(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板形状の装置本体と、
前記装置本体に接続され、当該装置本体を装着者の首から提げるのに用いられる紐部材と、
前記紐部材に設けられ、水平方向に予め定められた距離だけ離間して配される第１音声取得手段と、
板形状の前記装置本体の両面に配され、話者の音声を取得する複数の第２音声取得手段と、
前記装置本体の一方の面に配された前記第２音声取得手段で取得された音声の音圧と他方の面に配された当該第２音声取得手段で取得された音声の音圧とを比較する音圧比較部と、
前記音圧比較部により音圧が大きいと判断された前記第２音声取得手段により取得された音声の音声信号に関する情報を選択する音声信号選択部と、
前記第１音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離と、前記第２音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離とは大きく異なる一方で、当該第１音声取得手段と他者の発声部位との間の距離と、当該第２音声取得手段と他者の発声部位との間の距離とは大きく変わらない、という関係から得られる結果を用いて、話者が装着者か他者かを識別する自他識別部と、
を備えたことを特徴とする音声解析装置。
【請求項２】
前記紐部材に設けられた前記第１音声取得手段の水平方向の位置関係と前記装置本体の両面に配される前記第２音声取得手段の表裏の位置関係は関連付けされていることを特徴とする請求項１に記載の音声解析装置。
【請求項３】
前記紐部材は、当該紐部材の両端が前記装置本体の水平方向に予め定められた距離離れて当該装置本体に接続することを特徴とする請求項２に記載の音声解析装置。
【請求項４】
板形状の装置本体と、前記装置本体に接続され、当該装置本体を装着者の首から提げるのに用いられる紐部材と、当該紐部材に設けられ、水平方向に予め定められた距離だけ離間して配される第１音声取得手段と、板形状の当該装置本体の両面に配され話者の音声を取得する複数の第２音声取得手段と、当該装置本体の一方の面に配された当該第２音声取得手段で取得された音声の音圧と他方の面に配された当該第２音声取得手段で取得された音声の音圧とを比較する音圧比較部と、当該音圧比較部により音圧が大きいと判断された当該第２音声取得手段により取得された音声の音声信号に関する情報を選択する音声信号選択部と、当該第１音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離と、当該第２音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離とは大きく異なる一方で、当該第１音声取得手段と他者の発声部位との間の距離と、当該第２音声取得手段と他者の発声部位との間の距離とは大きく変わらない、という関係から得られる結果を用いて、話者が装着者か他者かを識別する自他識別部と、を備える音声解析手段と、
前記音声信号に関する情報を受信する受信手段と、
を備えることを特徴とする音声解析システム。
【請求項５】
コンピュータに、
板形状の装置に接続されて装置本体を装着者の首から提げるのに用いられる紐部材に設けられ、水平方向に予め定められた距離だけ離間して配される第１音声取得手段から話者の音声を取得する機能と、
前記装置本体の両面に配される複数の第２音声取得手段から話者の音声を取得する機能と、
前記装置本体の一方の面に配された前記第２音声取得手段で取得された音声の音圧と他方の面に配された当該第２音声取得手段で取得された音声の音圧とを比較する機能と、
音圧が大きいと判断された前記第２音声取得手段により取得された音声の音声信号に関する情報を選択する機能と、
前記第１音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離と、前記第２音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離とは大きく異なる一方で、当該第１音声取得手段と他者の発声部位との間の距離と、当該第２音声取得手段と他者の発声部位との間の距離とは大きく変わらない、という関係から得られる結果を用いて、話者が装着者か他者かを識別する機能と、
を実現させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声解析装置、音声解析システムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、多チャネル音響信号収集装置において、少なくとも２以上のマイクロホンあるいはセンサーを平面的に配列し一体化した集音手段と、少なくとも２以上のマイクロホンあるいはセンサーからの音響信号を選択して出力するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６５２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、音声取得手段により取得された音声の解析結果が装置の表裏によって左右されにくい音声解析装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、板形状の装置本体と、前記装置本体に接続され、当該装置本体を装着者の首から提げるのに用いられる紐部材と、前記紐部材に設けられ、水平方向に予め定められた距離だけ離間して配される第１音声取得手段と、板形状の前記装置本体の両面に配され、話者の音声を取得する複数の第２音声取得手段と、前記装置本体の一方の面に配された前