JP4850191B2 - 自動音量制御装置及びそれを用いた音声通信装置 - Google Patents
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Description
前記入力音声信号の音声部分における音声レベルを算出する音声レベル算出手段と、
前記入力音声信号の非音声部分における雑音レベルを算出する雑音レベル算出手段と、
前記音声レベルと前記雑音レベルから前記入力音声信号のSN比を算出するSN比算出手段と、
前記音声レベルと前記雑音レベルと前記SN比と予め設定されている目標音量レベルから前記入力音声信号の増幅率を算出する増幅率算出手段と、
前記入力音声信号を前記増幅率で増幅して出力する増幅手段と、
を有し、
前記増幅率算出手段は、前記SN比が閾値以上のとき前記音声レベルが前記目標音量レベルとなるように増幅率を算出し、前記SN比が閾値未満のとき前記雑音レベルが前記目標音量レベルから前記閾値だけ低い値となるように増幅率を算出する。
前記入力音声信号の音声部分における音声レベルを算出する音声レベル算出手段と、
前記入力音声信号の非音声部分における雑音レベルを算出する雑音レベル算出手段と、
前記音声レベルと前記雑音レベルから前記入力音声信号のSN比を算出するSN比算出手段と、
前記音声レベルと前記雑音レベルと前記SN比算出手段で算出したSN比と予め設定されている目標音量レベルと一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比から前記入力音声信号の増幅率を算出する増幅率算出手段と、
前記入力音声信号を前記増幅率で増幅して出力する増幅手段と、
を有し、
前記増幅率算出手段は、前記SN比算出手段で算出したSN比が前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比以上のとき前記音声レベルが前記目標音量レベルとなるように増幅率を算出し、前記SN比算出手段で算出したSN比が前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比未満のとき前記雑音レベルが前記目標音量レベルから最も高いSN比だけ低い値となるように増幅率を算出する。
前記増幅率算出手段は、前記SN比算出手段で算出したSN比が閾値以上のとき又は前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比以上のとき前記音声レベルが前記目標音量レベルとなるように増幅率を算出し、前記SN比算出手段で算出したSN比が閾値以下かつ前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比のいずれかが前記閾値以上のとき前記雑音レベルが前記目標音量レベルから前記閾値だけ低い値となるように増幅率を算出し、前記SN比算出手段で算出したSN比が閾値以下かつ前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比が全て前記閾値未満のとき前記雑音レベルが前記目標音量レベルから前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比のうち最も高いSN比だけ低い値となるように増幅率を算出する。
前記音声レベル算出手段は、今回の入力音声信号フレームで算出した音声レベルを前回までの入力音声信号フレームで得た音声レベルにより平滑化して出力する。
前記雑音レベル算出手段は、今回の入力音声信号フレームで算出した雑音レベルを前回までの入力音声信号フレームで得た雑音レベルにより平滑化して出力する。
前記増幅率算出手段は、今回の入力音声信号フレームで算出した増幅率を前回までの入力音声信号フレームで得た増幅率により平滑化して出力する。
前記複数の自動音量制御装置から出力される音声信号を混合するミキシング手段を、
有する。
図4は、自動音量制御装置の第1実施形態の構成例を示す。同図中、端子11からの入力音声信号をVAD(Voice Activity Detection:音声活動判定)部12に供給する。なお、音声信号は、例えばサンプリング周波数8KHzでサンプリングされ、160サンプル(20msecに相当)を1フレームとするデジタル音声信号である。
…(2)
雑音レベル更新部14は、今回フレームnで非音声部分と判定された場合、まず、今回フレームにおける雑音レベルNを(3)式にて求める。
…(4)
増幅率決定部15は、平均音声レベルV_ave(n)と、平均雑音レベルN_ave(n)と、予め決定されており上位装置から端子16を介して供給される目標音量レベルから、今回フレームのゲインs_gainを決定してゲイン乗算部17に供給する。
(ただし、k=1,2…M) …(5)
なお、増幅率決定部15は、フレーム境界で増幅率が急激に変化することを防ぐため、例えば以下のように増幅率をサンプル単位で滑らかに変動させる構成としても良い。ここで、nフレームのkサンプル目におけるゲインをgain(n,k)とし、nフレームのみで求めた瞬時ゲインをs_gainとし、平滑化係数をCOF2とする。なお、平滑化係数COF2は例えば0.90〜0.99程度の値である。
