JP4640461B2

JP4640461B2 - 音量調整装置およびプログラム

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Publication number: JP4640461B2
Application number: JP2008177934A
Authority: JP
Inventors: 千智劔持; 志朗鈴木; 秀介高橋
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Filing date: 2008-07-08
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Description

この発明は、音漏れを防止する音量調整装置およびプログラムに関する。

近年、外出先や屋外等において楽曲の再生が可能な携帯型再生装置が広く普及している。図１６に示すように、従来の再生装置１０１は、ヘッドフォン１０２が接続され、ユーザがヘッドフォン１０２を介して再生装置１０１に記録された楽曲を聴取するようにされている。再生装置１０１には、楽曲の再生／停止や、音量の調整といった操作を行うための操作部が設けられている。ユーザが操作部を操作することにより、再生される楽曲の音量を調整することができる。

例えば、このような再生装置を用いて、電車の車内で楽曲を再生している場合において、電車が「走行中」の場合には、周囲の環境騒音が大きいため、ユーザによって操作部が操作され、楽曲を適切に聴取することができるように音量が大きく設定される。また、電車が「停車中」の場合には、周囲の環境騒音が「走行中」と比較して小さくなるため、ユーザにより音量が小さく設定される。

従来の再生装置１０１における再生方法について、図１７に示すフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１０１において、再生装置１０１の電源がＯＮとされ、ステップＳ１０２において再生装置１０１に記録された楽曲が再生される。

ステップＳ１０３では、音量を調整するか否かが判断される。例えば、周囲の環境騒音によって楽曲の聴取が困難であり、音量を調整する必要があると判断された場合には、処理がステップＳ１０４に移行し、ユーザによる操作部に対する操作によって音量が設定される。一方、音量を調整する必要がないと判断された場合には、処理がステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５では、楽曲を聴き続けるか否かが判断される。楽曲を聴き続けると判断された場合には、処理がステップＳ１０２に戻り、楽曲が再生される。一方、楽曲を聴き続けないと判断された場合には、処理がステップＳ１０６に移行し、再生装置１０１の電源がＯＦＦとされて一連の処理が終了する。

このように、従来の再生装置では、ユーザが周囲の環境騒音を認識し、その認識に基づいて楽曲を適切に聴取することができるように、音量を手動で調整するようにしていた。

しかしながら、このように音量を手動で設定するような場合、設定された音量によっては、ヘッドフォンからの音漏れによって周囲に迷惑をかけてしまう場合がある。これは、ユーザが、周囲の騒音が気にならなくなる程度の音量に設定するためであったり、ユーザ自身が周囲への音漏れを認識することができないためであるからと考えられる。

特に、電車やバスの車内等、周囲の環境騒音が大きく変化する場所では、音漏れの問題が顕著である。例えば、電車やバスが「走行中」である場合は、周囲の環境騒音が大きいため、この騒音に合わせて音量を大きく設定する。この時点では、音漏れが周囲の人に認識されることはほとんどないが、音量を大きく設定した状態で電車やバスが「停車中」となった場合には、走行中と比較して環境騒音が小さくなるため、音漏れが認識されやすくなってしまう。

一方、電車やバスが「停車中」である場合は、周囲の環境騒音が「走行中」と比較して小さいため、周囲の環境騒音に合わせて音量を小さく設定するので、周囲への音漏れはほとんど認識されない。しかしながら、電車やバスが「走行中」となった場合には、環境騒音が大きくなるため、楽曲の聴取が困難となってしまう。

また、雑踏のような騒々しく、音漏れが発生しても周囲でほとんど認識することができない場所から、喫茶店のような静かな場所に移動した場合にも同様に、音漏れが周囲の人に認識されやすくなってしまう。

さらに、環境騒音が変化しない場合であっても、聴取している楽曲が変わって録音レベルや曲調が変化した場合に、音漏れの問題が発生することがある。例えば、電車やバスが「走行中」に、聴取している楽曲が「クラシック」に分類されるような静かな曲調の楽曲から「ロック」に分類されるような楽曲に変わる場合について考える。このような場合には、「クラシック」を聴取している際に、環境騒音に合わせて大きい音量で聴取していたが、楽曲が「ロック」に変わった際に録音レベルや曲調が大きく変化したため、耳が痛くなったり、周囲の人に音漏れが認識されやすくなると考えられる。

このように、環境騒音が変化する場合や、再生中の楽曲の音量や曲調が変化する場合には、ユーザが環境騒音や楽曲の変化に応じて音量をその都度調整し、音漏れを防止する必要がある。

そこで、最近では、周囲への音漏れを防止するため、ＡＶＬＳ（Automatic Volume Limiter System）など、再生中のオーディオ信号の状態を常に監視し、予め設定された信号レベルの上限を超えないように音量を調整する技術が実用化されている。例えば、下記の特許文献１には、オーディオ信号の中高音の信号レベルを検出し、検出結果に基づいて信号レベルを抑圧して音漏れが発生しないように音量を調整する技術が記載されている。

特開平５−４９０９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、周囲の環境騒音が略一定であるような環境においては音漏れを防止することができるが、環境騒音が略一定でなく変化する場合や、移動などによって環境そのものが変化した場合には、その変化に追従することが困難であるという問題点があった。

例えば、環境騒音が変化した場合、環境騒音の状態によっては、信号レベルが上限値を超えてしまうような音量に設定しても音漏れが検知されないこともあれば、信号レベルが上限値以下となるような音量に設定しても音漏れが検知されてしまうこともある。

また、ノイズキャンセリングヘッドフォンを用いた再生装置のように、環境騒音などの外部の音を収音し、再生音に外部の音を打ち消す成分を付加することにより、環境騒音を低減させる方法も実用化されている。環境騒音を低減させることにより、楽曲を聴取する際の音量が小さくても適切に聴取することができる。

しかしながら、この場合には、ユーザの耳に聞こえる環境騒音を低減させることによって、再生音を聴き取るのが困難となるのをある程度防ぐことができるが、環境騒音の種類によっては、環境騒音の低減効果を十分に発揮できない場合がある。

また、再生音量を手動で調整する場合には、例えば再生装置に設けられた操作部を操作する必要がある。そのため、環境騒音が変化するたびに、操作部をいちいち操作しなければならない。さらに、再生装置の小型化に伴い、再生装置に設けられた操作部も小型化している。そのため、再生音量を調整する操作が非常に煩わしいという問題点があった。

したがって、この発明の目的は、再生音量を周囲の環境騒音に適した音量となるように自動的に調整し、音漏れを防止することができる音量調整装置およびプログラムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明は、周囲の環境の騒音データを収音する収音部と、
収音部により収音された騒音データおよび入力された楽曲データの特徴を示す特徴量をそれぞれ抽出する解析部と、
騒音データの特徴量と楽曲データの特徴量とを比較し、楽曲データの特徴量が騒音データの特徴量を超えている場合のみ、楽曲データの再生音量を下げるように調整する音量調整情報を生成し、該音量調整情報に基づき楽曲データの再生音量を調整するように制御し、音量判定情報を所定回数分記憶するメモリを有する制御部と、
収音部により収音された騒音データから所定周波数帯域成分を取り出す第１のフィルタと、
入力された楽曲データから所定周波数帯域成分を取り出す第２のフィルタとを備え、
解析部は、
騒音データおよび楽曲データの所定周波数帯域成分に対して同一の周波数解析および同一の時間波形解析を行い、該解析の結果、騒音データおよび楽曲データのパワーの最大値を特徴量としてそれぞれ抽出し、
制御部は、解析部により抽出された騒音データおよび楽曲データの特徴量を所定時間毎に比較し、楽曲データの特徴量が騒音データの特徴量を超えている場合は負の値である第１の数値を割り当て、楽曲データの特徴量が騒音データの特徴量以下である場合は正または０の値とされる第２の数値を割り当てることで、音量判定情報の生成を所定時間毎に行い、生成した音量判定情報をメモリに記憶し、メモリに記憶された所定回数分の音量判定情報に対して、過去の音量判定情報ほど重みが減少する重み係数をそれぞれ畳み込み演算し、重み係数が畳み込み演算された所定回数分の音量判定情報の平均値を算出し、平均値が負である場合に楽曲データの再生音量を下げるように調整する音量調整情報を生成する音量調整装置である。