記第２音声取得手段で取得された音声の音圧と他方の面に配された当該第２音声取得手段で取得された音声の音圧とを比較する音圧比較部と、前記音圧比較部により音圧が大きいと判断された前記第２音声取得手段により取得された音声の音声信号に関する情報を選択する音声信号選択部と、前記第１音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離と、前記第２音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離とは大きく異なる一方で、当該第１音声取得手段と他者の発声部位との間の距離と、当該第２音声取得手段と他者の発声部位との間の距離とは大きく変わらない、という関係から得られる結果を用いて、話者が装着者か他者かを識別する自他識別部と、を備えたことを特徴とする音声解析装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記紐部材に設けられた前記第１音声取得手段の水平方向の位置関係と前記装置本体の両面に配される前記第２音声取得手段の表裏の位置関係は関連付けされていることを特徴とする請求項１に記載の音声解析装置である。
請求項３に記載の発明は、前記紐部材は、当該紐部材の両端が前記装置本体の水平方向に予め定められた距離離れて当該装置本体に接続することを特徴とする請求項２に記載の音声解析装置である。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、板形状の装置本体と、前記装置本体に接続され、当該装置本体を装着者の首から提げるのに用いられる紐部材と、当該紐部材に設けられ、水平方向に予め定められた距離だけ離間して配される第１音声取得手段と、板形状の当該装置本体の両面に配され話者の音声を取得する複数の第２音声取得手段と、当該装置本体の一方の面に配された当該第２音声取得手段で取得された音声の音圧と他方の面に配された当該第２音声取得手段で取得された音声の音圧とを比較する音圧比較部と、当該音圧比較部により音圧が大きいと判断された当該第２音声取得手段により取得された音声の音声信号に関する情報を選択する音声信号選択部と、当該第１音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離と、当該第２音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離とは大きく異なる一方で、当該第１音声取得手段と他者の発声部位との間の距離と、当該第２音声取得手段と他者の発声部位との間の距離とは大きく変わらない、という関係から得られる結果を用いて、話者が装着者か他者かを識別する自他識別部と、を備える音声解析手段と、前記音声信号に関する情報を受信する受信手段と、を備えることを特徴とする音声解析システムである。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、コンピュータに、板形状の装置に接続されて装置本体を装着者の首から提げるのに用いられる紐部材に設けられ、水平方向に予め定められた距離だけ離間して配される第１音声取得手段から話者の音声を取得する機能と、前記装置本体の両面に配される複数の第２音声取得手段から話者の音声を取得する機能と、前記装置本体の一方の面に配された前記第２音声取得手段で取得された音声の音圧と他方の面に配された当該第２音声取得手段で取得された音声の音圧とを比較する機能と、音圧が大きいと判断された前記第２音声取得手段により取得された音声の音声信号に関する情報を選択する機能と、前記第１音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離と、前記第２音声取得手段と装着者の発声部位との間の距離とは大きく異なる一方で、当該第１音声取得手段と他者の発声部位との間の距離と、当該第２音声取得手段と他者の発声部位との間の距離とは大きく変わらない、という関係から得られる結果を用いて、話者が装着者か他者かを識別する機能と、を実現させるプログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、音声取得手段により取得された音声の解析結果が装置の表裏によって左右されにくい音声解析装置を提供できる。また本発明を採用しない場合に比べ、音声取得手段により取得された音声が、装着者の音声か他者の音声かを識別することができる。
請求項２の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、装置本体と提げ紐との表裏関係が一致しやすくなる。
請求項３の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、装置本体と提げ紐との表裏関係が一致しやすくなる。
請求項４の発明によれば、複数の装着者の音声取得手段で取得される音声に基づき、装着者のコミュニケーション関係が把握できるシステムを構築できる。
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、音声取得手段により取得された音声の解析結果が装置の表裏によって左右されにくい機能をコンピュータにより実現できる。また本発明を採用しない場合に比べ、音声取得手段により取得された音声が、装着者の音声か他者の音声かを識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態による音声解析システムの構成例を示す図である。
【図２】端末装置の構成例を示す図である。
【図３】本実施の形態における対面角度について説明した図である。
