JP2011010246A - 音声変調器および音声データ変調器 - Google Patents

Abstract

【課題】
音声または音声データの一部を周波数変換し、この周波数変換後の音声または音声データと、周波数変換していない元の音声または音声データとを合成することで難聴者による音声聴取を補助する。
【解決手段】
入力音声のうち予め設定した周波数範囲の音声を、他の周波数範囲に周波数変換して出力し、前記周波数範囲外の音声は周波数変換せずに出力することを特徴とする音声変調器であり、補聴器１として使用するときは、音声取得部１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、フィルタ１３と、オクターブ変換部１４と、増幅部１５と、合成部１６と、Ｄ／Ａ変換部１７と、音声出力部１８とからなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音声または音声データの一部を周波数変換し、この周波数変換後の音声または音声データと、周波数変換していない元の音声または音声データとを合成することで難聴者による音声聴取を補助することができる音声変調器および音声データ変調器に関する。

わが国（日本国）では、自覚のある難聴者は人口比４．５パーセントであり、自覚のない難聴者を含めると人口比１１．７パーセントであるとの報告がなされている（２００８年、リハビリ全難聴主催の「聴覚補償リハビリテーション」 シンポジウムにおける報告）。

可聴音声領域は、図６に示すように、通常は２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲であり、日本語で使われている主な周波数は、１０００Ｈｚ前後（１５０Ｈｚないし１５００Ｈｚ程度）であり、この領域の周波数が聞こえづらくなると会話に支障が起こるとされる。年齢を重ねるにしたがい、高音領域の音声が聞き取りにくくなる。難聴者の多くは、高音難聴の要素を多く含んでいる。

（ａ）難聴者の多くは、高音域が聞こえにくい。そのため、現在市販されている補聴器の多くは、高音域の感度を大きくすることで対応している（図７参照）。
しかし、実際には高音域の感度だけ大きくしても、「聞こえにくい」状態は解消できない。「言葉を含む音声が聞こえる」ことと、「言葉を含む音声中の当該言葉が理解できる」こととは異なる。もともと聞こえづらい周波数領域の音声を増幅しても、実際には「音声中の言葉が、認識できるように聞こえる」とは限らない。
このようなことから、難聴者は補聴器を購入しても、実際に使用しないことが多いのが現状である。

（ｂ）難聴者のために電話機用ヘッドセットも開発されている。この電話機用のヘッドセットの構成は、基本的には補聴器と同じである。しかも、通常の電話機には高音域を大きくする機能は搭載されておらず、せいぜい全音域にわたり音量を画一的に大きくするにすぎない。

（ｃ）屋外設置スピーカーから流される災害放送や、駅や電車内における各種案内放送は、難聴者のために音量を大きくしても、（ａ）で述べたように実際には「音声中の言葉が、認識できるように聞こえる」とは限らず、難聴者にとっては聞き取れない場合がある。また、高音域の音声で災害放送・案内放送を行うこともありうるが、通常の聴覚を持つ者にとって、心地よくない音声として認識される場合がある。

本発明の目的は、音声または音声データの一部を周波数変換し、この周波数変換後の音声または音声データと、周波数変換していない元の音声または音声データとを合成することで難聴者による音声聴取を補助することができる音声変調器および音声データ変調器を提供することである。

本発明は（１）から（６）を要旨とする。
（１）入力音声のうち予め設定した周波数範囲の音声を、他の周波数範囲に周波数変換して出力し、前記周波数範囲外の音声は周波数変換せずに出力することを特徴とする音声変調器。

（２）入力音声を、オクターブ単位で周波数変換することを特徴とする（１）に記載の音声変調器。

（３）周波数変換した音声と周波数変換していない音声とを所定の割合で合成してすることを特徴とする（１）または（２）に記載の音声変調器。

（４）音声データを入力し、当該入力した音声データのうち予め設定した周波数範囲の音声データを、他の周波数範囲に周波数変換して出力し、前記周波数範囲外の音声データは周波数変換せずに出力装置に送出することを特徴とする音声データ変調器。

（５）入力音声データを、オクターブ単位で周波数変換することを特徴とする（４）に記載の音声データ変調器。

（６）周波数変換した音声データと周波数変換していない音声データとを、所定の割合で合成することを特徴とする（４）または（５）に記載の音声データ変調器。

本発明では、周波数変換した音声（音声データ）と、もとの音声（音声データ）とを適宜比率、たとえば２対８の割合（強度比）で合成することができる。この場合、周波数変換した音声（音声データ）を１０（１００％）、もとの音声（音声データ）をゼロ（０％）とすることができる。

