JP2022013231A - 車内コミュニケーション支援システム - Google Patents

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Abstract

【課題】不要音をキャンセルし発話音声を中継する「車内コミュニケーション支援システム」を提供する。【解決手段】第１席マイク５の出力Mから、第１席マイク５と第１席の位置の差を補正する補正信号を生成する補助フィルタ７５の出力を減じた信号のレベルが最小になるキャンセル音Cを出力するように第１可変フィルタ７１の伝達関数は更新される。セレクタ６は、第１席のユーザの発話音声を第２席スピーカ４から出力するＩＣＣモードのとき、第２席スピーカ４から出力する発話音声Dpを第１可変フィルタ７１の入力とし、非ＩＣＣモードのときは、第２席スピーカ４から出力される第２席オーディオソース２の出力音Ａ２を第１可変フィルタ７１の入力とする。発話音声Dpは、第１席マイク５の出力Mからキャンセル音Cの成分を除去して生成する。【選択図】図３

Description

本発明は、車内の発話によるコミュニケーションを支援する技術に関するものである。
車内の発話によるコミュニケーションを支援する技術としては、自動車の第１座席に着座したユーザの発話音声を第１座席用のマイクで収音し、自動車の第２座席用のスピーカから出力する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。
また、このような技術において、第１座席用のマイクで収音した音声から、第１座席用のスピーカから出力されている音楽などの音をキャンセルした上で、第２座席用のスピーカから出力する技術も知られている（たとえば、特許文献２）。
また、本発明に関する技術としては、騒音キャンセル位置の近傍に配置したマイクと、騒音キャンセル位置において騒音をキャンセルするキャンセル音を騒音源の出力信号から生成する適応フィルタと、キャンセル音を出力するスピーカとを設け、適応フィルタにおいて、マイクの出力を補助フィルタを用いて補正した信号をエラー信号として伝達関数を適応的に設定する能動型騒音制御(ANC; Active Noise Control）の技術が知られている（たとえば、特許文献３、４）。
ここで、この技術では、補助フィルタには、予め学習した、騒音キャンセル位置にマイクが配置されていた場合にマイクから出力される信号に、マイクが実際に出力する信号を補正する伝達関数が設定されており、このような補助フィルタを用いることにより、マイクの位置と異なる騒音キャンセル位置において、騒音をキャンセルしている。
特開２００２-５１３９２号公報 特開２０１０-１６３０５４号公報 特開２０２０-１２９１７号公報 特開２０１８-７２７７０号公報
車内の発話によるコミュニケーションを支援するために、自動車の第１座席に着座したユーザの発話音声を第１座席用のマイクで収音し、自動車の第２座席用のスピーカから出力する場合、第２座席用のスピーカから出力した発話音声が、再び第１座席用のマイクで収音されてしまいハウリングが発生したり、第１座席に着座したユーザに、自身が発話した音声が遅延して聞こえてしまう違和感を与えてしまうことがある。
また、第１座席のユーザと第２座席のユーザが、それぞれ異なる音源の音を聴いている場合、各ユーザには、他のユーザが聴いている音源の音は聴こえないことが望ましい。
そこで、本発明は、自動車の各席のユーザが異なる音源の音を聴取している環境において、ユーザに他のユーザが聴取している音源の音が聞こえてしまうことを抑制しつつ、自動車の第１座席用のマイクで収音し第２座席用のスピーカから出力した発話音声が第１座席用のマイクで収音されてしまうことを抑制することを課題とする。
前記課題達成のために、本発明は、相互に異なる座席である第１席と第２席を有する自動車に搭載される、車内コミュニケーション支援システムに、前記第２席用の音源装置である第２席用音源装置と、前記第２席用音源装置の出力音を出力する、前記第２席のユーザ用のスピーカである第２席用スピーカと、前記第１席の音を収音するマイクと、キャンセル音と発話音声信号とを出力する騒音制御部と、前記騒音制御部が出力するキャンセル音を出力する、第１席のユーザ用のスピーカである第１席用スピーカと、前記第２席用音源装置の出力音と、前記騒音制御部が出力する前記発話音声信号の一方を選択的に参照音として前記騒音制御部に出力するセレクタと、制御部とを備えたものである。ここで、前記騒音制御部は、前記マイクの出力を用いて、当該マイクの出力中の前記参照音の成分を含むエラー信号を生成するエラー信号生成部と、前記参照音を入力として、前記エラー信号の大きさが小さくなるように伝達関数を更新する適応動作を行って前記キャンセル音を生成する第１適応フィルタと、前記マイクの出力中の前記第１席のユーザの発話した音声の成分を含む信号を前記発話音声信号として生成する発話音声信号生成部とを備えている。また、当該車内コミュニケーション支援システムは、前記騒音制御部が出力する前記発話音声信号を前記第２席用スピーカから出力しない第１動作モードと、前記騒音制御部が出力する前記発話音声信号を前記第２席用スピーカから出力する第２動作モードとの二つの動作モードを有しており、前記制御部は、前記第１動作モードのとき、前記セレクタに前記第２席用音源装置の出力音を参照音として前記騒音制御部に出力させ、前記第２動作モードのとき前記セレクタに前記騒音制御部が出力する前記発話音声信号を参照音として前記騒音制御部に出力させる。
