JP2016051038A - Noise gate device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力音声信号の信号レベルがしきい値以下になると出力音声信号の信号レベルを減衰させ、入力音声信号の信号レベルがしきい値より大きくなると出力音声信号の信号レベルを入力音声信号の信号レベルに戻すノイズゲート装置に関する。 The present invention attenuates the signal level of the output audio signal when the signal level of the input audio signal falls below the threshold value, and changes the signal level of the output audio signal when the signal level of the input audio signal exceeds the threshold value. The present invention relates to a noise gate device for returning to a signal level of.
従来、音声信号に含まれるノイズを除去する技術として、ノイズゲート装置が知られている。ノイズゲート装置は、ノイズを含む入力音声信号の信号レベルがしきい値以下になると、ノイズゲート装置を作動させて、出力音声信号の信号レベルを０にする。すなわち、ノイズゲート装置は、ノイズゲート装置を作動させることで、出力音声を消音する。これにより、ノイズゲート装置は、音声信号の入力が無いときに周辺ノイズが増幅され出力音声に含まれることを抑制する。 Conventionally, a noise gate device has been known as a technique for removing noise contained in an audio signal. The noise gate device operates the noise gate device to reduce the signal level of the output audio signal to 0 when the signal level of the input audio signal including noise falls below a threshold value. That is, the noise gate device mutes the output sound by operating the noise gate device. As a result, the noise gate device suppresses the ambient noise from being amplified and included in the output sound when no sound signal is input.
このため、ノイズゲート装置が作動すると、出力音声信号の信号レベルは急激に０レベルに変化する。このように、ノイズゲート装置の作動切換が発生すると、背景ノイズのレベルが急に変化するため、その変化によってかえって背景ノイズが目立ち、違和感を感じることが多かった。 For this reason, when the noise gate device operates, the signal level of the output audio signal suddenly changes to 0 level. As described above, when the operation of the noise gate device is switched, the background noise level changes abruptly. Therefore, the background noise is conspicuous and the user often feels uncomfortable.
一方、以下に示す特許文献１に記載されたノイズゲート装置は、音声信号が存在する周波数帯域を残し、音声信号が存在せず定常ノイズのみが存在する周波数帯域の信号を除去することにより、音声信号に含まれる定常ノイズを音声信号から除去している。 On the other hand, the noise gate device described in Patent Document 1 shown below leaves a frequency band in which an audio signal exists, and removes a signal in a frequency band in which only the stationary noise exists without an audio signal. Stationary noise included in the signal is removed from the audio signal.
このときに、ノイズゲート装置は、音声信号を周波数スペクトルに変換し、この周波数スペクトルを解析することで定常ノイズを推定している。周波数スペクトルを解析するには、例えば処理能力の高い高価なＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）などの装置が必要になる。 At this time, the noise gate device estimates the stationary noise by converting the audio signal into a frequency spectrum and analyzing the frequency spectrum. In order to analyze the frequency spectrum, for example, an expensive DSP (digital signal processor) having a high processing capability is required.
また、ノイズゲート装置に類似する技術としては、以下に示す特許文献２に記載された技術が知られている。この技術は、オーディオ装置やカーナビゲーション装置などの車載用電子機器で、再生されている音声信号に対して車両の走行速度に比例して増加する騒音が相対的に大きい場合には、再生されている音声信号の音量を大きくする。一方、再生されている音声信号に対して車両の走行速度に比例して増加する騒音が相対的に小さい場合には、再生されている音声信号の音量は維持される。
Further, as a technique similar to a noise gate device, a technique described in
しかしながら、特許文献２で採用された技術は、再生されている音声信号は減衰しないので、ノイズを十分に除去できない。
However, since the technique adopted in
従来のノイズゲート装置は、ノイズゲート装置の作動切換が発生すると、背景ノイズのレベルが急に変化するため、その変化によってかえって背景ノイズが目立ち、違和感を感じることが多いという問題があった。 The conventional noise gate device has a problem that when the operation of the noise gate device is switched, the level of the background noise changes abruptly.
一方、音声信号に含まれる定常ノイズを推定し、推定した定常ノイズを除去する従来のノイズゲート装置は、装置が高価になるといった問題があった。 On the other hand, the conventional noise gate device that estimates stationary noise included in the audio signal and removes the estimated stationary noise has a problem that the device is expensive.
本発明の目的は、出力音声を聴取している者が違和感を感じにくく、自然な聞こえ方に近い音声を出力することができるノイズゲート装置を安価に提供することである。 An object of the present invention is to provide a noise gate device that can output a sound close to a natural way of hearing at a low cost, so that a person who listens to the output sound does not feel uncomfortable.
本発明は、音声を集音して、入力音声信号を生成する入力部と、前記入力音声信号の信号レベルを予め設定されたしきい値と比較する比較部と、前記比較部による比較結果が前記しきい値よりも大きいときは、前記入力音声信号を第１の出力音声信号として出力させ、前記比較部による比較結果が前記しきい値以下のときは、前記入力音声信号を減衰させて第２の出力音声信号として出力させる制御を行う出力制御部と、前記入力部周辺の背景ノイズの信号レベルを検出する背景ノイズ検出部と、前記背景ノイズ検出部で検出された背景ノイズの信号レベルに基づいて、前記第２の出力音声信号の信号レベルを生成する生成部と、を備えることを特徴とするノイズゲート装置を提供する。
The present invention relates to an input unit that collects sound and generates an input sound signal, a comparison unit that compares a signal level of the input sound signal with a preset threshold value, and a comparison result by the comparison unit. When the threshold value is greater than the threshold value, the input voice signal is output as a first output voice signal, and when the comparison result by the comparison unit is less than or equal to the threshold value, the input voice signal is attenuated and the second voice signal is attenuated. An output control unit that performs control to output as an
本発明のノイズゲート装置によれば、出力される音声を聴取している者が違和感を感じにくく、自然な聞こえ方に近い音声を出力することができる。 According to the noise gate device of the present invention, it is difficult for a person who is listening to the output sound to feel uncomfortable, and it is possible to output a sound close to a natural way of hearing.
以下、図面を用いて本発明を実施するための実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
ノイズゲート装置は、音声信号を集音し、集音した音声信号を増幅してスピーカから拡声出力する技術に対して有用である。したがって、ノイズゲート装置は、車室内会話支援システム、携帯端末等のハンズフリー通話装置、コンサートホールや会議場などの様々な音響設備で用いることができる。
この車室内会話支援システムは、特許文献３や特許文献４に記載されたものが知られている。これらの文献に記載された技術は、マイクロフォンで車室内の乗員の発話音声を集音し、集音した発話音声を車室内取り付けられたスピーカから出力する。これにより、車室内会話支援システムは、車室内が騒音下であっても乗員同士の発話音声を明瞭に聴取できるようにしたものである。
The noise gate device is useful for a technique of collecting a sound signal, amplifying the collected sound signal, and outputting the sound from a speaker. Therefore, the noise gate device can be used in various acoustic facilities such as a vehicle interior conversation support system, a hands-free communication device such as a portable terminal, a concert hall, and a conference hall.
As this vehicle interior conversation support system, those described in Patent Document 3 and Patent Document 4 are known. The technology described in these documents collects the utterance voice of the passenger in the vehicle interior with a microphone, and outputs the collected utterance voice from a speaker attached to the vehicle interior. As a result, the vehicle interior conversation support system can clearly hear the uttered voices of the passengers even when the vehicle interior is under noise.
図１を参照して、車室内会話支援システムの一例を説明する。 An example of a vehicle interior conversation support system will be described with reference to FIG.
図１は車室内会話支援システム１００を採用した車両の車室内１０の様子の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a state of a
図１において、車室内１０は、前席及び後席の左右に乗員が着座する４つの座席が設けられている一例を示しているが、４つ以外の複数の座席が設けられている場合であっても車室内会話支援システムを適用することは可能である。
In FIG. 1, the
車室内会話支援システムは、マイクロフォン１１、車室内会話支援システムの制御中枢となる制御部１２、及びスピーカ１３（１３−ＦＲ、１３−ＦＬ、１３−ＲＲ、１３−ＲＬ）を備えている。
The vehicle interior conversation support system includes a
マイクロフォン１１は、運転者１４の周囲、例えばステアリングなどに設けられ、運転者１４の発話を集音する。マイクロフォン１１は、集音した音声を電気信号の音声信号として制御部１２に与える。
The microphone 11 is provided around the
制御部１２は、車載用オーディオ装置や車載用テレビ、カーナビゲーション装置などの車載用電子機器１５に組み込まれている。制御部１２は、マイクロフォン１１から与えられた音声信号の信号レベルを調整するなどの音声処理を施した後、運転者１４の発話をスピーカ１３から拡声出力する。制御部１２は、スピーカ１３から例えば車載用電子機器１５で再生された音楽が出力されている場合には、音楽とともに運転者１４の発話をスピーカ１３から拡声出力する
スピーカ１３は、車両の前席及び後席の左右のドアに設けられ、車載用電子機器１５の音声及び運転者１４の発話を出力する。スピーカ１３は、車両の前席及び後席の左右のドアの他に、車室内１０の例えば前部や後部に設けられていてもよい。
The
図１に示す車室内１０では、一例として右前席に運転者１４が着座し、右後席に他の乗員１６が着座している場面を一例として図示している。運転者１４の発話は右後席のドアに設けられたスピーカ１３−ＲＲから拡声出力される。これにより、車両の走行音などの騒音下や音楽などの再生中であっても、右後席の乗員１６は、運転者１４の発話をスピーカ１３−ＲＲを介して明瞭に聴き取ることが可能となる。
In the
図１では、運転者１４の発話を集音するマイクロフォン１１のみが設けられている場合を一例して説明した。
In FIG. 1, the case where only the
一方、車室内１０のそれぞれの座席に対応してマイクを設け、それぞれの座席に着座した乗員の発話を集音し、集音した音声を車室内１０に設けられたスピーカから出力することで、車室内の乗員同士の会話を明瞭に聴き取ることが可能となる。
On the other hand, by providing a microphone corresponding to each seat in the
以下に説明する実施形態では、本発明のノイズゲート装置を上述したような車室内会話支援システムに適用した実施形態を一例として説明する。 In the embodiment described below, an embodiment in which the noise gate device of the present invention is applied to a vehicle interior conversation support system as described above will be described as an example.
