JP2012044276A - 音声処理装置、音声処理方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】音声処理装置、音声処理方法、およびプログラムを提供する。
【解決手段】時間の経過と共に周波数が変化する音声信号を発生する第１の信号発生部と、操作部と、前記操作部に対する操作が行われた時の前記音声信号の周波数および振幅に応じた特性情報を記憶する記憶部と、音声データを再生する再生部と、前記再生部による再生信号を、前記記憶部に記憶されている前記特性情報に基づいて補正する補正部と、を備える、音声処理装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、音声処理装置、音声処理方法、およびプログラムに関する。

近日、音声データを再生可能な音声再生装置が広く普及している。また、例えば特許文献１に記載されているように、周囲の雑音と逆位相の音声信号をイヤホンやヘッドホンから出力することにより雑音成分を低減するノイズキャンセル機能を搭載した音声再生装置も提案されている。

また、音声再生装置は、ユーザの聴力特性を取得し、音声データをユーザの聴力特性に応じて自動イコライズして再生することも可能である。例えば、音声再生装置は、時間の経過に伴って音量が変化する複数周波数のテストトーンを順次に出力し、各テストトーンに関してユーザ操作が行われた時点における音量をユーザの聴力特性として取得する。そして、音声再生装置は、取得したユーザの聴力特性に応じて再生信号の周波数特性を調整することにより、音声データに基づく本来の音像をユーザに知覚させることが可能となる。なお、例えば特許文献２には、ユーザの聴力特性に着眼してなされた音声再生装置が開示されている。

特開平９−１８７０９３号公報 特開平６−２１７３８９号公報

しかし、聴力特性の取得は、例えば自動イコライズを行うための一手続きであるので、聴力特性の取得に多くの時間が費やされてしまうことはユーザビリティの観点から問題である。また、時間の経過に伴って音量のみが変化するテストトーンによる聴力特性テストは新鮮味に欠けるので、ユーザが聴力特性テストに対する意欲を持ち難いことが懸念される。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ユーザに新感覚な聴力特性テストを提供することが可能な、新規かつ改良された音声処理装置、音声処理方法、およびプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、時間の経過と共に周波数が変化する音声信号を発生する第１の信号発生部と、操作部と、前記操作部に対する操作が行われた時の前記音声信号の周波数および振幅に応じた特性情報を記憶する記憶部と、音声データを再生する再生部と、前記再生部による再生信号を、前記記憶部に記憶されている前記特性情報に基づいて補正する補正部と、を備える音声処理装置が提供される。

前記音声処理装置は、収音部と、前記収音部による周囲音の収音に基づき、前記周囲音を低減するための周囲音低減信号を発生する第２の信号発生部と、前記第２の信号発生部の動作を制御する制御部と、をさらに備え、前記制御部は、前記第１の信号発生部に前記音声信号を発生させる間、前記第２の信号発生部を動作させてもよい。

前記第２の信号発生部は、前記第１の信号発生部により発生される前記音声信号の周波数に応じて、前記周囲音に対する周波数特性の異なる前記周囲音低減信号を発生してもよい。

前記第２の信号発生部は、前記第１の信号発生部により発生される前記音声信号と同一の周波数帯において前記周囲音を他の周波数帯よりも低減する前記周囲音低減信号を発生してもよい。

前記第１の信号発生部は、周波数に加え、時間の経過と共に振幅が変化する前記音声信号を発生してもよい。

前記制御部は、前記再生部による音声データの再生時に、前記第２の信号発生部を動作させるか否かを制御してもよい。

前記補正部は、前記第２の信号発生部により前記周囲音低減信号が発生されていない場合、前記再生部による再生信号を、前記記憶部に記憶されている前記特性情報、および前記収音部により収音される前記周囲音に応じて補正してもよい。

前記補正部は、前記周囲音と同一の周波数帯において前記再生信号を強調してもよい。

前記第２の信号発生部は、前記再生部による音声データの再生時に動作する場合、前記記憶部に記憶されている前記特性情報に基づいて前記周囲音低減信号を発生してもよい。

前記音声処理装置は、左耳用音声出力部および右耳用音声出力部をさらに備え、前記記憶部は、左耳用の特性情報および右耳用の特性情報を記憶し、前記補正部は、前記左耳用音声出力部に出力される再生信号は前記左耳用の特性情報に基づいて補正し、前記右耳用音声出力部に出力される再生信号は前記右耳用の特性情報に基づいて補正してもよい。

前記音声処理装置は、前記特性情報の取得結果に応じた画面を表示する表示部をさらに備えてもよい。

前記記憶部には、前記補正部による補正後の再生信号に基づく音声データが記憶されてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、時間の経過と共に周波数が変化する音声信号を発生する第１の信号発生部と、操作部と、前記操作部に対する操作が行われた時の前記音声信号の周波数および振幅に応じた特性情報を記憶する記憶部と、音声データを再生する再生部と、前記再生部による再生信号を、前記記憶部に記憶されている前記特性情報に基づいて補正する補正部と、として機能させるための、プログラムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、時間の経過と共に周波数が変化する音声信号を発生するステップと、ユーザ操作が行われた時の前記音声信号の周波数および振幅に応じた特性情報を記憶媒体に記憶するステップと、音声データを再生するステップと、音声データの再生信号を、前記記憶媒体に記憶されている前記特性情報に基づいて補正するステップと、を含む音声処理方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、ユーザに新感覚な聴力特性テストを提供することが可能である。

