JPH07129190A - 話速変換方法及び話速変換装置並びに電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 音声を入力し、該入力音声のピッチを変化さ
せずに、音声の速度のみを変更する。また、音声の原デ
ータを記憶しておき、常時、音声の原データに基づいた
話の速度の変調を可能にする。 【構成】 話速変換方法であって、話速変換を必要とす
る時に指定した時間の間のみ入力音声の話速変換処理が
行われ、それ以外の時間の間には話速変換が行われな
い。また、音声を入力する手段と、該入力音声の速度を
変更する話速変換処理手段と、該話速変換処理手段の出
力を聞き手の耳に音声出力する手段とを有する話速変換
装置であって、前記話速変換装置に話速変換処理用スイ
ッチを設け、該話速変換処理用スイッチがオン（ＯＮ）
している間だけ前記入力音声の話速を変更して出力し、
当該話速変換処理用スイッチがオフ（ＯＦＦ）している
間には入力音声の話速を変更せずに出力する手段を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声の速度を変調する
話速変換方法及び話速変換装置並びに電子装置に関し、
特に対話等にその装置を用いるための制御技術に適用し
て有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】難聴者の聴覚を補助する手段として、従
来アナログ回路を用いて音声の振幅及びその周波数特性
を加工するアナログ型補聴器が主に使用されてきた。こ
れに対し、近年、ディジタル信号処理を聴覚障害の補償
に応用するための研究開発が盛んに行われている。この
研究開発動向については、例えば、日本音響学会誌（１
９９１年４７巻１０号、Ｐ７６０〜Ｐ７６５）「聴覚障
害補償へのディジタル技術の応用」やＪ．Ａcoust．Ｓo
c．Ａm．（90（2），Ｐt．1，Ａug．1991）”Ｓpeech-p
erception aids for hearing-impaied people ：Ｃurre
nt status and needed research ”等に詳述されてい
る。

【０００３】一般に、聴力の損失を補うためには、音圧
レベルの増幅とダイナミックレンジの圧縮を、使用者の
聴力特性に合わせて周波数毎に行う。従来のアナログ補
聴器では、このような処理をアナログ回路で実現してい
る。また、近年、開発されているディジタル補聴器で
は、この処理をディジタルフィルタ等のソフトウエアで
実現することで、使用者の聴力特性への適合がより詳細
に行えるようにしている。

【０００４】このような動向の中、近年、ディジタル信
号処理により音声のピッチを変えずに早さだけを変え
て、より高次な言語処理速度の衰えも含めた聴覚系全般
に渡った補聴を行おうとする試みがなされている。この
ような話速変換技術については、例えば、電子情報通信
学会技術研究報告（Ｖol．92 Ｎo．207 ＳＰ92-54「高
齢者向け音声加工を行うポータブルＤＳＰシステムの開
発」や同（ＳＰ92-55)「高品質リアルタイム話速変換シ
ステム」などに詳述されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術におい
ては、話速変換を行う音声として、テレビ／ラジオ等の
放送音声やテープレコーダ等に録音された音声を対象と
していた。すなわち、聞き手に対して一方的に与えられ
る音声だけが話速変換の対象であった。

【０００６】しかし、従来の補聴器が入力音声の種類に
よらず使用できることを考えると、話速変換装置も前記
以外の音声を入力として扱えることが望ましい。特に、
対話における相手の音声を、ゆっくり聞くことができれ
ば、高齢者や難聴者の聴覚を補助するばかりでなく、健
聴者が慣れていない外国語会話での聞き取りを補助する
場合などにも使用することが可能となる。

【０００７】本発明の目的は、話の速度を必要に応じて
変換して再生することが可能な技術を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の他の目的は、音声の原データを記
憶しておき、常時、音声の原データに基づいた話の速度
の変換が可能な技術を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、話速変換装置を対話
等に利用するための装置の制御手段を提供することにあ
る。

【００１０】本発明の他の目的は、話速変換装置の応用
範囲の拡大が可能な技術を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、話速変換装置の記憶
装置（メモリ）を有効に利用することができる技術を提
供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、話速変換装置の記憶
装置（メモリ）の読み出しポインタ戻しが可能な技術を
提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、話速変換装置におい
て、接続するＡＶ機器のコントロールが可能な技術を提
供することにある。

【００１４】本発明の他の目的は、話速変換装置におい
て、連続的話速変換を行うことが可能な技術を提供する
ことにある。

【００１５】本発明の他の目的は、話速変換装置の操作
性の向上をはかることが可能な技術を提供することにあ
る。

【００１６】本発明の他の目的は、話速変換装置の低消
費電力化が可能な技術を提供することにある。

【００１７】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明ら
かにする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願によって開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。

【００１９】（１）音声を入力し、該入力音声のピッチ
を変化させずに、音声の速度のみを変更する話速変換方
法であって、話速変換を聞き手が必要とする時に指定し
た時間の間のみ入力音声の話速変換処理が行われ、それ
以外の時間の間には話速変換が行われないものである。

【００２０】（２）音声を入力する手段と、該入力音声
の速度を変更する話速変換処理手段と、該話速変換処理
手段の出力を聞き手の耳に音声出力する手段とを有する
話速変換装置であって、前記話速変換装置に話速変換処
理用スイッチを設け、該話速変換処理用スイッチがオン
（ＯＮ）している間だけ前記入力音声の話速を変更して
出力し、当該話速変換処理用スイッチがオフ（ＯＦＦ）
している間には入力音声の話速を変更せずに出力する手
段を設けたものである。

【００２１】（３）原音声を符号化して蓄積し、該蓄積
された符号化音声を読み出し、前記原音声のピッチを変
化させずに、音声の速度のみを変更する話速変換方法で
あって、話速変換を必要とする時に指定した時間の間の
み入力音声の話速変換処理が行われ、それ以外の時間の
間には話速変換が行われないものである。

【００２２】（４）原音声を入力する手段と、該入力音
声を符号化して蓄積する記憶手段と、該蓄積された符号
化音声を読出して前記入力音声の速度を変更する話速変
換処理手段と、該話速変換処理手段の出力を聞き手の耳
に音声出力する手段とを有する話速変換装置であって、
前記話速変換装置に話速変換処理用スイッチを設け、該
話速変換処理用スイッチがオン（ＯＮ）している間だけ
前記入力音声の話速を変更して出力し、当該話速変換処
理用スイッチがオフ（ＯＦＦ）している間には入力音声
の話速を変更せずに出力する手段を設けたものである。

【００２３】（５）前記記憶手段は、フレーム単位で記
憶する手段を有するものである。

【００２４】（６）前記話速変換処理における波形伸長
／短縮処理の決定は、フレームのパワーとしきい値との
比較して行う手段を有し、前記しきい値を可変にしたも
のである。

【００２５】（７）前記話速変換装置に話速を選択する
話速選択用スイッチを設け、該話速選択用スイッチで選
択された話速に変更する手段を設けたものである。

【００２６】（８）前記話速変換装置にオーディオ・ビ
デオ機器を制御する手段（ＡＶコントロール）を設けた
ものである。

【００２７】（９）前記話速変換装置にリピート用スイ
ッチを設け、該リピート用スイッチがオン（ＯＮ）して
いる間は再生音声をリピートする手段を設けたものであ
る。

【００２８】（１０）前記リピート手段は、１回押す毎
に数秒ずつバックさせる手段、戻っている間は時々間欠
音を発生させる手段、リングバッファの端まで行ったら
それ以上戻れなくする手段、リピート時の話速を選択す
る手段のうち少なくとも１つの手段を有するものであ
る。

【００２９】（１１）前記リピート時の話速を選択する
手段は、デフォルト値でリピート、ゆっくりリピート、
早聴きでリピート、リピートが徐々に早くなるのうち少
なくとも２つ以上を有するものである。

【００３０】（１２）前記話速変換装置において、話速
変換またはリピート動作によって実時間からの遅れが生
じた場合に、前記記憶されている情報を再生している間
に、前記遅れ量の調整を行う追いかけ手段を設けたもの
である。

【００３１】（１３）前記追いかけ手段は、ゆっくりと
再生するモードが終ると追いかけがスタートする手段、
リピート後にリピート開始時点まで再生すると追いかけ
がスタートする手段、追いかけ時の話速を選択する手
段、追いついたら入力音声をそのまま出力するスルーモ
ードに自動的に移る手段、及び追いついたら報知信号音
（メッセージ）を発生する手段のうち少なくとも１つを
有するものである。

【００３２】（１４）前記追いかけ時の話速を選択する
手段は、現実まで一気にスキップする手段、早聞きで現
実を追いかける手段、及び遅れたまま平行移動する手段
のうち少なくとも１つを有するものである。

【００３３】（１５）前記話速変換装置の一側面の操作
し易い一周辺部に前記話速変換処理用スイッチ、話速選
択用スイッチ、リピート用スイッチ、及びリセットスイ
ッチのうち少なくとも１つを設けたものである。

【００３４】（１６）前記リセットスイッチは、リピー
ト動作中もしくは追いかけ動作中に該スイッチをオンす
るとその動作を中止し現実にスキップし、その後はスル
ーモードに移る手段を有するものである。

【００３５】（１７）前記話速変換処理手段は、外部か
らの割り込み要求信号を入力するための端子を有するデ
ィジタルシグナルプロセッサで実行されるソフトウエア
として提供され、前記話速変換処理用スイッチによる話
速変換処理の制御または話速変換速度の切り替えは、該
割り込み要求信号を入力する端子を通じて、ディジタル
シグナルプロセッサに与えられるものである。

【００３６】（１８）前記話速変換装置の出力音声を両
耳用ヘッドホンを通して聞く手段を有するものである。

【００３７】（１９）音響信号を電気信号に変換するマ
イクロホンと、該マイクロホン出力を増幅するアナログ
アンプと、該アナログアンプの出力の高周波成分を取り
除くローパスフィルタと、該ローパスフィルタ出力のア
ナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
と、音声の速度を変更する処理をディジタル信号処理に
より実行するディジタルシグナルプロセッサと、入力音
声データや信号処理結果のデータを保存する記憶手段
と、該ディジタルシグナルプロセッサの行う音声の速度
を変更する処理を制御する手段と、処理のパラメータを
変更する手段と、ディジタル音声データをアナログ値に
変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器の出力の高周
波成分を取り除く第２のローパスフィルタと、該第２の
ローパスフィルタの出力を増幅する第２のアナログアン
プと、該第２のアナログアンプの出力を音響信号に変換
し両耳に与えるヘッドホンとを有する話速変換装置であ
る。

【００３８】（２０）音響信号を電気信号に変換するマ
イクロホンと、該マイクロホン出力を増幅するアナログ
アンプと、該アナログアンプの出力の高周波成分を取り
除くローパスフィルタと、該ローパスフィルタ出力のア
ナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
と、入力音声データや信号処理結果のデータを保存する
記憶手段と、該蓄積された情報を読み出して音声の速度
を変更する処理をディジタル信号処理により実行するデ
ィジタルシグナルプロセッサと、該ディジタルシグナル
プロセッサの行う音声の速度を変調する処理を制御する
手段と、処理のパラメータを変更する手段と、ディジタ
ル音声データをアナログ値に変換するＤ／Ａ変換器と、
該Ｄ／Ａ変換器の出力の高周波成分を取り除く第２のロ
ーパスフィルタと、該第２のローパスフィルタの出力を
増幅する第２のアナログアンプと、該第２のアナログア
ンプの出力を音響信号に変換し両耳に与えるヘッドホン
とを有する話速変換装置である。

【００３９】（２１）前記話速変換処理手段は、複数の
入力フレームバッファを用いたフレーム単位のパイプラ
イン処理で行われ、各フレームのデータに対して、まず
フレームの先頭部分に対しピッチ抽出処理を施してその
部分のピッチを検出し、その検出された１ピッチ長分の
データを出力バッファに転送し、２ピッチ長分のデータ
に対し、０から１に変化する窓関数と１から０に変化す
る窓関数をかけ、それぞれの窓関数をかけた結果のデー
タを加算して２ピッチ分の時間長を持つ合成波形を作り
出し、先に転送した１ピッチ分のデータの後に挿入し、
先にピッチ抽出処理を施したデータ上の位置から２ピッ
チ分離れた位置を先頭に、再びピッチ検出処理を行い、
その位置でのピッチ検出を行い、最後のピッチ検出で得
られたピッチ長を単位にｎ（ｎは整数）ピッチ分のデー
タを出力バッファに転送する一連の手順をフレーム全体
に渡って繰り返して行う話速変換装置である。

【００４０】（２２）前記話速変換処理手段は、入力フ
レーム中のデータの平均パワーを計算し、該平均パワー
が予め設定したしきい値より大きかった場合にのみ実行
され、小さかった場合には、該フレームに含まれるデー
タがそのまま出力バッファに転送される話速変換装置で
ある。

【００４１】（２３）前記入力フレーム中のデータの平
均パワーに対するしきい値処理において、第２のしきい
値を設け、該第２のしきい値より小さい平均パワーを持
つフレームが、予め設定した時間しきい値より長い時間
連続した場合には、該時間しきい値を越えて連続した前
記第２のしきい値よりも平均パワーが小さいフレームの
データが、出力バッファに転送されることを禁止したも
のである。

【００４２】（２４）前記各スイッチは、マイクロホン
がスイッチのクリック音を拾わないような柔らかい接触
感のスイッチからなるものである。

【００４３】（２５）前記各スイッチは、見なくてもど
のスイッチかわかるような触感の異なる表面形態であ
る。

【００４４】（２６）前記マイクロホンと装置本体との
距離を変えて、装置を胸ポケットに入れて使用する場合
にマイクロホンと衣服とが直接接触しないようにするた
めの布擦れ音防止手段が設けられている。

【００４５】（２７）前記話速変換装置の所定の位置
に、現在からの時間遅れ量が目視可能な表示手段を設け
たものである。

【００４６】（２８）前記記憶手段としてリングバッフ
ァを用い、該リングバッファ上での時間遅れを表わすカ
ウンタで遅れ時間の管理する手段を設けたものである。

【００４７】（２９）前記スルーモードの他に、プロセ
ッサのクロックサイクルを下げ、スローモードと同様の
処理を行うスタンバイモードを設けたものである。

【００４８】（３０）電源スイッチをオン（ＯＮ）、オ
フ（ＯＦＦ）、オンとオフ中間の３段階とし、前記中間
位置にスイッチを合わせた時、音声信号処理系中のアナ
ログ入出力系を互いに短絡し、アナログ入出力系間にあ
るディジタル処理系への電源供給を中止するアナログス
ルーモードで動作するものである。

