JPH088770A - 送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリエンファシス処理を行った後の音声デー
タを送信する送信機への過大入力を適切に抑制する。 【構成】 音声データａｄｉの振幅が所定閾値より大で
あるときリミッタ処理部５においてそのデータの高域周
波数成分の振幅を抑制する。この抑制後のデータに対し
てプリエンファシス処理を行って送信する。電子楽器の
音等のように高域周波数成分が低域周波数成分と同様の
レベルの音声についてプリエンファシス処理を行っても
後段の送信機へ過大入力になることはない。その抑制を
する場合、制御時間データａｔに応じて高域周波数成分
の振幅を徐々に抑制し、振幅が閾値より小になったとき
復帰時間データｒｔに応じてその抑制を徐々に解除す
る。徐々に抑制・抑制解除することにより、聴感への影
響を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は送信装置に関し、特に入
力音声データの振幅を抑制する抑制手段を含み、この抑
制後のデータに対してプリエンファシス処理を行って送
信する送信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンファシス（ｅｍｐｈａｓｉｓ）処理
とは、周波数特性における高域周波数成分を通常のレベ
ルより持ち上げることをいう。最近のカセットデッキ装
置等において雑音を低減するための手法として録音時に
高域周波数を高くして収録し再生時に高域周波数成分を
落として見かけ上のＳＮ比を向上させる時にこのエンフ
ァシス処理が使用される。すなわち、エンファシス処理
は周波数軸において高域周波数成分のゲインを上げる処
理である。なお、高域周波数成分を高くすることをプリ
エンファシス（ｐｒｅ―ｅｍｐｈａｓｉｓ）処理、逆に
落とすことをディエンファシス（ｄｅ―ｅｍｐｈａｓｉ
ｓ）処理という。

【０００３】一般にテレビジョン（ＴＶ）放送等におい
ては、このエンファシス処理を行うことにより音声信号
のＳＮ比を向上させている。すなわち、放送局側の送信
機においてプリエンファシス処理を行った後にＦＭ変調
して送信し、受信機においてはＦＭ復調後の受信信号に
ついてディエンファシス処理を行っている。送受信の際
に混入する雑音成分に対してはディエンファシス処理だ
けが行われるため、これにより音声信号の高域周波数成
分の見かけ上のＳＮ比を向上させることができる。

【０００４】ここで、自然界等における音声の高域周波
数成分は低いレベルでのみ存在しており、また人間の耳
も高周波領域では聴感レベルが低下するため、ＴＶ放送
では放送開始当初からこのエンファシス処理が行われ、
音声信号のＳＮ比を向上させていた。すなわち、送信さ
れる音声データが自然界等におけるものである限り、こ
のエンファシス処理の効果は大きく、必ずエンファシス
処理を行って送受信することが放送規約で定められてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現在では電気
楽器が進歩し、また高周波領域がはっきりした音が好ま
れるようになり、高周波領域を強調した音声データを作
成することもできるようになった。このような音声デー
タを送信する場合、放送局の送信機のエンファシスによ
り高域周波数のレベルが上げられるため高域周波数成分
では送信機の最大入力レベル以上の信号になってしまう
という問題点がある。

【０００６】そこで、かかる音声データについてはエン
ファシス処理を行わなければ、送信機の最大入力レベル
を越えないように送受信することができるが、放送規約
上必ずエンファシス処理を行わなければならない。

【０００７】ここで、かかる問題点を解決するため、過
大な入力が印加されないように送信機に周知の音声リミ
ッタ装置を設ける方式が考えられる。この音声リミッタ
装置は、一般にはアナログ信号を処理するための装置と
して放送送信システムあるいは製作プロダクションに使
用されている。その使用目的は、放送局において製作さ
れ送出される音声プロダクションが送信機あるいは公共
電話回線の入力に対して過大入力とならないように音声
レベルを制限することである。これは、限られた音声の
入力レベルに対して過大出力とならないように制限する
ためとその入力の最大レベルを有効に使用するためであ
る。

【０００８】すなわち、音声プログラムを製作する場合
には、いくつもの音声信号をＭＩＸ（ボーカルや楽器音
を加算）するために夫々のレベルが加算されることを考
慮して音声信号を入力するため、個々の音声素材を単独
で使用すると非常に低いレベルの音声レベルになってし
まう。そこで、ＭＩＸされた音声プログラムの単独音声
素材もできるだけ同じレベルの出力になるようにし、音
声プログラムのレベルダイヤを有効に使用することにな
る。

【０００９】しかし。この従来のリミッタ装置では、エ
ンファシス等による周波数依存性がない。これは、自然
界等における高域周波数成分は低いレベルでのみ存在し
ており、また人間の耳も高周波領域では聴感レベルが低
下するため、リミッタ装置において高周波領域を意識す
る必要はなかったからである。

