JP2010068175A

JP2010068175A - 音響調整装置及びそれを用いた音響装置

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Publication number: JP2010068175A
Application number: JP2008231762A
Authority: JP
Inventors: Kiyohiro Kurisu; 清浩栗栖
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-25

Abstract

【課題】高齢者施設あるいは暗騒音の大きい公共空間等の特定の場所での放送等に用いられる音響装置に適し、スピーカから明瞭性のよい聞き取りやすい音を出力することを可能にする音響調整装置を提供する。
【解決手段】音声信号を複数の周波数帯域の信号に分割する帯域分割回路Ｆｄと、それぞれ、特定の特性に基づいて各々の周波数帯域に対応して定められる出力目標レベルが設定され、帯域分割回路Ｆｄにより分割された各々の周波数帯域の信号を入力し、各々の周波数帯域の信号の出力レベルが出力目標レベルとなるように各々の周波数帯域の信号に対して増幅処理を行い出力する複数の自動利得制御増幅回路Ｇ１〜Ｇｎと、複数の自動利得制御増幅回路Ｇ１〜Ｇｎの出力信号を合成して出力する帯域合成回路Ｆｃとを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、老人ホーム等の高齢者施設あるいは暗騒音の大きい公共空間等での放送に用いられる音響装置等に用いられる音響調整装置及びそれを用いた音響装置に関する。

従来、ＰＡ（Public Address）システム、例えば会社の社内放送や学校の校内放送等のアナウンス等に用いられる音響装置では、マイクロホン等からの音声信号は、例えばイコライザにより、各周波数帯域ごとにその信号レベルが調整され、スピーカから拡声音として出力されるように構成されている。イコライザの一例は、例えば特許文献１に示されている。

また、ＰＡシステム等として用いられる音響装置は、暗騒音が大きい公共空間等での放送に用いられることも多いが、放送される音声のうち暗騒音に埋もれてしまう成分は、明瞭に聞き取ることができない。そこで、暗騒音のレベルに応じてスピーカの出力音量を調整するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−３０３４８号公報特開２００７−１５９０４２号公報

一般に、人間の耳の感度は周波数によって異なり、また、年齢が高くなるに伴って聴力が低下する。この聴力の低下傾向は、特に４０００Ｈｚ以上の高い周波数領域で著しく、低い音に比べて高い音が聞き取りにくくなる。そこで、イコライザを用いて高域の音圧レベルを高くしても、入力される音声信号のレベル変動に応じて聴取レベルも大きく変動するので、高齢者が拡声音を聞くときの明瞭性向上対策としては十分ではなかった。

また、公共空間等での放送に用いられる音響装置において、暗騒音のレベルに応じてスピーカの出力音量を調整するようにしても、周波数に依存する人間の聴覚特性に基づいた調整ではないので、拡声音を明瞭に聞き取るためには不十分な調整であると言える。

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、高齢者施設あるいは暗騒音の大きい公共空間等の特定の場所での放送等に用いられる音響装置に適し、スピーカから明瞭性のよい聞き取りやすい音を出力することを可能にする音響調整装置及びそれを用いた音響装置を提供することを目的としている。例えば、高齢者施設等での放送等に用いられる音響装置に適し、高齢者がスピーカから明瞭性のよい聞き取りやすい音を出力することを可能にする音響調整装置及びそれを用いた音響装置を提供することを目的としている。また、暗騒音の大きい場所等での放送等に用いられる音響装置に適し、暗騒音が大きくてもスピーカから明瞭性のよい聞き取りやすい音を出力することを可能にする音響調整装置及びそれを用いた音響装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の第１の音響調整装置は、音声信号を複数の周波数帯域の信号に分割する帯域分割回路と、それぞれ、特定の特性に基づいて各々の周波数帯域に対応して定められる出力目標レベルが設定され、前記帯域分割回路により分割された各々の周波数帯域の信号を入力し、前記各々の周波数帯域の信号の出力レベルが前記出力目標レベルとなるように前記各々の周波数帯域の信号に対して増幅処理を行い出力する複数の増幅回路と、前記複数の増幅回路の出力信号を合成して出力する帯域合成回路とを備えている。

この構成によれば、各周波数帯域の信号の出力レベルが、特定の特性に基づいて設定された出力目標レベルとなるように増幅処理が施される。そして、増幅処理された各周波数帯域の信号が帯域合成回路によって合成される。

