JP2008263383A

JP2008263383A - 発声音キャンセル装置、及び発声音のキャンセル方法

Info

Publication number: JP2008263383A
Application number: JP2007104245A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Furuya; 昌寛古谷
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications Japan Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-10-30

Abstract

【課題】携帯電話機を用いて通話を行う際に、自分の発声した送話音声を周囲の人に聞こえないようにキャンセルする。
【解決手段】通話時に、ユーザが発声した送話音声は、骨伝導マイクロホン部３で検出され、携帯電話機１１を介して通話相手の携帯電話機に送信される。また、この骨伝導マイクロホン部３で検出されたユーザが発声した送話音声は、位相反転増幅回路４で位相が反転され、キャンセル用スピーカ部５を介して出力される。これにより、通話時に、空気中を伝搬するユーザが発声した送話音声をキャンセルすることができ、周囲の人に聞こえなくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば携帯電話機、ＰＨＳ電話機（PHS：Personal Handyphone System）、ＰＤＡ装置（PDA：Personal Digital Assistant）、ノート型或いはデスクトップ型のパーソナルコンピュータ装置等のハンズフリー装置や、カラオケ練習装置、監督の指示を選手に伝えるためのヘッドセット装置等に適用して好適な発声音キャンセル装置、及び発声音のキャンセル方法に関する。特に、ユーザが発声した発声音を骨伝導マイクロホン部で検出し、この検出した発声音を逆相としてスピーカ部から発音することで、ユーザが発声した発声音を周囲に聞こえないようにキャンセルする発声音キャンセル装置、及び発声音のキャンセル方法に関する。

特開２００１−２９２４８９号の公開特許公報（特許文献１）に、使用者の姿勢変更等にかかわらず極力安定な状態で、携帯電話等による通話やステレオの音楽等の音情報の聴取を可能とすることを目的とした骨伝導マイク付きヘッドホンが開示されている。この骨伝導マイク付きヘッドホンは、全体形状が、いわゆる一般的なヘッドホン装置の形状を有しており、人の耳部に当て付ける状態に装着される両端部に、それぞれスピーカが設けられている。また、これら両端部のうち、少なくとも一方に、人の耳部への骨伝導音声を検出する骨伝導マイクが設けられている。このような骨伝導マイク付きヘッドホンは、両端部を人の耳部に当て付ける状態で頭部に装着し、上記両端部にそれぞれ設けられたスピーカから発生する音を耳で聞き、上記両端部の少なくとも一方に設けられた骨伝導マイクで、人の耳部への骨伝導音声を検出する。

両端部を人の耳部に当て付ける状態とし、また、両端部の少なくとも一方に設けられた骨伝導マイクを耳孔に挿入して頭部に装着するようになっているため、該頭部に対して安定した装着を図ることができる。このため、例えば使用者が誤って信号入出力用の接続コードを引っ張ってしまったときでも、耳部に装着されている上記両端部がずれたり、或いは外れたりする不都合を極力防止することができる。従って、極力安定した状態で携帯電話による通話やステレオ装置で再生された音楽等を聴取可能とすることができる。

特開２００１−２９２４８９号公報（第３頁、図１）

ここで、例えば電車内等の公共の場における携帯電話機を用いた通話は、その送話音声が他人に対して迷惑となる問題がある。しかし、送話音声を他人に聞こえないようにすることができれば、このような問題も低減されるはずである。

また、スポーツを行う場合において、指導者の指示を、敵チームの選手に聞かれることなく、自チームの選手に伝えることができれば、例えば手や指の動きによる面倒なブロックサインを用いることなく、自チームの選手に対して的確に指示を伝えることが可能となる。さらに、歌の練習を行う場合に、自分の歌声を聞かれることなく該歌の練習を行うことができれば、例えば夜中でも他人に迷惑をかけることなく歌の練習が可能となる。このように、自分の発声した発声音を周囲の人に聞こえないようにすることで有用となるケースは多い。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、自分の発声した発声音を周囲の人に聞こえないようにキャンセルすることができるような発声音キャンセル装置、及び発声音のキャンセル方法の提供を目的とする。

