(57)【要約】【課題】騒音レベルの増長を抑えた上で音声の内容を隠蔽する。【解決手段】音声情報秘話システムは、ブース２にいる顧客６が発話中の音声を受け、それを表す音声信号を生成するマイクロホンＭｉｃと、マイクロホンＭｉｃによって生成された音声信号を変更するＳＤコントローラ部ＳＤと、ＳＤコントローラ部ＳＤによって変更された音声信号を音声に変換して発話中の音声が受聴されている隣接ブース２’に出力するスピーカＳＰと、を有する。ＳＤコントローラ部ＳＤは、マイクロホンＭｉｃによって生成された音声信号から包絡線を抽出する包絡線抽出部と、抽出された包絡線に基づいて音声信号から変更対象部分の信号を抽出する変更対象部分抽出部と、抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の包絡線を適用して新たな変更対象部分の信号を得る部分変更部と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発話中の音声を表す音声信号であって振幅変調された信号として記述可能な音声信号、から振幅成分の時間軸に沿った波形を抽出する振幅波形抽出部と、
前記振幅波形抽出部によって抽出された波形に基づいて、前記音声信号から変更対象部分の信号を抽出する部分抽出部と、
前記部分抽出部によって抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の振幅成分の時間軸に沿った波形を適用して新たな変更対象部分の信号を得る部分変更部と、
前記部分変更部によって得られる新たな変更対象部分の信号を、前記発話中の音声が受聴されている領域に音声を出力可能な音声出力手段に出力する出力部と、を備えることを特徴とする音声変更装置。
【請求項２】
前記部分変更部は、前記部分抽出部によって抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分に由来しない搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の振幅成分の時間軸に沿った波形を適用して新たな変更対象部分の信号を得ることを特徴とする請求項１に記載の音声変更装置。
【請求項３】
前記部分抽出部は、前記振幅波形抽出部によって抽出された波形のピークより前の第１時刻と当該ピークより後の第２時刻とで挟まれる区間の信号であって略１山状の信号を、前記変更対象部分の信号として決定することを特徴とする請求項１または２に記載の音声変更装置。
【請求項４】
前記部分変更部によって得られる新たな変更対象部分の信号が前記出力部から出力されるタイミングを、前記発話中の音声の伝搬にかかる時間に応じて調整するタイミング調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の音声変更装置。
【請求項５】
前記部分変更部は、
前記部分抽出部によって抽出された変更対象部分の信号から複数の周波数成分の大きさを取得する包絡線情報取得部と、
音源からの信号が入力される複数のバンドパスフィルタを有する置換用搬送波生成部と、
各バンドパスフィルタから出力される信号の大きさを、前記複数の周波数成分のうちの対応するひとつの大きさに応じて変更する包絡線情報適用部と、を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の音声変更装置。
【請求項６】
前記置換用搬送波生成部に含まれるバンドパスフィルタの中心周波数と、前記複数の周波数成分のうちの対応するひとつの周波数とは異なることを特徴とする請求項５に記載の音声変更装置。
【請求項７】
発話中の音声を受け、それを表す音声信号を生成する集音手段と、
前記集音手段によって生成された音声信号であって振幅変調された信号として記述可能な音声信号、を変更する音声変更装置と、
前記音声変更装置によって変更された音声信号を音声に変換して前記発話中の音声が受聴されている領域に出力する音声出力手段と、を備え、
前記音声変更装置は、
前記音声信号から振幅成分の時間軸に沿った波形を抽出する振幅波形抽出部と、
前記振幅波形抽出部によって抽出された波形に基づいて、前記音声信号から変更対象部分の信号を抽出する部分抽出部と、
前記部分抽出部によって抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の振幅成分の時間軸に沿った波形を適用して新たな変更対象部分の信号を得る部分変更部と、
前記部分変更部によって得られる新たな変更対象部分の信号を前記音声出力手段に出力する出力部と、を含むことを特徴とする音声情報秘話システム。
【請求項８】
発話中の音声を表す音声信号であって振幅変調された信号として記述可能な音声信号、から振幅成分の時間軸に沿った波形を抽出するステップと、
抽出された波形に基づいて、前記音声信号から変更対象部分の信号を抽出するステップと、
抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の振幅成分の時間軸に沿った波形を適用して新たな変更対象部分の信号を得るステップと、
前記新たな変更対象部分の信号を音声に変換し、変換された音声を前記発話中の音声が受聴されている領域に出力するステップと、を含むことを特徴とする音声変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声を変更する音声変更装置、音声変更方法およびその音声変更装置を備える音声情報秘話システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
個人情報保護法などの施行により銀行やオフィスにおける会話情報の保護の必要性が高まっている。その手段として、従来から物理的に空間を分ける遮音・防音や、オープンプランオフィスなどにおいて会話音声を別の雑音・音楽などで隠蔽するＢＧＭ・マスキングシステムなどが提案されてきた。
【０００３】
音声情報の隠蔽という目的については従来から、
（１）対象音声を他の定常的な雑音で隠蔽するマスキングシステム（Masking System）
（２）室内の暗騒音や空調騒音で隠蔽するシェーディングシステム（Shading System）
（３）遮音・防音（対象室を空間的に区画し、音響的に分離する）
等があった。（１）の例は音声の存在そのものを（無理やり）消し去ろうとするもので、エネルギマスキング（Energy Masking）と位置付けられる。これは例えばオープンプランオフィスのブースや会議室に使用されている。
【０００４】
（１）のシステムの例が非特許文献１に報告されている。そこでは、天井内部などに専用のジェネレータやスピーカを設置し、マスキング音を発生して音声の隠蔽を行っている。その原理は、会話の邪魔にならない程度の（会話とは脈絡のない）音楽や雑音を生成し、いわゆるＳ／Ｎを低減して音声の内容を隠蔽したり、明瞭度・了解度を低減したりして、会話内容を理解できない程度まで隠蔽しようとするものである。システムには会話レベルや室内暗騒音などに応じてマスキング音を最適レベルに制御する制御装置（信号処理装置）・電力増幅器などが含まれる。
【０００５】
また、この技術を利用した例としては、パーティションからブース内へマスキング用のノイズを放射し、対象空間領域をブースに限定することにより、室内全体の騒音レベルが上昇するのを抑えようとしたものがある。
【０００６】
