(57)【要約】【課題】音声発生機器を有する音声発生システムにおいて、音声発生機器とは別個の音源が発する音声を用いて音声発生機器を所望の方向に向ける技術を提供する。【解決手段】音声発生システム１０は、音声発生機器２１，２２と、Ｎ個（Ｎは、１以上の整数）のマイク３１，３２と、Ｎ個のエコーキャンセラ５１，５２と、音声発生機器２１，２２の方向を変更する駆動部とを有している。Ｎ個のエコーキャンセラ５１，５２は、Ｎ個のマイク３１，３２により収音された音声から音声発生機器が発生する音声を除去して、音声発生機器とは別個の音源が発しＮ個のマイク３１，３２に到来するＮ種の音声をそれぞれ出力する。駆動部は、Ｎ個のエコーキャンセラ３１，３２が出力するＮ種の音声に応じて、音声発生機器の方向を変更する。【選択図】図２
2015103824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声を発生する音声発生システムであって、
音声発生機器と、
Ｎ個（Ｎは、１以上の整数）のマイクと、
前記Ｎ個のマイクにより収音された音声から前記音声発生機器が発生する音声を除去して、前記音声発生機器とは別個の音源が発し前記Ｎ個のマイクに到来するＮ種の音声をそれぞれ出力するＮ個のエコーキャンセラと、
前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に応じて、前記音声発生機器の方向を変更する駆動部と、
を備える音声発生システム。
【請求項２】
請求項１記載の音声発生システムであって、
Ｎは、２以上であり、
前記音声発生システムは、さらに、
前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に基づいて、前記音源の方向を推定する音源方向推定部
を備え、
前記駆動部は、前記音源方向推定部により推定された前記音源の方向に基づいて、前記音声発生機器の方向を変更する
音声発生システム。
【請求項３】
請求項１記載の音声発生システムであって、さらに、
前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に基づいて、前記音源が発した音声の内容を判別する音声認識部
を備え、
前記駆動部は、前記音声認識部により判別された音声の内容に従って、前記音声発生機器の方向を変更する
音声発生システム。
【請求項４】
請求項３記載の音声発生システムであって、
Ｎは、２以上であり、
前記音声発生システムは、さらに、
前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に基づいて、前記音源の方向を推定する音源方向推定部と、
前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に基づいて、前記音源方向推定部により推定された前記音源の方向からの音声を強調する音声強調部と、
を備え、
前記音声認識部は、前記音声強調部により強調された音声に基づいて前記音源が発した音声の内容を判別する
音声発生システム。
【請求項５】
音声発生機器を配置するための音声発生機器用スタンドであって、
Ｎ個（Ｎは、１以上の整数）のマイクと、
前記Ｎ個のマイクにより収音された音声から前記音声発生機器が発生する音声を除去して、前記音声発生機器とは別個の音源が発し前記Ｎ個のマイクに到来するＮ種の音声をそれぞれ出力するＮ個のエコーキャンセラと、
前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に応じて、前記音声発生機器の方向を回転させる駆動部と、
を備える音声発生機器用スタンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声発生機器や音声発生機器を有する音声発生システムにおいて、音声発生機器とは別個の音源が発する音声を用いて音声発生機器を所望の方向に向ける技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ会議システムでは、話者を撮像するために、複数のマイクロホンを使用して話者の方位を特定し、特定された方位に撮像装置の指向方向を向けることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９６３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、音源である話者の発する音声により話者の方位を特定する技術は、話者以外に音源がある場合には、正確に話者の方位を特定することが困難である。そのため、従来より、音源の発する音声により当該音源の方位を特定する技術は、音声を発生する機器を話者の方向に向ける方法には適用されてこなかった。また、同様の問題があるため、特定の音源が発する音声を用いて、音声を発生する機器を所望の方向に向けることについては、従来から考慮されてこなかった。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、音声発生機器や音声発生機器を有する音声発生システムにおいて、音声発生機器とは別個の音源が発する音声を用いて音声発生機器を所望の方向に向ける技術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】
【０００６】
上記課題の少なくとも一部を達成するために、本発明の音声発生システムは、音声を発生する音声発生システムであって、音声発生機器と、Ｎ個（Ｎは、１以上の整数）のマイクと、前記Ｎ個のマイクにより収音された音声から前記音声発生機器が発生する音声を除去して、前記音声発生機器とは別個の音源が発し前記Ｎ個のマイクに到来するＮ種の音声をそれぞれ出力するＮ個のエコーキャンセラと、前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に応じて、前記音声発生機器の方向を変更する駆動部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、Ｎ個のエコーキャンセラがＮ個のマイクにより収音された音声から音声発生機器が発生する音声を除去する。そして、Ｎ個のエコーキャンセラは、音声発生機器とは別個の音源が発しＮ個のマイクに到来するＮ種の音声をそれぞれ出力する。この場合、音声発生機器が音声を発生している状態においても、音声発生機器とは別個の音源が発した音声をＮ種の音声として抽出することができるので、駆動部がＮ種の音声に応じて音声発生機器の方向を変更することにより、音声発生機器とは別個の音源が発する音声を用いて音声発生機器を所望の方向に向けることが可能となる。
