーディオ再生に適用可能なオーディオ再生装置、オーディオ再生方法、およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オーディオの再生音量は、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、テレビジョン（ＴＶ）等の再生装置、並びに映画や音楽等の再生ソースにより大きく異なる。
【０００３】
また、ＴＶなどでは、チャンネル間、番組とコマーシャル（ＣＭ）間でも大きく異なり、これらに対して、視聴者は都度、音量調整を手動で行う必要がある。
【０００４】
このような問題に対し、一般的なオーディオ再生装置においては、入力信号レベルに応じて、ゲインを計算し、このゲインを用いて信号レベルの音量を調整している。
【０００５】
図１は、一般的なオーディオ再生装置の構成例を示す図である。
図２は、オーディオ再生装置の入出力特性の一例を示す図である。
【０００６】
図１のオーディオ再生装置１０は、レベル検出部１１、アタックタイム／リリースタイム制御部１２、ゲイン算出部１３、および調整部１４を有する。
【０００７】
アタックタイム／リリースタイム制御部１２は、レベル検出部１１で検出された入力信号レベルに対する時定数を得る。
ゲイン算出部１３は、アタックタイム／リリースタイム制御部１２による固定の時定数をもってゲインを算出する。
調整部１４は、ゲイン算出部１３で算出したゲインを入力信号に乗算して（掛けて）音量を調整する。
【０００８】
オーディオ再生装置１０は、入力レベルに応じたゲインを算出して、図２の実線Ｂで示す実出力特性となるよう音量調整を行う。なお、破線Ａは、ゲイン１の場合の入出力特性である。
【０００９】
なお、アタックタイムとは信号レベル増加時に作用する時間をいい、リリースタイムとは信号レベル減少時に作用する時間をいう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、オーディオ再生装置１０においては、アタックタイム／リリースタイム制御部１２が、入力信号レベルに対して、固定の時定数を得、この固定の時定数もって、ゲイン算出が行われる。
【００１１】
ところが、上述したオーディオ再生装置１０は、固定の時定数による制御を行っていることから、以下の不利益がある。
【００１２】
信号レベル増加時に作用するアタックタイムが長い場合、たとえば番組からコマーシャル（ＣＭ）の急激な音量増加時に対し、圧縮動作が間に合わない。このため、瞬時的に大音量が発生してしまい、ユーザーにとって好ましくない。
【００１３】
図３（Ａ），（Ｂ）は、信号レベル増加時に作用するアタックタイムが長い場合の課題を説明するための図である。
【００１４】
この場合、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、入力信号レベルの変動に対して、時定数τatt をもって追従する。τattが、長いと一時的に大音量が出力される。
【００１５】
また、信号レベル減少時に作用するリリースタイムが長い場合、映画などで激しいシーンから静かなシーンの切り替えなど急激な音量減少時に対し、圧縮動作のリリースが遅れる。このため、小さな音量が段々大きくなる現象が発生してしまい、不自然な音として知覚される。
【００１６】
図４（Ａ），（Ｂ）は、信号レベル減少時に作用するリリースタイムが長い場合の課題を説明するための図である。
【００１７】
この場合、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、入力信号レベルの変動に対して、時定数τrel をもって追従する。時定数τrelが長いと段々音量が大きくなる。
【００１８】
さらに、アタックタイムとリリースタイムに共通して、これらの時定数が短い場合、瞬時的な音量変化に対し、圧縮動作が変動し、不自然な音として知覚されるおそれがある。
【００１９】
本発明は、瞬時的な大音量の発生を防止でき、不自然な音として知覚されることを防止できるオーディオ再生装置、オーディオ再生方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の観点のオーディオ再生装置は、入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算部と、入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算部と、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算部で計算されたパワー値と上記分散計算部で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定部と、入力信号レベルおよび上記時定数決定部で決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御部と、上記制御部で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを取得するゲイン決定部と、上記ゲイン決定部によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整部とを有する。
【００２１】
好適には、上記時定数決定部は、上記パワー値と分散値との差分が、あらかじめ設定した閾値より小さい場合には時定数を大きくし、当該差分が当該閾値より大きい場合は時定数を小さくする。
【００２２】
好適には、上記時定数決定部は、パワーの変化量とあらかじめ設定した閾値の関係をもって時定数を決定する。
【００２３】
好適には、上記時定数決定部は、上記パワーの変化量があらかじめ設定した閾値より大きい場合、時定数の取得を停止する。
【００２４】
