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Allgemeines
zur Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Rauschminderungssystem, das in einer Tonwiedergabeanlage
vorgesehen ist.
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Dabei ist eine Bandkassetteneinheit
mit einem Rauschminderungssystem ausgestattet, bei welchem die Schallpegel
im mittleren bis hohen Frequenzbereich, in dem besonders hohe Einwände gegen
ein Zischen des Bandes bestehen, bei der Aufzeichnung komprimiert
und bei der Tonwiedergabe wieder aufgeweitet werden.
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Bei dem Rauschminderungssystem müssen die
Musiksignale sowohl bei der Aufzeichnung als auch bei der Wiedergabe
gesteuert werden. Außerdem
kann die Rauschverminderung bei der Wiedergabe erst dann vorgenommen
werden, wenn die Signale bei der Aufzeichnung komprimiert wurden.
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Angesichts dieser Probleme hat die
Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung ein wirksames Rauschminderungssystem
in der japanischen Patentanmeldung Nr. 8-139535 angeregt. In diesem System
wird ein Signal, das von einem Aufzeichnungsmedium wiedergegeben
wird, in Frequenzbänder
in vorgegebener Anzahl unterteilt. In jedem Frequenzband wird der
Rauschpegel des wiedergegebenen Signals mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen,
der einem Rauschpegel in Musiksignalen entspricht. Wenn der Pegel
des wiedergegebenen Signals geringer ist als der Schwellwert, gilt
das wiedergegebene Signal als Rauschen und nicht als Musiksignal.
Deshalb wird das wiedergegebene Signal entfernt. Das unterteilte
wiedergegebene Signal wird somit in jedem Frequenzband verarbeitet
und danach zusammengefügt,
um so als Musiksignal ausgegeben zu werden.
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Auch wenn es möglich ist, das Rauschminderungssystem
bei der Aufzeichnung des Musiksignals auf einem Aufzeichnungsmedium
einzusetzen, entstehen dabei die folgenden Probleme. Und zwar unterscheiden
sich der Pegel der Rauschkomponente und die Verteilung der Rauschkomponente
in einem Frequenzbereich stark in Abhängigkeit von dem Aufzeichnungspegel,
das heißt
vom Eingangspegel des Signals und vom nachgeregelten Pegel der Lautstärke bei
der Aufzeichnung, sowie in Abhängigkeit von
der Art des Musiksignals, das aufgezeichnet werden soll. Wenn außerdem die
Quelle des Signals eine Bandkassetteneinheit ist, wirkt sich das
Verfahren zur Verringerung des Rauschens bei der Aufzeichnung des
Weiteren nachteilig auf den Pegel bei der Verteilung der Rauschkomponenten
aus. Im Falle eines Tuners verändert
sich der Rauschpegel entsprechend, wenn sich die Bedingungen beim
Empfang verändern.
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Wenn somit nur mit einem Schwellwert
gearbeitet wird, kann das Rauschminderungssystem nicht auf verschiedene
Veränderungen
in den Bedingungen reagieren, so dass das Rauschen nicht ausreichend
stark vermindert werden kann. Des Weiteren schwankt der Rauschpegel
wie beim Doppelatmungs-Rauschen, wodurch es zu Hörproblemen kommt.
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Des Weiteren unterscheidet sich der
Frequenzgang des Rauschens je nach der Art des Musiksignals. Wenn
das jeweilige Rauschen bei allen Arten von Musiksignalen entsprechend
dem Schwellwert verringert wird, um einen gleichförmigen Frequenzgang
zu erreichen, treten die vorstehend dargelegten Probleme ebenfalls
auf.
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Kurzbeschreibung
der Erfindung
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Eine Zielsetzung der vorliegenden
Erfindung besteht darin, ein Rauschminderungssystem zu schaffen,
bei dem das Rauschen in einem Musiksignal ausreichend stark verringert
wird, wenn das Signal auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein Rauschminderungssystem für
eine Audioanlage vorgesehen, welches folgendes aufweist: eine Trenneinrichtung
zum Auftrennen eines eingehenden Informationssignals in eine Vielzahl
von Frequenzbändern;
eine Pegelerfassungseinrichtung zum Erfassen des Pegels einer Rauschkomponente
in dem Informationssignal, das mittels der Trenneinrichtung aufgetrennt
wurde; eine Speichereinrichtung, welche eine Vielzahl von Schwellwerten
in Entsprechung zu den aufgetrennten Informationssignalen abspeichert; eine
Auswahleinrichtung zum Auswählen
von einem oder mehreren Schwellwerten aus den in der Speichereinrichtung
abgespeicherten Schwellwerten anhand eines Ergebnisses, das von
der Pegelerfassungseinrichtung erfasst wurde; und eine Dämpfungseinrichtung
zum Vergleichen der Informationssignale mit einem ausgewählten Schwellwert
und zum Dämpfen
eines Informationssignals, dessen Pegelwert niedriger liegt als
der ausgewählte
Schwellwert.
