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技術 音声入出力装置、補聴器、音声入出力方法および音声入出力プログラム

出願人 日本電気株式会社NECプラットフォームズ株式会社
発明者 大杉孝司荒川隆行杉山昭彦宮原良次
出願日 2018年12月28日 (2年0ヶ月経過) 出願番号 2018-248765
公開日 2020年7月16日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-109893
状態 未査定
技術分野 ヘッドホーン・イヤホーン 可聴帯域変換器の回路等 補聴器
主要キーワード 擬似出力 心拍音 内部マイクロホン 係数処理 擬似雑音信号 電気的変化 インナーイヤー型 外部雑音
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (16)

課題

ノイズキャンセルエコーキャンセルとの両方を行って高品質主音声信号を生成すること。

解決手段

音声入出力装置であって、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外部雑音を取得するための雑音取得部と、音声信号の入力を受け付け、ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、外部雑音と出力音声とユーザの声帯から外耳道内を伝わってきたユーザの主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、外部雑音に基づく雑音信号を用いて、混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、音声信号を用いて、混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、を備える。

概要

背景

上記技術分野において、特許文献1には、マイク部の不使用時に第1スピーカおよび第2スピーカから音声を出力し、マイク部の使用時に第1スピーカの音声出力を停止して第2スピーカから音声を出力する音声入出力装置が開示されている。特許文献2には、環境騒音に対して装着部筐体遮音性能により発話収音信号のS/Nを確保した上で、NC処理により内部空間におけるノイズを抑制することで、発話収音信号のS/N向上を図る技術が開示されている。

概要

ノイズキャンセルエコーキャンセルとの両方を行って高品質主音声信号を生成すること。音声入出力装置であって、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外部雑音を取得するための雑音取得部と、音声信号の入力を受け付け、ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、外部雑音と出力音声とユーザの声帯から外耳道内を伝わってきたユーザの主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、外部雑音に基づく雑音信号を用いて、混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、音声信号を用いて、混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、を備える。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

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外部雑音を取得するための雑音取得部と、音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、を備える音声入出力装置

請求項2

前記エコーキャンセル部は、前記ノイズキャンセル部においてノイズキャンセル処理が施された後の音声信号に対して、エコーキャンセル処理を施す請求項1に記載の音声入出力装置。

請求項3

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請求項1または2に記載の音声入出力装置。

請求項4

前記ノイズキャンセル部は、前記主音声取得部が前記主音声を取得しておらず、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請求項3に記載の音声入出力装置。

請求項5

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請求項3または4に記載の音声入出力装置。

請求項6

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、前記主音声取得部が前記主音声を取得し、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は、前記第1、第2適応フィルタの更新を行わない請求項4または5に記載の音声入出力装置。

請求項7

前記ノイズキャンセル部は、前記エコーキャンセル部でエコーキャンセル処理後の音声信号に対して、前記雑音取得部で取得した前記外部雑音を用いてノイズキャンセル処理を施す請求項1に記載の音声入出力装置。

請求項8

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外部雑音を取得するための雑音取得部と、音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、前記音声出力部に入力される音声信号を増幅する増幅部と、を備えた補聴器

請求項9

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外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得ステップと、前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセルステップと、前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセルステップと、を含む音声入出力方法。

請求項10

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外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得ステップと、前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセルステップと、前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコー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入出力プログラム

技術分野

0001

本発明は、音声入出力装置補聴器音声入出力方法および音声入出力プログラムに関する。

背景技術

0002

上記技術分野において、特許文献1には、マイク部の不使用時に第1スピーカおよび第2スピーカから音声を出力し、マイク部の使用時に第1スピーカの音声出力を停止して第2スピーカから音声を出力する音声入出力装置が開示されている。特許文献2には、環境騒音に対して装着部筐体遮音性能により発話収音信号のS/Nを確保した上で、NC処理により内部空間におけるノイズを抑制することで、発話収音信号のS/N向上を図る技術が開示されている。

