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技術 音声出力装置、音声出力方法および音声出力プログラム

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 大杉孝司宮原良次
出願日 2019年3月27日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-061289
公開日 2020年10月1日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-162046
状態 未登録
技術分野 防音、遮音、音の減衰 ヘッドホーン・イヤホーン 可聴帯域変換器の回路等
主要キーワード 擬似出力 外来音 イヤパッド 係数処理 逆位相音 音声出力プログラム 電気的変化 アクティブノイズコントロール
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題

ユーザの鼓膜クオリティの高い音を届ける音声出力装置音声出力方法及び音声出力プログラムを提供する。

解決手段

音声出力装置100において、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を出力する音声出力部101と、ユーザの体の外側に向けて配置され、ユーザの外部から到来する外部雑音121を含む混合音声捕捉して、混合音声信号122を出力する雑音取得部102と、音声出力部から出力され、ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による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103と、外部雑音に対応する外部雑音信号を生成し、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、出力音声信号を生成するノイズキャンセル部104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、外来音による信号と再生音による信号とを利用者側頭部リング状に設置するイヤパッド内に仕込んだマイクロフォンで検出し、検出した外来音による信号と再生音による信号とを位相反転してキャンセル信号を生成し、生成したキャンセル信号を第2ドライバユニットからキャンセル音として再生する技術が開示されている。

概要

ユーザの鼓膜クオリティの高い音を届ける音声出力装置音声出力方法及び音声出力プログラムを提供する。音声出力装置100において、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を出力する音声出力部101と、ユーザの体の外側に向けて配置され、ユーザの外部から到来する外部雑音121を含む混合音声捕捉して、混合音声信号122を出力する雑音取得部102と、音声出力部から出力され、ユーザの外部に漏れ出た音漏れ音声による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103と、外部雑音に対応する外部雑音信号を生成し、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、出力音声信号を生成するノイズキャンセル部104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

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

請求項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音声信号を処理する請求項1に記載の音声出力装置。

請求項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請求項1または2に記載の音声出力装置。

請求項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請求項3に記載の音声出力装置。

請求項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請求項2または3に記載の音声出力装置。

請求項6

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、を含む請求項3乃至5のいずれか1項に記載の音声出力装置。

請求項7

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請求項6に記載の音声出力装置。

請求項8

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請求項7に記載の音声出力装置。

請求項9

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

請求項10

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

技術分野

0001

本発明は、音声出力装置音声出力方法および音声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、外来音による信号と再生音による信号とを利用者側頭部リング状に設置するイヤパッド内に仕込んだマイクロフォンで検出し、検出した外来音による信号と再生音による信号とを位相反転してキャンセル信号を生成し、生成したキャンセル信号を第2ドライバユニットからキャンセル音として再生する技術が開示されている。

先行技術

0003

特開2015−2450号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記文献に記載の技術は、利用者の側頭部に接するリング状のイヤパッドが存在することを前提としており、一部のヘッドホンにしか適用できなかった。

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、本発明に係る音声出力装置は、
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。

0007

上記目的を達成するため、本発明に係る音声出力方法は、
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。

0008

上記目的を達成するため、本発明に係る音声出力プログラムは、
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、
コンピュータに実行させる。

発明の効果

0009

本発明によれば、様々な形態の音声出力装置において、ユーザの鼓膜クオリティの高い音を届けることができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の第1実施形態に係る音声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3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。
本発明の第3実施形態に係る音声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出力装置の制御部の係数処理を説明する図である。
第3実施形態を信号処理プログラムによる構成する場合に、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。
CPU420が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
CPU420が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
本発明の第4実施形態に係る音声出力装置の構成を示す図である。
本発明の第5実施形態に係る音声出力装置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出力装置の構成を示す図である。

実施例

0011

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。

0012

[第1実施形態]
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。

0013

本実施形態によれば、様々な形態の音声出力装置において、ユーザの鼓膜にノイズキャンセルを行いつつ、製作者が意図した音を届けることができる。

0014

[第2実施形態]
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。

0015

受信部220は、例えば、スマートフォンなどの音声再生装置から無線通信または有線通信を介して送信信号250を受信する。受信部220が受信した送信信号250は、音声処理部210において、処理が加えられた後、出力音声信号211に変換され、スピーカ201に入力される。スピーカ201は、出力音声信号211の入力を受け付け、ユーザ230の外耳道240に向けて出力音声212を出力する。

