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技術 信号処理装置、信号処理方法、及び、スピーカー装置

出願人 オンキヨー株式会社
発明者 川口剛黒崎弘貴
出願日 2019年4月19日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-079809
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-178256
状態 未査定
技術分野 音質制御・圧縮伸張・振幅制限 可聴帯域変換器の回路等
主要キーワード ボリュームノブ 音圧モード 低域カット ボリューム処理 BPF処理 音質モード 低域カットオフ周波数 ローパスフィルター処理
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図面 (7)

課題

スピーカー能力最大限有効活用可能とすること。

解決手段

DSP4は、音声信号の低域成分を抽出するLPF処理と、音声信号の高域成分を抽出するHPF処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するBPF処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第3ボリューム処理と、を行う。DSP4は、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、第3ボリューム処理において、音量を増加させる。

概要

背景

出願人は、特願2017−109652号(特許文献1)、及び、特願2017−208219号を特許出願している。これらの特許出願においては、第1ボリューム処理と、第2ボリューム処理と、を独立して制御し、第2ボリューム減衰分を解放する形で、マスターボリュームにおける音量の増加を実現し、音質最大音量との両立を試みている。

概要

スピーカー能力最大限有効活用可能とすること。DSP4は、音声信号の低域成分を抽出するLPF処理と、音声信号の高域成分を抽出するHPF処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するBPF処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第3ボリューム処理と、を行う。DSP4は、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、第3ボリューム処理において、音量を増加させる。

目的

本発明の目的は、スピーカーの能力を最大限有効活用可能とすることである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するバンドパスフィルター処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第3ボリューム処理と、を行い、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、前記第3ボリューム処理において、音量を増加させることを特徴とする信号処理装置

請求項2

受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の全帯域成分を減衰する第1ボリューム処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の所定帯域成分を減衰する第2ボリューム処理と、をさらに行うことを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。

請求項3

受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、前記第1ボリューム処理において、音声信号の全帯域を減衰しないことを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。

請求項4

受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、前記第1ボリューム処理において、受け付けられたボリューム値に基づいて、減衰量が変化することを特徴とする請求項2又は3に記載の信号処理装置。

請求項5

受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、前記第3ボリューム処理において、音声信号の高域成分を一定量減衰することを特徴とする請求項2又は3に記載の信号処理装置。

請求項6

受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、音圧優先する音圧モードであり、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、音質を優先する音質モードであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の信号処理装置。

請求項7

前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第3圧縮処理と、を行い、前記音圧モードにおいて、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、及び、前記第3圧縮処理における圧縮量を、前記音質モードから変更することを特徴とする請求項6に記載の信号処理装置。

請求項8

前記音圧モードにおいて、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、及び、前記第3圧縮処理における、圧縮処理が働く所定の信号レベルを、前記音質モードから変更することを特徴とする請求項7に記載の信号処理装置。

請求項9

低域成分よりも周波数が低い、音声信号の超低域成分カットする低域カット処理をさらに行うことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の信号処理装置。

請求項10

前記音圧モードにおいて、受け付けられたボリューム値が高いほど、前記低域カット処理における低域カットオフ周波数を、高くすることを特徴とする請求項9に記載の信号処理装置。

請求項11

音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するバンドパスフィルター処理と、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第3圧縮処理と、を行うこと特徴とする信号処理装置。

請求項12

前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、及び、前記第3圧縮処理における圧縮量が、互いに異なることを特徴とする請求項11に記載の信号処理装置。

請求項13

前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、及び、前記第3圧縮処理における、圧縮処理が働く所定の信号レベルが、互いに異なることを特徴とする請求項11に記載の信号処理装置。

請求項14

音声信号の低域成分と、音声信号の所定周波数帯域成分と、を合成する合成処理をさらに行うことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の信号処理装置。

請求項15

前記合成処理が行われた音声信号は、ウーファーに出力され、音声信号の高域成分は、ツイーターに出力されることを特徴とする請求項14に記載の信号処理装置。

請求項16

音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第1所定周波数帯域成分を抽出する第1バンドパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第2所定周波数帯域成分を抽出する第2バンドパスフィルター処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の第2所定周波数帯域成分を減衰する第3ボリューム処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第4ボリューム処理と、を行い、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、前記第3ボリューム処理、及び、前記第4ボリューム処理において、音量を増加させることを特徴とする信号処理装置。

請求項17

受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の全帯域成分を減衰する第1ボリューム処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の所定帯域成分を減衰する第2ボリューム処理と、をさらに行うことを特徴とする請求項16に記載の信号処理装置。

請求項18

受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、前記第1ボリューム処理において、音声信号の全帯域を減衰しないことを特徴とする請求項17に記載の信号処理装置。

請求項19

受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、前記第1ボリューム処理において、受け付けられたボリューム値に基づいて、減衰量が変化することを特徴とする請求項17又は18に記載の信号処理装置。

請求項20

受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、前記第3ボリューム処理、及び、前記第4ボリューム処理において、音声信号の中高域成分を一定量減衰することを特徴とする請求項17又は18に記載の信号処理装置。

請求項21

受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、音圧を優先する音圧モードであり、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、音質を優先する音質モードであることを特徴とする請求項15〜20のいずれか1項に記載の信号処理装置。