本発明の実施形態による音声処理装置の外観を示した説明図である。 比較例による聴力特性テストを示した説明図である。 本発明の第１の実施形態による音声処理装置の構成を示した機能ブロック図である。 テストトーン発生回路の構成を示した説明図である。 サイン波生成回路により生成されるテストトーンの具体例を示した説明図である。 聴力特性情報の具体例を示した説明図である。 本発明の第１の実施形態による音声処理装置の動作を示したフローチャートである。 テストトーンの変形例を示した説明図である。 変形例にかかるテストトーンの生成方法を示した説明図である。 変形例にかかるテストトーンの生成方法を示した説明図である。 変形例にかかるテストトーンの生成方法を示した説明図である。 変形例にかかるテストトーンの生成方法を示した説明図である。 変形例にかかるテストトーンの生成方法を示した説明図である。 変形例にかかるテストトーンの生成方法を示した説明図である。 本発明の第２の実施形態による音声処理装置の構成を示した機能ブロック図である。 ノイズキャンセル音発生回路の構成を示した説明図である。 ノイズキャンセル音の周波数特性の変化の様子を示した説明図である。 本発明の第３の実施形態による音声処理装置の構成を示した機能ブロック図である。 表示部に表示される聴力特性テストの結果画面の具体例を示した説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。

また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．音声処理装置の基本構成
２．第１の実施形態
２−１．第１の実施形態による音声処理装置の構成
２−２．第１の実施形態による音声処理装置の動作
２−３．テストトーンの変形例
３．第２の実施形態
４．第３の実施形態
５．変形例
６．まとめ

＜１．音声処理装置の基本構成＞
本発明は、一例として「２．第１の実施形態」〜「４．第３の実施形態」において詳細に説明するように、多様な形態で実施され得る。また、各実施形態による音声処理装置２０は、
（１）時間の経過と共に周波数が変化する音声信号（テストトーン）を発生する第１の信号発生部（テストトーン発生回路２２０）と、
（２）操作部（２４）と、
（３）操作部に対する操作が行われた時の音声信号の周波数および振幅に応じた特性情報を記憶する記憶部（２３０）と、を備える。

以下では、まず、このような各実施形態において共通する基本構成について図１を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態による音声処理装置２０の外観を示した説明図である。図１に示したように、本発明の実施形態による音声処理装置２０は、操作部２４と、イヤホン２６と、表示部２８と、を備える。

表示部２８は、メニュー画面および再生選択画面などのユーザ操作を誘導する画面や、音声データの曲名、アーティスト名、またはジャンルなどの属性情報を表示する画面や、音声データの再生状況を示す画面など、多様な画面を表示する。なお、表示部２８は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であってもよいし、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であってもよい。

操作部２４は、ユーザによる動作指示や情報入力を受け付けるための構成である。例えば、ユーザはこの操作部２４を操作することにより、音声データの選択、再生開始、一時停止、および早送りなどの指示を音声処理装置２０に入力することができる。また、本実施形態においては、ユーザは操作部２４を操作することにより聴力特性テストを行うことができる。なお、操作部２４の態様は特に限定されない。例えば、操作部２４は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、またはスイッチなどにより構成されてもよい。

イヤホン２６は、音声データの再生信号を出力する音声出力部として機能する。また、本実施形態によるイヤホン２６は、ユーザの聴力特性を取得するためのテストトーンも出力する。なお、図１においては音声出力部の一例としてイヤホン２６を示したが、音声出力部はスピーカやヘッドホンで構成することも可能である。

また、図１においては音声処理装置２０の一例として携帯型の音声再生装置を示しているが、音声処理装置２０はかかる例に限定されない。例えば、音声処理装置２０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、家庭用ゲーム機器、家電機器、携帯電話、携帯用ゲーム機器などの情報処理装置であってもよい。

このような本発明の実施形態による音声処理装置２０は、聴力特性テストの実行方法が特に新規である。そこで、以下では、聴力特性テストの比較例について説明した後、「２．第１の実施形態」〜「４．第３の実施形態」において本発明の実施形態について詳細に説明する。

（聴力特性テストの比較例）
比較例による聴力特性テストでは、時間の経過に伴って音量が変化する複数周波数のテストトーンを順次に出力し、各テストトーンに関してユーザ操作が行われた時点における音量をユーザの聴力特性として取得する。以下、図２を参照して具体的に説明する。

図２は、比較例による聴力特性テストを示した説明図である。図２中の破線はテストトーンを示し、実線はユーザの聴力特性を示す。図２に示したように、比較例による聴力特性テストにおいては、時間の経過に伴って音量が増加する周波数ｆ１〜ｆ９のテストトーンを順次に出力する。そして、各テストトーンに関してユーザ操作が行われた時点における音量をユーザの聴力特性として取得する。

