JPH06169229A - 自動利得制御装置 - Google Patents
自動利得制御装置Info
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- JPH06169229A JPH06169229A JP32028192A JP32028192A JPH06169229A JP H06169229 A JPH06169229 A JP H06169229A JP 32028192 A JP32028192 A JP 32028192A JP 32028192 A JP32028192 A JP 32028192A JP H06169229 A JPH06169229 A JP H06169229A
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- gain control
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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 入力信号の平均振幅レベルに対応して自動利
得制御装置全体の利得を制御することにより、音声区間
での利得の変化による歪，ノイズの増幅によるＳ／Ｎの
劣化といった音質の劣化のない自動利得制御装置を実現
する。 【構成】 初段に入力の平均レベルに対応して利得制御
を行う第１の利得制御手段４とその利得で入力を増幅す
る第１の増幅手段５、後段に第１の増幅手段５の出力の
短時間レベルに対応して利得制御を行う第２の利得制御
手段７とその利得で入力を増幅する第２の増幅手段９と
から構成される。
得制御装置全体の利得を制御することにより、音声区間
での利得の変化による歪，ノイズの増幅によるＳ／Ｎの
劣化といった音質の劣化のない自動利得制御装置を実現
する。 【構成】 初段に入力の平均レベルに対応して利得制御
を行う第１の利得制御手段４とその利得で入力を増幅す
る第１の増幅手段５、後段に第１の増幅手段５の出力の
短時間レベルに対応して利得制御を行う第２の利得制御
手段７とその利得で入力を増幅する第２の増幅手段９と
から構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電話機の回線損失補償
用の自動利得制御装置に関するものである。
用の自動利得制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】市外通話などでは回線損失により電話機
の受話音量が小さく聞きづらいことがある。従来より音
量を調整できる電話機や、自動利得制御装置のついた電
話機があった。特に自動利得制御装置は利用者の手を煩
わさずに適切な音量を得られるという利点がある。例え
ば、特開昭61−131660号「拡声電話機の制御方式」では
自動利得制御装置の動作を被呼者が応答するまでの通話
準備状態時に制限することにより自動利得制御装置によ
る受話音声の明瞭度の低下を防止したり、特開平１−00
5227号「高能率音声コーデック」では符号化の前段に自
動利得制御装置を設けて符号化の精度を向上させてい
る。以上の文献等で使用されている従来自動利得制御装
置についてその動作について以下に説明する。
の受話音量が小さく聞きづらいことがある。従来より音
量を調整できる電話機や、自動利得制御装置のついた電
話機があった。特に自動利得制御装置は利用者の手を煩
わさずに適切な音量を得られるという利点がある。例え
ば、特開昭61−131660号「拡声電話機の制御方式」では
自動利得制御装置の動作を被呼者が応答するまでの通話
準備状態時に制限することにより自動利得制御装置によ
る受話音声の明瞭度の低下を防止したり、特開平１−00
5227号「高能率音声コーデック」では符号化の前段に自
動利得制御装置を設けて符号化の精度を向上させてい
る。以上の文献等で使用されている従来自動利得制御装
置についてその動作について以下に説明する。
【０００３】以下、従来の自動利得制御装置を図面を参
照しながら説明する。図５は従来の自動利得制御装置の
構成を示すものである。図５において、100は入力信号
の信号レベルを検出するレベル検出手段、110は、レベ
ル検出手段100で検出された入力信号レベルを用いて、
可変増幅手段120の利得を決定する利得制御手段であ
る。利得制御手段110において、111は予め設定されてい
る閾値(ＴＨＲ)を入力信号レベル(Ｌ)で割る除算手段、
112は除算手段111の出力を最大値１でリミットするリミ
ッタ、113はリミッタ112の出力に予め設定されていた利
得ＡＭＰを乗じて可変増幅手段120の利得(Ｖ)を決定す
る乗算手段である。
照しながら説明する。図５は従来の自動利得制御装置の
構成を示すものである。図５において、100は入力信号
の信号レベルを検出するレベル検出手段、110は、レベ
ル検出手段100で検出された入力信号レベルを用いて、
可変増幅手段120の利得を決定する利得制御手段であ
る。利得制御手段110において、111は予め設定されてい
る閾値(ＴＨＲ)を入力信号レベル(Ｌ)で割る除算手段、
112は除算手段111の出力を最大値１でリミットするリミ
ッタ、113はリミッタ112の出力に予め設定されていた利
得ＡＭＰを乗じて可変増幅手段120の利得(Ｖ)を決定す
る乗算手段である。
【０００４】以上のように構成された自動利得制御装置
について、以下その動作について説明する。以下、信号
は全てサンプリングされたディスクリート信号として扱
う。レベル検出手段100は入力信号ｘjの振幅レベルＬj
を数１式に従い検出する。ｊはサンプル番号。
