JP2005236902A - 音声信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 離散的に生じた異常状態の連続的な誤検出を防止できる音声信号処理装置を提供する。
【解決手段】 入力された音声信号に増幅などの所定の処理を行って出力する音声信号処理装置において、入力信号の異常の有無をマイクロコンピュータ１０で不定期的に検出し、異常が連続して検出された回数をマイクロコンピュータ１０で計数し、計数値と所定値とをマイクロコンピュータ１０で比較し、計数値が前記所定値に達している場合、パワーアンプ部２２からスピーカ２４などへの音声信号の出力を停止させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カーオーディオなどの音響装置に用いられ、入力された音声信号に増幅などの処理を行って出力し、また、音声信号の異常を検出し、検出した異常に基づいて音声信号の出力を停止する音声信号処理装置に関する。

音声信号をスピーカから出力するカーオーディオなどの音響装置は、パワーアンプなどを用いて音声信号の増幅を行っている。また、パワーアンプに入力される音声信号に、例えば素子の破壊などにより直流成分のオフセットなどの異常が生じている場合、音声信号の出力を停止させて、スピーカを保護している（例えば、特許文献１参照）。

図６（ａ）は、パワーアンプ部２２、スピーカ２４、及びマイクロコンピュータ１の接続の例を示すブロック図である。マイクロコンピュータ１は、パワーアンプ部２２、及び、パワーアンプ部２２へ音声信号を供給する図示しないＡＭチューナ及びＣＤドライブなどの動作制御を行う。また、パワーアンプ部２２は、音声信号の直流成分の異常の有無を示すオフセット検出信号（例えばローレベル：異常、ハイレベル：正常）を出力する端子を備え、該端子はマイクロコンピュータ１の入力端子と接続されている。

図７は音声信号の異常の検出手順の例を示すフローチャートである。マイクロコンピュータ１は、前記入力端子に入力されているオフセット検出信号を、例えば１ｍ秒などの一定時間間隔でサンプリングし、連続異常検出回数をカウントしており、オフセット検出信号がハイレベル（正常）の場合（Ｓ２０：ＮＯ）、連続異常検出回数をクリアする（Ｓ３２）。また、オフセット検出信号がローレベル（異常）の場合（図７のＳ２０：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ１は、連続異常検出回数に１を加算し（Ｓ２６）、連続異常検出回数が所定値に達した場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、図示しない給電制御部へ、パワーアンプ部２２の給電停止を指示する制御信号を送り、パワーアンプ部２２の電源をオフにする（Ｓ３０）。

図６（ｂ）、（ｃ）は、オフセット検出信号のサンプリングのタイミングの例を示す図である。マイクロコンピュータ１は、一定時間間隔でオフセット検出信号のサンプリングを行っており、異常状態が所定回数以上連続した場合は、上述したように、パワーアンプ部２２の電源はオフにされ、スピーカ２４からの音声信号の出力は停止され、スピーカ２４は保護される。
特開２０００−１５２３６７号公報

パワーアンプ部２２に、例えば１ｋＨｚなどの正弦波が入力されたことにより、直流成分が正弦波状に増減する場合、オフセット検出信号が、周期的に異常状態となることがある。そして、図６（ｃ）に示すように、オフセット検出信号をサンプリングするタイミングと、オフセット検出信号が異常状態になるタイミングとが合致する場合がある。この場合、オフセット検出信号の異常状態は離散的であるが、サンプリング時のオフセット検出信号は連続して異常状態になるため、パワーアンプ部２２の電源をオフにして、スピーカ２４の出力を停止してしまうという問題がある。上述した正弦波成分は、例えば音響装置の調整又は検査などに用いられ、例えばパワーアンプ部２２のテスト用端子などに入力されるが、上述したように、異常を連続的に誤検出してスピーカ２４の出力が停止される場合があり、調整又は検査などが行えないという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、不定期的に音声信号の異常を検出することにより、調整又は検査時などに離散的に生じた異常状態を連続して検出することを防止できる音声信号処理装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、入力された音声信号に所定の処理を行って出力する処理手段から、音声信号の異常の検出に使用する検出用信号を出力することにより、検出用信号を用いて音声信号の異常を不定期的に検出できる音声信号処理装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、異常を所定回数以上連続して検出した場合に音声信号の出力を停止することにより、調整又は検査時などに離散的に生じた異常による音声信号の出力停止を防止できる音声信号処理装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、処理時間が一定でない複数の処理の実行前又は実行後に音声信号の異常を検出することにより、調整又は検査時などに離散的に生じた異常状態を連続して検出することを防止できる音声信号処理装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、入力された音声信号に所定の処理を行って出力する処理手段への給電を停止することにより、処理手段の音声信号出力を停止できる音声信号処理装置を提供することを他の目的とする。

