JP2000134051A - コンプレッサ - Google Patents

コンプレッサ

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JP2000134051A
JP2000134051A JP30257498A JP30257498A JP2000134051A JP 2000134051 A JP2000134051 A JP 2000134051A JP 30257498 A JP30257498 A JP 30257498A JP 30257498 A JP30257498 A JP 30257498A JP 2000134051 A JP2000134051 A JP 2000134051A
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JP
Japan
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characteristic
signal
volume
compressor
signal level
Prior art date
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Pending
Application number
JP30257498A
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English (en)
Inventor
Yuji Tomita
裕二 冨田
Hiroshi Kowaki
宏 小脇
Hideki Matsui
英樹 松井
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 人間の感覚にあった特性を実現するコンプレ
ッサを提供すること。 【解決手段】 入力信号の信号レベルを検出する信号レ
べル検出手段と、該信号レべル検出手段により検出され
た信号レべルに応じた圧縮率で前記入力信号を圧縮する
圧縮手段とを含んで構成されたコンプレッサにおいて、
前記信号レべル検出手段の前段に、人間の聴感特性に類
似する周波数特性のフィルタを装備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、音響再生装置に用
いられ、音響再生信号のダイナミックレンジを圧縮する
コンプレッサに関する。
【0002】
【従来の技術】音響再生装置において、CDプレーヤ等
の音源のダイナミックレンジが広いと、つまり大きい音
と小さい音の差が大きい場合、信号レベルが高い部分
で、パワーアンプの許容入力を越えて歪みが発生する問
題や、ヘッドホンを利用している場合には、大音量のた
めに耳に悪影響を与える等の問題が発生する。また、逆
に音源からの信号レベルが低い部分では、音が聞き取れ
ない等の問題が発生する。このような問題を解決する方
法として、入力信号レベルに応じてダイナミックレンジ
を圧縮するコンプレッサを用いる方法がある。
【0003】図7は従来のコンプレッサの一例を示すブ
ロック構成図である。音源51からの入力信号レベルが
レべル算出部53により検出され、また音源51の出力
信号は遅延回路52においてレべル算出部53の処理時
間分の遅延処理が施された後、ゲイン調整部54に入力
される。そして、ゲイン調整部54に入力された音響信
号は、レべル算出部53において算出された入力信号レ
ベルに応じた増幅率で増幅され(入力信号レベルが大き
いほど増幅率が小さい)、その後パワーアンプ55にお
いて電力増幅され、スピーカ56から音声として出力さ
れるようになっている。つまりコンプレッサによれば、
小さい音は大きくなり、大きい音は小さくなって、ダイ
ナミックレンジが圧縮される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、人間の聴感特
性は音響信号の周波数領域全体において平坦ではなく、
4000Hz付近にピーク(同じ音圧であっても最も大
きく聞こえる)を持つ特性である。このため、音響信号
の全周波数領域における信号レべルによって圧縮の制御
を行うと、人間の聴感に合わない制御になってしまう問
題が生じる。例えば、人間には殆ど聞こえない2000
0Hzの信号レベルが高い場合に、音響信号の全周波数
領域の信号レベルに応じた制御を行うと、結果として人
間には殆ど聞こえない信号に応じた制御になってしま
い、適切な制御にならないという問題が発生する。
