(57)【要約】【課題】聴力特性の劣化した人でも種々の音声を漏れなく聞き取ることができるようにする。【解決手段】聴力テストモード時に基準信号発生部６から発生される基準音声信号の周波数を可変してユーザの可聴周波数範囲を設定する可聴範囲設定部７と、通常モード時に音声入力部１より入力される音声信号のダイナミックレンジを、可聴範囲設定部７により設定された可聴周波数範囲内に収まるように補正するダイナミックレンジ補正部２とを設け、聴力低下によって聞こえなくなっている周波数の音声を、聞こえる周波数帯域の音声へと変換するようにすることにより、本来は聞こえないハズの音声も補正を通して聞こえるようにする。【選択図】　　　　図１
2004135220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準音声信号を発生する信号発生手段と、
上記基準音声信号の周波数を可変してユーザの可聴周波数範囲を設定する可聴範囲設定手段と、
入力される音声信号の周波数帯域を圧縮することにより、上記可聴範囲設定手段により設定された可聴周波数範囲内にダイナミックレンジが収まるように補正するダイナミックレンジ補正手段とを備えたことを特徴とする音声補正装置。
【請求項２】
上記入力される音声信号はナビゲーション装置の案内音声であることを特徴とする請求項１に記載の音声補正装置。
【請求項３】
基準音声信号を発生する信号発生手段と、
上記基準音声信号の周波数を可変してユーザの可聴周波数範囲を設定する可聴範囲設定手段と、
入力される音声信号の周波数帯域を圧縮することにより、上記可聴範囲設定手段により設定された可聴周波数範囲より所定のオフセット分だけ広い周波数範囲内にダイナミックレンジが収まるように補正するダイナミックレンジ補正手段とを備えたことを特徴とする音声補正装置。
【請求項４】
上記入力される音声信号は音楽であることを特徴とする請求項３に記載の音声補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は音声補正装置に関し、特に、個人個人で症状の異なる聴覚障害に合わせて音声信号を補正する音声補正装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−１０３２２６号公報
【特許文献２】特開平５−３１６５９７号公報
近年では高齢化が進んでおり、運転者の分布も高年齢層の方向へとスライドしている。年齢が高くなると、聴力特性が低下することがある。すなわち、高齢者は、可聴周波数範囲のダイナミックレンジが健聴者に比べて狭くなる傾向にある。また、高齢者でなくても、若者がヘッドフォン等の影響で難聴になった場合にも、可聴周波数範囲のダイナミックレンジは健聴者に比べて狭くなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような聴力低下が起こっていても、運転はそれまで通り行うことが多い。この場合、車外の踏み切り音やクラクション、緊急車両のサイレン、あるいは、車内の警告音やウィンカー音などをうまく聞き取ることができないなど、運転の危険度が増大するという問題があった。
【０００４】
また、ナビゲーション装置の案内音声や、カーオーディオ装置のラジオや音楽も聴きづらくなってしまう。そのため、せっかく積んでいる便利な機能やエンタテイメント系の機能を真に享受することができないという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、聴力特性の劣化した人でも種々の音声を漏れなく聞き取ることができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の音声補正装置では、基準音声信号の周波数を可変してユーザの可聴周波数範囲を設定しておき、入力される音声信号のダイナミックレンジを、設定された可聴周波数範囲内に収まるように補正する。または、入力される音声信号のダイナミックレンジを、設定された可聴周波数範囲より所定のオフセット分だけ広い周波数範囲内に収まるように補正するようにしても良い。
【０００７】
上記のように構成した本発明によれば、聴力低下によって本来は聞こえない周波数の音声が、聞こえる周波数帯域の音声へと変換されるので、聴力特性の劣化した人でも種々の音声を漏れなく聞き取ることが可能となる。また、例えば音楽等の音声信号については、可聴周波数範囲より多少広い周波数帯域へと変換することにより、聞こえていない部分の音声によって、実際に聞こえている音楽に深みを与えることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態による音声補正装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の音声補正装置は、音声入力部１、ダイナミックレンジ補正部２、セレクタ３、音声増幅部４、スピーカ５、基準信号発生部６、可聴範囲設定部７およびリモートコントローラ（リモコン）８を備えて構成されている。
【０００９】
基準信号発生部６は、人間の耳に音として知覚される約２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚの可聴周波数範囲内の基準音声信号を発生する。このとき基準信号発生部６は、ある周波数から低周波側に向かって徐々に周波数を変えながら基準音声信号を発生する。また、これとは逆に、ある周波数から高周波側に向かって徐々に周波数を変えながら基準音声信号を発生する。この基準音声信号は単純なビープ音のようなものでも良いし、メロディックな音声でも良い。