第１発明に係る音声信号処理装置は、入力された音声信号に所定の処理を行って出力する処理手段と、音声信号の異常を検出する検出手段と、該検出手段が検出した異常に基づいて、音声信号の出力を停止する停止手段とを備える音声信号処理装置において、前記検出手段は、不定期的に音声信号の異常を検出するように構成されていることを特徴とする。

第２発明に係る音声信号処理装置は、入力された音声信号に所定の処理を行って出力し、音声信号の異常の検出に使用される検出用信号を出力する処理手段と、該処理手段から出力された検出用信号に基づいて音声信号の異常を検出する検出手段と、該検出手段が検出した異常に基づいて音声信号の出力を停止する停止手段とを備える音声信号処理装置において、前記検出手段は、不定期的に検出用信号に基づいて音声信号の異常を検出するように構成されていることを特徴とする。

第３発明に係る音声信号処理装置は、第１又は第２発明において、前記検出手段によって異常が連続して検出された回数を計数する計数手段と、該計数手段の計数値と所定値とを比較する比較手段とを備え、前記停止手段は、前記計数手段の計数値が前記所定値に達した場合、音声信号の出力を停止するように構成されていることを特徴とする。

第４発明に係る音声信号処理装置は、入力された音声信号に所定の処理を行って出力する処理手段と、音声信号の異常を定期的に検出する検出手段と、該検出手段によって異常が連続して検出された回数を計数する計数手段と、該計数手段の計数値が所定値に達した場合、音声信号の出力を停止する停止手段とを備え、処理時間が一定でない複数の処理を実行する音声信号処理装置において、前記検出手段は、定期的な検出に加えて、前記処理の実行前又は実行後に、音声信号の異常の有無を検出するように構成されており、前記処理の実行前又は実行後に前記検出手段により異常が検出されない場合、前記計数手段の計数値をゼロにするクリア手段を備えることを特徴とする。

第５発明に係る音声信号処理装置は、第１〜第４発明において、前記停止手段は、前記検出手段が検出した異常に基づいて、前記処理手段への給電を停止するように構成されていることを特徴とする。

第１発明においては、音声信号の異常を、検出手段で不定期的に検出する。例えば乱数表などに基づいて、不規則な時間間隔で異常を検出する。異常を不定期的に検出しているため、周期的に異常状態が生じている場合において、異常の検出タイミングと異常状態が生じるタイミングとが常に合致することはなく、正常状態も検出される。

第２発明においては、入力された音声信号に所定の処理を行って出力する処理手段から、音声信号の異常の検出に使用される検出用信号を出力しており、音声信号の異常を、前記検出用信号に基づいて検出手段で不定期的に検出する。異常を不定期的に検出しているため、周期的に異常状態が生じている場合において、異常の有無の検出タイミングと異常状態が生じるタイミングとが常に合致することはなく、正常状態も検出される。

第３発明においては、異常が連続して検出された回数を計数手段で計数し、計数値と所定値とを比較手段で比較し、異常が連続して所定回数以上検出された場合に、停止手段で音声信号の出力を停止する。異常がある程度継続した場合に音声信号の出力が停止される。