好適には、上記時定数決定部は、所定の区間内に信号の変化点がある場合、上記パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する。
【００２５】
好適には、一区間におけるパワーおよび分散の計算に用いるオーディオ信号のサンプル数が設定され、上記時定数決定部は、所定区間の前後する区間におけるパワーおよび分散の変化量があらかじめ設定した閾値より大きいと判定した場合に、当該所定区間においてオーディオ信号の変化の有無を検出する。
【００２６】
好適には、上記時定数決定部は、サンプル区間を徐々に狭めては上記判定処理を繰り返すことにより変化点を絞りこむ。
【００２７】
好適には、上記時定数決定部は、入力信号レベルがあらかじめ設定した閾値より大きい場合、上記時定数を出力信号の飽和を防止可能な時定数に設定する。
【００２８】
好適には、上記時定数決定部は、入力信号ソースに応じた閾値を適用する。
【００２９】
好適には、上記時定数決定部は、入力信号ソースに応じた閾値を適用し、上記ゲイン決定部は、閾値に応じてゲインを決定する機能を有し、入力信号ソースに応じた閾値を適用する。
【００３０】
本発明の第２の観点のオーディオ再生方法は、入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算ステップと、入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算ステップと、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算ステップで計算されたパワー値と上記分散計算ステップで計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定ステップと、入力信号レベルおよび上記時定数決定ステップで決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御ステップと、上記制御ステップで制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定ステップと、上記ゲイン決定ステップによるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整ステップとを有する。
【００３１】
本発明の第３の観点は、入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算処理と、入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算処理と、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算処理で計算されたパワー値と上記分散計算処理で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定処理と、入力信号レベルおよび上記時定数決定処理で決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御処理と、上記制御処理で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定処理と、上記ゲイン決定処理によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整処理とを有するオーディオ再生処理をコンピュータに実行させるプログラムである。
【００３２】
本発明によれば、パワー計算部で入力オーディオ信号のパワーが計算され、時定数決定部に供給される。これと並行して、分散計算部で入力オーディオ信号の分散が計算されて時定数決定部に供給される。
時定数決定部においては、パワー計算部で計算されたパワー値と分散計算部で計算された分散値との差分に応じて、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数が決定され取得される。
制御部において、入力信号レベルおよび時定数決定部で決定された時定数によりアタックタイムおよびリリースタイムが制御され、ゲイン決定部で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインが取得される。
そして、音量調整部において、ゲイン決定部によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量が調整される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、瞬時的な大音量の発生を防止でき、不自然な音として知覚されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
【００３５】
図５は、本発明の実施形態に係るオーディオ再生装置の構成例を示すブロック図である。
【００３６】
本実施形態に係るオーディオ再生装置１００は、入力信号のパワーおよび分散を使用することで、入力信号の特徴を把握し、アタックタイム／リリースタイム（時定数）を一意に計算することにより、最適な音量調整を行えるように構成されている。
【００３７】
図５のオーディオ再生装置１００は、レベル検出部１１０、パワー計算部１２０、分散計算部１３０、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０、アタックタイム／リリースタイム制御部１５０、ゲイン計算部１６０、ディレイ部１７０、および音量調整部１８０を有する。
なお、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０が時定数決定部として機能し、ゲイン計算部１６０がゲイン決定部として機能する。