本発明に係る発声音キャンセル装置は、上述の課題を解決するための手段として、
ユーザが発声を行った際に骨に伝わる声帯の振動を検出して音声信号を形成する骨伝導マイクロホン部と、
上記骨伝導マイクロホン部で形成された上記音声信号を外部機器に出力すると共に、外部機器から供給される音声信号を取り込むためのインターフェイス部と、
上記インターフェイス部を介して取り込まれた上記外部機器からの音声信号に対応する音響出力を得るための聴取用スピーカ部と、
上記骨伝導マイクロホン部で形成された音声信号の位相を反転して出力する位相反転手段と、
上記位相反転手段により位相が反転された上記音声信号に対応する音響出力を出力することで、ユーザが発声した発声音をキャンセルする発声音キャンセル用スピーカ部と
を有する。

また、本発明に係る発声音のキャンセル方法は、上述の課題を解決するための手段として、
ユーザが発声した音声を、骨に伝わる声帯の振動を検出して音声信号を形成する骨伝導マイクロホン部で検出するステップと、
上記ステップにおいて上記骨伝導マイクロホン部で形成された音声信号を、インターフェイス部を介して外部機器に出力するステップと、
上記外部機器から供給される音声信号を、上記インターフェイス部を介して取り込むステップと、
上記ステップにおいて上記インターフェイス部を介して取り込まれた上記外部機器からの音声信号に対応する音響出力を、聴取用スピーカ部を介して得るステップと、
上記ステップにおいて上記骨伝導マイクロホン部で形成された音声信号の位相を、位相反転手段で反転して出力するステップと、
上記ステップにおいて上記位相反転手段により位相が反転された上記音声信号に対応する音響出力を、発声音キャンセル用スピーカ部を介して出力することで、ユーザが発声した発声音をキャンセルするステップと
を有する。

このような本発明は、骨伝導マイクロホン部で検出したユーザが発声した音声の位相を位相反転手段で反転し、発声音キャンセル用スピーカ部を介して出力する。これにより、ユーザが発声した音声をキャンセルして、周囲の人に聞こえなくすることができる。

本発明は、自分の発声した発声音を周囲の人に聞こえないようにキャンセルすることができる。

本発明は、携帯電話機に接続して音声通話を行うヘッドセット装置に適用することができる。

［第１の実施の形態］
［第１の実施の形態のヘッドセット装置の構成］
図１に、この本発明の第１の実施の形態となるヘッドセット装置の平面図を、図２に、この第１の実施の形態となるヘッドセット装置のブロック図を示す。この図１及び図２に示すように、当該実施の形態のヘッドセット装置は、全体形状が略Ｕ字形状のヘッドセット本体１と、このヘッドセット本体１がユーザの頭部に装着された際に、ユーザの両耳に対してそれぞれ宛われるように、該ヘッドセット本体１の両端部に設けられた右耳用スピーカ部２Ｒ及び左耳用スピーカ部２Ｌと、ユーザが発声を行った際に顎の骨に伝わる声帯の振動を検出して音声信号を形成する骨伝導マイクロホン部３とを有している。

なお、この例では、ユーザが発声を行った際に顎の骨に伝わる声帯の振動を検出する骨伝導マイクロホン部３を設けることとしたが、ユーザの頭蓋骨或いは頬骨に伝わる声帯の振動を検出する骨伝導マイクロホン部を設けてもよい。また、耳孔に挿入するタイプの骨伝導マイクロホン部を用いてもよい。

また、このヘッドセット装置は、骨伝導マイクロホン部３で形成された音声信号の位相を反転し、所定の利得で増幅して出力する位相反転増幅回路４と、この位相反転増幅回路４で位相が反転された上記音声信号に対応する音響出力を出力することで、ユーザが発声した発声音をキャンセルするキャンセル用スピーカ部５とを有している。位相反転増幅回路４には、位相が反転された音声信号の利得を調整するための利得調整操作部６が設けられている。ユーザは、この利得調整操作部６を操作することで、位相が反転された音声信号の利得を変化させて、ユーザが発声した発声音のキャンセルの度合いを調整可能となっている。