第４発明においては、音声信号の異常を検出手段で定期的に検出し、異常が連続して検出された回数を計数手段で計数し、計数値と所定値とを比較手段で比較する。また、検出手段により、音声信号の異常を、処理時間が一定でない複数の処理の実行前又は実行後に検出し、異常が無い場合はクリア手段によって計数手段の計数値をゼロにする。定期的な検出に加えて、不定期的に異常を検出し、異常が無い場合は計数値をクリアしているため、周期的に異常状態が生じている場合に、異常の有無の検出タイミングと異常状態になるタイミングとが合致していても、計数値は所定値に達する前にクリアされる。

第５発明においては、前記停止手段が前記処理手段への給電及び給電停止を制御しており、前記検出手段が検出した異常に基づいて、前記処理手段への給電を停止する。処理手段への給電を停止することにより、処理手段から出力された音声信号が他の機器に悪影響を及ぼすことを防止できることに加え、音声信号の異常が処理手段に悪影響を及ぼすことを防止できる。

第１発明によれば、異常の有無を不定期的に検出することにより、異常の検出タイミングと異常状態になるタイミングとが常に合致することはなく、離散的に発生している異常状態を連続して検出することを防止できる。

第２発明によれば、入力された音声信号に所定の処理を行って出力する処理手段から、音声信号の異常の検出に使用する検出用信号が出力されているため、検出用信号に基づいて不定期的に音声信号の異常を検出できる。

第３発明によれば、異常が連続して所定回数以上検出された場合に音声信号の出力を停止することにより、離散的に生じた異常状態などによる音声信号の出力停止を防止することができる。

第４発明によれば、定期的な検出に加えて、不定期的に音声信号の異常を検出し、異常が無い場合は異常検出の計数値をクリアすることにより、異常の検出タイミングと異常状態が生じるタイミングとが合致していても、計数値は所定値に達する前にクリアされるため、離散的に生じた異常状態を連続して検出することを防止できる。

第５発明によれば、入力された音声信号に所定の処理を行って出力する処理手段への給電を停止することにより音声信号の出力を停止できる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る音響装置（音声信号処理装置）の例を示すブロック図である。音響装置は、プリアンプ部（電子ボリューム）２０に接続されたチューナ１３、ＣＤ（Compact Disk）再生部１６、及びＭＤ（Mini Disc）再生部１８と、プリアンプ部２０に接続されたパワーアンプ部（パワーＩＣ）２２と、パワーアンプ部２２に接続されたスピーカ２４と、音響装置内の各構成部１３，１６，１８、２０，２２に接続されたマイクロコンピュータ１０と、マイクロコンピュータ１０に接続された操作部２６とを備える。

操作部２６は、例えばチューナ１３の選局ボタン、再生部１６，１８の再生ボタン、再生停止ボタン、ボリューム調整ボタンなどを備える。また、操作部２６は、チューナ１３の受信状態、再生部１６，１８の動作状態などを表示する表示パネルを備える。また、チューナ１３は、ＡＭチューナ部１２及びＦＭチューナ部１４を備える。

マイクロコンピュータ１０は、図示していないが、制御用のプログラムなどが記録されたＲＯＭ及び一時的なデータを記憶するＲＡＭを備える。マイクロコンピュータ１０は、操作部２６で受付けた操作などに応じて、チューナ１３の受信チャンネル、電源オン／オフなどを制御する。また、マイクロコンピュータ１０は、操作部２６で受付けた操作などに応じて、ＣＤ再生部１６及びＭＤ再生部１８の再生、再生停止、電源オン／オフなどを制御する。さらに、マイクロコンピュータ１０は、操作部２６で受付けた操作などに応じて、プリアンプ部２０を制御する。

パワーアンプ部（処理手段）２２は、入力された音声信号を増幅し、増幅した音声信号をスピーカ２４へ出力する。より詳しくは、チューナ１３、ＣＤ再生部１６、又はＭＤ再生部１８の何れかから出力された音声信号が、プリアンプ部２０を介してパワーアンプ部２２に入力され、パワーアンプ部２２で増幅された後、スピーカ２４から出力される。

