JP2014176052A - ハンズフリー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンズフリー通話において、受話音声を一部の受聴者に聞こえないようにする秘話性を、特殊な装置を用いたり複雑な演算をしなくても実現できるハンズフリー装置を提供する。
【解決手段】受話音声制御部１０１と再生特性制御部１０２とを備え、再生特性制御部１０２は、一部の受聴者の両耳間特性差が少なくなるように、また他の受聴者の両耳間特性差は大きくなるように制御し、受話音声制御部１０１は、再生特性制御部１０２によって両耳間特性差が少なくなるように制御された位置において、周囲騒音によって受話音声がマスキングされるように制御するようにする。この状態で、両耳間特性差が大きくなるように制御された位置では、受話音声は周囲騒音にマスキングされずに聞こえるようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信機などの受話器を持たずに通信相手と会話することができるハンズフリー装置、特に一部の受聴者にのみ受話音声が聞こえるように制御することを目的としたハンズフリー装置に関するものである。

従来のハンズフリー装置として、車内の所定の位置に送話器としてのマイクロホンおよび拡声受話器としてのスピーカをそれぞれ固定的に設置し、これらのマイクロホンおよびスピーカを用いて通話を行うハンズフリー式自動車電話装置において、前記スピーカを座席のヘッドレストに設け、かつこのスピーカの指向性を着席者の耳の方向に設定し、同乗者に通話内容を聞かれ難くしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

また、従来の別のハンズフリー装置として、通話用マイクロホン及びスピーカを備えたハンズフリー電話装置とは別に、３つ以上の地点にＢＧＭ音源を夫々分散配置するとともに、各ＢＧＭ音源からの音声信号波の振幅と位相とを、上記ＢＧＭ音源により合成される音性波が送話者の位置において互いに打ち消すように、秘話モードとして通話漏洩を阻止したことを特徴とするものが知られている（例えば特許文献２参照）。

特開平５−９２７４１号公報 特開平５−１９１４９１号公報

しかしながら、従来のハンズフリー装置では、送話者以外の者に受話音声を聞かせないようにするためには、例えば車室内ではドアスピーカのような、通常のハンズフリー再生スピーカとは異なるスピーカが必要になったり、複雑な処理が必要になってしまうという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、送話者以外の者に受話音声を聞かせないようにする場合でも、通常のハンズフリー再生スピーカとは異なるスピーカや複雑な処理を必要としないハンズフリー装置を提供することを目的とする。

本発明のハンズフリー装置は、受話音声の特性を制御する受話音声制御部と、スピーカから再生される信号の特性を制御する再生特性制御部とを備え、前記再生特性制御部は、複数の受聴者の内一部の受聴者の両耳間特性差が少なくなるように、また他の受聴者の両耳間特性差は大きくなるように制御し、前記受話音声制御部は、前記再生特性制御部によって両耳間特性差が少なくなるように制御した受聴位置において、周囲騒音によって前記スピーカから再生された受話音声がマスキングされるように制御するようにした構成を有している。

この構成により、両耳間特性差が少なくなるように制御した受聴位置では受話音声が聞こえず、両耳間特性差が大きくなるように制御した受聴位置では受話音声が聞こえるようにすることができる。

本発明は、受話音声の特性を制御する受話音声制御部と、スピーカから再生される信号の特性を制御する再生特性制御部とを設けることにより、送話者以外の者に受話音声を聞かせないようにする場合でも、通常のハンズフリー再生スピーカとは異なるスピーカや複雑な処理を必要としないという効果を有するハンズフリー装置を提供することができるものである。

本発明の第１の実施の形態におけるハンズフリー装置のブロック図 車室内受聴者両耳位置の制御前の特性例を示す図 車室内受聴者両耳位置の制御前の特性例を示す図（拡大図） 車室内受聴者両耳位置の制御後の特性例を示す図 騒音特性例と騒音分析結果例を示す図 音声特性例と音声分析結果例を示す図 本発明の第２の実施の形態における車室内特性制御部のブロック図 ＦＩＲフィルタのブロック図 制御前の車室内受聴者の両耳間特性差例を示す図 制御後の車室内受聴者の両耳間特性差例を示す図 本発明の第３の実施の形態における受話音声制御部のブロック図 本発明の第４の実施の形態におけるハンズフリー装置のブロック図 ノイズ生成器によって生成されるノイズとノイズを付加した後の周囲騒音の特性例を示す図