また、このヘッドセット装置は、図２に示すように骨伝導マイクロホン部３で形成された音声信号である、ユーザの送話音声を、図１に示す携帯電話機１１に出力し、また、携帯電話機１１からの受話音声を取り込むためのインターフェイス部１０を有している。携帯電話機１１と当該ヘッドセット装置は、このインターフェイス１０を介して、図１に示す接続ライン１２によりライン接続されている。

［第１の実施の形態のヘッドセット装置の動作］
このようなヘッドセット装置は、携帯電話機１１により通話が開始されると、インターフェイス部１０を介して取り込んだ通話相手の音声（受話音声）を、右耳用スピーカ部２Ｒ及び左耳用スピーカ部２Ｌに供給する。これにより、当該ヘッドセット装置を頭部に装着しているユーザの右耳に対して宛われている右耳用スピーカ部２Ｒ、及びユーザの左耳に対して宛われている左耳用スピーカ部２Ｌから受話音声に対応する音響出力がそれぞれ出力されることとなる。

一方、骨伝導マイクロホン部３は、ユーザが発声を行った際に顎の骨に伝わる声帯の振動を検出することで当該ユーザの送話音声を検出し、この送話音声に対応する音声信号を形成して位相反転増幅回路４に供給する。位相反転増幅回路４は、骨伝導マイクロホン部３から供給された音声信号の位相を反転すると共に、上記利得調整操作部６の操作状態に対応する利得で、該位相が反転された音声信号を増幅し、これをキャンセル用スピーカ部５に供給する。

これにより、ユーザが発声した送話音声の位相と逆位相となる音声が、キャンセル用スピーカ部５を介して発音されることとなり、ユーザが発声した送話音声を打ち消されることとなる（キャンセルされることとなる。）。

［第１の実施の形態の効果］
以上の説明から明らかなように、この第１の実施の形態のヘッドセット装置は、骨伝導マイクロホン部３で検出した送話音声の位相を反転させてキャンセル用スピーカ部５から出力することで、ユーザが発声した送話音声を打ち消す。これにより、例えば電車内等の公共の場で携帯電話機１１を用いて通話を行った場合でも、当該ヘッドセット装置を使用しているユーザの送話音声が、他人に聞こえないようにすることができ、公共の場で携帯電話機１１を用いて通話を行うことで、他人の迷惑となる問題を低減することができる。

なお、骨伝導マイクロホン部３で検出された送話音声は、インターフェイス部１０及び携帯電話機１１を介して、通話相手の携帯電話機に送信されるため、明瞭な通話が可能となる。

また、ユーザが発声した送話音声をキャンセルする度合いは、上記利得調整操作部６を操作することで調整可能となっているため、周囲の人に送話音声が完全に聞こえないように送話音声を完全に打ち消すことも、周囲の人に送話音声が多少聞こえる程度に送話音声を打ち消すことも可能となっている。このキャンセルする度合いは、場合に応じて調整すれば良いであろう。

また、空間を伝搬する音声の検出を行う通常のマイクロホン装置を用いた場合、周囲の雑音までも打ち消してしまうおそれがあるが、当該実施の形態のヘッドセット装置の場合、骨伝導マイクロホン部３を用いているため、周囲の雑音を検出することはなく、当該ヘッドセット装置を装着しているユーザの送話音声のみを打ち消すことを可能とすることができる。

［第２の実施の形態］
［第２の実施の形態のヘッドセット装置の構成］
上述の第１の実施の形態のヘッドセット装置は、骨伝導マイクロホン部３で検出された送話音声を、そのまま位相反転増幅回路４に供給する構成であったが、この第２の実施の形態のヘッドセット装置は、骨伝導マイクロホン部３で検出された送話音声の音響特性を、空間を伝搬する音声の検出を行うマイクロホン装置を用いてユーザの送話音声を検出した場合における音声信号の音響特性と同等の音響特性に変換して上記位相反転増幅回路４に供に供給する構成としたものである。

