JP7207247B2 - スピーカ装置、音響制御方法およびプログラム - Google Patents

スピーカ装置、音響制御方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、スピーカ装置、音響制御方法およびプログラムに関する。
ユーザがひとりで音楽などを鑑賞する際、ヘッドホンやイヤホンなどが用いられている。ヘッドホンやイヤホンは、耳を塞ぐようにして取り付けられるので、防音効果があり、騒音などのノイズを含む環境音を遮断することが可能である。特に、アクティブノイズキャンセリング機能を搭載したものは、環境音をマイクで取り込み、逆位相の音波を再生音に加えることで、ヘッドホンやイヤホンを透過して聞こえる環境音を減衰することが可能となっている。
しかしながら、ヘッドホンは耳介やその周辺に押し当てるものであり、ユーザの耳に圧迫感を伴うという問題がある。また、イヤホンも外耳道に押し込むものであり、同様に圧迫感を伴うという問題がある。長時間ヘッドホンやイヤホンを取り付けると、痛みを感じる虞もある。そこで、ユーザの耳に圧迫感や痛みを与えないように、ユーザの首部や肩部に取り付ける首掛け型スピーカ装置が製品化されている。例えば、引用文献1は、ユーザの首部や肩部に係止可能なように略逆U字状に湾曲形成される筐体と、筐体に取り付けられたスピーカと、を備える首掛け型スピーカ装置を開示する。
特開2018-121256号公報
特許文献1に開示された首掛け型スピーカ装置では、周囲の環境音はそのまま聞こえてしまう。このため、スピーカから出力される音声が周囲の環境音にかき消されないように音量を大きくすると、音漏れにより周囲に迷惑を与える虞がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、耳に圧迫感を与えず、環境音を減衰することが可能なスピーカ装置、音響制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。
本発明の目的を達成するため、本発明に係るスピーカ装置の一様態は、スピーカと、環境音を収音できる第1位置に保持されている第1のマイクと、前記第1位置よりも前記環境音の収音が制限された第2位置に保持されている第2のマイクと、前記スピーカを、ユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段と前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音に基づいて、前記環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する制御部と、前記ユーザの頭に被せることが自在な形状を有し、吸音効果および遮音効果のうち少なくとも何れかの効果を有する防音シートと、を備え、前記第2のマイクは、前記防音シートには設けられていない、ことを特徴とする。
本発明によれば、耳に圧迫感を与えず、環境音を減衰することが可能なスピーカ装置、音響制御方法およびプログラムを提供することができる。
本発明の実施の形態に係るスピーカ装置および端末装置を示す図である。 本発明の実施の形態に係るスピーカ装置を示す図である。 本発明の実施の形態に係るスピーカ装置を示す図である。 本発明の実施の形態に係る音響制御ユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る音響制御ユニットのアルゴリズムを示す図である。 本発明の実施の形態に係る端末装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る音響制御処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るスピーカ装置をダミー人形に取り付けた図である。 本発明の実施の形態に係るスピーカ装置をダミー人形に取り付けた図である。 本発明の実施の形態に係る補助フィルタを最適化する方法を説明する図である。 変形例に係るスピーカ装置を示す図である。 変形例に係るスピーカ装置を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態に係るスピーカ装置を図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に係るスピーカ装置100は、図1に示すように、ユーザUの首や肩に取り付けて、音楽などの音声を鑑賞するものであり、端末装置300から出力された音声信号を音に変換して出力する。端末装置300は、スマートフォン、タブレットPC(Personal Computer)から構成され、スピーカ装置100に音声信号などを送信するものである。スピーカ装置100は、端末装置300と有線回線または無線回線を通じて相互に通信可能である。なおスピーカ装置100と端末装置300とは、スピーカシステム1を構成する。以下、スピーカ装置100が制御対象音である環境音を低減する構成について説明する。環境音は、騒音などのノイズを含む。
スピーカ装置100は、ネックウエア101と、フード102と、左スピーカ120Lと、右スピーカ120Rと、第1の左マイク130Lと、第1の右マイク130Rと、第2の左マイク140Lと、第2の右マイク140Rと、音響制御ユニット200と、を備える。
ネックウエア101は、図2に示すように、スピーカ装置100をユーザUの首や肩に取り付けるための部分であり、布などの柔軟性を有する部材で形成され、首のまわりに巻き付ける円環状またはU字状の形状を有する。ネックウエア101は、左スピーカ120LをユーザUの左耳LEに向けて音が発生する角度で左耳LEから基準距離d離れた基準範囲に保持する形状に形成されている。同様に、ネックウエア101は、右スピーカ120RをユーザUの右耳REに向けて音が発生する角度で右耳REから基準距離d離れた基準範囲に保持する形状に形成されている。基準範囲は、それぞれ左耳LEおよび右耳REから基準距離d離れた位置を基準点PL,PRとして、基準点PL,PR、およびその近傍である。具体的には、基準範囲は、基準点PL,PRから左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rから出力される制御音である音の最短波長の約10分の1の長さで画定される範囲内である。左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rの向きは、ユーザUの頭の形状などに応じて向きが調整できるように保持されている。ネックウエア101は、左スピーカ120Lと右スピーカ120RをユーザUの左耳LEと右耳REから基準距離d離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段として機能する。
