(57)【要約】【課題】アタック時やリリース時に一時的にレベルが持ち上がることを防止する。【解決手段】遅延回路１２の遅延時間ＤＴをアタック制御時間ＡＴよりも長くし、可変利得増幅回路１３に入力する音響信号のアタック時には、アタック制御が完了しているようにする。アタック制御からリリース制御に切り替わった時は、遅延時間ＤＴより長い時間ＨＴだけ値保持回路２０で制御信号を保持して、リリース制御開始点が可変利得増幅回路１３に入力する音響信号のリリース時よりも遅れるようにする。【選択図】　図１
2004072561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音響信号を遅延させる遅延手段と、該遅延手段で遅延された音響信号の利得を制御信号に応じて制御する可変利得増幅手段と、前記入力音響信号の絶対値を検出する絶対値手段と、該絶対値手段の出力信号を時定数Ｔ１で平滑する第１の平滑手段と、前記絶対値手段の出力信号を時定数Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）で平滑する第２の平滑手段と、前記第１および第２の平滑手段の出力信号を入力しレベルの大きい側の入力信号を選択して出力する信号選択手段とを具備し、該信号選択手段の出力信号を前記可変利得増幅手段に前記制御信号として入力させるＡＧＣ装置において、
前記信号選択手段で前記第１の平滑手段の出力信号が選択されたとき前記信号選択手段の出力信号をそのまま通過させて前記可変利得増幅手段に前記制御信号として入力させ、前記第２の平滑手段の出力信号が選択されたとき前記信号選択手段の出力信号を保持時間だけ保持して前記可変利得増幅手段に前記制御信号として入力させると共に該保持時間が経過した後は前記信号選択手段の出力信号をそのまま通過させて前記可変利得増幅手段に前記制御信号として入力させる値保持手段を設け、
前記遅延手段の遅延時間をＤＴとし、前記値保持手段の保持時間をＨＴとするとき、ＤＴ≦ＨＴに設定したことを特徴とするＡＧＣ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＧＣ装置において、
前記入力音響信号のアタック時のアタック制御時間をＡＴとするとき、ＡＴ≦ＤＴに設定したことを特徴とするＡＧＣ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＡＧＣ装置において、
前記第２の平滑手段は、前記値保持手段の出力信号に応じてその出力信号レベルが更新されることを特徴とするＡＧＣ装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のＡＧＣ装置において、
前記入力音響信号は複数の音響信号からなり、前記遅延手段は該複数の音響信号を各々時間ＤＴだけ遅延させ、前記可変利得増幅手段は前記遅延手段で遅延された複数の音響信号を前記値保持手段から出力する前記制御信号により利得制御し、
前記絶対値手段は前記複数の音響信号の絶対値を各々検出し、該検出した複数の絶対値のうちの最大レベルの絶対値を出力することを特徴とするＡＧＣ装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載のＡＧＣ装置において、
前記第２の平滑手段は、前記絶対値手段の出力信号に代えて前記第１の平滑手段の出力信号を平滑して前記信号選択回路に入力することを特徴とするＡＧＣ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力音響信号の利得を制御するＡＧＣ（自動利得制御）装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＡＧＣ装置として、図８に示す構成のものがある。図８において、入力端子５１に入力した音響信号は遅延回路５２で遅延されて可変利得増幅回路５３に入力し、ここで利得制御されて出力端子５４に出力する。また、入力端子５１に入力した音響信号の一部は、絶対値回路５５に入力しそこで絶対値化されて時定数Ｔ１の第１の平滑回路５６と時定数Ｔ２の第２の平滑回路５７に入力する。時定数はＴ１＜Ｔ２設定されている。第１、第２の平滑回路５６，５７の出力信号は信号選択回路５８に入力し、ここで信号レベルの大きな側の平滑回路の出力信号が選択されて、可変利得増幅回路５３に利得制御信号として入力する。
