JPH07122953A - 信号レベル圧縮装置 - Google Patents
信号レベル圧縮装置Info
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- JPH07122953A JPH07122953A JP28783293A JP28783293A JPH07122953A JP H07122953 A JPH07122953 A JP H07122953A JP 28783293 A JP28783293 A JP 28783293A JP 28783293 A JP28783293 A JP 28783293A JP H07122953 A JPH07122953 A JP H07122953A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スピーカの特性と人間の心理量であるラウド
ネスレベルに応じて信号レベルの圧縮率を制御するこ
と。 【構成】 先ず、スピーカ９のインパルス応答がＦＩＲ
型フィルタ２で畳み込まれる。オーディオ信号入力手段
１から音声信号が与えられると、増幅率検出手段１０は
増幅器８の増幅率を検出する。そしてラウドネス演算手
段４は増幅率とＦＩＲ型フィルタ２の出力結果よりラウ
ドネスレベルを演算する。選択手段５はラウドネスレベ
ル値に対応した乗算係数を記憶部６より選択し、その値
を乗算器８に与える。増幅器８は乗算された音声信号を
増幅してスピーカ９に与え、聴感的に自然な音声を再生
する。
ネスレベルに応じて信号レベルの圧縮率を制御するこ
と。 【構成】 先ず、スピーカ９のインパルス応答がＦＩＲ
型フィルタ２で畳み込まれる。オーディオ信号入力手段
１から音声信号が与えられると、増幅率検出手段１０は
増幅器８の増幅率を検出する。そしてラウドネス演算手
段４は増幅率とＦＩＲ型フィルタ２の出力結果よりラウ
ドネスレベルを演算する。選択手段５はラウドネスレベ
ル値に対応した乗算係数を記憶部６より選択し、その値
を乗算器８に与える。増幅器８は乗算された音声信号を
増幅してスピーカ９に与え、聴感的に自然な音声を再生
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力信号レベルのダイ
ナミックレンジを圧縮すると共に、再生レベルに関して
聞きやすさを改良した信号レベル圧縮装置に関するもの
である。
ナミックレンジを圧縮すると共に、再生レベルに関して
聞きやすさを改良した信号レベル圧縮装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】入力信号のレベルを圧縮、伸張する方式
は音響機器の雑音除去（ノイズリダクション）で用いら
れているが、この方式のうち圧縮を利用し、信号のダイ
ナミックレンジを圧縮することで再生レベルに関して聞
きやすさを実現する方式が開発されてきた。
は音響機器の雑音除去（ノイズリダクション）で用いら
れているが、この方式のうち圧縮を利用し、信号のダイ
ナミックレンジを圧縮することで再生レベルに関して聞
きやすさを実現する方式が開発されてきた。
【０００３】従来の信号レベル圧縮装置について図面を
参照しながら説明する。図４は従来の信号レベル圧縮装
置の構成を示すブロック図である。本図においてオーデ
ィオ信号入力手段２１から出力された音声信号は、レベ
ル検出手段２２に入力され電圧レベル値が検出される。
記憶部２４には入力信号レベルと乗算係数との対応テー
ブルが記憶されている。そして選択手段２５ではレベル
検出手段２２において得られた電圧値に対応した乗算係
数が選択される。選択された乗算係数と音声入力信号は
乗算器２３で乗算され、増幅器２６を通じてスピーカ２
７より音響が再生される。
参照しながら説明する。図４は従来の信号レベル圧縮装
置の構成を示すブロック図である。本図においてオーデ
ィオ信号入力手段２１から出力された音声信号は、レベ
ル検出手段２２に入力され電圧レベル値が検出される。
記憶部２４には入力信号レベルと乗算係数との対応テー
ブルが記憶されている。そして選択手段２５ではレベル
検出手段２２において得られた電圧値に対応した乗算係
数が選択される。選択された乗算係数と音声入力信号は
乗算器２３で乗算され、増幅器２６を通じてスピーカ２
７より音響が再生される。
【０００４】図５は信号レベル圧縮装置における信号の
入力レベルと出力レベルの関係を示した特性図である。
特性Ａは圧縮を施していない場合の入出力特性であり、
特性Ｂは９６ｄＢの入力ダイナミックレンジを７２ｄＢ
のダイナミックレンジに圧縮した例である。特性Ｂを実
現するためには、夫々の入力信号レベルに対応した乗算
