JP2009141471A - Automatic volume correcting apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that an excessive gain is applied to a pulse-like signal in an automatic volume correcting apparatus for calculating a gain for an input signal on the basis of an RMS (root-mean-square) value. <P>SOLUTION: An absolute value converting section 11 converts an input signal into an absolute value, and a hold/release section 12 applies hold/release processing (processing for holding a peak value of the pulse-like signal and gradually attenuating it) to the signal converted into the absolute value. An RMS estimating section 30 obtains an RMS estimation value on the basis of the signal subjected to the hold-release processing. A gain calculating section 34 calculates a gain on the basis of the RMS estimation value, and an attack/release section 36 smoothes the gain. An output signal amplitude adjusting section 22 multiplies an input signal delayed by a predetermined value using an input signal delay section 21 by the smoothed gain, thereby adjusting the amplitude of the input signal. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、入力信号に対するゲイン(利得)を2乗平均平方根(RMS)値(RMSの推定値を含む)を基に算出する自動音量補正装置に関し、特に、パルス状の信号に対し過剰なゲインがかけられる問題を回避できる、自動音量補正装置に関する。   The present invention relates to an automatic volume correction device that calculates a gain (gain) for an input signal based on a root mean square (RMS) value (including an estimated RMS value), and in particular, an excessive gain for a pulsed signal. The present invention relates to an automatic sound volume correction device that can avoid the problem of being applied.

テレビを見ている際に番組からCM(コマーシャル)に変わった際にCMがうるさいため音量を落としたり、音楽を聞いている際に曲ごとの音量差が大きく、いちいちボリュームを変更することがある。このような、音源の音量差による聞き取りづらさや大音量による不快感、音量操作のわずらわしさを軽減するために、従来から、音源の音量レベルに応じてゲインを調節し、出力される音量を一定に保つような処理が使用されている。このような処理を、本明細書では自動音量補正と呼び、この自動音量補正処理を行なう装置を自動音量補正装置と呼ぶ。   When watching TV, when the program changes to CM (commercial), the volume may be reduced because the CM is noisy, or when listening to music, the volume difference between songs may be large and the volume may change. . In order to reduce the difficulty of hearing due to the volume difference of the sound source, the discomfort due to the large volume, and the troublesome operation of the volume control, the gain is adjusted according to the volume level of the sound source and the output volume is kept constant. Is used to keep Such processing is called automatic volume correction in this specification, and a device that performs this automatic volume correction processing is called an automatic volume correction device.

このときの音量制御は、人間の聴感に近い基準によって行うほどよりよい音量補正効果が得られるため、入力信号に聴感重み付けを行ったり、信号の2乗平均平方根(RMS)値を利用することがある。例えば、RMS値を利用した従来技術の自動音量補正装置(ダイナミックレンジ圧縮装置)がある(特許文献1を参照)。   As the volume control at this time is performed according to a criterion close to human audibility, a better volume correction effect can be obtained. Therefore, audibility weighting may be performed on the input signal or the root mean square (RMS) value of the signal may be used. is there. For example, there is a conventional automatic volume correction device (dynamic range compression device) using an RMS value (see Patent Document 1).

図6は、従来技術のRMSを利用した自動音量補正装置の構成を示す図である。図6に示す自動音量補正装置3はRMS計算部30を備えている。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an automatic sound volume correction device using a conventional RMS. The automatic volume correction device 3 shown in FIG. 6 includes an RMS calculation unit 30.

このRMS計算部30では、オーディオの入力信号を2乗演算部31により2乗演算し、2乗された信号をローパスフィルタ32に通して入力信号の2乗平均値の推定値を計算する。この2乗平均推定値を対数変換部33により対数変換し、ゲイン(利得)計算部34により対数(dB)領域でゲインを計算した後、得られたゲインを逆対数変換部35により線形領域に逆対数変換する。なお、ゲイン計算部34では入力された2乗平均推定値の平方根を求めた上でゲインを計算するものとする。これにより、入力信号の2乗平均平方根(RMS)に対するゲインが得られるようになっている。   In the RMS calculation unit 30, the audio input signal is squared by the square calculation unit 31, and the squared signal is passed through the low-pass filter 32 to calculate an estimated value of the mean square value of the input signal. The root mean square estimated value is logarithmically converted by the logarithmic conversion unit 33, the gain is calculated in the logarithmic (dB) region by the gain calculation unit 34, and the obtained gain is converted to the linear region by the inverse logarithmic conversion unit 35. Perform inverse log transformation. The gain calculation unit 34 calculates the gain after obtaining the square root of the input root mean square estimated value. Thereby, the gain with respect to the root mean square (RMS) of the input signal is obtained.

そして、出力信号振幅調整部22は、入力信号遅延部(ディレイ)21で遅延させた入力信号に対し、ゲイン計算部34で算出した平滑化されたゲインを掛けて、出力信号を得る。   The output signal amplitude adjustment unit 22 multiplies the input signal delayed by the input signal delay unit (delay) 21 by the smoothed gain calculated by the gain calculation unit 34 to obtain an output signal.

しかしながら、上述した従来技術のダイナミックレンジ圧縮装置では、鋭いピークを持つパルス状の信号が入力された際に、RMS計算に使用するローパスフィルタ(LPF)32によってこのパルス状の信号がカットされてしまう。このため、ゲイン計算部34のゲイン計算において入力信号のレベルが小さく評価され、その結果パルス状の信号に過大なゲインがかけられてしまうことがある。   However, in the above-described conventional dynamic range compression apparatus, when a pulse-like signal having a sharp peak is input, the pulse-like signal is cut by the low-pass filter (LPF) 32 used for the RMS calculation. . For this reason, the level of the input signal is evaluated to be small in the gain calculation of the gain calculation unit 34, and as a result, an excessive gain may be applied to the pulse signal.

このように、パルス状の信号に過剰なゲインがかけられることによって、パルス部分のオーバーフローが発生しやすくなる。また、オーバーフロー対策のために信号をクリッピングすると歪による音質劣化が発生する可能性がある。
特許第3497813号公報
As described above, an excessive gain is applied to the pulse-like signal, so that an overflow of the pulse portion is likely to occur. In addition, if the signal is clipped to prevent overflow, the sound quality may be deteriorated due to distortion.
Japanese Patent No. 3497413

上述したように、2乗平均平方根(RMS)値を用いる方法では、パルス状の信号に対して過剰なゲインがかけられるため音質が劣化したり、ダイナミックレンジを十分に確保できない問題があった。ここで、ダイナミックレンジが低下してしまうのは、鋭いピークを持つパルス状の信号に過剰なゲインがかけられた場合のオーバーフローを防ぐためにヘッドマージンを大きくとると、信号のレベルを落とすことになるという理由からである。   As described above, the method using the root mean square (RMS) value has a problem in that an excessive gain is applied to a pulse-like signal, so that sound quality is deteriorated and a sufficient dynamic range cannot be secured. Here, the dynamic range is reduced because if the head margin is increased in order to prevent overflow when a pulse-like signal having a sharp peak is excessively gained, the signal level is lowered. That is why.

