(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のマイクとスピーカを備えたヘッドセット装置において、
該ヘッドセット装置のユニークコードを設定する手段と、
前記第１のマイクとは別の第２のマイクと、
該第２のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
各部を制御する制御部とを備え、
該制御部は、少なくとも前記第１のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、前記第２のマイクに入力させた騒音の特性に応じて、周期的に一定の規則性を持った周期音が続く場合にはフィードバック制御へ切り替え、周期音が続かない場合にはフィードフォワード制御へ切り替える手段と、
前記音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して外部へ出力する重畳手段とを備えたことを特徴とするヘッドセット装置。
【請求項２】
前記制御部は、外部から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数は、疑似的な到来方向を示すデータと、話者またはヘッドセット装置をユニークコードにより特定するデータより構成され、当該音声信号の到来方向を当該頭部伝達関数に基づき疑似的に作る出し、音声として前記スピーカより出力することを特徴とする請求項１に記載のヘッドセット装置。
【請求項３】
複数のヘッドセット装置が通信接続された音声通信システムにおいて
前記複数のヘッドセット装置の各々は、
ユニークコードを設定する手段と、
話者の音声が入力されるための第１のマイクと、
周囲音が入力されるための第２のマイクと、
前記第２のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
外部から入力された信号を音声信号に変換して出力するスピーカと、
各部を制御する制御部とを備え、
該制御部は、少なくとも前記第１のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、前記第２のマイクに入力させた騒音の特性に応じて、周期的に一定の規則性を持った周期音が続く場合にはフィードバック制御へ切り替え、周期音が続かない場合にはフィードフォワード制御へ切り替える手段と、
前記音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して他のヘッドセット装置へ出力する重畳手段とを備えたことを特徴とする音声通信システム。
【請求項４】
前記制御部は、他のヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数は、疑似的な到来方向を示すデータと、話者またはヘッドセット装置をユニークコードにより特定するデータより構成され、当該音声信号の到来方向を当該頭部伝達関数に基づき疑似的に作る出し、音声として前記スピーカより出力することを特徴とする請求項３に記載の音声通信システム。
【請求項５】
複数のヘッドセット装置と制御装置が通信接続された音声通信システムにおいて
前記複数のヘッドセット装置の各々は、
ユニークコードを設定する手段と、
話者の音声が入力されるための第１のマイクと、
周囲音が入力されるための第２のマイクと、
前記第２のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
外部から入力された信号を音声信号に変換して出力するスピーカと、
前記第１のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、
該音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して前記制御装置へ出力する重畳手段と、
前記第２のマイクに入力させた騒音の特性に応じて、周期的に一定の規則性を持った周期音が続く場合にはフィードバック制御へ切り替え、周期音が続かない場合にはフィードフォワード制御へ切り替える手段とを備え、
前記制御装置は、
各ヘッドセット装置から入力された音声信号に、前記重畳されたユニークコードを所定の音声信号に変換し、入力された音声信号に重畳して、当該ヘッドセット以外の各ヘッドセット装置に出力する手段を備えたことを特徴とする音声通信システム。
【請求項６】
前記制御装置は、各ヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数は、疑似的な到来方向を示すデータと、話者またはヘッドセット装置をユニークコードにより特定するデータより構成され、当該音声信号の到来方向を当該頭部伝達関数に基づき疑似的に作る出し、音声として各ヘッドセット装置に出力することを特徴とする請求項５に記載の音声通信システム。
【請求項７】
前記請求項３乃至６の何れかに記載の音声通信システムであって、
各ヘッドセット装置以外の外部のアラーム信号を検出した場合、
当該検出したアラーム信号を所定のアラーム音声に変換する手段を備え、
通信接続された各ヘッドセット装置に前記変換したアラーム音声を出力することを特徴とする前記請求項３乃至６の何れかに記載の音声通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクとスピーカを備えたヘッドセット装置およびヘッドセット装置を含む音声通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヘッドセット装置若しくはヘッドホン装置として、話者の音声が入力されるマイクと、外部より入力された音声を出力するスピーカが備えた装置があり、例えば特許文献５に示す先行技術文献がある。
