JP3679310B2 - Compression circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信機に設けるシラブルコンパンダ等に用いることができる圧縮回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の圧縮回路は、アナログ信号処理によって行われている。具体的には、図5に示すように、音声信号などの入力信号Vinは整流器12に供給して、整流器12において入力信号Vinのレベルに応じた直流信号を生成し、該直流信号のレベルに比例して増幅器11の利得を可変して、増幅器11によって入力信号Vinを増幅し、緩衝器14を介して増幅器11の増幅出力Voutを圧縮出力として送出している。
【0003】
ここで、入力信号のレベルが変化する速度に対する整流器12の応答速度は、整流器12と協働するコンデンサ13の静電容量と整流器12の入力インピーダンスによって決定される。
【0004】
例えば圧縮比2の圧縮処理の時には、整流器12の出力に基づいて入力信号Vinと出力信号Voutの関係を、Vout=0.3162×√(Vin)となるように増幅器11の利得を制御する。この結果、デシベル表現では、Vout=0.5×Vin(dB)となり圧縮比2が得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の圧縮回路により入力信号を圧縮するときは、増幅器、整流器、緩衝器などの構成部品の電気的特性のバラツキや、周囲温度の変化によって特性が変化するという問題点があった。さらに、コンデンサの静電容量の変化によって整流器から出力される信号の応答速度が変化するという問題点もある。
【0006】
本発明は、構成部品の電気特性のバラツキ、周囲温度変化による特性変化のない圧縮回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる圧縮回路は、入力信号を圧縮する圧縮回路であって、
入力信号をA/D変換するA/D変換手段と、
A/D変換出力の絶対値を求める絶対値計算手段と、
絶対値計算手段によって求めた入力信号の少なくとも半周期分にわたる絶対値中の最大値を検出するレベル検出手段と、
レベル検出手段によって検出した最大値と前記最大値の直前回に検出した最大値に対してアタック時間処理、リリース時間処理した信号値とを比較した結果、前記最大値と前記信号値とが等しいときは前記最大値として前記信号値を新たな信号値として保存し、前記比較した結果等しくないときにおいて前記最大値と前記信号値との差の極性が前回の比較結果の場合と同一でないときは前記最大値と前記信号値とアタック時間、リリース時間とに基づく変化値を求めて該変化値に前記信号値を加えて新たな信号値として保存し、前記比較した結果等しくないときにおいて前記最大値と前記信号値との差の極性が前回の比較結果の場合と同一のときは直前回に求めた変化値に前記信号値を加えて前記第1の最大値として保存するアタック時間、リリース時間処理手段と、
を備え、前記保存した第1の最大値に対して圧縮比に基づく圧縮処理を行い、該圧縮処理の結果に値1/B(Bは1よりも大きい正の数)を乗算し、該乗算結果に対しA/D変換された入力信号を乗算し、この乗算結果に値Bを乗算することにより圧縮演算することを特徴とする。
【0008】
本発明にかかる圧縮回路によれば、圧縮のための入力信号の最大値は入力信号の絶対値を求め、入力信号の少なくとも半周期にわたって求めた絶対値の最大値で求められるために、最大値を求めるためデジタル変換された入力信号データの保存期間も半周期の期間で済み、この最大値を元に圧縮演算が行われることになる。しかるに最大値を求めるためにデジタル変換された入力信号データの絶対値を入力信号の半周期分記憶すれば足り、記憶のためのメモリの記憶容量も少なくて済む。
【0010】
さらに、本発明にかかる圧縮回路によれば、レベル検出手段によって検出した最大値と前記最大値の直前回に検出した最大値に対してアタック時間処理、リリース時間処理した信号値とを比較した結果、前記最大値と前記信号値とが等しいときは前記最大値として前記信号値を新たな信号値として保存され、前記比較した結果等しくないときにおいて前記最大値と前記信号値との差の極性が前回の比較結果の場合と同一でないときは前記最大値と前記信号値とアタック時間、リリース時間とに基づく変化値を求めて該変化値に前記信号値を加えて新たな信号値として保存され、前記比較した結果等しくないときにおいて前記最大値と前記信号値との差の極性が前回の比較結果の場合と同一のときは直前回に求めた変化値に前記信号値を加えて前記第1の最大値として保存されるため、圧縮作用のための最大値の急激な変化が抑制されることになって、圧縮作用の実行において入力信号の瞬間的な変化に処理が追従するようなことはなくなって、圧縮回路をアナログ回路で構成した場合と同様となる一方、アナログ回路による場合の電気回路部品の電気的特性の変化によって生じた追従特性の変化はなくなる。
【0012】
さらにまた、本発明にかかる圧縮回路によれば、圧縮演算がレベル検出手段によって検出された最大値に対して行われ、ついで最大値に対する圧縮処理の結果に値1/Bが乗算されて、レベルが一旦低減された後に、値Bが乗算されるため、前記限られた数値範囲内で圧縮演算が行われる場合にも支障が生じない。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる圧縮回路を実施の一形態によって説明する。
