JP2009124324A - 音響機器及び音響機器の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者の目的や聴取する対象に応じて最適な音量調整をする。
【解決手段】入力された音声信号は、入力レベル検出部１１を通過して、音声処理ユニット１２に入力される。入力レベル検出部１１は、入力された音声信号の、現在の時刻をｔとして、ｔ−Δｔからｔまでの間の音声信号の強度Ｖｉｎ（ｔ）を検出する。制御部１９は、入力レベル検出部１１から得たＶｉｎに関する情報と、音質調整部１３から得た音質処理に用いられる情報（音質情報）とに基づいて、推奨ボリューム値（推奨音量設定パラメータ）Ｎｒを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、音声を出力する音響機器、及びその制御方法、特に音量を調整する方法に関する。

テレビジョン受像機に代表される各種の音響機器においては、利用者によって音量が制御できる機能が設けられている。これは、例えば、「音量」と表示された操作キーによって行われ、利用者は、この操作キーを制御することにより、所望の音量でテレビジョン番組等を視聴することができる。一般に、音量はボリューム値によって制御され、この値で増幅回路における音声信号の増幅の利得等が決定され、制御された音声信号がスピーカ等で出力される。

一方、音声信号の処理を行う増幅回路やスピーカの特性は、入力された音声信号の強度（振幅）に依存し、これらが最適な動作をするためには、音声信号の強度が所定の範囲（ダイナミックレンジ）にあることが必要である。例えば、この範囲よりも大きな強度の音声信号が増幅回路に入力した場合には、出力される音声信号には歪みが生じ、元の音声を忠実に再現できない。スピーカに入力される音声信号についても同様であり、音声信号の強度が高すぎる場合には歪みや音割れという現象が発生する。こうした状況は、例えば、音楽番組のようにその音質を重要視する番組を視聴する際には好ましくない。

従って、音声信号の強度を適切に調整することが重要である。このため、例えば特許文献１には、音声信号の歪みを生じない最適な範囲に音声信号の強度を自動的に調整する音声信号処理装置が記載されている。この技術においては、入力された音声信号の強度の最大値を一定周期で検出し、この最大値を元にして、音声信号が通過する減衰部の減衰を制御して、音声信号の強度を自動的に最適な範囲に保つことが記載されている。
特開２００１−７７６４５号公報

しかしながら、上記の技術によって音声信号の強度は適切な範囲に自動的に保たれるが、この調整は利用者にとっては必ずしも好ましいものではない場合もある。例えば、スポーツ中継をテレビジョン受像機から離れた場所から視聴する場合には、その音質を特に問題にせず、大きな音量でこれを視聴したいと利用者が希望する場合がある。また、聴力の弱い老人がテレビ番組を視聴する場合には、同様に、音質よりも音量が重視される場合がある。

すなわち、従来の音響機器においては、利用者の目的や聴取する対象に応じて最適な音量調整は行われていなかった。

本発明は、斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の音響機器は、入力される音声信号における音質を調整する音質調整部と、前記音声信号における音量を音量設定パラメータにより調整する音量調整部とを具備する音響機器であって、前記音声信号の強度を検出する入力レベル検出部と、前記音声信号の強度と、前記音質調整部における音質の調整の情報である音質情報とに基づき、前記音量調整部における推奨音量設定パラメータを算出する制御部と、を具備することを特徴とする。
本発明の音響機器は、現在の音量設定パラメータの値と、前記推奨音量設定パラメータの値とが表示される表示部を具備することを特徴とする。
本発明の音響機器において、前記制御部は、現在の音量設定パラメータの値を、前記推奨音量設定パラメータの値に更新することを特徴とする。
本発明の音響機器において、前記制御部は、利用者の操作により前記音量設定パラメータの更新を行うことを特徴とする。
本発明の音響機器において、前記制御部は、更に利用者の属性情報に基づき、前記推奨音量設定パラメータを算出することを特徴とする。
本発明の音響機器において、前記制御部は、更に時刻に基づき、前記推奨音量設定パラメータを算出することを特徴とする。
本発明の音響機器は、テレビジョン受像機であることを特徴とする。
本発明の音響機器において、前記テレビジョン受像機は、デジタル放送を受信し、前記制御部は、更に受信するテレビジョン放送の識別情報に基づき、前記推奨音量設定パラメータを算出することを特徴とする。
本発明の音響機器の制御方法は、入力される音声信号の音質及び音量を調整して出力し、前記音量の調整は音量設定パラメータにより制御される音響機器の制御方法であって、前記音声信号の強度を検出する入力レベル検出工程と、前記音声信号の強度と、前記音質の調整の情報である音質情報とに基づき、推奨音量設定パラメータを算出する推奨音量設定パラメータ算出工程と、を具備することを特徴とする。
本発明の音響機器の制御方法は、現在の音量設定パラメータの値と、前記推奨音量設定パラメータの値とを表示する表示工程を具備することを特徴とする。
本発明の音響機器の制御方法は、現在の音量設定パラメータの値を、前記推奨音量設定パラメータの値に更新する音量更新工程を具備することを特徴とする。

