JP5120288B2 - 音量補正装置、音量補正方法、音量補正プログラムおよび電子機器 - Google Patents
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Description
入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段と、
前記入力音声信号中における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出手段と、
前記連続関連音区間検出手段で検出された前記連続関連音区間の前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭から一定区間は、前記連続関連音区間の残りの区間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた平均レベル検出手段と、
前記平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、生成した前記ゲイン制御信号を前記可変ゲイン手段に供給するゲイン制御信号生成手段と、
を備える音量補正装置を提供する。
前記平均レベル検出手段は、
前記連続関連音区間の先頭から一定区間において、前記平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルと前記入力音声信号の平均レベルとを比較し、その比較結果に応じて前記一定区間における前記平均レベル検出時定数を変化させる
ことを特徴とする。
入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段と、
前記入力音声信号中における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出手段と、
前記入力音声信号中に人声の音声信号が含まれる時間区間である声区間を検出する声区間検出手段と、
前記声区間検出手段で検出された前記声区間での前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭から一定区間は、前記連続関連音区間の残りの区間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた声平均レベル検出手段と、
前記声平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、生成した前記ゲイン制御信号を前記可変ゲイン手段に供給するゲイン制御信号生成手段と、
を備える音量補正装置を提供する。
前記声平均レベル生成手段は、
前記連続関連音区間の先頭から一定区間において、前記声平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルと前記入力音声信号の声区間の平均レベルとを比較し、その比較結果に応じて前記先頭期間における前記平均レベル検出時定数を変化させる
ことを特徴とする。
入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段と、
前記入力音声信号における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出手段と、
前記入力音声信号中に人声の音声信号が含まれる時間区間である声区間を検出する声区間検出手段と、
前記声区間検出手段で検出された前記声区間での前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭から一定区間は、前記連続関連音区間の残りの区間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた声平均レベル検出手段と、
前記入力音声信号中の前記人声以外で、かつ、無音以外の音声信号の平均レベルを検出する声以外平均レベル検出手段と、
前記声以外平均レベル検出手段で検出された声以外平均レベルが、前記声平均レベル検出手段で検出された声平均レベルに対して、一定量以上とはなっていないときには、前記声平均レベル検出手段で検出された前記声平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、前記声以外平均レベル検出手段で検出された声以外平均レベルが、前記声平均レベル検出手段で検出された声平均レベルよりも、一定量以上大きいときには、前記声以外平均レベル検出手段で検出され声以外平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、生成した前記ゲイン制御信号を前記可変ゲイン手段に供給するゲイン制御信号生成手段と、
を備える音量補正装置を提供する。
図1は、この発明の音量補正装置の第1の実施形態としての音量補正部18の全体の構成例を示すブロック図である。
図3は、連続関連音区間検出部34の基本的な構成例を示すもので、音声信号有無検出部341は、基準レベル発生部3411と、比較部3412とからなる。比較部3412は、アンプ32からの加算出力信号Sm(図4(A)参照)と、基準レベル発生部3411からの基準閾値レベルθc(図4(A)参照)とを比較する。
この実施形態では、連続関連音先頭期間検出部35は、図7に示すような構成とされる。すなわち、連続関連音先頭期間検出部35は、カウンタ351と、比較部352と、閾値カウント値発生部353とからなる。
以上の処理動作を行う平均レベル生成部36の構成例を図8に示す。すなわち、この実施形態における平均レベル生成部36は、選択部361と、積分部362と、積分時定数変更制御部363とからなる。
=Y(t−1)×(N−1)/N+Xt×1/N
・・・(式1)
ここで、Ytは今回のサンプルXtに対する積分出力、Y(t−1)は1つ前の積分出力、Xtは入力サンプルである。サフィックスtは、順次に入力される入力サンプルのサンプル番号に相当する。
この第2の実施形態は、上述した第1の実施形態の変形例である。上述の第1の実施形態では、連続関連音区間の先頭期間における平均レベル検出時定数は、1種類のみとした。これに対して、この第2の実施形態では、前の連続関連音区間の平均レベルから、後の連続関連音区間の平均レベルが上昇したか、あるいは下降したかに応じて、連続関連音区間の先頭期間における平均レベル検出時定数を変えるようにする。
