JP6031777B2 - 音声入力装置、通信装置、状態通知方法 - Google Patents

Description

本発明は音声入力装置に関し、特にノイズキャンセル機能を有する音声入力装置に関する。

業務用無線機に代表される音声入力装置は、工場や建設現場、また、消防・警察等といった高い騒音下で使用される機会が多い。そのため、マイクで収音された音声信号に含まれる雑音成分を抑圧することで、高い騒音下でも良好な通話を確保できることが求められる。

特許文献１には、筐体に音声収音用マイク（以下メインマイクと称する）および雑音収音用マイク（以下サブマイクと称する）の２個のマイクを備え、サブマイクで収音した信号から生成したノイズの逆相成分をメインマイクの信号に加算することにより、メインマイクの雑音成分を抑圧する音声入力システムが開示されている。当該技術はアクティブノイズキャンセル方式と呼ばれ、高騒音下でも明瞭な音声を収音することが可能となる。

また、特許文献２には、複数のマイクロホンから出力された信号から雑音を除去した残留信号の方向別の音量を算出し、方向別残留信号の音量を表示することで、マイクロホンで収集された音声がどれだけ抑圧されているかを音源ごとに確認できる音収集システムが開示されている。

また、特許文献３には、外部デバイスへコンテンツデータの送信を行う電子機器が開示されている。当該電子機器は、外部デバイスとの間で伝送される一つ以上のコンテンツに関するコンテンツ情報を取得し、一つ以上のコンテンツを伝送する際、前記取得したコンテンツ情報に基づき、コンテンツが伝送されている期間中インジケータの発光部を点滅又は点灯する。当該構成により、コンテンツデータの伝送状況の切り替わりを適切にユーザに報知することが可能となる。

また、特許文献４には、所謂ハンズフリー通話が可能な電話装置であって、マイクから入力された音声が所定の音声であるかを判断する音声認識部を備え、当該音声の認識結果を表示する表示手段を更に備える音声応答機能付電話装置が開示されている。当該装置によれば、使用者に音声認識部の認識結果を報知することで、音声応答機能の信頼性を向上させている。

特開２００４−１２０７１７号公報 特開２０１０−０２８５３１号公報 特開２０１０−２７９０４３号公報 特開２０００−１０６５８８号公報

アクティブノイズキャンセル機能を有する音声入力装置において、ノイズキャンセル性能を効果的に発揮するためには、メインマイクが適度な距離で話者の口の方に向けられていることが望ましい。ヘッドセットのような接話型のマイクは、比較的マイクと口との位置関係がほぼ固定されるが、ハンドセットのような手に持って使用するタイプのマイクにおいては、口との距離や方向が使用状態に応じて変動する。

すなわち、ハンドセット型マイクは、作業の都合上肩に装着して使用される場合や、マイクと口の距離が遠い状況で使用される場合など、ノイズキャンセルを行うための音声の入力条件が良くない場合での使用が想定される。

このような場合、サブマイク側への音声の回り込みが大きくなるため、ノイズキャンセル効果によりメインマイクの信号の音声成分が打ち消されてしまい、明瞭な音声を伝送することができなくなってしまうという課題を有していた。

本発明は、上記課題を鑑み、ノイズキャンセル機能を適切に働かせて明瞭な音声を伝送できるようにする事を可能とする音声入力装置、通信装置、及び状態通知方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様である音声入力装置は、第１収音部（１０１）と、前記第１収音部が配置される面と異なる面に配置される第２収音部（１０２）と、前記第１収音部で収音される音声と前記第２収音部で収音される音声との位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差検出部で検出された位相差が適切な使用状態における位相差として設定されている範囲内であるか否かを判定する位相差判定部と、前記第２収音部から入力される第２音声信号を用いて、前記第１収音部から入力される第１音声信号に対するノイズキャンセルを行うノイズキャンセル処理部（１０３）と、前記ノイズキャンセル処理部が行う前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果、及び前記位相差判定部における判定結果に基づいて、前記ノイズキャンセル処理部におけるノイズキャンセル後の音声信号の音声品質を判定する音声品質判定部（１０４）と、前記音声品質判定部における判定結果を通知する判定結果通知部（１０５）と、を具備する。
また、前記音声品質判定部には、前記位相差判定部における判定結果が良好な場合にのみ、前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果が入力される。
また前記判定結果通知部は、前記音声品質判定部が前記ノイズキャンセル後の音声信号の音声品質を不良と判定した場合、前記位相差判定部における判定結果または前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果が否定的なものである場合、所定時間同じ判定結果を通知する。
本発明の一態様に係る通信装置は、第１収音部と、前記第１収音部が配置される面と異なる面に配置される第２収音部と、前記第１収音部で収音される音声と前記第２収音部で収音される音声との位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差検出部で検出された位相差が適切な使用状態における位相差として設定されている範囲内であるか否かを判定する位相差判定部と、前記第２収音部から入力される第２音声信号を用いて、前記第１収音部から入力される第１音声信号に対するノイズキャンセルを行うノイズキャンセル処理部と、前記ノイズキャンセル処理部が行う前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果、及び前記位相差判定部における判定結果に基づいて、前記ノイズキャンセル処理部におけるノイズキャンセル後の音声信号の音声品質を判定する音声品質判定部と、前記ノイズキャンセル後の音声信号を送信する送信部と、前記音声品質判定部における判定結果を通知する判定結果通知部と、音声信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記音声信号に基づいて音声を放音する放音部と、を具備する。
ここで、自装置の状態を前記送信部で音声信号を送信する送信状態へ切り替える切り替え部を更に具備し、前記判定結果通知部は、前記切り替え部が前記送信部で音声信号を送信するように切り替えている場合において、前記ノイズキャンセル後の音声信号の音声品質が良好であることを視覚的に通知するとなお良好である。
本発明の一態様に係る状態通知方法は、第１マイクロホンと前記第１マイクロホンが配置される面と異なる面に配置される第２マイクロホンの少なくとも２つのマイクロホンを具備する装置で使用される状態通知方法であって、前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンでそれぞれ音声を収音する収音ステップと、前記第１マイクロホンで収音される音声と前記第２マイクロホンで収音される音声との位相差を検出する位相差検出ステップと、前記位相差検出ステップで検出された位相差が適切な使用状態における位相差として設定されている範囲内であるか否かを判定する位相差判定ステップと、前記第２マイクロホンで収音された音声を用いて、前記第１マイクロホンで収音された音声に対するノイズキャンセルを行うノイズキャンセル処理ステップと、前記ノイズキャンセル処理ステップにおける前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果、及び前記位相差判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記ノイズキャンセル後の音声信号の音声品質を判定する音声品質判定ステップと、前記音声品質判定ステップにおける判定結果に基づいて状態を通知する状態通知ステップと、を有する。

本発明によれば、ノイズキャンセル機能を適切に働かせて明瞭な音声を伝送できるようにする事を可能とする音声入力装置、通信装置、及び状態通知方法を提供することができる。

実施の形態１に係る音声入力装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る音声入力装置の動作の流れを示すフローチャート図である。 実施の形態２に係る音声入力装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係るノイズキャンセル効果の判定処理の流れを示すフローチャート図である。 実施の形態３に係る音声入力装置の構成を示すブロック図である。 音声入力装置の使用者に対する方向と位相との関係を説明する図である。 実施の形態３に係るメインマイク方向の判定処理（第１判定処理）の流れを示すフローチャート図である。 実施の形態３に係るノイズキャンセル効果の判定処理の流れを示すフローチャート図である。 実施の形態３に係る音声品質に関する総合判定処理の動作の流れを示すフローチャート図である。 実施の形態４に係るノイズキャンセルマイク（音声入力装置）の外観（（ａ）正面図、（ｂ）背面図）を示す図である。 実施の形態４に係るノイズキャンセルマイク（音声入力装置）の構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係るＬＥＤの状態を示すグラフである。 本発明の別の音声品質判定処理の流れを示すフローチャート図である。

