JPS59221017A - 音声レベル圧縮器 - Google Patents

音声レベル圧縮器

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JPS59221017A
JPS59221017A JP58094797A JP9479783A JPS59221017A JP S59221017 A JPS59221017 A JP S59221017A JP 58094797 A JP58094797 A JP 58094797A JP 9479783 A JP9479783 A JP 9479783A JP S59221017 A JPS59221017 A JP S59221017A
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JP
Japan
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signal
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JP58094797A
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Bunkichi Suzuki
鈴木 文吉
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G7/00Volume compression or expansion in amplifiers
    • H03G7/002Volume compression or expansion in amplifiers in untuned or low-frequency amplifiers, e.g. audio amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G7/00Volume compression or expansion in amplifiers
    • H03G7/008Control by a pilot signal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

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、所定のダイナミックレンジ内に音声信号など
の可聴波信号レベルを収めるようにした音声レベル圧縮
器に関する。更に詳述すれば、本発明は一定のダイナミ
ックレンジ内において可聴波信号を伝達する際にも、音
声信号などのひずみや聴感上の異常感を従来に比して著
しく軽減させるようレベル制御を行う音声レベル圧縮器
に関する。
従来、音声信号のレベル制御を行うには、充放電回路の
時定数を利用して原信号のレベルに関する情報を抽出し
、そのレベル情報によって制御;も子としてのパリオロ
サ等の可変減衰器の減衰器を制御し、あるいは、乗算器
の増幅度を制御し、もってレベル制御の目的を達成して
いた。
しかし、かかる従来のレベル制御方式では、44号レベ
ル圧縮伸長の効率が低く、シかもその効率を高めようと
すれば、必然的に充放電回路の時定数を小さい値にせざ
るを得ないので、その結果としてひずみの増大を招いて
いた。また、充放電回路の時定数のうち放電時定数の影
響により、振幅の大きいインパルス性信号による制御素
子の減衰、ii (あるいは増幅度)の変動が゛ボンピ
ング″と呼ばれる信号レベルの変動感を聴感上生じさせ
ていた。
更に、水出願人による「音声信号レベル制御方式」 (
特公昭57−418[11号)では上述の欠点を除去す
るために、音声信号の信号波形が零レベルの時間軸と交
差する点を境界として当該音声信号を区切って順次の制
御区間を設け、それら順次の制431区間4ηに抽出し
た当該音声信号の振幅のピークイ「1もしくは自乗平均
イ16に応じてそれぞれの制御区間におけるレベル制御
信号をそれぞれ形成し、それぞれの制御区間における前
記音声信号の信号レベルを当該制御区間における前記レ
ベル制御信号により制御するようにした音声信号レベル
制御方式を提供している。
しかし、この制御力式によっても音声信号のレベル制御
を高速化することが困難であり、殊にテレビ鳴声のレベ
ル圧縮を行う場合には、画像とのずれが問題となること
も考えられる。
本発明の目的は、上述の点に鑑み、レベル制御に付随し
て他のひずみや異常感を生ずることなく、信号レベルの
圧縮伸長を効4くよく行い得るようにし、且つ導入され
た入力信号が出力端から出力されるまでの遅延時間を最
小にするようにした音声レベル圧縮器を提供することに
ある。
かかる目的を達成するために、本発明でtよ、音声信号
の信号波形が零レベルの時間軸と交差する点を境界とし
て当該音声信号を区切って順次の制御区間を設け、それ
ら順次の制御区間49に抽出した当該音声信号における
振幅のピークイ1/1に応じてそれぞれの制御区間にお
けるレベル制御信号をそれぞれ形成し、それぞれの制御
区間における音声451号レベルを当該制御区間におけ
るレベル制御信号により制御するようにした音声レベル
圧14器において、」二連したレベル制御信号を記憶し
ておいて、最も新しい制御区間における音声(U号の信
号レベルを当該制御区間におけるレベル制御信号を含め
た過去m個のレベル制御信号に対し、ピーク振幅値にお
ける最大(i負もしくは、自乗平均の最大((ijある
いは加重平均によりし・ベル制御信号を決定するような