先行技術

0003

特開2015−61115号公報
特開2017−11754号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、エコーが生じないためエコーキャンセルを行う必要がなかった。また、上記特許文献2に記載の技術では、内部マイクロホンに環境騒音が入らないため内部マイクロホンに入力された音声信号から外部ノイズキャンセルする必要がなかった。すなわち、従来は、内部マイクロホンが捕捉した音声信号から外部ノイズをキャンセルしつつスピーカからの出力音声のエコーキャンセルを行うという発想はなかったため、高品質主音声信号を生成できなかった。

0005

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するため、本発明に係る音声入出力装置は、
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外部雑音を取得するための雑音取得部と、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、
を備える。

0007

上記目的を達成するため、本発明に係る補聴器は、
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外部雑音を取得するための雑音取得部と、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、
前記音声出力部に入力される音声信号を増幅する増幅部と、
を備えた。

0008

上記目的を達成するため、本発明に係る音声入出力方法は、
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外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセルステップと、
前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセルステップと、
を含む。

0009

上記目的を達成するため、本発明に係る音声入出力プログラムは、
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外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセルステップと、
前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセルステップと、
コンピュータに実行させる。

発明の効果

0010

本発明によれば、ノイズキャンセルとエコーキャンセルとの両方を行って高品質な主音声信号を生成することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の第1実施形態に係る音声入出力装置の構成を示すブロック図である。
本発明の第2実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。
本発明の第2実施形態に係る音声入出力装置の音声処理部の詳しい構成を示す図である。
本発明の第2実施形態に係る音声入出力装置の制御部の係数処理を説明する図である。
本発明の第3実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。
本発明の第4実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。
本発明の第5実施形態に係る補聴器の構成を示す図である。
本発明の第5実施形態に係る補聴器の構成を示す図である。
本発明の第5実施形態に係る補聴器の構成を示す図である。
本発明の第6実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。
本発明の第7実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。
第2実施形態を信号処理プログラムにより構成する場合に、その信号処理プログラムを実行するコンピュータの構成図である。
CPU820が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
CPU820が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
CPU820が実行する処理の流れを示すフローチャートである。

実施例

0012

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。また、下記図面において、一方向性の矢印は、ある信号の流れの方向を端的に示したものであり、双方向性を排除するものではない。なお、以下の説明中における「音声信号」とは、音声その他の音響に従って生ずる直接的の電気的変化であって、音声その他の音響を伝送するためのものをいい、音声に限定されない。

0013

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態としての音声入出力装置100について、図1を用いて説明する。

0014

図1に示すように、音声入出力装置100は、主音声取得部101、雑音取得部102、音声出力部103、ノイズキャンセル部104およびエコーキャンセル部105を含む。雑音取得部102は、ユーザ120の体の外側に向けて配置され、ユーザ120の外部から到来する外部雑音121を取得(捕捉)する。音声出力部103は、音声信号132の入力を受け付け、ユーザ120の外耳道110に対して出力音声131を出力する。主音声取得部101は、外部雑音121と出力音声131とユーザ120の声帯から外耳道内を伝わってきたユーザ120の主音声111とが混合された混合音声を取得(捕捉)して、混合音声信号112を出力する。ノイズキャンセル部104は、外部雑音121に基づく雑音信号を用いて、混合音声信号112を処理する。エコーキャンセル部105は、音声信号132を用いて、混合音声信号112を処理する。

0015

本実施形態によれば、ノイズキャンセルとエコーキャンセルとの両方を行って高品質な主音声信号を生成することができる。

0016

[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態に係る音声入出力装置について、図2A乃至図3を用いて説明する。図2Aは、本実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。音声入出力装置200は、主音声取得部としての内部マイク201、雑音取得部としての外部マイク202、音声出力部としてのスピーカ203、音声処理部290を有する。音声処理部290は、ノイズキャンセル部204およびエコーキャンセル部205を有する。音声入出力装置200は、インナーイヤー型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、音声入出力装置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。

0017

内部マイク201は、ユーザ270の外耳道210に向けられた内部マイクである。内部マイク201で捕捉されたユーザ270の主音声211は、送信信号250として所定の送信先に送信される。

