CN1681204B - 声音信号处理装置和声音信号处理方法 - Google Patents

Abstract

可以获得听觉上的满意音量感觉，以及有可能以尽量简单的算法获得有效的音量调节操作。定义了调节步骤0(调节功能关闭，电平调节值0)到调节步骤16(电平调节值-16)。在满足第一条件时做出从当前调节步骤前进到下一步的调节步骤(将-1dB加入电平调节值)，其中第一条件以这种方式定义，即对应于失真发生的状态。在满足第二条件时做出从当前调节步骤返回上一步的调节步骤(从电平调节值减去-1dB)，其中第二条件以这种方式定义，即对应于失真未发生的状态。

Description

声音信号处理装置和声音信号处理方法

技术领域

本发明涉及一种用于调节音量的声音信号处理装置，以及与这种声音信号处理装置一起使用的声音信号处理方法。

背景技术

已知多种声音播放装置具有通过抑制输出音量来调节(correct)输出声音的功能。例如，这种音量调节功能阻止了诸如由于过大电平造成的失真现象。而且，不输出由于不注意的音量操作造成的超过所需音量的声音，从而使用户不受烦扰。并且，避免了诸如扬声器等的声音输出电路系统遭受超大输入信号的破坏(例如可参见日本未审专利申请公开号2001-77645和2002-84589)。

上述音量调节功能主要用于防止声音失真和保护电路等，例如当信号电平的配置仅限于特殊的固定信号电平或较低的信号电平时，则发生这种情况，例如音量的抑制大于所必需的，并且用户期望的音量感觉遭受损耗。这种情况导致诸如用户视为讨厌的播放声音之类的声音。

而且，音量调节的控制需要以这种方式准确执行，即从听觉观点来看，失真防止的效果和足够的音量感觉的获得都受到控制。并且，当考虑到电路尺寸、对应于程序大小的存储器数量等时，这种音量调节的算法最好是尽可能地简单。

发明内容

因此，考虑到上述问题，在一方面，本发明提供一种声音信号处理装置，包括：电平改变装置，用于根据音量操作信息和电平调节信息设置并输出输入声音信号的电平；确定装置，用于确定从电平改变装置输出的声音信号的电平是否满足预定条件；和电平调节装置，用于在确定装置确定输出声音信号的电平满足预定条件时，将当前电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前电平调节信息中加入或从之前电平调节信息中减去预定的调节量来获得。

在另一方面，本发明提供一种声音信号处理方法，包括：电平改变步骤，用于根据音量操作信息和电平调节信息设置并输出输入声音信号的电平；确定步骤，用于确定在电平改变步骤中输出的声音信号的电平是否满足预定条件；和电平调节步骤，当确定输出声音信号的电平满足预定条件时，将当前电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前电平调节信息中加入或从当前电平调节信息中减去预定的调节量来获得。

根据上述各个结构，提供有电平改变装置(步骤)，用于根据音量改变操作改变声音信号的电平(音量)。这种状态下，响应于用于确定从电平改变装置(步骤)输出的音频信号的电平满足预定条件的确定装置(步骤)，用新的调节量改变由电平改变装置(步骤)响应于音量操作而设置的音频信号电平，新的调节量是通过向当前电平调节信息中加入或从当前电平调节信息中减去预定的调节量获得。

在这种结构中，首先，音量调节工作如何通过上述特定条件和调节量的设置来确定。

而且，电平调节装置(步骤)基于电平改变装置(步骤)的输出来改变电平改变装置(步骤)的电平，也就是，通过电平改变装置(步骤)来改变该电平之后的音频信号电平。也就是，对电平改变装置(步骤)进行反馈控制。这意味着，由电平改变装置(步骤)控制的电平改变对由电平改变装置(步骤)响应于音量改变操作而设置的音频信号电平产生效力。

在本发明中，作为上述内容的结果，通过对于执行对音量调节的电平控制条件的描述和通过调节量的设置，可轻易并适当地获得所需的音量调节效果。也就是，例如，这样的音量控制效果，例如防止失真和足够的音量感觉的控制，都可通过考虑条件和调节量来轻易获得。而且，当音量调节效果发生作用时，还可获得听觉上的正常音量的改变。同时，当以这种方式获得视为从听觉上得到改进的适当的音量调节效果时，这可通过简单算法实现。因此，对应于本发明的功能可用诸如简单电路和小程序之类来实现。

并且在本发明中，如上所述，由于通适电平调节装置(步骤)对电平改变装置(步骤)的电平改变控制是反馈控制，所以响应于例如音量改变操作导致的音频信号电平的改变，可适当地进行调节。这也使获得视为从听觉方面得到改进的音量调节效果成为可能。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的声音播放设备的总体结构框图；

图2是示出根据本发明实施例的声音播放设备中功率放大器块的结构示例框图；

图3是示出作为数字音频信号处理块的内部结构的有关音量改变部分的框图；

图4是示出根据本发明实施例的声音播放设备中音量调节控制系统的结构框图；

图5是示出本发明实施例中音量调节控制的处理程序的示意图；

图6说明满足第一条件的要求；

图7说明满足第二条件的要求；

图8是示出音量调节控制中转换状态(调节步骤的转换)的示意图；

图9是示出响应于音量操作由系统控制部分执行的处理操作的流程图；

图10是示出由系统控制部分执行的相对于整个音量控制的处理操作的流程图。

具体实施方式

现在，将在下面描述用于实现本发明的实施例。作为一个实施例，描述了其中基于本发明的声音信号处理设备应用于能够在多声道系统中播放声音的声音播放设备中的一个例子。

图1的框图示出了本实施例的声音播放设备的总体结构。

首先，在如图1所示的声音播放设备中，提供了声源输入部分1。声源输入部分1是用于接收并获得即将播放的声源的部分。

这种情况下，声源输入部分1包括CD驱动部分11和DVD驱动部分12。CD驱动部分11播放所装载的音频CD(光盘)以及向选择器2输出数字音频(声音)信号。DVD驱动部分12播放所装载的DVD(数字视频光盘)。在其上记录有例如视频/音频内容的DVD上，视频信号和音频信号例如通过MPEG2格式被压缩编码和记录，以这种方式这些信号相对于播放时间是同步的。在DVD驱动部分12中，执行从该DVD的读取以获得对应于视频信号的数据和对应于音频信号的数据。在对应于视频信号的数据和对应于音频信号的数据中，对应于视频信号的数据输入至解码处理电路系统(未示出)。关于视频信号的数据，适应于上述压缩编码格式的解码处理通过解码处理电路系统的处理来执行，从而获得数字视频信号。音频信号的数据输出到选择器2。

在这种情况下的声源输入部分1中，也可输入外部的模拟音频信号。也就是，声源输入部分1具有用于外部输入模拟音频信号的音频信号输入终端，因此输入并获得从音频信号输入终端提供的模拟音频信号。而且，在声源输入部分1中，以这种方式输入的模拟音频信号然后进行A/D转换处理，从而转换为数字音频信号和输入到选择器2。

在此，声源输入部分1中的每个驱动部分的操作由系统控制部分6控制。

将要输入并由声源输入部分1获得的声源不必受限于上述的通过播放CD和DVD所获得的音频信号以及以模拟形式从外部输入的音频信号。声源可以这种方式配置，例如，在声源输入部分1中提供电视调谐器，因此可以得到通过选择电视广播台所获得的视频和音频信号中的音频信号。外部输入的声源可以这种方式配置，例如，通过预定的传输格式来输入并获得数字音频信号。

关于多个系统的音频信号，这些音频信号是以上述方式从声源输入部分1输入的，选择器2在系统控制部分6的控制下选择一个音频信号，以及向环绕处理部分3输出音频信号。

在环绕处理部分3中，执行用于将输入的音频信号转换为多声道信号的预定信号处理过程。

首先，当输入音频信号例如是由DVD驱动部分12播放的而且原本是可兼容多声道的音频信号数据时，则执行用于压缩编码的解码过程，并获得对应于每个声道的数字音频信号，作为该解码过程的输出。

这种情况下的信号，即其原本就是包括L(左)和R(右)成分的双声道格式，包括从CD播放的数字音频信号，或者原本是非立体声格式，通过执行预定的信号处理，以虚拟方式从输入音频信号中产生对应于每个声道的数字音频信号。

在该实施例中，由于使用五个全音域声道和两个亚低音声道形成的5.2ch 进行多声道的声音播放，这五个全音域声道由前置左(L)声道(FL)、前置右(R)声道(FR)、前置中央(C)声道(FC)、环绕(后置)左声道(SL)、环绕(后置)右声道(SR)组成，两个亚低音声道(subwoofer channel)由亚低音扬声器1(SW1)和亚低音扬声器2(SW2)组成。环绕处理部分3输出对应于每个声道的数字音频信号(S_FL，S_FR，S_FC，S_SL，S_SR，S_SW1和S_SW2)。

然后，数字音频信号(S_FL，S_FR，S_FC，S_SL，S_SR，S_SW1和S_SW2)分别输入到数字音频信号处理块(4_FL，4_FR，4_FC，4_SL，4_SR，4_SW1和4_SW2)，以使其对应于每个声道。

