JP2008294953A - 音量制御装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが小音量でも更に明瞭度の良いセリフ、ボーカル及びナレーションを聴取できるようにする。
【解決手段】ラウドネス検出器３はＬ、Ｒ信号が加算された全域信号（Ｌall＋Ｒall）とオーディオアンプの再生ボリュームレベルデータである乗算器の乗算係数αと乗算して、再生音量である乗算結果＝α×（Ｌall＋Ｒall）のラウドネスＳを検出し、帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別の出力レベル算出器４Ｌ、４Ｍ、４Ｈは、ラウドネスＳが変化しないように、人の声の帯域のレベルを上げ、それより低域及び高域のレベルを下げてラウドネスチャートのカーブを変更し、変更したラウドネスチャートのカーブから各帯域ごとの出力レベルを算出し、ゲイン算出器５Ｌ、５Ｍ、５Ｈは各帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別の出力レベルをそれぞれ、乗算係数α及び各帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別の入力レベルで除算し、帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別のゲインを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、小音量出力時の出力音量を帯域に応じて制御する音量制御装置及びコンピュータプログラムに関する。

従来より、オーディオ機器あるいはＡＶ（Audio Visual）機器には、音楽ＣＤ（コンパクト・ディスク）や映画コンテンツを収めたＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）をユーザが鑑賞する際、比較的小さい音量で再生される場合においても、人の音声などの音を明瞭に聞き取るための機能としてダイナミックレンジ圧縮機能が知られている（下記の特許文献１、２参照）。この方法は、一般に、入力レベルに応じて例えば帯域ごとにレベルを圧縮している。例えば特許文献１によれば、マルチチャンネルからなるオーディオ信号のＣチャネルのオーディオ信号と他のＬ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲ、ＳＷチャネルのダイナミックレンジ圧縮が独立に行われ、小音量になったときでもＣチャネルのみの出力音量レベルを持ち上げることができるため、人の話し声が明瞭に聴取されることが記載されている。また特許文献２は特定チャネルに帯域分割手段を設け、帯域別に可変利得増幅手段の増幅利得の制御が行われるので、人間の聴感に合わせた音量制御を行えることが記載されている。

さて、人間の聴覚特性として、非常に聞きとりやすい、感度のいい周波数帯がある。もっとも聞きとりやすいのは、２０００Ｈｚから４０００Ｈｚの子音の音である。また、音圧を一定に保って周波数だけを変えていくと、例えば３０００Ｈｚでは大きく聞え、３０Ｈｚでは小さく聞える。音の大きさの心理指標を「ラウドネス」というが、もし３０Ｈｚの音を、３０００Ｈｚの音と同じ「ラウドネス」で聞くためには、音圧を上げなければならない。あるＡという音が１sone（ソン）、Ｂの音が２soneであるとするとき、ＢはＡの２倍の大きさであるという。ラウドネスは音の大きさの感覚を比で表したものである。この現象をあらわしたグラフが「等ラウドネス曲線」あるいは「聴覚の等感曲線」であり（例えば下記の非特許文献１参照）、図９に示す。これは周波数が１０００Ｈｚで、音圧レベルが４０[dB]のときのラウドネスを１sone、ラウドネスレベルを４０phon（ホン）とし、この大きさを一定にしながら周波数を変えていくと、音圧[dB]が変わることを意味している。

ダイナミックレンジ圧縮は入力信号を帯域分割し、あらかじめこの聴覚特性を利用して、感度の低い低域周波数帯のゲインを上げ、セリフやボーカルをより明確に聞こえるように中域周波数帯のゲインを更に上げて対処していることが多い。また、小音量でもセリフが明瞭に聞こえるように、中域の入力レベルがある閾値より低い場合は圧縮率を高くしている場合が多い。
特開２００６−４２０２７号公報（要約書） 特開２００５−２２９５４４号公報（要約書） 「聴覚と音声」、ｐ１１９、社団法人電子通信学会編、コロナ社、昭和５０年８月１０日発行

