図面 (/)

技術 音声出力装置、電話機及び携帯電話機

出願人 沖電気工業株式会社
発明者 田代厚史
出願日 2008年3月7日 (12年9ヶ月経過) 出願番号 2008-057906
公開日 2009年9月24日 (11年3ヶ月経過) 公開番号 2009-218693
状態 特許登録済
技術分野 可聴帯域変換器用回路 可聴帯域変換器の回路等 電話機の回路等 電話機の機能
主要キーワード 騒音障害 各測定タイミング 労働基準 音圧情報 負担情報 負担度 分析間隔 等感曲線
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年9月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

音声出力装置音量を適切に調整することができ、聴覚疲労聴力低下を回避する。

解決手段

出力された音声音圧値を検知し(15)、検知された音圧値(PA)に基づいて、音量調整要否の判定を行うとともに、音圧値に対応した音圧情報(PB)を出力し(14)、音量調整の要否を示す情報及び音圧情報を受けて、調整係数(KA)を出力し(13)、音声信号を調整係数(KA)により調整する(11)。音圧情報(PB)として音圧値(PA)の所定期間にわたる平均値(PB)が用いられる。

概要

背景

近年、携帯電話機発達により、種々の場面で電話の使用がされているが、出力される音声を調整せず、大音量で使用される場合が少なくなく、聴覚の疲労や聴力の低下につながることもあった。
下記の特許文献1では、入力信号の音量とユーザにより指定された音量を相互調整し、全体の音量を調整することが開示されている。

特開2003−258988号公報

概要

音声出力装置の音量を適切に調整することができ、聴覚疲労、聴力低下を回避する。出力された音声の音圧値を検知し(15)、検知された音圧値(PA)に基づいて、音量調整要否の判定を行うとともに、音圧値に対応した音圧情報(PB)を出力し(14)、音量調整の要否を示す情報及び音圧情報を受けて、調整係数(KA)を出力し(13)、音声信号を調整係数(KA)により調整する(11)。音圧情報(PB)として音圧値(PA)の所定期間にわたる平均値(PB)が用いられる。

目的

本発明は、
入力音声信号を受けて、音声を出力する音声出力装置において
前記音声出力装置により出力された音声の音圧値を検知する音圧検知部と、
前記音圧値に基づいて、音量調整要否の判定を行なって、判定結果として音量調整要否を示す情報を出力するとともに、前記音圧値に対応した音圧情報を出力する状態判定部と、
前記状態判定部からの音量調整の要否を示す情報、及び前記音圧情報を受けて、調整係数を出力する調整係数生成部と、
記入力音声信号を、前記調整係数により調整して、調整された音声信号を生成する出力調整部と、
前記出力調整部からの前記調整された音声信号に基づいて音声を発生する音声出力部と
を有する音声出力装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

入力音声信号を受けて、音声を出力する音声出力装置において前記音声出力装置により出力された音声の音圧値を検知する音圧検知部と、前記音圧値に基づいて、音量調整要否の判定を行なって、判定結果として音量調整要否を示す情報を出力するとともに、前記音圧値に対応した音圧情報を出力する状態判定部と、前記状態判定部からの音量調整の要否を示す情報、及び前記音圧情報を受けて、調整係数を出力する調整係数生成部と、前記入音声信号を、前記調整係数により調整して、調整された音声信号を生成する出力調整部と、前記出力調整部からの前記調整された音声信号に基づいて音声を発生する音声出力部とを有する音声出力装置。

請求項2

前記状態判定部は、前記音圧情報が所定の閾値よりも大きいときに音量調整要との判断を行なうことを特徴とする請求項1に記載の音声出力装置。

請求項3

前記調整係数生成部は、前記閾値の前記音圧情報に対する比を前記調整係数とし、前記出力調整部は、前記入力音声信号に前記調整係数を掛けた値を前記調整された音声信号として出力することを特徴とする請求項2に記載の音声出力装置。

請求項4

前記入力音声信号の周波数特性を検出する特性分析部をさらに有し、前記調整係数生成部は、前記状態判定部からの音量調整の要否を示す情報及び前記音圧情報と、前記特性分析部で検出された前記周波数特性とに基づいて、周波数毎の調整係数を生成し、前記出力調整部は、前記調整係数生成部から供給される前記周波数毎の調整係数に基づき、前記入力音声信号の各周波数成分を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の音声出力装置。

請求項5

前記調整係数生成部は、前記閾値の前記音圧情報に対する比に対し、各周波数の強度限界の当該周波数の強度に対する比を掛けたものを、当該周波数の調整係数とし、前記出力調整部は、前記入力音声信号の各周波数の成分に当該周波数の調整係数を掛けた値を前記調整された音声信号の当該周波数の成分として出力することを特徴とする請求項4に記載の音声出力装置。

請求項6

入力音声信号を受けて、音声を出力する音声出力装置において前記音声出力装置により出力された音声から、受聴者が受ける聴覚負担を検知する聴覚負担検知部と、前記聴覚負担検知部で検知された聴覚負担に基づいて、音量調整要否の判定を行なって、判定結果として音量調整要否を示す情報を出力するとともに、聴覚負担に対応した聴覚負担情報を出力する状態判定部と、前記状態判定部からの音量調整の要否を示す情報、及び前記聴覚負担情報を受けて、調整係数を出力する調整係数生成部と、前記入力音声信号を、前記調整係数により調整して、調整された音声信号を生成する出力調整部と、前記出力調整部からの前記調整された音声信号に基づいて音声を発生する音声出力部とを有する音声出力装置。

請求項7

前記聴覚負担検知部が、前記音声出力装置により出力された音声の音圧値を検知する音圧検知部、前記音声出力装置を備えた装置の移動量を検知して出力する移動検知部、及び前記音声出力装置を備えた装置に掛かる圧力値を検知する圧力検知部のうち少なくとも1つの以上を有し、前記状態判定部は、前記聴覚負担検知部の出力に基づいて、前記音量調整要否の判定を行なうことを特徴とする請求項6に記載の音声出力装置。

