(57)【要約】【課題】  音声信号の音量調整を行う際に音質劣化を抑制する。【解決手段】  本発明は、第１の音声信号の周波数特性を調整する信号処理装置に関する。そして、本発明の信号処理装置は、捕捉手段により捕捉された第２の音声信号の聴感特性を推定し、聴感特性情報を生成する生成部と、第１の音声信号の有音状態又は無音状態を判定する判定部と、判定部により第１の音声信号が有音状態であると判定された場合、第１の音声信号の周波数特性を聴感特性情報に基づいて補正する補正部とを有することを特徴とする。【選択図】      図１
2018037736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の音声信号の周波数特性を調整する信号処理装置において、
捕捉手段により捕捉された第２の音声信号の聴感特性を推定し、その推定結果を聴感特性情報として生成する生成部と、
前記第１の音声信号の有音状態又は無音状態を判定する判定部と、
前記判定部により前記第１の音声信号が有音状態であると判定された場合、前記第１の音声信号の周波数特性を前記聴感特性情報に基づいて補正する補正部と
を有することを特徴とする信号処理装置。  
【請求項２】
前記生成部では、所定の等ラウドネス曲線を用いて、前記第２の音声信号の聴感特性を推定し、その推定結果に基づいて前記聴感特性情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記生成部は、所定の等ラウドネス曲線の各曲線を周波数ごとの音圧レベルのデータ列として表したテーブルを有しており、前記第２の音声信号の音圧レベルと、前記テーブルにおける所定の基準周波数の音圧レベルとが一致するデータ列を選択し、選択したデータ列に基づく情報を前記聴感特性情報として保持することを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記補正部は、
前記判定部の判定結果と、前記聴感特性情報とに基づいて前記第１の音声信号の周波数特性を調整する調整特性情報を生成する適用判定器と、
前記調整特性情報に基づき、前記第１の音声信号の周波数特性を調整する音響特性調整器と
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記適用判定器は、前記判定部の判定結果が切り替わった際に、切替前後の前記調整特性情報の特性差を補間する処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記生成部は、前記聴感特性情報に、前記第２の音声信号の周波数特性を付与することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記生成部は、第１の間隔で第１の聴感特性情報のデータを出力し、
前記第１の間隔よりも短い第２の間隔ごとに、前記生成部から出力される前記第１の聴感特性情報のデータ間の値を補間した第２の聴感特性情報を生成して出力する補間処理部をさらに備え、
前記補正部は、前記第２の聴感特性情報に基づいて前記第１の音声信号の周波数特性を補正する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の信号処理装置。
【請求項８】
第１の音声信号の周波数特性を調整する信号処理装置に搭載されたコンピュータを、
捕捉手段により捕捉された第２の音声信号の聴感特性を推定し、その推定結果を聴感特性情報として生成する生成部と、
前記第１の音声信号の有音状態又は無音状態を判定する判定部と、
前記判定部により前記第１の音声信号が有音状態であると判定された場合、前記第１の音声信号の周波数特性を前記聴感特性情報に基づいて補正する補正部と
して機能させることを特徴とする信号処理プログラム。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、信号処理装置及びプログラムに関し、例えば、携帯電話機等の通話装置に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の音声通話を行う通話装置では、種々の環境での使用を想定し、スピーカから出力（放音）する受話信号の音量調整を行う信号処理装置（以下、「音量調整装置」とも呼ぶ）を搭載している。従来の通話装置において、受話信号等に対して音量調整を行うと、受話信号をスピーカから放音（表音出力）した際の音声品質に影響を与えるおそれがある。そのため、従来の通話装置に搭載された音量調整装置では、音量調整した結果、音質が劣化しないように適切な処理を行うことが望ましい。