ここで、このような車内コミュニケーション支援システムは、前記発話音声信号生成部において、前記マイクの出力から、前記キャンセル音の成分を除いた信号を前記発話音声信号として生成するように構成することも好ましい。
また、この場合には、前記発話音声信号生成部は、前記キャンセル音に当該キャンセル音の前記マイクまでの伝達経路の伝達関数を施した信号を、前記マイクの出力から減算して前記発話音声信号を生成するようにしてよい。
このような車内コミュニケーション支援システムによれば、第２動作モードにおいて、第１席のユーザの発話音声を第２席用スピーカから出力して、当該発話音声による第１席のユーザと第２席のユーザのコミュニケーションを支援することができる。また、同じ騒音制御部を用いて、第１席のユーザの発話音声を第２席用スピーカから出力しない第１動作モードにおいて、第２席用スピーカから出力される第２席音源装置の出力音を、第１席のユーザに対してキャンセルしつつ、第１席のユーザの発話音声を第２席用スピーカから出力する第２動作モードにおいて、第２席用スピーカから出力される第１席のユーザの発話音声を、第１席に対してキャンセルすることができる。
ここで、以上の車内コミュニケーション支援システムは、前記騒音制御部に、前記参照音を入力とする補助フィルタを設け、前記エラー信号生成部において、前記マイクの出力から少なくとも前記補助フィルタの出力を減算した信号を、前記エラー信号として生成するようにしてもよい。ただし、前記補助フィルタの出力を前記マイクの出力から減算することにより、前記マイクで収音した音が第１席のユーザの音の聴取位置で収音した音に補正される伝達関数として予め求めた伝達関数を、前記補助フィルタに設定する。
また、以上の車内コミュニケーション支援システムに、出力音を前記第１席用スピーカから出力する前記第１席用の音源装置である第１席用音源装置を設けると共に、前記騒音制御部に、前記第１音源装置の出力音を入力とし、前記エラー信号の大きさが小さくなるように伝達関数を更新する適応動作を行って第１席用音源キャンセル音を出力する第２適応フィルタを設け、前記エラー信号生成部において、前記マイクの出力から少なくとも前記第１席用音源キャンセル音を減算した信号を、前記エラー信号として生成するように構成してもよい。
このようにすることにより、第１適応フィルタが適応動作に用いるエラー信号から第１席用スピーカから出力される第１音源装置の出力音の成分を除去することができるので、第１可変フィルタにおいて、第２席用スピーカの出力を第１席に対して、より適正にキャンセルするキャンセル音を生成できることが期待できる。
また、以上の車内コミュニケーション支援システムは、前記騒音制御部に、前記第２席用音源装置の出力音を入力とし、第２席用音源キャンセル音を出力する固定フィルタと、前記第２席用音源キャンセル音を前記キャンセル音に加算して前記第１席用スピーカから出力する加算手段とを設け、前記制御部において、前記第１動作モードのとき、前記加算手段に前記第２席用音源キャンセル音を前記キャンセル音に加算させず、前記第２動作モードのとき、前記加算手段に前記第２席用音源キャンセル音を前記キャンセル音に加算させるようにしてもよい。
ここで、この場合、車内コミュニケーション支援システムでは、前記制御部を、前記動作モードが前記第１動作モードから第２動作モードに切り替わる際に、当該切り替わり前の前記第１適応フィルタの伝達関数を前記固定フィルタに当該固定フィルタの伝達関数として設定するように構成してもよい。
これらようにすることにより、第２動作モードのときも、第２席用スピーカから出力される第２席音源装置の出力音を、第１席に対してキャンセルすることができる。
以上のように、本発明によれば、自動車の各席のユーザが異なる音源の音を聴取している環境において、ユーザに他のユーザが聴取している音源の音が聞こえてしまうことを抑制しつつ、自動車の第１座席用のマイクで収音し第２座席用のスピーカから出力した発話音声が再び第１座席用のマイクで収音されてしまうことを抑制できる。
