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JP2768164B2 - ディジタルオーディオ信号レベル自動調整装置 - Google Patents

ディジタルオーディオ信号レベル自動調整装置

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JP2768164B2
JP2768164B2 JP23678992A JP23678992A JP2768164B2 JP 2768164 B2 JP2768164 B2 JP 2768164B2 JP 23678992 A JP23678992 A JP 23678992A JP 23678992 A JP23678992 A JP 23678992A JP 2768164 B2 JP2768164 B2 JP 2768164B2
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JP
Japan
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digital audio
audio signal
overflow
coefficient
signal level
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JP23678992A
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English (en)
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JPH0685583A (ja
Inventor
俊一 千葉
勇治 開発
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
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  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルオーディオ
装置などに利用し、出力信号のレベル判定からフィード
バック制御によって出力レベルを調整するディジタルオ
ーディオ信号レベル自動調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のディジタルオーディオ信号
レベル自動調整装置の構成を示している。図3におい
て、この例はDSPにおける機能処理で構成され、右
(R)左(L)チャネルのディジタルオーディオ入力信
号が供給される自動レベル調整処理部2と、音質調整部
4a、4bとを有している。自動レベル調整処理部2
は、右(R)左(L)の2チャネルのディジタルオーデ
ィオ入力信号がそれぞれ供給されるバンドパスフィルタ
(BPF)6a、6b及び可変増幅器8a、8bと、全
波整流部10、10bと、増幅器12a、12bとを有
している。さらに、加算器14と、ローパスフィルタ
(LPF)16と、ピークホールド回路18と、係数算
出回路20とを備えている。
【0003】この従来例の構成の動作について説明す
る。バンドパスフィルタ(BPF)6a、6bでは入力
信号の直流成分やノイズを除去し、全波整流部10、1
0bでバンドパスフィルタ(BPF)6a、6bからの
ディジタルオーディオ信号の絶対値を得る全波整流を行
う。この後、増幅器12a、12bを通じて加算器14
で2チャネルのディジタルオーディオ信号を加算し、そ
の平均信号についてローパスフィルタ16を通じて音の
抑え込みにかかる時間を制御する。
【0004】さらに、ピークホールド回路18の処理に
よって音が元のレベルに戻るまでの時間を制御してい
る。これらの処理によって求められた特性に基づいて係
数算出回路20で音量調整係数が算出される。この場
合、リニアデータはすべてログデータに変換して演算を
行う。この係数算出回路20からの信号によって可変増
幅器8a、8bでの増幅が可変されて音質調整部4a、
4bに供給され、ここから出力信号が送出される。
【0005】このように上記従来のディジタルオーディ
オ信号レベル自動調整装置では、入力信号のレベルに応
じて出力信号のレベル調整が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のディジタルオーディオ信号レベル自動調整装置では
リニアデータを全てログデータに変換して演算を行うた
め、DSPを用いたフトウェアで実現するためには多大
な処理ステップ数が必要となる欠点があった。
【0007】また、係数算出のためのレベル判定は、入
力信号によって行っており、このレベル調整後に行う音
質調整部での演算によってオーバーフローを生じた場合
はレベル判定の検出ができないという欠点があった。
【0008】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、クリップ現象の発生を阻止し、常に出力
信号の適正なレベル調整制御ができるとともに、演算量
が削減できる優れたディジタルオーディオ信号レベル自
動調整装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のディジタルオーディオ信号レベル自動調整
装置の請求項1では、ディジタルオーディオ信号に係数
Kを乗ずる乗算処理手段と、乗算処理手段からのディジ
タルオーディオ信号を1以上の値LでL倍に増幅する増
幅手段と、増幅手段からのディジタルオーディオ信号が
オーバーフローか否かを判断するオーバーフロー判断手
段と、オーバーフロー判断手段でオーバーフローを検出
した場合に係数Kに負の定数Aを加算する第1の定数加
算手段と、オーバーフロー判断手段で非オーバーフロー
の検出の場合に係数Kに正の定数Bを加算する第2の定
数加算手段と、係数Kの値が最大値Kmax 以下かつ最小
値Kmin 以上に制限する制限手段とを備え、B<−Aの
