JP3004389B2 - デジタルコンプレッサ− - Google Patents
デジタルコンプレッサ−Info
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- JP3004389B2 JP3004389B2 JP3136310A JP13631091A JP3004389B2 JP 3004389 B2 JP3004389 B2 JP 3004389B2 JP 3136310 A JP3136310 A JP 3136310A JP 13631091 A JP13631091 A JP 13631091A JP 3004389 B2 JP3004389 B2 JP 3004389B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は音声データのダイナミッ
クレンジを圧縮するデジタルコンプレッサ−に係わり、
特にレベルの大きな音声データはそのまま、レベルの小
さな音声データは増大させて出力することにより音声デ
ータのダイナミックレンジを圧縮するデジタルコンプレ
ッサ−に関する。
クレンジを圧縮するデジタルコンプレッサ−に係わり、
特にレベルの大きな音声データはそのまま、レベルの小
さな音声データは増大させて出力することにより音声デ
ータのダイナミックレンジを圧縮するデジタルコンプレ
ッサ−に関する。
【0002】
【従来の技術】小振幅の音声信号部分では音が聞き取り
にくい。このため、小振幅の音声信号部分でボリュ−ム
を大にするが、引き続き生じる大振幅の音声信号部分で
大きな音が出てしまう。コンプレッサ−はかかる問題を
除去するために、プリアンプに内蔵され、小振幅部分の
レベルを持ち上げ、大振幅部分のレベルを下げ、これに
より小振幅と大振幅のレベル差を小さくし(ダイナミッ
クレンジの圧縮)、一定ボリュ−ムで小振幅の音まで聞
こえ、又大振幅であっても大きな音とならないようにし
ている。
にくい。このため、小振幅の音声信号部分でボリュ−ム
を大にするが、引き続き生じる大振幅の音声信号部分で
大きな音が出てしまう。コンプレッサ−はかかる問題を
除去するために、プリアンプに内蔵され、小振幅部分の
レベルを持ち上げ、大振幅部分のレベルを下げ、これに
より小振幅と大振幅のレベル差を小さくし(ダイナミッ
クレンジの圧縮)、一定ボリュ−ムで小振幅の音まで聞
こえ、又大振幅であっても大きな音とならないようにし
ている。
【0003】図5は従来のデジタルコンプレッサ−の入
出力特性であり、音声データをNビットでデジタル表現
する時、オ−ル”1”(最大振幅)を0dBとしてい
る。
出力特性であり、音声データをNビットでデジタル表現
する時、オ−ル”1”(最大振幅)を0dBとしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来のデジタル
コンプレッサ−では、ダイナミックレンジが大きい時
(振幅が大の時)、音を小さくして圧縮しているため、
デジタルデータのビット落ちにより音質が劣化する問題
があった。
コンプレッサ−では、ダイナミックレンジが大きい時
(振幅が大の時)、音を小さくして圧縮しているため、
デジタルデータのビット落ちにより音質が劣化する問題
があった。
【0005】このため、コンプレッサ−を非線形関数例
えば二乗特性を用いて圧縮することが行われている。こ
のコンプレッサ−によれば、ビット落ちによる音質精度
の劣化はないが、出力波形が非線形要素を用いているた
めひずむという問題がある。
えば二乗特性を用いて圧縮することが行われている。こ
のコンプレッサ−によれば、ビット落ちによる音質精度
の劣化はないが、出力波形が非線形要素を用いているた
めひずむという問題がある。
【0006】以上から、本発明の目的は、ビット落ちに
よる音質劣化をなくし、又出力波形がひずむことのない
デジタルコンプレッサ−を提供することである。
よる音質劣化をなくし、又出力波形がひずむことのない
デジタルコンプレッサ−を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、一定時間内の音声データのピ−ク値を検出するピ−
