JP7255324B2 - 周波数特性変更装置、その方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
受聴位置において雑音の大きさ(以下、「雑音レベル」ともいう)が小さい場合には、スピーカから大きな音量で音声を出力する必要はなく、雑音レベルが大きくなるに従い音声が聞き取りにくくなるのでスピーカの音量を上げる必要がある。この点に着目して、雑音レベルが小さい場合には、スピーカの音量は小さ目にして、どの周波数もハウリングしない設定として、マイクとスピーカの特性をフラットに補正することのみを行う。これにより、音質をベストの状態とするイコライザの設定となる。雑音レベルが大きい場合は、音質よりも聞き取れる音量とすることが重要であるので、ハウリング防止の観点を重要視したイコライザの設定で、なるべく大きな音量が出るように設定する。このように受聴位置の雑音レベルに応じて、イコライザの設定を変えることで、雑音が小さいときは音量よりも音質を優先し、雑音が大きいときは音質よりも音量を優先したイコライザの設定とすることができる。また、放音側の雑音レベルに応じて、収音側の信号処理の度合いと放音する音量を決める。
<第一実施形態>
図2は第一実施形態に係る周波数特性変更装置の機能ブロック図を、図3はその処理フローを示す。
<雑音レベル推定部110>
雑音レベル推定部110は、収音信号XFを入力とし、乗り物の内部の第一の位置における雑音レベルを推定し(S110)、推定値NFを出力する。本実施形態では、第一の位置をスピーカ92Fに対する受聴位置とする。別の言い方をすると、雑音レベル推定部110は、受聴位置になるべく近い位置にあるマイク91Fで観測された収音信号XFから、受聴位置の雑音レベルを推定する。例えば、双方向の通話システムであった場合は、受聴者の音声を収音するために設置されたマイク91F,91Rが、このマイクとして利用できる。
NF(ω,t)=βNF(ω,t-1)+(1-β)PF(ω,t) PF(ω,t)>NF(ω,t-1)
NF(ω,t)=γNF(ω,t-1)+(1-γ)PF(ω,t) PF(ω,t)≦NF(ω,t-1)
γ>βでそれぞれ0~1の値をとる。
変更設定データベース部120は、あらかじめ設定したN個の変更設定を保持する。Nを2以上の整数の何れかである。変更設定は、閾値と周波数特性との組合せからなる。この周波数特性は、周波数と利得との関係を表したものである。もしくは、所望の周波数特性を有するFIRフィルタの係数やIIRフィルタの係数が保持される。
変更設定選択部130は、雑音レベルの推定値NFを入力とし、雑音レベルの推定値NFと変更設定データベース部120に含まれるN個の変更設定のN個の閾値との大小関係に基づきN個の変更設定の中から1つの変更設定を選択し(S130)、選択した変更設定に対応する周波数特性またはフィルタ係数を変更設定データベース部120から取り出し、変更部140に出力する。例えば、雑音が大きいほど推定値NFが大きくなる値の場合、推定値NFと閾値とを比較して、変更設定データベース部120に保持されている変更設定のうち一つを選択する。例えば、推定値NFが、閾値TH1より小さい場合は変更設定EQ1を選択し、閾値TH1以上TH2未満では変更設定EQ2を選択し、閾値TH(n-1)以上THn未満の場合は変更設定EQnを選択し、TH(N-1)以上の場合は変更設定EQNを選択する。
変更部140は、マイク91Rにより収音された収音信号XRと変更設定選択部130で選択された変更設定に対応する周波数特性またはフィルタ係数とを入力とし、変更設定に対応する周波数特性に基づき、収音信号XRの周波数特性を変更し(S140)、変更後の信号を出力する。この例では、変更設定に対応する周波数特性の周波数毎の利得を周波数毎に収音信号XRに乗じて、収音信号XRの周波数特性を変更する。なお、マイク91Rが設置される位置を第二の位置ともいう。時間領域の入力信号を変更設定に対応するフィルタ係数が設定されたFIRフィルタやIIRフィルタでフィルタリングし、時間領域信号を出力する構成であっても良い。
以上の構成により、ハウリングを防止しつつ、スピーカの自然な再生音を実現することができる。本実施形態によれば、スピーカ92Fに対応する受聴位置の雑音レベルに応じて、変更設定を変え、雑音が小さいときは音量よりも音質を優先し、雑音が大きいときは音質よりも音量を優先することができる。
また、マイクとスピーカとの間に、周波数特性を変更する処理の他に、雑音抑圧処理やエコーキャンセル処理などの別の処理を行ってもよい。
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
雑音レベル推定部110は、収音信号XFを入力とし、乗り物の内部における雑音レベルを推定し(S110)、推定値Nを出力する。
変更設定選択部130では、推定値NRに代えて推定値Nを用いて変更設定を選択する。
このような構成とすることで、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<オーディオレベル推定部350>
オーディオレベル推定部350は、オーディオ信号Xauを入力とし、乗り物の内部におけるオーディオの再生レベルを推定し(S350)、推定値Nauを出力する。再生レベルの算出方法としてはどのようのものを用いてもよい。例えば、オーディオレベル推定部350は、オーディオ信号Xauの長時間平均レベルを計算し、オーディオの再生レベルの推定値Nauを求めてもよいし、雑音レベル推定部110と同様の方法により求めてもよい。
