JPH07221571A - Digital tone controller - Google Patents
Digital tone controllerInfo
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- JPH07221571A JPH07221571A JP921294A JP921294A JPH07221571A JP H07221571 A JPH07221571 A JP H07221571A JP 921294 A JP921294 A JP 921294A JP 921294 A JP921294 A JP 921294A JP H07221571 A JPH07221571 A JP H07221571A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、各種オーディオ装置に
おいて、ディジタル信号処理においてトーンコントロー
ル処理を実現する場合の、トーンコントロール装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tone control device for implementing tone control processing in digital signal processing in various audio devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3は従来のディジタルトーンコントロ
ール装置の構成を示している。図3において、この例は
ディジタルシグナルプロセッサ(以下DSPと略す)に
おける機能処理で構成され、右(R)左(L)チャンネ
ルのディジタルオーディオ入力信号が供給されるアッテ
ネータ30a、30bと、特定周波数帯のレベルを増減
させるフィルタ(以下トーンフィルタと記す)31a、
31bを備えている。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows the configuration of a conventional digital tone control device. In FIG. 3, this example is composed of functional processing in a digital signal processor (hereinafter abbreviated as DSP), and attenuators 30a and 30b to which digital audio input signals of right (R) and left (L) channels are supplied, and a specific frequency band. A filter (hereinafter referred to as a tone filter) 31a for increasing or decreasing the level of
31b is provided.
【0003】この従来例の構成の動作について説明す
る。入力信号に対してトーンフィルタ31a、31bで
増強を行う前に、増強量の最大値に等しい量をクリップ
マージンとしてアッテネータ31a、30bで減衰させ
る。The operation of this conventional configuration will be described. Before the input signals are enhanced by the tone filters 31a, 31b, an amount equal to the maximum value of the enhancement amount is attenuated by the attenuators 31a, 30b as a clip margin.
【0004】例えば、トーンフィルタ31a、31bで
最大+12dBの増強を行う場合、入力信号をアッテネ
ータ30a、30bにおいて12dB減衰させる。For example, when the tone filters 31a and 31b are used to enhance the maximum +12 dB, the input signals are attenuated by 12 dB in the attenuators 30a and 30b.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のトーンコントロール装置においては、DSP内部でフ
ルビットとなる信号(以下、最大入力と記す)が入力さ
れた時、トーンフィルタにおいて増強処理を行うと、デ
ィジタルクリップ状態になり、ノイズや異音が出力され
る結果になる。これは、DSP内のディジタル信号処理
において、オーバーフロー、または、アンダーフローが
生じ、折り返し波形が生じたり、オーバーフロー補正処
理により、演算値が最大値または最小値に固定されるた
めである。したがって、DSPに最大入力を越えない、
いかなる入力信号が入力しても、トーンフィルタで増強
した場合、このディジタルクリップを防止する方法が必
要となる。However, in the above-described conventional tone control device, when a full-bit signal (hereinafter, referred to as maximum input) is input in the DSP, the tone filter performs the enhancement process. It becomes a digital clip state, resulting in the output of noise and abnormal noise. This is because overflow or underflow occurs in the digital signal processing in the DSP, a folded waveform occurs, and the overflow correction processing fixes the calculated value to the maximum value or the minimum value. Therefore, do not exceed the maximum input to the DSP,
Whatever input signal is input, if it is enhanced by the tone filter, a method for preventing this digital clipping is needed.
【0006】また、ディジタルのダイナミックレンジは
信号のビット数で決定され、従来例において、トーンフ
ィルタの増強量の最大値に等しい量をアッテネータで減
衰させることにより有効ビットが減少し、減衰させた量
だけダイナミックレンジが縮小するという欠点があっ
た。Further, the digital dynamic range is determined by the number of bits of the signal, and in the conventional example, the effective bit is reduced and attenuated by attenuating an amount equal to the maximum value of the enhancement amount of the tone filter. However, there was a drawback that the dynamic range was reduced.