【図４】第１マイクロフォンおよび第２マイクロフォンを使用して対面角度を求める方法について説明した図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態において時間差を求める方法を説明した図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、端末装置の通常の装着状態と、表裏を逆に装着した場合を説明した図である。
【図７】音声解析部について説明した図である。
【図８】端末装置の動作について説明したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜システム構成例＞
図１は、本実施形態による音声解析システムの構成例を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の音声解析システム１は、音声解析装置（音声解析手段）の一例である端末装置１０とホスト装置２０とを備えて構成される。端末装置１０とホスト装置２０とは、無線通信回線を介して接続されている。無線通信回線の種類としては、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）、Bluetooth（登録商標）、ZigBee、ＵＷＢ（Ultra Wideband）等の既存の方式による回線を用いて良い。また、図示の例では、端末装置１０が１台のみ記載されているが、詳しくは後述するように、端末装置１０は、使用者各人が装着して使用するものであり、実際には使用者数分の端末装置１０が用意される。
【００１２】
端末装置１０は、話者の音声を取得する複数の音声取得手段の一例として、複数のマイクロフォン（第１マイクロフォン１１ａ、第２マイクロフォン１１ｂ、第３マイクロフォン１１ｃ、第４マイクロフォン１１ｄ）と、増幅器（第１増幅器１３ａ、第２増幅器１３ｂ、第３増幅器１３ｃ、第４増幅器１３ｄ）とを備える。（以下、第１マイクロフォン１１ａ、第２マイクロフォン１１ｂ、および第３マイクロフォン１１ｃをそれぞれ区別しない場合には、マイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと記載）。また、端末装置１０は、取得音声を解析する音声解析部１５と、解析結果をホスト装置２０に送信するためのデータ送信部１６とを備え、さらに電源部１７とを備える。
【００１３】
本実施の形態において、第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂとは、水平方向に予め定められた距離だけ離間して配される。ここでは、第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂとは装着者の口に近い位置に水平方向に並んで配置され、この間の距離は例えば、１０ｃｍ〜２０ｃｍである。
また第３マイクロフォン１１ｃと第４マイクロフォン１１ｄは、後述する板形状の装置本体３０の両面にそれぞれ配される。そして第３マイクロフォン１１ｃと第４マイクロフォン１１ｄとは、第１マイクロフォン１１ａ、第２マイクロフォン１１ｂに対し装着者の口（発声部位）からの距離が遠い位置に配置される。ここでは、第３マイクロフォン１１ｃおよび第４マイクロフォン１１ｄは、第１マイクロフォン１１ａ、第２マイクロフォン１１ｂから、例えば３５ｃｍ程度の距離をおいて下方に配置される。つまり本実施の形態では、端末装置１０に配されるマイクロフォンは、装着者の口からの距離が互いに異なる２つ、および水平方向の距離が離れた２つの双方を選択可能となっている。ここでは前者として、第１マイクロフォン１１ａと第３マイクロフォン１１ｃ（または第４マイクロフォン１１ｄ）の組、および第２マイクロフォン１１ｂと第３マイクロフォン１１ｃ（または第４マイクロフォン１１ｄ）の組が選択できる。さらに後者として、第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂの組が選択できる。
本実施形態のマイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとして用いられるマイクロフォンの種類としては、ダイナミック型、コンデンサ型等、既存の種々のものを用いて良い。とくに無指向性のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）型マイクロフォンが好ましい。
【００１４】
第１増幅器１３ａ、第２増幅器１３ｂ、第３増幅器１３ｃ、第４増幅器１３ｄは、それぞれ第１マイクロフォン１１ａ、第２マイクロフォン１１ｂ、第３マイクロフォン１１ｃ、第４マイクロフォン１１ｄが取得音声に応じて出力する電気信号を増幅する。本実施形態の第１増幅器１３ａ、第２増幅器１３ｂ、第３増幅器１３ｃ、第４増幅器１３ｄとして用いられる増幅器としては、既存のオペアンプ等を用いて良い。
【００１５】
音声解析部１５は、第１増幅器１３ａ、第２増幅器１３ｂ、第３増幅器１３ｃ、第４増幅器１３ｄから出力された電気信号を解析する。そして詳しくは後述するが、装置本体３０の表裏を判断するとともに、話者が装着者か他者かを識別し、話者が他者と識別されたときに装着者と話者との向き合う角度である対面角度を出力する。
【００１６】