【００４９】（３１）電話器のハンドセットと電話器本
体との間に前記（２），（４）乃至（３０）のうちいず
れか１つの話速変換手段を設けた電話器である。

【００５０】（３２）前記請求項２，４乃至３０のうち
いずれか１つの話速変換手段を電話交換器の中に設けた
電話交換器である。

【００５１】

【作用】前述の手段の項の（１）及び（２）によれば、
音声を入力し、該入力音声のピッチを変化させずに、音
声の速度のみを変更する際に、話速変換を必要とする時
に指定した時間の間のみ入力音声の話速変換処理が行わ
れ、それ以外の時間の間には話速変換が行われないの
で、ラジオ音声のように一方的に聞き手に与えられる音
声だけでなく、対話のような状況でも話速変換装置を利
用できるようになり、聞き手自身の発話を妨害すること
なく、話速変換を施す音声を聞き手が選択できる。

【００５２】また、補聴器、外国語学習器、電話器等に
おいて、話し手の音声の特徴を変えることなく、ゆっく
りとした話速で聞くことができる。

【００５３】前述の手段の項の（３）及び（４）によれ
ば、原音声を符号化して蓄積し、該蓄積された符号化音
声を読み出し、前記原音声のピッチを変化させずに、音
声の速度のみを変更する場合等において、話速変換を必
要とする時に指定した時間の間のみ入力音声の話速変換
処理が行われ、それ以外の時間の間には話速変換が行わ
れないので、前記（１）及び（２）の効果の上に、メモ
リの有効利用、原音声のリピート機能、ボイスメモリ機
能、リピート音声の話速変換機能、早聞き再生機能等を
もたせることができる。

【００５４】前述の手段の項の（５）によれば、フレー
ム単位で記憶するので、書き込及び読み出しの効率を向
上することができる。

【００５５】前述の手段の項の（６）によれば、話速変
換処理における波形伸長処理、短縮処理、無音区間削除
処理の決定は、フレームのパワーとしきい値とを比較し
て行い、かつ、前記しきい値を入力された音声の大きさ
に応じて変更するので、使用環境条件に応じた話速変換
処理ができる。

【００５６】前述の手段の項の（７）によれば、話速変
換装置に話速を選択する話速選択用スイッチ及びを設
け、該話速選択用スイッチで選択された話速に変更する
手段を設けたので、聞き手自身が聞く音声の話速を選択
することができる。

【００５７】前述の手段の項の（８）によれば、話速変
換装置にオーディオ・ビデオ機器を制御する手段（ＡＶ
コントロール）を設けたことにより、話速変換伸長／短
縮率とは全く無関係に、メモリ容量が不足する場合に、
外部機器の再生動作をポーズする信号を出して、一時的
に話速変換装置への音声入力を中止し、メモリの空き領
域ができた際には、該ポーズ信号の出力を中止して再び
外部機器からの音声入力を始める動作を繰り返すので、
長時間に渡り、話速変換を連続して使用することが可能
となる。

【００５８】前述の手段の項の（９）乃至（１１）によ
れば、話速変換装置に話速をリピート用スイッチを設
け、該リピート用スイッチがオン（ＯＮ）している間は
再生音声をリピートする手段を設けたので、リピート音
声の話速変換を行うことができる。

【００５９】前述の手段の項の（１２）乃至（１４）に
よれば、話速変換装置に記憶されている情報の聞きたい
ところまで追いかける追いかけ手段を設けたので、話速
変換装置の応用範囲の拡大、操作時間の短縮、使い勝手
の向上等をはかることができる。

【００６０】前述の手段の項の（１５）及び（１６）に
よれば、話速変換装置の一側面の操作し易い一周辺部に
前記話速変換処理用スイッチ、話速選択用スイッチ、リ
ピート用スイッチ、及びリセットスイッチのうち少なく
とも１つを設けたので、話速変換装置の応用範囲の拡
大、操作時間の短縮、使い勝手の向上等をはかることが
できる。

【００６１】前述の手段の項の（１７）乃至（２３）に
よれば、話速変換処理手段は、外部からの割り込み要求
信号を入力するための端子を有するディジタルシグナル
プロセッサで実行されるソフトウエアとして提供され、
前記話速変換処理用スイッチによる話速変換処理の制御
または話速変換速度の切り替えは、該割り込み要求信号
を入力する端子を通じて、ディジタルシグナルプロセッ
サに与えられる。

【００６２】また、前記話速変換処理手段は、複数の入
力フレームバッファを用いたフレーム単位のパイプライ
ン処理で行われ、各フレームのデータに対して、まずフ
レームの先頭部分に対しピッチ抽出処理を施してその部
分のピッチを検出し、その検出された１ピッチ長分のデ
ータを出力バッファに転送し、２ピッチ長分のデータに
対し、０から１に変化する窓関数と１から０に変化する
窓関数をかけ、それぞれの窓関数をかけた結果のデータ
を加算して２ピッチ分の時間長を持つ合成波形を作り出
し、先に転送した１ピッチ分のデータの後に挿入し、先
にピッチ抽出処理を施したデータ上の位置から２ピッチ
分離れた位置を先頭に、再びピッチ検出処理を行い、そ
の位置でのピッチ検出を行い、最後のピッチ検出で得ら
れたピッチ長を単位にｎ（ｎは整数）ピッチ分のデータ
を出力バッファに転送する一連の手順をフレーム全体に
渡って繰り返して行う。

【００６３】また、前記話速変換処理手段は、入力フレ
ーム中のデータの平均パワーを計算し、該平均パワーが
予め設定したしきい値より大きかった場合にのみ実行さ
れ、小さかった場合には、該フレームに含まれるデータ
がそのまま出力バッファに転送される。

【００６４】また、前記入力フレーム中のデータの平均
パワーに対するしきい値処理において、第２のしきい値
を設け、該第２のしきい値より小さい平均パワーを持つ
フレームが、予め設定した時間しきい値より長い時間連
続した場合には、該時間しきい値を越えて連続した前記
第２のしきい値よりも平均パワーが小さいフレームのデ
ータが、出力バッファに転送される。

【００６５】このように、話速変換処理手段を構成する
ことにより、話速変換処理の効率を向上と再生音声の品
質劣下防止をはかることができる。

【００６６】前述の手段の項の（２４）によれば、マイ
クロホンがスイッチのクリック音を拾わないので、スイ
ッチ操作時の大きな雑音を防止することができる。

【００６７】前述の手段の項の（２５）によれば、見な
くてもどのスイッチかわかるような触感の異なる表面形
態となっているので、操作性を向上することができる。

【００６８】前述の手段の項の（２６）によれば、マイ
クロホンの布擦れ音防止手段を設けたので、雑音の侵入
を低減することができる。

【００６９】前述の手段の項の（２７）によれば、話速
変換装置の所定の位置に、現在からの時間遅れ量が目視
可能な表示手段を設けたので、操作時間の短縮、使い勝
手の向上等をはかることができる。

【００７０】前述の手段の項の（２８）によれば、記憶
手段としてリングバッファを用い、該リングバッファ上
での時間遅れを表わすカウンタで遅れ時間を管理する手
段を設けたので、リピード処理、追いかけ処理等を容易
に行うことができる。

【００７１】前述の手段の項の（２９）によれば、スル
ーモードの他にスタンバイモードを設けたので、低消費
電力化をはかることができる。

【００７２】前述の手段の項の（３０）によれば、電源
スイッチをオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）、オンとオフ
中間の３段階とし、アナログスローモードを設けたの
で、低電力化をはかることができる。

【００７３】前述の手段の項の（３１）によれば、電話
器のハンドセットと装置本体との間に前記話速変換手段
を設けたので、聞き手自身の発話を妨害することなく、
話速変換を施す音声を聞き手が選択できる。

【００７４】また、電話器において、話し手の音声の特
徴を変えることなく、ゆっくりとした話速で聞くことが
できる。

【００７５】前述の手段の項の（３２）によれば、話速
変換手段を電話交換器の中に設けたので、聞き手自身の
発話を妨害することなく、話速変換を施す音声を聞き手
が選択できる。

【００７６】

【実施例】以下、本発明を実施例を図面を用いて詳細に
説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００７７】（実施例１）図１は、本発明による実施例
１の内部回路の概略構成を示すブロック図であり、１は
ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）、１１は話速
変換処理を行うソフトウエア、１２はシリアルポート、
１３は外部割り込みフラグ用端子、１４はフラグレジス
タ、２は音声メモリ（出力バッファ）、３はセレクタス
イッチ、４はＰＴＬ（Ｐush-Ｔo-Ｌisten）スイッチ、
５はＡ／Ｄ変換器、６はＤ／Ａ変換器、７はローパスフ
ィルタ、８はローパスフィルタ、９はアナログアンプ、
１０はアナログアンプ、３２１はマイクロホン、３２５
は両耳用ヘッドホン（イヤホン）である。

【００７８】本実施例１の話速変換装置において、図１
に示すように、音声はマイクロホン３２１に入力され音
声信号（電気信号）として出力される。この音声信号は
アンプ１０及びローパスフィルタ７を通してＡ／Ｄ変換
器５に入力され、Ａ／Ｄ変換器５において、予め設定し
た時間間隔でアナログ値からディジタル値に変換され
る。

【００７９】前記ディジタル値に変換された音声信号
は、ＤＳＰ１に入力される。そして、音声信号の話速変
換処理は、ＤＳＰ１上のソフトウエア１１で実現され
る。ＰＴＬスイッチ４は、ＤＳＰ１の持つ外部割り込み
フラグ用端子１３に接続されており、ＰＴＬスイッチ４
の状態は、この端子１３に対応するＤＳＰ１の内部のフ
ラグレジスタ１４の数値として表現される。ＤＳＰ１上
のソフトウエア１１では、このフラグレジスタ１４の数
値に応じて、話速変換処理を行うか行わないかの判定を
する。

【００８０】話速変換処理が施されたディジタル音声デ
ータは、出力バッファメモリ２に保持される。Ｄ／Ａ変
換器６は出力バッファメモリ２のデータを、予め設定し
た時間間隔でディジタル値からアナログ値に変換する。
この変換により得られたアナログ信号はローパスフィル
タ８を通してアナログアンプ９に入力され、聞き手の好
み音圧レベルで両耳用ヘッドホン３２５により音として
出力される。

【００８１】本実施例１では、ＰＴＬスイッチ４に２種
類のスイッチが用意されている。その１つは押ボタンを
押している間だけ導通するスイッチである。もう１つは
手を押ボタンから離しても、導通した状態が維持される
スイッチである。前者は対話の場合に利用し、後者は、
従来の利用方法である、ラジオ音声などの一方的に与え
られる音声を連続的に話速変換する場合などに用いる。
また、本実施例１では、ＰＴＬスイッチ４の他にセレク
タスイッチ３がＤＳＰ１の持つ外部割り込みフラグ用端
子１３に接続されている。セレクタスイッチ３を切り替
えることにより、フラグレジスタ１４の数値を変え、ソ
フトウエア１１はこの数値に応じて話速変換処理の伸長
率を変更する。

【００８２】図２は本実施例１のＤＳＰ１内で実行され
る話速変換処理を説明するための図である。本実施例１
の話速変換処理は、音声信号のピッチ（基本周期）を検
出し、検出されたピッチ単位で波形の長さを延ばす方式
で、数１０ミリ秒分の音声データ集合（以下これをフレ
ームと呼ぶ）を１回の処理の単位としている。したがっ
て、ＤＳＰ１内部には少なくとも２つのフレーム長の入
力バッファを用意し、一方のバッファにＡ／Ｄ変換器か
らデータを入力している間に、他方のバッファに蓄積さ
れていたデータを処理する（パイプライン処理）。処理
後のデータは十分に大きい容量を持つ出力バッファ２に
蓄積される。各フレームのデータに対する処理の手順は
以下の通りである。

【００８３】まず、（ａ）フレームの先頭部分に対しピ
ッチ抽出処理（図示せず）を施しその部分のピッチを検
出する。

【００８４】（ｂ）次にその検出された１ピッチ長分の
データを出力バッファ２に転送する。

【００８５】（ｃ）次に２ピッチ長分のデータに対し、
０から１に変化する窓関数と１から０に変化する窓関数
をかける。

【００８６】ただし、窓関数をかけ始めるデータ上の位
置は１ピッチ分ずらす。そして、それぞれの窓関数をか
けた結果のデータを加算して２ピッチ分の時間長を持つ
合成波形を作り出し、先に転送した１ピッチ分のデータ
の後に挿入する。

【００８７】（ｄ）次に、先にピッチ抽出処理を施した
データ上の位置から２ピッチ分離れた位置を先頭に、再
びピッチ検出処理（図示せず）を行い、その位置でのピ
ッチ検出を行う。一般に音声のピッチは常に変動してお
り、先に検出したピッチとは異なるピッチが２回目の検
出では得られる。

【００８８】（ｅ）この最後のピッチ検出で得られたピ
ッチ長を単位にｎピッチ分のデータを出力バッファに転
送する。

【００８９】以上の（ａ）〜（ｅ）の手順をフレーム全
体に渡って繰り返して行う。

【００９０】ピッチ長は入力音声に依存するので、１フ
レームでの繰り返し回数は一定ではない。また、前記
（ｅ）の処理のｎの値を変えることで、異なる伸長率が
実現される。例えば、ｎ＝１とする入力バッファ中の３
ピッチ分のデータから４ピッチ分のデータが生成される
ので、伸長率は４／３＝１.３３倍となる。同様にｎ＝
０では１.５０倍、ｎ＝２では１.２５倍となる。

【００９１】また、本実施例１では、前記図２の話速変
換処理は、全てのフレームに対して施すのではなく、各
フレーム毎の平均パワーを計算し、パワーが予め設定し
ておいたしきい値Ｔhを越えた場合にのみ、前記説明し
た図２の処理を施すようにしている。そして，パワーが
しきい値Ｔhを越えなかったフレームのデータはそのま
ま出力バッファに転送される。図３にこのしきい値処理
の概念を示す。

