JP6674302B2 - ヘッドセット装置および音声通信システム - Google Patents

ヘッドセット装置および音声通信システム Download PDF

Info

Publication number
JP6674302B2
JP6674302B2 JP2016070370A JP2016070370A JP6674302B2 JP 6674302 B2 JP6674302 B2 JP 6674302B2 JP 2016070370 A JP2016070370 A JP 2016070370A JP 2016070370 A JP2016070370 A JP 2016070370A JP 6674302 B2 JP6674302 B2 JP 6674302B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
microphone
voice
speaker
headset device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016070370A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017184085A (ja
Inventor
浩一 岡部
浩一 岡部
中村 学
学 中村
賢也 戸丸
賢也 戸丸
貴理 山田
貴理 山田
英樹 有留
英樹 有留
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2016070370A priority Critical patent/JP6674302B2/ja
Publication of JP2017184085A publication Critical patent/JP2017184085A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6674302B2 publication Critical patent/JP6674302B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)
  • Headphones And Earphones (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)

Description

本発明は、マイクとスピーカを備えたヘッドセット装置およびヘッドセット装置を含む音声通信システムに関する。
従来のヘッドセット装置若しくはヘッドホン装置として、話者の音声が入力されるマイクと、外部より入力された音声を出力するスピーカが備えた装置があり、例えば特許文献5に示す先行技術文献がある。
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。
またスピーカを装着してスピーカから出力される音声の到来方向を疑似的に設定する手段として、頭部伝達関数(Head-Related Transfer Function, HRTF)を利用することが検討されており、例えば特許文献3、4に示す先行技術文献がある。
特開平7−160271号公報 特開2001−056692号公報 特開2015−165658号公報 特開2008−113118号公報 特開2003−198719号公報
上述したヘッドセット装置や音声通信システムにおいては、ヘッドセット装置を装着した話者の音声を他の話者が聞く際に、どの話者の音声が出力されているかを明確に判断することができないといった問題が生じる。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたものであり、ヘッドセット装置を装着した話者の音声を他の話者が聞く際に、どの話者の音声が出力されているかを明確に判断することができるヘッドセット装置および音声通信システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドセット装置は、
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。
また、本発明に係るヘッドセット装置は、
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。
また、本発明に係る音声通信システムは、
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。
また、本発明に係る音声通信システムは、
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。
また、本発明に係る音声通信システムは、
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。
また、本発明に係る音声通信システムは、
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。
また、本発明に係る音声通信システムは、前述した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。
以上説明したように、本発明によると、ヘッドセット装置を装着した話者の音声を他の話者が聞く際に、どの話者の音声が出力されているかを明確に判断することができるヘッドセット装置および音声通信システムを提供することができる。
本発明の一実施例である消音ユニットの内部構成を示す図である。 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。 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バック型システムの構成を示す図である。 本発明の一実施例である消音方式判別の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施例である複合制御方式の処理を示すフローチャートである。 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)。 本発明の一実施例である音声通信システムのネットワーク図である(第2実施例)。 本発明の一実施例である制御装置を備えた音声通信システムのネットワーク図である(第3実施例)。 本発明の一実施例である頭部伝達関数による方向設定テーブル図である。
本発明の実施例を、以下に図面を参照して説明する。
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。
図7は、本発明の一実施例である音声通信システムのネットワーク図である(第2実施例)。
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。