【０００３】
例えば、従来の音量を自動的に調整する技術として、特許文献１の記載技術が挙げられる。特許文献１には、通話装置の周囲雑音（ノイズ）の音量（ノイズ量）を推定し、当該ノイズ量から出力信号の音量調整量（利得）を決定し、通話装置のスピーカから出力する受話信号の音量調整をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の記載技術では、推定されたノイズの平均パワーから、受話信号を調整する利得を決定するため、ノイズのレベル（ノイズ量）によっては、スピーカに供給される調整された音量が過大となり、ノイズが顕在化する。そのため、特許文献１の記載技術を適用したとしても、スピーカから出力される受話音からノイズを除去するために、高性能なスピーカ（例えば、ノイズ除去に対応したスピーカ）を用意すること等の必要があった。しかしながら、従来の通話装置では、コスト低減も強く求められるため、音量調整装置についても、高性能なスピーカ等を必要としない構成（低コストな構成）で音質劣化の抑制を行うことが求められる。
【０００６】
そのため、音声信号の音量調整を行う際に音質劣化を抑制することができる信号処理装置及びプログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の本発明は、第１の音声信号の周波数特性を調整する信号処理装置において、（１）捕捉手段により捕捉された第２の音声信号の聴感特性を推定し、その推定結果を聴感特性情報として生成する生成部と、（２）前記第１の音声信号の有音状態又は無音状態を判定する判定部と、（３）前記判定部により前記第１の音声信号が有音状態であると判定された場合、前記第１の音声信号の周波数特性を前記聴感特性情報に基づいて補正する補正部とを有することを特徴とする。
【０００８】
第２の本発明の信号処理プログラムは、第１の音声信号の周波数特性を調整する信号処理装置に搭載されたコンピュータを、（１）捕捉手段により捕捉された第２の音声信号の聴感特性を推定し、その推定結果を聴感特性情報として生成する生成部と、（２）前記第１の音声信号の有音状態又は無音状態を判定する判定部と、（３）前記判定部により前記第１の音声信号が有音状態であると判定された場合、前記第１の音声信号の周波数特性を前記聴感特性情報に基づいて補正する補正部として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、音声信号の音量調整を行う際に音質劣化を抑制する信号処理装置及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１〜第３の実施形態に係る音量調整装置（信号処理装置）を搭載した通話装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るラウドネス変換器が行う処理の例について示した説明図である。
【図３】第１の実施形態に係る音響特性調整器が行う調整処理の例について示した説明図である。
【図４】第３の実施形態のラウドネス変換器が行う処理の例について示した説明図である。
【図５】第４の実施形態に係る音量調整装置（信号処理装置）を搭載した通話装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図６】第４の実施形態に係る適用特性生成器の処理の例について示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による信号処理装置及びプログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。以下では、本発明の信号処理装置及びプログラムを、音量調整装置及びプログラムに適用した例について説明する。
【００１２】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は第１の実施形態に係る音量調整装置１０を搭載した通話装置１の機能的構成について示したブロック図である。なお、図１において括弧内の符号は後述する第２、第３の実施形態で用いられる符号である。
【００１３】
通話装置１は、例えば、携帯電話装置やＩＰ電話装置等の種々の通話装置を適用することができる。
