声音处理设备、方法以及程序的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种能够在对声音信号执行增益放大时抑制声音质量劣化的声音处理设备、方法以及程序。当基于增益设定值执行均衡器处理，以调整用于输入信号的每个频带的增益时，将输入信号衰减从增益设定值所导出的输入衰减量，并且对所衰减的输入信号执行均衡器处理。基于从预先准备的典型音乐信号所导出的、用于每个频带的权重因子和增益设定值，估计使用均衡器处理的输入信号的增益的放大；以及将估计值与输入衰减量之间的差异计算为增益校正量。然后，对输入信号执行非线性放大处理，使得将对其实际地执行了均衡器处理的输入信号放大了增益校正量，并且产生输出信号。本发明可以应用到声音处理设备。
【专利说明】声音处理设备、方法以及程序
【技术领域】
[0001]本技术涉及一种声音处理设备、方法以及程序，并且更具体地涉及一种能够在对声音信号的增益进行放大时缓解声音质量的劣化的声音处理设备、方法以及程序。
【背景技术】
[0002]过去，通常使用均衡器操纵音乐信号的每个频带的增益。在这种场合下，当对特定的频带的增益进行放大时，从均衡器所输出的信号的幅度(即，其增益被操纵的音乐信号的幅度)超出了记录范围，并且作为结果，就可听性而言，会发生令人不适的削波(clip)失真。
[0003]作为用于降低这种削波失真的技术，已知预增益控制处理和自动增益控制处理。
[0004]在预增益控制处理中，预先估计要被削波的增益量，并且在基于增益量对音乐信号进行衰减之后，将衰减后的音乐信号输入到均衡器。在这种场合下，通过允许用户手动地操作衰减旋钮来确定音乐信号的衰减量。
[0005]在自动增益控制处理中，为了防止音乐信号在采用均衡器进行的音乐信号的增益操作中被削波，在刚好输入到均衡器之前或刚好从均衡器输出之后，对音乐信号适应性地执行增益控制。更具体地，在发生削波失真的区间中，使音乐信号的信号波形强制地变形，使得信号的幅度不超出记录范围。
[0006]例如，如图1的上侧所示，假定将具有如箭头Qll所示的波形的音乐信号输入到均衡器11，并且完成了对特定的频带的增益调整，以及获得具有由箭头Q12所示的波形的音乐信号作为输出。在由箭头Q12所示的波形中，幅度过分地放大的波形部分(B卩，由虚线所示的部分)被削波并且具有失真波形。当发生这样的削波失真时，在播放音乐信号时破坏了声音，并且声音的质量劣化。
[0007]因此，如在图下侧所示，执行预增益控制处理和自动增益控制处理的设备在均衡器11的前级设置有衰减电路12，并且将由箭头Q21所示的、其波形要被处理的音乐信号输入到衰减电路12。当由衰减电路12对音乐信号执行衰减处理时，获得了具有由箭头Q22所示的、其增益被衰减了的波形的音乐信号，以及将此音乐信号提供给均衡器11，使得对增益进行调整。
[0008]然后，由于由均衡器11所执行的音乐信号的增益调整，获得了具有由箭头Q23所示的波形的音乐信号作为输出。衰减电路12预先依照由均衡器11过分地放大的增益对因此所获得的音乐信号的增益进行衰减，并且因此，可以缓和削波失真。
[0009]另外，在用于减少削波失真的技术中，串联连接多个频带的峰值滤波器(例如，参见专利文献I )。在此技术中，在后级中，采用用于较高频率的峰值滤波器对信号执行滤波处理，并且因此，通过信号的削波所生成的失真的谐波分量不太可能由后级的滤波器放大。
[0010]引用列表
[0011]专利文献
[0012]专利文献I JP8-2325OA
【发明内容】
[0013]发明要解决的问题
[0014]然而，在以上说明的技术中，过去难以充分地缓和在对音乐信号的增益进行放大时可能发生的声音的质量的劣化。
[0015]例如，在预增益控制处理中，用户需要以直观的方式操作衰减旋钮以调整增益的衰减量，因此难以指定最优衰减量，并且用于每首歌曲的最优衰减量也不同，以及对于用户执行不便的操作是麻烦的。当由用户所指定的衰减量不合适时，在音乐信号中会发生削波失真，并且音乐信号的幅度变得过小或过大。
[0016]在自动增益控制处理中，根据音乐信号的幅度改变自动地调整增益的衰减量，因此用户不需要指定每个场合下的最优衰减量，但是在发生削波的区间中，强制地对增益进行衰减(即，使信号波形变形)。因此，不仅存在信号波形变形的区间，而且还存在信号波形未变形的区间，从而音乐信号的增益不自然地改变，并且就可听性而言，播放的音乐信号变得不稳定以及给予了用户不舒适的感受。
[0017]鉴于这种情况提出了本技术，并且本技术能够在对声音信号的增益进行放大时缓和声音质量的劣化。
[0018]问题的解决方案
