JP7211658B2 - 音声出力装置、音声出力方法および音声出力プログラム - Google Patents
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Description
出力音声信号に基づいて、ユーザの外耳道に向けて音声を出力する第1音声出力部と、
前記ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する第1外部雑音を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号を出力する第1雑音取得部と、
前記第1音声出力部から前記外耳道に向けて出力された音声のうち、前記ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による前記第1外部雑音への影響をキャンセルするエコーキャンセル処理を行うエコーキャンセル部と、
前記音漏れ音声による影響がキャンセルされた前記第1外部雑音に対応する第1外部雑音信号を生成し、前記第1外部雑音信号を用いて、外部から受信した受信音声信号を処理して、前記出力音声信号を生成するノイズキャンセル処理を行うノイズキャンセル部と、
を備え、
前記ノイズキャンセル処理及び前記エコーキャンセル処理はそれぞれ互いに係数の更新タイミングが異なる適応フィルタを用いる処理である。
出力音声信号に基づいて、ユーザの外耳道に向けて音声を出力する第1音声出力ステップと、
前記ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する第1外部雑音を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号を出力する第1雑音取得ステップと、
前記第1音声出力ステップにおいて前記外耳道に向けて出力された音声のうち、前記ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による前記第1外部雑音への影響をキャンセルするエコーキャンセル処理を行うエコーキャンセルステップと、
前記音漏れ音声による影響がキャンセルされた前記第1外部雑音に対応する第1外部雑音信号を生成し、前記第1外部雑音信号を用いて、外部から受信した受信音声信号を処理して、前記出力音声信号を生成するノイズキャンセル処理を行うノイズキャンセルステップと、
を含み、
前記ノイズキャンセル処理及び前記エコーキャンセル処理はそれぞれ互いに係数の更新タイミングが異なる適応フィルタを用いる処理である。
出力音声信号に基づいて、ユーザの外耳道に向けて音声を出力する第1音声出力ステップと、
前記ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する第1外部雑音を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号を出力する第1雑音取得ステップと、
前記第1音声出力ステップにおいて前記外耳道に向けて出力された音声のうち、前記ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による前記第1外部雑音への影響をキャンセルするエコーキャンセル処理を行うエコーキャンセルステップと、
前記音漏れ音声による影響がキャンセルされた前記第1外部雑音に対応する第1外部雑音信号を生成し、前記第1外部雑音信号を用いて、外部から受信した受信音声信号を処理して、前記出力音声信号を生成するノイズキャンセル処理を行うノイズキャンセルステップと、
をコンピュータに実行させる音声出力プログラムであって、
前記ノイズキャンセル処理及び前記エコーキャンセル処理はそれぞれ互いに係数の更新タイミングが異なる適応フィルタを用いる処理である。
本発明の第1実施形態としての音声出力装置100について、図1を用いて説明する。図1に示すように、音声出力装置100は、音声出力部101、雑音取得部102、エコーキャンセル部103およびノイズキャンセル部104を含む。音声出力部101は、出力音声信号111に基づいて、ユーザ130の外耳道140に対して音声112を出力する。雑音取得部102は、ユーザ130の体の外側に向けて配置され、ユーザ130の外部から到来する外部雑音121を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号122を出力する。エコーキャンセル部103は、音声出力部101から出力され、ユーザ130の外部に漏れ出た音漏れ音声による外部雑音121への影響をキャンセルする。ノイズキャンセル部104は、外部雑音121に対応する第1外部雑音信号を生成し、第1外部雑音信号を用いて、外部から入力した入力音声信号を処理して、出力音声信号111を生成する。