データ送信部１６は、音声解析部１５による解析結果を含む取得データと端末のＩＤを、上記の無線通信回線を介してホスト装置２０へ送信する。ホスト装置２０へ送信する情報としては、ホスト装置２０において行われる処理の内容に応じて、上記の解析結果の他、例えば、マイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによる音声の取得時刻、取得音声の音圧等の情報を含めて良い。また端末装置１０に音声解析部１５による解析結果を蓄積するデータ蓄積部を設け、一定期間の保存データを一括送信しても良い。なお有線回線で送信しても良い。本実施の形態では、データ送信部１６は、音声の音声信号の情報を送信する音声信号送信部として機能する。
【００１７】
電源部１７は、上記のマイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、第１増幅器１３ａ、第２増幅器１３ｂ、第３増幅器１３ｃ、第４増幅器１３ｄ、音声解析部１５およびデータ送信部１６に電力を供給する。電源としては、例えば乾電池や充電池等の既存の電源が用いられる。また、電源部１７は、必要に応じて、電圧変換回路および充電制御回路等の周知の回路を含む。
【００１８】
ホスト装置２０は、端末装置１０から送信されたデータを受信するデータ受信部２１と、受信したデータを蓄積するデータ蓄積部２２と、蓄積したデータを解析するデータ解析部２３と、解析結果を出力する出力部２４とを備える。このホスト装置２０は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置により実現される。また、上記のように本実施形態では複数台の端末装置１０が使用され、ホスト装置２０は、その複数台の端末装置１０の各々からデータを受信する。
【００１９】
データ受信部２１は、上記の無線回線に対応しており、各端末装置１０からデータを受信してデータ蓄積部２２へ送る。本実施の形態では、データ受信部２１は、データ送信部１６により送信された音声の音声信号に関する情報を受信する受信手段として機能する。データ蓄積部２２は、データ受信部２１から取得した受信データを発話者別に蓄積する。ここで、発話者の識別は、端末装置１０から送信される端末ＩＤと、あらかじめホスト装置２０に登録されている発話者名と端末ＩＤの照合により行う。また、端末装置１０から端末ＩＤのかわりに装着者状態を送信するようにしてもよい。
【００２０】
データ解析部２３は、データ蓄積部２２に蓄積されたデータを解析する。具体的な解析内容および解析手法は、本実施形態のシステムの利用目的や利用態様に応じて種々の内容および手法を取り得る。例えば、端末装置１０の装着者どうしの対話頻度や各装着者の対話相手の傾向を分析したり、対話における個々の発話の長さや音圧の情報から対話者の関係を類推したりすることが行われる。
【００２１】
出力部２４は、データ解析部２３による解析結果を出力したり、解析結果に基づく出力を行ったりする。この解析結果等を出力する手段は、システムの利用目的や利用態様、解析結果の内容や形式等に応じて、ディスプレイ表示、プリンタによる印刷出力、音声出力等、種々の手段を取り得る。
【００２２】
＜端末装置の構成例＞
図２は、端末装置１０の構成例を示す図である。
上記のように、端末装置１０は、各使用者に装着されて使用される。使用者が装着可能とするため、本実施形態の端末装置１０は、図２に示すように、装置本体３０と、装置本体３０に両端が接続することにより環形状をなす紐部材の一例としての提げ紐４０とを備えた構成とする。本実施形態において、提げ紐４０は、提げ紐４０の両端が装置本体３０の水平方向に予め定められた距離離れて装置本体３０に接続する。そして図示の構成において、使用者は、提げ紐４０に首を通し、装置本体３０を首から提げて装着する。また本実施の形態では、端末装置１０を装着する使用者を装着者として表現することがある。
【００２３】
装置本体３０は、板形状をなし、例えば金属や樹脂等で形成された薄い直方体のケース３１に、少なくとも第１増幅器１３ａ、第２増幅器１３ｂ、第３増幅器１３ｃ、第４増幅器１３ｄ、音声解析部１５、データ送信部１６および電源部１７を実現する回路と電源部１７の電源（電池）とを収納して構成される。また本実施の形態では、ケース３１の両面に第３マイクロフォン１１ｃと第４マイクロフォン１１ｄが設けられる。さらにケース３１には、装着者の氏名や所属等のＩＤ情報を表示したＩＤカード等を挿入するポケットを設けても良い。また、ケース３１自体の表面にそのようなＩＤ情報等を記載しても良い。
なおここで装置本体３０は、剛体であったり矩形であったりする必要はない。よって、布などの剛体でもなく矩形でもないものにより構成されていても良い。このことより例えば、装置本体３０は、必要部材（マイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄなど）が取り付けられたゼッケンやエプロン等であってもよい。
【００２４】
提げ紐４０には、第１マイクロフォン１１ａ、第２マイクロフォン１１ｂが設けられる。提げ紐４０の材質としては、革、合成皮革、木綿その他の天然繊維や樹脂等による合成繊維、金属等、既存の種々の材質を用いて良い。また、シリコン樹脂やフッ素樹脂等を用いたコーティング処理が施されていても良い。
【００２５】
この提げ紐４０は、筒状の構造を有し、提げ紐４０の内部にマイクロフォン１１ａ、１１ｂを収納している。マイクロフォン１１ａ、１１ｂを挙げ紐４０の内部に設けることにより、マイクロフォン１１ａ、１１ｂの損傷や汚れを防ぎ、対話者がマイクロフォン１１ａ、１１ｂの存在を意識することが抑制される。
【００２６】
＜話者が装着者か他者であるかを識別する方法の説明＞
以上の構成において、話者が装着者か装着者以外の者である他者であるかを識別（自他識別）する方法について説明する。