【0005】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、人間の感覚にあった特性を実現するコンプレッサ
を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記課題を
解決するため、本発明に係るコンプレッサ(1)は、入
力信号の信号レベルを検出する信号レべル検出手段と、
該信号レべル検出手段により検出された信号レべルに応
じた圧縮率で前記入力信号を圧縮する圧縮手段とを含ん
で構成されたコンプレッサにおいて、前記信号レべル検
出手段の前段に、人間の聴感特性に類似する周波数特性
のフィルタを備えていることを特徴としている。
【0007】上記コンプレッサ(1)によれば、単に入
力信号の信号レベルだけでなく、人間の感覚の特性をも
加味して圧縮処理がなされるので、聴者の感覚にあった
圧縮を行うコンプレッサを実現することができる。
【0008】また、本発明に係るコンプレッサ(2)
は、上記コンプレッサ(1)において、出力音声の音量
を調整する音量調整手段の音量調整量に応じて前記フィ
ルタの周波数特性を切り換える特性切換手段を備えてい
ることを特徴としている。上記コンプレッサ(2)によ
れば、人間の感覚の特性をも加味した圧縮処理に加え、
さらに前記音量調整手段の音量調整量に基づく処理も行
われ、人間の聴覚における音量に対する周波数特性をも
加味した圧縮処理がなされるので、より聴者の感覚にあ
った圧縮を行うコンプレッサを実現することができる。
【0009】また、本発明に係るコンプレッサ(3)
は、上記コンプレッサ(1)において、出力音声の音量
を調整する音量調整手段の音量調整量に応じて前記圧縮
手段における圧縮率の変化範囲を切り換える圧縮変化幅
切換手段を備えていることを特徴としている。上記コン
プレッサ(3)によれば、低レベルの信号が大きくレベ
ル増加され、例えば該コンプレッサ(3)が音響再生装
置に用いられた場合には、低レベルの信号の再生音声を
聞き逃すと言ったことを防止することができる。
【0010】また、本発明に係るコンプレッサ(4)
は、上記コンプレッサ(1)〜(3)のいずれかにおい
て、前記信号レべル検出手段により検出された信号レべ
ルに応じた人間の聴感特性の逆特性に類似する周波数特
性を、前記圧縮手段の出力信号に付加する特性付加手段
を備えていることを特徴としている。上記コンプレッサ
(4)によれば、前記圧縮手段の出力信号に、人間の聴
覚における周波数特性の逆特性が付与され、総合的に人
間の聴覚による影響が除去された状態となり、より聴者
の感覚にあった圧縮処理を行うコンプレッサを実現する
ことができる。
【0011】また、本発明に係るコンプレッサ(5)
は、上記コンプレッサ(4)において、出力音声の音量
を調整する音量調整手段の音量調整量に応じて前記特性
付加手段の周波数特性を補正する特性補正手段を備えて
いることを特徴としている。上記コンプレッサ(5)に
よれば、人間の聴覚における周波数特性の逆特性が付与
され、さらにこの逆特性が人間の聴覚における音量に対
する周波数特性に応じて補正されるので、人間の聴覚に
おける音量に対する周波数特性をも加味した圧縮処理が
なされ、より聴者の感覚にあった圧縮を行うコンプレッ
サを実現することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は本発明の実施の形態に係るコンプレ
ッサを含む音響装置の構成を示すブロック構成図であ
る。
【0013】CDプレーヤ等の音源1からの出力信号は
フィルタ9に入力され、フィルタ9によってフィルタリ
ングされた後、レべル算出部8において入力信号として
のレベルが検出される。フィルタ9の周波数特性は、例
えば、図2(A)に示す様な特性に設定されており、4
000Hz付近にピークを有する人間の聴感特性に類似
する特性となっている。換言すれば、図2(A)に示す
周波数特性は、ある信号レベル(音楽等を聴取する場合
における平均的レベルに設定する)における人間の聴覚
特性(同じレベルの音を聴いた場合に、どれくらいの音
量で聞こえるか)を示したものであると言える。このフ
ィルタ9はデジタルシグナルプロセッサ等を用いたデジ
タル信号処理回路により構成されている。また、レべル
算出部8は、フィルタ9の出力信号の平均値をデジタル
演算処理により算出するデジタル信号処理回路により構
成されている。尚、このフィルタ9はコンデンサ、コイ
ル、抵抗等からなる共振回路でも実現することができ、
またレべル算出部8はフィルタ9からの出力信号を包絡