【００３８】
レベル検出部１１０は、入力オーディオ信号のレベルを検出し、その検出結果をアタックタイム／リリースタイム計算部１４０およびアタックタイム／リリースタイム制御部１５０に出力する。
【００３９】
パワー計算部１２０は、入力オーディオ信号のパワーを計算し、その計算したパワー値をアタックタイム／リリースタイム計算部１４０に出力する。
パワー計算部１２０は、たとえば次式により入力オーディオ信号のパワーＰｏｗｅｒを計算する。
【００４０】
【数１】
【００４１】
ここで、ｘは入力信号を、Ｎはサンプル数を示している。
【００４２】
分散計算部１３０は、入力オーディオ信号の分散を計算し、計算した分散値Ｖａｒをアタックタイム／リリースタイム計算部１４０に出力する。
分散計算部１３０は、たとえば次式により入力オーディオ信号の分散値Ｖａｒを計算する。
【００４３】
【数２】
【００４４】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数τを計算し決定する。
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、時定数τを、次式で示すパワー計算部１２０で計算されたパワー値と分散計算部１３０で計算された分散値との差分の絶対値Ｄｉｆｆｐｖを求め、この絶対値Ｄｉｆｆｐｖおよび所定の特性に応じて決定する。
【００４５】
【数３】
【００４６】
図６は、時定数の特性の一例を示す図である。
図６において、横軸がパワー値と分散値との差分の絶対値Ｄｉｆｆpvを、縦軸が時定数τをそれぞれ示している。
【００４７】
時定数決定部としてのアタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、図６に示すような特性線Ａと計算して得られた絶対値Ｄｉｆｆpvとの関係から時定数τを決定する。
なお、図６では理解を容易にするために特性線を直線としているが、所望の曲線にする等、種々の態様が可能である。
【００４８】
また、本実施形態のアタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、以下の各機能を有する。
【００４９】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、パワー値と分散値との差分の絶対値が、あらかじめ設定した閾値より小さい場合には時定数を大きくし、その差分の絶対値が閾値より大きい場合は時定数を小さくする機能を有する。
【００５０】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、パワーの変化量とあらかじめ設定した閾値の関係をもって時定数を決定する機能を有する。
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、パワーの変化量があらかじめ設定した閾値より大きい場合、時定数の取得を停止する、具体的には時定数を０にする機能を有する。
【００５１】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、所定の区間内に信号の変化点がある場合、パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する機能を有する。
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、所定区間の前後する区間におけるパワーおよび分散の変化量があらかじめ設定した閾値より大きいと判定した場合に、所定区間においてオーディオ信号の変化の有無を検出する機能を有する。
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、サンプル区間を徐々に狭めては上記判定処理を繰り返すことにより変化点を絞りこむ機能を有する。
【００５２】
アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、入力信号レベルがあらかじめ設定した閾値より大きい場合、時定数τを出力信号の飽和を防止可能な時定数、たとえば０に設定する機能を有する。
【００５３】
また、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、入力信号ソースＩＳＲＣに応じた上記各閾値を適用する機能を有する。
【００５４】
以上のアタックタイム／リリースタイム計算部１４０の各種機能については、後で更に詳述する。
【００５５】
アタックタイムおよびリリースタイム制御部１５０は、レベル検出部１１０で検出された入力信号レベルおよびアタックタイム／リリースタイム計算部１４０で決定された時定数τに応じてアタックタイムおよびリリースタイムを制御する。
【００５６】
ゲイン決定部としてのゲイン計算部１６０は、アタックタイムおよびリリースタイム制御部１５０で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定し、音量調整部１８０に出力する。
ゲイン計算部１６０は、閾値に応じてゲインを取得する機能を有し、入力信号ソースＩＳＲＣに応じた閾値を適用する。
【００５７】
ディレイ部１７０は、入力オーディオ信号の音量調整部１８０に入力タイミングを、ゲイン計算部１６０からのゲインが音量調整部１８０に入力されるタイミングに合わせようにオーディオ信号に遅延を与える。
【００５８】
音量調整部１８０は、ゲイン計算部１６０によるゲインに応じてディレイ部１７０を介した入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する。
音量調整部１８０は、オーディオ信号にゲインを乗算する（掛ける）乗算器を含む。
【００５９】
