JP4699988B2 - 可聴性の改善 - Google Patents
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Description
1. 側音レベルに影響を与えない音量制御、またはより高度な側音装置(側音における雑音抑制技術を含む)を備えるハンドセット。
2. (例えば、スピーカ音量と環境雑音に依存する周波数特性を備えた車載ハンズフリーキットのような)雑音のある状態や拡声器へ側音が加算されないことを想定して設計されたハンズフリーのアクセサリ。
3. 感知される環境雑音レベルを低減させる端末や耳栓。
4. アクティブ化された雑音制御を備えるハンドセット。
会話において、話し手は相手側のレベルや背景雑音に合わせて声のレベルを調整する傾向がある。同様に、(ハンドセット、ハンズフリー、或いはヘッドセットにおける)拡声器を通しての電話での会話におけるスピーチを挙げれば、話し手はスピーカから感知されるような同様のレベルで声のレベルを調整する傾向がある。したがって、ファーエンドの音声のレベルが上げられた場合、ニアエンドのユーザもまた無意識のうちに声のレベルを上げるであろう。ニアエンドにおける端末装置が高い背景雑音を持つ環境でさえ適切な動作をおこなうように設計されている場合、声のレベルを上げることは、ユーザに増加した可聴性の利益を得られないマイナスな状態(例えば、声によるより大きな重圧として)で影響している。
本発明の目的は、可聴性を上げる状況においてファーエンド信号を選択的に調整することと、可聴性を上げないときにはファーエンド信号を本質的には変えないでおくことである。
GS=min(MaxGS,CS(SP−SP0))
のように設定する。ここで、MaxGSはGSの最大許容値であり、CSは音声利得のスケーリングファクタである。MaxGSは、通常2dBから8dBの間にあり、例えば、5dBでも良い。スケーリングファクタCSは、0.1から1の間にあり、例えば、0.5でも良い。
のように設定する。ここで、MaxGNはGNの最大許容値であり、CNは背景雑音のスケーリングファクタである。MaxGNは、通常2dBから8dBの間にあり、例えば、5dBでも良い。スケーリングファクタCNは、0.1から1の間にあり、例えば、0.5でも良い。
G=min(MaxG,GS+GN)
に従って決定する。ここでMaxGは最大許容総利得であり、通常5dBから15dBにあり、例えば、10dBであるかもしれない。
MaxG=min(MaxGL,ERLNEAR+ERLFAR−MS)
に従いエコー反射損失ERLNEARとERLFARに依存したものとなるかもしれない。ここで、MaxGLは固定最大利得限度であり、それは通常5dBから15dBの間にあり、例えば、10dBでも良い。また、MSは安定マージンであり、好適な実施例においては3dBから6dBの間にある。
MaxG=min(MaxGL,LSAT−MSAT−Ly)
のように決定されうる。ここで、LSATはPCM符号の飽和レベルであり、MSATは、3dBから10dBの飽和マージンであり、例えば、6dBでも良い。
MaxG=min(MaxGL,ERLNEAR+ERLFAR−MS,LSAT−MSAT−Ly)
のように決定されうる。ファーエンド信号に適用される実利得は、決定利得Gのローパス・フィルタを通したものであることが好ましい。ローパス・フィルタは、適用信号利得の変化率が、5dB/sから15dB/sの間、例えば、10dB/sで制限されるように選択されることが好ましい。
例えば、ITU-T Recommendation P.56. のように、音声レベルSPを評価するいくつかの知られている方法がある。好適な実施例においては、いわゆるアクティブ音声レベルの評価について、ITU-T Recommendation P.56. に説明されている推奨P.56(以下、P.56)の方法Bの修正バージョンが使用されている。
簡単な手法の欠点は、音声アクティビティがないかほとんどないブロックに関し、この方法では、雑音レベルを出力することにある。前述したような欠点を避けるために、外部の音声アクティビティ検出器が使用されてもよい。
p(t)=g・p(t−1)+(1−g)・|x(t)|,
q(t)=g・q(t−1)+(1−g)・|p(t)|,
に従って調整された信号値の2段階による指数平均によって信号の包絡線q(t)を計算する。ここで、x(t)は下向きのサンプルである(10毎)入力信号であり、gは所定の定数g=0.9592,p(0)=0,q(0)=0である。次に一連の閾値ciが包絡線へ適用される。閾値は、信号のダイナミックレンジをカバーする2:1(6.02dB)以下の間隔で等比級数的な値をとる。それらの閾値は、レベルが増加する順番で数えられるとする、即ち、c0が最低の閾値レベルに対応する。一連のアクティビティカウントajと対応するハングオーバのカウントhjは、以下のように包絡線とそれらの閾値とを比較することにより見出される。
jの各値に関し :
もし q(t)≧cjであるなら aj=aj+1及び hj=0;
もし q(t)<cj,hj<Iであるなら
aj=aj+1及び hj=hj+1;
もしq(t)<cj,hj=Iであるなら何もしない。
Aj=sq/aj
のように各jごとに計算される。
ai≦aj,i>jの場合
のようになる。
ニアエンドの背景雑音レベルBNはよく知られている技術で評価される。例えば、雑音レベルの評価は、以下の式
Px(t)=ρx・Px(t−1)+(1−ρx)・x2(t)
