JP2010016483A - Sound signal correction apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音声信号補正技術に関し、特にユーザの聴力にあわせて音声信号を補正する音声信号補正装置に関する。 The present invention relates to an audio signal correction technique, and more particularly to an audio signal correction apparatus that corrects an audio signal in accordance with the hearing ability of a user.
従来、ステレオあるいはサラウンド装置において、利得、周波数特性などのような音場の補正は、画一的もしくは視聴者の好みでなされている。また、補正の実行には手間が掛かり、手順も複雑である(例えば、特許文献1参照)。
近年、ポータブル・デジタル・オーディオ・プレーヤ(以下、「再生装置」という)が普及し、再生装置では、MP3等にて圧縮されたデータが再生される。このような再生装置では、部屋の暗騒音や周囲の環境等によって再生した音楽データが聞き取りづらくなることがある。また、ユーザの年齢のような、個人差によっても聞こえ方が異なる。そのため、再生装置においても、音声データを補正するための機能が要求される。一方、再生装置では、ボタン等が少ないので、ユーザに対する操作性の向上が要求される。また、再生装置の処理能力を考慮すると、補正を実行する際の処理の簡易化が要求される。 In recent years, portable digital audio players (hereinafter referred to as “playback apparatuses”) have become widespread, and the playback apparatuses play back data compressed by MP3 or the like. In such a reproducing apparatus, the reproduced music data may be difficult to hear due to background noise in the room or the surrounding environment. In addition, the way of hearing varies depending on individual differences such as the age of the user. Therefore, a function for correcting audio data is also required in the playback apparatus. On the other hand, since the playback device has few buttons and the like, improvement in operability for the user is required. Also, considering the processing capability of the playback device, it is required to simplify the processing when performing correction.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、個人の聴力特性に応じた音楽データの補正を簡易な処理で実現する技術を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique that realizes correction of music data in accordance with individual hearing characteristics by simple processing.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の音声信号補正装置は、所定の帯域にわたる複数の周波数ポイントにて形成されたユーザの聴力の周波数特性を測定する測定部と、測定部において測定する聴力の周波数特性に対して理想的な聴力の特性として予め設定された理想周波数特性における少なくとも1つの周波数ポイントにおいて、測定した聴力の周波数特性値と理想周波数特性値とが接近するように、聴力の周波数特性値を所定の帯域において一定量レベルシフトするレベルシフト部と、レベルシフト部においてレベルシフトした聴力の周波数特性値と、理想周波数特性値との差分値を各周波数ポイントにおいて導出した後、各周波数ポイントに対する重み係数によって、各周波数ポイントにおける差分値を重みづけることによって、各周波数ポイントに対する補正係数を導出する導出部と、導出部において導出した各周波数ポイントに対する補正係数と、レベルシフト部において聴力の周波数特性値をレベルシフトする際のレベルシフト量とにもとづいて、音声信号を補正する補正部とを備える。測定部は、理想周波数特性値よりもレベルの大きな音圧領域において、聴力の周波数特性を測定し、導出部における各周波数ポイントに対する重み係数は、周波数が高くなるとともに大きくなるように規定されている。 In order to solve the above problems, an audio signal correction apparatus according to an aspect of the present invention includes a measurement unit that measures frequency characteristics of a user's hearing formed at a plurality of frequency points over a predetermined band, and a measurement unit that performs measurement. The hearing ability is such that the measured frequency characteristic value of the hearing and the ideal frequency characteristic value are close to each other at at least one frequency point in the ideal frequency characteristic that is preset as an ideal hearing characteristic with respect to the frequency characteristic of the hearing ability. After deriving at each frequency point a difference value between the level shift unit that shifts the frequency characteristic value of the frequency level by a certain amount in a predetermined band, the frequency characteristic value of the hearing level shifted in the level shift unit, and the ideal frequency characteristic value, By weighting the difference value at each frequency point by the weighting factor for each frequency point Based on the derivation unit for deriving the correction coefficient for each frequency point, the correction coefficient for each frequency point derived in the derivation unit, and the level shift amount when level shifting the frequency characteristic value of hearing in the level shift unit, A correction unit that corrects the audio signal. The measurement unit measures the frequency characteristic of hearing in a sound pressure region having a level larger than the ideal frequency characteristic value, and the weighting factor for each frequency point in the derivation unit is specified to increase as the frequency increases. .
この態様によると、理想レベルと測定した聴力レベルとの差異をもとに増幅率を導出する場合において、理想レベルよりも悪化した領域において聴力レベルを測定するので、測定した聴力レベルを減衰させるような動作を省略でき、個人の聴力特性に応じた音楽データの補正を簡易な操作で実現できる。 According to this aspect, when the amplification factor is derived based on the difference between the ideal level and the measured hearing level, the hearing level is measured in a region worse than the ideal level, so that the measured hearing level is attenuated. Correction of music data according to individual hearing characteristics can be realized with a simple operation.
本発明の別の態様もまた、音声信号補正装置である。この装置は、所定の帯域にわたる複数の周波数ポイントにて形成されたユーザの聴力の周波数特性を測定する測定部と、測定部において測定する聴力の周波数特性に対して理想的な聴力の特性として予め設定された理想周波数特性における少なくとも1つの周波数ポイントにおいて、測定した聴力の周波数特性値と理想周波数特性値とが接近するように、聴力の周波数特性値を所定の帯域において一定量レベルシフトするレベルシフト部と、レベルシフト部においてレベルシフトした聴力の周波数特性値と、理想周波数特性値との差分値を各周波数ポイントにおいて導出した後、各周波数ポイントに対する重み係数によって、各周波数ポイントにおける差分値を重みづけることによって、各周波数ポイントに対する補正係数を導出する導出部と、導出部において導出した各周波数ポイントに対する補正係数と、レベルシフト部において聴力の周波数特性値をレベルシフトする際のレベルシフト量とにもとづいて、音声信号を補正する補正部とを備える。導出部は、複数種類の重み係数を記憶しており、補正部において補正すべき音声信号の種類をもとに、複数種類の重み係数のうちのひとつを選択する。 Another aspect of the present invention is also an audio signal correction apparatus. This device has a measurement unit that measures frequency characteristics of a user's hearing formed at a plurality of frequency points over a predetermined band, and an ideal hearing characteristic for the frequency characteristics of the hearing that is measured in the measurement unit in advance. Level shift that shifts the frequency characteristic value of the hearing a certain amount in a predetermined band so that the measured frequency characteristic value of the hearing ability approaches the ideal frequency characteristic value at at least one frequency point in the set ideal frequency characteristic. And the difference between the frequency characteristic value of the hearing level shifted by the level shift unit and the ideal frequency characteristic value is derived at each frequency point, and the difference value at each frequency point is weighted by the weighting coefficient for each frequency point. To derive the correction coefficient for each frequency point A correction coefficient for each frequency point derived in the derivation unit, based on the level shift amount when shifting a level of the frequency characteristic values of the hearing in the level shift unit, and a correcting unit for correcting the audio signal. The derivation unit stores a plurality of types of weighting factors, and selects one of the plurality of types of weighting factors based on the type of audio signal to be corrected by the correction unit.
