JP2007266754A - 車両用音声入出力装置および音声入出力装置用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】発話者の位置に応じてスピーカの指向性を変化させる。
【解決手段】車両に搭載される車両用音声入力装置が、姿勢に応じた方向に指向性を有する指向性スピーカ１５と、その指向性スピーカの姿勢を変える駆動部１４と、車両の車室内の複数位置に配置された複数のマイク１２、１３と、制御部１０と、を備え、制御部１０は、複数のマイク１２、１３が受けた音声に基づいて、指向性スピーカ１５から話者の頭部への目標方向を推定し、さらに、推定した目標方向に指向性スピーカ１５の指向性を向けるよう、駆動部１４を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用音声入出力装置および音声入出力装置用プログラムに関する。

従来、車両用ナビゲーション装置、車両用ハンズフリー装置等、音声入出力機能を備えた装置が車両に多く搭載されている。このような車両用音声入出力装置のための技術として、複数の乗員のうち特定の乗員だけが聞こえるように音声を出力する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、複数のスピーカから互いに位相がずれた音声を出力させることで、運転席の乗員の位置でのみ聞こえるような音声出力を実現する技術が開示されている。

また、車両用のものではないが、特許文献２には、複数のスピーカ間の位相のずれを変化させることで、出力した音声が聞こえる位置を変化させる技術が開示されている。
特開２００４−１１２５２０８号公報 特開平８−２２１０８１号公報

また、車室内に複数の乗員がいる場合、それらの乗員のうち発話を行った者のみに聞こえるように音を出力したい場合もある。例えば、特定の乗員がハンズフリー装置を用いて通話しているとき、通話相手の発言を他の乗員に聞かれたくない場合がある。また、ナビゲーション装置に対して音声コマンドを発した特定の乗員だけに、そのコマンドに対する応答音声を聞かせたい場合がある。

本発明は上記点に鑑み、車内の発話者の位置に向けてスピーカの指向性を変化させる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、車両に搭載される車両用音声入力装置であって、姿勢に応じた方向に指向性を有する指向性スピーカと 当該指向性スピーカの姿勢を変える駆動部と、当該車両の車室内の複数位置に配置された複数のマイクと、制御部とを備える。そして、当該制御部は、当該複数のマイクが受けた音声に基づいて、当該指向性スピーカから話者の頭部への方向（以下、目標方向という）を推定し、さらに、推定した当該目標方向に当該指向性スピーカの指向性を向けるよう、当該駆動部を制御する。

このようになっているので、指向性スピーカが駆動部によって姿勢を変えられることで、その指向性の方向が、発話者の推定された頭部の方向を向く。したがって、発話者の位置に向けてスピーカの指向性を変化させることができる。

また、請求項２に記載のように、当該複数のマイクは、当該車室内の天井部に取り付けられる第１のマイク群と、当該車室内の天井部以外の部分（以下、別部分という）に取り付けられる第２のマイク群とを備え、当該第１のマイク群のそれぞれは、当該天井部の一列に並ばない３箇所に配置され、当該第２のマイク群のぞれぞれは、当該別部分の一列に並ばない３箇所に配置され、当該制御部は、当該複数のマイクのそれぞれ受けた音声間の時間遅れに基づいて、当該話者の頭部位置を推定し、推定した頭部位置に基づいて、当該目標方向を推定するようになっていてもよい。

このように、天井部とそれ以外の部分とにあるマイク群を用いて頭部位置を推定することで、目標方向を精度よく推定できるようになる。

また、請求項３に記載のように、当該制御部は、当該複数のマイクが受けた音声に基づいて当該目標方向を繰り返し推定し、当該話者本人が発話したか否かを判定し、当該話者本人が発話していると判定したことに基づいて、当該目標方向の変化に当該指向性スピーカの指向性を追従させるよう、当該駆動部を制御するようになっていてもよい。