【0014】
図1は本発明の実施の一形態にかかる圧縮回路の構成を示すブロック図である。
【0015】
図1に示す本発明の実施の一形態にかかる圧縮回路10は、圧縮比2の場合を例示している。
【0016】
圧縮回路10は、入力信号をA/D変換器1に供給してデジタル信号に変換し、A/D変換器1から出力されるデジタル信号はデジタルシグナルプロセッサ等からなるコンプレッサ回路2に供給して、コンプレッサ回路2において圧縮作用を行わせ、コンプレッサ回路2において圧縮されたデジタル信号はD/A変換器3に供給してアナログ信号に変換のうえ出力する。
【0017】
コンプレッサ回路2は、予め定めた時間的範囲の入力信号の絶対値を求める絶対値計算回路21と求められた絶対値の最大レベルを検出するレベル検出回路22とからなる絶対値レベル検出回路20と、絶対値レベル検出回路20によって検出された絶対値レベルに対してアタック時間、またはリリース時間に基づく処理を行うアタック時間、リリース時間処理回路23と、アタック時間、リリース時間処理回路23によって処理された信号レベルとA/D変換された入力信号とを乗算して圧縮処理を行う圧縮演算処理回路24とを機能的に備え、圧縮演算処理出力をD/A変換器3に送出する。
【0018】
上記のように構成された圧縮回路10の作用を図2に示すフローチャートに基づいて、入力信号Vinを音声信号とし、かつVin=A・sinωtとして説明する。
【0019】
圧縮処理前における入力信号と出力信号との関係は図4(a)に示す如くであって、圧縮回路の基準レベルに対応している。
【0020】
入力信号はA/D変換器1においてデジタル信号に変換され(ステップS1)、デジタル変換された入力信号の絶対値が計算される(ステップS2)。ここで、ステップS1における処理が絶対値計算回路21の処理に対応している。
【0021】
ステップS2に続いて絶対値データが所定時間にわたってコンプレッサ回路2のメモリに保存される。ここで入力信号(音声信号)に必要な周波数の下限は300Hzであるため、その半周期分(約1.67msec)のデータがあれば入力信号レベルの検出が可能であることから、余裕を見て所定時間は例えば1.86msec時間とし、1.86msecの時間にわたってメモリに保存する(ステップS3)。ステップS3に続いて、A/D変換のサンプリングを行う毎に前記メモリ内の最大値を検出する(ステップS4)。
【0022】
ここで、ステップS3およびステップS4における処理がレベル検出回路22の処理に対応している。このように絶対値を取ることによって、正側と負側の振幅の最大レベルを正側だけで求めることができ、さらに、絶対値を取って最大レベルを求めるために、デジタル変換された入力信号データの保存時間もほぼ半周期の時間で済むことになる。
【0023】
入力信号の圧縮動作をさせる前に、コンプレッサ回路2の応答速度を調整して、入力信号の瞬間的な変化に処理が追従しないように実質的に時定数を持たせて、入力信号の瞬間的な変化を吸収させる。すなわちステップS4において検出された最大レベルとステップS7において保存されたアタック時間、リリース時間処理後の検出レベルとが比較されてその差と変化の方向が検出される(ステップS5)。
【0024】
ステップS5における比較の結果、ステップS4において検出された最大レベルがステップS7において保存されているアタック時間、リリース時間処理後の検出レベルより増加しておれば保存された検出レベルを増加させ、減少しておれば保存された検出レベルを減少させ、比較の結果に変化が無ければ検出レベルの増減をさせず、こうして得られた検出レベルの値を次のサンプル時の最大データと比較するために保存する(ステップS6〜ステップS7)。
【0025】
ここで、ステップS5〜ステップS7の処理がアタック時間、リリース時間処理回路23の処理に対応している。
【0026】
ステップS6における増加、減少のための定数は、最大レベルが減少する方向に対する定数をアタック時間(アタックタイム)と称し、最大レベルが増加する方向に対する定数をリリース時間(リリースタイム)と称する。ITU−T勧告に規定されている標準アタックタイムは3msec、標準リリースタイムは13.5msecであって、ステップS6においてはこの値に設定されている。
【0027】
次に、圧縮回路10におけるアタック時間、リリース時間処理について、図3によって、さらに詳細に説明する。
【0028】
ステップS4において検出された最大レベルAと、ステップS7において保存されているアタック時間、リリース時間処理がなされたレベルA´とのレベル比較がなされ(ステップS5)、(最大レベルA−レベルA´)>0か否かがチェックされる(ステップS61)。ステップS61において(最大レベルA−レベルA´)>0でないと判別されると、(最大レベルA−レベルA´)<0か否かがチェックされる(ステップS62)。ステップS62において(最大レベルA−レベルA´)<0でないと判別されると、最大レベルA=レベルA´の場合であって、ステップS62に続いて前回の処理によるレベルA´が検出レベルとして使用されて(ステップS63)、後記のステップS8が実行される。
