JP2010087591A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】音質の向上とは異なる目的のために、放音手段が放音する音を調整する。
【解決手段】スピーカ装置１００は、調整音を放音し、マイクロホン２００は、調整音を収音する。再生装置３００の分析部３３０は、調整音の収音結果に基づいて、調整値を算出する。スピーカ装置１００の調整部１２０は、情報が重畳された音を表す音情報が供給されると、その音情報を調整値に応じて調整する。調整部１２０が行う調整は、音に重畳された透かし情報がより確実に伝達されることを目的として行われるものであり、例えば、透かし情報が重畳された周波数帯域の音圧レベルを大きくするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、放音される音を調整する技術に関する。

音質の向上を目的として音情報を調整（補正等）する技術は、種々のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第２７４０５８４号公報

本発明の目的は、音質の向上とは異なる目的のために、放音手段が放音する音を調整することにある。

本発明に係るスピーカ装置は、ある重畳方式により情報が重畳された音を表す音情報と、前記音情報の前記重畳方式に応じた調整値とを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された音情報に応じた音を放音する放音手段と、前記放音手段が放音する音を前記取得手段により取得された調整値に応じて調整する調整手段とを備える構成を有する。

本発明に係るスピーカ装置において、所定の調整音の収音結果に基づいて前記調整値を算出する算出手段を備え、前記放音手段は、前記調整音を放音し、前記取得手段は、前記算出手段により算出された調整値を取得する構成を採用してもよい。
また、本発明に係るスピーカ装置において、前記音情報は、ある周波数帯域の音に情報が重畳され、前記放音手段は、第１及び第２の放音手段を含み、前記調整手段は、前記第１の放音手段に前記情報が重畳された周波数帯域の音を放音させ、前記第２の放音手段に当該周波数帯域の音の放音を抑制させる調整を行う構成を採用してもよい。

なお、本発明は、スピーカ装置と再生装置とを備える情報送信システムとして構成されてもよい。この場合において、スピーカ装置は、前記収音手段を少なくとも備え、再生装置は、前記算出手段を少なくとも備える。このとき、前記調整手段は、スピーカ装置と再生装置のいずれに設けられていてもよい。
また、本発明は、情報が重畳された音を放音することにより当該情報を送信する情報送信システムと、放音された音を収音することにより当該情報を受信する受信装置とを備える情報通信システムとして構成されてもよい。

本発明によれば、放音手段が放音する音を調整することにより、音に重畳される情報の伝達をより確実ならしめることが可能である。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態である情報送信システムの構成を示す図である。この情報送信システム１０は、いわゆる音響透かしによって音に情報を重畳させて送信するものである。すなわち、情報送信システム１０により生じる音は、直接聴取されることを目的とした情報（音そのもの）に加えて、直接聴取されることを目的としていない情報（音に重畳された情報）を含んでいる。音に重畳されて送信された情報、すなわち透かし情報は、図示せぬ受信装置において音として収音され、音から情報が抽出されることによって取得される。ゆえに、受信装置は、情報送信システム１０から放音される音を収音する収音手段と、情報送信システム１０による重畳方式に応じて音から透かし情報を抽出する抽出手段とを備える。

なお、透かし情報の重畳方式は、特に限定されないが、例えば、音波を搬送波として用いる変調方式のうち、振幅変調方式や位相変調方式などを適用可能である。本実施形態においては、所定の周波数帯域の音の振幅を情報に応じて異ならせることにより透かし情報を重畳する重畳方式を採用している。

情報送信システム１０は、スピーカ装置１００と、マイクロホン２００と、再生装置３００とを備える。スピーカ装置１００は、再生装置３００から供給される音情報に応じた音を放音する。マイクロホン２００は、スピーカ装置１００から放音された音を収音し、収音した音を表す音情報を再生装置３００に供給する。再生装置３００は、スピーカ装置１００において放音するための音情報をスピーカ装置１００に供給するとともに、マイクロホン２００から供給された音情報を分析して得られる調整値をスピーカ装置１００に供給する。なお、再生装置３００は、アンプ等の入出力装置であってもよい。また、マイクロホン２００は、上述した受信装置における収音手段を兼ねるものであってもよい。