請求項22

前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分を圧縮する第3圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第3圧縮処理と、を行い、前記音圧モードにおいて、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、前記第3圧縮処理、及び、前記第4圧縮処理における圧縮量を、前記音質モードから変更することを特徴とする請求項21に記載の信号処理装置。

請求項23

前記音圧モードにおいて、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、前記第3圧縮処理、及び、前記第4圧縮処理における、圧縮処理が働く所定の信号レベルを、前記音質モードから変更することを特徴とする請求項21に記載の信号処理装置。

請求項24

低域成分よりも周波数が低い、音声信号の超低域成分をカットする低域カット処理をさらに行うことを特徴とする請求項16〜23のいずれか1項に記載の信号処理装置。

請求項25

前記音圧モードにおいて、受け付けられたボリューム値が高いほど、前記低域カット処理における低域カットオフ周波数を、高くすることを特徴とする請求項24に記載の信号処理装置。

請求項26

音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第1所定周波数帯域成分を抽出する第1バンドパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第2所定周波数帯域成分を抽出する第2バンドパスフィルター処理と、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分を圧縮する第3圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第4圧縮処理と、を行うこと特徴とする信号処理装置。

請求項27

前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、前記第3圧縮処理、及び、第4圧縮処理における圧縮量が、互いに異なることを特徴とする請求項26に記載の信号処理装置。

請求項28

前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、前記第3圧縮処理、及び、前記第4圧縮処理における、圧縮処理が働く所定の信号レベルが、互いに異なることを特徴とする請求項26に記載の信号処理装置。

請求項29

音声信号の低域成分と、音声信号の第1所定周波数帯域成分と、を合成する合成処理をさらに行うことを特徴とする請求項16〜28のいずれか1項に記載の信号処理装置。

請求項30

前記合成処理が行われた音声信号は、ウーファーに出力され、音声信号の第2所定周波数帯域成分は、スコーカーに出力され、音声信号の高域成分は、ツイーターに出力されることを特徴とする請求項29に記載の信号処理装置。

請求項31

音声信号の低域成分と、音声信号の第1所定周波数帯域成分と、音声信号の第2所定周波数帯域成分と、音声信号の高域成分と、を合成する合成処理をさらに行うことを特徴とする請求項16〜28のいずれか1項に記載の信号処理装置。

請求項32

前記合成処理が行われた音声信号は、フルレンジスピーカーユニットに出力されることを特徴とする請求項31に記載の信号処理装置。

請求項33

請求項1〜32のいずれか1項に記載の信号処理装置と、前記信号処理装置からの音声信号が入力されるスピーカーと、を備えることを特徴とするスピーカー装置

請求項34

音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するバンドパスフィルター処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第3ボリューム処理と、を行い、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、前記第3ボリューム処理において、音量を増加させることを特徴とする信号処理方法

請求項35

音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するバンドパスフィルター処理と、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第3圧縮処理と、を行うこと特徴とする信号処理方法。

請求項36

音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第1所定周波数帯域成分を抽出する第1バンドパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第2所定周波数帯域成分を抽出する第2バンドパスフィルター処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の第2所定周波数帯域成分を減衰する第3ボリューム処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第4ボリューム処理と、を行い、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、前記第3ボリューム処理、及び、前記第4ボリューム処理において、音量を増加させることを特徴とする信号処理方法。

請求項37

音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第1所定周波数帯域成分を抽出する第1バンドパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第2所定周波数帯域成分を抽出する第2バンドパスフィルター処理と、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分を圧縮する第3圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第4圧縮処理と、を行うこと特徴とする信号処理方法。

技術分野

0001

本発明は、音声信号信号処理を行う信号処理装置信号処理方法、及び、信号処理装置を備えるスピーカー装置に関する。

背景技術

0002

出願人は、特願2017−109652号(特許文献1)、及び、特願2017−208219号を特許出願している。これらの特許出願においては、第1ボリューム処理と、第2ボリューム処理と、を独立して制御し、第2ボリューム減衰分を解放する形で、マスターボリュームにおける音量の増加を実現し、音質最大音量との両立を試みている。

先行技術

0003

特開2018−026976号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、一般的な音楽再生の場合、音楽信号エネルギーバランス周波数反比例する傾向におり、第1ボリューム処理、及び、第2ボリューム処理における音量を最大まで上げたとしても、中高再生時にスピーカー許容入力に対してまだ余裕があり、スピーカーの実力を最大限有効活用できていなかった。また、音量を改善するために、超低域成分を再生することが求められるが、最大音量の観点では、DRC(Dynamic Range Control)が早く働いてしまい、逆効果となっていた。また、スピーカーの破綻音が音質に悪影響がないように、DRCの設定値が決められているが、最大音量の観点では、スピーカーの許容入力に対して、まだ余裕があり、スピーカーの能力を最大限有効活用できていなかった。

0005

本発明の目的は、スピーカーの能力を最大限有効活用可能とすることである。

課題を解決するための手段

0006

第1の発明の信号処理装置は、音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するバンドパスフィルター処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第3ボリューム処理と、を行い、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、前記第3ボリューム処理において、音量を増加させることを特徴とする。

