音響装置、音量補正装置および音量補正方法
【課題】聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正すること。
【解決手段】音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を、異なる平均化時間で平均化し、異なる平均化時間ごとに算出された平均値を個別に重み付け値を用いて重み付けし、重み付けされた各平均値に基づいて代表値を求め、求めた代表値に基づいて音響信号の利得を決定し、かかる利得に基づいて音量を補正するように音響装置を構成する。また、上記の代表値は、上記の重み付けされた各平均値の内、利得が最小となる平均値を選択して求められ、上記の異なる平均化時間の平均化は、信号レベル値の変動が急峻な音響信号に対応する平均化時間を用いる第１の平均化と、第１の平均化の平均化時間よりも長い平均化時間を用いる第２の平均化とを少なくとも行うように音響装置を構成する。
【解決手段】音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を、異なる平均化時間で平均化し、異なる平均化時間ごとに算出された平均値を個別に重み付け値を用いて重み付けし、重み付けされた各平均値に基づいて代表値を求め、求めた代表値に基づいて音響信号の利得を決定し、かかる利得に基づいて音量を補正するように音響装置を構成する。また、上記の代表値は、上記の重み付けされた各平均値の内、利得が最小となる平均値を選択して求められ、上記の異なる平均化時間の平均化は、信号レベル値の変動が急峻な音響信号に対応する平均化時間を用いる第１の平均化と、第１の平均化の平均化時間よりも長い平均化時間を用いる第２の平均化とを少なくとも行うように音響装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号の音量を補正する音響装置、音量補正装置および音量補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラジオチューナーやＣＤ（Compact Disc）プレイヤーなど、複数の音響ソースの音響信号を再生する音響装置が知られている。また、かかる音響装置は、据え置き型のコンポーネントオーディオや車載用音響装置など、その種類も豊富である。
【０００３】
特に、車載用音響装置は、近年のカーナビゲーションシステムとの融合や携帯型デジタル音楽プレイヤーとの連携により、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＴＶ（Digital Television）チューナーあるいはＡＵＸ（Auxiliary）端子入力など、再生される音響ソースの多様化が進んできている。
【０００４】
ところで、各音響ソースの特性は、再生帯域や、アナログおよびデジタルといった信号の種別などに示されるように、それぞれ異なるのが通常である。そして、かかる特性の違いは、音響ソースの切り替え時に再生音量の変化を招きやすく、聴取者に対しても違和感を与えがちである。
【０００５】
また、ＡＵＸ端子に接続される携帯型デジタル音楽プレイヤーの普及により、かかる再生音量の変化の発生は、音響ソースの切り替え時だけでなく、同一音響ソースの楽曲間（すなわち、音響コンテンツ間）においても目立ちやすくなってきている。
【０００６】
そこで、かかる音量変化を生じさせないように、音響ソースや楽曲の切り替わり時における音響信号の信号レベル値に基づいて利得を算出し、かかる利得に基づいて音量を補正する技術が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。ここで、信号レベル値については、一定時間における信号レベルの平均値などがよく用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３５９１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術を用いた場合、音量補正が不十分なため、聴取者に与える違和感を拭いきれないという問題があった。たとえば、楽曲は、１曲中に多くの再生帯域を含み、一定時間におけるその変動も、激しいものから緩やかなものまで多種多様である。したがって、このような楽曲の信号レベルの平均値を求めるにあたっては、適正な平均化時間を定めるだけでも非常に困難であった。
【０００９】
また、前述の利得についても、適正な利得を算出するにあたっては、楽曲の再生前にあらかじめ楽曲全体の信号レベルの遷移を解析することが好ましい。しかしながら、かかる手法を用いた場合、音響装置に大きな処理負荷をかけやすく、速やかに音量補正を行えない可能性が高い。すなわち、聴取者へ違和感を与える可能性が高い。
【００１０】
これらのことから、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することができる音響装置あるいは音量補正方法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。なお、かかる課題は、音量補正に特化した音量補正装置についても同様に生じる課題である。
【００１１】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することができる音響装置、音量補正装置および音量補正方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、音響信号を再生する音響装置であって、前記音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を、異なる平均化時間で平均化する複数の平均化手段と、前記平均化手段ごとに算出された前記平均値を個別に重み付け値を用いて重み付けする重み付け手段と、前記重み付け手段によって重み付けされた前記平均値に基づいて代表値を求める代表値決定手段と、前記代表値に基づいて前記音響信号の利得を決定し、当該利得に基づいて音量を補正する音量補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、音響信号の音量を、前記音響信号の信号レベルの変動に応じて設定される音量補正量に基づき補正する音量補正装置であって、音声情報の初期部分の信号レベルに応じて前記音量補正量を設定する初期音量補正量設定手段と、前記音声情報の信号レベルを再生に伴い順次検出する信号レベル検出手段と、前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルに応じて音量補正量更新値を導出する補正量導出手段と、前記音量補正量更新値による制御が、設定されている前記音量補正量による制御より音量が下がる場合に、前記音量補正量を前記音量補正量更新値で更新する音量補正量更新手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、音響コンテンツに応じて再生音量を調整する機能を有する音響装置であって、前記音響コンテンツの信号レベルを順次検出する信号レベル検出手段と、前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルの最大値に対応する調整値で前記音響コンテンツの音響信号のレベルを調整するレベル調整手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を異なる平均化時間で算出し、算出された前記平均値を所定の重み付け値を用いて個別に重み付けし、重み付けされた平均値に基づいて代表値を決定し、かかる代表値に基づいて音響信号の利得を決定し、かかる利得に基づいて音量を補正することとしたので、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明によれば、音声情報の初期部分の信号レベルに応じて音量補正量を設定し、音声情報の信号レベルを再生に伴い順次検出し、検出された信号レベルに応じて音量補正量更新値を導出し、音量補正量更新値による制御が、設定されている音量補正量による制御より音量が下がる場合に、音量補正量を音量補正量更新値で更新することとしたので、デバイスに大きな処理負荷をかけずに、速やかに音量を補正することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、音響コンテンツの信号レベルを順次検出し、検出された信号レベルの最大値に対応する調整値で音響コンテンツの音響信号のレベルを調整することとしたので、デバイスに大きな処理負荷をかけずに、速やかに音量を補正することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、音楽波形と、目標レベル、増幅器のゲインの変化を表すタイムチャートである。
【図２】図２は、音量補正主要構成を示す構成図である。
【図３】図３は、音量補正処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、信号レベルと補正値を対応付けたテーブルの一例を示す図である。
【図５】図５は、ＤＳＰの行う音量補正処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、入力音響信号の遷移を示す図である。
【図７】図７は、音量補正手法例の概要を示す図である。
【図８】図８は、音響装置の構成例を示す図である。
【図９】図９は、ＤＳＰの処理ブロックの構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１ＢＰＦおよび第２ＢＰＦの通過帯域を示す図である。
【図１１】図１１は、第１積分回路および第２積分回路の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、重み係数情報の説明図である。
【図１３】図１３は、重み係数設定の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は、選択部の構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、ＤＳＰ１０が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る音量補正手法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、先ず本発明に係る音量補正手法例の基本的機能を実現する部分について、その構成、動作等を図１〜図６を用いて説明する。そして、その後に更に詳細な機能について、その構成、動作等を図７以降を用いて説明する。また、以下では、音量補正の対象となる音響データが主に楽曲である場合について説明する。なお、かかる楽曲単位に相当する音響データあるいは音響信号については、「音響コンテンツ」または「音声情報」と記載する場合がある。
【実施例】
【００２０】
［基本的機能について］
音響信号の音量補正は、理想的には曲全体のレベル分布（基本的には最大レベル）に基づき増幅器の利得（減衰器の減衰度）を決めるのが好ましい。しかし、この方法の場合は、曲再生前の曲全体に渡って解析を行って利得を決める必要があり、処理負荷が大きい、利得決定に時間がかかり再生が速やかに行われない問題がある。
【００２１】
そこで、本実施例の基本的音量補正動作は、楽曲を再生しつつ信号レベル値を監視し音量を補正する、例えば信号レベル値の移動平均値に基づき音量補正を行う動作をその基本としている。尚、この場合、曲頭部分における所定期間だけ監視して補正値を決め、その後（当該曲の再生中）はその補正値を用いる方法や、更にその後最大値を超える信号が検出された場合には一次的に音量を下げる処理を加えた方法等を適用する。
【００２２】
また、音響ソース間、あるいは同一音響ソースの楽曲間の信号レベル差を補正して、音響ソース、あるいは楽曲が変化した際にもユーザの好みの音量での再生が維持されるようにする技術があるが、それは大別して、「音響コンプレッサ技術の応用」、「心理音響モデルを用いた手法」がある。
【００２３】
「音響コンプレッサ技術の応用」は信号レベルに応じてダイナミックレンジを圧縮する技術に基づく処理で、比較的に少ない処理量で済むが、音楽のダイナミックレンジが小さくなり、本来有している音質や抑揚表現を犠牲にすると言った問題がある。これに対して、「心理音響モデルを用いた手法」は、音響信号の有する特性を人の聴覚フィルタモデルから周波数帯域毎に分析し、聴感上の最適な音量バランスを導き、差を補正する技術で、自然な聴感を得ることが可能であるが、聴感フィルタ等の解析処理量が大きくなるため、補正専用集積回路が必要となる等、コストアップにつながる。
【００２４】
本実施例の音量補正手法は、このような課題に対するもので、処理量が比較的小さくて済み（あるいは回路規模が比較的小さくて済み）、かつ音質等の劣化を抑えた音量補正を実現する。
【００２５】
そして、これらの目的から、本音量補正手法における動作上の基本的な特徴は次の通りである。尚、実際の制御は、処理負荷や再生時間遅れの抑制を考慮して、この特徴に沿った制御となるような処理を行う。
【００２６】
第１に、１曲の再生中に音響信号のレベルを常に補正すると、補正値の変化により、音量のふらつき／音楽の抑揚表現の低下、音色が変わる恐れがある。そのため、同曲（同曲と捕らえられる期間）中は基本的に補正値を一定に保つ。第２に、補正値は、当該曲の平均レベルと目標値との差分とする。第３に、ユーザが実際にボリュームを操作する際は、１曲内で細かな操作はしないことを踏まえ、こまめに補正するのではなく、入力信号が大きいときのみ補正値を下げる。
【００２７】
次に音楽波形例を示して本音量補正手法の制御内容を説明する。尚、音量補正の主要ハード構成は、ユーザの操作するボリュームの前段に配置され、内部ボリュームとして機能する増幅回路で、当該増幅回路のゲイン（増幅率あるいは減衰率）を制御して音量補正を行う。図１は、音楽波形（所定サンプリングタイミングでのＡＤ変換値で表示）と、目標レベル、増幅器のゲインの変化を表すタイムチャートである。
【００２８】
曲Ａ再生中、増幅器のゲインは曲Ａの信号レベルに応じたゲインＧＳＰとなっている。そして、曲が変わったタイミングｔｒ１（例えば、音楽ディスク等における曲情報（トラック番号）の変化、無音部分の継続時間等で曲変化を検知し、トリガ信号を出力する）でゲインは初期ゲインＧＤに変化する。
【００２９】
その後、新しい再生曲Ｂの初期部分（所謂曲頭部分）の信号レベル（最初のサンプリングタイミングでの信号レベル）や、所定数のサンプリング時（所定時間経過時：つまり曲の初期部分の平均レベルとなる）等の平均信号レベル等に基づきゲインを算出して、増幅器を制御する。本例では、最初のサンプリングタイミングでの信号レベルＳ１に基づきゲインＧＳ１を算出し、増幅器を制御している。
【００３０】
尚、信号レベルは音響信号を適当な時定数を持つ積分フィルタ（ローパスフィルタ）を用いてフィルタリング処理したものを、所謂移動平均処理することにより算出される。尚、本例では、移動平均処理の曲変更（トリガｔｒ）に伴ったリセット処理は行わない。
【００３１】
その後の信号レベルＳ２〜Ｓ８は、信号レベルＳ１より小さいため、ゲインＧＳ１は維持される。そして、その後信号レベルＳ９が信号レベルＳ１を超えたため、新しいゲインＧＳ９が算出され、増幅器はゲインＧＳ９で制御される。その後、曲Ｂが終了となるまで信号レベルＳ９を超えることが無いため、ゲインＧＳ９は曲終了まで維持される。そして、次の曲Ｃに再生が移ると、曲Ｂと同様の処理（再度、ゲインの初期化から実行）が、曲変更のトリガ信号ｔｒ２に基づき開始される。尚、電源ＯＮ時等、最初の曲再生時にも、トリガｔｒが出力され、曲変更時と同様の動作となる。
【００３２】
つまり、大まかに動作を説明すると、曲変更時に曲頭部分（すなわち、音声情報の初期部分）の信号レベルに応じて音量補正量（補正用増幅器のゲイン）を定め（すなわち、初期音量補正量の設定）、その後は当該曲での最高信号レベルが更新された場合に音量補正量を更新する（補正用増幅器のゲインを下げる）、つまり当該曲での最高信号レベルが更新されるまで、音量補正量を維持する（補正用増幅器のゲインを維持する）動作となる。
【００３３】
次に本実施例の音響装置における音量補正主要構成について説明する。尚、音響装置全体像については、後述する。図２は、音量補正主要構成を示す構成図である。なお、図２においては、制御信号を点線で、デジタル音響信号を太線で、アナログ音響信号を細線で、それぞれ示している。
【００３４】
マルチメディア制御マイコン１００は、音響装置全体の動作を制御するマイコンで、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等により構成され、メモリに記憶されたプログラムに応じて各種処理を行う。
【００３５】
特に音量補正制御において、マルチメディア制御マイコン１００は、携帯音楽プレイヤー（ＵＳＢメモリオーディオ）１０５からの信号を入力し、当該信号に含まれる曲ナンバーデータ等に基づき、また後述の音量レベルデータ（音量レベルデータから判断される無音区間）に基づき、再生曲の変更を検出する。尚、マルチメディア制御マイコン１００は、携帯音楽プレイヤー（ＵＳＢメモリオーディオ）１０５から入力される音響データについては、特に加工せずにＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０１に出力する。
【００３６】
ＤＳＰ１０１はデジタルシグナルプロセッサ、所謂音響信号等の演算処理に特化したマイクロコンピュータで、設定されたプログラム、パラメータ（演算係数等）等に応じてマルチメディア制御マイコン１００からの音響信号を演算処理する。主な処理を処理ブロックとして表現すると、図２に示すように、音量補正処理部２０１，クロスオーバ部２０２，ポジション制御部２０３，音量調整部２０４，イコライザ部２０５，ラウドネス部２０６，音場制御部２０７等となる。
