多項式表現のゲインを用いた音響信号レベル圧縮特性

摘要

集積回路技術の発達にともない，ディジタル信号プロセッサ（DSP）の高性能化が進んでいる.ディジタル信号は，アナログ信号に比べ，伝送や記録，遅延制御などの特性に優れることから，DSPのさまざまな分野への応用が期待され，進められている.本報告は，DSPの音響システムへの応用のひとつであるコンプレッサを実現するアルゴリズムに関するものである.コンプレッサとは，ダイナミックな音響効果を得るため，また，過大な信号からシステムを保護するために信号レベルの圧縮を行う機構である.DSPを用いたコンプレッサは，その特性を多項式演算により近似することで実現され，実用化されている.しかし，その精度には改善の余地があり，また，多項式の導出には膨大な量の計算が必要となる.本報告では導出が容易な補間多項式を複数個利用することで実行時の精度の改善と，多項式導出の簡略化を同時に実現する方法を提案する.%An audio signal level compressor is presented, which is based on the approximation algorithm using an interpolating polynomial. To implement a compression characteristic in a digital audio system, a power calculation with fractional numbers is required and it is difficult to be performed directly in digital circuits. We introduce a polynomial expression to approximate the power operation, and then the gain calculation is easily performed with several additions and multiplication. Newton's interpolation formula and piecewise-polynomial approximation are used to calculate the compression characteristics in a very short time, and the obtained compression characteristics are very close to the ideal ones.