この態様によると、補正係数を生成する際に使用すべき重み係数を複数種類記憶し、補正すべき音声信号の種類に応じて、ひとつの重み係数を選択するので、音声信号の種類に適した補正係数を生成できる。 According to this aspect, a plurality of types of weighting factors to be used when generating correction coefficients are stored, and one weighting factor is selected according to the type of audio signal to be corrected, which is suitable for the type of audio signal. A correction factor can be generated.
本発明のさらに別の態様もまた、音声信号補正装置である。この装置は、所定の帯域にわたる複数の周波数ポイントにて形成されたユーザの聴力の周波数特性を測定する測定部と、測定部において測定する聴力の周波数特性に対して理想的な聴力の特性として予め設定された理想周波数特性における少なくとも1つの周波数ポイントにおいて、測定した聴力の周波数特性値と理想周波数特性値とが接近するように、聴力の周波数特性値を所定の帯域において一定量レベルシフトするレベルシフト部と、レベルシフト部においてレベルシフトした聴力の周波数特性値と、理想周波数特性値との差分値を各周波数ポイントにおいて導出した後、各周波数ポイントに対する重み係数によって、各周波数ポイントにおける差分値を重みづけることによって、各周波数ポイントに対する補正係数を導出する導出部と、導出部において導出した各周波数ポイントに対する補正係数と、レベルシフト部において聴力の周波数特性値をレベルシフトする際のレベルシフト量とにもとづいて、音声信号を補正する補正部とを備える。導出部は、補正部において補正すべき音声信号をもとに、各周波数ポイントに対する重み係数を導出する。 Yet another embodiment of the present invention is also an audio signal correction apparatus. This device has a measurement unit that measures frequency characteristics of a user's hearing formed at a plurality of frequency points over a predetermined band, and an ideal hearing characteristic for the frequency characteristics of the hearing that is measured in the measurement unit in advance. Level shift that shifts the frequency characteristic value of the hearing a certain amount in a predetermined band so that the measured frequency characteristic value of the hearing ability approaches the ideal frequency characteristic value at at least one frequency point in the set ideal frequency characteristic. And the difference between the frequency characteristic value of the hearing level shifted by the level shift unit and the ideal frequency characteristic value is derived at each frequency point, and the difference value at each frequency point is weighted by the weighting coefficient for each frequency point. To derive the correction coefficient for each frequency point A correction coefficient for each frequency point derived in the derivation unit, based on the level shift amount when shifting a level of the frequency characteristic values of the hearing in the level shift unit, and a correcting unit for correcting the audio signal. The deriving unit derives a weighting coefficient for each frequency point based on the audio signal to be corrected by the correcting unit.
この態様によると、補正すべき音声信号をもとに重み係数を生成し、生成した重み係数をもとに補正係数を導出するので、音声信号に適した補正係数を生成できる。 According to this aspect, since the weighting coefficient is generated based on the audio signal to be corrected and the correction coefficient is derived based on the generated weighting coefficient, a correction coefficient suitable for the audio signal can be generated.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、個人の聴力特性に応じた音楽データの補正を簡易な処理で実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize correction of music data in accordance with individual hearing characteristics by a simple process.
(実施例1)
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例1は、前述のポータブル・プレーヤのごとく、音楽データを再生する再生装置に関する。ここで、再生装置は、記憶した音楽データをそのまま再生するのではなく、ユーザの好みに応じて補正した後に再生する。ポータブル・プレーヤのような操作性が制限される環境、および処理能力を考慮すると、音楽データを補正するための操作は簡易である方が望ましい。これに対応するために、本実施例1に係る再生装置は、次の処理を実行する。再生装置は、イコライザーのようなフィルタにて音楽データを補正するが、補正に先立って、ユーザの聴力特性を検査し、検査結果に応じてフィルタの係数を決定する(以下、「検査過程」という)。
Example 1
Before describing the present invention specifically, an outline will be given first. The first embodiment of the present invention relates to a playback apparatus for playing back music data, like the above portable player. Here, the reproducing apparatus does not reproduce the stored music data as it is, but reproduces it after correcting it according to the user's preference. Considering the environment such as a portable player in which operability is limited and the processing capability, it is desirable that the operation for correcting the music data is simple. In order to cope with this, the reproducing apparatus according to the first embodiment executes the following processing. The playback device corrects the music data using a filter such as an equalizer. Prior to the correction, the playback device examines the user's hearing characteristics and determines the coefficient of the filter according to the examination result (hereinafter referred to as “testing process”). ).
