JP2006071775A - 音声再生方法およびその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】逆フィルタ処理の安定性を向上させ、各受音点における歪みを増大することなく目標とする複数の受音点に至る伝達系による歪みを取り除くことにより、受話音声の明瞭度を高めて良好な音質を確保させる。
【解決手段】音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部SP1から放音するにあたり、音声再生装置1の抽出部10を介して受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出し、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に演算部11を介して指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化し、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタ12を介して音源信号について逆フィルタ処理を行う。
【選択図】図2
【解決手段】音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部SP1から放音するにあたり、音声再生装置1の抽出部10を介して受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出し、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に演算部11を介して指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化し、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタ12を介して音源信号について逆フィルタ処理を行う。
【選択図】図2
Description
本発明は、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間内を介して音源信号を伝送・放音するにあたり、この伝達系による歪みを取り除き受話音声の明瞭度を高めた音声再生方法およびその装置に関する。
従来から、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間内を介して音源信号を伝送・放音するにあたり、この伝達系において発生する反響、残響等の振幅特性に起因した伝送歪みと時間波形に起因した波形歪みとを除去または抑圧することにより、所定の受話空間内に設置された放音部、例えば、拡声スピーカから放音される受話音声の音像のぼけや明瞭度の低下を防止する信号処理技術として、伝達系の伝達特性を補償する逆フィルタ処理が開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。
従来例において、音源信号について逆フィルタ処理を行い拡声スピーカから放音させることにより、受話音声の振幅特性が平滑化されて音像のぼけが発生し難くなり明瞭度が高められる。
しかしながら、従来例に開示された逆フィルタ処理では、伝達特性の谷(零点)を山(極点)で補償するため、当該伝達特性の僅かな変動や放音部と各受音点、例えば、図27のシステム構成図に示す拡声スピーカSP101と第1〜第3の各マイクM101、M102、M103との位置関係に極めて敏感となり、拡声スピーカSP101の正面(0°)の受音点である第1のマイクM101に合わせて逆フィルタ処理を行うと、当該拡声スピーカの正面(0°)から左15°の位置の受音点である第2のマイクM102および当該拡声スピーカの正面(0°)から右15°の位置の受音点である第3のマイクM103では、それぞれ所定の受話空間A101内の壁や天井等で反射する反響、残響等の発生により、図28の振幅/時間特性図に示すようにピークのインパルス以外の振幅特性が平滑化せず、音声明瞭度の評価関数を示すMTF(Modulation Transfer Function)の値についても図19の説明図に示すように、変調周波数が大きくなるにつれて0.2へと収束し、このMTFの値が変調周波数の大きさに関係なく1であり受話音声の明瞭度が高いとされる第1のマイクM101と比較して、前述の第2、第3の各マイクM102、M103における受話音声の明瞭度が大きく低下していた。
また、従来例に開示された逆フィルタ処理では、伝達特性の鋭い谷(零点)を補償するために大きな増幅度が必要とされ、動作の安定性が高い逆フィルタを設計することが困難であった。
さらに、従来例の別途の態様として、前述の逆フィルタ処理を何ら行わずに図27のシステム構成図に示す拡声スピーカSP101から音源信号を放音させると、第1〜第3の各マイクM101、M102、M103における音声明瞭度の評価関数を示すMTFの値がほぼ同様な値となり、第2、第3の各マイクM102、M103における受話音声の明瞭度が高くなる、一方、第1のマイクM101における受話音声の明瞭度が大きく低下していた。
本発明は、前述の難点を解消するためになされたもので、逆フィルタ処理および/または近似逆フィルタ処理の安定性を向上させ、逆フィルタ処理の安定性を向上させ、各受音点における歪みを増大することなく目標とする複数の受音点に至る伝達系による歪みを取り除くことにより、受話音声の明瞭度を高めて良好な音質を確保させた音声再生方法およびその装置を提供することを目的としている。
前述の目的を達成するため、本発明の音声再生方法は、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音して各受音点における受話音声の明瞭性を高めるにあたり、受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出し、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化し、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答からその逆フィルタを導出し、音源信号を逆フィルタを介して放音部から放音する方法である。
また、本発明の音声再生方法は、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音して各受音点における受話音声の明瞭性を高めるにあたり、受話空間でのインパルス応答h(n)からall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出し、抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、変換されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算し、指数関数が乗算された時間応答を再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返し、折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元してall-passインパルス応答の位相特性を平滑化し、位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答からその近似逆フィルタを導出し、音源信号を近似逆フィルタを介して放音部から放音する方法である。
また、本発明の音声再生方法は、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音して各受音点における受話音声の明瞭性を高めるにあたり、受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)をそれぞれ抽出し、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化し、抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、変換されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算し、指数関数が乗算された時間応答を再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返し、折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元してall-passインパルス応答の位相特性を平滑化し、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答からその逆フィルタと位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答からその近似逆フィルタとをそれぞれ導出し、逆フィルタを介した最小位相インパルス応答と近似逆フィルタを介したall-passインパルス応答とを合成して得られる音源信号を放音部から放音する方法である。