+s_gain×(1.0−COF2) …(6)
この場合、出力音声信号output(k)は以下のようになる。
(ただし、k=1,2…M) …(7)
<増幅率決定部の構成>
図5は、増幅率決定部15の一実施形態の構成例を示す。同図中、増幅率決定部15は、SN比算出部21と増幅率算出部22から構成されている。
図6は、増幅率算出部22が実行する処理の一例のフローチャートを示す。同図中、ステップS1で、増幅率算出部22は、SN比算出部21から供給されるSN比が閾値以上か否かを判別する。ここで、閾値は例えば12dB程度の値として予め設定されている。
図7は、多地点音声通信システムにおける音声通信装置の受話側部分の第1実施形態のブロック図を示す。同図中、音声通信装置20の端子21−1〜21−nには複数の話者から受信した符号化音声信号が供給され、各符号化音声信号は音声復号部22−1〜22−nそれぞれで復号される。復号された各音声信号はAGC部23−1〜23−nそれぞれに供給される。
ここで、図7において、n=3とした場合の具体的な音量制御動作について説明する。AGC部23−1〜23−3それぞれに与える目標音量レベルを−24dBov(ov:overload,最大値と比較してどれだけ小さいかのdB表示)、SN比の閾値=12dBとする。
図10は、自動音量制御装置の第2実施形態の構成例を示す。同図中、図4と同一部分には同一符号を付す。
次に、音声レベルVと、前回フレームの平均音声レベルV_ave(n−1)とを、平滑化係数COF1を用いて平滑化を行い、今回フレームの平均音声レベルV_ave(n)を求める。なお、今回フレームが非音声部分と判定された場合は、平均音声レベルV_ave(n)は更新しない。この今回フレームの平均音声レベルV_ave(n)を増幅率決定部35に供給する。なお、平滑化係数COF1は例えば0.90〜0.99程度の値である。
…(2)
雑音レベル更新部14は、今回フレームnで非音声部分と判定された場合、まず、今回フレームにおける雑音レベルNを(3)式にて求める。
次に、雑音レベルNと、前回フレームの平均雑音レベルN_ave(n−1)とを、平滑化係数COF1を用いて平滑化を行い、今回フレームの平均雑音レベルN_ave(n)を求める。なお、今回フレームが音声部分と判定された場合は、平均雑音レベルN_ave(n)は更新しない。この今回フレームの平均雑音レベルN_ave(n)を増幅率決定部35に供給する。
…(4)
増幅率決定部35は、平均音声レベルV_ave(n)と、平均雑音レベルN_ave(n)と、予め決定されており上位装置から端子16を介して供給される目標音量レベルと、端子36を介して供給される他の自動音量制御装置から供給される他の話者のSN比から、今回フレームのゲインs_gainを決定してゲイン乗算部17に供給する。
(ただし、k=1,2…M) …(5)
なお、増幅率決定部35は、フレーム境界で増幅率が急激に変化することを防ぐため、例えば以下のように増幅率をサンプル単位で滑らかに変動させる構成としても良い。ここで、nフレームのkサンプル目におけるゲインをgain(n,k)とし、nフレームのみで求めた瞬時ゲインをs_gainとし、平滑化係数をCOF2とする。なお、平滑化係数COF2は例えば0.90〜0.99程度の値である。
+s_gain×(1.0−COF2) …(6)
この場合、出力音声信号output(k)は以下のようになる。
(ただし、k=1,2…M) …(7)
<増幅率決定部の構成>
図11は、増幅率決定部35の一実施形態の構成例を示す。同図中、図5と同一部分には同一符号を付す。図11において、増幅率決定部35は、SN比算出部21とSN比比較部37と増幅率算出部38から構成されている。
図12は、増幅率算出部38が実行する処理の一例のフローチャートを示す。同図中、ステップS11で、増幅率算出部38は、SN比算出部21から供給される比較結果から自装置の話者のSN比が一又は複数の他の話者のSN比の中で最も高いか否かを判別し、自装置の話者のSN比が最も高い場合には、ステップS12で今回フレームの平均音声レベルV_ave(n)が目標音量レベルとなるような今回フレームのゲインs_gainを算出する。
図13は、多地点音声通信システムにおける音声通信装置の受話側部分の第2実施形態のブロック図を示す。同図中、図7と同一部分には同一符号を付す。
ここで、図13において、n=3とした場合の具体的な音量制御動作について説明する。AGC部43−1〜23−3それぞれに与える目標音量レベルを−24dBov(ov:overload,最大値と比較してどれだけ小さいかのdB表示)、SN比の閾値=12dBとする。
図15は、増幅率算出部38が実行する処理の他の例のフローチャートを示す。同図中、ステップS21で、増幅率算出部38は、SN比算出部21から供給される比較結果からSN比が閾値以上か否かを判別する。ここで、閾値は例えば12dB程度の値として予め設定されている。
13 音声レベル更新部
