JP2010124435A - 車内会話補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカから出力された会話音声を発声者自ら聴取することを防止することができる車内会話補助装置を提供する。
【解決手段】車内会話補助装置１００は、車内の各座席に設置され、車内の音を集音するマイク１１０と、車内の各座席に設置され、乗員の会話音声を出力する会話音声用スピーカ１５０と、マイク１１０によって集音された車内の音から乗員の会話音声を抽出する会話音声抽出部１２０と、各座席に設置されたマイク１１０によって集音され会話音声抽出部１２０によってそれぞれ抽出された会話音声を、当該それぞれ抽出された会話音声が集音されたマイク１１０と同一の座席に設置された会話音声用スピーカ１５０から出力しないように合成する会話音声合成部１３０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車内における会話音声を乗員の頭部にスピーカを向けて出力し、車内会話を補助する車内会話補助装置に関する。

従来の車載用オーディオ装置では、車両に設置されたスピーカを用いて、ラジオ音声や、ＣＤ（Compact Disc)などの記憶媒体を再生したオーディオ音声を聴取するのが一般的である。

また、従来の車内会話補助装置として、車内に設置されたマイクを用いて集音した車内の音から車内会話音声を抽出し、抽出した車内会話音声とラジオ音声やオーディオ音声との合成音を車両に設置されたスピーカを用いて出力することにより、オーディオ音声とともに、会話音声を聴取することができる車内会話補助装置が知られている（特許文献１参照）。
特開２００２−０５１３９２号公報

しかしながら、上記した従来の車内会話補助装置では、合成音を出力するため、全スピーカから全会話音声が出力される。そのため、スピーカから出力された会話音声を発声者自ら聴取してしまうため、発声者に違和感や不快感を与えるという課題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、スピーカから出力された会話音声を発声者自ら聴取することを防止することができる車内会話補助装置を提供することを目的とする。

本発明の車内会話補助装置は、車内の各座席に設置され、車内の音を集音するマイクと、車内の各座席に設置され、乗員の会話音声を出力する会話音声用スピーカと、前記マイクによって集音された車内の音から乗員の会話音声を抽出する会話音声抽出部と、各座席に設置された前記マイクによって集音され前記会話音声抽出部によって抽出された会話音声を、当該抽出された会話音声を集音したマイクが設置された座席と同一の座席に設置された会話音声用スピーカから出力しないように合成する会話音声合成部と、を有する構成を採る。

この構成により、各座席に設置されたマイクによって集音された車内の音から会話音声を会話音声抽出部によって抽出する。そして、各座席に設置されたマイクによって集音され会話音声抽出部によってそれぞれ抽出された会話音声を、当該それぞれ抽出された会話音声を集音したマイクが設置された座席と同一の座席に設置された会話音声用スピーカから出力しないように会話音声合成部によって合成する。これにより、発声者の座席に設置された会話音声用スピーカから発声者自らの会話音声が出力されないため、発声者が自らの会話音声を聴取することを防止することができ、発声者に違和感や不快感を与えることを防止することができる。

また、本発明の車内会話補助装置は、上記の構成に加え、各座席に搭乗している乗員の頭部位置を検出する乗員頭部位置検出部と、前記会話音声用スピーカの向きを変更する会話音声用スピーカ駆動部と、前記乗員頭部位置検出部によって検出された乗員の頭部位置に基づいて、前記会話音声用スピーカの向きが乗員の頭部に向くように、前記会話音声用スピーカ駆動部を制御する会話音声用スピーカ駆動制御部と、を有する構成を採る。

ここで、会話音声用スピーカの向きを変更することは、スピーカ軸を変えてスピーカの指向性を変えることに相当する。スピーカの指向性とは、例えば、スピーカ軸に対して、音圧レベルが２分の１(−６ｄＢ)減少したポイント間の相対的な角度を示す。

この構成により、各座席に搭乗している乗員の頭部位置を乗員頭部位置検出部によって検出し、検出された乗員の頭部位置に基づいて、会話音声用スピーカの向きが乗員の頭部に向くように、会話音声用スピーカ駆動部を会話音声用スピーカ駆動制御部によって制御する。これにより、会話音声用スピーカから出力された会話音声の、聴取対象乗員以外への回り込みが防止されるため、発声者が自らの会話音声を聴取することをより一層防止することができ、発声者に違和感や不快感を与えることをより一層防止することができる。