本実施形態のシステムは、端末装置１０に設けられたマイクロフォンのうち、例えば、第１マイクロフォン１１ａと第３マイクロフォン１１ｃにより取得された音声の情報を用いて、端末装置１０の装着者自身の発話音声と他者の発話音声とを識別する。言い換えれば、本実施形態は、取得音声の発話者に関して自他の別を識別する。また、本実施形態では、取得音声の情報のうち、形態素解析や辞書情報を用いて得られる言語情報ではなく、音圧（第１マイクロフォン１１ａと第３マイクロフォン１１ｃへの入力音量）等の非言語情報に基づいて発話者を識別する。言い換えれば、言語情報により特定される発話内容ではなく、非言語情報により特定される発話状況から音声の発話者を識別する。
【００２７】
図１および図２を参照して説明したように、本実施形態において、端末装置１０の第３マイクロフォン１１ｃは装着者の口（発声部位）から遠い位置に配置され、第１マイクロフォン１１ａは装着者の口（発声部位）に近い位置に配置される。すなわち、装着者の口（発声部位）を音源とすると、第１マイクロフォン１１ａと音源との間の距離と、第３マイクロフォン１１ｃと音源との間の距離が大きく異なる。例えば、第１マイクロフォン１１ａと音源との間の距離は、第３マイクロフォン１１ｃと音源との間の距離の１．５〜４倍程度に設定することができる。ここで、マイクロフォン１１ａ、１１ｃにおける取得音声の音圧は、マイクロフォン１１ａ、１１ｃと音源との間の距離が大きくなるにしたがって減衰（距離減衰）する。したがって、装着者の発話音声に関して、第１マイクロフォン１１ａにおける取得音声の音圧と第３マイクロフォン１１ｃにおける取得音声の音圧とは大きく異なる。
【００２８】
一方、装着者以外の者（他者）の口（発声部位）を音源とした場合を考えると、その他者が装着者から離れているため、第１マイクロフォン１１ａと音源との間の距離と、第３マイクロフォン１１ｃと音源との間の距離は、大きく変わらない。装着者に対する他者の位置によっては、両距離の差は生じ得るが、装着者の口（発声部位）を音源とした場合のように、第１マイクロフォン１１ａと音源との間の距離が第３マイクロフォン１１ｃと音源との間の距離の数倍となることはない。したがって、他者の発話音声に関して、第１マイクロフォン１１ａにおける取得音声の音圧と第３マイクロフォン１１ｃにおける取得音声の音圧とは、装着者の発話音声の場合のように大きく異なることはない。
【００２９】
そこで、本実施形態では、第１マイクロフォン１１ａにおける取得音声の音圧と第３マイクロフォン１１ｃにおける取得音声の音圧の比である音圧比を求める。そしてこの音圧比の差を用いて、取得音声における装着者自身の発話音声と他者の発話音声とを識別する。より具体的には、本実施形態では、第３マイクロフォン１１ｃの音圧と第１マイクロフォン１１ａの音圧との比に閾値を設定する。そして、音圧比が閾値よりも大きい音声は装着者自身の発話音声と判断し、音圧比が閾値よりも小さい音声は他者の発話音声と判断する。
【００３０】
なお上述した例では、第１マイクロフォン１１ａと第３マイクロフォン１１ｃを使用して自他識別の判断を行なったが、これに限られるものではなく、第２マイクロフォン１１ｂと第３マイクロフォン１１ｃを使用しても同様であることは勿論である。
また上述した例では、第１マイクロフォン１１ａおよび第３マイクロフォン１１ｃによる取得音声の音圧を基に自他識別の判断を行なったが、これに取得音声の位相差の情報を加味することも考えられる。つまり装着者の口（発声部位）を音源とすると、上述した通り、第１マイクロフォン１１ａと音源との間の距離と、第３マイクロフォン１１ｃと音源との間の距離は大きく異なる。そのため第１マイクロフォン１１ａによる取得音声と、第３マイクロフォン１１ｃによる取得音声の位相差は大きくなる。一方、装着者以外の者（他者）の口（発声部位）を音源とした場合は、上述の通り、他者が装着者から離れているため、第１マイクロフォン１１ａと音源との間の距離と、第３マイクロフォン１１ｃと音源との間の距離は、大きく変わらない。そのため第１マイクロフォン１１ａによる取得音声と、第３マイクロフォン１１ｃによる取得音声の位相差は小さくなる。よって第１マイクロフォン１１ａおよび第３マイクロフォン１１ｃによる取得音声の位相差を考慮することで自他識別の判断の精度が向上する。
【００３１】
＜対面角度の説明＞
図３は、本実施の形態における対面角度について説明した図である。
本実施の形態において対面角度とは、端末装置１０の装着者と話者との向き合う角度である。そして本実施の形態で定義される対面角度の一例として図３では、水平方向の対面角度を示している。つまり図３は、装着者と話者を頭上から見た図である。そして本実施の形態は、本実施の形態では、対面角度αとして、２個の音声取得手段である第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂとを結ぶ線分と、この線分の中点および話者を結ぶ線分との角度を採用する。これにより対面角度の数学的取り扱いがより簡単になる。そしてこの定義を採用した場合、例えば、装着者と話者とがそれぞれ正面を向いて対向しているときは、この二人の対面角度αは、９０°となる。
【００３２】
＜対面角度を求める方法の説明＞
図４は、第１マイクロフォン１１ａおよび第２マイクロフォン１１ｂを使用して対面角度αを求める方法について説明した図である。
ここで、点Ｓが話者の位置、より正確には、話者の音声の音源である発声点の位置であるとする。そして発声点から発した音声は、点Ｓから同心円状に広がる。ただし音声は有限の速度である音速で広がるため音声が第１マイクロフォン１１ａに到達した時間と第２マイクロフォン１１ｂに到達した時間とは異なり、音声の行路差δに対応した時間差Δｔが生じる。そして第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂとの間の距離をＤ、中点Ｃと点Ｓの間の距離をＬとするとこれらの間には次の（１）式が成立する。
