JP2001169248A - デジタル音声レベル可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 急激なレベル変化に起因するノイズの除去。 【解決手段】 レベル設定手段１で設定された音声レベ
ル設定情報を主周期毎にサンプリング手段２でサンプリ
ングし、その主周期サンプリング出力のレベルに応じた
デジタル音声出力をデジタル音声出力手段４から出力す
る際に、主周期サンプリング出力の変化を円滑化手段５
により円滑化することで、主周期サンプリング出力の急
激な変化を抑えたデジタル音声レベル可変装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルＶＴＲ等
に用いられるデジタル音声レベル可変装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、デジタルＶＴＲに組み込まれる
従来のデジタル音声レベル可変装置の構成を示すブロッ
ク図である。図５において、このデジタル音声レベル可
変装置は、使用者が音声レベルを設定するための操作ツ
マミ（図示省略）を有する可変抵抗器１００で設定され
た音声レベル設定情報Ｉをエンコーダ１０１でＡ／Ｄ変
換する。そして、このデジタル音声レベル設定情報ＤＩ
を、制御部１０２を介してレベル演算処理部１０３に入
力する。レベル演算処理部１０３では、乗算器（図示省
略）が設けられており、制御部１０２から入力されるデ
ジタル音声レベル設定情報ＤＩ'に応じて、デジタル音
声信号ＤＡを乗算したうえで（レベル調整したうえ
で）、その乗算出力ＤＡ'を出力している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された従来のデジタル音声レベル可変装置にお
いては、音声レベル設定情報Ｉを増減調整するとノイズ
が発生するという課題があった。これは次のような理由
によっている。

【０００４】可変抵抗器１００で設定される音声レベル
設定情報Ｉは連続的に変化する形態で設定される。しか
しながら、デジタル音声レベル可変装置の組み込み対象
の一つであるデジタルＶＴＲにおいては、主として画像
フレーム周期に同期して装置全体の信号制御が行われて
おり、エンコーダ１０１で行う音声レベル設定情報Ｉの
Ａ／Ｄ変換処理する周期（サンプリング周期）やデジタ
ル音声レベルをレベル演算処理部１０３に供給する周期
も画像フレーム周期に同期して行われている。

【０００５】そのため、音声レベル設定情報Ｉは、可変
抵抗器１００から連続的にかつ円滑に変化する信号形態
で出力されるものの、画像フレーム周期でサンプリング
されることで、レベル演算処理部１０３に供給される際
（デジタル音声レベル設定情報ＤＩ'）には、階段状に
変化する不連続な離散的データとなる。

【０００６】レベル演算処理部１０３は、離散的データ
となったデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'に基いてデ
ジタル音声信号ＤＡのレベル調整を行うために、そのレ
ベル変化も不連続なものとなる結果、その調整形態も画
像フレーム周期毎に急激にレベル変化するものとなる。
このような急激なレベル変化が音声出力に生じるため
に、聴取者にはノイズとして聞き取られてしまう。

【０００７】したがって、本発明の主たる目的は、ノイ
ズが生じないデジタル音声レベル可変装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ためには、本発明は、音声レベルを設定するレベル設定
手段と、前記レベル設定手段で設定された音声レベル設
定情報を主周期毎にサンプリングするサンプリング手段
と、前記サンプリング手段から出力される主周期サンプ
リング出力のレベルに応じたデジタル音声出力を出力す
るデジタル音声出力手段とを有するデジタル音声レベル
可変装置であって、前記主周期サンプリング出力の変化
を円滑化する円滑化手段を備えることに特徴を有してい
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、音声レベルを設定するレベル設定手段と、前記レベ
ル設定手段で設定された音声レベル設定情報を主周期毎
にサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリ
ング手段から出力される主周期サンプリング出力のレベ
ルに応じたデジタル音声出力を出力するデジタル音声出
力手段とを有するデジタル音声レベル可変装置であっ
て、前記主周期サンプリング出力の変化を円滑化する円
滑化手段を備えており、これにより、次のような作用を
有する。すなわち、主周期サンプリング出力を円滑化す
るので、円滑化された主周期サンプリング出力のレベル
の変化に応じた音声出力が出力されて、音声出力の変化
も円滑になる。

