(57)【要約】  【課題】  広いダイナミックレンジで入力されたアナログ音声信号をＡ／Ｄ変換した際に、良好な特性のディジタル音声信号を得る。  【解決手段】  規定の最大レベルの信号が入力されたときにＡ／Ｄ変換回路１２’のフルスケールを超えないように、アンプ１１のゲインＧが予め調整される。マイク１０からのアナログ音声信号がアンプ１１で増幅され、Ａ／Ｄ変換回路１２’によりディジタル音声信号に変換される。Ａ／Ｄ変換回路１２’の出力がＤＳＰ１３のＲＡＭ２１に溜め込まれ、１周期が検出され、１周期内の最大値が検出される。この最大値を予め用意された入出力特性の入力側に適用したときに、当該入出力特性の出力が得られるような係数を求め、得られた係数を、ＲＡＭ２１に溜め込まれた１周期のディジタル音声信号に乗ずる。一切歪むことなく、且つ、適切にレベル調整がなされたディジタル音声信号を得ることができる。【選択図】  図２
2005045584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を出力する音声信号出力手段と、
入力側のフルスケールが上記所定レベル以下であって、上記音声信号入力手段から出力された上記アナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
上記Ａ／Ｄ変換手段から出力された上記ディジタル音声信号の所定期間のデータを記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された上記所定期間の上記ディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行う演算手段と
を備えることを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の音声信号処理装置において、
上記所定期間は、上記ディジタル音声信号の少なくとも１周期であることを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の音声信号処理装置において、
上記記憶手段に記憶された上記所定期間の上記ディジタル音声信号の最大レベルを検出する検出手段をさらに備え、
上記演算手段は、上記検出手段で検出された上記最大レベルを上記入出力特性の入力側に適用して上記入出力特性に基づく演算を行うことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の音声信号処理装置において、
上記入出力特性を複数有し、上記演算手段は、上記複数の入出力特性のうち選択された上記入出力特性を用いて上記演算を行うようにしたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の音声信号処理装置において、
上記音声信号出力手段は、規定された最大レベルのアナログ音声信号が入力されたときに上記所定レベルの出力が得られるようにゲインが予め設定されたアンプであることを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項６】
信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を出力する音声信号出力のステップと、
入力側のフルスケールが上記所定レベル以下であって、上記音声信号入力のステップにより出力された上記アナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換のステップと、
上記Ａ／Ｄ変換のステップにより出力された上記ディジタル音声信号の所定期間のデータを記憶手段に記憶するステップと、
上記記憶手段に記憶された上記所定期間の上記ディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行う演算のステップと
を備えることを特徴とする音声信号処理方法。
【請求項７】
信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を出力する音声信号出力手段と、
入力側のフルスケールが上記所定レベル以下であって、上記音声信号入力手段から出力された上記アナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
上記Ａ／Ｄ変換手段から出力された上記ディジタル音声信号の所定期間のデータを記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された上記所定期間の上記ディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行う演算手段と、
上記演算手段による演算結果に基づくディジタル音声信号を記録媒体に記録する記録手段と