請求項8

前記状態判定部が、前記聴覚負担検知部で検知された聴覚負担に基づいて聴覚負担度を求め、該聴覚負担度が所定の閾値よりも大きいときに音量調整要との判断を行なうことを特徴とする請求項6に記載の音声出力装置。

請求項9

前記状態判定部は、前記音圧値に対応した音圧情報を求め、該音圧情報を前記聴覚負担情報として出力することを特徴とする請求項7に記載の音声出力装置。

請求項10

前記入力音声信号の周波数特性を検出する特性分析部をさらに有し、前記調整係数生成部は、前記状態判定部からの音量調整の要否を示す情報及び前記聴覚負担情報と、前記特性分析部で検出された前記周波数特性とに基づいて、周波数毎の調整係数を生成し、前記出力調整部は、前記調整係数生成部から供給される前記周波数毎の調整係数に基づき、前記入力音声信号の各周波数成分を調整することを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の音声出力装置。

請求項11

前記調整係数生成部は、聴覚疲労に影響が大きい周波数成分をより大幅に抑制するように、前記周波数毎の調整係数を定めることを特徴とする請求項4、5又は10に記載の音声出力装置。

請求項12

前記音圧情報が、前記音圧値の、所定の期間にわたる平均値であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の音声出力装置。

請求項13

前記音圧値検知部は、前記音圧値を所定の時間間隔毎に検知し、前記状態判定部は、過去所定回数分の音圧値及び現在の音圧値を用いて前記平均値を求めることを特徴とする請求項12に記載の音声出力装置。

請求項14

前記閾値が聴覚保護のために設定されたものであることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の音声出力装置。

請求項15

前記状態判定部は、音声出力開始から、所定の時間が経過するまでは、音量調整要との判断を行わないことを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の音声出力装置。

請求項16

前記入力音声信号の信号強度を求める強度分析部をさらに備え、前記調整係数生成部は、前記強度分析部で求められた信号強度をも考慮して前記調整係数を決定することを特徴とする1乃至15のいずれかに記載の音声出力装置。

請求項17

前記状態判定部で求められた音圧情報と、前記強度分析部で求められた信号強度を記憶するデータ記憶部とをさらに備え、前記調整係数生成部は、前記状態判定部で求められた音圧情報の、前記状態記憶部に記憶されている、過去に求められた音圧に対する増加分と、前記強度分析部で求められた信号強度の、前記強度記憶部に記憶されている、過去に求められた信号強度に対する増加分とに基づいて、前記調整係数を決定することを特徴とする請求項16に記載の音声出力装置。

請求項18

請求項1乃至17のいずれかに記載の音声出力装置を備えたことを特徴とする電話機

請求項19

請求項1乃至17のいずれかに記載の音声出力装置を備えたことを特徴とする携帯電話機

技術分野

0001

本発明は、音声出力装置に関し、特にその音量調整に関する。本発明はまた、音声出力装置を備えた電話機、例えば携帯電話機に関する。

背景技術

0002

近年、携帯電話機の発達により、種々の場面で電話の使用がされているが、出力される音声を調整せず、大音量で使用される場合が少なくなく、聴覚の疲労や聴力の低下につながることもあった。
下記の特許文献1では、入力信号の音量とユーザにより指定された音量を相互調整し、全体の音量を調整することが開示されている。

0003

特開2003−258988号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記の従来の手法では、実際に出力される音声の状態の把握が利用者に委ねられており、聴覚保護の観点からの効果が十分には得られない場合があった。

課題を解決するための手段

0005

本発明は、
入力音声信号を受けて、音声を出力する音声出力装置において
前記音声出力装置により出力された音声の音圧値を検知する音圧検知部と、
前記音圧値に基づいて、音量調整要否の判定を行なって、判定結果として音量調整要否を示す情報を出力するとともに、前記音圧値に対応した音圧情報を出力する状態判定部と、
前記状態判定部からの音量調整の要否を示す情報、及び前記音圧情報を受けて、調整係数を出力する調整係数生成部と、
記入音声信号を、前記調整係数により調整して、調整された音声信号を生成する出力調整部と、
前記出力調整部からの前記調整された音声信号に基づいて音声を発生する音声出力部と
を有する音声出力装置を提供する。
本発明はまた、
入力音声信号を受けて、音声を出力する音声出力装置において
前記音声出力装置により出力された音声から、受聴者が受ける聴覚負担を検知する聴覚負担検知部と、
前記聴覚負担検知部で検知された聴覚負担に基づいて、音量調整要否の判定を行なって、判定結果として音量調整要否を示す情報を出力するとともに、聴覚負担に対応した聴覚負担情報を出力する状態判定部と、
前記状態判定部からの音量調整の要否を示す情報、及び前記聴覚負担情報を受けて、調整係数を出力する調整係数生成部と、
前記入力音声信号を、前記調整係数により調整して、調整された音声信号を生成する出力調整部と、
前記出力調整部からの前記調整された音声信号に基づいて音声を発生する音声出力部と
を有する音声出力装置を提供する。

発明の効果

0006

本発明によれば、音量を適切に調整することができ、聴覚疲労、聴力低下を回避することができる。

発明を実施するための最良の形態

0007

実施の形態1.
本発明の実施の形態1について、図1を用いて説明する。図1は、実施の形態1の音声出力装置100の概略構成を示すブロック図である。この音声出力装置は、例えば携帯電話機に組み込まれるものである。

0008

音声出力装置100は、出力調整部11、音声出力部12、調整制御部13、状態判定部14、及び音圧検知部15を備えている。音声出力部12には、スピーカ17が接続され、音圧検知部15には、マイク18が接続されている。
本実施の形態における入力音声信号SAは、例えば、音声符号化列を図示しない復号部で復号したデジタル音声信号であり、図示しないサンプルクロックに同期して入力される。

0009

出力調整部11は、入力される入力音声信号SAの大きさを、調整制御部13からの調整係数KAを基に調整して(減衰させて)出力音声信号(調整された音声信号)SBを生成し、音声出力部12に供給する。

0010

音声出力部12は、出力調整部11からの出力音声信号(調整された音声信号)SBを受取りアナログ信号に変換して、スピーカ17に供給し、スピーカ17に音声を出力させる。