次に本発明の第2実施形態に係る音声出力装置について、図2Aおよび図2Bを用いて説明する。図2Aは、本実施形態に係る音声出力装置の構成を示す図である。音声出力装置200は、音声出力部としてのスピーカ201、雑音取得部としての外部マイク202、音声処理部210および受信部220を有する。音声処理部210は、エコーキャンセル部203およびノイズキャンセル部204を有する。音声出力装置200は、インナーイヤー型のヘッドホン、カナル型のヘッドホン、両耳型のヘッドホン、片耳型のヘッドホン、モノラル型のヘッドホンであってもよいが、これらには限定されない。また、音声出力装置200は、ヘッドホンには限られず、イヤホン、ヘッドセットであってもよい。
次に本発明の第3実施形態に係る音声出力装置について、図3Aおよび図3Bを用いて説明する。図3Aは、本実施形態に係る音声出力装置の音声処理部の詳しい構成を示す図である。本実施形態に係る音声出力装置は、上記第2実施形態と比べると、内部マイク301と制御部360とを有し、固定フィルタ241が適応フィルタ341に置き換えられている点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
次に本発明の第4実施形態に係る音声出力装置について、図5Aを用いて説明する。図5Aは、本実施形態に係る音声出力装置の音声処理部の詳しい構成を示す図である。本実施形態に係る音声出力装置は、上記第3実施形態と比べると、スピーカ502をさらに有している点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
次に本発明の第5実施形態に係る音声出力装置について、図5Bを用いて説明する。図5Bは、本実施形態に係る音声出力装置の構成を示す図である。本実施形態に係る音声出力装置は、上記第4実施形態と比べると、スピーカ201に入力される出力音声信号を適応フィルタ531のフィルタ更新に利用する点で異なる。その他の構成および動作は、第4実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
次に本発明の第6実施形態に係る音声出力装置について、図6を用いて説明する。図6は、本実施形態に係る音声出力装置の構成を示す図である。本実施形態に係る音声出力装置は、上記第5実施形態と比べると、内部マイク301を有していない点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
出力音声信号に基づいて、ユーザの外耳道に対して音声を出力する第1音声出力部と、
前記ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する第1外部雑音を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号を出力する第1雑音取得部と、
前記第1音声出力部から出力され、前記ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による前記第1外部雑音への影響をキャンセルするエコーキャンセル部と、
前記第1外部雑音に対応する第1外部雑音信号を生成し、前記第1外部雑音信号を用いて、外部から入力した入力音声信号を処理して、前記出力音声信号を生成するノイズキャンセル部と、
を備えた音声出力装置。
(付記2)
前記エコーキャンセル部は、前記出力音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理して、擬似外部雑音信号を生成し、
前記ノイズキャンセル部は、前記擬似外部雑音信号を用いて前記入力音声信号を処理する付記1に記載の音声出力装置。
(付記3)
前記外耳道に伝達された第1外部雑音の一部を第2外部雑音として捕捉する第2外部雑音取得部をさらに備え、
前記ノイズキャンセル部は、前記第2外部雑音をさらに用いて、前記入力音声信号を処理する付記1または2に記載の音声出力装置。
(付記4)
前記第2外部雑音取得部は、さらに、前記ユーザの声帯から前記外耳道内を伝わってきた前記ユーザの主音声を捕捉し、主音声信号を生成する付記3に記載の音声出力装置。
(付記5)
前記ノイズキャンセル部は、第1適応フィルタを用いてノイズキャンセル処理を行い、捕捉した第2外部雑音に対応する第2外部雑音信号を用いて、前記第1適応フィルタの更新を行う付記2または3に記載の音声出力装置。
(付記6)
前記ノイズキャンセル部は、第1適応フィルタを用いてノイズキャンセル処理を行い、前記エコーキャンセル部は、第2適応フィルタを用いてエコーキャンセル処理を行い、前記第1適応フィルタの更新を行う場合には前記第2適応フィルタの更新を行わず、前記第2適応フィルタの更新を行う場合には、前記第1適応フィルタの更新を行わない付記1乃至5のいずれか1項に記載の音声出力装置。
