JP4493530B2 - 車載音響処理装置、および、ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の音源から出力される音声信号を処理する車載音響処理装置、および、ナビゲーション装置に関する。

通常、自動車内で音楽等の音声を出力しているときに、この音声以外の音に注意を向けるべき事態が発生した場合、運転者はオーディオ装置を操作して、音声出力を停止させる等の動作を行う。これは、人間の聞覚特性により、同一周波数帯域の成分を含む複数の音声が重なって干渉した場合に、この周波数帯域の全ての音が聞き取りにくくなる上、各々の音が雑音として聞こえるというマスキング効果が起き、音による情報が得られない上に不快感を催すためである。しかしながら、運転中にオーディオ装置等を操作することは安全性の面で好ましくない。そこで、複数の音声が同時に出力されようとする場合に、予め設定された基準に基づいて１の音声信号を選択し、音声を出力する車載用音響装置統合システムが提案された（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１５９１９０号公報

近年、車両内においては、音楽だけでなく様々な音源からの音声が出力される。この中には、ナビゲーション装置の案内音声やラジオ放送の交通情報等、運転者が注意を向けるべき情報を含み、聞き逃すことのできない重要な音声がある。さらに、これらナビゲーション装置の音声やラジオ放送の音声には、運転者にとって重要な情報と重要でない情報とが混在して含まれるので、その音声を聞くべきか否かはその都度運転者が判断することが最も望ましく、聞く必要があるかどうかを事前に設定しておくことは困難である。従って、複数の音声が重なって聞こえた場合に、ある音声のみを選択して他の音声を出力しないといった方法では、重要な情報を聞き逃してしまう可能性があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車両内で複数の音声が出力される場合に、これら複数の音声の可聴性を確保し、かつ、車両内の人に音声の干渉による不快感を感じさせないようにすることを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、車両に搭載された複数の音源から出力される音声信号を処理する車載音響処理装置において、前記複数の音源から各々出力される複数の音声信号について、各音声信号間の相対的な優先度を決定する優先度決定手段と、前記優先度が最も高い音声信号を除く他の音声信号について、前記優先度が最も高い音声信号に含まれる特定の周波数帯域の信号成分を他の周波数帯域に移動させて新たな音声信号を生成する音声処理手段と、前記優先度が最も高い音声信号と、前記新たな音声信号とを合成して出力用の音声信号を生成する出力信号生成手段とを備えることを特徴としている。

また、本発明において、前記複数の音源による音声信号の出力の有無を検出する出力検出手段をさらに備え、前記優先度決定手段は、前記出力検出手段により検出された出力状態に基づいて、前記音声信号の優先度を設定するものとしてもよい。

さらに、本発明において、前記優先度決定手段は、前記優先度を決定した後にいずれかの音声信号の出力が有から無に切り替わった場合、切り替わってから所定時間が経過するまでの間は前記優先度を維持し、その後に前記優先度を新たに決定して更新するようにしてもよい。

また、本発明において、前記音声処理手段は、処理対象の音声信号について特定の周波数帯域の信号成分を阻止する帯域阻止手段と、前記処理対象の音声信号から前記特定の周波数帯域の信号成分を取り出す帯域通過手段と、前記帯域通過手段により取り出された信号成分の周波数を、前記特定の周波数帯域外の周波数に変換する周波数変換手段と、前記周波数変換手段により周波数が変換された信号成分と、前記帯域阻止手段により特定の周波数帯域の信号成分が阻止された音声信号とを合成する合成手段とを備える構成としてもよい。

また、本発明において、前記複数の音源には、前記車両の経路案内を行うナビゲーション機能における案内音声を出力する案内音声出力装置、可搬型の記録媒体に記録された音声を再生する再生装置、および、ラジオ放送を受信するラジオ受信装置のうち少なくとも一つが含まれるものとしてもよい。

さらに、本発明において、前記音源として、前記車両内において集音を行って音声信号を出力するマイクをさらに備える構成としてもよい。

本発明は、車両の経路案内を行うための案内音声を出力するナビゲーション装置において、前記案内音声とは別の音声の音声信号を出力する１または複数の音源と、前記音源から出力された音声信号と前記案内音声の音声信号とを含む複数の音声信号間の相対的な優先度を決定する優先度決定手段と、前記優先度が最も高い音声信号を除く他の音声信号について、前記優先度が最も高い音声信号に含まれる特定の周波数帯域の信号成分を他の周波数帯域に移動させて新たな音声信号を生成する音声処理手段と、前記優先度が最も高い音声信号と、前記新たな音声信号とを合成して出力用の音声信号を生成する出力信号生成手段とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、複数の音源から出力される複数の音声信号について優先度を決定し、この優先度が最も高い音声信号を除く他の音声信号について、特定の周波数帯域の信号成分を他の周波数帯域に移動させて新たな音声信号を生成し、この新たな音声信号と優先度が最も高い音声信号とを合成して出力用の音声信号を生成するので、複数の音源から出力される音声について、特定の周波数帯域において干渉を生じないようにすることができる。これにより、特定の周波数帯域の音声について、マスキング効果が起こらず、不快な雑音を生じない。さらに、出力された音声信号に含まれる一部の周波数帯域の信号成分について周波数を移動させる一方で、信号成分の除去等を行わないので、全ての音声信号について可聴性が確保される。従って、運転者を含む車両内の人は、不快な雑音の無い環境において、同時に出力された音声の内容を全て認識することが可能となり、必要な情報を欠かすことなく入手できる。また、運転中または乗車中の不快感を軽減し、快適な車内環境を実現できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１はナビゲーション装置１のフロントパネル１Ａの構成を示す正面図である。この図に示すように、ナビゲーション装置１のフロントパネル１Ａには、地図やメニュー画面等を表示するディスプレイ３２が設けられ、このディスプレイ３２の周囲には、ユーザによって操作される複数のキースイッチ８１が配設されている。これらのキースイッチ８１としては、電源スイッチや音量調整用スイッチ等のほか、ＡＭ／ＦＭラジオ受信モード、ＣＤ／ＭＤ再生モード、ＴＶ受信モード、および、ナビゲーション（経路案内）モードの中から動作モードを選択して切り替えるためのスイッチ等が設けられている。

