JP2016506640A - オーディオラウドネス制御システム - Google Patents

Abstract

オーディオラウドネス制御システムは、オーディオ信号のレベルをオーディオ信号に関連するパラメータに基づいて調整するように構成されたラウドネス調整器モジュールを含む。パラメータはオーディオ信号のソースの識別を含む。オーディオ信号に関連するパラメータは、オーディオ信号に関連するメッセージでラウドネス調整器に供給されることができる。オーディオラウドネス制御システムは、ラウドネス調整器モジュールと通信するデータベースも含むことができる。ラウドネス調整器モジュールは、データベースからオーディオ信号のソースに関連するラウドネス関連の設定又はパラメータを抽出するように構成されることができる。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１２年１１月１９日出願の米国仮出願第６１／７２８２３４号の利益を主張するとともに、２０１３年３月１５日出願の米国出願第１３／８３３６５７号の優先権を主張し、これらの開示の全体が参照としてここに取り込まれる。

本発明は、オーディオシステムに関し、より詳細にはオーディオラウドネス制御システムに関する。

オーディオシステムは、オーディオコンテンツを含むオーディオ信号を処理してスピーカを駆動する。オーディオ信号のボリューム制御は、ユーザによって手動で行うことができる。更に、自動車の場合には、オーディオ信号のボリューム制御は、車両の速度、又はエンジンの回転数／分などの外部入力に基づいてオーディオシステムによって自動的に調整できる。オーディオシステムは、オーディオ信号によるスピーカの歪又は損傷を回避するための何らかの形態の過負荷保護を有していることもある。

オーディオラウドネス制御システムは、異なるオーディオソースが選択されてオーディオ信号を供給する際にオーディオ信号の知覚されるラウドネスを実質的に同じに維持するために、オーディオ信号のエネルギーを動的に増減させることができる。新たなオーディオソースの選択の表示は、その新たなオーディオソースのそれぞれのオーディオ信号のエネルギーレベルの調整をトリガすることができる。新たなオーディオソースの選択の表示は、その新たなオーディオソースを一意的に識別するメッセージとして提供されることができる。代替的に、又は加えて、他のパラメータ及び／又はオーディオ信号自体が、新たなオーディオソースが選択されたことを判別するのに使用されてもよい。

オーディオラウドネス制御システムは、リアルタイムでオーディオ信号を増幅又は減衰させるラウドネスゲイン値を生成することができる。ラウドネスゲイン値の決定は、そのオーディオ信号に関連するパラメータに基づいていればよい。一実施例として、選択されたオーディオソースに対してオーディオラウドネス制御システムによって生成されたラウドネスゲイン値がラウドネスデータベースに記憶されてもよい。以前に選択されたオーディオソースを選択すると、対応するラウドネスゲイン値がラウドネスデータベースから取得され、対応するラウドネスゲイン値がそのオーディオ信号に適用されることができる。

オーディオラウドネス制御システムの一態様は、オーディオソースを識別するのにネットワーク上に存在する適切なメッセージを利用できることである。車両ｅＭＯＳＴバスなどの車両ネットワークの実施例では、オーディオラウドネス制御システムは、その実行の誘導を補助するのにｅＭＯＳＴバスから取得されたメッセージを用いることができる。結果として、オーディオラウドネス制御システムは、必要な時々に信号のラウドネスを調整することができる。更に、オーディオラウドネス制御システムは、ユーザのリスニング習性を学習し、この情報をそれが用いられる毎に保持することができる。これにより、オーディオラウドネス制御システムは、よりスムーズなオーディオソース間の切換を行うことを可能とする一定の予測を行うことができるようになる。

以降の図面及び詳細な説明を検討すれば、他のシステム、方法、特徴及び有利な効果は当業者には明らかであり、又は明らかになる。全てのそのような追加のシステム、方法、特徴及び有利な効果は、この詳細な説明に含まれ、本発明の範囲内のものであり、以降の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。

システムは、以降の図面及び詳細な説明を参照してより良く理解できる。図面における構成要素は、必ずしも寸法通りではなく、その代わりに本発明の原理の説明に強調がなされる。更に、図面において、同様の符号は、異なる図を通じて対応する部分を指す。

図１は、オーディオラウドネス制御システムを含む一実施例によるオーディオシステムのブロック図である。 図２は、一実施例によるオーディオラウドネス制御システムのブロック図である。 図３は、ラウドネス調整器の一実施例を含むブロック図である。 図４は、ラウドネス調整器に含まれる一実施例によるラウドネス測定モジュールのブロック図である。 図５は、選択的調整モードにおける一実施例による動作についてのタイミング図である。 図６は、連続的調整モードにおける一実施例による動作についてのタイミング図である。 図７は、連続的調整モード動作の一実施例である。 図８は、セカンドチャンスモードをアクティブとした状態での選択的調整モード動作の一実施例についてのタイミング図である。 図９は、一実施例によるコンピュータシステムである。 図１０は、ホワイトノイズのテストデータを用いるオーディオラウドネス制御システムのテスト動作の一実施例である。 図１１は、ホワイトノイズのいずれの周波数スペクトルもオーディオラウドネス制御システムによる処理によっては消失していないことを示す一実施例によるプロット図である。 図１２は、テストデータとして会話信号を用いるオーディオラウドネス制御システムのテスト動作の一実施例である。 図１３は、会話信号のいずれの周波数スペクトルもオーディオラウドネス制御システムによる処理によっては消失していないことを示す一実施例によるプロット図である。 図１４は、記憶データの構成を示す一実施例による３２ビットワードである。

図１は、オーディオラウドネス制御システム１００を含むオーディオシステムのブロック図の例である。オーディオシステムは通常、種々のオーディオソースからの入力を受けることができる。異なる可能なソースとして、ＣＤプレーヤ、ＡＭチューナ、ＦＭチューナ、衛星ラジオ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＵＳＢポート、ｉＰｏｄ、ＡＵＸ（補助）入力、又は他のあらゆるオーディオ信号のソースが含まれる。更に、可能なオーディオソースとして、ラジオ局、テレビチャネル、インターネットウェブサイト、又は他のあらゆるオーディオコンテンツのソースといった異なるチャネルのオーディオコンテンツも含まれる。多くの状況において、これらの異なるオーディオソースによって生成されるオーディオ信号のラウドネスは、大きく異なり得る。結果として、リスナーが、異なるオーディオソース間を切り換える際にオーディオシステム上でボリューム制御を調整する必要があると思うこともある。オーディオラウドネス制御システムは、ユーザがボリューム制御を頻繁に調整しなくてもよいように、リスナーがオーディオソース間を切り換える際に知覚されるラウドネスの差を自動的に低減することができる。

図２は、オーディオラウドネス制御システムの一実施例のブロック図である。他の実施例において、オーディオラウドネス制御システムの機能を説明するのに追加的な、又はより少ないモジュールが用いられてもよい。更に、説明するモジュールは、独立していてもよいし、モジュールを作るための種々の組合せのいずれかにおいて形成されるサブモジュールであってもよい。

図２において、オーディオソース（Ｓ１〜ＳＮ）は、オーディオ信号をソースセレクタモジュール２０２に供給することができる。ソースセレクタモジュール２０２は、車両におけるヘッドユニット、ＨＡＲＭＡＮ ＫＡＲＤＯＮ ＡＶＲなどのホームステレオレシーバ、ブロードキャスト用スタジオセレクタ、ラジオ又はテレビにおけるチャネルセレクタ、コンピュータ、又は異なるオーディオコンテンツのソース間を選択することができる他のあらゆる機構若しくはシステムに含まれ得る。ソースセレクタモジュール２０２は、オーディオソース（Ｓ１〜ＳＮ）の１つを選択し、選択されたオーディオソースのオーディオ信号（Ｓｘ）を出力信号として供給するように動作することができる。ここで用いられるように、オーディオ信号という用語は、特に断りがない限り、オーディオコンテンツを表す電気的な信号か、又は可聴音のことをいうものとする。

オーディオ信号（Ｓｘ）は、ラウドネスゲイン調整モジュール２０４によって処理されることができる。ゲイン調整モジュール２０４は、オーディオ信号（Ｓｘ）の減衰、増幅又は通過によってラウドネス調整を可能とする調整可能なゲイン設定を有していてもよい。後述するように、ラウドネス調整モジュール２０４の動的なゲイン調整は、オーディオ信号に関連するパラメータに基づいていればよい。ラウドネス調整済みオーディオ信号（Ｓａｄｊ）はボリュームゲイン調整制御２０６によって更に処理されることができ、それはユーザボリューム制御２０８によって供給されるボリュームゲイン制御信号（Ｇｖｃ）によって制御される。ボリュームゲイン調整制御２０６の出力は、オーディオ出力信号として供給されてスピーカを駆動する。ユーザボリューム制御２０８は、生成された可聴音のボリュームの手動操作によるユーザ制御であればよい。