【００９２】図３では、フレーム毎のパワーがしきい値
Ｔhを越えた部分を伸長区間として表わした。このしき
い値処理により、音声信号の立ち上がり及び立ち下がり
の部分は、処理が施されず原音のまま出力されるので、
音声の立ち上がり及び立ち下がりに含まれる音声の特
徴、例えば、子音の特徴が崩されないという利点があ
る。

【００９３】さらに、本実施例１では、図３に示したフ
レーム毎の平均パワーに対するしきい値処理において、
第２のしきい値Ｔoを設けている。そして、この第２の
しきい値Ｔoよりもパワーが低いフレームが１秒以上続
いた場合には、１秒以上続くＴoよりパワーの低いフレ
ームを出力しないようにしている。これにより、出力バ
ッファに貯められるデータ量の削減が図られる。

【００９４】図３ではこの出力されない部分を削除区間
として表わした。出力バッファ２では、話速変換後処理
後のデータがフレーム単位で１度に書き込まれるのと平
行して、一定の時間間隔でＤ/Ａ変換器６に１つずつデ
ータが出力される。出力バッファ２のアドレスはリング
状に設定されており、最後尾のアドレスと先頭のアドレ
スが連続している。

【００９５】したがって、このリング状のアドレス空間
において、話速変換処理後のデータの書き込み先を指す
アドレスポインタＰiを、Ｄ/Ａ変換器に送るデータを指
すアドレスポインタＰoが追いかけるように動作する。
本実施例１では、Ｐoの進む速度に比べＰiの進む速度の
方が速いので、いづれＰiがＰoを追い越してしまう。こ
の時点で、それまで出力バッファ２に蓄えられていた情
報は、出力されることなく書き換えられてしまう。

【００９６】したがって、話速変換動作を開始してから
このような状態になるまでの時間が、本実施例１の話速
変換処理の対応できる入力音声の時間長となる。前記し
きい値Ｔoによるデータ量の削減は、この対応可能な時
間長を長くする効果を持つ。

【００９７】なお、前記図２及び図３を用いて説明した
話速変換処理の信号処理方式に関しては、電子情報通信
学会技術研究報告ＳＰ９２-１５０（１９９３-０３）
「難聴者による話速変換方式の評価」、あるいは日本音
響学会講演論文集（平成５年３月）１-７-６「ポータブ
ルＤＳＰシステムを用いた話速変換方式の検討」に報告
されている。

【００９８】図４は本実施例１の話速変換装置の利用形
態を示す図である。図４ではＰＴＬスイッチ４は、装置
の上面に配置されているが、この配置位置は別の部位で
あっても構わない。一方、ＰＴＬスイッチ４の横には話
速変換の伸長率を変更するためのセレクタスイッチ３が
用意されている。セレクタスイッチ３の状態はＰＴＬス
イッチ４と同様、ＤＳＰ１の外部割り込みフラグの端子
を通じて、ＤＳＰ１上のソフトウエアから観測できるよ
うにしてあり、ＰＴＬスイッチ４を押した時のセレクタ
スイッチ３の状態で、前記話速変換処理中のｎ値を変更
する。ＰＴＬスイッチ４とセレクタスイッチ３を交互に
操作することで、発話単位で伸長率を変更することも可
能である。

【００９９】図５は前記制御手順をフローチャートで表
わしたものである。話速変換処理は、例えば、数１０ミ
リ秒の時間長のフレームを処理の単位としているが、Ａ
／Ｄ変換及びＤ／Ａ変換はそれよりも短い一定の時間間
隔、例えば、数１０マイクロ秒で行われる処理である。
このためＡ／Ｄ変換とＤ／Ａ変換及びそれに伴なう処理
は、図５に示すように、割り込み処理として実現され
る。話速変換処理及び割り込み待ちの処理を行っている
間に、Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器の接続されている
シリアルポートからの割り込み信号で、割り込み処理が
行われる。

【０１００】以上の説明からわかるように、本実施例１
によれば、ラジオ音声のように一方的に聞き手に与えら
れる音声だけでなく、対話のような状況でも話速変換装
置を利用できるようになり、聞き手自身の発話を妨害す
ることなく、話速変換を施す音声を聞き手が選択でき
る。

【０１０１】また、本実施例１の話速変換装置は、高齢
者等に見られる音声の聞き取り能力の衰えを補助するこ
とに利用することができる。そして、健聴者が聞き慣れ
ていない外国語を聞くような状況でも使用できることは
言うまでもない。

【０１０２】（実施例２）図６乃至図１０は、本発明に
よる話速変換装置の実施例２の外観構成を示す図であ
り、図６は正面から見た正面平面図、図７は背面から見
た背面平面図、図８は上から見た上平面図、図９は左側
から見た左側平面図、図１０は右側から見た右側平面図
である。

【０１０３】図６乃至図１０において、１０１は話速変
換装置の本体、１０２は裏蓋、１０３は指かけ用へこ
み、１０４はスロースイッチ（スロー押ボタン）、１０
５はリピートスイッチ（リピート押ボタン）、１０６は
リセットスイッチ（リセット押ボタン）、３２１はマイ
クロホン、１０８は音量ボリューム、１０９は電源スイ
ッチ、１１０はイヤホン端子、１１１は外部入力端子、
１１２はＡＶコントロール端子、１１３は話速切換スイ
ッチ（話速設定スイッチ）である。

【０１０４】本実施例２の話速変換装置は、図６乃至図
１０に示すように、話速変換装置の本体１０１の片手で
操作しやすい位置、例えば、正面上辺部にスロースイッ
チ１０４、リピートスイッチ１０５、リセットスイッチ
１０６が設けられ、右側平面図に話速切換スイッチ１１
３が設けられている。

【０１０５】前記スロースイッチ１０４の押ボタンは、
押される頻度が高いので、他の押ボタンよりも大きめに
してある。そして、ゆっくり押ボタンを押し続けるた
め、疲れるので固定することもできるようにしてある。
例えば、 押して横にスライドするとロックするスラ
イドロック方式、 ２度クリックするとロックするダ
ブルクリック方式、 リセット押ボタンが押された場
合には解除する方式等のものを使用する。

【０１０６】前記話速切換スイッチ（話速設定スイッ
チ）１１３は、スロースイッチ１０４と交互に操作がで
きるように、同じ指で操作できる範囲に近づけて配置し
てある。

【０１０７】前記実施例の位置以外にもリングスイッ
チ、スライドスイッチ等を用いてさらに操作しやすくす
ることもできる。

【０１０８】前記音量ボリューム１０８も、常に適切な
音量で聴取することを可能にするために、調整しやすい
同じ指で届く範囲に配置する。

【０１０９】また、前記スロースイッチ１０４、リピー
トスイッチ１０５、リセットスイッチ１０６、話速切換
スイッチ１１３等の使用頻度の高いスイッチは、マイク
ロホン３２１がスイッチのクリック音を拾わないように
柔らかい接触感のスイッチを使用することが好ましい。
例えば、導電性ラバ等を使用したスイッチを用いる。

【０１１０】また、前記各スイッチの外観は、見なくて
もどの種のスイッチかわかるように触感の異なる表面状
態に構成することが好ましい。

【０１１１】前記指かけ用へこみ１０３を開けると、リ
ピート時の話速選択用スイッチなどのいくつかのスイッ
チが見えるようになっている。

【０１１２】本実施例２の話速変換装置の内部回路構成
は、前記図１に示す実施例１の回路構成と同様になって
いる。

【０１１３】前記実施例１のＰＴＬスイッチ４として、
前記スロースイッチ１０４、リピートスイッチ１０５、
リセットスイッチ１０６等が用いられている。また、前
記実施例１のセレクタスイッチ３としては、話速切換ス
イッチ（話速設定スイッチ）１１３が用いられている。
そして、話速切換スイッチ（話速設定スイッチ）１１３
がＤＳＰ１の持つ外部割り込みフラグ用端子１３に接続
されている。話速切換スイッチ１１３を切り替えること
により、フラグレジスタ１４の数値を変え、ソフトウエ
ア１１はこの数値に応じて話速変換処理の伸長率を変更
する。

【０１１４】図１１は、本実施例２の話速変換装置の機
能構成を示すブロック図であり、２１は音声入力部、２
２は入力バッファ、２３は中央処理部（ＣＰＵ）、２４
はリングバッファメモリ（図１の音声メモリ２に対
応）、２５は機能選択部、２６は出力バッファ、２７は
音声出力部である。

【０１１５】前記本実施例２の構成各部を、前記実施例
１の構成とを図１を参照して対応させると、前記音声入
力部２１は、図１に示すマイクロホン３２１、アナログ
アンプ（増幅器）１０、ローパスフィルタ７、Ａ／Ｄ変
換器５からなっている。

【０１１６】前記入力バッファ２２は、前記音声入力部
２１によってディジタル信号変換された音声を保持する
ためのものであり、その後の信号処理を施す単位である
１フレーム分のデータを保持できるだけの大きさを持
つ。この入力バッファ２２は、リングバッファメモリ
（図１の音声メモリ２に対応）２４の一部のアドレスを
割り当てることにより実現できる。

【０１１７】前記中央処理部（ＣＰＵ）２３は、図１に
示すＤＳＰ１上で実行させるソフトウエアの部分に対応
するものであり、音声圧縮部２３Ａ、無音圧縮部２３
Ｂ、解凍部２３Ｃ、波形処理部（話速変換処理部）２３
Ｄ、制御部２３Ｅを有している。

【０１１８】前記機能選択部２５は、図１に示すスイッ
チ３，４及び外部割り込みフラグ用端子１３の部分が対
応し、前記スロースイッチ１０４、リピートスイッチ１
０５、リセットスイッチ１０６、話速切換スイッチ１１
３等で構成される。

【０１１９】前記出力バッファ２６は、前記波形処理部
２３Ｄで処理された結果のデータを保持するためのもの
であり、実際には、２つ存在しており、各々波形処理に
よって伸長された１フレーム分のデータが、十分入るだ
けの大きさを有する。前記実施例１では、入力バッファ
が２つあり、それらを交互に使用して、パイプライン処
理を実現したものと同様に、本実施例２では、２つの出
力バッファを交互に用いて、パイプライン処理を実現す
る。

【０１２０】すなわち、１フレーム分の波形加工処理を
実行し、一方の出力バッファにその結果を保存している
間、もう一方の出力バッファから前回のサイクルで処理
を終えた波形処理結果を音声出力部２７を通じて出力す
る。この出力バッファ２６は、リングバッファメモリ
（図１の音声メモリ２に対応）２４の一部のアドレスを
割り当てることにより実現できる。

【０１２１】前記入力バッファ２２へのデータ入力及び
出力バッファ２６からの出力は、前記実施例１と同様
に、Ａ／Ｄ変換器５及びＤ／Ａ変換器６のサンプリング
レート間隔で行われる。このため、ＤＳＰ１で実行され
る処理は、フレーム単位の波形処理とサンプリング間隔
で実行される割り込み処理とからなる。

【０１２２】すなわち、１フレーム分のデータを波形処
理している間に、何度も割り込み処理が実行され、見か
け上２つの処理が、同時に実行される。

【０１２３】前記リングバッファメモリ２４としては、
公知のものを用い、その書き込み・読み出しは、フレー
ム単位で行われる。以下にその詳細につて説明する。

【０１２４】（書き込み動作）図１１において、音声入
力部２１により入力された音声データは、入力バッファ
２２に保持される。入力バッファ２２は、１データあた
り１６ビットの符号長が割り当てられ、１フレーム分の
数のデータを保持できるだけの容量があり、図１に示す
音声メモリ２上の一部のアドレスを割り当てることによ
って実現されている。

【０１２５】図１１に示す制御部２３Ｅは、この入力バ
ッファ２２の状態を監視しており、音声データが１フレ
ーム分溜るごとに、この１フレーム分のデータを、音声
圧縮部２３Ａに転送する。

【０１２６】音声圧縮部２３Ａでは、入力された１フレ
ーム分の音声データの情報圧縮処理を行い、圧縮結果の
データをリングバッファメモリ２４へ保存する。この圧
縮処理には、いくつかの方法が考えられる。その一例
は、図１２に示された差分データの保存方法である。図
１２は、本実施例２の音声圧縮部２３Ａの圧縮処理を説
明するための模式図である。

【０１２７】この圧縮処理では、各フレームの先頭デー
タから順に、「１つ前のデータとの差」が計算される。
図１２（ａ）においては、これらの差分を△１，△２，
…と表現してある。圧縮処理の出力データは、フレーム
先頭のデータを、上位８ビットと下位８ビットに分割し
た後に、前記差分データ△１，△２，…を１データ８ビ
ット符号長として並べたものである。入力データの１つ
のデータは１６ビットのディジタル符号長を有するが、
音声信号のようなサンプリング間隔に比べて十分緩やか
に変化する入力信号の場合には、１つ前のサンプル値と
の差分はあまり大きくならないので、図１２（ｂ）に示
すように、半分の８ビットの符号長があれば、十分表現
できる。このため、圧縮処理の前と後とでは、データの
容量は約半分になるが、そこに含まれている内容は、処
理の途中で差分が８ビットの符号長では表現できないほ
ど大きくならない限り、欠落することはない。

【０１２８】リングバッファメモリ２４への保存は、こ
のようにフレーム単位で半分の容量に圧縮されたデータ
を、リングバッファメモリ２４上に、時間的な順序が保
たれるように並べられる。

【０１２９】なお、フレームの切れ目がわかるように、
各フレームの圧縮データの先頭には、フレームヘッダが
付加される。圧縮処理部では、前記図１２の圧縮処理と
共に、そのフレームの全データの絶対値の総和を計算
し、この結果をこのフレームのパワー値として、前記フ
レームヘッダ部に記録する作業も、同じに行う。

【０１３０】波形伸長／短縮処理を施すフレームの決定
は、フレームのパワーとしきい値Ｔｈとの比較により行
っている。また、無音区間削除処理は、フレームのパワ
ーとしきい値Ｔｏとの比較により行っている。

【０１３１】これらのしいき値は、固定の値を使用する
のではなく、入力される音声の大きさに応じて、変更す
ることが望ましい。例えば、静かな部屋の中で使ってい
る場合と、背景雑音が大きい状況とでは、当然これらの
しきい値を上手に調整しないと、うまく話速変換できな
い。

