(57)【要約】【課題】本発明の目的は、周囲の騒音が急激に変化するような場所であっても、通話相手の携帯電話から送信されてくる音をユーザが正確に聞き取ることを可能にできる音声処理装置を提供する。【解決手段】マイク３０は、携帯電話２のユーザの音声および当該携帯電話２の周囲の騒音を集音して、Ａ／Ｄ変換器１５にアナログ信号としてＡ／Ｄ変換器１５に出力する。騒音検知部５は、Ａ／Ｄ変換器１５を経由して出力されてきたデジタル信号の中から、騒音信号の強度のみを検知する。携帯電話２は、通話相手の携帯電話から送信されてくる音声のアナログ信号をＡ／Ｄ変換器２０に出力する。通話音質制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２０を経由して出力されてきたデジタル信号の強度を、騒音検知部５で検知された騒音の強度以上の強度に変換して、Ｄ／Ａ変換器２５に出力する。スピーカー３５は、携帯電話２の通話相手の音声を出力する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電話と着脱自在に接続され、当該携帯電話から出力される通話相手の音声信号を処理して音声を出力する音声処理装置であって、
前記携帯電話が使用されている周辺環境の音を集音するマイクと、
前記マイクが集音した周辺環境の音の成分を解析することにより、当該周辺環境における騒音成分の大きさを検知する検知手段と、
前記携帯電話から出力される音声信号のレベルを、前記検知手段が検知した騒音の大きさ以上に増幅する増幅手段と、
前記増幅手段が増幅した音声信号に基づいて、前記携帯電話の通話相手の音声を出力する出力手段とを備える、音声処理装置。
【請求項２】
前記増幅手段は、前記検知手段が検知した騒音の大きさが増加傾向にある場合には、前記携帯電話から出力される音声信号のレベルを、当該騒音の大きさと略同等に増幅することを特徴とする、請求項１に記載の音声処理装置。
【請求項３】
前記増幅手段は、前記検知手段が検知した騒音の大きさが単位時間当たりに所定値よりも大きく減少した場合には、前記携帯電話から出力される音声信号を、前記騒音の大きさから前記所定値を引き算したレベルに増幅することを特徴とする、請求項２に記載の音声処理装置。
【請求項４】
自動車に搭載されて使用され、
前記検知手段が検知する騒音は、前記自動車の走行騒音であって、
前記検知手段は、前記自動車の走行騒音に特有の周波数特性を利用して、前記周辺環境における騒音の大きさを検知することを特徴とする、請求項１に記載の音声処理装置。
【請求項５】
前記検知手段は、常時は、前記マイクが集音した周辺環境の音の大きさを前記周辺環境の騒音の大きさとして検知し、前記マイクが集音した周辺環境の音の大きさが、直前に検知した騒音の大きさに所定値を足し算した大きさよりも大きい場合には、当該直前に検知した騒音の信号の大きさに当該所定値を足し算した大きさを、前記周辺環境の騒音の大きさとみなして検知することを特徴とする、請求項４に記載の音声処理装置。
【請求項６】
前記所定値は、前記マイクが集音した周辺環境の音のうち所定周波数よりも高い周波数の音の大きさの、前記マイクが集音した周辺環境の音のうち所定周波数よりも低い周波数の音の大きさに対する比に基づいて、定められる値であることを特徴とする、請求項４に記載の音声処理装置。
【請求項７】
前記所定値は、前記マイクが集音した周辺環境の音のうち所定周波数よりも高い周波数の音の大きさの、前記マイクが集音した周辺環境の音のうち所定周波数よりも低い周波数の音の大きさに対する比の対数値と比例関係にある値であることを特徴とする、請求項５に記載の音声処理装置。
【請求項８】
前記検知手段は、前記周辺環境における騒音成分の大きさを所定の周波数毎に検知し、
前記増幅手段は、前記携帯電話から出力される音声信号のレベルを、各前記所定の周波数毎に、前記検知手段が検知した騒音の大きさ以上に増幅することを特徴とする、請求項１に記載の音声処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声処理装置に関する発明であって、より特定的には、携帯電話と着脱自在に接続され、当該携帯電話から出力される通話相手の音声信号を処理して音声を出力する音声処理装置に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の携帯電話では、自動車の中や街中のような騒音が多い場所において、携帯電話から出力される音が周囲の騒音にかき消されてしまい、携帯電話のユーザが、通話相手と会話しづらくなるという問題点があった。
【０００３】
上記問題を解決すべく、携帯電話の周囲の騒音の大きさの変化に応じて、通話相手の携帯電話から送信されてくる音の大きさを調節して出力する音声処理装置が存在する。より具体的には、周囲の騒音が大きくなった場合には、当該音声処理装置は、通話相手の携帯電話から送信されてくる音を大きくして出力する。一方、周囲の騒音が小さくなった場合には、当該音声処理装置は、通話相手の携帯電話から送信されてくる音を小さくして出力する。このような音声処理装置には、人間の耳の性質に基づいて、出力する音の大きさを調節するものが一般的である。
【０００４】
ここで、人間の耳の性質について簡単に説明する。人間の耳は、音が急激に大きくなることに対して敏感である。すなわち、人間は、静かな場所において、突然大きな音を聞けば、驚いたり不快に感じたりする。
【０００５】