選択されたソースのオーディオ信号（Ｓｘ）は、ラウドネス調整器モジュール２１０への入力としても供給される。ラウドネス調整器モジュール２１０は、ユーザボリューム制御２０８からのボリューム設定表示、ユーザ設定モジュール２１２からのユーザ設定、及びソースセレクタ２０２からのメッセージＤｘを受信することもできる。

メッセージＤｘは、オーディオ信号（Ｓｘ）を供給するオーディオソース（Ｓ１〜ＳＮ）の識別のインジケータであればよい。メッセージＤｘは、サイドチェインデータのように、オーディオ信号（Ｓｘ）とともに含まれていてもよい。代替的に、メッセージは、オーディオソース（Ｓ１〜ＳＮ）、ソースセレクタ２０２、又はオーディオソース（Ｓ１〜ＳＮ）の識別の知識を有する他の何らかのメッセージ生成装置若しくはシステムによって供給される別個のメッセージであってもよい。

ラウドネス調整器モジュール２１０は、ラウドネス解析を行い、ラウドネスゲイン調整モジュール２０４を制御することができる。一実施例として、ラウドネス解析の実行のためのトリガは、オーディオ信号（Ｓｘ）に基づくものであればよい。ゲイン調整信号（Ｇａｄｊ）がラウドネス調整器モジュール２１０で動的に生成されてオーディオ信号（Ｓｘ）のレベルを調整することができる。ラウドネス調整器モジュール２１０は、何らかの調整が必要とされるのかだけでなくそのようなラウドネス調整を行うタイミングも決定するときに、多くの異なるパラメータを考慮することができる。ラウドネス調整器モジュール２１０は、オーディオ信号のソースが変化する際、オーディオ信号自体が変化する際、及び／又はオーディオ信号のエネルギーレベルが変化しているものとリスナーに知覚される他の何らかの状況が起こる際に、ラウドネスを調整することができる。そのようなラウドネス調整は、メッセージＤｘ及び／又はラウドネス調整器モジュール２１０によって受信される他の何らかのパラメータに基づいていればよい。

例えば、メッセージＤｘ、オーディオ信号Ｓｘ、ユーザボリューム制御設定及び／又はユーザ設定に加えて、又はそれに代えて、ラウドネス調整器モジュール２１０は、マイクロフォンモジュール２１４、データベースモジュール２１６及び外部リソースモジュール２１８からのパラメータ情報を受信するようにしてもよい。そのようなパラメータ情報がラウドネス調整器モジュール２１０に用いられてゲイン調整信号（Ｇａｄｊ）を生成するようにしてもよい。データベースモジュール２１６は、ラウドネス調整器モジュール２１０の一部として含まれてもよいし、ラウドネス調整器モジュール２１０の外部にあってもよいし、双方の組合せであってもよい。

マイクロフォンモジュール２１４は、ラウドネスを音響的に測定することができる。更に、車両におけるノイズなどの周囲ノイズも測定され得る。マイクロフォンモジュール２１４は、オーディオ信号の周波数、入手可能なノイズ源を示すデータベース情報、及び／又はノイズフロア推定値の決定などに基づく信号間ノイズの検出に基づいて、ノイズ源を識別することもできる。

マイクロフォンモジュール２１４は、１以上のマイクロフォン２２４からのオーディオ信号入力を受け付けることができる。オーディオ信号入力が用いられて音響的ラウドネス測定及びノイズ推定を実行するようにしてもよい。そのような実際のラウドネス情報は、他のソースを介して受信されたパラメータに基づく解析を確認するのに用いられ、又はそのような他のパラメータの代わりに用いられてもよい。マイクロフォンモジュール２１４は、リスニング空間内の実際のラウドネス又は１以上のリスニング地点での実際のラウドネスさえも与えることができるので、ラウドネス調整器モジュール２１０はラウドネスゲイン調整信号（Ｇａｄｊ）をより正確に調整できる。したがって、マイクロフォンブロックモジュール２１４が、ラウドネスを調整するためにラウドネス調整器モジュール２１０によって用いられる閉ループ制御を与えることができる。

ラウドネスデータベース２１６は、オーディオソース（Ｓ１〜ＳＮ）の少なくとも一部についてラウドネス調整器２１０によって決定された以前のラウドネス設定の形式でパラメータを記憶させることができる。代替的に、又は加えて、ラウドネス設定を決定し、又はラウドネス設定を修正するのにラウドネス調整器モジュール２１０によって使用され得るパラメータが、データベースに記憶され、抽出されるようにしてもよい。したがって、ラウドネス調整器モジュール２１０は、オーディオソース（Ｓ１〜ＳＮ）の１つがオーディオ信号（Ｓｘ）を供給開始することを決定すると、ラウドネスデータベース２１６から１以上のパラメータを抽出し、ラウドネス解析を行うことができる。ある実施例では、可聴音として最初に供給される時にオーディオ信号（Ｓｘ）にラウドネスゲイン調整が既に適用されているように、ラウドネス調整器モジュール２１０によってラウドネスゲイン調整信号（Ｇａｄｊ）への調整が実行されてもよい。したがって、リスナーは、オーディオ信号（Ｓｘ）がスピーカを駆動開始した後にラウドネスの変化を経験することはない。

ラウドネスデータベース２１６に記憶されるパラメータは、最近選択されたソースからのものであればよく、所定期間後に除去されて古い設定の使用を回避するようにしてもよい。代替的に、又は加えて、所定期間後に、パラメータの一部のみ除去されるか又はパラメータのいずれも除去されなくてもよい。ラウドネスデータベース２１６に記憶されるパラメータは、オーディオソース（Ｓ１〜ＳＮ）の識別子との関連において記憶されるユーザ設定、特性及び／又は動作パラメータを含んでいてもよい。ユーザ設定の一例は、特定のオーディオソースについてユーザによって設定された動作のモードとなるであろう。特性の一例はスピーカ調整器モジュールの動作の異なるモードとなり、動作パラメータの一例はユーザボリューム制御設定などの他の動作パラメータに応じた異なる設定の使用となるであろう。

パラメータは、システムの電源遮断によってデータの消失が起こらないように、不揮発性メモリにおけるラウドネスデータベース２１６に記憶されてもよい。これは、システムが定期的に電源オフされてからオンに復帰することとなる車両用アプリケーションにおいて重要である。

外部リソースモジュール２１８は、オーディオソースが変化したこと又はオーディオソースのコンテンツが変化したことの、ラウドネス調整器モジュール２１０への他の表示を与える何らかの外部ソースであればよい。例えば、オーディオ信号の特性は、外部ソースによって解析され、ラウドネス解析及び／又は調整をトリガするように供給されることができる。特性は、例えば、オーディオ信号がモノとステレオとの間で変化すること、オーディオ信号の中央−側方比、オーディオ信号のノイズフロアの変化、会話検出、音楽検出、楽曲のキー若しくはピッチの変化、楽曲のテンポの変化、又はオーディオソースが変化したこと若しくはオーディオソースのコンテンツが変化したことを示し得る他の何らかのイベントを含む。更に、オーディオ信号のフィンガープリント又はオーディオ信号のユーザ知覚エネルギーの変化を示す他の何らかの情報が、ラウドネス解析をトリガ及び／又はアシストする際の使用のために外部リソースモジュール２１８を介してラウドネス調整器２１０に供給されてもよい。したがって、外部リソースモジュール２１８は、ラウドネス調整器モジュール２１０によるラウドネス制御に関する結果を引き出すハイブリッドメッセージでメッセージＤｘを補い、又は置き換えることができる。

図３は、ラウドネスゲイン調整モジュール２０４、ボリュームゲイン調整モジュール２０６、ユーザボリューム制御モジュール２０８及びユーザ設定モジュール２１２も示すラウドネス調整器モジュール２１０の更に詳細な実施例のブロック図である。図３において、ラウドネス調整器モジュール２１０は、ラウドネス測定モジュール３０２、調整ゲイン計算器モジュール３０４、目標ラウドネスモジュール３０６、適応レートモジュール３０８及び調整リミッタモジュール３１０を含む。他の実施例では、ラウドネス調整器モジュール２１０の機能を説明するのに、より少ない、又はより多い数のモジュールが含まれ得る。

