(57)【要約】【課題】アナログ音声信号をフィードバックする従来のゲイン調整を行う構成と比較して部品点数が削減された簡易な構成で車両搭乗者の会話を支援することができる車載機器を提供する。【解決手段】チャンネルごとのデジタル音声信号のビットストリームから推定される音圧レベルを算出し、算出された音声信号の音圧レベルおよび標準の音圧レベルのうちから、音声信号のゲイン調整の基準となるリファレンス音圧レベルを決定する。このようにして決定されたリファレンス音圧レベルを基準として各チャンネルのデジタル音声信号の音圧レベルのゲインを調整し、ゲインが調整された各チャンネルのデジタル音声信号を合成して出力対象の音声信号を生成する。【選択図】図２
2017068197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置から音声信号を受信してデジタル音声信号を生成する受信処理部と、
前記受信処理部によって生成されたデジタル音声信号を前記外部装置ごとのチャンネルに弁別する弁別部と、
前記弁別部により弁別された各チャンネルのデジタル音声信号のビットストリームから推定される音圧レベルを算出する音圧レベル推定部と、
前記音圧レベル推定部によって算出された音圧レベルおよび予め設定された標準の音圧レベルのうちから、リファレンス音圧レベルを決定するリファレンスレベル設定部と、
前記リファレンスレベル設定部により決定されたリファレンス音圧レベルを基準として各チャンネルのデジタル音声信号のゲインを調整するゲイン調整部と、
前記ゲイン調整部によりゲイン調整された各チャンネルのデジタル音声信号を合成して出力対象の音声信号を生成するチャンネル合成部と
を備えたことを特徴とする車載機器。
【請求項２】
前記リファレンスレベル設定部は、ユーザから設定された制御信号に基づいて、前記音圧レベル推定部によって算出された音圧レベルおよび前記標準の音圧レベルのうちから、前記リファレンス音圧レベルを決定することを特徴とする請求項１記載の車載機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スマートフォンなどを用いて集音された発話音声を車載スピーカから出力して車両搭乗者同士の会話を補助する車載機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両搭乗者同士の会話において、ロードノイズあるいは車両搭乗者の位置関係によって相手の声が聞き取りにくいことがある。そこで、従来から、車両搭乗者同士の会話を聞き取りやすく補助するための技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載される車内会話支援システムでは、車内の座席ごとに配置されたマイクによって車両搭乗者の発話を集音し、各車両搭乗者の音声信号のゲインを調整して車内に配置されたスピーカから出力している。これによって、各車両搭乗者の発話が適切な音量で出力され、相手の声が聞き取りやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４２３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、スマートフォン、タブレットＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの携帯端末の普及は目覚ましく、車両の搭乗者のそれぞれが携帯端末を携帯している場合が多い。このような携帯端末では、近距離内に存在する他の機器との間で無線通信を行う機能が一般的に装備されている。無線通信方式としては、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標、以下記載を省略する）、ＷｉＦｉ（登録商標、以下記載を省略する）などが挙げられる。
【０００５】
また、ナビゲーション装置、ディスプレイ付きオーディオ機器などの車載機器においても、車内に持ち込まれた携帯端末との間で無線通信を行う機能を装備するものが標準化されつつある。車載機器の音声出力は、車内に配置されたスピーカによって行われる。このような車載スピーカは、オーディオ信号またはナビゲーションの案内音声を出力する場合に搭乗者にとって心地よい音像の距離感などを実現するため、周波数特性、聴取位置への音の到達時間などが調整されている。
【０００６】
なお、各車両搭乗者の音声信号のゲイン調整には、一般的にフィードバック方式の自動ゲイン制御回路が用いられる。この自動ゲイン制御回路においては、出力対象の音声信号をフィードバックしてリファレンス信号と比較することにより、リファレンス信号レベルに対して出力対象の音声信号レベルが一定になるように音声信号のゲインが調整される。
【０００７】
一方、特許文献１に記載される車内会話支援システムにおいて、車両搭乗者が携帯する携帯端末をマイクとして利用して、携帯端末から車載機器に音声信号を送信して発話音声を車載スピーカから出力することも考えられる。このように構成すると、車両搭乗者ごとのマイクを省略することができる。