係数を記憶部２４で設定しておく。このように構成する
と、９６ｄＢのダイナミックレンジをもつ音声信号を、
７２ｄＢのダイナミックレンジをもつ音声信号に圧縮す
ることができる。従って、異なる信号間のレベル差や同
一信号でのレベル差を軽減することにより、再生レベル
のダイナミックレンジに関して聞きやすさを実現するこ
とができた。
入力レベルと出力レベルの関係を示した特性図である。
特性Ａは圧縮を施していない場合の入出力特性であり、
特性Ｂは９６ｄＢの入力ダイナミックレンジを７２ｄＢ
のダイナミックレンジに圧縮した例である。特性Ｂを実
現するためには、夫々の入力信号レベルに対応した乗算
係数を記憶部２４で設定しておく。このように構成する
と、９６ｄＢのダイナミックレンジをもつ音声信号を、
７２ｄＢのダイナミックレンジをもつ音声信号に圧縮す
ることができる。従って、異なる信号間のレベル差や同
一信号でのレベル差を軽減することにより、再生レベル
のダイナミックレンジに関して聞きやすさを実現するこ
とができた。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、人間
が感じる音の大きさ（ラウドネス）には周波数特性があ
るため、入力された音声信号の電圧値と人間が感じる音
の大きさに、比例関係は成り立たない場合がある。つま
り、同じ電圧値でも周波数が異なれば聴感上の音の大き
さも異なることになる。従って、圧縮率を入力信号の電
圧値に応じてのみ可変すれば、聴感的に不自然な信号レ
ベル圧縮になってしまう。又、使用するスピーカの特性
によっても再生音の大きさが異なるので、スピーカが変
わった場合も聴感的に不自然になるという問題点が生じ
る。
が感じる音の大きさ（ラウドネス）には周波数特性があ
るため、入力された音声信号の電圧値と人間が感じる音
の大きさに、比例関係は成り立たない場合がある。つま
り、同じ電圧値でも周波数が異なれば聴感上の音の大き
さも異なることになる。従って、圧縮率を入力信号の電
圧値に応じてのみ可変すれば、聴感的に不自然な信号レ
ベル圧縮になってしまう。又、使用するスピーカの特性
によっても再生音の大きさが異なるので、スピーカが変
わった場合も聴感的に不自然になるという問題点が生じ
る。
【０００６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、再生するスピーカの周波数特性
とラウドネスレベルに応じて音声信号のレベルを制御す
ることにより、聴感的に自然な信号のレベル圧縮ができ
る信号レベル圧縮装置を実現することを目的とする。
なされたものであって、再生するスピーカの周波数特性
とラウドネスレベルに応じて音声信号のレベルを制御す
ることにより、聴感的に自然な信号のレベル圧縮ができ
る信号レベル圧縮装置を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、音声信号を入力するオーディオ信号入力手段と、増
幅率が可変であり、音声信号を電力増幅する増幅器と、
増幅器の増幅出力を再生するスピーカと、スピーカのイ
ンパルス時間応答と相当のタップ係数を有し、オーディ
オ信号入力手段から入力される音声信号の周波数特性を
スピーカと同一特性となるよう音声信号を補正して出力
するＦＩＲ型フィルタと、増幅器の増幅率を検出する増
幅率検出手段と、ＦＩＲ型フィルタによって畳み込まれ
た音声信号と増幅率検出手段で検出された増幅率とを用
いて、音声信号の各帯域の音圧レベルに重み付けをし、
それらの値の総和をラウドネスレベルとして演算するラ
ウドネス演算手段と、ラウドネス演算手段で演算された
ラウドネスレベルに対応する乗算係数を記憶する複数の
記憶部と、ラウドネス演算手段が出力するラウドネスレ
ベルに基づき、記憶部から特定の乗算係数を選択する選
択手段と、選択手段で選択された乗算係数をオーディオ
信号入力手段の音声信号に乗算して増幅器に与える乗算
器と、を具備したことを特徴とするものである。
は、音声信号を入力するオーディオ信号入力手段と、増
幅率が可変であり、音声信号を電力増幅する増幅器と、
増幅器の増幅出力を再生するスピーカと、スピーカのイ
ンパルス時間応答と相当のタップ係数を有し、オーディ
オ信号入力手段から入力される音声信号の周波数特性を
スピーカと同一特性となるよう音声信号を補正して出力
するＦＩＲ型フィルタと、増幅器の増幅率を検出する増
幅率検出手段と、ＦＩＲ型フィルタによって畳み込まれ
た音声信号と増幅率検出手段で検出された増幅率とを用
いて、音声信号の各帯域の音圧レベルに重み付けをし、
それらの値の総和をラウドネスレベルとして演算するラ
ウドネス演算手段と、ラウドネス演算手段で演算された
ラウドネスレベルに対応する乗算係数を記憶する複数の