ク値検出手段と、検出されたピ−ク値が設定値以上か否
かを判別する比較手段と、検出されたピ−ク値が設定値
より大きい場合には所定時間毎に減小し、設定値より小
さい場合には所定時間毎に増大する係数を発生する係数
増減手段と、音声データを一定時間遅延する遅延手段
と、遅延出力と前記係数を乗算する乗算手段により達成
される。
ば、一定時間内の音声データのピ−ク値を検出するピ−
ク値検出手段と、検出されたピ−ク値が設定値以上か否
かを判別する比較手段と、検出されたピ−ク値が設定値
より大きい場合には所定時間毎に減小し、設定値より小
さい場合には所定時間毎に増大する係数を発生する係数
増減手段と、音声データを一定時間遅延する遅延手段
と、遅延出力と前記係数を乗算する乗算手段により達成
される。
【0008】
【作用】ピ−ク値検出手段は一定時間毎の音声データの
ピ−ク値を検出し、比較手段は検出されたピ−ク値が設
定値以上か否かを判別し、係数増減手段はピ−ク値が設
定値より大きい場合には係数Kを減小し、設定値より小
さい場合には増大し、乗算手段は、遅延手段で時間T遅
延した音声データと係数Kとを乗算してダイナミックレ
ンジを圧縮する。このデジタルコンプレッサ−によれ
ば、係数Kの最小値を1とすることにより、レベルの大
きな音声データはそのまま、レベルの小さな音声データ
は増大させて出力してダイナミックレンジを圧縮するか
ら、ビット落ちによる音質劣化がなく、又非線形要素を
使用していないため、出力信号波形がひずむこともな
い。
ピ−ク値を検出し、比較手段は検出されたピ−ク値が設
定値以上か否かを判別し、係数増減手段はピ−ク値が設
定値より大きい場合には係数Kを減小し、設定値より小
さい場合には増大し、乗算手段は、遅延手段で時間T遅
延した音声データと係数Kとを乗算してダイナミックレ
ンジを圧縮する。このデジタルコンプレッサ−によれ
ば、係数Kの最小値を1とすることにより、レベルの大
きな音声データはそのまま、レベルの小さな音声データ
は増大させて出力してダイナミックレンジを圧縮するか
ら、ビット落ちによる音質劣化がなく、又非線形要素を
使用していないため、出力信号波形がひずむこともな
い。
【0009】
【実施例】全体の構成 図1は、本発明の一実施例に係るデジタルコンプレッサ
−の構成図である。1はデジタルの音声データ(サンプ
リング周期ts)xを一定時間T遅延させて出力するシフ
トレジスタ等の遅延部、2は一定時間T(遅延時間と等
しい)毎に該時間内における音声データのピ−ク値P0
を検出するピ−ク値検出部、3はピ−ク値検出部により
検出されたピ−ク値P0が設定値Vs以上か否かを判別す
るコンパレ−タ、4はピ−ク値が設定値より大きい場合
には(P0>Vs)、係数Kをサンプリング周期tsで所定
幅づつ減小し、小さい場合には係数Kをサンプリング周
期で所定幅づつ増大する係数増減部、5は遅延部1で遅
延した音声データx′に係数増減部から出力される係数
Kを乗算する乗算部である。
−の構成図である。1はデジタルの音声データ(サンプ
リング周期ts)xを一定時間T遅延させて出力するシフ
トレジスタ等の遅延部、2は一定時間T(遅延時間と等
しい)毎に該時間内における音声データのピ−ク値P0
を検出するピ−ク値検出部、3はピ−ク値検出部により
検出されたピ−ク値P0が設定値Vs以上か否かを判別す
るコンパレ−タ、4はピ−ク値が設定値より大きい場合
には(P0>Vs)、係数Kをサンプリング周期tsで所定
幅づつ減小し、小さい場合には係数Kをサンプリング周
期で所定幅づつ増大する係数増減部、5は遅延部1で遅
延した音声データx′に係数増減部から出力される係数
Kを乗算する乗算部である。
【0010】一定時間T内における音声データ数をM
(=T/ts)とすれば、遅延部1はM個の音声データ
を順次記憶し、時間T経過する毎に音声データを1個づ
つ出力するようになっている。又、ピ−ク値検出部2は
M個の音声データのうち最大のものをピ−ク値P0とし
て検出・出力する。
(=T/ts)とすれば、遅延部1はM個の音声データ
を順次記憶し、時間T経過する毎に音声データを1個づ
