JP2007274423A - 音声発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの使用言語で使用される優先周波数帯域が高域の場合であっても、高周波ノイズの影響を極力防止できる音声発生装置を提供する。
【解決手段】車載ラジオ受信機のオーディオ処理ＩＣは、ユーザにより使用言語が選択されたときは、言語に応じてハイカットコントロールによる減衰量を設定する。つまり、イギリス人は、英語の優先周波数帯域（優先的に使われる周波数帯域）が高く、高周波の聴き取り能力が高いことから、音声信号に高周波ノイズが重畳した場合は、スピーカからの音声を聴きづらくなってしまう。従って、高域帯域の減衰量を大きく設定して高周波ノイズを減衰させることにより、高周波の聴き取り能力の高いイギリス人であっても、不快感を覚えることなくスピーカからの音声をクリアに聴き取ることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、所定周波数以上の高域成分を減衰させる機能を備えた音声発生装置に関する。

この種の装置として特許文献１のものがある。このものは、車載用ＦＭラジオチューナーにおいて、検出された受信局の電界強度に応じてハイカットコントロールやステレオセパレーションコントロールを実施し、可聴ノイズを低減することを目的としている。通常、ハイカットコントロールは車載ラジオの実車評価により、仕向け地毎に、例えば、欧州用、北米用、日本用などの定数としてチューニングし、車両の仕向け地毎に設定するのが一般的である。
特開平１１−２９８４２６号公報

ところで、人間の聴力は、風土や生活環境の影響を受け、特にその人が使用する言語の影響を非常に受け易いことが、フランスの学者「アルフレッド・トマティス博士」によって公知となっており、各言語には言葉を話すときに優先的に使われる優先周波数帯域があることが知られている。

しかしながら、言語毎に優先的に使われる優先周波数帯域は、可聴ノイズの聴こえ方に影響を与えるため、車載ラジオの仕向け地毎のチューニングだけでは、ユーザが車載ラジオからの音声を聴きづらいことがある。例えば、車載ラジオが受信する電界強度が弱い状態では、車載ラジオから非常に耳障りな高周波ノイズが発生しやすくなる。このため、ユーザの使用言語で優先的に使用される優先周波数帯域が高域の場合は、ユーザが車載ラジオから発せられる耳障りな高周波ノイズに不快感を覚え、車載ラジオから発せられる本来の音声が聴きづらくなる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ユーザの使用言語で使用される優先周波数帯域が高域の場合であっても、高周波ノイズの影響を極力防止できる音声発生装置を提供することにある。

請求項１の発明によれば、音声抽出手段は、入力信号から音声信号を抽出し、音声発生手段は、音声抽出手段が抽出した音声信号を音声として発生する。
ここで、ユーザが言語選択手段により自分の使用言語（母国語）を選択すると、減衰手段は、選択手段により選択された言語に応じて音声抽出手段が抽出した音声信号の周波数帯域のうち所定の高域成分を減衰させる。これにより、音声発生手段から発せられる耳障りな高周波ノイズを減衰することができるので、ユーザが高い周波数の音を聴き取る能力に優れているにしても、ユーザが不快感を覚えることを防止することができる。

請求項２の発明によれば、優先的に使用される優先周波数帯域が高い言語ほど高域成分が大きく減衰されるので、使用言語によっては耳障りとなる高周波ノイズを効果的に減衰することができる。

請求項３の発明によれば、音声抽出手段がハイカットコントロール機能を備えている場合は、そのハイカットコントロール機能を減衰手段として使用することにより容易に実施することができる。

請求項４の発明によれば、オーディオ処理ＩＣを利用して容易に実施することができる。
請求項５の発明によれば、チューナモジュールからの受信信号に含まれる音声信号を抽出する場合において、チューナモジュールが受信する電界強度が弱い場合は、高域を減衰させることにより耳障りな高周波ノイズを減衰させることができるものの、電界強度が強い場合は、高周波ノイズが発生しないことから、高域成分を無駄に減衰させてしまうことを防止できる。

