JP2009212856A - 音声生成出力装置、音声生成出力方法、プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】音声出力手段の周波数特性に応じた、適切な音声出力を行うことができる音声生成出力装置を実現する。
【解決手段】トーンパターンテーブル３４、周波数差・音量差条件テーブル３６、応答特性テーブル３８を取得し、取得したテーブル情報に基づいて音声信号を生成するトーン生成部２４と、生成した音声信号に基づいて音声を出力する出力デバイスを備える携帯電話機１０であって、各音声出力デバイスの出力音量の周波数特性を示す周波数応答特性テーブル３８を記憶する記憶部３０と、周波数応答特性テーブル３８に基づいて、取得したトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の一方または両方を調整するトーン修正部２６とをさらに備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、音声を生成して外部に出力する音声生成出力装置、音声生成出力方法、プログラム、および記録媒体に関するものである。より詳細には、周波数特性の異なる複数の音声出力デバイスを持った端末における音声の出力の調整に関する。

携帯電話機などの端末において、例えば、キータッチ音、通話発信時の発信音、話中を示すビジートーン、エラー警告、その他の出力音声として、多種多様のトーン信号を用いている。

また、携帯電話機などの端末では、音声を出力するための音声出力デバイスも複数種類存在する。例えば、受話器で相手の音声を聞くための内蔵スピーカ、着信音などを出力するために筐体外部に向けて配置された拡声スピーカ、イヤホン端子に接続された通話用の有線イヤホン、ＦＭトランスミッタなどの無線通信によって通話音声を受信するための無線イヤホン、およびその他の規格に準拠した共通インタフェースなどの様々な音声出力デバイスが存在する。

ところで、トーン信号は、単体で音声出力される場合と、通話音声などのデジタル音声処理部から出力された音声データと重畳する場合とが存在する。そのため、通常の携帯電話機では、入力された音声とトーン信号とを合成する音声合成部を有している。トーン生成においては、トーン生成部が用途に応じたトーン信号を記憶部内のトーンパターンテーブルから選択し、入力された音声と合成して出力される。

図８は、従来の携帯電話機１００で行われる音量設定処理を行う機能ブロックを示すものである。入力された音声データは、生成されたトーン信号と音声合成部１２０によって合成されてトーン重畳データとなる。トーン信号生成部１２４は、記憶部１３０のトーンパターンテーブル１３４を参照してトーン信号を生成する。

トーン信号音量決定部１２２は、音量設定テーブル１３２を参照して、音声出力デバイスごとに設定されている音量に基づいてトーン信号の音量を決定する。音量設定部１４１・１４２、…、１４４は、それぞれ音量設定テーブル１３２を参照して、音声出力デバイスごとに設定された音量でトーン重畳データを出力する。なお、上記の音量情報は、通話に関連するため、トーン用音量設定とは異なる設定が用いられる。

上記の例では、出力音量を決定するトーン信号音量決定部１２２は、トーン信号の出力音量レベルを制御するための設定情報を記憶部１３０の音量設定テーブル１３２から読み込み、トーン生成の元となる音量を設定する。なお、トーンパターンの選択は、通常、出力する周波数の設定で行われる。

また、特許文献１では、カバンやポケット等の中に収納された携帯電話機に着呼した際に、携帯電話機の周囲の人に不快感を与えることなく効率的に着呼を報知することができる携帯電話機について開示されている。

上記の文献では、本体周囲の明度や、周囲の音響に含まれる自然雑音に基づいてカバン等の中に収納されているか否かを判断し、音量設定を制御している。
特開平１１−６８８８８号公報（１９９９年３月９日公開）

しかしながら、特許文献１の構成では、周囲の環境に応じて音量を変更しているため、カバンの中でもよく聞こえる種類の呼び出し音であっても、無条件に音量を大きくしてしまうという問題を生じる。

また、音声の種類によっては出力音量の設定を変更しても聞こえにくい場合が存在する。さらに、音声を出力する音声出力デバイスごとに周波数特性が異なり、単純に各音声出力デバイスの出力音量の設定を変更しても音声が聞き取りにくい場合がある。

具体的には、携帯電話機での音声出力先として様々な種類の音声出力デバイスが存在し、それぞれが異なる周波数特性を持っている。図５の（ａ）は、上記周波数特性の一例を示すものであり、理想的な状態における周波数および出力音量レベルの関係を示している。なお、同一の音量設定の場合には、可聴領域内では周波数に寄らず同一音量レベルの出力として示している。

イヤホンなどでは理想状態に近い周波数特性とすることも可能である。一方、スピーカについては音響的特性の制限により、このような理想状態とは状況が異なる。最近は特に薄型化の傾向の中、音の低域出力特性が不十分なスピーカも存在している。

図５の（ｂ）は、周波数特性が理想的ではない場合のグラフである。すなわち、「周波数１」および「周波数３」について同一の音量設定を用いた場合でも、実際に聞こえる音量に差が生じる。これらの音量差は、スピーカなどの音声出力デバイスの周波数特性に依存しており、１０ｄＢを超えるような大きな音量差となることもある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、音声出力出力手段の周波数特性に応じた、適切な音声出力を行うことができる音声生成出力装置などを実現することにある。

本発明の音声生成出力装置は、上記の課題を解決するために、音声周波数情報および音量情報を取得する取得手段と、該取得手段が取得した音声周波数情報および音量情報に基づいて音声信号を生成する音声信号生成手段と、該音声信号生成手段が生成した音声信号に基づいて音声を出力する音声出力手段とを備える音声生成出力装置であって、前記音声出力手段の出力音量の周波数特性を示す周波数特性情報を記憶する記憶部と、前記周波数特性情報に基づいて、前記取得手段が取得した音量情報および音声周波数情報の一方または両方を調整する調整手段とをさらに備えており、前記音声信号生成手段は、前記調整手段が調整した音声周波数情報および音量情報の一方と、前記取得手段が取得した音声周波数情報および音量情報の他方とを有する音声信号、或いは、前記調整手段が調整した音声周波数情報および音量情報の両方を有する音声信号を生成することを特徴としている。

また、本発明の音声生成出力方法は、音声周波数情報および音量情報を取得し、取得された音声周波数情報および音量情報に基づいて音声信号を生成し、かつ、生成された音声信号に基づいて音声を出力する音声生成出力装置の調整方法であって、出力音量の周波数特性を示す周波数特性情報を記憶部から読み出し、読み出された周波数特性情報に基づいて、前記音量情報および音声周波数情報を調整し、調整された音声周波数情報および音量情報を有する音声信号を生成することを特徴としている。

上記の構成または方法によれば、周波数特性情報に基づいて適切な音量または周波数に調整された音声信号を生成するので、音声出力手段の周波数特性に応じた、適切な音声出力を行うことができるという効果を奏する。なお、音声周波数情報および音量情報は、装置内の記憶部から取得してもよいし、外部から取得してもよい。

上記の音声生成出力装置では、前記調整手段は、前記記憶部の周波数特性情報を参照して、前記取得手段が取得した音声周波数情報に対応する出力音量の情報を取得し、取得した出力音量と、基準となる出力音量とを比較し、比較結果に基づいて、前記音量情報および前記音声周波数情報の一方または両方を調整することが好ましい。

上記の構成によれば、記憶部の周波数特性情報を参照して、音声周波数情報に対応する出力音量の情報を取得し、基準となる出力音量とを比較して、音声周波数情報および音量情報の一方または両方を調整している。これにより、理想的な出力音量と比較することで、不足する音量を補うように音量および／または周波数を調整できるので、より聞き取りやすい音声信号を生成することができる。具体例をあげれば、例えば、音声出力デバイス自身の周波数特性や音声出力デバイスが設置された筐体の形状といった環境に依存する周波数特性ために高音や低音などの特定の音域が聞き取りにくい場合であっても、上記特定の音域の音声信号を生成するときに、音声周波数を別の音域に変更したり、音量を増大したりすることによって調整された音声信号を生成するので、聞き取りやすい音声を音声出力手段から出力することができる。

なお、前記音声信号生成手段が生成する音声信号の例としては、可聴帯域の単音を示す信号、ＤＴＭＦ（Dual-Tone Multi-Frequency）信号などが挙げられる。

前記周波数特性の異なる複数の音声出力手段は、スピーカであることが好ましい。

上記の構成によれば、スピーカの特性や、スピーカが配置されている場所や形状によって、例えば、高音や低音などの特定の音域が聞き取りにくい場合であっても、聞き取りやすい音声出力を行えるように制御する音声生成出力装置を構成することができる。

なお、上記音声生成出力装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記情報管理装置をコンピュータにて実現させる音声生成出力装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明の音声生成出力装置は、以上のように、音声周波数情報および音量情報を取得する取得手段と、該取得手段が取得した音声周波数情報および音量情報に基づいて音声信号を生成する音声信号生成手段と、該音声信号生成手段が生成した音声信号に基づいて音声を出力する音声出力手段とを備える音声生成出力装置であって、前記音声出力手段の出力音量の周波数特性を示す周波数特性情報を記憶する記憶部と、前記周波数特性情報に基づいて、前記取得手段が取得した音量情報および音声周波数情報の一方または両方を調整する調整手段とをさらに備えており、前記音声信号生成手段は、前記調整手段が調整した音声周波数情報および音量情報の一方と、前記取得手段が取得した音声周波数情報および音量情報の他方とを有する音声信号、或いは、前記調整手段が調整した音声周波数情報および音量情報の両方を有する音声信号を生成している。

また、本発明の音声生成出力方法は、音声周波数情報および音量情報を取得し、取得された音声周波数情報および音量情報に基づいて音声信号を生成し、かつ、生成された音声信号に基づいて音声を出力する音声生成出力装置の調整方法であって、出力音量の周波数特性を示す周波数特性情報を記憶部から読み出し、読み出された周波数特性情報に基づいて、前記音量情報および音声周波数情報を調整し、調整された音声周波数情報および音量情報を有する音声信号を生成している。

上記の構成または方法によれば、周波数特性情報に基づいて適切な音量または周波数に調整された音声信号を生成するので、音声出力手段の周波数特性に応じた、適切な音声出力を行うことができるという効果を奏する。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図１から図６に基づいて説明すると以下の通りである。

なお、以下では、音声生成出力装置として携帯電話機を例に説明をするが、これに限るものではない。無線機などの通信装置、ミュージックプレイヤー、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯用ゲーム機、その他の端末であってもよい。周波数特性の異なる複数の音声出力デバイスを持つ端末であれば、同様の効果が得られる。

まず、図１を参照して、本実施形態の携帯電話機１０の各機能部について説明する。図１は、携帯電話機１０の主要部について説明する機能ブロック図である。

携帯電話機（音声生成出力装置）１０は、音声合成部２０、トーン音量決定部２２、トーン生成部（音声信号生成手段）２４、トーン修正部（取得手段、調整手段）２６、記憶部３０、第１音量設定部４１、第２音量設定部４２、第３音量設定部４３、第４音量設定部４４、第１スピーカー（音声出力手段）４５、第２スピーカー（音声出力手段）４６、イヤホンジャック４７、無線出力部４８、音声入力部５１、通信部５２、操作部５４、および表示部５６を備えている。

記憶部３０には、音量設定テーブル３２、トーンパターンテーブル３４、および周波数応答特性テーブル（周波数特性情報）３８がデータとして記憶されている。イヤホンジャック４７には有線イヤホン（音声出力手段）４９が接続され、無線出力部４８は無線イヤホン（音声出力手段）５０に対して音声データを送信している。以下、各部の機能について、順に説明する。

記憶部３０は、携帯電話機１０で使用される各種情報を記憶する記憶デバイスで、半導体やメモリカード、またはＲＯＭなどで構成されている。なお、記憶部３０に記憶される各種テーブル情報は、メモリカードなどで外部から追加したり、ネットワーク経由でダウンロードしたりしてもよい。

音量設定テーブル３２は、音声出力デバイスへの出力信号、トーン信号などの各種の音声信号に関して音量の設定情報を含んでいる。なお、音量設定テーブル３２は、音声信号ごとに音量の設定情報を含んでいてもよいし、幾つかの音声信号を１つの設定情報に対応付けてもよい。

トーンパターンテーブル３４は、あるトーンを生成する際に基本となる情報を示すテーブルである。具体的には、数字の「１」を押した場合のトーンが６９７Ｈｚおよび１２０９Ｈｚの周波数であるといった情報が記録されている。

周波数応答特性テーブル３８は、音声出力デバイスごとの周波数特性について記録されている。具体的には、ある音声出力デバイス、例えば、本体に設けた拡声スピーカでは、高音の出力レベルが良好であるが、低音の出力レベルが低いといった情報が記録されている。

ある周波数特性を持つ「スピーカ１」の周波数特性を示すテーブルの例を以下に示す。

周波数、出力特性
５００Ｈｚ、７０ｄＢ
７５０Ｈｚ、８０ｄＢ
１０００Ｈｚ、９０ｄＢ
別の周波数特性を持つ「スピーカ２」の周波数特性を示すテーブルの例を以下に示す。

周波数、出力特性
５００Ｈｚ、５０ｄＢ
７５０Ｈｚ、７０ｄＢ
１０００Ｈｚ、９０ｄＢ
さらに、上記「スピーカ１」に関して、理想の出力音量を９０ｄＢとした場合の出力音量の差分音量と、実際に出力音量に修正を加える度合を示す修正音量を加えた差分条件を含めたテーブルの例を示す。このように、周波数応答特性テーブルは、周波数と、差分音量または修正音量との関係を含んでもよい。

周波数、出力特性、差分音量、修正音量
５００Ｈｚ、７０ｄＢ、２０ｄＢ、＋２０ｄＢ
７５０Ｈｚ、８０ｄＢ、１０ｄＢ、＋１０ｄＢ
１０００Ｈｚ、９０ｄＢ、 ０ｄＢ、＋ ０ｄＢ
なお、このテーブルデータには、実際に聴こえる聴感上の特性であるＡカーブ特性等を考慮に入れることも可能であり、周波数ごとに基準となる音量状態の異なる情報を保有してもよい。

また、周波数応答特性テーブル３８は、携帯電話機１０の筐体の形状や、音声出力デバイスの特性に影響されるため、理想的には音声出力デバイスの種類だけ必要になるが、以下の説明では、通話口スピーカおよび外側スピーカの２種類についてのみ言及する。

また、イヤホンについては、理想的な音量で出力されるとして、応答特性テーブルを必要としないものとするが、上記の条件に限定されない。携帯電話機の種類ごとに周波数応答特性テーブルを設定してもよいし、イヤホンなどの全ての音声出力デバイスについて周波数応答特性テーブル３８を設定してもよい。

トーン生成部２４は、記憶部３０に保存されているトーンパターンテーブル３４を参照して、他のブロック（操作部５４等）からの指示に対応するトーンを生成する。なお、トーンの生成は、通常、周波数の設定によって行われる。

トーン修正部２６は、出力するトーン信号の修正を指示する。具体的には、トーン修正部２６は、出力するトーン信号の周波数や音量の変更を指示して出力先に適した、聞き取りやすいトーン信号の出力を行わせる。本実施形態では、トーン修正部２６は、トーンパターンテーブル３４および周波数応答特性テーブル３８を参照して、音量設定テーブル３２に設定されたトーン信号の音量の設定情報を修正し、修正した設定情報をトーン音量決定部２２に送信する。なお、トーン修正部２６が行う処理の詳細は後述する。

トーン音量決定部２２は、トーン修正部２６からのトーン信号の音量の設定情報に基づいて、トーン生成部２４が生成したトーン信号の音量レベルを決定する。トーン音量決定部２２は、決定した音量レベルの上記トーン信号を音声合成部２０に出力する。

音声合成部２０は、音声入力部５１や通信部５２から入力された、通話音声などの音声信号と、トーン生成部２４によって生成され、トーン音量決定部２２によって音量レベルが決定されたトーン信号とを重畳して合成し、各音声出力デバイスに対して出力を行う。

第１音量設定部４１、第２音量設定部４２、第３音量設定部４３、および第４音量設定部４４は、記憶部３０の音量設定テーブル３２を参照して、対応する各音声出力デバイスで出力する際の音量を設定する。ここでは、第１音量設定部４１は第１スピーカ４５に、第２音量設定部４２は第２スピーカ４６に、第３音量設定部４３はイヤホンジャック４７に、第４音量設定部４４は無線出力部４８に対応している。

第１スピーカ４５は、携帯電話機１０の受話器部分の内側に設置された内蔵スピーカであり、至近距離でユーザに通話音声を出力するのに適した周波数特性を持った出力デバイスである。第２スピーカ４６は、携帯電話機１０の周囲に音声を出力できるように筐体内部に設置された拡声スピーカであり、呼び出し音やアラーム音を出力するのに適した周波数特性を持った出力デバイスである。

イヤホンジャック４７は、携帯電話機１０の横側部分に設置された外部出力接続端子であり、イヤホンマイクなどの音声入出力デバイスを接続することができる。無線出力部４８は、無線通信によって通話音声を送信する無線通信デバイスであり、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離高速通信プロトコルを用いて無線イヤホンなどの無線出力デバイスに対して通話音声を出力することができる。

有線イヤホン４９は、イヤホンジャック４７とケーブルで接続され、通話音声を出力するための外部音声出力デバイスである。無線イヤホン５０は、無線出力部４８と無線通信で結ばれ、通話音声を出力するための外部音声出力デバイスである。

音声入力部５１は、ユーザが通話音声などを入力するための音声入力デバイスで、具体的には、例えば、受話器上に配置された音声マイクなどで構成されている。通信部５２は、携帯電話回線などを介して電話通信を行う通信デバイスであり、通話先からの通話音声を音声合成部２０に出力する。

操作部５４は、ユーザからの操作入力を受け付ける入力デバイスであり、例えば、ボタン、スイッチ、タッチパネル、キーボードなどで構成されている。表示部５６は、携帯電話機１０の各種状態や操作情報を表示するための映像出力デバイスである。

次に、図２を参照して携帯電話機１０の具体的な外観について説明する。図２は、携帯電話機１０の外観を示す斜視図である。

ここでは、携帯電話機１０は本体筐体を二つ折りすることが可能な、いわゆるクラムシェル型の端末を例示しているが、これに限らない。携帯電話機１０の上側筐体の内部には、ユーザが筐体に耳を接近し、或いは直接当てて音声を聞くための第１スピーカ４５が配置されている。携帯電話機１０の上側筐体の側面または背面の内部には、着信音などを外部に出力するための第２スピーカ４６が配置されている。

携帯電話機１０の下側筐体の側面には、外部イヤホンマイクなどを接続するためのイヤホンジャック４７が配置され、有線イヤホン４９が接続されている。また、携帯電話機１０の筐体内部には、無線出力部４８が内蔵され、無線イヤホン５０の受信部に対して通話音声を送信している。

次に、図３を参照して、本実施形態の携帯電話機１０の内部で行われる音声出力制御の処理の流れについて説明する。図３の（ａ）および（ｂ）は、トーン信号を音声出力デバイスから出力するまでの処理の流れを示すフロー図である。

図３の（ａ）では、処理が開始されると、Ｓ１０１において、トーン修正部２６は、何れの音声出力デバイスから音声が出力される設定であるかを検出すると共に、音量設定テーブル３２を参照して初期の出力音量を設定する。Ｓ１０２において、トーン修正部２６は、記憶部３０に記憶されている周波数応答特性テーブル３８を参照して、出力先の周波数特性（音響特性）を取得する。

さらに、Ｓ１０３において、トーン生成部２４は、記憶部３０に記憶されているトーンパターンテーブル３４を参照して、出力指示に適したトーン信号を生成する。具体例をあげれば、操作部５４にて数字の「１」を押した場合、６９７Ｈｚおよび１２０９Ｈｚの周波数の発信音を合成してトーン信号を生成する。

Ｓ１０４において、トーン修正部２６は、トーンパターンテーブル３４を参照して、出力指示に適したトーン信号の周波数と、出力先での周波数特性とに基づいて音量レベルを修正する。具体例をあげれば、Ｓ１０３で生成された発信音のうち、現在出力する音声出力デバイスである第１スピーカで聞き取り辛いと考えられる、低音域の６９７Ｈｚの周波数を持つ発信音に対して、音量レベルを＋１０ｄＢして聞き取りやすくするという処理を行う。トーン音量決定部２２は、トーン生成部２４が生成したトーン信号を、トーン修正部２６が修正した音量レベルで音声合成部２０に送信する。

Ｓ１０５において、音声合成部２０は、音声入力部５１および通信部５２から入力された通話音声と、トーン音量決定部２２からのトーン信号音とを合成して、各音量設定部出力する。その後、Ｓ１０６において、対応する音量設定部にて現在出力する設定である音声出力デバイス、例えば第１スピーカ４５から出力され、一連の処理が終了する。

また、図３の（ｂ）は、別の音声出力処理の流れを示すフロー図である。図３の（ｂ）のフローでは、前半の処理は図３の（ａ）と同様であるが、生成されたトーン信号に対して、さらにトーンの周波数を変更する処理を行う部分が異なる。図３の（ｂ）の音声出力処理の流れについては、別の実施形態にて詳細を説明する。

次に、図４から図６を参照して、トーン修正部２６が、実際にどのような音量レベルや周波数を設定するかについて説明する。図４の（ａ）および（ｂ）は、周波数および音量の設定手順を説明する概念図である。図５の（ａ）および（ｂ）は、理想的な状態における音声出力デバイスの出力特性と、実際の音声出力デバイスの出力特性とを比較する図である。

図４の（ａ）では、まず、「周波数情報」および「周波数応答情報」が入力され、音量差の計算が行われる。ここで、周波数情報とは、ある操作・動作に対応して発声されるトーン信号の周波数を指し、トーン信号の種類を意味する。具体例をあげれば、「１」キーに対応する周波数、「２」キーに対応する周波数を、周波数情報と呼んでいる。

ある周波数情報、例えば「１」キーに対応する周波数情報が入力された場合、現在出力を行う音声出力デバイスではそのトーン信号がどのように出力されるかを、記憶部３０の周波数応答特性テーブル３８を参照して周波数応答情報として入力する。具体例をあげれば、「１」キーに対応する「周波数６９７Ｈｚ」がスピーカ１では「７０ｄＢ」で出力されるという情報を周波数応答情報として入力する。

これらの「周波数情報」および「周波数応答情報」に基づいて、「音量差」の計算を行う。ここで、音量差とは、理想的な状態で音声出力デバイスから出力された場合の出力音量と、実際の音声出力デバイスで出力されて周波数特性によって変化した出力音量との差を指す。具体例をあげれば、図５の（ａ）に示すグラフが理想的な出力音量を示すグラフであり、図５の（ｂ）が音声出力デバイスから実際に出力された出力音量を示すグラフである。

図５の（ａ）では、周波数の帯域が可聴帯域のどこであっても、ほぼ一定の出力音量を保っている。このような周波数特性を有する音声出力デバイスの場合、周波数に関わらずフラットな周波数特性を持っているため、通常補正は不要である。

これに対して、小さいスピーカなどの音声出力デバイスの場合には、周波数によって音量が不十分となる。図５の（ｂ）では、「周波数１」では理想的な出力音量に対して「音量差１」分、出力音量が低く、「周波数２」では理想的な出力音量に対して「音量差２」の分、出力音量が低い。このような理想の出力音量および実際の音声出力デバイスに対応する出力音量を比較して音量差を計算し音量差情報とする。

次に、計算した音量差情報を、音量設定テーブル３２に設定された「音量設定情報１」に反映させた「音量設定情報２」を算出する。なお、音量設定情報とは、出力音量の設定値をｄＢや「音量１」「音量５」などの設定数値で示すものである。

具体例をあげれば、例えば、「周波数１」が５００Ｈｚ、「周波数２」が７５０Ｈｚ、「周波数３」が１０００Ｈｚの場合、「音量差１」が２０ｄＢ、「音量差２」が１０ｄＢとなる。これは、低い周波数領域での音が出にくい周波数特性を持つ音声出力デバイスを示している。

また、別の例をあげれば、例えば、「周波数１」が５００Ｈｚ、「周波数２」が７５０Ｈｚ、「周波数３」が１０００Ｈｚの場合、「音量差１」が１０ｄＢ、「音量差２」が５ｄＢとなる。これは、低い周波数領域での音が出にくいが、上述の例よりは優れた周波数特性を持つ音声出力デバイスの例を示している。

以上の手順で、周波数特性の異なる各音声出力デバイスに対応した、聞き取りやすい音量および周波数に変更して音声出力を行う。

次に、図６を参照して、具体的な音量および周波数の変更内容について説明する。図６の（ａ）、図６の（ｂ）、および図６の（ｃ）は、それぞれ、理想的な周波数特性、理想的な状態から低音の特性が少し劣る周波数特性、さらに低音の特性が劣る周波数特性の例を示すグラフである。

図６の（ａ）では、周波数５００Ｈｚの場合９０ｄＢ（図６の（ａ）の丸３）、７５０Ｈｚの場合９０ｄＢ（図６の（ａ）の丸２）、１０００Ｈｚの場合９０ｄＢ（図６の（ａ）の丸１）と全て９０ｄＢの理想の出力音量で出力されている。なお、音量の増加分量の限界は２０ｄＢとしている。これは、極端に音量を増加させる処理を行うと、音質に問題が発生する場合があるためである。

これに対して、図６の（ｂ）では、周波数５００Ｈｚの場合７０ｄＢ（図６の（ｂ）の丸３’）、７５０Ｈｚの場合８０ｄＢ（図６の（ｂ）の丸２’）、１０００Ｈｚの場合９０ｄＢ（図６の（ｂ）の丸１）の出力音量で出力されている。この場合、周波数５００Ｈｚでは、音量差が９０−７０＝２０ｄＢとなり、出力音量設定を＋２０ｄＢする処理を行う（図６の（ｂ）の丸３）。また、周波数７５０Ｈｚでは、音量差が９０−８０＝１０ｄＢとなり、出力音量設定を＋１０ｄＢする処理を行う（図６の（ｂ）の丸２）。

また、図６の（ｃ）では、周波数５００Ｈｚの場合５０ｄＢ（図６の（ｃ）の丸３’’）、７５０Ｈｚの場合７０ｄＢ（図６の（ｃ）の丸２’’）、１０００Ｈｚの場合９０ｄＢ（図６の（ｃ）の丸１）の出力音量で出力されている。図６の（ｃ）については、詳細は別の実施形態で説明する。

なお、上述の説明では単音の正弦波を例に説明したが、ＤＴＭＦなどのように複数の周波数を持つ発信音を合成している場合には、それぞれの音について上記の処理を行ってもよいし、合成した発信音について周波数特性の悪い周波数に基づき上記の処理を行ってもよい。

以上のように、本実施形態の携帯電話機１０は、トーンパターンテーブル３４、および応答特性テーブル３８を取得し、取得したテーブル情報に基づいて音声信号を生成するトーン生成部２４と、トーン生成部２４が生成した音声信号に基づいて音声を出力する第１スピーカ４１、第２スピーカ４２、有線イヤホン４９、および無線イヤホン５０を備える携帯電話機１０であって、各音声出力デバイスの出力音量の周波数特性を示す周波数応答特性テーブル３８を記憶する記憶部３０と、周波数応答特性テーブル３８に基づいて、取得したトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の一方または両方を調整するトーン修正部２６とをさらに備えており、トーン生成部２４は、トーン修正部２６が調整したトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の一方と、取得したトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の他方とを有する音声信号、或いは、トーン修正部２６が調整したトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の両方を有する音声信号を生成している。

また、本実施形態の音声生成出力方法は、トーンパターンテーブル３４、および音量設定テーブル３２を取得し、取得されたテーブル情報に基づいて音声信号を生成し、かつ、生成された音声信号に基づいて音声を出力する携帯電話機１０の調整方法であって、出力音量の周波数特性を示す周波数応答特性テーブル３８を記憶部３０から読み出し、読み出されたテーブル情報に基づいて、トーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２を調整し、調整されたトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２を有する音声信号を生成することを特徴としている。

上記の構成または方法によれば、周波数特性情報に基づいて適切な音量に調整された音声信号を生成するので、音声出力手段の周波数特性に応じた、適切な音声出力を行うことができるという効果を奏する。なお、音声周波数情報および音量情報は、装置内の記憶部３０から取得してもよいし、外部から取得してもよい。

上記の携帯電話機１０では、トーン修正部２６は、記憶部３０の周波数応答特性テーブル３８を参照して、取得したトーンパターンテーブル３４に対応する出力音量の情報を取得し、取得した出力音量と、基準となる出力音量とを比較し、比較結果に基づいて、トーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の一方または両方を調整している。

上記の構成によれば、記憶部３０の周波数応答特性テーブル３８を参照して、音声周波数情報に対応する出力音量の情報を取得し、基準となる出力音量とを比較して、トーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の一方または両方を調整している。これにより、理想的な出力音量と比較することで、不足する音量を補うように音量および／または周波数を調整できるので、より聞き取りやすい音声信号を生成することができる。具体的には、音声出力デバイス自身の周波数特性や音声出力デバイスが設置された筐体の形状といった環境に依存する周波数特性ために高音や低音などの特定の音域が聞き取りにくい場合であっても、上記特定の音域の音声信号を生成するときに、音声周波数を別の音域に変更したり、音量を増大したりすることによって調整された音声信号を生成するので、聞き取りやすい音声を音声出力手段から出力することができる。

なお、前記音声信号生成手段が生成する音声信号の例としては、可聴帯域の単音を示す信号、ＤＴＭＦ（Dual-Tone Multi-Frequency）信号などが挙げられる。

また、音声デバイスがスピーカである場合に、特に有効である。

上記の構成によれば、スピーカの特性や、スピーカが配置されている場所や形状によって、例えば、高音や低音などの特定の音域が聞き取りにくい場合であっても、聞き取りやすい音声出力を行えるように制御する音声生成出力装置を構成することができる。

なお、上記音声生成出力装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記情報管理装置をコンピュータにて実現させる音声生成出力装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

〔実施形態２〕
本実施形態の携帯電話機１０では、図１から図６に示される携帯電話機１０に比べて、記憶部３０に周波数差・音量差条件テーブル（周波数特性情報）３６が記憶されている点と、トーン修正部２６からの周波数情報に基づいてトーン生成部２４がトーン信号を生成する点とが異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。上記構成において、出力音量およびトーン信号の周波数を修正する際の動作を、図３の（ｂ）、図４の（ｂ）、図６の（ｃ）および図７に基づき説明すると、以下の通りである。

周波数差・音量差条件テーブル３６は、修正可能な周波数差および音量差について記録されている。具体例をあげれば、ある音声出力デバイスでは±２０ｄＢしか音量を変更できず、±２００Ｈｚしか周波数を変更できない、といった情報が記録されている。なお、周波数差・音量差条件テーブル３６は、例えば音量レベルが基準レベルの±１０ｄＢであれば許容できるといった、許容レベルの情報が記録されていてもよい。

理想の出力音量を９０ｄＢとした場合の出力音量の差分音量と、実際に出力音量に修正を加える度合を示す修正音量を加えた差分条件を含めたテーブルの例を示す。

周波数、出力特性、差分音量、修正音量
５００Ｈｚ、７０ｄＢ、２０ｄＢ、＋２０ｄＢ
７５０Ｈｚ、８０ｄＢ、１０ｄＢ、＋１０ｄＢ
１０００Ｈｚ、９０ｄＢ、 ０ｄＢ、＋ ０ｄＢ
別の周波数特性を持つスピーカの周波数特性を示すテーブルの例を以下に示す。

周波数、出力特性、差分音量、修正音量、修正周波数
５００Ｈｚ、５０ｄＢ、４０ｄＢ、＋２０ｄＢ、＋１７５Ｈｚ
７５０Ｈｚ、７０ｄＢ、２０ｄＢ、＋２０ｄＢ、＋ ０Ｈｚ
１０００Ｈｚ、９０ｄＢ、 ０ｄＢ、＋ ０ｄＢ、＋ ０Ｈｚ
このテーブルデータを周波数応答テーブル３８が含む場合、周波数差・音量差条件テーブル３６は不要となる。また、トーン修正部２６は、上記テーブルデータに基づいて、トーン信号の周波数および音量を変更すればよく、後述するような周波数および音量を変更する処理に比べて簡略化できる。しかしながら、周波数応答テーブル３８を作成する手間が著しく増大する。

なお、このテーブルデータには、実際に聴こえる聴感上の特性であるＡカーブ特性等を加味することも可能であり、周波数ごとに音量状態の異なる情報を保有してもよい。

上記構成において、出力音量およびトーン信号の周波数を修正する際の動作を、図３の（ｂ）に基づき説明すると、以下の通りである。

まず、Ｓ２０１において、図３の（ａ）の処理と同様にトーン修正部２６が何れの音声出力デバイスから音声が出力される設定であるかを検出すると共に、音量設定テーブル３２を参照して初期の出力音量を設定する。Ｓ２０２において、トーン修正部２６は、記憶部３０に記憶されているおよび周波数応答特性テーブル３８を参照して出力先の周波数特性（音響特性）を取得する。

さらに、Ｓ２０３において、トーン修正部２６は、記憶部３０に記憶されているトーンパターンテーブル３４を参照して、出力指示に適したトーン信号の周波数を、出力先の周波数特性と周波数差・音量差条件テーブル３６とに基づいて修正する。なお、この処理の詳細については、図４（ｂ）に基づいて後述する。トーン生成部２４は、トーン修正部２６が修正した周波数でトーン信号を生成する。

具体例をあげれば、操作部５４にて記号の「＊」を押した場合、通常であれば、９４１Ｈｚおよび１４７７Ｈｚの周波数の発信音を合成してトーン信号が生成される。これに対し、第２スピーカで高音域が聞き取り辛い場合、トーン修正部２６は、該高音域の１４７７Ｈｚの周波数を−１００Ｈｚする処理を行う。これにより、トーン生成部２４は、９４１Ｈｚおよび１３７７Ｈｚの周波数のトーン信号を生成することになる。

Ｓ２０４において、トーン修正部２６は、トーンパターンテーブル３４を参照して、修正したトーン信号の周波数と、出力先での周波数特性とに基づいて音量レベルを修正する。具体例をあげれば、Ｓ２０３で生成された発信音のうち、現在出力する音声出力デバイスである第２スピーカで聞き取り辛いと考えられる、高音域の１３７７Ｈｚの周波数を持つ発信音に対して、出力音量を＋２０ｄＢして聞き取りやすくするという処理を行う。トーン音量決定部２２は、トーン生成部２４が生成したトーン信号を、トーン修正部２６が修正した音量レベルで音声合成部２０に送信する。

Ｓ２０５において、音声合成部２０は、音声入力部５１および通信部５２から入力された通話音声と、トーン音量決定部２２からのトーン信号音とを合成して、各音量設定部出力する。その後、Ｓ２０７において、対応する音量設定部にて現在出力する設定である音声出力デバイス、例えば第２スピーカ４６から出力され、一連の処理が終了する。

図４の（ｂ）では、図４の（ａ）と同様に、「周波数情報１」および「周波数応答情報」が入力され、音量差の計算が行われる。ここで計算された「音量差情報１」および「周波数差・音量差条件」に基づいて、周波数を変更する処理が行われる。

具体的には、現在出力する音声出力デバイスでは聞き取りにくい周波数のトーン信号を、上記周波数差・音量差条件の下で聞き取りやすい周波数および音量レベルに変更して「周波数情報２」および「音量差情報２」を生成する。すなわち、音量差情報１の音量差が上記周波数差・音量差条件の音量差条件の範囲内である場合、周波数を変更する処理は行わない。

この場合、周波数情報２は周波数情報１と同じであり、音量差情報２は音量差情報１と同じである。一方、音量差情報１の音量差が上記音量差条件の範囲外である場合、音量レベルを変更するのみでは不十分であるため、周波数を変更する処理を行う。この場合、変更された周波数の情報が周波数情報２となり、上記音量差条件の上限または下限の音量差が音量差情報２となる。なお、この周波数の変更は、上記周波数差・音量差条件の周波数差条件の範囲内で行われる。

次に「音量差情報２」を、音量設定テーブル３２に設定された「音量設定情報１」に反映させた「音量設定情報２」を算出する。最後に、周波数情報２が示す周波数のトーン信号をトーン生成部２４が生成し、音量設定情報２が示す音量レベルでトーン音量決定部２２が上記トーン信号を出力する。

以上の手順で、周波数特性の異なる各音声出力デバイスに対応した、聞き取りやすい音量および周波数に変更して音声出力を行う。

次に、図６を参照して、具体的な音量および周波数の変更内容について説明する。図６の（ａ）、図６の（ｂ）、および図６の（ｃ）は、それぞれ、理想的な周波数特性、理想的な状態から低音の特性が少し劣る周波数特性、さらに低音の特性が劣る周波数特性の例を示すグラフである。

図６の（ｃ）では、周波数５００Ｈｚの場合５０ｄＢ（図６の（ｃ）の丸３’’）、７５０Ｈｚの場合７０ｄＢ（図６の（ｃ）の丸２’’）、１０００Ｈｚの場合９０ｄＢ（図６の（ｃ）の丸１）の出力音量で出力されている。この場合、周波数５００Ｈｚでは、音量差が９０−５０＝４０ｄＢとなるが、音量差条件が±２０ｄＢであるため、出力音量設定は＋２０ｄＢのみに留め（図６の（ｃ）の丸３ａ）、周波数差条件が±２００Ｈｚであり、許容レベルが基準レベル（図示の例では９０ｄＢ）の±１０ｄＢであるため、周波数を６７５ｄＢに変更する処理を行う（図６の（ｃ）の丸３ｂ）。すなわち、本来の音量差の半分のレベルまで確保できる状態まで出力音量を変更する。また、周波数７５０Ｈｚでは、音量差が９０−７０＝２０ｄＢとなり、音量差条件の範囲内となるため、周波数を変更する処理は行わず、出力音量設定を＋２０ｄＢする処理を行う（図６の（ｃ）の（２））。

以上のように、本実施形態の携帯電話機１０は、トーンパターンテーブル３４、周波数差・音量差条件テーブル３６および応答特性テーブル３８を取得し、取得したテーブル情報に基づいて音声信号を生成するトーン生成部２４と、トーン生成部２４が生成した音声信号に基づいて音声を出力する第１スピーカ４１、第２スピーカ４２、有線イヤホン４９、および無線イヤホン５０を備える携帯電話機１０であって、各音声出力デバイスの出力音量の周波数特性を示す周波数応答特性テーブル３８を記憶する記憶部３０と、周波数応答特性テーブル３８に基づいて、取得したトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の一方または両方を調整するトーン修正部２６とをさらに備えており、トーン生成部２４は、トーン修正部２６が調整したトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の一方と、取得したトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の他方とを有する音声信号、或いは、トーン修正部２６が調整したトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２の両方を有する音声信号を生成している。

また、本実施形態の音声生成出力方法は、トーンパターンテーブル３４、周波数差・音量差条件テーブル３６および音量設定テーブル３２を取得し、取得されたテーブル情報に基づいて音声信号を生成し、かつ、生成された音声信号に基づいて音声を出力する携帯電話機１０の調整方法であって、出力音量の周波数特性を示す周波数応答特性テーブル３８を記憶部３０から読み出し、読み出されたテーブル情報に基づいて、トーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２を調整し、調整されたトーンパターンテーブル３４および音量設定テーブル３２を有する音声信号を生成することを特徴としている。

上記の構成または方法によれば、周波数特性情報に基づいて適切な音量または周波数に調整された音声信号を生成するので、音声出力手段の周波数特性に応じた、適切な音声出力を行うことができるという効果を奏する。

なお、上記の説明では、第１スピーカおよび第２スピーカを例にあげて説明したが、これに限るものではない。周波数特性の異なる音声出力デバイスに対して、聞き取りやすい周波数特性を持つトーン信号を設定する構成であれば、音声出力デバイスの種類および数は問わない。また、上記の説明ではＤＴＭＦ信号をトーン信号として出力する場合を例に説明したが、これに限るものではない。トーン信号は、可聴帯域の単音の正弦波であってもよいし、その他の信号音であってもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

最後に、携帯電話機１０の各ブロック、特にトーン音量決定部２２、トーン生成部２４、およびトーン修正部２６は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、携帯電話機１０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである携帯電話機１０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記携帯電話機１０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、携帯電話機１０を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

音声出力手段に対応する周波数特性情報に基づいて適切な音量または周波数に調整するため、出力する音声の種類、および音声出力デバイスの特性に応じた、聞き取りやすい音声信号の出力制御ができるので、携帯電話機、無線機などの通信装置、ミュージックプレイヤー、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯用ゲーム機、およびその他の端末の音声生成出力装置として好適に利用することができる。

本発明の一実施形態を示すものであり、携帯電話機の主要部について説明する機能ブロック図である。 上記携帯電話機の外観の概略を示す斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、上記携帯電話機においてトーン信号を音声出力デバイスから出力するまでの処理の流れを示すフロー図である。 （ａ）および（ｂ）は、周波数および音量の設定手順を説明する概念図である。 （ａ）および（ｂ）は、理想的な状態における出力音量と、実際の音声出力デバイスから出力された出力音量とを比較する図である。 （ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、理想的な周波数特性、理想的な状態から低音の特性が少し劣る周波数特性、および低音の特性がさらに劣る周波数特性の例をそれぞれ示すグラフである。 本発明の別の実施形態を示すものであり、携帯電話機の主要部について説明する機能ブロック図である。 従来例を示すものであり、音声生成出力装置の主要部について説明する機能ブロック図である。

符号の説明

１０ 携帯電話機（音声生成出力装置）
２０ 音声合成部
２２ トーン音量決定部（音声信号生成手段）
２４ トーン生成部（音声信号生成手段）
２６ トーン修正部（取得手段、調整手段）
３０ 記憶部
３２ 音量設定テーブル
３４ トーンパターンテーブル
３６ 周波数差・音量差条件テーブル（周波数特性情報）
３８ 応答特性テーブル（周波数特性情報）
４１ 第１音量設定部
４２ 第２音量設定部
４３ 第３音量設定部
４４ 第４音量設定部
４５ 第１スピーカ（音声出力手段）
４６ 第２スピーカ（音声出力手段）
４７ イヤホンジャック
４８ 無線出力部
４９ 有線イヤホン（音声出力手段）
５０ 無線イヤホン（音声出力手段）
５１ 音声入力部
５２ 通信部
５４ 操作部
５６ 表示部

Claims (8)

1. 音声周波数情報および音量情報を取得する取得手段と、
   該取得手段が取得した音声周波数情報および音量情報に基づいて音声信号を生成する音声信号生成手段と、
   該音声信号生成手段が生成した音声信号に基づいて音声を出力する音声出力手段とを備える音声生成出力装置であって、
   前記音声出力手段の出力音量の周波数特性を示す周波数特性情報を記憶する記憶部と、
   前記周波数特性情報に基づいて、前記取得手段が取得した音量情報および音声周波数情報の一方または両方を調整する調整手段とをさらに備えており、
   前記音声信号生成手段は、前記調整手段が調整した音声周波数情報および音量情報の一方と、前記取得手段が取得した音声周波数情報および音量情報の他方とを有する音声信号、或いは、前記調整手段が調整した音声周波数情報および音量情報の両方を有する音声信号を生成することを特徴とする音声生成出力装置。
2. 前記調整手段は、前記記憶部の周波数特性情報を参照して、前記取得手段が取得した音声周波数情報に対応する出力音量の情報を取得し、取得した出力音量と、基準となる出力音量とを比較し、比較結果に基づいて、前記音量情報および前記音声周波数情報の一方または両方を調整することを特徴とする請求項１に記載の音声生成出力装置。
3. 前記音声信号生成手段が生成する音声信号は、可聴帯域の単音を示す信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の音声生成出力装置。
4. 前記音声信号生成手段が生成する音声信号は、ＤＴＭＦ信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の音声生成出力装置。
5. 前記音声出力手段は、スピーカであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の音声生成出力装置。
6. 音声周波数情報および音量情報を取得し、取得された音声周波数情報および音量情報に基づいて音声信号を生成し、かつ、生成された音声信号に基づいて音声を出力する音声生成出力装置の調整方法であって、
   出力音量の周波数特性を示す周波数特性情報を記憶部から読み出し、
   読み出された周波数特性情報に基づいて、前記音量情報および音声周波数情報を調整し、
   調整された音声周波数情報および音量情報を有する音声信号を生成することを特徴とする音声生成出力装置の調整方法。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の音声生成出力装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるためのプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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