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Die Auswahl des Schwellwerts wird
dabei anhand eines kleinsten Pegelwerts für das Informationssignal über einen
vorgegebenen Zeitraum vorgenommen. Diese und andere Aufgaben und
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung in Verbindung mit den vorliegenden Zeichnungen verdeutlicht.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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1 stellt
ein Blockschaltbild dar, das den Grundgedanken eines Rauschminderungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 ist
eine Graphik zur Veranschaulichung einer Charakteristik bei einem
Beispiel eines Musiksignals;
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3 ist
ein Blockschaltbild einer Pegelerfassungseinrichtung, die bei dem
Rauschminderungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgesehen ist;
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4 zeigt
ein Blockschaltbild eines Rauschbeseitigungsteils, das in dem Rauschminderungssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgesehen ist;
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5 ist
ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung
der Funktionsweise des Rauschminderungssystems;
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6 und 7 sind graphische Darstellungen von
Beispielen für
Schwellwerte in verschiedenen Frequenzbändern; und
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8 stellt
graphisch die Dämpfungscharakteristik
in dem Rauschminderungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
dar.
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Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Es wird nun auf 1 Bezug genommen; danach wird ein Tonsignal
von einer Quelle 1 von Musiksignalen wiedergegeben, die
als Quelle für
Informationssignale dient. Die Quelle 1 der Musiksignale ist
beispielsweise ein CD-Spieler und eine Bandkassetteneinheit, wobei
in diesen Fällen
das Musiksignal ein wiedergegebenes Informationssignal ist, das
von einem Aufzeichnungsmedium ausgelesen wird. Die Quelle 1 für Musiksignale
kann des Weiteren eine Kommunikationsvorrichtung wie zum Beispiel
ein Tuner sein, in der das Musiksignal ein demoduliertes Informationssignal
ist.
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Das Musiksignal wird an eine Einrichtung 2 zur
Rauschermittlung angelegt, in der die Charakteristik und der Pegel
des Rauschens erfasst werden, die in dem Musiksignal enthalten sind.
Die Einrichtung 2 zur Rauschermittlung weist hauptsächlich eine Pegelerfassungseinrichtung,
eine Einrichtung zur Erfassung der Rauschcharakteristik und einen
Speicher auf, in dem verschiedene Rauschcharakteristika und ein
Schwellwert abgespeichert sind, die jeder Rauschcharakteristik entsprechen.
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Das Musiksignal von der Quelle 1 wird
des Weiteren an ein Teil 3 zur Entfernung des Rauschens angelegt.
Dabei wird auch ein Schwellwert, der aus dem Speicher in der Einrichtung 2 zur
Rauschermittlung ausgelesen wurde, dem Teil 3 zur Entfernung des
Rauschens zugeführt,
so dass das Rauschen in dem Musiksignal in Abhängigkeit vom Schwellwert entfernt
wird. Das Teil 3 zum Entfernen des Rauschens ist im Grunde
genommen genauso aufgebaut wie die Einheit, die in dem Rauschminderungssystem
vorgesehen ist, das in der japanischen Patentanmeldung Nr.8-139535
beschrieben wird. Die davon abweichenden Teile werden nachstehend
im Einzelnen beschrieben.
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Das Musiksignal, aus dem das Rauschen entfernt
wurde, wird einem Teil 4 zur Informationsaufzeichnung wie
beispielsweise einer Bandkassetteneinheit und einem Minidisc-Spieler
zugeführt,
in dem das Musiksignal auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird.
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Nun wird die Funktionsweise der Einrichtung 2 zur
Rauscherfassung und des Teils 3 zum Entfernen des Rauschens
ausführlich
beschrieben.
