(57)【要約】【課題】変換精度の低いＤ／Ａ変換器を用いて音声を再生する場合でも、Ｄ／Ａ変換器の変換誤差によるノイズを聴感上軽減する音声録音再生装置を得ること。【解決手段】Ａ／Ｄ変換器１１は入力された音声信号をデジタル変換してデジタル音声信号を生成し、音声特徴強調フィルタ１２はデジタル音声信号の周波数の中で音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成し、音声圧縮符号化部１３は音声強調デジタル信号に符号化処理を施して音声符号化データを生成し、記憶部１４，３１は音声符号化データを記憶する。音声復号化部３２は、記憶部３１に記憶されている音声符号化データに復号処理を施して復号したデジタル音声信号を生成し、Ｄ／Ａ変換器３３は復号したデジタル音声信号をアナログ変換して出力する。【選択図】        図１
2006078882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された音声信号をデジタル変換してデジタル音声信号を生成するＡ／Ｄ変換器と、
このＡ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル音声信号の周波数の中で音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成する音声特徴強調フィルタと、
この音声特徴強調フィルタによって生成された音声強調デジタル信号に圧縮符号化処理を施して音声符号化データを生成する音声圧縮符号化部と、
を有する音声録音装置と、
この音声録音装置の音声圧縮符号化部によって生成された音声符号化データを記憶する記憶部と、
この記憶部に記憶されている音声符号化データに復号処理を施して復号したデジタル音声信号を生成する音声復号化部と、
この音声復号化部によって復号されたデジタル音声信号をアナログ変換して出力するＤ／Ａ変換器と、
を有する音声再生装置と、
を備えることを特徴とする音声録音再生装置。
【請求項２】
前記音声特徴強調フィルタは、
前記Ａ／Ｄ変換器によって生成されるデジタル音声信号の周波数を解析して音声の特徴を示す周波数としてフォルマントを算出し、算出したフォルマントの周波数の振幅レベルを増幅し、前記フォルマントとは異なる周波数の振幅レベルを減衰させるフィルタ係数を生成する係数生成部と、
この係数生成部によって生成されたフィルタ係数を用いて前記Ａ／Ｄ変換器によって生成されるデジタル音声信号をフィルタリングして前記音声強調デジタル信号を生成するフィルタと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の音声録音再生装置。
【請求項３】
前記音声録音装置は、
予め定められた所定の周期毎に前記Ａ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル音声信号の平均値と予め定められた閾値とを比較して前記平均値が前記閾値より小さいか否かを判定し、この判定結果を出力するレベル判定部と、
このレベル判定部の判定結果が、前記平均値が前記閾値より小さいことを示している場合には、前記音声特徴強調フィルタによって生成された音声強調デジタル信号を前記音声圧縮符号化部に出力し、前記判定結果が、前記平均値が前記閾値以上であることを示している場合には、前記Ａ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル音声信号を前記音声圧縮符号化部に出力する選択部と、
をさらに備え、
前記音声圧縮符号化部は、
前記選択部から入力される音声強調デジタル信号、またはデジタル音声信号に圧縮符号化処理を施すこと、
を特徴とする請求項１または２に記載の音声録音再生装置。
【請求項４】
前記音声録音装置は、
予め定められた所定の周期毎に前記Ａ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル音声信号の平均値と予め定められた閾値とを比較して前記平均値が前記閾値より小さいか否かを判定し、この判定結果を出力するレベル判定部と、
このレベル判定部の判定結果の変化を検出し、前記平均値が前記閾値以上であるという状態から前記平均値が前記閾値より小さいという状態に変化したことを検出した場合には、第１の係数を所定のステップ幅で増加させるとともに第２の係数を前記ステップ幅で減少させ、前記平均値が前記閾値より小さいという状態から前記平均値が前記閾値以上であるという状態に変化したことを検出した場合には、前記第１の係数を前記ステップ幅で減少させるとともに前記第２の係数を前記ステップ幅で増加させる切替え検出部と、
前記第１の係数を前記音声強調デジタル信号に乗算して前記音声強調デジタル信号に重み付けする第１の乗算器と、
前記第２の係数を前記デジタル音声信号に乗算して前記デジタル音声信号に重み付けする第２の乗算器と、
前記第１の乗算器によって重み付けされた音声強調デジタル信号と、前記第２の乗算器によって重み付けされたデジタル音声信号とを加算して符号化用デジタル音声信号を生成する加算器と、
をさらに備え、
前記音声圧縮符号化部は、
前記加算器によって生成された符号化用デジタル音声信号に圧縮符号化処理を施すこと、
を特徴とする請求項１または２に記載の音声録音再生装置。
【請求項５】
入力された音声信号をデジタル変換してデジタル音声信号を生成するＡ／Ｄ変換器と、
このＡ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル音声信号の周波数の中で音声の特徴を示す周波数を強調するフィルタ係数を生成する係数生成部と、
前記デジタル音声信号に圧縮符号化処理を施して音声符号化データを生成する音声圧縮符号化部と、
を有する音声録音装置と、
この音声録音装置の音声圧縮符号化部によって生成された音声符号化データ、および前記音声録音装置の係数生成部によって生成されたフィルタ係数を記憶する記憶部と、
この記憶部に記憶されている音声符号化データに復号処理を施して復号したデジタル音声信号を生成する音声復号化部と、
この音声復号化部によって復号されたデジタル音声信号を前記記憶部に記憶されているフィルタ係数を用いてフィルタリングして音声強調デジタル信号を生成するフィルタと、
このフィルタによって生成された音声強調デジタル信号をアナログ変換して出力するＤ／Ａ変換器と、
を有する音声再生装置と、
を備えることを特徴とする音声録音再生装置。
【請求項６】
前記係数生成部は、
前記Ａ／Ｄ変換器によって生成されるデジタル音声信号の周波数を解析して音声の特徴を示す周波数としてフォルマントを算出し、算出したフォルマントの周波数の振幅レベルを増幅し、前記フォルマントとは異なる周波数の振幅レベルを減衰させるフィルタ係数を生成すること、
を特徴とする請求項５に記載の音声録音再生装置。
【請求項７】
前記音声録音装置は、
予め定められた所定の周期毎に前記Ａ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル音声信号の平均値と予め定められた閾値とを比較して前記平均値が前記閾値より小さいか否かを判定し、この判定結果を前記再生情報記憶部に記憶させるレベル判定部、
をさらに備え、
前記音声再生装置は、
前記再生情報記憶部に記憶されているレベル判定部の判定結果が、前記平均値が前記閾値より小さいことを示している場合には、前記フィルタによって生成された音声強調デジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換器に出力し、前記判定結果が、前記平均値が前記閾値以上であることを示している場合には、前記音声復号化部によって復号されたデジタル音声信号をＤ／Ａ変換器に出力する選択部、
をさらに備え、
前記選択部から入力される音声強調デジタル信号、またはデジタル音声信号をアナログ信号に変換すること、
を特徴とする請求項５または６に記載の音声録音再生装置。
【請求項８】
前記係数生成部は、
前記レベル判定部の判定結果が、前記平均値が前記閾値より小さいことを示している場合に前記フィルタ係数を生成すること、
を特徴とする請求項７に記載の音声録音再生装置。
【請求項９】
前記フィルタは、
前記再生情報記憶部に記憶されている前記レベル判定部の判定結果が、前記平均値が前記閾値以上であることを示している場合には、フィルタリングを停止すること、
を特徴とする請求項７または８に記載の音声録音再生装置。
【請求項１０】
前記音声録音装置は、
予め定められた所定の周期毎に前記Ａ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル音声信号の平均値と予め定められた閾値とを比較して前記平均値が前記閾値より小さいか否かを判定し、この判定結果を前記再生情報記憶部に記憶させるレベル判定部、
をさらに備え、
前記音声再生装置は、
前記再生情報記憶部に記憶されているレベル判定部の判定結果の変化を検出し、前記平均値が前記閾値以上であるという状態から前記平均値が前記閾値より小さいという状態に変化したことを検出した場合には、第１の係数を所定のステップ幅で増加させるとともに第２の係数を前記ステップ幅で減少させ、前記平均値が前記閾値より小さいという状態から前記平均値が前記閾値以上であるという状態に変化したことを検出した場合には、前記第１の係数を前記ステップ幅で減少させるとともに前記第２の係数を前記ステップ幅で増加させる切替え検出部と、