本発明の実施の形態について以下に図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態１に係る音声入力装置１００の構成を示すブロック図である。音声入力装置１００は、第１収音部１０１と、第２収音部１０２と、ノイズキャンセル処理部１０３と、音声品質判定部１０４と、判定結果通知部１０５と、を具備する。

第１収音部１０１は、音声入力装置１００に取り付けられたマイクであり、音声を収音する。第１収音部１０１で収音された音声信号（第１音声信号）は、ノイズキャンセル処理部１０３に出力される。

第２収音部１０２も第１収音部１０１と同様、音声入力装置１００に取り付けられたマイクであり、音声を収音する。第２収音部１０２で収音された音声信号（第２音声信号）は、ノイズキャンセル処理部１０３に出力される。

ここで、第１収音部１０１と第２収音部１０２の２つのマイクのうち、第１収音部１０１は話者（使用者）からの発声を主に収音するメインマイクに相当し、装置表面に配置される。一方、第２収音部１０２は、主にノイズキャンセル処理に利用するために設けられた周辺の雑音を収音するサブマイクに相当し、装置の背面に配置される。

なお、第２収音部１０２であるサブマイクの配置位置は、装置背面に限定されるものではなく、装置側面や装置底面その他装置の内部に配置されていても良い。但し、後述するノイズキャンセル効果を高めるために、メインマイクである第１収音部１０１が使用者側である装置正面に配置され、サブマイクである第２収音部１０２が使用者の反対側である装置背面にそれぞれ配置されることが好ましい。

以下の説明では、第１収音部１０１をメインマイク１０１と、第２収音部１０２をサブマイク１０２と適宜記載して説明を行うことにする。

ノイズキャンセル処理部１０３は、メインマイク１０１より入力した第１音声信号とサブマイク１０２より入力した第２音声信号とに基づいてノイズキャンセル処理（雑音成分抑圧処理）を実行する。ここで、ノイズキャンセル処理部１０３は、メインマイク１０１から入力した第１音声信号に対して一定期間（例えば２５６サンプル）のフレーム毎にノイズキャンセル処理を実行する。

具体的には、ノイズキャンセル処理部１０３は、適応フィルタによってサブマイク１０２で収音された音声に基づいてメインマイク１０１に混入する雑音成分の逆相成分を生成する。そして、ノイズキャンセル処理部１０３は、メインマイク１０１から入力した第１音声信号と、当該生成した雑音成分の逆相成分によるノイズキャンセル用信号とを加算することによってメインマイク１０１に混入する雑音成分を抑圧する。ノイズキャンセル処理部１０３は、当該ノイズキャンセル後の音声信号を音声品質判定部１０４に出力する。

音声品質判定部１０４は、ノイズキャンセル処理部１０３から入力したノイズキャンセル後の音声信号の音声品質を判定し、判定結果を判定結果通知部１０５に出力する。音声品質判定部１０４は、ノイズキャンセル処理部１０３が行ったノイズキャンセルが効果的に働いているかどうかに基づいて音声品質の良し悪しを判定する。

ここで、音声品質判定部１０４は、ノイズキャンセル処理部１０３が行うノイズキャンセル処理によって第１音声信号に対して生じる減衰量に基づいてノイズキャンセルが効果的に働いているかを判定することができる。

具体的に、音声品質判定部１０４は、メインマイク１０１からの第１音声信号が、上記ノイズキャンセル処理によってどれくらい減衰しているかを算出し、減衰量が一定の閾値以上であればノイズキャンセルが効果的に働いていると判定することができる。

すなわち、音声品質判定部１０４は、ノイズキャンセル処理前の第１音声信号の平均パワー（平均強度）と、当該ノイズキャンセル処理後の信号の平均パワー（平均強度）とを比較し、当該比較結果に基づいてノイズキャンセルが効果的に働いているかを判定することができる。

判定結果通知部１０５は、音声品質判定部１０４より入力した上記判定結果を使用者に通知する。すなわち、判定結果通知部１０５は、音声品質が良いか悪いかを通知する。

ここで、音声品質判定部１０４は、ノイズキャンセルが効果的に働いているかに基づいて音声品質を判定するため、判定結果通知部１０５は、ノイズキャンセル処理部１０３においてノイズキャンセルが効果的に働いているかどうかを使用者に対して通知することになる。

なお、判定結果通知部１０５は、上記音声品質が良好であるかどうかについて、視覚的に通知しても良いし、警告音等の音声をスピーカから出力することで通知しても良い。その他、判定結果通知部１０５は、内部に備える振動素子を振動させることでノイズキャンセルが効果的に働いているかどうかを通知しても良い。

ここでは、周囲の雑音が大きく、又、肉体的な労働環境下で使用される場合を想定し、周囲の雑音に掻き消されてしまう可能性がある音声による通知や、使用者が激しく動いている場合に感知し辛い可能性が残る振動による通知では無く、視覚的に通知するものとして説明する。すなわち、判定結果通知部１０５は、ノイズキャンセルが効果的に働いているかどうかを表示することで通知する手段を採用するものとする。

次に、音声入力装置１００の動作について説明する。図２は、音声入力装置１００の動作の流れを示すフローチャート図である。

ノイズキャンセル処理部１０３は、メインマイク１０１から入力した第１音声信号とサブマイク１０２から入力した第２音声信号とに基づいてノイズキャンセル処理を行う（ステップＳ１０１）。具体的には、ノイズキャンセル処理部１０３は、１フレーム分についてサブマイク１０２から入力した第２音声信号に基づいて生成したメインマイク１０１に混入する雑音成分の逆相成分をメインマイク１０１から入力した第１音声信号に加算する処理を行う。当該処理により、メインマイク１０１に混入する雑音成分が抑圧される。ノイズキャンセル処理後の音声信号は音声品質判定部１０４に送られる。

次に、音声品質判定部１０４は、ステップＳ１０１で行われたノイズキャンセル後の音声信号の音声品質を判定する（ステップＳ１０２）。

具体的には、音声品質判定部１０４は、メインマイク１０１から入力した第１音声信号の平均パワー（Ｐｉｎ）と、当該ノイズキャンセル処理後の信号の平均パワー（Ｐｎｃ）とを比較し、当該比較結果に基づいてノイズキャンセルが効果的に行われたかを判定する。

例えば、音声品質判定部１０４は、ノイズキャンセル処理によって生じる減衰量、すなわちＰｉｎからＰｎｃを減じた［Ｐｉｎ−Ｐｎｃ］の値が所定の閾値Ｐｔｈを超えている場合に、ノイズキャンセルが効果的に行われて良好な音声品質が得られていると判定する。

また、音声品質判定部１０４は、上記２つのパワー比［Ｐｉｎ／Ｐｎｃ］を算出し、当該パワー比が所定の閾値Ｐｔｈ′を超えている場合に、ノイズキャンセルが効果的に行われて良好な音声品質が得られていると判定しても良い。

また、音声品質判定部１０４が行う判定方法としては、その他の判定手法を採用することも可能である。

判定結果通知部１０５は、音声品質判定部１０４における判定結果、ノイズキャンセルが効果的に行われておらず、良好な音声品質が得られていないと判定された場合（すなわちステップＳ１０２でＮｏ）、当該ノイズキャンセルが効果的に行われず、良好な音声品質が得られていないことを使用者に通知する（ステップＳ１０３）。

