JPH0456416A - Digital compressor for audio signal - Google Patents
Digital compressor for audio signalInfo
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- JPH0456416A JPH0456416A JP16595990A JP16595990A JPH0456416A JP H0456416 A JPH0456416 A JP H0456416A JP 16595990 A JP16595990 A JP 16595990A JP 16595990 A JP16595990 A JP 16595990A JP H0456416 A JPH0456416 A JP H0456416A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はオーディオ信号のデジタルコンプレッサに係り
、特に所定の圧縮特性を有するオーディオ信号を発生す
るデジタルコンプレッサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a digital compressor for audio signals, and more particularly to a digital compressor that generates an audio signal having predetermined compression characteristics.
〈従来技術〉
カーオーディオ装置においては、エンジン音や風切り音
等により、小振幅のオーディオ信号部分で音声が聞こえ
ない。かかる場合、小振幅のオーディオ信号部分でボリ
ュームを大にするが、引き続き生じる大振幅のオーディ
オ信号部分で大きな音が呂でしまう。<Prior Art> In a car audio device, audio cannot be heard in small amplitude audio signal portions due to engine noise, wind noise, etc. In such a case, the volume is increased in the small amplitude audio signal portion, but the loud sound becomes loud in the subsequent large amplitude audio signal portion.
そこで、プリアンプにコンプレッサを内蔵させ、該コン
プレッサにより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
ル差を小さくシ、一定ボリュー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。Therefore, a compressor is built into the preamplifier, and the compressor raises the level of the small amplitude part and lowers the level of the large amplitude part, thereby reducing the level difference between the small amplitude and large amplitude parts, and allowing even small amplitude sounds at a constant volume. I can hear it, and I try not to make a loud sound even if the amplitude is large.
第５図の一点鎖線Ａはアナログ方式による従来の入出力
特性、破線ＢはＤＳＰ （デジタル・シグナル・プロセ
ッサ）よる従来の入出力特性である。The dashed line A in FIG. 5 is a conventional input/output characteristic based on an analog system, and the broken line B is a conventional input/output characteristic based on a DSP (digital signal processor).
アナログ方式では、二乗特性を有する素子を用いてアナ
ログ的に次式
％式％（１）
ただし、ｙは出力、Ｘは入力
の演算を行って、入出力特性に圧縮特性をもたせている
。In the analog system, an element having a square characteristic is used to perform an analog calculation using the following formula (1) where y is an output and X is an input to give compression characteristics to the input/output characteristics.
〈発明が解決しようとする課題〉
アナログ方式による入出力特性は特性的に問題ないが、
入出力特性がアナログ素子によりパラッり問題がある。<Problem to be solved by the invention> Although there are no problems with the input/output characteristics of the analog system,
There is a problem that the input/output characteristics are uneven due to analog elements.
又、アナログ方式は、ＤＳＰを用いたデジタルのオーデ
ィオ機器には不向きである問題もある。Furthermore, the analog system has the problem of being unsuitable for digital audio equipment using DSP.
このため、ＤＳＰを用いてデジタル処理でオーディオ信
号に圧縮特性を付加する必要がある。しかし、従来のデ
ジタル方式による入出力特性（第５図Ｂ参照）では、出
力が入力に比べて減衰して音質が悪くなり、しかも有効
ビット長が短くなって量子化ノイズの問題が出てくる。Therefore, it is necessary to add compression characteristics to the audio signal through digital processing using a DSP. However, with the input/output characteristics of conventional digital systems (see Figure 5B), the output is attenuated compared to the input, resulting in poor sound quality, and the effective bit length becomes short, resulting in the problem of quantization noise. .
そこで、ＤＳＰにより（１）式の演算を行って、第５図
−点鎖線Ａの入出力特性を付加しようとすると演算が非
常に困難となる。その理由は、（ａ）ニュートン法によ
る近似では除算が必要で、ＤＳＰに適当でなく、（ｂ）
また、マクロ−リン級数による近似では計算回数が多す
ぎて、ＤＳＰの処理が追いつかないからである。Therefore, if an attempt is made to calculate the equation (1) using a DSP and add the input/output characteristics shown by the dotted chain line A in FIG. 5, the calculation becomes extremely difficult. The reasons for this are (a) approximation by Newton's method requires division, which is not suitable for DSP, and (b)
Another reason is that approximation using the Macrolin series requires too many calculations, and the processing of the DSP cannot keep up.
以上から本発明の目的は、除算を含まず、しかも少ない
計算回数でオーディオ信号に圧縮特性を付加することが
できる、ＤＳＰに好適なデジタルコンプレッサを提供す
ることである。From the above, an object of the present invention is to provide a digital compressor suitable for a DSP that does not involve division and can add compression characteristics to an audio signal with a small number of calculations.