例えばテレビ放送や、記録メディアに記録されている映画コンテンツ等においては、その音声信号中には、人声、BGM(Background Music)、効果音といった多種類の音が含まれている。ユーザが、リモコン等を用いて手動でボリュームコントロールを行う場合、音声信号中の人声のレベルを基準にして、台詞が適切に聞こえるようにレベルの調整操作を行っていることが多い。
前述したように、声区間検出部37では、人声信号の特徴量に着目して、その入力音声信号Smから人声が含まれる時間区間である声区間を検出する。そして、この実施形態では、声区間検出部37では、人声信号の特徴量は複数種があることに着目して、当該複数種の特徴量のそれぞれについて、声区間の検出を行う。そして、その結果得られる複数個の検出結果の声区間に基づいて、声区間検出フラグVFLGを生成して出力することにより、検出した声区間の精度を高めるようにしている。
人声の信号は、複数の特徴的な周波数成分から構成されるが、ピッチと呼ばれる基本周波数成分のピークが強調された波形的特徴を有し、それが一母音期間継続する。また、基本周波数成分のピークは、一母音ごとに山なりのエンベロープを持って、同一周期で繰り返す。したがって、入力音声信号波形のピークを検出し、この検出したピークの周期の連続性を検出することによって、簡易的に、低負荷処理によって、声の存在する区間を特定することができる。つまり、人声の信号の同一ピーク周期の連続性を、声区間を検出するための一つの特徴量として用いて、声区間を検出することができる。
人声の信号の母音を構成する主成分の周波数帯は、主に100Hzから1kHzといった中域の周波数帯域に多く含まれる。したがって、この100Hzから1kHzという周波数帯域の信号成分が、それ以外の成分に対して大きいところを抽出することによって、人声の存在する区間を特定することができる。つまり、人声の信号の母音を構成する主成分の周波数帯を、声区間を検出するための一つの特徴量として用いて、声区間を検出することができる。
例えばラジオ放送やテレビ放送におけるステレオ放送のコンテンツなどにおいては、人の台詞をもっとも聞き取り易くするために、人の台詞の大半はセンターに定位させているため、人声のあるところでは、定位分布がセンターに集中している。
ΣP(θ)=1
となるように分布が生成される。
アンドゲート370は、声周期検出部40からの声周期検出フラグFLGaと、声帯域集中検出部50からの声帯域集中検出フラグFLGbと、センター定位検出部60からのセンター定位検出フラグFLGcの論理積として、声区間検出フラグVFLGを出力する。
連続関連音先頭期間検出部38は、この実施形態では、図26に示すような構成を備えるものとされる。
声平均レベル生成部39は、この実施形態では、図27に示すような構成を備えるものとされる。この声平均レベル生成部39は、選択部391と、積分部392と、積分時定数変更制御部393と、アンドゲート394とからなる。
この第4の実施形態は、上述した第3の実施形態の変形例である。上述の第3の実施形態では、連続関連音区間の先頭期間における平均レベル検出時定数は、1種類のみとした。これに対して、この第4の実施形態では、前の連続関連音区間の平均レベルから、後の連続関連音区間の平均レベルが上昇したか、あるいは下降したかに応じて、連続関連音区間の先頭期間における平均レベル検出時定数を変えるようにする。
上述の第3および第4の実施形態では、人声信号の平均レベルが基準レベルとなるように入力音声信号をゲイン制御するので、人声信号の平均レベルが低い場合には、入力音声信号全体のゲインを大きくするように制御する。このため、人声以外の音声成分のレベルが、人声信号のレベルよりも大きく、かつ、両者の差が大きい場合には、人声以外の音声成分の音量が大きくなりすぎる場合がある。また、人声の無いコンテンツの場合にも、人声以外の音の音量が著しく大きくなってしまうことがある。
図32に、この実施形態における総合平均レベル生成部72の構成の一例を示す。
図32においては、声以外平均レベル信号NVavrと、声平均レベル信号Vavr3を重み付けしたものとを比較し、その比較出力により、声以外平均レベル信号NVavrと、声平均レベル信号Vavr3とのいずれかをゲイン制御信号生成部23に供給するようにした。
以上の実施形態は、入力音声信号について、リアルタイムで声平均レベルや声以外平均レベルを検出して、ゲイン制御するようにした場合である。しかし、この発明は、リアルタイム処理の場合のみに適用されるわけではない。
なお、上述の説明では、平均レベル検出部22は、デスクリートの回路部からなるハードウエア構成としたが、DSP(Digital Signal Processor)を用いた構成とすることができる。
Claims (14)
- 入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段と、
前記入力音声信号中における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出手段と、
前記連続関連音区間検出手段で検出された前記連続関連音区間の前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭期間は、前記連続関連音区間の残りの区間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた平均レベル検出手段と、
前記平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、生成した前記ゲイン制御信号を前記可変ゲイン手段に供給するゲイン制御信号生成手段と、
を備える音量補正装置。 - 請求項1に記載の音量補正装置において、
前記平均レベル検出手段は、
前記連続関連音区間の先頭期間において、前記平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルと前記入力音声信号の平均レベルとを比較し、その比較結果に応じて前記先頭期間における前記平均レベル検出時定数を変化させる
音量補正装置。 - 入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段と、
前記入力音声信号中における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出手段と、
前記入力音声信号中に人声の音声信号が含まれる時間区間である声区間を検出する声区間検出手段と、