本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、入力信号に対するゲインを2乗平均平方根(RMS)値を基に算出する自動音量補正装置において、鋭いピークを持つパルス状の信号に過剰なゲインがかけられるため音質が劣化することを回避し、ダイナミックレンジを十分に確保できる、自動音量補正装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a pulse having a sharp peak in an automatic volume correction apparatus that calculates a gain for an input signal based on a root mean square (RMS) value. It is an object of the present invention to provide an automatic sound volume correction device capable of avoiding deterioration of sound quality due to excessive gain being applied to a signal and ensuring a sufficient dynamic range.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の自動音量補正装置は、入力信号の2乗平均平方根値であるRMS値を算出するRMS計算部を有し、該RMS値を基に入力信号のゲインを算出する自動音量補正装置であって、前記入力信号のピーク点を検出し、該ピーク点の値を保持値として保持し、所定のホールド期間中は前記保持値をそのまま前記RMS計算部に出力すると共に、前記ホールド期間の経過後は、前記保持値を所定の減衰率で減衰させながら前記RMS計算部に出力するホールド/リリース処理を行なうホールド/リリース部を、備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の自動音量補正装置では、入力信号の2乗平均平方根(RMS)値を計算するRMS計算部を備え、このRMS値を基に入力信号のゲインを算出する自動音量補正装置において、入力信号のピーク点の値を検出して保持し、この保持した値を所定のホールド期間はそのまま保持して出力すると共に、ホールド期間の経過後は、保持した値を所定の減衰率で減衰させながらRMS計算部に出力する。
これにより、従来のRMSを用いる自動音量補正装置において、鋭いピークを持つパルス状の信号に対して過剰なゲインがかけられるため音質が劣化することを回避することができるとともに、過大なゲインがかけられる現象が抑制されるためヘッドマージンを大きく取らなくてよくなることから、ダイナミックレンジを十分に確保できるようになる。
The present invention has been made to solve the above problems, and the automatic volume correction device of the present invention has an RMS calculation unit for calculating an RMS value which is a root mean square value of an input signal, and the RMS value is calculated. An automatic volume correction device that calculates a gain of an input signal based on the input signal, detects a peak point of the input signal, holds the value of the peak point as a hold value, and holds the hold value during a predetermined hold period. A hold / release unit is provided that outputs to the RMS calculation unit as it is, and performs a hold / release process that outputs the hold value to the RMS calculation unit while attenuating the hold value at a predetermined attenuation rate after the hold period has elapsed. It is characterized by that.
The automatic volume correction device of the present invention having the above-described configuration includes an RMS calculation unit that calculates the root mean square (RMS) value of the input signal, and calculates the gain of the input signal based on the RMS value. In this case, the value of the peak point of the input signal is detected and held, and this held value is held and outputted as it is for a predetermined hold period, and after the hold period, the held value is set at a predetermined attenuation rate. Output to the RMS calculator while attenuating.
As a result, in the conventional automatic volume correction device using RMS, it is possible to avoid deterioration of sound quality because an excessive gain is applied to a pulse-like signal having a sharp peak, and an excessive gain is applied. Since this phenomenon is suppressed, a large head margin is not required, so that a sufficient dynamic range can be secured.

また、本発明の自動音量補正装置は、前記ホールド/リリース部は、入力信号と保持値の信号とを比較してレベルの大きい方の信号を保持して出力すると共に、前記入力信号のレベルが前記保持値よりも小さくなった時(入力信号<保持値になった時)に、所定時間のホールド期間を計数する最大値保持部と、前記最大値保持部の出力を所定時間遅延して出力する遅延部と、前記ホールド期間の間は前記遅延部の出力信号をそのまま保持値の信号として前記最大値保持部に出力すると共に、前記ホールド期間の経過後は前記遅延部の出力信号に所定の減衰率をかけた新たな保持値の信号を生成して前記最大値保持部に出力する減衰部と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の自動音量補正装置では、入力信号の2乗平均平方根(RMS)値を計算するRMS計算部を備え、このRMS値を基に入力信号のゲインを算出する自動音量補正装置において、最大値保持部により入力信号と保持値の信号とを比較して大きい方の信号のレベルを検出して保持し、保持した信号をそのまま出力する。そして、「入力信号<保持値」になった時に、ホールド期間の計数を開始する。また、遅延部により最大値保持部の出力を遅延して出力する。そして、減衰部では、ホールド期間の間は遅延部の出力をそのまま保持値の信号として最大値保持部に出力し、ホールド期間の経過後は遅延部の出力に所定の減衰率をかけた新たな保持値の信号を生成して最大値保持部に出力する。最大値保持部では、減衰部で生成される保持値の信号を超えるレベルの入力信号が入力されるまで、この減衰部で生成される保持値の信号を選択して出力する。
これにより、入力信号のピーク点を検出し、このピーク点の値を保持値として、ホールド期間中はそのまま出力し、ホールド期間の経過後は、保持値を所定の減衰率で減衰させながら出力することができる。このため、従来のRMSを用いる方法において、鋭いピークを持つパルス状の信号に対して過剰なゲインがかけられるため音質が劣化することを回避でき、ダイナミックレンジを十分に確保できるようになる。
Further, in the automatic sound volume correction device of the present invention, the hold / release unit compares the input signal with the hold value signal, holds and outputs the signal having the larger level, and the level of the input signal is When the value is smaller than the holding value (when the input signal is smaller than the holding value), the maximum value holding unit that counts the holding period of a predetermined time and the output of the maximum value holding unit are delayed by a predetermined time and output The delay unit outputs the output signal of the delay unit to the maximum value holding unit as it is as a hold value signal during the hold period, and outputs a predetermined signal to the output signal of the delay unit after the hold period elapses. An attenuation unit that generates a signal of a new holding value multiplied by an attenuation factor and outputs the signal to the maximum value holding unit.
The automatic volume correction device of the present invention having the above-described configuration includes an RMS calculation unit that calculates the root mean square (RMS) value of the input signal, and calculates the gain of the input signal based on the RMS value. The maximum value holding unit compares the input signal and the holding value signal, detects and holds the level of the larger signal, and outputs the held signal as it is. Then, when “input signal <holding value” is satisfied, counting of the hold period is started. Further, the output of the maximum value holding unit is delayed by the delay unit and output. Then, the attenuation unit outputs the output of the delay unit as it is as a hold value signal to the maximum value holding unit during the hold period, and after the hold period has elapsed, a new attenuation factor is applied to the output of the delay unit. A holding value signal is generated and output to the maximum value holding unit. The maximum value holding unit selects and outputs the holding value signal generated by the attenuation unit until an input signal having a level exceeding the holding value signal generated by the attenuation unit is input.
As a result, the peak point of the input signal is detected, and the value of this peak point is output as the hold value as it is during the hold period, and after the hold period, the hold value is output while being attenuated by a predetermined attenuation rate. be able to. For this reason, in the conventional method using RMS, an excessive gain is applied to a pulse-like signal having a sharp peak, so that deterioration in sound quality can be avoided and a sufficient dynamic range can be secured.

また、本発明の自動音量補正装置は、入力信号を所定の時間遅延させて出力する入力信号遅延部と、入力信号を絶対値の信号に変換する絶対値変換部と、前記絶対値変換部からの出力信号に前記ホールド/リリース処理を施すホールド/リリース部と、前記ホールド/リリース部から出力される信号を2乗演算する2乗演算部と、前記2乗演算部により2乗された信号のフィルタリングを行ない、入力信号の振幅の2乗平均値の推定値を演算するためのローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力信号を対数領域の信号に変換する対数変換部と、前記対数変換部により対数領域に変換された信号を基にゲイン計算を行なうゲイン計算部と、前記ゲイン計算部で算出された対数領域のゲインを対数領域から線形領域のゲインに逆変換する逆対数変換部と、前記ゲインをアタック/リリース処理により平滑化するアタック/リリース部と、前記アタック/リリース部により平滑化されたゲインを前記入力信号遅延部から出力される信号に掛けて該信号の振幅を調整して出力する出力信号振幅調整部と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の自動音量補正装置では、入力信号を絶対値に変換し、この絶対値の信号にホールド/リリース処理を施す。また、ホールド/リリース処理を施した信号を2乗演算し、ローパスフィルタを通すことにより2乗平均平方根(RMS)値を求める。そして、このRMS値を基に、ゲインを算出し、算出したゲインを基に、所定の量だけ遅延された入力信号の振幅を調整して出力する。
これにより、従来のRMSを用いる自動音量補正装置において、鋭いピークを持つパルス状の信号に対して過剰なゲインがかけられるため音質が劣化することを回避でき、ダイナミックレンジを十分に確保できるようになる。
The automatic volume correction device of the present invention includes an input signal delay unit that outputs an input signal with a predetermined time delay, an absolute value conversion unit that converts the input signal into an absolute value signal, and the absolute value conversion unit. A hold / release section that performs the hold / release process on the output signal of the signal, a square calculation section that squares the signal output from the hold / release section, and a signal squared by the square calculation section A low-pass filter for performing filtering and calculating an estimated value of the mean square value of the amplitude of the input signal, a logarithmic converter that converts the output signal of the low-pass filter into a logarithmic domain signal, and a logarithm by the logarithmic converter A gain calculation unit that performs gain calculation based on the signal converted into the region, and inversely converts the gain in the logarithmic region calculated by the gain calculation unit from the logarithmic region to the gain in the linear region A logarithmic conversion unit, an attack / release unit that smoothes the gain by an attack / release process, and a signal smoothed by the attack / release unit multiplied by a signal output from the input signal delay unit. An output signal amplitude adjusting unit that adjusts and outputs the amplitude.
In the automatic sound volume correction apparatus of the present invention having the above-described configuration, the input signal is converted into an absolute value, and a hold / release process is performed on the signal of the absolute value. Also, the squared root mean square (RMS) value is obtained by squaring the signal subjected to the hold / release process and passing through a low-pass filter. Then, the gain is calculated based on the RMS value, and the amplitude of the input signal delayed by a predetermined amount is adjusted and output based on the calculated gain.
As a result, in the conventional automatic volume correction apparatus using RMS, it is possible to avoid deterioration of sound quality because an excessive gain is applied to a pulse-like signal having a sharp peak, and to ensure a sufficient dynamic range. Become.