上記動作モードについて概説すると、ＡＭ／ＦＭラジオ受信モードはナビゲーション装置１がＡＭ／ＦＭラジオ放送を受信してラジオ放送の音声を車内に出力するモードであり、ＣＤ／ＭＤ再生モードはナビゲーション装置１がＣＤ或いはＭＤ（登録商標）に記録された音楽を再生するモードである。また、ＴＶ受信モードはナビゲーション装置１がＴＶ放送を受信してＴＶ映像をディスプレイ３２に表示するとともにＴＶ音声を車内に出力するモードであり、ナビゲーションモードは、ナビゲーション装置１がディスプレイ３２に地図を表示して車両の経路案内を実行するモードである。すなわち、本ナビゲーション装置１は、車両のナビゲーション機能のほかにも、ラジオ放送やＴＶ放送の受信、および、ＣＤやＭＤ等の記録媒体に記録された音楽データの再生といったオーディオ機能を有している。

さらに、ナビゲーション装置１は、上記のナビゲーションモードの実行中に、ＡＭ／ＦＭラジオ受信モードまたはＣＤ／ＭＤ再生モードを同時に実行し、ラジオ放送の音声またはＣＤ或いはＭＤに記録された音楽を再生出力することが可能である。この場合、通常時はラジオ放送の音声またはＣＤ或いはＭＤに記録された音楽が出力され、ナビゲーションモードの機能により運転者に報知すべき情報（例えば、自車両が走行する経路、地域または場所に関する情報や渋滞に関する情報等）が発生した場合に、出力中の音楽に重畳させて、ナビゲーションの案内音声が出力される。

図２はナビゲーション装置１の電気的構成を示すブロック図である。この図に示すように、ナビゲーション装置１は、大別すると、制御部１０と、記憶部２０と、表示部３０と、音声合成部４０と、音声出力部５０と、ラジオ受信部６０と、音楽ソース７０と、操作部８０とを備えている。このうち、音声合成部４０（案内音声出力装置）、ラジオ受信部６０（ラジオ受信装置）および音楽ソース７０の各装置（再生装置）は、本発明の音源として機能する。

制御部１０は、本ナビゲーション装置１の各部を中枢的に制御するものであり、ナビゲーションコントロールＣＰＵ１１とオーディオコントロールＣＰＵ１２とを備えている。ナビゲーションコントロールＣＰＵ１１は、主として、ナビゲーションのための地図表示や交通情報表示、音声案内等を制御する。オーディオコントロールＣＰＵ１２は、ラジオ受信部６０および音楽ソース７０を制御する。記憶部２０は、ナビゲーションコントロールＣＰＵ１１およびオーディオコントロールＣＰＵ１２によって実行される各種プログラムや、経路案内に供される地図データや案内音声データ等の各種データを格納するものであり、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＤＶＤ−ＲＯＭ等を備えている。すなわち、上記ナビゲーションコントロールＣＰＵ１１は、経路案内動作時にあっては、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機やジャイロセンサ等の図示しない自車両位置検出手段から車両の現在位置を順次取得し、この現在位置を含む地図データを記憶部２０から読み出して表示部３０に出力するとともに、地図に車両位置をマークするための表示データを表示部３０に出力する。また、経路案内時にユーザに対して音声により報知すべき事項がある場合、ナビゲーションコントロールＣＰＵ１１は、記憶部２０から案内音声データを読み出して音声合成部４０に出力する。

表示部３０は、地図やＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）情報等の各種情報を表示するものであり、描画ＩＣ３１と、上記ディスプレイ３２とを備えている。描画ＩＣ３１は、制御部１０（特にナビゲーションコントロールＣＰＵ１１）から表示データ（地図やＶＩＣＳ情報等）を受け取り、この表示データを表示すべくディスプレイ３２を駆動するものである。ディスプレイ３２は、例えば液晶パネルや有機ＥＬパネルといったフラットパネルディスプレイ、或いは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイにより構成され、描画ＩＣ３１により駆動されて各種情報を表示する。

