WO2005117254A1 - 音響装置 - Google Patents

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WO2005117254A1
WO2005117254A1 PCT/JP2005/009367 JP2005009367W WO2005117254A1 WO 2005117254 A1 WO2005117254 A1 WO 2005117254A1 JP 2005009367 W JP2005009367 W JP 2005009367W WO 2005117254 A1 WO2005117254 A1 WO 2005117254A1
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signal
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signal strength
audio
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PCT/JP2005/009367
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French (fr)
Inventor
Katsushi Yamada
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3005—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers
    • H03G3/301—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers the gain being continuously variable

Definitions

  • the present invention relates to an audio device that is used in, for example, audio equipment and includes an automatic gain variable device that automatically sets an appropriate amplification degree in accordance with the signal strength of an input audio signal from a microphone or the like.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain variable device of the conventional audio device disclosed in Patent Document 1.
  • a conventional automatic gain variable device 90 shown in FIG. 9 includes a signal amplifying section 91, a signal strength detecting section 92, a signal strength holding section 93, and a signal gain setting section 94.
  • the signal amplifying section 91 amplifies the input signal Si with the gain set by the signal gain setting section 94 and outputs it as an output signal So.
  • the signal strength detection unit 92 detects the signal strength of the input signal Si for a predetermined period.
  • the signal strength holding unit 93 holds the maximum signal strength detection result detected by the signal strength detection unit 92.
  • the signal gain setting section 94 sets a constant gain corresponding to the maximum signal strength held by the signal strength holding section 93 in the signal amplification section 91.
  • Patent Document 1 JP-A-11 75286
  • the conventional audio apparatus sets the gain based on the result of detecting the input signal strength within one predetermined period, so that it is suitable for both the average signal strength and the instantaneous signal strength of the input voice. There is a problem that the gain cannot be set, and the tracking of the gain adjustment to the input audio signal becomes unnatural.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an audio device capable of automatically setting a gain suitable for both an average signal intensity and an instantaneous signal intensity of an input voice. With the goal.
  • the audio device of the present invention is an audio device that automatically sets an appropriate amplification degree according to the signal intensity of an input audio signal, and sets a gain according to an average signal intensity of the input audio signal within a predetermined period.
  • First gain setting means for adjusting the signal strength of the input audio signal with the gain set by the first gain setting means, and output sound of the first signal amplification means.
  • Second gain setting means for setting a gain in accordance with the instantaneous signal strength of the signal; and combining the gain set by the first gain setting means and the gain set by the second gain setting means.
  • a second signal amplifying means for adjusting the signal strength of the input audio signal with the gain calculated by the gain calculating means.
  • the audio device includes a switch for setting on and off of the automatic gain variable operation, and an input and output of the second signal amplifying unit for the gain calculator when the switch is set to off. And control means for setting a gain that does not change the signal strength.
  • the acoustic device of the present invention includes a display means for visualizing the gain calculated by the gain calculating means.
  • the automatic gain variable method is an automatic gain variable method for automatically setting an appropriate amplification factor according to the signal strength of an input audio signal, and the average signal strength of the input audio signal within a predetermined period.
  • the acoustic device of the present invention provides two gains, a gain according to the average signal strength by the first gain setting means and a gain according to the instantaneous signal strength by the second gain setting means. Since the gain of the second signal amplifying means is set by combining, the follow-up of the gain adjustment with respect to the input audio signal is improved, and the variable gain control can be performed without feeling uncomfortable.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital audio device incorporating an automatic gain variable device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing functions of a DSP for realizing an automatic gain variable device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a switch section of a digital audio device incorporating the automatic gain variable device of FIG. 1
  • FIG. 4 A diagram showing a display section of a digital audio device incorporating the automatic gain variable device of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing input / output characteristics of the automatic gain variable device of FIG. 1 according to a gain A;
  • FIG. 6 Diagram showing input / output characteristics of automatic gain variable device of FIG. 1 with gain B
  • FIG. 7 is a diagram showing a change in gain C when the automatic gain variable operation of the automatic gain variable device in FIG. 1 is on and off.