【０００８】
前記音声発生システムにおいて、Ｎは、２以上であり、前記音声発生システムは、さらに、前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に基づいて、前記音源の方向を推定する音源方向推定部を備え、前記駆動部は、前記音源方向推定部により推定された前記音源の方向に基づいて、前記音声発生機器の方向を変更するものとしても良い。
【０００９】
この構成によれば、Ｎ種の音声として抽出された音声発生機器とは別個の音源が発した音声に基づいて、当該音源の方向が推定される。そして、音声発生機器の方向は、推定された音源の方向に基づいて変更されるので、音声発生機器を音声発生機器とは別個の音源の方向により容易に向けることができる。
【００１０】
前記音声発生システムは、さらに、前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に基づいて、前記音源が発した音声の内容を判別する音声認識部を備え、前記駆動部は、前記音声認識部により判別された音声の内容に従って、前記音声発生機器の方向を変更するものとしても良い。
【００１１】
この構成によれば、音声認識部により判別された音声の内容に従って、音声発生機器の方向が変更されるので、より的確に音声発生機器を所望の方向に向けることが可能となる。
【００１２】
前記音声発生システムにおいて、Ｎは、２以上であり、音声発生システムは、さらに、前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に基づいて、前記音源の方向を推定する音源方向推定部と、前記Ｎ個のエコーキャンセラが出力する前記Ｎ種の音声に基づいて、前記音源方向推定部により推定された前記音源の方向からの音声を強調する音声強調部と、を備え、前記音声認識部は、前記音声強調部により強調された音声に基づいて前記音源が発した音声の内容を判別するものとしても良い。
【００１３】
この構成によれば、音源方向推定部により推定された音源の方向からの音声が強調されるので、音源が発した音声は、周囲の雑音よりも相対的に大きくなる。そのため、音声認識部は、より正確に音源が発した音声の内容を判別することができるので、的確に音声発生機器を所望の方向に向けることがより容易となる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、音声発生システム、音声発生機器を配置するための音声発生機器用スタンド、これらの音声発生システムや音声発生機器用スタンドの制御方法、その制御方法を実現するためのプログラム、等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態としてのスピーカシステムの外観形状を示す説明図。
【図２】スピーカシステムの機能的な構成を示すブロック図。
【図３】スピーカシステムにおける処理の流れを示すフローチャート。
【図４】スピーカシステムの使用状態を示す説明図。
【図５】スピーカシステムの使用状態を示す説明図。
【図６】第２実施形態としてのスピーカスタンドの使用状態を示す説明図。
【図７】スピーカスタンドの機能的な構成を示すブロック図。
【図８】スピーカスタンドとスピーカシステムとの接続態様の変形例を示す説明図。
【図９】スピーカスタンドとスピーカシステムとの接続態様の変形例を示す説明図。
【図１０】第３実施形態としてのスピーカスタンドの使用状態を示す説明図。
【図１１】スピーカスタンドの機能的な構成を示すブロック図。
【図１２】第４実施形態としてのスピーカシステムの機能的な構成を示すブロック図。
【図１３】スピーカシステムにおける処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．スピーカシステムの構成：
図１は、本発明の第１実施形態としてのスピーカシステム１０の外観形状を示す説明図である。図１（ａ）は、スピーカシステム１０の斜視図であり、図１（ｂ）は、スピーカシステム１０の底面図である。図１に示すスピーカシステム１０では、２つのスピーカユニット２１，２２と、２つのマイク３１，３２と、脚部４０とが筐体１１に取り付けられている。脚部４０は、図示しないモータを介して筐体１１に取り付けられている。このモータを駆動することにより、筐体１１は、回転軸４１を中心として左右方向に回転する。このとき、スピーカシステム１０は、回転軸４１を中心に全体としてその向きを変えるので、スピーカシステム１０自体が回転軸４１を中心に回転しているものと捉えることができる。なお、図１の例では、脚部４０を円筒状に描いているが、脚部４０の形状は種々変更することができる。
【００１７】
図２は、スピーカシステム１０の機能的な構成を示すブロック図である。スピーカシステム１０は、２つのスピーカユニット２１，２２と、２つのマイク３１，３２と、２つのマイク３１，３２にそれぞれ接続された２つのエコーキャンセラ５１，５２と、方向調整部６０と、脚部４０（図１）を筐体１１に対して回転させるモータ７０と、モータ７０を制御するモータ制御部７１と、を有している。方向調整部６０は、外部からスピーカシステム１０に到来した音の到来方向の推定（後述する）を行う到来方向推定部６１を有している。
【００１８】