（第１実施形態）
図２を参照して、本発明の第１実施形態に係るノイズゲート装置２の構成を説明する。
(First embodiment)
With reference to FIG. 2, the structure of the
図２において、ノイズゲート装置２は、ノイズゲート入力部２１、ノイズゲート出力部２２、ノイズゲート制御部２３、背景ノイズ検出部２４、及び生成部２５を備えている。
In FIG. 2, the
ノイズゲート入力部２１は、本発明のノイズゲート装置２の入力部に相当する。ノイズゲート出力部２２は、本発明のノイズゲート装置２の出力部に相当する。ノイズゲート制御部２３は、本発明のノイズゲート装置２の制御部に相当する。背景ノイズ検出部２４は、本発明のノイズゲート装置２の背景ノイズ検出部に相当する。生成部２５は、本発明のノイズゲート装置２の生成部に相当する。
ノイズゲート入力部２１は、マイクロフォン２１１、マイクアンプ２１２、ＡＤＣ（アナログ・デジタル・コンバータ）２１３を備えている。
The noise
The noise
マイクロフォン２１１は、車両の乗員である発話者の周囲に設けられ、発話者の音声を集音する。マイクロフォン２１１は、集音した音声からアナログ電気信号の入力音声信号を生成し、生成した入力音声信号をマイクアンプ２１２に与える。
The
マイクアンプ２１２は、マイクロフォン２１１から与えられた入力音声信号を増幅する。マイクアンプ２１２は、増幅した入力音声信号をＡＤＣ２１３に与える。
The
ＡＤＣ２１３は、マイクアンプ２１２から与えられたアナログ信号の入力音声信号をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ２１３は、変換により得られたデジタル信号の入力音声信号をノイズゲート出力部２２及びノイズゲート制御部２３に与える。
The
なお、第１実施形態では、マイクロフォン２１１は、１つとして説明するが、複数の発話者のそれぞれに対応する複数のマイクロフォンを設け、複数の発話者の音声をそれぞれ集音するようにしてもよい。
In the first embodiment, a
ノイズゲート出力部２２は、アンプ２２１で構成されている。アンプ２２１は、後述する出力制御部２３４から与えられるゲインにしたがってＡＤＣ２１３から与えられるデジタル信号の入力音声信号を増幅する。アンプ２２１は、増幅したデジタル信号の音声信号を、後述する第１の出力音声信号または第２の出力音声信号として音声出力部２６に与える。
The noise
音声出力部２６は、加算部２６１、ＤＡＣ（デジタル・アナログ・コンバータ）２６２、電子ボリューム２６３、アンプ２６４、及びスピーカ２６５を備えている。
The
加算部２６１は、ノイズゲート出力部２２から与えられる出力音声信号と、後述するＡＤＣ２４２２から出力されるデジタル信号の音声信号とを加算する。加算部２６１は、加算によって得られた音声信号をＤＡＣ２６２に与える。
The
ＤＡＣ２６２は、加算部２６１から与えられたデジタル信号の音声信号をアナログ信号に変換する。ＤＡＣ２６２は、変換によって得られたアナログ信号の出力音声信号を電子ボリューム２６３に与える。
The
電子ボリューム２６３は、ＤＡＣ２６２から与えられた出力音声信号の音量を調整する。電子ボリューム２６３は、ボリューム値にしたがって出力音声信号の音量を段階的に調整することが可能である。電子ボリューム２６３は、ボリューム値が例えばステップ０からステップ４０に向かうにしたがって音量を大きくする。電子ボリューム２６３は、音量を調整した出力音声信号をアンプ２６４に与える。
The
アンプ２６４は、電子ボリューム２６３から与えられた出力音声信号を増幅する。アンプ２６４は、増幅した出力音声信号をスピーカ２６５に与える。
The
スピーカ２６５は、車室内に設けられ、図１に示す車室内会話支援システムの一例ではスピーカ１３に相当する。スピーカ２６５は、アンプ２６４から与えられた出力音声信号を可聴音の音声として出力する。
The
ノイズゲート制御部２３は、絶対値回路２３１、ローパスフィルタ２３２、比較回路２３３、及び出力制御部２３４を備えている。
The noise
絶対値回路２３１は、ＡＤＣ２１３からデジタル信号として与えられた入力音声信号の絶対値を求める。絶対値回路２３１は、入力音声信号の絶対値をローパスフィルタ２３２に与える。
The
ローパスフィルタ２３２は、絶対値回路２３１から与えられた入力音声信号の絶対値の低域周波数成分を通過させることで入力音声信号の信号レベルを求める。ローパスフィルタ２３２は、求めた入力音声信号の信号レベルを比較回路２３３に与える。
The low-
なお、ノイズゲート制御部２３は、入力音声信号をデジタル信号に変換して入力音声信号の信号レベルを求めているが、アナログ信号のまま入力音声信号の信号レベルを求めてもよい。その場合には、絶対値回路２３１は、アナログ信号としての入力音声信号を整流する整流回路に代え、ローパスフィルタ２３２は、整流回路で整流された入力音声信号を平滑化する平滑回路に代える。
The noise
比較回路２３３は、入力音声信号の信号レベルを予め設定されたしきい値Ｔｈと比較する。このしきい値Ｔｈは、出力音声信号を減衰させるか否かを決める指標となる値である。比較回路２３３は、入力音声信号の信号レベルとしきい値Ｔｈとの比較結果を出力制御部２３４に与える。比較回路２３３は、比較部を構成する。
The
出力制御部２３４は、比較回路２３３から与えられた比較結果に基づいて、ノイズゲート出力部２２から出力される出力音声信号を減衰させるか否かを決定する。
The
出力制御部２３４は、入力音声信号の信号レベルがしきい値Ｔｈよりも大きい場合には、出力音声信号の信号レベルを減衰させずに入力音声信号の信号レベルとする。ここで、信号レベルを減衰させずに入力音声信号の信号レベルとする出力音声信号を第１の出力音声信号とする。出力制御部２３４は、入力音声信号の信号レベルがしきい値Ｔｈ以下の場合には、出力音声信号の信号レベルを減衰させる。ここで、信号レベルが減衰した出力音声信号を第２の出力音声信号とする。
When the signal level of the input audio signal is greater than the threshold value Th, the
なお、第１の出力音声信号と第２の出力音声信号とを区別しない場合には、単に出力音声信号とする。 If the first output audio signal and the second output audio signal are not distinguished, they are simply output audio signals.
出力制御部２３４は、ノイズゲート出力部２２から出力される第２の出力音声信号の信号レベルが、後述する生成部２５から与えられる信号レベルとなるように、アンプ２２１のゲインを制御する。以下、第２の出力音声信号の信号レベルを減衰信号レベルと呼ぶ。出力制御部２３４は、第１の出力音声信号がノイズゲート出力部２２から出力されるように、アンプ２２１のゲインを１に制御する。これにより、出力制御部２３４は、ノイズゲート出力部２２の増幅動作を制御する。
The
出力制御部２３４は、予め設定されたリリース時間にしたがって第１の出力音声信号の信号レベルを立ち下げるリリース処理を実行して、第１の出力音声信号の信号レベルを減衰させる。出力制御部２３４は、予め設定されたアタック時間にしたがって第２の出力音声信号の減衰信号レベルを立ち上げるアタック処理を実行して、第２の出力音声信号の減衰信号レベルを入力音声信号の信号レベルに戻す。
The
リリース時間とは、第１の出力音声信号の信号レベルから第２の出力音声信号の減衰信号レベルに立ち下がるまでの時間（立ち下がり時間）である。アタック時間とは、第２の出力音声信号の減衰信号レベルが第１の出力音声信号の信号レベル、すなわち入力音声信号の信号レベルに立ち上がるまでの時間（立ち上がり時間）である。 The release time is the time (fall time) from the signal level of the first output audio signal to the fall of the attenuated signal level of the second output audio signal. The attack time is a time (rise time) until the attenuation signal level of the second output audio signal rises to the signal level of the first output audio signal, that is, the signal level of the input audio signal.
