(57)【要約】【課題】  ヘルメットのずれによる感度低下を抑える。【解決手段】  ヘルメット１の顎覆い部２に、正中線に沿ってドライバ３の口元近くに第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２が上下に並べて配設されている。ヘルメット１は運転中に前傾または後傾し、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２が口元に対し縦方向にずれることが多い。ヘルメット１が前傾したとき、第１のマイクＭ１がドライバ３の口元に接近するので、ドライバ３の音声を第１のマイクＭ１で感度良く集音することができ、ヘルメット１が後傾したとき、第２のマイクＭ２が口元に接近するので、ドライバ３の音声を第２のマイクＭ２で感度良く集音することができる。従って、マイク出力Ａ、Ｂを演算部１０で加算することで、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２とドライバ３の口元の上下方向の相対的なずれの有無にかかわらず、ドライバ３の音声を感度良く集音することができる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルフェイス形ヘルメットの顎覆い部の口元近くに複数個のマイクを上下に並べて配設し、
複数個のマイクのマイク出力から演算により音声信号を得るようにしたこと、
を特徴とする音声信号生成装置。
【請求項２】
複数個のマイクのマイク出力を加算して音声信号を得る加算手段を設けたこと、
を特徴とする請求項１記載の音声信号生成装置。
【請求項３】
フルフェイス形ヘルメットの顎覆い部の口元近くに２つのマイクを上下に並べて配設し、
２つのマイクのマイク出力を減算して音声信号を得る減算手段を設けたこと、
を特徴とする音声信号生成装置。
【請求項４】
フルフェイス形ヘルメットの顎覆い部の口元近くに３以上のマイクを上下に並べて配設し、
３以上のマイクのマイク出力の内、レベルが最大と最小の２つのマイク出力を判別する判別手段と、
判別手段で判別した２つのマイク出力を減算して音声信号を得る演算手段を設けたこと、
を特徴とする音声信号生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音声信号生成装置に係り、とくにフルフェイス形のヘルメットを装着したドライバが通話等に使用する音声信号生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｆ１レースなどの自動車レースではドライバはピットと常時交信し、車両やコースの状態、タイヤ交換や燃料補給のタイミング等を連絡する必要がある。自動車レースのドライバはフルフェイス形のヘルメットを装着しており、ヘルメットを被った状態で外部と通信できるようにするため、顎覆い部に交信用のマイクを設けている（特許文献１、特許文献２参照）。このマイク付ヘルメットではエンジン音による妨害音の混入を避け、集音品質を確保するために種々の工夫がなされている。具体的には、図１に示す如く、ヘルメット１の顎覆い部２の内面の内、ドライバ３の口元近くに双指向性のマイクＭの軸（正面）Ｃを口元に向けて設けるようにしている。図２に示す如く双指向性のマイクＭは軸Ｃの方向（正面方向と背面方向）の感度が高いが、軸Ｃに垂直な軸Ｚの方向の感度が小さい。マイクＭの軸（正面）Ｃを口元に向けることで音声に対する感度を確保する一方、顎覆い部２と首の隙間からヘルメット１に入り込むエンジン音Ｎに対する感度を下げることができる。また、マイクＭを極力口元近く（場合によっては唇に触れるほどぎりぎり近く）に配設するようにしている（図１参照）。
しかしながら、マイクＭをヘルメット１の最適な位置に配置していても、レース中に車両の振動でヘルメット１がドライバ３の頭に対しずれてしまうことがある。このとき、マイクＭと口元との角度が最適な角度から大きくずれたり、マイクＭと口元との間の距離が大きく離れたりして感度が大幅に減少してしまう。マイク位置での音量はマイクＭと口元との距離の２乗に反比例するので、例えばヘルメット１が正しい位置から１ｃｍ下にずれただけでも、マイク位置での音量が半分以下になることもあった（図３参照）。
【０００３】
マイクと口元とのずれに対応するためには複数個のマイクを用いることが考えられる。従来から、耳元から延設したアームの先に複数のマイクを口元を中心にした円周上に配設し、所定の信号処理を施して音声信号を強調したり、雑音を抑制したりするヘッドセットが提案されているが（特許文献３参照）、フルフェイス形のヘルメットにそのまま適用した場合、ヘルメットが下方にずれたときに感度が低下してしまう欠点があった。また、ヘルメット等にマイクを２つ並べて配設し、音声抽出システムにより雑音を抑制した音声信号を得る音声信号抽出装置が提案されているが、ヘルメットへの具体的な配置は示されておらず、ヘルメットがずれたときに感度低下を避ける対策はなされていなかった（特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−５８２０号公報
