(57)【要約】【課題】小さな振幅が急に大きくなる場合にも音質の劣化を少なくする。【解決手段】入力された音声信号を遅延させる音声遅延手段と、遅延された音声信号の振幅を与えられたゲイン値により可変する振幅可変手段と、入力された音声信号の振幅レベルを検出するレベル検出手段と、前記音声信号の振幅レベルが一定となるように前記振幅可変手段のゲインを決定するゲイン判定手段と、前記ゲイン判定手段の出力するゲイン値を遅延させるゲイン値遅延手段と、遅延されたゲイン値に応じて前記振幅可変手段にゲイン値を与えるゲイン制御手段と、入力された音声信号が正負の値を持つ場合に、入力された音声信号の正負符号が変わる周期に応じて、前記ゲイン値遅延手段の遅延時間を可変する制御手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を入力する音声信号入力手段と、
入力された音声信号を遅延させる音声遅延手段と、
遅延された音声信号の振幅を与えられたゲイン値により可変する振幅可変手段と、
入力された音声信号の振幅レベルを検出するレベル検出手段と、
前記音声信号の音声レベルが一定となるように前記振幅可変手段のゲインを決定するゲイン判定手段と、
前記ゲイン判定手段の出力するゲイン値を遅延させるゲイン値遅延手段と、
遅延されたゲイン値に応じて前記振幅可変手段にゲイン値を与えるゲイン制御手段と、
入力された音声信号が正負の値を持つ場合に、入力された音声信号の正負符号が変わる周期に応じて、前記ゲイン値遅延手段の遅延時間を可変する制御手段とを有することを特徴とする音声処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、入力された音声信号の符号が変わる周期が小さいほど、ゲイン値遅延手段の遅延時間を小さくし、符号が変わる周期が大きくなるにつれてゲイン値遅延手段の遅延時間を大きく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】
前記音声遅延手段の遅延時間よりゲイン値遅延手段の遅延時間の方が小さくな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４】
前記ゲイン制御手段は、音声遅延手段の出力信号の正負符号が変わるタイミングで振幅可変手段へのゲイン値を可変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】
前記ゲイン制御手段は、ゲイン値を大きくする場合とゲイン値を小さくする場合において、ゲイン値を可変する値を変え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】
前記ゲイン制御手段は、ゲイン値を大きくする場合のゲイン可変量をΔＧ１、ゲイン値を小さくする場合のゲイン可変量をΔＧ２とする場合、｜ΔＧ１｜＜｜ΔＧ２｜とすることを特徴とする請求項５に記載の音声処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音声信号の振幅レベルを一定に保つオートレベルコントロール機能を持つ装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
図４において４０１は音声信号入力であり、４０２は４０１音声信号をＴ１（ｓｅｃ）遅延させて４０３へ出力する音声遅延部である。４０４は４０２音声遅延部で遅延した４０３音声信号の振幅を４１１ゲイン値により可変して４０５へ出力する振幅可変部である。４１１ゲイン値が大きいほど４０５音声信号の振幅は大きくなる。
【０００４】
