JP4150810B2 - 出力装置が損傷を受けるのを防止する方法 - Google Patents

Description

本発明は出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法、さらに特定するとラウドスピーカが過剰に大きな音量によって損傷を受けるのを防止するための方法に関する。

概して、ラウドスピーカのような出力装置は最大出力音量の限度を有しており、したがってラウドスピーカが燃えるかまたは損傷するのを防止するために、その最大出力音量を超える信号を出力することを回避する必要がある。最大出力音量を有する先行技術のラウドスピーカの概略図に関して図１を参照すると、この波形はラウドスピーカの元来の望ましい出力音量の波形であってｙ軸はラウドスピーカの出力音量のパーセンテージを表わし、ｘ軸は時間を表わす。もしもラウドスピーカがラウドスピーカの出力音量の５５％に等しい最大出力音量を有することが可能であれば、５５％を超えるどのような音量もラウドスピーカを損傷するであろう。

ラウドスピーカの出力音量を制御し、かつその最大出力音量を除外するためにソフトウェアを使用する先行技術の方法の概略図に関して図２を参照する。先行技術では、ラウドスピーカの最大出力音量を超える音量を直接取り除いてラウドスピーカが損傷されるのを防止するためにソフトウェアが使用され、その結果が図２に示されている。しかしながら、さらに大きい音量の音声が聴かれることがあり得ないのでこの方法によって作り出される音声は歪ませられるであろう。

本発明の主要な目的は、ラウドスピーカが過剰に大きい音量によって損傷を受けるのを防止するようにラウドスピーカの望ましい出力音量と実際の出力音量との間の対応する関係を調節するための方法を提供することである。

本発明の別の目的は、出力装置が損傷を受けるのをリアルタイムで防止するための方法による音量の制御を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、音量が低いときに音声が歪ませられるのを防止するために音量の部分的変更を提供することである。

前述の目的を達成するために、出力装置はシステム内で設定され、このシステムがプロセッサを有し、本発明に従って出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法が以下の工程、すなわち出力装置の出力値が複数の領域へと分割される工程、各々の領域に関して比の値が規定される工程、プロセッサが望ましい出力値を受け取る工程、望ましい出力値が配置される現在の領域が複数の領域の中から判定される工程、実際の出力音量を得るために、望ましい出力値および現在の領域の対応する比の値が計算され、出力装置が実際の出力音量を出力する工程を含み、出力装置が損傷を受けるのを防止するために、実際の出力音量は出力装置によって許容される最大出力音量よりも低いことからなる。

さらに、前述の目的を達成するために、出力装置はシステム内で設定され、このシステムがプロセッサを有し、本発明に従って出力装置が損傷を受けるのを防止する方法が以下の工程、すなわちプロセッサが出力装置の出力値を複数の領域に分ける工程、各々の領域に関して比の値が規定され、その比の値が大きくなる順序に配列される工程、プロセッサが望ましい出力値を受け取る工程、前回の予め決められた時間の変換された最大出力値が配置されるマッピング領域をプロセッサが複数の領域の中から判定する工程、望ましい出力値が配置される現在の領域をプロセッサが複数の領域の中から判定する工程、および現在の領域の比の値がマッピング領域の比の値よりも大きいか否かをプロセッサが判定する工程を含み、この判定が「肯定的結果」であれば第１の実際の出力音量を得るためにプロセッサが実質的に歪みの無い比の値と共に望ましい出力値を計算し、出力装置がこの第１の実際の出力音量を出力し、この実質的に歪みの無い比の値は現在の領域の比の値よりも大きく、実質的に歪みの無い比の値を有するマッピング領域が現在の領域の隣りに置かれ、「否定的結果」であれば第２の実際の出力音量を得るために現在の領域の比の値でプロセッサが望ましい出力値を計算し、出力装置がこの第２の実際の出力音量を出力し、出力装置が損傷を受けるのを防止するために第２の実際の出力音量は出力装置によって許容される最大出力音量よりも低いことからなる。

上記の概念によると、出力装置はラウドスピーカであり、このラウドスピーカの出力値は音量である。

上記の概念によると、出力装置の出力値は第１の領域、第２の領域、および第３の領域へと分割される。

上記の概念によると、第１の領域は出力装置の出力値の０〜５０％の中に入る領域として規定され、第２の領域は出力装置の出力値の５０〜７０％の中に入る領域として規定され、第３の領域は出力装置の出力値の７０〜１００％の中に入る領域として規定される。