【００１４】
図１に示す通話装置１は、少なくとも、周囲の音を捕捉した音声信号を出力するマイク装置２０（捕捉手段）と、供給された信号に基づく音を周囲に出力（放音）するスピーカ装置３０と、音量調整装置１０とを有している。
【００１５】
音量調整装置１０は、遠端側から入力された入力信号Ｓ１（受話信号）の供給を受けて、当該入力信号Ｓ１について音量調整処理を行い、出力信号ＡＳ１としてスピーカ装置３０側（近端側）に出力する装置である。また、この実施形態の音量調整装置１０では、マイク装置２０から供給される信号も用いて音量調整処理を行う。
【００１６】
図１においては、通話装置１の構成のうち音量調整装置１０に関連する構成のみを図示しているが、通話装置１には、マイク装置２０によって捕捉された音に基づく送話信号の処理を行う構成等、種々の通話装置に必要な構成も含まれているものとする。
【００１７】
次に、音量調整装置１０の内部構成について説明する。
【００１８】
音量調整装置１０は、判定部としての有音判定器１０１、生成部としてのラウドネス変換器１０２、音響特性調整器１０３、適用判定器１０４、周波数変換器１０５、及び周波数逆変換器１０６を有している。
【００１９】
音量調整装置１０は、ハードウェア的に構成（例えば、専用の半導体チップを用いて構成）するようにしてもよいし、一部又は全部をソフトウェア的に構成するようにしてもよい。音量調整装置１０は、例えば、プロセッサ及びメモリを備えるコンピュータにプログラム（実施形態に係る信号処理プログラム）をインストールすることにより、ソフトウェア的に構成するようにしてもよく、その場合でも機能的には図１のように示すことができる。また、音量調整装置１０を構成する装置（デバイス）の数は限定されないものであり、１つの装置で構成するようにしてもよいし、複数の装置で構成するようにしてもよい。
【００２０】
有音判定器１０１は、入力信号Ｓ１を取得し、当該入力信号Ｓ１に対して有音判定（又は無音判定）を実施し、当該判定結果（有音状態、又は無音状態）を有音判定結果情報Ｖ１として適用判定器１０４へ供給する。
【００２１】
ラウドネス変換器１０２は、マイク装置２０から供給される信号を周囲雑音信号Ｎ１として取得し、周囲雑音信号Ｎ１に基づいて環境特性Ａ１を推定し、適用判定器１０４へ出力する。
【００２２】
適用判定器１０４は、環境特性Ａ１と、有音判定結果情報Ｖ１を元に調整特性ＡＧ１を決定し、その結果を調整特性ＡＧとして音響特性調整器１０３へ出力する。
【００２３】
周波数変換器１０５は、入力信号Ｓ１を周波数領域の信号に変換し、入力周波数信号ＦＳ１として出力する。
【００２４】
音響特性調整器１０３は、調整特性ＡＧ１を元に、入力周波数信号ＦＳ１の周波数特性を調整し、出力周波数信号ＦＡ１として出力する。
【００２５】
周波数逆変換器１０６は、出力周波数信号ＦＡ１を周波数逆変換し、出力信号ＡＳ１として出力する。として、スピーカ装置１０８は、出力信号ＡＳ１に基づく音声を出力する。
【００２６】
なお、音量調整装置１０では、適用判定器１０４及び音響特性調整器１０３により、入力信号Ｓ１を補正する補正部が構成されている。
【００２７】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の通話装置１に搭載された音量調整装置１０の動作（実施形態に係る信号処理方法）について説明する。
【００２８】
有音判定器１０１は、入力信号Ｓ１に基づいて、有音判定を実施する。有音判定器１０１に適用する有音判定方法の具体的な手法については限定されないものであり種々の手法を適用することができる。有音判定器１０１では、例えば、１秒毎に平均パワーを計算し、当該平均パワーが所定の閾値（以下、「有音閾値」と呼ぶ）以上である区間を有音状態と判定し、それ以外の区間を非有音状態（無音状態）と判定するようにしてもよい。有音閾値としては、例えば、−２０ｄＢｍ０程度の値としてもよい。
【００２９】
有音判定器１０１は、判定結果を有音判定結果情報Ｖ１として出力する。当該有音判定結果情報Ｖ１は、例えば、有音であると判断した場合を１、そうでない場合を０としたフラグ形式のデータとしてもよい。この実施形態では、有音判定器１０１による有音判定の周期を１秒としたが、この時間には限定しない。また、有音判定器１０１の有音判定に用いる有音閾値の値も、−２０ｄＢｍ０に限らず、他の値であってもよい。また、有音判定器１０１の有音閾値は、固定値ではなく、時刻や入力信号Ｓ１のレベル等により変動させるようにしてもよい。
