JP5037921B2 - 聴覚保護のための音量パラメータの自動制御を行うポータブルオーディオ装置 - Google Patents

Description

本発明は、聴覚保護のための音量パラメータの自動制御を行うオーディオ装置に関する。

ポータブル・メディア・プレーヤが、とりわけ比較的若年者の間で、普及しつつある。ユーザの聴覚への有害な影響が、これらのプレーヤを使用する際の意図しない副作用となっている。ユーザの聴覚への有害な影響は、新しい使い方（ジョギング時など限られた時間の使用に対して、終日の使用）や、あるいは、おそらく、（耳内での）ヘッドホンの構成によって、増大するおそれがある。

更に、ユーザの聴覚に対する有害な影響は、徐々に、かつ累積的に及んでいくものであるため、聴力損失を懸念するユーザですらも、自分のポータブル・メディア・プレーヤを、かかる聴覚への悪影響を制限し、又は最小限に抑えるように使用しないことがある。

メディア・プレーヤを動作させる方法は、オーディオ・メディアを再生するステップを含む。オーディオ・メディアを再生するステップの間に、メディア・プレーヤによるメディアの再生での最大音量パラメータが調整される。この調整は、最大音量調整ステップを実行する前の期間におけるオーディオ・メディアの再生に基づくものである。最大音量調整ステップは、一定時間の後に繰り返される。

この調整は、例えば、メディア再生の実際の音量や、職業安全機関及び／又はその他の機関によって設けられた時間／継続時間プロファイルなどに基づいて、メディア・プレーヤ・ユーザの聴覚に対する害を防止し、あるいは最小限に抑えるように構成される。

広範な側面によれば、ポータブル・メディア・プレーヤは、保護パラメータを処理してポータブル・メディア・プレーヤによるメディアの再生を制御する。ポータブル・メディア・プレーヤの使用時に、ポータブル・メディア・プレーヤの実際の使用に基づいて、保護パラメータが調整される。これにより、例えば、保護パラメータの調整は、再生の継続時間を含めて、実際の使用に際しての再生の音量を考慮に入れることができる。

一例では、保護パラメータを決定するために「クレジット」計算が実行される。ここで、クレジットは、第１の特性を有する実際の使用に基づいて差し引かれ、第２の特性を有する実際の使用に基づいて加えられる。例えば、第１の特性は、聴覚に対して相対的に有害な累積的影響を及ぼすと判定される特性（例えば、相対的に「大音量の」再生など）であり、これに対して、第２の特性は、聴覚に対して相対的に有害な累積的影響を及ぼさないと判定される特性（例えば、聴覚に対する相対的に有害な累積的影響からの回復が可能な、相対的に「穏やかな」再生など）である。

図１に、保護パラメータを使用するアーキテクチャの一例を、概略的に示す。図１に示すように、コンピュータ上で実行されるホスト・アプリケーション１０２が、ポータブル・メディア・プレーヤ１０４と接続する。ホスト・アプリケーション１０２は、例えば、アップル・コンピュータ社（Ａｐｐｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｉｎｃ．）が提供するソフトウェアであるｉＴｕｎｅｓ（登録商標）とすることができる。一例では、ユーザ（例えば、ポータブル・メディア・プレーヤ１０４のユーザの親など）が、ホスト・アプリケーション１０２と対話して、保護プロファイルを選択する。保護プロファイル（protection profile）は、例えば、所望の保護レベル（「低」、「中」、「高」など）、又はユーザの年齢（例えば、より年少のユーザはより多くの制約条件を必要とすると仮定するなど）に基づくものとするとよい。

図１に示すように、保護パラメータ（protection parameters）の指示が、ホスト・アプリケーション１０２からポータブル・メディア・プレーヤ１０４に提供される。保護パラメータは、ポータブル・メディア・プレーヤ１０４に予め記憶されており、どの保護パラメータを使用すべきかを指示する信号が、ホスト・アプリケーション１０２からポータブル・メディア・プレーヤ１０４に供給されうる。他の例では、ポータブル・メディア・プレーヤ１０４のユーザが、ポータブル・メディア・プレーヤ１０４と直接対話して、保護パラメータを指示させる。また、保護パラメータの指示は、ホスト・アプリケーション１０２とポータブル・メディア・プレーヤ１０４の両方との対話の結果とすることもできる。