また、この発明は、周囲の環境の騒音データを収音する収音ステップと、
収音ステップにより収音された騒音データおよび入力された楽曲データの特徴を示す特徴量をそれぞれ抽出する解析ステップと、
騒音データの特徴量と楽曲データの特徴量とを比較し、楽曲データの特徴量が騒音データの特徴量を超えている場合のみ、楽曲データの再生音量を下げるように調整する音量調整情報を生成し、該音量調整情報に基づき楽曲データの再生音量を調整するように制御し、音量判定情報を所定回数分、メモリに記憶する制御ステップと、
収音ステップにより収音された騒音データから所定周波数帯域成分を取り出す第１のフィルタステップと、
入力された楽曲データから所定周波数帯域成分を取り出す第２のフィルタステップとを有し、
解析ステップは、
騒音データおよび楽曲データの所定周波数帯域成分に対して同一の周波数解析および同一の時間波形解析を行い、該解析の結果、騒音データおよび楽曲データのパワーの最大値を特徴量としてそれぞれ抽出し、
制御ステップは、解析ステップにより抽出された騒音データおよび楽曲データの特徴量を所定時間毎に比較し、楽曲データの特徴量が騒音データの特徴量を超えている場合は負の値である第１の数値を割り当て、楽曲データの特徴量が騒音データの特徴量以下である場合は正または０の値とされる第２の数値を割り当てることで、音量判定情報の生成を所定時間毎に行い、生成した音量判定情報をメモリに記憶し、メモリに記憶された所定回数分の音量判定情報に対して、過去の音量判定情報ほど重みが減少する重み係数をそれぞれ畳み込み演算し、重み係数が畳み込み演算された所定回数分の音量判定情報の平均値を算出し、平均値が負である場合に楽曲データの再生音量を下げるように調整する音量調整情報を生成する音量調整方法である。

上述したように、この発明では、周囲の環境の騒音データを収音し、収音された騒音データおよび入力された楽曲データの特徴を示す特徴量をそれぞれ抽出し、騒音データの特徴量および楽曲データの特徴量とに基づき楽曲データの再生音量を調整するための音量調整情報を生成し、音量調整情報に基づき楽曲データの再生音量を調整するようにしているため、楽曲の再生音量が周囲の騒音に対して適切な音量に調整される。

この発明は、収音部によって収音された周囲の環境の騒音データと、記録媒体に記録された楽曲データとからそれぞれ特徴量を抽出し、抽出された騒音データおよび楽曲データの特徴量に基づき楽曲データの再生音量を調整するようにしている。そのため、ユーザが音量を調整することなく適切に楽曲を聴取することができるとともに、周囲に対する音漏れを防ぐことができるという効果がある。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。この発明の実施の形態では、再生装置にマイクロフォンを接続し、マイクロフォンを介して周囲の環境騒音を収音する。そして、収音された環境騒音を解析して特徴量を抽出するとともに、再生装置に記録された楽曲を解析して特徴量を抽出し、抽出された環境騒音および楽曲の特徴量に基づき、再生音量を環境騒音に適した音量となるように自動的に調整するようにしている。

この発明の実施の第１の形態について説明する。図１は、この発明の実施の第１の形態に適用可能な再生装置１の一例の使用形態を示す。図１に示す例では、携帯型音楽再生装置などの再生装置１に対してヘッドフォン２およびマイクロフォン３（以下、マイク３と適宜称する）が接続され、ユーザがヘッドフォン２を介して、再生装置１に記録された楽曲を聴取している状態を示す。マイク３は、ヘッドフォン２の外部に設けられ、ユーザがヘッドフォン２を装着した状態での耳の位置で聞こえる環境騒音を収音する。なお、マイク３は、ヘッドフォン２の内部や再生装置１に設けるようにしてもよい。

ユーザが再生装置１に対して再生音量の自動調整を指示すると、再生装置１は、マイク３によって収音された環境騒音の騒音データを解析し、特徴量を抽出する。また、再生装置１は、再生装置１に予め記録された楽曲の中から再生を指示された楽曲の楽曲データを解析し、特徴量を抽出する。そして、環境騒音の特徴量と楽曲の特徴量とを比較することにより、再生音量を音漏れが認識されない程度の音量に設定する。

先ず、この発明の実施の第１の形態に対する理解を容易とするため、音漏れの発生について概略的に説明する。音漏れは、ヘッドフォン２から出力された楽曲の音声信号がヘッドフォン２自身を通過して外部に漏れ出すことによって発生する。このとき、ヘッドフォン２から出力された楽曲の音声信号は、ヘッドフォン２によって減衰された状態で外部に漏れ出す。

図２は、環境騒音およびヘッドフォン２を介して外部に漏れた楽曲の一例の周波数特性を示す。図２において、横軸が周波数を示し、縦軸が各周波数におけるパワーを示す。環境騒音のエンベロープで囲まれた領域はマスク領域Ｘであり、このマスク領域Ｘ内の楽曲のデータは、環境騒音によってマスクされてしまうため、周囲に音漏れとして認識されることはない。

一般に、楽曲の所定周波数成分におけるパワーが環境騒音のパワーよりも大きい場合に、音漏れが認識される。例えば、図２Ａに示す例では、楽曲のエンベロープで囲まれた領域のうち、マスク領域Ｘから外れた領域Ｙ（以下、音漏れ領域Ｙと適宜称する）が存在する。この場合、この音漏れ領域Ｙの成分は、環境騒音によってマスクされていない。すなわち、楽曲のデータのうち、この音漏れ領域Ｙの成分が周囲に音漏れとして認識されることになる。

したがって、図２Ｂに示すように、ヘッドフォン２の外部に漏れ出す楽曲の各周波数成分が環境騒音のマスク領域Ｘ内となるように楽曲の音量を調整することにより、音漏れを防止することができる。

また、例えば、環境騒音が図２Ｃに示す状態から図２Ｄに示す状態に変化した場合、図２Ｃに示す例では、楽曲の各周波数成分が環境騒音のマスク領域Ｘ内にあるが、図２Ｄに示す例では、楽曲の各周波数成分の一部がマスク領域Ｘから外れてしまう。このような場合には、環境騒音の変化に追従して楽曲の再生音量を下げることにより、音漏れを防止することができる。なお、環境騒音が低下するような状況は、環境騒音が静かになった場合に生じることが多いため、再生音量を下げてもユーザが楽曲を聴取しづらくなることはない。

次に、環境騒音および楽曲から抽出される特徴量について説明する。周囲の環境騒音は、電車・バスの車内や喫茶店など、その環境によってそれぞれ異なる。これらの環境騒音は、例えば、可聴周波数帯における低域の音量が大きい場合や、高域の音量が大きい場合など、環境によって異なる特徴を有している。

図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、それぞれ「喫茶店」、「電車」および「バス」において収音された環境騒音の周波数特性の一例を示す。この例は、収音された環境騒音の０．５秒程度の時間データに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）により周波数解析を行った際の周波数特性である。これらの図において、横軸が周波数［Ｈｚ］を示し、縦軸がパワー［ｄＢ］を示す。図３Ａ〜図３Ｃによれば、様々な環境において、各周波数におけるパワーの値が大きく異なることが判断できる。