每个数字音频信号处理块(4_FL，4_FR，4_FC，4_SL，4_SR，4_SW1和4_SW2)对输入的数字音频信号执行预定的信号处理。这里对于信号处理，例如执行对应于响应用户操作的声音质量改变的均衡处理、预定的自适应控制等、响应基于音量操作的音量调节指令的电平改变处理和其它处理。以下将描述涉及电平改变的部分。对于每个数字音频信号处理块(4_FL，4_FR，4_FC，4_SL，4_SR，4_SW1和4_SW2)的操作控制由系统控制部分6来执行。

然后，调节其中由数字音频信号处理块(4_FL，4_FR，4_FC，4_SL，4_SR，4_SW1和4_SW2)执行信号处理的数字音频信号，使得彼此的信号输出定时变得适当，且此后输入至对应于每个声道的功率放大器块(5_FL，5_FR，5_FC，5_SL，5_SR，5_SW1和5_SW2)。

每个数字音频信号处理块(4_FL，4_FR，4_FC，4_SL，4_SR，4_SW1和4_SW2)输出具有预定的相同抽样频率和量化比特的数字音频信号。

这种情况下，每个功率放大器块(5_FL，5_FR，5_FC，5_SL，5_SR，5_SW1和5_SW2)配置为所谓的数字放大器，从而在输出级提供D级的功率放大器。这种情况下，功率放大器块(5_FL，5_FR，5_FC，5_SL，5_SR，5_SW1和5_SW2)可以基本上采用共同的结构。之后将描述功率放大器块的基本结构。

如上所述，为了驱动各自的扬声器(SP_FL，SP_FR，SP_FC，SP_SL，SP_SR，SP_SW1和SP_SW2)，功率放大器块(5_FL，5_FR，5_FC，5_SL，5_SR，5_SW1和5_SW2)输入对应于每个声道的数字音频信号，并执行D级放大操作。结果，对应声道的声音从各个扬声器(SP_FL，SP_FR，SP_FC，SP_SL，SP_SR，SP_SW1和SP_SW2)输出。此时，如果扬声器(SP_FL，SP_FR，SP_FC，SP_SL，SP_SR，SP_SW1和SP_SW2)排列成适当的位置关系，则可在收听位置上收听到令人满意的均衡的环绕声。

功率放大器块(5_FL，5_FR，5_FC，5_SL，5_SR，5_SW1和5_SW2)的预定操作可由系统控制部分6控制。

系统控制部分6包括微型计算机，其例如包括CPU(中央处理单元)、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)。正如从到目前为止的描述中所理解的，系统控制部分6执行对于声音播放设备的各种处理，从而适当地进行包括对如图1所示每个部分的操作过程。

用户接口部分7连接至系统控制部分6。对于用户接口部分7，以简略方式示出了用作所谓的用户接口的部分，例如为了用户去操作声音播放设备和用于显示预定信息的显示部分7b(形成显示部分的显示设备不受特殊限制)而提供的各种控制(包括远端控制器、及其接收部分等)，包括声音播放设备的工作状态。

用户接口部分7向系统控制部分6输出对应于对预定控制所执行的预定操作的操作命令。系统控制部分6执行响应于输入操作命令的预定控制处理。同时，系统控制部分6执行用于显示图像的显示控制处理。结果，在显示部分7b中，执行所需内容的显示。形成显示部分7b的显示设备不必受到特殊限制。

在用户接口部分7中，作为根据本发明实施例的控制，特别示出了音量控制7a。音量控制7a用于对扬声器(SP_FL，SP_FR，SP_FC，SP_SL，SP_SR，SP_SW1和SP_SW2)所输出的声音执行整体音量调节的控制。也就是，作为音量控制7a的操作，如果执行用于调高/调低(增加/减少)音量的操作，则从所有扬声器(SP_FL，SP_FR，SP_FC，SP_SL，SP_SR，SP_SW1和SP_SW2)输出的声音所形成的整体环绕声的音量受到控制，以便根据此时因操作而引起的增加或减少来增加或减少音量。结果，作为环绕声，音量的增加或减少成为一个整体，而不会破坏每个声道的音量均衡。

这种音量控制由系统控制部分6来执行。响应在音量控制7a上执行的操作，用于指示音量的增加或减少量的操作命令将输入到系统控制部分6。响应于此操作命令，系统控制部分6执行控制，从而就从每个数字音频信号处理块(4_FL，4_FR，4_FC，4_SL，4_SR，4_SW1和4_SW2)输出的音频信号而言，将获得相同音量的增加或减少。为此，例如，用于指示声音信号电平的增加或减少的控制信号通常输出到每个数字音频信号处理块(4_FL，4_FR，4_FC，4_SL，4_SR，4_SW1和4_SW2)。

作为音量控制7a，包括多种类型，例如，可以使用可用其进行旋转操作的刻度盘式(dial-like)控制或结合有所谓的调高调低键的控制。而且，如同音量控制7a的功能可以通过显示在显示部分7b上的GUI屏幕上的预定操作来实现。也就是，如同音量控制的控制类型和与其对应的操作模式不必受到特殊限制。

在以下描述中，就数字音频信号处理块(4_FL，4_FR，4_FC，4_SL，4_SR，4_SW1和4_SW2)、功率放大器块(5_FL，5_FR，5_FC，5_SL，5_SR，5_SW1和5_SW2)和扬声器(SP_FL，SP_FR，SP_FC，SP_SL，SP_SR，SP_SW1和SP_SW2)而言，当声道不需要特别区分和描述为共同或集体形成时，它们仅分别描述为数字音频信号处理块4、功率放大器块5、以及扬声器SP。

图1所示实施例的声音播放设备的结构仅仅是基本示例。实际上，可以适当地改变所增加的作为必须或必须部分所添加的功能部分。

图2示出图1所示功率放大器块5的基本结构的示例。也就是，该结构是在功率放大器块(5_FL，5_FR，5_FC，5_SL，5_SR，5_SW1和5_SW2)中共同的基本结构。按照上述的方式，该实施例的功率放大器5采用如具有用于D级操作的放大级的数字放大器的结构。

这种情况下的功率放大器块5包括数字滤波器51、Δ∑调制器52、PWM调制器53、以及放大器输出部分54。

在预定抽样频率和量化比特上的数字音频信号，其从数字音频信号处理块4输出，输入到数字滤波器51。然后，数字滤波器51对输入的数字音频信号执行预定的数字信号处理，包括所谓的重复抽样，用于在预定的多个原始抽样频率的抽样频率上执行再抽样。由数字滤波器51按照这种方式对其执行信号处理的数字音频信号输出到Δ∑调制器52。

众所周知，Δ∑调制器52包括积分器、量化器等，并配置为将量化器输出的负反馈施加到积分器的输入。作为这种配置的结果，输入数字音频信号的量化比特的字长将降低到预定的比特数。而且，Δ∑调制器52执行所谓的“噪声整形”的处理，用于将此时发生的量化噪声分量转移到高于音频频带的频带上。这就是所谓的Δ∑调制。当将数字音频信号看作声音信号波形时，以这种方式进行Δ∑调制的数字音频信号变为1比特脉冲序列，在其中1和0的密度根据相对于时间轴的声音信号波形的幅度变化而变化。以这种方式获得的1比特脉冲序列的Δ∑调制信号将输入到PWM调制器53。

在PWM调制器53中，对输入的Δ∑调制信号执行脉冲宽度调制(PWM)处理。如上所述，Δ∑调制信号是1比特脉冲序列，其中“1”和“0”的密度根据于声音信号波形的幅度而变化。作为通过PWM调制该信号的结果，将产生脉冲宽度(幅度固定)根据“1”和“0”的密度而变化的PWM信号。也就是，将获得脉冲宽度根据对应于Δ∑调制信号的声音信号波形的幅度而变化的信号。

从PWM调制器53输出的PWM信号输入到放大器输出部分54。

众所周知，放大器输出部分54包括切换放大器电路，用于切换并放大PWM信号；低通滤波器，用于将该放大的输出形成为声音信号波形。切换放大器电路可配置为包括，例如，能够执行高压切换的N声道功率MOS-FET。对于低通滤波器，众所周知，采用由电感和电容组成的LC低通滤波器。

在放大器输出部分54中，首先，放大操作以这种方式执行，切换放大器电路通过执行切换来放大从PWM调制器53输入的PWM信号，以使PWM信号能够通过低通滤波器。结果，声音信号波形的驱动电流流过扬声器SP，并且例如，声音从扬声器SP输出。

图3的框图中，作为数字音频信号处理块4的内部配置，主要示出了关于对应于声道输出声音的音量改变的部分。这种情况下，作为涉及用于数字音频信号处理块4的音量改变的部分，提供了电平切换部分41和电平控制部分42。而且，将如下所述，提供了溢出检测部分43，用于可适应于电平控制之后的数字音频信号电平的音量控制。图3中，作为除数字音频信号处理块4以外的部分，也示出了系统控制部分6、用户接口部分7中的音量控制7a和逻辑“或”计算电路8。图1中，逻辑“或”计算电路8的说明出于描述的目的而忽略。

数字音频信号处理块4中的电平切换部分41和电平控制部分42都是与电平改变有关的部分，且如下所述，电平改变的条件不相同。考虑到电平改变，电平切换部分41和电平控制部分42是前级和后级的关系。因此，环绕处理部分3输出的对应于特别声道的数字音频信号在早于信号电平改变的时候输入到电平切换部分41。

