JP6674302B2 - ヘッドセット装置および音声通信システム - Google Patents
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Description
ここで、話者の音声とは別に、話者の周囲で発生する雑音もマイクより入力されることより、この雑音を騒音信号として消音する装置がある。
例えば、騒音信号から生成した逆位相の疑似騒音信号を疑似騒音として出力し、騒音に重ね合わせることで消音する消音装置を備えたヘッドセット装置があり、このヘッドセット装置を複数の話者が用いることで音声通信システムとすることができ、音声会議等に利用できるものである。従来のヘッドセット装置や音声通信システムとして例えば、特許文献1、2に示す先行技術文献がある。
第1のマイクとスピーカを備えたヘッドセット装置において、
該ヘッドセット装置のユニークコードを設定する手段と、
前記第1のマイクとは別の第2のマイクと、
該第2のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
各部を制御する制御部とを備え、
該制御部は、少なくとも前記第1のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、
該音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して外部へ出力する重畳手段とを備えたことを特徴とする。
前記制御部は、外部から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数による音声を前記スピーカより出力することを特徴とする。
複数のヘッドセット装置が通信接続された音声通信システムにおいて
前記複数のヘッドセット装置の各々は、
ユニークコードを設定する手段と、
話者の音声が入力されるための第1のマイクと、
周囲音が入力されるための第2のマイクと、
前記第2のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
外部から入力された信号を音声信号に変換して出力するスピーカと、
各部を制御する制御部とを備え、
該制御部は、少なくとも前記第1のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、
該音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して他のヘッドセット装置へ出力する重畳手段とを備えたことを特徴とする。
前記制御部は、他のヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数による音声を前記スピーカより出力することを特徴とする。
複数のヘッドセット装置と制御装置が通信接続された音声通信システムにおいて
前記複数のヘッドセット装置の各々は、
ユニークコードを設定する手段と、
話者の音声が入力されるための第1のマイクと、
周囲音が入力されるための第2のマイクと、
前記第2のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
外部から入力された信号を音声信号に変換して出力するスピーカと、
前記第1のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、
該音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して前記制御装置へ出力する重畳手段とを備え、
前記制御装置は、
各ヘッドセット装置から入力された音声信号に、前記重畳されたユニークコードを所定の音声信号に変換し、入力された音声信号に重畳して、当該ヘッドセット以外の各ヘッドセット装置に出力する手段を備えたことを特徴とする。
前記制御装置は、各ヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数による音声を各ヘッドセット装置に出力することを特徴とする。
各ヘッドセット装置以外の外部のアラーム信号を検出した場合、
当該検出したアラーム信号を所定のアラーム音声に変換する手段を備え、
通信接続された各ヘッドセット装置に前記変換したアラーム音声を出力することを特徴とする。
図6は、本発明の一実施例であるヘッドセット装置のハードブロック図である(第1実施例)。話者の音声を入力するための第1のマイクと、左右の耳付近に配置されて他の話者の音声を出力するスピーカと、周辺の音声を入力するための前記第1のマイクとは別の第2のマイクと、制御部と、第2のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、各部を制御する制御部とより構成され、当該ヘッドセット装置を示す、または当該ヘッドセット装置を装着する話者を示すユニークコードが設定されているものである。なお、ユニークコードはあらかじめヘッドセットに固有に設定されているか、若しくは、話者が音声入力等の入力操作等により設定することもできる。
