JPH088461B2 - ディジタル形自動利得制御装置 - Google Patents
ディジタル形自動利得制御装置Info
- Publication number
- JPH088461B2 JPH088461B2 JP14263089A JP14263089A JPH088461B2 JP H088461 B2 JPH088461 B2 JP H088461B2 JP 14263089 A JP14263089 A JP 14263089A JP 14263089 A JP14263089 A JP 14263089A JP H088461 B2 JPH088461 B2 JP H088461B2
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- JP
- Japan
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- signal
- multiplier
- agc
- digital
- gain
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電話回線における音声合成(ミキシン
グ)や音声レベル調整など音声信号処理に用いられるデ
ィジタル形自動利得制御装置に関する。
グ)や音声レベル調整など音声信号処理に用いられるデ
ィジタル形自動利得制御装置に関する。
近年、通信分野の発展はめざましいものであり、数々
の新しい製品が生み出されている。例えば、複数の端末
を接続することで互いに離れた場所にいる人が移動する
ことなく会議を行なうことのできるTV会議システムや、
受信側の人間が不在の場合でも音声の伝言を残すことの
できる音声メール装置などはその顕著な例であり、これ
によって時間の節約が可能な限り行なわれている。こう
した新しい発明が忙しい都市社会で果たす役割は大き
く、あらゆる視点から多大な感心が寄せられている。最
近では、より自然な音声と安価な使用料金の実現が望ま
れており、伝送分野での新たな革新が期待されている。
の新しい製品が生み出されている。例えば、複数の端末
を接続することで互いに離れた場所にいる人が移動する
ことなく会議を行なうことのできるTV会議システムや、
受信側の人間が不在の場合でも音声の伝言を残すことの
できる音声メール装置などはその顕著な例であり、これ
によって時間の節約が可能な限り行なわれている。こう
した新しい発明が忙しい都市社会で果たす役割は大き
く、あらゆる視点から多大な感心が寄せられている。最
近では、より自然な音声と安価な使用料金の実現が望ま
れており、伝送分野での新たな革新が期待されている。
この高品質な音声の実現に応えるものの1つに自動利
得制御装置がある。自動利得制御(Automatic Gain Con
torol,以下AGCと記す)とは入力信号レベルの範囲が広
い場合にもその出力を一定の範囲に保つ働きを言い、伝
送に伴う損失を補い送受信の信号レベルの大きさを調整
するために音声信号処理にも用いられ、通信分野の発展
に大きく貢献している。
得制御装置がある。自動利得制御(Automatic Gain Con
torol,以下AGCと記す)とは入力信号レベルの範囲が広
い場合にもその出力を一定の範囲に保つ働きを言い、伝
送に伴う損失を補い送受信の信号レベルの大きさを調整
するために音声信号処理にも用いられ、通信分野の発展
に大きく貢献している。
このAGC作用は通常演算増幅器を用いたアナログ回路
によって行なわれてきた。ところが近年のディジタル処
理技術の発展により、このAGC作用をディジタル回路に
よって行なわせることが可能となってきた。さらに現在
ではディジタル信号処理用プロセッサシステムでディジ
タル形AGC回路を実現しているものも多く、より限定さ
れた目的のためのAGC装置が開発されつつある。
によって行なわれてきた。ところが近年のディジタル処
理技術の発展により、このAGC作用をディジタル回路に
よって行なわせることが可能となってきた。さらに現在
ではディジタル信号処理用プロセッサシステムでディジ
タル形AGC回路を実現しているものも多く、より限定さ
れた目的のためのAGC装置が開発されつつある。
第3図はディジタル形AGC装置の概要を示すシステム
図の一例である。AGCをかけるべきアナログ信号Ainは、
A/D変換器(1)によりディジタル信号Xに変換され、
該ディジタル信号Xはディジタル形AGCシステムのAGCル