【０００３】
ここで、入力端子５１に入力する音響信号が低いレベルから高いレベルに変化するときを「アタック時」、高いレベルから低いレベルに変化するときを「リリース時」と定義すると、アタック時では時定数の小さな（反応の速い）第１の平滑回路５６の出力信号レベルの方が時定数の大きな（反応の遅い）第２の平滑回路５７のそれより大きくなり、リリース時ではその逆に、第２の平滑回路５７の出力信号レベルの方が第１の平滑回路５６のそれより大きくなる。したがって、アタック時では第１の平滑回路５６の出力信号が選択され、リリース時では第２の平滑回路５７の出力信号が選択され、利得制御信号として可変利得増幅回路５３に入力する。
【０００４】
いま、遅延回路５２が接続されていない場合を考えると、入力端子５１に入力する音響信号のレベルが変化すると直ちに可変利得増幅回路５３が制御されるので、アタック時に以下の問題が生じる。すなわち、アタック時は図７（ａ）に示すような包絡線を持つ音響信号が入力するときであり、アタック時以前ではそのレベルが低いため可変利得増幅回路５３での利得低減制御（圧縮）は少なく又は行われていない。この後に音響信号のレベルが急激に高くなり、アタック時の時定数による制御時間（アタック制御時間：ＡＴ）が経過すれば、可変利得増幅回路５３により適切な利得低減制御が行われるものの、音響信号レベルが急激に高くなったアタック制御開始点ＡＰからアタック制御時間ＡＴが経過するまでは利得低減制御が完了せず、特に初期では一時的に高いレベルのままの音響信号が可変利得増幅回路５３から出力する。よって、この場合には図７（ｂ）に示すようにアタック制御開始点ＡＰで一瞬レベルが高くなることから、アクセントのついたような音響となり、「強いアタック感のある」不自然な音となる。
【０００５】
そこで、図８の回路では、遅延回路５２を入力端子５１と可変利得増幅回路５３との間に挿入し、可変利得増幅回路５３への利得制御信号の入力タイミングよりも音響信号の入力タイミングを時間ＤＴだけ遅らせ、その遅れた時間からアタック制御が開始するようにしている。すなわち、図７（ｃ）に示すように、入力音響信号が低いレベルから高いレベルに変化する時点よりも時間ＤＴだけ以前をアタック制御開始点ＡＰとしてそこからアタック制御時間ＡＴが始まるようにしている。このようにすると、「強いアタック感のある」不自然な音を抑制することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、遅延回路５２を挿入したことにより、図７（ｄ）に示すように入力音響信号が高いレベルから低いレベルに変化するリリース時においても、音響信号が低いレベルになる以前がリリース制御（利得増大制御）の開始点ＲＰとなるので、出力音響信号の包絡線は図７（ｅ）に示すように、リリース直前の信号レベルが持ち上がる不自然なレベル変化となる不具合を生じる。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目的は、入力音響信号のレベル変化時にレベル増加が生じないようにしたＡＧＣ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、入力音響信号を遅延させる遅延手段と、該遅延手段で遅延された音響信号の利得を制御信号に応じて制御する可変利得増幅手段と、前記入力音響信号の絶対値を検出する絶対値手段と、該絶対値手段の出力信号を時定数Ｔ１で平滑する第１の平滑手段と、前記絶対値手段の出力信号を時定数Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）で平滑する第２の平滑手段と、前記第１および第２の平滑手段の出力信号を入力しレベルの大きい側の入力信号を選択して出力する信号選択手段とを具備し、該信号選択手段の出力信号を前記可変利得増幅手段に前記制御信号として入力させるＡＧＣ装置において、前記信号選択手段で前記第１の平滑手段の出力信号が選択されたとき前記信号選択手段の出力信号をそのまま通過させて前記可変利得増幅手段に前記制御信号として入力させ、前記第２の平滑手段の出力信号が選択されたとき前記信号選択手段の出力信号を保持時間だけ保持して前記可変利得増幅手段に前記制御信号として入力させると共に該保持時間が経過した後は前記信号選択手段の出力信号をそのまま通過させて前記可変利得増幅手段に前記制御信号として入力させる値保持手段を設け、前記遅延手段の遅延時間をＤＴとし、前記値保持手段の保持時間をＨＴとするとき、ＤＴ≦ＨＴに設定したことを特徴とするＡＧＣ装置とした。
