专利名称：音响处理装置、音响处理方法及助听器的制作方法
技术领域：
本发明涉及相比位于距用户远的说话者的声音，通过相对地增强位于用户附近的说话者的声音，从而容易听见附近的说话者的声音的音响处理处理装置、音响处理方法及助听器。
背景技术：
作为仅增强位于用户附近的说话者的声音的音响处理装置的一例，可列举专利文献1。在该专利文献1中，使用被输入到50 [cm] l[m]左右的隔开配置的两个话筒的声音的振幅比，基于对应于该振幅比而预先计算的权重函数来进行附近场声的增强。图30是表示专利文献1中公开的音响处理装置的内部结构的方框图。在图30中，除法器1614输入由第1振幅提取器1613A算出的话筒1601A的振幅值，以及由第2振幅提取器1613B算出的话筒1601B的振幅值。接着，除法器1614基于话筒1601A的振幅值和话筒1601B的振幅值，获得话筒A、B间的振幅比。系数计算器1615计算与除法器1614算出的振幅比对应的加权系数。附近场声源分离装置1602根据由系数计算器1615算出的振幅比的值，使用预先算出的权重系数，进行附近场的声音的增强处理。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2009-36810号公报
发明内容
发明要解决的课题但是，使用上述的附近场声源分离装置1602，在要增强位于用户附近的声源或说话者的声音的情况下，需要在话筒1601A、1601B之间获得大的振幅比。为此，两个话筒 1601A、1601B需要隔开相当大的间隔来配置。因此，特别地在话筒的间隔为从数[mm](毫米)至数[cm](厘米)的范围内，难以应用在所配置的小型的音响处理装置上。特别地在低频频带中，由于两个话筒间的振幅比小，所以难以适当地判别位于用户附近的声源或说话者和位于距用户远的位置的声源或说话者。本发明鉴于上述以往的情况而完成，其目的在于，提供无论话筒的配置间隔如何， 都有效地增强用户附近的说话者的声音的音响处理装置、音响处理方法及助听器。用于解决课题的方案本发明的音响处理装置包括第1指向性形成单元，其使用多个无指向性话筒的各自的输出信号，输出在说话者方向上形成了指向性的主轴的第1指向性信号；第2指向性形成单元，其使用所述多个无指向性话筒的各自的输出信号，输出在说话者方向上形成了指向性的死角的第2指向性信号；第1电平计算单元，其计算由所述第1指向性形成单元输出的第1指向性信号的电平；第2电平计算单元，其计算由所述第2指向性形成单元输出的第2指向性信号的电平(level)；说话者远近判定单元，其基于由所述第1电平计算单元及第2电平计算单元算出的所述第1指向性信号的电平及所述第2指向性信号的电平，判定与所述说话者的远近；增益导出单元，其根据所述说话者远近判定单元的结果，导出对所述第1指向性信号提供的增益；以及电平控制单元，其使用由所述增益导出单元导出的增益， 控制所述第1指向性信号的电平。而且，本发明的音响处理方法包括使用多个无指向性话筒的各自的输出信号，输出在说话者方向上形成了指向性的主轴的第1指向性信号的步骤；使用所述多个无指向性话筒的各自的输出信号，输出在说话者方向上形成了指向性的死角的第2指向性信号的步骤；计算所述输出的第1指向性信号的电平的步骤；计算所述输出的第2指向性信号的电平的步骤；基于所述计算的所述第1指向性信号的电平及所述第2指向性信号的电平，判定与所述说话者的远近的步骤；根据所述判定出的与所述说话者的远近，导出对所述第1指向性信号提供的增益的步骤；以及使用所述导出的增益，控制所述第1指向性信号的电平的步骤。而且，本发明的助听器包括上述音响处理装置。发明效果根据本发明的音响处理装置、音响处理方法及助听器，无论话筒的配置间隔如何， 都可以有效地增强位于用户附近的说话者的声音。
图1是表示第1实施方式的音响处理装置的内部结构的方框图。图2是表示一例由第1指向性话筒输出的声音波形及由第1电平计算单元算出的电平的时间变化的图，图2的(a)是表示由第1指向性话筒输出的声音波形的时间变化的图，图2的(b)是表示由第1电平计算单元算出的电平的时间变化的图。图3是表示一例由第2指向性话筒输出的声音波形及由第2电平计算单元算出的电平的时间变化的图，图3的(a)是表示由第2指向性话筒输出的声音波形的时间变化的图，图3的(b)是表示由第2电平计算单元算出的电平的时间变化的图。图4是表示一例算出的电平差和瞬时增益之间的关系的图。图5是说明第1实施方式的音响处理装置的动作的流程图。图6是说明第1实施方式的音响处理装置的增益导出单元的增益导出处理的流程图。