JP4145507B2

JP4145507B2 - Sound quality volume control device

Info

Publication number: JP4145507B2
Application number: JP2001172887A
Authority: JP
Inventors: 敦信村瀬
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2021-06-07
Also published as: JP2002369281A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内やリスニングルーム、公共空間などの音場において、不必要な騒音がある場合、その騒音信号に応じて拡声する音源信号の周波数特性および音量を制御する音質音量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の音質音量制御装置としては、例えば特開平６−３３４４５７号公報に記載されているものがある。図１０は従来の騒音によるマスキングを補償して音響再生する音質音量制御装置の構成例を示している。
【０００３】
図１０において、音質音量制御装置は、ＣＤ（Compact Disc）プレーヤ、カセットテープ、ラジオあるいはアナウンス等の音源信号が入力されるソース信号入力端子７０１、マイクなどで収音された騒音が入力される騒音信号入力端子７０６、音源信号の周波数帯域毎のレベルを算出するための音源信号分析手段７０８、騒音信号の周波数帯域毎のレベルを算出するための騒音信号分析手段７０７、補償量算出手段７０９、調整量更新手段７１０、調整量設定手段７１１、イコライザ等の周波数特性調整手段７０２、ボリューム等の音量調整手段７０３、増幅器７０４、スピーカ７０５を備えている。
【０００４】
この音質音量制御装置において、ＣＤなどの音源から出力されたアナウンスや音楽等の音源信号は、ソース信号入力端子７０１に入力され、周波数特性調整手段７０２によって複数の周波数帯域のゲインを変更することで周波数特性が調整され、音量調整手段７０３によって音量が調整され、増幅器７０４によって増幅され、スピーカ７０５によって出力される。
【０００５】
また、ソース信号入力端子７０１の信号は、音源信号分析手段７０８に入力され、音源信号分析手段７０８において、予め設定された複数の周波数帯域毎に音源の信号レベルが一定の時間間隔毎に分析され、補償量算出手段７０９の一方の入力となる。
【０００６】
スピーカ７０５の設置してある空間において、スピーカ７０５によって出力された音を受聴する受聴場所やその近傍における周囲騒音と相関の高い騒音信号はマイクロホンなどにより収音され、騒音信号入力端子７０６に入力され、騒音信号分析手段７０７により予め設定された複数の周波数帯域毎に騒音信号のレベルが一定の時間間隔毎に分析され、補償量算出手段７０９の他方の入力となる。
【０００７】
補償量算出手段７０９は、例えば、騒音信号による音源信号のマスキング量や、騒音信号と音源信号のエネルギー比などから一定時間間隔毎に補償量を算出する。
【０００８】
音源信号分析手段７０８や騒音信号分析手段７０７により一定の時間間隔で分析され、補償量算出手段７０９で算出される補償量は時間的に変動するため、その補償量をそのまま周波数特性調整手段７０２や音量調整手段７０３の調整量とすると、調整量の更新の前後で聴感上不自然になってしまう。
【０００９】
また、補償量算出の時間間隔が長いと音質や音量の調整が遅れることになり、その逆に時間間隔を短くすると調整後の音源がゆらいで知覚されてしまう。そのため、補償量算出手段７０９の動作時間間隔を数十ミリ秒から数秒と長めに設定し、調整量更新手段７１０において、補償量算出手段７０９の出力信号の積分や、平均や、ＬＰＦ（Low Pass Filter）を用いることにより周波数特性調整手段７０２や音量調整手段７０３の調整が滑らかに更新されるようにしている。
【００１０】
調整量設定手段７１１は、フィルタ係数の算出やテーブル参照を行い周波数特性調整手段７０２および音量調整手段７０３の調整量を設定し、周波数特性調整手段７０２および音量調整手段７０３により音源信号の音質および音量を制御する。
【００１１】
このように、音源信号の周波数特性および音量を、検出した音源信号の特性および周囲騒音の特性により変更することで、周囲騒音が存在しても、また周囲騒音の特性が変化しても、周囲騒音がないときと同じ音の大きさで聞こえるように再生することができるようになっていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の音質音量制御装置では、音源信号のレベルが緩やかに変化する場合は聴感上自然に聴こえるが、音源信号および騒音信号のレベルがそれぞれ変化した場合に、例えば騒音信号の微小変動に追従しないように調整量更新の時定数を長くすると音声信号の音節単位での補償の追従が間に合わないなど、聴感上不自然になってしまうという問題を有していた。
【００１３】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、音源信号および騒音信号のレベルがそれぞれ変化した場合でも、聴感上自然に聴くことのできる音質音量制御装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の音質音量制御装置は、音源信号のレベルを一定の周期で検出し、検出した音源信号のレベルを前回の周期で出力したレベルと比較し、この比較した結果に基づいて出力する音源信号のレベルを決定する音源信号レベル更新手段と、騒音信号のレベルを一定の周期で検出し、検出した騒音信号のレベルを前回の周期で出力したレベルと比較し、この比較した結果に基づいて出力する騒音信号のレベルを決定する騒音レベル更新手段と、前記音源信号レベル更新手段が出力する音源信号レベルと、前記騒音レベル更新手段が出力する騒音信号レベルとに基づいて音源信号を調整する補償量を算出する補償量算出手段とを備え、前記音源信号レベル更新手段は、検出した音源信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が予め設定されたレベル上限値より小さく、かつ予め設定されたレベル下限値より大きい場合は前回の周期で出力したレベルを出力し、および／または、前記騒音レベル更新手段は、検出した騒音信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が予め設定された騒音レベル上限値より小さく、かつ予め設定された騒音レベル下限値より大きい場合は前回の周期で出力したレベルを出力する構成を有している。この構成により、検出した音源信号レベルと前回の周期で出力したレベルとの比較結果に基づいて音源信号のレベルが出力され、検出した騒音信号レベルと前回の周期で出力したレベルとの比較結果に基づいて騒音信号のレベルが出力され、これらに基づいて音源信号が調整され、音源信号レベルや騒音信号レベルの微小な変動ではレベルは更新されないこととなる。
【００１５】
ここで、前記補償量に基づく音源信号の調整量の変化点で、音質劣化が生じないよう段階的に調整量を更新する調整量更新手段を設けることは好ましい。
【００１６】
この構成により、音源信号の調整量の変化点で段階的に調整量が更新されることとなる。
【００１７】
また、前記音源信号レベル更新手段は、検出した音源信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が前記レベル上限値以上の場合は、検出した音源信号のレベルを出力し、検出した音源信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が前記レベル下限値以下の場合は前回の周期で出力したレベルを出力するとともに、予め設定された回数続けて、検出した音源信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が前記レベル下限値以下であるとき、前回の周期で出力したレベルから予め設定されたレベル下降値を引いたレベルを出力することは好ましい。
【００１８】
この構成により、音源信号レベルが上昇するときは短い時間間隔でレベルが更新され、音源信号レベルが下降するときは長い時間間隔でレベルが更新されることとなる。
【００１９】
また、前記音源信号レベル更新手段は、検出した音源信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が前記レベル上限値以上の場合、検出した音源信号のレベルに予め設定されたレベル上昇値を足したレベルを出力するようにしてもよい。
【００２０】
この構成により、検出した音源信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差がレベル上限値以上であるとレベル上昇値によりレベルが更新されることとなる。
【００２１】
また、前記レベル下降値を前記レベル上昇値より小さくすることは好ましい。この構成により、音声信号のレベル上昇時は、レベル下降時よりも少ない更新回数で大きくレベルが変えられることとなる。
【００２２】
また、前記騒音レベル更新手段は、検出した騒音信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が前記騒音レベル下限値以下の場合は、検出した騒音信号のレベルから予め設定された騒音レベル下降値を引いたレベルを出力し、検出した騒音信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が前記騒音レベル上限値以上の場合は前回の周期で出力したレベルを出力するとともに、予め設定された回数続けて、検出した騒音信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が前記騒音レベル上限値以上であるとき、前回の周期で出力したレベルに予め設定された騒音レベル上昇値を足したレベルを出力することは好ましい。