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態のハンズフリー装置について、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態のハンズフリー装置を図１に示す。

図１において、ハンズフリー装置１００は、図示していない携帯端末と受話音声入力端子１１０で接続されている。また、車１１４内に設置されたマイク１１５とマイク信号入力端子１１１で、Ｌｃｈスピーカ１１６とＬｃｈ信号出力端子１１２で、Ｒｃｈスピーカ１１７とＲｃｈ信号出力端子１１３で、接続されている。図示していないが、ハンズフリー装置１００とマイク１１５との間に、信号を増幅するためのアンプおよびアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を設けても良い。同様に、ハンズフリー装置１００とＬｃｈスピーカ１１６との間、および、ハンズフリー装置１００とＲｃｈスピーカ１１７との間に、それぞれアンプおよびディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器を設けても良い。

ハンズフリー装置１００は、受話音声制御部１０１と、再生特性制御部１０２から構成されている。また、受話音声制御部１０１は、音声分析器１０３と、乗算器１０４と、受話音声制御係数更新器１０５と、騒音分析器１０６とで構成されている。再生特性制御部１０２は、遅延器１０７と、乗算器１０８、１０９とで構成されている。ハンズフリー装置１００は、ディジタル信号処理が可能なディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）やマイコンなどで実現しても良い。

次に、図１に示したように構成されたハンズフリー装置１００について、図１を用いてその動作を説明する。

受話音声入力端子１１０に入力された受話音声は、乗算器１０４によってレベルが変えられる。乗算器１０４の出力信号は、遅延器１０７によって遅延させられ、乗算器１０８によってレベルが変えられ、Ｌｃｈ信号出力端子１１２に入力される。乗算器１０４の出力信号はまた、乗算器１０９によってレベルが変えられ、Ｒｃｈ信号出力端子１１３に入力される。

Ｌｃｈ信号出力端子１１２の出力信号は、車１１４内に設置されたＬｃｈスピーカ１１６から再生され、かつ、Ｒｃｈ信号出力端子１１３の出力信号は、Ｒｃｈスピーカ１１７から再生され、助手席の受聴者１１８と、運転席の受聴者１１９に到達する。

受話音声入力端子１１０に入力された受話音声は、音声分析器１０３によって分析され、受話音声制御係数更新器１０５の一方の入力となる。車１１４内に設置されたマイク１１５で収録された騒音は、マイク信号入力端子１１１に入力され、騒音分析器１０６によって分析され、受話音声制御係数更新器１０５のもう一方の入力となる。受話音声制御係数更新器１０５は、音声分析器１０３による音声分析結果と、騒音分析器１０６による騒音分析結果から、乗算器１０４の係数を算出し、乗算器１０４の係数を更新する。

ここで、再生特性制御部１０２での車１１４内の再生特性制御方法について、図２から図４を用いて説明する。

図２は、車１１４内のＬｃｈスピーカ１１６、Ｒｃｈスピーカ１１７から音を出力したときの、助手席の受聴者１１８、運転席の受聴者１１９の両耳位置における特性（インパルス応答）の例を示している。図２において、（ａ）は左席における助手席の受聴者１１８の左耳における特性、（ｂ）は助手席の受聴者１１８の右耳における特性、（ｃ）は右席における運転席の受聴者１１９の左耳における特性、（ｄ）は運転席の受聴者１１９の右耳における特性である。なお、サンプリング周波数は４８ｋＨｚである。

車室内では、ドアにスピーカが設置されている場合、そのスピーカ位置は受聴者からみて左右非対称な位置になるので、図２をみてわかるように、受聴者耳位置での特性は左右で異なる。特に、到達時間差や大きさが異なる。

到達時間差が左右で異なることを示すために、図３に、図２の時間的な拡大図を示す。図３において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図２と同様である。

図３（ａ）、（ｂ）を比較すると、音の到達時間は、左耳（ａ）の方が早く、右耳（ｂ）の方が遅い。同様に図３（ｃ）、（ｄ）を比較すると、（ａ）、（ｂ）とは逆に、左耳（ｃ）よりも右耳（ｄ）の方が早く到達している。