を備えることを特徴とする記録装置。
【請求項８】
請求項７に記載の記録装置において、
上記所定期間は、上記ディジタル音声信号の少なくとも１周期であることを特徴とする記録装置。
【請求項９】
請求項７に記載の記録装置において、
上記記憶手段に記憶された上記所定期間の上記ディジタル音声信号の最大レベルを検出する検出手段をさらに備え、
上記演算手段は、上記検出手段で検出された上記最大レベルを上記入出力特性の入力側に適用して上記入出力特性に基づく演算を行うことを特徴とする記録装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の記録装置において、
上記入出力特性を複数有し、上記演算手段は、上記複数の入出力特性のうち選択された上記入出力特性を用いて上記演算を行うようにしたことを特徴とする記録装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の記録装置において、
上記音声信号出力手段は、規定された最大レベルのアナログ音声信号が入力されたときに上記所定レベルの出力が得られるようにゲインが予め設定されたアンプであることを特徴とする記録装置。
【請求項１２】
信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を出力する音声信号出力のステップと、
入力側のフルスケールが上記所定レベル以下であって、上記音声信号入力のステップにより出力された上記アナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換のステップと、
上記Ａ／Ｄ変換のステップにより出力された上記ディジタル音声信号の所定期間のデータを記憶手段に記憶するステップと、
上記記憶手段に記憶された上記所定期間の上記ディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行う演算のステップと、
上記演算のステップによる演算結果に基づくディジタル音声信号を記録媒体に記録する記録のステップと
を備えることを特徴とする記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディジタル方式で音声信号を処理する音声信号処理装置および方法に関し、特に、広いダイナミックレンジに対して良好な特性を得ることができるようにした音声信号処理装置および方法、ならびに、記録装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯可能なように小型に構成され、簡易的な録音機能を有する携帯用録音機器が広く普及している。このような携帯用録音機器には、例えば半導体メモリを記録媒体に用いて音声信号の録音を行うＩＣ(Integrated Circuit)レコーダや、ＭＤ(Mini Disc)を記録媒体に用いて記録再生を行うＭＤレコーダなどがある。
【０００３】
ところで、信号ソースとして、音声は、そのダイナミックレンジが６０ｄＢ程度に及ぶ場合が多い。そのため、これをそのまま録音した場合、レベルが低く録音された部分の再生音声を聞くために再生音量を上げていると、レベルが高く録音されている部分は、再生音声の音量が大きくなり過ぎてしまうことになる。
【０００４】
そこで、録音時に音声信号のダイナミックレンジを圧縮し、再生音声を聞き易くすると共に録音システムのダイナミックレンジを十分に活用するために、従来から、ＡＧＣ(Auto Gain Control)と称される回路が用いられている。上述した携帯型録音機器では、筐体が小型に構成されているため、録音レベルを手動で調整するような機構や録音レベルのモニタ表示などを設けることが困難なので、入力の大小に応じて録音レベルを適切に調整できるこのＡＧＣ回路は、必須であるといえる。特許文献１には、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)を用いてＡＧＣを構成する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平８−３０６１２８
【０００５】
図６は、従来技術による、ＡＧＣを用いた音声信号の入力回路の一例の構成を示す。音声がマイクロフォン（マイク）１００で音声信号に変換され、マイクアンプ１０１により所定のゲインＧで増幅された後、ＡＧＣ回路１０２に供給される。ＡＧＣ回路１０２は、ＡＧＣ回路１０２自身の出力を参照して入力信号に対するゲインを調整する。
【０００６】
例えば、ＡＧＣ回路１０２自身の出力が大であれば、ゲインを小さくし、出力が小であれば、ゲインを大きくする。ＡＧＣ回路１０２では、ＡＧＣ回路１０２自身の出力すなわち図６中の点Ｂの振幅を観測しながら、次段のＡ／Ｄ変換回路１０３のフルスケールを越えないように、ＡＧＣ回路１０２自身のゲインを調整する。ＡＧＣ回路１０２でゲインを調整された音声信号は、Ａ／Ｄ変換回路１０３に供給され、アナログ音声信号がディジタル音声信号に変換され、出力される。