また、本発明の音声再生方法は、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音して各受音点における受話音声の明瞭性を高めるにあたり、受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)をそれぞれ抽出し、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化し、抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、変換されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算し、指数関数が乗算された時間応答を再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返し、折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元してall-passインパルス応答の位相特性を平滑化し、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答からその逆フィルタと位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答からその近似逆フィルタとをそれぞれ導出し、音源信号を逆フィルタおよび近似逆フィルタをそれぞれ介して放音部から放音する方法である。
また、本発明の音声再生装置は、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音して各受音点における受話音声の明瞭性を高める当該装置であって、受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出するための抽出部と、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化するための演算部と、指数関数が乗算された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタとを備え、音源信号を逆フィルタを介して放音部から放音するものである。
また、本発明の音声再生装置は、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音して各受音点における受話音声の明瞭性を高める当該装置であって、受話空間でのインパルス応答h(n)からall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出するための抽出部と、抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、変換されたケプストラムの因果部を抽出するための変換処理部と、抽出されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算するための演算部と、指数関数が乗算された時間応答から再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返すための合成処理部と、折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元してall-passインパルス応答の位相特性を平滑化するための復元処理部と、振幅特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出される近似逆フィルタとを備え、音源信号を近似逆フィルタを介して放音部から放音するものである。
また、本発明の音声再生装置は、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音して各受音点における受話音声の明瞭性を高める当該装置であって、受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)をそれぞれ抽出するための抽出部と、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化するための第1の演算部と、抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、変換されたケプストラムの因果部を抽出するための変換処理部と、抽出されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算するための第2の演算部と、指数関数が乗算された時間応答から再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返すための第1の合成処理部と、折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元してall-passインパルス応答の位相特性を平滑化するための復元処理部と、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタおよび位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出される近似逆フィルタと、逆フィルタを介した最小位相インパルス応答と近似逆フィルタを介したall-passインパルス応答とを合成するための第2の合成処理部とを備え、第2の合成処理部を介して得られる音源信号を放音部から放音するものである。
また、本発明の音声再生装置は、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音して各受音点における受話音声の明瞭性を高める当該装置であって、受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)をそれぞれ抽出するための抽出部と、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化するための第1の演算部と、抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、変換されたケプストラムの因果部を抽出するための変換処理部と、抽出されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算するための第2の演算部と、指数関数が乗算された時間応答から再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返すための合成処理部と、折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元してall-passインパルス応答の位相特性を平滑化するための復元処理部と、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタおよび位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出される近似逆フィルタとを備え、音源信号を逆フィルタおよび近似逆フィルタをそれぞれ介して放音部から放音するものである。
本発明の音声再生方法およびその装置によれば、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音するにあたって、伝達特性に鋭い谷を生じさせる複素平面上の零点を同平面上の単位円から遠ざけることにより、所定の受話空間でのインパルス応答h(n)から抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)の振幅特性が平滑化され、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタを使用して音源信号について逆フィルタ処理を行うことができる。これにより、所定の受話空間内の壁や天井等で反射する反響、残響等の発生の影響を受けずに各受音点における受話音声の明瞭性を高めることができ良好な音質が確保されるとともに、動作の安定性が高い逆フィルタ処理が可能となる。