記憶部と、ラウドネス演算手段が出力するラウドネスレ
ベルに基づき、記憶部から特定の乗算係数を選択する選
択手段と、選択手段で選択された乗算係数をオーディオ
信号入力手段の音声信号に乗算して増幅器に与える乗算
器と、を具備したことを特徴とするものである。
【０００８】本願の請求項３の発明は、音声信号を入力
するオーディオ信号入力手段と、増幅率が可変であり、
音声信号を電力増幅する増幅器と、増幅器の増幅出力を
再生するスピーカと、スピーカのインパルス時間応答と
相当のタップ係数を有し、オーディオ信号入力手段から
入力される音声信号の周波数特性をスピーカと同一特性
となるように音声信号を補正して出力する第１のＦＩＲ
型フィルタと、増幅器の増幅率を検出する増幅率検出手
段と、第１のＦＩＲ型フィルタによって畳み込まれた音
声信号と増幅率検出手段で検出された増幅率とを用い
て、音声信号の各帯域の音圧レベルに重み付けをし、そ
れらの値の総和をラウドネスレベルとして演算するラウ
ドネス演算手段と、ラウドネス演算手段で演算されたラ
ウドネスレベルに対応するタップ係数を記憶する複数の
記憶部と、ラウドネス演算手段が出力するラウドネスレ
ベルに基づき、記憶部から特定のタップ係数を選択する
選択手段と、選択手段で選択されたタップ係数を用い
て、オーディオ信号入力手段から与えられた音声信号の
周波数特性を補正し、その信号を増幅器に与える第２の
ＦＩＲ型フィルタと、を具備したことを特徴とするもの
である。
するオーディオ信号入力手段と、増幅率が可変であり、
音声信号を電力増幅する増幅器と、増幅器の増幅出力を
再生するスピーカと、スピーカのインパルス時間応答と
相当のタップ係数を有し、オーディオ信号入力手段から
入力される音声信号の周波数特性をスピーカと同一特性
となるように音声信号を補正して出力する第１のＦＩＲ
型フィルタと、増幅器の増幅率を検出する増幅率検出手
段と、第１のＦＩＲ型フィルタによって畳み込まれた音
声信号と増幅率検出手段で検出された増幅率とを用い
て、音声信号の各帯域の音圧レベルに重み付けをし、そ
れらの値の総和をラウドネスレベルとして演算するラウ
ドネス演算手段と、ラウドネス演算手段で演算されたラ
ウドネスレベルに対応するタップ係数を記憶する複数の
記憶部と、ラウドネス演算手段が出力するラウドネスレ
ベルに基づき、記憶部から特定のタップ係数を選択する
選択手段と、選択手段で選択されたタップ係数を用い
て、オーディオ信号入力手段から与えられた音声信号の
周波数特性を補正し、その信号を増幅器に与える第２の
ＦＩＲ型フィルタと、を具備したことを特徴とするもの
である。
【０００９】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、先ず再生用のスピーカが決まれば、そのスピ
ーカの周波数特性と同一のインパルス時間応答のタップ
係数を有するＦＩＲ型フィルタをオーディオ信号入力手
段に接続する。そしてＦＩＲ型フィルタの出力信号と、
増幅率検出手段で検出された増幅率とを用いて、音声信
号のラウドネスレベルをラウドネス演算手段で演算す
る。次に選択手段は記憶部からラウドネスレベルに対応
する乗算係数を取り出し、乗算器が入力音声信号にこの
乗算係数を乗算して増幅器に与える。こうするとスピー
カから出力された音声は聴感的に自然な音となり、かつ
信号レベルが圧縮される。
によれば、先ず再生用のスピーカが決まれば、そのスピ
ーカの周波数特性と同一のインパルス時間応答のタップ
係数を有するＦＩＲ型フィルタをオーディオ信号入力手
段に接続する。そしてＦＩＲ型フィルタの出力信号と、
増幅率検出手段で検出された増幅率とを用いて、音声信
号のラウドネスレベルをラウドネス演算手段で演算す
る。次に選択手段は記憶部からラウドネスレベルに対応
する乗算係数を取り出し、乗算器が入力音声信号にこの
乗算係数を乗算して増幅器に与える。こうするとスピー
カから出力された音声は聴感的に自然な音となり、かつ
信号レベルが圧縮される。
【００１０】又本願の請求項３の発明によれば、先ず再
生用のスピーカが決まれば、そのスピーカの周波数特性
と同一のインパルス時間応答のタップ係数を有する第１
のＦＩＲ型フィルタをオーディオ信号入力手段に接続す
る。そして第１のＦＩＲ型フィルタの出力信号と、増幅
率検出手段で検出された増幅率とを用いて、音声信号の
ラウドネスレベルをラウドネス演算手段で演算する。オ
ーディオ信号入力手段から音声信号が入力され、かつラ
ウドネスレベルが小さいときには、第２のＦＩＲ型フィ
ルタは音声信号を周波数補正して増幅器に与える。こう
するとレベル圧縮処理しても、スピーカの再生音は音質
が変化しなくなる。
