JP5858396B2 - 覚醒状態維持装置および覚醒状態維持方法 - Google Patents

Description

本発明は、環境音を利用して運転者の覚醒状態の低下を抑制する覚醒状態維持装置および覚醒状態維持方法に関する。

高速道路などの単調な道路を走行すると、運転者は、眠気を感じ易くなる。すなわち、運転者の覚醒状態（覚醒水準）の低下が起こり易くなる。

このような運転者の覚醒状態の低下を抑制する技術として、特定の間隔で音楽の特性を変化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、人の感覚を刺激する音の特性を、覚醒リズムの半周期以下の一定間隔又はランダムな間隔で変化させることで、運転者の覚醒状態を維持している。

特開平８−１９６６３７号公報

しかしながら、特許文献１では、変化させる音の特性を音圧とした場合、予め設定された音圧が、予め設定された一定量だけ変化されている。

そのため、車外音が大きい場合は上記方法による音圧の変化量が相対的に小さいため、運転者は音圧変化を感じにくく、十分な覚醒維持の効果を得ることが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、音の特性の変化を運転者に知覚させることにより、運転者の覚醒状態を維持させる覚醒状態維持装置および覚醒状態維持方法を提供することである。

本発明の一態様の覚醒状態維持装置は、人の覚醒状態を維持する覚醒状態維持装置であって、車両内部に搭載されたマイクによって取得される聴取音の特性を解析する手段であって、前記聴取音は、前記覚醒状態維持装置が再生する制御音と前記制御音が再生されていない状態での人周辺の環境音とを含む、解析手段と、前記解析手段が解析した前記聴取音を蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段が蓄積した前記聴取音の特性を基に、前記環境音に適用する制御方法を設定する設定手段と、前記設定手段が設定した制御方法を前記環境音に適用して前記制御音を生成する生成手段と、を具備する。

本構成によって、聴取音の２つ以上の特定の周波数帯域における音圧の閾値との大小関係の履歴に基づいて、次に環境音に適用する制御方法を設定することが出来るという作用を有し、これにより、同じ周波数特性をもつ聴取音が連続することによる人の聴取音への聞き慣れと聞き慣れが引き起こす覚醒状態の低下を抑制できるという効果を有する。

本発明の一態様の覚醒状態維持装置は、人の覚醒状態を維持する覚醒状態維持装置であって、前記覚醒状態維持装置が再生する制御音と、前記制御音が再生されていない状態での人周辺の環境音と、を合わせた人周辺の聴取音の特性を解析する解析手段と、前記解析手段が解析した前記聴取音を蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段が蓄積した前記聴取音の特性を基に、前記環境音に適用する制御方法を設定する設定手段と、前記設定手段が設定した制御方法を前記環境音に適用して、前記制御音を生成する生成手段と、前記聴取音の特性を解析した結果を基に、前記聴取音を人が聞き慣れるまでの聞き慣れ時間を設定する時間設定手段と、前記環境音に適用する前記制御方法を設定するタイミングを制御する時間制御手段と、を具備する。

本構成によって、聴取音に対して人が聞き慣れるまでの聞き慣れ時間を考慮し、人が聴取音に聞き慣れる前に環境音の制御方法を設定できるという作用を有し、これにより、環境音が頻繁に切り替わることによる煩わしさを抑制しつつ、覚醒状態維持効果を提供することが出来るという効果を有する。

本発明によれば、音の特性の変化を運転者に知覚させることにより、運転者の覚醒状態を維持させることができる。

本発明の実施の形態１に係る覚醒状態維持装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る４パターンの音と、聞き慣れとの関係についての評価値を示す図 本発明の実施の形態１に係る車内音蓄積部の処理の説明に供する図 本発明の実施の形態１に係る音圧変化設定部の処理の説明に供する図 本発明の実施の形態１に係る蓄積車内音と音圧変化方法の候補との対応関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る覚醒状態維持装置の動作説明に供するフロー図 本発明の実施の形態２に係る覚醒状態維持装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る音圧変化設定部の処理の説明に供する図 本発明の実施の形態２に係る蓄積車内音と音圧変化方法の候補との対応関係を示す図 従来技術における音圧変化の説明に供する図 本発明の実施の形態２における音圧変化の説明に供する図 本発明の実施の形態２に係る覚醒状態維持装置の動作説明に供するフロー図 本発明の実施の形態３に係る覚醒状態維持装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る音圧変化判定部の処理の説明に供する図 本発明の実施の形態３に係る覚醒状態維持装置の動作説明に供するフロー図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

［実施の形態１］
［覚醒状態維持装置１００の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る覚醒状態維持装置１００の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１では、覚醒状態維持装置および覚醒状態維持方法を車に適用した例を示す。覚醒状態維持装置１００は、車両に搭載され、車両の運転者の覚醒状態を維持する。図１において、覚醒状態維持装置１００は、車内音取得部１０１と、切替時間制御部１０２と、車内音蓄積部１０３と、環境音分離部１０４と、音圧変化設定部１０５と、制御音生成部１０６と、制御音再生部１０７とを有する。

車内音取得部１０１は、例えば、車内に設置した１つ以上のマイクを用いて車内音Ｓｒを取得する。ここで、車内音とは、運転者（ドライバ）が車両内で聴取する音（聴取音）であり、マイクによって取得される音である。車内音取得部１０１は、取得した車内音（車内音信号）Ｓｒを切替時間制御部１０２、車内音蓄積部１０３、環境音分離部１０４および制御音生成部１０６に出力する。

実施の形態１における車内音は、車室内定常走行音である。高速道路を走行中に運転者が通常聴取する車室内定常走行音は、主にロードノイズおよび風切り音を含む。ロードノイズとは、車両のタイヤと路面との摩擦によって発生する音であり、１００〜５００Ｈｚの周波数帯域（以後、ロードノイズ帯域と呼ぶ）に顕著に現れる。風切り音とは、走行中の車両に風が衝突することにより発生する音であり、１０００〜５０００Ｈｚの周波数帯域（以後、風切り音帯域と呼ぶ）に顕著に現れる。

