JP2008167319A - Headphone system, headphone drive controlling device, and headphone - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッドホンの駆動制御装置に関し、特に、ヘッドホンを利用して楽音等を聴いているユーザが周囲の音も聴き取れるようにする技術に関する。 The present invention relates to a headphone drive control device, and more particularly, to a technology that enables a user who is listening to a musical sound or the like using headphones to listen to surrounding sounds.
近年、MP3プレーヤなどの携帯型楽音再生装置が普及している。この種の楽音再生装置は、屋外や電車などの車両内での利用も可能であり、その利用の際には周囲の騒音による影響を避けるため、消音ヘッドホン(以下、単に「ヘッドホン」と呼ぶ)を用いることが一般的である。
しかしながら、ヘッドホンを利用して楽音等を聴いている場合、例えば周囲からの呼びかけや注意、自動車のクラクション音などの警告音を聴き取ることができず、危険な場合があるといった問題点がある。このため、ヘッドホンの利用時においても周囲の音のうちの特定のものについてはそのユーザが聴き取ることを可能にする技術が種々提案されている。例えば、特許文献1では、音声入力部と、音声入力部に入力された音声の音量を調節する音量調節部と、音量調節部で音量が調節された音声を出力する音声出力部とを有する音量制御装置に、マイクロフォンと、音声パターンを記憶する記憶部と、マイクロフォンで検出された音声パターンを認識する音声パターン認識部と、音声パターン認識部がマイクロフォンで検出された音声に、記憶部に記憶された音声パターンを確認したとき、音量調節部に対して音量の調節を指令する音量制御部と、を設けることが提案されている。
However, when listening to a musical sound or the like using headphones, there is a problem that a warning sound such as a call or caution from the surroundings or a car horn sound cannot be heard, which may be dangerous. For this reason, various techniques have been proposed that allow the user to listen to specific sounds of the surroundings even when using headphones. For example, in
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、外部音が、聴き取る必要があるとしてユーザより予め定められた音であるのか、それとも、単なる騒音であるのかの判別を1つのマイクの出力信号を用いて行っているため、パターン認識による騒音との識別が現実的には難しいといった問題点がある。
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、ヘッドホンの利用中であっても聴き取る必要があるとユーザにより予め定められた音をそのユーザに聴き取らせることを可能にするとともに、予め定められた音であるか否かの判別を精度良く行うことを可能にする技術を提供することを目的としている。
However, in the technique disclosed in
The present invention has been made in view of the above problems, and enables the user to listen to the sound predetermined by the user when it is necessary to listen even while using the headphones. It is an object of the present invention to provide a technique that makes it possible to accurately determine whether a sound is a predetermined sound.
上記課題を解決するために、本発明は、左耳向けスピーカと右耳向けスピーカとを有し、前記左耳向けスピーカの近傍には第1のマイクが固定されている一方、前記右耳向けスピーカの近傍には第2のマイクが固定されているヘッドホンと、音源装置から左チャネルおよび右チャネルの音信号を受け取り、左チャネルの音信号を前記左耳向けスピーカへ供給する一方、右チャネルの音信号を前記右耳向けスピーカへ供給するヘッドホン駆動制御装置と、を備え、前記ヘッドホン駆動制御装置は、前記両マイクの出力信号の位相差または時間差の少なくとも一方を利用してノイズ分析およびノイズ低減を行い、それら出力信号の表す音の音源波形を示す波形データを生成し出力する両耳信号処理部と、前記両耳信号処理部から出力される波形データの表す波形が、予め定められた1または複数の波形の何れかに一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合に外部音検出信号を出力する音声認識処理部と、前記音声認識処理部から外部音検出信号を受け取った場合に、前記第1のマイクの出力信号を前記左チャネルの音信号にミキシングして前記左耳向けスピーカへ供給する一方、前記第2のマイクの出力信号を前記右チャネルの音信号にミキシングして前記右耳向けスピーカへ供給するミキサと、を有することを特徴とするヘッドホンシステムを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention has a left-ear speaker and a right-ear speaker, and a first microphone is fixed in the vicinity of the left-ear speaker, while the right-hand speaker is used. Headphones with a second microphone fixed in the vicinity of the speaker and the sound signals of the left channel and the right channel are received from the sound source device, and the sound signal of the left channel is supplied to the speaker for the left ear, while the right channel A headphone drive control device that supplies a sound signal to the right-ear speaker, wherein the headphone drive control device uses at least one of a phase difference or a time difference between the output signals of the two microphones to perform noise analysis and noise reduction. A binaural signal processing unit that generates and outputs waveform data indicating a sound source waveform of the sound represented by the output signals, and a waveform data output from the binaural signal processing unit. A speech recognition processing unit that outputs an external sound detection signal when it is determined that the waveform represented by the data matches one of a predetermined waveform or a plurality of predetermined waveforms, and the speech recognition When an external sound detection signal is received from the processing unit, the output signal of the first microphone is mixed with the sound signal of the left channel and supplied to the speaker for the left ear, while the output signal of the second microphone And a mixer that mixes the sound signal with the right channel sound signal and supplies the sound signal to the right-ear speaker.