４０６は４０１音声信号の振幅レベルを検出するレベル検出部であり４０７に振幅レベルを出力する。４０８は４０６レベル検出部で検出した４０７振幅レベルにより、４０４振幅可変部から出力される４０５音声信号の振幅レベルが一定になるゲイン値を判定して４０９に出力する。４１０は４０９ゲイン値を目標値として４０３音声信号の正負符号が変化したときに（４０３音声信号は正負の値を持つ交流信号）４１１ゲイン値を変化させるゲイン制御部である。このとき、４１１ゲイン値を増加させる場合の変化量をΔＧ１とし、４１１ゲイン値を減少させる場合の変化量をΔＧ２とすると、｜ΔＧ１｜＜｜ΔＧ２｜になるようにする。
【０００５】
このとき４１０ゲイン制御部で入力された音声信号の正負符号の変化時にゲインを変更させているのは、振幅が大きい場合にゲイン変更を行うと波形に不連続や歪みが生じ音質が劣化するためである。
【０００６】
また、｜ΔＧ１｜＜｜ΔＧ２｜としているのは、急激な音声信号の振幅増加の場合に４１１ゲイン値の減少を素早く行わないと装置のダイナミックレンジを超えて音がクリップしてしまうからである。
【０００７】
４０１音声信号の小さな振幅が急に大きくなる場合に１０５音声信号がクリップして歪まないようにＴ１（ｓｅｃ）早いタイミングでゲイン値を制御するように構成されている。この場合の動作を図５（ａ）、（ｂ）により説明する。図５（ａ）、（ｂ）の信号Ａは４０１音声信号のエンベロープを示した図であり、小さな振幅が急に大きくなる様子を示している。図５（ａ）、（ｂ）の信号Ｂは４０２音声遅延部でＴ１（ｓｅｃ）遅延した４０３の音声信号のエンベロープを示している。図５（ａ）、（ｂ）の信号Ｃは４０８ゲイン判定部で４０５音声信号の振幅が一定になるように判定したゲイン値である。図５（ａ）、（ｂ）の信号Ｅは４１０ゲイン制御部で４０３音声信号の正負符号が変化したときにΔＧ２ずつゲイン値を下げている様子を示した４１１ゲイン値の波形である。図５（ａ）、（ｂ）での信号Ｅの違いは、４１１ゲイン値が４０３の音声信号の正負符号が変化したときにΔＧ２変化させるためである。図５（ａ）の場合の音声信号の正負符号が変化する周期をＴｚａ（ｓｅｃ）、図５（ｂ）の場合の音声信号の正負符号が変化する周期をＴｚｂ（ｓｅｃ）とした場合
Ｔｚａ＞Ｔｚｂ
となっているため、図５（ａ）での信号Ｅの方が目標のゲイン値になるまでに時間を要している。
図５（ａ）、（ｂ）での信号Ｆは４０４振幅可変部が信号Ｅの４１１ゲイン値により振幅を可変した４０５音声信号のエンベロープであり、オートレベルコントロール処理された結果である。
【０００８】
４０１音声信号の大きな振幅が急に小さくなる場合には、｜ΔＧ１｜＜｜ΔＧ２｜のため、急激にゲイン値が変化しないように構成されている。この場合の動作を図５（ｄ）により説明する。図５（ｄ）の信号Ａは４０１音声信号のエンベロープを示した図であり、大きな振幅が急に小さくなる様子を示している。図５（ｄ）の信号Ｂは４０２音声遅延部でＴ１（ｓｅｃ）遅延した４０３の音声信号のエンベロープを示している。図５（ｄ）の信号Ｃは４０８ゲイン判定部で４０５音声信号の振幅が一定になるように判定したゲイン値である。図５（ｄ）の信号Ｅは４１０ゲイン制御部で４０３音声信号の正負符号が変化したときにΔＧ１ずつゲイン値を上げている様子を示した４１１ゲイン値の波形である。｜ΔＧ１｜＜｜ΔＧ２｜のため、図５（ａ）、（ｂ）での信号Ｅよりゲイン値の変更に時間を要している。これは、４０１音声信号の大きな振幅に対して、Ｔ１（ｓｅｃ）早くゲインを上げはじめても、緩やかなゲイン増加のため、装置のダイナミックレンジを超えて音がクリップしてしまうことも防止している。図５（ｄ）での信号Ｆは４０４振幅可変部が信号Ｅの４１１ゲイン値により振幅を可変した音声信号のエンベロープであり、オートレベルコントロール処理された結果である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１３３０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら上記従来例では、図５（ｂ）のように音声信号の正負符号が変化する周期Ｔｚｂが小さい場合に図５（ｂ）信号ＦのＴ２の期間、振幅が小さくなってしまい、音質劣化を発生させるという課題がある。