ロードノイズ帯域および風切り音帯域は、運転者の眠気を誘発する単調な運転環境下で存在する音の周波数分布において、定常的かつ支配的に存在する。そのため、任意のタイミングで特性を変化させることが容易である。また、音楽やラジオなど運転者が能動的に聴取する車内音に比べて嗜好性が少ないため、効果に個人差が現れにくい。さらに、運転環境下で自然に存在する音であるため、音の特性を変化させる際の違和感が少なく、煩わしさを感じにくい。以上の理由から、音圧変化設定部１０５において、ロードノイズ帯域および風切り音帯域の音圧を変化させる。音圧変化設定部１０５の機能については後述する。

切替時間制御部１０２は、車内音取得部１０１で取得された車内音Ｓｒを基に、前回車内音の特性（例えば音圧）を変化させたタイミングから次に車内音の特性を変化させるまでの期間である切替時間Ｔを設定する。切替時間制御部１０２は、設定した切替時間Ｔを制御し、切替時間Ｔが経過すると、トリガー信号を、車内音蓄積部１０３および音圧変化設定部１０５に出力する。切替時間制御部１０２は、トリガー信号を車内音蓄積部１０３および音圧変化設定部１０５に出力した後、切替時間Ｔを再び設定する。

具体的には、切替時間制御部１０２は、時間設定部１０２１と時間制御部１０２２とを含む。

時間設定部１０２１は、車内音取得部１０１から車内音Ｓｒを取得する。時間設定部１０２１は、取得された車内音Ｓｒの特性を解析し、解析された車内音Ｓｒの特性に基づいて切替時間Ｔを算出する。時間設定部１０２１は、算出された切替時間Ｔを調整する。時間設定部１０２１は、調整した切替時間Ｔをタイマの開始時間として設定する。時間設定部１０２１は、時間制御部１０２２のタイマが０になったら車内音Ｓｒを車内音取得部１０１から再び取得し、切替時間Ｔを算出する。

切替時間Ｔの算出は、車内音Ｓｒの特性のうち周波数帯域、音圧変動、純音成分のうち少なくとも一つに基づいて行われる。周波数帯域に応じた切替時間Ｔの算出において、時間設定部１０２１は、車内音Ｓｒの高周波帯域の音圧が高いほど、人が車内音Ｓｒを聞き慣れるまでの時間（以下、「聞き慣れ時間」と称する）が長くなるため、切替時間Ｔを長く設定する。音圧特性に応じた切替時間Ｔの算出においては、時間設定部１０２１は、車内音Ｓｒの音圧変動が大きいほど、聞き慣れ時間が長くなるため、切替時間Ｔを長く設定する。純音成分に応じた切替時間Ｔの算出において、時間設定部１０２１は、Ｔｏｎｅ Ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏなどを用いて求めた車内音Ｓｒに含まれる純音成分の割合が大きいほど、聞き慣れ時間が長くなるため、切替時間Ｔを長く設定する。

ここで、車両の１００ｋｍ／ｈ定常走行時における車内音に対し、ロードノイズ成分の周波数帯域（４０〜５００Ｈｚ）の音圧、および風切り音成分の周波数帯域（１ｋ〜５ｋＨｚ）の音圧のうち少なくとも一方を増減させた４パターンの音と、聞き慣れとの関係についての評価値を説明する。

なお、４パターンの音は、車内音１：車両の１００ｋｍ／ｈ定常走行時の車内音、車内音２：車内音１のロードノイズ帯域の音圧を６ｄＢ減衰させた音、車内音３：車内音１の風切り音帯域の音圧を６ｄＢ上昇させた音、車内音４：車内音１のロードノイズ帯域の音圧を６ｄＢ減衰させ、風切り音帯域の音圧を６ｄＢ上昇させた音である。

実験では、車内音１〜４に対して、聞き慣れが生じていない統制された状態において、被験者が十分に聞き分けることが出来る最小の音圧幅を設定し、設定した音圧幅で車内音１〜４を６秒間隔で上下方向に音圧変動させ、音圧変動の有無及びその変動方向をボタン押下によって判断させるタスクを行った。

図２に車内音毎に全被験者で平均して解析した結果を示す。縦軸（Ｓｃｏｒｅ）は式（１）で表される評価値を表し、横軸（Ｔｉｍｅ）は時間を表している。

ここで、Ｓｃｏｒｅ Ｅｎは評価タイミング（Ｔｉｍｅ）ｎにおける評価値を表し、Ｃｎは評価タイミングｎにおけるタスクの正答率を表し、Ｉはタスクの入力待ち時間を表し、Ｒｎは評価タイミングｎにおける回答時間を表す。図２より、車内音１、車内音２では評価値０．４を下回るのが評価開始から約４分後であるのに対して、車内音３、車内音４では評価開始から６〜７分後となっている。このことから、車内音の高周波成分の音圧が高いほど聞き慣れまでにかかる時間（聞き慣れ時間）が長くなることが分かる。

切替時間Ｔの調整は、車内音Ｓｒへの感度、環境音Ｓｅと車内音Ｓｒに対する聴取経験のいずれか一方に基づいて行われる。ここで、環境音Ｓｅとは車両走行中に発生する走行音である。車内音Ｓｒへの感度に応じた切替時間Ｔの調整は、車内音Ｓｒへの感度を年齢、母国語、居住空間などによって推定し、推定した感度に基づいて行われる。すなわち、高齢者の場合は高周波成分（特に１ｋＨｚ以上）に対する感度が低くなるため、当該帯域に含まれる風切り音成分への感度も低くなり、聞き慣れ時間を短く調整する。

また、子音を多く使う言語（例えば、英語）を母国語とする人は、高周波成分（英語であれば１．５〜５ｋＨｚ）の音に慣れているために風切り音成分に対する感度が高いのに対し、母音を多く使う言語（例えば、日本語）を母国語とする人は比較的低周波成分（５００Ｈｚ〜１．５ｋＨｚ）の音に慣れているために風切り音成分に対する感度が低い。したがって、時間設定部１０２１は、前者の人に対しては聞き慣れ時間を長く、後者の人に対しては聞き慣れ時間を短く調整する。