オーディオ信号（Ｓｘ）は、測定ラウドネス値（Ｌ１）を求めるのに採用され得るラウドネス測定モジュール３０２に供給される。ラウドネス測定モジュール３０２は、レベル依存フィルタ３２０、知覚ラウドネス測定モジュール３２１及び時間平滑化モジュール３２２からなる。異なる周波数に対する人間の聴覚系の感度は、音が聞かれるレベルに依存する。一般的に、低い周波数の音及び高い周波数の音は、中間の周波数の音に対して、これらの音が静かなレベルで再生される場合、非常に聞き取りにくい。これらの音が大きいレベルで再生される場合、異なる周波数の可聴性の差は大幅に低減され得る。結果として、異なる信号の知覚ラウドネスの差は、信号が再生されるレベルとともに変動する。レベル依存フィルタ３２０は、ユーザボリューム制御２０８の設定に応じてその特性を変更することによって人間の聴覚系のレベル依存感度を計算に入れるように用いることができる。レベル依存フィルタ３２０は、マイクロフォンモジュール２１４から受信されるレベル情報に基づいてその応答を変更することもできる。知覚ラウドネス測定モジュール３２１は、ある期間にわたる信号のラウドネスの測定値を与える。知覚ラウドネス測定モジュール３２１は、その入力として、レベル依存フィルタ済み信号（Ｒｘ）を受信することができ、ある期間にわたる信号のラウドネスを表す単一値（Ｐ１）を与えることができる。例えば、知覚ラウドネス測定３２１は、信号の単純な実効測定値からなるものであればよい。代替的に、知覚ラウドネス測定３２１は、例えば、国際標準勧告ＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．１７７０−２に記載されるものなどの加重実効測定値、又はある期間にわたる信号の知覚ラウドネスの測定値を与える他の何らかの方法からなるものであってもよい。

知覚ラウドネス測定モジュール３２１の単一値出力（Ｐ１）は、時間平滑化モジュール３２２に供給される。図４は、ラウドネス測定モジュール３０２の追加的な詳細を示す一実施例によるブロック図である。図４において、時間平滑化モジュール３２２は、人間の聴覚系は変動中のオーディオ信号の全体的なラウドネスを知覚する傾向にあるという態様を模擬するために（Ｐ１）値を時間にわたって平滑化することができる。時間平滑化モジュール３２２は、ある期間にわたるオーディオ信号（Ｓｘ）の知覚ラウドネスを表す値である測定ラウドネス値（Ｌ１）を与える。時間平滑化モジュール３２２は、移動平均フィルタ４０２及びＩＩＲ（無限インパルス応答）フィルタ４０４の組合せを含むことができる。ＩＩＲフィルタ４０４のフィードフォワード成分及びフィードバック成分の双方のゲインを決定するアルファの値を変化させることによって平滑化のレートを変えることができる。なお、アルファの値が小さいほど大きな平滑化が得られる。測定ラウドネス値（Ｌ１）は、ゲイン調整値（Ｇａｄｊ）を求めるのに使用するために調整ゲイン計算器モジュール３０４に供給される。

調整ゲイン計算器モジュール３０４は、オーディオ信号（Ｓｘ）のラウドネスを増幅させるのか、減衰させるのか、又は変化のための動作をとらないのかを決定する。調整ゲイン計算器モジュール３０４は、ラウドネス測定モジュール３０２によって決定された測定ラウドネス値（Ｌ１）を目標ラウドネスモジュール３０６によって与えられた目標ラウドネス値と比較することができる。目標ラウドネスモジュール３０６は、オーディオ信号（Ｓｘ）についてのメッセージＤｘ、オーディオ信号（Ｓｘ）又は選択されたオーディオ信号（Ｓｘ）に関係する他の何らかのパラメータに基づいて目標ラウドネス値を決定することができる。代替的に、又は加えて、目標ラウドネスはオーディオソース識別子との関連でラウドネスデータベースに記憶されてもよく、記憶された目標ラウドネスを目標ラウドネスモジュール３０６が取得するようにしてもよい。代替的に、又は加えて、目標ラウドネスは、ユーザ設定モジュール２１２において与えられたユーザ設定に基づいて目標ラウドネスモジュール３０６によって調整されてもよい。

代替的に、又は加えて、目標ラウドネスは、ユーザボリューム制御モジュール２０８によって与えられるボリューム設定に基づいて目標ラウドネスモジュール３０６によって調整されてもよい。オーディオ信号のユーザボリュームレベルは、ラウドネスに影響を与える。低いユーザボリューム設定では、約５００Ｈｚから約３０００Ｈｚといった中間域の周波数は、高い周波数域及び低い周波数域よりも多くのエネルギーを含むものとして知覚され得る。したがって、目標ラウドネスモジュール３０６は、特定域の周波数においてのみ、及び／又は知覚されるエネルギーレベルに応じて、オーディオ信号（Ｓｘ）の増幅又は減衰を与えることができる。一方、ユーザボリューム設定が比較的高い場合、ラウドネスエネルギーは比較的均一なものとして知覚され、目標ラウドネスモジュール３０６は、これに従って比較的高いボリューム設定に応じて目標ラウドネスを設定／調整することができる。

調整ゲイン計算器モジュール３０４は、ラウドネスゲイン調整モジュール２０４を制御するゲイン調整値（Ｇａｄｊ）を生成することができる。ゲイン調整値（Ｇａｄｊ）の生成は、測定ラウドネスと目標ラウドネスとの比較に基づくようにすればよい。したがって、測定ラウドネス及び目標ラウドネスの対応する周波数の差が調整ゲイン計算器モジュール３０４によって特定されると、特定された帯域の周波数についての対応するゲイン調整値が生成される。例えば、測定ラウドネス及び目標ラウドネスは、５００Ｈｚと３０００Ｈｚの間で実質的に同じとなり、０Ｈｚと４９９Ｈｚの間及び／又は３００１Ｈｚと２００００Ｈｚの間では実質的に異なり得る。所与の周波数又は周波数域における測定ラウドネスと目標ラウドネスの差は、エネルギー差閾値に基づいて調整ゲイン計算器モジュール３０４によって特定される。エネルギー差閾値は、目標ラウドネスからエネルギー差閾値よりも大きく相異する測定ラウドネスによってゲイン調整値（Ｇａｄｊ）の生成がトリガされるような所定の閾値であればよい。代替的に、又は加えて、エネルギー閾値は、ラウドネス調整器モジュール２１０によって受信及び／又は決定されるパラメータに基づいて調整ゲイン計算器モジュール３０４によって作成及び／又変動されるようにしてもよい。例えば、より高いボリュームレベルでは、ラウドネスの差は大きくなるほどリスナーには知覚されにくいので、エネルギー閾値は、ボリュームレベルが増加されるのにつれて増加する所与の周波数に対する所定値であればよい。ゲイン調整値（Ｇａｄｊ）の生成中に、調整ゲイン計算器モジュール３０４は、適応レートモジュール３０８及び調整リミッタモジュール３１０からの入力を受信し、選択的に生成ゲイン調整値（Ｇａｄｊ）を更に調整することができる。

適応レートモジュール３０８は、適応レート、すなわちゲイン調整値（Ｇａｄｊ）の変化のレートを決定する。適応レートモジュール３０８は、測定ラウドネス値及び目標ラウドネス値を検討し、オーディオ信号のラウドネスに対する変化が所定レートの変化で遷移するように、調整ゲイン計算器モジュール３０４によって生成されるゲイン調整値（Ｇａｄｊ）を調整することができる。後述するように、適応レートモジュール３０８の動作は、選択的調整モードの初期期間中など、オーディオ信号（Ｓｘ）のラウドネスの速い変化が望まれるインスタンス中には中断され得る。