0011

マイク18は、スピーカ17で出力される音声を受けて電気信号に変換する。
音圧検知部15は、マイク18からの出力音声信号に基づいて、スピーカ17から出力された音声の音圧を測定し、測定された音圧値PAを出力する。音圧測定は例えば60秒間隔で行われる。なお、測定間隔は、60秒より長くても短くても可変長でも良いが後述の、状態判定部14による音量調整要否の判定の間隔(周期)と同期した間隔であると簡便である。
音圧の測定は、公知の騒音計と同様な方法で行なうことができる。
各時点(各測定タイミング)で測定された音圧は、出力音圧値PA(i)として状態判定部14及び状態記憶部16へ出力される。

0012

状態記憶部16は、音圧検知部15から供給される、各測定タイミングで(60秒間隔で)測定された音圧値PAを過去9回分記憶する。記憶される過去9回分の音圧の値PA(i−1)〜PA(i−9)は、60秒間隔の測定により音圧値PA(i)が新たに取得される度に更新される。即ち、最も古いものが消去され、最新のものが加えられる。

0013

状態判定部14は、例えば図2に示すように、平均演算部141と、調整判定部142とを有する。
平均演算部141は、音圧検知部15から測定された音圧値(現在の音圧値)PA(i)を受け、状態記憶部16に記憶されている過去9回分の音圧値PA(i−1)〜PA(i−9)を読み出し、これらに基づいて、これらの過去の所定の期間にわたる平均値音圧平均値)PB(i)を求め、音圧情報として出力する。平均値としては、単純平均値を求めて良く、加重平均値を求めることし、例えばより古い音圧値の重み付けをより小さくすることとしても良い。

0014

調整判定部142は、平均計算部141で求められた音圧平均値PB(i)を基に音量調整の要否を判定し、判定結果を判定結果情報JIとして出力する。即ち、音圧平均値PBが所定の閾値PBt(予め設定され、図示しない記憶手段に記憶されており、調整判定部142内に供給されている)よりも大きいかどうかの判定を行い、大きければ調整が必要であると判定し、「音量調整要」を示す判定結果情報JIを出力する。

0015

なお、音圧平均値の符号「PB(i)」や、音圧値の符号「PA(i)」、「PA(i−1)」〜「PA(i−9)」などは、どの時点のものかを明確にする必要があるときに用いられ、明確にする必要がないとき、あるいは明示しなくても明らかである場合には単に「PB」、「PA」で表す。後述の他の記号EI」などについても同様である。

0016

閾値PBtは、音声聴取時に聴力低下の危険性を低減可能な値に設定され、例えば、「騒音障害防止のためのガイドライン労働労働基準通達基発第546号」などに基づき設計することが望ましく、本実施の形態では、該閾値PBtを80dBとしている。但し、閾値はこの値に限定されず、聴力低下の危険性を低減可能な値に設定されれば良く、設計者が使用される装置の構成に応じて任意に定めれば良い。
判定結果情報JIは、音圧情報PB(i)とともに、調整制御部13に供給される。

0017

調整制御部13は、状態判定部14からの判定結果情報JIと音圧情報PBとに基づいて、調整係数(減衰係数)KAを求める調整係数生成部を構成する。調整制御部13は、判定結果情報JIが「調整要」を示す場合には、音圧情報PBと閾値PBtとに基づいて、下記の式(1)により、調整係数KAを求める。
KA=VPBt/VPB …(1)
ここで、VPB、VPBtは、それぞれデシベル値である音圧情報PB、及びその閾値PBtを電圧値に相当する値に変換したものであり、
VPB=10PB/2 …(2)
VPBt=10PBt/2 …(3)
の関係がある。

0018

式(1)により求められる調整係数KAは、音圧平均値PBが閾値PBtを超えないように音声信号を減衰させるものである。なお、状態判定部14から出力される判定結果情報JIが「調整不要」を示す場合には、調整制御部13は、調整係数KAとして「1」を表すものを出力する。

0019

出力調整部11は、調整制御部13で決定された調整係数KAを用いて、入力音声信号SAを調整して、出力音声信号SBを生成する。
調整係数KAによる調整は、下記の式で表される。
SB=SA・KA …(4)
調整係数KAが1である場合には、
SB=SAとなり、
入力音声信号SAがそのまま(調整されることなく)出力音声信号SBとなる。

0020

なお、出力調整部11に供給される調整係数KAは次に調整係数KAが決定されるまで(即ち、後述のように、状態判定部14で次に(60秒後に)音量調整要否の判定が行われて、その結果に基づき新たな調整係数KAが求められまで)、同じ値が出力調整部11における調整に用いられる。

0021

音声出力装置100へ入力音声信号SAが初めて入力された場合、調整係数KAは1であり、出力調整部11は、調整処理を実施せず、入力音声信号SAをそのまま、即ちSB=SAとして、音声出力部12へ出力する。

0022

調整制御部13はまた、初期化情報TLを状態記憶部16に与えて、その記憶内容(過去の音圧値PA(i−1)〜PA(i−9)をクリアするなどの初期化を行なう。

0023

初期化は、入力音声信号SAが音声出力装置100に初めて入力されたときに行われる。また、入力音声信号SAに含まれる音源が変わった(ここでは、送話側端末発声者音声コンテンツなどの変更を示す)ときにも初期化を行うようにしても良い。ただし、その場合入力音声信号が切り替わったことを調整制御部13に知らせる必要があり、これは、例えば図示しない入力音声信号切替検出器からの判定結果を調整制御部13に取得させることにより行われる。

0024

上記の実施の形態では、音圧平均値PBと閾値PBtとに基づいて、式(1)により調整係数KAを決定することとしているが、調整開始からKAを徐々に大きくするようにしても良い。
例えば、調整開始から時間をtとしたとき、
t≦Tmの範囲では、
KA=(VPBt/VPB)・(1−t/Tm) …(5)
t>Tmの範囲では、
KA=(VPBt/VPB) …(6)
により調整係数KAを定めることとして良い。
上記の式でTmは、調整係数を変化させる時間を表す。
このようにして設定される調整係数KAは、図3に示すように、調整開始時(時間t=0)には、1であり、時間tとともに減少し、時間Tm後に(VPBt/VPB)に等しくなり、それ以降は、(VPBt/VPB)の値を維持するものである。