【０１３２】具体的な実現方法は、過去数秒間のフレー
ムパワーの最大／最小値を記憶しておき、これらの値を
元に、前記しきい値を決定するようにしている。例え
ば、１フレームの時間長を５０ミリ秒（ｍsec）とし、
５秒毎にこれらのしきい値を変更しようとする場合に
は、１００フレーム処理を行う毎に１度しきい値Ｔｈの
変更処理を行えばよい。

【０１３３】前述したように、フレーム毎のパワーは、
図１１の音声圧縮部でフレーム単位に情報圧縮を行う毎
に全入力について、必ず計算されており、その情報はフ
レームヘッダに記録されて、リングバッファ２４に保存
される。

【０１３４】このフレームパワーの計算の際に、最大フ
レームパワーＰmax及び最小フレームパワーＰminとの比
較を行い、必要ならば更新するようにする。この最大フ
レームパワーＰmax及びＰminは５秒毎（１００フレーム
毎）にリセットされるようにしておけば、過去５秒間の
最大最小フレームパワーがいつも残るようになる。

【０１３５】しきい値の計算は、例えば、Ｔｈを最大フ
レームパワーＰmaxと最小フレームパワーＰminの間の１
０％に、Ｔｏを５％に設定する。式で表現すれば、次式
（数１）及び（数２）となる。

【０１３６】

【数１】Ｔｈ＝｜Ｐmax−Ｐmin｜＊０.１０＋Ｐmin

【０１３７】

【数２】Ｔｏ＝｜Ｐmax−Ｐmin｜＊０.０５＋Ｐmin 次に、本実施例２のリングバッファメモリ２４への原
（生）データ保存方法を説明したので、無音区間圧縮の
詳細についても説明する。

【０１３８】無音区間圧縮の機能は、前記実施例１の図
３で説明したように、１秒以上連続した無音区間（有音
／無音しきい値Ｔｏよりパワーが小さい期間）を削除す
るものである。

【０１３９】無音圧縮処理は、図１１に示す無音圧縮部
２３Ｂが行う。この無音圧縮処理は、後述する１フレー
ムを単位として実行される処理（以下、メイン処理と称
する）とは独立した処理であり、１フレーム分のメイン
処理終了後行われる。（図１４では、「遅れ量＝０」判
定（Ｓ１４３）と「ＰｏｗｅｒＯＮ？」判定（Ｓ１４
４）の間で行われる（図示はしていない）。

【０１４０】無音圧縮部２３Ｂでは、入力バッファ２２
に溜まったデータを一定の単位（例えば１／４フレー
ム）毎に加算してパワーを算出し、そのパワーが「有音
／無音しきい値を下から上に横切った」時に無音圧縮動
作を開始する。なぜならば、無音区間が終了する時は、
パワーが小から大に変化する時であり、このときでない
と、それまで続いていた無音区間が、１秒以上あったか
否かの判断ができないからである。

【０１４１】無音圧縮処理が開始されると、まず、リン
グバッファメモリ２４のフレームヘッダを、過去の方向
に遡りながら検索する。リングバッファメモリ２４上の
圧縮データは、フレーム単位に圧縮されており、前述の
とおりフレームヘッダにそのフレームのパワー値が記録
されている。もし、１秒以上続いてパワーがＴｏより低
いフレームが続いていたら、無音削除可能となり、リン
グバッファメモリ２４への入力ポインタを、無音区間が
１秒続いた時点まで戻す。次の圧縮データの入力は、こ
の戻された時点から上書きするように記録する。これに
より、現時点の直前の１秒以上続く無音区間が、常に削
除される。

【０１４２】（読み出し動作）後述する本実施例２の装
置のメイン処理は、フレーム単位で行われる。そこで、
図１１に示す波形処理部２３Ｄが現在処理中のフレーム
データを保持し、リングバッファメモリ２４からの読み
だしは、フレーム単位でまとめて行う。すなわち、まと
めて取り出す場合には、リングバッファメモリ２４への
アドレッシングが単純にアドレスを１つずつ増やす処理
で済むため、１つずつデータを取り出すよりも効率が良
い。

【０１４３】リングバッファメモリ２４に保存されてい
るデータは、前述のとおり、圧縮されたデータであるた
め、波形処理を行う前に、この圧縮を解凍して元のデー
タに戻す必要がある。図１１に示す解凍部２３Ｃは、こ
のためのものである。まず、１フレーム分の圧縮データ
を入力とし、先頭の２つの８ビットデータを１６ビット
の上位／下位に配置して先頭データを作る。次に、圧縮
データの３つ目の値を先の先頭データに加え、２番目の
データを復元する。次に、その次の圧縮データ値をこの
２番目のデータに加えて３番目のデータを復元する。以
下次々に圧縮データを１つ前の復元データに加算する作
業を繰り返すことにより、全てのフレームデータを復元
させる。

【０１４４】次に、本実施例２の話速変換装置の基本動
作を簡単に説明する。

【０１４５】図１１に示すように、音声入力部２１によ
ってディジタル信号変換された音声は、まず、入力バッ
ファ２２に入力される。入力バッファ２２から読み出さ
れた音声信号は、ＤＳＰ１（図１）のＣＰＵ２３内の音
声圧縮部２３Ａに送られ、音声信号にデータ圧縮処理が
施され、リングバッファメモリ２４に記憶される。ま
た、前記音声信号は無音圧縮部２３Ｂに送られ、必要な
場合には無音圧縮処理をリングバッファメモリ２４に記
憶されているデータに施す。

【０１４６】リングバッファメモリ２４に記憶されてい
る音声信号のデータは、フレーム単位で解凍部２３Ｃに
送られ、解凍部２３Ｃで圧縮処理された音声データを解
凍し、波形処理部（話速変換処理部）２３Ｄに入力す
る。波形処理部（話速変換処理部）２３Ｄでは、機能選
択部２５により設定された条件に基づいて話速変換処理
等を行う。この話速変換処理等が施されたディジタル音
声データは、出力バッファ２６に保持される。出力バッ
ファ２６のデータを読み出して、音声出力部２７から話
速変換処理等が施された音声を出力する。

【０１４７】すなわち、出力バッファ２６のデータを読
み出して、図１に示すように、Ｄ／Ａ変換器６により設
定した時間間隔でディジタル値からアナログ値に変換す
る。この変換により得られたアナログ信号はローパスフ
ィルタ８を通してアナログアンプ９に入力され、聞き手
の好み音圧レベルで両耳用ヘッドホン３２５により音と
して出力される。

【０１４８】次に、本実施例２における１フレームを単
位として実行される処理（以下、メイン処理と称する）
について図１１，図１３，図１４を用いて説明する。

【０１４９】図１３及び図１４は本実施例２におけるメ
イン処理の手順を示すフローチャートである。

【０１５０】本実施例２におけるメイン処理は、図１３
に示すように、Ｐower ＯＮして、「フェードイン」処
理を行う(Ｓ１３１）。すなわち、電源投入直後では、
出力バッファ２６に入っているデータは、不定である。
このため、電源投入直後には、音声とは無関係なデータ
出力される可能性があり、これを音声出力部２７からそ
のまま出力した場合、非常に大きなレベルの雑音となる
可能性がある。このことを防止するため、本実施例２で
は、フェードイン処理が実行され、電源投入後の一定時
間、音声出力部の出力が、出力バッファ内のデータに関
係なく、徐々に大きな音になるように出力バッファ内の
データの値が調整される。具体的には、出力バッファか
らＤ／Ａ変換器に１データ転送する毎にこのデータ値に
係数を掛け算し、この係数値を時間的に変化させること
で、この機能を実現する。この動作は図１１に示す制御
部２３Ｅが実行する。

【０１５１】その後、「スルーモード」処理に入る。ス
ルーモード処理では、まず、「読書ポインタ一致」処理
が行われる（Ｓ１３２）。この読書ポインタ一致処理
は、音声入力部２１からデータを入力する際に、入力バ
ッファ２２へ入力した直後に、出力バッファ２６にも同
じデータを入力する処理である。この動作は、メモリ上
の入力番地を指す入力ポインタの値を、入力バッファ２
２へデータを入力した直後に、出力データのメモリ上の
番地を指す出力ポインタの値に、一致させることによっ
て実現する。この動作は、図１１では制御部２３Ｅが行
う。

【０１５２】読書ポインタ一致後、スルーモードでは、
スロースイッチ１０４及びリピートスイッチ１０５が押
された状態（ＯＮ状態）をチェックし（Ｓ１３３，Ｓ１
３４）、両方とも押されていない状態（ＯＦＦ状態）の
場合には、前の読書ポインタ一致処理（Ｓ１３２）に戻
り、スルーモードを続ける。したがって、スルーモード
を続けている間に生じる割り込み処理では、必ず入力さ
れたデータがそのまま出力されるため、音声出力部２７
は、入力音声と同じになる。

【０１５３】前記スロースイッチ１０４、リピートスイ
ッチ１０５、リセットスイッチ１０６の各スイッチは、
図１１では機能選択部２５の中に含まれており、その状
態のチェックは制御部２３Ｅが行う。

【０１５４】前記スルーモード中にリピートスイッチ１
０５が押される（ＯＮする）と、別に用意したリピート
フラグ（図示せず）を０から１にして、「読みだしポイ
ンタ戻し」ルーチンを行う（Ｓ１３５）。この読みだし
ポインタ戻しルーチンの内部の処理手順のフローチャー
トを図１６に示す。この図１６の説明は後述する。

【０１５５】前記スルーモード中にスロースイッチ１０
４が押されると、図１３に示すように、「伸長処理にパ
ラメータ設定」を行うルーチン（Ｓ１３６）に飛ぶ。こ
のルーチンの内部の処理手順のフローチャートを図１７
に示す。この図１７の説明は後述する。

【０１５６】伸長処理にパラメータ設定が行われた後
は、１フレーム分の波形伸長または短縮処理が行われる
（Ｓ１３７）。この１フレーム分の波形伸長処理の内部
の処理手段のフローチャートを図１８及び図１９に示
す。この図１８及び図１９の説明は後述する。

【０１５７】前記１フレームの分の処理が終了した後
は、各スイッチ類の押されているか否かの状態のチェッ
クに入る。ところで、１フレームの処理は、１フレーム
の時間長以内で終了するため、数１０ミリ秒（ｍsec）
のオーダーで完了する。一方、ユーザーが各スイッチ
（押ボタン）を押した場合、どんなに短い期間押し下げ
たとしても、これ以上の時間押し下げ状態が持続するよ
うなスイッチデバイスが本装置には使用される。このた
め、１フレームの処理を行う毎にスイッチの押し下げ状
態をチェックすれば、ユーザーに反応遅れを感じさせな
い程度の時間遅れで、希望する動作に移行できる。

【０１５８】まず、リセットスイッチ１０６が押し下げ
られているか否かをチェックする（Ｓ１３８）。もし、
リセットスイッチ１０６が押し下げられている（Ｓ１３
８のＹesの場合）ならば、この時点で強制的にスルーモ
ードに移行する。

【０１５９】リセットスイッチ１０６が押し下げられて
いない（Ｓ１３８のＮoの場合）ならば、図１４に示す
ように、スロースイッチ１０４が押し下げられているか
否かをチェックする（Ｓ１３９）。もし、スロースイッ
チ１０４が押し下げられている（ＯＮの場合：Ｓ１３９
のＹesの場合）ならば、波形伸長処理を続けて次のフレ
ームでも行うよう伸長処理にパラメータをセットするル
ーチンに戻る。スロースイッチ１０４が押し下げ続けて
いる場合には、このループを回り続けることになる。ま
た、リピート再生及び追いかけ再生中にスロースイッチ
１０４を押し下げ続けた場合にも、このループを回り続
けることなる。

【０１６０】スロースイッチ１０４が開放されてた場合
（ＯＦＦの場合：Ｓ１３９のＮoの場合）には、次のリ
ピートの押し下げ状態の判定に移る（Ｓ１４０）。この
時点で、リピートスイッチ１０５の押し下げが検出され
るケースは、「リピート再生中にリピートスイッチを押
した」か「追いかけ再生中にリピートスイッチを押し
た」かのいずれかである。どちらの場合にしても、その
時のリングバッファメモリ２４の出力ポインタの位置か
ら約５秒戻った付近の無音部分よりリピート再生を開始
するように、読み出しポインタ戻しルーチンへ分岐す
る。

【０１６１】スロースイッチ１０４が開放されており、
リピートスイッチ１０５も押し下げられていない場合に
は、次のリピート終了判定に移る（Ｓ１４１）。リピー
ト動作は、出力ポインタが、スルーモードからリピート
スイッチ１０５の押し下げによりリピート動作に移った
時の出力ポインタの位置に戻るまで、連続して続けられ
る。すなわち、ここでの判定により、現在リピートモー
ドにあり、かつ、出力ポインタの位置が、リピートを開
始した時点での出力ポインタ位置まで戻っていない場合
には、前記の１フレーム分の波形伸長・短縮処理に戻る
よう処理ループが形成される。これ以降の処理は、追い
かけ再生のための処理である。

【０１６２】リピート再生が終了した後及びスロー（ゆ
っくり）再生が終了した後は、追いかけ再生に移動す
る。追いかけ再生とは、１フレーム毎の波形短縮処理を
繰り返すことによって実現される早聞き再生によって、
リピートあるいはスロー（ゆっくり）再生により生じた
実時間からの遅れを取り戻す動作である。ここの部分の
処理では、追いかけ再生のための波形短縮処理用にパラ
メータ設定を行う（Ｓ１４２）。

【０１６３】実時間からの遅れ量は、リピートボタンを
押し下げた時及び波形伸長処理を実行した時に増加し、
逆に波形短縮処理を実行した時には減少する。

【０１６４】なお、後述する１フレーム分の波形伸長・
短縮処理の手順（フローチャート）を示す図１８及び図
１９には、この遅れ量の増加／減少を行う処理は図示さ
れていない。

【０１６５】この実時間からの遅れ量があるかないかを
判定し（Ｓ１４３）、まだ、遅れ量がある場合には、追
いかけ再生を連続して行うため、処理ループを形成して
いる。すなわち、追いかけ再生は、遅れ量が０になるま
で続けて行われるという動作が、この判定により実現さ
れる。