図8は、本発明の一実施例である制御装置を備えた音声通信システムのネットワーク図である(第3実施例)。図8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、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、各ヘッドセット装置の音声を制御する制御装置を介して各ヘッドセット装置に音声出力される音声通信システムを構成している。
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。
さらに図8において、通信ネットワークには緊急情報を発信するアラーム発生手段が接続されており、災害発生などの緊急時に緊急情報が発信される。制御装置は緊急情報を受信すると当該緊急情報を検知し制御装置に通信接続されている各ヘッドセット装置に対して、当該緊急情報を各ヘッドセット装置からの音声信号とは別に優先的に配信し、これを受信した各ヘッドセット装置のスピーカより緊急情報が出力される。
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。
図9は、本発明の一実施例である頭部伝達関数による方向設定テーブル図である。この方向設定テーブルは、所定の頭部伝達関数が登録された列と、当該頭部伝達関数による疑似的な到来方向を示す列と、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列と、より構成され、音声通信に参加する話者、即ちヘッドセット装置は、所定の頭部伝達関数が割り当てられ。
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。
この図9の方向設定テーブルを各実施例に適用した場合、前述した図6のヘッドセット装置において、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ができ、他のヘッドセット装置からの音声を任意の方向から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。
また、図9の方向設定テーブルを各実施例に適用した場合、前述した図7の音声通信システムにおいては、複数のヘッドセット装置の各々の制御部は、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。
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。
次に、本発明に用いるヘッドセット装置や音声通信システムに用いる、話者の周辺雑音を消音する手段の具体例な実施例を説明する。以下に説明する消音システムでは、アルゴリズムとして、Filtered−x法やFIRフィルタを使った場合にはFiltered−x LMS法等といった方法が用いられる。
図1は、本発明の一実施例である消音ユニットの内部構成を示す図である。
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。
消音ユニット1は、リファレンスマイク接点1−1にリファレンスマイク2が接続されているか否かを判別する。リファレンスマイク2が接続されている場合には、スイッチ1−2をエラーマイク出力側(上側)に切替えてフィードフォワード制御を開始し、リファレンスマイク2が接続されていない場合には、スイッチ1−2を再現騒音信号出力側(下側)に切替えてフィードバック制御を開始する。
図2を用いて、リファレンスマイクが接続されていると判断された場合のフィードフォワード制御について説明する。ここで、フィードフォワード制御とは、リファレンスマイクで集音した騒音をベースに疑似騒音信号を生成し、前段のリファレンスマイク集音した騒音に対して後段のある地点(例えばエラーマイク設置位置)で音波が重なり合うように疑似騒音を出力することで消音する方式である。
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。
リファレンスマイク接点1−1に接続されたリファレンスマイク2により、騒音が収集され、リファレンス信号として入力される。リファレンス信号は、スイッチ1−2を介して、二次経路モデル1−3および騒音制御フィルタ1−5に入力される。二次経路モデル1−3では、リファレンス信号が二次経路の伝達特性の変化を補償するようにフィルタリングされて、学習用信号が生成され、係数更新部1−4へ出力される。係数更新部1−4では、学習用信号およびエラー信号から、エラー信号が最も小さくなるように騒音制御フィルタ1−5で用いられる係数が算出されて、係数更新信号が生成され、騒音制御フィルタ1−5へ出力される。騒音制御フィルタ1−5では、リファレンス信号が係数更新信号によって更新された係数を用いてフィルタリングされて、疑似騒音信号が生成され、スピーカ接点1−6に接続されたスピーカ3へ出力される。スピーカ3では、入力された疑似騒音信号が、疑似騒音として、エラーマイク4の位置で逆位相となるように出力される。
エラーマイク接点1−7に接続されたエラーマイク4により、騒音と疑似騒音とが重なり合って打ち消された音が収集され、エラー信号として入力される。エラー信号は係数更新部1−4へ入力される。係数更新部1−4では、学習用信号およびエラー信号から、エラー信号が最も小さくなる係数が算出されて、係数更新信号が生成され、騒音制御フィルタ1−5へ出力される。騒音制御フィルタ1−5では、リファレンス信号が係数更新信号によって更新された係数を用いてフィルタリングされて、疑似騒音信号が生成され、スピーカ接点1−6に接続されたスピーカ3へ出力される。スピーカ3では、入力された疑似騒音信号が、疑似騒音として、エラーマイク4の位置で逆位相となるように出力される。これを繰り返すことにより、最適な疑似騒音が生成され、騒音が動的に打ち消されることになる。
アルゴリズムとしては、周知のFiltered−x法やFiltered−x LMS法等が用いられる。
次に、図3を用いて、リファレンスマイクが接続されていないと判断された場合のフィードバック制御について説明する。ここで、フィードバック制御とは、エラーマイクで集音した騒音をベースに疑似騒音信号を生成し、新たにやってくる騒音に対してある地点(例えばエラーマイク設置位置)で音波が重なり合うように疑似騒音を出力することで消音する方式である。
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。
フィードバック制御においては、フィードフォワード制御と比べ、リファレンスマイクが接続されてない、または故障により検出されない(故障したことを検出した場合を含む)点で異なる。