【0007】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、ダイナミックレンジの縮小を最小限に抑
え、ディジタルクリップを伴わずに適正な増強が行える
優れたディジタルトーンコントロール装置の提供を目的
とする。The present invention solves such a conventional problem, and provides an excellent digital tone control device capable of suppressing the reduction of the dynamic range to the minimum and performing the proper enhancement without the digital clip. To aim.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、ディジタルオーディオ信号
の特定周波数帯成分を抽出するフィルタと、上記フィル
タにより抽出された信号に係数Kを乗ずる乗算処理手段
と、上記乗算処理手段からの信号を入力信号に加算する
加算手段と、上記加算手段からの信号のレベルがしきい
値以上か否かを判断するレベル判定手段と上記レベル判
定手段でしきい値以上のレベルを検出した場合に上記係
数Kに負の定数Aを加算する第1の定数加算手段と、上
記レベル判定手段でしきい値未満のレベルを検出した場
合に上記係数Kに正の定数Bを加算する第2の定数加算
手段と、上記係数Kの値が最大値Kmax以下かつKmin以
上に制限する制限手段とを備え、係数Kにより加算量を
変化させて増強量を調整することを特徴とするものであ
る。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a filter for extracting a specific frequency band component of a digital audio signal, and a coefficient K to the signal extracted by the filter. Multiplication processing means for multiplying, addition means for adding a signal from the multiplication processing means to an input signal, level determination means for determining whether or not the level of the signal from the addition means is equal to or more than a threshold value, and the level determination means. At a level above the threshold, the first constant adding means for adding a negative constant A to the coefficient K, and the coefficient K when the level determining means detects a level below the threshold. Is provided with a second constant adding means for adding a positive constant B and limiting means for limiting the value of the coefficient K to the maximum value K max or less and K min or more, and the addition amount is changed by the coefficient K to enhance the value. amount It is characterized in that the adjusting.
【0009】請求項2に係る発明は、請求項1において
B<−Aとしたことを特徴とするものである。The invention according to claim 2 is characterized in that B <-A in claim 1.
【0010】請求項3に係る発明は、入力信号を一定量
減衰させるアッテネータを設けたことを特徴とするもの
である。The invention according to claim 3 is characterized in that an attenuator that attenuates the input signal by a predetermined amount is provided.
【0011】[0011]
【作用】請求項1に係る発明では、入力信号に特定周波
数帯の信号を加算することにより増強を行い、その出力
信号のレベルを検出してフィードバック制御で適正に加
算量を調整するため、ディジタルクリップを生じない範
囲で増強量を調整することができる。これにより、入力
信号が増強を行ってもディジタルクリップを生じない低
レベルの場合、入力信号を減衰させなくとも増強を行う
ことができる。また入力信号が、増強を行うとディジタ
ルクリップを生じる大レベルの場合は、増強量を制御
し、ディジタルクリップを生じない範囲で増強を行うこ
とができる。According to the first aspect of the present invention, a signal in a specific frequency band is added to an input signal to enhance the signal, the level of the output signal is detected, and the addition amount is appropriately adjusted by feedback control. The amount of enhancement can be adjusted within a range that does not cause clipping. As a result, when the input signal is at a low level where digital clipping does not occur even when the input signal is enhanced, the enhancement can be performed without attenuating the input signal. Further, when the input signal is at a large level at which digital clipping occurs when the enhancement is performed, it is possible to control the enhancement amount and perform the enhancement within the range where the digital clipping does not occur.
【0012】このように、入力信号を減衰させることな
く増強処理を行うため、ダイナミックレンジの縮小がな
く、しかもディジタルクリップを伴わない適正な増強が
可能となる。As described above, since the strengthening process is performed without attenuating the input signal, it is possible to perform the proper strengthening without reducing the dynamic range and without the digital clip.
【0013】また、請求項2に係る発明は、上記構成に
おいて定数A、BにB<−Aの関係をもたせることによ
り、聴感上違和感のない増強量調整が可能となる。In the invention according to claim 2, the constants A and B have the relationship of B <-A in the above structure, so that the enhancement amount can be adjusted without a feeling of discomfort.