【００１０】したがって、従来のリミッタ装置で送信機
への過大入力を抑制するには、高域周波数成分のエンフ
ァシスを考慮して閾値を低く設定せざるを得ない。する
と、通常の音声が非常に低いレベルで放送されるという
欠点がある。

【００１１】また、ディジタル音声データにおいて変換
される音声信号の周波数が高い（サンプリグ周波数の１
／２近傍）場合、標本化された音声データの値は非常に
粗であるため必ずしも入力信号のピークデータをとらえ
ることができない。そのため、音声データで検出する音
声レベルよりも低いレベルの信号として扱われる可能性
があり、正確なリミッタ制御動作を行うことができない
という欠点もある。

【００１２】本発明は上述した従来の欠点を解決するた
めになされたものであり、その目的は送信機への過大入
力を適切に抑制することのできる送信装置を提供するこ
とである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による送信装置
は、入力音声データの振幅を抑制する抑制手段を含み、
この抑制後のデータに対してプリエンファシス処理を行
って送信する送信装置であって、前記抑制手段は前記入
力音声データの振幅が所定閾値より大であるとき該デー
タに対して高域周波数成分の振幅を抑制する高域抑制処
理を行うことを特徴とする。

【００１４】

【作用】入力音声データの振幅が所定閾値より大である
ときそのデータに対して高域周波数成分の振幅を抑制
し、この抑制後のデータに対してプリエンファシス処理
を行って送信する。その場合、高域周波数成分の振幅を
徐々に抑制し、その振幅が閾値より小になったときその
抑制を徐々に解除する。

【００１５】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１６】図１は本発明による送信装置の第１の実施
例の主要部の構成を示すブロック図である。図におい
て、本発明の第１の実施例による送信装置は、フォーマ
ット化されたディジタル音声信号ｉｄ（ｉｎｐｕｔ ｄ
ａｔａ）から音声データａｄｉ（ａｕｄｉｏ ｄａｔａ
ｉｎｐｕｔ）を検出するデコーダ１と、この検出され
た音声データａｄｉを一旦保持する音声データバッファ
メモリ２と、検出された音声データａｄｉに対してエン
ファシス演算を行うエンファシス演算部３と、この演算
部３で演算された音声データｅｄ（ｅｍｐｈａｓｉｓ
ｄａｔａ）によりリミッタの入出力特性演算乗数Ｌｄ
（Ｌｉｍｉｔｔｅｒ ｄａｔａ）を出力する入出力特性
データ演算部４とを含んで構成されている。

【００１７】また、本発明の第１の実施例による送信装
置は、入出力特性演算乗数Ｌｄによりリミッタ処理演算
を行うリミッタ処理部５と、演算出力データｃｄ（ｃａ
ｌｃｕｌａｔｅ ｄａｔａ）をフォーマット化されたデ
ィジタル音声データｏｄ（ｏｕｔｐｕｔ ｄａｔａ）に
変換するエンコーダ６とを含んで構成されている。この
エンコーダ６から出力されるディジタル音声データｏｄ
についてプリエンファシス処理が行われた後、ＦＭ変調
等されて送信されるのである。

【００１８】なお、図中の制御時間データａｔ（ａｔｔ
ａｃｋ ｔｉｍｅ）は、音声データバッファメモリ２か
ら出力された音声データａｄｏ（ａｕｄｉｏ ｄａｔａ
ｏｕｔ）と入力データｅｄにより音声データバッファ
メモリ２から出力される音声データａｄｏに対して抑制
制御を開始する際の時間を定めるためのデータであり、
復帰時間データｒｔ（ｒｅｒｅｓｅ ｔｉｍｅ）は、抑
制状態から解放する際の時間を定めるためのデータであ
る。

【００１９】フォーマット化されたディジタル音声デー
タｉｄは、シリアルで伝送されるディジタル音声データ
におけるＬｃｈ又はＲｃｈの識別情報、音声データの切
れ目を示す情報等が予め定められたフォーマットにした
がって伝送されるデータである。例えば図２に示されて
いるように、フレーム０、フレーム１、…のようにフォ
ーマット化されており、各フレームの幅Ｔは（１／サン
プリング周波数）である。そして、各フレームはサブフ
レームＬ及びサブフレームＲから構成される。

【００２０】フレーム０のサブフレームＬに着目する
と、このサブフレームはフレームの先頭を示すと共に自
サブフレームがＬであるかＲであるかをも示すプリアン
ブルＰＡと、音声データＤと、各種フラグＦと、パリテ
ィーフラグＰとから構成されている。このフォーマット
化されたディジタル音声信号からデコーダ１が音声デー
タＤを検出するのであり、検出された音声データは音声
データバッファメモリ２に一旦保持される他、エンファ
シス演算部３に入力されるのである。