いま、助手席の受聴者１１８の両耳位置での特性を合わせる。そのために、再生特性制御部１０２内の遅延器１０７で、Ｌｃｈスピーカ１１６から出力される音を遅延させ、また乗算器１０８、１０９で、Ｌｃｈスピーカ１１６、Ｒｃｈスピーカ１１７から出力される音のレベルをそれぞれ調整する。

このように再生特性制御部１０２で調整した場合の、助手席の受聴者１１８、運転席の受聴者１１９の両耳位置における特性を図４に示す。図４において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図２と同様である。

図４において、助手席両耳位置の特性（ａ）、（ｂ）を比較すると、図３の制御前の特性と比較して、特に到達時間が左右で揃っていることがわかる。また、大きさも図３と比べると左右で揃っている。

一方、運転席両耳位置の特性（ｃ）、（ｄ）を比較すると、到達時間、大きさとも左右で揃っていないことがわかる。

このように、再生特性制御部１０２は、遅延器１０７および乗算器１０８、１０９に適切なパラメータを設定することで、助手席における両耳間特性差を少なくなるように、かつ、同時に運転席における両耳間特性差は大きくなるように制御することができる。

次に、図１における受話音声制御部１０１での音声や騒音の分析方法および受話音声の制御方法について、図５および図６を用いて説明する。

図５は、騒音分析器１０６における騒音分析結果の例である。図５において、（ａ）は車１１４内のマイク１１５で収録される走行騒音の時間波形、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の騒音を騒音分析器１０６で分析した結果である。図５（ａ）の走行騒音は、途中で加速を行っているものである。

騒音分析器１０６は、マイク１１５で収録された車１１４内の走行騒音（図５（ａ））を、まず一定時間間隔でレベル分析を行う。図５（ｂ）は、（ａ）の時間波形を、１０ｍｓ間隔でレベル分析した結果である。このような分析では、騒音レベルの変動が大きくなってしまうため、例えば、一定時間間隔でレベル分析した値の最小値検出と、その最小値の更新を行うことで、平均化する。図５（ｃ）は、そのように最小値の更新を行うことで騒音レベルの平均化を行ったものである。最小値検出を行うのは、暗騒音レベルを検出し、突発的なノイズは検出しないようにするためである。（ｃ）では、（ｂ）と比べ短時間でのレベル変動が少ないことがわかる。ただし、例えば加速時など走行騒音のレベルが長い時間をかけて変動するような場合のレベル変動には、追従できていることがわかる。

騒音分析器１０６は、マイク１１５で収録される騒音を用いて助手席の受聴者１１８の受聴位置での騒音レベルを推定するために、マイク１１５の位置における騒音レベルと、助手席の受聴者１１８の受聴位置における騒音レベルとの差を補正するようにしてもよい。

図６は、音声分析器１０３における音声分析結果の例である。図６において、（ａ）は受話音声入力端子１１０に入力された受話音声の時間波形、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の音声を音声分析器１０３で分析した結果である。

音声分析器１０３は、受話音声（図６（ａ））を、騒音分析器１０６と同様に一定時間間隔でレベル分析を行う。図６（ｂ）は、（ａ）の時間波形を、１０ｍｓ間隔でレベル分析した結果である。騒音分析と同様に、レベル変動が大きくなってしまうため、例えば、一定時間間隔でレベル分析した値の最大値検出と、その最大値の更新を行うことで、平均化する。騒音分析と異なり、最大値検出を行うのは、音声は騒音と比べて短時間のレベル変動が大きいことと、ヒトは音声の大きな部分をもとに音声のレベルを認識していると考えられるからである。このような分析を行った（ｃ）では、（ｂ）と比べてレベル変動を少なくすることができていることがわかる。

音声分析器１０３は、受話音声入力端子１１０に入力された受話音声のレベルを用いて、助手席の受聴者１１８の受聴位置における音声レベルを推定するために、Ｌｃｈスピーカ１１６、Ｒｃｈスピーカ１１７から助手席の受聴者１１８の受聴位置までの特性を用いてレベルの補正を行ってもよい。