また、コンクリートや石の壁などの住居に住む人など音の反射率が高い環境に慣れた人は、高周波成分の音に慣れており、風切り音成分に対する感度が高いため、時間設定部１０２１は、聞き慣れ時間を長く調整する。一方、日本の伝統的な和室に住む人など音の吸音率の高い環境に慣れた人は、風切り音成分に対する感度は相対的に低いため、時間設定部１０２１は、聞き慣れ時間を短く調整する。

すなわち、切替時間制御部１０２は、車内音Ｓｒ（聴取音）を聴取する人の車内音Ｓｒへの感度を推定する感度推定手段として機能する。時間設定部１０２１は、切替時間制御部１０２が推定した人の車内音Ｓｒへの感度に応じて、聞き慣れ時間を調整する。

環境音Ｓｅに対する聴取経験に応じた切替時間Ｔの調整では、時間設定部１０２１は、過去の環境音Ｓｅに対する聴取経験を判断し、環境音Ｓｅの聴取経験が長いほど聞き慣れ時間が長くなるように調整する。すなわち、同じ車に長年乗っている人、同じ場所をよく運転する人等、覚醒状態維持装置が動作していない環境で聞こえる環境音Ｓｅに慣れている人は、覚醒状態維持装置が作り出す車内音Ｓｒに気づき易いため、時間設定部１０２１は、聞き慣れ時間を長く調整する。

車内音Ｓｒに対する聴取経験に応じた切替時間Ｔの調整では、時間設定部１０２１は、過去の車内音Ｓｒに対する聴取経験を判断し、車内音Ｓｒの聴取経験が長いほど聞き慣れ時間が短くなるように調整する。すなわち、覚醒状態維持装置が搭載された車両に長期間乗っている人は車内音Ｓｒに慣れて車内音Ｓｒに対する感度が低くなるため、時間設定部１０２１は、聞き慣れ時間を短く調整する。

すなわち、切替時間制御部１０２は、環境音と、車内音Ｓｒ（聴取音）を聴取する人の聴取経験を判断する経験判断手段として機能する。時間設定部１０２１は、切替時間制御部１０２が判断する環境音と車内音Ｓｒの少なくとも一方への人の聴取経験に応じて、聞き慣れ時間を調整する。

なお、切替時間Ｔは、予め設定された一定値としてもよく、ランダムな値としてもよい。また、切替時間Ｔは、人の生体情報から決定された値としてもよい。人の生体情報から決定された値としては、例えば、脳波のα波含有率に反比例した値等が挙げられる。切替時間Ｔを脳波のα波含有率に反比例させることで、覚醒状態が低い場合（α波含有率が高い場合）には、切替時間Ｔは短くなり、音の特性を高頻度で変化させることが可能となる。また、覚醒状態が高い場合（α波含有率が低い場合）には、切替時間Ｔは長くなり、音の特性を低頻度で変化させることが可能となる。

時間制御部１０２２は、時間設定部１０２１で切替時間Ｔをタイマの開始時間として設定すると同時にタイマを起動し、タイマがゼロになると（切替時間Ｔが経過すると）、切替時間Ｔが経過したこと通知するためのトリガー信号を、車内音蓄積部１０３および音圧変化設定部１０５に出力する。つまり、時間制御部１０２２は、所定の期間毎のタイミングであって、音圧変化設定部１０５において音圧変化の設定を行うタイミングを制御する。

車内音蓄積部１０３は、切替時間制御部１０２から入力されるトリガー信号に従って、車内音取得部１０１で取得された車内音Ｓｒの履歴を蓄積する。図３は車内音蓄積部１０３が車内音Ｓｒを蓄積する様子を示したものである。図３に示すように、車内音蓄積部１０３は、前回のトリガー信号を取得してから、次にトリガー信号を取得するまでの期間（前回のトリガー取得時から切替時間Ｔだけ経過するまでの期間）に、車内音取得部１０１で取得された車内音Ｓｒを、蓄積車内音Ｓａ_ｎとして蓄積する（図３に示す２０、２１参照）。

車内音蓄積部１０３は、切替時間制御部１０２からトリガー信号を取得すると、蓄積車内音Ｓａ_ｎとしての車内音Ｓｒの蓄積を終了し、蓄積車内音Ｓａ_ｎ＋１（つまり、次の期間での蓄積車内音）としての車内音Ｓｒの蓄積を新たに開始する（図３に示す２２参照）。このように、車内音蓄積部１０３は、トリガー信号に従って、切替時間Ｔ（所定の期間）毎の車内音を、蓄積車内音として蓄積する。なお、蓄積する車内音は、音そのものでも、音の特性でもよい。

環境音分離部１０４は、車内音取得部１０１で取得された車内音Ｓｒと、制御音生成部１０６で生成された制御音（制御音信号）Ｓｃとに基づいて、環境音（環境音信号）Ｓｅを生成する。環境音分離部１０４は、生成した環境音Ｓｅを、制御音生成部１０６に出力する。ここで、制御音とは、運転者の覚醒状態を維持するために覚醒状態維持装置１００（制御音生成部１０６）で生成される音である。また、環境音とは、制御音が再生されていない状態における車内音である。つまり、覚醒状態維持装置１００が搭載された車両の運転者は、制御音と環境音とが合わされた音を車内音として聴取する。

具体的には、環境音分離部１０４は、車内音Ｓｒを車内音取得部１０１から取得し、直前に生成されている制御音Ｓｃを制御音生成部１０６から取得する。環境音分離部１０４は、取得した制御音Ｓｃと、予め算出しているスピーカとマイクとの間の伝達関数とを用いて、マイクの位置での制御音Ｓｃ’を算出する。スピーカとマイクとの間の伝達関数は、スピーカから出力された音の特性がマイクの位置でどのように変化するかを表したもので、車両の形状によって決定される。環境音分離部１０４は、車内音Ｓｒからマイク位置での制御音Ｓｃ’の成分を除去した音を、環境音Ｓｅとして抽出（分離）する。