图7是表示第2实施方式的音响处理装置的内部结构的方框图。图8是表示第1指向性形成单元及第2指向性形成单元的内部结构的方框图。图9是表示一例由第1指向性形成单元输出的声音波形及由第1电平计算单元算出的电平的时间变化的图，图9的(a)是表示由第1指向性形成单元输出的声音波形的时间变化的图，图9的(b)是表示由第1电平计算单元算出的电平的时间变化的图。图10是表示一例由第2指向性形成单元输出的声音波形及由第2电平计算单元算出的电平的时间变化的图，图10的(a)是表示由第2指向性形成单元输出的声音波形的时间变化的图，图10的(b)是表示由第2电平计算单元算出的电平的时间变化的图。图11是表示一例与说话者的距离、由第1电平计算单元算出的电平和由第2电平计算单元算出的电平的电平差之间的关系的图。
图12是说明第1实施方式的音响处理装置的动作的流程图。图13是表示第2实施方式的音响处理装置的内部结构的方框图。图14是表示第2实施方式的音响处理装置的声音区间检测单元的内部结构的方框图。图15是表示由第1指向性形成单元输出的声音信号的波形、由声音区间检测单元的检测结果、及由第3电平计算单元算出的电平和估计噪声电平之间的比较结果的时间变化的图，图15的(a)是表示由第1指向性形成单元输出的声音信号的波形的时间变化的图，图15的(b)是表示由声音区间检测单元检测出的声音区间检测结果的时间变化的图， 图15的(c)是表示通过声音区间检测单元，对由第1指向性形成单元输出的声音信号的波形的电平和由声音区间检测单元算出的估计噪声电平进行比较的图。图16是说明第2实施方式的音响处理装置的动作的流程图。图17是表示第3实施方式的音响处理装置的内部结构的方框图。图18是表示第3实施方式的音响处理装置的远近判定阈值设定单元的内部结构的方框图。图19是说明第3实施方式的音响处理装置的动作的流程图。图20是表示第4实施方式的音响处理装置的内部结构的方框图。图21是表示一例以同一时间轴表示远近判定结果信息和自身说话声音判定结果信息的图。图22是表示另一例以同一时间轴表示远近判定结果信息和自身说话声音判定结果信息的图。图23是说明第4实施方式的音响处理装置的动作的流程图。图M是表示第5实施方式的音响处理装置的内部结构的方框图。图25是表示第5实施方式的音响处理装置的非线性放大单元的内部结构的方框图。图沈是表示对用户的听觉特性进行补偿的电平的输入输出特性。图27是说明第5实施方式的音响处理装置的动作的流程图。图观是说明第5实施方式的音响处理装置的非线性放大单元的动作的流程图。图四是说明第5实施方式的音响处理装置的非线性放大单元的频带增益设定单元的动作的流程图。图30是表示一例以往的音响处理装置的内部结构的方框图。标号说明10音响处理装置20音响处理装置30音响处理装置40音响处理装置50音响处理装置1101指向性收音单元1102话筒阵列1103第1指向性形成单元
1104第2指向性形成单元103第1电平计算单元104第2电平计算单元105说话者远近判定单元106增益导出单元107电平控制单元1201-1无指向性话筒1201-2无指向性话筒1202 延迟器1203 运算器1204EQ501声音区间检测单元601第3电平计算单元602估计噪声电平计算单元603电平比较单元604声音区间判定单元801自身说话声音判定单元802远近判定阈值设定单元901自适应滤波器902延迟器903差信号计算单元904判定阈值设定单元1001谈话对方判定单元3101非线性放大单元3201频带分割单元3202频带信号控制单元3202-1频带电平计算单元3202-2频带增益设定单元3202-3频带增益控制单元3203频带合成单元
具体实施例方式以下，对于本发明的各实施方式，参照附图进行说明。在各实施方式中，说明将本发明的音响处理装置应用于助听器的例子。因此，假设将音响处理装置安装在用户的耳朵， 说话者在用户的大致正前方。(第1实施方式)图1是表示第1实施方式的音响处理装置10的内部结构的方框图。如图1所示， 音响处理装置10包括第1指向性话筒101、第2指向性话筒102、第1电平计算单元103、第 2电平计算单元104、说话者远近判定单元105、增益导出单元106、以及电平控制单元107。