生用のスピーカが決まれば、そのスピーカの周波数特性
と同一のインパルス時間応答のタップ係数を有する第１
のＦＩＲ型フィルタをオーディオ信号入力手段に接続す
る。そして第１のＦＩＲ型フィルタの出力信号と、増幅
率検出手段で検出された増幅率とを用いて、音声信号の
ラウドネスレベルをラウドネス演算手段で演算する。オ
ーディオ信号入力手段から音声信号が入力され、かつラ
ウドネスレベルが小さいときには、第２のＦＩＲ型フィ
ルタは音声信号を周波数補正して増幅器に与える。こう
するとレベル圧縮処理しても、スピーカの再生音は音質
が変化しなくなる。
【００１１】
【実施例】本発明の第１実施例における信号レベル圧縮
装置について、図１を参照しつつ説明する。図１は第１
実施例の信号レベル圧縮装置の構成を示すブロック図で
ある。本図において、オーディオ信号入力手段１は音声
信号を出力する回路であり、この信号はＦＩＲ型フィル
タ２及び遅延器３に与えられる。ＦＩＲ型フィルタ２は
再生用に用いられるスピーカの周波数特性と同等の伝達
関数を持つフィルタであり、複数の遅延器及び乗算器
と、加算器で構成される。ＦＩＲ型フィルタ２におい
て、スピーカのインパルス時間応答のタップ係数が各乗
算器の増幅率として設定されている。
装置について、図１を参照しつつ説明する。図１は第１
実施例の信号レベル圧縮装置の構成を示すブロック図で
ある。本図において、オーディオ信号入力手段１は音声
信号を出力する回路であり、この信号はＦＩＲ型フィル
タ２及び遅延器３に与えられる。ＦＩＲ型フィルタ２は
再生用に用いられるスピーカの周波数特性と同等の伝達
関数を持つフィルタであり、複数の遅延器及び乗算器
と、加算器で構成される。ＦＩＲ型フィルタ２におい
て、スピーカのインパルス時間応答のタップ係数が各乗
算器の増幅率として設定されている。
【００１２】ＦＩＲ型フィルタ２の出力はラウドネス演
算手段４に与えられる。ラウドネス演算手段４は音声信
号の増幅率とＦＩＲ型フィルタ２の信号のレベルに応じ
て出力ラウドネスレベルを演算する回路である。これは
例えばツビッカーの方法のように、信号を１／３oct 毎
に分割して近隣の帯域成分によるマスキングオージオグ
ラムの量を考慮した形で重み付けを行い、マスキングの
影響を受けた後の帯域成分を加算して全帯域の大きさ
（ラウドネス）を求める。又スティーブンスの方法のよ
うに、信号を臨界帯域に分割し、その中でレベルの大き
い帯域の大きさにそれ以外の帯域の音の大きさの総和に
重み付けした値を加えたものとしてラウドネスの値が生
成される。
算手段４に与えられる。ラウドネス演算手段４は音声信
号の増幅率とＦＩＲ型フィルタ２の信号のレベルに応じ
て出力ラウドネスレベルを演算する回路である。これは
例えばツビッカーの方法のように、信号を１／３oct 毎
に分割して近隣の帯域成分によるマスキングオージオグ
ラムの量を考慮した形で重み付けを行い、マスキングの
影響を受けた後の帯域成分を加算して全帯域の大きさ
（ラウドネス）を求める。又スティーブンスの方法のよ
うに、信号を臨界帯域に分割し、その中でレベルの大き
い帯域の大きさにそれ以外の帯域の音の大きさの総和に
重み付けした値を加えたものとしてラウドネスの値が生
成される。
【００１３】ラウドネス演算手段４での演算結果は選択
手段５に出力される。選択手段５には複数の記憶部６が
接続され、各記憶部６に夫々の乗算係数が格納されてい
る。選択手段５は所定のサンプリング周期毎にラウドネ
ス演算手段４から演算結果が与えられると、所望の乗算
係数を選択して乗算器７に出力する。
手段５に出力される。選択手段５には複数の記憶部６が
接続され、各記憶部６に夫々の乗算係数が格納されてい
る。選択手段５は所定のサンプリング周期毎にラウドネ
ス演算手段４から演算結果が与えられると、所望の乗算
係数を選択して乗算器７に出力する。
【００１４】乗算器７は遅延器３から所定時間遅延した
音声信号を入力し、その信号レベルに応じた乗算係数を
乗算する回路である。乗算器７の出力は増幅器８に与え
られる。増幅器８は入力音声信号を増幅する回路で、そ
の増幅率はボリュームによって制御される。ここで電力
増幅された信号はスピーカ９に与えられる。増幅率検出
手段１０は増幅器８で現在設定されている増幅率を検出
する回路で、その値はラウドネス演算手段４に与えられ
る。尚、遅延器３が設けられる理由は、ＦＩＲ型フィル
タ２で信号処理がビット単位で遅延することと、ラウド
ネス演算手段４の演算結果が遅延して出力されるためで
ある。
音声信号を入力し、その信号レベルに応じた乗算係数を
乗算する回路である。乗算器７の出力は増幅器８に与え
られる。増幅器８は入力音声信号を増幅する回路で、そ
の増幅率はボリュームによって制御される。ここで電力