音圧変化設定部１０５は、切替時間制御部１０２からトリガー信号が入力されると、車内音蓄積部１０３に蓄積された蓄積車内音Ｓａ_ｎに基づいて、次回の制御音Ｓｃを生成する際に適用する音圧変化方法を設定する。音圧変化設定部１０５は、設定した音圧変化方法を、制御音生成部１０６に出力する。

具体的には、音圧変化設定部１０５は、比較部１０５１と設定部１０５２とを含む。

比較部１０５１は、車内音蓄積部１０３で蓄積された車内音（蓄積車内音Ｓａ_ｎ）の２つ以上の特定の周波数帯域における音圧と、予め設定された閾値とを比較して、各特定の周波数帯域の音圧と閾値との大小関係を判定する。かかる場合、比較部１０５１は、切替時間制御部１０２から入力されるトリガー信号に基づいて、所定の期間毎に、上記特定の周波数帯域での音圧と閾値との大小関係を判定する。そして、比較部１０５１は、各期間での各特定の周波数帯域での音圧と閾値との大小関係（つまり、大小関係の履歴）を保持する。

設定部１０５２は、比較部１０５１で判定された、各特定の周波数帯域における大小関係の履歴に応じて、各特定の周波数帯域での音圧変化を設定する。例えば、設定部１０５２は、特定の周波数帯域のうち、現時点の１つ前の期間（前回の期間）における音圧が閾値未満となる周波数帯域（第１の周波数帯域）の音圧を上昇（増加）させる音圧変化方法を設定する。より具体的には、設定部１０５２は、比較の結果、現時点の１つ前（前回）の期間における音圧が閾値未満となる特定の周波数帯域が少なくとも１箇所以上存在する場合には、当該特定の周波数帯域のうち少なくとも１箇所以上の周波数帯域の音圧を上昇させる音圧変化方法を設定する。

制御音生成部１０６は、環境音分離部１０４で分離された環境音Ｓｅ、および、音圧変化設定部１０５で決定された音圧変化方法に基づいて、スピーカから出力する制御音Ｓｃを生成する。そして、制御音生成部１０６は、生成した制御信号Ｓｃを環境音分離部１０４および制御音再生部１０７に出力する。具体的には、制御音生成部１０６は、環境音分離部１０４で分離された環境音Ｓｅを取得し、音圧変化設定部１０５で設定された音圧変化方法を取得し、環境音Ｓｅに音圧変化方法を適用して得られる音（つまり、上記特定の周波数帯域の音圧が変化した音）を運転者の耳の位置で再現するための音として、制御音Ｓｃを生成する。

制御音再生部１０７は、制御音生成部１０６で生成された制御音Ｓｃをスピーカから再生する。このように蓄積車内音の履歴に応じて音圧を変化させた制御音が、制御音再生部１０７のスピーカから出力される。

［覚醒状態維持装置１００の動作］
以上の構成を有する覚醒状態維持装置１００の動作について説明する。

まず、音圧変化設定部１０５における音圧変化方法の設定処理について説明する。

ここでは、蓄積車内音Ｓａ_ｎの周波数分布（蓄積車内音周波数分布）Ｆｓ_ｎにおける特定の周波数帯域を、ロードノイズ帯域および風切り音帯域の２つの帯域として環境音に対してこれらの帯域の音圧を変化させて制御音を生成する場合の音圧変化方法の候補を示す。

また、ここでは、音圧変化設定部１０５の比較部１０５１において、蓄積車内音の比較対象（つまり、閾値）となる音の周波数分布を、基準音の周波数分布（基準周波数分布）Ｆｂという。

よって、特定の周波数帯域（ロードノイズ帯域および風切り音帯域）において、蓄積車内音周波数分布の音圧が基準周波数分布の音圧以上の場合を“大”で表し、蓄積車内音周波数分布の音圧が基準周波数分布の音圧未満の場合を“小”で表す。また、次回の制御音Ｓｃの生成の際に音圧を増加させる場合を“上昇”で表し、音圧を減少させる場合を“減衰”で表し、音圧を変化させない場合を“−”で表す。

図４に、音圧変化設定部１０５における音圧変化方法の設定処理の一例を示す。図４において、横軸は周波数を表し、縦軸は音圧レベルを表す。

音圧変化設定部１０５の比較部１０５１は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎのロードノイズ帯域および風切り音帯域での音圧と、基準周波数分布Ｆｂのロードノイズ帯域および風切り音帯域での音圧とをそれぞれ比較する。例えば、図４に示す４０１では、前回（現時点の１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎにおいて、ロードノイズ帯域が“大”であり、風切り音帯域が“小”である。

そこで、音圧変化設定部１０５の設定部１０５２は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧未満である風切り音帯域の音圧を上昇させる音圧変化方法を設定する。すなわち、設定部１０５２は、ロードノイズ帯域の音圧を変化させず、風切り音帯域の音圧を“上昇”させる音圧変化方法（４０４）、又は、ロードノイズ帯域の音圧を“減衰”させ、風切り音帯域の音圧を“上昇”させる音圧変化方法（４０５）のいずれかを選択する。

なお、音圧変化設定部１０５の設定部１０５２では、ロードノイズ帯域の音圧および、風切り音帯域の音圧を“上昇”または、“減衰”させる音圧変化方法を設定したが、ロードノイズ帯域以外の音圧および、風切り音帯域以外の音圧を“減衰”または、“上昇”させる音圧変化方法を設定してもよい。

そして、制御音生成部１０６は、音圧変化設定部１０５で設定された音圧変化方法を環境音Ｓｅの周波数分布（環境音周波数分布）Ｆｅに適用することで、図４に示す４０４又は４０５のように、運転者の耳の位置での新たな車内音Ｓｒ’の周波数分布（新車内音周波数分布）Ｆｒ’が得られる。制御音生成部１０６は、車内音取得部から車内音Ｓｒを取得し、取得した車内音Ｓｒの周波数分布Ｆｒ（車内音周波数分布）を新車内音周波数分布にするための制御音Ｓｃを算出する。図４に示す４０４および４０５に示す新車内音周波数分布Ｆｒ’では、前回（１回前）の期間において基準周波数分布Ｆｂの音圧未満である風切り音帯域の音圧が何れも上昇し、基準周波数分布Ｆｂの音圧以上に変化している。