ところで、ＦＦＴによる周波数解析では、解析される時間データのサンプル数をｘ個とすると、パワーとして得られる周波数データは、ｘ／２本となる。このとき、環境騒音の解析の精度を高めるためには、周波数分解能を高くする必要がある。そのためには、サンプル数をある程度の大きさに設定する必要がある。例えば、時間データのサンプル数を３２７６８個とした場合、得られる周波数データは、１６３８４本となる。

このようにして得られる環境騒音の周波数特性に基づき、例えば、各周波数におけるデータを特徴量として用いることができると考えられるが、この１６３８４本の周波数データを環境騒音の特徴量として用いた場合、データが膨大となってしまうため、処理に時間を要してしまう。また、周波数データの時間的な変動も大きくなってしまうため、実用的ではない。

そこで、一般に音漏れとして認識される音の成分は、可聴周波数帯域のうち中域成分などの特定周波数帯域の成分であるため、この発明の実施の第１の形態では、例えば図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、特定の周波数帯域の信号成分を抽出する。そして、この特定周波数帯域におけるパワーの最大値を環境騒音の特徴量として抽出する。

また、楽曲についても同様に、楽曲の周波数帯域のうち、環境騒音において抽出した周波数帯域と同一の周波数帯域の信号成分を抽出し、この特定周波数帯域におけるパワーの最大値を楽曲の特徴量として抽出する。

このようにして抽出された環境騒音のパワーの最大値と、楽曲のパワーの最大値とに基づき、楽曲のパワーの最大値が環境騒音のパワーの最大値を超えないように楽曲の再生音量を調整することにより、音漏れを防ぐことができる。

なお、環境騒音および楽曲から抽出される特徴量としては、上述の例に限られず、種々の解析によって得られる情報を特徴量として用いることもできる。例えば、平均音量や周波数スペクトラム、自己相関係数、零軸公差率、パワー、過渡特性、シャープネス、ラウドネス、スペクトルの重心、ＭＦＣＣ（Mel Frequency Cepstrum Coefficient）、音の大きさ（Sone）、ケプストラムなどを特徴量として用いることも可能である。

さらに、時間軸データをある一定のサンプル毎、例えばフレームと呼ばれるようなＮサンプル毎に区切り、各フレーム単位で特徴量を抽出し、前後フレーム間における特徴量の比率や差分をとった値を特徴量として用いることも考えられる。また、数フレーム分の特徴量を用いて得られる平均や分散を特徴量として用いることも考えられる。

環境騒音に応じた再生音量の調整方法について説明する。この発明の実施の第１の形態において楽曲の再生音量を調整する場合、ヘッドフォン２の外部における環境騒音と、楽曲がヘッドフォン２の外部に漏れ出す成分とに注目し、これらの特徴量に基づいて音漏れが発生しているか否かを判断するようにしている。

図５に示すように、ヘッドフォン２から出力された楽曲の信号成分ＭＳは、ヘッドフォン２を通過することによって減衰し、音漏れの信号成分ＭＳ’として外部に漏れ出す。また、外部の環境騒音の信号成分ＮＳは、ヘッドフォン２を通過することによって減衰し、信号成分ＮＳ’としてユーザの耳の内部に伝わることになる。

このときの各信号成分ＭＳおよびＮＳが減衰された信号成分ＭＳ’およびＮＳ’は、ヘッドフォン２の通過特性に基づく伝達関数Ｈを用いることによって推定することができる。すなわち、外部における楽曲の音漏れの信号成分ＭＳ’は、楽曲の信号成分ＭＳに対して伝達関数Ｈを畳み込むことによって算出することができる。また、ユーザの耳の内部における信号成分ＮＳ’は、環境騒音の信号成分ＮＳに対して伝達関数Ｈを畳み込むことによって算出することができる。言い換えると、環境騒音の信号成分ＮＳは、ユーザの耳の内部における信号成分ＮＳ’に対して逆伝達関数Ｈ^−１を畳み込むことによって算出することができる。

ところで、マイク３によって環境騒音を収音する場合、マイク３の設置位置によって収音される環境騒音が異なる。例えば、マイク３がヘッドフォン２の外部に設けられている場合、収音される環境騒音の信号成分は、外部の環境騒音の信号成分ＮＳそのものである。一方、マイク３がヘッドフォン２の内部に設けられている場合、収音される環境騒音の信号成分は、外部の環境騒音がヘッドフォン２を通過することによって減衰した信号成分ＮＳ’である。

そのため、マイク３がヘッドフォン２の外部に設けられている場合には、収音された環境騒音の信号成分ＮＳをそのまま扱うことにより、ヘッドフォン２の外部における環境騒音の特徴量を正確に抽出することができる。しかしながら、マイク３がヘッドフォン２の内部に設けられている場合に、収音された環境騒音の信号成分ＮＳ’をそのまま扱うと、ヘッドフォン２の外部における環境騒音の特徴量を正確に抽出することができない。

そこで、この発明の実施の第１の形態では、マイク３がヘッドフォン２の内部に設けられている場合には、収音した環境騒音の信号成分ＮＳ’から環境騒音の信号成分ＮＳを推定し、推定された環境騒音の信号成分ＮＳに基づき特徴量を抽出するようにしている。

先ず、図６を参照して、マイク３がヘッドフォン２の外部に設けられた場合の再生音量調整方法について説明する。マイク３によって収音された環境騒音の騒音データＮＴがバンドパスフィルタ２１に供給され、バンドパスフィルタ２１により騒音データＮＴから中域成分などの所定の周波数成分が抽出され、周波数分析部２２に供給される。

周波数分析部２２は、供給された騒音データＮＴの所定時間、例えば０．５秒間程度の短い時間長を有する騒音データを用いて、騒音データＮＴに対してＦＦＴ分析やＯｃｔａｖｅ分析などの周波数分析を施し、周波数情報ＮＳを取得する。取得した周波数情報ＮＳは、パワー解析部２３に供給される。

パワー解析部２３は、入力された周波数情報ＮＳに基づき、騒音データＮＴの所定周波数領域におけるパワーの解析を行う。この発明の実施の第１の形態では、例えば所定の周波数帯域におけるパワーを所定に数値化したパワー情報ＮＰｐを算出する。この例では、パワー情報ＮＰｐとして、例えば所定の周波数帯域におけるパワーの最大値ＮＰｐ_ｍａｘが用いられる。算出されたパワー情報ＮＰｐは、判定部２８に供給される。

一方、再生装置１に記録された楽曲の楽曲データＭＴがバンドパスフィルタ２４に供給され、バンドパスフィルタ２４により楽曲データＭＴから中域成分などの所定の周波数成分が抽出されて周波数分析部２５に供給される。

周波数分析部２５は、供給された楽曲データＭＴの所定時間、例えば０．５秒間程度の短い時間長を有する楽曲データを用いて、楽曲データＭＴに対してＦＦＴ分析やＯｃｔａｖｅ分析などの周波数分析を施し、周波数情報ＭＳを取得する。取得した周波数情報ＭＳは、伝達関数演算部２６に供給される。

伝達関数演算部２６は、周波数分析部２５から供給された周波数情報ＭＳに対して所定の伝達関数Ｈを畳み込み演算し、ヘッドフォン２の外部に漏れ出す楽曲データＭＴ’に対応する周波数情報ＭＳ’を出力する。