変更設定データベース部320は、あらかじめ設定したN個の変更設定を保持する。変更設定は雑音レベル用の閾値と再生レベル用の閾値と周波数特性との組合せからなる。
変更設定選択部330は、雑音レベルの推定値NFとオーディオの再生レベルの推定値Nauとを入力とし、雑音レベルの推定値NFと変更設定データベース部120に含まれるN個の変更設定のN個の雑音レベル用の閾値との大小関係に基づきN個の変更設定の中から1つの変更設定を選択する。この処理は第一実施形態のS130と同様である。
このような構成とすることで、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、雑音レベルとオーディオレベルの両方に応じて、変更設定を変えることができる。
本発明は上記の実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
また、上記の実施形態及び変形例で説明した各装置における各種の処理機能をコンピュータによって実現してもよい。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各装置における各種の処理機能がコンピュータ上で実現される。
Claims (8)
- 放音装置は乗り物の内部の第一の位置に配置されるものとし、前記第一の位置における雑音の大きさが大きくなるほど、前記第一の位置とは異なる第二の位置に設置される収音装置により収音された対象音を前記放音装置で放音する際の音量を大きく、かつ、前記対象音に対して加える信号処理の度合いを強くし、
前記信号処理は、ハウリング抑圧処理であり、前記ハウリング抑圧処理と同時に、前記収音装置から前記放音装置までの周波数特性を均一に近づける、
周波数特性変更装置。 - 放音装置は乗り物の内部の第一の位置に配置されるものとし、前記内部の位置であって、前記第一の位置とは異なる位置である第三の位置における雑音の大きさが大きくなるほど、前記第一の位置とは異なる第二の位置に設置される収音装置により収音された対象音を前記放音装置で放音する際の音量を大きく、かつ、前記対象音に対して加える信号処理の度合いを強くし、
前記第一の位置と前記第三の位置とは異なる位置であり、
前記信号処理は、ハウリング抑圧処理であり、前記ハウリング抑圧処理と同時に、前記収音装置から前記放音装置までの周波数特性を均一に近づけ、
前記第三の位置は、雑音レベル推定用のマイクが設置される位置である、
周波数特性変更装置。 - 請求項1または請求項2の周波数特性変更装置であって、
前記雑音の大きさが所定の閾値以下である場合、前記収音装置から前記放音装置までの周波数特性を均一化するものである、
周波数特性変更装置。 - 請求項1から請求項3の何れかの周波数特性変更装置であって、
前記内部の放音装置で放音される第二の対象音の大きさが大きくなるほど、前記対象音を放音する際の音量を大きく、かつ、前記対象音に対して加える信号処理の度合いを強くし、
前記第二の対象音は、車載オーディオの再生音である、
周波数特性変更装置。 - 請求項1から請求項4の何れかの周波数特性変更装置であって、
乗り物の内部の第一の位置における雑音の大きさを推定する雑音レベル推定部と、
Nを2以上の整数の何れかとし、周波数と利得との関係を表す周波数特性と閾値との組合せからなる変更設定をN個保持する変更設定データベース部と、
前記雑音の大きさの推定値と前記閾値との大小関係に基づき前記N個の変更設定の中から1つの変更設定を選択する変更設定選択部と、
選択された前記変更設定に対応する周波数特性に基づき、第二の位置に設置される収音装置により収音された収音信号の周波数特性を変更する変更部とを含む、
周波数特性変更装置。 - 放音装置は乗り物の内部の第一の位置に配置されるものとし、前記第一の位置における雑音の大きさが大きくなるほど、前記第一の位置とは異なる第二の位置に設置される収音装置により収音された対象音を前記放音装置で放音する際の音量を大きく、かつ、前記対象音に対して加える信号処理の度合いを強くし、
前記信号処理は、ハウリング抑圧処理であり、前記ハウリング抑圧処理と同時に、前記収音装置から前記放音装置までの周波数特性を均一に近づける、
周波数特性変更方法。 - 放音装置は乗り物の内部の第一の位置に配置されるものとし、前記内部の位置であって、前記第一の位置とは異なる位置である第三の位置における雑音の大きさが大きくなるほど、前記第一の位置とは異なる第二の位置に設置される収音装置により収音された対象音を前記放音装置で放音する際の音量を大きく、かつ、前記対象音に対して加える信号処理の度合いを強くし、
前記第一の位置と前記第三の位置とは異なる位置であり、
前記信号処理は、ハウリング抑圧処理であり、前記ハウリング抑圧処理と同時に、前記収音装置から前記放音装置までの周波数特性を均一に近づけ、
前記第三の位置は、雑音レベル推定用のマイクが設置される位置である、
周波数特性変更方法。 - 請求項1から請求項5の何れかの周波数特性変更装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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