つ出力するようになっている。又、ピ−ク値検出部2は
M個の音声データのうち最大のものをピ−ク値P0とし
て検出・出力する。
【0011】コンパレ−タ3は例えば最大音声振幅の1
/10すなわち−20dBを設定値Vsとして、ピ−ク
値P0との大小比較を行い、係数増減部4はピ−ク値P0
が設定値Vsより大きいか、小さいかによりサンプリン
グ周期で係数Kを増減する。尚、係数Kの上限はKmax
(=1〜4)、下限は1である。この上限Kmaxを制御す
ることにより音声データのダイナミックレンジの圧縮率
を変えることができる。
/10すなわち−20dBを設定値Vsとして、ピ−ク
値P0との大小比較を行い、係数増減部4はピ−ク値P0
が設定値Vsより大きいか、小さいかによりサンプリン
グ周期で係数Kを増減する。尚、係数Kの上限はKmax
(=1〜4)、下限は1である。この上限Kmaxを制御す
ることにより音声データのダイナミックレンジの圧縮率
を変えることができる。
【0012】全体の制御 図2は本発明のデジタルコンプレッサ−の信号処理の流
れ図であり、図1の各部に対応する部分には同一符号を
付している。
れ図であり、図1の各部に対応する部分には同一符号を
付している。
【0013】デジタルの音声データxがサンプリング周
期tsで入力されると、ピ−ク値検出部2はそれ迄のピ
−ク値P0(初期値は0)と|x|の大小を判別し(ス
テップ101)、|x|>P0であれば、|x|をピ−
ク値P0とする(ステップ102)。ついで、n(初期
値は0)を歩進し(n+1→n)、n=Mとなったか判
断する(ステップ103,104)。Mは前述のように
一定時間Tで時間軸を区分した時の各タイムスロットに
おいて発生する音声データ数(M=T/ts)である。以
上より、n=Mとなった時に保持されているピ−ク値P
0が現タイムスロットにおける音声データのピ−ク値と
なる。
期tsで入力されると、ピ−ク値検出部2はそれ迄のピ
−ク値P0(初期値は0)と|x|の大小を判別し(ス
テップ101)、|x|>P0であれば、|x|をピ−
ク値P0とする(ステップ102)。ついで、n(初期
値は0)を歩進し(n+1→n)、n=Mとなったか判
断する(ステップ103,104)。Mは前述のように
一定時間Tで時間軸を区分した時の各タイムスロットに
おいて発生する音声データ数(M=T/ts)である。以
上より、n=Mとなった時に保持されているピ−ク値P
0が現タイムスロットにおける音声データのピ−ク値と
なる。
【0014】n<Mの場合には、係数増減部4は K+z→K (1) により係数Kを増減する(ステップ201)。尚、圧縮
処理の最初のタイムスロットではK=1,z=0であ
り、従って、係数Kは1に固定されて変化しない。
処理の最初のタイムスロットではK=1,z=0であ
り、従って、係数Kは1に固定されて変化しない。
【0015】ついで、係数増減部4は、係数Kが1以下
になったかチェックし(ステップ202)、K<1であ
れば係数Kを強制的に1にし(ステップ203)、K≧
1であれば、係数KがKmax以上かチェックし(ステップ
204)、K>Kmaxであれば係数Kを強制的にKmaxに
する(ステップ205)。
になったかチェックし(ステップ202)、K<1であ
れば係数Kを強制的に1にし(ステップ203)、K≧
1であれば、係数KがKmax以上かチェックし(ステップ
204)、K>Kmaxであれば係数Kを強制的にKmaxに
する(ステップ205)。
【0016】以上により、係数Kが決定すると、乗算部
5は遅延部1から出力される遅延音声データx′と係数
Kを用いて y=K・x (2) の演算を行ってその演算結果を出力し(ステップ30
1)、以後始めに戻ってステップ101以降の処理を繰
り返す。尚、前述のように、最初のタイムスロットでは
z=0であるため、係数Kは増減せず1に固定されてい
る。
5は遅延部1から出力される遅延音声データx′と係数
Kを用いて y=K・x (2) の演算を行ってその演算結果を出力し(ステップ30
1)、以後始めに戻ってステップ101以降の処理を繰
り返す。尚、前述のように、最初のタイムスロットでは