以下、本発明を車載ラジオ受信機に適用した一実施例について図面を参照して説明する。図１は、車載ラジオ受信機を示すブロック図である。この図１に示すように、車載ラジオ受信機１は、チューナモジュール（ラジオチューナに相当）２、オーディオ処理ＩＣ（音声抽出手段、減衰手段に相当）３、アンプ４、スピーカ（音声発生手段に相当）５から構成されている。

チューナモジュール２は、アンテナ６が受信したＲＦ（Radio Frequency）信号をＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換して出力する。このチューナモジュール２は、ＦＭ（Frequency Modulation）信号をＩＦ信号に変換するＦＭ−ＩＦ部７、ＡＭ（Amplitude Modulation）信号をＩＦ信号に変換するＡＭ−ＩＦ部８、受信電界強度を示すシグナルメータ（通知手段に相当）９を備えている。シグナルメータ９は、アンテナ６が受信するＲＦ信号の電界強度を示す直流電圧を示すもので、その直流電圧をオーディオ処理ＩＣ３に与えられるようになっている。

オーディオ処理ＩＣ３は、音声処理に特化したマイクロプロセッサであるチューナ・オーディオ用ＤＳＰ(Digital Signal Processor)からなり、ＩＦ−ＡＤＣ（Analog Digital Converter）１０、検波部１１、ステレオ復調部１２、特性調整部１３、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）１４から構成されている。ＩＦ−ＡＤＣ１０は、チューナモジュール２から入力したＩＦ信号（入力信号に相当）をＡＤ変換した後、サンプルレートを後段の回路での処理に最適な値に変換する。検波部１１は、ＩＦ−ＡＤＣ１０によりデジタル変換されたデジタル信号に対して所定のラジオ信号処理を施すことによりデジタル信号に含まれるラジオ信号（音声信号に相当）を抽出する。このとき施されるラジオ信号処理としては、ＡＭ／ＦＭノイズ除去、ＡＭ／ＦＭ検波などである。ステレオ復調部１２は、抽出したラジオ信号がＦＭラジオ信号の場合は、当該ラジオ信号をＬ音声信号とＲ音声信号に分離する。この場合、入力したラジオ信号がＡＭラジオ信号であったり、モノラル受信が選択されていたりした場合は、入力信号を分離することなく左右の信号として出力する。

特性調整部１３は、ＳＳＣ（Stereo Separation Control）とＨＣＣ（High Cut Control）の機能を有している。ＳＳＣは、シグナルメータ９からの直流電圧（受信電界強度を示している）に応じてステレオでのＳ／Ｎを良くするためにＬ音声信号とＲ音声信号とのブレンド比を変更する。ＨＣＣは、シグナルメータ９からの直流電圧が低レベル時、つまり弱電界或いはマルチパス時には高域成分を減衰させる。このＨＣＣの動作は、例えばＦＩＲ(Finite Impulse Response)デジタルフィルタの演算処理によりローパスフィルタとして実行されるもので、フィルタ係数を変更することによりカットオフ周波数を変更可能となっている。

ＤＡＣ１３は、入力したデジタルなラジオ信号をアナログなラジオ信号に変換してアンプ４に出力する。アンプ４は、入力したアナログなラジオ信号を増幅してスピーカ５から音声を発生させる。

尚、オーディオ処理ＩＣ３においてチューナ・オーディオ用ＤＳＰの機能により行われるデジタル処理は、チューナ・オーディオ用ＤＳＰのプログラム処理により行われるようになっている。

次に上記構成の作用について説明する。
図２は、オーディオ処理ＩＣ３の動作のうち本発明に関連した概略的な動作を示すフローチャートである。この図２において、オーディオ処理ＩＣ３は、電源の投入により動作したときは、まず、所定の初期化処理を実行してから（Ｓ１）、シグナルメータ９からの直流電圧、つまりチューナモジュール２の受信レベルが所定レベル以下かを判断する（Ｓ２）。受信レベルが所定レベルを上回っている場合は（Ｓ２：ＮＯ）、高周波ノイズは発生しないと判断して通常のＨＣＣの減衰量を設定し（Ｓ７）、ＨＣＣを実行してから（Ｓ５）、ＳＳＣ等の他のオーディオ処理を実行する（Ｓ６）。この場合、通常のＨＣＣの減衰量とは、従来例で説明したように車両の仕向け地に対応して設定した定数である。
従って、スピーカ５からは、通常のＨＣＣが施されたラジオ音声が発せられる。

