JP2005027273A - 音声補正装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 音声補正装置100は、案内音声を出力するスピーカ62と、聴取位置に設置されたマイクロホン64と、聴取位置に対応する案内音声と周辺騒音を分離する音響特性設定部40、演算部50と、分離された案内音声の平均パワーの値と周辺騒音の平均パワーの値とに基づいて、スピーカ62から出力される案内音声の音圧レベルを補正する音声補正用フィルタ20、ラウドネス補償ゲイン算出部30と、案内音声が無音状態から有音状態に変化した音声冒頭部に対応する案内音声の平均パワーの値を補正する音声冒頭部補正部90とを備えている。
【選択図】 図1
Description
図1は、第1の実施形態の音声補正装置の全体構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態の音声補正装置100は、音声補正用フィルタ20、ラウドネス補償ゲイン算出部30、適応フィルタ(ADF)40、演算部50、アンプ60、スピーカ62、マイクロホン64、音声冒頭部補正部90を含んで構成されている。この音声補正装置100は、車両に搭載されており、ナビゲーション装置(図示せず)から出力される案内音声信号が入力され、ゲイン補正を行った後の案内音声がスピーカ62から出力される。
まず最初に、本実施形態においてナビゲーション装置の案内音声のゲインを補正する原理について説明する。
ナビゲーション装置から出力された案内音声信号は、音声補正用フィルタ20を介してアンプ60に入力され、スピーカ62から出力される。マイクロホン64は、この案内音声とともにオーディオ装置(図示せず)から出力されるオーディオ音声やエンジン騒音等の周辺騒音を集音し、これらが合成された音声信号を演算部50に向けて出力する。演算部50には、マイクロホン64から出力される音声信号の他に、スピーカ62からマイクロホン64までの音響特性C1が設定された音響特性設定部40を経由した案内音声信号が入力されており、これらの差分としての周辺騒音信号が抽出され、ラウドネス補償ゲイン算出部30に入力される。また、この音響特性設定部40から出力される案内音声信号は、音声冒頭部補正部90を介してラウドネス補償ゲイン算出部30に入力される。
次に、音声冒頭部補正部90によって行われる案内音声の冒頭部の音圧レベルを補正する動作について説明する。
=−k/Ln+(Ln+Ls)/Ln (Ln<k≦Ls)
=1 (Ls<k)
k=k+1
次に、案内音声の平均パワーの算出値が補正係数αを用いて補正された後、この補正された値を用いてラウドネス補償ゲイン算出部30によって音声補正用フィルタ20のゲイン値が算出される(ステップ106)。このようにして算出されたゲイン値が案内音声に加算され、補正された案内音声が出力される(ステップ107)。
次に、ラウドネス補償ゲイン算出部30と音声補正用フィルタ20の一般的な構成について説明する。
図7は、ラウドネス補償ゲイン算出部30の構成を示す図である。図7に示すように、ラウドネス補償ゲイン算出部30は、周波数帯域レベル平均部31、ラウドネス算出部34、周波数帯域ゲインテーブル選択部35、周波数帯域レベル平均部36、ゲインテーブル39を含んで構成されている。
音声補正用フィルタ20は、上述したラウドネス補償ゲイン算出部30で算出されたゲイン特性を修正(ゲインの加算)できるものであればよいため、様々な構成が考えられる。
G(n)=αG(n−1)+βGm
の関係式を用いて、ゲイン特性を徐々に更新することが好ましい。ここで、G(n)は時間nにおけるゲイン特性、G(n−1)は時間n−1におけるゲイン特性、Gmはラウドネス補償ゲイン算出部30等やスプライン関数補間部24、27によって算出されたゲイン特性である。α、βは係数でα+β=1になる関係がある。
ところで、上述した適応フィルタ40を構成する音響特性設定部41はFIRフィルタが用いられており、このFIRフィルタの各フィルタ係数(タップ係数)は、電源投入直後の初期状態においてはそれらの値が0に設定されている。そして、最初の案内音声信号が入力された後に、これらの各フィルタ係数の値が0から順次0以外の値に更新される。したがって、この初期状態から各フィルタ係数の値がある程度の大きさに更新されるまでの間は、適応フィルタ40から出力されるマイクロホン位置での推定された案内音声の音圧レベルは、実際の案内音声の音圧レベルに近づくように徐々に大きくなる。このため、初期状態にある適応フィルタ40に入力される案内音声の冒頭部が過大に補正される。第2の実施形態の音声補正装置は、このような原因に基づく案内音声の冒頭部の過大補正を防止するものである。
図14は、第3の実施形態の音声補正装置の全体構成を示す図である。図14に示すように、本実施形態の音声補正装置100Bは、音声補正用フィルタ20、ラウドネス補償ゲイン算出部30A、適応フィルタ40、演算部50、アンプ60、スピーカ62、マイクロホン64、フィルタ初期設定部70を含んで構成されている。
30、30A ラウドネス補償ゲイン算出部
40 適応フィルタ(ADF)
41 音響特性設定部
42 係数更新部
50 演算部
60 アンプ
62 スピーカ
64 マイクロホン
90 音声冒頭部補正部
100 音声補正装置
Claims (15)
- 補正対象音声を出力するスピーカと、
聴取位置に設置されたマイクロホンと、
