JPH1188088A - 自動音量補正方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用者が別途にキーを操作せず自動的に音量
を調節する自動音量補正方法及び装置を提供する。 【解決手段】 高周波雑音成分を除去し所定レベルに増
幅する低域通過フィルター及び増幅器３０１と、増幅さ
れたオーディオ信号のエネルギー値を計算するエネルギ
ー検出部３０２と、音量補償制御信号を出力するマイク
ロコンピュータ２０６と、入力オーディオ信号の増幅率
を補償し出力する音量制御器３０３とを備え、チャンネ
ル変更キー及びオーディオ入力切換キーの入力可否を判
断し、変更キーが入力されたときのオーディオ信号のエ
ネルギーを検出し、所定時間の間検出されたオーディオ
信号のエネルギー値を以前のステップから求められたエ
ネルギー値と比較しその差だけ音量を補正する過程とに
より、使用者所望の絶対的音量レベルを維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ信号の
処理技術に係るもので、詳しくは、使用者が別途にキー
を操作せず自動的に音量を調節し得る自動音量補正方法
及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＶ受像機のオーディオ信号処理
装置においては、図１１に示したように、アンテナＡＮ
Ｔにより受信された各チャンネルの高周波放送信号中
の、使用者により選択されたチャンネルを選局するチュ
ーニング部１０１と、該チューニング部１０１から出力
された信号を入力し本来のビデオ信号及びオーディオ信
号に復元する検波部１０２と、該検波部１０２から出力
された信号中の、ビデオ信号は映像処理部側に出力し、
オーディオ信号及び別途の接続ラインを介して入力され
る外部オーディオ信号ＥＡＵｉｎ中の何れか一方側のオ
ーディオ信号を選択して出力する入力信号選択部１０３
と、該入力信号選択部１０３から出力されるオーディオ
信号ＡＵの音量を調整してスピーカＳＰ側に出力する音
声制御部１０４と、キー入力部１０６を介して伝達され
る使用者の選択信号により該当する各ブロックを制御す
るマイクロコンピュータ１０５と、を備えて構成されて
いた。

【０００３】そして、このように構成された従来のＴＶ
受像機のオーディオ信号処理装置の動作については、先
ず、使用者が空中波放送を視聴するためにキー入力部１
０６を用いて所望の放送チャンネルを入力すると、該入
力信号はマイクロコンピュータ１０５に印加されて、該
マイクロコンピュータ１０５により該当の制御信号がチ
ューニング部１０１に印加される。

【０００４】次いで、該チューニング部１０１はアンテ
ナＡＮＴから受信された各チャンネルの高周波放送信号
中の、使用者の選択により前記マイクロコンピュータ１
０５の制御信号に相応するチャンネルを選局し、該当チ
ャンネルのＴＶ放送信号が所定レベルに増幅されて出力
すると、検波部１０２は前記チューニング部１０１から
出力された信号から本来のビデオ信号及びオーディオ信
号を復元する。

【０００５】次いで、入力信号選択部１０３は前記検波
部１０２から出力された各信号中の、ビデオ信号は映像
処理部側に伝達し、オーディオ信号ＡＵは音声制御部１
０４側に伝達する。一方、空中波放送でない別途の接続
ラインにより外部機器のＶＣＲ，ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ
ｄｉｓｋ）プレーヤ、またはＬＤ（ｌａｓｅｒ ｄｉ
ｓｋ）プレーヤなどをＴＶに接続して再生する場合は、
使用者がキー入力部１０６により該当機能のキー操作を
行うと、マイクロコンピュータ１０５が認識して相応の
制御信号ＣＳ１を前記入力信号選択部１０３に印加す
る。

【０００６】次いで、該入力信号選択部１０３は前記制
御信号ＣＳ１に従って、前記検波部１０２から出力され
たオーディオ信号及び外部オーディオ信号ＥＡＵｉｎ中
の何れか一つの信号を選択して、ビデオ信号及びオーデ
ィオ信号を映像処理部及び音声制御部１０４にそれぞれ
出力し、該音声制御部１０４は前記入力信号選択部１０
３から出力されるオーディオ信号ＡＵにより、使用者所
望の音量レベルを前記マイクロコンピュータ１０５から
出力される制御信号ＣＳ２に従った音量レベルに調節し
てスピーカＳＰに出力するようになっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来のオーディオ信号処理装置においては、使用者が所定
レベルのオーディオ出力を所望するとき、音楽ベースの
信号と音声ベースの信号とは周波数特性が異なって、音
楽は周波数が均一であるために人間には実際より大きく
感じられるが、音声は人間の声が主に１〜５KHz 付近に
分布するため実際より小さく聞こえるため、チャンネル
または入力オーディオ源が変更する度毎に出力される音
量を、使用者が直接再調整しなければならないという不
都合な点があった。