チューナモジュール２の受信レベルが所定レベル以下の場合は（Ｓ２：ＹＥＳ）、高周波ノイズが発生していると判断して言語が選択されているかを判断する（Ｓ３）。言語が選択されていない場合は（Ｓ３：ＮＯ）、通常のＨＣＣの減衰量を設定し（Ｓ７）、ＨＣＣを実行してから（Ｓ５）、ＳＳＣ等の他のオーディオ処理を実行する（Ｓ６）。

さて、ユーザが車載ラジオ受信機を初めて使用する場合、或いは選択言語を変更する場合は、使用言語（母国語）を選択する。言語を選択するには、車両のインストルメントパネルに設けられた例えばマルチインフォメーションディスプレイ（図示せず）に言語選択画面を表示させる。

図３は、マルチインフォメーションディスプレイに表示された言語選択画面の一例を示している。この図３に示すように、言語選択画面１５には、選択可能な言語を示す言語リスト１６が表示されると共に、言語リスト１６の上方には当該言語リスト１６のうち最上位に表示されている言語が選択言語１７として表示されている。言語リスト１６の側方には、全体の言語における現在表示中の言語のポジションを示す指標部１８が表示されていると共に、リストアップボタン１９、リストダウンボタン２０が表示され、さらにリターンボタン２１が表示されている。
従って、ユーザは、リストアップボタン１９、リストダウンボタン２０に対するタッチ操作により言語を選択し、言語の選択が終了したときはリターンボタン２１をタッチ操作する。

マルチインフォメーションディスプレイは、図１に示すようにタッチ操作部（言語選択手段に相当）２２を有して構成されており、そのタッチ操作部２２に対するタッチ操作により選択された言語がオーディオ処理ＩＣ３に指示される。
以上のようにして、ユーザは、マルチインフォメーションディスプレイに対する操作により自分が使用している言語（母国語）を選択することができる。

オーディオ処理ＩＣ３は、上述のようにしてユーザにより言語が選択されたときは、各言語で優先的に使用される優先周波数帯域に基づいて、図２に示すようにＨＣＣの減衰量を設定する（Ｓ４）。

図４は、各言語の優先周波数帯域の一例を示している。この図４に示すように、英語は優先周波数帯域が高いのに対して、日本語は優先周波数帯域が低いことが分る。このことは、イギリス人は、高い周波数の音を聴き取る能力に優れていることを意味しており、スピーカ５から高周波ノイズが発せられた場合は、不快感を覚えてラジオ音声が聴きづらくなる。一方、日本人は、高い周波数の音を聴き取る能力が劣っていることを意味しており、スピーカ５から高周波ノイズが発せられた場合であっても、それほど不快感を覚えることはなくラジオ音声を聴くことができる。

従って、ユーザが図３に示す言語選択画面で英語（ＵＫ）を選択した場合は、ユーザは高い周波数の音を聴き取る能力が高いので、高域の減衰量が大きくなるようにＦＩＲデジタルフィルタ係数を設定（図５中に示す減衰量Ｃ）する。一方、ユーザが日本語を選択した場合は、高い周波数の音の聴き取り能力が低いので、高域の減衰量が小さくなるようにＦＩＲデジタルフィルタ係数を設定（図５中に示す減衰量Ａ）する。つまり、イギリス人は、スピーカ５から高周波ノイズが発生した場合は不快感を覚えるので、高域特性が悪化してでも高域成分の減衰量を大きく設定するのである。これに対して、日本人は、スピーカ５から高周波ノイズが発生するにしても、それほど不快感を覚えることはないことから、高域特性が悪化しないように高域成分の減衰量を小さく設定するのである。

尚、図４中に斜線領域で示す周波数帯域は、音声と認識される優勢な周波数帯域を示すものであり、斜線領域以外の周波数帯域でも音声として認識可能なことは勿論である。また、図４に示す優先周波数帯域は、代表的な数値を示しただけであり、同一国のユーザであっても、ユーザによって聴き取り能力に差があるのは勿論である。

