JPS6348919A - Automatic gain control system by digital signal processor - Google Patents

Automatic gain control system by digital signal processor

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JPS6348919A
JPS6348919A JP19219386A JP19219386A JPS6348919A JP S6348919 A JPS6348919 A JP S6348919A JP 19219386 A JP19219386 A JP 19219386A JP 19219386 A JP19219386 A JP 19219386A JP S6348919 A JPS6348919 A JP S6348919A
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JP
Japan
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frame
value
block
amplitude
input signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP19219386A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Yamamoto
薫 山本
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To decrease the processing cycle by dividing the dynamic range of a signal inputted to a processor into plural blocks, setting the number of shifts in advance to them and shifting the amplitude maximum value in a frame obtained by applying window processing to the input signal series in response to the setting value. CONSTITUTION:The changing range of the amplitude of an input signal inputted to a digital signal processing processor, that is, the dynamic range is split into plural blocks such as the 1st-4th blocks, and a shift number of the output value corresponding to the input value corresponding to each block is preset. Further, the window processing is applied to the input signal series, to section the block into a frame having n-sample value and the maximum value of the signal amplitude in the frame is checked and the entire n-sample is shifted equally by the number of shifts decided to the block to which the maximum value in the frame belongs.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 音声信号のように常時振幅の変化する入力信号をディジ
タル処理するに際して、このディジタル処理過程におけ
る利得を自動調整するようにした自動利得調整方式にお
いて、ディジクル信号処理プロセッサ(Digital
 Signal Processer)に入力される信
号のダイナミックレンジを複数のブロックに分割すると
ともに、これらの各ブL1ツクに対するシフト数を予め
設定しておき、入力信号系列の窓かけ処理が施されたフ
レーム範囲内に含まれる振幅の最大値が、上記のどのブ
ロックに属するかによって上記予め設定されたシフト数
だけのビットシフトを行ない、ディジタル信号処理プロ
センサでの除算を行なうことなくビットシフトにより自
動利得調整(AGC)を行なうようにしたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] When digitally processing an input signal whose amplitude constantly changes, such as an audio signal, an automatic gain adjustment method automatically adjusts the gain in the digital processing process. Processor (Digital
The dynamic range of the signal input to the Signal Processor) is divided into multiple blocks, and the number of shifts for each of these blocks is set in advance, so that the input signal sequence is within the windowed frame range. Depending on which block the maximum amplitude included in belongs to, the bit shift is performed by the preset number of shifts, and automatic gain adjustment (AGC) is performed by bit shifting without performing division in the digital signal processing processor. ).

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、ディジタル信号処理プロセノナによる自動利
得調整方式に関する。
The present invention relates to an automatic gain adjustment method using a digital signal processing processor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ディジタル信号処理プロセッサ(以下、DSPと略記す
る)には、除算が可能なものと不可能なものとがある。
Some digital signal processors (hereinafter abbreviated as DSP) are capable of division, while others are not.

除〕γが可能なりSPであっても、除算のために必要と
する処理サイクル数が多いために処理時間も長くなり、
DSPにとっては除算は好ましいものとは言えない。
Even if [division] γ is possible, the processing time will be long because the number of processing cycles required for division is large.
Division is not desirable for DSPs.

従来において、DSPにより自動利得調整を行なおうと
した場合、入力信号系列に窓かけ処理を施して形成され
たnサンプルからなるフレーム内における信号振幅の最
大値をxmaxs最適振幅値をAとすると、上記フレー
ム内の人力信号Xnに対して Xn 蒼 □ Xmax なる演算を施すことにより自動利得調整が行なわれるた
め、その演算中に除算が含まれることになる。
Conventionally, when attempting to perform automatic gain adjustment using a DSP, the maximum value of the signal amplitude in a frame consisting of n samples formed by applying windowing processing to the input signal sequence is xmaxss, and the optimal amplitude value is A. Since automatic gain adjustment is performed by performing the calculation Xn □ Xmax on the human input signal Xn in the frame, the calculation includes division.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来は、DSPにより自動利得調整を行なうとするとそ
の演算中に除算が含まれるため、除算のための処理サイ
クル数が増大し、処理時間も長(なるといった問題点が
あった。
Conventionally, when automatic gain adjustment is performed using a DSP, division is included in the calculation, which causes problems such as an increase in the number of processing cycles for the division and a long processing time.