前記声区間検出手段で検出された前記声区間での前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭期間は、前記連続関連音区間の残りの期間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた声平均レベル検出手段と、
前記声平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、生成した前記ゲイン制御信号を前記可変ゲイン手段に供給するゲイン制御信号生成手段と、
を備える音量補正装置。 - 請求項3に記載の音量補正装置において、
前記声平均レベル生成手段は、
前記連続関連音区間の先頭期間において、前記声平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルと前記入力音声信号の声区間の平均レベルとを比較し、その比較結果に応じて前記先頭期間における前記平均レベル検出時定数を変化させる
音量補正装置。
- 入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段と、
前記入力音声信号における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出手段と、
前記入力音声信号中に人声の音声信号が含まれる時間区間である声区間を検出する声区間検出手段と、
前記声区間検出手段で検出された前記声区間での前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭期間は、前記連続関連音区間の残りの期間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた声平均レベル検出手段と、
前記入力音声信号中の前記人声以外で、かつ、無音以外の音声信号の平均レベルを検出する声以外平均レベル検出手段と、
前記声以外平均レベル検出手段で検出された声以外平均レベルが、前記声平均レベル検出手段で検出された声平均レベルに対して、一定量以上とはなっていないときには、前記声平均レベル検出手段で検出された前記声平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、前記声以外平均レベル検出手段で検出された声以外平均レベルが、前記声平均レベル検出手段で検出された声平均レベルよりも、一定量以上大きいときには、前記声以外平均レベル検出手段で検出され声以外平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、生成した前記ゲイン制御信号を前記可変ゲイン手段に供給するゲイン制御信号生成手段と、
を備える音量補正装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の音量補正装置において、
前記連続関連音区間検出手段は、
前記入力音声信号の有無を検出する音声信号有無検出手段と、
前記音声信号有無検出手段で検出した信号有りの区間を一定時間長だけ延長する延長手段と、
からなる音量補正装置。 - 請求項6に記載の音量補正装置において、
前記音声信号有無検出手段は、
第1の平均レベル検出時定数で前記入力音声信号の平均レベルを検出して、第1平均レベル出力信号を出力する第1平均レベル検出手段と、
前記第1の平均レベル検出時定数よりも大きい平均レベル検出時定数で前記入力音声信号の平均レベルを検出して、第2平均レベル出力信号を出力する第2平均レベル検出手段と、
前記第2平均レベル検出手段からの前記第2平均レベル出力信号をレベル減衰させた信号を閾値として前記第1平均レベル出力信号と比較し、前記第1平均レベル出力信号が前記閾値よりも大きい区間の検出信号を、前記音声信号有無検出手段の信号有りの区間を示す信号として出力する比較手段と、
を備える音量補正装置。 - 入力音声信号のゲインをゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段と、連続関連音区間検出手段と、平均レベル検出手段と、ゲイン制御信号生成手段とを備える音量補正装置における音量補正方法であって、
前記連続関連音区間検出手段が、前記入力音声信号における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出工程と、
前記平均レベル検出手段が、前記連続関連音区間検出工程で検出された前記連続関連音区間の前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭期間は、前記連続関連音区間の残りの期間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた平均レベル検出工程と、
前記ゲイン制御信号生成手段が、前記平均レベル検出工程で検出された前記平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成するゲイン制御信号生成工程と、
を有し、
前記ゲイン制御信号生成工程で生成された前記ゲイン制御信号により前記可変ゲイン手段をゲイン制御する音量補正方法。 - 入力音声信号のゲインをゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段と、連続関連音区間検出手段と、声区間検出手段と、声平均レベル検出手段と、ゲイン制御信号生成手段とを備える音量補正装置における音量補正方法であって、
前記連続関連音区間検出手段が、前記入力音声信号における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出工程と、
前記声区間検出手段が、前記入力音声信号中に人声の音声信号が含まれる時間区間である声区間を検出する声区間検出工程と、
前記声平均レベル検出手段が、前記声区間検出手段で検出された前記声区間での前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭期間は、前記連続関連音区間の残りの期間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた声平均レベル検出工程と、
前記ゲイン制御信号生成手段が、前記声平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成するゲイン制御信号生成工程と、
を有し、
