JPH09162663A - トーンコントロール装置 - Google Patents

トーンコントロール装置

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JPH09162663A
JPH09162663A JP7320128A JP32012895A JPH09162663A JP H09162663 A JPH09162663 A JP H09162663A JP 7320128 A JP7320128 A JP 7320128A JP 32012895 A JP32012895 A JP 32012895A JP H09162663 A JPH09162663 A JP H09162663A
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tone
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JP7320128A
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Katsushi Yamada
勝志 山田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アナロク/デジタル変換時の性能悪化を招く
クリップマージンを設けずに、異音の発生を阻止して入
出力レベルを等しく保つようにする。 【解決手段】 トーンコントロール調整キー17の設定
が0dB以下の場合、制御部20が入力減衰部14aを
0dBに設定し、トーンコントロール部14bを係数デ
ータに設定し、出力利得調整部14cは通常の−∞以上
0dB以下の範囲で設定する。LPF12からLPF1
6までの間でのオーディオ信号のレベル増加及びレベル
減衰は発生せず、トーンコントロール調整キー17で利
得増加周波数帯域を10dBと設定した場合、−∞以上
−12dB以下である条件を満たし、制御部20がDS
P14における入力減衰部14aに−10dBを設定
し、トーンコントロール部14bで、その設定帯域が1
0dB利得増加するように設定し、出力利得調整部14
cを相対的に10dB増加した値に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ信号の
トーン(音調)調整をデジタル信号処理で行うトーンコ
ントロール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は従来のトーンコントロール装置の
構成を示すブロック図である。図8において、この例の
トーンコントロール装置は、ローパスフィルタ(LP
F)1と、A/Dコンバータ2と、デジタルシグナルプ
ロセッサ(DSP)3と、D/Aコンバータ4と、LP
F5とを有している。
【0003】次に、この従来例の動作について説明す
る。図8において、このトーンコントロール装置では、
A/Dコンバータ2に、フルビットとなる最大レベルの
アナログオーディオ信号がLPF1から入力された場合
にも、DSP3でトーンコントロールの設定が行われた
際のデジタルクリップを阻止し、利得増加(トーンコン
トロール)処理を行っていない周波数帯域での入出力レ
ベルに関係なく、入力オーディオ信号と出力オーディオ
信号のレベルを等しく保つようにしている。LPF1、
A/Dコンバータ2を通じた入力オーディオ信号に対し
てDSP3で、特定周波数帯域のレベルを増加させる利
得増加処理を行い、その利得増加量の最大値に等しい量
をクリップマージンとして減衰させ、D/Aコンバータ
4,LPF5及びDSP3による利得増加量に等しい量
を増加させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような上記従来例
のトーンコントロール装置では、A/Dコンバータ2で
フルビットになる最大レベルのアナログオーディオ信号
が、A/Dコンバータ2に入力された場合、DSP3へ
の入力がフルビットとなる。このとき、DSP3で利得
増加のトーンコントロールを行うと、デジタルクリップ
状態になり、ノイズや異音が出力される。これはDSP
3でのデジタル処理でのオーバーフローや折り返し波形
が発生して、そのオーバーフロー補正処理によって、演
算値が最大値又は最小値に固定されるためである。した
がって、最大入力レベルを越えない、あらゆる入力オー
ディオ信号が入力されても、その利得増加のトーンコン
トロールが行われた際に、デジタルクリップを阻止する
必要がある。上記従来例ではA/Dコンバータ2の入力
レベルが、DSP3で行うトーンコントロールの最大利
得増加量の分だけ小さくなり、A/Dコンバータ2での
アナロク/デジタル変換時のダイナミックレンジなどの
性能が劣化がする。特にトーンコントロールでのレベル
減衰を行っていない場合にも、最大利得時のデジタルク
リップを阻止するクリップマージンのための性能が悪化
するという欠点があった。
【0005】本発明は、このような従来の技術における
課題を解決するものであり、アナロク/デジタル変換時
の性能悪化を招くクリップマージンを設けずに、異音の
発生を阻止して、入出力レベルを等しく保つことが出来
る優れたトーンコントロール装置を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、トーンコントロール手段での利得増加に
