JPH09258781A - デジタル音声処理装置 - Google Patents
デジタル音声処理装置Info
- Publication number
- JPH09258781A JPH09258781A JP9025327A JP2532797A JPH09258781A JP H09258781 A JPH09258781 A JP H09258781A JP 9025327 A JP9025327 A JP 9025327A JP 2532797 A JP2532797 A JP 2532797A JP H09258781 A JPH09258781 A JP H09258781A
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- JP
- Japan
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- gain
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G7/00—Volume compression or expansion in amplifiers
- H03G7/007—Volume compression or expansion in amplifiers of digital or coded signals
Landscapes
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮開始時における利得勾配の不連続部によ
る音声歪みを軽減する。 【解決手段】 入力デジタル音声信号の利得を変える可
変利得要素が、検出された入力信号の大きさが第１の閾
値と第２の閾値の間にあるとき、適用する利得を第１の
所定勾配から第２の所定勾配へ単調に変化させる動作を
する如きデジタル圧縮プロセッサを提供することによっ
て、課題を解決した。
る音声歪みを軽減する。 【解決手段】 入力デジタル音声信号の利得を変える可
変利得要素が、検出された入力信号の大きさが第１の閾
値と第２の閾値の間にあるとき、適用する利得を第１の
所定勾配から第２の所定勾配へ単調に変化させる動作を
する如きデジタル圧縮プロセッサを提供することによっ
て、課題を解決した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル音声信号
の処理に関するものである。
の処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】音声ミキシング操作卓の如き多くの最新
音声処理装置では、従来アナログ領域で行われてきた音
声処理操作が、今やサンプリングされたデジタル音声信
号について行われている。
音声処理装置では、従来アナログ領域で行われてきた音
声処理操作が、今やサンプリングされたデジタル音声信
号について行われている。
【０００３】その一例は、デジタル音声ミキシング操作
卓の「ダイナミックス」部である。ダイナミックス処理
とは、一般に音声信号に対して非線形的作用を行う（簡
単な利得調整や付加的ミキシングのほぼ線形的な技法に
比べて）一群の処理技法のことである。通常、「ダイナ
ミックス」として分類される作用は、音声信号で表され
る音響に歪みを与える傾向がある。ただし、その歪みが
快いか或いは有益なことも多い。例えば、音声信号に与
える利得を非線形的に調整（即ち「圧縮」）して音声信
号のレベルをもっと一定にすれば、歌手がマイクロホン
に近づいたり離れたりするのに従って生じるレベル変動
を軽減するであろう。
卓の「ダイナミックス」部である。ダイナミックス処理
とは、一般に音声信号に対して非線形的作用を行う（簡
単な利得調整や付加的ミキシングのほぼ線形的な技法に
比べて）一群の処理技法のことである。通常、「ダイナ
ミックス」として分類される作用は、音声信号で表され
る音響に歪みを与える傾向がある。ただし、その歪みが
快いか或いは有益なことも多い。例えば、音声信号に与
える利得を非線形的に調整（即ち「圧縮」）して音声信
号のレベルをもっと一定にすれば、歌手がマイクロホン
に近づいたり離れたりするのに従って生じるレベル変動
を軽減するであろう。
【０００４】添付図面の図１は、入力デジタル音声信号
（例えば、４８ｋＨｚのレートでサンプリングされ分解
能が１６ビットのデジタル音声信号）が乗算回路１０及
び処理チェーン２０に並列に供給される如きプロセッサ
の概略を示すものである。
（例えば、４８ｋＨｚのレートでサンプリングされ分解
能が１６ビットのデジタル音声信号）が乗算回路１０及
び処理チェーン２０に並列に供給される如きプロセッサ
の概略を示すものである。
【０００５】処理チェーン２０は、ピーク（又は包絡
線）検波回路３０、対数（線形からデシベルへ）変換回
路４０、ダイナミックス処理要素５０、制御回路６０及
び対数（デシベルから線形へ）変換回路７０より成る。
線）検波回路３０、対数（線形からデシベルへ）変換回
路４０、ダイナミックス処理要素５０、制御回路６０及
び対数（デシベルから線形へ）変換回路７０より成る。
【０００６】対数変換回路７０の出力は、もう１つの被
乗数として乗算回路１０に供給され、入力デジタル音声
信号のサンプル値と乗算される。こうして、処理チェー
ン２０の出力は、入力デジタル音声信号の利得を制御す
る。