前記第１の係数を前記音声強調デジタル信号に乗算して前記音声強調デジタル信号に重み付けする第１の乗算器と、
前記第２の係数を前記デジタル音声信号に乗算して前記デジタル音声信号に重み付けする第２の乗算器と、
前記第１の乗算器によって重み付けされた音声強調デジタル信号と、前記第２の乗算器によって重み付けされたデジタル音声信号とを加算して再生用デジタル音声信号を生成する加算器と、
をさらに備え、
前記Ｄ／Ａ変換器は、
前記加算器によって生成された再生用デジタル音声信号をアナログ信号に変換すること、
を特徴とする請求項５または６に記載の音声録音再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声を録音、再生する音声録音再生装置に関するものであり、特に、聴感上の音質劣化を低減する音声録音再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、音声を明瞭に伝えるための種々の技術が考えられている。たとえば、特許文献１に記載の従来技術では、雑音の重畳した音声信号から雑音を減らして音声のみを抽出する雑音抑圧装置および雑音抑圧方法に関する技術が開示されている。
【０００３】
具体的には、各スペクトル強調手段が、自らに相当する帯域およびその前後の帯域の減算手段の出力である音声レベルの推定値に基づきスペクトルを強調する係数を求め、乗算手段が、帯域分割手段の出力に音声レベル比推定手段の出力とスペクトル強調手段の出力を乗じることにより、雑音を抑圧すると同時に音声のみを強調するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２６６８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、ユーザインタフェースの向上のために、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）や携帯電話、インターネット端末などの組み込み機器においても、音声により機器の状態などを通知する機能の需要が高まってきている。
【０００６】
音声録音再生装置は、入力された音声をアナログ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器とする）によってデジタル音声信号に変換し、変換したデジタル音声信号に圧縮符号化処理を施した音声符号化データを記憶することで音声を録音する。録音した音声を再生する場合は、記憶されている音声符号化データに復号化処理を施してデジタル音声信号を生成し、生成したデジタル音声信号をデジタル−アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器とする）によってアナログの音声信号に変換してスピーカなどの出力機器を介して出力する。
【０００７】
一般的に、組み込み機器は低コスト、低電力が求められるため、聴感上の音質の劣化を抑制しつつ、記憶する音声符号化データのデータ量を削減してメモリ容量を小さくしたり、音声符号化データの復号化処理をできるだけ低い処理能力のＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行するなどの工夫がなされている。
【０００８】
たとえば、音声録音再生装置のコストを抑えるために変換精度の低いＤ／Ａ変換器を用いたとする。Ｄ／Ａ変換器はその変換精度に応じて変換誤差が増加するため、変換精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合、特に音声信号のレベルが低い区間では、音声信号に対する変換誤差によるノイズの比率が高くなり、聴感上の音質劣化が生じる。
【０００９】
ここで、上記特許文献１に記載の従来技術を用いて、録音時に入力される音声信号を強調した後に音声符号化データを生成しておき、再生時に音声信号を強調したアナログ音声信号を再生するようにすれば、変換精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合でも、聴感上の音質劣化を抑制することができる。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、入力された音声信号全体を強調するようにしているため、Ｄ／Ａ変換器の変換誤差によるノイズに埋もれてしまう音声信号の周波数成分に対しても強調処理を行なうことになり、無駄な処理があるという問題があった。
【００１１】
また、音声録音再生装置の音質に関しては、聴感上良いと感じられることが実用上は重要であり、必ずしも録音時に入力された音声信号の波形と、再生時に出力する音声信号の波形との誤差を軽減することが有用な音質向上につながるとは限らない。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変換精度の低いＤ／Ａ変換器を用いて音声を再生する場合でも、Ｄ／Ａ変換器の変換誤差によるノイズを聴感上軽減する音声録音再生装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入力された音声信号をデジタル変換してデジタル音声信号を生成するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル音声信号の周波数の中で音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成する音声特徴強調フィルタと、この音声特徴強調フィルタによって生成された音声強調デジタル信号に圧縮符号化処理を施して音声符号化データを生成する音声圧縮符号化部と、を有する音声録音装置と、この音声録音装置の音声圧縮符号化部によって生成された音声符号化データを記憶する記憶部と、この記憶部に記憶されている音声符号化データに復号処理を施して復号したデジタル音声信号を生成する音声復号化部と、この音声復号化部によって復号されたデジタル音声信号をアナログ変換して出力するＤ／Ａ変換器と、を有する音声再生装置と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、音声の周波数の中に、その音声の特徴を示す周波数があることに着目して、入力された音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成して入力された音声を録音し、再生時には音声強調デジタル信号をアナログ変換して出力するようにしている。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、音声の周波数の中に、その音声の特徴を示す周波数があることに着目して、入力された音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号をアナログ変換して出力して音声を再生するようにしているので、アナログ変換に精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合でも、再生音声に含まれる音声信号の信号レベルとＤ／Ａ変換器によるノイズの信号レベルとの比が大きくなり、Ｄ／Ａ変換器の変換精度による聴感上の音質劣化を低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる音声録音再生装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態１．
図１〜図３（図３−１〜図３−３）を用いてこの発明の実施の形態１を説明する。図１は、この発明にかかる実施の形態１の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態１の音声録音再生装置は、音声録音装置１と音声再生装置３とを備えている。
【００１８】
音声録音装置１は、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するアナログーデジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器とする）１１と、フィルタ１２１および係数生成部１２２を有し、音声の特徴を示す周波数のデジタル音声信号を強調する音声強調デジタル信号を生成する音声特徴強調フィルタ１２と、予め定められた音声圧縮のアルゴリズムに基づいて音声強調デジタル信号に圧縮符号化処理を施して音声符号化データを生成する音声圧縮符号化部１３と、音声圧縮符号化部１３によって生成された音声符号化データを記憶する記憶部１４とを備えている。
【００１９】
ここで、音声の特徴を示す周波数について簡単に説明する。音声には有声音と無声音とがある。有声音は、声帯が振動して生成された声帯音が声道を通過する際に共振を起こして特定のフォルマントが強調される。有声音には、通常３個程度の特徴的なフォルマントがあり、周波数の低い方から第１、第２、第３のフォルマントと呼ばれている。この実施の形態１では、これら第１〜第３のフォルマントを音声の特徴を示す周波数として用いる。
【００２０】