このように、発話者本人の発話であることを確認してから指向性スピーカの姿勢を変化させることで、当初の発話者以外の乗員が言葉を発したときに、または車内外で音が発生したときに、指向性スピーカが誤ってその方向に指向性を向けてしまうような事態の発生頻度を低減できる。これにより、指向性スピーカによる特定の一人の発話者への追従性の正確度がより高まる。

また、請求項４に記載のように、当該制御部は、当該話者本人が発話したか否かの判定を、推定した当該目標方向に基づいて行うようになっていてもよい。このように、指向性の制御のために推定した目標方向を、本人確認のためにも利用することができる。

また、請求項５に記載のように、当該制御部は、当該話者本人が発話したか否かの判定を、推定した当該目標方向の変化が基準量以下であるか否かに基づいて行うようになっていてもよい。この場合、請求項６に記載のように、当該制御部は、当該制御部が推定する当該目標方向に基づいて当該基準量を変化させるようになっていてもよい。このようになっていることで、車室内の位置毎の特性に応じたよりきめ細かい本人確認が可能となる。

また、請求項７に記載のように、当該制御部は、ユーザによる所定の入力操作があったことに基づいて、当該話者本人が発話したか否かに関わらず、当該目標方向の変化に当該指向性スピーカの指向性を追従させるよう、当該駆動部を制御するようになっていてもよい。このようになっていることで、指向性スピーカの指向性を向けるべき対象の乗員を切り替えることが可能となる。

また、請求項８に記載のように、本発明の特徴は、車両に搭載される音声入出力装置のためのプログラムであって、姿勢に応じた方向に指向性を有する指向性スピーカから話者の頭部への方向（以下、目標方向という）を、当該車両の車室内の複数位置に配置された複数のマイクが受けた音声に基づいて推定する手段、および推定された当該目標方向に、当該指向性スピーカの指向性を向けるよう、当該指向性スピーカの姿勢を変えるための駆動部を制御する手段、としてコンピュータを機能させる音声入出力装置用プログラムとしても捉えることができる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。図１に、本実施形態に係るハンズフリー装置１（車両用音声入出力装置の一例に相当する）のハードウェア構成を示す。ハンズフリー装置１は、制御部１０、インターフェース１１、前部マイク群１２、天井マイク群１３、駆動部１４、狭指向性スピーカ１５、広指向性スピーカ１６、および操作スイッチ群１７を有している。

制御部１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を備えている。このＣＰＵは、ＲＯＭ中の後述する各種プログラムを読み出して実行し、その実行の際には、ＲＡＭ中の記憶領域を用いると共に、インターフェース１１、前部マイク群１２、天井マイク群１３、駆動部１４、狭指向性スピーカ１５、広指向性スピーカ１６、および操作スイッチ群１７のそれぞれと制御信号のやりとりを、Ｉ／Ｏを介して行う。なお、ＲＯＭには、プログラム以外にも、車室内の空間の座標における、前部マイク群１２の取り付け位置座標、天井マイク群１３の取り付け位置座標、および狭指向性スピーカ１５の取り付け位置座標の情報が記録されている。以下、ＣＰＵがＲＯＭ中のプログラムを実行する処理を、制御部１０が実行する処理として記載する。

インターフェース１１は、制御部１０と図示しない携帯電話機とを有線または無線により接続する装置である。無線によって接続する場合、インターフェース１１は例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）用通信機器であってもよい。

前部マイク群１２は、複数のマイクユニットを有している。図２に、車室内前部のダッシュボード２１における前部マイク群１２の配置を示す。この図に示す通り、前部マイク群１２の各マイクユニット１２ａ〜ｃは、ダッシュボード２１の中央正面に、一直線でない配置、より詳しくは正三角形の配置で同一面上に並べられている。マイクユニット１２ａ〜ｃの相互間の距離は、例えば１０センチメートルである。

天井マイク群１３は、複数のマイクユニットを有している。図３に、車室内の天井２２における天井マイク群１３の配置を示す。この図に示す通り、天井マイク群１３の各マイクユニット１３ａ〜ｃは、天井２２の中央部に、一直線でない配置、より詳しくは正三角形の配置で同一面上に並べられている。マイクユニット１３ａ〜ｃの相互間の距離は、例えば１０センチメートルである。

