(57)【要約】【課題】ごく簡易な構成により、非可聴つぶやき音声を採取し、これを受話者や音声認識手段が認識しやすい音声信号に変換して出力することができる非可聴つぶやき音声採取用マイクロホン（ＮＡＭマイクロホン）を提供すること。【解決手段】皮膚表面１ａに密着されることにより、人体内を伝播する非可聴つぶやき音声（ＮＡＭ）を伝播させる軟性部材であるＮＡＭ伝播部１２、ＮＡＭ伝播部１２を伝播するＮＡＭを電気信号に変換するマイクロホン１１、マイクロホン１１により得られる音声の信号に対して約１０００Ｈｚのカットオフ周波数のハイパスフィルタ処理を施すハイパスフィルタ２２とを備えたＮＡＭマイクロホンＸ。【選択図】図１
2008042740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の声道において生じる声帯の振動を伴わない呼吸音による音声である非可聴つぶやき音声を採取する非可聴つぶやき音声採取用マイクロホンであって、
人体の皮膚表面に密着されることにより前記非可聴つぶやき音声を伝播させる軟性部材と、
前記軟性部材を伝播する前記非可聴つぶやき音声を電気信号に変換するマイクロホンと、
前記マイクロホンにより得られる前記非可聴つぶやき音声の信号に対してハイパスフィルタ処理を施すハイパスフィルタと、
を具備してなることを特徴とする非可聴つぶやき音声採取用マイクロホン。
【請求項２】
前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数が略８００Ｈｚ乃至略１４００Ｈｚである請求項１に記載の非可聴つぶやき音声採取用マイクロホン。
【請求項３】
前記ハイパスフィルタのスロープ特性が略−１６ｄＢ／ｏｃｔ乃至略−１４ｄＢ／ｏｃｔである請求項２に記載の非可聴つぶやき音声採取用マイクロホン。
【請求項４】
前記マイクロホンと前記ハイパスフィルタとの間で前記非可聴つぶやき音声の信号を増幅するアンプを具備してなる請求項１〜３のいずれかに記載の非可聴つぶやき音声採取用マイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非可聴つぶやき音声を採取する非可聴つぶやき音声採取用マイクロホンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、携帯電話機及びその通信網の普及により、いつでもどこでも他の人と音声（会話）によるコミュニケーションをとることが可能となっている。さらに、音声認識手段を備えたパーソナルコンピュータやカーナビゲーション装置等の各種の装置が、音声の指令に応じて処理を実行することも可能となっている。
その一方で、電車内や図書館内など、周囲の人への迷惑防止のために発声が制限される状況や、会話の内容が機密事項等であるために発声が制限される状況も多い。そのように発声が制限される状況においても、周囲に発声内容が漏れることなく音声通話や装置に対する音声での指令を行うことができれば、音声によるコミュニケーションのさらなるオンデマンド化や、音声による機器の遠隔制御等が促進され、各種業務の効率化にもつながる。
また、咽頭部（声帯など）に障害があるため通常音声を発声できない障害者であっても、非可聴つぶやき音声であれば発声できる場合が多い。このため、非可聴つぶやき音声による通話や機器に対する指令が可能になれば、そのような咽頭部の障害者の利便性が格段に向上する。
これに対し、特許文献１には、非可聴つぶやき音声（ＮＡＭ：Non−Audible Murmur）を採取することによって音声入力するコミュニケーションインタフェースシステムが提案されている。非可聴つぶやき音声（ＮＡＭ）は、声帯の規則振動を伴わない音声（無声音）であって、外部からは非可聴な体内軟部組織を伝播する振動音（呼吸音）である。即ち、人体の声道において生じる声帯の振動を伴わない呼吸音による音声である。例えば、防音室環境において、１〜２ｍ程度離れた周囲の人に聞こえない程度の非可聴音声（呼吸音）を「非可聴つぶやき音声」と定義し、声道（特に、口腔）を絞って声道を通過する空気の流速を上げることにより、１〜２ｍ程度離れた周囲の人に聞こえる程度に無声音を発声する可聴音声を「可聴ささやき音声」と定義する。