次に、上述したアタックタイム／リリースタイム計算部１４０の各種機能についてさらに詳述する。
【００６０】
まず、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０が、パワー値と分散値との差分の絶対値が、あらかじめ設定した閾値より小さい場合には時定数を大きくし、その差分の絶対値が閾値より大きい場合は時定数を小さくする機能について説明する。
【００６１】
図７は、図６のａ点のようなパワー値と分散値との差分の絶対値が小さい場合の例を示す図である。
【００６２】
図７は、カスタネットの音を例にした場合の波形を示している。
図６および図７に示すように、カスタネットでは、パワー値と分散値の差分の絶対値Ｄｉｆｆpvが閾値ＶＴＨ１より小さくなっている。
この場合、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、時定数を大きくすることで、曲のアタック感を生かすことができる。
【００６３】
図８は、図６のｂ点のようなパワー値と分散値との差分の絶対値が大きい場合の例を示す図である。
【００６４】
図８は、ベースドラム（バスドラム）の音を例にした場合の波形を示している。
図６および図７に示すように、ベースドラムでは、パワー値と分散値の差分の絶対値Ｄｉｆｆpvが大きくなっている。
この場合、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、時定数を小さくすることで、曲の細かな変化が損なわれないようにする。
【００６５】
次に、パワー、分散の変化量に伴う変化点の制御機能等について説明する。
【００６６】
基本的に、図３および図４の（Ａ），（Ｂ）に例示した現象は、ある一定区間における信号の変化に関するものであり、時定数を小さくすることが望ましく、パワーの変化量をもって、時定数を決定する。
【００６７】
例として、パワーの変化量ΔＰが閾値Ｐｔｈより大きい（ΔＰ ＞ Ｐｔｈ）とき、時定数τが０（τ＝０）となるよう動作する。
ここで、ΔＰ＝｜Ｐ(t-1)-Ｐ(t)｜で表される。
Ｐ(t-1)はｔ−１時間におけるパワーを示し、Ｐ(t)はｔ時間におけるパワーを示す。
【００６８】
より具体的には、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、信号変化点において、例として、ΔＰ ＞ Ｐｔｈのとき時定数τを０（τ＝０）とする。
【００６９】
次に、変化点の検出機能に付いて説明する。
基本的に、図３および図４の（Ａ），（Ｂ）に例示した現象は、ある一定区間における信号の変化に関するものであるが、区間内に信号の変化点がある場合、パワー、分散の両方の変化量をもって、変化点を検出する。
【００７０】
例として、一区間におけるパワー、分散計算に用いるオーディオ信号のサンプル数をＮとして、次の関係が成立し、
【００７１】
［数４］
｜Ｐ（ｔ−１）−Ｐ(t)｜＞α１ かつ ｜Ｐ（ｔ）−Ｐ(t＋１)｜＞α２
【００７２】
さらに、
【００７３】
［数５］
｜Ｖ（ｔ−１）−Ｖ(t)｜＞β１ かつ ｜Ｖ（ｔ）−Ｖ(t＋１)｜＞β２
【００７４】
が成立するとき、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は、区間ｔにおいてオーディオ信号の変化の有無を検出する。
【００７５】
さらに、サンプル数をＮ／３、Ｎ／９のように繰り返し、同様の条件が成立するサンプル点を求め、変化点を検出する。
【００７６】
ここで、Ｐ（t−1）はｔ−１時間におけるパワーを示し、Ｐ(t)はｔ時間におけるパワーを示し、Ｐ（t+1）はｔ＋１時間におけるパワーを示している。
また、Ｖ(t-1)はｔ−１時間における分散を示し、Ｖ(t)はｔ時間における分散を示し、Ｖ(t+1)はｔ＋１時間における分散を示している。
また、α１、α２、β１、β２は閾値をそれぞれ示している。
【００７７】
簡単のため、図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すような入力信号で考える。
パワー、分散の計算に用いるサンプル数をＮとする。
区間ｔに変化点がある場合、パワーおよび分散に関して、次の関係が成り立つ。
【００７８】
［数６］
パワーに関して、
｜Ｐ（ｔ−１）−Ｐ(t)｜＞α１ かつ ｜Ｐ（ｔ）−Ｐ(t＋１)｜＞α２
【００７９】
［数７］
分散に関して、
｜Ｖ（ｔ−１）−Ｖ(t)｜＞β１ かつ ｜Ｖ（ｔ）−Ｖ(t＋１)｜＞β２
【００８０】
次に、図１１に示すように、サンプル数をＮ／３とし、パワー、分散の計算を行う。
図１１に示す区間（ｔ’−1）、ｔ’,（ｔ’＋1）に対して、サンプル数Ｎのときと同様の関係が成り立つ。
以降同様に、サンプル区間をＮ／９，Ｎ／２７、・・と繰り返すことにより、変化点を絞り込むことができる。
【００８１】
次に、ピーク点の検出機能について説明する。
上述した変化点の制御において適切な時定数を求めている。
本実施形態においては、瞬時的な最大レベル近辺の入力に対して、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０が、レベル検出部１１０で検出された入力信号レベルを入力し、出力信号の飽和を防止する。
【００８２】
例として、信号レベル|Ｘ(t)|が閾値Ｘｔｈより大きい（|Ｘ(t)| ＞ Ｘｔｈのとき、時定数を０とする（τ＝０）。
ここで、Ｘ（ｔ）は、時刻ｔにおける入力信号を示している。
【００８３】
次に、入力信号ソースに応じた特性制御機能について説明する。
【００８４】
本実施形態においては、ＣＤ、ＤＶＤ、ＴＶなどの入力ソース種別の情報ＩＳＲＣをアタックタイム／リリースタイム計算部１４０およびゲイン計算部１５０に供給する。
これにより、入力ソース種別に適切な時定数特性、パワー変化量、分散変化量、およびゲインの閾値を与える。
