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音響処理装置及び音響処理方法 コモンズ

国内特許コード P110004187
整理番号 A221P54
掲載日 2011年7月8日
出願番号 特願2008-124906
公開番号 特開2009-278175
登録番号 特許第4950119号
出願日 平成20年5月12日(2008.5.12)
公開日 平成21年11月26日(2009.11.26)
登録日 平成24年3月16日(2012.3.16)
発明者
  • 寅市 和男
  • 中村 光晃
  • 武 徳安
  • 諸岡 泰男
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 音響処理装置及び音響処理方法 コモンズ
発明の概要 【課題】ユーザの好みに応じた良好な音質で離散データを再生することができる音響処理装置及び音響処理方法を提案する。
【解決手段】音響処理部3では、低音域、中音域及び高音域の各周波数帯域毎に離散データを分離し、増幅器5a,5b,5cを介して各周波数帯域毎に生成した複数の帯域別調整信号毎に帯域別補間部6a,6b,6cを設け、各帯域別補間部6a,6b,6cにより帯域別調整信号を個別に補間処理するようにした。これにより、各周波数帯域毎に補間処理に用いる標本化関数を変更できるようになり、当該標本化関数を各周波数帯域毎に変えることによって、補間処理して得られる信号を各周波数帯域毎に細かく調整することができ、かくして当該補間処理により得た信号を合成して得たアナログ信号の周波数特性を必要に応じて変化させることができるので、ユーザ所望の音質からなる高音質な音楽を再生させることができる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来、デジタルデータのような離散データからアナログ信号を生成する際には、シャノンの標本化定理に基づき導出されたシャノンの標本化関数が広く用いられてきた。ここでシャノンの標本化関数は、図11に示すように、t=0の標本位置のみで1になるとともに、他の全ての標本位置で0となり、理論的に-∞から+∞までその振動が無限に続く波形を示す。このため、実際に各種のプロセッサ等によってシャノンの標本化関数を用い離散データ間の補間処理を実行する際には、強制的に有限区間で処理が打ち切られており、その結果、打ち切りによる誤差が発生するという問題があった。



また、このようなシャノンの標本化関数を用いた場合には、再生されるアナログ信号が帯域制限されてしまうことから、例えばCD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)に記録された離散データをアナログ信号に変換して再生すると、22.05kHz以上の超音波を再生し得ず、当該超音波の差音により生じる自然な音が再現できないという問題があった。



そこで、このような問題点を解決するために、打ち切り誤差がなく、更に高次の帯域成分までも再生可能な、有限の範囲で収束する標本化関数が考え出されている(例えば、特許文献1参照)。この標本化関数では、原点から前後2個先の標本位置で0に収束するため、少ない計算量で信号再生を行うことができ、更に高周波まで帯域を有することが確かめられている。
【特許文献1】
国際公開第99/38090号

産業上の利用分野


本発明は、音響処理装置及び音響処理方法に関し、例えば所定のサンプリング周波数でサンプリングされた時間方向に並ぶ離散データ間を補間して、入力時のサンプリング周波数よりも高周波で離散データを生成あるいはアナログ信号を生成する際に適用して好適なものである。なお、本明細書においては、高周波の離散間隔で信号生成することとアナログ信号を生成することを同一の処理として「アナログ信号の生成」と称して説明を行うものとする。また、関数の値が局所的な領域で0以外の有限の値を有し、それ以外の領域で0となる場合を「有限台」と称して説明を行うものとする。

特許請求の範囲 【請求項1】
時間方向に並ぶ複数の離散データを複数の周波数帯域に分離して帯域別の時間領域における信号を生成する帯域分離手段と、
各前記帯域別時間領域の信号毎に前記離散データ間の信号を生成する補間処理を個別に実行し、各前記周波数帯域毎に前記帯域別時間領域の信号のサンプリング周波数を上げた補間処理信号を生成する補間処理手段と、
各前記周波数帯域毎に生成された複数の前記補間処理信号を合成することにより時間領域の合成信号を生成する帯域合成手段と
を備えることを特徴とする音響処理装置。

【請求項2】
各前記周波数帯域毎に基本標本化関数と当該基本標本化関数と異なる制御標本化関数とでそれぞれ前記補間処理の手法を設定する設定手段を備える
ことを特徴とする請求項1記載の音響処理装置。

【請求項3】
前記補間処理手段は、
有限回微分可能であって有限台の値を有した基本標本化関数と、有限回微分可能であって有限台の値を有し前記基本標本化関数が示す波形と異なる波形を示す制御標本化関数とからなる標本化関数を用いて、前記帯域別信号に対する畳み込み演算と、線形加算とによって、各前記周波数帯域毎に前記補間処理信号を生成する関数処理手段を備え、
前記関数処理手段は、ユーザによって任意の数値に設定可能な可変パラメータを前記制御標本化関数に乗算する係数乗算手段を有する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の音響処理装置。

【請求項4】
前記帯域別信号及び前記補間処理信号のいずれか一方に音圧パラメータを乗算して、各前記周波数帯域毎に音圧レベルを調整した帯域別調整信号を生成する音圧調整手段を備え、
前記補間処理手段は、前記帯域別信号に前記音圧パラメータを乗算するときには前記帯域別調整信号毎に前記補間処理を個別に実行する
ことを特徴とする請求項1~3のうちいずれか1項記載の音響処理装置。

【請求項5】
時間方向に並ぶ複数の離散データを複数の周波数帯域に分離して帯域別の時間領域における信号を生成する帯域分離ステップと、
各前記帯域別時間領域の信号毎に前記離散データ間の信号を生成する補間処理を個別に実行し、各前記周波数帯域毎に前記帯域別時間領域の信号のサンプリング周波数を上げた補間処理信号を生成する補間処理ステップと、
各前記周波数帯域毎に生成された複数の前記補間処理信号を合成することにより時間領域の合成信号を生成する帯域合成ステップと
を備えることを特徴とする音響処理方法。

【請求項6】
各前記周波数帯域毎に基本標本化関数と当該基本標本化関数と異なる制御標本化関数とでそれぞれ前記補間処理の手法を設定する設定ステップを、前記帯域分離ステップの前に備える
ことを特徴とする請求項5記載の音響処理方法。

【請求項7】
前記補間処理ステップは、
ユーザにより任意の数値に可変パラメータが設定されるパラメータ設定ステップと、
有限回微分可能であって有限台の値を有した基本標本化関数と、前記可変パラメータが乗算され有限回微分可能であって有限台の値を有し前記基本標本化関数が示す波形と異なる波形を示す制御標本化関数とからなる標本化関数を用いて、前記帯域別信号に対する畳み込み演算と、前記線形加算とによって、各前記周波数帯域毎に前記補間処理信号を生成する関数処理ステップと
を備えることを特徴とする請求項5又は6記載の音響処理方法。

【請求項8】
前記帯域分離ステップ及び前記補間処理ステップのうちいずれか一方の後に音圧調整ステップを備え、
前記音圧調整ステップは、
前記帯域分離ステップの後においては前記帯域別信号に音圧パラメータを乗算し、
前記補間処理ステップの後においては前記補間処理信号に音圧パラメータを乗算して、
前記音圧パラメータによって各前記周波数帯域毎に音圧レベルが調整された帯域別調整
信号を生成し、
前記補間処理手段は、
前記帯域別信号に前記音圧パラメータを乗算するときには前記帯域別調整信号毎に前記補間処理を個別に実行する
ことを特徴とする請求項5~7のうちいずれか1項記載の音響処理方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008124906thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 情報社会を支える新しい高性能情報処理技術 領域
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