JP3342718B2 - データ格納方式を用いたボリュームコントロール - Google Patents
データ格納方式を用いたボリュームコントロールInfo
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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Description
ムコントロールに関し、特に本発明ではダイナミックレ
ンジの圧縮による歪みを防止することを目的とする。
ーディオでは、走行騒音にかき消されないようにし弱音
部を聴き易くするために、ボリュームコントロールによ
りダイナミックレンジの圧縮を行っている。また、BG
M(Back Ground Music)としてボリュームコントロール
により音響の強弱を抑制してダイナミックレンジの圧縮
を行っている。
響のボリュームコントロールのダイナミックレンジの圧
縮には以下の問題があった。図9は従来のボリュームコ
ントロールにおけるダイナミックレンジの圧縮による信
号波形を示す図である。本図に示すように、音響信号レ
ベルが“H(high) ”及び“L(low)”の間からはみ出
し、例えば“H”よりも大きくなるとこれを検出し矢印
のようにボリュームコントロールのゲインを小さくし、
さらに“L”よりも小さくなるとこれを検出し矢印のよ
うにボリュームコントロールのゲインを大きくしてい
る。このゲイン調整は、信号レベルが所定の幅を越えた
時点でリアルタイムに行われるので、信号波形に歪みを
生じさせるという問題があった。
ナミックレンジの圧縮時に信号波形の歪みが発生しにく
いボリュームコントロールを提供することを目的とす
る。
決するためになされたものである。本発明の第1の態様
においては、音響信号の一定区間の入力レベルを計算
し、この入力レベルに基づき音響信号の音量をコントロ
ールするゲイン部のゲインを調整する入力レベル計算・
ゲインコントロール部と、前記入力レベルの計算に必要
な一定時間だけ前記音響信号を遅延するため音響信号デ
ータを格納し、前記ゲイン部に出力する遅延メモリーを
有するボリュームコントロールにおいて、前記遅延メモ
リーは音響信号を遅延させる第1遅延メモリーとこの第
1遅延メモリからの出力信号を遅延させる第2遅延メモ
リーとからなり、前記入力レベル計算・ゲインコントロ
ール部は、音響信号レベルと前記第1遅延メモリーの出
力の差に基づき、入力レベルを計算する。
音響信号の一定区間の入力レベルを計算し、この入力レ
ベルに基づきステレオ音響信号の音量をコントロールす
るゲイン部のゲインを調整する入力レベル計算・ゲイン
コントロール部と、前記入力レベルの計算に必要な遅延
メモリーを有するボリュームコントロールにおいて、前
記入力レベル計算・ゲインコントロール部は、前記ステ
レオ音響信号の左右両チャネルの加算信号と前記加算信
号との遅延信号の差に基づき、入力レベルを計算する。
ール部は、前記入力レベルがあるレベルを上まわった場
合に前記ゲイン部のゲインを小さくするようにしてあ
る。さらに前記入力レベル計算・ゲインコントロール部
は、前記入力レベルがあるレベルを下まわった場合に前
記ゲイン部のゲインを大きくし、前記入力レベルがある
レベルを上まわった場合に前記ゲイン部のゲインを小さ
くするようにしてある。
部は、前記ゲイン部に設定すべきゲインの急激な変化に
対して時定数を持たせてゆっくり変化させるようにして
ある。
ロールによれば、前記音響信号の入力レベルが計算され
この入力レベルに基づき前記ゲイン部のゲインが調整さ
れ、前記入力レベルの計算に必要な一定時間だけ前記音
響信号が遅延されすなわち音響信号データとして格納さ
れ前記ゲイン部に出力される。このため、リアルタイム
により生じていた信号の歪みの発生を防止できる。さら
に、本発明の第1の態様によれば、遅延手段と入力レベ
ル計算手段とで遅延メモリーを共用し構成を簡単化する
ことができる。また、本発明の第2の態様によれば、ス
テレオ音響信号の左右両チャネルの加算信号とこの加算
信号の遅延信号との差に基づき入力レベルを計算するこ
とにより、両チャネルごとに処理を行う場合と比べて、
メモリー使用量を半減させ構成を簡単化することができ
る。
ダイナミックレンジの圧縮を行っているために信号波形
の歪みが発生しているという現象に着目し、音響信号デ
ータを一担メモリーに記憶し、記憶された信号の情報に
基づきダイナミックレンジを圧縮することを検討する。
ところで、信号の振幅に基づいてダイナミックレンジを
圧縮しょうとすると、大きい信号の後に小さい信号がき
た場合やこの逆の場合にも対応できるようにしょうとす
