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(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】P2024173779
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】音声処理装置
(51)【国際特許分類】
H04R 25/00 20060101AFI20241205BHJP
H04R 27/02 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
H04R25/00 Z
H04R27/02
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024086498
(22)【出願日】2024-05-28
(31)【優先権主張番号】P 2023091897
(32)【優先日】2023-06-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】500198966
【氏名又は名称】ラディウス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】香田 進
(57)【要約】 （修正有）
【課題】発話者が補助装置を用いることによって、難聴者が補助装置を用いずとも音声を聴き取り易くする音声処理装置を提供する。
【解決手段】持ち運び可能な音声処理装置（１）は、マイクをユーザの口元に位置させるための支持部材（２４）に接続されているマイク（２１）から供給された音声信号に対して、音声を明瞭化するための音声処理を施す音声処理器（１０）と、音声処理を施された音声信号を音声に変換するスピーカー（２２）と、音声処理器（１０）を収容する筐体と、を備えている。
【選択図】図２
【解決手段】持ち運び可能な音声処理装置（１）は、マイクをユーザの口元に位置させるための支持部材（２４）に接続されているマイク（２１）から供給された音声信号に対して、音声を明瞭化するための音声処理を施す音声処理器（１０）と、音声処理を施された音声信号を音声に変換するスピーカー（２２）と、音声処理器（１０）を収容する筐体と、を備えている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
持ち運び可能な音声処理装置であって、
マイクから供給された音声信号に対して、音声を明瞭化するための音声処理を施す音声処理器と、
前記音声処理を施された音声信号を音声に変換するスピーカーと、
少なくとも前記音声処理器を収容する筐体と、を備えている、
ことを特徴とする音声処理装置。
マイクから供給された音声信号に対して、音声を明瞭化するための音声処理を施す音声処理器と、
前記音声処理を施された音声信号を音声に変換するスピーカーと、
少なくとも前記音声処理器を収容する筐体と、を備えている、
ことを特徴とする音声処理装置。
【請求項2】
前記筐体は、前記音声処理器に加えて前記スピーカーも収容する、
ことを特徴とする請求項１に記載の音声処理装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の音声処理装置。
【請求項3】
音声を音声信号に変換するマイクを更に備え、
前記筐体は、前記音声処理器及び前記スピーカーに加えて前記マイクも収容する、
ことを特徴とする請求項２に記載の音声処理装置。
前記筐体は、前記音声処理器及び前記スピーカーに加えて前記マイクも収容する、
ことを特徴とする請求項２に記載の音声処理装置。
【請求項4】
音声を音声信号に変換するマイクを更に備えている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の音声処理装置。
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の音声処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、音声処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、高齢化により難聴障害を抱えている人口割合が増加しており、補聴器や集音器などによる補助装置が一般的に使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１１００５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の図５には、音響装置や放送設備などのスピーカーから流れる音声を明瞭に聴きやすくするための音声処理装置が開示されている。この音声処理装置は、本願明細書における音声処理器に読みかえられる。したがって、以下では、特許文献１に記載の音声処理装置のことを音声処理器と称する。
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の音声処理装置は、ビルや公共の建物、ショッピングセンター、スポーツ施設などといった大勢の人が集まる場所に設置されている音響装置及び放送設備を主なターゲットにしている。そのため、この音声処装置は、大勢の人が集まる場所にあらかじめ設置されているスピーカーを介して、音声処理済の音声を発する。したがって、この音声処理装置は、持ち運ぶことができないため、発話者と音声処理装置とが一緒に移動可能な状態で使用することができない。
【0006】
本発明の一態様は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、発話者と一緒に移動可能な状態で使用することができる音声処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る情報処理装置は、持ち運び可能な音声処理装置であって、マイクから供給された音声信号に対して、音声を明瞭化するための音声処理を施す音声処理器と、前記音声処理を施された音声信号を音声に変換するスピーカーと、少なくとも前記音声処理器を収容する筐体と、を備えている。
【0008】
上記の構成によれば、音声処理装置が持ち運び可能に構成されているため、発話者と一緒に移動可能な状態で使用することができる音声処理装置を提供することができる。
【0009】
発話者と音声処理装置とが一緒に移動可能であることによって、例えば、お店の店員が顧客と接するときや、イベント会場の係員が観客を案内するときや、災害現場において自治体の職員が市民に情報などを提供するときなど、様々な状況において音声処理装置を用いることができる。したがって、上述した顧客や観客や市民などのなかに難聴者が含まれている場合であっても、発話者が伝えたいメッセージを難聴者に伝えることが容易になる。
【0010】
なお、これらの場合において、発話者が音声処理済の音声を用いて語りかける相手は、発話者と対面している特定の人又は人々であってもよいし、道行く人のように不特定の人又は人々であってもよい。
【0011】
また、本発明の第２の態様に係る音声処理装置においては、上述した第１の態様に係る音声処理装置の構成に加えて、前記筐体は、前記音声処理器に加えて前記スピーカーも収容する、構成が採用されている。
【0012】
上記の構成によれば、単一の筐体に音声処理器とスピーカーとが一体的に収容されているため、発話者が音声処理装置を持ち運ぶことが容易になる。
【0013】
また、本発明の第３の態様に係る音声処理装置においては、上述した第２の態様に係る音声処理装置の構成に加えて、音声を音声信号に変換するマイクを更に備え、前記筐体は、前記音声処理器及び前記スピーカーに加えて前記マイクも収容する、構成が採用されている。
【0014】
上記の構成によれば、単一の筐体に音声処理器とスピーカーとマイクとが一体的に収容されているため、発話者が音声処理装置を持ち運ぶことが容易になる。このような音声処理装置の例としては、電子メガホン又は拡声器と呼ばれるデバイスが挙げられる。
【0015】
また、本発明の第４の態様に係る音声処理装置においては、上述した第１の態様又は第２の態様に係る音声処理装置の構成に加えて、音声を音声信号に変換するマイクを更に備えている、構成が採用されている。
【0016】
本発明の一態様に係る情報処理装置は、マイクを含めたパッケージで販売することもできる。
【発明の効果】
【0017】
本発明の一態様によれば、発話者と一緒に移動可能な状態で使用することができる音声処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態１に係る音声処理装置のブロック図である。