本発明の別の目的は、アナログ方式による入出力特性と
同等の特性を与えることができるオーディオ信号のデジ
タルコンプレッサを提供することである。Another object of the present invention is to provide a digital compressor for audio signals that can provide input/output characteristics equivalent to those of an analog system.
〈課題を解決するための手段〉
上記課題は本発明においては、入力オーディオ信号をＸ
とすると、次式
％式％（２）
の演算を行うＤＳＰを有するデジタルコンプレッサによ
り達成される。<Means for solving the problem> In the present invention, the above problem is solved by converting the input audio signal to
Then, this can be achieved by a digital compressor having a DSP that calculates the following formula (%).
く作用〉
入力オーディオ信号をＸとすると、次式７式％）
の演算をいくつかの減算と乗算に分解し、所定の順序で
減算と乗算を行って圧縮特性を有する出力オーディオ信
号ｙを発生する。Function> If the input audio signal is X, the following formula (7) is decomposed into several subtractions and multiplications, and the subtractions and multiplications are performed in a predetermined order to generate an output audio signal y with compression characteristics. do.
〈実施例〉
第１図はＤＳＰ処理により、出力オーディオ信号にアナ
ログ方式と同等の圧縮特性を付加する場合のシグナルフ
ロー図、第２図は信号処理の演算ステップを示す図表で
ある。<Embodiment> FIG. 1 is a signal flow diagram when compression characteristics equivalent to those of an analog system are added to an output audio signal by DSP processing, and FIG. 2 is a chart showing calculation steps of signal processing.
第１図において、１はＤＳＰ、ｘは入力オーディオ信号
、ｙは出力オーディオ信号であり、入力オーディオ信号
Ｘは正規化されており、全ビットオール「１ノの数値（
最大値）を１としている。In Figure 1, 1 is the DSP, x is the input audio signal, y is the output audio signal, and the input audio signal
maximum value) is set to 1.
ＤＳＰＩにおいて、１１は入力オーディオ信号Ｘの正負
を判断する正負判断ステップ、１２はＸ≧０の時ａ＝１
とし、ｘ ＜ Ｏの時ａ＝−１とする定数発生ステップ
、１３は入力オーディオ信号Ｘの絶対値 ｙ工＝ｌＸ
ｌを演算する絶対値演算ステップ、１４は ｙｚ＝１
３’ｌを演算する減算ステップ、１５は’／３＝’／
ｚ＊ｙｚを演算する乗算ステップ、１６は３’４＝１
３’３を演算する減算ステップ、１７はｙ＝ａ−ｙ４を
演算する乗算ステップである。In DSPI, 11 is a positive/negative judgment step for determining whether the input audio signal X is positive or negative, and 12 is a=1 when X≧0.
and a constant generation step where a=-1 when x < O, 13 is the absolute value of the input audio signal X, y=lX
The absolute value calculation step 14 for calculating l is yz=1
Subtraction step to calculate 3'l, 15 is '/3='/
Multiplication step to calculate z*yz, 16 is 3'4=1
17 is a subtraction step that calculates 3'3, and a multiplication step that calculates y=a-y4.
以上の演算により、Ｘ≧０の時は次式
７式％）
で示される出力オーディオ信号ｙが得られ、χ〈Ｏの時
は次式
％式％）
で示される出力オーディオ信号ｙが得られる。By the above calculation, when X≧0, the output audio signal y shown by the following formula 7 is obtained, and when χ<O, the output audio signal y shown by the following formula %) is obtained. .
実際には、ＤｓＰｌは第２図に示すステップに従って圧
縮処理を行う。すなわち、入出力オーディオ信号Ｘが入
力されると、まずその正負を判断し、Ｘ≧Ｏの場合には
ａ＝１とし、ｘ ＜ Ｏの場合にはａ＝−１とする（ス
テップ１０１）。In reality, DsPl performs the compression process according to the steps shown in FIG. That is, when an input/output audio signal X is input, its sign is first determined, and when X≧O, a=1 is set, and when x<O, a=−1 is set (step 101).
ついで、次式
により入力オーディオ信号Ｘの絶対値ｙ□を演算しくス
テップ１０２）、以後順次
ｙｚ＝Ｉ Ｙｘ （ステップ１０３）ｙ３ ＝
１２ネ３’２（ステップ１０４）３’ ４ ” １
ｙ ３ （ステップ１０５）ｙ＝ａ−ｙ４ （ス
テップ１０６）
を演算し、Ｘ≧０の時は次式
％式％）
で示されるオーディオ信号ｙを出力し、ｘ ＜ Ｏの時
は次式
％式％）
で示されるオーディオ信号ｙを出力する。尚、（２）式
を変形すると
ｙ ＝ ｘ （２−ｘ ） （３）となるから
、以上の演算において、（３）式によりｙを演算すれば
よいと思われるかもしれない。しかし、最大値は１であ
り、２という数値は不可能であり、従って（３）式によ
りｙを演算できない。Next, calculate the absolute value y□ of the input audio signal X using the following formula (step 102), and then sequentially yz=I
12 ne 3' 2 (step 104) 3' 4 '' 1
y3 (Step 105) y=a-y4 (Step 106) is calculated, and when X≧0, outputs the audio signal y shown by the following formula (%); when x < O, the following formula (%) is output. The audio signal y expressed by the formula %) is output. Note that when formula (2) is transformed, it becomes y = x (2-x) (3), so in the above calculation, it may be thought that y should be calculated using formula (3). However, the maximum value is 1, and a value of 2 is impossible, so y cannot be calculated using equation (3).