関係に基づいて係数Kを変化させてレベル調整を行う構
成としている。
【0010】請求項2では請求項1にあって、Kmax
min を2以上10以下とする構成である。請求項3で
は請求項1にあって、ディジタルオーディオ信号のサン
プリング周波数fs との間にB<10×(Kmax −K
min )/fs の関係を有する構成としている。請求項4
は請求項1に加え、音質調整手段を設け、音質調整手段
に係数KでK倍されたディジタルオーディオ信号を入力
し、音質調整手段からの出力信号からオーバーフローの
検出を行う構成である。
【0011】請求項5では請求項1に加え、オーバーフ
ロー判断手段前に高域濾波処理手段を備える構成として
いる。請求項6では請求項1に加えて、非オーバーフロ
ーが複数回連続した場合にのみ、係数Kに正の定数Bを
加算するカウンターを設け、B<−Aの制限をなくす構
成としている。請求項7では請求項6にあって、ディジ
タルオーディオ信号のサンプリング周波数fs との間に
定数B/N<10×(Kmax −Kmin )/fs の関係を
有する構成としている。
【0012】
【作用】このような構成により、本発明のディジタルオ
ーディオ信号レベル自動調整装置は、出力信号のオーバ
ーフローを検出し、適正に出力レベルをフィードバック
制御で調整する。これによって、クリップ現象の発生を
阻止し、常に出力信号の適正なレベル調整制御ができる
とともに演算量が削減される。
【0013】すなわち、データの演算をリニアのままで
処理して演算量が削減され、かつ、係数算出の処理を簡
易化して、例えば、DSPを採用する際のソフトウェア
における処理ステップが大幅に削減される。
【0014】
【実施例】以下、本発明のディジタルオーディオ信号レ
ベル自動調整装置の実施例を図面を参照して詳細に説明
する。
【0015】図1は実施例の構成を示している。図1に
おいて、この例はDSPにおける機能処理で構成され、
右(R)左(L)の2チャネルのディジタルオーディオ
信号が供給される自動レベル調整処理部30と、音質調
整部32a、32bとが設けられている。
【0016】自動レベル調整処理部30は、右(R)左
(L)の2チャネルのディジタルオーディオ入力信号が
それぞれ供給される可変増幅器34a、34bと、音質
調整部32a、32bの出力端にそれぞれ接続されるロ
ーパスフィルタ(LPF)36a、36bと、増幅器3
8a、38bと、オーバーフロー検出部40と、係数算
出部42とを有している。
【0017】次に、この実施例の構成における動作につ
いて説明する。図2は動作の処理手順に係るフローチャ
ートを示している。
【0018】まず、請求項1に対応して説明する。図
1、図2において、可変増幅器34a、34bでK倍に
増幅され、音質調整部32a、32bでの音質調整が行
われる(ステップ(図中Sと記載する)1、2)。この
音質調整終了後のディジタルオーディオ入力信号をロー
パスフィルタ36a、36bに通じて高域成分を除去
し、その信号を増幅器38a、38bでL倍に増幅して
オーバーフロー検出部40へ供給する。オーバーフロー
検出部40では、オーバーフロー検出が判断される(ス
テップ3、4)。オーバーフローが検出されるYesの
場合はステップ8に進み、オーバーフローが検出されな
いNoの場合は非オーバーフロー複数回数を判断する
(ステップ5)。このステップ5でYesの場合はステ
ップ6に進む。そして、ステップ3、4のYesの場合
とともに係数算出部42で係数Kに負の定数Aを加算
し、また、非オーバーフロー時は係数Kに正の定数Bを
加算する(ステップ6、7、8、9)。
【0019】この場合、ステップ6、8の係数制限によ
って、係数Kの値が制限されるため、係数Kは最大値K
min と最小値Kmax の間で変動する。したがってディジ
タルオーディオ信号のレベルは係数Kの変動する範囲で
フィードバック的に自動調整が行われる(ステップ1
0、1)。
【0020】この場合の定数Aの値は、係数Kが最大値
max から最小値Kmin になるまでの最短時間Atを決
定する。また、定数Bの値は係数Kが最大値Kmin から
最小値Kmax になるまでの最短時間Ltを決定する。こ
の最短時間At、最短時間Ltは次式(1)(2)で表
される。 s :サンプリング周波数 この時、B<−Aの関係を持たせることにより、違和感
のないレベル調整を行うことができる。
【0021】このように大レベル信号時はレベルを下
げ、小レベル信号時はレベルを上げて、ダイナミックレ
ンジの圧縮を行うので、騒音レベルが大きな場所、例え
ば、車室内などので音楽の聴取が容易になる。
【0022】次に、請求項2に対応して、係数KのK
max /Kmin を2以上、10以下に設定することによ
り、レベル圧縮率を1/2から1/10の間で自由に設
定することができる。
【0023】また、請求項3に対応して、B<10×
(Kmax −Kmin )/fs を満たすように設定すれば、
係数Kが最大値Kmin から最小値Kmax になるまでの時
間を1/10秒以上確保でき、レベル調整による歪発生
を低減することができる。
【0024】さらに、請求項4に対応して、音質調整部
32a、32bでの音質調整終了後の信号を用いてオー
バーフローの検出を行う。したがって、音質調整部32
a、32bでの演算により、オーバーフローを生じた場
合は、レベルを下げる処理を行うなど、フィードバック
的にレベルが調整され、常に最適なレベルの出力信号が
得られる。
【0025】ここで、請求項1対応してオーバーフロー
検出部40の直前の増幅器38a、38bでL倍するこ
とによって、オーバーフローの検出感度を調整すること
が出来る。さらに、L倍を1以上の適切な値に設定する
ことによって、音声信号のクリップを未然に防ぐことが
できる。
【0026】さらに、請求項4に対応して、オーバーフ
ロー検出部40以前に、ローパスフィルタ36a、36
bを設けることによって、瞬時的な信号のピークに反応
せず、安定したレベル調整ができる。