増幅された信号はスピーカ９に与えられる。増幅率検出
手段１０は増幅器８で現在設定されている増幅率を検出
する回路で、その値はラウドネス演算手段４に与えられ
る。尚、遅延器３が設けられる理由は、ＦＩＲ型フィル
タ２で信号処理がビット単位で遅延することと、ラウド
ネス演算手段４の演算結果が遅延して出力されるためで
ある。
【００１５】このように構成された第１実施例の信号レ
ベル圧縮装置の動作について説明する。先ず、ＦＩＲ型
フィルタ２のタップ係数がスピーカの周波数特性を再現
するように設定されているため、オーディオ信号入力手
段１から出力された信号に、スピーカ９のインパルス応
答がＦＩＲ型フィルタ２に畳み込まれる。こうすると実
際にスピーカ９で音を再生したときと同一の音圧周波数
特性がＦＩＲ型フィルタ２から得られる。
ベル圧縮装置の動作について説明する。先ず、ＦＩＲ型
フィルタ２のタップ係数がスピーカの周波数特性を再現
するように設定されているため、オーディオ信号入力手
段１から出力された信号に、スピーカ９のインパルス応
答がＦＩＲ型フィルタ２に畳み込まれる。こうすると実
際にスピーカ９で音を再生したときと同一の音圧周波数
特性がＦＩＲ型フィルタ２から得られる。
【００１６】一方、増幅率検出手段１０では増幅器８の
増幅率が検出され、その増幅率とＦＩＲ型フィルタ２の
出力結果より、ラウドネス演算手段４でラウドネスレベ
ルが演算される。ここで前述したようにＦＩＲ型フィル
タ２の出力信号の各帯域（サブバンド）の音圧レベルに
重み付けをし、それらの値の総和が出力される。尚、ラ
ウドネス演算の演算時間だけ入力オーディオ信号が遅延
器３で遅延されて乗算器７に入力される。記憶部６には
演算されたラウドネスレベル値に対応した乗算係数が記
憶されているので、選択手段５ではラウドネスレベル値
に応じて複数の記憶部６より特定の乗算係数が選択され
る。そして選択された乗算係数と入力音声信号が乗算器
７で乗算され、増幅器８を通じてスピーカ９より音が再
生される。
増幅率が検出され、その増幅率とＦＩＲ型フィルタ２の
出力結果より、ラウドネス演算手段４でラウドネスレベ
ルが演算される。ここで前述したようにＦＩＲ型フィル
タ２の出力信号の各帯域（サブバンド）の音圧レベルに
重み付けをし、それらの値の総和が出力される。尚、ラ
ウドネス演算の演算時間だけ入力オーディオ信号が遅延
器３で遅延されて乗算器７に入力される。記憶部６には
演算されたラウドネスレベル値に対応した乗算係数が記
憶されているので、選択手段５ではラウドネスレベル値
に応じて複数の記憶部６より特定の乗算係数が選択され
る。そして選択された乗算係数と入力音声信号が乗算器
７で乗算され、増幅器８を通じてスピーカ９より音が再
生される。
【００１７】ここでラウドネスレベルとは、音の大きさ
に関する人の心理量であり、単位はソーンである。一
方、音の大きさに対応する物理量として、音圧レベル
（ＳＰＬ）や、周波数補正を考慮した騒音レベル（ｄＢ
（Ａ））、Phon値等がある。しかし、これらの値は人間
の音の大きさに関する心理量（ラウドネスレベル）とは
完全に一致しておらず、場合によっては逆の対応になる
こともある。従って聴感的に自然なレベル圧縮を施すた
めには、ラウドネスレベルを用いることが必要である。
このラウドネスレベルは、再生音の音圧レベルや周波数
成分によって異なるものであり、具体的な演算方法につ
いては前述したツビッカーの方法やスティーブンスの方
法、フレッチャーの方法が代表的である。
に関する人の心理量であり、単位はソーンである。一
方、音の大きさに対応する物理量として、音圧レベル
（ＳＰＬ）や、周波数補正を考慮した騒音レベル（ｄＢ
（Ａ））、Phon値等がある。しかし、これらの値は人間
の音の大きさに関する心理量（ラウドネスレベル）とは
完全に一致しておらず、場合によっては逆の対応になる
こともある。従って聴感的に自然なレベル圧縮を施すた
めには、ラウドネスレベルを用いることが必要である。
このラウドネスレベルは、再生音の音圧レベルや周波数
成分によって異なるものであり、具体的な演算方法につ
いては前述したツビッカーの方法やスティーブンスの方
法、フレッチャーの方法が代表的である。
【００１８】このように人間の心理量である音の大きさ
（ラウドネスレベル）に応じて圧縮率を制御することに
よって、より聴感的にスムーズなレベル圧縮が可能とな
る。又、再生するスピーカの特性を考慮することによっ
て、再生音の正確なラウドネスレベルを求めることがで
きる。
（ラウドネスレベル）に応じて圧縮率を制御することに
よって、より聴感的にスムーズなレベル圧縮が可能とな
る。又、再生するスピーカの特性を考慮することによっ
