JP7552034B2 - SOUND PROCESSING DEVICE, SOUND PROCESSING PROGRAM, AND SOUND PROCESSING METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、音響処理装置、音響処理プログラム及び音響処理方法に関し、例えば、発話している話者の周囲の第三者に対して、会話の内容が漏れることを防ぐ手法として用いられるサウンドマスキング処理に適用し得る。 The present invention relates to an audio processing device, an audio processing program, and an audio processing method, and can be applied, for example, to sound masking processing used as a method for preventing the contents of a conversation from being leaked to third parties around a speaker.
近年、不特定多数の人が存在する施設(例えば、病院、薬局、銀行等)の受付カウンター、窓口、打合せスペース等で話者が会話の相手と会話を行うと、会話の内容が周囲の第三者に漏洩することが問題になっている。 In recent years, there has been a problem with conversations being leaked to third parties when a speaker talks with another person at a reception counter, window, meeting space, etc. in a facility where a large number of people are present (e.g., hospitals, pharmacies, banks, etc.).
第三者に会話内容の漏洩を防ぐことをスピーチプライバシーと言い、スピーチプライバシーを実現するために、音のマスキング効果が利用されている。 Preventing conversation content from being leaked to third parties is called speech privacy, and the masking effect of sound is used to achieve speech privacy.
音のマスキング効果とは、ある音(以下、対象音)が聞こえている状態で、対象音に近い音響特性(例えば、周波数特性、ピッチ、フォルマント等)を持つ別の音が存在した場合、対象音が聞き取りにくくなる(マスクされる)現象である。一般的にマスクする音をマスカー、マスクされる音をマスキーと呼ぶ。 The sound masking effect is a phenomenon in which a certain sound (hereafter referred to as the target sound) becomes difficult to hear (is masked) when another sound with acoustic characteristics (e.g. frequency characteristics, pitch, formants, etc.) similar to the target sound is present. In general, the masking sound is called the masker, and the masked sound is called the maskee.
この音のマスキング効果を利用した、第三者に会話内容の漏洩を防止(スピーチプライバシーを保護)するサウンドマスキング装置が特許文献1によって提案されている。 Patent Document 1 proposes a sound masking device that uses this sound masking effect to prevent the contents of a conversation from being leaked to a third party (protecting speech privacy).
特許文献1に記載の音声処理方法では、抽出した音声信号のスペクトル包絡を変形させて変形スペクトル包絡を生成し、変形スペクトル包絡と抽出した音声信号のスペクトル微細構造を合成してマスカー信号生成に使用している。しかし、生成したマスカー信号をスピーカの周波数特性を考慮せずに出力しているため、スピーカ出力時にマスカー信号の周波数特性が変化しマスキング効果が低下する。 In the audio processing method described in Patent Document 1, the spectral envelope of the extracted audio signal is transformed to generate a transformed spectral envelope, and the transformed spectral envelope is then synthesized with the spectral fine structure of the extracted audio signal for use in generating a masker signal. However, because the generated masker signal is output without taking into account the frequency characteristics of the speaker, the frequency characteristics of the masker signal change when it is output from the speaker, reducing the masking effect.
さらに、特許文献1に記載の音声処理方法では、スピーカから出力される音声(例えば、券売機等の取引装置の音声ガイダンスや、遠隔会議システムの通信相手側の音声、遠隔地のオペレータの音声など)をマスキングする場合、音声が出力されるスピーカの周波数特性とマスカー信号を出力するスピーカの周波数特性が異なると、スピーカから出力される音声の周波数特性とマスカー信号の周波数特性が異なるのでマスキング効果が低下する。 Furthermore, in the audio processing method described in Patent Document 1, when masking audio output from a speaker (for example, audio guidance from a transaction device such as a ticket vending machine, the voice of the communication partner in a remote conference system, the voice of an operator in a remote location, etc.), if the frequency characteristics of the speaker that outputs the audio differ from the frequency characteristics of the speaker that outputs the masker signal, the frequency characteristics of the audio output from the speaker and the frequency characteristics of the masker signal differ, and the masking effect is reduced.
以上のような問題に鑑みて、スピーカから出力される音に対してより高いマスキング効果を発揮するマスカー信号を出力できる音響処理装置、音響処理プログラム及び音響処理方法が望まれている。 In view of the above problems, there is a demand for an audio processing device, an audio processing program, and an audio processing method that can output a masker signal that provides a higher masking effect for sounds output from a speaker.
第1の本発明の音響処理装置は、(1)マスキングする音が出力される対象音源からの音を入力する端子から供給された入力信号を音声解析するのに適した所定の長さに分割するフレーム分割手段と、(2)前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号のピッチを推定するピッチ推定手段と、(3)前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号と前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果をフレーム毎に蓄積する入力信号蓄積手段と、(4)前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果と前記入力信号蓄積手段に蓄積されている過去のピッチ推定結果からマスカー信号を生成するために使用するマスカー素片信号を複数選択する信号選択手段と、(5)前記マスカー信号の生成に使用する信号を用いて、少なくとも前記対象音源から出力された音声を聞き取りにくくさせる前記マスカー信号を生成して出力するマスカー信号生成手段と、(6)前記マスカー信号生成手段で生成された前記マスカー信号の周波数特性を、前記対象音源の周波数特性に応じて補正して補正済マスカー信号を生成し、前記補正済マスカー信号をスピーカに出力させる周波数特性補正手段とを有し、(7)前記入力信号蓄積手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号を加工せずにそのまま蓄積し、(8)前記周波数特性補正手段は、前記スピーカの周波数特性と前記対象音源の周波数特性の差分を補正する補正フィルタ―を用いて、前記マスカー信号を補正することを特徴とする。 A first sound processing device of the present invention includes: (1) frame division means for dividing an input signal supplied from a terminal for inputting a sound from a target sound source that outputs a sound to be masked into a predetermined length suitable for sound analysis ; (2) pitch estimation means for estimating the pitch of the input signal divided into frames by the frame division means; (3) input signal storage means for storing the input signal divided into frames by the frame division means and the pitch estimation result estimated by the pitch estimation means for each frame; (4) signal selection means for selecting a plurality of masker segment signals to be used for generating a masker signal from the pitch estimation result estimated by the pitch estimation means and past pitch estimation results stored in the input signal storage means; and (5) a signal selection means for selecting a plurality of masker segment signals to be used for generating a masker signal from the pitch estimation result estimated by the pitch estimation means and past pitch estimation results stored in the input signal storage means. (5) a masker signal generating means for generating and outputting the masker signal that makes at least the sound output from the target sound source difficult to hear, using a signal used in (1) above; and (6) a frequency characteristic correcting means for correcting the frequency characteristic of the masker signal generated by the masker signal generating means in accordance with the frequency characteristic of the target sound source to generate a corrected masker signal, and outputting the corrected masker signal to a speaker, (7) the input signal storing means stores the input signal that has been divided into frames by the frame dividing means without processing it, and (8) the frequency characteristic correcting means corrects the masker signal using a correction filter that corrects the difference between the frequency characteristic of the speaker and the frequency characteristic of the target sound source.
第2の本発明の音響処理プログラムは、コンピュータを、(1)マスキングする音が出力される対象音源からの音を入力する端子から供給されたマイク入力信号を音声解析するのに適した所定の長さに分割するフレーム分割手段と、(2)前記フレーム分割手段でフレーム分割されたマイク入力信号のピッチを推定するピッチ推定手段と、(3)前記フレーム分割手段でフレーム分割されたマイク入力信号と前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果をフレーム毎に蓄積する入力信号蓄積手段と、(4)前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果と前記入力信号蓄積手段に蓄積されている過去のピッチ推定結果からマスカー信号を生成するために使用するマスカー素片信号を複数選択する信号選択手段と、(5)前記マスカー信号の生成に使用する信号を用いて、少なくとも前記対象音源から出力された音声を聞き取りにくくさせる前記マスカー信号を生成して出力するマスカー信号生成手段と、(6)前記マスカー信号生成手段で生成された前記マスカー信号の周波数特性を、前記対象音源の周波数特性に応じて補正して補正済マスカー信号を生成し、前記補正済マスカー信号をスピーカに出力させる周波数特性補正手段として機能させ、(7)前記入力信号蓄積手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号を加工せずにそのまま蓄積し、(8)前記周波数特性補正手段は、前記スピーカの周波数特性と前記対象音源の周波数特性の差分を補正する補正フィルタ―を用いて、前記マスカー信号を補正することを特徴とする。 The second acoustic processing program of the present invention includes a computer including: (1) frame division means for dividing a microphone input signal supplied from a terminal for inputting a sound from a target sound source that outputs a sound to be masked into a predetermined length suitable for speech analysis ; (2) pitch estimation means for estimating the pitch of the microphone input signal divided into frames by the frame division means; (3) input signal storage means for storing the microphone input signal divided into frames by the frame division means and a pitch estimation result estimated by the pitch estimation means for each frame; (4) signal selection means for selecting a plurality of masker segment signals to be used for generating a masker signal from the pitch estimation result estimated by the pitch estimation means and past pitch estimation results stored in the input signal storage means; and (5) a signal selection means for selecting a plurality of masker segment signals to be used for generating a masker signal from the pitch estimation result estimated by the pitch estimation means and past pitch estimation results stored in the input signal storage means. a masker signal generating means for generating and outputting a masker signal that makes at least the sound output from the target sound source difficult to hear, using a signal used for generating the masker signal; (6) a frequency characteristic correcting means for correcting the frequency characteristics of the masker signal generated by the masker signal generating means in accordance with the frequency characteristics of the target sound source to generate a corrected masker signal and outputting the corrected masker signal to a speaker; (7) the input signal storing means for storing the input signal that has been divided into frames by the frame dividing means without processing it; and (8) the frequency characteristic correcting means for correcting the masker signal using a correction filter that corrects the difference between the frequency characteristics of the speaker and the frequency characteristics of the target sound source.
