DE19825789A1

DE19825789A1 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Kompensierung der Tonlautstärke

Info

Publication number: DE19825789A1
Application number: DE19825789A
Authority: DE
Inventors: Yeong Ho Ha; Kyu Pill Han; Kwang Choon Lee; Zoong Hee Kim; Jae Woo Koo; Sung Hoon Choi
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1998-12-24
Also published as: GB9812502D0; GB2330962A; BR9806443A; JPH1188088A; EP0884839A3; US6636609B1; GB2330962B; EP0884839A2; EP0884839B1; CN1206985A; CN1148059C; BR9806443B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Audiosignalverarbeitungstechnologie und insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke (Sound Volume) ohne zusätzliche Tastenbetätigung durch einen Benutzer.

2. Beschreibung des bekannten Stands der Technik

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine herkömmliche Audiosignalverarbeitungsvorrichtung für ein Fernsehgerät darstellt. Wie darin gezeigt, umfaßt die Vorrichtung eine Abstimmeinheit 101 zur Auswahl eines vom Benutzer gewünschten Kanals aus einer Vielzahl von Kanälen in Übereinstimmung mit Hochfrequenzübertragungssignalen, die über eine Antenne ANT empfangen werden, eine Wellenerkennungseinheit 102 zum Empfang eines Ausgangssignals der Abstimmeinheit 101 und zur Wiederherstellung eines Videosignals und eines Audiosignals, eine Eingangssignalauswahleinheit 103 zur Ausgabe des von der Wellenerkennungseinheit 102 empfangenen Videosignals an eine Bildverarbeitungseinheit und zur Ausgabe eines Audiosignals, das von der Wellenerkennungseinheit 102 ausgegeben wird, oder eines externen Audiosignals EAU_in, eine Stimmensteuereinheit 104 zur Einstellung einer Tonlautstärke des Audiosignals AU, das von der Eingangssignalauswahleinheit 103 ausgegeben wird, und zur Ausgabe eines resultierenden Signals an einen Lautsprecher SP, und einen Mikrocomputer 105 zur Steuerung entsprechender Blöcke in Übereinstimmung mit einem vom Benutzer gewählten Signal, das von einer Tasteneingabeeinheit 106 empfangen wird.

Nun wird der Betrieb der herkömmlichen Audiosignalverarbeitungsvorrichtung beschrieben.

Zuerst gilt für den Fall, daß ein Benutzer eine Bereichswellen-Übertragung sehen möchte, bei Eingabe eines erforderlichen Übertragungskanals über die Tasteneingabeinheit 106 das Eingangssignal dem Mikrocomputer 105 zugeführt wird, der wiederum das entsprechende Steuerungssignal an die Abstimmeinheit 101 ausgibt.

Die Abstimmeinheit 101 wählt einen Kanal aus einer Vielzahl von Kanälen mit Hochfrequenzübertragungssignalen über die Antenne ANT, das heißt, der Kanal, der dem darauf angewandten Steuerungssignal aus dem Mikrocomputer 105 entspricht, der vom Benutzer ausgewählt wird, verstärkt das Fernsehübertragungssignal des entsprechenden Kanals auf einen vorbestimmten Pegel und gibt das verstärkte Signal aus. Danach stellt die Wellenerkennungseinheit 102 ein Originalvideosignal und ein Audiosignal aus dem Signal wieder her, das aus der Abstimmeinheit 101 ausgegeben wird.

Die Eingangssignalauswahleinheit 103 überträgt das Videosignal aus den Signalen, die aus der Wellenerkennungseinheit 102 ausgegeben werden, zur Bildverarbeitungseinheit, und das Audiosignal AU wird zur Stimmensteuereinheit 104 übertragen.

Wenn eine Wiedergabe eines externen Gerätes über eine zusätzliche Verbindungsleitung notwendig ist, ausgenommen den Fall, in dem eine Bereichswellenübertragung angesehen wird, das heißt, wenn periphere Geräte wie ein Videorecorder, ein CD (Compact Disc)-Player und ein LD (Laser Disc)-Player an das Fernsehgerät zur Wiedergabe angeschlossen sind, kann ein Benutzer die Tastenbetätigung für eine entsprechende Funktion über die Tasteneingabeeinheit 106 durchführen, und der Mikrocomputer 105 erkennt die Tastenbetätigung, um dadurch ein dazugehöriges Steuerungssignal CS1 der Eingangssignalauswahleinheit 103 zuzuführen.

Danach wählt die Eingangssignalauswahleinheit 103 das Audiosignal oder das externe Audiosignal EAU_in, die von der Wellenerkennungseinheit O2 in Übereinstimmung mit dem Steuerungssignal CS1 ausgegeben werden, und gibt das Videosignal und das Audiosignal an die Bildverarbeitungseinheit beziehungsweise die Stimmensteuereinheit 104 weiter. Die Stimmensteuereinheit 104 empfängt das Audiosignal AU, das aus der Eingangssignalauswahleinheit 103 ausgegeben wird, und stellt das empfangene Signal auf eine vom Benutzer gewünschte Lautstärke ein, das heißt, eine Lautstärke in Übereinstimmung mit dem Steuerungssignal CS2, das vom Mikrocomputer 105 ausgegeben wird, um dem Lautsprecher SP zugeführt zu werden.

Wie oben beschrieben, hat die herkömmliche Audiosignalverarbeitungsvorrichtung einen Nachteil, der darin besteht, daß eine Tonlautstärke händisch eingestellt werden muß, wann immer ein Kanal oder eine Eingangsaudioquelle geändert wird, sollte ein Benutzer einen bestimmten Pegel für den Audioausgang wünschen.

Zum Beispiel weisen ein Musiksignal und ein Stimmensignal Unterschiede bei beim Frequenzmerkmal auf. Musik ermöglicht eine gleichmäßige Frequenzverteilung, so daß das Musiksignal in einem menschlichen Hörsystem breiter klingen kann als es in Wirklichkeit ist, während Stimme schwächer klingt als Musik, da die menschliche Stimme bei 1-5 kHz liegt.

Weiter kommt es in vielen Fällen bei der Lautstärke zu ungleichmäßiger Ausgabe auf Grund von Übertragungspegelunterschieden in Abhängigkeit von Übertragungsstationen, Empfangsempfindlichkeitsunterschieden in Abhängigkeit von Bezirken und Aufnahmepegelunterschieden von Aufnahmemedien, wobei die Tonlautstärke händisch durch den Benutzer eingestellt werden muß.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt auf die Beseitigung der herkömmlichen Nachteile ab. Demzufolge besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Kompensierung der Tonlautstärke zu schaffen, wobei eine Lautstärkenkompensierung gemäß eines Hörfrequenzmerkmals von Menschen unter Berücksichtigung einer Lautstärkenkurve durchgeführt wird, und eine Stimmenenergie wird hinsichtlich eines Halbsignals eines symmetrischen Audiosignals berechnet, um in eine vereinfachte Messung umgewandelt zu werden.

