(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプログラムから随時切り替え可能に１つのプログラムが選択され、選択されたプログラムのアナログ信号が入力され、入力されたアナログ信号のレベルを検出するレベル検出部と、このレベル検出部で検出したレベルの所定期間毎の平均値から累積平均レベルを求める平均レベル演算部と、前記複数のプログラム毎に前記累積平均レベルを記憶するデータ記憶部と、前記プログラムが切り替えられたとき、前記データ記憶部に記憶している新しく選択されたプログラムの前記累積平均レベルからレベル補正量を算出して前記累積平均レベルと基準値との差をレベル補正量とし、新しく選択されたプログラムの累積平均レベルより現在前記レベル検出部で検出しているレベルが予め設定された値以上大きいとき、その差の２分の１を前記累積平均レベルに加えて累積平均レベルを補正するレベル補正量演算部と、このレベル補正量演算部の算出したレベル補正量と最後に選択されていたプログラムのボリュームレベルから目標ボリュームレベルを算出するボリュームレベル演算部と、このボリュームレベル演算部の算出した目標ボリュームレベルにボリュームを制御するボリューム制御部とを備え、自動的にボリュームを補正することを特徴とするインターフェースレベル自動補正装置。
【請求項２】
前記基準値として、前記データ記憶部に記憶している前記複数のプログラムの累積平均レベルのうち最大のレベルの前記累積平均レベルを用いることを特徴とする請求項１に記載のインターフェースレベル自動補正装置。
【請求項３】
前記平均レベル演算部は、平均値の算出を開始してからｎ回目に算出した平均値Ｖｓと、前回算出した累積平均レベルＶａとを用いて、
（（ｎ−１）×Ｖａ＋Ｖｓ）／ｎ
により累積平均レベルを求めることを特徴とする請求項１に記載のインターフェースレベル自動補正装置。
【請求項４】
前記平均レベル演算部は、平均値の算出を開始してからｍ回目以降の累積平均レベルを、今回算出した平均値Ｖｓと、前回算出した累積平均レベルＶａとを用いて、
（ｍ×Ｖａ＋Ｖｓ）／（ｍ＋１）
により求めることを特徴とする請求項２に記載のインターフェースレベル自動補正装置。
【請求項５】
前記ボリュームレベル演算部は、前記レベル補正量と最後に選択されていたプログラムのレベル補正量との差を前記最後に選択されていたプログラムのボリュームレベルに加えて前記目標ボリュームレベルを求めることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインターフェースレベル自動補正装置。
【請求項６】
前記ボリュームレベル演算部は、前記最後に選択されていたプログラムのボリュームレベルが最小であるとき、最小レベルを前記目標ボリュームレベルとすることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインターフェースレベル自動補正装置。
【請求項７】
前記ボリュームレベル演算部は、算出した前記目標ボリュームレベルがシステムの許容最大レベルを超えているとき、システムの許容最大レベルを前記目標ボリュームレベルとすることを特徴とする請求項５または６に記載のインターフェースレベル自動補正装置。
【請求項８】
前記ボリュームレベル演算部は、算出した前記目標ボリュームレベルが最小レベル＋１を下回ったとき、最小レベル＋１を前記目標ボリュームレベルとすることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載のインターフェースレベル自動補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホームオーディオ、カーオーディオ等のアナログ信号再生装置に使用し、記録レベルや変調度の違いにより聴取される情報であるアナログ信号（以下、プログラムという）毎に異なる聴取レベルを自動補正するインターフェースレベル自動補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のホームオーディオ、カーオーディオ等のアナログ信号再生装置の概念的基本ブロックを図７に示す。
【０００３】