このような検査過程において、再生装置は、複数の周波数値(以下、「周波数ポイント」という)のそれぞれに対応したトーン信号を順番に再生する。その際、再生装置は、時間の経過とともに音量が大きくなるように各トーン信号を再生する。ユーザは、再生されたトーン信号が聞こえたタイミングにて、再生装置に備えられたボタンを押し下げる。複数のトーン信号に対してこのような処理を繰り返すことによって、再生装置は、複数の周波数ポイントにわたる聴力レベルの周波数特性(以下、「聴力特性データ」という)を取得する。また、再生装置は、聴力特性データに対して理想的な聴力の特性としての理想聴力レベル(以下、「理想レベル」という)の周波数特性(以下、「理想特性データ」という)を予め記憶する。 In such an inspection process, the playback apparatus sequentially plays back tone signals corresponding to a plurality of frequency values (hereinafter referred to as “frequency points”). At that time, the playback device plays back each tone signal so that the volume increases with time. The user depresses a button provided in the playback device at the timing when the played tone signal is heard. By repeating such processing for a plurality of tone signals, the playback apparatus acquires frequency characteristics of the hearing level over a plurality of frequency points (hereinafter referred to as “hearing characteristic data”). Further, the reproduction apparatus stores in advance a frequency characteristic (hereinafter referred to as “ideal characteristic data”) of an ideal hearing level (hereinafter referred to as “ideal level”) as an ideal hearing characteristic with respect to the hearing characteristic data.
再生装置は、聴力特性データと理想特性データとが、少なくともひとつの周波数ポイントにおいて接近するように、聴力特性データを全体的に減衰方向にレベルシフトする(その際の値を「レベルシフト量」という)。さらに、再生装置は、レベルシフトした聴力特性データと理想特性データとに対して、各周波数ポイントにおいて差分値を決定する。また、再生装置は、音楽データの周波数特性をもとに、各周波数ポイントに対する重み係数を記憶しており、重み係数と差分値とによって、補正値を周波数ポイントごとに導出する。最終的に、再生装置は、補正値をフィルタに設定すると共に、レベルシフト量を増幅器に設定する。 The playback device shifts the level of the audio characteristic data in the overall attenuation direction so that the audio characteristic data and the ideal characteristic data approach at least one frequency point (the value at that time is referred to as “level shift amount”). ). Further, the playback device determines a difference value at each frequency point for the level-shifted hearing characteristic data and ideal characteristic data. Further, the playback device stores a weighting coefficient for each frequency point based on the frequency characteristics of the music data, and derives a correction value for each frequency point based on the weighting coefficient and the difference value. Finally, the reproducing apparatus sets the correction value in the filter and sets the level shift amount in the amplifier.
ここで、理想特性データよりもレベルの大きな音圧領域にて聴力特性データが取得されるように、検査がなされる。具体的には、トーン信号が最低音量のときにユーザが聞こえたとしても、聴力レベルは理想レベルよりも大きくなっている。その結果、レベルシフト量は、正の値、つまりレベルシフトの際に減衰するような値となり、増幅器に設定する際に増幅するような値となり、これら以外の組合せは除外されるので、処理が簡易になる。また、ユーザにとっては、トーン信号が聞こえたタイミングにてボタンを押し下げるだけなので、操作が簡易になる。 Here, a test is performed so that the hearing characteristic data is acquired in a sound pressure region having a level larger than that of the ideal characteristic data. Specifically, even if the user can hear when the tone signal is at the minimum volume, the hearing level is higher than the ideal level. As a result, the level shift amount is a positive value, that is, a value that attenuates at the time of level shift, and a value that amplifies when set in the amplifier, and combinations other than these are excluded. It becomes simple. In addition, for the user, the operation is simplified because the button is simply depressed at the timing when the tone signal is heard.
図1は、本発明の実施例1に係る再生装置100の構成を示す。再生装置100は、受付部10、制御部12、記憶部14、検査部32、フィルタ部22、再生部24、SW部26、DAC部28、出力部30、表示部34を含む。検査部32は、測定部16、レベルシフト部18、導出部20を含み、記憶部14は、検査用データ50、音楽データ52、理想特性データ54、重み係数56を含む。
FIG. 1 shows the configuration of a
受付部10は、ユーザからの指示を受けつけ、受けつけた指示を制御部12へ出力する。例えば、受付部10は、ボタンを含むように構成されており、ユーザによってボタンが押し下げられたことを検出することによって、各種指示をユーザから受けつける。各種指示は、例えば、(1)検査過程の開始指示、(2)検査過程においてトーン信号を聞けた旨の通知、(3)再生すべき音楽データの選択および選択した音楽データの再生の指示である。制御部12は、再生装置100全体の動作を制御する。制御部12は、受付部10からの指示を受けつけると、指示内容に応じて、SW部26、測定部16、再生部24の動作を指示する。なお、具体的な指示の内容は、各構成要素の部分で説明する。また、制御部12は、受けつけた指示の内容に応じて、表示部34での表示を制御する。以下では、検査過程の動作を説明した後に、音楽データを再生する過程(以下、「再生過程」という)の動作を説明する。
The
