JP3353701B2 - 自己発話検出装置、音声入力装置および補聴器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、装用者が発した
音声と外界から到来した音声とを識別する機能を備えた
自己発話検出装置、音声入力装置および補聴器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、装用者が自ら発声した音声である
自己発話を外来の音声から分離識別して検出するための
装置として骨伝導マイクを用いたものが実用化されてい
る。

【０００３】骨伝導マイクは、装用者の外耳道に密着さ
せた装着部を介して装用者の発声による頭蓋骨の振動を
検出するものであり、空気振動である外来音には感度が
なく、装用者の自己発話音のみをピックアップできるも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、骨伝導マイク
は、自己発話音を感度よくピックアップするためには装
着部と外耳道との密着性が要求される。このため、装着
部の形状を各装用者の外耳道の形状に合わせる必要があ
り、本体が装着部に一体になったセル型のものの場合に
はセル全体の交換が必要になるため、装用者毎のフィッ
ティングが面倒であるという問題点があった。

【０００５】この発明は、より簡略な構成で自己発話を
検出することができる自己発話検出装置、音声入力装置
および補聴器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
明は、装用者の外耳道に挿入され外界と外耳道との間を
遮音する装着部と、外界に向けて設けられた第１のマイ
クと、外耳道内に向けて設けられた第２のマイクと、第
１のマイクの信号を所定時間遅延する遅延手段と、遅延
手段が遅延した信号を外耳道内に出力するレシーバと、
第１のマイクの信号波形と第２のマイクの信号波形との
相関に基づいて装用者の自己発話を検出する信号処理部
と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】この出願の請求項２の発明は、請求項１の
発明において、前記信号処理部は、第１のマイクの信号
波形と第２のマイクの信号波形の差分を計算し、この差
分信号波形と第１のマイクの信号波形との相関に基づい
て装用者の自己発話を検出する処理部であることを特徴
とする。

【０００８】この出願の請求項３の発明は、請求項１の
発明において、前記信号処理部は、遅延手段で遅延され
た第１のマイクの信号波形を、レシーバから第２のマイ
クに至る外耳道を含む伝搬路の伝達関数で畳み込み演算
し、この畳込信号波形と第２のマイクの信号波形の差分
を計算し、この差分信号波形と第１のマイクの信号波形
との相関に基づいて装用者の自己発話を検出する処理部
であることを特徴とする。

【０００９】この出願の請求項４の発明は、請求項３の
発明において、テスト音信号を発生して前記遅延手段に
入力する音源と、該テスト音信号の直接波形およびレシ
ーバから出力され第２のマイクによって受信されたテス
ト音信号の伝搬波形に基づいて前記伝搬路の伝達関数を
割り出す手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】この出願の請求項５の発明は、装用者の外
耳道に挿入され外界と外耳道との間を遮音する装着部
と、外界に向けて設けられた第１のマイクと、外耳道内
に向けて設けられた第２のマイクと、第１のマイクが受
信した信号を所定時間遅延する遅延手段と、遅延手段が
遅延した信号を外耳道内に出力するレシーバと、遅延手
段で遅延された第１のマイクの信号波形をレシーバから
第２のマイクに至る外耳道を含む伝搬路の伝達関数で畳
み込み演算し、この畳込信号波形と第２のマイクの信号
波形の差分信号波形を抽出し、この差分信号波形を外部
出力する信号処理部と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】この出願の請求項６の発明は、請求項５の
発明において、テスト音信号を発生して前記遅延手段に
入力する音源と、該テスト音信号の直接波形およびレシ
ーバから出力され第２のマイクによって受信されたテス
ト音信号の伝搬波形に基づいて前記伝搬路の伝達関数を
割り出す手段を備えたことを特徴とする。

【００１２】この出願の請求項７の発明は、装用者の外
耳道に挿入され外界と外耳道との間を遮音する装着部
と、外界に向けて設けられた第１のマイクと、外耳道内
に向けて設けられた第２のマイクと、第１のマイクが受
信した信号を時間軸に伸長する話速変換手段と、遅延手
段が遅延した信号を外耳道内に出力するレシーバと、話
速変換手段で伸長された第１のマイクの信号波形をレシ
ーバから第２のマイクに至る外耳道を含む伝搬路の伝達
関数で畳み込み演算し、この畳込信号波形と第２のマイ
クの信号波形の差分信号波形と第１のマイクの信号波形
との相関に基づいて装用者の自己発話を検出し、自己発
話が検出されたとき前記話速変換手段の動作を禁止する
信号処理部と、を備えたことを特徴とする。

【００１３】この出願の請求項８の発明は、請求項７の
発明において、テスト音信号を発生して前記遅延手段に
入力する音源と、該テスト音信号の直接波形およびレシ
ーバから出力され第２のマイクによって受信されたテス
ト音信号の伝搬波形に基づいて前記伝搬路の伝達関数を
割り出す手段を備えたことを特徴とする。

【００１４】この発明では、第２のマイクは自己発話音
以外にレシーバから出力された外来音声も受信する。一
方、第１のマイクは外来音声を受信する。第２のマイク
の信号波形と第１の信号波形の相関をとることによって
外来音声の成分をキャンセルすることにより、自己発話
音成分のみを分離抽出することができる。なお、第１の
マイクが受信する外来音声には口から発声された自己発
話音も含まれるが同様の処理でよい。