このような非可聴つぶやき音声の信号は、音響空間の振動を検知する通常のマイクロホンでは採取できないため、通常、体内の肉伝導音を採取する肉伝導マイクロホンにより採取される。この肉伝導マイクロホンは、従来、主として非可聴ささやき音声（ＮＡＭ）の採取に用いられるため、ＮＡＭマイクロホンとも呼ばれ、その詳細は、特許文献１等に示されている。
このＮＡＭマイクロホン（肉伝導マイクロホン）は、人体の皮膚表面に密着されることにより非可聴つぶやき音声を伝播させるシリコン等からなる軟性部材と、その軟性部材を伝播する非可聴つぶやき音声を電気信号に変換するマイクロホンとを備えている。そして、ＮＡＭマイクロホンは、耳介の下方部における頭蓋骨の乳様突起直下の、胸鎖乳頭筋上の皮膚表面に前記軟性部材が密着するよう装着され、声道で発生して体内の軟組成（骨以外の筋肉や脂肪など）を伝わる肉伝導音（非可聴ささやき音声）を採取する。
ここで、ＮＡＭマイクロホンは、主として人体の軟組成を経由して伝播してくる音のみを採取するため、周囲の騒音（ノイズ音）が大きい場合であっても、人体がノイズ除去フィルタの機能を果たし、ＳＮ比の高い音響信号を採取することができる。即ち、ＮＡＭマイクロホンは、空中を伝播する音響に対する耐ノイズ性が高い。
【０００３】
ところで、可聴ささやき音声は、十分な音量に増幅さえすれば、特段の訓練を受けていない一般的な人によってもその発話内容を高い認識率で聴き取ることができる。
一報、非可聴つぶやき音声は、その音声を単に増幅しても、受話者が発話内容を聴き取りにくい（認識率が低い）という問題点がある。このことは、音声認識手段においても同様である。
これに対し、例えば非特許文献１には、統計的スペクトル変換法によるモデルの一例である混合正規分布モデルに基づいて、ＮＡＭマイクロホン（肉伝導マイクロホン）により得られる非可聴つぶやき音声の信号を、通常発声した音声（有声音）の信号に変換する技術が示されている。
また、特許文献２には、２つのＮＡＭマイクロホン（肉伝導マイクロホン）により得られる非可聴つぶやき音声の信号のパワーの比較により、通常の発声音（有声音）のピッチ周波数を推定し、その推定結果に基づいて、非可聴つぶやき音声の信号を通常発声した音声（有声音）の信号に変換する技術が示されている。
これら非特許文献１や特許文献１に示される技術を用いることにより、体内伝導マイクロホンを通じて得られた非可聴つぶやき音声の信号を、受話者が比較的聴き取りやすい通常音声（有声音）の信号に変換できる。
【特許文献１】ＷＯ２００４／０２１７３８号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−０８６８７７号公報
【非特許文献１】戸田智基  他、「混合正規分布モデルに基づく非可聴つぶやき声（ＮＡＭ）から通常音声への変換」電子情報通信学会  信学技報、SP2004-107、pp.67-72、2004年12月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、音声変換モデルに基づいて非可聴つぶやき音声を通常の可聴音声に変換するという従来技術（特許文献１や特許文献２に示される技術）は、その変換に要する時間だけ音声信号伝送の遅延が生じるという問題点を有していた。さらに、その従来技術を実現する装置は、音声変換モデルに基づく信号変換処理を実行する演算手段（マイクロコンピュータ）等が必要となることから、電力消費量が比較的大きく、コストも高いという問題点を有していた。ここで、音声通話や機器に対する音声での指令を行う場合、携帯型或いは身体装着型の音声の入出力装置を構成する必要があるが、その場合、電力消費量が大きいという問題は、十分な連続使用時間を確保できないという問題点にもつながる。