そこで、周囲の騒音が突然大きくなった場合には、音声処理装置は、通話相手の携帯電話から送信されてくる音を急激に大きくして出力するのではなく、徐々に当該通話相手の携帯電話から送信されてくる音を大きくして出力する。これにより、当該携帯電話を使用する物は、通話相手の携帯電話から送信されてくる音を不快感等を抱くことなく聞くことが可能となる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１８６５４０号公報（段落番号５４）
【０００７】
上記特許文献１には、上記音声処理装置が搭載されたナビゲーション装置が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、自動車の車内のように、騒音の大きさが大きく変動する場所では、上記従来の音声処理装置は、周囲の騒音の変動に対して、当該音声処理装置が出力する通話相手の携帯電話から送信されてくる音を追従させることができないことがある。このような場合には、当該音声処理装置が適用された携帯電話のユーザは、通話相手からの音声を聞き取ることができなくなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、周囲の騒音が急激に変化するような場所であっても、通話相手の携帯電話から送信されてくる音をユーザが正確に聞き取ることを可能にできる音声処理装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、携帯電話と着脱自在に接続され、携帯電話から出力される通話相手の音声信号を処理して音声を出力する音声処理装置であって、
携帯電話が使用されている周辺環境の音を集音するマイクと、
マイクが集音した周辺環境の音の成分を解析することにより、周辺環境における騒音成分の大きさを検知する検知手段と、
携帯電話から出力される音声信号のレベルを、検知手段が検知した騒音の大きさ以上に増幅する増幅手段と、
増幅手段が増幅した音声信号に基づいて、携帯電話の通話相手の音声を出力する出力手段とを備える。
【００１１】
上記第１の発明によれば、携帯電話から出力される音声信号のレベルが、検知手段が検知した騒音の大きさ以上に増幅されるので、騒音が急激に大きくなっても、携帯電話から出力される音声信号のレベルが、当該騒音の大きさの変化に追従して増幅される。その結果、当該携帯電話のユーザは、騒音が急激に大きくなっても、携帯電話からの音声を正確に聞き取ることが可能となる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、増幅手段は、検知手段が検知した騒音の大きさが増加傾向にある場合には、携帯電話から出力される音声信号のレベルを、騒音の大きさと略同等に増幅することを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明において、増幅手段は、検知手段が検知した騒音の大きさが単位時間当たりに所定値よりも大きく減少した場合には、携帯電話から出力される音声信号を、騒音の大きさから所定値を引き算したレベルに増幅することを特徴とする。
【００１４】
上記第３の発明によれば、騒音の大きさが急激に小さくなった場合には、携帯電話から出力される音声が、当該騒音の大きさの変動に追従されずに、緩やかに減少させて増幅されるので、当該音声が当該音声処理装置から出力されるときの大きさが急激に変動しなくなる。その結果、ユーザは、不快感を持つことなく携帯電話から出力される音声を聞くことができるようになる。
【００１５】
第４の発明は、第１の発明において、自動車に搭載されて使用され、
検知手段が検知する騒音は、自動車の走行騒音であって、
検知手段は、自動車の走行騒音に特有の周波数特性を利用して、周辺環境における騒音の大きさを検知することを特徴とする。
【００１６】
上記第４の発明によれば、音声処理装置が自動車に搭載されて使用されるので、当該音声処理装置を自動車用ハンズフリー装置として使用することが可能となる。
【００１７】
第５の発明は、第４の発明において、検知手段は、常時は、マイクが集音した周辺環境の音の大きさを周辺環境の騒音の大きさとして検知し、マイクが集音した周辺環境の音の大きさが、直前に検知した騒音の大きさに所定値を足し算した大きさよりも大きい場合には、直前に検知した騒音の信号の大きさに所定値を足し算した大きさを、周辺環境の騒音の大きさとみなして検知することを特徴とする。
【００１８】
上記第５の発明によれば、人間の声は、自動車の走行騒音に比べて大きく増加するので、前回検知した騒音の大きさに比べてマイクが集音した周辺環境の音が急激に大きくなった場合には、検知手段は、当該マイクが集音した周辺環境の音に人間の声が入ったと判断することができる。そこで、当該マイクが集音した周辺環境の音が急激に大きくなった場合には、検知手段は、当該マイクが集音した周辺環境の音の一部を自動車の走行騒音と判断してその強度を検知している。これにより、自動車走行騒音の大きさが高精度で検知される。
【００１９】
第６の発明は、第４の発明において、所定値は、マイクが集音した周辺環境の音のうち所定周波数よりも高い周波数の音の大きさの、マイクが集音した周辺環境の音のうち所定周波数よりも低い周波数の音の大きさに対する比に基づいて、定められる値であることを特徴とする。
【００２０】