参见图1如上所述，作为将输入的声源和通过声源输入部分1获得的数字音频信号，由选择器2选择并输出至后级，结果是最后输出作为声音的数字音频信号。也就是，选择器2中的数字音频信号(也就是声源)的选择对应于声音播放设备中所谓的功能切换操作。也就是，对于用户，例如在图1所示结构的情况下，在用户接口部分7上执行用于在CD、DVD、以及外部输入(外部模拟音频信号)之间切换功能的预定操作。响应于该操作，系统控制部分6执行控制，从而选择对应于特定功能的数字音频信号(声源)，并在选择器2中输出。

这里，存在对于每个功能的数字音频信号的电平不相同的情况。在一个特定例子中，音频CD的信号电平最大是0dB，而源自外部模拟音频信号的数字音频信号通常低于这个电平。在信号电平差值大到一定程度或更多的这种情况下，如果该功能被切换，则响应于此切换，播放并输出的音量中将发生很大差异。这导致例如从听觉上令人不快。

因此，在电平切换部分41中，根据切换功能来偏移预定量的音频信号电平，通过这样执行电平切换，从而以这种方式调节音频信号，即在上述功能之间的音频信号电平中的差值变得比固定值少。

例如，由于对于每个功能的音频信号电平差值差不多已经确定，从而所需的偏移电平可以以对应于每项功能的这种方式预先确定。因此，例如，系统控制部分6响应于执行对切换功能的控制(也就是，对选择器2的控制)来向电平切换部分41输出控制信号Sc1，由此指示对应于所切换功能的信号电平的偏移。在电平切换部分41中，设置对应于由控制信号Sc1指示的信号电平，以及电平偏移并输出所输入的数字音频信号。为了正确地偏移电平，例如，电平切换部分41将执行根据将要偏移的电平来改变增益设置的处理。以这种方式执行电平偏移的结果，在其中采用音量控制7a操作的音量是固定的条件下，可生成在固定范围内的对应于切换功能的播放音量。

如果需要的话，从电平切换部分41输出的数字音频信号接受预定信号处理，并在特定信号处理级上输入到电平控制部分42。

作为基本操作，电平控制部分42执行信号处理，用于响应于在音量控制7a上所执行的音量的增高/降低操作，在系统控制部分6的控制下增加或降低所输入数字音频信号的电平(增益)。

具体地，在该实施例中，系统控制部分6进行关于从电平控制部分42输出的数字音频信号的电平状态的预定条件的确定。然后，在根据该条件确定结果的控制下，电平控制部分42中实际设置的电平将改变。用于防止发生响应于超过特定程度的音量增加而导致过量输入的声音失真而实现音量控制(音量调节控制)，例如在音量控制7a上的操作。系统控制部分6响应于用于音量调节控制的音量控制7a上的操作和电平改变控制，通过向电平控制部分42输出控制信号Sc2来执行电平改变控制，也就是，控制信号Sc3指示诸如增加或降低电平的步骤。响应于由控制信号Sc2所指示的增加或降低步骤，电平控制部分42在输入的数字音频信号上执行电平改变处理。

在这种情况下，由电平控制部分42所设置电平的数字音频信号输入到功率放大器块5。实际配置可以这种方式执行，即如果需要，在电平控制部分42的输出和功率放大器块5的输入之间插入一些类型的信号处理系统。

接下来，在这种情况下，成为电平控制部分42的输出的数字音频信号(功率放大器块5的输入级)成为支流并输入到溢出检测部分43。

溢出检测部分43检测输入到功率放大器块5的数字音频信号是否溢出。

这里溢出指的是这样的事实，即信号电平变成对于数字音频信号处理的计算结果的所谓溢出。因此，当这种溢出的数字音频信号输入到功率放大器块5时，这导致过量的输入以及输出声音变得失真。也就是，该实施例中，对于是否达到其中要输入到功率放大器块5的音频信号变得过量的状态的检测，以及基于音频信号是数字格式的情况、通过检测信号电平是否处于溢出状态来执行失真产生。

这里应该注意的是，作为检测目标，在由电平控制部分42执行电平调节之后，溢出检测部分43采用数字音频信号。因此，对于将由溢出检测部分43检测的数字音频信号的电平状态(也就是，数字音频信号是否处于溢出状态)，电平控制部分42中的电平调节结果反映了对应于音量控制7a上的音量操作。也就是，作为电平控制部分42的电平控制结果，存在一种关系导致这种事实，当响应于在音量控制7a上的音量增加操作而增加的音量电平变为固定电平或更高的电平时，由溢出检测部分43检测出溢出状态。

然后，当由溢出检测部分43检测出溢出状态时，设置检测标记flg。检测标记flg输入到逻辑“或”计算电路8。按照接下来描述的方式中，从溢出检测部分43来的用于每个预定数量信道的检测标记flg的输出将输入到逻辑“或”计算电路8中，该溢出检测部分43位于数字音频信号处理块4中。如下所述，系统控制部分6针对基于计算结果的逻辑“或”计算电路8的输出，产生有条件的确定，并对电平控制部分42执行控制，从而根据该有条件的确定结果来执行对音量调节控制的电平控制。

作为本实施例中溢出检测部分43的说明，当一旦检测出溢出状态以及开始输出指示此状态的溢出状态，甚至在下文中该状态不再是溢出，则持续指示溢出状态的检测标记flg的输出，直到该标记复位。

因此，系统控制部分6可以输出作为复位信号的控制信号Sc3。溢出检测部分43在对应于控制信号Sc3的输入来定时复位此检测标记flg。

例如，在作为数字音频信号处理块4的IC中，溢出检测部分43应采用为获得溢出检测结果而提供的部分，该溢出检测结果用于在数字音频信号处理块4中要执行的各种处理。通常，溢出的检测可以通过大体上参考高于最高阶比特一个数位的比特值而执行，这称为“进位”，并且该借入的值作为数字信号处理的计算结果。溢出检测部分43应配置成采用这种检测技术。

图4示出了根据本实施例声音播放设备中的音量调节控制系统的总体结构的部分。

图4中，示出了多个电平控制部分42和多个溢出检测部分43。如图3所示，电平控制部分42和溢出检测部分43位于数字音频信号处理块4中。使数字音频信号处理块4对应于每个声道。因此，还使每个电平控制部分42和每个溢出检测部分43对应于每个声道。与上面相对应，图4中，示出了对应于七个声道(FL，FR，FC，SL，SR，SW1和SW2)的用于每个声道的电平控制部分(42_FL，42_FR，42_FC，42_SL，42_SR，42_SW1和42_SW2)和用于每个声道的溢出检测部分(43_FL，43_FR，43_FC，43_SL，43_SR，43_SW1和43_SW2)。

作为如上面图3所示的逻辑“或”计算电路8，实际上提供了第一逻辑“或”计算电路8-1和第二逻辑“或”计算电路8-2，如图4所示。

在这种情况下，第一逻辑“或”计算电路8-1和第二逻辑“或”计算电路8-2分别对应于全音域声道和亚低音声道。

更具体地，首先，从溢出检测部分(43_FL，43_FR，43_FC，43_SL和43_SR)输出的分别对应于全音域声道组(FL，FR，FC，SL和SR)的检测标记(flg_FL，flg_FR，flg_FC，flg_SL和flg_SR)输入到第一逻辑“或”计算电路8-1。

在第一逻辑“或”计算电路8-1中，作为将由系统控制部分6侧读取的检测标记flg_H，输出通过计算检测标记(flg_FL，flg_FR，flg_FC，flg_SL和flg_SR)的逻辑“或”而获得的输出，将输出到系统控制部分6的检测输入端口Pt1。

分别对应于剩余亚低音声道组(SW1和SW2)的从溢出检测部分(43_SW1和43_SW2)输出的检测标记(flg_SW1和flg_SW2)，将输入到第二逻辑“或”计算电路8-2。作为将由系统控制部分6侧读取的检测标记flg_L，第二逻辑“或”计算电路8-2向系统控制部分6的检测输入端口Pt 2输出通过检测标记(flg_SW1和flg_SW2)所得到的输出。

作为上面的结果，检测标记flg_H对应于全音域声道组，而检测标记flg_L对应于亚低音声道组。通过扫描和接收有关检测标记flg_H和flg_L的检测输入端口Pt 1和Pt 2，系统控制部分6可以识别标记的状态。

这种情况下，响应于溢出状态的检测，对应于其中没有检测到溢出的每个输出为“0”(低电平)的状态的全音域声道组的溢出检测部分(43_FL，43_FR，43_FC，43_SL和43_SR)，将切换至“1”(高电平)的输出。对于对应于亚低音声道组的溢出检测部分(43_SW1和43_SW2)，此作用相同。

因此，第一逻辑“或”计算电路8-1工作，响应于溢出检测部分43在形成全音域声道组(FL，FR，FC，SL和SR)的至少一个信道中的溢出状态的检测，将计算输出的检测标记flg_H从“0”输出切换到“1”输出。

类似地，在第二逻辑“或”计算电路8-2中，响应于溢出检测部分43在至少一个亚低音声道(SW1和SW2)中对溢出状态的确定，计算输出的检测标记flg_L从“0”输出切换到“1”输出。