また、特許文献２にも示されるように、非可聴つぶやき音声は、声帯の規則振動を伴わない無声音である。そして、特許文献１や特許文献２に示されるように、無声音である非可聴つぶやき音声の信号を通常音声（有声音）の信号へ変換する場合、声道による音響的な特徴量の変換特性（入力信号の特徴量から出力信号の特徴量への変換特性）を表す声道特徴量変換モデルと、音源（声帯）による音響的な特徴量の変換特性を表す声帯特徴量変換モデルとを組み合わせた音声変換モデルが用いられる。このような音声変換モデルを用いた処理は、声の高さの情報に関して「無」から「有」を作り出す（推定する）処理を含むこととなる。このため、非可聴つぶやき音声の信号を通常音声（有声音）の信号へ変換すると、イントネーションが不自然な音声や本来発声していない誤った音声を含む信号が得られてしまい、受話者や音声認識手段の音声認識率が低下するという問題点があった。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ごく簡易な構成により、非可聴つぶやき音声を採取し、これを受話者や音声認識手段が認識しやすい音声信号に変換して出力することができる非可聴つぶやき音声採取用マイクロホン（ＮＡＭマイクロホン）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は、次の（１）〜（３）に示す構成要素を備えることにより、非可聴つぶやき音声（人体の声道において生じる声帯の振動を伴わない呼吸音による音声）を採取する非可聴つぶやき音声採取用マイクロホン（以下、ＮＡＭマイクロホンという）である。
（１）人体の皮膚表面に密着されることにより前記非可聴つぶやき音声を伝播させる軟性部材。
（２）前記軟性部材を伝播する前記非可聴つぶやき音声を電気信号に変換するマイクロホン。
（３）前記マイクロホンにより得られる前記非可聴つぶやき音声の信号に対してハイパスフィルタ処理を施すハイパスフィルタ。
ここで、前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数は、例えば、８００〜１４００Ｈｚ程度であることが望ましい。さらにその場合、前記ハイパスフィルタのスロープ特性は、−１６〜−１４ｄＢ／ｏｃｔ程度であることが望ましい。
このように、非可聴つぶやき音声の信号を前記ハイパスフィルタに通して得られる信号（前記ハイパスフィルタの出力信号）は、それを単に増幅するだけで、前記可聴ささやき音声の信号とほぼ同等に聴き取りやすい（認識しやすい）信号になることがわかった。しかも、前記ハイパスフィルタは、ごく簡易で電力消費が極めて少ない回路により実現できる（例えば、コンデンサと抵抗素子とによって実現できる）。
なお、一般に、マイクロホンは音声信号を増幅するアンプを備えているが、本発明に係るＮＡＭマイクロホンにおいては、前記マイクロホンと前記ハイパスフィルタとの間で前記非可聴つぶやき音声の信号を増幅するアンプを備えることが望ましい。
これにより、音量レベルが低い前記非可聴つぶやき音声の信号を、前記ハイパスフィルタの入力信号として十分なレベルに増幅することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るＮＡＭマイクロホンよれば、非可聴つぶやき音声を採取することにより、受話者にとって聴き取りやすい音声信号を得ることができる。その聴き取りやすさは、前記可聴ささやき音声と同程度である。
また、本発明に係るＮＡＭマイクロホンにより得られる音声は、従来手法により得られる通常音声（非可聴音声の信号を、声道特徴量変換モデルと音源特徴量変換モデルとを組合せたモデルに基づいて変換した通常音声（有声音））のように、イントネーションが不自然な音声や本来発声していない誤った音声を含むことがなく安定している。
さらに、本発明によれば、音声変換モデルに基づく信号変換処理（比較的負荷の高い処理）が不要であり、音声信号伝送の遅延が生じず、その処理を実行する演算手段（マイクロコンピュータ）等も不要である。このため、本発明に係るＮＡＭマイクロホンは、携帯電話機や身体装着型の機器などの小型の機器に組み込まれるような場合でも、機器の重量や体積の増大や、連続使用時間の短縮を招くことがほとんどない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに、図１は本発明の実施形態に係るＮＡＭマイクロホンＸの概略構成図（一部ブロック図）、図２はＮＡＭマイクロホンＸが人体に装着された状態を表す模式図、図３は非可聴つぶやき音声の声紋と可聴ささやき音声の声紋とを表す図、図４はＮＡＭマイクロホンＸの第１評価実験（自然性評価実験）の結果を表すグラフ、図５はＮＡＭマイクロホンＸの第２評価実験（単語認識精度評価実験）の結果を表すグラフである。