  • FIG. 8 is a diagram showing a display example of a display section of a digital audio device incorporating the automatic gain variable device of FIG. 1
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional automatic gain variable device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital audio device which is an audio device in which an automatic gain variable device according to one embodiment of the present invention is incorporated.
  • a digital audio device 1 in which an automatic gain variable device according to the present embodiment is incorporated is a head amplifier that amplifies a weak audio input signal from a microphone 2 to an input level of an AD converter 4. 3, an AD converter 4 that converts the audio input signal of three head amplifiers into a digital signal, a DSP (digital signal processor) 5 that processes the audio input signal digitally converted by the AD converter 4, and a DSP 5 DA converter 6 for converting the output audio signal of the power signal into an analog signal, CPU 7 for controlling DSP 5, operation unit 8 for giving a command for controlling DSP 5 via CPU 7, and DSP 5 via CPU 7. And a display unit (corresponding to a display means) 9 for displaying to the user.
  • the DSP 5 implements the automatic gain variable device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing functions of the DSP 5 which is responsible for signal processing in the automatic gain variable device of the digital audio device 1 according to the present embodiment.
  • the DSP 5 has a gain setting unit 20 for setting a gain from an average audio intensity of the audio input signal Si within a predetermined period, and a signal intensity of the input audio signal Si with a gain A set by the gain setting unit 20.
  • a gain setting unit 22 that sets the gain according to the instantaneous signal strength of the output audio signal of the signal amplification unit 21, a gain B and a gain setting unit 20 set by the gain setting unit 22.
  • a gain calculator 23 that multiplies the gain A set by the above, a gain calculator 23, a signal amplifier 24 that adjusts the signal strength of the input audio signal Si with the gain C thus set, and a DSP 5 connected to the CPU 7. And a CPU interface 25.
  • the signal amplifier 24 outputs the input audio signal Si with the adjusted signal strength as the output audio signal So.
  • the gain setting section 20 corresponds to first gain setting means
  • the signal amplifying section 21 corresponds to first signal amplifying means
  • the gain setting section 22 corresponds to second gain setting means.
  • the gain calculator 23 corresponds to a gain calculator
  • the signal amplifier 24 corresponds to a second signal amplifier.
  • the operation unit 8 includes, as shown in FIG. 3, an on switch (corresponding to switch means) 31 for turning on the automatic gain variable operation and an off switch (switch) for turning off the automatic gain variable operation. 32) are provided. Note that the on / off of the automatic gain variable operation may be switched by one switch.
  • the display unit 9 is provided with a meter 41 composed of a plurality of LEDs (light-emitting diodes) arranged in a straight line. Is displayed.
  • the gain “1” that does not change the signal strength at the input and output is Od B
  • the eight resolutions of 2, 14, 4, 16, 18, 18, 10, 15, 20 dB It is displayed at the meeting. Note that this resolution is an example, and is not limited to this.
  • digital audio device 1 of the present embodiment operates at a sampling frequency of 48 kHz.
  • the gain of the signal amplifying unit 24 is fixed to “1” which is a gain that does not change the signal strength at input and output. As described above, this gain "1" Expressed as B. Further, even if the audio input signal Si is small, the amplification degree of the power amplifier 10 is set such that the signal is output from the speaker 11 with necessary and sufficient intensity. In this case, if the voice input signal Si is large, the sound is output from the speaker 11 with an excessive intensity, and discomfort such as a broken sound is given to the user who is the listener.