【００３３】
δ＝（Ｌ２＋ＬＤcosα＋Ｄ２／４）０．５−（Ｌ２−ＬＤcosα＋Ｄ２／４）０．５    …（１）
【００３４】
この（１）式は、Ｌ＞Ｄの場合、Ｌによる影響が小さいため、下記（２）式に近似できる。
【００３５】
δ≒Ｄcosα    …（２）
【００３６】
また音速ｃと時間差Δｔを使用すると、下記（３）式が成立する。
【００３７】
δ＝ｃΔｔ    …（３）
【００３８】
つまりこの（２）式および（３）式を使用することで、対面角度αが求まる。つまり２つの音声取得手段である第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂに話者の音声が到達する時間差Δｔおよび第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂが離間する距離Ｄに基づいて、装着者と話者との向き合う角度である対面角度αを計算することができる。
【００３９】
また第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂに話者の音声が到達する時間差Δｔは、以下のようにして求めることができる。
図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態において時間差Δｔを求める方法を説明した図である。このうち図５（ａ）は、第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂに到達する話者の音声をサンプリング周波数１ＭＨｚでサンプリングし、そのデータの中から連続する５０００ポイントを抜き出した図である。
ここで横軸は５０００ポイントのデータにそれぞれに付けられたデータ番号を表わし、縦軸は、話者の音声の振幅を表わす。そして実線は、第１マイクロフォン１１ａに到達した話者の音声の波形信号であり、点線は、第２マイクロフォン１１ｂに到達した話者の音声の波形信号である。
【００４０】
本実施の形態では、この２つの波形信号の相互相関関数を求める。つまり一方の波形信号を固定し、他方の波形信号をシフトしつつ積和をとる計算を行なう。図５（ｂ）〜（ｃ）は、この２つの波形信号に対する相互相関関数を示した図である。このうち図５（ｂ）は、サンプリングした５０００ポイントのデータ全体の相互相関関数であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示した相互相関関数のピーク付近を拡大した図である。なお図５（ｂ）〜（ｃ）では、第１マイクロフォン１１ａに到達した話者の音声の波形信号を固定し、第２マイクロフォン１１ｂに到達した話者の音声の波形信号をシフトして相互相関関数を求めた場合を示している。
図５（ｃ）に示すようにデータ番号０を基準にしてピーク位置は、−２２７ポイントずれている。これは第１マイクロフォン１１ａを基準にして第２マイクロフォン１１ｂに到達する話者の音声が、この分遅延して到達することを意味する。本実施の形態においてサンプリング周波数は、上述の通り１ＭＨｚなので、サンプリングした各データ間の時間は、１×１０−６（ｓ）である。よってこの遅延時間としては２２７×１×１０−６（ｓ）＝２２７（μｓ）となる。つまりこの場合、時間差Δｔは、２２７（μｓ）である。
【００４１】
また本実施の形態では、振幅を予め定められた周波数帯毎に分け、最も振幅が大きい周波数帯について大きい重み付けをして相互相関関数を求めている。これにより求められる時間差Δｔがより正確になる。またこの時間差Δｔをより正確に求めるために第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂの距離は１ｃｍ〜１００ｃｍの範囲内になることが好ましい。第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂの距離が１ｃｍ未満であると時間差Δｔが小さくなりすぎ、この後導出される対面角度の誤差が大きくなりやすい。また１００ｃｍより大きいと時間差Δｔを導出する際に、反射音の影響を受けやくなる。また相互相関関数を求める際に、より長い時間幅について計算を行なう必要があるため計算に要する負荷が大きくなる。
【００４２】
＜端末装置の装着状態の説明＞
ところで装着者が端末装置１０を装着する場合、図２に示した場合に対し、表裏を逆にして装着することがある。
図６（ａ）〜（ｂ）は、端末装置１０の通常の装着状態と、表裏を逆に装着した場合を説明した図である。
ここで図６（ａ）は、端末装置１０の通常の装着状態を示し、図２に示した場合と同様の装着状態である。このとき端末装置１０の各マイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの位置関係は、装着者から見て、左側に第１マイクロフォン１１ａが位置し、右側に第２マイクロフォン１１ｂが位置する。そして第３マイクロフォン１１ｃが装着者に対して外側を向き、第４マイクロフォン１１ｄは装着者に対して内側、即ち装着者側を向く。
一方、図６（ｂ）は、表裏を逆に装着した場合の装着状態を示している。この場合、端末装置１０の各マイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの位置関係は、装着者から見て、右側に第１マイクロフォン１１ａが位置し、左側に第２マイクロフォン１１ｂが位置する。そして第３マイクロフォン１１ｃが装着者に対して内側を向き、第４マイクロフォン１１ｄは装着者に対して外側を向く。