ポータブル・メディア・プレーヤ１０４では、コントローラ１０６は、保護パラメータを処理して、最大再生音量や最大再生音量の指示である（及び／又はその原因となる）特性などの閾値再生特性（threshold playback characteristics）を決定する。したがって、ポータブル・メディア・プレーヤの、オーディオ出力回路１０８による実際の再生は、決定された閾値再生特性によって制約されることになる。更に、閾値再生特性は、ポータブル・メディア・プレーヤ１０４の実際の再生動作の特性に基づき、コントローラによって調整される。いくつかの例では、閾値再生特性は、ホスト側で、ホスト・アプリケーション１０２によって決定される。

図２は、保護パラメータの強制を実現する、ポータブル・メディア・プレーヤ１０４（図１）のコントローラ１０６内での処理の一例を示すフローチャートである。コントローラは、例えば、ソフトウェア命令やファームウェア命令に基づくプログラムによって動作させることができる。もっとも、コントローラは、例えば、命令を実行するプロセッサに限定されるものではない。図２の例では、「クレジット」方式が用いられる。これは一例であり、他の種類の方式を用いることができることに留意されたい。次に、図２を詳細に見ると、ステップ２０２で、初期のクレジット数が、ホスト・アプリケーション１０２によって指示され、又は提供された保護パラメータに基づいて判断される。

ステップ２０４で、次のタイマ期間「ｘ」にわたって許容される最大音量を指示する、最大許容音量パラメータ（maximum allowed volume parameter）が、判断されたクレジットに基づいて決定される。１つの具体例では、最大許容音量は、カリフォルニア州労働安全衛生局（Ｃａｌ−ＯＳＨＡ）によって提供されたプロファイルなどのプロファイルを参照して、判断されたクレジットに基づき決定される。例えば、カリフォルニア州規則集の、Ｃａｌ−ＯＳＨＡ規則、騒音暴露の管理、第８章、第１０５条第５０９６−５１００項、並びに、許容できる雑音暴露、同規則の表Ｎ−１を参照されたい。Ｃａｌ−ＯＳＨＡによって公布されているプロファイルは、明らかに基本的なものである（例えば、長期間にわたる様々な暴露を伴う高度な方法を扱わず、「回復」に基づくことも扱わないなど）ことに留意する必要がある。よって、いくつかの実施例では、より高度なプロファイルが用いられる。

ステップ２０６で、期間「ｘ」の間に、実際の音量が、その期間「ｘ」での決定された最大音量に基づいて制御される。個々の例の詳細については後述する。

ステップ２０８で、タイマ期間「ｘ」の間の実際の音量に基づいて、クレジットが再計算される。例えば、ポータブル・メディア・プレーヤのユーザが、所望の音量を、決定された最大音量よりも小さく（又は、おそらく、決定された最大音量より小さい他のある音量よりも小さく）なるように設定した場合には、ユーザの聴覚についてのある種の「回復（recovery）」の可能性があるので、この場合にはクレジットを付与することができる。すなわち、クレジットは、将来の期間「ｘ」について、（ステップ２０４で決定された）決定された最大音量を増大させるのに使用できる可能性がある。クレジットが再計算された後で、処理は、次の期間「ｘ」のためにステップ２０４に戻る。

次に、図３及び４を参照して、純粋にプロファイル内の要因以外の要因によってステップ２０４の処理がどう影響するかについて説明する。図３は、様々な種類のヘッドホンに利用される補償係数（compensation factors）の一例である。すなわち、補償係数は、個々のヘッドホンについて、式が、現実をより正確に反映するために、どのように変更され得るか指示する（よって、式へのパラメータとして使用される）係数とすることができる。例えば、音声出力の特定の音量について、あるヘッドホンは、別のヘッドホンの特性と比較して、音声出力の同じ特定の音量においてさえも、第１のヘッドホンが、第２のヘッドホンが及ぼすほどには、聴覚に対して有害な影響を及ぼさないような特性を有することもある。様々な例において、一般的な種類のヘッドホン（例えば、イヤホン型、オーバーイヤー型など）に対して補償係数が設定される。より具体的には、様々なヘッドホンのモデルに対して補償係数が設定される。

図４に、補償係数の別の例を示す。特に、図４には、再生されるメディアを特徴付ける補償係数の提供が示されている。一例では、この特性は、楽曲のおおよそのオーディオ・レベルを指示する、ｉＴｕｎｅｓのサウンドチェック機能（Soundcheck feature）によって決定されている特性である（又はその特性に基づくものである）。