14 雑音レベル更新部
15,35 増幅率決定部
17 ゲイン乗算部
21 SN比算出部
22,38 増幅率算出部
23−1〜23−n,43−1〜43−n AGC部
24 ミキシング部
37 SN比比較部
12 サービスエリア
Claims (7)
- 入力音声信号の音声部分と非音声部分を判定する音声判定手段と、
前記入力音声信号の音声部分における音声レベルを算出する音声レベル算出手段と、
前記入力音声信号の非音声部分における雑音レベルを算出する雑音レベル算出手段と、
前記音声レベルと前記雑音レベルから前記入力音声信号のSN比を算出するSN比算出手段と、
前記音声レベルと前記雑音レベルと前記SN比と予め設定されている目標音量レベルから前記入力音声信号の増幅率を算出する増幅率算出手段と、
前記入力音声信号を前記増幅率で増幅して出力する増幅手段と、
を有し、
前記増幅率算出手段は、前記SN比が閾値以上のとき前記音声レベルが前記目標音量レベルとなるように増幅率を算出し、前記SN比が閾値未満のとき前記雑音レベルが前記目標音量レベルから前記閾値だけ低い値となるように増幅率を算出する、
ことを特徴とする自動音量制御装置。 - 入力音声信号の音声部分と非音声部分を判定する音声判定手段と、
前記入力音声信号の音声部分における音声レベルを算出する音声レベル算出手段と、
前記入力音声信号の非音声部分における雑音レベルを算出する雑音レベル算出手段と、
前記音声レベルと前記雑音レベルから前記入力音声信号のSN比を算出するSN比算出手段と、
前記音声レベルと前記雑音レベルと前記SN比算出手段で算出したSN比と予め設定されている目標音量レベルと一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比から前記入力音声信号の増幅率を算出する増幅率算出手段と、
前記入力音声信号を前記増幅率で増幅して出力する増幅手段と、
を有し、
前記増幅率算出手段は、前記SN比算出手段で算出したSN比が前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比以上のとき前記音声レベルが前記目標音量レベルとなるように増幅率を算出し、前記SN比算出手段で算出したSN比が前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比未満のとき前記雑音レベルが前記目標音量レベルから最も高いSN比だけ低い値となるように増幅率を算出する、
ことを特徴とする自動音量制御装置。 - 請求項2記載の自動音量制御装置において、
前記増幅率算出手段は、前記SN比算出手段で算出したSN比が閾値以上のとき又は前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比以上のとき前記音声レベルが前記目標音量レベルとなるように増幅率を算出し、前記SN比算出手段で算出したSN比が閾値以下かつ前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比のいずれかが前記閾値以上のとき前記雑音レベルが前記目標音量レベルから前記閾値だけ低い値となるように増幅率を算出し、前記SN比算出手段で算出したSN比が閾値以下かつ前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比が全て前記閾値未満のとき前記雑音レベルが前記目標音量レベルから前記一又は複数の他の自動音量制御装置から供給されるSN比のうち最も高いSN比だけ低い値となるように増幅率を算出する、
ことを特徴とする自動音量制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項記載の自動音量制御装置において、
前記音声レベル算出手段は、今回の入力音声信号フレームで算出した音声レベルを前回までの入力音声信号フレームで得た音声レベルにより平滑化して出力する、
ことを特徴とする自動音量制御装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項記載の自動音量制御装置において、
前記雑音レベル算出手段は、今回の入力音声信号フレームで算出した雑音レベルを前回までの入力音声信号フレームで得た雑音レベルにより平滑化して出力する、
ことを特徴とする自動音量制御装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項記載の自動音量制御装置において、
前記増幅率算出手段は、今回の入力音声信号フレームで算出した増幅率を前回までの入力音声信号フレームで得た増幅率により平滑化して出力する、
ことを特徴とする自動音量制御装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項記載の自動音量制御装置を複数備え、
前記複数の自動音量制御装置から出力される音声信号を混合するミキシング手段を、
有することを特徴とする音声通信装置。
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