駆動部１４は、天井２２の直下に取り付けられ、狭指向性スピーカ１５の姿勢を機械的に変化させる装置である。図４に、この駆動部１４の構造の一例および駆動部１４と狭指向性スピーカ１５の機械的接続関係の一例を示す。この図に示す通り、駆動部１４は、第１モータ１４１、回転部１４２、第２モータ１４３、および固定部１４４を有している。第１モータ１４１は、天井２２の中央部に固定され、制御部１０からの制御に基づいて、車両の上下方向を軸として回転部１４２を回転させる。第２モータ１４３は、回転部１４２に固定されている。固定部１４４は、その一端が第２モータ１４３に接続されている。この第２モータ１４３は、制御部１０からの制御に基づいて、車両の水平方向を軸として固定部１４４を回転させる。

狭指向性スピーカ１５は、固定部１の端部のうち、第２モータ１４３と反対側の端部に固定された、狭い指向性を有するスピーカである。狭指向性スピーカ１５としては、例えば、超音波を搬送波とし、音声を変調波とする音波を狭い方向（例えばπ／５００ステラジアン）に出力する超狭指向性スピーカを用いる。この狭指向性スピーカ１５は、その本体に対する指向性の向きが固定されている。したがって、狭指向性スピーカ１５は、姿勢が変わると、その姿勢の変化に伴って指向性の向きも変化する。

このような駆動部１４および狭指向性スピーカ１５の構造により、車両の上から下への向きの軸を極軸とする極座標表示で表現すると、第２モータ１４３が狭指向性スピーカ１５の向きの緯度（θ）を変化させ、第１モータ１４１が狭指向性スピーカ１５の向きの経度（φ）を変化させることができる。したがって制御部１０は、狭指向性スピーカ１５の指向性の向きを、天井２２の下側の任意の方向に向けるよう、駆動部１４を介して制御することができる。

広指向性スピーカ１６は、車内のどの席に座っている乗員にも聞こえるように音声を出力する、指向性のない、あるいは広い指向性を有するスピーカである。

操作部１７は、複数のメカニカルスイッチ等のユーザが操作可能な機器から成り、そのユーザの操作に応じた信号を制御部１０に出力する。この操作スイッチ群１７は、後述する秘話制御に用いられるためのボタンとして、全員ボタンおよび秘話ボタンを有している。

図５に、制御部１０がプログラムを実行することで実現する機能の構成を示す。制御部１０は、この図に示すようなハンズフリー制御、ビームフォーミング制御、および秘話制御を、電話通話開始を契機に、並列的に実行するようになっている。制御部１０は、電話通話の開始を、インターフェース１１を介した携帯電話機からの着信通知、またはユーザによる操作スイッチ群１７に対する電話呼び出し操作があったことに基づいて検出し、それに基づいて当該携帯電話機と制御信号をやり取りすることで通話回線を開き、上記制御を開始する。

ハンズフリー制御は、インターフェース１１に接続された携帯電話機と音声信号をやり取りすることで、乗員が携帯電話機から手を離したまま通話できるようにするための制御である。具体的には、制御部１０は、ハンズフリー制御のためのプログラムを実行することで、主に以下の（Ａ）、（Ｂ）の処理を実行する。
（Ａ）インターフェース１１を介して当該携帯電話機から受け取った通話相手の音声信号を狭指向性スピーカ１５および広指向性スピーカ１６のいずれか一方または両方に出力する。
（Ｂ）また、前部マイク群１２および天井マイク群１３のいずれかまたは両方から受けた乗員の発話音声の信号を、通話相手宛ての送信用の音声信号として、インターフェース１１を介して当該携帯電話機に出力する。

ビームフォーミング制御は、前部マイク群１２および天井マイク群１３の各マイクユニットのいずれかまたは両方から受けた音声信号のそれぞれに対して異なる遅延処理を施し、それら遅延処理の結果を合成することで、車室内の特定の位置からの音に対してのみ強い感度を有する音声信号を生成するための制御である。制御部１０は、各マイクユニットからの信号をどの程度遅延させるかについては、秘話制御中の後述する話者の口の位置算出の結果に基づいて決定する。