上記の概念によると、第１の領域の比の値は１であり、第２の領域の比の値は６／７であり、第３の領域の比の値は７／１０である。

上記の概念によると、プロセッサは実際の出力音量を得るために望ましい出力値を現在の領域に対応する比の値で掛け算をする。

上記の概念によると、前記プロセッサは前記第１の実際の出力音量を得るために実質的に歪みの無い比の値を前記望ましい出力値で掛け算をする。

上記の概念によると、システムの記憶ユニットは前回の予め決められた時間に変換された複数の出力値を前もって保存し、プロセッサがそれらの変換された出力値から最大出力値を判定する。

先行技術と比較すると、本発明は望ましい出力音量を複数の領域に分けるためにプロセッサを使用し、対応する比の値を規定する。本発明は多様な領域に対応する望ましい出力音量を多様な比で下げるために使用されることが可能であり、それにより、ラウドスピーカの望ましい出力音量がラウドスピーカによって許容される最大出力音量よりも大きいとき、望ましい出力音量が下げられ、比の値で掛け算された後に出力されることが可能である。したがって、本発明は、さらに大きい音量が聴かれることが不可能であるかまたは音声が歪まされる先行技術の短所を克服することが可能である。

本発明の目的、その構成、刷新的な特徴、および性能を理解するのを容易にするために、かつ本発明の詳細な説明のために添付の図面と共に好ましい実施形態を以下説明する。

本発明の好ましい実施形態に従って出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法を示すフローチャートに関して図３を参照すると、出力装置はシステム内で設定され、このシステムがプロセッサを有し、出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法が以下の工程、すなわちプロセッサが出力装置の出力値を複数の領域へと分ける工程（工程Ｓ００１）、各々の領域に関して比の値が規定される工程（工程Ｓ００２）、プロセッサが望ましい出力値を受け取る工程（工程Ｓ００３）、望ましい出力値が配置される現在の領域をプロセッサが複数の領域の中から判定する工程（工程Ｓ００４）、および実際の出力音量を得るために、プロセッサが望ましい出力値および現在の領域の対応する比の値を計算し、出力装置が実際の出力音量を出力する工程（工程Ｓ００５）を含む。

出力装置が損傷を受けるのを防止するために、実際の出力音量は出力装置によって許容される最大出力音量よりも低い。

工程Ｓ００１では、出力装置は、限定はされないがラウドスピーカである。このラウドスピーカは単に説明のために使用されるものであって本発明の応用例を限定するように意図されるものではなく、このラウドスピーカの出力値は音量であり、工程Ｓ００１はこのラウドスピーカの出力値を複数の領域に分ける。

本発明に従ってラウドスピーカの出力値を３つの領域へと分ける処理を示す概略図に関して図４を参照すると、工程（Ｓ００１）はラウドスピーカの出力値を第１の領域４１、第２の領域４２、および第３の領域４３へと分割し、第１の領域４１はラウドスピーカの出力値の０〜５０％の中に入る領域として規定され、第２の領域４２はラウドスピーカの出力値の５１〜７０％の中に入る領域として規定され、第３の領域４３はラウドスピーカの出力値の７１〜１００％の中に入る領域として規定される。

工程Ｓ００２で、各々の領域について比の値が規定され、その比の値は縮小される比の値であり、第１の領域が基礎として使用され、他の領域は図４に示されるようにこの基礎に従って縮小される。第１の領域４１の縮小される比の値は１であり（その領域の勾配は１であり）、第２の領域４２の縮小される比の値は６／７であり、第３の領域４３の縮小される比の値は７／１０である。音量を大幅に上げるために、本発明はラウドスピーカの対応する実際の出力音量がそれぞれ５０％、６０％、および７０％であってかつラウドスピーカによって許容される最大出力音量が図５ａに示されるように７０％であるときに、これら３つの音量領域４１、４２、４３に関して５０％、７０％、および１００％を採用する。言い換えると、もしも５０％の音量をラウドスピーカから出力することが必要であれば、ラウドスピーカは実際に５０％の音量を出力するであろう。もしも７０％の音量をラウドスピーカから出力することが必要であれば、ラウドスピーカは実際では７０％×６／７＝６０％の音量を出力するであろう。もしも１００％の音量をラウドスピーカから出力することが必要であれば、ラウドスピーカは実際では１００％×７／１０＝７０％の音量を出力するであろう。たとえ偶発によってユーザが音量ノブ（図示せず）を最大音量へと回しても、本発明の制御メカニズムは実際には７０％の音量をラウドスピーカから出力させ、したがってラウドスピーカが燃えることまたは損傷を受けることはないであろう。