【特許文献２】登録実用新案第３１０６５０３号公報
【特許文献３】特開２００５−３０３５７４号公報
【特許文献４】特開２００３−５３００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した従来技術の問題に鑑み、ヘルメットのずれによる感度低下を抑えることのできる音声信号生成装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の音声信号生成装置の１つでは、フルフェイス形ヘルメットの顎覆い部の口元近くに複数個のマイクを上下に並べて配設し、複数個のマイクのマイク出力から演算により音声信号を得るようにしたこと、を特徴としている。
本発明の音声信号生成装置の他の１つでは、複数個のマイクのマイク出力を加算して音声信号を得る加算手段を設けたこと、を特徴としている。
本発明の音声信号生成装置の更に他の１つでは、フルフェイス形ヘルメットの顎覆い部の口元近くに２つのマイクを上下に並べて配設し、２つのマイクのマイク出力を減算して音声信号を得る減算手段を設けたこと、を特徴としている。
本発明の音声信号生成装置の他の１つでは、フルフェイス形ヘルメットの顎覆い部の口元近くに３つ以上のマイクを上下に並べて配設し、３つ以上のマイクのマイク出力の内、レベルが最大と最小の２つのマイク出力を判別する判別手段と、判別手段で判別した２つのマイク出力を減算して音声信号を得る演算手段を設けたこと、を特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フルフェイス形ヘルメットの顎覆い部の内、ドライバの口元近くに上下に並べて複数のマイクを配設したので、フルフェイス形のヘルメットは運転中に前傾または後傾し、マイクがドライバの口元に対し上下方向にずれることが多いが、いずれかのマイクが口元に接近した状態となり感度良く音声を集音することができる。
また、２つのマイクのマイク出力を減算することにより、顎覆い部と首の隙間からヘルメット内に入り込むエンジン音を抑制することができる。
更に、３以上のマイクのマイク出力の内、レベルが最大と最小の２つのマイク出力を減算することにより、Ｓ／Ｎ比を一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
フルフェイス形ヘルメットの顎覆い部でヘルメットを装着したドライバの口元近くに、正中線に沿って第１乃至第３のマイクを上下（縦方向）に並べて配設する。具体的にはヘルメットを正しく装着したときに真中の第２のマイクがドライバの唇の中央に対向する位置に来るようにし、第１のマイクと第３のマイクは各々第２のマイクからマイクの中心間隔を上下に例えば１５ｍｍずつ離す。フルフェイス形ヘルメットは運転中に前傾または後傾し、第１乃至第３のマイクが口元に対し上下方向（縦方向）にずれることが多く、横方向にずれることは殆んどない。ヘルメットがずれてもいずれかのマイクが口元に接近した状態となり、感度良く音声を集音することができる。なお、第１のマイク乃至第３のマイクは双指向特性とし、軸（正面）をドライバの略口元の方向に向ける。具体的には、ヘルメットを正しく装着したときに真中の第２のマイクの軸（正面）がドライバの口の真ん中を向くようにし、第１、第３のマイクの軸（正面）は第２のマイクと平行にしてドライバの音声に対する感度を確保する一方、顎覆い部と首の隙間からヘルメット内に入り込むエンジン音に対する感度を下げる。
第１乃至第３のマイクの３系統のマイク出力Ａ、Ｂ、Ｃには各々ドライバの音声成分とエンジン音の成分が含まれており、第１乃至第３のマイクが最大で３０ｍｍしか離れていないので、エンジン音の成分の大きさはマイク間で大差無いが、音声成分の大きさは口元から各マイクまでの距離が大きく変わるので音声成分の大きさは各マイクで大きく異なる。ヘルメットのずれによりドライバの口元に一番近くなったマイクの系統が音声成分が一番大きく、口元から一番遠いマイクの系統が一番小さくなり、エンジン音の成分が支配的と見なせる。このため、マイク出力Ａ、Ｂ、Ｃをレベル判別部に入力して、レベルの一番大きい系統Ｘと一番小さい系統Ｙを判別し、演算部にて（Ｘ−Ｙ）の減算を行い音声信号を出力させることで、感度良く音声を集音するとともに、良好なＳ／Ｎ比を実現することができる。
【実施例１】
【０００９】
次に、図４を参照して本発明の第１実施例を説明する。図４は本発明に係るフルフェイス形ヘルメット用の音声信号生成装置の構成を示すブロック図である。