再生装置３００が供給する音情報には、透かし情報が重畳された音情報と、上述した調整値を算出するために放音される調整音を表す音情報とがある。調整音は、スピーカ装置１００による音の伝達特性を得るために発される音であり、例えば、周波数が時間に応じて連続的に変化する音（いわゆるスウィープ音）である。以下においては、調整音を表す音情報を「調整音情報」といい、他の音情報と区別する。

再生装置３００は、コマンド供給部３１０と、音発生部３２０と、分析部３３０と、出力部３４０とを備える。コマンド供給部３１０は、調整音の発生の契機となるコマンドを発生させ、これを音発生部３２０及び分析部３３０に供給する。コマンド供給部３１０は、遠隔操作機器（いわゆるリモコン）による操作に応じてコマンドを発生させてもよいし、決められたタイミング（電源投入時や所定の時間間隔）でコマンドを発生させてもよい。音発生部３２０は、音情報を出力部３４０に供給する。音発生部３２０には、外部から供給され、透かし情報が重畳された音情報を供給する場合と、コマンド供給部３１０からのコマンドに応じて調整音情報を供給する場合とがある。分析部３３０は、コマンド供給部３１０からのコマンドを契機に、マイクロホン２００が収音した音情報の分析を行い、調整値を算出する。分析部３３０は、透かし情報の重畳方式に応じた調整値を算出する。以下においては、マイクロホン２００が収音した音情報を「収音情報」といい、他の音情報と区別する。出力部３４０は、スピーカ装置１００に接続される出力端子等を備え、音情報及び調整値を供給する。

なお、分析部３３０は、透かし情報の重畳方式があらかじめ決められている場合には、その重畳方式に応じた調整値を算出する。一方、透かし情報の重畳方式が複数の方式から選択される場合には、コマンドに重畳方式を識別するデータを含むようにし、分析部３３０がそのコマンドに基づいて調整値を算出してもよい。つまり、重畳方式は、ユーザが遠隔操作機器で指定してもよい。同様に、音発生部３２０も、常に同じ調整音を発生させるのではなく、コマンドが表す重畳方式に応じた複数種類の調整音情報を供給可能な構成であってもよい。この場合、分析部３３０に供給されるコマンドには、このとき放音される調整音を識別するデータを含んでもよい。

スピーカ装置１００は、再生装置３００に接続されており、入力部１１０と、調整部１２０と、スピーカ１３０とを備える。入力部１１０は、再生装置３００から音情報及び調整値を取得する手段であり、それぞれを取得するための入力端子等を備える。調整部１２０は、音情報及び調整値を取得し、スピーカ１３０が放音する音が調整値に応じて変化するように調整を行い、調整後の音情報をスピーカ１３０に供給する。スピーカ１３０は、音情報を音波に変換して放音する。

本実施形態の情報送信システム１０の構成は、以上のとおりである。この構成のもと、情報送信システム１０は、情報が重畳された音を放音する。情報送信システム１０から放音された音は、受信装置において収音され、透かし情報が分離及び抽出される。この情報は、放音された音に関連するものであってもよいし、放音された音と関連を有しないものであってもよい。

また、情報送信システム１０は、必要に応じて、調整音を放音し、この調整音を収音した結果である収音情報に基づいて調整を行う。ここで行う調整とは、スピーカ装置１００により放音される音が透かし情報を分離しやすい音になるように、透かし情報が重畳された音情報を変更するものである。かかる調整は、以下のようにして行われる。

分析部３３０は、収音情報に基づき、スピーカ装置１００から放音された音の周波数特性を求める。分析部３３０は、この周波数特性のうちの透かし情報が重畳される周波数帯域が所定の条件を満たす場合に、当該周波数帯域の音を変更する旨の指示を表す調整値を算出する。ここにおいて、所定の条件とは、例えば、注目している周波数帯域の音圧レベルが所定の閾値を下回る場合や、当該周波数帯域の音圧レベルが他の周波数帯域よりも相対的に小さい場合などである。

図２は、収音情報が表す音の周波数特性を例示する図である。同図においては、横軸が音の周波数であり、縦軸が音の音圧レベルである。このとき、透かし情報が重畳される周波数帯域が同図に示す帯域Ａ₁であるとすると、分析部３３０は、帯域Ａ₁の音圧レベルを大きくする旨の指示を表す調整値を算出する。このとき行われる調整は、音圧レベルが不足している場合に、その不足を補う調整を行うものである。