ープAL内に入力される。ここで、乗算器(2)に入り、
AGC係数Agとの乗算が行なわれてAGC出力yすなわち、y
=Ag・Xとなる。出力yは分岐されてレベル検出回路
(3)及び平均化回路(4)を経てAGC係数発生部
(5)に入る。ここにAGC係数AgはAGCループALを一巡す
ることにより各出力y毎に定まる。
図の一例である。AGCをかけるべきアナログ信号Ainは、
A/D変換器(1)によりディジタル信号Xに変換され、
該ディジタル信号Xはディジタル形AGCシステムのAGCル
ープAL内に入力される。ここで、乗算器(2)に入り、
AGC係数Agとの乗算が行なわれてAGC出力yすなわち、y
=Ag・Xとなる。出力yは分岐されてレベル検出回路
(3)及び平均化回路(4)を経てAGC係数発生部
(5)に入る。ここにAGC係数AgはAGCループALを一巡す
ることにより各出力y毎に定まる。
上記第3図におけるAGCループALをハードウェア的に
実現するものの一例として、例えば第4図に示す如く、
特公昭63−19089号公報に示されたものがある。以下、
第4図の動作について詳しく説明する。
実現するものの一例として、例えば第4図に示す如く、
特公昭63−19089号公報に示されたものがある。以下、
第4図の動作について詳しく説明する。
入力音声信号Ainは、A/D変換器(1)によりディジタ
ル信号Xに変換された後、本回路へ与えられる。ディジ
タル入力信号Xはまず乗算器(2)に入力され、ここで
AGC係数Agとの乗算が行なわれてAGC出力信号yが算出さ
れる。ディジタル出力信号yはAGCループ内に分岐され
て、先ずレベルを検出するために二乗回路(31)を介し
て加算器(32)に入力される。ただし、加算器(32)に
はマイナス入力として入力される。加算器(32)には別
途基準値Drが印加されており、出力yがDrを越えるとき
は負の入力として、逆にyがDrを下回るときは正の入力
として乗算器(41)に与えられ、一定の重みづけ(重み
係数a)がなされる。この乗算器(41)を含めて加算器
(42)ならびに遅延回路T1が平均化を行なう。なお乗算
器(51)に対するb、加算器(52)に対する1.0は共に
重みづけに係わるものであり、ここでAGC係数Agを決
定、発生する。
ル信号Xに変換された後、本回路へ与えられる。ディジ
タル入力信号Xはまず乗算器(2)に入力され、ここで
AGC係数Agとの乗算が行なわれてAGC出力信号yが算出さ
れる。ディジタル出力信号yはAGCループ内に分岐され
て、先ずレベルを検出するために二乗回路(31)を介し
て加算器(32)に入力される。ただし、加算器(32)に
はマイナス入力として入力される。加算器(32)には別
途基準値Drが印加されており、出力yがDrを越えるとき
は負の入力として、逆にyがDrを下回るときは正の入力
として乗算器(41)に与えられ、一定の重みづけ(重み
係数a)がなされる。この乗算器(41)を含めて加算器
(42)ならびに遅延回路T1が平均化を行なう。なお乗算
器(51)に対するb、加算器(52)に対する1.0は共に
重みづけに係わるものであり、ここでAGC係数Agを決
定、発生する。
また、上記遅延回路T1は加算器(42)の出力Y1に対し
1より小さい数eの重み付けをする乗算器とメモリでな
る遅延回路Tでなり、上記出力Y1は となり、平均化される。
1より小さい数eの重み付けをする乗算器とメモリでな
る遅延回路Tでなり、上記出力Y1は となり、平均化される。
従来のディジタル形AGC装置は以上のようにして構成
されているので次のような問題点がある。すなわち、第
4図において、加算器(42)および遅延回路T1を含むル
ープは積分器を構成して平均値を算出するようになさ
れ、該積分器は入力された全ての値を加算しているが、
電話回線においては常に通話状態であるとは限らないの
で、音声信号が検出されない無音状態においてもデータ
の取り込みは行なわれることになる。従って、これを一
律に平均したのでは、平均値は抽出したときの状況に左
右され、音声信号のレベルを一定に保とうとするには不
適切な値を算出する危険性がある。
されているので次のような問題点がある。すなわち、第
4図において、加算器(42)および遅延回路T1を含むル
ープは積分器を構成して平均値を算出するようになさ
れ、該積分器は入力された全ての値を加算しているが、
電話回線においては常に通話状態であるとは限らないの
で、音声信号が検出されない無音状態においてもデータ
の取り込みは行なわれることになる。従って、これを一