背景ノイズ検出部２４は、発話者の周囲の背景ノイズのレベルを検出する。背景ノイズ検出部２４は、第１背景ノイズ検出部２４−１、第２背景ノイズ検出部２４−２、第３背景ノイズ検出部２４−３及び第４背景ノイズ検出部２４−４を備えている。
The background
第１背景ノイズ検出部２４−１は、背景ノイズのレベルとして、車室内の走行音のレベルを検出する際に用いる車速を検出する。ここでは、車室内の走行音のレベルは、車速に対して線形もしくは非線形に変化し、車速が速くなるほど大きくなるものとする。したがって、第１背景ノイズ検出部２４−１は、背景ノイズのレベルとして、走行音のレベルに代えて車速を検出している。 The 1st background noise detection part 24-1 detects the vehicle speed used when detecting the level of the traveling sound in a vehicle interior as a background noise level. Here, it is assumed that the level of traveling sound in the passenger compartment changes linearly or nonlinearly with respect to the vehicle speed, and increases as the vehicle speed increases. Therefore, the first background noise detection unit 24-1 detects the vehicle speed instead of the traveling sound level as the background noise level.
第１背景ノイズ検出部２４−１は、車速センサ２４１１と車速変換器２４１２を備えている。
The first background noise detection unit 24-1 includes a
車速センサ２４１１は、車両の車輪の回転数を検出、車速に比例したパルス信号を発生する。車速センサ２４１１は、発生したパルス信号を車速変換器２４１２に与える。
The
車速変換器２４１２は、車速センサ２４１１から与えられたパルス信号をカウントし、車速に対応した車速信号を生成し、生成した車速信号を生成部２５に与える。
The
第２背景ノイズ検出部２４−２は、車載用電子機器２４２１、ＡＤＣ２４２２、絶対値回路２４２３、及びローパスフィルタ２４２４を備えている。第２背景ノイズ検出部２４−２は、背景ノイズのレベルとして、車室内に設けられた車載用電子機器２４２１からスピーカ２６５を介して車室内に出力されている音声のレベルを検出する。
The second background noise detection unit 24-2 includes a vehicle-mounted
車載用電子機器２４２１は、車載用オーディオ装置や車載用テレビ、カーナビゲーション装置などの車室内に音声を出力する機器で構成される。車載用電子機器２４２１は、主力音声信号がアナログ信号である場合は、アナログ信号の音声信号をＡＤＣ２４２２に与える。
The vehicle-mounted
ＡＤＣ２４２２は、車載用電子機器２４２１から与えられた音声信号をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ２４２２は、変換により得られたデジタル信号の音声信号を絶対値回路２４２３に与える。
The
絶対値回路２４２３は、ＡＤＣ２４２２から与えられた音声信号の絶対値を求める。絶対値回路２４２３は、求めた音声信号の絶対値をローパスフィルタ２４２４に与える。
The
ローパスフィルタ２４２４は、絶対値回路２４２３から与えられた音声信号の絶対値の低域周波数成分を通過させることで音声信号の信号レベルを求める。ローパスフィルタ２４２４は、求めた音声信号の信号レベルを車載用電子機器２４２１から車室内に出力されている音声のレベルとして生成部２５に与える。
The
第３背景ノイズ検出部２４−３は、背景ノイズのレベルとして、スピーカ２６５から車室内に出力される音声のレベルを検出する。第３背景ノイズ検出部２４−３は、前述した電子ボリューム２６３で構成される。第３背景ノイズ検出部２４−３は、電子ボリューム２６３のボリューム値をスピーカ２６５から車室内に出力される音声の音声レベルとみなして検出する。電子ボリューム２６３は、ボリューム値をスピーカ２６５から車室内に出力される音声のレベルとして生成部２５に与える。
The third background noise detection unit 24-3 detects the level of sound output from the
なお、アンプ２６４がゲインを可変制御できる場合には、電子ボリューム２６３のボリューム値にアンプ２６４のゲインを加えた値をボリューム値とみなし、スピーカ２６５か車室内に出力される音声のレベルとする。
When the
第４背景ノイズ検出部２４−４は、背景ノイズのレベルとして、車室内に存在する音声のレベルを検出する。第４背景ノイズ検出部２４−４は、マイクロフォン２４４１、マイクアンプ２４４２、ＡＤＣ２４４３、絶対値回路２４４４、及びローパスフィルタ２４４５を備えている。
The fourth background noise detection unit 24-4 detects the level of sound existing in the passenger compartment as the background noise level. The fourth background noise detection unit 24-4 includes a
マイクロフォン２４４１は、車室内及び車室外の少なくとも一方の所定の位置に設けられ、音声を集音する。マイクロフォン２４４１は集音した音声をアナログ信号の集音信号としてマイクアンプ２４４２に与える。
The
マイクロフォン２４４１が車室外に設けられている場合には、マイクロフォン２４４１は、車両のロードノイズを集音する。ここでは、ロードノイズによって車室内で発生する走行音のレベルは、ロードノイズのレベルに対して線形もしくは非線形に変化し、ロードノイズのレベルが大きくなるほど 走行音のレベルも大きくなるものとする。したがって、車室外に設けられたマイクロフォン２４４１は、ロードノイズを車室内の走行音に対応したノイズとして検出する。
When the
マイクアンプ２４４２は、マイクロフォン２４４１から与えられた集音信号を増幅する。マイクアンプ２４４２は、増幅した集音信号をＡＤＣ２４４３に与える。
The
ＡＤＣ２４４３は、マイクアンプ２４４２から与えられたアナログ信号の集音信号をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ２４４３は、変換により得られたデジタル信号の集音信号を絶対値回路２４４４に与える。
The
絶対値回路２４４４は、ＡＤＣ２４４３から与えられた集音信号の絶対値を求める。絶対値回路２４４４は、求めた集音信号の絶対値をローパスフィルタ２４４５に与える。
The
ローパスフィルタ２４４５は、絶対値回路２４４４から与えられた集音信号の絶対値の低域周波数成分を通過させることで集音信号の信号レベルを求める。ローパスフィルタ２４４５は、求めた集音信号の信号レベルを車室内に存在する音声のレベルとして生成部２５に与える。
The low-
生成部２５は、ノイズゲート出力部２２から第２の出力音声信号を出力する際に、第２の出力音声信号の減衰信号レベルを生成する。生成部２５は、背景ノイズ検出部２４で検出された背景ノイズのレベルに基づいて、減衰信号レベルを生成する。生成部２５は、生成した減衰信号レベルを出力制御部２３４に与える。
The
具体的には、生成部２５は、パラメータＬｖ，Ｌｍ，Ｌｅ，Ｌｎを用いて、次式（１）により減衰信号レベル（Ｌ）を生成する。
Specifically, the
Ｌ＝ａ１×Ｌｖ＋ｂ１×Ｌｍ＋ｃ１×Ｌｅ＋ｄ１×Ｌｎ …（１）
パラメータＬｖは、第１背景ノイズ検出部２４−１で検出された車速に対応したパラメータである。パラメータＬｖは、車速とパラメータＬｖとの関係の一例を表す図３に示すように設定される。
L = a1 * Lv + b1 * Lm + c1 * Le + d1 * Ln (1)
The parameter Lv is a parameter corresponding to the vehicle speed detected by the first background noise detection unit 24-1. The parameter Lv is set as shown in FIG. 3 showing an example of the relationship between the vehicle speed and the parameter Lv.
図３において、車速が速くなるほど背景ノイズのレベルは大きくなり、パラメータＬｖは車速が速くなるほど大きくなるように設定する。例えば車速が０ｋｍではパラメータ
Ｌｖは０．０、車速が１００ｋｍではパラメータＬｖは１．０とする。パラメータＬｖは、車速が０ｋｍ〜１００ｋｍの間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。
In FIG. 3, the background noise level increases as the vehicle speed increases, and the parameter Lv is set to increase as the vehicle speed increases. For example, the parameter Lv is 0.0 when the vehicle speed is 0 km, and the parameter Lv is 1.0 when the vehicle speed is 100 km. The parameter Lv is set so as to change, for example, linearly or nonlinearly when the vehicle speed is between 0 km and 100 km.
生成部２５は、図３に示すテーブルを予め記憶し、第１背景ノイズ検出部２４−１から与えられる車速信号とこのテーブルとを用いてパラメータＬｖを求める。
The
パラメータＬｍは、第２背景ノイズ検出部２４−２で検出された音声信号の信号レベルに対応したパラメータである。パラメータＬｍは、第２背景ノイズ検出部２４−２で検出された音声信号の信号レベルとパラメータＬｍとの関係の一例を表す図４に示すように設定される。 The parameter Lm is a parameter corresponding to the signal level of the audio signal detected by the second background noise detection unit 24-2. The parameter Lm is set as shown in FIG. 4 showing an example of the relationship between the signal level of the audio signal detected by the second background noise detection unit 24-2 and the parameter Lm.