【００４３】
そして図６（ｂ）の状態で端末装置１０を装着した場合、各マイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの位置関係が通常の状態とは異なるため、特に上述した対面角度αを求める場合に左右逆の結果を導くことになる。
なお本実施形態では、前述の通り提げ紐４０は、提げ紐４０の両端が装置本体３０の水平方向に予め定められた距離離れて装置本体３０に接続する。そのため提げ紐４０に設けられたマイクロフォン１１ａ、１１ｂの水平方向の位置関係と装置本体３０の両面に配されるマイクロフォン１１ｃ、１１ｄの表裏の位置関係は関連付けされる。つまり装置本体３０のみが回転するようなことは生じにくいため、第３マイクロフォン１１ｃが装着者に対して外側を向くときは、装着者から見て、左側に第１マイクロフォン１１ａが位置し、右側に第２マイクロフォン１１ｂが位置する（図６（ａ）の場合）。そして第４マイクロフォン１１ｄが装着者に対して外側を向くときは、装着者から見て、左側に第２マイクロフォン１１ｂが位置し、右側に第１マイクロフォン１１ａが位置する（図６（ｂ）の場合）。そして装着者が端末装置１０を装着した場合、この２つの何れか一方となる。
【００４４】
そのため本実施形態では、各マイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの位置関係を把握し、上記２つの装着状態の何れであるかの判断を行なう。
【００４５】
＜音声解析部の説明＞
図７は、音声解析部１５について説明した図である。
図７に示す音声解析部は、装置本体３０の一方の面に配された第３マイクロフォン１１ｃで取得された音声の音圧と他方の面に配された第４マイクロフォン１１ｄで取得された音声の音圧とを比較する音圧比較部１５１と、音圧比較部１５１により音圧が大きいと判断されたマイクロフォンにより取得された音声の音声信号に関する情報を選択する音声信号選択部１５２と、マイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの位置関係を決定する位置関係決定部１５３と、位置関係決定部１５３により決定されたマイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの位置関係、および音圧比較部１５１による比較結果のうち、装着者の口からの距離が互いに異なる２つのマイクロフォンで取得される音声の音圧差に基づいて、話者が装着者か装着者以外の者である他者であるかを識別（自他識別）する自他識別部１５４と、対面角度αを出力する対面角度出力部１５５と、を備える。
【００４６】
また図８は、端末装置１０の動作について説明したフローチャートである。以下、図２、図７、図８を使用して端末装置１０の動作について説明を行なう。
まずマイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが、話者の音声を取得する（ステップ１０１）。そして第１増幅器１３ａ、第２増幅器１３ｂ、第３増幅器１３ｃ、第４増幅器１３ｄがそれぞれマイクロフォン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからの音声信号を増幅する（ステップ１０２）。
【００４７】
次に増幅された音声信号は、音声解析部１５に送られ、音圧比較部１５１においてマイクロフォン１１ｃ、１１ｄにより取得された音声の音圧を比較する（ステップ１０３）。そして音声信号選択部１５２において、音圧比較部１５１による比較結果のうち、第３マイクロフォン１１ｃで取得された音声の音圧と第４マイクロフォン１１ｄで取得された音声の音圧とを比較結果により、音圧が大きい方が装着者に対し外側を向いていると判断する。そして音圧が大きいと判断されたマイクロフォンにより取得された音声の音声信号に関する情報を選択する（ステップ１０４）。
【００４８】
つまり第３マイクロフォン１１ｃと第４マイクロフォン１１ｄの位置関係では、装着者に対し、外側を向いている方が内側を向いている方より音声の取得がより良好に行なわれ、そのため音圧がより大きくなる。そのため第３マイクロフォン１１ｃで取得された音声の音圧が第４マイクロフォン１１ｄで取得された音声の音圧より大きい場合は、第３マイクロフォン１１ｃが外側に向いていると判断できる。そしてこの場合は、端末装置１０の装着状態は、図６（ａ）に示した場合であると判断できる。
逆に第４マイクロフォン１１ｄで取得された音声の音圧が第４マイクロフォン１１ｄで取得された音声の音圧より大きい場合は、第３マイクロフォン１１ｃが外側に向いていると判断できる。そしてこの場合は、端末装置１０の装着状態は、図６（ｂ）に示した場合であると判断できる。
【００４９】
次に音圧比較部１５１の判断結果に基づき、位置関係決定部１５３によりマイクロフォン１１ａ、１１ｂの位置関係を決定する（ステップ１０５）。即ち、マイクロフォン１１ａ、１１ｂの位置関係は、図６（ａ）で説明した場合であるか、図６（ｂ）で説明した場合であるかの何れか一方である。上述したとおり、音圧比較部１５１の比較結果からこれらのうちどちらであるかがわかるため、これからマイクロフォン１１ａ、１１ｂの位置関係がわかる。つまり位置関係決定部１５３は、音圧比較部１５１の判断結果から提げ紐４０に設けられたマイクロフォン１１ａ、１１ｂの水平方向の位置関係を決定する。
【００５０】