（２）のシステムの例が非特許文献２に報告されている。そこでは、放射するマスキングノイズとして、室内の暗騒音そのものや、日常的に身近な空調騒音を使用した「Sound Shading System」が報告されている。このシステムでは、銀行の窓口などにおけるプライバシーの確保を目的とした視覚遮断的なパーティションに対し、会話のプライバシー保護を目的としてパーティション頂部にスピーカを設置する。このスピーカからマスキング音を再生し、それによりパーティションの反対側にいる人への会話内容の漏洩・伝達の阻止を図る。再生する音には街の雑踏をもとに生成した音や、その部屋の空調騒音を使用する。
【０００７】
（３）のシステムの例としては、別室として区画する遮音や、パーティションなどで区画する防音がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２３３６７１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】コクヨ社プレスリリース、サウンドマスキング、２００６年１０月１８日
【非特許文献２】杉本明子、中村隆宏、伊勢史郎、「会話のしやすさとプライバシーを考慮した音場を生成する Sound Shading System の評価」、日本音響学会２００５年春季研究発表会  講演論文集、ｐ．８１７
【非特許文献３】電子情報通信学会、聴覚と音声、１９７３年、ｐ．３７０−３７１
【非特許文献４】梶田、小林、武田、板倉、「ヒューマンスピーチライク雑音に含まれる音声的特徴の分析」、日本音響学会誌、１９９７年５月１日、５３（５）、ｐ．３３７−３４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者は、上述のマスキング／シェーディング技術に関して以下の課題を認識した。
（Ｉ）原音声とは脈絡のない新たな音を放射するので、違和感を伴い、またマスカーは原音声に対応して常に最適、あるいは最大効果のあるものとは言えない。
（ＩＩ）音声発生のない、いわゆる「無音時」にも騒音、つまりマスキング音が聞こえ得る。したがって、室内空間の騒音レベルを確実に上昇させ得る。
（ＩＩＩ）会話とは関係のない別の音（騒音・音楽）を放射することにより、発声者・会話者・その他の在室者に少なからず違和感を与え得る。
（ＩＶ）音声の情報隠蔽は、性質の異なるもの同士は区別して認識する、という聴覚の性質により、雑音やBGMでは奏功しにくいという基本的な問題を含む（包絡線（エンベロープ）やスペクトルが似通った音声波形同士の方が聴覚認識上、区別されにくい）。
【００１１】
（Ｉ）については、経験上原音声を完全にマスクするのに必要な雑音の相対レベルは略１５ｄＢである（非特許文献３参照）。この視点から見ると、雑音や音楽を流すことにより音声を隠蔽するという方法では、原音声に対してそれ以上のかなり大きな音量の雑音や音楽が必要となり、maskingであれshadingであれ、室内騒音レベルを大きく上昇させ得る。
【００１２】
（ＩＩ）については、発話がない時にも音がするという違和感を伴う。またそもそも発話がない時に雑音や音楽を流すことは会話内容の隠蔽の観点からは無駄と言える。また無駄であるばかりでなく、室の等価騒音レベル（LAeq：A-weighted equivalent sound level＝A特性で補正した音声信号の一定区間の自乗平均音圧レベル、つまり平均的な騒音レベル）を上昇させる結果となりうる。雑音の代わりに音楽や音声から作成した「ＨＳＬ雑音（Human Speech-like noise）」（非特許文献４参照）を流した場合でも、一般的なＢＧＭとの区別は困難である。
【００１３】
また、（３）のアプローチについては、費用的にかなり大きなものとなり、また開放感を阻害するのでオープンプランオフィスなどでの使用には適さない。
【００１４】
また、特許文献１に記載のサウンドマスキングシステムでは、入力音(声)の話速を分析し、これに応じたフレーム長で分割して処理し、処理音声を合成する方法が述べられている。しかしながら、このシステムは「約２秒単位で入力音(声)を一時記憶し一連の処理を行う」ので、処理音声はそれがマスキング対象とする音声とは別の、過去の音声から生成される。したがって、処理音声とそれがマスキング対象とする音声との関連性は薄くて実時間処理とは言えず、また、マスキング効果も十分とは言えない。
【００１５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、騒音レベルや受聴者の不快感の増長を抑えた上で音声の内容を隠蔽する技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のある態様は、音声変更装置に関する。この音声変更装置は、発話中の音声を表す音声信号であって振幅変調された信号として記述可能な音声信号、から振幅成分の時間軸に沿った波形を抽出する振幅波形抽出部と、振幅波形抽出部によって抽出された波形に基づいて、音声信号から変更対象部分の信号を抽出する部分抽出部と、部分抽出部によって抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の振幅成分の時間軸に沿った波形を適用して新たな変更対象部分の信号を得る部分変更部と、部分変更部によって得られる新たな変更対象部分の信号を、発話中の音声が受聴されている領域に音声を出力可能な音声出力手段に出力する出力部と、を備える。
【００１７】
この態様によると、新たな変更対象部分の信号の振幅成分の時間軸に沿った波形と元の変更対象部分の信号の振幅成分の時間軸に沿った波形とは類似し、発話中の音声が受聴されている領域において違和感を低減しつつ発話中の音声の内容の了解度を低減できる。
【００１８】
本発明の別の態様は、音声情報秘話システムである。この音声情報秘話システムは、発話中の音声を受け、それを表す音声信号を生成する集音手段と、集音手段によって生成された音声信号であって振幅変調された信号として記述可能な音声信号、を変更する音声変更装置と、音声変更装置によって変更された音声信号を音声に変換して発話中の音声が受聴されている領域に出力する音声出力手段と、を備える。音声変更装置は、音声信号から振幅成分の時間軸に沿った波形を抽出する振幅波形抽出部と、振幅波形抽出部によって抽出された波形に基づいて、音声信号から変更対象部分の信号を抽出する部分抽出部と、部分抽出部によって抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の振幅成分の時間軸に沿った波形を適用して新たな変更対象部分の信号を得る部分変更部と、部分変更部によって得られる新たな変更対象部分の信号を音声出力手段に出力する出力部と、を含む。
【００１９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、騒音レベルの上昇や受聴者の不快感の増長を抑えた上で音声の内容をほぼ実時間で効果的に隠蔽できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】マスキングに関する従来のアプローチと実施の形態に係るアプローチをカテゴリに分けて示す説明図である。
【図２】実施の形態に係る音声情報秘話システムが設けられたブースを模式的に示す斜視図である。
【図３】図２の音声情報秘話システムの機能および構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】図２のＩＴパーティションの構成を示す側面図である。
【図５】図３のＳＤコントローラ部の機能および構成を示すブロック図である。
【図６】図５の変更対象部分抽出部における変更対象部分の信号の決定基準を説明するための説明図である。
【図７】マスキーに準じたノイズが使用される場合の部分変更部の機能および構成を示すブロック図である。
【図８】認識率と分割数との関係を模式的に示すグラフである。