【０００７】
図７は、図６の各部における一例の信号波形を概略的に示す。図７において、横軸が時間軸であって、ディジタル音声信号のサンプル単位で示されている。また、縦軸がディジタル音声信号の信号レベルである。また、「●（黒丸）」で示されるプロット点は、図６の点Ａにおける信号であって、ＡＧＣ回路１０２の入力信号である。「＋（十字）」で示されるプロット点は、図６の点Ｂにおける信号であって、ＡＧＣ回路１０２の出力信号である。また、「△（三角）」で示されるプロット点は、図６の点Ｃにおける信号であって、Ａ／Ｄ変換回路１０３の出力をアナログ的に表現したものである。なお、Ａ／Ｄ変換回路１０３のフルスケールは、±０．５であるものとし、図７では、Ａ／Ｄ変換回路１０３の出力はフルスケールで正規化されてプロットされている。
【０００８】
ＡＧＣ回路１０２は、上述のように、Ａ／Ｄ変換回路１０３の入力側の信号レベルがＡ／Ｄ変換回路１０３のフルスケールにならないように、ＡＧＣ回路１０２自身のゲインを調整する。図７の例では、入力信号は、時刻ｔ０で振幅が「０．５」を超えると、ＡＧＣ回路１０２は、入力信号を減衰させるように自身のゲインを調整する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このゲイン調整は、ＡＧＣ回路１０２の出力信号のレベルに対して直ぐには反映されず、図７に示されるように、時間遅れを生じてしまう。ＡＧＣ回路１０２は、入力信号が所定のレベルを超えると出力信号が所定のレベル以下になるようにゲインを下げていくように制御される。このＡＧＣ回路１０２のゲイン制御の効果は、直ぐに出力に反映されない。つまり、入力信号が所定のレベルを超えた瞬間には、どの程度ゲインを下げればよいかが分からないため、徐々にゲインを下げるように制御される。そして、時間の経過に伴い、出力信号のレベルが所定レベルに収束される。
【００１０】
ＡＧＣ回路１０２への入力信号のレベルがＡ／Ｄ変換回路１０３のフルスケールを越え、ＡＧＣ回路１０２によりゲインの調整が開始されてから、このＡＧＣ回路１０２の出力信号のレベルがある一定値に収束するまでは、ＡＧＣ回路１０２の出力信号のレベルは、Ａ／Ｄ変換回路１０３の入力側のフルスケールを超え、出力に歪みが生じてしまうという問題点があった。
【００１１】
すなわち、Ａ／Ｄ変換回路１０３は、フルスケールを越えた信号が入力されると、Ａ／Ｄ変換されたデータがディジタル値の最大値に貼り付き、出力に歪みが生じてしまう。図７の例では、時刻ｔ０〜ｔ１の期間でＡＧＣ回路１０２の出力信号のレベルにＡ／Ｄ変換回路１０３のフルスケールを越える部分が存在し、その部分でＡ／Ｄ変換回路１０３の出力が歪んでしまっている。
【００１２】
このＡ／Ｄ変換回路１０３の出力に歪みが生じる期間は、実際には瞬間的なものである。しかしながら、Ａ／Ｄ変換回路１０３の入力信号がＡ／Ｄ変換回路１０３の入力側のフルスケールを越えている間、上述したように、Ａ／Ｄ変換されたデータがディジタル値の最大値に貼り付くことになるため、これをＤ／Ａ変換した場合、方形波に近い信号となり、「チリッ」というとても耳障りな再生音が出力されてしまうという問題点があった。
【００１３】
また、この問題点を避けるために、例えばマイクアンプ１０１などのゲインを低く設定し、Ａ／Ｄ変換回路１０３に入力される信号のレベルがＡ／Ｄ変換回路１０３のフルスケールを絶対に越えないようにすることも考えられる。しかしながら、この場合には、極めて小さい音をマイクロフォン１００で拾ったときに、マイクロフォン１００から出力される低いレベルの音声信号に対する特性が劣化してしまう（Ｓ／Ｎ比が取れなくなるなど）という問題点があった。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、広いダイナミックレンジで入力されたアナログ音声信号をＡ／Ｄ変換した際に、良好な特性のディジタル音声信号を得ることができる音声信号処理装置および方法、ならびに、記録装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、上述した課題を解決するために、信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を出力する音声信号出力手段と、フルスケールが所定レベル以下であって、音声信号入力手段から出力されたアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段から出力されたディジタル音声信号の所定期間のデータを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された所定期間のディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行う演算手段とを備えることを特徴とする音声信号処理装置である。