なお、判定結果通知部１０５が使用者に対して判定結果を通知する第１の目的は、使用者に対する正しいマイクの持ち方を指導することにより、結果としてノイズキャンセル効果を高め、良好な音声を聞き手に伝送することにある。従って、判定結果通知部１０５が音声品質に関する判定結果を使用者に通知するということは、使用者に対して装置が適切に使用されているかどうかの使用状態を通知することを意味している。

以上のように、本実施の形態１に係る音声入力装置は、装置が適切に使用されているかどうかの使用状態を通知（報知）可能な構成を有する。別の角度から見れば、当該音声入力装置によれば、使用者は、当該音声入力装置から発せられる当該通知に基づいてノイズキャンセルが効果的に働いているかを認識することができる。

当該構成によれば、当該ノイズキャンセルが効果的に働いていないことを認識した使用者は、音声入力装置（マイク）の持ち方を変更したり、装置と口との距離とを変更したりするなどの試みを行ってノイズキャンセルが適切に働くようにできるため、話し相手に対してクリアな音声を届けることができる。

すなわち、使用者にマイクの正しい持ち方になるよう誘導することによって、高騒音下の環境においても、ノイズキャンセル性能を最大限に発揮して明瞭な音声を受信者に伝送することができ、使用者自身も自分の音声が明瞭に伝送されているかどうかを知ることができる。

また、初めて本発明に代表されるノイズキャンセルマイクを使用する場合のトレーニング用としても本発明に係る音声入力装置を使用することができる。

すなわち、背景技術に係る装置（ノイズキャンセルマイク）では、口からどのような距離、どのような角度であれば適正に使用可能な範囲であるかを知る術がなかった。そのため、使用者は、適切に音声を伝えたいがあまり、不必要に口に近付けて使用すると言ったケースやノイズキャンセルが効果的に働いておらず受信者が適切に聞き取れていないにもかかわらずそのまま話を進めてしまうと言ったミスコミュニケーションが発生していた。一方、上述した実施の形態１に係る音声入力装置によれば、このような問題点を解消することができ、実際の使用環境において利便性を大きく向上させることができる。

ここで、ノイズキャンセル処理部１０３は、上述のように、第１収音部１０１で収音された音声に含まれる雑音成分を第２収音部１０２で収音された音声に基づいて抑制することでノイズキャンセルを行うことができる。具体的には、ノイズキャンセル処理部１０３は、前記第１収音部１０１で収音された音声に混入する雑音成分の逆相成分を第２収音部１０２で収音された音声に基づいて生成し、生成した雑音成分の逆送成分を第１収音部１０１で収音された音声に対して加算することでノイズキャンセルを行うことができる。

そして、音声品質判定部１０４がノイズキャンセル処理部１０３におけるノイズキャンセルの効果を判定し、判定結果通知部１０５が、音声品質判定部１０４における判定結果を通知する。

具体的には、音声品質判定部１０４は、ノイズキャンセル処理部１０３におけるノイズキャンセルが効果的に働いているかどうかを判定する。そして、判定結果通知部１０５は、音声品質判定部１０４においてノイズキャンセルが効果的に働いていると判定された場合は、ノイズキャンセルが効果的に働き、良好な音声品質であることを通知する。音声品質判定部１０４は、ノイズキャンセルが効果的に働いているかどうかを、ノイズキャンセル前後の平均パワー（平均強度）を比較することで判定可能である。すなわち、第１収音部１０１で収音されたノイズキャンセル前の音声の平均パワー（Ｐｉｎ）と、ノイズキャンセル処理が行われた後の音声の平均パワーと（Ｐｎｃ）と、ノイズキャンセルが効果的に働いているかの基準となる第１閾値Ｐｔｈと、の関係が、
（１） Ｐｉｎ−Ｐｎｃ＞Ｐｔｈ
を満たしている場合や、パワー比であるＰｎｃ／Ｐｉｎと、ノイズキャンセルが効果的に働いているかの別の基準となる第２閾値Ｐｔｈ′との関係が
（２）Ｐｎｃ／Ｐｉｎ＜Ｐｔｈ′
である場合に、ノイズキャンセルが効果的に働いていると判定する。

なお、上記説明では、具体的には、判定結果通知部１０５が、ＬＥＤ等の発光素子を点灯又は点滅させると言った表示部により通知する場合を想定して説明したがこれに限るものではない。音声入力装置１００に別途液晶表示部等の表示部を配置し、当該表示部にノイズキャンセルが効果的に働いているかを表示することで使用者に対する通知を行っても良い。

また、上述したように、当該判定結果通知部については、視覚的な表示部に限るものではなく、高騒音下でも知覚できる手段、例えば、バイブレータのような振動子によって、マイク（音声入力装置）を持つ手に知覚させるような方法を採用しても良い。

また、判定結果通知部１０５は、音声品質判定部１０４における判定結果、ノイズキャンセルが効果的に行われ、良好な音声品質が得られていると判定された場合、当該ノイズキャンセルが効果的に行われ、良好な音声品質が得られていることを使用者に通知する構成であっても良い。当該構成において、発話している話者は、良好な音声品質が得られていることの通知がなされないことを持って、装置の使用状態が適切ではないことを認識することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２に係る音声入力装置２００は、実施の形態１に係る音声入力装置１００と比較して消費電力を抑える機能を更に備えることを特徴としている。実施の形態１に係る音声入力装置１００では、ノイズキャンセルが効果的に働いているかを使用者に通知するために、音声品質判定部１０４が、平均パワー算出処理や比較判定処理等を行っていた。ここで、使用者が装置を使用していない期間にこのような比較的消費電力の大きい処理を行って使用者に通知することは、装置を使用していない使用者にとって不要な通知や処理となる。本実施の形態２では、特にこのような問題に対して新たな対処を行っている。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。但し、実施の形態１で既に説明した部分については発明の明確化のために一部説明を省略する。また、以下の説明では、ノイズキャンセル処理部においてノイズキャンセル処理が行われた後の音声信号をノイズキャンセル処理後信号と称して説明することがある。

図３は、本実施の形態２に係る音声入力装置２００の構成を示すブロック図である。音声入力装置２００は、第１収音部１０１と、第２収音部１０２と、ノイズキャンセル処理部２０３と、音声品質判定部２０４と、判定結果通知部１０５と、音声区間判定部２０６と、ノイズサプレッサ２０７と、送信部２０８と、を具備する。ここで、判定結果通知部１０５は、発光制御部２０９及び発光素子２１０を含んで構成されることで視覚的な通知を行う。

音声区間判定部２０６は、メインマイク１０１から入力する第１音声信号に基づいて音声区間判定を行うことで、音声区間を検出する。

音声区間判定部２０６が行う音声区間であるかどうかの判定は、メインマイク１０１からの第１音声信号を一定長の単位で周波数領域に変換し、そのスペクトル成分を分析することにより、母音であるか、子音であるか、また音声ではない雑音成分であるかを判定する。

音声区間判定部２０６は、音声区間であることを示す信号をノイズキャンセル処理部２０３及び音声品質判定部２０４に出力する。以下の説明では、当該音声区間であることを示す信号を音声区間指示信号と称して説明する。

ノイズキャンセル処理部２０３は、音声区間判定部２０６より音声区間指示信号を入力すると、メインマイク１０１からの第１音声信号とサブマイク１０２からの第２音声信号とに基づいてノイズキャンセル処理を実行する。なお、具体的なノイズキャンセル処理は、上述したノイズキャンセル処理部１０３の処理内容と同一であるためここでは説明を省略する。ノイズキャンセル処理部２０３は、ノイズキャンセル処理後信号をノイズサプレッサ２０７と音声品質判定部２０４にそれぞれ出力する。

