JPS5824209A - 自動音量調整装置の外部騒音検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外部騒音量に応じて音量を自動的に制御する自
動音量調整装置の外部騒音検出回路に関するもので、該
自動音量調整装置のスピーカと外部騒音検知用マイクロ
ホンとの距離が特に近い場合においても、外部騒音成分
を適確に検出し得る外部騒音検出回路を提供することを
目的としたものである。

ラジオやテレビジョン等の筐体の一部に外部騒音検知用
マイクロホンを設けて外部騒音量に応じて音量を自動的
に制御しようとする場合、一般に上記マイクロホンに入
力されるスピーカ音の音圧レベルは、スピーカとマイク
ロホンの距離が近いために、非常に高い。　従って、検
出すべき外部騒音がスピーカ音によってマスキングされ
てしまい、マイクロホンは外部騒音を検出しにく＼なる
と共に、スピーカ音によって音量が上昇してしまう等の
誤動作を生じ易くなる。　従来、これらの欠点を除去す
べく種々の試みがなされている。

例えば、マイクロホンに入力されるスピーカ音の影響を
できるだけ避けるために、スピーカの非発音時やスピー
カ音の低レベル時にのみ、外部騒音を検出しようとする
のもその１例である。　この方法によれば、信号源がア
ナウンスのような断続音の場合には良いが、音楽等の連
続音の場合は、非発音期間や低レベル期間が非常に少な
く、このときの外部騒音を検出することができず、音量
制御が不能な状態になってしまうため、この方法による
実用性は乏しい。　また、音声出力段の信号にスピーカ
とマイクロホンの距離に相当する遅延時間を与え、この
遅延された信号とマイクロホン出力信号の振幅を等化後
に各信号を減算し、該減算出力を整流することによって
外部騒音成分を得ようとする方法も考えられているが、
音声出力段における周波数特性は有効周波数範囲内にお
いては、一般に平担特性であるのに対し、スピーカから
空間を伝播した後に得られるマイクロホン出力の周波数
特性はスピーカ及びマイクロホン自体の周波数特性やス
ピーカとマイクロホンの位置関係等により、その振幅の
変化が激しいものとなる。

従って、有効周波数範囲内の全域に亘って両者の振幅を
等化または近似させるには、上記の如く周波数によって
振幅変動の激しいマイクロホン出力周波数特性を平担化
する補正回路を必要とすることになるが、このような補
正回路を得ることはほとんど不可能に近い。　仮に両者
の振幅を等化させることができたとしても、音声出力段
の信号にスピーカとマイクロホンの距離に相当する遅延
時間を一律に与えた場合、必ずしもマイクロホン出　　
　ｉ力と遅延された音声出力段の信号が全ての周波数に
おいて、その位相が同位相になるとは限らないから、両
者の位相にずれがあると、振幅等化後の交流信号を各減
算しても、その減算出力は零にはならない。　そこで、
有効周波数範囲内の限られた１周波数の近傍に限定し、
該周波数近傍の帯域のみを利用して両者の振幅、遅延時
間及び位相を等化することが考えられる。　しかし、限
られた１周波数近傍の帯域のみによって外部騒音を検出
する方法は外部騒音の周波数成分が上記帯域にある場合
には効果的ではあるが、上記帯域の周波数成分を含まな
い外部騒音を検出することができないため、汎用性がな
い等の欠点がある。

本発明は上記諸欠点を除去した自動音量調整装置の外部
騒音検出回路を提供しようとするものであり、以下本発
明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による外°部騒音検出回路を備えた自動
音量調整装置の一実施例のブロック図である。　同図に
おいて、１はラジオやテレビジョン等の音声信号源であ
り、これより出力された音声信号は音量調整回路２によ
って音量調整された後電力増幅器６を経てスピーカ４よ
りスピーカ音となって空間に放音される。　このスピー
カ音と、そのときの外部騒音は点線で示した外部騒音検
出回路５に含まれるマイクロホン７によって検知され、
該外部騒音検出回路５によって得られた外部騒音成分は
信号処理回路６によって適宜処理された後、該信号処理
回路６の出力によって上記音量調整回路２の利得を制御
する。　上記外部騒音検知用のマイクロホン７がラジオ
やテレビジョン等の筐体の一部に設置される場合、該マ
イクロホン７とスピーカ４との距離は数１０ｃｒＩＬ以
内に制約されるのが普通である。　従って、マイクロホ
ン７には外部騒音の他に高レベルのスピーカ音が入力さ
れるため、そのときの外部騒音をスピーカ音と区別して
適確に検出することは一般的には非常に困難である。　
本発明の主たる目的は、このよう゛な条件下において、
外部騒音成分を適確に検出するところにあり、その実施
例の一つである第１図の外部騒音検出回路５の各部につ
いて、以下詳しく説明する。