次に、受話音声制御係数更新器１０５での、乗算器１０４の係数更新方法について説明
する。受話音声制御係数更新器１０５は、音声分析器１０３での受話音声分析結果、騒音分析器１０６での騒音分析結果をもとに、乗算器１０４の係数を更新する。受話音声制御係数更新器１０５は、再生特性制御部１０２で両耳間特性差が少なくなるように制御した助手席の受聴者１１８の受聴位置で、受話音声が車室内騒音にマスキングされるように乗算器１０４の係数を更新する。助手席の受聴者１１８の受聴位置において、音声が騒音にマスキングされる際の音声レベルと騒音レベルとの関係は、あらかじめ試聴試験などによって調べた上で、テーブル化などしておく。受話音声制御係数更新器１０５は、このテーブルの値をもとに乗算器１０４の係数値を求める。

ここで、両耳マスキングレベル差について説明する。

文献「聴覚心理学概論」（Ｂ．Ｃ．Ｊ．ムーア、大串健吾監訳、誠信書房、２００５年第６刷）の第６章空間知覚第１０節両耳マスキングレベル差によれば、「同一の雑音が両耳に与えられ、また同一の純音が各耳に雑音と混合されて与えられている。純音のレベルを雑音によってちょうどマスクされるように調節したとする。このレベルがマスク閾であり、そのレベルをＬ_０ｄＢとしよう。ここで一方の耳の信号（純音）を逆に、つまり波形を上下逆にしたと仮定する。これは信号の位相を１８０度すなわちπラジアンだけシフトすることと等価である。この結果、純音は再び聞こえるようになる。そこでもう一度マスク閾になるように純音のレベルを調節し、これをＬ_πとする。この二つのレベルの差、Ｌ_０−Ｌ_π（ｄＢ）がマスキングレベル差として知られる。その値は低い周波数（５００Ｈｚ付近）で最大１５ｄＢ程度、１５００Ｈｚ以上の周波数では、２〜３ｄＢにまで減少する。このように、単に一方側の耳に与える信号波形を反転させただけで、信号をかなり検出しやすくすることができる。」とある。

つまり、再生特性制御部１０２によって助手席の受聴者１１８の受聴位置での両耳間特性差が少なくなるように制御し、受話音声制御部１０１によって助手席の受聴者１１８の受聴位置での受話音声が騒音によってマスキングされるように制御した場合、運転席の受聴者１１９の受聴位置での両耳間特性差は大きいので、受話音声は聞こえるようにすることができる。

なお、本発明の第１の実施の形態のハンズフリー装置では、車室内でハンズフリー通話を行っている場合について説明したが、複数の受聴位置が存在し、その一部で受話音声を聞こえないように制御するのであれば、車でなくてもよい。

また、本発明の第１の実施の形態のハンズフリー装置では、常に受話音声が運転席では聞こえ、助手席では聞こえないように制御されるが、秘話モードを設け、ユーザが通常通話モードと秘話モードとを切り替えるようにしてもよい。

このような本発明の第１の実施の形態のハンズフリー装置によれば、受話音声の特性を制御する受話音声制御部と、スピーカから再生される信号の特性を制御する再生特性制御部とを設け、再生特性制御部は、助手席における両耳間特性差が少なくなるように、また運転席における両耳間特性差は大きくなるように制御し、受話音声制御部は、助手席受聴位置において、周囲騒音によってスピーカから再生された受話音声がマスキングされるように制御するようにした。このため、通常のハンズフリー再生スピーカとは異なるスピーカや複雑な処理を必要とせず、助手席受聴位置では受話音声が聞こえず、運転席受聴位置では受話音声が聞こえるようにすることができる。

（実施の形態２）
以下、本発明の第２の実施の形態のハンズフリー装置について、図面を用いて説明する。

本発明の第２の実施の形態のハンズフリー装置における再生特性制御部を図７に示す。第２の実施の形態のハンズフリー装置は、再生特性制御部以外の構成は、図１の第１の実施の形態のハンズフリー装置と同様である。また、図８にＦＩＲフィルタのブロック図を示す。