スピーカシステム１０には、所定の音声信号用のインタフェース（図示しない）が設けられており、このインタフェースを介して接続された音楽プレーヤＭＰから、ＬとＲの２チャンネルの音声信号（ステレオ音声信号）が入力される。なお、音声信号用のインタフェースとしては、音声信号が伝送できるものであれば、有線・無線を問わず任意の種類のインタフェースを用いることができる。ステレオ音声信号のうちの、Ｌチャンネルの音声信号はスピーカユニット２１に供給され、Ｒチャンネルの音声信号はスピーカユニット２２に供給される。これにより、スピーカシステム１０では、ステレオ音声が再生される。なお、以下では、特に断らない限り、音声信号とはステレオ音声信号のことをいう。
【００１９】
なお、第１実施形態のスピーカシステム１０は、音声を発生する機器であると同時に、全体として音声を発生する機能を有しているので、音声発生システムともいうことができる。この場合において、スピーカユニット２１，２２は、音声発生システムにおける音声発生機器として捉えることも可能である。
【００２０】
Ａ２．スピーカシステムにおける処理の流れとスピーカシステムの動作：
図３は、スピーカシステム１０（図２）における処理の流れを示すフローチャートである。スピーカシステム１０は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、マイク３１，３２やモータ７０等とのインタフェースと（いずれも図示しない）を有するコンピュータとしての機能を備えている。ＣＰＵがＲＯＭやＲＡＭに格納されたプログラムを実行することにより、図３（ａ）に示す方向調整処理と、図３（ｂ）に示すモータ制御処理とが実行され、エコーキャンセラ５１，５２、方向調整部６０およびモータ制御部７１の各機能部が実現される。この場合、機能部間の種々の信号の授受は、ＲＡＭの所定の領域にデータを格納し、格納されたデータを読み出すことにより行われる。
【００２１】
図４および図５は、スピーカシステム１０の使用状態を示す説明図であり、図３の方向調整処理およびモータ制御処理が実行された際のスピーカシステム１０の動作を示している。図４および図５の例では、音楽プレーヤＭＰ（図２）から供給される音声信号により、スピーカユニット２１，２２から音楽が再生されている。図４（ａ）に示す初期の状態において、ユーザＵＳＲは、一点鎖線で示すスピーカシステム１０の正面方向から、スピーカシステム１０に向かって右にずれた方向に位置している。
【００２２】
図３（ａ）に示す方向調整処理は、タイマ割り込み等の機能により定期的に実行される。方向調整処理のステップＳ１１では、スピーカシステム１０が備えるマイクの数だけ、エコーキャンセルの処理が行われる。このエコーキャンセルの処理は、並列に実行される。第１実施形態のスピーカシステム１０では、エコーキャンセラ５１，５２（図２）が、それぞれに接続されたマイク３１，３２により収音されたマイク入力音に対してエコーキャンセルの処理を施す。具体的には、エコーキャンセラ５１，５２は、音楽プレーヤＭＰ（図２）から入力された音声信号を参照信号とし、その参照信号を適応フィルタに通して得られる疑似エコー信号をマイク入力音から差し引く（例えば、電子情報通信学会『知識の森』（http://www.ieice-hbkb.org/）２群−６編−５章参照）。これにより、スピーカユニット２１，２２が発した音がマイク３１，３２に伝達されることにより発生する音響エコーが除去され、スピーカシステム１０とは別個の音源が発することにより、スピーカシステム１０の外部から到来した音（外部到来音）が抽出される。抽出された外部到来音は、エコーキャンセラ５１，５２から方向調整部６０（図２）の到来方向推定部６１に供給される。なお、スピーカシステム１０には、２つのマイク３１，３２と２つのエコーキャンセラ５１，５２とが設けられているため、２つのエコーキャンセラ５１，５２が出力する外部到来音は、２種の音声として到来方向推定部６１に供給される。
【００２３】
図４（ａ）の例では、スピーカユニット２１，２２から音楽が再生されている状態で、ユーザＵＳＲが声を発している。ユーザＵＳＲが発した声は、スピーカシステム１０のマイク３１，３２により収音される。マイク３１，３２により収音された音（マイク入力音）には、ユーザＵＳＲの声と、スピーカユニット２１，２２により再生されている音楽（すなわち、音響エコー）との双方が含まれている。マイク入力音に対して、エコーキャンセルの処理を施すことにより（図３（ａ）のステップＳ１１）、ユーザＵＳＲの声が外部到来音として抽出される。
【００２４】
図３（ａ）のステップＳ１２において、到来方向推定部６１（図２）は、エコーキャンセラ５１，５２から供給された外部到来音に基づいて、音声の到来方向を推定する。音声の到来方向は、遅延時間推定法等の周知の音声到来方向推定技術（例えば、電子情報通信学会『知識の森』（http://www.ieice-hbkb.org/）２群−６編−３章参照）を用いて推定される。なお、到来方向推定部６１は、スピーカシステム１０とは別個の音源が発した外部到来音の到来方向を推定しているので、当該音源の方向を推定する音源方向推定部ともいうことができる。
【００２５】
到来方向推定部６１により推定された外部到来音の到来方向は、スピーカシステム１０を外部到来音の到来方向へ向けるために必要な回転角度（以下、単に「回転角度」とも呼ぶ）として与えられる。なお、以下の説明では、回転角度を、スピーカシステム１０を上から見て反時計回りの方向を正とし、時計回りの方向を負とする符号付の角度として表す。但し、回転角度は、この反対に、スピーカシステム１０を上から見て時計回りの方向を正とし、反時計回りの方向を負とするものとしても良い。
【００２６】
ステップＳ１３において、方向調整部６０（図２）は、外部到来音の到来方向が特定されたか否かを判断する。具体的には、エコーキャンセラ５１，５２により抽出された外部到来音の音量が予め設定された閾値よりも小さい場合、あるいは、複数の方向から音が到来して優位な到来方向が特定できなかった場合等には、外部到来音の到来方向が特定されなかったものと判断される。一方、外部到来音の音量が十分に大きく、かつ、優位な到来方向が特定できた場合には、外部到来音の到来方向が特定されたものと判断される。外部到来音の到来方向が特定されたものと判断された場合には、制御はステップＳ１４に移され、外部到来音の到来方向が特定されなかったものと判断された場合には、方向調整処理は終了する。