[0019]本技术的一个方面的声音处理设备包括:输入衰减量计算单元，配置成基于增益设定值计算用于对声音信号进行衰减的输入衰减量，增益设定值代表在均衡器处理中声音信号的每个频带的增益的调整量；估计增益放大量计算单元，配置成基于针对每个频带所导出的权重系数和增益设定值，计算估计增益放大量，估计增益放大量是通过均衡器处理所放大的声音信号的增益的估计值；增益校正量计算单元，配置成基于输入衰减量和估计增益放大量，计算增益校正量；输入增益衰减单元，配置成基于输入衰减量，对声音信号进行衰减；均衡器处理单元，配置成基于增益设定值对由输入增益衰减单元所衰减的声音信号执行均衡器处理，并且调整声音信号的每个频带的增益；以及增益校正单元，配置成基于增益校正量，对经受了均衡器处理的声音信号的增益进行校正。
[0020]声音处理设备还可以设置有系数计算单元，该系数计算单元配置成基于预先准备的声音信号的频率的能量分布来计算权重系数。
[0021]针对每个频带，系数计算单元可导出当将预先准备的声音信号的频带的增益放大预定值时发生改变的预先准备的声音信号的能量改变量，并且基于每个频带的能量改变量的求和以及特定频带的能量改变量的比例，计算特定频带的权重系数。
[0022]估计增益放大量计算单元可以计算与权重系数相乘的增益设定值的求和作为估计增益放大量。
[0023]增益校正量计算单元可以通过导出输入衰减量与估计增益放大量之间的差异，计算增益校正量。
[0024]增益校正单元可以基于增益校正量、对声音信号执行非线性放大处理，以便对声音信号的增益进行放大。
[0025]增益校正单元可以对声音信号执行线性放大处理，以便将声音信号的增益放大增益校正量的预定量，并且之后对声音信号执行非线性放大处理，以便将经受了线性放大处理的声音信号的增益放大下述量:该量是通过从增益校正量中减去预定量获得的。[0026]本技术的一个方面的声音处理方法或程序包括:输入衰减量计算步骤，用于基于增益设定值计算用于对声音信号进行衰减的输入衰减量，增益设定值代表在均衡器处理中声音信号的每个频带的增益的调整量；估计增益放大量计算步骤，用于基于针对每个频带所导出的权重系数和增益设定值，计算估计增益放大量，估计增益放大量是通过均衡器处理所放大的声音信号的增益的估计值；增益校正量计算步骤，用于基于输入衰减量和估计增益放大量，计算增益校正量；输入增益衰减步骤，用于基于输入衰减量，对声音信号进行衰减；均衡器处理步骤，用于基于增益设定值对在输入增益衰减步骤中所衰减的声音信号执行均衡器处理，并且调整声音信号的每个频带的增益；以及增益校正步骤，用于基于增益校正量，对经受了均衡器处理的声音信号的增益进行校正。
[0027]根据本技术的一个方面，基于增益设定值计算用于对声音信号进行衰减的输入衰减量，增益设定值代表在均衡器处理中声音信号的每个频带的增益的调整量；基于针对每个频带所导出的权重系数和增益设定值，计算估计增益放大量，估计增益放大量是通过均衡器处理所放大的声音信号的增益的估计值；基于输入衰减量和估计增益放大量，计算增益校正量；基于输入衰减量，对声音信号进行衰减；基于增益设定值对在输入增益衰减步骤中所衰减的声音信号执行均衡器处理，并且调整声音信号的每个频带的增益；以及基于增益校正量，对经受了均衡器处理的声音信号的增益进行校正。
[0028]发明的效果
[0029]根据本技术的方面，缓和了声音的质量的劣化。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是用于说明传统均衡器处理的图。
[0031]图2是用于说明应用了本技术的均衡器处理的图。
[0032]图3是用于说明输入衰减量的计算的图。
[0033]图4是用于说明针对每个频带的权重系数的计算的图。
[0034]图5是示出应用了本技术的声音处理设备的实施例的配置的示例的图。
[0035]图6是用于说明声音处理的流程图。
[0036]图7是示出计算机的配置的示例的图。
【具体实施方式】
[0037]在下文中，将参照附图描述应用了本技术的实施例。
[0038]<第一实施例>
[0039][本技术的概述]
[0040]首先，将说明本技术的概述。在本技术中，当均衡器对诸如音乐信号的声音信号执行均衡器处理时，在均衡器处理之前和之后适当地调整声音信号的增益，借此本技术缓和了诸如削波失真的声音质量的劣化。在下文中，要处理的声音信号是歌曲的信号(即，音乐信号)，并且要处理的音乐信号将被称为输入信号。对输入信号执行均衡器处理等，并且最终所获得的声音信号将被称为输出信号。
[0041]如图2所示，当应用了本技术的声音处理设备接收输入信号时，声音处理设备对输入信号执行衰减处理，并且对经受了衰减处理的输入信号执行均衡器处理。然后，声音处理设备对经受了均衡器处理的输入信号执行增益校正处理，以生成输出信号。
[0042]在图2中，水平方向指示对输入信号所执行的每个处理的顺序，并且垂直方向指示输入信号的幅度的大小。箭头Ull至箭头U14分别地表示输入信号的幅度、经受了衰减处理的输入信号的幅度、经受了均衡器处理的输入信号的幅度、以及经受了增益校正处理的输入信号(即，输出信号)的幅度。
[0043]在图2的示例中，首先，基于输入衰减量G_ATN、对具有由箭头Ul I所指示的幅度的输入信号执行衰减处理，并且获得具有由箭头U12所指示的幅度的输入信号。
[0044]在这种情况下，输入衰减量G_ATN表示通常指示输入信号的增益量，通过均衡器处理将输入信号放大了该增益量。
