知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社の特許一覧 ▶ ＮＴＴソノリティ株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024133968
(43)【公開日】2024-10-03
(54)【発明の名称】集音装置、集音方法、プログラム、および記録媒体
(51)【国際特許分類】
G10K 11/178 20060101AFI20240926BHJP
【ＦＩ】
G10K11/178 100
G10K11/178 110
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023044012
(22)【出願日】2023-03-20
(71)【出願人】
【識別番号】000004444
【氏名又は名称】ＥＮＥＯＳ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】522237542
【氏名又は名称】ＮＴＴソノリティ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121706
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128705
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 幸雄
(74)【代理人】
【識別番号】100147773
【弁理士】
【氏名又は名称】義村 宗洋
(72)【発明者】
【氏名】門脇 正天
(72)【発明者】
【氏名】小林 和則
(72)【発明者】
【氏名】滝澤 拓斗
(72)【発明者】
【氏名】柿山 陽一郎
【テーマコード（参考）】
5D061
【Ｆターム（参考）】
5D061FF02
(57)【要約】
【課題】能動騒音制御技術で用いられるマイクロホンを流用し、利用者から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得る。
【解決手段】騒音信号と、第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号と、身体を伝達した音響信号と、が到達する第２地点で観測された前記能動騒音制御のための内部観測信号を得、内部観測信号から擬似騒音信号に対応する成分の少なくとも一部を減じて得られる送話信号を得て出力する。
【選択図】図３
【解決手段】騒音信号と、第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号と、身体を伝達した音響信号と、が到達する第２地点で観測された前記能動騒音制御のための内部観測信号を得、内部観測信号から擬似騒音信号に対応する成分の少なくとも一部を減じて得られる送話信号を得て出力する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
騒音信号と、第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号と、身体を伝達した音響信号と、が到達する第２地点で観測された前記能動騒音制御のための内部観測信号を得、前記内部観測信号から前記擬似騒音信号に対応する成分の少なくとも一部を減じて得られる送話信号を得て出力する集音装置。
【請求項2】
請求項１の集音装置であって、
前記第１地点から前記第２地点までの伝達特性に基づく第１経路モデルを前記擬似騒音信号に対応する第１信号に適用して第２信号を得る第１経路モデル適用部と、
前記騒音信号と、前記第１地点から放出された前記第１信号に基づく前記擬似騒音信号と、前記音響信号と、が到達する前記第２地点で観測された前記内部観測信号から前記第２信号の成分を減じて第３信号を得る第１演算部と、
前記第３信号に前記能動騒音制御のための第１騒音制御フィルタを適用し、前記第１信号を更新するための第４信号を得る第１騒音制御部と、を有し、
前記送話信号は、前記内部観測信号から少なくとも前記第１騒音制御フィルタに基づく成分を減じて得られる信号に基づく、集音装置。
前記第１地点から前記第２地点までの伝達特性に基づく第１経路モデルを前記擬似騒音信号に対応する第１信号に適用して第２信号を得る第１経路モデル適用部と、
前記騒音信号と、前記第１地点から放出された前記第１信号に基づく前記擬似騒音信号と、前記音響信号と、が到達する前記第２地点で観測された前記内部観測信号から前記第２信号の成分を減じて第３信号を得る第１演算部と、
前記第３信号に前記能動騒音制御のための第１騒音制御フィルタを適用し、前記第１信号を更新するための第４信号を得る第１騒音制御部と、を有し、
前記送話信号は、前記内部観測信号から少なくとも前記第１騒音制御フィルタに基づく成分を減じて得られる信号に基づく、集音装置。
【請求項3】
請求項２の集音装置であって、
前記音響信号の音圧が前記第２地点よりも低い第３地点で観測される外部観測信号に前記能動騒音制御のための第２騒音制御フィルタを適用し、前記第１信号を更新するための第５信号を得る第２騒音制御部をさらに有する集音装置。
前記音響信号の音圧が前記第２地点よりも低い第３地点で観測される外部観測信号に前記能動騒音制御のための第２騒音制御フィルタを適用し、前記第１信号を更新するための第５信号を得る第２騒音制御部をさらに有する集音装置。
【請求項4】
請求項２または３の集音装置であって、
前記送話信号は、前記第３信号に基づく信号である、集音装置。
前記送話信号は、前記第３信号に基づく信号である、集音装置。
【請求項5】
請求項３の集音装置であって、
前記伝達特性に基づく第２経路モデルを前記第４信号に基づく第６信号に適用して第７信号を得る第２経路モデル適用部と、
前記内部観測信号から前記第７信号の成分を減じて第８信号を得る第２演算部と、をさらに有し、
前記送話信号は、前記第８信号に基づく信号である、集音装置。
前記伝達特性に基づく第２経路モデルを前記第４信号に基づく第６信号に適用して第７信号を得る第２経路モデル適用部と、
前記内部観測信号から前記第７信号の成分を減じて第８信号を得る第２演算部と、をさらに有し、
前記送話信号は、前記第８信号に基づく信号である、集音装置。
【請求項6】
請求項５の集音装置であって、
前記第４信号に受話信号の成分を加えて前記第６信号を得る第３演算部と、
前記第５信号に前記第６信号を加えて更新後の前記第１信号を得る第４演算部と、
をさらに有する集音装置。
前記第４信号に受話信号の成分を加えて前記第６信号を得る第３演算部と、
前記第５信号に前記第６信号を加えて更新後の前記第１信号を得る第４演算部と、
をさらに有する集音装置。
【請求項7】
請求項５または６の集音装置であって、
前記第１騒音制御フィルタを更新する第１更新部と、
前記第２騒音制御フィルタを更新する第２更新部と、を有し、
前記第１更新部および前記第２更新部は、前記第２騒音制御フィルタによる前記第１信号への貢献度が、前記第１騒音制御フィルタによる前記第１信号への貢献度よりも大きくなるように、前記第１騒音制御フィルタおよび前記第２騒音制御フィルタをそれぞれ更新する、集音装置。
前記第１騒音制御フィルタを更新する第１更新部と、
前記第２騒音制御フィルタを更新する第２更新部と、を有し、
前記第１更新部および前記第２更新部は、前記第２騒音制御フィルタによる前記第１信号への貢献度が、前記第１騒音制御フィルタによる前記第１信号への貢献度よりも大きくなるように、前記第１騒音制御フィルタおよび前記第２騒音制御フィルタをそれぞれ更新する、集音装置。
【請求項8】
請求項１から３の何れかの集音装置であって、
前記第２地点は、外耳道の近傍または前記外耳道の中に位置する、集音装置。
前記第２地点は、外耳道の近傍または前記外耳道の中に位置する、集音装置。
【請求項9】
集音装置による集音方法であって、
騒音信号と、第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号と、身体を伝達した音響信号と、が到達する第２地点で観測された前記能動騒音制御のための内部観測信号を得、前記内部観測信号から前記擬似騒音信号に対応する成分の少なくとも一部を減じて得られる送話信号を得て出力する集音方法。
騒音信号と、第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号と、身体を伝達した音響信号と、が到達する第２地点で観測された前記能動騒音制御のための内部観測信号を得、前記内部観測信号から前記擬似騒音信号に対応する成分の少なくとも一部を減じて得られる送話信号を得て出力する集音方法。
【請求項10】
請求項９の集音方法であって、
前記第１地点から前記第２地点までの伝達特性に基づく第１経路モデルを前記擬似騒音信号に対応する第１信号に適用して第２信号を得る第１経路モデル適用ステップと、
前記騒音信号と、前記第１地点から放出された前記第１信号に基づく前記擬似騒音信号と、前記音響信号と、が到達する前記第２地点で観測された前記内部観測信号から前記第２信号の成分を減じて第３信号を得る第１演算ステップと、
前記第３信号に前記能動騒音制御のための第１騒音制御フィルタを適用し、前記第１信号を更新するための第４信号を得る第１騒音制御ステップと、を有し、
前記送話信号は、前記内部観測信号から少なくとも前記第１騒音制御フィルタに基づく成分を減じて得られる信号に基づく、集音方法。
前記第１地点から前記第２地点までの伝達特性に基づく第１経路モデルを前記擬似騒音信号に対応する第１信号に適用して第２信号を得る第１経路モデル適用ステップと、
前記騒音信号と、前記第１地点から放出された前記第１信号に基づく前記擬似騒音信号と、前記音響信号と、が到達する前記第２地点で観測された前記内部観測信号から前記第２信号の成分を減じて第３信号を得る第１演算ステップと、
前記第３信号に前記能動騒音制御のための第１騒音制御フィルタを適用し、前記第１信号を更新するための第４信号を得る第１騒音制御ステップと、を有し、
前記送話信号は、前記内部観測信号から少なくとも前記第１騒音制御フィルタに基づく成分を減じて得られる信号に基づく、集音方法。
【請求項11】
請求項９または１０の集音方法の処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項12】
請求項９または１０の集音方法の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、集音技術に関し、特に、能動騒音制御機能を持つ装置で音響信号を集音する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
騒音環境下で通話を行う場合、外部の音を集音するマイクロホン（外部マイクロホン）では周囲の騒音に対する利用者の音声の比率（Ｓ／Ｎ比）が小さくなってしまい、利用者の音声をクリアに集音することができない。また、イヤホンに外部マイクロホンが設置される場合もあるが、この状態で騒音対策としてイヤマフを装着すると、イヤマフに遮られて利用者の音声をクリアに集音することができない。
【0003】
この問題を解決するため、外耳道またはその近傍に装着されたマイクロホン（耳内マイクロホン）を用いて利用者（装着者）の音声を集音し、それによって得られた信号を送話信号とする技術が知られている（例えば、非特許文献１等参照）。ここで、耳内マイクロホンに到達する騒音はイヤホンやイヤマフ等に遮られて音圧が小さくなっている。一方、利用者が発した音声は、空気中のみならず、利用者の身体をも伝わって耳内マイクロホンに到達する。空気中を伝わる音声は騒音と同様にイヤホンやイヤマフ等に遮られて音圧が小さくなるが、身体を伝わる音声はさほど減衰しない。これにより、耳内マイクロホンは、騒音環境下において、外部マイクロホンよりも高いＳ／Ｎ比で音声を集音できる。
【0004】
また、能動騒音制御用の擬似騒音信号を用いて騒音を抑制する能動騒音制御システムが知られている（例えば、非特許文献２等参照）。能動騒音制御システムには、フィードフォワード型、フィードバック型、これらを組み合わせたハイブリッド型がある。フィードバック型やハイブリッド型の能動騒音制御システムでは、耳内マイクロホンで観測された信号に基づいて、騒音成分をキャンセルするための擬似騒音信号を生成し、生成した擬似騒音信号をスピーカから放出することで、利用者が聴取する騒音を抑制する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】“三洋・日鉄エレ、「耳でしゃべる」イヤホンマイク“ｅ耳くん”を発売”，[online]，2007年12月18日，日鉄エレックス，[2022年12月8日検索]，インターネット＜https://www.phileweb.com/news/d-av/200712/18/19995.html＞
【非特許文献2】西村正治，梶川嘉延，“アクティブノイズコントロール”，[online]，2011年11月，電子情報通信学会，知識の森 ２群－６編－６章，[2022年12月8日検索]，インターネット＜http://www.ieice-hbkb.org/files/02/02gun_06hen_06.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
騒音環境下で通話を行う場合に、フィードバック型やハイブリッド型の能動騒音制御システムで用いられる耳内マイクロホンを流用して、利用者の音声を集音することも考えられる。しかし、利用者が音声を発した場合、耳内マイクロホンでは騒音のみならず音声も観測され、騒音のみならず音声をもキャンセルする擬似騒音信号がスピーカから放出されてしまう。その結果、耳内マイクロホンでは、騒音のみならず音声もキャンセルされた信号や劣化した音声の信号が観測される。そのため、耳内マイクロホンで集音された信号をそのまま送話信号すると、送話信号の音声品質が低下してしまう。このような問題は、能動騒音制御技術で用いられるマイクロホンを流用し、利用者から発せられる何らかの音響信号に対応する送話信号を得る用途に共通するものである。
【0007】
このような点に鑑み、本発明では、能動騒音制御技術で用いられるマイクロホンを流用し、利用者から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
騒音信号と、第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号と、身体を伝達した音響信号と、が到達する第２地点で観測された前記能動騒音制御のための内部観測信号を得、内部観測信号から擬似騒音信号に対応する成分の少なくとも一部を減じて得られる送話信号を得て出力する。