また、本発明の自動音量補正装置は、ステレオ信号の左側チャンネルの入力信号を所定の時間遅延させて出力するL側入力信号遅延部と、ステレオ信号の右側チャンネルの入力信号を所定の時間遅延させて出力するR側入力信号遅延部と、前記左側チャンネルの入力信号を絶対値の信号に変換するL側絶対値変換部と、前記右側チャンネルの入力信号を絶対値の信号に変換するR側絶対値変換部と、前記L側絶対値変換部からの出力信号に前記ホールド/リリース処理を施すL側ホールド/リリース部と、前記R側絶対値変換部からの出力信号に前記ホールド/リリース処理を施すR側ホールド/リリース部と、前記L側ホールド/リリース部によりホールド/リリース処理が行なわれた左側チャンネルの信号と、前記R側ホールド/リリース部によりホールド/リリース処理が行なわれた左側チャンネルの信号との最大値を取る最大値検出部と、前記最大値検出部から出力される信号を2乗演算する2乗演算部と、前記2乗演算部により2乗された信号のフィルタリングを行ない、入力信号の振幅の2乗平均値の推定値を演算するためのローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力を基にゲイン計算を行うゲイン計算部と、前記ゲインを平滑化する平滑化部と、前記平滑化されたゲインを前記L側入力信号遅延部から出力される信号に掛けて該信号の振幅を調整して出力するL側出力信号振幅調整部と、前記平滑化されたゲインを前記R側入力信号遅延部から出力される信号に掛けて該信号の振幅を調整して出力するR側出力信号振幅調整部と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の自動音量補正装置では、ステレオ信号の左側チャンネルの入力信号と右側チャンネルの入力信号のそれぞれを絶対値に変換し、それぞれの絶対値の信号に対しホールド/リリース処理を施す。そして、ホールド/リリース処理を施した左右チャンネルの信号の最大値を取る。そして、この最大値の信号を2乗演算し、ローパスフィルタを通すことにより2乗平均平方根(RMS)値を求める。そして、このRMS値を基に、ゲインを算出する。そして、算出したゲインを基に、所定の量だけ遅延された左右チャンネルの入力信号に対して振幅を調整し出力する。
これにより、従来のRMSを用いるステレオ用の自動音量補正装置において、鋭いピークを持つパルス状の信号に対して過剰なゲインがかけられるため音質が劣化することを回避でき、ダイナミックレンジを十分に確保できるようになる。
The automatic volume correction device of the present invention also includes an L-side input signal delay unit that outputs a left-side channel input signal of a stereo signal with a predetermined time delay, and a stereo-signal right-channel input signal that is delayed by a predetermined time. An R side input signal delay unit that outputs the left channel input signal, an L side absolute value conversion unit that converts the left channel input signal into an absolute value signal, and an R side absolute signal that converts the right channel input signal into an absolute value signal. A value conversion unit, an L-side hold / release unit that performs the hold / release process on the output signal from the L-side absolute value conversion unit, and an output signal from the R-side absolute value conversion unit. R-side hold / release section to be applied, left channel signal subjected to hold / release processing by the L-side hold / release section, and R-side hold / release A maximum value detection unit that takes a maximum value with respect to the signal of the left channel for which hold / release processing has been performed by the unit, a square calculation unit that calculates a square of the signal output from the maximum value detection unit, and the square A low-pass filter that performs filtering of the signal squared by the calculation unit and calculates an estimated value of the mean square value of the amplitude of the input signal; and a gain calculation unit that performs gain calculation based on the output of the low-pass filter; A smoothing unit for smoothing the gain, and an L-side output signal amplitude adjustment for adjusting the amplitude of the signal by multiplying the signal output from the L-side input signal delay unit by the smoothed gain and outputting the signal And an R-side output signal amplitude adjustment unit that adjusts the amplitude of the signal by multiplying the signal output from the R-side input signal delay unit by the smoothed gain and outputs the adjusted signal. Do
In the automatic volume correction apparatus of the present invention having the above-described configuration, each of the left channel input signal and the right channel input signal of the stereo signal is converted into an absolute value, and a hold / release process is performed on each absolute value signal. . Then, the maximum value of the left and right channel signals subjected to the hold / release process is taken. The maximum value signal is squared and passed through a low-pass filter to obtain a root mean square (RMS) value. Then, the gain is calculated based on the RMS value. Then, based on the calculated gain, the amplitude is adjusted and output with respect to the input signals of the left and right channels delayed by a predetermined amount.
As a result, in a conventional automatic volume correction device for stereo using RMS, excessive gain can be applied to a pulse-like signal having a sharp peak, so that deterioration of sound quality can be avoided and a sufficient dynamic range is secured. become able to.

また、本発明の自動音量補正装置は、前記ホールド/リリース部における、ホールド期間は、略5msecであり、前記減衰部の減衰率dは、d=1−e、ただし、X=−1/(Tr×FS)、ここで、Tr=20msec、FSはサンプリングレート、であることを特徴とする。
これにより、従来のRMSを用いる自動音量補正装置において、パルス状の信号に対して過剰なゲインがかけられるため音質が劣化することを回避し、ダイナミックレンジを十分に確保できる効果に加えて、人間の聴覚の特性である、前向性マスキング(鳴っている音が止まった際に徐々に音の感覚が消減するため、その間に発生した音が先行した音にマスキングされる現象)を考慮したホールド/リリース処理が行なえる。
In the automatic sound volume correction apparatus of the present invention, the hold period in the hold / release unit is approximately 5 msec, and the attenuation rate d of the attenuation unit is d = 1−e X , where X = −1 / (Tr × FS), where Tr = 20 msec and FS is a sampling rate.
As a result, in the conventional automatic volume correction apparatus using RMS, an excessive gain is applied to the pulse-like signal, so that deterioration of the sound quality is avoided and a sufficient dynamic range can be ensured. Hold that takes into account the forward-looking masking (a phenomenon in which the sound sensation gradually disappears when the sound is stopped, so the sound generated during that time is masked by the preceding sound) / Release processing can be performed.