【図4】本発明の実施形態２に係る音声処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図5】音声信号が含むホルマント成分について説明する図である。
【図9】位相補正を行わずに第１音声信号と第２音声信号を合成した場合について説明するグラフである。
【図10】位相補正を行わない場合の合成音声信号の周波数特性を示すグラフである。
【図12】音声信号、補正前後の第１音声信号、および合成音声信号の位相・出力の計時変化を示すグラフである。
【図13】合成部の総合出力特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
【0020】
＜音声処理装置の概要＞
近年、高齢化が進む現在では、例えば会話において聞き手が難聴障害を有する場合に発話者が発した重要な情報が伝わらないという場面が頻発している現状が報告されている。一般的な発想では発話者の声量を大きくする程度の対策が取られるが難聴障害は伝音難聴と内耳側の障害で起こる感音難聴などがあり特に感音難聴では大きな音量でも全く言語が理解できなくその原因は聴覚器官である蝸牛という器官での高い周波数を聴覚信号に変換する機能低下で起こる事が解明されている。
近年、高齢化が進む現在では、例えば会話において聞き手が難聴障害を有する場合に発話者が発した重要な情報が伝わらないという場面が頻発している現状が報告されている。一般的な発想では発話者の声量を大きくする程度の対策が取られるが難聴障害は伝音難聴と内耳側の障害で起こる感音難聴などがあり特に感音難聴では大きな音量でも全く言語が理解できなくその原因は聴覚器官である蝸牛という器官での高い周波数を聴覚信号に変換する機能低下で起こる事が解明されている。
【0021】
高齢化等により聴覚機能が低下してしまった状況では日常生活に於いて会話による情報交換が希薄となるため補聴器や集音器などによる補助装置が難聴者の方に対して一般的に使用されている。これらの補助装置はマイクにより集音される音声を聴き取り易くするため音量増大や多少の周波数処理を行ってイヤホンから出音する方法がとられている。
【0022】
しかしながら、例えば老人ホームや介護施設等において、難聴者の数が多数である場合に、難聴者全員に補助装置を着用させることは非効率的であるし、費用も嵩むという問題がある。
【0023】
そこで発明者は、発話者が補助装置を用いることによって、難聴者が補助装置を用いずとも音声を聴き取り易くする方法について模索した。
【0024】
以下では、本発明の一実施形態である音声処理装置１について、図１～図３を参照して説明する。図１は、音声処理装置１のブロック図である。図２の左図は、音声処理装置１の外観図の一例であり、図２の右図は、音声処理装置１を装着したユーザの模式図である。図３は、音声処理装置１における周波数特性を示すグラフである。
【0025】
＜音声処理装置の着想＞
補助装置の一種である音声処理装置１は、言語を理解する上で重要な役割を持つ周波数成分を補助的に補正することで聴き取りにくかった言語を正確に理解することが可能となる技術を搭載し、発話者側で音声信号を補正処理するという従来の発想と全く逆の手法で実現するものである。
補助装置の一種である音声処理装置１は、言語を理解する上で重要な役割を持つ周波数成分を補助的に補正することで聴き取りにくかった言語を正確に理解することが可能となる技術を搭載し、発話者側で音声信号を補正処理するという従来の発想と全く逆の手法で実現するものである。
【0026】
音声処理装置１では、聞き手側の言語理解力を想定し発話者側で任意に信号処理成分の強度を設定することが可能となる機能を有しており快適な会話を成立することが具現化できる。
【0027】
＜音声処理装置の構成＞
音声処理装置１は、図１に示すように、マイク２１と、音声処理器１０と、スピーカー２２と、筐体と、を備えている。本実施形態において、筐体は、少なくとも音声処理器１０を収容する。
音声処理装置１は、図１に示すように、マイク２１と、音声処理器１０と、スピーカー２２と、筐体と、を備えている。本実施形態において、筐体は、少なくとも音声処理器１０を収容する。
【0028】
音声処理装置１は、持ち運び可能に構成されている。音声処理装置１は、発話者の体や衣服の一部に装着可能な構成であってもよいし、発話者が保持可能な保持部が設けられている構成であってもよい。
【0029】
本実施形態において、音声処理装置１は、図２の左図には図示してないものの、筐体の背面（発話者の体側の面）に設けられたクリップを備えている。クリップは、発話者が身につけているズボン、スカート、及びベルトの何れかに音声処理装置１を装着するための構成の一例である。したがって、音声処理装置１は、発話者が自身の腰に装着した状態で、持ち運びできるように構成されている（図２の右図参照）。なお、発話者の体や衣服の一部に装着可能な構成は、上述のクリップに限定されず、例えばベルトや、ストラップなどであってもよい。また、音声処理装置１は、腕時計型であってもよい。腕時計型である音声処理装置１は、ウェラブルデバイスの一例でもある。
【0030】
発話者が保持可能な保持部が設けられている音声処理装置１の一例としては、音声処理器１０を備えた電子メガホンが挙げられる。電子メガホンにおいて発話者が握るグリップ部は、発話者が保持可能な保持部の一例である。
【0031】
一般的な成人が持ち運び可能であるために、音声処理装置１は、重量が１０ｋｇ以下となるように構成されている。なお、音声処理装置１の重量は、軽ければ軽いほど好ましい。また、音声処理装置１が発話者の体や衣服の一部に装着可能なように構成されている場合、音声処理装置１の重量は、１ｋｇ以下であることが好ましい。
【0032】
（マイク）
マイク２１は、発話者が発した音声を音声信号ＳＶに変換し、音声信号ＳＶを、マイク２１が接続された音声処理器１０のポートＰ１１に供給する。本実施形態において、音声信号ＳＶは、アナログ信号であり且つ電気信号である。ただし、マイク２１は、送話側のユーザが発した音声をデジタル信号である音声信号ＳＶに変換するように構成されていてもよい。
マイク２１は、発話者が発した音声を音声信号ＳＶに変換し、音声信号ＳＶを、マイク２１が接続された音声処理器１０のポートＰ１１に供給する。本実施形態において、音声信号ＳＶは、アナログ信号であり且つ電気信号である。ただし、マイク２１は、送話側のユーザが発した音声をデジタル信号である音声信号ＳＶに変換するように構成されていてもよい。
【0033】
マイク２１としては、例えば、エレクトリックコンデンサ型のマイクを採用することができる。エレクトリックコンデンサ型のマイクには、駆動用の直流電圧が印加されている。また、エレクトリックコンデンサ型のマイクは、メーカーあるいは機種ごとに異なる形式のコネクタも用いて接続されている場合が多い。
【0034】
（音声処理器）
本発明の一態様に係る音声処理器は、マイク２１から供給された音声信号に対して、前記音声を明瞭化するための音声処理を施し、且つ、該音声処理を施された音声信号を出力するように構成されている。以下では、本発明の一態様に係る音声処理器の一例である音声処理器１０について説明する。
本発明の一態様に係る音声処理器は、マイク２１から供給された音声信号に対して、前記音声を明瞭化するための音声処理を施し、且つ、該音声処理を施された音声信号を出力するように構成されている。以下では、本発明の一態様に係る音声処理器の一例である音声処理器１０について説明する。
【0035】
図１に示すように、音声処理器１０は、ポートＰ１１と、ポートＰ１２と、分岐部１１と、位相補正器１２と、フィルタ（バンドパスフィルタ）１３と、アンプ１４と、調整器１５と、加算合成器１６と、を備えている。音声処理器１０は、マイク２１とスピーカーとの間に介在するように設けられている。分岐部１１、フィルタ１３、アンプ１４、及び加算合成器１６は、音声処理部の一例である。また、音声処理器１０は、図１に図示していない電源部と、検出部と、制御部と、を更に備えている。
【0036】
ポートＰ１１は、マイク２１に接続されるポートであり、第１ポートの一例である。ポートＰ１１と、マイク２１とは、ケーブル又は配線を用いて接続されている。ポートＰ１１の端子には、マイク２１によって発話者が発した音声から変換された音声信号ＳＶが、マイク２１から供給される。
【0037】