図７に示すように、アナログ信号再生装置は、ＦＭモード１１，ＡＭモード１２，Ｔａｐｅモード１３，ＣＤチェンジャーモード１４などのモードと、それぞれのモードにおいて、例えばＴａｐｅモード１３の場合であればカセットテープのＡ面／Ｂ面、ＦＭモード１１やＡＭモード１２においてはプリセットメモリされた受信可能局、といったプログラムを選択するプログラムセレクタ２１〜２４と、モード毎に後段のボリューム５４に入力するアナログ信号のレベルを決定する固定ゲイン６１〜６４と、各モードの中から聴取したいモードを選択するモードセレクタ５１と、選択されたアナログ信号の音量調整するボリューム５４と、音量調節されたアナログ信号を所定レベルに増幅するパワーアンプ５２と、増幅されたアナログ信号を出力するスピーカー５３とを備えている。なお、図中太線は、ＦＭモード１１のプリセット１というプログラムが選択されている状態の信号の流れを示している。
【０００４】
このアナログ信号再生装置において、固定ゲイン６１〜６４は、インターフェースレベルを決めるものであり、経験的に知るところの各モードの平均的なレベルを用い、それら各モードのレベルがボリューム入力前で等しくなり且つそれ以降の回路におけるダイナミックレンジを超えないように十分小さく、且つ高いＳ／Ｎ比が確保できるように十分大きく、といった条件を満足するように決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のアナログ信号再生装置では、経験的に知るところの平均的なレベルのプログラムが再生された場合には問題無いが、一般的には情報源の異なるモード毎、さらにはプログラム毎にレベルは異なっており、ボリューム位置が同じであっても、プログラム毎の聴取レベルに差が出てしまう。
【０００６】
例えば、ＦＭモード１１の場合、同じＦＭモードであっても、局によって平均変調度が異なり、平均変調度の深いプログラムは聴取レベルが大きくなり、浅いプログラムは聴取レベルが小さくなる。この状態で、聴取者が複数のプログラムを切り替えながら同じ音量で聴取しようとすると、聴取者はプログラム毎にボリューム５４を調整しなければならず操作が煩雑であるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、プログラム毎の平均レベルを基に、聴取するプログラム毎にボリュームを自動補正制御することにより、プログラムを選択する度にボリュームを調整しなくとも、同じ音量レベルでの聴取ができるインターフェースレベル自動補正装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のインターフェースレベル自動補正装置は、複数のプログラムから随時切り替え可能に１つのプログラムが選択され、選択されたプログラムのアナログ信号が入力され、入力されたアナログ信号のレベルを検出するレベル検出部と、このレベル検出部で検出したレベルの所定期間毎の平均値から累積平均レベルを求める平均レベル演算部と、前記複数のプログラム毎に前記累積平均レベルを記憶するデータ記憶部と、前記プログラムが切り替えられたとき、前記データ記憶部に記憶している新しく選択されたプログラムの前記累積平均レベルからレベル補正量を算出して前記累積平均レベルと基準値との差をレベル補正量とし、新しく選択されたプログラムの累積平均レベルより現在前記レベル検出部で検出しているレベルが予め設定された値以上大きいとき、その差の２分の１を前記累積平均レベルに加えて累積平均レベルを補正するレベル補正量演算部と、このレベル補正量演算部の算出したレベル補正量と最後に選択されていたプログラムのボリュームレベルから目標ボリュームレベルを算出するボリュームレベル演算部と、このボリュームレベル演算部の算出した目標ボリュームレベルにボリュームを制御するボリューム制御部とを備え、自動的にボリュームを補正する構成を有している。この構成により、プログラムが切り替えられたとき、データ記憶部に記憶されている累積平均レベルを基にレベル補正量が算出され、このレベル補正量を基にボリュームが調整されることとなる。
【０００９】
前記基準値として、前記データ記憶部に記憶している前記複数のプログラムの累積平均レベルのうち最大のレベルの前記累積平均レベルを用いることは好ましい。また、前記平均レベル演算部は、平均値の算出を開始してからｎ回目に算出した平均値Ｖｓと、前回算出した累積平均レベルＶａとを用いて、（（ｎ−１）×Ｖａ＋Ｖｓ）／ｎにより累積平均レベルを求めることは好ましい。
【００１０】