【０００８】
まず、図１を参照しつつ、本発明の実施形態に係るＮＡＭマイクロホンＸの構成について説明する。
ここで、図１（ａ）は、ＮＡＭマイクロホンＸの全体構成図、図１（ｂ）は、ＮＡＭマイクロホンＸの一部を構成する音声検出部１０の正面図（皮膚への接触面側から見た図）、図１（ｃ）は、ＮＡＭマイクロホンＸの一部を構成する信号処理部２０の構成を表すブロック図である。なお、図１（ａ）において、音声検出部１０については断面図を示している。
ＮＡＭマイクロホンＸは、人体の声道において生じる声帯の振動を伴わない呼吸音による音声である非可聴つぶやき音声（ＮＡＭ）を採取する非可聴つぶやき音声採取用マイクロホンである。
図１（ａ）に示すように、ＮＡＭマイクロホンＸは、音声検出部１０と、信号処理部２０と、それらを接続する信号線３０とを備え、信号処理部２０は、耳装着用筐体２７に収容されている。
音声検出部１０は、人体の皮膚表面に装着されることにより、人体の声道によって発生し、体内軟部組織（主として肉の部分）を伝播する非可聴つぶやき音声（ＮＡＭ）の振動を電気信号に変換するものである。
また、信号処理部２０は、音声検出部１０による検出信号（音声信号）に対する各種の処理（信号増幅処理や外部機器への伝送処理等）を行うものである。
【０００９】
以下、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照しつつ、音声検出部１０について説明する。
この音声検出部１０は、マイクロホン１１と、ＮＡＭ伝播部１２と、内側カバー部材１３と、粘着遮音部１４と、外側カバー部材１５とを備えて構成されている。
ＮＡＭ伝播部１２は、その一面１２ａが人体１の皮膚表面１ａに密着されることにより、人体内を伝播する非可聴つぶやき音声を伝播させる軟性部材である。このＮＡＭ伝播部１２は、その音響インピーダンスの特性が、人体における肉部の音響インピーダンスの特性に近い材料、例えば、ウレタンエラストマーやシリコン等により構成されている。これにより、非可聴つぶやき音声を、人体（皮膚）からＮＡＭ伝播部１２へ効率的に伝播させることができる。
マイクロホン１１は、ＮＡＭ伝播部１２（軟性部材）を伝播する非可聴つぶやき音声（振動）を電気信号に変換するものである。このマイクロホン１１は、音声の振動を感知する感音部（図１（ａ）における左側面）の全体がＮＡＭ伝播部１２に対して直接接触している。これにより、マイクロホン１１は、ＮＡＭ伝播部１２の振動（音声）を高感度で検出する。このマイクロホン１１の出力信号（非可聴つぶやき音声の信号）は、信号線３０を通じて信号処理部２０へ伝送される。
内側カバー部材１３は、ＮＡＭ伝播部１２の皮膚表面１ａとの接触面（以下、皮膚接触面１２ａという）以外の部分全体を覆うものである。即ち、内側カバー部材１３は、一の面が開口状態となった容器状の部材であり、その内側に、マイクロホン１１が収容されるとともに、ＮＡＭ伝播部１２（軟性部材）がほぼ隙間なく充填された状態（ＮＡＭ伝播部１２の中にマイクロホン１１が埋め込まれた状態）となっている。
粘着遮音部１４は、粘着性のある軟性部材であるウレタンエラストマーからなり、内側カバー部材１３の外側全体を覆うように形成されている。さらに、粘着遮音部１４は、人体１の皮膚表面１ａに接触して粘着する部分（以下、皮膚接着部１４ａという）を有している。この皮膚接着部１４ａは、ＮＡＭ伝播部１２における皮膚１ａとの接触面（以下、皮膚接触面１２ａという）の周り全体に渡って形成されている。