また、上記課題を解決するために、本発明は、左耳向けスピーカと右耳向けスピーカとを有し、前記左耳向けスピーカの近傍には第1のマイクが固定されている一方、前記右耳向けスピーカの近傍には第2のマイクが固定されているヘッドホンと、音源装置から左チャネルおよび右チャネルの音信号を受け取り、左チャネルの音信号を前記左耳向けスピーカへ供給する一方、右チャネルの音信号を前記右耳向けスピーカへ供給するヘッドホン駆動制御装置と、を備え、前記ヘッドホン駆動制御装置は、前記両マイクの出力信号の位相差または時間差の少なくとも一方を利用してノイズ分析およびノイズ低減を行い、それら出力信号の表す音の音源波形を示す波形データを生成し出力する両耳信号処理部と、前記両耳信号処理部から出力される波形データの表す波形が、予め定められた1または複数の波形の何れかに一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合に外部音検出信号を出力する音声認識処理部と、前記音声認識処理部から外部音検出信号を受け取った場合に、左チャネルの音信号に代えて前記第1のマイクの出力信号を前記左耳向けスピーカへ供給し、右チャネルの音信号に代えて前記第2のマイクの出力信号を前記右耳向けスピーカへ供給する選択部とを有することを特徴とするヘッドホンシステムを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention includes a left-ear speaker and a right-ear speaker, and a first microphone is fixed in the vicinity of the left-ear speaker, while the right microphone A headphone with a second microphone fixed in the vicinity of the ear speaker and a sound signal of the left channel and the right channel from the sound source device and receiving the sound signal of the left channel to the speaker for the left ear, A headphone drive control device that supplies a channel sound signal to the right-ear speaker, wherein the headphone drive control device uses at least one of a phase difference or a time difference between the output signals of the two microphones to perform noise analysis and A binaural signal processing unit that performs noise reduction and generates and outputs waveform data indicating a sound source waveform of a sound represented by the output signals, and is output from the binaural signal processing unit A speech recognition processing unit that determines whether or not a waveform represented by the shape data matches one or more of predetermined waveforms, and outputs an external sound detection signal when it is determined to match, the speech When an external sound detection signal is received from the recognition processing unit, the output signal of the first microphone is supplied to the left ear speaker instead of the left channel sound signal, and the first channel sound signal is replaced with the right channel sound signal. And a selection unit that supplies an output signal of the microphone to the right-ear speaker.
また、上記課題を解決するために、本発明は、音源装置から受け取った左チャネルの音信号をヘッドホンの左耳向けスピーカへ供給する一方、前記音源装置から受け取った右チャネルの音信号を前記ヘッドホンの右耳向けスピーカへ供給するヘッドホン駆動制御装置において、前記左耳向けスピーカの近傍に配置される第1のマイクの出力信号と前記右耳向けスピーカの近傍に配置される第2のマイクの出力信号の位相差または時間差の少なくとも一方を利用してノイズ分析およびノイズ低減を行い、それら出力信号の表す音の音源波形を示す波形データを生成し出力する両耳信号処理部と、前記両耳信号処理部から出力される波形データの表す波形が、予め定められた1または複数の波形の何れかに一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合に外部音検出信号を出力する音声認識処理部と、前記音声認識処理部から外部音検出信号を受け取った場合に、前記左チャネルの音信号に前記第1のマイクの出力信号をミキシングして前記左耳向けスピーカへ供給する一方、前記右チャネルの音信号に前記第2のマイクの出力信号をミキシングして前記右耳向けスピーカへ供給するミキサとを有することを特徴とするヘッドホン駆動制御装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention supplies a left channel sound signal received from a sound source device to a speaker for a left ear of a headphone, while a right channel sound signal received from the sound source device is supplied to the headphone. In the headphone drive control apparatus for supplying to the right ear speaker, the output signal of the first microphone arranged in the vicinity of the left ear speaker and the output of the second microphone arranged in the vicinity of the right ear speaker A binaural signal processing unit that performs noise analysis and noise reduction using at least one of a signal phase difference or a time difference and generates and outputs waveform data indicating a sound source waveform of a sound represented by the output signal; and the binaural signal It is determined whether or not the waveform represented by the waveform data output from the processing unit matches one or more of the predetermined waveforms. A speech recognition processing unit that outputs an external sound detection signal in the case where the external microphone detection signal is received, and when the external sound detection signal is received from the speech recognition processing unit, the output signal of the first microphone is mixed with the sound signal of the left channel. And a mixer for mixing the output signal of the second microphone with the sound signal of the right channel and supplying the output signal to the speaker for the right ear. Providing equipment.