調整リミッタモジュール３１０は、調整ゲイン計算器モジュール３０４によって生成されたゲイン調整値（Ｇａｄｊ）が所定の限度を超えないことを確定することができる。後述するように、オーディオラウドネス制御システム２１０は、オーディオ信号（Ｓｘ）のエネルギーレベルの最大増幅及び最大減衰についての設定を含むことができる。更に、調整リミッタモジュール３１０は、生成されたゲイン調整値（Ｇａｄｊ）がオーディオ出力信号のクリッピングをもたらさないことを確定するクリップ検出を含むことができる。調整リミッタモジュール３１０によるクリップ検出及び限度確認は、動作中に継続するものであればよい。更に、ゲイン調整値が増幅又は減衰限度外の場合、又は調整リミッタモジュール３１０によってクリッピングイベントが予測される場合、調整リミッタモジュール３１０は、調整ゲイン計算器モジュール３０４によるゲイン調整値（Ｇａｄｊ）の調整を動的に指示する。

オーディオラウドネス制御システムは、システムの性能をカスタマイズするのに選択／調整可能な多数の異なる動作モード及び設定を含むことができる。パラメータの一例は以下を含む。
名前： 値の範囲： デフォルト値：
オーディオラウドネス制御： オフ／オン［０／１］［バイパス／アクティブ］ １［オン］
メッセージモード： オフ／オン［０／１］ １［オン］
選択的調整モード： オフ／オン［０／１］ １［オン］
連続的調整モード： オフ／オン［０／１］ ０［オフ］
セカンドチャンス： オフ／オン［０／１］ １［オン］
会話検出： オフ／オン［０／１］ ０［オフ］
再解析： オフ／オン［０／１］ ０［オフ］
ｄＢオフセット： ０．５ｄＢ刻みで±６ｄＢ ０．０
最大増幅： （１ｄＢ刻みで）０〜３０ｄＢ １５．０
最大カット： （１ｄＢ刻みで）０〜３０ｄＢ ２０．０

オーディオラウドネス制御−オン／オフ −これは、ユーザがオーディオラウドネス制御システムをオン及びオフに切り換えることを可能とするユーザパラメータであればよい。オーディオラウドネス制御システムがオフに切り換えられている場合、それはオーディオ信号経路から完全に切り離される。結果として、オーディオラウドネス制御システム２１０は、それがオフに設定されている場合にはオーディオ信号に何ら影響を与えない。

メッセージモード −性能を最適化するための一機構は、オーディオラウドネス制御システム２１０によってＤｘメッセージについてネットワークを監視することである。例示のネットワークは、ホームネットワーク、車両ネットワーク、又はオーディオソースが繋がっている他の何らかのネットワークを含む。一実施例において、オーディオラウドネス制御システム２１０は、ヘッドユニットからのｅＭＯＳＴバスメッセージについて車両内のＭＯＳＴバスを監視し、どのようにオーディオラウドネス制御システムが動作するかの案内を補助することができるオーディオ関連メッセージを探す。この場合、オーディオラウドネス制御システム２１０は、オーディオ関連のネットワークメッセージを監視、受信及び処理するために、ＦＵＬＬ＿ＭＥＳＳＡＧＥモードで動作するように設定される。ネットワークメッセージモードが無効化又は利用不可である場合、オーディオラウドネス制御システム２１０は、ＤＩＲＥＣＴ＿ＭＥＳＳＡＧＥモードで動作するように設定される。ＤＩＲＥＣＴ＿ＭＥＳＳＡＧＥモードでは、オーディオラウドネス制御システム２１０は、前述したように、ソースセレクタ２０２から、又はオーディオソースからのメッセージを受信することができる。メッセージモードは、オーディオラウドネス制御システム２１０のチューニング時に設定できる。実施例の構成によっては、チューニング時に一旦モードが設定されると、それを変えることはできない。

調整モード −オーディオラウドネス制御システム２１０は、信号のレベル（及びそれゆえラウドネス）をどのように調整するかについての決定を行うときに２以上のモードのうちの１つを用いるように設定できる。モードのいくつかは、選択的調整モード及び連続的調整モードを含む。

各オーディオソース（例えば、ＦＭチューナ、ＡＭチューナ、ＣＤ、ＡＵＸなど）について、オーディオラウドネス制御システム２１０は、例えば、選択的調整モード及び連続的調整モードのいずれかで動作するように設定できる。調整モードは、チューニング時などに各オーディオソースについて設定できる。これらの設定は、チューニング処理の後に固定しておくことができる。

実施例によっては、フラグがオーディオソースの各々に関連付けられてもよい。このフラグは、その特定のオーディオソースについてどのように挙動するかをオーディオラウドネス制御システム２１０に示すことができる。特に、フラグは、選択的調整モード又は連続的調整モードで動作すべきか否かをオーディオラウドネス制御システム２１０に伝える。個別の選択的／連続的調整フラグがオーディオソースの各々に関連付けられてもよい。

選択的調整モード： 選択的調整モードでは、オーディオラウドネス制御システム２１０は、オーディオソース又はオーディオコンテンツの変化がある場合に信号のラウドネスを選択的に調整する。ある実施例では、そのような選択的調整は、オーディオソース又はオーディオコンテンツの変化がある場合に起こり得る。オーディオソースの変化の一例は、リスナーがＡＭチューナからＣＤに切り換える場合である。他の例は、リスナーがＦＭチューナの局を切り換える場合である。これらの場合の双方において、ユーザは、ラウドネスの変化をもたらし得るオーディオソースの変化を開始している。したがって、図５に示すように、オーディオソースが変化してから３〜５秒などの短い期間となり得る初期適応期間５０２において、オーディオラウドネス制御システム２１０は、初期適応期間５０２が経過するまで必要に応じて信号のラウドネスを調整できる。初期適応期間５０２でのオーディオ信号のラウドネスの調整は、ゲイン調整値に関連した第１のラウドネス適応レートとなる。オーディオソース又はオーディオコンテンツの変化が起こるとき、オーディオソースのラウドネスに非常に大きな差がある可能性がある。そのようなラウドネスの大きな差は、リスナーにとって煩わしいものとなり得る。例えば、新たなオーディオソースがそれまでのオーディオソースよりもかなり大音量である場合には、このラウドネスの急な増加は、リスナーには耳障りなものとなり得る。これに対処するため、初期適応期間５０２中に、オーディオラウドネス制御システム２１０は、非常に速いレートの適応を行うことが可能とされ、そして大きな調整を行うことが可能とされる。初期適応期間５０２中では、オーディオ信号のラウドネスの調整は、リスナーには容易に聞き取ることができる。初期適応期間５０２の継続期間中は、それまでのオーディオソース又はオーディオコンテンツと新たなオーディオソース又はオーディオコンテンツの間に存在し得るあらゆる大きなラウドネス差を完全に補償するのに充分に長いものであればよい。期間が終了することによってこの調整が完了すると、オーディオラウドネス制御システム２１０は、制限付き適応期間５０４中にラウドネスゲイン調整モジュール２０４を凍結させることなどによって、いかなる更なる速いラウドネス調整を行うことも禁止することができる。

制限付き適応期間５０４では、オーディオ信号のラウドネスの変化は、ゲイン調整値に関連付けられた第２のラウドネス適応レートで起こり得る。第２のラウドネス適応レートは、リスナーに知覚される際にラウドネスが実質的に変化しないままとなるように、オーディオ信号のラウドネスの大幅に遅い及び／又は大幅に少ない調整を含み得る。一実施例では、制限付き適応期間５０４では、第２のラウドネス適応レートがラウドネスを変化させず、ラウドネスゲイン調整信号（Ｇａｄｊ）を不変としておいてもよい。他の実施例では、第２のラウドネス適応レートにおいて、２、３分の期間にわたって１ｄＢ（デシベル）より小さい変化など、非常に小さい変化だけが長い期間にわたって行われ得る。制限付き適応期間５０４では、適応レートは、オーディオラウドネス制御システム２１０によって行われ得るオーディオ信号のラウドネスのあらゆる調整にリスナーが容易には気付かないか、知覚できないほどに遅いものであればよい。制限付き適応期間５０４の継続期間は、オーディオラウドネス制御システム２１０がオーディオ信号のラウドネスの正確な測定を行うことができるほどに充分に長いが、ユーザが信号のラウドネスに手動の変化を加える必要があると感じるほどには長くないものであればよい。