[0045]例如，在对输入信号所执行的均衡器处理中，基于由用户针对每个频带所指定的增益设定值，对输入信号的每个频带的分量执行增益调整。预定频带Fk (然而，l^k^N)的增益设定值为指示输入信号的频带Fk的分量的增益的放大量的值；并且在均衡器处理中，将输入信号的每个频带的分量的增益放大了该频带的增益设定值。
[0046]基于由用户所指定的每个频带的增益设定值计算输入衰减量G_ATN，并且更具体地，输入衰减量G_ATN指示用于均衡器处理的输入信号的频带分量的增益放大量的估计值的最大值。
[0047]在衰减处理之后，基于由用户所设定的增益设定值对具有由箭头U12所指示的幅度的输入信号执行均衡器处理，并且然后获得具有由箭头U13所指示的幅度输入信号。与在均衡器处理之前的输入信号相比，将输入信号的幅度(增益)放大了由箭头U13所指示的幅度与由箭头U12所指示的幅度之间的差异。
[0048]在声音处理设备中，基于用于每个频带Fk的权重系数CRk和增益设定值EQk、在均衡器处理之前，计算在均衡器处理中所放大的增益量的估计值(即，作为整个输入信号的能量的放大量的估计值的估计增益放大量G_EST)。
[0049]在这种情况下，例如，根据通常可获得的音乐信号(在下文中也被称为模型音乐信号)的每个频率的能量分布的统计量、通过估计来计算每个频带Fk的权重系数CRk。当具有增益设定值EQk的增益调整对整个模型音乐信号的能量的放大有更大的贡献时，权重系数CRk的值增加。
[0050]在声音处理设备中，获得输入衰减量G_ATN与如此估计的估计增益放大量G_EST的绝对值的差异作为在对经受了均衡器处理的输入信号执行增益校正处理期间的增益校正量G_CMP。然后，基于增益校正量G_CMP，对具有由箭头U13所指示的幅度的、经受了均衡器处理的输入信号执行增益校正处理，并且获得具有由箭头U14所指示的幅度的输出信号。
[0051]增益校正量G_CMP是输入衰减量G_ATN与估计增益放大量G_EST之间的差异，因此在增益校正处理中，对输入信号的幅度(增益)进行放大使得其变得与被输入到声音处理设备的输入信号的幅度基本上相同。同样在图2中，由箭头U14所指示的输出信号的幅度与由箭头Ull所指示的输入信号的幅度基本上相同，并且理解到获得了与输入信号具有基本上相同的增益的输出信号。
[0052]如上所述，为了缓和削波失真，声音处理设备对输入信号执行衰减处理，并且对作为结果所获得的信号执行均衡器处理。然后，对从均衡器处理中所获得的信号执行增益校正处理，使其成为输出信号。
[0053]因此，在反映由于均衡器处理的增益放大特性的同时，可以缓和伴随增益放大发生的削波失真，并且可以对声音进行再现而不具有失真感觉。基于通常可获得的声音信号的每个频率的能量的分布、以固定的方式获得权重系数CRk ;并且采用使用权重系数CRk所计算出的增益校正量G_CMP执行增益校正，使得其可以消除伴随传统的自动增益控制处理发生的声压的不适的改变，并且可以改进声音的质量。
[0054][输入衰减量的计算]
[0055]随后，将说明在生成以上所述的输出信号的声音处理中所使用的估计增益放大量G.EST和输入衰减量G_ATN的具体计算方法的示例。
[0056]首先，例如如图3所示，在输入衰减量G_ATN的计算中，基于由用户所指定的每个频带Fk的增益设定值EQk获得频带Fk的增益特性。在图3中，水平方向表示频率，并且垂直方向表示每个频率的增益。具体地，在图中，在水平方向上所布置的特性至特性f4分别地代表在频带F1至频带F4的中心的频率。
[0057]在图3的示例中，曲线Lll至曲线L14分别地代表频带F1至频带F4的增益特性。
[0058]更具体地，例如，指示频带F1的增益特性的曲线Lll代表在基于频带F1的增益设定值EQ1对频率的增益进行放大时所生成的、每个频率的增益的放大量。在这种情况下，例如，当频带F1的增益设定值EQ1是在频带F1的中心的频率的增益被放大的量时，则在频率4处的曲线Lll的值是增益设定值EQ115
[0059]即使在邻近频带F1的频带F2的频率的位置处，曲线Lll也具有正值，并且根据每个频带的增益设定值进行的增益放大会影响另一频带的增益。
[0060]现在，由于受到根据频带Fm (然而，1≤m≤ N)的增益设定值进行的频率fm的增益放大的影响、在频带Fk (然而，1≤ k ≤ N)中心的频率fk被放大了增益的量被称为增益放大量Gkm。可以根据频带Fm的增益设定值Ean导出增益放大量Gkm。
[0061]在这种情况下，当基于针对每个频带所指定的增益设定值执行均衡器处理并且对每个频带的增益进行放大时，将频率fk的增益放大了每个增益放大量Gkm的求和(即，增益放大量Gkl至Gm的求和)。在下文中，从增益放大量Gkm的求和中所导出的频率fk的增益的放大量也可以被称为增益放大 量G (k)。