0016

外部マイク202は、ユーザ230の体の外側に向けて配置され、ユーザ230の外部から到来する外部雑音221を捕捉するためのものである。しかし、スピーカ201から音声が出力されることによりその出力音声212を音漏れとして捕捉してしまう場合がある。この場合、外部マイク202は、外部雑音221と出力音声212とが混合された混合音声を捕捉して、混合音声信号222を出力する。

0017

エコーキャンセル部203は、出力音声信号211を用いて、混合音声信号222を処理して、擬似外部雑音信号を生成する。

0018

ノイズキャンセル部204は、擬似外部雑音信号を用いて、送信信号250を処理して、出力音声信号211を生成する。

0019

図2Bは、本実施形態に係る音声出力装置200の音声処理部210の詳しい構成を示す図である。外部マイク202が生成した混合音声信号222は、エコーキャンセル部203に入力される。エコーキャンセル部203は、出力音声信号211を用いて、混合音声信号222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203は、適応フィルタ231と加算器232とを有する。適応フィルタ231は、出力音声信号211を用いて、擬似出力音声信号233を生成する。加算器232は、混合音声信号222から擬似出力音声信号233を減算して、擬似外部雑音信号234を生成する。加算器232から出力された擬似外部雑音信号234は、適応フィルタ231の係数更新に利用される。

0020

ノイズキャンセル部204は、固定フィルタ241と加算器242とを有する。ノイズキャンセル部204には、擬似外部雑音信号234が入力される。ノイズキャンセル部204は、入力された擬似外部雑音信号234を用いて、送信信号250に基づいて生成された入力音声信号251を処理する。ノイズキャンセル部204は、固定フィルタ241を駆動して、混合音声信号222に含まれる音声信号の擬似外部雑音信号243を生成する。加算器242は、擬似外部雑音信号243を入力音声信号251から減算する。

0021

以上説明した内容を、例えば、入力音声信号251を[△□△□]、外部雑音221を[○×○]と表して説明する。エコーキャンセル部203は、外部雑音221[○×○]を処理して、擬似外部雑音信号234として[○○]という信号を生成する。また、ノイズキャンセル部204は、擬似外部雑音信号234[○○]を用いて擬似外部雑音信号243[□□]を生成し、入力音声信号251[△□△□]から擬似外部雑音信号243[□□]を減算して、出力音声信号211とし、その結果、スピーカ201から出力音声[△△]が出力される。また、外部雑音221[○×○]は、ユーザ230の頭部を経由して外耳道240に到達する間に変形を受けて、[□□]となる。そして、ユーザ230の鼓膜270には、スピーカ201から出力された[△△]と変形を受けた外部雑音[□□]とが合わさって、入力音声信号251と同じ[△□△□]が到達する。

0022

本実施形態によれば、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、ユーザの鼓膜に高品質な音を届けることができる。

0023

[第3実施形態]
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。

0024

内部マイク301は、ユーザ230の外耳道240に向けられた内部マイクである。内部マイク301は、外部雑音221の一部が音声出力装置を空間的に通過して、外耳道240に伝達された外部雑音313を捕捉する。内部マイク301で捕捉された外部雑音313は、誤差信号312として適応フィルタ341の係数更新に利用される。ノイズキャンセル部204は、入力された擬似外部雑音信号234を用いて、入力音声信号251を処理する。