乗数として乗算回路１０に供給され、入力デジタル音声
信号のサンプル値と乗算される。こうして、処理チェー
ン２０の出力は、入力デジタル音声信号の利得を制御す
る。
【０００７】ダイナミックス処理要素５０は、対数領域
で動作する。即ち、包絡線値を受信して、線形単位でな
くデシベルで利得制御値を発生する。これは、ダイナミ
ックス処理要素に使用される時定数、制御値その他の定
数を直接デシベルの規則に関連させるためであり、それ
によってまた、ダイナミックス処理要素の実現がもっと
簡単に且つ直観的なものになる。
で動作する。即ち、包絡線値を受信して、線形単位でな
くデシベルで利得制御値を発生する。これは、ダイナミ
ックス処理要素に使用される時定数、制御値その他の定
数を直接デシベルの規則に関連させるためであり、それ
によってまた、ダイナミックス処理要素の実現がもっと
簡単に且つ直観的なものになる。
【０００８】図１のダイナミックス・プロセッサは、検
出された入力デジタル音声信号の包絡線に応答し、ダイ
ナミックス処理要素５０が出力利得制御値を発生する仕
方に応じて、種々異なるダイナミックス処理機能を行う
ように構成できる。いま、説明上、ダイナミックス処理
要素が閾（しきい）圧縮器として構成され、検出された
入力の包絡線が、例えば−２０ｄＢ以下のときに「０デ
シベル」（不圧縮）の出力を供給し、検出された入力包
絡線がもっと高いとき、例えば４：１の圧縮を示す出力
を供給する如き簡単な例を考える。（一般的には、閾レ
ベル及び適用される圧縮量は、制御回路６０の制御の下
でユーザにより選択可能である。）この例の圧縮応答特
性を図２に概略的に示す。
出された入力デジタル音声信号の包絡線に応答し、ダイ
ナミックス処理要素５０が出力利得制御値を発生する仕
方に応じて、種々異なるダイナミックス処理機能を行う
ように構成できる。いま、説明上、ダイナミックス処理
要素が閾（しきい）圧縮器として構成され、検出された
入力の包絡線が、例えば−２０ｄＢ以下のときに「０デ
シベル」（不圧縮）の出力を供給し、検出された入力包
絡線がもっと高いとき、例えば４：１の圧縮を示す出力
を供給する如き簡単な例を考える。（一般的には、閾レ
ベル及び適用される圧縮量は、制御回路６０の制御の下
でユーザにより選択可能である。）この例の圧縮応答特
性を図２に概略的に示す。
【０００９】ダイナミックス処理要素５０により出力さ
れる利得制御値は、それから対数変換回路７０によって
線形制御値に変換され、被乗数として乗算回路１０に供
給される。
れる利得制御値は、それから対数変換回路７０によって
線形制御値に変換され、被乗数として乗算回路１０に供
給される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述の以前に提案され
た圧縮プロセッサでは、圧縮開始時における利得勾配の
不連続部（又は「ひざ部」）のために、圧縮された信号
に主観的に邪魔となる音声歪みが生じる可能性がある。
た圧縮プロセッサでは、圧縮開始時における利得勾配の
不連続部（又は「ひざ部」）のために、圧縮された信号
に主観的に邪魔となる音声歪みが生じる可能性がある。
【００１１】したがって、本発明の課題は、「ソフトニ
ー（軟いひざ部）」、即ち、検出された包絡線の大きさ
に対する適用利得の勾配が、第１の勾配値から第２の勾
配値へ単調に増加（又は減少）する如き、連続レベルを
有するデジタル圧縮プロセッサを提供することにより、
上述の問題点を解決することである。
ー（軟いひざ部）」、即ち、検出された包絡線の大きさ
に対する適用利得の勾配が、第１の勾配値から第２の勾
配値へ単調に増加（又は減少）する如き、連続レベルを
有するデジタル圧縮プロセッサを提供することにより、
上述の問題点を解決することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、次の如きデジ
タル音声処理装置を提供するものである。その装置は、
入力デジタル音声信号の大きさを検出する手段と、該入
力デジタル音声信号の検出された大きさに応じて、該入
力デジタル音声信号に利得を適用する可変利得要素とを
具え、該可変利得要素は、次の如き動作を行う。 （ｉ）上記検出された大きさが第１の閾値より低いと
き、適用する利得を第１の所定勾配で包絡線信号と線形
的に関係づけ、（ii）上記検出された大きさが第１の閾
値より高い第２の閾値を越えるとき、適用する利得を第
２の所定勾配で包絡線信号と線形的に関係づけ、(iii）
上記検出された大きさが第１の閾値から第２の閾値まで
の間にあるとき、適用する利得の上記検出された大きさ
に対する勾配を、第１の所定勾配から第２の所定勾配へ
単調に変化させる。
タル音声処理装置を提供するものである。その装置は、
入力デジタル音声信号の大きさを検出する手段と、該入
力デジタル音声信号の検出された大きさに応じて、該入
力デジタル音声信号に利得を適用する可変利得要素とを
具え、該可変利得要素は、次の如き動作を行う。 （ｉ）上記検出された大きさが第１の閾値より低いと
き、適用する利得を第１の所定勾配で包絡線信号と線形
的に関係づけ、（ii）上記検出された大きさが第１の閾
値より高い第２の閾値を越えるとき、適用する利得を第
２の所定勾配で包絡線信号と線形的に関係づけ、(iii）
上記検出された大きさが第１の閾値から第２の閾値まで
の間にあるとき、適用する利得の上記検出された大きさ
