信号处理装置制造方法及图纸

具备：过大输入推定部(102)，推定作为对象的信号的过大输入；控制部(105)，根据通过过大输入推定部(102)推定的过大输入信息来计算缓和作为对象的信号的过大输入的频率特性；以及频率特性变形部(103)，根据控制部(105)所计算出的频率特性来改变作为对象的信号的频率特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信号处理装置
本专利技术涉及一种改善声音信号再生中的失真、破音(crackling noise,音割札(日文))的信号处理技术。
技术介绍
在以扬声器来再生音乐、广播音等声音信号的扬声器再生系统中，有时音质由于失真、破音而劣化。失真、破音的原因大致分为两个。第一是向扬声器的输入信号失真的情况，第二是即使输入信号没有失真也由于超过扬声器的再生界限而产生失真、破音的情况。关于第一情况，能够如下地进行说明。在最近的声音信号再生系统中通过数字处理来校正频率特性、或调整音量的装置逐渐增多。在频率特性的校正中，当例如高频成分增强IOdB时，产生数字信号在-1OdBFS以上的音量值下饱和的可能性。此外OdBFS表示数字信号的最大振幅值 。因此，在大音量时导致再生音在数字上失真，导致音质劣化。该状态表示在图2中。在图2中，纵轴表示数字信号的振幅强度，横轴表示频率。另外，信号饱和而产生破音的区域以灰色表示，其边界以粗线表示。201、202、203表示校正了频率特性的数字声音信号的频率特性的一个例子，201是当音量值小时的特性，202是当音量值中等程度时的特性，203是当音量值大时的特性。在201、202的音量值中，声音信号不超过OdBFS，因此不产生破音，能够以原来的音质欣赏。但是，当如203那样提高音量时，高频成分的一部分的信号强度超过OdBFS，导致数字地饱和。当信号饱和时产生失真、破音而音质劣化。这样，当要以大音量再生校正了频率特性的数字信号时，有特定的频率成分超过成为数字信号的最大振幅值的OdBFS的情况，因此以此为原因，信号饱和而产生失真、破曰?接着，说明第二情况、即由于超过扬声器的再生界限而产生失真、破音的情况。在扬声器再生中，有扬声器的振动板能够振动的最大的变位幅度，当输入如超过它那样的信号时，扬声器振动板不能良好地振动而产生失真、破音。这里，扬声器振动板的变位幅度依赖于输入信号的频率。该关系表示在图3中。图3表示当不改变电压(V)而只改变信号的频率来输入到扬声器时的扬声器振动板的变位幅度。此外，图3实际上由于表示扬声器的制动程度的Q值等的不同而H)附近的特性比图3鼓起或平坦，但是大概的倾向不变。另外，对变位幅度的特性与图3所示的特性不同的扬声器也能够应用本专利技术，因此为了说明上的便利，将扬声器振动板的变位幅度的特性视为图3而进行下面的说明。根据图3，扬声器振动板的变位幅度在低于H)(扬声器的最低谐振频率)的频率成分中成为大致固定值、在高于H)的频率成分中变位幅度以大致-12dB/oct的斜率减少。这表示将H)附近以下的低的频率成分输入到扬声器时，与输入高的频率成分时相比扬声器振动板以更大的变位幅度进行振动。因而，当将较多地包含低的频率成分的信号输入到扬声器、并提高其电压时，导致在某电压以上的情况下超过振动板的最大变位幅度。即，可以说越是较多地包含低的频率成分的信号、并且越是提高电压，变得越容易超过扬声器的再生界限。该状态表示在图4中。在图4中，纵轴表不信号的振幅强度,横轴表不频率。另外,超过扬声器振动板的变位界限而产生破音的区域以灰色表示，其边界以粗线表示。这里，图4的特性是针对声音信号的振幅值的特性，因此与图3所示的扬声器的变位幅度的特性不同，扬声器振动板的变位界限成为+12dB/oct的斜率。另外，401、402、403表示以扬声器再生的声音信号的频率特性，特别是假定了较多地包含低频成分的情况。401是当音量值小时的特性、402是当音量值为中等程度时的特性、403是当音量值大时的频率特性。在如401那样以小的音量值再生时，在较多地包含低频成分的声音信号中也不超过扬声器振动板的最大变位幅度，因此能够不产生破音而以原来的音质欣赏。但是，当如402、403那样提高音量时，导致超过扬声器振动板的最大变位幅度，因此产生失真、破音而音质劣化。这样，当输入如超过振动板的最大变位幅度那样的信号时，振动板不能良好地进行振动而产生失真、破音。失真、破音是没有包含在原来的声音信号中的声音，因此成为当要欣赏音乐时的大的妨碍要因。对于该问题，以往通过图13所示的处理结构来缓和了失真、破音。在图13中，成为如下结构:对于输入 信号1301，通过抑制低频成分的HPF (高通滤波器)1302后输出信号1303。根据这种结构，能够在输入到扬声器之前抑制成为破音的原因的低频成分，因此能够减少产生失真、破音的比例。但是，在以往的技术中通过HPF1302来抑制低频成分，因此例如再生的信号的低频成分少，存在如下问题:在即使以大电压驱动扬声器也不会产生破音那样的情况下，也始终抑制低频带成分从而无法再生原来的声音。另外，在不以那么大的电压进行驱动而不通过高通滤波器1302也不会产生破音那样的情况下，也始终抑制低频成分，因此还存在不能再生原来的声音这样的问题。即，在以往的技术中存在如下问题:为了防止大电压驱动时(大音量时)的破音，过度地抑制低频成分从而变得不能欣赏原来的音质。作为缓和该课题的技术，例如有专利文献I所公开的技术。图14是专利文献I所公开的振幅限制装置的处理模块。根据专利文献1，在用于抑制过大输入的振幅限制中检测振幅限制特性所致的失真的量，并根据该值来控制每个频带的增益，由此缓和振幅限制所致的音质劣化。专利文献1:日本特开2009-147701号公报