本発明は以上のように構成されているので、利用者の目的や聴取する対象に応じて最適な音量調整をすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。以下では、本発明の実施の形態となる音響機器として、テレビジョン受像機について説明する。

本発明の実施の形態であるテレビジョン受像機において、音声信号入力からその出力部までの構成を示す図が図１である。入力される音声信号は、このテレビジョン受像機１０においては、選局部や復調部等（図示せず）の処理によって、放送用電波から抽出される。この方法は、通常のテレビジョン受像機において行われているものと同様であるため、説明は省略する。

入力された音声信号は、入力レベル検出部１１を通過して、音声処理ユニット１２に入力される。入力レベル検出部１１は、入力された音声信号の、現在の時刻をｔとして、ｔ−Δｔからｔまでの間の音声信号の強度Ｖｉｎ（ｔ）を検出する。この音声信号の強度として、この期間の音声信号の振幅の最大値を用いることができる。Ｖｉｎ（ｔ）の検出は、Δｔの間隔で行われる。

なお、Ｖｉｎ（ｔ）としては、この他にも適宜設定することが可能である。例えば、振幅の最大値の代わりに、最頻値等、他の値を用いることができる。また、現在視聴しているテレビ番組の開始時から時刻ｔまでの音声信号の振幅の最大値をＶｉｎ（ｔ）とすることができる。このテレビジョン受像機１０がデジタル放送を受信するものである場合には、そのＥＰＧ情報からテレビ番組の開始時を認識することができる。

音声処理ユニット１２の中には、音質調整部１３と音量調整部１４が設けられており、音声信号を適切に出力するための処理を行う。音質調整部１３は、例えばイコライズ等の処理を行い、特定の音域を強調する等、音声信号における音質を調整する。一方、音声信号はアンプ１５で一定のゲインで増幅されるが、音量調整部１４はその前段階に設けられた減衰器である。その減衰率は可変となっており、これにより音声信号の強度が調整される。この減衰率の調整は、このテレビジョン受像機１０に設けられたボリュームを用いて利用者によって制御され、その設定値はボリューム値（音量設定パラメータ）Ｎで表され、例えば、Ｎ＝０が全く音声出力がなされない状態（減衰率が最大の状態）であり、Ｎ＝１００が音声出力が最大となる状態（減衰率が最小である状態）として設定できる。利用者は、テレビジョン受像機１０の本体におけるボリュームつまみやリモコン送信機に設けられたボリューム操作キーを制御し、このＮの値を所望の値に設定することにより、現在の減衰率を所望の値に設定できる。従って、アンプ１５を通過後の音声信号の増幅率ＶｏｌはＮの関数Ｖｏｌ（Ｎ）として表される。前記の設定の場合には、増幅率Ｖｏｌ（Ｎ）はＮに関する単調増加関数となっている。

アンプ１５で増幅された音声信号は、スピーカ１６で音声として出力される。

一方、音声信号と同様に放送用電波から抽出された映像信号は、映像処理部（図示せず）で処理され、ディスプレイ（表示部）１７で表示される。また、本来のテレビ番組の画像だけでなく、このテレビジョン受像機１０の制御に関する情報、例えば音量制御に関する情報を同時にこのディスプレイ１７で表示させるための信号を作成するＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）処理回路１８が設けられている。

ここで、このテレビジョン受像機１０においては、マイクロコンピュータ等で構成された制御部１９が用いられる。制御部１９は、入力レベル検出部１１から得たＶｉｎに関する情報と、音質調整部１３から得た音質の調整に関する情報（音質情報）とに基づいて、推奨ボリューム値（推奨音量設定パラメータ）Ｎｒを算出する。Ｎｒは、ある時刻におけるＶｉｎ（ｔ）を元にして、以下の関係式から算出される。

ここで、Ｆ（α、ｔ）は音声処理関数であり、時刻の関数であると同時に、音質処理パラメータαの関数となっている。音質処理パラメータαとは、音質調整部１３が制御部１９に出力する、音質調整に関するパラメータ（音質情報）である。