しかし、比較例による聴力特性テストでは、詳細な聴力特性を取得する場合に多くのテストトーンを出力することにより、費やされる時間が増大してしまう。聴力特性テストは、例えば自動イコライズを行うための一手続きであるので、聴力特性テストに多くの時間が費やされてしまうことはユーザビリティの観点から問題である。また、時間の経過に伴って音量のみが変化するテストトーンによる聴力特性テストは新鮮味に欠けるので、ユーザが聴力特性テストに対する意欲を持ち難いことが懸念される。

また、比較例による聴力特性テストにより取得されるユーザの聴力特性は、外部雑音からの影響を受けてしまう。特に低周波数は人間にとって元々聞こえづらい周波数領域であるため、低周波数成分を多く含む外部雑音がある環境では、低周波数のテストトーンが外部雑音に埋もれてしまうので、正確な聴力特性の取得が困難である。この点に関し、外部雑音が全くない無響室で聴力特性テストを行うことができれば理想的であるが、聴力特性テストのためだけに無響室を使うことは現実的ではない。

そこで、上記事情を一着眼点にして本発明の実施形態を創作するに至った。本発明の第１の実施形態によれば、ユーザに新感覚な聴力特性テストを提供すると共に、聴力特性テストに要する時間を短縮することが期待される。また、本発明の第２の実施形態によれば、外部雑音による影響を抑制して聴力特性テストを行うことが可能である。また、本発明の第３の実施形態によれば、ユーザに自身の聴力特性を認識させることができる。以下、このような各実施形態による音声処理装置２０について詳細に説明する。

＜２．第１の実施形態＞
（２−１．第１の実施形態による音声処理装置の構成）
図３は、本発明の第１の実施形態による音声処理装置２０−１の構成を示した機能ブロック図である。図３に示したように、第１の実施形態による音声処理装置２０−１は、操作部２４、イヤホン２６、表示部２８、制御部２１０、テストトーン発生回路２２０、記憶部２３０、音声再生回路２４０、およびイコライザ２５０を有する。

制御部２１０は、音声処理装置２０−１における動作全般を制御する。例えば、制御部２１０は、イコライザ２５０の制御、表示部２８の表示制御、テストトーン発生回路２２０におけるテストトーンの発生の制御などを行う。

テストトーン発生回路２２０は、制御部２１０による制御に基づき、時間の経過と共に周波数が変化するテストトーンを発生する。以下、図４を参照し、テストトーン発生回路２２０の詳細な構成を説明する。

図４は、テストトーン発生回路２２０の構成を示した説明図である。図４に示したように、テストトーン発生回路２２０は、サイン波生成回路２２２と、周波数変調回路２２４と、振幅調整回路２２６と、を含む。

サイン波生成回路２２２は、聴力特性テストに用いられるテストトーンの元になるサイン波を生成する。周波数変調回路２２４は、サイン波生成回路２２２により生成されたサイン波の周波数を、制御部２１０からの制御信号に従って変調する。また、振幅調整回路２２６は、周波数変調回路２２４から出力されるサイン波の振幅を、制御部２１０からの制御信号に従って調整する。

そして、テストトーン発生回路２２０により生成されたテストトーンはイヤホン２６へ供給され、イヤホン２６から音声として出力される。なお、図４においては周波数変調回路２２４の後段に振幅調整回路２２６が配される例を示したが、振幅調整回路２２６は周波数変調回路２２４の前段に配されてもよい。

このようなサイン波生成回路２２２は、サイン波の周波数・振幅の調整を動的に行うことにより、時間の経過と共に少なくとも周波数が変化するスイープ音であるテストトーンを生成することが可能である。以下、図５を参照し、サイン波生成回路２２２により生成されるテストトーンの具体例を説明する。

図５は、サイン波生成回路２２２により生成されるテストトーンの具体例を示した説明図である。図５中の破線はテストトーンを示し、実線はユーザの聴力特性（聴力特性前は未知）を示す。図５に示したように、サイン波生成回路２２２は、音量（振幅）が一定のまま周波数が高くなる複数のテストトーンを生成する。例えば、サイン波生成回路２２２は、音量がＶ１であるテストトーンから、音量がＶ６であるテストトーンを順次に生成する。

ユーザは、これらの各テストトーンに関し、テストトーンが聞こえた時点で操作部２４を操作する。例えば、ユーザは、テストトーンが聞こえた時点で操作部２４を押圧してもよい。また、ユーザは、テストトーンが聞こえている間にわたって操作部２４を押圧し続けていてもよい。さらに、ユーザは、テストトーンが聞こえなくなった時点で操作部２４を押圧してもよいし、テストトーンが聞こえていない間にわたって操作部２４を押圧してもよい。