エラーマイク接点1−7に接続されたエラーマイク4により、騒音が収集され、エラー信号として入力される。エラー信号は、係数更新部1−4および、加算器1−8に入力される。加算器1−8では、エラー信号は、二次経路モデル1−9から出力されるフィルタード疑似騒音信号と加算されて、再現騒音信号として、スイッチ1−2を介して、二次経路モデル1−3および騒音制御フィルタ1−5に入力される。二次経路モデル1−3では、再現騒音信号が二次経路の伝達特性の変化を補償するようにフィルタリングされて、学習用信号が生成され、係数更新部1−4へ出力される。係数更新部1−4では、学習用信号およびエラー信号から、エラー信号が最も小さくなるように騒音制御フィルタ1−5で用いられる係数が算出されて、係数更新信号が生成され、騒音制御フィルタ1−5へ出力される。騒音制御フィルタ1−5では、エラー信号が係数更新信号によって更新された係数を用いてフィルタリングされて、疑似騒音信号が生成され、二次経路モデル1−9、およびスピーカ接点1−6に接続されたスピーカ3へ出力される。スピーカ3では、入力された疑似騒音信号は、疑似騒音として、エラーマイク4の位置で逆位相となるように出力される。二次経路モデル1−9では、疑似騒音信号が、エラー信号から騒音信号を再合成するためにフィルタリングされ、フィルタード疑似騒音信号として加算器1−8へ出力される。
エラーマイク接点1−7に接続されたエラーマイク4により、騒音と疑似騒音とが重なり合って打ち消された音が収集され、エラー信号として入力される。エラー信号は係数更新部1−4、および加算器1−8へ入力される。加算器1−8では、エラー信号がフィルタード疑似騒音信号と加算されて、再現騒音信号として、スイッチ1−2を介して、二次経路モデル1−3および騒音制御フィルタ1−5に入力される。二次経路モデル1−3では、再現騒音信号が二次経路の伝達特性の変化を補償するようにフィルタリングされて、学習用信号が生成され、係数更新部1−4へ出力される。係数更新部1−4では、学習用信号および再現騒音信号から、エラー信号が最も小さくなるように騒音制御フィルタ1−5で用いられる係数が算出されて、係数更新信号が生成され、騒音制御フィルタ1−5へ出力される。騒音制御フィルタ1−5では、再現騒音信号が係数更新信号によって更新された係数を用いてフィルタリングされて、疑似騒音信号が生成され、二次経路モデル1−9、およびスピーカ接点1−6に接続されたスピーカ3へ出力される。スピーカ3では、入力された疑似騒音信号が、疑似騒音として、エラーマイク4の位置で逆位相となるように出力される。これを繰り返すことにより、最適な疑似騒音が生成され、騒音が動的に打ち消されることになる。
アルゴリズムとしては、周知のFiltered−x法やFiltered−x LMS法等が用いられる。
図4を用いて、フィードフォワード制御とフィードバック制御の選択または切替について説明する。図4は、本発明の一実施例である消音方式判別の処理を示すフローチャートである。
各機器が現場に設置され、起動されると、消音ユニット1は、リファレンスマイク接点1−1にリファレンスマイクが接続されているかを判別する(S1)(S2)。S2でリファレンスマイク接続ありと判別した場合(Yes)、フィードフォワード制御で動作するよう自身を設定し(S3)、フィードフォワード制御を開始する(S4)。一方、S2でリファレンスマイク接続なしと判別した場合(No)、フィードバック制御で動作するよう自身を設定し(S5)、フィードバック制御を開始する(S6。)フィードフォワード制御中、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外された場合や、リファレンスマイクが故障した場合に、フィードバック制御に切り替わるようにしている。また、フィードバック制御中、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。なお、このとき、新たにリファレンスマイクの接続があっても、フィードフォワード制御に切り替わらないように設定されてもよい。
以上により、1つのユニットで、フィードフォワード制御とフィードバック制御に対応することができ、消音システムの設計、構築に係る工数、費用を低減することができる。さらには、顧客のシステム構築自由度や、製品価格の低減による顧客の導入コストの低減に貢献することができる。
また、リファレンスマイクが故障しても、フィードフォワード制御からフィードバック制御に自動で切り替えることができ、消音システムの運用を維持することができる。
以上のシステムではリファレンスマイクの接続の有無を自動で判別してフィードフォワード制御とフィードバック制御を選択または切り替えるようにしているが、フィードフォワード制御とフィードバック制御とをユーザが手動により選択する方法も考えられる。
ユーザによる手動選択の場合、2パターンが考えられ、1つはスイッチを筐体に設けて物理的に選択する方法で、もう1つはコンピュータ等から消音装置にアクセスし電気的に選択する方法である。
物理的に選択する方法では、筐体に設けられたスイッチをユーザが所望のモードに切り替えると、消音ユニット内の制御部が選択されたフィードフォワード制御モードまたはフィードバック制御モードで動作するように各部を制御する。
電気的に選択する方法では、消音ユニット1に直接またはネットワークを介してコンピュータを接続し、コンピュータ上でのGUI操作によりユーザが所望のモードに切り替えると、コンピュータから消音ユニット1へモード選択信号が送信され、消音ユニット内の制御部が選択されたフィードフォワード制御モードまたはフィードバック制御モードで動作するように各部を制御する。
これらの場合、フィードフォワード制御中またはフィードバック制御中に、物理的または電気的にモードを切り替えることが可能であり、基本的には自動的にモードが切り替わるようなことはない。ただし、例えば、ネットワークを介して遠隔で消音状態を監視しているような場合に、リファレンスマイクの接続の有無を検出し、モード切り替えを促すような表示がなされるようにしてもよい。または、運用中はモードの切り替えを禁止することとしてもよい。
以上により、手動でユーザがモードを選択または切り替えることで、ユーザの求めに応じて消音システムの運用の自由度を向上させることができる。
また、リファレンスマイクの有無を判別してフィードフォワード制御とフィードバック制御を切り替える自動切替モードと、ユーザの選択によりフィードフォワード制御とフィードバック制御を切り替える手動選択モードと、をユーザにより選択できるようにしてもよい。この場合、上述の手動選択の場合と同様に、物理的な方法または電気的な方法により切り替えることができる。これにより、さらにユーザの求めに応じて消音システムの運用の自由度を向上させることができる。