【００３７】
音量補正処理部２０１は、曲の信号レベルに応じて音量補正処理を行う部分であり、詳細は後述する。また、クロスオーバ部２０２は左右チャンネルの信号の分離度を調整するもので、例えばユーザによるステレオ感の強度調整操作に応じて左右チャンネルの信号を混合する処理等を行う。ポジション制御部２０３は、特に自動車用オーディオに搭載される機能で、乗員の各座席への着座状態に応じて各スピーカから出力する信号のレベル、位相等を調整して、着座状態に適した音響再生制御を行うものである。
【００３８】
音量調整部２０４は、ユーザの音量調整操作に応じて音響信号のレベルを調整するもので、入力音響信号のレベルには関係なく、ユーザの音量調整量に応じて増幅器の増幅率を決める（ＤＳＰ１０１では音響信号のデジタル値に、ユーザの音量調整量に応じた係数を積算する）。イコライザ部２０５は、音響信号の周波数特性を調整するもので、ユーザの音質調整量（各周波数帯でのゲイン調整量）に応じて各周波数帯の信号を各々の増幅率で増幅する。
【００３９】
ラウドネス部２０６は、ユーザの音量調整操作に応じた増幅率で、音響信号の低周波領域および高周波領域の信号を選択的に増幅する。そして、音場制御部２０７は、音響信号の残響音の付加処理等を施し、ある空間、例えばコンサートホールでの音楽再生を疑似化するもので、音響信号の遅延、増幅、加算処理等により、音場の疑似化を実現する。
【００４０】
ＤＡＣ１０２はデジタル−アナログ変換器で、ＤＳＰ１０１で処理されたデジタル音響信号をアナログ音響信号に変換する回路である。そして、ＡＭＰ１０３はＤＡＣ１０２からのアナログ音響信号を増幅してスピーカ１０４から出力する電力増幅器でトランジスタ等により構成される。
【００４１】
次に音量補正処理部２０１の構成について説明する。図３は音量補正処理部２０１の構成を示すブロック図で、ＤＳＰ１０１での処理を処理ブロックとして表現している。
【００４２】
信号レベル計算部３０１は、入力音響信号の信号レベルを算出する。言い換えれば、音響コンテンツまたは音声情報の信号レベルを再生に伴って順次検出する。その具体的処理は、入力音響信号（デジタル値）の移動平均処理（すなわち、音声情報のフィルタリング処理）で、本実施例では時定数の異なる移動平均処理（平均化期間、及び当該期間における各値の重み付けを適宜設定）を行い、さらに各移動平均値を重み付け処理し（異なったゲインで増幅（異なった係数を積算））、そしてそれらの処理値の最大値を信号レベルとして選択および決定する処理を行う。尚、ユーザの操作により、上記時定数を設定できるようにすれば、ユーザ好みの反応速度での音量補正が行える。
【００４３】
補正値計算部３０２は、音響信号の補正値、つまり音響信号の音量補正のために増幅処理するそのゲインを算出する（言い換えれば、音量補正量更新値を導出、もしくは、最大値に対応する調整値を算出する）。本実施例の場合、この算出はテーブルを用いた算出法、つまり信号レベルと補正値を対応付けたテーブルをメモリに記憶しておき、信号レベル計算部３０１で計算された信号レベルに基づきテーブルから補正値を選択し制御に用いる補正値を算出する。
【００４４】
図４は、このテーブル例を示す図で、信号レベルに対応付けて補正値（補正用アンプのゲイン）が記録され、また本実施例の場合はユーザの指定した補正強度（ユーザが操作部の操作により音量補正の効果の程度を指定するもので、本例では大中小の３段階）毎に補正値が記憶されている。このように構成すれば、ユーザ好みの補正の影響度での音量補正が行える。尚、メモリに信号レベルをパラメータとする計算式を記憶しておき、信号レベル計算部３０１で計算された信号レベルをこの計算に適用することにより補正値を算出する方法も適用可能である。
【００４５】
切替通知部３０３は、曲の変更（電源ＯＮ時、ソース（音源）切替も含む）に基づき、補正のリセット処理を行うものである。本実施例では、マルチメディア制御マイコン１００が曲切替、ソース切替、電源ＯＮ等を検知し、ＤＳＰ１０１に曲切替信号（音量補正処理トリガ）を出力し、切替通知部３０３が当該トリガ信号に基づき、補正値を初期化（補正値を初期補正値ＧＤに変更）する処理となっている。
【００４６】
尚、信号レベル計算部３０１の算出した信号レベル値はマルチメディア制御マイコン１００に出力され、マルチメディア制御マイコン１００はこの信号レベル値に基づく無音区間（信号レベル値が無音と見なされるレベルより低い状態が連続する期間）により、曲変更と判断し（例えば、無音区間が２秒継続したときに曲変更と判断）、この場合も切替通知部３０３に当該トリガ信号を出力する。この処理は、明確な曲変更信号が無い放送（ラジオ、テレビ）等の再生時に、特に有効となる。
【００４７】
補正値適用判定部３０４は、補正値（すなわち、導出した音量補正量更新値、もしくは、算出した最大値に対応する調整値）を音量補正に用いるか、つまり算出したゲインで音響信号を処理するかを判定するもので、ユーザによる補正ＯＦＦ操作、ノイズ等による異常な補正値（入力信号レベル検出値）の検知、等により音量補正の適用を判断し、また曲変更に伴うリセット処理を行う。
【００４８】
具体的には、検出された信号レベルと内部メモリに保持するそれまでの信号レベルの最大値とを比較し、検出された信号レベルがかかる最大値を超える場合には、補正値による音量補正を要（すなわち、音量補正量および内部メモリの最大値を更新）と、超えない場合には否（すなわち、音量補正量および内部メモリの最大値を維持）と、要否判断する。
【００４９】
言い換えるならば、補正値による制御が、それまで設定されている音量補正量（たとえば、上述した初期音量補正量）による制御よりも音量を下げる場合に、補正値でそれまでの音量補正量を更新する。
【００５０】
なお、補正値計算部３０２を補正値適用判定部３０４の内部に含み、検出された信号レベルと内部メモリに保持する信号レベルの最大値との比較を経たうえで、内部メモリの最大値が更新された場合に、補正値計算部３０２がかかる最大値からゲインを決定することとしてもよい。
【００５１】
音量補正部（ゲイン）３０５は、前述の補正用増幅器に対応し、決定されたゲインで音響信号を増幅する。なお、図示しないが、上述した補正値計算部３０２、補正値適用判定部３０４および音量補正部（ゲイン）３０５は、音響コンテンツの音響信号のレベルを調整する、いわば、レベル調整部として機能する。
【００５２】
以上、ＤＳＰ１０１の処理により実現される音量補正処理部２０１の処理内容を、処理ブロック図を用いて説明したが、ＤＳＰ１０１の行う処理の流れについて更にフローチャートを用いても説明する。図５は、ＤＳＰ１０１の行う音量補正処理を示すフローチャートである。
【００５３】
尚、本実施例では、この処理をＤＳＰ１０１により実行するが、マルチメディア制御マイコン１００とＤＳＰ１０１が必要な通信を行いながら、処理を分担して行う（各々が得意な処理内容を実行するように処理を分担する）ことも可能である。また、この処理は音量補正処理動作中（音楽等を再生中で、ユーザが音量補正動作をＯＮ状態に設定の場合等）に繰り返し実行される。
【００５４】
ステップＳ０１は、リセット状態か否かを判断する処理で、リセット条件（音響コンテンツの切替等）が成立していればステップＳ０８に移り、リセット条件で無ければステップＳ０２に移る処理である。ステップＳ０８はリセット処理で、内部メモリに保持された信号レベルの最大値Ｓｍａｘを初期化（０にする）し、また補正値（増幅器の増幅率：ゲインＧＳ）を初期値（設定値）にする等の初期化を行う処理である。尚、ゲインＧＳは実験等により求めた制御に適切な値で、例えばゲイン０（入力信号をそのまま出力）等が設定される。尚、ゲインＧＳが正値の場合、信号は増幅されるが、ゲインＧＳが負値の場合、信号は減衰されることとなる。
【００５５】
ステップＳ０２は、入力音響信号からその信号レベルＳｎを演算しステップＳ０３に移る処理で、本実施例の当該処理は時定数の異なった２種類のフィルタで移動平均処理を行い、その処理結果の内、大きい方の信号レベルを選択して信号レベルＳｎとする処理となっている。尚、フィルタ処理後、それぞれのフィルタ処理信号は適切な重み付け処理（重み係数の積算）が行われる。この処理は、音量変化の激しい音楽と、音量変化の穏やかな音楽の両方で適切な音量補正処理が行えるようにするためのもので、各重み係数は適切な音量補正が行われるように実験等に基づき適切な値に設定すれば良い。
【００５６】
ステップＳ０３は、算出した信号レベルＳｎの異常を判断し、異常であれば本処理を終了し、異常でなければステップＳ０４に移る処理で、例えば信号レベルＳｎが異常に大きな値であった場合に異常と判断し、本処理を終える処理である。
【００５７】
ステップＳ０４は、算出した信号レベルＳｎが記憶している当該曲における最大信号レベルＳｍａｘより大きいか判断し、信号レベルＳｎが当該曲における最大信号レベルＳｍａｘより大きければステップＳ０５に移り、大きくなければ本処理を終える処理である。ステップＳ０５は、最大信号レベルＳｍａｘを信号レベルＳｎ（最大信号レベルＳｍａｘを超えた信号レベル）で更新し、ステップＳ０６に移る処理である。
【００５８】
ステップＳ０６は、更新された最大信号レベルＳｍａｘに基づき増幅器の増幅率（ゲイン）を算出して増幅器制御値として設定しステップＳ０７に移る処理で、最大信号レベルＳｍａｘをパラメータとする算出式や、最大信号レベルＳｍａｘを選択キーとするテーブル処理等で算出された増幅率（ゲイン）を増幅器制御値として設定登録する処理である。
【００５９】
尚、フローチャートでの表記は省略するが、ステップＳ０６では、リセット処理があった場合（曲変更時の最初のゲイン設定の場合）においては、信号レベルが所定レベル（非常に小さいレベル）より小さい時に、曲のイントロ部分に高頻度に現れるフェードイン状態と判断し、曲自体の信号レベルは平均的な信号レベルと推定する、つまりゲインを平均的な信号レベルに対するゲイン値（例えばゲイン０）とする。
【００６０】
ステップＳ０７は制御ゲインＧＳにより増幅器の増幅率を制御し、本処理を終える処理で、設定登録された増幅器制御値を増幅器に制御信号（必要に応じて制御用に適して信号形態（例えばアナログ値）に変換する）として出力する処理である。
【００６１】
次に、以上説明したＤＳＰ１０１の処理による入力音響信号の遷移について、信号遷移を示す図である図６を用いて説明する。
【００６２】
入力された音響信号Ｓｇは、時定数の異なる２種類の移動平均処理フィルタＦｆ，Ｆｓにより信号レベル値Ａｖｆ，Ａｖｓとなる。そして、各信号レベル値Ａｖｆ，Ａｖｓは、重み付け処理され重付信号レベル値Ａｖｆ・ｇｈ，Ａｖｓ・ｇｌとなる。そして、これら重付信号レベル値Ａｖｆ・ｇｈ，Ａｖｓ・ｇｌの内、大きな方の値が選択されゲイン演算用の信号レベルＳｎとなる。
【００６３】
ゲイン演算用の信号レベルＳｎは、異常値判断がなされ、正常の場合は記憶されている最大信号レベルＳｍａｘと比較される。そして、その比較の結果、新たなゲイン演算用の信号レベルＳｎが過去の最大信号レベルＳｍａｘより大きいと、最大信号レベルＳｍａｘの記憶値は新たなゲイン演算用の信号レベルＳｎで更新される。そして、この最大信号レベルＳｍａｘに基づき補正増幅器用のゲインＧｓが算出される。
【００６４】
そして、音響信号ＳｇはこのゲインＧｓに基づき増幅されて補正音響信号Ｓｇ・Ｇｓとなる。そして音量補正された補正音響信号Ｓｇ・Ｇｓはプリアンプ（前置増幅器）によりユーザ操作に基づく音量調整値の増幅率Ｇｒで増幅され（Ｓｇ・Ｇｓ・Ｇｒ）、さらに固定増幅率の電力増幅器によって固定増幅率Ｇｐで増幅されて出力音響信号Ｓｇ・Ｇｓ・Ｇｒ・Ｇｐとなって、スピーカから音響信号Ｓｄとして出力される。
【００６５】
また、曲切替等により初期化信号Ｒｅｓが入力されると、最大信号レベルＳｍａｘが初期化（０）され、ゲインＧｓは初期化時における最大信号レベルＳｍａｘに基づくゲイン値となる。
【００６６】
以上説明したように、曲等の再生の進行に沿って当該曲等における最大信号レベルを算出（更新）していき、その最大信号レベルに応じて曲等の音響信号の音量補正を行うので、予め曲全体の信号レベルを把握することなく音量補正が可能となり音量補正を素早く行うことができる。また最大信号レベルに基づく音量補正であるため比較的簡単な処理で行え、処理デバイス（ＤＳＰやＣＰＵ）の負荷を低減できて、結果低コスト化等に貢献する。
【００６７】
［詳細な機能について］
次に、添付図面を参照して、本実施例に関し、特にその特徴部分に重点をおいて、より具体的かつ詳細に説明する。なお、以下では、かかる特徴部分の概要について図７を用いて説明した後に、本音量補正手法例を適用した音響装置、音量補正装置および音量補正方法についての詳細を図８〜図１５を用いて説明することとする。
【００６８】
まず、本音量補正手法例の概要について図７を用いて説明する。図７は、本音量補正手法例の概要を示す図である。なお、図７の（Ａ）には、音響信号の信号レベル値を算出する概略を、図７の（Ｂ）には、平均化時間の違いによる特性の違いを、図７の（Ｃ）には、本音量補正手法例の概要を、それぞれ示している。
【００６９】
図７の（Ａ）に示すように、音響信号の信号レベル値については、積分回路（上述した積分フィルタに対応）を介して平均化した音響信号の信号レベル平均値が用いられることが多い。
【００７０】
なお、かかる積分回路を介する平均化においては、積分回路へ与える平均化時間（以下、「時定数」と記載する）を異ならせることによって、異なる特性の信号レベル平均値を得ることができる。積分回路を演算処理で実現する場合、移動平均処理等を用い、その重み付け係数を適当な値とすることにより、適切な積分回路を得ることができる。
【００７１】
たとえば、図７の（Ｂ）に示したように、時定数を端的に「短い」と「長い」との２種別に区別したものとする。ここで、時定数が「短い」ということは、音響信号の平均化期間が短い（短期間にわたる平均）ことを意味するので、積分回路を介して得られる信号レベル平均値は、「短い」間隔で大きく変動している「急峻な信号」をよくあらわすことができる（図中の「急峻な信号に適応可」参照）。
【００７２】
なお、「急峻な信号」を示すものには、可聴帯域における高周波を多く含み、スピード感のあるテンポの「ロック」などの楽曲ジャンルが知られている。
【００７３】
一方、時定数が「長い」ということは、音響信号の平均化期間が長い（長期間にわたる平均）ことを意味するので、積分回路を介して得られる信号レベル平均値は、「長い」間隔で緩やかに変動している「緩やかな信号」をよくあらわすことができる（図中の「緩やかな信号に適応可」参照）。
【００７４】
なお、「緩やかな信号」を示すものには、可聴帯域における低周波を多く含み、ゆったりとしたテンポの「クラシック」などの楽曲ジャンルが知られている。
【００７５】
こうした時定数の違いによる信号レベル平均値の特性の違いは、楽曲が有する再生帯域の違いやその変動の多様性に対して活かされることが好ましい。そこで、本音量補正手法例では、時定数の異なる積分回路を複数設けることとしたうえで、各積分回路には、時定数に応じた帯域成分の音響信号を入力することとした。
【００７６】
また、時定数を異ならせることによって得られる信号レベル平均値の特性の違いを活かすことができるように、各積分回路が出力する信号レベル平均値に対して特性に応じた重み付けを行うこととした。
【００７７】
具体的には、図７の（Ｃ）に示したように、上述したＤＳＰ１０１内の音量補正処理部２０１の信号レベル計算部３０１（図３参照）に対応する信号レベル算出部１６に時定数の「短い」第１積分回路１６ａと時定数の「長い」第２積分回路１６ｂとを含む複数の積分回路を設ける。そして、各積分回路には、帯域成分の異なる音響信号をそれぞれ入力する（図中の「帯域ａ」および「帯域ｂ」参照）。
【００７８】
そして、第１積分回路１６ａが出力する信号レベル平均値に対しては、アンプ１６ｃにおいて特性に応じた重み係数による重み付けを行う（重み係数に応じた増幅度で増幅する）。また、第２積分回路１６ｂが出力する信号レベル平均値に対しては、アンプ１６ｄにおいて特性に応じた重み係数による重み付けを行う（重み係数に応じた増幅度で増幅する）。
【００７９】
ここで、各重み係数には、楽曲のジャンルやユーザの嗜好などに基づいてあらかじめ定めた所定の重み係数組み合わせパターンの値を用いることができる。なお、かかる点の詳細については、図１２を用いて後述する。
【００８０】
そして、重み付け後の各信号レベル平均値に基づいて選択部１６ｅにおいて代表値を選択し、かかる代表値から音量補正に用いる利得の決定を行う。なお、図７の（Ｃ）に示した各処理部の詳細については、図９を用いて後述する。
【００８１】
このように、本音量補正手法例では、時定数を異ならせることによって得られる信号レベル平均値の特性の違いを考慮し、時定数の異なる積分回路を複数設けることとしたうえで、各積分回路には、時定数に応じた帯域成分の音響信号を入力することとした。また、各積分回路の出力値に対して、楽曲のジャンルやユーザの嗜好などに基づく重み付けを行うこととした。
【００８２】
したがって、本音量補正手法例によれば、多種多様な楽曲の再生帯域の違いやその変動の違いに対応した信号レベルの代表値を得ることができるので、適正な利得を算出することができ、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することが可能となる。また、楽曲のジャンルやユーザの嗜好などに基づく重み付けを行うので、聴取者の好みに応じた音量補正を行うことができる。
【００８３】
以下では、図７を用いて説明した音量補正手法例を適用した音響装置、音量補正装置および音量補正方法についての実施例をさらに詳細に説明する。
【００８４】