に対する勾配を、第１の所定勾配から第２の所定勾配へ
単調に変化させる。
【００１３】このようにすれば、利得勾配のレベル変化
の割合（これは、以前の方式では、図２に示す如く利得
に急激な変化があるので非常に高い）を低域でき、した
がって、圧縮によりデジタル音声信号に加えられる音声
歪みも減少する。
の割合（これは、以前の方式では、図２に示す如く利得
に急激な変化があるので非常に高い）を低域でき、した
がって、圧縮によりデジタル音声信号に加えられる音声
歪みも減少する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施態様の例を説明する。図１は、ダイナミックス・プロ
セッサの概略図である。図１のダイナミックス処理要素
５０が制御回路６０より供給される制御パラメータに応
答して行う計算により、いわゆる「ソフトニー」処理が
実行される。
施態様の例を説明する。図１は、ダイナミックス・プロ
セッサの概略図である。図１のダイナミックス処理要素
５０が制御回路６０より供給される制御パラメータに応
答して行う計算により、いわゆる「ソフトニー」処理が
実行される。
【００１５】次の説明において、それを越えると入力デ
ジタル信号を圧縮する閾レベルをＬThr とし、入力レベ
ルをＬin、その超過レベルをＬex、「ソフトニー」領域
をｅs とし、量（Ｌin−ＬThr ）をｘとする。
ジタル信号を圧縮する閾レベルをＬThr とし、入力レベ
ルをＬin、その超過レベルをＬex、「ソフトニー」領域
をｅs とし、量（Ｌin−ＬThr ）をｘとする。
【００１６】Ｌexとｘとの関係を考えるに、前に提案さ
れた圧縮（圧縮開始時に利得が不連続となる。）では、
プロセッサは次の関係に従って動作する。 ｘ＜０のとき Ｌex＝０ ｘ≧０のとき Ｌex＝ｘ
れた圧縮（圧縮開始時に利得が不連続となる。）では、
プロセッサは次の関係に従って動作する。 ｘ＜０のとき Ｌex＝０ ｘ≧０のとき Ｌex＝ｘ
【００１７】本実施態様では、この関係が変わり、０を
含む「ソフトニー」量ｅs の範囲内にｘがあるとき新し
い関数Ｆ（ｘ）が導入される。即ち、 ｘ＜−ｅs のとき Ｌex＝０ −ｅs ≦ｘ＜ｅs のとき Ｌex＝Ｆ（ｘ） ｘ≧ｅs のとき Ｌex＝ｘ
含む「ソフトニー」量ｅs の範囲内にｘがあるとき新し
い関数Ｆ（ｘ）が導入される。即ち、 ｘ＜−ｅs のとき Ｌex＝０ −ｅs ≦ｘ＜ｅs のとき Ｌex＝Ｆ（ｘ） ｘ≧ｅs のとき Ｌex＝ｘ
【００１８】関数Ｆ（ｘ）は、Ｆ（ｘ）及びＦ（ｘ）の
１次導関数（即ち、Ｆ′（ｘ））の値が、−ｅs より小
さいｘの値及びｅs より大きいか又はｅs に等しいｘの
値で線形部とつながるように選択される。したがって、
次の条件が適用される。 Ｆ（−ｅs ）＝０ Ｆ′（−ｅs ）＝０ Ｆｅ（ｅs ）＝ｅs Ｆｅ′（ｅs ）＝１
１次導関数（即ち、Ｆ′（ｘ））の値が、−ｅs より小
さいｘの値及びｅs より大きいか又はｅs に等しいｘの
値で線形部とつながるように選択される。したがって、
次の条件が適用される。 Ｆ（−ｅs ）＝０ Ｆ′（−ｅs ）＝０ Ｆｅ（ｅs ）＝ｅs Ｆｅ′（ｅs ）＝１
【００１９】多くの関数群がこれらの条件を満たすが、
実施（即ち、ダイナミックス要素５０の計算）の都合
上、低次（２次）の多項式を使用する。 ｘ＜−ｅs のとき Ｌex＝０ −ｅs ≦ｘ＜ｅs のとき Ｌex＝ｘ2 ／４ｅs ＋ｘ／２
＋ｅs ／４ ｘ≧ｅs のとき Ｌex＝ｘ
実施（即ち、ダイナミックス要素５０の計算）の都合
上、低次（２次）の多項式を使用する。 ｘ＜−ｅs のとき Ｌex＝０ −ｅs ≦ｘ＜ｅs のとき Ｌex＝ｘ2 ／４ｅs ＋ｘ／２
＋ｅs ／４ ｘ≧ｅs のとき Ｌex＝ｘ
【００２０】この関係を、ｅs の２つの値が５ｄＢ（上
の曲線）と１５ｄＢ（下の曲線）である場合について、
図３のグラフで模式的に示す。
の曲線）と１５ｄＢ（下の曲線）である場合について、
図３のグラフで模式的に示す。
【００２１】図４は、この圧縮応答信号を発生するため
のダイナミックス処理要素の概略回路図である。図４の
回路は、対数変換回路４０から包絡線値を受け、制御回
路６０から閾値（実際は負の値）、「ソフトニー」値
（ｅs ）及び比率制御値を受ける。
のダイナミックス処理要素の概略回路図である。図４の
回路は、対数変換回路４０から包絡線値を受け、制御回
路６０から閾値（実際は負の値）、「ソフトニー」値
（ｅs ）及び比率制御値を受ける。
【００２２】閾値を包絡線に加算し（実際には、閾を包
絡線値より減じる。）、その結果得られる値を、基準化
（スケール）されたソフトニー値ｅs と共に、上述した
計算を行う計算回路１００に送る。
絡線値より減じる。）、その結果得られる値を、基準化
（スケール）されたソフトニー値ｅs と共に、上述した
計算を行う計算回路１００に送る。
【００２３】計算回路から得られた２次式を乗算回路１
１０に送り、そこで比率制御値を乗算し、応答を所望の
圧縮度に圧縮する（例えば、図３に示す４：１の漸近線
的圧縮の場合、比率制御値は０．２５である。）。
１０に送り、そこで比率制御値を乗算し、応答を所望の
圧縮度に圧縮する（例えば、図３に示す４：１の漸近線
的圧縮の場合、比率制御値は０．２５である。）。
【００２４】計算回路の出力に、２つのマルチプレクサ