这种情况下的系统控制部分6以50msec的间隔扫描检测输入端口Pt 1和Pt 2。也就是，以50msec的间隔读取检测标记flg_H和flg_L。

每次读取检测标记flg_H，系统控制部分6定时输出控制信号(复位信号)Sc3_H，例如在读取后立即输出。如图4所示，控制信号(复位信号)Sc3_H被生成为从系统控制部分6的一个输出端口的分支，并输入到溢出检测部分(43_FL，43_FR，43_FC，43_SL和43_SR)。因此，响应于控制信号(复位信号)Sc3_H的输出，溢出检测部分(43_FL，43_FR，43_FC，43_SL和43_SR)同时定时复位。

类似地，每次读取检测标记flg_L，系统控制部分6就输出控制信号(复位信号)Sc3_L，例如在读取后立即定时输出。由于控制信号(复位信号)Sc3_L也被生成为从系统控制部分6的一个输出端口的分支，并输入到溢出检测部分(43_SW1和43_SW2)，所以响应于控制信号(复位信号)Sc3_L的输出，溢出检测部分(43_SW1和43_SW2)以相同的定时复位。

这种情况下，为了执行对电平控制部分42的电平改变控制，从系统控制部分6输出的控制信号Sc2被生成为从系统控制部分6的一个输出端口的分支，并输入到所有电平控制部分(42_FL，42_FR，42_FC，42_SL，42_SR，42_SW1和42SW2)。因此，通常由控制信号Sc2为每个声道执行电平控制。这意味着，由控制信号Sc2控制的音频信号的电平控制，即根据在音量控制7a上执行的操作和音量调节控制的电平控制，以上述方式用来自扬声器(SP_FL，SP_FR，SP_FC，SP_SL，SP_SR，SP_SW1和SP_SW2)的输出声音改变整个环绕声的音量。

虽然在图4没有示出，例如，为了在声道之间获得音量均衡的目的，实际上可以安装能够使各自声道独立改变音量(音频电平)的结构。

在上面图4所示的音量控制系统结构的假设上，给出了用于由系统控制部分6所执行的音量调节控制算法的有关描述。

最初，当系统控制部分6在电平控制部分42上执行电平控制时，系统控制部分6对电平控制部分42指示一个将要提供给数字音频信号的信号电平。用于确定该信号电平的处理描述如下。

图5是示出了用于由系统控制部分6确定信号电平的处理示意图。

在系统控制部分6中，首先，设置对应于音量操作的电平值。为了进行设置对应于音量操作的电平值的处理，只响应于在音量控制7a上执行的操作，也就是，只根据响应于音量控制7a上的操作而获得音量操作信息，确定对应于音量操作的电平值α，该电平值由电平控制部分42设置。

根据从电平控制部分42实际输出的数字音频信号的电平，即根据参考上面图4所描述的检测标记flg_H和flg_L，系统控制部分6设置对应于用于电平调节的调节量的电平调节值β(电平调节信息)。

在系统控制部分6中，对于以这种方式获得的对应于音量操作的电平值α和电平调节值β，电平调节值β被加到对应于音量操作的电平值α上，以便获得控制信号电平值(α+β)。然后，输出控制信号Sc2，从而根据控制信号电平值(α+β)输出数字音频信号，于是电平控制部分42得到控制。

在本实施例中，当系统控制部分6以上面图5所示这种方式确定音量调节控制的电平调节值β时，对于从电平控制部分42输出的音频信号电平(即，对应于将播放和输出的音量)的状态，定义了第一条件和第二条件。

正如可从下列描述中所理解的，响应于满足第一条件的情况，此时电平调节值β的绝对值增加一个预定单位量，以及响应于满足第二条件的情况，此时电平调节值β的绝对值降低一个预定单位量。

按下来，则基于例如图6和7所示的检测标记flg_H和flg_L的读取结果，做出关于第一条件和第二条件是否满足(支持)的确定。

最初，当就至少一个检测标记flg_H的读取结果和检测标记flg_L的读取结果而言，获得了图6所示的状态时，则满足第一条件。

参见图4如上所述，系统控制部分6以50msec的间隔扫描检测输入端口Pt 1，以便读取检测标记flg_H，并在读取之后立即定时地复位对应于全音域声道组的溢出检测部分(43_FL，43_FR，43_FC，43_SL和43_SR)。类似地，系统控制部分6以50msec的间隔扫描检测输入端口Pt 2，以便读取检测标记flg_L，并在读取之后立即定时地复位对应于亚低音声道组的溢出检测部分(43_SW1和43_SW2)。

图6中，检测标记flg_H和flg_L的读取以及在读取后马上执行的对复位溢出检测部分43的定时，表示成与时间t(n)相一致。这种情况下，之前或之后与时间t(n)有关的用时间t(n)-时间t(n+1)所表示的周期TD，具有50msec的时间宽度。

接下来，在每个时间t(n)读取检测标记flg_H或flg_L的值，用“0”或“1”指示。

这里，为了简洁并方便理解此描述，假定图6所示的读取结果是对应于全音域声道组的检测标记flg_H的读取结果。

在图6中，假定：在时间t(0)的定时，“0”读作检测标记flg_H值，并且在50msec后的时间t(1)，该读取的结果变为“1”。然后，在后续的时间t(2)～t(20)的每个定时上，全部的读取值假定为“1”。正如从到目前为止的描述中所理解的，检测标记flg_H的读取值为“1”的状态指示了至少一个声道中的音频信号电平是处于全音域声道组的溢出状态。这种状态此后将称为“激活状态”。

作为图6所示的读取结果，由于从时间t(1)开始直到时间t(20)的连续20次检测标记flg_H的读取结果为“1”，所以连续20次检测到状态是激活的事实。基于时间t(n)的间隔时间是50msec的事实，这表示出每秒连续地获得激活状态。这种状态满足第一条件。

同样，当获得了针对检测标记flg_L的图6所示的读取结果时，满足第一条件。

也就是，实施例中第一条件为，严格地讲，“在对应于全音域声道组的检测标记flg_H的读取结果和对应于亚低音声道组的检测标记flg_L的读取结果中的至少一个处于每秒连续的激活状态。”

由于每次读取溢出检测部分43就复位检测标记(flg_H和flg_L)，所以严格地讲，在图6所示方法中，存在一些情况，也就是不能总说激活状态持续一秒钟。也就是说，在从当检测标记(flg_H或flg_L)值在时间t(n)复位直到在下一时间t(n+1)执行读取的期间，可能存在一些情况，即激活状态一旦复位，就重新达到激活状态。然而，在该实施例中，如果作为以50msec时间间隔读取的结果，连续检测出激活状态，就假定激活状态持续。此原因在于，音频信号的电平状态可基本上假定与50msec时间周期期间实际上连续的激活状态相同，该音频信号的电平状态是通过以50msec时间间隔读取来检测出的连续激活状态。

这意味着满足第一条件的含义如下。

首先，检测标记flg_H变成分别对应于全音域声道组(FL，FR，FC，SL和SR)的多个检测标记(flg_FL，flg_FR，flg_FC，flg_SL和flg_SR)的逻辑“或”。因此，如图6所示，在连续20次获得作为检测标记flg_H读取结果的激活状态的情况下，可以认为如果对应于一个或多个声道的检测标记flg为“1”，则获得每次的激活状态。而且，即使对应于一个特定声道的检测标记flg不持续输出“1”，如果对应于一个其它声道的检测标记flg输出“1”，则可以认为获得了连续20次这种激活状态的结果。

根据前述，关于基于检测标记flg_H的第一条件的确定可认为是确定信号电平是否处于激活状态，该激活状态作为全音域声道组的总趋势，而不是全音域声道组(FL，FR，FC，SL和SR)的各自信道的总趋势。

换言之，为了做出关于作为整个全音域声道组的信号电平是否处于激活状态的确定，首先，计算对应于形成全音域声道组的每个声道的检测标记flg的逻辑“或”。而且，为了作出有条件的决定，设置例如1秒钟(20次)的相对长的检测周期(更多数量的检测)。

以上描述同样也适用亚低音声道组。也就是，检测标记flg_L的读取结果满足第一条件的事实，指示了整个亚低音声道组的趋势处于激活状态。

就检测标记flg_H的读取结果和检测标记flg_L的读取结果中至少一个而言，如果激活状态持续1秒钟，则满足第一条件。关于第一条件是否满足的确定的结果导致了，就全音域声道组和亚低音声道组而言，对环绕声的总趋势是否以集中方式处于激活状态的确定。然后，同样如上所述，处于激活状态为关于至少一个声道的音频信号电平发生溢出的状态时，也就是过量电平的发生导致了失真。

上述意味着，当采用如本实施例的多声道结构时，满足第一条件的状态是作为当视作整体环绕声音时的趋势，由于过量电平的发生导致失真的状态。

就检测标记flg_H的读取结果和检测标记flg_L的读取结果二者而言，激活状态持续1秒钟的事实被定义为满足第一条件。那么，例如，全音域声道组侧的特定声道的信号电平是过量的，从而需要调节该音量。尽管如此，由于亚低音声道侧上的信号电平处于适当的范围内，使对不工作为整体环绕声的音量调节控制产生了不便。相反，而信号电平是对于全音域声道组侧的适当的信号电平，当信号电平在亚低音声道组侧溢出时，产生了类似的不便。

图7示出了当满足(支持)第二条件时，检测标记flg_H和flg_L的读取结果。

同样，在图7中，时间t(n)是用于在50msec时间间隔读取检测标记并用于复位溢出检测部分43的定时。

图7中，作为从时间t(0)到时间t(n)连续读取60次检测标记flg_H和flg_L的结果，示出了此结果，其中指示激活状态的检测标记flg_H(flg_L)的值“1”的次数小于或等于12，其相当于60次的20％。当从时间上看这种读取结果时，该结果显示在总时间中，即信号电平在3秒内(＝50msec×60)处于激活状态的全部时间的小于或等于相当于3秒钟的20％的600msec(＝50msec×12)。

