JP3279267B2 - 音声出力調整方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録レベルが異な
る複数の音声信号の出力レベルが一定となるように調整
する音声出力調整方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータなどの装置で音
声の出力を行う場合、複数の記録レベルが異なる音声信
号を扱う関係上、装置の使用者がある音声信号に合わせ
てボリウムを設定し、スピーカからの出力音圧を決めた
場合に、このボリウム位置のままで他の音声信号を再生
すると、直前まで聞いていた音圧より大きな音圧で聞こ
えたり、また逆に小さな音圧で聞こえたりする。このた
め、装置の使用者は聴感上不快に感じる場合が多く、ま
た音声信号を変える毎に、スピーカからの出力音圧を変
更するための、こまめなボリウム設定が必要となり、操
作が煩雑であるという問題があった。

【０００３】また、従来の音声出力調整方法の一例が、
特開平４−３６５２１０号公報に記載されている。この
公報に記載された音声出力調整方法は、車載音響再生装
置の場合であり、カセットデッキ等からの入力音声信号
に対し、音質調整や外部の雑音を考慮した音量補正を行
った場合に、スピーカから出力される可聴信号が歪んで
しまうことを防ぐため、ダイナミックレンジの圧縮を行
う手段について記述されている。

【０００４】しかし、この従来例では、スピーカから出
力される可聴信号の歪みだけを考慮しているため、記録
レベルの異なる複数の音声信号を切り替えて使用者が聴
取する場合の出力音圧の差については、全く考慮されて
いない。加えて、音質調整および外部雑音に対する音量
補正に対してのダイナミックレンジ圧縮については考慮
されているものの、装置の使用者が操作する出力ボリウ
ムの位置についての考慮はされていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数のそれ
ぞれ記録レベルが異なる音声信号を、ある一定のボリウ
ム位置でもスピーカからの音圧の差を感じることなく装
置の使用者が聴取できるための音声出力調整方法および
その装置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】本発明は上記の課題を解
決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、複
数の記録レベルの異なる音声信号の出力レベルを増幅手
段によって自動調整する音声出力調整方法において、使
用者が操作する音声調整用操作子の各設定位置に対応し
てスレッシュホールド値を決定し、前記音声信号のレベ
ルが前記スレッシュホールド値以下の場合は前記音声信
号を前記増幅手段によって線形増幅し、以上の場合は、
前記増幅手段のダイナミックレンジを圧縮する状態で、
前記増幅手段によって前記音声信号を非線形増幅するこ
とを特徴とする音声出力調整方法である。

【０００７】請求項２に記載の発明は、記録レベルの異
なる複数系統の音声信号の出力レベルを自動調整する音
声出力調整装置において、前記音声信号のラインに挿入
されたゲインコントロール手段と、前記音声信号または
前記ゲインコントロール手段によってゲインコントロー
ルされた音声信号の選択を行うスイッチ手段と、前記ス
イッチ手段の出力信号のゲイン調整を行う音量可変手段
と、前記音量可変手段のゲインを設定する音量調整用操
作子とを具備してなり、前記ゲインコントロール手段
は、入力される音声信号のレベルがスレッシュホールド
値以下の場合は線形増幅を行い、以上の場合はダイナミ
ックレンジを圧縮する状態で非線形増幅を行うものであ
り、かつ、前記スレッシュホールド値が前記音量調整用
操作子の各設定位置に対応して制御されることを特徴と
する音声出力調整装置である。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の音声出力調整装置において、前記ゲインコントロール
手段は、前記音量調整用操作子が出力音圧を大きくする
位置に設定された場合は前記スレッシュホールド値を低
く設定し、出力音圧を小さくする位置に設定された場合
は前記スレッシュホールド値を高く設定することを特徴
とする。

【０００９】

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る出力音声調整装置を図面を参照して説明する。図１は
音声入力が二つの場合の同実施の形態による音声出力調
整装置を示したブロック図である。１と２は、それぞれ
異なる系統のディジタル音声信号を入力する入力端であ
る。入力端１と入力端２からそれぞれ記録レベルの異な
る第一系統の音声信号１ａと第二系統の音声信号２ａが
入力されるが、本構成例の場合、入力端１に入力される
音声信号１ａより入力端２に入力される音声信号２ａの
方が、記録レベルが高いものとする。

【００１１】３は入力される音声信号２ａのダイナミッ
クレンジ圧縮を行うゲインコントロールユニットであ
る。４は入力される音声信号１ａと３ａの選択を行うス
イッチである。５はスイッチ４からの出力信号４ａをア
ナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータである。６はＤ
／Ａコンバータ５からの出力信号５ａのゲインを調整す
る音量可変部である。７は音量可変部６の出力信号６ａ
を増幅するパワーアンプである。８はパワーアンプ７の
出力信号７ａを可聴音声として出力するスピーカであ
る。９はゲインコントロールユニット３およびスイッチ
４を制御するＣＰＵである。１０は使用者がゲインコン
トロールユニット３のパラメータを設定するための入力
装置である。１１は装置の使用者が出力音量を制御する
出力音量制御操作部であり、同一内容の操作情報１１ａ
および１１ｂをそれぞれゲインコントロールユニット３
および音量可変部６に出力する。