るため、調べる期間が短すぎて上記問題点が完全には解
決されないので、適切な期間を設定できるようにし聴感
上適応性を確保する必要がある。
て説明する。本図1は本発明のデータ格納方式を用いた
ボリュームコントロールの原理を示す図である。本図に
示すデータ格納方式を用いたボリュームコントロール
は、音響信号のディジタル信号を入力しディジタル信号
の入力レベルを計算しこの計算された入力レベルに基づ
き後述するゲインをコントロールする入力レベル計算・
ゲインコントロール部1と、該入力レベル計算・ゲイン
コントロール部1と同時にディジタル信号を入力し入力
レベル計算・ゲインコントロール部1での信号処理に必
要な時間だけ入力ディジタル信号を遅延する遅延メモリ
ー2と、前記入力レベル計算・ゲインコントロール部1
で計算された入力レベルに基づき該遅延メモリー2から
の信号振幅を調整するゲイン部3とを具備する。ここに
遅延メモリー2はRAM(Random Access Memory)等で構
成されその遅延時間は数十msから数百msである。
トロール部1を示す図である。本図(a)は入力レベル
計算・ゲインコントロール部1の第1の例を示すもので
あり、入力ディジタル信号を自乗する自乗部11と、該
自乗部11より得られた結果を所定時間遅延する遅延用
メモリー12と、自乗部11及び遅延用メモリー12の
出力差を加算して所定時間内のディジタル信号の有限積
分を形成してこの出力をゲインに換算した結果を前記ゲ
イン部3に設定する加算部13を具備する。ここに、本
図(a)に示す入力レベル計算・ゲインコントロール部
1の動作を簡単に説明する。自乗部11に入力するディ
ジタル信号をx(nt)とすると、その出力はx2
(nt)となり、遅延用メモリー12の遅延時間をn’
tとする。ここにtはサンプリング時間である。自乗部
11の結果を加算部13により累積加算した結果は、 となり、遅延用メモリー12の結果を加算部13により
累積加算した結果は、 であり、これらの差は、 となり、この式は一定期間の信号入力レベルを表すこと
になる。なお、n’を変更することにより求めるべき入
力レベルの期間を変更することができる。
コントロール部1は、入力データを自乗する自乗部11
の出力と他方の入力と加算する加算部14と、加算部1
4の出力を1サンプリング周期遅延しゲイン部3に出力
する遅延器15と、該遅延器15の出力に所定係数(<
1)を乗算し、乗算結果を前記加算部14の他方の出力
する乗算器16を具備する。本図(b)に示すものは初
期の入力レベルに重みをおき過去の入力レベルによる影
響が小さくなるように算出するのであるが、本図(a)
に示すものと比較すると、若干応答性に劣るが構成が簡
単であるという利点がある。
ル部1に入力するデータと入力レベルとの関係を示す図
である。本図(a)に示すように、入力データの振幅が
期間n’tの一部でしか高くなければ入力レベルは小さ
く、本図(b)に示すように、入力データの振幅が特に
高くなくても平均的に高いと入力レベルは大きくなる。
力レベルとの関係を示す図である。先ず、ゲインG(d
B)を、サンプリング周期毎に以下のように求め、ゲイ
ン部3に設定する。 G=G0 +g ここに、G0 は初期設定ゲイン(dB)、gは可変ゲイ
ン(dB)である。以下この可変ゲインの設定につき説
明する。本図(a)に示すように、入力レベル計算・ゲ
インコントロール部1により計算された入力レベルP0
と、これを中心として所定値だけ大きい入力レベルをP
1 とし、一方前記所定値だけ小さい入力レベルをP-1と
する。入力レベル計算・ゲインコントロール部1の入力
レベルPに関し、例えば、P-1≦P≦P1 ならゲイン部
3のゲインgを0とし、P1 <Pならゲイン部3のゲイ
ンgを−6dBとし、P<P-1ならゲイン部3のゲイン
gを+6dBとする。本図(b)に示すように、入力レ
ベルが経時変化すると、本図(c)に示すようにゲイン
部3にはゲインgが設定される。図5はゲインの切換時
の入力レベルと出力レベルとの関係を示す図である。本
図(a)に示すように入力レベルが下降中ではP-1で入
力に対して出力が上昇し、入力レベルが上昇中ではP1
入力に対して出力が下降する。この場合入力に対する上
昇、下降が急激であると聴感上違和感が生じる。このた
め図4(d)に戻り、ゲインgの変化に時間的傾斜を設
けると、図5(b)に示すように、入力レベルの切り換
え点で入力レベルに対して出力レベルの変化が緩和す
る。このゲインgの時間的傾斜は、例えば、100ms
かけて0→6dBにする。すなわちサンプリング周波数
を44.1kHzとすれば、4410回の周期でこの傾
