音量校正裝置、音量校正方法、音量校正程序以及電子設備的制作方法

專利名稱：音量校正裝置、音量校正方法、音量校正程序以及電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及適用于諸如電視廣播接收機等電子設備的聲音輸出單元中的音量校正裝置、音量校正方法以及音量校正程序。
背景技術：
當切換由電視廣播接收機接收的廣播頻道時，或者當在視聽(AV)系統的AV中心
中切換多個輸入裝置時，由于內容之間的等級差，輸出音量可能改變很大。 這種情況下，用戶有必要使用遙控器等調節音量，以便獲得其優選的音量，于是會
發覺很麻煩。 即使是相同的內容(例如，在相同廣播頻道上或者處于相同廣播節目期間)，輸出音量會隨著廣告(CM， Commercial Message)中斷或者場景之間的變化而變化，從而令人感覺不舒服。 為解決上述問題，已經提出了各種音量校正技術。作為其中一種示例，使用AGC(自動增益控制)的音量控制方法廣為人知。 圖28是表示使用AGC的音量校正器的配置的框圖。在圖28所示的示例中，對左右兩個聲道的輸入音頻信號SiL與SiR的音量進行校正。 在該示例中，將左右兩個聲道的輸入音頻信號SiL與SiR提供給變化增益放大器1L與1R，基于增益控制信號對變化增益放大器1L與1R的增益可變地進行控制。
由加法器2將左右兩個聲道的輸入音頻信號SiL與SiR彼此相加。從加法器2相加得到的輸出信號通過放大器3使增益減半，并隨后提供給平均等級檢測器4，且由平均等級檢測器4檢測相加后的輸出信號的平均等級。 將由平均等級檢測器4檢測出的平均等級提供給增益控制信號發生器5。增益控制信號發生器5對來自平均等級檢測器4的平均等級與預定的基準等級進行比較，使用該比較結果以產生增益控制信號，從而使得兩個等級之間的差為零，并將產生的增益控制信號提供給可變增益放大器1L與1R。 在可變增益放大器1L與1R中，基于來自增益控制信號發生器5的增益控制信號對增益可變地進行控制。這種情況下，由可變增益放大器1L與1R對左右兩個聲道的輸入音頻信號SiL與SiR的增益進行控制，使得來自加法器2的相加后的輸出信號的平均等級等于基準等級。 因此，通過將小聲音調大以及將大聲音調小，將從可變增益放大器1L與1R獲得的
左右兩個聲道的輸出音頻信號SoL與SoR自動校正到恒定的音量等級。 包括使用AGC的音量校正方法在內，還提出了各種音量校正方法。例如，日本專利3321820號公開了一種將音量控制于恒定范圍的方法，該方法是當輸入大的聲音等級時，通過控制壓縮器，從而使輸出聲音等級調整為小于輸入聲音等級。

發明內容
上述音量校正方法是通過監測整個音頻信號的等級進行音量控制的方法。例如，在AGC方法中，當使用整個音頻信號的平均等級作為基準進行音量控制(增益控制)時，對所有的音頻信號都進行音量控制，從而，可使大聲音調到聽不見或者可使小聲音調到聽得見。 然而，例如當接收電視廣播進行頻道切換時，當在AV中心切換多個輸入裝置時，
以及當CM中斷或者場景改變時，在切換或變化的之前和之后的音頻信號中會出現大的差
巳升° 這樣，當輸入音頻信號的等級變化很大時，難以完全抑制在等級變化點處的音頻信號增益的急劇變化，且輸出音量等級在等級變化點處抖動，從而給收聽者以不舒服的收聽感覺。 具體地，在上述音量校正方法中，由于對整個音頻信號的增益一律進行控制，存在
著由于在急劇變化點處的音量等級的抖動顯著而引起的感覺不舒服的問題。 本發明期望提供一種音量校正裝置及音量校正方法，即使當輸入音頻信號的等級
變化很大時，所述裝置和方法可以通過使輸出音量等級在等級變化點處的抖動不顯著，從
而可以降低不舒服的感覺。 根據本發明的實施方式，提供了一種音量校正裝置，其包括第一成分增益控制裝置，其用于控制包括多個音頻成分的輸入音頻信號中的第一成分主體信號的增益，并輸出第一成分主體信號，該第一成分主體信號包含作為主體成分的所述多個音頻成分的一部分；第一成分增益控制信號產生裝置，其用于產生第一成分增益控制信號，以便第一成分增益控制裝置能夠以第一增益控制方式控制第一成分主體信號的增益；以及其它成分輸出裝置，其用于以不同于第一增益控制方式的第二增益控制方式輸出輸入音頻信號的第一成分以外的其它音頻成分。 根據該配置，例如，對輸入音頻信號的第一成分主體信號進行與保持輸出等級恒定的以往控制相同的增益控制，而以不同的增益控制方式對第一成分以外的其它成分進行控制并輸出。因此，在第一成分主體信號中，類似于以往情況，輸出音量等級在輸入音頻信號的等級變化很大的等級變化點處出現抖動。然而，可以使第一成分以外的其它成分不出現音量等級的抖動。 因此，當使增益控制后的第一成分主體信號與第一成分以外的其它成分音頻信號在聽覺上再現時，由于其聽覺上的合成，第一成分主體信號的音量等級的抖動被第一成分以外的其它成分音頻信號的再現聲音掩蓋。因此，在等級變化點處音量等級的抖動不顯著，從而減少了不舒服的感覺。 當通過將增益控制后的第一成分主體信號疊加到第一成分以外的其它成分音頻信號上所獲得的音頻信號被輸出為音量校正后的音頻輸出信號時，由于相同的掩蓋操作，在等級變化點處的音量等級的抖動不顯著，從而減少了不舒服的感覺。
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根據本發明的上述實施方式，由于以不同增益控制方式輸出第一成分主體信號以及第一成分以外的其它成分音頻信號，故在輸入音頻信號的等級變化很大的等級變化點處的音量等級的抖動不顯著，從而減少了不舒服的感覺。


圖1是表示根據本發明的第一實施方式的音量校正裝置的框圖。
圖2是表示采用了根據本發明的第一實施方式的音量校正裝置的電子設備的示
例的框圖。 圖3A 3F是表示根據本發明的第一實施方式的音量校正裝置的運行的波形圖。
圖4是表示根據圖1所示的第一實施方式的集中取向信號發生器的配置的框圖。
圖5是表示根據圖l所示的第一實施方式的集中取向信號發生器的另一配置的框圖。 圖6是表示圖5所示的集中取向信號發生器的部分配置的框圖。 圖7A與7B是表示圖6所示的配置的單元的圖解。 圖8是表示圖6所示的配置的單元的圖解。 圖9是表示圖6所示的配置的單元的圖解。 圖10是表示圖6所示的配置的單元的圖解。 圖11是表示圖6所示的配置的單元的圖解。 圖12是表示圖6所示的配置的單元的圖解。 圖13是表示圖6所示的配置的單元的圖解。 圖14是表示根據本發明的第二實施方式的音量校正裝置的框圖。 圖15是表示根據本發明的第二實施方式的現場聲音等級校正增益發生器的第一
配置示例的框圖。 圖16是表示現場聲音等級校正增益發生器的第一配置示例的圖解。 圖17是表示現場聲音等級校正增益發生器的第一配置示例的運行流程的流程圖。 圖18A 18F是表示根據本發明的第二實施方式的采用了現場聲音等級校正增益發生器的第一配置示例的音量校正裝置的運行的波形圖。 圖19是表示根據本發明的第二實施方式的變化示例的采用了現場聲音等級校正增益發生器的第一配置示例的音量校正裝置的框圖。 圖20是表示根據本發明的第二實施方式的現場聲音等級校正增益發生器的第二配置示例的框圖。 圖21A 21F是表示根據本發明的第二實施方式的采用了現場聲音等級校正增益發生器的第二配置示例的音量校正裝置的運行的波形圖。 圖22是表示根據本發明的第二實施方式的現場聲音等級校正增益發生器的第三配置示例的框圖。 圖23A 23F是表示根據本發明的第二實施方式的采用了現場聲音等級校正增益
發生器的第三配置示例的音量校正裝置的運行的波形圖。 圖24是表示根據本發明的另一實施方式的音量校正裝置的框圖。