【００１６】
また、この発明は、信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を出力する音声信号出力のステップと、フルスケールが所定レベル以下であって、音声信号入力のステップにより出力されたアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換のステップと、Ａ／Ｄ変換のステップにより出力されたディジタル音声信号の所定期間のデータを記憶手段に記憶するステップと、記憶手段に記憶された所定期間のディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行う演算のステップとを備えることを特徴とする音声信号処理方法である。
【００１７】
また、この発明は、信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を出力する音声信号出力手段と、フルスケールが所定レベル以下であって、音声信号入力手段から出力されたアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段から出力されたディジタル音声信号の所定期間のデータを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された所定期間のディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行う演算手段と、演算手段による演算結果に基づくディジタル音声信号を記録媒体に記録する記録手段とを備えることを特徴とする記録装置である。
【００１８】
また、この発明は、信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を出力する音声信号出力のステップと、フルスケールが所定レベル以下であって、音声信号入力のステップにより出力されたアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換のステップと、Ａ／Ｄ変換のステップにより出力されたディジタル音声信号の所定期間のデータを記憶手段に記憶するステップと、記憶手段に記憶された所定期間のディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行う演算のステップと、演算のステップによる演算結果に基づくディジタル音声信号を記録媒体に記録する記録のステップとを備えることを特徴とする記録方法である。
【００１９】
上述したように、第１の発明は、信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を所定レベル以下のフルスケールで以てディジタル音声信号に変換し、変換されたディジタル音声データの所定期間のデータを記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された所定期間のディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行うようにしているため、歪みがなくレベル調整されたディジタル音声信号を得ることができる。
【００２０】
また、第２の発明は、信号レベルが所定レベル以下のアナログ音声信号を所定レベル以下のフルスケールで以てディジタル音声信号に変換し、変換されたディジタル音声データの所定期間のデータを記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された所定期間のディジタル音声信号に対し、予め設けられた入出力特性に基づく演算を行い、演算結果に基づくディジタル音声信号を記録媒体に記録するようにしているため、歪みがなくレベル調整されたディジタル音声信号を記録媒体に記録することができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、マイクロフォンで拾った音声をＡ／Ｄ変換して例えば記録媒体に記録する際に、Ａ／Ｄ変換前には、マイクロフォンから出力された音声信号がＡ／Ｄ変換回路のフルスケールを超えないように予め調整され、Ａ／Ｄ変換後には、ＲＡＭに溜め込まれた所定期間のディジタル音声信号に対して予め用意された入出力特性を用いて演算を行うようにしている。そのため、マイクロフォンで拾った音声に基づく音声信号から、一切歪むことなく、且つ、適切にレベル調整がなされたディジタル音声信号を得ることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の一形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明を適用可能な記録再生装置１の一例の構成を示す。この記録再生装置１は、マイクロフォン１０から出力されたアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換してフラッシュメモリ１５に記録するようにした、所謂ＩＣレコーダである。フラッシュメモリ１５に記録されたディジタル音声信号は、フラッシュメモリ１５から読み出してアナログ音声信号に変換し、例えばスピーカ１８で音声として再生することができる。