(付記7)
前記ノイズキャンセル部は、第1適応フィルタを用いてノイズキャンセル処理を行い、前記第2外部雑音取得部が前記第2外部雑音を取得しておらず、前記音声出力部が出力音声を出力していないタイミングで、前記第1適応フィルタの更新を行う付記3に記載の音声出力装置。
(付記8)
前記エコーキャンセル部は、
前記音声出力部が出力音声を出力しているタイミングで、前記第2適応フィルタの更新を行う付記6に記載の音声出力装置。
(付記9)
前記ノイズキャンセル部および前記エコーキャンセル部は、前記第2外部雑音取得部が前記主音声を取得しているタイミングでは、前記第1、第2適応フィルタの更新を行わない付記6または7に記載の音声出力装置。
(付記10)
前記エコーキャンセル部は、
前記音声出力部から出力された音声と位相が逆になっている逆位相音声の音声信号を生成する音声信号生成部と、
前記逆位相音声の音声信号に基づき、前記ユーザの外部に向かって、前記音漏れ音声をキャンセルするための前記逆位相音声を出力する第2音声出力部と、
を含む付記1乃至9のいずれか1項に記載の音声出力装置。
(付記11)
前記第2外部雑音取得部は、前記第2音声出力部から前記外耳道に出力された音声を捕捉する付記10に記載の音声出力装置。
(付記12)
前記音声信号生成部は、前記第2外部雑音取得部から出力された外耳道内音声信号を用いて、前記逆位相音声の音声信号を生成する適応フィルタをさらに備えた付記11に記載の音声出力装置。(付記13)
前記ノイズキャンセル部は、第1適応フィルタを用いてノイズキャンセル処理を行い、
前記第1適応フィルタは、前記外耳道内音声信号に基づいて係数を更新する付記10乃至12のいずれか1項に記載の音声出力装置。
(付記14)
出力音声信号に基づいて、ユーザの外耳道に対して音声を出力する第1音声出力ステップと、
前記ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する第1外部雑音を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号を出力する第1雑音取得ステップと、
前記第1音声出力ステップにおいて出力され、前記ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による前記第1外部雑音への影響をキャンセルするエコーキャンセルステップと、
前記第1外部雑音に対応する第1外部雑音信号を生成し、前記第1外部雑音信号を用いて、外部から入力した入力音声信号を処理して、前記出力音声信号を生成するノイズキャンセルステップと、
を含む音声出力方法。
(付記15)
出力音声信号に基づいて、ユーザの外耳道に対して音声を出力する第1音声出力ステップと、
前記ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する第1外部雑音を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号を出力する第1雑音取得ステップと、
前記第1音声出力ステップにおいて出力され、前記ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による前記第1外部雑音への影響をキャンセルするエコーキャンセルステップと、
前記第1外部雑音に対応する第1外部雑音信号を生成し、前記第1外部雑音信号を用いて、外部から入力した入力音声信号を処理して、前記出力音声信号を生成するノイズキャンセルステップと、
をコンピュータに実行させる音声出力プログラム。
Claims (10)
- 出力音声信号に基づいて、ユーザの外耳道に向けて音声を出力する第1音声出力部と、
前記ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する第1外部雑音を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号を出力する第1雑音取得部と、
前記第1音声出力部から前記外耳道に向けて出力された音声のうち、前記ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による前記第1外部雑音への影響をキャンセルするエコーキャンセル処理を行うエコーキャンセル部と、
前記音漏れ音声による影響がキャンセルされた前記第1外部雑音に対応する第1外部雑音信号を生成し、前記第1外部雑音信号を用いて、外部から受信した受信音声信号を処理して、前記出力音声信号を生成するノイズキャンセル処理を行うノイズキャンセル部と、
を備え、
前記ノイズキャンセル処理及び前記エコーキャンセル処理はそれぞれ互いに係数の更新タイミングが異なる適応フィルタを用いる処理である音声出力装置。 - 前記ノイズキャンセル部は、第1適応フィルタを用いて前記ノイズキャンセル処理を行い、