図７において、再生特性制御部７００は、ＦＩＲフィルタ７０１、７０２とで構成されている。

次に、図７に示したように構成された再生特性制御部について、図７および図８を用いてその動作を説明する。

図７において、受話音声入力端子７０３に入力された受話音声は、ＦＩＲフィルタ７０１、７０２によって、振幅と位相特性が変えられ、それぞれＬｃｈ信号出力端子７０４、Ｒｃｈ信号出力端子７０５から、出力される。

このＦＩＲフィルタ７０１、７０２は、図８に示すように構成される。

図８において、ＦＩＲフィルタ８００は、遅延器８０１と、乗算器８０２と、加算器８０３とで構成されている。

図８において、ＦＩＲフィルタ入力端子８０４に入力された信号は、複数の遅延器８０１によって、それぞれ１サンプルごと遅延させられる。入力信号およびそれぞれの遅延器８０１の出力信号は、乗算器８０２によって振幅が変えられ、乗算器８０２の出力信号は加算器８０３によって加算され、ＦＩＲフィルタ出力端子８０５に出力される。ＦＩＲフィルタは、遅延器８０１および乗算器８０２の数、乗算器８０２の係数を適当に設定することで、入力信号を所望の振幅周波数特性、位相周波数特性に制御できるものである。

次に、再生特性制御部７００による再生特性制御方法例について説明する。

再生特性制御部７００のＦＩＲフィルタ７０１、７０２は、受聴者両耳位置の特性が、所望の左右同一の特性になるように設計する。いま、ＦＩＲフィルタ７０１、７０２の特性をそれぞれＷ１、Ｗ２、車室内左スピーカから受聴者左耳までの特性をＨ１１、左スピーカから右耳までの特性をＨ２１、右スピーカから左耳までの特性をＨ１２、右スピーカから右耳までの特性をＨ２２、所望の左耳特性をＤ１、右耳特性をＤ２とした場合、ＦＩＲフィルタによって制御された場合の両耳の特性が、所望の特性になるようにするためには、下式を満足するＷ１、Ｗ２を求めれば良い。ただし、それぞれの特性は周波数領域で表現されたものである。

Ｈ１１・Ｗ１ ＋ Ｈ１２・Ｗ２ ＝ Ｄ１
Ｈ２１・Ｗ１ ＋ Ｈ２２・Ｗ２ ＝ Ｄ２
再生特性制御部７００による制御効果を、助手席および運転席の受聴者の両耳間レベル差、位相差を用いて説明する。

図９に、両耳位置の特性が図２に示したインパルス応答であるときの、助手席位置における両耳間レベル差（同図（ａ））、両耳間位相差（同図（ｂ））、および運転席位置における両耳間レベル差（同図（ｃ））、両耳間位相差（同図（ｄ））を示す。各図は、横軸が周波数、縦軸は両耳間レベル差あるいは両耳間位相差である。

図９より、制御前は、助手席、運転席ともに、両耳間レベル差および両耳間位相差が大
きいことがわかる。

図１０に、再生特性制御部７００による制御後の両耳間差を示す。図１０の（ａ）から（ｄ）は、図９と同様である。

図１０より、再生特性制御部７００は、助手席における両耳間差が小さくなるように制御しているため、助手席における両耳間差（同図（ａ）、（ｂ））は小さく、一方、制御していない運転席における両耳間差（同図（ｃ）、（ｄ））は大きいことがわかる。

このような本発明の第２の実施の形態のハンズフリー装置によれば、ＦＩＲフィルタによって構成される再生特性制御部によって、助手席における両耳間特性差が少なくなるように、また運転席における両耳間特性差は大きくなるように制御する。このため、通常のハンズフリー再生スピーカとは異なるスピーカや複雑な処理を必要とせず、助手席受聴位置では受話音声が聞こえず、運転席受聴位置では受話音声が聞こえるようにすることができる。さらに、ＦＩＲフィルタによって制御するため、精密な制御が可能となる。

（実施の形態３）
以下、本発明の第３の実施の形態のハンズフリー装置について、図面を用いて説明する。

本発明の第３の実施の形態のハンズフリー装置における受話音声制御部を図１１に示す。第３の実施の形態のハンズフリー装置は、受話音声制御部以外の構成は、図１の第１の実施の形態のハンズフリー装置と同様である。
図１１において、受話音声制御部１１００は、受話音声の周波数分割を行う周波数分割器１１０１と、周波数合成器１１０２と、マイク入力信号の周波数分割を行う周波数分割器１１０３と、音声分析器１１０４と、乗算器１１０５と、受話音声制御係数更新器１１０６と、騒音分析器１１０７とで構成されている。