制限付き適応期間５０４の完了に続き、オーディオラウドネス制御システム２１０は、選択的調整進行期間５０６として示される第３の所定レートで信号のラウドネスを選択的に調整することができる。選択的調整進行期間５０６では、オーディオ信号のラウドネスは、初期適応期間５０２よりも小さく、制限付き適応期間５０４よりも大きなレートで調整できる。このように、オーディオラウドネス制御システム２１０は、長い期間にわたってゆっくりとラウドネス調整を行うことができる。一方、第１の適応レートにおいて、ラウドネス調整は、より短い期間により頻繁に行うことができる。一実施例では、第３の適応レートにおいて、ラウドネス制御システム２１０は、１分以上の期間にわたって１〜５ｄＢ（デシベル）の調整を可能とする。このレートにおいて、ラウドネスにおける小さな変化は、それらが行われているとリスナーに気付かれることがある。選択的調整進行期間５０６での適応レートは、オーディオ信号の自然のラウドネス変動が、変更されつつあるとリスナーに知覚されるレートよりも遅ければよい。代替的に、他の実施例では、選択的調整進行期間５０６は省略されてもよく、ラウドネスゲイン調整信号（Ｇａｄｊ）は凍結されたままでもよい。

したがって、図５に示すように、例えば、オーディオソースから受信されるオーディオ信号が、そのオーディオソースに切り換えてから、又はオーディオソースのコンテンツを変更してから５秒超など、初期適応期間５０２が終結して制限付き適応期間５０４が始まった後にラウドネスの大幅な変化を経験する場合、オーディオラウドネス制御システムは何もしない。これは、オーディオコンテンツが、エネルギーレベルの大幅な変化を含むことを意図したアーティストの設計によるものである場合を回避する。結果として、選択的調整モードで動作しているとき、オーディオラウドネス制御システム２１０は、ラウドネス差に対処しつつも、オーディオ信号に起こり得る影響を最小とすることができる。一実施例では、選択的調整モードは、ヘッドユニット、増幅器、又はシステムの他の何らかの構成要素からメッセージが入手可能な場合に選択され得る。したがって、オーディオラウドネス制御システム２１０は、ＦＵＬＬ＿ＭＥＳＳＡＧＥモードで動作するように設定されているときに選択的調整モードで動作することができる。

連続的調整モード： 連続的調整モードでは、オーディオラウドネス制御システム２１０は、オーディオ信号のコンテンツの変化又はオーディオソースの変化が起こったなどのオーディオ信号の変化の後に信号のラウドネスを調整し続けることができる。更に、オーディオラウドネス制御システム２１０は、初期適応期間５０２でのオーディオソースの変化の実質的に直後など、初期ウィンドウの時間中にラウドネスへのより大きな調整が行われることを可能としてもよい。図６に示す実施例では、初期適応期間５０２のウィンドウの時間は、新たなオーディオソースを選択し、又はオーディオソースを変える最初の３〜５秒以内であればよい。初期ラウドネス調整に続いて、初期ウィンドウの時間が経過した後、オーディオラウドネス制御システム２１０は、前述した選択的調整進行期間５０６中のオーディオ信号のエネルギーレベルを監視することによって実質的に連続的に又は必要に応じて行われるラウドネスゲイン調整信号（Ｇａｄｊ）の、より小さな調整を与えることができる。選択的調整進行期間５０６中の連続的調整モードでは、図７に示すように、オーディオラウドネス制御システム２１０は、現在のオーディオソースラウドネスと目標ラウドネスの差が所定の閾値よりも大きい場合に調整を行うことができる。

結果として、連続的調整モードで動作するとき、オーディオラウドネス制御システム２１０は、選択的調整モードに比べて大きな影響をオーディオ信号に与える傾向がある。ある実施例では、メッセージがヘッドユニットから入手可能な場合に連続的調整モードが選択され得る。これらの実施例では、オーディオラウドネス制御システム２１０は、ＦＵＬＬ＿ＭＥＳＳＡＧＥモードで動作するように設定されているときに連続的調整モードで動作することができる。

セカンドチャンスモード −概略として、セカンドチャンスモードは、初期適応期間５０２中にオーディオ信号を変化させること又はオーディオソースを変化させることに関連した初期変化に続くオーディオ信号（Ｓｘ）のエネルギーレベルを調整する第２の機会をオーディオラウドネス制御システム２１０に与える。セカンドチャンスモードは、選択的調整モードにおいて用いられ得る。選択的調整モードにおいて、オーディオソースが最初に選択されたときに実行された調整が完了して制限付き適応期間５０４中にラウドネスの更なる調整が凍結された後の所定時間後、例えば１０秒間後などにセカンドチャンスモードが開始される。したがって、例えば、オーディオラウドネス制御システム２１０は、初期適応期間５０２での第１の期間、例えば最初の５秒間などにおいて大幅な変化を行い、制限付き適応期間５０４での第２の期間、例えば１０秒間などにおいて全ての更なる調整を凍結し、その後、追加の調整が望まれるかを判定することができる。そのような追加の調整は、例えば、オーディオソースを変更した時に新たなオーディオソースが楽曲の静かな部分となっている可能性があることに起因して望まれることがある。オーディオラウドネス制御システム２１０は、そのラウドネス適応を信号の静かな部分で実行する場合に、それに従って信号を増幅させることができる。信号（楽曲）が大きくなっていく場合、ユーザは信号が大き過ぎると知覚し得る。セカンドチャンスモードは、そのような過増幅を回避するために選択的調整モードの延長となり得る。（なお、オーディオラウドネス制御システム２１０はゲインを必要に応じて調整できるので、連続的調整モードで動作しているときには、そのような過増幅は回避される。）代替的に、セカンドチャンスモードは連続的調整モードとともに用いられて、例えば、ラウドネス変化の積極性を増すことができ、及び／又はラウドネスのより大きな変化を可能とする。

図８は、選択的調整モード中にセカンドチャンスモードがアクティブとなっているオーディオラウドネス制御システム２１０の実施例による動作を示し、以下のステップが起こり得る。
１）ユーザがオーディオ信号又はオーディオソースを変更し、表示がオーディオラウドネス制御システム２１０によって受信又は判定される。
２）オーディオラウドネス制御システム２１０は、有効な信号を検出し、初期適応期間５０２中の３〜５秒などの第１の所定期間にわたって初期適応を実行する。
３）第１の所定期間が経過した後に、オーディオラウドネス制御システム２１０は、制限付き適応期間５０４中の約１０秒間などの第２の所定期間において適応を「凍結」する。
４）第２の所定期間中に、入力信号のラウドネスにおいて所定閾量での大幅な増加、例えば６ｄＢ超の増加などがあった場合には、オーディオラウドネス制御システム２１０はセカンドチャンス適応期間８０２を有効化することができる。第２の適応期間は、約３秒間などの第３の所定期間にわたって継続する。セカンドチャンス適応期間８０２では、ラウドネスゲイン調整信号（Ｇａｄｊ）は、ゲイン調整値に関連付けられた第４のラウドネス適応レート中に積極的に再調整され、それは初期適応期間５０２での第１のラウドネス適応レートに実質的に近似し得る。ある実施例では、初期適応期間５０２の後にオーディオ信号が大幅に大きくなっていく場合にセカンドチャンス適応期間８０２がトリガされるようにしてもよい。
５）セカンドチャンス適応期間８０２に続いて、選択的調整進行期間５０６では適応レートが大幅に低減され得る。すなわち、適応のレートは、第１の適応期間５０２及びセカンドチャンス適応期間８０２での適応のレートに対して大幅に遅くなり得る。他のオーディオソース変化又はオーディオ信号のコンテンツの変化が、他の完全な適応期間をトリガし得る。

会話検出 −会話検出モードが有効化されると、オーディオラウドネス制御システム２１０は、オーディオ信号における会話又は音楽の検出に基づいて、オーディオソースの変化又はオーディオソースのコンテンツの変化があったことを判定することができる。あるインスタンスでは、オーディオ信号が会話又は音楽なのかを検出するなど、特定のタイプのオーディオ信号が高い信頼性で検出されることができる。オーディオ信号が、高い信頼性で検出できるタイプのオーディオ信号であるものとして検出されると、ラウドネスに対する調整がこれに対応して実行される。調整値は、例えば、識別されたタイプとの関連でラウドネスデータベースに記憶された値であればよい。例えば、オーディオ信号が解析されて会話であると判定されると、ラウドネスは、明瞭度の理由で所定の記憶量だけ増幅されることができる。代替的に、又は加えて、オーディオ信号のタイプは、オーディオラウドネス制御システム２１０に、例えば、オーディオ信号自体で、又はメッセージ（Ｄｘ）で追加情報として供給されることができる。

