JP3008640B2 - ディジタル音声処理装置 - Google Patents
ディジタル音声処理装置Info
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Description
覚機能を補助する装置に係り、特に音声の明瞭度向上の
ためのディジタル音声信号処理装置に関する。
器の分野では、ディジタル信号処理を応用したディジタ
ル補聴器の研究開発が盛んに行われている。この研究開
発動向については、例えば日本音響学会誌(1989年
45巻7号,P549〜P555)「補聴器の最近の動
向」等に詳述されている。
理は、ディジタル信号処理プロセッサ(以下DSPと略
す)を使用したディジタル信号処理により行われる。そ
してその処理内容はプログラムによって記述されてい
る。このためディジタル補聴器は従来のアナログ補聴器
に比較して、音声処理の内容の変更がメモリ上のプログ
ラムの変更で行え、個々の患者に対して音声の明瞭度を
最大にするための調整がより容易に行えるようになる。
号処理には、難聴者の周波数分解能,時間分解能,スペ
クトル弁別能,音像合成能力等の劣化を補う処理があ
る。例えばディジタルフィルタを用いた周波数特性加工
や、子音−母音間への無音区間挿入などが挙げられる。
これらの処理については、例えば日本音響学会誌(1987
年43巻5号,P356〜P361)「音声特徴抽出機
能を備えたディジタル補聴器」等に詳述されている。
補助するためのディジタル音声信号処理技術は、補聴器
に用いることを目的として開発されてきたが、同様の技
術をテレビや電話器などの「音声出力を伴う機器」に利
用することにより、聴覚が衰えた人々にも使いやすい機
器を提供することが可能となる。
ビ等の音声出力を入力し補聴器によって聴覚の補助を行
わせるという方法が提案されている。この方法について
は例えば、特願平1−179599 号明細書に詳しく述べられ
ている。しかし、補聴器で用いられている音声処理を、
テレビ等の「音声出力を伴う機器」内部に使用するため
の方法についてはあまり考慮されていなかった。
した場合、音声を加工してその明瞭度を向上させるため
には、単に音声の周波数特性を加工するだけではなく、
時間特性も同時に加工して「ゆっくり,はっきり」とし
た音声にすることが望ましい。ところが、従来のテレビ
等の機器では、そのリアルタイム性から、ゆっくりと音
声を出力する手段については殆んど考慮されておらず、
一部の難聴者は視聴時に不自由を余儀なくされている。
覚機能を補助するための音声加工方法を、音声出力を伴
う機器に使用するための手段を提供することにある。
伴う機器の内部に、音声を記録する手段と、音声の周波
数特性を加工する手段と、記録された音声の速度を変え
て再生する手段を設けることにより達成される。
工する手段は、テレビ等の音声出力を伴う機器から出力
される音声の周波数特性を、使用者の聴覚の周波数特性
及び使用環境に合わせて加工する。
よって記録された後、音声の速度を変えて再生する手段
によって再生される。一般に難聴者の場合、全体の再生
速度を遅くして「ゆっくり」聞くと、内容が聞き取りや
すくなる場合が多い。
の手段を用いて、記録手段に記録された音声を繰返して
再生する。
る。本発明のディジタル音声処理装置1は、A/D変換
器11,ディジタル信号処理を行う信号処理回路(以下
DSPと約す)12,D/A変換器13と、ディジタル
音声信号を記憶する記憶装置14と、制御信号の入出力
を行うI/O回路15とからなる。また、ディジタル信
号処理を行うDSP12の内部には、音声の周波数特性
を加工する手段121と、音声を低速度で再生する手段
122とが、プログラムの形式で用意されている。
られて来る音声信号は、受信機あるいは受話回路により
可聴音声帯域に変換され、スピーカ等を通じて使用者の
聴覚に提示される。本発明の音声処理装置では、この可
聴音声帯域に変換された電気的な音声信号を、A/D変
換器11によりディジタル信号に変換した後、DSP1
2および記憶装置14に入力する。
の周波数特性を加工する手段121により、A/D変換
器11または記憶装置14から与えられたディジタル音
声信号を処理する。音声の周波数特性を加工する手段1
21には種々の方式が利用できる。その一例は、周波数
帯域をディジタルフィルタで分割し、分割された帯域ご
とに個人の聴力特性に合わせたレベルによって増幅を行
う、帯域別振幅加工法(マルチチャネルコンプレッショ
ン)がある。
た音声の速度を変えて再生する手段122により、ディ
ジタル音声信号を処理する。音声を低速度で再生する場
合には、手段122として、たとえば、音声の無音区間
を伸ばすことで出力時の時間軸を伸長する方法や、TD
HSと呼ばれる方法(時間軸上で音声の一部を切り出
し、隣接する音声信号と切り出した音声とを、傾斜を持
つ窓関数を重畳しながら加算することで、時間軸構造を
変化させる方法)がある。
合、聴覚における音響処理能力の衰えとともに、脳内で
の言語処理時間が長くなっている場合が多い。時間軸伸
長処理は、この遅くなった処理時間を補うための時間的
余裕を与えることを、主な目的としている。
には、入力信号と出力信号の時間的なズレを補う必要が
あるが、本発明の装置では記憶装置14がこのためのバ
ッファとして用いられる。記憶装置14の容量は十分に
大きく、例えば一つの放送番組が全て録音できる程度に
大きい。記憶装置14は書き込み用と読み出し用の二つ
の独立したバスを持っており、A/D変換器11からの
ディジタル信号の入力と、DSP12への記憶装置14
内のデータ出力とは独立して行われ、音声の録音と再生
が同じ記憶装置14を介して同時に行われるようになっ
ている。このため、A/D変換出力を記憶装置14に記