[0062]在图3中，箭头G (I)至箭头G (4)示出了频率至频率f4 (频带F1至频带F4)的增益放大量G (I)至G (4)。例如，当关注频率f2时，理解到在频率&的增益放大量G22处对增益放大量G (2)的贡献率最高。理解到由与包括频率f2的频带F2邻近的频带F1和频带F3的增益放大量G21和增益放大量G23对增益放大量G (2)的贡献率也高于其他频带的增益放大量。
[0063]当按照这种方式计算用于每个频带Fk的增益放大量G (k)时，基于增益放大量G(k)计算下面的表达式(I )，并且计算输入衰减量G_ATN。
[0064]G_ATN=-MAX (Σ Gj...(1)
[0065]应当注意，在表达式(1)中，SGkm表示增益放大量Gkm (然而，1≤m≤N)的求和。更具体地，261011表示增益放大量G (k)。在表达式(I)中，MAX (SGkm)指示输出增益放大量G (k)(然而，I ≤k≤ N)的最大值的函数。因此，通过将每个频带的增益放大量G (k)的最大值乘以“-1”获得了输入衰减量G_ATN。[0066]如上所述，通过估计导出当基于增益设定值执行均衡器处理时所放大的每个频带的增益的放大量，并且采用通过对增益放大量的估计值的最大值的符号反转所获得的值作为输入衰减量G_ATN。应当注意，可以根据任何方法计算输入衰减而不限于以上的示例，只要其为能够获得通过均衡器处理所放大的整个输入信号的能量(增益)的量的粗糙估计值的方法即可。
[0067][估计增益放大量的计算]
[0068]如上所述，根据频带Fk的增益设定值EQk和权重系数CRk计算估计增益放大量G_EST。更具体地，如在下面的表达式(2)中所示地，通过导出与权重系数CRk相乘的每个增益设定值EQk的求和，计算估计增益放大量G_EST。
[0069]G_EST= (CR1X EQ1) + (CR2 X EQ2) +...+ (CRn X EQn)...(2)
[0070]被用于计算估计增益放大量G_EST的权重系数CRk (然而，I ^ k ^ N)是当将声音信号(模型音乐信号)的频带Fk的增益放大IdB时改变的整个声音信号的能量的量(即，整个声音信号的增益放大量)。
[0071]因此，与权重系数CRk相乘的增益设定值EQk是当将频带Fk的增益放大了增益设定值EQk时发生的整个声音信号的增益放大量。估计增益放大量G_EST是针对每个频带所导出的、通过频带的增益调整所生成的整个声音信号的增益放大量的求和，因此可以说，估计增益放大量G_EST是通过均衡器处理所放大的整个声音信号的增益的放大量的估计值。
[0072]如上所述，例如根据模型音乐信号的每个频率的能量分布的统计量、通过估计来计算每个频带Fk的权重系数CRk。
[0073]更具体地，例如，假定预先准备如在图4的左侧处所示的能量分布的模型音乐信号。在图4中，水平轴表示频率，并且垂直轴表示幅度(能量)。
[0074]在图4中，曲线MDll代表模型音乐信号的每个频率的幅度。此曲线MDll指示模型音乐信号(即，通常可获得的音乐信号)包括许多低频分量并且不包括许多高频分量。因此，即使当将每个频率的增益放大了相同的增益设定值时，理解到较低频率对整个模型音乐信号的能量的放大的贡献率高于较高频率对整个模型音乐信号的能量的放大的贡献率。因此，在本技术中，计算权重系数CRk，使得将较大的权重给予对整个模型音乐信号的能量的放大的贡献率较高的频带Fk。
[0075]例如，首先，如箭头Cl至箭头CN所示，考虑到模型音乐信号的频带F1至频带Fn的增益被放大了 +AdB的情况，计算在该情况下作为整个模型音乐信号的能量的放大量的能量改变量Gk (然而，I≤k≤N)。
[0076]更具体地，能量改变量Gk表示在模型音乐信号的频带Fk的增益被放大了 +AdB的情况下、整个模型音乐信号的能量的改变量。应当注意，在此所指的整个模型音乐信号的能量意味着例如模型音乐信号的每个采样的采样值的均方根(RMS)。
[0077]如箭头CA所示，考虑到模型音乐信号的每个频带F1至Fn的增益被放大了 +AdB的情况，计算在该情况下整个模型音乐信号的能量改变量GA。
[0078]当按照这种方式获得了能量改变量Gk和能量改变量GA时，计算下面的表达式
(3)，并且计算频带Fk的权重系数CRk。
[0079]CRk=GA X (Gk/SUM (G1: GN)) /A...(3)
[0080]在表达式(3)中，A表示每个频带的增益的放大量，并且SUM(G1:GN)表示从能量改变量Gl至能量改变量GN的求和。
[0081]因此，通过将能量改变量Gk除以每个频带的能量改变量的求和、将商乘以能量改变量GA、以及进一步将作为结果所获得的值除以放大量A，获得了频带Fk的权重系数CRk。
[0082]如上所述，基于模型音乐信号的每个频带的能量分布、针对每个频带导出权重系数CRk，借此可以通过均衡器处理以较高的精确度预测处理目标的整个信号的增益放大量。
[0083][声音处理设备的配置的示例]
[0084]随后，将说明用于执行以上说明的处理的声音处理设备的具体的实施例。图5是示出应用了本技术的声音处理设备的实施例的配置的示例的图。