【００１０】
基準音声信号発生部６より出力された基準音声信号は、セレクタ３を通って音声増幅部４に入力される。音声増幅部４は、セレクタ３より入力された音声信号を所定量だけ増幅し、スピーカ５から出力する。このときセレクタ３は、リモコン８からの操作信号に応じて、基準信号発生部６からの基準音声信号とダイナミックレンジ補正部２からの音声信号とのうち、前者の基準音声信号を選択的に出力する。
【００１１】
上記リモコン８は、本実施形態の音声補正装置を含む車載機（例えば、ナビゲーション装置、カーオーディオ装置等）に対してユーザが各種の情報を設定したり、各種の操作を行ったりするための各種操作子（ボタンやジョイスティック等）を備えている。
【００１２】
例えばこのリモコン８を用いて、ユーザは設定メニュー画面の中から聴力テストモードと通常モードとの何れかを選択することができる。聴力テストモードを選択すると、セレクタ３は基準信号発生部６からの基準音声信号を選択する。一方、通常モードを選択すると、セレクタ３はダイナミックレンジ補正部２からの音声信号を選択する。
【００１３】
聴力テストモードにおいて、ユーザの可聴周波数範囲（ダイナミックレンジ）を決定する際にもリモコン８を用いる。すなわち、ユーザは、ある周波数から低周波側に向かって徐々に変化する基準音声信号をスピーカ５から聞きながら、音が聞こえなくなった時点で決定ボタンを押す。また、ある周波数から高周波側に向かって徐々に変化する基準音声信号をスピーカ５から聞きながら、音が聞こえなくなった時点で決定ボタンを押す。
【００１４】
上記決定ボタンの操作信号は、可聴範囲設定部７に送られる。可聴範囲設定部７は、基準信号発生部６から周波数を徐々に変えながら発生される基準音声信号と、リモコン８における決定ボタンの操作信号とを入力して、決定ボタンが押されたタイミングで入力されている基準音声信号の周波数に基づいてユーザの可聴周波数範囲を設定する。
【００１５】
すなわち、可聴範囲設定部７は、基準音声信号の周波数が低周波側に向かって徐々に小さく変化している際に、決定ボタンが押されたタイミングの周波数を最小可聴周波数として設定する。また、基準音声信号の周波数が高周波側に向かって徐々に大きく変化している際に、決定ボタンが押されたタイミングの周波数を最大可聴周波数として設定する。
【００１６】
このような可聴周波数範囲の設定は、個々のユーザ毎に別個に行う。設定された可聴周波数範囲の情報は、ユーザ毎に図示しない記録媒体に記憶される。そして、この記録媒体に記憶された各ユーザの可聴周波数範囲情報が、音声入力部１を通じて入力される音声信号の補正に使われる。
【００１７】
音声入力部１は、補正対象の音声信号（例えば、ナビゲーション装置の案内音声、カーオーディオ装置のラジオ音声や音楽など）を本実施形態の音声補正装置に入力する。ダイナミックレンジ補正部２は、音声入力部１より入力された音声信号の周波数帯域を圧縮することにより、可聴範囲設定部７により設定されたユーザの可聴周波数範囲内にダイナミックレンジが収まるように補正する。
【００１８】
図２は、このダイナミックレンジ補正部２が行う補正の内容をイメージ的に示す図である。図２（ａ）に示す特性図は、健聴者の聴覚特性を示す。この図２（ａ）において、横軸は周波数、縦軸は音の聞きやすさを示す。音の聞きやすさは最小可聴レベル［ｄＢ］の逆数によって表される。すなわち、グラフ中でピークとなる中周波域は最小可聴レベルが最も小さいことを示している。
【００１９】
あるユーザが聴力テストを行った結果、低周波側では４０Ｈｚのときに決定ボタンが押され、高周波側では１６ＫＨｚのときに決定ボタンが押されたとする。この場合のユーザは、４０Ｈｚ以下の低音と１６ＫＨｚ以上の高音とが何らかの聴覚障害によって聴きにくくなっているということである。
【００２０】
そこでダイナミックレンジ補正部２は、図２（ｂ）に示すように、健聴者であれば２０〜２０ＫＨｚ程度あるダイナミックレンジを、４０〜１６ＫＨｚの周波数範囲内に全ての音が収まるように圧縮する。このような周波数範囲の補正は、音声入力部１より入力される音声信号の周波数をシフトすることによって行う。具体的には、例えば特開平５−３１６５９７号公報に記載の周波数圧縮技術を用いることが可能である。
【００２１】
すなわち、健聴者の可聴範囲である２０〜２０ＫＨｚのダイナミックレンジを複数の帯域に分割し、それぞれの帯域毎に以下のような処理を行う。まず、帯域分割された音声信号の包絡線成分を算出するとともに、瞬時周波数成分を算出する。そして、瞬時周波数成分に対して係数の乗除算、定数の加減算などを行うことにより、瞬時周波数成分の周波数変換を行う。
【００２２】
さらに、周波数変換された瞬時周波数成分からＦＭ成分を生成し、このＦＭ成分と包絡線成分とを掛け合わせる。そして、このようにして周波数変換された各帯域の信号を合成することにより、各周波数帯域の成分を圧縮して低周波側または高周波側に移動した音声信号を生成する。分割した周波数帯域の信号を圧縮してその一部を低周波側に移動するとともに、一部を高周波側に移動することにより、図２のように低周波側と高周波側との両方を圧縮することも可能である。