パワー解析部２７は、入力された周波数情報ＭＳ’に基づき、楽曲データＭＴの所定周波数領域におけるパワーの解析を行い、例えば所定の周波数帯域におけるパワーを所定に数値化したパワー情報ＭＰｐ’を算出する。この例では、パワー情報ＭＰｐ’として、例えば所定の周波数帯域におけるパワーの最大値ＭＰｐ_ｍａｘ’が用いられる。算出されたパワー情報ＭＰｐ’は、判定部２８に供給される。

判定部２８は、パワー解析部２３から供給された騒音データのパワー情報ＮＰｐと、パワー解析部２７から供給された楽曲データのパワー情報ＭＰｐ’とに基づき再生音量の判定を行い、楽曲データの再生音量を調整するための音量調整情報を生成する。

例えば、パワー情報ＭＰｐ’による楽曲データのパワーの最大値ＭＰｐ_ｍａｘ’がパワー情報ＮＰｐによる騒音データのパワーの最大値ＮＰｐ_ｍａｘを超えている場合には、音漏れが発生していると判定する。また、楽曲データのパワーの最大値ＭＰｐ_ｍａｘ’が騒音データのパワーの最大値ＮＰｐ_ｍａｘ以下である場合には、音漏れが発生していないと判定する。

音量選択部２９は、判定部２８から供給された音量調整情報に基づき、楽曲データの音量を調整する。例えば、音量調整情報が楽曲の再生音量を調整することを示す情報である場合には、楽曲の音量を調整する。また、再生音量を調整しないことを示す情報である場合には、楽曲の音量を調整しない。

次に、図７を参照して、マイク３がヘッドフォン２の内部に設けられた場合の再生音量調整方法について説明する。なお、図６に示すマイク３がヘッドフォン２の外部に設けられた場合と共通する部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

ヘッドフォン２を通過してマイク３によって収音された環境騒音の騒音データＮＴ’がバンドパスフィルタ２１に供給され、バンドパスフィルタ２１により騒音データＮＴ’から中域成分などの所定の周波数成分が抽出されて周波数分析部２２に供給される。周波数分析部２２は、供給された騒音データＮＴ’に対して周波数分析を施し、周波数情報ＮＳ’を取得する。取得した周波数情報ＮＳ’は、逆伝達関数演算部３０に供給される。

逆伝達関数演算部３０は、周波数分析部２２から供給された周波数情報ＮＳ’に対して所定の逆伝達関数Ｈ^−１を畳み込み演算し、ヘッドフォン２の外部における騒音データＮＴに対応する周波数情報ＮＳを出力する。

パワー解析部２３は、逆伝達関数演算部３０から供給された周波数情報ＮＳに基づき、騒音データＮＴの所定周波数領域におけるパワーの解析を行い、パワー情報ＮＰｐを算出する。算出されたパワー情報ＮＰｐは、判定部２８に供給される。

一方、再生装置１に記録された楽曲の楽曲データＭＴがバンドパスフィルタ２４に供給され、バンドパスフィルタ２４により楽曲データＭＴから中域成分などの所定の周波数成分が抽出されて周波数分析部２５に供給される。周波数分析部２５は、供給された楽曲データＭＴに対して周波数分析を施し、周波数情報ＭＳを取得する。取得した周波数情報ＭＳは、伝達関数演算部２６に供給される。

パワー解析部２７は、伝達関数演算部２６から供給された周波数情報ＭＳ’に基づき、楽曲データＭＴの所定周波数領域におけるパワーの解析を行い、パワー情報ＭＰｐ’を算出する。算出されたパワー情報ＭＰｐ’は、判定部２８に供給される。

判定部２８は、パワー解析部２３から供給された騒音データのパワー情報ＮＰｐと、パワー解析部２７から供給された楽曲データのパワー情報ＭＰｐ’とに基づき再生音量の判定を行い、音量調整情報を生成する。音量選択部２９は、判定部２８から供給された音量調整情報に基づき、楽曲データの音量を調整する。

この発明の実施の第１の形態に適用可能な再生装置１の一例の構成について、図８を参照して説明する。なお、図８では、この発明の実施の第１の形態と関係の深い部分についてのみを図示し、それ以外の部分については説明を省略する。音楽再生装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、音声信号処理部１４、記録再生制御部１５、入力処理部１６および操作部１７がバス１０を介して接続されている。

ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３をワークメモリとして用い、ＲＯＭ１２に予め記憶されたプログラムに従いこの音楽再生装置１の全体の動作を制御する。例えば、ＣＰＵ１１は、バス１０を介して各部とコマンドやデータのやりとりを行い、各部を制御する。また、ＣＰＵ１１は、後述する操作部１７に対する操作に応じて、記録媒体１８に記録された楽曲データの再生を制御する。

ＣＰＵ１１は、図６および図７を用いて説明した再生音量調整処理を行う。ＣＰＵ１１は、マイク３で収音された環境騒音の騒音データを入力処理部１６を介して受け取り、騒音データの解析を行うとともに、後述する音声信号処理部１４からディジタル音声信号の楽曲データを受け取り、楽曲データの解析を行う。そして、騒音データおよび楽曲データの解析結果に応じて楽曲の再生音量を制御する。

音声信号処理部１４には、音声出力部１９が接続される。音声信号処理部１４は、再生対象である楽曲データを、後述する記録媒体１８から記録再生制御部１５を介して受け取り、楽曲データに対してＤ／Ａ（Digital/Analog）変換等の各種処理を施し、アナログ音声信号に変換する。また、楽曲データが圧縮されている場合には、所定の圧縮方式を用いて伸長処理を施す。そして、音声信号処理部１４は、ディジタル音声信号の楽曲データをＣＰＵ１１に供給する。また、音声信号処理部１４は、アナログ音声信号に変換された楽曲データを、音声出力部１９を介して出力する。音声出力部１９としては、例えばヘッドフォン２やスピーカを用いることができる。

記録再生制御部１５には、記録媒体１８が接続される。記録再生制御部１５は、記録媒体１８に対するデータの記録制御や、記録媒体１８に記録されたデータの再生制御を行う。記録媒体１８には、楽曲データが記録されている。記録媒体１８としては、例えば着脱可能な不揮発性メモリや、着脱可能または音楽再生装置１に内蔵されるハードディスクを用いることができる。

入力処理部１６には、マイク３が接続される。マイク３は、環境騒音を収音し、環境騒音の騒音データをアナログ音声信号に変換して入力処理部１６に供給する。入力処理部１６は、マイク３から供給されたアナログ音声信号に対してＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換等の各種処理を施し、ディジタルの騒音データに変換する。変換された騒音データは、ＣＰＵ１１に供給される。

操作部１７は、この音楽再生装置１を操作するために用いられる各種の操作子が設けられ、各操作子に対する操作に応じた制御信号を出力する。例えば、楽曲データを再生／停止するための再生／停止キーや、再生音量を調整するための音量調整キー、再生音量の自動調整を指示するための操作子などが設けられている。

この発明の実施の第１の形態における再生音量調整処理の流れについて、図９に示すフローチャートを参照して説明する。なお、特別な記載がない限り、以下の処理は、ＣＰＵ１１の制御の下で行われるものとする。また、以下の処理は、所定時間毎に巡回的に繰り返されるものとする。ここでは、マイク３がヘッドフォン２の外部に設けられた場合を例にとって説明する。

ステップＳ１において、再生装置１の電源がＯＮとされ、ステップＳ２において、ユーザにより、操作部１７に設けられた再生音量の自動調整を指示するための操作子が操作される。ステップＳ３では、ユーザによって所定の楽曲が選択され、選択された楽曲の楽曲データが記録媒体１８から読み出されて再生される。

