(57)【要約】【課題】キーワード辞書に様々な言語のキーワードを予め登録することなく、話者が強調するキーワードを聴者が容易に聞き取ることができる音声処理装置及び音声通信システムを提供する。【解決手段】音声処理装置４２は、入力された音声信号において、音響的な特徴量の変化が相対的に大きな領域に対して、さらにその特徴量の変化を大きくする強調処理を施して出力する。したがって、遠隔地間で相手の姿が見えずに会話をする場合や、会話に使用する言語に不慣れな場合等であっても、話者が伝えたい部分であるキーワードがより強調されるので、聴者は、話者の伝えたい内容を確実に理解できる。また、音声処理装置及び音声通信システムは、キーワード辞書が不要な構成であり、また、いずれの言語でも問題なくキーワードを抽出できるので、キーワードの登録作業が不要であり、世界のあらゆる国で使用できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された音声信号における音響的な特徴量を解析して、該音響的な特徴量が他の領域に比べて相対的に大きい領域または小さい領域を抽出する特徴量抽出手段と、
前記特徴量抽出手段が抽出した音声信号の領域に対して、その特徴量が相対的に大きい場合には更に大きくし、その特徴量が相対的に小さい場合には更に小さくする強調処理を施して出力する強調手段と、
を備えた音声処理装置。
【請求項２】
前記特徴量抽出手段は、音声信号における話速を解析して、他の領域に比べて相対的に話速の低い領域を抽出する低速域抽出手段を備え、
前記強調手段は、前記低速域抽出手段が抽出した領域に対して、話速を更に低下させる強調処理を施して出力する請求項１に記載の音声処理装置。
【請求項３】
前記特徴量抽出手段は、音声信号における音量を解析して、他の領域に比べて相対的に音量の大きな領域を抽出する大音量域抽出手段を備え、
前記強調手段は、前記大音量域抽出手段が抽出した領域に対して、音量を更に大きくする強調処理を施して出力する請求項１または２に記載の音声処理装置。
【請求項４】
サーバ装置、及び複数の音声通信装置を相互に接続した音声通信システムであって、
各音声通信装置は、
マイクユニットと、
スピーカユニットと、
前記マイクユニットが収音した音声信号をサーバ装置経由で別の音声通信装置に送信するとともに、前記サーバ装置が送信した音声信号を受信する通信手段と、
前記通信手段が受信した音声信号を前記スピーカユニットに入力するスピーカ制御手段と、
を備え、
前記サーバ装置は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の音声処理装置と、
前記音声通信装置が送信した別の音声通信装置への音声信号を受信して前記音声処理装置に入力するとともに、前記音声処理装置が出力した音声信号を前記別の音声通信装置へ送信するサーバ通信手段と、
を備えた音声通信システム。
【請求項５】
複数の音声通信装置を相互に接続した音声通信システムであって、
各音声通信装置は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の音声処理装置と、
マイクユニットと、
スピーカユニットと、
前記マイクユニットが収音した音声信号を別の音声通信装置に送信するとともに、別の音声通信装置が送信した音声信号を受信して、前記音声処理装置に入力する通信手段と、
前記音声処理装置が出力した音声信号を前記スピーカユニットに入力するスピーカ制御手段と、
を備えた音声通信システム。
【請求項６】
複数の音声通信装置を相互に接続した音声通信システムであって、
各音声通信装置は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の音声処理装置と、
音声を収音して音声信号を前記音声処理装置に入力するマイクユニットと、
スピーカユニットと、
前記音声処理装置が出力した音声信号を別の音声通信装置に送信するとともに、別の音声通信装置が送信した音声信号を受信する通信手段と、
前記通信手段が受信した音声信号を前記スピーカユニットに入力するスピーカ制御手段と、
を備えた音声通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号をやりとりして会話を行う際に使用する音声処理装置、及び音声通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の地点間をネットワークで接続して音声会議やチャットを行う音声通信システムが各種考案されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、各話者が音声通信装置に相当するパソコンを個別にネットワークへ接続し、仮想会議室で互いに会議をするシステムが開示されている。このシステムでは、各話者が個別に音声通信装置を操作して、受信音声信号の音質・音量・音響を調整して放音することで、各話者単位で臨場感のある会議を行うことができる。
【０００４】
しかしながら、多地点間通信の音声会議においては、各話者によって声の音量、会話速度が異なるため、特定の話者の発言が聞き取り難い場合がある。例えば、特許文献１の音声通信システムでは、特定の話者の声が小さすぎる場合、聞き取り易いように受信音声信号の音質・音量・音響を調整することができる。しかし、話者毎の受信音声信号を個別に調整できないため、特定の話者の声だけでなく他の話者の声も大きくなってしまう。また、会話速度が速すぎてその話者の発言が聞き取り難い場合に、話速を調整することができなかった。
【０００５】
一方、このような問題を解決するための装置としては、従来、入力音声中の重要な語（キーワード）を強調することができる音声強調装置があった（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平８−１２５７６１号公報