【００２１】図１に戻りかかる構成において、フォーマ
ット化されたディジタル音声データｉｄよりデコーダ１
により検出された音声データａｄｉは、エンファシス演
算部３により入力信号に対して高域周波数成分を入力デ
ータよりレベルを上げる処理を行いエンファシス演算さ
れた音声データｅｄにより予め設定されていた入出力特
性演算乗数算出データＬｄを演算部４により出力する。
また、音声データバッファメモリは、エンファシス演算
部３と入出力特性データ演算部４の処理遅延を吸収し特
性乗数算出データＬｄとタイミングを一致させた音声デ
ータａｄｏをリミッタ処理部５へ出力する。

【００２２】リミッタ処理部５は、音声データａｄｏに
対して抑制制御を開始するための制御時間データａｔ、
抑制状態より解放するための復帰時間データｒｔ及び入
出力特性演算乗数Ｌｄによりリミッタ処理演算を行う。

【００２３】リミッタ処理部５によりリミッタ制限処理
が行われた結果の演算出力データｃｄをエンコーダ６に
入力しエンコーダ６はフォーマット化された出力音声デ
ィジタル信号ｏｄを出力する。

【００２４】ここで、エンファシス演算部３でエンファ
シス演算を行うのは、入出力特性演算部４から出力され
る入出力特性演算乗数Ｌｄを小さくするためである。す
なわち、図３に示されているように入力信号の振幅が所
定の閾値ＶTHより小であるときエンファシス演算が行わ
れず、演算部４から出力される演算乗数Ｌｄは「１」で
ある。ところが、入力信号の振幅が閾値ＶTHより大にな
ったときにはエンファシス演算が行われ、演算部４から
出力される演算乗数Ｌｄが「１／ｎ」となるのである
（図中矢印Ｙａ）。これが制御動作であり、これにより
送信機への過大入力を防止するのである。

【００２５】そして、この抑制されている状態において
入力信号の振幅が閾値ＶTHより小になったときにはエン
ファシス演算が行われなくなり、演算部４から出力され
る演算乗数Ｌｄは「１」に戻るのである（図中矢印Ｙ
ｂ）。これが復帰動作であり、これにより制御動作によ
る抑制動作が解除される。

【００２６】この場合、制御動作や復帰動作をいきなり
行ったのでは、聴感上窮屈な音になったり、歪みが発生
するためにある一定時間で変化させる。例えば、図４
（ａ）に示されているように、入力信号の振幅が所定の
閾値ＶTHより大になったときには、同図（ｂ）に示され
ているように徐々に振幅を抑制する。このとき、振幅を
８０［％］抑制するまでの時間が図中の制御時間ＡＴＫ
ｔである。

【００２７】一方、抑制されている状態において図５
（ａ）に示されているように、入力信号の振幅が所定の
閾値ＶTHより小になったときには、同図（ｂ）に示され
ているように徐々に振幅の抑制を解除する。このとき、
振幅を８０［％］復帰させるまでの時間が図中の復帰時
間ＲＥＣｔである。

【００２８】以上により、音声データａｄｉの振幅が所
定値より大きいときにのみそのデータの高域周波数成分
の振幅を抑制することにより、送信機において過大入力
が生じないのである。

【００２９】図６は本発明による送信装置の第２の実施
例の主要部の構成を示すブロック図であり、図１と同等
部分は同一符号により示されている。図において、本発
明の第２の実施例による送信機は、上述した第１の実施
例とは異なり外部からのエンファシスセレクト信号ＥＸ
Ｃ（Ｅｘｔａｒｎａｌ ｃｌｏｃｋ）によりエンファシ
ス演算部３におけるエンファシス特性を変更できる構成
を有している。

【００３０】これは、送信する音声データの内容に応じ
て最適なエンファシス特性を選択するためである。例え
ば、図７に示されているような自然界の音は、高域成分
が少ないので送信の際に高域周波数成分の抑制を行う必
要がない。

【００３１】これに対し、電子楽器等による音は図８に
示されているように低域成分も高域成分も全て同一レベ
ルであったり（図中）、音声素材によっては高域成分
が強調されている場合もある（図中）。したがって、
これら電子楽器等の音声は送信機への過大入力を防ぐた
めに、送信の際に高域周波数成分の抑制を行う必要があ
る。

【００３２】さらに、入力信号０［ｄＢ］におけるエン
ファシス特性について図９を参照して説明する。まず、
本来的に送信の際に図中の８ａで示されているような７
５［μｓ］のプリエンファシスをかけているとすると、
図７に示されているような自然界の音（ドラマやニュー
スの音声等）は、その高域周波数成分を抑制する必要が
ない。よって、エンファシス演算部３におけるエンファ
シス特性は図９中の８ｄで示されているように低周波帯
域から高周波帯域までフラットな特性とする。つまり、
周波数に関係なく０［ｄＢ］のままである。