本発明は、DSPでの除算を行なうことなく、ビットシ
フトにより自動利得調整を行なうようにしたディジタル
信号処理プロセッサによる自動利得調整方式を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an automatic gain adjustment method using a digital signal processor that performs automatic gain adjustment by bit shifting without performing division in a DSP.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図の原理説明図にも示すように、DSPに入力され
る入力信号のダイナミックレンジ(振幅の変化範囲)を
、その振幅の大きさに応じて第1ブロツク、第2ブロツ
ク、第3ブロツク・・・・・・というように複数のブロ
ックに分割するとともムこ、これらの各ブロックに対応
して入力値に対する出力値のシフト数を予め設定してお
く。
As shown in the principle explanatory diagram in Fig. 1, the dynamic range (amplitude change range) of the input signal input to the DSP is divided into the first, second, and third blocks depending on the amplitude. If the data is divided into a plurality of blocks, the number of shifts of the output value relative to the input value is set in advance for each of these blocks.

さらに、入力信号系列に対して窓かけ処理を施すことに
よりnサンプル値を有するフレームに区切り、このフレ
ーム内における信号振幅の最大値(Xmaにとする)を
調べ、上記フレーム内の最大値(Xmax)が属する上
記ブロックに対して定められたシフト数だけnサンプル
全体を一律にシフトすることにより、利得調整を行なう
ようにしたものである。
Furthermore, by performing windowing processing on the input signal sequence, it is divided into frames having n sample values, the maximum value of the signal amplitude within this frame (assumed to be Xma) is checked, and the maximum value within the above frame (Xmax ) The gain adjustment is performed by uniformly shifting all n samples by the number of shifts determined for the block to which the block belongs.

〔作 用〕[For production]

第1図において、利得調整を行なわなくても入力信号の
ダイナミックレンジが十分であるような場合、すなわち
、入力信号の振幅が充分大きく、上記したフレーム内に
含まれる信号振幅の最大値(Xmax )が第1ブロツ
クに属するような場合には、この第1ブロツクに対して
予め設定されたシフト数が0であるので、上記フレーム
のnサンプル全体に対してのビットシフトは行なわれな
い。
In Fig. 1, when the dynamic range of the input signal is sufficient without performing gain adjustment, that is, the amplitude of the input signal is sufficiently large, and the maximum value of the signal amplitude (Xmax) included in the above frame is If this belongs to the first block, the preset shift number for the first block is 0, so no bit shifting is performed for all n samples of the frame.

第2図[a+は、このときの状態を示している。この例
は、人力信号中の振幅の最大値が、第1図に示した第1
ブロンクに属するXmax=6000(16進数)の場
合を示したものである。このときは、ビットシフトが行
なわれないため、入力値に対する出力値のビット列に変
化はない。すなわち、この場合は入力値に対する出力値
は等しくなる。
FIG. 2 [a+ shows the state at this time. In this example, the maximum value of the amplitude in the human input signal is the first value shown in Figure 1.
This shows the case where Xmax=6000 (hexadecimal number) belonging to bronc. At this time, since no bit shift is performed, there is no change in the bit string of the output value relative to the input value. That is, in this case, the output value is equal to the input value.

また、フレーム内に含まれる入力信号の振幅の最大値(
Xmax )が第2ブロツクに属するような場合には、
この第2ブロツクに対して予め設定されたシフト数が1
であるので、上記したフレームのnサンプル全体に対し
て左へ1ビツトのビットシフトが行なわれる。
Also, the maximum amplitude of the input signal included in the frame (
Xmax) belongs to the second block,
The preset number of shifts for this second block is 1.
Therefore, a bit shift of 1 bit to the left is performed for all n samples of the above-mentioned frame.

このときの状態は、第2図(blに示されている。The state at this time is shown in FIG. 2 (bl).

