JP2006074407A - 伝達手段生成装置および伝達手段生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 場所・時間を選ばずに、聴覚以外の伝達手段でビートを体感して音楽を楽しむことができる伝達手段生成装置を提供する。
【解決手段】 音響情報入力部２０が音響情報（音楽などの音響に含まれる諸情報）を入力し、音響要素抽出部３０が入力した音響情報の各構成要素を抽出し、音響データ記憶部４０がその各音響要素のデータを記憶する。変換部５０が音響データ記憶部４０から各音響要素のデータを取得し、各風圧要素に変換し、伝達手段（風）生成部６０が変換して得た各風圧要素を備える風圧を生成し、伝達手段（風）出力部７０がその生成した風圧を出力する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、伝達手段生成装置および伝達手段生成方法に関し、特に、音響情報を音響以外の伝達手段に変換し、当該音響以外の伝達手段を生成する伝達手段生成装置及び伝達手段生成方法に関する。

従来の携帯用のヘッドフォンステレオ等の音響再生装置は、使用者が気軽に携帯して、場所・時間を選ばずにヘッドフォン等で音楽を聴くことができる。

一方、音響のテンポ又は抑揚に応じて使用者に刺激を与える装置としては、従来より種々のものが開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

図１に音楽のテンポ又は抑揚を空気袋の膨張・収縮に変換し、その音楽のテンポ又は抑揚に応じた刺激を被施療者に与える空気マッサージ機の一例を示す。
この空気マッサージ機は、マットレス１０１に内蔵されている空気袋１４１〜１４９を、エアポンプ１３７ｂによって順番に膨張・収縮させるとともに、ＣＤプレーヤユニット１３１によって再生した音楽に応じて、第１制御装置１０３Ａによって音楽同調制御信号を生成し、該音楽同調制御信号によってエアポンプ１３８ｂを動作させる。この結果、空気袋１４４が音楽に同調して動作し、被施療者に音楽に合わせた刺激を与えることができる（例えば、特許文献１参照）。

また、ダンス音楽に馴染みのない人にも的確にリズムを把握してダンスを正確に踊ることができるように、音楽のリズムを抽出し、その音楽のリズムを聴者に伝える音楽のリズム把握装置の一例を図２に示す。
この音楽のリズム把握装置は、入力手段１１０より空気中を伝搬する音楽の信号Sを入力し、抽出手段１１１によって入力手段１１０の出力から音楽のリズムを抽出し、抽出されたリズムを伝達手段１１２によって聴者に伝える（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−７９６８７ 特開２００２−０９１４３４

しかしながら、従来の携帯用のヘッドフォンステレオ等の音響再生装置では、ヘッドフォンにより音楽を楽しむことができるが、音と同時にビートを体感することは困難であり、仮に非常に大きな音量で音響再生をしたとしても、周囲に音を散布してしまうので周囲に迷惑がかかる。あるいは、携帯用の音響再生装置を用いずに、音と同時にビートを体感する方法としては、大音量の音響を出力するスピーカが設置された場所（例えば“クラブ”など）でこのスピーカーの前に立つことによって、ビートを体感することができるが、大音量の音響を出力するスピーカが設置された特定の場所（“クラブ”など）に行く必要がある。

一方、前述のような空気マッサージ機は、音楽のテンポ又は抑揚に応じた刺激によるマッサージ効果を得ることができるものの、ビートを体感して音楽を楽しむものではなく、また、使用者が気軽に携帯して、場所・時間を選ばずに使用することもできない。
また、前述のような音楽のリズム把握装置は、ダンス音楽に馴染みのない人にも的確にリズムを把握してダンスを正確に踊ることができることを目的としたものであり、ビートを体感して音楽を楽しむことはできない。
このように、従来の携帯用の音響再生装置や再生される音楽に応じた刺激を与える装置では、周囲に迷惑を与えるような大音量を伴わずに、また、特定の場所・時間以外で、ビートを体感して音楽を楽しむことは困難である。

