(57)【要約】本発明は音声出力を制御するための方法（３００）及びシステム（１００）に関する。この方法には、音声信号及び電圧レベル信号を入力する工程（３１２）と、音声信号及び電圧レベル信号を測定する工程（３１４）と、所定の対応するゲイン目標値（１３８）の属する１つ以上のテーブル（１３４）に対し音声信号をマッピングする工程（３１６）と、音声信号に対する１つ以上のゲイン目標値を選択する（３１８）工程とが含まれる。マッピングする工程及び選択する工程は、少なくとも部分的には、電圧レベル信号の測定値及び音声信号の測定値に基づく。また、この方法には、音声信号に対しゲイン目標値を適用する工程（３２０）も含まれる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声出力を制御するための方法であって、
音声信号及び電圧レベル信号を入力する信号入力工程と、
音声信号及び電圧レベル信号を測定する信号測定工程と、
所定の対応するゲイン目標値の属する１つ以上のテーブルに対し音声信号をマッピングする信号マッピング工程と、
音声信号に対する１つ以上のゲイン目標値を選択するゲイン目標値選択工程と、
音声信号に対しゲイン目標値を適用するゲイン目標値適用工程と、
信号マッピング工程及びゲイン目標値選択工程は少なくとも部分的には電圧レベル信号の測定値及び音声信号の測定値に基づくこととからなる方法。
【請求項２】
所定の対応するゲイン目標値のうちの少なくとも一部は音声信号を圧縮することにより音声信号のクリッピングを減少させる１つ以上の伝達関数を記述する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
信号測定工程中に音声信号の値の増大が判定されることに従い、音声信号の圧縮が増大されるようにゲイン目標値が選択される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
信号マッピング工程は所定の対応するゲイン目標値の属する複数のテーブルのうちの１つに対し音声信号をマッピングする工程を含むことと、
第１のテーブルの所定の対応するゲイン目標値のうちの少なくとも一部は音声信号を圧縮する１つ以上の伝達関数を記述することと、
続く各テーブルの所定の対応するゲイン目標値は先のテーブルの対応するゲイン目標値により記述される伝達関数より大きな程度まで音声信号を圧縮する１つ以上の伝達関数を記述することとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
テーブルの各々は電圧レベル信号の複数の所定範囲のうちの１つに対応する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
電圧レベル信号が減少して第１の所定範囲から第２の所定範囲へと低下するに従い、音声信号がマッピングされるテーブルは先のテーブルの対応するゲイン目標値により記述される伝達関数と比較して音声信号の圧縮の増大を生じる１つ以上の伝達関数を記述する所定の対応するゲイン目標値を含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
音声出力を制御するためのシステムであって、
フィードバックループと、
圧縮器と、
フィードバックループは圧縮器に電圧レベル信号を入力することと、
圧縮器は音声信号をサンプリングすることと、
圧縮器は音声信号及び電圧レベル信号を測定することと、
圧縮器は所定の対応するゲイン目標値の属する１つ以上のテーブルに対し音声信号をマッピングすることと、
圧縮器は音声信号に対する１つ以上のゲイン目標値を選択することと、
圧縮器は少なくとも部分的には音声信号の測定値及び電圧レベル信号の測定値に基づき音声信号をマッピングし、かつ、ゲイン目標値を選択することと、
圧縮器は音声信号に対しゲイン目標値を適用することとを含むシステム。
【請求項８】
所定の対応するゲイン目標値のうちの少なくとも一部は音声信号を圧縮することにより音声信号のクリッピングを減少させる１つ以上の伝達関数を記述する請求項７に記載のシ
ステム。
【請求項９】
圧縮器は、音声信号の値の増大を測定することに従い、音声信号の圧縮の増大を生じるゲイン目標値を選択する請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
圧縮器は所定の対応するゲイン目標値の属する複数のテーブルのうちの１つに対し音声信号をマッピングすることと、