次に、決定された最大音量に基づいた期間「ｘ」の音量制御の一例を詳細に説明する。一例では、決定された最大音量は、閾値として扱われる。よって、ポータブル・メディア・プレーヤのユーザが、音量を、期間「ｘ」の決定された最大音量より大きい所望の音量に設定した場合、実際の再生音量は、決定された最大音量に設定される。他方、ポータブル・メディア・プレーヤのユーザが、音量を、タイマ期間「ｘ」の決定された最大音量より小さい所望の音量に設定した場合、実際の再生音量は、その所望の音量に設定される。

別の例では、決定された最大音量パラメータの指示が、ステップ２０６で倍率として使用され、それによって、オーディオ出力の実際の音量が、その倍率に応じて下げられた所望の音量になるようにする。

ステップ２０８でクレジットが追加されることになるステップ２０６での音量の低減に加えて、メディア・プレーヤの再生が完全に休止された場合にも、再生再開時にクレジットが追加されてしかるべきである。よって、一例では、オーディオ出力が停止されるとき、休止時刻が記憶される。休止から再生再開までの時間には回復が行われているので、この時間を「静止」時間として扱い、再生再開時にその回復した分のクレジットが加算される。

他の例では、ステップ２０４で、決定された最大音量は、ゼロ又は「不定」（すなわち、何であれユーザが望む音量）とすることができる。これらの例では、次のステップ２０６での処理は、決定された最大音量がゼロであるときに限って音量を制御する、すなわち、メディア・プレーヤのオーディオ出力を停止するように動作する。ステップ２０８で、再計算ステップの一部として、ポータブル・メディア・プレーヤのユーザに、クレジットがいくら残っているか指示するためのユーザインタフェース機能が設けられてもよい。この指示は、例えば、残りのクレジットに基づいて、現在の実際の音量でどれ程の長さの出力が許容されるかの指示としてもよい。指示は、（残り時間が閾値量だけしか残されていないときの点滅などの）単純な二値表示としてもよい。

いくつかの例では、例えば、親が、ポータブル・メディア・プレーヤの子供ユーザのための保護パラメータを確実に設定することができるように、保護パラメータを指示させることが確保されている。一例では、ホスト・ソフトウェア１０２は、例えば、「CONFIGURATION OF A COMPUTING DEVICE IN A SECURE MANNER」と題された２００５年７月２６日出願の米国特許出願第１１／１９１，１３３号（その開示全体は本明細書に組み込まれる）に記載されている改竄防止（又は耐改竄）構成ファイルを作成するのに使用される。

以上の説明は、ポータブル・メディア・プレーヤについての説明であった。しかし、いくつかの例では、本明細書で論じた概念は、例えば、セルラ電話機などのオーディオ機器にも適用可能である。いくつかのオーディオ機器では、オーディオ再生特性（audio playback characteristics）は、事前に判断できない（又は、少なくとも大部分は、判断できない）。例えば、ある楽曲の再生特性は、（例えば、図４で示すように）事前に判断できるが、セルラ電話接続を介して話される音声のレベルは、通常、事前には判断できない。よって、かかる状況では、実際の音量の高度な監視が必要となり、クレジットの再計算（あるいは、別のやり方で、音量がどのように制御されるべきか調整すること）は複雑になる場合がある。

以上、本発明を、いくつかの実施形態に関して説明したが、本発明の範囲内に包含される代替形態、置換形態、及び均等物がある。また、本発明の方法及び装置を実施する多くの代替のやり方があることにも留意すべきである。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の主旨及び範囲内に包含される、かかるすべての代替形態、置換形態、及び均等物を含むものとして解釈されるべきである。

ポータブル・メディア・プレーヤと着脱可能な方式で通信を行うホスト・アプリケーションを、ホスト・アプリケーションからポータブル・メディア・プレーヤへの保護パラメータを指示する通信を含めて示す図である。 ポータブル・メディア・プレーヤによるメディア再生の実際の音量に基づいて最大音量値を調整する、ポータブル・メディア・プレーヤにおける処理を示すフローチャートである。 ヘッドホンの種類に基づく、最大音量値を調整する際に用いられる補償係数を示す図である。 楽曲特性に基づく、最大音量値を調整する際に用いられる補償係数を示す図である。