【００１０】本発明の請求項２記載の発明は、請求項１
に係るデジタル音声レベル可変装置であって、前記円滑
化手段は、前記主周期サンプリング出力を前記主周期よ
り短い副周期毎にサンプリングして得られる副周期サン
プリング出力の出力変化を検出する検出手段と、前記検
出手段段の検出結果に応じて前記主周期サンプリング出
力を副周期毎に調整するレベル調整手段とを有してお
り、これにより次のような作用を有する。すなわち、主
周期より短い副周期毎に主周期サンプリング出力を細か
く設定することが可能となる結果、音声レベルは円滑に
変化することになる。

【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２に係るデジタル音声レベル可変装置であって、前記レ
ベル調整手段は、前記主周期サンプリング出力もしくは
このレベル調整手段の出力を、予め設定しておいた所定
レベルだけ前記副周期毎に増減調整するとともに、その
増減方向を、前記検出結果の増減方向に一致させるもの
であり、これにより次のような作用を有する。すなわ
ち、前記検出結果の増減方向に沿って、音声レベル設定
情報を副周期毎に細かく調整することができるようにな
る。

【００１２】本発明の請求項４記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに係るデジタル音声レベル可変装置
であって、このデジタル音声レベル可変装置は、映像処
理装置に用いられるものであり、前記主周期は、前記映
像処理装置における画像フレーム周期であり、前記副周
期は、前記映像処理装置のオーディオサンプリング周期
に同期した周期であることに特徴を有しており、これに
より次のような作用を有する。すなわち、画像フレーム
周期は、通常３０Ｈｚといった比較的低い周期に設定さ
れているため、音声レベル設定情報をこの画像フレーム
周期に基いてサンプリングすると、音声レベル情報は段
階的に変化する不連続な離散的データとなる結果、デジ
タル音声信号のレベル設定においても、そのレベル変化
は、画像フレーム周期毎に急激にレベル変化するものと
なる。しかしながら、映像処理装置のオーディオサンプ
リング周期は、通常、４８ＫＨｚといった画像フレーム
周期に比べて格段に高い周期に設定されているので、オ
ーディオサンプリング周期に同期した周期で音声レベル
設定情報のサンプリング出力を取り出してその出力変化
を検出手段で検出したうえで、その検出結果に応じてレ
ベル調整手段で前記音声レベルのサンプリング出力を増
減処理すれば、音声レベル設定情報は細かく設定するこ
とが可能となり、音声レベルは円滑に変化することにな
る。

【００１３】以下、本発明の一実施形態であるデジタル
音声レベル可変装置を説明する。このデジタル音声レベ
ル可変装置は、デジタルＶＴＲに組み込まれるのに最適
なものであって、このデジタル音声レベル可変装置は、
図１に示すように、使用者が音声レベルを設定するため
の操作ツマミ（図示省略）を有する可変抵抗器１と、可
変抵抗器１で設定された音声レベル設定情報ＩをＡ／Ｄ
変換するエンコーダ２と、エンコーダ２で作成されたデ
ジタル音声レベル設定情報ＤＩを取り込む制御部３と、
制御部３からデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'が供給
されるレベル演算処理部４とを有している。レベル演算
処理部４は、乗算器（図示省略）が設けられており、入
力されるデジタル音声レベル設定情報ＤＩに応じて、デ
ジタル音声ＤＡを乗算処理したうえで（レベル調整した
うえで）出力している。