本実施形態の調整値は、調整の前後における音圧レベルの周波数毎の比で表すことができる。図３は、調整値を概念的に示す図である。同図において、横軸は周波数であり、縦軸は音圧レベルの比である。例えば、調整値が図３（ａ）に示す特性を表す場合、放音される音は、帯域Ａ₁の音圧レベルを他の帯域よりも大きくしたものとなり、調整値が図３（ｂ）に示す特性を表す場合、帯域Ａ₁の音圧レベルを他の帯域よりも小さくしたものとなる。一方、調整値が図３（ｃ）に示す特性を表す場合、放音される音は、調整の前後において変化しない。

なお、ここでいう調整は、調整の前後において、注目している帯域の音圧レベルが他の帯域の音圧レベルよりも相対的に大きくなるものであれば足りる。よって、分析部３３０は、注目している帯域の音圧レベルを変えずに、他の帯域の音圧レベルを小さくするような調整値を算出してもよい。また、音圧レベルの変化量は、収音結果によらず常に一定のレベルとしてもよいし、注目している帯域の音圧レベルの大小に応じて異なるレベルとしてもよい。

調整部１２０は、分析部３３０が以上のようにして算出した調整値を取得し、透かし情報が重畳された音情報が供給された場合に、この音情報を調整値に応じて調整し、スピーカに供給する。このとき、調整部１２０は、音情報が表す音の一部の周波数帯域の音圧レベルを変化させる調整を行う。なお、調整部１２０は、スピーカ１３０が調整音を放音する場合には、音情報（すなわち調整音情報）に対して調整を行わない。

本実施形態の情報送信システム１０は、以上の動作を行うことにより、透かし情報の伝達をより確実ならしめることが可能である。情報送信システム１０によれば、収音情報に基づいて調整を行うことにより、透かし情報が重畳された周波数帯域の音圧レベルを他の周波数帯域の音圧レベルよりも相対的に大きく変更することができるので、透かし情報の分離や抽出が正確に行えずにエラーとなる可能性が減少する。つまり、本実施形態の情報送信システム１０は、スピーカ装置１００が放音する音を調整することにより、透かし情報の伝達におけるエラーの発生率を低下させるものである。

また、本実施形態の情報送信システム１０は、スピーカ装置１００から放音された音を収音し、その収音結果たる収音情報に基づいて調整を行うことにより、そのときどきの状況に応じた調整を行うことが可能である。例えば、情報送信システム１０は、収音結果に基づいて、エラーが発生する可能性が高いとみなせる状況においては調整を行う一方、エラーが発生する可能性が低いとみなせる状況においては調整を行わないようにすることも可能である。さらに、情報送信システム１０は、調整を行う場合において、調整の程度を収音結果に応じて異ならせることも可能である。

［第２実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態である情報送信システムの構成を示す図である。なお、同図において、主たる機能が第１実施形態のものと共通である構成要素には、第１実施形態と同じ符号を付している。本実施形態の情報送信システム２０は、スピーカ装置１００ａが複数のスピーカ（１３１及び１３２）を備える点以外は、第１実施形態の情報送信システム１０と同じ構成である。ただし、スピーカ装置１００ａ及び再生装置３００は、スピーカが複数であることに伴い、実行する動作が第１実施形態と異なる。

スピーカ装置１００ａは、調整音を放音する場合に、スピーカ１３１とスピーカ１３２とで異なるタイミングで放音を行う。すなわち、スピーカ装置１００ａが放音する期間は、スピーカ１３１が放音する第１の期間と、スピーカ１３２が放音する第２の期間とに分かれる。マイクロホン２００は、それぞれの期間において収音を行い、第１の期間に対応する第１の収音情報と、第２の期間に対応する第２の収音情報とを再生装置３００に供給する。

分析部３３０は、第１及び第２の収音情報に基づいて調整値を算出する。調整部１２０は、この調整値に基づいて、スピーカ１３１に放音させる音とスピーカ１３２に放音させる音の調整を行う。スピーカ１３１及び１３２は、それぞれ、調整部１２０による調整に応じた態様で放音を行う。本実施形態における調整は、第１実施形態と同様に、音圧レベルの不足を補ったり、強調したりするものに加え、音圧レベルを抑制させるものがある。

図５は、第１及び第２の収音情報が表す音の周波数特性を例示する図である。同図においては、Ｆ₁が第１の収音情報に対応する周波数特性を示しており、Ｆ₂が第２の収音情報に対応する周波数特性を示している。つまり、この例においては、スピーカ１３１が低域側の音を放音するスピーカであり、スピーカ１３２が高域側の音を放音するスピーカである。

図５に示す場合において、透かし情報が重畳される周波数帯域が同図に示す帯域Ａ₁であるとすると、この帯域の音は、スピーカ１３１及び１３２の双方から放音され得る。この場合、分析部３３０は、スピーカ１３１及び１３２の一方について帯域Ａ₁の音圧レベルを相対的に小さくし、他方について帯域Ａ₁の音圧レベルを相対的に大きくする旨の指示を表す調整値を算出する。分析部３３０は、理想的には、当該一方（音圧レベルを相対的に小さくする側）については、帯域Ａ₁の音が聞こえなくなるように、帯域Ａ₁の音圧レベルをカットすることが望ましい。なお、分析部３３０は、当該他方（音圧レベルを相対的に大きくする側）については、調整前後において音圧レベルが変わらないようにしてもよい。

以上のように調整を行うと、スピーカ１３１の周波数特性とスピーカ１３２の周波数特性とによって定まるクロスオーバー周波数（Ｆ₁とＦ₂とが交差する周波数）が変化する。そうすると、透かし情報が重畳される周波数帯域がスピーカ１３１及び１３２の双方で放音可能な帯域であっても、いずれか一方のスピーカでしか放音されなくなる。したがって、スピーカ１３１及び１３２によって放音される音は、透かし情報が重畳される周波数帯域において、一方が他方に干渉してノイズとして作用し、透かし情報の抽出にエラーを生じさせる可能性が減少するようになる。

なお、透かし情報が重畳される周波数帯域の音を抑制させるスピーカは、スピーカ１３１及び１３２のいずれであってもよい。例えば、透かし情報の伝達に用いるスピーカがあらかじめ決められていてもよいし、これを選択する手段（ボタン等）をスピーカ装置１００ａに設けてもよい。あるいは、各スピーカによって調整音を放音させ、透かし情報が重畳される周波数帯域の音を最も良好に放音するスピーカを透かし情報の伝達に用いるようにしてもよい。この場合には、再生装置３００が各スピーカを識別可能であり、透かし情報の伝達に用いるスピーカを識別する情報を分析部３３０が調整値とともに供給するようにすればよい。

また、図５に示した例は、スピーカ１３１及び１３２の周波数特性が異なる場合のものであるが、情報送信システム２０は、スピーカ１３１及び１３２が同等の周波数特性を有するものであってもよい。この場合においても、スピーカ装置１００ａは、透かし情報が重畳される周波数帯域の音圧レベルを特定のスピーカのみで放音し、他のスピーカで抑制することにより、エラーの発生率を低下させることができる。なお、スピーカ装置１００ａは、透かし情報が重畳される周波数帯域のみならず、その近傍の帯域の音圧レベルも同時に抑制してもよい。例えば、スピーカ装置１００ａは、音情報に透かし情報が重畳されている期間においては、スピーカ１３１及び１３２の一方のみが放音し、他方はまったく放音しないようになっていてもよい。

［変形例］
本発明は、上述した実施形態と異なる形態での実施が可能である。以下に示す変形例は、本発明に適用可能な変形の一例である。なお、これらの変形例は、必要に応じて、各々を組み合わせて実施されてもよい。

本発明に係るスピーカ装置は、上述した再生装置３００の構成の一部を内部に含む構成であってもよい。例えば、本発明に係るスピーカ装置は、分析部３３０に相当する構成（すなわち算出手段）を備えていてもよいし、調整音情報を記憶する記憶手段を備えてもよい。また、スピーカ装置は、算出手段を備える場合には、収音情報を取得する手段（入力端子等）をスピーカ装置自体に備えていてもよい。