工程Ｓ００３では、プロセッサが望ましい出力値を受け取り、その望ましい出力値はラウドスピーカの音量である。

工程Ｓ００４では、望ましい出力が配置される現在の領域をプロセッサが第１の領域４１、第２の領域４２、および第３の領域４３の中から判定する。工程Ｓ００１の規定によると、もしも望ましい出力値が４５％であれば、現在の領域は第１の領域４１として判定され、もしも望ましい出力値が６３％であれば、現在の領域は第２の領域４２として判定され、もしも望ましい出力値が８０％であれば、現在の領域は第３の領域４３として判定される。

工程Ｓ００５では、実際の出力音量を得るためにプロセッサが望ましい出力値および現在の領域の対応する比の値を計算し、出力装置が実際の出力音量を出力する。工程Ｓ００４の記述によると、もしも出力値が４５％であれば現在の領域は第１の領域４１にあると判定され、したがって実際の出力音量は４５％×１＝４５％である。もしも望ましい出力値が６３％であれば実際の出力音量は６３％×６／７＝５４％である。もしも望ましい出力値が８０％であれば実際の出力音量は８０％×７／１０＝５６％である。

工程Ｓ００３からＳ００５を通して、望ましい出力値のうちのいずれか１つが現れれば、その望ましい出力値が判定および計算のために使用される。音楽全体を受け取った後に望ましい出力音量を判定および計算する必要はなく、したがって本発明は音量をリアルタイムで制御する効果を達成することが可能である。

本発明の望ましい出力値の波形図、および本発明のラウドスピーカの実際の出力値の波形図に関して図５ａおよび５ｂを参照する。図５ａでは、もしもラウドスピーカによって許容される最大出力が７０％であれば、ラウドスピーカが燃えるかまたは損傷を受けるのを防止するために７０％を超える部分は取り除かれるであろう。図５ｂでは、もしも望ましい出力値が５０％であれば、実際の出力音量は５０％×１＝５０％であり、したがってラウドスピーカの出力音量は下げられないであろう。もしも望ましい出力値が５０％〜７０％の範囲に入れば、実際の出力音量は（５０％〜７０％）×６／７であって、それは第１ののこぎり波部分５１として表わされる。もしも望ましい出力値が７０％〜１００％の範囲に入れば、実際の出力音量は（７０％〜１００％）×７／１０であって、それは第２ののこぎり波部分５２として表わされ、ラウドスピーカの最大の実際の出力音量は正確に７０％の部分に置かれ、したがってラウドスピーカが燃えるかまたは損傷を受けることはないであろう。もしもラウドスピーカの望ましい出力音量が徐々に小さくなれば、第３ののこぎり波部分５３および第４ののこぎり波部分５４が同様に現れ、第１ののこぎり波部分５１と第４ののこぎり波部分５４が対称であり、第２ののこぎり波部分５２と第３ののこぎり波部分５３が対称である。したがって、本発明の方法はラウドスピーカが過剰に大きい音量によって損傷を受けるのを防止することが可能であり、かつ小さい音量が歪まされるのを保守するように音量をリアルタイムで制御して部分的に音量を変えることが可能である。本発明は、ラウドスピーカの出力音量を制御するためにソフトウェアを使用する方法を採用する先行技術の短所を確実に克服することが可能である。

本発明の別の好ましい実施形態に従って出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法のフローチャートに関して図６を参照すると、出力装置はシステム内で設定され、このシステムがプロセッサを有し、出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法が以下の工程、すなわちプロセッサが出力装置の出力値を複数の領域に分ける工程（工程Ｓ１０１）、各領域に関して比の値が規定され、その比の値が大きくなる順序に配列される工程（工程Ｓ１０２）、プロセッサが望ましい出力値を受け取る工程（Ｓ１０３）、第１の予め決められた時間内の変換された最大出力値が配置されるマッピング領域をプロセッサが複数の領域の中から判定する工程（工程Ｓ１０４）、望ましい出力値が配置される現在の領域をプロセッサが複数の領域の中から判定する工程（工程Ｓ１０５）、および現在の領域の比の値がマッピング領域の比の値よりも大きいか否かをプロセッサが判定する工程（工程Ｓ１０６）を含み、この判定が「肯定的結果」であれば望ましい出力値を計算して第１の実際の出力音量を得るためにプロセッサが実質的に歪みの無い比の値を使用し、出力装置がこの第１の実際の出力音量を出力し（工程Ｓ１０７）、この実質的に歪みの無い比の値は現在の領域の比の値よりも大きく、実質的に歪みの無い比の値を有するマッピング領域が現在の領域の隣りに置かれ、「否定的結果」であれば第２の実際の出力音量を得るためにプロセッサが望ましい出力値と現在の領域の比の値を計算し、出力装置がこの第２の実際の出力音量を出力し（工程Ｓ１０８）、出力装置が損傷を受けるのを防止するために第２の実際の出力音量は出力装置によって許容される最大出力音量よりも低い。