また、本発明の音声再生方法およびその装置によれば、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音するにあたって、伝達特性に鋭い谷を生じさせる複素平面上の零点を同平面上の単位円から遠ざけることにより、所定の受話空間でのインパルス応答h(n)から抽出されたall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)の位相特性が平滑化され、位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出される近似逆フィルタを使用して音源信号について近似逆フィルタ処理を行うこができる。これにより、所定の受話空間内の壁や天井等で反射する反響、残響等の発生の影響を受けずに各受音点における受話音声の明瞭性を高めることができ良好な音質が確保されるとともに、動作の安定性が高い近似逆フィルタ処理が可能となる。
また、本発明の音声再生方法およびその装置によれば、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音するにあたって、伝達特性に鋭い谷を生じさせる複素平面上の零点を同平面上の単位円から遠ざけることにより、所定の受話空間でのインパルス応答h(n)から抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)の位相特性がそれぞれ平滑化され、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタを使用して逆フィルタ処理を行った最小位相インパルス応答と位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出される近似逆フィルタを使用して近似逆フィルタ処理を行ったall-passインパルス応答とを合成させて音源信号を得ることができる。これにより、所定の受話空間内の壁や天井等で反射する反響、残響等の発生の影響を受けずに各受音点における受話音声の明瞭性を高めることができ良好な音質が確保されるとともに、動作の安定性が高い逆フィルタ処理および近似逆フィルタ処理がそれぞれ可能となる。
さらに、本発明の音声再生方法およびその装置によれば、音源信号を所定の受話空間内に設置された放音部から放音するにあたって、伝達特性に鋭い谷を生じさせる複素平面上の零点を同平面上の単位円から遠ざけることにより、所定の受話空間でのインパルス応答h(n)から抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)の位相特性がそれぞれ平滑化され、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答と位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出される近似逆フィルタを使用して音源信号について逆フィルタ処理および近似逆フィルタ処理をそれぞれ行うことができる。これにより、所定の受話空間内の壁や天井等で反射する反響、残響等の発生の影響を受けずに各受音点における受話音声の明瞭性を高めることができ良好な音質が確保されるとともに、動作の安定性が高い逆フィルタ処理および近似逆フィルタ処理がそれぞれ可能となる。。
以下、本発明の音声再生方法およびその装置を適用した最良の実施の形態例について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1〜第4の各実施例による音声再生方法を用いた音声再生装置1〜4がそれぞれ適用される当該システムの構成例を示すシステム構成図であり、図2(a)は、本発明の第1の実施例による音声再生方法を用いた音声再生装置1の構成を示すブロック図である。
[第1の実施例]
図2(a)のブロック図に示す音声再生装置1は、図1のシステム構成図に示すように、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間A1内に設置された放音部から放音して各受音点にて受音させる、例えば、拡声スピーカSP1から放音された受話音声を各マイクM1、M2、M3(後述する)にて受音させるための当該装置であり、所定の受話空間A1内でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出するための抽出部10と、抽出部10を介して抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して当該最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化するための演算部11と、演算部11を介して指数関数e-αnが乗算されて振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出され、音源信号について逆フィルタ処理を行い拡声スピーカSP1から放音させるための逆フィルタ12とを有している。
図2(a)のブロック図に示す音声再生装置1は、図1のシステム構成図に示すように、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間A1内に設置された放音部から放音して各受音点にて受音させる、例えば、拡声スピーカSP1から放音された受話音声を各マイクM1、M2、M3(後述する)にて受音させるための当該装置であり、所定の受話空間A1内でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出するための抽出部10と、抽出部10を介して抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して当該最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化するための演算部11と、演算部11を介して指数関数e-αnが乗算されて振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出され、音源信号について逆フィルタ処理を行い拡声スピーカSP1から放音させるための逆フィルタ12とを有している。
図1の説明図において、受話音声の音源信号として、図6の波形図に示すように連続的な時刻パラメータをもつ音源信号X(t)(ここに、tは時刻を示す)は、アナログ/デジタル変換(詳述せず)され、離散的な時刻パラメータをもつ離散拡散信号X(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)で表される。この離散拡散信号X(n)は、式1に示すように、角周波数ω0をもつ複素正弦信号e-jω0tを周期(サンプル間隔)Tで標本化して得られる周期信号で表される。
また、所定の受話空間A1内でのインパルス応答を図7(a)のインパルス応答波形図に示すh(n)と仮定すると、前述の離散拡散信号X(n)に対する応答Y(n)は、離散畳み込み演算(ここに、*は畳み込み演算を示す)により式2で表される。
さらに、式2に表された応答Y(n)についてZ変換を行うと、式3に示すような伝達関数H(Z)が導出される。
この伝達関数H(Z)は、Zを複素変数として式4が導出されるばかりでなく、図7(b)の複素平面図に示すように、複素平面であるZ平面内の|Z|=1の単位円上に表される。
ここで、伝達関数H(Z)の振幅特性|H(e-jω)|および位相特性∠H(e-jω)は、図8の振幅/位相特性図にそれぞれ表される。なお、ωは規格化周波数(角周波数ω0/標本化周波数n)を示している。
また、前述の伝達関数H(Z)は式5のように表すことができ、Hmin(Z)は伝達関数H(Z)の最小位相成分(以下、最小位相伝達関数)、Hap(Z)は伝達関数H(Z)のall-pass成分(以下、all-pass伝達関数)といい、最小位相伝達関数Hmin(Z)の零点の位置|r2|は、図9(a)の複素平面図に示すように、図7(b)の複素平面図に示す零点の共役逆数の位置となる。
ここで、最小位相伝達関数Hmin(Z)およびall-pass伝達関数Hap(Z)のうち、最小位相伝達関数Hmin(Z)の振幅特性|Hmin(e-jω)|および位相特性∠Hmin(e-jω)は、図10(a)の振幅/位相特性図にそれぞれ表される。一方、all-pass伝達関数Hap(Z)の振幅特性|Hap(e-jω)-1|=|Hap(e-jω)|=1および位相特性∠Hap(e-jω)は、図10(b)の振幅/位相特性図にそれぞれ表される。
なお、式5で表された伝達関数H(Z)の周波数特性H(ω)を、式6に示すように最小位相伝達関数Hmin(Z)の周波数特性Hmin(ω)とall-pass伝達関数Hap(Z)の周波数特性Hap(ω)とに分離し、この周波数特性H(ω)に自然対数をとることにより、最小位相成分の自然対数およびall-pass成分の位相(φ)に分離することができる。