0025

図3に示すように、調整係数KAを調整開始からの時間とともに変化させる場合、調整制御部13では、60秒よりも短い時間間隔毎に、例えば1秒毎に上記の式(6)により求められる調整係数KAを出力調整部11に供給するようにすれば良い。

0026

なお、時間Tmを音圧平均値PBに基づいて定める(例えば、音圧平均値PBが大きいほど、Tmを大きくする)こととしても良く、調整係数KAの変化速度が一定になるように、例えば、VPB/Tmが一定となるようにTmを定めても良い。この場合、式(6)による計算を所定時間毎に繰り返す代わりに、所定時間毎に所定の変化幅ずつ減算していくことにより、調整係数KAを変化させることとしても良い。

0027

上記のように調整係数KAを徐々に変化させ、時間領域において、連続的に出力音声信号SBの値が変化するようすることで、調整後の音声が受聴者に与える違和感を少なくすることができる。

0028

上記の実施の形態では、音圧検知部15は、スピーカ17から出力される音声をマイク18で取得し、音圧を測定したが、予めスピーカ17の出力特性が分かる場合、もしくは推定可能な場合には、図4の音声出力装置110のように、音声出力部12から出力される音声信号を音圧検知部15で検知し、スピーカ17の出力特性を考慮にいれて音圧値を取得することとしても良い。

0029

上記の実施の形態では、状態判定部14で音圧平均値PBを閾値PBtと比較しているが、各時点(各測定タイミング)での音圧値PAをその閾値PAtと比較し、比較結果を音量調整要否の判定の結果として用いることとしても良い。音圧値PAに対する閾値PAtとしては、上記の「騒音障害防止のためのガイドライン労働省労働基準局通達基発第546号」などに基づいて定めるのが望ましく、例えば85dB程度とする。
この場合には、音圧値PAを音圧情報として、調整制御部13に供給し、調整制御部13では、(音圧平均値PBの代わりに)音圧値PAに基づいて調整係数KAを定めることになる。

0030

以上のように、実施の形態1によれば、出力される音声の音圧を測定し、聴覚保護を考慮し音量調整を行うことで、結果として、受聴者に聴覚疲労の少ない音声を提供することが可能となる。
また、図3を参照して説明したように、調整開始からの時間経過とともに調整係数KAを徐々に変化させること、音量調整に伴う受聴者の違和感をなくし、あるいは少なくすることができる。

0031

実施の形態2.
本発明の実施の形態2について図5を用いて説明する。図5は、実施の形態2の音声出力装置200の概略構成を示すブロック図である。実施の形態2は、実施の形態1と概して同じであるが、時間制御部21が付加されている点、及び状態判定部14、調整制御部13の動作が実施の形態1とは異なる。実施の形態1と同様の部材には、図1と同じ番号を付与している。

0032

調整制御部13は、入力音声信号SAの供給が開始されると、初期化を行う。初期化に際しては、実施の形態1と同様に、初期化情報TLを状態記憶部16に送ってその記憶内容をクリアさせるとともに、初期化情報TLを時間制御部21へも出力する。
時間制御部21では、初期化情報TLに応じて、時間制御部21内部にある経過時間記憶部(タイマー)に記憶されている経過時間を初期値0とする。経過時間記憶部は、その後時間経過を測定しており、要求に応じて経過時間を表す情報TAを提供する。

0033

初期化後音声出力中は、調整制御部13は、定期的に、例えば60秒の時間間隔で、時間取得要求TRを時間制御部21へ出力し、これに対して時間制御部21は、その経過情報記憶部が提供する時間情報TAを出力する。
調整制御部13は、時間制御部21から、時間情報TAを受取り、これに基づき、状態判定部14へ経過時間情報TIを出力する。即ち、時間情報TAが所定の時間(処理準備時間)Tb以上であるかどうかを判定し、判定結果を示す経過時間情報TIを出力する。この処理準備期間Tbは例えば300秒に設定される。

0034

経過時間情報TIは、例えば、時間情報TAが処理準備時間Tb以上である場合には「1」、そうでない場合には「0」となるフラグでも良い。経過時間情報TIは、上記の判定結果を識別できる情報であれば、これ以外の情報でも良い。

0035

状態判定部14は、調整制御部13から経過時間情報TIを受取り、該経過時間情報TIと、実施の形態1と同様にして計算した音圧平均値PBとに基づき判定結果情報JIを生成する。
即ち、経過時間情報TIが「処理準備期間Tb以上」であることを示す場合には、実施の形態1で述べたのと同様に、音圧平均値PBが閾値PBtを超えているかどうかに基づいて判定結果情報JIを生成し、経過時間情報TIが「処理準備期間未満」を示す場合には、判定結果情報JIを「調整不要」とする。

0036

以上のような処理を行うことにより、入力音声信号SAの供給が開始されてから、即ち、音声の出力が開始されてから、所定の処理準備時間Tbが経過するまでは、入力音声信号SAに対する調整が行われない。これは、音声出力開始直後において調整を実施すると、受聴者への調整処理の効果が目立ち、受聴者に違和感を与える可能性が高いことを考慮し、聴取音量に対する受聴者の慣れ馴化)が進むまで調整処理を保留し、調整に対する受聴者へ違和感を低減させるようにしているのである。

0037

上記のように、処理準備時間Tbは例えば300秒と設定されるが、装置などの特性に応じて設計者が任意の時間を設定しても良い。例えば、また、音圧平均値PBなどの音圧値に応じて上記の処理準備時間Tbを変更することとしても良い。

0038

実施の形態2によれば、調整を行うか否かの判定処理において、受聴者の音量に対する時間的な慣れを考慮しているので、調整による違和感を抑えることが可能となり、また、その上実施の形態1の効果も得られるため、聴覚疲労度の少ない、より違和感の少ない音声を提供することができる。