上記第６の発明によれば、人間の声では、高域信号の強度と低域信号の強度との強度比が時間にしたがって大きく変動するのに対して、自動車の走行騒音では、高域信号の強度と低域信号の強度との強度比が大きく変動しないという特性を有するので、かかる強度比が利用されることで、自動車走行騒音の大きさがより高精度で検知されるようになる。
【００２１】
第７の発明は、第５の発明において、所定値は、マイクが集音した周辺環境の音のうち所定周波数よりも高い周波数の音の大きさの、マイクが集音した周辺環境の音のうち所定周波数よりも低い周波数の音の大きさに対する比の対数値と比例関係にある値であることを特徴とする。
【００２２】
上記第７の発明によれば、人間の声では、高域信号の強度と低域信号の強度との強度比が時間にしたがって大きく変動するのに対して、自動車の走行騒音では、高域信号の強度と低域信号の強度との強度比が大きく変動しないという特性を有するので、かかる強度比が利用されることで、自動車走行騒音の大きさがより高精度で検知されるようになる。
【００２３】
第８の発明は、第１の発明において、検知手段は、周辺環境における騒音成分の大きさを所定の周波数毎に検知し、
増幅手段は、携帯電話から出力される音声信号のレベルを、各所定の周波数毎に、検知手段が検知した騒音の大きさ以上に増幅することを特徴とする。
【００２４】
上記第８の発明によれば、携帯電話から出力される音声信号のレベルが所定周波数毎に、検知手段が検知した騒音の大きさ以上に増幅されるので、当該携帯電話のユーザは、携帯電話からの音声をより正確に聞き取ることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
それでは、以下に、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る音声処理装置１の構成を示したブロック図である。
【００２６】
当該音声処理装置１は、携帯電話２に接続されており、騒音検知部５、通話音質制御部１０、Ａ／Ｄ変換器１５、Ａ／Ｄ変換器２０、Ｄ／Ａ変換器２５、マイク３０およびスピーカー３５を備える。当該音声処理装置１は、例えば、自動車のように携帯電話２の周囲の騒音の大きさが大きく変動する場所において適用される。当該音声処理装置１が自動車内で用いられる場合には、たとえば、ハンズフリー装置の一部として用いられることが考えられる。
【００２７】
マイク３０は、音声処理装置１に入力される携帯電話２のユーザの音声および当該携帯電話２の周囲の騒音（以下、騒音と称す）を集音して、Ａ／Ｄ変換器１５にアナログ信号の形式で出力する。Ａ／Ｄ変換器１５は、マイク３０から出力されるアナログ信号を量子化してデジタル信号に変換し、抵抗型Ａ／Ｄ変換器や積分型Ａ／Ｄ変換器により実現される。騒音検知部５は、Ａ／Ｄ変換器１５が変換したデジタル信号の中から、騒音信号の強度のみを検知し、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やメモリにより実現される。携帯電話２は、通話相手の携帯電話から送信されてくる音声のアナログ信号をＡ／Ｄ変換器２０に出力する。Ａ／Ｄ変換器２０は、携帯電話２から出力されるアナログ信号を量子化してデジタル信号に変換し、抵抗型Ａ／Ｄ変換器や積分型Ａ／Ｄ変換器により実現される。通話音質制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２０が変換したデジタル信号の強度を、騒音検知部５で検知された騒音の強度以上の強度に変換し、ＤＳＰやメモリにより実現される。Ｄ／Ａ変換器２５は、通話音質制御部１０が変換したデジタル信号をアナログ信号に変換し、抵抗型Ｄ／Ａ変換器や積分型Ｄ／Ａ変換器により実現される。スピーカー３５は、Ｄ／Ａ変換器２５が変換したアナログ信号に基づいて、携帯電話２の通話相手の音声を出力する。
【００２８】
以上のように構成された音声処理装置１について、以下にその動作について説明する。ここで、本実施形態に係る音声処理装置１の動作の概要について説明する。
【００２９】
まず、本実施形態に係る音声処理装置１の動作は、二つの処理に大別される。第１の処理は、マイク３０が集音した携帯電話２のユーザの音声および当該携帯電話２の周囲の騒音の中から、騒音検知部５が騒音信号のみを抽出する処理である。第２の処理は、Ａ／Ｄ変換器２０が変換したデジタル信号の強度を、通話音質制御部１０が、騒音検知部５で検知された騒音信号の強度以上の強度に変換する処理である。
【００３０】
ここで、第１の処理としては、種々の騒音検知方法が考えられるが、好ましい騒音検知方法を、後述する（騒音検知方法）において説明する。
【００３１】
また、第２の処理では、騒音の強度が急激に小さくなった場合には、当該騒音信号の強度の減少に、デジタル信号の強度を追従させて変換せずに、緩やかに減少するように通話音質制御部１０が当該デジタル信号を変換する処理が更に加えられている。これについて、図面を用いて具体的に説明する。図２は、騒音信号の強度の変化と通話音質制御部１０が変換したデジタル信号の強度の変化とを比較したグラフである。当該グラフの縦軸は、信号の強度を示している。また、当該グラフの横軸は、時間を示している。また、実線は、騒音信号の強度の変化を示している。点線は、通話音質制御部１０が変換した後のデジタル信号の強度の変化を示している。
【００３２】
図２に示されるように、騒音信号の強度が増加している部分では、通話音質制御部１０は、当該騒音信号と略同じ大きさにデジタル信号の大きさを変換していることがわかる。これに対して、騒音信号の強度が急激に減少している部分では、通話音質制御部１０は、当該騒音信号と略同じ大きさにデジタル信号の大きさを変換せずに、緩やかに直線的に減少するようにデジタル信号の大きさを変換している。それでは以下に、このような制御が行われる理由について説明する。