また、上記課題を解決するために、本発明は、音源装置から受け取った左チャネルの音信号をヘッドホンの左耳向けスピーカへ供給する一方、前記音源装置から受け取った右チャネルの音信号を前記ヘッドホンの右耳向けスピーカへ供給するヘッドホン駆動制御装置において、前記左耳向けスピーカの近傍に配置される第1のマイクの出力信号と前記右耳向けスピーカの近傍に配置される第2のマイクの出力信号の位相差または時間差の少なくとも一方を利用してノイズ分析およびノイズ低減を行い、それら出力信号の表す音の音源波形を示す波形データを生成し出力する両耳信号処理部と、前記両耳信号処理部から出力される波形データの表す波形が、予め定められた1または複数の波形の何れかに一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合に外部音検出信号を出力する音声認識処理部と、前記音声認識処理部から外部音検出信号を受け取った場合に、左チャネルの音信号に代えて前記第1のマイクの出力信号を前記左耳向けスピーカへ供給し、右チャネルの音信号に代えて前記第2のマイクの出力信号を前記右耳向けスピーカへ供給する選択部とを有することを特徴とするヘッドホン駆動制御装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention supplies a left channel sound signal received from a sound source device to a speaker for a left ear of a headphone, while a right channel sound signal received from the sound source device is supplied to the headphone. In the headphone drive control apparatus for supplying to the right ear speaker, the output signal of the first microphone arranged in the vicinity of the left ear speaker and the output of the second microphone arranged in the vicinity of the right ear speaker A binaural signal processing unit that performs noise analysis and noise reduction using at least one of a signal phase difference or a time difference and generates and outputs waveform data indicating a sound source waveform of a sound represented by the output signal; and the binaural signal It is determined whether or not the waveform represented by the waveform data output from the processing unit matches one or more of the predetermined waveforms. A speech recognition processing unit that outputs an external sound detection signal in the case of receiving the external sound detection signal from the speech recognition processing unit, the output signal of the first microphone instead of the sound signal of the left channel A headphone drive control device comprising: a selection unit that supplies a left-ear speaker to an output signal of the second microphone to the right-ear speaker instead of a right channel sound signal. .
また、上記課題を解決するために、本発明は、左耳向けスピーカと右耳向けスピーカとを有し、前記左耳向けスピーカの近傍には第1のマイクが固定されている一方、前記右耳向けスピーカの近傍には第2のマイクが固定されていることを特徴とするヘッドホンを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention includes a left-ear speaker and a right-ear speaker, and a first microphone is fixed in the vicinity of the left-ear speaker, while the right microphone A headphone is provided in which a second microphone is fixed in the vicinity of the ear speaker.
本発明によれば、ヘッドホンの利用中であっても聴き取る必要があるとユーザにより予め定められた音をそのユーザに聴き取らせることが可能になるとともに、予め定められた音であるか否かの判別を精度良く行うことが可能になる、といった効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to make a user listen to a sound predetermined by a user when it is necessary to listen even when the headphones are being used, and whether the sound is a predetermined sound or not. It is possible to perform such determination with high accuracy.
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施する際の最良の形態について説明する。
(A:構成)
図1は、本発明の一実施形態に係るヘッドホンシステム10の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、このヘッドホンシステム10は、ヘッドホン100およびへッドホン駆動制御装置200を含んでいる。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(A: Configuration)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a