秘話制御は、前部マイク群１２および天井マイク群１３から受けた乗員の発話音声に基づいて通話者の耳位置（または頭部位置）を推定し、その耳位置に狭指向性スピーカ１５の指向性を向ける制御である。この秘話制御のために制御部１０がＲＯＭから読み出して実行する秘話制御用プログラム１００のフローチャートを示す。以下、このフローチャートに沿って制御部１０の秘話制御の作動を説明する。

この秘話制御用プログラム１００は、大別して３つの部分を有している。第１の部分は、ステップ１０５、１１０、１１５から成る通話者特定部、第２の部分はステップ１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５から成る通話者追従部、第３の部分はステップ１５０、１５５、１６０から成る全員通話制御部である。

制御部１０は、秘話制御用プログラム１００の実行において、まずこの通話者特定部のステップ１０５において、乗員の発話があるまで待ち、発話があると、続いてステップ１１０を実行する。発話があるか否かは、前部マイク群１２、天井マイク群１３からの受信音量が所定の基準値を超えたか否かに基づいて判定する。また、車室内外の雑音による誤認識を提言するために、発話があるか否かは、前部マイク群１２、天井マイク群１３からの受信音声の信号を周波数解析し、人の声が強い周波数帯における強度が基準より高いか否かで判定するようになっていてもよい。

ステップ１１０では、話者の耳位置を推定する。具体的には、まず話者の口の位置を算出し、その口の位置より基準長さ上方の位置を、話者の耳の位置として算出する。この基準長さは、例えば、人の口の位置の高さから耳の位置の高さまでの平均距離（例えば数センチ）である。話者の口の位置の算出は、以下のようにして行う。

まず、前部マイク群１２におけるマイクユニット１２ａ〜ｃからの受信音声信号間の遅延時間を算出し、その遅延時間に基づいて、前部マイク群１２の位置から見た発話者の口の位置の向きを算出する。それぞれの遅延時間は、前部マイク群１２ａ〜ｃからの信号のうちから２つの信号を抽出するすべての組み合わせについて、その組み合わせの信号同士の相関関数を算出することで実現できる。このような遅延時間の算出および遅延時間に基づく発話者の方向の算出方法は、例えば特開２００１−２３６０９２号公報に詳述されている。上述した通り、マイクユニット１２ａ〜ｃは同一直線上に並んでいないので、前部マイク群１２の位置から見た発話者の口方向の上下角および左右角を算出することができる。

続いて、天井マイク群１３におけるマイクユニット１３ａ〜ｃからの受信音声信号間の遅延時間を算出し、その遅延時間に基づいて、天井マイク群１３の位置から見た発話者の口の位置の向きを、前部マイク群１２の場合と同様に算出する。上述した通り、マイクユニット１３ａ〜ｃは同一直線上に並んでいないので、天井マイク群１３の位置から見た発話者の口方向の前後角および左右角を算出することができる。

続いて、このようにして算出した前部マイク群１２からの口の方向および天井マイク群１３からの口の方向の交差する点を、口の位置として算出する。なお、この算出は、ＲＯＭ中の前部マイク群１２および天井マイク群１３の取り付け位置座標を利用して行う。このようにして、車室内の発話者の口の位置が算出される。

なお、このステップ１１０において算出した発話者の耳位置は、基準耳位置として、ＲＡＭに記録する。

続いてステップ１１５では、ステップ１１０で算出した発話者の耳の位置に基づいて、狭指向性スピーカ１５のスピーカの指向性を向けるべき方向を算出し、その算出した方向に狭指向性スピーカ１５の実際の指向性が向くよう、駆動部１４を制御する。具体的には、ＲＯＭ中の狭指向性スピーカ１５の取り付け位置座標から、算出した耳の位置座標への方向を、指向性を向けるべき方向とする。そして、駆動部１４の第１モータ１４１および第２モータ１４３を制御することで、その方向に狭指向性スピーカ１５の実際の指向性を向ける。なおこの際、ハンズフリー制御における通話相手の音声の出力先として、狭指向性スピーカ１５のみを用いるようにする。

