JP5401759B2 - 音声出力装置、音声出力方法、音声出力システムおよび音声出力処理用プログラム - Google Patents

Description

この発明は、例えば、ヘッドホン装置や携帯電話端末などの音声出力装置（システム）に関する。また、これらの音声出力システムをコンピュータなどで処理用する方法、およびそのコンピュータのプログラムに関する。

例えば、携帯型のオーディオプレーヤの再生音声信号を音響再生して聴取する場合には、一般的には、ヘッドホン装置やイヤホン装置が用いられて、外部に対して音漏れがないようにされる。

しかしながら、昨今、ヘッドホン装置から漏れる音（いわゆるシャカシャカ音）が、電車内などにおいて、騒音または不愉快音として、社会問題になっている。このヘッドホン装置からの音漏れは、一般的には、聴取者（リスナ）が、比較的、再生音量を大音量に設定して聴取するようにしている場合に生じることが多い。

この問題に関しては、例えば、オーディオプレーヤ側で、自動的に最大音量を抑える手法や、コンプレッサ処理やリミッタ処理で再生音圧を抑える手法（特許文献１（特許３０１６４４６号公報）参照）などが提案されている。

上記の特許文献は、次の通りである。
特許３０１６４４６号公報（特開平０５−４９０９１号公報）

しかしながら、オーディオプレーヤが、上記の特許文献１に記載のようなコンプレッサ処理機能やリミッタ処理機能を有しない場合には、聴取者が音量を絞って小音量で再生音声を聴取するようにしない限り、根本的な解決をすることができなかった。

ところで、聴取者が音量を上げるのは、実際には、聴取していている場所の周囲環境（聴取環境）が、ノイズのために騒がしい環境である場合であることが多いが、この場合は、当該聴取環境自体が騒がしい環境であるため、漏れ音が大きくても、周囲の人々は、当該漏れ音を騒音または不愉快音として感じることは少ない。

しかし、聴取者がそのように大音量に設定した状態のままで、前記の騒がしい聴取環境から他の場所に移動した場合に、音楽聴取に集中している場合においては、移動先の聴取環境ではノイズレベルが下がっていることがあっても、そのことに気づかない場合が多々ある。このような場合には、移動後の聴取環境では、周囲ノイズが静かなため、漏れ音自体が小さくても、聴取者本人も意図することなく、漏れ音により周囲の人々に迷惑を掛けてしまっていることがある。

この発明は、以上の問題点を解決することができる音声出力装置および方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、
ヘッドホン装置と、
前記ヘッドホン装置が接続される音声出力装置とからなる音声出力システムにおいて、 前記ヘッドホン装置は、
ヘッドホン筐体の内部に設けられ、前記音声出力装置からの第１の音声信号を音響再生出力する電気−音響変換手段と、
前記ヘッドホン筐体の外部の周辺音声を第２の音声信号として収音する収音手段と、
を備え、
時間領域の前記第２の音声信号を周波数領域の第３の信号に変換する第１のＦＦＴ処理回路と、
前記第１の音声信号に対して、前記電気−音響変換手段で音響再生されて出力された音声が前記ヘッドホン筐体の外部に漏れて前記収音手段で収音されるときの、前記電気−音響変換手段から前記収音手段までの伝達特性に応じた係数を乗算する乗算回路と、前記乗算回路から出力された信号を周波数領域の第４の信号に変換する第２のＦＦＴ処理回路と、前記第３の信号と前記第４の信号とについて、周波数毎の差分値を求める差分値計算回路と、前記差分値計算回路で求められた前記差分値から、１ＫＨｚ〜３ＫＨｚの周波数帯域に対して重み付けを行い、前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズの大きさを判定する判定回路と、により形成され、前記収音手段で収音されて得られた前記第２の音声信号に基づいて、前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズを評価する周囲ノイズ評価手段と、
前記周囲ノイズ評価手段での前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズの評価結果に基づいて、前記第１の音声信号に対して前記電気−音響変換手段で再生出力される音量を制御し、音漏れ防止機能を有する音声出力制御回路と、
を備え、
前記音声出力制御回路は、前記第１の音声信号が無音となっている時を除いて、前記ヘッドホン装置に操作入力のあったときの前記周囲ノイズ評価手段の判定結果に基づいて、聴取環境が静かな環境であることを示す閾値以下では音漏れ抑圧制御を開始し、聴取環境の騒音が大きい環境をであるとことを示す閾値以上では音漏れ抑圧制御を停止するように制御されるようにした音声出力システム。
そして、
前記音声出力制御回路は、前記第１の音声信号が無音となっている時を除いて、前記ヘッドホン装置に操作入力のあったときの前記周囲のノイズ評価手段の判定結果に基づいて、聴取環境が静かな環境であることを示す閾値以下では音漏れ抑圧制御を開始し、聴取環境の騒音が大きい環境をであるとことを示す閾値以上では音漏れ抑圧制御を停止するように制御されるようにした音声出力装置を提供するものである。

上述の構成の請求項１の発明においては、収音手段は、筐体外の周囲音声（周囲ノイズ）を収音する。そして、周囲ノイズ評価手段は、この収音手段で収音されて得られた第２の音声信号に基づいて、筐体外の周囲ノイズを評価する。音声出力制御手段は、その周囲ノイズの評価結果に応じて、第１の音声信号が音響再生出力される音の量の制御を行い、特に音漏れを防止することが出来る。

例えば、周囲が騒がしい聴取環境においては、周囲のノイズ成分が多いために、音漏れがあっても他者は、その音漏れを騒音または不愉快音として感じることは少ない。そのため、音声出力制御手段では、音響再生出力される音の量を抑圧する必要はないとして、第１の音声信号の音量を絞るなどの制御を行なわないように制御することが出来る。

一方、周囲ノイズ評価手段で、周囲が静かな聴取環境であると判定評価したときには、音漏れがあると、それが耳障りとなってしまう。そこで、このときには、周囲ノイズ評価手段の評価結果に基づいて、音声出力制御手段は、第１の音声信号の音響再生出力による音漏れを抑圧するように音の量を制御し、他人の迷惑とならないようにすることができる。

また、請求項２の構成を有することによって、上記の音漏れがある程度大きくなると周囲ノイズ評価手段の評価結果に基づいて、ユーザに音漏れについて注意するように報知をすることが出来る

請求項３に記載の発明は
ヘッドホン筐体の内部に設けられ、音声出力装置からの第１の音声信号を音声出力制御手段を介して音響再生出力する電気−音響変換手段と、前記ヘッドホン筐体の外部の周辺音声を第２の音声信号として収音するための収音手段とを備えたヘッドホン装置が接続される音声出力装置の、前記収音手段で収音されて得られた第２の音声信号に基づいて前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズを評価する周囲ノイズ評価手段とを備えた音声出力システムにおける音声出力方法において、
前記周囲ノイズ評価手段に対して、
前記音声出力制御手段に供給される前記第２の音声信号を周波数領域の第３の信号に変換する処理と、
前記第１の音声信号に対して、 前記電気−音響変換手段で音響再生されて出力された音声が前記ヘッドホン筐体の外部に漏れて前記収音手段で収音されるときの、前記電気−音響変換手段から前記収音手段までの伝達特性に応じた係数を乗算する処理と、
前記乗算する処理において出力された信号を周波数領域の第４の信号に変換する処理と、
前記第３の信号と前記第４の信号とについて、周波数毎の差分値を求める差分値計算処理と、
前記差分値計算処理で求められた前記差分値に対しては、１ＫＨｚ〜３ＫＨｚの周波数帯域に対して重み付けし、前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズの大きさを判定する判定処理と、
第１の音声信号が無音でないときに、ヘッドホン装置の操作入力時のタイミング時に行った判定処理に基づいて、聴出環境が静かな環境であると判断したときは音漏れ抑圧を行い、聴出環境の騒音が大きいと判定したときは、音漏れ抑圧を不要とするように前記音声出力制御手段のゲインコントロールと、
を実行する音響出力方法としたものである。