測定部16は、制御部12から、検査過程の開始指示を入力する。測定部16は、検査過程の開始指示を入力すると、検査過程を開始する。つまり、測定部16は、複数の周波数ポイントにて形成されたユーザの聴力レベルの周波数特性、前述の聴力特性データを測定する。記憶部14は、デジタル化されたデータを複数種類記憶する。具体的には、検査用データ50、音楽データ52、理想特性データ54、重み係数56が記憶される。これらのデータの説明は、データが使用される処理と共に説明する。検査用データ50は、複数のトーン信号によって形成されており、各トーン信号は、複数の周波数ポイントのそれぞれに対応する。ここでは、8つの周波数ポイントのそれぞれに対応した8つのトーン信号が検査用データ50に相当する。
The
測定部16は、記憶部14から検査用データ50を取得する。測定部16は、複数のトーン信号のうちのひとつ、例えば、最も低い周波数のトーン信号を選択する。測定部16は、選択したトーン信号を再生する。その際、音量が徐々に大きくなっていくように再生がなされる。測定部16は、再生したトーン信号をSW部26へ出力する。SW部26は、制御部12から検査過程の指示を入力すると、測定部16とDAC部28とを接続する。つまり、SW部26は、測定部16から入力したトーン信号をDAC部28へ出力する。DAC部28は、デジタル信号を入力し、デジタル信号をアナログ信号へ変換した後に、アナログ信号を出力部30へ出力する。検査過程において、DAC部28は、デジタル信号としてのトーン信号を入力して、アナログ信号としてのトーン信号(以下、これも「トーン信号」という)を出力部30へ出力する。
The
出力部30は、ヘッドホーンやスピーカによって形成されており、DAC部28から、アナログ信号を受けつけて出力する。検査過程において、出力部30は、トーン信号を出力する。表示部34は、ディスプレイ等によって形成されており、各種の情報を表示する。なお、表示部34は、表示内容に関するデータを制御部12から入力する。ここでは、検査過程における表示内容を説明する。図2は、表示部34において表示される画面を示す。画面の中央部分に再生レベルバー120が表示されている。再生レベルバー120の左側が、出力部30から出力されるトーン信号の音量が小さい状態に相当し、再生レベルバー120の右側が、出力部30から出力されるトーン信号の音量が大きい状態に相当する。
The
現在レベルポインタ122は、現在の音量に相当する。前述のごとく、出力部30から出力されるトーン信号の音量は、徐々に大きくなっていくので、現在レベルポインタ122は、再生レベルバー120の左側から右側へ移動していくように表示される。決定ボタン124および中止ボタン126は、「決定」および「中止」を指示するためのボタンである。具体的に説明すると、出力部30から出力されるトーン信号を聞いているユーザは、トーン信号が聞こえたときに、カーソルを決定ボタン124にあわせて、受付部10のボタンを押し下げる。その結果、制御部12は、ユーザがトーン信号を聞けたことを認識する。図1に戻る。制御部12は、認識したタイミング(以下、「認識タイミング」という)を測定部16へ通知する。
The
測定部16は、制御部12から認識タイミングを入力する。また、測定部16は、トーン信号を再生する際の音量とタイミングとの関係を記憶しており、制御部12からの認識タイミングをもとに、認識タイミングに対応した音量を特定する。特定した音量が、ひとつのトーン信号に対する聴力レベルに相当する。これは、ひとつの周波数ポイントに対する聴力レベルに相当する。聴力レベルを取得すると、測定部16は、周波数ポイントを変えて同様の処理を実行する。最終的に、測定部16は、聴力特性データを取得する。
The
図3は、測定部16における測定結果を示す。横軸が周波数に相当し、縦軸が出力部30から出力される音量のレベルに相当する。各周波数ポイントが「f1」から「f8」と示されている。また、各周波数ポイントに対する聴力レベルが「A1」から「A8」と示されている。聴力特性データは、「A1」から「A8」の組合せに相当するが、「A1」から「A8」を結んだ線であるとしてもよい。可聴領域200は、聴力特性データよりも音量レベルが大きい部分であり、不可聴領域202は、聴力特性データよりも音量レベルが小さい部分である。可聴領域200では、ユーザがトーン信号を聞くことができ、不可聴領域202では、ユーザがトーン信号を聞くことができなかった。図1に戻る。
FIG. 3 shows a measurement result in the
記憶部14に記憶された理想特性データ54は、図3に対応して、図4のように示される。図4は、記憶部14に記憶した理想特性データ54を示す。図4の横軸や縦軸は、図3と同様に示される。各周波数ポイントに対する理想レベルが「B1」から「B8」と示されている。理想特性データ54は、「B1」から「B8」の組合せに相当するが、「B1」から「B8」を結んだ線であるとしてもよい。理想特性データ54とは、聴覚における理想的な最小可聴周波数特性として予め設定した周波数特性にもとづく最小可聴カーブといえる。
The ideal
レベルシフト部18は、測定部16から聴力特性データを入力するとともに、記憶部14から理想特性データ54を入力する。レベルシフト部18は、聴力特性データと理想特性データ54とを比較することによって、少なくともひとつの周波数ポイント、例えば、聴力レベルと理想レベルとの差異が最も小さい周波数ポイントを特定する。レベルシフト部18は、特定した周波数ポイントにおいて、聴力レベルと理想レベルとが一致するように、全帯域において聴力特性データを減衰方向にレベルシフトさせる。このときのシフト量が、「レベルシフト量」に相当し、上記の処理は、聴力特性データを「レベルシフト量」だけ減衰させることに相当する。
The
図5(a)−(b)は、レベルシフト部18における処理概要を示す。図5(a)は、レベルシフト部18におけるレベルシフト前の状態であり、図3と図4とを重ね合わせた状態に相当する。図5(b)は、聴力特性データを増幅させた状態に相当する。また、聴力レベル「A1」から「A8」が「A1’」から「A8’」と示されている。図1に戻る。ここで、図4の理想特性データ54における音量レベルは、図3の聴力特性データにおける音量レベルよりも小さくなっている。つまり、レベルシフト部18におけるレベルシフト量によって減衰がなされ、増幅がなされない。これは、測定部16において、理想特性データ54よりも音量レベルが大きい領域において、聴力特性データが測定されていることに相当する。具体的には、出力部30からの音量レベルが最も小さいときに、ユーザがボタンを押し下げ、制御部12が可聴タイミングを認識しても、図5(a)上において、聴力レベルが理想レベルよりも高くなるように、トーン信号が再生される。以下において、レベルシフトした聴力特性データも「聴力特性データ」という。
FIGS. 5A and 5B show an outline of processing in the
導出部20は、聴力特性データと理想特性データ54との差分値を各周波数ポイントにおいて導出する。つまり、各周波数ポイントにおける聴力レベル「Ai’(i=1〜8)」と理想レベル「Bi(i=1〜8)」との差分値が計算される。また、記憶部14の重み係数56は、各周波数ポイントのそれぞれに対応するように定めされている。以下では、複数の周波数ポイントにわたる複数の重み係数56と、ひとつの重み係数56とを区別せずに「重み係数56」という。導出部20は、記憶部14から重み係数56を入力する。導出部20は、周波数ポイントを対応づけながら、差分値と重み係数56とを乗算することによって補正値を導出する。これは、各周波数ポイントに対する重み係数56にて、各周波数ポイントにおける差分値を重みづけることによって、各周波数ポイントに対する補正値を導出することに相当する。以下では、複数の周波数ポイントにわたる複数の補正値と、ひとつの補正値とを区別せずに「補正値」という。
The deriving
図6は、導出部20における処理概要を示す。図6は、図3等と同様に示されている。各周波数ポイントにおいて差分値「D1」から「D8」が導出されている。また、音楽波形204も示されている。音楽波形204は、所定の音楽データに対する周波数特性である。一般的に、音楽データの種類に応じて、音楽データの周波数特性は異なるので、音楽波形204は、複数種類の音楽データの周波数特性を平均した周波数特性に相当する。また、音楽波形204の各周波数ポイントに対応した値の逆数が、前述の重み係数56に相当する。重み係数56が「E1」から「E8」と示される場合、音楽波形204の各周波数ポイントに対応した値は、「1/E1」から「1/E8」と示される。このように、重み係数56は、周波数が高くなるとともに大きくなるように規定されている。図1に戻る。
FIG. 6 shows an outline of processing in the
次に、再生過程を説明する。制御部12は、記憶部14に記憶した音楽データ52のリストを表示部34に表示させる。また、制御部12は、受付部10を介して、音楽データ52の選択指示および再生指示(以下、これらを「再生指示」と総称する)を入力する。再生部24は、再生指示に応じて、記憶部14から音楽データ52を取得して再生する。音楽データ52は、デジタル化された音楽データであり、これの再生には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。また、記憶部14には、複数の音楽データ52が記憶されていてもよいが、図面を明瞭にするために、ここではひとつの音楽データ52が示されている。また、以下では、再生された音楽データ52も「音楽データ52」という。
