JP2021047436A - Voice input output device, hearing aid, voice input output method and voice input output program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音声入出力装置、補聴器、音声入出力方法および音声入出力プログラムに関する。 The present invention relates to a voice input / output device, a hearing aid, a voice input / output method, and a voice input / output program.
上記技術分野において、特許文献1には、マイク部の不使用時に第1スピーカおよび第2スピーカから音声を出力し、マイク部の使用時に第1スピーカの音声出力を停止して第2スピーカから音声を出力する音声入出力装置が開示されている。特許文献2には、環境騒音に対して装着部の筐体の遮音性能により発話収音信号のS/Nを確保した上で、NC処理により内部空間におけるノイズを抑制することで、発話収音信号のS/N向上を図る技術が開示されている。
In the above technical field,
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、エコーが生じないためエコーキャンセルを行う必要がなかった。また、上記特許文献2に記載の技術では、内部マイクロホンに環境騒音が入らないため内部マイクロホンに入力された音声信号から外部ノイズをキャンセルする必要がなかったため、高品質な主音声信号を生成できなかった。
However, in the technique described in
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique for solving the above-mentioned problems.
上記目的を達成するため、本発明に係る音声入出力装置は、
ユーザの外部から到来する外部雑音を取得するための雑音取得部と、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの内部から到来する主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
を備える。
In order to achieve the above object, the audio input / output device according to the present invention
A noise acquisition unit for acquiring external noise coming from outside the user,
An audio output unit that accepts audio signal input and outputs output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition unit that acquires a mixed voice in which the external noise, the output voice, and the main voice coming from inside the user are mixed, and outputs the mixed voice signal.
A noise canceling unit that processes the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
To be equipped.
上記目的を達成するため、本発明に係る補聴器は、
ユーザの外部から到来する外部雑音を取得するための雑音取得部と、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの内部から到来する主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
を備えた。
In order to achieve the above object, the hearing aid according to the present invention
A noise acquisition unit for acquiring external noise coming from outside the user,
An audio output unit that accepts audio signal input and outputs output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition unit that acquires a mixed voice in which the external noise, the output voice, and the main voice coming from inside the user are mixed, and outputs the mixed voice signal.
A noise canceling unit that processes the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
Equipped with.
上記目的を達成するため、本発明に係る音声入出力方法は、
ユーザの外部から到来する外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの内部から到来する主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセルステップと、
を含む。
In order to achieve the above object, the audio input / output method according to the present invention is used.
A noise acquisition step for acquiring external noise coming from outside the user,
An audio output step that accepts an input of an audio signal and outputs an output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition step of acquiring a mixed voice in which the external noise, the output voice, and the main voice coming from the inside of the user are mixed and outputting the mixed voice signal.
A noise canceling step of processing the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
including.
上記目的を達成するため、本発明に係る音声入出力プログラムは、
ユーザの外部から到来する外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの内部から到来する主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセルステップと、
をコンピュータに実行させる。
In order to achieve the above object, the voice input / output program according to the present invention
A noise acquisition step for acquiring external noise coming from outside the user,
An audio output step that accepts an input of an audio signal and outputs an output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition step of acquiring a mixed voice in which the external noise, the output voice, and the main voice coming from the inside of the user are mixed and outputting the mixed voice signal.
A noise canceling step of processing the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
Let the computer run.
本発明によれば、ノイズキャンセルを行って高品質な主音声信号を生成することができる。 According to the present invention, noise cancellation can be performed to generate a high-quality main audio signal.
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。また、下記図面において、一方向性の矢印は、ある信号の流れの方向を端的に示したものであり、双方向性を排除するものではない。なお、以下の説明中における「音声信号」とは、音声その他の音響に従って生ずる直接的の電気的変化であって、音声その他の音響を伝送するためのものをいい、音声に限定されない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail exemplarily with reference to the drawings. However, the configuration, numerical values, processing flow, functional elements, etc. described in the following embodiments are merely examples, and modifications and changes thereof are free, and the technical scope of the present invention is described below. It is not intended to be limited. Further, in the drawings below, the unidirectional arrow simply indicates the direction of the flow of a certain signal, and does not exclude bidirectionality. The "voice signal" in the following description refers to a direct electrical change caused by voice or other sound, and is used to transmit voice or other sound, and is not limited to voice.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態としての音声入出力装置100について、図1を用いて説明する。
[First Embodiment]
The voice input /
図1に示すように、音声入出力装置100は、主音声取得部101、雑音取得部102、音声出力部103、ノイズキャンセル部104およびエコーキャンセル部105を含む。雑音取得部102は、ユーザ120の体の外側に向けて配置され、ユーザ120の外部から到来する外部雑音121を取得(捕捉)する。音声出力部103は、音声信号132の入力を受け付け、ユーザ120の外耳道110に対して出力音声131を出力する。主音声取得部101は、外部雑音121と出力音声131とユーザ120の声帯から外耳道内を伝わってきたユーザ120の主音声111とが混合された混合音声を取得(捕捉)して、混合音声信号112を出力する。ノイズキャンセル部104は、外部雑音121に基づく雑音信号を用いて、混合音声信号112を処理する。エコーキャンセル部105は、音声信号132を用いて、混合音声信号112を処理する。
As shown in FIG. 1, the voice input /
本実施形態によれば、ノイズキャンセルとエコーキャンセルとの両方を行って高品質な主音声信号を生成することができる。 According to this embodiment, it is possible to generate a high-quality main audio signal by performing both noise cancellation and echo cancellation.