この例は、入力信号中の振幅の最大値が、第1図に示し
た第2ブロツクに属するXmax =3000(16進
数)の場合を示したものである。このときは、第2ブロ
ツクに対して予め設定されたシフト数が1であるので、
nサンプル全体に対して左へ1ビツトのビットシフトが
行なわれる。従って、この場合は入力値に対する出力値
は2倍に利得調整されたことになる。
This example shows the case where the maximum value of the amplitude in the input signal is Xmax = 3000 (hexadecimal) belonging to the second block shown in FIG. At this time, since the preset shift number for the second block is 1,
A bit shift of one bit to the left is performed for all n samples. Therefore, in this case, the output value with respect to the input value has been gain adjusted to be twice.

上記と同様にして、各々のフレームに含まれる入力信号
の振幅の最大値(Xmax )が、それぞれ第3.第4
ブロツクに属する場合は、入力値に対するビット列をそ
れぞれ左へ2ビツトシフト、3ビツトシフトさせること
により、入力値に対して出力値をそれぞれ4倍、8倍に
利得調整することができる。
Similarly to the above, the maximum value (Xmax) of the amplitude of the input signal included in each frame is determined by the third . Fourth
If it belongs to a block, by shifting the bit string corresponding to the input value by 2 bits and 3 bits to the left, respectively, it is possible to adjust the gain of the output value to 4 times and 8 times, respectively, with respect to the input value.

なお、上記の説明においては、入力値に対するビット列
を左シフトさせることにより、出力値を増加させる場合
の利得調整で説明したが、人力値に対するビット列を右
シフトさせることにより、出力値を減少させるように利
得調整することもできる。
In addition, in the above explanation, the gain adjustment was explained when increasing the output value by shifting the bit string for the input value to the left, but it is also possible to decrease the output value by shifting the bit string for the human input value to the right. The gain can also be adjusted.

〔実施例〕〔Example〕

例えば、DSPを用いてディジタル遅延等化器を構成す
る方法として、高速フーリエ変換(FFT)を用いた方
式がある。この高速フーリエ変換を行なう場合は、演算
の処理数が多いことから、オーバーフロー、アンダーフ
ローが生じやすい。
For example, as a method of configuring a digital delay equalizer using a DSP, there is a method using fast Fourier transform (FFT). When performing this fast Fourier transform, overflow and underflow are likely to occur because the number of calculations is large.

従ってA/D変換変換比力に対してそのまま高速フーリ
エ変換のための演算を実施すると、S / Nの劣化が
著しくなるものである。
Therefore, if a calculation for fast Fourier transform is directly performed on the A/D conversion conversion ratio, the S/N will deteriorate significantly.

第3図は、上記の高速フーリエ変換のための演算を実施
する前段階に、本発明の自動利得調整方式を適用したデ
ィジタル遅延等化器の構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a digital delay equalizer to which the automatic gain adjustment method of the present invention is applied before performing the calculation for the above-mentioned fast Fourier transform.

アナログ入力信号は、A/D変換器1によりディジタル
信号に変換される。このA/D変換された信号はn並列
信号に分割され、AGC回路31〜30により利得調整
が行なわれた後に、高速フーリエ変換器4I〜4nで高
速フーリエ変換される。
An analog input signal is converted into a digital signal by an A/D converter 1. This A/D converted signal is divided into n parallel signals, gain adjusted by AGC circuits 31 to 30, and then fast Fourier transformed by fast Fourier transformers 4I to 4n.

次に、等化処理回路5.〜5nを介した後に、逆高速フ
ーリエ変換器61〜6n、上記のAGC回路3.〜3n
と逆特性を有する逆AGC回路71〜7nを通してn並
列信号を重畳加算し、D/A変換器8によりアナログ信
号に変換してアナログ出力信号として取出される。
Next, equalization processing circuit 5. ~5n, the inverse fast Fourier transformers 61~6n, and the above-mentioned AGC circuit 3. ~3n
n parallel signals are superimposed and added through inverse AGC circuits 71 to 7n having characteristics opposite to the above, and are converted into analog signals by the D/A converter 8 and taken out as analog output signals.

