JP2014030140A - 騒音推定装置、音量調整装置、騒音推定方法、および騒音推定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカから無音の時間がないように定常的に音が出力される場合であっても、周囲の騒音の大きさを推定することができる騒音推定装置を提供する。
【解決手段】帯域阻止フィルタ１６は、平面スピーカ１３の出力可能周波数帯域を制限する。レベル検出部１７は、入力された音声信号の音圧レベルを検出し、騒音レベル推定部１８に出力する。騒音レベル推定部１８は、帯域阻止フィルタ１６で所定周波数帯域の成分が制限された音声信号に基づいて、音声出力装置１の周囲の騒音レベルを推定する。調整部１９は、騒音レベル推定部１８から入力された騒音レベルの値に応じて増幅器１５の増幅量を調整する。例えば、音声出力装置１の初期設置時に入力された騒音レベルを基準音量とし、音量の増減に応じて増幅量を増減させる。
【選択図】図４

Description

この発明は、周囲の騒音の大きさを推定する装置に関する。

従来、マイクで収音した周囲の騒音の大きさに応じてスピーカから出力する音の音量を調整する装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

ただし、スピーカから出力された音がマイクに回り込むと、適正な騒音の大きさが推定できなくなる。そこで、例えば特許文献２，３に示すように、スピーカから音を出力しない時間においてのみ、騒音の大きさを推定する装置が提案されている。

特開２００７−３２３４５１号公報 特開平０８−３１７４９７号公報 特開２００９−２９６２９７号公報

しかし、スピーカから出力する音が、ＢＧＭ等のように定常的な音量で出力されるコンテンツである場合には、無音の時間が少なく、周囲の騒音の大きさを推定することができない。

そこで、本発明は、スピーカから無音の時間がないように定常的に音が出力される場合であっても、周囲の騒音の大きさを推定することができる騒音推定装置を提供することを目的とする。

この発明の騒音推定装置は、所定の周波数帯域の音を出力するスピーカと、前記スピーカの周囲の音を収音するマイクと、前記マイクが収音した音を表す音声信号から、前記所定の周波数帯域を含まない音声信号を抽出する第１の帯域抽出手段と、前記第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定する音量推定手段と、を備えたことを特徴とする。

このように、本発明の騒音推定装置は、スピーカから音として出力されない周波数帯域の音を対象として騒音の大きさを推定するため、スピーカから定常的に音が出力される場合であっても、騒音の大きさを推定することができる。例えば、小型のスピーカで出力可能な周波数の下限が、２００Ｈｚ程度であれば、この下限の周波数未満の周波数帯域に制限された音の大きさに基づいて騒音の大きさを推定する。

以上のようにして、適正な騒音の大きさを推定することで、例えば、推定した騒音の大きさに応じてスピーカが出力する音の音量を調整する調整手段を備える音量調整装置を実現することができる。

なお、この場合、音量調整手段は、騒音の大きさが大きくなった場合に、スピーカから出力する音の音量を大きくする態様としてもよいし、逆に、騒音の大きさが大きくなった場合に、スピーカから出力する音の音量を下げて、空間内の音量を一定に保つようにしてもよい。

また、音量推定装置は、前記マイクが収音した音を表す音声信号から、前記所定の周波数帯域の音声信号を抽出する第２の帯域抽出手段をさらに備え、前記音量推定手段は、前記第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさ、および前記第２の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定することが好ましい。

特に、前記スピーカに供給される音声信号のレベルが第１の所定時間以上継続して第１の所定しきい値よりも低い状態であった場合に、前記第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさ、および前記第２の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定することが好ましい。

この場合、スピーカから音を出力しない時間においては、スピーカから音として出力可能な周波数帯域で収音した音も用いて騒音の大きさを推定するため、より正確に騒音の大きさを推定することができる。例えば、雑踏のような騒音は、大幅なレベルの変動がなく、ほぼ一定のレベルであるが、低い周波数帯域のレベルは低い。一方で、自動車が個別に近くを通過した時のような交通騒音は、間欠的に変動する騒音、または不規則かつ大幅に変動する騒音であるが、低い周波数のレベルが高い。本発明の騒音推定装置は、スピーカから音として出力されない周波数帯域の音を対象として常に騒音の大きさを推定し、間欠的に変動する騒音、または不規則かつ大幅に変動する騒音でかつ低い周波数のレベルが高い騒音の大きさを推定しつつ、スピーカから音を出力しない時間においてスピーカから音として出力可能な周波数帯域で収音した音も用いて騒音の大きさを推定し、大幅なレベルの変動がなく、ほぼ一定のレベルでありかつ低い周波数帯域のレベルが低い騒音の大きさをも推定する。例えば、雑踏騒音と交通騒音の両方が存在する場所（高速道路のサービスエリア等）に設置する場合に好適である。