聴取者は、例えば騒がしい聴取環境の場所から静かな聴取環境の場所に移動した場合に、前記請求項２に記載されている発明を適応させると、報知手段により、音漏れが生じていることに気づき、音量を絞るなどの的確な処理をするようになる。

請求項４に関わる発明は、請求項１に記載したような音声出力装置を、例えばコンピュータによって実現させることが出来るプログラムに関するものである。

以下、この発明の音声出力装置の実施形態の幾つかを、図を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
図１は、この発明の音声出力装置をヘッドホン装置に適用した場合の第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。

図１においては、説明の簡単のため、ヘッドホン装置のリスナ（聴取者）１の右耳側の部分のみについての構成を示している。これは、後述する他のヘッドホン装置の実施形態の場合も同様である。なお、左耳側の部分も同様に構成されるのは言うまでもない。

図１では、リスナ１が実施形態のヘッドホン装置を装着したことにより、リスナ１の右耳が右耳用ヘッドホン筐体（ハウジング部）２により覆われている状態を示している。ヘッドホン筐体２の内側には、電気信号である音声信号を音響再生する電気−音響変換手段としてのヘッドホンドライバーユニット（以下、単にドライバーという）１１が設けられている。

そして、この実施形態では、ヘッドホン筐体２の外側には、当該筐体２外の、リスナ１の周辺聴取環境における音声（周囲ノイズ）を収音することができるように、収音手段（音響−電気変換手段）としてのマイクロホン１２が取り付けられている。つまり、ヘッドホン筐体２の、外側に露呈する部分の所定の位置において、マイクロホン１２が、ヘッドホン筐体２の周囲ノイズを収音するような態様で取り付けられている。

音声信号入力端１３は、聴取対象の音声信号Ｓが入力される端子部であるが、これは、例えば携帯型音楽再生装置のヘッドホンジャックに差し込まれるヘッドホンプラグから構成されるものである。この実施形態では、この音声信号入力端１３と、左右の耳用のドライバー１１と、マイクロホン１２との間の音声信号伝送路中には、Ａ／Ｄ変換回路２１、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２２、Ｄ／Ａ変換回路２３、パワーアンプ２４、マイクロホンアンプ（以下、単にマイクアンプという）２５、Ａ／Ｄ変換回路２６などを備える音声信号処理部２０が設けられる構成とされている。

図示は省略するが、この音声信号処理部２０とドライバー１１、マイクロホン１２、また、音声信号入力端１３を構成するヘッドホンプラグとの間は、接続ケーブルで接続されている。２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、音声信号処理部２０に対して接続ケーブルが接続される接続端子部である。

音声信号入力端１３を通じて入力される携帯型音楽再生装置からの音声信号Ｓは、この例では、Ａ／Ｄ変換回路２１でデジタル音声信号Ｓａに変換された後、ＤＳＰ２２に供給される。

この例では、ＤＳＰ２２は、デジタルイコライザ回路２２１と、音声出力制御回路２２２と、周囲ノイズ評価部２２３と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備える制御部２２４とを備えて構成されている。Ａ／Ｄ変換回路２１からのデジタル音声信号Ｓａは、ＤＳＰ２２においては、デジタルイコライザ回路２２１に供給されて、振幅−周波数特性補正や位相−周波数特性補正などが、あるいはその両方などの音質補正がなされる。

そして、このデジタルイコライザ回路２２１からの音声信号Ｓｅは、音声出力制御回路２２２および周囲ノイズ評価部２２３に供給される。

音声出力制御回路２２２は、この実施形態では、後述するように、周囲ノイズ評価部２２３からの制御信号に基づいて、筐体２外の周囲ノイズが小さく静かな聴取環境であって、音漏れが生じている場合には他者がその音漏れを騒音または不愉快音として感じやすい聴取環境においては、音声信号Ｓｅについての音量を、予め定められている規定分だけ、下げるように制御し、また、筐体２外の周囲ノイズが大きく、騒がしい聴取環境であって、音漏れが生じていても、それが他者に騒音または不愉快音として感じられにくい聴取環境においては、音声信号Ｓｅについての出力音量はそのままとするものである。

この音声出力制御回路２２２からのデジタル音声信号は、Ｄ／Ａ変換回路２３に供給されてアナログ音声信号に変換され、パワーアンプ２４を通じてドライバー１１に供給されて、音響再生される。

一方、マイクロホン１２で収音されて得られた音声信号は、マイクアンプ２５を通じてＡ／Ｄ変換回路２６に供給されてデジタル音声信号Ｍｓとされ、ＤＳＰ２２の周囲ノイズ評価部２２３に供給される。

周囲ノイズ評価部２２３は、原理的には、主として、Ａ／Ｄ変換回路２６からのデジタル音声信号Ｍｓから筐体２外の周囲ノイズの大きさを判定して騒がしい聴取環境か、静かな聴取環境かを判定評価するようにする。

しかし、ドライバー１１で音響再生された出力音により、ヘッドホン筐体２の外部に音漏れが実際に生じている場合には、マイクロホン１２が収音する周囲ノイズに当該音漏れ音が含まれ、その音漏れ音が大きい場合には、周囲環境が静かな環境であっても、その音漏れ音を周囲ノイズとして検知してしまうおそれがある。

そこで、この実施形態では、この問題点にかんがみ、周囲ノイズ評価部２２３では、Ａ／Ｄ変換回路２６からのデジタル音声信号Ｍｓから、音漏れ音の成分を除去するようにする。ここで、音漏れ音は、デジタルイコライザ回路２２１からのデジタル音声信号Ｓｅを音響再生したものであるので、この実施形態では、デジタルイコライザ回路２２１からのデジタル音声信号Ｓｅを周囲ノイズ評価部２２３に供給する。

そして、この実施形態では、周囲ノイズ評価部２２３では、Ａ／Ｄ変換回路２６からのデジタル音声信号Ｍｓのみならず、このデジタルイコライザ回路２２１からのデジタル音声信号Ｓｅをも考慮して、筐体２外の周囲ノイズを判定および評価するようにする。すなわち、
そして、この例においては、後述もするように、周囲ノイズ評価部２２３は、周囲が静かな聴取環境であると判定評価したときには、音漏れが生じないように、音声出力制御回路２２２に供給する制御信号として、音量を規定分だけ下げるように指示する信号を供給する。また、周囲ノイズ評価部２２３は、周囲ノイズが大きく、筐体２外の周辺環境が騒がしい聴取環境であると判定評価したときには、音漏れは生じていても、それが他者に対する影響が少ないと認定し、音声出力制御回路２２２に供給する制御信号としては、出力音量はそのままとする信号を供給する。