次に、図１１に示したように構成された受話音声制御部について、図１１を用いてその動作を説明する。

図１１において、受話音声入力端子１１０８に入力された受話音声は、周波数分割器１１０１によって、複数の周波数バンドに分割される。複数の周波数バンドに分割された受話音声は、乗算器１１０５によって、それぞれの周波数バンドごと振幅が変えられ、周波数合成器１１０２によって１つの周波数バンドの音声に変換され、受話音声出力端子１１０９から出力される。周波数分割器１１０１の出力信号は、音声分析器１１０４に入力され、各周波数バンドごと音声の分析がされる。音声分析器１１０４によって分析された結果は、受話音声制御係数更新器１１０６の一方の入力となる。

マイク信号入力端子１１１０に入力されたマイク信号は、周波数分割器１１０３によって、周波数分割器１１０１と同じ周波数バンドに分割される。周波数分割器１１０３の出力信号は、騒音分析器１１０７によって各周波数バンドごと騒音の分析がされる。騒音分析器１１０７によって分析された結果は、受話音声制御係数更新器１１０６のもう一方の入力となる。

受話音声制御係数更新器１１０６は、音声分析結果および騒音分析結果に基づき、各周波数バンドの乗算器１１０５の係数を更新する。音声分析器１１０４、受話音声制御係数更新器１１０６、騒音分析器１１０７の動作は、前記第１の実施の形態のハンズフリー装置における音声分析器、受話音声制御係数更新器、騒音分析器と同様の動作を、各周波数バンドごと行う。

音声分析器１１０４による音声分析、騒音分析器１１０７による騒音分析、受話音声制御係数更新器１１０６による係数更新、乗算器１１０５による受話音声の振幅制御を複数の周波数バンドごと行うようにしたのは、受話音声および騒音が周波数ごとにレベルが異なるため、より精度良く制御できるようにするためである。

このような本発明の第３の実施の形態のハンズフリー装置によれば、受話音声制御部が複数の周波数バンドごとに、助手席受聴位置において、周囲騒音によってスピーカから再生された受話音声がマスキングされるように制御することができる。このため、受話音声を精度良く制御できる。また、通常のハンズフリー再生スピーカとは異なるスピーカや複雑な処理を必要とせずに、助手席受聴位置では受話音声が聞こえず、運転席受聴位置では受話音声が聞こえるようにすることができる。

（実施の形態４）
以下、本発明の第４の実施の形態のハンズフリー装置について、図面を用いて説明する。

本発明の第４の実施の形態のハンズフリー装置を図１２に示す。

図１２において、ハンズフリー装置１２００は、受話音声制御部１２０１と、再生特性制御部１２０２と、ノイズ生成器１２０７と、ノイズ制御係数更新器１２０８と、乗算器１２０９と、加算器１２１０とから構成されている。また、受話音声制御部１２０１は、音声分析器１２０３と、受話音声制御係数更新器１２０５と、騒音分析器１２０６とで構成されている。

次に、図１２に示したように構成されたハンズフリー装置１２００について、図１２を用いてその動作を説明する。

受話音声入力端子１２１１に入力された受話音声を制御する受話音声制御部１２０１と、再生特性制御部１２０２の動作は、図１の第１の実施の形態のハンズフリー装置と同様である。ノイズ生成器１２０７は、例えばピンクノイズのようなノイズを生成する。ノイズの生成方法は、メモリ上にノイズを格納しておきそのメモリの内容を読み出すことで生成してもよいし、ノイズ生成の計算式からノイズを生成するようにしてもよい。ノイズ生成器１２０７によって生成された信号は、乗算器１２０９によって振幅が変えられ、加算器１２１０の一方の入力となる。加算器１２１０のもう一方の入力は、再生特性制御部１２０２によって再生特性が制御された受話音声である。加算器１２１０は、再生特性制御部１２０２の出力である受話音声と、乗算器１２０９の出力であるノイズを加算し、Ｌｃｈ信号をＬｃｈ信号出力端子１２１３から、Ｒｃｈ信号をＲｃｈ信号出力端子１２１４から出力する。