ヘッドホン100は、ユーザの左耳に向けて放音するスピーカ110Lと同ユーザの右耳に向けて音を放音するスピーカ110Rを有しており、スピーカ110Lには左チャネルの出力信号ZLがヘッドホン駆動制御装置200から供給され、スピーカ110Rには右チャネルの出力信号ZRがヘッドホン駆動制御装置200から供給される。図1に示すように、スピーカ110Lおよび110Rの各々は、耳あて130Lおよび130Rの各々に内蔵されている。図1の耳あて130Lおよび130Rは、ヘッドホン100を装着したユーザの耳を覆い、スピーカ110Lおよび110Rから出力される音を受聴する際の妨げとならないように外部音を消音または遮音するためのものである。耳あて130Lには、スピーカ110Lの近傍にスピーカ110Lに対して外向き(すなわち、周囲の音を収音し易い向き)にマイク120Lが設けられている。同様に、耳あて130Rには、スピーカ110Rの近傍にスピーカ110Rに対して外向きにマイク120Rが設けられている。マイク120Lは収音した音(すなわち、外部音)を表す音信号(以下、外部音信号)YLをヘッドホン駆動制御装置200に供給し、マイク120Rは収音した外部音を表す外部音信号YRをヘッドホン駆動制御装置200に供給する。
音源装置300は、例えば、MP3プレーヤであり、自装置に記憶されている楽音データにしたがって左右2チャネルの音信号(以下、音源信号)XLおよびXRを生成し、ヘッドホン駆動制御装置200に供給する。
The headphone 100 includes a
The
ヘッドホン駆動制御装置200は、例えば音源装置300における楽音再生を制御するリモコンとして機能するものであり、音源装置300から受け取った左チャネルの音源信号XLにレベル調整等の信号処理を施して出力信号ZLを生成し、スピーカ110Lへ供給する一方、音源装置300から受け取った音源信号XRに同信号処理を施して出力信号ZRを生成しスピーカ110Rへ供給する。
加えて、ヘッドホン駆動制御装置200は、マイク120Lおよび120Rから受け取った外部音信号YLおよびYRにより表される音が、ヘッドホンシステムのユーザにより聴き取る必要があるとして予め定められた音であるか否かを判定し、予め定められた音であると判定した場合には、外部音信号YLと音源信号XLをミキシングして出力信号ZLを生成するとともに、外部音信号YRと音源信号XRをミキシングして出力信号ZRを生成する。これにより、音源装置300により再生される楽音をヘッドホン100を利用して聴いているユーザに、そのユーザが聴き取る必要があるとして予め定めた外部音を聴き取らせることが可能になる。
以下、ヘッドホン駆動制御装置200の構成を中心に図面を参照しつつ説明する。
The headphone
In addition, the headphone
Hereinafter, the configuration of the headphone
ヘッドホン駆動制御装置200は、図1に示すように、操作部210、両耳信号処理部220、音声認識処理部230、ミキサ240、外部音信号処理部250Lおよび250Rを有している。
図1に示すように、マイク120Lから供給される外部音信号YLはヘッドホン駆動制御装置200の内部で2分流され、その一方は両耳信号処理部220に他方は外部音信号処理部250Lに与えられる。同様に、マイク120Rから供給される外部音信号YRもヘッドホン駆動制御装置200内で2分流され、一方は両耳信号処理部220に他方は外部音信号処理部250Rに与えられる。また、音源装置300から供給される音源信号XLおよびXRはミキサ240に与えられる。
As shown in FIG. 1, the headphone
As shown in FIG. 1, the external sound signal YL supplied from the
外部音信号処理部250Lおよび250Rは、アンプとイコライザとを含んでいる(図1では、何れも図示省略)。上記アンプは、マイク120Lまたは120Rから受け取った外部音信号を上記イコライザによる信号処理に適したレベルに増幅して上記イコライザに供給するものであり、上記イコライザは上記アンプから引き渡された音信号にバンドパスフィルタ処理などの各種フィルタ処理を施してミキサ240に出力する。
The external sound
両耳信号処理部220は、例えばDSP(Digital Signal Processor)であり、マイク120Lおよび120Rの各々から与えられた外部音信号YLおよびYRの位相差または時間差の少なくとも一方を利用して所謂両耳処理を行って雑音成分を除去する等、それら外部音信号の表す音の本来の波形を表す波形データ(その音の音源における波形を表す波形データ)を生成し、その波形データを音声認識処理部230に供給する。なお、上記両耳処理の一例としては、外部音信号YLおよびYRの時間差および位相差を相殺して両音信号の相関を求めるなどしてノイズ成分の分析を行う処理や音源方向を推定する処理が挙げられる。
The binaural
音声認識処理部230は、例えばEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)などの不揮発性メモリやRAM(Random
Access Memory)などの揮発性メモリとCPU(Central Processing Unit)を含んでいる(何れも図示省略)。
上記不揮発性メモリには、波形データa、波形データbおよび波形データcの3つの波形データが予め記憶されている。これら3つの波形データは、例えば特定の人の音声や自動車のクラクション音などの波形を表すものであり、具体的には、波形データaは図2(a)に示す波形を、波形データbは図2(b)に示す波形を、そして、波形データcは図2(c)に示す波形を表している。なお、図2では、説明を簡略化するために、上記各波形データが略正弦波様の波形を表している場合について例示されているが、実際の人の声やクラクション音の波形がより複雑であることは言うまでもない。
The voice
It includes a volatile memory such as an access memory (CPU) and a central processing unit (CPU) (both not shown).
In the nonvolatile memory, three waveform data of waveform data a, waveform data b, and waveform data c are stored in advance. These three waveform data represent, for example, a waveform of a specific person's voice or a car horn sound. Specifically, the waveform data a is the waveform shown in FIG. 2A, and the waveform data b is The waveform shown in FIG. 2B and the waveform data c represent the waveform shown in FIG. In FIG. 2, for simplicity of explanation, the case where each of the waveform data represents a substantially sinusoidal waveform is illustrated, but the waveform of an actual human voice or horn sound is more complicated. Needless to say.
さて、図1に示すヘッドホンシステムのユーザは、操作部210に設けられている操作子を適宜操作することによって、上記3種類の波形データのうちの1つを予め選択することができ、操作部210は、ユーザの操作内容に応じた信号を音声認識処理部230に出力する。この信号を受け取った音声認識処理部230は、その信号を解析することによって、ユーザにより上記3種類の波形データのうち何れの波形データが選択されたのかを特定し、ユーザにより選択された波形データを示す識別子(例えば、その波形データの格納場所を示すアドレス等)を上記揮発性メモリ内の所定領域に記憶する。
また、上記不揮発性メモリには、上記3種類の波形データの他に、両耳信号処理部220から受け取った波形データが上記ユーザにより選択された波形データと一致する否かを判定しその判定結果に応じて制御信号(以下、外部音検出信号)CSをミキサ240に出力する処理を上記CPUに実行させる制御プログラムが予め記憶されている。上記CPUは上記揮発性メモリをワークエリアとしてその制御プログラムを実行することにより、外部音検出信号CSの出力制御を行う。より詳細に説明すると、上記制御プログラムにしたがって作動しているCPUは、両耳信号処理部220から受け取った波形データとユーザにより予め選択された波形データとが一致すると判定した場合に、外部音検出信号CSを出力する。
Now, the user of the headphone system shown in FIG. 1 can select one of the three types of waveform data in advance by appropriately operating an operator provided in the
The non-volatile memory determines whether or not the waveform data received from the binaural
ミキサ240は、図1に示すように、ゲイン制御部241と、アンプ242Lおよび242Rと、加算器243Lおよび243Rと、アンプ244Lおよび244Rとを有している。
ゲイン制御部241は、前述した外部音検出信号CSを音声認識処理部230から受け取ったか否かに応じて、アンプ242Lおよび242Rの増幅率とアンプ244Lおよび244Rの増幅率を図3に示すゲイン管理テーブルの格納内容にしたがってセットする。より詳細に説明すると、ゲイン制御部241は、音声認識処理部230と同様に、不揮発性メモリ、揮発性メモリおよびCPUを含んでおり(図1では何れも図示省略)、不揮発性メモリには、上記増幅率制御処理をCPUに実行させるための制御プログラムおよびゲイン管理テーブルが記憶されている。ゲイン制御部241のCPUは上記制御プログラムを不揮発性メモリから読み出し、揮発性メモリをワークエリアとして実行する。その結果、音声認識処理部230から外部音検出信号CSが出力された場合には、アンプ242Lおよびアンプ242Rの増幅率は“0”にセットされ、アンプ244Lおよび244Rの増幅率は“1”にセットされる。逆に、音声認識処理部230から外部音検出信号CSが出力されない場合には、アンプ242Lおよびアンプ242R、アンプ244Lおよび244Rの増幅率は“1/2”にセットされる。
以上がヘッドホン駆動制御装置200の構成である。
As shown in FIG. 1, the
The gain control unit 241 determines the gains of the
The above is the configuration of the headphone
(B:動作)
次いで、ヘッドホン駆動制御装置200が行う動作について図4を参照しつつ説明する。
図4(a)から(c)は、時刻T0から時刻T3までの期間にヘッドホン駆動制御装置200に入力される音源信号XLおよび外部音信号YLと、同期間にヘッドホン駆動制御装置200から出力される出力信号ZLの各信号波形を示す図である。なお、本実施形態では、左右2チャネルの入出力波形のうち、左チャネルの入出力波形についてのみ図4(a)から(c)に例示されているが、右チャネルの入出力波形は位相差および時間差を除いて左チャネルの入出力波形と同一である。また、以下に説明する動作例では、音源信号XLの周波数はf[Hz]であり、図4(b)に示すように、時刻T0からT1までの期間に入力される外部音信号YLの周波数f/2[Hz]であり、時刻T1からT2までの期間に入力される外部音信号YLの周波数2f[Hz]であり、時刻T2からT3までの期間に入力される外部音信号YLの周波数4f[Hz]であるとする。そして、本動作の開始時点では、周波数がf/2[Hz]、2f[Hz]および4f[Hz]である各波形を表す波形データa、波形データbおよび波形データcが音声認識処理部230の不揮発性メモリに予め記憶されており、これら3種類の波形データのうち波形データbが予めユーザにより選択されているものとする。
(B: Operation)
Next, operations performed by the headphone
4A to 4C, the sound source signal XL and the external sound signal YL that are input to the headphone
(B−1:時刻T0からT1までの期間における動作)
時刻T0からT1までの期間において、マイク120Lからヘッドホン駆動制御装置200に入力される外部音信号YLの波形は、図4(b)に示す通り、周波数がf/2[Hz]の波形である。このため、両耳信号処理部220は、外部音信号YLおよびYRに対して両耳処理を施すことにより図4(b)に示す波形を表す波形データを生成し、その波形データを音声認識処理部230へ引き渡す。このように、両耳信号処理部220により実行される両耳処理によって雑音成分が除去されるため、外部音信号YLおよびYRにノイズが含まれていたとしても、それら外部音信号の信号源における信号波形が上記両耳処理によって復元され、その波形を示す波形データが音声認識処理部230に引き渡される。
(B-1: Operation in the period from time T0 to T1)
In the period from time T0 to T1, the waveform of the external sound signal YL input from the
音声認識処理部230のCPUは、両耳信号処理部220から受け取った波形データと、ユーザにより指定された波形データとを比較し、その比較結果に応じて外部音検出信号CSを出力する。前述したように、両耳信号処理部220から音声認識処理部230へ引き渡される波形データにはノイズ成分が含まれていないため、音声認識処理部230における音声認識を精度良く実行することが可能になる。
本実施形態では、時刻T0からT1までの期間に両耳信号処理部220から音声認識処理部230へ引き渡される波形データは、周波数がf/2[Hz]の波形を表す一方、ユーザにより選択された波形データは、周波数が2f「Hz」の波形を表すため、音声認識処理部230のCPUは両波形は一致しないと判定し、外部音検出信号CSを出力しない。
The CPU of the speech
In the present embodiment, the waveform data delivered from the binaural
ミキサ240のゲイン制御部241は、時刻T0からT1までの期間においては、外部音検出信号CSを受け取らないため、図3に示すゲイン管理テーブルの格納内容にしたがって、アンプ242Lおよび242Rの増幅率を“0”にセットし、アンプ244Lおよび244Rの増幅率を“1”にセットする。その結果、加算器243Lには音源信号XLのみが入力され、その音源信号XLそのものが出力信号ZLとしてスピーカ110Lに供給される。また、スピーカ110Rについても同様に、音源信号XRそのものが出力信号ZRとして供給されることになる。その結果、スピーカ110Lおよび110Rからは、音源装置300により再生される楽音のみが放音される。つまり、時刻T0からT1までの期間においては、ユーザは、図4(c)に示すように、音源装置300により再生された楽音のみを聴くことになる。
以上が時刻T0からT1までの期間におけるヘッドホン駆動制御装置200の動作である。
Since the gain control unit 241 of the
The above is the operation of the headphone
(B−2:時刻T1からT2までの期間における動作)
次いで、時刻T1からT2までの期間にてヘッドホン駆動制御装置200が行う動作について説明する。
時刻T1からT2までの期間においては、マイク120Lからヘッドホン駆動制御装置200に入力される外部音信号YLの波形は、図4(b)に示す通り、周波数が2f[Hz]の波形であり、この波形を表す波形データが両耳信号処理部220から音声認識処理部230に引き渡される。なお、時刻T1からT2までの期間に両耳信号処理部220から音声認識処理部230へ引き渡される波形データにはノイズ成分が含まれていないことは、前述した時刻T0からT1までの期間の場合と同様である。
(B-2: Operation in the period from time T1 to time T2)
Next, an operation performed by the headphone
During the period from time T1 to T2, the waveform of the external sound signal YL input from the
音声認識処理部230のCPUは、時刻T0からT1までの期間における動作と同様に、両耳信号処理部220から受け取った波形データと、ユーザにより指定された波形データとを比較し、その比較結果に応じて外部音検出信号CSの出力制御を行う。時刻T1からT2までの期間に両耳信号処理部220から音声認識処理部230へ引き渡される波形データとユーザにより選択された波形データとは、共に周波数が2f「Hz」の波形を表すため、音声認識処理部230は、両者は一致すると判定し外部音検出信号CSをミキサ240に出力する。
The CPU of the speech
時刻T1からT2までの期間においては、ミキサ240のゲイン制御部241は、外部音検出信号CSを音声認識処理部230から受け取るため、図3に示すゲイン管理テーブルの格納内容にしたがって、アンプ242L、242R、アンプ244Lおよび244Rの増幅率を“1/2”にセットする。その結果、加算器243Lには音源信号XLおよび外部音信号YLの両者が入力され、両者を1対1の比率でミキシングした出力信号ZLがスピーカ110Lに供給される。スピーカ110Rについて同様に、音源信号XLおよび外部音信号YLを1対1の比率でミキシングした出力信号ZLが供給される。このため、時刻T1からT2までの期間においては、図4(c)に示すように、ユーザは音源装置300により再生された楽音と外部音とを聴くことになる。
以上が時刻T1からT2までの期間におけるヘッドホン駆動制御装置200の動作である。以降、ヘッドホン駆動制御装置200は、時刻T2からT3までの期間においても、前述した時刻T0からT1までの期間と同様の動作を行い、その結果、この期間においてはユーザは音源装置300により再生される楽音のみを聴くことになる。
In the period from time T1 to T2, the gain control unit 241 of the
The above is the operation of the headphone
以上説明したように、本実施形態に係るヘッドホン駆動制御装置200においては、ヘッドホンの左右各スピーカに対応して配置された2つのマイクにより収音された外部音信号に両耳処理を施してその音源波形を復元した後に、音声認識処理が行われるため、その外部音がユーザにより予め指定された音であるか否かの判別が精度良く行われる。このため、本実施形態によれば、ヘッドホンの利用中であっても聴き取る必要があるとユーザにより予め定められた音をそのユーザに聴き取らせることが可能になるとともに、予め定められた音であるか否かの判別を精度良く行うことが可能になる。
As described above, in the headphone
(C:変形)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、係る実施形態に以下に述べる変形を加えても良いことは勿論である。
(1)上述した実施形態では、ヘッドホンの左右各スピーカに対応して配置された2つのマイクにより収音された外部音信号に両耳処理を施してその音源波形を復元した後にその波形が予め定められた波形と一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合にその外部音信号と音源信号とをミキシングして各スピーカへ供給する場合について説明した。しかしながら、上記両耳処理により復元した波形が予め定められた波形と一致している期間は、外部音信号のみを各スピーカへ供給し、一致していない期間については音源信号のみを各スピーカへ供給するようにしても勿論良い。具体的には、図3に示すゲイン管理テーブルに代えて図5(a)に示すゲイン管理テーブルを用いるとしても良く、ミキサ240に代えて図5(b)に示す選択部260を設けることにより実現するとしても良い。なお、図5に示す選択部260において、セレクタ261Lおよび261Rは、音声認識処理部230から外部音出力信号CSを受け取った場合には、アンプ242Lまたはアンプ242Rから与えられた音源信号XLまたはXRを出力し、上記外部音検出信号CSを受け取らなかった場合には、アンプ244Lまたはアンプ244Rから与えられた外部音信号YLまたはYRを出力するものである。なお、図5(a)に示すゲイン管理テーブルを用いる態様や図5(b)に示す選択部260をミキサ240に代えて用いる態様では、外部音信号を出力している期間に相当する楽音を聴き逃してしまうため、外部音信号出力期間における音源信号を蓄積記憶するバッファメモリを設けるようにしても良い。
(C: deformation)
Although one embodiment of the present invention has been described above, it goes without saying that modifications described below may be added to such an embodiment.
