JP5168162B2 - 音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
図1は、この実施形態の電話装置10及び音信号調整装置20全体構成を示すブロック図である。
ABS_S(n)=(1,0−δ2)ABS_S(n−1)+δ2|x(n)|…(2)
上記の(1)式及び(2)式において、δ1およびδ2は、δ1<δ2、かつ、0<δ1<1.0、0<δ2<1.0を満たす係数であり、値が大きくなれば信号の急峻な特性に追従する代わりに計算結果はノイズの影響を受けやすくなり、逆に値が小さくなれば信号の大まかな特性に追従し、ノイズの影響はあまり受けなくなるという特性がある。
以上のように、VAD_R202では、遠端信号から音声の有無を検知する。なお、音声検出の方法は近端信号(マイクロホン14の出力信号)を用いることだけを除けばVAD_S205における処理も同様であるため、詳しい説明を省略する。
なお、NLVL_R_rが急に降下するタイミングを検出する方法としては、例えば、電話装置10が動作を開始してからNLVL_R_rの最大値をNLVL_R_r1、最小値をNLVL_R_r2とし、上記の(4)式を満たす場合には、NLVL_R2を取得したタイミングを、NLVL_Rが急降下したタイミングとして検出するようにしても良い。また、例えば、所定の時間間隔おきのタイミングでNLVL_R_rをサンプリングし、直前のタイミングで取得したNLVL_RをNLVL_R_r1、最新に取得したNLVL_R_rをNLVL_R_r2として、上記の(4)を満たす場合に、NLVL_R_rが急降下したタイミングとして検出するようにしても良い。このように、NLVL_R_rが急に降下するタイミングを検出する方法は、限定されないものである。
送信側(マイクロホン14)において遮音が発生しているということは、例えば、電話装置をうつぶせに伏せて机上などにおいたか、手でふさいだかなどしているためであるので、会話状態にはないことや、背景ノイズ源40からのノイズ自体が急に低下したことなどを示している。そこで式(5)が成立しているきには、たとえ式(4)が成立している場合であっても後述するAMP13の増幅は行わない。レベル変動検出部207は、式(4)が成立し、式(5)が成立しないとき、スピーカ遮音検出信号shをゲイン計算部208に出力する。レベル変動検出部207は、それ以外のときは何も出力しない。
次に、以上のような構成を有する第1の実施形態の音信号調整装置20における音量制御の動作(この実施形態の音信号調整方法)について、図1を用いて説明する。
第1実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
図5は、この実施形態の電話装置10A及び音信号調整装置20Aの全体構成を示すブロック図である。
そして、ゲイン計算部208Aは、Dif_lev_rに応じて係数を乗じ、以下の(7)式に従ってゲイン(Grec)を計算する。
上記の(7)式において、δ20は差分を増幅する定数であり、この実施形態ではδ20=2.0としても良いが、これに限定されない。ゲイン計算部208Aは計算したゲインをAMP13に出力し、AMP13では、ゲイン計算部208Aから与えられたゲインに従って受話信号を増幅してスピーカ11に出力する。
次に、以上のような構成を有する第2の実施形態の音信号調整装置20の動作(この実施形態の音信号調整方法)について、図5を用いて説明する。
第2の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第3の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
図6は、この実施形態の電話装置10B及び音信号調整装置20Bの全体構成を示すブロック図である。
第3の実施形態の音信号調整装置20Bについては、図6に示すように、第2の実施形態のVAD_R202をVAD_R202Bに置き換わり、VAD_R202Bでは、遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合には、D/A12への遠端信号の供給を停止する点で、第2の実施形態と異なるだけであるので、詳しい説明を省略する。
第3の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第3の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
図7は、この実施形態の電話装置10C全体構成及び音信号調整装置20Cを示すブロック図である。
ここで、第4の実施形態では、大背景ノイズ閾値TH_BG_Sをディジタル振幅値の−30dBm0と設定するようにしても良い(第3の実施形態で、0dBm0は国際通信規格ITU−T G.711に規定される1kHzトーンの振幅を基準とした)。ただし、大背景ノイズ閾値TH_BG_Sをこの値に限定されないものである。
Grec=δ41×Dif_lev_r…(10)
δ40≧δ41…(11)
上記の(9)〜(11)式において、δ40=4.0とし、δ41=2.0としても良いが、これに限定されないものである。
次に、以上のような構成を有する第4の実施形態の音信号調整装置20Cの動作(この実施形態の音信号調整方法)について、図7を用いて説明する。
第4の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第5の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
図8は、この実施形態の電話装置10D及び音信号調整装置20Dの全体構成を示すブロック図である。