【０００８】且つ、放送局の送出レベルの差、地域間の
受信感度の差、または記録媒体の録音レベルの差などに
より出力音量のレベルが均一ではないとき、使用者が直
接音量を調整するようになっているため、極めて煩雑で
あるという不都合な点があった。本発明は、このような
従来の問題に鑑みてなされたもので、ラウドネス曲線を
考慮して人間の周波数別聴覚特性に従った音量補正を行
い、オーディオ信号の有する対称性を勘案し、片方側の
信号のみを対象にして音声エネルギーを計算した後、該
計算値を単純化した数字に変換する方式の自動音量補正
方法及びその装置を提供しようとする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため本発明に係る自動音量補正方法においては、チャ
ンネル変更キー及びオーディオ入力切換キーの入力可否
を判断する過程と、それら変更キー及び入力切換キーが
入力されたときのオーディオ信号のエネルギー値を検出
する過程と、所定時間の間検出されたオーディオ信号の
エネルギー値を以前のステップから求められたエネルギ
ー値と比較して、その差だけ音量を補正する過程と、を
順次行って、絶対的音量レベルを維持するようになって
いる。

【００１０】そして、上記の目的を達成するため本発明
に係る自動音量補正装置においては、外部のオーディオ
信号及び空中波オーディオ信号を入力して再生する音響
再生装置において、入力されたオーディオ信号に包含さ
れた高周波雑音成分を除去して所定レベルに増幅する低
域通過フィルター及び増幅器と、前記増幅されたオーデ
ィオ信号のエネルギー値を計算するエネルギー検出部
と、該エネルギー検出部から求められたオーディオ信号
のエネルギー値を所定時間の間加算して以前のステップ
から求められた値と比較した後、その比較結果に相応す
る音量補償制御信号を出力するマイクロコンピュータ
と、前記音量補償制御信号に基づいて入力されたオーデ
ィオ信号の増幅率を補償して出力する音量制御器と、を
包含して構成されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。本発明の第１実施形態に係
る自動音量補正装置においては、図１に示したように、
アンテナＡＮＴから受信された各チャンネルの高周波放
送信号中、使用者により選択されたチャンネルを選局す
るチューニング部２０１と、該チューニング部２０１の
出力信号を入力して本来のビデオ信号及びオーディオ信
号に復元する検波部２０２と、該検波部２０２の出力信
号中、ビデオ信号は映像処理部側に出力し、オーディオ
信号及び別途の接続ラインを介して入力される外部オー
ディオ信号ＥＡＵｉｎ中の何れか一方側のオーディオ信
号を選択して出力する入力信号選択部２０３と、チャン
ネルの変更、または入力信号の切換のとき、前記入力信
号選択部２０３から出力されたオーディオ信号ＡＵのエ
ネルギー値を所定時間の間累積した後、該累積値と以前
のステップから求められたエネルギー値とを比較し、該
比較結果に従って入力オーディオ信号の音量を調節する
自動音量調節手段２０４と、使用者の選択した音量調整
キーが入力されたとき前記自動音量調節手段２０４から
出力される音量を調整してスピーカＳＰに出力する音声
制御部２０５と、前記チューニング部２０１のチューニ
ング動作、前記入力信号選択部２０３の入力信号選択動
作及び前記音声制御部２０５の音量調整動作をそれぞれ
制御するマイクロコンピュータ２０６と、を包含して構
成されている。

【００１２】そして、前記自動音量調節手段２０４にお
いては、図２に示したように、入力オーディオ信号ＡＵ
ｉｎに包含された高周波雑音成分を除去した後、適正レ
ベルに増幅する低域通過フィルター及び増幅器３０１
と、該低域通過フィルター及び増幅器３０１から出力さ
れたオーディオ信号のエネルギー値を所定時間の間累積
するエネルギー検出部３０２と、前記マイクロコンピュ
ータ２０６から出力される音量制御信号に従って入力オ
ーディオ信号の音量を補償して出力する音量制御器３０
３と、を備えて構成されている。

【００１３】且つ、前記エネルギー検出部３０２におい
ては、入力されたオーディオ信号を矩形波に変換するト
リガー部４０１と、前記矩形波にクロック信号を乗算し
て有音区間の間のみにクロックを有する変調波を生成す
る乗算器４０３と、該乗算器４０３の出力信号をカウン
トする非同期式カウンター４０４と、該非同期式カウン
ター４０４の出力値をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変
換器４０５と、該Ｄ／Ａ変換器４０５から出力されたオ
ーディオ信号のエネルギー値に基づいて所定区間の間に
入力されたオーディオ信号を分析し前記非同期式カウン
ター４０４をリセットする信号解析部４０６と、から構
成されている。

【００１４】以下、このように構成された本発明の第１
実施形態に係る自動音量補正装置の動作について、図１
を用いて説明するが、ここで、自動音量調節装置２０４
を除いた他の部分の動作は従来技術と同様である。即
ち、チューニング部２０１及び検波部２０２を介して選
局されたチャンネルのオーディオ信号が入力信号選択部
２０３の一方側に入力され、ＶＣＲ，ＣＤプレーヤ、ま
たはＬＤプレーヤから再生出力される外部オーディオ信
号ＥＡＵｉｎが前記入力信号選択部２０３の他方側に入
力された状態で、該入力信号選択部２０３はマイクロコ
ンピュータ２０６から出力する制御信号ＣＳ１により、
前記オーディオ信号の放送オーディオ信号または外部オ
ーディオ信号ＥＡＵｉｎを選択して出力する。