0007

本発明では、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、第3ボリューム処理において、音量が増加される。これにより、一般的な音楽再生時に、各帯域に入力されるエネルギーバランスが均一となり、高域成分において、スピーカーの許容入力まで有効活用できるため、スピーカーの能力を最大限有効活用することができる。

0008

第2の発明の信号処理装置は、第1の発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の全帯域成分を減衰する第1ボリューム処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の所定帯域成分を減衰する第2ボリューム処理と、をさらに行うことを特徴とする。

0009

第3の発明の信号処理装置は、第2の発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、前記第1ボリューム処理において、音声信号の全帯域を減衰しないことを特徴とする。

0010

第4の発明の信号処理装置は、第2又は第3の発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、前記第1ボリューム処理において、受け付けられたボリューム値に基づいて、減衰量が変化することを特徴とする。

0011

第5の発明の信号処理装置は、第2又は第3の発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、前記第3ボリューム処理において、音声信号の高域成分を一定量減衰することを特徴とする。

0012

第6の発明の信号処理装置は、第1〜第5のいずれかの発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、音圧優先する音圧モードであり、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、音質を優先する音質モードであることを特徴とする。

0013

本発明では、受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、音圧を優先する音圧モードであり、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、音質を優先する音質モードである。これにより、所定値(閾値)以上のボリューム値に依存しながら、段階的に、音質モードから音圧モードに切り替わる。

0014

第7の発明の信号処理装置は、第6の発明の信号処理装置において、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第3圧縮処理と、を行い、前記音圧モードにおいて、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、及び、前記第3圧縮処理における圧縮量を、前記音質モードから変更することを特徴とする。

0015

第8の発明の信号処理装置は、第7の発明の信号処理装置において、前記音圧モードにおいて、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、及び、前記第3圧縮処理における、圧縮処理が働く所定の信号レベルを、前記音質モードから変更することを特徴とする。

0016

第9の発明の信号処理装置は、第1〜第8のいずれかの発明の信号処理装置において、低域成分よりも周波数が低い、音声信号の超低域成分をカットする低域カット処理をさらに行うことを特徴とする。

0017

本発明では、最大音量に対して逆効果である超低域成分がカットされる。

0018

第10の発明の信号処理装置は、第9の発明の信号処理装置において、前記音圧モードにおいて、受け付けられたボリューム値が高いほど、前記低域カット処理における低域カットオフ周波数を、高くすることを特徴とする。

0019

第11の発明の信号処理装置は、音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するバンドパスフィルター処理と、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第3圧縮処理と、を行うこと特徴とする。

0020

本発明では、音声信号の低域成分に対して、第1圧縮処理が行われ、音声信号の所定周波数帯域成分に対して、第2圧縮処理が行われ、音声信号の高域成分に対して、第3圧縮処理が行われる。これにより、各帯域において、圧縮処理を最適化できるため、スピーカーの能力を最大限に有効活用することができる。

0021

第12の発明の信号処理装置は、第11の発明の信号処理装置において、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、及び、前記第3圧縮処理における圧縮量が、互いに異なることを特徴とする。

0022

第13の発明の信号処理装置は、第11の発明の信号処理装置において、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、及び、前記第3圧縮処理における、圧縮処理が働く所定の信号レベルが、互いに異なることを特徴とする。

0023

第14の発明の信号処理装置は、第1〜第13のいずれかの発明の信号処理装置において、音声信号の低域成分と、音声信号の所定周波数帯域成分と、を合成する合成処理をさらに行うことを特徴とする。

0024

第15の発明の信号処理装置は、第14の発明の信号処理装置において、前記合成処理が行われた音声信号は、ウーファーに出力され、音声信号の高域成分は、ツイーターに出力されることを特徴とする。

0025

第16の発明の信号処理装置は、音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第1所定周波数帯域成分を抽出する第1バンドパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第2所定周波数帯域成分を抽出する第2バンドパスフィルター処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の第2所定周波数帯域成分を減衰する第3ボリューム処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第4ボリューム処理と、を行い、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、前記第3ボリューム処理、及び、前記第4ボリューム処理において、音量を増加させることを特徴とする。

0026

本発明では、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、第3ボリューム処理、及び、第4ボリューム処理において、音量が増加される。これにより、一般的な音楽再生時に、各帯域に入力されるエネルギーバランスが均一となり、中高域成分において、スピーカーの許容入力まで有効活用できるため、スピーカーの能力を最大限有効活用することができる。

0027

第17の発明の信号処理装置は、第16の発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の全帯域成分を減衰する第1ボリューム処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の所定帯域成分を減衰する第2ボリューム処理と、をさらに行うことを特徴とする。

0028

第18の発明の信号処理装置は、第17の発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、前記第1ボリューム処理において、音声信号の全帯域を減衰しないことを特徴とする。

0029

第19の発明の信号処理装置は、第17又は第18の発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、前記第1ボリューム処理において、受け付けられたボリューム値に基づいて、減衰量が変化することを特徴とする。

0030

第20の発明の信号処理装置は、第17又は第18の発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、前記第3ボリューム処理、及び、前記第4ボリューム処理において、音声信号の中高域成分を一定量減衰することを特徴とする。

0031

第21の発明の信号処理装置は、第15〜第20のいずれかの発明の信号処理装置において、受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、音圧を優先する音圧モードであり、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、音質を優先する音質モードであることを特徴とする。