図４において、音声信号の信号レベルが大きくなるほど背景ノイズのレベルは大きくなり、パラメータＬｍは、音声信号の信号レベルが大きくなるほど大きくなるように設定する。音声信号の信号レベルを例えば１６ビットのデータで表した場合、信号レベルが最小の０ｘ０００ではパラメータＬｍは０．０、信号レベルが最大の０ｘ７ＦＦＦではパラメータＬｍは１．０に設定する。パラメータＬｍは、信号レベルが０ｘ０００〜０ｘ７ＦＦＦの間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 In FIG. 4, the background noise level increases as the signal level of the audio signal increases, and the parameter Lm is set to increase as the signal level of the audio signal increases. For example, when the signal level of the audio signal is expressed by 16-bit data, the parameter Lm is set to 0.0 when the signal level is 0x000, and the parameter Lm is set to 1.0 when the signal level is 0x7FFF. The parameter Lm is set so as to change, for example, linearly or nonlinearly when the signal level is between 0x000 and 0x7FFF.
生成部２５は、図４に示すテーブルを予め記憶し、第２背景ノイズ検出部２４−２から与えられる音声信号の信号レベルとこのテーブルとを用いてパラメータＬｍを求める。
The
パラメータＬｅは、第３背景ノイズ検出部２４−３で検出されたボリューム値に対応したパラメータである。パラメータＬｅは、ボリューム値とパラメータＬｅとの関係の一例を表す図５に示すように設定される。 The parameter Le is a parameter corresponding to the volume value detected by the third background noise detection unit 24-3. The parameter Le is set as shown in FIG. 5 showing an example of the relationship between the volume value and the parameter Le.
図５において、ボリューム値が大きくなるほど背景ノイズのレベルは大きくなり、パラメータＬｅは、ボリューム値が大きくなるほど大きくなるように設定する。ボリューム値が例えばステップ０〜ステップ４０に段階的に可変できる場合、ボリューム値が最小のステップ０ではパラメータＬｅは０．０、ボリューム値が最大のステップ４０ではパラメータＬｅは１．０に設定する。パラメータＬｅは、ボリューム値がステップ０〜４０の間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 In FIG. 5, the background noise level increases as the volume value increases, and the parameter Le is set to increase as the volume value increases. For example, when the volume value can be changed stepwise from step 0 to step 40, the parameter Le is set to 0.0 at step 0 where the volume value is minimum, and the parameter Le is set to 1.0 at step 40 where the volume value is maximum. The parameter Le is set so that, for example, the volume value changes linearly or non-linearly between steps 0-40.
生成部２５は、図５に示すテーブルを予め記憶し、第３背景ノイズ検出部２４−３から与えられるボリューム値とこのテーブルとを用いてパラメータＬｅを求める。
The
パラメータＬｎは、第４背景ノイズ検出部２４−４で検出された集音信号の信号レベルに対応したパラメータである。パラメータＬｎは、第４背景ノイズ検出部２４−４で検出された集音信号の信号レベルとパラメータＬｎとの関係の一例を表す図６に示すように設定される。 The parameter Ln is a parameter corresponding to the signal level of the collected sound signal detected by the fourth background noise detection unit 24-4. The parameter Ln is set as shown in FIG. 6 showing an example of the relationship between the signal level of the collected sound signal detected by the fourth background noise detection unit 24-4 and the parameter Ln.
図６において、集音信号の信号レベルが大きくなるほど背景ノイズのレベルは大きくなり、パラメータＬｎは、集音信号の信号レベルが大きくなるほど大きくなるように設定する。集音信号の信号レベルを例えば１６ビットのデータで表した場合、信号レベルが最小の０ｘ０００ではパラメータＬｎは０．０、信号レベルが最大の０ｘ７ＦＦＦではパラメータＬｎは１．０に設定する。パラメータＬｎは、信号レベルが０ｘ０００〜０ｘ７ＦＦＦの間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 In FIG. 6, the background noise level increases as the signal level of the sound collection signal increases, and the parameter Ln is set to increase as the signal level of the sound collection signal increases. For example, when the signal level of the collected sound signal is expressed by 16-bit data, the parameter Ln is set to 0.0 when the signal level is 0x000, and the parameter Ln is set to 1.0 when the signal level is 0x7FFF. The parameter Ln is set so as to change, for example, linearly or nonlinearly when the signal level is between 0x000 and 0x7FFF.
生成部２５は、図６に示すテーブルを予め記憶し、第４背景ノイズ検出部２４−４から与えられる集音信号の信号レベルとこのテーブルとを用いてパラメータＬｎを求める。
The
上式（１）において、係数ａ１，係数ｂ１，係数ｃ１，係数ｄ１は、各パラメータＬｖ，Ｌｍ，Ｌｅ，Ｌｎに重み付けする係数である。係数ａ１〜係数ｄ１は、上式（１）で算出される第２の出力音声信号の減衰信号レベルが、０≦減衰信号レベル≦しきい値Ｔｈの範囲となるように予め設定される。 In the above equation (1), the coefficient a1, the coefficient b1, the coefficient c1, and the coefficient d1 are coefficients that weight the parameters Lv, Lm, Le, and Ln. The coefficients a1 to d1 are set in advance so that the attenuation signal level of the second output audio signal calculated by the above equation (1) is in the range of 0 ≦ attenuation signal level ≦ threshold Th.
ノイズゲート出力部２２、ノイズゲート制御部２３、生成部２５、絶対値回路２４２３，２４４４及びローパスフィルタ２４２４，２４４５、加算部２６１は、例えば１つのＤＳＰで構成することができる。また、車速変換器２４１２は、例えばマイクロコンピュータで構成することができる。
The noise
この場合、ＤＳＰとマイクロコンピュータとの間で信号を通信する通信装置が必要となる。この通信装置は例えばマイクロコンピュータに備えられる。 In this case, a communication device that communicates signals between the DSP and the microcomputer is required. This communication device is provided in a microcomputer, for example.
図７に示すフローチャート、及び図８に示すタイミングチャートを参照して、第１実施形態のノイズゲート装置２の動作を説明する。
The operation of the
図７において、ノイズゲート入力部２１は、ステップＳ７０１にて、発話者の音声を集音し、集音した音声を電気信号に変換してノイズゲート制御部２３に与える。ノイズゲート制御部２３は、ステップＳ７０１にて、集音された音声が電気信号に変換された入力音声信号の信号レベルを求める。
In FIG. 7, the noise
第１背景ノイズ検出部２４−１は、ステップＳ７０２にて、車速を検出し、検出した車速に応じた車速信号を生成部２５に与える。
In step S <b> 702, the first background noise detection unit 24-1 detects the vehicle speed, and provides the
生成部２５は、ステップＳ７０３にて、車速信号に基づいて車速に応じたパラメータ
Ｌｖを求める。
In step S703, the
第２背景ノイズ検出部２４−２は、ステップＳ７０４にて、車載用電子機器２４２１から車室内に出力されている音声信号の信号レベルを求め、求めた音声信号の信号レベルを生成部２５に与える。
In step S704, the second background noise detection unit 24-2 obtains the signal level of the audio signal output from the in-vehicle
生成部２５は、ステップＳ７０５にて、音声信号の信号レベルに基づいて、パラメータＬｍを求める。
In step S705, the
第３背景ノイズ検出部２４−３は、ステップＳ７０６にて、電子ボリューム２６３のボリューム値を検出し、検出したボリューム値を生成部２５に与える。
In step S706, the third background noise detection unit 24-3 detects the volume value of the
生成部２５は、ステップＳ７０７にて、ボリューム値に基づいて、パラメータＬｅを求める。
In step S707, the
第４背景ノイズ検出部２４−４は、ステップＳ７０８にて、車室内に存在する音声を集音し、集音した音声をアナログ信号の集音信号に変換する。第４背景ノイズ検出部２４−４は、ステップＳ７０８にて、集音信号の信号レベルを求め、求めた信号レベルを生成部２５に与える。
In step S708, the fourth background noise detection unit 24-4 collects the sound present in the vehicle interior, and converts the collected sound into an analog signal. In step S708, the fourth background noise detection unit 24-4 obtains the signal level of the collected sound signal and supplies the obtained signal level to the
生成部２５は、ステップＳ７０９にて、第４背景ノイズ検出部２４−４から与えられた集音信号の信号レベルに基づいて、パラメータＬｎを求める。
In step S709, the
生成部２５は、ステップＳ７１０にて、パラメータＬｖ，Ｌｍ，Ｌｅ，Ｌｎを用いて、上式（１）により第２の出力音声信号の減衰信号レベルを生成する。
生成部２５が生成する減衰信号レベルは、パラメータＬｖ，Ｌｍ，Ｌｅ，Ｌｎのうち、任意の１以上のパラメータを用いることも可能である。
In step S710, the
As the attenuation signal level generated by the
比較回路２３３は、ステップＳ７１１にて、入力音声信号の信号レベルがしきい値Ｔｈ以下であるか否かを判別する。判別の結果、入力音声信号の信号レベルがしきい値Ｔｈ以下の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ７１２に進む。
In step S711, the
出力制御部２３４は、ステップＳ７１２にて、ノイズゲート出力部２２のアンプ２２１のゲインが、アンプ２２１がステップＳ７１０で生成した減衰信号レベルで第２の出力音声信号を出力するゲインに設定されているか否かを判別する。判別の結果、ステップＳ７１０で生成した減衰信号レベルで第２の出力音声信号を出力するゲインに設定されている場合（Ｙｅｓ）は、一連の処理が終了する。
In step S712, the
このとき、入力音声信号と出力音声信号は、図８に示すタイミングチャートにおいて符号Ａで示す期間の状態である。すなわち、入力音声信号の信号レベルがしきい値Ｔｈ以下で、かつ第２の出力音声信号がノイズゲート出力部２２から出力されている状態である。
At this time, the input audio signal and the output audio signal are in a state indicated by a symbol A in the timing chart shown in FIG. That is, the signal level of the input audio signal is equal to or lower than the threshold value Th, and the second output audio signal is output from the noise
図７に戻って、ステップＳ７１２の判別結果において、アンプ２２１のゲインがステップＳ７１０で生成した減衰信号レベルで第２の出力音声信号を出力するゲインに設定されていない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ７１３に進む。
Returning to FIG. 7, if the gain of the
出力制御部２３４は、ステップＳ７１３にて、リリース処理を実行して、アンプ２２１がステップＳ７１０で生成した減衰信号レベルで第２の出力音声信号を出力するようにアンプ２２１のゲインを制御する。これにより、第１の出力音声信号の信号レベルは、減衰信号レベルにまで立ち下がり、一連の処理は終了する。
In step S713, the
このとき、入力音声信号と出力音声信号は、図８に示すタイミングチャートにおいて
Ｔｒ（リリース時間）で示す期間の状態である。すなわち、入力音声信号の信号レベルがしきい値Ｔｈよりも大きい状態から小さい状態に変化し、第１の出力音声信号の信号レベルが立ち下がるときである。
At this time, the input audio signal and the output audio signal are in a period indicated by Tr (release time) in the timing chart shown in FIG. That is, when the signal level of the input audio signal changes from a state larger than the threshold value Th to a small state, and the signal level of the first output audio signal falls.