【００３０】
ラウドネス変換器１０２では、周囲雑音信号Ｎ１からマイク装置２０付近での環境特性Ａ１を推定する。
【００３１】
次に、ラウドネス変換器１０２による環境特性Ａ１の推定方法について説明する。
【００３２】
ラウドネス変換器１０２は、周囲雑音信号Ｎ１に基づき、マイク装置２０付近での音圧レベル（周囲雑音の音圧レベル）を推定する。
【００３３】
ラウドネス変換器１０２は、例えば、マイク装置２０の周波数特性により予め設計された変換式により、周囲雑音信号Ｎ１に基づく音圧レベルを決定するようにしてもよい。
【００３４】
ラウドネス変換器１０２は、例えば、推定された音圧レベルと、所定の等ラウドネス曲線から、基準周波数の入力音圧レベルＰＮが一致する曲線（ラウドネス特性）を選択する。ラウドネス変換器１０２で用いる等ラウドネス曲線の詳細構成については限定されないものであるが、例えば、ＩＳＯ２２６で示される等ラウドネス曲線を用いるようにしてもよい。また、この実施形態の例において、ラウドネス変換器１０２の処理で適用する上述の基準周波数は、１ｋＨｚであるものとする。例えば、入力音圧レベルＰＮが２０ｄＢＳＰＬである場合、ラウドネス変換器１０２は、等ラウドネス曲線から、１ｋＨｚが２０ｄＢＳＰＬである曲線（ラウドネス特性）を選択することになる。
【００３５】
次に、図２を用いて、ラウドネス変換器１０２の処理の具体例について説明する。
【００３６】
図２は、ラウドネス変換器１０２で用いる等ラウドネス曲線の選択方法を表形式で表した説明図である。
【００３７】
図２（ａ）は、等ラウドネス曲線の各曲線の構成について表形式で表した説明図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示された等ラウドネス曲線から選択された任意の曲線の構成（周波数ごとのラウドネス特性）について表した説明図である。
【００３８】
図２に示すように、等ラウドネス曲線は、ラウドネスごとのラウドネス特性により表すことができる。そして、各ラウドネス特性は、周波数ごとの音圧レベルにより示される曲線である。図２では、各ラウドネス特性の曲線を、周波数ごとの音圧レベルのデータ列（周波数ごとの音圧レベルを離散的に示したデータ列）で図示している。
【００３９】
図２（ａ）において、周波数Ｆ１、Ｆ２、…Ｆｎに対し、基準周波数Ｆｆでの音圧レベルａｎ（Ｆｆ）と同じ音量と感じる音圧レベルをａｎ＝｛ａｎ（Ｆ１）、ａｎ（Ｆ２）、…ａｎ（Ｆｎ）｝として表している。ラウドネス変換器１０２は、周囲雑音信号Ｎ１の音圧レベルと一致するａｎ（Ｆｆ）を選択し、この時の等ラウドネス曲線の音圧レベルａｎを取得する。さらに、ラウドネス変換器１０２は、当該曲線（ラウドネス特性）の音圧レベルを振幅スペクトルに変換したものを環境特性Ａ１（聴感特性情報）として出力する。当該振幅スペクトル変換は、マイク装置２０とスピーカ装置１０８の周波数特性を元に、マイク装置２０で入力される音圧レベルと同じ音圧レベルがスピーカ装置１０８から出力されるような変換則をあらかじめ設計して適用するようにしてもよい。
【００４０】
以上のように、ラウドネス変換器１０２は、周囲雑音信号Ｎ１からマイク装置２０付近での環境特性Ａ１を推定する処理を行う。
【００４１】
適用判定器１０４は、有音判定結果情報Ｖ１が「１」（有音）である場合、環境特性Ａ１を調整特性ＡＧ１として出力し、有音判定結果情報Ｖ１が「０」（有音でない）場合、調整特性ＡＧ１について調整しないことを示す制御情報（たとえば「０」）を出力する。
【００４２】
周波数変換器１０５は、入力信号Ｓ１を周波数領域の信号に変換し、入力周波数信号ＦＳ１として出力する。周波数変換器１０５では、例えば、高速フーリエ展開（ＦＦＴ）等の種々の周波数変換処理を適用することができる。
【００４３】
音響特性調整器１０３は、入力周波数信号ＦＳ１と、調整特性ＡＧ１とを周波数成分ごとに低周波数から順に比較し、周波数特性の調整を実施する。
【００４４】
次に、音響特性調整器１０３による周波数特性の調整処理の詳細について図３を用いて説明する。
【００４５】
図３は、音響特性調整器１０３が行う調整処理の例について示した説明図である。
【００４６】
以下では、周波数特性の調整後の出力周波数信号ＦＡ１の周波数成分をＦＡ１ｎ＝｛ＦＡ１１、ＦＡ１２、…｝、入力周波数信号ＦＳ１の周波数成分をＦＳ１ｎ＝｛ＦＳ１１、ＦＳ１２、…｝、調整特性ＡＧ１の周波数成分をＡＧ１ｎ＝｛ＡＧ１１、ＡＧ１２、…｝と表すものとする。