第１のテーブルの所定の対応するゲイン目標値のうちの少なくとも一部は音声信号を圧縮する１つ以上の伝達関数を記述することと、
続く各テーブルの所定の対応するゲイン目標値は先のテーブルの対応するゲイン目標値により記述される伝達関数より大きな程度まで音声信号を圧縮する１つ以上の伝達関数を記述することとを含む請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハンドヘルドデバイスに関する。より詳細には、本発明はハンドヘルドデバイス用の音声システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、移動体電気通信機器及びゲーム機器など、多くのハンドヘルドデバイスでは、それらのデバイスの電子部品に電力を供給するためにバッテリが用いられる。それらのデバイスのほとんどには、声や、又はデジタル的に生成される音色などのトーンを放送するために、１つ以上のスピーカが備えられる。
【０００３】
一般に、それらのデバイスのスピーカを駆動するために、出力増幅器が用いられる。それらのデバイスのバッテリにより、直接的に出力増幅器に電圧が供給される。結果として、出力増幅器の出力はバッテリにより供給される電圧に依存する。この関係のため、バッテリの充電が低下し始めるにつれて、出力増幅器の出力は影響を受ける。しかしながら、出力増幅器に入力される信号の電圧レベルは出力増幅器の出力の電圧レベルよりも充分に低く、バッテリ電圧の変動と事実上無関係であることは明らかである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、バッテリ電圧が低下するとき、出力増幅器からの出力信号がクリップされる場合がある。このクリッピングにより低品質の音声が生成されるため、スピーカから放送されるときにデバイスのユーザが聴く信号が歪んでいる場合がある。したがって、音声を出力するデバイスの電力供給が悪化し始めるとき、そのデバイスにより生成される音声の品質を維持するためのシステム及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は音声出力を制御するための方法に関する。この方法には、音声信号及び電圧レベル信号を入力する工程と、音声信号及び電圧レベル信号を測定する工程と、所定の対応するゲイン目標値の属する１つ以上のテーブルに対し音声信号をマッピングする工程と、音声信号に対する１つ以上のゲイン目標値を選択する工程と、音声信号に対しゲイン目標値を適用する工程とが含まれる。マッピングする工程及び選択する工程は、少なくとも部分的には、電圧レベル信号の測定値及び音声信号の測定値に基づく。
【０００６】
一構成では、所定の対応するゲイン目標値のうちの少なくとも一部は、音声信号を圧縮することにより音声信号のクリッピングを減少させる１つ以上の伝達関数を記述する。これに加えて、測定する工程中に音声信号の値の増大が判定されることに従い、音声信号の圧縮が増大されるようにゲイン目標値が選択される。
【０００７】
別の構成では、マッピングする工程には、所定の対応するゲイン目標値の属する複数のテーブルのうちの１つに対し音声信号をマッピングする工程が含まれる。第１のテーブルの所定の対応するゲイン目標値のうちの少なくとも一部は、音声信号を圧縮する１つ以上の伝達関数を記述し、続く各テーブルの所定の対応するゲイン目標値は、先のテーブルの対応するゲイン目標値により記述される伝達関数より大きな程度まで音声信号を圧縮する、１つ以上の伝達関数を記述する。テーブルの各々は電圧レベル信号の複数の所定範囲のうちの１つに対応する。また、電圧レベル信号が減少して第１の所定範囲から第２の所定範囲へと低下するに従い、音声信号がマッピングされるテーブルには、先のテーブルの対応するゲイン目標値により記述される伝達関数と比較して音声信号の圧縮の増大を生じる
１つ以上の伝達関数を記述する所定の対応するゲイン目標値が含まれる。
【０００８】
入力する工程、測定する工程、マッピングする工程、選択する工程及び適用する工程は、通信デバイスにおいて実行される。この通信デバイスはスピーカに接続された出力増幅器を備えており、この方法には、出力増幅器に音声信号を出力する工程が含まれる。また、この方法には、入力する工程の前に電圧レベル信号をデジタル化する工程も含まれる。別の構成では、音声信号が所定の閾値未満であることが測定されるとき、テーブルから選択される所定の対応するゲイン目標値により恒等（ｕｎｉｔｙ）の伝達関数が記述される。
【０００９】