音圧変化設定部１０５は、図４に示す４０１以外の他の蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ（４００、４０２および４０３）についても同様にして、音圧変化方法を設定する。

図５は、ロードノイズ帯域および風切り音帯域における、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎと基準周波数分布Ｆｂ（閾値）との大小関係（“大”又は“小”）と、音圧変化方法との対応関係をまとめた表である。

例えば、図５に示すように、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎにおいて、ロードノイズ帯域が“大”であり、風切り音帯域が“小”である場合（図４に示す４０１）に対して、ロードノイズ帯域の音圧を“減衰”させ、風切り音帯域の音圧を“上昇”させる音圧変化方法の候補（図４に示す４０５）、又は、ロードノイズ帯域の音圧を変化させず、風切り音帯域の音圧を“上昇”させる音圧変化方法の候補（図４に示す４０４）が対応付けられている。

同様に、図５に示すように、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎにおいて、ロードノイズ帯域が“小”であり、風切り音帯域が“大”である場合（図４に示す４０２）に対して、ロードノイズ帯域の音圧を“上昇”させ、風切り音帯域の音圧を“減衰”させる音圧変化方法の候補、又は、ロードノイズ帯域の音圧を“上昇”させ、風切り音帯域の音圧を変化させない音圧変化方法の候補が対応付けられている。

また、図５に示すように、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎにおいて、ロードノイズ帯域が“小”であり、風切り音帯域が“小”である場合（図４に示す４０３）に対して、ロードノイズ帯域および風切り音帯域の双方の音圧を“上昇”させる音圧変化方法の候補、又は、ロードノイズ帯域および風切り音帯域の何れか一方の音圧を“上昇”させる音圧変化方法の候補が対応付けられている。

なお、図５では、１回前の期間における蓄積車内音において、各特定の周波数帯域と基準周波数分布の音圧との比較結果が全て“大”である場合（図４に示す４００）には、いずれの特定の周波数帯域でも音圧を変化させない。

すなわち、音圧変化設定部１０５は、図５に示すように、車内音の各特定の周波数帯域の音圧と閾値（基準音の各特定の周波数帯域の音圧）との大小関係の履歴（ここでは現時点の１つ前の期間における大小関係の履歴）に応じて、各特定の周波数帯域での音圧変化方法を決定する。具体的には、図５に示すように、上記大小関係の履歴は、所定の期間（ここではトリガー信号によって区切られる期間）毎の大小関係のパターンで表され、音圧変化設定部１０５の設定部１０５２は、上記大小関係のパターンの候補（図５では４つのパターン候補）に音圧変化方法の候補がそれぞれ対応付けられた対応関係に基づいて、各特定の周波数帯域での音圧変化を設定する。

また、上記対応関係では、図５に示すように、１回前の期間（現時点の１つ前の期間）における特定の周波数帯域の音圧が閾値（基準音の音圧）未満となるパターンに対して、当該特定の周波数帯域の音圧を増加させる音圧変化方法の候補が対応付けられている。

このようにして、覚醒状態維持装置１００は、１回前の蓄積車内音周波数分布の音圧が基準周波数分布の音圧未満である特定の周波数帯域を上昇させて得られる制御音を再生する。ここで、基準周波数分布の音圧以上の音圧を上昇させるよりも、基準周波数分布の音圧未満の音圧を上昇させる方が、運転者が知覚できる音圧の変化量は大きくなる。すなわち、音圧が元々大きい周波数帯域の音圧（基準周波数分布の音圧以上）を上昇させるよりも、音圧が元々小さい周波数帯域の音圧（基準周波数分布の音圧未満）を上昇させる方が、運転者に対して音の特性の変化（ここでは音圧差）をより知覚させることができる。

よって、覚醒状態維持装置１００は、運転者が聴取していた音（蓄積車内音）のうち、音圧がより小さい特定の周波数帯域の音圧を上昇させることで、音の特性を大きく変化させた音を運転者に確実に聴取させることが可能となり、運転者の覚醒状態を維持させることができる。

次に、覚醒状態維持装置１００における処理の流れについて説明する。図６は、覚醒状態維持装置１００の動作説明に供するフロー図である。

ステップＳ１０１では、車内音取得部１０１は、例えばマイクを用いて、車内音Ｓｒを取得する。

ステップＳ１０２では、切替時間制御部１０２は、車内音Ｓｒの特性を解析し、ステップＳ１０３では、切替時間制御部１０２は、切替時間Ｓｒの特性から切替時間Ｔを設定する。

ステップＳ１０４では、車内音蓄積部１０３は、ステップＳ１０１において取得された車内音Ｓｒを蓄積車内音Ｓａ_ｎに蓄積する。

ステップＳ１０５では、切替時間制御部１０２は、現時点で保持している切替時間Ｔ（ステップＳ１０３で設定した値）から、所定時間（タイマ開始時からの経過時間）ΔＴを減算することにより、更新された切替時間Ｔ（＝Ｔ−ΔＴ）を算出する。

ステップＳ１０６では、切替時間制御部１０２は、ステップＳ１０５で更新された切替時間Ｔがゼロ以下であるか否かを判定する。更新された切替時間Ｔがゼロ以下でない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ステップＳ１０７では、車内音取得部１０１は、車内音Ｓｒを取得し、ステップＳ１０４の処理に戻る。ステップＳ１０７および、ステップＳ１０４からステップＳ１０６までの処理は、更新された切替時間Ｔがゼロ以下であると判定されるまで繰り返される。

更新された切替時間Ｔがゼロ以下であると判定される場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１０８では、車内音取得部１０１は、車内音Ｓｒを取得し、ステップＳ１０９では、切替時間制御部１０２は、車内音Ｓｒの特性を解析し、ステップＳ１１０では、切替時間制御部１０２は、切替時間Ｓｒの特性から切替時間Ｔを新たに設定する。ステップＳ１１１では、車内音蓄積部１０３は、車内音Ｓｒの蓄積を、蓄積車内音Ｓａ_ｎから次の期間に対応する蓄積車内音Ｓａ_ｎ＋１に切り替える（つまり、ｎ＝ｎ＋１とする）。