【０１６６】ところで、以上説明したメイン処理では、
話速変換あるいはリピート動作によって生じた実時間か
らの時間遅れは、カウンタを用いて「遅れ量」として管
理されている。

【０１６７】実時間からの時間遅れは、現在のサンプル
データが入力されるリングバッファ２４上の位置と、出
力を行っているデータの位置入力されているリングバッ
ファ２４上の位置の差、すなわち、２つのポインタが示
すアドレスの差でも管理することが可能であるが、本発
明では前述のように遅れ量カウンタで管理する方式を用
いる。これは、リングバッファ２４上の入出力ポインタ
間のアドレスの差では、遅れ量を正しく表現できない場
合があるからである。

【０１６８】例えば、リングバッファ２４に割り当てる
メモリアドレス空間を、０番地から１０００番地とする
と、プログラム中では「１０００番地の次は０番地に飛
ぶ」として扱うことにより、リングバッファ２４を実現
する。このため入出力ポインタがこのアドレスの切れ目
をまたいでいる場合には、単純にアドレス値の差を取っ
ただけでは、この間のデータ量を表現できない。アドレ
ス計算により、このポインタ間のデータ量を知るには、
２つのポインタがその位置に至るまでの経過を踏まえた
複雑な場合分けを含むアドレス値計算が必要になる。

【０１６９】本発明の話速変換装置では、リングバッフ
ァ２４へのデータの読み書きを行う毎に、遅れ量カウン
タの値を増減させることで時間遅れ量を管理し、複雑な
アドレス計算による処理量の増大を防いでいる。

【０１７０】前記メイン処理は、電源スイッチがＯＦＦ
にされるまで、前記の処理を繰り返して行う無限ループ
になっている（Ｓ１４４）。

【０１７１】電源スイッチがＯＦＦになった場合には、
いきなり処理を停止するのではなく、一定時間処理を続
けてから停止する（ミュート）（Ｓ１４５）。この間、
出力される音声の大きさが徐々に小さくなるような処理
をここで行う。

【０１７２】具体的には、始めのフェードイン動作と同
様、割り込処理において、出力バッファ２６から図１に
示すＤ／Ａ変換器６に１データ転送する毎にこのデータ
値に係数を掛け算し、この係数値を時間的に変化させる
ことで、この機能を実現する。この動作は図１１に示す
制御部２３Ｅが実行する。

【０１７３】図１５は、以上説明した本実施例２におけ
る各モード間の遷移を模式的に示す状態遷移図であり、
この図１５によれば、スイッチ操作に伴うモードの切り
替わり方が良くわかるであろう。なお、図１５中のスタ
ンバイモードについては後に詳しく説明する。

【０１７４】以下、前述した本実施例２の各ルーチンの
処理動作の詳細について説明する。

【０１７５】図１６は読書ポインタ戻しルーチンの処理
手順を示すフローチャートである。

【０１７６】本実施例２の読書ポインタ戻しルーチン
は、リピート機能を実現するために必要なリングバァフ
ァ２４からデータを読みだす位置を指す出力ポインタの
値を変えるための具体的な方法である。

【０１７７】図１６に示すように、まず、現時点での出
力ポインタ位置をＰoutにセットする（Ｓ１６１）。次
に、現時点での実時間から遅れ量をＤに設定（セット）
する（Ｓ１６２）。

【０１７８】もし、現時点ですでに遅れ量が大きく、さ
らに、５秒分遅れ量（Ｂ５）を増やすと、リングバッフ
ァメモリ２４のサイズを越えてしまうかを判定し（Ｓ１
６３）、越えてしまうと判定される場合（Ｓ１６３のＹ
esの場合）には、Ｐout及びＤはそのままにして（Ｓ１
６９，Ｓ１７０）、このルーチンを終了する。

【０１７９】５秒分遅れ量（Ｂ５）を増加しても大丈夫
な場合（Ｓ１６３のＮoの場合）には、ポインタを５秒
分戻し（−Ｂ５）、遅れ量を５秒分増やす（＋Ｂ５）
（Ｓ１６４）。

【０１８０】次に、リピートの開始が、言葉の切れ目に
なるように、逆方向に無音区間をサーチする処理を開始
する。まず、リングバッファメモリ２４上でＰoutが指
す位置から、逆方向にデータをアクセスし、１フレーム
分のパワーを計算する（Ｓ１６５）。

【０１８１】この時、１フレーム分（Ｆ）出力ポインタ
を戻す（−Ｆ）と、遅れ量もさらに１フレーム分増える
ことになる（＋Ｆ）が、遅れ量が１フレーム分増える
と、遅れ量のトータル量がリングバッファメモリサイズ
を越えてしまうかを判断し（Ｓ１６６）、越えてしまう
と判断される場合（Ｓ１６６のＹesの場合）には、この
無音部分サーチを中止し、この時のＰout及びＤを出力
ポインタ値及び遅れ量としてセットし（Ｓ１６９，Ｓ１
７０）、このルーチンを終了する。

【０１８２】１フレーム分出力ポインタを戻しても、ト
ータルの遅れ量がリングバッファメモリサイズを越えな
い場合（Ｓ１６６のＮoの場合）には、Ｐoutを１フレー
ム分の長さ戻し、遅れ量Ｄを１フレーム分増やして（Ｓ
１６７）から、計算された１フレーム分のパワーＷと有
音／無音のしきい値との比較を行う（Ｓ１６８）。１フ
レーム分のパワーＷがこのしきい値より小さい場合に
は、このフレーム付近が言葉の切れ目であると判断して
（Ｓ１６８のＮoの場合）には、この時のＰout及びＤを
出力ポインタ値及び遅れ量としてセットし（Ｓ１６９，
Ｓ１７０）、このルーチンを終了する。

【０１８３】もし、１フレーム分のパワーＷがこのしき
い値より大きい場合（Ｓ１６８のＹesの場合）には、さ
らに、１フレーム戻り、同じように無音部分サーチを続
け、無音部分が検出されるが、遅れ量がリングバッファ
メモリサイズを越えるまで続けられる。このようにし
て、リピートスイッチ１０５が押された際の出力ポイン
タ戻しの処理を完了する。

【０１８４】図１７及び図１８は、本実施例２における
１フレーム分の波形伸長・短縮処理手順を示すフローチ
ャートである。

【０１８５】本実施例２における１フレーム分の波形伸
長・短縮処理は、図１７及び図１８に示すように、ま
ず、始めに、今回の１フレーム分のデータのパワーを計
算する（Ｓ１７１）。次に、このパワー値Ｐをしきい値
Ｔｈと比較し（Ｓ１７２）、しきい値Ｔｈより大きいパ
ワーを有するフレームについては、以下に述べる処理を
施し、しきい値Ｔｈより小さいパワーを有するフレーム
のデータは、何もせずにそのまま出力してリングバッフ
ァ２４へ転送するか（Ｓ１７３）、子音強調処理を施し
てから出力バッファ２６へ転送する。子音強調を行うか
否かは、隠しスイッチの１つであるモードスイッチの状
態によって決定する。

【０１８６】子音強調処理の具体的な実現方法として
は、例えば、しきい値Ｔｈ以上のパワーを持つフレーム
の直前のしきい値Ｔｈ以下のパワーを持つフレームを子
音とみなして、そのフレーム中のデータの値を大きくす
る方法が考えられる。

【０１８７】前記パワー判定でしきい値Ｔｈより大きい
パワーを有するフレーム（Ｓ１７２のＹesの場合）で
は、まず、１フレームのデータ数を未処理データ量を表
わす変数Ｚに記憶してから（Ｓ１７４）、フレームの先
頭からピッチ抽出処理を行う（Ｓ１７５）。ピッチ抽出
処理には、いくつかの方法が考えられるが、例えば、良
く知られた自己相関を用いたアルゴリズムによりフレー
ム先頭でのピッチ長を抽出する。

【０１８８】次に、この抽出されたピッチ長２個分のデ
ータ量と、未処理データの量とを比較し（Ｓ１７６）、
未処理データ量Ｚが、この抽出されたピッチの２個分の
データ量より少ない場合には、この処理を中止する。

【０１８９】未処理データ量Ｚが２ピッチ分以上ある場
合（Ｓ１７６のＹesの場合）には、まず、前転送処理を
行う（Ｓ１７８）。前転送処理とは、以下に述べる合成
波形挿入処理の前に、入力データの一部を、そのまま出
力バッファ２６に転送する処理であり、前記実施例１の
図２の（ｂ）の部分に相当する。前転送処理で転送する
データ数は、ピッチ単位で設定するが、その数は波形伸
長率／短縮率により異なり、後述する図１９で説明する
パラメータ設定ルーチンにより、この数Ｎｐｆが設定さ
れる（Ｓ１７７）。前転送処理した（Ｓ１７８）後に
は、未処理データ量Ｚを、転送したデータ数の分だけ少
なくする（Ｓ１７９）。

【０１９０】次に、図１９に示したパラメータ設定ルー
チン中の設定される別のパラメータＰｔｒｉに応じて、
合成波形生成のための△窓関数を適用する位置を決める
（Ｓ１８０）。伸長と短縮で異なるのは、△窓関数を用
いて合成波形を生成するときの、窓関数をかける現波形
上の位置だけである。

【０１９１】すなわち、波形伸長の場合には、図２で示
したように、１ピッチ分の波形から２ピッチ分の波形が
生成されるように、△窓関数を適用する（Ｓ１８１）。
一方、波形短縮の場合には、図２０から図２２で示した
ように、３ピッチあるいは４ピッチ分の波形から２ピッ
チ分の波形が生成されるように、△窓関数を適用する。
この合成波形の挿入により、実時間からの遅れ量が変化
する（図示せず）。

【０１９２】合成波形挿入処理の後には、未処理データ
量Ｚを、処理データ数の分だけ少なくする（Ｓ１８
２）。

【０１９３】次に、もう１度、ピッチ抽出処理を行う
（Ｓ１８３）。これは人間の音声のピッチが常に変動し
ていることに対応する処理で、ピッチの抽出をやり直す
ことによって、実際のピッチ長と、処理を行うピッチ長
との誤差を減少させ、その結果として、伸長／短縮後の
波形における歪みの増加を防いでいる。

【０１９４】次に、図１８に示すように、未処理データ
数と、新たに抽出したピッチ長の２個分のデータ量との
比較を行う（Ｓ１８４）。もし、２ピッチ分のデータ量
が残っていなければ（Ｓ１８４のＮoの場合）、ただち
に、この処理を中止する。

【０１９５】２ピッチ分以上のデータ量が残っていれば
（Ｓ１８４のＹesの場合）、後転送処理を行う。後転送
処理とは、前転送処理と同様の処理で前記実施例１にお
ける図２の（ｅ）の部分に相当する。後転送処理で転送
するデータ数は、ピッチ単位で設定するが、その数は波
形伸長率／短縮率により異なり、図１９で説明するパラ
メータ設定ルーチンによりこの数Ｎｐｒが設定される
（Ｓ１８５）。後転送処理（Ｓ１８６）の後には、未処
理データ量Ｚを、転送したデータ数の分だけ少なくする
（Ｓ１８７）。

【０１９６】以上の処理が、途中２回行われる２ピッチ
分のデータ量と未処理量との比較で、この処理が中断さ
れるまで、連続して繰り返し行われる。

【０１９７】図１９は本実施例２における伸長処理にパ
ラメータを設定するパラメータ設定処理ルーチンの処理
手順を示すフローチャートである。

【０１９８】図１９に示すパラメータ設定ルーチンは、
実は、図１３及び図１４に示すメイン処理の中で２回使
われている。そのうちの１回は前記１フレーム分の波形
伸長・短縮処理ルーチンの直前で行われ、もう１回は、
リピート終了判定後の「短縮処理にパラメータを設定す
る処理」で使われる。

【０１９９】ところで、波形短縮処理とは、ゆっくり聞
いた後、またはリピートを行った後に続けて行う「追い
かけ処理（早聞き処理）」を実現するためのものであ
る。波形伸長処理の中で行っていた△窓関数を用いた合
成波形の生成を、窓関数をかける位置を伸長する場合と
逆方向にずらして行うと、波形短縮になる。

【０２００】図１９において、始めに伸長か短縮かの判
定を行う（Ｓ１９１）。これは前述の２回のうちのどち
らかを判定する。

【０２０１】伸長処理にパラメータ設定を行う場合に
は、この判定の後、話速選択スイッチの位置をチェック
し（Ｓ１９２）、スイッチ位置に応じて伸長率ｅを設定
し（Ｓ１９３）、伸長率ｅに応じて波形伸長処理の中で
使われるパラメータＮｐｆとＮｐｒの位置を設定し（Ｓ
１９４，Ｓ１９５）、さらに、波形伸長処理の中で行わ
れる△窓との積和演算を始める位置を示すパラメータＰ
ｔｒｉを設定して、このルーチンを終わる。

【０２０２】一方、短縮処理にパラメータ設定を行う場
合には、図１９の右側のフローを実行する。まず、追い
かけモードスイッチ（隠しスイッチの一つ）の位置をチ
ェックし（Ｓ１９６）、追いかけモード（Ｍcat）が
「飛び」「早聞き」「１倍」のどれに設定されているか
をチェックする（Ｓ１９７，Ｓ１９８）。

【０２０３】「飛び」に設定されている場合、追いかけ
モード（Ｍcat）は、実際には「追いかけ」ではなく、
スロースイッチ（ゆっくり押ボタン）を離した途端に現
実に飛ぶように機能する（Ｓ１９９）。具体的には、こ
の部分で強制的にスルーモードに戻す分岐処理を行う。

【０２０４】追いかけモード（Ｍcat）スイッチが「１
倍」にセットされている場合には、短縮率ｓを１倍に設
定し（Ｓ２００）、ステップＳ２０２に移る。

【０２０５】追いかけモード（Ｍcat）スイッチが「１
倍」にセットされていない場合には、追いかけモード時
の図１９の真中のフローを通り短縮率ｓがセットされ
（Ｓ２０１）、短縮率ｓに応じて波形短縮処理の中で使
われるパラメータＮｐｆとＮｐｒの値を設定し（Ｓ２０
２）、さらに、波形短縮処理の中で行われる△窓との積
和演算を始める位置を示すパラメータＰｔｒｉを設定し
て（Ｓ２０３）、このルーチンを終わる。