Next, the reproduction process will be described. The
フィルタ部22は、レベルシフト部18からレベルシフト量を入力し、導出部20から補正値を入力する。フィルタ部22は、例えば、各周波数ポイントに対応した複数のIIR(Infinite Impulse Response)フィルタによって構成されており、各IIRフィルタの係数として補正値を設定する。さらに、フィルタ部22は、IIRフィルタの後段に、増幅器を備えており、増幅器の増幅率としてレベルシフト量を設定する。なお、IIRフィルタの代わりにFIR(Finite Impulse Response)フィルタが備えられてもよく、その際、補正値に対する応答特性がタップ係数として設定される。フィルタ部22は、音楽データ52を入力し、IIRフィルタと増幅器とによって、音楽データ52を補正する。特に、増幅器は、レベルシフト部18において聴力特性データを減衰させた分だけ、レベルシフト量による増幅を実行する。以下では、補正した音楽データ52も「音楽データ52」という。フィルタ部22は、音楽データ52をSW部26へ出力する。
The
SW部26は、制御部12から再生過程の指示を入力すると、フィルタ部22とDAC部28とを接続する。つまり、SW部26は、フィルタ部22から入力した音楽データ52をDAC部28へ出力する。再生過程において、DAC部28は、デジタル信号としての音楽データ52を入力して、アナログ信号としての音楽データ52(以下、これも「音楽データ52」という)を出力部30へ出力する。出力部30は、音楽データを出力する。
When the reproduction unit instruction is input from the
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。 This configuration can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of any computer, and in terms of software, it can be realized by a program loaded in the memory, but here it is realized by their cooperation. Draw functional blocks. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.
以上の構成による再生装置100の動作を説明する。図7は、再生装置100における補正処理の手順を示すフローチャートである。レベルシフト部18は、変数「i」に1を代入する(S10)。ここで、iは、周波数ポイントに相当する。iが9よりも小さければ(S12のY)、レベルシフト部18は、聴力レベルA[i]から理想レベル[i]を減じることによって、差異C[i]を導出する(S14)。また、レベルシフト部18は、iに1を加算し(S16)、ステップ12に戻る。一方、iが9よりも小さくなければ(S12のN)、レベルシフト部18は、iに1を再び代入し(S18)、CminにC[i]、つまりC[1]を代入する(S20)。
The operation of the
iが8よりも小さく(S22のY)、C[i+1]がCminよりも大きくなければ(S24のN)、レベルシフト部18は、CminにC[i+1]を代入する(S26)。C[i+1]がCminよりも大きければ(S24のY)、ステップ26はスキップされる。また、レベルシフト部18は、iに1を加算し(S28)、ステップ22に戻る。一方、iが8よりも小さくなければ(S22のN)、レベルシフト部18は、Cminを記憶する(S30)。ここで、Cminが前述のレベルシフト量に相当する。
If i is smaller than 8 (Y in S22) and C [i + 1] is not larger than Cmin (N in S24), the
導出部20は、iに1を代入する(S32)。iが9よりも小さければ(S34のY)、導出部20は、C[i]からCminを減じることによって、前述の差分値D[i]を導出する(S36)。また、導出部20は、iに1を加算し(S38)、ステップ34に戻る。iが9よりも小さくなければ(S34のN)、導出部20は、iに1を再び代入する(S40)。iが9よりも小さければ(S42のY)、導出部20は、D[i]と重み係数E[i]とを乗算することによって、補正値EQ[i]を導出する(S44)。また、導出部20は、iに1を加算し(S46)、ステップ42に戻る。iが9よりも小さくなければ(S42のN)、導出部20は、補正値EQ[i]を記憶する(S48)。
The deriving
本発明の実施例によれば、ユーザに対して、トーン信号が聞こえたらボタンを押し下げる動作を要求するので、ユーザの処理を簡易にできる。また、簡易な処理であっても、聴力特性データを取得できる。また、理想特性データと聴力特性データとの差異をもとにレベルシフト量を導出する場合において、理想特性データよりも音量レベルの大きい領域において聴力特性データを測定するので、聴力特性データを減衰するようなレベルシフト量のみを導出できる。また、聴力特性データを減衰するようなレベルシフト量のみが導出されるので、信号を減衰するようなレベルシフト量の導出を回避できる。また、聴力特性データを減衰するようなレベルシフト量が導出されるので、増幅器には、増幅するようなレベルシフト量を設定できる。また、増幅器に増幅するようなレベルシフト量を設定するので、音質の悪化を抑制できる。また、最初、減衰させて、最終的に増幅させるようなレベルシフト量のみが導出されるので、逆の場合を考慮する必要がなく、処理を簡易にできる。 According to the embodiment of the present invention, since the user is requested to press the button when a tone signal is heard, the processing of the user can be simplified. Further, even with simple processing, it is possible to acquire hearing characteristic data. In addition, when the level shift amount is derived based on the difference between the ideal characteristic data and the audio characteristic data, the audio characteristic data is measured in a region where the volume level is larger than the ideal characteristic data, so that the audio characteristic data is attenuated. Only such a level shift amount can be derived. Further, since only the level shift amount that attenuates the hearing characteristic data is derived, it is possible to avoid derivation of the level shift amount that attenuates the signal. Further, since the level shift amount that attenuates the hearing characteristic data is derived, it is possible to set the level shift amount to be amplified in the amplifier. Moreover, since the level shift amount that is amplified by the amplifier is set, it is possible to suppress the deterioration of the sound quality. In addition, since only the level shift amount that is first attenuated and finally amplified is derived, it is not necessary to consider the opposite case, and the processing can be simplified.