テストトーンが聞こえている間にわたってユーザが操作部２４を押圧し続ける場合、図５に示した音量Ｖ１のテストトーンに関し、ユーザは、当該テストトーンの周波数がＦ１〜Ｆ１２である間にわたって操作部２４を押圧し続ける。ここで、ユーザ操作が行われた時点におけるテストトーンの音量／周波数である音量Ｖ１／周波数Ｆ１（押された時）、および音量Ｖ１／周波数Ｆ１２（離された時）は、ユーザの可聴範囲と非可聴範囲の境界と判断される。このため、音量Ｖ１／周波数Ｆ１、および音量Ｖ１／周波数Ｆ１２はユーザの聴力特性情報として記憶部２３０に記録される。

このように、本発明の第１の実施形態によれば、１つのテストトーンにより複数の聴力特性情報を取得できる点でも効率的である。他のテストトーンに関しても同様にしてユーザの聴力特性情報が取得され、記憶部２３０に記録される。

なお、図５に示したように、例えば音量がＶ１であるテストトーンに関し、周波数Ｆ１と周波数Ｆ１２は離れているので、テストトーンの周波数が一定速度で変化する場合、周波数がＦ１から１２に変化するまでの時間が長期に及ぶことが予想される。そこで、制御部２１０は、一般の聴力特性モデルからユーザが聞こえている可能性の高いと判断される周波数領域において、周波数の変化率を大きくしてもよい。かかる構成により、聴力特性テストに要する時間を短縮することが可能である。

記憶部２３０は、音声データなどの各種コンテンツデータや、聴力特性テストによって取得されたユーザの聴力特性情報を記憶する。ここで、図６を参照し、聴力特性情報の具体例を説明する。

図６は、聴力特性情報の具体例を示した説明図である。図６に示したように、記憶部２３０は、周波数および音量の関係を聴力特性情報として記憶する。なお、図６においては、聴力特性テストにおいてユーザ操作が行われた時の周波数および音量が聴力特性情報としてそのまま記憶される例を示しているが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、制御部２１０は、各テストトーンに関してユーザ操作が行われた時の周波数および音量の関係を数式化し、数式化した聴力特性情報を記憶部２３０に記録してもよい。

また、このような記憶部２３０は、不揮発性メモリ、磁気ディスク、光ディスク、およびＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスクなどの記憶媒体であってもよい。不揮発性メモリとしては、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）があげられる。また、磁気ディスクとしては、ハードディスクおよび円盤型磁性体ディスクなどがあげられる。また、光ディスクとしては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）およびＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標））などがあげられる。

図３に示した音声再生回路２４０（再生部）は、記憶部２３０に記憶されている音声データ、または外部から取得される音声データを読出して再生する。例えば、音声再生回路２４０は、再生処理として、圧縮されている音声データの復元、音声データのデジタル／アナログ変換などを行ってもよい。

イコライザ２５０（補正部）は、制御部２１０からの制御信号に従い、音声再生回路２４０による再生信号の周波数特性を補正し、補正後の再生信号をイヤホン２６へ供給する。具体的には、制御部２１０は、記憶部２３０に記憶されているユーザの聴力特性情報に基づき、特定の周波数帯域を強調させたり減少させたりするための制御信号をイコライザ２５０に供給する。そして、イコライザ２５０は、制御部２１０からの制御信号に従い、ユーザの聴力の弱い周波数帯を強調させたり、ユーザの聴力が十分である周波数成分を減少させたりする。また、イコライザ２５０は、全体的な音質の補正（平均化）や改善（音像の明確化など）を行う。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、時間の経過と共に周波数が変化するテストトーンを用いて聴力特性テストを行うことができる。そして、聴力特性テストにより取得されたユーザの聴力特性情報に基づいて音声データの再生信号を補正することにより、音声データに基づく本来の音像をユーザに知覚させることが可能となる。

（２−２．第１の実施形態による音声処理装置の動作）
以上、本発明の第１の実施形態による音声処理装置２０−１の構成を説明した。続いて、図７を参照し、本発明の第１の実施形態による音声処理装置２０−１の動作を説明する。

図７は、本発明の第１の実施形態による音声処理装置２０−１の動作を示したフローチャートである。図７に示したように、まず、テストトーン発生回路２２０が、周波数が時間の経過と共に変化するテストトーンを生成する（Ｓ３０４）。

そして、操作部２４に対するユーザ操作が行われた場合（Ｓ３０８）、ユーザ操作が行われた時の周波数および音量を記憶部２３０が記憶する（Ｓ３１２）。音声処理装置２０−１は、全てのテストトーンに関して上記のＳ３０４〜Ｓ３１２の処理が終了するまで上記のＳ３０４〜Ｓ３１２の処理を繰り返す（Ｓ３１６）。

その後、操作部２４を介してユーザにより音声データの再生を指示された場合（Ｓ３２０）、音声再生回路２４０が音声データの再生を開始する（Ｓ３２４）。さらに、イコライザ２５０が、音声再生回路２４０による再生信号を、記憶部２３０に記憶されているユーザの聴力特性情報に基づいて補正する（Ｓ３２８）。そして、イコライザ２５０による補正後の再生信号がイヤホン２６から出力される（Ｓ３３２）。