ステップＳ４では、再生された楽曲データのヘッドフォン２の外部に漏れ出す成分に対して周波数分析が施され、ヘッドフォン２の外部における楽曲の特徴量であるパワー情報ＭＰｐ’が算出される。ステップＳ５では、マイク３を介して環境騒音が収音され、ステップＳ６において、収音された環境騒音の騒音データＮＴに対して周波数分析が施され、環境騒音の特徴量であるパワー情報ＮＰｐが算出される。

ステップＳ７では、算出された楽曲のパワー情報ＭＰｐ’と環境騒音のパワー情報ＮＰｐとに基づき、音量調整情報が生成される。そして、音量調整情報に基づいて楽曲の再生音量が調整される。

ステップＳ８では、音楽を聴取し続けるか否かが判断される。音楽を聴取し続けると判断された場合には、処理がステップＳ３に戻り、楽曲の再生が継続される。

一方、音楽を聴取し続けないと判断された場合には、処理がステップＳ９に移行し、ユーザによって音楽再生装置１の電源がＯＦＦとされて一連の処理が終了する。

このように、この発明の実施の第１の形態では、所定時間毎に環境騒音を収音し、環境騒音の特徴量を抽出するとともに、楽曲の特徴量を抽出し、抽出されたそれぞれの特徴量に基づき楽曲の再生音量を調整するようにしている。そのため、環境騒音の変化に追従して楽曲の再生音量を適した音量に調整することができ、外部への音漏れを防ぐことができる。

次に、この発明の実施の第１の形態の第１の変形例について説明する。上述した実施の第１の形態に適用可能な再生音量の調整方法では、環境騒音の特徴量であるパワー情報ＮＰｐを算出する際に、例えば０．５秒程度の短い時間長を有する騒音データを用いて、楽曲の再生音量の調整を行っている。そのため、再生音量の調整量は、この騒音データを取得した短い時間に支配されてしまう。

例えば、ユーザが電車の車内にいる場合であっても、周囲で人が会話をしている場合と会話をしていない場合とでは、環境騒音の特徴量が大きく変化する。このような場合に、環境騒音が変化に応じて音量調整が細かく行われると、ユーザが不快となってしまうおそれがある。

そこで、この発明の実施の第１の形態の第１の変形例では、所定時間毎に収音した環境騒音および楽曲の特徴量に基づき音量調整の判定を行い、判定結果を所定回数分だけメモリに記憶させておく。そして、この所定回数分の判定結果に基づき、過去のデータになるほど重みが減少する重み係数を用いて再生音量を調整するようにしている。

図１０は、この発明の実施の第１の形態の第１の変形例による再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。この図１０に示す処理は、上述の実施の第１の形態で説明した、図６における判定部２８における処理に相当する。

第１の判定部３１は、環境騒音の騒音データＮＴに対して周波数分析を行うことによって得られるパワー情報ＮＰｐと、楽曲の楽曲データＭＴの外部に漏れ出す成分に対して周波数分析を行うことによって得られるパワー情報ＭＰｐ’とが供給される。そして、供給された環境騒音のパワー情報ＮＰｐおよび楽曲のパワー情報ＭＰｐ’に基づき再生音量の判定を行い、楽曲データの再生音量の判定結果を示す音量判定情報を生成する。生成された音量判定情報は、変換部３２に供給される。

変換部３２は、供給された音量判定情報に基づき、判定結果を所定の数値に変換する。例えば、再生音量を下げる場合には、「−１」に変換し、再生音量を変更しない場合には、「０」に変換する。また、再生音量を上げる場合には、「１」に変換する。判定結果に応じて数値に変換されたデータは、メモリ３３に供給される。

メモリ３３は、所定回数分、例えばｎ個分のデータを格納することができる領域を有している。メモリ３３は、新しいデータが供給されると、格納されたデータを１つずつシフトし、時間的に最も古いデータを捨てるとともに、供給された新しいデータを格納する。

具体的には、例えば、メモリ３３に新たなデータが供給された場合、メモリ３３に格納されたデータの中で最も古いデータｄ_ｎが捨てられるとともに、データｄ_ｎ−１が１つだけシフトされ、データｄ_ｎとしてメモリ３３に格納される。同様にして、データｄ_３，ｄ_２およびｄ_１がそれぞれ１つだけシフトされ、データｄ_４，ｄ_３およびｄ_２としてメモリ３３に格納される。そして、新たに供給されたデータがｄ_１としてメモリ３３に格納される。

メモリ３３に格納されたデータｄ_１，ｄ_２，・・・，ｄ_ｎは、乗算器３４，３４，・・・にそれぞれ供給される。

乗算器３４，３４，・・・は、メモリ３３から供給されたデータｄ_１，ｄ_２，・・・，ｄ_ｎに対して、重み係数ｗ_１，ｗ_２，・・・，ｗ_ｎを畳み込み演算する。重み係数ｗ_１，ｗ_２，・・・，ｗ_ｎは、メモリ３３に格納されたデータの重みを決定する係数であり、数式（１）で示されるように、過去のデータになるほど重みが減少するように設定されている。
１≧ｗ_１≧ｗ_２≧・・・≧ｗ_ｎ−１≧ｗ_ｎ≧０・・・（１）

それぞれのデータｄ_１，ｄ_２，・・・，ｄ_ｎに対して重み係数ｗ_１，ｗ_２，・・・，ｗ_ｎを畳み込み演算した結果のデータは、加算器３５に供給される。加算器３５は、乗算器３４，３４，・・・から供給された畳み込み演算の結果のデータをそれぞれ加算し、第２の判定部３６に供給する。

第２の判定部３６は、加算器３５から供給されたデータの平均値を算出し、算出結果に応じて環境騒音の判定を行う。この例では、再生音量を下げる場合に「−１」、再生音量を変更しない場合に「０」、再生音量を上げる場合に「１」としているので、「０」を基準として、データの平均値が「０」より大きい場合には、再生音量を上げると判定する。また、データの平均値が「０」より小さい場合には、再生音量を下げると判定する。データの平均値が「０」である場合には、再生音量の調整を行わないと判定する。そして、楽曲データの再生音量を調整するための音量調整情報を生成し、音量選択部２９に供給する。

このように、この発明の実施の第１の形態の第１の変形例では、所定時間毎に収音した環境騒音および楽曲の特徴量に基づき音量調整の判定を行い、再生音量を調整するようにしている。また、過去の環境騒音であるほど重みが減少するように演算するようにしている。そのため、上述の実施の第１の形態による音量調整方法と比較して、音量調整のための判定結果を平均化して安定させることができる。

この発明の実施の第１の形態の第２の変形例について説明する。この発明の実施の第１の形態の第２の変形例では、ノイズキャンセリング機能を有する再生装置に対して音量調整処理を適用する。ノイズキャンセリング機能は、背景技術の項で説明したように、収音した環境騒音に基づき、環境騒音を打ち消す成分を再生音に付加することによりユーザに聞こえる環境騒音を低減させるものである。

しかしながら、この場合において収音される実際の環境騒音は、その音量が低減されているわけではない。そのため、収音された実際の環境騒音の特徴量に基づいて楽曲の再生音量を調整すると、再生された楽曲の音量は、ユーザに聞こえる低減された環境騒音の音量に対して大きい音量となってしまう。

そこで、この実施の第１の形態の第２の変形例では、ノイズキャンセリング機能による環境騒音の低減効果と同等の効果を有する等価フィルタを、収音された環境騒音の入力側に設ける。そして、等価フィルタを介して低減された環境騒音の特徴量に基づいて、楽曲の再生音量を調整するようにしている。

図１１は、この発明の実施の第１の形態の第２の変形例による再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。ここでは、マイク３がヘッドフォン２の外部に設けられている場合を例にとって説明する。なお、図６に示す実施の第１の形態と共通する部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