係数生成部１２２は、音声の特徴を示す周波数帯域として、第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声信号を強調するフィルタ係数を算出し、フィルタ１２１が、係数生成部１２２によって算出されたフィルタ係数を用いてＡ／Ｄ変換器１１から入力されたデジタル音声信号をフィルタリングして、第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声信号を強調した音声強調デジタル信号を生成する。
【００２１】
図２は、図１に示した係数生成部１２２の構成を示すブロック図である。係数生成部１２２は、Ａ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号の周波数を解析する周波数解析部１２２１と、周波数解析部１２２１によって解析されたデジタル信号の周波数から第１〜第３のフォルマントを算出するフォルマント算出部１２２２と、フォルマント算出部１２２２によって算出された第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声信号の振幅レベルを増幅し、第１〜第３のフォルマントの周波数帯域以外の周波数帯域のデジタル音声信号の振幅レベルを減衰させるフィルタ係数を算出する係数算出部１２２３とを備えている。
【００２２】
図１に戻って、音声再生装置３は、音声録音装置１によって生成された音声符号化データを記憶する記憶部３１と、予め定められた音声圧縮のアルゴリズムに基づいて記憶部３１に記憶されている音声符号化データに復調処理を施して音声強調デジタル信号を生成する音声復号化部３２と、音声復号化部３２によって生成された音声強調デジタル信号をアナログ音声信号に変換するデジタルーアナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器とする）３３とを備えている。
【００２３】
なお、図１では、組み込み機器に音声再生装置３のみが実装される場合を考慮して、音声録音装置１と音声再生装置３とに、録音データである音声符号化データを記憶する記憶部１４と記憶部３１とを備えるようにしたが、音声録音装置１と音声再生装置３とからなる音声録音再生装置を組み込み機器に実装する場合には、どちらか１つを備えればよい。また、記憶部１４，３１は、必ずしも音声録音装置１および音声再生装置３内に備える必要はない。
【００２４】
つぎに、この発明にかかる実施の形態１の音声録音再生装置の動作を説明する。まず、音声録音装置１が音声を録音する動作を説明する。Ａ／Ｄ変換器１１は、マイクなどの入力機器を介して入力されるアナログ音声信号を所定の周期でサンプリングしてデジタル音声信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１１は、デジタル音声信号をフィルタ１２１と周波数解析部１２２１とに出力する。
【００２５】
周波数解析部１２２１は、予め定められた所定の周期毎にＡ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号の周波数を解析してフォルマント算出部１２２２に出力する。フォルマント算出部１２２２は、周波数解析部１２２１から入力されるデジタル音声信号の周波数の解析結果に基づいて入力された音声の第１〜第３のフォルマントを算出する。フォルマント算出部１２２２は、算出した第１〜第３のフォルマントをフィルタ１２１係数算出部１２２３に出力する。
【００２６】
係数算出部１２２３は、フォルマント算出部１２２２から入力される第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声信号の振幅レベルを増幅するとともに、第１〜第３のフォルマントの周波数帯域以外の周波数帯域のデジタル音声信号の振幅レベルを減衰させるフィルタ係数を算出する。すなわち、係数生成部１２２は、音声の特徴を示す第１〜第３のフォルマントの周波数帯域の信号強度と、それ以外の周波数帯域の信号強度との差を大きくして第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声信号を強調するフィルタ係数を算出する。係数生成部１２２は、算出したフィルタ係数をフィルタ１２１に出力する。
【００２７】
フィルタ１２１は、係数生成部１２２によって算出されたフィルタ係数を用いてＡ／Ｄ変換器１１から入力されたデジタル音声信号をフィルタリングして、第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声信号を強調した音声強調デジタル信号を生成する。フィルタ１２１は、生成した音声強調デジタル信号を音声圧縮符号化部１３に出力する。
【００２８】
音声圧縮符号化部１３は、たとえば、ＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）など、予め定められた音声圧縮のアルゴリズムに基づいて音声強調デジタル信号に圧縮符号化処理を施して音声符号化データを生成する。音声圧縮符号化部１３は、生成した音声符号化データを記憶部１４に記憶させる。
【００２９】
つぎに、音声再生装置３が音声録音装置１によって録音された符号化音声データを再生する動作を説明する。なお、記憶部３１には、音声録音装置１によって録音された音声符号化データが予め記憶されているものとする。
【００３０】
音声復号化部３２は、たとえば、ＡＤＰＣＭなどの記憶部３１に記憶されている音声符号化データを生成する際に用いた音声圧縮のアルゴリズムに基づいて音声符号化データに復号化処理を施して音声強調デジタル信号を生成する。音声復号化部３２は、生成した音声強調デジタル信号をＤ／Ａ変換器３３に出力する。
【００３１】
Ｄ／Ａ変換器３３は、音声復号化部３２によって生成された音声強調デジタル信号をアナログ音声信号に変換し、変換したアナログ音声信号をスピーカなどの出力機器を介して音声として出力する。
【００３２】
図３−１および図３−２は、一般的な音声録音装置によって第１〜第３のフォルマントの周波数帯域を強調せずに録音された音声符号化データを変換精度の異なるＤ／Ａ変換器を用いて再生した音声信号のスペクトルを示している。図３−２は、図３−１で用いたＤ／Ａ変換器よりも変換精度の低いＤ／Ａ変換器を用いて再生したため、Ｄ／Ａ変換器の変換誤差によるノイズが大きくなっている。そのため、図３−１のＡの部分でははっきりとしていた信号が、図３−２のＢの部分ではノイズに埋もれてしまい、音質が劣化している。
【００３３】
図３−３は、音声録音装置１によって第１〜第３のフォルマントの周波数帯域を強調して録音された音声符号化データを図３−２と同じ変換精度のＤ／Ａ変換器を用いて再生した音声信号のスペクトルを示している。実線で示したように、フィルタリング処理後（フィルタ１２１によってフィルタリングされた音声符号化データを再生した場合）の音声スペクトルは、点線で示したフィルタリング処理前（一般的な音声録音装置によって録音された音声符号化データを再生した場合と同等）の音声スペクトルと比較して大きくなっている。そのため、図３−２のＢの部分でノイズに埋もれていた信号が図３−３のＣの部分に示すようにノイズより大きくななっている。すなわち、録音時に第１〜第３のフォルマントの周波数帯域を強調することにより、再生時の聴感上の音質の劣化を抑制している。
【００３４】
このようにこの実施の形態１では、音声の周波数の中に、その音声の特徴を示す周波数があることに着目して、録音時に、入力された音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号に圧縮符号化処理を施した音声符号化データを記憶しておき、再生時には、記憶している音声符号化データに復号処理を施して復号した音声強調デジタル信号をアナログ変換して出力することで音声を再生するようにしているので、アナログ変換に精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合でも、再生音声に含まれる音声信号の信号レベルとＤ／Ａ変換器によるノイズの信号レベルとの比が大きくなり、Ｄ／Ａ変換器の変換精度による聴感上の音質劣化を低減することができる。
【００３５】
実施の形態２．
図４を用いてこの発明の実施の形態２を説明する。実施の形態１では、録音時に第１〜第３のフォルマントの周波数帯域を強調して、再生時の聴感上の音質を改善するようにした。しかしながら、第１〜第３のフォルマントの周波数帯域を強調することで、音声入力に比べて再生時の音声出力に歪が発生して音質の劣化を招くことが考えられる。このような問題を改善するために、この実施の形態２では、入力音声の信号レベルが小さい場合のみ第１〜第３のフォルマントの周波数帯域を強調するものである。
【００３６】
図４は、この発明にかかる実施の形態２の音声録音記憶装置の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態２の音声録音記憶装置は、図１に示した実施の形態１の音声録音装置１の代わりに音声録音装置１ａを備えている。音声録音装置１ａは、音声録音装置１にレベル判定部１５および選択部１６が追加されている。図１に示した音声録音再生装置と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３７】
レベル判定部１５は、予め定められた所定の期間毎に、その期間にＡ／Ｄ変換器１１によって変換されたデジタル音声信号の信号レベルの平均値を算出する。レベル判定部１５は、算出した平均値と予め定められた閾値とを比較して、デジタル音声信号の信号レベルの平均値が閾値より小さいか否かを判定する。