前記平均レベル演算部は、平均値の算出を開始してからｍ回目以降の累積平均レベルを、今回算出した平均値Ｖｓと、前回算出した累積平均レベルＶａとを用いて、（ｍ×Ｖａ＋Ｖｓ）／（ｍ＋１）により求めることは好ましい。
【００１４】
前記ボリュームレベル演算部は、前記レベル補正量と最後に選択されていたプログラムのレベル補正量との差を前記最後に選択されていたプログラムのボリュームレベルに加えて前記目標ボリュームレベルを求めることは好ましい。
【００１５】
前記ボリュームレベル演算部は、前記最後に選択されていたプログラムのボリュームレベルが最小であるとき、最小レベルを前記目標ボリュームレベルとすることは好ましい。
【００１６】
前記ボリュームレベル演算部は、算出した前記目標ボリュームレベルがシステムの許容最大レベルを超えているとき、システムの許容最大レベルを前記目標ボリュームレベルとすることは好ましい。
【００１７】
前記ボリュームレベル演算部は、算出した前記目標ボリュームレベルが最小レベル＋１を下回ったとき、最小レベル＋１を前記目標ボリュームレベルとすることは好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１〜図６は本発明に係るインターフェースレベル自動補正装置を備えたアナログ信号再生装置の一実施形態を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、アナログ信号再生装置は、ＦＭモード１１，ＡＭモード１２，Ｔａｐｅモード１３，ＣＤチェンジャーモード１４などの情報源の異なるモードと、それぞれのモードにおいて、例えばＴａｐｅモード１３の場合であればカセットテープのＡ面／Ｂ面、ＦＭモード１１やＡＭモード１２においてはプリセットメモリされた受信可能局、といったプログラムを選択するプログラムセレクタ２１〜２４と、モード毎に後段のレベル自動補正機能付ボリューム４１に入力するアナログ信号のレベルを決定する固定ゲイン３１〜３４と、各モードの中から聴取したいモードを選択するモードセレクタ５１と、選択されたアナログ信号の音量調整するとともに後述するレベル自動補正機能を持つレベル自動補正機能付ボリューム（インターフェースレベル自動補正装置）４１と、音量調節されたアナログ信号を所定レベルに増幅するパワーアンプ５２と、増幅されたアナログ信号を出力するスピーカー５３とを備えている。なお、図中太線は、ＦＭモード１１のプリセット１というプログラムが選択されている状態の信号の流れを示している。
【００２０】
ここで、固定ゲイン３１〜３４は、一般的には純粋にハードウェアで構成されるが、時には電子ボリュームなどを用いてソフト的に設定され、モード毎に固定されたものである。これらは後段の各回路において扱うアナログ信号が各回路のダイナミックレンジを超えないように十分小さく、且つ高いＳ／Ｎ比が確保できるように十分大きく、といった条件を満足するように設定する。
【００２１】
また、レベル自動補正機能付ボリューム４１は、図２に示すように、周知の電子ボリュームやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の電子音量調整装置４２とマイコン等のボリューム制御装置４３とからなり、入力された選択されているプログラムのアナログ信号のレベルは、レベル検出部４２ａでリアルタイムに検出され（実際には微少時間のレベル平均値）、検出されたレベル情報は、ボリューム制御装置４３の平均レベル演算部４３ａに入力される。
【００２２】
平均レベル演算部４３ａは、新たなプログラムが選択されたり電源が切られたりするまでの間、後述する平均レベルの演算を行いその演算結果をデータ記憶部４３ｂに定期的に記憶する。新たなプログラムが選択されると、レベル補正量演算部４３ｃが、後述するレベル補正演算を行い、新たに選択されたプログラムに加味すべきボリューム補正値を計算する。ボリュームレベル演算部４３ｄは、レベル補正量演算部４３ｃで算出されたボリューム補正値とボリューム操作入力部４４を操作してユーザが入力したボリューム状況などから、後述するボリュームレベル演算を行って、最終ボリューム目標値を決定する。ボリューム制御部４３ｅは、ボリュームレベル演算部で決定されたボリューム目標値に向け、電子音量調整装置４２のボリューム４２ｂにボリュームコントロールデータを送信する。
【００２３】
