JP2008244852A - 音響再生装置および音響再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノイズの少ない音声の送受信が可能な音響再生装置および音響再生方法を提供すること。
【解決手段】 信号の送受信を行う通信部と；通信部で受信した受信信号に基づいて音響を出力する少なくとも１つの音響出力部と；音を收音して音声データを生成する收音部と；通信部で受信した受信信号にエコー信号が含まれていた場合に、エコー信号を記憶し、記憶したエコー信号を用いて擬似エコー信号を生成するエコーキャンセラ部と；收音部で收音した音に、騒音源から発せられる騒音が含まれていた場合に、音声データを用いて騒音を打ち消す打消し信号を生成し、エコーキャンセラ部の出力信号と打消し信号とを合成して出力する騒音低減部と；を含むことを特徴とする、音響再生装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、音響再生装置および音響再生方法に関し、特に、相手に到達する音声にノイズが混入するのを防ぐと共に周囲の騒音を低減して音声を聴き取ることができる音響再生装置および音響再生方法に関する。

無線または有線によって音声のやり取りを行う音響再生装置がある。このような音響再生装置は音声信号の送受信機能を有しており、離れた場所にいる通話相手との間で音声のやり取りを行うことができる。

このような音響再生装置は、相手に到達する音声にノイズが混入するのを防ぐため、音声を收音した後に收音した音声に含まれるノイズを低減する手段を設けて、相手に対して音声を送信していた。このような技術を開示したものとして、例えば特許文献１がある。

特開平２−２３１８９９号公報

しかし、これまでの音声をやり取りする音響再生装置には、音声を入力する入力側にノイズを低減する装置しか搭載されておらず、騒音が混在する環境では通信相手からの音を聴き取り難くなるという問題があった。また、騒音が混在して通信相手からの音が聞き取りづらい状況では、自然と会話の声も大きくなり、周囲に迷惑を掛けてしまうという問題もあった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、音声を入力する入力側にノイズを低減する手段を設け、かつ音響を出力する出力側にも騒音を低減することで、ノイズを低減させた音を送受信することが可能な、新規かつ改良された音響再生装置および音響再生方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、信号の送受信を行う通信部と；通信部で受信した受信信号に基づいて音響を出力する少なくとも１つの音響出力部と；音を收音して音声データを生成する收音部と；通信部で受信した受信信号にエコー信号が含まれていた場合に、エコー信号を記憶し、記憶したエコー信号を用いて擬似エコー信号を生成するエコーキャンセラ部と；收音部で收音した音に、騒音源から発せられる騒音が含まれていた場合に、音声データを用いて騒音を打ち消す打消し信号を生成し、エコーキャンセラ部の出力信号と打消し信号とを合成して出力する騒音低減部と；を含むことを特徴とする、音響再生装置が提供される。

かかる構成によれば、通信部は信号の送受信を行い、音響出力部は通信部で受信した受信信号に基づいて音響を出力し、エコーキャンセラ部は通信部で受信した受信信号にエコー信号が含まれていた場合に、エコー信号を記憶し、記憶したエコー信号を用いて擬似エコー信号を生成し、騒音低減部は、收音部で收音した音に、騒音源から発せられる騒音が含まれていた場合に、音声データを用いて騒音を打ち消す打消し信号を生成し、エコーキャンセラ部の出力信号と打消し信号とを合成して出力する。その結果、音声を入力する入力側にノイズを低減する手段を設け、かつ音響を出力する出力側にも騒音を低減することで、ノイズを低減させた音を送受信することができる。

上記音響再生装置は、通話の開始を検知する通話検知部をさらに含み、通話検知部は、通話の開始を検知すると騒音低減部に対し所定の信号を出力し、騒音低減部は、通話検知部からの所定の信号が入力されると帯域を限定して打消し信号を生成してもよい。かかる構成によれば、通話検知部は、通話の開始を検知すると騒音低減部に対し所定の信号を出力し、騒音低減部は、通話検知部からの所定の信号が入力されると帯域を限定して打消し信号を生成する。その結果、通話の開始を検知して帯域を限定して打消し信号を生成することで、音声帯域が打ち消されてしまって、騒音だけでなく通話相手の声も小さくなって通話がし難くなることを防ぐことができる。