実施例はコマーシャルを示し得るオーディオ信号における会話及び音楽の双方の検出を含み、オーディオラウドネス制御システム２１０はオーディオ信号を所定量だけ減衰させることができる。他の例として、会話も音楽も検出されない場合、オーディオ信号は中断しているラジオ局である場合もあり、オーディオラウドネス制御システム２１０は、オーディオ信号を所定量だけ減衰させ、又はラウドネスゲイン（Ｇａｄｊ）のいかなる変化も凍結することができる。

最大増幅 −最大増幅は、急峻過ぎる変化を回避するための、ラウドネスゲイン（Ｇａｄｊ）調整パラメータにおける最大ゲイン増加量であればよい。最大増幅は、調整リミッタで用いることができる。一実施例では、最大増幅は１５ｄＢに設定されることができる。

最大減衰 −最大減衰は、急峻過ぎる変化を回避するための、ラウドネスゲイン（Ｇａｄｊ）調整パラメータにおける最大ゲイン減少量であればよい。最大減衰は、調整リミッタで用いることができる。一実施例では、最大減衰は２０ｄＢに設定されることができる。

固定ソースゲイン −固定ソースゲインは、所定の固定ゲインの割当てが適切なオーディオソースに、適用されることができる。例えば、オーディオソースの各々について、オーディオソースの識別子に加えて、０．５ｄＢ刻みで±１０ｄＢなどの固定のゲインもＤｘメッセージ又はラウドネスデータベースのいずれかに含まれていてもよい。あるインスタンスでは、それらの設計に起因して、あるオーディオソースが、他のオーディオソースに比べて非常に大音量であり、又は非常に静かなことがある。例えば、ＣＤプレーヤからの信号レベルは、他のオーディオソースからのレベルよりも１０ｄＢ大きいことがある。固定ゲインの目的は、車両のチューニング時に設定を行うなど、ユーザ又はシステムエンジニアが種々のオーディオソースのレベルを等化できるようにすることといえる。個別の固定ゲインがオーディオソースの各々について用いられてもよい。一実施例では、固定ゲインのデフォルト値は０．０ｄＢであってもよい。

ソースバイパスフラグ −ソースバイパスフラグは、ラウドネスゲインが望まれないことを示すことができる。各オーディオソース（ＦＭチューナ、ＡＭチューナ、ＣＤ、ＡＵＸなど）について、ソースバイパスフラグは、オーディオラウドネス制御システム２１０がオーディオソースに対してオン又はバイパスのいずれかとなるように設定できる。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ハンズフリー電話の最中にはオーディオラウドネス制御システム２１０をバイパスすることが望ましい。調整モードは、チューニング時などに各オーディオソースについて設定されればよい。これらの設定は、チューニング処理後にも固定しておくことができる。

オーディオラウドネス制御システムは、車両におけるヘッドユニット、ホームレシーバ（ＨＡＲＭＡＮ ＫＡＲＤＯＮ ＡＶＲなど）、テレビ、セットトップボックス、又はコンピュータシステムを含む他の何らかのオーディオ関連装置など、１以上の種々の演算装置の一部又は全部であっても、それを含んでいてもよい。

図９は、一実施例によるコンピュータシステム９００である。コンピュータシステム９００は、記述された方法又はコンピュータによる機能のいずれか１以上をコンピュータシステム９００に実行させるように実行可能な命令のセットを含むことができる。コンピュータシステム９００は、スタンドアローン装置として動作してもよいし、他の装置の一部であってもよいし、ネットワークを用いるなどして他のコンピュータシステム又は周辺装置に接続されるようにしてもよい。

ネットワーク接続された配備において、コンピュータシステム９００は、サーバの能力において、サーバ−クライアント・ユーザネットワーク環境におけるクライアントユーザコンピュータとして、ピアトゥピア（すなわち分散）ネットワーク環境におけるピアコンピュータシステムとして、又は他の種々の態様において動作することができる。コンピュータシステム９００は、例えば、車両におけるテレマティクスシステムのような種々の装置として実装され、又はそれらに組み込まれることもできる。他の実施例では、機械でとられる挙動を指定する一組の命令（シーケンシャル又はその他）を実行することができる他の何らかの機械が使用されてもよい。コンピュータシステム９００は、音声、オーディオ、ビデオ又はデータ通信を提供する電子装置を用いて実装されてもよい。単一のコンピュータシステム９００が図示されているが、用語「システム」は、１以上のコンピュータ機能を実行する一組又は複数組の命令を個々に又は併せて実行するシステム又はサブシステムのあらゆる集合を含むものである。

コンピュータシステム９００は、プロセッサ９０２、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフクス処理装置（ＧＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、又は異なる若しくは同じプロセッサのあらゆる組合せを含む。プロセッサ９０２は、種々のシステムにおける構成要素であってもよい。例えば、プロセッサ９０２は、車両におけるヘッドユニット又は増幅器の一部であってもよい。プロセッサ９０２は、１以上の汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、デジタル回路、アナログ回路、それらの組合せ、又はデータを解析及び処理するための既知若しくは後に開発される他の装置であってもよい。プロセッサ９０２は、手動で生成され、又はプログラムされるコードなど、ソフトウェアプログラムを実装していてもよい。

プロセッサ９０２は、オーディオラウドネス制御システム２１０の少なくとも一部を動作させ、及び制御することができる。用語「モジュール」は、１以上の実行可能なモジュールを含むものと定義できる。モジュールは、ハードウェア又はハードウェアとソフトウェアの組合せであればよい。したがって、モジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はプロセッサ９０２などのプロセッサで実行可能な上記のあらゆる組合せを含み得る。例えば、モジュールは、プロセッサ９０２又は他のプロセッサで実行可能な命令を記憶するメモリ９０４などのメモリ又は他のメモリ装置であってもよい。代替的に、又は加えて、モジュールは、プロセッサ９０２による実行のために実行可能であり、指示され、又は制御される種々の装置、構成部材、回路、ゲート、回路基板などを含んでいてもよい。例えば、各モジュールは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、回路、デジタル論理回路、アナログ回路、別個の回路の組合せ、ゲート、又は他のあらゆるタイプのハードウェア若しくはそれらの組合せを含んでいてもよい。

コンピュータシステム９００は、バス９０８を介して通信可能なメモリ９０４などのメモリ９０４を含むことができる。メモリ９０４は、メインメモリ、スタティックメモリ又はダイナミックメモリであればよい。メモリ９０４は、ランダムアクセスメモリ、読出し専用メモリ、プログラマブル読出し専用メモリ、電気的にプログラム可能な読出し専用メモリ、電気的に消去可能な読出し専用メモリ、フラッシュメモリ、磁気テープ又はディスク、光学媒体などを含むがこれらに限られない種々のタイプの揮発性記憶媒体及び不揮発性記憶媒体といったコンピュータ可読記憶媒体を含むがこれらに限られない。一実施例では、メモリ９０４は、プロセッサ９０２に対するキャッシュ又はランダムアクセスメモリを含む。代替の実施例では、メモリ９０４は、プロセッサのキャッシュメモリ、システムメモリ又は他のメモリのように、プロセッサ９０２から分離されていてもよい。メモリ９０４は、データを記憶するための外部記憶装置又はデータベースであってもよい。例示として、ハードドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、メモリカード、メモリスティック、フロッピディスク、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）メモリ装置又はデータを記憶するように動作可能な他のあらゆる装置が含まれる。

コンピュータシステム９００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、フラットパネルディスプレイ、固体ディスプレイ、陰極線管（ＣＲＴ）、プロジェクタ又は決定された情報を出力するための既知若しくは後に開発される他の表示装置といったディスプレイユニット９１０を更に含んでいても、いなくてもよい。ディスプレイ９１０は、プロセッサ９０２の機能を制御するためのユーザに対するインターフェイスとして、すなわち、具体的にはメモリ９０４に記憶されたソフトウェアとのインターフェイスとして作用することができる。

コンピュータシステム９００は、ユーザがコンピュータシステムの構成要素のいずれかと相互作用することを可能とするように構成された入力装置９１２を含むことができる。入力装置９１２は、音声指令を受信するマイクロフォン、キーパッド、キーボード、マウス若しくはジョイスティックのようなカーソル制御装置、タッチスクリーンディスプレイ、リモート制御、又はコンピュータシステム９００との相互作用するように動作可能な他の何らかの装置であればよい。オーディオラウドネス制御システムのユーザは、例えば、オーディオラウドネス制御システム及び／又はテレマティクスシステムによって考慮されるべき基準又は条件を入力することができる。