Claims (16)

1. ポータブルオーディオ装置を動作させる方法であって、
   オーディオを再生する再生ステップと、
   前記再生ステップにおける前記オーディオの再生中に、
   前記ポータブルオーディオ装置による前記オーディオの再生に対する最大許容音量を指示する最大音量パラメータを調整する調整ステップであって、前記ポータブルオーディオ装置のユーザによって指示された所望の音量が現在の最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超える場合には、該最大許容音量を低減するように前記最大音量パラメータを調整し、前記所望の音量が現在の最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超えない場合には、該最大許容音量を増大させるように前記最大音量パラメータを調整する調整ステップと、
   一定時間後に、前記調整ステップを繰り返すステップと
   を有することを特徴とする方法。
2. 前記調整ステップは、更に、聴覚に対して相対的に有害な累積的影響からの回復に基づき最大許容音量を増大させる継続時間／音量聴覚安全特性の所定の式に基づくものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ポータブルオーディオ装置を、前記継続時間／音量聴覚安全特性の所定の式を利用するように構成する構成ステップを更に有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記構成ステップは、前記ポータブルオーディオ装置と分離可能なホストコンピュータと通信して対話する対話ステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記調整ステップは、更に、前記ポータブルオーディオ装置のオーディオ生成特性に基づくものであり、前記ポータブルオーディオ装置の前記オーディオ生成特性は、前記ポータブルオーディオ装置に接続されたヘッドホンの特性を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記調整ステップは、更に、前記再生されるオーディオのオーディオ特性に基づくものであり、
   前記ポータブルオーディオ装置と分離可能に結合されたホストコンピュータから、前記ポータブルオーディオ装置に対して、前記オーディオ特性の指示を供給する供給ステップを更に有する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記所望の音量が現在の最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超えない場合、前記所望の音量と前記最大許容音量との差に関する情報、又は、該所望の音量にて許容される再生時間に関する情報を、前記ポータブルオーディオ装置のユーザに提供し、
   前記調整された最大音量パラメータによって指示される最大許容音量がゼロである場合、前記再生ステップを停止し、
   前記所望の音量が前記調整された最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超える場合、オーディオ再生の実際の音量を前記最大許容音量に制限する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. ポータブルオーディオ装置であって、
   オーディオの再生に対応するオーディオ信号を供給するオーディオ出力回路と、
   前記オーディオ出力回路を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、オーディオの再生中に、
   前記オーディオの再生に対する最大許容音量を指示する最大音量パラメータを調整する処理であって、前記ポータブルオーディオ装置のユーザによって指示された所望の音量が現在の最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超える場合には、該最大許容音量を低減するように前記最大音量パラメータを調整し、前記所望の音量が現在の最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超えない場合には、該最大許容音量を増大させるように前記最大音量パラメータを調整する処理を行い、
   一定時間後に、前記最大音量パラメータの調整を繰り返す
   ように構成され、
   前記調整は、更に、聴覚に対して相対的に有害な累積的影響からの回復に基づき最大許容音量を増大させる継続時間／音量聴覚安全特性の所定の式に基づくものである
   ことを特徴とするポータブルオーディオ装置。
9. 前記制御手段は、更に、前記継続時間／音量聴覚安全特性の所定の式を利用し、
   前記継続時間／音量聴覚安全特性の所定の式を利用するように構成された前記制御手段は、前記ポータブルオーディオ装置と分離可能なホストコンピュータと通信して対話するように構成されている
   ことを特徴とする請求項８に記載のポータブルオーディオ装置。
10. 前記調整は、更に、前記オーディオ出力回路のオーディオ生成特性に基づくものであり、
    前記オーディオ出力回路の前記オーディオ生成特性は、前記ポータブルオーディオ装置に接続されたヘッドホンの特性を含む
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載のポータブルオーディオ装置。
11. 前記調整は、更に、前記再生されるオーディオのオーディオ特性に基づくものであり、