上記音響再生装置は、通信部からの出力を入力し、所定の周波数帯域に対してイコライザ処理を施してエコーキャンセラ部に出力する第１のイコライザをさらに含んでいてもよい。かかる構成によれば、第１のイコライザは所定の周波数帯域に対してイコライザ処理を施してエコーキャンセラ部に出力する。その結果、騒音低減部で騒音が除去されたとしても、音響再生装置を使用する者の耳に聴こえて欲しい音の波形を保つことができる。

上記音響再生装置は、エコーキャンセラ部からの出力を入力し、低周波数帯域をカットして通信部に出力する第２のイコライザをさらに含んでいてもよい。かかる構成によれば、第２のイコライザは低周波数帯域をカットして通信部に出力する。その結果、低周波数部分をカットすることで、低周波部分の騒音が通話相手に伝わるのを防ぐことができる。

上記音響再生装置は、音響出力部を覆うハウジングをさらに含み、收音部は、ハウジングの内部に設けられていてもよい。かかる構成によれば、ハウジングは音響出力部を覆い、收音部は、音響出力部を覆うハウジングの内部に設けられる。その結果、騒音源から出力される騒音と音響出力部から出力される音とを收音部で收音することで、ハウジングの内部に到達する騒音を打ち消す打消し信号を騒音低減部で生成することができる。

上記音響再生装置は、音響出力部を覆うハウジングをさらに含み、收音部は、ハウジングの外部に設けられていてもよい。かかる構成によれば、ハウジングは音響出力部を覆い、收音部は、音響出力部を覆うハウジングの外部に設けられる。その結果、騒音源から出力される騒音を收音部で收音することで、ハウジングの内部に到達する騒音を打ち消す打消し信号を騒音低減部で生成することができる。

上記音響再生装置は、骨伝導による骨伝導音を收音する骨伝導音收音部をさらに含んでいてもよい。かかる構成によれば、骨伝導音收音部は骨伝導による骨伝導音を收音する。その結果、骨を伝わってくる声帯の振動を音声信号に変換することができる。

音響出力部は１つであってもよい。その結果、片方の耳で通話相手からの音声を聴くことができる。

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、信号の送受信を行う通信ステップと；通信ステップで受信した受信信号に基づいて音響を出力する音響出力ステップと；通信ステップで受信した受信信号にエコー信号が含まれていた場合に、エコー信号を記憶し、エコー信号を減衰させてエコー信号が送信側に戻ることを防止する擬似エコー信号を記憶したエコー信号を用いて生成する擬似エコー信号生成ステップと；音を收音して音声データを生成する收音ステップと；收音ステップで收音した音に、騒音源から発せられる騒音が含まれていた場合に、音声データを用いて騒音を打ち消す打消し信号を生成する打消し信号生成ステップと；を含むことを特徴とする、音響再生方法が提供される。

かかる構成によれば、通信ステップは信号の送受信を行い、音響出力ステップは通信ステップで受信した受信信号に基づいて音響を出力し、擬似エコー信号生成ステップは通信ステップで受信した受信信号にエコー信号が含まれていた場合に、エコー信号を記憶し、エコー信号を減衰させてエコー信号が送信側に戻ることを防止する擬似エコー信号を記憶したエコー信号を用いて生成し、收音ステップは音を收音して音声データを生成し、打消し信号生成ステップは收音ステップで收音した音に、騒音源から発せられる騒音が含まれていた場合に、音声データを用いて騒音を打ち消す打消し信号を生成する。その結果、入力された音声に含まれるノイズを低減させ、かつ出力される音響を聴く際に耳に達する騒音源からの騒音を低減させることで、ノイズを低減させた音を送受信することができる。

以上説明したように本発明によれば、音声を入力する入力側にノイズを低減する手段を設け、かつ音響を出力する出力側にも騒音を低減することで、ノイズの少ない音の送受信が可能な、新規かつ改良された音響再生装置および音響再生方法を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置および音響再生方法について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０の概要について説明する説明図である。図１は、話者１の頭にかけて使用する音響再生装置１０について示すものである。以下、図１を用いて本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０の概要について説明する。

音響再生装置１０は、アンテナ１０２によって無線で通話相手との間で音声データの送受信を行ったり、音楽の再生を行ったりするものである。通話相手から送られた音声データは、アンテナ１０２で受信し、音響再生装置１０の内部で音声データに対するデータ処理が行われ、ハウジング１１６の内部に配置されたスピーカから音声となって出力される。

一方、話者１が発する声は、ハウジング１１６の内部に配置されたマイクによって收音され、音響再生装置１０の内部で收音された音声に対するデータ処理が行われ音声データとなり、アンテナ１０２から空間を通して通話相手に無線で送信される。