また、外側カバー部材１５は、粘着遮音部１４の前記皮膚接着部１４ａ以外の外側全体を覆うものであり、音声検出部１０の外装を形成するものである。即ち、外側カバー部材１５は、一の面が開口状態となった容器状の部材であり、その内側に、ＮＡＭ伝播部１２及びマイクロホン１１を内包する内側カバー部材１３が収容されるとともに、粘着遮音部１４（ウレタンエラストマー）がほぼ隙間なく充填された状態となっている。
【００１０】
ここで、粘着遮音部１４は、その皮膚接着部１４ａが皮膚表面１ａに対して粘着することにより、ＮＡＭ伝播部１２の皮膚接触面１２ａを皮膚表面１ａに密着させるとともに、当該音声検出部１０を人体に対して接着した状態（装着状態）に保持するものである。なお、ＮＡＭ伝播部１２をウレタンエラストマー（粘着性の軟性部材）によって構成することにより、ＮＡＭ伝播部１２の皮膚接触面１２ａと皮膚接着部１４ａとの両方が皮膚表面１ａに対して粘着し、当該音声検出部１０がより強固に人体に対して保持されるので好適である。
また、粘着遮音部１４は、内側カバー部材１３の外側全体を覆うとともに、ＮＡＭ伝播部１２の皮膚接触面１２ａの周り全体で皮膚接着部１４ａが皮膚表面１ａに接着することにより、空気中を伝播する外乱音響がマイクロホン１１に浸入することを防ぐ遮音材としても機能する。
【００１１】
次に、図１（ｃ）を参照しつつ、信号処理部２０の構成について説明する。
信号処理部２０は、アンプ２１、ハイパスフィルタ２２、Ａ／Ｄ変換部２３、無線通信部２４、アンテナ２５及びバッテリ２６を備えて構成されている。
アンプ２１は、音声検出部１０から伝送されてくる非可聴つぶやき音声の信号（マイクロホン１１により得られる音声の信号）を増幅するものである。
ハイパスフィルタ２２は、音声検出部１０から伝送されてくる非可聴つぶやき音声の信号（マイクロホン１１により得られる音声の信号）に対してハイパスフィルタ処理を施し、処理後の信号を後段の回路へ出力するものである。
ここで、アンプ２１は、音声検出部１０におけるマイクロホン１１とハイパスフィルタ２２との間に配置され、ハイパスフィルタ２２に入力される前の非可聴つぶやき音声の信号を増幅する。
これにより、音量レベルが低い非可聴つぶやき音声の信号を、ハイパスフィルタ２２の入力信号として十分なレベルに増幅することができる。
図１（ｃ）に示すハイパスフィルタ２２は、コンデンサと抵抗素子とにより構成されるごく簡易なＣ−Ｒ回路（微分回路）である。例えば、そのコンデンサ容量を０．１μＦ程度、抵抗値を１．６ｋΩ程度とすることが考えられる（カットオフ周波数≒１ｋＨｚ）。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換部２３は、アンプ２１により増幅され、ハイパスフィルタ２２によりフィルタ処理が施された非可聴音声の信号（アナログ信号）を、所定のサンプリング周波数でデジタル信号に変換するものである。例えば、Ａ／Ｄ変換部２３は、８ｋＨｚ程度のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換を行う。
無線通信部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３によってデジタル化された非可聴音声信号を、通信機能を備えた外部装置に対してアンテナ２５を通じて無線送信するものである。例えば、周知のＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信規格に従って、デジタル音声信号を外部装置に送信する。
バッテリ２６は、信号処理部２０を構成する各機器（アンプ２１、Ａ／Ｄ変換部２３、無線通信部２４）に対して電力を供給するものである。また、バッテリ２６は、音声検出部１０のマイクロホン１１が駆動電力を必要とするもの（例えば、バイアス型のコンデンサマイクロホン等）である場合、そのマイクロホン１１に対しても電力供給を行う。もちろん、マイクロホン１１が、駆動電力を必要としないもの（例えば、バックエレクトレット型のコンデンサマイクロホン等）である場合には、音声検出部１０側への電力供給は要しない。
【００１３】
図２はＮＡＭマイクロホンＸが人体に装着された状態を表す模式図である。