線検波する検波回路と、包絡線検波信号を整流平滑する
整流平滑回路等により構成することも可能である。
【0014】また音源1からの出力信号は遅延回路2に
入力され、遅延回路2においてフィルタ9とレべル算出
部8の処理時間分の遅延処理が施され、ゲイン調整部3
へ出力される。そして、ゲイン調整部3に入力された音
響信号は、レべル算出部8において算出された入力信号
レベルに応じた増幅率で増幅される(入力信号レベルが
大きいほど増幅率が小さい)。このゲイン調整部3は、
レべル算出部8からの出力信号が増幅率制御用端子に印
加された増幅率可変増幅回路(減衰率可変減衰回路でも
よい)から構成され、例えば帰還量が可変の演算増幅回
路や、制御端子の入力信号により減衰率が変化するラダ
ー抵抗等から構成される電子ボリューム等により実現さ
れる。
【0015】ゲイン調整部3からの出力信号は、電子ボ
リュームからなる音量調整部4に入力され、出力信号レ
ベルが調整される(全周波数帯域が均一に減衰され
る)。音量調整部4の減衰量は、マイクロコンピュータ
(マイコン)10からの音量調整信号により制御され
る。尚、マイコン10からの音量調整信号は、押しボタ
ン等を含んで構成された操作部11からの信号、つまり
使用者による操作部11の操作状況に応じて出力される
ようになっている。その後、音量調整部4からの出力信
号はパワーアンプ5で電力増幅され、スピーカ6から音
声として出力されることとなる。
【0016】また、マイコン10は、音量調整部4への
音量調整信号に応じてフィルタ9における周波数特性を
切り換える指示を行う特性切換信号(デジタル信号処理
回路が周波数特性を実現するためのデータを出力する)
をフィルタ9へ出力する。そしてこの特性切換信号を受
けたフィルタ9は、この特性切換信号に応じて図2
(B)に示すような周波数特性に特性が切り換えられ
る。この図2(B)に示す周波数特性は、人間の聴覚に
おける音量に対する周波数特性に類似した特性で、小音
量になるほど低音と高音が聞こえにくくなる特性を示し
ている(各帯域の音が同じ音圧レベルである場合の各帯
域の実際の音量感を示す心理量を、全体の音量レベル別
に表示)。尚、これらの周波数特性を制御するデータ
は、マイコン10のメモリに記憶されている。
【0017】従って本第1の実施の形態に係るコンプレ
ッサによれば、フィルタ9は、図2(B)に示したよう
に、小音量になるほど低音と高音が聞こえにくくなると
いう人間の聴覚における周波数特性変化に沿った変化特
性を持ち、音量による人間の聴覚の感度変化を反映した
出力を得ることができる。この結果、ゲイン調整部3は
入力信号における人間がよく聞こえる周波数帯域の信号
レベルを主体とした音量制御を行うこととなる。従っ
て、本第1の実施の形態に係るコンプレッサによれば、
単に入力信号の信号レベルだけでなく、人間の感覚の特
性をも加味した圧縮処理がなされ、聴者の感覚にあった
圧縮処理を行うことが可能となる。
【0018】次に本発明の第2の実施の形態について説
明する。図3は本第2の実施の形態に係るコンプレッサ
を含んで構成された音響装置を示すブロック構成図であ
る。尚、図1に示した本発明の第1の実施の形態に係る
音響装置と同様の構成については、同じ符号を付してそ
の説明を省略する。
【0019】本第2の実施の形態においては、マイコン
10は、音量調整部4への音量調整信号に応じてレベル
算出部8に圧縮率の変化範囲を切り換える指示を行う圧
縮変化幅切換信号(ゲイン調整部3が圧縮率の変化範囲
を切り換える動作を行うように、レベル算出部8に出力
される所定の演算データ信号)を出力する。そしてゲイ
ン調整部3は、この圧縮変化幅切換信号に応じて図4
(B)に示すような入出力特性に特性が切り換えられ
る。この図4(B)に示す入出力特性は、音量調整が小
音量になるほど圧縮率の変化範囲を広げる(ダイナミッ
クレンジを高レベル側に大きく寄せる)特性を示してい
る。
【0020】従って本第2の実施の形態に係るコンプレ
ッサによれば、第1の実施の形態に係るコンプレッサの
効果に加え、小音量の音のレベル増加量がより大きく出
力され、小音量の音を聞き逃すと言ったことを防止する
ことができることとなる。
【0021】次に本発明の第3の実施の形態について説
明する。図5は本第3の実施の形態に係るコンプレッサ
を含む音響装置の構成を示すブロック構成図である。
尚、図1、図3に示した本発明の第1、2の実施の形態
に係るコンプレッサと同様の構成については、同じ符号
を付してその説明を省略する。
【0022】本第3の実施の形態においては、ゲイン調