このように、アンテナ１０２とハウジング１１６の内部に配置されたマイクとによって通話相手との会話を行うことができる。しかし、音響再生装置１０は騒音源からの騒音が混在する環境で使用することが多い。騒音が混在する環境とは、例えば人通りの多い道路や例えば来客の多い店舗の中などである。そのような騒音が混在する環境では、通話相手からの音声が騒音によって聞き取りづらくなるだけでなく、話者１からの音声に騒音が混在し、通話相手が話者１の音声を聞き取りづらくなるという問題があった。

そこで本発明の第１の実施形態においては、通話相手からの音声だけでなく、自分の話し声に混在する騒音を低減することで、通話相手のとの会話を円滑に行うことができる音響再生装置および音響再生方法について説明する。

なお、図１に示した音響再生装置１０は話者１の頭に掛けて使用するものであるが、もちろん、音響再生装置１０の構造は図１に示した例に限られないことは言うまでも無い。

以上、図１を用いて本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０の概要について説明した。次に、本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０の構成について説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０の構成について説明する説明図である。以下、図２を用いて本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０の構成について説明する。

図２に示したように、本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０は、アンテナ１０２と、無線通信部１０４と、通話検知部１０６と、イコライザ（ＥＱ）１０８ａおよび１０８ｂと、エコーキャンセラ１１０と、ノイズキャンセリングシステム１１２と、第１のアンプ１１４と、ハウジング１１６と、第２のアンプ１２２と、を含んで構成される。そしてハウジング１１６は、スピーカ１１８と、マイク１２０と、を含んで構成される。

アンテナ１０２は、電波の送受信を行うものである。アンテナ１０２を通じて空気中に電波を放出し、または放出された電波を受信することによって電波の送受信が行われ、電波の送受信を行うことで、通話相手との音声のやり取りを行うことができる。アンテナ１０２で受信した電波は無線通信部１０４に入力される。

無線通信部１０４は、アンテナ１０２で受信した電波を復調して通話相手の音声データを生成したり、音響再生装置１０を使用する話者１の音声データを変調してアンテナ１０２で送出する電波を生成したりするものである。なお、本実施形態では無線によって音声データの送受信を行っているが、本発明はこれに限られず、有線によって音声データの送受信を行ってもよい。

なお、無線通信部１０４で行う電波の復号処理は、音響再生装置１０の間の通信プロトコルに依存するものであり、特定の復号処理に限定されるものではなく、任意に決定できる設計事項である。

通話検知部１０６は、音響再生装置１０による通話の開始を検知するものである。通話が行われていない状態で、通話相手からの電波をアンテナ１０２で受信し、無線通信部１０４で電波の復調が行われると、通話検知部１０６で通話の開始を検知し、所定の信号を出力する。本実施形態においては、通話検知部１０６で通話の開始を検知すると、ノイズキャンセリングシステム１１２に信号を送出して、通話の開始をノイズキャンセリングシステム１１２に動作する。通話検知部１０６は、所定の信号が入力されれば、その入力に応じて信号を出力するようなものであればよく、例えば所定のレベルの信号が入力されると、信号の入力に応じて所定の信号を出力するような回路で構成することができる。通話検知部１０６の動作については後に詳述する。

イコライザ１０８ａは、本発明の第１のイコライザの一例であり、アンテナ１０２で受信して無線通信部１０４で変調された音声データについて、特定の周波数の範囲の周波数特性を変化させ、変化させた音声データをエコーキャンセラ１１０に入力するものである。イコライザ１０８ａで特定の周波数の範囲の周波数特性を変化させることで、ノイズキャンセリングシステム１１２によって騒音が除去されたとしても、話者１の耳に聴こえて欲しい音の波形をある程度保つことができる。

同様に、イコライザ１０８ｂは、本発明の第２のイコライザの一例であり、エコーキャンセラ１１０から出力された話者１の音声データについて特定の周波数の範囲の周波数特性を変化させ、変化させた音声データを無線通信部１０４に入力するものである。イコライザ１０８ａおよび１０８ｂで変化させる周波数特性については後に詳述する。