ステップＳ１１２では、音圧変化設定部１０５は、蓄積車内音（車内音の履歴）Ｓａ_ｎに基づいて、次回の制御音Ｓｃを生成する際に用いる音圧変化方法を決定する。例えば、音圧変化設定部１０５の比較部１０５１は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの特定の周波数帯域の音圧と、基準周波数分布Ｆｂの上記特定の周波数帯域に対応する周波数帯域の音圧との大小関係を、切替時間Ｔで区切られる所定の期間毎に判定する。そして、音圧変化設定部１０５の設定部１０５２は、例えば、図５に示す対応関係に応じて、音圧変化方法を決定する。

ステップＳ１１３では、車内音蓄積部１０３は、ステップＳ１０８で取得された車内音Ｓｒを蓄積車内音Ｓａ_ｎに蓄積する。

ステップＳ１１４では、環境音分離部１０４は、ステップＳ１０８で取得された車内音Ｓｒと、制御音Ｓｃとに基づいて、環境音Ｓｅを分離する。この際、環境音分離部１０４は、制御音Ｓｃが存在しない場合は、車内音Ｓｒを環境音Ｓｅとする。

ステップＳ１１５では、制御音生成部１０６はステップＳ１１４で得られた環境音Ｓｅに、ステップＳ１１２で決定された音圧変化方法を適用して、制御音Ｓｃを生成し、制御音再生部１０７は、生成された制御音Ｓｃを再生する。

ステップＳ１１６では、切替時間制御部１０２は、現時点で保持している切替時間Ｔ（ステップＳ１１０で設定した値）から、所定時間（タイマ開始時からの経過時間）ΔＴを減算することにより、更新された切替時間Ｔ（＝Ｔ−ΔＴ）を算出する。

ステップＳ１１７では、切替時間制御部１０２は、ステップＳ１１６で更新された切替時間Ｔがゼロ以下であるか否かを判定する。更新された切替時間Ｔがゼロ以下でない場合（ステップＳ１１７：ＮＯ）、ステップＳ１１８では、車内音取得部１０１は、車内音Ｓｒを取得し、ステップＳ１１３の処理に戻る。ステップＳ１１８および、ステップＳ１１３からステップＳ１１７までの処理は、更新された切替時間Ｔがゼロ以下であると判定されるまで繰り返される。

更新された切替時間Ｔがゼロ以下であると判定される場合（ステップＳ１１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０８からの処理を再び行う。

以上のように本実施の形態によれば、覚醒状態維持装置１００において、車内音蓄積部１０３が、覚醒状態維持装置１００が再生する制御音と、制御音が再生されていない状態の運転者周辺の環境音と、が合わされた車内音を蓄積し、音圧変化設定部１０５の比較部１０５１が蓄積された車内音の２つ以上の特定の周波数帯域における音圧と、予め設定された閾値とを比較して、各特定の周波数帯域の音圧と閾値との大小関係を判定し、音圧変化設定部１０５の設定部１０５２が各特定の周波数帯域における大小関係の履歴に応じて、各特定の周波数帯域での音圧変化を設定し、制御音生成部１０６が、設定部１０５２で設定された音圧変化を環境音に適用して、制御音を生成し、時間設定部１０２１が、車内音の特性を解析した結果を基に切替時間Ｔを設定し、時間制御部１０２２が、環境音Ｓｅに適用する音圧変化方法を設定するタイミングを設定する。

こうすることで、運転者は、運転者が過去に聴取している車内音の履歴（ここでは、車内音と閾値との大小関係の履歴）に応じて音圧を変化させた車内音を、特定の期間毎（切替時間Ｔ経過毎）に確実に聴取することができる。具体的には、運転者は、音圧変化を知覚しやすい音圧（蓄積車内音周波数分布の音圧が基準周波数分布の音圧未満である周波数帯域の音圧）を変化（上昇）させた車内音を聴取することができる。よって、本実施の形態によれば、音の特性の変化を確実に運転者に知覚させることにより、運転者の覚醒状態を維持させることができる。

なお、本実施の形態では、図５において、全ての特定の周波数帯域で、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧以上の場合には、何れの音圧も変化させない場合について説明した。しかし、全ての特定の周波数帯域において、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧以上となる場合に対して、特定の周波数帯域のうち少なくとも１箇所以上の周波数帯域の音圧を減衰させる音圧変化方法の候補を対応付けてもよい。例えば、１回前の蓄積車内音の履歴が、（ロードノイズ帯域：大、風切り音帯域：大）である場合に対して、ロードノイズ帯域および風切り音帯域の双方、又は、いずれか一方の音圧変化が“減衰”となる音圧変化方法を対応付けてもよい。つまり、この場合には、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧未満の周波数帯域では、音圧を上昇させるか変化させないかの音圧変化方法が適用され、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧以上の周波数帯域では音圧を減衰させるか変化させないかの音圧変化方法が適用される。この場合でも、覚醒状態維持装置１００は、運転者に対して、前回聴取した車内音と、今回聴取した車内音との間で、音圧変化（音圧の減衰）を知覚させることが可能となる。

また、本実施の形態において、覚醒状態維持装置１００は、例えば、図５に示す対応関係を示すテーブルを保持し、１回前の期間における蓄積車内音の音圧と閾値（基準音の音圧）との大小関係と、上記テーブルとに基づいて、音圧変化方法を特定してもよい。

［実施の形態２］
実施の形態１では、１回前（現時点の１つ前）の期間における蓄積車内音のみを用いる場合について説明したのに対し、本実施の形態では、２回前（現時点の２つ前）の期間における蓄積車内音を用いる場合について説明する。

図７は、本実施の形態に係る覚醒状態維持装置２００の構成を示すブロック図である。図７において、覚醒状態維持装置２００では、覚醒状態維持装置１００（図１）と比較して、音圧変化設定部２０１における処理が実施の形態１の音圧変化設定部１０５と異なる。