て、再生音の正確なラウドネスレベルを求めることがで
きる。
【００１９】次に本発明の第２実施例における信号レベ
ル圧縮装置について図２を参照しつつ説明する。図２は
第２実施例の信号レベル圧縮装置の構成を示すブロック
図である。本図において信号レベル圧縮装置には、オー
ディオ信号入力手段１、第１のＦＩＲ型フィルタ２、遅
延器３、ラウドネス演算手段４、選択手段５、増幅器
８、スピーカ９、増幅率検出手段１０が夫々設けられて
いることは第１実施例と同様である。
ル圧縮装置について図２を参照しつつ説明する。図２は
第２実施例の信号レベル圧縮装置の構成を示すブロック
図である。本図において信号レベル圧縮装置には、オー
ディオ信号入力手段１、第１のＦＩＲ型フィルタ２、遅
延器３、ラウドネス演算手段４、選択手段５、増幅器
８、スピーカ９、増幅率検出手段１０が夫々設けられて
いることは第１実施例と同様である。
【００２０】第１実施例と異なり、図１の乗算器７に代
わって第２のＦＩＲ型フィルタ１２が設けられている。
ＦＩＲ型フィルタ１２はラウドネスレベルの大きさに応
じて入力音声信号の周波数特性を適応的に制御するフィ
ルタで、ＦＩＲ型フィルタ２と同じく、複数の遅延器及
び乗算器と、加算器で構成される。選択手段５に接続さ
れた各記憶部１３には、ラウドネスレベルの補正値がＦ
ＩＲ型フィルタ１２のタップ係数（各乗算器の増幅率）
として格納されている。
わって第２のＦＩＲ型フィルタ１２が設けられている。
ＦＩＲ型フィルタ１２はラウドネスレベルの大きさに応
じて入力音声信号の周波数特性を適応的に制御するフィ
ルタで、ＦＩＲ型フィルタ２と同じく、複数の遅延器及
び乗算器と、加算器で構成される。選択手段５に接続さ
れた各記憶部１３には、ラウドネスレベルの補正値がＦ
ＩＲ型フィルタ１２のタップ係数（各乗算器の増幅率）
として格納されている。
【００２１】このように構成された第２実施例の信号レ
ベル圧縮装置の動作について説明する。先ず、再生用の
スピーカ９のインパルス応答がＦＩＲ型フィルタ２に畳
み込まれる。つまり、ＦＩＲ型フィルタ２から、実際に
スピーカ９で音を再生したときの音圧周波数特性が得ら
れる。次に、オーディオ信号入力手段１から出力された
音声信号は遅延器３とＦＩＲ型フィルタ２とに与えられ
る。
ベル圧縮装置の動作について説明する。先ず、再生用の
スピーカ９のインパルス応答がＦＩＲ型フィルタ２に畳
み込まれる。つまり、ＦＩＲ型フィルタ２から、実際に
スピーカ９で音を再生したときの音圧周波数特性が得ら
れる。次に、オーディオ信号入力手段１から出力された
音声信号は遅延器３とＦＩＲ型フィルタ２とに与えられ
る。
【００２２】一方、増幅率検出手段１０では現在設定さ
れている増幅器８の増幅率が検出される。そしてこの増
幅率とＦＩＲ型フィルタ２の出力結果がラウドネス演算
手段４に与えられ、ラウドネスレベルが演算される。こ
のときＦＩＲ型フィルタでの遅延時間とラウドネス演算
の演算時間だけ入力オーディオ信号が遅延器３で遅延さ
れる。記憶部１３には、演算されたラウドネスレベル値
に対応した補正値が夫々のＦＩＲ型フィルタ１２のタッ
プ係数として記憶されているので、選択手段５ではラウ
ドネスレベル値に応じて複数の記憶部１３の中から特定
のタップ係数が選択される。そして選択されたタップ係
数と入力音声信号がＦＩＲ型フィルタ１２で畳み込ま
れ、増幅器８を通じてスピーカ９より音声が再生され
る。この場合ラウドネス演算手段４で演算されたラウド
ネスの値が小さいとき、特に低域と高域をブーストする
ような周波数補正をＦＩＲ型フィルタ１２で行い、全体
の音の大きさを増加させる。逆にラウドネスの値が比較
的大きいときには、単に全帯域をレベルアップする。
れている増幅器８の増幅率が検出される。そしてこの増
幅率とＦＩＲ型フィルタ２の出力結果がラウドネス演算
手段４に与えられ、ラウドネスレベルが演算される。こ
のときＦＩＲ型フィルタでの遅延時間とラウドネス演算
の演算時間だけ入力オーディオ信号が遅延器３で遅延さ
れる。記憶部１３には、演算されたラウドネスレベル値
に対応した補正値が夫々のＦＩＲ型フィルタ１２のタッ
プ係数として記憶されているので、選択手段５ではラウ
ドネスレベル値に応じて複数の記憶部１３の中から特定
のタップ係数が選択される。そして選択されたタップ係
数と入力音声信号がＦＩＲ型フィルタ１２で畳み込ま
れ、増幅器８を通じてスピーカ９より音声が再生され
る。この場合ラウドネス演算手段４で演算されたラウド
ネスの値が小さいとき、特に低域と高域をブーストする
ような周波数補正をＦＩＲ型フィルタ１２で行い、全体
の音の大きさを増加させる。逆にラウドネスの値が比較
的大きいときには、単に全帯域をレベルアップする。