（２−３．テストトーンの変形例）
以上、本発明の第１の実施形態として、時間の経過と共に周波数が変化するテストトーンを聴力特性テストに用いる音声処理装置２０−１を説明した。しかし、音声処理装置２０−１が聴力特性テストに用いるテストトーンは、図５に示したように時間の経過と共に周波数のみが変化するテストトーンに限定されない。例えば、音声処理装置２０−１は、周波数に加え、時間の経過と共に音量が変化するテストトーンを生成してもよい。以下、このようなテストトーンの具体例、および生成方法について具体的に説明する。

図８は、テストトーンの変形例を示した説明図である。図８中の破線はテストトーンを示し、実線はユーザの聴力特性（聴力特性テスト前は未知）を示す。テストトーン発生回路２２０は、図８に示したように、想定されるユーザの聴力特性に沿って周波数―音量平面上を振動的に変化するテストトーンを生成することも可能である。このテストトーンによれば、ユーザの詳細な聴力特性情報を効率的に取得することができる。以下、図９〜図１４を参照し、このようなテストトーンの生成方法の一例を説明する。

図９〜図１４は、変形例にかかるテストトーンの生成方法を示した説明図である。まず、テストトーン発生回路２２０は、制御部２１０からの制御信号に従い、図９に示したようにｘ−ｙ平面（周波数―音量平面）上である傾きを有する直線を描くようにテストトーンの周波数および音量を変化させる。

そして、Ｐ１においてユーザ操作が行われると、テストトーン発生回路２２０は、図１０に示したように、ｙ軸と平行な線を基本線（Ｌ１）とし、Ｐ１を始点とするサイン波を描くようにテストトーンの周波数および音量を変化させる。続いて、Ｐ２においてユーザ操作が行われると、テストトーン発生回路２２０は、図１１に示したように、Ｐ１（１点目）およびＰ２（２点目）を結ぶ線を基本線（Ｌ２）とし、Ｐ２を始点とするサイン波を描くようにテストトーンの周波数および音量を変化させる。

さらに、Ｐ３においてユーザ操作が行われると、テストトーン発生回路２２０は、図１２に示したように、Ｐ２およびＰ３を結ぶ線の傾きに、Ｐ１およびＰ２を結ぶ線の傾きとＰ２およびＰ３を結ぶ線の傾きとの差分を加算して得られる傾きを有する線を基本線（Ｌ３）とし、Ｐ３を始点とするサイン波を描くようにテストトーンの周波数および音量を変化させる。

以降も同様に、Ｐｎにおいてユーザ操作が行われると、テストトーン発生回路２２０は、ＰｎおよびＰｎ−１を結ぶ線の傾きに、ＰｎおよびＰｎ−１を結ぶ線の傾きとＰｎ−１およびＰｎ−２を結ぶ線の傾きとの差分を加算して得られる傾きを有する線を基本線（Ｌｎ）とし、Ｐｎを始点とするサイン波を描くようにテストトーンの周波数および音量を変化させる。

ここで、基本線とサイン波の関係について図１３および図１４を参照して補足する。まず、図１３に示したように、音声処理装置２０−１はサイン波を構成する各プロットの座標値を配列に事前に格納しておく。そして、基本線の傾きがθである場合、制御部２１０は、サイン波を構成する各プロットを図１４に示すように傾きθ分だけ回転させる。回転前の各プロットの座標値を（ｘ、ｙ）とすると、回転後の各プロットの座標値（ｘ’、ｙ’）は以下の数式のように表現される。
ｘ’＝ｘｃｏｓθ‐ｙｓｉｎθ
ｙ’＝ｘｓｉｎθ＋ｙｃｏｓθ

その後、制御部２１０は、ユーザ操作が行われた点に回転後のサイン波の始点を移動させ、移動後のサイン波の各プロット位置に対応する周波数および音量を示す制御信号をテストトーン発生回路２２０に供給する。これにより、テストトーン発生回路２２０は、図８に示したように周波数―音量平面上を振動的に変化するテストトーンを生成することが可能である。なお、制御部２１０は、新たにユーザ操作が行われる度に位相が反転されたサイン波を基礎にして上記処理を行う。

＜３．第２の実施形態＞
以上、本発明の第１の実施形態による音声処理装置２０−１について説明した。続いて、本発明の第２の実施形態による音声処理装置２０−２を説明する。本発明の第２の実施形態による音声処理装置２０−２は、以下に詳細に説明するように、外部雑音による影響を抑制して聴力特性テストを行うことが可能である。

図１５は、本発明の第２の実施形態による音声処理装置２０−２の構成を示した機能ブロック図である。図１５に示したように、第２の実施形態による音声処理装置２０−２は、操作部２４、マイクロホン２５、イヤホン２６、表示部２８、制御部２１０、テストトーン発生回路２２０、記憶部２３０、音声再生回路２４０、イコライザ２５０、およびノイズキャンセル音発生回路２６０を有する。