【００２７】
図３（ａ）のステップＳ１４において、方向調整部６０（図２）は、制御信号として、到来方向推定部６１により推定された外部到来音の到来方向、すなわち、回転角度をモータ制御部７１に送出する。そして、モータ制御部７１に制御信号を送出した後、方向調整処理は終了する。なお、回転角度の絶対値が予め設定された値よりも小さい場合、モータ制御部７１への制御信号の送出を省略するものとしても良い。
【００２８】
図４（ｂ）は、ユーザＵＳＲの声（すなわち、外部到来音）の到来方向が推定された状態を示している。ユーザＵＳＲは、一点鎖線で示すスピーカシステム１０の正面方向から、スピーカシステム１０に向かって右にずれた方向において声を発している。そのため、図３（ａ）のステップＳ１２において、音声の到来方向は、二点鎖線で示すユーザＵＳＲの方向と推定される。図４（ｂ）の例では、音声の到来方向（ユーザＵＳＲの方向）は、スピーカシステム１０の正面方向から、スピーカシステム１０を上から見て反時計回りに角度θ回転させた方向と推定されている。そして、図３（ａ）のステップＳ１３においては、外部到来音の到来方向が特定されたものと判断され、ステップＳ１４において、回転角度θが制御信号としてモータ制御部７１に送出される。
【００２９】
図３（ｂ）に示すモータ制御処理は、タイマ割り込み等の機能により定期的に実行される。モータ制御処理のステップＳ２１において、モータ制御部７１（図２）は、方向調整部６０（図２）から制御信号が送出されたか否かを判断する。制御信号が送出されなかったものと判断された場合、制御はステップＳ２３に移される。一方、方向調整部６０からモータ制御部７１に制御信号が送出されたものと判断された場合、制御はステップＳ２２に移される。制御信号が送出されたか否かは、ＲＡＭの所定の領域に格納されたフラグのオン・オフ状態や、制御信号に対応するデータの数値に基づいて判断することができる。なお、図３（ｂ）に示すモータ制御処理では、ステップＳ２１で制御信号が送出されなかったものと判断された場合、制御をステップＳ２３に移しているが、制御をステップＳ２３に移すことなく、モータ制御処理を終了するものとしても良い。
【００３０】
ステップＳ２２において、モータ制御部７１（図２）は、制御信号として送出された回転角度と、実行時点においてスピーカシステム１０が向いている方向（現時点方向）とに基づいて、スピーカシステム１０を向ける目標方向を更新する。目標方向および現時点方向は、脚部４０（図４）を基準とする特定の方向（例えば、筐体１１と脚部４０との機械的な原点方向）からの角度として表される。この場合、目標方向は、現時点方向に回転角度を加算した角度に更新される。
【００３１】
図５（ａ）は、図３（ｂ）のステップＳ２２において目標方向が更新された状態を示している。図５（ａ）の例では、現時点方向は、一点鎖線で示すスピーカシステム１０の正面方向となっている。そして、回転角度がθとなっているので、目標方向は、二点鎖線で示すユーザＵＳＲの方向となる。
【００３２】
図３（ｂ）のステップＳ２３において、モータ制御部７１（図２）は、モータ７０を駆動してスピーカシステム１０を目標方向に向かって回転させる。具体的には、モータ制御部７１は、目標方向と現時点方向との角度差（すなわち、回転角度）に応じて、モータ７０を駆動する。これにより、スピーカシステム１０は、回転角度分だけ回転して、目標方向に向く。このように、モータ７０と、モータ制御部７１とにより、スピーカシステム１０の方向は変化させられる。そのため、モータ７０とモータ制御部７１とを合わせて一個の機能部（駆動部）として捉えることも可能である。
【００３３】
図５（ｂ）は、モータ７０が駆動されてスピーカシステム１０が回転した状態を示している。図５（ｂ）に示すように、図３（ｂ）のステップＳ２３においてモータ７０を回転させることにより、スピーカシステム１０の筐体１１は、脚部４０に対して回転角度θだけ回転する。これにより、一点鎖線で示す方向を向いていたスピーカシステム１０は、二点鎖線で示す目標方向（すなわち、ユーザＵＳＲの方向）を向く。
【００３４】
このように、第１実施形態のスピーカシステム１０では、２つのマイク３１，３２により収音された音（マイク入力音）にエコーキャンセル処理を施すことにより、マイク入力音から、スピーカユニット２１，２２からマイク３１，３２に伝達されてきた音（音響エコー）が除去される。そして、マイク入力音から音響エコーを除去した音（外部到来音）から音声の到来方向を推定し、推定された到来方向に基づいてスピーカシステム１０を回転する。これにより、スピーカシステム１０において音声が再生されている場合においても、ユーザＵＳＲの発した声の到来方向、すなわち、ユーザＵＳＲの方向にスピーカシステム１０を向けることが可能となる。
【００３５】
なお、第１実施形態のスピーカシステム１０では、２つのマイク３１，３２と２つのエコーキャンセラ５１，５２を用いているが、マイクおよびエコーキャンセラの数は、２以上であれば、任意の数とすることができる。マイクおよびエコーキャンセラの数を３以上とすることにより、左右および上下の各方向における回転角度として、音声の到来方向を推定することができる。そして、左右方向に加え、上下方向に回転させるモータを用いることにより、ユーザの姿勢に関わらずスピーカシステムをユーザの頭部へ向けることが可能となる。
【００３６】
第１実施形態のスピーカシステム１０では、モータ制御処理（図３（ｂ））のステップＳ２３において、目標方向と現時点方向との角度差（回転角度）に応じて、モータ７０を駆動しているが、回転角度が予め設定された上限角度以上である場合には、目標方向に向かって上限角度の分だけモータ７０を駆動し、回転角度が上限角度未満である場合には、目標方向に向かって回転角度分だけモータ７０を駆動するものとしても良い。このようにしても、モータ制御処理を複数回繰り返すことにより、スピーカシステム１０を外部到来音の到来方向（ユーザの方向）に向けることができる。このように上限角度を設定した場合、以下のような効果を奏する。ユーザが一時的に移動した先で声を発した場合においても、スピーカシステム１０は、直ちにユーザが移動した先の方向に向かない。そのため、ユーザが移動先から戻った際においても、スピーカシステム１０は、ユーザの方向に近い方向を向いた状態にすることができる。また、移動先から戻ったユーザが声を発してスピーカシステム１０をユーザの方向に向ける際には、スピーカシステム１０の回転角度を小さくすることができるので、より速やかにスピーカシステム１０をユーザの方向に向けることが可能となる。