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圖25是表示根據本發明的另一實施方式的音量校正裝置的框圖。 圖26是表示根據本發明的另一實施方式的音量校正裝置的框圖。 圖27是表示采用了根據本發明的實施方式的音量校正裝置的另一電子設備的圖。 圖28是表示以往的音量校正裝置的框圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖描述根據本發明的優選實施方式的音量校正裝置。在所述實施方 式中，音量校正裝置用作電視廣播接收機的音頻輸出單元。 g卩，圖2是表示電視廣播接收機的配置的框圖。圖2所示的電視廣播接收機包括 控制單元10，該控制單元10包括微型計算機。遙控器接收器11連接于控制單元10。遙控 器接收器11接收來自遙控器發射器12的遙控信號，并將所接收的遙控信號提供給控制單 元10。控制單元10對應于所接收的遙控信號進行處理控制。 控制單元10將控制信號提供給電視廣播接收機的構成單元，并進行接收電視廣 播信號、再現電視廣播信號的視頻以及再現音頻的處理。 調諧器單元13從電視廣播信號中選擇并提取廣播頻道的信號，該信號是通過對 應于用戶的遙控操作并從控制單元10提供的頻道選擇控制信號來指定的。調諧器單元13 從選定并提取出的廣播頻道的信號中解調并解碼視頻信號以及音頻信號，將視頻信號提供 給視頻信號處理器14，并將音頻信號提供給音頻信號處理器15。 視頻信號處理器14在控制單元10的控制下對視頻信號進行預定的處理，并將處 理后的視頻信號經由顯示控制器16提供給例如包括LCD(液晶顯示)的顯示單元17。因 此，顯示單元17上會顯示所選定的廣播頻道的廣播節目的圖像。 音頻信號處理器15在控制單元10的控制下對音頻信號進行預定的處理。在本實
施方式中，音頻信號處理器15從來自調諧器單元13的音頻信號中產生左右兩個聲道的輸
入音頻信號SiL與SiR，并將處理后的音頻信號SiL與SiR提供給音量校正器18。 音量校正器18是應用了根據本實施方式的音量校正裝置的單元。輸入音頻信號
SiL與SiR進行如下所述的音量校正，并作為輸出音頻信號SoL與SoR輸出。將來自音量校
正器18的輸出音頻信號SoL與SoR提供給揚聲器19L與19R，并被再現為聲音。因此，所選
定的廣播頻道的廣播節目的聲音從揚聲器19L與19R輸出。 下面作為音量校正器18描述根據本實施方式的音量校正裝置。 根據第一實施方式的音量校iH裝置 圖1是表示作為根據本發明的第一實施方式的音量校正裝置的音量校正器18的 整個配置的框圖。 在第一實施方式中，輸入音頻信號是左右兩個聲道的輸入音頻信號。第一成分主 體信號是左右兩個聲道的輸入音頻信號中包含作為主體成分的語音成分的信號(下面，稱 為"聲主體信號")。第一成分以外的其它音頻成分是左右兩個聲道的輸入音頻信號的聲主 體信號以外的所謂現場聲音。包含作為主體成分的現場聲音成分的信號下面稱作"現場聲 音主體信號"。 如圖1所示，在第一實施方式中，將左右兩個聲道的輸入音頻信號SiL與SiR提供給分離單元20，分離單元20分離出聲主體信號與現場聲音主體信號。分離單元20在該示 例中包括集中取向信號檢測器21以及兩個減法器22與23。 將左右兩個聲道的輸入音頻信號SiL與SiR提供給集中取向信號檢測器21，且集 中取向信號檢測器21檢測出在左右聲道之間取向于中央處的聲主體信號Sv作為集中取向 信號。將由集中取向信號檢測器21所檢測出的聲主體信號Sv提供給減法器22與23。
減法器22從左聲道音頻信號SiL中減去聲主體信號Sv以得到左聲道現場聲音主 體信號SsL。減法器23從右聲道音頻信號中SiR減去聲主體信號Sv以得到右聲道現場聲 音主體信號SsR。 這樣，分離單元20從兩個聲道的輸入音頻信號SiL與SiR中分離出聲主體信號Sv 以及左右聲道的現場聲音主體信號SsL與SsR。 將來自分離單元20的聲主體信號Sv經由作為第一成分增益控制裝置的示例的可 變增益放大器24提供給加法器27與28，同時還提供給語音等級校正增益發生器30。
在該示例中，語音等級校正增益發生器30包括平均等級檢測器31與增益控制信 號發生器32。平均等級檢測器31檢測聲主體信號Sv的平均等級，并將所檢測的平均等級 提供給增益控制信號發生器32。 增益控制信號發生器32產生增益控制信號Gv(語音等級校正增益值)，以將聲主 體信號Sv的平均等級變成預定的基準等級。增益控制信號發生器32將所產生的增益控制 信號Gv提供給可變增益放大器24。 因此，在可變增益放大器24中對增益進行控制，由于增益控制信號Gv，使得即使 當聲主體信號的等級Sv變化很大時，聲主體信號的平均等級仍為恒定等級(基準等級)。 這樣，從可變增益放大器24輸出的校正后的聲主體信號Svc的輸出等級自動調整到恒定等 級。將調整到恒定等級的校正后的聲主體信號Svc提供給加法器27與28。
另一方面，將來自減法器22的左聲道現場聲音主體信號SsL經由放大器25提供 給加法器27，放大器25的增益為等級不變的"l"。將來自減法器23的右聲道現場聲音主 體信號SsR經由放大器26提供給加法器28，放大器26的增益為等級不變的"1 "。
加法器27將左聲道現場聲音主體信號SsL疊加到校正后的聲主體信號Svc，并將 音量校正后的左聲道輸出音頻信號SoL輸出為疊加后的輸出。 加法器28將右聲道現場聲音主體信號SsR疊加到校正后的聲主體信號Svc，并將 音量校正后的右聲道輸出音頻信號SoR輸出為疊加后的輸出。 例如，假設來自集中取向信號檢測器21的聲主體信號Sv以及現場聲音主體信號 SsL或者SsR具有圖3A與3B所示的等級變化。 這種情況下，可變增益放大器24中的語音等級校正增益如圖3C所示，該語音等級 校正增益基于來自語音等級校正增益發生器30的增益控制信號Gv。因此，來自可變增益放 大器24的校正后的聲主體信號Svc變成圖3E所示的恒定等級的信號。
另一方面，在該示例中，如圖3F所示，由于現場聲音主體信號SsL與SsR通過放大 器25與26以圖3D所示的固定增益"l"而保持于不變等級，故放大器25與26的輸出信號 具有如圖3B所示的相同等級變化。 這樣，以第一增益控制方式對作為輸入提供給加法器27與28的聲主體信號Svc 進行增益校正，從而使輸出等級保持恒定。因此，如"發明內容"部分所述，當輸入音頻信號
9SiL與SiR在等級上變化很大時，音量等級在等級變化點處可能會抖動。 另一方面，在該示例中，通過第二增益控制方式，以固定增益"l"使作為另一輸入
至加法器27與28的左聲道現場聲音主體信號SsL與右聲道現場聲音主體信號SsR保持于
不變等級。因此，保持了輸入音頻信號最初的等級變化，但不會出現由第一增益控制方式中
的增益控制造成的音量等級的抖動。 因此，在來自加法器27與28的左右聲道的輸出音頻信號SoL與SoR中，校正后的
聲主體信號Svc的音量等級中的抖動被左聲道現場聲音主體信號SsL與右聲道現場聲音主 體信號SsR所掩蓋。因此，聲主體信號Svc的音量等級的抖動不顯著，從而降低了給收聽者 造成的不舒服的感覺。 根據本實施方式，通過迅速地將聲主體信號變換到適當的等級，可以保持語音等 級的恒定感覺，從而容易收聽諸如講演等語音。在第一實施方式中，由于現場聲音主體信號 的最初等級通過增益"l"而未變換，于是真實感覺保持恒定，故降低了由于等級變換造成的 不舒服的感覺，從而實現了自然的等級變換。 特別是當聲主體信號的等級變化小時，第一實施方式很有效。 在該示例中，由于音頻信號由左右兩個聲道揚聲器再現，故設有加法器27與28。
然而，當不僅設有左右兩個聲道揚聲器，還設有中央聲道揚聲器時，可將校正后的聲主體信
號提供給中央聲道揚聲器，并將放大器25與26的輸出音頻信號提供給左右兩個聲道揚聲
器。這種情況下，由于中央聲道揚聲器的輸出聲音與左右兩個聲道揚聲器的輸出聲音在聲
學上合成，故由于第一增益控制方式中的增益控制造成的音量等級的抖動被掩蓋且因此不顯著。[集中取向信號檢測器的配置]
〈第一示例> 圖4是表示該示例的集中取向信號檢測器21的第一配置示例的圖。在該示例中，
集中取向信號檢測器21包括加法器211與具有固定增益"O. 5"的放大器212。 在集中取向信號檢測器21中，由加法器211將左右聲道的輸入音頻信號SiL與
SiR相加，并從放大器212輸出相加后的輸出信號。放大器212的輸出信號為聲主體信號Sv。 在第一示例中，聲主體信號Sv的平均值等于左右輸入音頻信號SiL與SiR相加后 的信號的平均值。語音等級校正增益發生器30產生增益控制信號Gv，使得聲主體信號Sv 的平均等級為恒定等級。因此，在第一示例中，語音等級校正增益發生器30產生增益控制 信號Gv，使得左右聲道輸入音頻信號SiL與SiR相加后的信號、即輸入音頻信號的總等級為 恒定等級。〈第二示例> 圖5是集中取向信號檢測器21的第二配置示例。在第二示例中，第一示例的輸出 不是以不變的等級輸出，但獲得了比第一示例的輸出具有更朝向中央的成分的信號。