[0085]图5的声音处理设备41包括系数计算单元51、增益设定值保存单元52、输入衰减量计算电路53、估计增益放大量计算电路54、增益校正量计算电路55、输入增益衰减电路56、均衡器57、以及增益校正电路58。
[0086]系数计算单元51基于预先所记录的模型音乐信号计算每个频带的权重系数CRk，并且将其提供给估计增益放大量计算电路54。增益设定值保存单元52临时地保存响应于用户的输入操作所提供的增益设定值，并且将增益设定值提供给输入衰减量计算电路53、估计增益放大量计算电路54、以及均衡器57。
[0087]输入衰减量计算电路53基于从增益设定值保存单元52所提供的增益设定值计算输入衰减量G_ATN，并且将其提供给增益校正量计算电路55和输入增益衰减电路56。估计增益放大量计算电路54基于由系数计算单元51所给出的权重系数和由增益设定值保存单元52所给出的增益设定值计算估计增益放大量G_EST，并且将其提供给增益校正量计算电路55。
[0088]增益校正量计算电路55基于由估计增益放大量计算电路54所给出的估计增益放大量和由输入衰减量计算电路53所给出的输入衰减量，计算增益校正量G_CMP，并且将其提供给增益校正电路58。
[0089]输入增益衰减电路56基于由输入衰减量计算电路53所提供的输入衰减量对所提供的输入信号的增益进行衰减，并且将其提供给均衡器57。均衡器57基于由增益设定值保存单元52所提供的增益设定值对由输入增益衰减电路56所给出的输入信号执行均衡器处理，并且将其提供给增益校正电路58。
[0090]增益校正电路58基于从增益校正量计算电路55所提供的增益校正量对从均衡器57所提供的输入信号执行增益校正，并且将作为结果所获得的输出信号输出。增益校正电路58包括线性放大电路71和非线性放大电路72。
[0091]线性放大电路71对从均衡器57所提供的输入信号执行线性放大处理，并且将其提供给非线性放大电路72。非线性放大电路72对从线性放大电路71所提供的输入信号执行非线性放大处理，并且将作为结果所获得的输出信号输出。
[0092][关于声音处理的说明]
[0093]当将作为处理目标的输入信号提供给声音处理设备41并且命令进行输入信号的增益调整时，声音处理设备41执行声音处理以将输入信号转换为输出信号，并且将输出信号输出。在下文中，将参照图6的流程图说明由声音处理设备41所执行的声音处理。
[0094]在步骤Sll中，系数计算单元51基于预先所记录的模型音乐信号执行以上说明的表达式(3)的计算，以计算每个频带的权重系数CRk，并且将所获得的权重系数提供给估计增益放大量计算电路54。
[0095]应当注意，可以预先计算权重系数并且可以将其记录到系数计算单元51。在这种情况下，系数计算单元51读取所记录的权重系数，并且将其提供给估计增益放大量计算电路54。
[0096]在步骤S12中，输入衰减量计算电路53基于由增益设定值保存单元52所提供的增益设定值计算以上说明的表达式(I )，因此计算输入衰减量G_ATN，并且将其提供给增益校正量计算电路55和输入增益衰减电路56。
[0097]在步骤S13中，估计增益放大量计算电路54基于由增益设定值保存单元52所给出的增益设定值EQk和由系数计算单元51所给出的权重系数CRk计算以上说明的表达式
(2)，因此计算估计增益放大量G_EST。估计增益放大量计算电路54将所计算出的估计增益放大量提供给增益校正量计算电路55。
[0098]在步骤S14中，增益校正量计算电路55导出由估计增益放大量计算电路54所给出的估计增益放大量与由输入衰减量计算电路53所给出的输入衰减量之间的差异，因此计算增益校正量G_CMP，并且将其提供给增益校正电路58。更具体地，采用估计增益放大量的绝对值与输入衰减量的绝对值之间的差异作为增益校正量。
[0099]作为以上处理的结果，依照由用户所指定的增益设定值计算适当的输入衰减量6_ATN、估计增益放大量G_EST、以及增益校正量G_CMP。
[0100]在步骤S15中，声音处理设备41确定是否要终止处理。例如，当对所提供的输入信号的所有采样执行了均衡器处理、并且生成了输出信号的所有采样时，声音处理设备41确定要终止处理。更具体地，当对输入信号的所有采样执行了处理时，声音处理设备41确定要终止处理。
[0101]在步骤S15中，当声音处理设备41确定尚未要终止处理时，声音处理设备41在步骤S16中确定用户是否改变了增益设定值。例如，当增益设定值被提供给增益设定值保存单元52时，声音处理设备41确定改变了增益设定值。
[0102]在步骤S16中，当声音处理设备41确定改变了增益设定值时，声音处理设备41返回到步骤Sll中的处理以执行以上说明的处理。更具体地，依照重新指定的增益设定值计算适当的输入衰减量、估计增益放大量、以及增益校正量。
[0103]相反，当在步骤S16中声音处理设备41确定未改变增益设定值时，声音处理设备41继续到步骤S17中的处理。
[0104]在步骤S17中，输入增益衰减电路56将所提供的输入信号的增益衰减了由输入衰减量计算电路53所提供的输入衰减量G_ATN，并且将其提供给均衡器57。