工程Ｓ１０１では、限定はされないが出力装置はラウドスピーカである。このラウドスピーカは下記の具体的例示のために使用されるものであって、本発明の応用例を限定するように意図されるものではない。このラウドスピーカの出力値は音量であり、工程Ｓ１０１はこのラウドスピーカの出力値を複数の領域に分ける。図４で、本発明はラウドスピーカの出力値を第１の領域４１、第２の領域４２、および第３の領域４３へと分割し、第１の領域４１はラウドスピーカの出力値の０〜５０％の中に入る領域として規定され、第２の領域４２はラウドスピーカの出力値の５１〜７０％の中に入る領域として規定され、第３の領域４３はラウドスピーカの出力値の７１〜１００％の中に入る領域として規定される。

工程Ｓ１０２で、各々の領域について比の値が規定され、その比の値は縮小される比の値であり、第１の領域４１の縮小される比の値は１であり（その領域の勾配は１であり）、第２の領域４２の縮小される比の値は６／７であり、第３の領域４３の縮小される比の値は７／１０である。

工程Ｓ１０３で、プロセッサは望ましい出力値を受け取り、この望ましい出力値は音量である。

工程Ｓ１０４で、システムの記憶ユニットが例えば５分といった予め決められた時間内の複数の変換された出力値を保存し、最初の５分の５つの出力値は４５％、７１％、５０％、および４３％であり、そのときプロセッサがこれら５つの変換された出力値のうちの最大出力値を判定し、このケースでは最大出力値は７１％である。

プロセッサは変換された最大出力値が配置されるマッピング領域を最初の５分間のうちに第１の領域４１、第２の領域４２、および第３の領域４３の中から判定する。７１％は第３の領域４３に入るので、マッピング領域は第３の領域４３である。

工程Ｓ１０５で、プロセッサは望ましい出力値が配置される現在の領域を第１の領域４１、第２の領域４２、および第３の領域４３の中から判定する。もしも望ましい出力値が６３％であれば、現在の領域は第２の領域４２にあると判定され、現在の領域は第２の領域４２となる。

工程Ｓ１０６で、プロセッサは現在の領域の比の値がマッピング領域の比の値よりも大きいか否かを判定する。前の説明に従うと、第２の領域４２の比の値（６／７に等しい）は第３の領域４３の比の値（７／１０に等しい）よりも大きい。

工程Ｓ１０７で、実質的に歪みの無い比の値は第２の領域４２の比の値よりも大きく、実質的に歪みの無い比の値を有するマッピング領域は第２の領域４２の隣りに置かれる。したがって、実質的に歪みの無い比の値は１であり、実質的に歪みの無い比の値を有するマッピング領域は第１の領域４１である。第１の実際の出力音量（６３％）を得るためにプロセッサは実質的に歪みの無い比の値と望ましい出力値を掛け算し、それは１×６３％＝６３％であり、ラウドスピーカは６３％の音量を出力する。

工程Ｓ１０８で、もしも工程Ｓ１０４で述べられた最初の５分間の中の５つの出力値が４５％、４９％、４６％、４５％、および４３％であれば、最大出力値は４９％であり、したがって現在の領域の比の値はマッピング領域の比の値よりも小さい。その後、第２の実際の出力音量を得るためにプロセッサが望ましい出力値を現在の領域の対応する比の値で掛け算し、ラウドスピーカが第２の実際の出力音量を出力する。第２の実際の出力音量は６３％×６／７＝５４％である。最後に、ラウドスピーカが６３％の音量を出力する。

もしも現在の領域の比の値がマッピング領域の比の値よりも大きければ、ラウドスピーカから出る音楽の出力音量は下がり続け、その結果、実質的に歪みの無い比の値が望ましい出力値を計算するために使用され、それにより、小さい音量の音声が歪まされるのを防ぎ続ける。

本発明で、ラウドスピーカが過剰に大きい音量によって損傷を受けるのを防止するため、および音量を迅速に制御し、かつ音量を部分的に変えるためにラウドスピーカの望ましい出力音量と実際の出力音量との間の対応関係が調節され、それにより、小さい音量の音声が歪まされるのを保守し、かつラウドスピーカの出力音量を制御するためにソフトウェアを使用する先行技術の短所を克服する。