１２０，１３０がある。値（包絡線一閾）が−ｅs より
小さい場合、マルチプレクサ１２０は２次式の代わりに
０値を送る。値（包絡線一閾）が＋ｅs より大きい場
合、マルチプレクサ１３０は（包絡線一閾）値を送る。
１２０，１３０がある。値（包絡線一閾）が−ｅs より
小さい場合、マルチプレクサ１２０は２次式の代わりに
０値を送る。値（包絡線一閾）が＋ｅs より大きい場
合、マルチプレクサ１３０は（包絡線一閾）値を送る。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
以前の圧縮プロセッサの、圧縮開始時に生じる利得勾配
の不連続部が音声歪みをもたらす可能性があった欠点を
軽減することができる。
以前の圧縮プロセッサの、圧縮開始時に生じる利得勾配
の不連続部が音声歪みをもたらす可能性があった欠点を
軽減することができる。
【図１】ダイナミックス・プロセッサの概略図である。
【図２】図１のプロセッサの簡単な圧縮応答を示すグラ
フである。
フである。
【図３】本発明の実施例による圧縮応答を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】図３の応答を発生するためのダイナミックス処
理要素の略式回路図である。
理要素の略式回路図である。
３０，４０ 入力デジタル音声信号の大きさを検出する
手段、５０ 可変利得要素
手段、５０ 可変利得要素
Claims (3)
- 【請求項１】 入力デジタル音声信号の大きさを検出す
る手段と、 上記入力デジタル音声信号の検出された大きさに応じ
て、該入力デジタル音声信号に利得を適用する可変利得
要素とを具えるデジタル音声処理装置であって、該可変
利得要素は、 （ｉ）上記の検出された大きさが第１の閾値より低いと
き、適用する利得を第１の所定勾配で包絡線信号と線形
的に関係づけ、 （ii) 上記の検出された大きさが第１の閾値より高い第
２の閾値を越えるとき、適用する利得を第２の所定勾配
で上記包絡線信号と線形的に関係づけ、 (iii）上記の検出された大きさが第１の閾値から第２の
閾値までの間にあるとき、適用する利得の上記検出され
た大きさに対する勾配を、第１の所定勾配から第２の所
定勾配へ単調に変化させるものである上記デジタル音声
処理装置。 - 【請求項２】 上記の検出された大きさが第１の閾値か
ら第２の閾値までの間にあるとき、適用する利得の上記
検出された大きさに対する勾配が、第１の所定勾配から
第２の所定勾配へ線形的に変化する請求項１の装置。 - 【請求項３】 第２の所定勾配が第１の所定勾配より高
い圧縮度を表す請求項１又は２の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9605004.2A GB9605004D0 (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Dynamics processor |
| GB9605004:2 | 1996-05-10 | ||
| GB9609774A GB2310983B (en) | 1996-03-08 | 1996-05-10 | Digital audio processing |
| GB9609774:6 | 1996-05-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09258781A true JPH09258781A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=26308898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9025327A Pending JPH09258781A (ja) | 1996-03-08 | 1997-02-07 | デジタル音声処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5923767A (ja) |
| JP (1) | JPH09258781A (ja) |
Families Citing this family (13)
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|---|---|---|---|---|
| US20030173405A1 (en) * | 2000-01-12 | 2003-09-18 | Metrologic Instruments, Inc. | Bar code symbol driven systems for accessing information resources on the internet |
| US6868163B1 (en) * | 1998-09-22 | 2005-03-15 | Becs Technology, Inc. | Hearing aids based on models of cochlear compression |
| GB9824776D0 (en) * | 1998-11-11 | 1999-01-06 | Kemp Michael J | Audio dynamic control effects synthesiser |