斜が達成できるようにゲイン部3のゲインgを変える。
このようにゲインgの変化に時定数を持たせてゆっくり
変化させることにより自然な効果を得る。上記より、さ
らに円滑にゲインgの切り換えを行う場合について説明
する。
出力レベルとの別の関係を示す図である。本図(a)に
示すように、入力レベルP1 、P-1 の外側にP0 に対
象にさらに入力レベルP2 、P-2を設ける。この場合入
力レベル計算・ゲインコントロール部1の入力レベルP
に関し、例えば、P-1≦P≦P1 ならゲイン部3のゲイ
ンgを0とし、P1 <P≦P2 ならゲイン部3のゲイン
gを−3dBとし、P2 <Pならゲイン部3のゲインg
を−6dBとし、P-2<P≦P-1ならゲイン部3のゲイ
ンgを3dBとし、P<P-2ならゲイン部3のゲインg
を6dBとする。本図(b)に示すように、入力レベル
が経時変化すると、本図(c)に示すようにゲイン部3
にはゲインgが設定される。また本図(d)に示すよう
に、前述と同様に、ゲインの切り換えに時間的傾斜を設
けることにより切り換え時には聴き取りやすくなり聴感
上の音質の向上を図ることができる。以上、ゲインの切
り換えは段階上に行ったが、ゲインの切り換えの変形を
説明する。
式を用いたボリュームコントロールの別の例を示す図で
ある。本図のデータ格納方式を用いたボリュームコント
ロールでは遅延メモリー2はディジタルデータを入力し
遅延時間がXmsである遅延メモリー21と、該遅延時
間メモリー21に接続され遅延時間がYmsである遅延
メモリー22に分け、遅延メモリー22の出力がゲイン
部3に出力される。ゲイン部3からはボリュームがコン
トロールされたディジタル信号が出力される。入力レベ
ル計算・ゲインコントロール部1では遅延メモリー21
の入力を自乗する自乗部17と、遅延メモリー21の出
力を自乗する自乗部18と、自乗部17及び18の差を
累積加算しこの結果に基づきゲイン部のゲインを調整す
る加算部19からなる。このように構成することによ
り、遅延メモリー2と入力レベル計算・ゲインコントロ
ール部1とが遅延メモリーを共用し構成を簡単化でき
る。
式を用いたボリュームコントロールをステレオ信号の形
成に使用した例を示す図である。本図に示すデータ格納
方式を用いたボリュームコントロールは、ステレオ信号
であるディジタル入力信号Lch、Rchをそれぞれ入
力する遅延メモリー2L及び2Rと、該遅延メモリー2
L及び2Rにそれぞれ接続されゲインが調整されたディ
ジタル出力信号Lch、Rchを形成するゲイン部3L
及び3Rと、ステレオ信号であるディジタル入力信号L
ch、Rchを加算される加算部30と、この加算信号
の入力レベルを計算し前記ゲイン部3L及び3Rのゲイ
ンをコントロールする入力レベル計算・ゲインコントロ
ール部1を備える。本例によれば、ステレオ音響信号の
左右両チャネルごとに処理を行う場合と比べると、メモ
リー使用量を半減させ構成を簡単化することができる。
入力レベル計算・ゲインコントロール部1は図2(a)
に示す構成と同様のものであるが、図2(b)、図7に
示すものであってもよい。かくしてステレオ信号でも信
号入力レベルによりゲインを調整しダイナミックレンジ
の圧縮が可能になる。
ボリュームコントロールにおいて、遅延手段と入力レベ
ル計算手段とで遅延メモリーを共用し構成を簡単化する
ことができる。また、本発明によれば、ステレオ音響信
号の左右両チャネルの加算信号とこの加算信号の遅延信
号との差に基づき入力レベルを計算することにより、両
チャネルごとに処理を行う場合と比べて、メモリー使用
量を半減させ構成を簡単化することができる。
ボリュームコントロールを示す図である。
1を示す図である。
力するデータと入力レベルとの関係を示す図である。
の関係を示す図である。
との関係を示す図である。
との別の関係を示す図である。
ボリュームコントロールの別の例を示す図である。
ボリュームコントロールをステレオ信号の形成に使用し
た例を示す図である。
ミックレンジの圧縮による信号波形を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 音響信号の一定区間の入力レベルを計算
し、この入力レベルに基づき音響信号の音量をコントロ
ールするゲイン部のゲインを調整する入力レベル計算・
ゲインコントロール部と、前記入力レベルの計算に必要
な一定時間だけ前記音響信号を遅延するため音響信号デ
ータを格納し、前記ゲイン部に出力する遅延メモリーを
有するボリュームコントロールにおいて、 前記遅延メモリーは音響信号を遅延させる第1遅延メモ
リーとこの第1遅延メモリからの出力信号を遅延させる