也就是，作为根据连续单位时间(单位时间)的特定数量的检测标记flg_H(flg_L)的读取结果，该结果显示在该多个时间(总时间)中，其中所获得的指示激活状态的检测值是该单位时间数量(单位时间)的20％或更少。

在本实施例中，当获得了关于检测标记flg_H的读取结果和检测标记flg_L的读取结果二者的图7所示的读取结果时，满足第二条件。

如上所述，每单位时间达到激活状态的总时间是20％或更少的状态，也就是说非激活状态的全部时间是80％或更多的状态。这种状态作为相对于安全音量状态来处理，其中虽然数字音频信号变成溢出的状态是发生在特定的固定值内，用特定余量保证了不发生听觉上的声音质量恶化的声音失真，并且也不损坏功率放大器、扬声器等。

相对于检测标记flg_H指示全音域声道组(FL，FR，FC，SL和SR)的整体声音的趋势而首先获得对应于这种状态的如图7所示的读取结果的事实，是处于上述安全的音量状态，类似地，如果相对于检测标记flg_L而获得图7中所示的读取结果，这表明亚低音声道组(SW1和SW2)的整体声音的趋势处于上述安全的音量状态。因此，在满足第二条件的状态下，即其是关于检测标记flg_H和flg_L的图7所示的读取结果，获得关于全音域声道组和亚低音声道组的安全音量状态。

本实施例中，对于设置检测标记flg__H和flg_L的读取(以及溢出检测部分43的复位)的定时为50msec的原因，是由于，例如形成系统控制部分6的微型计算机的处理性能，例如一秒钟或三秒钟的确定周期，参见图6和7所描述的用于获得第一条件和第二条件的确定结果，以及检测标记flg_H和flg_L的抽样数量(读取数量)，其假定为了在该确定周期内获得确定结果的可靠性是充分的。

图8的示意图是根据关于第一条件和第二条件，也就是音量调节控制中状态传输的确定结果，用于确定电平调节值β的处理程序。

最初，当根据本实施例的声音播放设备的主电源从关闭状态变为开启状态时，对于电平调节值设置操作将设置为“关闭(off)”。因此，电平调节值β此时设置为“0”。而且，当将电平调节值的设置操作关闭的状态视为随后将描述的调节步骤的一级时，可假定该调节步骤处于“调节电平0”级。

然而，在主电源开启之后，响应于音量控制7a上的操作来执行电平控制部分42的电平控制。也就是，基于响应于音量控制7a上的操作所输入的音量操作信息，系统控制部分6设置对应于图5所示音量操作的电平值α，并在电平控制部分42上执行电平设置控制。

在这一级中，由于电平调节值β＝0，基本上基于对应于此操作的步骤值α，系统控制部分6在电平控制部分42上执行电平设置控制。也就是，此时，电平控制部分42中的电平改变以这种方式进行，即直接反映音量控制7a上的操作。同时，输出音量的音量改变对应于音量控制7a上自身的操作。

然后，在例如以如上所述方式的电平调节值设置是关闭的状态下，如果满足了参考图7所述的第一条件，控制就前进到调节步骤1。这种情况下，提供了17级的调节步骤，即调节步骤0(其中电平调节值设置操作是关闭的)到调节步骤16。从调节步骤1到调节步骤16的16级步骤是电平调节值设置为开启的步骤，从而音量调节拉制实际上变得有效。

这里，电平调节值β和对应于音量操作的电平值α采用以dB为单位的值。在调节步骤1中，设置电平调节值β为-1dB。如果其对应于图5的描述，控制信号电平值(α+β)变为(α-1)dB。作为系统控制部分6根据控制信号电平值执行电平控制的结果，响应于音量操作使其电平相对于原始音频信号电平设置降低(衰减)了1dB的数字音频信号，从电平控制部分42输出。

当执行处于调节步骤1的音量调节控制而满足第一条件时，过程前进到调节步骤2。

在本实施例中，将对应于调节步骤的每一步转变的电平调节值β的改变量(单位调节量)设置为-1dB。然后，当过程从调节步骤1前进到调节步骤2时，通过将-1dB增加到对应于调节步骤1的电平调节值β＝-1dB上，从而将电平调节值重新设置为β＝-2dB。根据控制信号电平值(α-2dB)执行电平控制，该电平值基于以这种方式在调节步骤2所设置的电平调节值β＝-2dB而获得。结果，响应于音量操作而设置的电平比原始音频信号电平降低(衰减)了2dB的数字音频信号，从电平控制部分42输出。

然后，在于调节步骤2中执行音量调节控制的状态下，当满足第一条件时，该程序前进至下一个调节步骤3。在调节步骤3中，通过向在调节步骤2中所设置的电平调节值β＝-2dB再加上-1dB，将电平调节值β设置为-3dB。

如果在调节步骤3的控制状态中满足第一条件，则过程前进到调节步骤4。在该步骤中，类似地，通过向在调节步骤3中所设置的电平调节值β＝-3dB再加上-1dB，将电平调节值β设置为-4dB。

在调节步骤4及后续步骤中，同样类似地，如果此时在调节步骤n(这种情况下n是自然数，而且n＝1至16)的控制状态下满足第一条件，则状态转变到其后的下一调节步骤n+1。每次调节步骤数增加一步，电平调节值β的设置就通过对其加上单位调节量-1dB而改变。这意味着，调节步骤前进得越多，响应于音量操作而设置的原始音频信号电平的衰减效果变得越强。

本实施例中，步骤最大变化到调节步骤16。在调节步骤16中，电平调节值β＝-16dB。在调节步骤1至16中的末级调节步骤16的电平调节量是最大的。

例如，在末级调节步骤16的控制状态中，即使满足第一条件，由于没有进一步的步骤，所以仍然维持调节步骤16中的控制状态。

然而，即使为了产生最大音量而在音量控制7a上执行操作，在对应于末级调节步骤16的电平调节值仍然这样设置，从而保证失真不被识别为听觉上音质的损坏和可能破坏电路的过量输入状态，从而不到达扬声器。

而且，假定在末级调节步骤16的控制状态下满足第二条件。这种情况下，过程返回至前一个步骤的调节步骤15。如果在调节步骤15的控制状态下进一步满足了第二条件，过程返回至前一个步骤的调节步骤14。

同样适用调节步骤14和后续步骤。当此时在调节步骤n中的控制状态下满足第二条件，过程前进至前一个步骤的调节步骤n-1。因此这样的话，作为设置为降低-1dB而改变的结果，电平调节值β就降低1dB，从而以按步骤说明的方式使电平衰减效果削弱。

最后，当调节步骤1的控制状态下满足第二条件时，过程前进至电平调节值设置为关闭的状态，电平调节值β变为0，进而过程返回至不执行电平调节的状态。

即使在电平调节值设置为关闭的状态下满足第二条件，仍然维持不进行调节的其中不执行电平调节的状态，例如增加电平的趋势。

如上所述，在本实施例中，作为用于根据第一条件和第二条件的音量调节控制的控制状态，对每一步转换调节步骤。响应于以这种方式为每一步转换的调节步骤，以这种方式重新设置电平调节值β，即加上或减去单位调节量(1dB)。

在本实施例的音量调节控制的状态转换中，以下模式在图8中示出。

首先，当该功能(声源)被切换或该功能是CD播放器时，如果CD被替换，过程前进至电平调节设置为关闭的操作状态，而不管到目前为止的调节步骤的级数。

当功能被切换或CD被替换时，存在这样的情况，即在此切换或替换前后，声源自己的电平并不相同。这种情况下，也在功能被切换或CD被替换后，如果在功能被切换或CD被替换之前的调节步骤是有效的，则发生不便于播放且以小于所需的声音输出的情况。因此，按照上述方式，初始状态以这种方式设置，即电平调节值设置的操作被关闭，以便应对功能被切换或CD被替换的情况，从而可避免上述不便。

在关闭主电源时，例如，作为电源没有提供给电平控制部分42的结果而停止操作。也就是，基本上，电平调节值设置的操作变为关闭(调节步骤0))。

图8所示的算法中，当实际上设置了电平调节值时，步骤数为16，即调节步骤1至调节步骤16，并且对应于每个步骤的电平调节量是1dB。其对应于声源的电平设置，由上面记录的数字音频信号来表示，例如CD。

也就是，通常，记录在CD等上的数字音频信号，按照上述的方式设置为最大电平0dB。然而，如果在维持该电平的同时播放并输出数字音频信号，则实际上作为声音输出的数字音频信号的电平变低。因此，实际上，数字音频信号通常在通过提供固定增益而升高电平之后来播放并输出。在本实施例的实际情况中，当包括将0dB设置为最大电平的CD的音源选作为功能时，例如，图3所示的电平切换部分41执行15dB的电平改变。因此，对于这种情况下的电平调节，与上述相一致，执行最大为-16dB的电平降低，从而在调节步骤(16)中执行最大音量调节的状态下，可靠地获得安全调节状态。而且，根据这种事实，即当使用音量调节控制时，获得听觉上的自然输出声音的衰减，并且根据这种事实，即对应于该级调节步骤的电平单位调节量，通过考虑控制算法的简便均衡而固定为1dB，按照对应于-1dB至-16dB的这种方式做出从调节步骤1至调节步骤16的16个等级的划分。