[0105]在步骤S18中，均衡器57基于由增益设定值保存单元52所提供的增益设定值对由输入增益衰减电路56所提供的输入信号执行均衡器处理，并且将经受了均衡器处理的输入信号提供给线性放大电路71。在均衡器处理中，将输入信号的每个频带的增益放大了增益设定值。
[0106]在步骤S19中，线性放大电路71对由均衡器57所提供的输入信号执行线性放大处理，并且将其提供给非线性放大电路72。
[0107]例如，增益校正电路58按照预定比例将由增益校正量计算电路55所提供的增益校正量G_CMP分配给线性放大电路71和非线性放大电路72。线性放大电路71按照线性方式对输入信号的幅度进行放大，以便将由均衡器57所提供的输入信号的增益放大了被分配给线性放大电路71的增益校正量G_CMP的部分，并且将其提供给非线性放大电路72。更具体地，对输入信号执行线性幅度转换。
[0108]在步骤S20中，非线性放大电路72对由线性放大电路71所提供的输入信号执行非线性放大处理，并且将作为结果所获得的输出信号输出。
[0109]更具体地，非线性放大电路72按照非线性方式对输入信号的幅度进行放大，以便将由线性放大电路71所提供的输入信号的增益放大了被分配给非线性放大电路72的增益校正量G_CMP的部分，并且采用其作为输出信号。更具体地，对输入信号执行非线性幅度转换。例如，在被分配给线性放大处理的增益校正量G_CMP的部分为α的情况下，通过从增益校正量6」1^中减去校正量α所获得的值是被分配给非线性放大处理的校正量。
[0110]当对输入信号执行非线性放大处理时，作为结果所获得的输出信号是被放大到接近输入信号的幅度的信号，因此可以缓和削波失真。 [0111]在对输入信号所执行的非线性放大处理中的放大特性是使得不太可能发生输出信号的削波失真的放大特性。例如，在当对输入信号实际地执行均衡器处理时输入信号的增益放大量大于估计增益放大量G_EST的情况下，当通过对输入信号仅执行线性增益放大处理而将增益放大了增益校正量时，在输出信号中发生削波失真。然而，当在线性放大处理之后通过对输入信号执行非线性放大处理生成三次谐波时，可以获得缓和了削波失真的输出信号。
[0112]如上所述，对输入信号执行线性放大处理，然后执行非线性放大处理，获得求和，以及将输入信号的增益放大了增益校正量G_CMP，使得缓和了输出信号的波形的失真并且
可以获得闻质量声首。
[0113]在此说明中，对输入信号执行了线性放大处理和非线性放大处理两者，但是可以对输入信号仅执行两个处理中的任一个。可以采用预先限定的比例完成用于线性放大处理和非线性放大处理的增益校正量G_CMP的分配，并且可以基于输入信号的特性限定增益校正量的分配比例。
[0114]当在步骤S20中生成输出信号时，再次返回执行步骤S15中的处理，并且重复以上说明的处理。更具体地，对尚未处理的输入信号的采样执行处理，并且生成输出信号。
[0115]当对输入信号的所有采样执行了处理，并且在步骤S15中确定要终止处理时，则
终止声音处理。
[0116]如上所述，声音处理设备41根据由用户所指定的增益设定值和预先所准备的模型音乐信号计算输入衰减量G_ATN和增益校正量G_CMP。然后，声音处理设备41将输入信号衰减了输入衰减量然后执行均衡器处理，并且对作为结果所获得的信号执行线性放大处理和非线性放大处理，使得将信号的增益放大了增益校正量，以及采用其作为输出信号。
[0117]如上所述，随着输入衰减量的衰减执行均衡器处理，并且在均衡器处理之后将输入信号放大量增益校正量，使得缓和削波失真，以及可以获得接近输入信号的幅度的输出信号，这可以缓和声音质量的劣化。
[0118]具体地，在声音处理设备41中，根据增益设定值唯一地获得估计增益放大量G_EST，并且只要用户不改变增益设定值，则贯穿一首歌曲中按照固定方式使用同一输入衰减量G_ATN和增益校正量G_CMP。换言之，声音处理设备41不执行在传统自动增益控制处理中完成的、依赖于输入信号的幅度的改变的强制幅度校正。因此，在输出信号中未发生不自然的幅度改变，并且就可以听性而言用户感觉不到不适的感觉。
[0119]可以基于多首歌曲的音乐信号导出被用于权重系数的计算的模型音乐信号的每个频带的能量分布。在这种情况下，例如，导出了音乐信号的每个频率的能量的代表值，并且采用因此所获得的每个频率的代表值的分布作为模型音乐信号的每个频率的能量分布。
[0120]对于每首歌曲，导出歌曲的音乐信号的频率的能量分布，并且在采用该歌曲的音乐信号作为输入信号的情况下，可以使用因此所获得的能量分布作为模型音乐信号的频率的能量分布。在这种情况下，因为使用作为处理目标的输入信号自身的能量分布，所以与导出以上说明的代表值的情况相比可以获得更适合的估计增益放大量G_EST。因此，在后级的增益校正处理中，由于缺乏估计增益放大量G_EST所以输入信号降低，并且可以缓和在非线性放大处理中输出信号的波形的变形，因此可以改进声音质量。