第3の本発明は、音響処理装置が行う音響処理方法において、(1)前記音響処理装置は、フレーム分割手段、ピッチ推定手段、入力信号蓄積手段、信号選択手段、マスカー信号生成手段、及び周波数特性補正手段を有し、(2)前記フレーム分割手段は、マスキングする音が出力される対象音源からの音を入力する端子から供給された入力信号を音声解析するのに適した所定の長さに分割し、(3)前記ピッチ推定手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号のピッチを推定し、(4)前記入力信号蓄積手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号と前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果をフレーム毎に蓄積し、(5)前記信号選択手段は、前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果と前記入力信号蓄積手段に蓄積されている過去のピッチ推定結果からマスカー信号を生成するために使用するマスカー素片信号を複数選択し、(6)前記マスカー信号生成手段は、前記マスカー信号の生成に使用する信号を用いて、少なくとも前記対象音源から出力された音声を聞き取りにくくさせる前記マスカー信号を生成して出力し、(7)前記周波数特性補正手段は、前記マスカー信号生成手段で生成された前記マスカー信号の周波数特性を、前記対象音源の周波数特性に応じて補正して補正済マスカー信号を生成し、前記補正済マスカー信号をスピーカに出力させ、(8)前記入力信号蓄積手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号を加工せずにそのまま蓄積し、(9)前記周波数特性補正手段は、前記スピーカの周波数特性と前記対象音源の周波数特性の差分を補正する補正フィルタ―を用いて、前記マスカー信号を補正することを特徴とする。 The third aspect of the present invention is a sound processing method performed by a sound processing device, the sound processing device comprising: (1) a frame division means, a pitch estimation means, an input signal storage means, a signal selection means, a masker signal generation means, and a frequency characteristic correction means; (2) the frame division means divides an input signal supplied from a terminal for inputting a sound from a target sound source that outputs a sound to be masked into a predetermined length suitable for sound analysis ; (3) the pitch estimation means estimates the pitch of the input signal divided into frames by the frame division means; (4) the input signal storage means stores the input signal divided into frames by the frame division means and the pitch estimation result estimated by the pitch estimation means for each frame; and (5) the signal selection means selects a masker signal from the pitch estimation result estimated by the pitch estimation means and past pitch estimation results stored in the input signal storage means. (6) the masker signal generating means uses a signal used to generate the masker signal to generate and output the masker signal that makes at least the sound output from the target sound source difficult to hear; (7) the frequency characteristic correction means corrects the frequency characteristic of the masker signal generated by the masker signal generating means in accordance with the frequency characteristic of the target sound source to generate a corrected masker signal and outputs the corrected masker signal to a speaker; (8) the input signal storage means stores the input signal that has been divided into frames by the frame division means without processing it; and (9) the frequency characteristic correction means corrects the masker signal using a correction filter that corrects the difference between the frequency characteristic of the speaker and the frequency characteristic of the target sound source.
本発明によれば、スピーカから出力される音に対してより高いマスキング効果を発揮するマスカー信号を出力する音響処理装置、音響処理プログラム及び音響処理方法を提供することができる。 The present invention provides an audio processing device, an audio processing program, and an audio processing method that output a masker signal that provides a higher masking effect for sounds output from a speaker.
(A)第1の実施形態
以下、本発明の音響処理装置、音響処理、及び音響処理方法の第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第1の実施形態では、本発明の音響処理装置、音響処理プログラム及び音響処理方法を、サウンドマスキング装置に適用した例について説明する。
(A) First embodiment A first embodiment of the sound processing device, sound processing, and sound processing method of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the first embodiment, an example in which the sound processing device, sound processing program, and sound processing method of the present invention are applied to a sound masking device will be described.
(A-1)第1の実施形態の構成
図1は、第1の実施形態に係るサウンドマスキング装置100の機能的構成を示すブロック図である。
(A-1) Configuration of the First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of a
サウンドマスキング装置100は、装置出力音入力端子101、アンプ102、AD変換器103、DA変換器104、スピーカアンプ105、スピーカ出力端子106、及びサウンドマスキング処理部200を有している。
The
装置出力音入力端子101は、マスキー信号が出力される端末や装置等のスピーカから出力される人の音声や音等(例えば、券売機等の取引装置の音声ガイダンスや、遠隔会議システムの通信相手側の音声、遠隔地のオペレータの音声等)の音信号を電気信号で入力するインタフェース(オーディオインタフェース)である。
The device output
アンプ102は、装置出力音入力端子101に入力された電気信号を増幅するものである。
The
AD変換器103は、アンプ102により増幅された電気信号(アナログ信号)をデジタル信号に変換するものである。以下、AD変換器103で変換された信号を「入力信号」と呼ぶものとする。
The
以上のように、第1の実施形態では、装置出力音入力端子101、アンプ102、及びAD変換器103により、マスキー信号を電気信号で入力する音信号入力手段が構成されているものとする。なお、音信号入力手段の詳細構成については、図1の構成に限定されないものであり、種々の音響装置の構成を適用することがで、例えば、アンプ102がない構成にし、アンプを外付けできるようにしても良いし、アンプ102とAD変換器103がない構成にし、デジタル信号で出力でようにしても良い。
As described above, in the first embodiment, the device output
サウンドマスキング処理部200は、入力された入力信号からマスカー信号を生成し、出力するものである。
The sound
DA変換器104は、サウンドマスキング処理部200から出力されたデジタル信号を電気信号(アナログ信号)に変換するものである。
The
スピーカアンプ105は、DA変換器104で変換された電気信号を増幅するものである。
The
スピーカ出力端子106は、増幅された電気信号を出力するインタフェース(オーディオインターフェース)である。
The
次に、サウンドマスキング処理部200の詳細な構成を説明する。
Next, we will explain the detailed configuration of the sound
サウンドマスキング処理部200は、フレーム分割部201、DB(データベース)書込み部202、入力信号DB203、フレーム信号DB204、フレーム信号選択部205、マスカー信号生成部206、マスカー信号周波数特性補正部207、音入力端子IN、及び音出力端子OUTを有する。
The sound
音入力端子INは、入力信号をサウンドマスキング処理部200に入力するインタフェース(オーディオインタフェース)である。
The sound input terminal IN is an interface (audio interface) that inputs an input signal to the sound
フレーム分割部201は、サウンドマスキング処理部200に入力された入力信号を所定の長さ(以下、「フレーム長L」と表す)のフレーム(以下、「分割フレーム」と呼ぶ)に分割して出力する。フレーム長Lは、一般的に音声を解析するのに適した長さを適用することが望ましい。例えば、フレーム分割部201において、フレーム長Lは、100~200msecとしても良い。そして、フレーム分割部201は、分割したフレーム信号(以下、「分割フレーム信号」と呼ぶ)を出力する。
The
DB書込み部202は、分割フレーム信号を入力信号DB203のフレーム信号DB204に書込む。
The
入力信号DB203は、過去の分割フレーム信号を分割フレーム毎に蓄積する蓄積(保持)する記憶手段である。入力信号DB203内のデータ形式については限定されないものであるが、ここでは、入力信号DB203は、過去の分割フレーム信号を蓄積するフレーム信号DB203で構成されているものとする。 The input signal DB203 is a storage means for storing (holding) past divided frame signals for each divided frame. The data format in the input signal DB203 is not limited, but here, the input signal DB203 is assumed to be composed of a frame signal DB203 that stores past divided frame signals.
フレーム信号選択部205は、入力信号DB203のフレーム信号DB204に蓄積されている過去の分割フレーム信号から、マスカー信号を生成するために使用する信号(以下、「マスカー素片信号」と呼ぶ)を複数フレーム選択し、選択結果を出力する。
The frame
マスカー信号生成部206は、フレーム信号選択部205の選択結果を基に、選択されたマスカー素片信号を入力信号DB203のフレーム信号DB204から複数フレーム読み出し、読み出された複数フレームのマスカー素片信号を使用してマスカー信号を生成し、出力する。
The masker
マスカー信号周波数特性補正部207は、生成されたマスカー信号の周波数特性を補正する処理(以下、「周波数特性補正処理」と呼ぶ)を行い、周波数特性補正処理をしたマスカー信号を出力する。周波数特性補正処理の詳細については後述する。
The masker signal frequency
音出力端子OUTは、周波数特性補正処理をしたマスカー信号をDA変換器104に出力するインタフェース(オーディオインターフェース)である。
The sound output terminal OUT is an interface (audio interface) that outputs the masker signal that has been subjected to frequency characteristic correction processing to the
サウンドマスキング処理部200は、全てをハードウェア的に構成(例えば、専用ボードやDSP(Digital Signal Processor)を用いて構築)するようにしても良いし、ソフトウェア的にコンピュータを用いて構成するようにしても良い。サウンドマスキング処理部200は、例えば、メモリ及びプロセッサを有するコンピュータにプログラム(実施形態に係る音響処理プログラムを含む)をインストールして構成するようにしても良い。
The sound
なお、この実施形態では、AD変換器103及びDA変換器104を、サウンドマスキング処理部200の外に配置しているが、サウンドマスキング処理部200にAD変換器103及びDA変換器104を搭載した構成としても良い。
