(57)【要約】【課題】リアルタイムでのレベル調整が可能な音声レベル自動調整装置を提供する。【解決手段】デコーダ１は入力するデジタル音声信号ａから音声データｂと付加情報ｃを分離し、レジスタ２は付加情報を蓄える。基準信号判定部３はレジス２タから入力されているデジタル音声信号ａの基準信号レベルデータｄを抽出し、システム基準信号レベルｅと比較を行う。ゲイン制御部４は、基準信号判定部３からのゲイン制御信号ｆによりデコーダ１で分離された音声データｂの音声レベルに対してゲイン制御を行いデジタル音声信号ｇを出力する。ゲイン制御は、基準信号レベルデータｄのシステム基準信号レベル信号ｅとの差分を吸収するように行う。なお、基準信号判定部３からのリミッタ制御信号により音声データｂに対してリミッタ制御動作を行うリミット制御部を設けて、＋方向にゲイン制御を行う場合の波形歪を回避するようにしてもよい。【選択図】        図１
2004215060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声データの基準信号レベルデータを含む付加情報が付加されて入力するデジタル音声信号から音声データと付加情報を分離するデコーダと、
前記付加情報を蓄えるレジスタと、
前記レジスタが蓄えている付加情報から前記基準信号レベルデータを抽出し運用するシステムのシステム基準信号レベルと比較する基準信号判定部と、
前記デコーダで分離された音声データに対して、前記基準信号判定部からのゲイン制御信号により、前記基準信号レベルデータのシステム基準信号レベル信号との差分を吸収するようにゲイン制御を行いデジタル音声データを出力するゲイン制御部とで構成されたことを特徴とする音声レベル自動調整装置。
【請求項２】
前記ゲイン制御部から出力される音声データに対して、基準レベル判定部においてプラス方向にゲイン制御された場合に音声のピークマージン縮小による音声データのクリップを起こさないように、前記音声レベル判定部から出力されるリミット制御信号により制限特性処理を行うリミッタ制御部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の音声レベル自動調整装置。
【請求項３】
前記基準信号レベルデータは、前記デジタル音声信号を伝送するＡＥＳ／ＥＢＵフォーマットのチャネルステータスビットを利用して表現することを特徴と請求項１および請求項２に記載の音声レベル自動調整装置。
【請求項４】
前記基準レベル判定部は、外部からの制御信号により前記比較の有効化／無効化を指定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の音声レベル自動調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力されてくる音声信号の音声レベルを所望の基準信号レベルに調整する音声レベル自動調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の音声レベル調整装置は、発信側の交換機および着信側の交換機を介して端末間の通話を制御する音声通信システムに適用されるレベル調整装置において、端末間で通話路パスを設定する直前に一定レベルの特殊信号を送信し、受信側では特殊信号から信号レベルを算出して予め用意された基準レベルと比較し、比較結果に応じて特殊信号の信号レベルを調整するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１９６１７８（第１−第８頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、通話前に特殊信号を送信してレベル調整を行うが、このレベル調整は送信元が替わる度に必要とされる。したがって、複数の系統からの特殊信号を受信する場合にはリアルタイムでレベル調整を行うことが不可能になるという第１の問題点がある。
【０００５】
また、上述した従来技術では、伝送されるルートにおける信号減衰を補償することを目的としており、送信元の特殊信号の基準レベルが異なる（ピークマージンが異なる）場合における受信側での対応については記載が無いため、レベル調整に伴う音声歪みを発生する可能性があるという第２の問題点がある。
【０００６】