在該示例中，集中取向信號檢測器21不光包括第一示例中的加法器211以及具有 固定增益"O. 5"的放大器212，還包括增益調節放大器213與集中取向比檢測器214。
在該示例的集中取向信號檢測器21中，將放大器212的輸出信號提供給增益調節 放大器213，且增益調節放大器213的輸出信號為聲主體信號Sv。
在該示例的集中取向信號檢測器21中，還將左右聲道的輸入音頻信號SiL與SiR
提供給集中取向比檢測器214。集中取向比檢測器214產生增益控制信號Gat，以用于根據
取向于中央的信號與整個輸入音頻信號的比來控制增益調節放大器213的增益。 由于通過來自集中取向比檢測器214的增益控制信號Gat對增益調節放大器213
的增益進行控制，故聲主體信號Sv包含對應于放大器212的輸出中取向于中央的比率的信
號成分。即，第二示例中的聲主體信號Sv是包含比第一示例更取向于中央的信號成分的信號。 集中取向比檢測器214可具有圖6所示的配置。 SP，集中取向比檢測器214包括帶限濾波器2141與2142、取向檢測器2143、取向 分布測量器2144以及中央增益控制信號發生器2145。 例如，由帶限濾波器2141與2142從輸入到集中取向比檢測器214的左右兩個聲 道的輸入音頻信號SiL與SiR中將頻帶中諸如低頻帶成分等幾乎不會產生取向感覺的成分 去除。 將頻帶受帶限濾波器2141與2142限制的兩個聲道的輸入音頻信號SiL與SiR提 供給取向檢測器2143。當基于頻帶受限制的兩個頻道的輸入音頻信號SiL與SiR的等級對 每個預定周期檢測取向時，取向檢測器2143檢測兩個頻道的輸入音頻信號SiL與SiR的取 向。 S卩，取向檢測器2143對頻帶被限制到每個預定的采樣周期的兩個頻道的輸入音 頻信號SiL與SiR的等級(振幅)進行采樣。在該示例中，取向檢測器2143檢測在最后的 采樣時刻的取向作為當前時刻的取向。 這種情況下，取向檢測器2143使用輸入音頻信號SiL與SiR在最后的采樣時刻以 及之前的采樣時刻的等級檢測最后的采樣時刻的取向。 當兩個頻道的輸入音頻信號SiL與SiR為數字音頻信號時，可將采樣周期設置為 等于數字音頻信號的采樣周期。采樣周期可能不等于數字音頻信號的一個采樣周期，而是 可以設置為等于多個采樣周期。當取向檢測器2143的輸入音頻信號為模擬信號時，可在取 向檢測器2143的輸入級將模擬信號轉換為數字音頻信號。 下面參照圖7A與7B描述取向檢測器2143中檢測取向的方法。圖7A與7B表示 坐標空間，其中X軸表示左聲道音頻信號SiL的振幅而Y軸表示右聲道音頻信號SiR的振 幅。 取向檢測器2143在每個采樣周期中的取向檢測時刻得到兩個頻道的輸入音頻信 號SiL與SiR的等級，并在圖7A與7B所示的坐標空間中繪制對應的坐標點，如Pl、 P2、 P3 以及P4。在該示例中，P4是最后的檢測時刻的坐標點。 當由y 二k'x(其中k是常量)表達的直線(通過X軸與Y軸的交點Z的直線) 繞交點Z旋轉±90°時，S卩，當改變常量k時，取向檢測器2143計算常量k為多少(傾角 為多少)時繪制的坐標點P1、P2、P3以及P4最接近于直線。S卩，取向檢測器計算能使從具 有不同常量k的直線到坐標點Pl、 P2、 P3以及P4的距離Dal、 Da2、 Da3以及Da4或者距離 Dbl、Db2、Db3以及Db4的總和最小的直線的常量k。 取向檢測器2143將對應于所計算出的直線的常量k的傾角設置為待檢測的當前 時刻的取向。在圖7A與7B的示例中，所檢測的取向處于這樣的狀態，即在所述狀態中，X軸、即左聲道的取向(左方向)的角度為o。，且關于x軸的角度e (下面，稱為"取向角度")
為取向角度。 在圖7A的坐標點Pl、 P2、 P3以及P4的示例中，取向角度檢測為9 a。在圖7B的 坐標點P1、P2、P3以及P4的示例中，取向角度檢測為9b。 在本實施方式中，取向檢測器2143針對在當前時刻(在最后的采樣時刻)的兩個 頻道的輸入音頻信號的等級與在先前的采樣時刻的兩個頻道的輸入音頻信號的等級不使 用相同的權重。在本實施方式中，取向檢測器2143針對在最接近于當前時刻的采樣時刻的 兩個頻道的輸入音頻信號的等級使用較大的權重。 因此，如圖8所示，取向檢測器2143采用如下所述的指數曲線特征的時間窗口 WD1，所述指數曲線特征為隨著時間接近于當前時刻(在該示例中為最后的采樣時刻tn)， 針對兩個頻道的輸入音頻信號的等級的采樣值的權重變大。 在上面描述中，用于處理信號的時刻的當前時刻被設定為最后的采樣時刻(最后 的采樣時刻)。然而，可在可變增益放大器24以及放大器25與26的輸入級設置用于延遲 預定時間t的延遲電路，且可將作為處理時刻的當前時刻設為通過將輸入音頻信號SiL與 SiR延遲預定的時間t而獲得的時刻。 這種情況下，取向檢測器2143也可使用作為處理時刻的當前時刻的未來的兩個 頻道的輸入音頻信號SiL與SiR來檢測取向。例如，在圖7A與7B所示的示例中，作為處理 時刻的當前時刻可設為P2或者P3。 這種情況下，使用具有圖9所示的指數曲線特征的時間窗口 WD2來替代時間窗口 WD1。時間窗口 WD2具有這樣的指數曲線特征，即在作為處理時刻的當前時刻tp的權重最 大，而隨著遠離當前時刻tp，也就是在過去和未來的方向上權重變小。 對當前時刻的兩個頻道的輸入音頻信號的等級可不加改變地使用，而不對過去和 /或未來的采樣時刻的兩個頻道輸入音頻信號SiL與SiR的等級加權。
這樣，取向檢測器2143可檢測取向角度e ，取向角度e表示在當前時刻的兩個頻 道的輸入音頻信號SiL與SiR的取向。 然而，所檢測的當前時刻的取向角度9用于將一個時刻的輸入音頻信號的取向 限定在一個方向，而不反映對應方向上的信號的強度。因此，在本實施方式中，考慮到這點， 將在當前時刻由取向檢測器2143檢測的兩個頻道的輸入音頻信號SiL與SiR的取向的檢 測結果(取向角度9)提供給取向分布測量器2144。 取向分布測量器2144在預定的時間間隔d內計算由取向檢測器2143檢測的所有 取向中取向角度e的分布，并測量在對應方向上兩個頻道的輸入音頻信號的取向具有何 比率。 這種情況下，預定的時間間隔d選擇為例如幾毫秒到幾百毫秒，且在該示例中為 幾十毫秒。在本實施方式中，取向分布測量器2144以與取向檢測器2143的權重系數特征 相同的方式，對由取向檢測器2143以預定的時間間隔d檢測出的取向角度e進行加權。
SP，取向分布測量器2144使用時間窗口WD3(見圖10)進行加權操作，在時間窗口 WD3中隨著接近當前時刻tp(在該示例中為tp = tn(最后的采樣時刻))，權重指數地增加。
如上所述，為輸入音頻信號準備延時t ，且當將用于取向檢測器2143中的加權的 時間窗口設為與如圖9所示相同時，取向分布測量器2144的時間窗口與如圖9所示相同。這種情況下，時間間隔d是包括相對于當前時刻tp的未來與過去的時間間隔。取向可與未 加權的值使用。 圖ii是表示取向分布P(e)的示例的圖，該取向分布P(e)是由取向分布測量器 2144計算出的取向角度e的分布，其中橫軸表示關于x軸(左聲道取向)的取向角度e，
而縱軸表示每個取向角度的出現頻率(< i)。在本實施方式中，當計算在所有取向角度e
處的取向分布P(e)的總和時，產生的分布使得總和為i，即E P(e) =i。取向角度e與音頻信號的取向的關系如圖12所示。圖12所示的前、左以及右是
基于收聽者確定的方向。
這樣，在當前時刻(當前取樣時刻或者當前采樣時刻處理時刻)從取向分布測量
器2144獲得圖ii所示的關于取向分布P(e)的信息。 將關于取向分布P( e )的信息提供給中央增益控制信號發生器2145。中央增益控 制信號發生器2145基于由取向分布測量器2144計算出的取向分布P ( 9 )產生中央增益控 制信號，隨著信號更取向于中央，使得增益變大，反之則使增益變小。 中央增益控制信號發生器2145包括未圖示的增益表存儲器。增益表存儲器預先 存有用于產生提供給增益調節放大器213的增益控制信號的增益表信息K( e)。
增益表信息K(e)具有這樣的增益特征，其中對所有取向角度(-45° 135° ) 的中央取向進行加權。圖13表示增益表信息K(e)的示例。S卩，在該示例的增益表信息K(e)中，如圖13所示，在前方(中央方向e =
