JP6105929B2 - 音声処理装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、入力された音声信号の振幅レベルが所定範囲内に収まるように振幅レベルを調整する自動レベル制御(ALC)の機能を有する音声処理装置に関する。本発明の実施形態を詳しく説明する前に、音声処理装置の自動レベル制御における、アタック音検出時のリカバリ動作について説明しておく。
なお、R_ADD_GAINは正の値である。リミット動作時は音声信号のレベルが大きくなって歪むので、できるだけ速くゲインを減らした方がよい。一方、リカバリ動作時はレベルの変動が目立たないようにできるだけゲインをゆっくり増加させた方がよい。そこで、
R_C_MIN > L_C_MIN
とする。さらに、アタック音の場合は、リカバリ動作の時定数を小さくして、アタック音直後の音声レベルをできるだけ早く適正レベルにすることが望まれる。そこで、
R_C_MIN > ATT_C_MIN
とする。
図1は、本実施形態に係る音声処理装置のALC部の構成を示す図である。図1において、音声入力部101は、マイクロホンまたは音声再生装置等からの音声信号を入力する。音声入力部101には、DC成分を除去された音声信号が入力される。従って0を中心に正負の値の音声信号が入力される。本実施形態におけるALC部は、図示の如く、第1のALC機能部11と、その後段に設けられた第2のALC機能部12とを含む。音声出力部105からは、振幅レベルがTH_MIN〜TH_MAX(ただしTH_MIN<TH_MAX)の間になるように調整された音声信号が出力される。
R_ADD_GAIN1 = −L_ADD_GAIN1 = R_ADD_GAIN2 = −L_ADD_GAIN2
とする。なお、R_ADD_GAIN1は正の値である。
R_C_MIN1 > L_C_MIN1、
R_C_MIN2 > L_C_MIN2
とする。
リミット動作時におけるゲイン変化については、設定値によって動作が変わるが、概ね以下の関係にあれば問題はない。(L_C_MIN1 < L_C_MIN2でもかまわない。)
L_C_MIN1 ≧ L_C_MIN2
ゼロクロス検出を行わない場合は、
R_C_MIN1=R_C_MAX1、
L_C_MIN1=L_C_MAX1、
R_C_MIN2=R_C_MAX2、
L_C_MIN2=L_C_MAX2
とする。これにより、Z_DETに関係なく動作する。
L_C_MIN1 > L_C_MIN2
とした場合に、複数のアタック音が連続的に入力された場合の動作を図7に示す。図7において、「入力音エンベロープ」は、音声入力部101に入力された音声信号のエンベロープ波形であり、複数のアタック音が連続して入力されている。「出力音エンベロープ」は、音声出力部105に出力される音声信号のエンベロープ波形であり、本実施形態のALC実行後の音声信号のエンベロープ波形である。「ゲイン1」は、第1振幅ゲイン決定部108で決定されたゲイン111の変化を示し、「ゲイン2」は、第2振幅ゲイン決定部112で決定されたゲイン115の変化を示している。「合計ゲイン」は、ゲイン1とゲイン2との合計値であり、ALC部全体のゲインに相当する。
図8は、第2実施形態に係る音声処理装置のALC部の構成を示す図である。図8において、音声入力部801は、マイクロホンまたは音声再生装置等からの音声信号を入力する。音声入力部801には、DC成分を除去された音声信号が入力される。従って0を中心に正負の値の音声信号が入力される。音声出力部803からは、振幅レベルがTH_MIN〜TH_MAX(ただしTH_MIN<TH_MAX)の間になるように調整された音声信号が出力される。
上述の第2実施形態において、合計ゲイン817は、図7の期間1〜4では一定であることが望ましい。しかし、ゲイン1とゲイン2は独立に動作しているため、合計ゲインがゲイン可変幅の最小単位で変動する可能性がある。本実施形態は、その対策を施すものである。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
Claims (9)
- 入力された音声信号の振幅レベルを、ゲインを用いて調整する第1のレベル制御手段であって、前記第1のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルが所定範囲の上限値を超えた場合はゲインを低下させるリミット動作を行い、前記第1のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルが前記所定範囲の下限値より小さい場合はゲインを増加させるリカバリ動作を行う、第1のレベル制御手段と、
前記第1のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルを、ゲインを用いて調整する第2のレベル制御手段であって、前記第2のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルが前記所定範囲の上限値を超えた場合はゲインを低下させるリミット動作を行い、前記第2のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルが前記所定範囲の下限値より小さい場合はゲインを増加させるリカバリ動作を行う、第2のレベル制御手段と、を有し、
前記第1のレベル制御手段でのリカバリ動作時のゲインの増加の時定数を、前記第2のレベル制御手段でのリカバリ動作時のゲインの増加の時定数より大きくすることを特徴とする音声処理装置。 - 前記入力された音声信号の振幅レベルが0レベルと交差するゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段を更に有し、