本発明の第１実施形態に係る車内コミュニケーション支援システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る車内コミュニケーション支援システムのスピーカと第１席マイクの配置を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る能動型騒音制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るモード切替処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る補助フィルタの伝達関数の学習の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る車内コミュニケーション支援システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る能動型騒音制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るモード切替処理を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、第１実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る車内コミュニケーション支援システムの構成を示す。
車内コミュニケーション支援システムは、自動車に搭載されるシステムであり、図示するように、第１席オーディオソース１、第２席オーディオソース２、第１席スピーカ３、第２席スピーカ４、第１席マイク５、セレクタ６、能動型騒音制御装置７、制御部８、第１席スピーカ用加算部９、第２席スピーカ用加算部１０、発話音声中継部１１を備えている。
図２に示すように、自動車の一つの席を第１席とし、第１席以外の他の一つの席を第２席として、第１席スピーカ３は第１席近くに配置された第１席のユーザ用のスピーカであり、第２席スピーカ４は第２席近くに配置された第２席のユーザ用のスピーカである。なお、図２の配置は一例であり、第１席スピーカ６が主として第１席のユーザを対象として音を放射し、第２席スピーカ５が主として第２席のユーザを対象として音を放射するものであれば、第１席スピーカ６や第２席スピーカ５の配置や個数は任意でよい。
また、第１席マイク５は、たとえば、図２のように第１席の近くに配置されたマイクである。
図１に戻り、第１席オーディオソース１は、第１席のユーザが聴取する音楽等の音を出力する音源であり、第１席オーディオソース１の出力音A1は第１席スピーカ用加算部９を介して第１席スピーカ３から出力される。
また、第２席オーディオソース２は、第２席のユーザが聴取する音楽等の音を出力する音源であり、第２席オーディオソース２の出力音A2は第２席スピーカ用加算部１０を介して第２席スピーカ４から出力される。
セレクタ６は能動型騒音制御装置７が出力する発話音声信号Dpと第２席オーディオソース２の出力音A２の一方を選択的に参照音Refとして能動型騒音制御装置７に出力する。
能動型騒音制御装置７は、セレクタ６の出力する参照音Refと第２席オーディオソース２の出力音A2と第１席マイク５で収音した音Mから、発話音声信号Dpとキャンセル音Cを生成し出力する。そして、能動型騒音制御装置７から出力された発話音声信号Dpはセレクタ６に出力されると共に、発話音声中継部１１、第２席スピーカ用加算部１０を介して第２席スピーカ４から出力される。また、能動型騒音制御装置７から出力されたキャンセル音Cは、第１席スピーカ用加算部９を介して第１席スピーカ３から出力される。
次に、図３に、能動型騒音制御装置７の構成を示す。
図示するように、能動型騒音制御装置７は、第１可変フィルタ７１、第１適応アルゴリズム実行部７２、予め伝達関数S^(z)が設定された第１推定フィルタ７３、第１減算器７４、予め伝達関数H(z)が設定された補助フィルタ７５、第１ミュート部７６、予め伝達関数S^(z)が設定された第２推定フィルタ７７、第２減算器７８を備えている。
ここで、伝達関数S^(z)は、能動型騒音制御装置７から第１席マイク５までの伝達関数S(z)を実測等により推定した伝達特性S^である。
さて、セレクタ６から入力する参照音Refは、第１可変フィルタ７１を通ってキャンセル音Cとして、第１席スピーカ用加算部９を介して第１席スピーカ３から出力される。第１ミュート部７６は、制御部８の制御に従って、第１席スピーカ３へのキャンセル音Cの出力を消音（ミュート）する。
第１可変フィルタ７１の出力は、第２推定フィルタ７７にも送られ、第２推定フィルタ７７は伝達特性S^(z)を第１可変フィルタ７１の出力に畳み込んで第２減算器７８に出力する。第２減算器７８は、第１席マイク５で収音した音Mから第２推定フィルタ７７の出力を減算する。第２減算器７８の出力は、発話音声信号Dpとして、セレクタ６に送られると共に、発話音声中継部１１、第２席スピーカ用加算部１０を介して第２席スピーカ４から出力される。
また、セレクタ６から入力する参照音Refは、補助フィルタ７５を通って、第１減算器７４に送られる。
第１減算器７４は、第１席マイク５で収音した音から補助フィルタ７５の出力を減算し、減算した信号を、第１適応アルゴリズム実行部７２に出力する。
補助フィルタ７５には、第１減算器７４の出力が、第１席のユーザの耳の位置に第１席マイク５が位置していた場合に第１席マイク５から出力される信号になるように、第１席マイク５が実際に出力する信号を補正する伝達関数H(z)が予め設定されている。この補助フィルタ７５の伝達関数H(z)の設定法については後述する。
次に、第１推定フィルタ７３は、セレクタ６の出力に伝達特性S^(z)を畳み込んで、第１適応アルゴリズム実行部７２に出力する。