【０００８】
この場合、車載機器は、携帯端末から受信した車両搭乗者の発話の音声信号を復調し、復号などの信号処理を行うことで、デジタル音声を得ることとなる。得られたデジタル音声は、車載機器において車両搭乗者ごとに対応したチャンネルに分けられた後、自動ゲイン制御回路にフィードバックする音声信号を得るためにアナログ信号にそれぞれ変換されることとなる。
【０００９】
すなわち、車載機器には、デジタル音声をアナログ信号に変換するためのデジタルアナログ変換器（以下、ＤＡＣと記載する）、フィードバックされた音声信号とリファレンス信号とを比較するための比較器、およびフィードバックする音声信号を比較器の出力から検波する検波回路がチャンネルごとに必要となる。
従って、車載機器の部品点数が増えてシステム規模が増大するという懸念があった。
【００１０】
この発明は上記の課題を解決するもので、アナログ音声信号をフィードバックする従来のゲイン調整を行う場合に比べて部品点数が削減された簡易な構成で車両搭乗者の会話を支援することができる車載機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る車載機器は、受信処理部、弁別部、音圧レベル推定部、リファレンスレベル設定部、ゲイン調整部およびチャンネル合成部を備える。
受信処理部は、外部装置から音声信号を受信してデジタル音声信号を生成する。弁別部は、受信処理部によって生成されたデジタル音声信号を外部装置ごとのチャンネルに弁別する。音圧レベル推定部は、弁別部により弁別された各チャンネルのデジタル音声信号のビットストリームから推定される音圧レベルを算出する。リファレンスレベル設定部は、音圧レベル推定部によって算出された音圧レベルおよび予め設定された標準の音圧レベルのうちから、リファレンス音圧レベルを決定する。ゲイン調整部は、リファレンスレベル設定部により決定されたリファレンス音圧レベルを基準として各チャンネルのデジタル音声信号のゲインを調整する。チャンネル合成部は、ゲイン調整部によりゲイン調整された各チャンネルのデジタル音声信号を合成して出力対象の音声信号を生成する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、車両搭乗者の発話の音声信号の音圧レベルをそのビットストリームから推定し、推定した音圧レベルなどを基準としてデジタル音声信号のゲインを調整するので、ゲイン調整の際にデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換する必要がない。
これにより、チャンネルごとにＤＡＣ、比較器、検波回路を割り当てる必要がなくなるため、アナログ音声信号をフィードバックする従来のゲイン調整を行う構成と比較して部品点数が削減された簡易な構成で車両搭乗者の会話を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車載機器の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における調整部の構成を示すブロック図である。
【図３】音声のビットストリームから音圧レベルを推定する処理の概要を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る車載機器の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る車載機器１の構成を示すブロック図である。
車載機器１は、車両内に配置されたスピーカ９から音声出力が可能な電子機器であり、例えば、カーナビゲーション装置、カーオーディオ機器などで実現される。
また、車載機器１は、スマートフォンなどの携帯端末２−１〜２−３と無線通信が可能である。携帯端末２−１〜２−３は、車両搭乗者によって車両内に持ち込まれる。
【００１５】
車載機器１を介して車両搭乗者が会話を行うときに、車両搭乗者は、携帯端末２−１〜２−３のうち、自身が有する携帯端末をマイク代わりに用いて発話する。
携帯端末２−１〜２−３は、車両搭乗者の発話から集音し、音声信号として車載機器１に送信する。車載機器１との間の通信に使用する無線通信方式は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉなどが挙げられる。これらの無線通信方式では、符号化した送信信号をデジタル変調して通信先に送信する。
【００１６】
車載機器１は、図１に示すように、アンテナ３、受信処理部４、弁別部５、調整部６、ＤＡＣ７およびＡＭＰ８を備える。
アンテナ３は、携帯端末２−１〜２−３から送信されたＲＦ信号を受信するための通信アンテナであり、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信用アンテナ、ＷｉＦｉ通信用アンテナが挙げられる。
【００１７】