因此，图8所示电平调节的级数以及对应于级转换的电平调节量可根据实际来适当地改变。

接下来，参照图9和10的流程图给出了由系统控制部分6执行的关于音量调节的处理操作的描述，包括上面图8示出的音量调节控制(电平调节值确定过程)。这些图中所示的处理通过CPU执行根据例如存储于系统控制部分6中ROM的程序的处理来实现。

最初，在系统控制部分6中，响应于在音量控制7a上执行的操作执行图9所示的处理。图9所示的处理需要在例如主电源开启的状态下循环执行。

在图9所示的处理程序中，在步骤S101，根据对应于音量操作的当前电平值α，执行用于显示音量的显示控制。

换言之，这意味着，即使实际的音量(对应于α+β)作为由于调节步骤的变化而改变电平调节值β的结果，这种变化仍然不反映在音量显示上。也就是，音量显示变化只响应于用户在音量控制7a上的操作，并且即使实际的音量变化是由于调节步骤变化的缘故，音量显示所指示的电平仍然不会改变。

在下一步骤S102中，做出关于是否执行用于调高(增加)音量的操作以作为对音量控制7a的操作的确定。当在步骤S102中通过确定不执行用于调高音量的操作来获得否定结果时，在步骤S104中，做出是否执行用于调低(降低)音量的操作的确定。

这里，当在音量控制7a上执行用于调高音量的操作时，例如，本实施例中用户接口部分7根据操作数量和操作持续时间向系统控制部分6发送用于每个步骤的请求音频信号电平升高的命令。而且，当在音量控制7a上执行用于调低音量的操作时，用户接口部分7根据操作数量和操作持续时间向系统控制部分6发送用于每个步骤的请求音频信号电平下降的命令。

在步骤S102中，假设每次接收到用于请求音频信号电平升高一级(by onestep)的命令，就获得肯定的结果。如果在步骤S102中获得此肯定结果，则在步骤103中，系统控制部分6做出对应于音量操作的当前设置的电平值α是否为最大值的确定。

在步骤S103中，当肯定的确定结果通过确定对应于音量操作的当前设置的电平值α是最大值而获得时，跳过随后描述的步骤S104的过程，过程返回到步骤S101。结果，以对应于音量操作的这种方式设置的音量电平保持最大并且没有改变，而且，音量显示器所指示的音量电平保持最大并且没有改变。

另一方面，当在步骤S103通过确定对应于音量操作的当前电平值α不是最大值来获得否定的确定结果时，过程前进至步骤S104，由此对应于音量操作的当前设置的电平值α增加1，并且过程返回至步骤S101。

类似地，在步骤S105中，假设每次接收到用于请求音频信号的电平下降一级的命令，就获得肯定的结果。如果此肯定结果在步骤S105中获得，系统控制部分6就做出关于对应于音量操作的当前设置的电平值α是否为最小值的确定。

在步骤S106中，当肯定的确定结果通过确定对应于音量操作的当前设置的电平值α是最小值来获得时，跳过步骤S107，过程直接返回至步骤S101。另一方面，当在步骤S106中获得否定的确定结果时，过程前进至步骤S107，由此对应于音量操作的当前设置的电平值α降低1，并且过程返回至步骤S101。在经历步骤S107的处理时，以对应于音量操作的这种方式所设置的音量电平保持最小并且没有改变，并且，音量显示器所指示的音量电平保持最小并且没有改变。

根据这种处理流程，当执行用于上调音量的操作以作为对于音量控制7a上的操作时，只要对应于音量操作的电平值α处于最大值范围，此时就根据操作数量和操作持续时间来重复步骤S102、S103、S104、S105和S101的处理。结果，根据与对音量控制7a的操作次数相一致的步骤S103重复执行的次数，对应于音量操作的电平值α增加，所述音量控制7a上的操作用于上调音量和操作持续时间。也就是，根据音量增大操作，执行对应于音量操作的电平值α的设置。

而且，在步骤S103，每次对应于音量操作的电平值α增加一级，过程就返回至步骤S101，其结果是，例如在显示部分7b上的音量显示发生改变，从而显示出对应于电平值α的增加步骤的电平增加，所述电平值α对应于音量操作。

类似地，当执行用于调低音量的操作时，只要对应于音量操作的电平值α处于最小值范围，根据操作数量和操作持续时间，重复步骤S105，S106，S107和S101。因此，对应于音量操作的电平值α的设置以这种方式执行，即根据操作数量和操作持续时间执行步骤S105，以及根据执行步骤S105的次数降低对应于音量操作的电平值α。

而且，当在步骤S105对应于音量操作的电平值α降低一级时，过程返回至步骤S101。结果，在显示部分7b上的音量显示被改变，从而显示出了对应于电平值α的减少步骤的电平下降，所述电平值α对应于音量操作。按照这种方式，根据用户在音量控制7a上从最小值到最大值范围之间执行的操作，音量显示器所指示的音量电平发生改变。

图10示出关于整体音量控制的处理操作示例。当主电源开启时，图9中所示的处理需要结合图10所示的处理来执行。

最初，在步骤S201，在主电源关闭的状态中，处理过程等待主电源开启。根据对用于开启/关闭主电源的控制操作，切换主电源的开启/关闭状态，该控制例如在用户接口部分7中提供。处于主电源关闭的状态是所谓的待机状态，其中只有供应了部分部件的待机电源，例如作为系统控制部分6的微型计算机(以及远程控制器的接收部分)可以工作。

然后，如果在步骤S202响应于开启主电源来获得肯定的结果，则执行处于主电源开启状态的步骤S202和后续步骤的处理。

步骤S202的处理，以及响应于主电源开启而后续执行的步骤S203的处理，是用于音量控制的初始化操作。

例如，响应于主电源的关闭，此时各种所需的设置值存储并保持在例如非易失存储区域(比如，闪存和硬盘)中。这种通过此操作获得的操作或信息称为“最后存储器(last memory )”。当主电源再次开启时，如果各种设置通过参照此最后存储器的信息来执行，可获得与主电源先前开启(switch-on)状态相同的设置环境。

该实施例中，作为这种最后存储器的其中一种，还存储并保持对应于音量操作的电平值α。在步骤S202，读取并存储对应于最后存储器的音量操作的电平值α。

在步骤S203，电平调节值设置关闭。也就是，如参照图8所述，用于音量调节的调节步骤设为0，因此，电平调节值β也设为0。

在后续步骤S204，在确定当前控制信号电平值(α+β)以后，执行对电平控制部分42的控制，从而达到对应于控制信号电平值(α+β)的数字音频信号电平。

在步骤S204中对电平控制部分42的控制通过控制信号Sc2来执行，并对每个声道的电平控制部分42共同执行(见图4)。

在后续步骤S205，处理过程等待预定时间长度的50msec过去。这是用于产生参照图6和图7所述周期TD的过程，也就是，用于检测检测标记flg_H或flg_L以及用于复位对应于每个声道的溢出检测部分43的定时。

然后，每次肯定的确定结果通过在步骤S205确定已经过去了预定时间(50msec)来获得，就执行步骤S206和后续步骤的处理。

在步骤S206，如参照图4所述，系统控制部分6从检测输入端口Pt 1和Pt 2读取检测标记flg_H或flg_L。在后续步骤S207，系统控制部分6输出控制信号Sc3_H和Sc3_L，以便复位溢出检测部分43。

图10中，步骤S206中接收检测标记flg_H或flg_L的定时，也就是，扫描检测输入端口Pt 1和Pt 2的定时，实际上可以根据例如预定的基于时钟的定时以连续的方式来执行。类似地，实际上，溢出检测部分43的复位定时，也就是，在步骤S207中来自端口的控制信号Sc3_H和Sc3_L的输出定时，也可根据例如预定的基于时钟的定时以连续的方式来执行。

在后续步骤S208中，作为到目前为止在步骤S206中以预定间隔(50msec)对检测标记flg_H或flg_L的读取结果，做出关于是否满足如参照图6所述的第一条件的确定。当肯定的确定结果在步骤S208通过确定满足第一条件而获得时，处理过程前进至步骤S209。

在步骤S209，对指示调节步骤的当前设置级的变量n是否为最大值(在图8示例中16是最大值)做出确定。这里，当肯定的确定结果通过确定变量n是最大值来获得时，跳过随后描述的步骤S210，以及处理过程直接返回到步骤S204的处理。也就是，此时，由于调节步骤已经达到末级，因此该级调节步骤不用再前进，并且保持到目前为止的调节步骤。也如上面所述，在末级的调节步骤中，输出声音的音量被调节至不发生有问题的失真的这种程度。因此，实际上在步骤S209，很难获得肯定结果的情况。

当在步骤S209通过确定变量n不是最大值来获得否定结果时，处理过程前进至步骤S210的处理。

在步骤S210，对目前为止已经设置的调节步骤n设置增加1的级数。也就是，使调节步骤前进一步。响应于此，例如如图8所示，到目前为止的电平调节值β设置为增加了单位调节量-1dB的新值。

