JP2007511793A - オーディオ信号処理システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
簡単なシステムを用いてスピーチの明瞭性を向上することができる。スピーチの最小単位は音素と呼ばれている。1つ以上の音素でシラブルができ、1つ以上のシラブルで単語ができている。音素は母音と子音の2つのグループに分けることができる。母音は常に有声である。無声子音の場合、声帯(holds)は完全に開いている(例えば、s、sh、f音を発音するとき)か、部分的に開いている(例えば、h音の場合)。有声サウンド(voiced
sounds)は、声帯の振動により作られる。
− 有声サウンド
− 摩擦音子音
− 停止子音
有声サウンド
英語で使用される音素の多くは、声門により一定に保たれた声帯を通る周期的気流により生じる有声サウンドである。このフォルマント周波数における周期的気流に応じて気道が共鳴する。フォルマント周波数により有声音素を区別できる。フォルマント周波数は、声帯の緊張で制御される。有声サウンドは、鼻腔と口の動きによりフィルタされる。
例:lame、vowel、you、met
摩擦音子音
無声摩擦音素は、口を通る一定の気流の擦る音により生じる。このサウンドには、有声音の声門インパルス及び声道振動の減少がない。無声音素は、フォルマント周波数の存在よりも、唇、歯、下の位置の違いにより互いに区別される。
例:fat、sit、church、thing、...
有声摩擦音素は、声門インパルスと摩擦ヒス音により生じる声道フォルマント共鳴を含む。
例:that、judge、which、...
停止子音
停止子音の特徴は、音素の初めで唇及び/または歯及び舌により気流を完全に止めて瞬間的に解放することである。
有声停止子音は、声帯インパルスと声道共鳴による。
例:bet、get、better、...
無声停止子音は、声道動作がなく、摩擦ヒス音により占められている。
例:kit、pet、ten、…
上記の通り、人が話す時、一般的に有声音素は、無声音素を含む振幅範囲より高い振動範囲にある。
− 矢印で示したように、振幅が低い領域は、無声音素に対応し、エンハンスされている;
− 有声音素には影響がなく、これは音量が変わらないことを意味している;
− 話していない(静寂)部分はブースト(boost)されていない。
a. 速くスムースに(サンプルベースで)レベル検出をするため、ダイナミックレベルディテクタを用いる。そのブロック図を図11に示した。式で書くと、次のようになる:
サウンド再生または記録システムにおいて、入力レベル(y)に応じたゲインファクタ(z)をオーディオ信号にかける。無声音素が有声音素より少なくとも6dB、好ましくは少なくとも12dB大きくエンハンスされるように、ゲインファクタの入力レベルに対する依存性を選択する。ここで、平均ゲインは6dBより小さいことが好ましい。これにより、明瞭性が向上する。
Claims (31)
- オーディオ信号入力と、オーディオ信号プロセッサと、オーディオ信号出力とを有するサウンド再生または記録システムであって、
前記オーディオ信号プロセッサは、ゲインファクタと入力レベルの間の関数関係が第1のレンジと第2のレンジとを有するような関数関係を有する入力レベルの関数として、ゲインファクタを入力信号に関係づけるアトリビュータを有し、
前記第1のレンジは主に有声音素がある振幅をカバーし、
前記第2のレンジは、その入力レベルが前記第1のレンジの入力レベルより低く、主に無声音素がある入力レベルをカバーし、
前記関数関係は、前記第1のレンジの平均ゲインファクタが前記第2のレンジの平均ゲインファクタより少なくとも6dB低いものであることを特徴とするシステム。 - デジタルオーディオ信号入力と、デジタルオーディオ信号プロセッサと、デジタルオーディオ信号出力とを有するサウンド再生または記録システムであって、
前記デジタルオーディオ信号プロセッサは、入力レベルの関数としてゲインファクタを入力信号に関係付けるアトリビュータを有し、
ゲインファクタと前記入力レベルの間の関数関係には第1のレンジと第2のレンジがあり、
前記第1のレンジは最大値入力レベルから下向きに少なくとも10dB広がり、
前記第2のレンジは、その入力レベルが前記第1のレンジの入力レベルより低く、10dB以上のレンジをカバーし、
前記第1のレンジの平均ゲインファクタは、前記第2のレンジのゲインファクタより少なくとも平均で6dB低いことを特徴とするシステム。 - 請求項2に記載のサウンド再生システムであって、
ゲインファクタを関係づける前記アトリビュータは、前記第1のレンジが前記最大値から少なくとも15dB広がるが30dBより広がらないように構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生または記録システムであって、
ゲインファクタを関係づける前記アトリビュータは、前記第1のレンジのゲインファクタが前記第2のレンジのゲインファクタより少なくとも12dB低いことを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生または記録システムであって、
ゲインを関係づける前記アトリビュータは、レンジIとレンジIIの平均ゲインファクタが、好ましくは6dBより低く、さらに好ましくは3dBより低く構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生または記録システムであって、
前記システムは、信号振幅の入力と、所定時間にわたる平均レベルの出力を有するダイナミックレベルディテクタを有することを特徴とするシステム。 - 請求項6に記載のサウンド再生または記録システムであって、
前記所定時間は1ないし5ミリ秒であることを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生または記録システムであって、
ゲインファクタを関係づける前記アトリビュータは、前記第1のレンジのゲインファクタが平均で10dBよりも低く、好ましくは6dBより低いことを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生または記録システムであって、
前記システムは、受信信号の最大入力レベルを決定するデターミネータと、前記最大入力レベルを前記第1のレンジの前記上限と一致させる手段とを有することを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生または記録システムであって、
入力レベルの関数としてゲインファクタを入力信号に関係づける前記アトリビュータは、ゲインファクタと入力レベルの間の関数関係が、前記第1と第2のレンジの間に第3の中間レンジがあり、ゲインファクタが徐々に変化するように構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生または記録システムであって、
前記システムは、背景ノイズを測定するセンサと、前記測定された背景ノイズに応じて前記第2のレンジにおけるゲインファクタを調節するアジャスタとを有することを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生または記録システムであって、