(実施例2)
本発明の実施例2は、実施例1と同様に、ユーザの聴力を検査することによって、補正値とレベルシフト量を導出し、それらをもとに音楽データを補正する再生装置に関する。実施例1では、補正値を導出するために、1種類の重み係数が使用されている。一方、実施例2に係る再生装置は、複数種類の重み係数を記憶する。例えば、複数種類の重み係数は、複数種類の音楽のジャンルに対応する。再生装置は、音楽データの再生指示を受けつけると、当該音楽データに付随した情報から、当該音楽データのジャンルを特定し、特定したジャンルに応じた重み係数を特定する。また、再生装置は、特定した重み係数を使用して補正値を導出し、当該音楽データを再生する際に補正値を使用する。
(Example 2)
As in the first embodiment, the second embodiment of the present invention relates to a playback apparatus that derives a correction value and a level shift amount by examining a user's hearing and corrects music data based on the correction value and the level shift amount. In the first embodiment, one type of weighting factor is used to derive a correction value. On the other hand, the playback apparatus according to the second embodiment stores a plurality of types of weighting factors. For example, a plurality of types of weighting factors correspond to a plurality of types of music genres. When receiving a music data playback instruction, the playback device specifies the genre of the music data from information associated with the music data, and specifies a weighting factor corresponding to the specified genre. Also, the playback device derives a correction value using the identified weighting coefficient, and uses the correction value when playing back the music data.
図8は、本発明の実施例2に係る再生装置100の構成を示す。図8の再生装置100は、図1の再生装置100と同様のタイプであるが、検査部32は、測定部16、レベルシフト部18、導出部20、選択部36を含み、記憶部14は、検査用データ50、音楽データ52、理想特性データ54、第1重み係数56a、第2重み係数56b、第N重み係数56nを含む。以下では、実施例1との差異を中心に説明する。
FIG. 8 shows the configuration of the
測定部16、レベルシフト部18は、検査過程において、実施例1と同様にレベルシフト量を導出する。また、導出部20は、検査過程において、実施例1と同様に差分値を導出する。しかしながら、導出部20は、検査過程において補正値を導出しない。再生過程において、制御部12は、前述のごとく、再生指示を入力する。制御部12は、再生指示を選択部36へ出力する。選択部36は、再生指示を受けつけると、再生すべき音楽データ52を特定する。ここで、記憶部14に記憶された音楽データ52には、付随情報が含まれている。付随情報には、音楽データ52に関する情報が含まれている。音楽データ52に関する情報とは、例えば、音楽データ52のデータ形式、再生時間、種類に関する情報である。ここで、種類に関する情報とは、音楽データ52のジャンルに関する情報である。
The
選択部36は、特定した音楽データ52に含まれた付随情報を確認しながら、当該音楽データ52のジャンルを特定する。一方、記憶部14には、複数の重み係数56として、第1重み係数56aから第N重み係数56nが記憶されている。複数の重み係数56のそれぞれは、互いに異なったジャンルの音楽データ52に対応するように予め生成されている。選択部36は、特定したジャンルに応じた重み係数56を選択する。つまり、選択部36は、再生すべき音楽データ52の種類をもとに、複数種類の重み係数56のうちのひとつを選択する。選択部36は、選択した重み係数56を導出部20へ出力する。導出部20は、選択部36において選択された重み係数56を使用して、実施例1と同様に補正値を導出する。また、これに続く処理も実施例1と同様であるので、ここでは、説明を省略する。
The
以上の構成による再生装置100の動作を説明する。図9は、選択部36における選択手順を示すフローチャートである。選択部36は、再生すべき音楽データ52の選択指示を受けつける(S60)。音楽データ52の種類に関する情報があれば(S62のY)、選択部36は、種類に応じた重み係数56を選択する(S64)。一方、音楽データ52の種類に関する情報がなければ(S62のN)、選択部36は、予め定められた重み係数56を選択する(S66)。
The operation of the
本発明の実施例によれば、複数種類の重み係数を記憶し、再生すべき音楽データのジャンルに応じて、ひとつの重み係数を選択するので、音楽データのジャンルに適した重み係数を使用できる。また、音楽データのジャンルに適した重み係数を使用するので、音楽データのジャンルに適した補正値を生成できる。また、音楽データのジャンルに適した補正値が使用されるので、音楽データに適した補正を実行できる。また、重み係数の選択は、自動的になされるので、処理の複雑化を抑制できる。 According to the embodiment of the present invention, a plurality of types of weighting factors are stored, and one weighting factor is selected according to the genre of music data to be reproduced. Therefore, a weighting factor suitable for the genre of music data can be used. . In addition, since a weighting coefficient suitable for the genre of music data is used, a correction value suitable for the genre of music data can be generated. Moreover, since the correction value suitable for the genre of the music data is used, the correction suitable for the music data can be executed. In addition, since the weighting factor is automatically selected, the processing complexity can be suppressed.