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Das Musiksignal ist als Informationssignal nur
selten ein Signal, das laufend einen hohen Pegelwert besitzt wie
zum Beispiel ein Einzelsignal. Das Musiksignal stellt ganz allgemein
vielmehr ein pulsierendes Signal dar, das in 2 dargestellt ist. Insbesondere wird
eine derartige Charakteristik in einem hohen Frequenzbereich des
Informationssignals verbessert. In einem solchen Musiksignal ist
an verschiedenen Stellen ein Bereich vorhanden, der keinen Ton repräsentiert
und keine der ursprünglichen Komponenten
des Musiksignals enthält.
Der in einem solchen Bereich, d. h. in einem solchen Zeitraum, erfasste
Signalpegel kann als Rauschpegel gelten.
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2 stellt
ein Musiksignal in einem Frequenzband dar, bei dem auf der Abszisse
die Zeit und auf der Ordinate die Stärke in Dezibel (dB) in logarithmischem
Maßstab
aufgetragen ist. Während des
Zeitraums, der bei einem Zeitpunkt t1 beginnt und bis zum Zeitpunkt
t9 dauert, liegt der Pegelwert Lmin zum Zeitpunkt t4 auf dem niedrigsten
Wert. Somit wird der kleinste Pegelwert Lmin als Rauschpegel bestimmt,
so dass ein Schwellwert zum Bestimmen der Rauschverminderung ausgewählt werden
kann.
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Und zwar wird bei der vorliegenden
Erfindung der Signalpegel des Informationssignals über einen
vorgegebenen Zeitraum überwacht,
um den kleinsten Pegelwert innerhalb dieses Zeitraums zu ermitteln.
Der kleinste Pegelwert wird in einem Speicher als Rauschpegel abgespeichert.
Die Charakteristik des Informationssignals wird dabei anhand des Rauschpegels
in jedem Frequenzband bestimmt, und durch Vergleichen des Signalpegels
mit dem Schwellwert wird ermittelt, ob das Informationssignal zu
dämpfen
ist.
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Nachstehend wird nun die Einrichtung 2 zur Ermittlung
des Rauschens anhand von 3 beschrieben.
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Gemäß der Darstellung in 3 wird das Musiksignal von
der Quelle 1 für
Musiksignale an ein Tiefpassfilter 21a, an die Bandpassfilter 21b bis 21e und
an ein Hochpassfilter 21f angelegt, um so das Signal in
eine Vielzahl von Bändern
entsprechend ihrer Frequenz zu unterteilen.
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Das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 21a wird
an einen Zweiweggleichrichter 22a angelegt, um es in ein
Gleichstromsignal umzuwandeln. Das Gleichstromsignal wird an eine
Schaltung 23a zur Wellenformung angelegt, die ein Tiefpassfilter
darstellt, wodurch das Signal mit einer Zeitkonstante versehen wird,
um den Zeitpunkt des Angriffs und der Lösung des Steuervorgangs zu
bestimmen. Das Signal wird des Weiteren an eine Pegelerfassungseinrichtung 24a angelegt,
in welcher ein Signalpegel des Ausgangssignals aus der Schaltung 23a zur
Wellenformung erfasst wird.
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In der Schaltung 23a zur
Wellenformung wird die Zeitkonstante für den Angriffszeitpunkt und
den Freigabezeitpunkt so eingestellt, dass eine plötzliche Änderung
im Signalpegel verhindert wird. Wenn es zu einer plötzlichen
Veränderung
kommt, kann die Pegelerfassungseinrichtung 24a beispielsweise
den Signalpegel nicht erfassen, oder wenn das Signal zu rasch gedämpft wird,
sinkt der Ausgangston plötzlich ab,
wodurch der Zuhörer
ein Rütteln
bzw. Holpern wahrnimmt.
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Die Pegelerfassungseinrichtung 24a wird
im Gegensatz zu einer sogenannten Halteschaltung zum Halten eines
Spitzenwerts so eingestellt, dass er rasch anspricht, wenn der Pegel
des Signals absinkt, und langsam anspricht, wenn der Pegel ansteigt.
Der von der Pegelerfassungseinrichtung 24a erfasste kleinste
Pegelwert wird einer Halteschaltung zum Halten eines unteren Werts 25a zugeführt, welche den
geringsten Signalpegel über
einen vorgegebenen Zeitraum hält.