範例の方式で、かつ好ましい実施形態に関して本発明が述べられてきたが、本発明がそれらに限定されないことは理解されるはずである。反対に、様々な変更例および類似した配列と手順を網羅することが意図され、したがってそのような変更例および類似した配列と手順を包含するように添付の特許請求項の範囲は最も広い解釈を与えられるべきである。

上述の説明を要約すると、本願明細書の発明は従来式の構造よりも性能を高め、特許出願の必要条件を満たし、再審理および相応の特許権付与のために特許庁に提出される。

最大出力音量を有する先行技術のラウドスピーカを示す概略図である。 ラウドスピーカの出力音量を制御し、かつ最大出力音量を除外するためにソフトウェアを使用する先行技術の方法を示す概略図である。 本発明の好ましい実施形態に従って出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法を示すフローチャートである。 本発明に従ってラウドスピーカの出力値を３つの領域へと分ける処理を示す概略図である。 本発明による、ラウドスピーカの元来の望ましい出力音量の波形を示す概略図である。 本発明による、ラウドスピーカの元来の実際の出力音量の波形を示す概略図である。 本発明の別の好ましい実施形態に従って出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法を示すフローチャートである。

符号の説明

４１ 出力値の第１の領域
４２ 出力値の第２の領域
４３ 出力値の第３の領域
５１ 第１ののこぎり波部分
５２ 第２ののこぎり波部分
５３ 第３ののこぎり波部分
５４ 第４ののこぎり波部分

Claims (8)

1. 出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法であって、前記出力装置がシステム内で設定され、前記システムがプロセッサを有し、
   （ａ）前記プロセッサが前記出力装置の出力値を複数の領域に分ける工程と、
   （ｂ）前記各々の領域に関して比の値を規定し、前記比の値が大きくなる順序に配列される工程と、
   （ｃ）前記プロセッサが望ましい出力値を受け取る工程と、
   （ｄ）前回の予め決められた時間の中の変換された最大出力値が配置されるマッピング領域を前記プロセッサが前記複数の領域の中から判定する工程と、
   （ｅ）前記望ましい出力値が配置される現在の領域を前記プロセッサが前記複数の領域の中から判定する工程と、
   （ｆ）前記現在の領域の前記比の値が前記マッピング領域の前記比の値よりも大きいか否かを前記プロセッサが判定する工程とを含む方法であり、
   この判定が「肯定的結果」であれば前記望ましい出力値を計算して第１の実際の出力音量を得るために前記プロセッサが実質的に歪みの無い比の値を使用し、前記出力装置が前記第１の実際の出力音量を出力し、前記実質的に歪みの無い比の値が前記現在の領域の前記比の値よりも大きく、前記実質的に歪みの無い比の値を有する前記マッピング領域が前記現在の領域の隣りに置かれ、
   「否定的結果」であれば第２の実際の出力音量を得るために前記プロセッサが前記望ましい出力値と前記現在の領域の前記比の値を計算し、前記出力装置が前記第２の実際の出力音量を出力し、前記出力装置が損傷を受けるのを防止するために前記第２の実際の出力音量が前記出力装置によって許容される前記最大出力音量よりも低いことを特徴とする方法。
2. 前記出力装置がラウドスピーカであり、前記ラウドスピーカの前記出力値が音量であることを特徴とする請求項１に記載の出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法。
3. 前記工程（ｄ）が、
   （ｄ１）前記システムの記憶ユニットが前記予め決められた時間の中の複数の変換された出力値を保存する工程と、
   （ｄ２）前記プロセッサが前記複数の変換された出力値の中から前記最大出力値を判定する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法。
4. 前記出力装置の前記出力値が第１の領域、第２の領域、および第３の領域に分けられることを特徴とする請求項１に記載の出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法。
5. 前記第１の領域が前記出力装置の前記出力値の０〜５０％の中に入る領域として規定され、前記第２の領域が前記出力装置の前記出力値の５０〜７０％の中に入る領域として規定され、前記第３の領域が前記出力装置の前記出力値の７０〜１００％の中に入る領域として規定されることを特徴とする請求項４に記載の出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法。
6. 前記第１の領域の前記比の値が１であり、前記第２の領域の前記比の値が６／７であり、前記第３の領域の前記比の値が７／１０であることを特徴とする請求項５に記載の出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法。
7. 前記工程（ｆ）が、前記第１の実際の出力音量を得るために前記プロセッサが実質的に歪みの無い比の値と前記望ましい出力値を掛け算する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法。
8. 前記工程（ｆ）が、前記第２の実際の出力音量を得るために前記プロセッサが前記望ましい出力値と前記現在の領域の対応する比の値を掛け算する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の出力装置が損傷を受けるのを防止するための方法。

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