に従ってまず2乗した信号のサンプルをローパス・フィルタリングし、それから適切な観測間隔にわたる結果の最小値を選択することにより得ることができる。上述した方程式において、Px(t)は、時間tにおける信号xの短期的なパワー評価であり、0≦ρx≦1が定数であり、例えば、0.01となる。観測間隔において、信号のいくらかの部分が雑音のみを有することを保証するために、観測間隔は十分な長さが選択されるべきである。一方で、評価が背景雑音における変化に追従可能であるために、観測間隔は十分短くあるべきである。観測間隔は、通常、5から15秒の範囲、例えば、10秒で選択される。
ピークレベル検出器は、以下の式
Py(t)=ρy・Py(t−1)+(1−ρy)・y2(t)
に従ってファーエンド信号の短期間のパワーをまず計算することにより実現される。ここで、0≦Py≦1は定数であり、例えば、0.01をとる。ファーエンドのピークレベル測定値Lyは、以下の計算式によって得られる。
Ly(t)≦Py(t)の場合、Ly(t)=Py(t)となり、
そうでない場合は、Ly(t)=βLy(t−1)となり、
そうでない場合は、Ly(t)=βLy(t−1)
ここで、βは、1よりも小さいが1に近い値で選択される所定の定数である。例えば、β=0.998が選択されてもよい。βによるピークレベル評価のダウンスケーリングは、唯一ニアエンド音声が出現する場合に実行されるのが好ましい。即ち、その評価は、音声が途絶えている間は修正されない。
Claims (10)
- 電話システムにおいて、評価されたニアエンドの音声信号レベルおよび評価されたニアエンドの背景雑音レベルに従ってファーエンドの音声信号に利得を適用することによってニアエンドユーザ側で受信される前記ファーエンドの音声信号の可聴性を改善する方法であって、
前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)と前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)との間の割合が第1の閾値(TH)を超えたかどうかを決定するステップと、
前記割合が前記第1の閾値を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)が第2の閾値(SP0)を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)が第3の閾値(BN0)を超えない場合に、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与するように第1パラメータ(GS)を決定するとともに、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与しないように第2パラメータ(GN)を決定し、
前記割合が前記第1の閾値を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)が第2の閾値(SP0)を超えない場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)が第3の閾値(BN0)を超えた場合に、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与しないように第1パラメータ(GS)を決定するとともに、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与するように第2パラメータ(GN)を決定し、
前記割合が前記第1の閾値を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)が第2の閾値(SP0)を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)が第3の閾値(BN0)を超えた場合に、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与するように第1パラメータ(GS)を決定するとともに、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与するように第2パラメータ(GN)を決定し、
前記割合が前記第1の閾値を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)が第2の閾値(SP0)を超えない場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)が第3の閾値(BN0)を超えない場合に、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与しないように第1パラメータ(GS)を決定するとともに、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与しないように第2パラメータ(GN)を決定し、
決定された前記第1パラメータ(GS)及び前記第2パラメータ(GN)を加算した値(GS+GN)と、前記利得の最大許容値(MaxG)とのうち、小さい値を前記利得として決定し、
前記割合が前記第1の閾値を超えない場合に、前記ファーエンドの音声信号を増幅させない値を前記利得として決定するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 評価した最大ファーエンド音声信号レベルから第4の閾値を決定するステップと、
前記第4の閾値を下回る値に前記利得を限定するステップとを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 少なくとも1つの測定されたエコー反射損失から第5の閾値を決定するステップと、
前記第5の閾値を下回る値に前記利得を限定するステップとを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 評価された最大ファーエンド音声信号レベルから第4の閾値を決定するステップと、