In this embodiment, the
図2では、サウンドマスキング処理部200をソフトウェア的に実現(コンピュータを用いて実現)する際の構成について示している。
Figure 2 shows the configuration when the sound
図2に示すサウンドマスキング処理部200は、コンピュータ300を用いてソフトウェア的に構成されている。コンピュータ300には、プログラム(実施形態の音響処理プログラムを含むプログラム)がインストールされている。なお、コンピュータ300は、音響処理プログラム専用のコンピュータとしても良いし、他の機能のプログラムと共用される構成としても良い。
The sound
図2に示すコンピュータ300は、プロセッサ301、一次記憶部302、及び二次記憶部303、音入力端子IN、及び音出力端子OUTを有している。音入力端子IN、及び音出力端子OUTは、図1に示した要素と同じである。
The
一次記憶部302は、プロセッサ301の作業用メモリ(ワークメモリ)として機能する記憶手段であり、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の高速動作するメモリが適用される。
The
二次記憶部303は、OS(Operating System)やプログラムデータ(実施形態に係る音響処理プログラムのデータを含む)等の種々のデータを記録する記憶手段であり、例えば、FLASHメモリやHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等の不揮発性メモリが適用される。
The
この実施形態のコンピュータ300では、プロセッサ301が起動する際、二次記憶部303に記録されたOSやプログラム(実施形態に係る音響処理プログラムを含む)を読み込み、一次記憶部302上に展開して実行する。なお、コンピュータ300の具体的な構成は図2の構成に限定されないものであり、種々の構成を適用することができる。例えば、一次記憶部302が不揮発メモリ(例えば、FLASHメモリ等)であれば、二次記憶部303については除外した構成としても良い。
In the
図3は、マスキー信号が出力(再生)される端末や装置等の取引装置400と、取引装置400のスピーカ401と、サウンドマスキング装置100で生成したマスカー信号が出力(再生)されるマスカー信号再生スピーカ501と、取引装置400を利用する利用者U1と、利用者U1の後ろ側や周りにいる利用者U1以外の人(マスキー信号が出力される端末や装置等のスピーカから出力される音声を聴き取りにくく(マスキング)する対象の人;以下、「マスキング対象者」と呼ぶ)U2との配置関係の例について示した図である。図3では、取引装置400の構成としては取引装置400のスピーカ401と取引装置音出力端子402のみを図示しているが、取引装置400の構成は限定されないものであり、種々の装置の構成(例えば、種々のコンピュータや取引を行う装置、DAC、アンプ等を含む構成)を適用することができる。
Figure 3 shows an example of the layout relationship between a
ここでは、図3に示すように、取引装置400のスピーカ401は、取引装置400に搭載されているものとして説明するが、マスキー信号が再生される装置は限定されないものである。
Here, as shown in FIG. 3, the
取引装置400は、交通機関等のチケット(例えば、乗車券等)を販売する券売機や、物品(例えば、飲食物等)を販売する自動販売機や、金融機関のATM(Automatic Teller Machine;現金自動預け払い機)等の取引をユーザ(この実施形態では、利用者U1)やネットワークを経由して遠隔地にいる人と音声や映像で会話できる装置や端末である。取引装置400は、取引の過程で必要に応じて取引装置400のスピーカ401から、音声(例えば、音声ガイダンスや遠隔地にいる人の音声等)を出力する。
The
以上のように、第1の実施形態では、DA変換器104、スピーカアンプ105、及びスピーカ出力端子106、スピーカ出力端子106に接続されているスピーカにより、マスカー信号を電気信号で出力し、スピーカ出力端子106に接続されているマスカー信号再生スピーカ501から出力(再生)する手段(以下、マスカー信号出力手段と呼ぶ)が構成されているものとする。マスカー信号出力手段の詳細構成については、図3の構成に限定されないものであり、種々の音響装置の構成を適用することがで、例えば、サウンドマスキング装置100にスピーカアンプ105がない構成にし、スピーカアンプを外付けできるようにしても良いし、サウンドマスキング装置100にDA変換器104とスピーカアンプ105がない構成にし、デジタル信号で出力でようにしても良い。また、取引装置400により、マスキー信号を取引装置のスピーカ401出力(再生)する手段(以下、マスキー信号出力手段と呼ぶ)が構成されているものとする。マスキー信号出力手段の詳細構成については、図3の構成に限定されないものであり、種々の音響装置の構成を適用することがで、例えば、にスピーカ取引装置400401がない構成にし、スピーカを外付けできるようにしても良い。
As described above, in the first embodiment, the
この実施形態において、取引装置400(取引装置400のスピーカ401)の前にいる利用者U1には、取引装置400のスピーカ401から出力される音声(マスキー信号)のみが聞こえるようにし、マスキング対象者U2は、取引装置400のスピーカ401から出力された音声と、サウンドマスキング装置100で生成したマスカー信号が聞こえるようにしている。
In this embodiment, user U1 in front of the transaction device 400 (
図3では、マスカー信号再生スピーカ501から出力される直接音DS(Direct Sound)の指向性を点線で図示している。また、図3の(a)では、直接音が床FRに反射することにより発生する反射音RS(Reflected Sound)の指向性を一点鎖線で図示している。
In FIG. 3, the directivity of the direct sound DS (Direct Sound) output from the masker
図3の(a)では、マスカー信号再生スピーカ501は、利用者U1の前方で膝程度の高さで、マスカー信号再生スピーカ501の振動面が下向きで、床FRの表面に対して斜め方向に設置されることで、直接音が床FRに反射し、反射した反射音RSが利用者U1の後方にいるマスキング対象者U2に伝わるように向けられた状態となっている。そして、マスカー信号再生スピーカ501から放射されたマスカー信号は、床FRの表面に向けて出力され、床FRに到達すると反射する。これにより、床FRで反射したマスカー信号は、利用者U1の後方にいるマスキング対象者U2にマスカー信号が伝わる。このとき、利用者U1が発話する音声の直接音もマスキング対象者U2に伝わるが、マスカー信号によって、マスクされる。
In FIG. 3(a), the masker
以上のように、マスカー信号再生スピーカ501の設置方法は、マスカー信号が利用者U1に聞こえないように設置し、且つマスキング対象者U2にマスカー信号が聞こえるように設置できれば種々の設置方法を広く適用することができる。例えば、図3の(b)に示しているように、利用者U1の後ろに設置できるスペースがあれば、直接マスカー信号再生スピーカ501の振動面をマスキング対象者U2に向けてマスカー信号を出力するようにしても良いし、図3の(c)に示しているように、床FRにマスカー信号再生スピーカ501を埋め込むようにして、直接マスカー信号再生スピーカ501の振動面をマスキング対象者U2に向けてマスカー信号を出力するようにしても良いし、図3の(d)に示しているように、天井CEにマスカー信号再生スピーカ501を設置して、直接マスカー信号再生スピーカ501の振動面をマスキング対象者U2に向けてマスカー信号を出力するようにしても良い。
As described above, the masker
(A-2)第1の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第1の実施形態のサウンドマスキング装置100の動作(実施形態の音響処理方法)を説明する。
(A-2) Operation of the First Embodiment Next, the operation of the
サウンドマスキング装置100の動作が開始し、利用者U1と取引装置400との間で取引が開始され、取引装置400のスピーカ401から音声(例えば、音声ガイダンス)が出力され、装置出力音入力端子101に音声信号が入力される。
The
装置出力音入力端子101に入力された音声信号は、電気信号(アナログ信号)に変換され、アンプ102で増幅され、AD変換器103でアナログ信号からデジタル信号に変換され、サウンドマスキング処理部200の音入力端子INに入力信号x(n)として入力される。なお、入力信号x(n)において、nは入力信号の離散的な時系列を示すパラメータである。
The audio signal input to the device output
サウンドマスキング処理部200の音入力端子INに入力信号x(n)が入力され始めると、フレーム分割部201に入力される。
When the input signal x(n) begins to be input to the sound input terminal IN of the sound masking
フレーム分割部201は、入力信号x(n)を分割フレーム信号のフレーム長Lに分割する。フレーム分割部201は、例えば、(1)式に従い、入力信号x(n)を分割フレームに分割するようにしても良い。
x_fram(l;m)=x(l・L+m)…(1)
The
x_frame(l;m)=x(l・L+m)...(1)
(1)式で、x_fram(l;m)は分割フレーム信号、lはフレーム番号、mはフレーム内の時間(m=0、1、2、・・・、L-1)である。フレーム分割部201は、分割フレーム信号x_fram(l;m)をDB書込み部202に出力する。
In equation (1), x_frame(l;m) is a divided frame signal, l is a frame number, and m is a time within the frame (m=0, 1, 2, ..., L-1). The
DB書込み部2024は、フレーム分割された入力信号x(n)を入力信号DB203のフレーム信号DBにフレーム毎に書込む。DB書込み部202は、例えば、を(2)式と(3)式に従い、分割フレーム信号x_fram(l;m)を分割フレーム毎に入力信号DB203のフレーム信号DB204に書込む。
(2)式で、jはデータベースのインデックス番号(j=0、1、2、・・・、DB_LEN-1;主キー;分割フレームの識別子)、DB_LENはデータベース長である。 In equation (2), j is the database index number (j = 0, 1, 2, ..., DB_LEN-1; primary key; split frame identifier), and DB_LEN is the database length.
入力信号DB203は、過去の各分割フレーム信号を蓄積(保持)する記憶手段である。 The input signal DB203 is a storage means that accumulates (holds) each past divided frame signal.
上述の通り、この実施形態の入力信号DB203には、フレーム信号DB204が含まれている。ここでは、フレーム信号DB204に各分割フレームの信号x_fram(l;m)が蓄積されることになる。 As described above, in this embodiment, the input signal DB203 includes the frame signal DB204. Here, the signal x_frame(l;m) of each divided frame is stored in the frame signal DB204.
フレーム信号選択部205は、入力信号DB203のフレーム信号DB204に蓄積されている過去の分割フレーム信号をマスカー素片信号として複数フレーム選択する。マスカー素片信号の選択方法については限定されないものであり種々の方式を適用することができる。フレーム信号選択部205は、例えば、(4)式に従い、フレーム番号T(p)を選択する。
(4)式で、p(p=0、1・・・、SEL_NUM-1)は選択したフレーム番号T(p)のインデックス、SEL_NUM(SEL_NUM<=DB_LEN-1)はマスカー素片信号の選択数、jは(3)式のデータベースのインデックスである。(4)式は、入力信号DB203のフレーム信号DB204に保持されている分割フレーム信号を時間的に新しい順番で選択し、選択した分割フレーム信号が保持されているデータベースのインデックス番号をT(p)に代入するという式である。 In equation (4), p (p = 0, 1, ..., SEL_NUM-1) is the index of the selected frame number T(p), SEL_NUM (SEL_NUM <= DB_LEN-1) is the number of selected masker segment signals, and j is the index of the database in equation (3). Equation (4) selects the divided frame signals stored in frame signal DB204 of input signal DB203 in chronological order, and assigns the index number of the database in which the selected divided frame signal is stored to T(p).
また、フレーム信号選択部205は、例えば、(5)式に示すように入力信号DB203のフレーム信号DB204に保持されている分割フレーム信号からランダムにフレーム番号T(p)を選択しても良い。
T(p)=MOD(rand(p),DE-LEN)…(5)
Alternatively, the frame
T(p)=MOD(rand(p), DE-LEN)...(5)
(5)式で、rand(p)は自然数pに対して非負の整数の乱数を生成する関数である。(5)式は、MOD関数を使用してrand(k)で生成した乱数をDB_LENで割ったときの剰余を返すことで、選択結果T(p)は0からDB_LEN-1のランダムな値が代入される。 In formula (5), rand(p) is a function that generates a non-negative random integer number for a natural number p. Formula (5) uses the MOD function to return the remainder when the random number generated by rand(k) is divided by DB_LEN, and the selection result T(p) is assigned a random value between 0 and DB_LEN-1.