【0029】
ステップS61において、(最大レベルA−レベルA´)>0であると判別されると、ステップS61に続いて前回も同じ状態、すなわち(最大レベルA−レベルA´)>0であったか、(最大レベルA=レベルA´)であったか、否かがチェックされる(ステップS64)。ステップS64において前回も同じ状態でなかったと判別されたときは増加率ΔAが、増加率ΔA={(A―A´)/リリース時間に達するサンプリング回数}によって求められ(ステップS65)、A´=(A´+ΔA)が演算されて(ステップS66)、ステップS66によって演算されたA´が新たな検出レベルとして保存される(ステップS7)。
【0030】
ステップS64において前回と同じ状態であったと判別されたときは、ステップS65がスキップされて、続いてステップS66、ステップS7が実行されて、演算されたA´が新たな検出レベルとして保存される。
【0031】
ステップS62において、(最大レベルA−レベルA´)<0であると判別されると、ステップS62に続いて前回も同じ状態、すなわち(最大レベルA−レベルA´)<0であったか、(最大レベルA=レベルA´)であったか、否かがチェックされる(ステップS67)。ステップS67において前回は同じ状態でなかったと判別されたときは減少率ΔAが、減少率ΔA={(A´−A)/アタック時間に達するサンプリング回数}によって求められ(ステップS68)、A´=(A´−ΔA)が演算されて(ステップS69)、ステップS69によって演算されたA´が新たな検出レベルとして保存される(ステップS7)。
【0032】
ステップS67において前回も同じ状態であったと判別されたときは、ステップS68がスキップされてステップS69、ステップS7が実行されて、演算されたA´が新たな検出レベルとして保存される。
【0033】
上記を具体的に説明すれば、ステップS61においてA=100mV、A´=80mVであり、前回A=A´であったとすると、A−A´>0のために、ステップS64において前回と同じ状態ではないと判別されて、ステップS65において増加率ΔA=(100mV−80mV)/10=2mVが演算される。ここで分母の10は、10回のサンプリングによってリリースタイム13.5msecになる場合を示している。したがって、新A´=(旧A´+ΔA)=80mV+2mV=82mVとなり、この82mVが新たな検出レベルとなって、保存される。
【0034】
次のステップS5の実行において、ステップS61においてA=100mV、A´=(上記の新たな検出レベル)82mVであり、前回もA(100mV)−A´(82mV)>0であるため、ステップS64において前回と同じ状態であると判別されて、ステップS65がスキップされて、新A´=(旧A´+ΔA)=(82mV+2mV)=84mVとなり、この84mVが新たな検出レベルとなって、保存される。
【0035】
次のステップS5の実行において、ステップS62においてA=64mV、A´=(上記の新たな検出レベル)84mVであり、前回はA−A´>0であったとすると、A−A´<0なので前回と同じ状態ではなく、減少率が、減少率ΔA=(84mV−64mV)/2=10mVにより演算される。ここで分母の2は、2回のサンプリングによってアタックタイム3msecになる場合を示している。したがって、新A´=(旧A´+ΔA)=(84mV−10mV)=74mVとなり、この74mVが新たな検出レベルとなって、保存される。
【0036】
次に図2に戻って説明する。ステップS63において使用される検出レベル、または、ステップS7において保存された検出レベルの値の平方根を求める圧縮演算がなされる(ステップ8)。ここで、ステップS63において使用される検出レベルおよびステップS7において保存されたレベルの値はAであるため、ステップS8における演算によって√Aが求められて、圧縮比2で圧縮されることになる。この結果を模式的に示すと図4(b)の如くになり、図4(b)において実線が圧縮処理後の状態を模式的に示し、破線は入力信号を示している。
【0037】
図4(b)において示すようにステップS8における圧縮処理後のレベルが入力信号レベルを超えているのは、デジタルシグナルプロセッサからなるコンプレッサ回路2において処理される信号の大きさは(−1〜+1)の範囲であるため、平方根演算を行うと元の数値よりも値が大きくなるからである。
【0038】
ステップS8に続いて、基準レベルを合わせるための基準レベル係数αを乗算する(ステップS9)。ここで、基準レベルとは、コンプレッサ回路20の入力と出力とが等しくなるレベルであって、この点において入出力信号間のゲインは0dBである。ステップS9の実行によってα√Aが求められる。ステップS9の実行の結果は図4(c)に示す如くである。図4(c)において、1点鎖線はステップS8において圧縮処理された信号レベルを示し、この圧縮処理された信号レベルにステップS9において基準レベル係数αが乗算されて、実線で示す圧縮信号レベルとなる。この両方の交点が基準レベルである。図4(c)において、破線は入力信号レベルを示している。
【0039】