について、以下その動作について説明する。以下、信号
は全てサンプリングされたディスクリート信号として扱
う。レベル検出手段100は入力信号ｘjの振幅レベルＬj
を数１式に従い検出する。ｊはサンプル番号。
【０００５】
【数１】 ｜ｘj｜≧Ｌj-1の時 Ｌj＝Ｌj-1＋Ｔs／τa・(｜ｘj｜−Ｌj-1) ｜ｘj｜＜Ｌj-1の時 Ｌj＝Ｌj-1＋Ｔs／τb・(｜ｘj｜−Ｌj-1) 数１式でＴsはサンプリング周期、立ち上がり時定数τa
は５msec、立ち下がり時定数τbは200msecに設定されて
いる。
は５msec、立ち下がり時定数τbは200msecに設定されて
いる。
【０００６】市内通話より12ｄＢ程度小さい音声が入力
された時の動作について説明する。レベル検出手段100
は入力信号の振幅レベルを、数１式に従い算出する(図
６(b))。利得制御手段110では、除算手段111により予め
決められている閾値ＴＨＲを入力信号レベルＬjで割
り、リミッタ112により除算手段111の出力は最大値１に
制限される。さらに、乗算手段113により、リミッタ112
の出力に予め決められていた利得ＡＭＰが掛けられ可変
増幅手段120の利得が決まる(図６(c))。つまり、信号レ
ベルが閾値以下の信号は利得ＡＭＰで増幅され、閾値Ｔ
ＨＲ以下の信号は出力レベルがＡＭＰ・ＴＨＲになるよ
うに自動的に利得が制御される(図６(d))。従来の自動
利得制御装置の入出力特性を図７に示す。利得ＡＭＰを
補償したい回線損失量、閾値ＴＨＲを最大出力を利得Ａ
ＭＰで割った値に設定しておくことにより、回線損失を
補償することができる。また、立ち上がり時定数τaを
小さく(5msec)設定することにより音声の立ち上がり部
分での過大出力を抑え、立ち下がり時定数τbを大きく
(200msec)設定しておくことにより、音声波形をできる
だけ保存し、かつ、突発的な過大入力直後の音声の回復
を速やかに行えるようにしている。
された時の動作について説明する。レベル検出手段100
は入力信号の振幅レベルを、数１式に従い算出する(図
６(b))。利得制御手段110では、除算手段111により予め
決められている閾値ＴＨＲを入力信号レベルＬjで割
り、リミッタ112により除算手段111の出力は最大値１に
制限される。さらに、乗算手段113により、リミッタ112
の出力に予め決められていた利得ＡＭＰが掛けられ可変
増幅手段120の利得が決まる(図６(c))。つまり、信号レ
ベルが閾値以下の信号は利得ＡＭＰで増幅され、閾値Ｔ
ＨＲ以下の信号は出力レベルがＡＭＰ・ＴＨＲになるよ
うに自動的に利得が制御される(図６(d))。従来の自動
利得制御装置の入出力特性を図７に示す。利得ＡＭＰを
補償したい回線損失量、閾値ＴＨＲを最大出力を利得Ａ
ＭＰで割った値に設定しておくことにより、回線損失を
補償することができる。また、立ち上がり時定数τaを
小さく(5msec)設定することにより音声の立ち上がり部
分での過大出力を抑え、立ち下がり時定数τbを大きく
(200msec)設定しておくことにより、音声波形をできる
だけ保存し、かつ、突発的な過大入力直後の音声の回復
を速やかに行えるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動利
得制御装置の利得を大きくし回線損失の補償量を大きく
とるようにすると、回線損失の少ない場合には、入力信
号レベルが閾値より大きくなる確率が非常に高くなり、
音声区間では利得制御手段で決定される利得Ｖが音声の
ピークディップに影響され大きく変化する。一方、無音
区間では利得Ｖが大きくなり雑音を増幅する。このた
め、音声区間での利得が変化し音声が歪んだり、無音区
間でノイズを増幅しＳ／Ｎが悪くなるといった問題を生
じる。本発明は前記従来の問題を解決するものであり、
入力信号の平均振幅レベルに対応して自動利得制御装置
全体の利得を制御することにより、音声区間での利得の
変化による歪，ノイズの増幅によるＳ／Ｎの劣化といっ
た問題を解決する自動利得制御装置を提供することを目
的とするものである。
得制御装置の利得を大きくし回線損失の補償量を大きく
とるようにすると、回線損失の少ない場合には、入力信
号レベルが閾値より大きくなる確率が非常に高くなり、
音声区間では利得制御手段で決定される利得Ｖが音声の
ピークディップに影響され大きく変化する。一方、無音
区間では利得Ｖが大きくなり雑音を増幅する。このた
め、音声区間での利得が変化し音声が歪んだり、無音区
間でノイズを増幅しＳ／Ｎが悪くなるといった問題を生
じる。本発明は前記従来の問題を解決するものであり、
入力信号の平均振幅レベルに対応して自動利得制御装置
全体の利得を制御することにより、音声区間での利得の
変化による歪，ノイズの増幅によるＳ／Ｎの劣化といっ
た問題を解決する自動利得制御装置を提供することを目
的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、入力信号の振幅レベルを検出する第１のレ
ベル検出手段と、第１のレベル検出手段の出力から入力
音声の有無を判定する音声検出手段と、音声検出手段が
音声ありと判定したときのみ、入力信号の平均振幅レベ
ルを検出する平均レベル検出手段と、平均レベル検出手
段で検出された信号レベルを用いて利得制御を行う第１
の利得制御手段と、第１の利得制御手段で決定された利
得で入力信号を増幅する第１の増幅手段と、第１の増幅
手段の出力信号の振幅レベルを検出する第２のレベル検
出手段と、第２のレベル検出手段で検出された信号レベ
ルを用いて利得制御を行う第２の利得制御手段と、第２
の利得制御手段で決定された利得で、第１の増幅器の出