以上のように、フレーム信号選択部205は、フレーム信号DB204に保持されている分割フレーム信号から複数フレーム選択し、選択結果T(p)をマスカー信号生成部206に出力する。
As described above, the frame
マスカー信号生成部206は、フレーム信号選択部205の選択結果T(p)を基に、マスカー素片信号を入力信号DB203のフレーム信号DB204から読み出し、マスカー信号を生成し出力する。マスカー信号生成部206は、例えば、(6)式に従い、マスカー信号h(l;m)を生成する。
(6)式は、フレーム信号選択部205で選定された複数のマスカー素片信号を入力信号DB203のフレーム信号DB204DB_singal(j;m)から複数フレーム読み出し、読みだしたマスカー素片信号を重畳することでマスカー信号h(l;m)生成する式である。
Equation (6) is an equation for generating a masker signal h(l;m) by reading multiple frames of multiple masker segment signals selected by the frame
そして、マスカー信号生成部206は、生成したマスカー信号h(l;m)をマスカー信号周波数特性補正部207に出力する。
Then, the masker
マスカー信号周波数特性補正部207は、生成されたマスカー信号h(l;m)を補正する。
The masker signal frequency
この実施形態では、マスカー信号周波数特性補正部207は、マスカー信号h(l;m)に対して、マスカー信号出力手段(この実施形態の例では、DA変換器104、スピーカアンプ105、スピーカ出力端子106、及びマスカー信号再生スピーカ501)から出力される信号の周波数特性(以下、「周波数特性FC1」と呼ぶ)と、マスキー信号出力手段(この実施形態の例では、取引装置400と取引装置400のスピーカ401)から出力される信号の周波数特性(以下、「周波数特性FC2」と呼ぶ)との差分を補正する。
In this embodiment, the masker signal frequency
例えば、予め、サウンドマスキング装置100のマスカー信号出力手段から出力される信号の周波数特性FC1と、マスキー信号出力手段から出力される信号の周波数特性FC2を測定しておき、その測定結果を用いて2つの周波数特性の差分を補正する補正フィルタfilter(m)を算出してマスカー信号周波数特性補正部207に設定しておくようにしても良い。
For example, the frequency characteristic FC1 of the signal output from the masker signal output means of the
そして、マスカー信号周波数特性補正部207は、マスカー信号h(l;m)が供給されると、予め設定された補正フィルタを用いて、補正したマスカー信号h’(l;m)を算出して出力する。例えば、マスカー信号周波数特性補正部207は、(7)式に従い、補正したマスカー信号h’(l;m)を算出するようにしても良い。
h’(l;m)=filer(m)*h(l;m) …(7)
When the masker signal h(l;m) is supplied to the masker signal frequency
h'(l;m)=filer(m)*h(l;m)...(7)
(7)式で、filter(m)は周波数特性を補正する補正フィルタである。また、(7)式の「*」は畳み込み演算を表している。 In equation (7), filter(m) is a correction filter that corrects the frequency characteristics. Also, the "*" in equation (7) represents a convolution operation.
なお、周波数特性FC1、FC2の差分を補正する補正フィルタfiler(m)を取得する方法は、種々の方法を広く適用することができる。 The method for obtaining the correction filter filer(m) that corrects the difference between the frequency characteristics FC1 and FC2 can be a wide variety of methods.
例えば、予め以下のような処理を行うことで、補正フィルタfiler(m)を取得することができる。まず、予めマスカー信号出力手段と、マスキー信号出力手段から、同じサンプルの音響信号を出力(再生)させた音響を収録(例えば、サウンドマスキング装置100の音信号入力手段にマイクとマイクアンプを接続して収録)しておく。そして、各信号出力手段の収録音を周波数領域に変換(例えば、高速フーリエ変換(FTT:Fast Fourier Transform)等により変換)して、各スピーカの収録音の振幅スペクトルを算出する。そして、周波数ごとに、マスキー信号出力手段の収録音の振幅スペクトルからマスカー信号出力手段の収録音の振幅スペクトルを除算して、マスカー信号出力手段の収録音のスペクトルの位相付加し、時間領域に変換(例えば、逆高速フーリエ変換(IFTT:Inverse Fast Fourier Transform)等により変換)した値を補正フィルタfiler(m)の振幅スペクトルとし、マスカー信号周波数特性補正部207に設定するようにしても良い。
For example, the correction filter filer(m) can be obtained by performing the following process in advance. First, the sound produced by outputting (playing back) the same sample sound signal from the masker signal output means and the maskee signal output means is recorded (for example, by connecting a microphone and a microphone amplifier to the sound signal input means of the
また、マスカー信号周波数特性補正部207において、マスカー信号h(l;m)を補正する処理についても、種々の方法を広く適用することができる。
In addition, various methods can be widely applied to the process of correcting the masker signal h(l;m) in the masker signal frequency
例えば、マスカー信号周波数特性補正部207では、補正フィルタfiler(m)とマスカー信号h(l;m)を周波数領域に変換し、補正フィルタの振幅スペクトルとマスカー信号の振幅スペクトルを乗算した振幅スペクトルにマスカー信号h(l;m)のスペクトルの位相付加し逆高速フーリエ変換(Inverse FFT:IFFT)することで補正しても良い。
For example, the masker signal frequency
以上のように、マスカー信号周波数特性補正部207は、マスカー信号h(l;m)について周波数特性の補正を行う。
As described above, the masker signal frequency
そして、マスカー信号周波数特性補正部207は、(8)式に従い、補正したマスカー信号h’(l;m)を出力信号y(n)として音出力端子OUTに出力する。
y(l・M+m)=h’(l;m)・・・(8)
Then, the masker signal frequency
y(l・M+m)=h'(l;m)...(8)
サウンドマスキング処理部200の音出力端子OUTから出力される出力信号y(n)は、DA変換器104でデジタル信号からアナログ信号に変換され、スピーカアンプ105で増幅されてからスピーカ出力端子106から出力される。
The output signal y(n) output from the sound output terminal OUT of the sound masking
(A-3)第1の実施形態の効果
第1の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(A-3) Advantages of the First Embodiment According to the first embodiment, the following advantages can be achieved.
第1の実施形態のサウンドマスキング装置100では、生成したマスカー信号の周波数特性を、マスキー信号再生手段の周波数特性とマスカー信号出力手段の周波数特性の差分を補正する補正フィルタで補正している。これにより、第1の実施形態のサウンドマスキング装置100では、マスカー信号再生スピーカ501の周波数特性が取引装置400のスピーカ401の周波数特性に補正され生成したマスカー信号が取引装置400のスピーカ401から出力したときを同じ周波数特性になるため、マスキング効果がより高くなるという効果を奏する。
In the
(B)第2の実施形態
以下、本発明による音響処理装置、音響処理プログラム及び音響処理方法の第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。この実施形態では、本発明の音響処理装置、音響処理プログラム及び音響処理方法を、サウンドマスキング装置に適用した例について説明する。
(B) Second embodiment A second embodiment of the sound processing device, sound processing program, and sound processing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which the sound processing device, sound processing program, and sound processing method according to the present invention are applied to a sound masking device will be described.
(B-1)第2の実施形態の構成
図4は、第2の実施形態に係るサウンドマスキング装置100Aの機能的構成について示したブロック図である。図4では、図1と同一部分又は対応部分には、同一符号又は対応符号を付している。
(B-1) Configuration of the Second Embodiment Fig. 4 is a block diagram showing the functional configuration of a
以下では、第2の実施形態について、第1の実施形態との差異を中心に説明し、第1の実施形態と重複する部分については説明を省略する。 The following describes the second embodiment, focusing on the differences from the first embodiment, and omitting explanations of parts that overlap with the first embodiment.
第2の実施形態のサウンドマスキング装置100Aでは、サウンドマスキング処理部200がサウンドマスキング処理部200Aに置き換わっている点で、第1の実施形態と異なっている。
The
サウンドマスキング処理部200Aでは、音声区間判定部208とDB蓄積判定部209とマスカー信号生成判定部210が追加され、DB書込み部202とフレーム信号選択部205とマスカー信号生成部206が、DB書込み部202Aとフレーム信号選択部205Aとマスカー信号生成部206Aに置き換わっている点で、第1の実施形態と異なっている。
The sound
第2の実施形態のサウンドマスキング装置100Aでは、音声区間判定部208とDB蓄積判定部209が追加され、DB書込み部202Aに置き換わったことにより、入力信号DB203のフレーム信号DB204に蓄積される分割フレーム信号の蓄積方法が異なる点と、マスカー信号生成判定部210が追加されたことにより、マスカー信号の生成方法が異なる点と、フレーム信号選択部205Aに置き換わったことによりとマスカー素辺信号の選択方法が異なる点と、マスカー信号生成部206Aに置き換わったことによりマスカー信号の生成方法が異なる点が第1の実施形態のサウンドマスキング装置100と異なる。
The
次に、サウンドマスキング処理部200Aの詳細な構成を説明する。
Next, we will explain the detailed configuration of the sound masking
サウンドマスキング処理部200Aは、フレーム分割部201、音声区間判定部208、DB蓄積判定部209、DB書込み部202A、入力信号DB203、フレーム信号DB204A、マスカー信号生成判定部210、フレーム信号選択部205A、マスカー信号生成部206A、マスカー信号周波数特性補正部207、音入力端子IN、及び音出力端子OUTを有する。
The sound
音声区間判定部208は、分割フレーム信号が音声区間か非音声区間(音声区間以外の区間)かを判定し、判定結果を出力する。
The voice
DB蓄積判定部209は、音声区間判定部208の判定結果を基に、分割フレーム信号をDBに書込んで蓄積するか蓄積しないかを判定し、判定結果を出力する。
The DB
DB書込み部202Aは、DB蓄積判定部209の分割フレーム信号をDBに書込んで蓄積するか蓄積しないかを判定結果を基に、分割フレーム信号を入力信号DB203のフレーム信号DB204に書込む。
The
マスカー信号生成判定部210は、音声区間判定部208の判定結果を基に、マスカー信号を生成するかしないかを判定し、判定結果を出力する。
The masker signal
フレーム信号選択部205Aは、マスカー信号生成判定部210の判定結果を基に、入力信号DB203のフレーム信号DB204に蓄積されている過去の分割フレーム信号から、複数フレームのマスカー素辺信号を選択し、選択結果を出力する。
Based on the judgment result of the masker signal
なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同様にマスカー信号生成判定部210を除外した構成としても良い。
In the second embodiment, the masker signal
(B-2)第2の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第2の実施形態におけるサウンドマスキング装置100Aの動作(実施形態に係る音響処理方法)について詳細に説明する。
(B-2) Operation of the Second Embodiment Next, the operation of the
第2の実施形態に係るサウンドマスキング装置100Aにおけるサウンドマスキング処理の基本的な動作は、第1の実施形態で説明したサウンドマスキング処理と同様である。
The basic operation of the sound masking process in the
以下では、第1の実施形態と異なる点である音声区間判定部208、DB蓄積判定部209、DB書込み部202A、マスカー信号生成判定部210、フレーム信号選択部205A、マスカー信号生成部206Aにおける動作を中心に詳細に説明する。
The following will explain in detail the differences from the first embodiment, focusing on the operations of the speech
フレーム分割部201は、入力信号x(n)を分割フレーム信号のフレーム長L1に分割し、逐次、分割フレーム信号x_fram(l;m)を音声区間判定部208、及びマスカー信号生成判定部210に出力する。
The
音声区間判定部208は、分割フレーム信号x_fram(l;m)を用いて、音声区間か非音声区間かを判定する。音声区間か非音声区間かの判定手段は、例えば、(9)式と(10)式に従い判定する。
(9)式と(10)式で、x_fram_amp(l)は分割フレーム信号x_fram(l;m)の平均振幅値、VAD(l)は音声区間判定結果、THは音声区間の判定に用いられる閾値である。(9)式は、分割フレーム信号x_fram(l;m)の平均振幅値x_fram_amp(l)を求める式であり、(10)式は、(9)式で求めた分割フレーム信号x_fram(l;m)の平均振幅値x_fram_amp(l)が閾値THより値が大きければ音声区間と判定し音声区間判定結果VAD(l)に1を代入し、閾値THより値が小さければ非音声区間と判定し音声区間判定結果VAD(l)に0を代入するという式である。 In equations (9) and (10), x_frame_amp(l) is the average amplitude value of the divided frame signal x_frame(l;m), VAD(l) is the voice section determination result, and TH is the threshold value used to determine the voice section. Equation (9) is an equation for finding the average amplitude value x_frame_amp(l) of the divided frame signal x_frame(l;m), and equation (10) is an equation for finding that if the average amplitude value x_frame_amp(l) of the divided frame signal x_frame(l;m) found by equation (9) is greater than the threshold value TH, it is determined to be a voice section and 1 is substituted for the voice section determination result VAD(l), and if it is less than the threshold value TH, it is determined to be a non-voice section and 0 is substituted for the voice section determination result VAD(l).