図７において、音圧変化設定部２０１は、切替時間制御部１０２からトリガー信号を取得すると、前回（１回前）のトリガー信号を取得してから今回のトリガー信号を取得するまでに車内音蓄積部１０３で蓄積されていた蓄積車内音Ｓａ_ｎ、および、前々回（２回前）のトリガー信号を取得してから前回（１回前）のトリガー信号を取得するまでに車内音蓄積部１０３で蓄積された蓄積車内音Ｓａ_ｎ−１を取得し、環境音分離部１０４から環境音Ｓｅを取得する。そして、音圧変化設定部２０１は、蓄積車内音Ｓａ_ｎ、蓄積車内音Ｓａ_ｎ−１、および環境音Ｓｅに基づいて、次回の制御音Ｓｃを生成する際に適用する音圧変化方法を設定する。

具体的には、音圧変化設定部２０１は、取得した蓄積車内音Ｓａ_ｎの周波数分布（蓄積車内音周波数分布）Ｆｓ_ｎを算出し、蓄積車内音Ｓａ_ｎ−１の周波数分布（蓄積車内音周波数分布）Ｆｓ_ｎ−１を算出し、環境音Ｓｅの周波数分布（環境音周波数分布）Ｆｅを算出する。音圧変化設定部２０１の比較部２０１１は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎにおける少なくとも２箇所以上の特定の周波数帯域の音圧と、基準周波数分布Ｆｂの上記特定の周波数帯域に対応する周波数帯域の音圧（閾値）とを比較して、１回前の期間における各特定の周波数帯域の音圧と閾値との大小関係を判定する。そして、音圧変化設定部２０１の設定部２０１２は、実施の形態１と同様、比較部２０１１での比較の結果、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧未満となる特定の周波数帯域（第１の周波数帯域）が少なくとも１箇所以上存在する場合には、当該特定の周波数帯域のうち少なくとも１箇所以上の周波数帯域の音圧を上昇させる音圧変化方法の候補を設定する。

次いで、音圧変化設定部２０１は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧以上となる特定の周波数帯域での音圧変化方法を設定する。例えば、音圧変化設定部２０１は、上記第１の周波数帯域で設定される音圧変化方法の候補を環境音Ｓｅに適用して、候補音周波数分布Ｆｃを算出する。音圧変化設定部２０１の比較部２０１１は、上記第２の周波数帯域において、算出された候補音周波数分布Ｆｃと基準周波数分布Ｆｂとの間で音圧の大小関係を比較するとともに、前々回の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１と基準周波数分布Ｆｂとの間で上記第２の周波数帯域での音圧の大小関係を比較する。そして、音圧変化設定部２０１は、候補音周波数分布Ｆｃと蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１との間で、基準周波数分布Ｆｂの音圧に対する大小関係が同一の場合には、上記第２の周波数帯域での音圧を減衰させる音圧変化の候補を設定し、基準周波数分布Ｆｂの音圧に対する大小関係が異なる場合には、上記第２の周波数帯域での音圧を変化させない音圧変化の候補を設定する。

すなわち、音圧変化設定部２０１は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧未満となる特定の周波数帯域（第１の周波数帯域）に対しては、実施の形態１と同様、音圧を上昇させる。更に、音圧変化設定部２０１は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧以上となる特定の周波数帯域（第２の周波数帯域）に対して、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１の音圧と異ならせるように音圧を変化（減衰又は不変）させる。換言すると、音圧変化設定部２０１は、音圧変化後の周波数分布と、前々回の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１とが異なるように、音圧変化方法を設定する。

次に、音圧変化設定部２０１における音圧変化方法の設定処理について説明する。

ここでは、実施の形態１と同様、蓄積車内音周波数分布における特定の周波数帯域を、ロードノイズ帯域および風切り音帯域の２つの帯域とした場合の音圧変化方法の候補を示す。

また、実施の形態１と同様、特定の周波数帯域（ロードノイズ帯域および風切り音帯域）において、蓄積車内音周波数分布の音圧が基準周波数分布の音圧以上の場合を“大”で表し、蓄積車内音周波数分布の音圧が基準周波数分布の音圧未満の場合を“小”で表す。また、次回の制御音Ｓｃの生成の際に音圧を増加させる場合を“上昇”で表し、音圧を減少させる場合を“減衰”で表し、音圧を変化させない場合を“−”で表す。また、発生し得ない音圧の履歴パターンには音圧変化方法が対応付けられていない。

図８に、音圧変化設定部２０１における音圧変化方法の設定処理の一例を示す。図８において、横軸は周波数を表し、縦軸は音圧レベルを表す。

音圧変化設定部２０１の比較部２０１１は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎのロードノイズ帯域および風切り音帯域での音圧と、基準周波数分布Ｆｂのロードノイズ帯域および風切り音帯域での音圧とをそれぞれ比較する。例えば、図８に示す４０１では、前回（現時点の１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎにおいて、ロードノイズ帯域が“大”であり、風切り音帯域が“小”である。

そこで、音圧変化設定部２０１の設定部２０１２は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧未満である風切り音帯域（第１の周波数帯域）の音圧を上昇させる音圧変化方法を設定する。すなわち、設定部２０１２は、音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧未満である風切り音帯域の音圧を、前々回（現時点の２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１に依らず、上昇させる。これにより、図８の４０４に示すように、環境音Ｓｅの風切り音帯域における音圧を変化させた候補音周波数分布Ｆｃが得られる。

次いで、設定部２０１２は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧以上であるロードノイズ帯域（第２の周波数帯域）の音圧を設定する。具体的には、設定部２０１２は、ロードノイズ帯域において、前々回（現時点の２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１と、候補音周波数分布Ｆｃとが異なるように音圧変化を決定する。すなわち、設定部２０１２は、前々回（２つ前）の期間での蓄積車内音と、候補音（１つ前の期間における上記大小関係に基づいて設定された風切り音帯域（第１の周波数帯域）の音圧変化を環境音に適用して得られる車内音候補）との間で、風切り音帯域（第１の周波数帯域）での閾値に対する大小関係、および、ロードノイズ帯域（第２の周波数帯域）での閾値に対する大小関係のうち少なくとも一方の大小関係が異なるように、ロードノイズ帯域（第２の周波数帯域）の音圧変化を設定する。

