JP2006074409A

JP2006074409A - Voice output device

Info

Publication number: JP2006074409A
Application number: JP2004255021A
Authority: JP
Inventors: Masanori Sakamoto; 匡紀坂本
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2006-03-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a "voice output device" which enables a gain adjustment according to a microphone sensitivity to be automatically performed. <P>SOLUTION: A voice output device detects the composite tone of a noise in an acoustic space and a voice outputted from a speaker by a microphone 15, separates a noise signal from a voice signal, and controls a gain of the voice signal based on a noise level and a voice signal level. A microphone sensitivity coefficient calculator 52 calculates the ratio A/A' of the volume A of a voice signal inputted to a speaker 14 and the volume A' of the voice signal detected by the microphone 15, and a gain control unit 54 controls the gain of the input voice signal based on the volume ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は音声出力装置に係わり、特に音響空間における騒音とスピーカから出力される音声との合成音をマイクで検出して騒音信号と音声信号に分離し、騒音レベル及び音声信号レベルに基づいて音声信号のゲインを制御する音声出力装置に関する。 The present invention relates to an audio output device, and in particular, a synthesized sound of noise in an acoustic space and audio output from a speaker is detected by a microphone and separated into a noise signal and an audio signal, and audio is generated based on the noise level and the audio signal level. The present invention relates to an audio output device that controls a gain of a signal.

カーナビゲーションシステムやハンズフリー電話システムの音声出力部においてラウドネス補償技術を用いた音声明瞭度改善装置が採用されている。この音声明瞭度改善装置は、カーオーディオの再生音やエンジン音、走行雑音等の騒音があるとナビゲーション案内音声、ハンズフリー電話音声等が聴き取りにくくなるため、これら騒音が存在しても音声を明瞭に聞き取れるようにするもので、騒音のレベルに応じて音声ボリュームを適切に調整することを可能とするものである。 A speech intelligibility improving apparatus using a loudness compensation technique is adopted in an audio output unit of a car navigation system or a hands-free telephone system. This voice intelligibility improvement device makes it difficult to hear navigation guidance voice, hands-free telephone voice, etc. if there is noise such as car audio playback sound, engine sound, running noise, etc. It makes it possible to hear clearly, and makes it possible to adjust the sound volume appropriately according to the level of noise.

図４は従来の音声明瞭度改善機能を備えた音声出力装置の構成図である（例えば特許文献１参照）。この音声出力装置１は、案内音声等の音量を手動で調整する音量調整部１１、音声が明瞭になるように音声のゲインＧを制御するゲイン補正部１２、音声信号を増幅するアンプ１３、音声を空間に放射するスピーカ１４、騒音及び音声の合成音を検出するマイク１５、音声信号と騒音信号を分離して出力する信号分離部１６、ラウドネス補償技術を用いて音声が明瞭になるように音声のゲインＧoptを算出するラウドネス補償ゲイン算出部１７を含んで構成されている。また、音声出力装置１とは別にオーディオ音再生装置２が存在している。このオーディオ音再生装置２は、ＣＤプレーヤ，ミニディスクプレーヤ、チューナなどのオーディオソース２１、アンプ２２、スピーカ２３を備えており、スピーカ２３からオーディオ再生音を出力する。 FIG. 4 is a block diagram of a conventional voice output device having a voice clarity improvement function (see, for example, Patent Document 1). The audio output device 1 includes a volume adjusting unit 11 that manually adjusts the volume of a guidance voice, a gain correcting unit 12 that controls the gain G of the audio so that the audio becomes clear, an amplifier 13 that amplifies the audio signal, an audio A speaker 14 that radiates the sound into the space, a microphone 15 that detects the synthesized sound of noise and speech, a signal separation unit 16 that separates and outputs the sound signal and the noise signal, and a sound that makes the sound clear by using a loudness compensation technique. A loudness compensation gain calculation unit 17 for calculating the gain Gopt of the first is included. In addition to the audio output device 1, there is an audio sound reproduction device 2. The audio sound reproducing device 2 includes an audio source 21 such as a CD player, a mini disk player, and a tuner, an amplifier 22 and a speaker 23, and outputs audio reproduction sound from the speaker 23.