別個の関数を適応する(m重マルコフ過イ”[“となる
)ように構成する。
以下、図面を参照して本発明をi;イ細に説明する。
第1図は、本発明を適用した音声レベル圧縮器の一実施
例を示す。ここで、1は入力部、2は制御区間決定部、
3は制御情報抽m部、4は記憶遅延部、5は圧縮(伸長
)比決定・制御信号作成を行う制御微決定部、6は読出
し/書込み制御部、7は導入した信号間で乗算を行う制
御部、8は出力部を示す。
第1図示の構成において1、まず入力部1に入力?:′
4声イ1”I号Sinを導入し、所定の処理(例えばア
ナログ・テジクル変換処理)をイrっだ後に制御区間決
W部2.制御情報抽出部3および記憶遅延部4に対して
同時に出力信号を送出する。ここで、説明の都合上、制
御区間決定部2および制御情報抽出部3に導入される信
号SAを制御用信号と呼び、記憶遅延部4に導入される
信号S8を被制御用信号と呼ぶ。
そして、制御区間決定部2においては、音声信号の信号
波形が零レベルの時間軸と交差する点に挾まれる1区間
ないし複数の区間毎に当該制御用信号SAを区切って制
御区間を順次設定する。
これと同時に、制御情報抽出部3では、rlt+制御区
制御区間決定上2設定された制御区間内における入力音
声信号のピーク振幅値を抽出すると共に、過去m個のピ
ーク値を逐次記憶していく。
そして、これらm個のピーク値に対してその最大値を求
め、あるいは自乗平均値の最大値もしくは加重平均を求
めることによりレベル制御信号SL、  (図示せず)
を形成する。すなわち、制御情報抽出部3からのかかる
抽出出力を圧縮/伸長比決定部(すなわち、制御量決定
部)5に導き、信号レベル値に対応して予め順次に設定
されている圧縮(伸長)比のうち、入力される抽出レベ
ル情報に対応した圧縮(伸長)比を選定し、その圧縮(
伸長)比に対応し且つそれぞれの制御区間内においては
変化することのない一定の圧縮/伸長制御信号Scを形
成し、これを制御部7に送出する。
また被制御信号Sθを記憶遅延部4に導入して、圧縮/
伸長制御信号Scが抽出されるまでの一定時間だけに延
1を行う。
そして、制御区間に対応して記憶遅延部4に記tflさ
れている被制御用信号SRを制御量決定部5からの圧縮
/伸長制御信号Scの始端に対応して読出しく Ss 
’ ) 、制御部7に導入する。
制御部7においては、」二連した圧f+?i /伸長制
御イl’R号Scと被制御信号SB′  との乗化を行
い、もって引きh″dく制御区間毎に入力音声信号Si
nのレベル制御を行う。すなわち、制御部7からの乗算
出力を出力部8に導入し、レベル制御された出力信号と
して順次に取出す。
第2図は、第1図に示した音声レベル圧縮器をデシクル
形音声レベル圧縮器に適用した訂細な構成例を示す。第
2図示の構成においては、まず入力音声信号SinをA
/D変換器9を用いてデジタル信号に変換する。一般的
に、音声信号に対しては50KHzのサンプリュ/グに
よる16ビツト程度のデジタル信号とすればよいので、
800にピッl−/秒程度のAID変換出力音声信号が
得られる。
A/D変換器9から送出される一方の信号5日を、ラン
タ゛ム命アクセス−メモリ(RAM)10 、書き込み
アドレスカウンタ13および読み出しアドレスカウンタ
14から成る記憶遅延部に導入すると同時に、他方の信
号sAをピーク値検出部11および零交差点検出部12
に供給する。
零交差点検出部12においては、デジタル人力信号の正
負を表わすサインビットが正から負へ、および負から正
へ変化するのに応じて出力パルスを発生させ、もってピ
ーク値検出部+1.m区間のピーク値保持レジスタ15
.制御量決定部18に制御区間情報を与える。ここで、
mの値はスピーチ。
音楽等のソースにより異なるが、概ね8〜30となる。
制御量決定部1Bは、零交差点検出部12から送出され
る制御区間情報に同期して、m区間ピーク値保持レジス
タ15に記憶されているm個のビーク竺の最大値もしく
は加重平均値を算出し、もってレベル制御信号SLを送
出し、圧縮入出力特性を書き込んだ制(Jp判用ROM
I?のアドレスを指定し、その制御J11+量用ROM
17の出力信号(すなわち、圧縮/伸長制御イ菖号)S
cを乗算器1Bの乗数として与える。
一方、RA旧0と書き込みアドレスカウンタ13と読み
出しアドレスカウンタ14とにより構成される記憶′M
延部は、;1;き込み1111と読み出しl14トに所
定の1ljr間遅れか生ずるよう構成する。すなわち、
各カウンタ135よひ14は、それぞれの〜初期値を任
意に設定することにより、W延時間を任意に設定してリ
ングカウンタとなるように使用する。また、RA旧0は
順次書き変人られるように構成する。
乗算器18は、D/A変換器19の取り込みタイミンク
に同期してRAMl0から遅延デジタル音声信号を読み
出し、これを被乗数とし、制御量用ROM17の出力信
号Scである乗数との乗鉢を行い、グイナミンクレンジ
を圧縮I−だ音声信号なり/A変換器18から出力する
。なお、区間制御とその区間における制御量(乗数)と
の同期は、中央制御20によって行う。
B 3 Z (1)〜(4)は、レベル制御信号Sしの
具体例を説明する図である。換言すれは本図は、m=8
の多重マルコス過程となるようにしてピーク値を決定す
る方法を示す図である。
本図(1)は入力された音声信号Sin (50Hz〜
10KHz)を示す。従って、この音声信号における最
長周期は20ミリ秒、零レベルクロス点に挾まれた制御
区間の最長周期は1059秒となる。本図(2)に示し
たT、 、T2.・・・Tはそれぞれ制御区間決定部2