【特許文献２】特開平５−２７７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、人は、言語の種類にかかわらず、会話中に伝えたい部分（キーワード）をゆっくりと大きな声で話す等、話速・音量・音高（ピッチ）等の音響的な特徴量を変化させて、他の領域に比べて音響的な特徴量を大きくまたは小さくするという習性がある。例えば、話者が、「私はりんごが大好きです。」と言った場合、「私は」、「りんごが」、「大好き」のいずれのキーワードの音響的な特徴量を変化させて大きくまたは小さくして、キーワードを聴者に伝えようとする。また、話者が、どの単語について音響的な特徴量を大きくまたは小さくしたかによって伝えたい内容が変わる。そのため、聴者は、この音響的な特徴量が変化したキーワードを聞き取ることができれば、話者が伝えたい内容を大まかに把握できる。しかし、相手の顔が見えない音声会議や、聴者が不慣れな言語で会話している場合等では、話者が伝えたい部分の音響的な特徴量を変化させていても、聴者は、その部分を聞き漏らしてしまい、話者の伝えたい内容を把握できないことがあった。
【０００７】
また、従来の音声強調装置では、キーワードが強調されるので、聴者はキーワードを把握することができる。しかしながら、従来の音声強調装置では、キーワードを予めキーワード辞書に登録しておく必要があり、キーワード辞書に登録されていない単語は強調されない。また、会議や音声チャット等では会話の流れによってキーワードが変化する。そのため、従来の音声通信システムに従来の音声強調装置を適用した場合、キーワード辞書に登録されていない単語がキーワードの場合には、この単語に対して強調処理が行われず、聴者はキーワードを聞き漏らしてしまい、話者の伝えたい内容を把握できない可能性がある。
【０００８】
さらに、従来の音声強調装置を様々な言語に対応させるためには、キーワード辞書に様々な言語でキーワードを登録する必要があり、その作業が煩雑であった。
【０００９】
そこで、本発明は、キーワード辞書に様々な言語のキーワードを予め登録することなく、話者が強調するキーワードを聴者が容易に聞き取ることができる音声処理装置及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】
【００１０】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１１】
（１）入力された音声信号における音響的な特徴量を解析して、該音響的な特徴量が他の領域に比べて相対的に大きい領域または小さい領域を抽出する特徴量抽出手段と、
前記特徴量抽出手段が抽出した音声信号の領域に対して、その特徴量が相対的に大きい場合には更に大きくし、その特徴量が相対的に小さい場合には更に小さくする強調処理を施して出力する強調手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
一般的に、話者は、会話中に相手に伝えたい部分（キーワード）を聴者が容易に理解できるように、言語の種類にかかわらずキーワードの部分について、話速・音量・音高（ピッチ）等の音響的な特徴量を他の領域に対して相対的に大きくまたは小さくして話す。例えば、話者は、キーワードの部分をゆっくりと大きな声で話す。しかし、相手の顔が見えない音声会議や、聴者が不慣れな言語で会話している場合等では、話者が伝えたい部分の音響的な特徴量が変化していても、聴者がその部分を聞き落としてしまうことがあった。
【００１３】
この構成においては、音声処理装置は、入力された音声信号において、音響的な特徴量が相対的に大きい領域または小さい領域に対して、その音響的な特徴量を更に大きくまたは更に小さくする強調処理を施して出力する。したがって、遠隔地間で相手の姿が見えずに会話をする場合や、会話に使用する言語に不慣れな場合等であっても、話者が伝えたい部分であるキーワードの部分の音響的な特徴量がより大きくまたはより小さく強調されるので、聴者は、話者の伝えたい内容を確実に理解することが可能となる。
【００１４】
（２）前記特徴量抽出手段は、音声信号における話速を解析して、他の領域に比べて相対的に話速の低い領域を抽出する低速域抽出手段を備え、
前記強調手段は、前記低速域抽出手段が抽出した領域に対して、話速を更に低下させる強調処理を施して出力することを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、音声処理装置は、入力された音声信号において、他の領域に比べて相対的に話速が低い（遅い）領域に対して、さらに話速を低下させる強調処理を行って出力する。したがって、話者が伝えたいキーワードの部分について、話速が更に低下するので、聴者は、キーワードを確実に聞き取ることができるので、話者の伝えたい内容を容易に把握できる。
【００１６】
（３）前記特徴量抽出手段は、音声信号における音量を解析して、他の領域に比べて相対的に音量の大きな領域を抽出する大音量域抽出手段を備え、
前記強調手段は、前記大音量域抽出手段が抽出した領域に対して、音量を更に大きくする強調処理を施して出力することを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、音声処理装置は、入力された音声信号において、他の領域に比べて相対的に音量が大きな領域に対して、さらに音量を大きくする強調処理を行って出力する。したがって、話者が伝えたいキーワードの部分について、音量が更に大きくなるので、聴者は、キーワードを確実に聞き取ることができるので、話者の伝えたい内容を容易に把握できる。
【００１８】
（４）サーバ装置、及び複数の音声通信装置を相互に接続した音声通信システムであって、
各音声通信装置は、
マイクユニットと、
スピーカユニットと、
前記マイクユニットが収音した音声信号をサーバ装置経由で別の音声通信装置に送信するとともに、前記サーバ装置が送信した音声信号を受信する通信手段と、
前記通信手段が受信した音声信号を前記スピーカユニットに入力するスピーカ制御手段と、
を備え、
前記サーバ装置は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の音声処理装置と、