音声出力装置１において、音量調整部１１は、ナビゲーション装置から入力する案内音声信号の音量調整を行う。ゲイン補正部１２は、音量調整後の案内音声信号にゲインを付与するもので、ラウドネス補償ゲイン算出部１７によって算出されたゲインGoptを案内音声信号に乗算する。アンプ１３は、ゲイン補正部１２から出力する案内音声信号を増幅する。スピーカ１４は、アンプ１３から入力する案内音声を車室内に放射し、マイクロホン１５は、オーディオ音再生部２のスピーカ２３から出力するオーディオ再生音、周囲の雑音、案内音声の合成音を取り込んで信号分離部１６に入力する。
信号分離部１６は、音声信号と騒音信号(オーディオ再生音信号と雑音信号の合成信号)とを分離するもので、スピーカ１４からマイクロホン１５までの音響系のインパルス応答を模擬する伝搬特性模擬フィルタ１６ａ、演算部１６ｂを有している。 In the audio output device 1, the volume adjusting unit 11 adjusts the volume of the guidance audio signal input from the navigation device. The gain correction unit 12 gives a gain to the guidance voice signal after the volume adjustment, and multiplies the guidance voice signal by the gain Gopt calculated by the loudness compensation gain calculation unit 17. The amplifier 13 amplifies the guidance voice signal output from the gain correction unit 12. The speaker 14 radiates the guidance voice input from the amplifier 13 into the vehicle interior, and the microphone 15 takes in the audio reproduction sound output from the speaker 23 of the audio sound reproduction unit 2, the ambient noise, and the synthesized sound of the guidance voice as a signal. Input to the separation unit 16.
The signal separation unit 16 separates a voice signal and a noise signal (a composite signal of an audio reproduction sound signal and a noise signal), and a propagation characteristic simulation filter 16a that simulates an impulse response of an acoustic system from the speaker 14 to the microphone 15. And an arithmetic unit 16b.

ラウドネス補償ゲイン算出部１７は、伝搬特性模擬フィルタ１６ａから出力される案内音声信号と演算部１６ｂから出力される騒音信号(オーディオ再生音信号＋雑音信号)とに基づいて、案内音声信号に加える最適のゲインＧoptを算出し、この算出されたゲイン値をゲイン補正部１２に入力する。以下にラウドネス補償ゲイン算出の原理を説明する。
図５は、物理的な音圧レベルと、その音を人間が聞いているときに感じる「音の大きさ（ラウドネスと呼ぶ）」との対応関係を示したものでラウドネス曲線と呼ばれるものである。ラウドネス曲線において、横軸は物理的な音圧レベル（単位はSound Pressure Level SPL(dB))で、縦軸は人の感じる音の大きさを数値化したラウドネス（単位はsone)である。図５において(a)は静かな環境でのラウドネス曲線、(b)は雑音下でのラウドネス曲線である。ただし、(b)は、人の最小可聴値が約35dB上昇するような雑音の中での曲線であって、雑音が変化することによりこの曲線も様々に変化する。 The loudness compensation gain calculation unit 17 is an optimum addition to the guidance voice signal based on the guidance voice signal output from the propagation characteristic simulation filter 16a and the noise signal (audio reproduction sound signal + noise signal) output from the calculation unit 16b. The gain Gopt is calculated and the calculated gain value is input to the gain correction unit 12. The principle of calculating the loudness compensation gain will be described below.
FIG. 5 shows the correspondence between the physical sound pressure level and the “sound volume (called loudness)” that a person feels when listening to the sound, and is called a loudness curve. . In the loudness curve, the horizontal axis is the physical sound pressure level (unit is Sound Pressure Level SPL (dB)), and the vertical axis is the loudness (unit is sone), which is the numerical value of the sound perceived by humans. In FIG. 5, (a) is a loudness curve in a quiet environment, and (b) is a loudness curve under noise. However, (b) is a curve in the noise in which the minimum audible value of a person increases by about 35 dB, and this curve changes variously as the noise changes.