なお、第２の実施形態による音声処理装置２０−２の構成は、第１の実施形態による音声処理装置２０−１の構成と重複する部分も多いので、以下では、第２の実施形態と第１の実施形態で異なる構成に重きをおいて説明する。

マイクロホン２５（収音部）は、音声処理装置２０−２の周囲音を収音する。このマイクロホン２５は、ノイズキャンセルを実現するために、イヤホン２６と密に近接する位置に配置される。例えば、マイクロホン２５は、イヤホン２６を構成する筐体内に配置されてもよい。

ノイズキャンセル音発生回路２６０（第２の信号発生部）は、マイクロホン２５により収音された周囲音に基づき、ユーザによる音声の知覚位置において周囲音を低減するためのノイズキャンセル音（周囲音低減信号）を発生する。以下、図１６を参照し、ノイズキャンセル音発生回路２６０の構成を説明する。

図１６は、ノイズキャンセル音発生回路２６０の構成を示した説明図である。図１６に示したように、ノイズキャンセル音発生回路２６０は、ＡＤＣ２６１、デジタルフィルタ２６２、ノイズキャンセル音発生部２６４、デジタルフィルタ２６６、およびＤＡＣ２６７を有する。

ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２６１は、マイクロホン２５から周囲音の収音信号が供給され、当該収音信号をアナログ形式からデジタル形式に変換する。

デジタルフィルタ２６２は、ＡＤＣ２６１によりデジタル形式に変換された収音信号の周波数特性を制御部２１０からの制御信号に従って調整する。ノイズキャンセル音発生部２６４は、デジタルフィルタ２６２から供給される収音信号と逆位相のノイズキャンセル音を生成する。なお、ノイズキャンセル音発生部２６４によるノイズキャンセル音の生成方法は特に限定されない。

デジタルフィルタ２６６は、ノイズキャンセル音発生部２６４により生成されたノイズキャンセル音の周波数特性を制御部２１０からの制御信号に従って調整する。制御部２１０からの制御内容については後述する。

ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２６７は、デジタルフィルタ２６６から供給されるノイズキャンセル音を、デジタル形式からアナログ形式に変換する。ＤＡＣ２６７によりアナログ形式に変換されたノイズキャンセル音はイヤホン２６に供給され、イヤホン２６から出力される。

（聴力特性テスト時のノイズキャンセル）
第２の実施形態においては、制御部２１０が上述したノイズキャンセル音発生部２６４を制御することにより、聴力特性テストの精度を向上することが可能である。具体的には、制御部２１０は、聴力特性テストの間、すなわち、テストトーンが出力されている間、ノイズキャンセル音発生部２６４を動作させる。かかる構成によれば、外部雑音からの影響を抑制して聴力特性テストを行うことができるので、ユーザの聴力特性をより正確に取得することが可能である。

さらに、制御部２１０は、テストトーン発生回路２２０により発生されるテストトーンの周波数の変化に応じ、デジタルフィルタ２６６のフィルタ特性を変化させてもよい。例えば、制御部２１０は、ノイズキャンセル音の周波数成分のうちで、テストトーンと同一周波数の成分を選択的にデジタルフィルタ２６６に通過あるいは強調させてもよい。より具体的には、テストトーンの周波数がＦｘである場合、制御部２１０は、ノイズキャンセル音の周波数Ｆｘを含む周波数帯の成分を通過させ、他の周波数帯の成分を遮断してもよい。以下、図１７を参照し、このような制御部２１０による制御に基づいて得られるノイズキャンセル音の周波数特性の具体例を説明する。

図１７は、ノイズキャンセル音の周波数特性の変化の様子を示した説明図である。テストトーン発生回路２２０により発生されるテストトーンの周波数が図５に示したように単調増加する場合、ノイズキャンセル音発生回路２６０は、ノイズキャンセル音の周波数帯を徐々に高周波側にシフトさせる。かかる構成により、出力中のテストトーンの周波数の雑音成分が軽減されるので、テストトーンが雑音成分に埋もれてしまう場合を抑制することができる。

なお、上記では制御部２１０がデジタルフィルタ２６６のフィルタ特性を変化させることによりノイズキャンセル音の周波数特性を調整する例を説明したが、制御部２１０は、デジタルフィルタ２６２のフィルタ特性を変化させることによりノイズキャンセル音の周波数特性を調整してもよい。さらに、ノイズキャンセル音発生部２６４がテストトーンの周波数の変化に応じて周波数特性を調整しながらノイズキャンセル音を生成してもよい。

（音声データ再生時のノイズキャンセル）
また、制御部２１０は、音声データの再生時にもノイズキャンセル音発生回路２６０を動作させることができる。この場合、イヤホン２６からは、イコライザ２５０によってユーザの聴力特性情報に応じて補正された再生信号と、ノイズキャンセル発生回路２６０により生成されたノイズキャンセル音が出力される。