ステップS9の処理によって圧縮する信号のレベルの計算はできたが、図4(c)の表示からも明らかなように、基準レベル以下の入力信号に対して出力信号はゲインを持つ。しかるに、デジタルシグナルプロセッサからなるコンプレッサ回路2では、直接的にゲインの計算はできない。これは、コンプレッサ回路2において処理される信号の大きさは(−1〜+1)の範囲であるためである。したがって、ゲインが1未満になるように、ステップS9に続いてステップS9における演算結果α√Aに1/Bを乗算する(ステップS10)。ステップS10の実行の結果、α√A/Bとなる。ここで、Bは1より大きい正の数である。
【0040】
この状態を図示すれば、図4(d)に示す如く、1点鎖線で示すステップS9の演算結果が実線で示すように1/Bされてレベルが下げられる。図4(c)において、破線は入力信号レベルを示している。この場合、1/Bされた結果、後記のように入力信号レベルより大きいレベルの部分、すなわち、ゲインを持つ部分は入力信号レベルの部分を採る。
【0041】
ステップS10に続いて、ステップS10における演算結果を、ステップS63、ステップS7において保存されている検出レベルAにて除算して係数を求める(ステップS11)。ステップS11の演算の結果、求められた係数はα√A/(A・B)=α/(B√A)となる。ステップS11に続いて、ステップS11にて求めた係数にA/D変換された入力信号を乗算する(ステップS12)。ステップS12における乗算結果は、A・sinωt・α/(B√A)=α√A・sinωt/Bとなる。
【0042】
ステップS12に続いて、ステップS10において一旦下げたゲインを元に戻すべく、ステップS12の演算結果にステップS10におけるBを乗算して元の信号レベルに戻す(ステップS13)。ステップS13による演算結果は、α√A・sinωtとなり、圧縮による最大ゲインはB倍となる。この結果、図4(e)に示すように、破線で示す圧縮処理前の入力信号に対して実線で示す圧縮処理された出力信号が得られる。ステップS13によって得られた信号がD/A変換器3にてアナログ信号として出力される(ステップS14)。
【0043】
ここで、ステップS10におけるBとして例えば2を採用する。このようにすると圧縮による最大ゲインは16倍となって、微少信号のゲインが落ちてしまうが、実際に測定した結果、16倍のゲインとなる信号(入力信号で約10Hz)は微弱であり、ノイズ成分の圧縮によるS/N悪化を防ぐため、16倍を圧縮によるゲインの最大としても、不都合はなかった。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる圧縮回路によれば、デジタル信号処理によって圧縮演算を行うことができて、部品の電気特性のバラツキ、周囲温度変化による特性の変化のない圧縮回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態にかかる圧縮回路の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の一形態にかかる圧縮回路の作用の説明に供するフローチャートである。
【図3】本発明の実施の一形態にかかる圧縮回路におけるアタック時間、リリース時間処理の説明に供するフローチャートである。
【図4】本発明の実施の一形態にかかる圧縮回路の作用の説明に供する説明図である。
【図5】従来の圧縮回路の回路図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器
2 コンプレッサ回路
3 D/A変換器
10 圧縮回路
20 絶対値レベル検出回路
21 絶対値計算回路
22 レベル検出回路
23 アタック時間、リリース時間処理回路
24 圧縮演算処理回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compression circuit that can be used in a syllable compander provided in a wireless communication device.
[0002]
[Prior art]
Conventional compression circuits are performed by analog signal processing. Specifically, as shown in FIG. 5, an input signal Vin such as an audio signal is supplied to the rectifier 12, and a DC signal corresponding to the level of the input signal Vin is generated in the rectifier 12, and the level of the DC signal is set. The gain of the amplifier 11 is varied proportionally, the input signal Vin is amplified by the amplifier 11, and the amplified output Vout of the amplifier 11 is sent as a compressed output via the buffer 14.