受信処理部４は、アンテナ３を介して携帯端末２−１〜２−３から音声信号を受信する。また、受信処理部４は、携帯端末２−１〜２−３から受信した音声信号をデジタル復調する。弁別部５は、受信処理部４によってデジタル復調されたデジタル音声信号を復号し、携帯端末２−１〜２−３ごとに対応するチャンネルのデジタル音声信号に弁別する。
以降の説明では、車両搭乗者が３人であり、これらが使用する携帯端末２−１〜２−３に対応してチャンネル数が３であるものとする。
【００１８】
調整部６は、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により実現され、弁別部５によって弁別された各チャンネルのデジタル音声信号の音圧レベルを推定する機能、各チャンネルのデジタル音声信号のゲインを調整する機能、ゲインを調整した各チャンネルのデジタル音声信号を合成する機能を有する。
すなわち、この発明における調整部６は、各チャンネルのデジタル音声信号から音圧レベルを推定する。そして、制御信号に基づいて、推定した音圧レベルと標準音圧レベルのうちから、デジタル音声信号のゲイン調整の基準となるリファレンス音圧レベルを決定する。このようにして決定した音圧レベルを基準として、各チャンネルのデジタル音声信号のゲインを調整する。ここで、制御信号は、推定した音圧レベルおよび標準音圧レベルのうちからリファレンス音圧レベルを指定する信号である。
なお、標準音圧レベルとは、各チャンネルの音声信号の音圧レベルを一定にするために予め設定された標準の音圧レベルである。標準音圧レベルとしては、例えば、車載機器１に固定的に設定された音圧レベルであってもよいが、ユーザが設定した音量に対応する音圧レベルであってもよい。
【００１９】
ＤＡＣ７は、調整部６から出力されたデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換する。ＡＭＰ８は、ＤＡＣ７によって変換されたアナログ音声信号の信号レベルを増幅する。
スピーカ９は、車室内に配置されたスピーカであり、ＡＭＰ８によって増幅された音声信号を音声出力する。
【００２０】
図２は、実施の形態１における調整部６の構成を示すブロック図である。調整部６は、図２に示すように、音圧レベル推定部１０、リファレンスレベル設定部１１、ゲイン調整部１２およびチャンネル合成部１３を備える。
音圧レベル推定部１０は、弁別部５によって弁別されたチャンネルｃｈ１〜ｃｈ３のデジタル音声信号のビットストリームから推定される音圧レベルを算出する。
例えば、図３（ａ）に示すように、チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３のデジタル音声信号をバッファするデータバッファ期間Ｔｂｕｆ内にＮ＝１８個の音声信号のビット列ａ１〜ａ１８がサンプリングされた場合、音圧レベル推定部１０は、図３（ｂ）に示す式（１）に従って推定音圧レベルＰｅｓｔを算出する。
ただし、ａバーは、データバッファ期間Ｔｂｕｆにサンプリングされた音声信号のビット列の平均値である。
【００２１】
リファレンスレベル設定部１１は、音圧レベル推定部１０により算出された推定音圧レベルＰｅｓｔおよび標準音圧レベルＰｒｅｆのうちからリファレンス音圧レベルを決定する。
例えば、リファレンスレベル設定部１１は、ユーザから設定された制御信号に基づいてリファレンス音圧レベルを決定する。従って、ユーザビリティに富んだゲイン調整が可能となる。
【００２２】
また、制御信号の内容をリファレンスレベル設定部１１に固定して、ユーザによる次回の選択入力があるまで、リファレンスレベル設定部１１が、固定された前回の制御信号の内容に基づいてリファレンス音圧レベルを自動で選択してもよい。
なお、リファレンス音圧レベルの候補となる推定音圧レベルＰｅｓｔとしては、例えば、チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３のデジタル音声信号の推定音圧レベルＰｅｓｔのうち、音圧レベルが最大のものが選ばれる。
【００２３】
ゲイン調整部１２は、フィードフォワード方式のデジタルゲイン調整を行う構成要素であり、リファレンスレベル設定部１１によって決定されたリファレンス音圧レベルを基準として各チャンネルの音声信号の音圧レベルのゲインを調整する。
具体的には、各チャンネルの音声信号の音圧レベルが、リファレンス音圧レベルに合わせて一定になるようにゲインが調整される。
チャンネル合成部１３は、ゲイン調整部１２によってゲインが調整された各チャンネルの音声信号を合成して出力対象の音声信号を生成する。
【００２４】
次に動作について説明する。
図４は実施の形態１に係る車載機器１の動作を示すフローチャートである。
ここでは、マイクとして利用する携帯端末２−１〜２−３がスマートフォンである場合について説明する。
各車両搭乗者は、自身が携帯するスマートフォンを車内会話モードに設定し、スマートフォンに向かってそれぞれ発話する。スマートフォンは、内蔵マイクで集音した車両搭乗者の発話音声を符号化し、デジタル変調して車載機器１に送信する。
車載機器１の受信処理部４は、アンテナ３を介してスマートフォンから音声信号を受信し、デジタル復調する（ステップＳＴ１）。