録するのと同時に、過去の記録情報をDSPが読み出す
ことができるようになっている。
体メモリのほか、光ディスク装置や磁気ディスク装置も
使用することができる。本発明において使用されるこれ
らのディスク装置は、情報をディスクに書き込むための
ヘッドと、読み出すためのヘッドの二つの独立したヘッ
ドを有しており、音声の録音と再生が同じディスクを介
して同時に行われるようになっている。
やディジタル信号による放送技術も実用段階にあり、こ
れらを通じて電送される音声信号もアナログ信号ではな
くディジタル信号の形を取る。このような状況で本発明
の装置を利用する場合、入力の音声信号はすでにディジ
タル信号の形で与えられるので、図1に示した本発明の
ディジタル信号処理装置のA/D変換器11は必要では
ない。
受像機に利用した場合の一実施例の構成図を示す。テレ
ビ受像機の場合、音声信号は画像信号と同時に放送電波
により送られ、受信機内で画像信号と分離された後、画
像信号とは独立に処理される。本発明の音声処理装置
は、受信機により可聴帯域に変換された音声出力を入力
として受け取り、上述した処理を音声信号に対して施
す。特に、周波数特性の加工では、テレビ受像器を設置
する周囲の音響特性を考慮して、周波数特性を設定す
る。
は画像と同期して出力されなくてはならないので、低速
度再生処理を音声に対して実施した場合には、同じだけ
の時間遅れを画像に対しても施す画像情報の処理が必要
となる。図2の画像記憶装置23はこのために使用され
る。一般にテレビ画像のフレーム間隔は、音声帯域に必
要な速度でサンプリングされたディジタル音声データの
間隔に比べ十分に長い。例えば、現状のテレビ放送で
は、約1秒間に30フレーム(実際にはインターレス操
作により60フレーム)の間隔で画像情報が送られてい
る。
て図3に示すような半導体フレームメモリを多数用いた
装置を利用する。本発明のテレビジョン受像器では、こ
の半導体フレームメモリを巡回して用いることにより、
伸長された時間中に入力される画像フレーム情報を保持
すると同時に、同じフレーム画像を繰り返して提示する
ことにより実時間とのずれを吸収する。
大きさは、時間軸を伸長して視聴しようとする番組が有
する全画像情報の画像フレーム数をF、時間軸を伸長す
る際の最大伸長比をNとしたとき、F−{(F−1)/N}
で計算されるフレーム数の画像情報を記憶するに必要な
大きさよりも大きければ、途中の画像情報を損なうこと
なく低速度で再生できる。
する全画像情報の画像フレーム数を5、時間軸を伸長す
る伸長比を2とした場合の、入出力の画像及び音声フレ
ームの時間的関係を表す模式図を示す。全画像フレーム
が5、伸長比が2なので、上式により計算される値は3
となり、フレームメモリの容量は画像情報3フレーム分
以上の容量があれば目的を達成できる。時間軸を2倍に
伸長して出力しているので、画像は同じフレームを2回
ずつ提示することによって、低速度再生を行っている。
3フレーム分のフレームメモリは、巡回して使用されて
いる。
に半導体メモリが用いられているが、前述の音声の録音
と同様、読み書きが可能な光ディスク装置や磁気ディス
ク装置も上記画像情報記録手段として使用できることは
明らかである。
の、画像記憶装置23の構成図を示す。本装置は、情報
をディスクに書き込むためのヘッドと、読み出すための
ヘッドの二つの独立したヘッドを有しており、今送られ
ている画像情報の記録と、過去に送られた画像情報の再
生が同じディスクを介して同時に行われるようになって
いる。再生用ヘッドが過去に録画された画像フレームの
情報を繰り返して読み出すことによって、ディスプレイ
上には同じ画像フレームが繰り返して提示され、実時間
とのずれが吸収される。
に利用した場合の一実施例の構成図を示す。電話器の場
合、音声信号は電話線を介して送られ、受話回路によっ
て可聴帯域に変換される。本発明のディジタル音声処理
装置1はこの可聴帯域に変換された音声信号を入力とし
て受け取り、前に述べたような周波数特性の処理と低速
度再生のための処理を行う。特に周波数特性の加工で
は、個人の聴力特性のほか、その電話器の使用環境にお
ける音響特性を考慮することにより、周囲の雑音の中で
も聞きやすい周波数特性を設定する。
再生処理を実施すると、話し手が話しを止めた直後は、
聞き手は未だ再生音声を聞いている状態にあるので、直
ぐに応答が返らず会話が不自然になる。そこで、本発明
の音声処理装置では、話し手が話しを止めてから、聞き
手が未だ再生音を聞いている状態にある間には、聞き手
が「再生音聞き取り中」であることを示す信号を、話し
手に対して与えるための手段として信号混成器を有して
いる。この手段の一例は、話し手が話しを止めてから聞
き手の低速度再生が終了するまでの間、話し手に一定の
連続した音を提示する方法がある。
と話している難聴者Bが、時間的長さを1.5 倍に伸長
する処理を利用してAの声を聞く場合の、2名の「話
す,聞く」のタイミングおよび信号音発生タイミングの
時間的関係を示している。
置をテレビジョン受像機と電話器に応用した場合につい
て説明をした。しかし、本発明のディジタル音声処理装
置は音声出力を伴う他の装置、例えば、ラジオ,テープ
レコーダ,ビデオ,ステレオ,CDプレーヤ,構内放送
設備,テレビ会議システム等にも利用することが可能で
あり、これらの機器を難聴者が利用する際には、難聴者
に対する出力音声の明瞭度改善に効果がある。
使用する環境に適合するように、出力音声の周波数特性
が加工された音声を低速度で提示することができるの
で、周波数分解能と同時に時間分解能も低下した聴覚に
対して、聴覚の明瞭度を向上させることが可能となる。
例のブロック図。
ビ受像器に利用した場合の一実施例のブロック図。
ビ受像器に利用した場合に使用される、画像記憶装置の