図８は、音響装置１の構成例を示す図である。図８に示すように、音響装置１は、マイコン２と、操作部３と、表示部４と、セレクタ５と、音響ソース６と、メインアンプ７と、記憶部８と、ＤＳＰ１０とを備えている。また、外部にスピーカ９を配置している。尚、車載用の場合、音響装置１は自動車のダッシュボード等の取付位置に取り付けられ、自動車のドア等に設置されたスピーカ９に対して音響信号を出力して所望の音響を再生するように構成される。
【００８５】
ＤＳＰ１０１（図２参照）に対応するＤＳＰ１０は、セレクタ５を介して入力された音響ソース６の音響信号の音量補正を行うマイクロプロセッサで、高速演算処理が可能なように演算処理に特化した設計がなされた所謂デジタルシグナルプロセッサである。また、ＤＳＰ１０は、音量の補正を施した音響信号を、後述するメインアンプ７に対して出力する。
【００８６】
なお、ＤＳＰ１０は、音量の補正だけでなく、音質補正処理（周波数特性補正処理）、ユーザの音量調整操作に基づく音量調整処理等、音響信号に関わる種々のデジタル信号処理を行うことができるが、以下では、音量を補正する機能に特化して説明を行うものとする。したがって、以下に示すＤＳＰ１０は、図３において示した音量補正処理部２０１に対応付けることができる。かかるＤＳＰ１０の詳細については、図９を用いて後述する。
【００８７】
マルチメディア制御マイコン１００（図２参照）に対応するマイコン２は、音響装置１全体を制御する中央制御ユニットである。なお、マイコン２は、機能ごとに分化した複数のユニットで構成することとしてもよい。本実施例では、マイコン２が単一のユニットであるものとして説明を行う。
【００８８】
操作部３は、ユーザの入力操作を受け付ける操作部品である。かかる操作部品には、ダイヤルやボタンといったハードウェア部品だけでなく、後述する表示部４に表示されたボタンなどのソフトウェア部品が含まれる。
【００８９】
表示部４は、ユーザに対して表示情報を表示する液晶表示素子等により構成された出力デバイスである。セレクタ５は、マイコン２からの切り替え要求に基づき、後述する音響ソース６の中から特定の音響ソースを選択し、選択した音響ソースの音響信号をＤＳＰ１０に対して出力するデバイスで、スイッチングトランジスタ等を用いた切替回路（ＩＣ）により構成される。
【００９０】
音響ソース６は、ＦＭチューナー、ＡＭチューナー、ＣＤプレイヤーあるいは携帯音楽プレイヤー１０５（図２参照）といった音響デバイス群である。かかる音響ソース６は、マイコン２によって制御される。メインアンプ７は、ＤＳＰ１０から入力された音響信号を所定増幅率で電力増幅するデバイスである。また、ＡＭＰ１０３（図２参照）に対応するメインアンプ７は、増幅した音響信号をスピーカ９に対して出力する。
【００９１】
スピーカ１０４（図２参照）に対応するスピーカ９は、メインアンプ７から入力された音響信号（電気信号）を物理振動に変えて音として出力する出力デバイスである。なお、図８には、単体のスピーカ９を示しているが、実際のデバイスの数を限定するものではない。したがって、モノラルスピーカであっても、ステレオスピーカであってもよい。
【００９２】
記憶部８は、ハードディスク、不揮発性メモリ（フラッシュメモリ、電源でバックアップされたＲＡＭ等）といった記憶デバイスで構成される記憶部であり、重み係数情報８ａ（図１２を用いて後述）などの音量補正に関する各種情報を記憶する。
【００９３】
次に、ＤＳＰ１０の詳細について図９を用いて説明する。図９は、ＤＳＰ１０の処理ブロックの構成例を示す図である。なお、図９では、ＤＳＰ１０の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。また、以下では、各構成要素を処理ブロックとして説明するが、ＤＳＰ１０内にそれぞれ独立した処理を行う構成が存在すると言った構造に限定するものではなく、たとえば、演算部がプログラムの実行により各機能（処理）を順次実現していくと言った、所謂ソフトウェアによって実現してもよい。
【００９４】
図９に示すように、ＤＳＰ１０は、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）１１と、遅延処理部１２と、アンプ１３と、第１ＢＰＦ（Band-Pass Filter）１４および第２ＢＰＦ１５を含むＢＰＦ群と、信号レベル算出部１６と、目標利得決定部１７と、利得比較部１８とを備えている。なお、ＢＰＦ群は、帯域制限を実現するための一例であって、帯域制限が可能であれば、ＢＰＦに特化しなくともよい。
【００９５】
また、信号レベル算出部１６は、第１積分回路１６ａと、第２積分回路１６ｂと、アンプ１６ｃと、アンプ１６ｄと、選択部１６ｅとをさらに備えている。
【００９６】
なお、図９に示すように、ＤＳＰ１０に入力される音響信号は、遅延処理部１２の前段で２系統に分岐される。以下では、遅延処理部１２を介する系統を示す場合には「直系統」と、他方の系統を示す場合には「補正系統」と、それぞれ記載するものとする。
【００９７】
通信Ｉ／Ｆ１１は、マイコン２との通信を行う通信デバイスである。かかる通信Ｉ／Ｆ１１を介して、マイコン２から後述する各「重み係数」や「現在利得初期値」などが入力される。
【００９８】
遅延処理部１２は、セレクタ５から入力された音響信号を所定時間分遅延させたうえで、アンプ１３に対して出力する処理ブロックである。かかる遅延は、セレクタ５から入力される音響信号と、目標利得決定部１７から出力される目標利得との同期をとるために、つまりセレクタ５から入力される音響信号が、自身の信号レベルに応じた目標利得に基づきアンプ１３で増幅されるように行われる。
【００９９】
アンプ１３は、遅延処理部１２から入力された音響信号を、目標利得決定部１７から入力された目標利得に応じて増幅する処理ブロックである。すなわち、アンプ１３は、遅延処理部１２から入力された音響信号の信号レベルを、目標利得決定部１７から入力された目標利得を用いて補正する。また、アンプ１３は、かかる補正を施した音響信号を、メインアンプ７に対して出力する。
【０１００】
第１ＢＰＦ１４および第２ＢＰＦ１５を含むＢＰＦ群は、セレクタ５から入力された音響信号の所定の周波数帯域のみを通過させるフィルタである。なお、本実施例では、第１ＢＰＦ１４および第２ＢＰＦ１５の、少なくとも２つのＢＰＦを備える構成例を示している。
【０１０１】
第１ＢＰＦ１４は、主に高周波帯域を通過させるフィルタである。また、第１ＢＰＦ１４は、通過させた高周波帯域の音響信号を第１積分回路１６ａに対して出力する。同様に、第２ＢＰＦ１５は、主に低周波帯域を通過させるフィルタである。また、第２ＢＰＦ１５は、通過させた低周波帯域の音響信号を第２積分回路１６ｂに対して出力する。
【０１０２】
ここで、本実施例における「高周波帯域」および「低周波帯域」について、図１０を用いて説明しておく。図１０は、第１ＢＰＦ１４および第２ＢＰＦ１５の通過帯域を示す図である。なお、図１０の（Ａ）には、第１ＢＰＦ１４の通過帯域を、図１０の（Ｂ）には、第２ＢＰＦ１５の通過帯域を、それぞれ示している。
【０１０３】
たとえば、図１０の（Ａ）に示すように、第１ＢＰＦ１４は、５０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの帯域の信号を通過させ、それ以外の帯域の信号を通過させない。言い換えれば、第１ＢＰＦ１４は、いわゆる人間の可聴帯域のほぼ全域の信号のみを第１積分回路１６ａに対して出力する。
【０１０４】
また、図１０の（Ｂ）に示すように、第２ＢＰＦ１５は、５０Ｈｚ〜３００Ｈｚの帯域の信号を通過させ、それ以外の帯域の信号を通過させない。言い換えれば、第２ＢＰＦ１５は、主に低周波音の信号のみを第２積分回路１６ｂに対して出力する。
【０１０５】
以下では、説明の対比のために、図１０の（Ａ）に示した第１ＢＰＦ１４の通過帯域分の信号を「高周波信号」または「高周波」と、図１０の（Ｂ）に示した第２ＢＰＦ１５の通過帯域分の音響信号を「低周波信号」または「低周波」と、それぞれ記載する場合がある。
【０１０６】
なお、図１０の（Ａ）および図１０の（Ｂ）に示したように、第１ＢＰＦ１４および第２ＢＰＦ１５の通過帯域は、たとえば、図中の５０Ｈｚ〜３００Ｈｚに示されるように、重複してもよい。
【０１０７】
図９の説明に戻り、信号レベル算出部１６について説明する。信号レベル算出部１６は、第１ＢＰＦ１４や第２ＢＰＦ１５といった各ＢＰＦから入力された音響信号の信号レベルの代表値を算出する処理ブロックである。
【０１０８】
なお、かかる代表値は、各ＢＰＦに対応する各系統においてそれぞれ算出される信号レベル平均値の最大値である。
【０１０９】
第１積分回路１６ａは、第１ＢＰＦ１４から入力された高周波の信号を、急峻な信号の変動に適した短い時定数で平均化し、平均化後の信号（第１平均値）をアンプ１６ｃに対して出力する。尚、信号は短い時定数で平均化されるので、信号に素早く追従する信号レベルを示す信号となる。
【０１１０】
また、第２積分回路１６ｂは、第２ＢＰＦ１５から入力された低周波の信号を、緩やかな信号の変動に適した長い時定数で平均化し、平均化後の信号（第２平均値）をアンプ１６ｄに対して出力する。尚、信号は長い時定数で平均化されるので、信号に穏やかに追従する信号レベルを示す信号となる。
【０１１１】
ここで、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂの構成例について、図１１を用いて説明しておく。図１１は、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂの構成例を示す図である。
【０１１２】
図１１に示すように、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂは、アンプ１６１と加算器１６２と、遅延器１６３と、アンプ１６４とを備えている。アンプ１６１は、入力された音響信号の信号を所定の増幅率で増幅する。
【０１１３】
そして、アンプ１６１で増幅された信号は、遅延器１６３によって所定時間遅延された後、アンプ１６４によって所定の増幅率（増幅率＜１：減衰）で増幅される。そして、アンプ１６４で増幅された信号レベルは、加算器１６２において足し込まれたうえで出力される。
【０１１４】
ここで、第１積分回路１６ａと第２積分回路１６ｂとは、アンプ１６４の所定の増幅率がそれぞれ異なる。すなわち、第１積分回路１６ａは、第２積分回路１６ｂと比べて時定数を短くする増幅率（増幅率を小さくし、過去の信号の影響度を小さくする）のアンプ１６４を備え、第２積分回路１６ｂは、第１積分回路１６ａと比べて時定数を長くする増幅率（増幅率を大きくし、過去の信号の影響度を大きくする）のアンプ１６４を備えることとなる。
【０１１５】
なお、本実施例では、時定数を単に「短」と「長」との２種別に分け、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂの２つの積分回路を例に挙げて説明を行っているが、時定数を３種別以上の多段階に分け、これに対応する３つ以上の積分回路を設けてもよい。
【０１１６】
たとえば、μ秒単位の小さい時定数の積分回路をさらに備えることとしたうえで、かかる時定数の積分回路によって大きい信号レベル値が出力されたならば、信号の不連続によるノイズとして判定し、その後の処理を無効化する等の処理を行ってもよい。
【０１１７】
なお、以下では、積分回路が、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂの２つである場合を例に挙げて説明を進めることとする。
【０１１８】
図９の説明に戻り、アンプ１６ｃについて説明する。アンプ１６ｃは、第１積分回路１６ａから入力された第１平均値について、第１平均値に対応する所定の重み係数を乗算したうえで、選択部１６ｅに対して出力する。
【０１１９】
また、アンプ１６ｄは、第２積分回路１６ｂから入力された第２平均値について、第２平均値に対応する所定の重み係数を乗算したうえで、選択部１６ｅに対して出力する。
【０１２０】
なお、アンプ１６ｃおよびアンプ１６ｄがそれぞれ用いる重み係数は、上記したようにマイコン２から入力される。ここで、かかる重み係数を含む情報である重み係数情報８ａについて、図１２を用いて説明する。
【０１２１】
図１２は、重み係数情報８ａの説明図である。なお、図１２の（Ａ）には、重み係数情報８ａの設定例を、図１２の（Ｂ）には、重み係数のＤＳＰ１０への転送に関する操作例を、それぞれ示している。
【０１２２】
図１２の（Ａ）に示したように、重み係数情報８ａは、上記した音響装置１が備える記憶部８に記憶される音量補正の重み係数に関する情報であり、「パターン番号」項目と、「種別」項目と、「重み係数」項目とが関連付けられて記憶されている。
【０１２３】
「パターン番号」項目は、積分回路の系統別の重み係数組み合わせパターンに付与されるパターン番号の項目である。重み係数情報８ａは、かかるパターン番号ごとのレコードとして、各情報の関係を管理することができる。かかる場合、パターン番号は、重み係数情報８ａの各レコードを検索するための主キーとなる。
【０１２４】
「種別」項目は、各レコード検索のための副次キーとなる各種別を格納する項目である。なお、図１２の（Ａ）には、かかる「種別」項目が、「ジャンル」項目と、「テンポ」項目と、「曲調」項目とをさらに含んでいる例を示している。
【０１２５】
たとえば、「ジャンル」項目は、楽曲のジャンルを識別する「ロック」や「クラシック」といった情報の項目である。「テンポ」項目は、楽曲のテンポを識別する「ファスト」や「スロー」といった情報の項目である。また、「曲調」項目は、楽曲の曲調を識別する「ハード」や「ソフト」といった情報の項目である。
【０１２６】
なお、ここでは、説明の便宜上、「種別」項目の各格納値をテキスト形式で表現しているが、各格納値のデータ形式を限定するものではない。
【０１２７】
「重み係数」項目は、各パターン番号に対応する積分回路の系統別の重み係数組み合わせの項目である。たとえば、図１２の（Ａ）には、少なくとも「第１積分回路」の系統の重み係数Ｋと「第２積分回路」の系統の重み係数Ｌとが組み合わせパターンの中に含まれている例を示している。
【０１２８】
なお、重み係数の組み合わせは、「種別」項目の情報に応じて定めることができる。たとえば、ジャンルが「ロック」、テンポが「ファスト」、曲調が「ハード」といった高周波を多く含み、かつ、急峻である音響信号の入力が見込まれる場合には、図１２の（Ａ）に示した「パターン１」のレコードのように、第１積分回路１６ａに対応する重み係数Ｋを「１」と相対的に高く、第２積分回路１６ｂに対応する重み係数Ｌを「０．９」と相対的に低くした重み係数の組み合わせとすればよい。
【０１２９】
一方、ジャンルが「クラシック」、テンポが「スロー」、曲調が「ソフト」といった低周波を多く含み、かつ、緩やかである音響信号の入力が見込まれる場合には、「パターン２」のレコードのように、重み係数Ｋを「０．７」と相対的に低く、重み係数Ｌを「１」と相対的に高くした重み係数の組み合わせとすればよい。
【０１３０】
ここで、「パターン１」の重み係数組み合わせパターンがあらかじめ既定値として定められているものとする。かかる場合、マイコン２は、音響装置１の初期稼動時などにパターン番号が「パターン１」のレコードを記憶部８の重み係数情報８ａから読み出し、ＤＳＰ１０に対して転送する。
【０１３１】
すなわち、音響装置１の初期稼動時などには、ＤＳＰ１０のアンプ１６ｃの重み係数は「１」と設定され、アンプ１６ｄの重み係数は「０．９」と設定されることとなる。
【０１３２】
同様に、「パターン２」の重み係数組み合わせパターンが既定値である場合には、アンプ１６ｃの重み係数は「０．７」と設定され、アンプ１６ｄの重み係数は「１」と設定されることとなる。
【０１３３】
なお、音響装置１の初期稼動時などに既定設定するだけでなく、ユーザの操作によって指定される指定値に基づいて重み係数組み合わせパターンを可変設定することもできる。たとえば、図１２の（Ｂ）に示したように、表示部４に「お好みのジャンルをお選びください」といった音量補正に関する設定画面を表示したものとする。
【０１３４】
かかる設定画面には、図１２の（Ｂ）に示したように、「ロック」や「クラシック」といった上記の副次キーとしての種別に対応する操作部品（操作ボタンなど）を配置することができる。
【０１３５】
そして、ユーザが、好みのジャンルとして「クラシック」を選択し（図１２の（Ｂ−１）参照）、選択の確定に相当する「決定」ボタンを押下したならば（図１２の（Ｂ−２）参照）、マイコン２が、図１２の（Ａ）に示した「パターン２」の重み係数組み合わせパターンをＤＳＰ１０へ転送することとすればよい（図１２の（Ｂ−３）参照）。
【０１３６】
なお、図１２の（Ｂ）には、図１２の（Ａ）の「ジャンル」種別に対応する操作部品を配置する設定画面例を示したが、主キーである「パターン番号」や、他の副次キーである「テンポ」あるいは「曲調」に対応する操作部品を配置できることは言うまでもない。
【０１３７】
また、重み係数組み合わせパターンの可変設定の契機は、ユーザ操作に基づく指定値があったときだけに限られるものではない。たとえば、自動車の走行騒音の変化にあわせて適宜重み係数組み合わせパターンの可変設定を行ってもよい。
【０１３８】
これは、重み係数情報８ａの「種別」項目に走行騒音の周波数帯域を格納する「騒音周波数帯域」項目をさらに含ませ、かかる周波数帯域ごとに重み係数組み合わせパターンを関連付けて記憶することとしたうえで、マイクなどを用いて集音した走行騒音の周波数帯域の変化に応じて、かかる周波数帯域に対応する重み係数組み合わせパターンを適宜ＤＳＰ１０へ転送するといった手法で実現することができる。
【０１３９】
ところで、図１２を用いた説明では、あらかじめ設定された重み係数情報８ａに基づいてアンプ１６ｃあるいはアンプ１６ｄの重み係数を設定する場合について説明したが、かかる重み係数情報８ａに基づくことなくアンプ１６ｃあるいはアンプ１６ｄの重み係数を設定してもよい。
【０１４０】