【０００９】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のＡＧＣ装置において、前記入力音響信号のアタック時のアタック制御時間をＡＴとするとき、ＡＴ≦ＤＴに設定したことを特徴とするＡＧＣ装置とした。
【００１０】
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載のＡＧＣ装置において、前記第２の平滑手段は、前記値保持手段の出力信号に応じてその出力信号レベルが更新されることを特徴とするＡＧＣ装置とした。
【００１１】
請求項４にかかる発明は、請求項１、２又は３に記載のＡＧＣ装置において、前記入力音響信号は複数の音響信号からなり、前記遅延手段は該複数の音響信号を各々時間ＤＴだけ遅延させ、前記可変利得増幅手段は前記遅延手段で遅延された複数の音響信号を前記値保持手段から出力する前記制御信号により利得制御し、前記絶対値手段は前記複数の音響信号の絶対値を各々検出し、該検出した複数の絶対値のうちの最大レベルの絶対値を出力することを特徴とするＡＧＣ装置とした。
【００１２】
請求項５にかかる発明は、請求項１、２、３又は４に記載のＡＧＣ装置において、前記第２の平滑手段は、前記絶対値手段の出力信号に代えて前記第１の平滑手段の出力信号を平滑して前記信号選択回路に入力することを特徴とするＡＧＣ装置とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
図１は第１の実施の形態のＡＧＣ装置の構成を示すブロック図である。１１は音響信号の入力端子、１２は入力音響信号を時間ＤＴだけ遅延させる遅延回路、１３は利得制御信号と利得との特性曲線が予め設定された可変利得増幅回路、１４は出力端子である。また、１５は入力音響信号の絶対値を検出して出力する絶対値回路、１６は時定数がＴ１の第１の平滑回路、１７は時定数がＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）の第２の平滑回路、１８は第１，第２の平滑回路１６，１７の出力信号の内の大きいレベルの側の出力信号を選択して出力する信号選択回路である。また、１９は信号選択回路１８が第２の平滑回路１７の出力信号を選択したときにＯＮとなるタイマ回路、２０はこのタイマ回路１９の不動作中は信号選択回路１８で選択された信号をそのままスルーで出力するが、タイマ回路１９がタイマ動作中はタイマＯＮ直前の信号選択回路１８の出力信号をそのまま保持して出力する値保持回路である。この値保持回路２０の出力信号は可変利得増幅回路１３に利得制御信号として入力すると共に、第２の平滑回路１７に平滑出力信号を更新する信号として入力する。
【００１４】
入力端子１１に入力した音響信号は絶対値回路１５において絶対値化された後に平滑回路１６，１７で平滑されてから信号選択回路１８に入力する。この信号選択回路１８では平滑回路１６，１７の出力信号のレベルが常時比較され、レベルの高い側の平滑回路の出力信号が選択される。
【００１５】
入力する音響信号が低いレベルから高いレベルに変化するアタック時には、時定数Ｔ１の平滑回路１６の出力信号レベルが時定数Ｔ２の平滑回路１７の出力信号レベルよりも大きくなり、逆に、入力する音響信号が高いレベルから低いレベルに変化するリリース時には、時定数Ｔ２の平滑回路１７の出力信号レベルが時定数Ｔ１の平滑回路１６の出力信号レベルよりも大きくなるので、アタック時には平滑回路１６の出力信号が選択され、リリース時には平滑回路１７の出力信号が選択される。
【００１６】
さて、平滑回路１６の出力信号が選択されたときは、可変利得増幅回路１３の利得が小さくなる方向に制御される。この可変利得増幅回路１３には遅延回路１２によって時間ＤＴだけ遅延した音響信号が入力しているので、その音響信号のレベルが高くなる以前がアタック制御開始点ＡＰとなり、そこからアタック制御時間ＡＴだけ利得低減制御が行われ、その音響信号の包絡線は図７（ｃ）に示すようになる。