ラウドネス曲線は縦軸のラウドネスの数値が同じであれば、人は音が同じ大きさであると感じていることを表している。よって、人が0.1soneの大きさに感じる音は、(a)の静かな環境では12dB SPLの物理的音圧レベルでよいが、(b)の雑音下では37dB SPLの物理的音圧レベルが必要である。言い換えると、静かな環境における12dB SPLの音と同じ大きさで人に聞かせるためには、(b)の雑音下では37dB SPLの音を出してやる必要がある。つまり25dBのゲインを加えなくてはならない。また、人が1soneの大きさに感じる音は、(a)の静かな環境では42dB SPLの物理的音圧レベルであるが、(b)の雑音下では49dB SPLの物理的音圧レベルが必要で、7dBのゲインを加えなくてならない。 The loudness curve indicates that if the numerical value of the loudness on the vertical axis is the same, a person feels that the sound has the same volume. Therefore, the sound that a person feels at a volume of 0.1sone may have a physical sound pressure level of 12 dB SPL in the quiet environment of (a), but a physical sound pressure level of 37 dB SPL in the noise of (b). is necessary. In other words, in order to let people hear the same loudness as a 12 dB SPL sound in a quiet environment, it is necessary to produce a 37 dB SPL sound under the noise of (b). That means you have to add a gain of 25dB. In addition, the sound that a person feels at 1 sone has a physical sound pressure level of 42 dB SPL in the quiet environment of (a), but a physical sound pressure level of 49 dB SPL is required under the noise of (b). So we have to add a gain of 7dB.

以上より、同じ雑音下であっても案内音声信号のレベルによってゲインを変えてやる必要がある。同じ雑音下での音声信号レベルとゲインとの関係を示したグラフを図６に示す。図６の横軸は静かな環境の物理的音圧レベル（音声信号レベルに相当）で、縦軸は図５の(b)の雑音下において音声を静かな環境で聞いていたのと同じ大きさに聞こえるために必要なゲイン値である。
以上では、雑音環境として図５の(b)に示すように、人の最小可聴値が約35dB上昇する場合を説明したが、図７に示すように雑音レベルが変化することによりラウドネス曲線は様々に変化し、従って、ゲイン・信号特性も図８に示すように雑音環境に応じて変化する。尚、図７において(a)はラウドネスをφ、音の強さをIで表現した時、次式
φ＝ＫＩ
で与えられる理想的なラウドネス曲線である。(b)は血液の流れる音等の生理的雑音のみで外部雑音がない場合（図５の(a)の静穏状態に対応）のラウドネス曲線、(c)は最小可聴値を15dB上昇させる雑音が発生している状態でのラウドネス曲線、(d)は最小可聴値を35dB上昇させる雑音が発生している状態でのラウドネス曲線、(e)は最小可聴値を55dB上昇させる雑音が発生している状態でのラウドネス曲線である。 From the above, it is necessary to change the gain according to the level of the guidance voice signal even under the same noise. FIG. 6 shows a graph showing the relationship between the audio signal level and the gain under the same noise. The horizontal axis in FIG. 6 is the physical sound pressure level (corresponding to the audio signal level) in a quiet environment, and the vertical axis is the same size as when listening to the voice in a quiet environment under the noise of (b) in FIG. This is a gain value necessary for sound.
In the above, the case where the minimum audible value of a person increases by about 35 dB as shown in FIG. 5B as a noise environment has been described. However, the loudness curve varies depending on the noise level as shown in FIG. Therefore, the gain / signal characteristics also change according to the noise environment as shown in FIG. In FIG. 7, (a) shows the following expression φ = KI when loudness is expressed as φ and sound intensity is expressed as I.
It is an ideal loudness curve given by (b) Loudness curve when there is no external noise (corresponding to the quiet state of (a) in Fig. 5), and (c) is noise that raises the minimum audible value by 15 dB. Loudness curve in the state of occurrence, (d) loudness curve in the state of noise that raises the minimum audible value by 35 dB, (e) noise that raises the minimum audible value by 55 dB It is a loudness curve in a state.

以上より、ラウドネス補償ゲイン算出部１７は (1) あらかじめ種々の騒音レベルにおけるゲイン・信号特性（図８参照）を内蔵のメモリに記憶しておき、(2) 実際の車室内の騒音レベルに応じたゲイン・信号特性を選び、(3) 該ゲイン・信号特性を参照して案内音声信号レベルに応じた最適なゲインGoptを算出し、(4) そのゲインGoptをゲイン補正部１２に入力する。ゲイン補正部１２はゲインGoptを案内音声信号に乗算する。これによって、騒音の中であっても、静かな環境と同等の音声を聞く事ができる。 As described above, the loudness compensation gain calculation unit 17 (1) stores gain / signal characteristics (see FIG. 8) at various noise levels in advance in a built-in memory, and (2) responds to the actual vehicle interior noise level. (3) Calculate the optimum gain Gopt corresponding to the guidance voice signal level with reference to the gain / signal characteristic, and (4) input the gain Gopt to the gain correction unit 12. The gain correction unit 12 multiplies the guidance voice signal by the gain Gopt. As a result, even in a noise, it is possible to hear a voice equivalent to a quiet environment.