対応して入力デジタルオーディオ信号の利得を前段の入
力減衰手段で減衰させ、トーンコントロール手段の出力
信号の利得を後段の出力利得調整手段で調整し、このト
ーンコントロール手段での利得可変量と、ここでの変更
履歴に従ってトーンコントロール手段、入力減衰手段及
び出力利得調整手段の設定量を制御手段で制御するよう
にしたものである。
【0007】以上により、異音の発生を阻止して、入出
力レベルを等しく保つことが出来る優れたトーンコント
ロール装置が得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、入力デジタルオーディオ信号の特定周波数帯域で設
定される利得増減を行うトーンコントロール手段と、ト
ーンコントロール手段の前段に設けられ、トーンコント
ロール手段での利得増加に対応して入力デジタルオーデ
ィオ信号の利得を減衰させる入力減衰手段と、トーンコ
ントロール手段の後段に設けられ、トーンコントロール
手段の出力信号の利得を調整する出力利得調整手段と、
トーンコントロール手段での利得可変量と、この変更履
歴に従ってトーンコントロール手段、入力減衰手段及び
出力利得調整手段の設定量を制御する制御手段とを備え
たものであり、入力デジタルオーディオ信号の利得増加
量に等しいレベルを減衰しており、音声周波数信号をデ
ジタル信号に変換する際の、A/Dコンバータでの最大
のダイナミックレンジが確保され、また、トーンコント
ロール手段での演算数値が最大値となり、デジタルクリ
ップが阻止され、かつ、入出力レベルが等しく保たれる
という作用を有する。
【0009】また、請求項2に記載の発明は、出力利得
調整手段が、トーンコントロール手段の出力信号の利得
を調整し、音量ボリューム機能を兼ね備えるものであ
る。
【0010】また、請求項3に記載の発明は、制御手段
が1サンプリング周期内で、トーンコントロール手段で
設定された利得増加に等しい量の利得減衰を入力減衰手
段に設定し、次に、トーンコントロール手段での利得増
加を設定しし、さらに、トーンコントロール手段で設定
される利得増加と同量の利得増加を出力利得調整手段に
設定してものであり、設定制御の順序に係わらずデジタ
ルクリップが生じず異音が発生しなくなるという作用を
有する。
【0011】また、請求項4に記載の発明は、制御手段
が、1サンプリング周期外で制御を行う場合、トーンコ
ントロール手段で利得増加が設定された際に、トーンコ
ントロール手段で利得増加に等しい量の利得減少を入力
減衰手段に設定した後に、トーンコントロール手段での
利得増加を設定すると共に、トーンコントロール手段で
の利得増加量が減少に設定された場合、トーンコントロ
ール手段での利得増加に等しい量の利得増加を入力減衰
手段に設定した後に、トーンコントロール手段での利得
増加を設定するものであり、この制御周期を分割した場
合、入力減衰手段の設定後にトーンコントロール手段の
設定が行われ、デジタルクリップが生じず異音が発生し
なくなるという作用を有する。
【0012】次に、本発明のトーンコントロール装置の
実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0013】(実施の形態1)図1は本発明のトーンコ
ントロール装置の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。図1において、コンパクトディスク(CD)装置な
どが再生したステレオオーディオ信号を出力する音源1
1と、この音源11からのステレオオーディオ信号にお
ける所定周波数帯域を通過させるLPF12と、このL
PF12からの音源11が出力するオーディオ信号をデ
ジタル信号に変換して出力するA/Dコンバータ13と
を有している。さらに、A/Dコンバータ13からのオ
ーディオ信号に対して設定された利得増加などを設定し
て出力するDSP14と、このDSP14からのオーデ
ィオ信号をアナログ信号に変換して出力するD/Aコン
バータ15と、D/Aコンバータ15が出力するオーデ
ィオ信号の不要信号を除去するLPF16とが設けられ
ている。また、使用者が所望の周波数帯域でレベルを可
変する設定を行うためのトーンコントロール調整キー1
7と、DSP14からのオーディオ信号を増幅して出力
する増幅器18と、この増幅器18で増幅されたステレ
オオーディオ信号を出力するスピーカ19と、トーンコ
ントロール調整キー17の設定に基づいてDSP14で
のトーンコントロールを制御する制御部20とを有して
いる。
【0014】DSP14はA/Dコンバータ13からの
オーディオ信号を制御部20の制御で減衰させる入力減
衰部14aと、制御部20の制御による利得増加を、入
力減衰部14aが減衰処理したオーディオ信号に対して
制御するトーンコントロール部14bとを備えている。
さらに、トーンコントロール部14bが出力するオーデ
ィオ信号に対し制御部20の制御によって利得調整を行
い、音量ボリューム機能を兼ね備える出力利得調整部1
4cを有している。
【0015】次に、この実施形態の動作について説明す
る。音源11からのステレオオーディオ信号がLPF1
2を通じて所定の周波数帯域が抽出され、A/Dコンバ
ータ13でデジタル信号に変換される。この場合、音源
11からA/Dコンバータ13の出力がフルビットにな
るステレオオーディオ信号が送出される。トーンコント
ロール調整キー17の設定が0dB以下の場合、制御部