0032

本発明では、受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、音圧を優先する音圧モードであり、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、音質を優先する音質モードである。これにより、所定値(閾値)以上のボリューム値に依存しながら、段階的に、音質モードから音圧モードに切り替わる。

0033

第22の発明の信号処理装置は、第21の発明の信号処理装置において、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分を圧縮する第3圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第3圧縮処理と、を行い、前記音圧モードにおいて、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、前記第3圧縮処理、及び、前記第4圧縮処理における圧縮量を、前記音質モードから変更することを特徴とする。

0034

第23の発明の信号処理装置は、第21の発明の信号処理装置において、前記音圧モードにおいて、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、前記第3圧縮処理、及び、前記第4圧縮処理における、圧縮処理が働く所定の信号レベルを、前記音質モードから変更することを特徴とする。

0035

第24の発明の信号処理装置は、第16〜第23のいずれかの発明の信号処理装置において、低域成分よりも周波数が低い、音声信号の超低域成分をカットする低域カット処理をさらに行うことを特徴とする。

0036

本発明では、最大音量に対して逆効果である超低域成分がカットされる。

0037

第25の発明の信号処理装置は、第24の発明の信号処理装置において、前記音圧モードにおいて、受け付けられたボリューム値が高いほど、前記低域カット処理における低域カットオフ周波数を、高くすることを特徴とする。

0038

第26の発明の信号処理装置は、音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第1所定周波数帯域成分を抽出する第1バンドパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第2所定周波数帯域成分を抽出する第2バンドパスフィルター処理と、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分を圧縮する第3圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第4圧縮処理と、を行うこと特徴とする。

0039

本発明では、音声信号の低域成分に対して、第1圧縮処理が行われ、音声信号の第1所定周波数帯域成分に対して、第2圧縮処理が行われ、音声信号の第2所定周波数帯域成分に対して、第3圧縮処理が行われ、音声信号の高域成分に対して、第4圧縮処理が行われる。これにより、各帯域において、圧縮処理を最適化できるため、スピーカーの能力を最大限に有効活用することができる。

0040

第27の発明の信号処理装置は、第26の発明の信号処理装置において、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、前記第3圧縮処理、及び、第4圧縮処理における圧縮量が、互いに異なることを特徴とする。

0041

第28の発明の信号処理装置は、第26の発明の信号処理装置において、前記第1圧縮処理、前記第2圧縮処理、前記第3圧縮処理、及び、前記第4圧縮処理における、圧縮処理が働く所定の信号レベルが、互いに異なることを特徴とする。

0042

第29の発明の信号処理装置は、第16〜第28のいずれかの発明の信号処理装置において、音声信号の低域成分と、音声信号の第1所定周波数帯域成分と、を合成する合成処理をさらに行うことを特徴とする。

0043

第30の発明の信号処理装置は、第29の発明の信号処理装置において、前記合成処理が行われた音声信号は、ウーファーに出力され、音声信号の第2所定周波数帯域成分は、スコーカーに出力され、音声信号の高域成分は、ツイーターに出力されることを特徴とする。

0044

第31の発明の信号処理装置は、第16〜第28のいずれかの発明の信号処理装置において、音声信号の低域成分と、音声信号の第1所定周波数帯域成分と、音声信号の第2所定周波数帯域成分と、音声信号の高域成分と、を合成する合成処理をさらに行うことを特徴とする。

0045

第32の発明の信号処理装置は、第31の発明の信号処理装置において、前記合成処理が行われた音声信号は、フルレンジスピーカーユニットに出力されることを特徴とする。

0046

第33の発明のスピーカー装置は、第1〜第32のいずれかの発明の信号処理装置と、前記信号処理装置からの音声信号が入力されるスピーカーと、を備えることを特徴とする。

0047

第34の発明の信号処理方法は、音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するバンドパスフィルター処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第3ボリューム処理と、を行い、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、前記第3ボリューム処理において、音量を増加させることを特徴とする。

0048

第35の発明の信号処理方法は、音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の所定周波数帯域成分を抽出するバンドパスフィルター処理と、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記バンドパスフィルター処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第3圧縮処理と、を行うこと特徴とする。

0049

第36の発明の信号処理方法は、音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第1所定周波数帯域成分を抽出する第1バンドパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第2所定周波数帯域成分を抽出する第2バンドパスフィルター処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の第2所定周波数帯域成分を減衰する第3ボリューム処理と、受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号の高域成分を減衰する第4ボリューム処理と、を行い、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、前記第3ボリューム処理、及び、前記第4ボリューム処理において、音量を増加させることを特徴とする。

0050

第37の発明の信号処理方法は、音声信号の低域成分を抽出するローパスフィルター処理と、音声信号の高域成分を抽出するハイパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第1所定周波数帯域成分を抽出する第1バンドパスフィルター処理と、音声信号の低域成分と高域成分との間の第2所定周波数帯域成分を抽出する第2バンドパスフィルター処理と、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ローパスフィルター処理を行った音声信号の低域成分を圧縮する第1圧縮処理と、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第1バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分を圧縮する第2圧縮処理と、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記第2バンドパスフィルター処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分を圧縮する第3圧縮処理と、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分が、所定の信号レベル以上である場合に、前記ハイパスフィルター処理を行った音声信号の高域成分を圧縮する第4圧縮処理と、を行うこと特徴とする。