[0121]此外，即使在同一首歌曲中，当存在音乐信号的幅度大的区间并且很可能发生削波的区间时，提取这样的区间，并且在采用歌曲的音乐信号作为输入信号的情况下，使用所提取的区间的信号的每个频率的能量分布作为模型音乐信号的频率的能量分布。在这种情况下，与使用整个单首歌曲的信号的情况相比，针对很可能发生削波失真的区间可以导出更适合的估计增益放大量。
[0122]然而，以上说明的处理系列可以由硬件执行或可以由软件执行。当由软件执行处理系列时，将构成软件的程序从程序记录介质安装到例如在能够通过安装各种程序而执行各种功能的通用计算机中所包含的计算机，或安装到专用硬件中所包含的计算机。
[0123]图7是示出使用程序执行以上说明的处理系列的计算机硬件的配置的示例的框图。
[0124]在计算机中，CPU (中央处理单元)201、ROM (只读存储器)202、以及RAM (随机存取存储器)203经由总线204彼此连接。
[0125]此总线204还连接到输入/输出接口 205。输入/输出接口 205连接到:由键盘、鼠标、麦克风等构成的输入单元206 ;由显示器、扬声器等构成的输出单元207;由硬盘、非易失性存储器等构成的记录单元208 ;由网络接口等构成的通信单元209 ;以及用于驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘以及半导体存储器的可移除介质211的驱动器210。
[0126]在如上所述地配置的计算机中，例如，CPU201将在记录单元208中所存储的程序经由输入/输出接口 205和总线204载入到RAM203，并且执行程序，借此执行以上的处理系列。
[0127]例如，由计算机(CPU201)所执行的程序被提供为记录到可移除介质211，可移除介质211是磁盘(包括软盘)、光盘(⑶-ROM (压缩盘只读存储器)、DVD (数字通用盘)等)、磁光盘、或由半导体存储器构成的封装介质；或经由诸如局域网、互联网、以及数字卫星广播的有线的或无线的传输介质而被提供。
[0128]当将可移除介质211载入到驱动器210时，可以经由输入/输出接口 205将程序安装到记录单元208。还可以通过使得通信单元209经由有线的或无线的传输介质接收程序来将程序安装到记录单元208。替选地，可以预先将程序安装到R0M202或记录单元208。
[0129]计算机要执行的程序可以是用于依照在本说明书中所描述的序列、按照时间顺序执行操作的程序；或可以是用于并行地执行操作或当必要时(诸如当存在调用时)执行操作的程序。
[0130]本技术的实施例不限于以上的实施例，并且本技术的实施例可以在不背离本技术的主旨的情况下按照各种方式改变。
[0131]此外，本技术还可以如下配置。
[0132][I].—种声音处理设备,包括:
[0133]输入衰减量计算单元，配置成基于增益设定值计算用于对声音信号进行衰减的输入衰减量，所述增益设定值代表在均衡器处理中声音信号的每个频带的增益的调整量；
[0134]估计增益放大量计算单元，配置成基于针对每个所述频带所导出的权重系数和所述增益设定值，计算估计增益放大量，所述估计增益放大量是通过所述均衡器处理所放大的所述声音信号的增益的估计值；
[0135]增益校正量计算单元，配置成基于所述输入衰减量和所述估计增益放大量，计算增益校正量；
[0136]输入增益衰减单元，配置成基于所述输入衰减量，对所述声音信号进行衰减；
[0137]均衡器处理单元，配置成基于所述增益设定值对由所述输入增益衰减单元所衰减的所述声音信号执行所述均衡器处理，并且调整所述声音信号的每个所述频带的增益；以及
[0138]增益校正单元，配置成基于所述增益校正量，对经受了所述均衡器处理的所述声音信号的增益进行校正。
[0139][2],根据[I]所述的声音处理设备，还包括系数计算单元，所述系数计算单元配置成基于预先准备的声音信号的频率的能量分布来计算所述权重系数。
[0140][3],根据[2]所述的声音处理设备，其中，针对每个所述频带，所述系数计算单元导出当将所述预先准备的声音信号的所述频带的增益放大预定值时发生改变的所述预先准备的声音信号的能量改变量，并且基于每个所述频带的所述能量改变量的求和以及特定频带的所述能量改变量的比例，计算所述特定频带的所述权重系数。
[0141][4],根据[I]至[3]中任一项所述的声音处理设备，其中，所述估计增益放大量计算单元计算与所述权重系数相乘的所述增益设定值的求和作为所述估计增益放大量。
[0142][5],根据[I]至[4]中任一项所述的声音处理设备，其中，所述增益校正量计算单元通过导出所述输入衰减量与所述估计增益放大量之间的差异，计算所述增益校正量。
[0143][6],根据[I]至[5]中任一项所述的声音处理设备，其中，所述增益校正单元基于所述增益校正量、对所述声音信号执行非线性放大处理，以便对所述声音信号的增益进行放大。