【００３３】
上述したように、本実施形態に係る音声処理装置１は、図２のように騒音信号の強度が大きく変化する場所に適用される。このような場所において、通話音質制御部１０が、騒音信号の強度と略同じ強度にデジタル信号を変換して出力すれば、スピーカー３５から出力される音の大きさが大きく変動するため、携帯電話２のユーザーは、不快に感じる。そこで、上述したように、騒音信号の強度が大きく減少する場合に、通話音質制御部１０は、出力するデジタル信号の強度を緩やかに減少させて、スピーカー３５から出力される音の大きさが大きく変動しないようにしている。これにより、ユーザは、スピーカー３５から出力される音を不快感を持つことなく聞くことが可能となる。
【００３４】
それでは、以下に、本実施形態に係る音声処理装置１が行う動作について詳しく説明する。
【００３５】
まず、マイク３０は、音声処理装置１に入力される携帯電話２のユーザの音声および騒音を集音して、Ａ／Ｄ変換器１５にアナログ信号の形式で出力する。アナログ信号を取得したＡ／Ｄ変換器１５は、取得したアナログ信号を量子化してデジタル信号に変換して、騒音検知部５に出力する。当該デジタル信号を取得した騒音検知部５は、取得したデジタル信号の中から、騒音信号の強度のみを検知し、検知した騒音信号の強度を通話音質制御部１０に出力する。これにより、通話音質制御部１０は、騒音信号の強度を取得する。なお、騒音検知方法は、上述したように、どのような方法で行われてもかまわないが、好ましくは、後述する（騒音検知方法）にて説明する方法により行われることが好ましい。ここで、騒音検知部５が検出した騒音信号の強度をＰｎとする。
【００３６】
一方、マイク３０で音が集音され、通話音質制御部１０に騒音信号の強度Ｐｎが出力されるのに並行して、携帯電話２は、通話相手の携帯電話から送信されてくる音の信号を受信し、当該音の信号をＡ／Ｄ変換器２０に出力する。Ａ／Ｄ変換器２０は、取得した音の信号をデジタル信号に変換して、通話音質制御部１０に出力する。これにより、通話音質制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器からデジタル信号を取得する。
【００３７】
次に、通話音質制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２０が変換したデジタル信号の強度を、騒音検知部５で検知された騒音の強度Ｐｎ以上の強度に変換する。なお、本実施形態では、通話音質制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２０が変換したデジタル信号の強度を、騒音検知部５で検知された騒音の強度Ｐｎと略同じ強度に変換している。当該処理については、図３を用いて詳しく説明する。図３は、Ａ／Ｄ変換器２０が変換したデジタル信号の強度が、騒音検知部５で検知された騒音信号の強度以上の強度に変換される場合に、通話音質制御部１０が行う動作を示したフローチャートである。
【００３８】
ここで、図３に示される処理の説明を行う前に、当該処理において使用されるパラメーターの定義について説明する。当該処理では、Ｐｖ、Ｐｏ、ＰｐおよびＡの四種類のパラメーターが用いられる。Ｐｖは、Ａ／Ｄ変換器２０から出力されるデジタル信号の強度とみなされる値である。Ｐｏは、通話音質制御部１０から出力されるデジタル信号の強度の目標値である。Ｐｐは、Ａ／Ｄ変換器２０から出力されるデジタル信号のＮサンプル分の２乗に対する平均値の平方根と、当該Ｎサンプル分の信号の２乗に対する標準偏差の平方根との和であり、Ａ／Ｄ変換器２０から実際に出力されるデジタル信号の強度とみなされるパラメータである。Ａは、Ｐｖの増幅倍率を示しており、具体的には、Ｐｏ／Ｐｖで表現される。
【００３９】
それでは、以下に、図３を用いて、通話音質制御部１０が行う動作について説明する。なお、当該処理は、第３の処理と第４の処理との二つの処理に大別される。まず、第３の処理は、ステップＳ５〜３５までの処理であり、Ａ／Ｄ変換器２０から出力されてくるデジタル信号の強度Ｐｖを求める処理である。当該第３の処理では、携帯電話２から出力された音声信号の最大音量に近い音量が求められている。ここで、携帯電話２からＡ／Ｄ変換器２０を介して入力されてきたデジタル信号がそのままデジタル信号の強度Ｐｖとされないのは、音声信号の約６割が休止区間（無音区間）と言われているため、入力信号の信号パワーをそのまま音声の音量として使用することが出来ないためである。
【００４０】
一方、第４の処理は、ステップＳ４０からステップＳ７０までの処理であり、通話音質制御部１０から出力されるデジタル信号の強度の目標値Ｐｏを求め、Ｐｖの増幅率Ａを求める処理である。当該第２の処理では、通話音質制御部１０から出力されるデジタル信号の強度Ｐｏが騒音信号Ｐｎ以上の大きな値になるように、Ｐｏの値が計算されている。
【００４１】