このようにすることで、通話相手からの音声は、ステップ１０５で検出された発話の主のみに聞こえるようになる。結果として、この発話者は、電話通話を行う者、すなわち通話者として特定されたことになる。

続いて制御部１０は、通話者追従部のステップ１２０で、「車内で発話があり、かつ、通話相手からの音声が狭指向性スピーカ１５から出力されていない」という条件が満たされているか否かを判定し、満たされていれば続いてステップ１２５を実行し、満たされていなければ続いてステップ１４０を実行する。車内で発話があるか否かは、ステップ１０５における場合と同様にして判定する。通話相手からの音声が狭指向性スピーカ１５から出力されているか否かは、インターフェース１１から通話相手の音声信号を受けているか否かに基づいて判定する。

ステップ１２５では、ステップ１２０で検出した発話の主の耳位置を、ステップ１１０と同じ方法で算出する。

続いてステップ１３０では、ステップ１２０で検出した発話の主が、通話者特定部で特定した通話者であるか否かを判定する。具体的には、ステップ１２５で算出した耳位置と、ＲＡＭ中に基準耳位置として記憶されている位置とを比較する。そして、それら２つの位置間の距離が基準距離より小さい場合は、発話の主が通話者であると判定し、基準距離より大きい場合は、発話の主が通話者でないと判定する。ここで、基準距離は、あらかじめ決められた一定値（例えば２０センチ）であってもよいし、一定の範囲内でランダムに決まる値であってもよいし、各種条件に基づいて変動する値であってもよい。

例えば、基準耳位置が、車室内のどの座席に属するものかに基づいて、基準距離を変化させてもよい。例えば、基準耳位置が運転席に属する場合よりも、基準耳位置が助手席に属する場合の方が基準距離が大きくなってもよい。また、基準耳位置が助手席に属する場合よりも、基準耳位置が後部座席に属する場合の方が基準距離が大きくなってもよい。これは、運転席、助手席、後部座席の順に、乗員の動きやすさが増大するという性質を利用した設定である。なお、「耳位置が座席に属する」とは、耳位置が当該座席の上方の位置に存在することをいう。

また、ハンズフリー装置１が、自車両が走行中か否かを検出できる場合、基準距離は、走行中であるときよりも、走行中でないときの方が大きくなっていてもよい。これは、走行中よりも停止中の方が乗員が動きやすいという性質を利用した設定である。自車両が走行中か否かについては、車両に取り付けられた車速センサに基づいて検出してもよいし、車両のシフトレバーがドライビングポジションにあるかパーキングポジションにあるかに基づいて判定してもよい。

なお、この耳位置のずれが基準よりも大きいか否かを判定することは、狭指向性スピーカ１５から耳位置への方向のずれが基準よりも大きいが否かを判定することでもある。

このステップ１３０で発話の主が通話者であると判定した場合、続いてステップ１３５を実行し、通話者でないと判定した場合、再度ステップ１２０を実行する。ステップ１３５では、ステップ１２５で算出した耳位置に基づいて、ステップ１１５と同じ方法で、当該耳位置に狭指向性スピーカ１５の指向性を向ける制御を行う。ステップ１３５の後、制御部１０は再度ステップ１２０を実行する。

ステップ１４０では、通話者をリセットする旨の乗員による操作があったか否かを判定する。具体的には、操作スイッチ群１７の秘話ボタンが押されたか否かを判定する。当該操作があった場合、続いて通話者特定部のステップ１０５を再度実行し、ない場合、続いてステップ１４５を実行する。

ステップ１４５では、秘話を解除する旨の乗員による操作があったか否かを判定する。具体的には、操作スイッチ群１７の全員ボタンが押されたか否かを判定する。当該操作があった場合、続いて全員通話制御部のステップ１５０を実行し、ない場合、再度ステップ１２０を実行する。

