JPH09503889A - 音声相殺式送話システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 −本発明は送話器が話者の音声を電気信号に変換した直後に、この電気信号をもとにして生成した話者の音声と同一波形で位相が180°異なる相殺用音声波を話者の口から送話器より少し遠い所に設けるスピーカから発せしめて、もとの音声波と相殺させ、この送信システムの周囲に話者の声が拡がらないようにする送話システムを提供する。−大勢の人のいる中でも、混み合った事務所の中でも、気兼ねなく秘密の通話をすることができる。−本発明は従来のノイズ相殺システムとは異なり、ノイズの圧殺を目的とするものではない。

Description

【発明の詳細な説明】 音声相殺式送話システム 発明の利用分野 本発明は話者が電話器のような送話器やマイクロフォンに向かって話す時、話 者の声が周囲で聞こえないように積極的に音声を相殺する手段を備えた送話シス テムに関する。 発明の背景 ノイズと同じ周波数および振幅をもち、180°移相しているノイズ防止信号を 合成し、この信号を使ってノイズと混合すべき音響波を生成して送り出し、この 波とノイズとの波形の和をゼロとすることによって、ノイズを相殺し静寂を得る 、積極的なノイズ相殺システムは周知のものである。 ノイズ相殺システムの基本的な構成要素はノイズ源をモニターするためのマイ クロフォン又は音響電気変換器と、ノイズ信号を受けて、それと鏡像的な波形を もつノイズ相殺信号を生成する、信号処理プロセッサとである。このノイズ相殺 信号は１乃至複数のスピーカ又は電気音響変換器に送られて、ノイズを相殺する のに使う音響波を発生させる。加うるに絶えず変化するノイズ信号に合わせて相 殺信号を絶えず変えるためにプロセッサやアダプタに補正信号を生成して供給す る同期入力がある。 積極的に音を相殺するシステムの歴史はすべてノイズ制御と、送話の伝達内容 から不必要な音を濾波することに向けられてきた。例えば航空機のパイロットの 無線受信器のヘッドセットには背景ノイズを相殺するための手段が備わっていた 。このような装置は米国特許第４,６５４,８７１号に 記述されている。この特許は背景ノイズを含む送話音声信号にノイズ相殺信号を 加えて、ノイズのない信号を送り出すことができたことを述べている。 発明の概要 本発明は送話器が話者の音声波を電気信号に変換した直後に、話者の音声の響 きを静かにするための積極的な音響相殺手段をもつ送話システムを提供する。こ れによって話者の声がさもなければ周囲に聞かれるであろうような大勢の人のい る中で話者のプライバシーを保つことができる。例えば数人の人が間仕切りもな く、又は隣りの人と隔てるその他の手段もない所で同時に電話を使用しているよ うな事務室も多くあるが、このような所で本発明はそれぞれの電話ユーザのプラ イバシーを守るだけでなく、大勢の人の声が同時に発せられることによって生じ る集積効果（雑音）を減少させ又は抹消するであろう。 しかしながら、ノイズ制御が本発明の本当の目的ではない。本発明の概念は相 殺するのが１人の話者の声であって、ノイズではなくて話者の全音声を全く相殺 してしまうという点でノイズ相殺とは明確に異なる。とはいっても音声波がマイ クロフォンや電話器の送話口（以下マウスピースと称する）に達して、離れた受 話者に伝達するための電気信号に変換される前に相殺するのではない。相殺のタ イミングは電気的音声信号が生成された直後でなければならない。 電気的音声信号はその時２つに分割されて、遠隔の受話者へ送られると共にデ ータプロセッサに送られて相殺波形が合成される。電気的な信号は音響波が空中 を伝わるよりも殆ど百万倍も早く伝わるから、相殺波形は生成されて話者の口に 近い所の電気音響変換器／スピーカに供給されるのは、 話者の声の音波が電話器の送話口を越えて１インチと進まないうちである。 