先ず、上記マイクロホン７の出力はマイクロホン増幅器
８によって増幅された後、中心周波数の相異なる狭帯域
増幅器１５，１６．１７に入力され、該各出力は各アナ
ログ・スイッチ２１，２２゜２６に入力される。　一方
、電力増幅器３の出力はレベル調整器９，１０．１１に
入力され、該各出力は中心周波数の相異なる狭帯域増幅
器１２゜１３．１４に各々入力され、該各出力は各アナ
ログ・スイッチ１８．１９．２０に入力される。

また、上記アナログ・スイッチ１８と２１’、１９と２
２．２０と２６は各々対をなし、リング・カウンタ２４
によって順次１対ずつ導通を繰り返すようにしであるた
め、上記狭帯域増幅器１２゜１３．１４の各出力は順次
１つずつ繰り返し整流回路２５に入力されると共に、上
記狭帯域増幅器１５．１６．１７の各出力も上記狭帯域
増幅器１２．１３．１４に対応して順次１つずつ繰り返
し整流回路２６に入力される。　上記整流回路２５．２
６の各整流出力は減算回路２７によって減算され、その
差分に相当するものが該減算回路２７の出力、即ち、外
部騒音検出回路５の出力として得られる。

ム　スピーカ４０入力信号周波数特性を第２図に示すよ
うに、有効周波数範囲内において、平担特性としたとき
に、スピーカ４の音響信号を信号源としたマイクロホン
７の出力周波数特性はスピーカ４及びマイクロホン７自
体の周波数特性、スピーカ４とマイクロホン７の位置関
係等により、第２図のような平担特性とはならず、周波
数によってレベル変化の激しい特性を示すのが普通であ
る。　このときの周波数特性例を第３図に示す。

第４図は第２図に示したような平担特性の信号を入力信
号としたときの狭帯域増幅器１２，１３゜１４及び狭帯
域増幅器１５，１６．１７の周波数特性の例を示したも
ので、狭帯域増幅器１２と１５．１３と１６．１４と１
７は各々同一周波数特性を有する。　また、これらの中
心周波数を各々ｆ５．ｆ２．ｆ５とすれば、その周波数
特性は中心周波数ｆ１．　ｆｚ、　ｆｓにおいて最大レ
ベルとなり、中心周波数からはずれるに従って、急激な
減衰特性を示す。　この中心周波数ｆ＋、　ｆｚ、　ｆ
ｓの選定に際し、例えば、ｆｌを低減、　　ｆｚを中域
、　　ｆｇを高域の周波数とし、また、第３図の周波数
特性における上記各帯域内で、なるべくレベル変化が少
なく、かつ、高レベルの周波数を中心周波数として選べ
ば、第３図に示した周波数特性の信号を入力信号とした
ときの狭帯域増幅器１５，１６゜１７の出力周波数特性
は中心周波数ｆ＋、　ｆｚ、　ｆ３ではソ最大レベルと
なり、中心周波数をはずれるに従って、急激な減衰特性
をもつ。　第５図はそのときの周波数特性の例であり、
第４図の周波数特性とはソ近似させることができ・る。

上記において、外部騒音のないときに、レベル調整器９
，１０．１１を調整して、第４図に示した狭帯域増幅器
１２，１３，１４の中心周波数ｆ＋、　ｆｚ、　ｆｓに
おける各出力レベルと、第５図に示した狭帯域増幅器１
５，１６．１７の中心周波数ｆ１．　ｆｚ、　ｆｓにお
ける各出力レベルが各対応してはｙ等しくなるようにす
れば、前述の如く、中心周波数をはずれるに従って、そ
の周波数における出力レベルは急激に減衰するから、こ
れら中心周波数をはずれた部分での両者の周波数特性に
多少の差異があっても、整流回路２５及び２６の整流出
力にはほとんど影響を与えず、外部騒音のないときの上
記各整流出力は音声信号源１の任意の音声信号に対して
はソ同一となる。　また、マイクロホン７の出力はスピ
ーカ４の入力信号に対してスピーカ４とマイクロホン７
の距離に相当する時間だけ遅延するが、前述の如く、ス
ピーカ４とマイクロホン７との距離が非常に近く、その
遅延時間は高々数ｍｓ以下であり、整流回路２５及び２
６に適宜時定数をもたせれば、上記遅延による時間のず
れや位相ずれを吸収することができるため、上記各整流
出力の時間的変化をはソ同一とすることは容易である。

　従って、上記各整流出力を減算する減算回路２７の出
力ははソ零となり、スピーカ４からマイクロホン７へ入
力される音響信号成分をはソ消去することができるため
、狭帯域増幅器１５，１６．１７を通った外部騒音成分
のみを検出することができる。