少なくとも1つの測定されたエコー反射損失から第5の閾値を決定するステップと、
前記第4および第5の閾値の内の最小値を下回る値に前記利得を限定するステップとを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ファーエンドの音声信号に適用する前に前記決定された利得をローパス・フィルタリングする
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の方法。 - 電話システムにおいて、評価されたニアエンドの音声信号レベルおよび評価されたニアエンドの背景雑音レベルに従ってファーエンドの音声信号に利得を適用することによってニアエンドユーザ側で受信される前記ファーエンドの音声信号の可聴性を改善する装置であって、
前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)と前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)との間の割合が第1の閾値(TH)を超えたかどうかを決定する手段(22)と、
前記割合が前記第1の閾値を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)が第2の閾値(SP0)を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)が第3の閾値(BN0)を超えない場合に、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与するように第1パラメータ(GS)を決定するとともに、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与しないように第2パラメータ(GN)を決定し、
前記割合が前記第1の閾値を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)が第2の閾値(SP0)を超えない場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)が第3の閾値(BN0)を超えた場合に、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与しないように第1パラメータ(GS)を決定するとともに、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与するように第2パラメータ(GN)を決定し、
前記割合が前記第1の閾値を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)が第2の閾値(SP0)を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)が第3の閾値(BN0)を超えた場合に、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与するように第1パラメータ(GS)を決定するとともに、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与するように第2パラメータ(GN)を決定し、
前記割合が前記第1の閾値を超えた場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの音声信号レベル(SP)が第2の閾値(SP0)を超えない場合であって、かつ、前記評価されたニアエンドの背景雑音レベル(BN)が第3の閾値(BN0)を超えない場合に、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与しないように第1パラメータ(GS)を決定するとともに、前記ファーエンドの音声信号の増幅に寄与しないように第2パラメータ(GN)を決定し、
決定された前記第1パラメータ(GS)及び前記第2パラメータ(GN)を加算した値(GS+GN)と、前記利得の最大許容値(MaxG)とのうち、小さい値を前記利得として決定し、
前記割合が前記第1の閾値を超えない場合に、前記ファーエンドの音声信号を増幅させない値を前記利得として決定する手段(22)と
を備えることを特徴とする装置。 - 評価された最大ファーエンド音声信号レベル(Ly)から第4の閾値を決定する手段(22)と、
前記第4の閾値を下回る値に前記利得を限定する手段(22)とを含む
ことを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 少なくとも1つの評価されたエコー反射損失(ERLNEAR,ERLFAR)から第5の閾値を決定する手段(22)と、
前記第5の閾値を下回る値に前記利得を限定する手段(22)とを含む
ことを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 評価された最大ファーエンド音声信号レベル(Ly)から第4の閾値を決定する手段(22)と、
少なくとも1つの評価されたエコー反射損失(ERLNEAR,ERLFAR)から第5の閾値を決定する手段(22)と、
前記第4および第5の閾値の内の最小値を下回る値に前記利得を限定する手段(22)とを含む
ことを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 前記ファーエンドの音声信号に適用する前に前記決定された利得をフィルタリングするローパス・フィルタを含む
ことを特徴とする請求項6乃至9の何れか1項に記載の装置。
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