(1) In the above-described embodiment, after the binaural process is performed on the external sound signal collected by the two microphones arranged corresponding to the left and right speakers of the headphones and the sound source waveform is restored, the waveform is preliminarily stored. A case has been described in which it is determined whether or not it matches a predetermined waveform, and when it is determined to match, the external sound signal and the sound source signal are mixed and supplied to each speaker. However, only the external sound signal is supplied to each speaker during the period when the waveform restored by the binaural processing matches the predetermined waveform, and only the sound source signal is supplied to each speaker during the non-matching period. Of course, it is good. Specifically, the gain management table shown in FIG. 5A may be used instead of the gain management table shown in FIG. 3, and the
(2)上述した実施形態では、波形データa、波形データbおよび波形データcの3種類の波形データが音声認識処理部230の不揮発性メモリに予め記憶されている場合について説明したが、音声認識処理部230の不揮発性メモリに予め記憶されている波形データの数は、3に限定されるものではなく、2つ以下であっても良く、4つ以上であっても良い。要は、1又は複数の波形データが音声認識処理部230の不揮発性メモリに記憶されていれば良い。なお、音声認識処理部230の不揮発性メモリに1つだけ波形データが記憶されている場合には、前述した選択処理をユーザに行わせる必要がないことは言うまでもない。
(2) In the above-described embodiment, the case where the three types of waveform data of the waveform data a, the waveform data b, and the waveform data c are stored in advance in the nonvolatile memory of the speech
(3)上述した実施形態では、音声認識処理部230の不揮発性メモリに予め波形データが記憶されている場合について説明したが、ユーザの指示に応じて波形データの追加記憶や不揮発性メモリからの消去を行うようにしても勿論良い。具体的には、操作部210に対して録音開始を指示する旨の操作が為されてから、その終了を指示する旨の操作が為されるまでの期間にマイク120Lおよび120Rから出力される外部音信号YLおよびYRに両耳処理を施して得られる波形データを音声認識処理部230の不揮発性メモリに書き込む処理を音声認識処理部230のCPUに実行させるようにすれば良い。また、ヘッドホンシステムの利用中(すなわち、音源装置300により再生される楽音を聴いている状態)に、再生音量を所定の閾値以下に引き下げる操作が為された場合に、上記録音開始を指示する旨の操作が為されたと操作部210に判定させ、その後、再生音量を上記閾値以上の値に引き上げる操作が為された場合に、上記録音の終了を指示する旨の操作が為されたと操作部210に判定させ、その判定結果を上記CPUへ通知させるようにしても勿論良い。
(3) In the above-described embodiment, the case where the waveform data is stored in advance in the nonvolatile memory of the speech
(4)上述した実施形態では、マイク120Lおよび120Rにより収音された外部音が予め定められた音である場合には、その外部音信号と音源信号とを1対1の比率でミキシングしてスピーカ110Lおよび110Rに出力する場合について説明したが、両者の比率は1対1に限定されるものではなく適宜定めるようにしても良い。
また、上述した実施形態では、ヘッドホンシステムのユーザにそのヘッドホンシステムの利用中ではあっても聴き取ることを要する外部音を1つだけ予め選択させておく場合について説明したが、複数選択させておくとしても勿論良い。
(4) In the embodiment described above, when the external sound collected by the
In the above-described embodiment, the case where the user of the headphone system selects in advance one external sound that needs to be heard even when the headphone system is being used has been described. Of course it is good.
10…ヘッドホンシステム、100…ヘッドホン、110L,110R…スピーカ、120L,120R…マイク、130L、130R…耳あて、200…ヘッドホン駆動制御装置、210…操作部、220…両耳信号処理部、230…音声認識処理部、240…ミキサ、241…ゲイン制御部、242L,242R,244L,244R…アンプ、243L,243R…加算器、250L,250R…外部音信号処理部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
音源装置から左チャネルおよび右チャネルの音信号を受け取り、左チャネルの音信号を前記左耳向けスピーカへ供給する一方、右チャネルの音信号を前記右耳向けスピーカへ供給するヘッドホン駆動制御装置と、
を備え、
前記ヘッドホン駆動制御装置は、
前記両マイクの出力信号の位相差または時間差の少なくとも一方を利用してノイズ分析およびノイズ低減を行い、それら出力信号の表す音の音源波形を示す波形データを生成し出力する両耳信号処理部と、
前記両耳信号処理部から出力される波形データの表す波形が、予め定められた1または複数の波形の何れかに一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合に外部音検出信号を出力する音声認識処理部と、
前記音声認識処理部から外部音検出信号を受け取った場合に、前記第1のマイクの出力信号を前記左チャネルの音信号にミキシングして前記左耳向けスピーカへ供給する一方、前記第2のマイクの出力信号を前記右チャネルの音信号にミキシングして前記右耳向けスピーカへ供給するミキサと、
を有することを特徴とするヘッドホンシステム。 There is a left ear speaker and a right ear speaker, and a first microphone is fixed in the vicinity of the left ear speaker, while a second microphone is fixed in the vicinity of the right ear speaker. Headphones
A headphone drive control device that receives left channel and right channel sound signals from a sound source device and supplies left channel sound signals to the left ear speaker, while supplying right channel sound signals to the right ear speaker;
With
The headphone drive control device is
A binaural signal processing unit that performs noise analysis and noise reduction using at least one of a phase difference or a time difference between the output signals of both microphones, and generates and outputs waveform data indicating a sound source waveform of a sound represented by the output signals; ,
It is determined whether or not the waveform represented by the waveform data output from the binaural signal processing unit matches any one or a plurality of predetermined waveforms. A voice recognition processing unit to output;
When an external sound detection signal is received from the voice recognition processing unit, the output signal of the first microphone is mixed with the sound signal of the left channel and supplied to the speaker for the left ear, while the second microphone A mixer that mixes the output signal with the right channel sound signal and supplies it to the right-ear speaker;
A headphone system comprising:
音源装置から左チャネルおよび右チャネルの音信号を受け取り、左チャネルの音信号を前記左耳向けスピーカへ供給する一方、右チャネルの音信号を前記右耳向けスピーカへ供給するヘッドホン駆動制御装置と、
を備え、
前記ヘッドホン駆動制御装置は、
前記両マイクの出力信号の位相差または時間差の少なくとも一方を利用してノイズ分析およびノイズ低減を行い、それら出力信号の表す音の音源波形を示す波形データを生成し出力する両耳信号処理部と、
前記両耳信号処理部から出力される波形データの表す波形が、予め定められた1または複数の波形の何れかに一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合に外部音検出信号を出力する音声認識処理部と、
前記音声認識処理部から外部音検出信号を受け取った場合に、左チャネルの音信号に代えて前記第1のマイクの出力信号を前記左耳向けスピーカへ供給し、右チャネルの音信号に代えて前記第2のマイクの出力信号を前記右耳向けスピーカへ供給する選択部と
を有することを特徴とするヘッドホンシステム。 There is a left ear speaker and a right ear speaker, and a first microphone is fixed in the vicinity of the left ear speaker, while a second microphone is fixed in the vicinity of the right ear speaker. Headphones
A headphone drive control device that receives left channel and right channel sound signals from a sound source device and supplies left channel sound signals to the left ear speaker, while supplying right channel sound signals to the right ear speaker;
With
The headphone drive control device is
A binaural signal processing unit that performs noise analysis and noise reduction using at least one of a phase difference or a time difference between the output signals of both microphones, and generates and outputs waveform data indicating a sound source waveform of a sound represented by the output signals; ,
It is determined whether or not the waveform represented by the waveform data output from the binaural signal processing unit matches any one or a plurality of predetermined waveforms. A voice recognition processing unit to output;
When an external sound detection signal is received from the voice recognition processing unit, the output signal of the first microphone is supplied to the left ear speaker instead of the left channel sound signal, and the right channel sound signal is replaced. A headphone system comprising: a selection unit that supplies an output signal of the second microphone to the right-ear speaker.