【図９】フォルマント変換処理技術が使用される場合の置換用搬送波生成部の機能および構成を示すブロック図である。
【図１０】受聴者位置におけるマスキーおよびマスカーを表す音声信号の波形を示す波形図である。
【図１１】受聴者位置におけるマスキーおよびマスカーを表す音声信号の波形を示す波形図である。
【図１２】図２の音声情報秘話システムにおける一連の処理を示すフローチャートである。
【図１３】第１変形例に係る音声情報秘話システムの機能および構成を模式的に示すブロック図である。
【図１４】第２変形例に係る音声情報秘話システムの機能および構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。
【００２３】
特にオフィスなどにおいては、オープンプランの空間が有する開放性やコミュニケーションの円滑性を損なわずに音声情報、つまり音声の内容だけが隠蔽されることが望ましい。しかしながら、従来のＢＧＭやマスキングを使用する技術は、基本的には原音声とは性質の異なる、別過程で作成した音を原音声とは脈絡なく加えるので、聴覚的な違和感や室内の暗騒音を上昇させてしまうという嫌いがあった。本発明の実施の形態はマイクロホンなどにより集音した音声信号そのものの構造を実質的に実時間で変更することにより室内の暗騒音を上昇させることなく会話の内容を、理想的には会話の内容のみを、隠蔽し、円滑で快適な秘話環境を実現する。
【００２４】
図１は、マスキングに関する従来のアプローチと実施の形態に係るアプローチをカテゴリに分けて示す説明図である。ａ）は、電気音響を用いたＳＲ（Sound Reinforcement）／ＰＡ（Public Address）である。これらは音量や明瞭度を高めて「よく聞こえるようにする」従来技術である。ｆ）は、遮音（Sound Insulation）であり、空間を音響的に分離しできるだけ「聞こえないようにする」従来技術である。これらに対して実施の形態に係るアプローチはｅ）のＳＤ（Speech Deformation）であり、会話者本人の原音声を処理して準実時間で出力することにより、聞こえる聞こえないではなく会話内容を「分からなくする」一種の音声情報撹乱（聴覚翻弄）技術である。また、従来技術によるｂ）ＥＭやｃ）ＳＳやｄ）ＩＭが多かれ少なかれ室内あるいは対象空間領域の騒音レベルを上昇させて不快感や違和感を増加させ得るのに対し、ｅ）のＳＤではほとんど騒音レベルの上昇を伴わない。
【００２５】
本実施の形態では、聴覚音声認識(HSR :Human Speech Recognition)が音声信号のキャリア(搬送波）より包絡線遷移などのアーティキュレーション(Articulation、音声学で言う発声法・調音法、つまりイントネーションなどの抑揚情報であり、ここでは搬送波以外の包絡線の時間変化）により強く依存することに基づき、まず原音声（以下、マスキーと称す）の包絡線（自乗音圧波形を５ｍｓｅｃ〜数１００ｍｓｅｃの時定数で平均したもの、或いはその平方根をとったものであり、音声の強弱に合せて時間的に変化する、いわゆるエンベロープ波形）を抽出し、略５ｄＢ以上で上昇してから下降する「略一山」を処理対象単位としてその処理対象単位ごとにその搬送波を別の音響信号、例えばマスキーに準じたノイズ・累積本人原音声・変調ノイズ・「ヘリウム音声」・同性／異性他人の音声などに入れ替える。
【００２６】
このようにして生成される処理音声（以下、マスカーと称す）の包絡線とマスキーの包絡線とはほぼ同じになるので、両者のイントネーションは類似となり、両者を実質的に実時間で受聴する受聴者への違和感はほとんど無くなる。加えて、違和感が無い、つまり聴覚上の差異は小さいにもかかわらずマスカーではマスキーの意味内容が消失しているので、受聴者は両音声を区別も理解もできないのであり、いわば受聴者の聴覚が翻弄される状態となる。これにより、効果的な会話内容の隠蔽・遮断が実現される。
【００２７】
図２は、実施の形態に係る音声情報秘話システム１００が設けられたブース２を模式的に示す斜視図である。図３は、図２の音声情報秘話システム１００の機能および構成を模式的に示すブロック図である。
音声情報秘話システム１００は、銀行の相談カウンターなど、簡易パーティションで区画されたブース２に設けられる。音声情報秘話システム１００は、マイクロホンＭｉｃと、ＳＤコントローラ部ＳＤと、２つのパワーアンプＰＡと、２つのスピーカＳＰと、を備える。スピーカＳＰおよびＳＤコントローラ部ＳＤは、ブース間を視覚的に隔てるＩＴパーティション４に組み込まれてもよい。
【００２８】
相談員と会話を行っている顧客６を発話者とする。この発話者が発話中の音声であるマスキーH'(t)はカウンター部分またはその近傍に設けられたマイクロホンＭｉｃによって集音される。マイクロホンＭｉｃにより集音されたマスキーH'(t)は音声信号に変換され、ＳＤコントローラ部ＳＤに送られる。この音声信号がＳＤコントローラ部ＳＤによって変更される。ＳＤコントローラ部ＳＤにおける処理を経た音声信号はパワーアンプＰＡを経てスピーカＳＰによって音声に変換され、そのように変換された音声は左右の隣接ブース２’にマスカーH(t)として出力される。
【００２９】
ここで、マイクロホンＭｉｃからＳＤコントローラ部ＳＤに送られる音声信号は、振幅変調された信号として記述可能な音声信号である。すなわちこの音声信号は、比較的低い周波数で時間変化する振幅成分と比較的高い周波数で変化する搬送波成分との積の形で記述できる。以下では包絡線が、振幅成分の時間変化を示す線、特に振幅成分の時間軸に沿った波形として定義される場合を考える。
【００３０】
隣接ブース２’にはマスキーH'(t)が空中を回り込んでくるので、顧客６が発話中の音声は隣接ブース２’内にいる受聴者８（顧客６とは異なる者）によって受聴されうる。しかしながら本実施の形態では、空中を回り込んで漏洩するマスキーH'(t)はマスカーH(t)と合成されて隣接ブース２’内の受聴者８に届く。したがってマスカーH(t)による擾乱により、受聴者８はマスキーH'(t)に含まれる会話の内容を理解することができない。
【００３１】
スピーカＳＰは、ＳＤコントローラ部ＳＤやマイクロホンＭｉｃが設置されているブース２の隣の隣接ブース２’に向けてマスカーH(t)を出力する。ここで隣接ブース２’は、空中を回り込んで漏洩するマスキーH'(t)が受聴されている領域である。つまり、マスキーH'(t)とマスカーH(t)とが実質的に実時間で受聴者８に届くように、マスカーH(t)がスピーカＳＰから出力される。この実時間性を保証する主体はＳＤコントローラ部ＳＤであってもスピーカＳＰであってもよいが、以下ではＳＤコントローラ部ＳＤがマスキーH'(t)とマスカーH(t)との実時間性を考慮して音声信号を処理する場合について説明する。
【００３２】
図４は、図２のＩＴパーティション４の構成を示す側面図である。ＩＴパーティション４は、第１吸音層４２と、遮音層４４と、第２吸音層４６と、をこの順に積層してなる積層構造を有する。第１吸音層４２および第２吸音層４６はそれぞれ厚さが２０ｍｍのグラスウールの層である。遮音層４４は厚さが１２ｍｍの石膏ボードである。
【００３３】
図５は、図３のＳＤコントローラ部ＳＤの機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックおよび以下のブロック図に示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵ（central processing unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
【００３４】