本発明の第１の目的は、リアルタイムでのレベル調整が可能な音声レベル自動調整装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の第２の目的は、レベル調整に伴うピークマージの縮小による音声歪の発生を回避する音声レベル自動調整装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の音声レベル自動調整装置は、音声データの基準信号レベルデータを含む付加情報が付加されて入力するデジタル音声信号から音声データと付加情報を分離するデコーダと、付加情報を蓄えるレジスタと、レジスタが蓄えている付加情報から基準信号レベルデータを抽出し運用するシステムのシステム基準信号レベルと比較する基準信号判定部と、デコーダで分離された音声データに対して、基準信号判定部からのゲイン制御信号により、基準信号レベルデータのシステム基準信号レベル信号との差分を吸収するようにゲイン制御を行いデジタル音声データを出力するゲイン制御部とで構成されたことを特徴とする。
【０００９】
これにより、音声レベル調整のための基準信号レベルデータがデジタル音声信号に含まれて入力し、それを分離抽出してシステム基準信号レベルと比較し、その差分に基づいて音声レベルをゲイン制御するので、リアルタイムでの音声レベルの調整が可能となる。
【００１０】
なお、基準信号レベルデータは、デジタル音声信号を伝送するＡＥＳ／ＥＢＵフォーマットのチャネルステータスビットを利用して表現することが好ましい。
【００１１】
また、ゲイン制御部から出力される音声データに対して、基準レベル判定部においてプラス方向にゲイン制御された場合に音声のピークマージン縮小による音声データのクリップを起こさないように、音声レベル判定部から出力されるリミット制御信号により制限特性処理を行うリミッタ制御部を設けることが好ましい。これにより、ピークマージンの縮小に対する波形歪み（クリップ）を発生させないようにすることが可能となる。
【００１２】
更に、基準レベル判定部は、外部からの制御信号により比較の有効化／無効化を指定するようにしてもよい。これにより、システム運用の幅を広げることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の音声レベル自動調整装置の一実施例を示すブロック図である。この音声レベル自動調整装置は、収録された音声素材のアナログ音声信号がデータ化されたＡＥＳ／ＥＢＵ（Ａｕｄｉｏ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｏｃｉｅｔｙ／Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ  Ｕｎｉｏｎ）フォーマットのデジタル音声信号データａを入力して、音声レベルを自動的に調整した後にデジタル音声信号ｇを出力する。
【００１５】
一般に、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換する場合には、それぞれのアナログ音声基準レベルとデジタル音声基準レベル（以下、デジタル音声基準レベルを「基準信号レベル」と記す）を決定しておく必要がある。図２はアナログ音声レベルとデジタル音声レベルの関係を例示する。この例では、アナログ音声レベルが＋４ｄＢｍのときにデジタル音声レベルを−１８ｄＢＦＳに設定している。この場合、＋２２ｄＢｍのアナログ音声レベルがデジタル音声レベルの０ｄＢＦＳに相当することになる。ｄＢＦＳとは、デジタル音声レベルの最大表現できるレベルを０ｄＢとした場合の値を示す。
【００１６】
ここで、放送局等において放送される音声素材がアナログ音声レベルでは同一レベルであっても、収録されるシステムにおいて基準信号レベルが異なる場合に不都合が生じる。例えば、アナログ音声レベル＋４ｄＢｍに対応した基準信号レベルが−１８ｄＢＦＳのシステムと、アナログ音声レベル＋４ｄＢｍに対応した基準信号レベルが−２０ｄＢＦＳのシステムとで収録された音声素材をシステム基準信号レベルが−１８ｄＢＦＳのシステムで使用したとする。この２種類の音声素材をＤ／Ａ変換した場合に、基準信号のアナログとデジタルの関係が異なるため、実際に出力される音声（アナログレベル）において、２ｄＢの差が発生してしまう。
【００１７】