[0003]
Here, the response speed of the rectifier 12 to the speed at which the level of the input signal changes is determined by the capacitance of the capacitor 13 that cooperates with the rectifier 12 and the input impedance of the rectifier 12.
[0004]
For example, at the time of compression processing with a compression ratio of 2, the gain of the amplifier 11 is controlled based on the output of the rectifier 12 so that the relationship between the input signal Vin and the output signal Vout becomes Vout = 0.3162 × √ (Vin). As a result, in the decibel expression, Vout = 0.5 × Vin (dB) and a compression ratio of 2 is obtained.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the input signal is compressed by the conventional compression circuit as described above, there is a problem that the characteristics change due to variations in electrical characteristics of components such as amplifiers, rectifiers, and shock absorbers, and changes in ambient temperature. there were. Furthermore, there is a problem that the response speed of the signal output from the rectifier changes due to the change in the capacitance of the capacitor.
[0006]
An object of the present invention is to provide a compression circuit in which there is no variation in the electrical characteristics of components and no characteristic change due to a change in ambient temperature.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A compression circuit according to the present invention is a compression circuit for compressing an input signal,
A / D conversion means for A / D converting the input signal;
Absolute value calculating means for obtaining an absolute value of the A / D conversion output;
Level detection means for detecting the maximum value in the absolute value over at least half a period of the input signal obtained by the absolute value calculation means ;
When the maximum value detected by the level detection means and the signal value subjected to attack time processing and release time processing for the maximum value detected immediately before the maximum value are compared, the maximum value is equal to the signal value. Stores the signal value as the maximum value as a new signal value, and when the comparison results are not equal, the polarity of the difference between the maximum value and the signal value is not the same as in the previous comparison result A change value based on the maximum value, the signal value, the attack time, and the release time is obtained, and the signal value is added to the change value and stored as a new signal value. When the polarity of the difference from the signal value is the same as in the previous comparison result, the attack time for adding the signal value to the change value obtained immediately before and storing it as the first maximum value, And lease time processing means,
A compression process based on a compression ratio is performed on the stored first maximum value, and the result of the compression process is multiplied by a value 1 / B (B is a positive number greater than 1). A compression operation is performed by multiplying the result by an A / D converted input signal and multiplying the multiplication result by a value B.
[0008]
According to the compression circuit of the present invention, the maximum value of the input signal for compression is obtained as the absolute value of the input signal, and the maximum value of the absolute value obtained over at least a half cycle of the input signal. Therefore, the storage period of the digitally converted input signal data may be a half-cycle period, and the compression operation is performed based on this maximum value. However, it is sufficient to store the absolute value of the input signal data digitally converted for obtaining the maximum value for a half period of the input signal, and the memory capacity for storage can be reduced.
[0010]
Further, according to the compression circuit according to the present invention, the result of comparing the maximum value detected by the level detection means and the signal value subjected to the attack time processing and the release time processing with respect to the maximum value detected immediately before the maximum value. When the maximum value and the signal value are equal, the signal value is stored as a new signal value as the maximum value, and when the comparison result is not equal, the polarity of the difference between the maximum value and the signal value is When it is not the same as the case of the previous comparison result, the change value based on the maximum value, the signal value, the attack time, and the release time is obtained and the signal value is added to the change value and stored as a new signal value. When the comparison result is not equal and the polarity of the difference between the maximum value and the signal value is the same as in the previous comparison result, the signal value is added to the change value obtained immediately before Because it is stored as the serial first maximum value, a rapid change of the maximum value for the compression action is suppressed become Rukoto, to process the instantaneous change in the input signal in the execution of the compression action is to follow This is the same as the case where the compression circuit is constituted by an analog circuit, while the change in the tracking characteristic caused by the change in the electrical characteristic of the electric circuit component in the case of the analog circuit is eliminated.
[0012]
Furthermore, according to the compression circuit according to the present invention, compression operation scree made to the detected maximum value by Bell detecting means, then it is multiplied by the value 1 / B in the result of the compression processing for the maximum value Since the level is once reduced and then multiplied by the value B, there is no problem even when the compression operation is performed within the limited numerical range.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a compression circuit according to the present invention will be described according to an embodiment.
[0014]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a compression circuit according to an embodiment of the present invention.
[0015]
A compression circuit 10 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 illustrates a case where the compression ratio is 2.
[0016]
The compression circuit 10 supplies an input signal to the A / D converter 1 to convert it into a digital signal, and the digital signal output from the A / D converter 1 is supplied to a compressor circuit 2 including a digital signal processor or the like. The compressor circuit 2 performs a compression operation, and the digital signal compressed in the compressor circuit 2 is supplied to the D / A converter 3 to be converted into an analog signal and output.