z=0であるため、係数Kは増減せず1に固定されてい
る。
【0017】上記処理が繰り返され、ステップ104に
おいてn=Mとなれば、コンパレ−タ3は、nを0にリ
セットすると共に(ステップ401)、ピ−ク値P0が
設定値Vs(−20dB)以上か否かを判別する(ステ
ップ402)。
おいてn=Mとなれば、コンパレ−タ3は、nを0にリ
セットすると共に(ステップ401)、ピ−ク値P0が
設定値Vs(−20dB)以上か否かを判別する(ステ
ップ402)。
【0018】係数増減部4は、ピ−ク値P0が設定値Vs
より大きい場合には(P0>Vs)、−b→zとし(ステ
ップ206)、小さい場合にはa→zとする(ステップ
207)。尚、zは音声データのサンプリング周期ts
毎に係数Kを増減する増減幅であり、1>>a,1>>
bである。以上により、前タイムスロットTS-1におけ
るピ−ク値P0に基づいて現タイムスロットTSにおける
増減幅zが決定される。
より大きい場合には(P0>Vs)、−b→zとし(ステ
ップ206)、小さい場合にはa→zとする(ステップ
207)。尚、zは音声データのサンプリング周期ts
毎に係数Kを増減する増減幅であり、1>>a,1>>
bである。以上により、前タイムスロットTS-1におけ
るピ−ク値P0に基づいて現タイムスロットTSにおける
増減幅zが決定される。
【0019】以後、係数増減部4は現タイムスロットT
Sの期間中、すなわちn=Mとなるまでサンプリング周
期ts毎にステップ301〜305の処理を行い、係数
Kをzづつ増減し、乗算部5は増減された係数Kを用い
て(2)式の演算を行って音声データのダイナミックレン
ジを圧縮する。又、ピ−ク値検出部2はステップ101
〜104の処理を行って現タイムスロットTSにおける
ピ−ク値P0を決定する。そして、一定時間T毎に上記
処理を繰り返す。
Sの期間中、すなわちn=Mとなるまでサンプリング周
期ts毎にステップ301〜305の処理を行い、係数
Kをzづつ増減し、乗算部5は増減された係数Kを用い
て(2)式の演算を行って音声データのダイナミックレン
ジを圧縮する。又、ピ−ク値検出部2はステップ101
〜104の処理を行って現タイムスロットTSにおける
ピ−ク値P0を決定する。そして、一定時間T毎に上記
処理を繰り返す。
【0020】従って、前タイムスロットTS-1における
音声データのレベルが−20dB以上の大振幅の場合に
は、z=−bとなり、現タイムスロットTSにおいてサ
ンプリング時間ts毎に係数Kはbづつ減少する。又、
前タイムスロットTS-1における音声データのレベルが
−20dB以下の小振幅の場合には、z=aとなり、現
タイムスロットTSにおいてサンプリング時間ts毎に係
数Kはaづつ増大する。
音声データのレベルが−20dB以上の大振幅の場合に
は、z=−bとなり、現タイムスロットTSにおいてサ
ンプリング時間ts毎に係数Kはbづつ減少する。又、
前タイムスロットTS-1における音声データのレベルが
−20dB以下の小振幅の場合には、z=aとなり、現
タイムスロットTSにおいてサンプリング時間ts毎に係
数Kはaづつ増大する。
【0021】本発明による入出力特性 図3は本発明による入出力特性を示す図であり、入力が
−20dB以上の場合にはK=1のため、傾きは450
の直線になっている。しかし、−20dB以下の場合に
は、Kmax倍されるため出力が入力に比べて大きくなっ
ている。尚、直線AはKmax=1とした場合の特性、直
線BはKmax=4とした場合の特性であり、Kmaxを大き
くするにつれ、特性は矢印方向に変化する。すなわち、
音声データは大振幅部分でそのまま出力され、小振幅部
分ではKmax倍されて出力され、小振幅側が増大されて
ダイナミックレンジが圧縮される。
−20dB以上の場合にはK=1のため、傾きは450
の直線になっている。しかし、−20dB以下の場合に
は、Kmax倍されるため出力が入力に比べて大きくなっ
ている。尚、直線AはKmax=1とした場合の特性、直
線BはKmax=4とした場合の特性であり、Kmaxを大き
くするにつれ、特性は矢印方向に変化する。すなわち、
音声データは大振幅部分でそのまま出力され、小振幅部
