JP2522139B2

JP2522139B2 - 拡声装置

Info

Publication number: JP2522139B2
Application number: JP4286588A
Authority: JP
Inventors: 雅人秦; 哲小林
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JPH06121393A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、騒音のある環境下に
おいてアナウンス等の拡声に用いられる拡声装置に関
し、音の明瞭性（明瞭度を含む聴きやすさ）を向上させ
たものである。

【０００２】

【従来の技術】騒音のある環境下において所定の音声情
報を正確に伝達するためには、最適な拡声音レベルの設
定が必要である。

【０００３】従来は、騒音レベル変動を検知し、この騒
音のレベルに応じて拡声音のレベルを増減させることに
より、騒音レベルにかかわらず常に一定のＳ／Ｎで拡声
するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の騒音レベル
に応じて拡声音のレベルを増大させる方法では、騒音の
種類によっては、拡声音の主要帯域がマスクされ、音量
を上げても聞き取りにくいといった現象が起っていた。
また、騒音に対して一定のＳ／Ｎとなるように拡声して
いるため、拡声音によって周辺騒音が上昇してしまうと
いった弊害が生じやすかった。

【０００５】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、騒音レベルが大きい場合にも比較的小さ
な拡声音レベルで良好な明瞭性が得られるようにした拡
声装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の拡声装置は、
拡声すべき信号を入力し、そのスペクトラムピーク周波
数近傍の周波数帯の音量レベルを、当該スペクトラムピ
ーク周波数近傍以外の前記拡声すべき信号の音量レベル
に対して、相対的に低下させる周波数特性調整手段と、
この周波数特性調整手段の入力側または出力側の少なく
とも一方側で前記拡声すべき信号全体の音量調整を行な
う音量調整手段と、前記拡声すべき信号を拡声すべき場
所の騒音のレベルを検知する騒音レベル検知手段と、前
記騒音の周波数特性を検知する騒音周波数特性検知手段
と、前記検知された騒音のレベルが小さいときは前記拡
声すべき信号信号全体の音量を小さくし、騒音のレベル
が大きいときは前記拡声すべき信号全体の音量を大きく
し、前記検知された騒音の周波数特性が低域寄りのとき
は前記拡声すべき信号全体の音量を相対的に小さくし、
騒音の周波数特性が高域寄りの時は前記拡声すべき信号
全体の音量を相対的に大きくするように前記音量調整手
段を制御する音量調整制御手段と、前記周波数特性調整
および前記音量調整がなされた拡声すべき信号を電力増
幅する電力増幅手段と、この電力増幅された拡声すべき
信号を前記拡声すべき空間で拡声する拡声手段とを具備
してなるものである。

【０００７】

【作用】発明者らの実験によれば、拡声すべき信号のス
ペクトラムピーク周波数近傍の周波数帯のレベルを相対
的に低下させて拡声すれば拡声音の明瞭性が向上するこ
とがわかった。この発明の拡声装置によれば、上記現象
を利用して、拡声すべき信号のスペクトラムピーク周波
数近傍の周波数帯のレベルを相対的に低下させて拡声す
るようにしたので拡声音の明瞭性を向上させることがで
きる。したがって、騒音レベルが大きい場合でも比較的
小さな拡声音レベルですみ、周辺環境への悪影響を抑え
ることができる。

【０００８】また、この発明の拡声装置によれば、拡声
音の明瞭性が騒音のレベルのみならず騒音の周波数特性
に応じて変化する性質に着目して、騒音のレベルと周波
数特性を検知して、それに応じて拡声音量を自動制御す
るようにしたので、騒音の種類や大きさにかかわらず常
に適正な明瞭性を得ることができる。