【発明の効果】
【0009】
これにより、高い音質の送話信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
以下で説明する各実施形態では、集音装置が、騒音信号と、第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号と、身体を伝達した音響信号と、が到達する第２地点で観測された能動騒音制御のための内部観測信号を得、この内部観測信号から擬似騒音信号に対応する成分の少なくとも一部を減じて得られる送話信号を得て出力する。本実施形態の集音装置は、例えば、公知の装着機構を介して利用者に装着される。例えば、第２地点が、利用者の外耳道の近傍（例えば、外耳道の入り口）または外耳道の中に位置するように装着される。例えば、集音装置はマイクロホン付きのイヤホンやヘッドホン等であり、利用者の頭部に装着可能なように構成されている。しかし、これは本発明を限定するものではなく、集音装置が製造装置や検査装置や重機等の工業機械、椅子等の家具、壁等の建築物に装着され、利用者がその近傍で発話を行うことが可能なように構成されていてもよい。「騒音信号」とは騒音の音響信号であり、「騒音」は、利用者の身体の外部で発生する雑音を含む。騒音の種別や音圧レベルに限定はない。例えば、騒音は、利用者の身体および集音装置の外部で発生する雑音を含み、空気中を伝搬して集音装置および利用者の外耳道に到達するものである。騒音が利用者の身体または集音装置で発生する音を含んでいてもよい。「第１地点」は、例えば、集音装置の内部の位置である。例えば、擬似騒音信号を放出するスピーカの音響放出位置が第１地点である。しかし、第１地点が集音装置の外部の位置であってもよい。「第２地点」は、利用者が音を聴取する基準点である。例えば、音響信号を観測するマイクロホンの受音位置が第２地点である。例えば、第２地点が利用者の外耳道の近傍または外耳道の中の位置である場合、このマイクロホンは内耳マイクロホンである。マイクロホンの方式に限定はなく、空気中を伝搬する音響信号と身体を伝搬する音響信号の両方を観測できるものであればどのようなものであってもよい。「身体を伝達した音響信号」は、身体を伝達する音を表す信号であればどのようなものであってもよい。これは、例えば、利用者の身体活動に伴って発生する音である。「身体を伝達した音響信号」は、例えば、利用者の発話に伴って発生する音声信号であってもよいし、利用者の呼吸音であってもよいし、利用者の心音であってもよいし、利用者が身体を動かすことによって発生するその他の音であってもよい。
以下で説明する各実施形態では、集音装置が、騒音信号と、第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号と、身体を伝達した音響信号と、が到達する第２地点で観測された能動騒音制御のための内部観測信号を得、この内部観測信号から擬似騒音信号に対応する成分の少なくとも一部を減じて得られる送話信号を得て出力する。本実施形態の集音装置は、例えば、公知の装着機構を介して利用者に装着される。例えば、第２地点が、利用者の外耳道の近傍（例えば、外耳道の入り口）または外耳道の中に位置するように装着される。例えば、集音装置はマイクロホン付きのイヤホンやヘッドホン等であり、利用者の頭部に装着可能なように構成されている。しかし、これは本発明を限定するものではなく、集音装置が製造装置や検査装置や重機等の工業機械、椅子等の家具、壁等の建築物に装着され、利用者がその近傍で発話を行うことが可能なように構成されていてもよい。「騒音信号」とは騒音の音響信号であり、「騒音」は、利用者の身体の外部で発生する雑音を含む。騒音の種別や音圧レベルに限定はない。例えば、騒音は、利用者の身体および集音装置の外部で発生する雑音を含み、空気中を伝搬して集音装置および利用者の外耳道に到達するものである。騒音が利用者の身体または集音装置で発生する音を含んでいてもよい。「第１地点」は、例えば、集音装置の内部の位置である。例えば、擬似騒音信号を放出するスピーカの音響放出位置が第１地点である。しかし、第１地点が集音装置の外部の位置であってもよい。「第２地点」は、利用者が音を聴取する基準点である。例えば、音響信号を観測するマイクロホンの受音位置が第２地点である。例えば、第２地点が利用者の外耳道の近傍または外耳道の中の位置である場合、このマイクロホンは内耳マイクロホンである。マイクロホンの方式に限定はなく、空気中を伝搬する音響信号と身体を伝搬する音響信号の両方を観測できるものであればどのようなものであってもよい。「身体を伝達した音響信号」は、身体を伝達する音を表す信号であればどのようなものであってもよい。これは、例えば、利用者の身体活動に伴って発生する音である。「身体を伝達した音響信号」は、例えば、利用者の発話に伴って発生する音声信号であってもよいし、利用者の呼吸音であってもよいし、利用者の心音であってもよいし、利用者が身体を動かすことによって発生するその他の音であってもよい。
【0012】
ここで、第１地点から放出される擬似騒音信号は、騒音キャンセル用の信号であり、騒音成分と干渉することで、第２地点で聴取される騒音信号の少なくとも一部をキャンセルする。これによって、第２地点での騒音信号が抑制される。例えば、第２地点が、利用者の外耳道の近傍または外耳道の中に位置するのであれば、この利用者が聴取する騒音信号を抑制または削減できる。また、利用者の身体を伝搬した音響信号（例えば、音声信号）も第２地点に伝達される。この音響信号の少なくとも一部の成分も、第１地点から放出された擬似騒音信号によってキャンセルされる。これにより、第２地点での音響信号も抑制または削減されるが、これは利用者本人が発したものであるため、特に問題は生じない。
【0013】
一方、送話信号は、第２地点で観測された内部観測信号から擬似騒音信号に対応する成分の少なくとも一部を減じて得られるものである。例えば、送話信号は、内部観測信号の少なくとも一部の成分を能動騒音制御前の状態（騒音信号の少なくとも一部をキャンセルする前の状態）、またはそれに近い状態に戻した信号である。そのため、送話信号には、利用者の身体を伝搬した音響信号（例えば、音声信号）成分が十分に含まれている。これにより、利用者から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得ることができる。
【0014】
以下では、説明を簡略化するため、集音装置が、利用者の頭部に装着可能なように構成されている内耳マイクロホン付きのイヤホンやヘッドホン等であり、騒音が利用者の身体および集音装置の外部で発生する雑音であり、音響信号が利用者から発せられた音声信号であり、第１地点が集音装置の内部の位置であり、第２地点が、利用者の外耳道の近傍または外耳道の中の位置である例を説明する。しかし、これは本発明を限定するものではない。
【0015】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態は、フィードバック側の能動騒音制御システムに本発明を適用した例である。
まず、本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態は、フィードバック側の能動騒音制御システムに本発明を適用した例である。
【0016】
＜構成＞
図１に例示するように、本実施形態では、騒音環境下で、能動騒音制御システム１－ｉを装着したＩ人の利用者１０００－ｉが音声通信を行う。ただし、ｉ＝１，２，…，Ｉであり、Ｉは２以上の整数である。図１はＩ＝２の例であり、能動騒音制御システム１－１，１－２をそれぞれ装着した２人の利用者１０００－１，１０００－２が音声通信を行う例を示している。しかし、これは本発明を限定するものではなく、本実施形態の能動騒音制御システムを装着して３人以上の利用者が音声通信を行ってもよい。以降、能動騒音制御システム１－ｉの総称を能動騒音制御システム１とし、利用者１０００－ｉの総称を利用者１０００とする。その他の名称に付される参照符号についても「α－ｉ」の総称を「α」と表記する。
図１に例示するように、本実施形態では、騒音環境下で、能動騒音制御システム１－ｉを装着したＩ人の利用者１０００－ｉが音声通信を行う。ただし、ｉ＝１，２，…，Ｉであり、Ｉは２以上の整数である。図１はＩ＝２の例であり、能動騒音制御システム１－１，１－２をそれぞれ装着した２人の利用者１０００－１，１０００－２が音声通信を行う例を示している。しかし、これは本発明を限定するものではなく、本実施形態の能動騒音制御システムを装着して３人以上の利用者が音声通信を行ってもよい。以降、能動騒音制御システム１－ｉの総称を能動騒音制御システム１とし、利用者１０００－ｉの総称を利用者１０００とする。その他の名称に付される参照符号についても「α－ｉ」の総称を「α」と表記する。
【0017】
図２に例示するように、本実施形態の能動騒音制御システム１は、集音装置１１、スピーカ１２、マイクロホン１３（耳内マイクロホン）、筐体１４、およびイヤーチップ１５（イヤーピース、イヤーパッド）を有する。この例の筐体１４は、中空の中空部１４１，１４２および先端部１４３を有している。先端部１４３の径は中空部１４２の径よりも小さく、中空部１４２の先端部１４３側の領域はテーパー状に形成され、中空部１４２につながっている。先端部１４３の端部は開放端１４３ａとなっており、この開放端１４３ａを通じて中空部１４２および先端部１４３の内部が開放端１４３ａの外方に開放されている。先端部１４３の外側には、先端部１４３を囲むイヤーチップ１５が取り付けられている。中空部１４１と中空部１４２の間にはスピーカ１２が取り付けられている。スピーカ１２は中空部１４２側に擬似騒音信号を放出するように配置されている。先端部１４３の内部にはマイクロホン１３が取り付けられている。図２の例では、先端部１４３内部の中空部１４２側の位置にマイクロホン１３が取り付けられている。しかし、これは本発明を限定するものではない。中空部１４１の内部には集音装置１１が取り付けられ、集音装置１１はスピーカ１２およびマイクロホン１３と電気的に接続されている。本実施形態の能動騒音制御システム１は、利用者１０００の耳１０１０に装着される。すなわち、開放端１４３ａを利用者１０００の鼓膜１０１２側に向けた状態で、イヤーチップ１５が取り付けられた先端部１４３が耳１０１０の外耳道１０１１に挿入される。これにより、先端部１４３の内部に取り付けられたマイクロホン１３が、外耳道１０１１の近傍または外耳道１０１１の中に配置される。
【0018】
図３に例示するように、本実施形態の集音装置１１は、経路モデル適用部１１１（第１経路モデル適用部）、演算部１１２（第１演算部）、騒音制御部１１３（第１騒音制御部）、経路モデル適用部１１４、更新部１１５、および演算部１１６を有する。
【0019】
経路モデル適用部１１１には、スピーカ１２の位置（例えば、スピーカ１２の音響放出位置）（第１地点）からマイクロホン１３の位置（例えば、マイクロホン１３の受音位置）（第２地点）までの伝達特性（二次経路特性）ｃ＝［ｃ０，ｃ１，…，ｃＭ－１］Ｔに基づく二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ（第１経路モデル）が設定されている。ただし、Ｍはフィルタ長を表す正整数であり、ｍ＝０，…，Ｍ－１である。ｃｍおよびｃｍ’は実数の係数であり、・Ｔは・の転置を表す。なお、二次経路モデルｃ’は、例えば、スピーカ１２の位置（第１地点）からマイクロホン１３の位置（第２地点）までの伝達特性ｃを予め測定しておき、その測定結果に基づいて設定される。理想的にはｃ’＝ｃであるが、必ずしもこれらが厳密に同一である必要はない。すなわち、二次経路モデルｃ’が伝達特性ｃに基づいていれば、二次経路モデルｃ’と伝達特性ｃが同一であってもよいし、同一でなくてもよい。例えば、二次経路モデルｃ’が伝達特性ｃと近似していてもよい。例えば、二次経路モデルｃ’と伝達特性ｃとの位相差がθ以下であり、後述するステップサイズ×（｜ｃ’｜と｜ｃ｜との振幅比）がδ以下であればよい。ただし、｜・｜は・のノルムである。θの例は、－９０°＜θ＜９０°等である。δの例は、１．０等である。また、｜ｃ’｜と｜ｃ｜との振幅比は、｜ｃ’｜／｜ｃ｜または｜ｃ｜／｜ｃ’｜である。
【0020】
同様に、経路モデル適用部１１４には、伝達特性ｃ＝［ｃ０，ｃ１，…，ｃＭ－１］Ｔに基づく二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔが設定されている。なお、本実施形態では、説明の簡略化のため、経路モデル適用部１１４に経路モデル適用部１１１と同じ二次経路モデルｃ’が設定される例を示す。しかし、これは本発明を限定するものではない。すなわち、二次経路モデルｃ’に代え、伝達特性ｃに基づくその他の二次経路モデル（伝達特性ｃと同一または近似する二次経路モデル）が経路モデル適用部１１４に格納されてもよい。伝達特性ｃに基づくその他の二次経路モデルのフィルタ長はＭであってもよいし、Ｍ以外であってもよい。
【0021】
また、騒音制御部１１３には、能動騒音制御のための騒音制御フィルタｇｔ＝［ｇ０（ｔ），ｇ１（ｔ），…，ｇＬ－１（ｔ）］Ｔ（第１騒音制御フィルタ）が格納されている。ただし、Ｌはフィルタ長を表す正整数である。Ｌ＝Ｍであってもよいし、Ｌ＝Ｍでなくてもよい。ｔは離散時間を表す０以上の整数インデックスである。ｔが大きいほど後の時点（新しい時点）であることを表している。また、「（ｔ）」や下付き添え字「ｔ」が付されているデータは離散時刻ｔにおけるデータであることを表す。ｇαＬ（ｔ）（ここで、αＬ＝０，１，…，Ｌ－１であり、ｇαＬ（ｔ）の下付き添え字の「αＬ」はαＬを表す。）は実数の係数である。騒音制御フィルタｇｔは、後述のように更新部１１５によって更新される。
【0022】
＜処理＞