音声信号ＳＶは、特許文献１の図１に記載されているように、１次のホルマント成分、２次のホルマント成分、・・・、ｎ次のホルマント成分を含む。なお、ｎは、送話側のユーザに依存し、多少の個人差はあるものの、少なくとも４以上の正の整数である。なお、１次のホルマント成分、２次のホルマント成分、・・・、ｎ次のホルマント成分の各々は、それぞれ、特許文献１の図１に記載の第１ホルマント、第２ホルマント、・・・、第ｎ次ホルマントに読み替えられる。
【0038】
なお、１次のホルマント成分、２次のホルマント成分、・・・、ｎ次のホルマント成分については、特許文献１に記載されているため本実施形態では、その説明を省略する。
【0039】
分岐部１１は、音声信号ＳＶを第１音声信号ＳＶ１と第２音声信号ＳＶ２とに分岐する。本実施形態において、分岐部１１は、第１音声信号ＳＶ１と第２音声信号ＳＶ２との強度比が１：１になるように、すなわち分配比が１：１になるように構成されている。ただし、分岐部１１の分配比は、１：１に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
【0040】
なお、第１音声信号ＳＶ１及び第２音声信号ＳＶ２の各々のスペクトルは、音声信号ＳＶのスペクトルと同様である。すなわち、第１音声信号ＳＶ１及び第２音声信号ＳＶ２の各々は、１次のホルマント成分、２次のホルマント成分、・・・、ｎ次のホルマント成分を含む。
【0041】
フィルタ１３は、分岐部１１を通過した第１音声信号ＳＶ１から周波数が４００Ｈｚ未満の成分である低周波成分を除去するハイパスフィルタである。フィルタ１３は、前記低周波成分を含まない第１音声信号ＳＶ１’を出力する。したがって、第１音声信号ＳＶ１’は、１次のホルマント成分を含まず、且つ、２次のホルマント成分、３次のホルマント成分、・・・、ｎ次のホルマント成分を含む音声信号である。
【0042】
アンプ１４は、フィルタ１３を通過した第１音声信号ＳＶ１’を増幅することによって、２次のホルマント成分、３次のホルマント成分、・・・、ｎ次のホルマント成分の強度が高められた第１音声信号ＳＶ１”を出力する。
【0043】
調整器１５は、アンプ１４のゲインを調整する。本実施形態において、調整器１５は、前記ゲインを０～２の３段階に調整可能なスイッチを用いて構成されている。調整器１５は、スイッチにより「０」を選択した場合に前記ゲインが１倍となり、スイッチにより「１」を選択した場合に前記ゲインが３倍となり、スイッチにより「２」を選択した場合に前記ゲインが５倍となるように構成されている。
【0044】
ただし、調整器１５を構成するスイッチの段数、及び、スイッチにより選択される前記ゲインは、上述した例に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、スイッチにより「０」を選択した場合に前記ゲインが０倍となり、スイッチにより「１」を選択した場合に前記ゲインが１倍となり、スイッチにより「２」を選択した場合に前記ゲインが５倍となるように構成されていてもよい。前記ゲインを０倍に設定した場合、音声処理器１０における音声処理は実質的にキャンセルされる。したがって、音声処理装置１は、マイク２１から供給された音声信号に対して、音声を明瞭化するための音声処理を施すことなく、その音声信号を音声に変換してスピーカーより出力する。音声明瞭化の処理が不要であることが分かっている場合には、上述したように音声処理をキャンセルしてもよい。また、通常は、音声処理をキャンセルしたまま使用しておき、聞き手側のユーザにおいて聞き取りにくそうな仕草が認められた場合に、発話者側のユーザが調整器１５を適宜調節し、音声処理器１０における音声処理の度合いを調節することもできる。また、調整器１５は、ゲインを離散的に変化させるスイッチの代わりにゲインを連続的に変化させるボリュームを採用することもできる。また、聞き手となるユーザがある程度特定できる場合には、前記ゲインを予め設定しており、調整器１５を省略することもできる。
【0045】
位相補正器１２は、アンプ１４を通過した第１音声信号ＳＶ１”の位相と合うように、第２音声信号ＳＶ２の位相を補正する。すなわち、位相補正器１２は、第１音声信号ＳＶ１”と位相が合っている第２音声信号ＳＶ２’を出力する。
【0046】
加算合成器１６は、アンプ１４を通過した第１音声信号ＳＶ１”と、位相補正器１２を通過した第２音声信号ＳＶ２’とを加算合成することによって合成音声信号ＳＳＶを生成し、合成音声信号ＳＳＶをポートＰ１２に供給する。
【0047】
ポートＰ１２は、スピーカーに接続されるポートであり、第２ポートの一例である。ポートＰ１２と、スピーカーとは、ケーブル又は配線を用いて接続されている。ポートＰ１２の端子には、加算合成器１６から合成音声信号ＳＳＶが供給される。
【0048】
このように音声処理器１０は、マイク２１から供給された音声信号ＳＶに対して音声処理を施し、合成音声信号ＳＳＶをスピーカー２２に供給する。
【0049】
本実施形態において、マイク２１は、アナログ信号である音声信号ＳＶをポートＰ１１に供給する。ポートＰ１２は、アナログ信号である合成音声信号ＳＳＶをスピーカーに供給する。ただし、マイク２１は、デジタル信号である音声信号ＳＶをポートＰ１１に供給し、且つ、ポートＰ１２は、デジタル信号である合成音声信号ＳＳＶをスピーカーに供給するように構成されていてもよい。
【0050】
また、本実施形態において、位相補正器１２、フィルタ１３、アンプ１４、及び加算合成器１６の各々は、アナログ回路により構成されている。ただし、位相補正器１２、フィルタ１３、アンプ１４、及び加算合成器１６の各々は、デジタル回路により構成されていてもよい。
【0051】
また、本実施形態において、音声処理器１０は、第１音声信号ＳＶ１に対してフィルタリング処理を施すフィルタとしてハイパスフィルタであるフィルタ１３を備えている。ただし、音声処理器１０は、フィルタ１３は、分岐部１１を通過した第１音声信号ＳＶ１から、（１）周波数が４００Ｈｚ未満の成分である低周波成分と、（２）周波数が７ｋＨｚを超える成分である高周波成分と、を除去するように構成されていてもよい。すなわち、フィルタ１３は、周波数が４００Ｈｚ以上であり７ｋＨｚ以下である成分を通過させるバンドパスフィルタであってもよく、周波数が４００Ｈｚ以上であり５ｋＨｚ以下である成分を通過させるバンドパスフィルタであってもよい。なお、この場合、フィルタ１３は、１つのバンドパスフィルタとして実現されていてもよいし、ハイパスフィルタとローパスフィルタとを直列に接続することによって実現されていてもよい。
【0052】
また、本実施形態において、音声処理器１０或いは音声処理装置１の筐体は、アルミニウム製である。ただし、筐体を構成する材料は、アルミニウムに限定されず、例えば銅やステンレスなどの金属であってもよい。また、筐体を構成する材料は、樹脂を主にし、その表面に金属層が設けられたものであってもよい。筐体は、少なくともその表面が金属により覆われていることによって、外部から内部へ侵入する電磁波を遮蔽することができる。
【0053】
また、本発明の一態様において、音声処理器１０を収容する単一の筐体は、音声処理器１０に加えてマイク２１及びスピーカー２２の少なくとも何れかを収容するように構成されていてもよい。本実施形態においては、図２に示すように、該筐体は、音声処理器１０とスピーカー２２とを収容するように構成されている。なお、音声処理器１０、マイク２１、及びスピーカー２２が単一の筐体に収容されており、且つ、持ち運び可能な音声処理装置１は、電子メガホン又は拡声器と呼ばれるデバイスの一種と言える。また、大音量の音声を出力することを想定し、スピーカー２２として高出力なスピーカーを用いる場合、単一の筐体に音声処理器１０及びスピーカー２２を収容し、マイク２１を外付けのデバイスとしてもよい。ただし、このような場合でも、音声処理器１０、スピーカー２２、及び筐体を含む音声処理装置１は、持ち運び可能な重量及びサイズに限定される。
【0054】
なお、図１に図示していない電源部、検出部、及び制御部の各々は、次のように構成されている。
【0055】
電源部は、音声処理部（特にアンプ１４）及び制御部に電力を供給する。音声処理装置１を持ち運び可能な構成とするために、電源部は、電池であることが好ましい。電源部として電池を用いることにより、発話者は、電源ケーブルを気にすることなく、自由に動きながら発話することができる。ただし、発話者の移動する範囲が限られている場合を想定して、電源部としてＡＣアダプタに代表される交流／直流変換器を用いてもよい。電源部として交流／直流変換器を用いることにより、商用電源を利用することができるので、発話者は電力の残量を気にすることなく発話することができる。また、電源部は、電池と交流／直流変換器との両方を採用していてもよい。