これにより、周囲ノイズ評価部２２３で、筐体２外の周囲ノイズ環境が静かで、音漏れが他者に対して耳障りな騒音として聴取されやすいと判定評価したときには、音声出力制御回路２２２により、ドライバー１１に供給する音声信号Ｓｅの音量が自動的に低減されて、音漏れが抑圧されるものである。

この実施形態では、周囲ノイズ評価部２２３は、常時、音漏れ評価処理動作をするのではなく、聴取環境が変化したときなどを考慮して、以下のタイミングを制御部２２４が検知したときに、制御部２２４が周囲ノイズ評価部２２３における周囲ノイズ評価処理を起動させるようにする。

制御部２２４が周囲ノイズ評価部２２３に対して周囲ノイズ評価処理の開始を指示するタイミングの例を以下に示す。

（タイミング１）
ヘッドホン装置のプラグ（端子１３に対応）が携帯型音楽再生装置のヘッドホンジャックに挿入されて、ＤＳＰ２２に電源電圧が、携帯型音楽再生装置から供給されたときに、その電源電圧の立ち上がりを、ＣＰＵを備える制御部２２４が検知したとき、制御部２２４が周囲ノイズ評価部２２３における周囲ノイズ評価処理を起動する。

（タイミング２）
ＤＳＰ２２で、制御部２２４のＣＰＵが、内部クロックを計数することで、所定時間の経過を計測し、当該所定時間が経過する毎に、周囲ノイズ評価部２２３における周囲ノイズ評価処理を起動する。

（タイミング３）
図示は省略するが、ＤＳＰ２２内に、デジタル音声信号Ｍｓおよびデジタル音声信号Ｓｅに関し、それぞれの信号Ｍｓ、Ｓｅの時間波形の瞬時的振幅値またはエネルギー値を検出する検出回路と、その検出回路の検出出力である瞬時的振幅値またはエネルギー値が予め定めた一定の閾値を超えたか否かを判断する判断回路を設け、判断回路の出力をＣＰＵが監視して、デジタル音声信号Ｍｓまたはデジタル音声信号Ｓｅの時間波形の瞬時的振幅値またはエネルギー値が、予め定めた一定の閾値を超えたときに、制御部２２４が周囲ノイズ評価部２２３における周囲ノイズ評価処理を起動する。

（タイミング４）
図示は省略するが、ＤＳＰ２２内に、デジタル音声信号Ｍｓおよびデジタル音声信号Ｓｅに関し、それぞれの信号Ｍｓ、Ｓｅの周波数解析を行なうＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理回路と、その周波数解析結果の周波数振幅値が予め定めた一定の閾値を超えたか否かを判断する判断回路を設け、判断回路の出力をＣＰＵが監視して、デジタル音声信号Ｍｓまたはデジタル音声信号Ｓｅの周波数振幅値が、予め定めた一定の閾値を超えたときに、制御部２２４が周囲ノイズ評価部２２３における周囲ノイズ評価処理を起動する。

（タイミング５）
聴取者が、所定の操作をしたことをＤＳＰ２２の制御部２２４が検知したときに、制御部２２４が周囲ノイズ評価部２２３を起動する。ここで、聴取者の所定の操作の検知は、例えば図示を省略する操作ボタンを音声信号処理部２０に対して設けて、その操作ボタンの操作の有無を制御部２２４が検知できるようにすることで実現できる。また、例えば、聴取者が、筐体２を叩打（ここで、叩打とは１回または複数回叩くことを意味するものとする）したことを、マイクロホン１２からの音声信号から検出する検出手段を設け、その検出手段の検出出力をＣＰＵが監視して、聴取者による筐体２の叩打があったことを検知したときに、制御部２２４が周囲ノイズ評価部２２３におけるノイズ評価処理を起動するように構成することもできる。

この実施形態では、以上のようなタイミング１〜５のすべてにおいて、周囲ノイズ評価部２２３におけるノイズ評価処理を起動するようにする。しかし、上記のタイミング１〜５のいずれか一つのタイミングで、周囲ノイズ評価部２２３におけるノイズ評価処理を起動するようにしても良い。また、上記のタイミング１〜５の中から、複数個を抽出して、それらのタイミングで、周囲ノイズ評価部２２３におけるノイズ評価処理を起動するようにしても良い。

なお、音声信号Ｓｅに関し、例えば曲間の無音区間や、その他の無音区間のときには、外部の聴取環境が静かなときには、誤判定してしまうおそれがあるので、前記無音区間では、制御部２２４は周囲ノイズ評価部２２３における周囲ノイズ評価処理を起動させないようにする。

図２は、ＤＳＰ２２での制御部２２４による周囲ノイズ評価処理および音漏れ抑圧制御処理のタイミング制御のためのフローチャートである。

すなわち、まず、制御部２２４は、上述したタイミング１〜５のうちのいずれかになったか否かにより、周囲ノイズ評価タイミングになったか否か判別し（ステップＳ１０１）、周囲ノイズ評価タイミングになったと判別したときには、周囲ノイズ評価部２２３を起動して、周囲ノイズ評価処理を実行する（ステップＳ１０２）。

周囲ノイズ評価部２２３は、周囲ノイズ評価処理を実行し、周囲聴取環境が、音漏れ抑圧が必要な聴取環境であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。すなわち、聴取環境が静かな聴取環境であるときには音漏れ抑圧が必要であると判別し、また、聴取環境が、ノイズが多く騒がしい聴取環境であるときには音漏れ抑圧は必要ではないと判別する。

そして、このステップＳ１０３で、音漏れ抑圧が必要であると判別したときには、周囲ノイズ評価部２２３は、音声出力制御回路２２２に、音漏れ抑圧制御実行信号を供給して、音漏れ抑圧制御を開始させる（ステップＳ１０４）。また、ステップＳ１０３で、音漏れ抑圧は必要ではないと判別したときには、周囲ノイズ評価部２２３は、音漏れ抑圧制御回路２２２に、音漏れ抑圧制御を停止させる音漏れ抑圧制御停止信号を供給して、音漏れ抑圧制御を停止させ、聴取者が設定した音量のまま音声信号Ｓｅを、パワーアンプ２４に出力させるようにする（ステップＳ１０５）。

［音声出力制御回路２２２の構成例］
この実施形態では、音声出力制御回路２２２は、音漏れ抑圧制御処理機能を備え、前述したように、周囲ノイズ評価部２２３からの音漏れ抑圧制御実行信号を受けている間は音漏れ抑圧制御処理を実行し、音漏れ抑圧制御停止信号を受けている間は、音漏れ抑圧制御処理を行なわず、イコライザ回路２２１からの音声信号Ｓｅをそのまま出力するようにする。この音声出力制御回路２２２における音漏れ抑圧制御処理としては、規定分だけ、音量を下げる音量低減処理を用いるようにするが、これに限られるわけではない。

例えば、音漏れ抑圧制御処理機能として、上限を定めて、音量が所定以上、上がらないようにするコンプレッサ処理を施したり、リミッタ処理を行なったりするように構成しても良い。すなわち、音量が所定以下のときには音量低減は行なわれないが、音量が所定以上であるような音声信号については、その音量が所定以上にならないように抑圧制御（コンプレッサ処理）する、あるいは、その音量の最大値が所定値に制限（リミッタ処理）するようにする。

