JP2008085417A

JP2008085417A - スピーカ音声強調装置

Info

Publication number: JP2008085417A
Application number: JP2006260007A
Authority: JP
Inventors: Akio Takahashi; 昭夫高橋; Yasutaka Kuribayashi; 泰孝栗林
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】携帯電話等の小型スピーカについて出力音の歪を防止しつつ所望の帯域の音声強調を可能にする。
【解決手段】駆動回路がイコライザ部からの音声信号に応じてスピーカを駆動する構成とする。イコライザ部のレスポンス周波数特性は、図３に示すように強調すべき周波数帯域のゲインを上げるための山部Ｍと、該周波数帯域の下限付近のゲインを下げるための第１の谷部Ｖ_１と、該周波数帯域の上限付近のゲインを下げるための谷部Ｖ_２とを有するものとする。強調すべき周波数帯域のゲインを上げると共に該周波数帯域の下限付近及び上限付近でゲインを下げるようにしたので、出力音の歪を防止しつつ該周波数帯域で音声を強調することができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、携帯電話等の小型スピーカの音声を聞こえ易くするのに好適なスピーカ音声強調装置に関するものである。

一般に、携帯電話のスピーカは、その小型さなどが原因で周波数特性が特に低域にて良好でない。図５には、一例として従来の携帯電話の小型スピーカについて音圧レベル周波数特性を破線Ｓａで示す。この周波数特性によれば、１０００［Ｈｚ］あたりから低域で音圧レベルがなだらかに低下している。このため、特に男性の声質に対して声量感が乏しくなる。

従来、スピーカ音声について周波数特性を調整する方法としては、スピーカ駆動回路の前段にパラメトリックイコライザを設け、そのパラメータを適宜設定することが知られている（例えば、特許文献１参照）。図６は、従来のパラメトリックイコライザの一例について設定可能なパラメータを示すもので、この例では、「周波数」、「ブースト量」及び「帯域幅Ｑ」の３種類のパラメータを設定可能である。

このようなパラメトリックイコライザを用いて周波数特性を調整する場合、音圧レベルが低下している周波数帯域においてブースト量を増大させることが多い。
特開２００１−１９７５８５号公報

上記した従来技術によると、ブースト量を増大設定すると、スピーカにとっては入力音量が増大するため、出力音が歪む（クリップされる）こととなる。そこで、歪まない（クリップしない）ように全体のレベルを下げることが考えられるが、このようにすると、聞こえる音量を下げていることと同じなので、効果が半減してしまう。

この発明の目的は、出力音の歪を防止しつつ所望の帯域の音声強調をなしうる新規なスピーカ音声強調装置を提供することにある。

この発明に係るスピーカ音声強調装置は、
スピーカと、
音声信号を入力とするイコライザ部と、
前記イコライザ部から出力される音声信号に応じて前記スピーカを駆動する駆動回路と
を備え、前記イコライザ部のレスポンス周波数特性には強調すべき周波数帯域のゲインを上げるための山部と、該周波数帯域の下限付近及び上限付近のゲインをそれぞれ下げるための第１及び第２の谷部とを持たせたことを特徴とするものである。

この発明のスピーカ音声強調装置によれば、イコライザ部のレスポンス周波数特性には強調すべき周波数帯域のゲインを上げるための山部を持たせたので、該周波数帯域では音声を強調することができる。また、イコライザ部のレスポンス周波数特性には強調すべき周波数帯域の下限付近及び上限付近のゲインをそれぞれ下げるための第１及び第２の谷部を持たせたので、全体的な総音量は殆ど変わらず、出力音の歪を防止することができる。

この発明のスピーカ音声強調装置において、前記山部の面積をＳｍとし、前記第１及び第２の谷部の面積をそれぞれＳ_１及びＳ_２としたとき、Ｓｍ≧Ｓ_１＋Ｓ_２となるように前記山部の高さ、前記第１及び第２の谷部の深さ、前記山部の帯域幅及び前記第１及び第２の谷部の帯域幅を設定してもよい。このようにすると、山部が優勢となるので、山部に対応する帯域の音声を確実に強調することができる。

この発明によれば、イコライザ部において強調すべき周波数帯域のゲインを上げると共に該周波数帯域の下限付近及び上限付近でゲインを下げるようにしたので、出力音の歪を防止しつつ該周波数帯域で音声を強調できる効果が得られる。