(10)式の閾値THは、音声の有無を判定できれば良く、種々の方法を広く適用することができ、例えば、(11)式に示すように、サウンドマスキング装置100Aが動作し始めてから所定の長さ(以下、「フレーム長L2」と表す)のフレーム(以下、「初期フレーム」と呼ぶ)を無音区間とし、その初期フレームの平均振幅値を閾値THとして使用する固定の閾値THを用いても良いし、(12)式に示すように、x_fram_amp(l)に時定数フィルタを用いてフレーム毎に変動する閾値TH(l)を用いても良い。
(12)式で、aは時定数フィルタの係数であり、0以上、1以下の値となる。(12)式において、閾値の更新を遅くしたい場合aは1に近い値が望ましく(例えばa=0.9等の値)、閾値の更新を速くしたい場合aは0に近い値が望ましい(例えばa=0.1等の値)。 In equation (12), a is the coefficient of the time constant filter, and is a value between 0 and 1. In equation (12), if you want to slow down the updating of the threshold, a value close to 1 is desirable (for example, a = 0.9, etc.), and if you want to speed up the updating of the threshold, a value close to 0 is desirable (for example, a = 0.1, etc.).
なお、音声区間か非音声区間かの判定の手段は、種々の方法を広く適用することができ、例えば、分割フレーム信号x_fram(l;m)の自己相関を求めて音声区間か非音声区間か求める等の方法で判定しても良い。音声区間判定部208は、音声区間判定結果VAD(l)をDB蓄積判定部209とマスカー信号生成判定部210に出力する。
The means for determining whether it is a voice section or a non-voice section can be a wide variety of methods, for example, the method of determining whether it is a voice section or a non-voice section by calculating the autocorrelation of the divided frame signal x_frame(l;m) may be used. The voice
DB蓄積判定部209は、音声区間判定部208の音声区間判定結果VAD(l)を基に、分割フレーム信号x_fram(l;m)を入力信号DB203のフレーム信号DB204に蓄積するかしないかを判定する。判定手段は、例えば、(13)式に従い判定する。
(13)式で、DB_flag(l)は蓄積するかしないかの判定結果である。(13)式は、音声区間判定結果VAD(l)が1のとき、DBに蓄積すると判定し、判定結果DB_flag(l)に1を代入する。一方、音声区間判定結果VAD(l)が0のとき、DBに蓄積しないと判定し、判定結果DB_flag(l)に0を代入するという式である。 In equation (13), DB_flag(l) is the result of the decision as to whether to store or not. In equation (13), when the speech segment decision result VAD(l) is 1, it is decided to store in the DB, and 1 is substituted for the decision result DB_flag(l). On the other hand, when the speech segment decision result VAD(l) is 0, it is decided not to store in the DB, and 0 is substituted for the decision result DB_flag(l).
DB蓄積判定部209は、DBに蓄積するかしないかの判定結果DB_flag(l)をDB書込み部202Aに出力する。
The DB
DB書込み部202Aは、DB蓄積判定部209から出力された判定結果DB_flag(l)が1のときのみ、例えば、(2)式と(3)式に従い、分割フレーム信号x_fram(l;m)を入力信号DB203のフレーム信号DB204に書込む。一方、DB蓄積判定部209の判定結果DB_flag(l)が0のとき、分割フレーム信号x_fram(l;m)を入力信号DB203のフレーム信号DB204に書込まない。
The
マスカー信号生成判定部210は、音声区間判定部208の音声区間判定結果VAD(l)を基に、マスカー信号を生成するかしないかを判定する。判定手段は、例えば、(14)式に従い判定する。
(14)式で、mask_flag(l)はマスカー信号を生成するかしないかの判定結果である。(14)式は、音声区間判定結果VAD(l)が1のとき、マスカー信号を生成すると判定し、判定結果mask_flag(l)に1を代入する。一方、音声区間判定結果VAD(l)が0のとき、マスカー信号を生成しないと判定し、判定結果mask_flag(l)に0を代入するという式である。 In equation (14), mask_flag(l) is the result of the decision as to whether or not to generate a masker signal. When the speech segment decision result VAD(l) is 1, equation (14) decides that a masker signal is to be generated, and assigns 1 to the decision result mask_flag(l). On the other hand, when the speech segment decision result VAD(l) is 0, it decides that a masker signal is not to be generated, and assigns 0 to the decision result mask_flag(l).
マスカー信号生成判定部210は、マスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)をフレーム信号選択部205Aとマスカー信号生成部206Aに出力する。
The masker signal
フレーム信号選択部205Aは、マスカー信号生成判定部210から出力されたマスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)が1のときのみ、例えば、(4)式や(5)式に従い、フレーム番号T(p)を選択する。一方、マスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)が0のとき、複数フレーム選択しない。
The frame
以上のように、フレーム信号選択部205Aは、マスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)が1のときのみ、フレーム信号DB204に保持されている分割フレーム信号から複数フレーム選択し、選定結果T(p)をマスカー信号生成部206Aに出力する。
As described above, the frame
マスカー信号生成部206Aは、マスカー信号生成判定部210から出力されたマスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)とフレーム信号選択部205Aの選択結果T(p)に基づき、マスカー素片信号を入力信号DB203のフレーム信号DB204から読み出し、マスカー信号を生成し出力する。マスカー信号生成部206Aは、例えば、(15)式に従い、マスカー信号ha(l;m)を生成する。
(15)式は、マスカー信号生成判定部210から出力されたマスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)が1のときのみ、フレーム信号選択部205Aで選定された複数のマスカー素片信号を入力信号DB203のフレーム信号DB204から複数フレーム読み出し、読み出したマスカー素片信号を重畳してマスカー信号h(l;t)を生成しha(l;t)に代入する。一方、マスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)が0のとき、ha(l;t)に0を代入するという式である。
In equation (15), only when the judgment result mask_flag(l) of whether or not to generate a masker signal output from the masker signal
以上のように、マスカー信号生成部206Aは、マスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)が1のときのみ、マスカー信号を生成する。
As described above, the masker
そして、マスカー信号生成部206Aは、生成したマスカー信号ha(l;m)をマスカー信号周波数特性補正部207に出力する。
Then, the masker
(B-3)第2の実施形態の効果
第2の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(B-3) Advantages of the Second Embodiment According to the second embodiment, the following advantages can be obtained.
第2の実施形態のサウンドマスキング装置100Aでは、入力信号が音声区間と判定されたとき(例えば、のスピーカ取引装置400401から音声が出力されるとき)のみ入力信号DB203のフレーム信号DB204に分割フレーム信号を蓄積することで、音声区間のみDBに蓄積されるので、音声のみでマスカー信号を生成することができ、高いマスキング効果を維持できる。さらに、音声区間と判定されたときのみマスカー信号を生成するので、音声が入力されているときだけマスカー信号を生成し出力することができ、音声が入力されたときのみマスカー信号が出力されるように構成することができる。
In the
(C)第3の実施形態
以下、本発明による音響処理装置、音響処理プログラム及び音響処理方法の第3の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。この実施形態では、本発明の音響処理装置、音響処理プログラム及び音響処理方法を、サウンドマスキング装置に適用した例について説明する。
(C) Third embodiment Hereinafter, a third embodiment of the sound processing device, sound processing program, and sound processing method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which the sound processing device, sound processing program, and sound processing method of the present invention are applied to a sound masking device will be described.
(C-1)第3の実施形態の構成
図5は、第3の実施形態に係るサウンドマスキング装置100Bの機能的構成について示したブロック図である。図5では、上述の図1、図4と同一部分又は対応部分には、同一符号又は対応符号を付している。
(C-1) Configuration of the Third Embodiment Fig. 5 is a block diagram showing the functional configuration of a
以下では、第3の実施形態について、第2の実施形態との差異を中心に説明し、第2の実施形態と重複する部分については説明を省略する。 The following describes the third embodiment, focusing on the differences from the second embodiment, and omitting a description of the parts that overlap with the second embodiment.