(実施例3)
本発明の実施例3は、実施例1と同様に、ユーザの聴力を検査することによって、補正値とレベルシフト量を導出し、それらをもとに音楽データを補正する再生装置に関する。実施例1や実施例2に係る再生装置は、重み係数を記憶する。一方、実施例3に係る再生装置は、重み係数を記憶せずに、再生すべき音楽データをもとに、重み係数を生成する。また、再生装置は、生成した重み係数を使用して補正値を導出し、当該音楽データを再生する際に補正値を使用する。
(Example 3)
As in the first embodiment, the third embodiment of the present invention relates to a playback device that derives a correction value and a level shift amount by examining a user's hearing and corrects music data based on the correction value and the level shift amount. The playback device according to the first or second embodiment stores a weighting coefficient. On the other hand, the playback apparatus according to the third embodiment generates a weighting coefficient based on music data to be played back without storing the weighting coefficient. Also, the playback device derives a correction value using the generated weighting coefficient, and uses the correction value when playing back the music data.
図10は、本発明の実施例3に係る再生装置100の構成を示す。図10の再生装置100は、図1の再生装置100と同様のタイプであるが、検査部32は、測定部16、レベルシフト部18、導出部20、生成部38を含み、記憶部14は、検査用データ50、第1音楽データ52a、第2音楽データ52b、第N音楽データ52n、理想特性データ54を含む。
FIG. 10 shows the configuration of a
測定部16、レベルシフト部18は、検査過程において、実施例1と同様にレベルシフト量を導出する。また、導出部20は、検査過程において、実施例1と同様に差分値を導出する。しかしながら、導出部20は、実施例2と同様に、検査過程において補正値を導出しない。再生過程において、制御部12は、前述のごとく、再生指示を入力する。制御部12は、再生指示を生成部38へ出力する。生成部38は、再生指示を受けつけると、再生すべき音楽データ52を特定する。ここで、記憶部14には、音楽データ52として、第1音楽データ52aから第N音楽データ52nが記憶されている。
The
生成部38は、特定した音楽データ52を記憶部14の中から抽出する。生成部38は、抽出した音楽データ52に対して、フーリエ変換を実行することによって、前述の音楽波形204を導出する。さらに、生成部38は、音楽波形204から所望の周波数ポイントに対応した値を抽出し、抽出した値の逆数を計算することによって、重み係数56を導出する。生成部38は、生成した重み係数56を導出部20へ出力する。導出部20は、生成部38において生成された重み係数56を使用して、実施例1と同様に補正値を導出する。また、これに続く処理も実施例1と同様であるので、ここでは、説明を省略する。
The
以上の構成による再生装置100の動作を説明する。図11は、再生装置100における再生処理の手順を示すフローチャートである。生成部38は、再生指示を受けつけなければ(S80のN)、待機する。一方、生成部38は、再生指示を受けつければ(S80のY)、重み係数56を生成する(S82)。導出部20は、補正値を導出する(S84)。
The operation of the
本発明の実施例によれば、再生すべき音声信号をもとに重み係数を生成するので、音楽データに適した重み係数を使用できる。また、音楽データに適した重み係数を使用するので、音楽データに適した補正値を生成できる。また、音楽データに適した補正値が使用されるので、音楽データに適した補正を実行できる。また、重み係数の生成は、自動的になされるので、処理の複雑化を抑制できる。 According to the embodiment of the present invention, since the weighting factor is generated based on the audio signal to be reproduced, the weighting factor suitable for the music data can be used. In addition, since a weighting factor suitable for music data is used, a correction value suitable for music data can be generated. In addition, since a correction value suitable for music data is used, correction suitable for music data can be executed. In addition, since the weighting factor is automatically generated, the processing complexity can be suppressed.
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
本発明の実施例1から3において、測定部16において、理想特性データ54よりも音量レベルが大きい領域において、聴力特性データが測定されている。しかしながらこれに限らず例えば、測定部16におけるトーン信号の音量レベルは、任意の値に設定されてもよく、理想特性データ54よりも低くなるような音量レベルが使用されてもよい。その際、レベルシフト部18、導出部20は、理想レベルよりも音量レベルの小さい聴力レベルを補正の対象から除外する。本変形例によれば、音楽データ52を減衰させるような補正がなされなくなり、トーン信号の音量レベルの設定の自由度を向上させながらも、音質の悪化を抑制できる。
In the first to third embodiments of the present invention, the hearing characteristic data is measured in the
本発明の実施例1から3において、測定部16は、検査過程において図2のような画面を表示部34に表示させる。しかしながらこれに限らず例えば、表示部34は、検査過程において別の画面を表示させてもよい。図12は、本発明の変形例において表示される画面を示す。図示のごとく、再生レベルバー130と総称される第1再生レベルバー130aから第8再生レベルバー130hが表示される。各再生レベルバー130は、前述の8つの周波数ポイントのそれぞれに対応したトーン信号に対応する。検査過程において、測定部16は、最も低い周波数ポイントに対応した第1トーン信号を出力する。ユーザは、第1再生レベルバー130a上の第1現在レベルポインタ132を上下させることによって、第1トーン信号の音量レベルを調節する。トーン信号が最も小さく聞こえる音量レベルになったときに、ユーザは、次へボタン134を押し下げる。次に、測定部16は、第1トーン信号よりも周波数ポイントが高くような第2トーン信号を出力する。ユーザは、第2再生レベルバー130b上の第2現在レベルポインタ132bを上下させることによって、前述と同様の処理を実行する。このような処理が繰り返されることによって、測定部16は、8つの周波数ポイントに対応した聴力特性データを取得する。本実施例によれば、ユーザが音量レベルを自ら調節するため、トーン信号が最も小さく聞こえる音量レベルをより細かく検査できる。
In the first to third embodiments of the present invention, the
10 受付部、 12 制御部、 14 記憶部、 16 測定部、 18 レベルシフト部、 20 導出部、 22 フィルタ部、 24 再生部、 26 SW部、 28 DAC部、 30 出力部、 32 検査部、 34 表示部、 50 検査用データ、 52 音楽データ、 54 理想特性データ、 56 重み係数、 100 再生装置。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記測定部において測定する聴力の周波数特性に対して理想的な聴力の特性として予め設定された理想周波数特性における少なくとも1つの周波数ポイントにおいて、測定した聴力の周波数特性値と理想周波数特性値とが接近するように、前記聴力の周波数特性値を前記所定の帯域において一定量レベルシフトするレベルシフト部と、
前記レベルシフト部においてレベルシフトした聴力の周波数特性値と、前記理想周波数特性値との差分値を各周波数ポイントにおいて導出した後、各周波数ポイントに対する重み係数によって、各周波数ポイントにおける差分値を重みづけることによって、各周波数ポイントに対する補正係数を導出する導出部と、
前記導出部において導出した各周波数ポイントに対する補正係数と、前記レベルシフト部において聴力の周波数特性値をレベルシフトする際のレベルシフト量とにもとづいて、音声信号を補正する補正部とを備え、
前記測定部は、前記理想周波数特性値よりもレベルの大きな音圧領域において、聴力の周波数特性を測定し、
前記導出部における各周波数ポイントに対する重み係数は、周波数が高くなるとともに大きくなるように規定されていることを特徴とする音声信号補正装置。 A measurement unit that measures frequency characteristics of the user's hearing formed at a plurality of frequency points over a predetermined band;
The frequency characteristic value of the measured hearing and the ideal frequency characteristic value are close to each other at at least one frequency point in the ideal frequency characteristic preset as an ideal hearing characteristic with respect to the frequency characteristic of the hearing measured by the measurement unit. A level shift unit that shifts the frequency characteristic value of the hearing ability by a certain amount in the predetermined band;