在执行步骤S210的处理后，处理过程返回至步骤S204。

当在步骤S208通过确定在当前级上没有满足第一条件而获得否定的确定结果时，在步骤S211，作为到目前为止在步骤S206中以50msec的间隔对检测标记flg_H或flg_L的读取结果，做出关于是否满足如参照图7所述的第二条件的确定。当在步骤S208通过确定当前级仍没有满足第二条件而获得否定的确定结果时，处理过程直接返回至步骤S204，而不改变调节步骤。另一方面，当通过确定满足第二调节而获得肯定的确定结果时，处理过程前进至步骤S212。

在步骤S212，做出n是否等于0的确定，也就是，针对指示调节步骤的当前级的变量n，调节步骤是否为0。如参照图8所述，调节步骤0是电平调节值设置基本上关闭以及继而电平调节值β为0的状态。

当在步骤S212获得肯定结果时，由于该级调节步骤不能再返回，所以处理过程直接前进至步骤S204而不改变调节步骤。

另一方面，当在步骤S212获得否定结果时，处理过程前进至步骤S213。

在步骤S213，对到目前为止已设置的调节步骤n的设置降低了1的级数。也就是，使调节步骤转换到前一级。响应于此，到目前为止已经设置的电平调节值β设置为减去单元调节量-1dB的新值。在执行步骤S213的处理之后，处理过程返回至步骤S204。

作为在经历上述步骤S210或步骤S213之后返回步骤S204的处理过程的结果，控制信号电平值(α+β)以这种方式改变，即反映了因调节步骤的级的变化而改变的电平调节值β。

结果，从电平控制部分42输出的音频信号总是以这种电平输出，即响应于对音量控制7a的操作而(根据对应于音量操作的电平值α)设置的电平通过对应于调节步骤的调节(基于电平调节值β)量来调节。

在之前的步骤S205，在待机周期中，直到确认已经过去了预定时间(50msec)，执行步骤S214和后续步骤的处理程序。

最初，在步骤S214，对是否切换此功能做出确定。当在步骤S214获得否定结果时，在下一步骤S215，对关于是否替换CD(当此功能模式是CD时)做出确定。

当在步骤S214或步骤S215之一获得肯定的确定结果时，处理过程返回至步骤S203。结果，如参照图8所述，当在此功能被切换或此功能模式是CD从而替换CD时，电平调节值设置关闭，由此复位电平调节值β。

当在步骤S214和S215中都获得否定结果时，在步骤S216做出关于主电源是否关闭的确定。当获得肯定的确定结果以作为主电源开启的结果时，处理过程返回至步骤S201，并且处理过程等待开启主电源。按照上述方式，在主电源关闭的状态下，处理过程等待主电源开启，而不用特别执行用于调节值设置的处理过程。因此，主电源关闭的状态基本上与电平调节设置关闭的状态相同。

当在步骤S216获得否定的确定结果以作为主电源关闭的结果时，在步骤S217，当此功能模式是CD时，响应于例如播放处理或对用户接口部分7的操作，对CD的轨道是否改变(包括CD播放停止及CD播放暂停)做出确定。这里引用的轨道是对应于例如每个音乐片段的内容管理单元。

当通过确定轨道没有变化而在步骤S217获得否定的确定结果时，处理过程直接返回至步骤S204。另一方面，当通过确定轨道发生变化而获得肯定的确定结果时，处理过程在执行步骤S213的处理之后返回至步骤S204。结果，当CD的轨道变化时，调节步骤就返回一步，因此从电平控制部分42输出的音频信号的电平降低-1dB。

例如，在对应于轨道开始位置的音乐片断的开始邻近处，电平突然变得高的可能性小，实际上，电平经常很低。由于这种原因，如果在轨道播放开始前立即保持调节步骤的设置，就可能发生不便，即轨道开始部分的播放音量变得太小，从步骤S217至步骤S213的处理的顺序通过考虑避免这种不便来执行。

基于图10所示的处理，处于诸如功能模式为CD及停止或暂时停止播放的状态，不改变或维持已经在开始播放停止或暂时停止之前立刻设置的调节步骤(电平调节值β)。然而，在处于停止或暂时停止播放的状态下，当执行用于改变轨道的操作时，在步骤S217获得肯定的确定结果，而且调节步骤在步骤S213返回一步。

如从图9和10所示的处理可以看出，音量显示只根据对应于音量操作的电平值α来改变，其响应于对音量控制7a的操作而设置，不反映从电平控制部分42来的音频信号的实际输出电平，所述音频信号的实际输出电平根据此时调节步骤n来调节。

如果基于根据调节步骤n调节的音频信号值(α+β)来执行音量显示，则发生了下述不便。

假定，例如用户通过操作音量控制7a输出相当大电平(heavy level)的声音。此时，如果音量调节功能工作，用户接口不合要求地按照这种方式操作，即既使用户不执行音量操作，音量显示器所指示的音量电平仍然降低。因此，该实施例中，如上所述来形成配置，从而避免这种不便。

作为目前为止按照这种方式描述的执行音量调节控制的结果，本实施例中，防止诸如感知损坏声音质量的失真发生和对功率放大器侧的过量输入之类的情况就变得可能，这些情况可导致电路、扬声器等的损坏。

这里，如参照图3所述，本实施例的音量调节控制系统的总体结构是基于关于电平控制部分42的输出有或没有溢出的检测结果的电平控制部分42的控制系统，从而形成了基于反馈的控制系统。电平控制部分42的主要功能是响应于音量操作来设置音频信号电平。

因此，本实施例中，当作为执行音量操作的结果，音频信号电平变得过大时，音量调节工作于抑制音量。

例如，如果制造对应于本实施例结构的常规的音量调节控制系统，则基于有关于输入电平控制部分42的音量信号电平检测的结果来执行对音量抑制的控制，也就是，基于有关于对应音量操作的电平设置之前的电平来执行。在这种结构中，如果不管音量操作，由于声源自身的电平过大，则音量电平被抑制。

相反，本实施例中，既使声源自身的电平相对较高，在根据此时的音量设置而没有特别达到过量输入状态的情况下，音量电平的抑制仍然不起作用。

结果，例如，当以大约相同程度的音量操作电平播放同一声源时，例如本实施例中，专门抑制由对应于音量总量而具有丰富音量感觉的满意音质。

为了执行用于音量调节控制的调节电平值设置，可从图10的流程图理解，调节电平值设置主要是通过对用于前进调节步骤的第一条件或用于返回调节步骤的第二条件是否满足的确定处理来实现，以及根据该确定处理，用于给调节步骤值增加1(前进一步调节步骤)或减少1(返回一步调节步骤)。对应于调节步骤的一个增加/一个减少的电平调节值β的变化量固定为作为绝对值的1dB。

例如，音量调节操作可以是执行各种调节设置和获得调节电平值的调节电平值设置，这些设置根据条件确定的结果而适当地不同。然而，这种情况下，由于条件设置有多种，条件的确定就变得复杂。结果，例如，由系统控制部分6执行的用于音量调节的算法变得复杂，程序变得巨大，导致恶劣影响的发生，比如用于存储程序的ROM容量受到限制。

相反，在如本实施例中用于调节电平值设置算法的情况下，当与上述常规情况相比时，就形成了简单的程序。结果，减小了出于音量调节控制目的的用于存储程序的ROM大小。

本实施例中，如图6所示，对于第一条件，要花大约一秒钟周期用于确定。而且，对于第二条件，要花大约三秒钟周期用于确定。也就是，甚至要花一秒钟或三秒钟的相当长的时间来向前或返回一个步骤的调节步骤。然后，同样，当例如输入至功率放大器侧的音频信号电平过高或过低时，以及调节步骤需要前进或返回几步时，则需要从几秒钟到几十秒钟的时间。也就是，作为音量控制在响应于实际音频信号电平变得过高或过低的状态下工作的灵敏度，设置相当低的灵敏度。

例如，为了快速响应音频信号电平，上述条件的确定所需的时间可设置为更短，从而获得类似于限幅器的所谓的电平控制操作。然而，这种情况下，例如，既使用户通过考虑产生高音量时允许发生失真来执行音量操作，由于从早期就开始音量抑制，所以对于听觉，就用户他自己/她自己进行音量操作的操作量而言，用户感觉实际音量非常小。这导致，例如，对于用户感到从音质上没有产生效果的相反印象。

相反，在本实施例的情况下，对于在用户通过考虑产生高音量来执行音量操作之后的时间，以大约与音量操作成比例大的音量输出声音。结果，用户不会对诸如听觉上没有影响之类的情况感觉不满意。然后，由于在诸如几秒钟之类时间内，作为降低至输入给功率放大器电平的音量不溢出的结果，电路、扬声器等受到保护。而且，作为以上述步骤这样的方式来逐渐降低电平的结果，由于诸如非自然的音量变化的原困，声音不能被用户所识别。

本发明不局限于到目前为止的实施例。

例如，在上述实施例中，当作出对于图6和7所示的第一条件和第二条件的确定时，关于音频信号输出的流程图的有无溢出将用作对其的参考。此原因在于变得高于或等于看作过量输入的预定电平的状态，可得到对应于溢出的状态。也就是，本实施例中，例如，当获得了对于电平是否高于或等于看作过量输入的预定电平的确定结果时，可采用除溢出检测装置外的装置。可以按照这种方式来形成配置，例如实际检测音频信号的电平，并通过将所检测电平与阈值电平相比较，做出对于电平是否高于或等于看作过量输入的预定电平的确定。