第3の実施形態のサウンドマスキング装置100Bでは、サウンドマスキング処理部200Aがサウンドマスキング処理部200Bに置き換わっている点で、第2の実施形態と異なっている。
The
サウンドマスキング処理部200Bでは、ピッチ推定部211が追加され、DB蓄積判定部209とマスカー信号生成判定部210がそれぞれDB蓄積判定部209Bとマスカー信号生成判定部210Bに置き換わっている点で、第2の実施形態と異なっている。
The sound
第3の実施形態のサウンドマスキング装置100Bでは、ピッチ推定部211が追加されたことにより分割フレーム信号のピッチを推定することが異なる点と、DB蓄積判定部209Bに置き換わったことにより入力信号DB203のフレーム信号DB204に蓄積される分割フレーム信号の蓄積方法が異なる点が第2の実施形態のサウンドマスキング装置100Aと異なる。
The
サウンドマスキング処理部200Bの詳細な構成を説明する。
The detailed configuration of the sound masking
サウンドマスキング処理部200Bは、フレーム分割部201、音声区間判定部208、ピッチ推定部211、DB蓄積判定部209B、DB書込み部202A、入力信号DB203、フレーム信号DB204A、マスカー信号生成判定部210B、フレーム信号選択部205A、マスカー信号生成部206A、マスカー信号周波数特性補正部207、音入力端子IN、及び音出力端子OUTを有する。
The sound
ピッチ推定部211は、音声区間判定部208から出力される音声区間判定の結果を基に、音声区間と判定されたときにのみ分割フレーム信号のピッチ(音の高さ)を推定し、ピッチの推定値を出力する。
The
DB蓄積判定部209Bは、ピッチ推定部211のピッチの推定値を基に、分割フレーム信号を入力信号DBに蓄積するか蓄積しないかを判定し、判定結果を出力する。
The DB
マスカー信号生成判定部210Bは、ピッチ推定部211のピッチの推定値を基に、マスカー信号を生成するかしないかを判定し、判定結果を出力する。
The masker signal
なお、第3の実施形態において、第1の実施形態と同様にマスカー信号生成判定部210を除外した構成としても良い。
In the third embodiment, the masker signal
(C-2)第3の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第3の実施形態におけるサウンドマスキング装置100Bの動作(実施形態に係る音響処理方法)について詳細に説明する。
(C-2) Operation of the Third Embodiment Next, the operation of the
第3の実施形態に係るサウンドマスキング装置100Bにおけるサウンドマスキング処理の基本的な動作は、第2の実施形態で説明したサウンドマスキング処理と同様である。
The basic operation of the sound masking process in the
以下では、第2の実施形態と異なる点であるピッチ推定部211、DB蓄積判定部209B、マスカー信号生成判定部210Bにおける処理動作を中心に詳細に説明する。
The following provides a detailed explanation of the processing operations of the
音声区間判定部208は、分割フレーム信号x_fram(l;m)が音声区間か非音声区間かを判定し、音声区間判定結果VAD(l)をピッチ推定部211に出力する。
The speech
ピッチ推定部211は、分割フレーム信号x_fram(l;m)のピッチを推定する。ピッチの推定方法は、例えば、(16)式から(18)式に従い判定する。
(16)式で、τ2(τ2=0、1・・・、L1-1)は自己相関の遅延量、(17)式で、fsはサンプリング周波数、(18)式で、pitch(l)はピッチの推定値である。(16)式は、分割フレーム信号x_fram(l;m)の自己相関関数x_fram_corr(l;τ2)を求める式である。(17)式は、自己相関関数x_fram_corr(l;τ2)が最大になる遅延量τ2を求めてサンプリング周波数で割ることでピッチを算出しtmp_pitch(l)に代入する式である。そして、(18)は、音声区間判定結果VAD(l)が1のとき(音声区間のとき)ピッチの推定値pitch(l)に算出したピッチ推定値を代入し、音声区間判定結果VAD(l)が0のとき(非音声区間のとき)ピッチの推定値pitch(l)に0を代入するという式である。 In equation (16), τ2 (τ2 = 0, 1, ..., L1-1) is the autocorrelation delay, in equation (17), fs is the sampling frequency, and in equation (18), pitch(l) is an estimate of the pitch. Equation (16) is an equation for finding the autocorrelation function x_frame_corr(l; τ2) of the divided frame signal x_frame(l; m). Equation (17) is an equation for finding the delay τ2 at which the autocorrelation function x_frame_corr(l; τ2) is maximized, and dividing this by the sampling frequency to calculate the pitch, which is then substituted for tmp_pitch(l). And, (18) is an equation that substitutes the calculated pitch estimate value pitch(l) when the speech section determination result VAD(l) is 1 (when there is a speech section), and substitutes 0 for the pitch estimate value pitch(l) when the speech section determination result VAD(l) is 0 (when there is a non-speech section).
なお、ピッチの推定手法は、種々の方法を広く適用することができ、例えば、分割フレーム信号x_fram(l;m)を離散フーリエ変換や高速フーリエ変換を行ってからケプストラム分析を行い、ピッチを算出しても良い。 The pitch can be estimated using a wide variety of methods. For example, the divided frame signal x_frame(l;m) can be subjected to a discrete Fourier transform or a fast Fourier transform, and then a cepstrum analysis can be performed to calculate the pitch.
ピッチ推定部211は、ピッチの推定値pitch(l)をDB蓄積判定部209Bとマスカー信号生成判定部210Bに出力する。
The
DB蓄積判定部209Bは、ピッチ推定部211のピッチの推定値pitch(l)を基に、分割フレーム信号x_fram(l;m)を入力信号DB203のフレーム信号DB204に蓄積するかしないかを判定する。蓄積するかしないかの判定方法は、例えば、(19)式に従い判定する。
(19)式でDB_flag(l)は蓄積するかしないかの判定結果、TH_PITCHはDB蓄積するかしないかの判定に用いられる閾値である。(19)式は、ピッチの推定値picth(l)が閾値TH_PITCHより値が大きければDBに蓄積すると判定し判定結果DB_flag(l)に1を代入する。一方、閾値TH_PITCHより値が小さければDBに蓄積しないと判定し判定結果DB_flag(l)に0を代入するという式である。 In equation (19), DB_flag(l) is the result of the decision as to whether to store, and TH_PITCH is the threshold value used to decide whether to store in the DB. In equation (19), if the pitch estimate value picth(l) is greater than the threshold value TH_PITCH, it is decided to store in the DB, and 1 is substituted for the decision result DB_flag(l). On the other hand, if the value is smaller than the threshold value TH_PITCH, it is decided not to store in the DB, and 0 is substituted for the decision result DB_flag(l).
閾値TH_PITCHは、DBに蓄積するかしないかを判定できれば良く、種々の方法を広く適用することができ、例えば、ピッチ推定部211でピッチの推定値picth(l)が0以外のときはDBに蓄積するとしてTH_PITCH=0としも良いし、人の音声の基本周波数の下限値(例えば、約100Hz)以上のときはDBに蓄積するとしてTH_PITCH=100としても良い。
The threshold value TH_PITCH only needs to be able to determine whether to store in the DB, and various methods can be widely applied. For example, when the
DB蓄積判定部209Bは、DBに蓄積するかしないかの判定結果DB_flag(l)をDB書込み部202Aに出力する。
The DB
マスカー信号生成判定部210Bは、ピッチ推定部211のピッチの推定値pitch(l)を基に、マスカー信号を生成するかしないかを判定する。判定手段は、例えば、(20)式に従い判定する。
(20)式で、mask_flag(l)はマスカー信号を生成するかしないかの判定結果、TH2_PITCHは蓄積するかしないかの判定に用いられる閾値である。(20)式は、ピッチの推定値picth(l)が閾値TH2_PITCHより値が大きければDBに蓄積すると判定し、判定結果DB_flag(l)に1を代入する。一方、閾値TH2_PITCHより値が小さければマスカー信号を生成しないと判定し、判定結果mask_flag(l)に0を代入するという式である。 In equation (20), mask_flag(l) is the result of the decision as to whether or not to generate a masker signal, and TH2_PITCH is the threshold value used to decide whether or not to store. In equation (20), if the pitch estimate picth(l) is greater than the threshold value TH2_PITCH, it is decided to store in DB, and 1 is substituted for the decision result DB_flag(l). On the other hand, if the value is smaller than the threshold value TH2_PITCH, it is decided not to generate a masker signal, and 0 is substituted for the decision result mask_flag(l).
閾値TH2_PITCHは、DBに蓄積するかしないかを判定できれば良く、種々の方法を広く適用することができ、例えば、ピッチ推定部211でpicth(l)が0以外のときはDBに蓄積するとしてTH2_PITCH=0としも良いし、の音声の基本周波数の下限値(例えば、約100Hz)以上のときはDBに蓄積するとしてTH2_PITCH=100としても良い。また、分割フレーム信号が書き込まれたときにマスカー信号を生成するように、DB蓄積判定部209Bで使用している(19)式の閾値TH_PITCHと同じ値TH2_PITCH=TH_PITCHDBとしても良い。
The threshold value TH2_PITCH may be set to 0 so that it is possible to determine whether or not to store in the DB, and various methods may be widely applied. For example, when the
マスカー信号生成判定部210は、マスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)をフレーム信号選択部205Aに出力する。
The masker signal
(C-3)第3の実施形態の効果
第3の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(C-3) Advantages of the Third Embodiment According to the third embodiment, the following advantages can be obtained.
第3の実施形態のサウンドマスキング装置100Bでは、入力信号が音声区間と判定されたとき(例えば、取引装置400のスピーカ401から音声が出力されるとき)のみ、ピッチを推定し、ピッチの推定値をDB蓄積判定部209Bやマスカー信号生成判定部210Bに使用することで、音声区間で有声音のみ入力信号DB203のフレーム信号DB204に分割フレーム信号が蓄積することで、音声区間の有声音のみDBに蓄積されるので、音声の有声音のみでマスカー信号を生成することができ、高いマスキング効果を維持できる。さらに、第3の実施形態のサウンドマスキング装置100Bでは、音声区間で有声音と判定されるときのみマスカー信号を生成するので、音声が入力されているときだけマスカー信号を生成し、出力している。これにより、第3の実施形態のサウンドマスキング装置100Bでは、音声が入力されたときのみマスカー信号が出力されるように構成することができる。
In the
(D)第4の実施形態
音響処理方法の第4の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。この実施形態では、本発明の音響処理装置、音響処理プログラム及び音響処理方法を、サウンドマスキング装置に適用した例について説明する。
(D) Fourth embodiment A fourth embodiment of the sound processing method will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which the sound processing device, the sound processing program, and the sound processing method of the present invention are applied to a sound masking device will be described.