なお、音量推定手段は、第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさ、および前記第２の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさ、のそれぞれに重み付け係数を乗じた和を算出し、当該重み付け係数を乗じた和に基づいて前記スピーカの周囲の音の大きさを推定する。

この場合、音量推定手段は、前記スピーカに供給される音声信号のレベルが前記第１の所定時間とは異なる時間である第２の所定時間以上継続して、前記第１の所定しきい値とは異なる値である第２の所定しきい値以上の状態であった場合に、前記所定周波数帯域が制限された音声の音量の重み付けを増す。

なお、音量推定手段は、前記第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて第１の騒音レベルを推定し、かつ前記第２の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて第２の騒音レベルを推定し、推定した第１の騒音レベルおよび第２の騒音レベルのそれぞれに重み付け係数を乗じた和を算出し、当該重み付け係数を乗じた和に基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定する態様としてもよい。

本発明の騒音推定装置は、推定した騒音の大きさを用いて、例えば、再生するコンテンツデータを選択することができる。例えば、騒音の大きさが大きくなった場合に、川のせせらぎ等の環境音に対応するコンテンツデータを選択して再生することにより、騒音によってユーザが感じる不快感を低減させる。あるいは、騒音推定装置は、推定した騒音の大きさを用いて、コンテンツの音を出力するスピーカを選択することができる。例えば、室内に複数のスピーカが設置されている場合において、騒音の大きさが大きい位置に設置されたスピーカから環境音に対応するコンテンツの音を出力し、騒音によってユーザが感じる不快感を低減させる。あるいは逆に騒音の大きさが小さい位置に設置されたスピーカからコマーシャル用のコンテンツの音を出力させることにより、静かな場所に居るユーザに当該コマーシャル用のコンテンツの音を聞かせることができる。なお、複数のスピーカは、同一室内に設置される態様に限らず、複数の場所（室）毎に設置される態様であってもよい。

また、前記音量推定手段が推定した音の大きさに応じて前記スピーカが出力する音量を調整する音量調整手段をさらに備えた音量調整装置を実現することも可能である。

また、本発明の騒音推定装置は、コンピュータに実行されるソフトウェアとしても実現可能である。

この発明によれば、スピーカから無音の時間がないように定常的に音が出力される場合であっても、周囲の騒音の大きさを推定することができる。

音声出力装置の外観図である。 音声出力装置の構成を示すブロック図である。 応用例に係る音声出力装置の構成を示すブロック図である。 図４（Ａ）は、時間経過に対する交通騒音のレベル変化を示した図であり、図４（Ｂ）は、雑踏騒音のレベル変化を示した図である。 変形例１に係る音声出力装置の構成を示すブロック図である。 図６（Ａ）は、変形例２に係る音声出力装置の構成を示すブロック図であり、図６（Ｂ）は、変形例３に係る音声出力装置の構成を示すブロック図である。 図３に示す音声出力装置に変形例３を適用する場合の音声出力装置の構成を示すブロック図である。

図１は、音声出力装置１の外観図である。図２は、音声出力装置１の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、音声出力装置１は、外観上底面が地面に接する平板状のスタンド２１と、スタンド２１の上面から鉛直上向きに延びる支柱２２と、当該支柱２２の上端から吊り下げられた平面スピーカ１３と、マイク１１と、からなる。スタンド２１には、マイク１１が収音した音に基づき、平面スピーカ１３から出力する音を制御するための信号処理を実行する各種ハードウェアが内蔵されている。マイク１１は、音声出力装置１の周囲の音を収音する。

平面スピーカ１３は、平面状の音波を出力するスピーカである。本実施形態における平面スピーカ１３の出力可能な周波数の下限は、例えば２００〜２５０Ｈｚ程度である。

なお、本実施形態は、平面スピーカ１３を用いる例を示しているが、通常のコーン型スピーカ等、その他の形式のスピーカを用いる態様も可能である。

図２に示すように、音声出力装置１は、マイク１１、帯域阻止フィルタ１６、レベル検出部１７、騒音レベル推定部１８、調整部１９、音源部１２、増幅器１５、および平面スピーカ１３を備えている。

