JP2017513057A - 動的音声調整 - Google Patents

Abstract

とりわけ、命令を記憶する1つまたは複数の非一時的機械可読媒体が、述べられる。記憶される命令は、空間ユニット内の音声への空間ユニット内のノイズの影響を分析するステップであって、音声の少なくとも一部は、オーディオ信号によって作成される、ステップと、ノイズの1つまたは複数の特性に基づいて調整曲線の群の中から1つの調整曲線を選択するステップと、分析された影響および選択された調整曲線に基づいてオーディオ信号になされるべき調整量を決定するステップとを含む動作を行うために、1つまたは複数の処理デバイスによって実行可能である。

Description

本開示は一般に、例えば移動車両内での音声再生へのノイズの影響を克服するための、動的音声調整に関する。

移動車両内での音楽またはスピーチの再生は、車両内に存在する可変音響ノイズによって悪化することもある。このノイズは、車両速度、道路条件、天候、および車両の条件から生じることもあり、それらに依存することもある。増加したノイズの存在は、関心のある柔らかい音を隠し、音楽の忠実度またはスピーチの了解度を減少させることもある。車両の運転者および/または乗客は、オーディオシステムのボリュームを増加させることによって増加したノイズを部分的に補償することもある。しかしながら、車両速度が低下するまたはノイズが消失するとき、オーディオシステムの増加したボリュームは高くなり過ぎ、運転者または乗客はボリュームを減少させる必要があることもある。ボリュームを頻繁に増加させ、減少させる必要性は、不便であり、運転者の注意をそらすこともあり得るので、また安全上の問題でもあり得る。

一態様では、本開示は、空間ユニット内の音声への空間ユニット内のノイズの影響を分析するステップであって、音声の少なくとも一部は、オーディオ信号によって作成される、ステップと、ノイズの1つまたは複数の特性に基づいて調整曲線の群の中から1つの調整曲線を選択するステップと、分析された影響および選択された調整曲線に基づいてオーディオ信号になされるべき調整量を決定するステップとを含む動作を行うために、1つまたは複数の処理デバイスによって実行可能である命令を記憶する1つまたは複数の非一時的機械可読媒体を特徴とする。

別の態様では、本開示は、プロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラムを記憶する記憶デバイスとを備えるコントローラを特徴とする。プログラムは、空間ユニット内の音声への空間ユニット内のノイズの影響を分析するステップであって、音声の少なくとも一部は、オーディオ信号によって作成される、ステップと、ノイズの1つまたは複数の特性に基づいて調整曲線の群の中から1つの調整曲線を選択するステップと、分析された影響および選択された調整曲線に基づいてオーディオ信号になされるべき調整量を決定するステップとを含む動作をプロセッサに行わせるように構成される命令を含む。

別の態様では、本開示は、オーディオ信号を作成するための音響システムと、音声を検出するための検出器と、コントローラとを備えるシステムを特徴とする。音声の少なくとも一部は、オーディオ信号よって作成され、音声は、ノイズを含む。コントローラは、空間ユニット内の音声への空間ユニット内のノイズの影響を分析するステップと、ノイズの1つまたは複数の特性に基づいて調整曲線の群の中から1つの調整曲線を選択するステップと、分析された影響および選択された調整曲線に基づいてオーディオ信号になされるべき調整量を決定するステップとを含む動作を行うように構成される。

別の態様では、本開示は、第1の周波数帯域での第1のノイズ測定結果を第1の周波数帯域と異なる第2の周波数帯域での第2のノイズ測定結果と比較するステップと、第1および第2のノイズ測定結果の比較に基づいて第1の利得値を決定するステップと、第1の利得値をオーディオ信号の1つまたは複数の第1の信号成分に適用するステップとを含む動作を行うために、1つまたは複数の処理デバイスによって実行可能である命令を記憶する1つまたは複数の非一時的機械可読媒体を特徴とする。

1つまたは複数の非一時的機械可読媒体、コントローラ、およびシステムの実施形態は、次の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。音声へのノイズの影響を分析するステップは、信号対ノイズ比を計算するステップを含む。動作は、ノイズの特性を決定するステップを含む。ノイズの特性は、第1の周波数帯域でのノイズエネルギーの第1のレベルおよび第2の周波数帯域でのノイズエネルギーの第2のレベルを含む。異なる調整曲線は、第2のレベルに対する第1のレベルの異なる比に対応する。空間ユニットは、移動車両の客室を備え、ノイズは、風ノイズを含む。オーディオ信号は、スペクトル周波数に広がり、調整曲線を選択するステップは、周波数範囲の第1の帯域のための第1の調整曲線を第1の帯域のための第1の調整曲線の第1の群の中から選択するステップおよび周波数範囲の第2の帯域のための第2の調整曲線を第2の帯域のための調整曲線の第2の群の中から選択するステップを含む。調整を決定するステップは、第1の帯域でのオーディオ信号のための第1の調整および第2の帯域でのオーディオ信号のための第2の調整を決定するステップを含み、第1および第2の調整は、独立して決定される。分析するステップ、選択するステップ、および決定するステップは、リアルタイムに行われる。調整曲線を選択するステップは、周波数範囲の第3の帯域のための第3の調整曲線を第3の帯域のために決定された調整曲線の第3の群の中から選択するステップを含み、第1、第2および第3の帯域は、全スペクトル周波数範囲を形成する。動作は、オーディオ信号に対して調整を行うステップを含む。第1のノイズ測定結果を第2のノイズ測定結果と比較するステップは、第1の周波数帯域での第1のノイズ測定結果および第2の周波数帯域での第2のノイズ測定結果の比を計算するステップを含む。第1の利得値を決定するステップは、第1および第2のノイズ測定結果の比較に基づいて第1の調整曲線を識別するステップと、信号対ノイズ比(SNR)を計算するステップと、計算されたSNRおよび第1の調整曲線に基づいて第1の利得値を決定するステップとを含む。第1の調整曲線を識別するステップは、調整曲線の第1の定義済みの組から第1の調整曲線を補間するステップを含む。第2の利得値は、比較に基づいて決定され、第2の利得値は、オーディオ信号の1つまたは複数の
第2の信号成分に適用される。1つまたは複数の第1の信号成分は、低周波数帯域にあり、1つまたは複数の第2の信号成分は、高周波数帯域にある。第2の利得値を決定するステップは、第1および第2のノイズ測定結果の比較に基づいて第2の調整曲線を識別するステップと、信号対ノイズ比(SNR)を計算するステップと、計算されたSNRおよび第2の調整曲線に基づいて第2の利得値を決定するステップとを含む。第3の利得値は、比較に基づいて決定され、第3の利得値は、オーディオ信号の1つまたは複数の第3の信号成分に適用される。1つまたは複数の第3の信号成分は、第3の中間周波数帯域にある。1つまたは複数の第3の信号成分の少なくともいくつかの周波数は、高周波数帯域の周波数よりも低く、低周波数帯域の周波数よりも高い。第3の利得値を決定するステップは、第1および第2のノイズ測定結果の比較に基づいて第3の調整曲線を識別するステップと、信号対ノイズ比(SNR)を計算するステップと、計算されたSNRおよび第3の調整曲線に基づいて第3の利得値を決定するステップとを含む。第1のノイズ測定結果は、第1の周波数帯域での第1のノイズエネルギーを含み、第2のノイズ測定結果は、第2の周波数帯域での第2のノイズエネルギーを含む。