20はDSP14でのデジタル信号処理プログラムで実
行する入力減衰部14aを0dBに設定し、また、トー
ンコントロール部14bをトーンコントロール調整キー
17の設定に基づいた係数データに設定する。出力利得
調整部14cは通常の−∞以上0dB以下の範囲で設定
する。DSP14からのデジタルオーディオ信号がアナ
ログ信号に変換され、LPF16を通じて所定の周波数
領域を除去して増幅器18に出力し、ここで増幅したオ
ーディオ信号がスピーカ19を通じて出力される。LP
F12からLPF16までの間でのオーディオ信号のレ
ベル増加及びレベル減衰は生じない。
【0016】図2は、トーンコントロール調整キー17
の設定が0dB以下の場合でのDSP14の動作状態を
示す図である。図2において、トーンコントロール調整
キー17の設定が0dB以下の場合、制御部20はDS
P14でのデジタル信号処理プログラムで実行する入力
減衰部14aを0dBに設定し、トーンコントロール部
14bでは、オーディオ信号のレベル増加が設定され
ず、かつ、出力利得調整部14cが−20dBに設定さ
れる。
【0017】図3は、トーンコントロール調整キー17
の設定が10dB以下の場合でのDSP14の動作状態
を示す図である。図3において、このトーンコントロー
ル調整キー17で、その利得増加周波数帯域を10dB
と設定した場合、この際、−∞以上−12dB以下であ
る条件を満たした上で、制御部20がDSP14におけ
る入力減衰部14aに−10dBを設定し、トーンコン
トロール部14bを、その設定帯域である低域が10d
B利得増加するように設定し、−∞以上−12dB以下
である出力利得調整部14cを相対的に10dB増加し
た値に設定する。
【0018】次に、この図3に示すトーンコントロール
調整キー17の設定状態から、その設定量が12dBに
変化した場合について説明する。
【0019】図4は、トーンコントロール調整キー17
の設定が12dBに変化した場合のDSP14の動作状
態を示す図である。図4において、制御部20はDSP
14における入力減衰部14aに対して−12dBを設
定し、トーンコントロール部14bを低域が12dB利
得増加するように設定し、出力利得調整部14cを音量
ボリュームの値から相対的に12dB増加した−8dB
に設定する。
【0020】この図3、図4に示す動作での制御部20
の時間軸上の動作について説明する。例えば、この実施
形態のトーンコントロール装置がステレオオーディオ装
置に設けられた場合、制御部20はトーンコントロール
部14bの制御以外にも電源系管理、表示系管理等の多
種の制御を実行しており、その一つの制御周期は数10
msになる。また、この一つの制御周期内において、ト
ーンコントロール装置の制御時間が限られる場合、DS
P14の入力減衰部14a、トーンコントロール部14
b及び出力利得調整部14cの各制御が、複数の制御周
期に分割されることがある。
【0021】図5は、この一つの制御周期に一連の処理
の制御を実行する場合を示す図である。図5において、
入力減衰部14aの設定を−10dBから−12dBに
変更してから、トーンコントロール部14bの設定を+
10dBから+12dBに変更する。出力利得調整部1
4cでの−10dBから−8dBへの変更は、いずれの
タイミングでもよいが、制御部20の連続した制御周期
で行い、聴感上で違和感がない瞬時の変化を確保でき
る。
【0022】次に、図4に示す設定状態からトーンコン
トロール調整キー17で8dBに設定を変更した場合を
説明する。図6は、この図4に示す設定状態からトーン
コントロール調整キー17で8dBに設定を変更した場
合の動作状態を説明するための図である。図6におい
て、制御部20はDSP14の入力減衰部14aに−8
dBを設定し、トーンコントロール部14bを、その設
定帯域である低域が8dB利得増加するように設定し、
出力利得調整部14cを音量ボリュームの値から相対的
に8dB増加したである−12dBに設定する。
【0023】次に、この動作における制御部20の時間
軸上の動作について説明する。図7は一つの制御周期に
一つの処理の制御のみを実行する場合を示す図である。
図7において、トーンコントロール部14bの設定を+
10dBから+8dBに変更してから、入力減衰部14
aの設定を−10dBから−8dBに変更する。出力利
得調整部14cの−10dBから−12dBへの変更
は、いずれのタイミングでも良い。しかし、制御部20
での連続した制御周期で行うことによって、聴感上で違
和感がない瞬時の変化を確保できる。なお、図2から図
7に示す動作では、トーンコントロール調整キー17の
設定を12dBとしたが、一般にX(>0)dBとした
場合、次式(1)を満たした上で、制御部20が制御す
る入力減衰部14aの設定値を次式(2)で表すことが
出来る。また、出力利得調整部14cの設定値は次式
(3)で表すことが出来る。
【0024】 −∞≦音量ボリューム値≦−X …(1) 入力減衰量=−X (X≧0) …(2) 出力利得調整部14cの設定値=(音量ボリューム値)+X…(3) ただし、(数1)から明らかなようにボリューム値が−
X(≦0)dBならば、制御可能な利得増加量の最大
は、XdBとなり、仮に、音量ボリューム値が最大0d
Bならば、いかなる利得増加も不可能となる。これは聴
感上で高音質を維持し、増幅器18への最大入力レベル
がA/Dコンバータ13の最大入力レベルと等しくな
