JP7211498B2 - 音響処理装置、音響処理方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
第一実施形態の音響処理装置は、自動車等の乗り物に設置され、インカーコミュニケーション機能とハンズフリー通話機能を同時に実現するシステムにおいて、伝達する音響信号から音響エコーをキャンセルする信号処理装置である。本実施形態では、乗り物内に予め定められた、少なくとも1個のマイクロホンおよび1個のスピーカが設置された2個の音響領域と、乗り物外の少なくとも1個の音響領域との間で会話を行うことを想定する。第一実施形態の音響処理装置1は、図6に示すように、第一音響領域100に設置されたマイクロホンM1で収音された音響信号と、第二音響領域200に設置されたマイクロホンM2で収音された音響信号と、第三音響領域300から受信した音響信号とを入力とし、各音響信号に所定の信号処理を行った音響信号を、第一音響領域100に設置されたスピーカS1と第二音響領域200に設置されたスピーカS2とから出力し、かつ、第三音響領域300へ送信する。例えば、第一音響領域100を自動車の前列シート近傍の空間とし、第二音響領域200を自動車の後列シート近傍の空間とし、第三音響領域300を自動車外の空間(例えば、他の自動車など)として実装すれば、インカーコミュニケーション機能とハンズフリー通話機能を同時に実現することができる。この音響処理装置1が後述の各処理を行うことにより第一実施形態の音響処理方法が実現される。
第一実施形態では、ハンズフリー通話の通話信号のエコーキャンセルとインカーコミュニケーションの再生信号のエコーキャンセルとを、同一の適応フィルタで行っていた。同一の音響領域内に配置されたスピーカからマイクロホンへの音響経路(例えば、前列シートのスピーカS1からマイクロホンM1や、後列シートのスピーカS2からマイクロホンM2)は、ハンズフリー通話の通話信号とインカーコミュニケーションの再生信号とで同じであるため、1個の適応フィルタでキャンセル可能である。しかしながら、ハンズフリー通話の通話信号の方は、前列シートのスピーカS1から後列シートのマイクロホンM2へ、および、後列シートのスピーカS2から前列シートのマイクロホンM1への経路が追加で存在している。このため、第一実施形態では、キャンセル性能に劣化が生じる。第二実施形態では、第一実施形態に対して適応フィルタを追加することにより、このキャンセル性能の低下を防止する。
第三実施形態は、第一実施形態と第二実施形態の中間の方法である。第三実施形態の音響処理装置3は、図8に示すように、第一実施形態の音響処理装置1が備える2個の適応フィルタ11,12に加えて、ハンズフリー通話の通話信号のための適応フィルタ13を追加し、計3個の適応フィルタを用いる。また、第一実施形態の音響処理装置1と同様に減算器21,22と加算器23,24とを備え、減算器21の出力と減算器22の出力とを加算する加算器26と、加算器26の出力から適応フィルタ13の出力を減算して第三音響領域300へ送信する減算器27とをさらに備える。適応フィルタ13の参照信号は、第三音響領域300からの受信信号であるハンズフリー通話の通話信号とする。この構成により、適応フィルタ13は、ハンズフリー通話の送信信号から音響エコーをキャンセルできる。第一実施形態の通話経路部分に適応フィルタ13を追加することで、第一実施形態の適応フィルタ11,12で消し残った通話音をさらに抑圧して高いキャンセル性能を得ることができる。第三実施形態では必要となる適応フィルタが3個のため、第二実施形態よりも演算量が少ないというメリットがある。
第四実施形態は、インカーコミュニケーションに用いるマイクロホンを複数のマイクロホンからなるマイクロホンアレーで構成する。第四実施形態の音響処理装置4は、図9に示すように、第一実施形態の音響処理装置1が備える2個の適応フィルタ11,12と2個の減算器21,22と3個の加算器23-25とに加えて、各マイクロホンアレーの後段に指向性を制御するためのビームフォーミング(BF: Beamforming)41,42を配置する。第一音響領域100に設置されたマイクロホンアレーM1のためのビームフォーミング41は、第二音響領域200に設置されたスピーカS2から放音される音を極力集音しないように設計する。第二音響領域200に設置されたマイクロホンアレーM2のためのビームフォーミング42は、第一音響領域100に設置されたスピーカS1から放音される音を極力集音しないように設計する。マイクロホンアレーM1がスピーカS2から放音される音を極力集音しないようにビームフォーミング41を設計することと、マイクロホンアレーM2がスピーカS1から放音される音を極力集音しないようにビームフォーミング42を設計することとは、両方が行われていてもよいし、いずれか一方のみが行われていてもよい。
G(ω)HW(ω)=1
上記実施形態で説明した各装置における各種の処理機能をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各装置における各種の処理機能がコンピュータ上で実現される。
Claims (3)
- 予め定められた複数の音響領域に複数のマイクロホンと複数のスピーカとを配置した乗り物で使用される音響処理装置であって、