ゲインファクタを関係づける前記アトリビュータは、前記第2のレンジには、下限において、ゲインファクタが実質的に0である第4のレンジが隣接するように構成されることを特徴とするシステム。 - 請求項12に記載のサウンド再生または記録システムであって、
入力レベルの関数としてゲインファクタを入力信号に関係づける前記アトリビュータは、前記第2と第4のレンジが第5の中間レンジで分けられており、前記第5のレンジ内ではゲインファクタが徐々に変化することを特徴とするシステム。 - 請求項12及び10に記載のサウンド再生または記録システムであって、
入力レベルの関数としてゲインファクタを入力信号に関係づける前記アトリビュータは、前記第3のレンジにおけるゲインファクタの減少の傾きが、前記第5のレンジにおけるゲインファクタの上昇の傾きよりも緩やかに構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項12に記載のサウンド再生または記録システムであって、
前記システムは、ラインまたは伝送ノイズを測定する手段と、ラインまたは伝送ノイズの値の入力と、ラインまたは伝送ノイズの大きさに応じて前記第2のレンジから前記第4のレンジへの遷移点または遷移レンジを調節するアジャスタと、を有することを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生システムであって、
前記サウンド再生システムは移動電話システムであることを特徴とするシステム。 - 請求項1または2に記載のサウンド再生システムであって、
前記信号プロセッサはデジタル信号プロセッサ(DSP)であることを特徴とするシステム。 - 入来オーディオ信号を処理するサウンド再生または記録システムにおける、または前記システムのためのオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
入力レベルの関数であるゲインファクタを入力信号にかけ、
ゲインファクタと前記入力レベルの間の関数関係にはゲインファクタについて第1のレンジと第2のレンジがあり、
前記第1のレンジは主に有声音素がある振幅をカバーし、
前記第2のレンジは、その入力レベルが前記第1のレンジの入力レベルより低く、主に無声音素がある入力レベルをカバーし、
前記関数関係は、前記第1のレンジの平均ゲインファクタが前記第2のレンジの平均ゲインファクタより少なくとも6dB低いものであることを特徴とする方法。 - サウンド再生または記録システムにおける、または前記システムのためのオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
入力レベルの関数であるゲインファクタを入力信号にかけ、
ゲインファクタと前記入力レベルの間の関数関係にはゲインファクタについて第1のレンジと第2のレンジがあり、
前記第1のレンジは最大値入力レベルから下向きに少なくとも10dB広がり、
前記第2のレンジは、その入力レベルが前記第1のレンジの入力レベルより低く、10dB以上のレンジをカバーし、
前記第1のレンジの平均ゲインファクタは、前記第2のレンジのゲインファクタより少なくとも平均で6dB低いことを特徴とする方法。 - 請求項18または19に記載のオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
ゲインファクタと入力レベルの間の関数関係は、前記第1のレンジのゲインファクタが前記第2のレンジのゲインファクタより少なくとも12dB低いことを特徴とする方法。 - 請求項18または19に記載のオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
ゲインファクタと入力レベルの間の前記関数関係は、平均ゲインが12dBより小さく、好ましくは6dBより小さく、さらに好ましくは3dBより小さいことを特徴とする方法。 - 請求項18または19に記載のオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
ゲインファクタと入力レベルとの間の前記関数関係は、前記第1と第2のレンジが第3の中間レンジで分けられており、前記第3のレンジにおいてゲインファクタが徐々に変化するものであることを特徴とする方法。 - 請求項18または19に記載のオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
ゲインファクタと入力レベルの間の前記関数関係は、前記第2のレンジには、下限において、ゲインファクタが実質的に0である第4のレンジが隣接するように構成されることを特徴とする方法。 - 請求項23に記載のオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
ゲインファクタと入力レベルとの間の前記関数関係は、前記第2と第4のレンジが第5の中間レンジで分けられており、前記第5のレンジにおいてゲインファクタが徐々に変化するものであることを特徴とする方法。 - 請求項22及び24に記載のオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
ゲインファクタと入力レベルの間の前記関数関係は、前記第3のレンジにおけるゲインファクタの減少の傾きは、前記第5のレンジにおけるゲインファクタの増加の傾きよりも緩やかであることを特徴とする方法。 - 請求項18に記載のオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
ゲインファクタと入力レベルの間の前記関数関係は、無声音素が有声音素より少なくとも6dB大きくエンハンスされることを特徴とする方法。 - 入来オーディオ信号をデジタル的に処理するサウンド再生システムにおけるオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
入力レベルの関数であるゲインファクタを入力信号にかけ、
ゲインファクタと入力レベルの間の前記関数関係は、無声音素が有声音素より少なくとも6dB、好ましくは12dB大きくエンハンスされることを特徴とする方法。 - 請求項27に記載のオーディオ信号エンハンスメント方法であって、
ゲインファクタと入力レベルの間の前記関数関係は、全体的音量の上昇が6dBより小さく、好ましくは3dBより小さいことを特徴とする方法。 - コンピュータで実行された時、請求項18ないし28いずれか一項に記載の方法を実行するプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。
- コンピュータで実行された時、請求項18ないし28いずれか一項に記載の方法を実行する、コンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。
- 請求項1ないし17いずれか一項に記載のシステムにおいて使用する、本発明の動作を実行するプログラムコード手段を有することを特徴とするコンピュータプログラム。
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