また、音漏れとして他者に耳障りである、前述したいわゆるシャカシャカ音の周波数帯域（例えば１ｋＨｚ〜３ｋＨｚ）の信号成分のみを、低減するように制御することが好ましい。

また、音漏れ抑圧制御処理として、規定分だけ、音量を下げる音量低減処理を用いるようにする場合において、常に、当該音量低減処理を行なうようにしてもよいが、イコライザ回路２２１からの音声信号Ｓｅの音量レベル（利得）を検査し、その音量レベルが高いときにのみ、音量低減処理を行うようにしてもよい。

なお、この場合の音量レベルを検査する方法としては、音声信号Ｓｅの信号レベルを検査する方法のほか、この実施形態の音声出力装置に対して音声信号Ｓを供給する音声再生装置からの音量情報を取得して、その音量情報を用いるようにしても良い。

［周囲ノイズ評価部２２３の構成例］
次に、周囲ノイズ評価部２２３の幾つかの構成例を説明する。

＜第１の例＞
図３は、周囲ノイズ評価部２２３の第１の構成例で、この例においては、周囲ノイズ評価部２２３は、差分値計算部３１と、差分値判定部３２と、コントロール信号生成部３３と、Ｈ´乗算回路３４とから構成される。

図１に示すように、ヘッドホン筐体２の内部のドライバー１１から、ヘッドホン筐体２の外部のマイクロホン１２までの伝達関数をＨとすると、この伝達関数Ｈを用いることで、ドライバー１１で音響再生された再生音が、筐体２内から外部に漏れたとき、マイクロホン１２の位置ではどのような時間波形になるかを推定することできる。

この実施形態では、周囲ノイズ評価部２２３では、デジタル音声信号Ｍｓから、デジタル音声信号Ｓｅの音響再生音の筐体２外への音漏れ成分を除去するようにするが、その除去する信号として、デジタル音声信号Ｓｅそのものとするのではなく、前記伝達関数Ｈを考慮してマイクロホン１２の位置での再生音となるように生成した信号Ｓｅ´を用いるものである。

この伝達関数Ｈは、予め測定しておくことで、既知とすることができる。伝達関数Ｈ自身は、ヘッドホン筐体２内の共振や反射を多く含み、複雑になることが多い。そこで、実際は、計算量の関係で、この伝達関数Ｈの特徴を近似した伝達関数Ｈ´を用いる。

すなわち、この実施形態においては、デジタルイコライザ回路２２１の出力信号Ｓｅは、Ｈ´乗算回路３４に供給されて、伝達関数Ｈ´が乗算され、信号Ｓｅ´が生成される。この信号Ｓｅ´は、前述したように、信号Ｓｅをドライバー１１で音響再生したときに筐体２から漏れて、マイクロホン１２で収音される音に対応したものである。

したがって、信号Ｍｓから、信号Ｓｅ´が減算される結果の差分は、マイクロホン１２で収音される外部ノイズ成分のみとすることが可能であり、周囲ノイズ評価判定精度の向上が期待できる。

ところで、伝達関数Ｈを使用して演算する際は、そのインパルス応答ｈをＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）演算することが多い。しかし、ＦＩＲ演算は、ＤＳＰやＣＰＵによる演算においては、計算機リソースを多く消費してしまう。そこで、この実施形態では、前記伝達関数Ｈの特徴を近似した伝達関数Ｈ´を用い、Ｈ´乗算回路３４は、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）のフィルタとして実現して、前記の問題点を回避している。

以上の点を考慮して、この実施形態では、デジタル音声信号Ｍｓが差分値計算部３１に供給されると共に、Ｈ´乗算回路３４からのデジタル音声信号Ｓｅ´が供給され、この差分値計算部３１において、デジタル音声信号Ｍｓからデジタル音声信号Ｓｅ´が減算されて、その差分値Ｄとして、ドライバー１１の音響再生音の筐体２外への音漏れ成分を除去したものが得られる。

差分値計算部３１で求められた差分値Ｄは、差分値判定部３２に供給される。差分値判定部３２では、予め定められた所定時間長分の規定区間内における差分値Ｄのエネルギー値を求め、求めたエネルギー値が、予め定めた閾値Ｅｔｈよりも大きいか否かを判別する。

ここで、規定区間の長さは、周囲ノイズを判定するのに十分な時間長であって、この規定期間は、デジタル音声信号のサンプリング周波数Ｆｓを、例えば４８ｋＨｚとしたとき、例えば４０９６サンプル分の期間とされる。

そして、差分値判定部３２は、求めた規定区間内における差分値Ｄのエネルギー値が、予め定めた閾値Ｅｔｈよりも大きいと判別したときには、周囲ノイズが大きく騒がしい聴取環境であると判定し、その判定結果の情報を、コントロール信号生成部３３に供給する。

また、差分値判定部３２は、規定区間内における差分値Ｄのエネルギー値が、予め定めた閾値Ｅｔｈよりも小さいと判別したときには、周囲ノイズは少なく、静かな聴取環境であると判定し、その判定結果の情報を、コントロール信号生成部３３に供給する。

コントロール信号生成部３３は、差分値判定部３２からの前記判定結果の情報に基づいて、周囲聴取環境は静かな聴取環境であって音漏れ抑圧が必要であるときには、音漏れ抑圧開始実行信号を生成して、音漏れ抑圧制御回路２２２に出力し、また、拾遺聴取環境が騒がしい聴取環境であって音漏れ抑圧が必要でないときには、音漏れ抑圧制御停止信号を生成して、音声出力制御回路２２２に出力する。

これにより、音声出力制御回路２２２では、音漏れ抑圧が必要な聴取環境では、音漏れ抑圧制御がなされ、音漏れ抑圧が必要でなくなると、音漏れ抑圧制御が停止されて、音量など、聴取者が設定したままの状態で音声信号Ｓｅがドライバー１１で音響再生されるものである。

なお、差分値判定部３２では、予め定めた規定期間内の差分値Ｄのエネルギー値ではなく、前記規定期間内における差分値Ｄの最大振幅値が、予め定めた閾値よりも小さいときには、周囲聴取環境は周囲ノイズが小さい静かな聴取環境であって、音漏れ抑圧が必要であると判断し、また、前記規定期間内における差分値Ｄの最大振幅値が、予め定めた閾値よりも大きいときには、周囲聴取環境は周囲ノイズが大きい騒がしい聴取環境であって、音漏れ抑圧は必要でないと判断するようにしてもよい。

なお、図３において、Ｈ´乗算回路２２５を用いる代わりに、信号Ｓｅに対して、時間軸において、インパルス応答ｈ´（伝達関数Ｈ´に関するもの）を畳み込むようにしたものを用いても良い。

＜第２の例＞
図４は、周囲ノイズ評価部２２３の第２の構成例で、この例は、デジタル音声信号Ｍｓと、デジタル音声信号Ｓｅ´とは、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換して、両信号ＭｓおよびＳｅ´は、周波数領域で減算して差分値を求めるようにした例である。

この第２の例においては、周囲ノイズ評価部２２３は、Ｈ´乗算回路３４と、ＦＦＴ処理回路３５，３６と、周波数振幅差分値計算部３７と、周波数振幅差分値判定部３８と、コントロール信号生成回路３９とから構成される。

そして、ＦＦＴ処理回路３５は、例えば前記規定区間分のデジタル音声信号Ｍｓについて、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、その変換後の周波数領域の信号Ｍｓ＿ｆを周波数振幅差分値計算部３７に供給する。