ここで制御部は、少なくとも第1のマイクの入力信号と疑似信号を合成する音声合成手段と、この音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して外部へ出力する重畳手段が備えられる。
このヘッドセット装置を装着した話者は、他の話者との音声通信を行う際に、周囲の雑音を低減した上で、当該ヘッドセット装置若しくは話者固有のユニークコードと共に当該話者の音声を他の話者に出力し、他の話者は誰が発言したか(どのヘッドセット装置からの出力か)をユニークコードにより判別可能とすることができる。
前述した図6のヘッドセット装置を複数用いて通信ネットワークに接続され音声通信システムを構成している。図7ではA〜Eの5台のヘッドセット装置(図中ではハンドセットと表記)が通信ネットワークに接続されており、各ヘッドセット装置は各々の話者の音声入力を各周辺の雑音を低減した上で、各ユニークコードを重畳して他のヘッドセット装置に出力しており、他の話者は当該話者以外の音声がスピーカから出力される場合に、どの話者(どのヘッドセット装置)かを判別してスピーカより出力することができる。
特に本実施例では、前述した図6のヘッドセット装置の各々は、当該ユニークコードを音声信号に変換して音声信号に重畳することで、他のヘッドセット装置への入力の際には既に音声化されたユニークコードと話者の音声が合成されているものであり、ネットワーク接続されている各ヘッドセット装置のみでのシステム構成とするものである。
但し、前述の図7の音声通信システムに対して、本図8の音声通信システムは、各ヘッドセット装置からの入力を一旦制御装置に記録し、各ヘッドセット装置のユニークコードに従って、各ヘッドセット装置に音声出力している。そのため、前述した図6のヘッドセット装置において、音声入力に重畳されるユニークコードを音声変換することなく、話者の音声とユニークコードとをそのまま出力することができ、制御装置にて、各ヘッドセット装置からの音声にユニークコードを音声変換して合成するものである。これによりヘッドセット装置にユニークコードの音声変換手段を備える必要がなく、ヘッドセットを低廉とすることができる。
実施例としては図8におけるアラーム発生手段を備えた音声通信システムとしたが、図7の音声通信システムにアラーム発生手段を備えることで、同様に各ヘッドセット装置に緊急情報を出力することができる。
また、図6における制御部に緊急情報を検知する手段を備えることで、ヘッドセット装置が通信ネットワークに接続された状態であると、同様にヘッドセット装置のスピーカより緊急情報を出力することができる。
前述した図6のヘッドセット装置において、スピーカは両耳用に2個備えている。スピーカからの音声の出力はステレオ方式であり、この音声出力する際に、音声信号に対して所定の頭部伝達関数を設定することで、当該音声信号の到来方向を疑似的に作る出せることができる。
そこで、ヘッドセット装置毎に所定の異なる頭部伝達関数を設定し、当該ヘッドセット装置から出力される音声信号に頭部伝達関数を付与することで、該頭部伝達関数に基づいた音声の到来方向が疑似的にスピーカから出力される。
これにより複数のヘッドセット装置からの音声信号毎に、到来方向の異なる音声信号を出力することができ、各話者は他の話者がそれぞれ異なる位置より発言しているように疑似的に感じることができる。
また、前述した図8の音声通信システムにおいては、制御装置は、各ヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、該設定された頭部伝達関数による音声を各ヘッドセット装置に出力することで、各ヘッドセット装置が異なる位置より発言しているような疑似的なスピーカからの出力とすることができる。
図1において、1は消音ユニットであり、後述するリファレンスマイクやスピーカ、エラーマイク等が接続されて運用される。消音ユニット1は、リファレンスマイクを接続するリファレンスマイク接点1−1、リファレンスマイクの出力であるリファレンス信号と合成部1−8の出力である再現騒音信号を切り替えるスイッチ1−2、スピーカ3からエラーマイク4までの二次経路の伝達特性の変化を補償するために、学習用信号を生成する二次経路モデル1−3、エラー信号が最小となるように騒音制御フィルタ1−5のフィルタ係数を更新する係数更新部1−4、疑似騒音信号を生成する騒音制御フィルタ1−5、スピーカを接続するスピーカ接点1−6、エラーマイクを接続するエラーマイク接点1−7、エラーマイクの出力であるエラー信号と二次経路モデル1−9でフィルタリングされた疑似騒音信号とを合成して再現した再現騒音信号を出力する合成部1−8、エラー信号から騒音信号を再合成するために、疑似騒音信号をフィルタリングして出力する二次経路モデル1−9により構成され、図示しない制御部により各所が制御される。ここで二次経路モデルでは、離散時間システム等により二次経路の伝達関数をモデル化する。