ここで、話者の音声とは別に、話者の周囲で発生する雑音もマイクより入力されることより、この雑音を騒音信号として消音する装置がある。
例えば、騒音信号から生成した逆位相の疑似騒音信号を疑似騒音として出力し、騒音に重ね合わせることで消音する消音装置を備えたヘッドセット装置があり、このヘッドセット装置を複数の話者が用いることで音声通信システムとすることができ、音声会議等に利用できるものである。従来のヘッドセット装置や音声通信システムとして例えば、特許文献１、２に示す先行技術文献がある。
【０００３】
またスピーカを装着してスピーカから出力される音声の到来方向を疑似的に設定する手段として、頭部伝達関数（Head-Related Transfer Function, HRTF）を利用することが検討されており、例えば特許文献３、４に示す先行技術文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６０２７１号公報
【特許文献２】特開２００１−０５６６９２号公報
【特許文献３】特開２０１５−１６５６５８号公報
【特許文献４】特開２００８−１１３１１８号公報
【特許文献５】特開２００３−１９８７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したヘッドセット装置や音声通信システムにおいては、ヘッドセット装置を装着した話者の音声を他の話者が聞く際に、どの話者の音声が出力されているかを明確に判断することができないといった問題が生じる。
【０００６】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたものであり、ヘッドセット装置を装着した話者の音声を他の話者が聞く際に、どの話者の音声が出力されているかを明確に判断することができるヘッドセット装置および音声通信システム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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドセット装置は、
第１のマイクとスピーカを備えたヘッドセット装置において、
該ヘッドセット装置のユニークコードを設定する手段と、
前記第１のマイクとは別の第２のマイクと、
該第２のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
各部を制御する制御部とを備え、
該制御部は、少なくとも前記第１のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、
該音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して外部へ出力する重畳手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るヘッドセット装置は、
前記制御部は、外部から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数による音声を前記スピーカより出力することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る音声通信システムは、
複数のヘッドセット装置が通信接続された音声通信システムにおいて
前記複数のヘッドセット装置の各々は、
ユニークコードを設定する手段と、
話者の音声が入力されるための第１のマイクと、
周囲音が入力されるための第２のマイクと、
前記第２のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
外部から入力された信号を音声信号に変換して出力するスピーカと、
各部を制御する制御部とを備え、
該制御部は、少なくとも前記第１のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、
該音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して他のヘッドセット装置へ出力する重畳手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る音声通信システムは、
前記制御部は、他のヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数による音声を前記スピーカより出力することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る音声通信システムは、
複数のヘッドセット装置と制御装置が通信接続された音声通信システムにおいて
前記複数のヘッドセット装置の各々は、
ユニークコードを設定する手段と、
話者の音声が入力されるための第１のマイクと、
周囲音が入力されるための第２のマイクと、
前記第２のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、
外部から入力された信号を音声信号に変換して出力するスピーカと、
前記第１のマイクの入力信号と前記疑似信号を合成する音声合成手段と、