0018

内部マイク201は、外部雑音221と出力音声231と主音声211とが混合された混合音声を捕捉して、混合音声信号212を出力する。内部マイク201は、密閉空間である外耳道210に配置されていても、外部雑音221の音量が大きい場合には、ユーザ270の頭部を通過して外耳道内に伝播された外部雑音221の一部を捕捉してしまう。さらに、スピーカ203から音声が出力されている場合には、内部マイク201は、その音声も捕捉してしまう。

0019

外部マイク202は、ユーザ270の体の外側に向けて配置され、外部マイク202は、ユーザ270の外部から到来する外部雑音221を捕捉する。例えば、外部マイク202は、ユーザ270の周辺からの外部雑音221を捕捉する外部マイクである。外部マイク202は、外部雑音221を捕捉して、雑音信号222を生成する。

0020

通信部260が、受信した受信信号240は、出力音声信号232に変換され、スピーカ203に入力される。スピーカ203は、出力音声信号232の入力を受け付け、ユーザ270の外耳道210に対して出力音声231を出力する。

0021

ノイズキャンセル部204は、外部マイク202が捕捉した外部雑音221に基づく雑音信号を用いて、内部マイク201が捕捉した混合音声から出力された混合音声信号212を処理する。ユーザ270の主音声211に外部雑音221が混ざった混合音声を内部マイク201が捕捉する。

0022

エコーキャンセル部205は、スピーカ203に入力される出力音声信号232を用いて、内部マイク201が出力した混合音声信号212にエコーキャンセル処理を加える。

0023

通信部260は、受信信号240を受信し、出力音声信号232をスピーカ203に送る。また、通信部260は、音声処理部290で生成された音声信号を受け取り、外部に送信信号250として送信する。

0024

図2Bは、本実施形態に係る音声入出力装置の音声処理部の詳しい構成を示す図である。ノイズキャンセル部204は、適応フィルタ241と加算器220とを有する。ノイズキャンセル部204には、外部マイク202で生成した外部雑音信号222が入力される。ノイズキャンセル部204は、入力された外部雑音221に基づく外部雑音信号222を用いて、混合音声信号212を処理する。ノイズキャンセル部204は、適応フィルタ241を駆動して、混合音声信号に含まれる雑音信号の擬似信号擬似雑音信号242)を生成する。加算器220は、擬似雑音信号242を内部マイク201の混合音声信号212から減算することで、雑音の抑圧を行う。加算器220から出力された擬似主音声信号291は、残留雑音を含み、適応フィルタ241の係数更新に利用される。

0025

外部マイク202が捕捉した外部雑音信号222は、制御部280にも入力される。制御部280は、入力された外部雑音信号222に基づいて、ノイズキャンセル部204による処理を制御する。制御部280には、外部雑音信号222、擬似雑音信号242、擬似主音声信号291が入力され、制御部280は、これらに基づいて適応フィルタ241の係数を生成して、係数の更新のタイミングを制御する。

0026

擬似主音声信号291は、エコーキャンセル部205に入力される。エコーキャンセル部205は、スピーカ203に入力される出力音声信号232を用いて、内部マイク201が出力した混合音声信号212に対してエコーキャンセル処理を加える。エコーキャンセル部205は、適応フィルタ251と加算器230とを有する。適応フィルタ251は、出力音声信号232を用いて、擬似エコー信号252を生成する。加算器230は、擬似主音声信号291から擬似エコー信号252を減算して、擬似主音声信号292を生成する。制御部280には、出力音声信号232、擬似主音声信号291,292が入力され、制御部280は、これらに基づいて適応フィルタ251の係数を生成して、係数の更新のタイミングを制御する。

0027

内部マイク201が捕捉した混合音声信号212に混ざり込んだ出力音声信号232の一部を取り除くために、エコーキャンセル部205は、入力された音声信号を用いて、混合音声信号212にエコーキャンセル処理を施す。

0028

このように、エコーキャンセル部205は、ノイズキャンセル処理後の音声信号に対して、エコーキャンセル処理を施す。エコーキャンセル部205は、例えば、スピーカ203から音楽が流れている状態で、ユーザが発声した場合にも、内部マイク201で捕捉した混合音声信号からユーザの声をクリアに抽出できる。