【００１４】次に、このデジタル音声レベル可変装置の
特徴となる構成を説明する。このデジタル音声レベル可
変装置は円滑化処理部５を備えている。円滑化処理部５
は請求項における円滑化手段に相当するものであり、制
御部３とレベル演算処理部４との間に設けられており、
制御部３の出力（デジタル音声レベル設定情報ＤＩ'）
を円滑化処理したうえでレベル演算処理部４に供給して
いる。

【００１５】次に、このデジタル音声レベル可変装置の
動作を説明する。可変抵抗器１の操作ツマミ（図示省
略）を操作することにより、使用者が音声レベルを設定
すると、その音声レベル設定情報Ｉはエンコーダ２でＡ
／Ｄ変換される。このとき、可変抵抗器１で設定される
音声レベル設定情報Ｉは、図２（ｂ）に示すように、連
続的に変化するアナログデータである。

【００１６】これに対して、エンコーダ２のサンプリン
グ周期や、制御部３のデータ取り込み周期、レベル演算
処理部４での信号処理周期（これらの周期は、請求項に
おける主周期に対応しており、以下、主周期と称す）
は、このデジタル音声レベル可変装置の組み込み対象で
あるデジタルＶＴＲの画像フレーム周期Ｆ（図２（ａ）
参照）に同期している。通常、画像フレーム周期Ｆは、
例えば、３０Ｈｚといった比較的低い周期に設定されて
いる。

【００１７】そのため、音声レベル設定情報Ｉをエンコ
ーダ２でサンプリングしたデジタル音声レベル設定情報
ＤＩ（請求項における主周期サンプリング出力に相当す
る）は、図２（c）に示すように、主周期毎に段階的に
変化する不連続な離散データとなり、このままの形態の
デジタル音声レベル設定情報ＤＩに基いてデジタル音声
信号ＤＡのレベル設定を実施すれば、そのレベル変化
は、主周期（＝画像フレーム周期Ｆ毎）毎に急激にレベ
ル変化するものとなり、ノイズを生じさせる。

【００１８】そこで、このデジタル音声レベル可変装置
では、エンコーダ２でＡ／Ｄ変換されたのち制御部３か
ら出力されるデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'を、円
滑化処理部５で円滑化処理している。これにより、段階
的に変化する不連続な離散的データとして制御部５から
出力されるデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'を、図２
（ｄ）に示すように連続的に変化すると見なせるデータ
ＤＩｓｍに変換したうえでレベル演算処理部４に供給し
ている。したがって、このような円滑化処理部５の出力
ＤＩｓｍに基いてレベル演算処理部４でデジタル音声信
号ＤＡのレベル調整を実施することで、デジタル音声信
号ＤＡ'は連続的に変化する信号形態となり、画像フレ
ームＦ毎にデジタル音声信号ＤＡが急激にレベル変化す
ることがなくなって、上記したノイズは発生しなくな
る。

【００１９】次に、円滑化処理部５の具体的な構成の一
例について、図３を参照して説明する。円滑化処理部５
は、デジタル音声レベル設定情報ＤＩのレベル変化をオ
ーディオサンプリング周期Ｓ毎に検出するレベル比較器
１０と、レベル比較器１０の比較結果に基いてデジタル
音声レベル設定情報ＤＩのレベル調整を行うレベル加減
算器１１と、レベル変動前の安定した状態のデジタル音
声レベル設定情報ＤＩを保持する前データ保持部１２
と、レベル比較器１０の出力に応じて前デーダ保持部１
２で保持するデジタル音声レベル設定情報ＤＩを選択す
るアンド回路１３と、デジタル音声レベル設定情報ＤＩ
と、レベル加減算器１１の出力との切換操作を行う信号
切換部１４とを備えている。

【００２０】レベル比較器１０と前データ保持部１２と
アンド回路１３とは、請求項における検出手段の一例を
構成している。レベル加減算器１１と信号切換部１４と
は、請求項におけるレベル調整手段の一例を構成してい
る。オーディオサンプリング周期は、請求項における副
周期の一例を構成している。