また、同様に、ＦＦＴ処理回路３６は、Ｈ´乗算回路３４からの前記規定区間分のデジタル音声信号Ｓｅ´について、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、その変換後の周波数領域の信号Ｓｅ＿ｆを周波数振幅差分値計算部３７に供給する。

周波数振幅差分値計算部３７では、周波数領域の信号Ｓｅ＿ｆと、信号Ｍｓ＿ｆとについて差分を求める。すなわち、信号Ｓｅ＿ｆと、信号Ｍｓ＿ｆとについて、各周波数毎に差分を求め、その差分のエネルギー値や最大振幅値を相関性の判定のパラメータとして算出する。

ここで、周波数振幅差分値計算部３７では、予め音漏れが出やすい、例えばいわゆるシャカシャカ音の周波数帯域（例えば１ｋＨｚ〜３ｋＨｚ）についての差分値の重みを高くしたり、また、周囲ノイズが発生しやすい低域についての差分値の重みも高くしたりするようにしてもよい。

周波数振幅差分値計算部３７で求められた周波数毎差分値ＦＤは、周波数振幅差分値判定部３８に供給される。周波数振幅差分値判定部３８では、第１の例と同様に、音漏れ抑圧が必要であるか否かを判断する。すなわち、周波数振幅差分値判定部３８では、予め定められた所定時間長分の規定区間内における周波数毎差分値ＦＤのエネルギー値の合計を求め、求めた周波数毎差分値ＦＤのエネルギー値の合計が、予め定めた閾値よりも大きいか否かを判別する。

そして、周波数振幅差分値判定部３８では、求めた規定区間内における周波数毎差分値ＦＤのエネルギー値の合計が、予め定めた閾値よりも大きいと判別したときには、周囲ノイズが大きく騒がしい聴取環境であると判定し、その判定結果の情報を、コントロール信号生成部３９に供給する。

また、周波数振幅差分値判定部３８は、規定区間内における周波数毎差分値ＦＤのエネルギー値の合計が、予め定めた閾値よりも小さいと判別したときには、周囲ノイズは少なく、静かな聴取環境であると判定し、その判定結果の情報を、コントロール信号生成部３９に供給する。

コントロール信号生成部３９は、周波数振幅差分値判定部３８からの前記判断結果の情報に基づいて、音漏れ抑圧が必要であるときには、音漏れ抑圧開始実行信号を生成して、音漏れ抑圧制御回路２２２に出力し、また、音漏れ抑圧が必要でないときには、音漏れ抑圧制御停止信号を生成して、音漏れ抑圧制御回路２２２に出力する。

これにより、音漏れ抑圧制御回路２２２では、音漏れ抑圧が必要な聴取環境では、音漏れ抑圧制御がなされ、音漏れ抑圧が必要でなくなると、音漏れ抑圧制御が停止されて、音量など、聴取者が設定したままの状態で音声信号Ｓｅがドライバー１１で音響再生されるものである。

［第２の実施形態］
上述の第１の実施形態では、信号Ｓｅおよび信号Ｍｓの全周波数帯域について、周囲ノイズ評価および判定を行なうようにしたが、周囲ノイズ評価および判定を、前述したいわゆるシャカシャカ音の周波数帯域（例えば１ｋＨｚ〜３ｋＨｚ）のみに制限して行なっても良い。第２の実施形態は、その場合の実施形態である。

図５は、この第２の実施形態のヘッドホン装置の構成例を示すブロック図である。この図５に示すように、Ａ／Ｄ変換回路２６からのデジタル音声信号Ｍｓは、例えば１ｋＨｚ〜３ｋＨｚを通過帯域とする周波数帯域制限フィルタ２２５を通じて、周囲ノイズ評価部２２３に供給され、また、イコライザ回路２２１からのデジタル音声信号Ｓｅは、例えば１ｋＨｚ〜３ｋＨｚを通過帯域とする周波数帯域制限フィルタ２２６を通じて、周囲ノイズ評価部２２３に供給される。

その他の構成および処理動作は、上述の第１の実施形態と全く同様とされる。

この第２の実施形態によれば、他者が特に耳障りであると感じるシャカシャカ音が大きいときに、音漏れ抑圧制御がなされるので、非常に効果的である。

［第３の実施形態］
上述の実施形態では、音漏れが生じているときには、音漏れ抑圧制御処理を、再生音声信号Ｓｅに対して施すようにしたが、聴取者に対して、周囲聴取環境が静かであって音漏れが感取され易い聴取環境であることを報知し、この報知を受けた聴取者が、自分で音量を絞るなどの操作をすることでも、音漏れを防止することができる。

この観点から、この第３の実施形態では、周囲ノイズ評価部２２３からの音漏れ抑圧が必要であるか否かの判断結果の情報に基づいて、聴取者に、現在の聴取環境が、音漏れが感取され易い聴取環境であること、および音漏れを低減させるように音量を絞るなどの操作を促す注意メッセージを報知するようにする。

図６は、この第３の実施形態を適用したヘッドホン装置の構成例を示すブロック図である。この実施形態では、音声出力制御回路２２２の代わりに、注意音声信号発生部２２７が設けられ、周囲ノイズ評価部２２３からの音漏れ抑圧が必要であるか否かの判断結果の情報が、この注意音声信号発生部２２７に、その注意音声メッセージの出力制御信号として供給される。

この注意音声信号発生部２２７は、例えば、「音漏れが感取され易い環境です。音量を下げてください」などの音声メッセージを記憶するメモリと、その読み出し制御部で構成され、読み出し制御部は、周囲ノイズ評価部２２３からの音漏れ抑圧が必要であるか否かの判断結果の情報に応じて、前記音声メッセージの注意音声信号の読み出しを制御する。

すなわち、注意音声信号発生部２２７の読み出し制御部は、周囲ノイズ評価部２２３からの音漏れ抑圧が必要であるか否かの判断結果の情報が、音漏れ抑圧が必要であるとする情報であるときには、注意音声信号をメモリから読み出して、加算回路２２８に供給するようにする。

また、注意音声信号発生部２２７の読み出し制御部は、周囲ノイズ評価部２２３からの音漏れ抑圧が必要であるか否かの判断結果の情報が、音漏れ抑圧が必要ではないとする情報であるときには、注意音声信号をメモリから読み出すのを停止、あるいは、メモリから注意音声信号は読み出さない。したがって、注意音声信号は、加算回路２２８には供給されないようにする。

一方、デジタルイコライザ回路２２１からの信号Ｓｅは、そのまま加算回路２２８に供給される。そして、この加算回路２２８からの出力音声信号が、Ｄ／Ａ変換回路２３に供給され、パワーアンプ２４を通じてドライバー１１に供給されて音響再生される。

図６において、周囲ノイズ評価部２２３の構成およびその処理動作や、その他の構成は、上述の第１の実施形態または第２の実施形態で説明したものと同様とされる。

以上のように構成されるので、この第３の実施形態においては、周囲ノイズ評価部２２３で、音漏れ抑圧が必要であると判断されるような状況においては、警告音声信号が加算回路２２８で、再生音声信号Ｓｅに加算されてドライバー１１に供給されて、音響再生される。