ＳＤコントローラ部ＳＤは、Ａ／Ｄ部２０と、包絡線抽出部５０と、変更対象部分抽出部３０と、部分変更部９０と、出力部７２と、を備える。
【００３５】
マイクロホンＭｉｃにより集音されたマスキーH'(t)は音声信号に変換され、該音声信号はマイクアンプ（不図示）を経てＡ／Ｄ部２０に入力される。Ａ／Ｄ部２０は、アナログ信号である音声信号をデジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ部２０でデジタル化された音声信号は、例えば音圧の大きさに応じた電圧値が時刻と対応付けられたデジタルデータである。
【００３６】
包絡線抽出部５０は、Ａ／Ｄ部２０でデジタル化された音声信号から、その包絡線を示すデータを抽出する。このデータは、例えば振幅成分に応じた電圧値が時刻と対応付けられたデジタルデータである。以下、包絡線を示すデータを単に包絡線と称す。包絡線抽出部５０は、自乗音圧取得部５４と、ローパスフィルタ５６と、を含む。
【００３７】
自乗音圧取得部５４は、Ａ／Ｄ部２０でデジタル化された音声信号の自乗音圧波形を取得する。自乗音圧取得部５４は、音声信号を自乗し、必要に応じて所定の係数を乗ずることにより自乗音圧波形を得る。
【００３８】
ローパスフィルタ５６は、自乗音圧取得部５４によって取得された自乗音圧波形を数ｍｓｅｃから数１００ｍｓｅｃの時定数で平均化する。すなわちローパスフィルタ５６は自乗音圧波形に対してローパスフィルタ処理をする。これにより、自乗音圧波形から時定数程度よりも速い変化が取り除かれ、振幅成分の時間変化に応じた滑らかな波形が得られる。  ローパスフィルタ５６は、必要であればローパスフィルタ処理されたデータの平方根をとる。
なお、他の方法で音声信号の包絡線を求めてもよいことは、本明細書に触れた当業者には理解される。他の方法としては例えば搬送波の絶対値の平均を取る方法や、搬送波を偶数乗して平均を取る方法がある。
【００３９】
変更対象部分抽出部３０は、包絡線抽出部５０によって抽出された包絡線の形状に基づいて、Ａ／Ｄ部２０でデジタル化された音声信号からひとまとまりの信号を抽出し、変更対象部分の信号とする。音声信号の包絡線は多くの場合、孤立した山が連続した形状を有する。変更対象部分抽出部３０は、この略１山を変更対象部分とする。
【００４０】
変更対象部分抽出部３０は、ローパスフィルタ５６によって得られた音声信号の包絡線のうち、数ｄＢ〜数１０ｄＢ、例えば５ｄＢ以上連続して上昇する上昇部分を検出する。次に変更対象部分抽出部３０は、上昇部分の後で数ｄＢ〜数１０ｄＢ、例えば５ｄＢ以上連続して下降する下降部分を検出する。変更対象部分抽出部３０は、上昇部分とそれに対応する下降部分との間の音声信号を変更対象部分の信号として決定する。このようにして決定される変更対象部分の信号の包絡線は略１山状となることが多い。
【００４１】
図６は、変更対象部分抽出部３０における変更対象部分の信号の決定基準を説明するための説明図である。図６（ａ）は、変更対象部分抽出部３０において上昇部分と下降部分の検出に基づいて変更対象部分の信号が決定される場合を説明するための説明図である。図６（ａ）は、例示としての音声信号の波形２１１とその包絡線２０８とを示す。変更対象部分抽出部３０は、包絡線２０８の変化率に基づき上昇部分２０２を検出する。次に変更対象部分抽出部３０は上昇部分２０２の後の下降部分２０４を検出する。変更対象部分抽出部３０は、上昇部分２０２と下降部分２０４とで挟まれる区間２０６（ピーク２０３より前の時刻ｔ１とピーク２０３より後の時刻ｔ２とで挟まれる区間）の音声信号を変更対象部分の信号として決定する。
【００４２】
なお、変更対象部分抽出部３０は、他の方法で変更対象部分の信号を決定してもよい。例えば、変更対象部分抽出部３０は、包絡線が膨らんでいる部分を検出し、その部分に対応する音声信号を変更対象部分の信号として決定してもよい。あるいはまた、変更対象部分抽出部３０は、包絡線のピークを検出し、その前後に所定の長さを有する区間の音声信号を変更対象部分の信号として決定してもよい。あるいはまた、変更対象部分抽出部３０は、包絡線が所定のレベルを越えている連続的な区間の音声信号を変更対象部分の信号として決定してもよい。
【００４３】
図６（ｂ）は、変更対象部分抽出部３０においてピークの検出に基づいて変更対象部分の信号が決定される場合を説明するための説明図である。図６（ｂ）は、例示としての音声信号の波形２１２とその包絡線２１４とを示す。変更対象部分抽出部３０は、包絡線２１４のピーク２１６を検出する。変更対象部分抽出部３０は、ピーク２１６の前後に所定の長さを有する区間２１８の音声信号を変更対象部分の信号として決定する。
【００４４】
図６（ｃ）は、変更対象部分抽出部３０において包絡線のレベルに基づいて変更対象部分の信号が決定される場合を説明するための説明図である。図６（ｃ）は、例示としての音声信号の波形２２０とその包絡線２２２とを示す。変更対象部分抽出部３０は、包絡線２２２が所定のレベル２２４を越えている連続的な区間２２６を検出し、その区間２２６の音声信号を変更対象部分の信号として決定する。この場合、所定のレベルの取り方によっては、変更対象部分の信号が２以上のピークを含む場合がある。
【００４５】
以上のように変更対象部分の信号の決定手法は種々考えられる。このように選択肢が多いことは、ＳＤによる会話内容の隠蔽をより効果的とするための大きな自由度を提供するという意味で好適である。
【００４６】
また、これら種々の決定手法に通じて言えることは、音声信号の波形に基づいて、特にその統計的な性質に基づいて信号のひとまとまりが判別され、そのように判別されたひとまとまりの信号が変更対象部分の信号として決定されていることである。すなわち、入来する音声信号に応じて適応的に変更対象部分が決定される。この場合、本発明者の当業者としての経験および予備的な実験によると、例えば予め定められた一定の間隔で音声信号を切り出す場合と比べてより会話内容擾乱効果が高いことが見出された。特に、本発明者によって行われた実験によると、包絡線の略１山を変更単位として抽出する場合は、例えば一定周期で切り出す場合や子音や母音を変更単位とする場合と比べて擾乱効果が高いことが見出された。
【００４７】
図５に戻る。
変更対象部分抽出部３０は、音声信号のうち変更対象部分の信号として決定されなかった部分を遅延調整部６８に出力する。
【００４８】
部分変更部９０は、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の包絡線を適用して新たな変更対象部分の信号を得る。ここで使用される別の搬送波成分は、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分に由来しない搬送波成分であっても由来する搬送波成分であってもよい。前者の例は、マスキーH'(t)に準じたノイズ、累積本人原音声、変調ノイズ、同性／異性の他人音声であり、後者の例は「ヘリウム音声」である。
部分変更部９０は、変更対象部分抽出部３０において抽出される変更対象部分の信号ごとに上記処理を繰り返し、そのように処理された信号を遅延調整部６８に出力する。
【００４９】
部分変更部９０は、包絡線情報取得部９２と、置換用搬送波生成部９４と、包絡線情報適用部９６と、を有する。包絡線情報取得部９２は、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号からその包絡線に関する情報を取得する。置換用搬送波生成部９４は、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の置換用搬送波を生成する。包絡線情報適用部９６は、包絡線情報取得部９２によって取得された包絡線に関する情報を、置換用搬送波生成部９４によって生成された置換用搬送波に対して適用する。部分変更部９０は、適用後の新たな変更対象部分の信号を遅延調整部６８に出力する。