第１可変フィルタ７１と第１適応アルゴリズム実行部７２と推定フィルタはFiltered-X適応フィルタを構成している。
第１適応アルゴリズム実行部７２は、第１減算器７４から出力される信号をエラーとして、NLMSやLMSなどの適応アルゴリズムを推定フィルタの出力を用いながら実行し、第１減算器７４から出力される信号のレベルが最小となるように第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)を更新する適応動作を行う。
さて、本車内コミュニケーション支援システムは、動作モードとして、第１席マイク５で収音した第１席のユーザの発話音声を第２席スピーカ４から出力するＩＣＣモードと、第１席マイク５で収音した第１席のユーザの発話音声を第２席スピーカ４から出力しない非ＩＣＣモードを備えている。
そして、制御部８は、非ＩＣＣモードのとき、セレクタ６に、第２席オーディオソース２の出力音A2を能動型騒音制御装置７に参照音Refとして出力させ、発話音声中継部１１に発話音声信号Dpの第２席スピーカ４への出力をミュートさせる。
したがって、非ＩＣＣモードのとき、第１適応アルゴリズム実行部７２の適応動作によって、第１減算器７４の出力に含まれる第２席オーディオソース２の出力音A2の成分が最小になるように、第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)が更新される。そして、この結果、第１可変フィルタ７１は、第１席のユーザの耳の位置で第２席オーディオソース２の出力する音をキャンセルするキャンセル音Cを出力するように適応される。
一方、制御部８は、ＩＣＣモードのとき、発話音声中継部１１の発話音声信号Dpの第２席スピーカ４への出力のミュートを解除し、セレクタ６に、発話音声信号Dpを能動型騒音制御装置７に参照音Refとして出力させる。
したがって、ＩＣＣモードのとき、第１適応アルゴリズム実行部７２の適応動作によって、第１減算器７４の出力に含まれる発話音声信号Dpの成分が最小になるように、第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)が更新される。発話音声信号Dpは、第１席マイク５で収音した音Mから、第１席マイク５の出力に含まれるキャンセル音Cの成分を除いたものであるので、第１席マイク５の出力に第１席のユーザの発話音声が含まれている場合、第１可変フィルタ７１は、第１席のユーザの耳の位置で第２席スピーカ４から出力された第１席のユーザの発話音声成分をキャンセルするキャンセル音Cを出力するように適応される。また、第１席のユーザの耳の位置の近傍にある第１席マイク５で収音される、第２席スピーカ４から出力された第１席のユーザの発話音声成分もキャンセル音Cの出力によってキャンセルされ抑制される。また、発話音声信号Dpを第２席スピーカ４に出力することにより、第１席のユーザの発話音声が、第２席スピーカ４から第２席のユーザに出力される。
以下、このようなＩＣＣモードと非ＩＣＣモードの切り替え時に制御部８が行うモード切替処理について説明する。
図４に、このモード切替処理の手順を示す。
図示するように、制御部８は、動作モードをＩＣＣモードから非ＩＣＣモードに切り替える際には（ステップ４０２）、まず、発話音声中継部１１に発話音声信号Dpの第２席スピーカ４への出力をミュートさせる（ステップ４０４）。
そして、第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)の更新を停止することにより、能動型騒音制御装置７の適応動作を停止する（ステップ４０６）。より具体的には、第１適応アルゴリズム実行部７２が行う伝達関数W(z)の更新のゲインを定めるステップサイズを０に設定することにより、第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)の更新を停止する。
また、第１ミュート部７６にキャンセル音Cの出力をミュートさせる（ステップ４０８）。
そして、第１可変フィルタ７１に非ICCモード用に予め定めておいた初期伝達関数を伝達関数W(z)として設定する（ステップ４１０）。
次に、セレクタ６の出力する参照音Refを第２オーディオソースの出力音A2に切り替え（ステップ４１２）、所定時間を待つ（ステップ４１４）。所定時間は、能動型騒音制御装置７の各フィルタによる遅延相当の時間とする。
そして、第１ミュート部７６のキャンセル音Cの出力のミュートを解除し（ステップ４１６）、能動型騒音制御装置７の適応動作を開始する（ステップ４１８）。より具体的には、ステップ４１８では、第１適応アルゴリズム実行部７２が行う伝達関数W(z)の更新のゲインを定めるステップサイズを、ステップ４０６で適応動作を停止する前の元の値に復帰する。
一方、制御部８は、制御部８は、動作モードを非ＩＣＣモードからＩＣＣモードに切り替える際には（ステップ４２２）、第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)の更新を停止することにより、能動型騒音制御装置７の適応動作を停止し（ステップ４２４）、発話音声中継部１１の発話音声信号Dpの第２席スピーカ４への出力のミュートを解除する（ステップ４２６）。