【００１５】次いで、自動音量調節手段２０４は前記入
力信号選択部２０３から選択して出力される音声信号Ａ
Ｕのエネルギーを所定時間周期に累積した結果値を前記
マイクロコンピュータ２０６に出力する。次いで、該マ
イクロコンピュータ２０６は、入力されたオーディオ信
号ＡＵのエネルギー値と以前のステップから求められた
エネルギー値とを比較して差を求めた後、使用者所望の
絶対音量を出力するように、相応するレベルの音量補償
制御信号を前記自動音量調節手段２０４に出力する。

【００１６】従って、該自動音量調節手段２０４は前記
音量補償制御信号により音声制御部２０５に出力される
音量を調整するようになるため、もし、前記入力信号選
択部２０３で入力オーディオ信号が変更されて、放送オ
ーディオ信号から外部オーディオ信号ＥＡＵｉｎに、ま
たは、その反対に変更されるときにも、使用者所望の音
量をそのまま維持することができる。

【００１７】ここで、前記自動音量調節手段２０４から
オーディオ信号ＡＵのエネルギーを求める方法として、
本発明では、オーディオ信号には直流成分がなく０レベ
ルを基準として対称性の交流信号を有していることを考
慮し、正（＋）信号及び負（−）信号中の何れか一方側
の信号を選択して特定しきい値を通過する信号の幅及び
頻度数を計算し、その結果値に基づいて元信号のエネル
ギーを求める方法を用いた。

【００１８】且つ、前記入力信号選択部２０３の出力端
から分岐された音声出力のエネルギーを計算し、音声制
御部２０５を用いて音量を調節することもできるが、こ
のような場合は、使用者の音量設定値を格納した後音量
補償値を変更すべきであり、また、若干のレベル調整誤
差が発生したときはその誤差値が累積されるため、前記
自動音量調節手段２０４を用いた。

【００１９】以下、自動音量調整を行うための自動音量
調節装置２０４及びマイクロコンピュータ２０６の動作
について、図２及び図３に基づいて説明する。先ず、低
域通過フィルター及び増幅器３０１は、前記入力信号選
択部２０３から出力されるオーディオ信号ＡＵを受けて
雑音成分を除去した後、ラウドネス曲線の逆関数形状の
周波数特性を有するように前記オーディオ信号ＡＵを処
理する。このような処理を行う理由は、人間の聴覚は高
周波には鈍感であるが、オーディオシステムは広い周波
数領域に亘ってほぼ一定な感度を有するため、高周波の
サイズを縮小させて人間の感じる音量と同様に動作させ
るためである。

【００２０】そして、前記オーディオ信号ＡＵは極めて
微弱な信号であるため、次のトリガー部４０１を駆動さ
せるために前記低域通過フィルター及び増幅器３０１は
約２０倍以上の利得を有する増幅器として動作すべきで
あり、そのために、前記低域通過フィルター及び増幅器
３０１は多重副帰還を利用する低域通過フィルターに設
計して、雑音除去、ラウドネス曲線及び増幅器としての
機能を充分に行えるようにする。

【００２１】次いで、前記低域通過フィルター及び増幅
器３０１から出力される図４（Ａ）に示したようなオー
ディオ信号は、トリガー部４０１に供給され図４（Ｂ）
に示したような矩形波に変換されて乗算器４０３に供給
され、クロック発生器４０２から出力される図４（Ｃ）
に示したようなクロック信号と乗算されるようになる
が、このとき、入力オーディオ信号の幅及び頻度数を考
慮するためにオーディオ信号の周波数より相当高い周波
数を有するクロック信号を前記矩形波に乗算するように
なるため、前記乗算器４０３では有音区間の間のみクロ
ックを有する変調波が出力されるようになる。

【００２２】図４において、（Ｄ）は前記乗算器４０３
の出力信号に対する波形を示した図である。ここで、オ
ーディオ信号の正（＋）の領域を使用するときは反転増
幅器を使用し、また、負（−）の領域を利用するときは
非反転増幅器を使用すれば良い。次いで、前記乗算器４
０３から出力される信号が非同期式カウンター４０４の
入力信号であるクロック信号として供給されてカウント
値が増加され、該カウント値はオーディオ信号のエネル
ギー値に該当する。

【００２３】併し、図４（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）のように、
前記乗算器４０３の乗算過程によりオーディオ信号の存
在しない無音区間では矩形波が発生しないが、オーディ
オ信号の存在する有音区間のみに矩形波が発生して、前
記非同期式カウンター４０４のクロック信号として供給
されてカウント値が増加される。次いで、前記非同期式
カウンター４０５のカウント値がＤ／Ａ変換器４０５に
よりアナログ信号に変換されて前記信号解析部４０６に
供給されるが、ここで、もし、前記カウント値をアナロ
グ信号に変換せずに前記信号解析部４０６の入力として
供給するときは、並列ポートを使用すべきであり、装置
の構成が複雑になる。