ここでは、推奨ボリューム値Ｎｒを求める基準として、Ｖｉｎ（ｔ）×Ｆ（α、ｔ）×Ｖｏｌ（Ｎ）が用いられる。すなわち、これらの積が閾値Ａ（ｋ）に等しい場合のＮがＮｒとなる。閾値Ａは各種の条件（そのパラメータをｋとする）によって定まる。ｋ＝１の時のＮｒをＮｒ_１、ｋ＝２の時のＮｒをＮｒ_２とすると、Ａ（１）＜Ａ（２）の場合、Ｎｒ_１＜Ｎｒ_２となる。すなわち、推奨ボリューム値を大きくしたい場合はＡの値を大きく設定し、推奨ボリューム値を小さくしたい場合はＡの値を小さく設定する。

例えば、Ａ（ｋ）はこのテレビジョン受像機１０が現在受信しており、利用者に視聴させている番組（プログラム）に依存させることができる。この場合、ｋはこの番組の種類を示す指数とすることができ、例えば、音楽番組の場合にはｋ＝１とし、スポーツ中継の場合にはｋ＝２とする。すなわち、この場合には、このテレビジョン受像機１０が受信するテレビジョン放送の識別情報に基づき、推奨ボリューム値Ｎｒを設定することができる。

ここで、Ａ（１）に対応するＮｒをＮｒ_１とする。この場合、強度Ｖｉｎ（ｔ）の音声信号がアンプ１５からＶｏｌ（Ｎｒ_１）の増幅率で出力されてからスピーカ１６で出力された場合に、出力される音声において歪みや音割れが生じない範囲にＶｏｌ（Ｎｒ_１）をするべくＡ（１）は設定される。

一方、Ａ（２）に対応するＮｒをＮｒ_２とする。この場合、強度Ｖｉｎ（ｔ）の音声信号がアンプ１５からＶｏｌ（Ｎｒ_２）の増幅率で出力されてからスピーカ１６で出力された場合に、音量を大きく、若干の歪みや音割れがあるが、利用者が音声信号における言語を識別できる範囲にＶｏｌ（Ｎｒ_２）をするべくＡ（２）は設定される。すなわち、この場合にはＮｒ_１＜Ｎｒ_２とすることが好ましいため、Ａ（１）＜Ａ（２）とする。

同様に、Ａ（ｋ）の設定を任意に行うことができる。例えば、このテレビジョン受像機１０を使用するにあたり、ユーザーログインする方式とした場合、ｋを利用者識別番号とし、利用者毎にＡ（ｋ）の値を設定する方式としてもよい。この場合、利用者の属性情報に応じてＡ（ｋ）を設定することができる。例えば、利用者が聴力の弱い老人である場合をｋ＝１とし、聴力の充分な人間である場合をｋ＝２とすると、Ａ（１）＞Ａ（２）と設定し、Ｎｒ_１＞Ｎｒ_２とすることができる。すなわち、この場合には利用者の属性情報に応じて推奨ボリューム値Ｎｒを設定することができる。

また、Ｆ（α、ｔ）における音質処理パラメータαとしては、例えば、この音質処理がイコライズである場合には、強調された周波数領域を示すパラメータ等が用いられる。例えば、αを音声信号の周波数とし、同じＶｉｎ（ｔ）であってもα_１の周波数ではα_２の周波数の音声よりも利用者にとって感覚的に大きく聞こえる場合には、Ｆ（α_１、ｔ）＞Ｆ（α_２、ｔ）と設定することができる。この場合、Ａ（ｋ）の値が同じであっても、α＝α_１の場合の推奨ボリューム値Ｎｒの値はα＝α_２の場合と比べて小さくなる。すなわち、Ｆ（α、ｔ）によって、音質調整部１３の設定における情報に応じた推奨ボリューム値Ｎｒの設定をすることができる。

また、Ｆ（α、ｔ）は時刻ｔの関数でもある。これにより、例えば、ｔ_１を昼間における時刻、ｔ_２を夜中における時刻とすると、Ｆ（α、ｔ_１）＜Ｆ（α、ｔ_２）と設定することができる。この場合、Ａ（ｋ）の値が同じであっても、ｔ＝ｔ_１の場合の推奨ボリューム値Ｎｒの値はｔ＝ｔ_２の場合と比べて小さくなる。すなわち、Ｆ（α、ｔ）によって、時刻に応じた推奨ボリューム値Ｎｒの設定をすることができる。