前記音声通信装置が送信した別の音声通信装置への音声信号を受信して前記音声処理装置に入力するとともに、前記音声処理装置が出力した音声信号を前記別の音声通信装置へ送信するサーバ通信手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、音声通信システムでは、音声通信装置が収音した音声信号をサーバ装置に送信し、サーバ装置が、この音声信号の音響的な特徴量の変化が相対的に大きな領域に対して、その特徴量の変化を更に大きくする強調処理を行い、別の音声通信装置にこの音声信号を出力する。したがって、音声通信システムでは、サーバ装置が音声信号の強調処理を行うので、各音声通信装置は、強調処理を行うことによる負荷が増加することなく、音声信号を送受信することができる。
【００２０】
（５）複数の音声通信装置を相互に接続した音声通信システムであって、
各音声通信装置は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の音声処理装置と、
マイクユニットと、
スピーカユニットと、
前記マイクユニットが収音した音声信号を別の音声通信装置に送信するとともに、別の音声通信装置が送信した音声信号を受信して、前記音声処理装置に入力する通信手段と、
前記音声処理装置が出力した音声信号を前記スピーカユニットに入力するスピーカ制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、音声通信システムでは、別の音声通信装置から送られてきた音声信号に対して強調処理を行い、この強調処理を行った音声をスピーカユニットから放音する。したがって、この音声通信システムを使用することで、聴者は、話者の伝えたい内容を容易に理解することが可能となる。また、音声強調手段を備えていない音声通信装置から送られてきた音声信号に対しても、強調処理を施すことができるので、聴者はキーワードを確実に聞き取ることができ、話者の伝えたい内容を確実に把握することが可能となる。
【００２２】
（６）複数の音声通信装置を相互に接続した音声通信システムであって、
各音声通信装置は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の音声処理装置と、
音声を収音して音声信号を前記音声処理装置に入力するマイクユニットと、
スピーカユニットと、
前記音声処理装置が出力した音声信号を別の音声通信装置に送信するとともに、別の音声通信装置が送信した音声信号を受信する通信手段と、
前記通信手段が受信した音声信号を前記スピーカユニットに入力するスピーカ制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、音声通信システムでは、マイクユニットで収音した音声信号に対して、音響的な特徴量の変化が相対的に大きな領域に対して、その特徴量の変化を更に大きくする強調処理を行ってから、別の音声通信装置にこの音声信号を送信する。したがって、この音声通信システムを使用することで、聴者は、話者の伝えたい内容を容易に理解することが可能となる。
【００２４】
また、音声強調手段を備えていない音声通信装置に対して強調処理を施した音声信号を送信することができるので、聴者に対して伝えたい内容を確実に伝達することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の音声処理装置は、入力された音声信号において、音響的な特徴量が他の領域に比べて相対的に大きな領域または小さな領域に対して、その音響的な特徴量を更に大きくまたは小さくする強調処理を施して出力する。したがって、遠隔地間で相手の姿が見えずに会話をする場合や、会話に使用する言語に不慣れな場合等であっても、話者が伝えたい部分であるキーワードがより強調されるので、聴者は、話者の伝えたい内容を容易に理解できる。
【００２６】
本発明の音声通信システムは、サーバ装置、及び複数の音声通信装置を相互に接続した構成の場合には、サーバ装置が音声処理装置を備え、音声信号において特徴量が他の領域に比べて相対的に大きい領域または小さい領域に対して、その特徴量を更に大きくするかまたは更に小さくする強調処理を施して出力する。また、本発明の音声通信システムは、複数の音声通信装置を相互に接続した構成の場合には、各音声通信装置が音声処理装置を備え、音声信号の受信側で強調処理を行うか、または音声信号の送信側で強調処理を行う。したがって、この音声通信システムを使用することで、聴者は、話者の伝えたい内容を容易に理解できる。
【００２７】
また、本発明の音声処理装置及び音声通信システムは、キーワード辞書が不要な構成であり、また、いずれの言語でも問題なくキーワードを抽出できるので、キーワードの登録作業が不要であり、世界のあらゆる国で使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明では、話者の音声信号が入力されると、その音声信号における音響的な特徴量（話速、音量、音高（ピッチ）等）を解析し、音声信号の他の部分と比較してこの音響的な特徴量が相対的に大きい領域または小さい領域を抽出して、その特徴量が相対的に大きい場合には更にその特徴量を大きくし、その特徴量が相対的に小さい場合には更にその特徴量を小さくする強調処理を施して出力する。
【００２９】
具体的には、本発明の音声処理装置では、音声信号の音響的な特徴量として話速と音量の変化を検出し、話速が相対的に低下した領域や音量が相対的に増大した領域を抽出して、その領域の音声信号の話速を更に低下させたり、音量を更に増大させたりする。これにより、話者が伝えたい部分として特徴量を変化させたキーワードについて、その特徴量が更に強調されるので、聴者は、遠隔会議で話者の顔が見えない場合や不慣れな言語で会話している場合でも、キーワードを聞き取ることができる。したがって、聴者は、この特徴量の変化を更に強調されたキーワードで聞き取ることができるので、話者が伝えたい内容を確実に把握できる。
【００３０】