0039

実施の形態3.
本発明の実施の形態3について図6を用いて説明する。図6は、実施の形態3の音声出力装置300の概略構成を示すブロック図である。実施の形態3は、実施の形態1と概して同じであるが、強度分析部31及び強度記憶部32が付加されている点、及び調整制御部13の動作が実施の形態1と異なっている。実施の形態1と同様の部材には、図1と同じ番号を付与している。

0040

調整制御部13から出力される初期化情報TLによる初期化は、状態記憶部16のみならず、強度記憶部32に対しても行なわれる。

0041

強度分析部31は、定期的に、例えば60秒の時間間隔で、入力音声信号SAを分析して、当該入力音声信号SAの強度(パワー)EIを求める。信号の強度EIとしては、例えば、入力音声信号の2乗和を求めることとしても良い。この場合、例えば、入力音声信号(各サンプルクロック周期の値)の2乗を一定期間、例えば1秒間、累算し、当該期間内の計算結果の総和を求めることで強度EIを求めることとしても良い。
信号強度EIは例えば、状態判定部14による音量調整要否の判定と同期して(従って、同じ時間間隔で)求められる。

0042

強度分析部31で求められた信号強度EI(i)は、調整制御部13に供給されるほか、強度記憶部32にも供給される。状態記憶部32は、過去1回分の信号強度EIを記憶し、強度分析部31で信号強度EI(i)が新たに求められ、この新たに求められた信号強度(現在の信号強度)EI(i)に基づいて調整制御部13で調整係数KAの算出が行われるときに、1回前の(60秒前の)信号強度EI(i−1)として読み出される。

0043

状態判定部14は、実施の形態1と同様にして音圧平均値PB(i)を算出し、算出した音圧平均値PB(i)を閾値PBtと比較して、実施の形態1と同様に調整の要否を判定し、判定結果情報JIを、音圧平均値PB(i)とともに、調整制御部13に供給する。

0044

状態判定部14で算出された音圧平均値PB(i)は、調整制御部13に供給されるほか、状態記憶部16にも供給される。状態記憶部16は、1回分の音圧平均値PBを記憶し、状態判定部14で音圧平均値PB(i)が新たに求められ、この新たに求められた音圧平均値PB(i)に基づいて調整制御部13で調整係数KAの算出が行われるときに、1回前の(60秒前の)音圧平均値PB(i−1)として読み出される。

0045

調整制御部13は、状態判定部14から音圧平均値PB(i)を受け、状態記憶部16から1回前の音圧平均値PB(i−1)を受け、強度分析部31から信号強度EI(i)を受け、状態記億部32から1回前の信号強度EI(i−1)を受け、これらに基づいて調整係数KAを求める。
即ち、判定結果情報JIが「調整不要」を示すときは、調整係数KAを1として出力する。

0046

判定結果情報JIが「調整要」を示すときは、以下の式(7)で与えられる調整係数KAを求める。
KA=(VPBt/VPB)・(VDE/VDP) …(7)
とする。
ここで、VDPは
dp=PB(i)−PB(i−1)
で与えられるdpに対応する値(電圧値に相当する値)であり、
VDP=10dp/2
で与えられる。
また、VDEは、
de=EI(i)−EI(i−1)
で与えられるdeに対応する電圧値であり、
VDE=de1/2
で与えられる。

0047

上記のように入力音声信号の信号強度EIの増加(de=EI(i)−EI(i−1))に対する音圧の増加(dp=PB(i)−PB(i−1))の程度をも考慮に入れて調整係数KAを決定するので、入力される信号の特性に適した調整が可能となる。さらに、実施の形態1と同様の効果も得られる。従って、聴覚疲労度の少ない音声を提供し、しかも調整による違和感をより少なくすることができる。

0048

なお、例えば、上記の差分値de、dpが取得できない場合には、調整係数KAを1とする(調整を実施しない、即ち調整係数KAを1とする)こととしても良く、前回に生成した調整係数をそのまま(変化させず)出力するようにしても良い。

0049

また、当該調整係数KAは、実施の形態1に関し図3を参照して説明したように時間経過とともに徐々に増加するようにしても良い。

0050

上記の実施の形態では、入力音声信号の2乗和により、信号強度の算出を行っているが、2乗和以外により信号強度を求めても良い。
また、上記の実施の形態では、60秒の時間間隔で、分析長(2乗和を求める時間の長さ)を1秒として分析を行っているが、これ以外の分析間隔、分析長で分析(信号強度の算出)を行っても良い。
さらに、上記の実施の形態では、状態判定部14による音量調整要否の判定に同期して、信号強度の算出を行っているが、状態判定部14による音量調整要否の判定と同期しない間隔で分析を行なっても良い。

0051

上記の実施の形態では、状態記憶部16のほかに、強度記憶部32を設けているが、これらを、図6に符号33で示すように1つの記憶装置の一部で構成しても良い。

0052

以上、実施の形態3を実施の形態1に対する変形として説明したが、実施の形態2に対しても同様の変形を加えることができる。

0053

実施の形態4.
本発明の実施の形態4について図7を用いて説明する。図7は、実施の形態4の音声出力装置400の概略構成を示すブロック図である。実施の形態4は、実施の形態1と概して同じであるが、特性分析部41及び特性印加部42が付加されている点、及び調整制御部13の構成が実施の形態1と異なっている。実施の形態1と同様の部材には、図1と同じ番号を付与している。

0054

調整制御部13は、状態判定部14から供給される判定結果情報JIを取得し、判定結果情報JIに基づいて、分析の要否を示す分析要求情報FRを生成し、特性分析部41と特性印加部42へ出力する。判定結果情報JIが「調整要」を示すものである場合には、分析要求情報FRは「分析要」を示すものとなり、判定結果情報JIが「調整不要」を示すものである場合には、分析要求情報FRは「分析不要」を示すものとなる。分析要求情報FRは、たとえば、当該特性分析部41での特性分析の要否を示すフラグであっても良い。