なお、本実施形態においては、Ｄ／ＡコンバータやＡ／Ｄコンバータ等は省略し、音声出力装置１内を伝送する信号は、特に記載がない限り、すべてデジタル信号であるものとして説明する。

音源部１２は、音声出力装置１が音として再生するコンテンツデータを記憶する記憶手段、およびデコード手段に相当する。音源部１２は、ユーザによって指定されたコンテンツデータをデコードし、音声信号として増幅器１５に出力する。コンテンツは、例えば、ＢＧＭ等のオーディオ音および音声が含まれるコマーシャル用のコンテンツである。増幅器１５は、入力された音声信号を増幅して平面スピーカ１３に出力する。ここで、音声信号は、増幅器１５の後段（または前段）でアナログ音声信号に変換され、平面スピーカ１３から音として出力される。

なお、音声出力装置１は、外部の装置から、コンテンツデータを受信して、当該音声出力装置１においてデコードし、平面スピーカ１３から音として出力する態様も可能である。あるいは、音声出力装置１は、外部の装置からデコードされたデジタル音声信号またはアナログ音声信号を入力する態様も可能である。

マイク１１は、収音した音に基づく音声信号を、帯域阻止フィルタ１６に出力する。マイク１１が収音する音には、周囲の騒音と、平面スピーカ１３から出力されてマイク１１に回り込んだ音も含まれる。

帯域阻止フィルタ１６、レベル検出部１７、騒音レベル推定部１８、および調整部１９は、ＣＰＵによるソフトウェア処理により実現される。帯域阻止フィルタ１６、レベル検出部１７、騒音レベル推定部１８，および調整部１９の動作を実現するためのプログラムは、ＲＯＭ等の媒体（不図示）に記憶され、当該プログラムをＣＰＵがＲＡＭに展開することで実現される。すなわち、帯域阻止フィルタ１６、レベル検出部１７、および騒音レベル推定部１８からなる騒音推定装置は、コンピュータに実行されるソフトウェアとして実現可能である。また、調整部１９をさらに備えた音量調整装置も、コンピュータに実行されるソフトウェアとして実現可能である。また、これらの構成部によって実現される機能は、ハードウェアにより実現することも可能である。

帯域阻止フィルタ１６は、本発明の第１の帯域抽出手段に相当し、マイク１１から音声信号を入力し、所定周波数帯域の成分の通過を阻止した音声信号を、レベル検出部１６に出力する。ここでは、帯域阻止フィルタ１６は、ローパスフィルタとして機能し、平面スピーカ１３が出力可能な周波数帯域の音声信号の通過を阻止する。すなわち、２００〜２５０Ｈｚ以上の周波数帯域の成分の通過を阻止する。

レベル検出部１７は、入力された音声信号の信号レベルを、マイク１１が収音した音の音圧に対応する音圧レベルに換算し、騒音レベル推定部１８に出力する。

騒音レベル推定部１８は、本発明の音量推定手段に相当し、帯域阻止フィルタ１６で所定周波数帯域の成分の通過が阻止された音声信号に基づいて、音声出力装置１の周囲の騒音の大きさを推定する。すなわち、騒音レベル推定部１８は、レベル検出部１７から入力された音圧レベルから周囲の騒音レベルを推定し、当該騒音レベルの値を調整部１９に出力する。また、騒音レベル推定部１８は、音声出力装置１が設置された環境における騒音の種類に応じて、騒音の周波数特性を推定し、当該周波数特性に応じた帯域毎の音圧レベルを考慮して、騒音レベルの値を推定してもよい。

すなわち、騒音レベル推定部１８に入力される音圧レベルは、２００〜２５０Ｈｚ以上の帯域が阻止された音声信号の信号レベルに基づくものであるため、本来の騒音レベルをそのまま表すものではない。そこで、騒音レベル推定部１８は、例えば、ＮＣ曲線等の騒音評価曲線を参照し、２００〜２５０Ｈｚ以下の騒音レベル値と、入力された音圧レベルの値を比較する。そして、騒音レベル推定部１８は、特定したＮＣ曲線の全帯域での音圧レベルを算出する（または計算済みの値を読出す）。当該算出した音圧レベルが、本来の騒音レベル（全帯域を含むもの）となる。あるいは、交通騒音、雑踏騒音等の各種の実測値に基づいて策定された標準的なモデルの周波数特性を参照し、同様の手法により騒音レベルを推定することも可能である。