発明の効果

0051

本発明によれば、スピーカーの能力を最大限有効活用することができる。

図面の簡単な説明

0052

本発明の実施形態に係るスピーカー装置の構成を示すブロック図である。
第1実施形態におけるDSPによる信号処理を示す図である。
マスターボリュームと第1〜第4ボリューム処理との関係を示す図である。
第2実施形態におけるDSPによる信号処理を示す図である。
各帯域におけるDRC処理を示す図である。
第2実施形態におけるDSPによる信号処理を示す図である。

実施例

0053

以下、本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るスピーカー装置を示す図である。スピーカー装置1は、マイクロコンピューター2と、操作部3と、DSP(Digital Signal Processor)4と、D/Aコンバーター(以下、「DAC」という。)5と、増幅器6と、スピーカー7と、無線モジュール8と、を備える。

0054

マイクロコンピューター2は、スピーカー装置1を構成する各部を制御する。操作部3は、各種設定を受け付けるための操作キー等を有している。操作部3は、例えば、ユーザーによるボリューム調整を受け付けるためのボリュームノブを有している。DSP4(信号処理装置)は、デジタル音声信号に信号処理を行う。DSP4が行う信号処理については、後述する。DAC5は、DSP4が信号処理を行ったデジタル音声信号を、アナログ音声信号にD/A変換する。増幅器6は、DAC5がD/A変換したアナログ音声信号を増幅する。増幅器6が増幅したアナログ音声信号は、スピーカー7に出力される。スピーカー7は、入力されるアナログ音声信号に基づいて、音声を出力する。無線モジュール8は、Bluetooth(登録商標規格、Wi−Fi規格に従った無線通信を行うためのものである。

0055

マイクロコンピューター2は、例えば、無線モジュール10を介して、スマートフォンデジタルオーディオプレーヤー等から送信されるデジタル音声信号を受信する。そして、マイクロコンピューター2は、受信したデジタル音声信号に、DSP4により信号処理を行わせる。

0056

(第1実施形態)
第1実施形態において、スピーカー7は、ツイーターとウーファーとを含む2wayスピーカーである。図2は、第1実施形態におけるDSPによる信号処理を示す図である。DSP4は、スピーカー調整イコライジング処理(以下、「スピーカー調整EQ処理」という。)、ローパスフィルター処理(以下、「LPF処理」という。)、低域イコライジング処理(以下、低域EQ処理という。)、減衰処理ダイナミックレンジコントロール処理(以下、「DRC処理」という。)、バンドパスフィルター処理(以下、「BPF処理」という。)、ハイパスフィルター処理(以下、「HPF処理」という。)、第1ボリューム処理、第2ボリューム処理、第3ボリューム処理、合成処理を行う。

0057

スピーカー調整EQ処理は、スピーカーの特性に合わせて音声信号の周波数特性を調整する処理である。DSP4は、入力される音声信号にスピーカー調整EQ処理を行う。LPF処理は、音声信号の低域成分(例えば、150Hz以下)を抽出する処理である。DSP4は、スピーカー調整EQ処理を行った音声信号にLPF処理を行う。BPF処理は、音声信号の低域成分と音声信号の高域成分との間の所定周波数帯域成分(例えば、150Hz以上3kHz以下)を抽出する処理である。DSP4は、スピーカー調整EQ処理を行った音声信号にBPF処理を行う。HPF処理は、音声信号の高域成分(例えば、3kHz以上)を抽出する処理である。DSP4は、スピーカー調整EQ処理を行った音声信号にHPF処理を行う。低域EQ処理は、音声信号の低域成分をブーストする処理である。DSP4は、LPF処理を行った音声信号の低域成分に低域EQ処理を行う。

0058

第1ボリューム処理は、マイクロコンピューター2によって受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号を減衰する処理である。DSP4は、低域EQ処理を行った音声信号の低域成分、BPF処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分、HPF処理を行った音声信号の高域成分に、第1ボリューム処理を行う。従って、第1ボリューム処理は、スピーカー7に出力される音声信号の全帯域成分に行われる。マイクロコンピューター2は、操作部3を介して、ユーザーによるボリューム値(マスターボリューム)の指示を受け付ける。なお、LPF処理で抽出する周波数は、スピーカーの最低共振周波数f0以下を含むように設定することが好ましい。

0059

減衰処理は、音声信号を減衰する処理である。DSP4は、第1ボリューム処理を行った音声信号の低域成分に減衰処理を行う。なお、減衰処理は、必須の処理ではない。第1DRC処理(第1圧縮処理)は、音声信号が所定の信号レベル以上である場合に、音声信号を圧縮する処理である。DSP4は、減衰処理を行った音声信号の低域成分に第1DRC処理を行う。