本発明によれば、スピーカから出力された会話音声を発声者自ら聴取することを防止することができる。すなわち、各座席に会話音声用スピーカを設置し、発声者の座席に設置された会話音声用スピーカからは発声者自らの会話音声を出力しないため、発声者が自らの会話音声を聴取することを防止することができ、発声者に違和感や不快感を与えることを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る車内会話補助装置について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る車内会話補助装置の概略構成図である。

図１において、本実施の形態に係る車内会話補助装置１００は、車内の各座席の近傍に設置されたマイク１１０と、会話音声抽出部１２０と、会話音声合成部１３０と、アンプ部１４０と、車内の各座席の近傍に配置された会話音声用スピーカ１５０と、車内の各座席の近傍に配置された乗員頭部位置検出部１６０と、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０とを有する。ここで、「車内の各座席の近傍に設置された」状態、あるいは「車内の各座席の近傍に配置された」状態とは、各座席の背もたれやヘッドレストに取り付けられた状態であってもよく、あるいは各座席の足元や、車両の天井の各座席に近い箇所に取り付けられた状態でもよい。ただし、乗員が着座した際に乗員の邪魔にならない位置に設置あるいは配置することが望ましい。これらの「設置」あるいは「配置」の状態を以下の説明においては、便宜上「座席に設置された」あるいは「座席に配置された」と表現する。

マイク１１０は、車内の各座席の近傍に配置されており、車内の音を集音する。図１の例では、マイク１１０は、運転席用マイク１１０−１と、助手席用マイク１１０−２と、後部右席用マイク１１０−３と、後部左席用マイク１１０−４とで構成されている。なお、以下では、説明の便宜上、４つのマイク１１０−１〜１１０−４のうち任意のマイクを、「マイク１１０」で示すことにする。

会話音声用スピーカ１５０は、車内の各座席の近傍に配置されており、乗員の会話音声を出力する。また、後で詳述するように、会話音声用スピーカ１５０には、向き（指向性）を変更するための機構（会話音声用スピーカ駆動部）が設けられている。図１の例では、会話音声用スピーカ１５０は、運転席用スピーカ１５０−１と、助手席用スピーカ１５０−２と、後部右席用スピーカ１５０−３と、後部左席用スピーカ１５０−４とで構成されている。なお、以下では、説明の便宜上、４つの会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４のうち任意の会話音声用スピーカを、「会話音声用スピーカ１５０」で示すことにする。

会話音声抽出部１２０は、各座席に設置されたマイク１１０−１〜１１０−４によって集音された車内の音から乗員の会話音声を抽出する（会話音声抽出機能）。会話音声抽出部１２０については、後で図面を用いて詳述する。

会話音声合成部１３０は、各座席に設置されたマイク１１０−１〜１１０−４によって集音された後に会話音声抽出部１２０によってそれぞれ抽出された会話音声を、当該それぞれ抽出された会話音声を集音したマイクが設置されている座席に配置された会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４から出力しないように合成する（会話音声合成機能）。この合成処理は、座席毎に行われ、各座席に設置された会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４から出力される合成会話音声信号が生成される。会話音声合成部１３０については、後で図面を用いて詳述する。

アンプ部１４０は、会話音声合成部１３０によって合成された会話音声信号を増幅する。この増幅処理も座席毎に行われる。アンプ部１４０によって増幅された座席毎の合成会話音声信号は、対応する会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４に送られる。各会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４は、アンプ部１４０から受け取った増幅後の合成会話音声信号を音声出力する。

乗員頭部位置検出部１６０は、車内の各座席の近傍に配置されており、各座席に搭乗している乗員の頭部位置を検出する。図１の例では、乗員頭部位置検出部１６０は、運転席用検出部１６０−１と、助手席用検出部１６０−２と、後部右席用検出部１６０−３と、後部左席用検出部１６０−４とで構成されている。乗員頭部位置検出部１６０については、後で図面を用いて詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、４つの乗員頭部位置検出部１６０−１〜１６０−４のうち任意の乗員頭部位置検出部を、「乗員頭部位置検出部１６０」で示すことにする。