図１は、本発明の音声処理装置が行う処理を説明するためのイメージ図である。話者が「私はりんごが大好きです。」と言った場合、話者が抑揚を特に変化させて、ゆっくりと大きな声で発言した領域を抽出して、その領域を更に強調させる。すなわち、図１（Ａ）のように「私は」の部分の抑揚（音響的な特徴量）を変化させた場合には、この部分の話速が他の部分に比べて相対的に低下し、音量が他の部分に比べて相対的に増大している。本発明の音声処理装置では、この音響的な特徴量が他の領域に比べて相対的に変化した領域である「私は」という単語の話速を更に低下させるとともに、音量を更に増大させる。また、図１（Ｂ）のように「りんごが」の部分の抑揚を変化させた場合には、同様にこの部分の話速を更に低下させるとともに、音量を更に増大させる。さらに、図１（Ｃ）のように「大（好き）」の部分の抑揚を変化させた場合には、同様に、この部分の話速を更に低下させるとともに、音量を更に増大させる。
【００３１】
図２は、音声通信システムの概略を示す構成図である。複数の地点間で音声会議や音声チャットを行うための構成である音声通信システムに、本発明の音声処理装置を適用すると以下のような構成となる。ここで、図２には、音声信号が一方向に伝達される様子を示しているが、音声信号がこの逆方向に伝達される場合も当然あるので、以下の説明では、逆方向に音声信号が伝達する説明を括弧書きで記している。また、図２には、音声通信システムを構成する音声通信装置として、電話機を使用した例を示している。
【００３２】
図２（Ａ）に示す音声通信システム１のように、サーバ装置１３及び複数の電話機１１，１２を、ネットワーク１０を介して相互接続するように構成する場合には、サーバ装置１３に本発明の音声処理装置を設ける構成にすると良い。この構成では、電話機１１（１２）が受話器１１Ｊ（１２Ｊ）から入力された音声信号をサーバ装置１３にネットワーク１０を介して送信する。そして、サーバ装置１３が内蔵する音声処理装置４２で強調処理を行って、電話機１２（１１）にネットワーク１０を介してこの強調処理を行った音声信号を送信する。電話機１２（１１）は、この強調処理が施された音声信号を受信すると、受話器１２Ｊ（１１Ｊ）から放音する。
【００３３】
また、図２（Ｂ）に示す音声通信システム２のように、複数の電話機１４，１５を、ネットワーク１０を介して相互接続するように構成する場合には、各電話機１４，１５に音声処理装置を設けて、受信した音声信号に対して強調処理を施すように構成すると良い。この構成では、電話機１４（１５）が受話器１４Ｊ（１５Ｊ）から入力された音声信号を、ネットワーク１０を介して電話機１５（１４）に送信する。電話機１５（１４）は、音声信号を受信すると、電話機１５（１４）が内蔵する音声処理装置４２で強調処理を行って、受話器１５Ｊ（１４Ｊ）から音声を放音する。
【００３４】
また、図２（Ｃ）に示す音声通信システム３のように、複数の電話機１６，１７を、ネットワーク１０を介して相互接続するように構成する場合には、各電話機１６，１７に音声処理装置を設けて、送信する音声信号について強調処理を施すように構成すると良い。この構成では、電話機１６（１７）が受話器１６Ｊ（１７Ｊ）から入力された音声信号に対して、電話機１６（１７）が内蔵する音声処理装置４２で強調処理を行って、ネットワーク１０を介して電話機１７（１６）に送信する。電話機１７（１６）は、音声信号を受信すると、受話器１７Ｊ（１６Ｊ）から音声を放音する。
【００３５】
次に、音声通信システム１の具体的な構成について説明する。図３は、音声通信システムの構成を示すブロック図である。音声通信システム１は、ネットワーク１０に電話機１１、電話機１２、及びサーバ装置１３を接続した構成である。なお、図２（Ａ）及び図３には、２台の電話機１１，１２をネットワーク１０に接続した構成を示しているが、これは説明を簡略化するためであり、更に複数の電話機（音声通信装置）をネットワーク１０に接続して音声信号をやりとりすることが可能である。
【００３６】
電話機１１と電話機１２は、同様の構成であり、通信部２１、Ｄ／Ａコンバータ２２、放音用アンプ２３、スピーカユニットＳＰ１、マイクユニットＭＩＣ１、収音用アンプ２４、Ａ／Ｄコンバータ２５、操作部２６、表示部２７、及び制御部２８を備えている。
【００３７】
制御部２８は、電話機１１（１２）の各部を制御する。
【００３８】
通信部２１は、ネットワーク１０を介して入力されたサーバ装置１３からの入力音声信号を、ネットワークに対応するデータ形式（プロトコル）から変換して、Ｄ／Ａコンバータ２２に出力する。
【００３９】
Ｄ／Ａコンバータ２２は、通信部２１から送られてきた音声信号をアナログ形式に変換して放音用アンプ２３に出力する。
【００４０】
放音用アンプ２３は、音声信号を増幅してスピーカユニットＳＰ１（ＳＰ２）に与える。
【００４１】
スピーカユニットＳＰ１（ＳＰ２）は、放音用アンプ２３から与えられた音声信号を音声に変換して放音する。
【００４２】
マイクユニットＭＩＣ１（ＭＩＣ２）は、話者が発した音声を収音して電気信号である音声信号に変換して、この音声信号を収音用アンプ２４に出力する。
【００４３】
収音用アンプ２４は、音声信号を増幅してＡ／Ｄコンバータ２５に出力する。
【００４４】
Ａ／Ｄコンバータ２５は、収音用アンプ２４から入力されたアナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換して通信部２１に出力する。
【００４５】
通信部２１は、Ａ／Ｄコンバータ２５から出力された音声信号をネットワークに対応するデータ形式（プロトコル）に変換して、ネットワーク１０を介して、サーバ装置１３に送信する。なお、音声信号には、サーバ装置１３を経由して、ネットワーク１０に接続されたどの音声通信装置に送信するかを示す送信先情報が付加されている。
【００４６】
サーバ装置１３は、通信部４１、音声処理装置４２、及び制御部４３を備えている。また、音声処理装置４２は、抑揚解析部５１、特徴抽出部５２、強調域判定部５３、及び強調処理部５４を備えている。
【００４７】
抑揚解析部５１は、話速解析部５１１及び音量解析部５１２を備えている。
【００４８】