[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態に係る音声入出力装置について、図2A乃至図3を用いて説明する。図2Aは、本実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。音声入出力装置200は、主音声取得部としての内部マイク201、雑音取得部としての外部マイク202、音声出力部としてのスピーカ203、音声処理部290を有する。音声処理部290は、ノイズキャンセル部204およびエコーキャンセル部205を有する。音声入出力装置200は、インナーイヤー型のヘッドホン、カナル型のヘッドホン、両耳型のヘッドホン、片耳型のヘッドホン、モノラル型のヘッドホンであってもよいが、これらには限定されない。また、音声入出力装置200は、ヘッドホンには限られず、イヤホン、ヘッドセットであってもよい。
[Second Embodiment]
Next, the audio input / output device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 3. FIG. 2A is a diagram showing a configuration of an audio input / output device according to the present embodiment. The voice input /
内部マイク201は、ユーザ270の外耳道210に向けられた内部マイクである。内部マイク201で捕捉されたユーザ270の主音声211は、送信信号250として所定の送信先に送信される。
The
内部マイク201は、外部雑音221と出力音声231と主音声211とが混合された混合音声を捕捉して、混合音声信号212を出力する。内部マイク201は、密閉空間である外耳道210に配置されていても、外部雑音221の音量が大きい場合には、ユーザ270の頭部を通過して外耳道内に伝播された外部雑音221の一部を捕捉してしまう。さらに、スピーカ203から音声が出力されている場合には、内部マイク201は、その音声も捕捉してしまう。
The
外部マイク202は、ユーザ270の体の外側に向けて配置され、外部マイク202は、ユーザ270の外部から到来する外部雑音221を捕捉する。例えば、外部マイク202は、ユーザ270の周辺からの外部雑音221を捕捉する外部マイクである。外部マイク202は、外部雑音221を捕捉して、雑音信号222を生成する。
The
通信部260が、受信した受信信号240は、出力音声信号232に変換され、スピーカ203に入力される。スピーカ203は、出力音声信号232の入力を受け付け、ユーザ270の外耳道210に対して出力音声231を出力する。
The received
ノイズキャンセル部204は、外部マイク202が捕捉した外部雑音221に基づく雑音信号を用いて、内部マイク201が捕捉した混合音声から出力された混合音声信号212を処理する。ユーザ270の主音声211に外部雑音221が混ざった混合音声を内部マイク201が捕捉する。
The
エコーキャンセル部205は、スピーカ203に入力される出力音声信号232を用いて、内部マイク201が出力した混合音声信号212にエコーキャンセル処理を加える。
The
通信部260は、受信信号240を受信し、出力音声信号232をスピーカ203に送る。また、通信部260は、音声処理部290で生成された音声信号を受け取り、外部に送信信号250として送信する。
The
図2Bは、本実施形態に係る音声入出力装置の音声処理部の詳しい構成を示す図である。ノイズキャンセル部204は、適応フィルタ241と加算器220とを有する。ノイズキャンセル部204には、外部マイク202で生成した外部雑音信号222が入力される。ノイズキャンセル部204は、入力された外部雑音221に基づく外部雑音信号222を用いて、混合音声信号212を処理する。ノイズキャンセル部204は、適応フィルタ241を駆動して、混合音声信号に含まれる雑音信号の擬似信号(擬似雑音信号242)を生成する。加算器220は、擬似雑音信号242を内部マイク201の混合音声信号212から減算することで、雑音の抑圧を行う。加算器220から出力された擬似主音声信号291は、残留雑音を含み、適応フィルタ241の係数更新に利用される。
FIG. 2B is a diagram showing a detailed configuration of a voice processing unit of the voice input / output device according to the present embodiment. The
外部マイク202が捕捉した外部雑音信号222は、制御部280にも入力される。制御部280は、入力された外部雑音信号222に基づいて、ノイズキャンセル部204による処理を制御する。制御部280には、外部雑音信号222、擬似雑音信号242、擬似主音声信号291が入力され、制御部280は、これらに基づいて適応フィルタ241の係数を生成して、係数の更新のタイミングを制御する。
The
擬似主音声信号291は、エコーキャンセル部205に入力される。エコーキャンセル部205は、スピーカ203に入力される出力音声信号232を用いて、内部マイク201が出力した混合音声信号212に対してエコーキャンセル処理を加える。エコーキャンセル部205は、適応フィルタ251と加算器230とを有する。適応フィルタ251は、出力音声信号232を用いて、擬似エコー信号252を生成する。加算器230は、擬似主音声信号291から擬似エコー信号252を減算して、擬似主音声信号292を生成する。制御部280には、出力音声信号232、擬似主音声信号291,292が入力され、制御部280は、これらに基づいて適応フィルタ251の係数を生成して、係数の更新のタイミングを制御する。