調整部１９は、騒音レベル推定部１８から入力された騒音レベルの値に応じて増幅器１５の増幅量を調整する。すなわち、音声出力装置１の初期設置時に入力された騒音レベルの初期値を基準音量として音声出力装置１の動作を開始し、その後、周囲の騒音レベルの増減に応じて、当該音声出力装置１の増幅器１５が増幅する音声信号の増幅量を増減させる。例えば、騒音レベルが大きくなった場合に、この騒音レベルに比例して増幅器１５の増幅量を大きくし、平面スピーカ１３から出力する音声の音量を大きくして、出力する音声が騒音にマスクされないようにする。このとき、出力する音声に上限値を設けて、空間内のコンテンツの音声の音量が当該上限値を超えないようにしてもよい。あるいは、逆に、騒音レベルが大きくなった場合に、この騒音レベルに反比例して、増幅器１５の増幅量を小さくし、平面スピーカ１３から出力する音声の音量を下げて、空間内のコンテンツの音声および周囲の騒音を合わせた音の音量が所定値に保たれるようにしてもよい。このとき、コンテンツの音声および周囲の騒音を合わせた音の騒音レベルが当該所定値になるまでは、増幅器１５の増幅量を一定とし、当該騒音レベルが当該所定値以上で、平面スピーカ１３から出力するコンテンツの音声の音量を下げて、空間内の当該騒音レベルの音量を前述の所定値に保つようにしてもよい。

このように、音声出力装置１は、平面スピーカ１３から音として出力されない周波数帯域の音を対象として騒音の大きさを推定するため、ＢＧＭ等のように平面スピーカ１３から定常的に音が出力され、常に平面スピーカ１３から出力された音がマイク１１に回り込む場合であっても、騒音の大きさを推定することができる。音声出力装置１が推定する騒音の大きさの帯域は、２００〜２５０Ｈｚ程度の帯域よりも低い帯域であり、かつ常に騒音レベルの推定動作を行うため、２００〜２５０Ｈｚの帯域よりも低い帯域が優勢な騒音、例えば道路交通騒音等の騒音に好適である。

次に、図３は、応用例に係る音声出力装置１Ａの構成を示すブロック図である。図２と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

本応用例に係る音声出力装置１Ａは、音声出力装置１に加えて、マイクから音声信号を入力する帯域阻止フィルタ３１と、帯域阻止フィルタ３１が出力した音声信号のレベルを検出するレベル検出部３２と、を備えている。

帯域阻止フィルタ３１は、本発明の第２の帯域抽出手段に相当し、入力された音声信号から、平面スピーカ１３から音として出力される周波数帯域の音声信号を抽出し、レベル検出部３２に出力する。すなわち、帯域阻止フィルタ３１は、ハイパスフィルタとして機能し、平面スピーカ１３が出力可能な下限周波数（２００〜２５０Ｈｚ程度）以下の帯域の音声信号の通過を阻止する。すなわち、２００〜２５０Ｈｚ未満の周波数帯域の成分の通過を阻止する。

レベル検出部３２およびレベル検出部１７は、それぞれに入力された音声信号の信号レベルを、マイク１１が収音した音の音圧に対応する音圧レベルに換算し、騒音レベル推定部１８に出力する。なお、帯域阻止フィルタ３１は、必須ではなく、レベル検出部３２は、全周波数帯域の信号レベルを検出してもよい。

この場合、騒音レベル推定部１８は、レベル検出部１７から入力された音圧レベル、およびレベル検出部３２から入力された音圧レベル、に基づいて、騒音の大きさを推定する。騒音レベル推定部１８は、例えば、音源部１２から出力されるコンテンツの信号レベルが、所定時間以上継続して所定しきい値よりも低い状態であった場合に、平面スピーカ１３からコンテンツの音が出力されていないと判断し、レベル検出部３２から入力した音圧レベルおよびレベル検出部１７から入力された音圧レベルのエネルギー和の値を騒音の大きさ（騒音レベル）であると推定する。調整部１９は、騒音レベル推定部１８から入力された騒音レベルの値に応じて増幅器１５の増幅量を調整する。このように、コンテンツの音が出力されていない時間であっても、コンテンツの音が出力される音量を予め調整しておくことで、次にコンテンツの音が出力するときに、適正な音量に調整された状態でコンテンツの音を出力することができる。

また、騒音レベル推定部１８は、レベル検出部１７から入力された音圧レベルおよびレベル検出部３２から入力された音圧レベルのそれぞれの値に重み付け係数を乗じた和を算出し、当該重み付け係数を乗じた和を騒音の大きさであると推定する。