本発明が解決しようとする課題（目的）としては、場所・時間を選ばずに、聴覚以外の伝達手段でビートを体感して音楽を楽しむことができる伝達手段生成装置および伝達手段生成方法を提供することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の伝達手段生成装置は、音響情報から当該音響情報を構成する要素を分析し抽出する手段と、抽出された前記要素を音響以外の伝達手段に変換し、当該伝達手段を生成して伝達することを特徴とする。

請求項４に記載の伝達手段生成装置は、音源からの音響情報を入力する音響情報入力部と、前記音響情報から当該音響情報の各構成要素を抽出する音響要素抽出部と、取得した音響要素データを記憶する音響データ記憶部と、各音響要素を伝達手段の各要素に変換する変換部と、伝達手段の各要素の制御により伝達手段を生成する伝達手段生成部と、生成された伝達手段を出力する伝達手段出力部と、装置全体を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の伝達手段生成方法は、音源からの音響情報を入力するステップと、前記音響情報から当該音響情報の各構成要素を抽出するステップと、取得した音響要素データを記憶するステップと、各音響要素を伝達手段の各要素に変換するステップと、伝達手段の各要素の制御により伝達手段を生成するステップと、生成された伝達手段を出力するステップと、を含むことを特徴とする。

以下、本発明に係る伝達手段生成装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図３は、本発明の実施の形態に係る伝達手段生成装置の全体構成を示すブロック図である。

図３において、本実施の形態の伝達手段生成装置１０は、音源からの音響情報（音楽などの音響に含まれる諸情報）を入力する音響情報入力部２０と、音響情報から当該音響情報の各構成要素を抽出する音響要素抽出部３０と、取得した音響要素データを記憶する音響データ記憶部４０と、各音響要素を伝達手段（風）の各要素に変換する変換部５０と、伝達手段（風）の各要素の制御により伝達手段（風）を生成する伝達手段（風）生成部６０と、生成された伝達手段（風）を出力する伝達手段（風）出力部７０と、伝達手段生成装置１０の全体を制御する制御部８０とで構成されている。

音響情報入力部２０は音源からの音響情報を入力するものである。この音源は、アナログ、ディジタルどちらの音源でもよく、例えば、携帯用のヘッドフォンステレオ等の音響再生装置により再生された音楽などである。

音響要素抽出部３０は、音響情報の各要素を抽出するものであり、音響情報から音響のＢＰＭ（テンポの速さ）、すなわち一分間の拍数を抽出するＢＰＭ抽出部３１と、音響情報から入力波形を抽出する入力波形抽出部３２と、音響情報から音波の周波数を抽出する音の周波数抽出部３３と、音響情報から入力レベルを抽出する入力レベル抽出部３４と、音響のＢＰＭから音響のリズム情報を取得するリズム数情報取得部３５と、入力波形から音色情報を取得する音色情報取得部３６と、音波の周波数から音程情報を取得する音程情報取得部３７と、入力レベルから音量情報を取得する音量情報取得部３８とで構成されている。

音響データ記憶部４０は、音響要素抽出部３０で取得した音響情報のリズム数情報と、音色情報と、音程情報と、音量情報とを記憶するものである。

変換部５０は、各音響要素を伝達手段（風）の各要素に変換するものであり、音響のリズム数を風圧の発生間隔制御情報に変換するリズム数／風圧発生間隔変換部５１と、音響の音色情報を風の温度制御情報に変換する音色／温度変換部５２と、音響の音程情報を風の匂いの制御情報に変換する音程／匂い変換部５３と、音響の音量情報を風速制御情報に変換する音量／風速変換部５４とで構成されている。

伝達手段（風）生成部６０は、変換部５０で取得した各伝達情報の制御により風を生成するものであり、風圧の発生間隔制御情報によりファンを駆動するファン駆動部６１と、風の温度制御情報により冷暖房温度を制御する冷暖房温度制御部６２と、風の匂い制御情報により匂噴出量を制御する匂噴出量制御部６３と、風速制御情報により風速を制御する風速制御部６４と、各伝達情報を結合させる伝達手段結合部６５で構成されている。