[0144][7],根据[6]所述的声音处理设备，其中，所述增益校正单元对所述声音信号执行线性放大处理，以便将所述声音信号的增益放大所述增益校正量的预定量，并且之后对所述声音信号执行所述非线性放大处理，以便将经受了所述线性放大处理的所述声音信号的增益放大下述量:所述量是通过从所述增益校正量中减去所述预定量获得的。
[0145]参考标记列表
[0146]41声首处理设备
[0147]51系数计算单元
[0148]53输入衰减量计算电路[0149]54估计增益放大量计算电路
[0150]55增益校正量计算电路
[0151]56输入增益衰减电路
[0152]57均衡器
[0153]71线性放大电路
[0154]72非线性放大电路
【权利要求】
1.一种声音处理设备，包括: 输入衰减量计算单元，配置成基于增益设定值计算用于对声音信号进行衰减的输入衰减量，所述增益设定值代表在均衡器处理中声音信号的每个频带的增益的调整量； 估计增益放大量计算单元，配置成基于针对每个所述频带所导出的权重系数和所述增益设定值，计算估计增益放大量，所述估计增益放大量是通过所述均衡器处理所放大的所述声音信号的增益的估计值； 增益校正量计算单元，配置成基于所述输入衰减量和所述估计增益放大量，计算增益校正量； 输入增益衰减单元，配置成基于所述输入衰减量，对所述声音信号进行衰减； 均衡器处理单元，配置成基于所述增益设定值对由所述输入增益衰减单元所衰减的所述声音信号执行所述均衡器处理，并且调整所述声音信号的每个所述频带的增益；以及增益校正单元，配置成基于所述增益校正量，对经受了所述均衡器处理的所述声音信号的增益进行校正。
2.根据权利要求1所述的声音处理设备，还包括系数计算单元，所述系数计算单元配置成基于预先准备的声音信号的频率的能量分布来计算所述权重系数。
3.根据权利要求2所述的声音处理设备，其中，针对每个所述频带，所述系数计算单元导出当将所述预先准备的声音信号的所述频带的增益放大预定值时发生改变的所述预先准备的声音信号的能量改变量，并且基于每个所述频带的所述能量改变量的求和以及特定频带的所述能量改变量的比例，计算所述特定频带的所述权重系数。
4.根据权利要求3所述的声音处理设备，其中，所述估计增益放大量计算单元计算与所述权重系数相乘的所述增益设定值的求和作为所述估计增益放大量。`
5.根据权利要求4所述的声音处理设备，其中，所述增益校正量计算单元通过导出所述输入衰减量与所述估计增益放大量之间的差异，计算所述增益校正量。
6.根据权利要求5所述的声音处理设备，其中，所述增益校正单元基于所述增益校正量、对所述声音信号执行非线性放大处理，以便对所述声音信号的增益进行放大。
7.根据权利要求6所述的声音处理设备，其中，所述增益校正单元对所述声音信号执行线性放大处理，以便将所述声音信号的增益放大所述增益校正量的预定量，并且之后对所述声音信号执行所述非线性放大处理，以便将经受了所述线性放大处理的所述声音信号的增益放大下述量:所述量是通过从所述增益校正量中减去所述预定量获得的。
8.—种声音处理方法，包括: 输入衰减量计算步骤，用于基于增益设定值计算用于对声音信号进行衰减的输入衰减量，所述增益设定值代表在均衡器处理中声音信号的每个频带的增益的调整量； 估计增益放大量计算步骤，用于基于针对每个所述频带所导出的权重系数和所述增益设定值，计算估计增益放大量，所述估计增益放大量是通过所述均衡器处理所放大的所述声音信号的增益的估计值； 增益校正量计算步骤，用于基于所述输入衰减量和所述估计增益放大量，计算增益校正量； 输入增益衰减步骤，用于基于所述输入衰减量，对所述声音信号进行衰减； 均衡器处理步骤，用于基于所述增益设定值对在所述输入增益衰减步骤中所衰减的所述声音信号执行所述均衡器处理，并且调整所述声音信号的每个所述频带的增益；以及增益校正步骤，用于基于所述增益校正量，对经受了所述均衡器处理的所述声音信号的增益进行校正。
9.一种用于使得计算机执行下述处理的程序，所述处理包括: 输入衰减量计算步骤，用于基于增益设定值计算用于对声音信号进行衰减的输入衰减量，所述增益设定值代表在均衡器处理中声音信号的每个频带的增益的调整量； 估计增益放大量计算步骤，用于基于针对每个所述频带所导出的权重系数和所述增益设定值，计算估计增益放大量，所述估计增益放大量是通过所述均衡器处理所放大的所述声音信号的增益的估计值； 增益校正量计算步骤，用于基于所述输入衰减量和所述估计增益放大量，计算增益校正量； 输入增益衰减步骤，用于基于所述输入衰减量，对所述声音信号进行衰减； 均衡器处理步骤，用于基于所述增益设定值对在所述输入增益衰减步骤中所衰减的所述声音信号执行所述均衡器处理，并且调整所述声音信号的每个所述频带的增益；以及增益校正步骤，用于基于所述增益校正量，对经受了所述均衡器处理的所述声音信号的增益进行校 正。
【文档编号】H03G9/14GK103782515SQ201280043659
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年9月3日 优先权日:2011年9月15日
【发明者】畠中光行, 知念彻 申请人:索尼公司