会話音声用スピーカ駆動制御部１７０は、各座席に設置された乗員頭部位置検出部１６０−１〜１６０−４によって検出された各乗員の頭部位置に基づいて、対応する会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４の向きが各乗員の頭部に向くように、後述する会話音声用スピーカ駆動部を制御する（スピーカ指向性調整機能）。この制御内容については、後で図面を用いて詳述する。図１の例では、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０は、運転席用駆動制御部１７０−１と、助手席用駆動制御部１７０−２と、後部右席用駆動制御部１７０−３と、後部左席用駆動制御部１７０−４とで構成されている。なお、以下では、説明の便宜上、４つの会話音声用スピーカ駆動制御部１７０−１〜１７０−４のうち任意の会話音声用スピーカ駆動制御部を、「会話音声用スピーカ駆動制御部１７０」で示すことにする。

なお、本実施の形態では、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０を４つの会話音声用スピーカ駆動制御部１７０−１〜１７０−４で構成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０−１〜１７０−４の機能を１つの制御ユニットに持たせることも可能である。

また、車内には、オーディオ部２００と、車載用オーディオスピーカ２１０とが設置されている。オーディオ部２００は、例えば、ラジオ受信機やＣＤプレーヤなどの機能を有し、受信したラジオ音声信号や、ＣＤなどの記憶媒体を再生した再生音声信号を出力する。ここでは、オーディオ部２００から出力されるラジオ音声信号や再生音声信号をまとめて「オーディオ音声信号」と呼ぶことにする。また、車載用オーディオスピーカ２１０は、オーディオ部２００から出力されたオーディオ音声信号（ラジオ音声信号や再生音声信号）を聴取者に向けて音声出力する。図１の例では、車載用オーディオスピーカ２１０は、フロントライトスピーカ２１０−１と、フロントレフトスピーカ２１０−２と、リアライトスピーカ２１０−３と、リアレフトスピーカ２１０−４とで構成されている。

オーディオ部２００から出力されたオーディオ音声信号は、車内に設置された車載用オーディオスピーカ２１０−１〜２１０−４によって音声出力される。これにより、車内の乗員は、オーディオ音声を聴取することができる。

また、各座席に設置されたマイク１１０−１〜１１０−４によって集音されたオーディオ音声や騒音、会話音声などの車内のすべての音と、オーディオ部２００から出力されたオーディオ音声とは、会話音声抽出部１２０に入力される。会話音声抽出部１２０では、各マイク１１０−１〜１１０−４によって集音された車内の音から乗員の会話音声のみが分離（抽出）される。

次に、車内会話補助装置１００の各機能について、詳細に説明する。

まず、図２を用いて、車内の会話音声抽出機能について説明する。

図２は、会話音声抽出部１２０の一構成例を示すブロック図である。この会話音声抽出部１２０は、マイク１１０によって集音された車内の音信号からオーディオ音声信号および騒音信号を除去して会話音声信号を分離し、オーディオ音声信号および騒音信号のレベルに基づいてラウドネス補正を行う機能を有する。

会話音声抽出部１２０は、適応フィルタ１２１、フィルタ１２２、演算部１２３、１２４、周辺ノイズ除去部１２５、ラウドネス補償演算部１２６、および音声補正用フィルタ１２７を含んで構成されている。なお、図２に示すマイク１１０と会話音声用スピーカ１５０は、各座席に設置された対応するマイク１１０−１〜１１０−４と会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４を示している。

適応フィルタ１２１は、車内の音響空間の伝達特性を模擬するためのものであり、フィルタ係数（タップ係数）を有するＦＩＲ型のデジタルフィルタであって、オーディオ部２００から出力されたオーディオ音声信号に対して所定の適応信号処理を行う。このフィルタ係数は、例えば、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムによって、演算部１２４から出力される差分信号（後述する）のパワーが最小になるように更新される。これにより、車内の音響空間の伝達特性を模擬することができる。すなわち、車内での反響音（エコー）成分を、擬似的に、オーディオ部２００から出力されたオーディオ音声信号に追加することができる。