音声合成部４０は、制御部１０（特に、ナビゲーションコントロールＣＰＵ１１）から経路案内に供される案内音声データを受け取り、アナログ音声信号に変換して音声出力部５０に出力する。
音声出力部５０は、車内に経路案内のための案内音声やラジオ音声、音楽等の各種音声を出力するものであり、本発明の車載音響処理装置としての音声コントロール部５１と、パワーアンプ５２と、スピーカー５３とを備えている。音声コントロール部５１は、後述するように、音声合成部４０、後述するラジオ受信部６０或いは音楽ソース７０から案内音声や音声信号を受け取り、これらの音声に対する音響効果の付与や音量調整等の信号処理を施し、パワーアンプ５２に出力する。パワーアンプ５２は、音声コントロール部５１から受け取った音声の信号を増幅してスピーカー５３に出力する。スピーカー５３は、車内に設置され、パワーアンプ５２から入力される音声信号に基づいて車内に音声を出力する。なお、図示例では、１つのスピーカー５３のみが示されているが、多チャンネル再生を可能とすべく複数のスピーカー５３を設けても良い。

ラジオ受信部６０は、制御部１０の制御の下、ラジオ放送波を受信してラジオ放送の音声信号を音声出力部５０に出力するものであり、アンテナ６１と、アンテナ分配器６２と、ＦＭ多重専用チューナー（受信機）６３と、ＡＭ／ＦＭラジオチューナー（受信機）６４と、多重エンコーダー６５とを備えている。すなわち、本実施形態では、ラジオ受信部６０がＦＭ多重専用チューナー６３とＡＭ／ＦＭラジオチューナー６４との２つのチューナーを備え、それぞれのチューナー６３、６４にはアンテナ分配器６２を介してアンテナ６１により受信された信号が入力されている。これらＦＭ多重専用チューナー６３とＡＭ／ＦＭラジオチューナー６４とは互いに独立して動作し、互いに異なるラジオ放送を受信する。すなわち、ＦＭ多重専用チューナー６３は、常時、ＦＭ多重放送により放送されているＶＩＣＳ情報のみを受信し、また、ＡＭ／ＦＭラジオチューナー６４は、本ナビゲーション装置１の動作モードがＡＭ／ＦＭラジオ受信モードである場合に、ユーザが選局したチャンネルの放送波を受信する。

ＦＭ多重専用チューナー６３は、ＦＭ多重放送を受信すると、ＦＭ多重信号を多重エンコーダー６５に出力する。多重エンコード６５は、ＦＭ多重信号を復号するものであり、ＦＭ多重専用チューナー６３から受け取ったＦＭ多重信号を復号してＶＩＣＳ情報を取得し、制御部１０のナビゲーションコントロールＣＰＵ１１に出力する。ナビゲーションコントロールＣＰＵ１１は、ＶＩＣＳ情報を多重エンコーダー６５から受け取った場合、当該ＶＩＣＳ情報の表示データを描画ＩＣ３１に出力することで、ＶＩＣＳ情報をディスプレイ３２に表示する。また、ＡＭ／ＦＭラジオチューナー６４は、ＡＭ／ＦＭラジオ放送を受信した場合、当該ＡＭ／ＦＭラジオ放送の音声信号を音声出力部５０に出力して、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の音声を車内に出力させる。

音楽ソース７０は、ラジオ音声以外の音楽ソース（音源）であり、ＣＤ再生装置７１と、ＭＤ再生装置７２と、ＴＶ受信装置７３とを備えている。ＣＤ再生装置７１は、ＣＤ（ＤＶＤ等の他の光ディスクでも良い）に記録された音楽等の音声データを読み取り、音声信号を音声出力部５０に出力する。また、ＭＤ再生装置７２は、ＭＤに記録された音楽等の音声データを読み取り、音声信号を音声出力部５０に出力する。ＴＶ受信装置７３は、ＴＶ放送を受信して、ＴＶ放送の音声信号を音声出力部５０に出力するとともに、制御部１０の制御の下、映像信号を表示部３０に出力するものである。なお、車両が走行している場合等には、車両走行の安全性を高めるために、ＴＶ映像の表示は禁止される。

操作部８０は、ユーザの操作入力を検出して、制御部１０に出力するものであり、上述した複数のキースイッチ８１（図２では１つだけを示す）を備えている。これらキースイッチ８１は、上述したように、ナビゲーション装置１のフロントパネル１Ａに配設されており、キースイッチ８１としては、電源スイッチや音量調整用スイッチ等のほか、ＡＭ／ＦＭラジオ受信モード、ＣＤ／ＭＤ再生モード、ＴＶ受信モード、および、ナビゲーション（経路案内）モードの中から動作モードを選択して切り替えるためのスイッチ等が設けられている。

照明デバイス８２は、各キースイッチ８１の下部に配設されて、制御部１０（特に、オーディオコントロールＣＰＵ１２）の制御の下、点灯或いは点滅して、キースイッチ８１を識別可能とするものであり、例えばＬＥＤデバイス等に構成されている。すなわち、制御部１０が特定の照明デバイス８２を点灯或いは点滅されることで、特定のキースイッチ８１をユーザに識別させることが可能となる。

以上のように構成されるナビゲーション装置１において、音声コントロール部５１の構成および機能について詳細に説明する。
図３は、音声コントロール部５１の機能的構成を示すブロック図である。