【００４７】
図３（ａ）は、任意のＡＧ１ｎの例ついて示したグラフである。図３（ｂ）は、ＦＳ１ｎの例について示したグラフである。図３（ｃ）は、ＡＧ１ｎとＦＳ１ｎとを重ねて表示したグラフである。図３（ｄ）は、ＦＡ１ｎについて示したグラフである。図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すｆａ１、ｆａ２は、それぞれ周波数（サンプルとなる周波数）を示している。
【００４８】
音響特性調整器１０３では、ＦＳ１ｎとＡＧ１ｎの大きさにより、周波数特性の調整処理の内容が異なる。
【００４９】
図３に示すように、ＦＳ１ｎ≧ＡＧ１ｎとなる周波数成分の場合、音響特性調整器１０３は、ＡＧ１ｎ＝ＦＳ１ｎとする。すなわち、音響特性調整器１０３は、入力周波数信号の周波数成分ＦＳ１ｎを調整せず、出力周波数信号の周波数成分ＦＡ１ｎとする。これは、上述の図３において周波数がｆａ２の場合に相当する。
【００５０】
ＦＳ１ｎ＜ＡＧ１ｎとなる周波数成分の場合、音響特性調整器１０３は、周波数成分の調整量Ｄ（ｎ）として、Ｄ（ｎ）＝（ＡＧ１ｎ−ＦＳ１ｎ）とし、ＦＡ１ｎ＝ＦＳ１ｎ＋Ｄ（ｎ）となるよう調整する。これは、図３において周波数がｆａ１の場合に相当する。この実施形態の音響特性調整器１０３では、ＦＳ１ｎ＜ＡＧ１ｎとなる場合に、周波数成分を調整するようにしたスピーカ装置１０８から出力される周波数特性に応じて、設計者が任意に定めるようにしてもよい。
【００５１】
周波数逆変換器１０６は、出力周波数信号ＦＡ１を周波数逆変換し、時間領域の出力信号ＡＳ１として出力する。周波数逆変換器１０６では、周波数変換器１０５と逆の変換を行う構成であればよい。例えば、周波数変換器１０５でＦＦＴが適用されている場合、周波数逆変換器１０６では逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用することになる。
【００５２】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１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。
【００５３】
第１の実施形態に係る通話装置１の音量調整装置１０では、等ラウドネス曲線を使用することにより、単純に周囲雑音より大きいゲインにせずに、必要な周波数成分のみを増幅することで、全体としてのゲインの増幅量（増幅する成分の数）を必要最小限とすることができる。また、音量調整装置１０では、単純に入力信号Ｓ１のゲインを元にするよりも、受聴者の受ける音量感に近い音量調整を行うことができる。
【００５４】
これにより、第１の実施形態に係る通話装置１（音量調整装置１０）では、スピーカ装置３０によらず、出力される音声の聴取品質を高める（良好な音量調整を行う）ことができる。
【００５５】
（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による信号処理装置及びプログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。以下では、本発明の信号処理装置及びプログラムを、音量調整装置及びプログラムに適用した例について説明する。
【００５６】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成及び動作
以下、第２の実施形態の音量調整装置１０Ａを搭載する通話装置１Ａの構成及び動作（実施形態に係る信号処理方法）について説明する。
【００５７】
第２の実施形態の音量調整装置１０Ａについても、上述の図１を用いて示すことができる。以下では、第２の実施形態の音量調整装置１０Ａの構成について、第１の実施形態との差異を説明する。
【００５８】
第２の実施形態の音量調整装置１０Ａでは、適用判定器１０４の処理が第１の実施形態と異なっている。第２の実施形態の適用判定器１０４は、生成する調整特性ＡＧの決定方法が第１の実施形態と異なっている。
【００５９】