マイク３によって収音されバンドパスフィルタ２１で所定の周波数成分が抽出された騒音データＮＴが周波数分析部２２に供給され、周波数分析部２２で所定の周波数分析が行われる。周波数分析によって得られた周波数情報ＮＳは、スイッチ４１に供給される。

スイッチ４１は、入力端子４１ａ、出力端子４１ｂおよび４１ｃを備える。スイッチ４１は、ユーザによる操作部１７に対する操作に基づくノイズキャンセリング機能のＯＮ／ＯＦＦに応じて、入力端子４１ａに入力された周波数情報ＮＳを出力端子４１ｂおよび４１ｃのいずれか一方の出力端子から選択的に出力する。

ノイズキャンセリング機能がＯＮとされている場合には、出力端子４１ｂが選択され、入力端子４１ａに供給された周波数情報ＮＳを出力端子４１ｂから出力し、等価フィルタ４２に供給する。一方、ノイズキャンセリング機能がＯＦＦとされている場合には、出力端子４１ｃが選択され、周波数情報ＮＳを出力端子４１ｃから出力し、パワー解析部２３に供給する。

等価フィルタ４２は、収音された環境騒音の騒音データＮＴにおける周波数情報ＮＳに対して、ノイズキャンセル機能を用いた際に得られる低減効果と同等の効果が得られる処理を施し、騒音が低減された低減騒音データの周波数情報ＴＮＳを生成する。生成された周波数情報ＴＮＳは、パワー解析部２３に供給される。

パワー解析部２３は、スイッチ４１から供給された騒音データＮＴの周波数情報ＮＳ、または等価フィルタ４２から供給された低減騒音データの周波数情報ＴＮＳに対して所定周波数領域におけるパワーの解析を行い、パワー情報ＮＰｐまたはＴＮＰｐを算出する。算出されたパワー情報ＮＰｐまたはＴＮＰｐは、判定部２８に供給される。

一方、再生装置１に記録された楽曲の楽曲データＭＴがバンドパスフィルタ２４に供給され、バンドパスフィルタ２４により所定の周波数成分が抽出されて周波数分析部２５に供給される。周波数分析部２５は、この楽曲データＭＴの所定周波数成分に対して所定の周波数分析を行い、周波数分析によって得られた周波数情報ＭＳを伝達関数演算部２６に供給する。

伝達関数演算部２６は、供給された周波数情報ＭＳに対して所定の伝達関数Ｈを畳み込み演算し、ヘッドフォン２の外部に漏れ出す楽曲データＭＴ’に対応する周波数情報ＭＳ’を出力する。

判定部２８は、騒音データのパワー情報ＮＰｐまたはＴＮＰｐと、楽曲データのパワー情報ＭＰｐ’とに基づき再生音量の判定を行い、音量調整情報を生成する。音量選択部２９は、判定部２８から供給された音量調整情報に基づき、楽曲データの音量を調整する。

このように、ノイズキャンセリング機能による低減効果と同等の低減効果を有する等価フィルタを用いて、ユーザに聞こえる低減された環境騒音に応じて楽曲の再生音量を調整するようにしているため、ユーザの聴覚に優しい音量で楽曲を再生することができる。

また、ユーザに聞こえる環境騒音は、ノイズキャンセリング機能によって実際の環境騒音よりも小さい音量である。そのため、低減された環境騒音の特徴量に基づいて設定された楽曲の再生音量は、実際の環境騒音にマスクされてしまうような音量であるが、ユーザに聞こえる低減された環境騒音にマスクされてしまうことがないので、楽曲を適切に聴取することができる。

なお、この例では、マイク３がヘッドフォン２の外部に設けられている場合について説明したが、これはこの例に限られず、例えばマイク３がヘッドフォン２の内部に設けられている場合についても同様に適用可能である。

この発明の実施の第２の形態について説明する。上述の実施の第１の形態では、マイク３により外部の環境騒音を収音するようにしているが、楽曲を再生中に収音される環境騒音には、ヘッドフォン２を通過して外部に漏れ出す楽曲の信号成分が含まれてしまっている。そのため、周囲の環境騒音の特徴量を正確に抽出することができない。

そこで、この発明の実施の第２の形態では、楽曲の音量が小さい場合など、ヘッドフォン２からの音漏れが少ない場合やヘッドフォン２からの音漏れがない状態で収音された環境騒音の特徴量を抽出し、楽曲の再生音量を調整するようにした。

図１２は、この発明の実施の第２の形態による再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。この例では、マイク３がヘッドフォン２の外部に設けられている場合について説明する。なお、図６に示す実施の第１の形態と共通する部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

測定制御部５３は、再生装置１に記録された楽曲の楽曲データＭＴが供給され、楽曲データＭＴの音量を測定する。そして、測定結果に基づきスイッチ５１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。測定制御部５３には、楽曲データＭＴの音量に対する閾値が予め設定されている。測定制御部５３は、楽曲データＭＴの音量が閾値以下である場合には、スイッチ５１をＯＮとするように制御する。また、楽曲データＭＴの音量が閾値を超える場合には、スイッチ５１をＯＦＦとするように制御する。なお、スイッチ５２は、後述する測定制御部５３のタイマによる制御が行われる場合を除き、常時ＯＮとなっている。

マイク３によって収音された環境騒音の騒音データＮＴは、スイッチ５１に供給され、測定制御部５３の制御に基づきＯＮとされた場合にバンドパスフィルタ２１に対して出力される。スイッチ５１から出力された騒音データＮＴは、バンドパスフィルタ２１で所定の周波数成分が抽出され、周波数分析部２２で所定の周波数分析が行われる。周波数分析によって得られた周波数情報ＮＳは、パワー解析部２３に供給される。パワー解析部２３は、スイッチ５１から供給された騒音データＮＴの周波数情報ＮＳに対して所定周波数領域におけるパワーの解析を行い、パワー情報ＮＰｐを算出する。算出されたパワー情報ＮＰｐは、判定部２８に供給される。

一方、再生装置１に記録された楽曲の楽曲データＭＴは、スイッチ５２を介してバンドパスフィルタ２４に供給され、バンドパスフィルタ２４により所定の周波数成分が抽出されて周波数分析部２５に供給される。周波数分析部２５は、この楽曲データＭＴの所定周波数成分に対して所定の周波数分析を行い、周波数分析によって得られた周波数情報ＭＳを伝達関数演算部２６に供給する。

判定部２８は、騒音データのパワー情報ＮＰｐと楽曲データのパワー情報ＭＰｐ’とに基づき再生音量の判定を行い、音量調整情報を生成する。音量選択部２９は、判定部２８から供給された音量調整情報に基づき、楽曲データの音量を調整する。

なお、測定制御部５３によって楽曲データＭＴの音量を測定した際に、楽曲によっては、その音量が閾値以下とならない場合が考えられる。このような場合には、例えば、測定制御部５３にタイマを設け、タイマに設定された所定期間中に楽曲データＭＴの音量が閾値以下とならない場合に、スイッチ５１を強制的にＯＮとして、環境騒音を収音するようにしてもよい。このとき、測定制御部５３は、スイッチ５２を強制的にＯＦＦとしてもよい。例えば、所定期間、楽曲データＭＴの音量が閾値以下とならない場合には、環境騒音が収音されていないことをユーザに提示する。そして、ユーザにより環境騒音の収音が指示された場合に、再生中の楽曲の音漏れ成分が影響しないようにスイッチ５２を強制的にＯＦＦとするようにしてもよい。

この発明の実施の第２の形態における再生音量調整処理の流れについて、図１３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、特別な記載がない限り、以下の処理は、ＣＰＵ１１の制御の下で行われるものとする。また、以下の処理は、所定時間毎に巡回的に繰り返されるものとする。