【０２０６】（実施例３）図２３及び図２４は、本発明
による本実施例３の連続話速変換手段を付加した話速変
換装置の全体動作の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【０２０７】本実施例３の連続話速変換手段を付加した
話速変換装置における連続話速変換基本的には、スロー
スイッチ（ゆっくり押ボタン）１０４を押し続けて、ゆ
っくり再生を続けて行う動作のことである。ただし、一
定の波形伸長率で波形伸長を続けると、時間遅れがどん
どん蓄積してしまい、最後には、実時間からの遅れ量が
リングバッファ２４の容量を越えてしまい、それ以上ゆ
っくり聞き続けることが不可能になる。

【０２０８】そこで、ゆっくり再生を行う際に、波形を
伸長する期間と、逆に波形を短縮する期間を、取り混ぜ
て、実時間から遅れが、どんどん増えないようにするの
が、連続話速変換手段である。

【０２０９】連続話速変換モードへの切換えは、いくつ
かの方法が考えられるが、単に、スロースイッチを長め
に押しつづけている場合と、連続話速変換モードに入る
場合とで明確な区別をした方がわかりやすいので、例え
ば、スロースイッチをダブルクリック（短い時間間隔で
の２度押し）したり、スロースイッチを押しながら横に
ずらすと、ロックするスイッチ部品を用いたりしてこの
切換えを実現する。

【０２１０】本実施例３の図２３及び図２４に示すフロ
ーチャート中の各処理は、前記の図１３及び図１４で説
明したメイン処理での処理手順と全く同じである。

【０２１１】本実施例３の連続話速変換手段は、図２３
及び図２４におけるステップＳ２３１において、連続話
速変換処理か否かをチェックする（Ｓ２３１）。連続話
速変換処理であれば（Ｓ２３１のＹesの場合)、１フレ
ーム分の波形伸長・短縮処理する（Ｓ２３２)。次に、
リセットスイッチ１０６が押されている（ＯＮしてい
る）か否かを判定し（Ｓ２３３）、リセットスイッチ１
０６が押されていない（ＯＦＦしている）場合、１フレ
ーム数カウントＵＰし（Ｓ２３４）、伸長期間か否かを
判定し（Ｓ２３５）、伸長期間であれば（Ｓ２３５のＹ
esの場合）、ステップＳ２３２に戻る。伸長期間でなれ
ば（Ｓ２３５のＮoの場合）、短縮処理にパラメータを
設定する（Ｓ２３６）。次に、遅れ量が０であるをチェ
ックし（Ｓ２３７）、遅れ量が０である場合（Ｓ２３７
のＹesの場合）、ステップＳ２３２に戻る。遅れ量が０
でない場合（Ｓ２３７のＮoの場合）、伸長処理にパラ
メータを設定し（Ｓ２３８）、スレーム数カウンタをリ
セットし（Ｓ２３９）、ステップＳ２３２に戻り、連続
話速変換処理動作が繰り返される。前記ステップＳ２３
１において、連続話速変換処理でない場合（Ｓ２３１の
Ｎoの場合)、前述したメイン処理ルーチン（スルーモー
ド）に移る。

【０２１２】すなわち、本実施例３の連続話速変換手段
は、あらかじめ決められた時間間隔で、ゆっくり再生と
追い付き再生を交互に繰り返す方法である。この方法に
よれば、必ず一定時間毎に実時間に追い付くことが可能
となる。そして、波形伸長と波形短縮を切り替えの管理
は、フレーム数のカウントで行う。例えば、約５秒分の
フレーム数を伸長処理したら、その後短縮処理を繰り返
し行い、遅れ量が０になったら、フレームカウントを０
に戻して、再び伸長処理を繰り返す。

【０２１３】また、連続話速変換モードから抜け出すに
は、リセットスイッチ１０６を押し下げ、スルーモード
に戻すことで達成する。

【０２１４】（実施例４）図２５及び図２６は、本発明
による前記実施例３と異なる本実施例４の連続話速変換
手段を付加した話速変換装置の全体動作の処理手順を示
すフローチャートである。

【０２１５】本実施例４の連続話速変換手段を付加した
話速変換装置における連続話速変換は、パワーの大きい
フレームが波形伸長を行い、パワーの小さいフレームは
波形短縮が行う動作である。

【０２１６】本実施例４の連続話速変換手段は、図２５
及び図２６における、ステップＳ２５１において、連続
話速変換処理か否かをチェックする。連続話速変換処理
であれば（Ｓ２５１のＹesの場合)、リセットスイッチ
１０６が押されている（ＯＮしている）か否かを判定し
（Ｓ２５２）、リセットスイッチ１０６が押されていな
い（ＯＦＦしている）場合、１フレーム分のパワーを算
出する（Ｓ２５３）。次に、算出された１フレーム分の
パワーがしきい値Ｔｈよりも大きいか否かをチェックし
（Ｓ２５４）、算出された１フレーム分のパワーがしき
い値Ｔｈよりも小さい場合（Ｓ２５１のＮoの場合）に
は、短縮処理にパラメータを設定し（Ｓ２５６）、ステ
ップＳ２５７に移る。算出された１フレーム分のパワー
がしきい値Ｔｈよりも大さい場合（Ｓ２５４のＹesの場
合)には、伸長処理にパラメータを設定し（Ｓ２５
５）、１フレーム分の波形伸長・短縮処理を行い（Ｓ２
５７）、ステップＳ２５２に戻り、連続話速変換処理動
作が繰り返される。前記ステップＳ２５１において、連
続話速変換処理でない場合（Ｓ２５１のＮoの場合)、前
述したメイン処理ルーチン（スルーモード）に移る。

【０２１７】すなわち、連続話速変換モードに入ると、
１フレーム分のパワーが算出され、しきい値Ｔｈとの比
較により、伸長あるいは短縮がフレーム毎に施される。
連続話速変換モードから抜けだすには、リセットスイッ
チ１０６を押し下げる。

【０２１８】本実施例４によれば、音声のパワーに応じ
てゆっくりになったり早口になったりする。

【０２１９】一般に、通常の会話では、相手に聞いても
らいたい重要な部分は、声が大きくなり、あまり重要で
ない部分は声が小さくなる傾向があることから、本実施
例４による話速制御の方が、より自然に近い出力音声が
得られるという特徴がある。

【０２２０】ただし、パワーの大きい部分と小さい部分
の出現確率は必ずしも等しくないので、実施例３の場合
のように、必ず一定時間間隔で実時間に追い付く保証は
ない。

【０２２１】また、連続話速変換モードに入るための、
ユーザーからの指示方法としては、スロースイッチ（ゆ
っくり押ボタン）１０４を押した後、横にスライドして
ロックする方法や、スロースイッチ（ゆっくり押ボタ
ン）１０４をダブルクリック（短い時間間隔で２度続け
て押し下げる）などが、考えられる。これらの方法を用
いれば、スロースイッチ（ゆっくり押ボタン）１０４を
押して、「ゆっくり再生をさせよう」とする意図と、そ
の動作を「連続させよう」という意図と、同じ押ボタン
の押し方の違いで表現できるため、別に連続話速変換用
の押ボタンを設けるのに比較して、より直感的でわかり
やすい操作方式が提供できるようになる。

【０２２２】これまでの実施例２，３，４では、波形伸
長処理により「ゆっくり」再生する場合の波形の「伸長
率」は、装置上に設けた「話速設定スイッチ」の設定に
よって決められ、波形短縮処理により「早聞き」再生す
る際の波形の「短縮率」は、あらかじめ（プログラム中
で）決められた「デフィルト値」を用いるものとして、
説明してきた。

【０２２３】しかし、図２７に示した「アクセル型スイ
ッチ」による波形伸長／短縮率の変更が行えるようにす
ると、本装置が提供する「音声の時間軸上を自由に行き
来できる」という機能を、使用者がより直感的に使うこ
とが可能となる。

【０２２４】アクセル型スイッチを中心に設定している
時は、前述の実施例２，３，４のスルーモードが実行さ
れる。スライドスイッチを手前側に引くと、波形伸長処
理となり実時間から遅れながら「ゆっくり再生」が実行
される。そして、スライドスイッチを向う側に押すと、
逆に波形短縮処理となり（実時間からの遅れが０になる
まで）早聞き再生が実行される。

【０２２５】この際、制御部は、波形伸長及び短縮率
を、スライドスイッチの中心からの距離に応じて変化さ
せる。しかし、前述の実施例の図２０から図２２の説明
でもわかるように、伸長率／短縮率は、整数の比で表す
ことのできる、いくつかの値しか設定できないので、実
際には、スライドスイッチの中心からの距離に応じて、
数段階の値が選択できるように設定すればよい。

【０２２６】また、このアクセル型スイッチから使用者
が指を離すと、自動的に中心にレバーが戻るように力が
かかるようにすると、使用者はスライドスイッチを中心
以外の途中の位置に維持することが、しやすくなるの
で、より使い勝手のよい操作方法を実現できる。なお、
このレバーが中心に戻るように力を生じさせるために
は、スイッチデバイスの内部に、２つのスプリングを設
け、両側から均等の力でレバーを引っ張る等の機械的な
手段を持たせることにより、実現できる。

【０２２７】（実施例５）図２８は、本発明による実施
例５のＡＶコントロール手段を付加した話速変換装置の
機能構成を示すブロック図、図２９は、本実施例５のＡ
Ｖコントロール手段の動作を説明するための図、図３０
及び図３１は、本実施例３におけるＡＶコントロール手
段を付加した話速変換装置のメイン処理の動作手順を示
すフローチャートである。

【０２２８】本実施例５のＡＶコントロール手段を付加
した話速変換装置は、図２８に示すように、前記図１１
に示す実施例１の話速変換装置の機能構成に、ＡＶコン
トロール部２８を追加し、制御部２３Ｅに接続した機能
構成にしたものである。

【０２２９】前記制御部２８は、ＡＶコントロール信号
出力を行う条件になったか否かを判定し、ＡＶコントロ
ール部２８を動作させ、ＡＶコントロール部２８はＡＶ
コントロール信号の出力開始／停止を行う。

【０２３０】ＡＶコントロール手段とは、図２９に示す
ように、スロー（ゆっくり）再生またはリピート再生に
より、実時間からの遅れ量が、一定の量（図２９では３
０秒となっている）を越えた場合に、ＡＶコントロール
信号を出力し、さらに、追いかけ再生を経て遅れ量が０
になったときに、同信号の出力を中止するソフトウエア
である。

【０２３１】ＡＶコントロール信号は、本装置の外に取
り出され、テープレコーダやビデオ等の録音再生装置の
再生動作を一時停止させるために用いられる。この手段
により、本装置のリングバッファ２４の容量を越えるよ
うな長い時間の連続する入力声を、連続してゆっくり聞
き続けることが可能となる。

【０２３２】図３０及び図３１において、点線で囲んだ
部分が、前記図１２及び図１３のフローチャートに付加
したＡＶコントロール手段の動作手順を示すステップで
あり、ＡＶコントロール信号出力を行う条件になったか
否かの判定する（Ｓ３０１）。ＡＶコントロール信号出
力の判定は、スロー（ゆっくり）再生またはリピート再
生１フレーム分の波長伸長／短縮処理を繰り返し行うル
ープの中で、実時間からの遅れ量が３０秒以上あるか否
かを判定し（Ｓ３０１）、３０以上実時間から遅れがあ
る場合には、ＡＶコントロール信号出力を開始する（Ｓ
３０２）ことで実現される。

【０２３３】一方、ＡＶコントロール信号を停止させる
処理は、追いかけ再生処理のループを抜け出す判定であ
る。「遅れ量＝０」判定の直後に行われる（Ｓ３０
３）。

【０２３４】（実施例６）図３２は本発明による実施例
６の話速変換装置のマイクロホンの配置を説明するため
の図であり、１０１は話速変換装置本体、３２１はマイ
クロホン、３２２はマイクロホン３２１を支持するため
の伸縮自在な支柱、３２３はマイクロホン３２１を支持
するためのフレキシブルな支柱、３２４はマイクロホン
３２１と話速変換装置本体１０１とを有線で電気的に接
続するための電気コードである。

【０２３５】図３３は本実施例６の変形例を示す図であ
り、１０１は話速変換装置本体、１０４はスロースイ
チ、１０５はリピートスイッチ、１０６はリセットスイ
ッチ、３２１はマイクロホン、３２４はマイクロホン３
２１と話速変換装置本体１０１とを電気的に接続するた
めの電気コード、３２５はイヤホン、３００は接続部材
である。

【０２３６】本実施例６の話速変換装置のマイクロホン
の配置は、図３２（ａ）に示すように、伸縮自在な支柱
３２２によってマイクロホン３２１を支持している。こ
のようにマイクロホン３２１支持することにより、話速
変換装置本体１０１からマイクロホン３２１が離される
ので、本体を胸ポケットに入れて使用する際の布擦れ音
を防止することができる。

【０２３７】また、図３２（ｂ）に示すように、フレキ
シブルな支柱３２３によってマイクロホン３２１を支持
している。このようにマイクロホン３２１支持すること
により、話速変換装置本体１０１からマイクロホン３２
１が離され、かつ、すきな方向にねじ曲げられるので、
本体を胸ポケットに入れて使用する際の布擦れ音を防止
することができる。

【０２３８】また、図３２（ｂ）に示すように、マイク
ロホン３２１と話速変換装置本体１０１とを有線（もし
くは無線）で電気的に接続している。このようにマイク
ロホン３２１と話速変換装置本体１０１とを有線（もし
くは無線）で電気的に接続し、マイクロホン３２１を話
速変換装置本体１０１から独立させ、話し手の近くにマ
イクロホン３２１を配置するので、Ｓ／Ｎ比を向上させ
ることができる。

【０２３９】また、図３３に示すように、話速変換装置
本体１０１とマイクロホン３２１，イヤホン３２５とを
接続部材３００を介在させて電気コードで電気的に接続
する。そして、前記接続部材３００の上にスロースイッ
チ１０４、リピートスイッチ１０５、リセットスイッチ
１０６等の操作スイッチを設ける。このようにすること
により、本体を胸ポケットに入れて使用する際の布擦れ
音を防止することができ、かつ、Ｓ／Ｎ比を向上させる
ことができ、さらに、使い勝手をよくすることができ
る。