そして、第１ミュート部７６にキャンセル音Cの出力をミュートさせ（ステップ４２８）、第１可変フィルタ７１にICCモード用に予め定めておいた初期伝達関数を伝達関数W(z)として設定する（ステップ４３０）。
次に、セレクタ６の出力する参照音Refを発話音声信号Dpに切り替え（ステップ４３２）、所定時間を待つ（ステップ４３４）。所定時間は、能動型騒音制御装置７の各フィルタによる遅延相当の時間とする。
第１ミュート部７６のキャンセル音Cの出力のミュートを解除し（ステップ４３６）、能動型騒音制御装置７の適応動作を開始する（ステップ４３８）。
以上、制御部８が行うモード切替処理について説明した。
次に、上述した能動型騒音制御装置７の補助フィルタ７５の伝達関数H(z)の設定法について説明する。
補助フィルタ７５の伝達関数H(z)は、たとえば、予め次のような第１段階の学習処理と第２段階の学習処理を、第２席オーディオソース２が出力した音を第２席スピーカ４から出力しながら行うことにより設定する。
第１段階の学習処理は、図５ａに示す第１段階学習処理部１００と、第１席ユーザの耳の位置に配置した学習用マイク２００を用いて行う。
第１段階学習処理部１００は、第１段階学習処理部１００から学習用マイク２００までの伝達関数S^(z)の推定値Sv^(z)が設定された学習用推定フィルタ１０１、第１段階学習用可変フィルタ１０２、第１段階学習用適応アルゴリズム実行部１０３を備えている。
そして、このような構成において、第２席オーディオソース２の出力する音は第１段階学習用可変フィルタ１０２に入力し、第１段階学習用可変フィルタ１０２の出力は第１席スピーカ３に出力される。また、第１段階学習用適応アルゴリズム実行部１０３は、学習用マイク２００の出力をエラーとしてNLMSやLMSなどの適応アルゴリズムを学習用推定フィルタ１０１の出力を用いながら実行し、第１段階学習用可変フィルタ１０２の伝達関数W(z)を更新する。
そして、適応アルゴリズムの実行によって、収束安定した第１段階学習用可変フィルタ１０２の伝達関数W(z)を第１段階の学習処理の結果として得る。
次に、第２段階の学習処理は、図５ｂに示す第２段階学習処理部３００を用いて行う。
第２段階学習処理部３００は、第１段階の学習処理の結果として得た伝達関数W(z)を伝達関数として設定した第２段階学習用固定フィルタ３０１と、第２段階学習用可変フィルタ３０２と、第２段階学習用適応アルゴリズム実行部３０３と、第２段階学習用減算器３０４を備えている。
そして、このような構成において、第２席オーディオソース２の出力する音は第２段階学習用固定フィルタ３０１を通って第１席スピーカ３に出力される。
また、第２席オーディオソース２の出力する音は第２段階学習用可変フィルタ３０２を通って第２段階学習用減算器３０４に送られ、第２段階学習用減算器３０４は第１席マイク５でピックアップした信号から第２段階学習用可変フィルタ３０２の出力を減算し出力する。
第２段階学習用適応アルゴリズム実行部３０３は、第２段階学習用減算器３０４の出力をエラーとしてNLMSやLMSなどの適応アルゴリズムを第２席オーディオソース２の出力する音を用いながら実行し、第２段階学習用可変フィルタ３０２の伝達関数H(z)を更新する。
そして、適応アルゴリズムの実行によって、収束安定した伝達関数H(z)を、能動型騒音制御装置７の補助フィルタ７５の伝達関数H(z)とする。
ここで、このようにして学習された補助フィルタ７５の伝達関数H(z)は、上述のように、能動型騒音制御装置７において、第１減算器７４の出力が、第１席のユーザの耳の位置に第１席マイク５が位置していた場合に第１席マイク５から出力される信号となることが期待できる伝達関数となる。
以上、本発明の第１実施形態について説明した。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本第２実施形態に係る車内コミュニケーション支援システムは、第１実施形態に係る車内コミュニケーション支援システムを応用したものであり、第１実施形態に係る車内コミュニケーション支援システムと異なる点は、図６に示すように、第１オーディオソースの出力音A1を能動型騒音制御装置７に入力する点と、能動型騒音制御装置７の内部構成と、制御部８が行うモード切替処理の内容のみである。
図７に、本第２実施形態に係る能動型騒音制御装置７の構成を示す。
図示するように、能動型騒音制御装置７は、第１実施形態で示した構成に、第１ゲイン調整部７０１、第２ゲイン調整部７０２、第３ゲイン調整部７０３、第２可変フィルタ７０４、第２適応アルゴリズム実行部７０５、固定フィルタ７０６、第３減算器７０７、第１加算器７０８を付加した構成を備えている。
ただし、本第２実施形態では、第１減算器７４の出力は第３減算器７０７に送られ、第３減算器７０７の出力が、第１減算器７４の出力に代えて第１適応アルゴリズム実行部７２に出力される。
第１ゲイン調整部７０１は、第１可変フィルタ７１、第１推定フィルタ７３、補助フィルタ７５にセレクタ６から入力する参照音Refのゲインを調整する。
第２ゲイン調整部７０２は、第１席オーディオソース１の出力音A1のゲインを調整して、第２可変フィルタ７０４と第２適応アルゴリズム実行部７０５に出力する。
第３ゲイン調整部７０３は、第２席オーディオソース２の出力音A2のゲインを調整して、固定フィルタ７０６に出力する。
第３減算器７０７は、第１減算器７４の出力から、第２可変フィルタ７０４の出力を減算した信号を、第１適応アルゴリズム実行部７２と第２適応アルゴリズム実行部７０５に出力する。
第１適応アルゴリズム実行部７２は、第３減算器７０７から出力される信号をエラーとして適応アルゴリズムを実行し、第３減算器７０７から出力される信号のレベルが最小となるように第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)を更新する適応動作を行う。
第２可変フィルタ７０４と第２適応アルゴリズム実行部７０５も、適応フィルタを構成しており、第２適応アルゴリズム実行部７０５は、第３減算器７０７から出力される信号をエラーとしてNLMSやLMSなどの適応アルゴリズムを第１席オーディオソース１の出力音A1を用いながら実行し、第３減算器７０７から出力される信号のレベルが最小となるように第２可変フィルタ７０４の伝達関数U(z)を更新する適応動作を行う。そして、この適応動作によって、第２可変フィルタ７０４の伝達関数U(z)は、第３減算器７０７から出力される信号に含まれる第１席オーディオソース１の出力音A1の成分が最小になるように更新される。
固定フィルタ７０６の出力は、第１加算器７０８で、第１可変フィルタ７１の出力に加算されて、キャンセル音Cの一部として第１席スピーカ用加算部９を介して第１席スピーカ３から出力される。
制御部８は、非ＩＣＣモードのとき、セレクタ６に、第２席オーディオソース２の出力音A2を参照音Refとして能動型騒音制御装置７に出力させ、発話音声中継部１１に発話音声信号Dpの第２席スピーカ４への出力をミュートさせ、固定フィルタ７０６の出力を停止させる。
したがって、非ＩＣＣモードのとき、第１適応アルゴリズム実行部７２の適応動作によって、第３減算器７０７の出力に含まれる第２席オーディオソース２の出力音A2の成分が最小になるように、第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)が更新される。そして、この結果、第１可変フィルタ７１は、第１席のユーザの耳の位置で第２席オーディオソース２の出力する音をキャンセルするキャンセル音Cを出力するように適応される。
ここで、第１適応アルゴリズム実行部７２の適応動作は、第２可変フィルタ７０４、第２適応アルゴリズム実行部７０５、第３減算器７０７によって、第１減算器７４の出力中の、第１席オーディオソース１の出力音A1の成分を最小化した信号をエラーとして行われる。
よって、第１可変フィルタ７１によって、より適正に、第２席オーディオソース２の出力する音を第１席のユーザの耳の位置でキャンセルするキャンセル音Cを生成できることが期待できる。
一方、制御部８は、ＩＣＣモードのとき、ＩＣＣモードに切り替え直前の非ＩＣＣモードであったときの第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)を伝達関数R(z)として固定フィルタ７０６に設定した状態で固定フィルタ７０６を稼働させ、発話音声中継部１１の発話音声信号Dpの第２席スピーカ４への出力のミュートを解除し、セレクタ６に、発話音声信号Dpを参照音Refとして能動型騒音制御装置７に出力させる。
したがって、ＩＣＣモードのとき、第１適応アルゴリズム実行部７２の適応動作によって、第１減算器７４の出力に含まれる発話音声信号Dpの成分が最小になるように、第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)が更新され、第１可変フィルタ７１は、第１席のユーザの耳の位置で第２席スピーカ４から出力される第１席のユーザの発話音声成分をキャンセルするキャンセル音Cを出力するように適応される。
ここで、第１適応アルゴリズム実行部７２の適応動作は、第２可変フィルタ７０４、第２適応アルゴリズム実行部７０５、第３減算器７０７によって、第１減算器７４の出力中の、第１席オーディオソース１の出力音A1の成分を最小化した信号をエラーとして行われるので、第１可変フィルタ７１によって、より適正に、第２席スピーカ４から出力される第１席のユーザの発話音声成分を第１席のユーザの耳の位置でキャンセルするキャンセル音Cを生成できることが期待できる。
また、第１席のユーザの耳の位置の近傍にある第１席マイク５で収音される第２席スピーカ４から出力される第１席のユーザの発話音声成分もキャンセル音Cの出力によってキャンセルされ抑制される。また、発話音声信号Dpを第２席スピーカ４に出力することにより、第１席のユーザの発話音声が、第２席スピーカ４から第２席のユーザに出力される。