  • the gain setting unit 20 detects the average value of the signal strength of the input audio signal Si every second, that is, every 48000 sampling periods, and finds that the average value is 40 dBFS (digital full scale value). (Relative value to OdB is expressed in dBFS)), the gain A is set by changing the gain by 0.5 dB, and the gain decreases to reach the gain value with input / output characteristics shown in Fig. 5. Is continued every second. When the average value of the signal strength is ⁇ 40 dB FS or less, the gain A is set by changing the gain by +1 dB, and the gain increase is changed by 1 to reach the gain value having the input / output characteristics shown in FIG. Continue every second. Then, the signal amplifying unit 21 adjusts the signal strength of the audio input signal Si with the gain A for each sampling period, and makes the signal input to the gain setting unit 22.
  • the gain setting unit 22 detects an instantaneous value of the signal strength at each sampling period, and when the instantaneous value is equal to or more than -20 dBFS, sets the gain B by changing the gain. The change of the gain drop is continued for each sampling cycle until the gain value becomes a characteristic value.
  • the input / output characteristics shown in FIG. 6 are generally called limiter characteristics in audio equipment, and various gain changing methods are known, and gain B changes with a constant time constant.
  • the gain calculator 23 multiplies the gain A and the gain B for each sampling period to calculate a gain C, and gives the result to the signal amplifier 24.
  • the signal amplifier 24 adjusts the signal strength of the audio input signal Si with the gain C, and outputs the output audio signal So.
  • the CPU 7 sends the gain A and the gain A of the gain calculation unit 23 through the CPU interface 25 in the DSP 5.
  • the gain C is calculated by equation (1) for each sampling cycle.
  • the initial value of Cn-1 is the gain Cx at the last time point when the power is on, and Cn-1 is defined as the calculated value Cn one sampling period before.
  • ⁇ a time constant of 1 or less
  • the gain C smoothly changes from the gain Cx at the last point of the ON time to “1” and converges to “1”.
  • Fig. 7 schematically shows an example of the change in gain C. Cx varies in the range of 0 to 130 dB.
  • the CPU 7 sends the gain setting unit 20 to the gain calculation unit 23 via the CPU interface 25 in the DSP 5. And the gain B from the gain setting unit 22 are set. Then, the gain C is calculated by equation (1) for each sampling cycle.
  • Fig. 7 schematically shows an example of the change in gain C.
  • the user can clearly recognize the automatic gain variable effect at the time of on.
  • the gain at the time of ON and at the time of OFF smoothly change, generation of abnormal noise at the time of switching can be suppressed.
  • the gain C calculated by the gain calculator 23 is sent to the CPU 7 via the CPU interface 25 in the DSP 5.
  • the CPU 7 turns on the meter 41 of the display unit 9 stepwise according to the value of the gain C. For example, if the gain is OdB, including when it is off, light the OdB section as shown in Fig. 8 (a). When the gain is -10dB, as shown in Fig. 8 (b), 0, -2,- 4, 6, 8, 1 Turn on the 10 dB section.
  • the user can confirm the gain change due to the automatic gain variable operation including the ON and OFF operations on the display of the meter 41, and the user clearly recognizes the effect of the automatic gain variable operation. be able to.
  • the audio input signal Si is multiplied by the gain according to the average signal strength and the two gains according to the instantaneous signal strength. Then, since the gain for the audio input signal Si is set, the follow-up of the gain adjustment to the audio input signal Si is improved, and the variable gain control can be performed without discomfort.
  • an off switch 32 and an on switch 31 capable of setting on and off of the automatic gain variable operation are provided, and when off, the signal strength is not changed by the input / output of the signal amplifying section 24 to the gain calculating section 23. Since the gain is set to “1”, the user can clearly recognize the automatic gain variable effect at the time of ON. Further, since the gain at the time of ON and at the time of OFF are smoothly changed in the gain calculating section 23, generation of abnormal noise at the time of switching can be suppressed.
  • the meter 41 for visualizing the gain calculated by the gain calculator 23 is provided, the user can clearly recognize the effect of the automatic gain variable operation.
  • the gain setting unit 20 detects the average audio intensity of the audio input signal Si within a predetermined period, but may detect the maximum value within the predetermined period. Alternatively, it may be calculated using a relational expression between the maximum value and the average value. Further, the maximum value and the average value may be detected in different predetermined periods.