【００１５】信号処理部はＤＳＰなどで構成することが
できるため、複雑な信号処理をする場合でも構造的には
簡略なものにすることができる。

【００１６】したがって、この発明によれば、外界と外
耳道とを遮音するのみの骨伝導マイクよりも遙に簡略な
装着部の構成で自己発話音のみを分離抽出することがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図面を参照してこの発明の実施形
態について説明する。図１は、この発明が適用される自
己発話検出装置の外観図である。この自己発話検出装置
は補聴器や音声入力装置に用いられる。セル１の先端に
外耳道４に挿入される装着部である耳栓２が設けられて
いる。耳栓２は傘形の柔軟な樹脂で構成されており、外
耳道壁３に密着して外耳道４と外界とを遮断し、相互間
の音の伝搬を禁止する。

【００１８】セル１内には、外界から到来する音声を検
出するためのマイク５、外耳道４に音響を出力するため
のレシーバ６、外耳道４の内部の音声を検出するための
マイク７、および、レシーバ６，マイク７とを空間的に
結ぶパイプ孔８が設けられている。また、マイク５，レ
シーバ６およびマイク７は信号処理部９に接続されてい
る。信号処理部９はＤＳＰなどの電子回路で構成され、
マイク５，マイク７から入力された音声信号を分析・処
理し、処理された音声信号をレシーバ６から出力する。
以下、信号処理部９を種々に構成した例とその動作につ
いて説明する。

【００１９】図２は信号処理部９を遅延装置１０、相関
演算装置１１、発話判定装置１２で構成した自己発話検
出装置の例を示している。図２（Ａ）において、マイク
５が受信した外来音声は、遅延装置１０および相関演算
装置１１に入力される。遅延装置１０は入力された音声
信号を微小時間ｔだけ遅延させてレシーバ６に出力す
る。レシーバ６はこの音声信号を音声（空気振動）に変
換して外耳道４内に放出する。マイク７は、レシーバ６
が出力した音声および外耳道４から伝達された装用者の
音声の両方を受信する。マイク７が受信した音声信号は
相関演算装置１１に入力される。相関演算装置１１は、
マイク５から入力された音声信号とマイク７から入力さ
れた音声信号の相関値を計算する。

【００２０】図２（Ｂ）、（Ｃ）を参照して外来音声が
到来したときの信号波形と相関について説明する。マイ
ク５が外来音声を受信した時刻を０ｓｅｃとする。マイ
ク５の入力であるｐｏｉｎｔＡ波形は、同図（Ｂ）上段
のような波形となる。遅延装置１０はこの音声信号をｔ
ｓｅｃ遅延させてレシーバ６に出力する。レシーバ６に
供給される波形であるｐｏｉｎｔＢ波形は、ｐｏｉｎｔ
Ａの波形をｔｓｅｃ遅延させた同図（Ｂ）中段のような
波形となる。レシーバ６はこの遅延された音声信号を外
耳道４に出力する。外耳道４に出力された音声はマイク
７にも受信される。マイク７の入力であるｐｏｉｎｔＣ
波形は、ｐｏｉｎｔＢ波形とほぼ同様の同図（Ｂ）下段
のような波形となる。相関演算装置１１は、ｐｏｉｎｔ
Ａの波形を基準波形とし、ｐｏｉｎｔＣの波形が基準波
形にどの程度類似しているかを時系列に検査する装置で
あり、その相関の程度に比例した相関値を出力する。同
図（Ｃ）において、０ｓｅｃの時点では外耳道４内には
音声信号がなくｐｏｉｎｔＣの波形はフラットであるの
で相関値は０であるが、時刻ｔにｐｏｉｎｔＣに遅延さ
れた音声の波形が現れるのでこの時刻ｔの相関値が最大
となる。

【００２１】なお、同図（Ｂ），（Ｃ）は入力波形のレ
ベルをモデル化した図であるが、実際には図８のような
波形を示す。同図（Ａ）がｐｏｉｎｔＡの波形であり、
同図（Ｂ）がｐｏｉｎｔＣの波形である。そして同図
（Ｃ）が相関値である。このようにアナログ波形の場
合、相関値はパルス状にはならないが、やはりｔｓｅｃ
後にピーク値をとるように推移する。

【００２２】一方、図２（Ｄ）、（Ｅ）を参照して自己
発話が行われたときの信号波形と相関について説明す
る。装用者が発声すると、その音声信号は口から外界に
放出されるとともに体内伝搬経路によって外耳道４内に
も伝搬する。外界に放出された音声はマイク５に受信さ
れ、外耳道４に伝搬した音声はマイク７に受信される。
双方とも伝搬距離が極めて短いため、ほぼ同時（０ｓｅ
ｃ）に受信される。したがって、時刻０ｓｅｃにマイク
５の入力であるｐｏｉｎｔＡには同図（Ｄ）上段に示す
ような波形が現れ、マイク７にも時刻０ｓｅｃにｐｏｉ
ｎｔＡ波形と類似した波形が現れる。また、ｐｏｉｎｔ
Ａ波形は遅延装置１０でｔｓｅｃ遅延されたのち（ｐｏ
ｉｎｔＢ波形）、レシーバ６から外耳道４に出力される
ので、マイク７はこの音声も受信し、マイク７は、外耳
道内に発生した装用者自身の音声とレシーバ６から出力
される遅延された音声の両方を受信し、受信した波形で
あるｐｏｉｎｔＣ波形は同図（Ｄ）下段のような合成波
形となる。時刻０ｓｅｃではポイントＡとポイントＣの
波形はほぼ同様であるため、相関演算装置１１は、同図
（Ｅ）のように時刻０ｓｅｃに高い相関値を出力する。