そこで、かかる変形例について、図１３を用いて説明する。図１３は、重み係数設定の変形例を示す図である。なお、図１３の（Ａ）には、ユーザの操作による重み係数設定の変形例を、図１３の（Ｂ）には、楽曲ＤＢ８ｂに基づく場合を、それぞれ示している。
【０１４１】
図１３の（Ａ）に示すように、音響装置１は、たとえば、「テンポ」を「ファスト」寄りにあるいは「スロー」寄りに調整可能なダイヤル３ａを操作部３に設けることができる。ここで、重み係数Ｋおよび重み係数Ｌ（図１２参照）の比率（「Ｋ：Ｌ」）は、「１：１」であるものとする。
【０１４２】
このとき、ユーザがダイヤル３ａを「スロー」寄り「＋１０％」を示す位置へダイヤルを回す操作を行った場合（図１３の（Ａ−１）参照）、マイコン２は、重み係数Ｌの比率を「＋１０％」して、「Ｋ：Ｌ」＝「１：１．１」としてＤＳＰ１０へ転送することができる（図１３の（Ａ−２）参照）。
【０１４３】
そして、ＤＳＰ１０は、かかるマイコン２の転送する「Ｋ：Ｌ」＝「１：１．１」を示す通知に基づき、アンプ１６ｃおよびアンプ１６ｄの重み係数の比率を「１：１．１」と変更する。
【０１４４】
また、図１３の（Ｂ）に示すように、楽曲の再生履歴などに関するデータベースである楽曲ＤＢ８ｂに基づくこととしてもよい。かかる場合、変形例に係る音響装置１は、マイコン２に楽曲解析部２ａをさらに備える。
【０１４５】
楽曲ＤＢ８ｂは、楽曲の再生履歴などを蓄積するデータベースである。また、楽曲ＤＢ８ｂは、マイコン２などによって楽曲が１曲再生されるごとに随時更新されるものとする。
【０１４６】
たとえば、図１３の（Ｂ）に示すように、楽曲ＤＢ８ｂは、楽曲を識別する「曲番号」項目、曲名が格納される「曲名」項目、再生回数が格納される「再生回数」項目および楽曲のジャンルの識別値が格納される「ジャンル」項目から構成される。なお、ジャンルの識別値の判別には、たとえば、楽曲データがＭＰ３フォーマットなどであれば、フォーマット仕様に基づくタグ情報を利用することができる。
【０１４７】
楽曲解析部２ａは、かかる楽曲ＤＢ８ｂを解析して、ＤＳＰ１０に転送する重み係数組み合わせパターンを決定する。
【０１４８】
ここで、図１３の（Ｂ）に示すように、楽曲ＤＢ８ｂにおいて、曲番号が「１」の「ＸＸＸ」という「ロック」ジャンルの楽曲は、再生回数が「８」であり、曲番号が「２」の「ＹＹＹ」という「クラシック」ジャンルの楽曲は、再生回数が「１０」であるものとする。
【０１４９】
このとき、仮にこの２曲のデータしか無い場合（あるいは、この２曲のデータしか処理に用いない設定の場合）、重み係数設定の一変形例として、楽曲解析部２ａは、重み係数組み合わせパターンである「Ｋ：Ｌ」を、「テンポ」が「ファスト」の曲と「スロー」の曲との再生回数の比率である「０．８：１（＝８：１０）」と決定し、ＤＳＰ１０に対して転送する。
【０１５０】
また、楽曲ＤＢ８ｂに登録された楽曲のジャンル別集計結果などに基づき、重み係数組み合わせパターンを決定してＤＳＰ１０へ転送する変形例も実用的かつ効果的である。たとえば、楽曲ＤＢ８ｂにおいて、「ロック」ジャンルの楽曲が「１００」曲、「クラシック」ジャンルの楽曲が「７０」曲、それぞれ登録されているものとする。
【０１５１】
このとき、楽曲解析部２ａは、「テンポ」が「ファスト」に対応する「ロック」ジャンルの楽曲数「１００」と、「スロー」に対応する「クラシック」ジャンルの楽曲数「７０」とに基づき、前述の「Ｋ：Ｌ」を、かかる楽曲数の比率である「１：０．７（＝１００：７０）」と決定し、ＤＳＰ１０に対して転送する。
【０１５２】
なお、楽曲解析部２ａが、バックグラウンドで随時楽曲ＤＢ８ｂの解析動作を行うことで、たとえば、ユーザがその日の気分でたまたまいつもとは異なる嗜好の楽曲再生を行っても、その日に再生された楽曲のジャンルの比率を求めるなどすることによって、その日のジャンル傾向に即した適切な音量補正を行うことを可能にできる。
【０１５３】
このように、再生回数や登録された楽曲の集計結果などに基づいて重み係数を決定することで、ユーザの嗜好に応じた適切な音量補正を行うことが可能となる。
【０１５４】
図９の説明に戻り、選択部１６ｅについて説明する。選択部１６ｅは、それぞれ個別の重み付けが行われた第１平均値および第２平均値などの各信号レベルの平均値のうちの最大値を、信号レベル算出部１６における代表値として決定し、目標利得決定部１７に対して出力する処理ブロックである。
【０１５５】
ここで、選択部１６ｅの構成例について、図１４を用いて説明する。図１４は、選択部１６ｅの構成例を示す図である。なお、図１４の（Ａ）には、選択部１６ｅの構成例その１を、図１４の（Ｂ）には、選択部１６ｅの構成例その２を、それぞれ示している。
【０１５６】
図１４の（Ａ）に示したように、選択部１６ｅは、比較部１６ｅａと、除算部１６ｅｂとを備える。比較部１６ｅａは、入力された第１平均値と第２平均値とを、たとえば、コンパレータなどによって比較し、最大値を除算部１６ｅｂに対して出力する。
【０１５７】
除算部１６ｅｂは、比較部１６ｅａから入力された最大値を、対応するアンプ１６ｃあるいはアンプ１６ｄの重み係数で割ることによって重み付け前の値に戻し、代表値として出力する。なお、重み係数の逆数をかけることとしてもよい。また、除算部１６ｅｂを備えることなく、比較部１６ｅａが出力する最大値をそのまま代表値として出力してもよい。
【０１５８】
また、図１４の（Ｂ）に示したように、選択部１６ｅは、比較部１６ｅａと、スイッチ部１６ｅｃとを備えることとしてもよい。スイッチ部１６ｅｃは、アンプ１６ｃの前段で分岐した第１積分回路１６ａの第１平均値と、アンプ１６ｄの前段で分岐した第２積分回路１６ｂの第２平均値との切り替えスイッチである。
【０１５９】
そして、図１４の（Ｂ）に示した構成例その２における比較部１６ｅａは、入力された第１平均値と第２平均値とを比較し、最大値として選択した系統への切り替え指示信号をスイッチ部１６ｅｃに対して出力する。
【０１６０】
スイッチ部１６ｅｃは、比較部１６ｅａから入力された切り替え指示信号に基づき、入力系統の切り替えを行って、対応する第１平均値あるいは第２平均値を代表値として出力する。
【０１６１】
図９の説明に戻り、目標利得決定部１７について説明する。補正値計算部３０２（図３参照）に対応する目標利得決定部１７は、信号レベル算出部１６から入力された代表値に基づいて音量補正「係数」としての目標利得を決定し、かかる目標利得をアンプ１３に対して出力する処理ブロックである。
【０１６２】
補正値適用判定部３０４（図３参照）に対応する利得比較部１８は、現在アンプ１３に対して適用している利得である「現在利得」１８ａを内部メモリなどに保持し、後述する目標利得決定部１７から入力される「目標利得」とかかる「現在利得」１８ａとを比較し、比較結果を目標利得決定部１７に対して出力する処理ブロックである。
【０１６３】
かかる目標利得決定部１７および利得比較部１８について、さらに詳細に説明する。まず、目標利得決定部１７は、信号レベル算出部１６の選択部１６ｅから入力された代表値と、所定の目標となる信号レベル値（以下、「基準レベル値」と記載する）との差分値を算出し、かかる差分値を音量補正「量」としての目標利得として利得比較部１８へ出力する。
【０１６４】
ここで、音量補正「量」としての目標利得とは、「直系統」の音響信号の信号レベル値を基準レベル値とするために必要な増減量である。そして、利得比較部１８が保持する現在利得１８ａも、かかる「増減量」であり、再生中の曲における現時点までの再生部分の信号レベル最大値を基準レベルとするために必要な「増減量」である。
【０１６５】
利得比較部１８は、目標利得決定部１７から入力されたかかる目標利得と現在利得１８ａとを比較し、目標利得が現在利得１８ａよりも小さいならば、現在利得１８ａを保持したまま、かかる現在利得１８ａを目標利得として目標利得決定部１７に対して出力する。
【０１６６】
また、利得比較部１８は、目標利得決定部１７から入力された目標利得が現在利得１８ａよりも大きいならば、現在利得１８ａを目標利得で更新し、目標利得をそのまま目標利得決定部１７に対して出力する。
【０１６７】
そして、目標利得決定部１７は、利得比較部１８から入力された比較結果である目標利得を、「量」としての目標利得から「係数」としての目標利得へ、つまりＤＳＰでの音量補正処理に用いる値（アンプのゲイン）に変換する。たとえば、基準レベル値が「−３ｄＢ」であり、「量」としての目標利得が「＋３ｄＢ」（すなわち、３ｄＢ不足）であるものとする。
【０１６８】
かかる場合、一例として、目標利得決定部１７は、「係数」としての目標利得を「１０＾３／２０」として算出する。そして、目標利得決定部１７は、算出した「係数」としての目標利得をアンプ１３に対して出力し、アンプをその目標利得に応じた動作（算出した「係数」を乗算）に制御する。
【０１６９】
なお、図９に示すように、利得比較部１８は、現在利得１８ａを、音響ソース６や楽曲の切り替わり時などにマイコン２から通知される現在利得初期値によって初期化する。すなわち、利得比較部１８は、切替通知部３０３（図３参照）にも対応する処理ブロックである。また、マイコン２からは、かかる切り替わりを通知する切替信号のみを受け付けて、利得比較部１８が、固定値で現在利得１８ａを初期化することとしてもよい。
【０１７０】
次に、ＤＳＰ１０が実行する処理手順について図１５を用いて説明する。図１５は、ＤＳＰ１０が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。尚、この処理は音響装置１の再生動作中で、かつユーザが音量補正機能をオン操作していた場合に、繰り返し、実行される。
【０１７１】
図１５に示したように、ＤＳＰ１０は、セレクタ５を介して音響ソース６のいずれかの音響信号を入力する（ステップＳ１０１）。そして、上記した「補正系統」において、音響信号を複数の帯域に分けて抽出する（ステップＳ１０２）。なお、図示していないが、上記した「直系統」においては、入力した音響信号の遅延処理部１２による待ち合わせが行われる。
【０１７２】
そして、信号レベル算出部１６が、各帯域に対応する第１積分回路１６ａや第２積分回路１６ｂなどの積分回路ごとに信号レベル値を算出する（ステップＳ１０３）。そして、算出した信号レベル値に対して、算出系統ごとにあらかじめ定められた重み係数を適用（たとえば、乗算）する（ステップＳ１０４）。
【０１７３】
つづいて、信号レベル算出部１６は、選択部１６ｅにおいて、重み係数適用後の算出系統ごとの信号レベル値を比較し（ステップＳ１０５）、最も大きい信号レベル値を選択する（ステップＳ１０６）。
【０１７４】
そして、信号レベル算出部１６は、選択部１６ｅにおいて、選択した信号レベル値を重み係数適用前に戻し（ステップＳ１０７）、戻した信号レベル値を代表値として目標利得決定部１７に対して出力する。
【０１７５】
つづいて、目標利得決定部１７は、信号レベル算出部１６から入力された代表値に基づいて目標利得を算出し（ステップＳ１０８）、利得比較部１８が保持する現在利得１８ａとの比較を経て最終的な目標利得を決定のうえ、アンプ１３に対して出力する（ステップＳ１０９）。
【０１７６】
そして、アンプ１３が、決定された目標利得に基づいて音響信号の音量補正を行い（ステップＳ１０９）、音響信号を外部（メインアンプ７）へ出力する（ステップＳ１１０）。
【０１７７】
上述してきたように、本実施例では、各積分回路が、音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を異なる平均化時間で並列に算出し、各積分回路の後段の各アンプが、算出した平均値を所定の重み係数を用いて個別に重み付けし、選択部が、重み付けされた平均値に基づいて代表値を選択し、目標利得決定部および利得比較部が、選択した代表値に基づいて音響信号の利得を決定し、アンプが、かかる利得に基づいて音量を補正するように音響装置を構成した。したがって、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することができる。
【０１７８】
なお、上述した実施例では、主に音量を補正する機能に特化したＤＳＰを例に挙げて説明を行ったが、かかるＤＳＰによって音量補正装置を構成することとしてもよい。また、上述した実施例に記載した「重み係数」を「重み付け値」と言い換えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
以上のように、本発明に係る音響装置、音量補正装置および音量補正方法は、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正したい場合に有用であり、特に、携帯型デジタル音楽プレイヤーなどの普及によって音響ソースや再生フォーマットの多様性が増した車載用音響装置への適用に適している。
【符号の説明】
【０１８０】
１ 音響装置
２ マイコン
２ａ 楽曲解析部
３ 操作部
４ 表示部
５ セレクタ
６ 音響ソース
７ メインアンプ
８ 記憶部
８ａ 重み係数情報
８ｂ 楽曲ＤＢ
９ スピーカ
１０ ＤＳＰ
１１ 通信Ｉ／Ｆ
１２ 遅延処理部
１３ アンプ
１４ 第１ＢＰＦ
１５ 第２ＢＰＦ
１６ 信号レベル算出部
１６ａ 第１積分回路
１６ｂ 第２積分回路
１６ｃ、１６ｄ アンプ
１６ｅ 選択部
１６ｅａ 比較部
１６ｅｂ 除算部
１６ｅｃ スイッチ部
１７ 目標利得決定部
１８ 利得比較部
１８ａ 現在利得
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号の音量を補正する音響装置、音量補正装置および音量補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラジオチューナーやＣＤ（Compact Disc）プレイヤーなど、複数の音響ソースの音響信号を再生する音響装置が知られている。また、かかる音響装置は、据え置き型のコンポーネントオーディオや車載用音響装置など、その種類も豊富である。
【０００３】
特に、車載用音響装置は、近年のカーナビゲーションシステムとの融合や携帯型デジタル音楽プレイヤーとの連携により、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＴＶ（Digital Television）チューナーあるいはＡＵＸ（Auxiliary）端子入力など、再生される音響ソースの多様化が進んできている。
【０００４】
ところで、各音響ソースの特性は、再生帯域や、アナログおよびデジタルといった信号の種別などに示されるように、それぞれ異なるのが通常である。そして、かかる特性の違いは、音響ソースの切り替え時に再生音量の変化を招きやすく、聴取者に対しても違和感を与えがちである。
【０００５】
また、ＡＵＸ端子に接続される携帯型デジタル音楽プレイヤーの普及により、かかる再生音量の変化の発生は、音響ソースの切り替え時だけでなく、同一音響ソースの楽曲間（すなわち、音響コンテンツ間）においても目立ちやすくなってきている。
【０００６】
そこで、かかる音量変化を生じさせないように、音響ソースや楽曲の切り替わり時における音響信号の信号レベル値に基づいて利得を算出し、かかる利得に基づいて音量を補正する技術が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。ここで、信号レベル値については、一定時間における信号レベルの平均値などがよく用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３５９１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術を用いた場合、音量補正が不十分なため、聴取者に与える違和感を拭いきれないという問題があった。たとえば、楽曲は、１曲中に多くの再生帯域を含み、一定時間におけるその変動も、激しいものから緩やかなものまで多種多様である。したがって、このような楽曲の信号レベルの平均値を求めるにあたっては、適正な平均化時間を定めるだけでも非常に困難であった。
【０００９】
また、前述の利得についても、適正な利得を算出するにあたっては、楽曲の再生前にあらかじめ楽曲全体の信号レベルの遷移を解析することが好ましい。しかしながら、かかる手法を用いた場合、音響装置に大きな処理負荷をかけやすく、速やかに音量補正を行えない可能性が高い。すなわち、聴取者へ違和感を与える可能性が高い。
【００１０】
これらのことから、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することができる音響装置あるいは音量補正方法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。なお、かかる課題は、音量補正に特化した音量補正装置についても同様に生じる課題である。