Um die oben beschriebene Aufgabe zu erfüllen, wird ein Verfahren zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, umfassend einen ersten Schritt, um zu bestimmen, ob eine Kanalumschalttaste und eine Audioeingabeumschalttaste betätigt werden, einen zweiten Schritt zur Erzeugung einer Energie eines Audiosignals, wenn die Kanalumschalttaste betätigt wird, und einen dritten Schritt zum Vergleichen eines Energiewertes des Audiosignals, das für eine vorbestimmte Zeitspanne erfaßt wird, mit einem Energiewert, der von einem vorhergehenden Schritt davon erhalten wird, und zum Kompensieren einer Lautstärke, die einem Unterschied entspricht, der durch den Vergleich erhalten wird, wodurch ein absoluter Lautstärkenpegel aufrechterhalten wird.

Um die oben beschriebene Aufgabe zu erfüllen, wird weiter ein Verfahren zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, umfassend einen Eingabebestimmungsschritt, um zu bestätigen, ob ein Eingangsmodus eines Audiosignals oder ein Kanal geändert wird, einen Energieerzeugungsschritt zur Berechnung eines Energiewertes des Eingangsaudiosignals durch vorbestimmte Zyklen, und zur Ermittlung einer Durchschnittsenergie des berechneten Energiewertes und eines Energiewertes, der bei einem vorhergehenden Schritt davon erhalten wird, einen Audio-Modus-Bestimmungsschritt zum Trennen des Eingangsaudiosignals in ein stimmhaftes und stimmloses Intervall, und zur Bestimmung, ob auf der Grundlage der getrennten Intervalle das Eingangsaudiosignal in einem Musikmodus oder in einem Stimmenmodus ist, und einen Moduslautstärkenkompensierungsschritt zur Berechnung einer kompensierten Menge des Audiosignals unter Berücksichtigung eines Energiewertes, der im Energieerzeugungsschritt erzeugt wird, und des Audiomodus, und zur Durchführung einer Lautstärkenkompensierung gemäß des zusammengestellten Wertes. Weiter wird zur Erfüllung der oben beschriebenen Aufgabe eine Vorrichtung zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke in einem Klangwiedergabegerät bereitgestellt, das Klang mit einer Bereitstellung eines externen Audiosignals oder eines Bereichsaudiosignals gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt, umfassend ein Tiefpaßfilter und einen Verstärker zur Entfernung von Hochfrequenzgeräuschelementen, die in einem Eingangsaudiosignal enthalten sind, und zur Verstärkung des resultierenden Signals auf einen vorbestimmten Pegel, eine Energieerfassungseinheit zur Berechnung einer Energie des Audiosignals, das im Tiefpaßfilter und im Verstärker verstärkt wird, einen Mikrocomputer zum Addieren eines Energiewertes des Audiosignals, das durch die Energieerfassungseinheit für eine vorbestimmte Zeitspanne ermittelt wird, Vergleichen des Audiosignalenergiewertes mit einem Wert, der bei einem früheren Schritt davon ermittelt wurde, und Ausgabe eines lautstärkenkompensierten Steuerungssignal, das dem verglichenen resultierenden Wert entspricht, und eine Lautstärkensteuereinheit zum Kompensieren eines Verstärkungsgrades des Eingangsaudiosignals in Übereinstimmung mit dem lautstärkenkompensierten Steuerungssignal.

Weiter wird zur Erfüllung der oben beschriebenen Aufgabe eine Vorrichtung zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke in einem Audiogerät bereitgestellt, das eine Tonlautstärke eines Eingangsaudiosginals in Übereinstimmung mit einer Anforderung eines Benutzers gemäß der vorliegenden Erfindung verstärkt und ausgibt, und umfassend eine Umschalteinheit zur Übertragung eines Eingangsaudiosignals an einen Analog-Digital-Umsetzer, wenn der Eingangsaudiosignalmodus umgewandelt oder ein Übertragungskanal umgeschaltet wird, eine Energieerfassungseinheit zum Empfangen eines digitalen Audiosignals, das vom Analog-Digital-Umsetzer ausgegeben wird, und zum Erhalten und Akkumulieren eines Energiewertes entsprechender Intervalle darin durch vorbestimmte Zyklen, eine Audiomodus-Bestimmungseinheit zum Vergleichen von Energiewerten der erhaltenen entsprechenden Intervalle mit einem Referenzenergiewert, wobei die Intervalle, die in Übereinstimmung mit dem verglichenen resultierenden Wert als stimmhaft und stimmlos bestimmt wurden, akkumulierend gezählt werden, und Bestimmen eines Eingangsaudiosignalmodus auf der Grundlage des akkumulierten Zählwertes, eine kompensierte Mengenberechnungseinheit zum Erhalten einer Gesamtenergie des Eingangsaudiosignals auf der Grundlage der Anzahl der stimmhaften Intervalle, die während der vorbestimmten Rahmenzeitspanne gezählt wurden, zum Erhalten eines Unterschiedes der erhaltenen Gesamtenergie und des Referenzenergiewertes, und zur Berechnung eines lautstärkenkompensierten Wertes in Übereinstimmung mit dem Unterschiedswert und dem bestimmten Audiomodus, und eine digitale Signalverarbeitungseinheit einschließlich Verstärker zur Verstärkung einer Lautstärke des Audiosignals, das vom Analog-Digital-Umsetzer ausgegeben wird, durch Verwendung des lautstärkenkompensierten Wertes.

Die Aufgabe und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher hervorgehen. Es versteht sich jedoch, daß die detaillierte Beschreibung und das spezielle Beispiel, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, nur zu Illustrationszwecken angeführt werden, da verschiedene Änderungen und Modifizierungen innerhalb des Geistes und Umfanges der Erfindung den Fachleuten durch die detaillierte Beschreibung deutlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnung, die lediglich zu Illustrationszwecken beigelegt werden und daher keine einschränkende Wirkung auf die Erfindung haben, besser verständlich werden, wobei:

Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das eine herkömmliche Audiosignalverarbeitungsvorrichtung für ein Fernsehgerät darstellt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das eine Audiosignal verarbeitungsvorrichtung für ein Fernsehgerät gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, das im Detail eine automatische Lautstärkenregelungsvorrichtung im Diagramm von Fig. 2 darstellt;

Fig. 4 ein Blockdiagramm ist, das im Detail eine Energieerfassungseinheit im Diagramm von Fig. 3 darstellt;

Fig. 5A bis 5D Zeitdiagramme der entsprechenden Blöcke im Diagramm von Fig. 4 sind;

Fig. 6 ein Ablaufplan ist, der eine automatische Lautstärkenregelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 7 ein Blockdiagramm ist, das im Detail eine automatische Lautstärkenregelungsvorrichtung gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 8 ein Blockdiagramm ist, das im Detail eine digitale Signalverarbeitungseinheit im Diagramm von Fig. 7 darstellt;

Fig. 9 ein Ablaufplan ist, der ein automatisches Lautstärkenkompensierungsverfahren gemäß der anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und