このように、基準信号レベルの異なるシステムで収録された音声素材を他のシステムで使用する場合に基準信号レベルの差による問題が発生してくる。本発明は第一義的にはこのような問題を解決する。なお、システム基準信号レベルとは、運用するシステム側のデジタル音声基準レベルをいい、基準信号レベルに対応するものである。
【００１８】
本実施例は、そのために、デジタル音声データを伝送するフォーマットとして、一般的に認知されているＡＥＳ／ＥＢＵフォーマットを利用する。ＡＥＳ／ＥＢＵフォーマットによると、図３に示すようにＬｃｈおよびＲｃｈのデジタル音声データが交互に伝送される。ＬｃｈおよびＲｃｈそれぞれはサブフレームとして、識別信号であるプリアンブル，音声データおよび付加情報で構成されている。付加情報はバリディティビットＶ，ユーザービットＵ，チャネルステータスビットＣおよびパリティビットＰから成る。このサブフレームをＬ／Ｒのペアで１フレームとして換算し、このフレームを１９２毎にブロックと称して付加情報の意味付けを行っている。
【００１９】
図４は、１９２フレーム分のチャネルステータスビットＣを集めることにより、ＬｃｈおよびＲｃｈそれぞれにつき２４バイト長のデータとして認識することが可能であることを示している。本発明では、このチャネルステータスビットＣによる２４バイト長データの３バイト目（バイト２）のＤ６ビットおよびＤ７ビットによりデジタル音声レベルを表現する。以下、Ｄ６ビットおよびＤ７ビットの内容を「基準信号レベルデータ」と記す。
【００２０】
図５は、基準信号レベルデータにより表現される内容を表示する。基準信号レベルデータが“０１”の場合は基準信号レベルが−１８ｄＢＦＳ、基準信号レベルデータが“１０”の場合は基準信号レベルが−２０ｄＢＦＳであることを示す。これにより、伝送されているデジタル音声信号の基準信号レベルを認知することが可能になる。なお、基準信号レベルデータが“００”の場合は基準信号レベルを無指定、基準信号レベルデータが“１１”の場合は今後の基準信号レベルに対する予備（ＡＵＸ）であることを示す。
【００２１】
再び図１を参照すると、この音声レベル自動調整装置は、入力してくるデジタル音声信号ａから音声データｂと付加情報ｃを分離するデコーダ１と、付加情報を蓄えるレジスタ２と、レジス２タから入力されている付加情報からデジタル音声信号ａの基準信号レベルデータｄを抽出してシステム基準信号レベルｅと比較する基準レベル判定部３と、基準レベル判定部３からのゲイン制御信号ｆにより音声データｂに対してゲイン制御を行いデジタル音声信号ｇを出力するゲイン制御部４を備えている。
【００２２】
ゲイン制御は、基準信号レベルデータｄが“００”の場合、または基準信号レベルデータｄによる基準信号レベルとシステム基準信号レベルｅが同じ場合には行わず、基準信号レベルデータｄによる基準信号レベルとシステム基準信号ｅが異なる場合に行う。ゲイン制御は、基準信号レベルデータｄによる基準信号レベルのシステム基準信号レベル信号ｅとの差分を吸収するように行う。
【００２３】
図６および図７は、ゲイン制御部４の入出力特性、すなわち音声信号ｂの音声レベルに対するデジタル音声信号ｇの音声レベルを示し、実線がゲイン制御を行わなかった場合、点線がゲイン制御を行った場合である。図６は、システム基準信号レベル信号ｅが−２０ｄＢＦＳであるに対して、基準信号レベルデータｄによる基準信号レベルが−１８ｄＢＦＳである場合に、−２ｄＢのゲイン制御を行った場合の入出力特性を示す。また、図７は、システム基準信号レベル信号ｅが−１８ｄＢＦＳであるに対して、基準信号レベルデータｄによる基準信号レベルが−２０ｄＢＦＳである場合に＋２ｄＢのゲイン制御を行った場合の入出力特性を示す。
【００２４】
図６のようにマイナスのゲイン制御を行った場合は特に問題は無いが、図７の場合はプラスのゲイン制御を行なった場合は、ピークマージンが（上述の例では２ｄＢ）縮小されたことになる。したがって、デジタル音声信号ａの音声レベルが上述の例では−２ｄＢＦＳ以上の場合には、デジタル音声信号ｇの波形がクリップされ、音声に歪みを発生させることになる。例えば、１８ｄＢのピークマージンを有する音声素材に対して＋２ｄＢのゲイン制御を行った場合にピークマージンは１６ｄＢしか確保できなくなる。すなわち、システム基準信号レベルｅに対して１６ｄＢ以上の音声レベルのデジタル音声信号ａが入力された場合に波形歪みが発生する。
【００２５】