図２に示すように、音声検出部１０は、耳介の下方部における頭蓋骨の乳様突起直下の、胸鎖乳頭筋上の皮膚表面に、ＮＡＭ伝播部１２の皮膚接触面１２ａが密着するようにして人体に装着（粘着遮音部１４により粘着）される。これにより、声道で発生した非可聴つぶやき音声（ＮＡＭ）が、骨等が障害物となることなく体内の肉部からＮＡＭ伝播部１２へ効率的に伝播する。
また、信号処理部２０は、その筐体である耳装着用筐体２７が耳に係合することにより人体に装着される。
これにより、ハンズフリー状態で、音声検出部１０で検出され、ハイパフフィルタ処理が施された非可聴つぶやき音声の信号が、信号処理部２０から外部装置に対して無線伝送される。従って、信号処理部２０と通信可能な外部装置が、例えば、非可聴つぶやき音声の信号に基づく音声認識機能と、認識した音声に応じて自装置の動作を制御する自動制御機能とを備えれば、ＮＡＭマイクロホンＸの装着者は、ハンズフリーの状態で、かつ、周囲に音が漏れない非可聴つぶやき音声の発声により、外部装置を遠隔制御することができる。
また、信号処理部２０に、外部装置から非可聴つぶやき音声の信号を受信して音声として出力する機器を付加すれば、非可聴つぶやき音声による通話機となる。この場合、例えば、無線通信部２４に、外部装置から非可聴つぶやき音声の信号を受信する機能を設ける。さらに、信号処理部２０に、無線通信部２４によって受信した音声信号（ディジタル信号）をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、Ｄ／Ａ変換後の音声信号（アナログ信号）を増幅するアンプと、増幅後の音声信号を出力するスピーカ（イヤホン）とを付加する。これにより、ＮＡＭマイクロホンＸは、非可聴つぶやき音声による通話機となる。
【００１４】
ところで、肉伝導音として採取された非可聴つぶやき音声（ＮＡＭ）と、空気伝導音として採取された可聴ささやき音声とは、いずれも無声音（声帯の振動を伴わない音声）である。しかしながら、前述したように、非可聴つぶやき音声は、単に増幅しただけではその発話内容を認識し難く（聴き取りにくい）、可聴つぶやき音声は比較的その発話内容を認識しやすい。
図３は、従来のＮＡＭマイクロホン（フィルタ処理なし）により採取された非可聴つぶやき音声（ＮＡＭ）の声紋（ａ）と、一般的なマイクロホンにより空気伝導音として採取された可聴ささやき音声の声紋（ｂ）とを表す図である。
図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、発話内容を比較的認識しやすいささやき音声（ｂ）に比べ、非可聴つぶやき音声（ａ）は、７５０Ｈｚ以下の周波数成分の信号強度が強い傾向がある。これは、非可聴ささやき音声の信号において、７５０Ｈｚを超える信号成分が、主として発話内容の識別に寄与する信号成分（Ｓ）であり、７５０Ｈｚ以下の信号成分が、主として発話内容の識別に寄与しないノイズ成分（Ｎ）であることが予想される。
【００１５】
以上のことから、肉伝導音として採取された非可聴つぶやき音声の信号から、７５０Ｈｚ以下の周波数成分をハイパスフィルタ２２（即ち、ローカットフィルタ）により除去すれば、ＳＮ比が向上することが予想される。
実際に、ＮＡＭマイクロホンＸにより、非可聴つぶやき音声を採取すると、それを単に増幅するだけで受話者にとって聴き取りやすい（認識しやすい）音声信号が得られることがわかった。その聴き取りやすさは、前記可聴ささやき音声と同程度である。
また、本発明に係るＮＡＭマイクロホンにより得られる音声は、音声変換モデルに基づいて変換した通常音声（有声音）のように、イントネーションが不自然な音声や本来発声していない誤った音声を含むことがなく安定している。
さらに、ハイパスフィルタ２２は、携帯電話機や身体装着型の機器などの小型の機器に組み込まれるような場合でも、機器の重量や体積をほとんど増大させることがなく、また、連続使用時間の短縮を招くこともない。