フィルタ１２２は、適応フィルタ１２１と同じく、車内の音響空間の伝達特性を模擬するためのものであり、フィルタ係数を有する。このフィルタ係数は、所定のタイミングで適応フィルタ１２１のフィルタ係数がコピーされる。フィルタ１２２は、適応フィルタ１２１によって割り出されたフィルタ係数を用いて、会話音声用スピーカ１５０から出力された会話音声信号に対して所定の適応信号処理を行うことにより、車内の音響空間における会話音声を模擬することができる。

演算部１２３は、マイク１１０の出力信号（マイク１１０によって集音された車内の音声信号）とフィルタ１２２の出力信号とを入力し、これら２つの信号の差分を演算する。これにより、会話音声用スピーカ１５０から出力されてマイク１１０に回り込んで集音された会話音声のエコー成分が除去される。

演算部１２４は、演算部１２３から出力された差分信号（マイク１１０の出力信号から、スピーカ１５０から出力されてマイク１１０に回り込んで集音された会話音声を除去した信号）と、適応フィルタ１２１の出力信号（オーディオ部２００から出力されて適応フィルタ１２１によって車内の音響空間の伝達特性を模擬したオーディオ音声信号）とを入力し、これら２つの信号の差分を演算する。これにより、マイク１１０の出力信号から、さらに、オーディオ音声成分が除去される。

周辺ノイズ除去部１２５は、前段の演算部１２４から出力された差分信号に含まれる周辺ノイズに対応する成分を除去する。この周辺ノイズ除去部１２５からは、マイク１１０から出力される信号に含まれる会話音声に対応する成分のみが抽出されて出力される。車内のノイズは周波数の低域成分が大きいため、周辺ノイズ除去部１２５は、例えば、ハイパスフィルタで構成することができる。

ラウドネス補償演算部１２６は、オーディオ音声信号および周辺ノイズ信号と会話音声信号とが入力され、これらの信号に基づいて、会話音声を会話音声用スピーカ１５０から出力する際に必要な各周波数成分の補正ゲインを算出する。すなわち、ラウドネス補償演算部１２６は、オーディオ音声および周辺ノイズの音圧レベルに基づいて、会話音声を会話音声用スピーカ１５０から出力する際に、あらかじめチューニングされている、最適な会話音声聴取に必要な各周波数成分の補正ゲインを算出する。

音声補正用フィルタ１２７は、周辺ノイズ除去部１２５から出力される会話音声信号に対して、ラウドネス補償演算部１２６によって車内の音圧レベルに応じて算出された各周波数成分の補正ゲインに基づいて、ゲイン調整を行う。これにより、会話音声用スピーカ１５０から出力される会話音声が聞きやすくなる。

図３は、上記の構成を有する会話音声抽出部１２０の動作を示すフロー図である。

まず、マイク１１０の出力信号（マイク１１０によって集音された車内の音声信号）が会話音声抽出部１２０に入力される（ステップＳ１０００）。そして、演算部１２３で、ステップＳ１０００で入力したマイク１１０の出力信号から、車内の音響空間の伝達関数を模擬した会話音声信号を減算することにより（差分演算）、会話音声用スピーカ１５０から出力されてマイク１１０に回り込んで集音された会話音声のエコー成分を除去する（ステップＳ１１００）。そして、演算部１２４で、ステップＳ１１００で得られた信号（演算部１２３から出力された差分信号）から、車内の音響空間の伝達関数を模擬したオーディオ音声信号を減算することにより（差分演算）、さらにオーディオ音声成分を除去する（ステップＳ１２００）。そして、周辺ノイズ除去部１２５で、さらに車内の騒音を除去することにより、マイク１１０によって集音された車内の音から会話音声のみを抽出する（ステップＳ１３００）。そして、ラウドネス補償演算部１２６で、会話音声を会話音声用スピーカ１５０から出力する際に必要な各周波数成分の補正ゲインを算出した後、音声補正用フィルタ１２７で、ステップＳ１３００で抽出した会話音声を、車内の音の音圧レベルに合わせてゲイン処理する（ステップＳ１４００）。これにより、最適なレベルの会話音声を抽出することができる。