0060

第2ボリューム処理は、マイクロコンピューター2によって受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号を減衰する処理である。DSP4は、第1ボリューム処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分に第2ボリューム処理を行う。第2DRC処理(第2圧縮処理)は、音声信号が所定の信号レベル以上である場合に、音声信号を圧縮する処理である。DSP4は、第2ボリューム処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分に、第2DRC処理を行う。合成処理は、第1DRC処理を行った音声信号の低域成分と、第2DRC処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分と、を合成する処理である。DSP4は、第1DRC処理を行った音声信号の低域成分と、第2DRC処理を行った音声信号の所定周波数帯域成分と、に合成処理を行う。

0061

第3ボリューム処理は、マイクロコンピューター2によって受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号を減衰する処理である。DSP4は、第1ボリューム処理を行った音声信号の高域成分に第3ボリューム処理を行う。第3DRC処理(第3圧縮処理)は、音声信号が所定の信号レベル以上である場合に、音声信号を圧縮する処理である。DSP4は、第3ボリューム処理を行った音声信号の高域成分に、第3DRC処理を行う。

0062

合成処理が行われた音声信号は、ウーファーに出力される。第3DRC処理が行われた音声信号の高域成分は、ツイーターに出力される。

0063

図3は、マスターボリュームと第1〜第4ボリューム処理との関係を示す図である。なお、第1実施形態においては、第4ボリューム処理は行われないため、説明を省略する。「マスターボリューム」は、マイクロコンピューター2が受け付けるボリューム値である。「第1ボリューム」は、第1ボリューム処理による減衰量である。「第2ボリューム」は、第2ボリューム処理による減衰量である。「第3ボリューム」は、第3ボリューム処理による減衰量である。

0064

スピーカー装置1は、音圧を優先する音圧モードと、音質を優先する音質モードと、を有し、これらのモードは、マスターボリュームの値によって、変更される。「マスターボリューム」が「0dB」(所定値)以下の場合、スピーカー装置1は、音質モードである。「マスターボリューム」が「0dB」(所定値)よりも大きい場合、スピーカー装置1は、音圧モードである。

0065

「マスターボリューム」の値に関わらず、第2ボリューム処理による減衰量は、「0dB」一定である。「マスターボリューム」が「0dB」(所定値)以下の場合、すなわち、音質モードの場合、第3ボリューム処理による減衰量は、「−2dB」一定である。従って、DSP4は、第3ボリューム処理において、音声信号の低域成分を一定量である「−2dB」減衰する。

0066

「マスターボリューム」が「0dB」以下の場合、すなわち、音質モードの場合、第1ボリューム処理による減衰量が変化する。「マスターボリューム」が「0dB」の場合、第1ボリューム処理による減衰量は、「0dB」であり、「マスターボリューム」の値が、「−1dB」となる毎に、第1ボリューム処理よる減衰量が、「−1dB」毎に変化する。DSP4は、図3に示す値に従って、第1ボリューム処理において、音声信号の全帯域を減衰する。

0067

「マスターボリューム」が「0dB」よりも大きい場合、すなわち、音圧モードの場合、第1ボリューム処理による減衰量は、「0dB」一定である。従って、DSP4は、第1ボリューム処理において、音声信号の全帯域を減衰しない。「マスターボリューム」が「0dB」よりも大きい場合、すなわち、音圧モードの場合、第3ボリューム処理による減衰量が変化する。「マスターボリューム」が「0dB」の場合、第3ボリューム処理による減衰量は、「−2dB」であり、「マスターボリューム」の値が、「+1dB」となる毎に、第3ボリューム処理よる減衰量が、プラスに変化する。すなわち、DSP4は、第3ボリューム処理において、音量を増加させる。

0068

DSP4は、マスターボリュームが「0dB」以下であるか否かに基づいて、音圧モードと音質モードとを切り替える。DSP4は、音圧モードにおいて、第1DRC処理、第2DRC処理、及び、第3DRC処理における圧縮量を、音質モードから変更する。また、DSP4は、音圧モードにおいて、第1DRC処理、第2DRC処理、及び、第3DRC処理における、DRC処理が働く所定の信号レベル、すなわち、DRC処理を行う設定値を、音質モードから変更する。このとき、DSP4は、制限電圧、及び、アタックタイムを最適な値に設定する。

0069

ここで、低域EQ処理には、低域成分よりも周波数が低い、音声信号の超低域成分をカットする低域カット処理が含まれる。DSP4は、音圧モードにおいて、マスターボリュームが高いほど、低域カット処理における低域カットオフ周波数を、高くする。

0070

DSP4は、第1DRC処理、第2DRC処理、及び、第3DRC処理における、DRC処理が働く圧縮量を、各帯域において最適な値となるように、変更する。これにより、各帯域における圧縮量が、互いに異なる場合がある。

0071

DSP4は、第1DRC処理、第2DRC処理、及び、第3DRC処理における、DRC処理が働く所定の信号レベル、すなわち、DRC処理を行う設定値を、各帯域において最適な値となるように、変更する。これにより、各帯域におけるDRC処理を行う設定値が、互いに異なる場合がある。

0072

以上説明したように、本実施形態では、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、第3ボリューム処理において、音量が増加される。これにより、一般的な音楽再生時に、各帯域に入力されるエネルギーバランスが均一となり、高域成分において、スピーカーの許容入力まで有効活用できるため、スピーカーの能力を最大限有効活用することができる。

0073

また、本実施形態では、受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、音圧を優先する音圧モードであり、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、音質を優先する音質モードである。これにより、所定値(閾値)以上のボリューム値に依存しながら、段階的に、音質モードから音圧モードに切り替わる。