【００８５】
図１２は、入力ソース種別に応じた時定数の特性の切り替え例を示す図である。
【００８６】
ＡＶアンプなどにおいて、ＴＶとＤＶＤの信号レベルに差がある場合など、入力ソースに応じて、時定数特性をそれぞれ用意する。
たとえば、図１２に示すように、入力ソースがＴＶである場合には特性Ａ−ＴＶを用いる。このとき、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は閾値としてＶＴＨ１１を適用する。
また、図１２に示すように、入力ソースがＤＶＤである場合には特性Ａ−ＤＶＤを用いる。このとき、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０は閾値としてＶＴＨ１２を適用する。
【００８７】
変化点検出に用いる上述した［数４］〜［数７］において、入力ソースに応じて、α、βをそれぞれ用意する。
【００８８】
なお、ゲイン計算部１６０におけるゲイン閾値を、入力ソースに応じて、それぞれ用意してもよい。
【００８９】
次に、図５の構成による動作を説明する。
【００９０】
パワー計算部１２０で入力オーディオ信号のパワーが計算され、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０の時定数決定部に供給される。
これと並行して、分散計算部１３０で入力オーディオ信号の分散が計算されてアタックタイム／リリースタイム計算部１４０に供給される。
【００９１】
時定数決定部としてのアタックタイム／リリースタイム計算部１４０においては、パワー計算部１２０で計算されたパワー値と分散計算部１３０で計算された分散値との差分の絶対値が求められる
そして、アタックタイム／リリースタイム計算部１４０において、信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数が決定され取得される。この時定数は、アタックタイム／リリースタイム制御部１５０に供給される。
【００９２】
アタックタイム／リリースタイム制御部１５０において、レベル検出部１１０で検出された入力信号レベルおよびアタックタイム／リリースタイム計算部１４０で決定された時定数によりアタックタイムおよびリリースタイムが制御される。
アタックタイム／リリースタイム制御部１５０において、ゲイン決定部としてのゲイン計算部１６０で、制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインが取得される。
そして、音量調整部１８０において、ゲイン計算部１６０によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量が調整される。
【００９３】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
アタックタイム／リリースタイム（時定数）の計算に、パワーおよび分散値およびこれらの閾値を用いることで、入力信号の特徴を捉えることができる。
その結果、信号レベル増加時に作用するアタックタイムが長い場合、たとえば番組からコマーシャル（ＣＭ）急激な音量増加時に対し、圧縮動作が間に合わなくなることを防止できる。このため、瞬時的に大音量が発生することを防止できる。
【００９４】
また、信号レベル減少時に作用するリリースタイムが長い場合、映画などで激しいシーンから静かなシーンの切り替えなど急激な音量減少時に対し、圧縮動作のリリースが遅れることを防止できる。
このため、小さな音量が段々大きくなる現象の発生を防止でき、不自然な音が知覚されることを防止することができる。
【００９５】
さらに、アタックタイムとリリースタイムの時定数が短い場合に瞬時的な音量変化に対し、圧縮動作が変動していた現象の発生を防止でき、不自然な音として知覚されることを防止することができる。
【００９６】
なお、以上詳細に説明した方法は、上記手順に応じたプログラムとして形成し、ＣＰＵ等のコンピュータで実行するように構成することも可能である。
また、このようなプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体、この記録媒体をセットしたコンピュータによりアクセスし上記プログラムを実行するように構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】一般的なオーディオ再生装置の構成例を示す図である。
【図２】オーディオ再生装置の入出力特性の一例を示す図である。
【図３】信号レベル増加時に作用するアタックタイムが長い場合の課題を説明するための図である。
【図４】信号レベル減少時に作用するリリースタイムが長い場合の課題を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係るオーディオ再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】時定数の特性の一例を示す図である。
【図７】図６のａ点のようなパワー値と分散値との差分の絶対値が小さい場合の例を示す図である。
【図８】図６のｂ点のようなパワー値と分散値との差分の絶対値が大きい場合の例を示す図である。
【図９】信号変化点において、パワーの変化量が閾値より大きい場合に時定数を０にする例を示す図である。
【図１０】パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する機能を説明するための第１図である。
【図１１】パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する機能を説明するための第２図である。