力信号を増幅する第２の増幅手段とから構成されている
ものである。
するために、入力信号の振幅レベルを検出する第１のレ
ベル検出手段と、第１のレベル検出手段の出力から入力
音声の有無を判定する音声検出手段と、音声検出手段が
音声ありと判定したときのみ、入力信号の平均振幅レベ
ルを検出する平均レベル検出手段と、平均レベル検出手
段で検出された信号レベルを用いて利得制御を行う第１
の利得制御手段と、第１の利得制御手段で決定された利
得で入力信号を増幅する第１の増幅手段と、第１の増幅
手段の出力信号の振幅レベルを検出する第２のレベル検
出手段と、第２のレベル検出手段で検出された信号レベ
ルを用いて利得制御を行う第２の利得制御手段と、第２
の利得制御手段で決定された利得で、第１の増幅器の出
力信号を増幅する第２の増幅手段とから構成されている
ものである。
【０００９】
【作用】したがって本発明によれば、平均レベル検出手
段は入力信号の平均レベルを検出するために、平均レベ
ルを検出するのに比較的長い時間を要する。そこで、起
動時は第１の増幅手段の利得が０ｄＢとなるよう平均レ
ベル検出手段の出力を第１の閾値としておく。起動時は
第２の利得制御手段と第２の増幅手段により従来例と同
様の自動利得制御装置として働く。しばらくして、平均
レベル検出手段が入力信号の平均振幅レベルを検出する
と、第１の利得制御手段では、平均レベルが大きいとき
には第１の増幅手段の利得を小さくし、平均レベルが小
さいときには、第１の増幅手段の利得を大きくするよう
利得を制御する(最大０ｄＢ)。第１の利得制御手段で決
定される第１の増幅手段の利得は音声検出手段により音
声が検出された時の音声の長時間の平均レベルを用いて
決定されているため、音声のピークディップにより変動
せず緩やかに変化する。これにより、第１の増幅手段の
出力信号の平均レベルは、入力信号レベルによらず第１
の閾値以下になる。第２のレベル検出手段が第１の増幅
手段の出力信号の短時間レベルの検出を行う。音声のピ
ークファクタを考慮して第２の閾値を第１の閾値より大
きく設定することにより、第２のレベル検出手段の出力
は音声の大きなピークを除いて第２の閾値以下になり、
第２の利得制御手段の出力は予め設定された固定の利得
になり、第２の増幅手段は大きな音声のピークを除いて
はほぼ一定の利得の増幅手段として働く。以上のよう
に、自動利得制御装置全体の利得は、入力信号の平均振
幅レベルに応じたほぼ一定の利得になり、音声のピーク
ディップにより利得が変化しないため、原信号の波形の
形状を保ったまま増幅でき歪を与えることがない。ま
た、無音区間でノイズを大きく増幅することがなくＳ／
Ｎのよい自動利得制御装置を提供することができる。
段は入力信号の平均レベルを検出するために、平均レベ
ルを検出するのに比較的長い時間を要する。そこで、起
動時は第１の増幅手段の利得が０ｄＢとなるよう平均レ
ベル検出手段の出力を第１の閾値としておく。起動時は
第２の利得制御手段と第２の増幅手段により従来例と同
様の自動利得制御装置として働く。しばらくして、平均
レベル検出手段が入力信号の平均振幅レベルを検出する
と、第１の利得制御手段では、平均レベルが大きいとき
には第１の増幅手段の利得を小さくし、平均レベルが小
さいときには、第１の増幅手段の利得を大きくするよう
利得を制御する(最大０ｄＢ)。第１の利得制御手段で決
定される第１の増幅手段の利得は音声検出手段により音
声が検出された時の音声の長時間の平均レベルを用いて
決定されているため、音声のピークディップにより変動
せず緩やかに変化する。これにより、第１の増幅手段の
出力信号の平均レベルは、入力信号レベルによらず第１
の閾値以下になる。第２のレベル検出手段が第１の増幅
手段の出力信号の短時間レベルの検出を行う。音声のピ
ークファクタを考慮して第２の閾値を第１の閾値より大
きく設定することにより、第２のレベル検出手段の出力
は音声の大きなピークを除いて第２の閾値以下になり、
第２の利得制御手段の出力は予め設定された固定の利得
になり、第２の増幅手段は大きな音声のピークを除いて
はほぼ一定の利得の増幅手段として働く。以上のよう
に、自動利得制御装置全体の利得は、入力信号の平均振
幅レベルに応じたほぼ一定の利得になり、音声のピーク
ディップにより利得が変化しないため、原信号の波形の
形状を保ったまま増幅でき歪を与えることがない。ま
た、無音区間でノイズを大きく増幅することがなくＳ／
Ｎのよい自動利得制御装置を提供することができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の第１の実施例について、図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例に
おける自動利得制御装置の構成を示すものである。図１
において、１は入力信号の短時間レベルＬ１jを数２式
に従い検出する第１のレベル検出手段、
参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例に
おける自動利得制御装置の構成を示すものである。図１
において、１は入力信号の短時間レベルＬ１jを数２式
に従い検出する第１のレベル検出手段、
【００１１】
【数２】 ｜ｘj｜≧Ｌ１j-1の時 Ｌ１j＝Ｌ１j-1＋Ｔs／τa・(｜ｘj｜−Ｌ１j-1) ｜ｘj｜＜Ｌ１j-1の時 Ｌ１j＝Ｌ１j-1＋Ｔs／τb・(｜ｘj｜−Ｌ１j-1) 数２式でＴsはサンプリング周期、立ち上がり時定数τa
は５msec、立ち下がり時定数τbは200msecに設定されて
いる。２は第１のレベル検出手段１の出力レベルＬ１か
ら音声の有無を検出する音声検出手段であって、21は、