【００３８】
選択部１６は、レベル判定部１５の判定結果に基づいて、フィルタ１２１から入力される音声強調デジタル信号、またはＡ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号を選択して音声圧縮符号化部１３に出力する。
【００３９】
つぎに、この発明にかかる実施の形態２の音声録音再生装置の動作を説明する。なお、音声再生装置３が音声録音装置１によって録音された音声（符号化音声データ）を再生する動作は、実施の形態１で説明した動作と同じであるので、ここではその説明を省略する。また、音声録音装置１ａが音声を録音する動作についても、実施の形態１で説明した音声録音装置１と同じ動作については、詳細な説明を省略する。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換器１１は、入力されるアナログ音声信号を所定の周期でサンプリングしてデジタル音声信号に変換してフィルタ１２１、周波数解析部１２２１、レベル判定部１５、および選択部１６に出力する。
【００４１】
周波数解析部１２２１は、所定の周期毎にＡ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号の周波数を解析し、フォルマント算出部１２２２は、周波数解析部１２２１の解析結果に基づいて入力された音声の第１〜第３のフォルマントを算出する。
【００４２】
係数算出部１２２３は、フォルマント算出部１２２２によって算出された第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声を強調するフィルタ係数を算出し、フィルタ１２１は、係数算出部１２２３によって算出されたフィルタ係数を用いてデジタル音声信号をフィルタリングして音声強調デジタル信号を生成して選択部１６に出力する。
【００４３】
レベル判定部１５は、所定の期間毎に、その期間にＡ／Ｄ変換器１１によって変換されたデジタル音声信号の信号レベルの平均値を算出する。レベル判定部１５は、算出した平均値と予め定められた閾値とを比較して、デジタル音声信号の信号レベルの平均値が閾値より小さいか否かを判定する。レベル判定部１５は、判定結果を選択部１６に出力する。
【００４４】
レベル判定部１５から入力される判定結果が、平均値が閾値より小さいことを示している場合、選択部１６は、フィルタ１２１から入力される音声強調デジタル信号を選択して音声圧縮符号化部１３に出力する。判定結果が、平均値が閾値以上であることを示している場合、選択部１６は、Ａ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号を選択して音声圧縮符号化部１３に出力する。
【００４５】
音声圧縮符号化部１３は、選択部１６から入力された音声強調デジタル信号、またはデジタル音声信号に予め定められた音声圧縮のアルゴリズムに基づいた圧縮符号化処理を施して音声符号化データを生成し、生成した音声符号化データを記憶部１４に記憶させる。
【００４６】
このようにこの実施の形態２では、音声の周波数の中に、その音声の特徴を示す周波数があることに着目して、録音時に、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さい場合には音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を選択し、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値以上の場合には入力された音声信号のデジタル音声信号を選択して圧縮符号化処理を施した音声符号化データを記憶しておき、再生時には、記憶された音声符号化データに復号処理を施して復号した音声強調デジタル信号またはデジタル音声信号をアナログ変換して出力するようにしているので、アナログ変換に精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合でも、再生音声に含まれる音声信号の信号レベルとＤ／Ａ変換器によるノイズの信号レベルとの比が大きくなり、Ｄ／Ａ変換器の変換精度による聴感上の音質劣化を低減することができる。
【００４７】
また、入力される音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さい場合のみ音声の特徴を示す周波数を強調するようにしているので、入力される音声信号と比較して、再生時の音声信号の歪の発生を抑制することができ、入力される音声信号全てに対して音声の特徴を示す周波数を強調する場合と比較して、聴感上の音質を向上することができる。
【００４８】
実施の形態３．
図５を用いてこの発明の実施の形態３を説明する。図５は、この発明にかかる実施の形態３の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態３の音声録音再生装置は、図４に示した実施の形態２の音声録音装置１ａの代わりに音声録音装置１ｂを備えている。音声録音装置１ｂは、音声録音装置１ａの選択部１６の代わりに、切替り検出部１７と、乗算器１８，１９と、加算器２０とを備えている。図４に示した音声録音再生装置と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、乗算器１８が特許請求の範囲でいうところの第１の乗算器であり、乗算器１９が特許請求の範囲でいうところの第２の乗算器である。
【００４９】
乗算器１８は、フィルタ１２１から入力される音声強調デジタル信号に、切替り検出部１７によって制御される係数ｋ１（特許請求の範囲でいうところの第１の係数）を乗算する。すなわち、乗算器１８は係数ｋ１によって音声強調デジタル信号に重み付けを行なう。
【００５０】
乗算器１９は、Ａ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号に、切替り検出部１７によって制御される係数ｋ２（特許請求の範囲でいうところの第２の係数）を乗算する。すなわち、乗算器１９は係数ｋ２によってデジタル音声信号に重み付けを行なう。
【００５１】
加算器２０は、乗算器１８の乗算結果と乗算器１９の乗算結果とを加算する。すなわち、加算器２０は、係数ｋ１によって重み付けされた音声強調デジタル信号と係数ｋ２によって重み付けされたデジタル音声信号とを加算して、符号化用デジタル音声信号を生成する。
【００５２】
切替り検出部１７は、レベル判定部１５の判定結果の変化を検出し、検出結果に基づいて乗算器１８，１９の係数ｋ１、ｋ２を制御する。すなわち、符号化用デジタル音声信号内の音声強調デジタル信号とデジタル音声信号との重み付け（比率）を制御する。
【００５３】
具体的には、切替り検出部１７は、レベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値以上であるという判定結果から平均値が閾値より小さいという判定結果に変化したことを検出した場合、判定結果の変化を検出してから所定の期間をかけて、「係数ｋ１：係数ｋ２＝０：１」となっている係数ｋ１と係数ｋ２との比率を所定のステップ幅刻みで段階的に変化させて「係数ｋ１：係数ｋ２＝１：０」にする。たとえば、ステップ幅を０．１とすると、切替え検出部１７は、「係数ｋ１：係数ｋ２＝０．１：０．９」、「係数ｋ１：係数ｋ２＝０．２：０．８」、・・・、「係数ｋ１：係数ｋ２＝０：１」というように、係数ｋ１と係数ｋ２との重みの比率を変化させる。
【００５４】
切替り検出部１７は、レベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値より小さいという判定結果から平均値が閾値以上であるという判定結果に変化したことを検出した場合、判定結果の変化を検出してから所定の期間をかけて、「係数ｋ１：係数ｋ２＝１：０」となっている係数ｋ１と係数ｋ２との比率を所定のステップ幅刻みで段階的に変化させて「係数ｋ１：係数ｋ２＝０：１」にする。たとえば、ステップ幅を０．１とすると、切替え検出部１７は、「係数ｋ１：係数ｋ２＝０．９：０．１」、「係数ｋ１：係数ｋ２＝０．８：０．２」、・・・、「係数ｋ１：係数ｋ２＝０：１」というように、係数ｋ１と係数ｋ２との重みの比率を変化させる。
【００５５】
つぎに、この発明にかかる実施の形態３の音声録音再生装置の動作を説明する。なお、音声再生装置３が音声録音装置１によって録音された符号化音声データを再生する動作は、実施の形態１で説明した動作と同じであるので、ここではその説明を省略する。また、音声録音装置１ｂが音声を録音する動作についても、実施の形態２で説明した音声録音装置１ａと同じ動作については、詳細な説明を省略する。
【００５６】
Ａ／Ｄ変換器１１は、入力されるアナログ音声信号を所定の周期でサンプリングしてデジタル音声信号に変換してフィルタ１２１、周波数解析部１２２１、レベル判定部１５、および乗算器１９に出力する。
【００５７】
周波数解析部１２２１は、所定の周期毎にＡ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号の周波数を解析し、フォルマント算出部１２２２は、周波数解析部１２２１の解析結果に基づいて入力された音声の第１〜第３のフォルマントを算出する。
【００５８】