【００１２】次に、図１および図２を参照して、本実施
例の動作について詳細に説明する。音声入力は二系統有
り、入力端１と入力端２からそれぞれ記録レベルの異な
る音声信号が入力される。本実施例の場合、入力端１に
入力される音声信号１ａより入力端２に入力される音声
信号２ａの方が、記録レベルが高いものとする。また装
置の使用者は、音量可変部６の設定を出力音量制御操作
部１１で行うが、本実施例においては、入力端１に入力
される音声信号１ａの記録レベルに合わせて使用者が設
定したとする。

【００１３】入力端２から入力された音声信号２ａは、
ゲインコントロールユニット３に入力される。このゲイ
ンコントロールユニット３では、ある入力レベルにスレ
ッシュホールドを持たせ、そのスレッシュホールド値未
満の入力であれば、音声信号２ａをそのまま出力し、ス
レッシュホールド値以上の入力であれば、音声信号２ａ
に非線形変換処理を施し、線形変換をした場合よりも出
力レベルが下がる状態に変換して出力する。

【００１４】一般的にＤ／Ａコンバータでの処理は、図
２（ａ）に示されるように、入力コードの値に比例して
出力電圧が対応する線形変換方式を用いているが、今回
記録レベルの大きい音声信号については、線形変換が行
われるＤ／Ａコンバータに入力される前段に、図２
（ｂ）で示されるようなデジタルレベルでの非線形変換
処理を加え、この処理が行われた後にＤ／Ａコンバータ
に入力されることとしている。

【００１５】したがって、本実施例で用いているＤ／Ａ
コンバータ５も図２（ａ）に示されるような線形変換方
式を行うものであって、その前段のゲインコントロール
ユニット３で図２（ｂ）に示されるような非線形変換処
理を行う。このためゲインコントロールユニット３から
の出力信号３ａは、その入力信号２ａと比較してダイナ
ミックレンジが圧縮されていることとなる。

【００１６】このゲインコントロールユニット３のスレ
ッシュホールド値は、装置の使用者が任意に設定する音
量可変部６の設定値に連動している。すなわち、ゲイン
コントロールユニット３は、使用者が出力音量制御操作
部１１で操作した状態に対応した操作情報１１ｂと同一
内容の操作情報１１ａを受け、これに基づきスレッシュ
ホールド値を設定することとなる。音量可変部６の設定
値がスピーカ８からの出力音圧を大きくする方向で設定
された場合には、スレッシュホールド値Ｔｈは図２
（ｃ）に示すように比較的低めの入力レベルに設定し、
音量可変部６の設定値がスピーカ８からの出力音圧を小
さくする方向で設定された場合には、スレッシュホール
ド値Ｔｈは図２（ｂ）に示すように比較的高めの入力レ
ベルに設定するか、もしくはスレッシュホールド値Ｔｈ
を全く設定しない。

【００１７】この件について、ゲインコントロールユニ
ット３を設けなかった場合と比較しながら説明する。本
実施例の場合、記録レベルの低い入力端１から入力され
た音声信号１ａに合わせ、装置の使用者が音量可変部６
の設定値を出力音量制御操作部１１で定めている。この
ため、ゲインコントロールユニット３を設けない場合、
スピーカ８からの出力音圧を大きくしている状態で、入
力端２から入力された音声信号２ａを再生すると、スピ
ーカ８からは、入力端１から入力された音声信号１ａを
再生している音圧より大きな音圧で出力されることとな
る。その結果、使用者が聴感的に不快を感じるばかりで
なく、音量可変部６の位置を出力音圧を小さくするため
に出力音量制御操作部１１を操作しなければならず、使
用者の操作の手間が増える。また逆に、スピーカ８から
の出力音圧を小さくしていた場合には、入力端１から入
力された音声信号１ａは、小さな出力音圧でも使用者が
聴取できる程度の記録レベルを持ったものであると判断
できる。しかし、ゲインコントロールユニット３を設け
ない場合、使用者は聴感的に不快を感じないまでも、ス
ピーカ８から出力される音圧の差を確実に感じることと
なる。このため、ゲインコントロールユニット３に設定
されるスレッシュホールド値Ｔｈは、音量可変部６の設
定値が大きな出力音圧を得る場合と比較して、高めのス
レッシュホールド値Ｔｈで良く、また入力端１から入力
される音声信号１ａのレベルによっては、スレッシュホ
ールド値Ｔｈを設定する必要がない場合もあり得る。

【００１８】ここで、ゲインコントロールユニット３の
動作を式を用いて説明する。音声信号２ａの入力レベル
をＩ、スレッシュホールド値をＴｈとすると、その差分
Ｄは以下のようになる 。 Ｄ＝Ｉ−Ｔｈ …（１）