伝達手段（風）出力部７０は生成された風を出力するものであり、使用者が装着した例を図４の模式図に示す。
この伝達手段（風）出力部７０は、必要に応じて複数設けてもよく、図４の例１では図３のブロックに対応した、４つの伝達手段（風）出力部７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄを使用者に装着した例を示している。
また、図４の例２は、少なくとも伝達手段（風）出力部７０のうちの１つを顔の周辺、例えば、帽子に装着した例であり、特に、風の匂いを体感する場合の装着場所に適したものである。

次に、本実施の形態の伝達手段生成装置１０の動作について説明する。
図５は、伝達手段生成装置１０の動作を示すフローチャートである。

まず、音響情報入力部２０は、音響再生装置等で再生された音源からの音響情報を入力する（ステップＳ４０１）。
ＢＰＭ抽出部３１は、入力した音響情報からＢＰＭを抽出する（ステップＳ４０２）。音響情報からＢＰＭを抽出する手法は、例えば特開平８−２０１５４２号公報に記載されているものがある。

入力波形抽出部３２は、入力した音響情報から入力波形を抽出する（ステップＳ４０３）。入力波形の抽出は、音響情報のエンベロープを抽出することにより行う。エンベロープの抽出は、例えば、ヒルベルト変換やＬＰＦを用いる方法が挙げられる。

音の周波数抽出部３３は、入力した音響情報から音の周波数を抽出する（ステップ４０４）。ここで、入力した音響情報に対し、周波数解析を行って、周波数成分を抽出する。
入力レベル抽出部１５は、入力した音響情報から入力レベルを抽出する（ステップ４０５）。

続いて、リズム数情報取得部３５は、抽出したＢＰＭからリズム数情報を取得し、音響データ記憶部４０に記憶する（ステップＳ４０６）。
また、音楽における楽曲や楽器等の雰囲気を表す要素として音色がある。この音色情報を取得するための音色情報取得部３６は、抽出した入力波形から音色情報を取得し、音響データ記憶部４０に記憶する（ステップＳ４０７）。音色は音の波形、すなわち入力波形が関係している。音の波形には種々の形状の波形があり、それぞれ特有な音色に対応する。ここで、入力波形から音色情報を取得する。

音程情報取得部３７は、抽出した音の周波数から音程情報を取得し、音響データ記憶部４０に記憶する（ステップＳ４０８）。音程は音の高低を表す要素で、音には高い音や低い音などがあり、周波数が高いほど音程が高い。ここで、音の周波数から音程情報を取得する。

音量情報取得部３８は、抽出した入力レベルから音量情報を取得し、音響データ記憶部４０に記憶する（ステップＳ４０９）。音量は音の大小を表す要素である。音量は音の入力レベルが大きいほど音量が大きい。ここで、入力レベルから音量情報を取得する。

リズム数／風圧発生間隔変換部５１は、音響データ記憶部４０からリズム数情報を取得し、リズム数を風圧発生間隔に変換する（ステップＳ４１０）。

音色／温度変換部５２は、音響データ記憶部４０から音色情報を取得し、音色を風の温度に変換する（ステップＳ４１１）。

音程／匂い変換部５３は、音響データ記憶部４０から音程情報を取得し、例えば、音程が高い程匂いの噴出量を増やすなどとして、音程を匂噴出量に変換する（ステップＳ４１２）。

音量／風速変換部５４は、音響データ記憶部４０から音量情報を取得し、音量を風速に変換する（ステップＳ４１３）。

ファン駆動部６１は、ステップＳ４１０で変換して取得した風圧発生間隔でファンを駆動する（ステップＳ４１４）。ここで、ファンを駆動するのは、音響のリズム数から変換して取得した風圧発生間隔であるので、ファンの駆動は音響のリズム数の変化に従って変化する。

冷暖房温度制御部６２は、ステップＳ４１１で変換して取得した風の温度で冷暖房温度を制御する（ステップＳ４１５）。ここで、冷暖房温度を制御するのは、音響の音色から変換して取得した風の温度であるので、冷暖房温度は音響の音色の変化に従って変化する。