0029

通信部260は、ノイズキャンセル部およびエコーキャンセル部で処理された擬似主音声信号292を受け取り、外部へ送信信号250として送信する。

0030

図2Cは、本実施形態に係る音声入出力装置200の制御部280の係数処理を説明する図である。上述したように、ノイズキャンセル部204およびエコーキャンセル部205はそれぞれ、適応フィルタ241,251を用いてノイズキャンセル処理およびエコーキャンセル処理を行う。図2Cにおいて、縦軸更新量学習量)を表し、横軸はS/N(信号対雑音比)を表している。グラフ208は、ノイズキャンセル部204の適応フィルタ241の係数の更新量を示している。グラフ209は、エコーキャンセル部205の適応フィルタ251の係数の更新量を示している。グラフ208およびグラフ209に示したように、制御部280は、適応フィルタ241の更新処理を行い、適応フィルタ241の更新処理が収束するまでの間は、適応フィルタ251の更新は行わない。つまり、制御部280は、適応フィルタ241の更新処理が収束してから、適応フィルタ251の更新処理を行う。すなわち、制御部280は、どちらか一方の適応フィルタの更新を行っている場合には、他方の適応フィルタの更新は行わず、両方の適応フィルタ241,251が同時に更新されることはない。ノイズキャンセル部204およびエコーキャンセル部205がON/OFFされるのではなく、適応フィルタ241,251の更新(学習)がON/OFFされ、シーソーのように適応フィルタ241,251の更新が行われる。適応フィルタ241,251は、ある程度更新が進むと、ほとんどフィルタ係数が変わらない状態となる。このような状態となると、適応フィルタ241,251のフィルタ係数が決まるので、原則として、制御部280は、適応フィルタ241,251の再更新は行わない。

0031

また、制御部280が、適応フィルタ241の更新を行うタイミングは、内部マイク201が主音声211を捕捉せず、スピーカ203から出力音声231を出力していないタイミングである。また、制御部280が、適応フィルタ251の更新を行うタイミングは、スピーカ203が出力音声231を出力しているタイミングである。

0032

また、制御部280は、内部マイク201が主音声211を捕捉し、スピーカ203から出力音声231を出力しているタイミングでは、適応フィルタ241,251の更新を行わない。

0033

本実施形態によれば、ノイズキャンセルとエコーキャンセルとの両方を行って高品質の主音声信号を送信できる。つまり、ユーザの声をクリアに相手に届けることができる。また、適応フィルタの更新を行うので、外部雑音の変化、スピーカから出ている音声の変化に対応できる。また、例えば、ユーザの音声をスマートフォンに送信してAI(Artificial Intelligence)アシスタント音声認識をさせる場合にも、認識精度が高くなるため、外部雑音が大きい屋外においてもAIアシスタントの誤認識を減らすことができる。さらに、ユーザがヘッドホンを使って音楽を聴きながらでも音声通話やAIアシスタントの使用を実現できる。

0034

[第3実施形態]
次に本発明の第3実施形態に係る音声入出力装置について、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。本実施形態に係る音声入出力装置は、上記第2実施形態と比べると、音声処理部320の構成が異なる。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。

0035

音声処理部320は、第2実施形態の音声処理部290の構成に加えてノイズキャンセル部301、エコーキャンセル部303および制御部310を有する。エコーキャンセル部303は、加算器330と適応フィルタ331とを有する。エコーキャンセル部303は、スピーカ203の出力音声信号232を適応フィルタ331で生成した擬似出力音声332を加算器330で外部マイク202で捕捉した外部雑音信号222から減算する。これにより、スピーカ203からの音漏れをキャンセルして、高品質な擬似外部雑音信号322を得ることができる。

0036

制御部310は、外部雑音信号222と、エコーキャンセル処理を施された外部雑音信号222と、出力音声信号232とを入力して、適応フィルタ331の係数を生成して、更新を制御する。