【００２３】
この構成により、騒音信号レベルが下降するときは短い時間間隔でレベルが更新され、騒音信号レベルが上昇するときは長い時間間隔でレベルが更新されることとなる。
【００２４】
また、前記騒音レベル更新手段は、予め設定された回数続けて、検出した騒音信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が前記騒音レベル上限値以上であるとき、前回の周期で出力したレベルを出力するようにしてもよい。
【００２５】
この構成により、予め設定された回数続けて、検出した騒音信号のレベルと前回の周期で出力したレベルとの差が騒音レベル上限値以上であると前回の周期で出力したレベルが出力されることとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明の第１の実施の形態の音質音量制御装置を示す図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態の音質音量制御装置は、ＣＤ（Compact Disc）プレーヤ、カセットテープ、ラジオあるいはアナウンス等の音源信号が入力されるソース信号入力端子１０１、イコライザ等の周波数特性調整手段１０２、ボリューム等の音量調整手段１０３、増幅器１０４、スピーカ１０５、マイクなどで収音された騒音が入力される騒音信号入力端子１０６、騒音信号の周波数帯域毎のレベルを算出するための騒音信号分析手段１０７、音源信号の周波数帯域毎のレベルを算出するための音源信号分析手段１０８、補償量算出手段１０９、調整量更新手段１１０、調整量設定手段１１１、騒音レベル更新手段１１２、音源信号レベル更新手段１１３を備えている。
【００２８】
この音質音量制御装置において、ＣＤなどの音源から出力されたアナウンスや音楽等の音源信号は、ソース信号入力端子１０１に入力され、周波数特性調整手段１０２によって複数の周波数帯域のゲインを変更することで周波数特性が調整され、音量調整手段１０３によって音量が調整され、増幅器１０４によって増幅され、スピーカ１０５によって出力される。
【００２９】
また、ソース信号入力端子１０１に入力された音源信号は、音源信号分析手段１０８にも入力され、音源信号分析手段１０８において、予め設定された複数の周波数帯域毎に音源の信号レベルが一定の時間間隔毎に分析され、音源信号レベル更新手段１１３に出力される。
【００３０】
音源信号レベル更新手段１１３は、音源信号分析手段１０８で算出された音源信号レベルを受け取ると、記憶しているその帯域における前回の音源信号レベル更新処理出力値と比較した上で更新量を決定し、音源信号レベル更新処理出力値を更新して記憶する。そして、更新した音源信号レベル更新処理出力値を補償量算出手段１０９に出力する。
【００３１】
次に、スピーカの設置してある空間において、スピーカによって出力された音を受聴する受聴場所やその近傍における周囲騒音と相関の高い騒音信号はマイクロホンなどにより収音され、騒音信号入力端子１０６に入力され、騒音信号分析手段１０７により予め設定された複数の周波数帯域毎に騒音信号のレベルが一定の時間間隔毎に分析され、騒音レベル更新手段１１２に出力される。
【００３２】
騒音レベル更新手段１１２は、騒音信号分析手段１０７で算出された騒音信号レベルを受け取ると、記憶しているその帯域における前回の騒音信号レベル更新処理出力値と比較した上で更新量を決定し、騒音信号レベル処理出力値を更新して記憶する。そして、更新した騒音信号レベル更新処理出力値を補償量算出手段１０９に出力する。
【００３３】
補償量算出手段１０９は、音源信号レベル更新処理出力値と騒音信号レベル更新処理出力値を用いて、例えば、騒音信号による音源信号のマスキング量や、騒音信号と音源信号のエネルギー比などから一定時間間隔毎に補償量を算出する。
【００３４】
補償量算出手段１０９で算出される補償量は時間的に変動するため、その補償量をそのまま周波数特性調整手段１０２や音量調整手段１０３の調整量とすると、調整量の更新の前後で聴感上不自然になってしまう。
【００３５】
また、補償量算出の時間間隔が長いと音質や音量の調整が遅れることになり、その逆に時間間隔を短くすると調整後の音源がゆらいで知覚されてしまう。そのため、補償量算出手段１０９の動作時間間隔を数十ミリ秒から数秒と長めに設定し、調整量更新手段１１０において、補償量算出手段１０９の出力信号の積分や、平均や、ＬＰＦ（Low Pass Filter）を用いることにより周波数特性調整手段１０２や音量調整手段１０３の調整が滑らかに更新されるようにしている。
【００３６】
調整量設定手段１１１は、フィルタ係数の算出やテーブル参照を行い周波数特性調整手段１０２および音量調整手段１０３の調整量を設定し、周波数特性調整手段１０２および音量調整手段１０３により音源信号の音質および音量を制御する。
【００３７】
次に、音源信号レベル更新手段１１３における音源信号レベルの更新について説明する。
【００３８】
まず、考慮するべき分析時間間隔について説明する。第一に、音源信号は時々刻々変動しているため、音源信号レベルの分析時間間隔を百数十ミリ秒以下とすると時間間隔ごとに算出される音源信号レベルは微小変動し、この微小変動する音源信号レベルを用いて補償量の算出を行うと算出される補償量も微小変動し、ソース信号が揺らいで再生される。また、音源信号が音声である場合、有音部分と無音部分では大きなレベル変動が生じ、この大きく変動する音源信号を用いて補償量の算出を行えば算出される補償量も大きく変動してしまうことになる。
【００３９】
第二に、分析時間間隔を数秒のように長くすると、分析時間間隔の間、音声レベルは一定となり微小変動はなくなるが、音声の明瞭性を向上させるような子音や音節に着目したきめ細かな追従性は低下する。
【００４０】
以上の理由から、本実施の形態では、追従性を確保するため分析時間間隔を短く設定し、短く設定したことにより生ずる音源信号の微小変動あるいは大きな変動に起因する補償の不自然さをなくすため、現在算出した音源信号レベルを、前回出力した音源信号レベル更新処理出力値と比較して、現在の音源信号レベルが前回算出した音源信号レベル更新処理出力値に比べ、単に微小変動である場合には音源信号レベル更新処理出力値を更新せず出力する。
【００４１】
微小変動でない場合には、入力された音源信号レベルが前回算出した音源信号レベル更新処理出力値よりも大きい場合、入力された音源信号レベルをそのまま出力し、入力された音源信号が前回算出した音源信号レベル更新処理出力値よりも小さい場合には入力された音源信号レベルに向けて音源信号レベルを少しずつ近づけるように更新することにより、微小変動や無音区間におけるレベル変動に追従しないようにして、音源信号レベルを更新するようにする。
【００４２】
次に、騒音レベル更新手段１１２における騒音レベルの更新について説明する。
【００４３】
まず、考慮するべき分析時間間隔について説明する。第一に、騒音信号レベルは時々刻々変動しているため、騒音信号レベルの分析時間間隔を百数十ミリ秒以下とすると時間間隔ごとに算出される騒音信号レベルは微小変動する。この微小変動する騒音信号レベルを用いて補償量の算出を行うと算出される補償量も微小変動し、ソース信号が揺らいで再生されてしまうことになる。第二に、分析時間間隔を数秒のように長くすると、分析時間間隔の間、騒音信号レベルは一定となり微小変動はなくなるが、騒音特性の変化に対する追従性は低下する。
【００４４】
以上の理由から、本実施の形態では、追従性を確保するため分析時間間隔を短く設定し、短く設定したことにより生ずる騒音信号レベルの微小変動に起因する補償の不自然さをなくすため、現在算出した騒音信号レベルを、前回算出した騒音信号レベル更新処理出力値と比較して、現在の騒音レベルが前回算出した騒音信号レベル更新処理出力値に比べ単に微小変動である場合には騒音信号レベルを更新せず、微小変動でない場合には入力された騒音信号レベルに向けて騒音信号レベルを少しずつ近づけるように更新して、騒音信号レベルの微小変動には追従せず、騒音信号レベルが変化する場合には素早く追従するようにする。
【００４５】
このように、滑らかに更新された音源信号レベルと騒音信号レベルを用いて補償量算出手段１０９で補償量を算出することにより音源信号に対する補償量を違和感なく変化させることができ、聴感上自然に音源信号を再生することができるようになる。
【００４６】
図２は、音源信号レベル更新手段１１３の処理フローを示したフローチャートである。図２を用いて音源信号レベル更新手段１１３の動作手順を説明する。
【００４７】
音源信号レベル更新手段１１３は、まず、音源信号分析手段１０８が算出した現在の音源信号レベルSが入力されると（Ｓ１１）、入力されたSと前回の音源信号レベル更新処理出力値Soutとの差が、予め設定された更新条件の下限値ThreLow（レベル下限値）より大きく、且つ予め設定された更新条件の上限値ThreUp（レベル上限値）より小さいか（ThreLow＜S-Sout＜ThreUp）を判定し（Ｓ１２）、S-SoutがThreLowより大きく、且つThreUpより小さい場合、音源信号レベルが微小変動していると判断し、カウンタＣを０にクリアし（Ｓ２０）前回の音源信号レベル更新処理出力値Soutを更新せずSoutを出力して（Ｓ２１）次の入力を待つ。
【００４８】
S-SoutがThreLow以下またはThreUp以上のときは、音源信号レベルが大きく変化していると判断し、音源信号レベルが下降しているのか上昇しているのか判断するため、S-SoutがThreUp以上か判定する（Ｓ１３）。S-SoutがThreUp以上であれば、音源信号レベルが上昇していると認められるため、カウンタＣを０にクリアし（Ｓ１４）、現在の音源信号レベルSを新しい出力値Snewに設定し（Ｓ１５）、SnewをSoutに設定し（Ｓ１９）、Soutを出力する（Ｓ２１）。