0025

制御部360は、適応フィルタ231および適応フィルタ341の係数更新タイミングを制御する。

0026

図3Bは、本実施形態に係る音声出力装置の制御部の係数処理を説明する図である。上述したように、エコーキャンセル部203およびノイズキャンセル部204はそれぞれ、適応フィルタ231,341を用いてエコーキャンセル処理およびノイズ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341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203の適応フィルタ231の係数の更新量示している。グラフ320およびグラフ330に示したように、制御部360は、適応フィルタ231と適応フィルタ341とに対し、S/N比率によって更新量を変化させつつ同時にフィルタ更新を行う。また、図3Cで、グラフ340およびグラフ350に示したように、制御部360は、S/N比率と更新曲線から更新量が少ない方のフィルタ更新を止めることで、フィルタ収束を早めることもできる。エコーキャンセル部203およびノイズキャンセル部204がON/OFFされるのではなく、適応フィルタ231,341の更新(学習)がON/OFFされ、シーソーのように適応フィルタ231,341の更新が行われる。適応フィルタ231,341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。このような状態では制御部360は、原則として適応フィルタ231、341の再更新は行わないが、デバイスを外した場合や、電源ONのまま他のユーザに渡された場合、他のユーザに適応するようにフィルタ更新を行なう。

0027

制御部360が、適応フィルタ341の更新を行うタイミングは、内部マイク301が出力音声212を捕捉しないタイミングである。また、制御部360が、適応フィルタ231の更新を行うタイミングは、スピーカ201が出力音声212を出力しているタイミングである。

0028

また、内部マイク301は、外部雑音313の他に、ユーザ230の声帯から外耳道内を伝わってきたユーザ230の主音声311を捕捉して、主音声信号を生成してもよい。この主音声311を捕捉し、スピーカ201から出力音声を出力しているタイミングでは、適応フィルタ231の更新を行わない。

0029

本実施形態によれば、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、ユーザの鼓膜にノイズキャンセルを行いつつ、製作者が意図した音を届けることができる。適応フィルタの更新を行うので、外部雑音の変化、スピーカから出力されている音声の変化に対応できる。

0030

[第4実施形態]
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。

0031

音声出力装置500は、スピーカ502を有する。つまり、音声出力装置500は、ユーザ230の外耳道240内に2つのマイクと2つのスピーカとを備えた構造となっている。外部マイク202とスピーカ502とは、ユーザ230の外部に向けられている。

0032

スピーカ502は、ユーザ230の外部に向けられたスピーカである。スピーカ502から音漏れ「X」と逆位相逆位相音声信号521(「−X」)を出力することにより、あらかじめユーザ230の外側空間で音漏れ「X」を制御する(アクティブノイズコントロール)。そして、音漏れ「X」を制御することにより、外部マイク202は音漏れの影響が少ない質の高い外部雑音221を捕捉する。

0033

内部マイク301は、スピーカ201から出力される出力音声212の一部を捕捉してしまい、適応フィルタ531は、内部マイク301で捕捉した出力音声212の一部に対応する逆位相音声信号521を生成する。スピーカ502は、その逆位相音声信号521に基づいて逆位相音を出力する。

0034

適応フィルタ341は、擬似外部雑音信号234と出力音声212との差分が十分に小さい場合に更新量が大きくなる。つまり、擬似外部雑音信号234と出力音声212との差分は、環境の変化の具体的な情報を表し、これがSN比(Signal-to-Noise Ratio)となる。適応フィルタ341は、この差分が0に近づく場合(lim→0)、SN比が無限大(lim→∞)に近づくと考えられるためである。また、適応フィルタ531は、内部マイク301で捕捉した出力音声212が十分に大きい場合に更新量が大きくなる。つまり、適応フィルタ531は、内部マイク301で捕捉した出力音声212が十分に大きい場合に、SN比が無限大(lim→∞)に近づくと考えられるためである。内部マイク301で捕捉した出力音声212が大きい場合とは、送信信号250を受信し、ユーザが発話をしている場合である。

0035

本実施形態によれば、高品質な擬似外部雑音信号を抽出できるので、ユーザの鼓膜に届く音の品質を上げることができる。また、スピーカから逆位相音を出力するので、周囲に対する音漏れを減らすこともできる。つまり、本実施形態においては、ユーザ230の外耳道240を一次元音響管と捉え、外耳道240の出口に外部マイク202およびスピーカ502を配置したので、音漏れを防止できる。ここで、一次元音響管としてパイプを例に考えると、音は放射状に広がるが、パイプの中では音は放射状に広がらず直進する。放射状に広がる音の一点を捉えてそこに対する逆位相の音を出しても空間で音を打ち消すことができない。しかしながら、一次元音響管内では、断面に対して等価に音圧がかかっているため断面の一点を捉えて逆位相の音をぶつけ、空間で音を打ち消すことができる。例えば、車のマフラーなどはこの方式で消音をすることが可能となる。