0055

特性分析部41は、調整制御部13から分析要求情報FRが「分析要」を示すものである場合、入力音声信号SAの周波数特性を分析し、当該分析結果を分析結果信号FSとして出力する。即ち、特性分析部41は、入力された入力音声信号SAに対し、周波数分析を実施し、各周波数の強度を取得する。
周波数分析は、例えば、公知のFFT法により行うことができる。ただし、周波数分析の方法は、FFT法に限らず、各周波数或いは各周波数帯域の強度を取得できる方法であれば良く、例えば、公知の直交ミラーフィルタによる分析や任意の周波数フィルタバンクを適用する方法でも良い。

0056

周波数分析を実施した結果を分析結果信号FSとして特性印加部42へ出力する。この場合、出力される分析結果信号FSとしては、周波数分析における分析次数に応じた数の分析信号(要素)c1、…、cnが生成される。

0057

調整制御部13は、判定結果情報JI及び音圧平均値PBを基に調整係数KAを定めて特性印加部42へ出力する。
特性印加部42は、調整制御部13から調整係数KA及び分析要求情報FRを取得すると共に、特性分析部41から分析結果信号FSを取得し、この分析結果信号FSと、特性印加部42に予め記憶されている周波数強度限界Fkに基づいて、周波数毎の調整係数KAkを出力調整部11へ出力する。

0058

即ち、特性印加部42にて、分析要求情報FRとして「分析要」を示す情報を受信した場合には、分析結果信号FSに含まれる各周波数成分の強度を表す値、即ち各要素ck(k=1〜n)を、対応する周波数のための周波数強度限界Fkと比較し、各要素ckが対応する周波数強度限界Fkを超える場合には、特性印加の必要があると判断し、当該要素ckに対して、周波数毎の特性印加係数Bkを求める。即ち、分析結果信号FSに含まれる分析信号ckを特性印加係数Bkとする(Bk=ckとする)ようにしている。
一方、特性印加の必要がない場合(特性印加部42にて、分析要求情報FRとして「分析不要」を示す情報を受信した場合、又は各要素ckが対応する周波数強度限界Fkを超えない場合)には、周波数強度限界Fkと同じ値を特性印加係数Bkとして設定する(Bk=Fkとする)ようにしている。

0059

そして、調整係数KA、特性印加係数Bk、周波数強度限界Fkに基づき、下記の式(8)により、周波数毎の調整係数KAkを求める。
KAk=(Fk/Bk)・KA …(8)
即ち、周波数毎の調整係数KAkは、特性印加の必要がない場合には、
KAk=KA …(8A)
で与えられ、特性印加の必要がある場合には、
KAk=(Fk/ck)・KA …(8B)
で与えられる。

0060

以上の処理により、調整係数生成部43は、特性印加の必要がある場合には、音圧情報(音圧平均値)の閾値PBtの音圧情報(平均値)PBに対する比(PBt/PB=KA)に対し、各周波数の強度限界Fkの当該周波数の成分乃至要素ckに対する比(Fk/ck)を掛けたものを、当該周波数の調整係数KAkとして出力する。

0061

ただし、各周波数の調整係数KAkの決定方法は、上記の式(8)に限定されず、たとえば、分析信号ckと周波数強度限界Fkとの差分(ck−Fk)に応じて調整係数KAkを変化させるようにしても良い。

0062

また、周波数強度限界Fkは、疲労度に対し影響度の高い周波数の強度を抑制するために適用されれば良く、例えば、公知のロビンソンーダットソン曲線等感曲線)などを参考に設定すれば良い。

0063

以上のように、本実施の形態3では、調整制御部13から出力された調整係数KAに対して、特性印加部42で必要に応じて周波数毎の、或いは周波数帯域毎修正(特性印加)を行って周波数毎の調整係数KAkを生成しており、調整制御部13と特性印加部42の組み合わせ(符号43で示す)により、調整係数KAkを生成する手段(調整係数生成部)を構成している。これに対して、実施の形態1〜3及び後述の実施の形態5では、調整制御部13のみで調整係数生成部が構成されている。

0064

出力調整部11は、特性印加部42からの調整係数KAkを用いて、入力音声信号SAを調整して出力音声信号SBを生成する。

0065

出力調整部11では、周波数毎の調整係数KAkを用いて、入力音声信号SAを調整して出力音声信号SBを生成する。例えば、入力音声信号SAを公知のFFT法などで周波数領域へ変換することで、入力音声信号SAの各周波数の成分(各特性分析部における周波数分析で生成した各要素と同じ周波数の成分)を生成し、これに、同じ周波数について特性印加部42で求められた調整係数KAkを掛けた値を調整された音声信号SBの当該周波数の成分として求め、その後、公知の逆FFT法により時間領域へ再変換すれば良い。

0066

聴覚疲労に影響が大きい周波数成分をより大幅に抑制するようにすることもできる。そのためには、聴覚疲労の大きい周波数の強度限界FKをより小さな値に設定し、これにより当該周波数の調整係数KAkがより小さな値になるようにすれば良い。

0067

以上にようにして、周波数毎に出力を制御することにより、聴覚疲労に影響が大きい周波数の成分をより大幅に抑制することが可能となり、安全度増した音声を提供することができる。また、前述の実施の形態の効果も得られるため、聴覚疲労度の少ない、より違和感の少ない音声を提供することができる。

0068

以上、実施の形態4を実施の形態1に対する変形として説明したが、実施の形態2、実施の形態3に対しても同様の変形を加えることができる。

0069

実施の形態5.
本発明の実施の形態5について図8を用いて説明する。図8は、実施の形態5の音声出力装置500の概略構成を示すブロック図である。実施の形態5は、実施の形態1と概して同じであるが、移動検知部51及び圧力検知部52が付加されている点、及び状態判定部14の動作が異なる。実施の形態1と同様の部材については、図1と同じ番号を付与している。

0070

音圧検知部15と、移動検知部51と、圧力検知部52とで聴覚負担検知部53が構成されている。
音圧検知部15、移動検知部51、及び圧力検知部52は、それぞれ音圧値PA、移動情報MA及び圧力値NAを状態判定部14へ出力する。移動情報MA及び圧力値NAの状態判定部14による取得は、所定の時間間隔で、例えば1秒の間隔で行われる。