図７に戻って、ステップＳ７１１にて、判別の結果、入力音声信号の信号レベルがしきい値Ｔｈよりも大きい場合（Ｎｏ）は、ステップＳ７１４に進む。 Returning to FIG. 7, when the signal level of the input audio signal is higher than the threshold value Th as a result of the determination in step S711 (No), the process proceeds to step S714.
出力制御部２３４は、ステップＳ７１４にて、ノイズゲート出力部２２のアンプ２２１のゲインが１に設定されているか否かを判別する。すなわち、出力制御部２３４は、アンプ２２１のゲインがアンプ２２１から第１の出力音声信号が出力されるゲインの１に設定されているか否かを判別する。判別の結果、ゲインが１に設定されている場合（Ｙｅｓ）は、一連の処理が終了する。
In step S714, the
このときに、入力音声信号と出力音声信号は、図８に示すタイミングチャートにおいて符号Ｂで示す期間の状態である。すなわち、第１の出力音声信号がノイズゲート出力部２２から出力されている状態である。
At this time, the input audio signal and the output audio signal are in a state indicated by a symbol B in the timing chart shown in FIG. That is, the first output audio signal is being output from the noise
図７に戻って、ステップＳ７１４にて、判別の結果、ゲインが１に設定されていない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ７１５に進む。 Returning to FIG. 7, if the gain is not set to 1 as a result of the determination in step S714 (No), the process proceeds to step S715.
出力制御部２３４は、ステップＳ７１５にて、アタック処理を実行して、第２の出力音声信号の減衰信号レベルが、入力音声信号の信号レベルとなるようにアンプ２２１のゲインを制御する。これにより、第２の出力音声信号の減衰信号レベルは、入力音声信号の信号レベルにまで立ち上がり、一連の処理は終了する。
In step S715, the
このとき、入力音声信号と出力音声信号は、図８に示すタイミングチャートにおいて
Ｔａ（アタック時間）で示す期間の状態である。すなわち、入力音声信号の信号レベルがしきい値Ｔｈよりも小さい状態から大きい状態に変化し、第２の出力音声信号の信号レベルが立ち上がるときである。
At this time, the input audio signal and the output audio signal are in a state indicated by Ta (attack time) in the timing chart shown in FIG. That is, when the signal level of the input audio signal changes from a state smaller than the threshold value Th to a large state, and the signal level of the second output audio signal rises.
以上説明したように、第１実施形態は以下に示す構成を採用することにより、以下に示す効果を得ることができる。 As described above, the first embodiment can obtain the following effects by adopting the following configuration.
第１実施形態のノイズゲート装置２は、ノイズゲート入力部２１、ノイズゲート出力部２２、ノイズゲート制御部２３、背景ノイズ検出部２４、生成部２５を備える。
The
ノイズゲート入力部２１は、音声を集音して、入力音声信号を生成する。
The noise
ノイズゲート出力部２２は、入力音声信号の信号レベルが予め設定されたしきい値Ｔｈよりも大きいときには、入力音声信号をそのまま第１の出力音声信号として出力する。ノイズゲート出力部２２は、入力音声信号の信号レベルがしきい値Ｔｈ以下のときは、入力音声信号を減衰させて第２の出力音声信号として出力する。
The noise
ノイズゲート制御部２３の比較回路２３３は、入力音声信号の信号レベルを予め設定されたしきい値と比較する。
ノイズゲート制御部２３の出力制御部２３４は、比較回路２３３による比較結果がしきい値よりも大きいときは、入力音声信号を第１の出力音声信号として出力させる制御を行う。ノイズゲート制御部２３の出力制御部２３４は、比較回路２３３による比較結果がしきい値以下のときは、入力音声信号を減衰させて第２の出力音声信号として出力させる制御を行う。
The
The
背景ノイズ検出部２４は、ノイズゲート入力部２１周辺の背景ノイズの信号レベルを検出する。
The background
生成部２５は、背景ノイズ検出部２４で検出された背景ノイズの信号レベルに基づいて、第２の出力音声信号の減衰信号レベルを生成する。
The
第１実施形態のノイズゲート装置２は、上記構成を採用することにより、入力音声信号の信号レベルを背景ノイズの信号レベルに応じた信号レベルに減衰させて出力することができる。これにより、ノイズゲート装置２は、ノイズゲート入力部２１の周囲に存在する音のレベルに応じた信号レベルで入力音声信号を出力することができる。この結果、ノイズゲート装置２は、出力される音声を聴取している者が違和感を感じにくく、自然な聞こえ方に近い音声を出力することができる。
By adopting the above configuration, the
第１実施形態のノイズゲート装置２は、上記構成を採用することにより、入力音声信号の周波数スペクトルを解析して定常ノイズを推定し、入力音声信号を減衰させる構成を採用していない。これにより、ノイズゲート装置２は、入力音声信号の周波数スペクトルを解析できる、例えば処理能力の高い高価なＤＳＰなどを必要としない。この結果、ノイズゲート装置２は、安価に構成することができる。
The
第１実施形態のノイズゲート装置２において、生成部２５は、背景ノイズ検出部２４で検出された背景ノイズの信号レベルが大きくなるほど、第２の出力音声信号の信号レベルを大きくする。
In the
第１実施形態のノイズゲート装置２は、上記構成を採用することにより、背景ノイズの信号レベルが大きくなるにつれて減衰信号レベルが大きくなる第２の出力音声信号を出力することができる。これにより、ノイズゲート装置２は、出力される音声を聴取している者が違和感を感じにくく、自然な聞こえ方に近い音声を出力することができる。
By adopting the above configuration, the
（第２実施形態）
図９を参照して、本発明の第２実施形態に係るノイズゲート装置９の構成を説明する。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 9, the structure of the
図９において、第２実施形態のノイズゲート装置９は、第１実施形態のノイズゲート制御部２３に代えて新たなノイズゲート制御部９１と、第１実施形態の生成部２５に代えて新たな生成部９２を備えたことを特徴とする。第２実施形態のノイズゲート装置９は、他の構成は第１実施形態のノイズゲート装置２と同様なので、その説明は省略する。
In FIG. 9, the
第２実施形態のノイズゲート装置９は、第１実施形態で説明した機能に加えて、パラメータＡｖ，Ａｍ，Ａｅ，Ａｎにしたがってアタック時間を制御し、パラメータＲｖ，Ｒｍ，Ｒｅ，Ｒｎにしたがってリリース時間を制御する。
In addition to the functions described in the first embodiment, the
ノイズゲート制御部９１は、絶対値回路９１１、ローパスフィルタ９１２、比較回路９１３、及び出力制御部９１４を備えている。
The noise
絶対値回路９１１は、第１実施形態の絶対値回路２３１と同様であり、ローパスフィルタ９１２は、第１実施形態のローパスフィルタ２３２と同様であり、比較回路９１３は、第１実施形態の比較回路２３３と同様である。
The
出力制御部９１４は、第１実施形態の出力制御部２３４が備えている機能に加えて、後述する生成部９２から与えられるアタック時間にしたがってアタック処理を実行する。出力制御部９１４は、後述する生成部９２から与えられるリリース時間にしたがってリリース処理を実行する。
The
生成部９２は、第１実施形態の生成部２５が備えている機能に加えて、背景ノイズ検出部２４で検出された背景ノイズのレベルに基づいて、アタック時間及びリリース時間を生成する。生成部９２は、生成したアタック時間及びリリース時間を出力制御部９１４に与える。
The
具体的には、生成部９２は、パラメータＡｖ，Ａｍ，Ａｅ，Ａｎを用いて、次式（２）によりアタック時間（Ｔａ）を生成する。
Specifically, the
Ｔａ＝ａ２×Ａｖ＋ｂ２×Ａｍ＋ｃ２×Ａｅ＋ｄ２×Ａｎ …（２）
パラメータＡｖは、第１背景ノイズ検出部２４−１で検出された車速に対応したパラメータである。パラメータＡｖは、車速とパラメータＡｖとの関係の一例を表す図１０に示すように設定される。
Ta = a2 * Av + b2 * Am + c2 * Ae + d2 * An ... (2)
The parameter Av is a parameter corresponding to the vehicle speed detected by the first background noise detection unit 24-1. The parameter Av is set as shown in FIG. 10 showing an example of the relationship between the vehicle speed and the parameter Av.