【００１１】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することができる音響装置、音量補正装置および音量補正方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、音響信号を再生する音響装置であって、前記音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を、異なる平均化時間で平均化する複数の平均化手段と、前記平均化手段ごとに算出された前記平均値を個別に重み付け値を用いて重み付けする重み付け手段と、前記重み付け手段によって重み付けされた前記平均値に基づいて代表値を求める代表値決定手段と、前記代表値に基づいて前記音響信号の利得を決定し、当該利得に基づいて音量を補正する音量補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、音響信号の音量を、前記音響信号の信号レベルの変動に応じて設定される音量補正量に基づき補正する音量補正装置であって、音声情報の初期部分の信号レベルに応じて前記音量補正量を設定する初期音量補正量設定手段と、前記音声情報の信号レベルを再生に伴い順次検出する信号レベル検出手段と、前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルに応じて音量補正量更新値を導出する補正量導出手段と、前記音量補正量更新値による制御が、設定されている前記音量補正量による制御より音量が下がる場合に、前記音量補正量を前記音量補正量更新値で更新する音量補正量更新手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、音響コンテンツに応じて再生音量を調整する機能を有する音響装置であって、前記音響コンテンツの信号レベルを順次検出する信号レベル検出手段と、前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルの最大値に対応する調整値で前記音響コンテンツの音響信号のレベルを調整するレベル調整手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を異なる平均化時間で算出し、算出された前記平均値を所定の重み付け値を用いて個別に重み付けし、重み付けされた平均値に基づいて代表値を決定し、かかる代表値に基づいて音響信号の利得を決定し、かかる利得に基づいて音量を補正することとしたので、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明によれば、音声情報の初期部分の信号レベルに応じて音量補正量を設定し、音声情報の信号レベルを再生に伴い順次検出し、検出された信号レベルに応じて音量補正量更新値を導出し、音量補正量更新値による制御が、設定されている音量補正量による制御より音量が下がる場合に、音量補正量を音量補正量更新値で更新することとしたので、デバイスに大きな処理負荷をかけずに、速やかに音量を補正することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、音響コンテンツの信号レベルを順次検出し、検出された信号レベルの最大値に対応する調整値で音響コンテンツの音響信号のレベルを調整することとしたので、デバイスに大きな処理負荷をかけずに、速やかに音量を補正することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、音楽波形と、目標レベル、増幅器のゲインの変化を表すタイムチャートである。
【図２】図２は、音量補正主要構成を示す構成図である。
【図３】図３は、音量補正処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、信号レベルと補正値を対応付けたテーブルの一例を示す図である。
【図５】図５は、ＤＳＰの行う音量補正処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、入力音響信号の遷移を示す図である。
【図７】図７は、音量補正手法例の概要を示す図である。
【図８】図８は、音響装置の構成例を示す図である。
【図９】図９は、ＤＳＰの処理ブロックの構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１ＢＰＦおよび第２ＢＰＦの通過帯域を示す図である。
【図１１】図１１は、第１積分回路および第２積分回路の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、重み係数情報の説明図である。
【図１３】図１３は、重み係数設定の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は、選択部の構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、ＤＳＰ１０が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る音量補正手法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、先ず本発明に係る音量補正手法例の基本的機能を実現する部分について、その構成、動作等を図１〜図６を用いて説明する。そして、その後に更に詳細な機能について、その構成、動作等を図７以降を用いて説明する。また、以下では、音量補正の対象となる音響データが主に楽曲である場合について説明する。なお、かかる楽曲単位に相当する音響データあるいは音響信号については、「音響コンテンツ」または「音声情報」と記載する場合がある。
【実施例】
【００２０】
［基本的機能について］
音響信号の音量補正は、理想的には曲全体のレベル分布（基本的には最大レベル）に基づき増幅器の利得（減衰器の減衰度）を決めるのが好ましい。しかし、この方法の場合は、曲再生前の曲全体に渡って解析を行って利得を決める必要があり、処理負荷が大きい、利得決定に時間がかかり再生が速やかに行われない問題がある。
【００２１】
そこで、本実施例の基本的音量補正動作は、楽曲を再生しつつ信号レベル値を監視し音量を補正する、例えば信号レベル値の移動平均値に基づき音量補正を行う動作をその基本としている。尚、この場合、曲頭部分における所定期間だけ監視して補正値を決め、その後（当該曲の再生中）はその補正値を用いる方法や、更にその後最大値を超える信号が検出された場合には一次的に音量を下げる処理を加えた方法等を適用する。
【００２２】
また、音響ソース間、あるいは同一音響ソースの楽曲間の信号レベル差を補正して、音響ソース、あるいは楽曲が変化した際にもユーザの好みの音量での再生が維持されるようにする技術があるが、それは大別して、「音響コンプレッサ技術の応用」、「心理音響モデルを用いた手法」がある。
【００２３】
「音響コンプレッサ技術の応用」は信号レベルに応じてダイナミックレンジを圧縮する技術に基づく処理で、比較的に少ない処理量で済むが、音楽のダイナミックレンジが小さくなり、本来有している音質や抑揚表現を犠牲にすると言った問題がある。これに対して、「心理音響モデルを用いた手法」は、音響信号の有する特性を人の聴覚フィルタモデルから周波数帯域毎に分析し、聴感上の最適な音量バランスを導き、差を補正する技術で、自然な聴感を得ることが可能であるが、聴感フィルタ等の解析処理量が大きくなるため、補正専用集積回路が必要となる等、コストアップにつながる。
【００２４】
本実施例の音量補正手法は、このような課題に対するもので、処理量が比較的小さくて済み（あるいは回路規模が比較的小さくて済み）、かつ音質等の劣化を抑えた音量補正を実現する。
【００２５】
そして、これらの目的から、本音量補正手法における動作上の基本的な特徴は次の通りである。尚、実際の制御は、処理負荷や再生時間遅れの抑制を考慮して、この特徴に沿った制御となるような処理を行う。
【００２６】
第１に、１曲の再生中に音響信号のレベルを常に補正すると、補正値の変化により、音量のふらつき／音楽の抑揚表現の低下、音色が変わる恐れがある。そのため、同曲（同曲と捕らえられる期間）中は基本的に補正値を一定に保つ。第２に、補正値は、当該曲の平均レベルと目標値との差分とする。第３に、ユーザが実際にボリュームを操作する際は、１曲内で細かな操作はしないことを踏まえ、こまめに補正するのではなく、入力信号が大きいときのみ補正値を下げる。
【００２７】
次に音楽波形例を示して本音量補正手法の制御内容を説明する。尚、音量補正の主要ハード構成は、ユーザの操作するボリュームの前段に配置され、内部ボリュームとして機能する増幅回路で、当該増幅回路のゲイン（増幅率あるいは減衰率）を制御して音量補正を行う。図１は、音楽波形（所定サンプリングタイミングでのＡＤ変換値で表示）と、目標レベル、増幅器のゲインの変化を表すタイムチャートである。
【００２８】
曲Ａ再生中、増幅器のゲインは曲Ａの信号レベルに応じたゲインＧＳＰとなっている。そして、曲が変わったタイミングｔｒ１（例えば、音楽ディスク等における曲情報（トラック番号）の変化、無音部分の継続時間等で曲変化を検知し、トリガ信号を出力する）でゲインは初期ゲインＧＤに変化する。
【００２９】
その後、新しい再生曲Ｂの初期部分（所謂曲頭部分）の信号レベル（最初のサンプリングタイミングでの信号レベル）や、所定数のサンプリング時（所定時間経過時：つまり曲の初期部分の平均レベルとなる）等の平均信号レベル等に基づきゲインを算出して、増幅器を制御する。本例では、最初のサンプリングタイミングでの信号レベルＳ１に基づきゲインＧＳ１を算出し、増幅器を制御している。
【００３０】
尚、信号レベルは音響信号を適当な時定数を持つ積分フィルタ（ローパスフィルタ）を用いてフィルタリング処理したものを、所謂移動平均処理することにより算出される。尚、本例では、移動平均処理の曲変更（トリガｔｒ）に伴ったリセット処理は行わない。
【００３１】
その後の信号レベルＳ２〜Ｓ８は、信号レベルＳ１より小さいため、ゲインＧＳ１は維持される。そして、その後信号レベルＳ９が信号レベルＳ１を超えたため、新しいゲインＧＳ９が算出され、増幅器はゲインＧＳ９で制御される。その後、曲Ｂが終了となるまで信号レベルＳ９を超えることが無いため、ゲインＧＳ９は曲終了まで維持される。そして、次の曲Ｃに再生が移ると、曲Ｂと同様の処理（再度、ゲインの初期化から実行）が、曲変更のトリガ信号ｔｒ２に基づき開始される。尚、電源ＯＮ時等、最初の曲再生時にも、トリガｔｒが出力され、曲変更時と同様の動作となる。
【００３２】
つまり、大まかに動作を説明すると、曲変更時に曲頭部分（すなわち、音声情報の初期部分）の信号レベルに応じて音量補正量（補正用増幅器のゲイン）を定め（すなわち、初期音量補正量の設定）、その後は当該曲での最高信号レベルが更新された場合に音量補正量を更新する（補正用増幅器のゲインを下げる）、つまり当該曲での最高信号レベルが更新されるまで、音量補正量を維持する（補正用増幅器のゲインを維持する）動作となる。
【００３３】
次に本実施例の音響装置における音量補正主要構成について説明する。尚、音響装置全体像については、後述する。図２は、音量補正主要構成を示す構成図である。なお、図２においては、制御信号を点線で、デジタル音響信号を太線で、アナログ音響信号を細線で、それぞれ示している。
【００３４】
マルチメディア制御マイコン１００は、音響装置全体の動作を制御するマイコンで、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等により構成され、メモリに記憶されたプログラムに応じて各種処理を行う。
【００３５】
特に音量補正制御において、マルチメディア制御マイコン１００は、携帯音楽プレイヤー（ＵＳＢメモリオーディオ）１０５からの信号を入力し、当該信号に含まれる曲ナンバーデータ等に基づき、また後述の音量レベルデータ（音量レベルデータから判断される無音区間）に基づき、再生曲の変更を検出する。尚、マルチメディア制御マイコン１００は、携帯音楽プレイヤー（ＵＳＢメモリオーディオ）１０５から入力される音響データについては、特に加工せずにＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０１に出力する。
【００３６】
ＤＳＰ１０１はデジタルシグナルプロセッサ、所謂音響信号等の演算処理に特化したマイクロコンピュータで、設定されたプログラム、パラメータ（演算係数等）等に応じてマルチメディア制御マイコン１００からの音響信号を演算処理する。主な処理を処理ブロックとして表現すると、図２に示すように、音量補正処理部２０１，クロスオーバ部２０２，ポジション制御部２０３，音量調整部２０４，イコライザ部２０５，ラウドネス部２０６，音場制御部２０７等となる。
【００３７】
音量補正処理部２０１は、曲の信号レベルに応じて音量補正処理を行う部分であり、詳細は後述する。また、クロスオーバ部２０２は左右チャンネルの信号の分離度を調整するもので、例えばユーザによるステレオ感の強度調整操作に応じて左右チャンネルの信号を混合する処理等を行う。ポジション制御部２０３は、特に自動車用オーディオに搭載される機能で、乗員の各座席への着座状態に応じて各スピーカから出力する信号のレベル、位相等を調整して、着座状態に適した音響再生制御を行うものである。
【００３８】
音量調整部２０４は、ユーザの音量調整操作に応じて音響信号のレベルを調整するもので、入力音響信号のレベルには関係なく、ユーザの音量調整量に応じて増幅器の増幅率を決める（ＤＳＰ１０１では音響信号のデジタル値に、ユーザの音量調整量に応じた係数を積算する）。イコライザ部２０５は、音響信号の周波数特性を調整するもので、ユーザの音質調整量（各周波数帯でのゲイン調整量）に応じて各周波数帯の信号を各々の増幅率で増幅する。
【００３９】
ラウドネス部２０６は、ユーザの音量調整操作に応じた増幅率で、音響信号の低周波領域および高周波領域の信号を選択的に増幅する。そして、音場制御部２０７は、音響信号の残響音の付加処理等を施し、ある空間、例えばコンサートホールでの音楽再生を疑似化するもので、音響信号の遅延、増幅、加算処理等により、音場の疑似化を実現する。
【００４０】
ＤＡＣ１０２はデジタル−アナログ変換器で、ＤＳＰ１０１で処理されたデジタル音響信号をアナログ音響信号に変換する回路である。そして、ＡＭＰ１０３はＤＡＣ１０２からのアナログ音響信号を増幅してスピーカ１０４から出力する電力増幅器でトランジスタ等により構成される。
【００４１】
次に音量補正処理部２０１の構成について説明する。図３は音量補正処理部２０１の構成を示すブロック図で、ＤＳＰ１０１での処理を処理ブロックとして表現している。
【００４２】
信号レベル計算部３０１は、入力音響信号の信号レベルを算出する。言い換えれば、音響コンテンツまたは音声情報の信号レベルを再生に伴って順次検出する。その具体的処理は、入力音響信号（デジタル値）の移動平均処理（すなわち、音声情報のフィルタリング処理）で、本実施例では時定数の異なる移動平均処理（平均化期間、及び当該期間における各値の重み付けを適宜設定）を行い、さらに各移動平均値を重み付け処理し（異なったゲインで増幅（異なった係数を積算））、そしてそれらの処理値の最大値を信号レベルとして選択および決定する処理を行う。尚、ユーザの操作により、上記時定数を設定できるようにすれば、ユーザ好みの反応速度での音量補正が行える。
【００４３】
補正値計算部３０２は、音響信号の補正値、つまり音響信号の音量補正のために増幅処理するそのゲインを算出する（言い換えれば、音量補正量更新値を導出、もしくは、最大値に対応する調整値を算出する）。本実施例の場合、この算出はテーブルを用いた算出法、つまり信号レベルと補正値を対応付けたテーブルをメモリに記憶しておき、信号レベル計算部３０１で計算された信号レベルに基づきテーブルから補正値を選択し制御に用いる補正値を算出する。
【００４４】
図４は、このテーブル例を示す図で、信号レベルに対応付けて補正値（補正用アンプのゲイン）が記録され、また本実施例の場合はユーザの指定した補正強度（ユーザが操作部の操作により音量補正の効果の程度を指定するもので、本例では大中小の３段階）毎に補正値が記憶されている。このように構成すれば、ユーザ好みの補正の影響度での音量補正が行える。尚、メモリに信号レベルをパラメータとする計算式を記憶しておき、信号レベル計算部３０１で計算された信号レベルをこの計算に適用することにより補正値を算出する方法も適用可能である。
【００４５】
切替通知部３０３は、曲の変更（電源ＯＮ時、ソース（音源）切替も含む）に基づき、補正のリセット処理を行うものである。本実施例では、マルチメディア制御マイコン１００が曲切替、ソース切替、電源ＯＮ等を検知し、ＤＳＰ１０１に曲切替信号（音量補正処理トリガ）を出力し、切替通知部３０３が当該トリガ信号に基づき、補正値を初期化（補正値を初期補正値ＧＤに変更）する処理となっている。
【００４６】
尚、信号レベル計算部３０１の算出した信号レベル値はマルチメディア制御マイコン１００に出力され、マルチメディア制御マイコン１００はこの信号レベル値に基づく無音区間（信号レベル値が無音と見なされるレベルより低い状態が連続する期間）により、曲変更と判断し（例えば、無音区間が２秒継続したときに曲変更と判断）、この場合も切替通知部３０３に当該トリガ信号を出力する。この処理は、明確な曲変更信号が無い放送（ラジオ、テレビ）等の再生時に、特に有効となる。
【００４７】
補正値適用判定部３０４は、補正値（すなわち、導出した音量補正量更新値、もしくは、算出した最大値に対応する調整値）を音量補正に用いるか、つまり算出したゲインで音響信号を処理するかを判定するもので、ユーザによる補正ＯＦＦ操作、ノイズ等による異常な補正値（入力信号レベル検出値）の検知、等により音量補正の適用を判断し、また曲変更に伴うリセット処理を行う。
【００４８】
具体的には、検出された信号レベルと内部メモリに保持するそれまでの信号レベルの最大値とを比較し、検出された信号レベルがかかる最大値を超える場合には、補正値による音量補正を要（すなわち、音量補正量および内部メモリの最大値を更新）と、超えない場合には否（すなわち、音量補正量および内部メモリの最大値を維持）と、要否判断する。
【００４９】
言い換えるならば、補正値による制御が、それまで設定されている音量補正量（たとえば、上述した初期音量補正量）による制御よりも音量を下げる場合に、補正値でそれまでの音量補正量を更新する。
【００５０】
なお、補正値計算部３０２を補正値適用判定部３０４の内部に含み、検出された信号レベルと内部メモリに保持する信号レベルの最大値との比較を経たうえで、内部メモリの最大値が更新された場合に、補正値計算部３０２がかかる最大値からゲインを決定することとしてもよい。
【００５１】