【００２３】なお、同図（Ｄ），（Ｅ）は入力波形のレ
ベルをモデル化した図であるが、実際には図９のような
波形を示す。同図（Ａ）がｐｏｉｎｔＡの波形であり、
同図（Ｂ）がｐｏｉｎｔＣの波形である。そして同図
（Ｃ）が相関値である。このようにアナログ波形の場
合、相関値はパルス状にはならないが、やはり時刻０で
ピーク値をとり、徐々に減衰している。

【００２４】以上説明した相関値の相違に基づき、発話
判定装置１２は、０ｓｅｃに相関値のピークが出力され
たとき、その相関する波形は自己発話によるものと判定
し、ｔｓｅｃ後に相関値のピークが出力されたとき、そ
の波形は外来音声によるものと判定する。

【００２５】図３は信号処理部９を遅延装置１０、相関
演算装置１１、発話判定装置１２および差分処理装置１
３で構成した自己発話検出装置の例を示す。図３（Ａ）
において、マイク５が受信した外来音声は遅延装置１０
および相関演算装置１１に入力される。遅延装置１０は
入力された音声信号をｔｓｅｃだけ遅延させてレシーバ
６に出力する。レシーバ６はこの音声信号を音声（空気
振動）に変換して外耳道４内に放出する。遅延装置１０
が遅延した信号（ｐｏｉｎｔＢ）は差分処理装置１３に
も入力される。一方、マイク７は、外耳道４内に発生し
た音声を受信して差分処理装置１３に入力する。マイク
７は、レシーバ６が出力した音声および外耳道４から伝
達された装用者の音声の両方を受信する。差分処理装置
１３はマイク７から入力された音声信号波形から遅延装
置１０がレシーバ６に出力したものと同じ音声信号波形
を減算して外来音声成分をキャンセルする。この外来音
声成分がキャンセルされた音声信号波形を相関演算装置
１１に入力する。相関演算装置１１は、マイク５から入
力された音声信号と差分処理装置１３から入力された音
声信号の相関値を計算する。

【００２６】図３（Ｂ）、（Ｃ）を参照して外来音声が
到来したときの信号波形と相関について説明する。マイ
ク５が外来音声を受信した時刻を０ｓｅｃとする。マイ
ク５の入力であるｐｏｉｎｔＡは、同図（Ｂ）第１段の
ような波形となる。遅延装置１０はこの音声信号をｔｓ
ｅｃ遅延させてレシーバ６に出力する。レシーバ６に供
給されるｐｏｉｎｔＢ波形は、ｐｏｉｎｔＡ波形をｔｓ
ｅｃ遅延させたものであるため同図（Ｂ）第２段のよう
な波形となる。レシーバ６はこの遅延された音声信号を
外耳道４に出力する。外耳道４に出力された音声はマイ
ク７にも受信される。マイク７の入力信号波形であるｐ
ｏｉｎｔＣ波形は、ｐｏｉｎｔＢ波形とほぼ同様の同図
（Ｂ）第３段のような波形となる。差分処理装置１３は
マイク７から入力された音声信号波形であるｐｏｉｎｔ
Ｃ波形と遅延装置１０から入力された音声信号波形であ
るｐｏｉｎｔＢ波形とを減算する。外来音声のみの場
合、内部で発生した音声信号がないため、ｐｏｉｎｔＢ
波形とｐｏｉｎｔＣ波形はほとんど一致し、差分処理装
置１３の出力であるｐｏｉｎｔＤ波形は、同図（Ｂ）第
４段に示すように殆ど０レベルのフラットな信号とな
る。相関演算装置１１は、ｐｏｉｎｔＡの波形を基準波
形とし、ｐｏｉｎｔＤの波形が基準波形にどの程度類似
しているかを時系列に検査する装置であり、その相関の
程度に比例した相関値を出力する。この例では、ｐｏｉ
ｎｔＤの波形は殆どフラットであるためｐｏｉｎｔＡの
基準波形と殆ど相関性がなく、大きな相関値が出力され
ない。発話判定装置１２は大きな相関値が入力されない
ことにより、自己発話がないことを判断する。