| EP1135968B1 (de) * | 1998-12-11 | 2002-08-07 | Siemens Audiologische Technik GmbH | Verfahren zur erzeugung konstanter schalldruckpegel in hörgeräten sowie hörgerät |
| US6882735B2 (en) * | 2001-01-11 | 2005-04-19 | Autodesk, Inc. | Dynamic range compression of an audio signal |
| US6741966B2 (en) * | 2001-01-22 | 2004-05-25 | Telefonaktiebolaget L.M. Ericsson | Methods, devices and computer program products for compressing an audio signal |
| CN100384237C (zh) * | 2004-02-28 | 2008-04-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 音量调整装置及方法 |
| US20070168063A1 (en) * | 2006-01-18 | 2007-07-19 | Gallien Robert A | Programmable tone control filters for electric guitar |
| US8271109B2 (en) * | 2007-03-06 | 2012-09-18 | Marc Nicholas Gallo | Method and apparatus for distortion of audio signals and emulation of vacuum tube amplifiers |
| JP2010244602A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Sony Corp | 信号処理装置及び方法、並びにプログラム |
| US8275477B2 (en) * | 2009-08-10 | 2012-09-25 | Marc Nicholas Gallo | Method and apparatus for distortion of audio signals and emulation of vacuum tube amplifiers |
| RU2011107922A (ru) * | 2011-03-01 | 2012-09-10 | ЭлЭсАй Корпорейшн (US) | Плавное ослабление сигналов высокой мощности |
| CN111478675B (zh) * | 2020-04-14 | 2024-02-09 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种音频信号处理系统、音频信号处理方法及电子设备 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4106054A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-08 | Zenith Radio Corporation | Automatic chroma level system |
| NL8300468A (nl) * | 1983-02-08 | 1984-09-03 | Philips Nv | Digitale dynamiek omzetter. |
| GB2147165B (en) * | 1983-09-21 | 1987-10-21 | British Broadcasting Corp | Dynamic range control |
| US4730165A (en) * | 1984-09-12 | 1988-03-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-linear signal processing apparatus |
| JP3295440B2 (ja) * | 1991-09-10 | 2002-06-24 | パイオニア株式会社 | オーディオ装置における信号処理回路 |
| US5444788A (en) * | 1993-09-03 | 1995-08-22 | Akg Acoustics, Inc. | Audio compressor combining feedback and feedfoward sidechain processing |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP9025327A patent/JPH09258781A/ja active Pending
- 1997-02-19 US US08/801,355 patent/US5923767A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5923767A (en) | 1999-07-13 |
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