【００３７】
Ｂ．第２実施形態：
Ｂ１．スピーカスタンドの構成：
図６は、本発明の第２実施形態としてのスピーカスタンド８０の使用状態を示す説明図である。スピーカスタンド８０は、その筐体８１の上面にスピーカシステム１０ａを配置するように構成されている。スピーカシステム１０ａは、筐体１１ａに取り付けられた２つのスピーカユニット２１ａ，２２ａを有している。また、スピーカスタンド８０では、２つのマイク３１ａ，３２ａおよび脚部４０ａが筐体８１に取り付けられている。脚部４０ａは、第１実施形態のスピーカシステム１０と同様に、図示しないモータを介して筐体８１に取り付けられており、スピーカスタンド８０および筐体８１の上面に配置されたスピーカシステム１０ａを回転させることができる。なお、スピーカシステム１０ａは、音声を発生する機器であるので、音声発生機器とも言うことができる。
【００３８】
図７は、スピーカスタンド８０の機能的な構成を示すブロック図である。スピーカスタンド８０は、スピーカユニット２１，２２が省略されている点と、スピーカユニット２１，２２に換えて外部に接続されたスピーカシステム１０ａに音声信号を供給している点で、第１実施形態のスピーカシステム１０と異なっている。他の点は、第１実施形態のスピーカシステム１０と同様である。
【００３９】
スピーカスタンド８０においても、第１実施形態のスピーカシステム１０と同様の処理（図３）が行われる。そのため、第１実施形態と同様に、スピーカシステム１０ａにおいて音声が再生されている場合においても、ユーザが声を発することにより、ユーザの発した声の到来方向、すなわち、ユーザの方向にスピーカスタンド８０およびスピーカシステム１０ａを向けることが可能となる。
【００４０】
Ｂ２．接続態様の変形例：
スピーカスタンド８０には、所定の音声信号用のインタフェース（図示しない）が設けられている。図７の例では、音楽プレーヤＭＰとスピーカシステム１０ａとは、このインタフェースを介してスピーカスタンド８０に接続されている。そして、音楽プレーヤＭＰが出力する音声信号は、一旦スピーカスタンド８０に入力された後、スピーカスタンド８０からスピーカシステム１０ａに供給されている。しかしながら、スピーカスタンド、音楽プレーヤおよびスピーカシステムは、図７とは異なる態様で接続されるものとしても良い。なお、音声信号用のインタフェースとしては、音声信号を伝送できるものであれば、有線・無線を問わず任意の種類のインタフェースを用いることができる。
【００４１】
図８および図９は、スピーカスタンド８０ａとスピーカシステム１０ａ，１０ｇとの接続態様の変形例を示す説明図である。なお、これらの場合、スピーカスタンド８０ａからは、音声信号を出力する必要がない。そのため、図８および図９に示すように、スピーカスタンド８０ａからは、音声信号を出力するための線路が省略され、入力された音声信号は、エコーキャンセラ５１，５２で使用される参照信号としてのみ用いられる。但し、図８および図９に示すスピーカスタンド８０ａに換えて、図７に示すスピーカスタンド８０をそのまま使用することも可能である。
【００４２】
図８に示す接続態様の第１の変形例では、スピーカスタンド８０ａおよびスピーカシステム１０ａは、音楽プレーヤＭＰに並列に接続されている。そして、音楽プレーヤＭＰから出力される音声信号は、スピーカスタンド８０ａおよびスピーカシステム１０ａのそれぞれに直接供給される。そのため、スピーカシステム１０ａへの音声信号の伝送経路をより簡略化することができるので、音声信号の伝送過程で音質が低下することを抑制することが可能となる。
【００４３】
図９に示す接続態様の第２の変形例では、音楽プレーヤＭＰが出力する音声信号は、一旦スピーカシステム１０ｇに入力された後、スピーカシステム１０ｇからスピーカスタンド８０ａに供給される。この場合、スピーカシステム１０ｇには、音声信号を出力するための線路が付加されるので、スピーカシステム１０ｇの構成が、図７および図８のスピーカシステム１０ａよりも複雑になる。但し、スピーカシステム１０ｇが出力する音声信号を、スピーカシステム１０ｇの再生特性等に合わせて補正することができる。そのため、スピーカスタンド８０ａでは、音響エコーの除去をより確実に行うことができ、外部到来音の到来方向をより正確に推定することが可能となる。
【００４４】
Ｃ．第３実施形態：
図１０は、本発明の第３実施形態としてのスピーカスタンド８０ｂの使用状態を示す説明図である。図１０は、スピーカスタンド８０ｂと、その筐体８１ｂの上面に配置されたスピーカシステム１０ｂとからなる組を２組用いたスピーカセット１を示している。スピーカシステム１０ｂは、筐体１１ｂに取り付けられた１つのスピーカユニット２３を有している。スピーカスタンド８０ｂでは、１つのマイク３３および脚部４０ｂが筐体８１ｂに取り付けられている。脚部４０ｂは、第１実施形態のスピーカシステム１０や第２実施形態のスピーカスタンド８０と同様に、図示しないモータを介して筐体８１ｂに取り付けられており、スピーカスタンド８０ｂおよび筐体８１ｂの上面に配置されたスピーカシステム１０ｂを回転させることができる。なお、図１０に示すように、スピーカセット１は、それぞれ２つのスピーカシステム１０ｂとスピーカスタンド８０ｂとを有している。そこで、以下では、スピーカシステム１０ｂやスピーカスタンド８０ｂ等の複数ある構成部を区別する場合には、符号の後に［１］あるいは［２］を付加して表記する。
【００４５】