しかしながら、従来の技術では、入力レベルに応じて例えば帯域ごとにレベルを圧縮しており、実際の再生音量によるラウドネスの違いについては考慮していないので、実際に小音量で聞いたときに音声、特に映画でのセリフや音楽のボーカル、ＢＧＭ付きのドキュメンタリー番組などのナレーションの言葉の明瞭さに欠けるということが課題であった。
また、ＤＶＤなどにおいて、そのオーディオコンテンツの製作者が推奨する帯域ごとの再生音圧レベルデータが記録されている場合、ユーザが小音量で再生すると、製作者が推奨する帯域バランスの再生音にならないという問題点がある。

そこで本発明は、実際の再生音量に対応した、つまり聴取環境に対応したダイナミックレンジ圧縮をすることで、ユーザが小音量でも更に明瞭度の良いセリフ、ボーカル及びナレーションを聴取することができる音量制御装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
また本発明は、オーディオコンテンツの製作者が推奨する帯域ごとの再生音圧レベルデータが記録されているＤＶＤなどを再生する場合、ユーザが小音量でもＤＶＤなどのオーディオコンテンツの製作者の意図通りの帯域ごとのラウドネスのバランスを維持したまま再生することができる音量制御装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

本発明の音量制御装置は上記目的を達成するために、
複数のチャネルの各入力オーディオ信号をそれぞれ複数の帯域に分割する帯域分割手段と、
前記帯域分割手段により分割されて得られた各帯域の入力レベルを算出する入力レベル算出手段と、
前記複数の各入力オーディオ信号を加算した全域の信号と、再生ボリュームを構成する乗算器の乗算係数から、出力音のラウドネスをラウドネスチャートとして求めるラウドネス検出手段と、
前記ラウンドネス検出手段により検出されたラウドネスが変化しないように、人の声の帯域のレベルを上げ、それより低域及び高域のレベルを下げて前記ラウドネスチャートのカーブを変更し、前記変更したラウドネスチャートのカーブから、前記各帯域ごとの出力レベルを算出する出力レベル算出手段と、
前記出力レベル算出手段により算出された各帯域の出力レベルをそれぞれ、前記乗算係数及び前記入力レベル算出手段により算出された各帯域の入力レベルで除算して、各帯域のゲインを算出するゲイン算出手段と、
前記ゲイン算出手段により算出された各帯域のゲインをそれぞれ、前記入力オーディオ信号の各帯域の信号に乗算する可変利得増幅手段と、
前記可変利得増幅手段の乗算結果を前記チャネルごとに加算して、前記再生ボリュームを構成する乗算器に出力する加算手段とを、
有する。

本発明のコンピュータプログラムは上記目的を達成するために、
複数のチャネルの各入力オーディオ信号をそれぞれ複数の帯域に分割する帯域分割ステップと、
前記帯域分割ステップにより分割されて得られた各帯域の入力レベルを算出する入力レベル算出ステップと、
前記複数の各入力オーディオ信号を加算した全域の信号と、再生ボリュームを構成する乗算器の乗算係数から、出力音のラウドネスをラウドネスチャートとして求めるラウドネス検出ステップと、
前記ラウンドネス検出ステップにより検出されたラウドネスが変化しないように、人の声の帯域のレベルを上げ、それより低域及び高域のレベルを下げて前記ラウドネスチャートのカーブを変更し、前記変更したラウドネスチャートのカーブから、前記各帯域ごとの出力レベルを算出する出力レベル算出ステップと、
前記出力レベル算出ステップにより算出された各帯域の出力レベルをそれぞれ、前記乗算係数及び前記入力レベル算出ステップにより算出された各帯域の入力レベルで除算して、各帯域のゲインを算出するゲイン算出ステップと、
前記ゲイン算出手段により算出された各帯域のゲインをそれぞれ、前記入力オーディオ信号の各帯域の信号に乗算する可変利得増幅ステップと、
前記可変利得増幅ステップの乗算結果を前記チャネルごとに加算して、前記再生ボリュームを構成する乗算器に出力する加算ステップとを、
コンピュータに実行させる。