次に、図４を用いて、会話音声抽出部１２０から出力された会話音声を合成する機能について説明する。

図４は、会話音声合成部１３０の一構成例を示すブロック図である。

会話音声合成部１３０は、加算器からなる演算部１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６によって構成されている。会話音声合成部１３０は、任意のマイク１１０によって車内の音を集音し会話音声抽出部１２０によって抽出された会話音声を、そのマイク１１０と同一の座席に設置された会話音声用スピーカ１５０から出力しないように合成して他の会話音声用スピーカ１５０に出力する合成器である。すなわち、会話音声用スピーカ１５０−１からは、マイク１１０−２、１１０−３、１１０−４によって集音し会話音声抽出部１２０によって抽出された会話音声を出力し、会話音声用スピーカ１５０−２からは、マイク１１０−１、１１０−３、１１０−４によって集音し会話音声抽出部１２０によって抽出された会話音声を出力し、会話音声用スピーカ１５０−３からは、マイク１１０−１、１１０−２、１１０−４によって集音し会話音声抽出部１２０によって抽出された会話音声を出力し、会話音声用スピーカ１５０−４からは、マイク１１０−１、１１０−２、１１０−３によって集音し会話音声抽出部１２０によって抽出された会話音声を出力する構成である。この構成は、次の式（１）〜（４）で表される。

ＳＰ１５０−１＝ＭＩＣ１１０−２＋ＭＩＣ１１０−３＋ＭＩＣ１１０−４ …（１）
ＳＰ１５０−２＝ＭＩＣ１１０−１＋ＭＩＣ１１０−３＋ＭＩＣ１１０−４ …（２）
ＳＰ１５０−３＝ＭＩＣ１１０−１＋ＭＩＣ１１０−２＋ＭＩＣ１１０−４ …（３）
ＳＰ１５０−４＝ＭＩＣ１１０−１＋ＭＩＣ１１０−２＋ＭＩＣ１１０−３ …（４）

ただし、「ＳＰ」は、会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４から出力される会話音声信号を示し、「ＭＩＣ」は、マイク１１０−１〜１１０−４によって集音し会話音声抽出部１２０によって抽出された会話音声信号を示している。

このようにして会話音声合成部１３０によって合成された会話音声信号は、座席毎に、会話音声合成部１３０からアンプ部１４０に出力され、アンプ部３１６で増幅された後、各座席に設置された会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４から音声出力される。これにより、発声者は、自らの座席に設置された会話音声用スピーカ１５０から自ら発声した会話音声を聴取することがなくなるため、従来の車内会話補助装置を設置した際の違和感や不快感を軽減することができる。

次に、車内の乗員の頭部位置を検出し、その検出結果に基づいてスピーカ１５０の指向性を乗員の頭部に向ける機能について説明する。

まず、図５を用いて、車内における乗員の頭部位置検出について説明する。

図５は、乗員頭部位置検出部１６０の一例として、フレーム間差分とステレオ球投影による頭部位置検出方法を説明するための図である。

この頭部位置検出方法においては、図５に示すように、夜間走行においても対応可能にするために、各乗員頭部位置検出部１６０に対して、２台の赤外線カメラ１６１ａ、１６１ｂを用いて、各座席の乗員をステレオ視する。ここでは、観測空間１６２である三次元空間内において、被観測体１６３である「球状の人の頭」の動きを赤外線カメラ１６１ａ、１６１ｂで撮影すると、ステレオ視している両方の赤外線カメラ１６１ａ、１６１ｂの二次元画像１６４ａ、１６４ｂの中に、フレーム間差分が円形状になって現れるという原理を利用して、２台の赤外線カメラ１６１ａ、１６１ｂによって円形状のフレーム差分を探索する。

このとき、円形状のフレーム差分は、図６に示すように、両方の赤外線カメラ１６１ａ、１６１ｂの映像中に同時に現れる円形状のフレーム間差分から、三次元空間内の球の位置を、任意の点を原点とした座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を一定間隔で量子化した空間において算出される。

そして、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０は、対応する乗員頭部位置検出部１６０によって算出された乗員の頭部位置（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、例えば、図７に示すように、周知の極座標変換を用いて、乗員の頭部位置のパラメータを極座標（ｒ，θ，φ）に変換する。そして、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０は、変換後のパラメータ（ｒ，θ，φ）に基づいて、各座席に設置された対応する会話音声用スピーカ１５０の駆動量を決定し、会話音声用スピーカ１５０のスピーカ軸を変えて指向性を乗員の頭部に向けるように制御する。