【００２１】次に、各構成の動作を図４のタイムチャー
トを参照して説明する。なお、図４において、（ａ）は
画像フレーム周期Ｆを示し、（ｂ）は音声レベル設定情
報Ｉを示し、（c）は、デジタル音声レベル設定情報Ｄ
Ｉを示し、（ｄ）は制御部３のデータ取り込み周期Ｅを
示し、（ｅ）は制御部から出力されるデジタル音声レベ
ル設定情報ＤＩ'を示し、（ｆ）は前データ処理部１２
の保持データＫを示し、（ｇ）はレベル比較器１０の比
較結果Ｃを示し、（ｈ）は円滑化処理部５の出力データ
ＤＩｓｍを示している。

【００２２】なお、制御部３のデータ取り込み周期Ｅ
は、画像フレーム周期Ｆ（例えば、３０Ｈｚ）に同期し
ているものの、画像フレーム周期Ｆから若干遅延したタ
イミングを有する周期となっており、このデータ取り込
み周期Ｅに基いて制御部３に取り込まれて、円滑化処理
部５に供給されるデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'
も、もとの情報ＤＩからみて所定タイミングだけ遅延し
たものとなっている。

【００２３】動作を説明する。動作は、オーディオサン
プリング周期（例えば、４８ＫＨｚ）の各タイミングに
おいて、先のタイミングに比べてデジタル音声レベル設
定情報ＤＩ'に変化がない場合の動作と、オーディオサ
ンプリング周期の各タイミングにおいて、先のタイミン
グに比べてデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'に変化が
ある場合の動作とに分けられる。

【００２４】オーディオサンプリング周期の各タイミン
グにおいて、先のタイミングに比べてデジタル音声レベ
ル設定情報ＤＩ'に変化がない場合の動作 この場合を具体的にいえば、デジタル音声レベル設定情
報ＤＩ'が安定してレベル変化がない場合と、レベル変
化していたデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'のレベル
変化が収束して安定する場合とがある。いずれの場合で
も以下のように動作する。

【００２５】まず、各オーディオサンプリング周期Ｓそ
れぞれにおいて、レベル比較器１０は、前データ保持部
１２の保持データＫ（図４（ｆ）参照）とデジタル音声
レベル設定情報ＤＩ'（図４（ｅ）参照）とを比較して
いる。ここで、データ保持部１２は、レベルが安定して
変化のない状態のデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'を
記憶している。そのため、デジタル音声レベル設定情報
ＤＩ'に変化がない場合では、レベル比較器１０の比較
結果Ｃ（図４（ｇ）参照）は変化なしを示す比較結果Ｃ
offとなる。この比較結果Ｃoffは、信号切換部１４とア
ンド回路１３とに供給される。

【００２６】すると、信号切換部１４は、出力端子１４
ａと、デジタル音声レベル設定情報ＤＩ'の入力端子１
４ｂとを接続するように切換動作する。これにより、デ
ジタル音声レベル設定情報ＤＩ'は、円滑化処理部５で
信号処理されることなく、無処理の状態で出力データＤ
Ｉｓｍとして円滑化処理部５から出力される結果、出力
データＤＩｓｍは一定のレベルを維持することになる。

【００２７】一方、アンド回路１３には比較結果Ｃoff
が入力される同時に信号切換部１４から円滑化処理部５
の出力データＤＩｓｍ（図４（ｈ）参照）が入力され
る。アンド回路１３は比較結果Ｃoffが入力されると、
前データ保持部１２に対する出力データＤＩｓｍの供給
を許容する。そのため、前データ保持部１２は保持デー
タＫを更新する。このようにして、前データ保持部１２
は、そのレベルが安定して変化がない状態のデジタル音
声レベル設定情報ＤＩ'をオーディオサンプリング周期
Ｓ毎に更新しつつ保持する。