本発明の自動音量補正装置では、入力信号にホールド/リリース処理(パルス状の信号のピーク値を保持して徐々に減衰させる処理)を施した信号を基に2乗平均平方根(RMS)値の推定値を求め、このRMS値によりゲインを算出するようにしたので、これにより、鋭いピークを持つパルス状の信号に対して過剰なゲインがかけられることを回避できる。その結果、信号のオーバーフローの危険性が減り、クリッピングによる音質劣化を回避することができるとともに、ヘッドマージンを大きく取らなくてよいのでダイナミックレンジの低下を抑制できるようになる。   In the automatic sound volume correction apparatus of the present invention, the root mean square (RMS) value is calculated based on a signal obtained by subjecting an input signal to hold / release processing (processing to hold and gradually attenuate the peak value of a pulsed signal). Since the estimated value is obtained and the gain is calculated based on the RMS value, it is possible to avoid applying an excessive gain to the pulse signal having a sharp peak. As a result, the risk of signal overflow is reduced, sound quality deterioration due to clipping can be avoided, and a reduction in dynamic range can be suppressed because a large head margin is not required.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係わる自動音量補正装置の構成を示す図である。
図1に示す自動音量補正装置1が、図6に示す自動音量補正装置(ダイナミックレンジ圧縮装置)3と構成上異なるのは、図6に示す自動音量補正装置3に、図1に示す絶対値変換部11と、ホールド/リリース部12を新たに追加した点であり、他の構成は図6に示す自動音量補正装置3と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。なお、図1に示す自動音量補正装置への入力信号、および出力信号はデジタル信号であり、各処理部はデジタル信号を処理するように構成されているが、アナログ信号を用いた回路構成とすることもできる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an automatic sound volume correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The automatic volume correction apparatus 1 shown in FIG. 1 differs from the automatic volume correction apparatus (dynamic range compression apparatus) 3 shown in FIG. 6 in terms of configuration in the automatic volume correction apparatus 3 shown in FIG. The conversion unit 11 and the hold / release unit 12 are newly added, and other configurations are the same as those of the automatic volume correction apparatus 3 shown in FIG. For this reason, the same code | symbol is attached | subjected to the same component. Note that the input signal and the output signal to the automatic sound volume correction apparatus shown in FIG. 1 are digital signals, and each processing unit is configured to process the digital signals, but has a circuit configuration using analog signals. You can also.

図1において、オーディオ信号が入力信号Inとして入力され、入力信号Inは絶対値変換部11および入力信号遅延部(ディレイ)21にそれぞれ入力される。ここで、後述するようにゲイン計算の過程では入力信号の時間平均をとる処理があり、算出されたゲインは入力信号に対して遅延する。入力信号遅延部21は、入力信号を遅延させることにより、このゲイン算出の遅延を補償するものである。入力信号を遅延させずにゲインを乗ずると、入力信号のレベルが急変した際にゲインが追従しなくなり、過大なゲインによって大振幅信号を出力してしまったり、入力信号が小さいにもかかわらずゲインが小さくて音が聞こえないといった問題が生じるが、入力信号遅延部21を設けることにより、このような問題が解消される。なお、説明を簡単にするために、図1には単一のチャンネルしか示されていないが、2チャンネル、4チャンネル、5.1チャンネルの場合は、それぞれのチャンネルに対応して本発明の自動音量補正装置が設備されるものである。   In FIG. 1, an audio signal is input as an input signal In, and the input signal In is input to an absolute value conversion unit 11 and an input signal delay unit (delay) 21. Here, as will be described later, in the gain calculation process, there is a process of taking a time average of the input signal, and the calculated gain is delayed with respect to the input signal. The input signal delay unit 21 compensates for this gain calculation delay by delaying the input signal. If you multiply the gain without delaying the input signal, the gain will not follow when the level of the input signal changes suddenly, and a large amplitude signal will be output due to excessive gain, or the gain will be small despite the small input signal. However, by providing the input signal delay unit 21, such a problem is solved. In order to simplify the explanation, only a single channel is shown in FIG. 1, but in the case of 2 channels, 4 channels, and 5.1 channels, the automatic operation of the present invention is performed corresponding to each channel. A volume correction device is provided.

図1において、絶対値変換部11に入力された入力信号Inは絶対値の信号に変換される。そして、絶対値変換部11から出力される絶対値の信号は、ホールド/リリース部12に入力される。   In FIG. 1, an input signal In input to the absolute value converter 11 is converted into an absolute value signal. The absolute value signal output from the absolute value conversion unit 11 is input to the hold / release unit 12.

このホールド/リリース部12では、入力信号Inと、ホールド/リリース部12内で保持している保持値の信号とを比較し、信号レベルが大きいほうの信号を保持して出力する。この保持値の信号は、ホールド/リリース部12の出力信号に所定の減衰率dを乗じて生成される。ホールド/リリース部12は、所定時間のホールド期間の経過後に、保持した信号を減衰させながら2乗平均推定部30に出力する(なお、ホールド/リリース部12の詳細については、後述する)。   The hold / release unit 12 compares the input signal In with the signal of the hold value held in the hold / release unit 12 and holds and outputs the signal having the higher signal level. The hold value signal is generated by multiplying the output signal of the hold / release unit 12 by a predetermined attenuation factor d. The hold / release unit 12 outputs the held signal to the root mean square estimation unit 30 while attenuating the held signal after the lapse of a predetermined hold period (details of the hold / release unit 12 will be described later).

ホールド/リリース部12から出力される信号は、2乗平均推定部30に入力される。この2乗平均推定部30では、ホールド/リリース部12から出力される信号を2乗演算部31により2乗演算する。2乗演算部31により2乗された信号はローパスフィルタ(LPF)32に入力される。ローパスフィルタ32は入力された信号の低周波成分のみを出力するものであるが、その処理は、入力された信号の平均値を推定していることと等価である。入力信号の時間平均をそのまま計算すると演算量が多くなってしまうため、平均値を推定するという代用的な方法を用いている。このように、2乗演算部31とローパスフィルタ32により、入力信号の振幅の2乗平均値の推定値を演算する。   A signal output from the hold / release unit 12 is input to the root mean square estimation unit 30. In the mean square estimation unit 30, the signal output from the hold / release unit 12 is squared by the square calculation unit 31. The signal squared by the square calculator 31 is input to a low-pass filter (LPF) 32. The low-pass filter 32 outputs only the low frequency component of the input signal, but the process is equivalent to estimating the average value of the input signal. If the time average of the input signal is calculated as it is, the amount of calculation increases, so an alternative method of estimating the average value is used. In this way, the estimated value of the mean square value of the amplitude of the input signal is calculated by the square calculation unit 31 and the low-pass filter 32.

そして、この2乗平均推定値は対数変換部33に出力され、対数変換部33により10を底とする対数(dB)に変換され、dB出力値としてゲイン計算部34に出力される。   The root mean square estimated value is output to the logarithmic conversion unit 33, converted to a logarithm (dB) with 10 as the base by the logarithmic conversion unit 33, and output to the gain calculation unit 34 as a dB output value.

ゲイン計算部34は、対数変換部33から入力した対数(dB)領域の2乗平均推定値を基にゲイン計算を行なう。このとき、ゲイン計算部34は、ゲイン計算を入力信号Inの2乗平均平方根(RMS)に基づいて行うために、次のようなゲインテーブルを利用する。即ち、ゲイン計算部34への入力は「2乗平均」の推定値なので、ゲインテーブルにより擬似的に「平方根」の演算を行うようにする。このゲインテーブルには、例えばゲイン計算部34への入力値「−10dB」のゲインとして、その平方根である「−5dB」に対するゲインの値が格納されている。また、小さい入力値に対しては大きなゲインが、大きい入力値に対しては小さなゲインが格納されている。そして、ゲイン計算部34で求めた対数領域のゲイン値は、逆対数変換部35により対数領域から線形領域へ逆変換される。   The gain calculation unit 34 performs gain calculation based on the root mean square estimated value of the logarithmic (dB) region input from the logarithmic conversion unit 33. At this time, the gain calculation unit 34 uses the following gain table in order to perform gain calculation based on the root mean square (RMS) of the input signal In. That is, since the input to the gain calculation unit 34 is an estimated value of “root mean square”, a pseudo “square root” calculation is performed using the gain table. In this gain table, for example, as a gain of an input value “−10 dB” to the gain calculation unit 34, a gain value for “−5 dB” which is the square root thereof is stored. A large gain is stored for a small input value, and a small gain is stored for a large input value. Then, the gain value in the logarithmic region obtained by the gain calculating unit 34 is inversely transformed from the logarithmic region to the linear region by the inverse logarithmic transformation unit 35.