【００２３】
次に、上記図１のように構成した音声補正装置の動作を説明する。まず、ユーザはリモコン８を操作して聴力テストモードを選択する。図３は、聴力テストを行う際の手順を画面イメージで示した図である。このうち図３（ａ）は、車載機が備える表示装置上に表示される所定の設定メニュー画面を示す。この設定メニュー画面の中から「音声の自動調整」という項目を選択することによって、聴力テストモードに設定することができる。
【００２４】
聴力テストモードが選択されると、画面上には図３（ｂ）のようなメッセージが表示される。そして、基準信号発生部６から周波数を徐々に変えながら基準音声信号が発生され、それがセレクタ３および音声増幅部４を通ってスピーカ５から出力される。ユーザは、この基準音声信号を聞きながら、音が聞こえなくなった時点で決定ボタンを押す。この動作を低周波側および高周波側の双方で行う。これに応じて可聴範囲設定部７は、決定ボタンが押されたときの基準音声信号の周波数に基づいてユーザの可聴周波数範囲を設定する。
【００２５】
以上で聴力テストは終了する。聴力テスト終了後は、ナビゲーション装置やカーオーディオ装置等の車載機を普通に使用することができる。この場合、これらの車載機で発生された音声信号は、音声入力部１から本実施形態の音声補正装置に入力される。そして、この音声入力部１より入力された音声信号がダイナミックレンジ補正部２により図２のように補正され、補正後の音声信号がセレクタ３および音声増幅部４を通ってスピーカ５から出力される。
【００２６】
なお、ここではナビゲーション装置やカーオーディオ装置等の音声を本実施形態の音声補正装置で補正する例について説明しているが、車内の警告音やウィンカー音を音声入力部１から入力して補正するようにしても良い。また、車外にマイクを取り付け、そのマイクを通じて外部の踏み切り音やクラクション、緊急車両のサイレン等を音声入力部１から入力して補正するようにしても良い。また、車内にマイクを取り付け、そのマイクを通じて同乗者の会話を音声入力部１から入力して補正するようにしても良い。
【００２７】
図４は、ダイナミックレンジ補正部２が行う補正の他の例をイメージ的に示す図である。このうち図４（ａ）は図２（ａ）と同じである。また、あるユーザが聴力テストを行った結果も図２の場合と同じとする。すなわち、可聴範囲設定部７は、４０〜１６ＫＨｚをユーザの可聴周波数範囲として設定しているものとする。
【００２８】
図４（ｂ）の例で、ダイナミックレンジ補正部２は、可聴範囲設定部７により設定された４０〜１６ＫＨｚの可聴周波数範囲より所定のオフセット分だけ広い周波数範囲内に収まるように入力音声信号のダイナミックレンジを補正する。例えば、低周波側には１０Ｈｚ程度のオフセット、高周波側には１ＫＨｚ程度のオフセットを付加する。
【００２９】
オフセットされた部分の音声は実際には聞こえないが、この聞こえていない部分の音声によって、実際に聞こえている可聴周波数範囲内の音楽に深みを与えることができる。よって、音声入力部１より入力される音声信号が音楽の場合には特に有効である。なお、オフセット量を可変とし、入力音声信号が音楽の場合には上述のようなオフセットを付加し、それ以外の音声信号の場合にはオフセット量を０とするようにしても良い。
【００３０】
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、個人個人で症状の異なる聴覚障害を加味した形の補正を行うことにより、聴力低下によって本来は聞こえない周波数の音声が、聞こえる周波数帯域の音声へと変換されるので、聴力特性の劣化した人でも種々の音声を漏れなく聞き取ることができる。これにより、運転の危険度の増大を防ぐことができるとともに、ナビゲーション装置やエンタテイメント系のメリットを聴力障害者にも提供することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は上述したように、基準音声信号の周波数を可変してユーザの可聴周波数範囲を設定しておき、入力される音声信号のダイナミックレンジを、設定された可聴周波数範囲内に収まるように補正するようにしたので、聴力低下によって本来は聞こえないハズの音声も補正を通して聞こえるようになり、聴力特性の劣化した人でも種々の音声を漏れなく聞き取ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態による音声補正装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態のダイナミックレンジ補正部が行う補正の内容をイメージ的に示す図である。
【図３】本実施形態の聴力テストを行う際の手順を画面イメージで示す図である。
【図４】本実施形態のダイナミックレンジ補正部が行う補正内容の他の例をイメージ的に示す図である。
【符号の説明】
１　音声入力部
２　ダイナミックレンジ補正部
３　セレクタ
４　音声増幅部
５　スピーカ
６　基準信号発生部
７　可聴範囲設定部
８　リモコン
【図１】
2004135220.tif 000003
【図２】
2004135220.tif 000004
【図３】
2004135220.tif 000005
【図４】
2004135220.tif 000006