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Die Einrichtung 2 zur Rauschermittlung
ist des Weiteren mit Zweiweggleichrichtern 22b bis 22f versehen,
sowie mit Schaltungen 23b bis 23f zur Wellenformung,
mit Pegelerfassungseinrichtungen 24b bis 24f und
Halteschaltungen zum Halten eines unteren Werts 25b bis 25f für die jeweiligen
Frequenzbänder.
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Die kleinsten Signalpegel aus den
Halteschaltungen zum Halten eines unteren Werts 25a bis 25f werden
einer Steuerung 26 zugeführt. Je nach den kleinsten
Werten des Signalpegels wählt
die Steuerung 26 die Musterdaten für ein Rauschen in jedem Frequenzband
aus, das eine Charakteristik und einen Pegel aufweist, die den Werten
des Rauschsignals am ähnlichsten
sind, die in dem angelegten Musiksignal enthalten sind. Dabei ist
eine Vielzahl solcher Musterdaten in einem Speicher 27 abgelegt. Außerdem wird
aus dem Speicher ein Schwellwert ausgelesen, der für die ausgewählten Musterdaten vorgegeben
ist, und an das Teil 3 zur Rauschentfernung angefegt.
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Insbesondere sind in dem Speicher 27 viele Rauschmuster
abgelegt, von denen jedes unterschiedliche Rauschcharakteristika
für jedes
der Frequenzbänder
enthält.
Die kleinsten Signalpegelwerte, die aus den Halteschaltungen zum
Halten eines unteren Werts 25a bis 25f angelegt
werden, werden mit den Rauschpegeln in den Rauschmustern verglichen,
um so das am stärksten ähnliche
Muster zu bestimmen. Der Schwellwert, der dem ausgewählten Rauschmuser
entspricht, wird für
jedes Frequenzband bestimmt. Die Schwellwerte können in dem Speicher 27 in
Form von Gleichungen, einer Nachschlagtabelle oder in jeder anderen
Form abgelegt werden.
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Die Steuerung 26 hält das Ausgangssignal aus
jeder der Halteschaltungen zum Halten eines unteren Werts 25a bis 25f über einen
vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise von zwei bis drei Sekunden.
Die gehaltenen Signale gelten als kleinster Pegelwert des Signals
in jedem Frequenzband und werden mit dem im Speicher 27 abgelegten
Schwellenwert verglichen.
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Ein Arbeitsgang zum Bestimmen des
kleinsten Pegelwerts, wie er vorstehend beschrieben wurde, beginnt
zu dem Zeitpunkt, zu dem die Ausgabe des Musiksignals einsetzt,
also wenn ein Band in dem Fall abgespielt wird, in dem die Quelle 1 für das Musiksignal
eine Bandkassetteneinheit ist, oder zu dem ein Tuner in dem Fall
ausgewählt
wird, in dem die Quelle 1 für das Musiksignal ein Tuner
ist, oder zu dem das Teil 4 zur Informationsaufzeichnung
zur Aufzeichnung in Bereitschaft geschaltet wird oder zu dem die
Aufzeichnung beginnt.
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Wird der Vorgang zum Bestimmen des kleinsten
Pegelwerts im Ansprechen auf ein Signal eingestellt, welches die Übertragung
von einer Quelle 1 für
ein Musiksignal in der vorstehend beschriebenen Weise anzeigt, so
nimmt nach Ablauf einer Vorgabezeit, während welcher der kleinste
Rauschpegel in den Halteschaltungen zum Halten eines unteren Werts 25a bis 25f gehalten
werden kann, die Steuerung 26 ihren Betrieb in der Form
auf, dass sie anhand der Rauschpegel die richtigen Schwellwerte
ermittelt und diese den Teilen 3 zur Rauschentfernung zuführt.
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Auch wenn die Steuerung 26 beispielsweise eine
Schaltung ist, welche bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mikroprozessoreinheit
(MPU) enthält,
so kann doch auch eine anders aufgebaute Steuerung eingesetzt werden.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
jede der Halteschaltungen zum Halten eines unteren Werts 25a bis 25f so
betrieben, dass sie zu jeder Zeit den kleinsten Pegelwert hält. Der
Betrieb und die Außerbetriebsetzung
der Halteschaltungen zum Halten eines unteren Werts kann jedoch
mittels eines Signals von der Steuerung 26 aus geschaltet
werden.
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Die vorstehend beschriebene Steuerung 26 ist
so ausgelegt, dass an sie nur die wirksamen Vergleichsergebnisse
angelegt werden, indem die zeitliche Steuerung zum Anlegen der kleinsten
Pegelwerte gesteuert wird.