次いで、得られたゲイン値はアタック/リリース部36へ出力され、このアタック/リリース部36では、ゲインが下降(入力信号Inが増加)する際にはそのゲイン下降速度を抑制するアタック処理と、ゲインが上昇(入力信号Inが減少)する際にはそのゲイン上昇速度を抑制するリリース処理とを行う。このように、アタック/リリース部36は、ゲインの変化を平滑化することで、入力信号のレベルが急激に変化しゲインも急激に変化した際に、出力信号に違和感を与えるような歪みが発生してしまうことを防止する。   Next, the obtained gain value is output to the attack / release unit 36. In this attack / release unit 36, when the gain decreases (when the input signal In increases), an attack process for suppressing the gain decreasing speed; When the gain increases (the input signal In decreases), release processing is performed to suppress the gain increase speed. In this way, the attack / release unit 36 smoothes the gain change, so that when the input signal level changes abruptly and the gain also changes abruptly, distortion that gives a sense of incongruity to the output signal occurs. To prevent it.

次いで、出力信号振幅調整部22は、アタック/リリース部36により算出した平滑化されたゲインを入力信号遅延部(ディレイ)21において所定の量だけ遅延された入力信号に掛けて、振幅調整された出力信号Outを出力する。   Next, the output signal amplitude adjustment unit 22 multiplies the input signal delayed by a predetermined amount in the input signal delay unit (delay) 21 by the smoothed gain calculated by the attack / release unit 36 to adjust the amplitude. Output signal Out is output.

図2は、ホールド/リリース部12の回路構成を示す図である。
図2に示すように、ホールド/リリース部12は、入力信号Inと、保持値Holdの信号とを比較し、大きい方の信号を最大値として保持する最大値保持部41と、1サンプリングタイムの遅延部(Z−1)42と、減衰率d(d≦1)を持つ減衰部43とで構成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the hold / release unit 12.
As shown in FIG. 2, the hold / release unit 12 compares the input signal In with the signal of the hold value Hold, and holds a larger signal as a maximum value, and a maximum value holding unit 41 of one sampling time. The delay unit (Z −1 ) 42 and an attenuation unit 43 having an attenuation rate d (d ≦ 1) are included.

図2において、最大値保持部41は、入力信号Inのレベルと保持値Holdのレベルとを比較する比較器41Aと、入力信号Inとホールド信号のうちの大きいほうの信号を保持して出力するホールド部41Bと、ホールド部41Bにおける信号のホールド時間Tを計数するホールドカウンタ41Cとを有している。   In FIG. 2, a maximum value holding unit 41 holds a comparator 41A that compares the level of the input signal In and the level of the hold value Hold, and holds and outputs the larger one of the input signal In and the hold signal. It has a hold unit 41B and a hold counter 41C that counts a signal hold time T in the hold unit 41B.

上記構成において、入力信号Inが保持値Holdの信号より大きければ、入力信号Inのレベルをホールド部41Bに保持値としてホールドする。ただし、ホールド中にさらに大きな信号の入力があった場合はホールド部41Bの保持値を入れ替え、改めてホールドを開始する。   In the above configuration, if the input signal In is greater than the signal of the hold value Hold, the level of the input signal In is held as a hold value in the hold unit 41B. However, if a larger signal is input during the hold, the hold value of the hold unit 41B is replaced and the hold is started again.

また、最大値保持部41の出力信号Outは、1サンプリングタイムの遅延部42に入力され、減衰部43に出力される。減衰部43に入力された信号は減衰率dをかけられ、新たな保持値Holdとして最大値保持部41に向けて出力される。最大値保持部41は、新たな保持値Holdと次サンプルの入力信号Inとを比較し、大きいほうの信号をホールド部41Bに保持する。   The output signal Out of the maximum value holding unit 41 is input to the delay unit 42 of one sampling time and output to the attenuation unit 43. The signal input to the attenuating unit 43 is multiplied by the attenuation rate d, and is output toward the maximum value holding unit 41 as a new holding value Hold. The maximum value holding unit 41 compares the new holding value Hold with the input signal In of the next sample, and holds the larger signal in the holding unit 41B.

そして、ホールド部41Bに新たな保持値がホールドされた後に、保持値Holdが入力信号Inよりも大きくなった時は、ホールドカウンタ41Cにより、ホールド期間Tを計数する。このホールド期間中は減衰部43における減衰率を1とし、最大値保持部41内の保持値が減衰しないようにする。これにより、最大値保持部41では、新たな保持値をホールド期間中、そのまま保持することができる。   Then, after the new hold value is held in the hold unit 41B, when the hold value Hold becomes larger than the input signal In, the hold period 41C is counted by the hold counter 41C. During this hold period, the attenuation rate in the attenuation unit 43 is set to 1, so that the held value in the maximum value holding unit 41 is not attenuated. As a result, the maximum value holding unit 41 can hold the new hold value as it is during the hold period.

すなわち、「In≧Hold」のとき、ホールドカンタ41Cにホールドタイム(ホールド期間T)をセットする。「In<Hold」のとき、ホールドカンタ41Cのカウント値をデクリメントする。そして、ホールドカンタ41Cのカウント値が1以上のときは、減衰部43における減衰率を1として信号を減衰させない(ホールド状態)。   That is, when “In ≧ Hold”, the hold time (hold period T) is set in the hold counter 41C. When “In <Hold”, the count value of the hold counter 41C is decremented. When the count value of the hold counter 41C is 1 or more, the attenuation rate in the attenuation unit 43 is set to 1, and the signal is not attenuated (hold state).

なお、上記ホールド/リリース部12における、ホールド期間Tは、例えば、5msecとし、減衰率dを   The hold period T in the hold / release unit 12 is, for example, 5 msec, and the attenuation rate d is

d=1−e、とすることができる。
ただし、X=−1/(Tr×FS)である。
(Tr=20msec:リリース時間、FSはサンプリングレート)
d = 1−e X.
However, X = −1 / (Tr × FS).
(Tr = 20 msec: release time, FS is the sampling rate)

また、図3は、ホールド/リリース部12におけるホールド/リリース処理の詳細な動作を説明するための図である。以下、図3を参照して、その動作について説明する。   FIG. 3 is a diagram for explaining the detailed operation of the hold / release process in the hold / release unit 12. The operation will be described below with reference to FIG.

図3において、時刻t0〜t1までの区間は、「保持値Hold<入力信号In」であり、最大値保持部41からの出力値(出力信号Outのレベル)は、入力値(入力信号Inの振幅レベル)と同じになる。   In FIG. 3, the interval from time t0 to t1 is “holding value Hold <input signal In”, and the output value (level of the output signal Out) from the maximum value holding unit 41 is the input value (the level of the input signal In). Amplitude level).

その後、入力信号Inのレベルが低下し、時刻t1〜t2の区間では、最大値保持部41におけるホールド期間であり、最大値保持部41は、一定時間T(ホールド期間)の間、ピーク値(図中のaで示す信号)をそのまま保持して出力する。そして、一定時間T(ホールド期間T)を経過し、時刻t2からリリース期間に入る。   After that, the level of the input signal In decreases, and during the interval from time t1 to t2, it is a hold period in the maximum value holding unit 41. The maximum value holding unit 41 has a peak value (for a certain time T (hold period)). The signal indicated by a in the figure is held and output as it is. Then, after a certain time T (hold period T) has elapsed, the release period starts from time t2.