第３実施形態のスピーカセット１は、２つのスピーカシステム１０ｂを有しているので、一方のスピーカシステム１０ｂにおいてＬチャンネルの音声信号を再生し、他方のスピーカシステム１０ｂにおいてＲチャンネルの音声信号を再生することにより、スピーカセット１でステレオの音声が再生される。このように、スピーカセット１は、全体として音声を発生する機能を有しているので、音声発生システムともいうことができる。
【００４６】
図１１は、スピーカスタンド８０ｂの機能的な構成を示すブロック図である。なお、２つのスピーカスタンド８０ｂ［１］，８０ｂ［２］の構成は同一であるので、図１１では、一方のスピーカスタンド８０ｂ［１］についてのみ構成を図示している。スピーカスタンド８０ｂ［１］は、２つのマイク３１ａ，３２ａおよび２つのエコーキャンセラ５１，５２に換えて、スピーカスタンド８０ｂ［１］が有するマイク３３［１］およびエコーキャンセラ５３［１］と、他のスピーカスタンド８０ｂ［２］が有するマイク３３［２］およびエコーキャンセラ５３［２］とを使用している点で、第２実施形態のスピーカスタンド８０（図７）と異なっている。他の点は、第２実施形態のスピーカスタンド８０と同様である。
【００４７】
第３実施形態のスピーカセット１では、マイク３３［１］が収音したマイク入力音には、スピーカシステム１０ｂ［１］のスピーカユニット２３［１］（図１０）から伝達されてきた音と、スピーカシステム１０ｂ［２］のスピーカユニット２３［２］から空間を伝播してきた音とが含まれる。エコーキャンセラ５３［１］は、これらの音を音響エコーとして、マイク３３［１］が収音したマイク入力音から除去する。音響エコーが除去された外部到来音は、到来方向推定部６１［１］と、他のスピーカスタンド８０ｂ［２］が有する到来方向推定部６１［２］とに供給される。
【００４８】
到来方向推定部６１［１］は、スピーカスタンド８０ｂ［１］のエコーキャンセラ５３［１］から供給される外部到来音と、他のスピーカスタンド８０ｂ［２］のエコーキャンセラ５３［２］から供給される外部到来音とに基づいて、音声の到来方向を推定する。なお、この場合、到来方向の推定には、２つのスピーカスタンド８０ｂ［１］，８０ｂ［２］間の距離等、２つのスピーカスタンド８０ｂ［１］，８０ｂ［２］の位置関係に関する情報が必要となる。このような位置関係に関する情報は、予めユーザにより入力される。また、ユーザが位置関係に関する情報を入力するのに換えて、個々のスピーカシステム１０ｂ［１］，１０ｂ［２］に位置測定用の音声を再生させるとともに、別個に設けられたマイクで収音した位置測定用の音声を解析することにより、２つのスピーカスタンド８０ｂ［１］，８０ｂ［２］の位置関係に関する情報を設定するものとしても良い。２つのスピーカスタンド８０ｂ［１］，８０ｂ［２］の位置関係は、上述した音声の解析による他、赤外線による位置の測定等、種々の位置測定方法を用いて取得することができる。
【００４９】
このように、第３実施形態のスピーカセット１においても、２つのマイク３３［１］，３３［２］と、個々のマイク３３［１］，３３［２］に接続された２つのエコーキャンセラ５３［１］，５３［２］とにより、スピーカセット１の外部から到来した外部到来音が抽出される。そして、到来方向推定部６１により、抽出された外部到来音に基づいて外部到来音の到来方向が推定されるので、２つのスピーカスタンド８０ｂは、それぞれが有するモータ７０を駆動して、スピーカスタンド８０ｂとスピーカシステム１０ｂとを外部到来音の到来方向に向けることができる。そのため、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、スピーカセット１において音声が再生されている場合においても、ユーザが声を発することにより、ユーザの発した声の到来方向、すなわち、ユーザの方向にスピーカスタンド８０ｂおよびスピーカシステム１０ｂを向けることが可能となる。
【００５０】
なお、第３実施形態のスピーカスタンド８０ｂでは、スピーカスタンド８０ｂに入力された音声信号をそのままスピーカシステム１０ｂに出力しているが、スピーカシステム１０ｂに出力する音声信号を、外部到来音の到来方向に基づいて遅延させるものとしても良い。このようにすれば、２つのスピーカシステム１０ｂ［１］，１０ｂ［２］のいずれか一方に近い位置にユーザがいる場合においても、スピーカシステム１０ｂ［１］，１０ｂ［２］からユーザに到達する音声の位相を合わせることができるので、ユーザはより自然な音声を聴取することが可能となる。
【００５１】
また、第３実施形態のスピーカセット１では、ステレオ音声を再生するために、スピーカスタンド８０ｂと、スピーカシステム１０ｂとからなる組を２組用いている。但し、スピーカスタンド８０ｂと、スピーカシステム１０ｂとからなる組は、２以上であれば任意の数とすることができる。例えば、５．１チャンネルのサラウンド音声を再生するために、スピーカスタンド８０ｂおよびスピーカシステム１０ｂからなる組を５組と、サブウーファとを使用することも可能である。この場合においては、５．１チャンネルの音声信号をスピーカスタンド８０ｂに供給し、当該音声信号を参照信号としてエコーキャンセルが行われる。
【００５２】
上記説明では、本発明の第３実施形態として、スピーカシステム１０ｂを筐体８１ｂの上面に配置するスピーカスタンド８０ｂの例を示しているが、本発明の第３実施形態としては、スピーカシステム１０ｂおよびスピーカスタンド８０ｂの構成と機能とを有する単体のスピーカシステムとして構成することも可能である。
【００５３】
Ｄ．第４実施形態：
図１２は、本発明の第４実施形態としてのスピーカシステム１０ｃの機能的な構成を示すブロック図である。第４実施形態のスピーカシステム１０ｃは、モード切替スイッチ９１、音声データ格納部９２および音声データ登録部９３が付加されている点と、方向調整部６０ｃの構成が異なっている点とで、第１実施形態のスピーカシステム１０と異なっている。他の点は、第１実施形態のスピーカシステム１０と同様である。
【００５４】