マイク信号入力端子１２１２に入力された信号は、騒音分析器１２０６に入力され、騒音分析器１２０６はそのレベル分析を行う。ノイズ制御係数更新器１２０８は、騒音分析器１２０６による騒音分析結果をもとに、乗算器１２０９の係数を更新する。

ノイズ制御係数更新器１２０８は、例えば、車室内に存在する騒音の量を設定した一定レベル以上にするために、乗算器１２０９の係数を変更する。騒音分析器１２０６によって分析された騒音レベルが一定レベルより小さいときには、乗算器１２０９の係数の値を大きくし、ノイズ生成器１２０７によって生成されたノイズが車室内に設定したレベルで再生されるようにする。一方、騒音分析器１２０６によって分析された騒音レベルが一定レベル以上の場合には、乗算器１２０９の係数の値を小さくし、ノイズ生成器１２０７に
よって生成されたノイズが再生されないようにする。このようにノイズの付加量を制御するのは、例えば、停車時のように車室内の騒音レベルが小さいときには、受話音声制御係数更新器１２０５によって更新される乗算器１２０４の値が小さくなり、車室内に再生される受話音声レベルが小さくなってしまうので、このような不都合を防ぐためである。また、走行騒音のレベル変動が大きい場合には、受話音声制御係数更新器１２０５によって制御される受話音声のレベル変動も大きくなり、聴感上不自然になってしまうのを防ぐ効果もある。

ノイズ生成器１２０７によるノイズ付加の様子の例を、図５および図１３を用いて説明する。いま、車室内の騒音が、図５（ｂ）に示すようなレベル特性をもつ走行騒音であったとする。図５（ｂ）の騒音は、時刻０秒ではレベルが約−２５ｄＢであるが、４秒付近では約−５ｄＢまで上昇し、１０秒付近ではまた約−２５ｄＢに減少した後、１５秒以降は約０ｄＢとなっており、レベル変動が大きい。そこで、図１３（ａ）のような、ノイズ生成器１２０７で生成されたピンクノイズを、乗算器１２０９によって約−６ｄＢのレベルにしたものを再生する。ノイズ再生後の車室内騒音のレベル分析結果を、図１３（ｂ）に示す。図１３（ｂ）では、時刻約１５秒まではレベルが−６ｄＢ、約１５秒以降は約０ｄＢとなり、車室内騒音のレベル変動が少なくなっていることがわかる。

以上では、一定レベルのノイズを付加する場合について説明したが、走行騒音が大きい場合には付加するノイズのレベルを小さく、または付加しないようにしてもよい。また、走行騒音のレベルに合わせて、付加するノイズのレベルを変動させてもよい。

このような本発明の第４の実施の形態のハンズフリー装置によれば、受話音声の特性を制御する受話音声制御部と、スピーカから再生される信号の特性を制御する再生特性制御部と、ノイズ生成器とを設け、再生特性制御部は、助手席における両耳間特性差が少なくなるように、また運転席における両耳間特性差は大きくなるように制御し、受話音声制御部は、助手席受聴位置において、周囲騒音によってスピーカから再生された受話音声がマスキングされるように制御し、ノイズ生成器は、走行騒音が小さなときにノイズを生成して再生するようにした。このため、通常のハンズフリー再生スピーカとは異なるスピーカや複雑な処理を必要とせず、助手席受聴位置では受話音声が聞こえず、運転席受聴位置では受話音声が聞こえるようにすることができる。また、走行騒音によるレベル変動が大きな場合にも、聴感上自然な受話音声を再生できる。

以上のように、本発明にかかるハンズフリー装置は、送話者以外の者に受話音声を聞かせないようにする場合でも、通常のハンズフリー再生スピーカとは異なるスピーカや複雑な処理を必要としないという効果を有し、通信機などの受話器を持たずに通信相手と会話することができるハンズフリー装置、特に一部の受聴者にのみ受話音声が聞こえるように制御することを目的としたハンズフリー装置として有用である。