【００２４】次いで、該信号解析部４０６は所定時間の
間、上記のような過程により計算されて入力されるオー
ディオ信号のエネルギー値に基づいてオーディオ信号を
分析し、該分析結果をマイクロコンピュータ２０６に伝
達し、該所定時間を周期とし前記非同期式カウンター４
０４をリセットさせる。次いで、前記マイクロコンピュ
ータ２０６は、現在入力された音声エネルギー値と以前
のステップから入力されたエネルギー値とを比較して差
を求め、その差に相応するレベルの音量補償制御信号を
生成して前記信号解析部４０６を介して音量制御器３０
３に供給し、よって、該音量制御器３０３は入力される
音量補償制御信号に基づいて前記オーディオ信号ＡＵの
増幅率を補償して出力するため、使用者所望の絶対音量
をそのまま維持することができる。

【００２５】そして、図５を用いて、本発明の第１実施
形態に係る自動音量補正方法を以下に説明する。先ず、
入力モード変更キー、またはオーディオ入力切換キーが
入力されたかをチェックし、それらキーが入力しないと
入力されるまで待機した後、次のような音量補正過程を
行うようになる。

【００２６】即ち、入力モード変更キー、またはオーデ
ィオ入力切換キーを入力して、音量を補正するための初
期状態に進むと、自動音量補正を行うために用いられる
各種変数を初期化した後、既設定された所定時間（ｔ＝
１５０ms）が経過したかを確認し、経過しているとＤ／
Ａ変換器４０５から出力されるオーディオ信号のエネル
ギー値を読み入れて既設定されたしきい値と比較して、
しきい値以上であると有音区間に判断し、しきい値以下
であると無音区間に判断する（Ｓ１〜Ｓ４）。

【００２７】次いで、前記の比較動作を反復実行しなが
ら前記無音区間が所定時間の間反復されるかを判断し、
反復されると、オーディオ信号が入力されるまで待機せ
ずに音量を基本値に設定する（Ｓ５〜Ｓ７）。併し、有
音区間が存在すると、該有音区間のオーディオ信号のエ
ネルギー値を累積する過程を反復行って、既設定された
時間が経過すると、現在ステップのエネルギー値を以前
のステップから上記と同様な過程により入力して格納さ
れたエネルギー値と比較し、該比較結果により自体的に
音量を補償する（Ｓ８〜Ｓ１２）。

【００２８】このとき、このような過程により音量を補
正する場合、設定される有音区間の個数が少ないと補償
時間は短縮されるが誤差が大きくなり、また、その反対
のときは補償時間は延びるが誤差が少なくなる。そこ
で、このようなことを勘案して、本発明では３回の短い
音量補正が行われるようにした（Ｓ１３）。その理由
は、このように補償する方が長時間をかけて１回に補償
する場合よりも実験の結果が優秀で信頼度も高かったか
らである。

【００２９】例えば、ＴＶ放送では静かな音及び大きな
音が瞬間的に出るときもあり、一気に補償を行うとき、
上記のような部分でチャンネル転換が行われると、補償
動作は正常的に行われたものの、大きな音以後の普通の
音は一層小さく補償され、また静かな音以後の普通の音
は一層増幅される結果となるため、短い１回の補償を３
回反復して補償するようにした。

【００３０】また、本発明に係る自動音量補正装置の第
２実施形態においては、図６に示したように、入力オー
ディオ信号Ａｉｎのエネルギー値を所定周期に求めて累
積し、各区間のエネルギー値に基づいて所定フレーム内
の全体エネルギー値を計算すると共に、入力オーディオ
信号が音楽モードであるかまたは音声モードであるかを
判断して使用者所望の絶対音量レベルに補正するディジ
タル信号処理部７０１と、後述するマイクロコンピュー
タ７０４の制御により前記ディジタル信号処理部７０１
から出力されるオーディオ信号Ａｏｕｔのトーン及びボ
リュームを調整するトーン及びボリューム制御部７０２
と、該トーン及びボリューム部７０２から出力されるオ
ーディオ信号をスピーカＳＰの駆動に適当なレベルに増
幅する増幅部７０３と、放送チャンネルまたは入力モー
ドが変更されるときの出力音量レベルを使用者所望の絶
対的レベルに設定するために、前記ディジタル信号処理
部７０１の駆動を制御するマイクロコンピュータ７０４
と、を包含して構成されている。

