声音电子电路及其音量调节方法技术

本发明专利技术在从电视机、收音机或移动电话等发送器发送的声音电信号中，或者从记录在声音信息记录介质中的声音电信号中再现声音，使人听到的设备中，即使收听的人预先设定为感到容易收听的音量，根据声音电信号中包含的原来的声音的大小或种类，听者实际感到的音量即听觉音量也不一定。因此，本发明专利技术涉及不论原来的声音的大小或种类为何种声音都能够将听觉音量始终调节为大致一定的音量调节方法等。为了调节要再现的声音电信号的音量，在将声音电信号变换为人能够听到的声波的扬声器等的前级设置电子电路。该电子电路包括听觉音量信号生成部件，其包含由分频部件和有效值提取部件等提取作为声音电信号的交流的至少一个要素信息信号并从该要素信息信号中生成听觉音量信号的平滑部件和加权部件等，并且设有音量控制部件，不论从发送机发送多么大的声音，都能够自动地进行调节以使得始终成为听者设定的容易收听的音量。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在将音乐、语音等声音电信号变换为人可听到的声波的扬声器、耳机等变换器的前级配置的。
技术介绍
以往已知的信息提供方式中，有从广播站单方向地对不特定多数的视听者发送信息的电视广播和收音机广播。这些广播中的通信形式一般结构为视听者利用接收装置(电视机或收音机)接收从广播站发送的信息。特别在以广播等为代表的信息提供方式中，由于单方向地从广播站对视听者发送信息，所以即使视听者设定了对其进行再现时的音量，如果广播的内容或场景改变，则视听者所感到的音量也不一定，需要重新调节要愉快收听的音量。此外，在以一对一进行信息交换的最普通的方式的电话中，由于根据说话者的不同，既存在由于声音又低又小而难以听到的人，又存在声音尖锐的人，所以为了始终舒适地听这些声音，需要每次重新调节音量。在实际的情况下，由于音量调节的操作麻烦，因此即使不愉快也仍然听着的人很多。为了提高伴随这些音量的舒适性，在专利文献1中公开了如下的技术在尽管接收端的音量设定被固定，但音量根据接收的电视信号的种类和状态而变化的情况下，自动调节为最佳的音量。专利文献1日本特开2002-369097号公报
技术实现思路
专利技术人对具有用于从以往的电视机、收音机、电话等或者记录了声音的介质再现输出声音电信号的结构的信息处理设备的电子电路利用进行了详细研究的结果，发现了以下的课题。例如，在从电视机或收音机等接收装置收听声音时，作为经验，有时存在即使在音量固定的状态下在每次场景变换时也感到嘈杂，或者难以听到发音的语言的情况。例如，有时即使配合新闻这样的仅有人的语音的场景而调节了舒适地收听的音量，但在转移到如商业广告这样的音乐等其它声音混杂的场景时感到“嘈杂”。反之，有时如果配合背景充满音乐的电视剧等混入语音以外的声音的场景或战斗电影的战斗场景等而调节了音量，则在转移到仅有语音的场景时感到再现的语音过小而难以听到。这是由于即使以一定的音平将声音信息从广播站端发送到接收端的情况下，人的听觉中具有根据其声音的构成要素而感到声音的大小，特别是“嘈杂”不同的性质。另外，即使是专利文献1中公开的技术中，虽然自动调节了接收端的音量，但这是要抑制由接收环境的变动或接收频道不同而引起的信号的大小变动，不是用来调节实际收听声音的人所感到的听觉音量。具体的听觉音量的变化中，在经验上已知以下这样的情况。例如，(1)在新闻等仅有语音的节目中在中途开始商业广告时感到“嘈杂”的情况，(2)在深夜等安静的环境下将音量设定为能听到对白限度的小音量时，在伴随商业广告等的音乐的场景开始时，或战争电影的战斗场景开始时等感到“非常嘈杂”的情况，(3)在用录像带观看电影时，在设定了音量，以便在背景声音大的场景时感到愉快的状态下，转移到仅有对白的安静的场景时，难以听到对白的情况，(4)在听力随着高龄化而降低的人中，能够感受到舒适音量的允许范围缩小的情况等。此外，在电话的例子中，电话另一方的说话对象既有声音尖锐的人也有声音又低又小的人，所以有时不能成为适于收听端喜好的音量。而且，还知道即使是相同的人，根据当时的状况，例如在很多人中大声讲话，在周围有人的情况下等小声讲话，音量大幅地变动。在每次音量变化时，收听讲话一端不能重复进行音量调节操作，感到不便。如图4所示，对于音量，舒适、不快的感觉的允许范围在接近能听到极限的区域R1中，听觉音平的变化比实际的音平的变化大。即，在该区域R1中，即使音平稍微减小也变得显著地难以听到声音，另一方面，音量仅稍微增大也感到嘈杂。这从在深夜以小的音量观看电视节目时的状况等过去的经验能够容易地理解。反之，即使在将音量增大到感到“嘈杂”(不快)附近为止的状态下，仅稍微增大音量，或稍微混入难听的声音，则听者感到不快。