特徴抽出部５２は、低速域抽出部５２１及び大音量域抽出部５２２を備えている。
【００４９】
制御部４３は、サーバ装置１３の各部を制御する。
【００５０】
通信部４１は、ネットワーク１０を介して入力された電話機１１または電話機１２からの入力音声信号を、ネットワークに対応するデータ形式（プロトコル）から変換して、抑揚解析部５１の話速解析部５１１及び音量解析部５１２に出力する。
【００５１】
話速解析部５１１は、通信部４１から送られてきた音声信号の話速を解析して、話速が低下した場合には、特徴抽出部５２の低速域抽出部５２１に信号を出力する。具体的には、話速解析部５１１は、音声信号を音素レベルに切り出し、子音または母音を取り出して、各音の長さや間隔を解析する。そして、各音の長さや間隔の平均値を算出して、各音の長さや間隔が平均値から一定範囲内であり、予め設定している話速の閾値よりも話速が速ければ、話速が安定していると判定する。一方、話速解析部５１１は、各音の長さや間隔が一時的に平均値から一定範囲までの値よりも大きな値になり、話速の閾値よりも話速が低下すると、音響的な特徴量が小さくなっていると判定して、その旨を伝える信号を低速域抽出部５２１に出力する。
【００５２】
音量解析部５１２は、通信部４１から送られてきた音声信号の音量を解析して、話速音量が増大した場合には、特徴抽出部５２の大音量域抽出部５２２に信号を出力する。具体的には、音量解析部５１２は、音声信号を音素レベルに切り出し、子音または母音を取り出して、各音の音量レベルを解析する。そして、各音の音量レベルの平均値を算出して、各音の音量レベルが平均値から一定範囲内であり、予め設定している音量の閾値よりも音量が小さければ、音量が安定していると判定する。一方、音量解析部５１２は、各音の音量レベルが一時的に平均値から一定範囲までの値よりも大きな値となり、音量の閾値よりも音量が大きくなると、音響的な特徴量が大きくなっていると判定して、その旨を伝える信号を大音量域抽出部５２２に出力する。
【００５３】
低速域抽出部５２１は、話速解析部５１１から信号が送られてくる間、音声信号を抽出し、その抽出した領域を音速の低速域として強調域判定部５３に出力する。
【００５４】
大音量域抽出部５２２は、音量解析部５１２から信号が送られてくる間、音声信号を抽出し、その抽出した領域を大音量域として強調域判定部５３に出力する。
【００５５】
強調域判定部５３は、音声信号において、低速域抽出部５２１から入力された音速の低速域と、大音量域抽出部５２２から入力された大音量域と、が重複する領域を、音声信号において強調されている部分であると判定して、その領域に対して強調処理を施すように、強調処理部５４に対して制御信号を出力する。
【００５６】
強調処理部５４は、強調域判定部５３から出力された制御信号に基づいて、音声信号に対して強調処理を行う。すなわち、制御信号で指定された音声信号の領域に対して、話速を一定量低下させるとともに、音量を一定量増大させる。例えば、強調処理部５４は、音声信号の話速を０．７倍にするとともに、音声信号の音量を１．５倍にする。また、強調処理部５４は、強調域判定部５３から制御信号が出力されていない領域に対しては、話速を低下させたり音量を増大させたりする処理は行わない。また、強調処理部５４では、上記のように話速を低下させる処理を行うことにより、音声通信装置間でタイムラグが発生するのを防止するために、話速の低下処理を行った時間に応じて、音声信号の無音領域をカットして音声信号を短縮する周知の処理を行う。そして、強調処理部５４は、これらの処理を行った音声信号を通信部４１に出力する。
【００５７】
通信部４１は、音声処理装置４２の強調処理部５４が出力した音声信号を、ネットワークに対応するデータ形式（プロトコル）に変換して、ネットワーク１０を介して、指定された音声通信装置である電話機１２または電話機１１に対して送信する。
【００５８】
次に、音声通信システム１の電話機１１、電話機１２、及びサーバ装置１３の動作について、フローチャートに基づいて説明する。図４は、サーバ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
音声通信システム１では、話者Ａと話者Ｂが電話機１１及び電話機１２を使用して会話をする場合には、以下のような処理が行われる。
【００６０】
まず、話者Ａが、電話機１１の受話器１１Ｊを使用して話し始めて、マイクユニットＭＩＣ１から音声の入力が開始されると（ｓ１）、マイクユニットＭＩＣ１は収音した音声を音声信号への変換し、収音用アンプ２４がこの音声信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２５が音声信号をデジタル化して、通信部２１に出力する（ｓ２）。通信部２１は、デジタル化された音声信号を、サーバ装置１３を経由して電話機１２に送信するために、ネットワーク１０に送出する（ｓ３）。そして、電話機１１は、電話機１２は収音が終了して、通信部２１がサーバ装置１３からの音声信号を受信していなければ（ｓ４）、ステップｓ１以降の処理を行う。
【００６１】
サーバ装置１３は、通信部４１が電話機１１からの音声信号を受信すると（ｓ１１）、音声処理装置４２の抑揚解析部５１で話速と音量の解析を行う（ｓ１２）。そして、サーバ装置１３は、話速が平均値から一定範囲までの値よりも大きな値で、且つ、各音の音量レベルが一時的に平均値から一定範囲までの値よりも大きな値であると（ｓ１３）、低速域抽出部５２１及び大音量域抽出部５２２はその部分の音声信号を抽出し、強調域判定部５３は、重複している領域について、音声信号が強調されている部分であると判定して、その領域に対して強調処理を施すように、強調処理部５４に対して制御信号を出力する（ｓ１４）。強調処理部５４は、強調域判定部５３から出力された制御信号に基づいて、音声信号に対して、強調処理を行う。すなわち、制御信号で指定された音声信号の領域に対して、話速を一定量低下させるとともに、音量を一定量増大させて、通信部２１に出力する（ｓ１５）。
【００６２】