重み付け和ＬＮ（ｔ）は、ＬＮ１（ｔ）をレベル検出部１７から入力した音圧レベルとし、ＬＮ２（ｔ）をレベル検出部３２から入力した音圧レベルとすると、ＬＮ（ｔ）＝α（ｔ）・ＬＮ１（ｔ）＋β（ｔ）・ＬＮ２（ｔ）で表される。ただし、ｔは時間を表し、αはレベル検出部１７から入力された音圧レベルの重み付け係数であり、βはレベル検出部３２から入力された音圧レベルの重み付け係数である（α≧０、β≧０、ただし、α＝β＝０とはならない）。なお、この例では、音圧レベルの値に重み付け係数を乗じた和を算出したが、それぞれの音圧レベルの値をエネルギー値に換算して、それぞれのエネルギー値に重み付け係数を乗じた和を算出してもよい。

各重み付け係数αおよびβは、音源部１２から出力されるコンテンツの信号レベルに応じて時間とともに変更するように設定すればよい。例えば、音源部１２から出力されるコンテンツの信号レベルが、所定時間以上継続して所定しきい値よりも低い状態であった場合に、α＝０．５、β＝０．５とし、同じ重み付け係数とする。この場合、２００〜２５０Ｈｚ以上の周波数帯域でも、平面スピーカ１３から出力された音で、マイク１１に回り込む音がもともと少ないため、全周波数帯域を均等に評価して騒音の大きさを推定する。

また、例えば、音源部１２から出力されるコンテンツの信号レベルが、所定時間以上継続して所定しきい値以上であった場合に、α＞βとなるように重み付け係数を変更する。例えば、α＝１．０、β＝０とする。この場合、２００〜２５０Ｈｚ以上の周波数帯域では、平面スピーカ１３から出力された音で、マイク１１に回り込む音が多いため、マイク１１に回り込む音の影響を排除する必要がある。そこで、重み付け係数αを重み付け係数βよりも大きな値に変更（重み付け係数βを重み付け係数αよりも小さな値に変更）することで、２００〜２５０Ｈｚ未満の周波数帯域で騒音の大きさを推定する。あるいは、音源部１２から出力されるコンテンツの信号レベルが、所定時間以上継続して所定しきい値よりも低い状態であった場合に、α＝０．５、β＝０．５とし、同じ重み付け係数として全周波数帯域を均等に評価して騒音の大きさを推定し、その後、音源部１２から出力されるコンテンツの信号レベルが、所定しきい値以上となった場合に、当該所定しきい値以上である時間が長くなるほど、αの値を次第に大きな値に、かつβの値を次第に小さな値に変更する（例えば１秒経過毎にαの値を０．１大きく、かつβの値を０．１小さくし、５秒以上経過した場合にα＝１．０、β＝０とする。）態様としてもよい。

なお、上記の例では、騒音レベル推定部１８は、レベル検出部１７から入力された音圧レベル、およびレベル検出部３２から入力された音圧レベル、のそれぞれの値に重み付け係数を乗じた和に基づいて騒音の大きさを推定したが、レベル検出部１７から入力された音圧レベル、およびレベル検出部３２から入力された音圧レベル、のそれぞれに基づいて個別に騒音レベル（第１の騒音レベルおよび第２の騒音レベル）を推定し、推定した各騒音レベルの値にそれぞれ重み付け係数を乗じた和を算出し、当該重み付け係数を乗じた和に基づいて、最終的な騒音の大きさを推定してもよい。

この場合、平面スピーカ１３から音を出力しない時間帯においては、平面スピーカ１３が出力可能な周波数帯域をも考慮して騒音の大きさを推定するため、より正確に騒音の大きさを検出することができる。応用例に係る音声出力装置１は、雑踏騒音と交通騒音の両方が存在する場所（例えば、高速道路のサービスエリア等）、すなわち、間欠的に変動する、または不規則かつ大幅に変動する騒音でかつ低い周波数のレベルが高い騒音と、大幅なレベルの変動がなく、ほぼ一定のレベルでありかつ低い周波数帯域のレベルが低い騒音と、が混在する場所に設置する場合に好適である。