１はフルフェイス形ヘルメット（以下、「ヘルメット」と略す）、２はヘルメット１の顎覆い部であり、ヘルメット１を装着したドライバ３の口元近くに、正中線に沿って第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２が上下（縦方向）に並べて配設されている。具体的にはヘルメット１を正しく装着したときにドライバ３の唇の中央から上下対称位置に、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２の中心間隔を例えば１５ｍｍ離して配置されている。ヘルメット１は運転中に前傾または後傾し、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２が口元に対し縦方向にずれることが多く、横方向にずれることは殆んどない。ヘルメット１がずれてもいずれかのマイクが口元に接近した状態となり、感度良く音声を集音することができる。なお、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２は双指向特性であり、軸（正面）はドライバの略口元の方向に向けられている。具体的には、ヘルメット１を正しく装着したときに第１のマイクＭ１の軸（正面）Ｃ１がドライバ３の上唇を向き、第２のマイクＭ２の軸（正面）Ｃ２がドライバ３の下唇を向くようにして、ドライバ３の音声に対する感度を確保する一方、顎覆い部２とドライバ３の首との隙間からヘルメット１の中に入り込むエンジン音に対する感度を下げてある（図２参照）。
第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２の出力側にはマイクアンプ４、５を介して演算部１０が接続されており、２系統のマイク出力Ａ、Ｂが加算されて音声信号として出力される。
【００１０】
運転中、ヘルメット１が正しい装着位置から前傾または後傾し、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２がドライバ３の口元に対し縦にずれることが多いが、いずれかのマイクが口元に接近した状態となり、マイク出力に大きな音声成分が含まれることになる。例えば、ヘルメット１が正しい装着位置から前傾したとき、図５に示す如く、第１のマイクＭ１がドライバ３の口元に接近するので、ドライバ３の音声を第１のマイクＭ１で感度良く集音することができる。反対に、ヘルメット１が正しい装着位置から後傾したとき、第２のマイクＭ２が口元に接近するので、ドライバ３の音声を第２のマイクＭ２で感度良く集音することができる。従って、マイク出力Ａ、Ｂを演算部１０で加算することで、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２とドライバ３の口元の上下方向の相対的なずれの有無にかかわらず、ドライバ３の音声を感度良く集音することができる。
【００１１】
この実施例によれば、ヘルメット１の顎覆い部２の口元近くに２つの第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２が上下に並べて配設されているので、運転中にヘルメット１が前傾または後傾しても、いずれかのマイクがドライバ３の口元に接近した状態となるため、顎覆い部２の縦方向の広い範囲でドライバの音声を感度良く集音可能となる。
なお、上記した実施例では、２つのマイクを設ける場合を例に挙げたが、３つ以上のマイクをドライバ３の唇の中央から上下対称位置に上下に並べて配設し、各マイク出力を演算部で加算して音声信号を生成するようにしても良い。
【００１２】
次に、図６を参照して本発明の第２実施例を説明する。図６は本発明に係るフルフェイス形ヘルメット用の音声信号生成装置の構成を示すブロック図であり、図４と同一の構成部分には同一の符号が付してある。
図６において、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２は図１と全く同様にしてヘルメット１の顎覆い部２に配設されている。第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２の出力側にはマイクアンプ４、５を介して演算部１１が接続されており、２系統のマイク出力Ａ、Ｂが減算（Ａ−Ｂ）されて音声信号として出力される。
【００１３】
図６の実施例によれば、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２の２系統のマイク出力Ａ、Ｂには各々ドライバ３の音声成分とエンジン音の成分が含まれており、エンジン音は顎覆い部２と首の間の隙間からヘルメット１の中に入ってマイクＭ１、Ｍ２に拾われるが、マイク間が１５ｍｍしか離れていないので、エンジン音の成分の大きさはマイク間で大差無い。一方、運転中はヘルメット１が正しい装着位置から前傾または後傾し、第１、第２のマイクＭ１、Ｍ２がドライバ２の口元に対し縦にずれることが多いが、縦にずれたときにいずれかのマイクが口元に接近した状態となり、マイク出力に大きな音声成分が含まれることになる。従って、マイク出力Ａ、Ｂを演算部１１で減算したことで、雑音の少ない音声信号を感度良く生成することができる。
なお、演算部１１は（Ａ−Ｂ）の演算をする代わりに、（Ｂ−Ａ）の演算を行うようにしても良い。
【００１４】