第１のレベル検出手段１の極小値Ｌｍを検出し、極小値
Ｌｍの３倍を音声検出の閾値として出力する閾値演算手
段、22は、第１のレベル検出手段１の出力Ｌ１と、閾値
演算手段21の出力３・Ｌｍを比較して音声の有無を出力
する比較手段、３は音声検出手段２が音声ありと判定し
たときのみ、入力信号の平均レベルＬ２jを数３式に従
い演算する平均レベル検出手段、
は５msec、立ち下がり時定数τbは200msecに設定されて
いる。２は第１のレベル検出手段１の出力レベルＬ１か
ら音声の有無を検出する音声検出手段であって、21は、
第１のレベル検出手段１の極小値Ｌｍを検出し、極小値
Ｌｍの３倍を音声検出の閾値として出力する閾値演算手
段、22は、第１のレベル検出手段１の出力Ｌ１と、閾値
演算手段21の出力３・Ｌｍを比較して音声の有無を出力
する比較手段、３は音声検出手段２が音声ありと判定し
たときのみ、入力信号の平均レベルＬ２jを数３式に従
い演算する平均レベル検出手段、
【００１２】
【数３】Ｌ２j＝Ｌ２j-1＋Ｔs／τ・(Ｌ１j−Ｌ２j-1) 数３式で時定数τは１secに設定されている。４は、平
均レベル検出手段３で検出された入力信号の平均レベル
を用いて、第１の増幅手段の利得Ｖ１を演算する第１の
利得制御手段であって、41は予め設定された第１の閾値
ＴＨＲ１を平均レベル検出手段３の出力Ｌ２で割る第１
の除算手段、42は第１の除算手段の出力を最大値１で制
限する第１のリミッタ、５は第１の利得制御手段４で決
定された利得Ｖ１で入力信号を増幅する第１の増幅手
段、６は第１の増幅手段５の出力信号ｘ′jの短時間振
幅レベルＬ３jを数４式に従い検出する第２のレベル検
出手段、
均レベル検出手段３で検出された入力信号の平均レベル
を用いて、第１の増幅手段の利得Ｖ１を演算する第１の
利得制御手段であって、41は予め設定された第１の閾値
ＴＨＲ１を平均レベル検出手段３の出力Ｌ２で割る第１
の除算手段、42は第１の除算手段の出力を最大値１で制
限する第１のリミッタ、５は第１の利得制御手段４で決
定された利得Ｖ１で入力信号を増幅する第１の増幅手
段、６は第１の増幅手段５の出力信号ｘ′jの短時間振
幅レベルＬ３jを数４式に従い検出する第２のレベル検
出手段、
【００１３】
【数４】 ｜ｘ′j｜≧Ｌ3j-1の時 Ｌ3j＝Ｌ3j-1＋Ｔs／τa・(｜ｘ′j｜−Ｌ3jj-1) ｜ｘ′j｜＜Ｌ3j-1の時 Ｌ3j＝Ｌ3j-1＋Ｔs／τb・(｜ｘ′j｜−Ｌ3jj-1) 数４式で立ち上がり時定数τa、立ち下がり時定数τbは
数２式と同じである。７は、第２のレベル検出手段６で
検出されたレベルＬ３に従い、第２の増幅手段９の利得
Ｖ２を決定する第２の利得制御手段であって、71は予め
設定された第２の閾値ＴＨＲ２を第２のレベル検出手段
６の出力Ｌ３で割る第２の除算手段、72は第２の除算手
段71の出力を最大値１で制限する第２のリミッタ、73は
第２のリミッタ72の出力に予め決められた固定の利得Ａ
ＭＰを乗じて第２の増幅手段９の利得Ｖ２を出力する乗
算手段、９は第２の利得制御手段７で決定された利得で
第１の増幅手段５の出力を増幅する第２の増幅手段であ
る。固定の利得ＡＭＰは従来例と同様、回線損失を補償
するための利得の最大値、第２の閾値ＴＨＲ２の最大出
力を利得ＡＭＰで割った値、第１の閾値は音声の平均レ
ベルに対する閾値であるため、第２の閾値ＴＨＲ２から
音声のピークファクタを差し引いた値とする。
数２式と同じである。７は、第２のレベル検出手段６で
検出されたレベルＬ３に従い、第２の増幅手段９の利得
Ｖ２を決定する第２の利得制御手段であって、71は予め
設定された第２の閾値ＴＨＲ２を第２のレベル検出手段
６の出力Ｌ３で割る第２の除算手段、72は第２の除算手
段71の出力を最大値１で制限する第２のリミッタ、73は
第２のリミッタ72の出力に予め決められた固定の利得Ａ
ＭＰを乗じて第２の増幅手段９の利得Ｖ２を出力する乗
算手段、９は第２の利得制御手段７で決定された利得で
第１の増幅手段５の出力を増幅する第２の増幅手段であ
る。固定の利得ＡＭＰは従来例と同様、回線損失を補償
するための利得の最大値、第２の閾値ＴＨＲ２の最大出
力を利得ＡＭＰで割った値、第１の閾値は音声の平均レ
ベルに対する閾値であるため、第２の閾値ＴＨＲ２から
音声のピークファクタを差し引いた値とする。
【００１４】以上のように構成された自動利得制御装置
について、以下その動作について説明する。従来例と同
様に、市内通話より12ｄＢ程度小さい音声(図２(a))が
入力された場合について説明する。起動から２秒程度は
実施例も従来例も同様の動作を行う。つまり、起動時は
入力される音声の平均レベルが分からないので、平均レ
ベル検出手段３の出力(図２(b))は第１の閾値に等しく
設定する。第１の除算手段41の出力(図２(c))は１とな
り第１の増幅手段５の利得は１となる。さて、音声が入
力されると第１の増幅器は利得が０ｄＢであるため、第
２のレベル検出手段６では第２の閾値よりかなり大きな
信号レベルＬ３が検出される(図２(d))。第２の除算手
段71の出力ＴＨＲ２／Ｌ３は１より小さくなり、第２の
増幅手段９の利得Ｖ２は小さくなる。
について、以下その動作について説明する。従来例と同
様に、市内通話より12ｄＢ程度小さい音声(図２(a))が
入力された場合について説明する。起動から２秒程度は
実施例も従来例も同様の動作を行う。つまり、起動時は
入力される音声の平均レベルが分からないので、平均レ
ベル検出手段３の出力(図２(b))は第１の閾値に等しく
設定する。第１の除算手段41の出力(図２(c))は１とな
り第１の増幅手段５の利得は１となる。さて、音声が入