【００２３】
記録再生装置１について、より詳細に説明する。記録側において、マイクロフォン１０は、例えばエレクトレットコンデンサマイク（ＥＣＭ）を用いることができる。このエレクトレットコンデンサマイクは、小型で比較的高音質の出力が得られ、且つ、広いダイナミックレンジ（例えば１１５ｄＢSPL）に対応し、ＩＣレコーダなどの用途に用いて好適なものである。
【００２４】
音声は、マイクロフォン１０で音声信号に変換され、マイクアンプ１１で所定のゲインＧで増幅されＡＤ／ＤＡ変換回路１２に供給される。ＡＤ／ＤＡ変換回路１２は、Ａ／Ｄ変換回路およびＤ／Ａ変換回路を有し、入力されたアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換する機能と、入力されたディジタル音声信号をアナログ音声信号に変換する機能とを有する。この例では、ＡＤ／ＤＡ変換回路１２におけるディジタル音声信号のサンプリング周波数は、４４．１ｋＨｚであって、量子化ビット数が１６ビットであるものとする。
【００２５】
なお、これはこの例に限定されず、ＡＤ／ＤＡ変換回路１２におけるサンプリング周波数は、４８ｋＨｚ、３２ｋＨｚ、２４ｋＨｚなど、他の周波数でもこの発明に対して適用可能である。同様に、量子化ビット数も１６ビットに限られず、２０ビット、２４ビット、１２ビット、８ビットなど、他の量子化ビット数にも適用可能である。これらを切り換えて使用することもできる。
【００２６】
ＡＤ／ＤＡ変換回路１２から出力されたディジタル音声信号は、ＤＳＰ１３に供給される。詳細は後述するが、ＤＳＰ１３は、内部にＲＡＭ(Random Access Memory)を有し、入力されたディジタル音声信号をバッファリングし、ＣＰＵ１４の命令に基づき、ＲＡＭにバッファリングされたディジタル音声信号に対してレベル調整処理を行う。
【００２７】
ＤＳＰ１３で信号処理されたディジタル音声信号は、ＣＰＵ１４を介してフラッシュメモリ１５に供給され、ＣＰＵ１４の制御に基づきフラッシュメモリ１５に書き込まれる。
【００２８】
なお、ディジタル音声信号は、フラッシュメモリ１５に書き込む際に圧縮符号化すると、フラッシュメモリ１５の容量を効率的に用いることができ、好ましい。圧縮符号化を行う圧縮符号化方式としては、ＡＴＲＡＣ(Adaptive Transform Acoustic Coding)、ＡＴＲＡＣが改良されたＡＴＲＡＣ３、ＭＰ３(Moving Pictures Experts Group 1 Audio Layer 3)、ＡＡＣ(Advanced Audio Coding)など、様々な方式を適用させることができる。圧縮符号化処理は、ＣＰＵ１４上で行ってもよいし、ディジタル音声信号の圧縮符号化を行う専用のハードウェアを搭載してもよい。また、ＤＳＰ１３に圧縮符号化機能を持たせてＤＳＰ１３で行うことも可能である。
【００２９】
さらに、この記録再生装置１において適用可能なディジタル音声信号の記録媒体としては、フラッシュメモリ１５に限らず、ランダムアクセスによるディジタルデータの書き込みおよび読み出しが可能な他の半導体メモリ、例えばＤＲＡＭ(Dynamic-RAM)などを用いることもできる。また、装置に内蔵されるタイプではなく、この記録再生装置１に対して着脱可能とされた半導体メモリを使用することも可能である。さらに、記録媒体として、ＭＤ(Mini Disc)といったディスク状記録媒体を用いることも可能である。
【００３０】
ＣＰＵ１４は、ワークメモリとして用いられるＲＡＭ１９Ａや、予めデータやプログラムが記憶されるＲＯＭ(Read Only Memory)１９Ｂが接続され、ＲＯＭ１９Ｂに記憶されたプログラムに基づきこの記録再生装置１の全体の動作を制御する。ＣＰＵ１４は、スイッチ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、・・・、１６ｎに対する操作に応じて、記録再生装置１に所定の動作を実行させる。
【００３１】