次に、図７を参照して本発明の第３実施例を説明する。図７は本発明に係るフルフェイス形ヘルメット用の音声信号生成装置の構成を示すブロック図であり、図４と同一の構成部分には同一の符号が付してある。
図６の実施例では、ドライバの口元が第１、第２のマイクのちょうど真ん中にあるとき、音声成分が減算によって消去されてしまうことが考えられる。図７の実施例ではドライバの口元が２つのマイクのちょうど真ん中にある場合でも音声成分が減算によって消去されないようにしたものである。
図７において、ヘルメット１の顎覆い部２には、ヘルメット１を装着したドライバ３の口元近くに、正中線に沿って第１乃至第３のマイクＭ１乃至Ｍ３が上下（縦方向）に並べて配設されている。具体的にはヘルメット１を正しく装着したときに真中の第２のマイクＭ２がドライバの口の中央に対向する位置に来るようにし、第１のマイクＭ１と第３のマイクＭ３は各々第２のマイクＭ２からマイクの中心間隔を上下に例えば１５ｍｍずつ離して配設されている。なお、第１乃至第３のマイクＭ１乃至Ｍ３は全て双指向特性であり、軸（正面）はドライバの略口元の方向に向けられている。具体的には、ヘルメット１を正しく装着したときに真中の第２のマイクＭ２の軸（正面）Ｃ２がドライバの口の真ん中を向くようにし、第１、第３のマイクＭ１、Ｍ３の軸（正面）Ｃ１、Ｃ３は第２のマイクＭ２と平行にして、ドライバの音声に対する感度を確保する一方、顎覆い部２とドライバ３の首との隙間からヘルメット１の中に入り込むエンジン音に対する感度を下げてある（図２参照）。
【００１５】
第１乃至第３のマイクＭ１乃至Ｍ３の出力側にはマイクアンプ４乃至６を介してレベル判別部１２と演算部１３が接続されている。レベル判別部１２は各マイク出力Ａ、Ｂ、Ｃの３つの系統の内、レベルの一番大きい系統Ｘと一番小さい系統Ｙを判別する。演算部１３はレベル判別部１２の判別結果に従い、レベルの一番大きいマイク出力と一番小さいマイク出力の減算（Ｘ−Ｙ）を行い音声信号を出力させる。
【００１６】
第３の実施例によれば、３系統のマイク出力Ａ、Ｂ、Ｃには各々ドライバ３の音声成分とエンジン音の成分が含まれており、第１乃至第３のマイクＭ１乃至Ｍ３が最大で３０ｍｍしか離れていないので、エンジン音の成分の大きさはマイク間で大差無いが、音声成分の大きさは口元から各マイクまでの距離が大きく変わるので各マイクで大きく異なる。ヘルメット１のずれによりドライバ３の口元に一番近くなったマイクの系統が音声成分が一番大きくなる。一方、口元から一番遠いマイクの系統は音声成分の大きさが一番小さくなり、エンジン音の成分が支配的と見なせる。従って、３つのマイク出力の内、一番大きい系統と一番小さい系統の間で減算を行うことで、エンジン音の成分がかなり小さく、かつ音声成分の大きい音声信号を出力させることができ、感度良く音声を収録するとともに、良好なＳ／Ｎ比を実現することができる。
また、ドライバの口元が第１、第２のマイクＭ１とＭ２（第２、第３のマイクＭ２とＭ３）のちょうど真ん中にある場合、２つの第１、第２のマイクＭ１とＭ２（第２、第３のマイクＭ２とＭ３）で収音される音声成分は同じレベルになるが、３系統のマイク出力から判別した最大出力と最小出力の間で減算するようにしたので、音声成分のレベルが同じマイク同士間で減算する場合のように、減算で音声成分が消去されてしまうこともない。
なお、演算部１３は（Ｘ−Ｙ）の演算をする代わりに、（Ｙ−Ｘ）の演算を行うようにしても良い。
また、４つ以上のＮ個のマイクを上下（縦方向）に並べて配設し、Ｎ系統のマイク出力の内、一番大きい系統と一番小さい系統の間で減算を行い、音声信号を得るようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、自動車、オートバイ等のフルフェイス形のヘルメットを装着したドライバがピットと通話する交信システムのほか、携帯電話、音声認識システム等の音声入力装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来のマイク付ヘルメットの構成を示すブロック図である。
【図２】図１中のマイクの指向特性の説明図である。
【図３】従来の問題点の説明図である。
【図４】本発明に係るフルフェイス形ヘルメット用の音声信号生成装置の構成を示すブロック図である（実施例１）。
【図５】図４の音声信号生成装置の動作を説明する説明図である。
【図６】本発明に係るフルフェイス形ヘルメット用の音声信号生成装置の構成を示すブロック図である（実施例２）。
【図７】本発明に係るフルフェイス形ヘルメット用の音声信号生成装置の構成を示すブロック図である（実施例３）。
【符号の説明】
【００１９】
１  フルフェイス形ヘルメット
２  顎覆い部
３  ドライバ
１０、１１、１３  演算部
１２  レベル判別部
Ｍ１乃至Ｍ３  第１乃至第３のマイク
【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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