この要約部で述べられるそれらを含む、本開示で述べられる特徴の2つ以上は、本明細書で具体的に述べられない実装形態を形成するために組み合わされてもよい。

1つまたは複数の実装形態の詳細は、付随する図面および以下の記述において述べられる。他の特徴、目的、および利点は、その記述および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかであろう。

例示的オーディオ制御システムを示すブロック図である。 オーディオ調整をする際にオーディオ制御システムによって行われる例示的プロセスを示す流れ図である。 オーディオ調整をする際のオーディオ制御システムの異なる部分間の例示的相互作用を示すブロック図である。 異なる条件下でのノイズ特性曲線のプロットである。 異なる条件下でのノイズ特性曲線のプロットである。 例示的調整曲線のプロットである。 例示的調整曲線のプロットである。 例示的調整曲線のプロットである。 例示的二重帯域調整方式のプロットである。 例示的二重帯域調整方式のプロットである。 三帯域調整方式の例示的プロットである。

［概観］
図1は、車両(図示されず)内に取り付けられる例示的オーディオ制御システム100のブロック図を示す。オーディオ制御システム100は、移動車両内で音響システム106によって演奏される音楽またはスピーチ信号を自動的にかつ動的に調整することによって聴取体験への可変ノイズの影響を軽減するように構成される。システム100は従って、典型的には大幅な手動介入を必要とすることなく一貫した聴取体験を促進する。この例では、オーディオ制御システム100は、1つまたは複数のノイズ検出器102および音響システム106と通信する1つまたは複数のコントローラ104を含む。ノイズ検出器の例は、車両の客室に置かれるマイクロホンを含む。マイクロホンは典型的には、ユーザの耳に近い場所に、例えば乗客の客室のヘッドライナに沿って置かれる。ノイズ検出器の他の例は、速度計および1分間あたりのエンジン回転数に関連する電子データを含み、それらは、乗客の客室内で知覚されるノイズのレベルを示す情報を提供することができる。コントローラの例は、プロセッサ、例えばマイクロプロセッサを含むが、しかしそれらに限定されない。音響システム106は、音楽またはスピーチの入力信号に基づいて車両内に音声を出力する。

知覚される音声へのノイズの影響の軽減は、2つ以上のスペクトル帯域での音響システム106による再生のために使用されるオーディオ信号を調整することによって達成することができる。調整は、自動的に、すなわち手動介入なしに行われてもよい。コントローラ104は、検出器102によって検出されるノイズおよび音響システム106によって作成される音声を連続的に分析するようにプログラムされる。コントローラ104は、分析に基づいてオーディオ信号を調整するために、例えば利得を変更するために音響システム106と相互作用するようにプログラムされてもよい。信号は、2つ以上のスペクトル帯域において互いに独立して調整されてもよい。分析および調整は、コントローラによって実行されるコンピュータプログラムを使用して行われてもよい。場合によっては、異なるコンピュータプログラムプロセスまたはプロセスの異なる部分は、異なるプログラムモジュールにエンコードされてもよい。

図2は、図1のオーディオ制御システム100が、車両内のノイズ変化に応答してリアルタイムにオーディオ信号を自動的に調整する、例示的プロセス200を示す流れ図である。プロセス200によると、検出されたノイズを検出器102から受け取ることにより、コントローラは、音響システム106の出力である、車両内で知覚される音声へのノイズの影響を分析する(202)。その分析(202)に基づいて、コントローラは、また調整マップとも呼ばれる、調整曲線の群または族から1つの調整曲線を選択する(204)。調整マップは、メモリに記憶され、コントローラにアクセス可能であってもよく、または内部コントローラメモリに記憶されてもよい。以下でより詳細に述べられるように、調整マップは、あらかじめ決定されてもよく、選択される調整曲線は、ノイズの有害な影響に最も良く対処する(例えば、補正する、補償する、または同様のこと)曲線の族内の1つの曲線である。コントローラは、現在の信号の所定数のスペクトル帯域の各々になされるべき調整量を決定する(206)。その決定は、ノイズの影響および特定の帯域のために選択された調整曲線に基づいてなされてもよい。調整は、他のスペクトル帯域とは独立して各スペクトル帯域において行われてもよい(208)。