音声品質判定部２０４は、音声区間判定部２０６から入力される音声区間指示信号と、ノイズキャンセル処理部２０３より入力されるノイズキャンセル処理後信号とに基づいて、ノイズキャンセル処理後信号の音声品質を判定する。

ここで、音声品質判定部２０４は、音声区間判定部２０６で音声区間であると判定されている間に関して上記音声品質の判定を行う。音声品質判定部２０４は、ノイズキャンセル処理後信号の音声品質を示す情報である判定結果を判定結果通知部１０５に含まれる発光制御部２０９に出力する。

また、音声品質判定部２０４は、ノイズキャンセル処理部２０３におけるノイズキャンセルが効果的に働いているかを判定し、更にノイズキャンセル処理後信号の強度レベルが所定の閾値を保っているかを合せて判定する。音声品質判定部２０４は、これらの複数の判定を駆使することで、後述する送信部２０８より送信されるノイズキャンセル処理後信号の音声品質をより的確に判断する。

発光制御部２０９は、発光素子２１０を駆動するためのドライバであり、音声品質判定部２０４から入力するノイズキャンセル処理後信号の音声品質を示す情報に従って、発光素子２１０を駆動するための駆動電流を流す。このように、発光制御部２０９が、発光素子２１０を点灯又は点滅させることで使用者に対する音声品質の通知を行う。ここで、具体的に発光素子２１０はＬＥＤ（Light Emitting Diode）であるとする。例えば、発光制御部２０９は、音声品質が良いことを示す信号を入力した場合、又は、音声品質が悪いことを示す信号を入力しない場合、ＬＥＤを点滅させることで当該通知を行う。

ノイズサプレッサ２０７は、ノイズキャンセル処理部２０３より入力したノイズキャンセル処理後信号の周波数軸上に現れる音声以外の雑音成分を抑圧する処理を行う。ノイズサプレッサ２０７は、雑音成分の抑圧後の信号を時間領域の音声信号に戻した後、送信部２０８に出力する。

送信部２０８は、ノイズサプレッサ２０７より受け取った信号に対して適宜音声符号化を行った後、外部の受信装置へ向けて送信する。

次に、本実施の形態２における音声入力装置２００の動作について説明する。図４は、音声入力装置２００の動作の流れを示すフローチャート図である。

音声区間判定部２０６は、メインマイク１０１からの第１音声信号に基づいて音声区間判定処理を行う（ステップＳ２０１）。当該判定の結果、音声区間でないと判定された場合（ステップＳ２０２のＮｏ）、ステップＳ２０１に戻って判定処理を継続する。一方、当該判定の結果、音声区間であると判定された場合（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、ステップＳ２０３に進む。

音声品質判定部２０４は、ノイズキャンセル処理部２０３がフレーム単位でノイズキャンセル処理を実行する場合に、当該１フレームの期間におけるメインマイク１０１からの第１音声信号の平均パワー（平均強度）を算出する（ステップＳ２０３）。

次に、音声品質判定部２０４は、ノイズキャンセル処理部２０３におけるノイズキャンセル処理後の信号の平均パワー（平均強度）を算出する（ステップＳ２０４）。

次に、音声品質判定部２０４は、上記算出したノイズキャンセル処理前の第１音声信号の平均パワーと、ノイズキャンセル処理後の信号の平均パワーとの比較を行う（ステップＳ２０５）。

当該比較の結果、第１音声信号に対するノイズキャンセル処理後信号のパワー比が一定レベル（第１閾値）以上であれば（ステップＳ２０５がＮｏの場合）、ノイズキャンセルが効果的に働いておらず、音声品質は不良であると判定する（ステップＳ２０７）。

一方、当該比較の結果、第１音声信号に対するノイズキャンセル処理後信号のパワー比が一定レベル（第１閾値）以下であれば（ステップＳ２０５がＹｅｓの場合）、音声品質判定部２０４は、ノイズキャンセル処理後信号の平均パワーが一定レベル（第２閾値）以上であるかを判定する（ステップＳ２０６）。

ステップＳ２０６における判定の結果、ノイズキャンセル処理後信号の平均パワーが一定レベル（第２閾値）以下であれば（ステップＳ２０６のＮｏ）、音声品質判定部２０４は、ステップＳ２０７に進み、音声品質は不良であると判定する。

一方、ステップＳ２０６における判定の結果、ノイズキャンセル処理後信号の平均パワーが一定レベル（第２閾値）以上であれば（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、好ましい音声レベルが得られており、音声品質が良好と判定する（ステップＳ２０８）。

ステップＳ２０７又はステップＳ２０８でそれぞれ得られた音声の品質が不良であるか良好であるかの判定結果は音声品質を示す情報として、判定結果通知部１０５の発光制御部２０９に送られ、発光素子２１０を用いた音声品質に関する通知が行われる。

以上のように本実施の形態２に係る音声入力装置は、第１収音部１０１で収音された音声に基づいて音声区間であるかの判定を行う音声区間判定部２０６を更に備える。音声品質判定部２０４は、音声区間判定部２０６において音声区間であると判定されている場合に、音声品質を判定する。

当該構成によれば、音声品質判定部２０４が、話者が発声していない期間において不要な判定処理を行って電力を無駄に消費することを防ぐことができる。また、音声区間と判定されていない場合には、判定結果通知部１０５よりマイクの使用状態に関する誤った警告（通知）が使用者に向けて通知されることが無いため、使用者が警告を誤認すると言ったことを防ぐことができる。

ここで音声区間判定部２０６は、第１収音部１０１で収音された音声の信号である第１音声信号を一定長の単位で周波数領域に変換する周波数変換部と、変換後のスペクトル成分に基づいて、音声であるか音声ではない雑音成分であるかを判定する音声判定部と、を内部に有することで音声区間判定を行うことができる。この時、当該音声判定部は、前記スペクトル成分を分析して、母音であるか、子音であるか、音声ではない雑音成分であるかを判定することも可能である。

また、上述したように音声品質判定部２０４は、ノイズキャンセル処理部２０３におけるノイズキャンセルが効果的に働いているかという基準と、ノイズキャンセル後の音声信号の信号強度が所定の閾値を超えているかという基準と、を用いて音声品質を判定している。従って、聞き手が実際に感じる音声品質をより適切に表しており、このような音声品質の良し悪しを話者に適切に通知することができる。

すなわち、音声品質判定部２０４は、音声区間においてメインマイク１０１で収音された音声に対するノイズキャンセル処理後の音声レベルが一定以上であるかどうかを算出することで、メインマイク１０１に口が充分近い距離にあるかを判定する。音声品質判定部２０４は、その判定結果をＬＥＤ等の表示装置を点滅させる等の手法により、音声に連動させて話者に知らせることができる。

なお、上記説明では、音声品質判定部２０４は、ノイズキャンセル処理部２０３より出力されるノイズキャンセル処理後信号に基づいて、ノイズキャンセルが効果的に働いているかを判定し、最終的に音声品質を判定する場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、音声品質判定部２０４は、ノイズサプレッサ２０７で周波数軸上での雑音抑制が行われた後の信号について音声品質の判定を行っても良い。

（実施の形態３）
本実施の形態３に係る音声入力装置３００は、実施の形態２に係る音声入力装置２００と比較して、より適切に音声品質を判定して通知することを特徴としている。

実施の形態２に係る音声入力装置２００では、ノイズキャンセルがうまくいっていないにもかかわらず、音声品質判定部２０４が行うノイズキャンセル効果判定で誤判定を出してしまう場合があった。