また本発明は、音声出力を制御するためのシステムに関する。このシステムは、フィードバックループと、圧縮器とを備える。フィードバックループは圧縮器に電圧レベル信号を入力し、圧縮器は音声信号をサンプリングする。圧縮器は音声信号及び電圧レベル信号を測定し、所定の対応するゲイン目標値の属する１つ以上のテーブルに対し音声信号をマッピングし、音声信号に対する１つ以上のゲイン目標値を選択し、音声信号に対しゲイン目標値を適用する。圧縮器は、少なくとも部分的には音声信号の測定値及び電圧レベル信号の測定値に基づき、音声信号をマッピングし、ゲイン目標値を選択する。また、このシステムは、上述の処理を実行するために適切なソフトウェア及び回路を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１には、音声出力を制御するためのシステム１００を示す。システム１００は、圧縮器１１０、フィードバックループ１１２、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１１４、出力増幅器１１６及びスピーカ１１８を備え得る。フィードバックループ１１２がアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１２０を備えてもよい。さらにまた、入力１２２が圧縮器１１０に接続されており、圧縮器１１０はＤ／Ａ変換器１１４に接続されている。Ｄ／Ａ変換器１１４は出力増幅器１１６に接続されており、出力増幅器１１６はスピーカ１１８に接続されている。＋Ｖの電圧供給が出力増幅器１１６に接続されており、この＋Ｖの電圧供給はフィードバックループ１１２によりＡ／Ｄ変換器１２０を通じて圧縮器１１０に接続されている。このように、電圧レベル信号がフィードバックループ１１２を通じて圧縮器１１０に入力され得る。一構成では、上述の部品の各々は、移動体電話又はパーソナル・デジタル・アシスタントなどの通信デバイス１２４の一部である。これらの部品の各々は他の適切なデバイスの一部であり得るので、当然のことながら、本発明はこれに関連して限定されない。さらに、システム１００は示した部品に限定されないことが、当業者には認められるであろう。
【００１１】
入力１２２は、例えば、デジタル音声信号を圧縮器１１０に入力し、後述のように、圧縮器１１０はこの音声信号を修正する。続いて圧縮器１１０は、この音声信号をＤ／Ａ変換器１１４に伝達する。Ｄ／Ａ変換器１１４は、この音声信号をアナログ信号に変換して、出力増幅器１１６に転送する。出力増幅器１１６はスピーカ１１８を駆動し、スピーカ１１８は音声信号を放送する。
【００１２】
一構成では、Ａ／Ｄ変換器１２０が＋Ｖの電圧供給からの電圧レベル信号をデジタル化し、圧縮器１１０は、フィードバックループ１１２を通じて、この電圧レベル信号を監視する、即ち、測定する。これに加えて、圧縮器１１０は入力音声信号を測定する。これらの測定値に基づき、圧縮器１１０は音声信号を修正する。例えば、圧縮器１１０は、電圧レベル信号が、したがって＋Ｖの電圧供給が、一定の閾値まで低下すると判定した場合、音声信号を圧縮することにより音声信号のクリッピングを防止しようとする。この処理を以下で詳細に説明する。
【００１３】
図２には、圧縮器１１０の内部部品の一部を示す。一例として、圧縮器１１０は絶対値
部１２６、比較器１２８、メモリ１３０及びゲイン部１３２を備える。メモリ１３０には１つ以上のテーブル１３４がプログラムされており、比較器１２８はそれらのテーブル１３４の各々へのアクセスを有する。一構成では、テーブル１３４の各々には、所定の入力測定値１３６と、この所定の入力測定値１３６に対応する所定のゲイン目標値１３８が含まれる。この入力測定値１３６は、例えば、音声信号などの、所定信号レベルである。さらに、入力音声信号に対し適用されるときに、その信号を圧縮することなどにより信号を修正することができる１つ以上の伝達関数が、対応するゲイン目標値１３８により記述される。本発明には、１つを含め、適切な数のテーブル１３４が含まれる。一特定構成では、各テーブル１３４は、電圧レベル信号の複数の所定の範囲１４０のうちの１つに関連付けられる、即ち、複数の所定範囲１４０のうちの１つに対応する。本発明では、任意の適切な数の所定範囲１４０が用いられる。
【００１４】