【００２３】図３は音の大きさの等感特性を示したグラ
フである。本図に示すように入力音圧レベルによって等
感特性が異なることが分かる。音圧レベルが大きい場合
は、多少そのレベルが上下に変動しても、この特性はほ
ぼ平行移動の関係となる。また音圧レベルが小さい場合
はその関係が崩れている。つまり、音圧レベルが大きい
場合にはそのレベルを可変しても人には音質変化をほと
んど感じさせないが、音圧レベルが小さい場合にはその
レベルを可変すると、人に音質変化を感じさせることと
なる。
フである。本図に示すように入力音圧レベルによって等
感特性が異なることが分かる。音圧レベルが大きい場合
は、多少そのレベルが上下に変動しても、この特性はほ
ぼ平行移動の関係となる。また音圧レベルが小さい場合
はその関係が崩れている。つまり、音圧レベルが大きい
場合にはそのレベルを可変しても人には音質変化をほと
んど感じさせないが、音圧レベルが小さい場合にはその
レベルを可変すると、人に音質変化を感じさせることと
なる。
【００２４】本実施例の信号レベル圧縮装置は、信号レ
ベルのダイナミックレンジを圧縮するために、信号レベ
ルが小さい場合はより大きく再生するようにＦＩＲ型フ
ィルタ１２で信号処理を行う。従って、信号レベルが圧
縮処理された再生音の音質を変化させないためには、図
３の等感特性を考慮すると、ラウドネスレベルが小さい
ときには信号周波数に応じて補正を行い、ラウドネスレ
ベルが大きいときには、信号周波数の値に係わらず一定
のゲイン補正を行えば良いことになる。
ベルのダイナミックレンジを圧縮するために、信号レベ
ルが小さい場合はより大きく再生するようにＦＩＲ型フ
ィルタ１２で信号処理を行う。従って、信号レベルが圧
縮処理された再生音の音質を変化させないためには、図
３の等感特性を考慮すると、ラウドネスレベルが小さい
ときには信号周波数に応じて補正を行い、ラウドネスレ
ベルが大きいときには、信号周波数の値に係わらず一定
のゲイン補正を行えば良いことになる。
【００２５】以上のように、ラウドネスレベルに応じて
その補正係数に周波数特性をもたせることによって、レ
ベル圧縮処理された再生音において、音質を変化させ
ず、聴感的に自然な音声を出力することができる。
その補正係数に周波数特性をもたせることによって、レ
ベル圧縮処理された再生音において、音質を変化させ
ず、聴感的に自然な音声を出力することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように請求項１，２記載の発明に
よれば、再生するスピーカの周波数特性と人間の心理量
であるラウドネスレベルに応じて、音声信号のレベル圧
縮率を制御することによって、より聴感的に自然な信号
レベル圧縮を実現できる。
よれば、再生するスピーカの周波数特性と人間の心理量
であるラウドネスレベルに応じて、音声信号のレベル圧
縮率を制御することによって、より聴感的に自然な信号
レベル圧縮を実現できる。
【００２７】又本願の請求項３〜５記載の発明によれ
ば、増幅器で設定されたラウドネスレベルに応じて、音
声信号のレベルに周波数補正をおこなっている。このた
めレベル圧縮処理しても、音質が変化しない再生音がス
ピーカから出力される。
ば、増幅器で設定されたラウドネスレベルに応じて、音
声信号のレベルに周波数補正をおこなっている。このた
めレベル圧縮処理しても、音質が変化しない再生音がス
ピーカから出力される。
【図１】本発明の第１実施例における信号レベル圧縮装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施例における信号レベル圧縮装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図３】音の大きさの等感特性を示すグラフである。
【図４】従来の信号レベル圧縮装置の構成例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】入力音声信号と出力音声信号の圧縮特性を示す
グラフである。
グラフである。
１ オーディオ信号入力手段 ２，１２ ＦＩＲ型フィルタ ３ 遅延器 ４ ラウドネス演算手段 ５ 選択手段 ６，１３ 記憶部 ７ 乗算器 ８ 増幅器 ９ スピーカ １０ 増幅率検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｈ 17/06 Ａ 8842−5Ｊ
Claims (5)
- 【請求項１】 音声信号を入力するオーディオ信号入力
手段と、 増幅率が可変であり、音声信号を電力増幅する増幅器
と、 前記増幅器の増幅出力を再生するスピーカと、 前記スピーカのインパルス時間応答と相当のタップ係数