律に平均したのでは、平均値は抽出したときの状況に左
右され、音声信号のレベルを一定に保とうとするには不
適切な値を算出する危険性がある。
また、このような技術的見地から、特開昭60−22815
号公報には、信号が受信されている間はAGC回路の利得
を制御すると共にメモリに書き込み、信号断時にはメモ
リから読み出す技術が開示されているが、この技術で
は、制御対象であるバースト状の光信号は、信号存在時
の受信信号レベルがその継続時間中に短時間で変化しな
いことを前提としたもので、制御対象として、振幅が常
時大幅に変化し、かつ短時間のうちに有音信号と無音信
号が現われる音声信号によっては、それにともない信号
断が存在することになり、音声信号に適用した場合、利
得値の算出を音声信号特有の短時間ごとの信号断時にい
ちいち中断させてしまっては新たな有音区間の信号レベ
ルは前有音区間のレベルと同一であるとは限らないの
で、これを基に算出する制御出力にステップ状の変化が
生じてしまい安定した利得制御を行なうことはできな
い。
号公報には、信号が受信されている間はAGC回路の利得
を制御すると共にメモリに書き込み、信号断時にはメモ
リから読み出す技術が開示されているが、この技術で
は、制御対象であるバースト状の光信号は、信号存在時
の受信信号レベルがその継続時間中に短時間で変化しな
いことを前提としたもので、制御対象として、振幅が常
時大幅に変化し、かつ短時間のうちに有音信号と無音信
号が現われる音声信号によっては、それにともない信号
断が存在することになり、音声信号に適用した場合、利
得値の算出を音声信号特有の短時間ごとの信号断時にい
ちいち中断させてしまっては新たな有音区間の信号レベ
ルは前有音区間のレベルと同一であるとは限らないの
で、これを基に算出する制御出力にステップ状の変化が
生じてしまい安定した利得制御を行なうことはできな
い。
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されもので、入力信号として対象となる音声データがよ
り自然なレベル調整を受けるように安定した利得を発生
させることのできるディジタルAGC装置を得ることを目
的とする。
されもので、入力信号として対象となる音声データがよ
り自然なレベル調整を受けるように安定した利得を発生
させることのできるディジタルAGC装置を得ることを目
的とする。
この発明に係るディジタル形AGC装置は、音響信号の
アナログ入力信号をA/D変換器によりディジタル変換し
たディジタル信号に所定の利得係数を乗算する乗算器
と、この乗算器の出力レベルを検出するレベル検出回路
と、その検出レベルに基づいて平均値を抽出する平均化
回路と、上記平均値に基づいて利得係数を算出して上記
乗算器に出力する利得係数発生部とでなる自動利得制御
ループを備えたディジタル形自動利得制御装置におい
て、制御対象として振幅が常時大幅に変化し、かつ短時
間のうちに有音と無音が現われる音響信号を対象とし、
上記ディジタル信号が有音か無音かを判定する音声検出
器と、少なくとも1波長より大きい時間周期で平均値を
得、上記ディジタル信号が無音時には、上記音声検出器
の出力に基づいて上記乗算器に出力する利得係数を前サ
ンプル値とする制御手段とを備えたものである。
アナログ入力信号をA/D変換器によりディジタル変換し
たディジタル信号に所定の利得係数を乗算する乗算器
と、この乗算器の出力レベルを検出するレベル検出回路
と、その検出レベルに基づいて平均値を抽出する平均化
回路と、上記平均値に基づいて利得係数を算出して上記
乗算器に出力する利得係数発生部とでなる自動利得制御
ループを備えたディジタル形自動利得制御装置におい
て、制御対象として振幅が常時大幅に変化し、かつ短時
間のうちに有音と無音が現われる音響信号を対象とし、
上記ディジタル信号が有音か無音かを判定する音声検出
器と、少なくとも1波長より大きい時間周期で平均値を
得、上記ディジタル信号が無音時には、上記音声検出器
の出力に基づいて上記乗算器に出力する利得係数を前サ
ンプル値とする制御手段とを備えたものである。
この発明におけるディジタル形AGC装置は、AGCループ
に音声の検出を行なう音声検出器を付加し、入力信号で
ある音声が有音であるか無音であるかを判定する。そし
て、制御手段により無音時の入力信号を無視し、これに
代えて有音時の平均出力信号を入力し、平均を取り、無
音時の雑音を平均化の為の係数を算出する対象とするこ