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In dem Teil 3 zum Entfernen
des Rauschens wird das Rauschen in dem von der Musiksignal-Quelle 1 kommenden
Musiksignal in Abhängigkeit
von den Schwellwerten gedämpft,
die von der Steuerung 26 zugeführt werden. Der Dämpfungsvorgang
ist der gleiche wie der Vorgang, der bei dem herkömmlichen Rauschminderungssystem
eingesetzt wird, das in der japanischen Patentanmeldung Nr. 8-139535 beschrieben
wird.
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Und zwar wird das Signal dann, wenn
ein Signal anliegt, dessen Pegelwert kleiner als der Schwellwert
ist, mit einem anderen Verhältnis
als 1 : 1 gedämpft,
beispielsweise mit einem Verhältnis
1 : 2. Wenn insbesondere der Pegelwert des Eingangssignals um 3
dB kleiner als der Schwellwert ist, dann wird das Signal so komprimiert,
dass es um 6 dB gedämpft
wird. Wenn das Eingangssignal um 6 dB kleiner ist, wird das Signal
so komprimiert, dass es um 12 dB gedämpft wird.
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Das Teil 3 zum Entfernen
des Rauschens umfasst eine Dämpfungseinrichtung
für jedes
der Frequenzbänder.
Die Signale der jeweiligen Frequenzbänder erfahren eine Dämpfung und
werden danach mit einander synthetisiert, um wieder ein Signal zu
bilden, das dann aufgezeichnet werden soll.
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Bei dem Bereich, in dem die Dämpfung vorgenommen
wird, handelt es sich im Grunde um den Bereich, in dem die Signalpegelwerte
nahe dem Zisch-Rauschpegelwert liegen.
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Es wird nun auf 4 verwiesen, in welcher das Teil 3 zum
Entfernen des Rauschens ausführlich dargestellt
ist; dabei wird das Musiksignal aus der Musiksignal-Quelle 1 an
ein Tiefpassfilter 31a, an Bandpassfilter 31b bis 31e und
an ein Hochpassfilter 31f so angelegt, dass das Signal
entsprechend seiner Frequenz in vier Bandbereiche aufgeteilt wird.
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Der Ausgang des Tiefpassfilters 31a wird
an den Zweiweggleichrichter 32a angelegt, in dem das Signal
eine Gleichrichtung erfährt,
damit sein Signalpegelwert erfasst wird. Das gleichgerichtete Signal wird
an eine Schaltung 33a zur Wellenformung angelegt, bei der
es sich um ein Tiefpassfilter handelt, wodurch dem Signal eine Zeitkonstante
beigegeben wird, mit welcher der Angriffszeitpunkt und der Freigabezeitpunkt
bei der Dämpfung
aus dem gleichen Grund bestimmt wird, wie er im Zusammenhang mit der
Schaltung 23a zur Wellenformung erläutert wurde. Des Weiteren wird
das Signal an einen Pegelwert-Detektor 34a angelegt, in
dem ein Signalpegel des Ausgangssignals aus der Schaltung 33a zur
Wellenformung erfasst wird. Der Signalpegelwert wird dann einem
Vergleicher 35a zugeführt.
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An den Vergleicher 35a wird
der Schwellwert angelegt, den die Steuerung 26 aus 3 bestimmt hat, so dass
der Signalpegelwert aus dem Pegelwert-Detektor 34a mit
dem Schwellwert verglichen wird. Das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 35a wird
einem Dämpfungsglied 36a zugeleitet.
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Wenn der Pegelwert des Ausgangssignals höher ist
als der Schwellwert, wird das Dämpfungsglied 36a nicht
wirksam. Wenn andererseits der Pegelwert des Signals darunter liegt,
dann dämpft
das Dämpfungsglied 36a das
Musiksignal.
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Das Teil 3 zum Entfernen
des Rauschens weist außerdem
Zweiweggleichrichter 32b bis 32f, Schaltungen 33b bis 33f zur
Wellenformung, Pegelwert-Detektoren 34b bis 34f,
Vergleicher 35b bis 35f und Dämpfungsglieder 36b bis 36f für Signale
in anderen Frequenzbändern
auf.