【００３１】そして、前記ディジタル信号処理部７０１
においては、図７に示したように、入力モード変換信号
ＩＮまたはチャンネル変換信号ＣＨの入力可否により入
力オーディオ信号ＡｉｎをＡ／Ｄ変換器８０２に伝達す
るか、または、そのままバイパスするスイッチング部８
０１と、前記Ａ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換され
たオーディオ信号の入力を受け所定周期に各区間のエネ
ルギー値を求めて累積するエネルギー検出部８０３と、
該求められた各区間のエネルギー値と基準エネルギー値
とを比較し、その結果に従って有、及び無音区間に判定
された区間数をそれぞれ累積カウントした後、該累積カ
ウント値に基づいて入力オーディオ信号Ａｉｎのモード
を判別するオーディオモード判別部８０４と、所定フレ
ームの間、前記累積された有音区間の数に基づいて入力
オーディオ信号の全体エネルギーを求めて基準エネルギ
ー値との差を求めた後、該差及び前記判別されたオーデ
ィオモードにより音量補正値を計算する補正量計算部８
０５と、前記計算された音量補正値を用いて前記Ａ／Ｄ
変換器８０２から出力されるオーディオ信号の音量を増
幅する増幅部８０６と、該増幅部８０６から出力される
ディジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に
変換するＤ／Ａ変換器８０７と、から構成されている。

【００３２】以下、このように構成される本発明の第２
実施形態に係るディジタル信号処理器を用いた自動音量
補正装置の作用を図７に基づいて説明する。先ず、使用
者の要求に従い図１の入力信号選択部２０３から選択さ
れたオーディオ信号がディジタル信号処理部７０１に入
力されると、該ディジタル信号処理部７０１は前記入力
オーディオ信号Ａｉｎのエネルギーを算出して累積計算
する方式により音量エネルギー値を求めて以前ステップ
から求められた音量エネルギー値と比較して音量の変化
程度を判断し、且つ、前記入力オーディオ信号Ａｉｎが
音楽モード信号であるか、または音声モード信号である
かを判断してモードによる補正値を計算した後、出力音
量を使用者所望の絶対音量レベルに補正して出力する。

【００３３】次いで、前記ディジタル信号処理部７０１
から出力されるオーディオ信号はトーン及びボリューム
制御部７０２及び増幅部７０３を経てスピーカＳＰに出
力され、よって、使用者は入力オーディオ信号の変更に
拘わらず、自分が設定したレベルの音量でプログラムを
聴取することができる。このとき、マイクロコンピュー
タ７０４は、チューニング部２０１により放送チャンネ
ルが変更されるか、または入力信号選択部２０３により
入力モードが変更されることを確認して、前記ディジタ
ル信号処理部７０１に入力モード変換信号ＩＮまたはチ
ャンネル変換信号ＣＨを出力するため、前記ディジタル
信号処理部７０１は所定回数（例えば、３回）に亘って
音量レベルを補償するようになる。

【００３４】且つ、前記マイクロコンピュータ７０４
は、使用者がリモコンまたは別途のキー入力部を選択し
てトーンまたは音量の調整を要求するとき、前記トーン
及びボリューム制御部７０２に該当の制御信号を出力し
て、調整が行われるようになる。このような前記ディジ
タル信号処理部７０１の作用をより詳しく以下に説明す
る。

【００３５】先ず、放送チャンネル、または、オーディ
オ信号の入力ラインが変更されないときは、前記マイク
ロコンピュータ７０４からスイッチング８０１に入力モ
ード変換信号ＩＮまたはチャンネル変換信号ＣＨが出力
されないため、前記入力信号選択部２０３から出力され
るオーディオ信号Ａｏｕｔが前記スイッチング部８０１
を通ってそのままバイパスされる。

【００３６】併し、使用者によりチャンネル、または、
オーディオ信号の入力ラインが変更されるときは、前記
マイクロコンピュータ７０４から前記スイッチング部８
０１に入力モード変換信号ＩＮまたはチャンネル変換信
号ＣＨが出力されて、前記スイッチング部８０１がスイ
ッチングされるため、前記入力信号選択部２０３から出
力されるオーディオ信号Ａｏｕｔは前記スイッチング部
８０１からＡ／Ｄ変換器８０２に出力されてディジタル
信号に変換された後、直接増幅部８０６及びエネルギー
検出部８０３にそれぞれ供給される。

【００３７】次いで、該エネルギー検出部８０３は、例
えば１５ms（１フレーム）のような所定周期に入力され
るオーディオ信号の実効値エネルギー値を反復的に求
め、オーディオモード判別部８０４は前記各周期１５ms
から求められたエネルギー値を基準エネルギー値Ｐａｒ
１と比較し、該基準エネルギー値Ｐａｒ１より小さいと
無音区間に判定し、大きいと有音区間に判定して有音区
間の数と無音区間の数とを累積カウントする。

【００３８】次いで、前記オーディオモード判別部８０
４は、例えば、３０フレーム（４５０ms）のような所定
時間の間、前記累積カウントされた有音区間の数を基準
値と比較し、該基準値より大きいと現在入力されるオー
ディオ信号のモードを音楽モードに判定し、小さいと音
声モードに判定する。次いで、補正量計算部８０５は、
３０フレームの間前記累積カウントされた有音区間の数
に基づいて前記入力されるオーディオ信号の音量を求
め、使用者から要求された音量との差を求めた後、該差
及び前記判別されたオーディオモードにより音量補正値
を決定して増幅部８０６の増幅率を制御するようにな
る。