0037

ノイズキャンセル部301は、加算器312と適応フィルタ311とを有する。ノイズキャンセル部301は、擬似外部雑音信号322から生成した擬似雑音信号323を受信信号240に基づいて生成された音声信号324から加算器312で減算する。

0038

本実施形態によれば、ノイズキャンセルとエコーキャンセルとの両方を行って高品質の主音声信号を送信できる。また、スピーカから出力される音漏れが外部マイクに混入する影響を排除できる。

0039

[第4実施形態]
次に本発明の第4実施形態に係る音声入出力装置について、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態に係る音声入出力装置400の構成を説明するための図である。本実施形態に係る音声入出力装置400は、上記第3実施形態と比べると、制御部310を存在しない点で異なる。他の構成および動作は、第2実施形態および第3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。

0040

適応フィルタ421は、エコーキャンセルを施された似外部雑音信号322から擬似雑音信号422を生成し、加算器312は、受信信号240から生成された音声信号324から擬似雑音信号422を減算する。

0041

エコーキャンセル部403は、適応フィルタ431と加算器330とを有する。適応フィルタ431は、擬似出力音声信号432を生成する。加算器330は、外部雑音信号222から擬似出力音声信号432を減算する。

0042

本実施形態によれば、よりシンプルな構成で第3実施形態と同様の効果を得られる。

0043

[第5実施形態]
次に本発明の第5実施形態に係る補聴器について、図5A乃至図5Cを用いて説明する。図5A乃至図5Cは、本実施形態に係る補聴器の構成を示す図である。本実施形態に係る補聴器は、上記第4実施形態と比べると、補聴器機能とスイッチとを追加した点で異なる。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。

0044

図5Aは、相手の声を聴きつつ外部雑音の漏れこみを許容する場合を表す。図5Aに示したように、補聴器500は、内部マイク201、外部マイク202、スピーカ203、通信部260および音声処理部560を有する。音声処理部560は、増幅部501、スイッチ521,503および加算器520をさらに有する。通信部260を介して入力した受信信号240に対応する音声信号324は、増幅部501で増幅され、スピーカ203に入力され、出力音声として出力される。補聴器500においては、スピーカ203から出力される出力音声が大きいので、混合音声における出力音声の混合比率が大きくなる。そのため、内部マイク201が捕捉する出力音声のキャンセリングを行うことの効果が大きい。また、増幅された出力音声が補聴器500からユーザの外部に漏れやすくなるので、エコーキャンセル部403の重要性が高い。ユーザは、通話相手の声を大きな音量で聞くことができる。補聴器500であっても高品質な主音声を捕捉できる。一方、増幅された出力された音声を内部マイク201が捕捉し易くなるが、エコーキャンセル部205の働きによって、高品質な擬似主音声信号を生成できる。

0045

図5Bは、外部雑音をキャンセルしつつ、自分の声と相手の声とを大きく聞く場合を表す。この場合、スイッチ521を適応フィルタ421側の接点へ接続する。また、スイッチ521の動き連携して、スイッチ503が閉じる。適応フィルタ421と加算器312は、図4を用いて説明した動作を行う。これにより、ユーザは、外部音声をキャンセルした音を聞くことができる。また、スイッチ503が閉じることにより、加算器520は、擬似主音声信号と受信信号240から生成した音声信号324とを加算する。これにより、ユーザ270は、側音と呼ばれる自発生音声を聞くことができる。

0046

図5Cは、外部雑音と相手の声との両方を大きく聞く場合を表す。この場合、スイッチ502をノイズキャンセル部302とは反対側の接点へ接続する。また、スイッチ503は、スイッチ502の動きと連動して開く。エコーキャンセル部403が、音漏れの影響をキャンセルする。加算器312は、綺麗な外部雑音と受信した相手の声とを加算する。増幅部501は、加算器312で加算された音声信号を増幅して、出力音声信号232を生成する。これにより、ユーザは、外部の音と通話相手の声とを大きな音量で聞くことができる。