スピーカシステム１０ｃは、動作モードとして、音声データを登録するための音声登録モード（後述する）と、第１実施形態のスピーカシステム１０と同様にスピーカシステム１０ｃの方向を調整する方向調整モードとを有している。モード切替スイッチ９１は、オルタネイト動作型（位置保持型）のスイッチで、スピーカシステム１０ｃの動作モードは、スイッチの位置に応じて、音声登録モードと方向調整モードとのいずれかに切り替えられる。
【００５５】
図１３は、スピーカシステム１０ｃにおける処理の流れを示すフローチャートである。スピーカシステム１０ｃは、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、二次記憶装置と、マイク３１，３２、モータ７０、モード切替スイッチ９１等とのインタフェースと（いずれも図示しない）を有するコンピュータとしての機能を備えている。ＣＰＵがＲＯＭやＲＡＭに格納されたプログラムを実行することにより、図１３（ａ）ないし（ｃ）に示す各処理が実行され、エコーキャンセラ５１，５２、方向調整部６０ｃ、モータ制御部７１および音声データ登録部９３の各機能部が実現される。なお、図１３（ｃ）に示すモータ制御処理は、図３（ｂ）に示す第１実施形態におけるモータ制御処理と同一であるので、ここではその説明を省略する。
【００５６】
図１３（ａ）に示すモード対応処理は、タイマ割り込み等の機能により定期的に実行される。モード対応処理のステップＳ３１において、スピーカシステム１０ｃは、モード切替スイッチ９１の位置に応じて、スピーカシステム１０ｃの動作モードが音声登録モードであるか否かを判断する。動作モードが音声登録モードであると判断された場合には、制御はステップＳ３２に移され、音声登録モードにおける処理が実行される。一方、動作モードが音声登録モードでない、すなわち、動作モードが方向調整モードであると判断された場合には、制御はステップＳ３４に移される。
【００５７】
ステップＳ３２において、音声データ登録部９３は、マイク３１が収音した音声を一時的に録音し、録音された音声を解析する。録音された音声を解析することにより、録音された音声からユーザの声を抽出する。ユーザの声は、例えば、人の声に含まれる帯域において一定以上の大きさの音が所定の時間（例えば、０．５〜２秒）継続して検出された場合に、継続して検出された音声として抽出することができる。
【００５８】
ステップＳ３３において、音声データ登録部９３は、ステップＳ３２において抽出されたユーザの声を表す音声データを、音声データ格納部９２に登録する。具体的には、二次記憶装置（図示しない）の所定の領域に確保された音声データ格納部９２に、ステップＳ３２において抽出されたユーザの声を表す音声データを格納する。そして、音声データ格納部９２への音声データの登録後、図１３（ａ）に示すモード対応処理は終了する。
【００５９】
ステップＳ３１において、動作モードが音声登録モードでないと判断された場合に制御が移されるステップＳ３４では、図１３（ｂ）に示す方向調整処理が実行される。そして、方向調整処理の終了後、モード対応処理は終了する。
【００６０】
図１３（ｂ）の方向調整処理は、ステップＳ１３がステップＳ４３に置き換えられている点と、ステップＳ１２とステップＳ４３との間に２つのステップＳ４１，Ｓ４２が付加されている点で、第１実施形態の方向調整処理（図３（ａ））と異なっている。他の点は、第１実施形態の方向調整処理と同様である。
【００６１】
ステップＳ４１において、到来方向強調部６２は、到来方向推定部６１において推定された到来方向からの音声（外部到来音）を強調する。具体的には、到来方向推定部６１から供給される外部到来音の到来方向を表す情報（方向情報）に基づいて、エコーキャンセラ５１，５２から供給される外部到来音に対してビームフォーミング（例えば、電気情報通信学会の知識ベース（http://www.ieice-hbkb.org/portal/）の２群−６編−２章参照）を施す。これにより、到来方向推定部６１により推定された到来方向からの音声が強調される。
【００６２】
ステップＳ４２において、音声認識部６３は、到来方向強調部６２において強調され、音声認識部６３に供給された音声（強調音声）からユーザの声を認識する。具体的には、パターンマッチング等の周知の音声認識技術を用いることにより、強調音声から音声データ格納部９２に登録された音声（登録音声）を検出する。
【００６３】
ステップＳ４３において、方向調整部６０ｃは、音声認識部６３による登録音声の検出結果に基づいて、強調音声が登録音声と一致するか否かを判断する。具体的には、強調音声から登録音声が検出された場合には、強調音声が登録音声と一致するものと判断され、制御はステップＳ１４に移される。一方、強調音声から登録音声が検出されなかった場合には、強調音声が登録音声と一致しないものと判断され、方向調整処理が終了する。
【００６４】
これにより、予め登録されたユーザの声が検出された場合、ステップＳ１４では、制御信号として、到来方向推定部６１において推定された回転角度をモータ制御部７１に送出する。そして、図１３（ｃ）に示すモータ制御処理が実行されることにより、スピーカシステム１０ｃは、ユーザの声の到来方向に向く。
【００６５】
このように、第４実施形態のスピーカシステム１０ｃにおいても、２つのマイク３１，３２により収音されたマイク入力音にエコーキャンセル処理を施すことにより、マイク入力音から音響エコーが除去される。そして、マイク入力音から音響エコーを除去した外部到来音から音声の到来方向を推定し、推定された到来方向に基づいてスピーカシステム１０ｃを回転する。そのため、スピーカシステム１０ｃにおいて音声が再生されている場合においても、ユーザの発した声の到来方向、すなわち、ユーザの方向にスピーカシステム１０ｃを向けることが可能となる。
【００６６】
さらに、第４実施形態のスピーカシステム１０ｃでは、２つのマイク３１，３２により収音されたマイク入力音にエコーキャンセル処理を施した外部到来音から音声の到来方向を推定し、推定された到来方向からの外部到来音を強調している。このように強調された音声では、音声の到来方向に位置するユーザの声が周囲の雑音よりも相対的に大きくなる。そのため、強調された音声を用いて音声認識を行うことにより、より正確にユーザの声を検出することが可能となる。但し、外部到来音の強調を省略することも可能である。