図４（Ａ）は、時間経過に対する交通騒音のレベル変化を示した図であり、図４（Ｂ）は、雑踏騒音のレベル変化を示した図である。

図４（Ａ）に示すように、自動車が個別に近くを通過した時のような交通騒音は、間欠的に変動する騒音、または不規則かつ大幅に変動する騒音であり、かつ２０〜２００Ｈｚのような低い周波数帯域の騒音レベルが高い。これに対して、図４（Ｂ）に示すように、雑踏のような騒音は、大幅なレベルの変動がなくほぼ一定のレベルであるが、２０〜２００Ｈｚのような低い周波数帯域のレベルは低く、２００Ｈｚ〜２ｋＨｚ程度の周波数帯域のレベルが高い。

そこで、本応用例１に係る音声出力装置１Ａは、スピーカから音として出力されない周波数帯域の音を対象として騒音レベルを常時推定して、間欠的かつ低い周波数のレベルが高い交通騒音のような騒音レベルを検出しつつ、あわせて、平面スピーカ１３から音を出力しない時間において平面スピーカ１３から音として出力される周波数帯域の音も考慮して騒音レベルを推定して、雑踏騒音のような定常的に発生しかつ低い周波数帯域のレベルが低い騒音レベルをも検出する。

なお、本応用例に係る音声出力装置１Ａは、騒音レベル推定部１８が推定した騒音レベルに応じて、増幅器１５の増幅量を増減させるだけでなく、騒音の周波数特性に応じて平面スピーカ１３から出力する音の周波数特性を調整してもよい。例えば、レベル検出部１７のレベルが増加した場合には、平面スピーカ１３から出力する音の低域の音量を大きくする（または小さくする）調整を行う。この場合、増幅器１５の前段に周波数特性を調整する手段（たとえばイコライザ）を設け、当該イコライザの周波数特性を騒音レベル推定部１８または調整部１９が制御する。このように、騒音レベルの周波数帯域に対応して平面スピーカ１３から出力する音の周波数特性が調整されるため、平面スピーカ１３から出力する音が騒音にマスクされずに、かつ過度に音量が増減することを防止することができる。

なお、図２に示した音声出力装置１は、以下の様な変形例が可能である。

（変形例１）
図５は、変形例１に係る音声出力装置１Ｂの構成を示すブロック図である。図２と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

変形例１に係る音声出力装置１Ｂは、高調波生成部５１が、平面スピーカ１３が出力しない低周波数の帯域に含まれる成分に対応する高調波をミッシングファンダメンタル現象に基づいて、平面スピーカ１３が出力する高周波数の帯域に生成して、平面スピーカ１３に入力する音声信号に加算することにより、物理的には出力されていない低周波数の帯域の音を、聴覚的に出力されているように知覚させるものである。図３に示した音声出力装置１に適用する場合も、同様である。

（変形例２）
図６（Ａ）は、変形例２に係る音声出力装置１Ｃの構成を示すブロック図である。図２と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

変形例２に係る音声出力装置１Ｃは、帯域検出部７１が、音源部１２が出力するコンテンツの音声信号における周波数帯域の分析を行う。すなわち、帯域検出部７１は、音源部１２が出力するコンテンツの音声信号のうち、所定レベル未満である周波数帯域を検出する。当該所定レベル未満である周波数帯域は、コンテンツにもともと含まれていない周波数帯域であるため、平面スピーカ１３から出力されず、マイク１１に回り込むことが少ない。したがって、帯域検出部７１は、所定レベル未満である周波数帯域を検出した場合、帯域阻止フィルタ１６Ｃのフィルタ特性を、当該所定レベル未満である周波数帯域だけを通過させるように設定する。すなわち、変形例２に係る帯域阻止フィルタ１６Ｃは、例えばバンドパスフィルタとして機能する。具体的には、音源部１２が出力するコンテンツの音声信号のうち、２５０Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数帯域のレベルが所定レベル未満である場合、帯域阻止フィルタ１６Ｃは、当該２５０Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数帯域を通過させ、他の周波数帯域（２５０Ｈｚ未満および２ｋＨｚ以上）の通過を阻止する。これにより、レベル検出部１７は、２５０Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数帯域の音声信号の信号レベルに基づく音圧レベルを検出し、騒音レベル推定部１８に出力する。騒音レベル推定部１８は、２５０Ｈｚ〜２ｋＨｚの音圧レベルに基づいて騒音の大きさを推定することになる。

すなわち、変形例２に係る音声出力装置１Ｃは、平面スピーカ１３から音として出力することができる周波数帯域であっても、コンテンツの音声信号にもともと含まれていないとみなせる（上述の所定レベル未満の）周波数帯域の音圧レベルに基づいて騒音レベルを推定するため、仮に平面スピーカ１３から定常的に音が出力され、常に平面スピーカ１３から出力された音がマイク１１に回り込む場合であっても、適正な騒音の大きさを検出することができる。