まず、上記第３の処理は、ＰｖおよびＰｏが０に設定されることにより開始される（ステップＳ５）。次に、通話音質制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２０から出力されるデジタル信号のＮサンプル分の強度の２乗に対する平均値の平方根と、当該Ｎサンプル分の信号の２乗に対する標準偏差の平方根との和をＰｐとする（ステップＳ１０）。ここで、Ａ／Ｄ変換器２０から出力されるデジタル信号のＮサンプル分の強度の２乗に対する平均値の平方根と、当該Ｎサンプル分の信号の２乗に対する標準偏差の平方根との和が、Ａ／Ｄ変換器２０から実際に出力されるデジタル信号の強度Ｐｐとみなされる理由について説明する。このような計算が行われる理由は、Ａ／Ｄ変換器２０から実際に出力されるデジタル信号の強度が振動しているので、当該デジタル信号の強度をそのままＰｐとしてしまうと、Ｐｐが大きく変動しすぎて、その後の計算で妥当な値を得ることができなくなるからである。
【００４２】
次に、通話音質制御部１０は、ステップＳ１０で求めたＰｐがＰｖに所定値ａを足した値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１５）。当該判定は、Ｐｐの増加量が所定量ａより大きいか否かを判定する処理である。ＰｐがＰｖに所定値ａを足した値より大きい場合には、本処理はステップＳ２０に進む。一方、ＰｐがＰｖに所定値ａを足した値より小さい場合には、本処理はステップＳ２５に進む。
【００４３】
ＰｐがＰｖに所定値ａを足した値より大きい場合、通話音質制御部１０は、Ｐｖ＋ａを新たなＰｖに設定する（ステップＳ２０）。当該判定処理が行われる理由は、Ｐｐが、時間経過に伴い大きく変動しやすいパラメーターであり、このように大きく変動するＰｐをそのままＰｖとすると、Ｐｖが大きく変動することになり、その結果、必要以上に増幅倍率Ａが変動することになる。そこで、Ｐｐが所定値ａよりも大きく増加した場合には、新たなＰｖがＰｖ＋ａとされることで、Ｐｖの変動が一定の幅に収められている。なお、ａは、実験的に求められる正の値である。この後、本処理は、ステップＳ４０に進む。
【００４４】
一方、ＰｐがＰｖに所定値ａを足した値より小さい場合、通話音質制御部１０は、ステップＳ１０で求めたＰｐがＰｖから所定値ｂを引いた値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２５）。当該判定は、Ｐｐの減少量が所定量ｂより大きいか否かを判定する処理である。ＰｐがＰｖから所定値ｂを引いた値より大きい場合には、本処理はステップＳ３０に進む。一方、ＰｐがＰｖから所定値ｂを引いた値より小さい場合には、本処理はステップＳ３５に進む。
【００４５】
ＰｐがＰｖから所定値ｂを引いた値より大きい場合、通話音質制御部１０は、Ｐｖ−ｂを新たなＰｖに設定する（ステップＳ３０）。当該判定処理が行われる理由は、Ｐｐは、時間経過に伴い大きく変動しやすいパラメーターであり、当該大きく変動するＰｐをそのままＰｖとすると、Ｐｖが大きく変動することになり、その結果、必要以上に増幅倍率Ａが変動することになる。そこで、Ｐｐが所定値ｂよりも大きく減少した場合には、新たなＰｖがＰｖ−ｂとされることで、Ｐｖの変動が一定の幅に収められている。なお、ｂは、実験的に求められる正の値である。この後、本処理は、ステップＳ４０に進む。
【００４６】
一方、ＰｐがＰｖから所定値ｂを引いた値より小さい場合、通話音質制御部１０は、Ｐｐを新たなＰｖに設定する（ステップＳ３５）。当該処理は、Ｐｐの変化量が所定幅の間に収まっているので、当該Ｐｐをそのまま新たなＰｖとして用いる処理である。これにより、新たなＰｖが決定され、第３の処理が終了する。
【００４７】
次に、通話音質制御部１０が、騒音検知部５から出力されてくる騒音信号の強度Ｐｎを読み出すことにより（ステップＳ４０）、第４の処理が開始される。Ｐｎを読み出した通話音質制御部１０は、ステップＳ５または前回のループ時に求めたデジタル信号の強度の目標値Ｐｏから所定値ｇを引いた値が、騒音信号の強度Ｐｎより小さいか否かを判定する（ステップＳ４５）。ＰｎよりＰｏ−ｇが小さい場合には、本処理はステップＳ５０に進む。一方、ＰｎよりＰｏ−ｇが大きい場合には、本処理はステップＳ５５に進む。
【００４８】
ＰｎよりＰｏ−ｇが小さい場合、通話音質制御部１０は、新たなＰｏをＰｎに設定する（ステップＳ５０）。当該処理は、Ｐｎの減少量が所定量ｇより小さい場合または、Ｐｎが増加傾向にある場合に行われる処理であり、このような場合には、Ｐｎを通話音質制御部１０から出力されるデジタル信号の強度の目標値Ｐｏとする。これにより、通話音質制御部１０が出力するデジタル信号の強度Ｐｏが騒音信号Ｐｎと略同等に設定される。なお、ｇは、実験により実際に人間の耳で確認されて求められる値であって、正の数である。当該ｇの一例としては、１ｄＢ／秒程度が考えられる。この後、本処理はステップＳ６０に進む。
【００４９】
一方、ＰｎよりＰｏ−ｇが大きい場合、通話音質制御部１０は、新たなＰｏをＰｏ−ｇに設定する（ステップＳ５５）。当該処理は、騒音信号の強度Ｐｎが急激に小さくなった場合において、当該騒音信号の強度Ｐｎの減少に、出力するデジタル信号の強度Ｐｏを追従させて変換せずに、緩やかに減少するように当該デジタル信号を通話音質制御部１０が変換する処理である。この後、本処理はステップＳ６０に進む。
【００５０】
上記ステップＳ６０において、通話音質制御部１０は、ステップＳ５０またはステップＳ５５で決定したＰｏと、ステップＳ２０、ステップＳ３０またはステップＳ３５で決定したＰｖに基づいて、増幅倍率Ａを求める（ステップＳ６０）。より具体的には、通話音質制御部１０は、Ｐｏ／Ｐｖを計算して、Ａを決定する。
【００５１】