り、レベルの管理処理が容易になる。
【0025】また、図2から図7に示す動作では利得増
加帯域を低域としたが、いかなる帯域でも良い。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のトーンコントロール装置は、トーンコントロール手段
での利得増加に対応して入力デジタルオーディオ信号の
利得を前段で減衰させ、トーンコントロール手段の出力
信号の利得を後段で調整し、このトーンコントロール手
段での利得可変量と、この変更履歴に従ってトーンコン
トロール手段、入力減衰手段及び出力利得調整手段の設
定量を制御手段で制御しているため、アナロク/デジタ
ル変換時の性能悪化を招くクリップマージンを設けず
に、異音の発生を阻止して、入出力レベルを等しく保つ
ことが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるトーンコントロール
装置のブロック図
【図2】同実施形態あってトーンコントロール調整キー
の設定が0dB以下の場合でのDSPの動作状態を示す
特性図
【図3】同実施形態あってトーンコントロール調整キー
の設定が10dBの場合でのDSPの動作状態を示す特
性図
【図4】同実施形態あってトーンコントロール調整キー
の設定が12dBの場合でのDSPの動作状態を示す特
性図
【図5】同実施形態あって制御周期に一連の処理を制御
する場合のタイミング図
【図6】同実施形態あってトーンコントロール調整キー
の設定が8dBの場合でのDSPの動作状態を示す特性
【図7】同実施形態あって制御周期に一つの処理のみを
制御する場合のタイミング図
【図8】従来のトーンコントロール装置の構成を示すブ
ロック図
【符号の説明】
11 音源 12 LPF 13 A/Dコンバータ 14 DSP 14a 入力減衰部 14b トーンコントロール部 14c 出力利得調整部 16 LPF 17 トーンコントロール調整キー 18 増幅器 19 スピーカ 20 制御部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力デジタルオーディオ信号の特定周波
    数帯域で設定される利得増減を行うトーンコントロール
    手段と、前記トーンコントロール手段の前段に設けら
    れ、前記トーンコントロール手段での利得増加に対応し
    て入力デジタルオーディオ信号の利得を減衰させる入力
    減衰手段と、前記トーンコントロール手段の後段に設け
    られ、前記トーンコントロール手段の出力信号の利得を
    調整する出力利得調整手段と、前記トーンコントロール
    手段での利得可変量と、この変更履歴に従って前記トー
    ンコントロール手段、入力減衰手段及び出力利得調整手
    段の設定量を制御する制御手段とを備えることを特徴と
    するトーンコントロール装置。
  2. 【請求項2】 前記出力利得調整手段が、トーンコント
    ロール手段の出力信号の利得を調整し、音量ボリューム
    機能を兼ね備えることを特徴とする請求項1記載のトー
    ンコントロール装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段が、1サンプリング周期内
    で、トーンコントロール手段で設定された利得増加に等
    しい量の利得減衰を入力減衰手段に設定し、次に、トー
    ンコントロール手段での利得増加を設定し、さらに、ト
    ーンコントロール手段で設定される利得増加と同量の利
    得増加を出力利得調整手段に設定することを特徴とする
    請求項1記載のトーンコントロール装置。
  4. 【請求項4】 前記制御手段が、1サンプリング周期外
    で制御を行う場合、トーンコントロール手段で利得増加
    が設定された際に、トーンコントロール手段で利得増加
    に等しい量の利得減少を入力減衰手段に設定した後に、
    トーンコントロール手段での利得増加を設定すると共
    に、トーンコントロール手段での利得増加量が減少に設
    定された場合、トーンコントロール手段での利得増加に
    等しい量の利得増加を入力減衰手段に設定した後に、ト
    ーンコントロール手段での利得増加を設定することを特
    徴とする請求項1記載のトーンコントロール装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006319803A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Pioneer Electronic Corp デジタルバスブースト装置及びバーチャルサラウンドデコーダ装置
JP2006319804A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Pioneer Electronic Corp デジタルバスブースト装置及びバーチャルサラウンドデコーダ装置
JP2010252278A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 J&K Car Electronics Corp 周波数特性調整装置、プログラム、及び周波数特性調整方法

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