【００２７】一方、図３（Ｄ）、（Ｅ）を参照して自己
発話が行われたときの信号波形と相関について説明す
る。装用者が発声すると、その音声信号は口から外界に
放出されるとともに体内伝搬経路によって外耳道４内に
も伝搬する。外界に放出された音声はマイク５に受信さ
れ、外耳道４に伝搬した音声はマイク７に受信される。
双方とも伝搬距離が極めて短いため、ほぼ同時（０ｓｅ
ｃ）に受信される。したがって、マイク５には時刻０ｓ
ｅｃにｐｏｉｎｔＡの波形が現れ、マイク７にも時刻０
ｓｅｃにｐｏｉｎｔＡと類似した波形が現れる。また、
ｐｏｉｎｔＡの波形は遅延装置１０でｔｓｅｃ遅延され
たのちレシーバ６から外耳道４に放出されるので、マイ
ク７はこの音声も受信する。すなわち、マイク７は、外
耳道内に発生した装用者自身の音声とレシーバ６から放
出される遅延された音声の両方を受信し、その合成波形
は、同図（Ｄ）第３段に示すようなｐｏｉｎｔＣの波形
となる。差分処理装置１３は、マイク７から入力された
音声信号波形であるｐｏｉｎｔＣ波形と遅延装置１０か
ら入力された音声信号波形であるｐｏｉｎｔＢ波形とを
減算する。ｐｏｉｎｔＣ波形は、内部伝達した波形とレ
シーバ６から出力された音声波形の合成信号であるた
め、これからｐｏｉｎｔＢ波形を減算すると、レシーバ
６から出力された外来音声の波形成分がキャンセルさ
れ、同図（Ｂ）第４段に示すようにｐｏｉｎｔＡと類似
した波形となる。相関演算装置１１は、ｐｏｉｎｔＡの
波形を基準波形とし、ｐｏｉｎｔＤの波形が基準波形に
どの程度類似しているかを時系列に検査する装置であ
り、その相関の程度に比例した相関値を出力する。この
例では、ｐｏｉｎｔＤの波形は殆どｐｏｉｎｔＡの波形
と一致しているため、０ｓｅｃのタイミングに大きな相
関値が出力される。発話判定装置１２は、大きな相関値
が入力されたことにより、０ｓｅｃのタイミングに開始
した自己発話があったことを判断する。このように、図
３の例では、差分処理装置１３によって余分な信号を排
除しているので相関値が改善され誤り判定の減少が期待
できる。

【００２８】図２，図３の例は、信号経路が理想的で経
路の周波数特性や位相特性の影響がほとんど無い場合に
ついて説明したが、信号経路の伝搬特性が音声信号の波
形に影響を与える場合を考慮した例を図４に示す。

【００２９】図４の例では、信号処理部９を遅延装置１
０、相関演算装置１１、発話判定装置１２、差分処理装
置１３に加えて伝達関数補正装置１４で構成している。

【００３０】図４（Ａ）において、マイク５が受信した
外来音声は遅延装置１０および相関演算装置１１に入力
される。遅延装置１０は入力された音声信号をｔｓｅｃ
だけ遅延させてレシーバ６に出力する。レシーバ６はこ
の音声信号を音声（空気振動）に変換して外耳道４内に
放出する。遅延装置１０が遅延したｐｏｉｎｔＢ波形は
伝達関数補正装置１４にも入力される。伝達関数補正装
置１４は入力された信号をフィルタ処理して差分処理装
置１３に入力する。このフィルタは、この装置が外耳道
４に挿入されているときの外耳道４のインパルス応答を
シミュレートしたフィルタであり、このフィルタを通過
した信号が外耳道４内を伝搬した信号と同じ波形になる
ように設計されている。すなわち、このフィルタを通過
させることにより、信号波形に対して伝搬路の伝達関数
が畳み込み演算される。

【００３１】一方、マイク７は、外耳道４内に発生した
音声を受信して差分処理装置１３に入力する。マイク７
は、レシーバ６が出力した音声および外耳道４から伝達
された装用者の音声の両方を受信する。差分処理装置１
３はマイク７から入力された音声信号波形から伝達関数
補正装置１４から入力された音声信号波形を減算してこ
の成分をキャンセルする。このレシーバ６の出力分がキ
ャンセルされた音声信号波形を相関演算装置１１に入力
する。相関演算装置１１は、マイク５から入力された音
声信号と差分処理装置１３から入力された音声信号の相
関値を計算する。

【００３２】図４（Ｂ）を参照して外来音声が到来した
ときの信号波形と相関について説明する。マイク５が外
来音声を受信した時刻を０ｓｅｃとする。マイク５の入
力であるｐｏｉｎｔＡは、同図（Ｂ）第１段のような波
形となる。遅延装置１０はこの音声信号をｔｓｅｃ遅延
させてレシーバ６に出力する。レシーバ６にされる波形
であるｐｏｉｎｔＢは、ｐｏｉｎｔＡの波形をｔｓｅｃ
遅延させた同図（Ｂ）第２段のような波形となる。レシ
ーバ６はこの遅延された音声信号を外耳道４に出力す
る。外耳道４に出力された音声はマイク７にも受信され
る。マイク７の入力であるｐｏｉｎｔＣは、ｐｏｉｎｔ
Ｂとタイミングはほぼ同じであるが、外耳道４を伝搬し
たことによって遅延成分が重畳されており同図（Ｂ）第
３段のような波形となる。差分処理装置１３には、遅延
装置１０から出力されるｐｏｉｎｔＢ波形を伝達関数補
正装置１４で補正した波形が入力されるため、この波形
をマイク７から入力された音声信号波形であるｐｏｉｎ
ｔＣから減算する。ｐｏｉｎｔＢの波形を伝達関数補正
装置１４で補正したものはほぼｐｏｉｎｔＣの波形と同
じになっているため、これらの波形はほとんど一致し差
分処理装置１３の出力であるｐｏｉｎｔＥ波形は、同図
（Ｂ）第５段に示すように殆ど０レベルのフラットな信
号となる。相関演算装置１１は、ｐｏｉｎｔＡの波形を
基準波形とし、ｐｏｉｎｔＥの波形が基準波形にどの程
度類似しているかを時系列に検査する装置であり、その
相関の程度に比例した相関値を出力する。この例では、
ｐｏｉｎｔＥの波形は殆どフラットであるためｐｏｉｎ
ｔＡの基準波形と殆ど相関性がなく、大きな相関値が出
力されない。発話判定装置１２は大きな相関値が入力さ
れないことにより、自己発話がないことを判断する。

【００３３】一方、図４（Ｃ）を参照して自己発話が行
われたときの信号波形と相関について説明する。装用者
が発声すると、その音声信号は口から外界に放出される
とともに体内伝搬経路によって外耳道４内にも伝搬す
る。外界に放出された音声はマイク５に受信され、外耳
道４に伝搬した音声はマイク７に受信される。双方とも
伝搬距離が極めて短いため、ほぼ同時（０ｓｅｃ）に受
信される。したがって、マイク５には時刻０ｓｅｃにｐ
ｏｉｎｔＡの波形が現れ、マイク７にも時刻０ｓｅｃに
ｐｏｉｎｔＡ波形と類似した波形が現れる。また、ｐｏ
ｉｎｔＡの波形は遅延装置１０でｔｓｅｃ遅延されたの
ちレシーバ６から外耳道４に放出されるので、マイク７
はこの音声も受信する。レシーバ６から放出されマイク
７が受信する信号は外耳道４を伝搬して入力される信号
であるため、外耳道４による残響音成分が重畳されたも
のになっている。このためマイク７が受信する自己発話
の直接音とレシーバ６から出力された音の合成波形は、
同図（Ｃ）第３段に示すｐｏｉｎｔＣ波形となる。レシ
ーバ６から放出され外耳道４を伝搬した音声信号は、上
述したように外耳道４の伝搬特性によって残響分が重畳
されているため、波形の立ち上がりと立ち下がりが緩や
かになっている。伝達関数補正装置１４から出力された
波形も外耳道４の伝達特性をフィルタ係数として有する
フィルタを通過したものであるため、同じような残響成
分が重畳されており、この信号をマイク７の入力信号か
ら減算することにより、自己発話音のみを分離すること
ができる（ｐｏｉｎｔＥ波形）。

【００３４】相関演算装置１１は、ｐｏｉｎｔＡの波形
を基準波形とし、ｐｏｉｎｔＤの波形が基準波形にどの
程度類似しているかを時系列に検査する装置であり、そ
の相関の程度に比例した相関値を出力する。この例で
は、ｐｏｉｎｔＤの波形は殆どｐｏｉｎｔＡの波形と一
致しているため、０ｓｅｃのタイミングに大きな相関値
が出力される。発話判定装置１２は、大きな相関値が入
力されたことにより、０ｓｅｃのタイミングに開始した
自己発話があったことを判断する。

【００３５】なお、図４（Ａ）において、差分処理装置
１３の出力をそのまま取り出せば自己発話検出マイクと
して機能させることができる。

【００３６】なお、図４（Ａ）の装置では、伝達関数補
正装置１４を遅延装置１０と差分処理装置１３の間に挿
入したが、図５のように、マイク７と差分処理装置１３
の間におくこともできる。この場合、伝達関数が外耳道
内に発生した自己発話音声にも畳み込まれてしまうの
で、差分処理後自己発話音の波形をもとに戻す伝達関数
修正装置を差分処理装置１４と相関演算装置１１との間
に設ける。

【００３７】なお、図３および図４の例において、相関
演算装置１１は、同時に発生する２つの音声信号波形を
比較するのみであるため、単純な比較演算装置でもよ
い。さらに、図４，図５の遅延装置１０は、ディジタル
的に信号を遅延させる信号処理装置であってもよい。

【００３８】図６は、この発明を通信端末の音声入出力
装置に適用した実施形態を示す図である。この装置を制
御する制御装置３０は伝達関数演算モードと通常動作モ
ードで装置を制御する。指示装置３３は装用者がこの装
置のオン／オフを制御装置３０に指示するためのスイッ
チを含んでいる。

【００３９】図６において、図１および図４（Ａ）のマ
イク５−遅延装置１０−レシーバ６の系統として、マイ
ク５（この装置も外観は図１のものと同様である：以下
同じ）、増幅器３６、Ａ／Ｄ変換器３７、遅延装置３
８、Ｄ／Ａ変換器３９、増幅器４０およびレシーバ６が
設けられている。また、図１および図４（Ａ）のマイク
７の系統として、マイク７−増幅器４１、Ａ／Ｄ変換器
４２が設けられている。また、図４（Ａ）の伝達関数補
正装置１４、差分処理装置１３、比較演算装置１１の機
能は、制御装置３０および演算処理装置３５がソフト的
に実現する。また、この装置は、外耳道４の伝達関数を
割り出す伝達関数演算モードにテスト音信号を発生する
ための音源３４を内蔵している。この音源３４が形成し
たオーディオ信号は、テスト音信号としてマイク５の入
力に変えてＡ／Ｄ変換器３７に入力される。

【００４０】指示装置３３によってオンが指示される
と、制御部３０は最初に伝達関数モードを設定し、制御
装置３０は音源３４をオンするとともに、演算処理装置
３５に伝達関数演算動作を指示する。音源３４が形成す
るテスト音信号は、ホワイトノイズやピンクノイズでよ
いが、他の信号、例えばインパルスや周波数の定まった
低周波信号の波形を形成するようにしてもよい。音源３
４から出力されたテスト音信号はＡ／Ｄ変換器３７、遅
延装置３８、Ｄ／Ａ変換器３９、増幅器４０、レシーバ
６を経て外耳道４内に放出される。外耳道４内に放出さ
れたテスト音は外耳道４に向けて設けられたマイク７で
検出される。マイク７の出力は増幅器４１、Ａ／Ｄ変換
器４２を経て演算処理装置３５に入力される。演算処理
装置３５はＤＳＰなどで構成すればよい。一方、この演
算処理装置３５には、Ａ／Ｄ変換器３７から音源３４が
形成したテスト音信号をディジタル信号に変換したもの
も供給される。演算処理装置３５は、伝達関数演算動作
として、ｐｏｉｎｔＡ信号（Ａ／Ｄ変換器３７から入力
される信号）およびｐｏｉｎｔＢ信号（Ａ／Ｄ変換器４
２から入力される信号）を比較し、これらの信号の相違
に応じた補正係数を算出する。補正係数を求める手法は
色々あるが例えば下式のようにｐｏｉｎｔＡ信号をＡ
（ｋ）、ｐｏｉｎｔＢ信号をＢ（ｋ）とし、Ａ（ｋ）と
Ｂ（ｋ）間の誤差Ｅ（ｋ）がゼロになるような関数Ｇ
（ｋ）を求める。

【００４１】Ｇ（ｋ）・Ａ（ｋ）−Ｂ（ｋ）＝Ｅ（ｋ） 一度求めた関数Ｇ（ｋ）は装置を外耳道から取り外した
りしなければ、比較的安定した状態にあるので、動作の
最初に計算するのみでよい。演算が終了すると演算処理
装置３５は待機状態になる。制御装置３０は演算処理装
置３５が待機状態になったことを検出すると、音源３４
を停止するとともに、演算処理装置３５に信号処理動作
を指示して通常動作モードに切り換える。

【００４２】通常動作モードにおいて、マイク５から外
来音声が入力されると、増幅器３６、Ａ／Ｄ変換器３
７、遅延装置３８、Ｄ／Ａ変換器３９、増幅器４０を経
て、ｔｓｅｃ後にレシーバ６から外耳道４に出力され
る。外耳道４に出力された外来音声は外耳道４に向けて
設けられたマイク７によって受信され、増幅器４１、Ａ
／Ｄ変換器４２を経て演算処理装置３５に入力される。
信号処理動作が設定されている演算処理装置３５は、Ａ
／Ｄ変換器３７から入力されるｐｏｉｎｔＡ信号、すな
わち直接の外来音声信号に上記で求めた伝達関数Ｇ
（ｋ）を畳み込んだのち、ｐｏｉｎｔＢ信号、すなわち
外耳道４を伝達した外来音声信号を含む信号と差演算処
理を行う。この処理によってｐｏｉｎｔＢ信号から外来
音声成分は消去され自己発話音声のみが抽出される。抽
出された自己発話音声を通信装置の音声入力端子に接続
すれば環境雑音が大きな場所でも雑音の少ない音声信号
のみをピックアップして相手に送ることができる。

【００４３】なお、上記例では、参照信号としてＡ／Ｄ
変換器３７の出力（ｐｏｉｎｔＡ信号）を演算処理装置
３５に入力しているが、遅延装置３８の出力を入力する
ようにしてもよい。

【００４４】図７はこの発明を話速変換機能をもった補
聴器に適用した実施形態を示す図である。この装置を制
御する制御装置５０は伝達関数演算モードと通常動作モ
ードで装置を制御する。指示装置５３は装用者がこの装
置のオン／オフを制御装置５０に指示するためのスイッ
チを含んでいる。

【００４５】図７において、図１および図４（Ａ）のマ
イク５−遅延装置１０−レシーバ６の系統として、マイ
ク５（この装置も外観は図１のものと同様である：以下
同じ）、増幅器５６、Ａ／Ｄ変換器５７、話速変換・利
得制御装置５８、Ｄ／Ａ変換器５９、増幅器６０および
レシーバ６が設けられている。また、図１および図４
（Ａ）のマイク７の系統として、マイク７−増幅器６
１、Ａ／Ｄ変換器６２が設けられている。また、図４
（Ａ）の伝達関数補正装置１４、差分処理装置１３、比
較演算装置１１の機能は、制御装置５０および演算処理
装置５５がソフト的に実現する。また、この装置は、外
耳道４の伝達関数を割り出す伝達関数演算モードにテス
ト音信号を発生するための音源５４を内蔵している。こ
の音源５４が形成したオーディオ信号は、外部に向けて
設けられたレシーバ９によって出力され、マイク５によ
って受信される。

【００４６】指示装置５３によってオンが指示される
と、制御部５０は最初に伝達関数モードを設定し、制御
装置５０は音源５４をオンするとともに、演算処理装置
５５に伝達関数演算動作を指示する。音源５４が形成す
るテスト音信号は、ホワイトノイズやピンクノイズでよ
いが、他の信号、例えばインパルスや周波数の定まった
低周波信号の波形を形成するようにしてもよい。音源５
４から出力されたテスト音信号は、レシーバ９から出力
され、マイク５で受信・電気信号に変換されたのち、Ａ
／Ｄ変換器５７、話速変換・利得制御装置５８、Ｄ／Ａ
変換器５９、増幅器６０、レシーバ６を経て外耳道４内
に放出される。外耳道４内に放出されたテスト音は外耳
道４に向けて設けられたマイク７で検出される。マイク
７の出力は増幅器６１、Ａ／Ｄ変換器６２を経て演算処
理装置５５に入力される。演算処理装置５５はＤＳＰな
どで構成すればよい。一方、この演算処理装置５５に
は、話速変換・利得制御装置５８から音源５４が形成
し、レシーバ９から出力されたテスト音信号を話速変換
したものも供給される。演算処理装置３５は、伝達関数
演算動作として、ｐｏｉｎｔＣ信号（話速変換・利得制
御装置５８から入力される信号）およびｐｏｉｎｔＢ信
号（Ａ／Ｄ変換器６２から入力される信号）を比較し、
これらの信号の相違に応じた補正係数を算出する。補正
係数を求める手法は色々あるが例えば下式のようにｐｏ
ｉｎｔＡ信号をＡ（ｋ）、ｐｏｉｎｔＢ信号をＢ（ｋ）
とし、Ａ（ｋ）とＢ（ｋ）間の誤差Ｅ（ｋ）がゼロにな
るような関数Ｇ（ｋ）を求める。

【００４７】Ｇ（ｋ）・Ａ（ｋ）−Ｂ（ｋ）＝Ｅ（ｋ） 一度求めた関数Ｇ（ｋ）は装置を外耳道から取り外した
りしなければ、比較的安定した状態にあるので、動作の
最初に計算するのみでよい。演算が終了すると演算処理
装置５５は待機状態になる。制御装置５０は演算処理装
置５５が待機状態になったことを検出すると、音源５４
を停止するとともに、演算処理装置５５に信号処理動作
を指示して通常動作モードに切り換える。

【００４８】通常動作モードにおいて、マイク５から外
来音声が入力されると、増幅器５６、Ａ／Ｄ変換器５
７、話速変換・利得制御装置５８、Ｄ／Ａ変換器５９、
増幅器６０を経て、ｔｓｅｃ後にレシーバ６から外耳道
４に出力される。外耳道４に出力された外来音声は外耳
道４に向けて設けられたマイク７によって受信され、増
幅器６１、Ａ／Ｄ変換器６２を経て演算処理装置５５に
入力される。信号処理動作が設定されている演算処理装
置５５は、話速変換・利得制御装置５８から入力される
ｐｏｉｎｔＣ信号、すなわち直接の外来音声信号に上記
で求めた伝達関数Ｇ（ｋ）を畳み込んだのち、ｐｏｉｎ
ｔＢ信号、すなわち外耳道４を伝達した外来音声信号を
含む信号と差演算処理を行う。この処理によってｐｏｉ
ｎｔＢ信号から外来音声成分は消去され自己発話音声成
分のみが抽出される。マイク５が外来音声のみを受信し
ているときは、この自己発話音声成分は０であるが、自
己発話しているときには、そのレベルの成分が抽出され
る。制御装置５０は演算処理装置５５が自己発話音声成
分を抽出したとき、話速変換・利得制御装置５８に対し
て話速変換を禁止し、利得を小さめに制御する。これに
より、自己発話に対する話速変換が禁止され、自己発話
が滑らかに行われるようになる。

【００４９】なお、上記例では、参照信号としてＡ／Ｄ
変換器５７の出力（ｐｏｉｎｔＡ信号）を演算処理装置
５５にも入力するようにすればよい。

【００５０】これにより、話速変換は外来音声に作用さ
せたいが、自分の発声音声には作用させたくない。自分
が発話するとき、人は自分の声を聞きながら発声を制御
しているため、発声音声が遅れて聞こえるとうまく話せ
ないという問題が起こる。そのため、自己発話に対して
は、発話区間を検出して話速変換処理を適応しないよう
にする必要がある。また外来音声に比べ、自己発話音声
は大きく聞こえるので適当な大きさになるよう利得制御
が必要となる。

【００５１】このように、簡略な構成で自己発話と外来
音とを分離することができるため、話速変換補聴器にこ
れを用いた場合に、装用者の外耳道の形状にかかわらず
同じセルでこれを使用することができる。

【００５２】

【発明の効果】この発明によれば、外耳道に向けて設け
られた第２のマイクの入力信号から外来音声信号をキャ
ンセルして自己発話音のみを抽出できるようにしたこと
により、構造が複雑で装用者毎のセッティングが微妙な
骨伝導マイクを用いなくても環境ノイズなどの外来音声
を除去した自己発話音声のみを抽出処理することができ
る。

【００５３】また、これを補聴器にもちいれば自己発話
音声の区間のみ話速変換を禁止し、発話が容易な補聴器
を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である自己発話検出装置の
外観図