【0014】請求項3に係る発明は、上記構成に加え、
入力信号を一定量減衰させるアッテネータを設けること
により、アッテネータで減衰させた量に等しい増強量を
最低限保証できるようになる。According to a third aspect of the invention, in addition to the above configuration,
By providing the attenuator that attenuates the input signal by a certain amount, it becomes possible to guarantee the minimum amount of enhancement equal to the amount attenuated by the attenuator.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明のディジタルトーンコントロー
ル装置の実施例を図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a digital tone control device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0016】図1は実施例の構成を示している。図1に
おいて、この例はDSPにおける機能処理で構成され、
右(R)左(L)の2チャンネルのディジタルオーディ
オ入力信号を減衰させるアッテネータ10a、10b
と、特定周波数帯成分を抽出するフィルタ11a、11
bと、可変増幅器12a、12bと、加算器13a、1
3bと、レベル判定部14と、増強量算出部15とを有
している。FIG. 1 shows the configuration of the embodiment. In FIG. 1, this example consists of functional processing in the DSP,
Attenuators 10a and 10b for attenuating digital audio input signals of right (R) and left (L) channels
And filters 11a, 11 for extracting the specific frequency band component
b, the variable amplifiers 12a and 12b, and the adders 13a and 1
3b, a level determination unit 14, and an enhancement amount calculation unit 15 are included.
【0017】次に、この実施例の構成における動作につ
いて説明する。図1において、フィルタ11a、11b
で特定周波数帯成分を抽出し、可変増幅器12a、12
bでK倍に増幅する。一方、アッテネータ10a、10
bで入力信号の振幅を6dB減衰させ、加算器13a、
13bで特定周波数帯成分と加算する。この加算処理終
了後のディジタルオーディオ信号をレベル判定部14へ
供給し、レベル判定の結果により、増強量算出部15を
制御する。Next, the operation of the configuration of this embodiment will be described. In FIG. 1, filters 11a and 11b are provided.
The specific frequency band component is extracted with and variable amplifiers 12a, 12
Amplify K times in b. On the other hand, attenuators 10a, 10
b attenuates the amplitude of the input signal by 6 dB, and the adder 13a,
In 13b, it is added to the specific frequency band component. The digital audio signal after the addition process is supplied to the level determination unit 14, and the enhancement amount calculation unit 15 is controlled according to the result of the level determination.
【0018】ここで、係数Kの最大値Kmaxと増強量X
の関係は次式で表せる。Here, the maximum value K max of the coefficient K and the amount of enhancement X
The relationship of can be expressed by the following equation.
【0019】[0019]
【数1】 [Equation 1]
【0020】図2はレベル判定から増強量算出部の処理
手順に係わるフロー図を示している。ここで設定するパ
ラメータはKmaxのみである。FIG. 2 is a flow chart relating to the processing procedure of the level judgment to enhancement amount calculation section. The parameter set here is only K max .
【0021】レベル判定ステップ(図中ではSと記載す
る)1では右(R)左(L)チャンネルの信号のレベル
がしきい値以上であるか否かを判定する。この実施例で
は右(R)左(L)信号の絶対値をとり、どちらかの符
号ビットを除く最大ビットが1か否かを判定している。
すなわちディジタル信号の最大値を0dBとすると−6
dB以上か否かを判定する。このステップ1で最大ビッ
ト=1を検出しなければステップ2に進み、係数KがK
maxより小さい場合にのみステップ3で係数Kに正の定
数Bを加算する。またステップ1で最大ビット=1を検
出した場合は、ステップ4でKmaxが0.5より大きい
か判断する。すなわち+6dBを越える増強を行うかの
判断をする。このステップ4でNoの場合はステップ5
でKminにKmaxを代入し、Yesの場合はステップ6で
Kminに0.5を代入する。ステップ4でNoの場合、
Kmin=Kmaxとすることにより、係数KをKmaxに収束
させる。ステップ4でYesの場合、Kmin=0.5と
することにより、係数Kは0.5以上に保持され+6d
Bの増強は保証されることになる。ステップ7では係数
KがKminより大きい場合のみステップ8で係数Kに負
の定数Aを加算する。In the level determining step (denoted by S in the drawing) 1, it is determined whether or not the signal levels of the right (R) and left (L) channels are above a threshold value. In this embodiment, the absolute values of the right (R) and left (L) signals are taken, and it is determined whether or not the maximum bit excluding either sign bit is 1.