【００３９】このように音量の補償されたオーディオ信
号がＤ／Ａ変換器８０７により再びアナログ信号に変換
された後、前記トーン及びボリューム制御部７０２側に
伝達され、よって、使用者はチャンネル、または、オー
ディオ信号の入力モードの切換に拘わらず、最初自分の
設定した音量レベルで聴取することができる。このよう
に、前記ディジタル信号処理部７０１が使用者所望の絶
対レベルに音量を自動調整するアルゴリズムを示したフ
ローチャートが図８及び図９であって、以下、図８及び
図９を用いて第２実施形態の自動音量補正方法について
説明する。

【００４０】即ち、上述したようにチャンネル、また
は、オーディオ信号の入力ラインが変更されてマイクロ
コンピュータ７０４からディジタル信号処理部７０１に
入力モード変換信号ＩＮまたはチャンネル変換信号ＣＨ
が入力されると、音量補償アルゴリズムがスタートし
て、アルゴリズムに用いられる変数の有音の数、無音の
数、現在エネルギーの累積値及び利得などが初期化され
る（ＳＴ１）。

【００４１】次いで、このように前記各変数が初期化さ
れた状態で連続してチャンネル変更が行われると、前記
各変数も再び初期化される（ＳＴ２〜ＳＴ４）。ここ
で、前記２回目のチャンネル変更確認段階（ＳＴ３）
は、利得調整のための３０フレームの中間にチャンネル
が変更される場合、オーディオ信号のエネルギー値を再
び計算するためのものである。

【００４２】次いで、入力オーディオ信号のエネルギー
実効値Ｘｒｍｓを１５ms周期にして次式のように計算
し、このような計算動作は連続して行われ、このように
計算されたエネルギー値Ｅｃｕｒを有音及び無音を判断
するための基準エネルギー値Ｐａｒ１と比較して、基準
エネルギー値Ｐａｒ１より大きいと有音区間に判断し、
小さいと無音区間に判断する（ＳＴ５，ＳＴ６）。

【００４３】

【数１】

【００４４】ここで、Ｔ＝１５ms，Ｆｓ＝Ａ／Ｄ変換時
のサンプリング周波数×（１５／６０）×１０^-3、をそ
れぞれ意味する。次いで、無音区間に判定されると、そ
の都度、無音区間カウンターのカウント値を累積カウン
トし、該カウントされた無音区間の数が所定値（例え
ば、３０）に達するまで有音区間の数が０であると、音
がないと判断して音量補償を行わない（ＳＴ７〜ＳＴ
９）。

【００４５】且つ、有音区間に判定されると、その都
度、有音区間カウンターのカウント値を累積カウント
し、オーディオ信号のエネルギー値を累積計算する。こ
のような動作を反復実行して前記カウント値が３０、即
ち３０フレームに至ると、以前のステップから３０フレ
ームの間求められたエネルギー値と現在のステップで３
０フレームの間求められたエネルギー値との平均値を求
める（ＳＴ１０〜ＳＴ１３）。

【００４６】このように以前のステップと平均値を求め
る理由は、補正誤差を最小化するために、先ず、３０フ
レーム周期に音量を補正した後、次回は全体時間に対す
る補正を行って、より正確な補正を行うためである。次
いで、オーディオモードが音楽モードであるか、または
音声モードであるかを区別し、該区別されたモードに従
って音量補正値を調節するために、前記判定された無音
区間の数ＮＶを音モード判断基準値Ｐａｒ２と比較する
（ＳＴ１４）。

【００４７】ここで、このような方法により前記オーデ
ィオモードが音楽モードであるか音声モードであるかを
判断する理由は、音声モードのときのオーディオ信号は
無音区間が多いが、音楽モードのときのオーディオ信号
は相対的に無音区間が少ないためである。且つ、音楽モ
ードでは音声モードよりもエネルギーの実効値が小さく
なって、同一エネルギー値を有する入力信号に対して音
楽が音声に比べ出力が小さいからである。

【００４８】このような特性を考慮し、２つのモードに
対する補償基準を別々に設定し、最終に出力される音量
レベルをモードに関係なく同様にする。次いで、現在入
力するオーディオ信号のモードに従う音量補正値の可変
増幅量（Ｇａｉｎ）を求めるために、基準音エネルギー
値Ｐａｒ０、即ち、チャンネルまたは入力モードが変更
される以前に該当時間の間求められた平均エネルギー値
と前記第１３ステップ（ＳＴ１３）から求められたエネ
ルギー値の平均値Ｅａｖｇとの差を求め、該差の値に前
記判定されたモードに従う単位増幅値Ｐａｒ３を乗算す
るか、または単位増幅値Ｐａｒ４を乗算する（ＳＴ１
５，ＳＴ１６）。