【００４９】
S-SoutがThreUp以上でなければ、音源信号レベルが下降していると認められるため、音源信号レベルの下降判定時より長い一定の時間経過後に音源信号レベルが下降しているか否かを判定するためのカウンタＣを１増やし（Ｓ１６）、カウンタＣが予め設定された値ｎ以上か判定する（Ｓ１７）。
【００５０】
カウンタＣがｎより小さければ、前回の音源信号レベル更新処理出力値Soutを更新せずSoutを出力して（Ｓ２１）次の入力を待つ。
【００５１】
カウンタＣがｎ以上であれば、音源信号レベルが連続して降下していると判断し、前回の音源信号レベル更新処理出力値Soutから予め設定された値Ldown（レベル下降値）を引いた差を新しい出力値Snewに設定し（Ｓ１８）、SnewをSoutに設定し（Ｓ１９）、Soutを出力する（Ｓ２１）。
【００５２】
なお、Ｓ１５で音源信号レベルが上昇していると判断された時に、新しい出力値Snewとして現在の音源信号レベルSを設定したが、前回の音源信号レベル更新処理出力値Soutに対し予め設定された値Lup（レベル上昇値）だけ出力値を大きくするように更新処理を行ってもよい。その場合、音源信号レベルの下降時よりも上昇時の追従性をよくするためには、Ldown＜Lupとするとよい。
【００５３】
図３は、騒音レベル更新手段１１２の処理フローを示したフローチャートである。図３を用いて騒音レベル更新手段１１２の動作手順を説明する。
【００５４】
まず、騒音レベル更新手段１１２は、騒音信号分析手段１０７が算出した現在の騒音レベルNが入力されると（Ｓ３１）、入力されたNと前回の騒音信号レベル更新処理出力値Noutとの差が、予め設定された更新条件の下限値NthreLow（騒音レベル下限値）より大きく、且つ予め設定された更新条件の上限値NthreUp（騒音レベル上限値）より小さいか（NThreLow＜N-Nout＜NThreUp）を判定し（Ｓ３２）、N-NoutがNThreLowより大きく、且つNThreUpより小さい場合、騒音信号レベルが微小変動していると判断し、カウンタＣを０にクリアし（Ｓ４０）前回の騒音信号レベル更新処理出力値Noutを更新せずNoutを出力して（Ｓ４１）次の入力を待つ。
【００５５】
S-SoutがThreLow以下またはThreUp以上のときは、騒音信号レベルが大きく変化していると判断し、騒音信号レベルが下降しているのか上昇しているのか判断するため、N-NoutがNthreLow以下か判定する（Ｓ３３）。N-NoutがThreLow以下であれば、騒音信号レベルが下降していると認められるため、カウンタＣを０にクリアし（Ｓ３４）、現在の騒音信号レベルNから予め設定された値Nldown（騒音レベル下降値）を引いた差を新しい出力値Nnewに設定し（Ｓ３５）、NnewをNoutに設定し（Ｓ３９）、Noutを出力する（Ｓ４１）。
【００５６】
N-NoutがNthreLow以下でなければ、騒音信号レベルが上昇していると認められるため、騒音信号レベルの上昇判定時より長い一定の時間経過後に騒音信号レベルが上昇しているか否かを判定するためのカウンタＣを１増やし（Ｓ３６）、カウンタＣが予め設定された値ｎ以上か判定する（Ｓ３７）。
【００５７】
カウンタＣがｎより小さければ、前回の騒音信号レベル更新処理出力値Noutを更新せずNoutを出力して（Ｓ４１）次の入力を待つ。
【００５８】
カウンタＣがｎ以上であれば、騒音信号レベルが連続して上昇していると判断し、前回の騒音信号レベル更新処理出力値Noutから予め設定された値Nlup（騒音レベル上昇値）を足した和を新しい出力値Nnewに設定し（Ｓ３８）、NnewをNoutに設定し（Ｓ３９）、Noutを出力する（Ｓ４１）。
【００５９】
このように、騒音信号レベルの上昇時の判定時間を遅くする、すなわち、騒音信号レベル更新の時定数を下降時の場合より大きくしたことにより、騒音信号レベルの突発的な変動には追従しないようになる。その反面、騒音信号レベルの下降時には素早く騒音信号レベルを更新して違和感なく補償量を変化させることができる。
【００６０】
なお、Ｓ３５で音源信号レベルが下降していると判断された時に、新しい出力値Nnewとして前回の騒音信号レベル更新処理出力値Noutに対し予め設定された値NLdownだけ出力値を小さくしたが、現在の騒音信号レベルNを設定するように更新処理を行ってもよい。
【００６１】
また、音源信号レベル更新手段１１３の別の構成例として、入力された音源信号レベルを過去いくつかにわたって保持しておき、その最大値を音源信号レベル更新処理の出力値とすることで、音源の微小変化と無音区間に追従しないようにすることができる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態によれば、音源信号のレベル変化を滑らかに更新する音源信号レベル更新手段１１３と、周囲騒音のレベル変化を滑らかに更新する騒音レベル更新手段１１２と、周囲騒音に応じて音源信号の周波数特性や音量を補償するための補償量を算出する補償量算出手段１０９とを備え、音源信号および騒音信号のそれぞれの時間変化特性に合わせた時定数、更新量を別々に設定して音源信号レベルおよび騒音信号レベルを更新し、補償量を算出しているため、周囲騒音が存在しても、また周囲騒音の特性が変化しても、周囲騒音がないときと同じ音の大きさで聞こえるように再生し、なおかつ音源信号レベルおよび騒音信号レベルがそれぞれ変化したときでも、聴感上自然に音源信号を再生することができる。
【００６３】
本実施の形態の他の態様としては、図４に示すように、調整量更新手段１１０を削除する。音源信号としてレベル変動の少ないＢＧＭや車載用ナビゲーションシステムの案内音声などを用いる場合、音源信号レベル更新手段１１３における音源信号レベルの更新は、上述の更新量Lup,Ldownを小さくしても充分追従することができるため、音源信号レベル更新処理の出力は充分滑らかに変化することとなる。したがって、このような更新された音源信号レベルと騒音信号レベルから算出される補償量も滑らかに変化し、調整量更新手段１１０を取り除いても調整量の変化点における音質劣化が聴感上問題とはならない。
【００６４】
すなわち、滑らかに更新された音源信号レベルと騒音信号レベルを用いて補償量を算出することにより、音源信号に対する補償量を違和感なく変化させることができ、聴感上自然に音源信号を再生することができる。
【００６５】
次に、図５は本発明の第２の実施の形態の音質音量制御装置を示す図である。本実施の形態においては、上述の第１の実施の形態における周波数特性調整手段１０２、音量調整手段１０３、騒音信号分析手段１０７、音源信号分析手段１０８、補償量算出手段１０９、調整量更新手段１１０、調整量設定手段１１１として動作するプログラムを作成する。
【００６６】
図５において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０７から、バス２１２が導出されていて、バス２１２にブートプログラム等が格納されるＲＯＭ（Read-Only Memory）２１１と、メインメモリ用のＲＡＭ（Random Access Memory）２１０が接続される。
【００６７】
また、バス２１２にはインターフェイス２０８を介して、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０３，２０４とディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２０９が接続される。
【００６８】
Ａ／Ｄ変換器２０３にはＣＤプレーヤ、カセットテープ、ラジオあるいはアナウンス等の音源２０１が接続され、Ａ／Ｄ変換器２０４にはマイクロホン２０２が接続され、Ｄ／Ａ変換器２０９には増幅器２０５、スピーカ２０６が接続されている。
【００６９】
このような音質音量制御装置において、音源２０１からの信号をＡ／Ｄ変換器２０３でディジタル信号に変換し、マイクロホン２０２からの周囲騒音信号をＡ／Ｄ変換器２０４でディジタル信号に変換する。
【００７０】
Ａ／Ｄ変換器２０３，２０４で変換されたディジタル信号はインターフェイス２０８を介してＣＰＵ２０７により上述の第１の実施の形態で示した動作の信号処理を施され、音源信号の周波数特性と音量が調整された後、再びインターフェイス２０８を介してＤ／Ａ変換器２０９によりディジタル信号からアナログ信号に変換される。
【００７１】
Ｄ／Ａ変換器２０９より出力される音源信号は、増幅器２０５で増幅され、スピーカ２０６に出力される。
【００７２】
以上のように、本実施の形態によれば、ソフトウェアにより、滑らかに更新された音源信号レベルと騒音信号レベルを用いて補償量を算出することにより音源信号に対する補償量を違和感なく変化させることができ、聴感上自然に音源信号を再生することができる。
【００７３】
次に、図６は本発明の第３の実施の形態の通信装置を示す図である。なお、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分のみ説明する。
【００７４】
図６に示すように、本実施の形態の通信装置は、アンテナ３０３に接続し、アンテナ３０３を介して無線通信を行う送受信部３０１と、送受信部３０１に送信する音声信号を入力するマイクロホン３０２とを備えている。
【００７５】
この通信装置は、図１のソース信号入力端子１０１を送受信部３０１がアンテナ３０３から受信した音声信号を出力する端子に接続し、騒音信号入力端子１０６をマイクロホン３０２の出力端子に接続している。
【００７６】
以上のように、本実施の形態によれば、通信装置の受話音とマイクロホン信号に含まれる騒音について、滑らかに更新された受話信号レベルと騒音信号レベルを用いて補償量を算出することにより受話信号に対する補償量を違和感なく変化させることができ、聴感上自然に受話音を再生することができる。