【０２４０】（実施例７）図３４は、本発明による実施
例７の話速変換装置の遅れ時間表示手段を説明するため
の図であり、３４１は表示部、３４２は表示画面であ
る。

【０２４１】本実施例７における遅れ時間表示手段は、
図３４に示すように、前記スロー再生及びリピート再生
時に話し手の音声が実際の話速よりどの位遅れているか
を表示するものである。例えば、図３４において、人の
画像１個で１０秒遅れていることにして、現在から遅れ
ている時間を人の表示画像の数で表示する。このように
することにより、現在からの時間遅れ量を目で見てわか
るので、話し手、聞く手ともに話速変換の調節を容易に
することができるので、使い勝手良く使用することがで
きる。

【０２４２】時間遅れの視覚表示は、例えば、図６に示
した話速変換装置本体正面の中央に液晶ディスプレイを
設置し、その液晶ディスプレイ上に、図３４に示すよう
な表示画面を表示することで実現する。そして、この表
示部は、図１１の制御部２３Ｅに接続される「液晶ディ
スプレイドライバ」によって制御される（図示はしてい
ない）。

【０２４３】表示される時間遅れ量は、図１３及び１４
で示されたメイン処理の中では、遅れ量カウンタで常に
管理されているので、この遅れ量カウンタの持つ数値を
１０秒単位に換算し、対応する個数の人画像を前記ディ
スプレイに表示すればよい。この表示動作は、図１１の
制御部２３Ｅが前記ディスプレイドライバを通じて行う
が、表示を書き換えるタイミングは、１フレームの処理
が終了毎に行えれば十分である。例えば、図１４のＳ１
３７とＳ１３８の間で、この表示処理を行う。

【０２４４】（実施例８）図３５は、本発明による話速
変換装置の実施例８の話速変換装置の電源装置を説明す
るための図であり、１０００は話速変換装置に係わる装
置の部分、１はＤＳＰ、５はＡ／Ｄ変換器、６はＤ／Ａ
変換器、９はアナログアンプ、１０はアナログアンプ、
１００１は電源、１００２は電力供給線、１００３は切
換スイッチである。

【０２４５】本実施例８の話速変換装置は、図１５の状
態遷移図で示したようにスルーモードの他にスタンバイ
モードを設け、一定時間スルーモードが続くと、自動的
にスタンバイモードに入るようにしている。すなわち、
スロー（ゆっくり）スイッチとリピートスイッチのいず
れかが押される（ＯＮされる）と、クロック周波数が高
くなり、各処理を行う。

【０２４６】また、スルーモードでは、ＤＳＰ１は早い
クロックで動作しているが、話速変換等の処理はしてい
ないので、パワーが無駄になっている。そこで、スタン
バイモードでは、ＤＳＰ１の動作クロックを落として、
データの入出力だけを行うことで、消費電力を下げる。
そして、メモリへの保存だけは行っておく。これによ
り、ボイスメモリ機能が実現される。

【０２４７】さらに、図３５に示すように、アナログス
ルーモードの時は、切換スイッチ１００３を電力供給線
１００２を切断する接点側に接続するともに、アナログ
アンプ１０とアナログアンプ９とが直接接続する接点側
に接続してＤＳＰ１、Ａ／Ｄ変換器５、Ｄ／Ａ変換器６
及び周辺ディジタル回路への電力供給を行わない。この
時、メモリへの保存も行わない。すなわち、入出力のア
ナログ系を直接接続して、単なるアナログ増幅器として
動作させる。前記切換スイッチとしては、図３５に示す
ようなオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）、オン（ＯＮ）と
オフ（ＯＦＦ）との中間の３段階スイッチとし、アナロ
グスルーモードを設ける。

【０２４８】前記説明からわかるように、本実施例８に
よれば、オン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）、オン（ＯＮ）
とオフ（ＯＦＦ）との中間の３段階スイッチとし、アナ
ログスルーモードを設けたので、低電力化をはかること
ができ、かつ、電源の使用範囲を拡大することができ
る。

【０２４９】（実施例９）図３６は、本発明による話速
変換手段を電話器に適用した実施例９を説明するための
図であり、２０００は本発明による話速変換手段、３０
００は電話器本体、３００１は送受話器、３００２は電
話線である。

【０２５０】本実施例９の電話器は、図３６に示すよう
に、送受話器３００１と電話器本体３０００との間に本
発明による話速変換手段２０００を挿入したものであ
る。話速変換手段２０００は、例えば、電話器本体３０
００を載置する台のような形状に構成する。

【０２５１】また、コードレスハンドセットもしくはコ
ードレス子器の送受話器３００１の場合には、送受話器
３００１と電話器本体３０００との間に無線方式で話速
変換手段２０００を挿入したものである。

【０２５２】なお、本発明による話速変換手段は、交換
器の中に話速変換手段として用い、ユーザからのリクエ
ストによって動作させることもできる。

【０２５３】このように構成することにより、電話の話
声をゆっくり聞くことができる。また、話し手側にはス
ルーの音声をフィードバックし、聞き手には話声をゆっ
くり聞こえるようにして老人等に電話をする際に、話し
手側は普通に話すことができるので、話しづらいという
ことがない。

【０２５４】また、ディジタル回路ならば、話速変換手
段内部にＡ／Ｄ手段はいらない。

【０２５５】（実施例１０）図３７は、本発明による話
速変換手段を構内放送に適用した実施例１０を説明する
ための図であり、２０００は話速変換手段、３２１はマ
イクロホン、３２５はイヤホン、４００３は増幅器、４
００４スピーカである。

【０２５６】本実施例１０の電話器は、図３７に示すよ
うに、マイクロホン３２１、イヤホン３２５とスピーカ
４００４の増幅器４００３との間に本発明による話速変
換手段２０００を挿入したものである。

【０２５７】このように構成することにより、話し手が
話速変換動作を制御しなくても聞き手は適性な話速で聞
くことができる。例えば、話し手が勝手にべらべら高話
速（もうスピード）で話しても、聞き手は適性な話速で
聞くことができる。

【０２５８】また、ゆっくり話した場合にも、スピーカ
に聞き手は適性な話速で聞くことができるようにするこ
とも可能である。

【０２５９】以上の説明からわかるように、本発明は、
電話器、電話交換器、構内放送以外の話速変換の必要な
技術分野、例えば、補聴器、語学学習、海外旅行、音楽
等に適用できる。

【０２６０】例えば、語学学習、海外旅行グッズにおい
て、以下のような場合に応用できる。

【０２６１】（１）録音された音声を続けてゆっくり聞
く。

【０２６２】（２）レベルの向上に応じて、伸長率を変
化させる。

【０２６３】（３）普通の速度で聞いてみて、わからな
い部分を繰り返してゆっくり聞く。

【０２６４】（４）ゆっくり聞いた後、もう一度元の速
度で聞く。

【０２６５】（５）ゆっくりリピートの後に真似して発
音する。

【０２６６】（６）真似して発音と元の音声とを聞き比
べる。

【０２６７】（７）１つのソースを複数の人が同時に、
自分の好みの話速で聞く。

【０２６８】また、テープレコーダ、ＣＤ，ＭＤ等ディ
ジタルオーディオ機器との組み合せにおいては、ディジ
タル出力を持つ機器なら、話速変換装置にＡ／Ｄ変換器
が不要となる。

【０２６９】また、音楽用において、以下の点につい
て、変更を施せば応用できる。 ・伸長フレームのパワーによる判定をやらない（テンポ
がくるうからである）。 ・ピッチ抽出範囲を音声よりも広くする。 ・波形伸長処理を固定長のピッチで行う。これの音声の
場合はピッチを検出してその検出されたピッチで処理す
る。 ・変換動作をフットスイッチでできるようにする。これ
によれば、楽器を弾きながらコントロールできる。 以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において、種々変更し得ることは勿
論である。

【０２７０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。

【０２７１】（１）ラジオ音声のように一方的に聞き手
に与えられる音声だけでなく、対話のような状況でも話
速変換装置を利用できるようになるので、聞き手自身の
発話を妨害することなく、話速変換を施す音声を聞き手
が選択できる。

【０２７２】また、補聴器、外国語学習器、電話器等に
おいて、話し手の音声の特徴を変えることなく、ゆっく
りとした話速で聞くことができる。

【０２７３】（２）記憶装置（メモリ）の有効利用、原
音声のリピート機能、ボイスメモリ機能、リピート音声
の話速変換機能、早聞き再生機能等をもたせることがで
きる。

【０２７４】（３）話速選択用スイッチで選択された話
速に変更する手段を設けたので、聞き手自身が聞く音声
の話速を選択することができる。

【０２７５】（４）リピート用スイッチがオン（ＯＮ）
している間は再生音声をリピートする手段を設けたの
で、リピート音声の話速変換を行うことができる。

【０２７６】（５）話速変換装置に記憶されている情報
の聞きたいところまで追いかける追いかけ手段を設けた
ので、話速変換装置の応用範囲の拡大、操作時間の短
縮、使い勝手の向上等をはかることができる。

【０２７７】（６）話速変換装置の一側面の操作し易い
一周辺部に上記話速変換処理用スイッチ、話速選択用ス
イッチ、リピート用スイッチ、及びリセットスイッチの
うち少なくとも１つを設けたので、話速変換装置の応用
範囲の拡大、操作時間の短縮、使い勝手の向上等をはか
ることができる。

【０２７８】（７）話速変換処理の効率を向上すること
ができる。

【０２７９】（８）話速変換処理における波形伸長処
理、短縮処理、無音区間削除処理の決定は、フレームの
パワーとしきい値とを比較して行い、かつ、前記しきい
値を入力された音声の大きさに応じて変更するので、使
用環境条件に応じた話速変換処理ができる。

【０２８０】（９）マイクロホンがスイッチのクリック
音を拾わないので、再生音声を正確に聞くことができ
る。

【０２８１】（１０）見なくてもどのスイッチかわかる
ような触感の異なる表面形態となっているので、操作性
を向上することができる。

【０２８２】（１１）マイクロホンの布擦れ音防止手段
を設けたので、雑音の侵入を低減することができる。

【０２８３】（１２）話速変換装置の所定の位置に、現
在からの時間遅れ量が目視可能な表示手段を設けたの
で、操作時間の短縮、使い勝手の向上等をはかることが
できる。

【０２８４】（１３）記憶手段としてリングバッファを
用い、該リングバッファ上での時間遅れを表わすカウン
タで遅れ時間を管理する手段を設けたので、リピート処
理、追いかけ処理等を複雑なポインタアドレスの計算を
容易に行うことができる。

【０２８５】（１４）スルーモードの他にスタンバイモ
ード及びアナログスルーモードを設けたので、低消費電
力化をはかることができる。

【０２８６】（１５）電源スイッチをオン（ＯＮ）、オ
フ（ＯＦＦ）、オンとオフ中間の３段階とし、アナログ
スルーモードを設けたので、低電力化をはかることがで
き、かつ、電源の使用範囲を拡大することができる。

【０２８７】（１６）電話器のハンドセットと装置本体
との間に前記話速変換手段を設けたので、聞き手自身の
発話を妨害することなく、話速変換を施す音声を聞き手
が選択できる。

【０２８８】（１７）電話器において、話し手の音声の
特徴を変えることなく、ゆっくりとした話速で聞くこと
ができる。

【０２８９】（１８）話速変換手段を電話交換器の中に
設けたので、聞き手自身の発話を妨害することなく、話
速変換を施す音声を聞き手が選択できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１の内部回路の概略構成を
示すブロック図である。

【図２】本実施例１のＤＳＰ内で実行される話速変換処
理を説明するための図である。

【図３】本実施例１のしきい値処理の概念を説明するた
めの図である。

【図４】本実施例１の話速変換装置の利用形態を示す図
である。

【図５】本実施例１の話速変換装置の制御手順を示すフ
ローチャートである。

【図６】本発明による実施例２の話速変換装置の正面か
ら見た正面平面図である。

【図７】本実施例２の話速変換装置の背面から見た背面
平面図である。

【図８】本実施例２の話速変換装置の上から見た上平面
図である。

【図９】本実施例２の話速変換装置の左側から見た左側
平面図である。

【図１０】本実施例２の話速変換装置の右側から見た右
側平面図である。

【図１１】本実施例２の話速変換装置の機能構成を示す
ブロック図である。

【図１２】本実施例２の音声圧縮処理部の圧縮処理を説
明するための模式図である。

【図１３】本実施例２におけるメイン処理の手順を示す
フローチャートである。

【図１４】図１３のフローチャートの続きである。

【図１５】本実施例２における各モード間の遷移を模式
的に示す状態遷移図である。

【図１６】本実施例２における読書ポインタ戻しルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。

【図１７】本実施例２における１フレーム分の波形長・
短縮処理手順を示すフローチャートである。

【図１８】図１７のフローチャートの続きである。

【図１９】本実施例２におけるパラメータ設定処理手順
を示すフローチャートである。

【図２０】本実施例２におけるデータの圧縮処理を説明
するための図である。

【図２１】本実施例２におけるデータの圧縮処理を説明
するための図である。

【図２２】本実施例２におけるデータの圧縮処理を説明
するための図である。

【図２３】本発明による実施例３の連続話速変換手段を
付加した話速変換装置の全体動作の処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図２４】図２３のフローチャートの続きである。