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Die gedämpften Signale aus jedem der Dämpfungsglieder 36a bis 36f werden
alle an eine Addierschaltung 37 angelegt, in welcher die
Signale addiert und synthetisiert werden. Somit wird ein Musiksignal
gebildet, das sich über
den gesamten Frequenzbereich erstreckt. Das synthetisierte Signal wird
dem in 1 dargestellten
Teil 4 zum Aufzeichnen von Informationen als Aufzeichnungs-Eingangssignal
für den
MD-Spieler und die Bandkassetteneinheit zugeführt.
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Die Filter, die Zweiweggleichrichter
und die Schaltungen zur Wellenformung, die in den 3 und 4 dargestellt
sind, sind in der gleichen Weise aufgebaut und arbeiten auch in
derselben Weise, so dass sie gemeinsam verwendet werden können.
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Die Steuerung 26, der Speicher 27 und
das Teil 3 zum Entfernen des Rauschens sind über Busleitungen,
die in zwei Richtungen arbeiten, mit einander verbunden, wodurch
eine parallele Verarbeitung möglich
wird und damit ein komplexer Steuerungsvorgang mit hoher Geschwindigkeit
ablaufen kann. Wird mit serieller Übertragung gearbeitet, kann
der Aufbau vereinfacht werden, auch wenn dadurch die Verarbeitungsgeschwindigkeit
abnimmt. Durch den Einsatz von Prozessoren zur Verarbeitung von
digitalen Signalen (DSP) können
alle Vorgänge
in einem Arbeitsgang ausgeführt
werden.
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Da es mehrere Sekunden dauert, bis
der Rauschpegel ermittelt ist, liegt eine zeitliche Verzögerung vor,
ehe die tatsächliche
Rauschminderung beginnt, wenn die Aufzeichnung und die Zuführung des
Musiksignals von der Quelle gleichzeitig gestartet werden. Wird
die Rauschminderung abrupt gestartet, kommt es zu einem Rütteln bzw.
Holpern in der Musik zwischen dem Teil, das die Rauschpegel enthält, und
dem rauschfreien Teil. Ein solches Rütteln bzw. Holpern lässt sich
verhindern, wenn die Steuerung so betrieben wird, dass sie die Rauschminderungswirkung
allmählich
ansteigen lässt
oder die Rauschminderung dann startet, wenn der Pegelwert des Eingangssignals
hoch ist.
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Wird die Aufzeichnung nach dem Anlegen des
Signals aus der Musiksignal-Quelle 1 gestartet, dann kann
der kleinste Pegelwert im Eingangssignal während der zeitlichen Verzögerung erfasst
werden. Somit wird das Signal, das aus dem Rauschen entfernt wird,
von Anfang an aufgezeichnet. Alternativ wird die Aufzeichnung kurzzeitig
beispielsweise mit einer Pausenfunktion unterbrochen, so dass der kleinste
Pegelwert des Rauschens während
der Unterbrechung erfasst werden kann, wodurch es möglich wird,
den gleichen Effekt zu erzielen.
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Nachstehend wird nun anhand von 5 die Funktionsweise der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wenn gemäß 5 das Rauschminderungssystem in einem
Schritt 101 eingeschaltet wird, dann wird das von der Musiksignal-Quelle 1 zugeführte Signal
in eine Vielzahl von Signalen in vorgegebenen Frequenzbändern unterteilt,
und zwar mittels Einrichtungen wie zum Beispiel digitalen Filtern mit
DSP-Elementen im Schritt 102. Im Schritt 103 wird in jedem Frequenzband
der kleinste Pegelwert des Signals innerhalb des vorgegebenen Zeitraums erfasst,
so dass der Rauschpegel in jedem Band im Schritt 104 ermittelt wird.
Anschließend
wird in einem Schritt 105 in jedem Frequenzband anhand des erfassten
Rauschpegelwerts ein Muster ausgewählt, in dem eine Charakteristikkurve
und deren Pegelwert den entsprechenden Werten im Eingangssignal
am stärksten ähnlich sind.
Somit werden die Schwellwerte für
die ausgewählten
Muster bestimmt.
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Die Rauschminderung wird in einem
Schritt 106 in Entsprechung zu dem im Schritt 105 bestimmten Schwellwert
vorgenommen. Damit wird die Rauschminderung in der Form ausgeführt, die
für die Rauschcharakteristik
im Eingangssignal geeignet ist. Infolgedessen wird an eine (hier
nicht dargestellte) Aufzeichnungsvorrichtung ein Musiksignal in
hervorragender Qualität
mit vermindertem Rauschen angelegt.