通信部４１は、強調処理部５４が出力した音声信号を、ネットワークに対応するデータ形式（プロトコル）に変換して、ネットワーク１０を介して、指定された音声通信装置である電話機１２に対して送信する（ｓ１６）。
【００６３】
電話機１２は、音声信号の入力が無く（ｓ２１）、通信部２１がサーバ装置１３からの音声信号を受信すると（ｓ２４）、Ｄ／Ａコンバータ２２が通信部２１から送られてきた音声信号をアナログ形式に変換して放音用アンプ２３に出力し、放音用アンプ２３が音声信号を増幅してスピーカユニットＳＰ２に出力する（ｓ２５）。スピーカユニットＳＰ２は、放音用アンプ２３で増幅された音声信号を音声に変換して放音する（ｓ２６）。電話機１２は放音が終了すると、ステップｓ２１以降の処理を行う。
【００６４】
また、話者Ｂが、話者Ａの発言を聞き終わって、電話機１２の受話器１２Ｊを使用して話し出して、マイクユニットＭＩＣ２から音声の入力が開始されると（ｓ２１）、マイクユニットＭＩＣ２は収音した音声を音声信号への変換し、収音用アンプ２４がこの音声信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２５が音声信号をデジタル化して、通信部２１に出力する（ｓ２２）。通信部２１は、デジタル化された音声信号を、サーバ装置１３経由して電話機１２に送信するために、ネットワーク１０に送出する（ｓ２３）。そして、電話機１１は、電話機１２は収音が終了して、通信部２１がサーバ装置１３からの音声信号を受信していなければ（ｓ２４）、ステップｓ２１以降の処理を行う。
【００６５】
サーバ装置１３は、通信部４１が電話機１２からの音声信号を受信すると（ｓ１１）、音声処理装置４２で前記のステップｓ１２〜ステップｓ１６の処理を行う。すなわち、音声信号に対して強調処理を行い、ネットワーク１０を介して、指定された音声通信装置である電話機１１に対して送信する。
【００６６】
電話機１１は、音声信号の入力が無く（ｓ１）、通信部２１がサーバ装置１３からの音声信号を受信すると（ｓ４）、Ｄ／Ａコンバータ２２が通信部２１から送られてきた音声信号をアナログ形式に変換して放音用アンプ２３に出力し、放音用アンプ２３が音声信号を増幅してスピーカユニットＳＰ１に出力する（ｓ５）。スピーカユニットＳＰ１は、放音用アンプ２３で増幅された音声信号を音声に変換して放音する（ｓ６）。電話機１１は放音が終了すると、ステップｓ１以降の処理を行う。
【００６７】
このように、音声通信システム１では、電話機１１や電話機１２が出力した音声信号に対して、サーバ装置１３で強調処理を施すので、各装置は効率良く処理を行うことができる。
【００６８】
次に、音声通信システム２の具体的な構成について説明する。図５は、音声通信システムの図３とは異なる構成を示すブロック図である。音声通信システム２は、ネットワーク１０に電話機１４及び電話機１５を接続した構成である。なお、図２（Ｂ）及び図５には、２台の電話機１４，１５をネットワーク１０に接続した構成を示しているが、これは説明を簡略化するためであり、更に複数の電話機（音声通信装置）をネットワーク１０に接続して音声信号をやりとりすることが可能である。また、以下の説明では、音声通信システム１と同様の構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６９】
電話機１４と電話機１５は、電話機１１の通信部２１とＤ／Ａコンバータ２２との間に、音声処理装置４２を設けた構成である。電話機１４（１５）は、電話機１５（１４）から送信された音声信号を通信部２１で受信すると、音声処理装置４２で、前記のように音声信号の話速と音量を解析して、音声信号の話速が相対的に低下し、且つ音量が相対的に増大していると、その領域について音声信号の話速を更に低下させるとともに、音量を更に増大させる強調処理を行う。そして、音声信号をアナログ化及び増幅してスピーカユニットＳＰ１（ＳＰ２）から音声を放音する。
【００７０】
したがって、音声通信システム２では、聴者は、話者の伝えたい内容を容易に理解することができる。また、音声処理装置４２を備えていない音声通信装置から送られてきた音声信号に対しても、強調処理を施すことができるので、聴者はキーワードを確実に聞き取ることができ、話者の伝えたい内容を確実に把握することができる。
【００７１】
次に、音声通信システム３の具体的な構成について説明する。図６は、音声通信システムの図３、５とは異なる構成を示すブロック図である。音声通信システム３は、ネットワーク１０に電話機１６及び電話機１７を接続した構成である。なお、図２（Ｃ）及び図６には、２台の電話機１６，１７をネットワーク１０に接続した構成を示しているが、これは説明を簡略化するためであり、更に複数の電話機（音声通信装置）をネットワーク１０に接続して音声信号をやりとりすることが可能である。また、以下の説明では、音声通信システム１と同様の構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７２】
電話機１６と電話機１７は、電話機１１のＡ／Ｄコンバータ２５と通信部２１との間に、音声処理装置４２を設けた構成である。電話機１６（１７）は、マイクユニットＭＩＣ１（ＭＩＣ２）から入力されＡ／Ｄコンバータ２５によりデジタル化された音声信号について、音声信号の話速が相対的に低下し且つ音量が相対的に増大している領域に対して、音声処理装置４２で強調処理を行う。そして、通信部２１が、ネットワーク１０を介して電話機１７（１６）に送信する。電話機１７（１６）は、音声信号を受信すると、アナログ化及び増幅を行って、スピーカユニットＳＰ２（ＳＰ１）から音声を放音する。
【００７３】
したがって、音声通信システム３では、聴者は、話者の伝えたい内容を容易に理解することができる。また、音声処理装置４２を備えていない音声通信装置に対して強調処理を施した音声信号を送信することができるので、話者は聴者に対して伝えたい内容を確実に伝達できる。
【００７４】
図７は、音声会議装置の外観図である。図８は、音声会議装置の機能ブロック図である。図９は、図２（Ａ）に示した音声通信システムの音声通信装置として音声会議装置を適用した場合を示す構成図である。