【００７７】
次に、図７は本発明の第４の実施の形態の音響装置を示す図である。なお、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分のみ説明する。
【００７８】
図７に示すように、本実施の形態の音響装置は、ユーザーインターフェイス４０１、ＣＤ４０２、ＦＭチューナ４０３、音源セレクタ４０４、マイクロホン４０５を備え、図１におけるソース信号入力端子１０１を音源セレクタ４０４の出力端子に接続し、騒音信号入力端子１０６をマイクロホン４０５の出力端子に接続している。
【００７９】
この音響装置は、ユーザーがユーザーインターフェイス４０１を操作して、音源の種類や音量などが決定される。音源の種類は音源セレクタ４０４に通知され、ＣＤ４０２やＦＭチューナ４０３などの出力が選択される。またユーザーの嗜好に応じて音源特性の周波数特性や音量が周波数特性調整手段１０２や音量調整手段１０３により調整される。
【００８０】
以上のように、本実施の形態によれば、滑らかに更新された音源信号レベルと騒音信号レベルを用いて補償量を算出することにより、音源信号に対する補償量を違和感なく変化させることができ、聴感上自然に音源信号を再生することができる。
【００８１】
次に、図８は本発明の第５の実施の形態の情報端末装置を示す図である。なお、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分のみ説明する。
【００８２】
図８に示すように、本実施の形態の情報端末装置は、ＣＰＵ５０１から導出されるバス５１２に、ブートプログラム等が格納されるＲＯＭ５０２と、メインメモリ用のＲＡＭ５０３が接続される。
【００８３】
また、バス５１２には、メモリーカードやハードディスクドライブ等のストレージデバイス５０４が接続され、インターフェイス５０５を介してターミナルアダプタまたはモデムあるいはネットワークインターフェイスカードなどの通信デバイス５０６が接続され、ドライバ５０７を介してディスプレイ５０８が接続され、ドライバ５０９を介してキーボードやタッチパネルやマウスなどの入力デバイス５１０が接続される。
【００８４】
また、バス５１２には、インターフェイス５１１を介して、図１のソース信号入力端子１０１に接続され、騒音信号入力端子１０６をマイクロホン５１３の出力端子に接続している。Ｄ／Ａ変換器５１４は、音量調整手段１０３と増幅器１０４の間に接続される。
【００８５】
この情報端末装置は、音源信号としてメモリーカードやハードディスク等のストレージデバイス５０４に蓄積された音源データをインターフェイス５１１を介して入力している。
【００８６】
以上のように、本実施の形態によれば、情報端末装置で再生する音源信号のレベルおよび周囲騒音信号レベルそれぞれの変化に対し、滑らかに更新された音源信号レベルと騒音信号レベルを用いて補償量を算出することにより音源信号に対する補償量を違和感なく変化させることができ、聴感上自然に音源信号を再生することができる。
【００８７】
次に、図９は本発明の第６の実施の形態の車載用ナビゲーション装置を示す図である。なお、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分のみ説明する。
【００８８】
図９に示すように、本実施の形態の車載用ナビゲーション装置は、ＣＰＵ６０１から導出されるバス６１５に、ブートプログラムや装置の動作プログラム等が格納されるＲＯＭ６０２と、作業を行う際にデータを一時的に格納するためのメインメモリＲＡＭ６０３が接続される。
【００８９】
また、バス６１５には、車両の現在位置の情報を検出する現在位置検出手段６０４、音声認識により選択された施設名を車両の目的地として現在位置からの経路を探索する経路探索手段６０５、地図データを格納する地図格納手段６０６、マイク入力信号を用いて音声認識を行う音声認識手段６０７、経路案内やユーザーインターフェイスで用いる案内音声を生成する音声合成手段６０８、ドライバ６０９を介してディスプレイ６１０、ドライバ６１１を介して音声認識で使用するマイクやキーボードやタッチパネルやマウスなどの入力デバイス６１２が接続される。
【００９０】
また、バス６１５には、図１のソース信号入力端子１０１がインターフェイス６１４を介して接続され、騒音信号入力端子１０６がインターフェイス６１３を介して接続され、Ｄ／Ａ変換器６１６が音量調整手段１０３と増幅器１０４の間に接続される。
【００９１】
この車載用ナビゲーション装置は、案内音声を音源信号、音声認識用マイクから入力される信号を騒音信号として用いる。
【００９２】
以上のように、本実施の形態によれば、車載用ナビゲーション装置で再生する案内音声などの音源信号のレベルおよび音声認識マイクで検出される周囲騒音信号のレベルそれぞれの変化に対し、滑らかに更新された音源信号レベルと騒音信号レベルを用いて補償量を算出することにより、音源信号に対する補償量を違和感なく変化させることができ、聴感上自然に音源信号を再生することができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、音源信号および騒音信号のそれぞれの時間変化特性に合わせた時定数、更新量を別々に設定して音源信号レベルおよび騒音レベルを更新し、補償量を算出することにより、周囲騒音が存在しても、また周囲騒音の特性が変化しても、周囲騒音がないときと同じ音の大きさで聞こえるように再生し、なおかつ音源信号レベルおよび騒音レベルがそれぞれ変化したときでも、聴感上自然に音源信号を再生することができる音質音量制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の音質音量制御装置を示す概略ブロック図
【図２】本発明の第１実施形態の音質音量制御装置の音源信号レベル更新処理を示すフローチャート
【図３】本発明の第１実施形態の音質音量制御装置の騒音信号レベル更新処理を示すフローチャート
【図４】本発明の第１の実施の形態の他の態様の音質音量制御装置を示す概略ブロック図
【図５】本発明の第２の実施の形態の音質音量制御装置を示す概略ブロック図
【図６】本発明の第３の実施の形態の通信装置を示す概略ブロック図
【図７】本発明の第４の実施の形態の音響装置を示す概略ブロック図
【図８】本発明の第５の実施の形態の情報端末装置を示す概略ブロック図
【図９】本発明の第６の実施の形態の車載用ナビゲーション装置を示す概略ブロック図
【図１０】従来の音質音量制御装置を示す概略ブロック図
【符号の説明】
１０１ソース信号入力端子
１０２周波数特性調整手段
１０３音量調整手段
１０４増幅器
１０５スピーカ
１０６騒音信号入力端子
１０７騒音信号分析手段
１０８音源信号分析手段
１０９補償量算出手段
１１０調整量更新手段
１１１調整量設定手段
１１２騒音レベル更新手段
１１３音源信号レベル更新手段
２０１音源
２０２マイクロホン
２０３，２０４Ａ／Ｄ変換器
２０５増幅器
２０６スピーカ
２０７ＣＰＵ（Central Processing Unit）
２０８インターフェイス
２０９Ｄ／Ａ変換器
２１０ＲＡＭ（Random Access Memory）
２１１ＲＯＭ（Read-Only Memory）
２１２バス
３０１送受信部
３０２マイクロホン
３０３アンテナ
４０１ユーザーインターフェイス
４０２ＣＤ
４０３ＦＭチューナ
４０４音源セレクタ
４０５マイクロホン
５０１ＣＰＵ
５０２ＲＯＭ
５０３ＲＡＭ
５０４ストレージデバイス
５０５インターフェイス
５０６通信デバイス
５０７ドライバ
５０８ディスプレイ
５０９ドライバ
５１０入力デバイス
５１１インターフェイス
５１２バス
５１３マイクロホン
５１４Ｄ／Ａ変換器
６０１ＣＰＵ
６０２ＲＯＭ
６０３ＲＡＭ
６０４現在位置検出手段
６０５経路探索手段
６０６地図格納手段
６０７音声認識手段
６０８音声合成手段
６０９ドライバ
６１０ディスプレイ
６１１ドライバ
６１２入力デバイス
６１３インターフェイス
６１４インターフェイス
６１５バス
６１６Ｄ／Ａ変換器
７０１ソース信号入力端子
７０２周波数特性調整手段
７０３音量調整手段
７０４増幅器
７０５スピーカ
７０６騒音信号入力端子
７０７騒音信号分析手段
７０８音源信号分析手段
７０９補償量算出手段
７１０調整量更新手段
７１１調整量設定手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sound quality volume control device that controls the frequency characteristics and volume of a sound source signal that is loudened in accordance with a noise signal when there is unnecessary noise in a sound field such as a vehicle interior, a listening room, or a public space.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of sound quality volume control device, for example, there is one described in JP-A-6-334457. FIG. 10 shows a configuration example of a conventional sound quality volume control apparatus that reproduces sound while compensating for masking due to noise.