１００、１２００ ハンズフリー装置
１０１、１１００、１２０１ 受話音声制御部
１０２、７００、１２０２ 再生特性制御部
１０３、１１０４、１２０３ 音声分析器
１０４、１０８、１０９、８０２、１１０５、１２０４、１２０９ 乗算器
１０５、１１０６、１２０５ 受話音声制御係数更新器
１０６、１１０７、１２０６ 騒音分析器
１０７、８０１ 遅延器
１１０、７０３、１１０８、１２１１ 受話音声入力端子
１１１、１１１０、１２１２ マイク信号入力端子
１１２、７０４、１２１３ Ｌｃｈ信号出力端子
１１３、７０５、１２１４ Ｒｃｈ信号出力端子
１１４ 車
１１５ マイク
１１６ Ｌｃｈスピーカ
１１７ Ｒｃｈスピーカ
１１８ 助手席の受聴者
１１９ 運転席の受聴者
７０１、７０２、８００ ＦＩＲフィルタ
８０３、１２１０ 加算器
８０４ ＦＩＲフィルタ入力端子
８０５ ＦＩＲフィルタ出力端子
１１０１、１１０３ 周波数分割器
１１０２ 周波数合成器
１１０９ 受話音声出力端子
１２０７ ノイズ生成器
１２０８ ノイズ制御係数更新器

Claims (6)

1. 受話音声を複数のスピーカから再生し、送話音声をマイクで収録して、通信相手と会話することのできるハンズフリー装置において、
   前記受話音声の特性を制御する受話音声制御部と、
   前記複数のスピーカから再生される信号の特性を制御する再生特性制御部とを備え、
   前記再生特性制御部は、一の受聴者の両耳間特性差が少なくなるように、かつ、他の受聴者の両耳間特性差は大きくなるように制御し、
   前記受話音声制御部は、前記再生特性制御部によって両耳間特性差が少なくなるように制御した受聴位置において、周囲騒音によって前記複数のスピーカから再生された受話音声がマスキングされるように制御することを特徴とするハンズフリー装置。
2. 前記再生特性制御部は、第１の遅延器と、第１の乗算器とを備え、
   両耳間特性差が少なくなるように制御しようとする聴取位置において、
   前記第１の遅延器は、前記複数のスピーカから再生される音の到達時間が一致するようにスピーカ出力の遅延を調整し、
   前記第１の乗算器は、前記複数のスピーカから再生される音のレベルが一致するようにスピーカ出力レベルを調整することを特徴とする請求項１に記載のハンズフリー装置。
3. 前記再生特性制御部は、ＦＩＲフィルタを備え、
   前記ＦＩＲフィルタは、両耳間特性差が少なくなるように制御しようとする聴取位置において、前記複数のスピーカから出力される音の振幅と位相とを制御することで、両耳間特性差を少なくすることを特徴とする請求項１に記載のハンズフリー装置。
4. 前記受話音声制御部は、音声分析器と、騒音分析器と、受話音声制御係数更新器と、第２の乗算器とを備え、
   前記音声分析器による受話音声分析結果と、前記騒音分析器による前記マイクで収録させる周囲騒音の分析結果とに基づいて、前記受話音声制御係数更新器が前記第２の乗算器の係数を更新することで、受話音声のレベルを変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のハンズフリー装置。
5. 前記受話音声制御部は、周波数分割器と、周波数合成器とをさらに備え、
   前記周波数分割器によって複数の周波数バンドに分割された受話音声と周囲騒音とを用いて前記第２の乗算器の係数を算出し、それぞれの周波数バンドごとに受話音声のレベルを変更した後、前記周波数合成器により前記レベルを変更した受話音声を１つの周波数バンドの信号に合成することを特徴とする請求項４に記載のハンズフリー装置。
6. ノイズ生成器と、ノイズ制御係数更新器と、第３の乗算器と、加算器とをさらに備え、
   前記ノイズ制御係数更新器は、前記マイクで収録される周囲騒音の分析結果をもとに、周囲騒音のレベルが小さいときには前記第３の乗算器の係数値を大きくすることで、前記ノイズ生成器によって生成されるノイズのレベルを大きくするように制御し、
   前記加算器は、このレベルの変更されたノイズと受話音声とを加算して前記スピーカに出力することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のハンズフリー装置。

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