0036

[第5実施形態]
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。

0037

内部マイク301で捕捉したスピーカ201から出力される出力音声212は、適応フィルタ341のフィルタ係数更新に利用される。適応フィルタ531は、スピーカ201に入力される出力音声信号511を用いて逆位相音声信号521を生成する。スピーカ502は、その逆位相音声信号521に基づいて逆位相音を出力する。

0038

適応フィルタ341は、擬似外部雑音信号243と出力音声212との差分が十分に小さい場合に更新量が大きくなる。適応フィルタ231は、スピーカ201から出力される出力音声212が十分に大きい場合に更新量が大きくなる。スピーカ201から出力される出力音声212が十分に大きい場合とは、送信信号250を受信している場合である。

0039

本実施形態によれば、上記第4実施形態に加えて、適応フィルタ531の収束が早く、適応フィルタ531も安定する。

0040

[第6実施形態]
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。

0041

スピーカ201に入力される出力音声信号511は、固定フィルタ641のフィルタ係数更新に利用される。また、適応フィルタ531は、出力音声信号511の逆位相音声信号521を生成する。スピーカ502は、その逆位相音声信号521に基づいて逆位相音(「−X」)を出力する。

0042

本実施形態によれば、第4実施形態および第5実施形態と比べて、内部マイクが不要となるので、簡易な構成でユーザの鼓膜に届く音の品質を上げることができる。また、固定フィルタ641であるため、係数の収束時間を必要としないため、安定した音質を実現できる。

0043

[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。

0044

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。

0045

図4Aは、第3実施形態を信号処理プログラムによる構成する場合に、その信号処理プログラムを実行するコンピュータ400の構成図である。コンピュータ400は、入力部410とCPU(Central Processing Unit)420と、出力部430と、メモリ440とを含む。

0046

CPU420は、メモリ440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400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CPU420は、ステップS401において、出力部430から出力音声212を出力する。ステップS403において、CPU420は、入力部410から外部雑音221とスピーカ201からの出力音声212とが混合された混合音声を捕捉して、混合音声信号222を出力する。ステップS407において、CPU420は、スピーカ201に入力される出力音声信号211を用いて、混合音声信号222に対しエコーキャンセル処理を行い、擬似外部雑音信号234を生成して出力する。ステップS409において、CPU420は、擬似外部雑音信号234を用いて、入力音声信号251に対してノイズキャンセル処理を行う。

0047

図4Bは、CPU420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S421において、CPU420は、内部マイク301で主音声311を捕捉しているか否かを判断する。主音声311を取得していると判断した場合(ステップS421のYES)、CPU420は、処理を終了する。主音声311を取得していないと判断した場合(ステップS421のNO)、CPU420は、ステップS423へ進む。ステップS423において、CPU420は、スピーカ201から出力音声212を出力しているか否かを判断する。出力音声212を出力していると判断した場合(ステップS423のYES)、CPU420は、処理を終了する。出力音声212を出力していないと判断した場合(ステップS423のNO)、CPU420は、ステップS425へ進む。ステップS425において、CPU420は、ノイズキャンセル部204の適応フィルタ341の更新を行う。

0048

図4Cは、CPU420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S431において、CPU420は、スピーカ201から出力音声212を出力しているか否かを判断する。出力音声212を出力していないと判断した場合(ステップS431のNO)、CPU420は、処理を終了する。出力音声212を出力していると判断した場合(ステップS431のYES)、CPU420は、ステップS433へ進む。ステップS433において、CPU420は、主音声311を捕捉したか否かを判断する。主音声311を捕捉していると判断した場合(ステップS433のYES)、CPU420は、処理を終了する。主音声311を捕捉していないと判断した場合(ステップS433のNO)、CPU420は、ステップS435へ進む。ステップS435において、CPU420は、エコーキャンセル部203の適応フィルタ231の更新を行う。

0049

[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)
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。

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