[0003]
In FIG. 10, the sound quality volume control device is a CD (Compact Disc) player, a cassette tape, a source signal input terminal 701 to which a sound source signal such as a radio or an announcement is input, a noise input by a microphone or the like. Signal input terminal 706, sound source signal analysis means 708 for calculating the level for each frequency band of the sound source signal, noise signal analysis means 707 for calculating the level for each frequency band of the noise signal, compensation amount calculation means 709, adjustment An amount updating unit 710, an adjustment amount setting unit 711, a frequency characteristic adjusting unit 702 such as an equalizer, a volume adjusting unit 703 such as a volume, an amplifier 704, and a speaker 705 are provided.
[0004]
In this sound quality volume control device, an announcement or music source signal output from a sound source such as a CD is input to a source signal input terminal 701 and the frequency characteristic adjusting means 702 changes the gains of a plurality of frequency bands. The frequency characteristic is adjusted, the volume is adjusted by the volume adjusting unit 703, amplified by the amplifier 704, and output by the speaker 705.
[0005]
The signal at the source signal input terminal 701 is input to the sound source signal analyzing means 708, and the sound source signal analyzing means 708 analyzes the signal level of the sound source for each of a plurality of preset frequency bands at regular time intervals. This is one input of the compensation amount calculation means 709.
[0006]
In a space where the speaker 705 is installed, a noise signal having a high correlation with ambient noise at or near the listening place where the sound output from the speaker 705 is received is collected by a microphone or the like and input to the noise signal input terminal 706. The level of the noise signal is analyzed at predetermined time intervals for each of a plurality of preset frequency bands by the noise signal analysis means 707, and becomes the other input of the compensation amount calculation means 709.
[0007]
The compensation amount calculation unit 709 calculates the compensation amount at regular time intervals based on, for example, the masking amount of the sound source signal by the noise signal, the energy ratio of the noise signal and the sound source signal, and the like.
[0008]
The compensation amount analyzed by the sound source signal analysis means 708 and the noise signal analysis means 707 at a constant time interval and calculated by the compensation amount calculation means 709 fluctuates with time, so that the compensation amount is directly used as the frequency characteristic adjustment means 702 or If the adjustment amount of the volume adjustment means 703 is used, it becomes unnatural in the sense of hearing before and after the adjustment amount is updated.
[0009]
In addition, if the time interval for calculating the compensation amount is long, the adjustment of the sound quality and the volume is delayed, and conversely, if the time interval is shortened, the adjusted sound source is perceived with fluctuation. For this reason, the operation time interval of the compensation amount calculation means 709 is set longer than several tens of milliseconds to several seconds, and the adjustment amount update means 710 performs integration, averaging, and LPF (Low Pass) of the output signal of the compensation amount calculation means 709. Filter) is used to smoothly update the adjustment of the frequency characteristic adjusting unit 702 and the volume adjusting unit 703.
[0010]
An adjustment amount setting unit 711 calculates filter coefficients and refers to a table to set adjustment amounts of the frequency characteristic adjustment unit 702 and the volume adjustment unit 703. The frequency characteristic adjustment unit 702 and the volume adjustment unit 703 cause the sound quality and volume of the sound source signal to be adjusted. To control.
[0011]
In this way, by changing the frequency characteristics and volume of the sound source signal according to the characteristics of the detected sound source signal and the ambient noise characteristics, even if ambient noise exists or the ambient noise characteristics change, It was possible to reproduce the sound so that it could be heard at the same volume as when there was no noise.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional sound quality volume control device, when the level of the sound source signal changes gently, it can be heard naturally, but when the levels of the sound source signal and the noise signal change, for example, a minute noise signal level. If the time constant of the adjustment amount update is lengthened so as not to follow the fluctuation, there is a problem that the sense of hearing becomes unnatural, for example, the follow-up of the compensation for the syllable unit of the audio signal is not in time.
[0013]
The present invention has been made to solve such a problem, and provides a sound quality volume control device that can be heard naturally even when the levels of a sound source signal and a noise signal change.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  The sound quality volume control device of the present invention detects the level of a sound source signal at a constant cycle, compares the level of the detected sound source signal with the level output at the previous cycle, and outputs the sound source signal based on the comparison result The sound source signal level update means for determining the level of the noise, the level of the noise signal is detected at a constant cycle, the detected noise signal level is compared with the level output at the previous cycle, and the output is based on this comparison result A noise level updating means for determining a level of the noise signal to be performed, a sound source signal level output from the sound source signal level update means, and a compensation amount for adjusting the sound source signal based on the noise signal level output from the noise level update means Compensation amount calculating means for calculatingThe sound source signal level updating means determines whether the difference between the detected sound source signal level and the level output in the previous cycle is smaller than a preset level upper limit value and greater than a preset level lower limit value. And / or the noise level updating means is configured such that the difference between the detected noise signal level and the level output in the previous cycle is smaller than a preset noise level upper limit value, If the noise level is lower than the preset lower limit, the level output in the previous cycle is output.It has a configuration. With this configuration, the level of the sound source signal is output based on the comparison result between the detected sound source signal level and the level output in the previous cycle, and the comparison result between the detected noise signal level and the level output in the previous cycle is obtained. Noise signal level is output based on the sound source signalThe level is not updated when the sound source signal level or the noise signal level is very small.
[0015]
Here, it is preferable to provide an adjustment amount update means for updating the adjustment amount step by step so as not to cause deterioration in sound quality at the change point of the adjustment amount of the sound source signal based on the compensation amount.
[0016]
With this configuration, the adjustment amount is updated step by step at the change point of the adjustment amount of the sound source signal.
[0017]
  The sound source signal level updating means, InspectionIf the difference between the level of the sound source signal output and the level output in the previous cycle is greater than or equal to the level upper limit value, the level of the detected sound source signal is output, and the level of the detected sound source signal is output in the previous cycle If the difference from the level is less than or equal to the lower limit value, the level output in the previous cycle is output, and the difference between the level of the detected sound source signal and the level output in the previous cycle is continued for a preset number of times. Is less than the level lower limit value, it is preferable to output a level obtained by subtracting a preset level decrease value from the level output in the previous cycle.
[0018]
  With this configuration,soundWhen the source signal level increases, the level is updated at a short time interval, and when the sound source signal level decreases, the level is updated at a long time interval.
[0019]
In addition, the sound source signal level update means, when the difference between the level of the detected sound source signal and the level output in the previous cycle is equal to or greater than the level upper limit value, a level increase value preset to the level of the detected sound source signal You may make it output the level which added.
[0020]
With this configuration, if the difference between the level of the detected sound source signal and the level output in the previous cycle is equal to or greater than the level upper limit value, the level is updated by the level increase value.
[0021]
Further, it is preferable that the level decrease value is smaller than the level increase value. With this configuration, when the level of the audio signal rises, the level can be changed greatly with a smaller number of updates than when the level drops.
[0022]
  The noise level updating means, InspectionIf the difference between the level of the output noise signal and the level output in the previous cycle is less than or equal to the noise level lower limit value, a level obtained by subtracting a preset noise level drop value from the detected noise signal level is output. When the difference between the level of the detected noise signal and the level output in the previous cycle is greater than or equal to the upper limit value of the noise level, the level output in the previous cycle is output, and the detection is continued for a preset number of times. When the difference between the level of the noise signal and the level output in the previous cycle is equal to or greater than the noise level upper limit value, the level output in the previous cycle plus the preset noise level increase value is output. Is preferred.
[0023]
  With this configuration, NoisyWhen the sound signal level decreases, the level is updated at a short time interval, and when the noise signal level increases, the level is updated at a long time interval.
[0024]
In addition, the noise level update means outputs the previous cycle when the difference between the detected noise signal level and the level output in the previous cycle is equal to or greater than the noise level upper limit value continuously for a preset number of times. You may make it output the level which did.
[0025]
With this configuration, if the difference between the level of the detected noise signal and the level output in the previous cycle is equal to or greater than the noise level upper limit value, the level output in the previous cycle is output continuously. It becomes.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 3 are diagrams showing a sound quality volume control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0027]
As shown in FIG. 1, the sound quality volume control device of the present embodiment has a frequency characteristic of a source signal input terminal 101 to which a sound source signal such as a CD (Compact Disc) player, a cassette tape, a radio or an announcement is input, and an equalizer. Adjusting means 102, volume adjusting means 103 such as volume, amplifier 104, speaker 105, noise signal input terminal 106 to which noise picked up by a microphone, etc. is input, noise for calculating the level for each frequency band of the noise signal Signal analysis means 107, sound source signal analysis means 108 for calculating the level of the sound source signal for each frequency band, compensation amount calculation means 109, adjustment amount update means 110, adjustment amount setting means 111, noise level update means 112, sound source signal Level update means 113 is provided.