45° )增益為最大值"l"。在從中央方向向左傾斜的取向角度范圍(0° 45° )和從中央 方向向右傾斜的取向角度范圍(45° 90° )，通過設置增益特征使得增益隨著偏離中央 方向而變小。 中央增益控制信號發生器2145計算在所有取向角度上的增益表信息K( e )的增
益值與關于取向分布P(e)的信息的乘積的總和，所述關于取向分布P(e)的信息由取向
分布測量器2144計算得出。 SP，中央增益控制信號發生器2145通過Gat =E (K(e)XP(e))產生增益控制 信號Gat。 將中央增益控制信號發生器2145如此產生的增益控制信號Gat作為集中取向比 檢測器214的輸出，提供給增益調節放大器213。 因此，從增益調節放大器213獲得包括比在第一示例中進一步取向于中央的信號 成分的聲主體信號Sv。 集中取向信號檢測器21不限于上述的第一示例與第二示例。
根據第二實施方式的音量校iH裝置 上述第一實施方式采用現場聲音主體信號的音量未進行校正的增益控制方式。然 而，例如，當由于頻道的切換而使輸入音頻信號的等級變化大時，優選的是隨著聲主體信號 對現場聲音主體信號的增益進行控制。本發明的第二實施方式可以應對這種情況。
在下述第二實施方式中，類似于第一實施方式，將音量校正裝置應用于圖2所示 的電視廣播接收機的音量校正器18。 圖14是表示根據第二實施方式的音量校正器18的整個配置的框圖。在圖14中， 以相同的附圖標記和符號對與根據圖1所示的第一實施方式的音量校正器18相同的元件
13進行標記。 在第二實施方式中，作為對第一實施方式中具有固定增益的放大器25與26的替 代，為來自加法器22與23的左右聲道現場聲音主體信號SsL與SsR配備了可變增益放大 器250與260。 在第二實施方式中，不光設有第一實施方式中的語音等級校正增益發生器30，還 設有產生現場聲音主體信號SsL與SsR的增益控制信號Gs (現場聲音等級校正增益值)的 現場聲音等級校正增益發生器40。 將來自現場聲音等級校正增益發生器40的增益控制信號Gs提供給可變增益放大 器250與260，以便以與聲主體信號Sv的增益控制方式不同的增益控制方式控制左右現場 聲音主體信號SsL與SsR的增益。 現場聲音等級校正增益發生器40從語音等級校正增益發生器30接收增益控制信 號Gv，基于增益控制信號Gv進行處理，并產生用于校正現場聲音主體信號的增益的增益控 制信號Gs。 由于對增益控制信號Gv要額外進行一些處理，故使用增益控制信號Gv的用于聲 主體信號Sv的增益控制方式不同于使用增益控制信號Gs的用于現場聲音主體信號SsL與 SsR的增益控制方式。 然而，這種情況下，使用增益控制信號Gs的用于現場聲音主體信號SsL與SsR的 增益控制方式并不立即跟隨輸入音頻信號的大的等級變化。即，在第二實施方式中，類似于 第一實施方式，用于聲主體信號Sv的增益控制方式立即地跟隨輸入音頻信號的等級變化 并保持輸出等級恒定。然而，不同于上述增益控制方式，用于現場聲音主體信號SsL與SsR 的增益控制方式具有不立即跟隨輸入音頻信號的大的等級變化的特征。
第二實施方式中用于處理聲主體信號Sv的配置與第一實施方式的相同。因此，以 使輸出等級保持恒定的第一增益控制方式對作為輸入提供給加法器27與28的聲主體信號 Svc的增益進行校正。因此，如"發明內容"中所述，當輸入音頻信號SiL與SiR等級變化大 時，在等級變化點處可能出現音量等級的抖動。 另一方面，在第二實施方式中，由可變增益放大器250與260以不同于第一增益控
制方式的第二增益控制方式對左右聲道現場聲音主體信號SsL與SsR的增益進行控制，并
將由此產生的信號提供給加法器27與28。在本實施方式中，用于現場聲音主體信號SsL與
SsR的增益控制方式具有不會立即跟隨輸入音頻信號的大的等級變化的特征。 因此，在現場聲音主體信號中會不出現由于第一增益控制方式的增益控制造成的
在聲主體信號的等級劇變點處的音量等級的抖動。 因此，來自加法器27與28的左右聲道輸出音頻信號SoL與SoR中，校正后的聲主 體信號Svc的音量等級的抖動被左聲道與右聲道現場聲音主體信號SsL與SsR所掩蓋。因 此，聲主體信號Svc的音量等級的抖動不顯著，從而減少了給收聽者的不舒服的感覺。
[現場聲音等級校正增益發生器的配置]
〈第一示例〉 當輸入音頻信號的等級變化或者聲主體信號Sv的等級變化大，且僅聲主體信號 Sv的輸出等級通過增益控制被變換到恒定等級時，最初的輸入音頻信號的平衡可能變差， 從而產生不舒服的感覺。
14
第一示例的目的是要改善上述問題。圖15是表示第一示例中現場聲音等級校正 增益發生器40的配置的圖。在第一示例中，現場聲音等級校正增益發生器40包括增益值 轉換表單元41。 增益值轉換表單元41用于接收聲主體信號Sv的增益控制信號Gv作為輸入信號， 并輸出現場聲音主體信號SsL與SsR的增益控制信號Gs，并包括增益值轉換表存儲器(未 圖示)。 圖16是表示存儲于增益值轉換表單元41的增益值轉換表存儲器中的增益值轉換 表信息的示例的圖。 當聲主體信號Sv的等級變化小時或者當整個輸入音頻信號(使用第一示例的集
中取向信號檢測器21)的等級變化小時，基于增益控制信號Gv的語音等級校正增益值在大 約Gv二 i處不會變化很大。 這種情況下，現場聲音主體信號與聲主體信號的平衡不會偏離最初的輸入音頻信 號很大，且不會產生不舒服的感覺。因此，在小的等級變化范圍中，類似于第一實施方式，可 以以固定增益"l"從放大器輸出現場聲音主體信號SsL與SsR。 因此，圖16所示的示例中，在0.75《Gv《1. 25的范圍內，用于現場聲音主體信 號的增益控制信號Gs設為增益值Gs = 1。 在該示例中，當輸入音頻信號的等級變化或者聲主體信號Sv的等級變化從小的 等級變化范圍偏離時，通過以相對于增益控制信號Gv的預定比率跟隨等級變化，從而對現 場聲音主體信號SsL與SsR的增益進行控制。 g卩，在圖16所示的示例中，在輸入等級大的Gv < 0. 75的范圍中，基于增益控制信 號Gv，以Gs/Gv = kl ( = 1/0. 75)的關系輸出現場聲音主體信號SsL與SsR的增益控制信 號Gs。 在輸入等級小的Gv > 1. 25的范圍中，基于增益控制信號Gv，以Gs/Gv = k2 (=
2/2. 5)的關系輸出現場聲音主體信號SsL與SsR的增益控制信號Gs。 因此，即使當語音等級校正增益變化很大時，現場聲音等級校正增益仍以恒定比
率跟隨語音等級校正增益。因此，可以避免現場聲音主體信號等級相對于聲主體信號等級
的平衡被嚴重惡化。因此，即使當等級變化大時，仍可以實現自然的等級變換。 增益值轉換表單元41可使用聲主體信號Sv的增益控制信號Gv的值作為增益值
轉換表存儲器的讀取地址輸入，讀取對應的現場聲音主體信號的增益控制信號Gs，并輸出
所讀取的增益控制信號。 增益值轉換表單元41可由使用軟件操作的功能裝置構成。圖17表示這種情況下 的軟件操作的流程圖的示例。 增益值轉換表單元41檢測用于輸入的聲主體信號的增益控制信號Gv的增益值 (步驟SIOI)。然后，判斷增益值Gv是否滿足Gv < 0.75(步驟S102)。當判斷出滿足Gv < 0. 75時，通過Gs = klXGv的操作來計算現場聲音主體信號SsL與SsR的增益控制信號 Gs(步驟S103)。 當步驟S102中判斷出不滿足Gs < 0. 75時，判斷是否滿足Gv > 1. 25 (步驟S104)。 當判斷出滿足Gv > 1. 25時，通過Gs = k2XGv的操作來計算現場聲音主體信號SsL與SsR 的增益控制信號Gs (步驟S105)。
當步驟S104中判斷出不滿足Gv > 1. 25時，就檢測出滿足O. 75《Gv《1. 25，并 設置Gs = 1 (步驟S106)。 在步驟S103、S104與S106之后，重復從步驟S101的上述處理。
上述增益的數值僅為示例，且增益不限制于所述數值。在大約Gv = 1的小等級 變化范圍中，B卩，在a《Gv《P的范圍中，本示例中設置l-a = P-l，但也可以滿足 l-a ^ H。 Gv< a的范圍中的比值kl以及Gv〉 P的范圍中的比值k2僅為舉例，且可設置 kl = k2。 參照圖18A 18F所示的信號波形的時序圖描述第一示例中的音量校正處理。