この図１の例では、スイッチ１６Ａを操作することで、マイクロフォン１０に拾われた音声を上述のようにして変換したディジタル音声信号がフラッシュメモリ１５に書き込まれ、音声信号の記録が行われる。また、スイッチ１６Ｃを操作することで、フラッシュメモリ１５に書き込まれたディジタル音声信号が再生される。スイッチ１６Ｂを操作することで、記録や再生を終了させることができる。さらに、図示は省略するが、スイッチ１６Ａ〜１６ｎの他の例として、音量調整、音質調整などを行うスイッチやノブ、ダイヤルを設けることができる。
【００３２】
再生時には、上述のようにしてスイッチ１６Ｃが操作されると、ＣＰＵ１４の制御に基づきフラッシュメモリ１５に書き込まれたディジタル音声信号が読み出される。読み出されたディジタル音声信号は、ＣＰＵ１４を介してＤＳＰ１３に供給される。ＤＳＰ１３では、例えばスイッチ１６Ａ〜１６ｎに対する操作に応じたＣＰＵ１４の命令に基づき、供給されたディジタル音声信号に対して音質調整、音量調整などの処理を行う。
【００３３】
ＤＳＰ１３で処理されたディジタル音声信号は、ＡＤ／ＤＡ変換回路１２でアナログ音声信号に変換され、アンプ１７で増幅され、例えばスピーカ１８で再生音声として出力される。
【００３４】
次に、図２を用いてこの発明の実施の一形態による入力レベル調整方法について説明する。図２は、図１で説明した記録再生装置１における入力レベル調整部分を抜き出して示す。なお、図２において、上述の図１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、図２中、Ａ／Ｄ変換回路１２’は、図１におけるＡＤ／ＤＡ変換回路１２のＡ／Ｄ変換部を抜き出したものである。
【００３５】
マイクロフォン１０から出力された音声信号がマイクアンプ１１に供給される。ここで、マイクアンプ１１のゲインＧは、マイクロフォン１０からの最大出力信号がマイクアンプ１１に供給されたときに、マイクアンプ１１の出力（図中の点Ａの信号）が後段のＡ／Ｄ変換回路１２’の入力側のフルスケールを越えないように、予め調整される。これにより、Ａ／Ｄ変換回路１２’において過大入力による歪みが発生しない。
【００３６】
例えば、Ａ／Ｄ変換回路１２’のフルスケールが０．５Ｖp-pであって、マイクロフォン１０の最大出力が０．２５Ｖp-pであれば、マイクアンプ１１のゲインＧは、「２」以下とされる。また、例えば、Ａ／Ｄ変換回路１２’のフルスケールが０．５Ｖp-pであって、マイクロフォン１０の最大出力が１．０Ｖp-pであれば、マイクアンプ１１のゲインＧは、「０．５」以下とされる。このように、マイクアンプ１１のゲインＧは、マイクロフォン１０の出力と、Ａ／Ｄ変換回路１２のフルスケールの値に応じて、増幅するように設定してもよいし、減衰するように設定することもできる。
【００３７】
マイクアンプ１１は、例えばＦＥＴ(Field-Effect Transistor)のソースフォロワ回路で構成することができ、この場合には、Ｖｃｃでレンジが決められる。また、Ａ／Ｄ変換回路１２の入力側のフルスケールがマイクロフォン１０の最大出力に対して余裕があれば、マイクアンプ１１を省略することが可能である。
【００３８】
なお、音声信号は、上述のマイクロフォン１０からだけではなく、図２に点線で示されるように、ライン入力から入力されるようにもできる。この場合でも、上述と同様に、ライン入力の最大入力が入力された際に、Ａ／Ｄ変換回路１２に入力される音声信号のレベルがＡ／Ｄ変換回路１２の入力側のフルスケールを越えないように、ラインアンプ１１’のゲインＧ’が予め調整される。
【００３９】
このようにゲインＧが調整されたマイクアンプ１１の出力がＡ／Ｄ変換回路１２’に供給され、アナログ音声信号がディジタル音声信号に変換されて出力される。このＡ／Ｄ変換回路１２’の出力がＤＳＰ１３に供給される。
【００４０】
ＤＳＰ１３は、ＤＳＰコア部２０とＲＡＭ２１とを有する。ＤＳＰコア部２０は、ＣＰＵ１４からの命令に基づきディジタル音声信号に対する演算処理を実行する。ＤＳＰ１３に供給されたディジタル音声信号は、ＲＡＭ２１にバッファリングされ、ＤＳＰコア部２０によりＣＰＵ１４からの命令に基づき信号処理され、ＤＳＰ１３から出力される。
【００４１】
ＤＳＰ１３は、実際には、図３に一例が示されるように、少なくとも２個のＲＡＭ２１Ａおよび２１Ｂを有し、この２個のＲＡＭ２１Ａおよび２１Ｂを、読み出しと書き込みを交互に切り換えながら用いる。例えば、入力側のスイッチ回路２２ＡがＲＡＭ２１Ａ側に接続されている間は、出力側のスイッチ回路２２ＢがＲＡＭ２１Ｂ側に接続され、ＲＡＭ２１Ａにデータを書き込みながらＲＡＭ２１Ｂからデータを読み出すことができるようにされている。
【００４２】
ＤＳＰ１３における処理について、図４を用いてより詳細に説明する。図４において、横軸が時間軸であって、ディジタル音声信号のサンプル単位で示されている。また、縦軸がディジタル音声信号の信号レベルである。