とのないよう、無音区間時には前サンプルに与えた利得
を保持する。平均化に際してはAGCループに付加した音
声検出器が入力信号の性質を調べて音声のみを抽出する
ため、無音状態における雑音を無視できるので、入力に
見合った安定した利得が出力信号に与えられる。
に音声の検出を行なう音声検出器を付加し、入力信号で
ある音声が有音であるか無音であるかを判定する。そし
て、制御手段により無音時の入力信号を無視し、これに
代えて有音時の平均出力信号を入力し、平均を取り、無
音時の雑音を平均化の為の係数を算出する対象とするこ
とのないよう、無音区間時には前サンプルに与えた利得
を保持する。平均化に際してはAGCループに付加した音
声検出器が入力信号の性質を調べて音声のみを抽出する
ため、無音状態における雑音を無視できるので、入力に
見合った安定した利得が出力信号に与えられる。
以下、この発明の一実施例を第3図及び第4図と同一
部分は同一符号を付して示す第1図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
(2),(31),(32),(41),(42),(51)、
(52)およびT1は第4図に示した従来装置と同一のもの
である。この実施例においては、AGCループ内において
平均化を行なう部分となる加算器(42)ならびに遅延回
路T1の間に、有音時と無音時で回路切り替えを行なうセ
レクタ装置(64)とスイッチ(65)を設けると共に、雑
音しきい値Cを別途設定し、このしきい値Cと入力信号
である音声とを比べる比較器(63)を設けて比較器(6
3)により有音時と無音時の回路切り替えを行なうよう
になされている。なお、遅延回路T1とセレクタ装置(6
4)との間には1/aの重み付けを行なう乗算器(67)を設
けている。
部分は同一符号を付して示す第1図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
(2),(31),(32),(41),(42),(51)、
(52)およびT1は第4図に示した従来装置と同一のもの
である。この実施例においては、AGCループ内において
平均化を行なう部分となる加算器(42)ならびに遅延回
路T1の間に、有音時と無音時で回路切り替えを行なうセ
レクタ装置(64)とスイッチ(65)を設けると共に、雑
音しきい値Cを別途設定し、このしきい値Cと入力信号
である音声とを比べる比較器(63)を設けて比較器(6
3)により有音時と無音時の回路切り替えを行なうよう
になされている。なお、遅延回路T1とセレクタ装置(6
4)との間には1/aの重み付けを行なう乗算器(67)を設
けている。
次に動作について詳しく説明する。この発明に係るデ
ィジタル形AGC装置は、従来例のディジタル形AGCシステ
ムと同様、アナログの音声入力信号AinをA/D変換器
(1)によりディジタル信号Xに変換した後、AGCルー
プ内での処理に並行して以下のようなディジタル演算処
理を行なう。
ィジタル形AGC装置は、従来例のディジタル形AGCシステ
ムと同様、アナログの音声入力信号AinをA/D変換器
(1)によりディジタル信号Xに変換した後、AGCルー
プ内での処理に並行して以下のようなディジタル演算処
理を行なう。
すなわち、ディジタル出力信号Xを二乗回路(61)で
そのレベルの抽出をし、加算器(62)及び遅延回路T2で
平均化し、その後、乗算器(66)でb′の重み付けがな
される。この時遅延回路T2の時定数はAGCループ内の遅
延回路T1のそれに比べ十分小さいが音声信号の瞬時レベ
ルを検出するのに十分なものとする。その後、比較器
(63)で別途設定しておいた雑音しきい値Cと比較し、
そのデータが有音であるか無音であるかを判定する。こ
の結果は加算器(42)と遅延回路T1との間に設けたセレ
クタ装置(64)に送られる。セレクタ装置(64)は比較
器(63)の出力に基づいて入力信号Xが有音であるとき
スイッチ(65)をON側に接続することにより、ループが
形成されて平均化が行なわれる。また、Xが無音と判定
されたときスイッチ(65)をOFF側に接続する。このと
き発生する利得は1つ前のサンプルに適用されたのと同
じものとなる。
そのレベルの抽出をし、加算器(62)及び遅延回路T2で
平均化し、その後、乗算器(66)でb′の重み付けがな
される。この時遅延回路T2の時定数はAGCループ内の遅
延回路T1のそれに比べ十分小さいが音声信号の瞬時レベ
ルを検出するのに十分なものとする。その後、比較器