このリリース期間では、最大値保持部41からの出力信号Outが遅延部42によって遅延された信号に、減衰部43により減衰率dをかけた保持値Holdが生成される。最大値保持部41では、入力信号Inと、減衰部43から出力される保持値Holdとを比較し、大きい方の信号(このリリース期間では、次第に減衰する保持値Hold)を保持して出力する。従って、リリース期間では、符号bで示すように、次第に減衰する信号が最大値保持部41から出力される。   In this release period, a hold value Hold is generated by multiplying the signal obtained by delaying the output signal Out from the maximum value holding unit 41 by the delay unit 42 by the attenuation unit 43 by the attenuation rate d. The maximum value holding unit 41 compares the input signal In with the holding value Hold output from the attenuation unit 43, and holds and outputs the larger signal (the holding value Hold that gradually attenuates in this release period). . Therefore, during the release period, a signal that gradually attenuates is output from the maximum value holding unit 41 as indicated by the symbol b.

その後、時刻t3に至り、「保持値Hold<入力信号In」になると、最大値保持部41からの出力値(出力信号Outのレベル)は、入力値(入力信号Inの振幅レベル)と同じになる。   Thereafter, at time t3, when “holding value Hold <input signal In”, the output value from the maximum value holding unit 41 (the level of the output signal Out) is the same as the input value (the amplitude level of the input signal In). Become.

その後、時刻t4に至り、入力信号Inのレベルが低下し、時刻t4〜t5の区間では、最大値保持部41におけるホールド期間となり、最大値保持部41は、一定時間T(ホールド期間T)の間、ピーク値(図中のcで示す信号)を保持して出力する。そして、一定時間T(ホールド期間T)を経過し、時刻t5からリリース期間に入る。このリリース区間では、符号dで示すように、次第に減衰する信号が最大値保持部41から出力される。以後、前述した動作と同様な動作が繰り返される。   Thereafter, at time t4, the level of the input signal In decreases, and during the period from time t4 to t5, the hold period in the maximum value holding unit 41 is reached, and the maximum value holding unit 41 has a fixed time T (hold period T). During this time, the peak value (signal indicated by c in the figure) is held and output. Then, after a certain time T (hold period T) has elapsed, the release period starts from time t5. In this release section, as indicated by reference sign d, a signal that gradually attenuates is output from the maximum value holding unit 41. Thereafter, the same operation as described above is repeated.

このように、本発明の自動音量補正装置では、入力信号Inの絶対値にホールド/リリース処理を施すように構成されている。これにより、入力信号のレベルが低下する際に徐々にレベルが低下するようになり、パルス状の信号は、ホールド/リリースの効果によって徐々に減衰するようになる。このホールド/リリース処理においては、人間の聴覚の特性である、前向性マスキングを参考にしている。前向性マスキングとは、鳴っている音が止まった際に徐々に音の感覚が消減するため、その間に発生した音が先行した音にマスキングされる現象である。   Thus, the automatic volume correction device of the present invention is configured to perform hold / release processing on the absolute value of the input signal In. As a result, the level gradually decreases when the level of the input signal decreases, and the pulse-like signal gradually attenuates due to the hold / release effect. This hold / release process refers to forward masking, which is a characteristic of human hearing. Prospective masking is a phenomenon in which when a sound is stopped, the sensation of the sound gradually disappears, so that the sound generated during that time is masked by the preceding sound.

図4は、前向性マスキングについて説明するための図である(引用文献、;Eツヴィッカー(著)、山田由紀子(訳)、“心理音響学”、“西村書店”、pp133(1992))。   FIG. 4 is a diagram for explaining the prospective masking (cited reference; E Zwicker (author), Yukiko Yamada (translation), “Psychoacoustics”, “Nishimura Shoten”, pp 133 (1992)).

図4では、「マスキングにおける時間効果に関するグラフ(マスキングノイズ開始後の時間Δt、ないしは停止後の時間tvに関連した試験音のレベルSLγ(静寂時最小可聴値より上)が図示されている。図4に示すように、人間の聴覚には前向性マスキングの現象があり、ホールド/リリース処理においても、この現象を利用することができる。   FIG. 4 shows a graph relating to the time effect in masking (the test sound level SLγ (above the silent minimum audible value) related to the time Δt after the start of masking noise or the time tv after the stop). As shown in FIG. 4, there is a forward masking phenomenon in human hearing, and this phenomenon can also be used in hold / release processing.

以上説明したように、本発明の自動音量補正装置では、入力信号Inの絶対値にホールド/リリース処理を施すと共に、2乗演算部31、ローパスフィルタ(LPF)によって2乗平均推定値を算出するように構成されている。   As described above, in the automatic sound volume correction apparatus of the present invention, hold / release processing is performed on the absolute value of the input signal In, and the mean square estimated value is calculated by the square calculator 31 and the low-pass filter (LPF). It is configured as follows.

このホールド/リリース処理によって、パルス状の信号のエネルギーが大きくなるため、2乗平均推定値も、より大きく算出されるようになる。もともとエネルギーの大きい区間は、ホールド/リリース処理によるエネルギー増加は少ない。このように、パルスの信号の2乗平均推定値が大きくなったため、算出されるゲイン値が小さくなり、パルス状の信号に過剰なゲインがかかる問題を回避できる。   Since this hold / release process increases the energy of the pulse-like signal, the root mean square estimated value is also calculated to be larger. The energy increase due to the hold / release process is small in the originally high energy section. As described above, since the root mean square estimated value of the pulse signal is increased, the calculated gain value is decreased, and the problem that an excessive gain is applied to the pulse signal can be avoided.

[第2の実施の形態]
第1の実施の形態では、本発明の自動音量補正装置における基本的な構成を説明するために、単一のチャンネルの場合の例について説明したが、本発明の第2の実施の形態では、ステレオ用の2チャンネルの自動音量補正装置の例について説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, an example in the case of a single channel has been described in order to explain the basic configuration of the automatic sound volume correction apparatus of the present invention. In the second embodiment of the present invention, An example of a stereo two-channel automatic volume correction apparatus will be described.

図5は、本発明の第2の実施の形態に係わる自動音量補正装置の構成を示す図である。
図5に示す自動音量補正装置2においては、ステレオ信号の左側チャンネルの入力信号Linと、右側チャンネルの入力信号Rinが入力される。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an automatic sound volume correction apparatus according to the second embodiment of the present invention.
In the automatic sound volume correction apparatus 2 shown in FIG. 5, the input signal Lin of the left channel of the stereo signal and the input signal Rin of the right channel are input.

左側チャンネルの入力信号Linは、L側入力信号遅延部(ディレイ)21LとL側絶対値変換部11Lにそれぞれ入力される。また、右側チャンネルの入力信号Rinは、R側入力信号遅延部(ディレイ)21RとR側絶対値変換部11Rにそれぞれ入力される。   The input signal Lin of the left channel is input to the L side input signal delay unit (delay) 21L and the L side absolute value conversion unit 11L. Further, the input signal Rin of the right channel is input to the R side input signal delay unit (delay) 21R and the R side absolute value conversion unit 11R, respectively.

そして、左側チャンネルの入力信号LinはL側絶対値変換部11Lにより絶対値検出が行なわれ、L側ホールド/リリース部12Lにより上述したホールド/リリース処理が行なわれる。同様にして、右側チャンネルの入力信号RinはR側絶対値変換部11Rにより絶対値検出が行なわれ、R側ホールド/リリース部12Rによりホールド/リリース処理が行なわれる。   The input signal Lin of the left channel is detected by the L-side absolute value converter 11L, and the hold / release process described above is performed by the L-side hold / release unit 12L. Similarly, the R channel absolute value converter 11R detects the absolute value of the right channel input signal Rin, and the R side hold / release unit 12R performs hold / release processing.

そして、最大値検出部13により、L側ホールド/リリース部12Lによりホールド/リリース処理が行なわれた左側チャンネルの信号と、R側ホールド/リリース部12Rによりホールド/リリース処理が行なわれた左側チャンネルの信号との最大値を取る。   Then, the signal of the left channel that has been held / released by the L-side hold / release unit 12L by the maximum value detector 13 and the signal of the left channel that has been held / released by the R-side hold / release unit 12R. Take the maximum value with the signal.