【００４９】即ち、音声モードでは前記差の値に単位増
幅値Ｐａｒ３を乗算し、音楽モードでは前記差の値に単
位増幅値Ｐａｒ４を乗算して、可変増幅量Ｇａｉｎを求
める。次いで、該可変増幅値Ｇａｉｎを求めると、該可
変増幅量Ｇａｉｎに「１」を加算した後入力信号Ｘを乗
算して、音量の補償された出力信号Ｙを求める（ＳＴ１
７）。

【００５０】上記のような過程により音量を補正した
後、各種変数値を初期化するが、このとき、全体累積値
を除外した残りの変数値を初期化する（ＳＴ１８）。こ
のような音量補正過程を所定回数（例えば、３回）行っ
た後、第１ステップ（ＳＴ１）に復帰して全ての変数値
を初期化する（ＳＴ１９）。図８及び図９中、ＹＶは有
音の数、ＮＶは無音の数、ｉ，Ｅｃｕｒ，Ｅａｃｃ，Ｅ
ａｖｇ，Ｇａｉｎは変数、Ｐａｒ０〜Ｐａｒ４は各種の
パラメータをそれぞれ示したものである。

【００５１】更に、図１０は、前記ディジタル信号処理
部７０１がデータをサンプリングして、有音、無音区間
を判断する例を示したものである。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る自動
音量補正方法及び装置においては、オーディオ信号の対
称性を勘案しオーディオ信号の片方側の信号のみを対象
にして音声エネルギーを計算した後単純化した数字に変
換し、その結果により音量を自動的に補正するようにな
っているため、チャンネル切換または入力信号が変更さ
れる都度、使用者が直接音量を一々再調整する従来の不
便な動作を省くことができ、且つ、ラウドネス曲線を考
慮して人間の周波数別聴覚特性に従う音量補正を施し
て、人間の聴覚特性に適合な音量を提供し得るという効
果がある。

【００５３】また、入力するオーディオ信号のエネルギ
ー値を求めてオーディオ信号のモードを判別して音量を
調整するため、入力するオーディオ信号のモード変換に
関係なく使用者所望の絶対的音量を継続して正確に維持
し得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動音量補正装置の第１実施形態
を示したブロック図である。

【図２】図１の自動音量調節手段を示したブロック図で
ある。

【図３】図２のエネルギー検出部を示したブロック図で
ある。

【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は図３のエネルギー検出部の出
力を示した波形図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係る自動音量補正方法
を示したフローチャートである。

【図６】本発明に係る自動音量補正装置の第２実施形態
を示したブロック図である。

【図７】図６のディジタル信号処理部を示したブロック
図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る自動音量補正方法
を示したフローチャート（その１）である。

【図９】本発明の第２実施形態に係る自動音量補正方法
を示したフローチャート（その２）である。

【図１０】本発明に係るディジタル信号処理部がデータ
をサンプリングし、有音及び無音区間を判断する例を示
した説明図である。

【図１１】従来のＴＶ受像器のオーディオ信号処理装置
を示したブロック図である。

【符号の説明】

２０１…チューニング部 ２０２…検波部 ２０３…入力信号選択部 ２０４…自動音量調節手段 ２０５…音声制御部 ２０６，７０４…マイクロコンピュータ ３０１…低域通過フィルター及び増幅器 ３０２…エネルギー検出部 ３０３…音量制御器 ４０１…トリガー部 ４０２…クロック発生器 ４０３…乗算器 ４０４…非同期式カウンター ４０５…Ｄ／Ａ変換器 ４０６…信号解析部 ７０１…ディジタル信号処理部 ７０２…トーン及びボリューム制御部 ７０３…増幅部 ８０１…スイッチング部 ８０２…Ａ／Ｄ変換器 ８０３…エネルギー検出部 ８０４…オーディオモード判別部 ８０５…補正量計算部 ８０６…増幅部 ８０７…Ｄ／Ａ変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リー クワン チューン 大韓民国，キュンサンブック−ド，クミ, ヒュンコク−ドン，141，ウーバン アパ ート 303−1007 (72)発明者 キム ズーン ヒー 大韓民国，キュンサンブック−ド，クミ, ヒュンコク−ドン，112−１ (72)発明者 コ ジャエ ウー 大韓民国，キュンサンブック−ド，クミ, ドーリャン ２−ドン，221，ジューコン アパート 307−403 (72)発明者 チョイ サン フーン 大韓民国，ダエク，セオ−ク，ジョーンリ −ドン，1092−８