前記左耳向けスピーカの近傍に配置される第1のマイクの出力信号と前記右耳向けスピーカの近傍に配置される第2のマイクの出力信号の位相差または時間差の少なくとも一方を利用してノイズ分析およびノイズ低減を行い、それら出力信号の表す音の音源波形を示す波形データを生成し出力する両耳信号処理部と、
前記両耳信号処理部から出力される波形データの表す波形が、予め定められた1または複数の波形の何れかに一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合に外部音検出信号を出力する音声認識処理部と、
前記音声認識処理部から外部音検出信号を受け取った場合に、前記左チャネルの音信号に前記第1のマイクの出力信号をミキシングして前記左耳向けスピーカへ供給する一方、前記右チャネルの音信号に前記第2のマイクの出力信号をミキシングして前記右耳向けスピーカへ供給するミキサと
を有することを特徴とするヘッドホン駆動制御装置。 In the headphone drive control device that supplies the sound signal of the left channel received from the sound source device to the speaker for the left ear of the headphone, while supplying the sound signal of the right channel received from the sound source device to the speaker for the right ear of the headphone,
Noise using at least one of the phase difference or the time difference between the output signal of the first microphone arranged in the vicinity of the left ear speaker and the output signal of the second microphone arranged in the vicinity of the right ear speaker A binaural signal processing unit that performs analysis and noise reduction, and generates and outputs waveform data indicating the sound source waveform of the sound represented by those output signals;
It is determined whether or not the waveform represented by the waveform data output from the binaural signal processing unit matches any one or a plurality of predetermined waveforms. A voice recognition processing unit to output;
When an external sound detection signal is received from the voice recognition processing unit, the output signal of the first microphone is mixed with the sound signal of the left channel and supplied to the speaker for the left ear, while the sound of the right channel is supplied. And a mixer for mixing the output signal of the second microphone with the signal and supplying the mixed signal to the speaker for the right ear.
前記左耳向けスピーカの近傍に配置される第1のマイクの出力信号と前記右耳向けスピーカの近傍に配置される第2のマイクの出力信号の位相差または時間差の少なくとも一方を利用してノイズ分析およびノイズ低減を行い、それら出力信号の表す音の音源波形を示す波形データを生成し出力する両耳信号処理部と、
前記両耳信号処理部から出力される波形データの表す波形が、予め定められた1または複数の波形の何れかに一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合に外部音検出信号を出力する音声認識処理部と、
前記音声認識処理部から外部音検出信号を受け取った場合に、左チャネルの音信号に代えて前記第1のマイクの出力信号を前記左耳向けスピーカへ供給し、右チャネルの音信号に代えて前記第2のマイクの出力信号を前記右耳向けスピーカへ供給する選択部と
を有することを特徴とするヘッドホン駆動制御装置。 In the headphone drive control device that supplies the sound signal of the left channel received from the sound source device to the speaker for the left ear of the headphone, while supplying the sound signal of the right channel received from the sound source device to the speaker for the right ear of the headphone,
Noise using at least one of the phase difference or the time difference between the output signal of the first microphone arranged in the vicinity of the left ear speaker and the output signal of the second microphone arranged in the vicinity of the right ear speaker A binaural signal processing unit that performs analysis and noise reduction, and generates and outputs waveform data indicating the sound source waveform of the sound represented by those output signals;
It is determined whether or not the waveform represented by the waveform data output from the binaural signal processing unit matches any one or a plurality of predetermined waveforms. A voice recognition processing unit to output;
When an external sound detection signal is received from the voice recognition processing unit, the output signal of the first microphone is supplied to the left ear speaker instead of the left channel sound signal, and the right channel sound signal is replaced. A headphone drive control device comprising: a selection unit that supplies an output signal of the second microphone to the right-ear speaker.
ことを特徴とするヘッドホン。 There is a left ear speaker and a right ear speaker, and a first microphone is fixed in the vicinity of the left ear speaker, while a second microphone is fixed in the vicinity of the right ear speaker. Headphones characterized by
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