このような誤判定が起きる典型的な事例として、音声入力装置２００が話者に対して横〜斜め方向を向いている場合がある。この場合、装置自体が横を向いているために、装置背面に設置されたサブマイク１０２側にも使用者（話者）からの音声の成分が強く入る。ノイズキャンセル処理部２０３が行うノイズキャンセル処理では、サブマイク１０２の信号を参照信号としてノイズキャンセルを行う。従って、サブマイク１０２側に入る音声成分をノイズであると判断してしまい、メインマイク１０１の信号から残すべき音声も削られてしまうことになる。

この場合、横を向いた装置の正面に強力なノイズ源が存在すると、メインマイク１０１で収音された当該ノイズ源のノイズ音が残存し、ノイズキャンセル処理後信号の強度レベルが閾値を超えて最終的に音声品質が良好と判定されて話者に通知されてしまう可能性がある。

本実施の形態３では、このような場合についても適切に音声品質を判定して適切な通知を使用者に行うことができる音声入力装置を提供することを実現している。以下、図面を参照して詳しく説明する。なお、実施の形態１、２で既に説明した部分については、発明の明確化のため説明を一部省略する。

図５は、本実施の形態３に係る音声入力装置３００の構成を示すブロック図である。音声入力装置３００は、第１収音部１０１と、第２収音部１０２と、ノイズキャンセル処理部２０３と、音声品質判定部３０４と、判定結果通知部１０５と、音声区間判定部２０６と、ノイズサプレッサ２０７と、送信部２０８と、マイク方向判定部３１１と、ノイズキャンセル効果判定部３１２と、を備える。

マイク方向判定部３１１は、メインマイク１０１とサブマイク１０２でそれぞれ収音される音声の位相差を検出し、当該位相差に基づいてメインマイク１０１の方向を判定する。マイク方向判定部３１１は、メインマイク方向に関する判定結果を音声品質判定部３０４に出力する。

図６は、当該マイクの方向によって生じる音声の位相差を説明する図である。図６から分かるように、音声入力装置３００本体が話者と対面しており、正常な使用状態である場合は、メインマイク１０１に入る音声と本体を回り込んでサブマイク１０２に入る音声との位相差が大きくなる。一方、装置本体の方向が話者に対して傾いている場合は、口から２つのマイクまでの距離差が縮まり、メインマイク１０１に入る音声とサブマイク１０２に入る音声との位相差が小さくなる。特に装置正面に取り付けられたメインマイク１０１の方向が使用者に対して９０度の方向を向いている場合は、メインマイク１０１及びサブマイク１０２の各々から口までの距離がほぼ等しいとみなされることから位相差は０に近づくことになる。

そこで、マイク方向判定部３１１は、メインマイク１０１とサブマイク１０２でそれぞれ収音される音声の位相差が所定の閾値以下である場合は、メインマイクの方向が話者の口の方を向いていないと推定し、使用者は適切な使用を行っていないものと判定する。逆に、メインマイク１０１とサブマイク１０２でそれぞれ収音される音声の位相差が、上記所定の閾値を超えた所定の範囲内である場合には、マイク方向判定部３１１は、使用者が適切な使用を行っていると判定することできる。

ノイズキャンセル効果判定部３１２は、ノイズキャンセル処理部２０３から入力したノイズキャンセル処理後信号に基づいてノイズキャンセル処理部２０３が行ったノイズキャンセルが効果的に働いているかを判定する。

ノイズキャンセル効果判定部３１２は、ノイズキャンセル処理前の信号である第１音声信号の平均パワーＰｉｎと、ノイズキャンセル処理後の信号であるノイズキャンセル処理後信号の平均パワーＰｎｃとに基づいてノイズキャンセルが効果的に働いているかを判定する。例えば、ノイズキャンセル効果判定部３１２は、ノイズキャンセルが効果的に働くとみなす減衰量の閾値をＰｔｈとして、
Ｐｉｎ−Ｐｎｃ＞Ｐｔｈ
の関係を満たしている場合に、ノイズキャンセルが効果的に働いていると判定する。

また、ノイズキャンセル効果判定部３１２は、ノイズキャンセル後の音声信号の信号強度が所定の閾値を超えているかを判定する。ノイズキャンセル効果判定部３１２は、上記２つの判定結果を音声品質判定部３０４に出力する。

音声品質判定部３０４は、マイク方向判定部３１１から出力されたマイク方向に関する判定結果とノイズキャンセル効果判定部３１２から出力されたノイズキャンセル効果等に関する判定結果に基づいてノイズキャンセル処理後信号の音声品質を判定する。

具体的には、音声品質判定部３０４は、マイク方向判定部３１１から入力したマイク方向に関する判定結果において、メインマイクが使用者方向を向いている事が示されており、かつ、ノイズキャンセル効果判定部３１２から入力した判定結果において、ノイズキャンセルが効果的に働いており、ノイズキャンセル後の音声信号の信号強度が所定の閾値を超えている場合に、音声品質が良好と判定する。音声品質判定部３０４は、判定結果を、音声品質を示す情報として判定結果通知部１０５に出力する。

次に、音声入力装置３００の動作について説明する。図７は、マイク方向判定部３１１における判定動作の流れを示すフローチャート図である。

マイク方向判定部３１１は、メインマイク１０１から入力した第１音声信号の位相差とサブマイク１０２から入力した第２音声信号の位相差とを比較する（ステップＳ３０１）。次にマイク方向判定部３１１は、メインマイク１０１からの第１音声信号とサブマイク１０２からの第２音声信号との位相差が一定値以下であるかを判定する（ステップＳ３０２）。上述の通り、メインマイク１０１の方向のずれがそのまま当該位相差に現れるためである。

ステップＳ３０２における判定の結果、位相差が一定値以上である場合は、マイク方向判定部３１１は、メインマイク１０１と口との位置関係が良好であり、適正な使用がなされているものとして判定する（ステップＳ３０３）。一方、ステップＳ３０２における判定の結果、当該位相差が一定値以内である場合は、マイク方向判定部３１１は、メインマイク１０１と口との位置関係が不良であり、不適正な使用がなされているものとして判定する（ステップＳ３０４）。

マイク方向判定部３１１は、ステップＳ３０３及びステップＳ３０４で得られた判定結果を、第１判定結果として音声品質判定部３０４に出力する（ステップＳ３０５）。ここで、当該第１判定結果は、上述の通りメインマイク方向が適切であるかどうかを示す情報であり、別の観点から見て、装置が適切な使用状態で使用されているかどうかを示す情報である。

次に、ノイズキャンセル効果判定部３１２の動作について説明する。図８は、ノイズキャンセル効果判定部３１２の動作の流れを示すフローチャート図である。

ノイズキャンセル効果判定部３１２は、音声区間判定部２０６において音声区間であると判定され、音声区間指示信号が入力されるのを待つ（ステップＳ３１１）。ノイズキャンセル効果判定部３１２は、当該音声区間指示信号が入力された場合、ステップＳ３１２に進む。なお、ステップＳ３１２〜ステップＳ３１５は、図４のステップＳ２０３〜ステップＳ２０６と略同一であるため説明を省略する。

ノイズキャンセル効果判定部３１２は、ステップＳ３１４においてノイズキャンセル処理前後の信号のパワー比が一定レベル以上である場合（ステップＳ３１４のＮｏ）、また、ステップＳ３１５におけるノイズキャンセル処理後の信号のパワーが一定レベル以下の場合（ステップＳ３１５のＮｏ）、ノイズキャンセルは効果的に働いていないと判定する（ステップＳ３１６）。