【0056】
検出部は、前記電源部から前記音声処理部に前記電力が供給されているか否かを検出するように構成されている。電源部が通常どおり機能している場合であれば、検出部は、「Ｙｅｓ」を示す検出情報を制御部に供給する。一方、電源部が通常どおり機能していない場合であれば、検出部は、「Ｎｏ」を示す検出情報を制御部に供給する。電源部が交流／直流変換器でる場合、通常どおり機能していない状態の例としては、停電が挙げられる。また、電源部が電池である場合、通常どおり機能していない状態の例としては、電池切れが挙げられる。
【0057】
制御部は、検出部の検出結果に応じて、音声信号ＳＶに対して音声処理を施す、あるいは、施さないように、選択部を制御する。制御部は、検出部の検出結果が「Ｙｅｓ」である場合、音声信号ＳＶに対して音声処理を施すように選択部を制御する。一方、制御部は、検出部の検出結果が「Ｎｏ」である場合、音声信号ＳＶに対して音声処理を施さないように選択部を制御する。
【0058】
また、音声処理器１０は、ポートＰ１１と分岐部１１との間に介在する極性切り替え器及びアンプを更に備えていてもよい。
【0059】
（スピーカー）
スピーカー２２は、ポートＰ１２から供給された合成音声信号ＳＳＶを音声に変換し、該音声を出力する。本実施形態において、ポートＰ１２から供給される音声信号は、アナログ信号であり且つ電気信号である。ただし、ポートＰ１２から供給される音声信号は、デジタル信号であり、スピーカー２２は、デジタル信号である音声信号を音声に変換するように構成されていてもよい。また、スピーカー２２が、音声を増大する機能を有し、音声処理器１０が拡声器として実現される構成であってもよい。
スピーカー２２は、ポートＰ１２から供給された合成音声信号ＳＳＶを音声に変換し、該音声を出力する。本実施形態において、ポートＰ１２から供給される音声信号は、アナログ信号であり且つ電気信号である。ただし、ポートＰ１２から供給される音声信号は、デジタル信号であり、スピーカー２２は、デジタル信号である音声信号を音声に変換するように構成されていてもよい。また、スピーカー２２が、音声を増大する機能を有し、音声処理器１０が拡声器として実現される構成であってもよい。
【0060】
（音声処理装置の外観図）
図２の左図は、音声処理装置１の外観図の一例であり、右図は、音声処理装置１を装着したユーザの模式図である。図２に示すように、例えばマイク２１と音声処理器１０とは有線で接続されていてもよいし、或いは無線で接続されていてもよい。図２の例では、マイク２１は、マイク２１をユーザの口元に位置させるための支持部材２４に接続されている。支持部材２４は、ユーザの耳の上部及び後頭部に沿って装着される。また、音声処理器１０は、ベルト等に固定可能であって、マイク２１と一体化した構成であってもよい。図２の構成によれば、ハンズフリーで音声処理装置１が使用可能となるため、ユーザの利便性が向上する。
図２の左図は、音声処理装置１の外観図の一例であり、右図は、音声処理装置１を装着したユーザの模式図である。図２に示すように、例えばマイク２１と音声処理器１０とは有線で接続されていてもよいし、或いは無線で接続されていてもよい。図２の例では、マイク２１は、マイク２１をユーザの口元に位置させるための支持部材２４に接続されている。支持部材２４は、ユーザの耳の上部及び後頭部に沿って装着される。また、音声処理器１０は、ベルト等に固定可能であって、マイク２１と一体化した構成であってもよい。図２の構成によれば、ハンズフリーで音声処理装置１が使用可能となるため、ユーザの利便性が向上する。
【0061】
＜音声処理装置の周波数特性＞
図３は、音声処理器１０を備えた音声処理装置１における周波数特性を示すグラフである。図３に示した特性線ａは、マイク２１から供給される音声信号ＳＶの周波数特性を示す。図３に示した特性線ｂは、ポートＰ１１と分岐部１１との間に介在するアンプにより出力値を調整されたあとの音声信号ＳＶの周波数特性を示す。図３に示した特性線ｃは、アンプ１４を通過したあとの第１音声信号ＳＶ１”の周波数特性を示す。図３に示した特性線ｄは、合成音声信号ＳＳＶの周波数特性を示す。図３に矢印で示した特性線ｂと特性線ｄとの差が、音声処理器１０により実施される音声処理の効果である。
図３は、音声処理器１０を備えた音声処理装置１における周波数特性を示すグラフである。図３に示した特性線ａは、マイク２１から供給される音声信号ＳＶの周波数特性を示す。図３に示した特性線ｂは、ポートＰ１１と分岐部１１との間に介在するアンプにより出力値を調整されたあとの音声信号ＳＶの周波数特性を示す。図３に示した特性線ｃは、アンプ１４を通過したあとの第１音声信号ＳＶ１”の周波数特性を示す。図３に示した特性線ｄは、合成音声信号ＳＳＶの周波数特性を示す。図３に矢印で示した特性線ｂと特性線ｄとの差が、音声処理器１０により実施される音声処理の効果である。
【0062】
なお、特性線ｃにより表される第１音声信号ＳＶ１”の周波数特性の出力レベルは、調整器１５を用いてアンプ１４のゲインを調整することによって、調整することができる。
【0063】
＜音声処理装置の効果＞
音声処理装置１は、難聴者との対面による会話において確実に会話内容を伝達できる方法を提供する機能を搭載する会話補助装置である。従来の補聴器や集音器などとは全く逆の発想から誕生した手法で声を発する側で聴覚障害者が聴こえ易くなる音声処理をした音声を、音声処理装置１を介して発話者側が発することによって、難聴者が補聴器等を用いずとも会話内容の伝達が可能となる。
音声処理装置１は、難聴者との対面による会話において確実に会話内容を伝達できる方法を提供する機能を搭載する会話補助装置である。従来の補聴器や集音器などとは全く逆の発想から誕生した手法で声を発する側で聴覚障害者が聴こえ易くなる音声処理をした音声を、音声処理装置１を介して発話者側が発することによって、難聴者が補聴器等を用いずとも会話内容の伝達が可能となる。
【0064】
音声処理装置１に搭載する音声処理による音声明瞭化技術によれば高齢化により聴覚障害の原因となる内耳の聴覚器官である「蝸牛」の音声～電気信号への変換効率とくに高い周波数帯域（ホルマントと呼称される）の効率低下が言語の理解を阻害している点に注目し、言葉に含まれる高い周波数成分を強調する処理を施すことにより聴こえを取り戻すことが出来る事という特長を採り入れている。音声のスペクトル分析に於いて一番低い周波数に現れるレベルの大きいピーク周波数を第１ホルマント、２番目に現れるピーク周波数を第２ホルマントなどと呼称されそれぞれのピーク周波数は整数倍のポイントに現れるがそのピーク周波数は発声者の骨格などにより異なるが一般的には言語を理解するに必要なホルマント成分は第１ホルマントから第４ホルマントを確実に聴きとる必要がある事が長年にわたる我々の多くの知見結果により解明されており、音声処理装置１に於いては400Hz～5KHzを重点的に補償することでその効果を発揮出来ることが確認されている。
【0065】
以上のように、音声処理装置１の音声処理器１０は、ポートＰ１１と、分岐部１１と、フィルタ１３と、アンプ１４と、位相補正器１２と、加算合成器１６と、ポートＰ１２と、を備えている。
【0066】
上記の構成によれば、アンプ１４は、第１音声信号ＳＶ１’を増幅し、第２音声信号ＳＶ２を増幅しない。したがって、音声処理器１０において、１次のホルマント成分が増幅されず、且つ、所定のホルマント成分（例えば２次のホルマント成分、３次のホルマント成分、及び４次のホルマント成分）が増幅された合成音声信号を出力することができる。したがって、音声処理装置１は、聞き手側のユーザが補助装置を用いずとも明瞭と感じられる合成音声信号ＳＳＶを出力することができる。
【0067】
その結果、聞き手側のユーザとの間で誤解が生じたり、聞き手側のユーザの気分を害したりする可能性を低減することができるので、発話者側のユーザと聞き手側のユーザとの間におけるコミュニケーションを円滑に進めやすくなる。
【0068】