0074

また、本実施形態では、最大音量に対して逆効果である超低域成分がカットされる。

0075

また、本実施形態では、音声信号の低域成分に対して、第1DRC処理が行われ、音声信号の所定周波数帯域成分に対して、第2DRC処理が行われ、音声信号の高域成分に対して、第3DRC処理が行われる。これにより、各帯域において、DRC処理を最適化できるため、スピーカーの能力を最大限に有効活用することができる。

0076

(第2実施形態)
第2実施形態において、スピーカー7は、ツイーターとスコーカーとウーファーとを含む3wayスピーカーである。以下、第1実施形態と同様の処理については、適宜説明を省略する。図4は、第2実施形態におけるDSPによる信号処理を示す図である。図4に示すように、DSP4は、スピーカー調整EQ処理、LPF処理、第1BPF処理、第2BPF処理、HPF処理、第1ボリューム処理、減衰処理、第1DRC処理、第2ボリューム処理、第2DRC処理、第3ボリューム処理、第4ボリューム処理、第4DRC処理、合成処理を行う。

0077

DSP4は、入力される音声信号にスピーカー調整EQ処理を行う。LPF処理は、音声信号の低域成分(例えば、100Hz以下)を抽出する処理である。DSP4は、スピーカー調整EQ処理を行った音声信号にLPF処理を行う。第1BPF処理は、音声信号の低域成分と音声信号の高域成分との間の第1所定周波数帯域成分(例えば、100Hz以上300Hz以下)を抽出する処理である。DSP4は、スピーカー調整EQ処理を行った音声信号に第1BPF処理を行う。第2BPF処理は、音声信号の低域成分と音声信号の高域成分との間の第2所定周波数帯域成分(例えば、300Hz以上4kHz以下)を抽出する処理である。DSP4は、スピーカー調整EQ処理を行った音声信号に第2BPF処理を行う。HPF処理は、音声信号の高域成分(例えば、4kHz以上)を抽出する処理である。DSP4は、スピーカー調整EQ処理を行った音声信号にHPF処理を行う。DSP4は、LPF処理を行った音声信号の低域成分に低域EQ処理を行う。

0078

第1ボリューム処理は、マイクロコンピューター2によって受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号を減衰する処理である。DSP4は、低域EQ処理を行った音声信号の低域成分、第1BPF処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分、第2BPF処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分、HPF処理を行った音声信号の高域成分に、第1ボリューム処理を行う。従って、第1ボリューム処理は、スピーカー7に出力される音声信号の全帯域成分に行われる。マイクロコンピューター2は、操作部3を介して、ユーザーによるボリューム値(マスターボリューム)の指示を受け付ける。なお、LPF処理で抽出する周波数は、スピーカーの最低共振周波数f0以下を含むように設定することが好ましい。

0079

DSP4は、第1ボリューム処理を行った音声信号の低域成分に減衰処理を行う。なお、減衰処理は、必須の処理ではない。第1DRC処理(第1圧縮処理)は、音声信号が所定の信号レベル以上である場合に、音声信号を圧縮する処理である。DSP4は、減衰処理を行った音声信号の低域成分に第1DRC処理を行う。

0080

第2ボリューム処理は、マイクロコンピューター2によって受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号を減衰する処理である。DSP4は、第1ボリューム処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分に第2ボリューム処理を行う。第2DRC処理(第2圧縮処理)は、音声信号が所定の信号レベル以上である場合に、音声信号を圧縮する処理である。DSP4は、第2ボリューム処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分に、第2DRC処理を行う。合成処理は、第1DRC処理を行った音声信号の低域成分と、第2DRC処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分と、を合成する処理である。DSP4は、第1DRC処理を行った音声信号の低域成分と、第2DRC処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分と、に合成処理を行う。

0081

第3ボリューム処理は、マイクロコンピューター2によって受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号を減衰する処理である。DSP4は、第1ボリューム処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分に第3ボリューム処理を行う。第3DRC処理(第3圧縮処理)は、音声信号が所定のレベル以上である場合に、音声信号を圧縮する処理である。DSP4は、第3ボリューム処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分に、第3DRC処理を行う。第4ボリューム処理は、マイクロコンピューター2によって受け付けられたボリューム値に基づいて、音声信号を減衰する処理である。DSP4は、第1ボリューム処理を行った音声信号の高域成分に第4ボリューム処理を行う。第4DRC処理(第4圧縮処理)は、音声信号が所定の信号レベル以上である場合に、音声信号を圧縮する処理である。DSP4は、第4ボリューム処理を行った音声信号の高域成分に、第4DRC処理を行う。

0082

合成処理が行われた音声信号は、ウーファーに出力される。第3DRC処理が行われた音声信号の第2所定周波数帯域成分は、スコーカーに出力される。第4DRC処理が行われた音声信号の高域成分は、ツイーターに出力される。

0083

図3は、マスターボリュームと第1〜第4ボリューム処理との関係を示す図である。第1〜第3ボリューム処理における減衰量は、第1実施形態と同様である。「第4ボリューム」は、第4ボリューム処理による減衰量である。