【００７５】
次に、図２に示した音声通信システム１〜３では、音声通信装置として電話機を使用した例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、他の音声通信装置であっても良い。例えば、図２（Ａ）に示した電話機１１，１２に代えて、マイクアレイとスピーカアレイを備えた音声会議装置６１，６２を、音声通信装置として使用することが可能である。この音声会議装置６１，６２は、図７に示すように、筐体７２の前側面７２ＭにマイクユニットＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６から成るマイクアレイＭＡ１を備え、筐体７２の後側面７２ＵにマイクユニットＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６から成るマイクアレイＭＡ２を備えている。また、筐体７２の下面７２ＫにスピーカユニットＳＰ３０１〜ＳＰ３１２から成るスピーカアレイＳＡ１を備えている。
【００７６】
音声会議装置６１，６２は、図８に示すように、操作部７４、表示部７７、制御部１１０、入出力コネクタ８１、入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）１１２、放音指向性制御部１１３、Ｄ／Ａコンバータ１１４（１１４−１〜１１４−１２）、放音用アンプ１１５（１１５−１〜１１５−１２）、スピーカアレイＳＡ１を構成するスピーカユニットＳＰ３０１〜ＳＰ３１２、マイクアレイＭＡ１，ＭＡ２を構成するマイクユニットＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６及びマイクユニットＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６、収音用アンプ１１６（１１６−１〜１１６−３２）、Ａ／Ｄコンバータ１１７（１１７−１〜１１７−３２）、収音ビーム生成部１１８、収音ビーム選択部１１９、並びにエコーキャンセル部１２０を備える。
【００７７】
音声会議装置６１，６２の制御部１１０は、入出力Ｉ／Ｆ１１２から入力される相手装置からの音声信号を、ネットワーク形式のデータから一般的な音声信号に変換してエコーキャンセル部１２０を介して放音指向性制御部１１３に出力するとともに、入力音声信号に添付された方位データを取得して、放音指向性制御部１１３に対して放音制御を行う。
【００７８】
放音指向性制御部１１３は、放音制御内容に応じてスピーカユニットＳＰ３０１〜ＳＰ３１２に対する放音音声信号を生成する。スピーカユニットＳＰ３０１〜ＳＰ３１２に対する放音音声信号は、入力音声信号を遅延制御や振幅制御等の信号制御処理を行うことにより形成される。Ｄ／Ａコンバータ１１４（１１４−１〜１１４−１２）はデジタル形式の放音音声信号をアナログ形式に変換し、放音用アンプ１１５（１１５−１〜１１５−１２）は放音音声信号を増幅してスピーカユニットＳＰ３０１〜ＳＰ３１２に与え、スピーカユニットＳＰ３０１〜ＳＰ３１２は、放音音声信号を音声に変換して放音する。これにより、自装置の会議者に、ネットワークで接続された相手先装置の会議者の音声を放音する。
【００７９】
マイクユニットＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６及びマイクユニットＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６は自装置の会議者の発声音を含む周囲の音を収音して電気信号に変換し、収音音声信号を生成する。
【００８０】
収音ビーム生成部１１８は、マイクユニットＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６及びマイクユニットＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６の収音信号に対して遅延処理等を行い、所定方位に強い指向性を有する収音ビーム音声信号ＭＢ１〜ＭＢ８を生成する。収音ビーム音声信号ＭＢ１〜ＭＢ８はそれぞれ異なる方位に強い指向性を有するように設定されている。
【００８１】
図９に示すように音声会議装置６１では、ＭＢ１を方位Ｄｉｒ１１に、ＭＢ２を方位Ｄｉｒ１２に、ＭＢ３を方位Ｄｉｒ１３に、ＭＢ４を方位Ｄｉｒ１４に、ＭＢ５を方位Ｄｉｒ１５に、ＭＢ６を方位Ｄｉｒ１６に、ＭＢ７を方位Ｄｉｒ１７に、ＭＢ８を方位Ｄｉｒ１８に設定される。また、図９に示すように音声会議装置６２では、ＭＢ１を方位Ｄｉｒ２１に、ＭＢ２を方位Ｄｉｒ２２に、ＭＢ３を方位Ｄｉｒ２３に、ＭＢ４を方位Ｄｉｒ２４に、ＭＢ５を方位Ｄｉｒ２５に、ＭＢ６を方位Ｄｉｒ２６に、ＭＢ７を方位Ｄｉｒ２７に、ＭＢ８を方位Ｄｉｒ２８に設定している。
【００８２】
収音ビーム選択部１１９は、収音ビーム音声信号ＭＢ１〜ＭＢ８の信号強度を比較して、最も強度の高い収音ビーム音声信号を選択し、収音ビーム音声信号ＭＢとしてエコーキャンセル部１２０に出力する。収音ビーム選択部１１９は、選択した収音ビーム音声信号ＭＢに対応する方位Ｄｉｒを検出して制御部１１０に与える。入出力Ｉ／Ｆ１１２は、エコーキャンセル部１２０からの収音ビーム音声信号ＭＢをネットワーク形式で所定データ長からなる音声信号に変換し、制御部１１０から得られる方位データと収音時間データとを添付して、ネットワーク１０に出力する。
【００８３】
このように、図９に示す構成では、音声会議装置６１（６２）がマイクアレイＭＡ１またはマイクアレイＭＡ２から入力された音声信号をサーバ装置１３にネットワーク１０を介して送信する。そして、サーバ装置１３が内蔵する音声処理装置４２で強調処理を行って、音声会議装置６２（６１）にネットワーク１０を介して、この強調処理を行った音声信号を送信する。音声会議装置６２（６１）は、この強調処理が施された音声信号を受信すると、スピーカアレイＳＡ１から各話者に対してビーム化した音声を放音する。
【００８４】