コンピュータシステム９００は、ネットワーク９２６に接続された装置が音声、ビデオ、オーディオ、画像又は他のあらゆるデータをネットワーク９２６上で通信できるように、命令を含み、又は伝搬された信号に応じて命令を受信及び実行するコンピュータ可読媒体を含むことができる。命令は、ネットワーク９２６上で通信ポートすなわちインターフェイス９２０を介して、又はバス９０８を用いて送受信されることができる。通信ポートすなわちインターフェイス９２０は、プロセッサ９０２の一部であってもよいし、別個の構成要素であってもよい。通信ポート９２０は、ソフトウェアにおいて作成されてもよいし、ハードウェアにおける物理的接続であってもよい。通信ポート９２０は、ネットワーク９２６、外部媒体、ディスプレイ９１０若しくはコンピュータシステム９００における他の何らかの構成要素、又はこれらの組合せと接続するように構成されていればよい。ネットワーク９２６との接続は、有線イーサネット（登録商標）接続のような物理的接続であってもよいし、無線で確立されてもよい。コンピュータシステム９００の他の構成要素との追加的な接続は、物理的接続であってもよいし、無線で確立されてもよい。ネットワーク９２６は、代替的にはバス９０８と直接接続されてもよい。

ネットワーク９２６は、有線ネットワーク、無線ネットワーク、イーサネット（登録商標）ＡＶＢネットワーク又はこれらの組合せを含むことができる。無線ネットワークは、携帯電話ネットワーク、８０２．１１、８０２．１６、８０２．２０、８０２．１Ｑ又はＷｉＭａｘネットワークであればよい。また、ネットワーク９２６は、インターネットなどの公衆ネットワーク、イントラネットなどのプライベートネットワーク又はこれらの組合せであってもよく、ＴＣＰ／ＩＰに基づくネットワークプロトコルを含むがこれに限定されない現在利用可能な、又は後に開発される種々のネットワークプロトコルを利用することができる。オーディオラウドネス制御システムの１以上の構成要素が、ネットワーク９２６によって、又はそれを介して相互に通信できる。

テスト結果
オーディオラウドネス制御システムの有効性を評価するのに一連の客観テストの結果が出された。テストは、種々のオーディオソースからのオーディオ信号など、変化が起こった時、又はオーディオコンテンツが変化した時、種々のオーディオ信号のラウドネスを等化するオーディオラウドネス制御システムの能力を評価するように、また、オーディオラウドネス制御システムがオーディオ信号のスペクトルを変えないことを確認するために行われた。

図１０は、例示によるホワイトノイズ入力信号のプロット図である。同じ楽曲（この場合はホワイトノイズ）を異なるレベルで再生する４つのオーディオソース、例えばラジオ局（オーディオソースＳ１〜Ｓ４）があるものとする。上段の曲線は、オーディオラウドネス制御システムによって処理することなく４つのラジオ局（オーディオソースＳ１〜Ｓ４）の間を切り換えた結果を示す。この場合、時間によって信号のラウドネス（レベル）に大きな差があることが分かる。下段の曲線は、どのようにしてこれらの同じ４つのラジオ局（オーディオソースＳ１〜Ｓ４）の各々のラウドネス（レベル）がオーディオラウドネス制御システムによる処理によって変えられるのかを示す。図１０では、オーディオラウドネス制御システムは、オーディオソースＳ１のオーディオ信号をラウドネスゲイン値（Ｇａｄｊ）で増幅させていることになる。オーディオソースＳ２、Ｓ３及びＳ４について、オーディオラウドネス制御システムは、４つのオーディオソースから供給されるオーディオ信号のエネルギーレベルを実質的に近似させるために、それぞれのオーディオ信号を減衰させる異なるラウドネスゲイン値（Ｇａｄｊ）を適用することになる。下段の曲線における短い窪みは、オーディオソース（ラジオ局）が変更された時に信号を短時間消音するソフトウェアベースのヘッドユニットシミュレータの結果である。

図１１の例における曲線は、ホワイトノイズ信号のスペクトルを示す。上段の曲線１１０２は、オーディオラウドネス制御システムによって処理されない（すなわち、システムがオフされた）ホワイトノイズであり、下段の曲線１１０４は、オーディオラウドネス制御システムがオンされている状態でのホワイトノイズを図示している。図１１では、第１の曲線１１０２及び第２の曲線１１０４は相互にほぼ「完全に」平行となり、オーディオラウドネス制御システムが入力信号のスペクトルを変化させないことを示している。なお、この例では、縦軸の単位はｄＢ（３ｄＢ／目盛）である。

図１２は、オーディオ信号として会話入力信号を示す例示によるプロット図である。同じオーディオ信号（この場合は会話）を異なるレベルで再生する４つのオーディオソース、例えばラジオ局（オーディオソースＳ１〜Ｓ４）があるものとする。上段の曲線は、オーディオラウドネス制御システムによる処理のない状態での４つのラジオ局（オーディオソースＳ１〜Ｓ４）のオーディオ信号を示す。下段の曲線は、オーディオラウドネス制御システムによって処理した後の同じオーディオ信号を示す。下段の曲線において、ユーザによる知覚ラウドネスにおける均一性を得るために、オーディオ信号Ｓ１及びＳ２はゲイン調整信号（Ｇａｄｊ）によって増幅され、Ｓ４は減衰され、Ｓ３はほぼ不変である。下段の曲線における短い窪みは、この例示のシミュレーションで使用されるソフトウェアベースのヘッドユニットシミュレータの結果であり、それはオーディオソース（ラジオ局）が変更された時に信号を短時間消音するものである。しかし、いかなる消音も必要ではない。

図１３は、会話信号のスペクトルを示す他のセットの実施例による曲線である。第１の曲線１３０２は（システムがオフされている時など）オーディオラウドネス制御システムによって処理されていない会話信号であり、第２の曲線１３０４はオーディオラウドネス制御システムに対する処理がオンされた状態のものである。これらの曲線は相互にほぼ「完全に」に平行となり、オーディオラウドネス制御システムは入力信号のスペクトルを変化させないことを示している。なお、この例では、縦軸の単位はｄＢ（１２ｄＢ／目盛）である。

現在選択されているオーディオソースを示すメッセージ（Ｄｘ）の形式でのパラメータの一実施例によるソースは車両のヘッドユニットであり、それは可聴音を生成するためにオーディオ信号を増幅器に供給する。
表１−ヘッドユニットからオーディオラウドネス制御システムへの例示のＤｘメッセージ
名前：
オーディオソース 整数［０〜６３］
サブソース 整数［０〜１０２３］
なお、オーディオソースパラメータは、どのオーディオソースが、例えばヘッドユニットから増幅器に、現在オーディオ信号を提供しているかを特定できる。この例のオーディオソースは、以下を含み得る：
・ＡＭラジオ
・ＦＭラジオ
・ＣＤ
・ＤＶＤ
・Ａｕｘ
・ＵＳＢ
・衛星ラジオ
・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）オーディオ
・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ハンズフリー
・ヘッドユニットに、有線若しくは無線又は他のインターフェイス若しくは装置を介して接続される他の何らかのオーディオソース

サブソースＤｘメッセージは、オーディオソースの各々に関する更なる情報を提供する。オーディオソースがラジオ帯域（ＡＭ又はＦＭ）である場合には、サブソースは、どの局が現在アクティブとなっているかを示すことができる。これは、現在アクティブな局をサブソースが示すような衛星ラジオにも当てはまる。ＣＤの場合、サブソースは（複数のＣＤプレーヤの中で）どのＣＤがアクティブになっているかを示す。

特定のオーディオソースについてサブソースがない場合には、サブソースは０（ゼロ）に設定されればよい。一実施例において、車両が１つのＡｕｘ入力しか有していない場合には、Ａｕｘ入力に対するサブソースは常にゼロに設定され得る。他の実施例では、サブソースが省略され、追加の情報がオーディオソースメッセージとともに供給されてもよい。

ラウドネスデータベースに記憶されたデータは、３２ビットワードなど、所定の構成において記憶される。前述したように、データは不揮発性メモリに記憶されてもよい。不揮発性メモリに対して３２ビットワードで情報を圧縮する一実施例を図１４に示す。図１４の実施例では、オーディオラウドネス制御システムによって生成される情報は、不揮発性メモリに記憶されるために、３２ビットワードに圧縮されることになる。記憶されたデータは、オーディオラウドネス制御システムにそのタスクをより良く実行することを助ける情報を提供する。一実施例として、不揮発性メモリに記憶されてそこから取得され得る６４個の３２ビットワードがあってもよい。他の実施例として、あらゆる量のワードが記憶されてもよく、６４ビット、１２８ビット又は２５６ビットといった他のワードサイズが用いられてもよい。