匂噴出量制御部６３は、ステップＳ４１２で変換して取得した匂噴出量で匂源の噴出を制御する（ステップＳ４１６）。ここで、匂源の噴出を制御するのは、音響の音程から変換して取得した風の匂いであるので、匂源噴出は音響の音程の変化に従って変化する。
また、音程が高い程匂いの噴出量を増やすように制御する以外に、異なる種類の匂源を複数備え、音程により匂源を切り替えたり、複数の匂いを混合させたり、さらに、この混合比を変化させるなどとしてもよい。
なお、この匂源噴出の機構は、例えば、インクジェットプリンタのヘッド部に用いられるインク吐出機構を用いてもよく、この場合、所定の匂いを付けたインクを吐出すればよい。さらに、このインク吐出により、風に色を付けるなどしてもよい。

風速制御部６４は、ステップＳ４１３で変換して取得した値で風速を制御する（ステップＳ４１７）。ここで、風速を制御するのは、音響の音量から変換して取得した値に比例した風速であるので、風速は音量の変化に従って変化する。

伝達手段結合部６５は、ステップＳ４１４〜Ｓ４１７で取得した伝達手段（風）の各要素を結合させ、各音響要素の変化に従って変化する伝達手段（風）の各要素を備える風を生成する（ステップＳ４１８）。
伝達手段（風）出力部７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄは、生成された風を出力する（ステップＳ４１９）。そして、処理が終了する（ステップＳ４２０）。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、音響情報（音楽などの音響に含まれる諸情報）を構成する各要素を抽出し、風として使用者に伝達することができる。このため、音響情報を構成する各要素の変化に応じて、伝達手段（風）出力部７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄが生成した風の風圧の変化によって、ビートを体感することができる。さらに、この風の温度の高低や匂いの強弱等により、音源となった楽曲等の雰囲気を楽しむこともできる。

このように本実施の形態では、音響以外の伝達手段、例えば、風の風圧の変化や温度の高低や匂いの強弱で音響情報の各構成要素の変化を反映することができるので、聴覚障害者がその風を体感することにより、音源となった楽曲等のリズム、音色、音程、音量等の雰囲気を擬似体験することができる。これにより、聴覚障害者に対するエンタテインメントや緊急時の伝達手段としても利用することができる。

また、本発明の実施の形態の伝達手段生成装置は、携帯可能に構成されることにより、気軽に持ち運び、場所・時間を選ばずに、聴覚以外の感覚で音楽等を楽しむことができる。
さらに、携帯電話に応用した場合、着信音を風圧や匂いに変換し、風圧や匂いを発して着信があったことを使用者に伝達するなどしてもよい。

また、本発明の実施の形態の伝達手段生成装置を車両に搭載して、風圧や匂いを発することにより、運転者や搭乗者が聴覚以外の感覚で音楽を楽しむことに加えて、運転者の眠気をさます、緊張をやわらげるなどの効果を得ることもできる。

なお、音響情報の各構成要素（リズム数、音色、音程、音量）を風の各構成要素（風圧発生間隔、温度、匂い、風速）のいずれに変換するかは、上述の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、異なる組み合わせや、音響情報の複数の構成要素を風の構成要素１つに変換したり、上記以外の他の構成要素でそれぞれ変換するなどしてもよい。
また、伝達手段である風の各構成要素（風圧発生間隔、温度、匂い、風速）の変化のうち少なくとも１つが得られればよく、他は省略してもよい。

なお、本発明の実施の形態では、音響情報の各構成要素を伝達手段の一例である風の各構成要素に変換する例を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、使用者に直接与える振動や、光の明滅、スモークの発生などの伝達手段に変換するなどしてもよい。

以上、詳述したように、本発明の実施の形態に係る伝達手段生成装置は、音響情報から当該音響情報を構成する要素を分析し抽出する手段（音響要素抽出部３０）と、抽出された前記要素を音響以外の伝達手段に変換し（変換部５０）、当該伝達手段を生成して伝達する（伝達手段（風）生成部６０，伝達手段（風）出力部７０）するので、場所・時間を選ばずに、聴覚以外の伝達手段でビートを体感して音楽を楽しむことができる。