なお、Ｆ（α、ｔ）、Ａ（ｋ）、Ｖｏｌ（Ｎ）のデータは、図１の構成において、予めメモリ２０に記憶されている。

制御部１９は、現在のボリューム値Ｎと算出された推奨ボリューム値Ｎｒの値を、ＯＳＤ処理回路１８を介して、ディスプレイ１７の表示画面に表示させることもできる。

また、制御部１９の動作に対して、自動音量制御モードを設定することもできる。この場合には、制御部１９は推奨ボリューム値Ｎｒを算出するだけでなく、音量調整部１４を制御して、現在のボリューム値Ｎを設定することもでき、Ｎ＝Ｎｒと設定することもできる。

このテレビジョン受像機１０において用いられる制御方法を示すフローチャートが図２である。

まず、入力レベル検出部１１は、前記の通り、音声信号の強度Ｖｉｎ（ｔ）を検出する（入力レベル検出工程：Ｓ１）

次に、制御部１９は、前記の通り数１に基づき、Ｖｉｎ（ｔ）、Ｆ（α、ｔ）、Ａ（ｋ）に基づいて、Ｖｏｌ（Ｎｒ）を算出し、推奨ボリューム値Ｎｒを算出する（Ｓ２：推奨音量設定パラメータ算出工程）。すなわち、ここでは、音声信号の強度Ｖｉｎ（ｔ）、音質の調整に用いられる音質情報α、時刻ｔ、パラメータｋに基づいて、推奨ボリューム値Ｎｒを算出する。

次に、ＮｒがＮｆを超えていないか否かの判定を行う（Ｓ３）。ここで、Ｎｆとは、設定できる最大のボリューム値であり、音量調整部１４のハードウェアで決定される。

ＮｒがＮｆよりも小さかった場合、制御部１９は、ＯＳＤ処理回路１８を用いて、現在のボリューム値Ｎに対するＮｒの関係をディスプレイ１７の表示画面において音響バーで図示させる（Ｓ４：表示工程）。この表示画面の一例を図３に示す。この図においては、推奨ボリューム値Ｎｒが４２であるのに対して、現在のボリューム値Ｎは３８となっている。Ｎｒ＝４２の点は図中の矢印で示されている。

また、制御部１９は、音量調整部１４から得た現在のボリューム値ＮとＮｒとの比較判定も行う（Ｓ５）。ＮがＮｒよりも大きかった場合、前記の音響バーと同様に、表示画面において警告を表示させる（Ｓ６）。この警告を前記の音響バーと同時に表示させてもよい。この表示の一例が図４である。この例では、推奨ボリューム値Ｎｒ＝４２（矢印で表示の点）であるのに対して、現在のボリューム値Ｎ＝５５となっていることが音響バーで表示されている。また、その上部に、このために音質の低下が起こる旨の表示（警告）が行われている。

次に、自動音量制御モードが設定されている場合（Ｓ７）には、制御部１９は、音量調整部１４を制御して、現在のボリューム値ＮをＮｒに更新する（Ｓ８：音量更新工程）。同時に、ＯＳＤ処理回路１８を制御し、Ｎ＝Ｎｒと設定された旨を音量バーでディスプレイ１７の表示画面において表示させる。この画面の一例が図５である。ここでは、Ｎ＝４２と設定され、かつ、その旨が音量バーの上部に表示されている。これにより、利用者は、自動音量調整が行われたことを知ることができ、その後にこれらの表示は消滅する。

以上の動作により、このテレビジョン受像機１０においては、ボリューム値Ｎが、音声信号の音質、テレビ番組の種類、利用者等に応じて最適化された推奨ボリューム値Ｎｒに設定される。従って、利用者の目的や視聴する対象に応じて最適な音量調整がなされる。

図２のフローチャートにおいては、ＮｒがＮｆよりも大きかった場合（Ｓ３）、Ｎ＝Ｎｒとする制御は不可能であるため、音量調整に関する処理は行われない。しかしながら、この場合においても、Ｎｒを音量バーで表示（Ｓ４）させる処理を行ってもよい。利用者は、この表示を見て、Ｎ≦Ｎｆの範囲内の所望の値にボリューム値を設定することができる。

また、自動音量制御モードが設定されていない場合（Ｓ７）においても、利用者は、例えば図４の表示を見て、ボリューム値Ｎを所望の値に設定することができる。

また、自動音量制御モードが設定されている場合でも、音量更新工程（Ｓ８）の前に、利用者に対する設定の確認動作を行わせることもできる。例えば、この工程の前に、ＯＳＤ処理回路１８を介して、ディスプレイ１７の表示画面に「最適ボリューム値に設定しますか？」と表示させ、その後に、利用者がリモコン送信機における「音量自動設定」と表示された操作キーを操作することによってＳ８の工程が開始される設定とすることができる。この場合には、音量（ボリューム値Ｎ）の調整は必ず利用者の確認後に行われるため、利用者の意図しない音量の変化が生ずることはない。