さらに、制御部２１０は、ユーザの聴力特性情報に応じてノイズキャンセル発生回路２６０の動作を制御してもよい。例えば、マイクロホン２５により収音される外部雑音がユーザの聞こえ難い周波数である場合、制御部２１０は、ノイズキャンセル発生回路２６０にノイズキャンセル量を減少させてもよいし、ノイズキャンセル発生回路２６０をオフさせてもよい。かかる構成によれば、ノイズキャンセルに関する消費電力を削減することが可能である。

一方、制御部２１０は、音声データの再生時にノイズキャンセル音発生回路２６０を動作させない場合、イコライザ２５０に、ユーザの聴力特性情報に加え、マイクロホン２５により収音される外部雑音に応じて再生信号を補正させてもよい。例えば、制御部２１０は、外部雑音の周波数帯においてイコライザ２５０に再生信号を強調させてもよい。かかる構成により、ノイズキャンセル音発生回路２６０が動作していなくても、ユーザに音声データの音像をより明確に知覚させることが可能となる。

＜４．第３の実施形態＞
以上、本発明の第２の実施形態による音声処理装置２０−２について説明した。続いて、本発明の第３の実施形態による音声処理装置２０−３を説明する。本発明の第３の実施形態による音声処理装置２０−３は、以下に詳細に説明するように、ユーザの聴力特性に対する意識を高めることが可能である。

図１８は、本発明の第３の実施形態による音声処理装置２０−３の構成を示した機能ブロック図である。図１８に示したように、第３の実施形態による音声処理装置２０−３は、操作部２４、マイクロホン２５、イヤホン２６、表示部２８、制御部２１２、テストトーン発生回路２２０、記憶部２３０、音声再生回路２４０、イコライザ２５０、およびノイズキャンセル音発生回路２６０を有する。

なお、第３の実施形態による音声処理装置２０−３の構成は、第２の実施形態による音声処理装置２０−２の構成と重複する部分も多いので、以下では、第３の実施形態と第２の実施形態で異なる構成に重きをおいて説明する。

第３の実施形態による制御部２１２は、第１の実施形態および第２の実施形態において説明した制御部２１０の機能に加え、ユーザの聴力特性に対する意識を高めるための画面を生成して表示部２８に表示させる機能を有する。例えば、制御部２１２は、図１９に示すように、ユーザによる聴力特性テストの結果に応じた画面を表示部２８に表示させてもよい。

図１９は、表示部２８に表示される聴力特性テストの結果画面の具体例を示した説明図である。図１９に示したように、聴力特性テストの結果画面は、聴力特性テストにより取得されたユーザの聴力特性（実線）と、一般的な聴力特性（破線）との差分を示すグラフ、および、ユーザの聴力特性を説明するメッセージを含む。ユーザは、このような聴力特性テストの結果画面を確認することにより、自身の聴力特性を的確に把握することが可能である。

また、比較的大きな音量で音声を聞いているユーザは、聴力特性が劣化し易い。そこで、制御部２１２は、ユーザが比較的大きな音量で音声を聞いている場合、聴力特性テストの実施を促す画面を表示部２８に表示させてもよい。例えば、制御部２１２は、過去の再生音量の履歴から、再生音量の平均値や、閾値を超える音量での再生頻度など、ユーザの再生音量に関する指標を算出し、当該指標が設定値を上回る場合、聴力特性テストの実施を促す画面を表示部２８に表示させてもよい。なお、制御部２１２は、ユーザが比較的大きな音量で音声を聞いている場合、音声データの再生音量を抑制してもよい。

＜５．変形例＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、イヤホン２６が右耳用イヤホン（右耳用音声出力部）および左耳用イヤホン（左耳用音声出力部）からなる場合、聴力特性テストをユーザの右耳および左耳に対して個別に行ってもよい。かかる構成により、右耳の聴力特性情報、および左耳の聴力特性情報が取得され、記憶部２３０に記憶される。したがって、イコライザ２５０は、右耳用の再生信号を右耳の聴力特性情報に基づいて補正し、左耳用の再生信号を左耳の聴力特性情報に基づいて補正することが可能となる。

また、イコライザ２５０による補正後の再生信号に基づく音声データを記憶部２３０に記憶してもよい。かかる構成によれば、音声データの再生時にユーザの聴力特性情報に基づく補正を行う必要がなくなる。また、当該音声データを他の音声処理装置に移動させることにより、他の音声処理装置においてユーザの聴力特性情報に基づく補正後の再生信号を出力することが可能となる。

さらに、音声処理装置２０は、聴力特性テストにより取得されたユーザの聴力特性情報を他の音声処理装置に送信するための通信部をさらに備えてもよい。他の音声処理装置にユーザの聴力特性情報を送信することにより、他の音声処理装置においてもユーザの聴力特性情報に基づく再生信号の補正を行うことが可能となる。なお、記憶部２３０がリムーバブル記憶媒体である場合、聴力特性情報の他の音声処理装置への移動は、記憶部２３０の着脱によっても実現可能である。