そして、これに応じて、聴取者が再生音声信号Ｓｅに対する音量を絞るなどの操作をすると、周囲ノイズ評価部２２３で、音漏れ抑圧が必要ではないと判断される状況になり、注意音声信号発生部２２７からの警告音声信号の読み出しが停止される。聴取者が再生音声信号Ｓｅに対する音量を絞るなどの操作を行なわず、周囲ノイズ評価部２２３で、音漏れ抑圧が必要であると判断されるような状況が続いている間は、注意メッセージが再生し続けることになる。

なお、この場合に、注意音声信号発生部２２７は、注意音声信号を、１回あるいは複数回（例えば２回）、読み出して、それを加算回路２２８に供給するようにしたら、その後の読み出しは、停止するようにしてもよい。

以上のようにして、この第３の実施形態によれば、注意音声メッセージに応じて、聴取者は、音漏れを防止するような、例えば音量を絞る操作などを行なうようになるので、音漏れを間接的ではあるが、抑圧することができるものである。

なお、上述の第３の実施形態の説明では、注意音声メッセージを、ドライバー１１に供給する音声信号Ｓｅに加算して音響再生するようにしたが、音声信号Ｓｅに加算するのではなく、例えばブザーを設けてそのブザー音を鳴らしたり、例えば「ピー、ピー、ピー・・・」というような警告音を発生させたりして、聴取者に音漏れ発生に関する注意や警告をして、音漏れ抑圧操作を促すようにしても良い。

なお、音声メッセージや警告音を鳴らす代わりに、表示部を設けて、注意や警告を表示したり、注意ランプや警告ランプを点滅させるなどの表示をしたりするようにしても良い。

［第４の実施形態］
以上説明した各実施形態のヘッドホン装置では、ヘッドホン筐体２の外側に露呈した部分に設置したマイクロホン１２で収音した音声信号を、再生音声信号Ｓｅとともに、周囲ノイズ評価判定に用いるようにしたが、マイクロホン１２は、当該周囲ノイズ評価判定のために特に設置したものであっても良いし、他の機能のために設置されるマイクロホンを兼用するようにしても良い。

第７図は、マイクロホン１２が、フィードフォワード型のノイズ低減機能を実現するために設けられたマイクロホンとした場合の、ヘッドホン装置の実施形態（第４の実施形態）である。

この第４の実施形態では、リスナ１の音楽聴取環境において、ヘッドホン筐体２の外のノイズ源３から、ヘッドホン筐体２内のリスナ１の音楽聴取位置に入り込むノイズを、フィードフォワード方式で低減して、音楽を良好な環境で聴取することができるようにする。

フィードフォワード方式のノイズ低減システムは、基本的には、図７に示すように、ヘッドホン筐体２の外側に設置されたマイクロホン１２で収音したノイズ３に対して適切なフィルタリング処理をしてノイズ低減音声信号を生成し、この生成したノイズ低減音声信号を、ヘッドホン筐体２の内部のドライバー１１にて音響再生し、リスナ１の耳に近いところで、ノイズ（ノイズ３´）をキャンセルするようにする。

マイクロホン１２で収音されるノイズ３と、ヘッドホン筐体２内のノイズ３´とは、両者の空間的位置の違い（ヘッドホン筐体２の外と内の違いを含む）に応じた異なる特性となる。したがって、フィードフォワード方式では、マイクロホン１２で収音したノイズ源３からのノイズと、ノイズキャンセルポイントＰｃにおけるノイズ３´との空間伝達関数の違いを見込んで、ノイズ低減音声信号を生成するようにする。

この実施形態では、フィードフォワード方式のノイズ低減音声信号生成部として、デジタルフィルタ回路３０１を用いる。このデジタルフィルタ回路３０１は、この実施形態ではＤＳＰ２２内に構成される。

そして、図７に示すように、マイクロホン１２で収音された得られた音声信号は、マイクアンプ２５を通じてＡ／Ｄ変換回路２６に供給されてデジタル音声信号Ｍｓに変換される。そして、そのデジタル音声信号ＭｓがＤＳＰ２２のデジタルフィルタ回路３０１に供給される。

このデジタルフィルタ回路３０１は、これに入力されるデジタル音声信号Ｍｓから、これに設定されるパラメータとしてのフィルタ係数に応じた特性の前記デジタルノイズ低減音声信号を生成する。ＤＳＰ２２には、図示は省略するが、このデジタルフィルタ回路３０１に設定するフィルタ係数が予め用意されている。

そして、デジタルフィルタ回路３０１で生成されたデジタルノイズ低減音声信号は、加算回路３０２に供給され、音声出力制御回路２２２からの音声信号と加算された後、Ｄ／Ａ変換回路２３に供給されて、アナログ音声信号に変換され、パワーアンプ２４を通じてドライバー１１に供給される。

この音響再生されてドライバー１１により放音される音声には、デジタルフィルタ３０１において生成されたノイズ低減音声信号による音響再生成分が含まれる。このドライバー１１で音響再生された放音された音声のうちの、ノイズ低減音声信号による音響再生成分とノイズ３´とが、音響合成されることにより、ノイズキャンセルポイントＰｃでは、ノイズ３´が低減（キャンセル）される。

ＤＳＰ２２内のその他の周囲ノイズ評価部２２３などの回路部分は、図７の例は、第１の実施形態を適用した場合として示してあり、これらは、第１の実施形態と全く同様の処理動作を行なうものである。前述した第２の実施形態や第３の実施形態についても、この実施形態が適用できることは言うまでもない。

この第４の実施形態によれば、マイクロホン１２は、他の機能用のものを兼用することができ、周囲ノイズ評価判定のために、新たに設ける必要はないという効果がある。

なお、兼用する他の機能用としては、上述の例のようなフィードフォワード式のノイズ低減機能に限られるものではない。

例えば、適応型ノイズキャンセルシステムにおけるノイズ収音用のマイクロホンを用いても良い。

また、ヘッドホンを装着したままで、外部の音を一時的に聴取するために設けられているマイクロホンを用いることもできる。

さらには、ヘッドホン装置が、音声再生機能を備える無線通信端末用のものであって、当該ヘッドホン装置に、他者との音声通信を行なうための収音用マイクロホンが設けられている場合には、そのマイクロホンを用いることができる。この場合には、ヘッドホン装置は、いわゆるヘッドセットを含むものである。

［第５の実施形態］
上述の実施形態は、音声信号をデジタル信号に変換して、すべてデジタル処理の構成とした場合であるが、すべてアナログ処理の構成とすることもできる。

図８に示す第５の実施形態は、すべてアナログ処理の構成としたヘッドホン装置の実施形態である。

すなわち、この第５の実施形態においては、入力端子１３を通じて入力された音声信号Ｓは、アナログイコライザ回路５１を通じて、アナログ処理回路の構成の音声出力制御回路５２に供給される。この音声出力制御回路５２は、例えば、後述する周囲ノイズ評価部５３からの出力制御信号に応じて、これに供給される音声信号のゲインを低減させて、音量を低減させるようにするアナログ処理回路で構成される。

また、アナログイコライザ回路５１の出力信号は、アナログ処理回路の構成の周囲ノイズ評価部５３に供給される。また、マイクロホン１２からの音声信号は、マイクアンプ２５を通じて周囲ノイズ評価部５３に供給される。

周囲ノイズ評価部５３は、この例では、図３を用いて説明した前述の第１の例に対応するものとされ、減算回路５３１と、アナログ処理回路の構成の差分値判定部５３２と、アナログ処理回路の構成のコントロール信号生成部５３３と、アナログ処理回路の構成（例えばアナログフィルタの構成）のＨ´乗算回路５３４とからなる。