(63)で別途設定しておいた雑音しきい値Cと比較し、
そのデータが有音であるか無音であるかを判定する。こ
の結果は加算器(42)と遅延回路T1との間に設けたセレ
クタ装置(64)に送られる。セレクタ装置(64)は比較
器(63)の出力に基づいて入力信号Xが有音であるとき
スイッチ(65)をON側に接続することにより、ループが
形成されて平均化が行なわれる。また、Xが無音と判定
されたときスイッチ(65)をOFF側に接続する。このと
き発生する利得は1つ前のサンプルに適用されたのと同
じものとなる。
第2図は入力信号に各自動利得制御方法を施したとき
の各場所における信号および利得値である。イ)は入力
信号、ロ)は入力信号イ)を二乗回路(61)による二乗
検波の後、加算器(62)ならびに遅延回路T2で積分した
もの、ハ)は入力信号イ)に対する従来のAGC装置から
発生する利得、同様に、ニ)はこの発明を適用したAGC
装置の場合の利得を示したものである。この図からも分
るように、この発明を適用したAGC装置から発生する利
得は変動の小さいものである。
の各場所における信号および利得値である。イ)は入力
信号、ロ)は入力信号イ)を二乗回路(61)による二乗
検波の後、加算器(62)ならびに遅延回路T2で積分した
もの、ハ)は入力信号イ)に対する従来のAGC装置から
発生する利得、同様に、ニ)はこの発明を適用したAGC
装置の場合の利得を示したものである。この図からも分
るように、この発明を適用したAGC装置から発生する利
得は変動の小さいものである。
従って、通話中における会話の節目や沈黙があって
も、これを平均化を行なう回路では平均化対象から除外
して処理を行なうことになるので、入力信号としてはレ
ベル変動の大きい音声データでも安定した平均値を求め
ることができるという効果がある。
も、これを平均化を行なう回路では平均化対象から除外
して処理を行なうことになるので、入力信号としてはレ
ベル変動の大きい音声データでも安定した平均値を求め
ることができるという効果がある。
なお、上記実施例ではレベルの抽出のために、二重回
路(61)を採用しているが、この代わりに絶対値をとっ
ても同様の効果があげられる。
路(61)を採用しているが、この代わりに絶対値をとっ
ても同様の効果があげられる。
また、この発明の自動利得装置は、プロセッサを中心
としたソフトウェア処理で行なう事も可能である。
としたソフトウェア処理で行なう事も可能である。
以上のようにこの発明によれば、AGCループ内で音声
の検出を行なったことで、無音時の入力信号に対する処
理ができるようになり、無音時間経過後の有音立ち上が
り時に必要以上に出力レベルを上げてしまうというよう
なことが起こらず、音声信号レベルに対して安定した利
得を与えることが可能となり、より自然な音声信号レベ
ル調整を行なうことができるという効果がある。
の検出を行なったことで、無音時の入力信号に対する処
理ができるようになり、無音時間経過後の有音立ち上が
り時に必要以上に出力レベルを上げてしまうというよう
なことが起こらず、音声信号レベルに対して安定した利
得を与えることが可能となり、より自然な音声信号レベ
ル調整を行なうことができるという効果がある。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は従来のディジタル形AGCシステムと本発明を適用した
場合のディジタル形AGCシステムにおける入力信号に対
して発生する利得値を説明する特性図、第3図は従来の
ディジタル形AGCシステムの概要を示すシステム図、第
4図は第3図をハードウェア的に示すブロック図であ
る。 (31),(32)はレベル検出回路を構成する二乗回路と
加算器 (41),(42),T1は平均化レベル検出回路を構成する
乗算器と加算器及び遅延回路 (51),(52)は自動利得制御係数発生部を構成する乗
算器と加算器及び遅延回路 (61),(62),(63),(66),T2は音声検出器を構
成する二乗回路、加算器、比較器、乗算器及び遅延回路 (64),(65)は制御手段を構成するセレクタ装置とス
イッチ ALは自動利得制御ループ なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
は従来のディジタル形AGCシステムと本発明を適用した
場合のディジタル形AGCシステムにおける入力信号に対
して発生する利得値を説明する特性図、第3図は従来の
ディジタル形AGCシステムの概要を示すシステム図、第