図３には、音声出力を制御する方法３００を示す。図１，２に示す部品を参照して方法３００を説明するが、他の適切なシステムにおいて方法３００を実施できることに留意する必要がある。方法３００は、工程３１０にて開始する。工程３１２にて、デジタル音声信号などの音声信号と、電圧レベル信号とが入力される。一例として、図１，２では、圧縮器１１０の比較器１２８に入力１２２を通じて音声信号が入力される。一構成では、図２に示すように、絶対値部１２６がこの音声信号の絶対値を算出し、その絶対値を比較器１２８へ伝達する。これに加えて、図１，２に示すように、圧縮器１１０の比較器１２８にフィードバックループ１１２を通じて電圧レベル信号が入力される。このように、比較器１２８は出力増幅器１１６に対し供給されている＋Ｖの供給電圧を監視することが可能である。一構成では、Ａ／Ｄ変換器１２０は、電圧レベル信号が比較器１２８に入力される前に、その電圧レベル信号をデジタル化する。
【００１５】
図３の方法３００では、工程３１４に示すように、音声信号及び電圧レベル信号が測定される。一例として、再び図１，２を参照すると、比較器１２８は、入力１２２から受信される入力音声信号と、フィードバックループ１１２から受信される電圧レベル信号とを測定する。図３では、工程３１６にて、所定の対応するゲイン目標値の属する１つ以上のテーブルに対して音声信号がマッピングされ、工程３１８にて、１つ以上の対応するゲイン目標値が選択される。一特定構成では、音声信号がマッピングされるテーブルと、選択されるゲイン目標値とは、少なくとも部分的には、電圧レベル信号の測定値と、音声信号の測定値とに基づく。
【００１６】
一例として、図２では、圧縮器１２８は、電圧レベル信号を測定した後、音声信号を複数のテーブル１３４のうちの１つと比較する、即ち、テーブル１３４のうちの１つに対し音声信号をマッピングする。このマッピング工程には、電圧レベル信号の含まれる所定範囲１４０に対応するテーブル１３４を比較器１２８が選択することが含まれる。例えば、ＶＬＳで示す電圧レベル信号が所定の値Ｖ０未満である場合、比較器１２８は参照番号１で示されるテーブル１３４に対し音声信号をマッピングする。別の例として、ＶＬＳが所定の値Ｖ１より高く、かつ、所定の値Ｖ２以下である場合、比較器１２８は参照番号３で示されるテーブル１３４に対し音声信号をマッピングする。
【００１７】
比較器１２８は、特定のテーブル１３４に対し音声信号をマッピングするとき、入力音声信号の値を所定の入力測定値１３６と比較する。この比較結果に基づき、続いて比較器１２８は、この音声信号の値に一致する入力測定値１３６に対応するゲイン目標値１３８を選択する。
【００１８】
図３の方法３００では、工程３２０にて示すようにこのゲイン目標値が音声信号に対し適用される。工程３２２にて、方法３００は終了する。一例として、図２では、対応するゲイン目標値１３８が選択されると、選択されたゲイン目標値１３８がゲイン部１３２に
より音声信号に対し適用され、この音声信号は続いてＤ／Ａ変換器１１４に送信される。
【００１９】
一構成では、音声信号のマッピングされたテーブル１３４のゲイン目標値１３８の少なくとも一部により、音声信号を圧縮する１つ以上の伝達関数が記述される。このように、比較器１２８が電圧レベル信号を測定し、＋Ｖの供給電圧（図１を参照）の低下を検出したとき、＋Ｖの供給電圧の低下のために音声信号がクリップされる機会は、圧縮により減少され得る。
【００２０】
一特定構成では、特定のテーブル１３４において、入力音声信号の値が増大することに従い、より大きな圧縮を提供する１つ以上の伝達関数を記述する、対応するゲイン目標値１３８が選択される。反対に、音声信号の値が減少することに従い、より小さな圧縮しか生じない又は全く圧縮を生じない対応するゲイン目標値１３８が選択される。音声信号に対し適用され得る圧縮曲線のグラフを示す図４に、この処理の一例を示す。図４では、グラフは、例えば、圧縮器１１０への入力音声の値と、例えば、圧縮器１１０からの出力音声の値とに基づく。曲線４１０では、入力音声信号の値が増大することに従い、音声信号の圧縮が増大する。一構成では、入力音声信号の値が所定の閾値ＩＴ以下に留まる場合、音声信号はほぼ圧縮されないか、又は全く圧縮されない。一例として、入力音声信号がＩＴ以下のとき、比較器１２８の選択する対応するゲイン目標値１３８により１の即ち恒等の伝達関数が記述される。しかしながら、音声信号の圧縮は他の適切な値で発生してもよく、又は全く発生しなくてもよいので、本発明はこれに関連して限定されない。
【００２１】