一方、ノイズキャンセル効果判定部３１２は、ノイズキャンセル処理後の信号のパワーが一定レベル以上と判定した場合（ステップＳ３１５のＹｅｓ）、ノイズキャンセルは効果的に働いていると判定する（ステップＳ３１７）。ノイズキャンセル効果判定部３１２は、ステップＳ３１６又はステップＳ３１７で得られた判定結果を第２判定結果として音声品質判定部３０４に出力する。ここで、当該第２判定結果は、ノイズキャンセルが効果的に働いているかどうかを示す情報である。

次に、音声品質判定部３０４の動作について説明する。図９は、音声品質判定部３０４の動作の流れを示すフローチャート図である。

音声品質判定部３０４は、マイク方向判定部３１１より図７の処理フローに従って出力される第１判定結果を入力する（ステップＳ３２１）。音声品質判定部３０４は、マイク方向判定部３１１より入力する当該第１判定結果において、メインマイク１０１と口との位置関係が良好と示されているかを判定する（ステップＳ３２２）。

当該判定の結果、メインマイク１０１と口との関係が不良であると第１判定結果に示されている場合（ステップＳ３２２のＮｏ）、音声品質判定部３０４は、判定結果通知部１０５に警告を表示させる（ステップＳ３２３）。すなわち、音声品質判定部３０４は、発光制御部２０９に警告を示すよう、発光素子２１０を点灯させる。

一方、当該判定の結果、メインマイク１０１と口との関係が良好であると第１判定結果に示されている場合（ステップＳ３２２のＹｅｓ）、音声品質判定部３０４は、ノイズキャンセル効果判定部３１２より図８の処理フローに従って出力される第２判定結果を入力する（ステップＳ３２４）。

音声品質判定部３０４は、ノイズキャンセル効果判定部３１２より入力する当該第２判定結果において、ノイズキャンセルが効果的に働いていると示されているかを判定する（ステップＳ３２５）。

ステップＳ３２５における判定の結果、ノイズキャンセルが効果的に働いていないと第２判定結果に示されている場合（ステップＳ３２５のＮｏ）、音声品質判定部３０４は、判定結果通知部１０５に警告を表示させる（ステップＳ３２６）。この場合の警告方法は、ステップＳ３２３と同様、発光制御部２０９に警告を示すよう、発光素子２１０を点灯させることで行うことができる。

一方、ステップＳ３２５における判定の結果、ノイズキャンセルが効果的に働いていると示されている場合（ステップＳ３２５のＹｅｓ）、音声品質は良好と判定し、判定結果通知部１０５に音声品質が良好であることを表示させる（ステップＳ３２７）。ここで、音声品質が良好であることがデフォルトとして設定されている場合、判定結果通知部１０５は、特に何かを通知しなくても良い。すなわち、何も音声送信状態において何も通知しないことが音声品質が良好であることを示している。

なお、ステップＳ３２３及びステップＳ３２６において、発光制御部２０９の制御に従って報知される上記警告は、使用者（話者）に対して装置の使用状態が適切でないことを通知する注意喚起である。話者は、当該注意喚起を受けてクリアな音声が伝送されていないことを気付き、メインマイクの位置や方向を変更する等を試みることで音声品質の改善を試みることができる。当該変更を受けて第１判定結果と第２判定結果が共に良好であることを示すようになった場合は、当該警告が消えてステップＳ３２７に移行するため使用状態の適正化が図られる。

以上のように、本実施の形態３にかかる音声入力装置は、メインマイクが適切な方向を向いているか、又、ノイズキャンセルが効果的に働いているか、の両面から音声品質を判定している。従って、ノイズキャンセル効果に関する判定だけでは音声品質を誤判定してしまう場合についても、２つのマイクに入力される音声の位相差を利用して使用状態をチェックし、適切な音声品質判定を可能としている。

ノイズキャンセル効果に関する判定部に加え、マイク方向に関する判定部を用いるのは、騒音環境において判定の精度を上げる目的もあるが、より大きい目的として使用者に対する正しいマイク（装置）の持ち方を指導する効果を高めることにある。

すなわち、ノイズキャンセル効果に関する判定部は、周辺雑音が小さい静かな環境などにおいては正しい判定が出来ないことがある。ここで、使用者に対して正しいマイクの持ち方を指導する場合、必ずしも周辺に雑音がある環境で行われるとは限らない。また、正しくない持ち方をしても周囲の状況によってはノイズキャンセルが効果的に働く場合もある。このようなことを鑑み、正しい持ち方に誘導するという目的を達成するため、マイク方向に関する判定部での警告がノイズキャンセル効果に関する判定部の判定結果に優先される。

そして、マイク方向に関する判定部若しくはノイズキャンセル効果に関する判定部において、否定的な判断がなされている場合には、ＬＥＤ等の表示部で使用者に正しい持ち方をするよう警告を促す。ここで、繰り返し判断をする間隔が非常に短い（１／３０秒程度）ため、当該表示部において、視認しやすい一定時間同じ状態を保持する機能を備えて使用者への報知効果を高めても良い。

（実施の形態４）
本実施の形態４に係る音声入力装置は、単方向無線送信機能を有するノイズキャンセルマイクであり、装置筐体に配置されるスイッチを用いて通信方向を切り替える機能を有する。

上述してきたように、本実施の形態４に係る音声入力装置は、正面と背面とにそれぞれ１つずつのマイクを備えた２マイク方式のアクティブノイズキャンセル機能を搭載している。

具体的に本実施の形態４に係る音声入力装置は、２つのマイクから入力される音声信号を用いて、話者の音声に混入する周辺雑音信号をキャンセルすることにより音声を明瞭に伝送することを目的としたノイズキャンセルマイクである。通常の使用方法においては、使用者側にメインマイク、使用者と反対側にサブマイクが配置され、メインマイクには主に話者の音声が収音され、またサブマイクには主に周辺の雑音が収音される。

図１０は、本実施の形態４に係るノイズキャンセルマイク４００の（ａ）正面図と、（ｂ）背面図とをそれぞれ示している。

図１０から分かるように、ノイズキャンセルマイク４００は、筐体４２０と無線通信装置４４０が伸縮自在なコード４３０を介して接続されている。

筐体４２０は、音声収音用のマイクであるメインマイク４０１とスピーカ４２１が正面に配置され、上面にＬＥＤ４１０が、側面にＰＴＴ（Push To Talk）部４２２が配置されている。

また、筐体４２０の背面には、ノイズ音収音用のマイクであるサブマイク４０２と、ベルト等で保持するためのベルトクリップ４２３とが配置されている。

図１１は、ノイズキャンセルマイク４００の構成を示すブロック図である。なお、図５で既に説明した部分は説明を省略する。

無線送信部４０８は、外部からの音声信号を受信する無線受信部４１３と共に無線通信装置４４０に格納されている。無線送信部４０８は、ノイズサプレッサ部２０７より入力したノイズ抑制後の音声信号に必要に応じて音声符号化を行った後に無線送信する。

無線受信部４１３は、外部の無線送信装置より無線送信される音声信号を無線受信し、受信した音声信号を放音部であるスピーカ４２１に出力する。スピーカ４２１は、無線受信部４１３より出力された音声信号に基づいて音声を放音する。

ＰＴＴ部４２２は、筐体４２０に配置されたスイッチであり、装置の通信モード（通信状態）を送信モード（送信状態）と非送信モード（スタンバイ状態）とを切り替える。使用者は音声を発してメッセージを伝える際には、当該ＰＴＴ部４２２を押下することで装置を非送信モードから送信モードに切り替えて使用する。当該ＰＴＴ部４２２が押下されている間は、装置全体が送信モードとなり、図１１に示す送信機能をつかさどる各部がそれぞれ動作する。一方、ＰＴＴ部４２２が押下されている間、無線受信部４１３は受信機能を停止する。