また、非ＩＣＣモードであったときの第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)を伝達関数R(z)として設定した固定フィルタ７０６の出力が、キャンセル音Cの一部として出力されるので、第１席のユーザの耳の位置で、第２席オーディオソース２の出力する音もキャンセルすることができる。
以下、本第２実施形態において、このようなＩＣＣモードと非ＩＣＣモードの切り替え時に制御部８が行うモード切替処理について説明する。
図８に、このモード切替処理の手順を示す。
図示するように、制御部８は、動作モードをＩＣＣモードから非ＩＣＣモードに切り替える際には（ステップ８０２）、発話音声中継部１１に発話音声信号Dpの第２席スピーカ４への出力をミュートさせ（ステップ８０４）、第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)の更新を停止することにより能動型騒音制御装置７の適応動作を停止し（ステップ８０６）、第１ミュート部７６にキャンセル音Cの出力をミュートさせる（ステップ８０８）。
そして、固定フィルタ７０６の出力を停止し（ステップ８１０）、第１可変フィルタ７１に非ICCモード用に予め定めておいた初期伝達関数を伝達関数W(z)として設定する（ステップ８１２）。
次に、セレクタ６の出力する参照音Refを第２オーディオソースの出力音A2に切り替え（ステップ８１４）、第１ゲイン調整部７０１、第２ゲイン調整部７０２、第３ゲイン調整部７０３のゲインを調整する（ステップ８１６）。
そして、能動型騒音制御装置７の各フィルタによる遅延相当の時間を所定時間として、所定時間待ち（ステップ８１８）、第１ミュート部７６のキャンセル音Cの出力のミュートを解除し（ステップ８２０）、能動型騒音制御装置７の適応動作を開始する（ステップ８２２）。
一方、制御部８は、動作モードを非ＩＣＣモードからＩＣＣモードに切り替える際には（ステップ８３２）、第１可変フィルタ７１の伝達関数W(z)の更新を停止することにより能動型騒音制御装置７の適応動作を停止し（ステップ８３４）、発話音声中継部１１に発話音声信号Dpの第２席スピーカ４への出力のミュートを解除させ（ステップ８３６）、第１ミュート部７６にキャンセル音Cの出力をミュートさせる（ステップ８３８）。
そして、第１可変フィルタ７１の伝達関数を取得して固定フィルタ７０６に、固定フィルタ７０６の伝達関数として設定して、固定フィルタ７０６を稼働させる（ステップ８４０）。また、第１可変フィルタ７１にICCモード用に予め定めておいた初期伝達関数を伝達関数W(z)として設定する（ステップ８４２）。
次に、セレクタ６の出力する参照音Refを発話音声信号Dpに切り替え（ステップ８４４）、第１ゲイン調整部７０１、第２ゲイン調整部７０２、第３ゲイン調整部７０３のゲインを調整する（ステップ８４６）。
そして、能動型騒音制御装置７の各フィルタによる遅延相当の時間を所定時間として、所定時間待ち（ステップ８４８）、第１ミュート部７６のキャンセル音Cの出力のミュートを解除し（ステップ８５０）、能動型騒音制御装置７の適応動作を開始する（ステップ８５２）。
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、以上の各実施形態では、第１席スピーカ３、第２席スピーカ４、第１席マイク５を一つずつ設けた場合について示したが、これらはそれぞれ複数設けるようにしてもよい。
また、以上の各実施形態では、第１席のユーザに対して第２席オーディオソース２の音をキャンセルしつつ、第２席スピーカ４に第１席のユーザの発話音声を出力する場合について説明したが、本実施形態は、複数の席について、各席のユーザに対して他席のオーディオソースの音をキャンセルしつつ、各席のユーザの発話音声を他席のスピーカに出力する場合について同様に適用することができる。
また、以上の各実施形態は、各席のオーディオソースが複数チャネルである場合や、ユーザの左右の耳のそれぞれについて他席のオーディオソースの音をキャンセルするように拡張して適用することもできる。
また、以上の各実施形態の能動型騒音制御装置７の補助フィルタ７５は、これを省略してもよく、この場合にも、同様の効果を所定程度得ることができる。
１…第１席オーディオソース、２…第２席オーディオソース、３…第１席スピーカ、４…第２席スピーカ、５…第１席マイク、６…セレクタ、７…能動型騒音制御装置、８…制御部、９…第１席スピーカ用加算部、１０…第２席スピーカ用加算部、１１…発話音声中継部、７１…第１可変フィルタ、７２…第１適応アルゴリズム実行部、７３…第１推定フィルタ、７４…第１減算器、７５…補助フィルタ、７６…第１ミュート部、７７…第２推定フィルタ、７８…第２減算器、１００…第１段階学習処理部、１０１、…学習用推定フィルタ、１０２…第１段階学習用可変フィルタ、１０３…第１段階学習用適応アルゴリズム実行部、２００…学習用マイク、３００…第２段階学習処理部、３０１…第２段階学習用固定フィルタ、３０２…第２段階学習用可変フィルタ、３０３…第２段階学習用適応アルゴリズム実行部、３０４…第２段階学習用減算器、、７０１…第１ゲイン調整部、７０２…第２ゲイン調整部、７０３…第３ゲイン調整部、７０４…第２可変フィルタ、７０５…第２適応アルゴリズム実行部、７０６…固定フィルタ、７０７…第３減算器、７０８…第１加算器。