力されると第１の増幅器は利得が０ｄＢであるため、第
２のレベル検出手段６では第２の閾値よりかなり大きな
信号レベルＬ３が検出される(図２(d))。第２の除算手
段71の出力ＴＨＲ２／Ｌ３は１より小さくなり、第２の
増幅手段９の利得Ｖ２は小さくなる。
【００１５】音声が入力されると、音声検出手段２の閾
値演算手段では、入力された信号レベルの極小値を数５
式に従い演算する。
値演算手段では、入力された信号レベルの極小値を数５
式に従い演算する。
【００１６】
【数５】 Ｌ１j≧Ｌｍj-1の時 Ｌｍj＝Ｌｍj-1＋Ｔs／τc・(Ｌ１j−Ｌｍj-1) Ｌ１j＜Ｌｍj-1の時 Ｌｍj＝Ｌｍj-1＋Ｔs／τd・(Ｌ１j−Ｌ
ｍｊ−１） 数５式で立ち上がり時定数τｃは30sec、立ち下がり時
定数τdは100msecに設定されている。このような時定数
の設定により、おおよそのノイズレベルを検出すること
が可能となる。そこでＬｍjの３倍を音声検出閾値とし
て、比較手段22で３・ＬｍjよりＬ１jが大きいときは音
声ありと判定する。
ｍｊ−１） 数５式で立ち上がり時定数τｃは30sec、立ち下がり時
定数τdは100msecに設定されている。このような時定数
の設定により、おおよそのノイズレベルを検出すること
が可能となる。そこでＬｍjの３倍を音声検出閾値とし
て、比較手段22で３・ＬｍjよりＬ１jが大きいときは音
声ありと判定する。
【００１７】起動からしばらくすると、平均レベル検出
手段３で入力信号の音声区間の平均レベルが検出される
ようになる。平均レベル検出手段３の出力Ｌ２jは第１
の閾値より大きくなり(図２(b))、第１の利得制御手段
４の第１の除算手段41の出力ＴＨＲ１／Ｌ２jは１より
小さくなる。第１の増幅手段５の利得Ｖ１jは０ｄＢよ
り小さくなり(図２(c))、第２のレベル検出手段６で検
出される短時間レベルＬ３jは音声の大きなピークを除
いてほぼ第２の閾値より小さくなる(図２(d))。従っ
て、第２の利得制御手段７の第２の除算手段71の出力Ｔ
ＨＲ２／Ｌ３jは１より大きくなり、第２のリミッタ72
の出力は殆どの時間において１になる。乗算手段73で固
定の利得ＡＭＰが乗ぜられ第２の増幅手段９の利得はＡ
ＭＰ、この場合18ｄＢでほぼ一定になる(図２(e))。
手段３で入力信号の音声区間の平均レベルが検出される
ようになる。平均レベル検出手段３の出力Ｌ２jは第１
の閾値より大きくなり(図２(b))、第１の利得制御手段
４の第１の除算手段41の出力ＴＨＲ１／Ｌ２jは１より
小さくなる。第１の増幅手段５の利得Ｖ１jは０ｄＢよ
り小さくなり(図２(c))、第２のレベル検出手段６で検
出される短時間レベルＬ３jは音声の大きなピークを除
いてほぼ第２の閾値より小さくなる(図２(d))。従っ
て、第２の利得制御手段７の第２の除算手段71の出力Ｔ
ＨＲ２／Ｌ３jは１より大きくなり、第２のリミッタ72
の出力は殆どの時間において１になる。乗算手段73で固
定の利得ＡＭＰが乗ぜられ第２の増幅手段９の利得はＡ
ＭＰ、この場合18ｄＢでほぼ一定になる(図２(e))。
【００１８】このように、従来例では、音声区間での利
得が変化し音声が歪んだり、無音区間でノイズを増幅し
Ｓ／Ｎが悪くなるといった問題を有していたが、実施例
では、起動初期は従来の自動利得制御装置として働くも
のの、音声が入力されて２〜３秒後には全体として利得
が小さくなり、この場合ほぼ回線損失に対応した量に安
定し、入力信号の波形の形状を損なわないため歪を与え
たり、ノイズを増幅したりして音質を劣化させることが
なくなる。
得が変化し音声が歪んだり、無音区間でノイズを増幅し
Ｓ／Ｎが悪くなるといった問題を有していたが、実施例
では、起動初期は従来の自動利得制御装置として働くも
のの、音声が入力されて２〜３秒後には全体として利得
が小さくなり、この場合ほぼ回線損失に対応した量に安
定し、入力信号の波形の形状を損なわないため歪を与え
たり、ノイズを増幅したりして音質を劣化させることが
なくなる。
【００１９】次に本発明の第２の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図３は本発明の第２の実施例
における自動利得制御装置の構成を示すものである。図
３において、１は第１のレベル検出手段、２は音声検出
手段、３は平均レベル検出手段、４は第１の利得制御手
段、５は第１の増幅手段、６は第２のレベル検出手段、
７は第２の利得制御手段で以上は第１の実施例と同様の
ものである。８は第１の増幅手段５の出力信号ｘ′を一
定時間遅延させる遅延手段、９は第２の利得制御手段７
で決定された利得で遅延手段８の出力を増幅する第２の
増幅手段である。
を参照しながら説明する。図３は本発明の第２の実施例
における自動利得制御装置の構成を示すものである。図
３において、１は第１のレベル検出手段、２は音声検出
手段、３は平均レベル検出手段、４は第１の利得制御手
段、５は第１の増幅手段、６は第２のレベル検出手段、
７は第２の利得制御手段で以上は第１の実施例と同様の
ものである。８は第１の増幅手段５の出力信号ｘ′を一
定時間遅延させる遅延手段、９は第２の利得制御手段７
で決定された利得で遅延手段８の出力を増幅する第２の
増幅手段である。
【００２０】第２の実施例と第１の実施例の差異は、第
１の増幅手段５の後段に遅延手段８が設けられたことで
ある。遅延手段８は第２のレベル検出手段６の立ち上が
り時定数τaと同じ値(本実施例では５msec)の遅延量を
有しており、遅延手段８により第２のレベル検出手段６
の立ち上がりに要する演算遅延を補償し、音声入力時の
オーバーシュートを抑圧することができる。なお、第１
および第２の実施例で平均レベル検出手段３の演算式を