図3は、図2の例示的プロセス200の間にオーディオ制御システム100の異なる部分の間で起こる例示的相互作用を示すブロック図である。図3に示されるように、ノイズ検出器102は、車両内で検出されたノイズレベルに対応するデータをコントローラ104に配送する。コントローラによって実行されてもよいモジュール302は、現在の出力オーディオ308からデータを受け取り、例えば適応フィルタリングを使用してノイズを分離する。いくつかの実装形態では、モジュール302は、オーディオ制御システムが、異なるスペクトル形状を有するノイズからの影響を補償するように信号を調整することを可能にするために、低周波数および高周波数のノイズレベルを別々に推定するように構成される。典型的には、低周波数ノイズは、車両速度、道路条件、エンジン条件、その他から生じる、またはそれらに依存することもある。典型的には、高周波数ノイズは、風、雨、または車両が橋の上もしくはトンネルの中を通ることから生じることもある。コントローラによって実行される、不可逆(lossy)ピークレベル検出器とすることができるソース分析モジュール304は、音響システム106によって作成される、入力オーディオ306からの音声を分析する。コントローラは、記憶デバイス312上の調整マップから調整曲線を選択するためにノイズ検出モジュール302からの情報を使用する。またコントローラによって実行されもする別のモジュール314は、次いでSNR(信号対ノイズ比)値を計算するためにソース分析モジュール304およびノイズ検出モジュール302からの情報を組み合わせる。SNR値は、選択された調整曲線から調整値を決定するために使用される。導出された調整値に基づいて、コントローラは、入力オーディオ306に対して多重帯域、例えば二重帯域または三帯域スペクトル調整310を行う。

［調整マップ］
1.構成
図4Aは、車両の窓が開いた状態で測定された、3つの異なる速度で動いている車両内部のノイズのスペクトル形状を示すノイズ特性曲線404、406、408のプロット400を含有する。図4Bは、車両の窓が閉じた状態で測定された、同じ3つの異なる速度で動いている同じ車両内部のノイズ特性曲線410、412、414のプロット402を含有する。曲線404、406、408は、低周波数から高周波数に伸びる線形曲線420によって大まかに表されてもよい全体的に共通のスペクトル形状を有する。曲線410、412、414は、低周波数から高周波数に伸びる線形曲線422によって大まかに表されてもよい別の全体的に共通のスペクトル形状を有する。この例では、すべての曲線は、主要なノイズ寄与が、低周波数帯域428、430からであり、それは、200Hzに至るまでの上部カットオフ周波数に達することもある。各曲線の形状が似ていることは、ノイズスペクトルの形状が、この例では車両速度などの変動条件によってそれほど影響を受けないことを示す。低周波数でのノイズが、車両速度とともに上昇するとき、高周波数でのノイズは、比例して上昇するように見える。

しかしながら、2つの異なるプロットの曲線は、高周波数帯域424、426の周りで似ていないことを示す。典型的な高周波数帯域は、2kHzのように低いこともある下部カットオフ周波数、およびそれを上回るオプションの上部カットオフ周波数によって特徴付けられてもよい。高周波数帯域において似ていないことは、窓が、異なる状態(例えば、開いているまたは閉じている)にあるとき、車両内部で体験される風ノイズの差によって引き起こされることもある。いくつかの実装形態では、高周波数帯域において似ていないことは、また他の条件変化によって引き起こされることもある。高周波数帯域でのノイズが、異なる条件とともに変わると、ノイズのスペクトル形状を近似する線形曲線420、422もまた、変わる。高周波数帯域424でのノイズエネルギーの大きさに対する低周波数帯域428でのノイズエネルギーの大きさの比は、高周波数帯域426でのノイズエネルギーの大きさに対する低周波数帯域430でのノイズエネルギーの大きさの比と異なる。

いくつかの実装形態では、調整マップは、低周波数帯域でのノイズエネルギーの大きさと高周波数帯域でのノイズエネルギーの大きさとの間の比によって表される異なるノイズスペクトルにそれぞれ対応する多重調整曲線を含む。ノイズスペクトルの差のために、調整マップは、車両特有のこともある。

いくつかの実装形態では、マップ内の調整曲線は、コントローラによって推定されるSNRに基づいている。この場合、SNRは、ソース分析モジュール304から導出される推定信号レベルと、典型的には自動車車両について低周波数帯域と関連するノイズエネルギーの大きさである推定ノイズレベルとの間の比である。図5Aは、例示的調整曲線506を含有するグラフ500を示す。調整曲線506は、横軸上にデシベル(dB)単位で描かれるSNRと、縦軸上にまたデシベル(dB)単位で描かれもする調整値、例えば利得との間のマッピングである。曲線506は、多重線形領域を含む。この例では、開始しきいSNR、SNR_Tと、特定されるSNR、SNR₁との間の領域502では、調整量は、ゼロdBからA dBの最大調整値まで線形に増加し、SNR₁を下回る領域504では、A dBの最大値を有する一定の調整が、適用され、SNR_Tを上回る領域508では、調整が、適用されない、またはゼロdBの調整値が、適用される。いくつかの実装形態では、調整曲線は、それぞれ異なる傾斜を有する、2つよりも多い線形領域を含んでもよい。

いくつかの実装形態では、調整曲線は、次のパラメータ、最大調整値A、線形領域の数、各線形領域の傾斜、開始しきいSNR_T、およびもし必要ならば、各後続の線形領域について、各領域のための開始SNR値の1つまたは複数を使用して数学的に特定されてもよい。図5Aに示される例では、曲線506は、いったんSNR_T、A、および領域502での曲線の傾斜が決定されると、特定されてもよい。