第２の実施形態の適用判定器１０４は、有音判定結果情報Ｖ１が「１」（有音）である場合、第１の実施形態と同様に、環境特性Ａ１を調整特性ＡＧ１として出力する。また、有音判定結果情報Ｖ１が「１」（有音である）から「０」（有音でない）に変化した場合、適用判定器１０４は、環境特性Ａ１の成分を「特定の期間」をかけて、連続的に無特性（特性を適用しない）になるような調整特性ＡＧ１を出力する。これにより、適用判定器１０４では、２つの特性を補間する調整特性ＡＧ１が生成される。言い換えると、第２の実施形態の音量調整装置１０Ａでは、有音判定器１０１の切り替え前後における調整特性ＡＧの特性差を補間する。上述の「特定の期間」は設計者が任意に定めたものを適用するようにしてよい。上述の「特定の期間」としては、例えば、「６０ｍｓ」程度の期間を適用するようにしてもよい。
【００６０】
また、適用判定器１０４は、有音判定結果情報Ｖ１が「１」（有音である）から「０」（有音でない）に変化したタイミング以後に上述の特定の期間を設定したが、有音判定結果情報Ｖ１が０（有音でない）から１（有音である）に変化した以後のタイミングにも上述の特定の期間を設定し、補間する特性（２つの特性を補完する特性）を生成するようにしてもよい。
【００６１】
（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
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。
【００６２】
第２の実施形態の音量調整装置１０Ａでは、有音判定器１０１の判定結果が有音から非有音に変化しても、入力信号Ｓ１は連続的な信号であることに変わりはない。そこで、第２の実施形態の音量調整装置１０Ａの適用判定器１０４では、有音判定結果情報Ｖ１が切り替わったタイミング以後の特定の期間に、環境特性Ａ１の成分を無特性（特性を適用しない）とすることで、環境特性Ａ１を徐々に変化（滑らかに変化）させることができる。これにより、第２の実施形態の音量調整装置１０Ａでは、適用する環境特性Ａ１の変化（急激な変化）に起因する異音を防ぐことが可能となり、さらに、第１の実施形態の効果も保たれるため、結果として出力される音声の聴取品質を高めることが可能となる。
【００６３】
（Ｃ）第３の実施形態
以下、本発明による信号処理装置及びプログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。以下では、本発明の信号処理装置及びプログラムを、音量調整装置及びプログラムに適用した例について説明する。
【００６４】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成及び動作
以下、第３の実施形態の音量調整装置１０Ｂを搭載する通話装置１Ｂの構成及び動作（実施形態に係る信号処理方法）について説明する。
【００６５】
第３の実施形態の音量調整装置１０Ｂについても、上述の図１を用いて示すことができる。以下では、第３の実施形態の音量調整装置１０Ｂの構成について、第１及び第２の実施形態との差異を説明する。
【００６６】
第３の実施形態の音量調整装置１０Ｂでは、ラウドネス変換器１０２の処理が第１の実施形態と異なっている。第３の実施形態のラウドネス変換器１０２では、出力する環境特性Ａ１の推定方法が第１及び第２の実施形態と異なっている。
【００６７】
第１及び第２の実施形態では、図２に示すａｎを元に環境特性Ａ１を推定した。これに対して第３の実施形態のラウドネス変換器１０２では、周囲雑音信号Ｎ１の周波数特性も付与することにより、本発明の効果を向上させている。
【００６８】
以下では、図４を用いて、第３の実施形態のラウドネス変換器１０２が行う処理について説明する。
【００６９】
図４は、第３の実施形態のラウドネス変換器１０２が行う処理の過程について示した説明図である。
【００７０】
図４（ａ）は、所定の等ラウドネス曲線｛ａ１、ａ２、…｝の各曲線（ラウドネス特性）の構成について表形式で表した説明図である。
【００７１】
ラウドネス変換器１０２は、図４（ａ）に示す等ラウドネス曲線｛ａ１、ａ２、…｝から、入力された周囲雑音信号Ｎ１の音圧レベルに相当するラウドネス特性ａｎを選択する。
【００７２】
図４（ｂ）は、周囲雑音信号Ｎ１の音圧レベルに相当するラウドネス特性ａｎの構成について示した説明図である。
【００７３】
また、ラウドネス変換器１０２は、周囲雑音信号Ｎ１の周波数特性Ｎを推定する。
【００７４】
図４（ｃ）は、周囲雑音信号Ｎ１の周波数特性Ｎの構成について示した説明図である。
【００７５】
さらに、ラウドネス変換器１０２は、等ラウドネス曲線の選択に使用した基準周波数Ｆｆにおける周囲雑音信号Ｎ１の周波数特性Ｎ（Ｆｆ）を基準とした周波数特性差分ＤＮを算出する。