Claims (7)

  1. 相互に異なる座席である第１席と第２席を有する自動車に搭載される、車内コミュニケーション支援システムであって、
    前記第２席用の音源装置である第２席用音源装置と、
    前記第２席用音源装置の出力音を出力する、前記第２席のユーザ用のスピーカである第２席用スピーカと、
    前記第１席の音を収音するマイクと、
    キャンセル音と発話音声信号とを出力する騒音制御部と、
    前記騒音制御部が出力するキャンセル音を出力する、前記第１席のユーザ用のスピーカである第１席用スピーカと、
    前記第２席用音源装置の出力音と、前記騒音制御部が出力する前記発話音声信号の一方を選択的に参照音として前記騒音制御部に出力するセレクタと、
    制御部とを有し、
    前記騒音制御部は、
    前記マイクの出力を用いて、当該マイクの出力中の前記参照音の成分を含むエラー信号を生成するエラー信号生成部と、
    前記参照音を入力として、前記エラー信号の大きさが小さくなるように伝達関数を更新する適応動作を行って前記キャンセル音を生成する第１適応フィルタと、
    前記マイクの出力中の前記第１席のユーザの発話した音声の成分を含む信号を前記発話音声信号として生成する発話音声信号生成部とを有し、
    当該車内コミュニケーション支援システムは、前記騒音制御部が出力する前記発話音声信号を前記第２席用スピーカから出力しない第１動作モードと、前記騒音制御部が出力する前記発話音声信号を前記第２席用スピーカから出力する第２動作モードとの二つの動作モードを有し、
    前記制御部は、前記第１動作モードのとき、前記セレクタに前記第２席用音源装置の出力音を前記参照音として前記騒音制御部に出力させ、前記第２動作モードのとき前記セレクタに前記騒音制御部が出力する前記発話音声信号を前記参照音として前記騒音制御部に出力させることを特徴とする車内コミュニケーション支援システム。
  2. 請求項１記載の車内コミュニケーション支援システムであって、
    前記発話音声信号生成部は、前記マイクの出力から、前記キャンセル音の成分を除いた信号を前記発話音声信号として生成することを特徴とする車内コミュニケーション支援システム。
  3. 請求項２記載の車内コミュニケーション支援システムであって、
    前記発話音声信号生成部は、前記キャンセル音に当該キャンセル音の前記マイクまでの伝達経路の伝達関数を施した信号を、前記マイクの出力から減算して前記発話音声信号を生成することを特徴とする車内コミュニケーション支援システム。
  4. 請求項１、２または３記載の車内コミュニケーション支援システムであって、
    前記騒音制御部は、前記参照音を入力とする補助フィルタを有し、
    前記エラー信号生成部は、前記マイクの出力から少なくとも前記補助フィルタの出力を減算した信号を、前記エラー信号として生成し、
    前記補助フィルタの出力を前記マイクの出力から減算することにより、前記マイクで収音した音が第１席のユーザの音の聴取位置で収音した音に補正される伝達関数として予め求めた伝達関数が、前記補助フィルタに設定されていることを特徴とする車内コミュニケーション支援システム。
  5. 請求項１、２、３または４記載の車内コミュニケーション支援システムであって、
    出力音を前記第１席用スピーカから出力する前記第１席用の音源装置である第１席用音源装置を有し、
    前記騒音制御部は、前記第１音源装置の出力音を入力とし、前記エラー信号の大きさが小さくなるように伝達関数を更新する適応動作を行って第１席用音源キャンセル音を出力する第２適応フィルタを有し、
    前記エラー信号生成部は、前記マイクの出力から少なくとも前記第１席用音源キャンセル音を減算した信号を、前記エラー信号として生成することを特徴とする車内コミュニケーション支援システム。
  6. 請求項１、２、３、４または５記載の車内コミュニケーション支援システムであって、
    前記騒音制御部は、
    前記第２席用音源装置の出力音を入力とし、第２席用音源キャンセル音を出力する固定フィルタと、
    前記第２席用音源キャンセル音を前記キャンセル音に加算して前記第１席用スピーカから出力する加算手段とを有し、
    前記制御部は、前記第１動作モードのとき、前記加算手段に前記第２席用音源キャンセル音を前記キャンセル音に加算させず、前記第２動作モードのとき、前記加算手段に前記第２席用音源キャンセル音を前記キャンセル音に加算させることを特徴とする車内コミュニケーション支援システム。
  7. 請求項６記載の車内コミュニケーション支援システムであって、
    前記制御部は、前記動作モードが前記第１動作モードから第２動作モードに切り替わる際に、当該切り替わり前の前記第１適応フィルタの伝達関数を前記固定フィルタに当該固定フィルタの伝達関数として設定することを特徴とする車内コミュニケーション支援システム。
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