【００２８】オーディオサンプリング周期の各タイミン
グにおいて、先のタイミングに比べてデジタル音声レベ
ル設定情報ＤＩ'に変化がある場合の動作 この場合を具体的にいえば、デジタル音声レベル設定情
報ＤＩ'に変化がない状態から変化が生じた場合と、連
続的に変化している場合とがあるが、いずれの場合でも
次のように動作する。

【００２９】オーディオサンプリング周期Ｓのいずれか
のタイミングにおいて、先のタイミングに比べてデジタ
ル音声レベル設定情報ＤＩ'にレベル変化が生じると、
レベル比較器１０の比較結果Ｃは変化有りを示す比較結
果Ｃonとなる。比較結果Ｃonは、信号切換部１４とアン
ド回路１３とに供給される。すると、信号切換部１４
は、出力端子１４ａと、加減算器１１の出力を受ける入
力端子１４ｃとを接続するように切換動作する。

【００３０】このとき、レベル比較器１０は比較結果Ｃ
onと共に、比較情報ＣＩを加減算器１１に出力する。比
較情報ＣＩは次のような情報となっている。すなわち、
保持データＫとデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'との
レベルを比較し、デジタル音声レベル設定情報ＤＩ'が
保持データＫより大きい場合（Ｋ＞ＤＩ'）には、増加
情報ＣＩｕを出力する。反対にデジタル音声レベル設定
情報ＤＩ' が保持データＫより小さい場合（Ｋ＜Ｄ
Ｉ'）には、減少情報ＣＩｄを出力する。

【００３１】このような比較情報ＣＩを供給された加減
算器１１は、次のように動作する。すなわち、増加情報
ＣＩｕが供給されると、加減算器１１はデジタル音声レ
ベル設定情報ＤＩ'に対して増加調整が行われたと判断
する。そして、先のオーディオサンプリング周期Ｓのタ
イミングにおいて、信号切換部１４を介して入力された
出力データＤＩｓｍに対して、所定のレベル調整量αを
加算したのち、その加算結果ＤＩｓｍ＋αを信号切換部
１４に出力する。加算結果ＤＩｓｍ＋αが入力された信
号切換部１４はその加算結果ＤＩｓｍ＋αを円滑化処理
部５の出力データＤＩｓｍとして出力する。

【００３２】一方、減少情報ＣＩｄが供給されると、加
減算器１１はデジタル音声レベル設定情報ＤＩ'に対し
て減少調整が行われたと判断する。そして、先のオーデ
ィオサンプリング周期Ｓのタイミングにおいて、信号切
換部１４を介して入力された出力データＤＩｓｍに対し
て、所定のレベル調整量αだけ減算処理したのち、その
減算結果ＤＩｓｍ−αを信号切換部１４に出力する。減
算結果ＤＩｓｍ−αが入力された信号切換部１４はその
減算結果ＤＩｓｍ−αを円滑化処理部５の出力データＤ
Ｉｓｍとして出力する。

【００３３】加算、減算いずれの処理においても、アン
ド回路１３には比較結果Ｃonが入力されると同時に信号
切換部１４から円滑化処理部５の出力データＤＩｓｍが
入力される。アンド回路１３は比較結果Ｃonが入力され
ると、前データ保持部１２に対する出力データＤＩｓｍ
の供給を阻止する。そのため、前データ保持部１２は保
持データＫを更新することなく、先に保持した保持デー
タＫを維持する。

【００３４】このように、前データ保持部１２はオーデ
ィオサンプリング周期Ｓの各タイミングにおいて、出力
ＤＩｓｍにレベル変化がない場合には保持データＫの更
新操作を行い、出力ＤＩｓｍにレベル変化がある場合に
は保持データＫの更新操作を行わないようにしている。
これにより、変化のない安定したレベルの出力ＤＩｓｍ
を選択的に保持するようになっている。