エコーキャンセラ１１０は、無線通信部１０４で受信した音声データにエコー信号が含まれていた場合に、そのエコー信号を記憶し、記憶したエコー信号を減算することでエコー信号を減衰させて送信側に戻ることを防止する擬似エコー信号を生成するものである。エコーキャンセラ１１０の動作原理について簡単に説明すると、エコーキャンセラ１１０の内部には、ここでは図示しないが、例えば適応フィルタを備え、通話相手からの受信信号に対して該適応フィルタを用いて畳み込み演算を行う。畳み込み演算を行うことによって、エコーキャンセラ１１０は疑似エコー信号を生成することができ、エコー信号の相手側への送信を防ぐことができる。

本実施形態においては、イコライザ１０８ａから入力された音声信号にエコー信号が含まれていた場合に、そのエコー信号を一旦記憶し、第２のアンプ１２２から入力された音声信号から記憶したエコー信号を減算する。このように、エコーキャンセラ１１０でエコー信号を取り除くことで、受信音声信号の一部が送信音声信号に周り込むエコー信号成分を除去して、音声品質の劣化を防ぐことができる。

ノイズキャンセリングシステム１１２は、本発明の騒音低減部の一例である。ノイズキャンセリングシステム１１２は、マイク１２０で收音した音に騒音源から発せられる騒音が含まれていた場合に、その騒音を打ち消すような打消し信号を生成し、マイク１２０からの出力信号と生成した打消し信号とを合成して、スピーカ１１８から出力される音声から騒音を低減するものである。ノイズキャンセリングシステム１１２からの出力信号は第１のアンプ１１４に入力される。ノイズキャンセリングシステム１１２で生成する打消し信号については後に詳述する。

第１のアンプ１１４は、ノイズキャンセリングシステム１１２からの出力信号を入力し、任意の増幅量で増幅して出力するものである。第１のアンプ１１４で増幅する増幅量はスピーカ１１８の特性に応じて任意に設定が可能な設計事項であり、本発明においては特定の増幅量に限定されるものではない。第１のアンプ１１４で増幅された信号はスピーカ１１８に入力される。

スピーカ１１８は、第１のアンプ１１４からの信号が入力されると、入力された信号に基づいて内蔵の振動板（図示せず）を振動させ、振動板を振動させることによって音声を出力するものである。マイク１２０は、本発明の收音部の一例である。マイク１２０は、スピーカ１１８から出力される音声および話者１の口から発せられる音声を收音し、收音した音声を音声データに変換して、変換した音声データを第２のアンプ１２２に入力するものである。

第２のアンプ１２２は、マイク１２０で收音された音声データを入力して、任意の増幅量で増幅して出力するものである。第２のアンプ１２２で増幅する増幅量は設計事項であり、特定の増幅量に限定されるものではない。第２のアンプ１２２で増幅された信号はエコーキャンセラ１１０およびノイズキャンセリングシステム１１２に入力される。

以上、図２を用いて本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０の構成について説明した。次に、本発明の第１の実施形態にかかるノイズキャンセリングシステム１１２の構成について説明する。

図３は、本発明の第１の実施形態にかかるノイズキャンセリングシステム１１２の構成について説明する説明図である。以下、図３を用いて本発明の第１の実施形態にかかるノイズキャンセリングシステム１１２の構成について説明する。

図３に示したように、本発明の第１の実施形態にかかるノイズキャンセリングシステム１１２は、第１のフィルタ１２４と、第２のフィルタ１２６と、スイッチ１２８と、を含んで構成される。

第１のフィルタ１２４および第２のフィルタ１２６は、マイク１２０で收音され、第２のアンプ１２２で増幅された音声データに対して、騒音を打ち消すために、音声データとは逆の位相を有する打消し信号を生成して出力するものである。ここで、第１のフィルタ１２４と第２のフィルタ１２６との違いは、第１のフィルタ１２４が全ての周波数帯域に対して打消し信号を生成するのに対し、第２のフィルタ１２６は人間が発する音声以外の周波数帯域に対して打消し信号を生成するところにある。

図４は、騒音を低減するノイズキャンセリングシステムの概要について説明する説明図である。図４の（ａ）は騒音源から発せられる騒音の周波数特性を模式的に表すものである。このような騒音が騒音源から発せられている場合には、騒音を打ち消すために、図４の（ｂ）に示すような、騒音とは逆の位相を有する信号を生成する。そして、図４の（ａ）に示した波形と(ｂ)に示した波形とを空間上で合成することによって、図４の（ｃ）のように平坦な波形を得ることが可能になり、騒音を打ち消すことができる。