すなわち、マイクアンプ２５を通じたマイクロホン１２からの音声信号が減算回路５３１に供給されると共に、アナログイコライザ回路５１からの音声信号が、Ｈ´乗算回路５３４により伝達関数Ｈ´が乗算された後、減算回路５３１に供給される。減算回路５３１では、マイクロホン１２からの音声信号から、Ｈ´乗算回路５３４からの音声信号を減算し、その減算出力としての差分信号を、差分値判定部５３２に供給する。

差分値判定部５３２は、例えば、減算回路５３１からの差分信号を、前記のような規定期間分に亘って積分して前記規定期間におけるエネルギー値を求める回路と、求めたエネルギー値と閾値との比較回路で構成される。そして、差分値判定部５３２は、比較回路からのエネルギー値と閾値との比較出力信号をコントロール信号生成部５３３に供給する。

コントロール信号生成部５３３は、周囲ノイズ評価部５３の比較回路の比較出力信号から、コントロール信号を生成する回路として構成されている。すなわち、コントロール信号生成部５３３は、前記比較出力信号が、求めたエネルギー値が閾値よりも小さいことを示しているときには、音漏れ抑圧が必要として判定して、例えばハイレベルの信号を出力し、また、前記比較出力信号が、求めたエネルギー値が閾値よりも大きいときには、音漏れ抑圧は不必要であると判定して、例えばローレベルの信号を出力する。

音声出力制御回路５２では、周囲ノイズ評価部５３からの信号がハイレベルのときには、これに供給される音声信号のゲインを低減させて、音量を低減させるように制御し、周囲ノイズ評価部５３からの信号がローレベルのときには、これに供給される音声信号のゲインは、「１」として、そのままのゲインで出力するように制御する。

なお、図８のアナログ構成は、一例であって、上述したデジタル構成の実施形態において、アナログ処理回路に置き換えることができるものであれば、すべてアナログ構成に置換可能であることは言うまでもない。

［第６の実施形態］
以上の実施形態は、ヘッドホン装置に音声処理回路２０を設けて、当該音声処理回路２０において、周囲ノイズ評価および音漏れ抑圧制御処理を行なうようにした例であるが、ヘッドホン装置側に音声処理回路２０を設けるのではなく、ヘッドホン装置が接続される携帯型音楽再生装置などの音声出力装置側に、上述と同様の音声処理回路を設けることもできる。第６の実施形態は、その場合の実施形態である。

図９は、この第６の実施形態の一例の構成を示すブロック図である。この図９に示す第６の実施形態は、ドライバー１１とマイクロホン１２とを備えるヘッドホン装置と、携帯型音楽再生装置６０とからなる音声出力システムの例である。

携帯型音楽再生装置６０は、この例では、ヘッドホン装置のドライバー１１への音声信号を供給するための端子６０ａと、マイクロホン１２からの収音音声信号の入力を受けるための端子６０ｂとを備える。これら端子６０ａおよび６０ｂは、プラグとジャックの構成からなるものであることは言うまでもない。

この実施形態の携帯型音楽再生装置６０では、再生対象の音楽データは、データ圧縮されてメモリ６１に格納されている。そして、図示を省略した操作部を通じて入力された音楽選択信号に応じて、システムコントローラ６７の制御により、メモリ６１から音楽データが読み出され、この例では、ＤＳＰ６２内に構成される音楽データのデコーダ６２１において、圧縮されている音楽データが伸長されたり、デジタルイコライザ処理されたりして、音楽データＳｅがデコーダされる。

そして、デコードされた音楽データＳｅが、ＤＳＰ６２内の周囲ノイズ評価部６２２に供給されると共に、Ｄ／Ａ変換回路６３でアナログ音声信号に変換され、パワーアンプ６４を通じてヘッドホン装置のドライバー１１に供給されて、音響再生される。

また、マイクロホン１２からの収音音声信号は、携帯型音楽再生装置６０のマイクアンプ６５を通じてＡ／Ｄ変換回路６６に供給されて、デジタル音声信号Ｍｓに変換される。そして、Ａ／Ｄ変換回路６６からのデジタル音声信号Ｍｓが、ＤＳＰ６２内の周囲ノイズ評価部６２２に供給される。

周囲ノイズ評価部６２２は、上述した周囲ノイズ評価部２２３と全く同様に構成されるもので、これに供給されるデジタル音声信号Ｍｓとデジタル音声信号Ｓｅとから周囲ノイズを評価および判定して、前述したような音漏れ抑圧制御が必要か否かの判断結果情報を生成する。そして、周囲ノイズ評価部６２２は、その生成した判断結果の情報を、デコーダ６２１内に設けられる音漏れ抑圧制御処理機能を備える音声出力制御回路に送り、上述したような音漏れ抑圧制御処理を行なわせるようにする。

したがって、この第６の実施形態においても、上述の第１〜第５の実施形態と全く同様にして、適切な音漏れ制御がなされるものである。

なお、図９の例のＤＳＰ６２内の構成例は、簡易的に記載したもので、上述した第１〜第５の実施形態におけるＤＳＰ２２３内の構成と同様の構成とすることができることは言うまでない。

［その他の実施形態および変形例］
なお、上述の実施形態では、予め定めた規定区間分の音声信号Ｓｅ、Ｍｓを用いて、周囲ノイズ評価および判定を行なうようにして、その判定結果により音漏れ制御を行なうようにしたが、前記規定区間分の音声信号Ｓｅ、Ｍｓについての周囲ノイズ評価および判定を、複数規定区間分に亘って繰り返し、その評価判定結果が同じである場合に、その同じである評価判定結果によって、音漏れ抑圧制御が必要であるかどうかを判断するようにしてもよい。あるいは、前記規定区間分の音声信号Ｓｅ、Ｍｓについての周囲ノイズ評価および判定を、複数規定区間分に亘って繰り返し、その複数規定区間の評価判定結果で、優勢である方の評価判定結果に基づいて、音漏れ抑圧制御が必要であるかどうかを判断するようにしてもよい。

なお、周囲ノイズ評価を行なった結果、外来ノイズ成分が殆どであって騒がしい聴取環境であると判定した場合に、その外来ノイズが大きいと判定したときには、音声出力制御部２２２において音響再生する信号Ｓｅの音量を上げるように制御してもよい。

なお、収音手段は、音響−電気変換手段としてマイクロホンのみではなく、振動−電気変換手段として振動センサを含むものである。

上述の各実施形態の説明では、周囲ノイズ評価処理および音漏れ抑圧制御処理などを行なう音声処理回路２０は、ＤＳＰを用いて構成したが、このＤＳＰの代わりにマイクロコンピュータ（あるいはマイクロプロセッサ）を用いて、ソフトウエアプログラムにより上述の音声処理回路の処理を行うようにすることができる。

また、以上の実施形態は、この発明の実施形態の音声出力装置が、ヘッドホン装置である場合について説明したが、マイクロホンを備えるイヤホン装置やヘッドセット装置、さらには携帯電話端末などの通信端末にも適用できる。また、上述もしたように、この発明の実施形態の音声出力装置は、ヘッドホン、イヤホン、ヘッドセットと組み合わせた携帯型音楽再生装置にも適用可能である。