次に、増幅倍率Ａを決定した通話音質制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２０から出力されてくるデジタル信号を、ステップＳ６０で決定した増幅倍率Ａで増幅し、Ｄ／Ａ変換器２５に出力する（ステップＳ６５）。次に、Ｄ／Ａ変換器２５は、通話音質制御部１０が増幅したデジタル信号をアナログ信号に変換して、スピーカー３５に出力する。アナログ信号を取得したスピーカー３５は、当該アナログ信号に基づいて、通話相手の携帯電話から送信されてきた音を再生する。これにより、携帯電話２のユーザは、通話相手の携帯電話からの音を聞くことができる。
【００５２】
次に、通話音質制御部１０は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ７０）。終了すると判定された場合には、本処理は終了する。一方、終了しないと判定された場合には、本処理は、ステップＳ１０に戻る。
【００５３】
以上、ステップＳ５〜７０までの処理が繰り返されることにより、図２に示されるように、携帯電話２から入力される信号の音量が、騒音検知部５が検知した騒音より大きな音量に増幅して出力される。その結果、携帯電話２のユーザは、通話相手の携帯電話から送信されてくる音をはっきりと聞き取ることができるようになる。
【００５４】
なお、ステップＳ１５で用いられる定数ａには、音声の立ち上がりに追従するように、大きな値が用いられる。また、ステップＳ２５で用いられる定数ｂには、休止区間の音量をそのまま音声の音量としてしまわないように、小さな値が用いられる。
【００５５】
なお、騒音検知部５が周波数帯域ごとに騒音信号の強度Ｐｎを出力する場合には、ステップＳ４０〜６５でのＰｏを周波数帯域毎に準備して、当該周波数帯域毎にデジタル信号の強度を増幅してもよい。周波数帯域毎の操作により音声がゆがむ場合には、それぞれの周波数帯域毎の増幅量のバランスを取るようにするとよい。例えば、通話音質制御部１０は、各周波数帯域毎の増幅量が最大増幅量から一定の範囲となるように制限してもよい。なお、携帯電話２から入力される信号に対して周波数毎の音量操作が行われるためには、通話音質制御部１０は、入力信号を時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域で音量操作を施したあとに、周波数領域から時間領域に戻せばよい。当該時間領域と周波数領域との相互変換には、ＦＦＴや逆ＦＦＴが用いられたらよい。
【００５６】
なお、騒音信号の強度Ｐｎがそのまま目標音量レベルＰｏの算出に使用されるのではなく、当該Ｐｏは、聴覚特性が考慮されたマスキング量を元にして算出されてもよい。例えば、マスキング量が関数Ｍ（Ｐｖ，Ｐｎ）として求めることが出来る場合、Ｐｏ＝Ｐｖ＋Ｍ（Ｐｖ，Ｐｎ）とすることにより、騒音によるマスキング量を補償するような音量制御が実現できる。
【００５７】
なお、スピーカ７から出力される音量が大きくなりすぎたり、小さくなりすぎたりしないように、Ｐｏの範囲が制限されてもよい。
【００５８】
なお、図１の騒音検知部５と通話音質制御部１０とにはそれぞれ別々のＤＳＰが用いられているが、これらは一つのＤＳＰで実現されてもよい。
【００５９】
なお、騒音検知部５および通話音質制御部１０は、ＤＳＰの代わりにＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により実現されてもよい。
【００６０】
なお、図１では、本実施形態に係る音声処理装置１と携帯電話２とは、アナログ信号線により接続されているが、これらは、デジタル信号線により接続されていてもよい。この場合には、本実施形態に係る音声処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２０が省略され、携帯電話２から出力される前段にＡ／Ｄ変換器が用いられる構成をとってもよい。また、デジタル信号線が所定のエンコード方法を必要とするなら、音声処理装置１は、そのためのエンコードを施した上で音声信号を出力してもよい。
【００６１】
なお、マイク３０の出力がデジタル信号であった場合には、本実施形態に係る音声処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器１５が省かれ、携帯電話で出力される前段にＤ／Ａ変換器が用いられる構成をとってもよい。
【００６２】
なお、前記携帯電話２と、前記音声処理装置１とは、無線によって信号のやり取りを行ってもよい。この場合、無線の信号伝送方式としては、例えば、Ｂｌｕｅ  ｔｏｏｔｈ（Ｒ）が考えられる。
【００６３】
なお、通話音質制御部１０が音量制御だけを行う場合には、当該通話音質制御部１０は、音量制御をデジタル処理で実現するのではなくアナログ処理で実現してもよい。この場合には、当該通話音質制御部１０には、アナログアンプが用いられる。更に、音声処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２０およびＤ／Ａ変換器２５が省かれた構成をとってもよい。
【００６４】
なお、マイク３０と騒音検知部５との間にエコーキャンセラが設置され、スピーカー３５から出力された音響エコーが取り除かれてもよい。
【００６５】
以上で、本実施形態に係る音声処理装置１が行う動作の説明を終了する。ところで、前述したように、騒音検知部５は、第１の処理において騒音信号の強度Ｐｎを検出しているが、その検知方法は、上記実施形態では特に限定されていない。ここで、自動車の走行騒音は、特有の周波数特性を有しており、独自の騒音検知方法が考えられる。そこで、以下に、騒音検知部５の騒音信号の強度Ｐｎの検知方法の一例について説明する。