図３に示すように、音声コントロール部５１は、音声合成部４０（図２）により出力されるナビゲーション機能の案内音声を処理するナビ音声処理部５０１、ＣＤ再生装置７１（図２）により出力される音声を処理するＣＤ音声処理部５０２、ＭＤ再生装置７２（図２）により出力される音声を処理するＭＤ音声処理部５０３、および、ＴＶ受信装置７３（図２）により出力される音声を処理するＴＶ音声処理部５０４の４つの音声処理部（音声処理手段）を備える。また、音声コントロール部５１は、ナビ音声処理部５０１、ＣＤ音声処理部５０２、ＭＤ音声処理部５０３およびＴＶ音声処理部５０４の各音声処理部に対する入力音声の有無を検出する音声検出部５１１（出力検出手段）と、音声検出部５１１の検出状態に基づいて上記各音声処理部の動作を制御する音声制御部５１２（優先度決定手段）と、上記各音声処理部による処理後の音声をパワーアンプ５２（図２）に出力する出力部５１３（出力信号生成手段）とを備える。

音声検出部５１１は、音声合成部４０による出力音声信号、および、音楽ソース７０（図２）の各部から上記各音声処理部に対する音声信号の出力の有無を検出し、検出結果を音声制御部５１２に出力する。
音声制御部５１２は、音声検出部５１１における検出結果に基づいて、各音声処理部５０１〜５０４に対し、各音声処理部５０１〜５０４が処理する音声の優先度を指示する。詳細には、音声制御部５１２は、音声合成部４０により出力される案内音声と、ＣＤ再生装置７１から出力される音声と、ＭＤ再生装置７２から出力される音声と、ＴＶ受信装置７３から出力される音声との全ての出力音声について、予め設定された優先順位を記憶している。そして、音声制御部５１２は、複数の出力音声が同時に検出された場合には、これら複数の出力音声の各々について優先度を決定する。この優先度は、例えば２つの出力音声について優先される度合いを相対的に示すものであり、優先すべき側が優先度「高」とされ、他方は優先度「低」とされ、優先度「高」の出力音声はそのまま出力され、その一方で、優先度「低」の出力音声は、後述するように特定の周波数帯域が減衰されるよう処理されて出力される。

図４は、優先度の決定に係る処理の一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）はＣＤ再生装置７１の出力音声の有無を示し、（ｂ）は音声合成部４０の出力音声の有無を示し、（ｃ）はＣＤ再生装置７１の出力音声の優先度を示し、（ｄ）は音声合成部４０の出力音声の優先度を示す。

図４には、ＣＤ再生装置７１の出力音声（以下、ＣＤ音声）と、音声合成部４０の出力音声（以下、ナビ音声）とが同時に出力される場合において、これら音声の優先度を随時音声制御部５１２によって決定する例を示す。
ここで、音声制御部５１２が記憶している優先順位によれば、ＣＤ音声に比べてナビ音声が優先されるものとする。ナビ音声はナビゲーション装置１のナビゲーション機能に関わる音声であるから、運転者にとってより重要性が高いと考えられるからである。

まず、時刻Ｔ１において、ＣＤ再生装置７１から音声が出力されると、音声検出部５１１は、ＣＤ音声「有」を検出する。ここで、ナビ音声は出力されていないので、音声制御部５１２は、ＣＤ音声の優先度を「低」とする。

続く時刻Ｔ２において、ナビ音声の出力が開始されると、音声制御部５１２は、ナビ音声の優先度を「低」にし、ＣＤ音声の優先度を「高」とする。ここで決定された優先度は、その後の時刻Ｔ３において、ナビ音声の出力が停止されるまで継続される。
時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間において、ナビ音声が一時的に途切れているが、ここでは音声制御部５１２は優先度を変更しない。これは、優先度が短時間のうちに頻繁に切り替わると、運転者等に煩雑な印象を与える上、音声が聞き取りにくくなること、および、ナビ音声は自車両の位置等に基づいて出力されるものであり、その出力および停止のタイミングが未知であって、短時間で途切れたり再開したりする可能性があることによる。従って、音声制御部５１２は、ナビ音声の出力が停止してから所定時間が経過するまでの間は、優先度を維持する。
ここで、出力が停止してから優先度を変更するまでの所定時間については、音源の種類および特徴に応じて決定すればよい。

時刻Ｔ３においてナビ音声の出力が停止し、その後、時刻Ｔ４までナビ音声が「無」の状態が継続されると、音声制御部５１２は、時刻Ｔ４において優先度を変更し、ＣＤ音声の優先度を「高」とし、ナビ音声の優先度を「低」として、優先度の更新を行う。
そして、時刻Ｔ５においてＣＤ音声の出力が停止されると、ナビゲーション装置１は音声の出力がない無音状態となる。この無音状態に対応して、音声制御部５１２は、ＣＤ音声およびナビ音声の双方について優先度を「ＯＦＦ（設定なし）」に更新する。