0071

移動検知部51は、音声出力装置500をその一部として含む装置(例えば電話機)の移動量を検知し、移動情報MAとして出力する。

0072

移動量の検出は、例えば公知の加速度センサにより検出される加速度を時間積分して、スピーカ17の所定時間毎の(例えば1秒の時間間隔毎の)平行移動量及び回転角度(これらを総称して単に「移動量」と言うことがある)を検出することにより行われ、検出された移動量を移動情報MAとして出力する。この場合、スピーカ17が、当該音声出力装置を備える電話機に固定されている場合には、スピーカ17の移動を、当該音声出力装置を備える電話機の移動と同じであると見ることができる。

0073

圧力検知部52は、スピーカ17の周辺印加される圧力を検知し、検出された圧力値NAを出力する。例えば、スピーカ17を中心として半径2cm以内に公知の圧電素子を配置し、該圧電素子の出力音声信号により求められた圧力値NAを出力する。

0074

実施の形態5の状態判定部14は、例えば図9に示すように、平均演算部141と、移動判定部143と、圧力変化演算部144と、圧力判定部145と、聴覚負担度算出部146と、調整判定部147とを有する。

0075

平均演算部141は、図2を参照して説明した実施の形態1の平均演算部141と同様に動作し、音圧平均値PB(i)を出力する。

0076

移動判定部143は、移動検知部51から移動情報MAを受け、予め定めた条件を満たすかどうかの判定を行う。
例えば、移動検知部51からの移動情報MAで示される所定時間(例えば1秒と設定される)内の平行移動量が、10〜15cmの範囲内にあり、かつ同じ所定時間(例えば1秒と設定される)内の回転角度が165〜195度の範囲内にある場合には、所定の移動が生じたと判定し、判定結果情報MTを「1」にする。ここで言う所定の移動は、受聴者が受聴するを変えるときに起こる移動である。このような判定を行なうのは、電話使用時には、聴覚疲労度が高くなると、受聴者が受聴する耳を変える傾向があり、スピーカ17(従って該スピーカ17を備えた電話機)が上記のような移動をするのは、受聴者に疲労が進んだと推定できるからである。

0077

上記のように状態判定部14における音量調整要否の判定は60秒に一度行なわれるが、音量調整要否の判定が一度行なわれてから次に行なわれるまでの間に、上記の条件を満たす所定の移動が生じたと判定されると、判定結果情報MTが「1」になり(「1」のまま保持され)、その判定結果情報MTが、次に音量調整要否の判定が行なわれるときに使用される。60秒の期間中に上記の条件を満たす所定の移動が一度も生じなかった場合には、判定結果情報MTが「0」であり、この判定結果情報MTが音量調整要否の判定に用いられる。

0078

なおまた、平行移動量や回転角度に対する判定条件に用いられる範囲(上限及び下限の閾値)は、上記の値に限定されず、装置の特性により調整することが望ましい。
また、平行移動量及び回転角度のいずれか一方のみが所定の条件を満たすときにときに、判定結果情報MTを「1」にすることとしても良い。
さらに、スピーカ17の移動量の検知は、上記の方法に限らず、他の方法により行なっても良い。

0079

圧力変化演算部144は、1秒毎に取得される圧力値の変化を求める。即ち、圧力検知部42から1秒毎に供給される圧力を1回分保持し、次に圧力値が供給されたときに、供給されたばかりの圧力値(現在の圧力値)NA(j)の、保持している圧力値(前回の圧力値)NA(j−1)に対する比NR(=NA(j)/NA(j−1))を求める。
圧力判定部145は、圧力変化演算部144で求めた比NRが所定の閾値NRt、例えば2.0よりも大きいか否かの判定を行う、所定の閾値NRtよりも大きいときには、所定の圧力変化が生じたと判断し、判定結果情報NTを「1」とする。ここで言う所定の圧力変化は、受聴者がスピーカを耳に強く押し当てる動作に伴うものである。このような判定を行なうのは、電話機の利用者は、長時間受聴で疲労するとスピーカを耳に強く当てる傾向があり、従って上記のように圧力が高まったら、疲労が進んだと推定することができるからである。

0080

上記のように状態判定部14における音量調整要否の判定は60秒に一度行なわれるが、音量調整要否の判定が一度行なわれてから次に行なわれるまでの間に、上記の条件を満たす圧力変化が生じたと判定されると、判定結果情報NTが「1」になり(「1」のまま保持され)、その判定結果情報NTが、次に音量調整要否の判定が行なわれるときに使用される。60秒の期間中に上記の条件を満たす圧力の変化が一度も生じなかった場合には、判定結果情報NTが「0」であり、この判定結果情報NTが音量調整要否の判定に用いられる。

0081

なお、上記の所定の閾値NRtは、2.0に限定されず、装置の特性により、設計者が最適な値に設定することが望ましい。
なお、上記の例では、今回の圧力値NA(j)の前回の圧力値NA(j−1)に対する比が所定の閾値を超えたときに判定結果情報NTを「1」としているが、代わりに、今回の圧力値NA(j)と前回の圧力値NA(j−1)の差(増加分)が所定値を超えたときに、疲労が進んだと判定することとしても良い。また、前回の圧力値との比較ではなく、今回の圧力値のみによって判定することとしても良い。さらに、圧力の検出は、上記の方法に限らず、スピーカ17付近に印加される圧力を検知できる方法であれば、他の方法を用いても良い。

0082

以上のように、移動検知部51と圧力検知部52は、受聴者の動作を検知し、当該検知結果により受聴者の聴取疲労度を判定するものとして用いられている。

0083

聴覚負担度算出部146は、上記のように生成された判定結果情報MT、NTと、音圧情報PBとに基づいて、例えば、式(9)により聴覚負担度HLを算出する。
HL=PB+α・(MT+NT) …(9)
式(9)で、αは、移動判定結果情報MT、圧力判定結果情報NTに対する重み付け係数であり、これらを大きくするほど、移動量や圧力変化による音量調整要と判断されやすくなる。αは判定結果が最適となるように実験等により定められる。