すなわち、通常動作において、伝搬特性模擬フィルタ１６ａは音量調整部１１、ゲイン補正部１２を介して入力する案内音声信号に伝搬音響系のインパルス応答特性を付与して、観測点（マイク位置）におけるオーディオ信号を模擬的に発生し、ラウドネス補償ゲイン算出部１７に入力する。又、演算部１６ｂはマイク１５から出力する観測点における合成音信号から案内音声信号を減算して騒音信号(オーディオ再生音＋外部雑音)を発生し、ラウドネス補償ゲイン算出部１７に入力する。 That is, in normal operation, the propagation characteristic simulation filter 16a gives the impulse response characteristic of the propagation acoustic system to the guidance voice signal input via the volume adjustment unit 11 and the gain correction unit 12, and the audio at the observation point (microphone position). A signal is simulated and input to the loudness compensation gain calculation unit 17. The arithmetic unit 16 b subtracts the guide voice signal from the synthesized sound signal at the observation point output from the microphone 15 to generate a noise signal (audio reproduction sound + external noise), and inputs the noise signal to the loudness compensation gain calculation unit 17.

ラウドネス補償ゲイン算出部１７は、騒音レベルに応じたゲイン・信号特性を選択し、該ゲイン・信号特性を参照して案内音声信号レベルに応じたゲインGoptを決定してゲイン補正部１２に入力する。ゲイン補正部１２は、入力案内音声信号にゲインGoptを乗算する。以後、上記と同一の制御が繰り返され、騒音の中であっても可能な限り騒音が無い状態と同等に案内音声を受聴できるようになる。
特開平11-166835号公報 The loudness compensation gain calculation unit 17 selects a gain / signal characteristic corresponding to the noise level, determines a gain Gopt corresponding to the guidance voice signal level with reference to the gain / signal characteristic, and inputs the gain Gopt to the gain correction unit 12. . The gain correction unit 12 multiplies the input guidance voice signal by the gain Gopt. Thereafter, the same control as described above is repeated, and even in the noise, the guidance voice can be heard as much as possible without noise.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-166835

通常車載機で使用されるマイク１５は小型、低価格であり、感度のバラツキが大きい。このため、ユーザはマイク感度に応じて音量調整機能の効き具合（ゲイン）を設定する必要がある。すなわち、ナビゲーション案内音声、ハンズフリー電話音声、効果音（キー操作時に発生する音）等を周囲のノイズレベルにかぶせて流す場合、マイク感度の部品バラツキにより、どの程度のノイズの時に原音にどれくらいのゲインを付与するかを調整する必要がある。
たとえば、図９に示す周辺ノイズがマイクに入力しているとき、ナビゲーション案内音声信号にノイズ相当分の音量を加味して図１０の音声信号を出力する。このときマイクよりフィードバックされる合成音は理想的に図１１に示すレベルの波形になるはずであるが、マイク感度の影響で図１２に示すレベルの波形になってしまう。これでは、ノイズレベルや音声信号レベルを正しく検出することができず正しいゲインGoptを算出できず、静かな環境と同等の音声を聞く事が不可能となる。このため、前述のようにマイク感度に応じて音量調整機能の効き具合（ゲイン）を設定する必要があるが、かかる作業は熟練度が要求されユーザにとっては困難な作業となる。また、スピーカの性能のバラツキをも考慮する必要があるがユーザにとってはスピーカ性能を考慮した調整を行なうのは難しい問題がある。。
以上から本発明の目的は、自動的にマイク感度に応じたゲイン調整を行なえるようにすることである。
本発明の別の目的はマイク感度に応じたゲイン調整に加えてスピーカ性能を考慮したゲイン調整を行なえるようにすることである。 The microphone 15 that is normally used in an in-vehicle device is small in size and low in price, and has a large variation in sensitivity. For this reason, the user needs to set the effectiveness (gain) of the volume adjustment function according to the microphone sensitivity. In other words, when navigation guidance voice, hands-free telephone voice, sound effects (sounds generated during key operations), etc. are applied to the surrounding noise level, the microphone sensitivity varies, and how much noise is generated in the original sound. It is necessary to adjust whether gain is applied.
For example, when the ambient noise shown in FIG. 9 is input to the microphone, the sound signal shown in FIG. 10 is output by adding the volume corresponding to the noise to the navigation guidance sound signal. At this time, the synthesized sound fed back from the microphone should ideally have a waveform having the level shown in FIG. 11, but the waveform has the level shown in FIG. 12 due to the influence of the microphone sensitivity. In this case, the noise level and the audio signal level cannot be detected correctly, the correct gain Gopt cannot be calculated, and it is impossible to hear the audio equivalent to that in a quiet environment. For this reason, as described above, it is necessary to set the effectiveness (gain) of the volume adjustment function in accordance with the microphone sensitivity. However, this work requires a skill level and is difficult for the user. In addition, although it is necessary to consider variations in speaker performance, there is a problem that it is difficult for the user to perform adjustment in consideration of speaker performance. .
As described above, an object of the present invention is to automatically perform gain adjustment according to microphone sensitivity.
Another object of the present invention is to enable gain adjustment considering speaker performance in addition to gain adjustment according to microphone sensitivity.