圖18A 18F類似于用于描述第一實施方式的圖3A 3F。即，當聲主體信號Sv 與現場聲音主體信號SsL或者SsR具有18A與18B所示的等級變化時，基于增益控制信號 Gv的用于聲主體信號Sv的語音等級校正增益與圖18C所示的相同。 由增益控制信號Gv對可變增益放大器24的增益進行控制。因此，來自可變增益 放大器24的校正后的聲主體信號Svc是如圖18E所示的具有相同恒定等級的信號。
在該示例中，如上所述，基于增益控制信號Gv，現場聲音主體信號SsL與SsR的增 益控制信號Gs產生為與圖18D所示的相同。 由增益控制信號Gs對可變增益放大器250與260的增益進行控制。因此，來自可 變增益放大器250與260的校正后的現場聲音主體信號SsLc與SsRc與圖18F所示的相同， 所述校正后的現場聲音主體信號SsLc與SsRc是通過控制圖18B所示的現場聲音主體信號 SsL與SsR的增益獲得的。 從上面的描述可清楚地看到，當輸入音頻信號或者聲主體信號的等級變化大時第 一示例是有效的，且當輸入音頻信號或者聲主體信號Sv的等級變化小時可應用第一實施 方式。 因此，可以考慮采用這樣一種配置，這種配置可以通過檢測輸入音頻信號的等級 變化，然后根據檢測結果自動切換現場聲音主體信號的增益控制方式。 圖19表示了這種情況的配置。如圖19所示，提供了檢測左右兩個輸入音頻信號 SiL與SiR的整個等級變化的等級變化檢測器29。 該示例的現場聲音等級校正增益發生器40具有這樣的方式可變增益放大器250 與260類似于第一實施方式對現場聲音主體信號具有固定增益"l"，以及類似于第二實施 方式對增益進行控制。 等級變化檢測器29將左右兩個聲道輸入音頻信號SiL與SiR相加，檢測相加后的 信號的等級變化，并根據檢測結果將切換控制信號SW提供給現場聲音等級校正增益發生 器40。 當檢測出的等級變化處于預定的小等級范圍內時，等級變化檢測器29將表示可 變增益放大器250與260的增益值被設為固定增益"l"的方式的切換控制信號SW提供給 現場聲音等級校正增益發生器40。 當檢測出的等級變化在小等級范圍外時，等級變化檢測器29將表示將增益控制 信號Gs提供給可變增益放大器250與260的方式的切換控制信號SW提供給現場聲音等級 校正增益發生器40。
因此，在圖19所示的示例中，當輸入音頻信號的等級變化大時，自動設置為第二
實施方式的方式，從而避免了第一實施方式所存在的問題。〈第二示例〉 在第二示例中，對現場聲音主體信號SsL與SsR，不是以類似于第一實施方式或者 第一示例的固定增益進行控制，而是以聲主體信號Sv的增益控制進行控制。因此，整個平 衡被設為最初的輸入音頻信號的平衡，從而再現自然的聲音。 圖20是表示第二示例中的現場聲音等級校正增益發生器40的配置f的圖。在第 二示例中，現場聲音等級校正增益發生器40包括延時常數處理器42。 S卩，在第二示例中，延時常數處理器42對用于聲主體信號Sv的增益控制信號Gv
進行延時常數處理，并產生用于現場聲音主體信號SsL與SsR的增益控制信號Gs。 S卩，可獲
得具有延遲地跟隨語音等級校正增益的延時特性的現場聲音等級校正增益。 參照圖21A 21F所示的信號波形的時序圖描述第二示例中的音量校正處理。 圖21A 21F類似于用于描述第一示例的圖18A 18F。即，當聲主體信號Sv與
現場聲音主體信號SsL或者SsR具有圖21A與21B所示的等級變化時，基于增益控制信號
Gv的用于聲主體信號Sv的語音等級校正增益與圖21C所示的相同。 由增益控制信號Gv對可變增益放大器24的增益進行控制。因此，來自可變增益 放大器24校正后的聲主體信號Svc是如圖21E所示的具有相同恒定等級的信號。
另一方面，在第二示例中，對圖21C所示的增益控制信號Gv進行延時常數處理，于 是，用于現場聲音主體信號SsL與SsR的增益控制信號Gs以如圖21D所示的延時特性變化， 其中，增益值具有預定的時間常數。 由增益控制信號Gs對可變增益放大器250與260的增益進行控制。因此，來自可 變增益放大器250與260的校正后的現場聲音主體信號SsLc與SsRc與圖21F所示的相同。
根據第二示例，在聲主體信號Sv急劇地變換到恰當的等級的瞬間，現場聲音等級 校正增益不變化且實時感覺保持恒定。由于帶延遲地對現場聲音主體信號SsL與SsR的等 級緩慢地進行校正，在等級變化點處的大的等級變化造成的不舒服的感覺可以通過增益控 制來降低。因此，可以實現自然的等級變換。由于聲主體信號Sv與現場聲音主體信號SsL 與SsR的平衡會合到最初的輸入音頻信號的平衡，故可以實現更自然的自動音量校正。
〈第三示例〉 在第二示例中，對現場聲音主體信號SsL與SsR進行增益控制以與聲主體信號Sv 的增益控制相對應。因此，當用于聲主體信號Sv的校正增益變得非常大或者非常小時，用 于現場聲音主體信號SsL與SsR的校正增益就會跟隨這種變化。
第三示例是第二示例的變化示例，并用于改善上述問題。 圖22表示根據第三示例的現場聲音等級校正增益發生器40的配置，且不光包括 延時常數處理器42，還包括上限校正增益發生器43與下限校正增益發生器44。
上限校正增益發生器43接收用于聲主體信號Sv的增益控制信號Gv作為輸入信 號，并通過將所接收的增益控制信號Gv乘以預定的基準值Ku(Ku〉 1)產生上限校正增益 UL。在該示例中，基準值Ku設為Ku二2。上限校正增益發生器43將產生的上限校正增益 UL提供給延時常數處理器42。 下限校正增益發生器44接收用于聲主體信號Sv的增益控制信號Gv作為輸入信
17號，并通過將所接收的增益控制信號Gv乘以預定的基準值Kb(Kb < 1)產生下限校正增益 BL。在該示例中，基準值Kb設為Kb二0.5。下限校正增益發生器44將產生的下限校正增 益BL提供給延時常數處理器42。 第三示例中的延時常數處理器42對輸入的用于聲主體信號Sv的增益控制信號Gv 進行延時常數處理，并得到用于現場聲音主體信號的增益控制信號Gs。然而，在第三示例 中，延時常數處理器42監測上限校正增益UL與下限校正增益BL，并將增益控制信號Gs限 制到滿足"上限校正增益UL > Gs ^下限校正增益BL"的條件表達式。
參照圖23A 23F所示的信號波形的時刻圖描述第三示例中的音量校正處理。
圖23A 23F類似于用于描述第二示例的圖21A 21F。即，當聲主體信號Sv與 現場聲音主體信號SsL或者SsR具有圖23A與23B所示的等級變化時，基于增益控制信號 Gv的用于聲主體信號Sv的語音等級校正增益與圖23C所示的相同。 由增益控制信號Gv對可變增益放大器24的增益進行控制。因此，來自可變增益 放大器24的校正后的聲主體信號Svc是如圖23E所示的具有相同恒定等級的信號。
另一方面，在第三示例中，對圖23C所示的增益控制信號Gv進行延時常數處理，且 因此用于現場聲音主體信號SsL與SsR的增益控制信號Gs以如圖23D所示的延時特性變 化，在所述延時特性中增益值具有預定的時間常數。如圖23D所示，這種情況下的增益控制 信號Gs限制到不大于上限校正增益UL且不小于下限校正增益BL。 g卩，如圖23D所示，在從時刻tl到時刻t2的間隔中，增益控制信號Gs滿足"上限 校正增益UL > Gs ^下限校正增益BL"的條件表達式，這與第二示例相同(圖21D)。
然而，在時刻t2后，下限校正增益值BL大于時刻t2之前的值，于是，增益值Gs等 于或者小于下限校正增益BL。因此，延時常數處理器42將增益值Gs設置為時刻t2時的 下限校正增益BL，并使用下限校正增益BL作為開始點對增益控制信號Gv開始延時常數處 理。 在圖23A 23F所示的示例中，時刻t3之后，上限校正增益UL小于時刻t3之前 的值，于是，增益值Gs等于或者大于上限校正增益UL。因此，延時常數處理器42將增益值 Gs設置為時刻t3時的上限校正增益UL，并使用上限校正增益UL作為開始點對增益控制信 號Gv開始延時常數處理。 由增益控制信號Gs對可變增益放大器250與260的增益進行控制。因此，來自可 變增益放大器250與260的校正后的現場聲音主體信號SsLc與SsRc與圖23F所示的相同。