なお、上記のAGC回路31〜3nならびに逆AGC回
路7、〜7nの制御は、レベル検出器2の出力によりシ
フト量が制御されるものである。
Note that the AGC circuits 31 to 3n and the inverse AGC circuits 7 and 7n are controlled so that the shift amount is controlled by the output of the level detector 2.

すなわち、入力信号系列は、窓かけ処理が施されてnサ
ンプル値を有するフレームに区切られてディジタル変換
が行なわれ、レベル検出器2で上記フレーム内に含まれ
る信号振幅の最大値を検出し、この検出出力に基づいて
、信号振幅に応じて分割されたブロックに対応して予め
設定されたシフト数だけのピントシフトを行なって利得
調整を行なうものである。
That is, the input signal sequence is subjected to windowing processing, divided into frames having n sample values, and digitally converted.The level detector 2 detects the maximum value of the signal amplitude included in the frame, and Based on this detection output, gain adjustment is performed by performing a focus shift by a preset number of shifts corresponding to the blocks divided according to the signal amplitude.

上記した実施例において、高速フーリエ変換の処理に最
適な値が2000〜4000  (16進数)であると
した場合、値の小さな範囲ではノイズ成分の比率が大き
くなること等を考慮して、人力信号値とシフト数の関係
を第4図に示すように設定し、利得調整を行なってもよ
い。
In the above example, if the optimal value for fast Fourier transform processing is 2000 to 4000 (hexadecimal), the human input signal is The relationship between the value and the number of shifts may be set as shown in FIG. 4, and the gain may be adjusted.

第4図に示した利得調整例においては、第1ブロツクに
対する利得調整ではオーバーフローを防止することがで
き、また第3ブロツク〜第5ブロツクに対する利得調整
ではS/Nの向上が期待できる。
In the gain adjustment example shown in FIG. 4, overflow can be prevented when the gain is adjusted for the first block, and an improvement in S/N can be expected when the gain is adjusted for the third to fifth blocks.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した本発明によれば、DSPでの除算を行なう
ことなく利得調整ができるとともに、処理サイクル数を
大幅に削減することができるといった効果が得られる。
According to the present invention described above, the gain can be adjusted without performing division in the DSP, and the number of processing cycles can be significantly reduced.

また、ブロックごとにビットシフト値を任意に設定する
ことができるので、入力信号のダイナミックレンジに応
じて非線形な利得調整ができるといった効果が得られる
Further, since the bit shift value can be arbitrarily set for each block, it is possible to achieve the effect that nonlinear gain adjustment can be performed according to the dynamic range of the input signal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明でのシフ
ト例を説明するための図、第3図は本発明を適用したデ
ィジタル遅延等化器の構成図、第4図は実施例における
入力信号値とシフト数の関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a shift example in the present invention, FIG. 3 is a block diagram of a digital delay equalizer to which the present invention is applied, and FIG. 4 is a diagram for explaining a shift example in the present invention. It is a figure which shows the relationship between the input signal value and the number of shifts in an Example.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ディジタル信号処理プロセッサを用いた自動利得調整方
式において、 ディジタル信号処理プロセッサに入力される信号のダイ
ナミックレンジを複数のブロックに分割するとともに、
これらの各ブロックに対応して予めシフト数を設定して
おき、 入力信号系列に窓かけ処理を施して形成されたフレーム
内に含まれる振幅の最大値を検出し、上記最大値が属す
る上記ブロックに対応して予め設定されたシフト数だけ
、上記フレーム内の全サンプルをビットシフトするよう
にしたことを特徴とするディジタル信号処理プロセッサ
による自動利得調整方式。
[Claims] In an automatic gain adjustment method using a digital signal processor, the dynamic range of a signal input to the digital signal processor is divided into a plurality of blocks, and
The number of shifts is set in advance for each of these blocks, the maximum amplitude value included in the frame formed by applying windowing processing to the input signal sequence is detected, and the block to which the maximum value belongs is detected. An automatic gain adjustment method using a digital signal processor, characterized in that all samples in the frame are bit-shifted by a preset number of shifts corresponding to the above.
JP19219386A 1986-08-19 1986-08-19 Automatic gain control system by digital signal processor Pending JPS6348919A (en)

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