オーディオラウドネス制御システムは、このデータの圧縮及び復元を処理することもできる。したがって、プロセッサの役割は、このデータを適時に記憶及び取得することである。システムがまさに最初に電源投入される時、不揮発性メモリにおける値は全て０（ゼロ）に設定されるべきである。

本発明の種々の実施形態を説明したが、本発明の範囲内で多くの更なる実施形態及び実施例が可能であることが当業者には明らかとなる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等に照らすことを除いて、限定されるべきものではない。

Claims (21)

1. オーディオラウドネス制御システムであって、
   プロセッサ、
   ラウドネス調整器モジュールであって、オーディオ信号のラウドネスレベルの調整及び該調整の実行のタイミングを、前記オーディオ信号に関連した、前記ラウドネス調整器モジュールに利用可能なパラメータに基づいて動的に決定するように前記プロセッサによって実行可能な前記ラウドネス調整器モジュール、及び
   前記ラウドネス調整器モジュールによって決定された前記実行のタイミング及び前記ラウドネスレベルの調整に従って前記オーディオ信号を動的に減衰、増幅又は通過させるように前記プロセッサによって実行可能なゲイン調整モジュール
   を備えたオーディオラウドネス制御システム。
2. 請求項１に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記ラウドネス調整器モジュールは、前記オーディオ信号のラウドネスレベルの前記調整の実行の前記タイミングを、前記オーディオ信号の最初の受信に応じて開始して所定ウィンドウの時間が経過した後に終了する初期適応期間内となるように決定するよう実行可能である、前記オーディオラウドネス制御システム。
3. 請求項２に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記ラウドネス調整器モジュールは、前記オーディオラウドネス制御システムが選択的調整モードとなるのに応じて前記初期適応期間後に制限付き適応期間に移行するように実行可能であり、前記制限付き適応期間は、前記ラウドネスレベルの前記調整が前記ラウドネス調整器モジュールによって実質的に不変となる所定期間である、前記オーディオラウドネス制御システム。
4. 請求項３に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記ラウドネス調整器モジュールが前記制限付き適応期間後にセカンドチャンス適応期間に移行するように実行可能であり、前記セカンドチャンス適応期間は、ラウドネス適応レートが前記初期適応期間中と実質的に近似する所定期間である、前記オーディオラウドネス制御システム。
5. 請求項２に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記ラウドネス調整器モジュールは、前記オーディオラウドネス制御システムが連続的調整モードとなるのに応じて前記初期適応期間後に連続的調整進行期間に移行するように実行可能であり、前記連続的調整進行期間は、前記ラウドネスレベルの選択的動的調整が前記初期適応期間中よりも低いラウドネス適応レートで行われる期間である、前記オーディオラウドネス制御システム。
6. 請求項１に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記ラウドネス調整器モジュールが、前記オーディオ信号を受信して該オーディオ信号の測定ラウドネスを特定するように前記プロセッサによって実行可能であり、前記ラウドネス調整器モジュールが更に、前記オーディオ信号の前記測定ラウドネスを目標ラウドネスと比較し、該比較に基づいて前記タイミング及び前記オーディオ信号の前記ラウドネスレベルの前記調整を決定するように実行可能である、前記オーディオラウドネス制御システム。
7. 請求項１に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記ラウドネス調整器モジュールによって受信される前記パラメータが前記オーディオ信号及び該オーディオ信号のソースの識別を含む、前記オーディオラウドネス制御システム。
8. 請求項１に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記オーディオ信号に関連する前記パラメータが、前記オーディオ信号において、又は前記オーディオ信号とともに含まれるメッセージにおいて前記ラウドネス調整器によって受信される、前記オーディオラウドネス制御システム。
9. 請求項１に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記ラウドネス調整器モジュールと通信するデータベースを更に備え、前記ラウドネス調整器モジュールが、前記オーディオ信号のソースと関連するラウドネス関連の設定又はパラメータを前記データベースから抽出するように構成された、前記オーディオラウドネス制御システム。
10. 請求項１に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記ラウドネス調整器モジュールによって受信される前記パラメータが少なくとも１つのマイクロフォン信号を含み、前記ラウドネス調整器モジュールが、前記マイクロフォン信号に基づいてラウドネス測定及びノイズ推定を行うように実行可能であり、該ラウドネス測定及び該ノイズ推定が前記ラウドネス調整器モジュールによって用いられて前記オーディオ信号の調整の前記タイミング及び前記レベルを動的に決定する、前記オーディオラウドネス制御システム。
11. 請求項１１に記載のオーディオラウドネス制御システムであって、前記プロセッサが、前記ゲイン調整モジュールの閉ループ制御において前記マイクロフォン信号を用いるように実行可能である、前記オーディオラウドネス制御システム。
12. プロセッサによって実行可能な命令を記憶するように構成されたコンピュータ可読記憶媒体であって、
    ソースからオーディオ信号を取得するように前記プロセッサによって実行可能な命令、
    前記オーディオ信号に関連するパラメータに基づいて測定ラウドネス値を特定するように前記プロセッサによって実行可能な命令、
    前記パラメータに基づいてラウドネスゲイン調整信号を動的に調整するように前記プロセッサによって実行可能な命令、及び
    前記オーディオ信号に対して前記動的に調整されたラウドネスゲイン調整信号の適用タイミングを決定するように前記プロセッサによって実行可能な命令
    を備えたコンピュータ可読記憶媒体。
13. 請求項１２に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記オーディオ信号のラウドネスの変化が所定レートの変化で遷移するように、前記ラウドネスゲイン調整信号の前記動的な調整を変動させる命令を更に備える、前記コンピュータ可読記憶媒体。
14. 請求項１３に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記ラウドネスゲイン調整信号の前記動的な調整の変動を選択的に中断及び有効化して前記オーディオラウドネスシステムの動作モードに応じて前記所定レートの変化をもたらすように前記プロセッサによって実行可能な命令を更に備える、前記コンピュータ可読記憶媒体。
15. 請求項１２に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記測定ラウドネス値との比較の前に前記目標ラウドネス値を調整するように前記プロセッサによって実行可能な命令を更に備え、前記目標ラウドネス値が前記パラメータに基づいて調整される、前記コンピュータ可読記憶媒体。
16. 請求項１２に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記ゲインを制御する前記命令が、前記オーディオ信号の異なる周波数域について前記ラウドネスゲイン調整信号を異ならせて調整する命令を備える、前記コンピュータ可読記憶媒体。
17. 請求項１２に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記ゲインを制御する前記命令が、予測されるクリッピングの閾値に基づいて前記ゲインを調整する命令を備える、前記コンピュータ可読記憶媒体。
18. 請求項１２に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、ラウドネスゲイン調整信号を動的に調整するための前記命令が、前記測定ラウドネス値を目標ラウドネス値と比較する命令、及び前記測定ラウドネス値と前記目標ラウドネス値との差に基づく前記ラウドネスゲイン調整信号を動的に調整する命令を備える、前記コンピュータ可読記憶媒体。
19. オーディオラウドネス制御の方法であって、
    オーディオ信号をプロセッサで受信すること、
    ラウドネスゲイン調整信号を前記プロセッサで動的に調整して前記オーディオ信号のラウドネスレベルを調整すること、
    前記オーディオ信号が変化したことを前記プロセッサで検出すること、
    前記ラウドネスゲイン調整信号を前記プロセッサで動的に調整することであって、前記ラウドネスゲイン調整信号が第１の所定適応レートで動的に調整されて前記オーディオ信号の前記ラウドネスレベルが前記変化前の前記オーディオ信号の前記ラウドネスレベルに実質的に近似するように調整すること、及び
    前記変化が検出された後の所定期間に続いて、前記プロセッサが前記ラウドネスゲイン調整信号を、前記第１の所定適応レートとは異なる第２の所定適応レートで動的に調整すること
    を備える方法。
20. 請求項１９に記載の方法であって、前記オーディオ信号が変化したことを前記プロセッサで検出することが、前記オーディオ信号の変化又は前記オーディオ信号のソースの変化の一方を検出することを含む、前記方法。
21. 請求項１９に記載の方法であって、前記第２の所定適用レートが前記第１の所定適応レートよりも小さい、前記方法。