虽然用于确定关于第一条件和第二条件所使用的检测标记flg_H和flg_L的抽样定时设置为50msec，也可以采用其它的抽样定时。而且，虽然对于第一条件和第二条件的预定周期分别设置为，例如，大约一秒钟或三秒钟，该确定周期的时间长度可适当地变化。基于上述内容，用于确定第一条件和第二条件是否满足的元件不局限于参照图6和7所述的内容。

作为示例，可如下构成结构。当图6所示的第一条件满足时，目前为止所描述的使调节步骤以一个步骤为单位前进，不执行对图7所示的第二条件的确定。因此，既使信号电平返回至固定电平或更低的电平，仍然不执行用于返回到调节步骤的操作。这种顺序可认为当作出关于图7所示的第二条件时，设置对于三秒钟的确定周期的无限多。这种情况下，既使声源音量变小，例如，在相当短时间内，调节步骤不会这样返回。从而，当声源音量再次回到大的声源音量时，音量可在与如上述调节步骤相同的调节步骤中有效地受到抑制。这种情况下，在调节步骤返回一步(存在调节步骤返回两步或更多步的情况)的时候，如其中所示，例如，图10的步骤S217是CD轨道变化的时候。在图10中，当功能切换或CD替换时，处理过程返回至步骤S203，由此初始化调节步骤。或者，类似于上述CD轨道改变的情况，可采用返回预定量调节步骤的顺序。

如图4所示，本实施例中，提供的第一逻辑“或”计算电路8-1，用于计算对应于全音域声道组的检测标记(flg_FL，flg_FR，flg_FC，flg_SL，flg_SL和flg_SR)，以及第二逻辑“或”计算电路8-2，用于计算对应于亚低音声道组的检测标记(flg_SW1和flg_SW2)。系统控制部分6接收由第一逻辑“或”计算电路8-1和第二逻辑“或”计算电路8-2分别输出的检测标记flg_H和flg_L。

代替这种结构，例如，可按照这种方式形成配置，即系统控制部分6读取对应于全音域声道组的所有检测标记(flg_FL，flg_FR，flg_FC，flg_SL，flg_SL和flg_SR)，和对应于亚低音声道组的检测标记(flg_SW1和flg_SW2)，这些检测标记的逻辑“或”在系统控制部分6中计算。

然而，如果采用这种结构，需要用作系统控制部分6的微型计算机的七个输入部分来用于音量调节控制，而且可能不能够有效地重复使用无限多的端口。相反，如果采用本实施例的结构，具有只需两个输入端口的优点。而且，根据此情况，可以按照这种方式构成该结构，即提供一个逻辑“或”计算电路，并且对应于全音域声道组的所有检测标记(flg_FL，flg_FR，flg_FC，flg_SL，flg_SL和fg_SR)和对应于亚低音声道组的检测标记(flg_SW1和flg_SW2)输入至逻辑“或”计算电路，系统控制部分6做出对于第一条件和第二条件的条件确定。

虽然已经通过使用示例描述了实施例，其中本发明可用于多声道声音播放设备，该设备中全音域由五个声道构成，亚低音由两个声道构成，多声道的结构不受特别限制。本发明甚至可适于兼容普通L和R立体声的声音播放设备或单声道的声音播放设备。

在实施例的结构中，对应于音量操作的音频信号的电平改变，以及对应于音量调节的音频信号的电平改变，是通过电平控制部分42的控制来执行的。然而，在本实施例中，例如，如果只构成用于在对应于音量操作的电平上输出的音频信号上执行电平调节的控制系统，则对应于音量操作的音频信号的电平改变和用于音量调节的音频信号的电平改变不需要由相同的电路部分来执行。例如，在本实施例的声音播放设备的配置情况下，对音量调节的电平控制也可通过对处于功率放大器块5中的PWM调制器53的控制来执行。这种情况下，电平可通过诸如偏移用于PWM调制的基准电平之类的方法来控制。

而且，本实施例中，虽然所谓的数字功率放大器(D级放大器)用作功率放大器，功率放大器级的结构不需要特别限定。因此，本发明可应用于音量调节控制的对象是模拟音频信号的情况。

Claims (8)

1.一种信号处理设备，包括：

电平改变装置，用于根据音量操作信息和电平调节信息设置并输出输入声音信号的电平；

确定装置，用于确定从电平改变装置输出的声音信号的电平是否满足预定条件；和

电平调节装置，用于当确定装置确定所输出的声音信号满足预定条件时，将当前电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前电平调节信息加上调节预定量或从当前电平调节信息中减去调节预定量来获得；以及

电平检测装置，用于检测从电平改变装置输出的声音信号是否处于固定或更高的电平，

其中所述确定装置基于电平检测装置的检测结果，确定从电平改变装置输出的声音信号的电平是否在预定时间周期处于固定或更高的电平，以及

当确定装置确定输出的声音信号的电平在预定时间周期持续处于固定或更高的电平时，电平调节装置将当前的电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前的电平调节信息加上预定调节量来获得，

并且其中所述电平调节装置根据输入至电平改变装置的声源的预定变化，使用电平调节信息作为初始值。

2.根据权利要求1的声音信号处理设备，其中所述电平调节装置根据输入至电平改变装置的声源的预定变化，更新电平调节信息。

3.根据权利要求1的声音信号处理设备，其中对应地提供用于多个声道的声音信号的多个电平改变装置和多个电平调节装置，

确定装置基于从多个电平改变装置输出的每个声音信号的电平，确定多个声道的声音信号的总体趋势是否满足预定条件，以及

当确定装置确定满足预定条件时，电平调节装置将当前的电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前电平调节信息加上或从当前电平调节信息中减去预定调节量来获得。

4.一种信号处理设备，包括：

电平改变装置，用于根据音量操作信息和电平调节信息设置并输出输入声音信号的电平；

确定装置，用于确定从电平改变装置输出的声音信号的电平是否满足预定条件；和

电平调节装置，用于当确定装置确定所输出的声音信号满足预定条件时，将当前电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前电平调节信息加上调节预定量或从当前电平调节信息中减去调节预定量来获得；以及

电平检测装置，用于检测从电平改变装置输出的声音信号的电平是否处于固定或更高的电平，

其中所述确定装置确定从电平改变装置输出的声音信号的电平处于固定或更高电平的状态中的全部时间与单位时间的比例是否小于预定值，以及

当确定装置确定输出声音信号的电平处于固定或更高电平的状态中的全部时间与单位时间的比例小于预定值时，电平调节装置将当前的电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过从当前的电平调节信息中减去预定调节量来获得，

并且其中所述电平调节装置根据输入至电平改变装置的声源的预定变化，使用电平调节信息作为初始值。

5.根据权利要求4的声音信号处理设备，其中所述电平调节装置根据输入至电平改变装置的声源的预定变化，更新电平调节信息。

6.根据权利要求4的声音信号处理设备，其中对应地提供用于多个声道的声音信号的多个电平改变装置和多个电平调节装置，

确定装置基于从多个电平改变装置输出的每个声音信号的电平，确定多个声道的声音信号的总体趋势是否满足预定条件，以及

当确定装置确定满足预定条件时，电平调节装置将当前的电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前电平调节信息加上或从当前电平调节信息中减去预定调节量来获得。

7.一种声音信号处理方法，包括：

电平改变步骤，用于根据音量操作信息和电平调节信息设置并输出输入声音信号的电平；

确定步骤，用于确定在电平改变步骤中输出的声音信号的电平是否满足预定条件；

电平调节步骤，用于当在确定步骤中确定输出的声音信号满足预定条件时，将当前的电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前电平调节信息加上或从当前电平调节信息中减去预定调节量来获得；和

电平检测步骤，用于检测在电平改变步骤中输出的声音信号是否处于固定或更高的电平，

其中在所述确定步骤中，基于电平检测步骤的检测结果，确定在电平改变步骤中输出的声音信号的电平是否在预定时间周期处于固定或更高的电平，以及

当在确定步骤中确定输出的声音信号的电平在预定时间周期持续处于固定或更高的电平时，在电平调节步骤中，将当前的电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前的电平调节信息加上预定调节量来获得，

并且其中所述电平调节步骤根据输入至电平改变步骤的声源的预定变化，使用电平调节信息作为初始值。

8.一种声音信号处理方法，包括：

电平改变步骤，用于根据音量操作信息和电平调节信息设置并输出输入声音信号的电平；

确定步骤，用于确定在电平改变步骤中输出的声音信号的电平是否满足预定条件；

电平调节步骤，用于当在确定步骤中确定输出的声音信号满足预定条件时，将当前的电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过向当前电平调节信息加上或从当前电平调节信息中减去预定调节量来获得；和

电平检测步骤，用于检测在电平改变步骤中输出的声音信号的电平是否处于固定或更高的电平，

其中在所述确定步骤中确定在电平改变步骤中输出的声音信号的电平处于固定或更高电平的状态中的全部时间与单位时间的比例是否小于预定值，以及

当在确定步骤中确定输出声音信号的电平处于固定或更高电平的状态中的全部时间与单位时间的比例小于预定值时，在电平调节步骤中，将当前的电平调节信息更新为新的电平调节信息，该新的电平调节信息通过从当前的电平调节信息中减去预定调节量来获得，

并且其中所述电平调节步骤根据输入至电平改变步骤的声源的预定变化，使用电平调节信息作为初始值。

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