Fig. 10 ein Zeitdiagramm ist, das eine Datenabtastung und ein Beispiel zur Bestimmung stimmhafter und stimmloser Intervalle darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Audiosignalverarbeitungsvorrichtung für ein Fernsehgerät gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie darin gezeigt, umfaßt die Vorrichtung eine Abstimmeinheit 201 zur Auswahl eines von einem Benutzer aus einer Vielzahl von Kanälen gewünschten Kanals in Übereinstimmung mit Hochfrequenzübertragungssignalen, die durch eine Antenne ANT empfangen werden, eine Wellenerkennungseinheit 202 zum Empfang eines Ausgangssignals der Abstimmeinheit 201 und Wiederherstellung eines Videosignals und eines Audiosignals, eine Eingangssignalauswahleinheit 203 zur Ausgabe des von der Wellenerkennungseinheit 202 empfangenen Videosignals an eine Bildverarbeitungseinheit und zur Ausgabe des Audiosignals, das aus der Wellenerkennungseinheit 202 ausgegeben wird, oder eines externen Audiosignals EAU_in, eine automatische Lautstärkenregelungsvorrichtung 204 zur Akkumulierung eines Energiewertes des aus der Eingangssignalauswahleinheit 203 ausgegebenen Audiosignals AU, wenn von einem Kanal auf einen anderen gewechselt und ein Eingangssignal umgestellt wird, so daß der akkumulierte Energiewert mit jenem verglichen wird, der durch den vorherigen Schritt erhalten wurde, um dadurch eine Lautstärke des Eingangsaudiosginals in Übereinstimmung mit dem verglichenen Ergebnis einzustellen, eine Sprachsteuereinheit 205 zum Einstellen einer Tonlautstärke des aus der automatischen Lautstärkenregelungsvorrichtung 204 ausgegebenen Audiosignals AU, wenn eine Lautstärkeregelungstaste durch den Benutzer betätigt wird, und zur Ausgabe eines resultierenden Signals an einen Lautsprecher SP, und einen Mikrocomputer 206 zur Steuerung eines Abstimmungsvorganges der Abstimmeinheit 201, eines Eingangssignalauswahlvorganges der Eingangssignalauswahleinheit 203 und eines Lautstärkenregelungsvorganges der Stimmensteuereinheit 205.

Wie in Fig. 3 dargestellt, umfaßt die automatische Lautstärkeregelungsvorrichtung 204 ein Tiefpaßfilter und Verstärker 301, eine Energieerfassungseinheit 302, einen Mikrocomputer 206 und eine Lautstärkensteuereinheit 303.

Das Tiefpaßfilter und Verstärker 301 entfernen Hochfrequenz-Geräuschelemente, die im Eingangsaudiosignal Au_in enthalten sind und verstärken das geräuschbereinigte Eingangsaudiosignal auf einen geeigneten Pegel. Die Energieerfassungseinheit 302 akkumuliert darin eine Energie des Audiosignals, das aus dem Tiefpaßfilter und Verstärker 301 ausgegeben wird, für eine vorbestimmte Zeitspanne. Der Mikrocomputer 206 vergleicht einen Energiewert, der in der Energieerfassungseinheit 302 errechnet wird, mit jenem des vorhergehenden Schrittes und gibt ein Lautstärkeregelungsignal aus, um soviel Verstärkung aus zugeben, wie dem Unterschied entspricht, der beim Vergleich herauskommt. Die Lautstärkeregelungseinheit 303 kompensiert die Tonlautstärke des Eingangsaudiosignals in Übereinstimmung mit dem Lautstärkeregelungssignal, das aus dem Mikrocomputer 206 ausgegeben wird, und gibt den kompensierten Wert aus.

Nun werden der Betrieb und die Wirkung der auf diese Weise erstellten Vorrichtung zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke beschrieben.

Die Betriebsschritte in Fig. 2, außer der automatischen Lautstärkeregelungsvorrichtung 204, sind den herkömmlichen von Fig. 1 ähnlich.

Im speziellen wird ein Fernsehaudiosignal eines Kanals, der durch die Abstimmeinheit 201 und die Wellenerkennungseinheit 202 gewählt wird, einem Eingabeterminal der Eingangssignalauswahleinheit 203 zugeführt, und ein externes Audiosignal EAU_in, das aus einem Videorecorder, einem CD-Player oder einem LD-Player erzeugt wird, wird einem weiteren Eingabeterminal der Eingangssignalauswahleinheit 203 zugeführt.

Danach gibt die Eingangssignalauswahleinheit 203 ein Audiosignal aus, das heißt ein Übertragungsaudiosignal oder das externe Audiosignal EAU_in, in Übereinstimmung mit dem Steuerungssignal CS1, das aus dem Mikrocomputer 206 ausgegeben wird.

Die automatische Lautstärkeregelungsvorrichtung 204 akkumuliert darin die Energie des Audiosignals AU, das aus der Eingangssignalauswahleinheit 203 in vorbestimmter periodischer Zeitfolge ausgegeben wird, und der resultierende Wert wird an den Mikrocomputer 206 ausgegeben.

Der Mikrocomputer 206 vergleicht den Energiewert des ihm zugeführten Audiosignals AU mit jenem des vorhergehenden Schrittes, erhält den verglichenen Unterschied und gibt ein Lautstärkenkompensierungssteuersignal aus, das einen Pegel aufweist, der der automatischen Lautstärkenregelungsvorrichtung 204 entspricht, um eine absolute Tonlautstärke auszugeben, die von einem Benutzer gewünscht wird.

Daher stellt die automatische Lautstärkenregelungsvorrichtung 204 die Lautstärke, die aus der Stimmensteuereinheit 205 ausgegeben wird, in Übereinstimmung mit dem Lautstärkenkompensierungssteuersignal ein, so daß die Lautstärke, die zuvor von einem Benutzer gewünscht wurde, aufrechterhalten werden kann, selbst wenn das Eingangsaudiosignal in der Eingangsignalauswahleinheit 203 umgewandelt wird, das heißt, wenn das Eingangsaudiosignal vom Übertragungsaudiosignal zum externen Audiosignal EAU_in umgewandelt wird oder umgekehrt.

Das Verfahren zum Erhalt von Energie des Audiosignals AU aus der automatischen Lautstärkenregelungsvorrichtung 204 unterliegt Schwankungen. Unter Berücksichtigung des Umstandes, daß ein Audiosignal über keine Gleichstromkomponente verfügt und ein Wechselstromsignal mit einer symmetrischen Eigenschaft im Referenzpegel von Null aufweist, wählt die vorliegende Erfindung eines aus einem positiven (+) und einem negativen (-) Signal, berechnet eine Breite und Frequenz des Signaldurchgangs durch einen vorbestimmten Schwellenwert und erhält die Energie des Originalsignals auf der Grundlage des resultierenden Wertes.

Wenn in der Zwischenzeit eine Energie des Stimmenausgangs, der vom Ausgangsterminal der Eingangssignalauswahleinheit 203 getrennt ist, berechnet wird, um die Tonlautstärke unter Verwendung der Lautstärkesteuereinheit 205 einzustellen, muß ein Lautstärkenkompensierungswert nach einem von einem Benutzer eingestellten Erinnerungsverfahren des Lautstärkenwertes geändert werden. Auch gilt, daß für den Fall, daß es zu einem leichten Pegelkompensierungsfehler kommt, da der Wert akkumuliert werden kann, eine zusätzliche automatische Lautstärkenregelungsvorrichtung 204 bereitgestellt wird, so wie in Fig. 2 gezeigt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 werden nun die entsprechenden Vorgänge der automatischen Lautstärkenregelungsvorrichtung 204 und des Mikrocomputers 206 für die automatische Kompensierung einer Tonlautstärke erklärt.