音量補正部（ゲイン）３０５は、前述の補正用増幅器に対応し、決定されたゲインで音響信号を増幅する。なお、図示しないが、上述した補正値計算部３０２、補正値適用判定部３０４および音量補正部（ゲイン）３０５は、音響コンテンツの音響信号のレベルを調整する、いわば、レベル調整部として機能する。
【００５２】
以上、ＤＳＰ１０１の処理により実現される音量補正処理部２０１の処理内容を、処理ブロック図を用いて説明したが、ＤＳＰ１０１の行う処理の流れについて更にフローチャートを用いても説明する。図５は、ＤＳＰ１０１の行う音量補正処理を示すフローチャートである。
【００５３】
尚、本実施例では、この処理をＤＳＰ１０１により実行するが、マルチメディア制御マイコン１００とＤＳＰ１０１が必要な通信を行いながら、処理を分担して行う（各々が得意な処理内容を実行するように処理を分担する）ことも可能である。また、この処理は音量補正処理動作中（音楽等を再生中で、ユーザが音量補正動作をＯＮ状態に設定の場合等）に繰り返し実行される。
【００５４】
ステップＳ０１は、リセット状態か否かを判断する処理で、リセット条件（音響コンテンツの切替等）が成立していればステップＳ０８に移り、リセット条件で無ければステップＳ０２に移る処理である。ステップＳ０８はリセット処理で、内部メモリに保持された信号レベルの最大値Ｓｍａｘを初期化（０にする）し、また補正値（増幅器の増幅率：ゲインＧＳ）を初期値（設定値）にする等の初期化を行う処理である。尚、ゲインＧＳは実験等により求めた制御に適切な値で、例えばゲイン０（入力信号をそのまま出力）等が設定される。尚、ゲインＧＳが正値の場合、信号は増幅されるが、ゲインＧＳが負値の場合、信号は減衰されることとなる。
【００５５】
ステップＳ０２は、入力音響信号からその信号レベルＳｎを演算しステップＳ０３に移る処理で、本実施例の当該処理は時定数の異なった２種類のフィルタで移動平均処理を行い、その処理結果の内、大きい方の信号レベルを選択して信号レベルＳｎとする処理となっている。尚、フィルタ処理後、それぞれのフィルタ処理信号は適切な重み付け処理（重み係数の積算）が行われる。この処理は、音量変化の激しい音楽と、音量変化の穏やかな音楽の両方で適切な音量補正処理が行えるようにするためのもので、各重み係数は適切な音量補正が行われるように実験等に基づき適切な値に設定すれば良い。
【００５６】
ステップＳ０３は、算出した信号レベルＳｎの異常を判断し、異常であれば本処理を終了し、異常でなければステップＳ０４に移る処理で、例えば信号レベルＳｎが異常に大きな値であった場合に異常と判断し、本処理を終える処理である。
【００５７】
ステップＳ０４は、算出した信号レベルＳｎが記憶している当該曲における最大信号レベルＳｍａｘより大きいか判断し、信号レベルＳｎが当該曲における最大信号レベルＳｍａｘより大きければステップＳ０５に移り、大きくなければ本処理を終える処理である。ステップＳ０５は、最大信号レベルＳｍａｘを信号レベルＳｎ（最大信号レベルＳｍａｘを超えた信号レベル）で更新し、ステップＳ０６に移る処理である。
【００５８】
ステップＳ０６は、更新された最大信号レベルＳｍａｘに基づき増幅器の増幅率（ゲイン）を算出して増幅器制御値として設定しステップＳ０７に移る処理で、最大信号レベルＳｍａｘをパラメータとする算出式や、最大信号レベルＳｍａｘを選択キーとするテーブル処理等で算出された増幅率（ゲイン）を増幅器制御値として設定登録する処理である。
【００５９】
尚、フローチャートでの表記は省略するが、ステップＳ０６では、リセット処理があった場合（曲変更時の最初のゲイン設定の場合）においては、信号レベルが所定レベル（非常に小さいレベル）より小さい時に、曲のイントロ部分に高頻度に現れるフェードイン状態と判断し、曲自体の信号レベルは平均的な信号レベルと推定する、つまりゲインを平均的な信号レベルに対するゲイン値（例えばゲイン０）とする。
【００６０】
ステップＳ０７は制御ゲインＧＳにより増幅器の増幅率を制御し、本処理を終える処理で、設定登録された増幅器制御値を増幅器に制御信号（必要に応じて制御用に適して信号形態（例えばアナログ値）に変換する）として出力する処理である。
【００６１】
次に、以上説明したＤＳＰ１０１の処理による入力音響信号の遷移について、信号遷移を示す図である図６を用いて説明する。
【００６２】
入力された音響信号Ｓｇは、時定数の異なる２種類の移動平均処理フィルタＦｆ，Ｆｓにより信号レベル値Ａｖｆ，Ａｖｓとなる。そして、各信号レベル値Ａｖｆ，Ａｖｓは、重み付け処理され重付信号レベル値Ａｖｆ・ｇｈ，Ａｖｓ・ｇｌとなる。そして、これら重付信号レベル値Ａｖｆ・ｇｈ，Ａｖｓ・ｇｌの内、大きな方の値が選択されゲイン演算用の信号レベルＳｎとなる。
【００６３】
ゲイン演算用の信号レベルＳｎは、異常値判断がなされ、正常の場合は記憶されている最大信号レベルＳｍａｘと比較される。そして、その比較の結果、新たなゲイン演算用の信号レベルＳｎが過去の最大信号レベルＳｍａｘより大きいと、最大信号レベルＳｍａｘの記憶値は新たなゲイン演算用の信号レベルＳｎで更新される。そして、この最大信号レベルＳｍａｘに基づき補正増幅器用のゲインＧｓが算出される。
【００６４】
そして、音響信号ＳｇはこのゲインＧｓに基づき増幅されて補正音響信号Ｓｇ・Ｇｓとなる。そして音量補正された補正音響信号Ｓｇ・Ｇｓはプリアンプ（前置増幅器）によりユーザ操作に基づく音量調整値の増幅率Ｇｒで増幅され（Ｓｇ・Ｇｓ・Ｇｒ）、さらに固定増幅率の電力増幅器によって固定増幅率Ｇｐで増幅されて出力音響信号Ｓｇ・Ｇｓ・Ｇｒ・Ｇｐとなって、スピーカから音響信号Ｓｄとして出力される。
【００６５】
また、曲切替等により初期化信号Ｒｅｓが入力されると、最大信号レベルＳｍａｘが初期化（０）され、ゲインＧｓは初期化時における最大信号レベルＳｍａｘに基づくゲイン値となる。
【００６６】
以上説明したように、曲等の再生の進行に沿って当該曲等における最大信号レベルを算出（更新）していき、その最大信号レベルに応じて曲等の音響信号の音量補正を行うので、予め曲全体の信号レベルを把握することなく音量補正が可能となり音量補正を素早く行うことができる。また最大信号レベルに基づく音量補正であるため比較的簡単な処理で行え、処理デバイス（ＤＳＰやＣＰＵ）の負荷を低減できて、結果低コスト化等に貢献する。
【００６７】
［詳細な機能について］
次に、添付図面を参照して、本実施例に関し、特にその特徴部分に重点をおいて、より具体的かつ詳細に説明する。なお、以下では、かかる特徴部分の概要について図７を用いて説明した後に、本音量補正手法例を適用した音響装置、音量補正装置および音量補正方法についての詳細を図８〜図１５を用いて説明することとする。
【００６８】
まず、本音量補正手法例の概要について図７を用いて説明する。図７は、本音量補正手法例の概要を示す図である。なお、図７の（Ａ）には、音響信号の信号レベル値を算出する概略を、図７の（Ｂ）には、平均化時間の違いによる特性の違いを、図７の（Ｃ）には、本音量補正手法例の概要を、それぞれ示している。
【００６９】
図７の（Ａ）に示すように、音響信号の信号レベル値については、積分回路（上述した積分フィルタに対応）を介して平均化した音響信号の信号レベル平均値が用いられることが多い。
【００７０】
なお、かかる積分回路を介する平均化においては、積分回路へ与える平均化時間（以下、「時定数」と記載する）を異ならせることによって、異なる特性の信号レベル平均値を得ることができる。積分回路を演算処理で実現する場合、移動平均処理等を用い、その重み付け係数を適当な値とすることにより、適切な積分回路を得ることができる。
【００７１】
たとえば、図７の（Ｂ）に示したように、時定数を端的に「短い」と「長い」との２種別に区別したものとする。ここで、時定数が「短い」ということは、音響信号の平均化期間が短い（短期間にわたる平均）ことを意味するので、積分回路を介して得られる信号レベル平均値は、「短い」間隔で大きく変動している「急峻な信号」をよくあらわすことができる（図中の「急峻な信号に適応可」参照）。
【００７２】
なお、「急峻な信号」を示すものには、可聴帯域における高周波を多く含み、スピード感のあるテンポの「ロック」などの楽曲ジャンルが知られている。
【００７３】
一方、時定数が「長い」ということは、音響信号の平均化期間が長い（長期間にわたる平均）ことを意味するので、積分回路を介して得られる信号レベル平均値は、「長い」間隔で緩やかに変動している「緩やかな信号」をよくあらわすことができる（図中の「緩やかな信号に適応可」参照）。
【００７４】
なお、「緩やかな信号」を示すものには、可聴帯域における低周波を多く含み、ゆったりとしたテンポの「クラシック」などの楽曲ジャンルが知られている。
【００７５】
こうした時定数の違いによる信号レベル平均値の特性の違いは、楽曲が有する再生帯域の違いやその変動の多様性に対して活かされることが好ましい。そこで、本音量補正手法例では、時定数の異なる積分回路を複数設けることとしたうえで、各積分回路には、時定数に応じた帯域成分の音響信号を入力することとした。
【００７６】
また、時定数を異ならせることによって得られる信号レベル平均値の特性の違いを活かすことができるように、各積分回路が出力する信号レベル平均値に対して特性に応じた重み付けを行うこととした。
【００７７】
具体的には、図７の（Ｃ）に示したように、上述したＤＳＰ１０１内の音量補正処理部２０１の信号レベル計算部３０１（図３参照）に対応する信号レベル算出部１６に時定数の「短い」第１積分回路１６ａと時定数の「長い」第２積分回路１６ｂとを含む複数の積分回路を設ける。そして、各積分回路には、帯域成分の異なる音響信号をそれぞれ入力する（図中の「帯域ａ」および「帯域ｂ」参照）。
【００７８】
そして、第１積分回路１６ａが出力する信号レベル平均値に対しては、アンプ１６ｃにおいて特性に応じた重み係数による重み付けを行う（重み係数に応じた増幅度で増幅する）。また、第２積分回路１６ｂが出力する信号レベル平均値に対しては、アンプ１６ｄにおいて特性に応じた重み係数による重み付けを行う（重み係数に応じた増幅度で増幅する）。
【００７９】
ここで、各重み係数には、楽曲のジャンルやユーザの嗜好などに基づいてあらかじめ定めた所定の重み係数組み合わせパターンの値を用いることができる。なお、かかる点の詳細については、図１２を用いて後述する。
【００８０】
そして、重み付け後の各信号レベル平均値に基づいて選択部１６ｅにおいて代表値を選択し、かかる代表値から音量補正に用いる利得の決定を行う。なお、図７の（Ｃ）に示した各処理部の詳細については、図９を用いて後述する。
【００８１】
このように、本音量補正手法例では、時定数を異ならせることによって得られる信号レベル平均値の特性の違いを考慮し、時定数の異なる積分回路を複数設けることとしたうえで、各積分回路には、時定数に応じた帯域成分の音響信号を入力することとした。また、各積分回路の出力値に対して、楽曲のジャンルやユーザの嗜好などに基づく重み付けを行うこととした。
【００８２】
したがって、本音量補正手法例によれば、多種多様な楽曲の再生帯域の違いやその変動の違いに対応した信号レベルの代表値を得ることができるので、適正な利得を算出することができ、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することが可能となる。また、楽曲のジャンルやユーザの嗜好などに基づく重み付けを行うので、聴取者の好みに応じた音量補正を行うことができる。
【００８３】
以下では、図７を用いて説明した音量補正手法例を適用した音響装置、音量補正装置および音量補正方法についての実施例をさらに詳細に説明する。
【００８４】
図８は、音響装置１の構成例を示す図である。図８に示すように、音響装置１は、マイコン２と、操作部３と、表示部４と、セレクタ５と、音響ソース６と、メインアンプ７と、記憶部８と、ＤＳＰ１０とを備えている。また、外部にスピーカ９を配置している。尚、車載用の場合、音響装置１は自動車のダッシュボード等の取付位置に取り付けられ、自動車のドア等に設置されたスピーカ９に対して音響信号を出力して所望の音響を再生するように構成される。
【００８５】
ＤＳＰ１０１（図２参照）に対応するＤＳＰ１０は、セレクタ５を介して入力された音響ソース６の音響信号の音量補正を行うマイクロプロセッサで、高速演算処理が可能なように演算処理に特化した設計がなされた所謂デジタルシグナルプロセッサである。また、ＤＳＰ１０は、音量の補正を施した音響信号を、後述するメインアンプ７に対して出力する。
【００８６】
なお、ＤＳＰ１０は、音量の補正だけでなく、音質補正処理（周波数特性補正処理）、ユーザの音量調整操作に基づく音量調整処理等、音響信号に関わる種々のデジタル信号処理を行うことができるが、以下では、音量を補正する機能に特化して説明を行うものとする。したがって、以下に示すＤＳＰ１０は、図３において示した音量補正処理部２０１に対応付けることができる。かかるＤＳＰ１０の詳細については、図９を用いて後述する。
【００８７】
マルチメディア制御マイコン１００（図２参照）に対応するマイコン２は、音響装置１全体を制御する中央制御ユニットである。なお、マイコン２は、機能ごとに分化した複数のユニットで構成することとしてもよい。本実施例では、マイコン２が単一のユニットであるものとして説明を行う。
【００８８】
操作部３は、ユーザの入力操作を受け付ける操作部品である。かかる操作部品には、ダイヤルやボタンといったハードウェア部品だけでなく、後述する表示部４に表示されたボタンなどのソフトウェア部品が含まれる。
【００８９】
表示部４は、ユーザに対して表示情報を表示する液晶表示素子等により構成された出力デバイスである。セレクタ５は、マイコン２からの切り替え要求に基づき、後述する音響ソース６の中から特定の音響ソースを選択し、選択した音響ソースの音響信号をＤＳＰ１０に対して出力するデバイスで、スイッチングトランジスタ等を用いた切替回路（ＩＣ）により構成される。
【００９０】
音響ソース６は、ＦＭチューナー、ＡＭチューナー、ＣＤプレイヤーあるいは携帯音楽プレイヤー１０５（図２参照）といった音響デバイス群である。かかる音響ソース６は、マイコン２によって制御される。メインアンプ７は、ＤＳＰ１０から入力された音響信号を所定増幅率で電力増幅するデバイスである。また、ＡＭＰ１０３（図２参照）に対応するメインアンプ７は、増幅した音響信号をスピーカ９に対して出力する。
【００９１】
スピーカ１０４（図２参照）に対応するスピーカ９は、メインアンプ７から入力された音響信号（電気信号）を物理振動に変えて音として出力する出力デバイスである。なお、図８には、単体のスピーカ９を示しているが、実際のデバイスの数を限定するものではない。したがって、モノラルスピーカであっても、ステレオスピーカであってもよい。
【００９２】
記憶部８は、ハードディスク、不揮発性メモリ（フラッシュメモリ、電源でバックアップされたＲＡＭ等）といった記憶デバイスで構成される記憶部であり、重み係数情報８ａ（図１２を用いて後述）などの音量補正に関する各種情報を記憶する。
【００９３】
次に、ＤＳＰ１０の詳細について図９を用いて説明する。図９は、ＤＳＰ１０の処理ブロックの構成例を示す図である。なお、図９では、ＤＳＰ１０の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。また、以下では、各構成要素を処理ブロックとして説明するが、ＤＳＰ１０内にそれぞれ独立した処理を行う構成が存在すると言った構造に限定するものではなく、たとえば、演算部がプログラムの実行により各機能（処理）を順次実現していくと言った、所謂ソフトウェアによって実現してもよい。
【００９４】
図９に示すように、ＤＳＰ１０は、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）１１と、遅延処理部１２と、アンプ１３と、第１ＢＰＦ（Band-Pass Filter）１４および第２ＢＰＦ１５を含むＢＰＦ群と、信号レベル算出部１６と、目標利得決定部１７と、利得比較部１８とを備えている。なお、ＢＰＦ群は、帯域制限を実現するための一例であって、帯域制限が可能であれば、ＢＰＦに特化しなくともよい。
【００９５】
また、信号レベル算出部１６は、第１積分回路１６ａと、第２積分回路１６ｂと、アンプ１６ｃと、アンプ１６ｄと、選択部１６ｅとをさらに備えている。
【００９６】
なお、図９に示すように、ＤＳＰ１０に入力される音響信号は、遅延処理部１２の前段で２系統に分岐される。以下では、遅延処理部１２を介する系統を示す場合には「直系統」と、他方の系統を示す場合には「補正系統」と、それぞれ記載するものとする。
【００９７】
通信Ｉ／Ｆ１１は、マイコン２との通信を行う通信デバイスである。かかる通信Ｉ／Ｆ１１を介して、マイコン２から後述する各「重み係数」や「現在利得初期値」などが入力される。
【００９８】
遅延処理部１２は、セレクタ５から入力された音響信号を所定時間分遅延させたうえで、アンプ１３に対して出力する処理ブロックである。かかる遅延は、セレクタ５から入力される音響信号と、目標利得決定部１７から出力される目標利得との同期をとるために、つまりセレクタ５から入力される音響信号が、自身の信号レベルに応じた目標利得に基づきアンプ１３で増幅されるように行われる。
【００９９】
アンプ１３は、遅延処理部１２から入力された音響信号を、目標利得決定部１７から入力された目標利得に応じて増幅する処理ブロックである。すなわち、アンプ１３は、遅延処理部１２から入力された音響信号の信号レベルを、目標利得決定部１７から入力された目標利得を用いて補正する。また、アンプ１３は、かかる補正を施した音響信号を、メインアンプ７に対して出力する。
【０１００】
第１ＢＰＦ１４および第２ＢＰＦ１５を含むＢＰＦ群は、セレクタ５から入力された音響信号の所定の周波数帯域のみを通過させるフィルタである。なお、本実施例では、第１ＢＰＦ１４および第２ＢＰＦ１５の、少なくとも２つのＢＰＦを備える構成例を示している。
【０１０１】
