JPH0312698A - 自然音再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オフィス等におけるテクノストレスの緩和、
リラクゼーション空間の創造に好適な自然音を利用した
室内環境音生成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、オフィス等では、作業者の緊張緩和や気分転換、
能率向上を目的としていわゆる「環境音楽」と呼ばれる
ものや波の音、虫の声などの「自然音」が用いられてき
た。また、オフィスにおけるＯＡ機器騒音、会話、電話
騒音などのマスキング、ホテル、集合住宅などにおける
隣接住戸騒音のマスキングを目的として定常雑音が用い
られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、「環境音楽」の場合には、時間の経過とともに
その音楽的要素、例えばメロディ−やリズム等の意味情
報が強く意識されるようになるため、やがて不快となっ
て用いられなくなるケースが多い。さらに「環境音楽」
は、−船釣に磁気テープ等の物理的媒体を介して繰り返
し再生されることになるため、その周期を人間が感じ取
り、かえって逆効果となることが少なくない。

そこで、「環境音楽」のなかにはメロディ−やリズムを
できるだけ強調しないように作られているものもあるが
、人間がある意図で創作したものであるために、意味情
報であるメロディ−やリズムの抑制には自ら限度が生じ
る。

また、「自然音」の場合には、特定の意味情報を持たな
いという点では、音響付加の音源として適しているとい
えるが、音環境制御に適した条件の自然音を長時間にわ
たって収録することは、自然現象の継続性の問題等から
困難である。しかも、磁気テープ等の記録媒体の容指か
らみても、音声周波数帯域全体をカバーしようとすると
、現状では２時間程度の記録が限界となる。そのため、
この時間的な限界を越えると、同じ音源を繰り返し再生
する方法が用いられることになる。ところが、大脳処理
系も含めた人間の聴覚には、数時間、或いはそれ以上の
周期を察知する能力があるため、長時間繰り返し再生し
た場合にも、やがて特定のパターンが意識されるように
なり、不快になってくるという問題がある。

また、環境音楽の欠点を補うものとして、意味情報を持
たない定常雑音の利用が考えられているが、この定常雑
音は、たとえ小音量で再生されても、マクロ的な変動が
少ないため、時間がたつにつれ、やがてうるさく感じら
れるようになる。つまり、単調すぎるという欠点がある
。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、長時間
開いても不快感を与えず精神的なくつろぎを与えること
ができる自然音再生装置の提供を目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明の自然音再生装置は、複数の音素材デ
ータを記憶した記憶手段、自然音の発生タイミングデー
タと音素材選択データを有し記憶手段に記憶された音素
材データを順次選択して所定のタイミングで送出する音
素付送出手段、及び音素材送出手段から送出された音素
材データを再生する再生手段を備えたことを特徴とする
ものである。

〔作用〕

本発明の自然音再生装置では、物理的媒体である記憶手
段に前辺って複数の音素材データを記憶し、音素付送出
手段で音素材データを順次選択して所定のタイミングで
送出するので、自然界の実態に則したリズム（発生タイ
ミング）に基づいて音素材データを順次選択して再生手
段に送出することにより長時間にわたって同じパターン
を生じない聴感上は自然音と等価な人工的な環境音を作
り出すことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明に係る自然音再生装置の１実施例構成を
示す図、第２図はゆらぎ信号の振幅の時間変化を示す図
である。第１図において、Ａは音素付記憶部、Ｂは音素
材データ、Ｃは発生タイミング制御部、ｌはメモリ、２
はバッファメモリ、３は素材選択信号制御装置、４は選
択データ記憶装置、５はタイミング制御装置、６は時系
列データ変換装置、７と１３はΔ／Ｄ変換器、８はロー
パスフィルタ、９はＲＭＳ回路、１０はゆらぎ雑音発生
装置、１１はマイクロフォン、１２と１６はアンプ、１
４はＤ／Ａ変換器、１５は音量調整装置、１７はスピー
カを示す。

自然界に見られる変動特性の１つとして“１／ｆゆらぎ
”と呼ばれるものがある。これは「ゆらぎの大きさがゆ
らぎの周波数に逆比例する現象」ということができる。

“ゆらぎ″とは、ある物理量が時間の経過と共に変動す
ることをさし、音に関する変動の物理量としては、音響
パワー（音量感）、周波数（音の高低感・音色）、およ
びリズム（発生のタイミング）の３者が重要とされてい
る。“１／ｆゆらぎ”の発生メカニズムについては多く
の謎が残されているが、経験上、快適な音は“ｌ／ｆゆ
らぎ”特性を持っており、不快な騒音等のゆらぎ特性は
“１／ｆゆらぎ″特性から外れた特性を持つことが知ら
れている。