(第1实施方式的音响处理装置10的内部结构)第1指向性话筒101是在说话者方向上具有指向性的主轴的单一指向性话筒，主要将说话者的声音的直接声进行收音。第1指向性话筒101将该收音的声音信号Xl (t)分别输出到第ι电平计算单元103及电平控制单元107。第2指向性话筒102是在说话者方向上具有指向性的死角的单一指向性话筒或双指向性话筒，不对说话者的声音的直接声进行收音，而主要对通过房屋的墙面等的反射产生的说话者的声音的混响声进行收音。第2指向性话筒102将该收音的声音信号x2(t)输出到第2电平计算单元104。此外，第1指向性话筒101和第2指向性话筒102的配置间隔从数[mm]至数[cm]左右的距离。第1电平计算单元103获取由第1指向性话筒101输出的声音信号xl (t)，计算该获取的声音信号xl(t)的电平Lxl(t)[dB]。第1电平计算单元103将该算出的声音信号 xl (t)的电平Lxl (t)输出到说话者远近判定单元105。算式(1)表示一例由第1电平计算单元103算出的电平Lxl (t)的计算式。
权利要求
1.音响处理装置，其特征在于，包括第1指向性形成单元，其使用多个无指向性话筒的各自的输出信号，输出在说话者方向上形成了指向性的主轴的第1指向性信号；第2指向性形成单元，其使用所述多个无指向性话筒的各自的输出信号，输出在说话者方向上形成了指向性的死角的第2指向性信号；第1电平计算单元，其计算由所述第1指向性形成单元输出的第1指向性信号的电平； 第2电平计算单元，其计算由所述第2指向性形成单元输出的第2指向性信号的电平； 说话者远近判定单元，其基于由所述第1电平计算单元及第2电平计算单元算出的所述第1指向性信号的电平及所述第2指向性信号的电平，判定与所述说话者的远近；增益导出单元，其根据所述说话者远近判定单元的结果，导出对所述第1指向性信号提供的增益；以及电平控制单元，其使用由所述增益导出单元导出的增益，控制所述第1指向性信号的电平。
2.如权利要求1所述的音响处理装置，其特征在于，还包括 声音区间检测单元，其检测所述第1指向性信号的声音区间，所述说话者远近判定单元基于由所述声音区间检测单元检测出的声音区间中的声音信号，判定所述说话者的远近。
3.如权利要求1或2所述的音响处理装置，其特征在于，还包括自身说话声音判定单元，其基于由所述声音区间检测单元检测出的声音区间中的所述第1指向性信号的电平，判定是否为自身说话声音；以及远近判定阈值设定单元，其估计由所述自身说话声音判定单元判定出的自身说话声音中包含的混响声，基于该估计出的混响声，设定所述说话者远近判定单元在判定与所述说话者的远近时所使用的判定阈值，所述说话者远近判定单元使用由所述远近判定阈值设定单元所设定的所述判定阈值， 判定与所述说话者的远近。
4.如权利要求3所述的音响处理装置，其特征在于，还包括谈话对方判定单元，其基于所述说话者远近判定单元的结果和所述自身说话声音判定单元的结果，判定由所述说话者远近判定单元判定的所述说话者声音是否由谈话对方发声，所述增益导出单元根据所述谈话对方判定单元的结果，导出对所述第1指向性信号提供的增益。
5.音响处理方法，其特征在于，包括使用多个无指向性话筒的各自的输出信号，输出在说话者方向上形成了指向性的主轴的第1指向性信号的步骤；使用所述多个无指向性话筒的各自的输出信号，输出在说话者方向上形成了指向性的死角的第2指向性信号的步骤；计算所述输出的第1指向性信号的电平的步骤； 计算所述输出的第2指向性信号的电平的步骤；基于所述计算的所述第1指向性信号的电平及所述第2指向性信号的电平，判定与所述说话者的远近的步骤；根据所述判定出的与所述说话者的远近，导出对所述第1指向性信号提供的增益的步骤；以及使用所述导出的增益，控制所述第1指向性信号的电平的步骤。
6.助听器，其特征在于，包括权利要求1 权利要求4的任何一项所述的音响处理装置。
全文摘要
公开了无论话筒的配置间隔如何，都高效率地增强用户附近的说话者的声音的音响处理装置、音响处理方法及助听器。音响处理装置使用多个无指向性话筒的各个输出信号，输出在说话者方向上形成了指向性的主轴的第1指向性信号，并输出在说话者方向上形成了指向性的死角的第2指向性信号。音响处理装置分别计算第1指向性信号的电平、第2指向性信号的电平，基于该第1指向性信号的电平及第2指向性信号的电平，判定与说话者的远近。音响处理装置根据该判定结果，计算对第1指向性信号提供的增益，并使用该增益，控制第1指向性信号的电平。
文档编号H04R1/40GK102549661SQ20108004491
公开日2012年7月4日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年10月21日
发明者寺田泰宏, 山田麻纪 申请人:松下电器产业株式会社