JP5526305B2 - Audio compressor - Google Patents
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Description
本発明は、オーディオ信号を圧縮するオーディオコンプレッサの改良に関する。 The present invention relates to an improvement in an audio compressor that compresses an audio signal.
従来からオーディオ信号を圧縮するオーディオコンプレッサに関する種々の提案が行われてきた。例えば、入力オーディオ信号の振幅レベルに応じたゲイン調整データ(GR)に従って乗算器で入力オーディオ信号の振幅レベルを調整する(コンプレス又はエキスパンドする)し、ゲイン調整データ(GR)に応じてフィルタ制御データを発生し、このフィルタ制御データにより、入力オーディオ信号の周波数成分を制御するフィルタを制御するものがあった(例えば、特許文献1参照。)。そして、振幅コンプレションに関連づけて高域成分を減衰させ相対的に低域成分を強調して「音の太さ」を演出可能とするものであった。 Conventionally, various proposals relating to an audio compressor for compressing an audio signal have been made. For example, the multiplier adjusts (compresses or expands) the amplitude level of the input audio signal according to the gain adjustment data (GR) corresponding to the amplitude level of the input audio signal, and performs filter control according to the gain adjustment data (GR). There is one that generates data and controls a filter that controls the frequency component of the input audio signal based on the filter control data (see, for example, Patent Document 1). Then, the high frequency component is attenuated in association with the amplitude compression, and the low frequency component is relatively emphasized to enable the production of “sound thickness”.
しかしながら、従来の装置にあっては、入力ソースのレベルによってコンプレッション効果が依存してしまうという問題があった。つまり、入力ソースのレベルが小さかったり大きかったりする場合に得られるコンプレション効果が異なってしまっていた。そのため一定のコンプレッション効果を得るためには、入力ソースのレベル毎に細かなパラメータ調整(スレッショルド等の調整等)を強いられていた。 However, the conventional apparatus has a problem that the compression effect depends on the level of the input source. In other words, the compression effect obtained when the input source level is low or high is different. Therefore, in order to obtain a certain compression effect, fine parameter adjustments (threshold adjustment, etc.) are required for each input source level.
本発明は、かかる従来の課題を解決するためになされたもので、入力レベルによらずコンプレッション効果が一定となる装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide an apparatus in which the compression effect is constant regardless of the input level.
上記目的を達成するために、本発明は、音楽信号を入力し、この入力レベルに拘わらず所定レベルの信号を生成出力するALC部(10)と、
該ALC部(10)が出力した信号を入力してこの全波整流信号を生成出力する全波整流部(20)と、
該全波整流部(20)が出力した全波整流信号に対するエンベロープ波形を生成出力するエンベロープ検出部(30)と、
予め設定した閾値(t)を、前記エンベロープ検出部(30)が出力したエンベロープ信号で除算したコンプレションゲインを出力するゲインコンバータ(40)と、
前記楽音信号と前記ゲインコンバータ(40)で得られたコンプレションゲインとを乗算して出力する乗算部(50)と、を備えたことを特徴とするようにした。
In order to achieve the above object, the present invention provides an ALC unit (10) for inputting a music signal and generating and outputting a signal of a predetermined level regardless of the input level.
A full-wave rectification unit (20) that inputs the signal output from the ALC unit (10) and generates and outputs the full-wave rectification signal;
An envelope detector (30) for generating and outputting an envelope waveform for the full-wave rectified signal output by the full-wave rectifier (20);
A gain converter (40) for outputting a compression gain obtained by dividing a preset threshold value (t) by the envelope signal output by the envelope detector (30);
A multiplication unit (50) for multiplying and outputting the musical sound signal and the compression gain obtained by the gain converter (40).
この発明においては、エンベロープ検出部(30)が、全波整流部(20)が出力した全波整流信号に対するエンベロープ波形を生成出力し、ゲインコンバータ(40)が、予め設定した閾値(t)を、前記エンベロープ検出部(30)が出力したエンベロープ信号で除算したコンプレションゲインを出力し、乗算部(50)が楽音信号とゲインコンバータ(40)で得られたコンプレションゲインとを乗算して出力するが、全波整流部(20)の前段に、音楽信号を入力し、この入力レベルに拘わらず所定レベルの信号を生成出力するALC部(10)を設けたので、全波整流部(20)に入力される信号レベルが入力レベルに拘わらず同一となる。その結果、入力レベルによらずコンプレッション効果を一定とすることが可能となる。 In this invention, the envelope detector (30) generates and outputs an envelope waveform for the full-wave rectified signal output by the full-wave rectifier (20), and the gain converter (40) sets a preset threshold value (t). The compression gain divided by the envelope signal output from the envelope detection unit (30) is output, and the multiplication unit (50) multiplies the musical sound signal by the compression gain obtained by the gain converter (40) and outputs the result. However, since the ALC unit (10) for inputting a music signal and generating and outputting a signal of a predetermined level regardless of the input level is provided in the preceding stage of the full wave rectification unit (20), the full wave rectification unit (20 ) Is the same regardless of the input level. As a result, the compression effect can be made constant regardless of the input level.