0047

[第6実施形態]
次に本発明の第6実施形態に係る音声入出力装置について、図6を用いて説明する。図6は、本実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。本実施形態に係る音声入出力装置は、上記第2実施形態と比べると、着脱検知部601を有する点で異なる。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。

0048

着脱検知部601は、例えば、内部マイク201が捕捉した血液の流れる音や心拍音を用いて音声入出力装置600のへの着脱を検知する。また、着脱検知部601は、例えば、人間が聞こえない超音波発振して、当該超音波の反射波の有無により着脱を検知してもよい。また、赤外線センサ加速度センサなどを用いて着脱を検知してもよい。なお、着脱検知方法は、これらには限定されない。

0049

そして、着脱検知部601で音声入出力装置600の装着を検知した場合に、ノイズキャンセル部204は、適応フィルタ241を用いてノイズキャンセル処理を行い、エコーキャンセル部205は適応フィルタ251を用いてエコーキャンセル処理を行う。エコーの状態は、音声入出力装置600を装着するユーザごとに異なるため、制御部280は、音声入出力装置600の装着を検知する度に適応フィルタ251の更新を行う。一方、ノイズの状態も、装着した状況(場所や時間)ごとに異なるため、制御部280は、装着ごとに適応フィルタ241の更新を行う。本実施形態によれば、着脱検知部を設けたので、音声入出力装置を使用するユーザが変わったり、ユーザが音声入出力装置を付け替えたりしても送信信号の品質を高めることができる。なお、音声入出力装置600は、着脱検知部601で音声入出力装置600が外されたことを検知した場合に、音声入出力装置600の全機能を停止させてもよい。

0050

[第7実施形態]
次に本発明の第7実施形態に係る音声入出力装置について、図7を用いて説明する。図7は、本実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。本実施形態に係る音声入出力装置は、上記第2実施形態と比べると、遮音部を有する点で異なる。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。

0051

遮音部701は、内部マイク201に対する外部雑音221の侵入経路を制限する。遮音部は、例えば、内部マイク201の周囲を取り囲むような円筒形状の部材である。ユーザ270の外耳道210を伝わって到来する主音声211を遮音しないように、ユーザ270の外耳道210に向いている側は、開放されている。なお、遮音部701の形状は、ここに示した形状には限定されず、ユーザ270の体や音声入出力装置700を伝わってくる外部雑音221を遮音できる形状であれば、どのような形状であってもよい。また、遮音部701の材質は、外部雑音221を遮音できる部材であれば、どのような部材であってもよいが、例えば、ゴム樹脂ガラスなどを採用することができる。本実施形態によれば、ノイズキャンセル部204とエコーキャンセル部205と遮音部701とを設けたので、高品質な擬似主音声信号を生成することができる。

0052

[他の実施形態]
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。

0053

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるWWW(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)は本発明の範疇に含まれる。

0054

図8Aは、第2実施形態を信号処理プログラムにより構成する場合に、その信号処理プログラムを実行するコンピュータ800の構成図である。コンピュータ800は、入力部810と、CPU(Central Processing Unit)820と、出力部830と、メモリ840とを含む。

0055

CPU820は、メモリ840に記憶された信号処理プログラムを読み込むことにより、コンピュータ800の動作を制御する。すなわち、信号処理プログラムを実行したCPU820は、ステップS801において、入力部810からユーザの外部雑音221を捕捉する。ステップS803において、CPU820は、出力部830から音声信号を出力する。ステップS805において、CPU820は、入力部810から、外部雑音221と主音声211と音声出力部からの出力音声231とが混合された混合音声信号212を捕捉する。ステップS807において、CPU820は、捕捉した混合音声信号212に対してノイズキャンセル処理を行う。ステップS809において、CPU820は、スピーカ203に入力される音声信号を用いて、捕捉した混合音声信号212に対してエコーキャンセル処理を行う。ステップS811において、CPU820は、音声信号を送信する。