（変形例３）
図６（Ｂ）は、変形例３に係る音声出力装置１Ｄの構成を示すブロック図である。図２と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

変形例３に係る音声出力装置１Ｄは、音源部１２と増幅器１５との間に帯域阻止フィルタ９１Ｄが設けられている。帯域阻止フィルタ９１Ｄは、音源部１２が出力するコンテンツの音声信号のうち、平面スピーカ１３が出力可能な周波数帯域を含む所定周波数帯域の通過を阻止し、当該所定周波数帯域以外の周波数帯域を通過させる。当該通過を阻止された周波数帯域の音は、原理的に平面スピーカ１３から出力されず、マイク１１に回り込む音がない。この場合、帯域阻止フィルタ１６Ｄは、帯域阻止フィルタ９１Ｄの設定に対応して、当該所定周波数帯域を通過させ、当該所定周波数帯域以外の周波数帯域の通過を阻止するように設定する。例えば、帯域阻止フィルタ９１Ｄが２５０Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数帯域の通過を阻止した場合、帯域阻止フィルタ１６Ｄは、当該２５０Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数帯域を通過させ、当該所定周波数帯域以外の周波数帯域（２５０Ｈｚ未満および２ｋＨｚ以上）の通過を阻止する。

すなわち、変形例３に係る音声出力装置１Ｄも、平面スピーカ１３から音として出力することができる周波数帯域ではあるが、帯域阻止フィルタ９１Ｄによって強制的に通過が阻止された周波数帯域の音圧レベルに基づいて騒音レベルを推定するため、平面スピーカ１３から定常的に音が出力されることが可能であって、常に平面スピーカ１３から出力された音が常にマイク１１に回り込む周波数帯域を対象に騒音レベルを推定する場合であっても、適正な騒音の大きさを検出することができる。

なお、図３に示した音声出力装置１Ａに変形例３に係る音声出力装置１Ｄの帯域検出部９１Ｄの構成を適用する場合、図７に示す音声出力装置１Ｅのようになる。すなわち、帯域阻止フィルタ３１Ｅは、帯域阻止フィルタ９１Ｅの設定に対応して、当該帯域阻止フィルタ９１Ｅと同じ周波数帯域の通過を阻止する設定となる。帯域阻止フィルタ１６Ｅは、当該帯域阻止フィルタ９１Ｅと同じ周波数帯域を通過させ、当該周波数帯域以外の帯域の通過を阻止する。例えば、帯域阻止フィルタ９１Ｅが１２５Ｈｚ〜２５０Ｈｚの周波数帯域の通過を阻止した場合、帯域阻止フィルタ３１Ｅも、当該１２５Ｈｚ〜２５０Ｈｚの周波数帯域の通過を阻止し、他の周波数帯域（１２５Ｈｚ未満および２５０Ｈｚ以上）を通過させる。帯域阻止フィルタ１６Ｅは、１２５Ｈｚ〜２５０Ｈｚの周波数帯域を通過させ、他の周波数帯域（１２５Ｈｚ未満および２５０Ｈｚ以上）の通過を阻止する。これにより、音声出力装置１Ｅについても、コンテンツの音が出力されている時間は、帯域阻止フィルタ９１Ｅによって強制的に通過が阻止された周波数帯域の音圧レベルに基づいて（すなわち、帯域阻止フィルタ１６Ｅが通過させた帯域の信号レベルに基づいて）、周囲の騒音レベルを推定するとともに、コンテンツの音が出力されていない時間は、全周波数帯域の音圧レベルに基づいて（すなわち、帯域阻止フィルタ１６Ｅおよび帯域阻止フィルタ３１Ｅが通過させたそれぞれの帯域の信号レベルに基づいて）、周囲の騒音レベルを推定する。

なお、上述したいずれの実施例においても、騒音レベル推定部１８の前段に、平面スピーカ１３からマイク１１に至る回り込み音を除去するエコー除去手段（適応型のＦＩＲフィルタ等）を設ける態様としてもよい。特に、図３の態様においては、マイク１１と帯域阻止フィルタ３１との間、または帯域阻止フィルタ３１とレベル検出部３２との間に上記適応型ＦＩＲフィルタを設けることで、より高精度に騒音レベルのみを検出することができる。