  • the automatic gain variable device provided in the digital audio device has been described.
  • the present invention can be applied to an analog audio device.
  • the present invention provides appropriate amplification according to the signal strength of a voice input signal such as a microphone. Application to audio equipment that automatically sets the degree is possible.

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Abstract

　本発明の課題は、入力音声の平均的な信号強度と瞬時的な信号強度の両方に適した利得を自動的に設定でき、また自動利得可変動作のオン及びオフの切替えによる効果を使用者が容易に認識でき、さらには使用者が利得値の変化を容易に認識することができる音響装置を提供することである。 　所定期間内の平均的音声な音声強度から利得を設定する利得設定部（２０）と、瞬時的信号強度に応じて利得を設定する利得設定部（２２）とを備え、利得Ａと利得Ｂを乗算した利得Ｃで音声入力信号（Ｓｉ）の信号強度を調節する。

Description

明 細 書
音響装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えばオーディオ機器に用いられ、マイクロフォン等からの入力音声信 号の信号強度に応じて適切な増幅度を自動設定する自動利得可変器を備えた音響 装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、上述した音響装置の自動利得可変器が開発されている (例えば、特許文献 1参照)。図 9は、上記特許文献 1で開示された従来の音響装置の自動利得可変器 の構成を示すブロック図である。
[0003] 図 9に示す従来の自動利得可変器 90は、信号増幅部 91と、信号強度検出部 92と 、信号強度保持部 93と、信号利得設定部 94とから構成される。信号増幅部 91は、 信号利得設定部 94で設定された利得で入力信号 Siを増幅して出力信号 Soとして出 力する。信号強度検出部 92は、入力信号 Siの信号強度を所定期間のあいだ検出す る。信号強度保持部 93は、信号強度検出部 92で検出された最大信号強度検出結 果をホールドする。信号利得設定部 94は、信号強度保持部 93でホールドされた最 大信号強度に対応した一定の利得を信号増幅部 91に設定する。
[0004] このような構成において、大入力音声信号に対しては低い利得で信号強度の増幅 調節が行われ、小入力音声信号に対しては高 、利得で信号強度の増幅調節が行わ れる。
[0005] 特許文献 1 :特開平 11 75286号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] しかしながら、従来の音響装置は、 1つの所定期間内の入力信号強度を検出した 結果から利得を設定するので、入力音声の平均的な信号強度と瞬時的な信号強度 の両方に適した利得を設定できず、入力音声信号への利得調整の追従性が不自然 となる問題がある。 [0007] 本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、入力音声の平均的な信号強度と 瞬時的な信号強度の両方に適した利得を自動的に設定できる音響装置を提供する ことを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 上記目的は下記構成及び方法により達成される。