フード102は、図3に示すように、ネックウエア101の後部に取り付けられ、ユーザUの頭に被せることができる形状を有し、吸音効果および遮音効果のうち少なくとも何れかの効果を有する柔軟性を有する防音シートで形成されている。これにより、フード102は、ユーザUの後頭部および左耳LE、右耳REを覆い、約1000Hz以上の高音域の環境音を低減することができる。また、左スピーカ120L、第2の左マイク140L、右スピーカ120Rおよび第2の右マイク140Rは、フード102の内に配置され、第1の左マイク130Lおよび第1の右マイク130Rは、フード102の外に配置される。防音シートは、具体的には、シリコーンゴム、グラスウール、ウレタンスポンジなどの防音部材を単体または重ね合わせて用いられる。フード102は、意匠性を考慮し、表面には布などを用いて多層にしてもよい。フード102は、ユーザUの後頭部、左耳LE、右耳RE、左スピーカ120L、右スピーカ120R、第2の左マイク140Lおよび第2の右マイク140Rと、を覆う防音壁として機能する。
左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rは、音響制御ユニット200から出力された音声信号を制御音である音に変換して出力する。音響制御ユニット200から出力された音声信号は、環境音を低減するための制御音である音の音声信号を含む。左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rには、裏面から逆位相の音が出ないように、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rの裏面にそれぞれ音を吸収する吸音材121L、121Rが取り付けられている。
第1の左マイク130Lおよび第1の右マイク130Rは、環境音を収音する位置に配置され、環境音を電気信号に変換し音響制御ユニット200に出力するものである。第1の左マイク130Lは、左スピーカ120Lから出力された音を収音しない位置に取り付けられ、例えば、左スピーカ120Lの裏面に吸音材121Lを介して取り付けられる。同様に、第1の右マイク130Rは、右スピーカ120Rから出力された音を収音しない位置に取り付けられ、例えば、右スピーカ120Rの裏面に吸音材121Rを介して取り付けられる。フード102を用いる場合、第1の左マイク130Lおよび第1の右マイク130Rは、フード102の外に配置される。
第2の左マイク140Lは、左スピーカ120Lから出力された音を収音する位置に取り付けられ、左スピーカ120Lから出力された音および環境音を電気信号に変換し音響制御ユニット200に出力するものである。第2の右マイク140Rは、右スピーカ120Rから出力された音を収音する位置に取り付けられ、右スピーカ120Rから出力された音および環境音を電気信号に変換し音響制御ユニット200に出力するものである。例えば、第2の左マイク140Lは、左スピーカ120Lのフロントグリル、第2の右マイク140Rは、右スピーカ120Rのフロントグリル、に取り付けられてもよい。スピーカ装置100がユーザUに取り付けられると、第2の左マイク140Lは、ユーザUの左耳LEと左スピーカ120Lとの間に配置され、第2の右マイク140Rは、ユーザUの右耳REと右スピーカ120Rとの間に配置される。
音響制御ユニット200は、図4および図5に示すように、制御部210と、左用の第1のADC(Analog to Digital Converter)220Lと、左用の第2のADC230Lと、左用のDAC(Digital to Analog Converter)240L、左用のアンプ250Lと、右用の第1のADC220Rと、右用の第2のADC230Rと、右用のDAC240R、右用のアンプ250Rと、通信部260を備える。
左用の第1のADC220Lは、第1の左マイク130Lにより収音された音を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、制御部210に出力する。右用の第1のADC220Rは、第1の右マイク130Rにより収音された音を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、制御部210に出力する。
左用の第2のADC230Lは、第2の左マイク140Lにより収音された音を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、制御部210に出力する。右用の第2のADC230Rは、第2の右マイク140Rにより収音された音を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、制御部210に出力する。
左用のDAC240Lは、制御部210で生成された左スピーカ120Lから出力する音を示すデジタル信号をアナログ信号に変換し、左用のアンプ250Lに出力する。右用のDAC240Rは、制御部210で生成された右スピーカ120Rから出力する音を示すデジタル信号をアナログ信号に変換し、右用のアンプ250Rに出力する。
左用のアンプ250Lは、左用のDAC240Lから出力されたアナログ信号を増幅し、左スピーカ120Lに出力する。右用のアンプ250Rは、右用のDAC240Rから出力されたアナログ信号を増幅し、右スピーカ120Rに出力する。
通信部260は、端末装置300から送信されたフード102を用いているか否かを示すデータを送信する。通信部260は、無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)などの無線通信モジュールから構成される。
制御部210は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(digital signal processor)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備える。制御部111は、ROMに記憶されたプログラムをRAMに読み出して実行することにより、設定部211と、音響制御部212と、として機能する。
設定部211は、フード102を用いているか否かを判定し、フード102を用いないと判定した場合、音響制御部212で用いる補助フィルタを、フード102を用いない状態にフィルタ係数が最適化された第1の補助フィルタH(z)に設定し、フード102を用いると判定した場合、音響制御部212で用いる補助フィルタを、フード102を用いる状態にフィルタ係数が最適化された第2の補助フィルタH(z)に設定する。第1の補助フィルタH(z)および第2の補助フィルタH(z)は、後述するように、第1の左マイク130Lまたは第1の右マイク130Rにより収音されたデジタル信号x(n)を、フィルタード参照信号である信号y(n)に変換するものである。設定部211は、端末装置300から送信されたフード102を用いているか否かを示すデータに基づいて、フード102を用いているか否かを判定する。なお、第1の補助フィルタH(z)および第2の補助フィルタH(z)のフィルタ係数を設定する方法については後述する。