係数算出部１２２３は、フォルマント算出部１２２２によって算出された第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声を強調するフィルタ係数を算出し、フィルタ１２１は、係数算出部１２２３によって算出されたフィルタ係数を用いてデジタル音声信号をフィルタリングして音声強調デジタル信号を生成して選択部１６に出力する。
【００５９】
レベル判定部１５は、所定の期間毎に、その期間に入力されるデジタル音声信号の信号レベルの平均値を算出して平均値が予め定められた閾値よりも小さいか否かを判定し、判定結果を切替り検出部１７に出力する。
【００６０】
レベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値以上であるという判定結果から平均値が閾値より小さいという判定結果に変化したことを検出した場合、切替り検出部１７は、判定結果の変化を検出してから所定の期間をかけて、「係数ｋ１：係数ｋ２＝０：１」となっている係数ｋ１と係数ｋ２との比率を所定のステップ幅刻みで段階的に変化させて「係数ｋ１：係数ｋ２＝１：０」にする。
【００６１】
レベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値より小さいという判定結果から平均値が閾値以上であるという判定結果に変化したことを検出した場合、切替り検出部１７は、判定結果の変化を検出してから所定の期間をかけて、「係数ｋ１：係数ｋ２＝１：０」となっている係数ｋ１と係数ｋ２との比率を所定のステップ幅刻みで段階的に変化させて「係数ｋ１：係数ｋ２＝０：１」にする。
【００６２】
レベル判定部１５の判定結果の変化を検出しなかった場合、切替り検出部１７は、係数ｋ１，ｋ２を変化させない。すなわち、切替え検出部１７は、レベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値以上であるとうい判定結果のまま変化しない場合、係数ｋ１と係数ｋ２との比率を「係数ｋ１：係数ｋ２＝０：１」のまま固定し、平均値が閾値より小さいという判定結果のまま変化しない場合、係数ｋ１と係数ｋ２との比率を「係数ｋ１：係数ｋ２＝１：０」のまま固定する。
【００６３】
乗算器１８は、フィルタ１２１から入力される音声強調デジタル信号に、切替り検出部１７によって制御される係数ｋ１を乗算する。乗算器１８は、乗算結果を加算器２０に出力する。
【００６４】
乗算器１９は、フィルタ１２１から入力される音声強調デジタル信号に、切替り検出部１７によって制御される係数ｋ２を乗算する。乗算器１９は、乗算結果を加算器２０に出力する。
【００６５】
加算器２０は、乗算器１８から入力される係数ｋ１によって重み付けされた音声強調デジタル信号と、乗算器１９から入力される係数ｋ２によって重み付けされたデジタル音声信号とを加算して符号化用デジタル音声信号を生成する。加算器２０は、生成した符号化用デジタル音声信号を音声圧縮符号化部１３に出力する。
【００６６】
音声圧縮符号化部１３は、加算器２０から入力された符号化用デジタル音声信号に予め定められた音声圧縮のアルゴリズムに基づいた圧縮符号化処理を施して音声符号化データを生成し、生成した音声符号化データを記憶部１４に記憶させる。
【００６７】
このようにこの実施の形態３では、音声の周波数の中に、その音声の特徴を示す周波数があることに着目して、録音時に、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さい場合には音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を選択し、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値以下の場合には入力された音声信号のデジタル音声信号を選択して圧縮符号化処理を施して生成した音声符号化データを記憶しておき、再生時には、記憶された音声符号化データに復号処理を施して復号した音声強調デジタル信号またはデジタル音声信号をアナログ変換して出力するようにしているので、アナログ変換に精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合でも、再生音声に含まれる音声信号の信号レベルとＤ／Ａ変換器によるノイズの信号レベルとの比が大きくなり、Ｄ／Ａ変換器の変換精度による聴感上の音質劣化を低減することができる。
【００６８】
また、音声強調デジタル信号を選択するのかデジタル音声信号を選択するのかの切替え時に、切替え前の信号の重み付けを徐々に小さくし、切替え後の信号の重み付けを徐々に大きくするようにしているので、切替え時に急激に音質が変化するのを抑制することができ、聴感上の音質を向上することができる。
【００６９】
実施の形態４．
図６を用いてこの発明の実施の形態４を説明する。図６は、この発明にかかる実施の形態４の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態４の音声録音再生装置は、音声録音装置１ｃと音声再生装置３ａとを備えている。
【００７０】
音声録音装置１ｃは、図１に示した実施の形態１の音声録音装置１のフィルタ１２１が削除されて、再生情報記憶部２１が追加されている。また、音声再生装置３ａは、図１に示した音声再生装置３にフィルタ３４および再生情報記憶部３５が追加されている。図１に示した音声録音再生装置と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７１】
再生情報記憶部２１は、記憶部１４に記憶されている音声符号化データを生成する際に係数生成部１２２の係数算出部１２２３が算出したフィルタ係数を記憶する。なお、記憶する内容を明確にするために、再生情報記憶部２１を備えるようにしたが、記憶部１４に音声符号化データとともにフィルタ係数も記憶するようにしてもよい。
【００７２】
再生情報記憶部３５は、音声録音装置１ｃによって録音された音声を再生するために必要な情報を記憶する。具体的には、記憶部３１に記憶されている音声符号化データを生成する際に、音声録音装置１ｃの係数算出部１２２３によって算出されたフィルタ係数を記憶する。なお、記憶する内容を明確にするために、再生情報記憶部３５を備えるようにしたが、記憶部３１に音声符号化データとともにフィルタ係数も記憶するようにしてもよい。また、図６では、組み込み機器に音声再生装置３ａのみが実装される場合を考慮して、音声録音装置１ｃと音声再生装置３ａとに、再生情報記憶部２１と再生情報記憶部３５とを備えるようにしたが、音声録音装置１ｃと音声再生装置３ａとからなる音声録音再生装置を組み込み機器に実装する場合には、どちらか１つを備えればよい。また、再生情報記憶部２１，３５は、必ずしも音声録音装置１ｃおよび音声再生装置３ａ内に備える必要はない。
【００７３】
フィルタ３４は、再生情報記憶部３５に記憶されているフィルタ係数を用いて、音声復号化部３２が記憶部３１に記憶されている音声符号化データに復号化処理を施したデジタル音声信号に対してフィルタリングして音声強調デジタル信号を生成する。
【００７４】
つぎに、この発明にかかる実施の形態４の音声録音再生装置の動作を説明する。まず、音声録音装置１ｃが音声を録音する動作を説明する。なお、実施の形態１で説明した音声録音装置１と同じ動作については、詳細な説明を省略する。
【００７５】
Ａ／Ｄ変換器１１は、入力されるアナログ音声信号を所定の周期でサンプリングしてデジタル音声信号に変換して周波数解析部１２２１と、音声圧縮符号化部１３とに出力する。
【００７６】
音声圧縮符号化部１３は、Ａ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号に予め定められた音声圧縮のアルゴリズムに基づいた圧縮符号化処理を施して音声符号化データを生成し、生成した音声符号化データを記憶部１４に記憶させる。
【００７７】
一方、周波数解析部１２２１は、所定の周期毎にＡ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号の周波数を解析し、フォルマント算出部１２２２は、周波数解析部１２２１の解析結果に基づいて入力された音声の第１〜第３のフォルマントを算出する。
【００７８】
係数算出部１２２３は、フォルマント算出部１２２２によって算出された第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声を強調するフィルタ係数を算出する。係数生成部１２２は、算出したフィルタ係数を再生情報記憶部２１に記憶させる。
【００７９】
このようにこの実施の形態４の音声録音装置１ｃは、入力された音声信号をデジタル信号に変換し、圧縮符号化処理を施した音声符号化データを記憶部１４に記憶する際に、音声の特徴を示す第１〜第３のフォルマントの周波数帯域を強調するためのフィルタ係数だけを算出して記憶しておく。
【００８０】
つぎに、音声再生装置３ａが音声録音装置１ｃによって録音された符号化音声データを再生する動作を説明する。なお、記憶部３１には、音声録音装置１ｃによって録音された音声符号化データが予め記憶されているものとする。また、再生情報記憶部３５には、音声録音装置１ｃの係数算出部１２２３が算出したフィルタ係数が予め記憶されているものとする。
【００８１】