Tiefpaßfilter und Verstärker 301 empfangen das aus der Eingangssignalauswahleinheit 203 ausgegebene Signal, um darin enthaltene Geräuschelemente zu entfernen, so daß das geräuschbereinigte Signal unter Berücksichtigung der Hörempfindlichkeit des Menschen dazu dient, ein Frequenzmerkmal einer umgekehrten Funktion mit einer Lautstärkenkurve zu verarbeiten.

Ein solches Verfahren wird durchgeführt, weil ein Mensch für hohe Frequenzen nicht so empfänglich ist, und ein Audiosystem weist eine konstante Empfindlichkeit über eine große Bandbreite von Frequenzbändern auf, so daß die Größe der Hochfrequenz verringert wird, um so nahe wie möglich der menschlichen Aufnahmefähigkeit von Lautstärke zu kommen.

Weiter ist das Audiosignal AU bei Aktivierung schwach, so daß der Betrieb des Tiefpaßfilters und Verstärkers 301 so möglich sein muß, daß 20 Mal mehr Verstärkung erreicht wird, um eine Auslösereinheit 401 im hinteren Teil davon anzutreiben.

Daher sind das Tiefpaßfilter und Verstärker 301 als ein Niedrigbandfilter unter Verwendung eines Mehrfach-Sub feedback ausgelegt, so daß das Filter in einem stabilen Zustand betrieben wird, wodurch drei Aufgaben in ausreichendem Ausmaß erfüllt werden: Geräuschentfernung, Lautstärkenkurve und Verstärkungsfunktion.

Das Audiosignal, das aus dem Tiefpaßfilter und Verstärker 301 ausgegeben wird, wie in Fig. 5A gezeigt, wird der Triggereinheit 401 zugeführt, um in eine Kugelwelle, wie in Fig. 5B dargestellt, umgewandelt zu werden. Die so umgewandelte Kugelwelle wird einem Multiplizierer 403 zugeführt und mit einem Taktsignal multipliziert, wie in Fig. 5C gezeigt, das aus einer Takterzeugungseinheit 402 ausgegeben wird. Hier wird unter Berücksichtigung einer Breite und Frequenz des Eingangsaudiosignals ein Taktsignal mit einer viel höheren Frequenz als jene des Audiosignals zur Kugelwelle multipliziert, so daß eine modulierte Welle, die durch einen Takt geladen wird, während eines stimmhaften Intervalls im Multiplizierer 403 ausgegeben wird. Fig. 5D ist ein Zeitdiagramm hinsichtlich eines Ausgangssignals des Multiplizierers 403.

Um einen positiven (+) Bereich des Audiosignals anzuwenden, kann ein Umkehrverstärker eingesetzt werden; ansonsten wird ein Nicht-Umkehr-Verstärker verwendet.

Das aus dem Multiplizierer 403 ausgegebene Signal wird als ein Taktsignal zum asynchronen Zähler 404 zugeführt, um dadurch dessen Zählwert zu erhöhen. Hier entspricht der Zählwert einem Energiewert des Audiosignals.

Wie in Fig. 5B, 5C und 5D dargestellt, wird eine Kugelwelle nicht in einem tonlosen Intervall erzeugt, in dem es kein Audiosignal gibt, das aus einem Multiplizierprozeß des Multiplizierers 403 stammt, während eine Kugelwelle in einem stimmhaften Intervall erzeugt wird, in dem ein Audiosignal besteht, so daß es als ein Taktsignal dem asynchronen Zähler 404 zugeführt wird, wodurch ein Zählwert des asynchronen Zählers 404 erhöht wird.

Der Zählwert des asynchronen Zählers 404 wird in ein analoges Signal durch einen Digital-Analog-Umsetzer umgewandelt und einem Signalinterpreter 406 zugeführt. Damit der Zählwert einem Eingabeterminal des Signalinterpreten 406 zugeführt werden kann, sollte eine Parallelschnittstelle verwendet werden, und in diesem Fall ist eine komplizierte Struktur der Vorrichtung unvermeidlich.

Der Signalinterpreter 406 analysiert das Audiosignal auf der Grundlage des Energiewertes des dabei angewandten Audiosignals durch Berechnung im Rahmen der oben angeführten Schritte für eine vorbestimmte Zeitspanne, und der analysierte Wert wird an den Mikrocomputer 206 übertragen. Danach wird der asynchrone Zähler 404 mit einer vorbestimmten Zykluszeit neu eingestellt.

Zu diesem Zeitpunkt vergleicht der Mikrocomputer 206 einen Energiewert des gegenwärtig dort angewandten Audiosignals mit jenem, das zuvor dort angewandt wurde, und erhält den Unterschied, um ein Lautstärkenkompensierungssteuersignal mit einem Pegel zu erzeugen, der dem Unterschied entspricht. Das so erzeugte Lautstärkenkompensierungssteuersignal wird durch den Signalinterpreten 406 zur Lautstärkensteuereinheit 303 zugeführt.

Demzufolge kompensiert die Lautstärkensteuereinheit 303 eine Verstärkungsrate des Audiosignals AU auf der Grundlage des darauf angewandten Lautstärkenkompensierungssteuersignals und gibt den kompensierten Wert aus, wobei eine absolute Lautstärke, die von einem Benutzer gewünscht wird, in der bestehenden Form aufrechterhalten werden kann.

Fig. 6 ist ein Ablaufplan, der ein automatisches Lautstärkenkompensierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Zuerst wird geprüft, ob eine Eingangsmodusänderungstaste, das heißt, eine Kanalumschalttaste oder eine Audioeingangssignaländerungstaste betätigt wird, und wenn eine gewünschte Taste nicht betätigt wird, wird ein nachfolgender Lautstärkenkompensierungsprozeß ausgeführt, nachdem gewartet worden ist, bis die gewünschte Taste betätigt wurde.

Wenn die Bedingungen erfüllt sind, werden, sobald ein Anfangszustand für das Kompensieren der Lautstärke konfiguriert ist, entsprechende Variablen initialisiert, die für eine automatische Kompensierung zu verwenden sind, und es wird geprüft, ob eine voreingestellte Zeit t(= 150 ms) abgelaufen ist. Danach wird ein Energiewert des aus dem Digital-Analog-Umsetzer 405 ausgegebenen Audiosignals gelesen, und der gelesene Wert wird mit dem zuvor eingestellten Schwellenwert verglichen. Wenn der gelesene Wert oder der Energiewert größer ist als der Schwellenwert, wird er als ein stimmhaftes Intervall festgelegt; wenn er unter dem Schwellenwert liegt, wird er als stimmloses Intervall festgelegt (Schritte S1- S4).