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンネル変更キー及びオーディオ入力
   切換キーの入力可否を判断する過程と、 前記変更キー及び入力切換キーが入力されたときのオー
   ディオ信号のエネルギー値を検出する過程と、 所定時間の間検出されたオーディオ信号のエネルギー値
   を以前のステップから得られたエネルギー値と比較して
   その差だけ音量を補正する過程と、を順次行って、絶対
   的音量レベルを維持することを特徴とする自動音量補正
   方法。
2. 【請求項２】 前記オーディオ信号の有音区間／無音区
   間を判断する過程をさらに包含して構成されたことを特
   徴とする請求項１記載の自動音量補正方法。
3. 【請求項３】 前記無音区間が所定時間以上持続したと
   きは、基本音量を出力する過程をさらに包含して構成さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の自動音量補正方
   法。
4. 【請求項４】 外部のオーディオ信号及び空中波オーデ
   ィオ信号を入力して再生する音響再生装置において、 入力されたオーディオ信号に包含された高周波雑音成分
   を除去して所定レベルに増幅する低域通過フィルター及
   び増幅器と、 前記増幅されたオーディオ信号のエネルギー値を計算す
   るエネルギー検出部と、 該エネルギー検出部から得られたオーディオ信号のエネ
   ルギー値を所定時間の間加算して以前のステップから得
   られた値と比較した後、その比較結果に相応する音量補
   償制御信号を出力するマイクロコンピュータと、 前記音量補償制御信号に基づいて入力されたオーディオ
   信号の増幅率を補償して出力する音量制御器と、を包含
   して構成されたことを特徴とする自動音量補正装置。
5. 【請求項５】 前記エネルギー検出部は、 入力されたオーディオ信号を矩形波に変換するトリガー
   部と、 前記矩形波にクロック信号を乗算して有音区間の間のみ
   にクロックを有する変調波を生成する乗算器と、 該乗算器の出力信号をカウントする非同期式カウンター
   と、 該非同期式カウンターの出力値をアナログ信号に変換す
   るＤ／Ａ変換器と、 該Ｄ／Ａ変換器から出力されるオーディオ信号のエネル
   ギー値に基づいて所定区間の間に入力されたオーディオ
   信号を分析して前記非同期式カウンターをリセットする
   信号解析部と、を備えて構成されたことを特徴とする請
   求項４記載の自動音量補正装置。
6. 【請求項６】 前記乗算器は、オーディオ信号の正の領
   域及び負の領域中の何れか一方側の領域のみを選択して
   乗算処理するように構成されたことを特徴とする請求項
   ５記載の自動音量補正装置。
7. 【請求項７】 オーディオ信号の入力モードまたはチャ
   ンネルの変更を確認する入力判断過程と、 入力されたオーディオ信号のエネルギー値を所定周期に
   て計算し、該計算されたエネルギー値及び以前に得られ
   たエネルギー値に基づいて平均エネルギーを求めるエネ
   ルギー算出過程と、 入力されたオーディオ信号を有及び無音区間に区分し、
   該区分された区間に基づいて入力されたオーディオ信号
   が音楽モードであるか、または、音声モードであるかを
   判断するオーディオモード判断過程と、 前記エネルギー算出過程から算出されたエネルギー値及
   びオーディオモードに基づいてオーディオ信号の補正量
   を計算し、該計算値に従って音量補正を実行するモード
   別音量補正過程と、を順次行うことを特徴とする自動音
   量補正方法。
8. 【請求項８】 前記エネルギー算出過程は、 入力されたオーディオ信号を所定数のフレーム単位に区
   分してエネルギー値を計算する段階と、 入力されたオーディオ信号を所定周期に区分して各周期
   のエネルギー値を得た後、該エネルギー値と基準値とを
   比較して有及び無音区間を判断する段階と、 前記所定数のフレーム内で有音区間の数が所定値以上で
   あるときの全体エネルギー値を求める段階と、 前記所定数のフレーム内で有音区間の数が所定値以上で
   あるときの平均エネルギー値を求める段階と、を順次行
   うことを特徴とする請求項７記載の自動音量補正方法。
9. 【請求項９】 前記モード別音量補正過程は、既に設定
   された回数だけ音量補正を行うために音量補正の初期段
   階に復帰する段階をさらに行うことを特徴とする請求項
   ７記載の自動音量補正方法。
10. 【請求項１０】 入力されたオーディオ信号の音量を使
    用者所望レベルに増幅して出力するオーディオ装置にお
    いて、 入力されたオーディオ信号のモード、または、放送チャ
    ンネルが変換されたとき、該入力されたオーディオ信号
    をＡ／Ｄ変換器に伝達するスイッチング部と、 前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたディジタル値の差オー
    ディオ信号を入力して所定周期に各区間のエネルギー値
    を求めて累積するエネルギー検出部と、 前記求められた各区間のエネルギー値を基準エネルギー
    値と比較し、該比較結果に従って有及び無音区間と判定
    された区間数をそれぞれ累積カウントした後、該累積カ
    ウント値に基づいて入力されたオーディオ信号のモード
    を判別するオーディオモード判別部と、 所定フレームの間、前記累積カウントされた有音区間の
    数に基づいて入力されたオーディオ信号の全体エネルギ
    ーを求め、該全体エネルギーと基準エネルギー値との差
    を求めた後、該差及び前記判別されたオーディオモード
    に従って音量補正値を計算する補正量計算部と、 前記計算された音量補正値を用いて、前記Ａ／Ｄ変換器
    から出力されたオーディオ信号の音量を増幅する増幅部
    と、から構成されたディジタル信号処理部を包含して構
    成されたことを特徴とする自動音量補正装置。