【００２５】
弁別部５は、受信処理部４によって復調されたデジタル音声信号を復号して、スマートフォンごとのチャンネルのデジタル音声信号に弁別する（ステップＳＴ２）。
ここでは、車両搭乗者が３人で、３つのチャンネルｃｈ１〜ｃｈ３のデジタル音声信号に弁別される場合を例に挙げる。チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３のデジタル音声信号は、弁別部５から調整部６に入力される。
【００２６】
調整部６の音圧レベル推定部１０は、各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３の音声ビットストリームから推定される各デジタル音声信号の音圧レベルを算出する（ステップＳＴ３）。
具体的には、上記式（１）に従って、各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３のデジタル音声信号の推定音圧レベルＰｅｓｔを算出する。算出された推定音圧レベルＰｅｓｔは、リファレンスレベル設定部１１およびゲイン調整部１２に出力される。
【００２７】
次に、リファレンスレベル設定部１１は、前述したように制御信号に基づいて、推定音圧レベルＰｅｓｔおよび標準音圧レベルＰｒｅｆのうちから、音声信号のゲイン調整の基準となるリファレンス音圧レベルを決定する（ステップＳＴ４）。
リファレンスレベル設定部１１は、決定したリファレンス音圧レベルをゲイン調整部１２に出力する。
【００２８】
ゲイン調整部１２は、リファレンス音圧レベルを基準として各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３のデジタル音声信号の音圧レベルが一定になるように各デジタル音声信号の音圧レベルのゲインを調整する（ステップＳＴ５）。
続いて、チャンネル合成部１３は、ゲイン調整部１２によってゲインが調整された各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３のデジタル音声信号を合成して出力対象の音声信号を生成する（ステップＳＴ６）。出力対象の音声信号は、チャンネル合成部１３からＤＡＣ７に出力される。これにより、調整部６による一連の処理は終了する。
【００２９】
この後、ＤＡＣ７は、調整部６から入力した出力対象の音声信号をアナログ音声信号に変換する。そして、ＡＭＰ８は、ＤＡＣ７によってアナログ信号に変換された音声信号の信号レベルを増幅してスピーカ９へ出力する。スピーカ９は、ＡＭＰ８から入力した車両搭乗者の発話音声を出力する。
これにより、車両搭乗者のいずれかの発話音声の音圧レベルが小さい場合であっても、各車両搭乗者の発話音声の音圧レベルがリファレンス音圧レベルとなるようにゲイン調整されてスピーカ９から出力される。従って、各車両搭乗者の発話が適切な音量となって、相手の声が聞き取りやすくなる。
【００３０】
以上のように、実施の形態１に係る車載機器１は、図２に示す調整部６を備えることにより、車両搭乗者の発話の音声ビットストリームから推定される、推定音圧レベルＰｅｓｔなどを基準としてデジタル音声信号のままでゲインを調整する。
このため、音声信号のゲインを調整するときにデジタル音声信号をアナログ信号に変換する必要がない。これにより、チャンネルごとにＤＡＣ、比較器、検波回路を割り当てる必要がなく、アナログ音声信号をフィードバックする従来のゲイン調整を行う構成と比較して部品点数が削減された簡易な構成で車両搭乗者の会話を支援することができる。
【００３１】
また、実施の形態１に係る車載機器１において、リファレンスレベル設定部１１は、ユーザから設定された制御信号に基づいて、音圧レベル推定部１０によって推定された音声信号の推定音圧レベルＰｅｓｔと予め設定された標準音圧レベルＰｒｅｆのうちから、リファレンス音圧レベルを決定する。これにより、ユーザによって選択されたリファレンス音圧レベルを設定する制御信号を利用することができ、ユーザビリティに富んだゲイン調整が可能となる。
【００３２】
上記実施の形態１では、スマートフォンなどの携帯端末２−１〜２−３をマイクとして利用する場合を示したが、車両搭乗者ごとのマイクであってもよい。
すなわち、この発明は、車両搭乗者の発話を集音して音声信号として車載機器１に送信する外部装置であれば適用可能であり、この場合においても上記と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  車載機器、２−１〜２−３  携帯端末、３  アンテナ、４  受信処理部、５  弁別部、６  調整部、９  スピーカ、１０  音圧レベル推定部、１１  リファレンスレベル設定部、１２  ゲイン調整部、１３  チャンネル合成部。
【図１】
2017068197.tif 000003
【図２】
2017068197.tif 000004
【図３】
2017068197.tif 000005
【図４】
2017068197.tif 000006