マイクロコンピュータ１０は、チューナ１３、ＣＤ再生部１６、ＭＤ再生部１８に対する操作を操作部２６で不定期に受付け、受付けた操作に応じた処理を行ったり、前記各構成部１３，１６，１８，２０，２２の制御処理を行うなど、処理時間が一定でない複数の処理を逐次的に実行する。また、マイクロコンピュータ１０は、パワーアンプ部２２に入力された音声信号の異常の有無を検出する。パワーアンプ部２２及びマイクロコンピュータ１０は、音声信号処理装置として動作する。

パワーアンプ部２２は、音声信号の直流成分のオフセットを検出するオフセット検出機能を有し、直流成分が異常状態又は正常状態であることを示すオフセット検出信号（例えばローレベル：異常、ハイレベル：正常）を出力する検出信号出力端子を有する。このようなオフセット検出機能を有するパワーアンプ部（パワーＩＣ）として、例えば三洋電機株式会社のＬＡ４７１０４、ＬＡ４７１０５、株式会社東芝のＴＡ８２７３Ｈ、ＴＢ２９１３Ｈ、ＴＡ８２７５Ｈ、ＳＴマイクロエレクトロニクス株式会社のＴＤＡ７５６０、ＰＨＩＬＩＰＳのＴＤＡ８５９２ＪＮ２、ＴＤＡ８５８９ＪＮ２などを用いることが可能である。パワーアンプ部２２の前記検出信号出力端子は、マイクロコンピュータ１０の入力端子に接続されており、パワーアンプ部２２からマイクロコンピュータ１０へオフセット検出信号が出力される。

マイクロコンピュータ１０は、パワーアンプ部２２に入力された音声信号の異常を、前記入力端子に入力されるオフセット検出信号に基づいて、所定時間間隔、及び、処理時間が一定でない複数の処理の実行前に検出する手段、異常が連続して検出された回数（以下、連続異常検出回数という）を計数する手段、前記処理の実行前に異常が検出されない場合は計数値をゼロにクリアする手段、及び、連続異常検出回数と所定値とを比較する手段として動作する。マイクロコンピュータ１０は、処理時間が一定でない処理の実行前に検出した異常の有無を、オフセット正常検出フラグ（“１”の場合は正常、“０”の場合は異常）としてマイクロコンピュータ１０のＲＡＭに記憶する。また、連続異常検出回数はマイクロコンピュータ１０のＲＡＭに記憶され、前記所定値（例えば２０００）はマイクロコンピュータ１０のＲＯＭに記憶されている。

また、マイクロコンピュータ１０は、連続異常検出回数が前記所定値に達した場合、パワーアンプ部２２の音声信号出力を停止させる手段として動作する。マイクロコンピュータ１０は、図示しない給電制御部へ、パワーアンプ部２２への給電停止を指示する信号を与え、パワーアンプ部２２の音声信号出力を停止させる。また、例えばマイクロコンピュータ１０からパワーアンプ部２２へ音声出力停止を指示する制御信号を与えて、パワーアンプ部２２の音声信号出力を停止させることも可能である。

また、パワーアンプ部２２は、検査又は調整に使用する１ｋＨｚの正弦波信号などのテスト用信号が入力されるテスト用端子を備えている。なお、テスト用信号は、例えばチューナ１３、ＣＤ再生部１６、ＭＤ再生部１８、又はプリアンプ部２０にテスト用端子を設け、設けたテスト用端子からテスト用信号を入力し、パワーアンプ部２２へ送ることも可能であるし、テスト用端子を設けずに、テスト用信号が記録された記録媒体を、ＣＤ再生部１６、或いは、ＭＤ再生部１８において再生し、その再生信号をパワーアンプ部２２へ送るようにしてもよい。