従来の空気マッサージ機の構成を示す図である。 従来の音楽のリズム把握装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る伝達手段生成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伝達手段生成装置の風圧出力部を使用者が装着した例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る伝達手段生成装置の動作を説明するためのフローチャート図である。

符号の説明

１０ 伝達手段生成装置
２０ 音響情報入力部
３０ 音響要素抽出部
３１ ＢＰＭ抽出部
３２ 入力波形抽出部
３３ 音の周波数抽出部
３４ 入力レベル抽出部
３５ リズム数情報取得部
３６ 音色情報取得部
３７ 音程情報取得部
３８ 音量情報取得部
４０ 音響データ記憶部
５０ 変換部
５１ リズム数／風圧発生間隔変換部
５２ 音色／風圧温度変換部
５３ 音程／風圧匂い変換部
５４ 音量／風圧風速変換部
６０ 伝達手段（風）生成部
６１ ファン駆動部
６２ 冷暖房温度制御部
６３ 匂噴出量制御部
６４ 風速制御部
６５ 伝達手段結合部
７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ 伝達手段（風）出力部
８０ 制御部

Claims (10)

1. 音響情報から当該音響情報を構成する要素を分析し抽出する手段と、
   抽出された前記要素を音響以外の伝達手段に変換し、当該伝達手段を生成して使用者に伝達することを特徴とする伝達手段生成装置。
2. 前記要素は、リズム、音量レベル、音程及び音色のいずれか一を含むことを特徴とする請求項１記載の伝達手段生成装置。
3. 前記音響以外の伝達手段が風であり、前記要素の変化に応じて変化させた風を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の伝達手段生成装置。
4. 音源からの音響情報を入力する音響情報入力部と、
   前記音響情報から当該音響情報の各構成要素を抽出する音響要素抽出部と、
   取得した音響要素データを記憶する音響データ記憶部と、
   各音響要素を伝達手段の各要素に変換する変換部と、
   伝達手段の各要素の制御により伝達手段を生成する伝達手段生成部と、
   生成された伝達手段を出力する伝達手段出力部と、
   装置全体を制御する制御部と、を備えることを特徴とする伝達手段生成装置。
5. 前記音響要素抽出部は、音響情報の各要素を抽出するものであり、
   前記音響情報から音響の一分間の拍数を抽出するＢＰＭ抽出部と、
   前記音響情報から入力波形を抽出する入力波形抽出部と、
   前記音響情報から音の周波数を抽出する周波数抽出部と、
   前記音響情報から入力レベルを抽出する入力レベル抽出部と、
   音響の一分間の拍数から音響のリズム情報を取得するリズム数情報取得部と、
   前記入力波形から音色情報を取得する音色情報取得部と、
   前記音の周波数から音程情報を取得する音程情報取得部と、
   前記入力レベルから音量情報を取得する音量情報取得部と、を有することを特徴とする請求項４に記載の伝達手段生成装置。
6. 前記伝達手段が風であることを特徴とする請求項４または５に記載の伝達手段生成装置。
7. 前記変換部は、
   音響のリズム数を風圧の発生間隔制御情報に変換する手段、音響の音色情報を風の温度制御情報に変換する手段、音響の音程情報を風の匂い制御情報に変換する手段及び音響の音量情報を風速制御情報に変換する手段のうち少なくとも一を有することを特徴とする請求項６に記載の伝達手段生成装置。
8. 携帯可能に構成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の伝達手段生成装置。
9. 前記伝達手段出力部を複数有することを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の伝達手段生成装置。
10. 音源からの音響情報を入力するステップと、
    前記音響情報から当該音響情報の各構成要素を抽出するステップと、
    取得した音響要素データを記憶するステップと、
    各音響要素を伝達手段の各要素に変換するステップと、
    伝達手段の各要素の制御により伝達手段を生成するステップと、
    生成された伝達手段を出力するステップと、を含むことを特徴とする伝達手段生成方法。

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