ここで、優先度が「ＯＦＦ」とされた音声信号は、他の音声信号の優先度や出力状態に関わらず、後述するナビ音声処理部５０１、ＣＤ音声処理部５０２、ＭＤ音声処理部５０３およびＴＶ音声処理部５０４において、優先度「高」および「低」の場合にそれぞれ行われる処理が何ら行われない。すなわち、その音声信号は出力出力部５１３（図３）へ出力されない。これにより、不要な音声信号について処理を行わないようにして、音声コントロール部５１の負荷を軽減できる。

続いて、時刻Ｔ６においてナビ音声の出力が開始されると、音声制御部５１２はナビ音声の優先度を「高」とし、ＣＤ音声の優先度を「低」とする。その後、時刻Ｔ７でナビ音声の出力が停止されるが、ここでは優先度は変更されず、この停止状態が時刻Ｔ８まで継続されると、ナビ音声およびＣＤ音声の双方の優先度が「ＯＦＦ」に更新される。

続いて、ナビ音声処理部５０１、ＣＤ音声処理部５０２、ＭＤ音声処理部５０３およびＴＶ音声処理部５０４の各音声処理部５０１〜５０４の構成および機能について詳細に説明する。
図５は、ナビ音声処理部５０１の機能的構成を示すブロック図である。ＣＤ音声処理部５０２、ＭＤ音声処理部５０３およびＴＶ音声処理部５０４は、いずれも図５のナビ音声処理部５０１と同一に構成されるので、図示および説明を省略する。

図５に示すように、ナビ音声処理部５０１は、音声合成部４０からのナビ音声が入力される優先度切替回路５２１と、分配回路５２２、帯域阻止手段としての帯域阻止フィルタ（ＢＥＦ：Band Eliminate Filter）５２３、遅延制御回路５２４、合成手段としての合成回路５２５、帯域通過手段としての帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）５２６、周波数変換手段としての周波数変換回路５２７、位相制御回路５２８及び振幅調整回路５２９からなる優先度「低」用の回路と、優先度「高」のときに使用される遅延制御回路５３０とを有する。
優先度切替回路５２１には、図示はしないが音声制御部５１２からの制御信号が入力されている。優先度切替回路５２１は、この制御信号に従って、ナビ音声の優先度が「高」であるか「低」であるかを判別する。そして、ナビ音声の優先度が「高」の場合、優先度切替回路５２１はナビ音声を遅延制御回路５３０に出力し、優先度が「低」の場合はナビ音声を分配回路５２２に出力する。ここで、優先度切替回路５２１から出力されるナビ音声の音声信号を音声信号Ｓ１とする。

分配回路５２２は、優先度切替回路５２１から入力される音声信号Ｓ１を帯域阻止フィルタ５２３と帯域通過フィルタ５２６とに分配して出力する。

帯域阻止フィルタ５２３は、分配回路５２２から入力される音声信号について、所定の周波数帯域（以下、周波数帯域Ｂ１とする）の信号成分を減衰させて、遅延制御回路５２４に出力する。
遅延制御回路５２４は、帯域阻止フィルタ５２３から入力される音声信号を所定時間だけ遅延させて音声信号Ｓ２を生成し、合成回路５２５に出力する。

一方、帯域通過フィルタ５２６は、分配回路５２２から入力された音声信号について、周波数帯域Ｂ１の信号成分のみを通過させ、音声信号Ｓ３として周波数変換回路５２７に出力する。
周波数変換回路５２７は、帯域通過フィルタ５２６から入力される音声信号Ｓ３の周波数を変換する処理を行い、変換後の音声信号を位相制御回路５２８に出力する。本実施形態においては、一例として、周波数変換回路５２７は、音声信号Ｓ３の周波数がもとの周波数の２倍となるよう変換を行う。すなわち、周波数帯域Ｂ１（Ｆ１［Hz］〜Ｆ２［Hz］）の音声信号が、周波数帯域Ｂ２（２×Ｆ１［Hz］〜２×Ｆ２［Hz］）の音声信号に変換される。
ここで、周波数変換回路５２７から出力される音声信号は、周波数変換の際に位相が回転している。この回転分を補償するため、位相制御回路５２８により、周波数変換回路５２７から入力された音声信号の位相を回転させる処理が行われ、音声信号Ｓ４として振幅調整回路５２９に出力される。
振幅調整回路５２９は、位相制御回路５２８から入力される音声信号Ｓ４の振幅を、出力時の音量レベルに合わせて調整（増幅または減衰）し、合成回路５２５へ出力する。

合成回路５２５は、遅延制御回路５２４から入力される音声信号Ｓ２と、遅延制御回路５２４から入力される音声信号とを合成して音声信号Ｓ５を生成して出力する。なお、位相制御回路５２８から合成回路５２５に入力される音声信号は周波数変換等の各種処理に要する時間だけ遅延を生じているが、遅延制御回路５２４から入力される音声信号Ｓ２も遅延制御回路５２４によって遅延されているので、これら音声信号は同期しており、そのまま重畳して合成できる。そして、合成回路５２５から出力された音声信号Ｓ５は、出力部５１３（図３）へ出力される。