本発明の音量制御装置は上記目的を達成するために、
複数のチャネルの入力オーディオ信号の製作者が推奨する帯域ごとの再生音圧レベルデータを取得する手段と、
前記複数のチャネルの各入力オーディオ信号と前記帯域ごとの再生音圧レベルデータから、前記製作者が推奨する第１のラウドネスを前記帯域ごとに算出する手段と、
前記入力オーディオ信号と、再生ボリュームを構成する乗算器の乗算係数から、ユーザが希望する第２のラウドネスを前記帯域ごとに算出する手段と、
前記第２のラウドネスにおける人の声の帯域のレベルを基準として、前記第２のラウドネスのバランスが前記第１のラウドネスのバランスと同じになるように前記第２のラウドネスを変更し、前記変更した第２のラウドネスから前記入力オーディオ信号の前記帯域ごとのゲインを算出する手段と、
前記算出された帯域の各ゲインをそれぞれ前記入力オーディオ信号の各帯域に乗算して、前記再生ボリュームを構成する乗算器に出力する手段とを、
有する。

本発明のコンピュータプログラムは上記目的を達成するために、
複数のチャネルの入力オーディオ信号の製作者が推奨する帯域ごとの再生音圧レベルデータを取得するステップと、
前記複数のチャネルの各入力オーディオ信号と前記帯域ごとの再生音圧レベルデータから、前記製作者が推奨する第１のラウドネスを前記帯域ごとに算出するステップと、
前記入力オーディオ信号と、再生ボリュームを構成する乗算器の乗算係数から、ユーザが希望する第２のラウドネスを前記帯域ごとに算出するステップと、
前記第２のラウドネスにおける人の声の帯域のレベルを基準として、前記第２のラウドネスのバランスが前記第１のラウドネスのバランスと同じになるように前記第２のラウドネスを変更し、前記変更した第２のラウドネスから前記入力オーディオ信号の前記帯域ごとのゲインを算出するステップと、
前記算出された帯域の各ゲインをそれぞれ前記入力オーディオ信号の各帯域に乗算して、前記再生ボリュームを構成する乗算器に出力するステップとを、
コンピュータに実行させる。

本発明によれば、再生ボリュームを構成する乗算器の乗算係数から出力音のラウドネスを求め、求めたラウドネスが変化しないように、人の声の帯域のレベルを上げ、それより低域及び高域のレベルを下げてラウドネスチャートのカーブを変更し、変更したラウドネスチャートのカーブから各帯域ごとの出力レベルを算出し、各帯域の出力レベルから各帯域のゲインを算出するので、ユーザが小音量でも更に明瞭度の良いセリフ、ボーカル及びナレーションを聴取することができる。
また、オーディオコンテンツの製作者が推奨する帯域ごとの再生音圧レベルデータが記録されているＤＶＤなどを再生する場合、製作者が推奨する第１のラウドネスを帯域ごとに算出し、ユーザが希望する第２のラウドネスにおける人の声の帯域のレベルを基準として、第２のラウドネスのバランスが第１のラウドネスのバランスと同じになるように第２のラウドネスを変更し、変更した第２のラウドネスから帯域ごとのゲインを算出するので、ユーザが小音量でもＤＶＤなどのオーディオコンテンツの製作者の意図通りの帯域ごとのラウドネスのバランスを維持したまま再生することができる。

＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る音量制御装置の第１の実施の形態を示すブロック図であり、本装置は、２チャンネルＬin、Ｒin用のオーディオアンプなどに組み込まれている。図１において、１は帯域分割器、２は入力レベル算出器、３はラウドネス検出器、４は帯域別レベル算出器、５はゲイン算出器、６が可変利得増幅器、７ａ、７ｂ、７ｃは加算器である。本実施の形態の場合、説明を簡単にするため、オーディオアンプの再生ボリュームに当たる増幅部（不図示）については一般的な乗算器として考える。