[0017]
The compressor circuit 2 includes an absolute value level detection circuit 20 including an absolute value calculation circuit 21 that calculates an absolute value of an input signal in a predetermined time range, and a level detection circuit 22 that detects the maximum level of the calculated absolute value. The absolute value level detected by the absolute value level detection circuit 20 is processed by the attack time / release time processing circuit 23 and the attack time / release time processing circuit 23 for performing processing based on the attack time or release time. A compression arithmetic processing circuit 24 that performs compression processing by multiplying the signal level by the A / D converted input signal is functionally provided, and the compression arithmetic processing output is sent to the D / A converter 3.
[0018]
The operation of the compression circuit 10 configured as described above will be described based on the flowchart shown in FIG. 2 where the input signal Vin is an audio signal and Vin = A · sin ωt.
[0019]
The relationship between the input signal and the output signal before the compression processing is as shown in FIG. 4A and corresponds to the reference level of the compression circuit.
[0020]
The input signal is converted into a digital signal by the A / D converter 1 (step S1), and the absolute value of the digitally converted input signal is calculated (step S2). Here, the processing in step S 1 corresponds to the processing of the absolute value calculation circuit 21.
[0021]
Following step S2, the absolute value data is stored in the memory of the compressor circuit 2 for a predetermined time. Here, since the lower limit of the frequency required for the input signal (audio signal) is 300 Hz, the input signal level can be detected if there is data for half a cycle (about 1.67 msec). The predetermined time is, for example, 1.86 msec, and is stored in the memory for 1.86 msec (step S3). Subsequent to step S3, the maximum value in the memory is detected every time A / D conversion sampling is performed (step S4).
[0022]
Here, the processing in step S3 and step S4 corresponds to the processing of the level detection circuit 22. By taking the absolute value in this way, the maximum level of the positive and negative amplitudes can be obtained only on the positive side, and in addition, the digitally converted input signal is used to obtain the absolute value and obtain the maximum level. The data storage time is almost half a cycle.
[0023]
Before compressing the input signal, the response speed of the compressor circuit 2 is adjusted so that the process does not follow the instantaneous change of the input signal so that the process substantially has a time constant. To absorb changes. That is, the maximum level detected in step S4 is compared with the attack time stored in step S7 and the detection level after release time processing, and the difference and the direction of change are detected (step S5).
[0024]
As a result of the comparison in step S5, if the maximum level detected in step S4 is higher than the attack level stored in step S7 and the detection level after release time processing, the stored detection level is increased and decreased. If there is no change in the comparison result, the detection level is not increased or decreased, and the detection level value thus obtained is saved for comparison with the maximum data at the next sample. (Steps S6 to S7).
[0025]
Here, the processing of step S5 to step S7 corresponds to the processing of the attack time / release time processing circuit 23.
[0026]
Regarding the constants for increasing and decreasing in step S6, the constant for the direction in which the maximum level decreases is called attack time (attack time), and the constant for the direction in which the maximum level increases is called release time (release time). The standard attack time specified in the ITU-T recommendation is 3 msec, and the standard release time is 13.5 msec, which is set to this value in step S6.
[0027]
Next, attack time and release time processing in the compression circuit 10 will be described in more detail with reference to FIG.
[0028]
A level comparison is made between the maximum level A detected in step S4 and the level A ′ subjected to the attack time and release time processing stored in step S7 (step S5), and (maximum level A−level A ′). It is checked whether or not> 0 (step S61). If it is determined in step S61 that (maximum level A−level A ′)> 0 is not satisfied, it is checked whether (maximum level A−level A ′) <0 (step S62). If it is determined in step S62 that (maximum level A−level A ′) <0, the maximum level A = level A ′, and the level A ′ obtained in the previous process is detected as the detection level after step S62. Used (step S63), step S8 described later is executed.
[0029]
If it is determined in step S61 that (maximum level A−level A ′)> 0, whether or not (maximum level A−level A ′)> 0 has been the same in the previous time after step S61, that is, (maximum level A−level A ′)> (maximum It is checked whether level A = level A ′) or not (step S64). When it is determined in step S64 that the previous state was not the same as before, the increase rate ΔA is obtained by the increase rate ΔA = {(A−A ′) / the number of sampling times reaching the release time} (step S65). (A ′ + ΔA) is calculated (step S66), and A ′ calculated in step S66 is stored as a new detection level (step S7).