根據第三示例，現場聲音主體信號的等級從聲主體信號的等級偏離不大。因此，當 語音等級變化大時，可以實現自然的等級變換。由于聲主體信號Sv與現場聲音主體信號 SsL與SsR的平衡會合于最初的平衡，可以實現更自然的自動音量校正。
即使當用于聲主體信號Sv的校正增益變得非常大或者非常小時，用于現場聲音 主體信號SsL與SsR的校正增益Gs限定于預定的等級范圍，這有利于實現自然的自動音量 校正。 在第三示例中，上限校正增益與下限校正增益都予以設置，但也可以設置其中一 個用于限制增益等級范圍。 在上面描述中，單獨提供了現場聲音等級校正增益發生器40的第一到第三示例 以產生用于現場聲音主體信號的增益控制信號Gs。然而，可在音量校正器18中設置并切換四種類型的示例，所述四種類型的示例即是現場聲音等級校正增益發生器40的現場聲音 主體信號設有固定增益"1"的第一實施方式以及第一到第三示例。 作為切換方法，不僅可采用允許用戶通過使用作為操作裝置提供的切換操作單元 手動切換類型的方法，還可采用下面的自動切換方法。 例如，可采用使用電視廣播信號中所包括的EPG(電子節目向導)信息的自動切 換方法。即，準備有這樣的表格，表格中四種現場聲音等級校正增益發生器40的最優方法 與諸如戲劇、體育以及綜藝等類型關聯。然后，從電視廣播信號檢測EPG信息，檢測廣播節 目的類型，且從四種方法中確定最優的現場聲音等級校正增益產生方法并參照表格加以設置。 例如，用于從四種方法中指定最優現場聲音等級校正增益產生方法的識別信息預 先記錄于DVD內容中。另一方面，DVD播放器存儲識別信息與四種類型的現場聲音等級校 正增益產生方法的相互關系信息。當再現DVD內容時，DVD播放器從DVD中獲取識別信息， 并基于所得到的識別信息通過參照相互關系信息來確定應該使用哪種現場聲音等級校正 增益產生方法。 通過包括用于指定廣播節目的現場聲音等級校正增益產生方法的識別信息作為 EPG信息的一部分，可以類似地判斷對電視廣播節目應該使用什么現場聲音等級校正增益 產生方法。 其它實施方式
[其它分離示例] 在第一與第二實施方式中，第一成分主體信號是聲主體信號，且包含作為主體成 分的其它成分的信號為現場聲音主體信號。然而，本發明不限于該分離方法。例如，輸入音 頻信號可以分成中頻帶成分與中頻帶成分以外的頻帶成分，且各成分的增益可以以彼此不 同的第一增益控制方式與第二增益控制方式進行控制。 在上述實施方式中，音頻信號包括左右兩個聲道的輸入音頻信號。然而，應對音量 進行校正的音頻信號可以是單耳的音頻信號。 圖24表示將輸入音頻信號分離的另一示例，其中，單耳的輸入音頻信號由所述頻 帶分離。圖24所示的示例采用第二實施方式。也可采用第一實施方式。
g卩，在圖24所示的示例中的分離單元50中，將單耳的輸入音頻信號Si提供給帶 通濾波器51，帶通濾波器51提取音頻信號的中頻帶成分，以從中獲取到僅包含音頻信號的 中頻帶成分的主體中頻帶信號Sm。將主體中頻帶信號Sm提供給可變增益放大器53。
將來自帶通濾波器51的主體中頻帶信號Sm提供給減法器52，并從輸入音頻信號 Si中減去該主體中頻帶信號Sm，從而得到輸入音頻信號Si的主體高頻帶與低頻帶成分信 號Shl。將主體高頻帶與低頻帶成分信號Shl經由可變增益放大器54提供給加法器55。
在該示例中，將來自帶通濾波器51的主體中頻帶信號Sm提供給中頻帶等級校正 增益發生器56。中頻帶等級校正增益發生器56通過檢測主體中頻帶信號Sm的平均等級并 使用該平均等級作為基準等級，產生用于將主體中頻帶信號Sm的輸出等級設置到恒定等 級的增益控制信號Gm。增益控制信號Gm為中頻帶等級校正增益。 中頻帶等級校正增益發生器56將產生的增益控制信號Gm提供給可變增益放大器 53，借以將增益控制為將主體中頻帶信號Sm的輸出等級保持于恒定等級。
在該示例中，將由中間等級校正增益發生器56產生的增益控制信號Gm提供給高 頻帶與低頻帶等級校正增益發生器57。類似于第二實施方式，高頻帶與低頻帶等級校正增 益發生器57產生用于主體高頻帶與低頻帶信號的增益控制信號Ghl (高頻帶與低頻帶等級 校正增益)。 類似于第二實施方式，高頻帶與低頻帶等級校正增益發生器57將產生的增益控 制信號Ghl提供給可變增益放大器54以控制主體高頻帶與低頻帶信號Shi的增益。
這樣，通過將主體中頻帶信號和主體高頻帶與低頻帶信號相加，從加法器55獲得 輸出音頻信號So，所述主體中頻帶信號以第一增益控制方式進行了增益校正，所述主體高 頻帶與低頻帶信號以第二增益控制方式進行了增益校正。 因此，在圖24所示的示例中，類似于上述實施方式，可以自動校正音量，使得由于 增益控制造成的音量等級的抖動不顯著。 作為將音頻信號分離的示例，包括圖24所示的示例在內，還可采用諸如將音頻信 號分離成高頻帶與低頻帶兩個頻帶的方法等各種方法。作為兩個信號成分的替代，還可將 音頻信號分成三個以上信號成分。這種情況下，可以以第一增益控制方式對三個以上信號 成分的一個進行增益控制，且可以以第二增益控制方式對其它信號成分進行增益控制，或 者以兩個以上不同增益控制方式對其它信號成分進行增益控制。
[多聲道] 音頻信號可以是諸如5. 1聲道環繞音頻信號的三個以上聲道的多聲道。在多聲道 中，輸入音頻信號被預先分離。當多聲道中存在中央聲道時，中央聲道可用作上述實施方式 中的聲主體信號。 圖25是示意性地表示當輸入音頻信號為5. 1聲道環繞音頻信號時音量校正裝置 的配置的圖。 在該示例中，將前左右聲道音頻信號FLi與FRi提供給可變增益放大器61與62。 將后左右聲道音頻信號RLi與RRi提供給可變增益放大器63與64。將中央聲道音頻信號 Ci提供給可變增益放大器65。將低頻帶音頻信號LFE(低頻效果)提供給可變增益放大器 66。 將中央聲道音頻信號Ci提供給語音等級校正增益發生器67。語音等級校正增益 發生器67具有與圖14所示的語音等級校正增益發生器30相同的配置，并產生增益控制信 號Gv。將由語音等級校正增益發生器67產生的增益控制信號Gv提供給中央聲道可變增益 放大器65。 將由語音等級校正增益發生器67產生的增益控制信號Gv提供給現場聲音等級校 正增益發生器68。現場聲音等級校正增益發生器68具有與圖14所示的現場聲音等級校正 增益發生器40相同的配置，其產生增益控制信號Gs。將由現場聲音等級校正增益發生器 68產生的增益控制信號Gs提供給除了中央聲道以外的可變增益放大器61 64以及66。
音頻信號Flo、 FRo、 RLo、 RRo、 Co以及LFo從可變增益放大器61 66得到，并從 可變增益放大器61 66的揚聲器輸出。 在圖25所示的示例中，基于增益控制信號Gv，以第一增益控制方式對5. 1聲道的 輸入音頻信號FLi、FRi、RLi、RRi、Ci以及LFi中的中央聲道音頻信號Ci進行增益控制。另 一方面，基于增益控制信號Gs，以不同于第一增益控制方式的第二增益控制方式對5. 1聲
20道的輸入音頻信號FLi、FRi、RLi、RRi、Ci以及LFi中的除了中央聲道以外的音頻信號進行 增益控制。 5. 1聲道的輸出音頻信號Flo、 FRo、 RLo、 RRo、 Co以及LFo由單獨的揚聲器在聲學 上再現并在聲學上合成，借以降低了由于第一增益控制方式造成的音量的抖動，從而不會 造成不舒服的感覺。 在圖25所示的示例中，基于增益控制信號Gs，對除了中央聲道以外的音頻信號 全部以第二增益控制方式進行增益控制，但也可以按聲道以不同增益控制方式進行增益控 制。除了中央聲道以外的音頻信號可以分為兩個或更多組，并可以按組以不同增益控制方 式進行增益控制。 可以將5. 1聲道的多聲道輸入音頻信號進行縮混(mixed down)，并可由兩個揚聲 器以兩個聲道在聲學上再現。這種情況下，第一實施方式或者第二實施方式可以應用于縮 混后的兩個聲道的輸入音頻信號。 可以由圖26所示的配置進行縮混，圖26所示的配置中，使用5. 1聲道的輸入音頻 信號中的中央聲道的音頻信號對增益進行控制。 圖26是示意性地表示當縮混5. 1聲道環繞音頻信號且以兩個聲道輸出聲音時的 音量校正裝置的配置的圖。圖26所示的示例應用于第二實施方式，但也可以應用于第一實 施方式。 在圖26所示的示例中，將5. 1聲道環繞音頻信號FLi、FRi、RLi、RRi、Ci以及LFi 提供給縮混單元71，并縮混成左右兩個聲道的音頻信號Li與Ri。在該示例中，縮混單元71 無任何變化地輸出中央聲道音頻信號Ci。 將來自縮混單元71的左右兩個聲道輸入音頻信號Li與Ri提供給可變增益放大 器72與73。將可變增益放大器72與73的輸出信號提供給加法器77與78。