いくつかの実装形態では、所与の車両のためのマップでは、異なる曲線が、所与の車両の異なる条件と関連する異なるノイズ特性に基づいて選択されてもよい。例えば、図5Aのプロット500および図5Bのプロット520に示される曲線506について、開始しきいSNR_Tおよび領域502での曲線の傾斜は、図4Aおよび図4Bに関して論じられた高周波数帯域および低周波数帯域でのノイズエネルギー間の比に基づいて選択されてもよい。プロット520はまた、図5Bに示されるように、開始しきいSNR_T'および開始しきいSNR_T'と中間レベルSNR、SNR₁'との間に、領域502での曲線506の傾斜と異なる傾斜を有する別の曲線510も含む。図5Bのプロット520は、調整マップまたは調整マップの一部と考えられてもよい。

図5Cを参照すると、調整マップは、図5Aのプロット500または図5Bのプロット520と比較して追加の調整曲線を含むことができ、そのいくつかは、プロット540に示されるが、しかしすべてではない。これらの曲線の各々は、図4Aおよび図4Bに描かれるようなノイズスペクトルの低周波数帯域および高周波数帯域のノイズエネルギーレベル間の前述の比に基づいて選択されてもよい。マップ内の調整曲線の群は、低周波数および高周波数帯域でのノイズの異なる相対的レベルにつながる異なる条件によって引き起こされる比の範囲に対応する。

調整マップは、車両のオーディオ制御システム内で決定され、プログラムされてもよい。その決定は、経験的になされてもよい。いくつかの実装形態では、2つの調整曲線542、544は、比の範囲の上部境界および比の範囲の下部境界に対応する2つの境界条件の下でそれぞれ決定される。すべての他の曲線は、2つの曲線542、544の間の線形補間によって生成されてもよい。例えば、ユーザは、すべての窓が閉じられ、音楽またはスピーチが車両内で再生されている状態で車両を試運転することができる。例えば図1のノイズ検出器102などの内蔵式ノイズ検出器、および図1のコントローラ104などのコントローラを含む、試験装置が、音声へのノイズの影響を受け取り、分析するために使用されてもよい。例えば、異なる時間におけるSNRが、計算されてもよい。ユーザは、異なる道路条件の下で、異なる速度で車両を試運転することができる。いったんユーザが、一貫したオーディオ体験を得るために、音声調整が必要とされることに気が付くと(車両が静止しているときまたは車両が他の条件下にあるときと比較して)、ユーザは、その瞬間でのSNRを開始SNRとして手動で記録するまたは記録するようにコントローラをトリガすることができる。ユーザは、異なる時間において一貫したオーディオ体験に達するためにオーディオ信号を手動で調整することができる。調整値は、それらの異なる時間でのSNRと関連してコントローラによって記録されてもよい。調整曲線の傾斜、例えばSNR_T'とSNR₁との間の曲線542の傾斜が、従って決定されてもよい。さらに、最大調整量Aは、例えば車両が、最大速度で動いているときに決定されてもよい。1つの曲線について決定されたパラメータは、コントローラ内に記憶されてもよく、またはさもなければコントローラにアクセス可能にされてもよい。

同様に、ユーザは、別の曲線、例えば図5Cの曲線544を構成するために、すべての窓が開き、音楽またはスピーチが車両内で再生されている状態で車両を試運転することができる。1つまたは複数の追加の曲線は、例えば1つの窓が開き、すべての他の窓が閉じた状態でまたは他の条件下で構築されてもよい。前に述べられたように、1つまたは複数の追加の曲線はまた、数学的補間を使用して2つの曲線542、544の間に構成されてもよい。

加えて、各車両について、多重調整曲線を有する調整マップが、所定数のスペクトル帯域の各々について構成されてもよい。例えば、上で述べられた経験的構成プロセスを使用して、全音声スペクトルにわたって均一に信号を調整する代わりに、ユーザは、所望の一貫性を維持するために異なる帯域での信号を独立して調整する。各SNRについて、多重帯域での調整は、異なる帯域について異なる調整マップを構成するために記録される。

2.実装形態
図2に関して上で述べられたように、車両について決定されたマップの多重曲線の1つは、リアルタイムの音声調整に使用するためにリアルタイムに選択されてもよい。本明細書で使用され場合、「リアルタイムに」は、「音楽またはスピーチが移動車両内で再生されるのと同時に」を意味する。その選択は、検出されたリアルタイムのノイズ特性、例えば低周波数帯域および高周波数帯域でのノイズレベルの大きさならびにそれらの比に基づいてもよい。例えば、車両が、図5Bに部分的に示される調整マップを有し、すべての窓が開いた状態で運転されるとき、車両のオーディオ制御システム100(図1)は、その瞬間でのノイズ特性を決定し、曲線510を選択する。曲線510の選択は、リアルタイムSNRが、曲線506に対応する異なる条件下で同じであることが分かるときでさえ、調整に影響を及ぼす。例えば、同じリアルタイムSNR₃について、A₂の調整が、オーディオ信号になされるべきであり、それは、曲線506が選択されたとした場合のA₁の調整よりも高い。

現実には、曲線506、510に対応する異なる条件下でのリアルタイムSNRは、異なることもある。例えば、もしSNR₃が、車両のすべての窓が閉じられているという条件に対応するならば、その時車両のすべての窓が開いているという条件に対応する実際のSNRは、SNR₃よりも小さいSNR₄である可能性が高い。曲線510を使用して、A₁およびA₂の両方よりも大きいA₃の実際の調整が、オーディオ信号になされるべきである。

［多重帯域調整］
図4Aおよび図4Bを再び参照すると、ノイズ特性曲線は、ノイズエネルギーが、低周波数に集中されることを示す。ノイズのスペクトル形状の差は、音声への異なる影響につながることもある。オーディオ信号での異なるスペクトル成分はまた、ノイズに異なって反応することもある。音声の階調(tonal)バランスを維持するために、オーディオ信号は、異なる調整マップを使用してそのスペクトルの異なる帯域において独立して調整されてもよい。適切な階調バランスを有する音声は、適切な階調バランスを欠いている音声よりも自然であるとユーザによって知覚可能である。