前記音響領域毎に少なくとも1個のスピーカと1個のマイクロホンとが配置され、
第一の音響領域に配置された第一のマイクロホンにより収音された音響信号は第二の音響領域に配置された第二のスピーカから放音され、
前記第二の音響領域に配置された第二のマイクロホンにより収音された音響信号は前記第一の音響領域に配置された第一のスピーカから放音され、
第一のハンズフリー適応フィルタにより、前記乗り物の外に定められた第三音響領域からの受信信号であるハンズフリー通話の通話信号を参照信号として、前記第一のスピーカから前記第一のマイクロホンへの経路と、第二のスピーカから前記第一のマイクロホンへの経路とを推定して、前記第一のマイクロホンで収音された音響エコーのうちの前記ハンズフリー通話の通話信号成分が生成され、
第一のインカーコミュニケーション適応フィルタにより、前記第一のスピーカから出力する前記第一の音響領域と前記第二の音響領域との間のコミュニケーションであるインカーコミュニケーションの再生信号を参照信号とし、前記第一のスピーカから前記第一のマイクロホンへの経路を推定して、前記第一のマイクロホンで収音された音響エコーのうちの前記インカーコミュニケーションの再生信号成分が生成され、
第二のハンズフリー適応フィルタにより、前記ハンズフリー通話の通話信号を参照信号として、前記第二のスピーカから前記第二のマイクロホンへの経路と、前記第一のスピーカから前記第二のマイクロホンへの経路とを推定して、前記第二のマイクロホンで収音された音響エコーのうちの前記ハンズフリー通話の通話信号成分が生成され、
第二のインカーコミュニケーション適応フィルタにより、前記第二のスピーカから出力する前記インカーコミュニケーションの再生信号を参照信号とし、前記第二のスピーカから前記第二のマイクロホンへの経路を推定して、前記第二のマイクロホンで収音された音響エコーのうちの前記インカーコミュニケーションの再生信号成分が生成され、
前記第一のマイクロホンで収音された音響信号から前記第一のハンズフリー適応フィルタが生成した通話信号成分と前記第一のインカーコミュニケーション適応フィルタが生成した再生信号成分とがキャンセルされた音響信号と、前記第二のマイクロホンで収音された音響信号から前記第二のハンズフリー適応フィルタが生成した通話信号成分と前記第二のインカーコミュニケーション適応フィルタが生成した再生信号成分とがキャンセルされた音響信号とを前記第三の音響領域へ送信する、
音響処理装置。 - 予め定められた複数の音響領域に複数のマイクロホンと複数のスピーカとを配置した乗り物で使用される音響処理装置が実行する音響処理方法であって、
前記音響領域毎に少なくとも1個のスピーカと1個のマイクロホンとが配置されており、
前記音響処理装置が、第一の音響領域に配置された第一のマイクロホンにより収音された音響信号を第二の音響領域に配置された第二のスピーカから放音し、
前記音響処理装置が、前記第二の音響領域に配置された第二のマイクロホンにより収音された音響信号を前記第一の音響領域に配置された第一のスピーカから放音し、
第一のハンズフリー適応フィルタが、前記乗り物の外に定められた第三音響領域からの受信信号であるハンズフリー通話の通話信号を参照信号として、前記第一のスピーカから前記第一のマイクロホンへの経路と、第二のスピーカから前記第一のマイクロホンへの経路とを推定して、前記第一のマイクロホンで収音された音響エコーのうちの前記ハンズフリー通話の通話信号成分を生成し、
第一のインカーコミュニケーション適応フィルタが、前記第一のスピーカから出力する前記第一の音響領域と前記第二の音響領域との間のコミュニケーションであるインカーコミュニケーションの再生信号を参照信号とし、前記第一のスピーカから前記第一のマイクロホンへの経路を推定して、前記第一のマイクロホンで収音された音響エコーのうちの前記インカーコミュニケーションの再生信号成分を生成し、
第二のハンズフリー適応フィルタが、前記ハンズフリー通話の通話信号を参照信号として、前記第二のスピーカから前記第二のマイクロホンへの経路と、前記第一のスピーカから前記第二のマイクロホンへの経路とを推定して、前記第二のマイクロホンで収音された音響エコーのうちの前記ハンズフリー通話の通話信号成分を生成し、
第二のインカーコミュニケーション適応フィルタが、前記第二のスピーカから出力する前記インカーコミュニケーションの再生信号を参照信号とし、前記第二のスピーカから前記第二のマイクロホンへの経路を推定して、前記第二のマイクロホンで収音された音響エコーのうちの前記インカーコミュニケーションの再生信号成分を生成し、
前記第一のマイクロホンで収音された音響信号から前記第一のハンズフリー適応フィルタが生成した通話信号成分と前記第一のインカーコミュニケーション適応フィルタが生成した再生信号成分とがキャンセルされた音響信号と、前記第二のマイクロホンで収音された音響信号から前記第二のハンズフリー適応フィルタが生成した通話信号成分と前記第二のインカーコミュニケーション適応フィルタが生成した再生信号成分とがキャンセルされた音響信号とを前記第三の音響領域へ送信する、
音響処理方法。 - 請求項1に記載の音響処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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