【図１２】入力ソース種別に応じた時定数の特性の切り替え例を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１００・・・オーディオ再生装置、１１０・・・レベル検出部、１２０・・・パワー計算部、１３０・・・分散計算部、１４０・・・アタックタイム／リリースタイム計算部、１５０・・・アタックタイム／リリースタイム制御部、１６０・・・ゲイン計算部、１７０・・・ディレイ部、１８０・・・音量調整部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算部と、
入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算部と、
信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算部で計算されたパワー値と上記分散計算部で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定部と、
入力信号レベルおよび上記時定数決定部で取得された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御部と、
上記制御部で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定部と、
上記ゲイン決定部によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整部と
を有するオーディオ再生装置。
【請求項２】
上記時定数決定部は、
上記パワー値と分散値との差分が、あらかじめ設定した閾値より小さい場合には時定数を大きくし、当該差分が当該閾値より大きい場合は時定数を小さくする
請求項１記載のオーディオ再生装置。
【請求項３】
上記時定数決定部は、
パワーの変化量とあらかじめ設定した閾値の関係をもって時定数を決定する
請求項１または２記載のオーディオ再生装置。
【請求項４】
上記時定数決定部は、
上記パワーの変化量があらかじめ設定した閾値より大きい場合、時定数の取得を停止する
請求項３記載のオーディオ再生装置。
【請求項５】
上記時定数決定部は、
所定の区間内に信号の変化点がある場合、上記パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する
請求項２記載のオーディオ再生装置。
【請求項６】
一区間におけるパワーおよび分散の計算に用いるオーディオ信号のサンプル数が設定され、
上記時定数決定部は、
所定区間の前後する区間におけるパワーおよび分散の変化量があらかじめ設定した閾値より大きいと判定した場合に、当該所定区間においてオーディオ信号の変化の有無を検出する
請求項５記載のオーディオ再生装置。
【請求項７】
上記時定数決定部は、
サンプル区間を徐々に狭めては上記判定処理を繰り返すことにより変化点を絞りこむ
請求項６記載のオーディオ再生装置。
【請求項８】
上記時定数決定部は、
入力信号レベルがあらかじめ設定した閾値より大きい場合、上記時定数を出力信号の飽和を防止可能な時定数に設定する
請求項１から７のいずれか一に記載のオーディオ再生装置。
【請求項９】
上記時定数決定部は、
入力信号ソースに応じた閾値を適用する
請求項２から８のいずれか一に記載のオーディオ再生装置。
【請求項１０】
上記時定数決定部は、
入力信号ソースに応じた閾値を適用し、
上記ゲイン決定部は、
閾値に応じてゲインを決定する機能を有し、入力信号ソースに応じた閾値を適用する
請求項２から８のいずれか一に記載のオーディオ再生装置。
【請求項１１】
入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算ステップと、
入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算ステップと、
信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算ステップで計算されたパワー値と上記分散計算ステップで計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定ステップと、
入力信号レベルおよび上記時定数決定ステップで決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御ステップと、
上記制御ステップで制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定ステップと、
上記ゲイン決定ステップによるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整ステップと
を有するオーディオ再生方法。
【請求項１２】
入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算処理と、
入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算処理と、
信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算処理で計算されたパワー値と上記分散計算処理で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定処理と、
入力信号レベルおよび上記時定数決定処理で決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御処理と、
上記制御処理で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定処理と、
上記ゲイン決定処理によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整処理と