図5を用いて、本発明の他の実施例である、騒音特性に応じた制御方式の切り替え(複合制御)について説明する。図5は、本発明の一実施例である復号制御方式の処理を示すフローチャートである。
消音効果を更に高めるために、本発明の他の実施形態では、騒音の特性に応じて、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを適応的に切り替える複合制御を行う。例えば、本実施例の場合には、騒音の特性を判別し、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。このとき、騒音特性の判別は、図示しない制御部等が実施する。
ここで、周期的な規則性がある騒音とは、例えば、飛行機や自動車のエンジン音、電子機器等のファンやラジエータやコンプレッサの音等が考えられ、周期的な規則性がない騒音とは、例えば、工事現場の音、楽器の演奏音、人間の話し声、動物の鳴き声、自動車のクラクションやドアの開閉音等の突発音等が考えられるが、これらに限られない。
各機器が現場に設置され、起動されると、消音ユニット1は、リファレンスマイク接点1−1にリファレンスマイクが接続されているかを判別する(S1)(S2)。S2でリファレンスマイク接続ありと判別した場合(Yes)、フィードフォワード制御で動作するよう自身を設定し(S3)、フィードフォワード制御を開始する(S4)。一方、S2でリファレンスマイク接続なしと判別した場合(No)、フィードバック制御で動作するよう自身を設定し(S5)、フィードバック制御を開始する(S6。)
フィードフォワード制御中、またはリファレンスマイクの接続がある状態でのフィードバック制御中に、消音ユニット1は、騒音信号に周期的な規則性があるかを判別する(S7)(S8)。
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。
以上により、騒音の特性に適した制御に適応的に切り替えることで、より状況に合った高い消音効果を得ることができる。
また、騒音の特性が変化した場合でも、変化に対応して消音方式を切り替えることで、騒音の特性が変化するような現場にもより高い消音効果をもたらすことができる。
以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
例えば、自動車のエンジン音の場合にはエンジンの回転数のデータ、電子機器のファン音の場合にはファンの回転数のデータといった騒音に相関のあるデータを取得して消音ユニット1内の係数更新部1−4に入力し、フィルタ係数の算出に用いるようにしてもいい。
その場合、自動車のエンジンの回転数やPCファンの回転数等の外部入力接点を設け、外部入力の有無により、フィードフォワード制御方式かフィードバック制御方式か、波形同期法方式帰化を選択するようにしてもよく、その場合、物理的または電気的にユーザが選択するようにしてもよい。
なお、上述の消音ユニット内の構成は、Filtered−xアルゴリズムまたはFiltered−x LMSアルゴリズムに対応した構成であるため、他のアルゴリズムを用いる場合には、内部構成の増減や変更がある場合があるが、その場合であっても、本発明を適用できることは言うまでもない。
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では、ヘッドセット装置には話者の音声を入力するためのマイク(第1マイク)と、周辺雑音を入力するためのマイク(第2マイク)とを備え、周辺雑音を入力するマイクに入力された音声信号の逆特性により、話者の音声信号より雑音を低減するヘッドセット装置であって、音声入力のためのマイクに入力された音声信号を増幅し、且つ、該音声信号にマイク入力識別信号を重畳するヘッドセット装置である。
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音声通信システムは、マイク部とスピーカ部と備えたヘッドセットが複数通信接続された音声通信システムであって、前記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。
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を用いて離れた場所における会議を行うことができ、会議参加者の各マイクに入力される音声に、当該マイク入力であることを示す(デジタル)データを重畳させ、該重畳されたデータは、他のスピーカより出力される音声データに重畳されて前記マイク入力であることを示す音声データに変換されて重畳された音声データとして出力することができる。
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、ヘッドセット装置の電源を電池若しくは通信ネットワークに接続したケーブルからの供給とすることで、ヘッドセット装置を用いた会議や会話として各話者を一同に集合する必要がない。また、ヘッドセット装置は小型、軽量のため持ち運びが容易である。また、通信ネットワークとして、インタネット通信網を利用することでIP会議とすることができ、また、電話会議にヘッドセット装置を接続することできる。
本発明は、会議参加者が装着して会議に参加するシステムに有用であり、また、会議参加者が離れた場所においても各場所における周辺の状態(送風路、電子機器、自動車、重機、飛行機、家電、工場、工事現場など)の騒音が発生するものに対して適用可能であり、効果的である。
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:消音ユニット、2:リファレンスマイク、3:スピーカ、4:エラーマイク、
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
JP2016070370A 2016-03-31 2016-03-31 ヘッドセット装置および音声通信システム Active JP6674302B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016070370A JP6674302B2 (ja) 2016-03-31 2016-03-31 ヘッドセット装置および音声通信システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016070370A JP6674302B2 (ja) 2016-03-31 2016-03-31 ヘッドセット装置および音声通信システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017184085A JP2017184085A (ja) 2017-10-05
JP6674302B2 true JP6674302B2 (ja) 2020-04-01