次に、前述のように構成された本発明の第1の実施例による音声再生装置1を用いた音声再生方法について、図2(b)のフローチャート図を参照して説明する。
図2(a)のブロック図に示す音声再生装置1において、抽出部10は、式6に示す伝達関数H(Z)の周波数特性H(ω)を逆フーリエ変換(IFFT)して式7に示す全体のケプストラムC(n)を導出する。
また、抽出部10は、全体のケプストラムC(n)の非因果部を奇関数として因果部に折り返した波形が図11のインパルス応答波形図に示すようにall-passケプストラムCap(n)であることから、最小位相ケプストラムCmin(n)およびall-passケプストラムCap(n)をそれぞれ導出した後、最小位相ケプストラムCmin(n)について逆フーリエ変換(IFFT)を行い、図12のインパルス応答波形図および式8に示す最小位相インパルス応答hmin(n)を抽出し、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)を演算部11へと出力する(ステップST1)。
また、演算部11は、図9(a)の複素平面図に示す複素平面上の零点の位置を、図13の複素平面図に示すように単位円から遠ざける、ここでは、|r3|<|r2|の位置とするため、抽出部10からの出力である最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)、ここでは、図14の波形図に示すように標本化時刻nが0から10へと変化するにつれ振幅特性が0へと収束する特性を備えた指数関数4e-In2*nを乗算することにより、図16の振幅/位相特性図に示すように、図10(a)の振幅/位相特性図と比較して振幅特性|H'min(e-jω)|が平滑化された図15のインパルス応答波形図および式9に示す最小位相インパルス応答h'min(n)が導出される(ステップST2)。
さらに、逆フィルタ12は、演算部11を介して導出されたインパルス応答であり、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答h'min(n)を逆フーリエ変換(IFFT)して式10に示すフィルタ特性の当該逆フィルタを導出し、このフィルタ特性により、受話音声の音源信号として連続的な時刻パラメータをもつ図6の波形図に示す音源信号X(t)について逆フィルタ処理を行い、逆フィルタ処理が行われた音源信号X'(t)を拡声スピーカSP1から放音させる(ステップST3、ST4)。
前述のように、本発明の第1の実施例による音声再生装置1を用いて、受話音声の音源信号として連続的な時刻パラメータをもつ図6の波形図に示す音源信号X(t)について逆フィルタ処理を行い、逆フィルタ処理が行われた音源信号X'(t)を拡声スピーカSP1から放音させることにより、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間A1内にて図17の波形図に示すような壁や天井等で反射する反響、残響等が発生した場合でも、この影響を受けず、図18の振幅/時間特性図に示すように、拡声スピーカSP1の正面(0°)の位置の受音点である第1のマイクM1、当該拡声スピーカSP1の正面(0°)から左15°の位置の受音点である第2のマイクM2および当該拡声スピーカの正面(0°)から右15°の位置の受音点である第3のマイクM3における受話音声の振幅特性がピークのインパルス以外平滑化され、音像のずれが発生し難くなるばかりでなく、音声明瞭度の評価関数を示すMTFの値についても図19の説明図に示すように、従来例の逆フィルタ処理が行われた場合や従来例の逆フィルタ処理が何ら行われなかった場合と比較して、第1のマイクM1における音声明瞭度の評価関数を示すMTFの値を大きく低下させることなく、第2、第3の各マイクM2、M3におけるMTFの値が変調周波数の大きさによらず1に近づくことにより、受話音声の明瞭度を高めることができ良好な音質が確保されるとともに、動作の安定性が高い逆フィルタ処理が可能となる。。
[第2の実施例]
次に、本発明の第2の実施例による音声再生方法およびその装置について説明する。
次に、本発明の第2の実施例による音声再生方法およびその装置について説明する。
図3(a)は、本発明の第2の実施例による音声再生方法を用いた音声再生装置2の構成を示すブロック図である。
図3(a)のブロック図に示す音声再生装置2は、前述の第1の実施例と同様、図1の説明図に示すように、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間A1内に設置された放音部、例えば、拡声スピーカSP1から受話音声を放音するための当該装置であり、所定の受話空間A1内でのインパルス応答h(n)からall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出するための抽出部20と、抽出部20を介して抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、変換されたケプストラムの因果部を抽出するための変換処理部21と、変換処理部21を介して抽出されたケプストラムの因果部から変換される時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算するための演算部22と、演算部22を介して指数関数e-αnが乗算された時間応答から再変換して導出されるケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返すための合成処理部23と、合成処理部23を介して折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元してall-passインパルス応答の位相特性を平滑化するための復元処理部24と、復元処理部24を介して位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出され、音源信号について近似逆フィルタ処理を行い拡声スピーカSP1から放音させるための近似逆フィルタ25とを有している。
ここに、「近似逆フィルタ」とは、「逆フィルタ」の学術用語に非常に似通った技術的表現であって最良近似を求めるフィルタ処理(信号処理技術)であって、以下の学術文献に記載されている用語である。
1.日本音響学会研究発表会講演論文集 平成8年3月、「周波数領域における再帰的な近似逆フィルタ」613〜613頁、幸田晃 宇佐川毅 江端正直
2.電子学会論文誌A 1986年5月、「近似逆フィルタを用いたスピーカの位相ひずみの一低減法」637〜642頁、北守進
次に、前述のように構成された本発明の第2の実施例による音声再生装置2を用いた音声再生方法について、図3(b)のフローチャート図を参照して説明する。
2.電子学会論文誌A 1986年5月、「近似逆フィルタを用いたスピーカの位相ひずみの一低減法」637〜642頁、北守進
次に、前述のように構成された本発明の第2の実施例による音声再生装置2を用いた音声再生方法について、図3(b)のフローチャート図を参照して説明する。
図3(a)のブロック図に示す音声再生装置2において、抽出部20は、前述の第1の実施例と同様、式6に示す伝達関数H(Z)の周波数特性H(ω)を逆フーリエ変換(IFFT)して式7に示す全体のケプストラムC(n)を導出する。
また、抽出部20は、全体のケプストラムC(n)の非因果部を奇関数として因果部に折り返した波形が図11のインパルス応答波形図に示すようにall-passケプストラムCap(n)であることから、最小位相ケプストラムCmin(n)およびall-passケプストラムCap(n)をそれぞれ導出した後、all-passケプストラムCap(n)について逆フーリエ変換(IFFT)を行い、図20のインパルス応答波形図および式11に示すall-passインパルス応答hap(n)を抽出し、抽出されたall-passインパルス応答hap(n)を変換処理部21へと出力する(ステップST11)。
また、変換処理部21は、抽出部20を介して抽出されたall-passインパルス応答hap(n)を、新たな周波数特性として導出される図21のケプストラム波形図および式12に示すケプストラムCap(n)に変換し、変換されたケプストラムの因果部Cap_casual(n)および非因果部Cap_non-casual(n)をそれぞれ抽出する(ステップST12)