ステップ１５０では、広指向性スピーカ１６を、ハンズフリー通話用のスピーカとして使用するよう設定する。これによって、通話相手の音声が広指向性スピーカ１６を通じて乗員全員に聞こえるようになる。

続いてステップ１５５では、秘話を再開する旨の乗員による操作があったか否かを判定する。具体的には、操作スイッチ群１７の秘話ボタンが押されたか否かを判定する。当該操作があった場合、続いてステップ１６０を実行し、ない場合再度ステップ１５５を実行する。

ステップ１６０では、広指向性スピーカ１６を、ハンズフリー通話用のスピーカとして使用しないよう設定する。これによって、通話相手の音声は、狭指向性スピーカ１５のみから出力される状態に戻る。ステップ１６０の後、再度通話者特定部のステップ１０５を実行する。

以上のような秘話制御用プログラム１００を制御部１０が実行することで、ハンズフリー装置１は、ハンズフリー制御の開始後に最初に発話を行った乗員（ステップ１１０参照）の耳位置を算出し（ステップ１１０参照）、その耳位置に狭指向性スピーカ１５の指向性を向ける（ステップ１１５参照）ことで、その乗員を通話者として特定する。

その後、通話者のリセット（ステップ１４０参照）や秘話の解除の乗員操作（ステップ１４５）がない限り、通話者の発話のみに対応して（ステップ１２０、１２５、１３０参照）、耳位置に狭指向性スピーカ１５の指向性を追従させる（ステップ１３５参照）。このとき、通話相手からの音声が車室内に出力されている場合（ステップ１２０参照）や、通話者以外が発話した場合（ステップ１３０参照）は、それらの音に対応して狭指向性スピーカ１５の指向性の向きを変化させることがない。

また、通話者をリセットする操作があると（ステップ１４０参照）、その後最初に発話した（ステップ１０５参照）乗員を新たな通話者として特定し（ステップ１１０、１１５参照）、その後その新たな通話者に狭指向性スピーカ１５の指向性を追従させる（ステップ１２０、１２５、１３０、１３５参照）。

また、秘話解除の操作があると（ステップ１４５参照）、広指向性スピーカ１６をも出力用のスピーカとして用いることで（ステップ１６０参照）、全乗員に通話相手の音声が聞こえるようにする。このとき、秘話再開の操作があると（ステップ１５５参照）、広指向性スピーカ１６の使用を停止し（ステップ１６０参照）、その後最初に発話した（ステップ１０５参照）乗員を新たな通話者として特定し（ステップ１１０、１１５参照）、その後その新たな通話者に狭指向性スピーカ１５の指向性を追従させる（ステップ１２０、１２５、１３０、１３５参照）。

このように、狭指向性スピーカ１５が制御部１０の制御によって姿勢を変えることで、その指向性の方向が、発話者の推定された頭部の方向に追従する。したがって、通話者の変化する耳位置に応じてスピーカの指向性が変化する。

また、電話通話が始まった直後、最初に発話した乗員が通話者として特定され、その通話者に狭指向性スピーカ１５の指向性が追従する。したがって、通話毎に入れ替わる通話者に応じてスピーカの指向性が変化する。

このようになっていることで、通話者以外には煩わしい通話相手からの音声が、通話者のみに聞こえるようになるので、通話者以外の乗車環境が向上する。また、通話者以外の乗員には聞かれたくない通話相手からの音声が、通話者にのみ聞こえるようになるので、通話の秘匿性が高まる。

また、特定された通話者の発話であることを確認してから指向性スピーカ１５の姿勢を変化させることで、通話者以外の乗員が言葉を発したときに、または車内外で音が発生したときに、指向性スピーカが誤ってその方向に指向性を向けてしまうような事態の発生頻度を低減できる。これにより、指向性スピーカによる特定の一人の発話者への追従性の正確度がより高まる。