音響制御部212は、図5に示すように、第1の左マイク130L、第2の左マイク140L、第1の右マイク130Rおよび第2の右マイク140Rにより収音された音を示す音声信号に基づいて、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rを制御して環境音を低減する音を出力するように制御するものである。以下、左耳LEに聞こえる環境音を低減する構成について具体的に説明する。
音響制御部212は、第1の補助フィルタH(z)および第2の補助フィルタH(z)と、適応フィルタW(z)と、適応アルゴリズムARと、を有する。第1の補助フィルタH(z)、第2の補助フィルタH(z)および適応フィルタW(z)は、IIR(Infinite Impulse Response)フィルタ、FIR(Finite Impulse Response)フィルタなどのデジタル信号を処理するフィルタを用いる。適応アルゴリズムARは、RLS(Recursive Least Square)、LMS(Least Mean Square)、NLMS(Normalized LMS)などのアルゴリズムを用いる。適応フィルタW(z)は、適応アルゴリズムARにより算出された補正係数dw(n)によりフィルタ係数を自己適応させるフィルタである。
音響制御部212は、設定部211で設定された第1の補助フィルタH(z)または第2の補助フィルタH(z)を用いて、左用の第1のADC220Lで変換された、第1の左マイク130Lにより収音された時刻nにおける音を示すデジタル信号x(n)を、時刻nにおけるフィルタード参照信号である信号y(n)に変換する。第1の補助フィルタH(z)は、フード102を用いない状態に最適化されたフィルタ係数に設定されている。また、第2の補助フィルタH(z)は、フード102を用いる状態に最適化されたフィルタ係数に設定されている。
適応アルゴリズムARは、時刻nにおける信号e(n)と、デジタル信号x(n)を頭部伝達関数(HRTF:Head-Related Transfer Function)S^(z)により変換した信号と、に基づいて、適応フィルタW(z)の時刻nにおける補正係数dw(n)を算出する。信号e(n)は、第1の左マイク130Lにより収音された音を示すデジタル信号x(n)を第1の補助フィルタH(z)または第2の補助フィルタH(z)により変換された信号y(n)と、第2の左マイク140Lにより収音された時刻nにおける音を示すデジタル信号e(n)を加算したものである。
適応フィルタW(z)は、第1の左マイク130Lにより収音された音を示すデジタル信号x(n)を処理し、時刻nにおける信号y(n)を左用のDAC240Lに出力する。信号y(n)は、左耳LEに聞こえる環境音を低減する音を示すデジタル信号である。適応フィルタW(z)フィルタ係数は、適応アルゴリズムARにより算出された補正係数dw(n)により更新される。なお、右耳REに聞こえる音を低減する構成も左耳LRの場合と同様である。
端末装置300は、図6に示すように、制御部310と、通信部320と、ディスプレイ330と、操作部340と、を備える。
制御部310は、CPU、ROM、RAM等から構成される。制御部310は、ROMに記憶されたプログラムをRAMに読み出して実行することにより、操作受付部311として機能する。
操作受付部311は、フード102を用いているか否かを示すデータを受け付け、受け付けたフード102を用いているか否かを示すデータを、通信部320を介して、音響制御ユニット200に送信する。
通信部320は、上述した通信部260と同様に、無線LAN、Bluetooth(登録商標)などの無線通信モジュールから構成される。
ディスプレイ330は、操作に必要な画像を表示するものであり、LCD(liquid crystal display)などから構成される。
操作部340は、ユーザの入力に基づいて、フード102を用いているか否かを示すデータ、処理の開始、終了の指示を受け付けるものである。なお、操作部340とディスプレイ330とは、タッチパネルディスプレイ装置を構成する。
つぎに、以上の構成を有するスピーカ装置100が実行する音響制御処理について説明する。
スピーカ装置100は、ユーザによる処理を開始させる指示を示すデータを端末装置300から受信したことに応答し、図7に示す音響制御処理を開始する。以下、スピーカ装置100が実行する音響制御処理をフローチャートを用いて説明する。
音響制御処理が開始されると、設定部211は、フード102を用いているか否かを判定する(ステップS101)。具体的には、設定部211は、端末装置300から送信されたフード102を用いているか否かを示すデータに基づいて、フード102を用いているか否かを判定する。フード102を用いていない場合(ステップS101;No)、音響制御部212で用いる補助フィルタを、第1の補助フィルタH(z)に設定する(ステップS102)。フード102を用いている場合(ステップS101;Yes)、音響制御部212で用いる補助フィルタを、第2の補助フィルタH(z)に設定する(ステップS103)。第1の補助フィルタH(z)は、フード102を用いていない状態に最適化されたフィルタ係数に設定されている。また、第2の補助フィルタH(z)は、フード102を用いている状態に最適化されたフィルタ係数に設定されている。
ここからは、左耳LEに聞こえる環境音を低減する原理について説明する。音響制御部212は、ステップS102またはステップS103で設定された第1の補助フィルタH(z)または第2の補助フィルタH(z)を用いて、左用の第1のADC220Lで変換された、第1の左マイク130Lにより収音された時刻nにおける音を示すデジタル信号x(n)を、時刻nにおけるフィルタード参照信号である信号y(n)に変換する(ステップS104)。第1の補助フィルタH(z)および第2の補助フィルタH(z)は、IIRフィルタ、FIRフィルタなどのデジタル信号を処理するフィルタを用いる。つぎに、音響制御部212は、左用の第2のADC230Lで変換された、第2の左マイク140Lにより収音された時刻nにおける音を示すデジタル信号e(n)と、信号y(n)と、を加算して、信号e(n)を得る(ステップS105)。
つぎに、音響制御部212は、左用の第1のADC220Lで変換されたデジタル信号x(n)を、頭部伝達関数(HRTF)S^(z)により変換した信号と、信号e(n)と、に基づいて、適応アルゴリズムARにより、適応フィルタW(z)の時刻nにおける補正係数dw(n)を算出する(ステップS106)。適応アルゴリズムARは、RLS、LMS、NLMSなどのアルゴリズムを用いる。つぎに、適応フィルタW(z)は、適応アルゴリズムARにより算出された補正係数dw(n)により適応フィルタW(z)のフィルタ係数を更新する(ステップS107)。