また、演算部22は、図9(b)の複素平面図に示す複素平面上の零点の位置を、図22の複素平面図に示すように単位円から遠ざける、ここでは、|r4|>|r1|の位置とするため、変換処理部21からの出力であるケプストラムの因果部Cap_casual(n)から変換される時間応答hap_casual(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)、ここでは、前述の第1の実施例と同様、図14の波形図に示すように標本化時刻nが0から10へと変化するにつれて振幅特性が0へと収束する特性を備えた指数関数4e-In2*nを乗算して導出された時間応答h'ap_casual(n)から再変換することにより、図23のケプストラム波形図および式13に示すように位相特性が平滑化されたケプストラムの因果部C'ap_casual(n)が導出される(ステップST13)。
また、合成処理部23は、演算部22を介して指数関数4e-In2*nが乗算された時間応答h'ap_casual(n)から再変換して導出されたケプストラムの因果部C'ap_casual(n)を奇関数として式14のように非因果部(n<0)に折り返し、図24のケプストラム波形図に示すall-passケプストラムC'ap(n)を導出する(ステップST14)。
また、復元処理部24は、合成処理部23を介して導出されたall-passケプストラムC'ap(n)からインパルス応答を復元することにより、図26の振幅/位相特性図に示すように、図10(b)の振幅/位相特性図と比較して位相特性∠H'ap(e-jω)が平滑化された図25のインパルス応答波形図および式15に示すall-passインパルス応答h'ap(n)が復元(導出)される(ステップST15)。
さらに、近似逆フィルタ25は、復元処理部24を介して復元(導出)されたインパルス応答であり、位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答h'ap(n)を逆フーリエ変換(IFFT)して式16に示すフィルタ特性の当該近似逆フィルタを導出し、このフィルタ特性により、受話音声の音源信号として連続的な時刻パラメータをもつ図6の波形図に示す音源信号X(t)について近似逆フィルタ処理を行い、近似逆フィルタ処理が行われた音源信号X''(t)を拡声スピーカSP1から放音させる(ステップST16、ST17)。
なお、式16において、Nは標本化の番号を示している。
前述のように、本発明の第2の実施例による音声再生装置2を用いて、受話音声の音源信号として連続的な時刻パラメータをもつ図6の波形図に示す音源信号X(t)について近似逆フィルタ処理を行い、近似逆フィルタ処理が行われた音源信号X''(t)を拡声スピーカSP1から放音させることにより、前述の第1の実施例と同様な効果、すなわち、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間A1内にて図17の波形図に示すような壁や天井等で反射する反響、残響等が発生した場合でも、この影響を受けず、第1のマイクM1における音声明瞭度の評価関数を示すMTFの値を大きく低下させることなく、第2、第3の各マイクM2、M3におけるMTFの値が変調周波数の大きさによらず1に近づくことにより、受話音声の明瞭度を高めることが期待でき良好な音質が確保されるとともに、動作の安定性が高い近似逆フィルタ処理が可能となる。
[第3の実施例]
次に、本発明の第3の実施例による音声再生方法およびその装置について説明する。
次に、本発明の第3の実施例による音声再生方法およびその装置について説明する。
図4(a)は、本発明の第3の実施例による音声再生方法を用いた音声再生装置3の構成を示すブロック図である。
図4(a)のブロック図に示す音声再生装置3は、前述の第1、第2の各実施例と同様、図1のシステム説明図に示すように、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間A1内に設置された放音部、例えば、拡声スピーカSP1から受話音声を放音するための当該装置であり、所定の受話空間A1内でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)をそれぞれ抽出するための抽出部30と、抽出部30を介して抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して当該最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化するための第1の演算部31と、抽出部30を介して抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、変換されたケプストラムの因果部を抽出するための変換処理部32と、変換処理部32を介して抽出されたケプストラムの因果部から変換される時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算するための第2の演算部33と、第2の演算部33を介して指数関数e-αnが乗算された時間応答から再変換して導出されるケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返すための第1の合成処理部34と、第1の合成処理部34を介して折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元してall-passインパルス応答の位相特性を平滑化するための復元処理部35と、第1の演算部31を介して指数関数e-αnが乗算されて振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出され、最小位相インパルス応答hmin(n)について逆フィルタ処理を行うための逆フィルタ36と、復元処理部35を介して位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出され、all-passインパルス応答hap(n)について近似逆フィルタ処理を行うための近似逆フィルタ37と、逆フィルタ36を介して逆フィルタ処理が行われた最小位相インパルス応答と近似逆フィルタ37を介して近似逆フィルタ処理が行われたall-passインパルス応答とを合成し、合成して得られる音源信号を拡声スピーカSP1から放音させるための第2の合成処理部38とを有している。
次に、前述のように構成された本発明の第3の実施例による音声再生装置3を用いた音声再生方法について、図4(b)のフローチャート図を参照して説明する。
図4(a)のブロック図に示す音声再生装置3において、抽出部30は、前述の第1、第2の各実施例と同様、式6に示す伝達関数H(Z)の周波数特性H(ω)を逆フーリエ変換(IFFT)して式7に示す全体のケプストラムC(n)を導出する。
また、抽出部30は、全体のケプストラムC(n)の非因果部を奇関数として因果部に折り返した波形が図11のインパルス応答波形図に示すようにall-passケプストラムCap(n)であることから、最小位相ケプストラムCmin(n)およびall-passケプストラムCap(n)をそれぞれ導出した後、最小位相ケプストラムCmin(n)およびall-passケプストラムCap(n)について逆フーリエ変換(IFFT)を行い、図12のインパルス応答波形図および式8に示す最小位相インパルス応答hmin(n)、図20のインパルス応答波形図および式11に示すall-passインパルス応答hap(n)をそれぞれ抽出し、抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)のうち最小位相インパルス応答hmin(n)を第1の演算部31へと出力するとともに、all-passインパルス応答hap(n)は変換処理部32へと出力する(ステップST21)。
また、第1の演算部31は、前述の第1の実施例に適用された演算部11と同様、図9(a)の複素平面図に示す複素平面上の零点の位置を、図13の複素平面図に示すように単位円から遠ざける、ここでは、|r3|<|r2|の位置とするため、抽出部30からの出力である最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)、ここでは、図14の波形図に示すように標本化時刻nが0から10へと変化するにつれ振幅特性が0へと収束する特性を備えた指数関数4e-In2*nを乗算することにより、図16の振幅/位相特性図に示すように、図10(a)の振幅/位相特性図と比較して振幅特性|H'min(e-jω)|が平滑化された図15のインパルス応答波形図および式9に示す最小位相インパルス応答h'min(n)が導出される(ステップST22)。