なお、推奨ボリューム値Ｎｒの算出は前記の通り、Δｔの間隔で制御部１８が適宜行うが、ディスプレイ１７における表示（Ｓ４）は、利用者によるテレビ番組の視聴に支障の無い範囲で行われることが好ましい。例えば、定期的にこれを表示させることによって、利用者は現在のボリューム値Ｎの状況を知ることができる。あるいは、リモコン送信機に「音量表示」操作キーを設け、この操作キーが操作される度にＳ２以降の工程を行う設定としてもよい。

また、利用者がボリューム値Ｎを変えた直後や、Ｖｉｎ（ｔ）の変動率がある設定値を超えた直後等にＳ１以降の工程を行う設定とすることもできる。この場合にＳ６で表示される表示画面の一例を図６に示す。ここでは、利用者により更新されたボリューム値Ｎ、Ｖｉｎの値においては、最適な音声出力がなされないとの表示がなされている。

なお、上記の実施の形態においては、テレビジョン受像機につき説明したが、これに限られるものではなく、音声信号を出力する音響機器であれば、同様の動作を行わせることができ、同様の効果を奏することは明らかである。更に、Ｎの値とＮｒの値を表示できる表示部を有していれば、利用者に最適なボリューム値を知らせることができる。

本発明の実施の形態となるテレビジョン受像機の構成を示す図である。 本発明の実施の形態となるテレビジョン受像機において用いられる制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態となるテレビジョン受像機において用いられる表示画面の一例である。 本発明の実施の形態となるテレビジョン受像機において用いられる表示画面の他の一例である。 本発明の実施の形態となるテレビジョン受像機において用いられる表示画面の他の一例である。 本発明の実施の形態となるテレビジョン受像機において用いられる表示画面の他の一例である。

符号の説明

１０ テレビジョン受像機
１１ 入力レベル検出部
１２ 音声処理ユニット
１３ 音質調整部
１４ 音量調整部
１５ アンプ
１６ スピーカ
１７ ディスプレイ（表示部）
１８ ＯＳＤ処理回路
１９ 制御部
２０ メモリ

Claims (11)

1. 入力される音声信号における音質を調整する音質調整部と、前記音声信号における音量を音量設定パラメータにより調整する音量調整部とを具備する音響機器であって、
   前記音声信号の強度を検出する入力レベル検出部と、
   前記音声信号の強度と、前記音質調整部における音質の調整の情報である音質情報とに基づき、前記音量調整部における推奨音量設定パラメータを算出する制御部と、
   を具備することを特徴とする音響機器。
2. 現在の音量設定パラメータの値と、前記推奨音量設定パラメータの値とが表示される表示部を具備することを特徴とする請求項１に記載の音響機器。
3. 前記制御部は、現在の音量設定パラメータの値を、前記推奨音量設定パラメータの値に更新することを特徴とする請求項１または２に記載の音響機器。
4. 前記制御部は、利用者の操作により前記音量設定パラメータの更新を行うことを特徴とする請求項３に記載の音響機器。
5. 前記制御部は、更に利用者の属性情報に基づき、前記推奨音量設定パラメータを算出することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の音響機器。
6. 前記制御部は、更に時刻に基づき、前記推奨音量設定パラメータを算出することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の音響機器。
7. 前記音響機器はテレビジョン受像機であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の音響機器。
8. 前記テレビジョン受像機は、デジタル放送を受信し、
   前記制御部は、更に受信するテレビジョン放送の識別情報に基づき、前記推奨音量設定パラメータを算出することを特徴とする請求項７に記載の音響機器。
9. 入力される音声信号の音質及び音量を調整して出力し、前記音量の調整は音量設定パラメータにより制御される音響機器の制御方法であって、
   前記音声信号の強度を検出する入力レベル検出工程と、
   前記音声信号の強度と、前記音質の調整の情報である音質情報とに基づき、推奨音量設定パラメータを算出する推奨音量設定パラメータ算出工程と、
   を具備することを特徴とする音響機器の制御方法。
10. 現在の音量設定パラメータの値と、前記推奨音量設定パラメータの値とを表示する表示工程を具備することを特徴とする請求項９に記載の音響機器の制御方法。
11. 現在の音量設定パラメータの値を、前記推奨音量設定パラメータの値に更新する音量更新工程を具備することを特徴とする請求項９または１０に記載の音響機器の制御方法。

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