また、通話者が発話したか否かの判定を、推定した話者の耳位置の基準耳位置からの変化が基準量以下であるか否かによって行うことで、指向性の制御のために推定された耳位置を、本人確認のためにも利用することができる。なお、基準耳位置は、ステップ１１０が実行される度に、すなわち、基準耳位置は、秘話の開始、秘話の再開、秘話における通話者のリセットのうちいずれかがある度に更新される。したがって、基準耳位置は、特定された通話者の初期の耳位置となる。また、基準量は、推定された耳位置がどの座席に属しているものかに基づいて基準量を変化させる。したがって、車室内の座席毎の特性に応じたよりきめ細かい通話者確認が可能となる。

また、乗員による通話者リセットの入力操作があったことに基づいて、それまでの通話者が発話したか否かに関わらず、その操作の直後に発話を行った乗員の耳位置の変化に狭指向性スピーカ１５の指向性を追従させるので、狭指向性スピーカ１５の指向性を向けるべき対象の乗員を通話中に切り替えることが可能となる。

また、天井とダッシュボードという離れた位置にあるマイク群１２、１３を用いて話者の頭部位置および耳位置を推定することで、これらの位置を精度よく推定できる。

また、耳位置検出のための前部マイク群１２、１３を、ハンズフリー通話機能のために兼用できる。

また、狭指向性スピーカ１５が天井の中央部に取り付けられているので、障害物に邪魔されることがほとんどなく、どの座席の乗員の耳に対しても指向性を向けることができる。
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。

例えば、前部マイク群１２の取り付け位置座標、天井マイク群１３の取り付け位置座標、および狭指向性スピーカ１５の取り付け位置座標の情報は、ハンズフリー装置１の車両の装着時に、取り付け者によって、書き換え可能な長期記憶メモリ（例えばフラッシュメモリ、バックアップＲＡＭ）に記録されるようになっていてもよい。

また、ステップ１３０の通話者か否かの判定においては、ステップ１２５で算出した耳位置の属する座席（運転席、助手席、後部右座席、後部中央座席、後部左座席）と、ＲＡＭ中に基準耳位置として記憶されている位置の属する座席とが同じであるときに、通話者の発話であると判定するようになっていてもよい。

また、ステップ１３０の通話者か否かの判定においては、ステップ１２０で検出した音声の周波数解析を行って、周波数特性が通話者のものより基準以上変化した場合に、通話者以外の乗員が発話していると判定してもよい。この場合、通話者の周波数特性を記憶するため、ステップ１０５で検出した音声、およびステップ１３０で通話者のものであると特定した音声を、ＲＡＭに順次上書き記録するようになっていてもよい。

また、ステップ１３５では、ステップ１２５で算出した耳位置を、新たな基準耳位置としてＲＡＭに上書きしてもよい。この場合、基準位置は通話者の発話がある度に更新されることになる。

また、制御部１０は、通話者追従部のステップ１２０では、車内で発話があるか否かだけを判定するようになっていてもよい。これは、狭指向性スピーカ１５から通話相手の音声が出力されていても、その音声を前部マイク群１２および天井マイク群１３が検出する可能性は低いと考えられるからである。

また、乗員が操作スイッチ群１７を操作して秘話制御を行う旨を入力した場合にのみ、秘話制御用プログラム１００が実行されるようになっていてもよい。

また、前部マイク群１２は、天井部以外であれば、前部以外の位置にあってもよい。

なお、天井マイク群１３の位置と狭指向性スピーカ１５の位置は、ほぼ同じであってもよい。その場合、前部マイク群１２は必ずしも必要でない。この場合には、制御部１０は、ステップ１１０および１２５では、話者の耳位置でなく、前部マイク群１２から話者の耳位置への方向を算出すればよい。そして、ステップ１１５および１３５では、算出されたこの方向に、狭指向性スピーカ１５の指向性を向けるよう制御すればよい。