ＰＴＴ４２２が押下されている場合、ＰＴＴ部４２２より総合判定処理部４１２に送信モードである事を示す信号である送信モード信号が入力される。

総合判定処理部４１２は、音声品質判定部３０４から入力する音声品質判定の結果を示す音声品質判定信号と、ＰＴＴ部４２２から入力する送信モード信号とに基づいて発光制御部であるＬＥＤドライバ４０９に対応する信号を出力する。すなわち、ＬＥＤドライバ４０９が取るべき状態を総合的に判定する。ＬＥＤドライバ４０９は、総合判定処理部４１２からの信号に基づいてＬＥＤ４１０を駆動する。

図１２は、総合判定処理部４１２が行う処理とＬＥＤ４１０の状態との対応関係を示している。ＰＴＴ部４２２が押下されて送信モードであり、かつ、音声品質が良好である場合は、ＬＥＤドライバ４０９は、ＬＥＤを点滅させる。一方、ＰＴＴ部４２２が押下されて送信モードであり、かつ、音声品質が不良である場合は、ＬＥＤドライバ４０９は、ＬＥＤを点灯させることで使用者に使用状態改善のための注意喚起を行う。また、ＰＴＴ部４２２が押下されて送信モードであり、かつ、音声信号が入力されていない場合は、ＬＥＤドライバ４０９は、ＬＥＤを点灯させる。また、ＰＴＴ部４２２が押下されておらず、非送信モードである場合は、ＬＥＤドライバ４０９は、ＬＥＤに駆動電流を流さず、ＬＥＤ４１０を消灯させる。

以上のように、本実施の形態４に係るノイズキャンセルマイク（音声入力装置）は、単方向無線通信装置であって、音声を送信するモードである送信モードに移行するためのＰＴＴ部４２２を有する。ここで、使用者は現在の装置の状態が送信モードであるか非送信モード（スタンバイ状態）であるかを判別できることが好ましい。従って、ＰＴＴ部４２２が押下されて送信モードになっている場合に、ＬＥＤが点灯し、非送信モードとなっている場合にＬＥＤを消灯するように制御する発光制御部が備えられている。

ここで、送信モードにおいて、高品質の音声が適切に送信されているかを話者（使用者）に報知できることが好ましい。すなわち、音声品質が良好であるかについての判定結果を使用者に報知できることが好ましい。ここで、使用環境上の制約や部品点数を削減したいというコスト面からの制約等により、表示に用いるＬＥＤの数はできるだけ削減したいという要求がある。そこで、送信モードであるかどうかを示すＬＥＤと音声品質が良好であるかどうかを示すＬＥＤを共用できることが好ましい。このような点を鑑み、上記発光制御部は、音声品質の判定結果に基づいて、１つのＬＥＤを点灯状態か点滅状態かに切り替える制御機能を有する。

ここで、ＰＴＴ部４２２を押下して送信モードに切り替えた場合のＬＥＤの状態を点灯状態とする場合、ＬＥＤドライバ４０９は、音声品質が良好であると判断されている区間でＬＥＤを点滅させると、話者は自分の通話に連動して装置が反応していると感じることができるため、判定結果通知方法として好ましい。

以上各実施の形態で説明したように、本発明によればノイズキャンセルマイクを正しく使用者に使わせるよう誘導することにより、ノイズキャンセルの性能を高めて高品質の音声を聞き手に伝送することができる。すなわち、音声品質等の判定結果をＬＥＤ等の判定結果通知部を用いて通知する目的は、ノイズキャンセル性能を表示することではなく、使用者にノイズキャンセルマイクを正しく使わせるための誘導にある。

これは、２マイク方式のアクティブノイズキャンセル機能を搭載した無線機、あるいは無線機用外部マイクにおいて、使用者のマイクの持ち方や口からの距離によって、ノイズキャンセル効果は大きく左右されるという解決すべき課題があったためである。

すなわち、無線機本体あるいは本体に接続するハンドマイクは、持ち方によってはマイクが話者の口に対して９０度方向であったり、口から離れすぎていたりする場合がある。このような場合に、メインマイクに充分な音声が届かず相対的に雑音成分も増えるため、ノイズキャンセル処理を行なっても充分な効果が得られない。また作業の都合上、両手を空けるために肩や胸にマイクを装着したまま通話を行う場合もあり、その場合のノイズキャンセル性能は正しい持ち方をしている場合に比べ低下してしまう。

そこで、マイクの入力信号から、音声／非音声区間情報、ノイズキャンセル処理によるノイズの減衰量、２つのマイクの位相差を用いたマイク位置推定情報等を使って、使用者が正しいマイクの持ち方をしているかどうかを判定し、ＬＥＤ等の表示部によって正しいマイクの持ち方をするよう誘導するという方法で解決したものである。

すなわち、ノイズキャンセル機能を備えた無線機用外部マイクにおいて、ノイズキャンセル機能が効果的に働くような持ち方をしているかどうかを推定する信号処理技術を組み込んでいる。

また、本発明によれば、話者の後方に雑音源がある場合や、雑音の周波数特性が音声の特性に近い場合等、状況によってはノイズキャンセルがうまくいかない場合であっても適切な対処が可能となる。

すなわち、第一の判定部として、マイクの入力信号からノイズキャンセル効果が効果的に得られているかどうかを推定し、ノイズキャンセル効果があまり得られていない場合には、マイクに備えられた表示装置により使用者に警告を与えて正しい持ち方をするよう促す。入力信号からノイズキャンセル効果を推定するには、ある一定区間（フレーム）が音声であるか雑音であるかを判定する音声区間判定情報、入力信号にノイズキャンセル処理を行った結果、ノイズ成分がどの程度減衰したかを示すノイズ低減量等を用いて判定する。さらに第二の判定部として、２つのマイクの入力信号の位相差から、マイクと話者の口との位置関係を推定し、メインマイクが正しく口の方向に向いていない場合には使用者に警告を与える。

ここで、第二の判定部で行われる判定には、第１音声信号（目的音）と第２音声信号（参照音）とを用いて２つ以上のマイクロホンを配置した音声入力装置に対する、目的音の到来方向を検知する目的音方向検知部とを備えることで実現可能である。

また、本発明の音声品質判定部が行う判定処理は上記説明した方法に限定されるものではない。図１３は、本発明の音声品質判定部が行う音声品質判定処理の別の流れを示している。

図１３において、ステップＳ４１１〜ステップＳ４１３、ステップＳ４１６〜ステップＳ４１９は、図８に示すステップＳ３１１〜ステップＳ３１３、ステップＳ３１４〜ステップＳ３１７と略同一であるため説明を省略する。図１３において、音声品質判定部は、サブマイクから入力する第２音声信号のパワーを算出する（ステップＳ４１４）。ここで算出される第２音声信号のパワーは、雑音強度を示しているとみなすことができる。

次に、音声品質判定部は、ステップＳ４１４で求めた第２音声信号のパワーが所定の閾値を超えているかを判定する（ステップＳ４１５）。ステップＳ４１５における判定の結果、第２音声信号が一定レベルを超えていない場合は、周囲が静寂な環境であるとして、音声品質が良好と判定する（ステップＳ４１８）。一方、ステップＳ４１５における判定の結果、第２音声信号のパワーが一定レベル以上であれば、周囲の雑音が大きく、ノイズキャンセル処理により、第１音声信号に対してキャンセル処理後信号のパワーが減っている必要があるため、ステップＳ４１６に進み、第１音声信号とキャンセル処理後信号のパワーを比較することでノイズキャンセル処理が適切に行われているかを判定する処理に進む。