なお、音声を明瞭化する場合、第１音声信号ＳＶ１から、（１）周波数が４００Ｈｚ未満の成分である低周波成分と、（２）周波数が７ｋＨｚを超える成分である高周波成分と、を除去したうえで、第１音声信号ＳＶ１’を増幅し、位相が合っている第１音声信号ＳＶ１”と第２音声信号ＳＶ２とを加算合成することが好ましいことを発明者は、見出した。しかしながら、通常、人の声の波長は、１００Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下程度になっている。したがって、音声処理装置１を構成する音声処理器１０において、フィルタ１３は、多くの場合、前記低周波成分のみを第１音声信号ＳＶ１から除去することができればよい。すなわち、フィルタ１３においては、第１音声信号ＳＶ１から前記高周波成分を除去するように構成しなくてもよい。したがって、フィルタ１３を簡易に構成することができ、コストを抑制することができる。
【0069】
また、音声処理装置１において、位相補正器１２、フィルタ１３、アンプ１４、及び加算合成器１６の各々は、アナログ回路により構成されている、ことが好ましい。
【0070】
上記の構成によれば、音声処理器１０を容易に構成することができ、且つ、音声処理器１０を小型化することができる。また、フィルタ１３をデジタル回路により構成した場合と比較して、このように構成された音声処理装置１は、聞き手側のユーザがより明瞭と感じられる合成音声信号ＳＳＶを出力することができる。これは、アナログ回路により構成したフィルタ１３のほうが、デジタル回路により構成したフィルタ１３よりも、通過帯域の下限領域（すなわち４００Ｈｚ近傍の領域）におけるフィルタリング特性がなだらかになりやすいためだと考えられる。
【0071】
また、音声処理装置１において、音声処理器１０は、調整器１５を更に備えていることが好ましい。
【0072】
上記の構成によれば、聞き手側のユーザの様子に応じて、発話者側のユーザは、聞き手側のユーザの意図とは関係なく、アンプ１４のゲインを調整することができる。すなわち、合成音声信号における明瞭化の度合いを調整することができる。したがって、このように構成された音声処理装置１は、聞き手側のユーザに応じて明瞭化の度合いを調整した合成音声信号ＳＳＶを出力することができる。
【0073】
また、音声処理装置１において、フィルタ１３は、下限周波数未満である前記低周波成分と、上限周波数を超える前記高周波成分とを除去するように構成されていることが好ましい。また、前記下限周波数以上且つ前記上限周波数以下である帯域には、２次のホルマント成分、３次のホルマント成分、及び４次のホルマント成分が含まれていてもよい。
【0074】
本願の発明者は、音声信号の明瞭化に寄与する周波数帯域がおよそ４００Ｈｚ以上７ｋＨｚ以下であることを見出した。このように構成された音声処理装置１によれば、アンプ１４は、音声信号の明瞭化に寄与する周波数帯域に含まれる第１音声信号ＳＶ１’を増幅する。
【0075】
なお、音声処理装置１が備えている音声処理器１０も本発明の一態様である。
【0076】
音声処理器１０は、１次のホルマント成分が増幅されず、且つ、所定のホルマント成分（例えば２次のホルマント成分、３次のホルマント成分、及び４次のホルマント成分）が増幅された合成音声信号を出力することができる。
【0077】
また、音声処理器１０において、音声信号ＳＶ及び合成音声信号ＳＳＶの各々は、アナログ信号である、ことが好ましい。
【0078】
また、音声処理器１０において、位相補正器１２、フィルタ１３、アンプ１４、及び加算合成器１６の各々は、アナログ回路により構成されている、ことが好ましい。
【0079】
これにより、音声処理器１０を容易に構成することができ、且つ、音声処理器を小型化することができる。また、フィルタ１３をデジタル回路により構成した場合と比較して、このように構成された音声処理器１０は、聞き手側のユーザがより明瞭と感じられる合成音声信号を出力することができる。
【0080】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0081】
＜音声処理装置の構成＞
音声処理装置１Ａは、図４に示したように、上記実施形態１と同様のマイク２１、スピーカー２２、および筐体の他、音声処理器１０Ａを備えている。
音声処理装置１Ａは、図４に示したように、上記実施形態１と同様のマイク２１、スピーカー２２、および筐体の他、音声処理器１０Ａを備えている。
【0082】
［音声処理装置の構成］
音声処理器１０Ａは、音声信号生成部１１Ａと、補正信号生成部１２Ａと、フィルタ１３Ａと、合成部１４Ａと、を備えている。本実施形態に係る音声処理器１０Ａは、第１ポート１５Ａと、入力緩衝部１６Ａと、調整部１７と、第２ポート１８と、をさらに備えている。なお、音声処理器１０Ａは、図示しない電源部と、検出部と、制御部と、をさらに備えていてもよい。
音声処理器１０Ａは、音声信号生成部１１Ａと、補正信号生成部１２Ａと、フィルタ１３Ａと、合成部１４Ａと、を備えている。本実施形態に係る音声処理器１０Ａは、第１ポート１５Ａと、入力緩衝部１６Ａと、調整部１７と、第２ポート１８と、をさらに備えている。なお、音声処理器１０Ａは、図示しない電源部と、検出部と、制御部と、をさらに備えていてもよい。
【0083】
（第１ポート）
第１ポート１５Ａは、当該第１ポート１５Ａに接続される機器から供給された音声を表す音声信号ｘを、入力緩衝部１６Ａへ出力する。音声信号ｘは、図５に示したように、１次のホルマント成分ｈ１、２次のホルマント成分ｈ２、・・・、ｎ次のホルマント成分ｈｎを含む。なお、ｎは、送話側のユーザに依存し、多少の個人差はあるものの、少なくとも４以上の正の整数である。なお、１次のホルマント成分ｈ１、２次のホルマント成分ｈ２、・・・、ｎ次のホルマント成分ｈｎについては、特許文献１に記載されているため、本実施形態ではその説明を省略する。
第１ポート１５Ａは、当該第１ポート１５Ａに接続される機器から供給された音声を表す音声信号ｘを、入力緩衝部１６Ａへ出力する。音声信号ｘは、図５に示したように、１次のホルマント成分ｈ１、２次のホルマント成分ｈ２、・・・、ｎ次のホルマント成分ｈｎを含む。なお、ｎは、送話側のユーザに依存し、多少の個人差はあるものの、少なくとも４以上の正の整数である。なお、１次のホルマント成分ｈ１、２次のホルマント成分ｈ２、・・・、ｎ次のホルマント成分ｈｎについては、特許文献１に記載されているため、本実施形態ではその説明を省略する。
【0084】
（入力緩衝部）
図４に示したように、入力緩衝部１６Ａは、第１ポート１５Ａと音声信号生成部１１Ａとの間に設けられる。入力緩衝部１６Ａは、使用状況に合わせ、マイク用増幅器、出力インピーダンスを下げるプリアンプ等で構成することができる。本実施形態に係る入力緩衝部１６Ａは、音声信号ｘに、例えば図６に示したような、周波数の上限及び加減を狭め、かつ音圧を高める調整を施す。そして、入力緩衝部１６Ａは、図４に示したように、必要な調整が施された音声信号ｘを、音声信号生成部１１Ａへ出力する。なお、第１ポートから供給された音声信号の調整が不要である（第１ポートに接続されている機器が、調整不要の音声信号を出力するよう構成されている）場合、音声処理器１０Ａは、入力緩衝部１６Ａを備えていなくてもよい。
図４に示したように、入力緩衝部１６Ａは、第１ポート１５Ａと音声信号生成部１１Ａとの間に設けられる。入力緩衝部１６Ａは、使用状況に合わせ、マイク用増幅器、出力インピーダンスを下げるプリアンプ等で構成することができる。本実施形態に係る入力緩衝部１６Ａは、音声信号ｘに、例えば図６に示したような、周波数の上限及び加減を狭め、かつ音圧を高める調整を施す。そして、入力緩衝部１６Ａは、図４に示したように、必要な調整が施された音声信号ｘを、音声信号生成部１１Ａへ出力する。なお、第１ポートから供給された音声信号の調整が不要である（第１ポートに接続されている機器が、調整不要の音声信号を出力するよう構成されている）場合、音声処理器１０Ａは、入力緩衝部１６Ａを備えていなくてもよい。
【0085】
（音声信号生成部）
音声信号生成部１１Ａは、入力緩衝部１６Ａから供給された音声信号ｘから、互いにスペクトルが等しい第１音声信号ｘ１および第２音声信号ｘ２を生成する。「スペクトルが等しい」とは、第１音声信号ｘ１および第２音声信号ｘ２が、それぞれ１次のホルマント成分ｈ１、２次のホルマント成分ｈ２、・・・、ｎ次のホルマント成分ｈｎを含んでいることを指す。また、本実施形態に係る音声信号生成部１１Ａは、第２音声信号ｘ２とスペクトルが等しい第３音声信号ｘ３をさらに生成する。そして、音声信号生成部１１Ａは、第１音声信号ｘ１をハイパスフィルタ１３１へ、第２音声信号ｘ２を合成部１４Ａへ、第３音声信号を補正信号生成部１２Ａへ、それぞれ供給する。本実施形態に係る音声信号生成部１１Ａは、音声信号を分岐させることにより第１音声信号ｘ１、第２音声信号ｘ２および第３音声信号ｘ３を生成する。本実施形態において、音声信号生成部１１Ａは、第１音声信号ｘ１と第２音声信号ｘ２と第３音声信号ｘ３との強度比が１：１：１になるように、すなわち分配比が１：１：１になるように構成されている。ただし、音声信号の分配比は、１：１：１に限定されるものではなく、適宜設定することができる。入力緩衝部１６Ａから供給されたなお、音声信号生成部１１Ａは、音声信号を複製し、複製元の音声信号を第１音声信号ｘ１、複製された音声信号を第２音声信号ｘ２、第３音声信号ｘ３としてもよい。