また、第２の音響調整装置は、第１の音響調整装置において、前記特定の特性が、前記各々の周波数帯域における音圧レベルに対する所定年齢以上の高齢者に聞こえる音の大きさを示す高齢者の聴感特性である。

また、第３の音響調整装置は、第２の音響調整装置において、前記各々の周波数帯域に対応する前記出力目標レベルが、前記高齢者の聴感特性に基づいて前記高齢者に聞こえる音が同一の特定の大きさとなる音圧レベルに応じた出力レベルであるように、定められている。

この構成によれば、各周波数帯域の信号成分レベルの大小にかかわらず、各増幅回路において、各周波数帯域の信号が、高齢者に聞こえる音が同一の特定の大きさとなる音圧レベルに応じた出力レベル（出力目標レベル）となるように増幅処理されるので、高齢者にとって明瞭に聞き取ることのできる音声の信号となる。

このように、この音響調整装置に入力される音声信号のレベルに、周波数帯域毎のバラツキがあったとしても、増幅処理によって各周波数帯域の信号成分が各出力目標レベルまで増幅され、その後、帯域合成処理を施され、最終的には、高齢者にとって明瞭に聞き取ることのできる音声信号が生成される。

よって、高齢者施設等で使用される音響装置に適用した場合に、高齢者にとって明瞭に聞き取りやすい音声をスピーカから発生させることができる。

また、第４の音響調整装置は、第３の音響調整装置において、前記複数の増幅回路の各々に、前記出力目標レベルが予め設定されている。

また、第５の音響調整装置は、第３の音響調整装置において、前記各々の周波数帯域に対応する複数の前記出力目標レベルからなる出力目標レベル群を予め複数記憶し、各々の前記出力目標レベル群において、異なる前記特定の大きさとなる音圧レベルに応じた出力レベルであるように前記各々の周波数帯域に対応する前記出力目標レベルが定められている、出力目標レベル設定回路と、前記複数の出力目標レベル群の中からいずれか１つの前記出力目標レベル群を指定するための操作を行う操作手段とが設けられ、前記出力目標レベル設定回路は、前記操作手段により指定された前記出力目標レベル群を構成する各々の出力目標レベルを各々の前記増幅回路に設定するように構成されている。

この構成によれば、操作手段の操作によって聴取レベルの調整を行うことができる。従って、この音響調整装置を、例えばイヤホンやヘッドフォンに適用した場合に、好みの聴取レベルに調整を行うことができる。

また、第６の音響調整装置は、第１の音響調整装置において、前記特定の特性は、前記各々の周波数帯域における暗騒音の音圧レベルを示す騒音特性であり、前記各々の周波数帯域に対応する前記出力目標レベルが、前記騒音特性に基づいて、前記各々の周波数帯域における暗騒音の音圧レベルを所定量上回る音圧レベルに応じた出力レベルであるように、定められる。

この構成によれば、各周波数帯域の信号成分レベルの大小にかかわらず、各増幅回路において、各周波数帯域の信号が、暗騒音の音圧レベルを所定量上回る音圧レベルに応じた出力レベル（出力目標レベル）となるように増幅処理されるので、暗騒音が大きくても明瞭に聞き取ることのできる音声の信号となる。

このように、この音響調整装置に入力される音声信号のレベルに、周波数帯域毎のバラツキがあったとしても、増幅処理によって各周波数帯域の信号成分が各出力目標レベルまで増幅され、その後、帯域合成処理を施され、最終的には、暗騒音が大きくても明瞭に聞き取ることのできる音声信号が生成される。

よって、公共空間等での放送に使用される音響装置に適用した場合に、暗騒音が大きくても明瞭に聞き取りやすい音声をスピーカから発生させることができる。

また、第７の音響調整装置は、第６の音響調整装置において、前記騒音特性が予め定められている特性であり、前記複数の増幅回路の各々に、前記出力目標レベルが予め設定されている。

また、第８の音響調整装置は、第６の音響調整装置において、前記騒音特性が予め定められている特性であり、前記各々の周波数帯域に対応する複数の前記出力目標レベルからなる出力目標レベル群を予め複数記憶し、各々の前記出力目標レベル群において、異なる前記所定量上回る音圧レベルに応じた出力レベルであるように前記各々の周波数帯域に対応する前記出力目標レベルが定められている、出力目標レベル設定回路と、前記複数の出力目標レベル群の中からいずれか１つの前記出力目標レベル群を指定するための操作を行う操作手段とが設けられ、前記出力目標レベル設定回路は、前記操作手段により指定された前記出力目標レベル群を構成する各々の出力目標レベルを各々の前記増幅回路に設定するように構成されている。