構成及び動作について説明する。Ｌ、Ｒの入力信号Ｌin、Ｒinは共通に、帯域分割器１を構成するＬＰＦ１Ｌ、ＢＰＦ１Ｍ、ＨＰＦ１Ｈにそれぞれ入力され、ＬＰＦ１Ｌ、ＢＰＦ１Ｍ、ＨＰＦ１Ｈによりそれぞれ低域Ｌ、中域Ｍ、高域Ｈの各帯域ごとに分割される。ＬＰＦ１Ｌ、ＢＰＦ１Ｍ、ＨＰＦ１Ｈによりそれぞれ分割された各帯域Ｌ、Ｍ、Ｈの信号は、入力レベル算出器２を構成する低域用入力レベル算出器２Ｌ、中域用入力レベル算出器２Ｍ、高域用入力レベル算出器２Ｈへ入力され、帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別の入力レベルＩＮ（Ｌ）、ＩＮ（Ｍ）、ＩＮ（Ｈ）が算出される。この帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別の入力レベルＩＮ（Ｌ）、ＩＮ（Ｍ）、ＩＮ（Ｈ）はそれぞれ、ゲイン算出器５を構成する低域用ゲイン算出器５Ｌ、中域用ゲイン算出器５Ｍ、高域用ゲイン算出器５Ｈに印加される。

一方、加算器７ａによってＬ、Ｒ信号が加算された全域信号（Ｌall＋Ｒall）は、ラウドネス検出器３に印加されて、オーディオアンプの再生ボリュームレベルデータである乗算器の乗算係数αと乗算され、ユーザの所望の再生音量として、ＩＳＯ ５３２Ｂにのっとって乗算結果＝α×（Ｌall＋Ｒall）のラウドネスＳが検出される。ここで、図２はある入力信号のラウドネスカーブを示す。ラウドネスＳとは、音の大きさの指標（単位:SONE）であって、図２に示すラウドネスカーブを使ってオーディオ信号の１／３オクターブバンドごとのレベル[Phon]を線でなぞっていき、その線から下の面積の平均を出し、対応するSONE値で決まるものである。あるいは、簡略化した計算式
Ｓ[SONE]＝帯域ｎごとのラウドネスＳｎの最大値Ｓmax＋０．３×（Σその他の帯域のラウドネス）でも求めることができる。ただし、ＩＳＯ ５３２Ｂは定常音を対象にしたものであるので、音楽などの変動音に適用するために各臨界帯域内の変動をエネルギー平均値で代表させる。

次に、出力レベル算出器４を構成する帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別の低域用出力レベル算出器４Ｌ、中域用出力レベル算出器４Ｍ、高域用出力レベル算出器４Ｈは、そのラウドネスＳの値を維持したまま、図示しないメモリなどに記憶されているラウドネスチャート（ラウドネス計算対応表）上で人の声の帯域である中域Ｍのレベル[Phon]を上げ、低域Ｌ、高域Ｈのレベル[Phon]を下げる。これはすなわち、同じ面積となるよう中域Ｍが盛り上がるようなカーブに変更するということである。例えば入力信号のラウドネスチャートが図２であれば、図３のように変更できる。図３におけるハッチングは図２に示すレベル[Phon]を上げ下げした部分を示し、一例として低域Ｌとして９０Ｈｚ〜２００弱Ｈｚを下げ、中域Ｍとして５００Ｈｚ〜１．４ｋＨｚを上げ、高域Ｈとして２．８ｋＨｚ〜３．５５強ｋＨｚを下げて、４５Ｈｚ〜４．５ｋＨｚの帯域でほぼフラットになるようにラウドネスチャートを変更している。

帯域別の出力レベル算出器４Ｌ、４Ｍ、４Ｈはそれぞれ、変更後の１／３オクターブごとの出力レベル[Phon]を、帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別の出力レベルＯＵＴ（Ｌ）、ＯＵＴ（Ｍ）、ＯＵＴ（Ｈ）（いずれも[Phon]）に算出し直して、それぞれをゲイン算出器５を構成する低域用ゲイン算出器５Ｌ、中域用ゲイン算出器５Ｍ、高域用ゲイン算出器５Ｍへ送る。ゲイン算出器５Ｌ、５Ｍ、５Ｍはそれぞれ、出力レベルＯＵＴ（Ｌ）、ＯＵＴ（Ｍ）、ＯＵＴ（Ｈ）を、前述したオーディアンプの再生ボリュームレベルデータαで除算し、さらに入力レベルＩＮ（Ｌ）、ＩＮ（Ｍ）、ＩＮ（Ｈ）で除算することにより、ゲインＧ（Ｌ）、Ｇ（Ｍ）、Ｇ（Ｈ）を算出する。
Ｇ（Ｌ）＝ＯＵＴ（Ｌ）／α×ＩＮ（Ｌ）
Ｇ（Ｍ）＝ＯＵＴ（Ｍ）／α×ＩＮ（Ｍ）
Ｇ（Ｈ）＝ＯＵＴ（Ｈ）／α×ＩＮ（Ｈ）