【００５０】
部分変更部９０’が別の搬送波成分としてマスキーH'(t)に準じたノイズを使用する場合について説明する。
図７は、マスキーH'(t)に準じたノイズが使用される場合の部分変更部９０’の機能および構成を示すブロック図である。部分変更部９０’は、包絡線情報取得部９２’と、置換用搬送波生成部９４’と、包絡線情報適用部９６’と、を含む。
【００５１】
包絡線情報取得部９２’は、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号から複数の周波数成分の大きさを取得する。この複数の周波数成分の各周波数は、包絡線（振幅成分）の周波数よりも高い周波数範囲で互いに異なるように選択される。特に、そのような周波数として、音声帯域である略３００Ｈｚ〜５ｋＨｚの周波数範囲をオクターブバンドに分割し、各オクターブバンドを分割数ｎ（ｎは自然数）で分割したときの１／ｎオクターブバンドの中心周波数が選択される。
【００５２】
包絡線情報取得部９２’は、第１バンドパスフィルタＢＰＦ１と、第２バンドパスフィルタＢＰＦ２と、第３バンドパスフィルタＢＰＦ３と、第１ＲＭＳ回路ＲＭＳ１と、第２ＲＭＳ回路ＲＭＳ２と、第３ＲＭＳ回路ＲＭＳ３と、を有する。ここでＢＰＦはBand Pass Filterの略称であり、ＲＭＳはRoot Mean Squareの略称である。図７は、音声帯域の１オクターブバンドをｎ＝３分割する場合を示す。図７はある１つのオクターブバンドに関連する部材を示し、他のオクターブバンドについては表示を省略する。なお、ｎは他の値であってもよい。
【００５３】
第１バンドパスフィルタＢＰＦ１は中心周波数ｆ１を有する１／３オクターブバンドパスフィルタであり、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号をバンドパスフィルタ処理する。第１ＲＭＳ回路ＲＭＳ１は、第１バンドパスフィルタＢＰＦ１によってバンドパスフィルタ処理された信号の実効値に応じたＤＣ電圧、例えば実効値が大きいほど高くなるＤＣ電圧を生成する。
【００５４】
第２バンドパスフィルタＢＰＦ２、第３バンドパスフィルタＢＰＦ３は第１バンドパスフィルタＢＰＦ１と異なる中心周波数を有するが、それ以外は第１バンドパスフィルタＢＰＦ１と同様の構成を有する。第１バンドパスフィルタＢＰＦ１の中心周波数ｆ１、第２バンドパスフィルタＢＰＦ２の中心周波数ｆ２、第３バンドパスフィルタＢＰＦ３の中心周波数ｆ３はそれぞれ異なる。上記の通り、中心周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３は、略３００Ｈｚ〜５ｋＨｚの周波数範囲から、信号抽出において欠落する帯域幅が無いように、即ち、隣接帯域同士（ｆiとｆi±１）がほぼ繋がるように選択される。また、各中心周波数ｆiは必ずしも等間隔である必要はなく、それぞれのフィルタの中心周波数と帯域幅が上記の条件を満たすように選べば良い。第２ＲＭＳ回路ＲＭＳ２、第３ＲＭＳ回路ＲＭＳ３は第１ＲＭＳ回路ＲＭＳ１と同様の構成を有する。
【００５５】
置換用搬送波生成部９４’は、ＰＮＧ／ＦＭ生成部９８と、第４バンドパスフィルタＢＰＦ４と、第５バンドパスフィルタＢＰＦ５と、第６バンドパスフィルタＢＰＦ６と、を有する。ここでＰＮＧはPink Noise Generatorの略称であり、ＦＭはFrequency Modulationの略称である。
【００５６】
ＰＮＧ／ＦＭ生成部９８は、置換用搬送波生成部９４’の音源（信号源）として機能し、ピンクノイズまたは深いＦＭ変調をかけた正弦波を生成する。第４バンドパスフィルタＢＰＦ４は第１バンドパスフィルタＢＰＦ１と同じ中心周波数ｆ４（＝ｆ１）を有し、ＰＮＧ／ＦＭ生成部９８によって生成された信号をバンドパスフィルタ処理する。第５バンドパスフィルタＢＰＦ５は第２バンドパスフィルタＢＰＦ２と同じ中心周波数ｆ５（＝ｆ２）を有し、ＰＮＧ／ＦＭ生成部９８によって生成された信号をバンドパスフィルタ処理する。第６バンドパスフィルタＢＰＦ６は第３バンドパスフィルタＢＰＦ３と同じ中心周波数ｆ６（＝ｆ３）を有し、ＰＮＧ／ＦＭ生成部９８によって生成された信号をバンドパスフィルタ処理する。
【００５７】
以上は中心周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３がそれぞれ中心周波数ｆ４、ｆ５、ｆ６に等しい例で説明したが、総合的な撹乱効果を挙げるため、対応する中心周波数を異ならせてもよい。あるいはまた、各中心周波数をそれぞれｆ１＝ｆ６、ｆ２＝ｆ５、ｆ３＝ｆ４、などのように異なるもの同士を対応させるようにしてもよい。
また、中心周波数ｆ４、ｆ５、ｆ６に対応する各バンドパスフィルタの帯域幅は必ずしも抽出側のバンドパスフィルタの中心周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３のそれぞれと等しくする必要はない。また、周波数マスキングを確実にするため、帯域幅を広めに選び各バンドパスフィルタが周波数軸上でオーバーラップするように選んでも良い。抽出側のバンドパスフィルタの中心周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３が均等でなくてもよいことは上述のとおりである。
【００５８】
包絡線情報適用部９６’は、包絡線情報取得部９２’によって取得された各周波数成分が大きいほど、置換用搬送波生成部９４’によって生成された置換用搬送波の対応する周波数成分を大きくする。
包絡線情報適用部９６’は、第１ＶＣＡ回路ＶＣＡ１と、第２ＶＣＡ回路ＶＣＡ２と、第３ＶＣＡ回路ＶＣＡ３と、加算器９９と、を有する。ここでＶＣＡはVoltage Controlled Amplifierの略称である。
【００５９】
第１ＶＣＡ回路ＶＣＡ１は電圧制御型増幅器であり、第１ＲＭＳ回路ＲＭＳ１によって生成されるＤＣ電圧を制御電圧とし、第４バンドパスフィルタＢＰＦ４によってバンドパスフィルタ処理された信号を増幅する。第１ＶＣＡ回路ＶＣＡ１では、制御電圧が高いほど増幅率が高くなるよう設定される。第２ＶＣＡ回路ＶＣＡ２も電圧制御型増幅器であり、第２ＲＭＳ回路ＲＭＳ２によって生成されるＤＣ電圧を制御電圧とし、第５バンドパスフィルタＢＰＦ５によってバンドパスフィルタ処理された信号を増幅する。第２ＶＣＡ回路ＶＣＡ２では、制御電圧が高いほど増幅率が高くなるよう設定される。第３ＶＣＡ回路ＶＣＡ３も電圧制御型増幅器であり、第３ＲＭＳ回路ＲＭＳ３によって生成されるＤＣ電圧を制御電圧とし、第６バンドパスフィルタＢＰＦ６によってバンドパスフィルタ処理された信号を増幅する。第３ＶＣＡ回路ＶＣＡ３では、制御電圧が高いほど増幅率が高くなるよう設定される。
【００６０】
加算器９９は、第１ＶＣＡ回路ＶＣＡ１によって増幅された信号と第２ＶＣＡ回路ＶＣＡ２によって増幅された信号と第３ＶＣＡ回路ＶＣＡ３によって増幅された信号とを足し合わせる。部分変更部９０’は、加算器９９によって足し合わされた信号を出力部７２に出力する。出力部７２はこの信号をパワーアンプＰＡを介してスピーカＳＰに出力し、スピーカＳＰはその信号を音声に変換して出力する。結果として得られたマスカーH(t)はマスキーH'(t)に重畳して受聴されるが、そのスペクトルはマスキーH'(t)に近く包絡線も類似するため効果的な情報撹乱が可能となる。
【００６１】