図2は、本発明の一実施例である消音ユニットを用いたフィードフォワード型システムの構成を示す図である。図2において、騒音をリファレンス信号として入力するリファレンスマイク2、疑似騒音信号を疑似騒音として出力するスピーカ3、および騒音と疑似騒音とが重なり合った音をエラー信号として入力するエラーマイク4であり、図1と同じ構成要素については再度の説明を割愛する。なお、騒音は、矢印に示す通り、図の左から右へ伝達するものとし、騒音の通り道を一次経路、スピーカからエラーマイクまでの疑似騒音の通り道を二次経路と呼ぶことにする。
図2は、本発明の一実施例である消音ユニットを用いたフィードフォワード型システムの構成を示す図である。図3において、既に全ての構成要素に関して説明しているため、個々の説明は割愛する。
S2で周期的な規則性があると判別した場合(Yes)、フィードバック制御で動作するよう自身を設定し(S9)、フィードバック制御を開始する(S10)。一方、騒音に周期的な規則性がないと判別した場合(No)、フィードフォワード制御で動作するよう自身の設定を維持し(S11)、フィードフォワード制御を継続する(S12)。S10でフィードバック制御中またはS12でフィードフォワード制御中に、再度リファレンスマイクの接続を判別し(S1)、リファレンスマイクが取り付けられた場合や、リファレンスマイクが故障から復帰した場合に、フィードフォワード制御に切り替わるようにしている。または、S10でフィードバック制御中またはS12でフィードフォワード制御中に、再度騒音の規則性を判別し(S7)、騒音特性に応じた制御方式切替ループを繰り返すようにしてもいい。
上述した実施例によるヘッドセット装置は、マイク部とスピーカ部と備えたヘッドセットであって、当該ヘッドセットは消音装置を含み、該消音装置は前記マイク部に 入力された騒音信号に対して逆特性の疑似騒音信号を生成する騒音制御フィルタ部と、前記騒音制御フィルタのフィルタ係数を更新する係数更新部と、各部を制御する制御部とを備え、当該ヘッドセットと通信接続された他のヘッドセットと音声通信を行うことができる。
また、上述した実施例によるヘッドセット装置または音声通信システムにおいて、頭部の伝達関数に基づき、当該ヘッドセットを装着した話者の方向を疑似的に設定することができる。
また、上述した実施例によるヘッドセット装置または音声通信システムにおいて、非常警報等の緊急信号を最優先でヘッドセット装置に伝達することができる。
また、会議参加者の音声入力を前記重畳されたデータに基づき、その参加者の音声入力であることを示すデータとしてメモリテーブルに記憶することができる。
さらにメモリテーブルに記憶されたデータを出力する場合、音声入力およびスピーカ出力された各参加者の会議を時系列に記録することで議事録とすることができ、音声による議事録作成を可能とすることができる。
さらにメモリテーブルに記憶されたデータに基づき、記憶された音声をテキストデータとして文字列変換して記憶することで文字データの議事録とすることができる。
上述した実施例によるヘッドセット装置または音声通信システムによれば、ヘッドセット装置を通信ネットワークに接続するだけで、他のヘッドセット装置との会話ができ、また、話者の周囲の雑音下でも不要な音を低減し、必要な音だけ伝えることできる。また、頭部伝達関数を用いて話者の方向を疑似的に設定することができ、各話者の音声到来方向を相違させて認識することができる。
また、本発明は、会議参加者が乗用車や工事車両、レーシングカー、ヘリコプター、飛行機、クルーザーなどの閉空間の乗り物に対しても適用可能であり、効果的である。
1−1:リファレンスマイク接点、1−2:スイッチ、1−3:二次経路モデル、1−4:係数更新部、1−5:騒音制御フィルタ、1−6:スピーカ接点、1−7:エラーマイク接点、1−8:加算器、1−9:二次経路モデル。
Claims (7)
- 第1のマイクとスピーカを備えたヘッドセット装置において、
該ヘッドセット装置のユニークコードを設定する手段と、
前記第1のマイクとは別の第2のマイクと、
該第2のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
各部を制御する制御部とを備え、