【００７６】
図４（ｄ）は、周波数特性差分ＤＮの構成について示した説明図である。
【００７７】
ラウドネス変換器１０２は、周波数特性差分ＤＮに、選択した等ラウドネス特性ａｎを加算した特性ｂｎを用いて環境特性Ａ１を推定する。
【００７８】
図４（ｅ）は、特性ｂｎの構成について示した説明図である。
【００７９】
図４（ｅ）に示すように、特性ｂｎは、ａｎ（Ｆ１）＋（Ｎ（Ｆ１）−Ｎ（Ｆｆ））、ａｎ（Ｆ２）＋（Ｎ（Ｆ２）−Ｎ（Ｆｆ））、…、ａｎ（Ｆｆ）、…、ａｎ（Ｆ２）＋（Ｎ（Ｆ２）−Ｎ（Ｆｆ））となる。
【００８０】
（Ｃ−２）第３の実施形態の効果
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。
【００８１】
第３の実施形態の音量調整装置１０Ｂでは、雑音特性も加味した特性で入力信号Ｓ１の調整を実施することができる。また、第３の実施形態の音量調整装置１０Ｂでは、第１の実施形態の効果も保たれるため、第１の実施形態と比較して、聴感的に違和感のない増幅量を決定することが可能となり、結果として出力される音声の聴取品質を高めることが可能となる。
【００８２】
なお、第２の実施形態において、第３の実施形態のラウドネス変換器１０２を適用するようにしても、本発明の効果は失われない。
【００８３】
（Ｄ）第４の実施形態
以下、本発明による信号処理装置及びプログラムの第４の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。以下では、本発明の信号処理装置及びプログラムを、音量調整装置及びプログラムに適用した例について説明する。
【００８４】
（Ｄ−１）第４の実施形態の構成
図５は、第４の実施形態に係る音量調整装置１０Ｃを搭載した通話装置１Ｃの機能的構成について示したブロック図である。
【００８５】
以下では、第４の実施形態の音量調整装置１０Ｃの構成について、第１〜第３の実施形態との差異を説明する。
【００８６】
第４の実施形態の音量調整装置１０Ｃでは、第１〜第３の実施形態と比較して、補間処理部としての適用特性生成器１０７が追加されている。また、第４の実施形態の音量調整装置１０Ｃでは、適用判定器１０４及びラウドネス変換器１０２の動作が第１〜第３の実施形態と異なっている。
【００８７】
ラウドネス変換器１０２は、周囲雑音信号Ｎ１から環境特性Ａ１を推定し、適用特性生成器１０７に供給する点で第１の実施形態と異なっている。
【００８８】
適用特性生成器１０７は、ラウドネス変換器１０２から出力される環境特性Ａ１を取得し、適用判定器１０４に対して適用環境特性ＡＩ４を出力する。
【００８９】
適用判定器１０４は、ラウドネス変換器１０２から出力される環境特性Ａ１の代わりに適用特性生成器１０７から出力される適用環境特性ＡＩ４を取得して利用する点で第１の実施形態と異なっている。
【００９０】
（Ｄ−２）第４の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第４の実施形態の通話装置１Ｃに搭載された音量調整装置１０Ｃの動作について説明する。
【００９１】
ラウドネス変換器１０２で推定された環境特性Ａ１は適用特性生成器１０７へ出力される。ラウドネス変換器１０２による環境特性Ａ１の推定方法は、第１の実施形態と同様である。
【００９２】
適用特性生成器１０７は、環境特性Ａ１を元に適用環境特性ＡＩ４を生成する。適用特性生成器１０７は、ラウドネス変換器１０２で環境特性Ａ１を推定する推定周期Ｋより、適用特性生成器１０７で適用環境特性ＡＩ４を出力する生成周期Ｔが小さくなっている。これにより、適用特性生成器１０７は、環境特性Ａ１のデータ間（推定周期Ｋの間隔で生成されるデータ）を補間した、適用環境特性ＡＩ４を生成する。適用特性生成器１０７が行う適用環境特性ＡＩ４の生成方法（環境特性Ａ１のデータ間の補間方法）については、複数考えられるが、その一例を以下に説明する。
【００９３】
図６は、適用特性生成器１０７の処理の例について示した説明図である。
【００９４】
以下では、適用特性生成器１０７で適用環境特性ＡＩ４を出力する時刻をＴｋ−１、Ｔｋ、Ｔｋ＋１、…Ｔｋ１、…と表す。この時のラウドネス変換器１０２で環境特性Ａ１を推定する時刻は、Ｔｋ、Ｔｋ１、…、となる。また、適用特性生成器１０７で取得する環境特性Ａ１は、ａｎ（Ｔｋ）、ａｎ（Ｔｋ１）となる。さらに、適用特性生成器１０７で生成される適用環境特性ＡＩ４は、ａｉ（Ｔｋ−１）、ａｉ（Ｔｋ）、ａｉ（Ｔｋ＋１）、…、ａｉ（Ｔｋ１）、…となる。