The pseudo
内部マイク201が捕捉した混合音声信号212に混ざり込んだ出力音声信号232の一部を取り除くために、エコーキャンセル部205は、入力された音声信号を用いて、混合音声信号212にエコーキャンセル処理を施す。
In order to remove a part of the
このように、エコーキャンセル部205は、ノイズキャンセル処理後の音声信号に対して、エコーキャンセル処理を施す。エコーキャンセル部205は、例えば、スピーカ203から音楽が流れている状態で、ユーザが発声した場合にも、内部マイク201で捕捉した混合音声信号からユーザの声をクリアに抽出できる。
In this way, the
通信部260は、ノイズキャンセル部およびエコーキャンセル部で処理された擬似主音声信号292を受け取り、外部へ送信信号250として送信する。
The
図2Cは、本実施形態に係る音声入出力装置200の制御部280の係数処理を説明する図である。上述したように、ノイズキャンセル部204およびエコーキャンセル部205はそれぞれ、適応フィルタ241,251を用いてノイズキャンセル処理およびエコーキャンセル処理を行う。図2Cにおいて、縦軸は更新量(学習量)を表し、横軸はS/N(信号対雑音比)を表している。グラフ208は、ノイズキャンセル部204の適応フィルタ241の係数の更新量を示している。グラフ209は、エコーキャンセル部205の適応フィルタ251の係数の更新量を示している。グラフ208およびグラフ209に示したように、制御部280は、適応フィルタ241の更新処理を行い、適応フィルタ241の更新処理が収束するまでの間は、適応フィルタ251の更新は行わない。つまり、制御部280は、適応フィルタ241の更新処理が収束してから、適応フィルタ251の更新処理を行う。すなわち、制御部280は、どちらか一方の適応フィルタの更新を行っている場合には、他方の適応フィルタの更新は行わず、両方の適応フィルタ241,251が同時に更新されることはない。ノイズキャンセル部204およびエコーキャンセル部205がON/OFFされるのではなく、適応フィルタ241,251の更新(学習)がON/OFFされ、シーソーのように適応フィルタ241,251の更新が行われる。適応フィルタ241,251は、ある程度更新が進むと、ほとんどフィルタ係数が変わらない状態となる。このような状態となると、適応フィルタ241,251のフィルタ係数が決まるので、原則として、制御部280は、適応フィルタ241,251の再更新は行わない。
FIG. 2C is a diagram illustrating coefficient processing of the
また、制御部280が、適応フィルタ241の更新を行うタイミングは、内部マイク201が主音声211を捕捉せず、スピーカ203から出力音声231を出力していないタイミングである。また、制御部280が、適応フィルタ251の更新を行うタイミングは、スピーカ203が出力音声231を出力しているタイミングである。
Further, the timing at which the
また、制御部280は、内部マイク201が主音声211を捕捉し、スピーカ203から出力音声231を出力しているタイミングでは、適応フィルタ241,251の更新を行わない。
Further, the
本実施形態によれば、ノイズキャンセルとエコーキャンセルとの両方を行って高品質の主音声信号を送信できる。つまり、ユーザの声をクリアに相手に届けることができる。また、適応フィルタの更新を行うので、外部雑音の変化、スピーカから出ている音声の変化に対応できる。また、例えば、ユーザの音声をスマートフォンに送信してAI(Artificial Intelligence)アシスタントに音声認識をさせる場合にも、認識精度が高くなるため、外部雑音が大きい屋外においてもAIアシスタントの誤認識を減らすことができる。さらに、ユーザがヘッドホンを使って音楽を聴きながらでも音声通話やAIアシスタントの使用を実現できる。 According to this embodiment, it is possible to transmit a high quality main audio signal by performing both noise cancellation and echo cancellation. That is, the user's voice can be clearly delivered to the other party. In addition, since the adaptive filter is updated, it is possible to respond to changes in external noise and changes in the sound emitted from the speaker. Further, for example, when the user's voice is transmitted to a smartphone and the AI (Artificial Intelligence) assistant is made to perform voice recognition, the recognition accuracy is high, so that the false recognition of the AI assistant can be reduced even outdoors where external noise is large. Can be done. Furthermore, the user can realize a voice call and use of the AI assistant while listening to music using headphones.