該音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して前記制御装置へ出力する重畳手段とを備え、
前記制御装置は、
各ヘッドセット装置から入力された音声信号に、前記重畳されたユニークコードを所定の音声信号に変換し、入力された音声信号に重畳して、当該ヘッドセット以外の各ヘッドセット装置に出力する手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る音声通信システムは、
前記制御装置は、各ヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、
該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、
該設定された頭部伝達関数による音声を各ヘッドセット装置に出力することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る音声通信システムは、前述した音声通信システムであって、
各ヘッドセット装置以外の外部のアラーム信号を検出した場合、
当該検出したアラーム信号を所定のアラーム音声に変換する手段を備え、
通信接続された各ヘッドセット装置に前記変換したアラーム音声を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によると、ヘッドセット装置を装着した話者の音声を他の話者が聞く際に、どの話者の音声が出力されているかを明確に判断することができるヘッドセット装置および音声通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例である消音ユニットの内部構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例である消音ユニットを用いたフィードフォワード型システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施例である消音ユニットを用いたフィードバック型システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施例である消音方式判別の処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例である複合制御方式の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施例であるヘッドセット装置のハードブロック図である（第1実施例）。
【図７】本発明の一実施例である音声通信システムのネットワーク図である（第２実施例）。
【図８】本発明の一実施例である制御装置を備えた音声通信システムのネットワーク図である（第３実施例）。
【図９】本発明の一実施例である頭部伝達関数による方向設定テーブル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例を、以下に図面を参照して説明する。
図６は、本発明の一実施例であるヘッドセット装置のハードブロック図である（第1実施例）。話者の音声を入力するための第1のマイクと、左右の耳付近に配置されて他の話者の音声を出力するスピーカと、周辺の音声を入力するための前記第１のマイクとは別の第２のマイクと、制御部と、第２のマイクに入力された信号に対して逆特性の疑似信号を生成する騒音制御フィルタ部と、各部を制御する制御部とより構成され、当該ヘッドセット装置を示す、または当該ヘッドセット装置を装着する話者を示すユニークコードが設定されているものである。なお、ユニークコードはあらかじめヘッドセットに固有に設定されているか、若しくは、話者が音声入力等の入力操作等により設定することもできる。
ここで制御部は、少なくとも第１のマイクの入力信号と疑似信号を合成する音声合成手段と、この音声合成手段が出力する音声信号と前記ユニークコードを重畳して外部へ出力する重畳手段が備えられる。
このヘッドセット装置を装着した話者は、他の話者との音声通信を行う際に、周囲の雑音を低減した上で、当該ヘッドセット装置若しくは話者固有のユニークコードと共に当該話者の音声を他の話者に出力し、他の話者は誰が発言したか（どのヘッドセット装置からの出力か）をユニークコードにより判別可能とすることができる。
【００１７】
図７は、本発明の一実施例である音声通信システムのネットワーク図である（第２実施例）。
前述した図６のヘッドセット装置を複数用いて通信ネットワークに接続され音声通信システムを構成している。図７ではＡ〜Ｅの5台のヘッドセット装置（図中ではハンドセットと表記）が通信ネットワークに接続されており、各ヘッドセット装置は各々の話者の音声入力を各周辺の雑音を低減した上で、各ユニークコードを重畳して他のヘッドセット装置に出力しており、他の話者は当該話者以外の音声がスピーカから出力される場合に、どの話者（どのヘッドセット装置）かを判別してスピーカより出力することができる。
特に本実施例では、前述した図６のヘッドセット装置の各々は、当該ユニークコードを音声信号に変換して音声信号に重畳することで、他のヘッドセット装置への入力の際には既に音声化されたユニークコードと話者の音声が合成されているものであり、ネットワーク接続されている各ヘッドセット装置のみでのシステム構成とするものである。
【００１８】