(第1図参照)によって決定される制御区間を示す。な
お、制御区間T1より以前の音声信号は零レベルを維持
しているものとする。
f53図(3)は、同図(2)に示I−だ各制御区間内
におけるピーク電圧萌を示す。ここで■〜@は、各々の
制御区間名を表わしているものとする。
第3図(4)は、各々の制御区間におけるレベル制御信
号SL  (第2図参照)を示す。既に述べたとおり、
第1制御区間■以前のピーク電圧値は零であることから
、第1制御区間■におけるレベル制御部11けSL i
す、第1制御区間■における゛電圧値そのものとなる。
同様にm=8(第2図に示すm区間ピーク値保持レジス
タ15参照)であることから、第2制御区間■のレベル
制御信号SLは、第1制御区間■におけるピーク電圧と
同じ値を採る。
以下、同様にして第3区間■ないし第10区間[相]に
おけるレベル制御信号SLは、第3制御区間のピーク屯
圧と同じ値を有する。
ところが、第111%:間@におけるレベル制御信号S
Lは、第5制御区間■のピーク゛Ik圧と同じ値を採る
。その理由は、m=8に、没定しであるので、第41名
」1)1■ないし第11区間■(統A1.8区間分)に
おいては、第5区間■におけるピーク屯圧が最大ピーク
゛屯圧植となるからである。よって、第12区間Qりに
おける制御レベル信号sしも、同様に、第5制御(名聞
■におけるピーク電圧値を有する。
以上述べたとおり、本発明によれは、入力音声信号を順
次の制御区間毎に区切り、それぞれの制御区間内におい
ては一定で変化のないレベル制御を行うことになるので
、制御レベルの変化は人力音声信号波形が零レベルとな
る各制御区間の境界のみで生ずることになる。
従って、レベル制御された出力音声信号の制御区間内に
おける信号波形は入力音声信号の信号波形と全く相似ど
なり、信号波形の変化は信号波形自体が零レベルとなる
各制御区間の境界においてのみ生ずることになる。かく
して、聴感−1−何らの異常感も生じることがない。す
なわち、各制御区間の境界ではレベル制御された出力音
声イ、3号波形が零レベルとなり、その前後における信
号波形の傾斜のみが入力音声信号波形とは相違すること
になるので、従来に比べ、レベル制御に4−f ldl
して生ずるひずみや異常感は大幅に軽減されることにな
る。
また、従来から知られているレベル制御、すなわちアナ
ログ信号の形態のままにて信号波形のレベル変化に追随
して行うレベル制御に比べて1本発明の如く信号波形の
本交差点毎にデジタル乗算を1jう形態のレベル)1ノ
]御においては極めて速いレベル制御かげ能となるので
、仙骨レベルの圧縮。
伸長の効率を極めて大とすることができる。
【図面の簡単な説明】
h′51図は本発明の一実施例である音声レベル圧縮器
を示すプロ、り図、第2図は0′S1図の詳細回路図、
第3図(1)〜(4)は、レベル制御信号SLの其体例
を説明する1図である。 l・・・人力部、 2・・・制御区間決定部、 3・・・制御情報抽出部。 ・1・・・記憶遅延部、 5・・・制御J−決定部。 6・・・読出し/、1)込み制御、11部、7・・・制
御部、 8・・・出力Δ[(, 9・・・Δ/D変換器、 10・・・ランタム・アクセス・メモリ、11・・・ピ
ーク値検出器、 12・・・零交差点検出器、 13・・・書込みアドレスカウンタ、 14・・・読出しアドレスカウンタ、 15・・・m区間ピーク値保持しジスク、1日・・・制
御量決定部、 17・・・制御量用ROM、 18・・・乗算器、 18・・・D/A変換器、 20・・・中央制御部、 SA  、SB  、SB  ’   、Sc 、Sし
 、5in−信号−0#j〕許出願人 日本放送協会 第1図 入力 土カ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)  −o)聴波信号の零レベルクロス点に挾まれた
    中位区間を検出する手段と、&わ“Cするm個の前記単
    位区間内に含まれるピーク振幅値を逐次検出して所定の
    演算処理を施す制御手段ど、前記可聴波信号を所定期間
    だけ遅延させる遅延手段とをイイ11え、前記制御手段
    から送出されるレベル制御信号および前記遅延手段から
    のI)f聴波侶号に基づいて前記可聴波信号のダイナミ
    ックレンジを圧釘;イするようにしたことを特徴とする
    音声レベル圧縮器。 2)  +iij記レヘルし御信号を乗数とし、前記遅
    延手段からの可聴波信号を被乗数として乗算を行う乗算
    手段を(niiえたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の音声レベル圧縮
JP58094797A 1983-05-31 1983-05-31 音声レベル圧縮器 Granted JPS59221017A (ja)

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JP58094797A JPS59221017A (ja) 1983-05-31 1983-05-31 音声レベル圧縮器

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JPH0351126B2 JPH0351126B2 (ja) 1991-08-05

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ID=14120057

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