【００６６】
（騒音検知方法）それでは、以下に、図面を参照しながら、本実施形態に係るより好ましい騒音検知方法について説明する。当該騒音検知方法は、上述の通り、自動車の走行騒音を集音するのに適した方法である。図４は、当該騒音検知方法において、騒音検知部５が行う動作を示したフローチャートである。図５は、騒音信号の強度と音声信号の強度との時間的変化を示したグラフであり、実線は、騒音信号の強度を示している。点線は、音声信号の強度を示している。
【００６７】
ここで、図５に示されるように、音声信号は、「信号の約６割が休止区間である」、「変化が騒音の変化に比して急峻である」という特徴がある。更に、音声信号は、「１ＫＨｚよりも周波数の高い高域信号と１ＫＨｚよりも周波数の低い低域信号との強度比が大きく変化する」という性質も有している。一方、自動車の走行騒音の騒音信号は、図５に示されるように、「信号が常に発生している」「変化が音声に比して小さい」という特徴がある。更に、騒音信号は、「高域信号と低域信号との強度比の変化が小さく、低域信号のほうが高域信号よりも大きい」という性質も有している。
【００６８】
そこで、上記特徴を鑑みて、当該騒音検知方法では、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号の強度が大きく変化しない場合には、当該デジタル信号の強度が騒音信号の強度Ｐｎとみなされ、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号の強度が大きく変化する場合には、当該デジタル信号の強度の内の一部が騒音信号の強度Ｐｎとみなされる。
【００６９】
ここで、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号の強度が大きく変化する場合における、騒音信号の強度Ｐｎの計算方法について説明する。上述したように、騒音信号の強度Ｐｎは、高域信号と低域信号との強度比の変化が小さく、低域信号のほうが高域信号よりも大きいという性質を有する。そこで、当該性質を利用して、騒音信号の強度Ｐｎを計算する。それでは、以下に、図４のフローチャートを参照しながら、騒音信号の強度Ｐｎの検知方法を説明する。
【００７０】
まず、当該騒音検知方法の説明を行う前に、パラメータの定義を行っておく。Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号の強度Ｐは、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号のＮサンプル分の信号の強度の２乗に対応する平均値の平方根と、標準偏差の平方根との和と定義される。また、Ｐｌは、上記低域信号の強度であり、具体的には、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号の内、１ＫＨｚより低い周波数のデジタル信号の強度のＮサンプル分の信号の２乗平均であらわされる。さらに、Ｐｈは、上記高域信号の強度であり、具体的には、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号の内、１ＫＨｚより高い周波数のデジタル信号の強度のＮサンプル分の信号の２乗平均であらわされる。さらに、Ｐｂは、高域と低域の信号強度のバランスを示すパラメータであり、具体的には、ｃ×ｌｏｇ（Ｐｌ／Ｐｈ）で表される。なお、ｃは、定数であり、Ｐｂが０〜１の値をとるように設定される。
【００７１】
それでは、以下に、詳しく説明する。まず、当該処理が開始されると、騒音検知部５は、騒音信号の強度Ｐｎを０に設定する（ステップＳ１０５）。次に、騒音検知部５は、デジタル信号の強度Ｐを計算する。更に、騒音検知部５は、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタを用いて、低域信号および高域信号を取得し、これらに基づいて、ＰｌおよびＰｈを計算する（ステップＳ１１０）。
【００７２】
次に、騒音検知部５は、取得したＰｌおよびＰｈを用いて、高域と低域の信号強度のバランスを示すパラメータＰｂを計算する（ステップＳ１１５）。Ｐｂを計算した騒音検知部５は、ステップＳ１１５で求めたＰｂおよび過去に計算したＭ個のＰｂの平均値であるＡＰｂを計算する（ステップＳ１２０）。ＡＰｂを計算した騒音検知部５は、自動車内の騒音の変動率を示す車内変動率Ｄを、ステップＳ１２０で計算したＡＰｂに設定する（ステップＳ１２５）。
【００７３】
次に、騒音検知部５は、ステップＳ１１０で計算したＰが、Ｐｎ＋ｄ×Ｄより大きいか否かを判定する（ステップＳ１３０）。なお、ここでのｄは、実験により定まる値であって、適当な正の数である。当該処理は、計算したデジタル信号の強度Ｐが、過去に計算した騒音信号の強度Ｐｎからみて、ｄ×Ｄより大きいか否かを判定することで、音声信号がデジタル信号中に入ったか否かを判定する処理である。これは、音声信号が騒音信号に比べて大きく変化する性質を有することを利用したものである。
【００７４】