を有し、前記オーディオ信号入力手段から入力される音
声信号の周波数特性を前記スピーカと同一特性となるよ
う音声信号を補正して出力するＦＩＲ型フィルタと、 前記増幅器の増幅率を検出する増幅率検出手段と、 前記ＦＩＲ型フィルタによって畳み込まれた音声信号と
前記増幅率検出手段で検出された増幅率とを用いて、音
声信号の各帯域の音圧レベルに重み付けをし、それらの
値の総和をラウドネスレベルとして演算するラウドネス
演算手段と、 前記ラウドネス演算手段で演算されたラウドネスレベル
に対応する乗算係数を記憶する複数の記憶部と、 前記ラウドネス演算手段が出力するラウドネスレベルに
基づき、前記記憶部から特定の乗算係数を選択する選択
手段と、 前記選択手段で選択された乗算係数を前記オーディオ信
号入力手段の音声信号に乗算して前記増幅器に与える乗
算器と、を具備したことを特徴とする信号レベル圧縮装
置。 - 【請求項２】 前記オーディオ信号入力手段と前記乗算
器との間に、音声信号を遅延する遅延器を設けたことを
特徴とする請求項１記載の信号レベル圧縮装置。 - 【請求項３】 音声信号を入力するオーディオ信号入力
手段と、 増幅率が可変であり、音声信号を電力増幅する増幅器
と、 前記増幅器の増幅出力を再生するスピーカと、 前記スピーカのインパルス時間応答と相当のタップ係数
を有し、前記オーディオ信号入力手段から入力される音
声信号の周波数特性を前記スピーカと同一特性となるよ
うに音声信号を補正して出力する第１のＦＩＲ型フィル
タと、 前記増幅器の増幅率を検出する増幅率検出手段と、 前記第１のＦＩＲ型フィルタによって畳み込まれた音声
信号と前記増幅率検出手段で検出された増幅率とを用い
て、音声信号の各帯域の音圧レベルに重み付けをし、そ
れらの値の総和をラウドネスレベルとして演算するラウ
ドネス演算手段と、 前記ラウドネス演算手段で演算されたラウドネスレベル
に対応するタップ係数を記憶する複数の記憶部と、 前記ラウドネス演算手段が出力するラウドネスレベルに
基づき、前記記憶部から特定のタップ係数を選択する選
択手段と、 前記選択手段で選択されたタップ係数を用いて、前記オ
ーディオ信号入力手段から与えられた音声信号の周波数
特性を補正し、その信号を前記増幅器に与える第２のＦ
ＩＲ型フィルタと、を具備したことを特徴とする信号レ
ベル圧縮装置。 - 【請求項４】 前記選択手段は、 ラウドネスレベルが大きいときには入力音声信号の周波
数特性を変更しないタップ係数を前記記憶部から選択
し、ラウドネスレベルが小さいときには入力音声信号の
周波数特性を補正するタップ係数を前記記憶部から選択
するものであることを特徴とする請求項３記載の信号レ
ベル圧縮装置。 - 【請求項５】 前記オーディオ信号入力手段と前記第２
のＦＩＲ型フィルタとの間に、音声信号を遅延する遅延
器を設けたことを特徴とする請求項３記載の信号レベル
圧縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28783293A JPH07122953A (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 信号レベル圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28783293A JPH07122953A (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 信号レベル圧縮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07122953A true JPH07122953A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17722344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28783293A Pending JPH07122953A (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 信号レベル圧縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07122953A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-10-22 JP JP28783293A patent/JPH07122953A/ja active Pending
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