一実施例を表すブロック図。
号の間の時間的関係を示す説明図。
ビ受像器に利用した場合に使用される、画像記憶装置の
他の実施例を表すブロック図。
器に利用した場合の一実施例のブロック図。
する際の、両者の話す,聞くのタイミングおよび信号音
発生タイミングの時間的関係を示す説明図。
2…DSP、121…音声信号の周波数特性を加工する
手段、122…音声信号の時間的な長さを変化させる手
段、13…D/A変換器、14…音声信号を録音するた
めの記憶装置、15…制御信号を外部と入出力するため
のI/O回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 音声信号と画像信号とを有するディジタル
形式の放送電波を受信する手段と、 受信した画像信号を表示する表示手段と、 受信した音声信号に対してディジタル信号処理を行う処
理手段であって、上記受信した音声情報の周波数特性と
時間的長さを互いに他に影響を与えずに変化させる処理
を施す処理手段と、 上記処理手段の出力を音声として出力するスピーカと、 を有することを特徴とするテレビジョン受像機。 - 【請求項2】 請求項1において、上記音声信号の時間的
長さを伸張する場合、上記伸張に併せて、上記画像信号
の表示出力タイミングが制限されることを特徴とするテ
レビジョン受像機。 - 【請求項3】 電話回線から音声信号を受信する受話回路
と、 該音声信号の周波数特性には影響を与えずに、時間的長
さを変化させる処理を施す処理手段と、 上記処理手段の出力を音声として出力するスピーカと、 音声を入力するマイクと、 該マイクから入力された音声を該電話回線に出力するた
めの送出回路と、 上記受話回路が音声信号を受信しておらず、かつ上記ス
ピーカで上記時間伸張された音声が上記スピーカに出力
されている間には、聞き手が聞き取り中であることを示
す信号を上記送話回路に出力する手段と、 を有することを特徴とする電話機。 - 【請求項4】 電話回線から音声信号を受信する受話回路
と、該音声信号の周波数特性と時間的長さを互いに他に
影響を与えずに変化させる処理を施す処理手段と、 上記処理手段の出力を音声として出力するスピーカと、 音声を入力するマイクと、 該マイクから入力された音声を該電話回線に出力するた
めの送出回路と、 を有することを特徴とする電話機。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4525792A JP3008640B2 (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | ディジタル音声処理装置 |
DE4227826A DE4227826C2 (de) | 1991-08-23 | 1992-08-21 | Digitales Verarbeitungsgerät für akustische Signale |
US08/462,268 US5794201A (en) | 1991-08-23 | 1995-06-05 | Digital acoustic signal processing apparatus |
US09/132,214 US6226605B1 (en) | 1991-08-23 | 1998-08-11 | Digital voice processing apparatus providing frequency characteristic processing and/or time scale expansion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4525792A JP3008640B2 (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | ディジタル音声処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05252594A JPH05252594A (ja) | 1993-09-28 |
JP3008640B2 true JP3008640B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=12714233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4525792A Expired - Lifetime JP3008640B2 (ja) | 1991-08-23 | 1992-03-03 | ディジタル音声処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3008640B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5342720B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2013-11-13 | パナソニック株式会社 | 音声画像再生システム、補聴器、音声画像処理装置 |
WO2010146734A1 (ja) * | 2009-06-16 | 2010-12-23 | パナソニック株式会社 | 音声画像再生システム、補聴器、音声画像処理装置 |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP4525792A patent/JP3008640B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05252594A (ja) | 1993-09-28 |
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