本発明の一実施例はマイクロフォン又はその他の送話器とこれと組合わせて、 話者の声が電気信号に変換された直後にその話者の声を減衰させ、又は無音とさ せるためのスピーカのような積極的な音声相殺手段とを含んでいる。 別の実施例では送話器又はマイクロフォンと受話器を含む電話器又は無線シス テムと、これと組合わせて話者の声をそれがマイクロフォンによって電気波形に 変換された直後に音響的に減衰又は相殺するための積極的な音声相殺手段とを含 む。音声相殺手段は電気信号を分割し、遠隔の受信器へ送ると同時に音声相殺波 形を合成するためにプロセスするようにするための回路を含む。合成された波形 はマイクロフォンの近くにある電気音響変換器又はスピーカに送られ、話者の声 を相殺又は減衰させるための音響波を発生させる。 図面の簡単な説明 図１は本発明の一実施例を説明する電話システムの見取図である。 図２は図１のシステムの機能的ブロック図である。 図３は図２の信号プロセッサとアダプタのブロック図である。 図４は本発明の第２の実施例を説明する電話システムの見取図である。 図５は本発明の第３の実施例を説明するもので従来の電話システムにとりつけ られるポータブルなアタッチメントを示す見取図である。 発明の詳細な説明 図１にはイヤピース１２、マイクロフォン１３および１又はそれ以上の音声相 殺スピーカ１４を含む電話システムが示されている。相殺スピーカ は話者の口とマイクロフォンの中の音響電気変換器との間の距離を越える距離だ け話者の口から離れた所になければならない。例えば相殺スピーカは送話器の変 換器から１乃至６インチ離れた所に配置される。 マイクロフォンによって生成された電気波形はコード１５を通して電話器の母 体１６に送られ、そこで遠方の受話器へ送られると同時にコンピュータ１７によ って処理される。コンピュータはマイクロフォン１８からも補正信号を受けとる 。コンピュータによって生成された合成波形はコード１５の中の別の線路を通っ て話者の声を音響的に相殺するためのスピーカ１４に送られる。 図２には、図１のシステム機能をブロック図で示してあり、話者の声はマウス ピース１３に入り、それによって生ずる信号は分割されて通路２１に入るものは 遠隔への伝送線２２に行き、通路２３に入るものはシステム１９と２０とによっ てコンピュータ処理されてスピーカ１４を励振するための波形２４を生成する。 補正用マイクロフォン１８は波形２４に付加してこれを補正するための入力をシ ステム１９に供給する。 図３はシステム１９と２０とを詳細に示す図であって、送話器１３からの信号 は周波数分割器／逓倍器２０ａとカウンタ２０ｂに渡され、次いで波形メモリ２ ０ｃに行く。メモリ２０ｃはそれぞれがその中に独自のアドレスをもつ多くのサ ンプルを貯える。これらのサンプルは要求される波形の尖端の部分を表し、順次 にＤ／Ａコンバータ２０ｄに供給されて最終的に波形を生成し、スピーカ１４に 供給される。 マイクロフォン１８からの信号は低域濾波器１９ａとＡ／Ｄコンバータ２０に 行き、更にパワーエスティメータから波形セグメントアジャスタに供給され、そ の出力が波形メモリ２０ｃに供給される。 図４の電話システムはイヤピース３２と、普通の用途のためのマイクロ フォン２３を含むマウスピースと、音声相殺用にだけ使う追加のマイクロフォン ３４とを含む。マイクロフォン３３からの電気的音声信号はコード３５を通って 電話器母体３８に移され、普通の電話器の使い方のように離れた受話者の所へ送 られる。追加のマイクロフォン３４はこれとは別にコンピュータ回路３６によっ て処理するために同じ電気信号を生成する。図１の実施例のように、信号プロセ ッサ３６は積極的音声相殺信号を生成し、１乃至多数のスピーカに供給し、話者 の声を相殺する音響波を発生させる。 図５のポータブルの装置は普通の電話器に一時的にとりつけるためのクリップ 又はバンド４２をもつケース４１を含む。