分ではKmax倍されて出力され、小振幅側が増大されて
ダイナミックレンジが圧縮される。
【0022】遅延による作用 図4は遅延部1の作用を説明する波形図であり、図4
(a)は遅延部を設けない場合の音声信号ASと係数Kの
関係を示し、図4(b)は遅延部を設けた場合の遅延音声
信号AS′と係数Kの関係を示す。
(a)は遅延部を設けない場合の音声信号ASと係数Kの
関係を示し、図4(b)は遅延部を設けた場合の遅延音声
信号AS′と係数Kの関係を示す。
【0023】前述のように、前タイムスロットTS-1に
おけるピ−ク値P0に基づいて、現タイムスロットTSの
係数Kを増減している。従って、図4(a)に示すように
音声信号ASが前タイムスロットTS-1で大振幅(−2
0dB以上)の場合には、現タイムスロットTSにおけ
る増減幅は−bとなり、係数Kが減少する。
おけるピ−ク値P0に基づいて、現タイムスロットTSの
係数Kを増減している。従って、図4(a)に示すように
音声信号ASが前タイムスロットTS-1で大振幅(−2
0dB以上)の場合には、現タイムスロットTSにおけ
る増減幅は−bとなり、係数Kが減少する。
【0024】このため、図4(a)に示すように遅延部1
が存在しないと、現タイムスロットTSにおける音声信
号ASが小振幅にもかかわらず、係数Kが減少し、コン
プレッサ−出力はますます減少し、存在しない方が良く
なる。
が存在しないと、現タイムスロットTSにおける音声信
号ASが小振幅にもかかわらず、係数Kが減少し、コン
プレッサ−出力はますます減少し、存在しない方が良く
なる。
【0025】しかし、遅延部1が存在すると、図4(b)
に示すように、音声信号ASは1タイムスロット分遅延
されてAS′となるため、大振幅部分で係数Kは減少
し、小振幅部分で増大する。
に示すように、音声信号ASは1タイムスロット分遅延
されてAS′となるため、大振幅部分で係数Kは減少
し、小振幅部分で増大する。
【0026】以上、詳細に説明したが、本発明の圧縮処
理はマイコン、DSP(デジタル・シグナル・プロセッ
サ)により実現することもできる。特に、本発明の圧縮
処理は単純な計算だけで成り立っているのでDSPに向
いており、圧縮比の変更も外部のコントロ−ラ(図示し
ない)からKmaxを変更するだけで良く、しかも簡単に
変更することができ、又専用チップに比べて決めの細か
い圧縮特性の調整をすることができる。
理はマイコン、DSP(デジタル・シグナル・プロセッ
サ)により実現することもできる。特に、本発明の圧縮
処理は単純な計算だけで成り立っているのでDSPに向
いており、圧縮比の変更も外部のコントロ−ラ(図示し
ない)からKmaxを変更するだけで良く、しかも簡単に
変更することができ、又専用チップに比べて決めの細か
い圧縮特性の調整をすることができる。
【0027】又、係数Kの変化スピ−ドも外部コントロ
−ラからa,−bを変更するだけで容易に行え、又、増
加スピ−ド及び減少スピ−ドをそれぞれ独立に設定する
ことができる。
−ラからa,−bを変更するだけで容易に行え、又、増
加スピ−ド及び減少スピ−ドをそれぞれ独立に設定する
ことができる。
【0028】
【発明の効果】以上本発明によれば、一定時間毎に音声
データのピ−ク値を検出し、検出されたピ−ク値が設定
値より大きい場合には係数Kを減小し、設定値より小さ
い場合には増大し、音声データと係数Kとを乗算してダ
イナミックレンジを圧縮するように構成したから、係数
Kの最小値を1とすることにより、レベルの大きな音声
データはそのまま、レベルの小さな音声データは増大さ
せて音声データのダイナミックレンジを圧縮できる。す
なわち、小振幅と大振幅のレベル差を小さくし(ダイナ
ミックレンジの圧縮)、一定ボリュ−ムで小振幅の音ま
で聞こえ、又大振幅であっても大きな音とならないよう
にできる。又、この際、ビット落ちによる音質劣化をな
くせ、しかも、非線形要素を使用していないため、出力
信号波形がひずむこともない。
データのピ−ク値を検出し、検出されたピ−ク値が設定
値より大きい場合には係数Kを減小し、設定値より小さ
い場合には増大し、音声データと係数Kとを乗算してダ