そして自他識別部１５４において、話者が装着者か装着者以外の者である他者であるかを識別（自他識別）する（ステップ１０６）。このとき装置本体３０に配されるマイクロフォン１１ｃ、１１ｄのうち、音声信号選択部１５２により選択された装着者に対し外側を向いているマイクロフォンを使用する。内側を向いているマイクロフォンを使用すると、音声の取得状態が悪化するため、正確な自他識別結果が得られなくなるおそれがある。よって端末装置１０の装着状態が、図６（ａ）に示した場合は、第３マイクロフォン１１ｃにより取得した音声の音圧を用い、図６（ｂ）に示した場合は、第４マイクロフォン１１ｄにより取得した音声の音圧を用いる。
【００５１】
そして自他識別部１５４において話者が装着者であると識別（即ち他者ではないと識別）された場合（ステップ１０７でＮｏ）は、ステップ１０１に戻る。一方、話者が他者であると識別された場合（ステップ１０７でＹｅｓ）は、図５で説明した手法により、対面角度出力部１５５において、まず第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂに話者の音声が到達する時間差Δｔが求められる（ステップ１０８）。さらに対面角度出力部１５５において、図４で説明した手法により、この時間差Δｔおよび第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂが離間する距離Ｄに基づいて、装着者と話者との向き合う角度である対面角度αを求める（ステップ１０９）。このとき位置関係決定部１５３により決定されている第１マイクロフォン１１ａと第２マイクロフォン１１ｂの位置関係を利用する。つまり図６（ａ）に示すように装着者から見て、第１マイクロフォン１１ａが左側で、第２マイクロフォン１１ｂが右側に位置するか、逆に図６（ｂ）に示すように装着者から見て、第１マイクロフォン１１ａが右側で、第２マイクロフォン１１ｂが左側に位置するかを考慮して、対面角度αの算出を行なう。
【００５２】
そして自他識別結果や対面角度αの情報を含む音声の音声信号に関する情報は、データ送信部１６によりホスト装置２０に出力される（ステップ１１０）。このときデータ送信部１６は、装着者に対し外側を向いている面に配されるマイクロフォンにより取得された音声の音声信号に関する情報を選択して送信する。またマイクロフォン１１ａ、１１ｂに関しては、位置関係決定部１５３により決定された水平方向の位置関係に対応させて音声の音声信号に関する情報を送信する。
【００５３】
以上詳述したような音声解析システム１により、自他識別結果や対面角度の情報を装着者と話者との関係を判定する情報として利用できる。
ここで装着者と話者との関係として判定を行なう事項としては、例えば、装着者と話者とのコミュニケーション関係である。例えば、装着者と話者が近い距離に位置し、さらに対面角度の情報により向き合っていることがわかれば、装着者と話者が会話を行なっている可能性が高い。また装着者と話者が反対方向を向いていれば、会話を行なっていない可能性が高い。実際には、他に話者や装着者の音声が取得されるタイミングや、間合いなど他の情報も使用して判定が行なわれる。また装着者と話者との関係として、上下方向の対面角度を使用して、一方が他方を上から見下ろしている関係にあるなどの判定も可能である。また複数の端末装置１０からの情報をもとに、会話を行っている複数人の間での位置の相互関係などの処理をしても良い。
【００５４】
また上述した例では、自他識別の判断や対面角度の出力を端末装置１０で行なっていたが、これに限られるものではなく、ホスト装置２０の方で行なってもよい。この形態における音声解析システム１としては、図１のものに対し、音声解析部１５で行なっていた自他識別部１５４および対面角度出力部１５５の機能を、例えば、ホスト装置２０のデータ解析部２３で行なう。そしてこの場合、データ解析部２３は、話者が装着者か他者かを識別する自他識別部として機能する。
【００５５】
＜プログラムの説明＞
なお図８で説明を行った本実施の形態における端末装置１０が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、端末装置１０に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないＣＰＵが、端末装置１０の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
【００５６】
よって図８で説明を行った端末装置１０が行なう処理は、コンピュータに、板形状の装置本体３０の両面に配される複数のマイクロフォン１１ｃ、１１ｄから話者の音声を取得する機能と、装置本体３０の一方の面に配された第３マイクロフォン１１ｃで取得された音声の音圧と他方の面に配された第４マイクロフォン１１ｄで取得された音声の音圧とを比較する機能と、音圧が大きいと判断されたマイクロフォンにより取得された音声の音声信号に関する情報を選択する機能と、を実現させるプログラムとして捉えることもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１…音声解析システム、１０…端末装置、１１ａ…第１マイクロフォン、１１ｂ…第２マイクロフォン、１１ｃ…第３マイクロフォン、１１ｄ…第４マイクロフォン、１５…音声解析部、１６…データ送信部、２０…ホスト装置、２１…データ受信部、３０…装置本体、４０…提げ紐、１５１…音圧比較部、１５２…音声信号選択部、１５４…自他識別部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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