図２に例示するように、筐体１４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）は、空気中を伝搬して筐体１４の外部に到達する。これらの騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）は、さらに筐体１４の壁等を透過し、筐体１４の内部に伝搬されてマイクロホン１３に到達する。このように筐体１４の内部に伝搬された騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）を騒音信号ｎ’（ｔ）と表現する。この過程で騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）は大きく減衰するため、騒音信号ｎ’（ｔ）の音圧レベルは、騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）の音圧レベルよりも低い。また、利用者１０００から発せられた音声信号は、さらに利用者１０００の身体を伝達してマイクロホン１３に到達する。このように利用者１０００の身体を伝搬された音声信号を音響信号ｓ’（ｔ）と表現する。身体を伝搬する音声信号はさほど減衰しない。
図２に例示するように、筐体１４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）は、空気中を伝搬して筐体１４の外部に到達する。これらの騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）は、さらに筐体１４の壁等を透過し、筐体１４の内部に伝搬されてマイクロホン１３に到達する。このように筐体１４の内部に伝搬された騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）を騒音信号ｎ’（ｔ）と表現する。この過程で騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）は大きく減衰するため、騒音信号ｎ’（ｔ）の音圧レベルは、騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）の音圧レベルよりも低い。また、利用者１０００から発せられた音声信号は、さらに利用者１０００の身体を伝達してマイクロホン１３に到達する。このように利用者１０００の身体を伝搬された音声信号を音響信号ｓ’（ｔ）と表現する。身体を伝搬する音声信号はさほど減衰しない。
【0023】
また、スピーカ１２（図３）には擬似騒音信号に対応する信号ｘ（ｔ）（第１信号）が入力され、スピーカ１２は信号ｘ（ｔ）に基づく擬似騒音信号ｘ’（ｔ）を放出する。放出された擬似騒音信号ｘ’（ｔ）は、スピーカ１２の位置（第１地点）からマイクロホン１３の位置（第２地点）まで空気中を伝搬する。
【0024】
以上のように、マイクロホン１３の位置（第２地点）には、騒音信号ｎ’（ｔ）と、伝達特性ｃが畳み込まれた擬似騒音信号ｘ’（ｔ）（第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号）と、音響信号ｓ’（ｔ）（身体を伝達した音響信号）と、が到達する。これらはマイクロホン１３（第２地点）で観測される。マイクロホン１３は、これらを観測して得られる内部観測信号ｙ（ｔ）（能動騒音制御のための内部観測信号）を出力する。ここで、スピーカ１２およびマイクロホン１３の内部の伝達特性を無視すると、以下の関係を近似できる。
ｙ(t)＝ｃＴｘｔ＋ｓ(t)＋ｎ(t) （１）
ｃ＝［ｃ０，ｃ１，…，ｃＭ－１］Ｔ
ｘｔ＝［ｘ（ｔ），ｘ（ｔ－１），…，ｘ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
ここで、ｓ（ｔ）は、マイクロホン１３で音響信号ｓ’（ｔ）を観測して得られる観測信号（マイクロホン１３からの出力信号成分）を表す。ｎ（ｔ）は、マイクロホン１３で騒音信号ｎ’（ｔ）を観測して得られる観測信号（マイクロホン１３からの出力信号成分）を表す。ｙ（ｔ），ｘ（αＭ），ｓ（ｔ），ｎ（ｔ）（αＭ＝ｔ，ｔ－１，…，ｔ－Ｍ＋１）は実数である。内部観測信号ｙ（ｔ）は、演算部１１２および更新部１１５に送られる（ステップＳ１３）。
ｙ(t)＝ｃＴｘｔ＋ｓ(t)＋ｎ(t) （１）
ｃ＝［ｃ０，ｃ１，…，ｃＭ－１］Ｔ
ｘｔ＝［ｘ（ｔ），ｘ（ｔ－１），…，ｘ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
ここで、ｓ（ｔ）は、マイクロホン１３で音響信号ｓ’（ｔ）を観測して得られる観測信号（マイクロホン１３からの出力信号成分）を表す。ｎ（ｔ）は、マイクロホン１３で騒音信号ｎ’（ｔ）を観測して得られる観測信号（マイクロホン１３からの出力信号成分）を表す。ｙ（ｔ），ｘ（αＭ），ｓ（ｔ），ｎ（ｔ）（αＭ＝ｔ，ｔ－１，…，ｔ－Ｍ＋１）は実数である。内部観測信号ｙ（ｔ）は、演算部１１２および更新部１１５に送られる（ステップＳ１３）。
【0025】
また、経路モデル適用部１１１には、擬似騒音信号ｘ’（ｔ）に対応する信号ｘ（ｔ）（第１信号）が入力される。経路モデル適用部１１１は、二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ（第１経路モデル）を信号ｘ（ｔ）（第１信号）に適用して（畳み込んで）信号ｗ（ｔ）（第２信号）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｗ(t)＝ｃ’Ｔｘｔ （２）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｘｔ＝［ｘ（ｔ），ｘ（ｔ－１），…，ｘ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ｗ（ｔ）は演算部１１２に送られる（ステップＳ１１１）。
ｗ(t)＝ｃ’Ｔｘｔ （２）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｘｔ＝［ｘ（ｔ），ｘ（ｔ－１），…，ｘ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ｗ（ｔ）は演算部１１２に送られる（ステップＳ１１１）。
【0026】
演算部１１２には、内部観測信号ｙ（ｔ）および信号ｗ（ｔ）が送られる。演算部１１２は、内部観測信号ｙ（ｔ）から信号ｗ（ｔ）（第２信号）の成分を減じて信号ｈ（ｔ）（第３信号）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｈ（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ｗ（ｔ） （３）
信号ｈ（ｔ）（第３信号）は、騒音制御部１１３および経路モデル適用部１１４に送られるとともに、信号ｈ（ｔ）に基づく信号（第３信号に基づく信号）が送話信号として出力される。信号ｈ（ｔ）がそのまま送話信号とされてもよいし、信号ｈ（ｔ）にエコーキャンセリング等その他の処理を施したものが送話信号とされてもよい。また送話信号は、そのまま、音声通信相手の他の利用者１０００に使用される他の能動騒音制御システム１の集音装置１１に送信されてもよいし、エコーキャンセリング等その他の処理を施された後、当該他の能動騒音制御システム１の集音装置１１に送信されてもよい（ステップＳ１１２）。
ｈ（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ｗ（ｔ） （３）
信号ｈ（ｔ）（第３信号）は、騒音制御部１１３および経路モデル適用部１１４に送られるとともに、信号ｈ（ｔ）に基づく信号（第３信号に基づく信号）が送話信号として出力される。信号ｈ（ｔ）がそのまま送話信号とされてもよいし、信号ｈ（ｔ）にエコーキャンセリング等その他の処理を施したものが送話信号とされてもよい。また送話信号は、そのまま、音声通信相手の他の利用者１０００に使用される他の能動騒音制御システム１の集音装置１１に送信されてもよいし、エコーキャンセリング等その他の処理を施された後、当該他の能動騒音制御システム１の集音装置１１に送信されてもよい（ステップＳ１１２）。
【0027】
騒音制御部１１３は、信号ｈ（ｔ）（第３信号）に能動騒音制御のための騒音制御フィルタｇｔ（第１騒音制御フィルタ）を適用し（畳み込み）、信号ｕ（ｔ）（第１信号を更新するための第４信号）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｕ（ｔ）＝ｇｔ Ｔｈｔ （４）
ｇｔ＝［ｇ０（ｔ），ｇ１（ｔ），…，ｇＬ－１（ｔ）］Ｔ
ｈｔ＝［ｈ（ｔ），ｈ（ｔ－１），…，ｈ（ｔ－Ｌ＋１）］Ｔ
信号ｕ（ｔ）は、演算部１１６に送られる（ステップＳ１１３）。
ｕ（ｔ）＝ｇｔ Ｔｈｔ （４）
ｇｔ＝［ｇ０（ｔ），ｇ１（ｔ），…，ｇＬ－１（ｔ）］Ｔ
ｈｔ＝［ｈ（ｔ），ｈ（ｔ－１），…，ｈ（ｔ－Ｌ＋１）］Ｔ
信号ｕ（ｔ）は、演算部１１６に送られる（ステップＳ１１３）。
【0028】
経路モデル適用部１１４は、二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔを信号ｈ（ｔ）に適用して（畳み込んで）信号ｐ（ｔ）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｐ（ｔ）＝ｃ’Ｔｈｔ （５）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｈｔ＝［ｈ（ｔ），ｈ（ｔ－１），…，ｈ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ｐ（ｔ）は更新部１１５に送られる（ステップＳ１１４）。
ｐ（ｔ）＝ｃ’Ｔｈｔ （５）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｈｔ＝［ｈ（ｔ），ｈ（ｔ－１），…，ｈ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ｐ（ｔ）は更新部１１５に送られる（ステップＳ１１４）。
【0029】
更新部１１５は、内部観測信号ｙ（ｔ）および信号ｐ（ｔ）を用い、騒音制御フィルタｇｔを更新して騒音制御フィルタｇｔ＋１を得て出力する。この更新は内部観測信号ｙ（ｔ）が小さくなるように（例えば、ｙ（ｔ）を最小化するように）行われる。この更新には、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムやNLMS(Normalized Least Mean Square)アルゴリズム等の公知の方法を用いることができる。
LMSアルゴリズムの場合：
ｇｔ＋１＝ｇｔ＋μｇｙ（ｔ）ｐｔ （６－１）
ｇｔ＝［ｇ０（ｔ），ｇ１（ｔ），…，ｇＬ－１（ｔ）］Ｔ
ｇｔ＋１＝［ｇ０（ｔ＋１），ｇ１（ｔ＋１），…，ｇＬ－１（ｔ＋１）］Ｔ
ｐｔ＝［ｐ（ｔ），ｐ（ｔ－１），…，ｐ（ｔ－Ｌ＋１）］Ｔ
ここで、μｇはステップサイズを表す０以上の実数である。例えば、０．０＜μｇ≦２．０である。
NLMSアルゴリズムの場合：
ｇｔ＋１＝ｇｔ＋μｇｙ（ｔ）ｐｔ／Ｐ（ｔ） （６－２）
ここで、Ｐ（ｔ）＝ｐｔ Ｔｐｔである。
騒音制御フィルタｇｔ＋１は騒音制御部１１３に送られ、騒音制御部１１３に設定された騒音制御フィルタｇｔが騒音制御フィルタｇｔ＋１に更新される（ステップＳ１１５）。
LMSアルゴリズムの場合：
ｇｔ＋１＝ｇｔ＋μｇｙ（ｔ）ｐｔ （６－１）
ｇｔ＝［ｇ０（ｔ），ｇ１（ｔ），…，ｇＬ－１（ｔ）］Ｔ
ｇｔ＋１＝［ｇ０（ｔ＋１），ｇ１（ｔ＋１），…，ｇＬ－１（ｔ＋１）］Ｔ
ｐｔ＝［ｐ（ｔ），ｐ（ｔ－１），…，ｐ（ｔ－Ｌ＋１）］Ｔ
ここで、μｇはステップサイズを表す０以上の実数である。例えば、０．０＜μｇ≦２．０である。
NLMSアルゴリズムの場合：
ｇｔ＋１＝ｇｔ＋μｇｙ（ｔ）ｐｔ／Ｐ（ｔ） （６－２）
ここで、Ｐ（ｔ）＝ｐｔ Ｔｐｔである。
騒音制御フィルタｇｔ＋１は騒音制御部１１３に送られ、騒音制御部１１３に設定された騒音制御フィルタｇｔが騒音制御フィルタｇｔ＋１に更新される（ステップＳ１１５）。
【0030】
他の能動騒音制御システム１の集音装置１１から受信した信号に基づく受話信号ｒ（ｔ）は、演算部１１６に送られる。演算部１１６は、信号ｕ（ｔ）（第１信号を更新するための第４信号）に受話信号ｒ（ｔ）を加え、これにより信号ｘ（ｔ）を信号ｘ（ｔ＋１）（第１信号）に更新する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｘｔ＋１＝ｕｔ＋ｒｔ （７）
ｘｔ＋１＝［ｘ（ｔ＋１），ｘ（ｔ），…，ｘ（ｔ－Ｌ＋２）］Ｔ
ｕｔ＝［ｕ（ｔ），ｕ（ｔ－１），…，ｕ（ｔ－Ｌ＋１）］Ｔ
ｒｔ＝［ｒ（ｔ），ｒ（ｔ－１），…，ｒ（ｔ－Ｌ＋１）］Ｔ
信号ｘ（ｔ＋１）（第１信号）はスピーカ１２および経路モデル適用部１１１に送られる（ステップＳ１１６）。
ｘｔ＋１＝ｕｔ＋ｒｔ （７）
ｘｔ＋１＝［ｘ（ｔ＋１），ｘ（ｔ），…，ｘ（ｔ－Ｌ＋２）］Ｔ
ｕｔ＝［ｕ（ｔ），ｕ（ｔ－１），…，ｕ（ｔ－Ｌ＋１）］Ｔ
ｒｔ＝［ｒ（ｔ），ｒ（ｔ－１），…，ｒ（ｔ－Ｌ＋１）］Ｔ
信号ｘ（ｔ＋１）（第１信号）はスピーカ１２および経路モデル適用部１１１に送られる（ステップＳ１１６）。
【0031】
以降、ｔ＋１を新たなｔとして、ステップＳ１３，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５，Ｓ１１６を実行する処理（本実施形態の処理）が繰り返される。
【0032】
＜本実施形態の特徴＞
本実施形態では、フィードバック型の能動騒音制御システム１で用いられるマイクロホン１３（耳内マイクロホン）を流用して送話信号を生成する際に、マイクロホン１３で観測した内部観測信号ｙ（ｔ）をそのまま送話信号としない。本実施形態では、内部観測信号ｙ（ｔ）から、二次経路モデルｃ’（第１経路モデル）を信号ｘ（ｔ）（第１信号）に適用して得られる信号ｗ（ｔ）（第２信号）の成分を減じ、これによって得られる信号ｈ（ｔ）（第３信号）に基づく送話信号を得た。この送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から擬似騒音信号ｘ’（ｔ）に対応する成分の少なくとも一部ｗ（ｔ）＝ｃ’Ｔｘｔを減じて得られる信号ｈ（ｔ）（第３信号）に基づくものである。また、式（４）および式（７）より、送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から少なくとも騒音制御フィルタｇｔ（第１騒音制御フィルタ）に基づく成分を減じて得られる信号に基づくともいえる（ステップＳ１１２）。ここで、前述の式（１）（２）より、式（３）は以下の式（８）のように変形できる。
ｈ（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ｗ（ｔ） （３）
＝ｃＴｘｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｘｔ （８）
ここでｃ’はｃに近似するため、式（８）は以下の式（９）のように近似できる。
ｈ（ｔ）＝ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ） （９）
式（９）に示すように、本実施形態の送話信号は、利用者１０００から発せられた音声信号成分を十分に含んでいる。また前述のように、筐体１４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）はマイクロホン１３に到達するまでに大きく減衰し、騒音信号ｎ’（ｔ）としてマイクロホン１３に到達し、観測信号ｎ（ｔ）として観測される。一方、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）はさほど減衰せずにマイクロホン１３に到達し、音響信号ｓ（ｔ）として観測される。そのため、本実施形態の送話信号からは騒音成分がある程度抑制されており、送話信号のＳ／Ｎ比もある程度高い。以上のように、本実施形態では、能動騒音制御技術で用いられるマイクロホン１３を流用し、利用者１０００から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得ることができる。
本実施形態では、フィードバック型の能動騒音制御システム１で用いられるマイクロホン１３（耳内マイクロホン）を流用して送話信号を生成する際に、マイクロホン１３で観測した内部観測信号ｙ（ｔ）をそのまま送話信号としない。本実施形態では、内部観測信号ｙ（ｔ）から、二次経路モデルｃ’（第１経路モデル）を信号ｘ（ｔ）（第１信号）に適用して得られる信号ｗ（ｔ）（第２信号）の成分を減じ、これによって得られる信号ｈ（ｔ）（第３信号）に基づく送話信号を得た。この送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から擬似騒音信号ｘ’（ｔ）に対応する成分の少なくとも一部ｗ（ｔ）＝ｃ’Ｔｘｔを減じて得られる信号ｈ（ｔ）（第３信号）に基づくものである。また、式（４）および式（７）より、送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から少なくとも騒音制御フィルタｇｔ（第１騒音制御フィルタ）に基づく成分を減じて得られる信号に基づくともいえる（ステップＳ１１２）。ここで、前述の式（１）（２）より、式（３）は以下の式（８）のように変形できる。
ｈ（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ｗ（ｔ） （３）
＝ｃＴｘｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｘｔ （８）
ここでｃ’はｃに近似するため、式（８）は以下の式（９）のように近似できる。
ｈ（ｔ）＝ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ） （９）
式（９）に示すように、本実施形態の送話信号は、利用者１０００から発せられた音声信号成分を十分に含んでいる。また前述のように、筐体１４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）はマイクロホン１３に到達するまでに大きく減衰し、騒音信号ｎ’（ｔ）としてマイクロホン１３に到達し、観測信号ｎ（ｔ）として観測される。一方、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）はさほど減衰せずにマイクロホン１３に到達し、音響信号ｓ（ｔ）として観測される。そのため、本実施形態の送話信号からは騒音成分がある程度抑制されており、送話信号のＳ／Ｎ比もある程度高い。以上のように、本実施形態では、能動騒音制御技術で用いられるマイクロホン１３を流用し、利用者１０００から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得ることができる。
【0033】
［第１実施形態の変形例１］
図４に例示するように、利用者１０００の耳に能動騒音制御システム１を装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。イヤマフ１６により、筐体１４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）はマイクロホン１３に到達するまでにさらに大きく減衰し、騒音信号ｎ’（ｔ）としてマイクロホン１３に到達し、観測信号ｎ（ｔ）として観測される。一方、イヤマフ１６にかかわらず、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）はさほど減衰せずにマイクロホン１３に到達し、音響信号ｓ（ｔ）として観測される。そのため、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
図４に例示するように、利用者１０００の耳に能動騒音制御システム１を装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。イヤマフ１６により、筐体１４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）はマイクロホン１３に到達するまでにさらに大きく減衰し、騒音信号ｎ’（ｔ）としてマイクロホン１３に到達し、観測信号ｎ（ｔ）として観測される。一方、イヤマフ１６にかかわらず、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）はさほど減衰せずにマイクロホン１３に到達し、音響信号ｓ（ｔ）として観測される。そのため、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
【0034】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、ハイブリッド型の能動騒音制御システムに本発明を適用した例である。以降、既に説明した事項については、同じ参照符号を付して説明を簡略化する。
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、ハイブリッド型の能動騒音制御システムに本発明を適用した例である。以降、既に説明した事項については、同じ参照符号を付して説明を簡略化する。
【0035】
＜構成＞
図１に例示するように、本実施形態では、騒音環境下で、能動騒音制御システム２－ｉを装着したＩ人の利用者１０００－ｉが音声通信を行う。図５に例示するように、本実施形態の能動騒音制御システム２は、集音装置２１、スピーカ１２、マイクロホン１３（耳内マイクロホン）、マイクロホン２３（外部マイクロホン）、筐体２４、およびイヤーチップ１５を有する。能動騒音制御システム２は、能動騒音制御システム１の集音装置１１が集音装置２１に置換され、筐体１４が筐体２４に置換され、さらにマイクロホン２３が追加されたものである。筐体２４は、中空部１４１，１４２および先端部１４３を有し、中空部１４１にはさらに音孔２４ａが設けられている。音孔２４ａは筐体２４の壁よりも音を透過しやすい孔であり、例えば、貫通孔等である。マイクロホン２３は、筐体２４の中空部１４１の内側に取り付けられている。マイクロホン２３の受音位置（第３地点）は、音孔２４ａの近傍であり、マイクロホン２３はこの音孔２４ａを通じて筐体２４の外部の音を集音できるように構成されている。集音装置２１はスピーカ１２およびマイクロホン１３，２３と電気的に接続されている。第１実施形態と同様に、本実施形態の能動騒音制御システム２は、利用者１０００の耳１０１０に装着される。すなわち、開放端１４３ａを利用者１０００の鼓膜１０１２側に向けた状態で、イヤーチップ１５が取り付けられた先端部１４３が耳１０１０の外耳道１０１１に挿入される。これにより、先端部１４３の内部に取り付けられたマイクロホン１３が、外耳道１０１１の近傍または外耳道１０１１の中に配置される。一方、マイクロホン２３の受音位置（第３地点）は、マイクロホン１３の位置（第２地点）よりも、利用者１０００の身体を伝達した音声信号（音響信号）の音圧が低い位置である。例えば、マイクロホン１３の位置（第２地点）では、利用者１０００の身体を伝達した音声信号（音響信号）は観測されるが、マイクロホン２３の受音位置（第３地点）では、利用者１０００の身体を伝達した音声信号（音響信号）は観測されないか、ほとんど観測されない。例えば、マイクロホン２３の受音位置（第３地点）は、マイクロホン１３の位置（第２地点）よりも、筐体２４の外部の騒音信号の音圧が高い位置である。例えば、装着時における、外耳道１０１からマイクロホン２３の受音位置（第３地点）までの距離は、外耳道１０１からマイクロホン１３の受音位置（第２地点）までの距離よりも長い。例えば、マイクロホン２４は、スピーカ１２よりも外方側（外耳道１０１１の反対側）に配置される。
図１に例示するように、本実施形態では、騒音環境下で、能動騒音制御システム２－ｉを装着したＩ人の利用者１０００－ｉが音声通信を行う。図５に例示するように、本実施形態の能動騒音制御システム２は、集音装置２１、スピーカ１２、マイクロホン１３（耳内マイクロホン）、マイクロホン２３（外部マイクロホン）、筐体２４、およびイヤーチップ１５を有する。能動騒音制御システム２は、能動騒音制御システム１の集音装置１１が集音装置２１に置換され、筐体１４が筐体２４に置換され、さらにマイクロホン２３が追加されたものである。筐体２４は、中空部１４１，１４２および先端部１４３を有し、中空部１４１にはさらに音孔２４ａが設けられている。音孔２４ａは筐体２４の壁よりも音を透過しやすい孔であり、例えば、貫通孔等である。マイクロホン２３は、筐体２４の中空部１４１の内側に取り付けられている。マイクロホン２３の受音位置（第３地点）は、音孔２４ａの近傍であり、マイクロホン２３はこの音孔２４ａを通じて筐体２４の外部の音を集音できるように構成されている。集音装置２１はスピーカ１２およびマイクロホン１３，２３と電気的に接続されている。第１実施形態と同様に、本実施形態の能動騒音制御システム２は、利用者１０００の耳１０１０に装着される。すなわち、開放端１４３ａを利用者１０００の鼓膜１０１２側に向けた状態で、イヤーチップ１５が取り付けられた先端部１４３が耳１０１０の外耳道１０１１に挿入される。これにより、先端部１４３の内部に取り付けられたマイクロホン１３が、外耳道１０１１の近傍または外耳道１０１１の中に配置される。一方、マイクロホン２３の受音位置（第３地点）は、マイクロホン１３の位置（第２地点）よりも、利用者１０００の身体を伝達した音声信号（音響信号）の音圧が低い位置である。例えば、マイクロホン１３の位置（第２地点）では、利用者１０００の身体を伝達した音声信号（音響信号）は観測されるが、マイクロホン２３の受音位置（第３地点）では、利用者１０００の身体を伝達した音声信号（音響信号）は観測されないか、ほとんど観測されない。例えば、マイクロホン２３の受音位置（第３地点）は、マイクロホン１３の位置（第２地点）よりも、筐体２４の外部の騒音信号の音圧が高い位置である。例えば、装着時における、外耳道１０１からマイクロホン２３の受音位置（第３地点）までの距離は、外耳道１０１からマイクロホン１３の受音位置（第２地点）までの距離よりも長い。例えば、マイクロホン２４は、スピーカ１２よりも外方側（外耳道１０１１の反対側）に配置される。
【0036】
図６に例示するように、本実施形態の集音装置２１は、経路モデル適用部１１１（第１経路モデル適用部）、演算部１１２（第１演算部）、騒音制御部１１３（第１騒音制御部）、経路モデル適用部１１４、更新部１１５、演算部２１６、騒音制御部２１３（第２騒音制御部）、経路モデル適用部２１４、更新部２１５、および演算部２１７を有する。
【0037】
経路モデル適用部２１４には、伝達特性ｃ＝［ｃ０，ｃ１，…，ｃＭ－１］Ｔに基づく二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔが設定されている。なお、本実施形態では、説明の簡略化のため、経路モデル適用部２１４に経路モデル適用部１１１と同じ二次経路モデルｃ’が設定される例を示す。しかし、これは本発明を限定するものではない。すなわち、二次経路モデルｃ’に代え、伝達特性ｃに基づくその他の二次経路モデル（伝達特性ｃと同一または近似する二次経路モデル）が経路モデル適用部２１４に格納されてもよい。伝達特性ｃに基づくその他の二次経路モデルのフィルタ長はＭであってもよいし、Ｍ以外であってもよい。
【0038】
また、騒音制御部２１３には、能動騒音制御のための騒音制御フィルタｆｔ＝［ｆ０（ｔ），ｆ１（ｔ），…，ｆＫ－１（ｔ）］Ｔ（第１騒音制御フィルタ）が格納されている。ただし、Ｋはフィルタ長を表す正整数である。Ｌ＝Ｋであってもよいし、Ｌ＝Ｋでなくてもよい。また、Ｌ＝Ｍであってもよいし、Ｌ＝Ｍでなくてもよい。ｆαＫ（ｔ）（ここで、αＫ＝ｔ，ｔ－１，…，ｔ－Ｋ＋１であり、下付き添え字の「αＫ」は「αＫ」を表す。）は実数の係数である。騒音制御フィルタｆｔは、後述のように更新部２１５によって更新される。
【0039】
＜処理＞
図５に例示するように、筐体２４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）は、空気中を伝搬して筐体２４の外部に到達する。これらの騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）は、筐体２４の音孔２４ａを通じてマイクロホン２３の受音位置に到達する。マイクロホン２３の受音位置に到達したこれらの信号を騒音信号ｚ’（ｔ）と表現する。騒音信号ｚ’（ｔ）はマイクロホン２３（第３地点）で観測される（図６）。マイクロホン２３は、観測して得られる外部観測信号ｚ（ｔ）を出力する。外部観測信号ｚ（ｔ）は、騒音制御部２１３および経路モデル適用部２１４に送られる（ステップＳ２３）。
図５に例示するように、筐体２４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）は、空気中を伝搬して筐体２４の外部に到達する。これらの騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）は、筐体２４の音孔２４ａを通じてマイクロホン２３の受音位置に到達する。マイクロホン２３の受音位置に到達したこれらの信号を騒音信号ｚ’（ｔ）と表現する。騒音信号ｚ’（ｔ）はマイクロホン２３（第３地点）で観測される（図６）。マイクロホン２３は、観測して得られる外部観測信号ｚ（ｔ）を出力する。外部観測信号ｚ（ｔ）は、騒音制御部２１３および経路モデル適用部２１４に送られる（ステップＳ２３）。
【0040】
また、図５に例示するように、筐体２４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）は、さらに筐体１４の壁等を透過し、筐体１４の内部に伝搬されてマイクロホン１３に到達する。このように筐体１４の内部に伝搬された騒音信号Ｎ（ｔ）および音声信号Ｓ（ｔ）を騒音信号ｎ’（ｔ）と表現する。また、スピーカ１２には擬似騒音信号に対応する信号ｘ（ｔ）（第１信号）が入力され、スピーカ１２は信号ｘ（ｔ）に基づく擬似騒音信号ｘ’（ｔ）を放出する。放出された擬似騒音信号ｘ’（ｔ）は、スピーカ１２の位置（第１地点）からマイクロホン１３の位置（第２地点）まで空気中を伝搬する。
【0041】
以上のように、マイクロホン１３の位置（第２地点）には、騒音信号ｎ’（ｔ）と、伝達特性ｃが畳み込まれた擬似騒音信号ｘ’（ｔ）（第１地点から放出された能動騒音制御のための擬似騒音信号）と、音響信号ｓ’（ｔ）（身体を伝達した音響信号）と、が到達する。これらはマイクロホン１３（第２地点）で観測される。マイクロホン１３は、これらを観測して得られる内部観測信号ｙ（ｔ）を出力する（ステップＳ１３）。
【0042】
本実施形態でも、第１実施形態で説明したステップＳ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５の処理が行われる。ステップＳ１１２で得られた信号ｈ（ｔ）（第３信号）は、騒音制御部１１３および経路モデル適用部１１４に送られるとともに、信号ｈ（ｔ）に基づく信号（第３信号に基づく信号）が送話信号として出力される。信号ｈ（ｔ）がそのまま送話信号とされてもよいし、信号ｈ（ｔ）にエコーキャンセリング等その他の処理を施したものが送話信号とされてもよい。また送話信号は、そのまま、音声通信相手の他の利用者１０００に使用される他の能動騒音制御システム２の集音装置２１に送信されてもよいし、エコーキャンセリング等その他の処理を施された後、当該他の能動騒音制御システム２の集音装置２１に送信されてもよい。
【0043】
また、他の能動騒音制御システム２の集音装置２１から受信した信号に基づく受話信号ｒ（ｔ）は、演算部２１６に送られる。演算部２１６は、ステップＳ１１３で得られた信号ｕ（ｔ）に受話信号ｒ（ｔ）を加え、これによって得られるｂ（ｔ）＝ｕ（ｔ）＋ｒ（ｔ）を演算部２１７に送る（ステップＳ２１６）。
【0044】
騒音制御部２１３は、外部観測信号ｚ（ｔ）に能動騒音制御のための騒音制御フィルタｆｔ（第２騒音制御フィルタ）を適用し（畳み込み）、信号ｖ（ｔ）（第１信号を更新するための第５信号）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｖ（ｔ）＝ｆｔ Ｔｚｔ （２１）
ｆｔ＝［ｆ０（ｔ），ｆ１（ｔ），…，ｆＫ－１（ｔ）］Ｔ
ｚｔ＝［ｚ（ｔ），ｚ（ｔ－１），…，ｚ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
信号ｖ（ｔ）は、演算部２１７に送られる（ステップＳ２１３）。
ｖ（ｔ）＝ｆｔ Ｔｚｔ （２１）
ｆｔ＝［ｆ０（ｔ），ｆ１（ｔ），…，ｆＫ－１（ｔ）］Ｔ
ｚｔ＝［ｚ（ｔ），ｚ（ｔ－１），…，ｚ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
信号ｖ（ｔ）は、演算部２１７に送られる（ステップＳ２１３）。
【0045】
経路モデル適用部２１４は、二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔを外部観測信号ｚ（ｔ）に適用して（畳み込んで）信号ｑ（ｔ）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｑ（ｔ）＝ｃ’Ｔｚｔ （２２）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｚｔ＝［ｚ（ｔ），ｚ（ｔ－１），…，ｚ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ｑ（ｔ）は更新部２１５に送られる（ステップＳ２１４）。
ｑ（ｔ）＝ｃ’Ｔｚｔ （２２）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｚｔ＝［ｚ（ｔ），ｚ（ｔ－１），…，ｚ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ｑ（ｔ）は更新部２１５に送られる（ステップＳ２１４）。
【0046】
更新部２１５は、内部観測信号ｙ（ｔ）および信号ｑ（ｔ）を用い、騒音制御フィルタｆｔを更新して騒音制御フィルタｆｔ＋１を得て出力する。この更新は内部観測信号ｙ（ｔ）が小さくなるように（例えば、ｙ（ｔ）を最小化するように）行われる。この更新には、LMSアルゴリズムやNLMSアルゴリズム等の公知の方法を用いることができる。
ＬＭＳアルゴリズムの場合：
ｆｔ＋１＝ｆｔ＋μｆｙ（ｔ）ｑｔ （２３－１）
ｆｔ＝［ｆ０（ｔ），ｆ１（ｔ），…，ｆＫ－１（ｔ）］Ｔ
ｆｔ＋１＝［ｆ０（ｔ＋１），ｆ１（ｔ＋１），…，ｆＫ－１（ｔ）］Ｔ
ｑｔ＝［ｑ（ｔ），ｑ（ｔ－１），…，ｑ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
ここで、μｆはステップサイズを表す０以上の実数である。例えば、０．０＜μｆ≦２．０である。
NLMSアルゴリズムの場合：
ｆｔ＋１＝ｆｔ＋μｆｙ（ｔ）ｑｔ／Ｑ（ｔ） （２３－２）
ｇｔ＋１＝ｇｔ＋μｇｙ（ｔ）ｐｔ／Ｑ（ｔ）
ここで、Ｑ（ｔ）＝ｐｔ Ｔｐｔ＋ｑｔ Ｔｑｔである。
騒音制御フィルタｆｔ＋１は騒音制御部２１３に送られ、騒音制御部２１３に設定された騒音制御フィルタｆｔが騒音制御フィルタｆｔ＋１に更新される（ステップＳ２１５）。
ＬＭＳアルゴリズムの場合：
ｆｔ＋１＝ｆｔ＋μｆｙ（ｔ）ｑｔ （２３－１）
ｆｔ＝［ｆ０（ｔ），ｆ１（ｔ），…，ｆＫ－１（ｔ）］Ｔ
ｆｔ＋１＝［ｆ０（ｔ＋１），ｆ１（ｔ＋１），…，ｆＫ－１（ｔ）］Ｔ
ｑｔ＝［ｑ（ｔ），ｑ（ｔ－１），…，ｑ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
ここで、μｆはステップサイズを表す０以上の実数である。例えば、０．０＜μｆ≦２．０である。
NLMSアルゴリズムの場合：
ｆｔ＋１＝ｆｔ＋μｆｙ（ｔ）ｑｔ／Ｑ（ｔ） （２３－２）
ｇｔ＋１＝ｇｔ＋μｇｙ（ｔ）ｐｔ／Ｑ（ｔ）
ここで、Ｑ（ｔ）＝ｐｔ Ｔｐｔ＋ｑｔ Ｔｑｔである。
騒音制御フィルタｆｔ＋１は騒音制御部２１３に送られ、騒音制御部２１３に設定された騒音制御フィルタｆｔが騒音制御フィルタｆｔ＋１に更新される（ステップＳ２１５）。
【0047】
演算部２１７は、ステップＳ２１６で得られたｂ（ｔ）＝ｕ（ｔ）＋ｒ（ｔ）に信号ｖ（ｔ）を加え、これにより信号ｘ（ｔ）を信号ｘ（ｔ＋１）（第１信号）に更新する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｘｔ＋１＝ｂｔ＋ｖｔ （２４）
ｘｔ＋１＝［ｘ（ｔ＋１），ｘ（ｔ），…，ｘ（ｔ－Ｋ＋２）］Ｔ
ｂｔ＝ｕｔ＋ｒｔ （２５）
ｕｔ＝［ｕ（ｔ），ｕ（ｔ－１），…，ｕ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
ｒｔ＝［ｒ（ｔ），ｒ（ｔ－１），…，ｒ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
ｖｔ＝［ｖ（ｔ），ｖ（ｔ－１），…，ｖ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
信号ｘ（ｔ＋１）（第１信号）はスピーカ１２および経路モデル適用部１１１に送られる（ステップＳ２１７）。
ｘｔ＋１＝ｂｔ＋ｖｔ （２４）
ｘｔ＋１＝［ｘ（ｔ＋１），ｘ（ｔ），…，ｘ（ｔ－Ｋ＋２）］Ｔ
ｂｔ＝ｕｔ＋ｒｔ （２５）
ｕｔ＝［ｕ（ｔ），ｕ（ｔ－１），…，ｕ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
ｒｔ＝［ｒ（ｔ），ｒ（ｔ－１），…，ｒ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
ｖｔ＝［ｖ（ｔ），ｖ（ｔ－１），…，ｖ（ｔ－Ｋ＋１）］Ｔ
信号ｘ（ｔ＋１）（第１信号）はスピーカ１２および経路モデル適用部１１１に送られる（ステップＳ２１７）。
【0048】
以降、ｔ＋１を新たなｔとして、ステップＳ２３，Ｓ１３，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５，Ｓ２１６，Ｓ２１３，Ｓ２１４，Ｓ２１５，Ｓ２１７を実行する処理（本実施形態の処理）が繰り返される。
【0049】
＜本実施形態の特徴＞
本実施形態では、ハイブリッド型の能動騒音制御システム２で用いられるマイクロホン１３（耳内マイクロホン）を流用して送話信号を生成する際に、マイクロホン１３で観測した内部観測信号ｙ（ｔ）をそのまま送話信号としない。本実施形態でも、内部観測信号ｙ（ｔ）から、二次経路モデルｃ’（第１経路モデル）を信号ｘ（ｔ）（第１信号）に適用して得られる信号ｗ（ｔ）（第２信号）の成分を減じ、これによって得られる信号ｈ（ｔ）（第３信号）に基づく送話信号を得た。この送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から擬似騒音信号ｘ’（ｔ）に対応する成分の少なくとも一部ｗ（ｔ）＝ｃ’Ｔｘｔを減じて得られる信号ｈ（ｔ）（第３信号）に基づくものである。また、式（４）、式（２４）、および式（２５）より、送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から少なくとも騒音制御フィルタｇｔ（第１騒音制御フィルタ）に基づく成分を減じて得られる信号に基づくともいえる（ステップＳ１１２）。第１実施形態と同様、本実施形態でも、能動騒音制御技術で用いられるマイクロホン１３を流用し、利用者１０００から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得ることができる。
本実施形態では、ハイブリッド型の能動騒音制御システム２で用いられるマイクロホン１３（耳内マイクロホン）を流用して送話信号を生成する際に、マイクロホン１３で観測した内部観測信号ｙ（ｔ）をそのまま送話信号としない。本実施形態でも、内部観測信号ｙ（ｔ）から、二次経路モデルｃ’（第１経路モデル）を信号ｘ（ｔ）（第１信号）に適用して得られる信号ｗ（ｔ）（第２信号）の成分を減じ、これによって得られる信号ｈ（ｔ）（第３信号）に基づく送話信号を得た。この送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から擬似騒音信号ｘ’（ｔ）に対応する成分の少なくとも一部ｗ（ｔ）＝ｃ’Ｔｘｔを減じて得られる信号ｈ（ｔ）（第３信号）に基づくものである。また、式（４）、式（２４）、および式（２５）より、送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から少なくとも騒音制御フィルタｇｔ（第１騒音制御フィルタ）に基づく成分を減じて得られる信号に基づくともいえる（ステップＳ１１２）。第１実施形態と同様、本実施形態でも、能動騒音制御技術で用いられるマイクロホン１３を流用し、利用者１０００から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得ることができる。
【0050】
［第２実施形態の変形例１］
図７に例示するように、利用者１０００の耳に能動騒音制御システム２を装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。イヤマフ１６により、筐体１４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）はマイクロホン１３，２４に到達するまでにさらに大きく減衰し、マイクロホン１３，２３に到達し、観測信号ｎ（ｔ）や外部観測信号として観測される。一方、イヤマフ１６にかかわらず、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）はさほど減衰せずにマイクロホン１３に到達し、音響信号ｓ（ｔ）として観測される。そのため、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
図７に例示するように、利用者１０００の耳に能動騒音制御システム２を装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。イヤマフ１６により、筐体１４の外部で発せられた騒音信号Ｎ（ｔ）および利用者１０００から発せられた音声信号Ｓ（ｔ）はマイクロホン１３，２４に到達するまでにさらに大きく減衰し、マイクロホン１３，２３に到達し、観測信号ｎ（ｔ）や外部観測信号として観測される。一方、イヤマフ１６にかかわらず、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）はさほど減衰せずにマイクロホン１３に到達し、音響信号ｓ（ｔ）として観測される。そのため、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
【0051】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。本実施形態では、騒音制御フィルタｆｔに基づくフィードフォワード側の能動騒音制御成分を残し、騒音制御フィルタｇｔに基づくフィードバック側の能動騒音制御成分を能動騒音制御前に戻して送話信号を得る。これにより、送話信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。本実施形態では、騒音制御フィルタｆｔに基づくフィードフォワード側の能動騒音制御成分を残し、騒音制御フィルタｇｔに基づくフィードバック側の能動騒音制御成分を能動騒音制御前に戻して送話信号を得る。これにより、送話信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【0052】
＜構成＞