図６は、音声信号Ｓ１〜Ｓ５の状態を示す図表であり、（ａ）は音声信号Ｓ１を、（ｂ）は音声信号Ｓ２を、（ｃ）は音声信号Ｓ３及びＳ４を、（ｄ）は音声信号Ｓ５を示す。

分配回路５２２から出力される音声信号Ｓ１（図６（ａ））について、帯域阻止フィルタ５２３によって周波数帯域Ｂ１の信号成分を阻止すると、図６（ｂ）に示すように周波数帯Ｂ１の信号成分を殆ど含まない音声信号Ｓ２となる。

一方、帯域通過フィルタ５２６は、音声信号Ｓ１（図６（ａ））の周波数帯域Ｂ１の信号成分のみを通過させるので、帯域通過フィルタ５２６から出力される音声信号Ｓ３は、図６（ｃ）に示すように、ほぼ周波数帯域Ｂ１の信号成分のみからなる信号である。音声信号Ｓ３は、周波数変換回路５２７によって周波数が２倍に変換され、さらに位相制御回路５２８によって位相が回転されて、図６（ｃ）に示すように、ほぼ周波数帯域Ｂ２の信号成分のみからなる音声信号Ｓ４となる。この音声信号Ｓ４は、音声信号Ｓ１の周波数帯域Ｂ１の信号成分を取り出して、高周波数側に移動させた信号となっている。

そして、合成回路５２５によって音声信号Ｓ２、Ｓ４が合成されることで、図６（ｄ）に示す音声信号Ｓ５が生成される。音声信号Ｓ５は、音声信号Ｓ１について周波数帯域Ｂ１の信号成分が除かれた上、この周波数帯域Ｂ１の信号成分が異なる周波数帯域Ｂ２に付加された信号となっている。
つまり、音声信号Ｓ５は、音声信号Ｓ１の周波数帯域Ｂ１の信号成分を高周波数側に移動させた信号であって、周波数帯域Ｂ１の信号成分を含んでいないが、もともと音声信号Ｓ１の周波数帯域Ｂ１に含まれていた信号成分が失われたわけではない。

図５に戻り、優先度切替回路５２１に対して、音声制御部５１２（図３）から、ナビ音声の優先度が「高」であることを示す制御信号が入力された場合、優先度切替回路５２１は、音声信号Ｓ１を遅延制御回路５３０に出力する。遅延制御回路５３０は、音声信号Ｓ１を遅延させた音声信号を、出力部５１３（図３）に出力する。
すなわち、ナビ音声の優先度が「高」である場合、ナビ音声は、所定時間遅延されるだけで出力部５１３に出力される。
なお、遅延制御回路５３０により音声信号Ｓ１を遅延させる時間は、ナビ音声の優先度が「低」であった場合の処理時間に合わせられる。分配回路５２２、帯域阻止フィルタ５２３、遅延制御回路５２４、合成回路５２５、帯域通過フィルタ５２６、周波数変換回路５２７、位相制御回路５２８および振幅調整回路５２９の各回路による処理には時間がかかり、この処理を経た信号は遅延を生じている。この優先度「低」の場合に出力される音声信号と、優先度「高」の場合に出力される音声信号とが同期していないと、優先度が切り替えられた場合に音声のずれを生じてしまう。そこで、遅延制御回路５３０によって音声信号を遅延させることで、音声信号と同期させ、優先度が切り替えられた場合のずれを防止している。

このナビ音声処理部５０１の動作により、ナビ音声の優先度が「高」の場合、ナビ音声の音声信号が元の波形を維持したまま出力部５１３へ出力され、ナビ音声の優先度が「低」の場合、ナビ音声の音声信号は、周波数帯域Ｂ１の信号成分を周波数帯域Ｂ２へ移動させた音声信号に変換されて、出力部５１３に出力される。

また、上述したように、ＣＤ音声処理部５０２、ＭＤ音声処理部５０３、及びＴＶ音声処理部５０４の各音声処理部は、いずれもナビ音声処理部５０１と同一に構成される。従って、これら各音声処理部に入力される音声信号は、いずれも、優先度「高」の場合はそのままの音声として出力され、優先度「低」の場合は、周波数帯域Ｂ１の信号成分を周波数帯域Ｂ２に移動させた音声として出力される。

ここで、周波数帯域Ｂ１が人間の声を含む周波数帯域であれば、優先度「低」の場合に出力される音声信号は、人間の声に相当する信号成分を含まないことになる。このため、優先度「低」の音声を人間の声と重畳させた場合、主な周波数帯域における信号成分が重ならないので、これらの音声は干渉しない。従って、この重畳された音声を聞いた人は、２つの音声を両方とも容易に認識することができる。
例えば、ナビ音声とラジオ放送の音声とが同時に出力され、ナビ音声の優先度が「高」、ラジオ放送の音声の優先度が「低」であった場合、ナビ音声とラジオ放送の音声とを同時に聞いた人は、ラジオで放送された内容を認識することも、ナビ音声の内容を認識することもできる。このため、ナビ音声を聞いて経路に関する情報を得つつ、ラジオで放送される交通情報やニュース等を聞き逃すことがない。