続いて、最大値検出部13からの出力信号を2乗平均推定部30に入力する。この2乗平均推定部30では、最大値検出部13からの出力信号を2乗演算部14により2乗演算し、2乗された信号はローパスフィルタ(LPF)15に入力される。この2乗演算部14とローパスフィルタ15により、入力信号の振幅の2乗平均値の推定値を演算する。   Subsequently, the output signal from the maximum value detection unit 13 is input to the root mean square estimation unit 30. In the mean square estimation unit 30, the output signal from the maximum value detection unit 13 is squared by the square calculation unit 14, and the squared signal is input to a low pass filter (LPF) 15. The square calculation unit 14 and the low-pass filter 15 calculate an estimated value of the mean square value of the amplitude of the input signal.

続いて、リリース部16は、ローパスフィルタ15から出力される2乗平均推定値を入力として、その入力値が小さくなった際に徐々にその値を小さくするリリース処理を行う。   Subsequently, the release unit 16 receives the mean square estimated value output from the low-pass filter 15 and performs a release process for gradually decreasing the input value when the input value decreases.

それから、ゲイン計算部17により、入力信号に対するゲイン計算を行なう。このゲイン計算部17では、入力信号に対して対数変換を行い、対数領域においてゲイン計算を行ない、求めたゲインを逆対数変換して出力する。ここで、ゲイン計算においては、第1の実施の形態と同様のゲインテーブルを用いて、入力信号Inの2乗平均平方根(RMS)に基づくゲイン計算を行う。続いて、アタック部18により、ゲインの平滑化が行われる。   Then, the gain calculation unit 17 calculates the gain for the input signal. The gain calculation unit 17 performs logarithmic conversion on the input signal, performs gain calculation in the logarithmic domain, and performs inverse logarithmic conversion on the obtained gain and outputs it. Here, in gain calculation, gain calculation based on the root mean square (RMS) of the input signal In is performed using the same gain table as in the first embodiment. Subsequently, the attack unit 18 performs gain smoothing.

そして、L側出力信号振幅調整部22Lは、アタック部18によって平滑化されたゲインをL側入力信号遅延部(ディレイ)21Lにより所定の量だけ遅延された後の入力信号に掛けて、出力信号Loutとして出力する。   The L-side output signal amplitude adjusting unit 22L multiplies the gain smoothed by the attack unit 18 by the input signal delayed by a predetermined amount by the L-side input signal delay unit (delay) 21L, and outputs the output signal. Output as Lout.

同様にして、R側出力信号振幅調整部22Rは、アタック部18によって平滑化されたゲインをR側入力信号遅延部(ディレイ)21Rにより所定の量だけ遅延された後の入力信号に掛けて、出力信号Routとして出力する。   Similarly, the R-side output signal amplitude adjusting unit 22R multiplies the gain smoothed by the attack unit 18 by the input signal after being delayed by a predetermined amount by the R-side input signal delay unit (delay) 21R, Output as an output signal Rout.

図5に示す第2の実施の形態の自動音量補正装置は、図1に示す第1の実施の形態の自動音量補正装置と比較して、入力信号がステレオであり、左右チャンネルに信号の最大値を取ってからゲインを計算するようにした点と、対数変換、逆対数変換をゲイン計算部17に含ませた点が異なる(ただし、ゲインは第1の実施の形態と同様に対数領域で計算している。)また、アタック/リリースブロックが分割され、ゲイン計算の前にリリース処理が行われている点が異なっている。   Compared with the automatic volume correction apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1, the automatic volume correction apparatus of the second embodiment shown in FIG. The difference is that the gain is calculated after taking the value and the gain calculation unit 17 includes logarithmic transformation and inverse logarithmic transformation (however, the gain is in the logarithmic region as in the first embodiment). Also, the attack / release block is divided and release processing is performed before gain calculation.

しかしながら、RMSの近似量を取る信号に対して、ホールド/リリース処理を行う考え方については、第1の実施の形態の自動音量補正装置と同じである。   However, the concept of performing the hold / release processing on the signal that takes the approximate amount of RMS is the same as that of the automatic volume correction apparatus of the first embodiment.

従って、第2の実施の形態にいても、ホールド/リリース処理によって、パルス状の信号のエネルギーが大きくなるため、RMS値も、より大きく算出されるようになる。このように、パルスの信号のRMS値が大きくなるため、算出されるゲイン値が小さくなり、パルス状の信号に過剰なゲインがかかる問題を回避できる。   Therefore, even in the second embodiment, the hold / release process increases the energy of the pulse-like signal, so that the RMS value is also calculated larger. Thus, since the RMS value of the pulse signal is increased, the calculated gain value is decreased, and the problem that an excessive gain is applied to the pulse-like signal can be avoided.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の自動音量補正装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the automatic sound volume correction apparatus of the present invention is not limited to the above-described illustrated examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course.

例えば、ローパスフィルタ32の出力信号から直接平方根を計算する平方根演算部を設けるとともに、ゲイン計算部34のゲインテーブルは平方根を考慮しない形にしてもよい。この場合、2乗演算部31とローパスフィルタ32と前記平方根演算部とでRMS計算部が構成されることになる。なお、上記第1及び第2の実施の形態の場合は、2乗演算部31とローパスフィルタ32とゲイン計算部34(の一部)とでRMS計算部が構成されているとみることができる。   For example, a square root calculation unit that directly calculates the square root from the output signal of the low-pass filter 32 may be provided, and the gain table of the gain calculation unit 34 may be configured not to consider the square root. In this case, the square calculation unit 31, the low-pass filter 32, and the square root calculation unit constitute an RMS calculation unit. In the case of the first and second embodiments, it can be considered that the RMS calculation unit is configured by the square calculation unit 31, the low-pass filter 32, and (a part of) the gain calculation unit 34. .

本発明の第1の実施の形態に係わる自動音量補正装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the automatic sound volume correction apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. ホールド/リリース部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a hold / release part. ホールド/リリース部におけるホールド/リリース処理の詳細な動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detailed operation | movement of the hold / release process in a hold / release part. 前向性マスキングについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating forward masking. 本発明の第2の実施の形態に係わる自動音量補正装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the automatic sound volume correction apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 従来の自動音量補正装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional automatic volume correction apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3・・・自動音量補正装置、11・・・絶対値変換部、11L・・・L側絶対値変換部、11R・・・R側絶対値変換部、12・・・ホールド/リリース部、12L・・・L側ホールド/リリース部、12R・・R側ホールド/リリース部、13・・・最大値検出部、14、31・・・2乗演算部、15、32・・・ローパスフィルタ(LPF)、16・・・リリース部、17・・・ゲイン計算部、18・・・アタック部、21・・・入力信号遅延部、21L・・・L側入力信号遅延部、21R・・・R側入力信号遅延部、22・・・出力信号振幅調整部、22L・・・L側出力信号振幅調整部、22R・・・R側出力信号振幅調整部、30・・・2乗平均推定部、33・・・対数変換部、34・・・ゲイン計算部、35・・・逆対数変換部、36・・・アタック/リリース部、41A・・・比較器、41B・・・ホールド部、41C・・・ホールドカンタ、42・・・遅延部、43・・・減衰部 1, 2, 3, ... automatic volume correction device, 11 ... absolute value conversion unit, 11L ... L-side absolute value conversion unit, 11R ... R-side absolute value conversion unit, 12 ... hold / Release part, 12L ... L side hold / release part, 12R ... R side hold / release part, 13 ... Maximum value detection part, 14, 31 ... Square calculation part, 15, 32 ... Low pass filter (LPF), 16... Release section, 17... Gain calculation section, 18... Attack section, 21... Input signal delay section, 21 L. ..R side input signal delay unit, 22... Output signal amplitude adjustment unit, 22L... L side output signal amplitude adjustment unit, 22R... R side output signal amplitude adjustment unit, 30. Estimator, 33 ... Logarithmic converter, 34 ... Gain calculator, 35 ... Reverse pair Conversion unit, 36 ... attack / release unit, 41A ... comparator, 41B ... hold section, 41C ... Hold canthaxanthin, 42 ... delay unit, 43 ... damping unit

Claims (5)