【００１１】
４０２音声遅延部の遅延時間Ｔ１を小さくすればＴ２の期間は少なくなり音質劣化も少なくなるが、図５（ａ）の場合に、４０２音声遅延部の遅延時間Ｔ１を小さくすると図５（ｃ）のようになり（４０２音声遅延部の遅延時間はＴ３（ｓｅｃ））、図５（ｃ）信号Ｅのように４１１ゲイン値を下げるのが遅くなることで、図５（ｃ）のＴ４の期間に装置のダイナミックレンジを超えて音がクリップしてしまう課題がある。
【００１２】
本発明は、小さな振幅が急に大きくなる場合にも音質の劣化を少なくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る音声処理装置の構成は、音声信号を入力する音声信号入力手段と、入力された音声信号を遅延させる音声遅延手段と、遅延された音声信号の振幅を与えられたゲイン値により可変する振幅可変手段と、入力された音声信号の振幅レベルを検出するレベル検出手段と、前記音声信号の音声レベルが一定となるように前記振幅可変手段のゲインを決定するゲイン判定手段と、前記ゲイン判定手段の出力するゲイン値を遅延させるゲイン値遅延手段と、遅延されたゲイン値に応じて前記振幅可変手段にゲイン値を与えるゲイン制御手段と、入力された音声信号が正負の値を持つ場合に、入力された音声信号の正負符号が変わる周期に応じて、前記ゲイン値遅延手段の遅延時間を可変する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小さな振幅が急に大きくなる場合にも音質の劣化を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】音声処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】音声の信号波形を示した図である。
【図３】遅延量判定部の特性を示す図である。
【図４】従来例の構成を示す図である。
【図５】従来例の信号波形を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の音声収録装置の構成を示す図である。以下図１をもとに本実施例の構成を説明する。図１において１０１は音声信号入力であり、１０２は１０１音声信号をＴ１（ｓｅｃ）遅延させて１０３へ出力する音声遅延部である。１０４は１０２音声遅延部で遅延した４０３音声信号の振幅を１１１ゲイン値により可変して１０５へ出力する振幅可変部である。
【００１８】
１０６は１０１音声信号の振幅レベルを検出するレベル検出部であり１０７に振幅レベルを出力する。１０８は１０６レベル検出部で検出した１０７振幅レベルにより、１０４振幅可変部から出力される１０５音声信号の振幅レベルが一定になるゲイン値を判定して１０９に出力する。１１６は１０９ゲイン値を１１５により指定された遅延時間遅延させて１１７にゲイン値を出力するゲイン値遅延部である。
【００１９】
１１０は１１７ゲイン値を目標値として１０３音声信号の正負符号が変化したときに（１０３音声信号は正負の値を持つ交流信号）１１１ゲイン値を変化させるゲイン制御部である。このとき、１１１ゲイン値を増加させる場合の変化量をΔＧ１とし、１１１ゲイン値を減少させる場合の変化量をΔＧ２とすると、
｜ΔＧ１｜＜｜ΔＧ２｜
になるようにする。
【００２０】
このとき１１０ゲイン制御部で入力された音声信号の正負符号の変化時にゲインを変更させているのは、振幅が大きい場合にゲイン変更を行うと波形に不連続や歪みが生じ音質が劣化するためである。
【００２１】
また、｜ΔＧ１｜＜｜ΔＧ２｜としているのは、急激な音声信号の振幅増加の場合に１１１ゲイン値の減少を素早く行わないと装置のダイナミックレンジを超えて音がクリップしてしまうからである。
【００２２】
１１２は１０１音声信号の正負符号が変化する周期を測定し、１１３へゼロクロス周期として出力するゼロクロス周期測定部である。１１４は１１３ゼロクロス周期により１１６の遅延時間１１５を判定する遅延量判定部であり、図３の様にゼロクロス周期により遅延量Ｔｄを出力する。図３でＴｄｍａｘは遅延時間の最大値であるが、１０２音声遅延部の遅延時間Ｔ１より小さい値とする。
【００２３】
１０１音声信号の小さな振幅が急に大きくなる場合に１０５音声信号がクリップして歪まないようにＴ１（ｓｅｃ）早いタイミングでゲイン値を制御するように構成されている。この場合の動作を図２（ａ）、（ｂ）により説明する。図２（ａ）、（ｂ）の信号Ａは１０１音声信号のエンベロープを示した図であり、小さな振幅が急に大きくなる様子を示している。図２（ａ）、（ｂ）の信号Ｂは１０２音声遅延部でＴ１（ｓｅｃ）遅延した１０３の音声信号のエンベロープを示している。図２（ａ）、（ｂ）の信号Ｃは１０８ゲイン判定部で１０５音声信号の振幅が一定になるように判定したゲイン値である。図２（ａ）、（ｂ）の信号Ｄは１１６ゲイン値遅延部で遅延させた１１７ゲイン値である。
【００２４】
図２（ａ）の場合、１１３ゼロクロス周期をＴｚ３とすると、図３より遅延量Ｔｄ＝０となる。図２（ｂ）の場合は、１１３ゼロクロス周期をＴｚ２とすると、図３より遅延量Ｔｄ＝Ｔｄ２となる。
【００２５】
図２（ａ）、（ｂ）の信号Ｅは１１０ゲイン制御部で１０３音声信号の正負符号が変化したときにΔＧ２ずつゲイン値を下げている様子を示した１１１ゲイン値の波形である。図２（ａ）、（ｂ）での信号Ｅの変化の違いは、１１１ゲイン値が１０３の音声信号の正負符号が変化したときにΔＧ２変化させるためである。図２（ａ）の場合の音声信号の正負符号が変化する周期をＴｚ３（ｓｅｃ）、図２（ｂ）の場合の音声信号の正負符号が変化する周期をＴｚ２（ｓｅｃ）とした場合
Ｔｚ３＞Ｔｚ２
となっているため、図２（ａ）での信号Ｅの方が目標のゲイン値になるまでに時間を要している。
【００２６】
図２（ａ）、（ｂ）での信号Ｆは１０４振幅可変部が信号Ｅの１１１ゲイン値により振幅を可変した１０５音声信号のエンベロープであり、オートレベルコントロール処理された結果である。
【００２７】
１０１音声信号の大きな振幅が急に小さくなる場合には、｜ΔＧ１｜＜｜ΔＧ２｜のため、急激にゲイン値が変化しないように構成されている。この場合の動作を図２（ｃ）により説明する。図２（ｃ）の信号Ａは１０１音声信号のエンベロープを示した図であり、大きな振幅が急に小さくなる様子を示している。図２（ｃ）の信号Ｂは１０２音声遅延部でＴ１（ｓｅｃ）遅延した１０３の音声信号のエンベロープを示している。図２（ｃ）の信号Ｃは１０８ゲイン判定部で１０５音声信号の振幅が一定になるように判定した１０９ゲイン値である。
【００２８】
図２（ｃ）の信号Ｄは１１６ゲイン値遅延部で遅延させた１１７ゲイン値である。この場合の１１３ゼロクロス周期はＴｚ３以上でありＴｄ＝０となっている。
【００２９】
図２（ｃ）の信号Ｅは１１０ゲイン制御部で１０３音声信号の正負符号が変化したときにΔＧ１ずつゲイン値を上げている様子を示した１１１ゲイン値の波形である。｜ΔＧ１｜＜｜ΔＧ２｜のため、図２（ａ）（ｂ）での信号Ｅよりゲイン値の変更に時間を要している。これは、１０１音声信号の大きな振幅に対して、Ｔ１（ｓｅｃ）早くゲインを上げはじめても、緩やかなゲイン増加のため、装置のダイナミックレンジを超えて音がクリップしてしまうことも防止している。図２（ｃ）での信号Ｆは１０４振幅可変部が信号Ｅの１１１ゲイン値により振幅を可変した１０５音声信号のエンベロープであり、オートレベルコントロール処理された結果である。
【符号の説明】
【００３０】
１０１  音声信号入力、１０２  音声遅延部、１０４  振幅可変部、
１０６  レベル検出部
【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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