本発明の音響装置は、入力音声信号の信号強度に応じて適切な増幅度を自動設 定する音響装置であって、入力音声信号の所定期間内の平均的な信号強度に応じ て利得を設定する第 1の利得設定手段と、前記第 1の利得設定手段で設定された利 得で入力音声信号の信号強度を調節する第 1の信号増幅手段と、前記第 1の信号 増幅手段の出力音声信号の瞬時的信号強度に応じて利得を設定する第 2の利得設 定手段と、前記第 1の利得設定手段で設定された利得と前記第 2の利得設定手段で 設定された利得とを合成する利得算出手段と、前記利得算出手段で算出された利得 で入力音声信号の信号強度を調節する第 2の信号増幅手段とを備えている。
[0009] 本発明の音響装置は、自動利得可変動作のオン及びオフを設定するスィッチ手段 と、前記スィッチ手段がオフ設定された場合に前記利得算出手段に前記第 2の信号 増幅手段の入出力で信号強度に変化を与えない利得を設定する制御手段とを備え ている。
[0010] 本発明の音響装置は、前記利得算出手段で算出された利得を可視化する表示手 段を備えている。
[0011] 本発明の自動利得可変方法は、入力音声信号の信号強度に応じて適切な増幅度 を自動設定する自動利得可変方法であって、入力音声信号の所定期間内の平均的 な信号強度に応じて利得を設定する第 1の利得設定工程と、前記第 1の利得設定ェ 程で設定された利得を用いて入力音声信号の信号強度を調節する第 1の信号増幅 工程と、前記第 1の信号増幅工程で得られた出力音声信号の瞬時的信号強度に応 じて利得を設定する第 2の利得設定工程と、前記第 1の利得設定工程で設定された 利得と前記第 2の利得設定工程で設定された利得とを合成する利得算出工程と、前 記利得算出工程で算出された利得を用いて入力音声信号の信号強度を調節する第 2の信号増幅工程とを備えて 、る。 発明の効果
[0012] 本発明の音響装置は、第 1の利得設定手段による平均的な信号強度に応じた利得 と、第 2の利得設定手段による瞬時的な信号強度に応じた利得との 2つの利得を合 成して第 2の信号増幅手段の利得を設定するので、入力音声信号に対する利得調 整の追従性が向上し、違和感のな 、利得可変制御が可能となる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の一実施の形態に係る自動利得可変器を組込んだデジタルオーディオ 機器の構成を示すブロック図
[図 2]本発明の一実施の形態に係る自動利得可変器を実現する DSPの機能を示す ブロック図
[図 3]図 1の自動利得可変器を組込んだデジタルオーディオ機器のスィッチ部を示す 図
[図 4]図 1の自動利得可変器を組込んだデジタルオーディオ機器の表示部を示す図
[図 5]図 1の自動利得可変器の利得 Aによる入出力特性を示す図
[図 6]図 1の自動利得可変器の利得 Bによる入出力特性を示す図
[図 7]図 1の自動利得可変器の自動利得可変動作オン及びオフ時の利得 Cの変化を 示す図
[図 8]図 1の自動利得可変器を組込んだデジタルオーディオ機器の表示部の表示例 を示す図
[図 9]従来の自動利得可変器の構成を示すブロック図
符号の説明
[0014] 1 デジタルオーディオ機器
2 マイクロフォン
3 ヘッドアンプ
4 ADコンバータ
5 DSP
6 DAコンバータ
7 CPU 8 操作部
9 表示部
10 パワーアンプ
11 スピーカ
20、 22 利得設定部
21、 24 信号増幅部
23 利得算出部
25 CPUインタフェース
31 オンスイッチ
32 オフスィッチ
41 メータ
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細 に説明する。
[0016] 図 1は、本発明の一実施の形態に係る自動利得可変器が組み込まれた音響装置 であるデジタルオーディオ機器の構成を示すブロック図である。
[0017] 図 1にお 、て、本実施の形態に係る自動利得可変器が組み込まれたデジタルォー ディォ機器 1は、マイクロフォン 2からの音声入力微弱信号を ADコンバータ 4の入力 レベルまで増幅するヘッドアンプ 3と、ヘッドアンプ 3力 の音声入力信号をデジタル 信号に変換する ADコンバータ 4と、 ADコンバータ 4によってデジタル信号ィ匕された 音声入力信号の処理を掌る DSP (デジタルシグナルプロセッサ） 5と、 DSP5力らの 出力音声信号をアナログ信号ィ匕する DAコンバータ 6と、 DSP5を制御する CPU7と、 CPU7を介して DSP5を制御するための指令を与える操作部 8と、 CPU7を介して D SP5の状況を使用者に表示する表示部（表示手段に対応する） 9とを備えて 、る。上 記 DSP5が、本実施の形態に係る自動利得可変器を実現する。