Family

ID=60007722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016070370A Active JP6674302B2 (ja) 2016-03-31 2016-03-31 ヘッドセット装置および音声通信システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6674302B2 (ja)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005072703A (ja) * 2003-08-28 2005-03-17 Chubu Electric Power Co Inc 作業現場用交信機
US20070271513A1 (en) * 2006-05-22 2007-11-22 Nike, Inc. User Interface for Remotely Controlling a Digital Music Player
JP2012142650A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Nec Casio Mobile Communications Ltd 音声システム及び受話者端末
JP5742815B2 (ja) * 2012-10-17 2015-07-01 ソニー株式会社 ノイズキャンセリング装置、ノイズキャンセリング方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017184085A (ja) 2017-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101222787B (zh) 音频输出装置、降噪装置、降噪音频输出装置及其方法
JP6281493B2 (ja) 信号処理装置、信号処理方法、測定方法、測定装置
CN101616351B (zh) 降噪音频再现设备和降噪音频再现方法
JP5012387B2 (ja) 音声処理システム
JPH09503889A (ja) 音声相殺式送話システム
CN107210032A (zh) 在掩蔽语音区域中掩蔽再现语音的语音再现设备
CN104185866A (zh) 用于有源噪声消除自适应滤波器的预成形串联滤波器
CN102484461A (zh) 用于提供声音信号的系统和方法
JP2009278620A (ja) 集音装置および音声会議装置
JP2006139307A (ja) 声音効果処理と騒音制御を有する装置及びその方法
CN108335701B (zh) 一种进行声音降噪的方法及设备
CN115552923A (zh) 同步模式转换
WO2022227982A1 (zh) Tws耳机和tws耳机的播放方法及装置
JP5417821B2 (ja) 音声信号再生装置、携帯電話端末
JPH09233198A (ja) 全二重音声会議電話のためのソフトウエアベースのブリッジ方法及び装置
JP6674302B2 (ja) ヘッドセット装置および音声通信システム
JP4428280B2 (ja) 通話内容隠蔽システム、通話装置、通話内容隠蔽方法およびプログラム
JP2008245250A (ja) 音声会議装置
JP6020461B2 (ja) 音声入出力装置、ハウリング防止方法およびハウリング防止用プログラム
JP6618174B2 (ja) 消音装置および消音方法
JP2007158619A (ja) 操作装置、システム、及び、操作方法
WO2019171963A1 (ja) 信号処理システム、信号処理装置および方法、並びにプログラム
JP2017034490A (ja) インターホン装置
JP5470729B2 (ja) 信号処理装置、信号処理方法
JP2008177745A (ja) 放収音システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180928

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190801

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200305

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200306

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6674302

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250