このように、本発明を適用した実施形態に係るナビゲーション装置１によれば、複数の音源からの音声が同時に出力された場合に、音声制御部５１２により各音声について優先度の高低が決定され、その優先度に応じて、ナビ音声処理部５０１、ＣＤ音声処理部５０２、ＭＤ音声処理部５０３、及びＴＶ音声処理部５０４の各音声処理部によって音声信号が処理される。この処理においては、優先度が高い側の音声信号は遅延されるだけで出力され、優先度が低い側の音声信号は、例えば人の声の周波数帯域を含む特定の周波数帯域Ｂ１の信号成分を他の周波数帯域Ｂ２に移動させることで、周波数帯域Ｂ１の信号成分を含まない音声信号にされる。そして、各音声処理部による処理後の音声信号が出力部５１３によって合成され、この音声信号に基づく音声がスピーカー５３から出力される。
これにより、複数の音源からの音声について、優先度が低い側の音声を加工することによって特定の周波数帯域において干渉を生じないように合成されるので、マスキング効果が起こらず、不快な雑音を生じない上に、複数の音源からの音声のいずれについても可聴性が確保される。
従って、運転者を含む車両内の人は、不快な雑音の無い環境において、同時に出力された音声の内容を全て認識することが可能となり、必要な情報を欠かすことなく入手できる。また、運転中または乗車中の不快感を軽減し、快適な車内環境を実現できる。

ここで、優先度が低い側の音声信号に対する処理により、一部の信号成分が異なる周波数帯域に移動されるので、その信号成分については音の高さが変わる。しかしながら、音の高さが変わっても可聴性は確保され、情報を取得するという意味では十分に有用である。また、優先度が高い側の音声は音の高さが変化しないので、優先度が高い側の音声の可聴性が全く変化せず、自然に聞くことができる。

また、音声信号の出力が停止した場合には、停止した音声信号を含めた各音声信号間の優先度が改めて決定され、更新されるので、例えば、優先度が低く音の高さが変えられていた音声信号が、他の音声が停止した後は、もともとの音の高さで出力されるようになる。このため、音の高さの変化を伴う処理が必要最小限に止められることで、車両内の人の違和感を最小限に抑えることができる。
さらに、音声信号の出力が停止した場合、停止後に所定時間が経過するまでは優先度を更新せず維持するので、優先度が頻繁に変更されないようにすることができ、車両内の人に煩雑な印象を抱かせないという効果が得られる。

なお、上述した実施形態は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用可能であることは勿論である。例えば、ナビゲーション装置１にマイクを設け、このマイクから入力された音声と、ナビゲーション装置１が備えるその他の音源の音声とについて優先度に基づく処理を行ってもよい。以下、この場合について変形例として説明する。

［変形例］
図７は、本実施形態の変形例におけるナビゲーション装置１の電気的構成を示すブロック図である。この図７に示す例において、ナビゲーション装置１は、上述した各部のほか、マイク７４を備える。マイク７４は、車両内において音声を集音し、音声信号を生成して音声コントロール部５１に出力する。

また、図８は、本実施形態の変形例における音声コントロール部５１の機能的構成を示すブロック図である。この図８に示すように、音声コントロール部５１は、マイク７４に対応してマイク音声処理部５０５を備える。マイク音声処理部５０５は、上述したナビ音声処理部５０１（図５）と同一に構成され、マイク７４から入力される音声信号の優先度が「高」の場合には、そのままの波形で出力部５１３に出力し、優先度が「低」の場合は、特定の周波数帯域における信号成分を他の周波数帯域に移動させて出力部５１３に出力する機能を有する。

これら図７及び図８に示す構成によれば、車両内の人が発する音声と、ナビゲーション装置１が備える各音源との優先度に応じて音声信号を処理することにより、ナビゲーション装置１の音源からの音声と、車両内の人が発する音声とが干渉することがなくなり、車両内の人は各音声の内容を容易に認識することができ、快適な車内環境を実現できる。

また、上述した実施形態（変形例を含む）において、その他の構成を任意に変形することが可能である。例えば、上述した実施形態では、音声制御部５１２によって決定される優先度が「高」と「低」の２段階からなる場合を例示したが、これに限らず、より多くの段階により構成されるものとしてもよい。この場合、優先度が最も高い出力音声を除く全ての出力音声について、上記実施形態で優先度「低」とした場合と同様の処理を行えばよい。さらに、優先度は「高」と「低」の２段階に限定されず、３段階またはそれ以上の数に区分してもよい。この場合、より多数の音源から音声信号が同時に出力された場合に対応できる。
また、上記実施形態においては、ＣＤ／ＭＤを再生する音楽ソース７０と、優先度に係る音声処理を行う音声コントロール部５１とナビゲーション装置１に内蔵された構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、音声出力部５０と、音楽ソース７０のＣＤ再生装置７１およびＭＤ再生装置７２とを、ナビゲーション装置１とは別体として構成しても、本発明を適用することが可能である。

さらに、音楽ソース７０において、例えば半導体記憶素子（フラッシュメモリ等）を用いたカード型記憶媒体に対するデータの読み書きが可能な装置を設け、この装置によって、カード型記憶媒体に記憶された音声データに基づいて音楽を再生する構成としてもよいし、ナビゲーション装置１に外部接続された機器を音源として、当該音源から音声コントロール部５１に音声信号が入力される構成としてもよい。また、上記実施形態においては、周波数変換回路５２７（図５）の機能によって、特定の周波数帯域Ｂ１における信号成分を２倍の周波数に変換するものとして説明したが、これはあくまで一例であって、周波数帯域Ｂ１の信号成分が周波数帯域Ｂ１外の周波数の信号成分になればよいので、例えば１／２倍、３倍、４倍等の周波数に変換してもよく、その他の細部構成についても任意に変更可能である。