図１は、この発明の一実施形態に係るスピーカ音声強調装置の回路構成を示すものである。

イコライザ部１０の入力端子１０ａには、携帯電話からの復号化されたディジタル音声信号ａが供給される。イコライザ部１０は、遅延器１２からミキサ１４の一方の入力端に至る第１の信号系路と、ＡＰＦ（オールパスフィルタ）１６、ローシェルビング型ＥＱ（イコライザ）１８、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）２０及びＬＰＦ（ローパスフィルタ）２２を経てミキサ１４の他方の入力端に至る第２の信号系路とを含んでいる。入力端子１０ａからのディジタル音声信号ａは、第１及び第２のディジタル音声信号ａ_１及びａ_２に分岐され、第１のディジタル音声信号ａ_１が遅延器１２に入力されると共に、第２のディジタル音声信号ａ_２がＡＰＦ１６に入力される。遅延器１２から送出されるディジタル音声信号ｂと、ＬＰＦ２２から送出されるディジタル音声信号ｃとは、ミキサ１４にて適宜レベル調整されて混合される。

ミキサ１４から送出されるディジタル音声信号ｄは、Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換器２４でアナログ音声信号ｅに変換される。増幅器２６は、アナログ音声信号ｅに応じて小型スピーカ２８を駆動し、スピーカ２８からは音声が放出される。

遅延器１２は、ディジタル音声信号ａ_１に所定の時間遅延を付与するもので、付与される時間遅延に応じて最終的な位相特性の変化が作られる。ＡＰＦ１６は、すべての周波数範囲の信号を通過させるもので、周波数毎に位相変化を付与する目的で使用される。ローシェルビング型ＥＱ１８は、低域に関してゲインを棚（Shelf）のようにざっくり上げるためのフィルタである。ＨＰＦ２０は、遮断周波数以上の周波数の信号を通過させると共に遮断周波数より下の周波数の信号を減衰させるフィルタである。ＬＰＦ２２は、遮断周波数以下の周波数の信号を通過させると共に遮断周波数より上の周波数の信号を減衰させるフィルタである。

図３は、イコライザ部１０のレスポンス周波数特性の一例を示すもので、このレスポンス周波数特性は、強調すべき周波数帯域（例えば２００〜７００Ｈｚ）でゲインを上げるための山部Ｍと、該周波数帯域の下限付近及び上限付近でそれぞれゲインを下げるための谷部Ｖ_１及びＶ_２とを有する。このようなレスポンス周波数特性を得るために、一例として、ＨＰＦ２０の遮断周波数を３００Ｈｚとすると共にＬＰＦ２２の遮断周波数を８００Ｈｚとし、ローシェルビング型ＥＱのピーク周波数を５５０Ｈｚとした。また、遅延器１２で付与する時間遅延と、ＡＰＦ１６の位相特性と、ミキサ１４での信号ｂ，ｃの混合比率とを適宜調整することで、特性曲線の形状を整えた。

イコライザ部１０のレスポンス周波数特性としては、山部Ｍの面積（数学的に積分した結果）をＳｍとし、谷部Ｖ_１，Ｖ_２の面積をそれぞれＳ_１，Ｓ_２としたとき、Ｓｍ≧Ｓ_１＋Ｓ_２となるように山部Ｍの高さ、谷部Ｖ_１，Ｖ_２の深さ、山部Ｍの帯域幅、谷部Ｖ_１，Ｖ_２の帯域幅等を設定するのが望ましい。山部Ｍの高さを高くすると、強調感がより大きくなり、山部Ｍの帯域幅を広げると、強調感が感じられる周波数帯域が広がる。谷部Ｖ_１，Ｖ_２は、山部Ｍに基づく音量増大を抑制する（全体的な総音量を差引きそのままとする）のに役立つ。

図５において、曲線Ｓｂは、イコライザ部１０のレスポンス周波数特性を図３に示すものとした場合のスピーカ２８の音圧レベル周波数特性を示している。特性Ｓａ，Ｓｂを対比すると、２００〜７００Ｈｚの周波数範囲で音圧レベルが改善されている（音声強調されている）のがわかる。従って、低域における男性の声量感が向上する。また、２００〜７００Ｈｚの周波数範囲の下限付近及び上限付近では音圧レベルが下がっているので、出力音が歪んだり、音割れしたりするのを防止することができる。

図２は、この発明の他の実施形態に係るスピーカ音声強調装置を示すもので、この実施形態では、イコライザ部３０をＰＥＱ（パラメトリックイコライザ）３２，３４，３６の直列接続路で構成している。