【図２５】本発明による前記実施例３と異なる実施例４
の連続話速変換手段を付加した話速変換装置の全体動作
の処理手順を示すフローチャートである。

【図２６】図２５のフローチャートの続きである。

【図２７】本実施例４における連続話速変換手段に用い
るアクセル型スイッチを説明するための模式図である。

【図２８】本発明による実施例５のＡＶコントロール手
段を付加した話速変換装置の機能構成を示すブロック図
である。

【図２９】本実施例５のＡＶコントロール手段の動作を
説明するための図である。

【図３０】本実施例５のＡＶコントロール手段を付加し
た話速変換装置のメイン処理手順を示すフローチャート
である。

【図３１】図３０のフローチャートの続きである。

【図３２】本発明による実施例６の話速変換装置のマイ
クロホンの配置を説明するための図である。

【図３３】本実施例６の変形例の構成を示す図である。

【図３４】本発明による実施例７の話速変換装置の遅れ
時間表示手段を説明するための図である。

【図３５】本発明による実施例８の話速変換装置の電源
装置を説明するための図である。

【図３６】本発明による話速変換手段を電話器に適用し
た実施例９を説明するための図である。

【図３７】本発明による話速変換手段を構内放送に適用
した実施例１０を説明するための図である。

【符号の説明】

１…ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）、１１…
話速変換処理を行うソフトウエア、１２…シリアルポー
ト、１３…外部割り込みフラグ用端子、１４…フラグレ
ジスタ、２…音声メモリ、３…セレクタスイッチ、４…
ＰＴＬスイッチ、５…Ａ／Ｄ変換器、６…Ｄ／Ａ変換
器、７…ローパスフィルタ、８…ローパスフィルタ、９
…アナログアンプ、１０…アナログアンプ、３２１…マ
イクロホン、３２５…両耳用ヘッドホン（イヤホン）、
１０１は話速変換装置の本体、１０２は裏蓋、１０３…
指かけ用へこみ、１０４…スロースイッチ（スロー押ボ
タン）、１０５…リピートスイッチ（リピート押ボタ
ン）、１０６…リセットスイッチ（リセット押ボタ
ン）、１０８…音量ボリューム、１０９…電源スイッ
チ、１１０…イヤホン端子、１１１…外部入力端子、１
１２…ＡＶコントロール端子、１１３…話速切換スイッ
チ（話速設定スイッチ）、２１…音声入力部、２２…入
力バッファ、２３…中央処理部（ＣＰＵ）、２４…リン
グバッファメモリ、２５…機能選択部、２６…出力バッ
ファ、２７…音声出力部、２８…ＡＶコントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川内 保憲 茨城県勝田市稲田1410番地 株式会社日立 製作所ＡＶ機器事業部内 (72)発明者 畑岡 信夫 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 森川 寿一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所試作開発センタ内

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声を入力し、該入力音声のピッチを変
   化させずに、音声の速度のみを変更する話速変換方法で
   あって、話速変換を聞き手が必要とする時に指定した時
   間の間のみ入力音声の話速変換処理が行われ、それ以外
   の時間の間には話速変換が行われないことを特徴とする
   話速変換方法。
2. 【請求項２】 音声を入力する手段と、該入力音声の速
   度を変更する話速変換処理手段と、該話速変換処理手段
   の出力を聞き手の耳に音声出力する手段とを有する話速
   変換装置であって、前記話速変換装置に話速変換処理用
   スイッチを設け、該話速変換処理用スイッチがオン（Ｏ
   Ｎ）している間だけ前記入力音声の話速を変更して出力
   し、当該話速変換処理用スイッチがオフ（ＯＦＦ）して
   いる間には入力音声の話速を変更せずに出力する手段を
   設けたことを特徴とする話速変換装置。
3. 【請求項３】 原音声を符号化して蓄積し、該蓄積され
   た符号化音声を読み出し、前記原音声のピッチを変化さ
   せずに、音声の速度のみを変更する話速変換方法であっ
   て、話速変換を必要とする時に指定した時間の間のみ入
   力音声の話速変換処理が行われ、それ以外の時間の間に
   は話速変換が行われないことを特徴とする話速変換方
   法。
4. 【請求項４】 原音声を入力する手段と、該入力音声を
   符号化して蓄積する記憶手段と、該蓄積された符号化音
   声を読出して前記入力音声の速度を変更する話速変換処
   理手段と、該話速変換処理手段の出力を聞き手の耳に音
   声出力する手段とを有する話速変換装置であって、前記
   話速変換装置に話速変換処理用スイッチを設け、該話速
   変換処理用スイッチがオン（ＯＮ）している間だけ前記
   入力音声の話速を変更して出力し、当該話速変換処理用
   スイッチがオフ（ＯＦＦ）している間には入力音声の話
   速を変更せずに出力する手段を設けたことを特徴とする
   話速変換装置。
5. 【請求項５】 前記記憶手段は、フレーム単位で記憶す
   る手段を有することを特徴とする請求項４に記載の話速
   変換装置。
6. 【請求項６】 前記話速変換処理における波形伸長／短
   縮処理の決定は、フレームのパワーとしきい値とを比較
   して行う手段を有し、前記しきい値を可変にしたことを
   特徴とする請求項５に記載の話速変換装置。
7. 【請求項７】 前記話速変換装置に話速を選択する話速
   選択用スイッチを設け、該話速選択用スイッチで選択さ
   れた話速に変更する手段を設けたことを特徴とする請求
   項２，４乃至６のうちいずれか１項に記載の話速変換装
   置。
8. 【請求項８】 前記話速変換装置にオーディオ・ビデオ
   機器を制御する手段（ＡＶコントロール）を設けたこと
   を特徴とする請求項７に記載の話速変換装置。
9. 【請求項９】 前記話速変換装置にリピート用スイッチ
   を設け、該リピート用スイッチがオン（ＯＮ）している
   間は再生音声をリピートする手段を設けたことを特徴と
   する請求項２，４乃至８のうちいずれか１項に記載の話
   速変換装置。
10. 【請求項１０】 前記リピート手段は、１回押す毎に数
    秒ずつバックさせる手段、戻っている間は時々間欠音を
    発生させる手段、リングバッファの端まで行ったらそれ
    以上戻れなくする手段、リピート時の話速を選択する手
    段のうち少なくとも１つの手段を有することを特徴とす
    る請求項９に記載の話速変換装置。
11. 【請求項１１】 前記リピート時の話速を選択する手段
    は、デフォルト値でリピート、ゆっくりリピート、早聴
    きでリピート、リピートが徐々に早くなるのうち少なく
    とも２つ以上を有することを特徴とする請求項１０に記
    載の話速変換装置。
12. 【請求項１２】 前記話速変換装置において、話速変換
    またはリピート動作によって実時間からの遅れが生じた
    場合に、前記記憶されている情報を再生している間に、
    前記遅れ量の調整を行う追いかけ手段を設けたことを特
    徴とする請求項２，４乃至１１のうちいずれか１項に記
    載の話速変換装置。
13. 【請求項１３】 前記追いかけ手段は、ゆっくりと再生
    するモードが終ると追いかけがスタートする手段、リピ
    ート後にリピート開始時点まで再生すると追いかけがス
    タートする手段、追いかけ時の話速を選択する手段、追
    いついたら入力音声をそのまま出力するスルーモードに
    自動的に移る手段、及び追いついたら報知信号音（メッ
    セージ）を発生する手段のうち少なくとも１つを有する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の話速変換装置。
14. 【請求項１４】 前記追いかけ時の話速を選択する手段
    は、現実まで一気にスキップする手段、早聞きで現実を
    追いかける手段、及び遅れたまま平行移動する手段のう
    ち少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１３
    に記載の話速変換装置。
15. 【請求項１５】 前記話速変換装置の一側面の操作し易
    い一周辺部に前記話速変換処理用スイッチ、話速選択用
    スイッチ、リピート用スイッチ、及びリセットスイッチ
    のうち少なくとも１つを設けたことを特徴とする請求項
    ２，４乃至１４のうちいずれか１項に記載の話速変換装
    置。
16. 【請求項１６】 前記リセットスイッチは、リピート動
    作中もしくは追いかけ動作中に該スイッチをオンすると
    その動作を中止し現実にスキップし、その後はスルーモ
    ードに移る手段を有することを特徴とする請求項１５に
    記載の話速変換装置。
17. 【請求項１７】 前記話速変換処理手段は、外部からの
    割り込み要求信号を入力するための端子を有するディジ
    タルシグナルプロセッサで実行されるソフトウエアとし
    て提供され、前記話速変換処理用スイッチによる話速変
    換処理の制御または話速変換速度の切り替えは、該割り
    込み要求信号を入力する端子を通じて、ディジタルシグ
    ナルプロセッサに与えられることを特徴とする請求項
    ２，４乃至１６のうちいずれか１項に記載の話速変換装
    置。
18. 【請求項１８】 前記話速変換装置の出力音声を両耳用
    ヘッドホンを通して聞く手段を有することを特徴とする
    請求項２，４乃至１６のうちいずれか１項に記載の話速
    変換装置。
19. 【請求項１９】 音響信号を電気信号に変換するマイク
    ロホンと、該マイクロホン出力を増幅するアナログアン
    プと、該アナログアンプの出力の高周波成分を取り除く
    ローパスフィルタと、該ローパスフィルタ出力のアナロ
    グ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、音
    声の速度を変更する処理をディジタル信号処理により実
    行するディジタルシグナルプロセッサと、入力音声デー
    タや信号処理結果のデータを保存する記憶手段と、該デ
    ィジタルシグナルプロセッサの行う音声の速度を変更す
    る処理を制御する手段と、処理のパラメータを変更する
    手段と、ディジタル音声データをアナログ値に変換する
    Ｄ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器の出力の高周波成分を
    取り除く第２のローパスフィルタと、該第２のローパス
    フィルタの出力を増幅する第２のアナログアンプと、該
    第２のアナログアンプの出力を音響信号に変換し両耳に
    与えるヘッドホンとを有することを特徴とする話速変換
    装置。
20. 【請求項２０】 音響信号を電気信号に変換するマイク
    ロホンと、該マイクロホン出力を増幅するアナログアン
    プと、該アナログアンプの出力の高周波成分を取り除く
    ローパスフィルタと、該ローパスフィルタ出力のアナロ
    グ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、入
    力音声データや信号処理結果のデータを保存する記憶手
    段と、該蓄積された情報を読み出して音声の速度を変更
    する処理をディジタル信号処理により実行するディジタ
    ルシグナルプロセッサと、該ディジタルシグナルプロセ
    ッサの行う音声の速度を変更する処理を制御する手段
    と、処理のパラメータを変更する手段と、ディジタル音
    声データをアナログ値に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ
    ／Ａ変換器の出力の高周波成分を取り除く第２のローパ
    スフィルタと、該第２のローパスフィルタの出力を増幅
    する第２のアナログアンプと、該第２のアナログアンプ
    の出力を音響信号に変換し両耳に与えるヘッドホンとを
    有することを特徴とする話速変換装置。
21. 【請求項２１】 前記話速変換処理手段は、複数の入力
    フレームバッファを用いたフレーム単位のパイプライン
    処理で行われ、各フレームのデータに対して、まず、フ
    レームの先頭部分に対しピッチ抽出処理を施してその部
    分のピッチを検出し、その検出された１ピッチ長分のデ
    ータを出力バッファに転送し、２ピッチ長分のデータに
    対し、０から１に変化する窓関数と１から０に変化する
    窓関数をかけ、それぞれの窓関数をかけた結果のデータ
    を加算して２ピッチ分の時間長を持つ合成波形を作り出
    し、先に転送した１ピッチ分のデータの後に挿入し、先
    にピッチ抽出処理を施したデータ上の位置から２ピッチ
    分離れた位置を先頭に、再びピッチ検出処理を行い、そ
    の位置でのピッチ検出を行い、最後のピッチ検出で得ら
    れたピッチ長を単位にｎ（ｎは整数）ピッチ分のデータ
    を出力バッファに転送する一連の手順をフレーム全体に
    渡って繰り返して行うことを特徴とする請求項１９また
    は２０に記載の話速変換装置。
22. 【請求項２２】 前記話速変換処理手段は、入力フレー
    ム中のデータの平均パワーを計算し、該平均パワーが予
    め設定したしきい値より大きかった場合にのみ実行さ
    れ、小さかった場合には、該フレームに含まれるデータ
    がそのまま出力バッファに転送されることを特徴とする
    請求項２１に記載の話速変換装置。
23. 【請求項２３】 前記入力フレーム中のデータの平均パ
    ワーに対するしきい値処理において、第２のしきい値を
    設け、該第２のしきい値より小さい平均パワーを持つフ
    レームが、予め設定した時間しきい値より長い時間連続
    した場合には、該時間しきい値を越えて連続した前記第
    ２のしきい値よりも平均パワーが小さいフレームのデー
    タが、出力バッファに転送されることを禁止したことを
    特徴とする請求項２２に記載の話速変換装置。
24. 【請求項２４】 前記各スイッチは、マイクロホンがス
    イッチのクリック音を拾わないような柔らかい接触感の
    スイッチからなることを特徴とする請求項２，４乃至１
    ８のうちいずれか１項に記載の話速変換装置。
25. 【請求項２５】 前記各スイッチは、見なくてもどのス
    イッチかわかるような触感の異なる表面形態であること
    を特徴とする請求項２４に記載の話速変換装置。
26. 【請求項２６】 前記マイクロホンと装置本体との距離
    を変えて、装置本体を胸ポケットに入れて使用する場合
    にマイクロホンと衣服とが直接接触しないようにするた
    めの布擦れ音防止手段が設けられていることを特徴とす
    る請求項２，４乃至２５うちいずれか１項に記載の話速
    変換装置。
27. 【請求項２７】 前記話速変換装置の所定の位置に、現
    在からの時間遅れ量が目視可能な表示手段を設けたこと
    を特徴とする請求項２，４乃至２６のうちいずれか１項
    に記載の話速変換装置。
28. 【請求項２８】 前記記憶手段としてリングバッファを
    用い、該リングバッファ上での時間遅れを表わすカウン
    タで遅れ時間の管理する手段を設けたことを特徴とする
    請求項４乃至２７のうちいずれか１項に記載の話速変換
    装置。
29. 【請求項２９】 前記スルーモードの他に、プロセッサ
    のクロックサイクルを下げ、スルーモードと同様の処理
    を行うスタンバイモードを設けたことを特徴とする請求
    項１９乃至２８のうちいずれか１項に記載の話速変換装
    置。
30. 【請求項３０】 電源スイッチをオン（ＯＮ）、オフ
    （ＯＦＦ）、オンとオフ中間の３段階とし、前記中間位
    置にスイッチを合わせた時、音声信号処理系中のアナロ
    グ入出力系を互いに短絡し、アナログ入出力系間にある
    ディジタル処理系への電源供給を中止するアナログスル
    ーモードで動作する電源供給手段を有することを特徴と
    する請求項２，４乃至２９のうちいずれか１項に記載の
    話速変換装置。
31. 【請求項３１】 電話器のハンドセットと電話器本体と
    の間に前記請求項２，４乃至３０のうちいずれか１項に
    記載の話速変換手段を設けたことを特徴とする電話器。
32. 【請求項３２】 前記請求項２，４乃至３０のうちいず
    れか１項に記載の話速変換手段を電話交換器の中に設け
    たことを特徴とする電話交換器。