这样，在图4中的R2所示的区域中，实际的音平的变化和听觉音平的变化产生大的差。另外，上述听觉音量是将人感到的主要是“嘈杂”进行了指数化而定量表示的物理量。例如，图4是根据经验来表示一般所说的实际的音平和听觉音平的关系的定性的曲线图，示出在音量小时(图4中的区域R1)和大时(图4中的区域R2)，与音量处于通常的舒适音量范围内时相比，强调听觉音平的变化。此外，关于人从信息设备发出的声音的音量的另一个问题是，如移动电话这样，有时周围的噪声根据人所处的环境而大幅地不同。由于噪声的程度，即使相同的音量也小得难以听到，或反之过大而引起耳朵疼。这也是与人为了收听而由信息设备发出的声音的音量有关的课题。本专利技术为了解决上述课题而完成，其目的在于，提供一种对于不论是有线、无线发送的声音信息的音量，一旦在接收端将音量基准设定为对于收听声音信息的人感到舒适的音平，则不管后来声音信息的音量如何变化，或者周围噪声如何变化，使听者实际感到的听觉音量自动地与音量基准一致的。本专利技术的声音电子电路是在将音乐、语音等声音电信号变换为人能够听到的声波的扬声器、耳机等变换器的前级配置的音量调节用的模拟信号处理电路或数字信号处理电路，能够再现电视机、收音机、移动电话、个人计算机(PC)等不论有线、无线发送或从信息记录介质输出的内容中包含的声音信息。对人感到“嘈杂”时的要素进行了调查的结果，专利技术人发现了不仅声波的振幅信息或电波形的有效值有关，而且频率轴上的能量分布等作为交流信号的各种要素信息信号也有关，从而完成本专利技术。例如，从振幅信息来看，即使是相同电平的声音电信号，由于该信号中包含的频率分量的不同，人感到音量的“嘈杂”(听觉音量)也不同。因此，在本专利技术中，不仅利用从声音电信号的振幅信息导出的物理量，而且使用例如频率分量这样的作为交流信号的各种要素信息信号，瞬间提取听觉上的“嘈杂”，自动调节音量，以使其听觉上的“嘈杂”瞬间尽可能地接近听者设定的音量基准。即，本专利技术的声音电子电路的音量调节方法包括听觉音量信号生成步骤，包含平滑化步骤，该平滑化步骤基于由要素信息提取步骤从要再现输出的声音电信号中提取的作为交流信号的要素信息信号来生成表示该声音电信号的听觉音量的听觉音量信号；以及音量控制步骤，用于根据生成的听觉音量信号来调节要再现输出的该声音电信号的音量，以使该声音电信号的再现输出期间中的听觉音量尽可能地接近听者设定的音量基准。从而，通过该音量调节步骤，即使在声音电信号的再现场景的切换或再现场景中背景音乐缓慢地增大的状况下等，在任何的声音场景中，听觉音量都大致一定。此外，在该电子电路为模拟信号处理电路的情况下，上述听觉音量信号作为模拟信号被处理，在该电子电路是数字信号处理电路的情况下，上述听觉音量信息被作为数字信号处理。这里，听觉音量信号生成步骤中包含平滑化步骤也是本专利技术的重要的要素。即，以人实际感到的嘈杂和声音大小所代表的听觉音量是基于在某一时间宽度中进入人耳的声波的集合而不是瞬间的声波的大小。从而，不能缺少为了不表示瞬间的要素信息信号而表示它们的某一时间宽度的平均值而进行平滑化的部件。此外，作为上述要素信息信号提取步骤，不将声音电信号分割为多个频带也能够提取。即，上述听觉音量信号生成步骤具有滤波部件，该滤波部件具有与模拟或数字化的声音电信号的频率大致成比例的增益特性，也可以以来自该滤波部件的输出信号的伪能量分量作为要素信息信号。上述滤波部件是频率越高增益越大的滤波器(高频强调滤波器)。将通过这样的高频强调滤波器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音量调节方法，用于能够以规定的音量再现输出声音电信号的声音电子电路，其特征在于，包括：　　　　要素信息信号提取步骤，每时每刻提取包含频率信息的要素信息信号，该频率信息基于所述声音电信号的人的听觉；　　　　听觉音量信号生成步骤，包含平滑化步骤，该平滑化步骤基于由所述要素信息信号提取步骤提取的要素信息信号来生成听觉音量信号，该听觉音量信号表示对所述声音电信号进行再现并收听的人感受到的音量度；　　　　音量基准设定步骤，能够设定对再现的所述声音电信号进行收听的听者所喜好的音量基准；以及　　　　至少一个振幅控制步骤，基于由所述听觉音量信号生成步骤生成的听觉音量信号来控制要再现输出的所述声音电信号的振幅，以便缩小所述声音电信号的音量和由所述音量基准设定步骤设定的音量基准的差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：关口博司，
申请(专利权)人：ADC技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]