【００３５】以上のような各動作を行うことで、円滑化
処理部５からは、レベル変化を円滑化した出力データＤ
Ｉｓｍが出力される。そのため、このような出力データ
ＤＩｓｍに基いて、レベル演算処理部４がデジタル音声
信号ＤＡを乗算処理すれば、その乗算出力ＤＡ'に急激
なレベル変化は生じず、ノイズが発生しなくなる。

【００３６】なお、加減算器１１において、出力データ
ＤＩｓｍに対して加減算処理する所定のレベル調整量α
の値を大きく設定すれば出力データは急激に収束する一
方、小さな値に設定すれば緩慢に収束する。レベル調整
量αは、以上の留意点を考慮して任意に設定することが
できる。

【００３７】また、上述した実施の形態では、円滑化処
理部５において、デジタル音声レベル設定情報ＤＩ'の
レベル調整する周期（副周期）はオーディオサンプリン
グ周期Ｓ（例えば、４８ＫＨｚ）としたが、これはその
一例にすぎず、Ｘ×Ｓ周期（Ｘ：任意の整数）であって
もよいのはいうまでもない。上記したレベル調整周期
（副周期）を長く設定すれば出力データはより段階的に
変化して収束する一方、短く設定すればより円滑に変化
して収束する。要は、このレベル調整周期（副周期）
を、主周期である画像フレーム周期Ｆより短い周期に設
定すれば、本発明の効果を奏することができる。

【００３８】なお、上述した実施形態では、本発明をデ
ジタルＶＴＲに実施していたが、本発明は、このような
ものに限定されるものではないのはいうまでもない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
デジタル音声レベル情報を円滑化処理することで、ノイ
ズが生じることなく、スムーズに音量変化させることで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のデジタル音量レベル可変
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】実施形態のデジタル音声レベル可変装置の動作
の説明に供するタイムチャートである。

【図３】実施形態のデジタル音声レベル可変装置の要部
の構成を示すブロック図である。

【図４】実施形態のデジタル音声レベル可変装置の動作
の詳細説明に供するタイムチャートである。

【図５】従来例のデジタル音声レベル可変装置の構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 可変抵抗器 ２ エンコーダ
３ 制御部 ４ レベル演算処理部 ５ 円滑化処理部
１０ レベル比較器 １１ レベル加減算器 １２ 前データ保持部
１３ アンド回路 １４ 信号切換部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声レベルを設定するレベル設定手段
   と、前記レベル設定手段で設定された音声レベル設定情
   報を主周期毎にサンプリングするサンプリング手段と、
   前記サンプリング手段から出力される主周期サンプリン
   グ出力のレベルに応じたデジタル音声出力を出力するデ
   ジタル音声出力手段とを有するデジタル音声レベル可変
   装置であって、 前記主周期サンプリング出力の変化を円滑化する円滑化
   手段を備えることを特徴とするデジタル音声レベル可変
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のデジタル音声レベル可変
   装置であって、 前記円滑化手段は、 前記主周期サンプリング出力を前記主周期より短い副周
   期毎にその出力変化を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に応じて前記主周期サンプリン
   グ出力を副周期毎に調整するレベル調整手段と、 を有することを特徴とするデジタル音声レベル可変装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のデジタル音声レベル可変
   装置であって、 前記レベル調整手段は、前記主周期サンプリング出力も
   しくはこのレベル調整手段の出力を、予め設定しておい
   た所定レベルだけ前記副周期毎に増減調整するととも
   に、その増減方向を、前記検出結果の増減方向に一致さ
   せるものであることを特徴とするデジタル音声レベル可
   変装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか記載のデジ
   タル音声レベル可変装置であって、 このデジタル音声レベル可変装置は、映像処理装置に用
   いられるものであり、前記主周期は、前記映像処理装置
   における画像フレーム周期であり、前記副周期は、前記
   映像処理装置のオーディオサンプリング周期に同期した
   周期であることを特徴とするデジタル音声レベル可変装
   置。