また、変換処理部32は、前述の第2の実施例に適用された変換処理部21と同様、抽出部30を介して抽出されたall-passインパルス応答hap(n)を、新たな周波数特性として導出される図21のケプストラム波形図および式12に示すケプストラムCap(n)に変換し、変換されたケプストラムの因果部Cap_casual(n)および非因果部Cap_non-casual(n)をそれぞれ抽出する(ステップST23)
また、第2の演算部33は、前述の第2の実施例に適用された演算部22と同様、図9(b)の複素平面図に示す複素平面上の零点の位置を、図22の複素平面図に示すように単位円から遠ざける、ここでは、|r4|>|r1|の位置とするため、変換処理部32からの出力であるケプストラムの因果部Cap_casual(n)から変換される時間応答hap_casual(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)、ここでは、前述の第1、第2の各実施例と同様、図14の波形図に示すように標本化時刻nが0から10へと変化するにつれて振幅特性が0へと収束する特性を備えた指数関数4e-In2*nを乗算して導出された時間応答h'ap_casual(n)から再変換することにより、図23のケプストラム波形図および式13に示すように位相特性が平滑化されたケプストラムの因果部C'ap_casual(n)が導出される(ステップST24)。
また、第2の演算部33は、前述の第2の実施例に適用された演算部22と同様、図9(b)の複素平面図に示す複素平面上の零点の位置を、図22の複素平面図に示すように単位円から遠ざける、ここでは、|r4|>|r1|の位置とするため、変換処理部32からの出力であるケプストラムの因果部Cap_casual(n)から変換される時間応答hap_casual(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)、ここでは、前述の第1、第2の各実施例と同様、図14の波形図に示すように標本化時刻nが0から10へと変化するにつれて振幅特性が0へと収束する特性を備えた指数関数4e-In2*nを乗算して導出された時間応答h'ap_casual(n)から再変換することにより、図23のケプストラム波形図および式13に示すように位相特性が平滑化されたケプストラムの因果部C'ap_casual(n)が導出される(ステップST24)。
また、第1の合成処理部34は、前述の第2の実施例に適用された合成処理部23と同様、第2の演算部33を介して指数関数4e-In2*nが乗算された時間応答h'ap_casual(n)から再変換して導出されたケプストラムの因果部C'ap_casual(n)を奇関数として式14のように非因果部(n<0)に折り返し、図24のケプストラム波形図に示すall-passケプストラムC'ap(n)を導出する(ステップST25)。
また、復元処理部35は、前述の第2の実施例に適用された復元処理部24と同様、第1の合成処理部34を介して導出されたall-passケプストラムC'ap(n)からインパルス応答を復元することにより、図26の振幅/位相特性図に示すように、図10(b)の振幅/位相特性図と比較して位相特性∠H'ap(e-jω)が平滑化された図25のインパルス応答波形図および式15に示すall-passインパルス応答h'ap(n)が復元(導出)される(ステップST26)。
また、逆フィルタ36は、第1の演算部31を介して導出されたインパルス応答であり、振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答h'min(n)を逆フーリエ変換(IFFT)して式10に示すフィルタ特性の当該逆フィルタを導出し、このフィルタ特性により、図12のインパルス応答波形図に示す最小位相インパルス応答hmin(n)について逆フィルタ処理を行う(ステップST27、ST28)。
また、近似逆フィルタ37は、復元処理部35を介して復元(導出)されたインパルス応答であり、位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答h'ap(n)を逆フーリエ変換(IFFT)して式16に示すフィルタ特性の当該近似逆フィルタを導出し、このフィルタ特性により、図20のインパルス応答波形図に示すall-passインパルス応答hap(n)について近似逆フィルタ処理を行う(ステップST29、ST30)。
さらに、第2の合成処理部38は、逆フィルタ36を介して逆フィルタ処理が行われた最小位相インパルス応答と近似逆フィルタ37を介して近似逆フィルタ処理が行われたall-passインパルス応答とを合成し、合成して得られた音源信号X'''(t)を拡声スピーカSP1から放音させる(ステップST31)。
前述のように、本発明の第3の実施例による音声再生装置3を用いて、受話音声の音源信号として連続的な時刻パラメータをもつ図6の波形図に示す音源信号X(t)について逆フィルタ処理および近似逆フィルタ処理をそれぞれ行い、各処理後のデータを合成して得られた音源信号X'''(t)を拡声スピーカSP1から放音させることにより、、前述の第1、第2の各実施例と同様な効果、すなわち、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間A1内にて図17の波形図に示すような壁や天井等で反射する反響、残響等が発生した場合でも、この影響を受けず、第1のマイクM1における音声明瞭度の評価関数を示すMTFの値を大きく低下させることなく、第2、第3の各マイクM2、M3におけるMTFの値が変調周波数の大きさによらず1に近づくことにより、受話音声の明瞭度を高めることが期待でき良好な音質が確保されるとともに、動作の安定性が高い逆フィルタ処理および近似逆フィルタ処理がそれぞれ可能となる。
[第4の実施例]
次に、本発明の第4の実施例による音声再生方法およびその装置について説明する。
次に、本発明の第4の実施例による音声再生方法およびその装置について説明する。
図5(a)は、本発明の第4の実施例による音声再生方法を用いた音声再生装置4の構成を示すブロック図である。
図5(a)のブロック図に示す音声再生装置4は、前述の第1〜第3の各実施例と同様、図1のシステム説明図に示すように、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間A1内に設置された放音部、例えば、拡声スピーカSP1から受話音声を放音するための当該装置であり、前述の第3の実施例に適用された抽出部30、第1の演算部31、変換処理部32、第2の演算部33、(第1の)合成処理部33、復元処理部35と、第1の演算部31を介して指数関数e-αnが乗算されて振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出され、音源信号について逆フィルタ処理を行うための逆フィルタ40と、復元処理部35を介して位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出され、音源信号について近似逆フィルタ処理を行うための近似逆フィルタ41とを有している。
次に、前述のように構成された本発明の第4の実施例による音声再生装置4を用いた音声再生方法を、図5(b)のフローチャート図を参照して説明する。
なお、本発明の第4の実施例による音声再生装置4を用いた音声再生方法を説明するにあたり、前述の第3の実施例における動作と重複する部分、すなわち、図4(b)および図5(b)の各フローチャート図に示すステップST21〜ST27までの動作とステップST29の動作はそれぞれ同様であることから説明は省略する。
図5(a)のブロック図に示す音声再生装置4において、逆フィルタ40は、第1の演算部31を介して導出されたインパルス応答であり、振幅特性が平滑化された(図15のインパルス応答波形図および式9に示す)最小位相インパルス応答h'min(n)を逆フーリエ変換(IFFT)して式10に示すフィルタ特性の当該逆フィルタを導出し、このフィルタ特性により、受話音声の音源信号として連続的な時刻パラメータをもつ図6の波形図に示す音源信号X(t)について逆フィルタ処理を行い、近似逆フィルタ41へと出力する(ステップST40)。
また、近似逆フィルタ41は、復元処理部35を介して導出(復元)されたインパルス応答であり、位相特性が平滑化された(図25のインパルス応答波形図および式15に示す)all-passインパルス応答h'ap(n)を逆フーリエ変換(IFFT)して式16に示すフィルタ特性の当該近似逆フィルタを導出し、このフィルタ特性により、逆フィルタ40を介して逆フィルタ処理が行われた当該音源信号について近似逆フィルタ処理を行い、近似逆フィルタ処理が行われた音源信号X''''(t)を拡声スピーカSP1から放音させる(ステップST41)。