[0030]
If it is determined in step S64 that the state is the same as the previous time, step S65 is skipped, then steps S66 and S7 are executed, and the calculated A ′ is stored as a new detection level.
[0031]
If it is determined in step S62 that (maximum level A−level A ′) <0, whether or not (maximum level A−level A ′) <0 is the same as in the previous time following step S62, that is, (maximum level A−level A ′) It is checked whether level A = level A ′) or not (step S67). When it is determined in step S67 that the previous state was not the same, the decrease rate ΔA is obtained by the decrease rate ΔA = {(A′−A) / number of sampling times reaching the attack time} (step S68). (A′−ΔA) is calculated (step S69), and A ′ calculated in step S69 is stored as a new detection level (step S7).
[0032]
When it is determined in step S67 that the same state has been obtained in the previous time, step S68 is skipped and steps S69 and S7 are executed, and the calculated A ′ is stored as a new detection level.
[0033]
Specifically, if A = 100 mV, A ′ = 80 mV in step S61, and A = A ′ in the previous time, A−A ′> 0, so that the same state as in the previous time in step S64. In step S65, an increase rate ΔA = (100 mV−80 mV) / 10 = 2 mV is calculated. Here, the denominator 10 indicates a case where the release time is 13.5 msec by sampling 10 times. Therefore, new A ′ = (old A ′ + ΔA) = 80 mV + 2 mV = 82 mV, and this 82 mV becomes a new detection level and is stored.
[0034]
In execution of the next step S5, A = 100 mV, A ′ = (the above-mentioned new detection level) 82 mV in step S61, and A (100 mV) −A ′ (82 mV)> 0 in the previous time, step S64. In step S65, the new A ′ = (old A ′ + ΔA) = (82 mV + 2 mV) = 84 mV, and this 84 mV becomes a new detection level and is saved. The
[0035]
In the execution of the next step S5, if A = 64 mV, A ′ = (the above-mentioned new detection level) 84 mV in step S62, and A−A ′> 0 in the previous time, A−A ′ <0. Instead of the same state as the previous time, the reduction rate is calculated by the reduction rate ΔA = (84 mV−64 mV) / 2 = 10 mV. Here, the denominator 2 indicates a case where the attack time is 3 msec by sampling twice. Therefore, new A ′ = (old A ′ + ΔA) = (84 mV−10 mV) = 74 mV, and this 74 mV becomes a new detection level and is stored.
[0036]
Next, referring back to FIG. A compression operation is performed to obtain the square level of the detection level used in step S63 or the value of the detection level stored in step S7 (step 8). Here, since the value of the detection level used in step S63 and the level stored in step S7 is A, √A is obtained by the calculation in step S8 and is compressed at the compression ratio of 2. This result is schematically shown in FIG. 4B. In FIG. 4B, the solid line schematically shows the state after the compression processing, and the broken line shows the input signal.
[0037]
As shown in FIG. 4B, the level after the compression processing in step S8 exceeds the input signal level because the magnitude of the signal processed in the compressor circuit 2 composed of a digital signal processor is (−1 to +1). This is because when the square root operation is performed, the value becomes larger than the original numerical value.
[0038]
Subsequent to step S8, a reference level coefficient α for matching the reference level is multiplied (step S9). Here, the reference level is a level at which the input and output of the compressor circuit 20 become equal, and the gain between the input and output signals at this point is 0 dB. By executing step S9, α√A is obtained. The result of execution of step S9 is as shown in FIG. In FIG. 4C, the alternate long and short dash line indicates the signal level compressed in step S8, and the compressed signal level is multiplied by the reference level coefficient α in step S9 to obtain the compressed signal level indicated by the solid line. Become. The intersection of both is the reference level. In FIG.4 (c), the broken line has shown the input signal level.
[0039]
Although the level of the signal to be compressed can be calculated by the processing in step S9, as is apparent from the display of FIG. 4C, the output signal has a gain with respect to the input signal below the reference level. However, the compressor circuit 2 composed of a digital signal processor cannot directly calculate the gain. This is because the magnitude of the signal processed in the compressor circuit 2 is in the range of (−1 to +1). Therefore, subsequent to step S9, the calculation result α√A in step S9 is multiplied by 1 / B so that the gain is less than 1 (step S10). As a result of the execution of step S10, α√A / B. Here, B is a positive number greater than 1.
[0040]
If this state is illustrated, as shown in FIG. 4 (d), the calculation result of step S9 indicated by a one-dot chain line is reduced to 1 / B as indicated by a solid line to lower the level. In FIG.4 (c), the broken line has shown the input signal level. In this case, as a result of 1 / B, a portion having a level higher than the input signal level, that is, a portion having a gain, takes a portion of the input signal level as described later.