図８は、本発明の一実施例である制御装置を備えた音声通信システムのネットワーク図である（第３実施例）。図８ではＡ〜Ｅの5台のヘッドセット装置（図中ではハンドセットと表記）が通信ネットワークに接続されており、前述した図6のヘッドセット装置を複数用いて、通信ネットワークに接続され、各ヘッドセット装置の音声を制御する制御装置を介して各ヘッドセット装置に音声出力される音声通信システムを構成している。
但し、前述の図７の音声通信システムに対して、本図８の音声通信システムは、各ヘッドセット装置からの入力を一旦制御装置に記録し、各ヘッドセット装置のユニークコードに従って、各ヘッドセット装置に音声出力している。そのため、前述した図６のヘッドセット装置において、音声入力に重畳されるユニークコードを音声変換することなく、話者の音声とユニークコードとをそのまま出力することができ、制御装置にて、各ヘッドセット装置からの音声にユニークコードを音声変換して合成するものである。これによりヘッドセット装置にユニークコードの音声変換手段を備える必要がなく、ヘッドセットを低廉とすることができる。
【００１９】
さらに図８において、通信ネットワークには緊急情報を発信するアラーム発生手段が接続されており、災害発生などの緊急時に緊急情報が発信される。制御装置は緊急情報を受信すると当該緊急情報を検知し制御装置に通信接続されている各ヘッドセット装置に対して、当該緊急情報を各ヘッドセット装置からの音声信号とは別に優先的に配信し、これを受信した各ヘッドセット装置のスピーカより緊急情報が出力される。
実施例としては図８におけるアラーム発生手段を備えた音声通信システムとしたが、図７の音声通信システムにアラーム発生手段を備えることで、同様に各ヘッドセット装置に緊急情報を出力することができる。
また、図６における制御部に緊急情報を検知する手段を備えることで、ヘッドセット装置が通信ネットワークに接続された状態であると、同様にヘッドセット装置のスピーカより緊急情報を出力することができる。
【００２０】
図９は、本発明の一実施例である頭部伝達関数による方向設定テーブル図である。この方向設定テーブルは、所定の頭部伝達関数が登録された列と、当該頭部伝達関数による疑似的な到来方向を示す列と、話者またはヘッドセット装置をユニークコードにより特定する列と、より構成され、音声通信に参加する話者、即ちヘッドセット装置は、所定の頭部伝達関数が割り当てられ。
前述した図６のヘッドセット装置において、スピーカは両耳用に２個備えている。スピーカからの音声の出力はステレオ方式であり、この音声出力する際に、音声信号に対して所定の頭部伝達関数を設定することで、当該音声信号の到来方向を疑似的に作る出せることができる。
そこで、ヘッドセット装置毎に所定の異なる頭部伝達関数を設定し、当該ヘッドセット装置から出力される音声信号に頭部伝達関数を付与することで、該頭部伝達関数に基づいた音声の到来方向が疑似的にスピーカから出力される。
これにより複数のヘッドセット装置からの音声信号毎に、到来方向の異なる音声信号を出力することができ、各話者は他の話者がそれぞれ異なる位置より発言しているように疑似的に感じることができる。
【００２１】
この図９の方向設定テーブルを各実施例に適用した場合、前述した図６のヘッドセット装置において、制御部は、外部から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、該設定された頭部伝達関数による音声を前記スピーカより出力することができ、他のヘッドセット装置からの音声を任意の方向から発言しているような疑似的なスピーカからの出力とすることができる。
【００２２】
また、図９の方向設定テーブルを各実施例に適用した場合、前述した図７の音声通信システムにおいては、複数のヘッドセット装置の各々の制御部は、他のヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、該設定された頭部伝達関数による音声を前記スピーカより出力することで、各ヘッドセット装置が異なる位置より発言しているような疑似的なスピーカからの出力とすることができる。
また、前述した図８の音声通信システムにおいては、制御装置は、各ヘッドセット装置から入力される音声信号に重畳されたユニークコードを判別する手段と、該判別したユニークコード毎の音声合成された音声信号に対して任意の頭部伝達関数を設定する手段とを備え、該設定された頭部伝達関数による音声を各ヘッドセット装置に出力することで、各ヘッドセット装置が異なる位置より発言しているような疑似的なスピーカからの出力とすることができる。
【００２３】
次に、本発明に用いるヘッドセット装置や音声通信システムに用いる、話者の周辺雑音を消音する手段の具体例な実施例を説明する。以下に説明する消音システムでは、アルゴリズムとして、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ法やＦＩＲフィルタを使った場合にはＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ  ＬＭＳ法等といった方法が用いられる。
【００２４】
図１は、本発明の一実施例である消音ユニットの内部構成を示す図である。