そこで、図８に示すように、図１の実施例にリミット制御部５を設け、デコーダ１から出力される音声データｂに対して、音声レベル判定部３から出力されるリミット制御信号ｈにより制限特性処理を行う。基準レベル判定部３は、プラスのゲイン制御を行うためのゲイン制御信号ｆを出力するときは、その旨を告げるリミット制御信号ｈとしてリミット制御部５へ出力する。ゲイン制御部４は、リミット制御部５においてリミット処理された音声データｊに対しゲイン制御信号ｆによりゲイン制御を行い、デジタル音声信号ｇを出力する。
【００２６】
図９はリミット制御部５およびゲイン制御部４一体の入出力特性、すなわち音声信号ｂの音声レベルに対するデジタル音声信号ｇの音声レベルを示し、実線がゲイン制御を行わなかった場合、点線の折れ線ＰＱＲがゲイン制御およびリミット制御を行った場合である。ゲイン制御のみであれば、図７と同様に点線の直線ＰＳとなるが、リミット制御の結果より直線ＰＱは点Ｑから傾斜を緩めて点Ｒに到る。リミット制御部５は、図９の直線ＱＳを直線ＱＲに変更するように作用する。
【００２７】
これにより、入出力信号のリニア特性は点Ｑを境に失われるが、デジタル音声信号ｇの波形がクリップされることはなくなる。
【００２８】
なお、デジタル音声信号ａの付加情報に基準信号レベルデータｄが付加されていない場合、あるいは基準レベル調整を実行したくない場合には、音声レベル判定部３に外部から制御信号ｉを入力して処理の無効化を設定可能とすることができる。その場合、基準レベル判定部３はゲイン制御信号ｆおよびリミット制御信号ｈを出力することはない。このような変形は図１の実施例においても可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の第１の効果は、音声レベル調整のための基準信号レベルデータをデジタル音声信号に含めて入力し、それを分離抽出してシステム基準信号レベルと比較し、その差分に基づいて音声レベルをゲイン制御する構成としたので、リアルタイムでの音声レベルの調整が可能になるということである。
【００３０】
本発明の第２の効果は、基準信号レベルの制御をプラス方向に行った場合にピークマージンの縮小による波形歪みに対して、リミッタ制御を行うことにより波形歪みを発生させることなく運用することが可能になるということである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音声レベル自動調整装置の一実施例を示すブロック図
【図２】アナログ音声レベルとデジタル音声レベルの関係を例示する図
【図３】デジタルシリアル伝送フォーマット（ＡＥＳ／ＥＢＵフォーマット）を示す
【図４】ＡＥＳ／ＥＢＵフォーマットの１９２フレーム分のチャネルステータスビットＣを集めることにより、２４バイト長のデータとして認識することが可能であることを示す図
【図５】基準信号レベルデータにより表現される内容を表示する図
【図６】−２ｄＢのゲイン制御を行った場合のゲイン制御部４の入出力特性図
【図７】＋２ｄＢのゲイン制御を行った場合のゲイン制御部４の入出力特性図
【図８】本発明の音声レベル自動調整装置の他の実施例を示すブロック図
【図９】図９に示した実施例におけるゲイン制御部４およびリミット制御部５一体の入出力特性図
【符号の説明】
１  ………  デコーダ
２  ………  レジスタ
３  ………  基準レベル判定部
４  ………  ゲイン制御部
５  ………  リミット制御部
ａ  ………  デジタル音声信号
ｂ  ………  音声データ
ｃ  ………  付加情報
ｄ  ………  基準信号レベルデータ
ｅ  ………  システム基準信号レベル
ｆ  ………  ゲイン制御信号
ｇ  ………  音声データ
ｈ  ………  リミット制御信号
ｉ  ………  制御信号
ｊ  ………  音声データ
【図１】
2004215060.tif 000003
【図２】
2004215060.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004215060.tif 000006
【図５】
2004215060.tif 000007
【図６】
2004215060.tif 000008
【図７】
2004215060.tif 000009
【図８】
2004215060.tif 000010
【図９】
2004215060.tif 000011