この構成によれば、操作手段の操作によって聴取レベルの調整を行うことができる。

また、第９の音響調整装置は、第６の音響調整装置において、リアルタイムで前記騒音特性を求める暗騒音検出手段と、暗騒音検出手段により求められる前記騒音特性に基づいて、前記複数の増幅回路の各々の出力レベルが、各々の周波数帯域における暗騒音の音圧レベルを所定量上回る音圧レベルに応じたレベルとなる前記出力目標レベルを求め、求めた前記出力目標レベルを前記増幅回路に設定する出力目標レベル設定回路とが設けられている。

この構成によれば、リアルタイムで求められる騒音特性に基づいて各々の増幅回路の出力目標レベルが随時設定（変更）されることになるので、各々の周波数帯域における実際の暗騒音の音圧レベルの変動に応じた聴取レベルの調整が可能になる。

また、第１０の音響装置は、第２〜第５のいずれかの音響調整装置と、前記音響調整装置の前記帯域合成回路の出力信号を増幅して出力する増幅装置と、前記増幅装置の出力信号を拡声音に変換して出力するスピーカとを備えている。

この構成によれば、高齢者にとって明瞭に聞き取りやすい音声をスピーカから発生させることができる。よって、高齢者施設等で使用される音響装置として好適である。

また、第１１の音響装置は、第７または第８の音響調整装置と、前記音響調整装置の前記帯域合成回路の出力信号を増幅して出力する増幅装置と、前記増幅装置の出力信号を拡声音に変換して出力するスピーカとを備え、前記音響調整装置における前記騒音特性は、前記スピーカの設置場所において予め測定された特性である。

この構成によれば、暗騒音が大きくても明瞭に聞き取りやすい音声をスピーカから発生させることができる。よって、公共空間等での放送に使用される音響装置として好適である。

また、第１２の音響装置は、第９の音響調整装置と、前記音響調整装置の前記帯域合成回路の出力信号を増幅して出力する増幅装置と、前記増幅装置の出力信号を拡声音に変換して出力するスピーカとを備え、前記音響調整装置の暗騒音検出手段は、前記スピーカの設置場所における暗騒音の前記騒音特性を求めるように構成されている。

この構成によれば、暗騒音が大きくても明瞭に聞き取りやすい音声をスピーカから発生させることができる。また、リアルタイムで求められる騒音特性に基づいて各々の増幅回路の出力目標レベルが随時設定（変更）されることになるので、各々の周波数帯域における実際の暗騒音の音圧レベルの変動に応じた聴取レベルの調整が可能になる。よって、公共空間等での放送に使用される音響装置として好適である。

本発明は、以上に説明した構成を有し、例えば、高齢者施設等での放送等に用いられる音響装置に適し、高齢者がスピーカから明瞭性のよい聞き取りやすい音を出力することを可能にする。また、暗騒音の大きい場所等での放送等に用いられる音響装置に適し、暗騒音が大きくてもスピーカから明瞭性のよい聞き取りやすい音を出力することを可能にする。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の音響調整装置を用いた音響装置の一例を示すブロック図である。

この音響装置には、音響調整装置１Ａと、その出力端子ＯＵＴに接続されたＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器２と、Ｄ／Ａ変換器２に接続されたパワーアンプ（増幅装置）３と、パワーアンプ３に接続されたスピーカ４とが備えられている。この音響装置は、例えば、老人ホーム等の高齢者施設において館内放送を行うための放送装置に適用することができる。

音響調整装置１Ａの入力端子ＩＮには、例えばマイクロホンから出力されるアナログ音声信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル音声信号、あるいはＣＤプレーヤ等の記録媒体再生装置から出力されるデジタル音声信号が入力される。

この音響調整装置１Ａには、入力端子ＩＮから入力されるデジタル音声信号を複数の周波数帯域の信号に分割するための帯域分割回路Ｆｄと、帯域分割回路Ｆｄから入力される各々の信号のレベルを各々の出力目標レベルにして出力する複数のＡＧＣ（自動利得制御）増幅回路Ｇ１〜Ｇｎと、全てのＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎの出力信号を合成して出力する帯域合成回路Ｆｃと、各々のＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに対し各々の出力目標レベルを設定する目標レベル設定回路１１と、操作部１２とが備えられている。この音響調整装置１Ａのうち操作部１２以外は、例えばＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）によって構成され、帯域分割回路Ｆｄ、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎ、帯域合成回路Ｆｃ及び目標レベル設定回路１１は、ＤＳＰの処理によって実現される機能ブロックを示したものである。