[第3実施形態]
次に本発明の第3実施形態に係る音声入出力装置について、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。本実施形態に係る音声入出力装置は、上記第2実施形態と比べると、音声処理部320の構成が異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, the audio input / output device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an audio input / output device according to the present embodiment. The audio input / output device according to the present embodiment has a different configuration of the
音声処理部320は、第2実施形態の音声処理部290の構成に加えてノイズキャンセル部301、エコーキャンセル部303および制御部310を有する。エコーキャンセル部303は、加算器330と適応フィルタ331とを有する。エコーキャンセル部303は、スピーカ203の出力音声信号232を適応フィルタ331で生成した擬似出力音声332を加算器330で外部マイク202で捕捉した外部雑音信号222から減算する。これにより、スピーカ203からの音漏れをキャンセルして、高品質な擬似外部雑音信号322を得ることができる。
The
制御部310は、外部雑音信号222と、エコーキャンセル処理を施された外部雑音信号222と、出力音声信号232とを入力して、適応フィルタ331の係数を生成して、更新を制御する。
The
ノイズキャンセル部301は、加算器312と適応フィルタ311とを有する。ノイズキャンセル部301は、擬似外部雑音信号322から生成した擬似雑音信号323を受信信号240に基づいて生成された音声信号324から加算器312で減算する。
The
本実施形態によれば、ノイズキャンセルとエコーキャンセルとの両方を行って高品質の主音声信号を送信できる。また、スピーカから出力される音漏れが外部マイクに混入する影響を排除できる。 According to this embodiment, it is possible to transmit a high quality main audio signal by performing both noise cancellation and echo cancellation. In addition, it is possible to eliminate the effect of sound leakage output from the speaker being mixed into the external microphone.
[第4実施形態]
次に本発明の第4実施形態に係る音声入出力装置について、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態に係る音声入出力装置400の構成を説明するための図である。本実施形態に係る音声入出力装置400は、上記第3実施形態と比べると、制御部310を存在しない点で異なる。他の構成および動作は、第2実施形態および第3実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, the audio input / output device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the audio input /
適応フィルタ421は、エコーキャンセルを施された似外部雑音信号322から擬似雑音信号422を生成し、加算器312は、受信信号240から生成された音声信号324から擬似雑音信号422を減算する。
The
エコーキャンセル部403は、適応フィルタ431と加算器330とを有する。適応フィルタ431は、擬似出力音声信号432を生成する。加算器330は、外部雑音信号222から擬似出力音声信号432を減算する。
The
本実施形態によれば、よりシンプルな構成で第3実施形態と同様の効果を得られる。 According to the present embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained with a simpler configuration.
[第5実施形態]
次に本発明の第5実施形態に係る補聴器について、図5A乃至図5Cを用いて説明する。図5A乃至図5Cは、本実施形態に係る補聴器の構成を示す図である。本実施形態に係る補聴器は、上記第4実施形態と比べると、補聴器機能とスイッチとを追加した点で異なる。その他の構成および動作は、第4実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, the hearing aid according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A to 5C. 5A to 5C are diagrams showing the configuration of a hearing aid according to the present embodiment. The hearing aid according to the present embodiment is different from the fourth embodiment in that a hearing aid function and a switch are added. Since other configurations and operations are the same as those in the fourth embodiment, the same configurations and operations are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
図5Aは、相手の声を聴きつつ外部雑音の漏れこみを許容する場合を表す。図5Aに示したように、補聴器500は、内部マイク201、外部マイク202、スピーカ203、通信部260および音声処理部560を有する。音声処理部560は、増幅部501、スイッチ521,503および加算器520をさらに有する。通信部260を介して入力した受信信号240に対応する音声信号324は、増幅部501で増幅され、スピーカ203に入力され、出力音声として出力される。補聴器500においては、スピーカ203から出力される出力音声が大きいので、混合音声における出力音声の混合比率が大きくなる。そのため、内部マイク201が捕捉する出力音声のキャンセリングを行うことの効果が大きい。また、増幅された出力音声が補聴器500からユーザの外部に漏れやすくなるので、エコーキャンセル部403の重要性が高い。ユーザは、通話相手の声を大きな音量で聞くことができる。補聴器500であっても高品質な主音声を捕捉できる。一方、増幅された出力された音声を内部マイク201が捕捉し易くなるが、エコーキャンセル部205の働きによって、高品質な擬似主音声信号を生成できる。
FIG. 5A shows a case where the leakage of external noise is allowed while listening to the voice of the other party. As shown in FIG. 5A, the