さて、（２）式におけるｙとＸの関係は第３図の一点鎖
線Ｃで示すようになり、（１）式におけるｙとＸの関係
りと類似している。これより、本発明の入出力特性はア
ナログ方式と類似の入出力特性が得られることが予想さ
れる。Now, the relationship between y and X in equation (2) is as shown by the dashed line C in FIG. 3, and is similar to the relationship between y and X in equation (1). From this, it is expected that the input/output characteristics of the present invention will be similar to those of the analog system.
第４図は本発明の対数表示による入出力特性を実線Ｅに
より示すもので、従来のアナログ方式及びデジタル方式
の入出力特性Ａ、Ｂと対比させて示しである。これより
明らかなように、本発明によれば、アナログ方式の入出
力特性Ａに近ずけることができ、また従来のデジタル方
式の入出力特性と異なり、出力が入力に比べて減衰する
ことはなく、量子化ノイズの問題はない。FIG. 4 shows the input/output characteristics expressed logarithmically according to the present invention by a solid line E, and is shown in comparison with the input/output characteristics A and B of the conventional analog system and digital system. As is clear from this, according to the present invention, it is possible to approach the input/output characteristics A of the analog system, and unlike the input/output characteristics of the conventional digital system, the output does not attenuate compared to the input. There is no problem with quantization noise.
〈発明の効果〉
以上本発明によれば、入力オーディオ信号をＸとすると
時、次式
％式％）
の演算をいくつかの減算と乗算に分解し、所定の順序で
減算と乗算を行い、出力オーディオ信号ｙに圧縮特性を
付加するように構成したから、除算を含まず、しかも少
ない計算回数でよく、ＤＳＰ処理に好適である。<Effects of the Invention> According to the present invention, when the input audio signal is represented by Since the configuration is such that compression characteristics are added to the output audio signal y, there is no division involved, and the number of calculations required is small, making it suitable for DSP processing.
又、本発明によればアナログ方式による圧縮特性と同等
の特性をオーディオ信号に付加することができ、出力が
入力に比べて減衰することはなく、量子化ノイズの問題
はない。Furthermore, according to the present invention, it is possible to add characteristics equivalent to the compression characteristics of an analog system to an audio signal, the output is not attenuated compared to the input, and there is no problem of quantization noise.
第１図はＤＳＰ処理により、出力オーディオ信号にアナ
ログ方式と同等の圧縮特性゛を付加する場合のシグナル
フロー図、
第２図は信号処理の演算順序を示す図表、第３図は本発
明の入出力特性図、
第４図は本発明の対数表示による入出力特性図、第５図
は従来の対数表示によるアナログ方式、デジタル方式の
入出力特性図である。
１・・ＤＳＰ （デジタル・シグナル・プロセッサ）Ｘ
・・入力オーディオ信号
ｙ・・出力オーディオ信号Figure 1 is a signal flow diagram when DSP processing adds compression characteristics equivalent to those of an analog system to an output audio signal, Figure 2 is a diagram showing the order of signal processing operations, and Figure 3 is a diagram showing the input of the present invention. Output characteristic diagram. FIG. 4 is an input/output characteristic diagram using a logarithmic representation according to the present invention, and FIG. 5 is an input/output characteristic diagram of the conventional analog system and digital system using a logarithmic representation. 1.DSP (digital signal processor)
・・Input audio signal y・・Output audio signal
Claims (1)
により次式 ｙ＝１−（１−ｘ）＾２ の演算を行って、出力オーディオ信号ｙに圧縮特性を付
加することを特徴とするオーディオ信号のコンプレッサ
。[Claims] When the input audio signal is x, the following equation y=1-(1-x)^2 is calculated by digital signal processing to add compression characteristics to the output audio signal y. Features an audio signal compressor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16595990A JPH0456416A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Digital compressor for audio signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16595990A JPH0456416A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Digital compressor for audio signal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456416A true JPH0456416A (en) | 1992-02-24 |
Family
ID=15822270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16595990A Pending JPH0456416A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Digital compressor for audio signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0456416A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54118761A (en) * | 1978-03-08 | 1979-09-14 | Chino Works Ltd | Digital linealizer |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP16595990A patent/JPH0456416A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54118761A (en) * | 1978-03-08 | 1979-09-14 | Chino Works Ltd | Digital linealizer |
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