【００１９】このとき、Ｄ＜０なら線形変換を施すの
で、音声信号２ａに何らの処理の行わず、そのまま音声
信号３ａとして出力する。Ｄ≧０ならば、音声信号２ａ
に次式によって表される非線形変換を施す。 Ａ＝Ｉ−（ｊ（ｋＩ² ＋Ｉ）） …（２） 但し、Ａは出力信号のレベル ｊ、ｋはパラメータ

【００２０】このようにして、ダイナミックレンジを圧
縮して音声信号３ａとして出力することで、基準となっ
た音声入力２ａの記録レベルに近い信号となる。

【００２１】（２）式に示したパラメータｊ、ｋについ
ては、装置の使用者が任意に設定することができる。す
なわち装置の使用者は、入力装置１０からＣＰＵ９を通
し、ゲインコントロールユニット３に対してパラメータ
の設定を行うことができる。このことによって、非線形
変換を行う際の特性が変化し、聴感上の圧縮感を使用者
の趣向に合わせ、低減することができる。また、あらか
じめいくつかのパラメータを準備しておき、使用者が任
意に選ぶような形にしても良い。また、出力Ａを求める
ために２次式を用いたが、特に２次式にこだわる必要性
はなく、別な式を用いて求めても構わない。

【００２２】また、ゲインコントロールユニットは、Ｄ
ＳＰ（Digital Signal Processor）等の外部素子を用い
て実現される。

【００２３】次に、本発明の他の実施の形態について、
図３を用いて説明する。図３は、音声入力が二つの場合
の同実施の形態のブロック図であり、図１と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。図３の装置
は、図１におけるゲインコントロールユニット３で行わ
れていた処理を、ＣＰＵ９内で行うものである。最近で
は、ＣＰＵの処理性能も向上し、音声処理等も非常に高
速に行えるようになっている。この方式を用いることに
より、ＤＳＰのような外部素子を用いることなく、ＣＰ
Ｕ９のソフトウェアプログラミングを行うだけで、全く
同様の効果を得ることができる。 また、図１および図
３では音声信号が二系統ある場合について説明したが、
音声信号が二系統以外の場合にも同様に適用できること
は明らかである。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、使用者が操作する音量調整用操作子に連動して、音
声信号のラインに挿入されたゲインコントロール手段の
ダイナミックレンジの圧縮を行うようにしたので、各音
声信号の記録レベルの違いによる出力音量の差を減らす
ことができ、複数のレベルの異なる音声信号を選択して
発音させる場合に極めて好適である。また、装置の使用
者が入力音声信号を切り替える度に、スピーカから出力
される音量の変更を行わなくても良く、操作性が向上す
る利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態による音声出力調整装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】 同実施形態におけるダイナミックレンジ圧縮
特性の一例を示す図である。

【図３】 本発明の他の実施形態による音声出力調整装
置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…入力端 ２…入力端 ３…ゲインコントロールユニット ４…スイッチ ５…Ｄ／Ａコンバータ ６…音量可変部 ７…パワーアンプ ８…スピーカ ９…ＣＰＵ 10…入力装置 11…出力音量制御操作部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の記録レベルの異なる音声信号の出
   力レベルを増幅手段によって自動調整する音声出力調整
   方法において、 使用者が操作する音声調整用操作子の各設定位置に対応
   してスレッシュホールド値を決定し、 前記音声信号のレベルが前記スレッシュホールド値以下
   の場合は前記音声信号を前記増幅手段によって線形増幅
   し、以上の場合は、前記増幅手段のダイナミックレンジ
   を圧縮する状態で、前記増幅手段によって前記音声信号
   を非線形増幅する ことを特徴とする音声出力調整方法。
2. 【請求項２】 記録レベルの異なる複数系統の音声信号
   の出力レベルを自動調整する音声出力調整装置におい
   て、 前記音声信号のラインに挿入されたゲインコントロール
   手段と、 前記音声信号または前記ゲインコントロール手段によっ
   てゲインコントロールされた音声信号の選択を行うスイ
   ッチ手段と、 前記スイッチ手段の出力信号のゲイン調整を行う音量可
   変手段と、 前記音量可変手段のゲインを設定する音量調整用操作子
   と、 を具備してなり、前記ゲインコントロール手段は、入力される音声信号の
   レベルがスレッシュホールド値以下の場合は線形増幅を
   行い、以上の場合はダイナミックレンジを圧縮する状態
   で非線形増幅を行うものであり、かつ、前記スレッシュ
   ホールド値が前記音量調整用操作子の各設定位置に対応
   して制御される ことを特徴とする音声出力調整装置。
3. 【請求項３】 前記ゲインコントロール手段は、前記音
   量調整用操作子が出力音圧を大きくする位置に設定され
   た場合は前記スレッシュホールド値を低く設定し、出力
   音圧を小さくする位置に設定された場合は前記スレッシ
   ュホールド値を高く設定することを特徴とする請求項２
   に記載の音声出力調整装置。