帯域分割回路Ｆｄは、複数のバンドパスフィルタとして機能し、例えば、離散ウェーブレット変換を用いた帯域分割フィルタバンクにより構成すればよい。また、帯域合成回路Ｆｃは、例えば、離散ウェーブレット逆変換を用いた帯域合成フィルタバンクとして構成すればよい。このような離散ウェーブレット変換及び逆変換を用いたフィルタバンクは、例えば画像信号のサブバンド符号化において用いられて周知である。

帯域分割回路Ｆｄでは、入力されるデジタル音声信号を複数の周波数帯域の信号に分割して取り出し、複数の周波数帯域の信号（サブバンド信号）Ｓ１〜Ｓｎを生成する。ここで、サブバンド信号Ｓ１が最も低い周波数帯域のサブバンド信号であり、Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎの順に高い周波数帯域のサブバンド信号とする。ｎ＝９の場合の一例を示せば、サブバンド信号Ｓ１は中心周波数が３１．５Ｈｚである２２．４〜４５Ｈｚの周波数帯域の信号であり、サブバンド信号Ｓ２は中心周波数が６３Ｈｚである４５〜９０Ｈｚの周波数帯域の信号であり、サブバンド信号Ｓ３は中心周波数が１２５Ｈｚである９０〜１８０Ｈｚの周波数帯域の信号であり、サブバンド信号Ｓ４は中心周波数が２５０Ｈｚである１８０〜３５５Ｈｚの周波数帯域の信号であり、サブバンド信号Ｓ５は中心周波数が５００Ｈｚである３５５〜７１０Ｈｚの周波数帯域の信号であり、サブバンド信号Ｓ６は中心周波数が１０００Ｈｚである７１０〜１４００Ｈｚの周波数帯域の信号であり、サブバンド信号Ｓ７は中心周波数が２０００Ｈｚである１４００〜２８００Ｈｚの周波数帯域の信号であり、サブバンド信号Ｓ８は中心周波数が４０００Ｈｚである２８００〜５６００Ｈｚの周波数帯域の信号であり、サブバンド信号Ｓ９は中心周波数が８０００Ｈｚである５６００〜１１２００Ｈｚの周波数帯域の信号である。

目標レベル設定回路１１は、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに対し、それぞれの出力レベル（出力電圧レベル）の目標となる出力目標レベルを設定するための回路であり、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎの各々に対応する複数の出力目標レベルからなる出力目標レベル群を、複数記憶している。操作部１２は、例えば複数の押しボタンスイッチからなり、それぞれ、複数の出力目標レベル群の各々に対応して設けられている。操作部１２の操作（例えば、上記の押しボタンスイッチのいずれか１つが押されること）によって、操作部１２から操作された押しボタンスイッチに対応する出力目標レベル群を選択するための選択信号が目標レベル設定回路１１へ出力される。目標レベル設定回路１１では、操作部１２からの選択信号に対応する出力目標レベル群を構成する複数の出力目標レベルの各々を、各々に対応するＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに設定する。

図２は、高齢者群と若齢者群に対する、１２５Ｈｚ、１０００Ｈｚ、８０００Ｈｚの音についての聴取実験の結果であり、音の大きさのマグニチュード推定値と耳元での音圧レベルとの関係を示した図である。高齢者群は、６１歳〜７５歳（中央値６８歳）の２４名の被験者からなり、若齢者群は、２０歳代（中央値２５歳）の１３名の被験者からなる。この図２は、日本音響学会講演論文集「倉片憲治，木塚朝博，久場康良，口ノ町康夫、純音および低域通過雑音に対する高齢者のラウドネス関数の測定、音講論集、１９９９年秋季、ｐｐ．４０３−４０４、１９９９」から転載し、説明のための補助線と（Ｍ１）、（Ｍ２）、（Ｍ３）の記号とを追加したものである。

人間の聴力は加齢にともなって低下し、高齢者の聴感特性は、若齢者（若年健聴者）の聴感特性とは異なる。また、高齢者の聴感特性には、リクルートメント現象（補充現象）と呼ばれる特性を有する場合がある。これは、例えば図２において、高齢者群の８０００Ｈｚの特性をみればわかるように、音圧レベルが小さいときは聞こえないが、ある音圧レベルから少し大きくなると急激に大きな音として感じる特性である。