Der Vergleichsvorgang wird wiederholt durchgeführt, wobei bestätigt wird, daß das stimmlose Intervall die Wiederholung über eine vorbestimmte Zeitspanne hinweg fort führt, und wenn die Bedingungen erfüllt sind, wird die Lautstärke als ein Grundwert eingestellt anstatt darauf zu warten, daß das Audiosignal eingegeben wird. (Schritte S5-S7). Wenn es aber ein stimmhaftes Intervall gibt, erfolgt der Betrieb zur Akkumulation von Energiewerten der Audiosignale im stimmhaften Intervall. Wenn eine voreingestellte Zeit verstreicht, werden die Energiewerte, die für die voreingestellte Zeitspanne akkumuliert wurden, das heißt, der Energiewert des gegenwärtigen Schrittes wird mit jenem verglichen, der über dieselben Schritte wie oben im vorhergehenden Schritt angewandt wurde, und die Lautstärke wird darin in Übereinstimmung mit den verglichenen resultierenden Werten kompensiert (Schritte S8-S12).

Für den Fall, daß die Lautstärke in solchen Schritten kompensiert wird, wird, wenn die Anzahl der voreingestellten stimmhaften Intervalle klein ist, ein nachfolgender Fehler groß, obwohl die Kompensierungszeit klein wird; andererseits wird der Fehler klein, obwohl die Kompensierungszeit groß wird.

Unter Berücksichtigung dieser Faktoren ermöglicht die vorliegende Erfindung die Durchführung von drei Kompensierungen (Schritt S13), da Ergebnisse aus Experimenten mehr Vorteile bei den drei Kompensierungen ergaben, als bei einer ausgedehnten Kompensation.

Zusätzlich hat sich das Kompensierungsverfahren selbst als äußerst verläßlich erwiesen.

Eine Fernsehübertragung kann beispielsweise einen leisen Klang und einen lauten Klang in einem kurzen Moment erzeugen, und demzufolge kann, wenn eine Kanalumstellung bei einmaliger Kompensierung durchgeführt wird, ein normaler Kompensierungsvorgang ausgeführt werden. Ein gemäßigter Klang, der auf einen lauten Klang folgt, wird aber in einen kleineren kompensiert, während ein gemäßigter Klang, der auf einen kleinen Klang folgt, wahrscheinlich weiter verstärkt wird, so daß drei aufeinanderfolgende Vorgänge der einen kurzzeitigen Kompensierung angewandt werden.

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das eine automatische Lautstärkenregelungsvorrichtung gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Digitalsignalverarbeitungseinheit im Detail darstellt. Wie darin gezeigt, umfaßt die automatische Lautstärkenregelungsvorrichtung eine Digitalsignalverarbeitungseinheit 701, eine Ton-/Laut stärkensteuereinheit 701, einen Verstärker 793 und einen Mikrocomputer 704.

Die Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 akkumuliert darin periodisch einen Energiewert eines Eingangsaudiosignals A_in, berechnet einen Gesamtenergiewert innerhalb eines vorbestimmten Rahmens auf der Grundlage von Energiewerten entsprechender Intervalle und bestimmt gleichzeitig, ob das Audiosignal sich in einem Musikmodus oder einem Klangmodus befindet, um so auf einen absoluten Lautstärkenpegel kompensiert zu werden, der von einem Benutzer gewünscht wird. Die Ton-/Laut stärkensteuereinheit 702 stellt den Ton und die Lautstärke des Audiosignals A_out, das aus der Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 ausgegeben wird, unter der Steuerung des Mikrocomputers 701 ein. Der Verstärker 703 verstärkt das Audiosignal, das aus der Ton-/Lautstärkensteuereinheit 702 ausgegeben wird, auf einen Pegel, der für den Betrieb des Lautsprechers SP geeignet ist. Der Mikrocomputer 704 steuert den Vorgang der Digitalsignalverarbeitungseinheit 701, um den Ausgangslautstärkenpegel auf einen vom Kunden gewünschten absoluten Pegel einzustellen, wenn ein Übertragungskanal geändert oder ein Eingangsmodus umgestellt wird.

Wie in Fig. 8 dargestellt, umfaßt die Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 eine Umschalteinheit 801, einen Analog-/Digital-Umsetzer 802, eine Energieerfassungseinheit 803, eine Audiomodusbestimmungseinheit 804, eine Zähleinheit für die kompensierte Menge 805, einen Verstärker 806 und einen Digital-/Analog-Umsetzer 807.

Die Umschalteinheit 801 überträgt das Eingangsaudiosignal zum Analog-Digital-Umsetzer 802 oder umgeht, in Abhängigkeit von der Eingabe eines Eingabemodusumwandlungssignals IN oder eines Kanalwechselsignals CH. Die Energieerfassungseinheit 803 empfängt das Audiosignal, das im Analog-Digital-Umsetzer 802 zum Digitalsignal umgewandelt wurde, erhält die Energiewerte der entsprechenden Intervalle in vorbestimmten Zyklen und akkumuliert den resultierenden Wert darin. Die Audiomodusbestimmungseinheit 804 vergleicht den erhaltenen Energiewert der entsprechenden Intervalle mit einem Referenzenergiewert, zählt, während es die Intervalle akkumuliert, die in Abhängigkeit von den verglichenen Ergebnissen bestimmt als stimmhaft oder stimmlos bestimmt werden. Die Zähleinheit für die kompensierte Menge 805 erhält die Gesamtenergie des Eingangsaudiosignals auf der Grundlage der Anzahl der stimmhaften Intervalle, die durch Akkumulierung während der vorbestimmten Rahmenzeitspanne gezählt wurden, erhält den Unterschied zwischen der erhaltenen Gesamtenergie und der Referenzenergie und berechnet den Lautstärkenkompensierungswert in Übereinstimmung mit dem Unterschied und dem bestimmten Audiomodus. Der Verstärker 806 verwendet den Lautstärkenkompensierungswert, der aus der Zähleinheit für die kompensierte Menge 805 erhalten wird, und verstärkt die Lautstärke des Audiosignals, das aus dem Analog-Digital-Umsetzer 802 ausgegeben wird. Der Digital-Analog-Umsetzer 807 wandelt das digitale Audiosignal, das aus dem Verstärker 806 ausgegeben wird, in ein analoges Audiosignal um.

Der Betrieb der anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9 und 10 beschrieben.

Auf Aufforderung durch einen Benutzer, wenn das in der Eingangssignalauswahleinheit 203 in Fig. 2 ausgewählte Audiosignal der Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 zugeführt wird, erzielt die Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 die Energie des Eingangsaudiosignals A_in und erhält den Lautstärkenenergiewert durch ein Verfahren akkumulierenden Zählens und vergleicht dann den erhaltenen Wert mit dem Lautstärkenenergiewert, der aus einem vorherigen Schritt erhalten wurde, um so das Ausmaß der Lautstärkenabweichung zu bestimmen.

Weiter wird bestimmt, ob das Eingangsaudiosignal A_in aus einem Musikmodus oder aus einem Klangmodus erzeugt wird, um den kompensierten Wert in Abhängigkeit vom bestimmten Modus zu errechnen. Danach wird die Ausgangslautstärke auf einen absoluten Lautstärkenpegel kompensiert, der von einem Benutzer gewünscht wird, und der kompensierte Wert wird dementsprechend ausgegeben.

Das Audiosignal, das aus der Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 ausgegeben wird, wird an einen Lautsprecher SP durch die Ton-/Laut stärkensteuereinheit 702 und den Verstärker 703 ausgegeben.

Deshalb kann ein Benutzer sich ein ausgewähltes Programm mit einem zuvor vom Benutzer eingestellten Lautstärkepegel anhören, ohne Rücksicht auf die Änderung des Eingangsaudiosignals.