本発明の実施形態に係るナビゲーション装置１のフロントパネル１Ａの構成を示す正面図である。 ナビゲーション装置１の電気的構成を示すブロック図である。 図２の音声コントロール部５１の機能的構成を示すブロック図である。 図３の音声制御部５１２による優先度の決定に係る処理の一例を示すタイミングチャートである。 図３のナビ音声処理部５０１の機能的構成を示すブロック図である。 図５のナビ音声処理部５０１において処理される音声信号の状態を例示する図表である。 本発明の実施形態に係るナビゲーション装置１の別の構成例を示すブロック図である。 図７の例における音声コントロール部５１の機能的構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ナビゲーション装置
１０ 制御部
２０ 記憶部
３０ 表示部
４０ 音声合成部（案内音声出力装置）
５０ 音声出力部
５１ 音声コントロール部（車載音響処理装置）
６０ ラジオ受信部（ラジオ受信装置）
７０ 音楽ソース
７１ ＣＤ再生装置（再生装置）
７２ ＭＤ再生装置（再生装置）
７３ ＴＶ受信装置（再生装置）
７４ マイク
８０ 操作部
５０１ ナビ音声処理部（音声処理手段）
５０２ ＣＤ音声処理部（音声処理手段）
５０３ ＭＤ音声処理部（音声処理手段）
５０４ ＴＶ音声処理部（音声処理手段）
５１１ 音声検出部（出力検出手段）
５１２ 音声制御部（優先度決定手段）
５１３ 出力部（出力信号生成手段）
５２１ 優先度切替回路
５２２ 分配回路
５２３ 帯域阻止フィルタ（帯域阻止手段）
５２４ 遅延制御回路
５２５ 合成回路（合成手段）
５２６ 帯域通過フィルタ（帯域通過手段）
５２７ 周波数変換回路（周波数変換手段）
５２８ 位相制御回路
５２９ 振幅調整回路
５３０ 遅延制御回路

Claims (7)

1. 車両に搭載された複数の音源から出力される音声信号を処理する車載音響処理装置において、
   前記複数の音源から各々出力される複数の音声信号について、各音声信号間の相対的な優先度を決定する優先度決定手段と、
   前記優先度が最も高い音声信号を除く他の音声信号について、前記優先度が最も高い音声信号に含まれる特定の周波数帯域の信号成分を他の周波数帯域に移動させて新たな音声信号を生成する音声処理手段と、
   前記優先度が最も高い音声信号と、前記新たな音声信号とを合成して出力用の音声信号を生成する出力信号生成手段と、
   を備えることを特徴とする車載音響処理装置。
2. 前記複数の音源による音声信号の出力の有無を検出する出力検出手段をさらに備え、
   前記優先度決定手段は、前記出力検出手段により検出された出力状態に基づいて、前記音声信号の優先度を設定することを特徴とする請求項１記載の車載音響処理装置。
3. 前記優先度決定手段は、前記優先度を決定した後にいずれかの音声信号の出力が有から無に切り替わった場合、切り替わってから所定時間が経過するまでの間は前記優先度を維持し、その後に前記優先度を新たに決定して更新することを特徴とする請求項２記載の車載音響処理装置。
4. 前記音声処理手段は、
   処理対象の音声信号について特定の周波数帯域の信号成分を阻止する帯域阻止手段と、
   前記処理対象の音声信号から前記特定の周波数帯域の信号成分を取り出す帯域通過手段と、
   前記帯域通過手段により取り出された信号成分の周波数を、前記特定の周波数帯域外の周波数に変換する周波数変換手段と、
   前記周波数変換手段により周波数が変換された信号成分と、前記帯域阻止手段により特定の周波数帯域の信号成分が阻止された音声信号とを合成する合成手段と、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車載音響処理装置。
5. 前記複数の音源には、前記車両の経路案内を行うナビゲーション機能における案内音声を出力する案内音声出力装置、可搬型の記録媒体に記録された音声を再生する再生装置、および、ラジオ放送を受信するラジオ受信装置のうち少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車載音響処理装置。
6. 前記音源として、前記車両内において集音を行って音声信号を出力するマイクをさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車載音響処理装置。
7. 車両の経路案内を行うための案内音声を出力するナビゲーション装置において、
   前記案内音声とは別の音声の音声信号を出力する１または複数の音源と、
   前記音源から出力された音声信号と前記案内音声の音声信号とを含む複数の音声信号間の相対的な優先度を決定する優先度決定手段と、
   前記優先度が最も高い音声信号を除く他の音声信号について、前記優先度が最も高い音声信号に含まれる特定の周波数帯域の信号成分を他の周波数帯域に移動させて新たな音声信号を生成する音声処理手段と、
   前記優先度が最も高い音声信号と、前記新たな音声信号とを合成して出力用の音声信号を生成する出力信号生成手段と、
   を備えることを特徴とするナビゲーション装置。

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