図１において、１は消音ユニットであり、後述するリファレンスマイクやスピーカ、エラーマイク等が接続されて運用される。消音ユニット１は、リファレンスマイクを接続するリファレンスマイク接点１−１、リファレンスマイクの出力であるリファレンス信号と合成部１−８の出力である再現騒音信号を切り替えるスイッチ１−２、スピーカ３からエラーマイク４までの二次経路の伝達特性の変化を補償するために、学習用信号を生成する二次経路モデル１−３、エラー信号が最小となるように騒音制御フィルタ１−５のフィルタ係数を更新する係数更新部１−４、疑似騒音信号を生成する騒音制御フィルタ１−５、スピーカを接続するスピーカ接点１−６、エラーマイクを接続するエラーマイク接点１−７、エラーマイクの出力であるエラー信号と二次経路モデル１−９でフィルタリングされた疑似騒音信号とを合成して再現した再現騒音信号を出力する合成部1−８、エラー信号から騒音信号を再合成するために、疑似騒音信号をフィルタリングして出力する二次経路モデル１−９により構成され、図示しない制御部により各所が制御される。ここで二次経路モデルでは、離散時間システム等により二次経路の伝達関数をモデル化する。
【００２５】
消音ユニット１は、リファレンスマイク接点１−１にリファレンスマイク２が接続されているか否かを判別する。リファレンスマイク２が接続されている場合には、スイッチ１−２をエラーマイク出力側（上側）に切替えてフィードフォワード制御を開始し、リファレンスマイク２が接続されていない場合には、スイッチ１−２を再現騒音信号出力側（下側）に切替えてフィードバック制御を開始する。
【００２６】
図２を用いて、リファレンスマイクが接続されていると判断された場合のフィードフォワード制御について説明する。ここで、フィードフォワード制御とは、リファレンスマイクで集音した騒音をベースに疑似騒音信号を生成し、前段のリファレンスマイク集音した騒音に対して後段のある地点（例えばエラーマイク設置位置）で音波が重なり合うように疑似騒音を出力することで消音する方式である。
図２は、本発明の一実施例である消音ユニットを用いたフィードフォワード型システムの構成を示す図である。図２において、騒音をリファレンス信号として入力するリファレンスマイク２、疑似騒音信号を疑似騒音として出力するスピーカ３、および騒音と疑似騒音とが重なり合った音をエラー信号として入力するエラーマイク４であり、図１と同じ構成要素については再度の説明を割愛する。なお、騒音は、矢印に示す通り、図の左から右へ伝達するものとし、騒音の通り道を一次経路、スピーカからエラーマイクまでの疑似騒音の通り道を二次経路と呼ぶことにする。
【００２７】
リファレンスマイク接点１−１に接続されたリファレンスマイク２により、騒音が収集され、リファレンス信号として入力される。リファレンス信号は、スイッチ１−２を介して、二次経路モデル１−３および騒音制御フィルタ１−５に入力される。二次経路モデル１−３では、リファレンス信号が二次経路の伝達特性の変化を補償するようにフィルタリングされて、学習用信号が生成され、係数更新部１−４へ出力される。係数更新部１−４では、学習用信号およびエラー信号から、エラー信号が最も小さくなるように騒音制御フィルタ１−５で用いられる係数が算出されて、係数更新信号が生成され、騒音制御フィルタ１−５へ出力される。騒音制御フィルタ１−５では、リファレンス信号が係数更新信号によって更新された係数を用いてフィルタリングされて、疑似騒音信号が生成され、スピーカ接点１−６に接続されたスピーカ３へ出力される。スピーカ３では、入力された疑似騒音信号が、疑似騒音として、エラーマイク４の位置で逆位相となるように出力される。
【００２８】
エラーマイク接点１−７に接続されたエラーマイク４により、騒音と疑似騒音とが重なり合って打ち消された音が収集され、エラー信号として入力される。エラー信号は係数更新部１−４へ入力される。係数更新部１−４では、学習用信号およびエラー信号から、エラー信号が最も小さくなる係数が算出されて、係数更新信号が生成され、騒音制御フィルタ１−５へ出力される。騒音制御フィルタ１−５では、リファレンス信号が係数更新信号によって更新された係数を用いてフィルタリングされて、疑似騒音信号が生成され、スピーカ接点１−６に接続されたスピーカ３へ出力される。スピーカ３では、入力された疑似騒音信号が、疑似騒音として、エラーマイク４の位置で逆位相となるように出力される。これを繰り返すことにより、最適な疑似騒音が生成され、騒音が動的に打ち消されることになる。
【００２９】
アルゴリズムとしては、周知のＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ法やＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ  ＬＭＳ法等が用いられる。
【００３０】
次に、図３を用いて、リファレンスマイクが接続されていないと判断された場合のフィードバック制御について説明する。ここで、フィードバック制御とは、エラーマイクで集音した騒音をベースに疑似騒音信号を生成し、新たにやってくる騒音に対してある地点（例えばエラーマイク設置位置）で音波が重なり合うように疑似騒音を出力することで消音する方式である。
図２は、本発明の一実施例である消音ユニットを用いたフィードフォワード型システムの構成を示す図である。図３において、既に全ての構成要素に関して説明しているため、個々の説明は割愛する。
【００３１】
フィードバック制御においては、フィードフォワード制御と比べ、リファレンスマイクが接続されてない、または故障により検出されない（故障したことを検出した場合を含む）点で異なる。
【００３２】