Zu diesem Zeitpunkt bestätigt der Mikrocomputer 704 das Umschalten der Übertragungskanäle in der Abstimmeinheit 201 oder das Umschalten des Eingangsmodus durch die Eingangsignalauswahleinheit 202 und gibt das Eingangsmodusumwandlungssignal IN oder das Kanalumschaltsignal CH an die Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 aus, wobei die Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 dazu dient, den Lautstärkepegel über eine vorbestimmte Anzahl von Malen (zum Beispiel drei Mal) zu kompensieren.

Weiter gibt der Mikrocomputer 704 ein entsprechendes Steuersignal an die Ton-/Lautstärkensteuereinheit 702 aus, wenn ein Benutzer eine Einstellung eines Tons oder einer Lautstärke (Klangmenge) durch eine Fernbedienung oder eine getrennte Tasteneingabeeinheit wünscht, wodurch die Einstellung des Tons oder der Lautstärke ermöglicht wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird nun der Betrieb der Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 detaillierter beschrieben.

Wenn die Übertragungskanäle nicht gewechselt werden oder wenn eine Eingangsleitung des Audiosignals nicht in der Eingangssignalauswahleinheit 203 umgestellt wird, wird das Eingangsmodusumwandlungssignal IN oder das Kanalumschaltsignal CH nicht aus dem Mikrocomputer 704 an die Umschalteinheit 801 ausgegeben, so daß das Audiosignal A_out, das aus der Eingangssignalauswahleinheit 203 ausgegeben wird, durch die Umschalteinheit 801 umgangen wird.

Wenn aber die Kanäle von einem Benutzer gewechselt werden oder wenn eine Eingangsleitung des Audiosignals in der Eingangssignalauswahleinheit 203 umgestellt wird, werden das Eingangsmodusumwandlungssignal IN oder das Kanalumschaltsignal CH aus dem Mikrocomputer 704 der Umschalteinheit 801 zugeführt. Demzufolge wird die Umschalteinheit 801 umgeschaltet, so daß das Audiosignal A_out, das aus der Eingangssignalauswahleinheit 203 ausgegeben wird, durch die Umschalteinheit 801 dem Analog-Digital-Umsetzer 802 zugeführt wird, um in ein digitales Signal umgewandelt zu werden. Danach wird das digitale Signal dem Verstärker 806 zugeführt und gleichzeitig der Energieerfassungseinheit 803.

Die Energieerfassungseinheit 803 erhält wiederholt einen gültigen Energiewert des dabei angewandten Audiosignals, durch einen 15 ms (1 Rahmen)-Zyklus als ein Beispiel eines vorbestimmten Zyklus, und die Audiomodusbestimmungseinheit 804 vergleicht den Energiewert, der bei dem Zyklus (15 ms) erhalten wird, mit dem Referenzenergiewert (par1). Wenn der Referenzenergiewert (par1) kleiner als der erhaltene Energiewert ist, wird er als ein stimmloses Intervall bestimmt; wenn der Referenzenergiewert (par1) größer als der erhaltene Energiewert ist, wird er als stimmhaftes Intervall bestimmt, wobei die entsprechende Anzahl der stimmhaften Intervalle und der stimmlosen Intervalle akkumulierend gezählt wird.

Weiter vergleicht die Audiomodus-Bestimmungseinheit 804 die gezählten stimmhaften Intervalle mit dem Referenzwert in Akkumulation für 30 Rahmen (450 ms). Wenn die Anzahl an stimmhaften Intervallen größer ist als der Referenzwert, wird das Audiosignal, das gegenwärtig empfangen wird, als ein Musikmodus bestimmt, und wenn die Anzahl an stimmhaften Intervallen kleiner als der Referenzwert ist, wird das Audiosignal, das gegenwärtig empfangen wird, als ein Klangmodus bestimmt.

Die Zähleinheit für die kompensierte Menge 805 erhält ein dabei angewandtes Audiosignal auf der Grundlage der Anzahl der stimmhaften Intervalle, die akkumulierend über 30 Rahmen gezählt wurden, und erhält den Unterschied zwischen der zuvor erzielten Lautstärke und jener, die von einem Benutzer gewünscht wird, und bestimmt dann den lautstärkekompensierten Wert gemäß dem bestimmten Audiomodus, wodurch die Verstärkungsrate des Verstärkers 806 geregelt wird.

Das so lautstärkenkompensierte Audiosignal wird wieder durch den Dialog-Analog-Umsetzer 807 in ein analoges Signal umgewandelt und dann zur Ton-/Laut stärkensteuereinheit 702 übertragen.

Daher kann der Benutzer ungeachtet des Umschaltens von Kanälen oder Umschaltens des Eingabemodus des Audiosignals auf einem dadurch eingestellten Lautstärkepegel zuhören.

Fig. 9 ist ein Ablaufplan, der eine automatische Regelung einer Lautstärke auf einen absoluten Pegel darstellt, der von einem Benutzer in der Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 gewünscht wird. Wie darin gezeigt, werden Kanäle gewechselt, oder eine Eingangsleitung des Audiosignals wird in der Eingangssignalauswahleinheit 203 von einem Benutzer umgestellt, und wenn das Eingangsmodusumwandlungssignal IN oder das Kanalumschaltsignal CH aus dem Mikrocomputer 704 zur Digitalsignalverarbeitungseinheit 701 übertragen wird, beginnt ein Lautstärkenkompensierungsalgorithmus.

Zu diesem Zeitpunkt werden die Variablen (zum Beispiel die Anzahl der stimmhaften Klänge, die Anzahl der stimmlosen Klänge, gegenwärtige Energieakkumulierungswerte, Gewinn usw.), die im Algorithmus verwendet werden, initialisiert (Schritt ST1).

In einem Zustand, in dem der lautstärkenkompensierende Algorithmus gestartet wird, werden die Variablen während einer Kanaländerung initialisiert, und sobald die Kanäle geändert sind, werden die anderen Kanäle wieder initialisiert (Schritte ST2-ST4).

Ein Schritt (ST3) zur Bestätigung einer zweiten Kanaländerung muß einen Energiewert des Eingangsaudiosignals berechnen, wenn die Kanäle innerhalb der 30 Rahmen geändert werden.

Danach wird ein gültiger Energiewert Xrms des Eingangsaudiosignals durch einen 15 ms-Zyklus in Form der beigelegten Gleichung berechnet. Ein solcher Rechnungsvorgang wird fortlaufend ausgeführt. Der so errechnete Energiewert (Ecur) wird mit dem Referenzenergiewert (par1) verglichen, um den stimmhaften Klang und den stimmlosen Klang zu bestimmen, und demzufolge wird er, wenn der Energiewert Ecur größer als der Referenzenergiewert par1 ist, als stimmhaftes Intervall bestimmt; wenn er kleiner ist, wird er als stimmloses Intervall bestimmt (Schritt ST5, ST6).

wobei T = 15 ms, Fs = (Abtastfrequenz bei Analog-Digital-Um setzung) × 15/60 × 10^-3.

Hier wird jedes Mal, wenn ein stimmloses Intervall bestimmt wird, ein Zählwert des Zählers für stimmlose Intervalle akkumulierend gezählt, und wenn die Anzahl der stimmhaften Intervalle "0" ist, wird festgehalten, daß es keinen Klang gibt, womit die Lautstärkenkompensierung unterbrochen wird (Schritte ST7-ST9).