音声復号化部３２は、記憶部３１に記憶されている音声符号化データを生成する際に用いた音声圧縮のアルゴリズムに基づいて音声符号化データに復号化処理を施してデジタル音声信号を生成する。音声復号化部３２は、生成したデジタル音声信号をフィルタ３４に出力する。
【００８２】
フィルタ３４は、再生情報記憶部３５に記憶されているフィルタ係数を用いて、音声復号化部３２から入力されるデジタル音声信号をフィルタリングして、第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声信号を強調した音声強調デジタル信号を生成する。フィルタ３４は、生成した音声強調デジタル信号をＤ／Ａ変換器３３に出力する。
【００８３】
Ｄ／Ａ変換器３３は、フィルタ３４によって生成された音声強調デジタル信号をアナログ音声信号に変換し、変換したアナログ音声信号をスピーカなどの出力機器を介して音声として出力する。
【００８４】
このようにこの実施の形態４では、音声の周波数の中に、その音声の特徴を示す周波数があることに着目して、録音時に、入力された音声信号をデジタル音声信号に変換して圧縮符号化処理を施して生成した音声符号化データを記憶する際に、入力された音声信号の音声の特徴を示す周波数を強調するフィルタ係数を生成しておき、再生時に、記憶された音声符号化データに復号処理を施して復号したデジタル音声信号に対して、記憶されたフィルタ係数を用いてフィルタリング処理を行なって音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成し、生成した音声強調デジタル信号をアナログに変換して出力するようにしているので、アナログ変換に精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合でも、再生音声に含まれる音声信号の信号レベルとＤ／Ａ変換器によるノイズの信号レベルとの比が大きくなり、Ｄ／Ａ変換器の変換精度による聴感上の音質劣化を低減することができる。
【００８５】
また、録音時には、フィルタ係数のみを生成しておき、再生時に、復号処理を施して復号したデジタル音声信号に対してフィルタリング処理を行なうようにしているので、フィルタリング処理を行なった音声強調デジタル信号に圧縮符号化処理を施して記憶する場合と比較して、再生された音声の音質の劣化の軽減が見込まれる。
【００８６】
実施の形態５．
図７を用いてこの発明の実施の形態５を説明する。図７は、この発明にかかる実施の形態５の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態５の音声録音再生装置は、音声録音装置１ｄと音声再生装値３ｂとを備えている。
【００８７】
音声録音装置１ｄは、図６に示した実施の形態４の音声録音装置１ｃに、図４に示した実施の形態２のレベル判定部１５が追加されている。また、音声再生装置３ｂは、図６に示した実施の形態４の音声再生装置１ａに選択部３６が追加されている。図４または図６に示した音声録音再生装置と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８８】
再生情報記憶部２１，３５には、係数生成部１２２によって算出されたフィルタ係数に加えて、レベル判定部１５が予め定められた所定の期間毎に、その期間に入力されるデジタル音声信号の信号レベルの平均値を算出して平均値が予め定められた閾値よりも小さいか否かを判定した判定結果が記憶される。
【００８９】
選択部３６は、再生情報記憶部３５に記憶されているレベル判定部１５の判定結果に基づいて、フィルタ３４から入力される音声強調デジタル信号、または音声復号化部３２から入力されるデジタル音声信号を選択してＤ／Ａ変換器３３に出力する。
【００９０】
つぎに、この発明にかかる音声録音再生装置の動作を説明する。まず、音声録音装置１ｄが音声を録音する動作を説明する。なお、上述した実施の形態１〜４と同じ動作については、詳細な説明を省略する。
【００９１】
Ａ／Ｄ変換器１１は、入力されるアナログ音声信号を所定の周期でサンプリングしてデジタル音声信号に変換して係数生成部１２２と、音声圧縮符号化部１３とに出力する。
【００９２】
音声圧縮符号化部１３は、Ａ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号に予め定められた音声圧縮のアルゴリズムに基づいた圧縮符号化処理を施して音声符号化データを生成し、生成した音声符号化データを記憶部１４に記憶させる。
【００９３】
一方、周波数解析部１２２１は、所定の周期毎にＡ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号の周波数を解析し、フォルマント算出部１２２２は、周波数解析部１２２１の解析結果に基づいて入力された音声の第１〜第３のフォルマントを算出する。
【００９４】
係数算出部１２２３は、フォルマント算出部１２２２によって算出された第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声を強調するフィルタ係数を算出する。係数生成部１２２は、算出したフィルタ係数を再生情報記憶部２１に記憶させる。
【００９５】
レベル判定部１５は、予め定められた所定の期間毎に、その期間に入力されるデジタル音声信号の信号レベルの平均値を算出して平均値が予め定められた閾値よりも小さいか否かを判定し、判定結果を再生情報記憶部２１に記憶させる。
【００９６】
このようにこの実施の形態５の音声録音装置１ｄは、入力された音声信号をデジタル信号に変換し、圧縮符号化処理を施した音声符号化データを記憶部１４に記憶する際に、音声の特徴を示す第１〜第３のフォルマントの周波数帯域を強調するためのフィルタ係数を算出するとともに、デジタル音声信号の信号レベルの平均値が予め定められた閾値よりも大きいか小さいかを判定して、フィルタ係数と信号レベルの判定結果とを記憶しておく。
【００９７】
つぎに、音声再生装置３ｂが音声録音装置１ｄによって録音された符号化音声データを再生する動作を説明する。なお、記憶部３１には、音声録音装置１によって録音された音声符号化データが予め記憶されているものとする。また、再生情報記憶部３５には、係数生成部１２２が算出したフィルタ係数、およびレベル判定部１５の判定結果が予め記憶されているものとする。
【００９８】
音声復号化部３２は、記憶部３１に記憶されている音声符号化データを生成する際に用いた音声圧縮のアルゴリズムに基づいて音声符号化データに復号化処理を施してデジタル音声信号を生成する。音声復号化部３２は、生成したデジタル音声信号をフィルタ３４と、選択部３６とに出力する。
【００９９】
フィルタ３４は、再生情報記憶部３５に記憶されているフィルタ係数を用いて、音声復号化部３２から入力されるデジタル音声信号をフィルタリングして、第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声信号を強調した音声強調デジタル信号を生成する。フィルタ３４は、生成した音声強調デジタル信号を選択部３６に出力する。
【０１００】
再生情報記憶部３５に記憶されている判定結果が、平均値が閾値より小さいことを示している場合、選択部３６は、フィルタ３４から入力される音声強調デジタル信号を選択してＤ／Ａ変換器３３に出力する。判定結果が、平均値が閾値以上であることを示している場合、選択部３６は、音声復号化部３２から入力されるデジタル音声信号を選択してＤ／Ａ変換器３３に出力する。
【０１０１】
Ｄ／Ａ変換器３３は、選択部１６から入力される音声強調デジタル信号、またはデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換し、変換したアナログ音声信号をスピーカなどの出力機器を介して音声として出力する。
【０１０２】
このようにこの実施の形態５では、音声の周波数の中に、その音声の特徴を示す周波数があることに着目して、録音時に、入力された音声信号をデジタル音声信号に変換して圧縮符号化処理を施して生成した音声符号化データを記憶する際に、入力された音声信号の音声の特徴を示す周波数を強調するフィルタ係数を生成するとともに、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さいか否かを判定し、生成したフィルタ係数および判定結果を記憶しておく。再生時に、記憶された音声符号化データに復号処理を施して復号したデジタル音声信号に対して、記憶されたフィルタ係数を用いてフィルタリング処理を行なって音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成し、記憶された判定結果が、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さい場合には音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を選択し、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値以下の場合には入力された音声信号のデジタル音声信号を選択し、選択した音声強調デジタル信号またはデジタル音声信号をアナログ変換して出力するようにしているので、アナログ変換に精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合でも、再生音声に含まれる音声信号の信号レベルとＤ／Ａ変換器によるノイズの信号レベルとの比が大きくなり、Ｄ／Ａ変換器の変換精度による聴感上の音質劣化を低減することができる。