具体的には、この第２の実施の形態のヘッドセット装置は、上述の第１の実施の形態のヘッドセット装置に加え、図３に示すようにユーザ自身が発声するサンプルとなる発声音（サンプル音声）を予め登録しておくための自音声メモリ２１と、骨伝導マイクロホン部３で検出された送話音声を、この自音声メモリ２１に登録されているサンプル音声に基づいて、その音響特性を補正して位相反転増幅回路４に供給する音声補正回路２２を有している。

なお、この図３では、上述の第１の実施の形態のヘッドセット装置と同じ動作を示すブロックには、図２と同じ同じ符号を付している。そして、以下、第１の実施の形態と第２の実施の形態との差異の部分の説明のみ行う。上記同じ動作を示すブロックの詳細な動作は、上述の第１の実施の形態の説明を参照されたい。

［第２の実施の形態のヘッドセット装置の動作］
この第２の実施の形態のヘッドセット装置の場合、ユーザは、予め自分の発声する発声音をサンプル音声として自音声メモリ２１に登録しておく。一例ではあるが、このサンプル音声の登録を行う場合、ユーザは、図１に示す携帯電話機１１を、サンプル音声の登録モードとし、サンプル音声として指定されている所定の音声の発声を行う。携帯電話機１１の制御部１３は、ユーザにより発声されたサンプル音声を、当該携帯電話機１１に設けられているマイクロホン部を介して取り込む。そして、このマイクロホン部を介して取り込んだサンプル音声を、図１に示す接続ライン１２を介して上記自音声メモリ２１に供給して記憶制御する。

次に、このように自音声メモリ２１にサンプル音声が登録されると、骨伝導マイクロホン部３で検出された送話音声の音響特性の補正が可能となる。すなわち、音声補正回路２２は、骨伝導マイクロホン部３から送話音声が供給されると、所定の音声認識技術を用いて音声認識を行い、この認識した音声に対応するサンプル音声に基づいて、骨伝導マイクロホン部３で検出された送話音声の音響特性を、空間を伝搬する音声の検出を行うマイクロホン装置を用いてユーザの送話音声を検出した場合における音声信号の音響特性と同等の音響特性に補正処理し、位相反転増幅回路４に供給する。この音響特性が補正処理された送話音声は、上述と同様に、位相反転増幅回路４により位相が反転され、キャンセル用スピーカ部５を介して出力される。

［第２の実施の形態のヘッドセット装置の効果］
このように、骨伝導マイクロホン部３で検出された送話音声の音響特性を、空間を伝搬する音声の検出を行うマイクロホン装置を用いてユーザの送話音声を検出した場合における音声信号の音響特性と同等の音響特性に補正処理することで、空間を伝搬する送話音声の音響特性と略々同じ音響特性を備えた上記位相が反転された送話音声で、ユーザの送話音声を打ち消すことができる。このため、ユーザの送話音声を、より効果的に打ち消すことができる他、上述の第１の実施の形態と同じ効果を得ることができる。

［変形例］
なお、上述の各実施の形態の説明では、本発明を携帯電話機のヘッドセット装置に適用することとしたが、本発明は、この他、ＰＨＳ電話機（PHS：Personal Handyphone System）、ＰＤＡ装置（PDA：Personal Digital Assistant）、ノート型或いはデスクトップ型のパーソナルコンピュータ装置等で使用するヘッドセット装置に適用してもよい。いずれの場合も、上述と同じ効果を得ることができる。

また、上述の各実施の形態の説明では、本発明を、携帯電話機１１を用いて通話を行うヘッドセット装置に適用することとしたが、本発明は、この他、例えばスポーツを行う場合において、指導者の指示を、敵チームの選手に聞かれることなく、自チームの選手に伝えるシステムにも適用することができる。この場合、指導者は、上述のヘッドセット装置を装着して選手に対する指示の発声を行う。この指導者が発声した音声は、骨伝導マイクロホン部３により検出され、トランスミッタ等を介して、各選手が装着しているレシーバに送信される。また、指導者が発声した音声は、逆相とされてキャンセル用スピーカ部５を介して出力される。これにより、空気中を伝搬する指導者が発声した音声はキャンセルされ、敵チームの選手に聞かれることなく、自チームの選手に対して的確に指示を伝えることができる。従って、例えば手や指の動きによる面倒なブロックサインを省略可能とすることができる。