＜６．まとめ＞
本発明の第１の実施形態によれば、聴力特性テストにおいて時間の経過と共に周波数が変化するテストトーンを用いることにより、ユーザに新感覚な聴力特性テストを提供すると共に、聴力特性テストに要する時間を短縮することが可能である。また、本発明の第２の実施形態によれば、外部雑音による影響を抑制して聴力特性テストを行うことにより、ユーザの聴力特性情報をより正確に取得することができる。また、本発明の第３の実施形態によれば、表示部２８に聴力特性テストの結果画面や聴力特性テストの実施を促す画面を表示することにより、ユーザの聴力特性に対する意識を高めることが可能である。

なお、本明細書の音声処理装置２０の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、音声処理装置２０の処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。

また、音声処理装置２０に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した音声処理装置２０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。

２０、２０−１、２０−２、２０−３
２４ 操作部
２５ マイクロホン
２６ イヤホン
２８ 表示部
２１０、２１２ 制御部
２２０ テストトーン発生回路
２２２ サイン波生成回路
２２４ 周波数変調回路
２２６ 振幅調整回路
２３０ 記憶部
２４０ 音声再生回路
２５０ イコライザ
２６０ ノイズキャンセル音発生回路
２６１ ＡＤＣ
２６２、２６６ デジタルフィルタ
２６２ ノイズキャンセル音発生部
２６７ ＤＡＣ

Claims (14)

1. 時間の経過と共に周波数が変化する音声信号を発生する第１の信号発生部と；
   操作部と；
   前記操作部に対する操作が行われた時の前記音声信号の周波数および振幅に応じた特性情報を記憶する記憶部と；
   音声データを再生する再生部と；
   前記再生部による再生信号を、前記記憶部に記憶されている前記特性情報に基づいて補正する補正部と；
   を備える、音声処理装置。
2. 前記音声処理装置は、
   収音部と；
   前記収音部による周囲音の収音に基づき、前記周囲音を低減するための周囲音低減信号を発生する第２の信号発生部と；
   前記第２の信号発生部の動作を制御する制御部と；
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１の信号発生部に前記音声信号を発生させる間、前記第２の信号発生部を動作させる、請求項１に記載の音声処理装置。
3. 前記第２の信号発生部は、前記第１の信号発生部により発生される前記音声信号の周波数に応じて、前記周囲音に対する周波数特性の異なる前記周囲音低減信号を発生する、請求項２に記載の音声処理装置。
4. 前記第２の信号発生部は、前記第１の信号発生部により発生される前記音声信号と同一の周波数帯において前記周囲音を他の周波数帯よりも低減する前記周囲音低減信号を発生する、請求項３に記載の音声処理装置。
5. 前記第１の信号発生部は、周波数に加え、時間の経過と共に振幅が変化する前記音声信号を発生する、請求項４に記載の音声処理装置。
6. 前記制御部は、前記再生部による音声データの再生時に、前記第２の信号発生部を動作させるか否かを制御する、請求項５に記載の音声処理装置。
7. 前記補正部は、前記第２の信号発生部により前記周囲音低減信号が発生されていない場合、前記再生部による再生信号を、前記記憶部に記憶されている前記特性情報、および前記収音部により収音される前記周囲音に応じて補正する、請求項６に記載の音声処理装置。
8. 前記補正部は、前記周囲音と同一の周波数帯において前記再生信号を強調する、請求項７に記載の音声処理装置。
9. 前記第２の信号発生部は、前記再生部による音声データの再生時に動作する場合、前記記憶部に記憶されている前記特性情報に基づいて前記周囲音低減信号を発生する、請求項２に記載の音声処理装置。
10. 前記音声処理装置は、左耳用音声出力部および右耳用音声出力部をさらに備え、
    前記記憶部は、左耳用の特性情報および右耳用の特性情報を記憶し、
    前記補正部は、前記左耳用音声出力部に出力される再生信号は前記左耳用の特性情報に基づいて補正し、前記右耳用音声出力部に出力される再生信号は前記右耳用の特性情報に基づいて補正する、請求項３に記載の音声処理装置。
11. 前記音声処理装置は、前記特性情報の取得結果に応じた画面を表示する表示部をさらに備える、請求項３に記載の音声処理装置。
12. 前記記憶部には、前記補正部による補正後の再生信号に基づく音声データが記憶される、請求項３に記載の音声処理装置。
13. コンピュータを、
    時間の経過と共に周波数が変化する音声信号を発生する第１の信号発生部と；
    操作部と；
    前記操作部に対する操作が行われた時の前記音声信号の周波数および振幅に応じた特性情報を記憶する記憶部と；
    音声データを再生する再生部と；
    前記再生部による再生信号を、前記記憶部に記憶されている前記特性情報に基づいて補正する補正部と；
    として機能させるための、プログラム。
14. 時間の経過と共に周波数が変化する音声信号を発生するステップと；
    ユーザ操作が行われた時の前記音声信号の周波数および振幅に応じた特性情報を記憶媒体に記憶するステップと；
    音声データを再生するステップと；
    音声データの再生信号を、前記記憶媒体に記憶されている前記特性情報に基づいて補正するステップと；
    を含む、音声処理方法。
    
    
    

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