前記エコーキャンセル部は、第2適応フィルタを用いて前記エコーキャンセル処理を行い、
前記第1適応フィルタの係数の更新を行う場合には前記第2適応フィルタの係数の更新を行わず、前記第2適応フィルタの係数の更新を行う場合には、前記第1適応フィルタの係数の更新を行わない請求項1に記載の音声出力装置。 - 前記エコーキャンセル部は、前記出力音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理して、擬似外部雑音信号を生成し、
前記ノイズキャンセル部は、前記擬似外部雑音信号を用いて前記受信音声信号を処理する請求項1または2に記載の音声出力装置。 - 前記外耳道に伝達された第1外部雑音の一部を第2外部雑音として捕捉する第2外部雑音取得部をさらに備え、
前記ノイズキャンセル部は、前記第2外部雑音をさらに用いて、前記受信音声信号を処理する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の音声出力装置。 - 前記第2外部雑音取得部は、さらに、前記ユーザの声帯から前記外耳道内を伝わってきた前記ユーザの主音声を捕捉し、主音声信号を生成する請求項4に記載の音声出力装置。
- 前記ノイズキャンセル部は、第1適応フィルタを用いてノイズキャンセル処理を行い、捕捉した第2外部雑音に対応する第2外部雑音信号を用いて、前記第1適応フィルタの係数の更新を行う請求項4に記載の音声出力装置。
- 前記エコーキャンセル部は、
前記第1音声出力部から出力された音声と位相が逆になっている逆位相音声の音声信号を生成する音声信号生成部と、
前記逆位相音声の音声信号に基づき、前記ユーザの外部に向かって、前記音漏れ音声をキャンセルするための前記逆位相音声を出力する第2音声出力部と、
を含む請求項4乃至6のいずれか1項に記載の音声出力装置。 - 前記第2外部雑音取得部は、前記第2音声出力部から前記外耳道に出力された音声を捕捉し、
前記音声信号生成部は、第3適応フィルタとして、前記第2外部雑音取得部から出力された外耳道内音声信号を用いて、前記逆位相音声の音声信号を生成する適応フィルタを備える、請求項7に記載の音声出力装置。 - 出力音声信号に基づいて、ユーザの外耳道に向けて音声を出力する第1音声出力ステップと、
前記ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する第1外部雑音を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号を出力する第1雑音取得ステップと、
前記第1音声出力ステップにおいて前記外耳道に向けて出力された音声のうち、前記ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による前記第1外部雑音への影響をキャンセルするエコーキャンセル処理を行うエコーキャンセルステップと、
前記音漏れ音声による影響がキャンセルされた前記第1外部雑音に対応する第1外部雑音信号を生成し、前記第1外部雑音信号を用いて、外部から受信した受信音声信号を処理して、前記出力音声信号を生成するノイズキャンセル処理を行うノイズキャンセルステップと、
を含み、
前記ノイズキャンセル処理及び前記エコーキャンセル処理はそれぞれ互いに係数の更新タイミングが異なる適応フィルタを用いる処理である音声出力方法。 - 出力音声信号に基づいて、ユーザの外耳道に向けて音声を出力する第1音声出力ステップと、
前記ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する第1外部雑音を含む混合音声を捕捉して、混合音声信号を出力する第1雑音取得ステップと、
前記第1音声出力ステップにおいて前記外耳道に向けて出力された音声のうち、前記ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による前記第1外部雑音への影響をキャンセルするエコーキャンセル処理を行うエコーキャンセルステップと、
前記音漏れ音声による影響がキャンセルされた前記第1外部雑音に対応する第1外部雑音信号を生成し、前記第1外部雑音信号を用いて、外部から受信した受信音声信号を処理して、前記出力音声信号を生成するノイズキャンセル処理を行うノイズキャンセルステップと、
をコンピュータに実行させる音声出力プログラムであって、
前記ノイズキャンセル処理及び前記エコーキャンセル処理はそれぞれ互いに係数の更新タイミングが異なる適応フィルタを用いる処理である音声出力プログラム。
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