図２に示すように、高齢者群の特性において、例えば、１２５Ｈｚの音が耳元で４５ｄＢの音圧レベルとなり、１０００Ｈｚの音が耳元で２９ｄＢの音圧レベルとなり、８０００Ｈｚの音が耳元で６７．５ｄＢの音圧レベルとなるようにすれば、それぞれの周波数の音が同じ大きさ（Ｍ１）で聞こえる。同様に、１２５Ｈｚの音が耳元で５５ｄＢの音圧レベルとなり、１０００Ｈｚの音が耳元で４１ｄＢの音圧レベルとなり、８０００Ｈｚの音が耳元で７３ｄＢの音圧レベルとなるようにすれば、それぞれの周波数の音が同じ大きさ（Ｍ２）で聞こえる。同様に、１２５Ｈｚの音が耳元で６５ｄＢの音圧レベルとなり、１０００Ｈｚの音が耳元で５２．５ｄＢの音圧レベルとなり、８０００Ｈｚの音が耳元で７９ｄＢの音圧レベルとなるようにすれば、それぞれの周波数の音が同じ大きさ（Ｍ３）で聞こえる。

そこで、本実施の形態では、サブバンド信号Ｓ１〜Ｓｎのそれぞれの周波数帯域について、スピーカ４から出力される音が所定の聴取エリア内の高齢者にとって同じ大きさで聞こえる音圧レベルに応じたＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎの出力レベルを出力目標レベルに定めて、それらの出力目標レベルを出力目標レベル群とし、このような出力目標レベル群を複数、目標レベル設定回路１１に記憶している。

前述の図２の例では、マグニチュード推定値がＭ１のときのそれぞれの周波数での音圧レベルは、１２５Ｈｚの音が耳元で４５ｄＢであり、１０００Ｈｚの音が耳元で２９ｄＢであり、８０００Ｈｚの音が耳元で６７．５ｄＢである。これらのことから、中心周波数が１２５Ｈｚのサブバンド信号Ｓ３の音が聴取エリアにおいて４５ｄＢで聞こえるように、ＡＧＣ増幅回路Ｇ３の出力目標レベルを決める。また、中心周波数が１０００Ｈｚのサブバンド信号Ｓ６の音が聴取エリアにおいて２９ｄＢで聞こえるように、ＡＧＣ増幅回路Ｇ６の出力目標レベルを決める。また、中心周波数が８０００Ｈｚのサブバンド信号Ｓ９の音が聴取エリアにおいて６７．５ｄＢで聞こえるように、ＡＧＣ増幅回路Ｇ３の出力目標レベルを決める。

また、他の周波数帯域の中心周波数の音についても同様の聴取実験を行っておき、同様にして、各周波数帯域についてマグニチュード推定値がＭ１のときの音圧レベルを求め、それぞれの音圧レベルに対応する各ＡＧＣ増幅回路の出力目標レベルを決める。

以上のようにして、マグニチュード推定値がＭ１のときについてのＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎの各々の出力目標レベルを決め、それらを１つの出力目標レベル群として目標レベル設定回路１１に記憶しておく。

さらに、同様にして、マグニチュード推定値がＭ２、Ｍ３等のときについても、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎの各々の出力目標レベルを決め、出力目標レベル群としてそれぞれ目標レベル設定回路１１に記憶しておく。

以上のようにして目標レベル設定回路１１に記憶しておいた複数の出力目標レベル群の中から、操作部１２の操作によってある１つの出力目標レベル群が選択されて、それに含まれる各出力目標レベルが対応するＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに設定される。

以上のように構成された音響装置について、以下にその動作を説明する。

まず、操作部１２の操作によって、複数の出力目標レベル群の中から１つの出力目標レベル群が選択されると、目標レベル設定回路１１から、選択された出力目標レベル群に含まれる各出力目標レベルが対応するＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに設定される。

そして、デジタル音声信号が音響調整装置１Ａの入力端子ＩＮへ入力されると、帯域分割回路Ｆｄでは、前述のように、デジタル音声信号を複数の周波数帯域の信号に分割してサブバンド信号Ｓ１〜Ｓｎを生成する。

帯域分割回路Ｆｄから出力される各々のサブバンド信号Ｓ１〜Ｓｎは、それぞれＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎによってそれぞれの出力目標レベルの信号となるように自動利得制御による増幅処理が行われて出力される。すなわち、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎでは、各々に設定されている出力目標レベルの出力信号が得られるように、各々の入力信号レベルに応じて利得を自動的に調整して増幅処理する。