数３式を用いたが、外線通話と内線通話を切り換えたり
して急激に入力レベルが変化する場合に、数６式を用い
て平均レベル検出手段３の追従速度を向上することがで
きる。
１の増幅手段５の後段に遅延手段８が設けられたことで
ある。遅延手段８は第２のレベル検出手段６の立ち上が
り時定数τaと同じ値(本実施例では５msec)の遅延量を
有しており、遅延手段８により第２のレベル検出手段６
の立ち上がりに要する演算遅延を補償し、音声入力時の
オーバーシュートを抑圧することができる。なお、第１
および第２の実施例で平均レベル検出手段３の演算式を
数３式を用いたが、外線通話と内線通話を切り換えたり
して急激に入力レベルが変化する場合に、数６式を用い
て平均レベル検出手段３の追従速度を向上することがで
きる。
【００２１】
【数６】Ｌ２j＝Ｌ２j-1＋Ｔs／τ・(Ｌ１j−Ｌ２j-1) τ′＝τ／（Ｋ・Ｔs／τb＋１） 数６式でτは数３式と同様の時定数、τbは数２式と同
様の立ち下がり時定数、Ｋは信号レベルが平均レベルよ
り連続して小さいか、連続して大きいときに、そのサン
プル数である。
様の立ち下がり時定数、Ｋは信号レベルが平均レベルよ
り連続して小さいか、連続して大きいときに、そのサン
プル数である。
【００２２】数６式を実現するために、図４に平均レベ
ル検出手段３の構成を示す。平均レベル検出手段は第１
のレベル検出手段１の出力と以前に検出した平均レベル
を比較する第２の比較手段31と、前記第２の比較手段31
が信号レベルが平均レベルより連続して小さいか、連続
して大きいときには平均レベルを演算する時定数を徐々
に小さくするよう制御する時定数制御手段32と、前記時
定数制御手段32で決定された時定数で信号レベルの平均
値を演算する第３のレベル検出手段33とから構成され
る。平均レベル検出手段３の時定数を上述のように制御
することにより、平均レベル検出手段３の追従性が向上
し内線通話から外線通話に切り換えた際に、小さな外線
の入力レベルに素早く対応でき、適切な音量の受話信号
が得られる。
ル検出手段３の構成を示す。平均レベル検出手段は第１
のレベル検出手段１の出力と以前に検出した平均レベル
を比較する第２の比較手段31と、前記第２の比較手段31
が信号レベルが平均レベルより連続して小さいか、連続
して大きいときには平均レベルを演算する時定数を徐々
に小さくするよう制御する時定数制御手段32と、前記時
定数制御手段32で決定された時定数で信号レベルの平均
値を演算する第３のレベル検出手段33とから構成され
る。平均レベル検出手段３の時定数を上述のように制御
することにより、平均レベル検出手段３の追従性が向上
し内線通話から外線通話に切り換えた際に、小さな外線
の入力レベルに素早く対応でき、適切な音量の受話信号
が得られる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に示す効果を有する。即ち、平均レベル検出手
段は入力信号の平均レベルを検出するために、平均レベ
ルを検出するのに比較的長い時間を要する。そこで、起
動時は第１の増幅手段の利得が０ｄＢとなるよう平均レ
ベル検出手段の出力を第１の閾値としておく。起動時は
第２の利得制御手段と第２の増幅手段により従来例と同
様の自動利得制御装置として働く。しばらくして、平均
レベル検出手段が入力信号の平均振幅レベルを検出する
と、第１の利得制御手段では、平均レベルが大きいとき
には第１の増幅手段の利得を小さくし、平均レベルが小
さいときには、第１の増幅手段の利得を大きくするよう
利得を制御する(最大０ｄＢ)。第１の利得制御手段で決
定される第１の増幅手段の利得は音声検出手段により音
声が検出された時の音声の長時間の平均レベルを用いて
決定されているため、音声のピークディップにより変動
せず緩やかに変化する。これにより、第１の増幅手段の
出力信号の平均レベルは、入力信号レベルによらず第１
の閾値以下になる。第２のレベル検出手段が第１の増幅
手段の出力信号の短時間レベルの検出を行う。音声のピ
ークファクタを考慮して第２の閾値を第１の閾値より大
きく設定することにより、第２のレベル検出手段の出力
は音声の大きなピークを除いて第２の閾値以下になり、
第２の利得制御手段の出力は予め設定された固定の利得
になり、第２の増幅手段は大きな音声のピークを除いて
はほぼ一定の利得の増幅手段として働く。以上のよう
に、自動利得制御装置全体の利得は、入力信号の平均振
幅レベルに応じた、ほぼ一定の利得になり、音声のピー
クディップにより利得が変化しないため、原信号の波形
の形状を保ったまま増幅でき、歪を与えることがない。
また、無音区間でノイズを大きく増幅することがなくＳ
／Ｎのよい自動利得制御装置を提供することができる。
で、以下に示す効果を有する。即ち、平均レベル検出手
段は入力信号の平均レベルを検出するために、平均レベ
ルを検出するのに比較的長い時間を要する。そこで、起
動時は第１の増幅手段の利得が０ｄＢとなるよう平均レ
ベル検出手段の出力を第１の閾値としておく。起動時は
第２の利得制御手段と第２の増幅手段により従来例と同
様の自動利得制御装置として働く。しばらくして、平均
レベル検出手段が入力信号の平均振幅レベルを検出する
と、第１の利得制御手段では、平均レベルが大きいとき
には第１の増幅手段の利得を小さくし、平均レベルが小
さいときには、第１の増幅手段の利得を大きくするよう
利得を制御する(最大０ｄＢ)。第１の利得制御手段で決
定される第１の増幅手段の利得は音声検出手段により音
声が検出された時の音声の長時間の平均レベルを用いて
決定されているため、音声のピークディップにより変動
せず緩やかに変化する。これにより、第１の増幅手段の