前記聴取位置に対応する前記補正対象音声と周辺騒音を分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段によって分離された前記補正対象音声の平均パワーの値と前記周辺騒音の平均パワーの値とに基づいて、前記スピーカから出力される前記補正対象音声の音圧レベルを補正する音声補正手段と、
前記補正対象音声が無音状態から有音状態に変化した音声冒頭部に対応する前記補正対象音声の平均パワーの値を補正する音声冒頭部補正手段と、
を備えることを特徴とする音声補正装置。 - 請求項1において、
前記補正対象音声の平均パワーの値を算出する時間長Lsは、前記周辺騒音の平均パワーの値を算出する時間長Lnよりも長いことを特徴とする音声補正装置。 - 請求項2において、
前記音声冒頭部補正手段は、前記音声冒頭部に対応して無音状態から有音状態に変化した直後の時間Lnについては、前記補正対象音声の平均パワーの値をLs/Ln倍することを特徴とする音声補正装置。 - 請求項3において、
前記音声冒頭部補正手段は、前記音声冒頭部に対応して無音状態から有音状態に変化した時点を基準にして時間Lnが経過してから時間Lsが経過するまでは、前記補正対象音声の平均パワーの値の補正量を連続的に減少させることを特徴とする音声補正装置。 - 補正対象音声を出力するスピーカと、
聴取位置に設置されたマイクロホンと、
前記聴取位置に対応する前記補正対象音声と周辺騒音を分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段によって分離された前記補正対象音声の平均パワーの値と前記周辺騒音の平均パワーの値とに基づいて、前記スピーカから出力される前記補正対象音声の音圧レベルを補正する音声補正手段と、
前記補正対象音声が無音状態から有音状態に変化した音声冒頭部に対応して行われる前記音声補正手段による音声レベルの補正処理を停止する音声冒頭部補正手段と、
を備えることを特徴とする音声補正装置。 - 請求項5において、
前記補正対象音声の平均パワーの値を算出する時間長Lsは、前記周辺騒音の平均パワーの値を算出する時間長Lnよりも長いことを特徴とする音声補正装置。 - 請求項1〜6において、
前記信号分離手段は、
前記スピーカから前記マイクロホンまでの音響系のインパルス応答としての音響特性を有するフィルタと、
前記スピーカから前記補正対象音声が出力されたときに前記マイクロホンから出力される信号から、前記補正対象音声に対応して前記スピーカに入力される信号を前記フィルタに通した後の信号を差し引く演算手段と、
を備え、前記フィルタから前記補正対象音声に相当する信号を出力し、前記演算手段から前記周辺騒音に相当する信号を出力することを特徴とする音声補正装置。 - 請求項7において、
前記フィルタの音響特性を同定する同定手段をさらに備えることを特徴とする音声補正装置。 - 請求項8において、
前記同定手段は、前記演算手段から出力される信号のパワーが最小になるように前記フィルタのフィルタ係数を更新する係数更新手段であり、
前記係数更新手段によって更新される前記フィルタ係数の初期値を0以外の値に設定するフィルタ初期設定手段をさらに備えることを特徴とする音声補正装置。 - 補正対象音声を出力するスピーカと、
聴取位置に設置されたマイクロホンと、
前記スピーカから前記マイクロホンまでの音響系のインパルス応答としての音響特性を有するフィルタと、前記スピーカから前記補正対象音声が出力されたときに前記マイクロホンから出力される信号から前記補正対象音声に対応して前記スピーカに入力される信号を前記フィルタに通した後の信号を差し引く演算手段とを有し、前記フィルタから前記補正対象音声に相当する信号を出力するとともに前記演算手段から前記周辺騒音に相当する信号を出力して前記聴取位置に対応する前記補正対象音声と前記周辺騒音を分離する信号分離手段と、
前記演算手段から出力される信号のパワーが最小になるように前記フィルタのフィルタ係数を更新する係数更新手段と、
前記係数更新手段によって更新される前記フィルタ係数の初期値を0以外の値に設定するフィルタ初期設定手段と、
前記信号分離手段によって分離された前記補正対象音声の平均パワーの値と前記周辺騒音の平均パワーの値とに基づいて、前記スピーカから出力される前記補正対象音声の音圧レベルを補正する音声補正手段と、
を備えることを特徴とする音声補正装置。 - 請求項9または10において、
前記フィルタ初期設定手段によって設定される初期値は、車両の統計的な販売台数に基づいて設定された代表車種に対応するフィルタ係数値であることを特徴とする音声補正装置。 - 請求項9または10において、
前記フィルタ初期設定手段によって設定される初期値は、典型的な複数の車種のそれぞれに対応するフィルタ係数値の中から選択されたフィルタ係数値であることを特徴とする音声補正装置。 - 請求項9または10において、
前記フィルタ初期設定手段によって設定される初期値は、自装置外部から取得された搭載車種に対応するフィルタ係数値であることを特徴とする音声補正装置。 - 請求項1〜13のいずれかにおいて、
前記音声補正手段は、複数に分割された周波数帯域のそれぞれ毎に、前記音圧レベルの補正を行うことを特徴とする音声補正装置。 - 請求項14において、
前記音声補正手段は、前記複数の分割された周波数帯域のそれぞれに対応させて、周辺騒音の音圧レベルと前記スピーカから出力される音声の聴感上の希望音圧レベルとを指定したときに、対応する補正ゲインを求めるゲインテーブルを有し、このゲインテーブルを参照することで音圧レベルの補正を行うことを特徴とする音声補正装置。
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