また、１オクターブバンドを分割するバンドパスフィルタの数ｎ（マスキーH'(t)の分割数ｎでもある）は、図８のように決定する。図８は、認識率γと分割数ｎとの関係を模式的に示すグラフである。図８の横軸は１／ｎを示し、縦軸は認識率γ（％）を示す。認識率γ(%)は、マスカーH(t)または「マスキーH'(t)＋マスカーH(t)」受聴の状態での、自立語の認識率（評価対象発話内で正しく認識された自立語数÷全自立語数×１００）を充てる。分割数ｎは、例えば図８において認識率γ(%)が最低になるように決定する。
【００６２】
図８について、ｎが小さいと各バンドパスフィルタの帯域幅は拡がりマスカーH(t)は雑音に近づく。したがって、マスキーH'(t)との差異が大きくなり区別されやすくなる（情報撹乱が機能せず認識率γは上昇する）。一方、ｎが十分に大きいと、マスカーH(t)はマスキーH'(t)と意味内容的に区別がつかなくなる程度まで重なって認識率γは１００％に近い値となる。したがって、マスカーH(t)がマスキーH'(t)から僅かに外れた領域で最も両者の区別がされにくくなり、認識率γが下がり撹乱効果は極大となる。この時、すなわち認識率が極小となるｎの値をｎの最適値とする。周波数マスキング理論に従えば、臨界帯域幅Δｆ(純音を有効にマスクする雑音の帯域幅）は１／４〜１／３オクターブとされており、ｎをこれに準じた値としてもよい。
【００６３】
図７では、部分変更部９０’が別の搬送波成分としてマスキーH'(t)に準じたノイズを使用する場合について説明したが、上記の通り別の搬送波成分としては他に累積本人原音声、変調ノイズ、同性／異性の他人音声、「ヘリウム音声」、或いは上述したＨＳＬ雑音などを使用してもよい。
累積本人原音声は、過去に発声された本人の原音声データを蓄積したものであり、本人が現在発話中の音声のスペクトルをカバーするようなスペクトルの信号源として用いられる。
変調ノイズが使用される場合は、置換用搬送波生成部９４において、フィルタ（バンドパスフィルタ）を用いる替わりにその中心周波数に等しい正弦波に周波数変調をかけて置換用搬送波とする。この場合、バンドパスフィルタの数を半減できる利点がある。
累積本人原音声の替わりに、同性／異性の他人音声を用いれば本人原音声に準じる効果を得ながら本人原音声を累積するプロセスを省略することができるので、原音声発話／会話の初期時点から音声情報撹乱を機能させることができる。また、ＨＳＬ雑音の場合はピンクノイズに準ずるが音声信号から生成しているので、聴覚的により自然である、という利点がある。
【００６４】
ヘリウム音声は、ヘリウムを多量に含む空気を吸って発声したときの変形音声を電子的／ソフトウエア的に発生する技術、またはそれを元に戻すためのフォルマント変換処理技術により生成される音声であり、これを用いた場合、上記と同様の効果が期待できる。
【００６５】
図９は、フォルマント変換処理技術が使用される場合の置換用搬送波生成部９４’’の機能および構成を示すブロック図である。置換用搬送波生成部９４’’は、変更対象部分の信号にフォルマント変換を施す。置換用搬送波生成部９４’’は、前処理部８１と、ＬＰＣ分析部８２と、周波数特性変換部８３と、残差処理部８４と、合成部８５と、を有する。
【００６６】
フォルマント変換処理は以下のように行われる。前処理部８１は、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号にプリエンファシスを施す。ＬＰＣ分析部８２は、前処理部８１においてプリエンファシスが施された信号を線形予測（ＬＰＣ）分析し、声道の周波数特性と音源（残差信号）とに分ける。周波数特性変換部８３は、声道の周波数特性を変形する。残差処理部８４は、残差信号に対して所望の周波数になるようにダウンサンプリングを行う。あるいはまた、残差処理部８４は残差信号をそのまま使用する。合成部８５は、周波数特性変換部８３の出力と残差処理部８４の出力とを合成する。合成部８５において合成された信号は、もとの変更対象部分の信号と比較した場合、ピッチ周波数（音声の基本周波数）は同じだがフォルマントが変更された変形処理音声を示す信号である。したがって、この変形処理音声の内容は一般的に理解不能である。
合成部８５は、合成された信号を置換用搬送波として包絡線情報適用部９６に出力する。
【００６７】
図５に戻る。
出力部７２は、部分変更部９０からは新たな変更対象部分の信号を、変更対象部分抽出部３０からは変更対象部分でない信号を、取得する。出力部７２は、それらをアナログ信号に変換し、パワーアンプＰＡを介してスピーカＳＰに出力する。出力部７２は、遅延調整部６８と、Ｄ／Ａ部７０と、を含む。
【００６８】
遅延調整部６８は、新たな変更対象部分の信号と変更対象部分でない信号とをつなぎ合わせて出力すべき出力音声信号を生成する。遅延調整部６８は、出力音声信号が出力部７２から出力されるタイミングを、マスキーH'(t)の伝搬にかかる時間に応じて調整する。特に遅延調整部６８は、出力音声信号に対して所定の遅延を与える。この遅延は、受聴者８位置におけるマスキーH'(t)に対するマスカーH(t)の遅れがマスキーH'(t)とマスカーH(t)とが実質的に実時間と言える程度の範囲内に収まるように設定される。
【００６９】
マスキーH'(t)とマスカーH(t)とが実質的に実時間であることは、例えばマスキーH'(t)とマスカーH(t)とが隣接ブース２’内で少なくとも部分的に重畳することである。あるいはまた、出力部７２から出力された変更対象部分の信号がスピーカＳＰによって音声に変換され、その変換された音声が、マスキーH'(t)が隣接ブース２’内で受聴されている間に隣接ブース２’に出力されることである。あるいはまた、出力部７２から出力された変更対象部分の信号がスピーカＳＰによって音声に変換され、その変換された音声が、当該変更対象部分の信号に対応するマスキーH'(t)の部分が隣接ブース２’内で受聴されている間に隣接ブース２’に出力されることである。これは言い換えると、変更対象部分の信号に対応するマスキーH'(t)の部分と、当該変更対象部分の信号に対応するマスカーH(t)の部分とが隣接ブース２’内で少なくとも部分的に重畳することである。
【００７０】
音声情報秘話システム１００を導入する際、マイクロホンＭｉｃおよびスピーカＳＰの位置は決まり、想定される顧客６の位置および想定される受聴者８の位置もある程度は決まる。また、ＳＤコントローラ部ＳＤにおける処理時間もある程度見積もることができる。したがって、音声情報秘話システム１００の導入時に、顧客６から受聴者８へのマスキーH'(t)の伝搬時間およびマスカーH(t)の伝搬時間をある程度見積もることができる。遅延調整部６８における遅延は、受聴者８位置におけるマスキーH'(t)に対するマスカーH(t)の遅れの所望値から逆算して設定される。
【００７１】
マスキーH'(t)に対するマスカーH(t)の遅れが大きいと、受聴者８位置においてエコーや残響が生じる虞がある。したがって、遅延調整部６８は、受聴者８位置におけるマスキーH'(t)に対するマスカーH(t)の遅れがそのような違和感を生じさせない程度の値となるような遅延を出力音声信号に対して与える。この遅延は実験により定められるが、代表的には数１００ｍｓｅｃ以下である。
【００７２】
また、マイクロホンＭｉｃ、スピーカＳＰ、顧客６、受聴者８の位置関係によっては、遅延調整部６８で遅延を付与しないとした場合でもマスカーH(t)がマスキーH'(t)よりもかなり遅く受聴者８位置に到達することもある。この場合、マスキーH'(t)とマスカーH(t)とを受聴者８位置で実質的に実時間で合成して情報隠蔽を行うためには、ＳＤコントローラ部ＳＤでのＳＤ処理時間を短縮しなければならない。この時間的な制約の存在、つまりＳＤ処理時間を短縮しなければならないことにより、処理の精度を犠牲にしなけらばならない場合もある。しかしながら本実施の形態の目的は音声の明瞭度・了解度の低減にあり、想定／予定した処理自体の正確さが目的ではない。したがって本実施の形態では、マスカーH(t)の重畳によりマスキーH'(t)の意味内容が理解し難くなるという条件が満たされれば処理の精度は大きな問題とはならない。これは「意味内容が理解し難くなるという条件」は無数にあるからである。