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6 und 7 stellen Schwellwerte für verschiedene
Frequenzbändern
dar, in denen in jeder Graphik auf der Abszisse die Frequenzen und
auf jeder Ordinate die Pegelwerte des Schwellwerts jeweils in Dezibel
aufgetragen sind.
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In den Graphiken gelten die Schwellwerte
f1 bis f8 für
das Frequenzband, das mittels des Hochpassfilters 21f definiert
wird, und die Schwellwerte b1 bis b4, c1 bis c4, d1 bis d4 und e1
bis e4 gelten für die
Frequenzbänder,
die jeweils von den Bandpassfiltern 21b bis 21f definiert
werden. Die Schwellwerte a1 bis a4 gelten für das Frequenzband, das von
dem Tiefpassfilter 21a definiert wird.
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Bei den in 6 dargestellten Schwellwerten a1 bis
f1, a2 bis f2, a3 bis f3 und a4 bis f4 handelt es sich um Schwellwerte
für die
Rauschminderungscharakteristik in einem Bandkassettendeck. Die Schwellwerte
a5 bis f5, a6 bis f6, a7 bis f7 und a8 bis f8, die in 7 dargestellt sind, entsprechen
den Schwellwerten der Rauschminderungscharakteristik bei einem Tuner.
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Insbesondere weist das von einem
Band wiedergegebene Musiksignal eine Rauschpegel-Charakteristik
auf, welche die gleiche Krümmung wie
der zum Abspielen verwendete Equalizer besitzt. Damit eine Entsprechung
zu der Charakteristik herbeigeführt
wird, setzt man den Schwellwert auf einen niedrigeren Pegel, wenn
die Frequenz höher
wird. Wenn die Dämpfungscharakteristik
bei allen Bändern auf
den gleichen Wert eingestellt ist, so können sogar die Tonsignale komprimiert
werden, oder das Rauschen kann beibehalten werden, ohne dass eine Komprimierung
vorgenommen wird, wenn die eingestellte Dämpfungscharakteristik vom tatsächlichen Rauschpegel
abweicht.
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Im Falle eines Tuners ist der Frequenzgang des
Rauschpegels im Wesentlichen flach, so dass die Schwellwerte in
allen Frequenzbändern
auf den gleichen Wert gesetzt werden.
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Es wird nun auf 8 verwiesen, die ein Beispiel für eine Dämpfungscharakteristik
des Dämpfungsglieds 36a bis 36f darstellt,
welche den jeweiligen Schwellwerten a1 bis f1 aus 6 entspricht, wobei auf der Abszisse
in der Graphik der Pegelwert des Eingangssignals in Dezibel aufgetragen
ist und auf der Ordinate der Pegelwert des Ausgangssignals, ebenfalls
in Dezibel. Die Schwellwerte in 8 sind
entsprechend dem Ausgangssignal aus der Steuerung ausgewählt. Wie 8 zeigt, wird das Eingangssignal
gedämpft,
um den Rauschpegel einzuschränken
wenn die Pegelwerte der Eingangssignale, die dem Dämpfungsglied 36a bis 36f zugeführt werden,
unter die Schwellwerte a1 bis f1 absinken. Wenn andererseits der
Pegeiwert des Eingangssignals über
dem Schwellwert liegt, dann wird das Signal ungedämpft ausgegeben.
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Wenn zum Beispiel der Pegel des Eingangssignals
der Schwelle a1 bei dem Frequenzband, das dem in 4 dargestellten Tiefpassfilter 31a entspricht, –6 dB beträgt, dann
wird das Eingangssignal, dessen Eingangspegel höher liegt als der Schwellwert
a1, auf dem gleichen Pegelwert ausgegeben. Wenn andererseits der
Eingangspegel des Eingangssignals –12 dB beträgt, also unter dem Pegel des
Schwellwerts a1 liegt, dann wird das Signal auf einem Pegel von –18 dB ausgegeben.
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Bei dem in 8 dargestellten Beispiel ist zwar die
Anzahl der Schwellen sechs und entspricht damit den jeweiligen Frequenzbändern, doch
kann die Anzahl auch erhöht
werden, wodurch sich die Genauigkeit bei der Rauschminderung verbessert.
Außerdem
muss das Verhältnis
zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal im Rauschminderungsbereich
nicht auf 1 : 2 beschränkt bleiben.