0084

調整判定部147は、聴覚負担度算出部146で上式(9)により求められた聴覚負担度HLを用いて音量調整要否の判定に行なう。即ち、聴覚負担度HLが所定の閾値HLtよりも大きいかどうかの判定を行い、この判定結果に基づいて、調整の要否の判定を行い、判定結果情報JIを出力する。閾値HLtは、予め定められ、状態判定部14内に記憶されており、調整判定部147に供給されている。

0085

以上のように、上記の例では、α・(MT+NT)を音圧情報PBに加算しているが、これは、音声出力装置を備えた電話機の移動量やスピーカ周辺の圧力変化に基づいて受聴者の負担を推定して、音量調整要否の判定に用いているのである。

0086

なお、移動判定結果情報MTと圧力判定結果情報NTとで、音量調整要否の判定に与える影響を異ならせるために、
HL=PB+α1・MT+α2・NT …(10)
により聴覚負担度HLを求めるようにしても良い。
ここでα1、α2は、それぞれ移動判定結果情報MT、圧力判定結果情報NTに対して個別に定められる重み付け係数であり、上記のαと同様にして定められる。

0087

なおまた、聴覚負担度HLの算出方法は、上記の式(9)や式(10)には限定されない。
また、聴覚負担度HLに対する閾値HLtも、実施の形態1について音圧情報に対する閾値PBtについて述べたのと同様に、音量調整の開始からの時間経過と共に次第に小さくなるようにしても良くい。
さらに、閾値HLtを、使用される装置特性に応じて設計者が任意に設定しても良い。

0088

また、移動判定結果情報MT、圧力判定結果情報NTを用いず、移動情報MA、圧力値NAを直接聴覚負担度HLの算出や、調整係数KAの算出に利用するようにしても良い。

0089

なおまた、上記の実施の形態では、聴覚負担検知部53が音圧検知部15、移動検知部51及び圧力検知部52を備えているが、上記の3つの部材のうち、少なくとも1つの部材が存在すれば良い。例えば、聴覚負担検知部53が音圧検知部15と移動検知部51とで構成されていても良く、聴覚負担検知部53が音圧検知部15と圧力検知部52とで構成されていても良く、聴覚負担検知部53が移動検知部51のみで構成されていても良い。

0090

以上のように、移動情報や圧力情報を利用することにより、受聴者の受聴状態を認識することが可能となり、受聴者に適した音声を提供することができる。また、前述の実施の形態の効果も得られるため、聴覚疲労度の少ない、より違和感の少ない音声を提供することができる。

0091

以上、実施の形態5を実施の形態1に対する変形として説明したが、実施の形態2、実施の形態3、実施の形態4に対しても同様の変形を加えることができる。

0092

さらに、実施の形態1〜5で説明した特徴を組合せて用いることもできる。
例えば、実施の形態3で説明した特徴と実施の形態4で説明した特徴を組合せても良い。さらに、実施の形態1〜5で説明した出力調整部を複数個設けることとしても良い。例えば、実施の形態4の出力調整部の後段に実施の形態3の出力調整部を設けるようにしても良い。

0093

さらにまた、実施の形態1に関して、図3を参照して説明した変形例を、実施の形態2〜実施の形態5に適用しても良い。
さらに、実施の形態1に関して、音圧平均値の代わりに、1回の測定で得られる音圧値を用いても音量調整要否の判定及び調整係数KAの決定を行っても良い旨説明したが、実施の形態2〜5においても同様である。

0094

以上の実施の形態では、出力調整部11が、入力音声信号を減衰させるものとして説明したが、出力調整部11として、増幅作用を有するものを用い、増幅度を調整係数により調整するようにしても良い。

0095

以上、本発明の音声出力装置を、ハードウェアで実現するものとして説明したが、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現することも可能である。

0096

以上、本発明の音声出力装置を携帯電話機に組み込むものとして説明したが、携帯電話機以外の電話機に組み込むことも可能であるし、その他の音声再生機器に適用することも可能である。この場合、用途に応じて音量調整要否の判定で用いられる閾値や、音圧などの検知の方法を変えることができる。

図面の簡単な説明

0097

本発明の実施の形態1の音声出力装置を示すブロック図である。
図1の状態判定部14の一例を示すブロック図である。
実施の形態1の音声出力装置において、時間とともに変化する調整係数KAの一例を示すグラフである。
本発明の実施の形態1の音声出力装置の変形例を示すブロック図である。
本発明の実施の形態2の音声出力装置を示すブロック図である。
本発明の実施の形態3の音声出力装置を示すブロック図である。
本発明の実施の形態4の音声出力装置を示すブロック図である。
本発明の実施の形態5の音声出力装置を示すブロック図である。
図8の状態判定部14の一例を示すブロック図である。

符号の説明

0098

11出力調整部、 12音声出力部、 13調整制御部、 14状態判定部、 15音圧検知部、 16 状態記憶部、 17スピーカ、 18マイク、 21時間制御部、 31強度分析部、 32 強度記憶部、 33記憶装置、 41 特性分析部、 42特性印加部、 43調整係数生成部、 51移動検知部、 52圧力検知部、 53聴覚負担検知部、 141平均演算部、 142 調整判定部。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社ナカヨの「 電話機」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】安価な構成で半二重通話によるハンズフリー通話が可能な電話機を提供する。【解決手段】通話モード制御部111は、マイク101に入力された送話信号の送話音量レベルおよび電話機能部100が通話相手から... 詳細

  • アルパイン株式会社の「 オーディオ装置」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】 ミュート回路による暗電流を抑制しつつミュート回路を迅速に起動することができるオーディオ装置を提供する。【解決手段】 本発明のオーディオ装置は、オーディオ信号を生成するオーディオソースと、... 詳細

  • シャープ株式会社の「 音声処理装置及び音声処理方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】複数のユーザにより利用される音声処理装置において、発話者の音声を適切に取得すること。【解決手段】音声処理装置は、マイクにより集音される音声を受け付ける音声受付部と、撮像部により撮像される撮像画... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