[0041]
Subsequent to step S10, the calculation result in step S10 is divided by the detection level A stored in steps S63 and S7 to obtain a coefficient (step S11). As a result of the calculation in step S11, the obtained coefficient is α√A / (A · B) = α / (B√A). Subsequent to step S11, the coefficient obtained in step S11 is multiplied by the A / D converted input signal (step S12). The multiplication result in step S12 is A · sinωt · α / (B√A) = α√A · sinωt / B.
[0042]
Subsequent to step S12, in order to restore the gain once lowered in step S10, the calculation result in step S12 is multiplied by B in step S10 to return to the original signal level (step S13). The calculation result in step S13 is α√A · sin ωt, and the maximum gain due to compression is B times. As a result, as shown in FIG. 4E, an output signal subjected to compression processing indicated by a solid line with respect to an input signal before compression processing indicated by a broken line is obtained. The signal obtained in step S13 is output as an analog signal by the D / A converter 3 (step S14).
[0043]
Here, adopting as the B example 2 4 in step S10. If this is done, the maximum gain due to compression will be 16 times, and the gain of the minute signal will drop, but as a result of the actual measurement, the signal that is 16 times the gain (about 10 Hz for the input signal) is weak, In order to prevent S / N deterioration due to compression of noise components, there was no inconvenience even when the gain by compression was set to 16 times.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the compression circuit of the present invention, a compression operation can be performed by digital signal processing, and a compression circuit free from variations in electrical characteristics of components and changes in characteristics due to changes in ambient temperature can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a compression circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the compression circuit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining attack time and release time processing in the compression circuit according to the embodiment of the present invention;
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the compression circuit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional compression circuit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 A / D converter 2 Compressor circuit 3 D / A converter 10 Compression circuit 20 Absolute value level detection circuit 21 Absolute value calculation circuit 22 Level detection circuit 23 Attack time, release time processing circuit 24 Compression arithmetic processing circuit

Claims (1)

入力信号を圧縮する圧縮回路であって、
入力信号をA/D変換するA/D変換手段と、
A/D変換出力の絶対値を求める絶対値計算手段と、
絶対値計算手段によって求めた入力信号の少なくとも半周期分にわたる絶対値中の最大値を検出するレベル検出手段と、
レベル検出手段によって検出した最大値と前記最大値の直前回に検出した最大値に対してアタック時間処理、リリース時間処理した信号値とを比較した結果、前記最大値と前記信号値とが等しいときは前記最大値として前記信号値を新たな信号値として保存し、前記比較した結果等しくないときにおいて前記最大値と前記信号値との差の極性が前回の比較結果の場合と同一でないときは前記最大値と前記信号値とアタック時間、リリース時間とに基づく変化値を求めて該変化値に前記信号値を加えて新たな信号値として保存し、前記比較した結果等しくないときにおいて前記最大値と前記信号値との差の極性が前回の比較結果の場合と同一のときは直前回に求めた変化値に前記信号値を加えて前記第1の最大値として保存するアタック時間、リリース時間処理手段と、
を備え、前記保存した第1の最大値に対して圧縮比に基づく圧縮処理を行い、該圧縮処理の結果に値1/B(Bは1よりも大きい正の数)を乗算し、該乗算結果に対しA/D変換された入力信号を乗算し、この乗算結果に値Bを乗算することにより圧縮演算することを特徴とする圧縮回路。
A compression circuit for compressing an input signal,
A / D conversion means for A / D converting the input signal;
Absolute value calculating means for obtaining an absolute value of the A / D conversion output;
Level detection means for detecting a maximum value in the absolute value over at least half a period of the input signal obtained by the absolute value calculation means ;
When the maximum value detected by the level detection means and the signal value subjected to attack time processing and release time processing for the maximum value detected immediately before the maximum value are compared, the maximum value is equal to the signal value. Stores the signal value as a new signal value as the maximum value, and when the comparison result is not equal, the polarity of the difference between the maximum value and the signal value is not the same as in the previous comparison result, A change value based on the maximum value, the signal value, the attack time, and the release time is obtained, and the signal value is added to the change value and stored as a new signal value. When the polarity of the difference from the signal value is the same as in the previous comparison result, an attack time for adding the signal value to the change value obtained immediately before and storing it as the first maximum value, And lease time processing means,
A compression process based on a compression ratio is performed on the stored first maximum value, and the result of the compression process is multiplied by a value 1 / B (B is a positive number greater than 1). A compression circuit characterized in that a compression operation is performed by multiplying an A / D converted input signal by a result and multiplying the multiplication result by a value B.
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