【図２】請求項１の発明の実施形態である自己発話検出
装置のブロック図および信号波形を示す図

【図３】請求項２の発明の実施形態である自己発話検出
装置のブロック図および信号波形を示す図

【図４】請求項３の発明の実施形態である自己発話検出
装置のブロック図および信号波形を示す図

【図５】道自己発話検出装置の他の実施形態を示す図

【図６】請求項４の発明の実施形態である音声入力装置
のブロック図号波形を示す図

【図７】この発明の自己発話検出装置を補聴器に応用し
た例を示す図

【図８】自己発話検出装置の各部における信号波形の例
を示す図

【図９】自己発話検出装置の各部における信号波形の例
を示す図

【符号の説明】

１…セル、２…耳栓、３…外耳道壁、４…外耳道、５…
（外界に向けられた）マイク、６…レシーバ、７…（外
耳道に向けられた）マイク、８…パイプ孔、９…信号処
理部、１０…遅延装置、１１…相関演算装置、１２…発
話判定装置、１３…差分処理装置、１４…伝達関数補正
装置、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷高 幸司 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株 式会社内 (72)発明者 大脇 浩 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株 式会社内 (56)参考文献 特開 平５−244696（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−93298（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−502396（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 25/00 H04R 3/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装用者の外耳道に挿入され、外界と外耳
   道との間を遮音する装着部と、 外界に向けて設けられた第１のマイクと、 外耳道内に向けて設けられた第２のマイクと、 第１のマイクの信号を所定時間遅延する遅延手段と、 遅延手段が遅延した信号を外耳道内に出力するレシーバ
   と、 第１のマイクの信号波形と第２のマイクの信号波形との
   相関に基づいて装用者の自己発話を検出する信号処理部
   と、 を備えたことを特徴とする自己発話検出装置。
2. 【請求項２】 前記信号処理部は、第１のマイクの信号
   波形と第２のマイクの信号波形の差分を計算し、この差
   分信号波形と第１のマイクの信号波形との相関に基づい
   て装用者の自己発話を検出する処理部である請求項１に
   記載の自己発話検出装置。
3. 【請求項３】 前記信号処理部は、遅延手段で遅延され
   た第１のマイクの信号波形を、レシーバから第２のマイ
   クに至る外耳道を含む伝搬路の伝達関数で畳み込み演算
   し、この畳込信号波形と第２のマイクの信号波形の差分
   を計算し、この差分信号波形と第１のマイクの信号波形
   との相関に基づいて装用者の自己発話を検出する処理部
   である請求項１に記載の自己発話検出装置。
4. 【請求項４】 テスト音信号を発生して前記遅延手段に
   入力する音源と、 該テスト音信号の直接波形およびレシーバから出力され
   第２のマイクによって受信されたテスト音信号の伝搬波
   形に基づいて前記伝搬路の伝達関数を割り出す手段を備
   えたことを特徴とする請求項３に記載の自己発話検出装
   置。
5. 【請求項５】 装用者の外耳道に挿入され、外界と外耳
   道との間を遮音する装着部と、 外界に向けて設けられた第１のマイクと、 外耳道内に向けて設けられた第２のマイクと、 第１のマイクが受信した信号を所定時間遅延する遅延手
   段と、 遅延手段が遅延した信号を外耳道内に出力するレシーバ
   と、 遅延手段で遅延された第１のマイクの信号波形を、レシ
   ーバから第２のマイクに至る外耳道を含む伝搬路の伝達
   関数で畳み込み演算し、この畳込信号波形と第２のマイ
   クの信号波形の差分信号波形を抽出し、この差分信号波
   形を外部出力する信号処理部と、 を備えたことを特徴とする音声入力装置。
6. 【請求項６】 テスト音信号を発生して前記遅延手段に
   入力する音源と、 該テスト音信号の直接波形およびレシーバから出力され
   第２のマイクによって受信されたテスト音信号の伝搬波
   形に基づいて前記伝搬路の伝達関数を割り出す手段を備
   えたことを特徴とする請求項５に記載の音声入力装置。
7. 【請求項７】 装用者の外耳道に挿入され、外界と外耳
   道との間を遮音する装着部と、 外界に向けて設けられた第１のマイクと、 外耳道内に向けて設けられた第２のマイクと、 第１のマイクが受信した信号を時間軸に伸長する話速変
   換手段と、 遅延手段が遅延した信号を外耳道内に出力するレシーバ
   と、 話速変換手段で伸長された第１のマイクの信号波形を、
   レシーバから第２のマイクに至る外耳道を含む伝搬路の
   伝達関数で畳み込み演算し、この畳込信号波形と第２の
   マイクの信号波形の差分信号波形と第１のマイクの信号
   波形との相関に基づいて装用者の自己発話を検出し、自
   己発話が検出されたとき、前記話速変換手段の動作を禁
   止する信号処理部と、 を備えたことを特徴とする補聴器。
8. 【請求項８】 テスト音信号を発生して前記話速変換手
   段に入力する音源と、 該テスト音信号の直接波形およびレシーバから出力され
   第２のマイクによって受信されたテスト音信号の伝搬波
   形に基づいて前記伝搬路の伝達関数を割り出す手段を備
   えたことを特徴とする請求項７に記載の補聴器。