前記ゲイン制御信号生成工程で生成された前記ゲイン制御信号により前記可変ゲイン手段をゲイン制御する音量補正方法。 - 入力音声信号のゲインをゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段と、連続関連音区間検出手段と、声区間検出手段と、声平均レベル検出手段と、声以外平均レベル検出手段と、ゲイン制御信号生成手段とを備える音量補正装置における音量補正方法であって、
前記連続関連音区間検出手段が、前記入力音声信号における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出工程と、
前記声区間検出手段が、前記入力音声信号中に人声の音声信号が含まれる時間区間である声区間を検出する声区間検出工程と、
前記声平均レベル検出手段が、前記声区間検出工程で検出された前記声区間での前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭期間は、前記連続関連音区間の残りの期間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた声平均レベル検出工程と、
声以外平均レベル検出手段が、前記入力音声信号中の前記人声以外で、かつ、無音以外の音声信号の平均レベルを検出する声以外平均レベル検出工程と、
前記ゲイン制御信号生成手段が、前記声以外平均レベル検出工程で検出された声以外平均レベルが、前記声平均レベル検出工程で検出された声平均レベルに対して、一定量以上とはなっていないときには、前記声平均レベル検出手段で検出された前記声平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、前記声以外平均レベル検出工程で検出された声以外平均レベルが、前記声平均レベル検出工程で検出された声平均レベルよりも、一定量以上大きいときには、前記声以外平均レベル検出工程で検出され声以外平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成するゲイン制御信号生成工程と、
を有し、
前記ゲイン制御信号生成工程で生成された前記ゲイン制御信号により前記可変ゲイン手段をゲイン制御する音量補正方法。 - 入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段を備える音量補正装置が有するコンピュータを、
入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段、
前記入力音声信号における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出手段、
前記連続関連音区間検出手段で検出された前記連続関連音区間の前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭期間は、前記連続関連音区間の残りの期間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた平均レベル検出手段、
前記平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、生成した前記ゲイン制御信号を前記可変ゲイン手段に供給するゲイン制御信号生成手段、
として機能させる音量補正プログラム。 - 入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段を備える音量補正装置が有するコンピュータを、
入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段、
前記入力音声信号における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出手段、
前記入力音声信号中に人声の音声信号が含まれる時間区間である声区間を検出する声区間検出手段、
前記声区間検出手段で検出された前記声区間での前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭期間は、前記連続関連音区間の残りの期間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた声平均レベル検出手段、
前記声平均レベル検出手段で検出された前記平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、生成した前記ゲイン制御信号を前記可変ゲイン手段に供給するゲイン制御信号生成手段、
として機能させる音量補正プログラム。 - 入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段を備える音量補正装置が有するコンピュータを、
入力音声信号のゲインを、ゲイン制御信号により制御する可変ゲイン手段、
前記入力音声信号における、時間的に近接する1群の連続関連音区間を検出する連続関連音区間検出手段、
前記入力音声信号中に人声の音声信号が含まれる時間区間である声区間を検出する声区間検出手段、
前記声区間検出手段で検出された前記声区間での前記入力音声信号の平均レベルを検出するものであって、前記連続関連音区間の先頭期間は、前記連続関連音区間の残りの期間よりも平均レベル検出時定数が小さくされた声平均レベル検出手段、
前記入力音声信号中の前記人声以外で、かつ、無音以外の音声信号の平均レベルを検出する声以外平均レベル検出手段、
前記声以外平均レベル検出手段で検出された声以外平均レベルが、前記声平均レベル検出手段で検出された声平均レベルに対して、一定量以上とはなっていないときには、前記声平均レベル検出手段で検出された前記声平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、前記声以外平均レベル検出手段で検出された声以外平均レベルが、前記声平均レベル検出手段で検出された声平均レベルよりも、一定量以上大きいときには、前記声以外平均レベル検出手段で検出され声以外平均レベルが、基準レベルとなるように前記入力音声信号のゲインを制御する前記ゲイン制御信号を生成し、生成した前記ゲイン制御信号を前記可変ゲイン手段に供給するゲイン制御信号生成手段、
として機能させる音量補正プログラム。 - 請求項1〜7のいずれかの音量補正装置を備える電子機器。
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