第１のフィルタ１２４と第２のフィルタ１２６との切り換えは、スイッチ１２８によって行われる。そして、スイッチ１２８の切り換えは図２に示した通話検知部１０６からの出力信号によって行われる。通常は、スイッチ１２８は騒音を打ち消すために第１のフィルタ１２４側に接続されており、マイク１２０が騒音を收音すると、第１のフィルタ１２４には騒音が含まれる音声データが入力され、第１のフィルタ１２４は騒音を打ち消すための逆位相の信号を生成して出力する。

ここで、通話検知部１０６が通話の開始を検知すると、通話検知部１０６からスイッチ１２８に信号が送られる。通話検知部１０６からの信号を受けたスイッチ１２８は、第１のフィルタ１２４から第２のフィルタ１２６に接続を切り換える。この状態で、マイク１２０が騒音を收音すると、第２のフィルタ１２６には騒音が含まれる音声データが入力され、第２のフィルタ１２６は音声以外の周波数帯域に対して、騒音を打ち消すための打消し信号を生成して出力する。

このように、音響再生装置１０同士で通話が開始されると、打消し信号を出力するフィルタを切り換えることで、音声帯域が打ち消されてしまって、騒音だけでなく通話相手の声も小さくなり、通話がし難くなる現象を防ぐことができる。

以上、図３を用いて本発明の第１の実施形態にかかるノイズキャンセリングシステム１１２の構成について説明した。次に、本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０を用いた音響再生方法について説明する。

図５および図６は、本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０を用いた音響再生方法について説明する流れ図である。以下、図５および図６を用いて本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０を用いた音響再生方法について説明する。

図５は、音響再生装置１０同士で通話が開始され、通話相手から最初に音声データが到達した場合の流れについて説明する流れ図である。音響再生装置１０同士で通話が始まると、アンテナ１０２に電波に乗って音声データが到達する（ステップＳ１０２）。アンテナ１０２で電波を受信すると、無線通信部１０４で受信した電波の復号処理を行って、音声データを取り出す（ステップＳ１０４）。上述したように、無線通信部１０４で行う電波の復号処理は、音響再生装置１０の間の通信プロトコルに依存するものであり、特定の復号処理に限定されるものではなく、任意に決定できる設計事項である。

音声データを取り出すと、通話の開始を通話検知部１０６が検知する（ステップＳ１０６）。通話の開始を検知した通話検知部１０６は、ノイズキャンセリングシステム１１２に対して通話の開始を通知する（ステップＳ１０８）。上述したように、ノイズキャンセリングシステム１１２は通話検知部１０６から通話開始通知を受信すると、フィルタを第２のフィルタに切り換えて、人間が発する音声以外の周波数帯域に対して打消し信号を生成する。そして、通話検知部１０６による通話開始通知と並行して、イコライザ１０８ａで受信した音声データのイコライザ処理を行う（ステップＳ１１０）。

図７は、本発明の第１の実施形態にかかるイコライザ処理の概要について説明する説明図である。図７の（ａ）はイコライザ処理を行う前の波形を模式的に表したものであり、図７の（ｂ）は、イコライザ処理を行った後の波形を模式的に表したものである。

符号１３２は、他の音響再生装置１０から送信された音声データの波形を示すものである。本実施形態においては、ノイズキャンセリングシステム１１２で騒音の除去を行う。従って、符号１３２で示された波形から騒音が除去された形で話者１の耳に届くことになる。しかし、騒音が除去されることで、話者１の耳に本来ならば聴こえて欲しい１ｋＨｚ程度までの周波数帯域において、符号１３４に示す波形のように、音が小さくなって話者１の耳に届いてしまうおそれがある。

そこで、図７の（ｂ）に示すように、ノイズキャンセリングシステム１１２に音声データを入力する前に、予め符号１３６に示すような波形となるように、イコライザ１０８ａにおいてイコライザ処理を行う。このようにイコライザ処理を行うことで、ノイズキャンセリングシステム１１２によって騒音が除去されたとしても、話者１の耳に聴こえて欲しい音の波形をある程度保つことができる。

イコライザ１０８ａは、受信した音声データのイコライザ処理を行うと、イコライザ処理を施した音声データをエコーキャンセラ１１０に入力する。エコーキャンセラ１１０では、入力された音声データにエコー信号が含まれているかどうかを判断し、エコー信号が含まれていたならば、当該エコー信号を記憶し、記憶したエコー信号から、当該エコー信号を減衰させて当該エコー信号が送信側に戻ることを防止する擬似エコー信号を生成する（ステップＳ１１２）。