イコライザ部３０の入力端子３０ａには、携帯電話からの復号化されたディジタル音声信号Ａが供給され、この信号Ａは、ＰＥＱ３２に入力される。ＰＥＱ３２から送出されるディジタル音声信号Ｂは、ＰＥＱ３４に入力される。ＰＥＱ３４から送出されるディジタル音声信号Ｃは、ＰＥＱ３６に入力される。ＰＥＱ３６から送出されるディジタル音声信号Ｄは、Ｄ／Ａ変換器３８に入力され、アナログ音声信号Ｅに変換される。増幅器４０は、アナログ音声信号Ｅに応じて小型スピーカ４２を駆動し、スピーカ４２からは音声が放出される。

図４は、イコライザ部３０のレスポンス周波数特性の一例を示すもので、このレスポンス周波数特性は、強調すべき周波数帯域（例えば１２０〜８００Ｈｚ）でゲインを上げるための山部Ｍと、該周波数帯域の下限付近及び上限付近でそれぞれゲインを下げるための谷部Ｖ_１及びＶ_２とを有する。一例として、ＰＥＱ３２，３４，３６は、谷部Ｖ_１，山部Ｍ，谷部Ｖ_２の形成を担当するが、これとは異なる担当にしてもよいこと勿論である。図３に関して前述したと同様に山部Ｍの面積をＳｍとし、谷部Ｖ_１，Ｖ_２の面積をＳ_１，Ｓ_２とすると、Ｓｍ≧Ｓ_１＋Ｓ_２となるように山部Ｍの高さ、谷部Ｖ_１，Ｖ_２の深さ、山部Ｍの帯域幅、谷部Ｖ_１，Ｖ_２の帯域幅等を設定するのが望ましい。

図２の実施形態において、イコライザ部３０のレスポンス周波数特性として図４に示すものを用いると、図５のＳｂに類似した音圧レベル周波数特性が得られる。従って、出力音の歪を防止しつつ低域の音声強調を行なうことができる。

この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の改変形態で実施可能である。例えば、次のような変更が可能である。

（１）図１に示した実施形態において、ＡＰＦ１６、ローシェルビング型ＥＱ１８、ＨＰＦ２０及びＬＰＦ２２の接続順序は、図示したものに限らず、直列接続であれば、順序は任意である。

（２）図１に示した実施形態において、ＨＰＦ２０及びＬＰＦ２２は、ＨＰＦと同様な低域遮断周波数及びＬＰＦ２２と同様な高域遮断周波数を有するバンドパスフィルタに置換してもよい。

（３）図２に示した実施形態において、イコライザ部３０は、グラフィックイコライザにより構成してもよい。

（４）図１，２に示した実施形態は、ディジタル信号形式のものとしたが、この発明は、アナログ信号形式でも実施可能である。また、この発明をディジタル信号形式で実施する場合、小型コンピュータを用いてソフトウェア処理で実施してもよい。

（５）携帯電話としては、携帯型テレビ電話等を使用してもよい。

この発明の一実施形態に係るスピーカ音声強調装置を示すブロック図である。この発明の他の実施形態に係るスピーカ音声強調装置を示すブロック図である。図１の装置のイコライザ部のレスポンス周波数特性を示すグラフである。図２の装置のイコライザ部のレスポンス周波数特性を示すグラフである。図１の装置のスピーカについて音圧レベル周波数特性を示すグラフである。従来のパラメトリックイコライザの一例について設定可能なパラメータを示すグラフである。

符号の説明

１０ａ，３０ａ：入力端子、１０，３０：イコライザ部、１２：遅延器、１４：ミキサ、１６：ＡＰＦ（オールパスフィルタ）、１８：ローシェルビング型ＥＱ（イコライザ）、２０：ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）、２２：ＬＰＦ（ローパスフィルタ）、２４，３８：Ｄ／Ａ変換器、２６，４０：増幅器、２８，４２：小型スピーカ、３２，３４，３６：ＰＥＱ（パラメトリックイコライザ）。

Claims

スピーカと、
音声信号を入力とするイコライザ部と、
前記イコライザ部から出力される音声信号に応じて前記スピーカを駆動する駆動回路と
を備え、前記イコライザ部のレスポンス周波数特性には強調すべき周波数帯域のゲインを上げるための山部と、該周波数帯域の下限付近及び上限付近のゲインをそれぞれ下げるための第１及び第２の谷部とを持たせたことを特徴とするスピーカ音声強調装置。
前記山部の面積をＳｍとし、前記第１及び第２の谷部の面積をそれぞれＳ_１及びＳ_２としたとき、Ｓｍ≧Ｓ_１＋Ｓ_２となるように前記山部の高さ、前記第１及び第２の谷部の深さ、前記山部の帯域幅及び前記第１及び第２の谷部の帯域幅を設定したことを特徴とする請求項１記載のスピーカ音声強調装置。