ステップＳ１１において、再生装置１の電源がＯＮとされ、ステップＳ１２において、ユーザにより、操作部１７に設けられた再生音量の自動調整を指示するための操作子が操作される。ステップＳ１３では、ユーザによって所定の楽曲が選択され、選択された楽曲の楽曲データが記録媒体１８から読み出されて再生される。

ステップＳ１４では、再生された楽曲データＭＴの音量と、測定制御部５３に予め設定された楽曲データＭＴの音量に対する閾値とが比較され、楽曲データＭＴの音量が十分小さいかどうかが判断される。楽曲データＭＴの音量が閾値以下である場合には、楽曲データＭＴの音量が十分小さいと判断され、処理がステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、マイク３を介して環境騒音が収音され、ステップＳ１６において、収音された環境騒音の騒音データＮＴに対して周波数分析が施され、環境騒音の特徴量であるパワー情報ＮＰｐが算出される。

一方、ステップＳ１４において、楽曲データＭＴの音量が閾値を超えている場合には、楽曲データＭＴの音量が大きいと判断され、処理がステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、再生された楽曲データのヘッドフォン２の外部に漏れ出す成分に対して周波数分析が施され、ヘッドフォン２の外部における楽曲の特徴量であるパワー情報ＭＰｐ’が算出される。

ステップＳ１８では、算出された楽曲のパワー情報ＭＰｐ’と環境騒音のパワー情報ＮＰｐとに基づき、音量調整情報が生成される。そして、音量調整情報に基づいて楽曲の再生音量が調整される。

ステップＳ１９では、音楽を聴取し続けるか否かが判断される。音楽を聴取し続けると判断された場合には、処理がステップＳ１３に戻り、楽曲の再生が継続される。また、音楽を聴取し続けないと判断された場合には、処理がステップＳ２０に移行し、ユーザによって音楽再生装置１の電源がＯＦＦとされて一連の処理が終了する。

このように、この発明の実施の第２の形態では、楽曲データＭＴの音量が十分小さい場合に環境騒音を収音し、収音された環境騒音に応じて楽曲の再生音量を調整するようにしている。そのため、再生された楽曲の音漏れ成分による影響を受けることなく周囲の環境騒音を収音することができ、環境騒音の特徴量を正確に抽出することができる。

この発明の実施の第３の形態について説明する。この発明の実施の第３の形態では、収音された環境騒音から楽曲の音漏れ成分を除去し、音漏れ成分が除去された環境騒音に対する解析を行うことによって環境騒音の特徴量を抽出し、楽曲の再生音量を調整するようにした。

図１４は、この発明の実施の第３の形態による再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。この例では、マイク３がヘッドフォン２の外部に設けられている場合について説明する。なお、図６に示す実施の第１の形態と共通する部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

マイク３によって収音された環境騒音の騒音データＮＴは、バンドパスフィルタ２１で所定の周波数成分が抽出され、周波数分析部２２で所定の周波数分析が行われる。周波数分析によって得られた周波数情報ＮＳは、加算器６１の一方の入力端に供給される。

一方、再生装置１に記録された楽曲の楽曲データＭＴは、バンドパスフィルタ２４に供給され、バンドパスフィルタ２４により所定の周波数成分が抽出されて周波数分析部２５に供給される。周波数分析部２５は、この楽曲データＭＴの所定周波数成分に対して所定の周波数分析を行い、周波数分析によって得られた周波数情報ＭＳを伝達関数演算部２６に供給する。

伝達関数演算部２６は、供給された周波数情報ＭＳに対して所定の伝達関数Ｈを畳み込み演算し、ヘッドフォン２の外部に漏れ出す楽曲データＭＴ’に対応する周波数情報ＭＳ’を出力する。伝達関数演算部２６から出力された周波数情報ＭＳ’は、加算器６１の他方の入力端に供給される。

加算器６１は、一方の入力端に入力された騒音データＮＴに対する周波数情報ＮＳから、他方の入力端に入力された楽曲データＭＴに対する周波数情報ＭＳ’を減算し、パワー解析部２３に供給する。

パワー解析部２３は、加算器６１から供給された騒音データＮＴの周波数情報ＮＳに対して所定周波数領域におけるパワーの解析を行い、パワー情報ＮＰｐを算出する。算出されたパワー情報ＮＰｐは、判定部２８に供給される。

また、伝達関数演算部２６から出力された周波数情報ＭＳ’は、パワー解析部２７にも供給される。パワー解析部２７は、伝達関数演算部２６から供給された周波数情報ＭＳ’に基づき、楽曲データＭＴの所定周波数領域におけるパワーの解析を行い、パワー情報ＭＰｐ’を算出する。算出されたパワー情報ＭＰｐ’は、判定部２８に供給される。

判定部２８は、騒音データのパワー情報ＮＰｐと楽曲データのパワー情報ＭＰｐ’とに基づき再生音量の判定を行い、楽曲データの再生音量を調整するための音量調整情報を生成する。音量選択部２９は、判定部２８から供給された音量調整情報に基づき、楽曲データの音量を調整する。

この発明の実施の第３の形態における再生音量調整処理の流れについて、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。なお、特別な記載がない限り、以下の処理は、ＣＰＵ１１の制御の下で行われるものとする。また、以下の処理は、所定時間毎に巡回的に繰り返されるものとする。

ステップＳ２１において、再生装置１の電源がＯＮとされ、ステップＳ２２において、ユーザにより、操作部１７に設けられた再生音量の自動調整を指示するための操作子が操作される。ステップＳ２３では、ユーザによって所定の楽曲が選択され、選択された楽曲の楽曲データが記録媒体１８から読み出されて再生される。

ステップＳ２４では、再生された楽曲データのヘッドフォン２の外部に漏れ出す成分に対して周波数分析が施され、ヘッドフォン２の外部における楽曲の特徴量であるパワー情報ＭＰｐ’が算出される。ステップＳ２５では、マイク３を介して環境騒音が収音される。

ステップＳ２６において、収音された環境騒音の騒音データＮＴに対して周波数分析が施されるとともに、収音された環境騒音の周波数情報ＮＳから楽曲の音漏れ成分の周波数情報ＭＳ’が減算され、環境騒音から楽曲の音漏れ成分が除去される。ステップＳ２７では、楽曲の音漏れ成分が除去された環境騒音に基づき、特徴量であるパワー情報ＮＰｐが算出される。

ステップＳ２８では、算出された楽曲のパワー情報ＭＰｐ’と環境騒音のパワー情報ＮＰｐとに基づき、音量調整情報が生成される。そして、音量調整情報に基づいて楽曲の再生音量が調整される。

ステップＳ２９では、音楽を聴取し続けるか否かが判断される。音楽を聴取し続けると判断された場合には、処理がステップＳ２３に戻り、楽曲の再生が継続される。

一方、音楽を聴取し続けないと判断された場合には、処理がステップＳ３０に移行し、ユーザによって音楽再生装置１の電源がＯＦＦとされて一連の処理が終了する。

このように、この発明の実施の第３の形態では、収音された環境騒音の周波数情報ＮＳから楽曲の音漏れ成分の周波数情報ＭＳ’を減算するようにしている。そのため、再生された楽曲の音漏れ成分による影響を受けることなく周囲の環境騒音を収音することができ、環境騒音の特徴量を正確に抽出することができる。

以上、この発明の実施の第１の形態、第１の形態の第１および第２の変形例、第２の形態および第３の形態について説明したが、この発明は、上述したこの発明の実施の第１の形態、第１の形態の第１および第２の変形例、第２の形態および第３の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、この発明の実施の形態による音量調整方法は、再生装置に限られず、再生音量の調整が可能なヘッドフォン等にも適用可能である。