[0018] マイクロフォン 2に入力された音声に対応するマイクロフォン 2からの音声微弱信号 は、デジタルオーディオ機器 1にて設定された利得にて音声増幅され、さらにパワー アンプ 10にて電力増幅されてスピーカ 11から音声出力される。 [0019] 図 2は、本実施の形態のデジタルオーディオ機器 1の自動利得可変器における信 号処理を掌る DSP5の機能を示すブロック図である。図 2において、 DSP5は、音声 入力信号 Siの所定期間内の平均的な音声強度から利得を設定する利得設定部 20 と、利得設定部 20によって設定された利得 Aで入力音声信号 Siの信号強度を調節 する信号増幅部 21と、信号増幅部 21の出力音声信号の瞬時的信号強度に応じて 利得を設定する利得設定部 22と、利得設定部 22によって設定された利得 Bと利得 設定部 20によって設定された利得 Aを乗算する利得算出部 23と、利得算出部 23〖こ よって設定された利得 Cで入力音声信号 Siの信号強度を調節する信号増幅部 24と 、 DSP5を CPU7に接続するための CPUインタフェース 25とを備えている。信号増 幅部 24は信号強度を調節した入力音声信号 Siを出力音声信号 Soとして出力する。
[0020] なお、上記利得設定部 20は第 1の利得設定手段に対応し、信号増幅部 21は第 1 の信号増幅手段に対応し、利得設定部 22は第 2の利得設定手段に対応し、利得算 出部 23は利得算出手段に対応し、信号増幅部 24は第 2の信号増幅手段に対応す る。
[0021] 図 1に戻り、操作部 8には、図 3に示すように、自動利得可変動作をオンするオンス イッチ (スィッチ手段に対応） 31と、自動利得可変動作をオフするオフスィッチ (スイツ チ手段に対応） 32とが設けられている。なお、自動利得可変動作のオン及びオフを、 1つのスィッチで切替えるようにしても構わな 、。
[0022] 表示部 9には、図 4に示すように、直線状に並べられた複数の LED (発光ダイォー ド)からなるメータ 41が設けられており、このメータ 41にて、利得値が相対的に表示さ れる。本実施の形態では、入出力で信号強度に変化を与えない利得である「1」を Od Bとして、 2、 一4、 一6、 一8、 一 10、 一 15、 一20dBの 8つの分解會で表示するよう にしている。なお、この分解能は一例であり、これに限定されるものではない。
[0023] 次に、 DSP5で実現される本実施の形態の自動利得可変器の動作につ!、て説明 する。なお、本実施の形態のデジタルオーディオ機器 1は、 48kHzのサンプリング周 波数で動作するものとする。
[0024] 自動利得可変が行われな 、場合、信号増幅部 24の利得は入出力で信号強度に 変化を与えない利得である「1」に固定されている。この利得「1」を上述したように Od Bと表す。また、音声入力信号 Siが小さくとも、必要十分な強度でスピーカ 11から出 力される程度にパワーアンプ 10の増幅度が設定されている。この場合、音声入力信 号 Siが大きいと、過度の強度でスピーカ 11から出力されることになり、音が割れる等 の不快感を聴者である使用者に与えることになる。
[0025] 自動利得可変を行う場合、利得設定部 20は、 1秒毎つまり 48000サンプリング周 期毎に入力音声信号 Siの信号強度の平均値を検出し、その平均値が 40dBFS ( デジタルフルスケール値 OdBに対しての相対値を dBFSで表す）以上の場合は、 0 . 5dBずつ利得を変化させて利得 Aを設定し、図 5に示す入出力特性となる利得値 に至るように利得下降変化を 1秒毎に継続する。また、信号強度の平均値が— 40dB FS以下の場合は、 + ldBずつ利得を変化させて利得 Aを設定し、図 5に示す入出 力特性となる利得値に至るように利得上昇変化を 1秒毎に継続する。そして、サンプ リング周期毎に信号増幅部 21は利得 Aで音声入力信号 Siの信号強度を調節し、利 得設定部 22の入力とする。