一方で、騒音源からの騒音がマイク１２０に入力されると（ステップＳ１１４）、第２のアンプ１２２でマイクに入力された騒音の増幅処理が行われ（ステップＳ１１６）、増幅された騒音はノイズキャンセリングシステム１１２に入力される。

エコーキャンセラ１１０で疑似エコー信号が生成されると、音声データはエコーキャンセラ１１０からノイズキャンセリングシステム１１２に入力される。ノイズキャンセリングシステム１１２では、マイク１２０で入力された騒音源からの騒音を打ち消すためのノイズキャンセリング処理が行われる（ステップＳ１１８）。ノイズキャンセリングシステム１１２におけるノイズキャンセリング処理は、上述のように騒音とは逆の位相を有する打消し信号を生成し、入力された音声データと打消し信号とを足し合わせて出力する。

そして、ノイズキャンセリングシステム１１２で行われるノイズキャンセリング処理は、通話検知部１０６からの通話開始通知により、音声データの全帯域ではなく、音声以外の周波数帯域に絞って行ってもよい。このように音声以外の周波数帯域に絞ってノイズキャンセリング処理を行うことにより、騒音源からの騒音だけでなく、話者１自身が発する声および通話相手の声も打ち消されてしまうことを防ぐことができ、その結果、自分の声が遠く感じる現象を防ぎつつ、円滑な通話を行うことができる。

ノイズキャンセリングシステム１１２でノイズキャンセリング処理が行われると、ノイズキャンセリングシステム１１２からの出力信号を第１のアンプ１１４に入力し、第１のアンプ１１４で増幅処理を行う（ステップＳ１２０）。第１のアンプ１１４での増幅量は、上述したようにスピーカ１１８の特性に応じて変更が可能な設計事項であり、特定の増幅量に限定されるものではない。

第１のアンプ１１４で信号の増幅を行うと、信号はスピーカ１１８に入力され、スピーカ１１８から音声が出力される（ステップＳ１２２）。ここでスピーカ１１８から出力される信号は、通話相手からの音声データに騒音を打ち消す打消し信号が加算されたものである。従って、スピーカ１１８から出力される音声によって騒音源からの騒音が打ち消され、話者１の耳には騒音が低減された音が達するため、通話相手との間で円滑な通話を行うことができる。

図６は、通話相手からの音声を聞き取った話者１が、通話相手に応答するために話者１の口から音声を入力し、通話相手に音声を送る場合について説明する流れ図である。通話相手からの音声を聞き取った話者１は、マイク１２０に音声を入力する（ステップＳ１３２）。ここで、マイク１２０に入力される音声は、話者１の身体内部を伝搬する伝搬音と、話者１の口から直接到達する直接音になる。

マイク１２０に音声が入力されると、マイク１２０は入力された音声から信号を生成し、第２のアンプ１２２に信号を入力する。第２のアンプ１２２は、マイク１２０から入力された信号に対して所定量増幅する増幅処理を行う（ステップＳ１３４）。上述したように、第２のアンプ１２２で増幅する増幅量は設計事項であり、特定の増幅量に限定されるものではない。

第２のアンプ１２２で増幅された音声データ信号は、ノイズキャンセリングシステム１１２およびエコーキャンセラ１１０に入力される。エコーキャンセラ１１０に第２のアンプ１２２からの音声データ信号が入力されると、入力された音声データ信号と上記ステップＳ１１２で生成した擬似エコー信号とを合成して、エコー信号を減衰させるエコーキャンセル処理が行われる（ステップＳ１３６）。

エコーキャンセラ１１０でエコーキャンセル処理が行われると、エコーキャンセル処理を行った後の音声データ信号をイコライザ１０８ｂに入力する。イコライザ１０８ｂでは、入力された音声データ信号に対してイコライザ処理を行う（ステップＳ１３８）。イコライザ１０８ｂで行うイコライザ処理は、特性を補償して通話相手が聞き取りやすい音声に変換する処理である。イコライザ１０８ｂでイコライザ処理を行う際には、低域周波数部分をカットする処理を併せて行ってもよい。イコライザ１０８ｂで人間の声より低い低域周波数部分をカットすることで、騒音源からの騒音のうち、低周波部分の騒音が通話相手に伝わるのを防ぐことができる。