つぎに、フィルタ係数を更新した適応フィルタW(z)は、左用の第1のADC220Lで変換されたデジタル信号x(n)を処理し、時刻nにおける信号y(n)を左用のDAC240Lに出力する(ステップS108)。信号y(n)は、左耳LEに聞こえる環境音を低減する音を示すデジタル信号である。左用のDAC240Lに出力された信号y(n)は、左用のDAC240Lによりアナログ信号に変換される。変換されたアナログ信号は、左用のアンプ250Lに出力され、左用のアンプ250Lにより増幅される。増幅されたアナログ信号は、左スピーカ120Lに出力され、左スピーカ120Lは、環境音を低減する音を出力する。なお、右耳REに聞こえる音を低減する場合も左耳LRの場合と同様である。
つぎに、終了指示を受け付けた否かを判定する(ステップS109)。終了指示を受け付けていない場合(ステップS109;No)、ステップS104に戻り、ステップS104~ステップS109を繰り返す。終了指示を受け付けると(ステップSS109;Yes)、音響制御処理を終了する。
つぎに、第1の補助フィルタH(z)および第2の補助フィルタH(z)のフィルタ係数を設定する方法について説明する。
図8に示すように、スピーカ装置100’をダミー人形DUの首部に取り付けて、フード102を用いない状態に最適化された第1の補助フィルタH(z)のフィルタ係数を設定する。ダミー人形DUは、人間の頭部を模した形状を有し、左耳LEの鼓膜の位置に第3の左マイク410L、右耳REの鼓膜の位置に第3の右マイク410Rを有する。
また、図9に示すように、フード102でダミー人形DUの頭部を覆って、フード102を用いる状態に最適化された第2の補助フィルタH(z)のフィルタ係数を設定する。
フィルタ係数を設定する際のスピーカ装置100’は、スピーカ装置100の構成に加えて、図10に示すように、左用の第3のADC420Lおよび右用の第3のADC420Rを有する音響制御ユニット200’を備える。
制御部210’の音響制御部212’は、第3の左マイク410Lおよび第3の右マイク410Rで収音する音が最小となるように、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rを制御して環境音を低減する音を出力し、第1の補助フィルタH(z)のフィルタ係数、および第2の補助フィルタH(z)のフィルタ係数を設定するものである。左耳LEの鼓膜の位置に配置された第3の左マイク410Lで収音する環境音を低減する原理について具体的に説明する。
まず、図8に示すように、スピーカ装置100’をダミー人形DUの首部に取り付けて、フード102を用いない状態に最適化された第1の補助フィルタH(z)のフィルタ係数を設定する。ここでは、左耳LEに聞こえる環境音を低減する場合について説明する。
図10に示す音響制御部212’は、補助フィルタH(z)を用いて、左用の第1のADC220Lで変換された、第1の左マイク130Lにより収音された時刻nにおける音を示すデジタル信号x(n)を、時刻nにおけるフィルタード参照信号である信号y(n)に変換する。補助フィルタH(z)は、IIRフィルタ、FIRフィルタなどのデジタル信号を処理するフィルタを用いる。つぎに、音響制御部212’は、左用の第2のADC230Lで変換された、第2の左マイク140Lにより収音された時刻nにおける音を示すデジタル信号e(n)と、信号y(n)と、を加算して、時刻nにおける信号e(n)を得る。
つぎに、音響制御部212’は、左用の第1のADC220Lで変換されたデジタル信号x(n)と、信号e(n)と、に基づいて、適応アルゴリズムAR’により、補助フィルタH(z)の時刻nにおける補正係数dh(n)を算出する。適応アルゴリズムAR’は、RLS、LMS、NLMSなどのアルゴリズムを用いることができる。つぎに、補助フィルタH(z)は、適応アルゴリズムAR’により算出された補正係数dh(n)によりフィルタ係数を更新する。
つぎに、音響制御部212’は、左用の第1のADC220Lで変換されたデジタル信号x(n)を、頭部伝達関数(HRTF)S^(z)により変換した信号と、左用の第3のADC420Lで変換された、第3の左マイク410Lにより収音された時刻nにおける音を示すデジタル信号e(n)と、に基づいて、適応アルゴリズムARにより、適応フィルタW(z)の時刻nにおける補正係数dw(n)を算出する。第3の左マイク410Lは、左耳LEの鼓膜の位置に配置されているものである。
つぎに、適応フィルタW(z)は、適応アルゴリズムARにより算出された補正係数dw(n)によりフィルタ係数を更新する。つぎに、フィルタ係数を更新した適応フィルタW(z)は、左用の第1のADC220Lで変換されたデジタル信号x(n)を処理し、時刻nにおける信号y(n)を左用のDAC240Lに出力する。信号y(n)は、左耳LEに聞こえる環境音を低減する音を示すデジタル信号である。
つぎに、左用のDAC240Lに出力された信号y(n)は、左用のDAC240Lによりアナログ信号に変換される。変換されたアナログ信号は、左用のアンプ250Lに出力され、左用のアンプ250Lにより増幅される。増幅されたアナログ信号は、左スピーカ120Lに出力され、左スピーカ120Lは、環境音を低減する音を出力する。
左スピーカ120Lから音が出力されると、第2の左マイク140Lは、左スピーカ120Lから出力された音を収音する。収音された音は、デジタル信号e(n)に変換され、適応アルゴリズムAR’にフィードバックされる。適応アルゴリズムAR’は、フィードバックされたデジタル信号e(n)を用いて、補助フィルタH(z)の補正係数dh(n)を算出する。つぎに、補助フィルタH(z)は、適応アルゴリズムAR’により算出された補正係数d(n)によりフィルタ係数を更新する。フィードバックされたデジタル信号e(n)を用いて、所定期間、適応アルゴリズムAR’により算出された補正係数d(n)によりフィルタ係数を更新し、補助フィルタH(z)を最適化する。
以上のように、最適化された補助フィルタH(z)を、フード102を用いない状態に最適化された第1の補助フィルタH(z)として設定する。このようにすることで、第1の補助フィルタH(z)のフィルタ係数は、第3の左マイク410Lに環境音が到達しないように最適化される。なお、右耳REに聞こえる音を低減する場合も左耳LRの場合と同様にフィルタ係数を設定する方法を実行することにより第1の補助フィルタH(z)設定する。
また、同様に、図9に示すように、スピーカ装置100’をフード102でダミー人形DUの頭部を覆うように取り付けた場合も、フード102を用いる状態に最適化された第2の補助フィルタH(z)のフィルタ係数を左耳LEおよび右耳REそれぞれについて設定する。