After the difference value between the frequency characteristic value of the hearing level shifted in the level shift unit and the ideal frequency characteristic value is derived at each frequency point, the difference value at each frequency point is weighted by a weighting factor for each frequency point. A derivation unit for deriving a correction coefficient for each frequency point;
A correction unit that corrects an audio signal based on a correction coefficient for each frequency point derived in the deriving unit and a level shift amount when level-shifting the frequency characteristic value of hearing in the level shift unit;
The measurement unit measures a frequency characteristic of hearing in a sound pressure region having a level larger than the ideal frequency characteristic value,
The audio signal correction apparatus according to claim 1, wherein a weighting factor for each frequency point in the deriving unit is defined to increase as the frequency increases.
前記測定部において測定する聴力の周波数特性に対して理想的な聴力の特性として予め設定された理想周波数特性における少なくとも1つの周波数ポイントにおいて、測定した聴力の周波数特性値と理想周波数特性値とが接近するように、前記聴力の周波数特性値を前記所定の帯域において一定量レベルシフトするレベルシフト部と、
前記レベルシフト部においてレベルシフトした聴力の周波数特性値と、前記理想周波数特性値との差分値を各周波数ポイントにおいて導出した後、各周波数ポイントに対する重み係数によって、各周波数ポイントにおける差分値を重みづけることによって、各周波数ポイントに対する補正係数を導出する導出部と、
前記導出部において導出した各周波数ポイントに対する補正係数と、前記レベルシフト部において聴力の周波数特性値をレベルシフトする際のレベルシフト量とにもとづいて、音声信号を補正する補正部とを備え、
前記導出部は、複数種類の重み係数を記憶しており、前記補正部において補正すべき音声信号の種類をもとに、複数種類の重み係数のうちのひとつを選択することを特徴とする音声信号補正装置。 A measurement unit that measures frequency characteristics of the user's hearing formed at a plurality of frequency points over a predetermined band;
The frequency characteristic value of the measured hearing and the ideal frequency characteristic value are close to each other at at least one frequency point in the ideal frequency characteristic preset as an ideal hearing characteristic with respect to the frequency characteristic of the hearing measured by the measurement unit. A level shift unit that shifts the frequency characteristic value of the hearing ability by a certain amount in the predetermined band;
After the difference value between the frequency characteristic value of the hearing level shifted in the level shift unit and the ideal frequency characteristic value is derived at each frequency point, the difference value at each frequency point is weighted by a weighting factor for each frequency point. A derivation unit for deriving a correction coefficient for each frequency point;
A correction unit that corrects an audio signal based on a correction coefficient for each frequency point derived in the deriving unit and a level shift amount when level-shifting the frequency characteristic value of hearing in the level shift unit;
The derivation unit stores a plurality of types of weighting coefficients, and selects one of the plurality of types of weighting factors based on the type of the audio signal to be corrected by the correction unit. Signal correction device.
前記測定部において測定する聴力の周波数特性に対して理想的な聴力の特性として予め設定された理想周波数特性における少なくとも1つの周波数ポイントにおいて、測定した聴力の周波数特性値と理想周波数特性値とが接近するように、前記聴力の周波数特性値を前記所定の帯域において一定量レベルシフトするレベルシフト部と、
前記レベルシフト部においてレベルシフトした聴力の周波数特性値と、前記理想周波数特性値との差分値を各周波数ポイントにおいて導出した後、各周波数ポイントに対する重み係数によって、各周波数ポイントにおける差分値を重みづけることによって、各周波数ポイントに対する補正係数を導出する導出部と、
前記導出部において導出した各周波数ポイントに対する補正係数と、前記レベルシフト部において聴力の周波数特性値をレベルシフトする際のレベルシフト量とにもとづいて、音声信号を補正する補正部とを備え、
前記導出部は、前記補正部において補正すべき音声信号をもとに、各周波数ポイントに対する重み係数を導出することを特徴とする音声信号補正装置。 A measurement unit that measures frequency characteristics of the user's hearing formed at a plurality of frequency points over a predetermined band;
The frequency characteristic value of the measured hearing and the ideal frequency characteristic value are close to each other at at least one frequency point in the ideal frequency characteristic preset as an ideal hearing characteristic with respect to the frequency characteristic of the hearing measured by the measurement unit. A level shift unit that shifts the frequency characteristic value of the hearing ability by a certain amount in the predetermined band;
After the difference value between the frequency characteristic value of the hearing level shifted in the level shift unit and the ideal frequency characteristic value is derived at each frequency point, the difference value at each frequency point is weighted by a weighting factor for each frequency point. A derivation unit for deriving a correction coefficient for each frequency point;
A correction unit that corrects an audio signal based on a correction coefficient for each frequency point derived in the deriving unit and a level shift amount when level-shifting the frequency characteristic value of hearing in the level shift unit;
The derivation unit derives a weighting coefficient for each frequency point based on the audio signal to be corrected by the correction unit.
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