出力信号の平均レベルは、入力信号レベルによらず第１
の閾値以下になる。第２のレベル検出手段が第１の増幅
手段の出力信号の短時間レベルの検出を行う。音声のピ
ークファクタを考慮して第２の閾値を第１の閾値より大
きく設定することにより、第２のレベル検出手段の出力
は音声の大きなピークを除いて第２の閾値以下になり、
第２の利得制御手段の出力は予め設定された固定の利得
になり、第２の増幅手段は大きな音声のピークを除いて
はほぼ一定の利得の増幅手段として働く。以上のよう
に、自動利得制御装置全体の利得は、入力信号の平均振
幅レベルに応じた、ほぼ一定の利得になり、音声のピー
クディップにより利得が変化しないため、原信号の波形
の形状を保ったまま増幅でき、歪を与えることがない。
また、無音区間でノイズを大きく増幅することがなくＳ
／Ｎのよい自動利得制御装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例における自動利得制御装
置の構成を表すブロック図である。
置の構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例における自動利得制御装
置の入出力例である。
置の入出力例である。
【図３】本発明の第２の実施例における自動利得制御装
置の構成を表すブロック図である。
置の構成を表すブロック図である。
【図４】平均レベル検出手段の他の実施例の詳細を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】従来の自動利得制御装置の構成を表すブロック
図である。
図である。
【図６】従来の自動利得制御装置の入出力例である。
【図７】従来の自動利得制御装置の入出力特性である。
１…第１のレベル検出手段、 ２…音声検出手段、 ３
…平均レベル検出手段、４…第１の利得制御手段、 ５
…第１の増幅手段、 ６…第２のレベル検出手段、 ７
…第２の利得制御手段、 ８…遅延手段、 ９…第２の
増幅手段、 21…閾値演算手段、 22…比較手段、 31
…第２の比較手段、 32…特定数制御手段、 33…第３
のレベル検出手段、 41…第１の除算手段、 42…第１
のリミッタ、 71…第２の除算手段、 72…第２のリミ
ッタ、 73…乗算手段、 100…レベル検出手段、 110
…利得制御手段、 111…除算手段、 112…リミッタ、
113…乗算手段、 120…可変増幅手段。
…平均レベル検出手段、４…第１の利得制御手段、 ５
…第１の増幅手段、 ６…第２のレベル検出手段、 ７
…第２の利得制御手段、 ８…遅延手段、 ９…第２の
増幅手段、 21…閾値演算手段、 22…比較手段、 31
…第２の比較手段、 32…特定数制御手段、 33…第３
のレベル検出手段、 41…第１の除算手段、 42…第１
のリミッタ、 71…第２の除算手段、 72…第２のリミ
ッタ、 73…乗算手段、 100…レベル検出手段、 110
…利得制御手段、 111…除算手段、 112…リミッタ、
113…乗算手段、 120…可変増幅手段。
Claims (5)
- 【請求項１】 入力信号の振幅レベルを検出する第１の
レベル検出手段と、前記第１のレベル検出手段の出力か
ら入力音声の有無を判定する音声検出手段と、前記音声
検出手段が音声ありと判定したときのみ、入力信号の平
均振幅レベルを検出する平均レベル検出手段と、前記平
均レベル検出手段で検出された信号レベルを用いて利得
制御を行う第１の利得制御手段と、前記利得制御手段で
決定された利得で入力信号を増幅する第１の増幅手段
と、前記第１の増幅手段の出力信号の振幅レベルを検出
する第２のレベル検出手段と、前記第２のレベル検出手
段で検出された信号レベルを用いて利得制御を行う第２
の利得制御手段と、前記第２の利得制御手段で決定され
た利得で、前記第１の増幅器の出力信号を増幅する第２
の増幅手段とから構成されていることを特徴とする自動
利得制御装置。 - 【請求項２】 入力信号の振幅レベルを検出する第１の
レベル検出手段と、前記第１のレベル検出手段の出力か
ら入力音声の有無を判定する音声検出手段と、前記音声
検出手段が音声ありと判定したときのみ、入力信号の平
均振幅レベルを検出する平均レベル検出手段と、前記平
均レベル検出手段で検出された信号レベルを用いて利得
制御を行う第１の利得制御手段と、前記利得制御手段で
決定された利得で入力信号を増幅する第１の増幅手段
と、前記第１の増幅手段の出力信号の振幅レベルを検出
する第２のレベル検出手段と、前記第２のレベル検出手
段で検出された信号レベルを用いて利得制御を行う第２
の利得制御手段と、前記第１の増幅手段の出力を一定時
間遅延させる遅延手段と、前記第２の利得制御手段で決
定された利得で、前記遅延手段の出力信号を増幅する第
２の増幅手段とから構成されていることを特徴とする自
動利得制御装置。 - 【請求項３】 第１の利得制御手段が、予め設定されて
いた第１の閾値を平均レベル検出手段で演算した平均レ
ベルで割る第１の除算手段と、前記第１の除算手段の出
力を最大値１でリミットする第１のリミッタとから構成
されていることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の自動利得制御装置。 - 【請求項４】 第２の利得制御手段が、予め設定されて
いた第２の閾値を第２のレベル検出手段で演算した信号
レベルで割る第２の除算手段と、前記第２の除算手段の
出力を最大値１でリミットする第２のリミッタと、前記
第２のリミッタの出力に予め決められていた利得を乗じ
る乗算手段とから構成されていることを特徴とする請求