【００９５】
したがって、図６に示すように、適用特性生成器１０７では、環境特性ａｎ（Ｔｋ）が取得された後、再度ａｎ（Ｔｋ１）が取得されるまでに、適用環境特性が複数回生成されることになる。
【００９６】
図６に示すように、適用特性生成器１０７は、時刻Ｔｋで推定された環境特性ａｎ（Ｔｋ）と、直前で出力された適用環境特性ａｉ（Ｔｋ−１）とを用いて、差分特性ａｄ（Ｔｋ）を求める。適用特性生成器１０７は、以下の（１）式を用いて、各周波数成分の差分特性ａｄ（Ｔｋ）を求める。
ａｄ（Ｔｋ）＝ａｎ（Ｔｋ）−ａｉ（Ｔｋ−１）  …（１）
【００９７】
次に、適用特性生成器１０７は、同様に各周波数成分について時刻Ｔｋでの適用環境特性ａｉ（Ｔｋ）を以下の（２）式を用いて求める。
ａｉ（Ｔｋ）＝ａｉ（Ｔｋ−１）＋ａｄ（Ｔｋ）・（０．１）  …（２）
【００９８】
ラウドネス変換器１０２が動作を開始した直後は、直前で出力された適用環境特性が存在しないため、適用特性生成器１０７は、例えば、差分特性ａｄを０、直前の適用環境特性ａｉ（Ｔｋ−１）＝ａｎ（Ｔｋ）としてもよいが、この値に限らず、任意の値を設計して設定するようにしてもよい。
【００９９】
次に、適用特性生成器１０７は、差分特性ａｄ（Ｔｋ）と直前の適用環境特性ａｉ（Ｔｋ）を用いて、以下の（３）により、時刻Ｔｋ＋１の適用環境特性ａｉ（Ｔｋ＋１）を求め、適用環境特性ＡＩ４として出力する。なお、環境特性Ａ１が取得されない間、適用特性生成器１０７は、同様に直前の適用環境特性と差分特性から、適用環境特性を生成するようにしてもよい。
ａｉ（Ｔｋ＋１）＝ａｉ（Ｔｋ）＋ａｄ（Ｔｋ）・０．１  …（３）
【０１００】
ここでは、図６に示すように、適用特性生成器１０７で適用環境特性ＡＩ４を出力する生成周期Ｔは、ラウドネス変換器１０２で環境特性Ａ１を推定する推定周期Ｋの６分の１（Ｔ＝Ｋ／６）となっており、上記の（２）式及び（３）式においてａｄ（Ｔｋ）に乗じる係数を０．１とする例について示した。生成周期Ｔと推定周期Ｋと、上記の（２）式及び（３）式における係数（ａｄ（Ｔｋ）に乗じる係数）の関係については、実験等により最適な組み合わせを設計して適用するようにしても良い。
【０１０１】
（Ｄ−３）第４の実施形態の効果
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。
【０１０２】
第４の実施形態の通話装置１Ｃを構成する音量調整装置１０Ｃでは、環境特性Ａ１を補間する適用環境特性ＡＩ４を生成することで、ラウドネス変換器１０２での推定処理（推定処理の周期）を減らすことが可能となる。これにより、第４の実施形態では、通話装置１Ｃ（音量調整装置１０Ｃ）全体の処理負荷を低減させることができる。また、第４の実施形態の通話装置１Ｃ（音量調整装置１０Ｃ）では、第１の実施形態の効果も保たれるため、結果として出力される音声の聴取品質を高めることができる。
【０１０３】
また、第４の実施形態は、第１の実施形態に本実施形態の方式を適用（適用特性生成器１０７の追加等）したが、第２、第３の実施形態に本実施形態の方式を適用しても同様の効果を奏する。
【０１０４】
（Ｅ）他の実施形態
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。
【０１０５】
（Ｅ−１）上記の各実施形態では、本発明の信号処理装置を通話装置（電話装置）に適用する例について説明したが、放送装置、音楽再生装置といったスピーカから音声を出力するような装置に適用することも可能である。
【０１０６】
（Ｅ−２）上記の各実施形態の信号処理装置において、周波数変換された信号を調整するように説明したが、１または複数のフィルタ処理を用いることにより、周波数変換せず調整する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１…通話装置、１０…音量調整装置、１０１…有音判定器、１０２…ラウドネス変換器、１０３……音響特性調整器、１０４…適用判定器、１０５…周波数変換器、１０６…周波数逆変換器、２０…マイク装置、３０…スピーカ装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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