整部3の後段にゲイン調整部3からの出力信号の周波数
特性を調整するイコライザー(EQ)12が設けられて
いる。このEQ12はデジタルシグナルプロセッサ等を
用いたデジタル信号処理回路により構成され、図6に示
すような、人間の聴覚における各音量に対する周波数特
性の逆特性(音響再生装置において用いられる、所謂ラ
ウドネス回路と同様の特性)を付与するようになってい
る。また、EQ12はコンデンサ、コイル、抵抗等から
なる共振回路によっても実現することができる。
【0023】マイコン10は、EQ12への音量調整信
号に応じてレベル算出部8に圧縮率の変化範囲を切り換
える指示をする圧縮変化幅切換信号を出力する。そして
ゲイン調整部3は、この圧縮変化幅切換信号に応じて図
4(B)に示すような入出力特性に特性が切り換えられ
る。また、マイコン10は、EQ12への音量調整信号
に応じてEQ12の特性を図6に示したように、つまり
小音量に調整されているほど低音と高音のレベルを上げ
るような特性に切り換える。
【0024】従って本第3の実施の形態に係るコンプレ
ッサによれば、第2の実施の形態に係るコンプレッサの
作用に加え、音量調整量に応じて出力再生音の周波数特
性が調整されるので、より聴者の感覚にあった音響再生
を行うことができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るコンプレッサ
を含む音響装置の構成を示すブロック構成図である。
【図2】(A)、(B)はフィルタの周波数特性を示す
周波数特性図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係るコンプレッサ
を含む音響装置の構成を示すブロック構成図である。
【図4】(A)、(B)はフィルタの周波数特性及びゲ
イン調整部の入力出力特性を示す特性図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係るコンプレッサ
を含む音響装置の構成を示すブロック構成図である。
【図6】イコライザの周波数特性を示す周波数特性図で
ある。
【図7】従来のコンプレッサの一例を示すブロック構成
図である。
【符号の説明】
1・・・音源 2・・・遅延回路 3・・・ゲイン調整部 8・・・レベル算出部 9・・・フィルタ 10・・・マイコン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 英樹 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28号 富士通テン株式会社内 Fターム(参考) 5D020 CE03 5D045 AB30 5J030 BA03 BB00 BC00 BC02 BC07 BC08 BC11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号の信号レベルを検出する信号レ
    べル検出手段と、該信号レべル検出手段により検出され
    た信号レべルに応じた圧縮率で前記入力信号を圧縮する
    圧縮手段とを含んで構成されたコンプレッサにおいて、 前記信号レべル検出手段の前段に、人間の聴感特性に類
    似する周波数特性のフィルタを備えていることを特徴と
    するコンプレッサ。
  2. 【請求項2】 出力音声の音量を調整する音量調整手段
    の音量調整量に応じて前記フィルタの周波数特性を切り
    換える特性切換手段を備えていることを特徴とする請求
    項1記載のコンプレッサ。
  3. 【請求項3】 出力音声の音量を調整する音量調整手段
    の音量調整量に応じて前記圧縮手段における圧縮率の変
    化範囲を切り換える圧縮変化幅切換手段を備えているこ
    とを特徴とする請求項1記載のコンプレッサ。
  4. 【請求項4】 前記信号レべル検出手段により検出され
    た信号レべルに応じた人間の聴感特性の逆特性に類似す
    る周波数特性を、前記圧縮手段の出力信号に付加する特
    性付加手段を備えていることを特徴とする請求項1〜3
    のいずれかの項に記載のコンプレッサ。
  5. 【請求項5】 出力音声の音量を調整する音量調整手段
    の音量調整量に応じて前記特性付加手段の周波数特性を
    補正する特性補正手段を備えていることを特徴とする請
    求項4記載のコンプレッサ。
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Effective date: 20021126