そこで、物理的な記憶装置に自然界の音の要素を複数個
アナログ的、或いはデジタル的に記憶しておき、“ｌ／
「ゆらぎ”特性を持つ発生タイミングで再生すれば、聴
感上は自然音と等価で、かつ無限に繰り返すことのない
環境音を作り出すことができる。本発明は、この環境音
を第１図に示すような構成により作り出し、再生するよ
うにしたものである。

第１図において、音素付記憶部Ａは、デジタル化された
複数の自然音素材データを格納するメモリ１と再生のた
めにメモＩＪ　１から選択された音素材データを格納す
るバッファメモリ２からなり、複数の自然音素材を記憶
してお（ものである。音素相選択部Ｂは、選択データ記
憶装置４と素材選択信号制御装置３からなり、メモリ１
−に記憶された複数の音素材の選択データを生成して蓄
えると共に、音素材の選択制御を行うものである。選択
データ記憶装置４は、選択データとして乱数表等を記憶
しておくものであり、素材選択信号制御装置３は、選択
データ記憶装置４で発生したデータに演算を行い、その
データに基づきメモリ１の制御信号を発生するものであ
る。発生タイミング制御部Ｃは、タイミング制御装置５
、時系列データ変換装置６、Ａ／Ｄ変換器７、ローパス
フィルタ８、ＲＭＳ回路９、ゆらぎ雑音発生装置１０か
ら、なり、自然音の発生タイミングを制御するデータを
生成して蓄えると共に、自然音発生の制御を行うもので
ある。ゆらぎ雑音発生装置１０は、１／「ゆらぎ特性を
持つ雑音を発生させるものであり、ＲＭＳ回路９は、そ
の雑音を実効値に変換するものであり、ローパスフィル
タ８は、ＲＭゴ回路９の出力のうち低い周波数成分の例
えば第２図に示すような振幅ゆらぎ信号を得るものであ
る。そして、Ａ／Ｄ変換器７は、ローパスフィルタ８の
出力をデジタル信号に変換し、時系列データ変換装置６
は、デジタルデータに演算を行って発生時間間隔の時系
列データに変換し、タイミング制御装置５は、時系列デ
ータを記憶してそのデータに基づいてバッファメモリ２
と素材選択信号制御装置３にトリガ信号を送るものであ
る。

また、外部に接続されたマイクロフォン１１゜アンプ１
２、Ａ／Ｄ変換器１３は、メモＩＪ　ｌに格納する自然
音素材を採取する回路であり、Ｄ／Ａ変換器１４、音量
調整器１５、アンプ１６、スピーカ１７は、メモリＩか
ら順次選択されバッファメモリ２に格納された音素材を
再生するものである。

次に、動作を説明する。

第３図は振幅ゆらぎ信号に対する演算の内容を説明する
ための図、第４図は発生時間間隔（発生タイミング）デ
ータの例を示す図である。

まず、装置の動作を開始すると、前準備として発生タイ
ミングデータの生成が行われる。この発生タイミングデ
ータの生成の手順は、 ■　ゆらぎ雑音発生装置ｌＯで発生したゆらぎ成分を持
つ雑音信号に対してＲＭＳ回路９、ローパスフィルタ８
により所定の処理を行い、第２図に示すような振幅ゆら
ぎ信号を得てＡ／Ｄ変換器７により時刻（サンプル番号
）毎にデジタル信号への変換を行う。

■　そして、時系列データ変換装置６により所定の再生
時間間隔範囲に応じた規準化と演算を行い、デジタル信
号を発生タイミング（発生時間間隔）データに変換し、
タイミング制御装置５に記憶する。例えば第２図に示す
振幅ゆらぎ信号の場合、演算として第３図に示すように
各時刻（サンプル番号）毎に規準化した音の大きさ（Ｅ
）に対して所定の定数α（＝５ｓｅｃ）を乗じ、このＥ
×αの値を第４図に示すように発生時間間隔（発生タイ
ミング）のデータΔｔ（ｓｅｅ）とする。