【００７３】
Ｄ／Ａ部７０は、遅延調整部６８によって遅延が付与された出力音声信号を、スピーカＳＰを駆動するためのアナログの音声信号に変換してパワーアンプＰＡに出力する。
【００７４】
図１０は、受聴者８位置におけるマスキーH'(t)およびマスカーH(t)を表す音声信号の波形を示す波形図である。図１０（ａ）は、マスキーH'(t)を表す音声信号の波形を示す波形図である。図１０（ａ）の波形は女性が発声した「私立高校は世帯の年収に応じて」という原音声をマイクロホンＭｉｃで音声信号に変換したものである。図１０（ａ）の縦軸は信号強度を任意の単位で表し、横軸は時間を表す。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の音声信号に対して、ＳＤコントローラ部ＳＤにおいて累積本人原音声を置換用搬送波として用いて上記ＳＤ処理を施した音声信号の波形を示す波形図である。また、このＳＤ処理では、図１０（ａ）の音声信号の包絡線に対して、自然性を向上させるため大まかな位置、振幅を保ったまま細かい変化要素を加味した。
【００７５】
図１１は、受聴者８位置におけるマスキーH'(t)およびマスカーH(t)を表す音声信号の波形を示す波形図である。図１１（ａ）は、図１０（ａ）と同様である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の音声信号に対して、ＳＤコントローラ部ＳＤにおいて異性（男性）の音声を置換用搬送波として用いて上記ＳＤ処理を施した音声信号の波形を示す波形図である。また、このＳＤ処理では、図１１（ａ）の音声信号の包絡線に対して、自然性を向上させるため大まかな位置、振幅を保ったまま細かい変化要素を加味した。
図１０の場合と図１１の場合とで変化撹乱効果に差はあるが、両者とも音声情報の遮蔽という目的はかなり満足している。
【００７６】
図１２は、音声情報秘話システム１００における一連の処理を示すフローチャートである。マイクロホンＭｉｃは、マスキーH'(t)を収集し、音声信号を生成する（Ｓ３０２）。Ａ／Ｄ部２０は、マスキーH'(t)を表す音声信号をマイクロホンＭｉｃから取得する（Ｓ３０４）。包絡線抽出部５０は、Ａ／Ｄ部２０によって取得されＡ／Ｄ変換された音声信号から、その音声信号の包絡線を抽出する（Ｓ３０６）。変更対象部分抽出部３０は、抽出された包絡線に基づいて変更対象部分の信号を抽出する（Ｓ３０８）。部分変更部９０は、抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の包絡線を適用する（Ｓ３１０）。出力部７２は、ステップＳ３１０の結果得られる新たな変更対象部分の信号をスピーカＳＰに出力する（Ｓ３１２）。スピーカＳＰは、受け取った信号を音声に変換してマスカーH(t)とし、そのマスカーH(t)をマスキーH'(t)が受聴されている隣接ブース２’に出力する（Ｓ３１４）。
【００７７】
以上の構成による音声情報秘話システム１００の動作を説明する。銀行のブース２に顧客６が座り、銀行の相談員と例えばローンについて相談する場合を考える。この際、ブース２の隣の隣接ブース２’には受聴者８がいて口座の開設を申請しているとする。顧客６は自己の事業の資金繰りが悪化したなどローンを申請する事情を説明している。無論このような話は受聴者８に漏れ聞こえないほうがよく、特に本実施の形態に係る音声情報秘話システム１００では、顧客６の発話音声を上記ＳＤ処理した処理音声が受聴者８に発話音声と準実時間で届くので、受聴者８は顧客６の発話内容を理解できない。加えて顧客６の発話がない場合はスピーカＳＰから隣接ブース２’への出力は実質的にないため、隣接ブース２’内の騒音レベルを不必要に上昇させることもない。
【００７８】
上述の実施の形態において、ＳＤコントローラ部ＳＤは記憶装置を有してもよく、そのような記憶装置の例は、ハードディスクやメモリである。また、本明細書の記載に基づき、各ブロックを、図示しないＣＰＵや、インストールされたアプリケーションプログラムのモジュールや、システムプログラムのモジュールや、ハードディスクから読み出したデータの内容を一時的に記憶するメモリなどにより実現できることは本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
【００７９】
本実施の形態に係る音声情報秘話システム１００によると、以下の作用効果を得ることができる。
【００８０】
（１）本実施の形態に係る音声情報秘話システム１００によると、会話の存在そのものの隠蔽や抹消ではなく、その内容、つまり会話音声に含まれる情報が隠蔽される。この点に関し本発明者は以下を認識した。
オープンプランのオフィスや銀行や証券会社のロビーカウンター、特に簡易パーティションにより仕切られた接客カウンターなどでは、会話している人以外の人にその会話の中身を理解不能とすれば、会話内容の隠蔽という点では十分にその目的が果たされる。つまり会話の内容さえ漏れなければ音声そのものは聞こえてもよい。むしろ発話者の存在が視認できる場合などは、音声のスペクトルや包絡線（音質やイントネーション、抑揚）が保存されたほうが自然である。本実施の形態に係る音声情報秘話システム１００は、以上の視点・ニーズに対応し、より自然な形で会話内容を隠蔽する。
【００８１】
（２）本実施の形態に係る音声情報秘話システム１００によると、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号の搬送波成分とは別の搬送波成分に、当該変更対象部分の信号の包絡線情報が適用される。したがって、結果として生成されるマスカーH(t)のアーティキュレーションはマスキーH'(t)のそれと類似し、受聴者８の違和感は軽減される。さらに上記図８に関して説明したように、マスカーH(t)とマスキーH'(t)との差異は情報攪乱効果がちょうど大きくなる程度の差異となり、効果的な会話内容の隠蔽が実現されうる。
【００８２】
（３）本実施の形態に係る音声情報秘話システム１００によると、変更対象部分抽出部３０において、略１山状の信号が変更対象部分の信号として抽出される。したがって、マスキーH'(t)の信号レベルが小さい部分で切り取りや貼り付けが行われるので、ＳＤ処理によるクリック雑音などが低減される。すなわち、マスキーH'(t)が時間的に連続であればマスカーH(t)もほぼ連続となるので、一定時間で区画する場合には生じうる遮断部分におけるクリック雑音や、その低減を目的とした窓掛け処理による包絡線形状の崩壊（イントネーションの崩壊）も生じにくい。
【００８３】
（４）また、本実施の形態に係る音声情報秘話システム１００では、マスカーH(t)としての処理音声の音量（音圧レベル）は最大でもマスキーH'(t)と同等であり、室内騒音レベルの上昇が抑えられる。
【００８４】
（５）時間軸上でマスキーH'(t)がないとき、つまり会話がないときはマスカーH(t)も出力されない。つまり両者は時間的に実質的に重畳する。したがって、音声発生のない「無音時」におけるマスカーH(t)による室内騒音レベルの上昇は抑えられる。
【００８５】
（６）従来の技術を使用した場合に発生しうるマスカー断続やレベル変動（会話停止時に断〜レベル低減）による違和感や、会話とは関係のない別の音（騒音・音楽）を放射することによる発話者・会話者・その他の在室者に対する違和感が抑えられる。