將來自縮混單元71的中央聲道音頻信號Ci提供給可變增益放大器74。將可變增 益放大器74的輸出信號提供給加法器77與78。加法器77與78輸出兩個頻道的輸出音頻 信號SoL與SoR。 將來自縮混單元71的中央聲道音頻信號Ci提供給語音等級校正增益發生器75。 語音等級校正增益發生器75具有與圖14所示的語音等級校正增益發生器30相同的配置， 并產生增益控制信號Gv。將由語音等級校正增益發生器75產生的增益控制信號Gv提供給 中央聲道可變增益放大器74。 將由語音等級校正增益發生器75產生的增益控制信號Gv提供給現場聲音等級校 正增益發生器76。現場聲音等級校正增益發生器76具有與圖14所示的現場聲音等級校正 增益發生器40相同的配置，并產生增益控制信號Gs。將由現場聲音等級校正增益發生器 76產生的增益控制信號Gs提供給可變增益放大器72與73。
圖26所示的示例具有與如上所述相同的優點。
[非實時處理] 在上述實施方式中，實時地檢測音頻輸入信號的語音平均等級或者除語音以外的 平均等級并對增益進行控制。然而，本發明不限于實時處理。 例如，用于記錄于記錄介質中的音頻信號的增益控制信號Gv或者Gs可產生并記 錄為與記錄信號相關聯。這種情況下，當再現音頻信號時，可以使用所記錄的增益控制信號
21Gv或者Gs控制再現的音頻信號的音量。 圖27是表示本發明應用于在諸如硬盤或者DVD(數字多功能盤)的記錄介質上記 錄電視廣播信號的記錄與再現設備的示例的框圖。 圖27所示的記錄與再現設備80包括廣播記錄系統81、再現系統82、語音等級校 正增益發生器83、控制單元84以及操作單元85。操作單元85例如包括遙控器收發器。控 制單元84例如包括微型計算機并根據來自操作單元85的操作輸入來控制記錄與再現設備 80的各個單元。 在圖l所示的第一實施方式中，語音等級校正增益發生器83包括集中取向信號檢 測器21和語音等級校正增益發生器30。在圖14所示的第二實施方式中，語音等級校正增 益發生器83包括集中取向信號檢測器21、語音等級校正增益發生器30以及現場聲音等級 校正增益發生器40。 當用戶操作操作單元85以給出記錄指令時，控制單元84控制廣播記錄系統81以 記錄所指示的廣播節目。 在廣播記錄系統81中，廣播接收機811接收指示記錄的廣播節目的廣播波信號并 將所接收的廣播信號提供給解碼器812。在該示例中，由解碼器812從所接收的信號中解 碼并輸出視頻信號VI與音頻信號Al。這里，音頻信號Al例如包括左右兩個聲道的音頻信 號。 來自解碼器812的視頻信號VI與音頻信號Al由記錄編碼器813編碼，并由寫入 器815記錄于記錄介質816上。例如，使用硬盤裝置作為記錄介質816。
在該示例中，操作單元85設有用于指定記錄于記錄介質816上的廣播節目內容的 按鍵以及用于指示產生等級校正增益的按鍵。當用戶指定所記錄的廣播節目內容并操作用 于指令產生等級校正增益的按鍵時，控制單元84恰當地進行等級校正增益產生處理，以調 節指定的廣播節目內容的音頻信號的再現音量。 S卩，控制單元84基于用于指令產生等級校正增益的按鍵的操作輸入來控制讀取 器821、再現解碼器822、語音等級校正增益發生器83以及寫入器815。
控制單元84控制讀取器821從記錄介質816讀取指定的廣播節目的記錄信號。讀 取器821將讀取的記錄信號提供給再現解碼器822。再現解碼器822解碼記錄信號并輸出 再現視頻信號V2與再現音頻信號A2。 將來自再現解碼器822的再現音頻信號A2提供給語音等級校正增益發生器83。 如第一實施方式或者第二實施方式中所述，語音等級校正增益發生器83產生增益控制信 號Gv或者Gs。 語音等級校正增益發生器83將產生的增益控制信號Gv或者Gs提供給寫入器
815。在控制單元84的控制下，寫入器815將來自語音等級校正增益發生器83的增益控制
信號Gv或者Gs記錄于記錄介質816上，以與再現中的記錄信號關聯。 當用戶通過使用操作單元85發出再現指令時，控制單元84控制再現系統82以再
現被指示再現的廣播節目。 即，控制單元84控制讀取器821以讀取指定的廣播節目的記錄信號以及來自記錄 介質816的與之關聯的增益控制信號Gv或者Gs。讀取器821將讀取的記錄信號提供給解 碼器822，并將讀取的增益控制信號Gv或者Gs提供給增益控制信號再現單元826。
再現解碼器822解碼記錄信號并得到再現視頻信號V2與再現音頻信號A2。再現 視頻信號V2從視頻輸入級827經由視頻信號處理器823輸出。顯示單元連接于輸出級827 且廣播節目的再現視頻顯示于其顯示屏上。 將來自再現解碼器822的再現音頻信號經由音頻信號處理器824提供給音量校正 器825。音量校正器825具有這樣的配置，即從根據圖1所示的第一實施方式的配置中去除 了語音等級校正增益發生器30，或者從圖14所示的根據第二實施方式的配置中去除了語 音等級校正增益發生器30與現場聲音等級校正增益發生器40。 另一方面，增益控制信號再現單元826從來自讀取器821的信號再現增益控制信 號Gv或者Gs。增益控制信號再現單元826將再現的增益控制信號Gv或者Gs提供給音量 校正器825，借以如上述實施方式中所述的那樣對增益進行控制。因此，類似于第一實施方 式與第二實施方式，即使當從音量校正器825得到的音頻信號的音量被自動校正時，也不 會引起不舒服的感覺。 來自音量校正器825的再現音頻信號經由音頻輸出級828提供給揚聲器。
在圖27所示的示例中，語音等級校正增益發生器83具有與第一實施方式或者第 二實施方式相同的配置。然而，在圖27所示的示例中，由于不必進行實時處理，處理時間增 加，但增強了精確度。 例如，當記錄與再現設備80具有足夠的緩存器容量和處理能力時，在進行音頻信 號的自動關聯的同時，可通過檢測音高而檢測到包括人聲的聲主體信號。通過使用FFT(快 速傅立葉變換)進行譜包絡倒譜分析(spectrum envelope c印strum analysis)，可以以較 高的精度檢測到包括人聲的聲主體信號。 在圖27所示的示例中的非實時處理中，產生增益控制信號Gv或者Gs，并與記錄信 號相關聯和記錄。然而，可以基于上述增益控制對記錄信號的音頻信號進行音量校正處理， 且隨后，經過了音量校正處理的音頻信號可以記錄(重寫)在記錄介質上。這種情況下，可 以使用上述配置以高精度控制音頻信號的增益。 圖27所示的示例公開了以非實時處理產生用于音頻信號的增益控制信號的記錄 與再現設備。然而，也可以構造出通過應用第一實施方式或者第二實施方式對記錄的音頻 信號實時地進行音量校正處理的記錄與再現設備。 這種情況下，記錄與再現設備通過應用第一實施方式或者第二實施方式，對由解 碼器812解碼的音頻信號實時地進行音量校正處理。使用記錄編碼器813記錄音量校正后 的音頻信號。在所述記錄與再現設備中，由于不必記錄與記錄信號相互關聯的增益控制信 號Gv或者Gs，故不必設有語音等級校正增益發生器83。再現系統82也不必設有增益控制 信號再現單元826或者音量校正器825。