エラーマイク接点１−７に接続されたエラーマイク４により、騒音が収集され、エラー信号として入力される。エラー信号は、係数更新部１−４および、加算器１−８に入力される。加算器１−８では、エラー信号は、二次経路モデル１−９から出力されるフィルタード疑似騒音信号と加算されて、再現騒音信号として、スイッチ１−２を介して、二次経路モデル１−３および騒音制御フィルタ１−５に入力される。二次経路モデル１−３では、再現騒音信号が二次経路の伝達特性の変化を補償するようにフィルタリングされて、学習用信号が生成され、係数更新部１−４へ出力される。係数更新部１−４では、学習用信号およびエラー信号から、エラー信号が最も小さくなるように騒音制御フィルタ１−５で用いられる係数が算出されて、係数更新信号が生成され、騒音制御フィルタ１−５へ出力される。騒音制御フィルタ１−５では、エラー信号が係数更新信号によって更新された係数を用いてフィルタリングされて、疑似騒音信号が生成され、二次経路モデル１−９、およびスピーカ接点１−６に接続されたスピーカ３へ出力される。スピーカ３では、入力された疑似騒音信号は、疑似騒音として、エラーマイク４の位置で逆位相となるように出力される。二次経路モデル１−９では、疑似騒音信号が、エラー信号から騒音信号を再合成するためにフィルタリングされ、フィルタード疑似騒音信号として加算器１−８へ出力される。
【００３３】
エラーマイク接点１−７に接続されたエラーマイク４により、騒音と疑似騒音とが重なり合って打ち消された音が収集され、エラー信号として入力される。エラー信号は係数更新部１−４、および加算器１−８へ入力される。加算器１−８では、エラー信号がフィルタード疑似騒音信号と加算されて、再現騒音信号として、スイッチ１−２を介して、二次経路モデル１−３および騒音制御フィルタ１−５に入力される。二次経路モデル１−３では、再現騒音信号が二次経路の伝達特性の変化を補償するようにフィルタリングされて、学習用信号が生成され、係数更新部１−４へ出力される。係数更新部１−４では、学習用信号および再現騒音信号から、エラー信号が最も小さくなるように騒音制御フィルタ１−５で用いられる係数が算出されて、係数更新信号が生成され、騒音制御フィルタ１−５へ出力される。騒音制御フィルタ１−５では、再現騒音信号が係数更新信号によって更新された係数を用いてフィルタリングされて、疑似騒音信号が生成され、二次経路モデル１−９、およびスピーカ接点１−６に接続されたスピーカ３へ出力される。スピーカ３では、入力された疑似騒音信号が、疑似騒音として、エラーマイク４の位置で逆位相となるように出力される。これを繰り返すことにより、最適な疑似騒音が生成され、騒音が動的に打ち消されることになる。
【００３４】
アルゴリズムとしては、周知のＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ法やＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ  ＬＭＳ法等が用いられる。
【００３５】
図４を用いて、フィードフォワード制御とフィードバック制御の選択または切替について説明する。図４は、本発明の一実施例である消音方式判別の処理を示すフローチャートである。
【００３６】
各機器が現場に設置され、起動されると、消音ユニット１は、リファレンスマイク接点１−１にリファレンスマイクが接続されているかを判別する（Ｓ１）（Ｓ２）。Ｓ２でリファレンスマイク接続ありと判別した場合（Ｙｅｓ）、フィードフォワード制御で動作するよう自身を設定し（Ｓ３）、フィードフォワード制御を開始する（Ｓ４）。一方、Ｓ２でリファレンスマイク接続なしと判別した場合（Ｎｏ）、フィードバック制御で動作するよう自身を設定し（Ｓ５）、フィードバック制御を開始する（Ｓ６。）フィードフォワード制御中、再度リファレンスマイクの接続を判別し（Ｓ１）、リファレンスマイクが取り外された場合や、リファレンスマイクが故障した場合に、フィードバック制御に切り替わるようにしている。また、フィードバック制御中、再度リファレンスマイクの接続を判別し（Ｓ１）、リファレンスマイクが取り付けられた場合や、リファレンスマイクが故障から復帰した場合に、フィードフォワード制御に切り替わるようにしている。なお、このとき、新たにリファレンスマイクの接続があっても、フィードフォワード制御に切り替わらないように設定されてもよい。
【００３７】
以上により、１つのユニットで、フィードフォワード制御とフィードバック制御に対応することができ、消音システムの設計、構築に係る工数、費用を低減することができる。さらには、顧客のシステム構築自由度や、製品価格の低減による顧客の導入コストの低減に貢献することができる。
【００３８】
また、リファレンスマイクが故障しても、フィードフォワード制御からフィードバック制御に自動で切り替えることができ、消音システムの運用を維持することができる。
【００３９】
以上のシステムではリファレンスマイクの接続の有無を自動で判別してフィードフォワード制御とフィードバック制御を選択または切り替えるようにしているが、フィードフォワード制御とフィードバック制御とをユーザが手動により選択する方法も考えられる。
【００４０】
ユーザによる手動選択の場合、２パターンが考えられ、１つはスイッチを筐体に設けて物理的に選択する方法で、もう１つはコンピュータ等から消音装置にアクセスし電気的に選択する方法である。
【００４１】
物理的に選択する方法では、筐体に設けられたスイッチをユーザが所望のモードに切り替えると、消音ユニット内の制御部が選択されたフィードフォワード制御モードまたはフィードバック制御モードで動作するように各部を制御する。