【００１７】
このとき、遅延回路１２における遅延時間ＤＴをアタック制御時間ＡＴと同じか又はより長く（ＤＴ≧ＡＴ）すれば、可変利得増幅回路１３に入力する音響信号のレベルの増大が開始する時点は、その可変利得増幅回路１３の利得を低利得にする制御の完了時又はその後となり、このため「強いアタック感」が生じることはない。また、このアタック制御により出力音響信号はアタック開始直前の若干の時間の低いレベル部分が抑圧されるが、その時間が２０ｍｓｅｃ程度以下と短い時間であれば、人間の耳の特徴である後向性マスキング効果（高レベルの音が存在するとき、その手前の音はかき消されるかのように知覚できない。）により知覚されず、例えば、１０ｍｓｅｃ未満であれば、全く問題とならない。
【００１８】
次に、信号選択回路１８で平滑回路１７の出力信号が選択されたときは、可変利得増幅回路１３の利得が大きくなる方向に制御されるが、これはタイマ回路１９によるタイマ時間ＨＴが経過した後に行われる。すなわち、平滑回路１７の出力が選択されたときは、信号選択回路１８によってタイマ回路１９がＯＮとなってタイマが動作を開始すると同時に、値保持回路２０が信号選択回路１８の直前の出力信号（可変利得増幅回路１３の利得を低減する信号）を保持する。そして、そのタイマ時間ＨＴが経過した後に信号選択回路１８で現在選択されている平滑回路１７の出力信号が可変利得増幅回路１３に入力される。この動作のフローチャートを図５に示した。よって、このタイマ回路１８のタイマ時間ＨＴを遅延回路１２の遅延時間ＤＴと同じか又はそれよりも若干長く（ＨＴ≧ＤＴ）しておけば、リリース時又はその直後をリリース制御開始点ＲＰとしてリリース制御時間ＲＴだけ、可変利得増幅回路１３の利得が増大するよう制御されるので、図７の（ｅ）のようなリリース時の直前にレベル突出部が生じることはなく、出力音響信号は図７（ｆ）のようになる。
【００１９】
また、値保持回路２０の出力信号は平滑回路１７にも常時入力されており、平滑回路１７ではその値保持回路２０の出力信号を常時加味して平滑処理が行われるので、タイマ回路１９のタイマ時間ＨＴが終了した時点において値保持回路２０の出力信号に不連続点が発生することはない。
【００２０】
図６はこの平滑回路１７の構成を示すブロック図である。この平滑回路１７は１次ＩＩＲ構成のローパスフィルタからなり、第１，第２の入力端子１７１，１７２、出力端子１７３、乗算器１７４，１７５，１７６、１サンプルタイム遅延器１７７，１７８、および加算器１７９を具備する。第１の入力端子１７１は絶対値回路１５の出力側に、第２の入力端子１７２は値保持回路２０の出力側に、出力端子１７３は信号選択回路１８の入力側にそれぞれ接続される。
【００２１】
この平滑回路１７は、各サンプルタイムにおいて、現在の入力信号と１サンプルタイム前の入力信号と１サンプルタイム前の値保持回路２０の出力信号とによりフィルタ演算を行い、その結果を出力端子１７３から出力する。このため、タイマ回路１９が動作中は、値保持回路２０から出力する一定の制御信号が平滑回路１７に入力して平滑処理され、値保持回路２０の出力信号と相関をもつので、タイマ時間ＨＴが経過して値保持回路２０がスルーになった時点の平滑回路１７の出力信号とその直前の値保持回路２０の出力信号とに不連続点が発生することはない。
【００２２】
以上のように可変利得増幅回路１３は、アタック時は利得が低減するように、リリース時は利得が増大するように制御されるが、値保持回路２０の出力信号がある閾値未満のときは利得は一定に制御される。すなわち、入力音響信号のレベルが所定値を越えている場合にのみ、入力音響信号のアタック変化、リリース変化に応じて予め設定された利得特性カーブに従って利得が制御される。
【００２３】
以上から、本実施の形態では、入力音響信号経路中に遅延時間ＤＴの遅延回路１２を設けたことによりアタック制御開始点ＡＰを早めることができ、特にアタック制御時間ＡＴとの関係でＡＴ≦ＤＴに設定することにより、強いアタック感を解消できる。また制御経路中にリリース制御時に利得制御信号を時間ＨＴだけ保持する値保持回路２０を設けたことによりリリース制御開始点ＲＰを遅らせることができ、特にＤＴ≦ＨＴに設定することにより、リリース時におけるレベル持ち上がりを解消でき、自然なレベル抑圧効果を実現できる。このように遅延時間ＤＴは、ＡＴ≦ＤＴ≦ＨＴに設定することが好ましい。