そして可変利得器６を構成する低域用可変利得器６Ｌ、中域用可変利得器６Ｍ、高域用可変利得器６Ｈはそれぞれ、各帯域ごとに算出されたゲイン係数Ｇ（Ｌ）、Ｇ（Ｍ）、Ｇ（Ｈ）を入力信号Ｌin、Ｒinに乗算する。
低域用可変利得器６Ｌ：Ｇ（Ｌ）×Ｌin
Ｇ（Ｌ）×Ｒin
中域用可変利得器６Ｍ：Ｇ（Ｍ）×Ｌin
Ｇ（Ｍ）×Ｒin
高域用可変利得器６Ｈ：Ｇ（Ｈ）×Ｌin
Ｇ（Ｈ）×Ｒin
次いで、加算器２はＬｃｈ成分を、加算器３はＲｃｈ成分を加算して、
Ｌout＝（Ｇ（Ｌ）＋Ｇ（Ｍ）＋Ｇ（Ｈ））×Ｌin
Ｒout＝（Ｇ（Ｌ）＋Ｇ（Ｍ）＋Ｇ（Ｈ））×Ｒin
として、不図示の再生ボリュームに出力する。

なお、本実施の形態のラウドネス検出器３ではＩＳＯ ５３２Ｂにのっとった算出方法を行ったが、次のような簡便な方法もある。例えばラウドネス検出器３は、全域信号の周波数特性グラフを得、その周波数特性カーブの下側の面積を、周波数軸を下辺とした長方形に変形し、その高さを簡易的にラウドネスＳとしても良い。そして帯域別の出力レベル算出器４は、その長方形の面積を変えずに、セリフの帯域である中域Ｍを盛り上げ、低域Ｌ、高域Ｈを下げるカーブに変更し、各帯域のレベル[Phon]に算出し直す。以降の方法は先と同じである。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、コンピュータにこの音量制御方法プログラムを記憶し、実行する。この場合の動作について図４の動作全体のフローチャート、図５のラウドネス算出のフローチャートを用いて説明する。まず、Ｌch及びＲchの入力信号Ｌin、Ｒinは加算された後に、低域Ｌ、中域Ｍ、高域Ｈに帯域分割される（ステップＳ１）。次に各帯域Ｌ、Ｍ、Ｈごとの入力レベルＩＮ（Ｌ）、ＩＮ（Ｍ）、ＩＮ（Ｈ）を算出する（ステップＳ２）、一方、全周波数域の入力信号Ｌ、Ｒが加算（Ｌall＋Ｒall）されて（ステップＳ３）、オーディオアンプの再生ボリュームレベルに対応する乗算係数αを加算信号（Ｌall＋Ｒall）に乗算し、乗算結果＝α×（Ｌall＋Ｒall）からラウンドネスＳ[SONE]を算出する（ステップＳ４）。

ここでラウドネスＳの算出について図５を用いて説明する。まず、Ｌall＋Ｒall信号を１／３オクターブ帯域ごとに帯域分割する（ステップＳ４１）。次いで１／３オクターブ帯域ごとの音圧レベルＬｎ[Phon]（ｎ＝０〜Ｎ、ｎは帯域番号）を算出する（ステップＳ４２）。このとき、音楽信号は変動しているのでエネルギー平均レベルとする。１／３オクターブ帯域ごとの音圧レベルＬｎ[Phon]に対応する帯域ごとのラウドネスＳｎ[SONE]をラウドネスチャートから選択する（ステップＳ４３）。次にラウドネスＳｎの最大値Ｓmax（max＝最大値を取るｎ）を検出し（ステップＳ４４）、以下のように、ラウドネスＳを算出する（ステップＳ４５）。
Ｓ＝Ｓmax＋０．３×ΣＳｎ
ただし、Σはｉ＝０〜Ｎで、ｉ＝maxは除く