That is, if the maximum value of the digital signal is 0 dB, it is -6
It is determined whether it is equal to or higher than dB. If the maximum bit = 1 is not detected in step 1, the process proceeds to step 2 and the coefficient K is K.
Only when it is smaller than max , the positive constant B is added to the coefficient K in step 3. When the maximum bit = 1 is detected in step 1, it is determined in step 4 whether K max is larger than 0.5. That is, it is determined whether or not the enhancement exceeding +6 dB is performed. If No in step 4, step 5
In step 6, K max is substituted into K min , and in the case of Yes, in step 6, 0.5 is substituted into K min . If No in step 4,
By setting K min = K max , the coefficient K is converged to K max . If Yes in step 4, by setting K min = 0.5, the coefficient K is maintained at 0.5 or more + 6d
B enhancement will be guaranteed. In step 7, the negative constant A is added to the coefficient K in step 8 only when the coefficient K is larger than K min .
【0022】以上のように、ステップ2、7の係数制限
により、係数Kの値は、最大値Kma xと最小値Kminの間
で変動し、増強量は係数Kの変動する範囲でフィードバ
ック的に自動調整される。[0022] As described above, the coefficient limiting step 2,7, feedback range values of the coefficient K is varied between a maximum value K ma x and the minimum value K min, enhancing amount of variation in the factor K Automatically adjusted.
【0023】この場合の定数Aの値は、係数Kが最大値
Kmaxから最小値Kminになるまでの最短時間Atを決定
する。また、定数Bの値は係数Kが最小値Kminから最
大値Kmaxになるまでの最短時間Ltを決定する。この
最短時間At、Ltは次式で表せる。ここでfsはサン
プリング周波である。The value of the constant A in this case determines the shortest time At for the coefficient K to change from the maximum value K max to the minimum value K min . Further, the value of the constant B determines the shortest time Lt from the minimum value K min to the maximum value K max of the coefficient K. The minimum times At and Lt can be expressed by the following equations. Here, fs is a sampling frequency.
【0024】[0024]
【数2】 [Equation 2]
【0025】[0025]
【数3】 [Equation 3]
【0026】この時、B<−Aの関係を持たせることに
より、違和感のない増強量調整を行うことができる。At this time, by providing the relationship of B <-A, it is possible to adjust the amount of enhancement without a feeling of strangeness.
【0027】また入力信号を一定量減衰させるアッテネ
ータを設けることにより、減衰させた分だけ増強量を保
証することができる。Further, by providing an attenuator that attenuates the input signal by a certain amount, it is possible to guarantee the amount of enhancement by the amount of attenuation.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のディジタルトーンコントロール装置の請求項1の発明
では、入力信号から特定周波数帯の信号を抽出し、これ
を入力信号に加算することにより増強を行い、その出力
信号のレベルを検出してフィードバック制御で適正に加
算量を調整するため、入力信号が、増強を行ってもディ
ジタルクリップを生じない低レベルの場合、入力信号を
減衰させなくとも増強を行うことができる。また入力信
号が、増強を行うとディジタルクリップを生じる大レベ
ルの場合は、増強量を制御し、ディジタルクリップを生
じない範囲で増強を行うことができる。As is apparent from the above description, according to the invention of claim 1 of the digital tone control apparatus of the present invention, a signal of a specific frequency band is extracted from an input signal and added to the input signal. Since the level of the output signal is boosted and the amount of addition is adjusted properly by feedback control, if the input signal is at a low level at which digital clipping does not occur even when boosted, the input signal is not attenuated. Both can be augmented. Further, when the input signal is at a large level at which digital clipping occurs when the enhancement is performed, it is possible to control the enhancement amount and perform the enhancement within the range where the digital clipping does not occur.
【0029】このように、入力信号を減衰させることな
く増強処理を行うため、ダイナミックレンジの縮小がな
く、しかもディジタルクリップを伴わない適正な増強が
可能となる。As described above, since the strengthening process is performed without attenuating the input signal, it is possible to perform the proper strengthening without reducing the dynamic range and without the digital clip.