0056

図8Bは、CPU820が実行する処理の流れを示すフローチャートである。ステップS821において、CPU820は、内部マイク201で混合音声信号212を捕捉しているか否かを判断する。混合音声信号212を捕捉していると判断した場合(ステップS821のYES)、CPU820は、処理を終了する。混合音声信号212を捕捉していないと判断した場合(ステップS921のNO)、CPU820は、ステップS823へ進む。ステップS823において、CPU820は、スピーカ203からの出力音声231を出力しているか否かを判断する。出力音声231を出力していると判断した場合(ステップS823のYES)、CPU820は、処理を終了する。出力音声231を出力していないと判断した場合(ステップS823のNO)、CPU820は、ステップS825へ進む。ステップS825において、CPU820は、ノイズキャンセル部204の適応フィルタ241の更新を行う。

0057

図8Cは、CPU820が実行する処理の流れを示すフローチャートである。ステップS831において、CPU820は、スピーカ203からの出力音声231を出力しているか否かを判断する。出力音声231を出力していないと判断した場合(ステップS831のNO)、CPU820は、処理を終了する。出力音声231を出力していると判断した場合(ステップS831のYES)、CPU820は、ステップS832へ進む。ステップ832において、CPU820は、主音声を捕捉したか否かを判断する。主音声を捕捉していると判断した場合(ステップS832のYES)、CPU820は、処理を終了する。主音声を捕捉していないと判断した場合(ステップS832のNO)、CPU820は、ステップS833へ進む。ステップS833において、CPU820は、エコーキャンセル部205の適応フィルタ(251)の更新を行う。

0058

図8Dは、CPU820が実行する処理の流れを示すフローチャートである。ステップS841において、CPU820は、音声入出力装置600の装着があったか否かを判断する。装着がないと判断した場合(ステップS841のNO)、CPU820は、処理を終了する。装着があると判断した場合(ステップS841のYES)、CPU820は、ステップS843へ進む。ステップS843において、CPU820は、エコーキャンセル部205の適応フィルタ251の更新を行う。

0059

[実施形態の他の表現
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)
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外部雑音を取得するための雑音取得部と、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、
を備える音声入出力装置。
(付記2)
前記エコーキャンセル部は、前記ノイズキャンセル部においてノイズキャンセル処理が施された後の音声信号に対して、エコーキャンセル処理を施す付記1に記載の音声入出力装置。
(付記3)
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または2に記載の音声入出力装置。
(付記4)
前記ノイズキャンセル部は、
前記主音声取得部が前記主音声を取得しておらず、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に記載の音声入出力装置。
(付記5)
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3または4に記載の音声入出力装置。
(付記6)
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、前記主音声取得部が前記主音声を取得し、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は、前記第1、第2適応フィルタの更新を行わない付記4または5に記載の音声入出力装置。
(付記7)
前記ノイズキャンセル部は、前記エコーキャンセル部においてエコーキャンセル処理が施された後の音声信号に対して、前記雑音取得部で取得した前記外部雑音を用いてノイズキャンセル処理を施す付記1に記載の音声入出力装置。
(付記8)
前記主音声取得部に対する前記外部雑音の進入経路を制限する遮音部をさらに備えた付記1乃至7のいずれか1項に記載の音声入出力装置。
(付記9)
前記音声入出力装置の着脱を検知する着脱検知部をさらに有し、
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、
前記着脱検知部で前記音声入出力装置の装着を検知した場合に、前記第1適応フィルタおよび前記第2適応フィルタのうち少なくとも一方の更新を行う付記1乃至8のいずれか1項に記載の音声入出力装置。
(付記10)
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の両方によって処理した音声信号を送信する通信部をさらに備えた付記1乃至8のいずれか1項に記載の音声入出力装置。
(付記11)
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外部雑音を取得するための雑音取得部と、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、
前記音声出力部に入力される音声信号を増幅する増幅部と、
を備えた補聴器。
(付記12)
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外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、
音声の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声を処理するノイズキャンセルステップと、
前記音声信号を用いて、前記混合音声を処理するエコーキャンセルステップと、
を含む音声入出力方法。
(付記13)
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外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、
音声の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と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とが混合された混合音声を取得する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声を処理するノイズキャンセルステップと、
前記音声信号を用いて、前記混合音声を処理するエコー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入出力プログラム。

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