【０００９】

【実施例】この発明の一実施例を以下説明する。はじめ
に、この発明をするにあたって発明者らが行なった聴感
試験について説明する。聴感試験は、簡易無響室におい
て図２に示す装置を用いて実施した。簡易無響室１０内
には拡声音用のスピーカ１２が被験者１４の方向に向け
て配置され、騒音用のスピーカ１６が被験者と反対向き
に壁に向けて配置されている。拡声すべき音はテープレ
コーダ１８から再生され、ディジタルイコライザ２０を
介して電力増幅器２２で増幅されてスピーカ１２から放
射される。騒音はノイズジェネレータ２４で発生される
ピンクノイズをディジタルイコライザ２６を介して電力
増幅器２８で増幅して、スピーカ１６から放射する。被
験者１４の手許には、アッテネータ３０が配置され、こ
れを操作することにより、拡声音のレベルを被験者１４
が自由に調整できるようにされている。

【００１０】聴感試験は拡声音の周波数特性をディジタ
ルイコライザ２０で設定して、騒音レベルを様々に変化
させた場合に、被験者１４自身が拡声音の音量レベルを
アッテネータ３０で調整して最適レベルと感じられる上
限値と下限値を測定する調整法により行なった。

【００１１】拡声音の制御が必要と考えられる騒音環境
の代表的な周波数特性を図３に示す。これらはその特性
から低音域型：Ｌｏｗ（駅プラットホーム、列車走行
音等）、中音域型：Ｍｉｄ（駅コンコースや展示会場
などの雑踏等）の２種類に大別される。聴感試験では、
これらに高音域型：Ｈｉｇｈを加え、ノイズジェネレ
ータ２４から発生するピンクノイズにイコライザ２６で
図４に示す特性を持たせた定常騒音を音源として用い
た。

【００１２】また、テープレコーダ１８から再生する拡
声音には図５に示す周波数特性を有する男性、女性の連
続音声（ニュース）を用い、これらのピーク周波数であ
る２５０Ｈｚを中心に、イコライザ２６で図６に示す広
帯域で−１０，−５，０，＋５，＋１０ｄＢのイコライ
ジングを施し、繰り返し聴感試験を行った。

【００１３】拡声音の最適レベルは、個人差も含め、あ
る幅を有することが予測される。従って、この幅を明ら
かにするため図７に示す指標を用いて、最適拡声音レベ
ルの上限値と下限値を調整法により求めた。被験者は正
常な聴力を有する成人男子３名である。

【００１４】上記聴感試験によれば、騒音レベルに対す
る拡声音レベルの最適範囲は大まかに言えば、図８に示
すようになるが、ここでは、必要最小限の音量で明瞭性
を確保することを目的としているので、最適レベルの下
限値についてのみ着目して試験結果を検討する。

【００１５】騒音の周波数特性を低音域Ｌｏｗに設定し
た場合の拡声音最適レベルの下限値の測定結果を図９に
示す。これによれば、拡声音をＤＯＷＮ（−ｄＢ）側に
イコライジングした場合には、基準値（０ｄＢ）に対し
て約３ｄＢ小さい音量でも同じ明瞭性が確保されている
ことが認められる。逆にＵＰ（＋ｄＢ）側のイコライジ
ングでは、同じ明瞭性を得るためには音量を上昇させる
必要があり、必要最小限の音量で明瞭性を確保するとい
う趣旨に反する結果となっている。これらは、男声、女
声いずれの場合にも同じ傾向を示している。

【００１６】次に、男声での試験結果を、騒音の周波数
特性別に基準値とのレベル差で表わしたものを図１０
（ａ）〜（ｃ）に示す。これによれば、拡声音をＤＯＷ
Ｎ側へイコライジングした場合の改善効果を比較する
と、騒音：Ｌｏｗ，Ｍｉｄでは約３ｄＢであるのに対
し、騒音：Ｈｉｇｈでは約１ｄＢとなっている。これ
は、拡声音のＤＯＷＮ側へのイコライジングが、低音、
中音域型の騒音に対してより効果的であることを示して
おり、前記図３のような騒音環境に応用すれば、音量を
必要最小限に抑えた拡声が可能となることを示唆してい
る。

【００１７】以上のように、拡声音のイコライジングに
よる明瞭性確保の可能性について、聴感試験により検討
した結果、拡声音のピーク周波数を中心とした広帯域
で、相対的にＤＯＷＮ側へのイコライジングをすること
により、明瞭性を確保しながら音量を抑制できることが
明らかとなった。また、この方法は低音、中音域型の騒
音に対してより効果的であり、このような騒音環境での
拡声に特に有効に利用できることが明らかになった。