図6Aは、所与の時間における車両についての二重帯域調整方式600の例を示す。入力オーディオ信号の全スペクトルは、主に低周波数を含む、例えば約45Hzに中央ピークを有する帯域620、およびスペクトルでの残りの周波数を含み、またナイキスト(Nyquist)周波数として一般に知られてもいる、入力オーディオ信号の特定のデジタル表現によって表される最大周波数まで広がる帯域622に分けられる。調整方式600は、両方の帯域620、622を含む全スペクトルに適用されるべき広帯域ブースト602を含む。調整方式600はまた、帯域620でのバスブースト604も含み、その場合全体の調整は、広帯域ブースト602およびバスブースト604の合計である。広帯域ブーストおよびバスブーストの大きさは、前に述べられた調整マップから選択される調整曲線から導出される調整値に基づいてリアルタイムに計算される。広帯域ブースト602およびバスブースト604のスペクトル形状は、ブーストをもたらすために使用されるフィルタの選択によってあらかじめ決定されてもよい。この例では、広帯域ブースト602は、全スペクトルにわたって一定の利得を使用して実装され、一方バスブースト604は、低次帯域通過フィルタを使用して実装される。

図6Bは、同じ所与の時間における同じ車両について同じ調整を達成する、方式600に対する代替方式640を示す。方式640では、2つの異なる帯域620、622での調整は、最小のスペクトルの重なりを有して独立して実装される。典型的なより低い周波数帯域620は、その下部境界としてDC(直流、またはゼロ周波数)を有し、例えば200Hzに至るまでの上部カットオフ周波数まで広がることができる。典型的なより高い周波数帯域622は、より低い周波数帯域の上部カットオフ周波数からスペクトルのエッジ、またはナイキスト周波数まで広がることができる。言い換えれば、全スペクトルに適用されるブーストはない。その代わりに、ブースト642は、帯域622に適用される。ブースト642は、帯域622での広帯域ブースト602と同じ大きさを有する。ブースト644は、帯域620に適用される。ブースト644は、図6Aのバスブースト604および広帯域ブースト602の合計に対応する。

いくつかの実装形態では、オーディオ信号は、全音声スペクトルの3つの別個の周波数帯域において調整される。3つの帯域は、低周波数帯域、例えば図6Aおよび図6Bの帯域620、中間周波数帯域、および高音帯域を含むことができる。例えば、図6Aおよび図6Bの帯域622は、中間周波数帯域および高音帯域に分けられてもよい。その例示的シナリオでは、低周波数帯域は、DC(ゼロ周波数)から、例えば200Hzに至るまでのカットオフ周波数まで広がる。中間周波数帯域は、低周波数帯域のカットオフ周波数からより高いカットオフ周波数まで広がり、それは、3から6kHzの間とすることができる。高音域は、中間周波数帯域の上部カットオフ周波数から広がり、周波数範囲の残りをカバーする。単一帯域または二帯域と比較して、三帯域調整は、中間範囲および高音域周波数について独立して調整曲線を策定する際に柔軟性を増加させることができ、調整されたオーディオ信号での階調バランスを改善することができる。

図6Cは、所与の時間における車両についての三帯域調整方式650の例を示す。オーディオ信号に対する調整は、例えば低周波数帯域660、中間周波数帯域662、および高音帯域664を含む、3つの帯域において独立してなされてもよい。この例では、図6Bのバスブースト644に似ているバスブースト670が、帯域660において適用され、広帯域ブースト642に似ている広帯域ブースト674が、帯域664において適用され、調整672は、帯域662に適用される。ブースト670、672、674の各々は、現在の音声、ノイズ、および車両について記憶されたマップから選択された調整曲線に関する情報に基づいて決定されてもよい。図6Bの方式640または図6Aの方式600と比較して、方式650は、中間周波数帯域662での調整が他の2つの帯域660、664での調整と独立して微調整されることを可能にする。

いくつかの実装形態では、三帯域調整方式は、特定のオーディオコンテンツ、例えばスピーチに知覚的改善を提供することができる。スピーチ信号でのエネルギーは、典型的には中間周波数領域に集中され、中間周波数に対して専用の調整マップを有することからの柔軟性は、ノイズの存在下でのより正確な調整を可能にすることができる。いくつかの実装形態では、車両の音響システムは、サラウンド音声提示を提供し、独立したオーディオコンテンツが、後部スピーカから聞こえてくる。ノイズが、車両の後部において上昇するとき、例えば後部搭載エンジンが、従事している(engaged)とき、後部スピーカらのコンテンツは、圧倒されることもあり、注意深く調整されたサラウンド提示を危うくする。このシナリオでは、中間周波数に対して専用の調整マップを有することからの柔軟性はまた、サラウンド提示が保たれることを可能にすることもできる。

いくつかの実装形態では、音声スペクトルは、4つ以上の帯域に分けられてもよい。調整マップは、各帯域について決定されてもよく、各帯域でのオーディオ信号の部分は、リアルタイムに独立して調整されてもよい。

本明細書で述べられる主題および機能動作の実施形態は、本明細書で開示される構造物およびそれらの構造的等価物を含む、デジタル電子回路で、有形に具体化されるコンピュータソフトウェアもしくはファームウェアで、コンピュータハードウェアで、またはそれらの1つもしくは複数の組み合わせで実装されてもよい。本明細書で述べられる主題の実施形態は、1つもしくは複数のコンピュータプログラムとして、すなわちデータ処理装置による実行のためにまたはデータ処理装置の動作を制御するために有形非一時的記憶媒体上にエンコードされたコンピュータプログラム命令の1つもしくは複数のモジュールとして実装されてもよい。別法としてまたは加えて、プログラム命令は、データ処理装置による実行のために適切な受信装置(receiver apparatus)への伝送のための情報をエンコードするために生成される、人為的に生成され、伝搬される信号、例えば機械生成の電気的、光学的、または電磁気的信号上にエンコードされてもよい。コンピュータ記憶媒体は、機械可読記憶デバイス、機械可読記憶基板、ランダムもしくはシリアルアクセスメモリデバイス、またはそれらの1つもしくは複数の組み合わせとすることができる。