[0026] 利得設定部 22は、サンプリング周期毎に信号強度の瞬時値を検出し、その瞬時値 が— 20dBFS以上の場合は、利得を変化させて利得 Bを設定し、図 6に示す入出力 特性となる利得値に至るまで利得下降変化をサンプリング周期毎に継続する。なお、 図 6に示す入出力特性は、オーディオ機器では一般にリミッタ特性と呼ばれ、その利 得変化手法は様々な方法が公知であり、利得 Bは一定の時定数で変化する。利得 算出部 23は、サンプリング周期毎に利得 Aと利得 Bを乗算し利得 Cを算出し、その結 果を信号増幅部 24に与える。信号増幅部 24は、利得 Cで音声入力信号 Siの信号強 度を調節し、出力音声信号 Soを出力する。
[0027] したがって、音声入力信号 Siが小さくとも、必要十分な強度でスピーカ 11から出力 され、音声入力信号 Siが大きいときには、自動的に増幅利得が低下するので、スピ 一力 11から適度の強度で出力されることになる。
[0028] また、平均的な信号強度によって利得を変化させるので、信号強度に敏感に追従 した利得変化による音の揺れを防止できる。また、瞬時的な大きな入力信号は、平均 的な信号強度には大きく反映されないが、瞬時的な信号強度には大きく反映される ので、過大な信号強度に敏感に追従でき、スピーカ 11からの過大出力を防ぎ、音が 割れる等の不快感を聴者である使用者に与えない。なお、図 5及び図 6に示す利得 変化量及び入出力特性は一例であり、これに限定されるものではない。
[0029] 次に、使用者の操作によって自動利得可変動作をオン及びオフする場合の利得可 変の動作を説明する。
[0030] 自動利得可変動作がオンの状態で、使用者が操作部 8のオフスィッチ 32を押下す ると、 CPU7は DSP5内の CPUインタフェース 25を介して、利得算出部 23の利得 A と利得 Bに、入出力で信号強度に変化を与えない利得である「1 ( = OdB)」を設定す る。そして、サンプリング周期毎に式（1)によって利得 Cを算出する。 Cn-1の初期値 はオン時の最後の時点の利得 Cxであり、以降 Cn-1は 1サンプリング周期前の算出値 Cnと定義する。
[0031] Cn= {A+ a (Cn-1 - A) } X B 式（1)
つまり、 αを 1以下の時定数とすることで、利得 Cはオン時の最後の時点の利得 Cx から「1」に滑らかに変化し、「1」に収束する。図 7に利得 Cの変化の一例を模式的に 示す。 Cxは、 0〜一 30dBの範囲で変化する。
[0032] 一方、自動利得可変動作がオフの状態で、使用者が操作部 8のオンスイッチ 31を 押下すると、 CPU7は DSP5内の CPUインタフェース 25を介して、利得算出部 23に 利得設定部 20からの利得 Aと利得設定部 22からの利得 Bを設定する。そして、サン プリング周期毎に式（1)によって利得 Cを算出する。 Cn-1の初期値はオフ時の利得 C = l ( = OdB)であり、利得 Cは「1 ( = OdB)」から利得 Aと利得 Bの乗算結果に滑ら かに変化する。図 7に利得 Cの変化の一例を模式的に示す。
[0033] つまり、操作部 8のオフスィッチ 32とオンスイッチ 31の操作によって、使用者はオン 時の自動利得可変効果を明確に認識することができる。また、オン時とオフ時の利得 が滑らかに変化するので、切替え時の異音発生を抑えることができる。
[0034] 次に、使用者に自動利得可変動作を可視化し表示する動作を説明する。
[0035] 利得算出部 23によって算出された利得 Cは、 DSP5内の CPUインタフェース 25を 介して CPU7に送られる。 CPU7はこの利得 Cの値に応じて、表示部 9のメータ 41を 段階的に点灯させる。例えば、オフ時を含め利得は OdBの場合は図 8の（a)に示すよ うに OdB部を点灯させる。利得が— 10dBの場合は図 8の（b)に示すように 0、—2、 - 4、 6、 8、 一 10dB部を点灯させる。