【００１８】なお、上記のような試験結果が得られた原
因は必ずしも明確ではないが、人声のうちピーク周辺は
母音成分が多く含まれ、高域には子音の撥音とか破裂音
等があり、母音レベルを下げることで子音がより強調さ
れることが明瞭性を向上させた１つの原因ではないかと
推測される。また、拡声音中の母音成分自体も騒音の原
因であるとすれば、拡声音中の母音レベルを下げること
で騒音レベル全体が低下するとも考えられる。

【００１９】次に上記試験結果を利用したこの発明の拡
声装置の一実施例を図１に示す。マイク３２からは人声
による生のアナウンス音が入力される。テープレコーダ
等の再生装置３４からは人声によるアナウンス音が再生
される。マイク３２から入力されたアナウンス信号はマ
イクアンプで増幅される。イコライザ３８はマイク３２
または再生装置３４から出力されるアナウンス音（拡声
すべき信号）４０を入力して、そのスペクトラムピーク
周波数（約２５０Ｈｚ）を中心とした広帯域で図６に示
す特性でフラットまたはＤＯＷＮ側へのイコライジング
を行なう。音量調整手段４２は拡声すべき信号４０の全
体の音量を調整する。音量調整されたアナウンス信号４
０は、電力増幅器４４で増幅されて、拡声すべき空間４
６に配置されたスピ一力４８から放射される。

【００２０】拡声すべき空間４６には騒音を収音するた
めのマイク５０が配置されている。マイク５０の出力は
アンプ５１で増幅されて、騒音レベル検知手段５２およ
び騒音周波数特性検知手段５４に入力される。騒音レベ
ル検知手段５２は、空間４６における騒音レベルを検出
し、一定の時間ごとに平均した値として出力する。な
お、騒音レベル検出は、騒音のオーバーオールレベルを
検知するため、特にフィルターは必要としないが、簡易
システムとしてＡ特性レベル検知による制御を考えた場
合には、Ａ特性フィルター等を内蔵させることも可能で
ある。周波数特性検知手段５４は、収音された騒音の周
波数特性が低域型（Ｌｏｗ）か、中域型（Ｍｉｄ）か、
高域型（Ｈｉｇｈ）かを検知する。

【００２１】ＣＰＵ５６内に構成されるイコライジング
制御手段５８は、必要に応じて、騒音のレベル周波数特
性に応じてイコライザ３８の特性を設定する。ＤＯＷＮ
量は、アナウンスの自然さが保たれる範囲内でできるだ
け大きくするのが、有効と考えられるが、大きくしすぎ
ると不自然さが強調されて聞きずらくなるので、音質面
との兼ね合いでＤＯＷＮ量を設定する。前記試験結果に
よれば、−５ｄＢＤＯＷＮまたは−１０ｄＢＤＯＷＮと
すればよいことになる。また、騒音レベルが小さく拡声
音レベルが小さくてすむ場合は、周辺環境への影響を気
にしなくてよいので、音質面（聞きやすさ）を重視して
フラット（０ｄＢ）な特性としてもよい。また、このイ
コライジング制御は、自動によらず、手動操作で行なう
こともできる。

【００２２】音量調整制御手段６０は、騒音レベル、周
波数特性に応じて音量調整手段４２を制御して、拡声音
レベルを前記図９、図１０のように自動調整する。すな
わち、騒音のレベルが小さいときは音量を小さくし、騒
音のレベルが大きいときは音量を大きくし、騒音の周波
数特性が低域型または中域型のときは音量を相対的に小
さく（−３ｄＢ）し、騒音の周波数特性が高域型の時は
音量を相対的に大きく（−１ｄＢ）する。これにより、
騒音レベル、周波数特性によらず、常に必要最小限の音
量で明瞭な拡声音が得られ、周辺環境への悪影響を抑え
ることができる。なお、周辺環境やスピ一力の設置位置
等に応じて、音量補正ボリウム６２にて予め音量補正量
を与えておくことができる。