以上のように、本実施の形態のスピーカ装置100によれば、ネックウエア101は、左スピーカ120Lと右スピーカ120RをそれぞれユーザUの左耳LEと右耳REから基準距離d離れた基準範囲に保持することで、耳に圧迫感を与えないように装着することができる。また、フード102は、ユーザUの後頭部および左耳LE、右耳REを覆い、約1000Hz以上の高音域の環境音を低減することができる。また、音響制御部212は、第1の左マイク130L、第2の左マイク140L、第1の右マイク130Rおよび第2の右マイク140Rにより収音された音を示す音声信号に基づいて、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rを制御して環境音を低減する音を出力するように制御することにより、環境音を低減することができる。左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rは、主に、約1000Hz以下の周波数の環境音を低減することができる。スピーカ装置100の制御部210は、フード102を用いない状態に最適化された第1の補助フィルタH(z)と、フード102を用いる状態に最適化された第2の補助フィルタH(z)と、を有することで、それぞれの状態に応じた処理を行うことにより、環境音をより低減することができる。従って、スピーカ装置100は、耳に圧迫感を与えず、環境音を減衰することができる。
(変形例)
上述の実施の形態では、スピーカ装置100が環境音を低減する構成について説明したが、スピーカ装置100は、鑑賞するための音楽などを含む音声をさらに出力してもよい。この場合、スピーカ装置100は、端末装置300から送信された音声データを受信し、受信した音声データをそれぞれ、左用のDAC240Lおよび右用のDAC240Rを介して、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rから出力する。左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rから出力された音は、第2の左マイク140Lおよび第2の右マイク140Rにより収音される。収音された音は、それぞれ、左用の第2のADC230Lおよび右用の第2のADC230Rにより、デジタル信号e(n)に変換される。デジタル信号e(n)は、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rから音声として出力された信号を含むので、音声として出力された信号を差し引いたデジタル信号を音響制御処理に用いる。このようにすることで、鑑賞するための音楽などの音声を含む場合であっても、音声以外の音である環境音を低減することができる。
上述の実施の形態では、スピーカ装置100がネックウエア101を備える場合について説明した。スピーカ装置100は、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120RをそれぞれユーザUの左耳LEおよび右耳REから基準距離d離れた基準範囲に保持することができればよい。例えば、図11に示すように、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rは、鉄道などの車両や航空機のシート510のヘッドレスト520に取り付けられてもよい。このようにすることで、ヘッドレスト520は、スピーカ装置100の左スピーカ120Lおよび右スピーカ120RをそれぞれユーザUの左耳LEおよび右耳REから基準距離d離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段として機能する。これにより、車両や航空機から発生する環境音を低減することができる。また、室内で用いられるソファーのヘッドレスト520に取り付けられてもよい。
上述の実施の形態では、スピーカ装置100がフード102を備える例について説明した。スピーカ装置100は、ユーザUの左耳LEおよび右耳REと、左スピーカ120L、第2の左マイク140L、右スピーカ120Rおよび第2の右マイク140Rと、を覆う防音壁を備えればよく、図12に示すように、鉄道などの車両や航空機のシート510のヘッドレスト520に左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rを取り付け、ヘッドカバー530をユーザUの頭を覆うようにシート510に取り付けてもよい。ヘッドカバー530は、吸音効果および遮音効果のうち少なくとも何れかの効果を有する部材を用いる。このようにすることで、ヘッドカバー530は、ユーザUの左耳LEおよび右耳REを覆い、約1000Hz以上の高音域の環境音を低減することができる。この場合、第1の左マイク130Lおよび第1の右マイク130Rに代えて、ヘッドカバー530の外に取り付けられた第1の左マイク130L’および第1の右マイク130R’を用いる。ヘッドカバー530は、ユーザUの左耳LEおよび右耳REと、左スピーカ120L、第2の左マイク140L、右スピーカ120Rおよび第2の右マイク140Rと、を覆う防音壁として機能する。これにより、車両や航空機から発生する環境音を低減することができる。また、ヘッドカバー530は、不要な場合、シート510に格納できるようにしてもよい。このようにすることで、ヘッドカバー530を必要なときだけ使用することができる。
上述の実施の形態では、スピーカ装置100の音響制御部212が、第1の補助フィルタH(z)および第2の補助フィルタH(z)と、適応フィルタW(z)と、適応アルゴリズムARと、を有する例について説明した。音響制御部212は、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rから環境音を低減する音を出力するように制御することができればよい。例えば、音響制御部212は、第1の左マイク130L、第2の左マイク140L、第1の右マイク130Rおよび第2の右マイク140Rにより収音された音を示す電気信号に基づいて、左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rを制御して環境音を低減する音を出力するように制御する。この場合、音響制御部212は、フード102またはヘッドカバー530を用いない状態に最適化された第1の制御モードと、フード102またはヘッドカバー530を用いる状態に最適化された第2の制御モードと、を有してもよい。第1の制御モードおよび第2の制御モードは、上述の実施の形態と同様に、左耳LEの鼓膜の位置に第3の左マイク410L、右耳REの鼓膜の位置に第3の右マイク410Rを有するダミー人形DUを用いて、最適化されるとよい。第1の制御モードは、頭部にフード102およびヘッドカバー530を覆わずに第3の左マイクおよび第3の右マイク410Rに環境音が到達しないように最適化される。第2の制御モードは、フード102またはヘッドカバー530でダミー人形DUの頭部を覆って、第3の左マイクおよび第3の右マイク410Rに環境音が到達しないように最適化されるとよい。このようにすることで、それぞれの状態に応じた処理を行うことにより、環境音をより低減することができる。なお、上述の実施の形態のスピーカ装置100の音響制御部212が第1の補助フィルタH(z)を用いて制御するモードは、第1の制御モードに含まれ、第2の補助フィルタH(z)を用いて制御するモードは、第2の制御モードに含まれる。
上述の実施の形態では、スピーカ装置100が左スピーカ120Lおよび右スピーカ120Rを備える例について説明した。スピーカ装置100は、少なくとも1つのスピーカを備えればよく、この場合であっても少なくとも左耳LEまたは右耳REにおける環境音を低減することができる。