図5Bは、外部雑音をキャンセルしつつ、自分の声と相手の声とを大きく聞く場合を表す。この場合、スイッチ521を適応フィルタ421側の接点へ接続する。また、スイッチ521の動きと連携して、スイッチ503が閉じる。適応フィルタ421と加算器312は、図4を用いて説明した動作を行う。これにより、ユーザは、外部音声をキャンセルした音を聞くことができる。また、スイッチ503が閉じることにより、加算器520は、擬似主音声信号と受信信号240から生成した音声信号324とを加算する。これにより、ユーザ270は、側音と呼ばれる自発生音声を聞くことができる。
FIG. 5B shows a case where one's own voice and the other party's voice are heard loudly while canceling external noise. In this case, the
図5Cは、外部雑音と相手の声との両方を大きく聞く場合を表す。この場合、スイッチ502をノイズキャンセル部302とは反対側の接点へ接続する。また、スイッチ503は、スイッチ502の動きと連動して開く。エコーキャンセル部403が、音漏れの影響をキャンセルする。加算器312は、綺麗な外部雑音と受信した相手の声とを加算する。増幅部501は、加算器312で加算された音声信号を増幅して、出力音声信号232を生成する。これにより、ユーザは、外部の音と通話相手の声とを大きな音量で聞くことができる。
FIG. 5C shows a case where both external noise and the voice of the other party are heard loudly. In this case, the
[第6実施形態]
次に本発明の第6実施形態に係る音声入出力装置について、図6を用いて説明する。図6は、本実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。本実施形態に係る音声入出力装置は、上記第2実施形態と比べると、着脱検知部601を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
Next, the audio input / output device according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an audio input / output device according to the present embodiment. The voice input / output device according to the present embodiment is different from the second embodiment in that it has the attachment /
着脱検知部601は、例えば、内部マイク201が捕捉した血液の流れる音や心拍音を用いて音声入出力装置600の耳への着脱を検知する。また、着脱検知部601は、例えば、人間が聞こえない超音波を発振して、当該超音波の反射波の有無により着脱を検知してもよい。また、赤外線センサや加速度センサなどを用いて着脱を検知してもよい。なお、着脱検知方法は、これらには限定されない。
The attachment /
そして、着脱検知部601で音声入出力装置600の装着を検知した場合に、ノイズキャンセル部204は、適応フィルタ241を用いてノイズキャンセル処理を行い、エコーキャンセル部205は適応フィルタ251を用いてエコーキャンセル処理を行う。エコーの状態は、音声入出力装置600を装着するユーザごとに異なるため、制御部280は、音声入出力装置600の装着を検知する度に適応フィルタ251の更新を行う。一方、ノイズの状態も、装着した状況(場所や時間)ごとに異なるため、制御部280は、装着ごとに適応フィルタ241の更新を行う。本実施形態によれば、着脱検知部を設けたので、音声入出力装置を使用するユーザが変わったり、ユーザが音声入出力装置を付け替えたりしても送信信号の品質を高めることができる。なお、音声入出力装置600は、着脱検知部601で音声入出力装置600が外されたことを検知した場合に、音声入出力装置600の全機能を停止させてもよい。
Then, when the attachment /
[第7実施形態]
次に本発明の第7実施形態に係る音声入出力装置について、図7を用いて説明する。図7は、本実施形態に係る音声入出力装置の構成を示す図である。本実施形態に係る音声入出力装置は、上記第2実施形態と比べると、遮音部を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
[7th Embodiment]
Next, the audio input / output device according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an audio input / output device according to the present embodiment. The audio input / output device according to the present embodiment is different from the second embodiment in that it has a sound insulating portion. Since other configurations and operations are the same as those in the second embodiment, the same configurations and operations are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
遮音部701は、内部マイク201に対する外部雑音221の侵入経路を制限する。遮音部は、例えば、内部マイク201の周囲を取り囲むような円筒形状の部材である。ユーザ270の外耳道210を伝わって到来する主音声211を遮音しないように、ユーザ270の外耳道210に向いている側は、開放されている。なお、遮音部701の形状は、ここに示した形状には限定されず、ユーザ270の体や音声入出力装置700を伝わってくる外部雑音221を遮音できる形状であれば、どのような形状であってもよい。また、遮音部701の材質は、外部雑音221を遮音できる部材であれば、どのような部材であってもよいが、例えば、ゴムや樹脂、ガラスなどを採用することができる。本実施形態によれば、ノイズキャンセル部204とエコーキャンセル部205と遮音部701とを設けたので、高品質な擬似主音声信号を生成することができる。
The
[他の実施形態]
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
[Other Embodiments]
Although the invention of the present application has been described above with reference to the embodiment, the invention of the present application is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the present invention in terms of the structure and details of the present invention. Also included in the scope of the present invention are systems or devices in any combination of the different features contained in each embodiment.