ここで、図８〜図１０を用いて、会話音声用スピーカ１５０について詳細に説明する。

図８は、会話音声用スピーカ１５０のスピーカ軸を乗員に向けるために会話音声用スピーカ１５０を駆動するスピーカ駆動ユニット１８０の構成を示す図である。特に、図８（ａ）は、スピーカ駆動ユニット１８０の上面図、図８（ｂ）は、スピーカ駆動ユニット１８０の側面図、図８（ｃ）は、スピーカ駆動ユニット１８０の正面図である。

スピーカ駆動ユニット１８０は、図８に示すように、筐体１８１と、会話音声用スピーカ１５０を固定して保持するスピーカ保持部材１８２と、スピーカ保持部材１８２を筐体１８１に対してθ方向に回転可能に取り付けるための留具１８３と、会話音声用スピーカ１５０のスピーカ軸をφ方向に向きを変えるためのターンテーブル１８４と、スピーカ保持部材１８２および会話音声用スピーカ１５０のθ方向の向きを変えるためのモータ１８５とを備えている。

また、スピーカ保持部材１８２には、その外周に、モータ１８５の回転軸に設けられたギヤ１８６と噛み合う帯状のギア１８７が設けられている。

ここで、図９は、図８におけるターンテーブル１８４の回転によるスピーカ軸の軌道を示す図である。また、図１０は、図８におけるモータ１８５の駆動によるスピーカ軸の軌道を示す図である。

次に、上記の構成を有するスピーカ駆動ユニット１８０の動作について、図１１のフロー図を用いて説明する。

図１１は、本実施の形態におけるスピーカ駆動ユニット１８０の動作を説明するためのフロー図である。

まず、乗員頭部位置検出部１６０が、上記の動作を行って、対象座席（例えば、運転席）に乗員が搭乗しているか否かを判断する（ステップＳ２０００）。この判断は、フレーム間差分が円形状になって現れているか否かによって行われる。

乗員頭部位置検出部１６０は、ステップＳ２０００でフレーム間差分が円形状になって現れていなければ、対象座席に乗員が搭乗していないものと判断して、乗員頭部位置検出部１６０の処理動作を終了する。

これに対し、乗員頭部位置検出部１６０は、ステップＳ２０００でフレーム間差分が円形状になって現れていれば、対象座席に乗員が搭乗しているものと判断して、乗員の頭部位置の検出動作を開始する（ステップＳ２１００）。

そして、ステップＳ２１００で検出した乗員の頭部位置が、前回乗員の頭部位置を検出した際の位置と同じ位置か否かを判断する（ステップＳ２２００）。このとき、例えば、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０は、前回の頭部位置検出データを記憶しているか否かを判断する。

ここで、前回の頭部位置検出データが記憶されていなければ、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０は、ステップＳ２１００における頭部位置の検出結果である頭部位置情報に基づいて、ターンテーブル１８４およびモータ１８５を駆動させて、乗員の頭部にスピーカの指向性を向ける（ステップＳ２４００）。これに対し、前回の頭部位置検出データが記憶されていれば、その前回の頭部位置情報とステップＳ２１００で検出した今回の頭部位置情報とを比較する（ステップＳ２３００）。ステップＳ２３００での比較の結果、前回の頭部位置情報と今回の頭部位置情報とが一致した場合は、ターンテーブル１８４およびモータ１８５を駆動させることなく、ステップＳ２１００へ戻る。これに対し、ステップＳ２３００での比較の結果、前回の頭部位置情報と今回の頭部位置情報とが一致しなかった場合は、今回の頭部位置情報に基づいて、ターンテーブル１８４およびモータ１８５を駆動させて、乗員の頭部にスピーカの指向性を向ける（ステップＳ２４００）。

その後、車内会話補助装置１００の電源がＯＦＦされるか、あるいは、ユーザの操作により頭部位置検出の機能が中断されるまで（ステップＳ２５００）、ステップＳ２０００からステップＳ２５００までの処理動作が適宜繰り返される。