【００２３】

【他の実施例】前記実施例ではイコライザ３８のイコラ
イジング中心周波数を固定としたが、拡声すべき信号４
０のスペクトラムピーク周波数が変動する場合は、それ
に応じてイコライジング中心周波数を変動させることも
できる。図１１はその一実施例で、ピーク周波数検知手
段７０は拡声すべき信号４０のスペクトラムピーク周波
数を検知して、イコライザ３８のイコライジング中心周
波数をその周波数に一致させるように制御する。これに
より、様々な周波数特性の拡声音に適した制御が実現さ
れる。

【００２４】また、拡声音の周波数特性や騒音レベル、
周波数特性が一定ならば、図１２のように簡略化して構
成することができる。すなわち、マイク３２から入力さ
れた拡声すべき信号４０は、アンプ３６で増幅され、イ
コライザ３８で固定の特性（例えば図６の−１０ｄＢの
特性）が付与されて、電力増幅器４４で増幅されてスピ
ーカ４８で拡声される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の拡声装
皿によれば、拡声すべき信号のスペクトラムピーク周波
数近傍の周波数帯のレベルを相対的に低下させて拡声す
るようにしたので、拡声音の明瞭性を向上させることが
できる。したがって、騒音レべルが大きい場合でも比較
的小さな拡声音レベルですみ、周辺環境への悪影響を抑
えることができる。

【００２６】また、この発明の拡声装置によれば、拡声
音の明瞭性が騒音のレベルのみならず騒音の周波数特性
に応じて変化する性質に着目して、騒音のレベルと周波
数特性を検知して、それに応じて拡声音量を自動制御す
るようにしたので、騒音の種類や大きさにかかわらず常
に適正な明瞭性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】聴感試験装置を示すブロック図である。

【図３】拡声音の制御が必要と考えられる騒音環境の
代表的な周波数特性を示す図である。

【図４】聴感試験で用いた騒音の特性図である。

【図５】男性、女性の連続音声（ニュース）の周波数
特性を示す図である。

【図６】イコライジング特性図である。

【図７】拡声音の最適レベルの指標を示す図である。

【図８】聴感試験による騒音レベルに対する拡声音レ
ベルの最適範囲を示す図である。

【図９】騒音の周波数特性を低音域Ｌｏｗに設定した
場合の拡声音最適レベルの下限値の測定結果を示す図で
ある。

【図１０】男声での試験結果を、騒音の周波数特性別
に基準値とのレベル差で表わした図である。

【図１１】この発明の他の実施例を示すブロック図で
ある。

【図１２】この発明のさらに別の実施例を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

３８イコライザ（周波数特性調整手段）４０拡声すべき信号４２音量調整手段４４電力増幅手段４８スピーカ（拡声手段）５２騒音レベル検知手段５４騒音周波数特性検知手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】拡声すべき信号を入力し、そのスペクトラ
ムピーク周波数近傍の周波数帯の童量レベルを、当該ス
ペクトラムピーク周波数近傍以外の前記拡声すべき信号
の音量レベルに対して、相対的に低下させる周波数特性
調整手段と、この周波数特性調整手段の入力側または出力側の少なく
とも一方側で前記拡声すべき信号全体の音量調整を行な
う音量調整手段と、前記拡声すべき信号を拡声すべき場所の騒音のレベルを
検知する騒音レベル検知手段と、前記騒音の周波数特性を検知する騒音周波数特性検知手
段と、前記検知された騒音のレベルが小さいときは前記拡声す
べき信号全体の音量を小さくし、騒音のレベルが大きい
ときは前記拡声すべき信号全体の音量を大きくし、前記
検知された騒音の周波数特性が低域寄りのときは前記拡
声すべき信号全体の音量を相対的に小さくし、騒音の周
波数特性が高域寄りの時は前記拡声すべき信号全体の音
量を相対的に大きくするように前記音量調整手段を制御
する音量調整制御手段と、前記周波数特性調整および前記音量調整がなされた拡声
すべき信号を電力増幅する電力増幅手段と、この電力増幅された拡声すべき信号を前記拡声すべき空
間で拡声する拡声手段とを具備してなる拡声装置。