また、本発明では、合成した音声を適宜の率で増幅することができる。

本発明の音声変調器（または音声データ変調器）によれば、音声（または音声データ）の一部を周波数変換し、この周波数変換後の音声（または音声データ）と、周波数変換していない元の音声（または音声データ）とを合成することで、難聴者による音声聴取を補助することができる。
また、オクターブ単位（１２半音）で周波数変換することで不調和が生じないので不快感は生じないし、和音や不協和音（１２半音未満の音）も生じないので違和感がなくなる。
さらに、周波数変換した音声（または音声データ）と周波数変換していない音声（または音声データ）とを、所定の割合で合成することで、難聴者にとって補助効果が高くしかも難聴でない者には違和感がない音声（または音声データ）を生成できる。

本発明の音声変調器を補聴器に応用した第１実施形態を示す説明図である。 本発明の音声変調器を補聴器に応用した第２実施形態を示す説明図である。 （Ａ）は聴取特性を示す図、（Ｂ）は補聴器により、聞こえづらい音声，聞こえない音声を１オクターブだけ下げたときに聞こえる音声を示す図である。 （Ａ）は聴取特性を示す図、（Ｂ）は補聴器により、Ａは聞こえやすい音声，聞こえづらい音声，聞こえない音声を１オクターブだけ下げたときに聞こえる音声を示す図である。 本発明の音声データ変調器を携帯電話機に応用した第３実施形態を示す説明図である。 可聴音声領域を示す図である。 典型的な補聴器の感度を示す図である。

図１は本発明の音声変調器を補聴器に応用した第１実施形態を示す説明図である。
図１において、補聴器１は、音声取得部１０１と、ローパスフィルタ１０２と、Ａ／Ｄ変換部１０３と、フィルタ（ハイパスフィルタ）１０４と、オクターブ変換部１０５と、合成部１０６と、ローパスフィルタ１０７と、増幅部１０８と、ディレイ１０９と、Ｄ／Ａ変換部１１０と、ローパスフィルタ１１１と、音声出力部１１２とからなる。

音声取得部１０１により取得した音声は、ローパスフィルタ１０２を介してＡ／Ｄ変換部１０３に送られディジタル化され、フィルタ１０４により高音域（高周波数域）成分だけが取り出される。この高音域成分は、オクターブ変換部１０５によりシフトダウンされる。一方、ディジタル化された元の音声はローパスフィルタ１０７を介してディジタル増幅部１０８送られる。この増幅部１０８の増幅率は１以下であってもよいし、１以上であってもよい。増幅部１０８により増幅されたディジタル音声信号は、タイミング調整用のディレイ１０９により遅延され、オクターブ変換部１０５により音域がシフトダウンされた音声と合成部１６により合成される。そして、この合成音声は、Ｄ／Ａ変換部１１０によりアナログ信号に変換されて、ローパスフィルタ１１１を介して音声出力部１１２に送られ、音声出力部１１２からは音域調整された音声が出力される。

図２は本発明の音声変調器を補聴器に応用した第２実施形態を示す説明図である。
図２において、補聴器２は、音声取得部２０１と、フィルタ２０２と、Ａ／Ｄ変換部２０３と、オクターブ変換部２０４と、Ｄ／Ａ変換部２０５と、合成部２０６と、ローパスフィルタ２０７と、増幅部２０８と、ディレイ２０９と、ローパスフィルタ２１０と、音声出力部２１１とからなる。

音声取得部２０１により取得した音声は、ディジタルフィルタ２０２により高音域（高周波数域）成分だけが取り出される。高音域（高周波数域）成分は、Ａ／Ｄ変換部２０３によりディジタル化され、このディジタル化された音声データは、オクターブ変換部２０４により音域がシフトダウンされ、Ｄ／Ａ変換部２０５に送られ、ディジタル化される。一方、元の音声はローパスフィルタ２０７を介してアナログ増幅部２０８に送られる。アナログ増幅部２０８の増幅率は、１以下であってもよいし、１以上であってもよい。この増幅された音声はタイミング調整用のディレイ２０７により遅延される。ディレイ２０７からのディジタル信号と、Ｄ／Ａ変換部２０５からのディジタル音声とが合成部２７により合成される。そして、この合成音声はローパスフィルタ２１０を介して音声出力部２１１に送られ、音声出力部２１１からは、音域調整された音声が出力される。