図２に戻って、上述のようにしてＨＣＣの減衰量を設定したオーディオ処理ＩＣ３は、ＨＣＣを実行すると共に（Ｓ５）、ＳＳＣ等の他のオーディオ制御を実行してから（Ｓ５）、ステップＳ２に戻ることにより上述した動作を繰返す。

以上のようにして、チューナモジュール２から入力したＲＦ信号に対して所定のラジオ信号処理が行われる結果、スピーカ５からは選択された言語に応じて所定周波数以上の高域成分が減衰されたラジオ音声が発せられる。従って、オーディオ処理ＩＣ３におりラジオ信号に含まれる高周波ノイズを減衰できるので、ユーザが高域の聴き取り能力に優れたイギリス人であっても、高周波ノイズによる不快感を覚えることなくスピーカ５から発せられる音声をクリアに聞くことができる。

このような実施例によれば、オーディオ処理ＩＣ３は、ユーザが選択した言語に応じて音声信号の周波数帯域のうち所定周波数以上の高域成分を減衰するようにしたので、ユーザが使用する言語の優先周波数帯域が高域であるにしても、スピーカ５からの高周波ノイズを減衰させることにより、ユーザが不快感を覚えることなくクリアな音声を聴くことができる。

しかも、このような高域成分を減衰させる手段として、オーディオ処理ＩＣ３が有しているハイカットコントロール機能を利用するようにしたので、特別な手段を用いることなく容易に実施することができる。
また、ラジオ信号の高域成分を減衰させるのは、シグナルメータ９からの直流電圧が所定レベル以下となった場合のみであるので、高周波ノイズが発生しない状態では、高域特性を無駄に悪化させることがなく、音質が低下してしまうことを極力回避することができる。

本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
例えばＧＰＳ(Global Positioning System)により車両が走行している国を検出し、その国の言語を自動的に選択するようにしてもよい。
ユーザが発した音声を解析することによりユーザが使用している言語を自動的に選択するようにしてもよい。
ユーザが減衰したいカット周波数を任意に設定可能としてもよい。
音声信号の高域成分をアナログ回路により減衰させるようにしてもよい。
入力信号としては、ラジオチューナ以外に、テレビチューナ、オーディオ或いはハンズフリーの携帯電話機からの信号であってもよい。

本発明の一実施例におけるラジオ受信機の構成を示すブロック図 オーディオ処理ＩＣの動作を示すフローチャート 言語選択画面の一例を示す図 各言語の優先周波数帯域を示す図 ハイカットコントロールの減衰量の設定を示す図

符号の説明

図面中、１は車載ラジオ受信機、２はチューナモジュール（ラジオチューナ）、３はオーディオ処理ＩＣ（音声抽出手段、減衰手段）、４はアンプ、５はスピーカ（音声発生手段）、９はシグナルメータ（通知手段）、２２はタッチ操作部（言語選択手段）である。

Claims (5)

1. 入力信号に含まれる音声信号を抽出する音声抽出手段と、
   この音声抽出手段が抽出した音声信号を音声として発生する音声発生手段と、
   言語を選択する言語選択手段と、
   この言語選択手段により選択された言語に応じて前記音声抽出手段が抽出した音声信号の周波数帯域のうち所定周波数以上の高域成分を減衰させる減衰手段とを備えたことを特徴とする音声発生装置。
2. 前記減衰手段は、優先的に使用される優先周波数帯域が高い言語ほど高域成分を大きく減衰させることを特徴とする請求項１記載の音声発生装置。
3. 前記音声抽出手段は、高周波成分をカットするハイカットコントロール機能を備え、
   前記減衰手段は、前記音声抽出手段のハイカットコントロール機能を利用することにより高域成分を減衰させることを特徴とする請求項１または２記載の音声発生装置。
4. 前記音声抽出手段及び前記減衰手段はオーディオ処理ＩＣにより実行されることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の音声発生装置。
5. ラジオチューナと、
   このラジオチューナの受信レベルを通知する通知手段とを備え、
   前記音声抽出手段は、前記ラジオチューナからの受信信号を入力信号として入力し、
   前記減衰手段は、前記通知手段が通知する受信レベルが所定レベル以下の場合に高域成分を減衰させることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の音声発生装置。

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