音声信号生成部１１Ａは、入力緩衝部１６Ａから供給された音声信号ｘから、互いにスペクトルが等しい第１音声信号ｘ１および第２音声信号ｘ２を生成する。「スペクトルが等しい」とは、第１音声信号ｘ１および第２音声信号ｘ２が、それぞれ１次のホルマント成分ｈ１、２次のホルマント成分ｈ２、・・・、ｎ次のホルマント成分ｈｎを含んでいることを指す。また、本実施形態に係る音声信号生成部１１Ａは、第２音声信号ｘ２とスペクトルが等しい第３音声信号ｘ３をさらに生成する。そして、音声信号生成部１１Ａは、第１音声信号ｘ１をハイパスフィルタ１３１へ、第２音声信号ｘ２を合成部１４Ａへ、第３音声信号を補正信号生成部１２Ａへ、それぞれ供給する。本実施形態に係る音声信号生成部１１Ａは、音声信号を分岐させることにより第１音声信号ｘ１、第２音声信号ｘ２および第３音声信号ｘ３を生成する。本実施形態において、音声信号生成部１１Ａは、第１音声信号ｘ１と第２音声信号ｘ２と第３音声信号ｘ３との強度比が１：１：１になるように、すなわち分配比が１：１：１になるように構成されている。ただし、音声信号の分配比は、１：１：１に限定されるものではなく、適宜設定することができる。入力緩衝部１６Ａから供給されたなお、音声信号生成部１１Ａは、音声信号を複製し、複製元の音声信号を第１音声信号ｘ１、複製された音声信号を第２音声信号ｘ２、第３音声信号ｘ３としてもよい。
【0086】
（補正信号生成部）
補正信号生成部１２Ａは、音声信号生成部１１Ａから供給された第２音声信号ｘ２に基づいて位相補正信号ｐを生成する。上述したように、本実施形態に係る音声信号生成部１１Ａは、第２音声信号ｘ２と位相が等しい第３音声信号ｘ３を生成する。このため、本実施形態に係る補正信号生成部１２Ａは、第３音声信号ｘ３に基づいて位相補正信号ｐを生成する。これにより、補正信号生成部１２Ａは、専用の第３音声信号に基づいて位相補正信号ｐを生成することになる。このため、位相補正信号ｐを生成するのに第２音声信号を使用して、第２音声信号の位相がずれてしまうのを防ぐことができる。そして、補正信号生成部１２Ａは、生成した位相補正信号ｐを、フィルタ１３Ａの演算増幅器１３２ａへ出力する。
補正信号生成部１２Ａは、音声信号生成部１１Ａから供給された第２音声信号ｘ２に基づいて位相補正信号ｐを生成する。上述したように、本実施形態に係る音声信号生成部１１Ａは、第２音声信号ｘ２と位相が等しい第３音声信号ｘ３を生成する。このため、本実施形態に係る補正信号生成部１２Ａは、第３音声信号ｘ３に基づいて位相補正信号ｐを生成する。これにより、補正信号生成部１２Ａは、専用の第３音声信号に基づいて位相補正信号ｐを生成することになる。このため、位相補正信号ｐを生成するのに第２音声信号を使用して、第２音声信号の位相がずれてしまうのを防ぐことができる。そして、補正信号生成部１２Ａは、生成した位相補正信号ｐを、フィルタ１３Ａの演算増幅器１３２ａへ出力する。
【0087】
図７に示したように、本実施形態に係る補正信号生成部１２Ａは、コンデンサ１２１と、抵抗器１２２と、を備えている。コンデンサ１２１は、一端が音声信号生成部１１Ａに接続され、他端が演算増幅器１３２ａの非反転入力端子（＋）に接続されている。抵抗器１２２は、一端がコンデンサ１２１の他端側と接続され、他端にはバイアス電圧が印加されている。このように構成された補正信号生成部１２Ａは、コンデンサ１２１、および抵抗器１２２によって内部構成されるハイパスフィルタ機能によって、１／２πＣＲ（Ｃ：静電容量、Ｒ：抵抗値）以上の周波数成分のみを有する位相補正信号ｐを出力する。以下、位相補正信号ｐが有する周波数成分の下限値を位相補正開始周波数ｆｓと称する。なお、補正信号生成部１２Ａは、コンデンサ１２１および抵抗器１２２の少なくとも一方を変更することにより、位相補正開始周波数ｆｓを調整することが可能である。また、詳細は後述するが、フィルタ１３の演算増幅器１３２ａが位相を補正する程度は、図５に示したように、非反転入力端子（＋）へ入力される位相補正信号ｐの位相補正開始周波数ｆｓによって、０～－１８０°の範囲内で変わってくる。このため、位相補正開始周波数ｆｓは、補正後の第１音声信号ｘ１と第２音声信号ｘ２との間の位相の差が極小に収まるような最適値に調節されている。
【0088】
また、コンデンサ１２１は、位相補正開始周波数ｆｓによりそのインピーダンスＺ（内部抵抗）が変化する。具体的には、コンデンサ１２１のインピーダンスＺは、位相補正開始周波数ｆｓに反比例し、その値は１／ωＣ（ω＝２πｆｓ）で表される。すなわち、コンデンサ１２１のインピーダンスＺは、位相補正開始周波数ｆｓが高いほど低くなる。このため、補正信号生成部１２Ａは、位相補正開始周波数ｆｓが高いほど電圧の高い位相補正信号ｐを出力し、位相補正開始周波数ｆｓが低いほど電圧の低い位相補正信号ｐを出力する。このように、コンデンサ１２１を用いることで、簡単な構成で、様々な周波数の音声信号に対応した補正信号生成部１２Ａを構成することができる。
【0089】
（フィルタ）
フィルタ１３Ａは、第１音声信号から、所定の第１周波数以下の第１周波数成分を少なくとも除去する。第１周波数は、１次のホルマント成分ｈ１の上限周波数と２次のホルマント成分ｈ２の下限周波数との間の周波数である。本実施形態に係るフィルタ１３Ａは、第１周波数よりも高い第２周波数以上の第２周波数成分も除去するバンドパスフィルタである。本実施形態に係るフィルタ１３Ａは、ハイパスフィルタ１３１と、ローパスフィルタ１３２と、で構成されている。
フィルタ１３Ａは、第１音声信号から、所定の第１周波数以下の第１周波数成分を少なくとも除去する。第１周波数は、１次のホルマント成分ｈ１の上限周波数と２次のホルマント成分ｈ２の下限周波数との間の周波数である。本実施形態に係るフィルタ１３Ａは、第１周波数よりも高い第２周波数以上の第２周波数成分も除去するバンドパスフィルタである。本実施形態に係るフィルタ１３Ａは、ハイパスフィルタ１３１と、ローパスフィルタ１３２と、で構成されている。
【0090】
ハイパスフィルタ１３１は、音声信号生成部１１Ａから供給された第１音声信号ｘ１から、第１周波数成分を除去する。本実施形態に係るハイパスフィルタ１３１は、第１周波数が４００Ｈｚに設定されている。そして、ハイパスフィルタ１３１は、第１周波数成分が除去された第１音声信号ｘ１’、すなわち、１次のホルマント成分ｈ１を含まず、且つ、２次のホルマント成分ｈ２、３次のホルマント成分ｈ３、・・・、ｎ次のホルマント成分ｈｎを含む音声信号をローパスフィルタ１３２へ出力する。
【0091】
本実施形態に係るハイパスフィルタ１３１は、第１音声信号ｘ１を増幅する図示しない演算増幅器を有している。このため、本実施形態に係るハイパスフィルタ１３１は、第１周波数成分が除去され、かつ増幅された第１音声信号ｘ１を出力する。演算増幅器は、第１周波数成分が除去された第１音声信号ｘ１を増幅することによって、２次のホルマント成分ｈ２、３次のホルマント成分ｈ３、・・・、ｎ次のホルマント成分ｈｎの強度が高められた第１音声信号ｘ１”を出力する。なお、ハイパスフィルタ１３１は、使用目的により、演算増幅器の増幅率、および除去するか否かの境界となる周波数の少なくとも一方を任意に設定できるよう構成されていてもよい。
【0092】
ローパスフィルタ１３２は、ハイパスフィルタ１３１から供給された、第１周波数成分が除去された第１音声信号ｘ１から、第２周波数成分を除去する。第２周波数成分は、第２周波数以上の周波数成分である。第２周波数（カットオフ周波数）は、５次のホルマント成分ｈ５の上限周波数と６次のホルマント成分ｈ６の下限周波数との間の周波数、または６次のホルマント成分ｈ６の上限周波数と７次のホルマント成分ｈ７の下限周波数との間の周波数である。本実施形態に係るローパスフィルタ１３２は、第２周波数が５ｋＨｚまたは７ｋＨｚに設定されている。そして、ローパスフィルタ１３２は、第５または第６以降の高次の周波数成分が除去された第１音声信号ｘ１”、すなわち、２次～５次のホルマント成分ｈ２～ｈ５のみ、または２次～６次のホルマント成分ｈ２～ｈ６のみを含む音声信号を出力する。高次のホルマント成分は、言語理解に寄与しない雑音となる。このため、ローパスフィルタ１３２が第２周波数成分を除去することにより、後述する合成音声信号ｘ’における信号対雑音比を向上させることができる。
【0093】
ところで、第１音声信号には、周波数成分を除去する際に、位相遅延が必然的に生じてしまう。仮に、時間Ｔだけ位相が遅延した第１音声信号ｘ１を補正せずに第２音声信号ｘ２と合成すると、図９に示したように、第１音声信号ｘ１の電圧Ｖ１が位相遅れによって－Ｖ１となる。このため、合成音声信号の電圧Ｖは、第１音声信号ｘ１と第２音声信号ｘ２が互いに打ち消しあうことにより、Ｖ２＋（－Ｖ１）となる。この結果、図１０に示したように、ある周波数域にディップと呼ばれる不感帯（深い谷）が生じ、言語理解上特に重要な１次のホルマント成分ｈ１および２次のホルマント成分ｈ２の音圧が極端に小さくなる等、明確度の改善に大きな障害となる不都合が発生する。
【0094】
このため、フィルタ１３Ａは、位相遅延を補正する機能を有している。具体的には、図７に示したように、演算増幅器１３２ａが、他の素子１３２ｂ、１３２ｃと共にローパスフィルタ１３２に備えられている。演算増幅器１３２ａは、第１音声信号ｘ１を増幅する。また、演算増幅器１３２ａは、反転入力端子（－）に第１音声信号が入力されるよう構成されている。そして、演算増幅器１３２ａは、非反転入力端子（＋）に位相補正信号ｐが入力されることにより、位相が第２音声信号ｘ２の位相に近づくように補正された第１音声信号ｘ１’を出力する。具体的には、演算増幅器１３２ａは、反転入力端子（－）に入力された第１音声信号の電圧、および非反転入力端子（＋）へ入力された位相補正信号ｐの電圧の両方を比較演算する。そして、位相補正信号ｐの電圧の方が高ければ、電圧差に応じて位相が早められた第１音声信号ｘ１’を出力する。一方、位相補正信号ｐの電圧の方が低ければ、電圧差に応じて位相が遅くされた第１音声信号ｘ１’を出力する。上述したように、位相補正信号ｐの電圧は、上記補正信号生成部１２Ａのコンデンサ１２１、および抵抗器１２２によって決定される位相補正開始周波数ｆｓに応じて変化する。このため、演算増幅器１３２ａが位相を早めるまたは遅くする程度は、例えば図８に示したように、位相補正開始周波数ｆｓによって、０～－１８０°の範囲内で変わってくる。上述したように、位相補正開始周波数ｆｓは予め調整されている。このため、演算増幅器１３２ａの非反転入力端子（＋）には調整された位相補正開始周波数ｆｓに応じた電圧の位相補正信号ｐが入力される。そして、演算増幅器１３２ａは、第２音声信号ｘ２の位相との差が極小となるように補正された第１音声信号ｘ１’を出力する。
【0095】
なお、フィルタ１３Ａは、ローパスフィルタ１３２が先に、第１音声信号から第２周波数成分を除去し、ハイパスフィルタ１３１が、第２周波数成分が除去された第１音声信号ｘ１から、第１周波数成分を除去するよう構成されていてもよい。この場合、位相補正信号ｐは、ハイパスフィルタ１３１が備える演算増幅器の非反転入力端子（＋）に入力される。
【0096】
（調整部）
調整部１７は、位相が補正された第１音声信号ｘ１’の音圧を調整する。そして、調整部１７は、調整された第１音声信号ｘ１’を合成部１４Ａへ供給する。調整部１７は、使用環境や、難聴度の程度に応じたユーザの設定操作に基づいて、第１音声信号を調整する。このため、調整部１７は、言語理解に重要な第１～第５ホルマント成分ｈ１～ｈ５だけを、可聴レベルであるマスキングラインＭＫ’を超えるレベルに調整することができる。また、調整部１７は、合成音声信号ｘ’の出力レベル曲線が、図１１に示したように、「最小」、「最大」、「中間」となるように自由に選択ができる。
調整部１７は、位相が補正された第１音声信号ｘ１’の音圧を調整する。そして、調整部１７は、調整された第１音声信号ｘ１’を合成部１４Ａへ供給する。調整部１７は、使用環境や、難聴度の程度に応じたユーザの設定操作に基づいて、第１音声信号を調整する。このため、調整部１７は、言語理解に重要な第１～第５ホルマント成分ｈ１～ｈ５だけを、可聴レベルであるマスキングラインＭＫ’を超えるレベルに調整することができる。また、調整部１７は、合成音声信号ｘ’の出力レベル曲線が、図１１に示したように、「最小」、「最大」、「中間」となるように自由に選択ができる。
【0097】
（合成部）
合成部１４Ａは、第１周波数成分および第２周波数成分が除去され、位相が補正された第１音声信号ｘ１’と、音声信号生成部１１Ａから供給された第２音声信号ｘ２とを加算合成して合成音声信号ｘ’を生成する。上述したように、本実施形態に係る音声処理器１０Ａは、調整部１７を備えている。このため、本実施形態に係る合成部１４Ａは、音圧が調整された第１音声信号ｘ１と、第２音声信号ｘ２とを加算合成する。そして、合成部１４Ａは、生成した合成音声信号ｘ’を第２ポート１８へ供給する。合成部１４Ａにおける、補正された第１音声信号ｘ１’の位相は、図１２に示したように、Ｔ’だけ補正前の第１音声信号ｘ１の位相よりも進むため、補正された第１音声信号ｘ１’は、第２音声信号ｘ２と同相になる。その結果、合成部１４Ａが出力する合成音声信号ｘ’の周波数特性は、図１３に示したようなものとなる。
合成部１４Ａは、第１周波数成分および第２周波数成分が除去され、位相が補正された第１音声信号ｘ１’と、音声信号生成部１１Ａから供給された第２音声信号ｘ２とを加算合成して合成音声信号ｘ’を生成する。上述したように、本実施形態に係る音声処理器１０Ａは、調整部１７を備えている。このため、本実施形態に係る合成部１４Ａは、音圧が調整された第１音声信号ｘ１と、第２音声信号ｘ２とを加算合成する。そして、合成部１４Ａは、生成した合成音声信号ｘ’を第２ポート１８へ供給する。合成部１４Ａにおける、補正された第１音声信号ｘ１’の位相は、図１２に示したように、Ｔ’だけ補正前の第１音声信号ｘ１の位相よりも進むため、補正された第１音声信号ｘ１’は、第２音声信号ｘ２と同相になる。その結果、合成部１４Ａが出力する合成音声信号ｘ’の周波数特性は、図１３に示したようなものとなる。
【0098】
（第２ポート）
第２ポート１８は、合成部１４Ａから供給された合成音声信号ｘ’を、当該第２ポート１８に接続される機器へ出力する。
第２ポート１８は、合成部１４Ａから供給された合成音声信号ｘ’を、当該第２ポート１８に接続される機器へ出力する。
【0099】
（電源部）
電源部は、音声処理器１０Ａにおける電力を必要とする各部に電力を供給する。電源部の態様は、限定されるものではなく、ＡＣアダプタに代表される交流／直流変換器であってもよいし、電池であってもよい。
電源部は、音声処理器１０Ａにおける電力を必要とする各部に電力を供給する。電源部の態様は、限定されるものではなく、ＡＣアダプタに代表される交流／直流変換器であってもよいし、電池であってもよい。
【0100】
（検出部）
検出部は、電源部から音声処理部に電力が供給されているか否かを検出するよう構成されている。電源部が通常どおり機能している場合であれば、検出部は、「Ｙｅｓ」を示す検出情報を制御部に供給する。一方、電源部が通常どおり機能していない場合であれば、検出部は、「Ｎｏ」を示す検出情報を制御部に供給する。電源部が交流／直流変換器でる場合、通常どおり機能していない状態の例としては、停電が挙げられる。また、電源部が電池である場合、通常どおり機能していない状態の例としては、電池切れが挙げられる。
検出部は、電源部から音声処理部に電力が供給されているか否かを検出するよう構成されている。電源部が通常どおり機能している場合であれば、検出部は、「Ｙｅｓ」を示す検出情報を制御部に供給する。一方、電源部が通常どおり機能していない場合であれば、検出部は、「Ｎｏ」を示す検出情報を制御部に供給する。電源部が交流／直流変換器でる場合、通常どおり機能していない状態の例としては、停電が挙げられる。また、電源部が電池である場合、通常どおり機能していない状態の例としては、電池切れが挙げられる。
【0101】
（選択部）