【０１０３】
また、入力される音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さい場合のみ音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号をアナログ変換して出力するようにしているので、入力される音声信号と比較して、再生時の音声信号の歪の発生を抑制することができ、入力される音声信号全てに対して音声の特徴を示す周波数を強調する場合と比較して、聴感上の音質を向上することができる。
【０１０４】
実施の形態６．
図８を参照してこの発明にかかる実施の形態６を説明する。図８は、この発明にかかる実施の形態６の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態６の音声録音再生装置は、図７に示した実施の形態５の音声再生装置３ｂの代わりに音声再生装置３ｃを備えている。音声再生装置３ｃは、音声再生装置３ｂの選択部１６の変わりに、切替り検出部３７と、乗算器３８，３９と、加算器４０とを備えている。図７に示した音声録音再生装置と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、乗算器３８が特許請求の範囲でいうところの第１の乗算器であり、乗算器３９が特許請求の範囲でいうところの第２の乗算器である。
【０１０５】
乗算器３８は、フィルタ３４から入力される音声強調デジタル信号に、切替り検出部３７によって制御される係数ｋ３（特許請求の範囲でいうところの第１の係数）を乗算する。すなわち、乗算器３８は係数ｋ３によって音声強調デジタル信号に重み付けを行なう。
【０１０６】
乗算器３９は、Ａ／Ｄ変換器１１から入力されるデジタル音声信号に、切替り検出部３７によって制御される係数ｋ４（特許請求の範囲でいうところの第２の係数）を乗算する。すなわち、乗算器３９は係数ｋ４によってデジタル音声信号に重み付けを行なう。
【０１０７】
加算器４０は、乗算器３８の乗算結果と乗算器３９の乗算結果とを加算する。すなわち、加算器４０は、係数ｋ３によって重み付けされた音声強調デジタル信号と係数ｋ４によって重み付けされたデジタル音声信号とを加算して、再生用デジタル音声信号を生成する。
【０１０８】
切替り検出部３７は、再生情報記憶部３５に記憶されているレベル判定部１５の判定結果の変化を検出し、検出結果に基づいて乗算器３８，３９の係数ｋ３、ｋ４を制御する。すなわち、再生用デジタル音声信号内の音声強調デジタル信号とデジタル音声信号との重み付け（比率）を制御する。
【０１０９】
具体的には、切替り検出部３７は、再生情報記憶部３５に記憶されているレベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値以上であるという判定結果から平均値が閾値より小さいという判定結果に変化したことを検出した場合、判定結果の変化を検出してから所定の期間をかけて、「係数ｋ３：係数ｋ４＝０：１」となっている係数ｋ３と係数ｋ４との比率を所定のステップ幅刻みで段階的に変化させて「係数ｋ３：係数ｋ４＝１：０」にする。たとえば、ステップ幅を０．１とすると、切替え検出部３７は、「係数ｋ３：係数ｋ４＝０．１：０．９」、「係数ｋ３：係数ｋ４＝０．２：０．８」、・・・、「係数ｋ３：係数ｋ４＝０：１」というように、係数ｋ３と係数ｋ４との重みの比率を変化させる。
【０１１０】
切替り検出部３７は、再生情報記憶部３５に記憶されているレベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値より小さいという判定結果から平均値が閾値以上であるという判定結果に変化したことを検出した場合、判定結果の変化を検出してから所定の期間をかけて、「係数ｋ３：係数ｋ４＝１：０」となっている係数ｋ３と係数ｋ４との比率を所定のステップ幅刻みで段階的に変化させて「係数ｋ３：係数ｋ４＝０：１」にする。たとえば、ステップ幅を０．１とすると、切替え検出部３７は、「係数ｋ３：係数ｋ４＝０．１：０．９」、「係数ｋ３：係数ｋ４＝０．２：０．８」、・・・、「係数ｋ３：係数ｋ４＝０：１」というように、係数ｋ３と係数ｋ４との重みの比率を変化させる。
【０１１１】
つぎに、この発明にかかる実施の形態３の音声録音再生装置の動作を説明する。なお、音声録音装置１ｄが音声を録音する動作は、実施の形態５で説明した動作と同じであるので、ここではその説明を省略する。また、音声再生装置３ｃが音声録音装置１ｄによって録音された符号化音声データを再生する動作についても、実施の形態６と同じ動作については、詳細な説明を省略する。また、記憶部３１には、音声録音装置１によって録音された音声符号化データが予め記憶されているものとする。また、再生情報記憶部３５には、係数生成部１２２が算出したフィルタ係数、およびレベル判定部１５の判定結果が予め記憶されているものとする。
【０１１２】
音声復号化部３２は、記憶部３１に記憶されている音声符号化データを生成する際に用いた音声圧縮のアルゴリズムに基づいて音声符号化データに復号化処理を施してデジタル音声信号を生成する。音声復号化部３２は、生成したデジタル音声信号をフィルタ３４と、選択部３６とに出力する。
【０１１３】
フィルタ３４は、再生情報記憶部３５に記憶されているフィルタ係数を用いて、音声復号化部３２から入力されるデジタル音声信号をフィルタリングして、第１〜第３のフォルマントの周波数帯域のデジタル音声信号を強調した音声強調デジタル信号を生成する。フィルタ３４は、生成した音声強調デジタル信号を選択部３６に出力する。
【０１１４】
再生情報記憶部３５に記憶されているレベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値以上であるという判定結果から平均値が閾値より小さいという判定結果に変化したことを検出した場合、切替り検出部３７は、判定結果の変化を検出してから所定の期間をかけて、「係数ｋ３：係数ｋ４＝０：１」となっている係数ｋ３と係数ｋ４との比率を所定のステップ幅刻みで段階的に変化させて「係数ｋ３：係数ｋ４＝１：０」にする。
【０１１５】
再生情報記憶部３５に記憶されているレベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値より小さいという判定結果から平均値が閾値以上であるという判定結果に変化したことを検出した場合、切替り検出部３７は、判定結果の変化を検出してから所定の期間をかけて、「係数ｋ３：係数ｋ４＝１：０」となっている係数ｋ３と係数ｋ４との比率を所定のステップ幅刻みで段階的に変化させて「係数ｋ３：係数ｋ４＝０：１」にする。
【０１１６】
再生情報記憶部３５に記憶されているレベル判定部１５の判定結果の変化を検出しなかった場合、切替り検出部３７は、係数ｋ３，ｋ４を変化させない。すなわち、切替え検出部１７は、レベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値以上であるとうい判定結果のまま変化しない場合、係数ｋ３と係数ｋ４との比率を「係数ｋ３：係数ｋ４＝０：１」のまま固定し、平均値が閾値より小さいという判定結果のまま変化しない場合、係数ｋ３と係数ｋ４との比率を「係数ｋ３：係数ｋ４＝１：０」のまま固定する。
【０１１７】
乗算器３８は、フィルタ１２１から入力される音声強調デジタル信号に、切替り検出部３７によって制御される係数ｋ３を乗算する。乗算器３８は、乗算結果を加算器４０に出力する。
【０１１８】
乗算器３９は、フィルタ３４から入力される音声強調デジタル信号に、切替り検出部３７によって制御される係数ｋ４を乗算する。乗算器３９は、乗算結果を加算器４０に出力する。
【０１１９】
加算器４０は、乗算器３８から入力される係数ｋ３によって重み付けされた音声強調デジタル信号と、乗算器３９から入力される係数ｋ４によって重み付けされたデジタル音声信号とを加算してＤ／Ａ変換器３３に出力する。
【０１２０】
Ｄ／Ａ変換器３３は、フィルタ３４によって生成された音声強調デジタル信号をアナログ音声信号に変換し、変換したアナログ音声信号をスピーカなどの出力機器を介して音声として出力する。
【０１２１】
このようにこの実施の形態６では、音声の周波数の中に、その音声の特徴を示す周波数があることに着目して、録音時に、入力された音声信号をデジタル音声信号に変換して圧縮符号化処理を施して生成した音声符号化データを記憶する際に、入力された音声信号の音声の特徴を示す周波数を強調するフィルタ係数を生成するとともに、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さいか否かを判定し、生成したフィルタ係数および判定結果を記憶しておく。再生時に、記憶された音声符号化データに復号処理を施して復号したデジタル音声信号に対して、記憶されたフィルタ係数を用いてフィルタリング処理を行なって音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成し、記憶された判定結果が、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さい場合には音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を選択し、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値以下の場合には入力された音声信号のデジタル音声信号を選択し、選択した音声強調デジタル信号またはデジタル音声信号をアナログ変換して出力するようにしているので、アナログ変換に精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合でも、再生音声に含まれる音声信号の信号レベルとＤ／Ａ変換器によるノイズの信号レベルとの比が大きくなり、Ｄ／Ａ変換器の変換精度による聴感上の音質劣化を低減することができる。