このような構成とすることで、周囲の雑音環境も考慮に入れた適切な音声品質に関する判定が可能となる。

なお、ノイズキャンセル処理部でノイズキャンセル処理を行うか否かを決定するノイズキャンセル処理要否決定部を新たに備える構成であっても良い。静寂な環境下では、ノイズキャンセル処理を行わないほうが、良質な音声を送信できる場合がある。そこで、当該ノイズキャンセル処理要否決定部は、第２収音部で収音される音声のパワーを算出し、当該パワーが所定の基準値以上であれば、周囲雑音が大きくノイズキャンセル処理を行う必要があると決定する。一方、第２収音部で収音される音声のパワーが所定の基準値未満である場合は、ノイズキャンセル処理を行う必要はないと決定する。ノイズキャンセル処理部は、当該ノイズキャンセル処理要否決定部における決定に従ってノイズキャンセル処理を実行する。ノイズキャンセル処理要否決定部が行うノイズキャンセル処理を行うか否かの決定結果はフラグとして管理され、ノイズキャンセル処理部は当該フラグを参照してノイズキャンセル処理を行う。このような構成としても良い。

また、この場合、音声品質判定部は、上記ノイズキャンセル処理が行われていることを示すフラグがあるかないかを検出して音声品質が良いか悪いかの判定を行う。すなわち、当該フラグがノイズキャンセル処理が行われていない事を示している場合、第２収音部から入力した第２音声信号のパワーが一定レベル以下であり、周囲が静寂な環境下であることを意味しているため、音声品質判定部は、音声品質は良好であると判定する。一方、当該フラグがノイズキャンセル処理が行われていることを示している場合に、音声品質判定部は、図８に示す音声品質が良好か否かの判定処理を行う。このような構成とすることで、消費電力を抑えつつ、適切な音声品質の判定を行うことができる。
なお、上記ノイズキャンセル処理要否決定部は、ノイズキャンセル処理を行うか否かの判定については、第２音声信号のパワーが一定レベル以上であるか以外の基準に基づいて当該要否判定を行っても良い。例えば、ノイズキャンセル処理要否決定部は、第１収音部からの第１音声信号と第２収音部からの第２音声信号との位相差により音声の到来方向を判定し、当該到来方向に応じてノイズキャンセル処理を行うか否かを決定してもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、上記の処理は、メインプロセッサのＲＯＭ等に格納されたコンピュータプログラムによって実行可能である。上述の例において、各処理をコンピュータ（プロセッサ）に行わせるための命令群を含むプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１００ 音声入力装置
１０１ 第１収音部（メインマイク） １０２ 第２収音部（サブマイク）
１０３ ノイズキャンセル処理部 １０４ 音声品質判定部
１０５ 判定結果通知部
２００ 音声入力装置
２０３ ノイズキャンセル処理部 ２０４ 音声品質判定部
２０６ 音声区間判定部 ２０７ ノイズサプレッサ部
２０８ 送信部 ２０９ 発光制御部
２１０ 発光素子（ＬＥＤ）
３００ 音声入力装置
３０４ 音声品質判定部 ３１１ マイク方向判定部
３１２ ノイズキャンセル効果判定部
４００ ノイズキャンセルマイク（音声入力装置）
４０１ 第１収音部（メインマイク） ４０２ 第２収音部（サブマイク）
４０５ 判定結果通知部 ４０８ 無線送信部
４０９ ＬＥＤドライバ（発光制御部） ４１０ ＬＥＤ
４１２ 総合判定処理部 ４１３ 無線受信部
４２０ 筐体 ４２１ スピーカ（放音部）
４２２ ＰＴＴ部 ４２３ ベルトクリップ
４３０ コード ４４０ 無線通信装置

Claims (6)

1. 第１収音部と、
   前記第１収音部が配置される面と異なる面に配置される第２収音部と、
   前記第１収音部で収音される音声と前記第２収音部で収音される音声との位相差を検出する位相差検出部と、
   前記位相差検出部で検出された位相差が適切な使用状態における位相差として設定されている範囲内であるか否かを判定する位相差判定部と、
   前記第２収音部から入力される第２音声信号を用いて、前記第１収音部から入力される第１音声信号に対するノイズキャンセルを行うノイズキャンセル処理部と、
   前記ノイズキャンセル処理部が行う前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果、及び前記位相差判定部における判定結果に基づいて、前記ノイズキャンセル処理部におけるノイズキャンセル後の音声信号の音声品質を判定する音声品質判定部と、
   前記音声品質判定部における判定結果を通知する判定結果通知部と、
   を具備する音声入力装置。
2. 前記音声品質判定部には、前記位相差判定部における判定結果が良好な場合にのみ、前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果が入力される、
   請求項１に記載の音声入力装置。
3. 前記判定結果通知部は、前記位相差判定部における判定結果または前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果が否定的なものである場合、所定時間同じ判定結果を通知する、
   請求項１に記載の音声入力装置。
4. 第１収音部と、
   前記第１収音部が配置される面と異なる面に配置される第２収音部と、
   前記第１収音部で収音される音声と前記第２収音部で収音される音声との位相差を検出する位相差検出部と、
   前記位相差検出部で検出された位相差が適切な使用状態における位相差として設定されている範囲内であるか否かを判定する位相差判定部と、
   前記第２収音部から入力される第２音声信号を用いて、前記第１収音部から入力される第１音声信号に対するノイズキャンセルを行うノイズキャンセル処理部と、
   前記ノイズキャンセル処理部が行う前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果、及び前記位相差判定部における判定結果に基づいて、前記ノイズキャンセル処理部におけるノイズキャンセル後の音声信号の音声品質を判定する音声品質判定部と、
   前記ノイズキャンセル後の音声信号を送信する送信部と、
   前記音声品質判定部における判定結果を通知する判定結果通知部と、
   音声信号を受信する受信部と、
   前記受信部で受信した前記音声信号に基づいて音声を放音する放音部と、
   を具備する通信装置。
5. 自装置の状態を前記送信部で音声信号を送信する送信状態へ切り替える切り替え部を更に具備し、
   前記判定結果通知部は、前記切り替え部が前記送信部で音声信号を送信するように切り替えている場合において、前記ノイズキャンセル後の音声信号の音声品質が良好であることを視覚的に通知する、
   請求項４記載の通信装置。
6. 第１マイクロホンと前記第１マイクロホンが配置される面と異なる面に配置される第２マイクロホンの少なくとも２つのマイクロホンを具備する装置で使用される状態通知方法であって、
   前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンでそれぞれ音声を収音する収音ステップと、
   前記第１マイクロホンで収音される音声と前記第２マイクロホンで収音される音声との位相差を検出する位相差検出ステップと、
   前記位相差検出ステップで検出された位相差が適切な使用状態における位相差として設定されている範囲内であるか否かを判定する位相差判定ステップと、
   前記第２マイクロホンで収音された音声を用いて、前記第１マイクロホンで収音された音声に対するノイズキャンセルを行うノイズキャンセル処理ステップと、
   前記ノイズキャンセル処理ステップにおける前記ノイズキャンセルが効果的に働いているか否かに基づいた判定結果、及び前記位相差判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記ノイズキャンセル後の音声信号の音声品質を判定する音声品質判定ステップと、
   前記音声品質判定ステップにおける判定結果に基づいて状態を通知する状態通知ステップと、
   を有する状態通知方法。

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