【００８６】
（７）従来の技術における物理的な遮音や個室化に対しては、空間的な遮断や移動を必要としないので、開放感やコミュニケーションが妨げられにくくなる。
【００８７】
（８）ＳＤコントローラ部ＳＤおよびスピーカＳＰはＩＴパーティション４に組み込まれるので、システムの設置や取付を大幅に簡略化できる。場合によってはマイクロホンＭｉｃをＩＴパーティション４に組み込んでもよい。この場合、さらに簡略化される。
【００８８】
（９）ＩＴパーティション４はそれ自体が吸音処理されている。したがって、ブース内での会話音声の明瞭度を上げつつ隣接ブースへの音漏れを低減できる。
【００８９】
（１０）マスカーH(t)は搬送波置換処理によりマスキーH'(t)（原音声）とは電気信号的な相関がそれ程高くない信号となる。したがって、音声情報秘話システム１００の動作時においてハウリングなどのフィードバックに起因する異常が生じにくい。
【００９０】
以上、実施の形態に係る音声情報秘話システム１００およびそれに含まれるＳＤコントローラ部ＳＤの構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００９１】
実施の形態では、隣接ブースの片側からマスカーH(t)が出力される場合について説明したが、これに限られない。例えば、信号加算によりマスカーH(t)が隣接ブースの左右両側から出力されてもよい。図１３は、第１変形例に係る音声情報秘話システムの機能および構成を模式的に示すブロック図である。第１変形例に係る音声情報秘話システムは、マイクロホンＭｉｃと、ＳＤコントローラ部ＳＤと、４つのスピーカＳＰａ〜ＳＰｄ（ＳＰｄは不図示）と、４つのパワーアンプＰＡａ〜ＰＡｄ（ＰＡｄは不図示）と、４つの加算器２１０ａ〜２１０ｄ（２１０ｄは不図示）と、を備える。
【００９２】
ＳＤコントローラ部ＳＤにおける処理を経た音声信号は、ブース２の左のスピーカＳＰａに対応する加算器２１０ａと、ブース２の右のスピーカＳＰｂに対応する加算器２１０ｂと、ブース２の左隣の隣接ブース２’の左のスピーカＳＰｃに対応する加算器２１０ｃと、ブース２の右隣の隣接ブースの右のスピーカＳＰｄ（不図示）に対応する加算器２１０ｄ（不図示）と、に入力される。それぞれの加算器２１０ａ〜２１０ｄに入力された音声信号は対応するパワーアンプＰＡａ〜ＰＡｄを経てスピーカＳＰａ〜ＳＰｄから出力される。加算器はそれが接続されたスピーカが音声を出力するブースの両隣のブースから、ＳＤコントローラ部ＳＤにおける処理を経た音声信号を取得して加算する。
本変形例によると、マスカーH(t)が隣接ブース２’の左右両側から出力されるので、ブース２における会話内容が受聴者８により伝わりにくくなる。
【００９３】
また、マスキーH'(t)のレベルを低減するためにＰＮＣ（Passive Noise Controller）を併用してもよい。ＰＮＣは公知のＡＮＣ（Active Noise Control）を調整時に適応処理させ、運用時には設定されたパラメータを固定して使用することを意図するものである。
図１４は、第２変形例に係る音声情報秘話システムの機能および構成を模式的に示すブロック図である。本変形例では、図１３のＳＤコントローラ部ＳＤを図１４の破線で囲まれた部分で置き換える。この部分ではＳＤコントローラ部ＳＤとＰＮＣ部ＰＮＣとが並列に設けられ、マイクロホンＭｉｃからの音声信号がＳＤコントローラ部ＳＤとＰＮＣ部ＰＮＣとに入力される。ＳＤコントローラ部ＳＤの出力側にはスイッチＳＷ１が設けられ、スイッチＳＷ１によってＳＤコントローラ部ＳＤの動作のオンオフが制御される。そのスイッチＳＷ１の出力とＰＮＣ部ＰＮＣの出力とは加算器４０６で加算され、パワーアンプＰＡを介してスピーカＳＰから音声として出力される。
【００９４】
本変形例では、音源４０２とアンプ４０４を介して接続されたヘッドトルソシミュレータＨＡＴＳ（HATS: Head and Torso Simulator）などを発話者位置Ｐに置いて、ＰＮＣ部ＰＮＣの同定を行う。スイッチＳＷ１を開いてＳＤコントローラ部ＳＤの動作を切り、ＨＡＴＳから適切な音声信号を放射して隣接ブース２’の受聴者位置Ｑに置いたマイクロホンＭｉｃ’の出力が最小になるようにＰＮＣ部ＰＮＣを適応動作させてシステム同定を行う。
【００９５】
このときマイクロホンＭｉｃおよびスピーカＳＰを含むインパルス応答は-h(x)となり、絶対値がＰＮＣ発話者−受聴者間のそれh(x)にほぼ等しくなる。その後スイッチＳＷ１を閉じ、同定されたパラメータを固定した状態でＰＮＣ部を稼動させる。すると発話者と受聴者の位置Ｐ、ＱおよびマイクロホンＭｉｃとスピーカＳＰの位置はほぼ固定されているので、マスキーH'(t)のレベルは効果的に低減され、マスカーH(t)が優勢となる。その結果、情報隠蔽（Information Masking）の効果が強められる。必要に応じてマスカーH(t)のレベルを下げると、マスキーH'(t)を含むシステム全体のレベル、つまり室内の騒音レベルをさらに低減することもできる。
なお、上述のＰＮＣ機能はＳＤコントローラ部ＳＤが組み込まれているコンピュータに組み込まれてもよい。
【００９６】
ＡＮＣ／ＰＮＣは既存の技術であるが、広い音場を３次元にわたりくまなく制御するのには向いていない。一方でカウンターのパーティションで囲まれた狭い空間のほぼ定まった位置に受聴者の頭が存在するようなケースでは３次元でも有効な音響低減手段となる。
【００９７】
変更対象部分抽出部３０は、変更対象部分の信号の中心位置をランダムな周期で時間軸上±αだけずらせてもよい。αは約５ｍｓｅｃ〜２００ｍｓｅｃの範囲で設定する。この場合、マスカーの自然性を向上できる。
【００９８】
部分変更部９０は、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号の包絡線を予め対数圧縮などにより圧縮、伸張してもよく、またはノイズゲートなどで小音量部を無音化してもよい。また、部分変更部９０は、変更対象部分抽出部３０によって抽出された変更対象部分の信号の包絡線を、その中心位置、波高値は保存しつつマスキーH'(t)の包絡線とは異なる形状となるようにランダムに変えてもよい。この場合、マスキーH'(t)の包絡線とマスカーH(t)の包絡線とがぴったり一致する違和感／不自然さを回避することができる。
【００９９】
ＳＤコントローラ部ＳＤにおいて、変更対象部分抽出部３０がマスキーH'(t)の無音部または一定レベル以下の部分を「無音部」として変更対象部分から外し、出力部７２がマスカーH(t)の当該部分をそのまま無音部として出力してもよい。あるいはまた、出力部７２は、変更対象部分でない信号を無音部として出力してもよい。この場合、室内の騒音レベルの上昇をさらに抑えることができる。また反対に、撹乱効果を強調する必要がある場合などは、ＳＤコントローラ部ＳＤは抽出された包絡線に対数圧縮、伸長などの処理を施してもよい。
【０１００】
以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０１】
２  ブース、  ４  ＩＴパーティション、  ６  顧客、  ８  受聴者、  ２０  Ａ／Ｄ部、  ３０  変更対象部分抽出部、  ５０  包絡線抽出部、  ７２  出力部、  ９０  部分変更部、  １００  音声情報秘話システム、  ＳＤ  ＳＤコントローラ部、  ＳＰ  スピーカ、  Ｍｉｃ  マイクロホン。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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