【００４２】
電気的に選択する方法では、消音ユニット１に直接またはネットワークを介してコンピュータを接続し、コンピュータ上でのＧＵＩ操作によりユーザが所望のモードに切り替えると、コンピュータから消音ユニット１へモード選択信号が送信され、消音ユニット内の制御部が選択されたフィードフォワード制御モードまたはフィードバック制御モードで動作するように各部を制御する。
【００４３】
これらの場合、フィードフォワード制御中またはフィードバック制御中に、物理的または電気的にモードを切り替えることが可能であり、基本的には自動的にモードが切り替わるようなことはない。ただし、例えば、ネットワークを介して遠隔で消音状態を監視しているような場合に、リファレンスマイクの接続の有無を検出し、モード切り替えを促すような表示がなされるようにしてもよい。または、運用中はモードの切り替えを禁止することとしてもよい。
【００４４】
以上により、手動でユーザがモードを選択または切り替えることで、ユーザの求めに応じて消音システムの運用の自由度を向上させることができる。
【００４５】
また、リファレンスマイクの有無を判別してフィードフォワード制御とフィードバック制御を切り替える自動切替モードと、ユーザの選択によりフィードフォワード制御とフィードバック制御を切り替える手動選択モードと、をユーザにより選択できるようにしてもよい。この場合、上述の手動選択の場合と同様に、物理的な方法または電気的な方法により切り替えることができる。これにより、さらにユーザの求めに応じて消音システムの運用の自由度を向上させることができる。
【００４６】
図５を用いて、本発明の他の実施例である、騒音特性に応じた制御方式の切り替え（複合制御）について説明する。図５は、本発明の一実施例である復号制御方式の処理を示すフローチャートである。
【００４７】
消音効果を更に高めるために、本発明の他の実施形態では、騒音の特性に応じて、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを適応的に切り替える複合制御を行う。例えば、本実施例の場合には、騒音の特性を判別し、周期的に一定の規則性を持った周期音が続く場合にはフィードバック制御へ切り替え、周期音が続かない場合にはフィードフォワード制御へ切り替える。このとき、騒音特性の判別は、図示しない制御部等が実施する。
【００４８】
ここで、周期的な規則性がある騒音とは、例えば、飛行機や自動車のエンジン音、電子機器等のファンやラジエータやコンプレッサの音等が考えられ、周期的な規則性がない騒音とは、例えば、工事現場の音、楽器の演奏音、人間の話し声、動物の鳴き声、自動車のクラクションやドアの開閉音等の突発音等が考えられるが、これらに限られない。
【００４９】
各機器が現場に設置され、起動されると、消音ユニット１は、リファレンスマイク接点１−１にリファレンスマイクが接続されているかを判別する（Ｓ１）（Ｓ２）。Ｓ２でリファレンスマイク接続ありと判別した場合（Ｙｅｓ）、フィードフォワード制御で動作するよう自身を設定し（Ｓ３）、フィードフォワード制御を開始する（Ｓ４）。一方、Ｓ２でリファレンスマイク接続なしと判別した場合（Ｎｏ）、フィードバック制御で動作するよう自身を設定し（Ｓ５）、フィードバック制御を開始する（Ｓ６。）
【００５０】
フィードフォワード制御中、またはリファレンスマイクの接続がある状態でのフィードバック制御中に、消音ユニット１は、騒音信号に周期的な規則性があるかを判別する（Ｓ７）（Ｓ８）。
Ｓ２で周期的な規則性があると判別した場合（Ｙｅｓ）、フィードバック制御で動作するよう自身を設定し（Ｓ９）、フィードバック制御を開始する（Ｓ１０）。一方、騒音に周期的な規則性がないと判別した場合（Ｎｏ）、フィードフォワード制御で動作するよう自身の設定を維持し（Ｓ１１）、フィードフォワード制御を継続する（Ｓ１２）。Ｓ１０でフィードバック制御中またはＳ１２でフィードフォワード制御中に、再度リファレンスマイクの接続を判別し（Ｓ１）、リファレンスマイクが取り付けられた場合や、リファレンスマイクが故障から復帰した場合に、フィードフォワード制御に切り替わるようにしている。または、Ｓ１０でフィードバック制御中またはＳ１２でフィードフォワード制御中に、再度騒音の規則性を判別し（Ｓ７）、騒音特性に応じた制御方式切替ループを繰り返すようにしてもいい。
【００５１】
以上により、騒音の特性に適した制御に適応的に切り替えることで、より状況に合った高い消音効果を得ることができる。
【００５２】
また、騒音の特性が変化した場合でも、変化に対応して消音方式を切り替えることで、騒音の特性が変化するような現場にもより高い消音効果をもたらすことができる。
【００５３】
以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【００５４】
例えば、自動車のエンジン音の場合にはエンジンの回転数のデータ、電子機器のファン音の場合にはファンの回転数のデータといった騒音に相関のあるデータを取得して消音ユニット１内の係数更新部１−４に入力し、フィルタ係数の算出に用いるようにしてもいい。
【００５５】
その場合、自動車のエンジンの回転数やＰＣファンの回転数等の外部入力接点を設け、外部入力の有無により、フィードフォワード制御方式かフィードバック制御方式か、波形同期法方式帰化を選択するようにしてもよく、その場合、物理的または電気的にユーザが選択するようにしてもよい。