第１ＢＰＦ１４は、主に高周波帯域を通過させるフィルタである。また、第１ＢＰＦ１４は、通過させた高周波帯域の音響信号を第１積分回路１６ａに対して出力する。同様に、第２ＢＰＦ１５は、主に低周波帯域を通過させるフィルタである。また、第２ＢＰＦ１５は、通過させた低周波帯域の音響信号を第２積分回路１６ｂに対して出力する。
【０１０２】
ここで、本実施例における「高周波帯域」および「低周波帯域」について、図１０を用いて説明しておく。図１０は、第１ＢＰＦ１４および第２ＢＰＦ１５の通過帯域を示す図である。なお、図１０の（Ａ）には、第１ＢＰＦ１４の通過帯域を、図１０の（Ｂ）には、第２ＢＰＦ１５の通過帯域を、それぞれ示している。
【０１０３】
たとえば、図１０の（Ａ）に示すように、第１ＢＰＦ１４は、５０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの帯域の信号を通過させ、それ以外の帯域の信号を通過させない。言い換えれば、第１ＢＰＦ１４は、いわゆる人間の可聴帯域のほぼ全域の信号のみを第１積分回路１６ａに対して出力する。
【０１０４】
また、図１０の（Ｂ）に示すように、第２ＢＰＦ１５は、５０Ｈｚ〜３００Ｈｚの帯域の信号を通過させ、それ以外の帯域の信号を通過させない。言い換えれば、第２ＢＰＦ１５は、主に低周波音の信号のみを第２積分回路１６ｂに対して出力する。
【０１０５】
以下では、説明の対比のために、図１０の（Ａ）に示した第１ＢＰＦ１４の通過帯域分の信号を「高周波信号」または「高周波」と、図１０の（Ｂ）に示した第２ＢＰＦ１５の通過帯域分の音響信号を「低周波信号」または「低周波」と、それぞれ記載する場合がある。
【０１０６】
なお、図１０の（Ａ）および図１０の（Ｂ）に示したように、第１ＢＰＦ１４および第２ＢＰＦ１５の通過帯域は、たとえば、図中の５０Ｈｚ〜３００Ｈｚに示されるように、重複してもよい。
【０１０７】
図９の説明に戻り、信号レベル算出部１６について説明する。信号レベル算出部１６は、第１ＢＰＦ１４や第２ＢＰＦ１５といった各ＢＰＦから入力された音響信号の信号レベルの代表値を算出する処理ブロックである。
【０１０８】
なお、かかる代表値は、各ＢＰＦに対応する各系統においてそれぞれ算出される信号レベル平均値の最大値である。
【０１０９】
第１積分回路１６ａは、第１ＢＰＦ１４から入力された高周波の信号を、急峻な信号の変動に適した短い時定数で平均化し、平均化後の信号（第１平均値）をアンプ１６ｃに対して出力する。尚、信号は短い時定数で平均化されるので、信号に素早く追従する信号レベルを示す信号となる。
【０１１０】
また、第２積分回路１６ｂは、第２ＢＰＦ１５から入力された低周波の信号を、緩やかな信号の変動に適した長い時定数で平均化し、平均化後の信号（第２平均値）をアンプ１６ｄに対して出力する。尚、信号は長い時定数で平均化されるので、信号に穏やかに追従する信号レベルを示す信号となる。
【０１１１】
ここで、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂの構成例について、図１１を用いて説明しておく。図１１は、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂの構成例を示す図である。
【０１１２】
図１１に示すように、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂは、アンプ１６１と加算器１６２と、遅延器１６３と、アンプ１６４とを備えている。アンプ１６１は、入力された音響信号の信号を所定の増幅率で増幅する。
【０１１３】
そして、アンプ１６１で増幅された信号は、遅延器１６３によって所定時間遅延された後、アンプ１６４によって所定の増幅率（増幅率＜１：減衰）で増幅される。そして、アンプ１６４で増幅された信号レベルは、加算器１６２において足し込まれたうえで出力される。
【０１１４】
ここで、第１積分回路１６ａと第２積分回路１６ｂとは、アンプ１６４の所定の増幅率がそれぞれ異なる。すなわち、第１積分回路１６ａは、第２積分回路１６ｂと比べて時定数を短くする増幅率（増幅率を小さくし、過去の信号の影響度を小さくする）のアンプ１６４を備え、第２積分回路１６ｂは、第１積分回路１６ａと比べて時定数を長くする増幅率（増幅率を大きくし、過去の信号の影響度を大きくする）のアンプ１６４を備えることとなる。
【０１１５】
なお、本実施例では、時定数を単に「短」と「長」との２種別に分け、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂの２つの積分回路を例に挙げて説明を行っているが、時定数を３種別以上の多段階に分け、これに対応する３つ以上の積分回路を設けてもよい。
【０１１６】
たとえば、μ秒単位の小さい時定数の積分回路をさらに備えることとしたうえで、かかる時定数の積分回路によって大きい信号レベル値が出力されたならば、信号の不連続によるノイズとして判定し、その後の処理を無効化する等の処理を行ってもよい。
【０１１７】
なお、以下では、積分回路が、第１積分回路１６ａおよび第２積分回路１６ｂの２つである場合を例に挙げて説明を進めることとする。
【０１１８】
図９の説明に戻り、アンプ１６ｃについて説明する。アンプ１６ｃは、第１積分回路１６ａから入力された第１平均値について、第１平均値に対応する所定の重み係数を乗算したうえで、選択部１６ｅに対して出力する。
【０１１９】
また、アンプ１６ｄは、第２積分回路１６ｂから入力された第２平均値について、第２平均値に対応する所定の重み係数を乗算したうえで、選択部１６ｅに対して出力する。
【０１２０】
なお、アンプ１６ｃおよびアンプ１６ｄがそれぞれ用いる重み係数は、上記したようにマイコン２から入力される。ここで、かかる重み係数を含む情報である重み係数情報８ａについて、図１２を用いて説明する。
【０１２１】
図１２は、重み係数情報８ａの説明図である。なお、図１２の（Ａ）には、重み係数情報８ａの設定例を、図１２の（Ｂ）には、重み係数のＤＳＰ１０への転送に関する操作例を、それぞれ示している。
【０１２２】
図１２の（Ａ）に示したように、重み係数情報８ａは、上記した音響装置１が備える記憶部８に記憶される音量補正の重み係数に関する情報であり、「パターン番号」項目と、「種別」項目と、「重み係数」項目とが関連付けられて記憶されている。
【０１２３】
「パターン番号」項目は、積分回路の系統別の重み係数組み合わせパターンに付与されるパターン番号の項目である。重み係数情報８ａは、かかるパターン番号ごとのレコードとして、各情報の関係を管理することができる。かかる場合、パターン番号は、重み係数情報８ａの各レコードを検索するための主キーとなる。
【０１２４】
「種別」項目は、各レコード検索のための副次キーとなる各種別を格納する項目である。なお、図１２の（Ａ）には、かかる「種別」項目が、「ジャンル」項目と、「テンポ」項目と、「曲調」項目とをさらに含んでいる例を示している。
【０１２５】
たとえば、「ジャンル」項目は、楽曲のジャンルを識別する「ロック」や「クラシック」といった情報の項目である。「テンポ」項目は、楽曲のテンポを識別する「ファスト」や「スロー」といった情報の項目である。また、「曲調」項目は、楽曲の曲調を識別する「ハード」や「ソフト」といった情報の項目である。
【０１２６】
なお、ここでは、説明の便宜上、「種別」項目の各格納値をテキスト形式で表現しているが、各格納値のデータ形式を限定するものではない。
【０１２７】
「重み係数」項目は、各パターン番号に対応する積分回路の系統別の重み係数組み合わせの項目である。たとえば、図１２の（Ａ）には、少なくとも「第１積分回路」の系統の重み係数Ｋと「第２積分回路」の系統の重み係数Ｌとが組み合わせパターンの中に含まれている例を示している。
【０１２８】
なお、重み係数の組み合わせは、「種別」項目の情報に応じて定めることができる。たとえば、ジャンルが「ロック」、テンポが「ファスト」、曲調が「ハード」といった高周波を多く含み、かつ、急峻である音響信号の入力が見込まれる場合には、図１２の（Ａ）に示した「パターン１」のレコードのように、第１積分回路１６ａに対応する重み係数Ｋを「１」と相対的に高く、第２積分回路１６ｂに対応する重み係数Ｌを「０．９」と相対的に低くした重み係数の組み合わせとすればよい。
【０１２９】
一方、ジャンルが「クラシック」、テンポが「スロー」、曲調が「ソフト」といった低周波を多く含み、かつ、緩やかである音響信号の入力が見込まれる場合には、「パターン２」のレコードのように、重み係数Ｋを「０．７」と相対的に低く、重み係数Ｌを「１」と相対的に高くした重み係数の組み合わせとすればよい。
【０１３０】
ここで、「パターン１」の重み係数組み合わせパターンがあらかじめ既定値として定められているものとする。かかる場合、マイコン２は、音響装置１の初期稼動時などにパターン番号が「パターン１」のレコードを記憶部８の重み係数情報８ａから読み出し、ＤＳＰ１０に対して転送する。
【０１３１】
すなわち、音響装置１の初期稼動時などには、ＤＳＰ１０のアンプ１６ｃの重み係数は「１」と設定され、アンプ１６ｄの重み係数は「０．９」と設定されることとなる。
【０１３２】
同様に、「パターン２」の重み係数組み合わせパターンが既定値である場合には、アンプ１６ｃの重み係数は「０．７」と設定され、アンプ１６ｄの重み係数は「１」と設定されることとなる。
【０１３３】
なお、音響装置１の初期稼動時などに既定設定するだけでなく、ユーザの操作によって指定される指定値に基づいて重み係数組み合わせパターンを可変設定することもできる。たとえば、図１２の（Ｂ）に示したように、表示部４に「お好みのジャンルをお選びください」といった音量補正に関する設定画面を表示したものとする。
【０１３４】
かかる設定画面には、図１２の（Ｂ）に示したように、「ロック」や「クラシック」といった上記の副次キーとしての種別に対応する操作部品（操作ボタンなど）を配置することができる。
【０１３５】
そして、ユーザが、好みのジャンルとして「クラシック」を選択し（図１２の（Ｂ−１）参照）、選択の確定に相当する「決定」ボタンを押下したならば（図１２の（Ｂ−２）参照）、マイコン２が、図１２の（Ａ）に示した「パターン２」の重み係数組み合わせパターンをＤＳＰ１０へ転送することとすればよい（図１２の（Ｂ−３）参照）。
【０１３６】
なお、図１２の（Ｂ）には、図１２の（Ａ）の「ジャンル」種別に対応する操作部品を配置する設定画面例を示したが、主キーである「パターン番号」や、他の副次キーである「テンポ」あるいは「曲調」に対応する操作部品を配置できることは言うまでもない。
【０１３７】
また、重み係数組み合わせパターンの可変設定の契機は、ユーザ操作に基づく指定値があったときだけに限られるものではない。たとえば、自動車の走行騒音の変化にあわせて適宜重み係数組み合わせパターンの可変設定を行ってもよい。
【０１３８】
これは、重み係数情報８ａの「種別」項目に走行騒音の周波数帯域を格納する「騒音周波数帯域」項目をさらに含ませ、かかる周波数帯域ごとに重み係数組み合わせパターンを関連付けて記憶することとしたうえで、マイクなどを用いて集音した走行騒音の周波数帯域の変化に応じて、かかる周波数帯域に対応する重み係数組み合わせパターンを適宜ＤＳＰ１０へ転送するといった手法で実現することができる。
【０１３９】
ところで、図１２を用いた説明では、あらかじめ設定された重み係数情報８ａに基づいてアンプ１６ｃあるいはアンプ１６ｄの重み係数を設定する場合について説明したが、かかる重み係数情報８ａに基づくことなくアンプ１６ｃあるいはアンプ１６ｄの重み係数を設定してもよい。
【０１４０】
そこで、かかる変形例について、図１３を用いて説明する。図１３は、重み係数設定の変形例を示す図である。なお、図１３の（Ａ）には、ユーザの操作による重み係数設定の変形例を、図１３の（Ｂ）には、楽曲ＤＢ８ｂに基づく場合を、それぞれ示している。
【０１４１】
図１３の（Ａ）に示すように、音響装置１は、たとえば、「テンポ」を「ファスト」寄りにあるいは「スロー」寄りに調整可能なダイヤル３ａを操作部３に設けることができる。ここで、重み係数Ｋおよび重み係数Ｌ（図１２参照）の比率（「Ｋ：Ｌ」）は、「１：１」であるものとする。
【０１４２】
このとき、ユーザがダイヤル３ａを「スロー」寄り「＋１０％」を示す位置へダイヤルを回す操作を行った場合（図１３の（Ａ−１）参照）、マイコン２は、重み係数Ｌの比率を「＋１０％」して、「Ｋ：Ｌ」＝「１：１．１」としてＤＳＰ１０へ転送することができる（図１３の（Ａ−２）参照）。
【０１４３】
そして、ＤＳＰ１０は、かかるマイコン２の転送する「Ｋ：Ｌ」＝「１：１．１」を示す通知に基づき、アンプ１６ｃおよびアンプ１６ｄの重み係数の比率を「１：１．１」と変更する。
【０１４４】
また、図１３の（Ｂ）に示すように、楽曲の再生履歴などに関するデータベースである楽曲ＤＢ８ｂに基づくこととしてもよい。かかる場合、変形例に係る音響装置１は、マイコン２に楽曲解析部２ａをさらに備える。
【０１４５】
楽曲ＤＢ８ｂは、楽曲の再生履歴などを蓄積するデータベースである。また、楽曲ＤＢ８ｂは、マイコン２などによって楽曲が１曲再生されるごとに随時更新されるものとする。
【０１４６】
たとえば、図１３の（Ｂ）に示すように、楽曲ＤＢ８ｂは、楽曲を識別する「曲番号」項目、曲名が格納される「曲名」項目、再生回数が格納される「再生回数」項目および楽曲のジャンルの識別値が格納される「ジャンル」項目から構成される。なお、ジャンルの識別値の判別には、たとえば、楽曲データがＭＰ３フォーマットなどであれば、フォーマット仕様に基づくタグ情報を利用することができる。
【０１４７】
楽曲解析部２ａは、かかる楽曲ＤＢ８ｂを解析して、ＤＳＰ１０に転送する重み係数組み合わせパターンを決定する。
【０１４８】
ここで、図１３の（Ｂ）に示すように、楽曲ＤＢ８ｂにおいて、曲番号が「１」の「ＸＸＸ」という「ロック」ジャンルの楽曲は、再生回数が「８」であり、曲番号が「２」の「ＹＹＹ」という「クラシック」ジャンルの楽曲は、再生回数が「１０」であるものとする。
【０１４９】
このとき、仮にこの２曲のデータしか無い場合（あるいは、この２曲のデータしか処理に用いない設定の場合）、重み係数設定の一変形例として、楽曲解析部２ａは、重み係数組み合わせパターンである「Ｋ：Ｌ」を、「テンポ」が「ファスト」の曲と「スロー」の曲との再生回数の比率である「０．８：１（＝８：１０）」と決定し、ＤＳＰ１０に対して転送する。
【０１５０】
また、楽曲ＤＢ８ｂに登録された楽曲のジャンル別集計結果などに基づき、重み係数組み合わせパターンを決定してＤＳＰ１０へ転送する変形例も実用的かつ効果的である。たとえば、楽曲ＤＢ８ｂにおいて、「ロック」ジャンルの楽曲が「１００」曲、「クラシック」ジャンルの楽曲が「７０」曲、それぞれ登録されているものとする。
【０１５１】
このとき、楽曲解析部２ａは、「テンポ」が「ファスト」に対応する「ロック」ジャンルの楽曲数「１００」と、「スロー」に対応する「クラシック」ジャンルの楽曲数「７０」とに基づき、前述の「Ｋ：Ｌ」を、かかる楽曲数の比率である「１：０．７（＝１００：７０）」と決定し、ＤＳＰ１０に対して転送する。
【０１５２】
なお、楽曲解析部２ａが、バックグラウンドで随時楽曲ＤＢ８ｂの解析動作を行うことで、たとえば、ユーザがその日の気分でたまたまいつもとは異なる嗜好の楽曲再生を行っても、その日に再生された楽曲のジャンルの比率を求めるなどすることによって、その日のジャンル傾向に即した適切な音量補正を行うことを可能にできる。
【０１５３】
このように、再生回数や登録された楽曲の集計結果などに基づいて重み係数を決定することで、ユーザの嗜好に応じた適切な音量補正を行うことが可能となる。
【０１５４】
図９の説明に戻り、選択部１６ｅについて説明する。選択部１６ｅは、それぞれ個別の重み付けが行われた第１平均値および第２平均値などの各信号レベルの平均値のうちの最大値を、信号レベル算出部１６における代表値として決定し、目標利得決定部１７に対して出力する処理ブロックである。
【０１５５】
ここで、選択部１６ｅの構成例について、図１４を用いて説明する。図１４は、選択部１６ｅの構成例を示す図である。なお、図１４の（Ａ）には、選択部１６ｅの構成例その１を、図１４の（Ｂ）には、選択部１６ｅの構成例その２を、それぞれ示している。
【０１５６】
図１４の（Ａ）に示したように、選択部１６ｅは、比較部１６ｅａと、除算部１６ｅｂとを備える。比較部１６ｅａは、入力された第１平均値と第２平均値とを、たとえば、コンパレータなどによって比較し、最大値を除算部１６ｅｂに対して出力する。
【０１５７】
除算部１６ｅｂは、比較部１６ｅａから入力された最大値を、対応するアンプ１６ｃあるいはアンプ１６ｄの重み係数で割ることによって重み付け前の値に戻し、代表値として出力する。なお、重み係数の逆数をかけることとしてもよい。また、除算部１６ｅｂを備えることなく、比較部１６ｅａが出力する最大値をそのまま代表値として出力してもよい。
【０１５８】
また、図１４の（Ｂ）に示したように、選択部１６ｅは、比較部１６ｅａと、スイッチ部１６ｅｃとを備えることとしてもよい。スイッチ部１６ｅｃは、アンプ１６ｃの前段で分岐した第１積分回路１６ａの第１平均値と、アンプ１６ｄの前段で分岐した第２積分回路１６ｂの第２平均値との切り替えスイッチである。
【０１５９】
そして、図１４の（Ｂ）に示した構成例その２における比較部１６ｅａは、入力された第１平均値と第２平均値とを比較し、最大値として選択した系統への切り替え指示信号をスイッチ部１６ｅｃに対して出力する。
【０１６０】
スイッチ部１６ｅｃは、比較部１６ｅａから入力された切り替え指示信号に基づき、入力系統の切り替えを行って、対応する第１平均値あるいは第２平均値を代表値として出力する。
【０１６１】
図９の説明に戻り、目標利得決定部１７について説明する。補正値計算部３０２（図３参照）に対応する目標利得決定部１７は、信号レベル算出部１６から入力された代表値に基づいて音量補正「係数」としての目標利得を決定し、かかる目標利得をアンプ１３に対して出力する処理ブロックである。