マイクロフォン４３が音声相殺回路４ ４、電源４５、および１乃至多数の音声相殺スピーカ４６と一緒にケースの中に 設置されている。この装置によって使用者は普通の電話システムを「即座に」本 発明の概念に従う音声相殺機能をもつものに変換することができる。前述の実施 例のようにマイクロフォン４３からの電気的音声信号はプロセッサ４４によって 鏡像のイメージの波形に変換されて、スピーカ４６に供給されて相殺用の音声を 発生されることに使われる。 ノイズを相殺するシステムと代替信号処理のオプションの詳細は、米国特許４ ,４１７,０９８号と参考のため以下にまとめた出版物に記述されている： ハン−ゴール Ｉ「ＴＭＳ３２０２０によるスピーチのための付加的ノイズ相 殺」国際音響会議、スピーチと信号処理１９８７年第２巻pp1171-1174； ガイ ビルー他「積極的音声相殺の実現のためのタイム アルゴリズムの利用 」； セン Ｍ クオ他「三次元積極的ノイズ制御システムの為のアダプティブ 多チャネル オンライン モデリング アルゴリズム」、ＩＥＥＥ応用電気学会、 １９９２年、第１８回年次総会 pp1331-1335 このように本発明のシステムは多くの人に囲まれていて、これがなければ話者 の語る一語一語までそれらの人に聞こえてしまうような時でも電話による会話の プライバシイを守ることができることが明らかになった。これによって使用者は 秘密の情報について心を集中させて、自由に話すことができるであろう。又この システムは使用者の調整なしに動作するので特別の訓練や努力を必要とするもの でない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．マイクロフォンが使用者の音声を電気信号に変換した直ぐ後に、話者の音声 を最小にし、又は聞こえなくするための積極的音声相殺手段と組み合わせてある マイクロフォン。 ２．前記音声相殺手段が前記マイクロフォンの近くにある変換器／スピーカを含 むが、話者の口が該変換器／スピーカよりも、マイクロフォンの方に近い所にあ ることを確実にする距離だけ該変換器／スピーカがマイクロフォンから離れてい ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 ３．更に話者の音声によって生成される信号をモニタするための手段と、該信号 の鏡像信号を生成する手段と、該鏡像信号を前記変換器に供給することとを特徴 とする、請求項２に記載の装置。 ４．スピーカと組合せた送信器をもつマウスピースと、受信器をもつイヤピース と、該スピーカに結合されている波形生成器と、該送話器によって生成された音 声信号を受けて、該音声信号に対する積極的相殺信号を作り出すための信号プロ セッサと、該送話器による該音声信号の生成の直後に、該相殺信号を該波形生成 器に供給して該スピーカを駆動し、その発する音が話者の声の音波と音響的に相 殺することを特徴とする、電話システム。 ５．前記スピーカが話者の口を基準として前記送話器を越えて少し遠くに位置す ることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。 ６．第１および第２のマイクロフォンと、それから少し離れた所に組合わせてあ るスピーカとを内蔵するマウスピースと、該スピーカに結合されている波形生成 器と、該第１のマイクロフォンによって生成された音声信号を受けて積極的に該 音声信号を相殺するための信号を生成する信号プロセッサと、該第２のマイクロ フォンによって遠方の受話器に送るための音声信号を生成した直後に、該相殺信 号を該波形生成器に供給して、これに結 合している前記スピーカが音響的に話者の音声を相殺することを特徴とする、電 話システム。 ７．マイクロフォンと、話者がマイクロフォンに話している時、その近傍での話 者の声の響きを最小にするための積極的音声相殺手段とを含み、話者が近傍の他 者に聞かれないで音声送話器に話すことを可能とするためのシステム。