(D-1)第4の実施形態の構成
図6は、第4の実施形態に係るサウンドマスキング装置100Cの機能的構成について示したブロック図である。図7では、上述の図5と同一部分又は対応部分には、同一符号又は対応符号を付している。
(D-1) Configuration of the Fourth Embodiment Fig. 6 is a block diagram showing the functional configuration of a
以下では、第4の実施形態について、第3の実施形態との差異を中心に説明し、第3の実施形態と重複する部分については説明を省略する。 The following describes the fourth embodiment, focusing on the differences from the third embodiment, and omitting explanations of parts that overlap with the third embodiment.
第4の実施形態のサウンドマスキング装置100Cでは、サウンドマスキング処理部200Bがサウンドマスキング処理部200Cに置き換わっている点で、第3の実施形態と異なっている。
The fourth embodiment of the
サウンドマスキング処理部200Cでは、ピッチ推定情報DB212が追加されている点と、DB書込み部202Aと入力信号DB203とフレーム信号選択部205Aが、DB書込み部202Cと入力信号DB203Cとフレーム信号選択部205Cに置き換っている点で、第3の実施形態と異なっている。
The sound
第4の実施形態のサウンドマスキング装置100Cでは、ピッチ推定情報DB212が追加され、入力信号DB203Cに置き換わったことにより、入力信号DBにピッチの推定値が蓄積されるようになった点と、DB書込み部202Cに置き換わったことにより入力信号DB203Cの蓄積方法が異なる点と、フレーム信号選択部205Cに置き換わったことによりマスカー素辺信号の選択方法が異なる点が第3の実施形態のサウンドマスキング装置100Bと異なる。
The fourth embodiment of the
サウンドマスキング処理部200Cの詳細な構成を説明する。
The detailed configuration of the sound masking
サウンドマスキング処理部200Cは、フレーム分割部201、音声区間判定部208、ピッチ推定部211、DB蓄積判定部209B、DB書込み部202C、入力信号DB203C、フレーム信号DB204、ピッチ推定情報DB212、マスカー信号生成判定部210B、フレーム信号選択部205C、マスカー信号生成部206A、マスカー信号周波数特性補正部207、音入力端子IN、及び音出力端子OUTを有する。
The sound
DB書込み部202Cは、DB蓄積判定部209Bの分割フレーム信号をDBに書込んで蓄積するか蓄積しないかを判定結果を基に、分割フレーム信号を入力信号DB203Cのフレーム信号DB204に、ピッチの推定値を入力信号DB203Cのピッチ推定情報DB212に書込む。
Based on the result of the determination by DB
入力信号DB203Cは、過去の分割フレーム信号と、過去のピッチの推定値を対応づけて蓄積(保持)する記憶手段である。入力信号DB203C内のデータ形式については限定されないものであるが、ここでは、入力信号DB203Cは、過去の分割フレーム信号を蓄積したフレーム信号DB204と、過去のピッチの推定値を蓄積したピッチ推定情報DB212とを含むデータで構成されているものとする。 The input signal DB203C is a storage means that stores (holds) past divided frame signals in association with past pitch estimates. There are no limitations on the data format in the input signal DB203C, but here, the input signal DB203C is assumed to be composed of data including a frame signal DB204 that stores past divided frame signals, and a pitch estimation information DB212 that stores past pitch estimates.
フレーム信号選択部205Cは、マスカー信号生成判定部の判定結果を基に、ピッチ推定部211で推定したピッチの推定値と入力信号DB203Cのピッチ推定情報DB212に蓄積されている過去のピッチの推定値とを比較し、その比較結果に基づいて、入力信号DB203Cのフレーム信号DB204からマスカー素片信号として選択し、選択結果を出力する。
Based on the judgment result of the masker signal generation judgment unit, the frame
なお、第4の実施形態において、第1の実施形態と同様にマスカー信号生成判定部210Bを除外した構成としても良い。
In the fourth embodiment, the masker signal
(D-2)第4の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第4の実施形態におけるサウンドマスキング装置100Cの動作(実施形態に係る音響処理方法)について詳細に説明する。
(D-2) Operation of the Fourth Embodiment Next, the operation of the
第4の実施形態に係るサウンドマスキング装置100Cにおけるサウンドマスキング処理の基本的な動作は、第3の実施形態で説明したサウンドマスキング処理と同様である。
The basic operation of the sound masking process in the
以下では、第3の実施形態と異なる点であるDB書込み部202C、入力信号DB203C、フレーム信号選択部205Cにおける処理動作を中心に詳細に説明する。
The following will explain in detail the processing operations of the
ピッチ推定部211は、分割フレーム信号x_fram(l;m)のピッチを推定し、ピッチの推定値をDB蓄積判定部209BとDB書込み部202Cとマスカー信号生成判定部210Bとフレーム信号選択部205Cに出力する。
The
DB書込み部202Cは、DB蓄積判定部209Bから出力された判定結果DB_flag(l)に基づいて、分割フレームx_fram(l;m)とピッチの推定値pitch(l)とを入力信号DB203のフレーム信号DB204とピッチ推定情報DB212に対応付けて書き込む。DB書込み部202Cは、DB蓄積判定部209の判定結果DB_flag(l)が1のときのみ、例えば、(2)式、(21)式、(3)式に従い、分割フレーム信号x_fram(l;m)をフレーム信号DB204のDB_singal(j;m)に書込まれ、同時にピッチの推定値pitch(l)をピッチ推定情報DB212DB_pitch(j)に書込む。一方、DB蓄積判定部209の判定結果DB_flag(l)が0のとき、分割フレーム信号x_fram(l;m)とピッチの推定値pitch(l)を入力信号DB203Cのフレーム信号DB204とピッチ推定情報DB212に書込まない。
DB_pitch(j)=x_fram_long(l)…(21)
Based on the judgment result DB_flag(l) output from the DB
DB_pitch(j)=x_frame_long(l)...(21)
入力信号DB203Cは、分割フレームx_fram(l;m)とピッチの推定値pitch(l)とを入力信号DB203のフレーム信号DB204とピッチ推定情報DB212に対応付けて蓄積(保持)する。 The input signal DB203C stores (holds) the divided frame x_frame(l;m) and the pitch estimate pitch(l) in association with the frame signal DB204 of the input signal DB203 and the pitch estimation information DB212.
上述の通り、この実施形態の入力信号DB203Cには、フレーム信号DB204とピッチ推定情報DB212とが含まれている。ここでは、フレーム信号DB204に各分割フレームの信号x_fram(l;m)が記録され、ピッチ推定情報DB212には、ピッチの推定値pitch(l)が記録されることになる。 As described above, in this embodiment, the input signal DB203C includes a frame signal DB204 and a pitch estimation information DB212. Here, the signal x_frame(l;m) of each divided frame is recorded in the frame signal DB204, and the pitch estimation information DB212 records the pitch estimate value pitch(l).
フレーム信号選択部205Cは、マスカー信号生成判定部210Bから出力されたマスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)に基づき、ピッチ推定部211のピッチ推定値(現在の分割フレームに基づくピッチの推定値)と、ピッチ推定情報DB212に蓄積されている過去のピッチの推定値を比較し、ピッチ推定部211のピッチの推定値と近いピッチの推定値(近いピッチの値)を持つ分割フレーム信号をマスカー素片信号として選択する。フレーム信号選択部205Cは、マスカー信号生成判定部210Bから出力されたマスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)が1のときのみ、例えば、(22)式や(23)式に従い、フレーム番号T(p)を選択する。一方、マスカー信号を生成するかしないかの判定結果mask_flag(l)が0のとき、複数フレーム選択しない。
Sub_pitch(j)
=|picth(l)-"DB_pitch"(j)|…(22)
Tc(p)
=small(Sub_Pitch(j)、p+1))…(23)
The frame
Sub_pitch(j)
=|picth(l)−“DB_pitch”(j)|…(22)
Tc(p)
= small (Sub_Pitch(j), p+1))...(23)
(22)式で、Sub_pitch(j)はピッチ推定部211のピッチの推定値pitch(l)と過去のピッチの推定値DB_pitch(i)の差の絶対値、(23)式で、Tc(p)は選択したフレーム番号、p(p=0、1・・・、SEL_NUM-1)は、選択フレーム数である。また、(23)式のsmall(x(k)、p)は、配列x(k)でp番目に小さいx(k_p)のインデックスk_pを出力する関数である。(22)式は、ピッチ推定部211のピッチ推定結果pitch(l)とインデックスjごとにピッチ推定情報DB212に蓄積されている過去のピッチの推定値の差の絶対値が最も小さいインデックスj(分割フレーム)をマスカー素片信号として複数フレーム選択する式である。
In equation (22), Sub_pitch(j) is the absolute value of the difference between the pitch estimate pitch(l) of the
以上のように、フレーム信号選択部205Cは、ピッチ推定部211のピッチの推定値と近いピッチ情報(近いピッチの値)を持つ分割フレームの信号(インデックス)をマスカー素片信号として選定し、選択したフレーム番号Tc(p)をマスカー信号生成部206Aに出力する。
As described above, the frame
(D-3)第4の実施形態の効果
第4の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(D-3) Advantages of the Fourth Embodiment According to the fourth embodiment, the following advantages can be obtained.
第4の実施形態のサウンドマスキング装置100Cでは、入力信号が音声区間と判定されたとき(例えば、取引装置400のスピーカ401から音声が出力されるとき)のみ、ピッチを推定し、ピッチの推定値をピッチの推定値をDB蓄積判定部209Bやマスカー信号生成判定部210Bに使用し、同時に入力信号DB203Cに分割フレーム信号とピッチの推定値を蓄積し、フレーム信号選択部205Cで使用することで、ピッチが近い分割フレーム信号を入力信号DB203Cのフレーム信号DB204から選択することができ、スカー信号の周波数特性が入力される音声のピッチに近くなり、マスキング効果が高いマスカー信号を生成することができる。
In the
(E)他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
(E) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may include modified embodiments such as those exemplified below.
(E-1)例えば、本発明のサウンドマスキング装置を電話会議で、利用者U1の周囲の他の人に対して、会話の内容が漏れることを防止する装置に搭載されるようにしても良い。 (E-1) For example, the sound masking device of the present invention may be installed in a device that prevents the contents of a conversation between user U1 and other people around him or her during a conference call.