上記第1の課題は本発明によれば、音響空間における騒音とスピーカから出力される音声との合成音をマイクで検出して騒音信号と音声信号に分離し、騒音レベル及び音声信号レベルに基づいて音声信号のゲインを制御する音声出力装置において、スピーカに入力する音声信号の音量Ａとマイクで検出した音声信号の音量Ａ′の比を算出する音量比算出部、該スピーカに入力する音声信号のゲインを前記音量比に基づいて制御するゲイン制御部を備えた音声出力装置により達成される。この音声出力装置において、ゲイン制御部は音量比Ａ／Ａ′をマイク感度補正ゲインとして入力音声信号に乗算する。
上記第２の課題は本発明によれば、前記マイク感度補正に加えて、車種とスピーカ種類とに対応させて補正ゲインを保存しておき、実際の車種及びスピーカ種類に応じたゲインを入力音声信号に付与する音声出力装置により達成される。 The first problem is that according to the present invention, the synthesized sound of the noise in the acoustic space and the sound output from the speaker is detected by the microphone and separated into the noise signal and the sound signal, based on the noise level and the sound signal level. In the audio output device for controlling the gain of the audio signal, the volume ratio calculating unit for calculating the ratio between the volume A of the audio signal input to the speaker and the volume A ′ of the audio signal detected by the microphone, and the audio signal input to the speaker This is achieved by an audio output device including a gain control unit that controls the gain of the sound based on the volume ratio. In this audio output device, the gain control unit multiplies the input audio signal by the volume ratio A / A ′ as a microphone sensitivity correction gain.
According to the second aspect of the present invention, according to the present invention, in addition to the microphone sensitivity correction, a correction gain is stored corresponding to the vehicle type and the speaker type, and the gain corresponding to the actual vehicle type and the speaker type is input to the input voice. This is achieved by an audio output device for adding to a signal.

本発明によれば、マイク感度を測定し、該マイク感度に基づいて自動的にスピーカに入力する音声信号に加えるゲインを制御することができる。
又、本発明によれば、車種とスピーカ種類とに対応させて補正ゲインを保存しておき、実際の車種及びスピーカ種類に応じたゲインを入力音声信号に付与することにより、マイク感度に応じたゲイン調整に加えてスピーカ性能を考慮したゲイン調整を行なうことができる。
以上により、本発明の音声出力装置によれば、マイク感度にばらつきがあっても、スピーカ性能等にばらつきがあっても、騒音下において静かな環境と同等の音声を聞けるように音量制御することが可能となる。 According to the present invention, the microphone sensitivity can be measured, and the gain added to the audio signal automatically input to the speaker can be controlled based on the microphone sensitivity.
Further, according to the present invention, the correction gain is stored in correspondence with the vehicle type and the speaker type, and the gain corresponding to the actual vehicle type and the speaker type is added to the input audio signal, so that it corresponds to the microphone sensitivity. In addition to gain adjustment, gain adjustment can be performed in consideration of speaker performance.
As described above, according to the audio output device of the present invention, the sound volume can be controlled so that the sound equivalent to that in a quiet environment can be heard under noise even if the microphone sensitivity varies or the speaker performance varies. Is possible.