図２は、マイクロコンピュータが実行する処理の実行前の音声信号の異常の検出手順の例を示すフローチャートであり、図３は音声信号の出力停止手順の例を示すフローチャートである。マイクロコンピュータ１０は、音響装置内の各構成部１３，１６，１８，２０，２２の制御処理など、処理時間が一定でない複数の処理を逐次的に実行しているが、図２に示すように、マイクロコンピュータ１０は、オフセット検出信号が正常状態であるか検出し、正常状態である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）は、オフセット正常検出フラグを“１”にし（Ｓ１２）、正常状態でない場合（Ｓ１０：ＮＯ）は、オフセット正常検出フラグを“０”にした（Ｓ１４）後、処理を実行する（Ｓ１６）。実行する各処理の完了時間は一定していないため、マイクロコンピュータ１０は、不定期的に音声信号の異常を検出し、オフセット正常検出フラグを更新する。

また、マイクロコンピュータ１０は、例えば１ｍ秒などの一定時間間隔でオフセット検出信号をサンプリングし、異常状態である場合（図３のＳ２０：ＹＥＳ）、オフセット正常検出フラグを確認し、オフセット正常検出フラグが“１”のとき（Ｓ２２：ＹＥＳ）、連続異常検出回数をゼロにクリアして（Ｓ２４）、連続異常検出回数に１を加算する（Ｓ２６）。また、オフセット正常検出フラグが“１”でないとき（Ｓ２２：ＮＯ）、マイクロコンピュータ１０は、連続異常検出回数に１を加算する（Ｓ２６）。

その後、マイクロコンピュータ１０は、連続異常検出回数と所定値とを比較し、連続異常検出回数が前記所定値に達している場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、パワーアンプ部２２への給電停止を指示して、パワーアンプ部２２の電源をオフにする（Ｓ３０）。また、オフセット検出信号が異常状態でない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、マイクロコンピュータ１０は、連続異常検出回数をゼロにクリアする（Ｓ３２）。

オフセット正常検出フラグが“１”の場合に連続異常検出回数をクリアしているため、例えば図６（ｃ）に示したように、オフセット検出信号の異常状態のタイミングと、サンプリングのタイミングとが合致した場合であっても、不定期に更新されるオフセット正常検出フラグが正常状態で“１”になるため、連続異常検出回数をクリアして、異常の連続的な誤検出を防止することができる。

上述した実施の形態では、マイクロコンピュータ１０が処理を実行する前にオフセット正常検出フラグを更新したが、処理の実行後にオフセット正常検出フラグを更新することも可能である。

また、上述した実施の形態では、オフセット検出信号のサンプリング時に連続異常検出回数のクリア処理を行ったが、処理前の音声信号の異常の検出手順の例を示す図４のフローチャートに示すように、各種処理の実行前（又は実行後）のオフセット検出信号が正常状態の場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）に、マイクロコンピュータ１０が連続異常検出回数をクリアする（Ｓ２４）ことも可能である。この場合のオフセット検出信号のサンプリングは、図７に示した従来と同様の手順で行うことが可能である。

上述した各実施の形態では、マイクロコンピュータ１０が処理を実行する前又は後に、音声信号の異常を検出し、異常の有無に基づいて連続異常検出回数をクリアしたが、オフセット検出信号のサンプリングを不定期に行うことも可能である。例えば、図１に示した音響装置において、マイクロコンピュータ１０を、パワーアンプ部２２に入力された音声信号の異常を不定期的に検出する手段、異常が連続して検出された連続異常検出回数を計数する手段、連続異常検出回数と所定値とを比較する手段、連続異常検出回数が所定値に達した場合に音声信号の出力を停止する手段として動作させることが可能である。

マイクロコンピュータ１０がオフセット検出信号をサンプリングする時間間隔は、例えばマイクロコンピュータ１０のＲＯＭに記憶されている乱数表に基づいて不定期な時間間隔とすることが可能である。図５（ａ）、（ｂ）は、オフセット検出信号のサンプリングのタイミングの例を示す図である。サンプリングのタイミングが不定期な時間間隔で行われるため、従来（図６（ｃ））で問題となったオフセット検出信号の異常状態のタイミングとサンプリングのタイミングとが合致することは起こらず、異常の連続的な誤検出を防止することができる。