また、このオーディオコンプレッサにおいて、前記予め設定した閾値は0より大きく1より小さな範囲で変更可能とすることができ、前記ゲインコンバータは、前記閾値を超えない前記エンベロープ波形に対して、前記コンプレッションゲインを求めない構成とすることもできるし、更には、前記ゲインコンバータが、前記除算によって求めたコンプレッションゲインを所定値(例えば1.0)でクリッピングする構成とすることができる。そして、コンプレッションゲインを求める際に0で除算することを避けるため、エンベロープ検出部を、 自身が0を出力すると判断した場合、予め定められた0でない定数をエンベロープ信号として出力する構成とすることも好ましい。 Further, in this audio compressor, the preset threshold value can be changed in a range larger than 0 and smaller than 1, and the gain converter applies the compression gain to the envelope waveform not exceeding the threshold value. The gain converter may be configured not to be obtained, and further, the gain converter may be configured to clip the compression gain obtained by the division by a predetermined value (for example, 1.0). In order to avoid dividing by 0 when calculating the compression gain, the envelope detector may be configured to output a predetermined non-zero constant as the envelope signal when it determines that it outputs 0. preferable.
本発明によれば、入力レベルによらずコンプレッション効果を一定とする装置を実現することが可能になるという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to realize an apparatus in which the compression effect is constant regardless of the input level.
以下、本発明を実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(構成)
図1は本発明の実施形態であるオーディオコンプレッサ1の構成図である。このオーディオコンプレッサ1は、楽音信号、音声信号等の音楽信号を入力するALC部(Auto level controller)10と、このALC部10の出力信号を入力して全波整流信号を生成して出力する全波整流部20と、この全波整流部20が生成出力した全波整流信号を入力してこれに対するエンベロープ信号を生成出力するエンベロープ検出部30と、予め閾値(t)が設定されており、この閾値(t)をエンベロープ信号で除算してコンプレションゲインを求めるゲインコンバータ40と、このゲインコンバータ40が求めたコンプレッションゲインとオーディオコンプレッサ1に入力された入力信号とを乗算して出力信号を生成する乗算部50とを有して構成されている。
(Constitution)
FIG. 1 is a configuration diagram of an audio compressor 1 according to an embodiment of the present invention. The audio compressor 1 is an ALC unit (Auto level controller) 10 for inputting a music signal such as a musical sound signal and a voice signal, and an output signal of the
ゲインコンバータ40の閾値(Threshold)「t」は、例えば「0.0<t<1.0」の範囲で変更設定可能になっており、コンプレッションゲインを求める際にその値を例えば「1.0」とすればクリッピングする構成となっている。更に、ゲインコンバータ40は、閾値tを超えないエンベロープ信号に対してコンプレッションゲインを新たに求めない構成となっている。閾値tを小さくしていくとコンプレッションが徐々かかるようになると共に、閾値tを大きくしていくと徐々にコンプレションがかかりにくくなるようにされている。
The threshold value (t) “t” of the
ALC部10は、比較的大きな時定数を持つ構成として、時間的に長い期間で入力信号自体の平均レベルを計測し、コンプレッションゲインを求める際のレベル差を補正可能としている。エンベロープ検出部30は、入力信号のピーク成分を一定の減衰時間で減衰させる機能を有する。また、エンベロープ検出部30の出力は、次段のゲインコンバータ40で除数として用いられるため、「0」を出力しないように制御されている。具体例としては、エンベロープ検出部30は自身が「0」を出力すると判定した場合、予め定めた8ビットの0でない信号(「00000001」を出力する。なお、この例は一例にすぎなく「0」を出力すると判定した場合、「0」以外の微小な値を換わりに出力する構成とすれば良い。
As a configuration having a relatively large time constant, the
(動作)
図2(a)に示すように、大、中、小の3段階のレベルの入力信号が、図1の符号aに示す箇所に入力するものとする。すると、ALC部10は、入力レベルに拘わらず所定レベルの信号を出力するので、3段階のいずれのレベルであっても、図2(b)に示すように同一レベルの信号が出力される(図1の符号bで示す箇所での信号)。具体的には、ALC部10は、入力信号が正の場合には自身が出力可能な最大値まで持ち上げると共に、入力信号が負の場合には自身が出力可能な最小値まで引き下げて出力する。
(Operation)
As shown in FIG. 2A, it is assumed that input signals having three levels of large, medium, and small are input to a location indicated by reference numeral a in FIG. Then, since the
次に、全波整流部20によって、図2(c)に示す全波整流信号が出力される(図1の符号cの箇所での信号)。更に、全波整流部20によって生成出力された全波整流信号は、エンベロープ検出部30によって、そのエンベロープ信号が生成出力されて、図3(a)に示すような波形の信号が生成される(図1の符号dで示す箇所での信号)。なお、図3(a)において、「t」はゲインコンバータ40によって設定された閾値を示しており、この閾値tを超えた部分にのみコンプレションがかけられることになる(逆に閾値tよりも小さな部分にはコンプレッションはかけられない)。
Next, a full-wave rectification signal shown in FIG. 2C is output by the full-wave rectification unit 20 (a signal at a point c in FIG. 1). Further, the full-wave rectified signal generated and output by the full-