また、本発明に用いられる複数のマイクの配置は、例えば、同一面内にない４つのマイクから構成されていてもよい。

また、制御部１０が各種プログラムを実行して実現する機能のそれぞれは、当該機能を実現する専用のハードウェアによって実現されていてもよい。

また、本発明の音声入出力装置は、ハンズフリー装置に限らず、車両用ナビゲーション装置等、どのような車両用音声入出力装置として実現されていてもよい。

本発明の実施形態に係るハンズフリー装置１の電気的接続構成を示すブロック図である。 前部マイク群１２のダッシュボード２１上の取り付け位置を示す図である。 天井マイク群１３の天井２２における取り付け位置を示す図である。 駆動部１４および狭指向性スピーカ１５の機械的接続構成を示す図である。 制御部１０が実現する機能の構成を概念的に示すブロック図である。 制御部１０のＣＰＵが実行する秘話制御用プログラム１００のフローチャートである。

符号の説明

１…ハンズフリー装置、１０…制御部、１１…インターフェース、
１２…前部マイク群、１３…天井マイク群、１４…駆動部、１５…狭指向性スピーカ、
１６…広指向性スピーカ、１７…操作スイッチ群、２１…ダッシュボード、
２２…天井、１００…秘話制御用プログラム、１４１…第１モータ、１４２…回転部、
１４３…第２モータ、１４４…固定部。

Claims (8)

1. 車両に搭載される車両用音声入力装置であって、
   姿勢に応じた方向に指向性を有する指向性スピーカと
   前記指向性スピーカの姿勢を変える駆動部と、
   前記車両の車室内の複数位置に配置された複数のマイクと、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記複数のマイクが受けた音声に基づいて、前記指向性スピーカから話者の頭部への方向（以下、目標方向という）を推定し、さらに、推定した前記目標方向に前記指向性スピーカの指向性を向けるよう、前記駆動部を制御することを特徴とする車両用音声入出力装置。
2. 前記複数のマイクは、前記車室内の天井部に取り付けられる第１のマイク群と、前記車室内の天井部以外の部分（以下、別部分という）に取り付けられる第２のマイク群とを備え、
   前記第１のマイク群のそれぞれは、前記天井部の一列に並ばない３箇所に配置され、
   前記第２のマイク群のぞれぞれは、前記別部分の一列に並ばない３箇所に配置され、
   前記制御部は、前記複数のマイクのそれぞれ受けた音声間の時間遅れに基づいて、前記話者の頭部位置を推定し、推定した頭部位置に基づいて、前記目標方向を推定することを特徴とする請求項１に記載の車両用音声入出力装置。
3. 前記制御部は、前記複数のマイクが受けた音声に基づいて前記目標方向を繰り返し推定し、前記話者本人が発話したか否かを判定し、前記話者本人が発話していると判定したことに基づいて、前記目標方向の変化に前記指向性スピーカの指向性を追従させるよう、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用音声入出力装置。
4. 前記制御部は、前記話者本人が発話したか否かの判定を、推定した前記目標方向に基づいて行うことを特徴とする請求項３に記載の車両用音声入出力装置。
5. 前記制御部は、前記話者本人が発話したか否かの判定を、推定した前記目標方向の変化が基準量以下であるか否かに基づいて行うことを特徴とする請求項３に記載の車両用音声入出力装置。
6. 前記制御部は、前記制御部が推定する前記目標方向に基づいて前記基準量を変化させることを特徴とする請求項５に記載の車両用音声入出力装置。
7. 前記制御部は、ユーザによる所定の入力操作があったことに基づいて、前記話者本人が発話したか否かに関わらず、前記目標方向の変化に前記指向性スピーカの指向性を追従させるよう、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の車両用音声入出力装置。
8. 車両に搭載される音声入出力装置のためのプログラムであって、
   姿勢に応じた方向に指向性を有する指向性スピーカから話者の頭部への方向（以下、目標方向という）を、前記車両の車室内の複数位置に配置された複数のマイクが受けた音声に基づいて推定する手段、および
   推定された前記目標方向に、前記指向性スピーカの指向性を向けるよう、前記指向性スピーカの姿勢を変えるための駆動部を制御する手段、としてコンピュータを機能させる音声入出力装置用プログラム。

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