第2遅延メモリーとからなり、 前記入力レベル計算・ゲインコントロール部は、音響信
号レベルと前記第1遅延メモリーの出力の差に基づき、
入力レベルを計算することを特徴とするデータ格納方式
を用いたボリュームコントロール。 - 【請求項2】 ステレオ音響信号の一定区間の入力レベ
ルを計算し、この入力レベルに基づきステレオ音響信号
の音量をコントロールするゲイン部のゲインを調整する
入力レベル計算・ゲインコントロール部と、前記入力レ
ベルの計算に必要な遅延メモリーを有するボリュームコ
ントロールにおいて、 前記入力レベル計算・ゲインコントロール部は、前記ス
テレオ音響信号の左右両チャネルの加算信号と前記加算
信号の遅延信号の差に基づき、入力レベルを計算するこ
とを特徴とするデータ格納方式を用いたボリュームコン
トロール。 - 【請求項3】 前記入力レベル計算・ゲインコントロー
ル部は、前記入力レベルがあるレベルを下まわった場合
に前記ゲイン部のゲインを大きく及び/又は前記入力レ
ベルがあるレベルを上まわった場合に前記ゲイン部のゲ
インを小さくする請求項1又は2に記載のデータ格納方
式を用いたボリュームコントロール。 - 【請求項4】 前記入力レベル計算・ゲインコントロー
ル部は、前記ゲイン部に設定すべきゲインの急激な変化
に対して時定数を持たせてゆっくり変化させる請求項1
〜3のいずれか1項に記載のデータ格納方式を用いたボ
リュームコントロール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32493A JP3342718B2 (ja) | 1993-01-05 | 1993-01-05 | データ格納方式を用いたボリュームコントロール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32493A JP3342718B2 (ja) | 1993-01-05 | 1993-01-05 | データ格納方式を用いたボリュームコントロール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06204770A JPH06204770A (ja) | 1994-07-22 |
JP3342718B2 true JP3342718B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=11470730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32493A Expired - Lifetime JP3342718B2 (ja) | 1993-01-05 | 1993-01-05 | データ格納方式を用いたボリュームコントロール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3342718B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5892834A (en) * | 1997-06-30 | 1999-04-06 | Ford Motor Company | Audio level dynamic range compression |
EP1816891A1 (en) * | 2004-11-10 | 2007-08-08 | Hiroshi Sekiguchi | Sound electronic circuit and method for adjusting sound level thereof |
JP4560429B2 (ja) * | 2005-03-15 | 2010-10-13 | 富士通テン株式会社 | 音質調整装置および音質調整方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04215412A (ja) * | 1990-12-13 | 1992-08-06 | Sony Corp | インダクタ及びモールドインダクタ |
JP3054231B2 (ja) * | 1991-05-15 | 2000-06-19 | ティーディーケイ株式会社 | コイル装置 |
-
1993
- 1993-01-05 JP JP32493A patent/JP3342718B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06204770A (ja) | 1994-07-22 |
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