なお、前述の説明では、受話音声の音源信号として連続的な時刻パラメータをもつ図6の波形図に示す音源信号X(t)を拡声スピーカSP1から放音させるあたり、この音源信号X(t)について逆フィルタ40を介して逆フィルタ処理を行った後、近似逆フィルタ41を介して近似逆フィルタ処理を行ったが、この順序に限定されず、音源信号X(t)について近似逆フィルタ41を介して近似逆フィルタ処理を行った後、逆フィルタ40を介して逆フィルタ処理を行い、逆フィルタ処理が行われた音源信号X'''''(t)を拡声スピーカSP1から放音させることもできる(ステップST42、ST43)。
前述のように、本発明の第4の実施例による音声再生装置4を用いて、受話音声の音源信号として連続的な時刻パラメータをもつ図6の波形図に示す音源信号X(t)について逆フィルタ処理および近似逆フィルタ処理をそれぞれ行い、逆フィルタ処理および近似逆フィルタ処理がそれぞれ行われた音源信号X''''(t)またはX'''''(t)を拡声スピーカSP1から放音させることにより、前述の第1〜第3の各実施例と同様な効果、すなわち、劇場(ホール)、部屋、車両等の室内音場や音響システム等を含む伝達系の所定の受話空間A1内にて図17の波形図に示すような壁や天井等で反射する反響、残響等が発生した場合でも、この影響を受けず、第1のマイクM1における音声明瞭度の評価関数を示すMTFの値を大きく低下させることなく、第2、第3の各マイクM2、M3におけるMTFの値が変調周波数の大きさによらず1に近づくことにより、受話音声の明瞭度を高めることが期待でき良好な音質が確保されるとともに、動作の安定性が高い逆フィルタ処理および近似逆フィルタ処理がそれぞれ可能となる。
本発明の第1〜第4の各実施例による音声再生装置1〜4を用いた音声再生方法によれば、受話音声の音源信号として連続的な時刻パラメータをもつ図6の波形図に示す音源信号X(t)を拡声スピーカSP1から放音するにあたり、各受音点としてマイクM1、M2、M3を適用させたが、これに限定されず、人間の聴覚も好適とされ受話音声の明瞭度を高めることができ良好な音質が確保される。
A1……所定の受話空間
SP1……拡声スピーカ(放音部)
M1、M2、M3……各マイク(各受音点)
10、20、30……抽出部
11、22……演算部
12、36、40……逆フィルタ
21、32……変換処理部
23……合成処理部
24、35……復元処理部
25、37、41……近似逆フィルタ
31……第1の演算部
33……第2の演算部
34……第1の合成処理部(合成処理部)
38……第2の合成処理部
SP1……拡声スピーカ(放音部)
M1、M2、M3……各マイク(各受音点)
10、20、30……抽出部
11、22……演算部
12、36、40……逆フィルタ
21、32……変換処理部
23……合成処理部
24、35……復元処理部
25、37、41……近似逆フィルタ
31……第1の演算部
33……第2の演算部
34……第1の合成処理部(合成処理部)
38……第2の合成処理部
Claims (8)
- 音源信号を所定の受話空間(A1)内に設置された放音部(SP1)から放音して各受音点(M1、M2、M3)における受話音声の明瞭性を高めるにあたり、
前記受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出し、
前記抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して前記最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化し、
前記振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答からその逆フィルタを導出し、
前記音源信号を前記逆フィルタを介して前記放音部から放音することを特徴とする音声再生方法。 - 音源信号を所定の受話空間(A1)内に設置された放音部(SP1)から放音して各受音点(M1、M2、M3)における受話音声の明瞭性を高めるにあたり、
前記受話空間でのインパルス応答h(n)からall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出し、
前記抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、
前記変換されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算し、
前記指数関数が乗算された時間応答を再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返し、
前記折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元して前記all-passインパルス応答の位相特性を平滑化し、
前記位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答からその近似逆フィルタを導出し、
前記音源信号を前記近似逆フィルタを介して前記放音部から放音することを特徴とする音声再生方法。 - 音源信号を所定の受話空間(A1)内に設置された放音部(SP1)から放音して各受音点(M1、M2、M3)における受話音声の明瞭性を高めるにあたり、
前記受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)をそれぞれ抽出し、
前記抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して前記最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化し、
前記抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、
前記変換されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算し、
前記指数関数が乗算された時間応答を再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返し、
前記折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元して前記all-passインパルス応答の位相特性を平滑化し、
前記振幅特性が平滑化された前記最小位相インパルス応答からその逆フィルタと前記位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答からその近似逆フィルタとをそれぞれ導出し、
前記逆フィルタを介した前記最小位相インパルス応答と前記近似逆フィルタを介した前記all-passインパルス応答とを合成して得られる音源信号を前記放音部から放音することを特徴とする音声再生方法。 - 音源信号を所定の受話空間(A1)内に設置された放音部(SP1)から放音して各受音点(M1、M2、M3)における受話音声の明瞭性を高めるにあたり、
前記受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)をそれぞれ抽出し、
前記抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して前記最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化し、
前記抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、
前記変換されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算し、
前記指数関数が乗算された時間応答を再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返し、
前記折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元して前記all-passインパルス応答の位相特性を平滑化し、
前記振幅特性が平滑化された前記最小位相インパルス応答からその逆フィルタと前記位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答からその近似逆フィルタとをそれぞれ導出し、