また、本発明を、歌の練習装置に適用してもよい。この場合、ユーザは、上述のヘッドセット装置を装着して歌を歌う。このユーザの歌声は、骨伝導マイクロホン部３により検出され、音楽再生装置で再生された伴奏音と共に、右耳用スピーカ部２Ｒ及び左耳用スピーカ部２Ｌを介して出力される。また、ユーザの歌声は、逆相とされてキャンセル用スピーカ部５を介して出力される。これにより、空気中を伝搬するユーザの歌声はキャンセルされ、歌の練習を行う場合に、自分の歌声を聞かれることなく該歌の練習を行うことができる。従って、例えば夜中でも他人に迷惑をかけることなく歌の練習を行うことができる。

最後に、上述の各実施の形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述の各実施の形態に限定されることはなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論であることを付け加えておく。

本発明を適用した第１の実施の形態となるヘッドセット装置の平面図である。第１の実施の形態のヘッドセット装置のブロック図である。本発明を適用した第２の実施の形態のヘッドセット装置のブロック図である。

符号の説明

１ヘッドセット本体、２Ｒヘッドセット装置の右耳用スピーカ部、２Ｌヘッドセット装置の左耳用スピーカ部、３骨伝導マイクロホン部、４位相反転増幅回路、５キャンセル用スピーカ部、６利得調整操作部、１０インターフェイス部、１１携帯電話機、１２接続ライン、２１自音声メモリ、２２音声補正回路

Claims

ユーザが発声を行った際に骨に伝わる声帯の振動を検出して音声信号を形成する骨伝導マイクロホン部と、
上記骨伝導マイクロホン部で形成された上記音声信号を外部機器に出力すると共に、外部機器から供給される音声信号を取り込むためのインターフェイス部と、
上記インターフェイス部を介して取り込まれた上記外部機器からの音声信号に対応する音響出力を得るための聴取用スピーカ部と、
上記骨伝導マイクロホン部で形成された音声信号の位相を反転して出力する位相反転手段と、
上記位相反転手段により位相が反転された上記音声信号に対応する音響出力を出力することで、ユーザが発声した発声音をキャンセルする発声音キャンセル用スピーカ部と
を有する発声音キャンセル装置。
請求項１に記載の発声音キャンセル装置であって、
上記位相反転手段からの音声信号の利得を変化させることで、ユーザが発声した発声音のキャンセルの度合いを調整するための利得調整手段を有すること
を特徴とする発声音キャンセル装置。
請求項１又は請求項２に記載の発声音キャンセル装置であって、
上記骨伝導マイクロホン部で形成された音声信号の音響特性を、空間を伝搬する音声の検出を行うマイクロホン装置を用いてユーザの発声音を検出した場合における音声信号の音響特性と同等の音響特性に変換して上記位相反転手段に供給する音響特性変換手段を有すること
を特徴とする発声音キャンセル装置。
ユーザが発声した音声を、骨に伝わる声帯の振動を検出して音声信号を形成する骨伝導マイクロホン部で検出するステップと、
上記ステップにおいて上記骨伝導マイクロホン部で形成された音声信号を、インターフェイス部を介して外部機器に出力するステップと、
上記外部機器から供給される音声信号を、上記インターフェイス部を介して取り込むステップと、
上記ステップにおいて上記インターフェイス部を介して取り込まれた上記外部機器からの音声信号に対応する音響出力を、聴取用スピーカ部を介して得るステップと、
上記ステップにおいて上記骨伝導マイクロホン部で形成された音声信号の位相を、位相反転手段で反転して出力するステップと、
上記ステップにおいて上記位相反転手段により位相が反転された上記音声信号に対応する音響出力を、発声音キャンセル用スピーカ部を介して出力することで、ユーザが発声した発声音をキャンセルするステップと
を有する発声音のキャンセル方法。