Außerdem wird jedes Mal, wenn das stimmhafte Intervall bestimmt wird, ein Zählwert des Zählers für stimmhafte Intervalle akkumulierend gezählt, und der Energiewert des Audiosignals wird akkumulierend errechnet.

In der Zwischenzeit gilt, daß, wenn der Zählwert bis zu "30" oder 30 Rahmen erreicht, ein Durchschnittswert des Energiewertes, der über die 30 Rahmen durch die vorherigen Schritte hindurch erhalten wurde, und der Energiewert, der über die 30 Rahmen durch die gegenwärtigen Schritte erhalten wurde (Schritte ST10- ST13).

Der Grund für die Ermittlung eines Durchschnittswertes des gegenwärtigen Schrittes und des vorherigen Schrittes besteht in der Minimierung von Kompensationsfehlern. Das heißt, sobald die Lautstärke durch einen 30-Rahmen-Zyklus kompensiert ist, wird eine Kompensierung für die gesamte Zeit durchgeführt, wodurch eine genauere Kompensierung möglich wird.

Danach wird bestimmt, ob der Audiomodus ein Musikmodus oder ein Klangmodus ist, und um den lautstärkenkompensierten Wert, der vom bestimmten Modus abhängt, zu unterscheiden, wird die Anzahl der stimmlosen Intervalle NV mit dem Referenzwert Par2 zur Bestimmung der Klangmodi verglichen (Schritt ST14).

Ebenso basiert die Bestimmung, ob der Audiomodus ein Musikmodus oder ein Klangmodus ist, darauf, daß das Audiosignal in einem Klangmodus viele stimmlose Intervalle aufweist, aber das Audiosignal in einem Musikmodus relativ wenig stimmlose Intervalle aufweist.

Weiter ist der Grund für das Trennen des Audiomodus auf einen Umstand zurückzuführen, bei dem der Musikmodus eine geringere Anzahl an stimmlosen Intervallen auf Grund eines geringen gültigen Energiewertes verglichen mit dem Klangmodus aufweist. Demzufolge ist im Falle von Musik hinsichtlich des Eingangssignals, das identische Energiewerte aufweist, die Ausgabe im Vergleich zum Klang relativ klein.

Letztendlich wird unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften eine Kompensierungsreferenz im Hinblick auf die zwei Modi unterschiedlich eingestellt, wodurch die Lautstärkepegeln des Endausgangs ohne Rücksicht auf die Modi ausgeglichen werden.

Um einen lautstärkenkompensierten Wert zu erhalten, das heißt einen variabel verstärkten Gewinn in Übereinstimmung mit einem Modus des gegenwärtigen Eingangsaudiosignals, wird ein Unterschied zwischen einem Durchschnittsenergiewert, der während einer entsprechenden Zeitspanne vor der Änderung der Kanäle und der Eingabemodi ermittelt wurde, und einem Durchschnittswert Eavg der Energie erzielt, der aus Schritt ST13 stammt. Der erzielte Unterschied wird mit einem Einheitsverstärkungswert Par3 oder Einheitsverstärkungswert Par4 gemäß des zuvor bestimmten Modus multipliziert (Schritte ST15, ST16).

Das heißt, daß bei einem Stimmenmodus der Unterschied mit dem Einheitsverstärkungswert Par3 und bei einem Musikmodus der Unterschied mit einem Einheitsverstärkungswert Par4 multipliziert wird, um den variablen verstärkten Gewinn zu erhalten.

Der so erzielte variable verstärkte Gewinn wird um "1" erhöht, und der resultierende Wert wird mit einem Eingangssignal X multipliziert, um dadurch ein lautstärkenkompensiertes Ausgangssignal Y zu erhalten (Schritt ST17).

Entsprechende Variable werden nach der Lautstärkenkompensierung initialisiert. Zu dieser Zeit werden die restlichen Variablen, ausgenommen die gesamten akkumulierten Werte, intialisiert (Schritt ST18).

Die Lautstärkenkompensierungsschritte werden eine vorbestimmte Anzahl an Malen (zum Beispiel drei Male) durchgeführt, dann wird sie wieder zum ersten Schritt ST1 hergestellt, wodurch alle Variable initialisiert werden (Schritt ST19).

Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm für Datenproben und zur Bestimmung stimmhafter und stimmloser Intervalle.

In Fig. 9 steht YU für die Anzahl an stimmhaften Klängen und NV für die Anzahl an stimmlosen Klängen. Weiter sind i, Ecur, Eacc, Eavg, Gewinn Variable, und Par0-Par4 sind Parameter.

Wie oben beschrieben, berücksichtigt die vorliegende Erfindung eine symmetrische Eigenschaft eines Audiosignals, berechnet eine Stimmenenergie hinsichtlich eines Halbsignals des Audiosignals, wandelt das errechnete Signal in einen vereinfachten Wert um und kompensiert automatisch dementsprechend die Lautstärke, wodurch überflüssige manuelle Schritte, die notwendig waren, um die Lautstärke durch einen Benutzer beim Wechsel von Kanälen oder Eingangssignalen neu zu regulieren, beseitigt werden.

Weiter wird unter Berücksichtigung der Lautstärkenkurve eine Lautstärkenkompensierung in Übereinstimmung mit menschlichen Höreigenschaften durchgeführt, die in Abhängigkeit von Frequenzbändern variieren, wodurch eine geeignete Klangstärke für Menschen geschaffen wird.

Weiter ermöglicht die vorliegende Erfindung, einem Benutzer eine absolute Lautstärke genau aufrechtzuerhalten, ungeachtet der Umstellung von Eingangsaudiosignalmodi, durch Kompensieren der Lautstärke, indem ein Eingangsaudiosignal-Energiewert erhalten und ein Audiosignalmodus bestimmt wird.

Da die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden kann, ohne vom Geist ihrer wesentlichen Eigenschaften abzugehen, versteht es sich, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen nicht durch die Details der vorangegangenen Beschreibung, sofern nicht anders angegeben, beschränkt sind, sondern vielmehr allgemein innerhalb des Geistes und des Umfangs, wie in den beigelegten Ansprüchen definiert, auszulegen sind, und daher alle Änderungen und Modifizierungen, die innerhalb der Grenzen und Bereiche der Ansprüche oder innerhalb Gleichwertigem dieser Grenzen und Bereiche liegen, als in den beigelegten Ansprüchen enthalten gelten.

Claims

1. Verfahren zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke, das folgendes umfaßt:
einen Schritt, um zu bestimmen, ob eine Kanalumschalttaste oder eine Audioeingabeumschalttaste betätigt wird;
einen Schritt zur Erzeugung einer Energie eines Audiosignals, wenn die Kanalumschalttaste oder die Audioeingangsumschalttaste betätigt wird; und
einen Schritt zum Vergleichen eines Energiewertes des Audiosignals, das für eine vorbestimmte Zeitspanne erfaßt wird, mit einem Energiewert, der aus einem vorherigen Schritt davon erhalten wird, und zum Kompensieren von so viel Lautstärke wie ein Unterschied, der durch den Vergleich erzielt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke weiter einen Schritt zur Bestimmung eines stimmhaften Intervalls und eines stimmlosen Intervalls hinsichtlich des Audiosignals umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke weiter einen Schritt zur Ausgabe einer Grundlautstärke umfaßt, wenn das stimmlose Intervall für eine vorbestimmte Zeitspanne aufrechterhalten wird.