本発明は、音響空間における騒音とスピーカから出力される音声との合成音をマイクで検出し、騒音信号と音声信号を分離し、騒音レベル及び音声信号レベルに基づいて音声信号のゲインを制御する音声出力装置である。音量比算出部は、スピーカに入力する音声信号の音量Ａとマイクで検出した音声信号の音量Ａ′の比Ａ／Ａ′を算出し、ゲイン制御部は入力音声信号のゲインを音量比に基づいて制御する。このようにすれば、音声出力装置はマイク感度にばらつきがあっても、騒音下において静かな環境と同等の音声を聞けるように音量制御することが可能となる。 The present invention detects a synthesized sound of noise in an acoustic space and sound output from a speaker with a microphone, separates the noise signal from the sound signal, and controls the gain of the sound signal based on the noise level and the sound signal level. It is an audio output device. The volume ratio calculation unit calculates a ratio A / A ′ between the volume A of the audio signal input to the speaker and the volume A ′ of the audio signal detected by the microphone, and the gain control unit calculates the gain of the input audio signal based on the volume ratio. Control. In this way, even when the microphone sensitivity varies, the sound output device can control the volume so that a sound equivalent to a quiet environment can be heard under noise.

図１は第１実施例の音声出力装置の構成図であり、図４の従来装置と同一部分には同一符号を付している。
マイク感度測定モードMSDHが設定されると、ゲイン補正部１２はゲインを１に固定する。又、音声信号抽出部５１、マイク感度係数算出部５２、マイク感度係数保存部５３が動作を開始し、更に、図示しない案内音声信号発生部は帯域が既知の擬似案内音声信号を出力する。
この擬似案内音声信号のスピーカ１４への入力音量Ａはマイク感度係数算出部５２に検出される。スピーカ１４から音響空間に放射された音声はマイク１５により検出され、音声信号抽出部５１に入力する。
マイク１５に検出された信号は、スピーカ１４から出力された擬似音声と騒音との合成音である。擬似音声の帯域は既知であるから、音声信号抽出部５１は該帯域以外の周波数成分を零とすることにより騒音を除去した擬似音声信号を抽出して、マイク感度係数算出部５２に入力する。なお、擬似音声の帯域に含まれる騒音信号成分が小さくなるような環境においてマイク感度測定をすると共に擬似音声の帯域を選択する。 FIG. 1 is a block diagram of an audio output device according to the first embodiment. Components identical with those of the conventional device shown in FIG.
When the microphone sensitivity measurement mode MSDH is set, the gain correction unit 12 fixes the gain to 1. The voice signal extraction unit 51, the microphone sensitivity coefficient calculation unit 52, and the microphone sensitivity coefficient storage unit 53 start operating, and a guide voice signal generation unit (not shown) outputs a pseudo guide voice signal having a known band.
The input sound volume A of the pseudo guidance voice signal to the speaker 14 is detected by the microphone sensitivity coefficient calculation unit 52. The sound radiated from the speaker 14 to the acoustic space is detected by the microphone 15 and input to the sound signal extraction unit 51.
The signal detected by the microphone 15 is a synthesized sound of pseudo sound and noise output from the speaker 14. Since the pseudo audio band is known, the audio signal extraction unit 51 extracts the pseudo audio signal from which noise is removed by setting the frequency components other than the band to zero, and inputs the extracted pseudo audio signal to the microphone sensitivity coefficient calculation unit 52. Note that the microphone sensitivity is measured and the pseudo sound band is selected in an environment where the noise signal component included in the pseudo sound band is small.

マイク感度係数算出部５２は、抽出された擬似音声信号の音量Ａ′を検出し、ついで、擬似案内音声信号のスピーカ１４への入力音量Ａと該抽出された擬似音声信号の音量Ａ′の比α＝Ａ／Ａ′を算出する。マイク感度係数保存部５３はこの音量比α＝Ａ／Ａ′を保存すると共にマイク感度補正ゲインとして乗算部５４に入力し、乗算部５４はラウドネス補償ゲイン算出部１７から出力するゲインＧoptにαを乗算してマイク感度に基づいてゲインを補正する。なお、ゲインＧoptにαを乗算する代わりに、ゲイン補正部１２から出力する音声信号に音量比αを乗算しても同じ結果が得られる。
マイク感度測定モードが終了すれば、マイク感度係数算出部５２、マイク感度係数保存部５３は動作を停止する。一方、ゲイン補正部１２はゲインを乗算部５４が出力するゲインα・Ｇoptに切り替え、音声信号にゲインα・Ｇoptを付与してマイク感度のバラツキを補正する。
以上、第１実施例によれば、マイク感度を測定し、該マイク感度に応じて自動的にスピーカに入力する音声信号に加えるゲインを制御するようにしたから、マイク感度にばらつきがあっても、騒音下において静かな環境と同等の音声を聞けるように音量制御することが可能となる。 The microphone sensitivity coefficient calculation unit 52 detects the volume A ′ of the extracted pseudo audio signal, and then the ratio between the input volume A of the pseudo guidance audio signal to the speaker 14 and the volume A ′ of the extracted pseudo audio signal. α = A / A ′ is calculated. The microphone sensitivity coefficient storage unit 53 stores the volume ratio α = A / A ′ and inputs it to the multiplication unit 54 as a microphone sensitivity correction gain. The multiplication unit 54 adds α to the gain Gopt output from the loudness compensation gain calculation unit 17. Multiply and correct the gain based on microphone sensitivity. The same result can be obtained by multiplying the audio signal output from the gain correction unit 12 by the volume ratio α instead of multiplying the gain Gopt by α.
When the microphone sensitivity measurement mode ends, the microphone sensitivity coefficient calculation unit 52 and the microphone sensitivity coefficient storage unit 53 stop operating. On the other hand, the gain correction unit 12 switches the gain to the gain α · Gopt output from the multiplication unit 54 and applies the gain α · Gopt to the audio signal to correct the variation in microphone sensitivity.
As described above, according to the first embodiment, the microphone sensitivity is measured, and the gain added to the audio signal automatically input to the speaker is controlled according to the microphone sensitivity. It is possible to control the volume so that a voice equivalent to that in a quiet environment can be heard under noise.