なお、図１０〜後述する図１３には、生成部９２が生成するパラメータＬｖ，Ｌｍ，Ｌｅ，Ｌｎも併記している。
10 to FIG. 13 to be described later, parameters Lv, Lm, Le, and Ln generated by the
背景ノイズの信号レベルが大きくなるほど車室内の音のレベルは大きくなるので、パラメータＡｖは、背景ノイズの信号レベルが大きくなるほど大きくする。これにより、車室内の音のレベルが大きくなるほどアタック時間は長くなり、音声信号は緩やかに変化する。 Since the sound level in the passenger compartment increases as the background noise signal level increases, the parameter Av increases as the background noise signal level increases. As a result, the attack time becomes longer as the sound level in the passenger compartment increases, and the sound signal changes gradually.
この結果、出力音声信号の急激な変化は抑制されるので、出力される音声を聴取している者は、聴取している音声に含まれるノイズが目立ちにくくなり、違和感を感じることは少なくなる。 As a result, since a sudden change in the output sound signal is suppressed, a person who is listening to the output sound is less likely to notice noise contained in the sound being listened to and feel less uncomfortable.
したがって、パラメータＡｖは、図１０に示すように車速が速くなるほど大きくなるように設定する。例えば車速が０ｋｍではパラメータＡｖは０．１、車速が１００ｋｍではパラメータＡｖは１．０とする。パラメータＡｖは、車速が０ｋｍ〜１００ｋｍの間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 Therefore, the parameter Av is set so as to increase as the vehicle speed increases as shown in FIG. For example, the parameter Av is 0.1 when the vehicle speed is 0 km, and the parameter Av is 1.0 when the vehicle speed is 100 km. The parameter Av is set to change linearly or nonlinearly, for example, when the vehicle speed is between 0 km and 100 km.
生成部９２は、図１０に示すテーブルを予め記憶し、第１背景ノイズ検出部２４−１から与えられる車速信号とこのテーブルとを用いてパラメータＡｖを求める。
The
パラメータＡｍは、第２背景ノイズ検出部２４−２で検出された音声信号の信号レベルに対応したパラメータである。パラメータＡｍは、第２背景ノイズ検出部２４−２で検出された音声信号の信号レベルとパラメータＡｍとの関係の一例を表す図１１に示すように設定される。 The parameter Am is a parameter corresponding to the signal level of the audio signal detected by the second background noise detection unit 24-2. The parameter Am is set as shown in FIG. 11 showing an example of the relationship between the signal level of the audio signal detected by the second background noise detection unit 24-2 and the parameter Am.
音声信号の信号レベルが大きくなるほど車室内の音のレベルは大きくなるので、パラメータＡｍは、音声信号の信号レベルが大きくなるほど大きくする。これにより、車室内の音のレベルが大きくなるほどアタック時間は長くなり、出力音声信号は緩やかに変化する。 Since the sound level in the passenger compartment increases as the signal level of the audio signal increases, the parameter Am increases as the signal level of the audio signal increases. As a result, the attack time becomes longer as the sound level in the passenger compartment increases, and the output audio signal changes gradually.
この結果、出力音声信号の急激な変化は抑制されるので、出力される音声を聴取している者は、聴取している音声に含まれるノイズが目立ちにくくなり、違和感を感じることは少なくなる。 As a result, since a sudden change in the output sound signal is suppressed, a person who is listening to the output sound is less likely to notice noise contained in the sound being listened to and feel less uncomfortable.
したがって、パラメータＡｍは、図１１に示すように音声信号の信号レベルが大きくなるほど大きくなるように設定する。音声信号の信号レベルを例えば１６ビットのデータで表した場合、信号レベルが最小の０ｘ０００ではパラメータＡｍは０．１、信号レベルが最大の０ｘ７ＦＦＦではパラメータＡｍは１．０に設定する。パラメータＡｍは、信号レベルが０ｘ０００〜０ｘ７ＦＦＦの間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 Therefore, the parameter Am is set to increase as the signal level of the audio signal increases as shown in FIG. For example, when the signal level of the audio signal is expressed by 16-bit data, the parameter Am is set to 0.1 at 0x000 where the signal level is minimum, and the parameter Am is set to 1.0 at 0x7FFF where the signal level is maximum. The parameter Am is set so as to change, for example, linearly or nonlinearly when the signal level is between 0x000 and 0x7FFF.
生成部９２は、図１１に示すテーブルを予め記憶し、第２背景ノイズ検出部２４−２から与えられる音声信号の信号レベルとこのテーブルとを用いてパラメータＡｍを求める。
The
パラメータＡｅは、第３背景ノイズ検出部２４−３で検出されたボリューム値に対応したパラメータである。パラメータＡｅは、ボリューム値とパラメータＡｅとの関係の一例を表す図１２に示すように設定される。 The parameter Ae is a parameter corresponding to the volume value detected by the third background noise detection unit 24-3. The parameter Ae is set as shown in FIG. 12 showing an example of the relationship between the volume value and the parameter Ae.
ボリューム値が大きくなるほど車室内の音のレベルは大きくなるので、パラメータＡｅは、ボリューム値が大きくなるほど大きくする。これにより、車室内の音のレベルが大きくなるほどアタック時間は長くなり、出力音声信号は緩やかに変化する。 As the volume value increases, the sound level in the passenger compartment increases. Therefore, the parameter Ae increases as the volume value increases. As a result, the attack time becomes longer as the sound level in the passenger compartment increases, and the output audio signal changes gradually.
この結果、出力音声信号の急激な変化は抑制されるので、出力される音声を聴取している者は、聴取している音声に含まれるノイズが目立ちにくくなり、違和感を感じることは少なくなる。 As a result, since a sudden change in the output sound signal is suppressed, a person who is listening to the output sound is less likely to notice noise contained in the sound being listened to and feel less uncomfortable.
したがって、パラメータＡｅは、図１２に示すように音声信号の信号レベルが大きくなるほど大きくなるように設定する。ボリューム値が例えばステップ０〜ステップ４０に段階的に可変できる場合、ボリューム値が最小のステップ０ではパラメータＡｅは０．１、ボリューム値が最大のステップ４０ではパラメータＡｅは１．０に設定する。パラメータＡｅは、ボリューム値が０〜４０の間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 Therefore, the parameter Ae is set to increase as the signal level of the audio signal increases as shown in FIG. For example, when the volume value can be changed stepwise from step 0 to step 40, the parameter Ae is set to 0.1 in step 0 where the volume value is the minimum, and the parameter Ae is set to 1.0 in step 40 where the volume value is the maximum. The parameter Ae is set so as to change, for example, linearly or nonlinearly when the volume value is between 0 and 40.
生成部９２は、図１２に示すテーブルを予め記憶し、第３背景ノイズ検出部２４−３から与えられるボリューム値とこのテーブルとを用いてパラメータＡｅを求める。
The
パラメータＡｎは、第４背景ノイズ検出部２４−４で検出された集音信号の信号レベルに対応したパラメータである。パラメータＡｎは、第４背景ノイズ検出部２４−４で検出された集音信号の信号レベルとパラメータＡｎとの関係の一例を表す図１３に示すように設定される。 The parameter An is a parameter corresponding to the signal level of the collected sound signal detected by the fourth background noise detection unit 24-4. The parameter An is set as shown in FIG. 13 showing an example of the relationship between the signal level of the collected sound signal detected by the fourth background noise detection unit 24-4 and the parameter An.
集音信号の信号レベルが大きくなるほど車室内の音のレベルは大きくなるので、パラメータＡｎは、集音信号の信号レベルが大きくなるほど大きくする。これにより、車室内の音のレベルが大きくなるほどアタック時間は長くなり、出力音声信号は緩やかに変化する。 Since the sound level in the passenger compartment increases as the signal level of the sound collection signal increases, the parameter An is increased as the signal level of the sound collection signal increases. As a result, the attack time becomes longer as the sound level in the passenger compartment increases, and the output audio signal changes gradually.
この結果、出力音声信号の急激な変化は抑制されるので、出力される音声を聴取している者は、聴取している音声に含まれるノイズが目立ちにくくなり、違和感を感じることは少なくなる。 As a result, since a sudden change in the output sound signal is suppressed, a person who is listening to the output sound is less likely to notice noise contained in the sound being listened to and feel less uncomfortable.