Dif_freq_r(f)=NP_S1(f)−NP_R2(f)…(12−1)
特性変動検出部213で計算した周波数特性の変化分Dif_freq_r(f)は減算特性計算部214に出力される。一方では第2の実施形態で説明したと同様に、レベル変動値Dif_lev_がゲイン計算部に出力されているが、ゲイン計算部208Cの動作は第2、第4の実施形態で説明したとおりである。
Sub_freq(f)=C52×Dif_freq_r(f)…(14)
ここで、この実施形態ではC51=0.2、C52=0.9としても良いが、これに限定されないものである。また、C51は1.0≧C51≧0.0を満たし、C52は1.0≧C52≧0.0を満たす定数であるものとし。値が大きければノイズ抑圧の効果が大きい変わりに音質に周波数減算処理による歪の影響が大きくなり、逆に小さければ音質に与える悪影響が小さい代わりにノイズ抑圧の効果も小さくなる。大ノイズの時にノイズ抑圧効果をより発揮するためにはC52≧C51であることが望ましい。
次に、以上のような構成を有する第5の実施形態の音信号調整装置20Dの動作(この実施形態の音信号調整方法)について、図8を用いて説明する。
第5の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第6の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
図11は、この実施形態の電話装置10E及び音信号調整装置20Eの全体構成を示すブロック図である。
第6の実施形態の音信号調整装置20Eでは、上述の通り、第5の実施形態のように遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合には、D/A12への遠端信号の供給を停止する代わりに、エコーキャンセラ部216及び加算器217による動作に置き換えられるだけであるので詳しい説明を省略する。
第6の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第7の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
第5、第6の実施形態において、近端信号から近端側から入り込むノイズを低減する構成が付加された実施形態について説明したが、第7の実施形態では、音信号調整装置が、上述のノイズを低減する機能に必要となる構成のみを有している。
次に、以上のような構成を有する第7の実施形態の音信号調整装置20Fの動作(この実施形態の音信号調整方法)について、図12を用いて説明する。
第7の実施形態においては、上述の特性変動検出部213F、減算特性計算部214F、NC215による近端側からのノイズの低減に係る機能に関する効果に限定されるが、上述の第5の実施形態の効果と同様の効果を奏することができる。
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
Claims (11)
- スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載された音信号調整装置において、
上記スピーカ部の周辺における第1の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、
上記第1の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第2の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、
上記第1の音信号について周波数特性を抽出する第1の周波数特性抽出手段と、
上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していると判定されている場合に上記第1の周波数特性抽出手段が抽出した第1の周波数特性と、上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していないと判定されている場合に上記第1の周波数特性抽出手段が抽出した第2の周波数特性との差分である差分周波数特性を算出する差分周波数特性算出手段と、
上記差分周波数特性算出手段が算出した上記差分周波数特性を用いて、上記電話装置における近端信号のうちノイズ成分を抑圧して遠端側へ送出するノイズ成分抑圧手段と
を有することを特徴とする音信号調整装置。 - 上記スピーカ周辺音捕捉手段は、上記スピーカ部自体を用いて、上記第1の音信号を捕捉することを特徴とする請求項1に記載の音信号調整装置。
- 上記第1の音信号及び上記第2の音信号において、上記スピーカ周辺音捕捉手段による集音性能と、上記マイクロホン部による集音性能との性能差により発生する差分を補正するように、少なくとも上記第1の音信号又は上記第2の音信号の一方を加工する信号補正手段をさらに有し、
上記遮音判定手段は、上記信号補正手段により補正された結果を用いて、上記遮音効果が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の音信号調整装置。 - 上記第2の音信号について周波数特性を抽出する第2の周波数特性抽出手段と、
上記第1の周波数特性抽出手段が抽出した周波数特性及び上記第2の周波数特性抽出手段が抽出した周波数特性において、上記スピーカ周辺音捕捉手段による集音性能と、上記マイクロホン部による集音性能との性能差により発生する差分を補正するように、上記第1の周波数特性抽出手段が抽出した周波数特性を加工する周波数特性補正手段をさらに有し、