図２は第２実施例の音声出力装置の構成図であり、図１の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。
第１実施例と異なる点は、スピーカ補正係数算出部６１と乗算部６２を設けた点である。スピーカ１４の性能や車室内の設置場所、車内音場効果等による影響で同じ音声信号を入力してもマイクに同じ音声信号が入力しない。そこで、スピーカ補正係数算出部６１は、図３に示すようにその影響度を車種、スピーカ別に予め測定してスピーカ補正係数として保存する。そして、実際の車種、スピーカ種類に応じた補正係数βを求め、乗算部６２はゲイン補正部１２から出力する音声信号に補正係数βを乗算してスピーカ性能のバラツキ等を補正する。 FIG. 2 is a block diagram of the audio output apparatus according to the second embodiment. Components identical with those of the first embodiment shown in FIG.
The difference from the first embodiment is that a speaker correction coefficient calculation unit 61 and a multiplication unit 62 are provided. Even if the same audio signal is input due to the performance of the speaker 14, the installation location in the vehicle interior, the sound field effect in the vehicle, etc., the same audio signal is not input to the microphone. Therefore, the speaker correction coefficient calculation unit 61 measures the degree of influence in advance for each vehicle type and speaker as shown in FIG. 3 and stores it as a speaker correction coefficient. Then, the correction coefficient β corresponding to the actual vehicle type and speaker type is obtained, and the multiplication unit 62 multiplies the audio signal output from the gain correction unit 12 by the correction coefficient β to correct variations in speaker performance and the like.

このように、スピーカ性能や車室内の設置場所、車内音場効果等による影響を補正した状態で第１実施例のマイク感度測定モードにより音量比αを決定する。マイク感度測定モードが終了すれば、ゲイン補正部１２は音声信号にゲインを乗算部５４が出力するゲインα・Ｇoptを付与してマイク感度のバラツキを補正、乗算部６２は実際の車種、スピーカ種類に応じた補正係数βを音声信号に乗算してスピーカ性能のバラツキ等を補正する。
以上、第２実施例によれば、車種とスピーカ種類とに対応させて補正係数（補正ゲイン）を保存しておき、実際の車種及びスピーカ種類に応じたゲインを入力音声信号に付与することにより、マイク感度に応じたゲイン調整に加えてスピーカ性能を考慮したゲイン調整を行なうことができ、マイク感度にばらつきがあっても、またスピーカ性能等にばらつきがあっても、騒音下において静かな環境と同等の音声を聞けるように制御することが可能となる。 As described above, the sound volume ratio α is determined by the microphone sensitivity measurement mode of the first embodiment in a state where the influence of the speaker performance, the installation location in the vehicle interior, the sound field effect in the vehicle, and the like is corrected. When the microphone sensitivity measurement mode is completed, the gain correction unit 12 adds the gain α · Gopt output from the multiplication unit 54 to the audio signal and corrects the variation in microphone sensitivity, and the multiplication unit 62 determines the actual vehicle type and speaker type. The voice signal is multiplied by a correction coefficient β according to the above to correct variations in speaker performance.
As described above, according to the second embodiment, the correction coefficient (correction gain) is stored in association with the vehicle type and the speaker type, and the gain corresponding to the actual vehicle type and the speaker type is added to the input audio signal. In addition to gain adjustment according to microphone sensitivity, gain adjustment considering speaker performance can be performed. Even if there is variation in microphone sensitivity or speaker performance, etc., there is a quiet environment under noise. It is possible to control to listen to the same voice.