各々のＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎから出力された信号は、帯域合成回路Ｆｃによって合成されて出力端子ＯＵＴから出力される。

音響調整装置１Ａの出力端子ＯＵＴから出力される音声信号（デジタル信号）は、Ｄ/Ａ変換器２によってアナログ音声信号に変換された後、パワーアンプ３によって電力増幅され、スピーカ４から拡声音として出力される。

本実施の形態では、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎによって各周波数帯域の信号を、それぞれの出力目標レベルの信号となるように増幅される。それぞれの出力目標レベルを、高齢者にとって同じ大きさの音に聞こえるように設定しているので、音響調整装置１Ａの出力信号は、高齢者にとって明瞭に聞き取ることのできる音声の信号となる。よって、スピーカ４から再生される音声は、高齢者にとって明瞭に聞き取りやすい音声となる。

また、操作部１２によって、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに設定する出力目標レベル群を選択することにより、聴取レベルの調整を行うことができる。例えば、図２のマグニチュード推定値がＭ１の大きさの音に対応する出力目標レベル群を設定するよりも、Ｍ２あるいはＭ３の大きさの音に対応する出力目標レベル群を設定した場合の方が大きな音で聞くことができる。

なお、高齢者の聴覚特性に基づいて各周波数帯域の音が聞こえやすいようにそれぞれの出力目標レベルが設定されていれば、各周波数帯域の音が必ずしも同じ大きさの音として聞こえるように設定されていなくてもよい。

なお、本実施の形態では、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに設定する出力目標レベル群を選択できるようにしたが、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに予め１つの所定の出力目標レベル群（例えば、図２のマグニチュード推定値がＭ１、Ｍ２、Ｍ３のうちのいずれかの大きさの音に対応する出力目標レベル群）が設定されているようにしてもよい。この場合、目標レベル設定回路１１及び操作部１２は不要である。

また、音響調整装置１Ａを老人ホームなどの老人福祉施設等での館内放送を行う音響装置（放送装置）に用いる場合に、図１において、パワーアンプ３の出力がハイインピーダンス伝送路を介してスピーカ４に入力されるようにしてもよい。この場合、パワーアンプ３の出力はハイインピーダンス伝送用（昇圧用）のトランスを介してハイインピーダンス伝送路へ出力され、ハイインピーダンス伝送路からマッチングトランスを介してスピーカ４へ入力されるように構成すればよい。

また、図１の音響装置を、高齢者用のイヤホンやヘッドフォンにも適用することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２の音響調整装置を用いた音響装置の一例を示すブロック図である。

この音響装置には、音響調整装置１Ｂと、その出力端子ＯＵＴに接続されたＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器２と、Ｄ／Ａ変換器２に接続されたパワーアンプ（増幅装置）３と、パワーアンプ３に接続されたスピーカ４とが備えられている。この音響装置は、例えば、ショッピングセンターなどの公共空間等での放送を行うための放送装置に適用することができる。

音響調整装置１Ｂは、図１の音響調整装置１Ａにおける目標レベル設定回路１１及び操作部１２に代えて、目標レベル設定回路１３及び暗騒音検出手段１４を設けており、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎ、帯域分割回路Ｆｄ及び帯域合成回路Ｆｃは図１と同様の構成である。この場合も、目標レベル設定回路１３はＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎ、帯域分割回路Ｆｄ及び帯域合成回路Ｆｃとともに、例えばＤＳＰにて構成される。

暗騒音検出手段１４は、周波数分析器を内蔵している公知の騒音計に備えられている機能によって実現できるものであり、スピーカ４の設置場所における暗騒音をリアルタイムで測定し、その測定結果の周波数分析を行うように構成されており、周波数分析した結果（例えば図４の暗騒音の周波数特性線Ｎ１を示すデータ）を目標レベル設定回路１３へ出力する。

図４は、暗騒音の周波数分析結果等の一例を示す図である。図４において、Ｎ１は、暗騒音検出手段１４による暗騒音の周波数分析結果を示す暗騒音の周波数特性線であり、各周波数帯域において暗騒音の音圧レベルを示す。また、Ｎ２は、後述の目標レベル設定回路１３により算出される各周波数帯域において暗騒音より所定レベル（α）大きい音圧レベルを示す所望出力の周波数特性線である。また、図４において、数字で明記した横軸の周波数は、各周波数帯域の中心周波数であり、これらの中心周波数が各周波数帯域を代表して示している。