上記ノイズ成分抑圧手段は、上記周波数特性補正手段により補正された結果を用いて、上記電話装置における近端信号のうちノイズ成分を抑圧して遠端側へ送出する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の音信号調整装置。 - 上記電話装置において遠端信号に遠端話者の音声成分が含まれているか否かを判定する遠端信号音声判定手段と、
上記電話装置において近端信号に近端話者の音声成分が含まれているか否かを判定する近端信号音声判定手段とをさらに有し、
上記遮音判定手段は、上記遠端信号音声判定手段において遠端信号に遠端話者の音声成分が含まれていないと判定され、かつ、上記近端信号音声判定手段において、近端信号に近端話者の音声成分が含まれていないと判定されている場合にのみ、上記遮音効果が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の音信号調整装置。 - 上記遠端信号音声判定手段により、音声成分が含まれていないと判定されている間、上記電話装置において、上記スピーカ部への遠端信号の供給を遮断する遠端信号遮断手段をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の音信号調整装置。
- 上記第1の音信号において上記スピーカ部から放出された遠端信号による音が、スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉されることにより発生するエコー成分を、上記第1の音信号から除去するエコーキャンセル手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の音信号調整装置。
- 上記遠端信号音声判定手段において遠端信号に遠端話者の音声成分が含まれていないと判定され、かつ、上記近端信号音声判定手段において近端信号に近端話者の音声成分が含まれていないと判定されている間に、上記第1の音信号又は上記第2の音信号の信号を用いて、上記電話装置の周辺ノイズのノイズ音量を算出するノイズ量算出手段とを更に有し、
上記ノイズ成分抑圧手段は、上記差分周波数特性算出手段が算出した上記差分周波数特性と、上記ノイズ量算出手段により算出されたノイズ音量とを用いて、上記電話装置における近端信号のうちノイズ成分を抑圧する
ことを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の音信号調整装置。 - スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載されたコンピュータを、
上記スピーカ部の周辺における第1の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、
上記第1の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第2の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、
上記第1の音信号について周波数特性を抽出する第1の周波数特性抽出手段と、
上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していると判定されている場合に上記第1の周波数特性抽出手段が抽出した第1の周波数特性と、上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していないと判定されている場合に上記第1の周波数特性抽出手段が抽出した第2の周波数特性との差分である差分周波数特性を算出する差分周波数特性算出手段と、
上記差分周波数特性算出手段が算出した上記差分周波数特性を用いて、上記電話装置における近端信号のうちノイズ成分を抑圧して遠端側へ送出するノイズ成分抑圧手段と
して機能させることを特徴とする音信号調整プログラム。 - スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置における音信号調整方法において、
スピーカ周辺音捕捉手段、遮音判定手段、第1の周波数特性抽出手段、差分周波数特性算出手段、ノイズ成分抑圧手段を有し、
上記スピーカ周辺音捕捉手段は、上記スピーカ部の周辺における第1の音信号を捕捉し、
上記遮音判定手段は、上記第1の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第2の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定し、
上記第1の周波数特性抽出手段は、上記第1の音信号について周波数特性を抽出し、
上記差分周波数特性算出手段は、上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していると判定されている場合に上記第1の周波数特性抽出手段が抽出した第1の周波数特性と、上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していないと判定されている場合に上記第1の周波数特性抽出手段が抽出した第2の周波数特性との差分である差分周波数特性を算出し、
上記ノイズ成分抑圧手段は、上記差分周波数特性算出手段が算出した上記差分周波数特性を用いて、上記電話装置における近端信号のうちノイズ成分を抑圧して遠端側へ送出する
ことを特徴とする音信号調整方法。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の音信号調整装置を搭載したことを特徴とする電話装置。
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