また、CPU、RAM、ROM等から構成されるスピーカ装置100、端末装置300が実行する音響制御処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常の情報携帯端末(スマートフォン、タブレットPC)、パーソナルコンピュータなどを用いて実行可能である。たとえば、上述の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)等)に格納して配布し、このコンピュータプログラムを情報携帯端末などにインストールすることにより、上述の処理を実行する情報端末を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置にこのコンピュータプログラムを格納しておき、通常の情報処理端末などがダウンロード等することで情報処理装置を構成してもよい。
また、スピーカ装置100、端末装置300の機能を、OS(Operating System)とアプリケーションプログラムとの分担、またはOSとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS:Bulletin Board System)にこのコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してこのコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、OSの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行できるように構成してもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲とが含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
(付記)
(付記1)
スピーカと、
前記スピーカをユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段と、
環境音を収音して電気信号を出力する第1のマイクと、
前記スピーカから出力された音を収音する位置に取り付けられ、前記スピーカから出力された音および環境音が合成された合成音を収音して電気信号を出力する第2のマイクと、
前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音を示す電気信号に基づいて、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する制御部と、
を備えることを特徴とするスピーカ装置。
(付記2)
前記制御部は、適応フィルタと、前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音を示す電気信号に基づいて、前記適応フィルタの補正係数を算出する適応アルゴリズムと、を有し、前記適応フィルタのフィルタ係数を前記補正係数により更新し、前記フィルタ係数を更新した前記適応フィルタにより、前記第1のマイクにより収音された音を示す電気信号を処理し、処理した前記電気信号を前記スピーカに出力する、
ことを特徴とする付記1に記載のスピーカ装置。
(付記3)
前記スピーカ保持手段は、柔軟性を有する部材で形成され、前記ユーザの首のまわりに巻き付ける円環状またはU字状の形状を有するネックウエアを含む、
ことを特徴とする付記1または2に記載のスピーカ装置。
(付記4)
前記スピーカ保持手段は、シートに取り付けられたヘッドレストを含み、
前記ヘッドレストは、前記スピーカを前記ユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持する、
ことを特徴とする付記1または2に記載のスピーカ装置。
(付記5)
前記ユーザの耳と前記スピーカと前記第2のマイクとを覆う防音壁を備え、
前記第1のマイクは、前記防音壁の外に配置されている、
ことを特徴とする付記1から4の何れか1つに記載のスピーカ装置。
(付記6)
前記防音壁は、前記ユーザの頭に被せることができる形状を有し、吸音効果および遮音効果のうち少なくとも何れかの効果を有する防音シートで形成されている、
ことを特徴とする付記5に記載のスピーカ装置。
(付記7)
前記制御部は、前記防音壁を用いない状態に最適化された第1の制御モードと、前記防音壁を用いる状態に最適化された第2の制御モードと、を有し、前記防音壁を用いない場合、前記第1の制御モードにより、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御し、前記防音壁を用いる場合、前記第2の制御モードにより、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する、
ことを特徴とする付記5または6に記載のスピーカ装置。
(付記8)
前記第1の制御モードは、耳の鼓膜の位置に第3のマイクを有するダミー人形を用いて、前記ダミー人形の頭部に前記防音壁を覆わない状態で、前記第3のマイクに環境音が到達しないように最適化されたものであり、前記第2の制御モードは、前記ダミー人形の頭部に前記防音壁を覆った状態で、前記第3のマイクに環境音が到達しないように最適化されたものである、
ことを特徴とする付記7に記載のスピーカ装置。
(付記9)
スピーカと、
前記スピーカをユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段と、
環境音を収音して電気信号を出力する第1のマイクと、
前記スピーカから出力された音を収音する位置に取り付けられ、前記スピーカから出力された音および環境音が合成された合成音を収音して電気信号を出力する第2のマイクと、
を備えるスピーカ装置を用いて音響を制御する音響制御方法であって、
前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音を示す電気信号に基づいて、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御するステップを備えることを特徴とする音響制御方法。
(付記10)
スピーカと、
前記スピーカをユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段と、
環境音を収音して電気信号を出力する第1のマイクと、
前記スピーカから出力された音を収音する位置に取り付けられ、前記スピーカから出力された音および環境音が合成された合成音を収音して電気信号を出力する第2のマイクと、
を備えるスピーカ装置を制御するコンピュータを、
前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音を示す電気信号に基づいて、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する制御部として機能させるプログラム。