以上のように、本実施の形態では、車内の乗員の頭部位置を検出し、その検出結果に基づいて会話音声用スピーカ１５０の指向性を乗員の頭部に向ける機能を有する。これにより、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０から出力された駆動量に基づいて、ターンテーブル１８４およびモータ１８５を駆動することによって、図９および図１０に示す範囲内において会話音声用スピーカ１５０のスピーカ軸を変えて指向性を変更し、乗員の頭部に会話音声用スピーカ１５０の指向性を向けることができる。

このように、ターンテーブル１８４の回転およびモータ１８５の駆動を用いて、会話音声用スピーカ１５０のスピーカ軸を乗員の頭部位置に向けることにより、聴取対象乗員の会話音声の聞き取りが最適になると共に、他の会話音声用スピーカ１５０からの会話音声の回り込みを防止することができ、発声者自らの会話音声を聴取することによる違和感や不快感を軽減することができる。

次いで、図１２を用いて、上記の構成を有する車内会話補助装置１００の動作について説明する。

図１２は、本実施の形態に係る車内会話補助装置１００の動作を示すフロー図である。

車内会話補助装置１００の電源がＯＮされると、まず、車内において乗員から発せられた会話音声を、マイク１１０−１〜１１０−４によって、オーディオ部３１３から出力されたオーディオ音声および車内の騒音と共に集音する（ステップＳ３０００）。ただし、オーディオ音声は必ずしも出力されている必要はない。

そして、上記した会話音声抽出機能によって、ステップＳ３０００で集音した車内の音から会話音声を抽出し（ステップＳ３１００）、音圧レベルに合わせてラウドネス補正を行う。ここで、会話音声専用に設けられた会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４が各座席の近傍に設けられており、任意の座席に、対応する会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４から出力される会話音声は、その座席以外のマイク１１０−１〜１１０−４を用いて車内の音を集音し抽出し合成した音声である。

出力対象の会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４から出力される会話音声は、その会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４が設置されている座席以外の座席近傍に設けられたマイク１１０−１〜１１０−４を用いて車内の音を集音し抽出した会話音声信号を合成する（ステップＳ３２００）。そして、その合成された会話音声信号をアンプ部１４０にて増幅し（ステップ３３００）、それぞれのスピーカ軸がそれぞれの対象座席の乗員の頭部に向けられている会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４から出力する（ステップＳ３４００）。

会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４は、図１２のフロー図に示すように、乗員の頭部位置を検出し、会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４に設置されたターンテーブル１８４およびモータ１８５を駆動することによって、常にスピーカ軸が乗員の頭部に向けられている。

すなわち、各座席に設置された乗員頭部位置検出部１６０−１〜１６０−４によって乗員の頭部位置を検出し、この検出結果に基づいて会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４の指向性を乗員の頭部に向けるために、スピーカ駆動ユニット１８０に設置されたモータ１８５を駆動し、会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４のスピーカ軸を変える。会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４のスピーカ軸を乗員の頭部に向ける駆動量を各座席に設置された会話音声用スピーカ駆動制御部１７０−１〜１７０−４によって算出し、算出した駆動量に基づいて各座席に設置された会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４のスピーカ軸を変えることにより、乗員に対して会話音声が最適になるように指向性を乗員の頭部に向け、聴取対象乗員の会話音声の聞き取りが最適になると共に、他の会話音声用スピーカ１５０−１〜１５０−４からの会話音声の回り込みを防止することができ、発声者が自らの会話音声を聴取することによる違和感や不快感を軽減することができる。

なお、本実施の形態において、会話音声抽出処理については、図３を用いて説明したステップＳ１０００からステップＳ１４００までの一連のフローで処理され、会話音声用スピーカ１５０の駆動については、図１１を用いて説明したステップＳ２０００からステップＳ２５００までの一連のフローで処理されることになるが、会話音声抽出処理とスピーカ駆動処理については、並列でそれぞれ処理を行ってもよいし、直列で連続処理を行うようにしてもよい。

このように、本発明の実施の形態に係る車内会話補助装置によれば、発声者の座席に自らの会話音声を出力しない会話音声合成部１３０と、会話音声用スピーカ１５０とを設けることにより、会話音声用スピーカ１５０から会話音声を出力することよって車内での会話を補助すると共に、発声者が自らの会話音声を聴取するという違和感や不快感を軽減することができる。