このようなレベル自動補正機能付ボリューム４１は、ボリューム制御装置４３がプログラム毎の平均レベルを基にプログラム毎にボリュームを自動的に補正するようになっている。具体的には、図３のフローチャートに示すように、電源が投入されるか、または、プログラムが切り替えられると、レベル補正量演算部４３ｃが選択されたプログラムの累積平均レベルＶａや基準となる最大レベルをデータ記憶部４３ｂから読み出す（Ｓ１１）。このプログラム毎の累積平均レベルや基準となる最大レベルは、予めデータ記憶部４３ｂに設定されており、後述するレベル補正量演算処理や平均レベル演算処理によって更新されるようになっている。
【００２４】
次いで、基準となる最大レベルのプログラムと、選択されたプログラムとのレベル差を計算し、選択されたプログラムのレベル補正量を求める（Ｓ１２）。詳細には、図４のフローチャートに示すように、レベル補正量演算部４３ｃは、レベル検出部４２ａが検出しているレベルを微少時間モニタし、その結果をＶVSとしてデータ記憶部４３ｂに格納し（Ｓ２１）、図３のステップ１１で読み出した累積平均レベルＶａと比較し、一定レベル（例えば６ｄＢ）以上大きいか判定し（Ｓ２２）、一定レベル以上大きい場合は、累積平均レベルＶａの緊急補正のため以下の式に示すようにＶVSとＶａの差の半分をＶａに加え（Ｓ２３）、補正した平均レベルをデータ記憶部４３ｂの選択されたプログラム用のエリアに記憶する（Ｓ２４）。
Ｖａ＝Ｖａ＋（ＶVS−Ｖａ）／２＝（ＶVS＋Ｖａ）／２
【００２５】
次いで、データ記憶部４３ｂに格納されている全てのプログラムの累積平均レベルの中からレベルが最大の累積平均レベルを取り出す（Ｓ２５）。このレベルはレベル補正の基準値として使用する。
【００２６】
次いで、取り出した基準値（レベルが最大の累積平均レベル）と選択されたプログラムの累積平均レベルＶａとの差を求め、それを選択されたプログラムに対するレベル補正量とする（Ｓ２６）。このレベル補正量は、次のボリュームレベル演算部４３ｄに渡される。
【００２７】
これでレベル補正量演算部４３ｃの処理は終わり、図３に戻り、レベル補正量と他の音量決定要因（ボリューム操作入力部４４からの入力など）とから最終的なボリュームを求める（Ｓ１３）。詳細には、図５のフローチャートに示すように、ボリュームレベル演算部４３ｄは、レベル補正量演算部４３ｃから渡されたレベル補正量Ｃａｎと、データ記憶部４３ｂに記憶されている最後に選択されていた（直前に選択されていた）プログラムのレベル補正量Ｃａｌとの差（Ｃａｎ−Ｃａｌ）を求め（Ｓ３１）、最後に選択されていたプログラムのボリュームレベル（レベル補正量込み）が最小レベル（Ｍｕｔｅ）であるか判定し（Ｓ３２）、最小レベルであれば、新たなボリュームレベルも最小レベルとする（Ｓ３４）。
【００２８】
最後に選択されていたプログラムのボリュームレベルが最小レベルでなければ、ステップ３１で求めた差を最後に選択されていたプログラムのボリュームレベルに加えたものを新たなボリュームレベルＶｏｌとする（Ｓ３３）。
【００２９】
次いで、求めたボリュームレベルＶｏｌがシステムの許容最大レベルを超えているかを判定し（Ｓ３５）、システムの許容最大レベルを超えていれば、システムの許容最大レベルそのものをボリュームレベルとする（Ｓ３６）。システムの許容最大レベルを超えていなければ、ボリュームレベルがボリュームの最小レベル＋１を下回っているかを判定し（Ｓ３７）、下回っている場合は、ボリュームの最小レベル＋１をボリュームレベルとする（Ｓ３８）。
【００３０】
このようにして、選択されたプログラムの目標ボリュームレベルが決定し、図３に戻って、プログラム切り替え時に設定されたミュートを解除し（Ｓ１４）、ステップ１３で求めたボリュームレベル（目標ボリュームレベル）にボリューム４２ｂを制御するボリューム制御データをボリューム４２ｂに出力する（Ｓ１５）。
【００３１】
次に、選択されたプログラム聴取中にそのプログラムのレベルをモニタし記憶している累積平均レベルを更新する処理を行う。まず、平均レベル演算部４３ａは、選択されているプログラムのデータ記憶部４３ｂに記憶している（最後に計算された）累積平均レベルＶａとユニット番号ｎを読み出す（Ｓ１６）。ユニット番号とは、レベルの平均値を計算する時間単位（例えば１５秒といった比較的短い時間）であるユニットの通し番号であり、平均値計算を開始してから時系列的に値を１ずつ増やしていく。なお、初期値は１である。
【００３２】