【0027】請求項6に対応し、この実施例では非オー
バーフロー1回について係数の更新を行っているが、非
オーバーフローが複数回連続した場合のみ、係数Kに正
の定数Bを加算するようカウンター処理を設けてB<−
Aの制限をなくしても良い。
【0028】請求項7において、非オーバーフロー連続
回数Nを、定数B/N<10×(K max −Kmin )/f
s を満たすように設定すれば、より歪発生を低減でき
る。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のディジタルオーディオ信号レベル自動調整装置にあっ
て、請求項1では、小レベル信号を増幅し、大レベル信
号を押さえ込んでダイナミックレンジの圧縮を行うよう
にしているため、騒音レベルの大きな場所での音楽の聴
取が容易になる。また、係数算出部を簡易化し、DSP
ソフトの処理ステップを削減できる。
【0030】さらに、オーバーフロー検出の直前でL倍
することによって、オーバーフローの検出感度を調整し
てL倍を1以上の適切な値に設定しているため、音声信
号のクリップを未然に阻止できるという効果を有する。
【0031】請求項2では、Kmax /Kmin を2以上、
10以下の値に設定しているため、レベル圧縮率を1/
2から1/10の間で自由に設定することができる。
【0032】請求項3では、B<10×(Kmax −K
min )/fs を満たすように設定しているため、レベル
調整による歪発生を低減することができるという効果を
有する。請求項4では、音質調整終了後の信号を用いて
オーバーフローの検出を行っているため、フィードバッ
ク制御によるレベル調整が行われ、常に最適なレベルの
出力信号が得られるという効果を有する。
【0033】請求項5では、オーバーフロー検出前にロ
ーパスフィルタを設け、瞬時的な信号のピークに反応し
ないようにしているため、安定したレベル調整ができる
という効果を有する。
【0034】請求項6、7では、非オーバーフローのカ
ウンタ処理によって、レベル調整による歪発生をより低
減できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のディジタルオーディオ信号レベル自動
調整装置の実施例における構成を示すブロック図
【図2】実施例における動作説明に供され、処理手順を
示すフローチャート
【図3】従来のディジタルオーディオ信号レベル自動調
整装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
30 自動レベル調整処理部 32a、32b 音質調整部 34a、34b 可変増幅器 36a、36b ローパスフィルタ(LPF) 38a、38b 増幅器 40 オーバーフロー検出部 42 係数算出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03G 5/16

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタルオーディオ信号に係数Kを乗
    ずる乗算処理手段と、上記乗算処理手段からのディジタ
    ルオーディオ信号を1以上の値LでL倍に増幅する増幅
    手段と、上記増幅手段からのディジタルオーディオ信号
    がオーバーフローか否かを判断するオーバーフロー判断
    手段と、上記オーバーフロー判断手段でオーバーフロー
    を検出した場合に上記係数Kに負の定数Aを加算する第
    1の定数加算手段と、上記オーバーフロー判断手段で非
    オーバーフローの検出の場合に上記係数Kに正の定数B
    を加算する第2の定数加算手段と、上記係数Kの値が最
    大値Kmax 以下かつ最小値Kmin 以上に制限する制限手
    段とを備え、B<−Aの関係に基づいて係数Kを変化さ
    せてレベル調整を行うことを特徴とするディジタルオー
    ディオ信号レベル自動調整装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、Kmax /Kmin を2
    以上10以下とすることを特徴とするディジタルオーデ
    ィオ信号レベル自動調整装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、ディジタルオーディ
    オ信号のサンプリング周波数fs との間にB<10×
    (Kmax −Kmin )/fs の関係を有することを特徴と
    するディジタルオーディオ信号レベル自動調整装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に加えて音質調整手段を設け、
    上記音質調整手段に係数KでK倍されたディジタルオー
    ディオ信号を入力し、上記音質調整手段からの出力信号
    からオーバーフローの検出を行うことを特徴とするディ
    ジタルオーディオ信号レベル自動調整装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に加え、オーバーフロー判断手
    段前に高域濾波処理手段を備えることを特徴とするディ
    ジタルオーディオ信号レベル自動調整装置。
  6. 【請求項6】 請求項1に加えて、非オーバーフローが
    複数回連続した場合にのみ、係数Kに正の定数Bを加算
    するカウンターを設け、B<−Aの制限をなくすことを
    特徴とするディジタルオーディオ信号レベル自動調整装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項6において、ディジタルオーディ
    オ信号のサンプリング周波数fs との間に定数B/N<
    10×(Kmax −Kmin )/fs の関係を有することを
    特徴とするディジタルオーディオ信号レベル自動調整装
    置。
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