図４に戻り、引き続き説明する。ラウドネスＳ[SONE]を算出したら、Ｓ＝一定とし、例えば中域ＭのラウドネスカーブＳ（Ｍ）を最大値Ｓmax中心の値に設定し、低域Ｌ及び高域ＨのラウドネスカーブＳ（Ｌ）、Ｓ（Ｈ）を下げることで、音の大きさは変わらないが低中高域のバランスが中域上がりな特性となる新しいラウドネスカーブＳ’ｎ[SONE]を設定する。次いで、新しいラウドネスカーブＳ’ｎに対応する音圧レベル[Phon]を再びラウドネスチャートにより選び、帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別の出力レベル[Phon]を求める（ステップＳ５）。次に帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別の出力レベルから音圧ＯＵＴ（Ｌ）、ＯＵＴ（Ｍ）、ＯＵＴ（Ｈ）になおし、それぞれの音圧ＯＵＴ（Ｌ）、ＯＵＴ（Ｍ）、ＯＵＴ（Ｈ）をアンプの乗算係数α及び帯域別入力音圧ＩＮ（Ｌ）、ＩＮ（Ｍ）、ＩＮ（Ｈ）で除算し、帯域Ｌ、Ｍ、Ｈ別のゲイン係数Ｇ（Ｌ）、Ｇ（Ｍ）、Ｇ（Ｈ）を求める（ステップＳ６）。次いで、入力信号Ｌin、Ｒinの各帯域Ｌ、Ｍ、Ｈにゲイン係数Ｇ（Ｌ）、Ｇ（Ｍ）、Ｇ（Ｈ）を乗算し（ステップＳ７）、帯域信号をＬｃｈ同士、Ｒｃｈ同士加算して、Ｌout、Ｒoutとして不図示の再生ボリュームに出力する（ステップＳ８）。この方法によれば、再生音量レベルに応じた再生音の大きさを変えずに、セリフをはっきり明瞭に再生してユーザに聞かせることができる。

＜第３の実施の形態＞
次に第３の実施の形態について説明する。図６は第３の実施の形態として、マルチチャンネル用の音量制御装置１０を示し、入力信号はＤＶＤ（不図示）から読み出されたマルチチャンネル信号であり、また、このＤＶＤには、ＤＶＤ製作者が推奨する帯域ごとの再生音圧レベルデータが記録されている。ここで、前述した図９に示すとおり、従来では、周波数ごとに同じ音の大きさを得ようとしたとき、低域Ｌは中域Ｍより大きなレベルで、高域Ｈは中域Ｍより小さなレベルで出力しなければならない。したがって、再生音量が小さくなると、セリフ一つをとってみても、低域Ｌが物足りなく、高域Ｈが強い声質になってしまう。これではＤＶＤなどの製作者の音楽的な意図というものが伝わらない。そこで、第３の実施の形態では、どのような再生音量時でもＤＶＤなどの音声、特にセリフがＤＶＤ製作者の意図を汲んだ周波数バランスであるようにするものである。

図６において、１１は推奨音圧レベルデータ記憶部、１２は推奨ラウドネス算出器、１３はユーザラウドネス算出器、１４はゲイン算出器、１５は乗算器である。２０は出力先のＡＶアンプである。構成及び動作を図６及び図７を用いて説明する。ＤＶＤから再生されたマルチチャンネル信号は推奨ラウドネス算出器１２に入力され、推奨ラウドネス算出器１２は、マルチチャンネル信号と、ＤＶＤからあらかじめ読み出されて推奨音圧レベルデータ記憶部１１に記憶されている「ＤＶＤ製作者などが推奨したい再生音圧レベルデータ」（またはＤＶＤ製作者が普段、音声のミックスダウンをする際の再生音圧レベルデータ）を参照して、１／３オクターブ帯域ごとに推奨ラウドネスＳ１を算出する（ステップＳ１０１）。