【０１２２】
また、音声強調デジタル信号を選択するのかデジタル音声信号を選択するのかの切替え時に、切替え前の信号の重み付けを徐々に小さくし、切替え後の信号の重み付けを徐々に大きくするようにしているので、切替え時に急激に音質が変化するのを抑制することができ、聴感上の音質を向上することができる。
【０１２３】
実施の形態７．
図９を用いてこの発明の実施の形態７を説明する。図９は、この発明にかかる実施の形態７の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態７の音声録音再生装置の構成は、図７に示した実施の形態５の音声録音再生装置とほぼ同じであり、違いは、係数生成部１２２が、レベル判定部１５の判定結果によって制御されることである。
【０１２４】
実施の形態５で説明したように、音声再生装置３ｂの選択部３６は、再生情報記憶部３５に記憶されているレベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値より小さいことを示している場合にはフィルタ３４から入力される音声強調デジタル信号を選択し、平均値が閾値以上であることを示している場合には音声復号化部３２から入力されるデジタル音声信号を選択している。すなわち、レベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値以上であることを示している期間は音声強調デジタル信号を使用していないので、フィルタ３４によるフィルタリングの必要がない。
【０１２５】
したがって、この実施の形態７では、レベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値以上であることを示している場合、係数生成部１２２は、フィルタ係数の生成動作を停止し、判定の結果が、平均値が閾値より小さいことを示している場合、係数生成部１２２はフィルタ係数を生成する。すなわち、図２に示した係数生成部１２２の周波数解析部１２２１、フォルマント算出部１２２２、および係数算出部１２２３は、レベル判定部１５の判定結果によって制御され、周波数解析、第１〜第３のフォルマントの算出、およびフィルタ係数の算出を行なうか否かを決定する。
【０１２６】
また、再生情報記憶部３５に記憶されているレベル判定部１５の判定結果が、平均値が閾値以上であることを示している場合、フィルタ３４はフィルタリングを停止し、判定の結果が、平均値が閾値より小さいことを示している場合、フィルタ３４はフィルタリングを行なって音声強調デジタル信号を生成して選択部３６に出力する。
【０１２７】
このようにこの実施の形態７では、音声の周波数の中に、その音声の特徴を示す周波数があることに着目して、録音時に、入力された音声信号をデジタル音声信号に変換して圧縮符号化処理を施して生成した音声符号化データを記憶する際に、入力された音声信号の音声の特徴を示す周波数を強調するフィルタ係数を生成するとともに、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さいか否かを判定し、生成したフィルタ係数および判定結果を記憶しておく。再生時に、記憶された音声符号化データに復号処理を施して復号したデジタル音声信号に対して、記憶されたフィルタ係数を用いてフィルタリング処理を行なって音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成し、記憶された判定結果が、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さい場合には音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を選択し、入力された音声信号の信号レベルが所定の閾値以下の場合には入力された音声信号のデジタル音声信号を選択し、選択した音声強調デジタル信号またはデジタル音声信号をアナログ変換して出力するようにしているので、アナログ変換に精度の低いＤ／Ａ変換器を用いた場合でも、再生音声に含まれる音声信号の信号レベルとＤ／Ａ変換器によるノイズの信号レベルとの比が大きくなり、Ｄ／Ａ変換器の変換精度による聴感上の音質劣化を低減することができる。
【０１２８】
また、入力される音声信号の信号レベルが所定の閾値より小さい場合のみ音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号をアナログ変換して出力するようにしているので、入力される音声信号と比較して、再生時の音声信号の歪の発生を抑制することができ、入力される音声信号全てに対して音声の特徴を示す周波数を強調する場合と比較して、聴感上の音質を向上することができる。
【０１２９】
さらに、入力される音声信号の信号レベルが所定の閾値以上の場合には音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成する必要が無いことに着目して、入力される音声信号の信号レベルが所定の閾値以上の場合には、フィルタ係数の生成を停止するようにしているので、記憶するフィルタ係数を削減することができ、フィルタ係数を記憶するメモリ量を少なくすることができる。
【０１３０】
さらにまた、入力される音声信号の信号レベルが所定の閾値以上の場合には音声の特徴を示す周波数を強調した音声強調デジタル信号を生成する必要が無いことに着目して、入力される音声信号の信号レベルが所定の閾値以上の場合には、音声強調デジタル信号を生成するフィルタの動作を停止するようにしているので、消費電力を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
以上のように、本発明にかかる音声録音再生装置は、音声により機器の状態を通知する電子機器に有用であり、特に、コストや消費電力に制限のある電子機器の音声再生に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】この発明にかかる実施の形態１の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した係数生成部の構成を示すブロック図である。
【図３−１】一般的な音声録音装置によって録音された音声信号のスペクトルを示す図である。
【図３−２】一般的な音声録音装置によって録音された音声信号のスペクトルを示す図である。
【図３−３】図１に示した音声録音装置によって録音された音声信号のスペクトルを示す図である。
【図４】この発明にかかる実施の形態２の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明にかかる実施の形態３の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明にかかる実施の形態４の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明にかかる実施の形態５の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明にかかる実施の形態６の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明にかかる実施の形態７の音声録音再生装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  音声録音装置
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，  音声再生装置
１１  Ａ／Ｄ変換器
１２  音声特徴強調フィルタ
１３  音声圧縮符号化部
１４，３１  記憶部
１５  レベル判定部
１６，３６  選択部
１７，３７  切替り検出部
１８，１９，３８，３９  乗算器
２０，４０  加算器
２１，３５  再生情報記憶部
３２  音声復号化部
３３  Ｄ／Ａ変換器
３４，１２１  フィルタ
１２２  係数生成部
１２２１  周波数解析部
１２２２  フォルマント算出部
１２２３  係数算出部
【図１】
2006078882.tif 000003
【図２】
2006078882.tif 000004
【図３−１】
2006078882.tif 000005
【図３−２】
2006078882.tif 000006
【図３−３】
2006078882.tif 000007
【図４】
2006078882.tif 000008
【図５】
2006078882.tif 000009
【図６】
2006078882.tif 000010
【図７】
2006078882.tif 000011
【図８】
2006078882.tif 000012
【図９】
2006078882.tif 000013