したがって、パラメータＡｎは、図１３に示すように集音信号の信号レベルが大きくなるほど大きくなるように設定する。集音信号の信号レベルを例えば１６ビットのデータで表した場合、信号レベルが最小の０ｘ０００ではパラメータＡｎは０．１、信号レベルが最大の０ｘ７ＦＦＦではパラメータＡｎは１．０に設定する。パラメータＡｎは、信号レベルが０ｘ０００〜０ｘ７ＦＦＦの間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 Therefore, the parameter An is set so as to increase as the signal level of the collected sound signal increases as shown in FIG. For example, when the signal level of the collected sound signal is expressed by 16-bit data, the parameter An is set to 0.1 at 0x000 where the signal level is minimum, and the parameter An is set to 1.0 at 0x7FFF where the signal level is maximum. The parameter An is set so as to change linearly or nonlinearly, for example, when the signal level is between 0x000 and 0x7FFF.
生成部９２は、図１３に示すテーブルを予め記憶し、第４背景ノイズ検出部２４−４から与えられる集音信号の信号レベルとこのテーブルとを用いてパラメータＡｎを求める。
The
上式（２）において、係数ａ２，係数ｂ２，係数ｃ２，係数ｄ２は、各パラメータＡｖ，Ａｍ，Ａｅ，Ａｎに重み付けする係数である。これらの係数ａ２，係数ｂ２，係数ｃ２，係数ｄ２は、それぞれ任意に設定される。 In the above equation (2), the coefficient a2, the coefficient b2, the coefficient c2, and the coefficient d2 are coefficients that weight the parameters Av, Am, Ae, and An. These coefficient a2, coefficient b2, coefficient c2, and coefficient d2 are arbitrarily set.
出力制御部９１４は、図７に示すステップＳ７１５にて、第１実施形態で実行したアタック処理に加えて、上式（２）を用いてアタック時間を算出する。出力制御部９１４は、ステップＳ７１５にて、第２の出力音声信号の減衰信号レベルが、算出したアタック時間にしたがって入力音声信号の信号レベルにまで立ち上がるようにアンプ２２１を制御する。
In step S715 shown in FIG. 7, the
生成部９２は、パラメータＲｖ，Ｒｍ，Ｒｅ，Ｒｎを用いて、次式（３）によりリリース時間（Ｔｒ）を生成する。
The
生成部９２が生成するリリース時間は、減衰信号レベルを生成する際に参照する任意の１以上の背景ノイズ検出部２４に対応するパラメータを用いる。具体例としては、減衰信号レベルの生成を、第１背景ノイズ検出部２４−１および第２背景ノイズ検出部２４−２の組合せによるＬｖおよびＬｍに基づいて生成するときは、リリース時間をパラメータＲｖおよびＲｍも基づいて生成する。
The release time generated by the
Ｔｒ＝ａ３×Ｒｖ＋ｂ３×Ｒｍ＋ｃ３×Ｒｅ＋ｄ３×Ｒｎ …（３）
パラメータＲｖは、第１背景ノイズ検出部２４−１で検出された車速に対応したパラメータである。パラメータＲｖは、車速とパラメータＲｖとの関係の一例を表す図１０に示すように設定される。
Tr = a3 * Rv + b3 * Rm + c3 * Re + d3 * Rn (3)
The parameter Rv is a parameter corresponding to the vehicle speed detected by the first background noise detection unit 24-1. The parameter Rv is set as shown in FIG. 10 showing an example of the relationship between the vehicle speed and the parameter Rv.
背景ノイズの信号レベルが大きくなるほど車室内の音のレベルは大きくなるので、パラメータＲｖは、背景ノイズの信号レベルが大きくなるほど大きくする。これにより、車室内の音のレベルが大きくなるほどリリース時間は長くなり、出力音声信号は緩やかに変化する。 Since the sound level in the passenger compartment increases as the background noise signal level increases, the parameter Rv increases as the background noise signal level increases. Thereby, the release time becomes longer as the sound level in the passenger compartment increases, and the output audio signal changes gradually.
この結果、出力音声信号の急激な変化は抑制されるので、出力される音声を聴取している者は、聴取している音声に含まれるノイズが目立ちにくくなり、違和感を感じることは少なくなる。 As a result, since a sudden change in the output sound signal is suppressed, a person who is listening to the output sound is less likely to notice noise contained in the sound being listened to and feel less uncomfortable.
したがって、パラメータＲｖは、図１０に示すように車速が遅くなるほど大きくなるように設定する。例えば車速が０ｋｍではパラメータＲｖは０．１、車速が１００ｋｍではパラメータＲｖは１．０とする。パラメータＲｖは、車速が０ｋｍ〜１００ｋｍの間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 Therefore, the parameter Rv is set so as to increase as the vehicle speed decreases as shown in FIG. For example, the parameter Rv is 0.1 when the vehicle speed is 0 km, and the parameter Rv is 1.0 when the vehicle speed is 100 km. The parameter Rv is set so as to change, for example, linearly or nonlinearly when the vehicle speed is between 0 km and 100 km.
生成部９２は、図１０に示すテーブルを予め記憶し、第１背景ノイズ検出部２４−１から与えられる車速信号とこのテーブルとを用いてパラメータＲｖを求める。
The
パラメータＲｍは、第２背景ノイズ検出部２４−２で検出された音声信号の信号レベルに対応したパラメータである。パラメータＲｍは、第２背景ノイズ検出部２４−２で検出された音声信号の信号レベルとパラメータＲｍとの関係の一例を表す図１１に示すように設定される。 The parameter Rm is a parameter corresponding to the signal level of the audio signal detected by the second background noise detection unit 24-2. The parameter Rm is set as shown in FIG. 11 showing an example of the relationship between the signal level of the audio signal detected by the second background noise detection unit 24-2 and the parameter Rm.
音声信号の信号レベルが大きくなるほど車室内の音のレベルは大きくなるので、パラメータＲｍは、音声信号の信号レベルが大きくなるほど大きくする。これにより、車室内の音のレベルが大きくなるほどリリース時間は長くなり、出力音声信号は緩やかに変化する。 Since the sound level in the passenger compartment increases as the signal level of the audio signal increases, the parameter Rm increases as the signal level of the audio signal increases. Thereby, the release time becomes longer as the sound level in the passenger compartment increases, and the output audio signal changes gradually.
この結果、出力音声信号の急激な変化は抑制されるので、出力される音声を聴取している者は、聴取している音声に含まれるノイズが目立ちにくくなり、違和感を感じることは少なくなる。 As a result, since a sudden change in the output sound signal is suppressed, a person who is listening to the output sound is less likely to notice noise contained in the sound being listened to and feel less uncomfortable.
したがって、パラメータＲｍは、図１１に示すように音声信号の信号レベルが大きくなるほど大きくなるように設定する。音声信号の信号レベルを例えば１６ビットのデータで表した場合、信号レベルが最小の０ｘ０００ではパラメータＲｍは０．１、信号レベルが最大の０ｘ７ＦＦＦではパラメータＲｍは１．０に設定する。パラメータＲｍは、信号レベルが０ｘ０００〜０ｘ７ＦＦＦの間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 Therefore, the parameter Rm is set to increase as the signal level of the audio signal increases as shown in FIG. For example, when the signal level of the audio signal is expressed by 16-bit data, the parameter Rm is set to 0.1 at 0x000 where the signal level is minimum, and the parameter Rm is set to 1.0 at 0x7FFF where the signal level is maximum. The parameter Rm is set so as to change, for example, linearly or nonlinearly when the signal level is between 0x000 and 0x7FFF.
生成部９２は、図１１に示すテーブルを予め記憶し、第２背景ノイズ検出部２４−２から与えられる音声信号の信号レベルとこのテーブルとを用いてパラメータＲｍを求める。
The
パラメータＲｅは、第３背景ノイズ検出部２４−３で検出されたボリューム値に対応したパラメータである。パラメータＲｅは、ボリューム値とパラメータＲｅとの関係の一例を表す図１２に示すように設定される。 The parameter Re is a parameter corresponding to the volume value detected by the third background noise detection unit 24-3. The parameter Re is set as shown in FIG. 12 showing an example of the relationship between the volume value and the parameter Re.
ボリューム値が大きくなるほど車室内の音のレベルは大きくなるので、パラメータＲｅは、ボリューム値が大きくなるほど大きくする。これにより、車室内の音のレベルが大きくなるほどリリース時間は長くなり、出力音声信号は緩やかに変化する。 Since the sound level in the passenger compartment increases as the volume value increases, the parameter Re increases as the volume value increases. Thereby, the release time becomes longer as the sound level in the passenger compartment increases, and the output audio signal changes gradually.
この結果、出力音声信号の急激な変化は抑制されるので、出力される音声を聴取している者は、聴取している音声に含まれるノイズが目立ちにくくなり、違和感を感じることは少なくなる。 As a result, since a sudden change in the output sound signal is suppressed, a person who is listening to the output sound is less likely to notice noise contained in the sound being listened to and feel less uncomfortable.
したがって、パラメータＲｅは、図１２に示すように音声信号の信号レベルが大きくなるほど大きくなるように設定する。ボリューム値が例えばステップ０〜ステップ４０に段階的に可変できる場合、ボリューム値が最小のステップ０ではパラメータＲｅは０．１、ボリューム値が最大のステップ４０ではパラメータＲｅは１．０に設定する。パラメータＲｅは、ボリューム値が０〜４０の間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 Therefore, the parameter Re is set to increase as the signal level of the audio signal increases as shown in FIG. For example, when the volume value can be changed stepwise from step 0 to step 40, the parameter Re is set to 0.1 at step 0 where the volume value is minimum, and the parameter Re is set to 1.0 at step 40 where the volume value is maximum. The parameter Re is set so as to change, for example, linearly or nonlinearly when the volume value is between 0 and 40.