別の構成では、図２において、複数のテーブル１３４が用いられる場合、いずれの特定のテーブル１３４が選択されるかに基づき、即ち、いずれのテーブル１３４に対し音声信号がマッピングされるかに基づき、圧縮の量が変化する。例えば、比較器１２８が参照番号２で表されるテーブル１３４に対し音声信号をマッピングする場合、このテーブル１３４により提供される圧縮の量は、参照番号１で示されるテーブル１３４のゲイン目標値１３８を選択することにより提供される量より少ない。参照番号２により表されるテーブル１３４は、参照番号１により表されるテーブル１３４の電圧レベル信号より高い電圧レベル信号に関連する。このように、より高い電圧レベル信号では、特定のテーブル１３４を選択することに基づき、音声信号の圧縮はより少ない。反対に、より低い電圧レベル信号では、音声信号がマッピングされるテーブル１３４は音声信号の圧縮をより多く生じる目標ゲイン１３８を含むので、音声信号の圧縮はより多い。
【００２２】
この特定の圧縮スキームは、第１のテーブル１３４のゲイン目標値１３８により、音声信号を圧縮する１つ以上の伝達関数が記述され、次に続く各々のテーブル１３４のゲイン目標値１３４により、先のテーブル１３４のゲイン目標値１３８により記述される伝達関数より大きな程度で音声信号を圧縮する伝達関数が記述され得るように、圧縮器１１０の全てのテーブル１３４に対し適用される。音声信号に対し適用され得る幾つかの圧縮曲線のグラフを示す図５に、このスキームの一例を示す。
【００２３】
図５では、曲線５１０，５１２，５１４，５１６は圧縮曲線を表し、各曲線は特定のテーブル１３４に関連し、したがって電圧レベル信号の特定の所定範囲１４０に関連する。例えば、図２，５では、曲線５１０は、参照番号１で示されるテーブル１３４に対し音声信号がマッピングされるとき、その音声信号に対し適用される圧縮曲線を表す。このテーブル１３４は、ＶＬＳがＶ０以下である所定範囲１４０に関連する。この所定範囲１４０ではＶＬＳは最も低い範囲に含まれ、したがって、クリッピングを防止するにはより多くの量の圧縮が必要である。
【００２４】
対照的に、ＶＬＳが所定の値Ｖｎより大きく、最も高い所定範囲１４０の内にある場合、参照記号Ｘで示されるテーブル１３４に対し音声信号がマッピングされる。このテーブ
ル１３４のゲイン目標値１３８により、先のテーブル１３４のうちのいずれと比較されるときよりも少なくしか音声信号の圧縮を生じない伝達関数が記述される。この例では、＋Ｖの供給電圧がより高いので、音声信号がクリップされる機会は減少し、より少ない圧縮しか必要でない。
【００２５】
最後に、ＶＬＳが減少し、ＶＬＳがＶｎより大きい場合など第１の所定範囲１４０から、ＶＬＳがＶ１より大きく、かつ、Ｖ２以下である場合など第２の所定範囲へと低下する場合がある。本発明の構成により、音声信号は、第１の所定範囲１４０に関連する先のテーブル１３４に対しマッピングされる場合と比較して圧縮をより多く生じる、第２の所定範囲１４０に関連するテーブル１３４に対しマッピングされる。したがって、＋Ｖの供給電圧が次第に低下することに従い、音声信号の圧縮はより多く生じる。別の構成では、図４を参照して上で述べたように、曲線５１０〜５１６の各々には、音声信号のレベルが低いときにほぼ圧縮を生じない、又は、全く圧縮を生じない所定の閾値ＩＴが含まれる。
【００２６】
本発明には適切な数の所定範囲１４０が含まれ得ることが理解される。さらに、音声信号は他の適切な手法で修正され得るので、本発明は図４又は５に示す圧縮のレベルに限定されない。圧縮器１１０（図１を参照）はアナログ信号を処理する圧縮器であり得るので、本発明がデジタル信号の処理に限定されないことが、当業者には認められるであろう。上述の処理はスピーカを備える通信デバイスにおいて実行され得るが、他の適切なデバイスにおいて本発明が用いられ得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の構成による音声出力を制御するためのシステムを示す図。
【図２】本発明の構成による図１のシステムの部品を詳細に示す図。
【図３】本発明の構成による音声出力を制御するための方法を示す図。
【図４】本発明の構成による圧縮曲線のグラフ。
【図５】本発明の構成による複数の圧縮曲線のグラフ。
【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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【国際調査報告】
2007512733.tif 000008
2007512733.tif 000009
2007512733.tif 000010