4図は第3図をハードウェア的に示すブロック図であ
る。 (31),(32)はレベル検出回路を構成する二乗回路と
加算器 (41),(42),T1は平均化レベル検出回路を構成する
乗算器と加算器及び遅延回路 (51),(52)は自動利得制御係数発生部を構成する乗
算器と加算器及び遅延回路 (61),(62),(63),(66),T2は音声検出器を構
成する二乗回路、加算器、比較器、乗算器及び遅延回路 (64),(65)は制御手段を構成するセレクタ装置とス
イッチ ALは自動利得制御ループ なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】音響信号のアナログ入力信号をA/D変換器
によりディジタル変換したディジタル信号に所定の利得
係数を乗算する乗算器と、この乗算器の出力レベルを検
出するレベル検出回路と、その検出レベルに基づいて平
均値を抽出する平均化回路と、上記平均値に基づいて利
得係数を算出して上記乗算器に出力する利得計数発生部
とでなる自動利得制御ループを備えたディジタル形自動
利得制御装置において、上記ディジタル信号が有音か無
音かを判定する音声検出器と、少なくとも1波長より大
きい時間周期で平均値を得、上記ディジタル信号が無音
時には、上記音声検出器の出力に基づいて上記乗算器に
出力する利得係数を前サンプル値とする制御手段とを備
えたことを特徴とするディジタル形自動利得制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14263089A JPH088461B2 (ja) | 1989-06-05 | 1989-06-05 | ディジタル形自動利得制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14263089A JPH088461B2 (ja) | 1989-06-05 | 1989-06-05 | ディジタル形自動利得制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH037411A JPH037411A (ja) | 1991-01-14 |
| JPH088461B2 true JPH088461B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=15319810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14263089A Expired - Fee Related JPH088461B2 (ja) | 1989-06-05 | 1989-06-05 | ディジタル形自動利得制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088461B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05160653A (ja) * | 1991-12-09 | 1993-06-25 | Yamaha Corp | 自動利得制御装置 |
| JPH0639119U (ja) * | 1992-10-30 | 1994-05-24 | 阪神内燃機工業株式会社 | 臭化メチル吸収防止型青酸ガス吸収塔 |
| JP3534233B2 (ja) | 1999-01-08 | 2004-06-07 | 松下電器産業株式会社 | 自動利得制御方法及びその装置、自動利得制御機能を持った無線通信装置 |
| SE520997C2 (sv) * | 2001-01-09 | 2003-09-23 | Sandvik Ab | Vändbart frässkär med rillförsedd kopplingsyta mot hållaren och centralt materialparti för fästorgan |
| JP5686696B2 (ja) * | 2011-07-28 | 2015-03-18 | 新日本無線株式会社 | 増幅器 |
-
1989
- 1989-06-05 JP JP14263089A patent/JPH088461B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH037411A (ja) | 1991-01-14 |
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