[0028]
In this sound quality volume control device, an announcement or music source signal output from a sound source such as a CD is input to the source signal input terminal 101 and the frequency characteristic adjusting means 102 changes the gains of a plurality of frequency bands. The frequency characteristic is adjusted, the volume is adjusted by the volume adjusting means 103, amplified by the amplifier 104, and output by the speaker 105.
[0029]
The sound source signal input to the source signal input terminal 101 is also input to the sound source signal analysis unit 108, and the sound source signal analysis unit 108 determines that the signal level of the sound source is constant for each of a plurality of preset frequency bands. The signal is analyzed at intervals and output to the sound source signal level updating unit 113.
[0030]
When the sound source signal level updating unit 113 receives the sound source signal level calculated by the sound source signal analyzing unit 108, the sound source signal level updating unit 113 determines the update amount after comparing with the previous sound source signal level update processing output value in the stored band. The sound source signal level update processing output value is updated and stored. Then, the updated sound source signal level update processing output value is output to the compensation amount calculation means 109.
[0031]
Next, in the space where the speaker is installed, a noise signal having a high correlation with the ambient noise at the listening place where the sound output from the speaker is received or in the vicinity thereof is picked up by a microphone and input to the noise signal input terminal 106. Then, the noise signal level is analyzed at predetermined time intervals for each of a plurality of preset frequency bands by the noise signal analyzing unit 107 and output to the noise level updating unit 112.
[0032]
When the noise level update unit 112 receives the noise signal level calculated by the noise signal analysis unit 107, the noise level update unit 112 determines the update amount after comparing with the previous noise signal level update processing output value in the stored band, The noise signal level processing output value is updated and stored. Then, the updated noise signal level update processing output value is output to the compensation amount calculation means 109.
[0033]
The compensation amount calculation means 109 uses the sound source signal level update processing output value and the noise signal level update processing output value, for example, for a predetermined time from the masking amount of the sound source signal by the noise signal, the energy ratio of the noise signal and the sound source signal, etc. A compensation amount is calculated at every interval.
[0034]
Since the compensation amount calculated by the compensation amount calculation unit 109 fluctuates with time, if the compensation amount is used as the adjustment amount of the frequency characteristic adjustment unit 102 or the volume adjustment unit 103 as it is, there is an audibility problem before and after the adjustment amount is updated. It becomes natural.
[0035]
In addition, if the time interval for calculating the compensation amount is long, the adjustment of the sound quality and the volume is delayed, and conversely, if the time interval is shortened, the adjusted sound source is perceived with fluctuation. For this reason, the operation time interval of the compensation amount calculation means 109 is set to be longer from several tens of milliseconds to several seconds, and the adjustment amount update means 110 performs integration, averaging, and LPF (Low Pass) of the output signal of the compensation amount calculation means 109. Filter) is used to smoothly update the adjustment of the frequency characteristic adjusting unit 102 and the volume adjusting unit 103.
[0036]
The adjustment amount setting unit 111 calculates filter coefficients and refers to a table to set the adjustment amounts of the frequency characteristic adjustment unit 102 and the volume adjustment unit 103. The frequency characteristic adjustment unit 102 and the volume adjustment unit 103 allow the sound quality and volume of the sound source signal to be adjusted. To control.
[0037]
Next, the update of the sound source signal level in the sound source signal level update means 113 will be described.
[0038]
First, the analysis time interval to be considered will be described. First, since the sound source signal fluctuates from moment to moment, if the analysis time interval of the sound source signal level is set to hundreds of milliseconds or less, the sound source signal level calculated for each time interval fluctuates slightly, and this minute fluctuation occurs. When the compensation amount is calculated using the sound source signal level, the calculated compensation amount also fluctuates slightly, and the source signal is reproduced with fluctuation. In addition, when the sound source signal is sound, a large level fluctuation occurs in the sounded part and the silent part, and if the compensation amount is calculated using the greatly varying sound source signal, the calculated compensation amount also greatly fluctuates. It will be.
[0039]
Secondly, if the analysis time interval is increased to a few seconds, the sound level remains constant during the analysis time interval, and there is no minute fluctuation, but detailed tracking focusing on consonants and syllables that improve speech clarity. Sex declines.
[0040]
For the above reasons, in this embodiment, in order to ensure followability, the analysis time interval is set to be short, and in order to eliminate the unnaturalness of compensation due to minute fluctuations or large fluctuations of the sound source signal caused by setting it short. When the currently calculated sound source signal level is compared with the previously output sound source signal level update processing output value, and the current sound source signal level is merely a minute fluctuation compared to the previously calculated sound source signal level update processing output value. Outputs the sound source signal level update processing output value without updating it.
[0041]
If the input sound source signal level is greater than the previously calculated sound source signal level update processing output value, the input sound source signal level is output as it is, and the input sound source signal is the previously calculated sound source. When it is smaller than the signal level update processing output value, by updating the sound source signal level little by little toward the input sound source signal level, it does not follow the minute fluctuation or level fluctuation in the silent section, Update the sound source signal level.
[0042]
Next, the update of the noise level in the noise level update unit 112 will be described.
[0043]
First, the analysis time interval to be considered will be described. First, since the noise signal level fluctuates from time to time, the noise signal level calculated for each time interval fluctuates slightly when the analysis time interval of the noise signal level is set to hundreds of tens of milliseconds or less. When the amount of compensation is calculated using the noise signal level that fluctuates slightly, the amount of compensation calculated also fluctuates slightly, and the source signal is fluctuated and reproduced. Secondly, if the analysis time interval is made longer, such as several seconds, the noise signal level is constant during the analysis time interval and there is no minute fluctuation, but the followability to changes in noise characteristics is reduced.
[0044]
For the above reasons, in this embodiment, in order to ensure followability, the analysis time interval is set short, and in order to eliminate the unnaturalness of compensation caused by minute fluctuations in the noise signal level caused by the short setting, Compare the calculated noise signal level with the previously calculated noise signal level update processing output value, and if the current noise level is a slight fluctuation compared to the previously calculated noise signal level update processing output value, the noise signal level If the noise signal level is not slightly changed, the noise signal level is updated so that the noise signal level gradually approaches the input noise signal level, and the noise signal level changes without following the minute fluctuation of the noise signal level. If you do, try to follow up quickly.
[0045]
Thus, by calculating the compensation amount by the compensation amount calculating means 109 using the smoothly updated sound source signal level and noise signal level, the compensation amount for the sound source signal can be changed without a sense of incongruity, which is natural for hearing. The sound source signal can be reproduced.
[0046]
FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow of the sound source signal level updating unit 113. The operation procedure of the sound source signal level update unit 113 will be described with reference to FIG.
[0047]
First, when the current sound source signal level S calculated by the sound source signal analyzing means 108 is input to the sound source signal level updating means 113 (S11), the input S and the previous sound source signal level update processing output value Sout are calculated. Whether the difference is larger than the lower limit value ThreLow (level lower limit value) of the preset update condition and smaller than the upper limit value ThreUp (level upper limit value) of the preset update condition (ThreLow <S-Sout <ThreUp) If it is determined (S12) and S-Sout is larger than ThreLow and smaller than ThreUp, it is determined that the sound source signal level has fluctuated slightly, and the counter C is cleared to 0 (S20). The output value Sout is not updated, Sout is output (S21), and the next input is awaited.
[0048]
When S-Sout is less than or equal to ThreLow or greater than or equal to ThreUp, it is determined that the sound source signal level has changed significantly, and it is determined whether the sound source signal level is decreasing or rising. (S13). If S-Sout is equal to or greater than ThreUp, it is recognized that the sound source signal level has increased, so the counter C is cleared to 0 (S14), and the current sound source signal level S is set to a new output value Snew (S15). ), Snew is set to Sout (S19), and Sout is output (S21).
[0049]
If S-Sout is not equal to or higher than ThreUp, it is recognized that the sound source signal level is decreasing. Therefore, it is determined whether the sound source signal level is decreasing after a lapse of a certain time longer than when the sound source signal level is determined to decrease. The counter C is incremented by 1 (S16), and it is determined whether the counter C is equal to or greater than a preset value n (S17).
[0050]
If the counter C is smaller than n, the previous sound source signal level update processing output value Sout is not updated, Sout is output (S21), and the next input is awaited.
[0051]
If the counter C is equal to or greater than n, it is determined that the sound source signal level is continuously decreasing, and a difference obtained by subtracting a preset value Ldown (level decrease value) from the previous sound source signal level update processing output value Sout. Is set to a new output value Snew (S18), Snew is set to Sout (S19), and Sout is output (S21).