選択部は、制御部の制御に基づいて、音声信号ｘに対して音声処理を施すか否かを選択する。選択部は、例えば、ローパスフィルタ１３２と合成部１４Ａとの間に設けられ、回路のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチで構成される。選択部がＯＮのとき、ハイパスフィルタ１３１およびローパスフィルタ１３２を通ってきた第１音声信号ｘ１が合成部１４Ａに供給され、合成部１４Ａにおいて第２音声信号ｘ２と合成される。一方、選択部がＯＦＦのとき、第１音声信号ｘ１は合成部１４Ａに供給されず、合成部１４Ａからは第２音声信号ｘ２が出力される。なお、音声信号生成部１１Ａとハイパスフィルタ１３１との間、またはハイパスフィルタ１３１とローパスフィルタ１３２との間に設けられていてもよい。
選択部は、制御部の制御に基づいて、音声信号ｘに対して音声処理を施すか否かを選択する。選択部は、例えば、ローパスフィルタ１３２と合成部１４Ａとの間に設けられ、回路のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチで構成される。選択部がＯＮのとき、ハイパスフィルタ１３１およびローパスフィルタ１３２を通ってきた第１音声信号ｘ１が合成部１４Ａに供給され、合成部１４Ａにおいて第２音声信号ｘ２と合成される。一方、選択部がＯＦＦのとき、第１音声信号ｘ１は合成部１４Ａに供給されず、合成部１４Ａからは第２音声信号ｘ２が出力される。なお、音声信号生成部１１Ａとハイパスフィルタ１３１との間、またはハイパスフィルタ１３１とローパスフィルタ１３２との間に設けられていてもよい。
【0102】
（制御部）
制御部は、検出部の検出結果に応じて、音声信号ｘに対して音声処理を施す、あるいは、施さないように、選択部を制御する。制御部は、検出部の検出結果が「Ｙｅｓ」である場合、音声信号ｘに対して音声処理を施す（ＯＮにする）ように選択部を制御する。一方、制御部は、検出部の検出結果が「Ｎｏ」である場合、音声信号ｘに対して音声処理を施さない（ＯＦＦにする）ように選択部を制御する。
制御部は、検出部の検出結果に応じて、音声信号ｘに対して音声処理を施す、あるいは、施さないように、選択部を制御する。制御部は、検出部の検出結果が「Ｙｅｓ」である場合、音声信号ｘに対して音声処理を施す（ＯＮにする）ように選択部を制御する。一方、制御部は、検出部の検出結果が「Ｎｏ」である場合、音声信号ｘに対して音声処理を施さない（ＯＦＦにする）ように選択部を制御する。
【0103】
［音声処理装置の変形例］
上記実施形態に音声処理器１０Ａは、ハイパスフィルタ１３１、ローパスフィルタ１３２、補正信号生成部１２Ａおよび合成部１４Ａが、アナログ回路により構成されていた。しかし、これらの少なくともいずれかは、デジタル回路により構成されていてもよい。
上記実施形態に音声処理器１０Ａは、ハイパスフィルタ１３１、ローパスフィルタ１３２、補正信号生成部１２Ａおよび合成部１４Ａが、アナログ回路により構成されていた。しかし、これらの少なくともいずれかは、デジタル回路により構成されていてもよい。
【0104】
また、上記実施形態に係る音声処理器１０Ａは、ハイパスフィルタ１３１と、ローパスフィルタ１３２を備えていた。しかし、音声処理器１０Ａは、これらを備える代わりに、第１周波数成分および第２周波数成分を同時に除去するバンドパスフィルタを備えていてもよい。
【0105】
また、音声処理器１０Ａは、第１ポート１５Ａと音声信号生成部１１Ａとの間に介在する極性切り替え器およびアンプをさらに備えていてもよい。
【0106】
また、音声処理器１０Ａは、合成部１４Ａと第２ポート１８との間に介在する選択部、ア
ンプ、回路分離器、送話出力調整器、および極性切り替え器をさらに備えていてもよい。
ンプ、回路分離器、送話出力調整器、および極性切り替え器をさらに備えていてもよい。
【0107】
また、音声処理器１０Ａは、合成部１４Ａと第２ポート１８との間に減衰器を備えていてもよい。減衰器は、入力音源信号に合わせ出力を任意に調整する。このような減衰器を備えることにより、既存の有線、無線の音声を送出する装置のマイクロホンラインやテレビやラジオ、その他のエンターテインメント再生装置などの信号ライン組み込むことで聴覚障害による難聴症状に対応するシステムの提供が実現可能となる。
【0108】
［音声処理装置の作用効果］
以上説明してきた音声処理器１０Ａは、ローパスフィルタ１３２が、位相補正信号ｐに基づいて、第１、第２周波数成分が除去される際に生じる位相遅延を補正する。このため、音声処理器１０Ａによれば、音声を従来よりもより一層明瞭化することができる。
以上説明してきた音声処理器１０Ａは、ローパスフィルタ１３２が、位相補正信号ｐに基づいて、第１、第２周波数成分が除去される際に生じる位相遅延を補正する。このため、音声処理器１０Ａによれば、音声を従来よりもより一層明瞭化することができる。
【0109】
〔変形例〕
音声処理器１０、１０Ａは、例えば以下に示す特許番号に係る特許掲載公報に記載された構成を含むように、又はその構成と組み合わされて実現され得る。特許第３７３１１７９号及び特許第６５４８９３８号の各々の特許公報に記載された技術は、いずれも、１次（あるいは低次）のホルマント成分と、高次のホルマント成分とに着目して音声明瞭化の音声処理を実施する技術である（例えば、特許第３７３１１７９号の図１、及び、特許第６５４８９３８号の図４参照）。そのため、音声処理器１０を実現する構成として、図５のブロック図に示す構成に代えて、特許第３７３１１７９号の図２、図４、及び図６の各図に図示されている構成を採用することもできるし、特許第６５４８９３８号の図５の構成を採用することもできる。音声処理器１０は、マイク２１から供給された送話側の音声を表す音声信号に対して、該音声を明瞭化するための音声処理を施し、且つ、該音声処理を施された音声信号をスピーカー２２に供給するものであればよい。
音声処理器１０、１０Ａは、例えば以下に示す特許番号に係る特許掲載公報に記載された構成を含むように、又はその構成と組み合わされて実現され得る。特許第３７３１１７９号及び特許第６５４８９３８号の各々の特許公報に記載された技術は、いずれも、１次（あるいは低次）のホルマント成分と、高次のホルマント成分とに着目して音声明瞭化の音声処理を実施する技術である（例えば、特許第３７３１１７９号の図１、及び、特許第６５４８９３８号の図４参照）。そのため、音声処理器１０を実現する構成として、図５のブロック図に示す構成に代えて、特許第３７３１１７９号の図２、図４、及び図６の各図に図示されている構成を採用することもできるし、特許第６５４８９３８号の図５の構成を採用することもできる。音声処理器１０は、マイク２１から供給された送話側の音声を表す音声信号に対して、該音声を明瞭化するための音声処理を施し、且つ、該音声処理を施された音声信号をスピーカー２２に供給するものであればよい。
【0110】
【0111】
〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、発明を実施するための形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、発明を実施するための形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0112】
１ 音声処理装置
１０ 音声処理器
１１ 分岐部
１２ 位相補正器
１３ フィルタ（バンドパスフィルタ）
１４ アンプ
１５ 調整器
１６ 加算合成器
Ｐ１１ ポート（第１ポート）
Ｐ１２ ポート（第２ポート）
２１ マイク
２２ スピーカー
１Ａ 音声処理装置
１０Ａ 音声処理器
１０、１０Ａ 音声処理器
１１Ａ 音声信号生成部
１２Ａ 補正信号生成部
１２１ コンデンサ
１２２ 抵抗器
１３Ａ フィルタ
１３１ ハイパスフィルタ
１３２ ローパスフィルタ
１３２ａ 演算増幅器
１３２ｂ 素子
１４Ａ 合成部
１５Ａ 第１ポート
１６Ａ 入力緩衝部
１７ 調整部
１８ 第２ポート
２１ マイク
２２ スピーカー
２４ 支持部材
１０ 音声処理器
１１ 分岐部
１２ 位相補正器
１３ フィルタ（バンドパスフィルタ）
１４ アンプ
１５ 調整器
１６ 加算合成器
Ｐ１１ ポート（第１ポート）
Ｐ１２ ポート（第２ポート）
２１ マイク
２２ スピーカー
１Ａ 音声処理装置
１０Ａ 音声処理器
１０、１０Ａ 音声処理器
１１Ａ 音声信号生成部
１２Ａ 補正信号生成部
１２１ コンデンサ
１２２ 抵抗器
１３Ａ フィルタ
１３１ ハイパスフィルタ
１３２ ローパスフィルタ
１３２ａ 演算増幅器
１３２ｂ 素子
１４Ａ 合成部
１５Ａ 第１ポート
１６Ａ 入力緩衝部
１７ 調整部
１８ 第２ポート
２１ マイク
２２ スピーカー
２４ 支持部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】