生成部９２は、図１２に示すテーブルを予め記憶し、第３背景ノイズ検出部２４−３から与えられるボリューム値とこのテーブルとを用いてパラメータＲｅを求める。
The
パラメータＲｎは、第４背景ノイズ検出部２４−４で検出された集音信号の信号レベルに対応したパラメータである。パラメータＲｎは、第４背景ノイズ検出部２４−４で検出された集音信号の信号レベルとパラメータＲｎとの関係の一例を表す図１３に示すように設定される。 The parameter Rn is a parameter corresponding to the signal level of the collected sound signal detected by the fourth background noise detection unit 24-4. The parameter Rn is set as shown in FIG. 13 showing an example of the relationship between the signal level of the collected sound signal detected by the fourth background noise detection unit 24-4 and the parameter Rn.
集音信号の信号レベルが大きくなるほど車室内の音のレベルは大きくなるので、パラメータＲｎは、集音信号の信号レベルが大きくなるほど大きくする。これにより、車室内の音のレベルが大きくなるほどリリース時間は長くなり、出力音声信号は緩やかに変化する。 Since the sound level in the passenger compartment increases as the signal level of the sound collection signal increases, the parameter Rn is increased as the signal level of the sound collection signal increases. Thereby, the release time becomes longer as the sound level in the passenger compartment increases, and the output audio signal changes gradually.
この結果、出力音声信号の急激な変化は抑制されるので、出力される音声を聴取している者は、聴取している音声に含まれるノイズが目立ちにくくなり、違和感を感じることは少なくなる。 As a result, since a sudden change in the output sound signal is suppressed, a person who is listening to the output sound is less likely to notice noise contained in the sound being listened to and feel less uncomfortable.
したがって、パラメータＲｎは、図１３に示すように集音信号の信号レベルが大きくなるほど大きくなるように設定する。集音信号の信号レベルを例えば１６ビットのデータで表した場合、信号レベルが最小の０ｘ０００ではパラメータＲｎは０．１、信号レベルが最大の０ｘ７ＦＦＦではパラメータＡｎは１．０に設定する。パラメータＲｎは、信号レベルが０ｘ０００〜０ｘ７ＦＦＦの間では、例えば線形もしくは非線形に変化するように設定される。 Therefore, the parameter Rn is set so as to increase as the signal level of the collected sound signal increases as shown in FIG. For example, when the signal level of the collected sound signal is expressed by 16-bit data, the parameter Rn is set to 0.1 when the signal level is the minimum 0x000, and the parameter An is set to 1.0 when the signal level is the maximum 0x7FFF. The parameter Rn is set so as to change, for example, linearly or nonlinearly when the signal level is between 0x000 and 0x7FFF.
生成部９２は、図１３に示すテーブルを予め記憶し、第４背景ノイズ検出部２４−４から与えられる集音信号の信号レベルとこのテーブルとを用いてパラメータＲｎを求める。
The
上式（３）において、係数ａ３，係数ｂ３，係数ｃ３，係数ｄ３は、各パラメータＲｖ，Ｒｍ，Ｒｅ，Ｒｎに重み付けする係数である。これらの係数ａ３，係数ｂ３，係数ｃ３，係数ｄ３は、それぞれ任意に設定される。 In the above equation (3), the coefficient a3, the coefficient b3, the coefficient c3, and the coefficient d3 are coefficients for weighting the parameters Rv, Rm, Re, and Rn. These coefficient a3, coefficient b3, coefficient c3, and coefficient d3 are set arbitrarily.
出力制御部９１４は、図７に示すステップＳ７１３にて、第１実施形態で実行したリリース処理に加えて、上式（３）を用いてリリース時間を算出する。出力制御部９１４は、ステップＳ７１３にて、第１の出力音声信号の信号レベルが、リリース時間にしたがって第２の出力音声信号の減衰信号レベルにまで立ち下がるようにアンプ２２１を制御する。
In step S713 shown in FIG. 7, the
以上説明したように、第２実施形態は以下に示す構成を採用することにより、以下に示す効果を得ることができる。 As described above, the second embodiment can obtain the following effects by adopting the following configuration.
第２実施形態のノイズゲート装置９において、生成部９２は、背景ノイズ検出部２４で検出された背景ノイズの信号レベルに基づいて、第２の出力音声信号の減衰信号レベルが第１の出力音声信号の信号レベルまで立ち上がるアタック時間を生成する。生成部９２は、背景ノイズ検出部２４で検出された背景ノイズの信号レベルに基づいて、第１の出力音声信号の信号レベルが第２の出力音声信号の減衰信号レベルまで立ち下がるリリース時間を生成する。
In the
ノイズゲート制御部９１は、生成したアタック時間で第２の出力音声信号の減衰信号レベルが第１の出力音声信号の信号レベルまで立ち上がるようにノイズゲート出力部２２を制御する。ノイズゲート制御部９１は、生成したリリース時間で第１の出力音声信号の信号レベルが第２の出力音声信号の減衰信号レベルまで立ち下がるようにノイズゲート出力部２２を制御する。
The noise
第２実施形態のノイズゲート装置９は、上記構成を採用することにより、背景ノイズの信号レベルに応じたアタック時間及びリリース時間で出力音声信号を変化させることができる。これにより、ノイズゲート装置９は、ノイズゲート入力部２１の周囲に存在する音のレベルに応じたアタック時間及びリリース時間で出力音声信号を変化させることができる。この結果、ノイズゲート装置９は、出力される音声を聴取している者が違和感を感じにくく、自然な聞こえ方に近い音声を出力することができる。
By adopting the above configuration, the
第２実施形態のノイズゲート装置９において、生成部９２は、背景ノイズ検出部２４で検出された背景ノイズの信号レベルが大きくなるほど、アタック時間及びリリース時間を長くする。
In the
第２実施形態のノイズゲート装置９は、上記構成を採用することにより、背景ノイズの信号レベルが大きくなるにつれてアタック時間及びリリース時間が長くなり、出力音声信号を緩やかに変化させることができる。これにより、ノイズゲート装置９は、背景ノイズの信号レベルが大きくなるほど出力音声信号の急激な変化を抑制することができる。この結果、ノイズゲート装置９は、出力される音声を聴取している者が違和感を感じにくく、自然な聞こえ方に近い音声を出力することができる。
By adopting the above configuration, the
２、９ ノイズゲート装置
２１ ノイズゲート入力部
２２ ノイズゲート出力部
２３，９１ ノイズゲート制御部
２４ 背景ノイズ検出部
２５，９２ 生成部
２３３ 比較回路
2, 9
Claims (4)
前記入力音声信号の信号レベルを予め設定されたしきい値と比較する比較部と、
前記比較部による比較結果が前記しきい値よりも大きいときは、前記入力音声信号を第１の出力音声信号として出力させ、前記比較部による比較結果が前記しきい値以下のときは、前記入力音声信号を減衰させて第２の出力音声信号として出力させる制御を行う出力制御部と、
前記入力部周辺の背景ノイズの信号レベルを検出する背景ノイズ検出部と、
前記背景ノイズ検出部で検出された背景ノイズの信号レベルに基づいて、前記第２の出力音声信号の信号レベルを生成する生成部と、
を備えることを特徴とするノイズゲート装置。 An input unit that collects audio and generates an input audio signal;
A comparator that compares the signal level of the input audio signal with a preset threshold;
When the comparison result by the comparison unit is greater than the threshold value, the input audio signal is output as a first output audio signal. When the comparison result by the comparison unit is less than or equal to the threshold value, the input audio signal is output. An output control unit that performs control to attenuate the audio signal and output it as the second output audio signal;
A background noise detection unit for detecting a signal level of background noise around the input unit;
A generating unit that generates a signal level of the second output audio signal based on a signal level of the background noise detected by the background noise detecting unit;
A noise gate device comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズゲート装置。 2. The noise gate device according to claim 1, wherein the generation unit increases the signal level of the second output audio signal as the background noise signal level detected by the background noise detection unit increases. .
前記出力制御部は、前記アタック時間で前記第２の出力音声信号の信号レベルが前記第１の出力音声信号の信号レベルまで立ち上がり、前記リリース時間で前記第１の出力音声信号の信号レベルが前記第２の出力音声信号の信号レベルまで立ち下がるように前記出力制御部を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のノイズゲート装置。 The generation unit generates an attack time in which the signal level of the second output audio signal rises to the signal level of the first output audio signal based on the signal level of the background noise detected by the background noise detection unit And generating a release time during which the signal level of the first output audio signal falls to the signal level of the second output audio signal based on the signal level of the background noise detected by the background noise detection unit,
The output control unit is configured such that the signal level of the second output audio signal rises to the signal level of the first output audio signal during the attack time, and the signal level of the first output audio signal exceeds the signal level during the release time. The noise gate device according to claim 1, wherein the output control unit is controlled to fall to a signal level of a second output audio signal.
ことを特徴とする請求項３に記載のノイズゲート装置。 4. The noise gate device according to claim 3, wherein the generation unit increases the attack time and the release time as the signal level of the background noise detected by the background noise detection unit increases.
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