また、上述した例では、環境騒音および楽曲に対して周波数解析を用いて特徴量を抽出するようにしたが、これに限られず、例えば、時間波形の解析を行い、過渡特性（トランジェント）を解析して特徴量を抽出するようにしてもよい。例えば、トランジェント（過渡応答）に関する特徴量を算出する例としては、時間軸データをある一定のサンプル毎、例えばフレームと呼ばれるようなＮサンプル毎に区切り、各フレーム単位でパワーを算出する。そして、前後のフレーム間におけるパワーの比率や差分をとり、これをトランジェントに関する特徴量として用いる方法が考えられる。パワーの算出方法としては、例えば、各サンプルの二乗和を積算する方法が考えられるが、これに限られず、適宜適当と考えられる方法を用いても構わない。

また、例えば、周波数解析および時間波形の解析を共に行うことによって特徴量を抽出するようにしてもよい。

この発明の実施の第１の形態に適用可能な再生装置の一例の使用形態を示す略線図である。環境騒音およびヘッドフォンを介して外部に漏れた楽曲の一例の周波数特性を示す略線図である。環境騒音の周波数特性の一例を示す略線図である。環境騒音の特徴量について説明するための略線図である。環境騒音および楽曲の信号について説明するための略線図である。マイクがヘッドフォンの外部に設けられた場合における、環境騒音に応じた再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。マイクがヘッドフォンの内部に設けられた場合における、環境騒音に応じた再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。この発明の実施の第１の形態に適用可能な再生装置の一例の構成を示すブロック図である。この発明の実施の第１の形態における再生音量調整処理の流れについて説明するためのフローチャートである。この発明の実施の第１の形態の第１の変形例による再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。この発明の実施の第１の形態の第２の変形例による再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。この発明の実施の第２の形態による再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。この発明の実施の第２の形態における再生音量調整処理の流れについて説明するためのフローチャートである。この発明の実施の第３の形態による再生音量の調整方法の一例について説明するためのブロック図である。この発明の実施の第３の形態における再生音量調整処理の流れについて説明するためのフローチャートである。従来の再生装置の一例の使用形態を示す略線図である。従来の再生装置における再生方法について説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１再生装置
２ヘッドフォン
３マイクロフォン
１１ＣＰＵ
１４音声信号処理部
１５記録再生制御部
１６入力処理部
１７操作部
１８記録媒体
１９音声出力部
２１，２４バンドパスフィルタ
２２，２５周波数分析部
２３，２７パワー解析部
２６伝達関数演算部
２８判定部
２９音量選択部
３０逆伝達特性演算部
３１第１の判定部
３２変換部
３３メモリ
３４乗算器
３５加算器
３６第２の判定部
４１スイッチ
４２等価フィルタ
５１，５２スイッチ
５３測定制御部
６１加算器

Claims

周囲の環境の騒音データを収音する収音部と、
上記収音部により収音された騒音データおよび入力された楽曲データの特徴を示す特徴量をそれぞれ抽出する解析部と、
上記騒音データの特徴量と上記楽曲データの特徴量とを比較し、上記楽曲データの特徴量が上記騒音データの特徴量を超えている場合のみ、上記楽曲データの再生音量を下げるように調整する音量調整情報を生成し、該音量調整情報に基づき上記楽曲データの再生音量を調整するように制御し、音量判定情報を所定回数分記憶するメモリを有する制御部と、
上記収音部により収音された騒音データから所定周波数帯域成分を取り出す第１のフィルタと、
上記入力された楽曲データから上記所定周波数帯域成分を取り出す第２のフィルタとを備え、
上記解析部は、
上記騒音データおよび上記楽曲データの上記所定周波数帯域成分に対して同一の周波数解析および同一の時間波形解析を行い、該解析の結果、上記騒音データおよび上記楽曲データのパワーの最大値を上記特徴量としてそれぞれ抽出し、
上記制御部は、上記解析部により抽出された上記騒音データおよび上記楽曲データの特徴量を所定時間毎に比較し、上記楽曲データの特徴量が上記騒音データの特徴量を超えている場合は負の値である第１の数値を割り当て、上記楽曲データの特徴量が上記騒音データの特徴量以下である場合は正または０の値とされる第２の数値を割り当てることで、上記音量判定情報の生成を上記所定時間毎に行い、上記生成した音量判定情報を上記メモリに記憶し、上記メモリに記憶された上記所定回数分の音量判定情報に対して、過去の音量判定情報ほど重みが減少する重み係数をそれぞれ畳み込み演算し、上記重み係数が畳み込み演算された上記所定回数分の音量判定情報の平均値を算出し、上記平均値が負である場合に上記楽曲データの再生音量を下げるように調整する上記音量調整情報を生成する音量調整装置。
上記入力された楽曲データの音量を測定し、該楽曲データの音量と予め設定された該楽曲データの音量に対する閾値とに基づき、該楽曲データの音量を判断する測定制御部をさらに備え、
上記測定制御部は、
上記楽曲データの音量が上記閾値以下である場合に、上記解析部による上記騒音データおよび上記楽曲データの特徴量の抽出を行うように制御する
請求項１に記載の音量調整装置。
上記収音部により収音された騒音データから上記入力された楽曲データを減算する合成部をさらに備え、
上記解析部は、
上記合成部からの出力に基づき上記騒音データの特徴量を抽出する請求項１または２に記載の音量調整装置。
上記収音部により収音された騒音データに対して騒音レベルを低減させる騒音低減部と、
上記騒音低減部による低減効果と同等の効果を有する等価フィルタと
をさらに備え、
上記解析部は、
上記収音部により収音された騒音データに対して上記等価フィルタを用いて騒音レベルが低減された騒音データの特徴量を抽出する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の音量調整装置。
周囲の環境の騒音データを収音する収音ステップと、
上記収音ステップにより収音された騒音データおよび入力された楽曲データの特徴を示す特徴量をそれぞれ抽出する解析ステップと、
上記騒音データの特徴量と上記楽曲データの特徴量とを比較し、上記楽曲データの特徴量が上記騒音データの特徴量を超えている場合のみ、上記楽曲データの再生音量を下げるように調整する音量調整情報を生成し、該音量調整情報に基づき上記楽曲データの再生音量を調整するように制御し、音量判定情報を所定回数分、メモリに記憶する制御ステップと、
上記収音ステップにより収音された騒音データから所定周波数帯域成分を取り出す第１のフィルタステップと、
上記入力された楽曲データから上記所定周波数帯域成分を取り出す第２のフィルタステップとを有し、
上記解析ステップは、
上記騒音データおよび上記楽曲データの上記所定周波数帯域成分に対して同一の周波数解析および同一の時間波形解析を行い、該解析の結果、上記騒音データおよび上記楽曲データのパワーの最大値を上記特徴量としてそれぞれ抽出し、
上記制御ステップは、上記解析ステップにより抽出された上記騒音データおよび上記楽曲データの特徴量を所定時間毎に比較し、上記楽曲データの特徴量が上記騒音データの特徴量を超えている場合は負の値である第１の数値を割り当て、上記楽曲データの特徴量が上記騒音データの特徴量以下である場合は正または０の値とされる第２の数値を割り当てることで、上記音量判定情報の生成を上記所定時間毎に行い、上記生成した音量判定情報を上記メモリに記憶し、上記メモリに記憶された上記所定回数分の音量判定情報に対して、過去の音量判定情報ほど重みが減少する重み係数をそれぞれ畳み込み演算し、上記重み係数が畳み込み演算された上記所定回数分の音量判定情報の平均値を算出し、上記平均値が負である場合に上記楽曲データの再生音量を下げるように調整する上記音量調整情報を生成する音量調整方法。