前記第1のレベル制御手段及び前記第2のレベル制御手段はそれぞれ、前記ゼロクロスが検出されたタイミングで前記ゲインを変化させることを特徴とする請求項1に記載の音声処理装置。 - 前記第1のレベル制御手段及び前記第2のレベル制御手段はそれぞれ、前記リカバリ動作時におけるゲインの増加の時定数を、前記リミット動作時におけるゲインの低下の時定数より大きくすることを特徴とする請求項1または2に記載の音声処理装置。
- 入力された音声信号の振幅レベルが所定範囲内に収まるように前記振幅レベルを調整する音声処理装置であって、
入力された音声信号の振幅レベルを判定する判定手段と、
前記判定された振幅レベルに第1ゲインを乗じて得た振幅レベルを予測する第1の予測手段と、
前記第1の予測手段で予測された振幅レベルに第2ゲインを乗じて得た振幅レベルを予測する第2の予測手段と、
前記第1の予測手段で予測された振幅レベルが前記所定範囲の上限値を超えた場合は前記第1ゲインを低下させるリミット動作を行い、前記第1の予測手段で予測された振幅レベルが前記所定範囲の下限値より小さい場合は前記第1ゲインを増加させるリカバリ動作を行う、第1のゲイン制御手段と、
前記第2の予測手段で予測された振幅レベルが前記所定範囲の上限値を超えた場合は前記第2ゲインを低下させるリミット動作を行い、前記第2の予測手段で予測された振幅レベルが前記所定範囲の下限値より小さい場合は前記第2ゲインを増加させるリカバリ動作を行う、第2のゲイン制御手段と、
前記第1のゲイン制御手段により制御された前記第1ゲインと前記第2のゲイン制御手段により制御された前記第2ゲインとを合計した合計ゲインにより、前記入力された音声信号の振幅レベルを調整する調整手段と、を有し、
前記第1のゲイン制御手段でのリカバリ動作時の前記第1ゲインの増加の時定数を、前記第2のゲイン制御手段でのリカバリ動作時の前記第2ゲインの増加の時定数より大きくすることを特徴とする音声処理装置。 - 前記第2の予測手段で予測された振幅レベルが前記所定範囲内に収まっている場合に、前記第1ゲインが変化しても前記合計ゲインが変化しないように前記第1ゲインを調整する手段を更に有することを特徴とする請求項4に記載の音声処理装置。
- 前記入力された音声信号の振幅レベルが0レベルを交差するゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段を更に有し、
前記第1のゲイン制御手段及び前記第2のゲイン制御手段はそれぞれ、前記ゼロクロスが検出されたタイミングで前記第1ゲイン及び前記第2ゲインを変化させることを特徴とする請求項4又は5に記載の音声処理装置。 - 第1のレベル制御手段が、入力された音声信号の振幅レベルを、ゲインを用いて調整する第1のレベル制御ステップであって、前記第1のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルが所定範囲の上限値を超えた場合はゲインを低下させるリミット動作を行い、前記第1のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルが前記所定範囲の下限値より小さい場合はゲインを増加させるリカバリ動作を行う、第1のレベル制御ステップと、
第2のレベル制御手段が、前記第1のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルを、ゲインを用いて調整する第2のレベル制御ステップであって、前記第2のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルが前記所定範囲の上限値を超えた場合はゲインを低下させるリミット動作を行い、前記第2のレベル制御手段からの音声信号の振幅レベルが前記所定範囲の下限値より小さい場合はゲインを増加させるリカバリ動作を行う、第2のレベル制御ステップと、を有し、
前記第1のレベル制御ステップでのリカバリ動作時のゲインの増加の時定数を、前記第2のレベル制御ステップでのリカバリ動作時のゲインの増加の時定数より大きくすることを特徴とする音声処理装置の制御方法。 - 入力された音声信号の振幅レベルが所定範囲内に収まるように前記振幅レベルを調整する音声処理装置の制御方法であって、
判定手段が、入力された音声信号の振幅レベルを判定する判定ステップと、
第1の予測手段が、前記判定された振幅レベルに第1ゲインを乗じて得た振幅レベルを予測する第1の予測ステップと、
第2の予測手段が、前記第1の予測ステップで予測された振幅レベルに第2ゲインを乗じて得た振幅レベルを予測する第2の予測ステップと、
第1のゲイン制御手段が、前記第1の予測ステップで予測された振幅レベルが前記所定範囲の上限値を超えた場合は前記第1ゲインを低下させるリミット動作を行い、前記第1の予測ステップで予測された振幅レベルが前記所定範囲の下限値より小さい場合は前記第1ゲインを増加させるリカバリ動作を行う、第1のゲイン制御ステップと、
第2のゲイン制御手段が、前記第2の予測ステップで予測された振幅レベルが前記所定範囲の上限値を超えた場合は前記第2ゲインを低下させるリミット動作を行い、前記第2の予測ステップで予測された振幅レベルが前記所定範囲の下限値より小さい場合は前記第2ゲインを増加させるリカバリ動作を行う、第2のゲイン制御ステップと、
調整手段が、前記第1のゲイン制御ステップで制御された前記第1ゲインと前記第2のゲイン制御ステップで制御された前記第2ゲインとを合計した合計ゲインにより、前記入力された音声信号の振幅レベルを調整する調整ステップと、を有し、
前記第1のゲイン制御ステップでのリカバリ動作時の前記第1ゲインの増加の時定数を、前記第2のゲイン制御ステップでのリカバリ動作時の前記第2ゲインの増加の時定数より大きくすることを特徴とする音声処理装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1から6のいずれか1項に記載の音声処理装置が有する各手段として機能させるためのプログラム。
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