【００６７】
また、第４実施形態のスピーカシステム１０ｃでは、予め登録されたユーザの声が検出された場合に、推定された到来方向に基づいてスピーカシステム１０ｃを回転する。そのため、登録されていないユーザの声や周囲の雑音により、ユーザの意図に反してスピーカシステム１０ｃが回転することが抑制される。
【００６８】
第４実施形態では、方向調整処理（図１３（ｂ）のステップＳ１４において、制御信号として、外部到来音の到来方向として推定された回転角度を送出しているが、外部到来音の到来方向と関係なく予め設定された回転角度を送出することも可能である。例えば、回転方向を表すユーザの複数の声（例えば、「右」および「左」）を登録し、音声認識により複数の登録音声のいずれが検出されたかを判別して、判別結果に基づいた制御信号を送出することも可能である。この場合、制御信号として送出される回転角度には、ユーザの声により表される回転方向に向かって予め設定された角度分だけ回転させるための値が設定される。この場合、外部到来音が回転方向を表すものであるか否かを判別して、スピーカシステム１０ｃを回転しているので、スピーカシステム１０ｃは、外部到来音の内容に従ってその方向が変更されているものということができる。
【００６９】
さらに、回転方向を表す複数の声に加え、回転方向を指定しないことを表す声（例えば、「こちら」）を登録し、音声認識により検出された音声が回転方向を指定しないことを表すものであった場合に、制御信号として、外部到来音の到来方向として推定された回転角度を送出するものとしても良い。
【００７０】
なお、音声認識により回転方向を表す複数の登録音声のいずれが検出されたかを判別し、判別結果に基づいて制御信号を送出する場合において、さらに外部到来音の強調を省略する場合、外部到来音の到来方向の推定を省略することもできる。この場合には、スピーカシステムに設けられるマイクの数を１つとすることも可能である。
【００７１】
第４実施形態では、スピーカシステム１０ｃの動作モードの切替をオルタネイト動作型のモード切替スイッチ９１を用いて行っているが、他の方法で動作モードの切替を行うこともできる。例えば、動作モードの切り替えに、モーメンタリ動作型（自動復帰型）のスイッチを用いることも可能である。この場合、スイッチの押下を検出した際に、モード対応処理（図１３（ａ））のステップＳ３２，Ｓ３３を実行することにより、音声データを登録することができる。そして、方向調整処理（図１３（ｂ））をタイマ割り込み等の機能により定期的に実行すれば、第４実施形態と同様にスピーカシステム１０ｃをユーザの方向に向けることができる。
【００７２】
また、第４実施形態では、音声登録モードでユーザの声を表す音声データを登録しているが、音声データは、パーソナルコンピュータやスマートフォンやタブレット型端末等の外部のコンピュータを用いて登録することも可能である。この場合には、スピーカシステム１０ｃに、外部のコンピュータとスピーカシステム１０ｃとを接続するためのインタフェースが設けられる。
【００７３】
上記説明では、本発明の第４実施形態として、単体のスピーカシステム１０ｃの例を示しているが、本発明の第４実施形態としては、第２実施形態と同様に、スピーカシステムとスピーカスタンドとを別個のものとして構成することも可能である。
【００７４】
Ｅ．変形例：
本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【００７５】
Ｅ１．変形例１：
上記各実施形態では、エコーキャンセラ５１，５２，５３と、方向調整部６０，６０ｃと、モータ制御部７１と、音声データ登録部９３との各機能部を、ＣＰＵ（図示しない）がプログラムを実行することにより実現しているが、これらの各機能部の少なくとも一部をハードウェアにより実現するものとしても良い。
【００７６】
Ｅ２．変形例２：
上記各実施形態では、本発明を、スピーカセット、スピーカシステムおよびスピーカシステムを配置するためのスピーカスタンドに適用しているが、本発明は、テレビやテレビのスタンド、スマートフォンやタブレット型端末のスタンド等、音声を発生する種々のシステム（音声発生システム）や音声発生機器を配置するための種々のスタンド（音声発生機器用スタンド）に適用することも可能である。
【００７７】
Ｅ３．変形例３：
上記各実施形態では、声を発するユーザ自身がスピーカシステムとは別個の音源となっているが、必ずしもユーザ自身が声を発する必要はない。例えば、ユーザがベルやブザー等を鳴らすことにより、スピーカシステムの方向を変化させるものとしても良い。この場合、ユーザが鳴らすベルやブザー等がスピーカシステムとは別個の音源となる。
【符号の説明】
【００７８】
１…スピーカセット、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｇ…スピーカシステム、１１，１１ａ，１１ｂ…筐体、２１，２１ａ，２２，２２ａ，２３…スピーカユニット、３１，３１ａ，３２，３２ａ，３３…マイク、４０，４０ａ，４０ｂ…脚部、４１…回転軸、５１，５２，５３…エコーキャンセラ、６０，６０ｃ…方向調整部、６１…到来方向推定部、６２…到来方向強調部、６３…音声認識部、７０…モータ、７１…モータ制御部、８０，８０ａ，８０ｂ…スピーカスタンド、８１，８１ｂ…筐体、９１…モード切替スイッチ、９２…音声データ格納部、９３…音声データ登録部、ＭＰ…音楽プレーヤ、ＵＳＲ…ユーザ
【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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【図９】
2015103824.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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