また、上述した各実施の形態では、連続異常検出回数が所定値に達した場合、パワーアンプ部２２の電源をオフにして、パワーアンプ部２２の音声信号出力を停止させているが、例えばパワーアンプ部２２及びスピーカ２４間の接続スイッチの開／閉をマイクロコンピュータ１０の制御で切換えることにより、パワーアンプ部２２からスピーカ２４への音声信号の出力を停止することも可能である。

上述した各実施の形態では、パワーアンプ部２２からマイクロコンピュータ１０へ、音声信号の異常の有無を示すオフセット検出信号を出力しているが、例えばパワーアンプ部２２からマイクロコンピュータ１０へ音声信号の直流成分を出力し、直流成分をサンプリングしたマイクロコンピュータ１０が、直流成分と基準値とを比較して音声信号の異常を検出することも可能である。

また、上述した各実施の形態では、音声信号の増幅を行う音声信号処理装置を例にして説明を行ったが、入力信号を処理して出力すると共に、入力信号の異常の有無を検出する任意の装置に本発明を適用することが可能である。

本発明に係る音響装置（音声信号処理装置）の例を示すブロック図である。 マイクロコンピュータが実行する処理の実行前の音声信号の異常の検出手順の例を示すフローチャートである。 音声信号の出力停止手順の例を示すフローチャートである。 処理前の音声信号の異常の検出手順の例を示すフローチャートである。 オフセット検出信号のサンプリングのタイミングの例を示す図である。 （ａ）は、パワーアンプ部、スピーカ、及びマイクロコンピュータの接続の例を示すブロック図であり、（ｂ）、（ｃ）は、従来のオフセット検出信号のサンプリングのタイミングの例を示す図である。 従来の音声信号の異常の検出手順の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ マイクロコンピュータ
１２ ＡＭチューナ部
１３ チューナ
１４ ＦＭチューナ部
１６ ＣＤ再生部
１８ ＭＤ再生部
２０ プリアンプ部
２２ パワーアンプ部
２４ スピーカ
２６ 操作部

Claims (5)

1. 入力された音声信号に所定の処理を行って出力する処理手段と、音声信号の異常を検出する検出手段と、該検出手段が検出した異常に基づいて、音声信号の出力を停止する停止手段とを備える音声信号処理装置において、
   前記検出手段は、不定期的に音声信号の異常を検出するように構成されていることを特徴とする音声信号処理装置。
2. 入力された音声信号に所定の処理を行って出力し、音声信号の異常の検出に使用される検出用信号を出力する処理手段と、該処理手段から出力された検出用信号に基づいて音声信号の異常を検出する検出手段と、該検出手段が検出した異常に基づいて音声信号の出力を停止する停止手段とを備える音声信号処理装置において、
   前記検出手段は、不定期的に検出用信号に基づいて音声信号の異常を検出するように構成されていることを特徴とする音声信号処理装置。
3. 前記検出手段によって異常が連続して検出された回数を計数する計数手段と、
   該計数手段の計数値と所定値とを比較する比較手段と
   を備え、
   前記停止手段は、前記計数手段の計数値が前記所定値に達した場合、音声信号の出力を停止するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の音声信号処理装置。
4. 入力された音声信号に所定の処理を行って出力する処理手段と、音声信号の異常を定期的に検出する検出手段と、該検出手段によって異常が連続して検出された回数を計数する計数手段と、該計数手段の計数値が所定値に達した場合、音声信号の出力を停止する停止手段とを備え、処理時間が一定でない複数の処理を実行する音声信号処理装置において、
   前記検出手段は、定期的な検出に加えて、前記処理の実行前又は実行後に、音声信号の異常の有無を検出するように構成されており、
   前記処理の実行前又は実行後に前記検出手段により異常が検出されない場合、前記計数手段の計数値をゼロにするクリア手段を備えることを特徴とする音声信号処理装置。
5. 前記停止手段は、前記検出手段が検出した異常に基づいて、前記処理手段への給電を停止するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の音声信号処理装置。

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