【０１６２】
補正値適用判定部３０４（図３参照）に対応する利得比較部１８は、現在アンプ１３に対して適用している利得である「現在利得」１８ａを内部メモリなどに保持し、後述する目標利得決定部１７から入力される「目標利得」とかかる「現在利得」１８ａとを比較し、比較結果を目標利得決定部１７に対して出力する処理ブロックである。
【０１６３】
かかる目標利得決定部１７および利得比較部１８について、さらに詳細に説明する。まず、目標利得決定部１７は、信号レベル算出部１６の選択部１６ｅから入力された代表値と、所定の目標となる信号レベル値（以下、「基準レベル値」と記載する）との差分値を算出し、かかる差分値を音量補正「量」としての目標利得として利得比較部１８へ出力する。
【０１６４】
ここで、音量補正「量」としての目標利得とは、「直系統」の音響信号の信号レベル値を基準レベル値とするために必要な増減量である。そして、利得比較部１８が保持する現在利得１８ａも、かかる「増減量」であり、再生中の曲における現時点までの再生部分の信号レベル最大値を基準レベルとするために必要な「増減量」である。
【０１６５】
利得比較部１８は、目標利得決定部１７から入力されたかかる目標利得と現在利得１８ａとを比較し、目標利得が現在利得１８ａよりも小さいならば、現在利得１８ａを保持したまま、かかる現在利得１８ａを目標利得として目標利得決定部１７に対して出力する。
【０１６６】
また、利得比較部１８は、目標利得決定部１７から入力された目標利得が現在利得１８ａよりも大きいならば、現在利得１８ａを目標利得で更新し、目標利得をそのまま目標利得決定部１７に対して出力する。
【０１６７】
そして、目標利得決定部１７は、利得比較部１８から入力された比較結果である目標利得を、「量」としての目標利得から「係数」としての目標利得へ、つまりＤＳＰでの音量補正処理に用いる値（アンプのゲイン）に変換する。たとえば、基準レベル値が「−３ｄＢ」であり、「量」としての目標利得が「＋３ｄＢ」（すなわち、３ｄＢ不足）であるものとする。
【０１６８】
かかる場合、一例として、目標利得決定部１７は、「係数」としての目標利得を「１０＾３／２０」として算出する。そして、目標利得決定部１７は、算出した「係数」としての目標利得をアンプ１３に対して出力し、アンプをその目標利得に応じた動作（算出した「係数」を乗算）に制御する。
【０１６９】
なお、図９に示すように、利得比較部１８は、現在利得１８ａを、音響ソース６や楽曲の切り替わり時などにマイコン２から通知される現在利得初期値によって初期化する。すなわち、利得比較部１８は、切替通知部３０３（図３参照）にも対応する処理ブロックである。また、マイコン２からは、かかる切り替わりを通知する切替信号のみを受け付けて、利得比較部１８が、固定値で現在利得１８ａを初期化することとしてもよい。
【０１７０】
次に、ＤＳＰ１０が実行する処理手順について図１５を用いて説明する。図１５は、ＤＳＰ１０が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。尚、この処理は音響装置１の再生動作中で、かつユーザが音量補正機能をオン操作していた場合に、繰り返し、実行される。
【０１７１】
図１５に示したように、ＤＳＰ１０は、セレクタ５を介して音響ソース６のいずれかの音響信号を入力する（ステップＳ１０１）。そして、上記した「補正系統」において、音響信号を複数の帯域に分けて抽出する（ステップＳ１０２）。なお、図示していないが、上記した「直系統」においては、入力した音響信号の遅延処理部１２による待ち合わせが行われる。
【０１７２】
そして、信号レベル算出部１６が、各帯域に対応する第１積分回路１６ａや第２積分回路１６ｂなどの積分回路ごとに信号レベル値を算出する（ステップＳ１０３）。そして、算出した信号レベル値に対して、算出系統ごとにあらかじめ定められた重み係数を適用（たとえば、乗算）する（ステップＳ１０４）。
【０１７３】
つづいて、信号レベル算出部１６は、選択部１６ｅにおいて、重み係数適用後の算出系統ごとの信号レベル値を比較し（ステップＳ１０５）、最も大きい信号レベル値を選択する（ステップＳ１０６）。
【０１７４】
そして、信号レベル算出部１６は、選択部１６ｅにおいて、選択した信号レベル値を重み係数適用前に戻し（ステップＳ１０７）、戻した信号レベル値を代表値として目標利得決定部１７に対して出力する。
【０１７５】
つづいて、目標利得決定部１７は、信号レベル算出部１６から入力された代表値に基づいて目標利得を算出し（ステップＳ１０８）、利得比較部１８が保持する現在利得１８ａとの比較を経て最終的な目標利得を決定のうえ、アンプ１３に対して出力する（ステップＳ１０９）。
【０１７６】
そして、アンプ１３が、決定された目標利得に基づいて音響信号の音量補正を行い（ステップＳ１０９）、音響信号を外部（メインアンプ７）へ出力する（ステップＳ１１０）。
【０１７７】
上述してきたように、本実施例では、各積分回路が、音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を異なる平均化時間で並列に算出し、各積分回路の後段の各アンプが、算出した平均値を所定の重み係数を用いて個別に重み付けし、選択部が、重み付けされた平均値に基づいて代表値を選択し、目標利得決定部および利得比較部が、選択した代表値に基づいて音響信号の利得を決定し、アンプが、かかる利得に基づいて音量を補正するように音響装置を構成した。したがって、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正することができる。
【０１７８】
なお、上述した実施例では、主に音量を補正する機能に特化したＤＳＰを例に挙げて説明を行ったが、かかるＤＳＰによって音量補正装置を構成することとしてもよい。また、上述した実施例に記載した「重み係数」を「重み付け値」と言い換えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
以上のように、本発明に係る音響装置、音量補正装置および音量補正方法は、聴取者へ違和感を与えることなく音量を補正したい場合に有用であり、特に、携帯型デジタル音楽プレイヤーなどの普及によって音響ソースや再生フォーマットの多様性が増した車載用音響装置への適用に適している。
【符号の説明】
【０１８０】
１ 音響装置
２ マイコン
２ａ 楽曲解析部
３ 操作部
４ 表示部
５ セレクタ
６ 音響ソース
７ メインアンプ
８ 記憶部
８ａ 重み係数情報
８ｂ 楽曲ＤＢ
９ スピーカ
１０ ＤＳＰ
１１ 通信Ｉ／Ｆ
１２ 遅延処理部
１３ アンプ
１４ 第１ＢＰＦ
１５ 第２ＢＰＦ
１６ 信号レベル算出部
１６ａ 第１積分回路
１６ｂ 第２積分回路
１６ｃ、１６ｄ アンプ
１６ｅ 選択部
１６ｅａ 比較部
１６ｅｂ 除算部
１６ｅｃ スイッチ部
１７ 目標利得決定部
１８ 利得比較部
１８ａ 現在利得
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号を再生する音響装置であって、
前記音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を、異なる平均化時間で平均化する複数の平均化手段と、
前記平均化手段ごとに算出された前記平均値を個別に重み付け値を用いて重み付けする重み付け手段と、
前記重み付け手段によって重み付けされた前記平均値に基づいて代表値を求める代表値決定手段と、
前記代表値に基づいて前記音響信号の利得を決定し、当該利得に基づいて音量を補正する音量補正手段と
を備えたことを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記代表値決定手段は、
前記平均値の内、利得が最小となる前記平均値を前記代表値とすることを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項３】
前記複数の平均化手段は、
前記信号レベル値の変動が急峻な前記音響信号に対応する前記平均化時間を用いる第１の平均化手段と、前記第１の平均化手段の前記平均化時間よりも長い前記平均化時間を用いる第２の平均化手段とを少なくとも含むことを特徴とする請求項１または２に記載の音響装置。
【請求項４】
前記重み付け手段ごとの前記重み付け値の組み合わせを所定の種別と関連付けて記憶する記憶手段と、
操作者の操作に基づく指定値が示す前記種別、または、前記音響信号の元データが示す前記種別に対応する前記組み合わせを前記記憶手段から取得する取得手段と
をさらに備え、
前記重み付け手段は、
前記取得手段によって取得された前記組み合わせに含まれる当該重み付け手段に対応する前記重み付け値を用いて前記平均値を重み付けすることを特徴とする請求項１、２または３に記載の音響装置。
【請求項５】
前記種別は、
前記音響信号の音楽ジャンルを含むことを特徴とする請求項４に記載の音響装置。
【請求項６】
音響信号の音量を補正する音量補正方法であって、
前記音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を、異なる平均化時間で平均化する複数の平均化工程と、
前記平均化工程ごとに算出された前記平均値を個別に重み付け値を用いて重み付けする重み付け工程と、
前記重み付け工程によって重み付けされた前記平均値に基づいて代表値を求める代表値決定工程と、
前記代表値に基づいて前記音響信号の利得を決定し、当該利得に基づいて音量を補正する音量補正工程と
を含んだことを特徴とする音量補正方法。
【請求項７】
音響信号の音量を、前記音響信号の信号レベルの変動に応じて設定される音量補正量に基づき補正する音量補正装置であって、
音声情報の初期部分の信号レベルに応じて前記音量補正量を設定する初期音量補正量設定手段と、
前記音声情報の信号レベルを再生に伴い順次検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルに応じて音量補正量更新値を導出する補正量導出手段と、
前記音量補正量更新値による制御が、設定されている前記音量補正量による制御より音量が下がる場合に、前記音量補正量を前記音量補正量更新値で更新する音量補正量更新手段と
を備えたことを特徴とする音量補正装置。
【請求項８】
前記音量補正量更新手段は、
前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルをそれまでの信号レベルの最大値と比較することにより更新の要否判断を行うことを特徴とする請求項７に記載の音量補正装置。
【請求項９】
前記信号レベル検出手段は、
前記音声情報のフィルタリングを行うフィルタであって、フィルタリング時定数の異なる複数のフィルタと、
前記複数のフィルタの出力レベルの比較結果に応じて、該複数のフィルタの出力から信号レベルを選択決定するフィルタ選択手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の音量補正装置。
【請求項１０】
音響コンテンツに応じて再生音量を調整する機能を有する音響装置であって、
前記音響コンテンツの信号レベルを順次検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルの最大値に対応する調整値で前記音響コンテンツの音響信号のレベルを調整するレベル調整手段と
を備えることを特徴とする音響装置。
【請求項１１】
前記レベル調整手段は、
前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルの前記最大値を保持する最大値保持手段と、
前記最大値保持手段により保持された前記最大値からゲインを決定するゲイン決定手段と、
前記ゲイン決定手段により決定された前記ゲインで音響信号を増幅する増幅手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の音響装置。
【請求項１２】
前記音響コンテンツの切り替え時に、前記最大値保持手段により保持された前記最大値を初期化する最大値初期化手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載の音響装置。
【請求項１】
音響信号を再生する音響装置であって、
前記音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を、異なる平均化時間で平均化する複数の平均化手段と、
前記平均化手段ごとに算出された前記平均値を個別に重み付け値を用いて重み付けする重み付け手段と、
前記重み付け手段によって重み付けされた前記平均値に基づいて代表値を求める代表値決定手段と、
前記代表値に基づいて前記音響信号の利得を決定し、当該利得に基づいて音量を補正する音量補正手段と
を備えたことを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記代表値決定手段は、
前記平均値の内、利得が最小となる前記平均値を前記代表値とすることを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項３】
前記複数の平均化手段は、
前記信号レベル値の変動が急峻な前記音響信号に対応する前記平均化時間を用いる第１の平均化手段と、前記第１の平均化手段の前記平均化時間よりも長い前記平均化時間を用いる第２の平均化手段とを少なくとも含むことを特徴とする請求項１または２に記載の音響装置。
【請求項４】
前記重み付け手段ごとの前記重み付け値の組み合わせを所定の種別と関連付けて記憶する記憶手段と、
操作者の操作に基づく指定値が示す前記種別、または、前記音響信号の元データが示す前記種別に対応する前記組み合わせを前記記憶手段から取得する取得手段と
をさらに備え、
前記重み付け手段は、
前記取得手段によって取得された前記組み合わせに含まれる当該重み付け手段に対応する前記重み付け値を用いて前記平均値を重み付けすることを特徴とする請求項１、２または３に記載の音響装置。
【請求項５】
前記種別は、
前記音響信号の音楽ジャンルを含むことを特徴とする請求項４に記載の音響装置。
【請求項６】
音響信号の音量を補正する音量補正方法であって、
前記音響信号の所定の周波数帯域分ごとの信号レベル値の平均値を、異なる平均化時間で平均化する複数の平均化工程と、
前記平均化工程ごとに算出された前記平均値を個別に重み付け値を用いて重み付けする重み付け工程と、
前記重み付け工程によって重み付けされた前記平均値に基づいて代表値を求める代表値決定工程と、
前記代表値に基づいて前記音響信号の利得を決定し、当該利得に基づいて音量を補正する音量補正工程と
を含んだことを特徴とする音量補正方法。
【請求項７】
音響信号の音量を、前記音響信号の信号レベルの変動に応じて設定される音量補正量に基づき補正する音量補正装置であって、
音声情報の初期部分の信号レベルに応じて前記音量補正量を設定する初期音量補正量設定手段と、
前記音声情報の信号レベルを再生に伴い順次検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルに応じて音量補正量更新値を導出する補正量導出手段と、
前記音量補正量更新値による制御が、設定されている前記音量補正量による制御より音量が下がる場合に、前記音量補正量を前記音量補正量更新値で更新する音量補正量更新手段と
を備えたことを特徴とする音量補正装置。
【請求項８】
前記音量補正量更新手段は、
前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルをそれまでの信号レベルの最大値と比較することにより更新の要否判断を行うことを特徴とする請求項７に記載の音量補正装置。
【請求項９】
前記信号レベル検出手段は、
前記音声情報のフィルタリングを行うフィルタであって、フィルタリング時定数の異なる複数のフィルタと、
前記複数のフィルタの出力レベルの比較結果に応じて、該複数のフィルタの出力から信号レベルを選択決定するフィルタ選択手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の音量補正装置。
【請求項１０】
音響コンテンツに応じて再生音量を調整する機能を有する音響装置であって、
前記音響コンテンツの信号レベルを順次検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルの最大値に対応する調整値で前記音響コンテンツの音響信号のレベルを調整するレベル調整手段と
を備えることを特徴とする音響装置。
【請求項１１】
前記レベル調整手段は、
前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルの前記最大値を保持する最大値保持手段と、
前記最大値保持手段により保持された前記最大値からゲインを決定するゲイン決定手段と、
前記ゲイン決定手段により決定された前記ゲインで音響信号を増幅する増幅手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の音響装置。
【請求項１２】
前記音響コンテンツの切り替え時に、前記最大値保持手段により保持された前記最大値を初期化する最大値初期化手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載の音響装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２４４２４６（Ｐ２０１２−２４４２４６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９７４１（Ｐ２０１１−１０９７４１）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]