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるWWW(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)は本発明の範疇に含まれる。 Further, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to a single device. Furthermore, the present invention is also applicable when the information processing program that realizes the functions of the embodiment is supplied directly or remotely to the system or device. Therefore, in order to realize the functions of the present invention on a computer, a program installed on the computer, a medium containing the program, and a WWW (World Wide Web) server for downloading the program are also included in the scope of the present invention. .. In particular, at least a non-transitory computer readable medium containing a program that causes a computer to execute the processing steps included in the above-described embodiment is included in the scope of the present invention.
図8Aは、第2実施形態を信号処理プログラムにより構成する場合に、その信号処理プログラムを実行するコンピュータ800の構成図である。コンピュータ800は、入力部810と、CPU(Central Processing Unit)820と、出力部830と、メモリ840とを含む。
FIG. 8A is a configuration diagram of a
CPU820は、メモリ840に記憶された信号処理プログラムを読み込むことにより、コンピュータ800の動作を制御する。すなわち、信号処理プログラムを実行したCPU820は、ステップS801において、入力部810からユーザの外部雑音221を捕捉する。ステップS803において、CPU820は、出力部830から音声信号を出力する。ステップS805において、CPU820は、入力部810から、外部雑音221と主音声211と音声出力部からの出力音声231とが混合された混合音声信号212を捕捉する。ステップS807において、CPU820は、捕捉した混合音声信号212に対してノイズキャンセル処理を行う。ステップS809において、CPU820は、スピーカ203に入力される音声信号を用いて、捕捉した混合音声信号212に対してエコーキャンセル処理を行う。ステップS811において、CPU820は、音声信号を送信する。
The
図8Bは、CPU820が実行する処理の流れを示すフローチャートである。ステップS821において、CPU820は、内部マイク201で混合音声信号212を捕捉しているか否かを判断する。混合音声信号212を捕捉していると判断した場合(ステップS821のYES)、CPU820は、処理を終了する。混合音声信号212を捕捉していないと判断した場合(ステップS921のNO)、CPU820は、ステップS823へ進む。ステップS823において、CPU820は、スピーカ203からの出力音声231を出力しているか否かを判断する。出力音声231を出力していると判断した場合(ステップS823のYES)、CPU820は、処理を終了する。出力音声231を出力していないと判断した場合(ステップS823のNO)、CPU820は、ステップS825へ進む。ステップS825において、CPU820は、ノイズキャンセル部204の適応フィルタ241の更新を行う。
FIG. 8B is a flowchart showing the flow of processing executed by the
図8Cは、CPU820が実行する処理の流れを示すフローチャートである。ステップS831において、CPU820は、スピーカ203からの出力音声231を出力しているか否かを判断する。出力音声231を出力していないと判断した場合(ステップS831のNO)、CPU820は、処理を終了する。出力音声231を出力していると判断した場合(ステップS831のYES)、CPU820は、ステップS832へ進む。ステップ832において、CPU820は、主音声を捕捉したか否かを判断する。主音声を捕捉していると判断した場合(ステップS832のYES)、CPU820は、処理を終了する。主音声を捕捉していないと判断した場合(ステップS832のNO)、CPU820は、ステップS833へ進む。ステップS833において、CPU820は、エコーキャンセル部205の適応フィルタ(251)の更新を行う。
FIG. 8C is a flowchart showing the flow of processing executed by the
図8Dは、CPU820が実行する処理の流れを示すフローチャートである。ステップS841において、CPU820は、音声入出力装置600の装着があったか否かを判断する。装着がないと判断した場合(ステップS841のNO)、CPU820は、処理を終了する。装着があると判断した場合(ステップS841のYES)、CPU820は、ステップS843へ進む。ステップS843において、CPU820は、エコーキャンセル部205の適応フィルタ251の更新を行う。
FIG. 8D is a flowchart showing the flow of processing executed by the
[実施形態の他の表現]
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する外部雑音を取得するための雑音取得部と、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの声帯から前記外耳道内を伝わってきた前記ユーザの主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、を備える音声入出力装置。
(付記2)
前記エコーキャンセル部は、前記ノイズキャンセル部においてノイズキャンセル処理が施された後の音声信号に対して、エコーキャンセル処理を施す付記1に記載の音声入出力装置。
(付記3)
前記ノイズキャンセル部は、第1適応フィルタを用いて、ノイズキャンセル処理を行い、前記エコーキャンセル部は、第2適応フィルタを用いて、エコーキャンセル処理を行い、前記第1適応フィルタの更新を行う場合には前記第2適応フィルタの更新を行わず、前記第2適応フィルタの更新を行う場合には前記第1適応フィルタの更新を行わない付記1または2に記載の音声入出力装置。
(付記4)
前記ノイズキャンセル部は、
前記主音声取得部が前記主音声を取得しておらず、前記音声出力部が出力音声を出力していないタイミングで、前記第1適応フィルタの更新を行う付記3に記載の音声入出力装置。
(付記5)
前記エコーキャンセル部は、
前記音声出力部が出力音声を出力しているタイミングで、前記第2適応フィルタの更新を行う付記3または4に記載の音声入出力装置。
(付記6)
前記ノイズキャンセル部および前記エコーキャンセル部は、前記主音声取得部が前記主音声を取得し、前記音声出力部が出力音声を出力しているタイミングでは、前記第1、第2適応フィルタの更新を行わない付記4または5に記載の音声入出力装置。
(付記7)
前記ノイズキャンセル部は、前記エコーキャンセル部においてエコーキャンセル処理が施された後の音声信号に対して、前記雑音取得部で取得した前記外部雑音を用いてノイズキャンセル処理を施す付記1に記載の音声入出力装置。
(付記8)
前記主音声取得部に対する前記外部雑音の進入経路を制限する遮音部をさらに備えた付記1乃至7のいずれか1項に記載の音声入出力装置。
(付記9)
前記音声入出力装置の着脱を検知する着脱検知部をさらに有し、
前記ノイズキャンセル部は、第1適応フィルタを用いてノイズキャンセル処理を行い、前記エコーキャンセル部は、第2適応フィルタを用いてエコーキャンセル処理を行い、
前記着脱検知部で前記音声入出力装置の装着を検知した場合に、前記第1適応フィルタおよび前記第2適応フィルタのうち少なくとも一方の更新を行う付記1乃至8のいずれか1項に記載の音声入出力装置。
(付記10)