    前記制御手段は、更に、前記ポータブルオーディオ装置と着脱可能に結合されたホストコンピュータから、前記オーディオ特性の指示を前記ポータブルオーディオ装置に供給させるように構成されている
    ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のポータブルオーディオ装置。
12. 前記制御手段は、
    前記所望の音量が現在の最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超えない場合、前記所望の音量と前記最大許容音量との差に関する情報、又は、該所望の音量にて許容される再生時間に関する情報を、前記ポータブルオーディオ装置のユーザに提供し、
    前記調整された最大音量パラメータによって指示される最大許容音量がゼロである場合、前記オーディオの再生を停止させ、
    前記ポータブルオーディオ装置のユーザによって指示された所望の音量が前記調整された最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超える場合、オーディオ再生の実際の音量を前記最大許容音量に制限する
    ように構成されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載のポータブルオーディオ装置。
13. ポータブルオーディオ装置を構成する方法であって、
    前記ポータブルオーディオ装置に最大許容音量を指示する最大音量パラメータを指示するステップと、
    前記ポータブルオーディオ装置の制御手段が、前記ポータブルオーディオ装置のオーディオ出力回路のオーディオ出力レベルを、前記指示された最大音量パラメータに基づいて制御するステップと、
    を有し、
    前記指示された最大音量パラメータは、少なくとも改竄に耐え得る方式で前記ポータブルオーディオ装置内に記憶され、かつ、前記指示された最大音量パラメータは聴覚保護プロファイルを指示するものであり、
    前記制御するステップは、
    前記オーディオ出力回路の実際のオーディオ出力レベルが前記聴覚保護プロファイルに従うよう、前記最大音量パラメータを調整する調整ステップであって、前記ポータブルオーディオ装置のユーザによって指示された所望の音量が現在の最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超える場合には、該最大許容音量を低減するように前記最大音量パラメータを調整し、前記所望の音量が現在の最大音量パラメータによって指示される最大許容音量を超えない場合には、該最大許容音量を増大させるように前記最大音量パラメータを調整する調整ステップと、
    一定時間後に、前記調整ステップを繰り返すステップと、
    を含み、
    前記最大音量パラメータは、前記ポータブルオーディオ装置と前記ポータブルオーディオ装置に接続されているホストコンピュータ上で実行されているホスト・アプリケーションとの間の対話の結果として前記ポータブルオーディオ装置に指示されるか、又は、ユーザの前記ポータブルオーディオ装置との直接対話の結果として前記ポータブルオーディオ装置に指示される
    ことを特徴とする方法。
14. 前記制御手段は、前記最大音量パラメータに対応する閾値オーディオ出力特性を決定し、
    前記オーディオ出力回路の前記オーディオ出力レベルは、前記決定された閾値オーディオ出力特性に応じて制御され、
    前記オーディオ出力回路の実際のオーディオ出力の特性に基づいて前記閾値オーディオ出力特性を調整するステップを更に有する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. ポータブルオーディオ装置であって、
    オーディオ信号を出力するオーディオ出力回路と、
    前記オーディオ出力回路によるオーディオ信号の出力中に、前記オーディオ信号の実際のオーディオ出力レベルが所定のオーディオ出力レベル閾値内になるように制限されるように、前記オーディオ出力回路を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記オーディオ出力レベル閾値は、前記ポータブルオーディオ装置のユーザの聴覚を保護するべく規定された聴覚保護プロファイルに基づくものであり、
    前記聴覚保護プロファイルは、ユーザインタフェースを介して前記ポータブルオーディオ装置に直接供給され、
    前記制御手段は、
    前記オーディオ出力回路の実際のオーディオ出力レベルが前記聴覚保護プロファイルに従うよう、前記オーディオ出力レベル閾値を調整する調整手段であって、前記ポータブルオーディオ装置のユーザによって指示された所望の音量が現在のオーディオ出力レベル閾値を超える場合には、該最大許容音量を低減するように前記オーディオ出力レベル閾値を調整し、前記所望の音量が現在のオーディオ出力レベル閾値を超えない場合には、該最大許容音量を増大させるように前記オーディオ出力レベル閾値を調整する調整手段を含み、
    一定時間後に、前記調整手段による前記オーディオ出力レベル閾値の調整を繰り返す
    ことを特徴とするポータブルオーディオ装置。
16. 前記ポータブルオーディオ装置に結合され、前記オーディオ出力レベル閾値を供給するホストコンピュータを更に備え、
    前記ホストコンピュータは、前記ホストコンピュータ上で実行されているアプリケーションに対してユーザインタフェースを介して指示されるオーディオ出力レベル閾値を供給する
    ことを特徴とする請求項１５に記載のポータブルオーディオ装置。

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