該制御部は、少なくとも前記第1のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、前記第2のマイクに入力させた騒音の特性に応じて、周期的に一定の規則性を持った周期音が続く場合にはフィードバック制御へ切り替え、周期音が続かない場合にはフィードフォワード制御へ切り替える手段と、
前記音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して外部へ出力する重畳手段とを備えたことを特徴とするヘッドセット装置。 - 前記制御部は、外部から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数は、疑似的な到来方向を示すデータと、話者またはヘッドセット装置をユニークコードにより特定するデータより構成され、当該音声信号の到来方向を当該頭部伝達関数に基づき疑似的に作る出し、音声として前記スピーカより出力することを特徴とする請求項1に記載のヘッドセット装置。 - 複数のヘッドセット装置が通信接続された音声通信システムにおいて
前記複数のヘッドセット装置の各々は、
ユニークコードを設定する手段と、
話者の音声が入力されるための第1のマイクと、
周囲音が入力されるための第2のマイクと、
前記第2のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
外部から入力された信号を音声信号に変換して出力するスピーカと、
各部を制御する制御部とを備え、
該制御部は、少なくとも前記第1のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、前記第2のマイクに入力させた騒音の特性に応じて、周期的に一定の規則性を持った周期音が続く場合にはフィードバック制御へ切り替え、周期音が続かない場合にはフィードフォワード制御へ切り替える手段と、
前記音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して他のヘッドセット装置へ出力する重畳手段とを備えたことを特徴とする音声通信システム。 - 前記制御部は、他のヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数は、疑似的な到来方向を示すデータと、話者またはヘッドセット装置をユニークコードにより特定するデータより構成され、当該音声信号の到来方向を当該頭部伝達関数に基づき疑似的に作る出し、音声として前記スピーカより出力することを特徴とする請求項3に記載の音声通信システム。 - 複数のヘッドセット装置と制御装置が通信接続された音声通信システムにおいて
前記複数のヘッドセット装置の各々は、
ユニークコードを設定する手段と、
話者の音声が入力されるための第1のマイクと、
周囲音が入力されるための第2のマイクと、
前記第2のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
外部から入力された信号を音声信号に変換して出力するスピーカと、
前記第1のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、
該音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して前記制御装置へ出力する重畳手段と、
前記第2のマイクに入力させた騒音の特性に応じて、周期的に一定の規則性を持った周期音が続く場合にはフィードバック制御へ切り替え、周期音が続かない場合にはフィードフォワード制御へ切り替える手段とを備え、
前記制御装置は、
各ヘッドセット装置から入力された音声信号に、前記重畳されたユニークコードを所定の音声信号に変換し、入力された音声信号に重畳して、当該ヘッドセット以外の各ヘッドセット装置に出力する手段を備えたことを特徴とする音声通信システム。 - 前記制御装置は、各ヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数は、疑似的な到来方向を示すデータと、話者またはヘッドセット装置をユニークコードにより特定するデータより構成され、当該音声信号の到来方向を当該頭部伝達関数に基づき疑似的に作る出し、音声として各ヘッドセット装置に出力することを特徴とする請求項5に記載の音声通信システム。 - 前記請求項3乃至6の何れかに記載の音声通信システムであって、
各ヘッドセット装置以外の外部のアラーム信号を検出した場合、
当該検出したアラーム信号を所定のアラーム音声に変換する手段を備え、
通信接続された各ヘッドセット装置に前記変換したアラーム音声を出力することを特徴とする前記請求項3乃至6の何れかに記載の音声通信システム。
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