用語「データ処理装置」は、データ処理ハードウェアを指し、例としてプログラマブルデジタルプロセッサ、デジタルコンピュータ、または多重デジタルプロセッサもしくはコンピュータを含む、データを処理するためのすべての種類の装置、デバイス、および機械を包含する。その装置はまた、専用(special purpose)論理回路、例えばFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)もしくはASIC(特定用途向け集積回路)とすることができまたはそれらを含むことができる。その装置はオプションとして、ハードウェアに加えて、コンピュータプログラムのための実行環境を生み出すコード、例えばプロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、またはそれらの1つもしくは複数の組み合わせを構成するコードを含むことができる。

またプログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、モジュール、ソフトウェアモジュール、スクリプト、もしくはコードを指すまたはそれらとして記述されてもよい、コンピュータプログラムは、コンパイラ型もしくはインタープリタ型言語、または宣言型もしくは手続き型言語を含む、任意の形のプログラミング言語で書かれてもよく、それは、スタンドアロンプログラムとしてまたはモジュールとして、コンポーネント、サブルーチン、またはコンピュータ環境での使用に適した他のユニットを含む、任意の形に展開されてもよい。コンピュータプログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応してもよいが、しかし必ずしも対応する必要はない。プログラムは、他のプログラムもしくはデータ、例えばマークアップ言語ドキュメントに記憶された1つもしくは複数のスクリプトを保持するファイルの一部分に、問題になっているプログラムに専用の単一ファイルに、または多重協調ファイル、例えば1つもしくは複数のモジュール、サブプログラム、もしくはコードの各部を記憶するファイルに記憶されてもよい。コンピュータプログラムは、1つのコンピュータ上でまたは1つのサイトに設置されもしくは多重サイトにわたって分配され、データ通信ネットワークによって相互接続される多重コンピュータ上で実行されるように展開されてもよい。

本明細書で述べられるプロセスおよび論理の流れは、入力データに作用し、出力を生成することによって機能を果たすために1つまたは複数のコンピュータプログラムを実行する1つまたは複数のプログラム可能なコンピュータによって行われてもよい。プロセスおよび論理の流れはまた、専用論理回路、例えばFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)またはASIC(特定用途向け集積回路)によって行われてもよく、また装置が、それらとして実装されてもよい。1つまたは複数のコンピュータのシステムが、特定の動作またはアクションを行う「ように構成される」ことは、システムがその上に、動作中にシステムにその動作またはアクションを行わせるソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの組み合わせを導入していることを意味する。1つまたは複数のコンピュータプログラムが、特定の動作またはアクションを行うように構成されることは、1つまたは複数のプログラムが、データ処理装置によって実行されるときに装置にその動作またはアクションを行わせる命令を含むことを意味する。

コンピュータプログラムの実行に適したコンピュータは、汎用もしくは専用マイクロプロセッサもしくは両方、または任意の他の種類の中央処理装置を含み、例として、それらに基づいてもよい。一般に、中央処理装置は、読み出し専用メモリまたはランダムアクセスメモリまたは両方から命令およびデータを受け取ることになる。コンピュータの必須要素は、命令を行うまたは実行するための中央処理装置ならびに命令およびデータを記憶するための1つまたは複数のメモリデバイスである。一般に、コンピュータはまた、データを記憶するための1つもしくは複数の大容量記憶デバイス、例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、もしくは光ディスクも含む、またはそれらからデータを受け取るもしくはそれらにデータを伝達する、もしくは両方を行うために動作可能に結合されることにもなる。しかしながら、コンピュータは、そのようなデバイスを必ずしも有する必要はない。その上、コンピュータは、別のデバイス、例えば、ほんの2〜3の名前を挙げると、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、携帯型オーディオもしくはビデオプレーヤ、ゲーム機、全地球測位システム(GPS)受信機、または携帯用記憶デバイス、例えばユニバーサルシリアルバス(USB)フラッシュドライブに埋め込まれてもよい。

コンピュータプログラム命令およびデータを記憶するのに適しているコンピュータ可読媒体は、例として半導体メモリデバイス、例えばEPROM、EEPROM、およびフラッシュメモリデバイス、磁気ディスク、例えば内部ハードディスクもしくは着脱式ディスク、光磁気ディスク、ならびにCD ROMおよびDVD-ROMディスクを含む、すべての形の不揮発性メモリ、媒体およびメモリデバイスを含む。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路によって補完されてもよく、またはそれに組み込まれてもよい。

本明細書で述べられる様々なシステム、またはそれらの各部の制御は、1つまたは複数の非一時的機械可読記憶媒体上に記憶され、1つまたは複数の処理デバイス上で実行可能である命令を含むコンピュータプログラム製品において実装されてもよい。本明細書で述べられるシステム、またはそれらの各部は、本明細書で述べられる動作を行うための実行可能な命令を記憶するために1つまたは複数の処理デバイスおよびメモリを含んでもよい装置、方法、または電子システムとして実装されてもよい。

本明細書は、多くの具体的実装形態の詳細を含有するが、これらは、任意の特許請求の範囲の範囲または特許請求されてもよいことの範囲への制限と解釈すべきでなく、むしろ特定の発明の特定の実施形態に特有のこともある特徴の記述と解釈すべきである。別個の実施形態の文脈において本明細書で述べられるある特徴はまた、単一の実施形態において組み合わせて実装されてもよい。反対に、単一の実施形態の文脈において述べられる様々な特徴はまた、多数の実施形態において別々にまたは任意の適切な副組み合わせで実装されてもよい。その上、特徴は、ある組み合わせで作用するとして上で述べられ、そのようなものとして最初に特許請求されることさえもあるけれども、特許請求される組み合わせからの1つまたは複数の特徴は、場合によっては、その組み合わせから切り取られてもよく、特許請求される組み合わせは、副組み合わせまたは副組み合わせの変形に向けられてもよい。