また、ＮＡＭマイクロホンＸにおいては、音声変換モデルに基づく信号変換処理のように、演算負荷の高い処理が不要であるので、音声信号伝送の遅延が生じない。これにより、非可聴つぶやき音声によるスムーズな対話や機器の遠隔制御を実現することができる。
【００１６】
次に、ＮＡＭマイクロホンＸに採用するハイパスフィルタの特性とマイク性能との関係を評価した実験である第１評価実験及び第２評価実験について説明する。
第１及び第２評価実験は、いずれも２２人の被験者（男性１０名、女性１２名）が、それぞれ音源や信号処理（ハイパスフィルタ処理）の内容が異なる２２種類のサンプル音声（第１〜第２２のサンプル音声）を聴き取り、その聴き取りよって得た感覚（評価結果）に従って、予め定められた評価項目について回答するという方式で行われたものである。
ここで、第１〜第１０のサンプル音声は、所定の発話者が、所定のサンプルテキスト（文章、単語を含む）を非可聴つぶやき音声（ＮＡＭ）で発話したときの肉伝導音を、それぞれカットオフ周波数が２００、４００、６００、…２０００Ｈｚ（２００Ｈｚきざみ）であり、スロープ特性が−１２０ｄＢ／ｏｃｔであるハイパスフィルタを備えたＮＡＭマイクロホンＸにより収録されたフィルタ処理後の非可聴ささやき音声である。
また、第１１〜第２０のサンプル音声は、所定の発話者が、前記サンプルテキストを非可聴つぶやき音声で発話したときの肉伝導音を、それぞれカットオフ周波数が２００、４００、６００、…２０００Ｈｚ（２００Ｈｚきざみ）であり、、それぞれスロープ特性が−２３．０、−１８．６、−１６．８、−１５．６、−１５．０、−１４．４、−１３．９、−１３．６、−１３．２及び−１３．０ｄＢ／ｏｃｔであるハイパスフィルタを備えたＮＡＭマイクロホンＸにより収録されたフィルタ処理後の非可聴ささやき音声である。
また、第２１のサンプル音声は、通常のマイクロホン（空気伝導音を採取するマイクロホン）により収録された前記可聴ささやき音声である。
また、第２２のサンプル音声は、ハイパスフィルタ処理を行わない従来のＮＡＭマイクロホンにより収録された非可聴ささやき音声（ＮＡＭ）である。
また、前記サンプルテキストは、単語数２０〜３０程度の新聞記事等である。
なお、いずれのサンプル音声も、量子化ビット数が１６ｂｉｔ、サンプリングレートが８ｋＨｚのデジタル音声（ＰＣＭ音声）として録音し、これを再生した。
【００１７】
＜第１評価実験（自然性評価実験）＞
第１評価実験では、２２種類のサンプル音声の中から任意に選択した２種類で１組（ペア）のサンプル音声を１１組ずつ各被験者に聴き取らせ、各組について、いずれのサンプル音声の方が会話音声として自然であると感じたかを選択させた。この第１評価実験では、より多くの被験者によって自然であるものとして選択されたサンプル音声が、自然性が高いといえる。
図４は、第１評価実験（自然性評価実験）の結果を表すグラフであり、２２種類のサンプル信号それぞれについて、被験者により、当該サンプル信号の方が、比較対象となった他のサンプル信号よりも自然であるとして選択された割合（二者択一選択率）を表す。
図４からわかるように、ハイパスフィルタ処理を施さない非可聴つぶやき音声（第２１のサンプル音声ｖ２１）は、それが自然であると評価された率（選択率）が５割を下回るのに対し、第１５のサンプル音声ｖ１５（カットオフ周波数１０００Ｈｚ、スロープ特性−１５．０ｄＢ／ｏｃｔのハイパスフィルタ処理）は、それが自然であると評価された率が８割を超えている。ここで、可聴ささやき音声（第２２のサンプル音声ｖ２２）の選択率が９割強であるので、非可聴つぶやき音声に対して単にハイパスフィルタ処理を施すだけで、自然性が可聴ささやき音声に匹敵する程度まで自然性が向上することがわかる。
また、図４からわかるように、スロープ特性によらず、カットオフ周波数が８００〜１２００Ｈｚのハイパスフィルタ処理を施した非可聴つぶやき音声（第４〜第６、第１４〜第１６のサンプル音声信号ｖ４〜ｖ６、ｖ１４〜ｖ１６）の選択率が６割を超え、自然性の向上が認められる。
また、図４からわかるように、ハイパスフィルタ処理におけるスロープ特性が急峻（−１２０ｄＢ）な信号よりも、スロープ特性が比較的緩やかな信号（特に、第１４〜第２０のサンプル信号）の方が、自然性の向上に適している。