ここで、Ｐの変化の閾値としてｄ×Ｄが用いられる理由について説明する。Ｄは、上述した通り、高域と低域の信号強度のバランスを示すパラメータＰｂの平均である。また、音声信号は、高域信号と低域信号との強度比が大きく変化する一方、騒音信号は、低域信号のほうが高域信号よりも大きいという特徴を有する。その結果、Ｐｂ、その平均であるＡＰｂおよびＤは、車室内騒音が大きい場合には、大きな値を取り、音声が大きい場合には、小さな値を取る。すなわち、Ｐｂ、その平均ＡＰｂおよびＤが小さくなっている場合には、閾値が低めに設定されて、デジタル信号に音声信号が入っていると判定されやすくなる。このように、音声信号が入っているか否かの判断基準に、高域と低域の信号の強度のバランスを示すＰｂが用いられることで、より精密な騒音検知が実現される。
【００７５】
上記ステップＳ１３０において、Ｐ＞Ｐｎ＋ｄ×Ｄである場合には、本処理はステップＳ１３５に進む。一方、Ｐ＞Ｐｎ＋ｄ×Ｄでない場合には、本処理はステップＳ１４０に進む。
【００７６】
Ｐ＞Ｐｎ＋ｄ×Ｄである場合には、騒音検知部５は、デジタル信号の中に音声信号が入ったと判断し、新たなＰｎをデジタル信号の強度Ｐではなくその一部であるＰｎ＋ｄ×Ｄに設定する（ステップＳ１３５）。当該処理は、急激にデジタル信号の強度Ｐが増加したので、当該デジタル信号の強度Ｐの内、Ｐｎ＋ｄ×Ｄを新たな騒音信号の強度Ｐｎとみなす処理である。この後、本処理はステップＳ１４５に進む。
【００７７】
一方、Ｐ＞Ｐｎ＋ｄ×Ｄでない場合には、騒音検知部５は、デジタル信号の中に音声信号が入っていないと判断し、新たなＰｎをデジタル信号の強度Ｐに設定する（ステップＳ１４０）。この後、本処理はステップＳ１４５に進む。
【００７８】
上記ステップＳ１４５において、騒音検知部５は、ステップＳ１３５または１４０で設定した騒音信号の強度Ｐｎを通話音質制御部１０に出力する（ステップＳ１４５）。応じて、通話音質制御部１０は、当該騒音信号の強度Ｐｎを取得する。
【００７９】
次に、騒音検知部５は、本処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ１５０）。終了すると判定された場合には、本処理は終了する。一方、終了しないと判定された場合には、本処理はステップＳ１１０に戻る。この場合、ステップＳ１１０〜１４５までの処理が再び繰り返される。なお、図６は、騒音検知部５が、当該騒音検知方法によって、検知した自動車の騒音信号の強度Ｐｎの時間的変化を示したグラフである。
【００８０】
以上のように上記騒音検知方法によれば、騒音検知部５は、図６に示されるように、自動車の騒音信号の強度Ｐｎを精度よく検知することが可能となる。
【００８１】
なお、騒音検知部５は、本処理のステップＳ１３０および１３５で述べている騒音信号の強度Ｐｎを周波数帯域毎に用意し、当該周波数帯域毎に騒音レベルを検知してもよい。
【００８２】
なお、上記騒音検知方法では、低域と高域との境界として１Ｋｈｚの周波数を用いているが、当該境界はこれに限られない。より具体的には、低域には、人間の音声の第１ホルマントが割り当てられ、高域には、音声の第２ホルマントが割り当ててられればよい。
【００８３】
なお、マイク３０が、信号が減衰する特性を有する場合には、減衰量をあらかじめ見積もり、騒音レベルが求められてもよい。例えば、減衰量がＣであるならば、騒音レベルをＰｎ＋Ｃとしてもよい。
【００８４】
なお、上記騒音検知方法において、雨天時のタイヤの水かき音を考慮して、騒音の検出が行われてもよい。ここで、当該タイヤの水かき音は、通常の走行騒音よりも高い周波数を有する。そのため、上記騒音検知方法がそのまま適用されても、騒音検知部５は、雨天時の騒音を精度よく検出できない。
【００８５】
そこで、かかる問題を解決するべく、騒音検知部５は、高域と低域の信号強度のバランスを示すパラメータＰｂの値のばらつきを示す標準偏差Ｓｂを利用する。より具体的には、Ｓｂが所定値Ｔ（実験により設定される定数）よりも小さいが、Ｐｂの平均値ＡＰｂが例えば０．５より小さい場合には、騒音検知部５は、ステップＳ１２０と１２５との間において、Ｐｂのばらつきが小さいので、音声信号が入っておらず、さらに、高域の信号が強いので、雨が降っていると判断する。そこで、当該騒音検知部５は、車内騒音変動率Ｄを例えば、０．５程度に設定して、騒音検知を行う。これにより、当該騒音検知方法による、雨天時における騒音の検出も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る音声処理装置１の構成を示したブロック図である。
【図２】騒音検知部５が検知した騒音信号の強度と、通話音質制御部１０が変換した音の信号の強度との関係を示したグラフである。
【図３】Ａ／Ｄ変換器２０が変換したデジタル信号の強度が、騒音検知部５で検知された騒音信号の強度以上の強度に変換される場合に、通話音質制御部１０が行う動作を示したフローチャートである。
【図４】本発明に係る騒音検知方法において、騒音検知部５が行う動作を示したフローチャートである。
【図５】騒音信号の強度と音声信号の強度との時間的変化を示したグラフである。
【図６】騒音検知部５が、本実施形態に係る騒音検知方法によって、検知した自動車の騒音信号の強度Ｐｎの時間的変化を示したグラフである。
【符号の説明】
１  音声処理装置
２  携帯電話
５  騒音検知部
１０  通話音質制御部
１５，２０  Ａ／Ｄ変換器
２５  Ｄ／Ａ変換器
３０  マイク
３５  スピーカー
【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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