1…スピーカシステム、100、100’…スピーカ装置、101…ネックウエア、102…フード、120L…左スピーカ、120R…右スピーカ、121L、121R…吸音材、130L、130L’…第1の左マイク、130R、130R’…第1の右マイク、140L…第2の左マイク、140R…第2の右マイク、200、200’…音響制御ユニット、210、210’…制御部、211…設定部、212、212’…音響制御部、220L…左用の第1のADC、220R…右用の第1のADC、230L…左用の第2のADC、230R…右用の第2のADC、240L…左用のDAC、240R…右用のDAC、250L…左用のアンプ、250R…右用のアンプ、260、320…通信部、300…端末装置、310…制御部、311…操作受付部、330…ディスプレイ、340…操作部、410L…第3の左マイク、410R…第3の右マイク、420L…左用の第3のADC、420R…右用の第3のADC、510…シート、520…ヘッドレスト、530…ヘッドカバー、LE…左耳、RE…右耳、U…ユーザ、DU…ダミー人形、AR、AR’…適応アルゴリズム、PL、PR…基準点

Claims (14)

  1. スピーカと、環境音を収音できる第1位置に保持されている第1のマイクと、前記第1位置よりも前記環境音の収音が制限された第2位置に保持されている第2のマイクと、
    前記スピーカを、ユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段と
    前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音に基づいて、前記環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する制御部と、
    前記ユーザの頭に被せることが自在な形状を有し、吸音効果および遮音効果のうち少なくとも何れかの効果を有する防音シートと、
    を備え
    前記第2のマイクは、前記防音シートには設けられていない、
    ことを特徴とするスピーカ装置。
  2. 前記制御部は、前記ユーザが鑑賞するための鑑賞音を前記スピーカから出力させ、
    前記第2位置は、前記第1位置よりも前記環境音の収音が制限された位置で、かつ、前記第1位置よりも前記スピーカから出力される音の収音に適した位置であり、
    前記制御部は、前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音に基づいて、前記ユーザの耳に対して前記環境音が低減された状態で前記鑑賞音が聞こえるように前記スピーカから出力される音を制御する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のスピーカ装置。
  3. 前記第1のマイクは、前記環境音を収音して第1電気信号を出力し、
    前記第2のマイクは、前記スピーカから出力された前記鑑賞音および前記環境音が合成された合成音を収音して第2電気信号を出力し、
    前記制御部は、前記第1電気信号および前記第2電気信号に基づいて、前記環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のスピーカ装置。
  4. 前記制御部は、適応フィルタと、前記第1電気信号および前記第2電気信号に基づいて、前記適応フィルタの補正係数を算出する適応アルゴリズムと、を有し、前記適応フィルタのフィルタ係数を前記補正係数により更新し、前記フィルタ係数を更新した前記適応フィルタにより前記第1電気信号を処理した第3電気信号を前記スピーカに出力する、
    ことを特徴とする請求項3に記載のスピーカ装置。
  5. 前記スピーカ保持手段は、柔軟性を有する部材で形成され、前記ユーザの首のまわりに巻き付ける円環状またはU字状の形状を有するネックウエアを含む、
    ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のスピーカ装置。
  6. 前記スピーカ保持手段は、シートに取り付けられたヘッドレストを含み、
    前記ヘッドレストは、前記スピーカを前記ユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持する、
    ことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載のスピーカ装置。
  7. 前記防音シートは、前記ユーザの耳と前記スピーカと前記第2のマイクとを覆
    前記第1のマイクは、前記防音シートの外に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載のスピーカ装置。
  8. 前記第2のマイクは、前記スピーカのフロントグリルに設けられている、
    ことを特徴とする請求項1からの何れか1項に記載のスピーカ装置。
  9. 前記制御部は、前記防音シートを用いない状態に最適化された第1の制御モードと、前記防音シートを用いる状態に最適化された第2の制御モードと、を有し、前記防音シートを用いない場合、前記第1の制御モードにより、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御し、前記防音シートを用いる場合、前記第2の制御モードにより、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する、
    ことを特徴とする請求項1からの何れか1項に記載のスピーカ装置。
  10. 前記第1の制御モードは、耳の鼓膜の位置に第3のマイクを有するダミー人形を用いて、前記ダミー人形の頭部に前記防音シートを覆わない状態で、前記第3のマイクに環境音が到達しないように最適化されたものであり、前記第2の制御モードは、前記ダミー人形の頭部に前記防音シートを覆った状態で、前記第3のマイクに環境音が到達しないように最適化されたものである、
    ことを特徴とする請求項9に記載のスピーカ装置。
  11. ユーザの頭に被せることが自在な形状を有し、吸音効果および遮音効果のうち少なくとも何れかの効果を有する防音シートと、
    スピーカと、
    環境音を収音できる第1位置に保持されている第1のマイクと、
    前記第1位置よりも前記環境音の収音が制限された第2位置に保持され且つ前記防音シートには設けられていない第2のマイクと、
    前記スピーカを、ユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段と、
    前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音に基づいて、前記環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する制御部と、