【００３３】一方、図８中ののような低域成分も高域
成分も同一レベルである音については、エンファシス演
算部３におけるエンファシス特性を図９中の８ｃで示さ
れているような時定数が２０［μｓ］のエンファシスと
する。これにより、１ｋ［Ｈｚ］以下の周波数帯域につ
いては上述した自然界の音と同様にフラットな特性であ
るが、それを越える周波数が高い帯域では１ｋ［Ｈｚ］
において４［ｄＢ］となるようなエンファシス処理を行
う。

【００３４】また、図８中ののような高域成分が強調
された音は、エンファシス特性を図９中の８ｂで示され
ているような時定数が４０［μｓ］のエンファシスとす
る。これにより、１ｋ［Ｈｚ］以下の周波数帯域につい
ては同様にフラットな特性であるが、それを越える周波
数が高い帯域では１０ｋ［Ｈｚ］において８．５［ｄ
Ｂ］となるようなエンファシス処理を行う。

【００３５】これらの選択をするための制御信号が上述
したエンファシスセレクト信号ＥＸＣである。この信号
の選択により音声素材に応じた適切な抑制を行うことが
できる。つまり、送信に使用する変調器の特性等を予め
知ることができるので、その特性に応じて適切な時定数
のエンファシス特性を選択すれば良い。

【００３６】以上のように、音声信号の放送伝搬におい
て送信機の前段においてプリエンファシスをかけ、受信
機にてディエンファシスを行う方式となっており、送信
機の入力にて過大音声信号をリミッタにて制限をかけて
も高周波数成分は信号レベルが持ち上げられ送信機に過
大入力となる可能性があるが、エンファシスをかけるこ
とで高域周波数成分に対してリミッタの制限動作が通常
の帯域（可聴帯域）よりも低いレベルでリミッタ動作が
行われるため、送信機に対して過大入力となることがな
いのである。

【００３７】また、特にディジタル音声データにおいて
変換される音声信号の周波数が高い（サンプリング周波
数の１／２近傍）場合、標本化された音声データの値は
非常に粗であり、必ずしも入力信号のピークデータをと
らえることができず音声データで検出する音声レベルよ
りも低いレベルの信号として扱われる可能性があるが、
エンファシスをかけることにより高域周波数成分でのピ
ーク検出の補正を行うこともできる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、入力音声
データの振幅が所定閾値より大であるときそのデータに
対して高域周波数成分の振幅を抑制し、この抑制後のデ
ータに対してプリエンファシス処理を行って送信するこ
とにより、送信機に対して過大入力となることがないと
いう効果がある。その抑制の際、高域周波数成分の振幅
を徐々に抑制し、その振幅が閾値より小になったときそ
の抑制を徐々に解除することにより、抑制の際の聴感へ
の影響を小さくすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による送信装置の主要部
の構成を示すブロック図である。

【図２】ディジタル音声データのフォーマットの例を示
す図である。

【図３】入出力特性演算部から出力される入出力特性演
算乗数の値を示す図である。

【図４】図１の送信装置における抑制動作を示す波形図
であり、（ａ）は抑制前、（ｂ）は抑制後を示す。

【図５】図１の送信装置における抑制解除動作を示す波
形図であり、（ａ）は抑制解除前、（ｂ）は抑制解除後
を示す。

【図６】本発明の第２の実施例による送信装置の主要部
の構成を示すブロック図である。

【図７】自然界の音の周波数特性の例を示す図である。

【図８】電子楽器等の音の周波数特性の例を示す図であ
る。

【図９】エンファシス演算部における動作を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ デコーダ ２ 音声データバッファメモリ ３ エンファシス演算部 ４ 入出力特性データ演算部 ５ リミッタ処理部 ６ エンコーダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力音声データの振幅を抑制する抑制手
   段を含み、この抑制後のデータに対してプリエンファシ
   ス処理を行って送信する送信装置であって、前記抑制手
   段は前記入力音声データの振幅が所定閾値より大である
   とき該データに対して高域周波数成分の振幅を抑制する
   高域抑制処理を行うことを特徴とする送信装置。
2. 【請求項２】 前記抑制手段は、前記音声データの振幅
   が所定閾値より大になったとき該データの高域周波数成
   分の振幅を徐々に抑制し、該振幅が前記閾値より小にな
   ったときその抑制を徐々に解除することを特徴とする請
   求項１記載の送信装置。
3. 【請求項３】 前記高域抑制処理の処理特性を外部制御
   により変更できるようにしたことを特徴とする請求項１
   又は２記載の送信装置。