[0036] つまり、オン及びオフ操作も含め、自動利得可変動作による利得変化を使用者がメ ータ 41の表示で確認することができ、自動利得可変動作による効果を明確に使用者 が認識することができる。
[0037] このように、本実施の形態の自動利得可変器によれば、音声入力信号 Siに対して 平均的な信号強度に応じた利得と瞬時的な信号強度に応じた 2つの利得を乗算して 音声入力信号 Siに対する利得を設定するので、音声入力信号 Siへの利得調整の追 従性が向上し違和感のな 、利得可変制御が可能となる。
[0038] また、自動利得可変動作のオン及びオフを設定できるオフスィッチ 32とオンスイツ チ 31を備え、オフ時は利得算出部 23に信号増幅部 24の入出力で信号強度に変化 を与えな 、利得である「1」を設定するので、オン時の自動利得可変効果を明確に使 用者が認識することができる。また、利得算出部 23において、オン時とオフ時の利得 を滑らかに変化させるので、切替え時の異音発生を抑えることができる。
[0039] また、利得算出部 23で算出した利得を可視化するメータ 41を備えて 、るので、使 用者は自動利得可変動作による効果を明確に認識することができる。
[0040] なお、本実施の形態では、利得設定部 20は、音声入力信号 Siの所定期間内の平 均的な音声強度を検出するが、所定期間内の最大値を検出しても良い。また、最大 値と平均値の関係式を用いて算出しても良い。また、異なる所定期間で最大値と平 均値を検出しても良い。
[0041] また、本実施の形態では、ディジタルオーディオ機器内に設けられた自動利得可 変器にっ 、て述べたが、アナログオーディオ機器にぉ 、ても勿論実施可能である。
[0042] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。
[0043] 本出願は、 2004年 5月 31日出願の日本特許出願 (特願 2004— 160829)に基づ くものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
産業上の利用可能性
[0044] 本発明は、マイクロフォン等力 の音声入力信号の信号強度に応じて適切な増幅 度を自動的に設定するオーディオ機器への適用が可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 入力音声信号の所定期間内の平均的な信号強度に応じて利得を設定する第 1の 利得設定手段と、
前記第 1の利得設定手段で設定された利得で入力音声信号の信号強度を調節す る第 1の信号増幅手段と、
前記第 1の信号増幅手段の出力音声信号の瞬時的信号強度に応じて利得を設定 する第 2の利得設定手段と、
前記第 1の利得設定手段で設定された利得と前記第 2の利得設定手段で設定され た利得とを合成する利得算出手段と、
前記利得算出手段で算出された利得で入力音声信号の信号強度を調節する第 2 の信号増幅手段と、
を備えた音響装置。
[2] 自動利得可変動作のオン及びオフを設定するスィッチ手段と、
前記スィッチ手段がオフ設定された場合に前記利得算出手段に前記第 2の信号増 幅手段の入出力で信号強度に変化を与えない利得を設定する制御手段と、 を備えた請求項 1に記載の音響装置。
[3] 前記利得算出手段で算出された利得を可視化する表示手段を備えた請求項 1又 は請求項 2に記載の音響装置。
[4] 入力音声信号の所定期間内の平均的な信号強度に応じて利得を設定する第 1の 利得設定工程と、
前記第 1の利得設定工程で設定された利得を用いて入力音声信号の信号強度を 調節する第 1の信号増幅工程と、
前記第 1の信号増幅工程で得られた出力音声信号の瞬時的信号強度に応じて利 得を設定する第 2の利得設定工程と、
前記第 1の利得設定工程で設定された利得と前記第 2の利得設定工程で設定され た利得とを合成する利得算出工程と、
前記利得算出工程で算出された利得を用いて入力音声信号の信号強度を調節す る第 2の信号増幅工程と、 を備えた自動利得可変方法。
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