前記ノイズキャンセル部および前記エコーキャンセル部の両方によって処理した音声信号を送信する通信部をさらに備えた付記1乃至8のいずれか1項に記載の音声入出力装置。
(付記11)
ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する外部雑音を取得するための雑音取得部と、
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの声帯から前記外耳道内を伝わってきた前記ユーザの主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
前記音声信号を用いて、前記混合音声信号を処理するエコーキャンセル部と、
前記音声出力部に入力される音声信号を増幅する増幅部と、
を備えた補聴器。
(付記12)
ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、
音声の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの声帯から前記外耳道内を伝わってきた前記ユーザの主音声とが混合された混合音声を取得する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声を処理するノイズキャンセルステップと、
前記音声信号を用いて、前記混合音声を処理するエコーキャンセルステップと、
を含む音声入出力方法。
(付記13)
ユーザの体の外側に向けて配置され、前記ユーザの外部から到来する外部雑音を取得するための雑音取得ステップと、
音声の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの声帯から前記外耳道内を伝わってきた前記ユーザの主音声とが混合された混合音声を取得する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声を処理するノイズキャンセルステップと、
前記音声信号を用いて、前記混合音声を処理するエコーキャンセルステップと、
をコンピュータに実行させる音声入出力プログラム。
[Other expressions of the embodiment]
Some or all of the above embodiments may also be described, but not limited to:
(Appendix 1)
A noise acquisition unit, which is arranged toward the outside of the user's body and for acquiring external noise coming from the outside of the user,
An audio output unit that accepts audio signal input and outputs output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition unit that acquires a mixed voice obtained by mixing the external noise, the output voice, and the main voice of the user transmitted through the ear canal from the vocal cords of the user, and outputs the mixed voice signal.
A noise canceling unit that processes the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
An audio input / output device including an echo canceling unit that processes the mixed audio signal using the audio signal.
(Appendix 2)
The audio input / output device according to
(Appendix 3)
When the noise canceling unit performs noise canceling processing using the first adaptive filter, and the echo canceling unit performs echo canceling processing using the second adaptive filter to update the first adaptive filter. The audio input / output device according to
(Appendix 4)
The noise canceling unit is
The audio input / output device according to Appendix 3, wherein the first adaptive filter is updated at a timing when the main audio acquisition unit has not acquired the main audio and the audio output unit has not output the output audio.
(Appendix 5)
The echo canceling unit is
The audio input / output device according to Appendix 3 or 4, wherein the second adaptive filter is updated at the timing when the audio output unit outputs the output audio.
(Appendix 6)
The noise canceling unit and the echo canceling unit update the first and second adaptive filters at the timing when the main voice acquisition unit acquires the main voice and the voice output unit outputs the output voice. The audio input / output device according to Appendix 4 or 5, which is not performed.
(Appendix 7)
The voice according to
(Appendix 8)
The audio input / output device according to any one of
(Appendix 9)
It also has a detachable detection unit that detects the detachment of the audio input / output device.
The noise canceling unit performs noise canceling processing using the first adaptive filter, and the echo canceling unit performs echo canceling processing using the second adaptive filter.
The voice according to any one of
(Appendix 10)
The audio input / output device according to any one of
(Appendix 11)
A noise acquisition unit, which is arranged toward the outside of the user's body and for acquiring external noise coming from the outside of the user,
An audio output unit that accepts audio signal input and outputs output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition unit that acquires a mixed voice obtained by mixing the external noise, the output voice, and the main voice of the user transmitted through the ear canal from the vocal cords of the user, and outputs the mixed voice signal.