なお、周囲ノイズ評価部２２３では、Ａ／Ｄ変換回路２６からのデジタル音声信号Ｍｓから、イコライザ回路２２１からの再生対象音声信号を、伝達関数Ｈを考慮した上で、減算するようにしたが、このように、再生対象音声信号をデジタル音声信号Ｍｓから除去するのではなく、両者の相関関係を計算により求め、相関関係が強い場合には、周囲ノイズが小さく静かな聴取環境であるが、音漏れ成分が大きくなっている聴取環境であると判定し、また、相関関係が少なく、しかも、信号Ｍｓのレベルが大きい場合には、騒がしい環境であってするようにすることもできる。

この発明による音声出力装置をヘッドホン装置に適用した第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態のヘッドホン装置における要部の処理動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図１の第１の実施形態のヘッドホン装置における要部の構成例を説明するためのブロック図である。 図１の第１の実施形態のヘッドホン装置における要部の他の構成例を説明するためのブロック図である。 この発明による音声出力装置をヘッドホン装置に適用した第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。 この発明による音声出力装置をヘッドホン装置に適用した第３の実施形態の構成例を示すブロック図である。 この発明による音声出力装置をヘッドホン装置に適用した第４の実施形態の構成例を示すブロック図である。 この発明による音声出力装置をヘッドホン装置に適用した第５の実施形態の構成例を示すブロック図である。 この発明による音声出力システムを、ヘッドホン装置と携帯型音楽再生装置とからなるシステムに適用した第６の実施形態の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

２…ヘッドホン筐体、１１…ヘッドホンドライバー、１２…マイクロホン、２２…ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、２２２…音声出力制御回路、２２３…周囲ノイズ評価部、２２８…注意音声信号発生部

Claims (4)

1. ヘッドホン装置と、
   前記ヘッドホン装置が接続される音声出力装置とからなる音声出力システムにおいて、 前記ヘッドホン装置は、
   ヘッドホン筐体の内部に設けられ、前記音声出力装置からの第１の音声信号を音響再生出力する電気−音響変換手段と、
   前記ヘッドホン筐体の外部の周辺音声を第２の音声信号として収音する収音手段と、
   を備え、
   前記音声出力装置は、
   時間領域の前記第２の音声信号を周波数領域の第３の信号に変換する第１のＦＦＴ処理回路と、前記第１の音声信号に対して、前記電気−音響変換手段で音響再生されて出力された音声が前記ヘッドホン筐体の外部に漏れて前記収音手段で収音されるときの、前記電気−音響変換手段から前記収音手段までの伝達特性に応じた係数を乗算する乗算回路と、前記乗算回路から出力された信号を周波数領域の第４の信号に変換する第２のＦＦＴ処理回路と、前記第３の信号と前記第４の信号とについて、周波数毎の差分値を求める差分値計算回路と、前記差分値計算回路で求められた前記差分値から、１ＫＨｚ〜３ＫＨｚの周波数帯域に対して重み付けを行い、前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズの大きさを判定する判定回路と、により形成され、前記収音手段で収音されて得られた前記第２の音声信号に基づいて、前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズを評価する周囲ノイズ評価手段と、
   前記周囲ノイズ評価手段での前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズの評価結果に基づいて、前記第１の音声信号に対して前記電気−音響変換手段で再生出力される音量を制御し、音漏れ防止機能を有する音声出力制御回路と、
   を備え、
   前記音声出力制御回路は、前記第１の音声信号が無音となっている時を除いて、前記ヘッドホン装置に操作入力のあったときの前記周囲ノイズ評価手段の判定結果に基づいて、聴取環境が静かな環境であることを示す閾値以下では音漏れ抑圧制御を開始し、聴取環境の騒音が大きい環境をであるとことを示す閾値以上では音漏れ抑圧制御を停止するように制御されるようにした音声出力システム。
2. 前記周囲ノイズ評価手段の判定結果に基づいて、音漏れに注意するように聴取者に報知する報知信号発生手段を備えている請求項１に記載の音声出力システム。
3. ヘッドホン筐体の内部に設けられ、音声出力装置からの第１の音声信号を音声出力制御手段を介して音響再生出力する電気−音響変換手段と、前記ヘッドホン筐体の外部の周辺音声を第２の音声信号として収音するための収音手段とを備えたヘッドホン装置が接続される音声出力装置の、前記収音手段で収音されて得られた第２の音声信号に基づいて前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズを評価する周囲ノイズ評価手段とを備えた音声出力システムにおける音声出力方法において、
   前記周囲ノイズ評価手段に対して、
   前記音声出力制御手段に供給される前記第２の音声信号を周波数領域の第３の信号に変換する処理と、
   前記第１の音声信号に対して、 前記電気−音響変換手段で音響再生されて出力された音声が前記ヘッドホン筐体の外部に漏れて前記収音手段で収音されるときの、前記電気−音響変換手段から前記収音手段までの伝達特性に応じた係数を乗算する処理と、
   前記乗算する処理において出力された信号を周波数領域の第４の信号に変換する処理と、
   前記第３の信号と前記第４の信号とについて、周波数毎の差分値を求める差分値計算処理と、
   前記差分値計算処理で求められた前記差分値に対しては、１ＫＨｚ〜３ＫＨｚの周波数帯域に対して重み付けし、前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズの大きさを判定する判定処理と、
   第１の音声信号が無音でないときに、ヘッドホン装置の操作入力時のタイミング時に行った判定処理に基づいて、聴出環境が静かな環境であると判断したときは音漏れ抑圧を行い、聴出環境の騒音が大きいと判定したときは、音漏れ抑圧を不要とするように前記音声出力制御手段のゲインコントロールと、
   を実行させる音声出力方法。
4. ヘッドホン筐体の内部に設けられ、音声出力装置からの第１の音声信号を音声出力制御手段を介して音響再生出力する電気−音響変換手段と、前記ヘッドホン筐体の外部の周辺音声を第２の音声信号として収音するための収音手段とを備えたヘッドホン装置が接続される音声出力装置の、前記収音手段で収音されて得られた第２の音声信号に基づいて前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズを評価する周囲ノイズ評価手段とを備えた音声出力裝置において、
   前記音声出力制御手段に供給される前記第２の音声信号を周波数領域の第３の信号に変換する処理と、
   前記第１の音声信号に対して、 前記電気−音響変換手段で音響再生されて出力された音声が前記ヘッドホン筐体の外部に漏れて前記収音手段で収音されるときの、前記電気−音響変換手段から前記収音手段までの伝達特性に応じた係数を乗算する処理と、
   前記乗算する処理がされた信号を周波数領域の第４の信号に変換する処理と、
   前記第３の信号と前記第４の信号とについて、周波数毎の差分値を求める差分値計算処理と、
   前記差分値計算処理で求められた前記差分値に対しては、１ＫＨｚ〜３ＫＨｚの周波数帯域に対して重み付けし、前記ヘッドホン筐体の外部の周囲ノイズの大きさを判定する判定処理と、
   第１の音声信号が無音でないときに、ヘッドホン装置の操作入力時のタイミング時に行った判定処理に基づいて、聴出環境が静かな環境であると判断したときは音漏れ抑圧を行い、聴出環境の騒音が大きいと判定したときは、音漏れ抑圧を不要とするように前記音声出力制御手段のゲインコントロールと、
   を実行させるプログラム。

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