(E-2)上記の各実施形態において、サウンドマスキング装置の、サウンドマスキング部は、ネットワーク上の処理装置(例えば、サーバ等)で処理される構成としても良い。 (E-2) In each of the above embodiments, the sound masking section of the sound masking device may be configured to be processed by a processing device (e.g., a server, etc.) on the network.
(E-3)上記の各実施形態において、サウンドマスキング装置には、オーディオデバイス(装置出力音入力端子、アンプ、AD変換器、スピーカ出力端子、スピーカアンプ、及びDA変換器)が含まれる構成として説明したが、サウンドマスキング装置についてオーディオデバイスを除外した構成として製造し、実際に使用する現場でオーディオデバイスを別途接続するようにしても良い。すなわち、サウンドマスキング装置には、少なくともサウンドマスキング処理部が含まれる構成としても良い。 (E-3) In each of the above embodiments, the sound masking device has been described as including an audio device (device output sound input terminal, amplifier, AD converter, speaker output terminal, speaker amplifier, and DA converter), but the sound masking device may be manufactured without the audio device, and the audio device may be connected separately at the site where it is actually used. In other words, the sound masking device may be configured to include at least a sound masking processing unit.
100…サウンドマスキング装置、101…装置出力音入力端子、102…アンプ、103…AD変換器、104…DA変換器、105…スピーカアンプ、106…スピーカ出力端子、113…対象話者、114…対応話者以外の人、115…床、116…マスカー信号放射領域、117…天井、200…サウンドマスキング装置、201…フレーム分割部、202…DB書込み部、203…入力信号DB、204…フレーム信号DB、205…フレーム信号選択部、206…遅延時間計算部、207…マスカー信号生成部、208…音声区間判定部、209…DB蓄積判定部、210…マスカー信号生成部、211…ピッチ推定部、212…ピッチ推定情報DB、300…コンピュータ、301…プロセッサ、302…一次記憶部、303…二次記憶部、400…取引装置、401…取引装置のスピーカ、402…取引装置音出力端子、501…マスカー信号再生スピーカ、IN…音入力端子、OUT…音出力端子。
100...sound masking device, 101...device output sound input terminal, 102...amplifier, 103...AD converter, 104...DA converter, 105...speaker amplifier, 106...speaker output terminal, 113...target speaker, 114...person other than the corresponding speaker, 115...floor, 116...masker signal radiation area, 117...ceiling, 200...sound masking device, 201...frame division unit, 202...DB writing unit, 203...input signal DB, 204...frame signal DB, 205...frame signal Selection unit, 206... delay time calculation unit, 207... masker signal generation unit, 208... voice section determination unit, 209... DB accumulation determination unit, 210... masker signal generation unit, 211... pitch estimation unit, 212... pitch estimation information DB, 300... computer, 301... processor, 302... primary memory unit, 303... secondary memory unit, 400... trading device, 401... trading device speaker, 402... trading device sound output terminal, 501... masker signal playback speaker, IN... sound input terminal, OUT... sound output terminal.
Claims (3)
前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号のピッチを推定するピッチ推定手段と、
前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号と前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果をフレーム毎に蓄積する入力信号蓄積手段と、
前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果と前記入力信号蓄積手段に蓄積されている過去のピッチ推定結果からマスカー信号を生成するために使用するマスカー素片信号を複数選択する信号選択手段と、
前記マスカー信号の生成に使用する信号を用いて、少なくとも前記対象音源から出力された音声を聞き取りにくくさせる前記マスカー信号を生成して出力するマスカー信号生成手段と、
前記マスカー信号生成手段で生成された前記マスカー信号の周波数特性を、前記対象音源の周波数特性に応じて補正して補正済マスカー信号を生成し、前記補正済マスカー信号をスピーカに出力させる周波数特性補正手段とを有し、
前記入力信号蓄積手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号を加工せずにそのまま蓄積し、
前記周波数特性補正手段は、前記スピーカの周波数特性と前記対象音源の周波数特性の差分を補正する補正フィルタ―を用いて、前記マスカー信号を補正する
ことを特徴とする音響処理装置。 a frame division means for dividing an input signal supplied from a terminal for inputting a sound from a target sound source that outputs a sound to be masked into a predetermined length suitable for speech analysis ;
a pitch estimation means for estimating the pitch of the input signal divided into frames by the frame division means;
an input signal storage means for storing, for each frame, the input signal divided into frames by said frame division means and the pitch estimation result estimated by said pitch estimation means;
a signal selection means for selecting a plurality of masker segment signals to be used for generating a masker signal from the pitch estimation result estimated by said pitch estimation means and the past pitch estimation results stored in said input signal storage means;
a masker signal generating means for generating and outputting a masker signal that makes it difficult to hear at least the sound output from the target sound source, using a signal used for generating the masker signal;
a frequency characteristic correction means for correcting a frequency characteristic of the masker signal generated by the masker signal generation means in accordance with a frequency characteristic of the target sound source to generate a corrected masker signal, and outputting the corrected masker signal to a speaker,
the input signal storage means stores the input signal divided into frames by the frame division means without processing it,
The sound processing device, wherein the frequency characteristic correction means corrects the masker signal using a correction filter that corrects a difference between the frequency characteristic of the speaker and the frequency characteristic of the target sound source.
マスキングする音が出力される対象音源からの音を入力する端子から供給された入力信号を音声解析するのに適した所定の長さに分割するフレーム分割手段と、
前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号のピッチを推定するピッチ推定手段と、
前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号と前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果をフレーム毎に蓄積する入力信号蓄積手段と、
前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果と前記入力信号蓄積手段に蓄積されている過去のピッチ推定結果からマスカー信号を生成するために使用するマスカー素片信号を複数選択する信号選択手段と、
前記マスカー信号の生成に使用する信号を用いて、少なくとも前記対象音源から出力された音声を聞き取りにくくさせる前記マスカー信号を生成して出力するマスカー信号生成手段と、
前記マスカー信号生成手段で生成された前記マスカー信号の周波数特性を、前記対象音源の周波数特性に応じて補正して補正済マスカー信号を生成し、前記補正済マスカー信号をスピーカに出力させる周波数特性補正手段として機能させ、
前記入力信号蓄積手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号を加工せずにそのまま蓄積し、
前記周波数特性補正手段は、前記スピーカの周波数特性と前記対象音源の周波数特性の差分を補正する補正フィルタ―を用いて、前記マスカー信号を補正する
ことを特徴とする音響処理プログラム。 Computer,
a frame division means for dividing an input signal supplied from a terminal for inputting a sound from a target sound source that outputs a sound to be masked into a predetermined length suitable for speech analysis ;
a pitch estimation means for estimating the pitch of the input signal divided into frames by the frame division means;
an input signal storage means for storing, for each frame, the input signal divided into frames by said frame division means and the pitch estimation result estimated by said pitch estimation means;
a signal selection means for selecting a plurality of masker segment signals to be used for generating a masker signal from the pitch estimation result estimated by said pitch estimation means and the past pitch estimation results stored in said input signal storage means;
a masker signal generating means for generating and outputting a masker signal that makes it difficult to hear at least the sound output from the target sound source, using a signal used for generating the masker signal;
a frequency characteristic correction means for correcting a frequency characteristic of the masker signal generated by the masker signal generation means in accordance with a frequency characteristic of the target sound source to generate a corrected masker signal, and outputting the corrected masker signal to a speaker;
the input signal storage means stores the input signal divided into frames by the frame division means without processing it,
the frequency characteristic correction means corrects the masker signal using a correction filter that corrects a difference between the frequency characteristic of the speaker and the frequency characteristic of the target sound source.
前記音響処理装置は、フレーム分割手段、ピッチ推定手段、入力信号蓄積手段、信号選択手段、マスカー信号生成手段、及び周波数特性補正手段を有し、
前記フレーム分割手段は、マスキングする音が出力される対象音源からの音を入力する端子から供給された入力信号を音声解析するのに適した所定の長さに分割し、
前記ピッチ推定手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号のピッチを推定し、
前記入力信号蓄積手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号と前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果をフレーム毎に蓄積し、
前記信号選択手段は、前記ピッチ推定手段で推定したピッチ推定結果と前記入力信号蓄積手段に蓄積されている過去のピッチ推定結果からマスカー信号を生成するために使用するマスカー素片信号を複数選択し、
前記マスカー信号生成手段は、前記マスカー信号の生成に使用する信号を用いて、少なくとも前記対象音源から出力された音声を聞き取りにくくさせる前記マスカー信号を生成して出力し、
前記周波数特性補正手段は、前記マスカー信号生成手段で生成された前記マスカー信号の周波数特性を、前記対象音源の周波数特性に応じて補正して補正済マスカー信号を生成し、前記補正済マスカー信号をスピーカに出力させ、
前記入力信号蓄積手段は、前記フレーム分割手段でフレーム分割された入力信号を加工せずにそのまま蓄積し、
前記周波数特性補正手段は、前記スピーカの周波数特性と前記対象音源の周波数特性の差分を補正する補正フィルタ―を用いて、前記マスカー信号を補正する
ことを特徴とする音響処理方法。 In a sound processing method performed by a sound processing device,
the sound processing device includes a frame division means, a pitch estimation means, an input signal storage means, a signal selection means, a masker signal generation means, and a frequency characteristic correction means;
The frame division means divides an input signal supplied from a terminal for inputting a sound from a target sound source that outputs a sound to be masked into a predetermined length suitable for speech analysis ;
The pitch estimation means estimates the pitch of the input signal divided into frames by the frame division means,
the input signal storage means stores the input signal divided into frames by the frame division means and the pitch estimation result estimated by the pitch estimation means for each frame;
the signal selection means selects a plurality of masker segment signals to be used for generating a masker signal from the pitch estimation result estimated by the pitch estimation means and the past pitch estimation results stored in the input signal storage means;
the masker signal generating means generates and outputs the masker signal, using a signal used for generating the masker signal, the masker signal making at least the sound output from the target sound source difficult to hear;
the frequency characteristic correction means corrects the frequency characteristic of the masker signal generated by the masker signal generation means in accordance with the frequency characteristic of the target sound source to generate a corrected masker signal, and outputs the corrected masker signal to a speaker;
the input signal storage means stores the input signal divided into frames by the frame division means without processing it,
The acoustic processing method, wherein the frequency characteristic correction means corrects the masker signal using a correction filter that corrects a difference between the frequency characteristic of the speaker and the frequency characteristic of the target sound source.
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