図１に例示するように、本実施形態では、騒音環境下で、能動騒音制御システム３－ｉを装着したＩ人の利用者１０００－ｉが音声通信を行う。図５に例示するように、本実施形態の能動騒音制御システム３は、集音装置３１、スピーカ１２、マイクロホン１３（耳内マイクロホン）、マイクロホン２３（外部マイクロホン）、筐体２４、およびイヤーチップ１５を有する。能動騒音制御システム３は、能動騒音制御システム３の集音装置２１が集音装置３１に置換されたものである。
図１に例示するように、本実施形態では、騒音環境下で、能動騒音制御システム３－ｉを装着したＩ人の利用者１０００－ｉが音声通信を行う。図５に例示するように、本実施形態の能動騒音制御システム３は、集音装置３１、スピーカ１２、マイクロホン１３（耳内マイクロホン）、マイクロホン２３（外部マイクロホン）、筐体２４、およびイヤーチップ１５を有する。能動騒音制御システム３は、能動騒音制御システム３の集音装置２１が集音装置３１に置換されたものである。
【0053】
図８に例示するように、本実施形態の集音装置３１は、経路モデル適用部１１１（第１経路モデル適用部）、演算部１１２（第１演算部）、騒音制御部１１３（第１騒音制御部）、経路モデル適用部１１４、更新部１１５、演算部２１６、騒音制御部２１３（第２騒音制御部）、経路モデル適用部２１４、更新部２１５、演算部２１７、経路モデル適用部３１１（第２経路モデル適用部）、および演算部３１８（第２演算部）を有する。
【0054】
経路モデル適用部３１１には、伝達特性ｃ＝［ｃ０，ｃ１，…，ｃＭ－１］Ｔに基づく二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ（第２経路モデル）が設定されている。なお、本実施形態では、説明の簡略化のため、経路モデル適用部３１１に経路モデル適用部１１１と同じ二次経路モデルｃ’が設定される例を示す。しかし、これは本発明を限定するものではない。すなわち、二次経路モデルｃ’に代え、伝達特性ｃに基づくその他の二次経路モデル（伝達特性ｃと同一または近似する二次経路モデル）が経路モデル適用部３１１に格納されてもよい。伝達特性ｃに基づくその他の二次経路モデルのフィルタ長はＭであってもよいし、Ｍ以外であってもよい。
【0055】
＜処理＞
本実施形態でも、第１，２実施形態で説明したステップＳ２３，Ｓ１３，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５，Ｓ２１６，Ｓ２１３，Ｓ２１４，Ｓ２１５，Ｓ２１７の処理が実行される。ただし、本実施形態のステップＳ１１２では、信号ｈ（ｔ）に基づく信号が送話信号として出力されない。またステップＳ１１３で得られた信号ｕ（ｔ）が、さらに経路モデル適用部３１１に送られる。経路モデル適用部３１１は、二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ（第２経路モデル）を信号ｕ（ｔ）（第４信号に基づく第６信号）に適用して（畳み込んで）信号ａ（ｔ）（第７信号）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ａ（ｔ）＝ｃ’Ｔｕｔ （３１）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｕｔ＝［ｕ（ｔ），ｕ（ｔ－１），…，ｕ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ａ（ｔ）は演算部３１８に送られる（ステップＳ３１１）。
本実施形態でも、第１，２実施形態で説明したステップＳ２３，Ｓ１３，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５，Ｓ２１６，Ｓ２１３，Ｓ２１４，Ｓ２１５，Ｓ２１７の処理が実行される。ただし、本実施形態のステップＳ１１２では、信号ｈ（ｔ）に基づく信号が送話信号として出力されない。またステップＳ１１３で得られた信号ｕ（ｔ）が、さらに経路モデル適用部３１１に送られる。経路モデル適用部３１１は、二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ（第２経路モデル）を信号ｕ（ｔ）（第４信号に基づく第６信号）に適用して（畳み込んで）信号ａ（ｔ）（第７信号）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ａ（ｔ）＝ｃ’Ｔｕｔ （３１）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｕｔ＝［ｕ（ｔ），ｕ（ｔ－１），…，ｕ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ａ（ｔ）は演算部３１８に送られる（ステップＳ３１１）。
【0056】
演算部３１８には、内部観測信号ｙ（ｔ）および信号ａ（ｔ）が送られる。演算部３１８は、内部観測信号ｙ（ｔ）から信号ａ（ｔ）（第７信号）の成分を減じて信号ｈ’（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ａ（ｔ）（第８信号）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｈ’（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ａ（ｔ） （３２）
信号ｈ’（ｔ）（第８信号）に基づく信号は、送話信号として出力される。信号ｈ’（ｔ）がそのまま送話信号とされてもよいし、信号ｈ’（ｔ）にエコーキャンセリング等その他の処理を施したものが送話信号とされてもよい。また送話信号は、そのまま、音声通信相手の他の利用者１０００に使用される他の能動騒音制御システム３の集音装置３１に送信されてもよいし、エコーキャンセリング等その他の処理を施された後、当該他の能動騒音制御システム３の集音装置３１に送信されてもよい（ステップＳ３１８）。
ｈ’（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ａ（ｔ） （３２）
信号ｈ’（ｔ）（第８信号）に基づく信号は、送話信号として出力される。信号ｈ’（ｔ）がそのまま送話信号とされてもよいし、信号ｈ’（ｔ）にエコーキャンセリング等その他の処理を施したものが送話信号とされてもよい。また送話信号は、そのまま、音声通信相手の他の利用者１０００に使用される他の能動騒音制御システム３の集音装置３１に送信されてもよいし、エコーキャンセリング等その他の処理を施された後、当該他の能動騒音制御システム３の集音装置３１に送信されてもよい（ステップＳ３１８）。
【0057】
以降、ｔ＋１を新たなｔとして、ステップＳ２３，Ｓ１３，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５，Ｓ２１６，Ｓ２１３，Ｓ２１４，Ｓ２１５，Ｓ２１７，Ｓ３１１，Ｓ３１８を実行する処理（本実施形態の処理）が繰り返される。
【0058】
＜本実施形態の特徴＞
本実施形態では、信号ｈ’（ｔ）（第８信号）に基づく信号が送話信号として得られる。ここで、式（１）（４）（３１）より、式（３２）は以下の式（３３）のように変形できる。
ｈ’（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ａ（ｔ） （３２）
＝ｃＴｘｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｕｔ （３３）
また、式（４）（２１）（２４）（２５）より、式（３３）のｘｔのｘ（ｔ）は、以下の式（３４）のように近似できる。
ｘ（ｔ）＝ｂ（ｔ）＋ｖ（ｔ）
＝ｕ（ｔ）＋ｒ（ｔ）＋ｖ（ｔ） （３４）
式（３４）を式（３３）に代入すると以下の式（３５）が得られる。
ｈ’（ｔ）＝ｃＴｕｔ＋ｃＴｒｔ＋ｃＴｖｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｕｔ （３５）
ここでｃ’はｃに近似するため、式（３５）は以下の式（３６）のように近似できる。
ｈ’（ｔ）＝ｃＴｒｔ＋ｃＴｖｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ） （３６）
式（３６）に示すように、ｈ’（ｔ）では、成分ｃＴｖｔによって外部の雑音成分の少なくとも一部が抑制されている。しかし、ｖｔは外部観測信号ｚ（ｔ）の成分のみを含み、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）に基づく観測信号ｓ（ｔ）の成分は含まれないかほとんど含まれない。そのため、成分ｃＴｖｔによって、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）に基づく観測信号ｓ（ｔ）はほとんど抑制されない。これにより、本実施形態の信号ｈ’（ｔ）のＳ／Ｎ比は、第１，２実施形態の信号ｈ（ｔ）のＳ／Ｎ比よりも高く、信号ｈ’（ｔ）に基づく送話信号の音質もより高くなる。なお、本実施形態の送話信号も、内部観測信号ｙ（ｔ）から擬似騒音信号ｘ’（ｔ）に対応する成分の少なくとも一部ｗ（ｔ）＝ｃ’Ｔｘｔを減じて得られる信号ｈ（ｔ）に基づくものである。また、式（３３）より、送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から少なくとも騒音制御フィルタｇｔ（第１騒音制御フィルタ）に基づく成分を減じて得られる信号に基づくともいえる。以上のように、本実施形態では、能動騒音制御技術で用いられるマイクロホン１３を流用し、利用者１０００から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得ることができる。
本実施形態では、信号ｈ’（ｔ）（第８信号）に基づく信号が送話信号として得られる。ここで、式（１）（４）（３１）より、式（３２）は以下の式（３３）のように変形できる。
ｈ’（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ａ（ｔ） （３２）
＝ｃＴｘｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｕｔ （３３）
また、式（４）（２１）（２４）（２５）より、式（３３）のｘｔのｘ（ｔ）は、以下の式（３４）のように近似できる。
ｘ（ｔ）＝ｂ（ｔ）＋ｖ（ｔ）
＝ｕ（ｔ）＋ｒ（ｔ）＋ｖ（ｔ） （３４）
式（３４）を式（３３）に代入すると以下の式（３５）が得られる。
ｈ’（ｔ）＝ｃＴｕｔ＋ｃＴｒｔ＋ｃＴｖｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｕｔ （３５）
ここでｃ’はｃに近似するため、式（３５）は以下の式（３６）のように近似できる。
ｈ’（ｔ）＝ｃＴｒｔ＋ｃＴｖｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ） （３６）
式（３６）に示すように、ｈ’（ｔ）では、成分ｃＴｖｔによって外部の雑音成分の少なくとも一部が抑制されている。しかし、ｖｔは外部観測信号ｚ（ｔ）の成分のみを含み、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）に基づく観測信号ｓ（ｔ）の成分は含まれないかほとんど含まれない。そのため、成分ｃＴｖｔによって、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）に基づく観測信号ｓ（ｔ）はほとんど抑制されない。これにより、本実施形態の信号ｈ’（ｔ）のＳ／Ｎ比は、第１，２実施形態の信号ｈ（ｔ）のＳ／Ｎ比よりも高く、信号ｈ’（ｔ）に基づく送話信号の音質もより高くなる。なお、本実施形態の送話信号も、内部観測信号ｙ（ｔ）から擬似騒音信号ｘ’（ｔ）に対応する成分の少なくとも一部ｗ（ｔ）＝ｃ’Ｔｘｔを減じて得られる信号ｈ（ｔ）に基づくものである。また、式（３３）より、送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から少なくとも騒音制御フィルタｇｔ（第１騒音制御フィルタ）に基づく成分を減じて得られる信号に基づくともいえる。以上のように、本実施形態では、能動騒音制御技術で用いられるマイクロホン１３を流用し、利用者１０００から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得ることができる。
【0059】
［第３実施形態の変形例１］
本実施形態でも、第２実施形態の変形例１と同様、利用者１０００の耳に能動騒音制御システム３を装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。これにより、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
本実施形態でも、第２実施形態の変形例１と同様、利用者１０００の耳に能動騒音制御システム３を装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。これにより、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
【0060】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態は、第３実施形態の変形例である。本実施形態では、騒音制御部１１３から出力された信号が分岐される前に受話信号を加算する。これにより、理想的には送話信号に含まれる受話信号の回り込みをキャンセルできる。これにより、後段のエコーキャンセリング等を省略したり、簡略化できたりする。また、二次経路モデルの誤差等によって送話信号に含まれる受話信号をキャンセルできない場合であっても、送話信号に含まれる受話信号の回り込みを減らすことができる。これにより、後段のエコーキャンセリング等の性能を向上させることができる。
次に、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態は、第３実施形態の変形例である。本実施形態では、騒音制御部１１３から出力された信号が分岐される前に受話信号を加算する。これにより、理想的には送話信号に含まれる受話信号の回り込みをキャンセルできる。これにより、後段のエコーキャンセリング等を省略したり、簡略化できたりする。また、二次経路モデルの誤差等によって送話信号に含まれる受話信号をキャンセルできない場合であっても、送話信号に含まれる受話信号の回り込みを減らすことができる。これにより、後段のエコーキャンセリング等の性能を向上させることができる。
【0061】
＜構成＞
図１に例示するように、本実施形態では、騒音環境下で、能動騒音制御システム４－ｉを装着したＩ人の利用者１０００－ｉが音声通信を行う。図５に例示するように、本実施形態の能動騒音制御システム４は、集音装置４１、スピーカ１２、マイクロホン１３（耳内マイクロホン）、マイクロホン２３（外部マイクロホン）、筐体２４、およびイヤーチップ１５を有する。能動騒音制御システム３は、能動騒音制御システム３の集音装置２１が集音装置３１に置換されたものである。
図１に例示するように、本実施形態では、騒音環境下で、能動騒音制御システム４－ｉを装着したＩ人の利用者１０００－ｉが音声通信を行う。図５に例示するように、本実施形態の能動騒音制御システム４は、集音装置４１、スピーカ１２、マイクロホン１３（耳内マイクロホン）、マイクロホン２３（外部マイクロホン）、筐体２４、およびイヤーチップ１５を有する。能動騒音制御システム３は、能動騒音制御システム３の集音装置２１が集音装置３１に置換されたものである。
【0062】
図９に例示するように、本実施形態の集音装置４１は、経路モデル適用部１１１（第１経路モデル適用部）、演算部１１２（第１演算部）、騒音制御部１１３（第１騒音制御部）、経路モデル適用部１１４、更新部１１５、演算部４１６（第３演算部）、騒音制御部２１３（第２騒音制御部）、経路モデル適用部２１４、更新部２１５、演算部２１７、経路モデル適用部４１１（第２経路モデル適用部）、および演算部４１８（第２演算部）を有する。
【0063】
＜処理＞
まず、第１，２実施形態で説明したステップＳ２３，Ｓ１３，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５の処理が実行される。ただし、本実施形態のステップＳ１１２では、信号ｈ（ｔ）に基づく信号が送話信号として出力されない。
まず、第１，２実施形態で説明したステップＳ２３，Ｓ１３，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５の処理が実行される。ただし、本実施形態のステップＳ１１２では、信号ｈ（ｔ）に基づく信号が送話信号として出力されない。
【0064】
本実施形態では、ステップＳ２１６に代え、他の能動騒音制御システム４の集音装置４１から受信した信号に基づく受話信号ｒ（ｔ）が演算部４１６に送られる。演算部４１６は、ステップＳ１１３で得られた信号ｕ（ｔ）（第４信号）に受話信号ｒ（ｔ）の成分を加えてｂ（ｔ）＝ｕ（ｔ）＋ｒ（ｔ）（第４信号に基づく第６信号）を得、ｂ（ｔ）（第６信号）を演算部２１７および経路モデル適用部４１１に送る（ステップＳ４１６）。また、ステップＳ２１３，Ｓ２１４，Ｓ２１５，Ｓ２１７の処理が実行される。なお、本実施形態のステップＳ２１７は、信号ｖ（ｔ）（第５信号）にｂ（ｔ）（第６信号）を加えてｘ（ｔ＋１）（更新後の第１信号）を得る処理に相当する。
【0065】
さらに、ステップＳ３１１に代えて、経路モデル適用部４１１が、二次経路モデルｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ（第２経路モデル）を信号ｂ（ｔ）（第４信号に基づく第６信号）に適用して（畳み込んで）信号ｄ（ｔ）（第７信号）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｄ（ｔ）＝ｃ’Ｔｂｔ （４１）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｂｔ＝［ｂ（ｔ），ｂ（ｔ－１），…，ｂ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ｄ（ｔ）は演算部４１８に送られる（ステップＳ４１１）。
ｄ（ｔ）＝ｃ’Ｔｂｔ （４１）
ｃ’＝［ｃ０’，ｃ１’，…，ｃＭ－１’］Ｔ
ｂｔ＝［ｂ（ｔ），ｂ（ｔ－１），…，ｂ（ｔ－Ｍ＋１）］Ｔ
信号ｄ（ｔ）は演算部４１８に送られる（ステップＳ４１１）。
【0066】
また本実施形態では、ステップＳ３１８に代え、演算部４１８に、内部観測信号ｙ（ｔ）および信号ｄ（ｔ）が送られる。演算部４１８は、内部観測信号ｙ（ｔ）から信号ｄ（ｔ）（第７信号）の成分を減じて信号ｈ”（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ｄ（ｔ）（第８信号）を得て出力する。ここで、以下の関係が成り立つ。
ｈ”（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ｄ（ｔ） （４２）
信号ｈ”（ｔ）（第８信号）に基づく信号は、送話信号として出力される。信号ｈ”（ｔ）がそのまま送話信号とされてもよいし、信号ｈ”（ｔ）にエコーキャンセリング等その他の処理を施したものが送話信号とされてもよい。また送話信号は、そのまま、音声通信相手の他の利用者１０００に使用される他の能動騒音制御システム４の集音装置４１に送信されてもよいし、エコーキャンセリング等その他の処理を施された後、当該他の能動騒音制御システム４の集音装置４１に送信されてもよい（ステップＳ４１８）。
ｈ”（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ｄ（ｔ） （４２）
信号ｈ”（ｔ）（第８信号）に基づく信号は、送話信号として出力される。信号ｈ”（ｔ）がそのまま送話信号とされてもよいし、信号ｈ”（ｔ）にエコーキャンセリング等その他の処理を施したものが送話信号とされてもよい。また送話信号は、そのまま、音声通信相手の他の利用者１０００に使用される他の能動騒音制御システム４の集音装置４１に送信されてもよいし、エコーキャンセリング等その他の処理を施された後、当該他の能動騒音制御システム４の集音装置４１に送信されてもよい（ステップＳ４１８）。
【0067】
＜本実施形態の特徴＞
本実施形態では、信号ｈ”（ｔ）（第８信号）に基づく信号が送話信号として得られる。ここで、式（１）（４）（２５）（４１）より、式（４２）は以下の式（４３）のように変形できる。
ｈ”（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ｄ（ｔ） （４２）
＝ｃＴｘｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｂｔ
＝ｃＴｘｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｕｔ－ｃ’Ｔｒｔ （４３）
また、式（４３）のｘｔは、前述した式（３４）のように近似できる。
ｘ（ｔ＋１）＝ｕ（ｔ）＋ｒ（ｔ）＋ｖ（ｔ） （３４）
式（３４）を式（４３）に代入すると以下の式（４５）が得られる。
ｈ”（ｔ）＝ｃＴｕｔ＋ｃＴｒｔ＋ｃＴｖｔ＋ｓ（ｔ）
＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｕｔ－ｃ’Ｔｒｔ （４５）
ここでｃ’はｃに近似するため、式（４５）は以下の式（４６）のように近似できる。
ｈ”（ｔ）＝ｃＴｖｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ） （４６）
式（４６）に示すように、理想的には信号ｈ”（ｔ）（第８信号）に受話信号ｒ（ｔ）の成分の成分は含まれておらず、それに基づく送話信号にも受話信号ｒ（ｔ）の成分の成分は含まれない。これにより、理想的には送話信号に含まれる受話信号の回り込みをキャンセルできる。その結果、後段のエコーキャンセリング等を省略したり、簡略化できたりする。ただし、伝達特性ｃに対する二次経路モデルｃ’の誤差等により、信号ｈ”（ｔ）に受話信号ｒ（ｔ）の一部の成分が残存する場合もある。その場合であっても、信号ｈ”（ｔ）に含まれる受話信号ｒ（ｔ）の成分は大幅に削減されている。これにより、送話信号に含まれる受話信号の回り込みを減らすことができる。その結果、後段のエコーキャンセリング等の性能を向上させることができる。
本実施形態では、信号ｈ”（ｔ）（第８信号）に基づく信号が送話信号として得られる。ここで、式（１）（４）（２５）（４１）より、式（４２）は以下の式（４３）のように変形できる。
ｈ”（ｔ）＝ｙ（ｔ）－ｄ（ｔ） （４２）
＝ｃＴｘｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｂｔ
＝ｃＴｘｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｕｔ－ｃ’Ｔｒｔ （４３）
また、式（４３）のｘｔは、前述した式（３４）のように近似できる。
ｘ（ｔ＋１）＝ｕ（ｔ）＋ｒ（ｔ）＋ｖ（ｔ） （３４）
式（３４）を式（４３）に代入すると以下の式（４５）が得られる。
ｈ”（ｔ）＝ｃＴｕｔ＋ｃＴｒｔ＋ｃＴｖｔ＋ｓ（ｔ）
＋ｎ（ｔ）－ｃ’Ｔｕｔ－ｃ’Ｔｒｔ （４５）
ここでｃ’はｃに近似するため、式（４５）は以下の式（４６）のように近似できる。
ｈ”（ｔ）＝ｃＴｖｔ＋ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ） （４６）
式（４６）に示すように、理想的には信号ｈ”（ｔ）（第８信号）に受話信号ｒ（ｔ）の成分の成分は含まれておらず、それに基づく送話信号にも受話信号ｒ（ｔ）の成分の成分は含まれない。これにより、理想的には送話信号に含まれる受話信号の回り込みをキャンセルできる。その結果、後段のエコーキャンセリング等を省略したり、簡略化できたりする。ただし、伝達特性ｃに対する二次経路モデルｃ’の誤差等により、信号ｈ”（ｔ）に受話信号ｒ（ｔ）の一部の成分が残存する場合もある。その場合であっても、信号ｈ”（ｔ）に含まれる受話信号ｒ（ｔ）の成分は大幅に削減されている。これにより、送話信号に含まれる受話信号の回り込みを減らすことができる。その結果、後段のエコーキャンセリング等の性能を向上させることができる。
【0068】
また、式（４６）に示すように、ｈ”（ｔ）では、成分ｃＴｖｔによって外部の雑音成分の少なくとも一部が抑制されている。しかし、式（２１）に示すように、成分ｃＴｖｔに対応するｚｔは外部観測信号ｚ（ｔ）の成分のみを含み、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）に基づく観測信号ｓ（ｔ）の成分は含まれないかほとんど含まれない。そのため、成分ｃＴｖｔによって、利用者１０００の身体を伝搬された音響信号ｓ’（ｔ）に基づく観測信号ｓ（ｔ）はほとんど抑制されない。これにより、本実施形態の信号ｈ”（ｔ）のＳ／Ｎ比は、第１，２実施形態の信号ｈ（ｔ）のＳ／Ｎ比よりも高く、信号ｈ”（ｔ）に基づく送話信号の音質もより高くなる。なお、本実施形態の送話信号も、内部観測信号ｙ（ｔ）から擬似騒音信号ｘ’（ｔ）に対応する成分の少なくとも一部ｗ（ｔ）＝ｃ’Ｔｘｔを減じて得られる信号ｈ（ｔ）に基づくものである。また、式（４５）より、送話信号は、内部観測信号ｙ（ｔ）から少なくとも騒音制御フィルタｇｔ（第１騒音制御フィルタ）に基づく成分を減じて得られる信号に基づくともいえる。以上のように、本実施形態では、能動騒音制御技術で用いられるマイクロホン１３を流用し、利用者１０００から発せられた音響信号に対応する高い音質の送話信号を得ることができる。
【0069】
［第４実施形態の変形例１］
本実施形態でも、第２実施形態の変形例１と同様、利用者１０００の耳に能動騒音制御システム４を装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。これにより、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
本実施形態でも、第２実施形態の変形例１と同様、利用者１０００の耳に能動騒音制御システム４を装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。これにより、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
【0070】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態は、第３実施形態および第４実施形態の変形例である。本実施形態では、更新部１１５（第１更新部）および更新部２１５（第２更新部）が、騒音制御フィルタｆｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度よりも大きくなるように、騒音制御フィルタｇｔおよび騒音制御フィルタｆｔをそれぞれ更新する。第３実施形態および第４実施形態では、騒音制御フィルタｆｔに基づく能動騒音制御成分を残しつつ、騒音制御フィルタｇｔに基づく能動騒音制御成分を能動騒音制御前に戻して送話信号を得た（式（３６）（４６））。このように、騒音制御フィルタｆｔに基づく能動騒音制御に基づく能動騒音制御は送話信号の音質向上に貢献するが、騒音制御フィルタｇｔに基づく能動騒音制御は送話信号の音質向上にほとんど貢献しない。そのため、騒音制御フィルタｆｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）への貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度よりも大きくなるようにすることで、送話信号の音質をさらに向上させることができる。なお、利用者１０００が聴取する信号の騒音制御については、騒音制御フィルタｆｔに基づく能動騒音制御も騒音制御フィルタｇｔに基づく能動騒音制御も貢献している。
次に、本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態は、第３実施形態および第４実施形態の変形例である。本実施形態では、更新部１１５（第１更新部）および更新部２１５（第２更新部）が、騒音制御フィルタｆｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度よりも大きくなるように、騒音制御フィルタｇｔおよび騒音制御フィルタｆｔをそれぞれ更新する。第３実施形態および第４実施形態では、騒音制御フィルタｆｔに基づく能動騒音制御成分を残しつつ、騒音制御フィルタｇｔに基づく能動騒音制御成分を能動騒音制御前に戻して送話信号を得た（式（３６）（４６））。このように、騒音制御フィルタｆｔに基づく能動騒音制御に基づく能動騒音制御は送話信号の音質向上に貢献するが、騒音制御フィルタｇｔに基づく能動騒音制御は送話信号の音質向上にほとんど貢献しない。そのため、騒音制御フィルタｆｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）への貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度よりも大きくなるようにすることで、送話信号の音質をさらに向上させることができる。なお、利用者１０００が聴取する信号の騒音制御については、騒音制御フィルタｆｔに基づく能動騒音制御も騒音制御フィルタｇｔに基づく能動騒音制御も貢献している。
【0071】
＜処理＞
第３実施形態および第４実施形態と、第５実施形態との違いは、更新部１１５の処理（ステップＳ１１５）および更新部１１５の処理（ステップＳ２１５）の処理のみである。以下では、この相違点のみを説明する。上述のように、本実施形態のステップＳ１１５およびステップＳ２１５では、騒音制御フィルタｆｔ＋１による信号ｘ（ｔ＋１）への貢献度（重み）が、騒音制御フィルタｇｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度（重み）よりも大きくなるように、騒音制御フィルタｇｔおよび騒音制御フィルタｆｔを更新する。以下に具体例を示す。
第３実施形態および第４実施形態と、第５実施形態との違いは、更新部１１５の処理（ステップＳ１１５）および更新部１１５の処理（ステップＳ２１５）の処理のみである。以下では、この相違点のみを説明する。上述のように、本実施形態のステップＳ１１５およびステップＳ２１５では、騒音制御フィルタｆｔ＋１による信号ｘ（ｔ＋１）への貢献度（重み）が、騒音制御フィルタｇｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度（重み）よりも大きくなるように、騒音制御フィルタｇｔおよび騒音制御フィルタｆｔを更新する。以下に具体例を示す。
【0072】
＜フィルタ更新方法の例１＞
フィルタ更新方法の例１では、ステップＳ２１５における騒音制御フィルタｆｔの更新のためのステップサイズμｆ（例えば、式（２３－１）および式（２３－２））を、ステップＳ１１５における騒音制御フィルタｇｔの更新のためのステップサイズμｇ（例えば、式（１３－１）および式（１３－２））よりも大きくする。すなわち、μｆ＞μｇ＞０に設定する。ステップサイズが大きい方が騒音制御フィルタの要素（係数）の大きさ（振幅）が大きい。これにより、騒音制御フィルタｆｔ＋１に基づくフィードフォワード側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１に基づくフィードバック側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度よりも大きくなる。
フィルタ更新方法の例１では、ステップＳ２１５における騒音制御フィルタｆｔの更新のためのステップサイズμｆ（例えば、式（２３－１）および式（２３－２））を、ステップＳ１１５における騒音制御フィルタｇｔの更新のためのステップサイズμｇ（例えば、式（１３－１）および式（１３－２））よりも大きくする。すなわち、μｆ＞μｇ＞０に設定する。ステップサイズが大きい方が騒音制御フィルタの要素（係数）の大きさ（振幅）が大きい。これにより、騒音制御フィルタｆｔ＋１に基づくフィードフォワード側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１に基づくフィードバック側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度よりも大きくなる。
【0073】
＜フィルタ更新方法の例２＞
フィルタ更新方法の例２では、ステップＳ１１５において、更新結果ｇｔ＋１（例えば、式（１３－１）や式（１３－２））に係数γ１を乗じたものを更新後の騒音制御フィルタｇｔ＋１とし、ステップＳ２１５において、更新結果ｆｔ＋１（例えば、式（２３－１）や式（２３－２））に係数γ２を乗じたものを更新後の騒音制御フィルタｆｔ＋１とする。ただし、γ１は１よりも小さな正の実数係数（例えば、0.999）であり、γ２はγ１よりも大きく１以下の実数係数（例えば、0.9999）である。これによっても、騒音制御フィルタｆｔ＋１に基づくフィードフォワード側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１に基づくフィードバック側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度よりも大きくなる。
フィルタ更新方法の例２では、ステップＳ１１５において、更新結果ｇｔ＋１（例えば、式（１３－１）や式（１３－２））に係数γ１を乗じたものを更新後の騒音制御フィルタｇｔ＋１とし、ステップＳ２１５において、更新結果ｆｔ＋１（例えば、式（２３－１）や式（２３－２））に係数γ２を乗じたものを更新後の騒音制御フィルタｆｔ＋１とする。ただし、γ１は１よりも小さな正の実数係数（例えば、0.999）であり、γ２はγ１よりも大きく１以下の実数係数（例えば、0.9999）である。これによっても、騒音制御フィルタｆｔ＋１に基づくフィードフォワード側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１に基づくフィードバック側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度よりも大きくなる。
【0074】
＜フィルタ更新方法の例３＞
フィルタ更新方法の例２では、ステップＳ２１５による騒音制御フィルタｆｔの更新頻度を、ステップＳ１１５による騒音制御フィルタｆｔの更新頻度よりも高くする。例えば、ステップＳ２１５による騒音制御フィルタｆｔの更新は各ｔで行うが、ステップＳ１１５による騒音制御フィルタｆｔの更新は各ｔでは行わず、間隔を空けて行う（例えば、ｔが奇数の場合にのみ騒音制御フィルタｆｔの更新を行う等）。これによっても、騒音制御フィルタｆｔ＋１に基づくフィードフォワード側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１に基づくフィードバック側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度よりも大きくなる。
フィルタ更新方法の例２では、ステップＳ２１５による騒音制御フィルタｆｔの更新頻度を、ステップＳ１１５による騒音制御フィルタｆｔの更新頻度よりも高くする。例えば、ステップＳ２１５による騒音制御フィルタｆｔの更新は各ｔで行うが、ステップＳ１１５による騒音制御フィルタｆｔの更新は各ｔでは行わず、間隔を空けて行う（例えば、ｔが奇数の場合にのみ騒音制御フィルタｆｔの更新を行う等）。これによっても、騒音制御フィルタｆｔ＋１に基づくフィードフォワード側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１に基づくフィードバック側の能動騒音制御成分の信号ｘ（ｔ＋１）に対する貢献度よりも大きくなる。
【0075】
＜フィルタ更新方法の例４＞
その他、フィルタ更新方法の例１から例３の何れかを組み合わせてもよい。
その他、フィルタ更新方法の例１から例３の何れかを組み合わせてもよい。
【0076】
＜本実施形態の特徴＞
本実施形態では、騒音制御フィルタｆｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度よりも大きくなるように、騒音制御フィルタｇｔおよび騒音制御フィルタｆｔをそれぞれ更新する。これにより、送話信号の音質をさらに向上させることができる。
本実施形態では、騒音制御フィルタｆｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度が、騒音制御フィルタｇｔ＋１によるｘ（ｔ＋１）（第１信号）への貢献度よりも大きくなるように、騒音制御フィルタｇｔおよび騒音制御フィルタｆｔをそれぞれ更新する。これにより、送話信号の音質をさらに向上させることができる。
【0077】
［第５実施形態の変形例１］
本実施形態でも、第２実施形態の変形例１と同様、利用者１０００の耳に能動騒音制御システムを装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。これにより、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
本実施形態でも、第２実施形態の変形例１と同様、利用者１０００の耳に能動騒音制御システムを装着し、その上からさらにイヤマフ１６を装着してもよい。これにより、送話信号のＳ／Ｎ比をさらに改善できる。
【0078】
［ハードウェア構成］
各実施形態における集音装置１１，２１，３１，４１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）やＲＡＭ（random-access memory）・ＲＯＭ（read-only memory）等のメモリ等を備える汎用または専用のコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成される装置である。すなわち、各実施形態における集音装置１１，２１，３１，４１は、例えば、それぞれが有する各部を実装するように構成された処理回路（processing circuitry）を有する。このコンピュータは１個のプロセッサやメモリを備えていてもよいし、複数個のプロセッサやメモリを備えていてもよい。このプログラムはコンピュータにインストールされてもよいし、予めＲＯＭ等に記録されていてもよい。また、ＣＰＵのようにプログラムが読み込まれることで機能構成を実現する電子回路（circuitry）ではなく、単独で処理機能を実現する電子回路を用いて一部またはすべての処理部が構成されてもよい。また、１個の装置を構成する電子回路が複数のＣＰＵを含んでいてもよい。
各実施形態における集音装置１１，２１，３１，４１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）やＲＡＭ（random-access memory）・ＲＯＭ（read-only memory）等のメモリ等を備える汎用または専用のコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成される装置である。すなわち、各実施形態における集音装置１１，２１，３１，４１は、例えば、それぞれが有する各部を実装するように構成された処理回路（processing circuitry）を有する。このコンピュータは１個のプロセッサやメモリを備えていてもよいし、複数個のプロセッサやメモリを備えていてもよい。このプログラムはコンピュータにインストールされてもよいし、予めＲＯＭ等に記録されていてもよい。また、ＣＰＵのようにプログラムが読み込まれることで機能構成を実現する電子回路（circuitry）ではなく、単独で処理機能を実現する電子回路を用いて一部またはすべての処理部が構成されてもよい。また、１個の装置を構成する電子回路が複数のＣＰＵを含んでいてもよい。
【0079】
上述のプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例は非一時的な（non-transitory）記録媒体である。このような記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等である。
【0080】
このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
【0081】
各実施形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、集音装置１１，２１，３１，４１を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【0082】
［その他の変形例］
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の各実施形態では、集音装置１１，２１，３１，４１が能動騒音制御システム１，２，３，４に組み込まれていた。しかし、能動騒音制御システム１，２，３，４に集音装置１１，２１，３１，４１が組み込まれておらず、集音装置１１，２１，３１，４１が能動騒音制御システム１，２，３，４の外部に配置されていてもよい。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の各実施形態では、集音装置１１，２１，３１，４１が能動騒音制御システム１，２，３，４に組み込まれていた。しかし、能動騒音制御システム１，２，３，４に集音装置１１，２１，３１，４１が組み込まれておらず、集音装置１１，２１，３１，４１が能動騒音制御システム１，２，３，４の外部に配置されていてもよい。
【0083】
上述の実施形態では、集音装置１１，２１，３１，４１の処理を時間領域で説明した。しかし、集音装置１１，２１，３１，４１の処理の少なくとも一部が時間周波数領域で実行されてもよい。すなわち、集音装置１１，２１，３１，４１の処理は、時間領域で実行されてもよいし、時間周波数領域で実行されてもよい。
【0084】
また、互いに異なる実施形態の能動騒音制御システムの間で音声通信が行われてもよいし、いずれかの能動騒音制御システム１，２，３，４と他の能動騒音制御システムとの間で音声通信が行われてもよい。
【0085】
また、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0086】
１，２，３，４ 能動騒音制御システム
１１，２１，３１，４１ 集音装置
１２ スピーカ
１３，２３ マイクロホン
１０１ 外耳道
１１１，１１４，２１４，３１１，４１１ 経路モデル適用部
１１２，１１６，２１６，２１７，３１８，４１６，４１８ 演算部
１１３，２１３ 騒音制御部
１１５，２１５ 更新部
１０００ 利用者
１０１１ 外耳道
１１，２１，３１，４１ 集音装置
１２ スピーカ
１３，２３ マイクロホン
１０１ 外耳道
１１１，１１４，２１４，３１１，４１１ 経路モデル適用部
１１２，１１６，２１６，２１７，３１８，４１６，４１８ 演算部
１１３，２１３ 騒音制御部
１１５，２１５ 更新部
１０００ 利用者
１０１１ 外耳道
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】