【００５６】
なお、上述の消音ユニット内の構成は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘアルゴリズムまたはＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ  ＬＭＳアルゴリズムに対応した構成であるため、他のアルゴリズムを用いる場合には、内部構成の増減や変更がある場合があるが、その場合であっても、本発明を適用できることは言うまでもない。
【００５７】
上述した実施例によるヘッドセット装置または音声通信システムでは、ヘッドセット装置には話者の音声を入力するためのマイク（第１マイク）と、周辺雑音を入力するためのマイク（第２マイク）とを備え、周辺雑音を入力するマイクに入力された音声信号の逆特性により、話者の音声信号より雑音を低減するヘッドセット装置であって、音声入力のためのマイクに入力された音声信号を増幅し、且つ、該音声信号にマイク入力識別信号を重畳するヘッドセット装置である。
上述した実施例によるヘッドセット装置は、マイク部とスピーカ部と備えたヘッドセットであって、当該ヘッドセットは消音装置を含み、該消音装置は前記マイク部に 入力された騒音信号に対して逆特性の疑似騒音信号を生成する騒音制御フィルタ部と、前記騒音制御フィルタのフィルタ係数を更新する係数更新部と、各部を制御する制御部とを備え、当該ヘッドセットと通信接続された他のヘッドセットと音声通信を行うことができる。
【００５８】
また、上述した実施例による音声通信システムは、マイク部とスピーカ部と備えたヘッドセットが複数通信接続された音声通信システムであって、前記ヘッドセットは消音装置を含み、該消音装置は前記マイク部に 入力された騒音信号に対して逆特性の疑似騒音信号を生成する騒音制御フィルタ部と、前記騒音制御フィルタのフィルタ係数を更新する係数更新部と、各部を制御する制御部とを備え、当該ヘッドセットと通信接続された他のヘッドセットと音声通信を行うことができる。
また、上述した実施例によるヘッドセット装置または音声通信システムにおいて、頭部の伝達関数に基づき、当該ヘッドセットを装着した話者の方向を疑似的に設定することができる。
また、上述した実施例によるヘッドセット装置または音声通信システムにおいて、非常警報等の緊急信号を最優先でヘッドセット装置に伝達することができる。
【００５９】
上述した実施例によるヘッドセット装置または音声通信システムを用いて離れた場所における会議を行うことができ、会議参加者の各マイクに入力される音声に、当該マイク入力であることを示す（デジタル）データを重畳させ、該重畳されたデータは、他のスピーカより出力される音声データに重畳されて前記マイク入力であることを示す音声データに変換されて重畳された音声データとして出力することができる。
また、会議参加者の音声入力を前記重畳されたデータに基づき、その参加者の音声入力であることを示すデータとしてメモリテーブルに記憶することができる。
さらにメモリテーブルに記憶されたデータを出力する場合、音声入力およびスピーカ出力された各参加者の会議を時系列に記録することで議事録とすることができ、音声による議事録作成を可能とすることができる。
さらにメモリテーブルに記憶されたデータに基づき、記憶された音声をテキストデータとして文字列変換して記憶することで文字データの議事録とすることができる。
上述した実施例によるヘッドセット装置または音声通信システムによれば、ヘッドセット装置を通信ネットワークに接続するだけで、他のヘッドセット装置との会話ができ、また、話者の周囲の雑音下でも不要な音を低減し、必要な音だけ伝えることできる。また、頭部伝達関数を用いて話者の方向を疑似的に設定することができ、各話者の音声到来方向を相違させて認識することができる。
【００６０】
また、ヘッドセット装置の電源を電池若しくは通信ネットワークに接続したケーブルからの供給とすることで、ヘッドセット装置を用いた会議や会話として各話者を一同に集合する必要がない。また、ヘッドセット装置は小型、軽量のため持ち運びが容易である。また、通信ネットワークとして、インタネット通信網を利用することでＩＰ会議とすることができ、また、電話会議にヘッドセット装置を接続することできる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、会議参加者が装着して会議に参加するシステムに有用であり、また、会議参加者が離れた場所においても各場所における周辺の状態（送風路、電子機器、自動車、重機、飛行機、家電、工場、工事現場など）の騒音が発生するものに対して適用可能であり、効果的である。
また、本発明は、会議参加者が乗用車や工事車両、レーシングカー、ヘリコプター、飛行機、クルーザーなどの閉空間の乗り物に対しても適用可能であり、効果的である。
【符号の説明】
【００６２】
１：消音ユニット、２：リファレンスマイク、３：スピーカ、４：エラーマイク、
１−１：リファレンスマイク接点、１−２：スイッチ、１−３：二次経路モデル、１−４：係数更新部、１−５：騒音制御フィルタ、１−６：スピーカ接点、１−７：エラーマイク接点、１−８：加算器、１−９：二次経路モデル。
【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】
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