【００４３】
この発明の実施の一形態では、先ず、ＤＳＰ１３における所望の入出力特性を用意する。この入出力特性は、例えばテーブルとしてＲＯＭ１９Ｂに予め格納される。ＣＰＵ１４によりＲＯＭ１９Ｂから読み出された入出力特性がＤＳＰ１３に供給される。
【００４４】
ＤＳＰ１３に供給されたディジタル音声信号をＲＡＭ２１に溜め込んで所定期間を検出し、所定期間内のディジタル音声信号について最大値を求める。そして、この最大値を予め用意された入出力特性の入力側に適用したときに、当該入出力特性の出力が得られるような係数を求め、求められた係数を、ＲＡＭ２１に溜め込まれた所定期間のディジタル音声信号に対して乗ずる。
【００４５】
一例として、ＤＳＰ１３に対して、所定期間内の最大振幅について、「０．５」以上の振幅は、全て「０．５」にするという入出力特性が設定されているものとする。また、ここでは、所定期間は、ディジタル音声信号の波形の１周期、すなわち、ディジタル音声信号のレベルのあるゼロクロス点から２つ後のゼロクロス点までの期間とする。
【００４６】
先ず、ＲＡＭ２１に溜め込まれたディジタル音声信号の所定期間を検出する。図４の例では、ゼロクロス点である時点ｔ０から、時点ｔ０から２つ後のゼロクロス点である時点ｔ１までの期間が上述の１周期であり、所定期間として検出される。所定期間が確定されたら、次に、確定された所定期間のディジタル音声信号の最大振幅を検出する。図４の例では、最大振幅が「１」として検出される。上述した入出力特性を参照すると、所定期間内で検出された最大振幅の「１」に対して出力が「０．５」になるようにするには、係数「０．５」を入力に対して乗ずればよいことが分かる。そこで、ＤＳＰコア部２０は、ＲＡＭ２１に溜め込まれた所定期間内のディジタル音声信号に対して、所定期間全体にわたって係数「０．５」を乗ずる演算を行う。
【００４７】
なお、ＲＡＭ２１は、例えば、所定期間が確定された時点でＲＡＭ２１ＡおよびＲＡＭ２１Ｂが切り換えられるように制御される。この場合、切り換えのタイミングが所定期間の開始タイミングと考えることができる。
【００４８】
このようにして、ＤＳＰ１３による処理後のディジタル音声信号を得ることができる。図４の例によれば、ＲＡＭ２１に溜め込まれたディジタル音声信号（図中の「●（黒丸）」は、時点ｔ０以降に「０．５」を超える最大振幅を有している。そこで、この「●」で示されるデータに対して、上述した係数「０．５」を乗ずる演算がＤＳＰコア部２０によりなされ、図中に「◇（菱形）」で示されるデータが得られ、これがＤＳＰ１３による処理後のディジタル音声信号とされる。この処理後のディジタル音声信号がＤＳＰ１３から出力される。
【００４９】
ＤＳＰ１３から出力されたディジタル音声信号は、例えば図示されないエンコーダで所定の圧縮符号化方式で圧縮符号化される。このとき、例えば、エンコードの際に用いるメモリにＤＳＰ１３から出力されたディジタル音声信号を時間軸に沿って詰め込んでいくことで、ディジタル音声信号の時間情報を復元することができる。ディジタル音声信号を圧縮符号化しないでフラッシュメモリ１５に書き込む場合には、フラッシュメモリ１５に書き込む際のアドレス制御により、時間情報の復元が可能である。
【００５０】
なお、予め複数の入出力特性を用意し、これらを切り換えて用いることもできる。図５は、予め用意される複数の入出力特性の例を示す。図５において、横軸が入力特性を示し、縦軸が出力特性を示す。図５Ａは、上述した、所定期間内の最大振幅について、「０．５」以上の振幅は、全て「０．５」にする入出力特性の例を示す。閾値Ａ以上の入力に対し、出力が一定値とされている。図５Ｂは、閾値Ｂまでの入力に対して出力が「０」とされると共に、閾値Ｃ以上の入力に対して出力が一定値とされている。この図５Ｂに示される入出力特性は、閾値Ｂで示されるレベル以下の信号（雑音など）をカットすることができる。
【００５１】
勿論、図５Ａおよび図５Ｂに示される入出力特性は例であって、この例に限定されるものではない。さらに他の入出力特性を用意することもできる。例えば、入力対出力の関係が曲線的に変化するような入出力特性を用いることもできるし、特性が段階的に変化するような入出力特性を用いてもよい。
【００５２】
これら図５Ａおよび図５Ｂに示される入出力特性がＲＯＭ１９Ｂに予め記憶される。例えばユーザによるスイッチ１６Ａ〜１６ｎの操作に応じて入出力特性が選択され、選択された入出力特性がＣＰＵ１４に読み出される。読み出された入出力特性に基づき、ＣＰＵ１４によりＤＳＰ１３が設定される。入出力特性の選択は、ユーザの操作に限らず、例えばマイクロフォン１０で拾われた音声信号に基づきＣＰＵ１４において行ってもよい。
【００５３】