ここで、暗騒音検出手段１４では、帯域分割回路Ｆｄから出力されるサブバンド信号Ｓ１〜Ｓｎの各周波数帯域に対応して、それらと同じ各周波数帯域についての暗騒音の音圧レベル（暗騒音の周波数特性線Ｎ１を示すデータ、すなわち暗騒音の周波数分析結果）を求めて、目標レベル設定回路１３へ出力する。

目標レベル設定回路１３では、暗騒音検出手段１４による暗騒音の周波数分析結果に基づいて、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎのそれぞれの出力レベルの目標となる出力目標レベルを算出し、算出した出力目標レベルをＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに設定する。すなわち、暗騒音の周波数特性線Ｎ１を示すデータに基づいて、各周波数帯域において、暗騒音より所定レベルα（例えば１０ｄＢ）大きい音圧レベル（図４の所望出力の周波数特性線Ｎ２を示すデータ）を算出し、その音圧レベルに応じたＡＧＣ増幅回路（Ｇ１〜Ｇｎ）の出力レベルを求め、それを出力目標レベルとしてＡＧＣ増幅回路（Ｇ１〜Ｇｎ）に設定する。

このように、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎのそれぞれの出力目標レベルを、各周波数帯域の暗騒音より大きい音になるようにしているので、音響調整装置１の出力信号は、暗騒音に埋もれることなく明瞭に聞き取ることのできる音声の信号となる。

よって、スピーカ４から再生される音声は、暗騒音が大きくても人間が聞き取りやすい明瞭な音声となる。

また、本実施の形態において、各周波数帯域において、暗騒音より所定レベル（α）大きい音圧レベルを算出し、その音圧レベルに応じた出力目標レベルを求めるようにしているが、ここで、所定レベル（α）を調整可能なように構成していてもよい。例えば、目標レベル設定回路１３に接続される操作部（例えば、スライド式ボリューム等）を設けて、その操作部の操作によって、所定レベル（α）の値を調整できるように構成すればよい。

なお、本実施の形態では、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎのそれぞれの出力レベルの目標となる出力目標レベルを、リアルタイムで測定した暗騒音の各周波数帯域におけるレベルに基づいて、設定するようにしたが、予め所定の騒音特性に基づいて各周波数帯域の出力目標レベルを求めておき、ＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎの各々に予め１つの所定の出力目標レベルが設定されているようにしてもよい。この場合、目標レベル設定回路１３及び暗騒音検出手段１４は不要である。また、上記の所定の騒音特性には、スピーカ４の設置場所において予め測定された特性を用いることもできるし、規定の騒音特性（例えば、ホス（Ｈｏｔｈ）雑音の周波数特性）を用いることもできる。

また、目標レベル設定回路１３及び暗騒音検出手段１４に代えて、図１のように、目標レベル設定回路１１及び操作部１２を設け、目標レベル設定回路１１に所定の騒音特性に対応する複数の出力目標レベル群を記憶しておいて、操作部１２の操作によって選択される出力目標レベル群をＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎに設定するようにしてもよい。例えば、各周波数特性において所定の騒音特性より１０ｄＢ大きい音圧レベルに応じたＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎの出力目標レベル群と、各周波数特性において所定の騒音特性より１５ｄＢ大きい音圧レベルに応じたＡＧＣ増幅回路Ｇ１〜Ｇｎの出力目標レベル群とを、目標レベル設定回路１１に記憶しておいて操作部１２の操作によって選択されるようにしてもよい。

本発明に係る音響調整装置及びそれを用いた音響装置は、老人ホーム等の高齢者施設あるいは暗騒音の大きい公共空間等での放送に用いられる音響装置等に使用される装置として有用である。

本発明の実施の形態１の音響調整装置を用いた音響装置の一例を示すブロック図である。高齢者群と若齢者群に対して行った、１２５Ｈｚ、１０００Ｈｚ、８０００Ｈｚの音についての聴取実験の結果を示す図である。本発明の実施の形態２の音響調整装置を用いた音響装置の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態２における暗騒音の周波数分析結果等の一例を示す図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ音響調整装置
２Ｄ／Ａ変換器
３パワーアンプ
４スピーカ
１１目標レベル設定回路
１２操作部
１３目標レベル設定回路
１４暗騒音検出手段
Ｆｄ帯域分割回路
Ｇ１〜ＧｎＡＧＣ（自動利得制御）増幅回路
Ｆｃ帯域合成回路