其它實施方式及變化示例 在第一與第二實施方式中，語音等級校正增益發生器30通過設置聲主體信號的 平均等級作為基準值，從而將聲主體信號的輸出等級設置為恒定等級。然而，在用于聲主體 信號的增益控制方式中，增益可以如此控制，即可以將輸入音頻信號的總等級設為基準等 級。 在第二實施方式中，通過將來自語音等級校正增益發生器30的輸出增益控制信 號Gv提供給現場聲音等級校正增益發生器40，并對增益控制信號Gv進行另外的處理，來改變增益控制方式。然而，不必使第一增益控制方式與第二增益控制方式具有該依賴關系。 只要如上述示例中所述，用于第一成分主體信號的第一增益控制方式與用于第一成分以外 的主體成分信號的第二增益控制方式彼此不同，便不作特定的限制。 如在分離單元中將音頻信號分離的不同方法中所述，聲主體信號是第一成分主體 信號的示例，而現場聲音主體信號是第一成分以外的主體成分信號的示例。第一成分主體 信號與第一成分以外的主體成分信號可以是輸入音頻信號中的各種其它信號。例如，多聲 道的一個聲道可以是第一成分主體信號，而其它聲道可以是第一成分以外的主體成分信 號。 在上面描述中，集中取向信號檢測器21、語音等級校正增益發生器30以及現場聲 音等級校正增益發生器40由諸如分離的電路部的硬件構造。然而，它們也可以由DSP(數 字信號處理器)構造。 集中取向信號檢測器21、語音等級校正增益發生器30以及現場聲音等級校正增 益發生器40可以通過諸如計算機程序的軟件構造。這種情況下，在圖2所示的示例中，語 音等級校正增益發生器30或者現場聲音等級校正增益發生器40作為軟件處理功能設于控 制單元10中。如圖2的虛線所示，基于來自控制單元10的增益控制信號對音量校正器18 的可變增益放大器的增益進行控制。 當通過數字信號處理方法處理音頻信號時，包括可變增益放大器的所有音量校正 器18的單元可以由軟件實現。 采用了根據本發明的實施方式的音量校正裝置的電子設備不限于圖2所示的電 視廣播接收機。 本領域的技術人員應當明白，在不脫離所附權利要求及其等同物的范圍內，根據 設計需要和其它因素可出現各種變化、組合、子組合和替代。
權利要求
一種音量校正裝置，其包括第一成分增益控制裝置，其用于控制包括多個音頻成分的輸入音頻信號中的第一成分主體信號的增益，并輸出所述第一成分主體信號，所述第一成分主體信號包含作為主體成分的所述多個音頻成分的一部分；第一成分增益控制信號產生裝置，其用于產生第一成分增益控制信號，以便所述第一成分增益控制裝置以第一增益控制方式控制所述第一成分主體信號的增益；以及其它成分輸出裝置，其用于以不同于所述第一增益控制方式的第二增益控制方式輸出所述輸入音頻信號的所述第一成分以外的其它音頻成分。
2 如權利要求l所述的音量校正裝置，其中，所述其它成分輸出裝置以不變的輸出等級輸出所述第一成分以外的所述其它音頻成分。
3. 如權利要求1所述的音量校正裝置，其中，所述其它成分輸出裝置包括其它成分增益控制裝置，其用于控制所述第一成分以外的所述其它音頻成分的增益，并輸出所控制的其它音頻成分；以及其它成分增益控制信號產生裝置，其用于從由所述第一增益控制信號產生裝置產生的所述第一增益控制信號產生其它成分增益控制信號，該其它成分增益控制信號用于使所述其它成分增益控制裝置能夠以所述第二增益控制方式控制所述第一成分以外的所述其它音頻成分的增益。
4. 如權利要求1所述的音量校正裝置，其中，由所述第一成分增益控制信號產生裝置產生的所述第一成分增益控制信號用于保持所述第一成分主體信號的輸出等級恒定。
5. 如權利要求3所述的音量校正裝置，其中，由所述第一成分增益控制信號產生裝置產生的所述第一成分增益控制信號用于保持所述第一成分主體信號的輸出等級恒定，并且其中，當基于所述第一成分增益控制信號的校正增益值處于基準范圍內時，所述其它成分增益控制信號產生裝置以不變的等級輸出所述第一成分以外的所述其它音頻成分，且當基于所述第一成分增益控制信號的所述校正增益值處于所述基準范圍之外時，所述其它成分增益控制信號產生裝置將基于所述其它成分增益控制信號的所述校正增益值與基于所述第一成分增益控制信號的所述校正增益值的比率調整到預定的值。
6. 如權利要求3所述的音量校正裝置，其中，由所述第一成分增益控制信號產生裝置產生的所述第一成分增益控制信號用于保持所述第一成分主體信號的輸出等級恒定，并且其中，所述其它成分增益控制信號產生裝置以跟隨基于所述第一成分增益控制信號的所述第一成分主體信號的增益校正的延時特性產生所述其它成分增益控制信號。
7. 如權利要求6所述的音量校正裝置，其中，當基于所述其它成分增益控制信號的校正增益值大于設定值時，所述其它成分增益控制信號產生裝置將基于所述其它成分增益控制信號的所述校正增益值固定于所述設定值，所述設定值是通過將基于所述第一成分增益控制信號的校正增益值乘以預定的基準值獲得的。
8. 如權利要求1所述的音量校正裝置，其中，通過將所述其它成分輸出裝置的所述輸出信號加到所述第一成分增益控制裝置的所述輸出信號上獲得的相加后的輸出信號作為音量校正后的音量輸出信號輸出。
9. 如權利要求l所述的音量校正裝置，還包括第一分離裝置，其用于從所述輸入音頻信號中分離出所述第一成分主體信號，并將所分離出的第一成分主體信號提供給所述第一成分增益控制裝置；第二分離裝置，其通過從所述輸入音頻信號中減去所述第一成分主體信號，從所述輸入音頻信號中分離出第二成分主體信號，并將所分離出的第二成分主體信號提供給所述其它成分輸出裝置，所述第二成分主體信號包含作為主體成分的所述第一成分以外的其它音頻成分；以及加法裝置，其用于將所述其它成分輸出裝置的輸出信號加到所述第一成分增益控制裝置的輸出信號，并輸出相加后的輸出信號作為音量校正后的輸出信號。
10. 如權利要求1所述的音量校正裝置，其中，所述輸入音頻信號包括多個聲道的音頻信號，并且其中，所述第一成分主體信號是所述多個聲道的音頻信號中的一個聲道的信號。
11. 如權利要求1所述的音量校正裝置，其中，所述第一成分主體信號包含作為主體成分的語音信號。
12. 如權利要求IO所述的音量校正裝置，其中，所述第一成分主體信號是信號的中央聲道。
13. 如權利要求2所述的音量校正裝置，其中，由所述第一成分增益控制信號產生裝置產生的所述第一成分增益控制信號用于保持所述第一成分主體信號的所述輸出等級恒定。
14. 如權利要求3所述的音量校正裝置，其中，由所述第一成分增益控制信號產生裝置產生的所述第一成分增益控制信號用于保持所述第一成分主體信號的輸出等級恒定。
15. —種音量校正方法，其包括以下步驟以第一增益控制方式控制包括多個音頻成分的輸入音頻信號中的第一成分主體信號的增益，并輸出增益控制后的第一成分主體信號，所述第一成分主體信號包含作為主體成分的所述多個音頻成分的一部分；以及以不同于所述第一增益控制方式的第二增益控制方式控制所述輸入音頻信號中的所述第一成分以外的其它音頻成分的增益，并輸出增益控制后的其它音頻成分。
16. —種采用了音量校正裝置的電子設備，所述音量校正裝置包括第一成分增益控制裝置，其用于控制包括多個音頻成分的輸入音頻信號中的第一成分主體信號的增益，并輸出所述第一成分主體信號，所述第一成分主體信號包含作為主體成分的所述多個音頻成分的一部分；第一成分增益控制信號產生裝置，其用于產生第一成分增益控制信號，以允許所述第一成分增益控制裝置以第一增益控制方式控制所述第一成分主體信號的增益；以及其它成分輸出裝置，其用于以不同于所述第一增益控制方式的第二增益控制方式輸出所述輸入音頻信號的所述第一成分以外的其它音頻成分。
17. —種采用了音量校正裝置的電子設備，所述音量校正裝置包括第一成分增益控制單元，其用于控制包括多個音頻成分的輸入音頻信號中的第一成分主體信號的增益，并輸出所述第一成分主體信號，所述第一成分主體信號包含作為主體成分的所述多個音頻成分的一部分；第一成分增益控制信號發生器，其用于產生第一成分增益控制信號，以允許所述第一成分增益控制單元以第一增益控制方式控制所述第一成分主體信號的增益；以及其它成分輸出單元，其用于以不同于所述第一增益控制方式的第二增益控制方式輸出所述輸入音頻信號的所述第一成分以外的其它音頻成分
全文摘要
本發明提供了一種音量校正裝置，其包括第一成分增益控制單元，其用于控制包括多個音頻成分的輸入音頻信號中的第一成分主體信號的增益，并輸出第一成分主體信號；第一成分增益控制信號發生器，其用于產生第一成分增益控制信號，以便第一成分增益控制單元以第一增益控制方式控制第一成分主體信號的增益；以及其它成分輸出單元，其用于以不同于第一增益控制方式的第二增益控制方式輸出輸入音頻信號的第一成分以外的其它音頻成分。根據本發明的上述實施方式，由于以不同增益控制方式輸出第一成分主體信號以及第一成分以外的其它成分音頻信號，故在輸入音頻信號的等級變化很大的等級變化點處的音量等級的抖動不顯著，從而減少了不舒服的感覺。
文檔編號H03G3/20GK101753112SQ200910246950
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月7日 優先權日2008年12月5日
發明者野口雅義 申請人:索尼株式會社