ゲインコンバータ40は、閾値tを、エンベロープ検出部30からのエンベロープ信号で除算してコンプレッションゲインを得ていく(図3(b)参照:図1の符号eの箇所での信号)。この除算結果は、例えば「1.0」でクリッピングされる。図3(b)においては、このクリッピング位置「1.0」を横方向の点線で記載している。そして、乗算部50は、順次求められるコンプレッションゲインとこのオーディオコンプレッサ1に入力される入力信号とを乗じて、出力信号として出力する(図1の符号fの箇所での信号)。この結果、図3(c)に示すような波形を得ることができる。この図3(c)を見て分かるように、3段階の大、中、小のいずれのレベルの入力信号に対しても、振幅の差はあれ出力信号の形は等しくなり、入力レベルによらずコンプレッション効果が一定となっている。
The
以上説明してきたように、本発明の実施形態によれば、エンベロープ検出部30が、全波整流部20が出力した全波整流信号に対するエンベロープ信号を生成出力し、ゲインコンバータ40が、予め設定した閾値tを、エンベロープ検出部30が出力したエンベロープ信号で除算したコンプレションゲインを出力し、乗算部50が入力信号とゲインコンバータ40で得られたコンプレションゲインとを乗算して出力する。そして、全波整流部20の前段に、入力信号を入力し、この入力レベルに拘わらず所定レベルの信号を生成出力するALC部10を設けたので、全波整流部20に入力される信号レベルが入力レベルに拘わらず同一となる。その結果、入力レベルによらずコンプレッション効果を一定とすることが可能となる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
なお、このオーディオコンプレッサ1はその全部または一部をハードウエアで実現しても良いし、その全部または一部をCPUやDSPが所定のプログラムを実行することによって実現することも可能である。 The audio compressor 1 may be realized in whole or in part by hardware, or may be realized in whole or in part by a CPU or DSP executing a predetermined program.
以上説明してきたように、本発明のオーディオコンプレッサはオーディオ分野等に利用することができる。 As described above, the audio compressor of the present invention can be used in the audio field and the like.
1 オーディオコンプレッサ
10 ALC部
20 全波整流部
30 エンベロープ検出部
40 ゲインコンバータ
50 乗算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
該ALC部が出力した信号を入力してこの全波整流信号を生成出力する全波整流部と、
該全波整流部が出力した全波整流信号に対するエンベロープ信号を生成出力するエンベロープ検出部と、
予め設定した閾値を、前記エンベロープ検出部が出力したエンベロープ信号で除算してコンプレションゲインを出力するゲインコンバータと、
前記楽音信号と前記ゲインコンバータで得られたコンプレションゲインとを乗算して出力する乗算部と、を備えたことを特徴とするオーディオコンプレッサ。 An ALC unit for inputting a music signal and generating and outputting a signal of a predetermined level regardless of the input level;
A full-wave rectifier that inputs the signal output from the ALC unit and generates and outputs the full-wave rectified signal;
An envelope detector that generates and outputs an envelope signal for the full-wave rectified signal output by the full-wave rectifier;
A gain converter that outputs a compression gain by dividing a preset threshold by the envelope signal output by the envelope detector;
An audio compressor comprising: a multiplication unit that multiplies the musical sound signal and a compression gain obtained by the gain converter and outputs the multiplication signal.
前記予め設定した閾値は0より大きく1より小さな範囲で変更可能であることを特徴とするオーディオコンプレッサ。 The audio compressor according to claim 1.
The audio compressor according to claim 1, wherein the preset threshold value can be changed in a range larger than 0 and smaller than 1.
前記ゲインコンバータは、
前記閾値を超えない前記エンベロープ信号に対して、前記コンプレッションゲインを求めないことを特徴とするオーディオコンプレッサ。 The audio compressor according to any one of claims 1 and 2,
The gain converter is
An audio compressor characterized in that the compression gain is not obtained for the envelope signal not exceeding the threshold value.
前記ゲインコンバータは、
前記除算によって求めたコンプレッションゲインを所定値でクリッピングすることを特徴とするオーディオコンプレッサ。 The audio compressor according to any one of claims 1, 2, and 3,
The gain converter is
An audio compressor, wherein the compression gain obtained by the division is clipped by a predetermined value.
前記エンベロープ検出部は、
自身が0を出力すると判断した場合、予め定められた0でない定数をエンベロープ信号として出力することを特徴とするオーディオコンプレッサ。 The audio compressor according to any one of claims 1, 2, 3 and 4.
The envelope detector is
An audio compressor characterized by outputting a predetermined non-zero constant as an envelope signal when it determines that it outputs zero.
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