同様に、動作は、図面において特定の順序で描かれるが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、図示される特定の順序でもしくは連続的順序で行われること、またはすべての例示される動作が、行われることを必要とすると理解すべきでない。ある状況では、多重タスク処理および並列処理が、有利なこともある。その上、上で述べられる実施形態での様々なシステムモジュールおよびコンポーネントの分離は、すべての実施形態においてそのような分離を必要とすると理解すべきでなく、述べられるプログラムコンポーネントおよびシステムは一般に、単一のソフトウェア製品に一緒に統合されまたは多重ソフトウェア製品にパッケージ化されてもよいと理解すべきである。

主題の特定の実施形態が、述べられた。他の実施形態は、次の特許請求の範囲の範囲内である。例えば、特許請求の範囲に列挙されるアクションは、異なる順序で行われてもよく、なお望ましい結果を達成することができる。一例として、付随する図に描かれるプロセスは、望ましい結果を達成するために、図示される特定の順序、または連続的順序を必ずしも必要とするとは限らない。場合によっては、多重タスク処理および並列処理が、有利なこともある。

100 オーディオ制御システム
102 ノイズ検出器
104 コントローラ
106 音響システム
200 プロセス
302 モジュール、ノイズ検出モジュール
304 ソース分析モジュール
306 入力オーディオ
308 出力オーディオ
310 スペクトル調整
312 記憶デバイス
314 別のモジュール
400 プロット
402 プロット
404 ノイズ特性曲線
406 ノイズ特性曲線
408 ノイズ特性曲線
410 ノイズ特性曲線
412 ノイズ特性曲線
414 ノイズ特性曲線
420 線形曲線
422 線形曲線
424 高周波数帯域
426 高周波数帯域
428 低周波数帯域
430 低周波数帯域
500 グラフ、プロット
502 領域
504 領域
506 調整曲線、曲線
508 領域
510 曲線
520 プロット
540 プロット
542 調整曲線、曲線
544 調整曲線、曲線
600 二帯域調整方式
602 広帯域ブースト
604 バスブースト
620 帯域、低周波数帯域
622 帯域、高周波数帯域
640 代替スキーム
642 ブースト、広帯域ブースト
644 ブースト、バスブースト
650 三帯域調整方式
660 低周波数帯域
662 中間周波数帯域
664 高音帯域
670 ブースト
672 調整、ブースト
674 広帯域ブースト

Claims (31)