0084

マスターボリューム」が「0dB」(所定値)以下の場合、すなわち、音質モードの場合、第4ボリューム処理による減衰量は、「−7dB」一定である。従って、DSP4は、第4ボリューム処理において、音声信号の低域成分を一定量である「−7dB」減衰する。「マスターボリューム」が「0dB」よりも大きい場合、すなわち、音圧モードの場合、第4ボリューム処理による減衰量が変化する。「マスターボリューム」が「0dB」の場合、第3ボリューム処理による減衰量は、「−7dB」であり、「マスターボリューム」の値が、「+1dB」となる毎に、第4ボリューム処理よる減衰量が、プラスに変化する。すなわち、DSP4は、第4ボリューム処理において、音量を増加させる。

0085

DSP4は、マスターボリュームが「0dB」以下であるか否かに基づいて、音圧モードと音質モードとを切り替える。DSP4は、音圧モードにおいて、第1DRC処理、第2DRC処理、及び、第3DRC処理における圧縮量を、音質モードから変更する。また、DSP4は、音圧モードにおいて、第1DRC処理、第2DRC処理、第3DRC処理、及び、第4DRC処理における、DRC処理が働く所定の信号レベル、すなわち、DRC処理を行う設定値を、音質モードから変更する。このとき、DSP4は、制限電圧、及び、アタックタイムを最適な値に設定する。

0086

ここで、低域EQ処理には、低域成分よりも周波数が低い、音声信号の超低域成分をカットする低域カット処理が含まれる。DSP4は、音圧モードにおいて、マスターボリュームが高いほど、低域カット処理における低域カットオフ周波数を、高くする。

0087

DSP4は、第1DRC処理、第2DRC処理、第3DRC処理、及び、第4DRC処理における、DRC処理が働く圧縮量を、各帯域において最適な値となるように、変更する。これにより、図5に示すように、各帯域における圧縮量が、互いに異なる場合がある。

0088

DSP4は、第1DRC処理、第2DRC処理、第3DRC処理、及び、第4DRC処理における、DRC処理が働く所定の信号レベル、すなわち、DRC処理を行う設定値を、各帯域において最適な値となるように、変更する。これにより、各帯域におけるDRC処理を行う設定値が、互いに異なる場合がある。

0089

以上説明したように、本実施形態では、受け付けられたボリューム値が、所定値よりも大きい場合に、第3ボリューム処理、及び、第4ボリューム処理において、音量が増加される。これにより、一般的な音楽再生時に、各帯域に入力されるエネルギーバランスが均一となり、中高域成分において、スピーカーの許容入力まで有効活用できるため、スピーカーの能力を最大限有効活用することができる。

0090

また、本実施形態では、受け付けられたボリューム値が所定値よりも大きい場合に、音圧を優先する音圧モードであり、受け付けられたボリューム値が所定値以下である場合に、音質を優先する音質モードである。これにより、所定値(閾値)以上のボリューム値に依存しながら、段階的に、音質モードから音圧モードに切り替わる。

0091

また、本実施形態では、最大音量に対して逆効果である超低域成分がカットされる。

0092

また、本実施形態では、音声信号の低域成分に対して、第1DRC処理が行われ、音声信号の第1所定周波数帯域成分に対して、第2DRC処理が行われ、音声信号の第2所定周波数帯域成分に対して、第3DRC処理が行われ、音声信号の高域成分に対して、第4DRC処理が行われる。これにより、各帯域において、DRC処理を最適化できるため、スピーカーの能力を最大限に有効活用することができる。

0093

(第3実施形態)
第3実施形態において、スピーカー7は、フルレンジのスピーカーである。以下、第2実施形態と同様の処理については、適宜説明を省略する。図4は、第2実施形態におけるDSPによる信号処理を示す図である。図6に示すように、DSP4は、スピーカー調整EQ処理、LPF処理、第1BPF処理、第2BPF処理、HPF処理、第1ボリューム処理、減衰処理、第1DRC処理、第2ボリューム処理、第2DRC処理、第3ボリューム処理、第4ボリューム処理、第4DRC処理、合成処理を行う。

0094

合成処理は、第1DRC処理を行った音声信号の低域成分と、第2DRC処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分と、第3DRC処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分と、第4DRC処理を行った音声信号の高域成分と、を合成する処理である。DSP4は、第1DRC処理を行った音声信号の低域成分と、第2DRC処理を行った音声信号の第1所定周波数帯域成分と、第3DRC処理を行った音声信号の第2所定周波数帯域成分と、第4DRC処理を行った音声信号の高域成分と、に合成処理を行う。合成処理が行われた音声信号は、フルレンジのスピーカーに出力される。

0095

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。

0096

上述の実施形態においては、DSP4により、第1ボリューム処理等の各処理が行われている。これに限らず、各処理が専用の回路等により行われるようになっていてもよい。例えば、第1ボリューム処理は、SoC(System On Chip)(制御部)により行われてもよい。

0097

本発明は、音声信号に信号処理を行う信号処理装置、信号処理方法、及び、信号処理装置を備えるスピーカー装置に好適に採用され得る。

0098

1スピーカー装置
2マイクロコンピューター
3 操作部
4 DSP(信号処理装置)
5 DAC
6増幅器
7スピーカー
8 無線モジュール

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