さらに、各座席に搭乗している乗員の頭部を検出して会話音声用スピーカ１５０の向きを乗員の頭部に向けることにより、他の座席に設置された会話音声用スピーカ１５０から出力された発声者自らの会話音声の回り込みを防止することができるため、発声者が自らの会話音声を聴取することをより一層防止することができ、発声者に違和感や不快感を与えることをより一層防止することができる。

なお、車内の各座席の近傍に設置されたマイク１１０と、会話音声用スピーカ１５０と、乗員頭部位置検出部１６０と、会話音声用スピーカ駆動制御部１７０とは、必ずしも社内の全座席に設けられている必要はなく、適宜その数を増減して使用してもよい。

本発明には、発声者の座席に自らの会話音声を出力しない会話音声合成部と、乗員の頭部を検知しその乗員頭部にスピーカ軸を向けることができる会話音声用スピーカとを備えることにより、最適な会話音声用スピーカの向きで会話音声を出力することによって車内での会話を補助すると共に、発声者が自らの会話音声を聴取するという違和感や不快感を軽減することができる効果を有し、乗員会話音声を集音できるマイクが接続可能な音響システムなどに有用である。

本発明の一実施の形態に係る車内会話補助装置の概略構成図 本発明の実施の形態における会話音声抽出部の一構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態における会話音声抽出部の動作を示すフロー図 本発明の実施の形態における会話音声合成部の一構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態における乗員頭部位置検出部の動作原理を説明するための図 本発明の実施の形態における乗員頭部位置検出部の動作原理を説明するための一定間隔で量子化された探索空間と座標系（ｘ，ｙ，ｚ）とを示す図 本発明の実施の形態における乗員頭部位置検出部の動作原理を説明するための頭部位置の極座標変換を示す図 （ａ）本発明の実施の形態におけるスピーカ駆動ユニットの上面図、（ｂ）本発明の実施の形態におけるスピーカ駆動ユニットの側面図、（ｃ）本発明の実施の形態におけるスピーカ駆動ユニットの正面図 本発明の実施の形態におけるスピーカ駆動ユニットのターンテーブル駆動時のスピーカ軸の軌道を示す図 本発明の実施の形態におけるスピーカ駆動ユニットのモータ駆動時のスピーカ軸の軌道を示す図 本発明の実施の形態におけるスピーカ軸の駆動動作を説明するためのフロー図 本発明の実施の形態に係る車内会話補助装置の動作を説明するためのフロー図

符号の説明

１００ 車内会話補助装置
１１０、１１０−１〜１１０−４ マイク
１２０ 会話音声抽出部
１３０ 会話音声合成部
１４０ アンプ部
１５０、１５０−１〜１５０−４ 会話音声用スピーカ
１６０、１６０−１〜１６０−４ 乗員頭部位置検出部
１７０、１７０−１〜１７０−４ 会話音声用スピーカ駆動制御部
１８０ スピーカ駆動ユニット
１８４ ターンテーブル
１８５ モータ
２００ オーディオ部
２１０−１〜２１０−４ 車載用オーディオスピーカ

Claims (2)

1. 車内の各座席に設置され、車内の音を集音するマイクと、
   車内の各座席に設置され、乗員の会話音声を出力する会話音声用スピーカと、
   前記マイクによって集音された車内の音から乗員の会話音声を抽出する会話音声抽出部と、
   各座席に設置された前記マイクによって集音され前記会話音声抽出部によって抽出された会話音声を、当該抽出された会話音声を集音したマイクが設置された座席と同一の座席に設置された会話音声用スピーカから出力しないように合成する会話音声合成部と、
   を有する車内会話補助装置。
2. 各座席に搭乗している乗員の頭部位置を検出する乗員頭部位置検出部と、
   前記会話音声用スピーカの向きを変更する会話音声用スピーカ駆動部と、
   前記乗員頭部位置検出部によって検出された乗員の頭部位置に基づいて、前記会話音声用スピーカの向きが乗員の頭部に向くように、前記会話音声用スピーカ駆動部を制御する会話音声用スピーカ駆動制御部と、
   を有する請求項１記載の車内会話補助装置。
   

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