A noise canceling unit that processes the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
An echo canceling unit that processes the mixed audio signal using the audio signal,
An amplification unit that amplifies the audio signal input to the audio output unit, and
Hearing aid with.
(Appendix 12)
A noise acquisition step for acquiring external noise coming from the outside of the user, which is arranged toward the outside of the user's body, and
A voice output step that accepts voice input and outputs the output voice to the user's ear canal.
A main voice acquisition step of acquiring a mixed voice obtained by mixing the external noise, the output voice, and the user's main voice transmitted from the user's vocal cords in the ear canal.
A noise canceling step of processing the mixed voice using a noise signal based on the external noise, and
An echo canceling step of processing the mixed voice using the voice signal, and
Audio input / output methods including.
(Appendix 13)
A noise acquisition step for acquiring external noise coming from the outside of the user, which is arranged toward the outside of the user's body, and
A voice output step that accepts voice input and outputs the output voice to the user's ear canal.
A main voice acquisition step of acquiring a mixed voice obtained by mixing the external noise, the output voice, and the user's main voice transmitted from the user's vocal cords in the ear canal.
A noise canceling step of processing the mixed voice using a noise signal based on the external noise, and
An echo canceling step of processing the mixed voice using the voice signal, and
A voice input / output program that causes a computer to execute.
Claims (11)
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの内部から到来する主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
を備える音声入出力装置。 A noise acquisition unit for acquiring external noise coming from outside the user,
An audio output unit that accepts audio signal input and outputs output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition unit that acquires a mixed voice in which the external noise, the output voice, and the main voice coming from inside the user are mixed, and outputs the mixed voice signal.
A noise canceling unit that processes the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
Audio input / output device equipped with.
前記第1適応フィルタの係数の更新量及び前記第2適応フィルタの係数の更新量を、信号対雑音比に応じて制御する制御部を更に備えた請求項2に記載の音声入出力装置。 The noise canceling unit performs noise canceling processing using the first adaptive filter, and the echo canceling unit performs echo canceling processing using the second adaptive filter.
The voice input / output device according to claim 2, further comprising a control unit that controls the update amount of the coefficient of the first adaptive filter and the update amount of the coefficient of the second adaptive filter according to the signal-to-noise ratio.
前記音声入出力装置の着脱を検知する着脱検知部と、
前記着脱検知部で前記音声入出力装置の装着を検知した場合に、前記第1適応フィルタおよび前記第2適応フィルタのうち少なくとも一方の更新を行う制御部と、
を更に備えた請求項2に記載の音声入出力装置。 The noise canceling unit performs noise canceling processing using the first adaptive filter, and the echo canceling unit performs echo canceling processing using the second adaptive filter.
A detachment detection unit that detects the attachment / detachment of the audio input / output device, and
A control unit that updates at least one of the first adaptive filter and the second adaptive filter when the attachment / detachment detection unit detects that the audio input / output device is attached.
2. The audio input / output device according to claim 2.
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力部と、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの内部から到来する主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得部と、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセル部と、
を備えた補聴器。 A noise acquisition unit for acquiring external noise coming from outside the user,
An audio output unit that accepts audio signal input and outputs output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition unit that acquires a mixed voice in which the external noise, the output voice, and the main voice coming from inside the user are mixed, and outputs the mixed voice signal.
A noise canceling unit that processes the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
Hearing aid with.
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの内部から到来する主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセルステップと、
を含む音声入出力方法。 A noise acquisition step for acquiring external noise coming from outside the user,
An audio output step that accepts an input of an audio signal and outputs an output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition step of acquiring a mixed voice in which the external noise, the output voice, and the main voice coming from the inside of the user are mixed and outputting the mixed voice signal.
A noise canceling step of processing the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
Audio input / output methods including.
音声信号の入力を受け付け、前記ユーザの外耳道に対して出力音声を出力する音声出力ステップと、
前記外部雑音と前記出力音声と前記ユーザの内部から到来する主音声とが混合された混合音声を取得して、混合音声信号を出力する主音声取得ステップと、
前記外部雑音に基づく雑音信号を用いて、前記混合音声信号を処理するノイズキャンセルステップと、
をコンピュータに実行させる音声入出力プログラム。 A noise acquisition step for acquiring external noise coming from outside the user,
An audio output step that accepts an input of an audio signal and outputs an output audio to the user's ear canal.
A main voice acquisition step of acquiring a mixed voice in which the external noise, the output voice, and the main voice coming from the inside of the user are mixed and outputting the mixed voice signal.
A noise canceling step of processing the mixed audio signal using the noise signal based on the external noise, and
A voice input / output program that causes a computer to execute.
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