これは具体的には、推奨再生音圧レベルデータが１００ｄＢであるなら、マルチチャンネル信号の全ｃｈの加算信号の再生レベルが１００ｄＢとなるように入力信号を逓倍し、推奨ラウドネスＳ１を求める。すなわち、推奨ラウドネスＳ１とは図８に示すように、ＤＶＤ製作者が推奨する帯域ごとの大きさのバランスを比で表したものである。一方、再生しているアンプのボリュームレベルから乗算係数αがわかるので、ユーザラウドネス算出器１３はアンプの乗算係数αとマルチチャンネル信号から再生レベル求め、ユーザの所望のラウドネス（ユーザラウドネスＳ２）を算出する（ステップＳ１０２）。ゲイン算出器１４は、ユーザラウドネスＳ２におけるセリフの帯域すなわち約１００Ｈｚから約３０００Ｈｚを基準として、ユーザラウドネスＳ２のバランスが推奨ラウドネスＳ１のバランスと同じになるようにユーザラウドネスＳ２を変更し、変更したユーザラウドネスからゲインＧを算出する（ステップＳ１０３）。そして乗算器１５は入力信号にゲイン係数を乗算して（ステップＳ１０４）、ＡＶアンプ２０へ信号を送る（ステップＳ１０５）。

ここで図８を用いてゲイン算出器１４の動作を説明する。ここでは説明を簡単にするため、１／１オクターブ帯域ごとのラウドネスを用いて説明するが１／３オクターブ帯域でも同じ要領である。例えば推奨ラウドネスＳ１とユーザラウドネスＳ２が図８であった場合、ユーザラウドネスＳ２を変更したユーザラウドネス（理想ラウドネスＳ３）は、推奨ラウドネスＳ１の帯域（６３Ｈｚ、１２５Ｈｚ、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ）ごとのバランスを維持したほうが望ましい。そこで、セリフの帯域として例えば５００Ｈｚを中心に考えた場合、この例ではユーザラウドネスＳ２は推奨ラウドネスＳ１の１／３であるので、理想ラウドネスＳ３は各帯域において推奨ラウドネスＳ１の１／３の値にする。したがって、ゲイン算出器１４は、入力音圧レベルを理想ラウドネスＳ３となる音圧レベルにするための係数を算出することになる。このように、再生音量を入力情報としてＤＶＤ製作者の意図通りの特性で聞くことができるので、小音量でも明瞭度のよい豊かな音質で楽しむことができる。

本発明の第１の実施の形態として音量制御装置を示すブロック図である。 入力信号のラウドネス特性の一例を示す図である。 ラウドネスを維持したまま、図２のラウドネス特性を変更したラウドネス特性を示す図である。 本発明の第２の実施の形態として音量制御コンピュータプログラムを示すフローチャートである。 図４のラウドネス算出ステップを詳しく示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態として音量制御装置を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態として音量制御コンピュータプログラムを示すフローチャートである。 第４の実施の形態におけるゲイン算出を示す説明図である。 基準等感曲線と基準最小可聴値を示す説明図である。

符号の説明

１ 帯域分割器
１Ｌ ＬＰＦ
１Ｍ ＢＰＦ
１Ｈ ＨＰＦ
２、２Ｌ、２Ｍ、２Ｈ 入力レベル算出器
３、３Ｌ、３Ｍ、３Ｈ ラウドネス検出器
４、４Ｌ、４Ｍ、４Ｈ 出力レベル算出・変更器
５、５Ｌ、５Ｍ、５Ｈ ゲイン算出器
６Ｌ、６Ｍ、６Ｈ 可変利得器
７ａ、７ｂ、７ｃ 加算器
１１ 推奨音圧レベルデータ記憶部
１２ 推奨ラウドネス算出器
１３ ユーザラウドネス算出器
１４ ゲイン算出器
１５ 乗算器
２０ ＡＶアンプ

Claims (4)