【００２４】
［第２の実施形態］
図２は第２の実施の形態のＡＧＣ装置の構成のブロック図である。図１におけるものと同じものには同じ符号を付けた。ここでは、時定数がＴ１の平滑回路１６の出力信号を信号選択回路１８の一方の入力側に入力させると共に、時定数がＴ２の平滑回路１７Ａにも入力させ、その平滑回路１７Ａの出力信号を信号選択回路１８の他方の入力側に入力させている。その他は図１と同じである。
【００２５】
このように平滑回路１７Ａを接続しても、アタック時には平滑回路１６の出力信号レベルが大きくなり、リリース時は平滑回路１７Ａの出力信号レベルが大きくなるので、図１の構成のＡＧＣ装置と同様な制御が行われる。
【００２６】
［第３の実施形態］
図３は第３の実施の形態のＡＧＣ装置の構成のブロック図である。図１におけるものと同じものには同じ符号を付けた。ここでは、２個の入力端子１１Ａ，１１Ｂ、その２個の入力端子１１Ａ，１１Ｂから入力された音響信号を同じ時間ＤＴだけそれぞれ遅延させる遅延回路１２Ａ、その遅延回路１２Ａの個々の出力信号を同じ利得で増幅する可変利得増幅回路１３Ａ、出力端子１４Ａ，１４Ｂを有する。１５Ａは入力端子１１Ａ，１１Ｂに入力する各音響信号の絶対値を検出しその内の最大値の信号を選択して出力する絶対値回路である。その他は図１と同じである。
【００２７】
この結果、第３の実施の形態では、２チャンネルの入力音響信号の最大絶対値についてのアタック時やリリース時に可変利得増幅回路１３Ａの利得が第１の実施の形態のＡＧＣ装置と同様に制御される。
【００２８】
［第４の実施の形態］
図４は第４の実施の形態のＡＧＣ装置の構成のブロック図である。このＡＧＣ装置は図２と図３のＡＧＣ装置を組み合わせたものであり、同様に動作する。
【００２９】
［その他の実施の形態］
なお、入力音響信号は３以上であっても良く、この場合は図３又は図４の遅延回路１２Ａと可変利得増幅回路１３Ａを３チャンネル以上に対応した構成とすればよい。また、図３又は図４の絶対値回路１５Ａは３個以上の入力音響信号の各々の絶対値の内の最大値を出力するようにすればよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、小さな音響を大きくし大きな音響を小さくすることでダイナミックレンジをあえて狭くするように音響信号を処理する場合に効果的であり、特にアタック時における制御を早め、リリース時における制御を遅らせることにより、レベル変化時のレベル持ち上がりを防止でき、自然なレベル抑圧効果を実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のＡＧＣ装置のブロック図である。
【図２】第２の実施の形態のＡＧＣ装置のブロック図である。
【図３】第３の実施の形態のＡＧＣ装置のブロック図である。
【図４】第４の実施の形態のＡＧＣ装置のブロック図である。
【図５】図１のＡＧＣ装置のリリース制御時の動作を示すフローチャートである。
【図６】図１のＡＧＣ装置の平滑回路７の具体的回路のブロック図である。
【図７】音響信号の包絡線の説明図である。
【図８】従来のＡＧＣ装置のブロック図である。
【符号の説明】
１１，１１Ａ，１１Ｂ：入力端子、１２，１２Ａ：遅延回路、１３，１３Ａ：可変利得増幅回路、１４：１４Ａ、１４Ｂ：出力端子、１５，１５Ａ：絶対値回路、１６：平滑回路、１７，１７Ａ：平滑回路、１８：信号選択回路、１９：タイマ回路、２０：値保持回路
１７１，１７２：入力端子、１７３：出力端子、１７４〜１７６：乗算器、１７７，１７８：１サンプルタイム遅延器、１７９：加算器
５１：入力端子、５２：遅延回路、５３：可変利得増幅回路、５４：出力端子、５５：絶対値回路、５６，５７：平滑回路、５８：信号選択回路
【図１】
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【図２】
2004072561.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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