前記音源信号を前記逆フィルタおよび前記近似逆フィルタをそれぞれ介して前記放音部から放音することを特徴とする音声再生方法。 - 音源信号を所定の受話空間(A1)内に設置された放音部(SP1)から放音して各受音点(M1、M2、M3)における受話音声の明瞭性を高める音声再生装置であって、
前記受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出するための抽出部(10)と、
前記抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して前記最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化するための演算部(11)と、
前記振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタ(12)とを備え、
前記音源信号を前記逆フィルタを介して前記放音部から放音することを特徴とする音声再生装置。 - 音源信号を所定の受話空間(A1)内に設置された放音部(SP1)から放音して各受音点(M1、M2、M3)における受話音声の明瞭性を高める音声再生装置であって、
前記受話空間でのインパルス応答h(n)からall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)を抽出するための抽出部(20)と、
前記抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、前記変換されたケプストラムの因果部を抽出するための変換処理部(21)と、
前記抽出されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算するための演算部(22)と、
前記指数関数が乗算された時間応答から再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返すための合成処理部(23)と、
前記折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元して前記all-passインパルス応答の位相特性を平滑化するための復元処理部(24)と、
前記位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出される近似逆フィルタ(25)とを備え、
前記音源信号を前記近似逆フィルタを介して前記放音部から放音することを特徴とする音声再生装置。 - 音源信号を所定の受話空間(A1)内に設置された放音部(SP1)から放音して各受音点(M1、M2、M3)における受話音声の明瞭性を高める音声再生装置であって、
前記受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)をそれぞれ抽出するための抽出部(30)と、
前記抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して前記最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化するための第1の演算部(31)と、
前記抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、前記変換されたケプストラムの因果部を抽出するための変換処理部(32)と、
前記抽出されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算するための第2の演算部(33)と、
前記指数関数が乗算された時間応答から再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返すための第1の合成処理部(34)と、
前記折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元して前記all-passインパルス応答の位相特性を平滑化するための復元処理部(35)と、
前記振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタ(36)および前記位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出される近似逆フィルタ(37)と、
前記逆フィルタを介した前記最小位相インパルス応答と前記近似逆フィルタを介した前記all-passインパルス応答とを合成するための第2の合成処理部(38)とを備え、
前記第2の合成処理部を介して得られる音源信号を前記放音部から放音することを特徴とする音声再生装置。 - 音源信号を所定の受話空間(A1)内に設置された放音部(SP1)から放音して各受音点(M1、M2、M3)における受話音声の明瞭性を高める音声再生装置であって、
前記受話空間でのインパルス応答h(n)から最小位相インパルス応答hmin(n)およびall-passインパルス応答hap(n)(ここに、nは標本化時刻を示す)をそれぞれ抽出するための抽出部(30)と、
前記抽出された最小位相インパルス応答hmin(n)に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算して前記最小位相インパルス応答の振幅特性を平滑化するための第1の演算部(31)と、
前記抽出されたall-passインパルス応答hap(n)をケプストラムに変換し、前記変換されたケプストラムの因果部を抽出するための変換処理部(32)と、
前記抽出されたケプストラムの因果部から変換した時間応答に指数関数e-αn(ここに、αは正の実数を示す)を乗算するための第2の演算部(33)と、
前記指数関数が乗算された時間応答から再変換して導出されたケプストラムの因果部を奇関数として非因果部に折り返すための合成処理部(34)と、
前記折り返されたケプストラムからインパルス応答を復元して前記all-passインパルス応答の位相特性を平滑化するための復元処理部(35)と、
前記振幅特性が平滑化された最小位相インパルス応答から導出される逆フィルタ(40)および前記位相特性が平滑化されたall-passインパルス応答から導出される近似逆フィルタ(41)とを備え、
前記音源信号を前記逆フィルタおよび前記近似逆フィルタをそれぞれ介して前記放音部から放音することを特徴とする音声再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004252485A JP2006071775A (ja) | 2004-08-31 | 2004-08-31 | 音声再生方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004252485A JP2006071775A (ja) | 2004-08-31 | 2004-08-31 | 音声再生方法およびその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006071775A true JP2006071775A (ja) | 2006-03-16 |
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ID=36152520
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004252485A Pending JP2006071775A (ja) | 2004-08-31 | 2004-08-31 | 音声再生方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006071775A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011505750A (ja) * | 2007-11-30 | 2011-02-24 | ボーズ・コーポレーション | 音響再生装置のシミュレーションのためのシステム及び方法 |
JP2012060295A (ja) * | 2010-09-07 | 2012-03-22 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 伝達関数調整装置、伝達関数調整プログラムおよび伝達関数調整方法 |
CN103745728A (zh) * | 2014-01-08 | 2014-04-23 | 叶兰玉 | 房屋智能有源降噪的方法及装置 |
-
2004
- 2004-08-31 JP JP2004252485A patent/JP2006071775A/ja active Pending
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