図３（Ａ）は、聴取特性を示す図であり、Ａは聞こえやすい音声を、Ｂは聞こえづらい音声を、Ｃは聞こえない音声を示している。図３（Ｂ）は、図１の補聴器１または図２の補聴器２により、聞こえづらい音声Ｂ，聞こえない音声Ｃを１オクターブだけ下げたときに聞こえる音声を示している。このようにして、聞こえづらい音声Ｂ，聞こえない音声Ｃは、聞こえやすい音声に変換される。

図４（Ａ）でも、Ａは聞こえやすい音声を、Ｂは聞こえづらい音声を、Ｃは聞こえない音声を示している。図４（Ｂ）は、図１の補聴器１または図２の補聴器２により、Ａは聞こえやすい音声Ａ，聞こえづらい音声Ｂ，聞こえない音声Ｃを１オクターブだけ下げたときに聞こえる音声を示している。このようにして、聞こえづらい音声Ｂ，聞こえない音声Ｃは聞こえやすい音声Ａとともに、聞こえやすい音声に変換される。

図５は本発明の音声データ変調器を携帯電話機に応用した第３実施形態を示す説明図である。
第１実施形態および第２実施形態では、元の音声がアナログ音声である場合について説明した。本実施形態では、元の音声は、携帯電話通信のように、相手方から送られてくるディジタルデータである。

図５において、音声データ変調器３は、フィルタ（ハイパスフィルタ）３０４と、オクターブ変換部３０５と、合成部３０６と、ローパスフィルタ３０７と、増幅部３０８と、ディレイ３０９と、Ｄ／Ａ変換部３１０と、ローパスフィルタ３１１と、音声出力部３１２とからなる。

ディジタル化された音声信号SDは、フィルタ３０４に入力され、高音域（高周波数域）成分だけが取り出される。この高音域成分は、オクターブ変換部３０５によりシフトダウンされる。一方、ディジタル化された元の音声はローパスフィルタ３０７を介してディジタル増幅部３０８送られる。この増幅部３０８の増幅率は１以下であってもよいし、１以上であってもよい。増幅部３０８により増幅されたディジタル音声信号は、タイミング調整用のディレイ３０９により遅延され、オクターブ変換部３０５により音域がシフトダウンされた音声と合成部１６により合成される。そして、この合成音声は、Ｄ／Ａ変換部３１０によりアナログ信号に変換されて、ローパスフィルタ３１１を介して音声出力部３１２に送られ、音声出力部３１２からは音域調整された音声が出力される。

１，２ 補聴器
１０１，２０１ 音声取得部
１０２，１０７，１１０，２０７，２１０，３０７ ＬＰＦ
１０３，２０３ Ａ／Ｄ変換部
１０４，２０２，３０４ フィルタ
１０５，２０４，３０５ オクターブ変換部
１０８，２０８，３０８ 増幅部
１０６，２０６，３０６ 合成部
１０９，２０９，３０９ ディレイ
１１０，２０５，３１０ Ｄ／Ａ変換部
１１２，２１１，３１２ 音声出力部

Claims (6)

1. 入力音声のうち予め設定した周波数範囲の音声を、他の周波数範囲に周波数変換して出力し、前記周波数範囲外の音声は周波数変換せずに出力することを特徴とする音声変調器。
2. 入力音声を、オクターブ単位で周波数変換することを特徴とする請求項１に記載の音声変調器。
3. 周波数変換した音声と周波数変換していない音声とを所定の割合で合成してすることを特徴とする請求項１または２に記載の音声変調器。
4. 音声データを入力し、当該入力した音声データのうち予め設定した周波数範囲の音声データを、他の周波数範囲に周波数変換して出力し、前記周波数範囲外の音声データは周波数変換せずに出力装置に送出することを特徴とする音声データ変調器。
5. 入力音声データを、オクターブ単位で周波数変換することを特徴とする請求項４に記載の音声データ変調器。
6. 周波数変換した音声データと周波数変換していない音声データとを、所定の割合で合成することを特徴とする請求項４または５に記載の音声データ変調器。