[0052]
Note that when it is determined in S15 that the sound source signal level has increased, the current sound source signal level S is set as the new output value Snew, but this is set in advance for the previous sound source signal level update processing output value Sout. The update process may be performed so that the output value is increased by the value Lup (level increase value). In that case, in order to improve the followability at the time of rising rather than at the time of decreasing the sound source signal level, Ldown <Lup is preferable.
[0053]
FIG. 3 is a flowchart showing a processing flow of the noise level update unit 112. The operation procedure of the noise level update unit 112 will be described with reference to FIG.
[0054]
First, when the current noise level N calculated by the noise signal analysis unit 107 is input to the noise level update unit 112 (S31), the difference between the input N and the previous noise signal level update processing output value Nout is calculated. Whether it is greater than the preset lower limit value NthreLow (noise level lower limit value) and smaller than the preset update condition upper limit value NthreUp (noise level upper limit value) (NThreLow <N-Nout <NThreUp) If it is determined (S32) and N-Nout is larger than NThreLow and smaller than NThreUp, it is determined that the noise signal level has fluctuated slightly, and the counter C is cleared to 0 (S40). The output value Nout is not updated, Nout is output (S41), and the next input is awaited.
[0055]
When S-Sout is less than or equal to ThreLow or greater than or equal to ThreUp, it is judged that the noise signal level has changed significantly, and N-Nout is less than or equal to NthreLow in order to judge whether the noise signal level is falling or rising. (S33). If N-Nout is equal to or less than ThreLow, it is recognized that the noise signal level is decreasing, so the counter C is cleared to 0 (S34), and a preset value Nldown (noise level) from the current noise signal level N The difference obtained by subtracting the lowering value is set to a new output value Nnew (S35), Nnew is set to Nout (S39), and Nout is output (S41).
[0056]
If N-Nout is not less than NthreLow, it is recognized that the noise signal level has risen. Therefore, it is judged whether the noise signal level has risen after a certain period of time longer than when the noise signal level has been raised. The counter C is incremented by 1 (S36), and it is determined whether the counter C is equal to or greater than a preset value n (S37).
[0057]
If the counter C is smaller than n, the previous noise signal level update processing output value Nout is not updated, Nout is output (S41), and the next input is awaited.
[0058]
If the counter C is greater than or equal to n, it is determined that the noise signal level is continuously increasing, and a preset value Nlup (noise level increasing value) is added from the previous noise signal level update processing output value Nout. The sum is set to a new output value Nnew (S38), Nnew is set to Nout (S39), and Nout is output (S41).
[0059]
Thus, by delaying the determination time when the noise signal level rises, that is, by making the time constant for updating the noise signal level larger than when it falls, it does not follow sudden fluctuations in the noise signal level. become. On the other hand, when the noise signal level decreases, the noise signal level can be quickly updated to change the compensation amount without a sense of incongruity.
[0060]
When it is determined in S35 that the sound source signal level is decreasing, the output value is reduced by a preset value NLdown with respect to the previous noise signal level update processing output value Nout as a new output value Nnew. The update process may be performed so as to set the noise signal level N.
[0061]
As another configuration example of the sound source signal level update unit 113, the input sound source signal level is held for several past times, and the maximum value is used as the output value of the sound source signal level update process. It is possible not to follow the minute change and the silent section.
[0062]
As described above, according to the present embodiment, the sound source signal level update unit 113 that smoothly updates the level change of the sound source signal, the noise level update unit 112 that smoothly updates the level change of the ambient noise, and the ambient noise And a compensation amount calculating means 109 for calculating a compensation amount for compensating the frequency characteristics and volume of the sound source signal according to the time constant and the update amount according to the time change characteristics of the sound source signal and the noise signal, respectively. Since the sound source signal level and noise signal level are updated and the compensation amount is calculated, the same as when there is no ambient noise even if ambient noise exists or the characteristics of the ambient noise change Even when the sound source signal level and the noise signal level change, the sound source signal can be reproduced naturally in terms of audibility.
[0063]
As another aspect of the present embodiment, the adjustment amount update unit 110 is deleted as shown in FIG. When BGM with little level fluctuation or guidance voice of an in-vehicle navigation system is used as the sound source signal, the sound source signal level update in the sound source signal level updating means 113 follows sufficiently even if the above-described update amounts Lup and Ldown are reduced. Therefore, the output of the sound source signal level update process changes sufficiently smoothly. Therefore, the compensation amount calculated from the updated sound source signal level and the noise signal level also changes smoothly, and even if the adjustment amount update unit 110 is removed, the sound quality deterioration at the change point of the adjustment amount is a problem on hearing. Don't be.
[0064]
That is, by calculating the compensation amount using the smoothly updated sound source signal level and noise signal level, the compensation amount for the sound source signal can be changed without a sense of incongruity, and the sound source signal can be reproduced naturally in terms of hearing. it can.
[0065]
Next, FIG. 5 is a diagram showing a sound quality volume control apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the frequency characteristic adjusting unit 102, the volume adjusting unit 103, the noise signal analyzing unit 107, the sound source signal analyzing unit 108, the compensation amount calculating unit 109, and the adjustment amount updating unit 110 in the first embodiment described above. Then, a program that operates as the adjustment amount setting unit 111 is created.
[0066]
In FIG. 5, a ROM (Read-Only Memory) 211 in which a bus 212 is derived from a CPU (Central Processing Unit) 207 and a boot program or the like is stored in the bus 212, and a RAM (Random Access Memory) for main memory ) 210 is connected.
[0067]
Also, A / D converters 203 and 204 for converting an analog signal into a digital signal and a D / A converter 209 for converting a digital signal into an analog signal are connected to the bus 212 via an interface 208.
[0068]
A sound source 201 such as a CD player, cassette tape, radio or announcement is connected to the A / D converter 203, a microphone 202 is connected to the A / D converter 204, an amplifier 205, and a D / A converter 209. A speaker 206 is connected.
[0069]
In such a sound quality volume control device, the signal from the sound source 201 is converted into a digital signal by the A / D converter 203, and the ambient noise signal from the microphone 202 is converted into a digital signal by the A / D converter 204.
[0070]
The digital signal converted by the A / D converters 203 and 204 is subjected to the signal processing of the operation shown in the first embodiment by the CPU 207 via the interface 208, and the frequency characteristics and volume of the sound source signal are adjusted. After that, the digital signal is converted into an analog signal by the D / A converter 209 through the interface 208 again.
[0071]
The sound source signal output from the D / A converter 209 is amplified by the amplifier 205 and output to the speaker 206.
[0072]
As described above, according to the present embodiment, the compensation amount for the sound source signal can be changed without a sense of incongruity by calculating the compensation amount using the smoothly updated sound source signal level and noise signal level. The sound source signal can be reproduced naturally in terms of audibility.
[0073]
Next, FIG. 6 is a diagram showing a communication apparatus according to the third embodiment of the present invention. Since the present embodiment is configured in substantially the same manner as the first embodiment described above, the same reference numerals are given to the same configurations, and only the characteristic portions will be described.
[0074]
As shown in FIG. 6, the communication apparatus according to the present embodiment includes a transmission / reception unit 301 that is connected to an antenna 303 and performs wireless communication via the antenna 303, and a microphone 302 that inputs an audio signal to be transmitted to the transmission / reception unit 301. It has.
[0075]
In this communication apparatus, the source signal input terminal 101 in FIG. 1 is connected to a terminal that outputs a sound signal received by the transmission / reception unit 301 from the antenna 303, and the noise signal input terminal 106 is connected to the output terminal of the microphone 302.
[0076]
As described above, according to the present embodiment, for the noise included in the reception sound and the microphone signal of the communication device, the amount of reception is obtained by calculating the compensation amount using the reception signal level and noise signal level that are smoothly updated. The compensation amount for the signal can be changed without a sense of incongruity, and the received sound can be reproduced naturally in terms of hearing.
[0077]
Next, FIG. 7 is a diagram showing an acoustic device according to a fourth embodiment of the present invention. Since the present embodiment is configured in substantially the same manner as the first embodiment described above, the same reference numerals are given to the same configurations, and only the characteristic portions will be described.
[0078]
As shown in FIG. 7, the acoustic device according to the present embodiment includes a user interface 401, a CD 402, an FM tuner 403, a sound source selector 404, and a microphone 405. The source signal input terminal 101 in FIG. The noise signal input terminal 106 is connected to the output terminal of the microphone 405.
[0079]
In this acoustic apparatus, the user operates the user interface 401 to determine the type of sound source, the volume, and the like. The sound source type is notified to the sound source selector 404, and the output of the CD 402, FM tuner 403, or the like is selected. Further, the frequency characteristic and volume of the sound source characteristic are adjusted by the frequency characteristic adjusting unit 102 and the volume adjusting unit 103 according to the user's preference.
[0080]
As described above, according to the present embodiment, by calculating the compensation amount using the smoothly updated sound source signal level and noise signal level, the compensation amount for the sound source signal can be changed without a sense of incongruity, Sound source signals can be reproduced naturally in terms of audibility.