イコライザ１０８ｂでのイコライザ処理が終わると、イコライザ処理が施された音声データ信号を無線通信部１０４に入力する。無線通信部１０４では、音声データ信号の符号化処理が行われ（ステップＳ１４０）、符号化処理が行われた音声データ信号はアンテナ１０２を介して空気中に放出する（ステップＳ１４２）。

一方、ノイズキャンセリングシステム１１２に第２のアンプ１２２からの音声データ信号が入力されると、上述のように入力された信号に含まれる騒音源からの騒音を打ち消すための打消し信号を生成するノイズキャンセリング処理が行われる（ステップＳ１４４）。ノイズキャンセリング処理が施された音声データは、第１のアンプ１１４で増幅処理が行われ（ステップＳ１４６）、増幅された信号はスピーカ１１８に入力され、スピーカ１１８から音声が出力される（ステップＳ１４８）。

以上、本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０を用いた音響再生方法について説明した。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、ハウジング１１６の内部にマイク１２０を設けて、ハウジング１１６の内部の騒音をノイズキャンセリングシステム１１２で低減する。これにより、通話相手からの音声だけでなく、自分の話し声に混在する騒音を低減することで、通話相手のとの会話を円滑に行うことができる。

（第２の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、ハウジング１１６の内部にマイク１２０を設けることで騒音を低減する音響再生装置１０および音響再生方法について説明した。本発明の第２の実施形態では、ハウジングの外部にマイクを設けることで騒音を低減する音響再生装置および音響再生方法について説明する。

図８は、本発明の第２の実施形態にかかる音響再生装置２０の構成について説明する説明図である。以下、図８を用いて本発明の第２の実施形態にかかる音響再生装置２０の構成について説明する。

図８に示したように、本発明の第２の実施形態にかかる音響再生装置２０は、アンテナ１０２と、無線通信部１０４と、通話検知部１０６と、イコライザ１０８ｂと、エコーキャンセラ１１０と、ノイズキャンセリングシステム１１２と、第１のアンプ１１４と、ハウジング２１６と、第２のアンプ１２２と、を含んで構成される。

そして、ハウジング２１６は、スピーカ１１８と、マイク２２０と、を含んで構成される。

図８に示した音響再生装置２０は、図２に示した音響再生装置１０と比較して、イコライザ１０８ａが存在しない点およびマイク２２０がハウジング２１６の外部に設けられている点で相違している。従って、以下においてはこれらの相違点を中心に説明する。

図８に示した音響再生装置２０は、図２に示した音響再生装置１０と比較して、通話相手からの音声データのイコライザ処理を行うイコライザ１０８ａが存在しない。これは、マイク２２０がハウジング２１６の外部に設けられている点と関係がある。つまり、第１の実施形態と違い、本実施形態ではマイク２２０が収録するのは騒音源からの騒音と話者１の口からの声であり、スピーカ１１８から出力される通話相手からの音声は収録されない。従って、本実施形態にかかる音響再生装置２０は、ノイズキャンセリングシステム１１２でノイズキャンセリング処理を行う際に、通話相手からの音声を打ち消すような打消し信号が生成されないという効果がある。

そして、音響再生装置２０は、図２に示した音響再生装置１０と比較して、マイク２２０がハウジング２１６の外部に設けられている。第１の実施形態では、騒音源からの騒音と通話相手からの音声を共にマイク１２０で収録し、収録した音をノイズキャンセリングシステム１１２に入力することで騒音を打ち消す打消し信号を生成していた。一方、本実施形態では騒音源からの騒音をマイク２２０で収録し、通話相手からの音声はマイク２２０では収録しない。つまり、予め騒音源からの騒音をマイク２２０で収録しておき、ノイズキャンセリングシステム１１２で収録した騒音から打消し信号を生成して通話相手から送られてきた音声データと合成することで、話者１は騒音が低減された音を聴くことができることを特徴としている。

以上、図８を用いて本発明の第２の実施形態にかかる音響再生装置２０の構成について説明した。

以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、ハウジング２１６の外部にマイク２２０を設けて、ハウジング１１６の内部の騒音をノイズキャンセリングシステム１１２で低減する。これにより、通話相手からの音声だけでなく、自分の話し声に混在する騒音を低減することで、通話相手のとの会話を円滑に行うことができる。そして、この場合にはイコライザで通話相手からの音声のイコライザ処理を行う必要が無く、通話相手の自然な音声を聴き取ることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、マイクをハウジングの内外のいずれかに設けたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ハウジングの内外のいずれかに設けられるマイクとは別に、骨伝導用のマイクをさらに設けてもよい。骨伝導用のマイクを設けることで、骨を伝わってくる声帯の振動を音声信号に変換することができる。

また、例えば上記実施形態ではスピーカを１つのみ図示して説明したが、本発明はスピーカが２つであってもよい。スピーカが１つである場合には片耳で通話相手からの音声を聞き取る形になり、スピーカが２つである場合には両耳で通話相手からの音声を聞き取る形になる。

また、上記実施形態にかかる音響再生装置１０は、無線によって通話相手と直接音声データのやり取りを行うものであったが、本発明の音響再生装置はかかる例に限定されない。例えば、無線によって基地局を介して通話相手と音声データのやり取りを行うような音響再生装置であっても、本発明を適用可能であることはいうまでもない。

本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０の概要について説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０の構成について説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかるノイズキャンセリングシステム１１２の構成について説明する説明図である。 騒音を低減するノイズキャンセリングシステムの概要について説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０を用いた音響再生方法について説明する流れ図である。 本発明の第１の実施形態にかかる音響再生装置１０を用いた音響再生方法について説明する流れ図である。 本発明の第１の実施形態にかかるイコライザ処理の概要について説明する説明図である。 本発明の第２の実施形態にかかる音響再生装置２０の構成について説明する説明図である。

符号の説明

１０、２０ 音響再生装置
１０２ アンテナ
１０４ 無線通信部
１０６ 通話検知部
１０８ａ、１０８ｂ イコライザ
１１０ エコーキャンセラ
１１２ ノイズキャンセリングシステム
１１４ 第１のアンプ
１１６、２１６ ハウジング
１１８ スピーカ
１２０、２２０ マイク
１２２ 第２のアンプ
１２４ 第１のフィルタ
１２６ 第２のフィルタ
１２８ スイッチ

Claims (9)

1. 信号の送受信を行う通信部と；
   前記通信部で受信した受信信号に基づいて音響を出力する少なくとも１つの音響出力部と；
   音を收音して音声データを生成する收音部と；
   前記通信部で受信した受信信号にエコー信号が含まれていた場合に、前記エコー信号を記憶し、記憶した前記エコー信号を用いて擬似エコー信号を生成するエコーキャンセラ部と；
   前記收音部で收音した音に、騒音源から発せられる騒音が含まれていた場合に、前記音声データを用いて前記騒音を打ち消す打消し信号を生成し、前記エコーキャンセラ部の出力信号と前記打消し信号とを合成して出力する騒音低減部と；
   を含むことを特徴とする、音響再生装置。
2. 通話の開始を検知する通話検知部をさらに含み、
   前記通話検知部は、通話の開始を検知すると前記騒音低減部に対し所定の信号を出力し、前記騒音低減部は、前記通話検知部からの所定の信号が入力されると帯域を限定して前記打消し信号を生成することを特徴とする、請求項１に記載の音響再生装置。
3. 前記通信部からの出力信号を入力し、入力した信号の所定の周波数帯域に対してイコライザ処理を施して前記エコーキャンセラ部に出力する第１のイコライザをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の音響再生装置。
4. 前記エコーキャンセラ部からの出力信号を入力し、入力した信号の低周波数帯域をカットして前記通信部に出力する第２のイコライザをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の音響再生装置。
5. 前記音響出力部を覆うハウジングをさらに含み、前記收音部は、前記ハウジングの内部に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の音響再生装置。
6. 前記音響出力部を覆うハウジングをさらに含み、前記收音部は、前記ハウジングの外部に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の音響再生装置。
7. 骨伝導による骨伝導音を收音する骨伝導音收音部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の音響再生装置。
8. 前記音響出力部は１つであることを特徴とする、請求項１に記載の音響再生装置。
9. 信号の送受信を行う通信ステップと；
   前記通信ステップで受信した受信信号に基づいて音響を出力する音響出力ステップと；
   前記通信ステップで受信した受信信号にエコー信号が含まれていた場合に、前記エコー信号を記憶し、前記エコー信号を減衰させて前記エコー信号が送信側に戻ることを防止する擬似エコー信号を記憶した前記エコー信号を用いて生成する擬似エコー信号生成ステップと；
   音を收音して音声データを生成する收音ステップと；
   前記收音ステップで收音した音に、騒音源から発せられる騒音が含まれていた場合に、前記音声データを用いて前記騒音を打ち消す打消し信号を生成する打消し信号生成ステップと；
   を含むことを特徴とする、音響再生方法。

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