を有するオーディオ再生処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１】
入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算部と、
入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算部と、
信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算部で計算されたパワー値と上記分散計算部で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定部と、
入力信号レベルおよび上記時定数決定部で取得された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御部と、
上記制御部で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定部と、
上記ゲイン決定部によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整部と
を有するオーディオ再生装置。
【請求項２】
上記時定数決定部は、
上記パワー値と分散値との差分が、あらかじめ設定した閾値より小さい場合には時定数を大きくし、当該差分が当該閾値より大きい場合は時定数を小さくする
請求項１記載のオーディオ再生装置。
【請求項３】
上記時定数決定部は、
パワーの変化量とあらかじめ設定した閾値の関係をもって時定数を決定する
請求項１または２記載のオーディオ再生装置。
【請求項４】
上記時定数決定部は、
上記パワーの変化量があらかじめ設定した閾値より大きい場合、時定数の取得を停止する
請求項３記載のオーディオ再生装置。
【請求項５】
上記時定数決定部は、
所定の区間内に信号の変化点がある場合、上記パワーおよび分散の変化量をもって変化点を検出する
請求項２記載のオーディオ再生装置。
【請求項６】
一区間におけるパワーおよび分散の計算に用いるオーディオ信号のサンプル数が設定され、
上記時定数決定部は、
所定区間の前後する区間におけるパワーおよび分散の変化量があらかじめ設定した閾値より大きいと判定した場合に、当該所定区間においてオーディオ信号の変化の有無を検出する
請求項５記載のオーディオ再生装置。
【請求項７】
上記時定数決定部は、
サンプル区間を徐々に狭めては上記判定処理を繰り返すことにより変化点を絞りこむ
請求項６記載のオーディオ再生装置。
【請求項８】
上記時定数決定部は、
入力信号レベルがあらかじめ設定した閾値より大きい場合、上記時定数を出力信号の飽和を防止可能な時定数に設定する
請求項１から７のいずれか一に記載のオーディオ再生装置。
【請求項９】
上記時定数決定部は、
入力信号ソースに応じた閾値を適用する
請求項２から８のいずれか一に記載のオーディオ再生装置。
【請求項１０】
上記時定数決定部は、
入力信号ソースに応じた閾値を適用し、
上記ゲイン決定部は、
閾値に応じてゲインを決定する機能を有し、入力信号ソースに応じた閾値を適用する
請求項２から８のいずれか一に記載のオーディオ再生装置。
【請求項１１】
入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算ステップと、
入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算ステップと、
信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算ステップで計算されたパワー値と上記分散計算ステップで計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定ステップと、
入力信号レベルおよび上記時定数決定ステップで決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御ステップと、
上記制御ステップで制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定ステップと、
上記ゲイン決定ステップによるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整ステップと
を有するオーディオ再生方法。
【請求項１２】
入力オーディオ信号のパワーを計算するパワー計算処理と、
入力オーディオ信号の分散を計算する分散計算処理と、
信号レベル増加時に作用するアタックタイムおよび信号レベル減少時に作用するリリースタイムを制御するための時定数を、上記パワー計算処理で計算されたパワー値と上記分散計算処理で計算された分散値との差分に応じて決定する時定数決定処理と、
入力信号レベルおよび上記時定数決定処理で決定された時定数により上記アタックタイムおよびリリースタイムを制御する制御処理と、
上記制御処理で制御されたアタックタイムおよびリリースタイムに応じた音量調整用ゲインを決定するゲイン決定処理と、
上記ゲイン決定処理によるゲインに応じて入力オーディオ信号のレベルを調整し、音量を調整する音量調整処理と
を有するオーディオ再生処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−３３３５（Ｐ２０１０−３３３５Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５９４７２（Ｐ２００８−１５９４７２）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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