入力信号の2乗平均平方根値であるRMS値を算出するRMS計算部を有し、該RMS値を基に入力信号のゲインを算出する自動音量補正装置であって、
前記入力信号のピーク点を検出し、該ピーク点の値を保持値として保持し、所定のホールド期間中は前記保持値をそのまま前記RMS計算部に出力すると共に、前記ホールド期間の経過後は、前記保持値を所定の減衰率で減衰させながら前記RMS計算部に出力するホールド/リリース処理を行なうホールド/リリース部を、
備えることを特徴とする自動音量補正装置。
An automatic volume correction apparatus having an RMS calculation unit for calculating an RMS value which is a root mean square value of an input signal, and calculating a gain of the input signal based on the RMS value,
The peak point of the input signal is detected, the value of the peak point is held as a hold value, the hold value is output as it is to the RMS calculation unit during a predetermined hold period, and after the hold period has elapsed, A hold / release unit that performs a hold / release process to output to the RMS calculation unit while attenuating the hold value at a predetermined attenuation rate;
An automatic sound volume correction device comprising:
前記ホールド/リリース部は、
入力信号と保持値の信号とを比較してレベルの大きい方の信号を保持して出力すると共に、前記入力信号のレベルが前記保持値よりも小さくなった時(入力信号<保持値になった時)に、所定時間のホールド期間を計数する最大値保持部と、
前記最大値保持部の出力を所定時間遅延して出力する遅延部と、
前記ホールド期間の間は前記遅延部の出力信号をそのまま保持値の信号として前記最大値保持部に出力すると共に、前記ホールド期間の経過後は前記遅延部の出力信号に所定の減衰率をかけた新たな保持値の信号を生成して前記最大値保持部に出力する減衰部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の自動音量補正装置。
The hold / release part is
When the input signal and the hold value signal are compared and the signal with the higher level is held and output, and the level of the input signal becomes smaller than the hold value (input signal <hold value) A maximum value holding unit that counts a hold period of a predetermined time,
A delay unit that outputs the maximum value holding unit with a predetermined time delay;
During the hold period, the output signal of the delay unit is output as it is to the maximum value holding unit as a hold value signal, and a predetermined attenuation factor is applied to the output signal of the delay unit after the hold period has elapsed. An attenuation unit that generates a signal of a new holding value and outputs the signal to the maximum value holding unit;
The automatic sound volume correction device according to claim 1, further comprising:
入力信号を所定の時間遅延させて出力する入力信号遅延部と、
入力信号を絶対値の信号に変換する絶対値変換部と、
前記絶対値変換部からの出力信号に前記ホールド/リリース処理を施すホールド/リリース部と、
前記ホールド/リリース部から出力される信号を2乗演算する2乗演算部と、
前記2乗演算部により2乗された信号のフィルタリングを行ない、入力信号の振幅の2乗平均値の推定値を演算するためのローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力信号を対数領域の信号に変換する対数変換部と、
前記対数変換部により対数領域に変換された信号を基にゲイン計算を行なうゲイン計算部と、
前記ゲイン計算部で算出された対数領域のゲインを対数領域から線形領域のゲインに逆変換する逆対数変換部と、
前記ゲインをアタック/リリース処理により平滑化するアタック/リリース部と、
前記アタック/リリース部により平滑化されたゲインを前記入力信号遅延部から出力される信号に掛けて該信号の振幅を調整して出力する出力信号振幅調整部と、
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自動音量補正装置。
An input signal delay unit that outputs the input signal with a predetermined time delay;
An absolute value converter for converting an input signal into an absolute value signal;
A hold / release unit that performs the hold / release process on the output signal from the absolute value conversion unit;
A squaring unit that squares the signal output from the hold / release unit;
A low-pass filter for performing filtering of the signal squared by the square calculation unit and calculating an estimated value of the mean square value of the amplitude of the input signal;
A logarithmic converter that converts the output signal of the low-pass filter into a logarithmic domain signal;
A gain calculation unit for performing gain calculation based on the signal converted into the logarithmic domain by the logarithmic conversion unit;
An inverse logarithm conversion unit that inversely converts the gain of the logarithmic region calculated by the gain calculation unit from a logarithmic region to a gain of a linear region;
An attack / release section for smoothing the gain by an attack / release process;
An output signal amplitude adjusting unit that adjusts and outputs the amplitude of the signal by multiplying the signal output from the input signal delay unit by the gain smoothed by the attack / release unit;
The automatic sound volume correction device according to claim 1 or 2, further comprising:
ステレオ信号の左側チャンネルの入力信号を所定の時間遅延させて出力するL側入力信号遅延部と、
ステレオ信号の右側チャンネルの入力信号を所定の時間遅延させて出力するR側入力信号遅延部と、
前記左側チャンネルの入力信号を絶対値の信号に変換するL側絶対値変換部と、
前記右側チャンネルの入力信号を絶対値の信号に変換するR側絶対値変換部と、
前記L側絶対値変換部からの出力信号に前記ホールド/リリース処理を施すL側ホールド/リリース部と、
前記R側絶対値変換部からの出力信号に前記ホールド/リリース処理を施すR側ホールド/リリース部と、
前記L側ホールド/リリース部によりホールド/リリース処理が行なわれた左側チャンネルの信号と、前記R側ホールド/リリース部によりホールド/リリース処理が行なわれた左側チャンネルの信号との最大値を取る最大値検出部と、
前記最大値検出部から出力される信号を2乗演算する2乗演算部と、
前記2乗演算部により2乗された信号のフィルタリングを行ない、入力信号の振幅の2乗平均値の推定値を演算するためのローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力を基にゲイン計算を行うゲイン計算部と、
前記ゲインを平滑化する平滑化部と、
前記平滑化されたゲインを前記L側入力信号遅延部から出力される信号に掛けて該信号の振幅を調整して出力するL側出力信号振幅調整部と、
前記平滑化されたゲインを前記R側入力信号遅延部から出力される信号に掛けて該信号の振幅を調整して出力するR側出力信号振幅調整部と、
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自動音量補正装置。
An L-side input signal delay unit that outputs the input signal of the left channel of the stereo signal with a predetermined time delay;
An R-side input signal delay unit for delaying and outputting an input signal of the right channel of the stereo signal for a predetermined time;
An L-side absolute value converter that converts the input signal of the left channel into an absolute value signal;
An R-side absolute value converter that converts the input signal of the right channel into an absolute value signal;
An L-side hold / release unit that performs the hold / release process on the output signal from the L-side absolute value conversion unit;
An R-side hold / release unit that performs the hold / release process on an output signal from the R-side absolute value conversion unit;
The maximum value that takes the maximum value of the left channel signal that has been held / released by the L side hold / release unit and the left channel signal that has been held / released by the R side hold / release unit A detection unit;
A square computing unit that squares the signal output from the maximum value detecting unit;
A low-pass filter for performing filtering of the signal squared by the square calculation unit and calculating an estimated value of the mean square value of the amplitude of the input signal;
A gain calculation unit for performing gain calculation based on the output of the low-pass filter;
A smoothing unit for smoothing the gain;
An L-side output signal amplitude adjusting unit that adjusts the amplitude of the signal by multiplying the signal output from the L-side input signal delay unit by the smoothed gain, and an output;
An R-side output signal amplitude adjusting unit that adjusts the amplitude of the signal by multiplying the signal output from the R-side input signal delay unit by the smoothed gain;
The automatic sound volume correction device according to claim 1 or 2, further comprising:
前記ホールド/リリース部における、ホールド期間は、略5msecであり、
前記減衰部の減衰率dは、
d=1−e、ただし、X=−1/(Tr×FS)、
ここで、Tr=20msec、FSはサンプリングレート、
であることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載の自動音量補正装置。
The hold period in the hold / release part is approximately 5 msec,
The attenuation rate d of the attenuation unit is
d = 1−e X where X = −1 / (Tr × FS),
Here, Tr = 20 msec, FS is the sampling rate,
The automatic sound volume correction device according to claim 2, wherein
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