【００１８】
＜第２評価実験（単語認識精度評価実験）＞
第２評価実験では、新聞記事（即ち、意味のある文章）の読み上げ音声である２２種類のサンプル音声の中から任意に選択したものを被験者に聴き取らせ、単語の認識精度（被験者が認識した単語の正解率）を評価した。
図５は、第２評価実験（単語認識精度評価実験）の結果を表すグラフであり、２２種類のサンプル信号（新聞記事の読み上げ音声）それぞれについて、被験者による単語の認識精度（認識した単語の正解率）を表す。
図５からわかるように、ハイパスフィルタ処理を施さない非可聴つぶやき音声（第２１のサンプル音声ｖ２１）は、単語認識精度が約８５％であるのに対し、第１４のサンプル音声ｖ１４（カットオフ周波数８００Ｈｚ、スロープ特性−１５．６ｄＢ／ｏｃｔのハイパスフィルタ処理）は、単語認識精度が約９０％である。
また、図５からわかるように、カットオフ周波数が２００〜１４００Ｈｚの範囲で、比較的緩やかなスロープ特性（−２３．０〜−１３．９ｄＢ／ｏｃｔ）のハイパスフィルタ処理を施した非可聴つぶやき音声（第１４〜１７のサンプル音声信号ｖ１４〜ｖ１７）は、ハイパスフィルタ処理を施さない非可聴つぶやき音声に比べて同等以上の単語認識精度が得られる。
同様に、スロープ特性が急峻（−１２０ｄＢ／ｏｃｔ）である場合は、カットオフ周波数が２００〜６００Ｈｚのハイパスフィルタ処理を施した非可聴つぶやき音声（第１〜３のサンプル音声信号ｖ１〜ｖ３）は、ハイパスフィルタ処理を施さない非可聴つぶやき音声に比べて同等以上の単語認識精度が得られる。
以上より、前記ＮＡＭマイクロホンＸにおいて、ハイパスフィルタ２２のカットオフ周波数を８００〜１４００Ｈｚ程度（特に、８００〜１０００Ｈｚ程度）とし、さらにスロープ特性を−１４〜−１６ｄＢ／ｏｃｔ程度とすることにより、自然で聴き取りやすい（単語を認識しやすい）音声を採取できることがわかる。
【００１９】
以上に示した実施形態では、ハイパスフィルタ処理後の非可聴つぶやき音声を無線伝送（送信）するＮＡＭマイクロホンＸ（無線タイプのマイクロホン）について示したが、これに限るものではない。
例えば、図１に示した前記ＮＡＭマイクロホンＸから、Ａ／Ｄ変換部２３及び無線通信部２４が除かれ、その代わりに外部装置の音声信号（アナログ）入力端子に接続する出力端子が設けられた有線タイプのＮＡＭマイクロホンも考えられる。
また、ハイパスフィルタ２２は、７５０Ｈｚ〜１４００Ｈｚ程度のカットオフ周波数を有するものであれば、ＣＲ回路以外の周知の回路により構成されたものも考えられる。
また、ハイパスフィルタ２２のスロープ特性は、−１６ｄＢ／ｏｃｔ〜−１４ｄＢ／ｏｃｔ程度に限るものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、非可聴つぶやき音声を採取するためのマイクロホンに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るＮＡＭマイクロホンＸの概略構成図（一部ブロック図）。
【図２】ＮＡＭマイクロホンＸが人体に装着された状態を表す模式図。
【図３】非可聴つぶやき音声の声紋と可聴ささやき音声の声紋とを表す図。
【図４】ＮＡＭマイクロホンＸの第１評価実験（自然性評価実験）の結果を表すグラフ。
【図５】ＮＡＭマイクロホンＸの第２評価実験（単語認識精度評価実験）の結果を表すグラフ。
【符号の説明】
【００２２】
Ｘ…本発明の実施形態に係る非可聴つぶやき音声採取用マイクロホン
１０…音声検出部
１１…マイクロホン
１２…ＮＡＭ伝播部
１３…内側カバー部材
１４…粘着遮音部
１５…外側カバー部材
２０…信号処理部
２１…アンプ
２２…ハイパスフィルタ
２３…Ａ／Ｄ変換部
２４…無線通信部
２５…アンテナ
２６…バッテリ
２７…耳装着用筐体
３０…信号線
【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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