なお、推定した騒音レベルに応じて平面スピーカ１３の音量を調整する例を示したが、帯域阻止フィルタ１６、レベル検出部１７、および騒音レベル推定部１８からなる騒音推定装置は、推定した騒音レベルに応じて、再生するコンテンツデータを選択することができる。例えば、騒音レベルの値が所定値以上となった場合に、川のせせらぎ等の環境音に対応するコンテンツデータを選択して再生することにより、騒音によってユーザが感じる不快感を低減させる。あるいは、騒音推定装置は、推定した騒音レベルに応じて、コンテンツの音を出力するスピーカを選択することができる。例えば、室内に複数のスピーカが設置されている場合において、騒音レベルの値が所定値以上である位置に設置されたスピーカから環境音に対応するコンテンツの音を出力し、騒音によってユーザが感じる不快感を低減させる。あるいは逆に騒音レベルの値が所定値未満である位置に設置されたスピーカからコマーシャル用のコンテンツの音を出力させることにより、静かな場所に居るユーザに当該コマーシャル用のコンテンツの音を聞かせることができる。なお、複数のスピーカは、同一室内に設置される態様に限らず、複数の場所（室）毎に設置される態様であってもよい。

１…音声出力装置
１１…マイク
１２…音源部
１３…平面スピーカ
１５…増幅器
１６…帯域阻止フィルタ
１７…レベル検出部
１８…騒音レベル推定部
１９…調整部

Claims (9)

1. 所定の周波数帯域の音を出力するスピーカと、
   前記スピーカの周囲の音を収音するマイクと、
   前記マイクが収音した音を表す音声信号から、前記所定の周波数帯域を含まない音声信号を抽出する第１の帯域抽出手段と、
   前記第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定する音量推定手段と、
   を備えたことを特徴とする騒音推定装置。
2. 前記マイクが収音した音を表す音声信号から、前記所定の周波数帯域の音声信号を抽出する第２の帯域抽出手段をさらに備え、
   前記音量推定手段は、前記第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさ、および前記第２の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定することを特徴とする請求項１に記載の騒音推定装置。
3. 前記音量推定手段は、前記スピーカに供給される音声信号のレベルが第１の所定時間以上継続して第１の所定しきい値よりも低い状態であった場合に、前記第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさ、および前記第２の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定することを特徴とする請求項２に記載の騒音推定装置。
4. 前記音量推定手段は、前記第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさ、および前記第２の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさ、のそれぞれに重み付け係数を乗じた和を算出し、当該重み付け係数を乗じた和に基づいて前記スピーカの周囲の音の大きさを推定することを特徴とする請求項３に記載の騒音推定装置。
5. 前記音量推定手段は、前記スピーカに供給される音声信号のレベルが前記第１の所定時間とは異なる時間である第２の所定時間以上継続して、前記第１の所定しきい値とは異なる値である第２の所定しきい値以上の状態であった場合に、前記所定周波数帯域が制限された音声の音量の重み付けを増すことを特徴とする請求項４に記載の騒音推定装置。
6. 前記音量推定手段は、前記第１の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて第１の騒音レベルを推定し、かつ前記第２の帯域抽出手段が抽出した音声信号の大きさに基づいて第２の騒音レベルを推定し、推定した第１の騒音レベルおよび第２の騒音レベルのそれぞれに重み付け係数を乗じた和を算出し、当該重み付け係数を乗じた和に基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定することを特徴とする請求項３に記載の騒音推定装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の騒音推定装置と、
   前記音量推定手段が推定した音の大きさに応じて前記スピーカが出力する音量を調整する音量調整手段と、
   を備えた音量調整装置。
8. 所定の周波数帯域の音をスピーカから出力する出力ステップと、
   前記スピーカの周囲の音をマイクで収音する収音ステップと、
   前記マイクが収音した音を表す音声信号から、前記所定の周波数帯域を含まない音声信号を抽出する第１の帯域抽出ステップと、
   前記第１の帯域抽出ステップで抽出した音声信号の大きさに基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定する音量推定ステップと、
   を実行することを特徴とする騒音推定方法。
9. 所定の周波数帯域の音をスピーカから出力するスピーカと、
   前記スピーカの周囲の音をマイクで収音するマイクと、
   を備えたコンピュータに、
   前記マイクが収音した音を表す音声信号から、前記所定の周波数帯域を含まない音声信号を抽出する第１の帯域抽出ステップと、
   前記第１の帯域抽出ステップで抽出した音声信号の大きさに基づいて、前記スピーカの周囲の音の大きさを推定する音量推定ステップと、
   を実行させることを特徴とする騒音推定プログラム。

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