[0081]
Next, FIG. 8 is a figure which shows the information terminal device of the 5th Embodiment of this invention. Since the present embodiment is configured in substantially the same manner as the first embodiment described above, the same reference numerals are given to the same configurations, and only the characteristic portions will be described.
[0082]
As shown in FIG. 8, in the information terminal device according to the present embodiment, a ROM 502 storing a boot program and the like and a RAM 503 for main memory are connected to a bus 512 derived from the CPU 501.
[0083]
In addition, a storage device 504 such as a memory card or a hard disk drive is connected to the bus 512, a communication device 506 such as a terminal adapter or a modem or a network interface card is connected via an interface 505, and a display 508 via a driver 507. Are connected, and an input device 510 such as a keyboard, a touch panel, or a mouse is connected via the driver 509.
[0084]
Further, the bus 512 is connected to the source signal input terminal 101 of FIG. 1 via the interface 511, and the noise signal input terminal 106 is connected to the output terminal of the microphone 513. The D / A converter 514 is connected between the volume adjusting unit 103 and the amplifier 104.
[0085]
This information terminal device inputs sound source data stored in a storage device 504 such as a memory card or a hard disk as a sound source signal via an interface 511.
[0086]
As described above, according to the present embodiment, the sound source signal level and the noise signal level that are smoothly updated are compensated for changes in the level of the sound source signal reproduced by the information terminal device and the ambient noise signal level. By calculating the amount, the compensation amount for the sound source signal can be changed without a sense of incongruity, and the sound source signal can be reproduced naturally in terms of hearing.
[0087]
Next, FIG. 9 is a figure which shows the vehicle-mounted navigation apparatus of the 6th Embodiment of this invention. Since the present embodiment is configured in substantially the same manner as the first embodiment described above, the same reference numerals are given to the same configurations, and only the characteristic portions will be described.
[0088]
As shown in FIG. 9, the in-vehicle navigation device according to the present embodiment temporarily stores data in a bus 615 derived from a CPU 601 and a ROM 602 that stores a boot program, an operation program of the device, and the like. A main memory RAM 603 for storing data is connected.
[0089]
The bus 615 includes a current position detecting unit 604 that detects information on the current position of the vehicle, a route searching unit 605 that searches for a route from the current position using the facility name selected by voice recognition as the destination of the vehicle, and a map. Map storage means 606 for storing data, voice recognition means 607 for voice recognition using a microphone input signal, voice synthesis means 608 for generating guidance voice for use in route guidance and user interface, display 610 via driver 609, driver An input device 612 such as a microphone, a keyboard, a touch panel, or a mouse used for voice recognition is connected via the H.611.
[0090]
Further, the source signal input terminal 101 of FIG. 1 is connected to the bus 615 via the interface 614, the noise signal input terminal 106 is connected via the interface 613, and the D / A converter 616 is connected to the volume adjusting means 103. Connected between amplifiers 104.
[0091]
This in-vehicle navigation apparatus uses a guidance voice as a sound source signal and a signal input from a voice recognition microphone as a noise signal.
[0092]
As described above, according to the present embodiment, the level of the sound source signal such as the guidance voice reproduced by the in-vehicle navigation device and the level of the ambient noise signal detected by the voice recognition microphone are updated smoothly. By calculating the compensation amount using the sound source signal level and the noise signal level, the compensation amount for the sound source signal can be changed without a sense of incongruity, and the sound source signal can be reproduced naturally in terms of hearing.
[0093]
【The invention's effect】
As described above, the present invention calculates the compensation amount by updating the sound source signal level and the noise level by separately setting the time constant and the update amount according to the time change characteristics of the sound source signal and the noise signal. Therefore, even if ambient noise is present or the characteristics of ambient noise change, the sound is reproduced so that it can be heard with the same loudness as when there is no ambient noise, and the sound source signal level and noise level change respectively. Therefore, it is possible to provide a sound quality volume control device that can reproduce a sound source signal naturally in terms of hearing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a sound quality volume control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing sound source signal level update processing of the sound quality volume control device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a flowchart showing a noise signal level update process of the sound quality control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic block diagram showing a sound quality control apparatus according to another aspect of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a sound quality volume control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic block diagram showing a communication apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic block diagram showing an acoustic device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic block diagram showing an information terminal device according to a fifth embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a schematic block diagram showing an in-vehicle navigation device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic block diagram showing a conventional sound quality volume control device.
[Explanation of symbols]
101 Source signal input terminal
102 Frequency characteristic adjusting means
103 Volume control means
104 amplifier
105 Speaker
106 Noise signal input terminal
107 Noise signal analysis means
108 Sound source signal analysis means
109 Compensation amount calculation means
110 Adjustment amount update means
111 Adjustment amount setting means
112 Noise level update means
113 Sound source signal level update means
201 sound source
202 Microphone
203,204 A / D converter
205 amplifier
206 Speaker
207 CPU (Central Processing Unit)
208 interface
209 D / A converter
210 RAM (Random Access Memory)
211 ROM (Read-Only Memory)
212 Bus
301 transceiver
302 microphone
303 Antenna
401 User interface
402 CD
403 FM tuner
404 sound source selector
405 microphone
501 CPU
502 ROM
503 RAM
504 storage device
505 interface
506 Communication device
507 driver
508 display
509 driver
510 input devices
511 interface
512 bus
513 microphone
514 D / A converter
601 CPU
602 ROM
603 RAM
604 Current position detection means
605 route search means
606 Map storage means
607 Voice recognition means
608 Speech synthesis means
609 driver
610 display
611 driver
612 Input device
613 interface
614 interface
615 bus
616 D / A converter
701 Source signal input terminal
702 Frequency characteristic adjusting means
703 Volume control means
704 amplifier
705 Speaker
706 Noise signal input terminal
707 Noise signal analysis means
708 Sound source signal analysis means
709 Compensation amount calculation means
710 Adjustment amount update means
711 Adjustment amount setting means

Claims

The sound source signal level is updated by detecting the level of the sound source signal at a certain period, comparing the level of the detected sound source signal with the level output at the previous period, and determining the level of the sound source signal to be output based on the comparison result Means,
Noise level updating means for detecting the level of the noise signal at a constant cycle, comparing the level of the detected noise signal with the level output at the previous cycle, and determining the level of the noise signal to be output based on the comparison result When,
Compensation amount calculation means for calculating a compensation amount for adjusting the sound source signal based on the sound source signal level output by the sound source signal level update means and the noise signal level output by the noise level update means ,
The sound source signal level updating unit is configured to reduce the difference between the level of the detected sound source signal and the level output in the previous cycle smaller than a preset level upper limit value and greater than a preset level lower limit value. Output the level output in the cycle and / or
The noise level updating means determines whether the difference between the detected noise signal level and the level output in the previous cycle is smaller than a preset noise level upper limit value and larger than a preset noise level lower limit value. A sound quality volume control device that outputs a level output at a period of .

2. The sound quality volume control device according to claim 1, further comprising adjustment amount update means for updating the adjustment amount in a stepwise manner so as not to cause deterioration in sound quality at a change point of the adjustment amount of the sound source signal based on the compensation amount. .

The sound source signal level updating unit, if the difference between the level output by the level and the previous period of the test out sound source signal is above the level upper limit, and outputs the level of the detected sound signal, the detected sound signal If the difference between the current level and the level output in the previous cycle is less than or equal to the level lower limit value, the level output in the previous cycle is output, and the level of the detected sound source signal The level obtained by subtracting a preset level decrease value from the level output in the previous cycle is output when the difference from the level output in the cycle is equal to or lower than the level lower limit value. 2. The sound quality volume control device according to 2.

The sound source signal level updating means adds a preset level increase value to the detected sound source signal level when the difference between the detected sound source signal level and the level output in the previous cycle is equal to or greater than the level upper limit value. The sound quality volume control device according to claim 3, wherein the sound level is output.

5. The sound quality volume control device according to claim 4, wherein the level decrease value is made smaller than the level increase value.

The noise level updating unit, if the difference between the level output by the level and the previous cycle of the noise signal it detects is below the noise level limit value, the preset noise level lowered from the level of the detected noise signal When the difference between the detected noise signal level and the level output in the previous cycle is equal to or higher than the noise level upper limit value, the level output in the previous cycle is output and set in advance. When the difference between the detected noise signal level and the level output in the previous cycle is equal to or greater than the noise level upper limit value, the noise level increase value preset in the level output in the previous cycle is continued. The sound quality volume control device according to claim 5, wherein a level obtained by adding is output.

The noise level updating means continues the preset number of times, and when the difference between the detected noise signal level and the level output in the previous cycle is equal to or greater than the noise level upper limit value, the level output in the previous cycle The sound quality volume control device according to claim 6, wherein: