JP2010183451A - 信号処理装置、信号処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】信号処理装置1は、音声信号SL,SRを取得する音声信号取得部11と、外部信号ML,MRを取得する外部信号取得部14と、音声信号及び外部信号から出力信号OL,ORを生成可能な出力信号生成部100と、動作モードとして外部モードを設定可能なモード設定部25と、動作モードに応じて出力信号生成部を制御するフェード制御部26と、を有し、フェード制御部は、出力信号生成部に対して、外部モードの場合には、ユーザUの右耳及び左耳の一方用の出力信号を少なくとも外部信号から生成すると共に、他方用の出力信号を少なくとも音声信号から生成させる。
【選択図】図5
Description
周囲の音を集音して得られる外部音を表す外部信号を取得する外部信号取得部と、
上記音声信号取得部が取得した音声信号、及び、上記外部信号取得部が取得した外部信号から、ユーザに提供されるステレオの音声を表す出力信号を生成可能な出力信号生成部と、
上記出力信号生成部の動作モードとして、少なくとも、生成させる上記出力信号に対応した外部モードを設定可能なモード設定部と、
上記モード設定部が設定した動作モードに応じて、上記出力信号生成部による上記出力信号の生成動作を制御するフェード制御部と、
を有し、
上記フェード制御部は、上記出力信号生成部に対して、上記外部モードが設定されている場合には、ユーザの右耳及び左耳の一方用の上記出力信号を少なくとも上記外部信号から生成すると共に、他方用の上記出力信号を少なくとも上記音声信号から生成させる、信号処理装置が提供される。
上記フェード制御部は、上記出力信号生成部に対して、上記音声モードが設定されている場合には、上記ステレオの出力信号を上記ステレオの音声信号から生成させてもよい。
上記出力信号生成部は、上記外部音を低減させるために、上記音声信号から生成される上記出力信号に上記ノイズキャンセル信号を重畳させてもよい。
上記信号処理装置は、上記外部モードが設定されている場合、上記外部信号取得部が取得したステレオの上記外部信号に基づいて、上記ユーザに対する該外部信号の発信源の方向を特定する方向特定部を更に有し、
上記フェード制御部は、上記方向特定部が特定した上記発信源の方向に応じて、上記ユーザの右耳及び左耳の出力信号から、上記外部信号から生成する上記他方用の出力信号を決定してもよい。
上記モード設定部は、上記情報信号取得部が上記情報信号を取得した場合、上記動作モードとして、生成させる上記出力信号に対応した情報モードを設定し、
上記フェード制御部は、上記情報モードが設定されている場合、上記出力信号生成部に対して、上記一方用の上記出力信号を少なくとも上記情報信号から生成すると共に、他方用の上記出力信号を少なくとも上記音声信号から生成させてもよい。
上記モード設定部は、上記外部信号に上記所定の音声信号が含まれると判定された場合、上記動作モードを上記外部モードに切替えてもよい。
上記ステレオの音声信号のうち右耳用及び左耳用の音声信号それぞれが含まれる音量を調整可能な複数のフェーダを有する音声信号調整部と、
上記ステレオの外部信号のうち右耳用及び左耳用の外部信号それぞれが含まれる音量を調整可能な複数のフェーダを有する外部信号調整部と、
を有してもよい。
周囲の音を集音して得られる外部音を表す外部信号を取得する外部信号取得ステップと、
少なくとも、ユーザに提供されるステレオの音声を表す出力信号に対応した外部モードを設定するモード設定ステップと、
上記モード設定ステップで設定された動作モードに応じて、上記音声信号取得ステップで取得した音声信号、及び、上記外部信号取得ステップで取得した外部信号から、ユーザに提供されるステレオの音声を表す出力信号を生成する出力信号生成ステップと、
を有し、
上記出力信号生成ステップでは、上記外部モードが設定されている場合には、ユーザの右耳及び左耳の一方用の上記出力信号を少なくとも上記外部信号から生成すると共に、他方用の上記出力信号を少なくとも上記音声信号から生成する、信号処理方法が提供される。
ステレオの音声コンテンツを表す音声信号を取得する音声信号取得機能と、
周囲の音を集音して得られる外部音を表す外部信号を取得する外部信号取得機能と、
上記音声信号取得機能が取得した音声信号、及び、上記外部信号取得機能が取得した外部信号から、ユーザに提供されるステレオの音声を表す出力信号を生成可能な出力信号生成機能と、
上記出力信号生成機能の動作モードとして、少なくとも、生成させる上記出力信号に対応した外部モードを設定可能なモード設定機能と、
上記モード設定機能が設定した動作モードに応じて、上記出力信号生成部による上記出力信号の生成動作を制御するフェード制御機能と、
を実現させ、かつ、
上記フェード制御機能は、上記出力信号生成機能に対して、上記外部モードが設定されている場合には、ユーザの右耳及び左耳の一方用の上記出力信号を少なくとも上記外部信号から生成すると共に、他方用の上記出力信号を少なくとも上記音声信号から生成させる、ことを実現させるためのプログラムが提供される。
1.本発明の各実施形態に係るヘッドホンの概要
2.第1実施形態
2−1.ヘッドホンの構成
2−2.制御部の構成
2−3.出力信号生成部の構成
2−4.ヘッドホンの動作
2−4−1.音声モードにおける動作
2−4−2.外部モードにおける動作
2−4−3.外部モード終了時における動作
2−4−4.情報モードにおける動作
2−5.効果の例
3.第2実施形態
4.第3実施形態
図1は、本発明の各実施形態に係るヘッドホンの概要について説明するための説明図である。上述の通り、本発明の各実施形態に係る信号処理装置は、図1に例示するようなヘッドホン1として実施される。図1では、このヘッドホン1の装着者をユーザUとし、そのユーザUが聴取することを望む外部音MSRの発信源を、ここでは発信者MMとしている。
図2Aに示すように、外部音MSがモノラルである場合、ヘッドホン1は、外部信号Mを発信者MMの位置する右方向の出力信号ORとして出力する。一方、ヘッドホン1は、発信者MMが位置する方向と異なる左方向の出力信号OLとして、ヘッドホン1は、ステレオの音声信号SL,SRをモノラルに変換して出力する。
(2−1.ヘッドホンの構成)
図3は、本発明の第1実施形態に係るヘッドホンの構成について説明するための説明図である。図3に示すように、本実施形態に係るヘッドホン1は、音声信号取得部11と、デジタル/アナログ変換回路12と、増幅回路13と、外部信号取得部14と、情報信号取得部15と、制御部20と、出力信号生成部100と、スピーカSPL,SPRとを有する。
図4は、本実施形態に係るヘッドホンの制御部の構成について説明するための説明図である。図4に示すように、本実施形態に係るヘッドホン1の制御部20は、方向特定部21と、音声認識部22と、記憶部23と、タイマ24と、モード設定部25と、フェード制御部26とを有する。
動作モードの切替タイミングは様々に設定可能であるが、音声モードから他のモードへの切替タイミングとして、本実施形態では、少なくとも4通りの切替タイミングが設定されている。
一方、発信方向がユーザUの右側、つまりヘッドホン1の右側である場合、出力信号生成部100は、少なくとも右チャンネルの出力信号ORに、外部信号Mを含める。
更に又、例えば、発信方向がユーザUの左右方向のいずれかに偏って無い場合、つまり、発信方向が、ユーザの前後方向を含む平面内に有る場合、出力信号生成部100は、左右両チャンネルの出力信号OL,ORに外部信号Mを含める。
一方、発信方向がユーザUの左右方向のいずれかに偏って無い場合、両チャンネルの出力信号OL,ORに外部信号Mが含まれることなる。この場合、出力信号生成部100は、その両チャンネルの出力信号OL,ORそれぞれに、更に対するチャンネル側の音声信号SL,SRの対応する方を含める。結果として、出力信号生成部100は、音声信号SLに外部信号MLを重畳して出力信号OLを生成し、音声信号SRに外部信号MRを重畳して出力信号ORを生成する。
図5は、本実施形態に係るヘッドホンの出力信号生成部の構成について説明するための説明図である。なお、この図5に示す出力信号生成部100の構成は、一例であり、上記同様の動作を行うことが可能な様々な回路構成が可能であることは言うまでもない。
イコライザ101L,101Rは、左右のチャンネルに1ずつ配置され、音声信号取得部11から各チャンネルに対応する音声信号SL,SRを取得する。そして、このイコライザ101L,101Rは、各音声信号SL,SRの周波数特性を変更する。このイコライザ101L,101Rは、予め設定された周波数特性、又は、ユーザUが設定した周波数特性へと各音声信号SL,SRの周波数特性を変更する。なお、設定によっては、イコライザ101L,101Rは、周波数特性を変更せずに各音声信号SL,SRを出力することも可能である。
クロスフェーダ130のフェーダLRは、ボリューム調整用フェーダ111からRチャンネルの音声信号SRを取得して、その音声信号SRを、クロスしたLチャンネルの出力信号OLに含めるように加算回路152に出力する。
クロスフェーダ130のフェーダRLは、ボリューム調整用フェーダ111からLチャンネルの音声信号SLを取得して、その音声信号SLを、クロスしたRチャンネルの出力信号ORに含めるように加算回路153に出力する。
クロスフェーダ130のフェーダRRは、ボリューム調整用フェーダ111からRチャンネルの音声信号SRを取得して、その音声信号SRを、Rチャンネルの出力信号ORに含めるように加算回路154に出力する。
ノイズキャンセル信号生成部102L,102Rは、左右のチャンネルに1ずつ配置され、外部信号取得部14から各チャンネルに対応する外部信号ML,MRを取得する。そして、ノイズキャンセル信号生成部102L,102Rは、この外部信号ML,MRに基づいて、その外部信号ML,MRに表された外部音MSを低減させるためのNC信号NL,NRを生成する。外部音MSには、外部の雑音源などから発せられたノイズ(雑音)が含まれる。よって、外部信号ML,MRにはノイズ信号が含まれる。そこで、ノイズキャンセル信号生成部102L,102Rは、このノイズ信号から、各チャンネルに対するノイズを低減するためのNC信号NL,NRを生成する。この際、ノイズキャンセル信号生成部102L,102Rは、NC信号NL,NRを生成するためのフィルタを有しており、このフィルタによりノイズ信号を処理することによりNC信号NL,NRを生成する。なお、このフィルタの種類によりノイズ低減特性が決定される。
外部音抽出部103L,103Rは、左右のチャンネルに1ずつ配置され、外部信号取得部14から各チャンネルに対応する外部信号ML,MRを取得する。そして、外部音抽出部103L,103Rは、例えば人の声や緊急車両のサイレンなどのようなユーザが聴取することを望む周波数帯域の外部信号ML,MRを抽出する。より具体的には、外部音抽出部103L,103Rは、バンドパスフィルタ等を有しており、上記の周波数帯域の外部信号ML,MRのみを出力し、他の周波数帯域の外部信号ML,MRをカットする。なお、この外部音抽出部103L,103Rが抽出した外部信号ML,MRは、制御部20に送られ、発信方向の特定等に使用されることになる。
モニタフェーダ120のフェーダLRは、外部信号調整用フェーダ113からRチャンネルの外部信号MRを取得して、その外部信号MRを、クロスしたLチャンネルの出力信号OLに含めるように加算回路157を介して加算回路155に出力する。
モニタフェーダ120のフェーダRLは、外部信号調整用フェーダ113からLチャンネルの外部信号MLを取得して、その外部信号MLを、クロスしたRチャンネルの出力信号ORに含めるように加算回路158を介して加算回路156に出力する。
モニタフェーダ120のフェーダRRは、外部信号調整用フェーダ113からRチャンネルの外部信号MRを取得して、その外部信号MRを、Rチャンネルの出力信号ORに含めるように加算回路158を介して加算回路156に出力する。
情報信号調整用フェーダ114は、情報信号調整部の一例であり、左右のチャンネルに1ずつ配置された2のフェーダを有し、各フェーダが、制御部20から出力された各チャンネルに対応する情報信号IL,IRを取得する。そして、情報信号調整用フェーダ114は、制御部20から出力された情報信号IL,IRが最適な音量となる値に設定されており、その値により情報信号IL,IRを増幅させる。なお、この情報信号調整用フェーダ114の増幅率等は、上述の通り予め適切な値に設定されていることが望ましく、固定されていてもよい。
次に、本発明の第1実施形態に係るヘッドホン1の動作について説明する。
まず、図6を参照しつつ、本実施形態に係るヘッドホン1の動作の概要について説明する。図6は、本実施形態に係るヘッドホンの動作について説明するための説明図である。
図7は、本実施形態に係るヘッドホンの音声モードにおける動作を説明するための説明図である。
図8及び図9は、本実施形態に係るヘッドホンの外部モードにおける動作を説明するための説明図である。
一方、ここで説明した外部モードから音声モードに切替えられる場合の動作、つまり外部モードを終了して通常のモードに切替わる際の動作について、図6及び図10を参照しつつ説明する。図10は、本実施形態に係るヘッドホンの動作モード切替え時の動作を説明するための説明図である。
なお、本実施形態で設定されている残りの動作モードである情報モードでは、基本的に外部モードにおける動作と同様な動作が行われる。ただし、この際、フェード制御部26は、外部信号調整用フェーダ113を−∞dBに設定して遮断しつつ、外部信号ML,MRが流れるラインに、情報信号調整用フェーダ114を介して情報信号IL,IRを供給する。従って、上記外部モードの動作において、外部信号ML,MRの代りに情報信号IL,IRが供給されることになる。従って、上記外部モードの動作において、外部信号ML,MRを情報信号IL,IRを読み替え、その他多少の変更を加えるだけで情報モードの動作とすることができるため、ここでの詳しい説明は省略する。
以上、本発明の第1実施形態に係るヘッドホン1について説明した。
このヘッドホン1によれば、動作モードに応じて、ユーザUに、音声信号Sが表す音声コンテンツを提供しつつ、更に外部信号Mが表す外部音MSをも同時に提供することが可能である。そして、この際、ステレオの音声信号Sは、ステレオのままユーザUに提供されるか、又は、モノラルに変換されてユーザUに提供される。従って、ステレオの音声信号Sのどちらか一方をユーザUが聴取できないようなユーザUに不快感を与えかねない状態を防ぎ、音声信号Sの両チャンネルの音声をユーザUに楽しませることができる。なお、また、外部信号Mが提供されるチャンネルの方向により、ユーザUに発信者MMの位置する方向をも認識させることが可能である。
なお、上記第1実施形態に係るヘッドホン1によれば、各動作モードにおける各フェーダの設定値を変更することにより、各動作モード時の音声信号SL,SRと外部信号ML,MRとの組み合わせを自由に変更することも可能である。
更に、第2実施形態とは逆に、外部信号ML,MRの情報をステレオで提供せずにモノラルで提供すれば済む場合、発信方向が前後方向であっても、外部信号ML,MRをダウンミックスして、両出力信号OL,ORに含めることも可能である。この場合、第1実施形態に係るヘッドホン1において、外部モードかつ発信方向が前後方向である場合に、モニタフェーダ120において、フェーダLR,RLを−∞dBからフェーダLL,RRと等しい所定の値に変更することとなる。なお、この所定の値は、上記第1実施形態では、−6dBに設定されているが、左右両外部信号ML,MRがダウンミックスされることより音量レベルが大きくなり過ぎないように、更に大きな減衰量の値に設定されることが望ましい。
11 音声信号取得部
12 デジタル/アナログ変換回路
13 増幅回路
14 外部信号取得部
15 情報信号取得部
20 制御部
21 方向特定部
22 音声認識部
23 記憶部
24 タイマ
25 モード設定部
26 フェード制御部
100,200,300 出力信号生成部
101L,101R イコライザ
102L,102R イズキャンセル信号生成部
103L,103R 外部音抽出部
111 ボリューム調整用フェーダ
112 ノイズキャンセル調整用フェーダ
113 外部信号調整用フェーダ
114 情報信号調整用フェーダ
120,220,320 モニタフェーダ
130 クロスフェーダ
151,152,153,154,155,156,157,158 加算回路
161,162,351 加算回路
CM モード切替信号
Cont フェード信号
Dir 方向信号
M,ML,MR 外部信号
MM 発信者
MS,MSL,MSR 外部音
O,OL,OR 出力信号
OS,OSL,OSR 出力音
S,SL,SR 音声信号
SPL,SPR スピーカ
U ユーザ
Claims (12)
- ステレオの音声コンテンツを表す音声信号を取得する音声信号取得部と、
周囲の音を集音して得られる外部音を表す外部信号を取得する外部信号取得部と、
前記音声信号取得部が取得した音声信号、及び、前記外部信号取得部が取得した外部信号から、ユーザに提供されるステレオの音声を表す出力信号を生成可能な出力信号生成部と、
前記出力信号生成部の動作モードとして、少なくとも、生成させる前記出力信号に対応した外部モードを設定可能なモード設定部と、
前記モード設定部が設定した動作モードに応じて、前記出力信号生成部による前記出力信号の生成動作を制御するフェード制御部と、
を有し、
前記フェード制御部は、前記出力信号生成部に対して、前記外部モードが設定されている場合には、ユーザの右耳及び左耳の一方用の前記出力信号を少なくとも前記外部信号から生成すると共に、他方用の前記出力信号を少なくとも前記音声信号から生成させる、信号処理装置。 - 前記モード設定部は、前記動作モードとして、前記外部モードの代りに、少なくとも、前記出力信号に対応した音声モードも設定可能であり、
前記フェード制御部は、前記出力信号生成部に対して、前記音声モードが設定されている場合には、前記ステレオの出力信号を前記ステレオの音声信号から生成させる、請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記外部信号取得部が取得した外部信号に基づいて、該外部信号が表す外部音を低減するノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル信号生成部を更に有し、
前記出力信号生成部は、前記外部音を低減させるために、前記音声信号から生成される前記出力信号に前記ノイズキャンセル信号を重畳させる、請求項2に記載の信号処理装置。 - 前記外部信号取得部は、ステレオの前記外部信号を取得し、
前記信号処理装置は、前記外部モードが設定されている場合、前記外部信号取得部が取得したステレオの前記外部信号に基づいて、前記ユーザに対する該外部信号の発信源の方向を特定する方向特定部を更に有し、
前記フェード制御部は、前記方向特定部が特定した前記発信源の方向に応じて、前記ユーザの右耳及び左耳の出力信号から、前記外部信号から生成する前記他方用の出力信号を決定する、請求項3に記載の信号処理装置。 - 前記フェード制御部は、前記方向特定部が前記ユーザの前後方向を含む平面内に前記発信源の方向を特定した場合、前記出力信号生成部に対して、右耳用の前記出力信号を、右耳用の前記音声信号及び右耳用の前記外部信号を重畳することにより生成させ、かつ、左耳用の前記出力信号を、左耳用の前記音声信号及び左耳用の前記外部信号を重畳することにより生成させる、請求項4に記載の信号処理装置。
- 前記フェード制御部は、前記外部モードが設定されている場合、前記出力信号生成部に対して、前記外部信号のみから前記一方用の出力信号を生成させ、ステレオの前記音声信号をモノラルの音声信号に変換して前記他方用の出力信号を生成させる、請求項1〜5のいずれかに記載の信号処理装置。
- 前記モード設定部は、前記ユーザの操作に応じて前記音声モードと前記外部モードとを切替可能である、請求項2に記載の信号処理装置。
- 前記音声信号及び前記外部信号と異なり、前記ユーザに提供されるべき音声情報を表す情報信号を、外部の情報発信装置から取得する情報信号取得部を更に有し、
前記モード設定部は、前記情報信号取得部が前記情報信号を取得した場合、前記動作モードとして、生成させる前記出力信号に対応した情報モードを設定し、
前記フェード制御部は、前記情報モードが設定されている場合、前記出力信号生成部に対して、前記一方用の前記出力信号を少なくとも前記情報信号から生成すると共に、他方用の前記出力信号を少なくとも前記音声信号から生成させる、請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記音声モードにおいて前記外部信号を取得して、該外部信号に所定の音声信号が含まれるか否かを判定する音声認識部を更に有し、
前記モード設定部は、前記外部信号に前記所定の音声信号が含まれると判定された場合、前記動作モードを前記外部モードに切替える、請求項2に記載の信号処理装置。 - 前記出力信号生成部は、前記ステレオの出力信号のうち右耳用及び左耳用の出力信号それぞれに対して
前記ステレオの音声信号のうち右耳用及び左耳用の音声信号それぞれが含まれる音量を調整可能な複数のフェーダを有する音声信号調整部と、
前記ステレオの外部信号のうち右耳用及び左耳用の外部信号それぞれが含まれる音量を調整可能な複数のフェーダを有する外部信号調整部と、
を有する、請求項4に記載の信号処理装置。 - ステレオの音声コンテンツを表す音声信号を取得する音声信号取得ステップと、
周囲の音を集音して得られる外部音を表す外部信号を取得する外部信号取得ステップと、
少なくとも、ユーザに提供されるステレオの音声を表す出力信号に対応した外部モードを設定するモード設定ステップと、
前記モード設定ステップで設定された動作モードに応じて、前記音声信号取得ステップで取得した音声信号、及び、前記外部信号取得ステップで取得した外部信号から、ユーザに提供されるステレオの音声を表す出力信号を生成する出力信号生成ステップと、
を有し、
前記出力信号生成ステップでは、前記外部モードが設定されている場合には、ユーザの右耳及び左耳の一方用の前記出力信号を少なくとも前記外部信号から生成すると共に、他方用の前記出力信号を少なくとも前記音声信号から生成する、信号処理方法。 - コンピュータに、
ステレオの音声コンテンツを表す音声信号を取得する音声信号取得機能と、
周囲の音を集音して得られる外部音を表す外部信号を取得する外部信号取得機能と、
前記音声信号取得機能が取得した音声信号、及び、前記外部信号取得機能が取得した外部信号から、ユーザに提供されるステレオの音声を表す出力信号を生成可能な出力信号生成機能と、
前記出力信号生成機能の動作モードとして、少なくとも、生成させる前記出力信号に対応した外部モードを設定可能なモード設定機能と、
前記モード設定機能が設定した動作モードに応じて、前記出力信号生成部による前記出力信号の生成動作を制御するフェード制御機能と、
を実現させ、かつ、
前記フェード制御機能は、前記出力信号生成機能に対して、前記外部モードが設定されている場合には、ユーザの右耳及び左耳の一方用の前記出力信号を少なくとも前記外部信号から生成すると共に、他方用の前記出力信号を少なくとも前記音声信号から生成させる、ことを実現させるためのプログラム。
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