次いで、レベル検出部４２ａから得られるリアルタイムなレベル情報を基に短時間平均レベルを求める（Ｓ１７）。詳細には、図６のフローチャートに示すように、平均レベル演算部４３ａは、レベル検出部４２ａから得られるリアルタイムの（微少時間毎の）レベルの１ユニットの時間の間の平均値Ｖｓを計算する（Ｓ４１）。ただし、予め設定されたレベル以下の低いレベル（無音と判断できるレベル）である間は計算を中断する。
【００３３】
次いで、ユニット番号が１６未満かどうかを判定し（Ｓ４２）、１６未満であれば、ユニット番号ｎに１加算し（Ｓ４３）、次式により累積平均レベルＶａ（ｎ）を求める（Ｓ４４）。なお、Ｖａ（ｎ−１）はユニット番号ｎ−１の累積平均レベルである。
Ｖａ（ｎ）＝（（ｎ−１）×Ｖａ（ｎ−１）＋Ｖｓ）／ｎ
【００３４】
ユニット番号が１６以上であれば、総平均計算のための母数を１７で近似した次式で累積平均レベルＶａ（16）を求める（Ｓ４５）。なお、Ｖａ（16）はユニット番号１６以降で最後に算出した累積平均レベルである。
Ｖａ（16）＝（１６×Ｖａ（16）＋Ｖｓ）／１７
【００３５】
以上のようにして算出された累積平均レベルＶａは、図３に戻って、データ記憶部４３ｂ内の選択されたプログラムのエリアに格納する（Ｓ１８）。次いで、別のプログラムが選択されたかを判定し（Ｓ１９）、別のプログラムが選択されるとステップ１１に戻ってプログラムを聴取するためのボリューム制御を行う。次いで、電源が切断されたかを判定し（Ｓ２０）、切断されていなければステップ１７に戻り平均レベルの算出を繰り返す。電源が切断されれば処理を終了する。
【００３６】
このように本実施形態においては、平均レベル演算部４３ａがプログラム毎の累積平均レベルを算出し、このプログラム毎の累積平均レベルを基に、レベル補正量演算部４３ｃがレベルの補正量を算出し、このレベルの補正量を基に、ボリュームレベル演算部４３ｄがボリュームレベルを求め、ボリューム制御部４３ｅが、このボリュームレベルにボリューム４２ｂを制御しているので、どのプログラムを選択しても、同じ音量レベルで聴取できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明はプログラム毎の累積平均レベルをデータ記憶部に記憶しておき、プログラムが新しく選択されたとき、記憶している選択されたプログラムの累積平均レベルを基にボリュームレベルの補正量を算出し、この補正量に基づいてボリュームレベルを制御することにより、プログラムを切り替えると自動的にボリュームが調整され、同じ音量レベルでの聴取ができるというすぐれた効果を有するインターフェースレベル自動補正装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインターフェース自動補正装置を備えたアナログ信号再生装置の一実施形態を示す概略ブロック図
【図２】そのレベル自動補正機能付ボリュームの概略ブロック図
【図３】そのレベル自動補正処理を説明するフローチャート
【図４】そのレベル補正量演算処理を説明するフローチャート
【図５】そのボリュームレベル演算処理を説明するフローチャート
【図６】その累積平均レベル演算処理を説明するフローチャート
【図７】従来のアナログ信号再生装置の概略ブロック図
【符号の説明】
１１ ＦＭモード
１２ ＡＭモード
１３ Ｔａｐｅモード
１４ ＣＤチェンジャーモード
２１〜２４ プログラムセレクタ
３１〜３４ 固定ゲイン
４１ レベル自動補正機能付ボリューム（インターフェースレベル自動補正装置）
４２ 電子音量調整装置
４２ａ レベル検出部
４２ｂ ボリューム
４３ ボリューム制御装置
４３ａ 平均レベル演算部
４３ｂ データ記憶部
４３ｃ レベル補正量演算部
４３ｄ ボリュームレベル演算部
４３ｅ ボリューム制御部
４４ ボリューム操作入力部
５１ モードセレクタ
５２ パワーアンプ
５３ スピーカー
５４ ボリューム
６１〜６４ 固定ゲイン
【図１】
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【図２】
0004348005.tif 000003
【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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