    を備えたスピーカ装置の前記第1のマイクにより収音された音を示す第1電気信号と、前記第2のマイクにより収音された音を示す第2電気信号と、に基づいて、適応フィルタのフィルタ係数を予め決定し、
    決定された前記フィルタ係数が設定されている前記適応フィルタにより前記第1電気信号を処理した第3電気信号をスピーカに出力する、
    音響制御方法。
  12. ユーザの頭に被せることが自在な形状を有し、吸音効果および遮音効果のうち少なくとも何れかの効果を有する防音シートと、
    スピーカと、
    前記スピーカをユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段と、
    環境音を収音して電気信号を出力する第1のマイクと、
    前記防音シートには取り付けられておらず且つ前記スピーカから出力された音を収音する位置に取り付けられ、前記スピーカから出力された音および環境音が合成された合成音を収音して電気信号を出力する第2のマイクと、
    前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音を示す電気信号に基づいて、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する制御部と、
    を備えることを特徴とするスピーカ装置。
  13. ユーザの頭に被せることが自在な形状を有し、吸音効果および遮音効果のうち少なくとも何れかの効果を有する防音シートと、
    スピーカと、
    前記スピーカをユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段と、
    環境音を収音して電気信号を出力する第1のマイクと、
    前記防音シートには取り付けられておらず且つ前記スピーカから出力された音を収音する位置に取り付けられ、前記スピーカから出力された音および環境音が合成された合成音を収音して電気信号を出力する第2のマイクと、
    を備えるスピーカ装置を用いて音響を制御する音響制御方法であって、
    前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音を示す電気信号に基づいて、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御するステップを備えることを特徴とする音響制御方法。
  14. ユーザの頭に被せることが自在な形状を有し、吸音効果および遮音効果のうち少なくとも何れかの効果を有する防音シートと、
    スピーカと、
    前記スピーカをユーザの耳から基準距離離れた基準範囲に保持するスピーカ保持手段と、
    環境音を収音して電気信号を出力する第1のマイクと、
    前記防音シートには取り付けられておらず且つ前記スピーカから出力された音を収音する位置に取り付けられ、前記スピーカから出力された音および環境音が合成された合成音を収音して電気信号を出力する第2のマイクと、
    を備えるスピーカ装置を制御するコンピュータを、
    前記第1のマイクおよび前記第2のマイクにより収音された音を示す電気信号に基づいて、環境音を低減する音を出力するように前記スピーカを制御する制御部として機能させるプログラム。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024041183A (ja) * 2022-09-14 2024-03-27 カシオ計算機株式会社 音響空間形成装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003994A (ja) 2005-06-27 2007-01-11 Clarion Co Ltd 音響システム
JP2010120633A (ja) 2008-11-20 2010-06-03 Harman Internatl Industries Inc 音声信号補償を用いるアクティブノイズコントロールのためのシステム
WO2019003525A1 (ja) 2017-06-28 2019-01-03 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3089082B2 (ja) * 1991-07-10 2000-09-18 シャープ株式会社 適応型ディジタルフィルタ
JPH08296335A (ja) * 1995-04-25 1996-11-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd アクティブ防音フード装置
JP3893730B2 (ja) 1998-04-15 2007-03-14 松下電器産業株式会社 音響再生装置
JP2012255852A (ja) 2011-06-08 2012-12-27 Panasonic Corp テレビジョン装置
US9424828B2 (en) 2014-08-01 2016-08-23 Bose Corporation System and method of microphone placement for noise attenuation
WO2017126257A1 (ja) * 2016-01-19 2017-07-27 富士フイルム株式会社 電気音響変換器
US20180084326A1 (en) * 2016-09-22 2018-03-22 Leigh M. Rothschild Headphone device
JP2018121256A (ja) 2017-01-26 2018-08-02 オンキヨー株式会社 首掛け型スピーカー装置
US10540138B2 (en) 2018-01-25 2020-01-21 Harman International Industries, Incorporated Wearable sound system with configurable privacy modes
US10777184B2 (en) * 2018-09-28 2020-09-15 The Boeing Company Correction of a control signal in an active noise control headrest

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003994A (ja) 2005-06-27 2007-01-11 Clarion Co Ltd 音響システム
JP2010120633A (ja) 2008-11-20 2010-06-03 Harman Internatl Industries Inc 音声信号補償を用いるアクティブノイズコントロールのためのシステム
WO2019003525A1 (ja) 2017-06-28 2019-01-03 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラム

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