【0030】請求項2の発明では、上記構成において、
B<−Aの関係をもたせることにより、聴感上違和感の
ない増強量調整を行うことができる。According to a second aspect of the invention, in the above configuration,
By providing the relationship of B <-A, it is possible to adjust the amount of enhancement without a sense of discomfort.
【0031】また、請求項3の発明では、上記構成に加
え、入力信号を一定量減衰させるアッテネータを設ける
ことにより、ここで減衰させた量に等しい増強量を最低
限保証できるようになる。According to the invention of claim 3, in addition to the above configuration, by providing an attenuator for a certain amount of attenuation of the input signal, it becomes possible to guarantee the minimum amount of enhancement equal to the amount of attenuation here.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の一実施例におけるディジタルトーンコ
ントロール装置の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a digital tone control device according to an embodiment of the present invention.
【図2】同実施例における動作処理手順を示すフロー図FIG. 2 is a flowchart showing an operation processing procedure in the embodiment.
【図3】従来のディジタルトーンコントロール装置の構
成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a conventional digital tone control device.
10a、10b アッテネータ 11a、11b フィルタ 12a、12b 可変増幅器 13a、13b 加算器 14 レベル判定部 15 増強量算出部 30a、30b アッテネータ 31a、31b トーンフィルタ 10a, 10b Attenuators 11a, 11b Filters 12a, 12b Variable amplifiers 13a, 13b Adder 14 Level determination unit 15 Enhancement amount calculation unit 30a, 30b Attenuators 31a, 31b Tone filter
Claims (3)
波数帯成分を抽出するフィルタと、上記フィルタにより
抽出された信号に係数Kを乗ずる乗算処理手段と、上記
乗算処理手段からの信号を入力信号に加算する加算手段
と、上記加算手段からの信号のレベルがしきい値以上か
否かを判断するレベル判定手段と、上記レベル判定手段
でしきい値以上のレベルを検出した場合に上記係数Kに
負の定数Aを加算する第1の定数加算手段と、上記レベ
ル判定手段でしきい値未満のレベルを検出した場合に上
記係数Kに正の定数Bを加算する第2の定数加算手段
と、上記係数Kの値が最大値Kmax以下かつKmin以上に
制限する制限手段とを備え、係数Kにより加算量を変化
させて増強量を調整することを特徴とするディジタルト
ーンコントロール装置。1. A filter for extracting a specific frequency band component of a digital audio input signal, multiplication processing means for multiplying the signal extracted by the filter by a coefficient K, and a signal from the multiplication processing means is added to the input signal. Addition means, level determination means for determining whether or not the level of the signal from the addition means is above a threshold value, and if the level determination means detects a level above the threshold value, the coefficient K is negative. First constant adding means for adding a constant A, second constant adding means for adding a positive constant B to the coefficient K when the level determining means detects a level less than a threshold value, and the coefficient and a limiting means for the value of K is limited more than or less and K min maximum value K max, digital tone control apparatus characterized by adjusting the enhancing amount by changing the addition amount by a factor K
−Aとしたことを特徴とする請求項1記載のディジタル
トーンコントロール装置。2. The relationship between the positive constant B and the negative constant A is B <
2. The digital tone control device according to claim 1, wherein the digital tone control device is A.
タを設けることを特徴とする請求項1記載のディジタル
トーンコントロール装置。3. The digital tone control apparatus according to claim 1, further comprising an attenuator that attenuates an input signal by a predetermined amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP921294A JPH07221571A (en) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | Digital tone controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP921294A JPH07221571A (en) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | Digital tone controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07221571A true JPH07221571A (en) | 1995-08-18 |
Family
ID=11714161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP921294A Pending JPH07221571A (en) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | Digital tone controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07221571A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007295144A (en) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Pioneer Electronic Corp | Audio processing unit, playback unit, method therefor, program therefor, and recording medium having recorded program |
JP2010187366A (en) * | 2009-01-14 | 2010-08-26 | Rohm Co Ltd | Automatic level control circuit, audio digital-signal processor using the same, and gain control method of variable gain amplifier |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP921294A patent/JPH07221571A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2010187366A (en) * | 2009-01-14 | 2010-08-26 | Rohm Co Ltd | Automatic level control circuit, audio digital-signal processor using the same, and gain control method of variable gain amplifier |
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