項１または請求項２記載の自動利得制御装置。 - 【請求項５】 平均レベル検出手段が、レベル検出手段
の出力と以前に検出した平均レベルを比較する比較手段
と、前記比較手段が信号レベルが平均レベルより連続し
て小さいか、連続して大きいときには平均レベルを演算
する時定数を徐々に小さくするよう制御する時定数制御
手段と、前記時定数制御手段で決定された時定数で信号
レベルの平均値を演算する第３のレベル検出手段とから
構成されることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の自動利得制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32028192A JPH06169229A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 自動利得制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32028192A JPH06169229A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 自動利得制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169229A true JPH06169229A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=18119755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32028192A Pending JPH06169229A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 自動利得制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06169229A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006042333A (ja) * | 2004-07-24 | 2006-02-09 | Samsung Electronics Co Ltd | チャンネル変更による音量自動補正装置及びその方法 |
| JP2008252939A (ja) * | 1997-11-04 | 2008-10-16 | Nokia Corp | 自動利得制御回路 |
| JP2009080219A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | レベル調整判定装置、その方法、およびそのプログラム |
| WO2010044439A1 (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | シャープ株式会社 | 音声信号調整装置及び音声信号調整方法 |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP32028192A patent/JPH06169229A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008252939A (ja) * | 1997-11-04 | 2008-10-16 | Nokia Corp | 自動利得制御回路 |
| JP2012200001A (ja) * | 1997-11-04 | 2012-10-18 | Nokia Corp | 自動利得制御回路 |
| JP2006042333A (ja) * | 2004-07-24 | 2006-02-09 | Samsung Electronics Co Ltd | チャンネル変更による音量自動補正装置及びその方法 |
| US8107643B2 (en) | 2004-07-24 | 2012-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method of automatically compensating an audio volume in response to channel change |
| JP2009080219A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | レベル調整判定装置、その方法、およびそのプログラム |
| WO2010044439A1 (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | シャープ株式会社 | 音声信号調整装置及び音声信号調整方法 |
| CN102257728A (zh) * | 2008-10-17 | 2011-11-23 | 夏普株式会社 | 音频信号调节设备及音频信号调节方法 |
| JP5236006B2 (ja) * | 2008-10-17 | 2013-07-17 | シャープ株式会社 | 音声信号調整装置及び音声信号調整方法 |
| US8787595B2 (en) | 2008-10-17 | 2014-07-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Audio signal adjustment device and audio signal adjustment method having long and short term gain adjustment |
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