このように、この発明の実施の一形態によれば、Ａ／Ｄ変換前には、マイクロフォン１０から出力された音声信号がＡ／Ｄ変換回路１２’の入力側のフルスケールを超えないように予め調整され、Ａ／Ｄ変換後には、ＲＡＭ２１に溜め込まれた所定期間のディジタル音声信号に対してＤＳＰ１３により予め用意された入出力特性を用いて演算を行うようにしている。そのため、一切歪むことなく、且つ、適切にレベル調整がなされたディジタル音声信号を得ることができる。
【００５４】
なお、ＲＡＭ２１ＡおよびＲＡＭ２１Ｂは、少なくともディジタル音声信号の１周期が格納可能な容量を有している必要がある。また、ディジタル音声信号の１周期の長さは固定的ではないため、ある程度の余裕を考慮した容量が必要となる。例えば、ＲＡＭ２１ＡおよびＲＡＭ２１Ｂは、それぞれ６４ｋビット（６５，５３６ビット）を有し、量子化ビット数１６ビットのディジタル音声信号の２０４８サンプルをそれぞれ格納可能とされる。ディジタル音声信号のサンプリング周波数を４４．１ｋＨｚとした場合、略４８ｍｓ（ミリ秒）の処理が可能である。勿論、これはこの例に限定されず、ＲＡＭ２１ＡおよびＲＡＭ２１Ｂの容量をさらに大きなものとしてもよい。また、ＲＡＭ２１ＡおよびＲＡＭ２１Ｂを１のメモリの異なる領域で構成することも可能である。
【００５５】
なお、上述では、この発明がＩＣレコーダやＭＤレコーダといった記録装置に適用されるように説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、この発明は、アナログ音声信号を入力し、入力されたアナログ音声信号をＡ／Ｄ変換してディジタル音声信号として出力するような、単体の装置に適用することが可能である。また、例えばマイクロフォンに内蔵させ、歪みのないディジタル音声信号を出力させるようにできる。さらに、パーソナルコンピュータといったコンピュータ装置に搭載させることも可能である。この場合には、Ａ／Ｄ変換以降の、ＤＳＰ１３による入出力特性に基づく演算処理は、ソフトウェアで行うことが可能であり、また、得られたディジタル音声信号は、ハードディスクドライブなどの記録媒体に記録するのみならず、ネットワークに対して送信するようにもできる。
【００５６】
この発明の実施の一形態の構成と特許請求の範囲との一例の対応関係を示すと、音声信号出力手段は、例えばマイクアンプ１１に対応できる。マイクロアンプ１１を省略可能な構成においては、マイクロフォン１０が音声信号出力手段に対応できる。ライン入力側のラインアンプ１１’を音声信号出力手段に対応させてもよい。ライン入力のレベルがＡ／Ｄ変換回路１２の入力側のフルスケール以下に予め抑えられていれば、ライン入力そのものを音声信号出力手段に対応させることもできる。Ａ／Ｄ変換手段は、例えばＡＤ／ＤＡ変換回路１２のＡ／Ｄ変換側に対応できる。記憶手段は、例えばＤＳＰ１３が内部に有するＲＡＭ（ＲＡＭ２１）に対応できる。演算手段は、例えばＤＳＰ１３に対応できる。演算手段として、ＤＳＰ１３に加えて例えばＣＰＵ１４を対応させてもよい。検出手段は、例えばＣＰＵ１４に対応できる。また、請求項７における記録媒体は例えばフラッシュメモリ１５に対応でき、記録手段は例えばＣＰＵ１４に対応できる。なお、この対応関係は一例であって、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明を適用可能な記録再生装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の一形態による入力レベル調整方法について説明するためのブロック図である。
【図３】ＤＳＰが２個のＲＡＭを交互に用いていることを説明するための図である。
【図４】ＤＳＰにおける処理について説明するためのグラフである。
【図５】予め用意される複数の入出力特性の例を示す略線図である。
【図６】従来技術による、ＡＧＣを用いた音声信号の入力回路の一例の構成を示すブロック図である。
【図７】従来技術による回路の各部における一例の信号波形を概略的に示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１  記録再生装置
１０  マイクロフォン
１１  マイクアンプ
１２  ＡＤ／ＤＡ変換回路
１２’  Ａ／Ｄ変換回路
１３  ＤＳＰ
１４  ＣＰＵ
１５  フラッシュメモリ
１９Ａ  ＲＡＭ
１９Ｂ  ＲＯＭ
２０  ＤＳＰコア部
２１  ＲＡＭ
【図１】
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【図２】
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【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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