技术实现思路
然而，在上述的专利文献I所公开的技术中，要抑制的频率成分被所分割的带宽所限制，因此存在如下问题:连本来不抑制也可以的频率成分也过度地抑制从而导致音质劣化。例如，考虑通过BPF(带通滤波器)分割为子带的带宽为IOOHz的情况。此时，当输Λ 60Hz以下的频率成分具有大的强度的信号时，本来只抑制60Hz以下的信号成分就不会产生破音。然而，在该技术抑制了 O~IOOHz的信号成分整体的强度，因此导致应该抑制的频率成分以外的成分(60~IOOHz的成分)也被抑制。另外，如图3所示，扬声器振幅板的变位幅度具有频率特性，但是在专利文献I所公开的振幅限制装置中，没有成为反映了变位幅度的频率特性的处理结构。因此，可以说不具有防止由于超过扬声器振动板的最大变位而产生的破音的功能。本专利技术是为了解决如上所述的问题而作出的，其目的在于提供一种在保持了音质的同时能够防止扬声器再生中的失真、破音的信号处理装置。本专利技术的信号处理装置具备:过大输入推定部，推定作为对象的信号的过大输入；控制部，根据通过过大输入推定部推定的过大输入信息计算缓和作为对象的信号的过大输入的频率特性；以及频率特性变形部，根据控制部计算出的频率特性来改变作为对象的信号的频率特性。根据本专利技术，能够在保持了音质的状态下防止扬声器再生中的失真、破音。【附图说明】图1是实施方式I的信号处理装置的原理说明图。图2是表示数字信号的振幅界限与音源的频率特性的关系的图。图3是表示扬声器振动板的变位特性的图。图4是表示扬声器的振动界限与音源的频率特性的关系的图。图5是实施方式2的信号处理装置的原理说明图。图6是实施方式3的信号处理装置的原理说明图。图7是实施方式4的信号处理装置的原理说明图。图8是表示实施方式4的信号处理装置的两个增益系数的频率特性的原理说明图。图9是实施方式5的信号处理装置的原理说明图。图10是表示实施方式5的信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号处理装置，其特征在于，具备：过大输入推定部，推定作为对象的信号的过大输入；控制部，根据通过所述过大输入推定部推定的过大输入信息计算缓和作为所述对象的信号的过大输入的频率特性；以及频率特性变形部，根据所述控制部计算出的频率特性来改变作为所述对象的信号的频率特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种信号处理装置，其特征在于，具备: 过大输入推定部，推定作为对象的信号的过大输入； 控制部，根据通过所述过大输入推定部推定的过大输入信息计算缓和作为所述对象的信号的过大输入的频率特性；以及 频率特性变形部，根据所述控制部计算出的频率特性来改变作为所述对象的信号的频率特性。2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于， 所述过大输入推定部具备变位推定部，该变位推定部推定构成对作为所述对象的信号进行再生的扬声器的振动板的振动的变位幅度。3.根据权利要求1或者根据权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于， 所述控制部使高通滤波器的截止频率改变来计算缓和作为所述对象的信号的过大输入的频率特性。4.根据权利要求2或者根据权利要求3所述的信号处理装置，其特征在于， 所述变位推定部在推定构成所述扬声器的振动板的振动的变位幅度时，使用所述扬声器的音量值、所述扬声器的最低谐振频率信息、所述扬声器的Q值中的至少一个来构成模拟所述变位幅度的滤波 器，输出将作为所述对象的信号输入到所述滤波器而获得的信号。5.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于， 所述过大输入推定部具备信号振幅值计算部，该信号振幅值计算部推定在控制了对作为所述对象的信号进行再生的扬声器的音量值之后的作为所述对象的信号的饱和状态。6.根据权利要求1或者根据权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于， 所述控制部使低通滤波器的截止频率改变来计算缓和作为所述对象的信号的过大输入的频率特性。7.根据权利要求1~4中任一项所述的信号处理装置，其特征在于， 所述频率特性变形部具备:高通滤波器；相位校正部，校正作为所述对象的信号的相位特性，使得与所述高通滤波器的相位特性大致相同；第一乘法器，调整从所述相位校正部输出的信号的增益；第二乘法器，调整从所述高通滤波器输出的信号的增益；系数决定部，决定所述第一乘法器以及所述第二乘法器的增益系数，使得所述第一乘法器的增益系数和第二乘法器的增益系数的合计成为固定值；以及加法器，相加从所述第一乘法器以及所述第二乘法器输出的信号。8.根据权利要求1~6中的任一项所述的信号处理装置，其特征在于， 所述频率特性变形部具备:低通滤波器；相位校正部，校正作为所述对象的信号的相位特...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村胜，寺本浩平，山崎贵司，谷口琢也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP