JP2010028515A - 音声強調装置、携帯端末、音声強調方法および音声強調プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】周囲騒音および受話音声の双方の特性を考慮して音声を強調し、受話音声をさらに明瞭にして聞き易くする音声強調装置、携帯端末、音声強調方法および音声強調プログラムを提供する。
【解決手段】携帯端末使用者の周囲雑音の特性を推定する騒音レベル算出手段と、使用者の選択入力を受けてパラメータを設定し、設定に応じて強調量の制御を行う強調量制御手段と、受話信号の特性と、算出された前記周囲雑音の特性と、設定した前記パラメータとに基づいて受話音声信号の強調特性を算出する強調特性算出手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、周囲騒音および受話音声の双方の特性を考慮する音声強調装置、携帯端末、音声強調方法および音声強調プログラムに関する。

近年、携帯電話が普及し、様々な場所で使われている。携帯電話は静かな場所だけでなく、空港のロビーや駅のホームのような騒がしい環境で使用されることが多い。

このため、使用者の周囲雑音によって、受話音が聞き取りにくくなるという問題がある。雑音環境下で送話者の音声を受話者に聞きやすくする最も簡単な方法は、雑音レベルに応じて音量を大きくすることである。ところが、音量を大きくし過ぎると、携帯電話のスピーカへの入力が過大になり音声が歪んでしまい、かえって音質が劣化する場合がある。

音質の劣化を防止し、音声の明瞭度を改善する方法として、音声をイコライザに入力し、周囲の雑音レベルに応じてイコライザの特性パラメータを制御し、該特性パラメータによりイコライザ処理された音声をスピーカから出力するものや、周囲騒音に応じたフォルマント強調を行い音声明瞭度の向上を行うものがある。

しかしながら、周囲雑音レベルを考慮して、音声フォルマントを適応的に変化させ受話音声の強調を行っているものの受話音声の強調量の選択が出来ない、周囲騒音が大きい場合には十分な明瞭性の確保が出来ない、静粛環境では受話音声の明瞭性の向上効果が無い、使用者の聴覚特性を考慮していないため使用者の聴覚にあった明瞭性の向上ができていないという大きな問題があった。

また、ＷＣＤＭＡ方式やＧＳＭ方式を代表とする携帯電話機を静かな場所だけでなく、交差点やや駅のホームのような騒がしい環境で使用されることが多い。このため、携帯電話の使用者側の周囲雑音によって、受話用スピーカから出力される受話音声が聞き取りにくくなるという問題がある。

さらに、騒音環境下で受話用スピーカから出力される受話音声を使用者に聞きやすくする最も簡単な方法は、受話用スピーカの音量を上げることであるが、音量を大きくし過ぎると、受話用スピーカへの入力が過大になり音声が歪み聞き取りにくくなったり使用者の耳への負担が大きくなり長時間の通話により聴力に悪影響を及ぼす可能性がある。

ここで、音質の劣化を防止し、音声の明瞭度を改善する方法として、音声を周囲の雑音レベルに応じてイコライザの特性パラメータを制御し、該特性パラメータによりイコライザ処理された音声をスピーカから出力するものがある。

例えば特許文献１は、受話者側の携帯端末のマイクで集音された信号を解析し背景雑音区間であるか音声区間であるかが判定される。雑音区間の場合には、その雑音レベルが推定され、推定された雑音レベルに基づいて、イコライザの特性を制御するための制御信号が生成される。イコライザは、該制御信号に基づいて、イコライザの特性を決定する特性パラメータをテーブルから選択する。音声（復号音声）は、選択された特性パラメータにより構成されるイコライザによりイコライザ処理され、Ｄ／Ａ変換された後、スピーカから出力される。

また特許文献２および３は、音声の明瞭度を上げる従来技術として音声フォルマントを選択的に増幅し強調されたフォルマントを結合することによって音声の明瞭度を上げるものがある。
特開平９−１３５１９４号公報 特許第３１５１４５９号公報 特開２００４−２８９６１４号公報

しかし、特許文献１は、周囲の雑音レベルを考慮して、音声に対するイコライザ処理を適応的に変化させているものの、音声の特徴が考慮されていない。このため、音声の種類によっては明瞭度の改善効果が十分でないという問題が残ってしまう。

また、特許文献２および３は、周囲の雑音レベルを考慮して、音声フォルマントを適応的に変化させ受話音声の強調を行っているものの、受話音声の強調量の選択が出来ない、周囲騒音が大きい場合には十分な明瞭性の確保が出来ない、静粛環境では受話音声の明瞭性の向上効果が無い、使用者の聴覚特性を考慮していないため使用者の聴覚にあった明瞭性の向上ができていないという大きな問題が残る。

そこで本発明は、受話明瞭度改善機能を有し、周囲騒音および受話音声の双方の特性を考慮して音声を強調する音声強調装置、携帯端末、音声強調方法および音声強調プログラムの提供を可能とする。

上記の目的を達成するため、本発明にかかる第１の音声強調装置は、携帯端末使用者の周囲雑音の特性を推定する騒音レベル算出手段と、使用者の選択入力を受けてパラメータを設定し、設定に応じて強調量の制御を行う強調量制御手段と、受話信号の特性と、算出された前記周囲雑音の特性と、設定した前記パラメータとに基づいて受話音声信号の強調特性を算出する強調特性算出手段とを有することを特徴とする。

本発明にかかる第１の携帯端末は、本発明にかかる音声強調装置を備えることを特徴とする。

本発明にかかる第１の音声強調方法は、携帯端末使用者の周囲雑音の特性を推定する騒音レベル算出工程と、使用者の選択入力を受けてパラメータを設定し、設定に応じて強調量の制御を行う強調量制御工程と、受話信号の特性と、算出された前記周囲雑音の特性と、設定した前記パラメータとに基づいて受話音声信号の強調特性を算出する強調特性算出工程とを有することを特徴とする。

本発明にかかる第１の音声強調プログラムは、携帯端末使用者の周囲雑音の特性を推定する騒音レベル算出処理と、使用者の選択入力を受けてパラメータを設定し、設定に応じて強調量の制御を行う強調量制御処理と、受話信号の特性と、算出された前記周囲雑音の特性と、設定した前記パラメータとに基づいて受話音声信号の強調特性を算出する強調特性算出処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本願発明は、周囲騒音および受話音声の双方の特性を考慮して音声を強調することで、受話音声をさらに明瞭にして聞き易くする音声強調装置、携帯端末、音声強調方法および音声強調プログラムの提供を可能とする。

本願発明は、以下に記載することを実現する。

本願発明は、受話明瞭度改善機能を持つ携帯端末であり周囲騒音および受話音声の双方の特性を考慮して音声を強調することにより、受話音声をさらに明瞭にして聞き易くするものであり、周囲騒音に応じたフォルマント強調での音声明瞭度の向上と周囲騒音が大きい場合の受話音量の調整による音声明瞭度の向上の効果があり、使用者の設定によって明瞭度向上の効果を選択することを可能としており、周囲騒音が少ない静粛環境においても使用者の聴覚に応じて受話音声の明瞭度向上できる。

また、受話音明瞭度改善機能のパラメータとして加齢による聴覚の高音の聞き取りやすさの劣化を補正するように考慮されたパラメータを有しており、使用者の機能選択により、受話明瞭度改善機能の明瞭度改善処理により聴覚の高音の聞き取りやすさの劣化を補正することができ、受話音の聞き取りやすさを改善することが出来る。

上記を実現する本願発明は一例として、受話明瞭度改善機能を有し、ＤＳＰ内に、音声強調部、強調量制御部、強調特性算出部及び騒音レベル算出部を備え、携帯端末が通話状態になると使用者に受話音声明瞭度改善機能の効果選択がなされ、パラメータが強調量制御部に入力される。受話音声は、音声強調部と強調特性算出部に入力される。一方、携帯端末使用者の周囲騒音はマイクで収音され、騒音レベル算出部で騒音の特性を推定し、推定した特性を強調特性算出部に与える。強調特性算出部は、受話音声の特性および騒音特性と使用者の効果選択により決定されパラメータを考慮して、受話音声の強調特性を算出し音声強調部に出力し、音声強調部で受話音声信号を処理しスピーカから使用者に出力する。

上記の第１の特徴は、ＤＳＰ内に強調量制御部のパラメータにより強調特性算出部での受話音声強調量を制御することを可能としている点であり、使用者の効果選択により、受話音声の明瞭度の改善効果を調整できる。

上記の第２の特徴は、使用者の操作により受話音声の明瞭度の改善効果を選択することにより、周囲騒音が少ない静粛環境においても受話音声の聞き取りやすくすることができる点にある。

上記の第３の特徴は、受話音明瞭度改善機能のパラメータとして加齢による聴覚の高音の聞き取りやすさの劣化を補正するように考慮されたパラメータを有しており、使用者の機能選択により、受話明瞭度改善機能の明瞭度改善処理により聴覚の高音の聞き取りやすさの劣化を補正することができ、受話音の聞き取りやすさを改善することが出来る。

上記の本発明を実施する実施の形態について以下、説明していく。
以下に記載する実施の形態は、本発明が有する課題を解決するにあたって好適もしくは最良な構成および処理である。しかし、これに限定されることはなく、この構成および処理は、当業者が容易に想到できる範囲内において修正、変更可能とする。

（実施形態１）
本実施形態では始めに、本発明の構成について図１，２を参照して説明する。
図１は、本発明である音声強調機能付き携帯端末の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、携帯端末は、ＣＰＵ１、無線部２、表示部３、操作部４、音声復号器５、デジタル・シグナル・プロセッサ（以下、ＤＳＰ）２０、マイクロホン９、マイクアンプ１０、Ａ／Ｄコンバータ１１、音声符号器１２、Ｄ/Ａコンバータ６、スピーカアンプ７、スピーカ８と図示省略されたバッテリー、電源/充電回路、メモリ、アンテナ等を備えている。

ＣＰＵ１は、携帯端末で通話に関係する種々の演算処理及び音声補正に関係する処理を行う中央制御部である。無線部２は、所定の通信プロトコルに従って信号の変復調を行う機能を有し、アンテナを介して受信した無線信号を復調する処理を行う。表示部３は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）によって構成され、操作に必要な情報を表示する。

操作部４は、電話番号の入力等を行うためのキーボタンや音楽再生などの操作を行うための操作ボタンによって構成され、ユーザーの操作に応じた入力信号をＣＰＵ１に出力する機能を有する。音声復号器５は、符号化された受話信号を時間軸領域において所定のサンプリング周波数でサンプリングされた振幅値を有する信号に復号し受話音声信号をＤＳＰ２０内の音声強調部２１に出力する。

Ｄ／Ａコンバータ６は、音声復号器５から出力され、ＤＳＰ２０で処理されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、スピーカアンプ７に出力する。スピーカアンプ７は、Ｄ／Ａコンバータ６からのアナログ信号を増幅しスピーカ８から受話音声として出力される。

マイクロホン９は、通話音声及び周囲騒音を集音し電気信号に変換するデバイスであり、マイクアンプ１０は、前記マイクロホン９の出力信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ１１はマイクアンプ１０で増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換し音声符号器１２とＤＳＰ２０に出力する。音声符号器１２は、Ａ／Ｄ変換されたマイクロホン９の出力信号を符号化し無線部２に出力する。

次に、ＤＳＰ２０の構成について説明する。

ＤＳＰ２０は、音声強調部２１、強調量制御部２２、強調特性算出部２３、騒音レベル算出部２４から構成される。騒音レベル算出部２４は、マイクロホン９で収音されマイクアンプ１０で増幅、Ａ／Ｄコンバータ１１で変換されたデジタル信号から周囲騒音のレベルを算出する働きを持ち、強調特性算出部２３に出力する。

強調量制御部２２は、使用者が選択した受話音声強調レベル設定により決定されるパラメータに基づいて強調特性算出部２３の強調量の増減制御を行うための制御部である。強調特性算出部２３は、騒音レベル算出部２４で算出された騒音レベル信号と音声符号器５からの出力信号と強調量制御部２２からのパラメータに基づいて音声強調部２１で受話音声信号を強調するための強調特性を算出し、音声強調部２１に信号を出力する。音声強調部２１は、強調特性算出部２３で算出された強調特性を基に受話音声信号を処理し信号処理後の音声信号をＡ／Ｄコンバータ６に出力する。

続いて、音声強調部２１の構成について図２を用いて説明を行う。

音声強調部２１は、バンドパスフィルタ２１１、レベル検出部２１２、強調制御部２１３、帯域信号結合部２１４で構成される。

バンドパスフィルタ２１１は、音声信号を帯域分割するためのフィルタでありｎ個の中心周波数を持つに分割される。レベル検出部２１２では、分割された帯域信号のレベルを検出し強調特性算出分２２に各帯域のレベルを出力する。

強調制御部２１３は、電圧制御増幅器（ＶＣＡ）で構成され、強調特性算出部２３で算出された各帯域の利得に基づいて増幅器の利得制御を行い各帯域信号の増幅を行う。

帯域信号結合部２１４は、増幅された信号を結合する働きをする。すなわち、帯域信号結合部２１４の出力信号はバンドパスフィルタ２１１に入力された強調処理前の音声信号に対して、バンドパスフィルタ２１１で分割された帯域毎に強調制御部２１３で増幅された信号が結合された信号となっている（強調後音声信号）。

本発明の実施形態の動作について説明する。はじめに、音声フォルマントと音声の明瞭度の関係について、基本概念を説明する。

人間の音声は声道において音を生じることによって生成され、声道はこれらの音を異なる周波数で共鳴される。母音は声帯の振動により発生する。声帯の振動によって生成された音は、基本周波数と連続した高調波成分から構成される。高調波の振幅は１オクターブあたり約１２デシベルの率で周波数の増加に伴い減衰する。

基本周波数およびその倍音は、共振が生じる喉や口内の空洞を含む声道を通過することにより声道の特定の共振に対応した周波数でのピークを持つ特徴があり、このピークをフォルマントという。

図３は、音声（例えば母音）の周波数に対する振幅を示すグラフであり、第１フォルマントに対して２次、３次と高次になるに従い振幅が小さくなっている。

図４は、周波数スペクトルの強調（フォルマント強調）の原理を説明するものである。破線のグラフが強調前の特性を現し、実線のグラフが強調後の特性であり、強調後の特性では第２、第３のフォルマントのレベルが上げられている様子を表している。このように高次のフォルマントを強調することにより、平均音量を上げることなく音声の明瞭度を改善することは一般的に知られている。

本願発明では、本特徴を用いて携帯端末使用者の周囲の騒音レベルに応じて高次のフォルマントを強調するとともに周囲騒音のレベルが大きい場合には、受話音量も上げることにより受話音声の聞き取りやすさを向上するものである。

ここで、加齢による聴覚の劣化について説明する。一般に人間の持つ聴覚は、年齢が増すにつれて鼓膜や耳小骨の関節，筋などの伝音系の硬化や蝸牛基部の細胞の損失などにより音が聞こえなくなるレベル（以後、最小可聴限）が上昇する。

図５は、年齢による最小可聴限の平均的な上昇を２０歳前後の最小可聴限を基準にして示している。図５によると年齢の増加により受話音声の明瞭度への影響が大きい高域（２ｋＨｚ以上）の音が聞こえ難くなっており、特に４０から５０歳での変化は著しいことが判る。

すなわち、年齢が４０歳を超えると高音が聞きにくくなるため、受話音声の明瞭性が落ちることになる。受話音声を聞き取りやすくするためには、この聴力の高音の感度劣化を補うことが重要となる。本願発明では、上述した加齢による聴力の高音域の劣化に着目し受話音声の明瞭性を向上するためのものである。

続いて、本願発明の動作について図６を用いて説明を行う。

図６は、本願発明の機能である受話明瞭度改善機能の基本動作を説明するためのフローチャートである。

携帯端末が待ち受け状態（ステップＳ６０１）から通話状態（ステップＳ６０２）になると表示部３に明瞭度改善機能の設定画面が表示され、使用者は明瞭度改善機能の設定を「ＯＦＦ」、「普通」、「強め」から選択し（ステップＳ６０３）、操作部４のファンクションキーの押下により行う。

続いて、明瞭度改善機能の設定を判定し（ステップＳ６０４）、明瞭度改善機能が「普通」、「強め」に設定されていると判定された場合は、選択された設定値に応じたパラメータが呼び出され、強調量制御部２２に送出される（ステップＳ６０５）。

マイクロホン９で収音された周囲騒音は（ステップＳ６０６）、アナログ信号として出力されマイクアンプ１０で信号が増幅されてＡ／Ｄコンバータ１１でアナログ信号からデジタル信号に増幅され音声符号器１２とＤＳＰ２０に送話信号として入力される。

ＤＳＰ２０に入力された送話信号は騒音レベル算出部２４で騒音レベルの算出を行い、騒音レベル信号を強調特性算出部２３に出力する（ステップＳ６０７）。

ここでの騒音レベル算出部２４での騒音レベルの算出方法は、任意であり送話音声の検出を公知技術である例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９のＡｎｎｅｘ Ｂに記載されているＶＡＤ（Ｖｏｉｃｅ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）等を用いて行い、一般に知られるレベルの算出方法等を組み合わせることで行われるものとする。

強調特性算出部２３では、騒音レベル信号と音声符号器５からの出力信号と図５で説明した強調量制御部２２の出力信号に基づいて音声強調部２１で受話音声信号を強調するための強調特性を算出し、音声強調部２１に信号を出力する（ステップＳ６０８）。

この強調特性に基づいて音声強調部２１で音声復号器５から出力された受話音声信号の強調を行う（ステップＳ６０９）、通話終了（ステップＳ６１０）により待ち受け状態に戻る（ステップＳ６１１）。

ここで、受話明瞭度改善機能の選択とパラメータ設定について図７を用いて説明を行う。

図７は、通話中に使用者が受話明瞭度改善機能の設定を選択する動作と受話明瞭度改善機能の設定を選択した際の強調量を制御するためのパラメータを強調量制御部に出力する動作を説明するものである。

携帯端末が待ち受け状態（ステップＳ７０１）から通話状態（ステップＳ７０２）になるとＣＰＵ１の制御により表示部３に受話明瞭度改善機能の効果を選択するための画面表示が行われ（ステップＳ７０３）、使用者は表示された画面表示に従って操作部４のファンクションキーを押し効果選択を行う（ステップＳ７０４）。

次に効果選択の有無を判定し（ステップＳ７０５）、効果選択が行われたと判定された場合場合は、選択されたパラメータをメモリから呼び出し（ステップＳ７０６）、強調量制御パラメータとして強調量制御部２２に出力する（ステップＳ７０８）。

ステップ７０５の判定で受話明瞭度改善機能の選択が行われなかったと判定された場合場合は、ＲＡＭ等に保持されている現状のパラメータが呼び出され（Ｓ７０７）、強調量制御部２２に強調量制御パラメータとして出力する（ステップＳ７０８）。

本動作により、使用者は受話明瞭度改善機能の効果を選択することができる。本実施形態では「ＯＦＦ」、「普通」、「強め」の３段階について説明を行ったが、その段階数と設定値名は任意であり携帯端末のユーザー層の聴力等を考慮して変更することができる。

ここで、強調量制御パラメータの動作について説明を行う。強調量制御パラメータは、強調特性算出部２３で周囲騒音レベルに基づいて算出された強調量Ｅｍｐ（ｎ）に加算され、強調特性が算出される。

例えば、ステップＳ７０４で使用者が明瞭度改善機能を「強め」に設定した場合は、強調量制御パラメータは強調特性算出部２３で算出される強調量を大きくする働きをするパラメータとなり、周囲騒音が小さく強調特性算出部２３で算出した強調量がゼロの場合においても強調量制御パラメータ分の強調量で強調特性が算出されることになる。

また、明瞭度改善機能を「強め」に設定した場合は「普通」設定の場合と比較して周囲騒音レベルに対する強調量が大きくなる。ただし、強調特性算出部２３で算出した強調量と強調量制御パラメータ分の強調量の合計は、強調量の最大値Ｅｍｐ（Ｍａｘ）を超えることがないように設定される。

図８は、周囲騒音レベルと強調量制御部２２で算出される強調量の関係を表すグラフである。本図では、使用者が選択した明瞭度改善機能の２つの設定について記載しているものであり、破線は明瞭度改善機能が「普通」設定の場合、実線は明瞭度改善機能が「強め」設定の場合を示したものである。

「普通」設定では周囲騒音が所定のレベルであるＮ（ａ）以上になると強調量Ｅｍｐ（ｎ）が徐々に増加し、所定の周囲騒音レベルＮ（ｂ）で強調量Ｅｍｐ（ｎ）が強調量の最大値であるＥｍｐ（Ｍａｘ）で飽和する特性となっている。

「強め」設定では、周囲騒音がＮ（ａ）以下の静粛環境下に於いても強調量Ｅｍｐ（Ａ）は Ｅｍｐ（Ａ）のレベルに設定され、周囲騒音が所定のレベルＮ（ａ）を超過すると強調量Ｅｍｐ（ｎ）はＥｍｐ（Ａ）に付加されるように増加し所定の周囲騒音Ｎ（ｂ）で強調量Ｅｍｐ（ｎ）がＥｍｐ（Ｍａｘ）で飽和する。

すなわち、使用者が「強め」設定にした場合では、周囲騒音が低い静粛環境においても所定の強調量Ｅｍｐ（Ａ）のレベルで明瞭性改善の効果を得られることになる。

つまり、図５で説明した加齢による聴力の劣化を生じている使用者が明瞭度改善機能を「強め」設定をすることにより静粛環境においても、受話音声が強調され聞き取りやすくなる効果を得ることができる。

続いて、音声強調部２１の動作の詳細について、図２を用いて説明する。音声強調部２１は、バンドパスフィルタ２１１、レベル検出部２１２、強調量制御部２１３、帯域信号結合部２１４で構成される。

音声復号器５からの受話音声信号はバンドパスフィルタ２１１で前述した音声フォルマントを考慮した中心周波数を持つバンドパスフィルタでｆ（１）からｆ（６）までの６つの帯域に分割され、レベル検出部２１２に入力される。レベル検出部２１２で分割された帯域信号のレベルを検出し強調特性算出部２３に各帯域のレベルを入力する。

強調特性算出部２３では、レベル検出部２１２で検出されたｆ（１）とｆ（２）の信号レベルから基準レベルを算出し各帯域の信号レベルと騒音レベル算出部２４の騒音レベルに基づいて強調量Ｅｍｐ（ｎ）を算出し、図７を用いて説明した使用者の明瞭度改善機能の設定に基づいて強調量制御部２３から出力された強調量制御パラメータを加算した強調量Ｅｍｐ（ｕ）を基に各帯域の利得β｛ｆ（ｎ）｝を算出し電圧制御増幅器（ＶＣＡ）で構成された強調制御部２１３に入力する。

ただし、強調特性算出部２３で算出した強調量Ｅｍｐ（ｎ）と強調量制御パラメータ分の強調量Ｅｍｐ（ｕ）の合計は、強調量の最大値Ｅｍｐ（Ｍａｘ）を超えることがないように設定される。

バンドパスフィルタ２１１で分割された受話音声信号は、強調制御部２１３において強調特性算出部２２で算出された各帯域の利得β｛ｆ（ｎ）｝に基づいて増幅され、帯域信号結合部２１４で結合され強調後音声信号として図１に記載のＤ／Ａコンバータ６に入力される。強調後音声信号は、Ｄ／Ａコンバータ６でデジタル信号からアナログ信号に変換、スピーカアンプ７で増幅され、スピーカ８より音声として出力される。

図９は、本願発明の受話明瞭度改善機能の動作の一つである周波数スペクトルの強調（フォルマント強調）の効果を説明するものである。破線のグラフが強調前の特性であり、実線のグラフが強調処理後の特性を示しており、強調後の特性では基準レベルに合わせて第１フォルマントのレベルが減衰され、第２、第３のフォルマントのレベルが基準レベルまで増幅されている様子を表している。

図１０は、本願発明の受話明瞭度改善機能のもう一つの動作である音量増加の効果を説明するものである。騒音レベル算出部２４で検出された周囲騒音レベルがある一定以上になると周波数スペクトルの強調（フォルマント強調）と併せて音量増加の処理も行われる。図１０の破線のグラフが強調前の特性であり、実線のグラフが処理後の特性を示しており、強調後の特性では基準レベルに合わせて第１フォルマントのレベルが減衰され、第２、第３のフォルマントのレベルが基準レベルまで増幅され、かつ音量が増加している様子を表している。上述した音量調整によって周囲騒音が大きい環境においても受話音声を明瞭に聴くことが出来る。

以上のように本発明によれば、受話明瞭度改善機能を持つ携帯端末において、周囲騒音に応じたフォルマント強調での音声明瞭度の向上と周囲騒音が大きい場合の受話音量の調整による音声明瞭度の向上の効果がある。

また、使用者の設定によって明瞭度向上の効果を選択することを可能としており、周囲騒音が少ない静粛環境においても使用者の聴覚に応じて受話音声の明瞭度向上できる効果がある。図８に示すように明瞭度改善機能の設定によって明瞭度改善の効果を変えることが出来る。

すなわち、使用者が「強め」設定にした場合では、周囲騒音が低い静粛環境においても明瞭性改善の効果を得られることになる。

また、第二の実施形態で説明する効果として、図５で説明した加齢による聴力の劣化を生じている使用者が明瞭度改善機能を「強め」に設定することにより静粛環境においても、受話音声が強調され聞き取りやすくなる効果を得ることができる。

（実施形態２）
本発明の第２の実施形態は、受話明瞭度改善機能の効果選択を使用者の年齢に基づいて行う。
これは、使用者が入力した年齢に基づいて受話明瞭度改善機能の強調量を調整することを可能とするものである。

使用者が受話明瞭度改善機能の効果を選択する際に年齢を入力する場合の動作と受話明瞭度改善機能の選択とパラメータ設定について図１１を用いて説明を行う。

携帯端末が待ち受け状態（ステップＳ１１０１）から通話状態（ステップＳ１１０２）になると、ＣＰＵ１の制御により表示部３に使用者の年齢を選択するための画面表示が行われる（ステップＳ１１０３）。

使用者は、表示された画面表示に従って操作部４のキーを押し効果選択を行う（ステップＳ１１０４）。ステップＳ１１０５で年齢の入力の有無を判定し入力があったと判定された場合には、年齢に応じたパラメータをメモリから呼び出し（ステップＳ１１０６）強調量制御パラメータとして強調量制御部２２に出力する（ステップＳ１１０８）。

ステップＳ１１０５の判定で、受話明瞭度改善機能の選択が行われなかったと判定された場合は、ＲＡＭ等に保持されている現状のパラメータが呼び出され（ステップＳ１１０７）、強調量制御部２２に強調量制御パラメータとして出力する（ステップＳ１１０８）。

ここで、使用される強調量制御パラメータは図５の加齢による最小可聴限の上昇を基に算出されたものであり、加齢による聴覚の高音の聞き取りやすさの劣化を補正するように考慮されたパラメータである。

本動作により、受話明瞭度改善機能での明瞭度改善の処理により聴覚の高音の聞き取りやすさの劣化を補正することができ、受話音の聞き取りやすさを改善することが出来る。

音声強調機能付き携帯端末の構成を示すブロック図である。 音声強調部を示す構成図である。 周波数に対する振幅を示す図である。 周波数スペクトルの強調（フォルマント強調）の原理を説明するための図である。 年齢による最小可聴限の平均的な上昇を２０歳前後の最小可聴限を基準にして示す図である。 本実施形態における受話明瞭度改善機能の基本動作を説明するためのフローチャート図である。 受話明瞭度改善機能の設定を選択した際の強調量を制御するためのパラメータを強調量制御部に出力する動作を説明するための図である。 周囲騒音レベルと強調量制御部で算出される強調量の関係を表す図である。 本願発明の受話明瞭度改善機能の動作の一つである周波数スペクトルの強調（フォルマント強調）の効果を説明するための図である。 受話明瞭度改善機能のもう一つの動作である音量増加の効果を説明するための図である。 使用者が受話明瞭度改善機能の効果を選択する際に年齢を入力する場合の動作と受話明瞭度改善機能の選択とパラメータ設定についての処理を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ ＣＰＵ
２ 無線部
３ 表示部
４ 操作部
５ 音声復号器
２０ ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）
９ マイクロホン
１０ マイクアンプ
１１ Ａ／Ｄコンバータ
１２ 音声符号器
６ Ｄ／Ａコンバータ
７ スピーカアンプ
８ スピーカ
２１ 音声強調部（音声強調手段）
２２ 強調量制御部（強調量制御手段）
２３ 強調特性算出部（強調特性算出手段）
２４ 騒音レベル算出部（騒音レベル算出手段）
２１１ バンドパスフィルタ
２１２ レベル検出部（レベル検出手段）
２１３ 強調制御部
２１４ 帯域信号結合部

Claims (22)

1. 携帯端末使用者の周囲雑音の特性を推定する騒音レベル算出手段と、
   使用者の選択入力を受けてパラメータを設定し、設定に応じて強調量の制御を行う強調量制御手段と、
   受話信号の特性と、算出された前記周囲雑音の特性と、設定した前記パラメータとに基づいて受話音声信号の強調特性を算出する強調特性算出手段とを有することを特徴とする音声強調装置。
2. 前記強調特性に基づいて前記受話音声信号を強調して出力する音声強調手段をさらに有し、
   前記音声強調手段は、受話音声の帯域毎のレベルを検出するレベル検出手段を有し、
   前記音声強調手段は、検出された帯域毎のレベルに基づいて、音声強調の制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の音声強調装置。
3. 前記強調量制御手段における前記使用者の選択入力は、強調量の選択であり、
   前記強調特性算出手段は、前記強調量の選択により前記パラメータを変更して新たな強調特性を算出し、
   前記音声強調手段は、算出した前記新たな強調特性に基づいて音声強調を行うことを特徴とする請求項２に記載の音声強調装置。
4. 前記強調量制御手段における前記使用者の選択入力は、年齢または年齢層の選択であり、
   前記強調特性算出手段は、前記年齢または年齢層の選択により前記パラメータを変更して新たな強調特性を算出し、
   前記音声強調手段は、算出した前記新たな強調特性に基づいて音声強調を行うことを特徴とする請求項２に記載の音声強調装置。
5. 前記強調量の選択は、少なくとも弱め、強めの選択を含み、
   前記強めと設定された場合、強調特性算出部で算出した強調量と、強調量制御パラメータ分の強調量の合計は、強調量の最大値を超えることがないよう、周囲騒音レベルに対する強調量を前記普通と設定された場合と比較して大きくすることを特徴とする請求項３に記載の音声強調装置。
6. 前記音声強調手段は、音声フォルマントを考慮した中心周波数を持つバンドパスフィルタを有し、
   前記バンドパスフィルタにより帯域分割し、前記レベル検出手段により各帯域のレベル検出を行い、強調特性を算出し、各帯域の振幅調整を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の音声強調装置。
7. 前記音声強調手段は、前記レベル検出手段で検出された信号レベルから基準レベルを算出し、
   分割後の各帯域の信号レベルと、前記騒音レベル算出手段で算出した騒音レベルとに基づいて強調量を算出し、
   前記強調量制御手段から出力された前記パラメータを加算した強調量を基に各帯域の利得を算出し、
   前記強調特性算出手段で算出した強調量と強調量制御パラメータ分の強調量の合計を強調量の最大値が超えることがないよう、設定することを特徴とする請求項６に記載の音声強調装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の音声強調装置を備えることを特徴とする携帯端末。
9. 携帯端末使用者の周囲雑音の特性を推定する騒音レベル算出工程と、
   使用者の選択入力を受けてパラメータを設定し、設定に応じて強調量の制御を行う強調量制御工程と、
   受話信号の特性と、算出された前記周囲雑音の特性と、設定した前記パラメータとに基づいて受話音声信号の強調特性を算出する強調特性算出工程とを有することを特徴とする音声強調方法。
10. 前記強調特性に基づいて前記受話音声信号を強調して出力する音声強調工程をさらに有し、
    前記音声強調工程では、受話音声の帯域毎のレベルを検出するレベル検出を行い、検出された帯域毎のレベルに基づいて、音声強調の制御を行なうことを特徴とする請求項９に記載の音声強調方法。
11. 前記強調量制御工程における前記使用者の選択入力は、強調量の選択であり、
    前記強調特性算出工程では、前記強調量の選択により前記パラメータを変更して新たな強調特性を算出し、
    前記音声強調工程では、算出した前記新たな強調特性に基づいて音声強調を行うことを特徴とする請求項１０に記載の音声強調方法。
12. 前記強調量制御工程における前記使用者の選択入力は、年齢または年齢層の選択であり、
    前記強調特性算出工程では、前記年齢または年齢層の選択により前記パラメータを変更して新たな強調特性を算出し、
    前記音声強調工程は、算出した前記新たな強調特性に基づいて音声強調を行うことを特徴とする請求項１０に記載の音声強調方法。
13. 前記強調量の選択は、少なくとも弱め、強めの選択を含み、
    前記強めと設定された場合、強調特性算出部で算出した強調量と、強調量制御パラメータ分の強調量の合計は、強調量の最大値を超えることがないよう、周囲騒音レベルに対する強調量を前記普通と設定された場合と比較して大きくすることを特徴とする請求項１１に記載の音声強調方法。
14. 前記音声強調工程は、音声フォルマントを考慮した中心周波数を持つバンドパスフィルタにより帯域分割し、前記レベル検出工程により各帯域のレベル検出を行い、強調特性を算出し、各帯域の振幅調整を行うことを特徴とする請求項１１または１２に記載の音声強調方法。
15. 前記音声強調工程では、前記レベル検出工程で検出された信号レベルから基準レベルを算出し、
    分割後の各帯域の信号レベルと、前記騒音レベル算出工程で算出した騒音レベルとに基づいて強調量を算出し、
    前記強調量制御工程で出力された前記パラメータを加算した強調量を基に各帯域の利得を算出し、
    前記強調特性算出工程で算出した強調量と強調量制御パラメータ分の強調量の合計を強調量の最大値が超えることがないよう、設定することを特徴とする請求項１４に記載の音声強調方法。
16. 携帯端末使用者の周囲雑音の特性を推定する騒音レベル算出処理と、
    使用者の選択入力を受けてパラメータを設定し、設定に応じて強調量の制御を行う強調量制御処理と、
    受話信号の特性と、算出された前記周囲雑音の特性と、設定した前記パラメータとに基づいて受話音声信号の強調特性を算出する強調特性算出処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする音声強調プログラム。
17. 前記強調特性に基づいて前記受話音声信号を強調して出力する音声強調処理をさらに有し、
    前記音声強調処理は、受話音声の帯域毎のレベルを検出するレベル検出を行い、検出された帯域毎のレベルに基づいて、音声強調の制御を行なう処理であることを特徴とする請求項１６に記載の音声強調プログラム。
18. 前記強調量制御処理における前記使用者の選択入力は、強調量の選択であり、
    前記強調特性算出処理は、前記強調量の選択により前記パラメータを変更して新たな強調特性を算出し、
    前記音声強調処理では、算出した前記新たな強調特性に基づいて音声強調を行う処理であることを特徴とする請求項１７に記載の音声強調プログラム。
19. 前記強調量制御処理における前記使用者の選択入力は、年齢または年齢層の選択であり、
    前記強調特性算出処理では、前記年齢または年齢層の選択により前記パラメータを変更して新たな強調特性を算出し、
    前記音声強調処理は、算出した前記新たな強調特性に基づいて音声強調を行う処理であることを特徴とする請求項１７に記載の音声強調プログラム。
20. 前記強調量の選択は、少なくとも弱め、強めの選択を含み、
    前記強めと設定された場合、強調特性算出部で算出した強調量と、強調量制御パラメータ分の強調量の合計は、強調量の最大値を超えることがないよう、周囲騒音レベルに対する強調量を前記普通と設定された場合と比較して大きくすることを特徴とする請求項１８に記載の音声強調プログラム。
21. 前記音声強調処理は、音声フォルマントを考慮した中心周波数を持つバンドパスフィルタにより帯域分割し、前記レベル検出処理により各帯域のレベル検出を行い、強調特性を算出し、各帯域の振幅調整を行う処理であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の音声強調プログラム。
22. 前記音声強調処理では、前記レベル検出処理で検出された信号レベルから基準レベルを算出し、
    分割後の各帯域の信号レベルと、前記騒音レベル算出処理で算出した騒音レベルとに基づいて強調量を算出し、
    前記強調量制御処理で出力された前記パラメータを加算した強調量を基に各帯域の利得を算出し、
    前記強調特性算出処理で算出した強調量と強調量制御パラメータ分の強調量の合計を強調量の最大値が超えることがないよう、設定する処理であることを特徴とする請求項２１に記載の音声強調プログラム。

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