また、第６図は第１図の外部騒音検出回路５におけるア
ナログ・スイッチ１８，１９，２０゜２１．２２．２３
及びリング・カウンタ２４を用いずに、狭帯域増幅器１
２，１３，１４の各出方及び狭帯域増幅器１５，１６．
１７の各出力を各々並列に接続し、該各並列に接続した
出方を直接整流回路２５及び２６の入力に接続するよう
にした場合の外部騒音検出回路の実施例のブロック図で
あ・す、第１図と共通する部分は同一番号を付しである
。　上記第６図に示した外部騒音検出回路と第１図に示
した外部騒音検出回路５との相異点は、第１図の場合が
外部騒音検出用の狭帯域増幅器１５．　１６．１７とマ
イクロポン７に入力されるスピーカ音を消去するための
狭帯域増幅器１２゜１３．１４の各出力を時分割して１
対ずつ導通させて外部騒音を検出しているのに対し、第
６図の場合は時間制御をせずに、上記狭帯域増幅器１２
゜１３．１４及び１５，１５．１７を同時に作動させ、
狭帯域増幅器１５，１６．１７を通過した外部騒音を同
時に検出しているところが異なるだけで、その他の機能
は全く同一である。　従って、第６図による場合におい
ても、スピーカ４からマイクロホン７へ入力される音響
信号成分なはソ消去でき、狭帯域増幅器１５，１６．１
７を通過した外部騒音のみを検出することができる。

一般に、ラジオやテレビジョン等の音声信号の周波数成
分及びそのレベルが時々刻々と変化するのに対し、外部
騒音はある帯域幅をもった連続的な周波数成分を有する
ことが多く、また、ある時間内において、その振幅変化
の少ない状態が持続することが多い。　それ故に、上側
のように外部騒音を検出するための信号通過帯域を低域
、中域。

高域の各帯域に設ける等複数の狭帯域の信号通過帯域を
設けることによって、これらを任意の外部騒音を検出す
る帯域として代表させることが可能である。　また、マ
イクロホンに入力されるスピーカ音を消去するために設
けた複数の狭帯域の信号通過帯域を通過する音声信号量
は全音声信号量　　ｉに対して十分少なく、また、音声
信号の周波数成分及びそのレベルが時々刻々と変化する
ため、上記信号通過帯域を通過する周波数の頻度が少な
くなる。　従って、本発明による外部騒音検出回路は上
記のような狭帯域の信号通過帯域を有しない場合に対し
、相対的に音声信号の低レベル時に外部騒音を検出する
場合と等価であり、本発明によれば外部騒音を高確度に
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による外部騒音検出回路を備えた自動音
量調整装置の一実施例のブロック図、第２、　３．　４
．　５図は第１図の外部騒音検出回路の各部周波数特性
例、第６図は外部騒音検出回路の他の実施例である。 １・・・・・・音声信号源、２・・・・・・音量調整回
路、３・・・・・・電力増幅器、４・・・・・・スピー
カ、５・・・・・・外部騒音検出回路、６・・・・・・
信号処理回路、７・・・・・・マイクロホン、８・・・
・・・マイクロホン増幅器、９．１０９１１・・・・・
・レベル調整器、１２，１３，１４，１５，１６゜１７
・・・・・・狭帯域増幅器、１８．１９．２０．２１゜
２２．２３・・・・・・アナログ・スイッチ、２４・・
・・・・リング・カウンタ、２５．２６・・・・・・整
流回路、２７・・・・・・減算回路。 特許出願人　ピーバ株式会社 代表取締役　へ百板　　晃 第１図 第２図　　　　第３図 第４図　　　　第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部騒音量に応じて音量調整回路の利得を制御し
   得る自動音量−整装置のスピーカと外部騒音検知用マイ
   クロホンとの距離が特に近い場合に、スピーカ音と外部
   騒音よりなる合成音から外部騒音成分を検出する回路に
   おいて、マイクロホンと該マイクロホン出力側に接続さ
   れる複数の中心周波数を有する狭帯域増幅器と、上記音
   量調整回路の出力側に接続され、上記狭帯域増幅器と同
   数、かつ、同一の中心周波数を有し、その対応する周波
   数特性が同一の狭帯域増幅器と、上記各狭帯域増幅器の
   対応する周波数帯域を１対毎に同期選択し、循環させる
   制御回路と、外部騒音のないときに、上記各狭帯域増幅
   器の対応する中心周波数の出力レベルを同一とするレベ
   ル調整回路と、上記各狭帯域増幅器の出力を各整流する
   整流回路と、該各整流回路の出力を減算する減算回路よ
   りなることを特徴とする自動音量調整装置の外部騒音検
   出回路。
2. （２）前記マイクロホン出力側の狭帯域増幅器の出力及
   び前記音量調整回路の出力側の狭帯域増幅器の出力をそ
   れぞれ並列に接続し、該缶出力を前記各整流回路に直結
   させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自
   動音量調整装置の外部騒音検出回路。