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Die für verschiedene Rauschmuster
eingestellten Schwellwerte können
entsprechend der Art des Musiksignals bestimmt werden. In dem Fall,
zum Beispiel, in dem die Musiksignal-Quelle 1 ein Tuner ist,
können
die Schwellwerte je nach dem eingestellt werden, ob das angelegte
Signal ein FM-Signal, ein AM-Signal, ein Stereosignal, ein Mono-Signal
oder ein mit Pulskode moduliertes Signal (PCM-Signal) ist, damit sie der Charakteristik
des Signals entsprechen. Bei einer Bandkassetteneinheit können die
Schwellwerte so eingestellt werden, dass die Rauschunterdrückung angehalten
oder auf ein Dolby-B und Dolby-C-Signal eingestellt wird („Dolby" ist ein eingetragenes
Warenzeichen der Dolby Laboratories). Wenn es sich bei der Signalquelle
um einen CD-Spieler oder Plattenspieler handelt, kann es sich bei
dem darauf abgespielten Tonträger
um eine Magnetplatte, eine digitale Videoplatte (DVD), eine Videoplatte
oder eine CD handeln. Außerdem
kann das Musiksignal eine Kombination aus den Signalen, die von
diesen Platten wiedergegeben werden, mit Ausgangssignalen eines
Mikrofons und eines PC darstellen. Dabei kann ein Schwellwert für mehrere
Rauschmuster verwendet werden. Außerdem kann das System durch den
Einsatz von Schwellwerten, die der Benutzer setzt, auf die Bedürfnisse
des Kunden zugeschnitten werden.
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Die vorliegende Erfindung kann noch
weiter modifiziert werden, wenn sie bei einem System eingesetzt
wird, bei dem die Art des Rauschens zuvor ausgewählt werden kann, statt dass
die Rauschcharakteristik anhand eines kleinsten Pegelwerts des Rauschens
bestimmt wird. Wenn zum Beispiel ein Modus für ein FM-Stereo-Signal gewählt wird, dann wird die entsprechende
Schwellwertkurve bestimmt. In einem Fall, in dem man ein Signal
erhält,
das die Bedingungen im Musiksignal anzeigt, können die Schwellwertkurve und
der Pegel des Schwellwerts direkt durch die Steuerung entsprechend
dem Signal ausgewählt
werden.
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Eine noch genauere Rauschminderung
lässt sich
dann vornehmen, wenn eine Vielzahl von Schwellwerten für ein Rauschmuster
vorgesehen ist. Daneben kann ein Schwellwert für einen erfassten Rauschpegel
um einen vorgegebenen Betrag verschoben werden, um so einen Schwellwert
für einen anderen
Rauschpegel zu erreichen.
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Auch wenn die in dem System vorgesehenen Bauelemente
in der Form beschrieben wurden, in der sie analog arbeiten, können die
Arbeitsgänge
auch digital unter Verwendung von Bauelementen wie DSP, A/D-Wandlern,
D/A-Wandlern und Zentraleinheiten ausgeführt werden, wobei man die gleichen Ergebnisse
erzielt.
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Die vorliegende Erfindung ist bei
jeder Aufzeichnungsvorrichtung zusätzlich zu einem Abspielgerät für Magnetplatten
und Bandkassetten einsetzbar.
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Gegebenenfalls ist es nicht ratsam,
eine Rauschminderung in Abhängigkeit
vom Inhalt des angelegten Signals vorzunehmen. Um mit einem solchen
Fall umzugehen, ist das System mit einer Einrichtung versehen, mit
der die Rauschminderungsfunktion angehalten werden kann.
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Die vorliegende Erfindung kann außerdem bei
anderen Arbeitsgängen
mit Signalverarbeitung als der Rauschminderung bei der Aufzeichnung
eingesetzt werden.
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Aus der vorstehenden Beschreibung
wird deutlich, dass die vorliegende Erfindung ein Rauschminderungssystem
bietet, bei welchem der Betriebsablauf stabil ist und mit dem eine
ausreichende Rauschminderung erreicht wird.
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Auch wenn die Erfindung in Verbindung
mit bevorzugten speziellen Ausführungsbeispielen
beschrieben wurde, ist selbstverständlich beabsichtigt, dass diese
Beschreibung den Umfang der Erfindung wie er durch die nachfolgenden
Ansprüche
definiert wird nur illustrieren, nicht aber einschränken soll.