イナミックレンジを圧縮するように構成したから、係数
Kの最小値を1とすることにより、レベルの大きな音声
データはそのまま、レベルの小さな音声データは増大さ
せて音声データのダイナミックレンジを圧縮できる。す
なわち、小振幅と大振幅のレベル差を小さくし(ダイナ
ミックレンジの圧縮)、一定ボリュ−ムで小振幅の音ま
で聞こえ、又大振幅であっても大きな音とならないよう
にできる。又、この際、ビット落ちによる音質劣化をな
くせ、しかも、非線形要素を使用していないため、出力
信号波形がひずむこともない。
【図1】本発明の実施例構成図である。
【図2】本発明の演算処理の流れ図である。
【図3】本発明のデジタルコンプレッサ−の入出力特性
図である。
図である。
【図4】遅延部の作用を説明する波形図である。
【図5】従来のコンプレッサ−の入出力特性図である。
1・・・遅延部 2・・・ピ−ク値検出部 3・・・コンパレ−タ 4・・・係数増減部 5・・・乗算部
Claims (1)
- 【請求項1】 音声データのダイナミックレンジを圧縮
するデジタルコンプレッサ−において、 一定時間内の音声データのピ−ク値を検出するピ−ク値
検出手段と、検出されたピ−ク値が設定値以上か否かを
判別する比較手段と、検出されたピ−ク値が設定値より
大きい場合には所定時間毎に減小し、設定値より小さい
場合には所定時間毎に増大する係数(係数の下限値は
1、上限値は1より大きな正数)を発生する係数増減手
段と、音声データを一定時間遅延する遅延手段と、遅延
出力と前記係数を乗算する乗算手段を有することを特徴
とするデジタルコンプレッサ−。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3136310A JP3004389B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | デジタルコンプレッサ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3136310A JP3004389B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | デジタルコンプレッサ− |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04360424A JPH04360424A (ja) | 1992-12-14 |
JP3004389B2 true JP3004389B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=15172212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3136310A Expired - Fee Related JP3004389B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | デジタルコンプレッサ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3004389B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4943524B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2012-05-30 | 株式会社大都技研 | 音制御装置 |
JP5421407B2 (ja) * | 2012-02-29 | 2014-02-19 | 株式会社大都技研 | 音制御装置 |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP3136310A patent/JP3004389B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04360424A (ja) | 1992-12-14 |
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