1. 非一時的機械可読媒体であって、
   空間ユニット内の音声への前記空間ユニット内のノイズの影響を分析するステップであって、前記音声の少なくとも一部は、オーディオ信号によって作成される、ステップと、
   前記ノイズの1つまたは複数の特性に基づいて調整曲線の群の中から1つの調整曲線を選択するステップと、
   前記分析された影響および前記選択された調整曲線に基づいて前記オーディオ信号になされるべき調整量を決定するステップと、
   を含む動作を行うために、1つまたは複数の処理デバイスによって実行可能である命令を記憶する1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
2. 前記音声へのノイズの前記影響を分析するステップは、信号対ノイズ比を計算するステップを含む、請求項1に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
3. 前記動作は、前記ノイズの前記特性を決定するステップを含む、請求項1に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
4. 前記ノイズの前記特性は、第1の周波数帯域でのノイズエネルギーの第1のレベルおよび第2の周波数帯域でのノイズエネルギーの第2のレベルを含む、請求項3に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
5. 異なる調整曲線は、前記第2のレベルに対する前記第1のレベルの異なる比に対応する、請求項4に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
6. 前記空間ユニットは、移動車両の客室を備え、前記ノイズは、風ノイズを含む、請求項1に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
7. 前記オーディオ信号は、スペクトル周波数に広がり、調整曲線を選択するステップは、周波数範囲の第1の帯域のための第1の調整曲線を前記第1の帯域のための調整曲線の第1の群の中から選択するステップ、および前記周波数範囲の第2の帯域のための第2の調整曲線を前記第2の帯域のための調整曲線の第2の群の中から選択するステップを含む、請求項1に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
8. 調整を決定するステップは、前記第1の帯域での前記オーディオ信号のための第1の調整および前記第2の帯域での前記オーディオ信号のための第2の調整を決定するステップを含み、前記第1および第2の調整は、独立して決定される、請求項7に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
9. 前記分析するステップ、前記選択するステップ、および前記決定するステップは、リアルタイムに行われる、請求項1に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
10. 調整曲線を選択するステップは、前記周波数範囲の第3の帯域のための第3の調整曲線を前記第3の帯域のために決定された調整曲線の第3の群の中から選択するステップを含み、前記第1、第2および第3の帯域は、前記全スペクトル周波数範囲を形成する、請求項7に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
11. 前記動作は、前記オーディオ信号に対して前記調整を行うステップを含む、請求項1に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
12. プロセッサと、
    前記プロセッサによる実行のためのプログラムを記憶する記憶デバイスと、
    を備えるコントローラにおいて、前記プログラムは、
    空間ユニット内の音声への前記空間ユニット内のノイズの影響を分析するステップであって、前記音声の少なくとも一部は、オーディオ信号によって作成される、ステップと、
    前記ノイズの1つまたは複数の特性に基づいて調整曲線の群の中から1つの調整曲線を選択するステップと、
    前記分析された影響および前記選択された調整曲線に基づいて前記オーディオ信号になされるべき調整量を決定するステップと、
    を含む動作を前記プロセッサに行わせるように構成される命令を含む、コントローラ。
13. 前記音声へのノイズの前記影響を分析するステップは、信号対ノイズ比を計算するステップを含む、請求項12に記載のコントローラ。
14. 前記動作は、前記ノイズの前記特性を決定するステップを含み、前記ノイズの前記特性を決定するステップは、第1の周波数帯域での第1のノイズエネルギーおよび第2の周波数帯域での第2のノイズエネルギーを識別するステップを含む、請求項12に記載のコントローラ。
15. 異なる調整曲線は、前記第2のノイズエネルギーに対する前記第1のノイズエネルギーの異なる比に対応する、請求項14に記載のコントローラ。
16. 前記オーディオ信号は、スペクトル周波数範囲に広がり、調整曲線を選択するステップは、前記周波数範囲の第1の帯域のための第1の調整曲線を前記第1の帯域のために決定された調整曲線の第1の群の中から選択するステップ、および前記周波数範囲の第2の帯域のための第2の調整曲線を前記第2の帯域のために決定された調整曲線の第2の群の中から選択するステップを含む、請求項12に記載のコントローラ。
17. 調整を決定するステップは、前記第1の帯域での前記オーディオ信号のための第1の調整および前記第2の帯域での前記オーディオ信号のための第2の調整を決定するステップを含み、前記第1および第2の調整は、独立して決定される、請求項16に記載のコントローラ。
18. 前記分析するステップ、選択するステップ、および決定するステップは、リアルタイムに行われる、請求項16に記載のコントローラ。
19. 調整曲線を選択するステップはさらに、前記周波数範囲の第3の帯域のための第3の調整曲線を前記第3の帯域のために決定された調整曲線の第3の群の中から選択するステップを含み、前記第1、第2および第3の帯域は、前記全スペクトル周波数範囲を形成する、請求項16に記載のコントローラ。
20. システムであって、
    オーディオ信号を作成するための音響システムと、
    音声を検出するための検出器であって、前記音声の少なくとも一部は、前記オーディオ信号によって作成され、前記音声は、ノイズを含む、検出器と、
    コントローラであって、
    空間ユニット内の音声への前記空間ユニット内のノイズの影響を分析するステップと、
    前記ノイズの1つまたは複数の特性に基づいて調整曲線の群の中から1つの調整曲線を選択するステップと、
    前記分析された影響および前記選択された調整曲線に基づいて前記オーディオ信号になされるべき調整量を決定するステップと、
    を含む動作を行うように構成されるコントローラと、
    を備えるシステム。
21. 第1の周波数帯域での第1のノイズ測定結果を前記第1の周波数帯域と異なる第2の周波数帯域での第2のノイズ測定結果と比較するステップと、
    前記第1および第2のノイズ測定結果の前記比較に基づいて第1の利得値を決定するステップと、
    前記第1の利得値をオーディオ信号の1つまたは複数の第1の信号成分に適用するステップとを含む動作を行うために、1つまたは複数の処理デバイスによって実行可能である命令を記憶する1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
22. 前記第1のノイズ測定結果を前記第2のノイズ測定結果と比較するステップは、前記第1の周波数帯域での前記第1のノイズ測定結果および前記第2の周波数帯域での前記第2のノイズ測定結果の比を計算するステップを含む、請求項21に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
23. 前記第1の利得値を決定するステップは、
    前記第1および第2のノイズ測定結果の前記比較に基づいて第1の調整曲線を識別するステップと、
    信号対ノイズ比(SNR)を計算するステップと、
    前記計算されたSNRおよび前記第1の調整曲線に基づいて前記第1の利得値を決定するステップと、
    を含む、請求項21に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
24. 前記第1の調整曲線を識別するステップは、調整曲線の第1の定義済みの組から前記第1の調整曲線を補間するステップを含む、請求項23に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
25. 前記比較に基づいて第2の利得値を決定するステップと、
    前記第2の利得値を前記オーディオ信号の1つまたは複数の第2の信号成分に適用するステップと、
    をさらに含む、請求項21に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
26. 前記1つまたは複数の第1の信号成分は、低周波数帯域にあり、前記1つまたは複数の第2の信号成分は、高周波数帯域にある、請求項25に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
27. 前記第2の利得値を決定するステップは、
    前記第1および第2のノイズ測定結果の前記比較に基づいて第2の調整曲線を識別するステップと、
    信号対ノイズ比(SNR)を計算するステップと、
    前記計算されたSNRおよび前記第2の調整曲線に基づいて前記第2の利得値を決定するステップと、
    を含む、請求項25に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
28. 前記比較に基づいて第3の利得値を決定するステップと、
    前記第3の利得値を前記オーディオ信号の1つまたは複数の第3の信号成分に適用するステップと、
    をさらに含む、請求項25に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
29. 前記1つまたは複数の第1の信号成分は、低周波数帯域にあり、前記1つまたは複数の第2の信号成分は、高周波数帯域にあり、前記1つまたは複数の第3の信号成分は、中間周波数帯域にあり、前記1つまたは複数の第3の信号成分の少なくともいくつかの周波数は、前記高周波数帯域の周波数よりも低く、前記低周波数帯域の周波数よりも高い、請求項28に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
30. 前記第3の利得値を決定するステップは、
    前記第1および第2のノイズ測定結果の前記比較に基づいて第3の調整曲線を識別するステップと、
    信号対ノイズ比(SNR)を計算するステップと、
    前記計算されたSNRおよび前記第3の調整曲線に基づいて前記第3の利得値を決定するステップと、
    を含む、請求項28に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。
31. 前記第1のノイズ測定結果は、前記第1の周波数帯域での第1のノイズエネルギーを含み、前記第2のノイズ測定結果は、前記第2の周波数帯域での第2のノイズエネルギーを含む、請求項21に記載の1つまたは複数の非一時的機械可読媒体。

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