次に、図２（Ｂ）及び図５に示した音声通信システム２において、電話機１４，１５に代えて、音声会議装置６４，６５を音声通信装置として使用することが可能である。但し、この場合には、前記の電話機１４，１５と同様に、音声会議装置６４，６５に音声処理装置４２を設けて、受信した音声信号について強調処理を施すように構成する必要がある。そのため、図８に示すように、音声会議装置６４，６５において、エコーキャンセル部１２０と放音指向性制御部１１３との間に音声処理装置４２を設ける。
【００８５】
この構成では、音声会議装置６４（６５）がマイクアレイＭＡ１またはマイクアレイＭＡ２から入力された音声信号を音声会議装置６５（６４）にネットワーク１０を介して送信する。音声信号を受信すると、内蔵する音声処理装置４２で強調処理を行って、スピーカアレイＳＡ１から各話者に対してビーム化した音声を放音する。
【００８６】
次に、図２（Ｃ）及び図６に示した音声通信システム３において、電話機１６，１７に代えて、音声会議装置６６，６７を音声通信装置として使用することが可能である。但し、この場合には、前記の電話機１６，１７と同様に、音声会議装置６６，６７に音声処理装置４２を設けて、収音した音声信号に対して強調処理を施すように構成する必要がある。そのため、図８に示すように、音声会議装置６６（６７）において、収音ビーム選択部１１９とエコーキャンセル部１２０との間に音声処理装置４２を設ける。
【００８７】
この構成では、音声会議装置６６（６７）がマイクアレイＭＡ１またはマイクアレイＭＡ２で収音した音声信号に対して、音声会議装置６６（６７）が内蔵する音声処理装置４２で強調処理を行って、ネットワーク１０を介して音声会議装置６７（６６）に送信する。音声会議装置６７（６６）は、音声信号を受信すると、スピーカアレイＳＡ１から各話者に対してビーム化した音声を放音する。
【００８８】
以上のように、本発明の音声通信システムでは、音声処理装置４２をサーバ装置、または音声通信装置（音声会議装置）が備えているので、話者が伝えたいキーワードの部分を抽出して強調処理を施すことができ、聴者は、話者が伝えたい内容を確実に把握できる。また、本発明の音声処理装置及び音声通信システムは、キーワード辞書が不要な構成であり、また、いずれの言語でも問題なくキーワードを抽出できるので、キーワードの登録作業が不要であり、世界のあらゆる国で使用できる。
【００８９】
なお、以上の説明では、本発明の音声処理装置を音声通信システムに適用した例について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、音声信号をやりとりして会話を実現するシステムや装置であれば、他の構成であっても良い。例えば、音声処理装置に対して、小型のスピーカユニットと小型のマイクユニットを接続し、マイクユニットで収音した音声信号に対して強調処理を施して、スピーカユニットからその音声を放音するように構成することで、補聴器として使用できる。
【００９０】
また、以上の説明では、音声処理装置では、音声信号における音響的な特徴量として、話速と音量について解析する構成としたが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、話速と音高（ピッチ）について解析する構成としたり、音量と音高（ピッチ）について解析する構成としたりして、これらの特徴量を強調する構成とすることも可能である。また、話速・音量・音高（ピッチ）の３つの特徴量について解析して、これらの特徴量を強調する構成とすることも可能である。また、話速・音量・音高（ピッチ）の３つの特徴量について解析して、これらの特徴量のいずれかを強調する構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の音声処理装置が行う処理を説明するためのイメージ図である。
【図２】音声通信システムの概略を示す構成図である。
【図３】音声通信システムの構成を示すブロック図である。
【図４】サーバ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】音声通信システムの図３とは異なる構成を示すブロック図である。
【図６】音声通信システムの図３、５とは異なる構成を示すブロック図である。
【図７】音声会議装置の外観図である。
【図８】音声会議装置の機能ブロック図である。
【図９】図２（Ａ）に示した音声通信システムの音声通信装置として音声会議装置を適用した場合を示す構成図である。
【符号の説明】
【００９２】
１，２，３−音声通信システム    １０−ネットワーク    １１Ｊ，１２Ｊ，１４Ｊ，１５Ｊ，１６Ｊ，１７Ｊ−受話器    １１，１２，１４，１５，１６，１７−電話機（音声通信装置）    １３−サーバ装置    ２１−通信部    ２２−Ｄ／Ａコンバータ    ２３−放音用アンプ    ２４−収音用アンプ    ２５−Ａ／Ｄコンバータ    ２６−操作部    ２７−表示部    ２８，４３，１１０−制御部    ４１−通信部    ４２−音声処理装置    ５１−抑揚解析部    ５２−特徴抽出部    ５３−強調域判定部    ５４−強調処理部    ６１，６２，６４，６５，６６，６７−音声会議装置    ７２−筐体    ７４−操作部    ７７−表示部    ８１−入出力コネクタ    １１２−入出力Ｉ／Ｆ    １１３−放音指向性制御部    １１４−Ｄ／Ａコンバータ    １１５−放音用アンプ    １１６−収音用アンプ    １１７−Ａ／Ｄコンバータ    １１８−収音ビーム生成部    １１９−収音ビーム選択部    １２０−エコーキャンセル部    ５１１−話速解析部    ５１２−音量解析部    ５２１−低速域抽出部    ５２２−大音量域抽出部
【図１】
2007336395.tif 000003
【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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