Claims

音声信号を複数の周波数帯域の信号に分割する帯域分割回路と、
それぞれ、特定の特性に基づいて各々の周波数帯域に対応して定められる出力目標レベルが設定され、前記帯域分割回路により分割された各々の周波数帯域の信号を入力し、前記各々の周波数帯域の信号の出力レベルが前記出力目標レベルとなるように前記各々の周波数帯域の信号に対して増幅処理を行い出力する複数の増幅回路と、
前記複数の増幅回路の出力信号を合成して出力する帯域合成回路とを備えた音響調整装置。
前記特定の特性が、前記各々の周波数帯域における音圧レベルに対する所定年齢以上の高齢者に聞こえる音の大きさを示す高齢者の聴感特性である請求項１に記載の音響調整装置。
前記各々の周波数帯域に対応する前記出力目標レベルが、前記高齢者の聴感特性に基づいて前記高齢者に聞こえる音が同一の特定の大きさとなる音圧レベルに応じた出力レベルであるように、定められている請求項２に記載の音響調整装置。
前記複数の増幅回路の各々に、前記出力目標レベルが予め設定されている請求項３に記載の音響調整装置。
前記各々の周波数帯域に対応する複数の前記出力目標レベルからなる出力目標レベル群を予め複数記憶し、各々の前記出力目標レベル群において、異なる前記特定の大きさとなる音圧レベルに応じた出力レベルであるように前記各々の周波数帯域に対応する前記出力目標レベルが定められている、出力目標レベル設定回路と、
前記複数の出力目標レベル群の中からいずれか１つの前記出力目標レベル群を指定するための操作を行う操作手段とが設けられ、
前記出力目標レベル設定回路は、前記操作手段により指定された前記出力目標レベル群を構成する各々の出力目標レベルを各々の前記増幅回路に設定するように構成された請求項３に記載の音響調整装置。
前記特定の特性は、前記各々の周波数帯域における暗騒音の音圧レベルを示す騒音特性であり、
前記各々の周波数帯域に対応する前記出力目標レベルが、前記騒音特性に基づいて、前記各々の周波数帯域における暗騒音の音圧レベルを所定量上回る音圧レベルに応じた出力レベルであるように、定められる請求項１に記載の音響調整装置。
前記騒音特性が予め定められている特性であり、
前記複数の増幅回路の各々に、前記出力目標レベルが予め設定されている請求項６に記載の音響調整装置。
前記騒音特性が予め定められている特性であり、
前記各々の周波数帯域に対応する複数の前記出力目標レベルからなる出力目標レベル群を予め複数記憶し、各々の前記出力目標レベル群において、異なる前記所定量上回る音圧レベルに応じた出力レベルであるように前記各々の周波数帯域に対応する前記出力目標レベルが定められている、出力目標レベル設定回路と、
前記複数の出力目標レベル群の中からいずれか１つの前記出力目標レベル群を指定するための操作を行う操作手段とが設けられ、
前記出力目標レベル設定回路は、前記操作手段により指定された前記出力目標レベル群を構成する各々の出力目標レベルを各々の前記増幅回路に設定するように構成された請求項６に記載の音響調整装置。
リアルタイムで前記騒音特性を求める暗騒音検出手段と、
暗騒音検出手段により求められる前記騒音特性に基づいて、前記複数の増幅回路の各々の出力レベルが、各々の周波数帯域における暗騒音の音圧レベルを所定量上回る音圧レベルに応じたレベルとなる前記出力目標レベルを求め、求めた前記出力目標レベルを前記増幅回路に設定する出力目標レベル設定回路とが設けられた請求項６に記載の音響調整装置。
請求項２〜５のいずれかに記載の音響調整装置と、
前記音響調整装置の前記帯域合成回路の出力信号を増幅して出力する増幅装置と、
前記増幅装置の出力信号を拡声音に変換して出力するスピーカとを備えた音響装置。
請求項７または８に記載の音響調整装置と、
前記音響調整装置の前記帯域合成回路の出力信号を増幅して出力する増幅装置と、
前記増幅装置の出力信号を拡声音に変換して出力するスピーカとを備え、
前記音響調整装置における前記騒音特性は、前記スピーカの設置場所において予め測定された特性である音響装置。
請求項９に記載の音響調整装置と、
前記音響調整装置の前記帯域合成回路の出力信号を増幅して出力する増幅装置と、
前記増幅装置の出力信号を拡声音に変換して出力するスピーカとを備え、
前記音響調整装置の暗騒音検出手段は、前記スピーカの設置場所における暗騒音の前記騒音特性を求めるように構成された音響装置。