以上の前準備が終了すると、以下の手順で再生を行う。

■　音素材選択の１番目のデータに基づき、メモリ１の
中の音素材データを選択し、バッファメモリ２に送る。

■　発生タイミングの１番目のデータに基づく時間の後
、タイミング制御装置５でトリガ信号を発生する。

■　トリガ信号によってバッファメモリ２上のデータを
出力し、Ｄ／Ａ変換機１４、音量調整器１５、アンプ１
６、スピーカ１７を通して再生する。

■　同時にトリガ信号によって素材選択信号制御装置３
から２番目の音素付番号データをメモリ１に送り、音素
材データを選択してバッファメモリ２に送る。

■　以下■〜■の動作を繰り返し行う。

なお、聴感上、自然なゆらぎの周波数は、およそ０．３
Ｈｚ以下であることが実験により見出されているので、
実施例でのローパスフィルタ８におけるカットオフ周波
数は、０．３Ｈｚが代表値となる。この場合、Ａ／Ｄ変
換器７のサンプリング周波数の最適値は、０．　６Ｈｚ
　（周期１．６７秒）となるが、この周期は、一般に自
然音パターンの平均発生周期より充分短い。これは、換
言すれば、ゆらぎ雑音発生装置１０から時系列データ変
換装置６の系による発生タイミングデータの生成速度が
タイミング制御装置５におけるデータの出力速度より速
いことを意味する。したがって、タイミング制御装置５
のメモリには、時間の経過と共に順次発生タイミングデ
ータが蓄積されてゆくことになる。この場合、タイミン
グ制御装置５のメモリ容量が装置構成上の問題となるが
、平均的自然音発生周期を短めの値である２秒と想定す
ると、２４時間再生に要する発生タイミング制御データ
の数は約４３，０００個であり、これを１データ４バイ
トで記憶した場合に必要とされるメモリ容量は、約１７
０キロバイトとなるので、現在では容易に実現し得る値
である。また、このメモリ容量に依存して自然音再生の
連続性が中断されることになるが、一般の生活パターン
を考慮した場合、２４時時間位の不連続性は、実質上問
題とならない。

また、所定のゆらぎ特性を持つ発生タイミングデータを
コンピュータの論理演算によって作製する場合には、ゆ
らぎ雑音発生装置１０から時系列データ変換装置６の系
をこれに代えることができると共に、タイミング制御装
置５のメモリも、平均周期からの偏差分を補正するため
のごく僅かな容量で足りることになり、自然音再生の不
連続性も生じないようにすることができる。

〔発明の効果〕

自然音を音響付加の音源に用いる場合、従来は物理的媒
体を介することによる時間的な限界から同一音源を繰り
返し再生する方法が採られているが、以上の説明から明
らかなように、本発明によれば、物理的媒体に収録され
た短時間の音素材を自然界の実轢に則したリズム（発生
タイミング）に基づいて再生するので、短時間の自然音
素材を使って長時間にわたり繰り返すことのない自然音
と聴感上で等価な環境音、すなわち現実の自然音に近い
感覚の擬似的な自然音を創成することができる。また、
複数個の音素材を用意することにより、ひとつの音素材
を用いた場合の単調さを排除することができ、音素材記
憶部に記憶しておく自然音の素材を取り替えることによ
り、短時間の音素材でそれぞれの自然音の環境、例えば
虫の声であれば高原や草原等、波の音やかもめの声であ
れば海等を容易に実現できる。しかも、音素材の選択デ
ータに、ある時点のデータがその時点以前のいくつかの
データに従属関係を持つような確率過程を導入すること
により、さらに実際の自然音に近い人工的な環境音を作
り出すこともできる。さらには、自然音素材の発生タイ
ミングのデータを乱数等を用いて簡易的に作成したり、
ｌ／［ゆらぎ特性以外に変えることにより、別の効果を
持つ環境音を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自然音再生装置の１実施例構成を
示す図、第２図はゆらぎ信号の振幅の時間変化を示す図
、第３図は振幅ゆらぎ信号に対する演算の内容を説明す
るための図、第４図は発生時間間隔（発生タイミング）
データの例を示す図である。 Ａ・・・音素材記憶部、Ｂ・・・音素材選択部、Ｃ・・
・発生タイミング制御部、１・・・メモリ、２・・・バ
ッファメモリ、３・・・素材選択信号制御装置、４・・
・選択データ記憶装置、５・・・タイミング制御装置、
６・・・時系列データ変換装置、７と１３・・・Ａ／Ｄ
変換器、８・・・ローパスフィルタ、９・・・２Ｍ８回
路、ｌＯ・・・ゆらぎ雑音発生装置、１１・・・マイク
ロフォン、１２と１６・・・アンプ、１４・・・Ｄ／Δ
変換器、１５・・・音量調整装置、１７・・・スピーカ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の音素材データを記憶した記憶手段、自然音
   の発生タイミングデータと音素材選択データを有し記憶
   手段に記憶された音素材データを順次選択して所定のタ
   イミングで送出する音素材送出手段、及び音素材送出手
   段から送出された音素材データを再生する再生手段を備
   えたことを特徴とする自然音再生装置。