本発明に係るスピーカ装置は、自装置が放音する音の収音結果によらないで調整を行うものであってもよい。例えば、放音手段が１つである場合において、透かし情報が重畳される周波数帯域があらかじめ決められているときには、その周波数帯域の音圧レベルを収音結果によらず大きくさせてもよい。このようにして行われる調整は、透かし情報が重畳される帯域の音圧レベルが不足しているか否かを問わず、これを他の帯域の音圧レベルよりも大きくなるように強調するものである。

本発明に係る情報送信システムは、調整部１２０に相当する構成（すなわち調整手段）を、スピーカ装置ではなく再生装置に備えてもよい。このようにすれば、調整手段を有しない通常のスピーカ装置を用いて本発明を実施することができる。

本発明において、調整の対象は、音圧レベルに限らない。本発明における調整の対象は、透かし情報の伝達に影響を与えるものであり、例えば、位相や群遅延であってもよい。また、例えば、音圧レベルと位相とを調整する、といった具合に、調整の対象を複数設けてもよい。

上述した第２実施形態の構成において、調整部１２０は、スピーカと１対１の関係を有するように複数設けられていてもよい。この場合、分析部３３０は、図６に示すように、調整部１２１及び１２２の各々に応じた調整値を算出し、対応する調整部１２１又は１２２に供給する。
なお、スピーカの数は、２つに限らず、より多くてもよい。また、スピーカは、同一のスピーカ装置内に複数設けられる構成に限らず、それぞれが独立したスピーカ装置を構成してもよい。つまりこれは、１つの再生装置３００に対して複数のスピーカ装置が接続される構成である。

上述したマイクロホン２００は、透かし情報を受信する受信装置における収音手段を兼ねる場合に、そうでない場合（収音手段が別体である場合）よりもエラーの発生率を低下させることができる場合がある。なぜならば、マイクロホン２００が受信装置の収音手段を兼ねていると、受信装置が設置された環境の音響特性や受信装置の収音手段の収音特性を考慮した調整を行うことができるからである。

本発明に係る情報送信システムは、あらかじめ決められた透かし情報が重畳された所定の音をテスト用の調整音として用い、その調整音の収音結果に基づいて調整値を算出する構成であってもよい。この場合、本発明に係る情報送信システムは、テスト用の調整音を表す収音情報から透かし情報を抽出する手段を備え、透かし情報を正しく抽出できなかった場合には、エラーが生じないような調整値を分析して算出する。本発明に係る情報送信システムは、このようなテスト動作を繰り返し実行し、エラーが生じなくなるまで調整値を算出し続けてもよい。なお、本発明に係る情報送信システムは、調整音情報から透かし情報を抽出する手段に代えて、上述した受信装置から抽出結果を取得する手段を備えてもよい。

第１実施形態の情報送信システムの構成を示す図 収音情報が表す音の周波数特性を例示する図 調整値を概念的に示す図 第２実施形態の情報送信システムの構成を示す図 第１及び第２の収音情報が表す音の周波数特性を例示する図 第２実施形態の情報送信システムの変形例の構成を示す図

符号の説明

１０、２０、３０…情報送信システム、１００、１００ａ、１００ｂ…スピーカ装置、１１０…入力部、１２０、１２１、１２２…調整部、１３０、１３１、１３２…スピーカ、２００…マイクロホン、３００…再生装置、３１０…コマンド供給部、３２０…音発生部、３３０…分析部、３４０…出力部

Claims (3)

1. ある重畳方式により情報が重畳された音を表す音情報と、前記音情報の前記重畳方式に応じた調整値とを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された音情報に応じた音を放音する放音手段と、
   前記放音手段が放音する音を前記取得手段により取得された調整値に応じて調整する調整手段と
   を備えることを特徴とするスピーカ装置。
2. 所定の調整音の収音結果に基づいて前記調整値を算出する算出手段を備え、
   前記放音手段は、前記調整音を放音し、
   前記取得手段は、前記算出手段により算出された調整値を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記音情報は、ある周波数帯域の音に情報が重畳され、
   前記放音手段は、第１及び第２の放音手段を含み、
   前記調整手段は、前記第１の放音手段に前記情報が重畳された周波数帯域の音を放音させ、前記第２の放音手段に当該周波数帯域の音の放音を抑制させる調整を行う
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカ装置。

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