第１実施例の音声出力装置の構成図である。It is a block diagram of the audio | voice output apparatus of 1st Example. 第２実施例の音声出力装置の構成図である。It is a block diagram of the audio | voice output apparatus of 2nd Example. 車種、スピーカ種類に応じた補正係数テーブル説明図である。It is explanatory drawing of a correction coefficient table according to a vehicle type and a speaker type. 従来の音声明瞭度改善機能を備えた音声出力装置の構成図である。It is a block diagram of the audio | voice output apparatus provided with the conventional audio | voice intelligibility improvement function. ラウドネス曲線説明図である。It is a loudness curve explanatory drawing. 音声信号レベルとゲインとの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between an audio | voice signal level and a gain. 種々の雑音レベルに応じたラウドネス曲線説明図である。It is explanatory drawing of a loudness curve according to various noise levels. 種々の雑音レベルに応じたゲイン・信号特性である。Gain and signal characteristics corresponding to various noise levels. マイク感度に応じて音量調整機能の効き具合（ゲイン）を設定する必要性の第1の説明図である。FIG. 6 is a first explanatory diagram of the necessity to set the effectiveness (gain) of the volume adjustment function according to the microphone sensitivity. マイク感度に応じて音量調整機能の効き具合（ゲイン）を設定する必要性の第２の説明図である。It is the 2nd explanatory view of necessity of setting the effectiveness (gain) of a volume adjustment function according to microphone sensitivity. マイク感度に応じて音量調整機能の効き具合（ゲイン）を設定する必要性の第３の説明図である。It is a 3rd explanatory view of the necessity to set the effectiveness (gain) of a volume adjustment function according to microphone sensitivity. マイク感度に応じて音量調整機能の効き具合（ゲイン）を設定する必要性の第４の説明図である。It is the 4th explanatory view of necessity of setting the effectiveness (gain) of a volume adjustment function according to microphone sensitivity.

符号の説明Explanation of symbols

１２ゲイン補正部
１４スピーカ
１５マイク
１７ラウドネス補償ゲイン算出部
５１音声信号抽出部
５２マイク感度係数算出部
５３マイク感度係数保存部
５４乗算部
12 gain correction unit 14 speaker 15 microphone 17 loudness compensation gain calculation unit 51 audio signal extraction unit 52 microphone sensitivity coefficient calculation unit 53 microphone sensitivity coefficient storage unit 54 multiplication unit

Claims

音響空間における騒音とスピーカから出力される音声との合成音をマイクで検出して騒音信号と音声信号に分離し、騒音レベル及び音声信号レベルに基づいて音声信号のゲインを制御する音声出力装置において、
スピーカに入力する音声信号の音量Ａとマイクで検出した音声信号の音量Ａ′の比を算出する音量比算出部、
該スピーカに入力する音声信号のゲインを前記音量比に基づいて制御するゲイン制御部、
を備えたことを特徴とする音声出力装置。 In a sound output device that detects a synthesized sound of noise in a sound space and sound output from a speaker with a microphone, separates the sound into a noise signal and a sound signal, and controls the gain of the sound signal based on the noise level and the sound signal level ,
A volume ratio calculation unit for calculating a ratio between the volume A of the audio signal input to the speaker and the volume A ′ of the audio signal detected by the microphone;
A gain control unit for controlling the gain of an audio signal input to the speaker based on the volume ratio;
An audio output device comprising:

前記ゲイン制御部は音量比Ａ／Ａ′をマイク感度補正ゲインとして、該ゲインを前記入力音声信号に付与する、
ことを特徴とする請求項１記載の音声出力装置。 The gain control unit uses the volume ratio A / A ′ as a microphone sensitivity correction gain and assigns the gain to the input audio signal.
The audio output device according to claim 1.

車種とスピーカ種類とに対応させて補正ゲインを保存しておき、実際の車種及びスピーカ種類に応じたゲインを前記入力音声信号に付与する、
ことを特徴とする請求項２記載の音声出力装置。
A correction gain is stored corresponding to the vehicle type and the speaker type, and a gain according to the actual vehicle type and the speaker type is given to the input audio signal.
The audio output device according to claim 2.