4. Vorrichtung zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke in einem Klangwiedergabegerät, das Klänge bei einer Bereitstellung eines externen Audiosignals oder eines Bereichsaudiosignals wiedergibt, umfassend:
ein Tiefpaßfilter und Verstärker zur Entfernung von Hochfrequenzgeräuschelementen, die in einem Eingangsaudiosignal enthalten sind, und zur Verstärkung des resultierenden Signals auf einen vorbestimmten Pegel;
eine Energieerfassungseinheit zur Berechnung einer Energie des Audiosignals, das im Tiefpaßfilter und Verstärker verstärkt wird;
einen Mikrocomputer zum Zusammenzählen eines Energiewertes des Audiosignals, das durch die Energieerfassungseinheit für eine vorbestimmte Zeitspanne erhalten wird, Vergleichen des Audiosignalenergiewertes mit einem, der bei einem vorhergehenden Schritt davon erhalten wurde, und Ausgabe eines lautstärkenkompensierten Steuerungssignals, das dem verglichenen resultierenden Wert entspricht; und
eine Lautstärkensteuereinheit zur Kompensierung einer Verstärkungsrate des Eingangsaudiosignals in Übereinstimmung mit dem lautstärkenkompensierten Steuerungssignal.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Energieerfassungseinheit folgendes umfaßt:
eine Auslösereinheit zur Umwandlung des Eingangsaudiosignals in ein Kugelwellensignal;
einen Multiplizierer zur Multiplikation eines Taktsignals zum Kugelwellensignal und Erzeugung eines taktgeladenen Modulationswellensignals nur für das stimmhafte Intervall;
einen asynchronen Zähler für das Zählen eines Ausgangssignals des Multiplizierers;
einen Digital-Analog-Umsetzer zum Umwandeln eines Ausgangswertes des asynchronen Zählers in ein analoges Signal; und
einen Signalinterpreten zur Analyse des Eingangsaudiosignals, das für eine vorbestimmte Zeitspanne angewandt wird, auf der Grundlage eines Energiewertes eines Audiosignals, das aus dem Digital-Analog-Umsetzer ausgegeben wird, und zur Rückstellung des asynchronen Zählers zu entsprechenden Intervallen davon.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Multiplizierer einen aus einem positiven Bereich und einem negativen Bereich des Audiosignals wählt, um dadurch einen Multiplikationsvorgang auszuführen.

7. Verfahren zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke, das folgendes umfaßt:
einen Eingangsbestimmungsschritt zur Bestätigung, ob ein Eingangsmodus eines Audiosignals geändert oder ob ein Kanal geändert wird;
einen Energieerzeugungsschritt zur Berechnung eines Energiewertes des Eingangsaudiosignals durch vorbestimmte Zyklen, und zum Ermitteln einer Durchschnittsenergie des berechneten Energiewertes und eines Energiewertes, der bei einem vorherigen Schritt davon erhalten wurde;
einen Audiomodus-Bestimmungsschritt zum Trennen des Eingangsaudiosignals in ein stimmhaftes und ein stimmloses Intervall und zur Bestimmung, ob das Eingangsaudiosignal in einem Musikmodus oder in einem Stimmenmodus ist, auf der Grundlage der getrennten Intervalle; und
einen Moduslautstärkenkompensierungsschritt zur Berechnung einer kompensierten Menge des Audiosignals unter Berücksichtigung eines im Energieerzeugungsschrittes erzeugten Energiewertes, und des Audiomodus, und zur Ausführung einer Lautstärkenkompensierung gemäß des errechneten Wertes.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Energieerzeugungsschritt folgendes umfaßt:
einen Schritt zur Berechnung einer Energie durch Trennen des Eingangsaudiosignals in eine vorbestimmte Anzahl an Rahmeneinheiten;
einen Schritt zur Trennung des Eingangsaudiosignals durch vorbestimmte Zyklen, Erhalt eines Energiewertes der entsprechenden Zyklen, Vergleich des erhaltenen Energiewertes mit einem Referenzwert und Bestimmung des stimmhaften und des stimmlosen Intervalls;
einen Schritt zum Erhalt einer Gesamtenergie, wenn die Anzahl der stimmhaften Intervalle innerhalb der vorbestimmten Anzahl an Rahmeneinheiten größer ist als ein vorbestimmter Wert; und
einen Schritt zum Erhalt einer Durchschnittsenergie, wenn die Anzahl an stimmhaften Intervallen innerhalb der vorbestimmten Anzahl an Rahmeneinheiten größer als ein vorbestimmter Wert ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Moduslautstärkenkompensationsschritt weiter einen Schritt zur Wiederherstellung auf einen Anfangsschritt der Lautstärkenkompensierung umfaßt, um so viel Kompensierung durchzuführen wie durch die voreingestellte Anzahl der Male davon angegeben.

10. Vorrichtung zur automatischen Kompensierung einer Tonlautstärke in einem Audiogerät, das eine Tonlautstärke eines Eingangsaudiosignals in Übereinstimmung mit dem Wunsch eines Benutzers verstärkt und ausgibt, und die folgendes umfaßt:
eine Umschalteinheit zur Übertragung eines Eingangsaudiosignals zu einem Analog-Digital-Um setzer, wenn der Eingangsaudiosignalmodus umgewandelt oder ein Übertragungskanal umgeschaltet wird;
eine Energieerfassungseinheit zum Empfangen eines digitalen Audiosignals, das aus dem Analog-Digital-Um setzer ausgegeben wird, und zum Erhalten und Akkumulieren darin eines Energiewertes entsprechender Intervalle durch vorbestimmte Zyklen;
eine Audiomodus-Bestimmungseinheit zum Vergleich von Energiewerten der erhaltenen, entsprechenden Intervalle mit einem Referenzenergiewert, zum akkumulierenden Zählen der Intervalle, die als stimmhaft und stimmlos bestimmt werden, in Übereinstimmung mit dem verglichenen resultierenden Wert, und zum Bestimmen eines Eingangsaudiosignalmodus auf der Grundlage des akkumulierten Zählwertes;
eine Berechnungseinheit für die kompensierte Menge zum Erhalt einer Gesamtenergie des Eingangsaudiosignals auf der Grundlage der Anzahl an stimmhaften Intervallen, die während der vorbestimmten Rahmenzeitspanne gezählt werden, zum Erhalt eines Unterschiedes zwischen der erhaltenen Gesamtenergie und dem Referenzenergiewert, und zur Berechnung eines lautstärkenkompensierten Wertes in Übereinstimmung mit dem Unterschiedswert und dem bestimmten Audiomodus; und
eine Digitalsignalverarbeitungseinheit, die einen Verstärker zum Verstärken einer Lautstärke des Audiosignals, das aus dem Analog-Dialog-Umsetzer ausgegeben wird, durch Verwendung des lautstärkenkompensierten Wertes einschließt.