1. 複数のチャネルの各入力オーディオ信号をそれぞれ複数の帯域に分割する帯域分割手段と、
   前記帯域分割手段により分割されて得られた各帯域の入力レベルを算出する入力レベル算出手段と、
   前記複数の各入力オーディオ信号を加算した全域の信号と、再生ボリュームを構成する乗算器の乗算係数から、出力音のラウドネスをラウドネスチャートとして求めるラウドネス検出手段と、
   前記ラウンドネス検出手段により検出されたラウドネスが変化しないように、人の声の帯域のレベルを上げ、それより低域及び高域のレベルを下げて前記ラウドネスチャートのカーブを変更し、前記変更したラウドネスチャートのカーブから、前記各帯域ごとの出力レベルを算出する出力レベル算出手段と、
   前記出力レベル算出手段により算出された各帯域の出力レベルをそれぞれ、前記乗算係数及び前記入力レベル算出手段により算出された各帯域の入力レベルで除算して、各帯域のゲインを算出するゲイン算出手段と、
   前記ゲイン算出手段により算出された各帯域のゲインをそれぞれ、前記入力オーディオ信号の各帯域の信号に乗算する可変利得増幅手段と、
   前記可変利得増幅手段の乗算結果を前記チャネルごとに加算して、前記再生ボリュームを構成する乗算器に出力する加算手段とを、
   有する音量制御装置。
2. 複数のチャネルの各入力オーディオ信号をそれぞれ複数の帯域に分割する帯域分割ステップと、
   前記帯域分割ステップにより分割されて得られた各帯域の入力レベルを算出する入力レベル算出ステップと、
   前記複数の各入力オーディオ信号を加算した全域の信号と、再生ボリュームを構成する乗算器の乗算係数から、出力音のラウドネスをラウドネスチャートとして求めるラウドネス検出ステップと、
   前記ラウンドネス検出ステップにより検出されたラウドネスが変化しないように、人の声の帯域のレベルを上げ、それより低域及び高域のレベルを下げて前記ラウドネスチャートのカーブを変更し、前記変更したラウドネスチャートのカーブから、前記各帯域ごとの出力レベルを算出する出力レベル算出ステップと、
   前記出力レベル算出ステップにより算出された各帯域の出力レベルをそれぞれ、前記乗算係数及び前記入力レベル算出ステップにより算出された各帯域の入力レベルで除算して、各帯域のゲインを算出するゲイン算出ステップと、
   前記ゲイン算出手段により算出された各帯域のゲインをそれぞれ、前記入力オーディオ信号の各帯域の信号に乗算する可変利得増幅ステップと、
   前記可変利得増幅ステップの乗算結果を前記チャネルごとに加算して、前記再生ボリュームを構成する乗算器に出力する加算ステップとを、
   コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
3. 複数のチャネルの入力オーディオ信号の製作者が推奨する帯域ごとの再生音圧レベルデータを取得する手段と、
   前記複数のチャネルの各入力オーディオ信号と前記帯域ごとの再生音圧レベルデータから、前記製作者が推奨する第１のラウドネスを前記帯域ごとに算出する手段と、
   前記入力オーディオ信号と、再生ボリュームを構成する乗算器の乗算係数から、ユーザが希望する第２のラウドネスを前記帯域ごとに算出する手段と、
   前記第２のラウドネスにおける人の声の帯域のレベルを基準として、前記第２のラウドネスのバランスが前記第１のラウドネスのバランスと同じになるように前記第２のラウドネスを変更し、前記変更した第２のラウドネスから前記入力オーディオ信号の前記帯域ごとのゲインを算出する手段と、
   前記算出された帯域の各ゲインをそれぞれ前記入力オーディオ信号の各帯域に乗算して、前記再生ボリュームを構成する乗算器に出力する手段とを、
   有する音量制御装置。
4. 複数のチャネルの入力オーディオ信号の製作者が推奨する帯域ごとの再生音圧レベルデータを取得するステップと、
   前記複数のチャネルの各入力オーディオ信号と前記帯域ごとの再生音圧レベルデータから、前記製作者が推奨する第１のラウドネスを前記帯域ごとに算出するステップと、
   前記入力オーディオ信号と、再生ボリュームを構成する乗算器の乗算係数から、ユーザが希望する第２のラウドネスを前記帯域ごとに算出するステップと、
   前記第２のラウドネスにおける人の声の帯域のレベルを基準として、前記第２のラウドネスのバランスが前記第１のラウドネスのバランスと同じになるように前記第２のラウドネスを変更し、前記変更した第２のラウドネスから前記入力オーディオ信号の前記帯域ごとのゲインを算出するステップと、
   前記算出された帯域の各ゲインをそれぞれ前記入力オーディオ信号の各帯域に乗算して、前記再生ボリュームを構成する乗算器に出力するステップとを、
   コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。

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