図８に示す４０６〜４１０は、前々回（２回前）の期間で発生し得る蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１と基準周波数分布Ｆｂとの関係をそれぞれ示す。

例えば、図８において、前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が４０６（ロードノイズ帯域：大、風切り音帯域：大）である場合について説明する。

４０４のロードノイズ帯域は“大”であり、４０６のロードノイズ帯域は“大”である。つまり、基準周波数分布Ｆｂの音圧（閾値）に対する大小関係が４０４と４０６とでは同一である。

ここで、例えば、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎが４０１であり、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が４０６である場合に、ロードノイズ帯域の音圧を変化させない場合には、次の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）では、ロードノイズ帯域が“大”となり、風切り音帯域が“大”となる。すなわち、次の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）と前々回の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ−１）とが近似した周波数分布となってしまう。つまり、次回の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）は、前々回の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ−１）である４０６に再び戻ってしまい、単調な音圧変化となってしまう。

一方、上述したように、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎが４０１であり、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が４０６である場合に、ロードノイズ帯域の音圧を減衰させると、次の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）では、ロードノイズ帯域が“小”となり、風切り音帯域が“大”となる（４１１）。すなわち、次の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）と前々回の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ−１）とが異なる周波数分布となる。つまり、次回の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）は、前々回の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ−１）である４０６とは異なり、複数の期間に渡って異なるパターンの音圧変化が得られる。

そこで、設定部２０１２は、ロードノイズ帯域での音圧を減衰させる音圧変化の候補を設定する。すなわち、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎが４０１（ロードノイズ帯域：大、風切り音帯域：小）であり、前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が４０６（ロードノイズ帯域：大、風切り音帯域：大）である場合、設定部２０１２は、ロードノイズ帯域の音圧を減衰させ、風切り音帯域の音圧を上昇させる音圧変化方法（４１１）を設定する。

同様に、例えば、図８において、前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が４０８（ロードノイズ帯域：小、風切り音帯域：大）である場合について説明する。

４０４のロードノイズ帯域は“大”であり、４０８のロードノイズ帯域は“小”である。つまり、基準周波数分布Ｆｂの音圧（閾値）に対する大小関係が４０４と４０８とでは異なる。

ここで、例えば、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎが４０１であり、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が４０８である場合に、ロードノイズ帯域の音圧を減衰させると、次の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）では、ロードノイズ帯域が“小”となり、風切り音帯域が“大”となる。すなわち、次の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）と前々回の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ−１）とが近似した周波数分布となってしまう。一方、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎが４０１であり、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が４０８である場合に、ロードノイズ帯域の音圧を変化させない場合、次の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）では、ロードノイズ帯域が“大”となり、風切り音帯域が“大”となる（４１２）。すなわち、次の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ＋１）と前々回の期間での車内音周波数分布（Ｆｓ_ｎ−１）とが異なる周波数分布となる。

そこで、設定部２０１２は、ロードノイズ帯域での音圧を変化させない音圧変化の候補を設定する。すなわち、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎが４０１（ロードノイズ帯域：大、風切り音帯域：小）であり、前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が４０８（ロードノイズ帯域：小、風切り音帯域：大）である場合、設定部２０１２は、ロードノイズ帯域の音圧を変化させず、風切り音帯域の音圧を上昇させる音圧変化方法（４１２）を設定する。

図８に示す蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎが４０１である場合において、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が他のパターン（４０９，４１０）である場合についても同様にして音圧変化方法（４１３，４１４）がそれぞれ対応付けられる。

なお、ここでは、図８に示す４０１と４０７とが発生する場合、つまり、前回の蓄積車内音周波数分布および前々回の蓄積車内音周波数分布と、基準周波数分布との大小関係が同一となる場合は発生し得ないことを想定しているため、音圧変化方法の候補は対応付けられていない。また、図８に示す４１０（２回前の期間の蓄積車内音が無い場合）には、設定部２０１２は、１回前の蓄積車と音圧変化適用後の環境音との間で、閾値に対する大小関係がロードノイズ帯域および風切り音帯域の双方で異なるように、音圧変化方法を設定している。

また、図８に示す蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎが４００、４０２、４０３である場合に対しても４０１と同様にして、音圧変化方法が設定される。

このように、音圧変化設定部２０１において、比較部２０１１は、現時点の１つ前の期間および２つ前の期間における、各特定の周波数帯域の音圧と閾値（基準音の音圧）との大小関係を判定する。そして、設定部２０１２は、特定の周波数帯域のうち、現時点の１つ前の期間における音圧が閾値未満となる周波数帯域（第１の周波数帯域）の音圧を増加させ、現時点の１つ前の期間における音圧が閾値以上となる周波数帯域（第２の周波数帯域）の音圧を、現時点の２つ前の期間以前（ここでは２つ前の期間のみ）での車内音の音圧に基づいて変化させる。かかる場合、設定部２０１２は、現時点の２つ前の期間での音圧が閾値（基準音の音圧）未満となる第２の周波数帯域の音圧を変化させず（例えば、図８に示す４１２，４１３）、現時点の２つ前の期間での音圧が閾値以上となる第２の周波数帯域の音圧を減少させる（例えば、図８に示す４１１）。

図９は、ロードノイズ帯域および風切り音帯域における、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎおよび前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１のそれぞれと、基準周波数分布Ｆｂ（閾値）との大小関係（“大”又は“小”）と、音圧変化方法の候補との対応関係をまとめた表である。

例えば、図９に示すように、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎにおいて、ロードノイズ帯域が“大”であり、風切り音帯域が“小”である場合（図８に示す４０１）について説明する。

この場合、前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１において、ロードノイズ帯域が“大”であり、風切り音帯域が“大”である場合（図８に示す４０６）に対して、ロードノイズ帯域の音圧を“減衰”させ、風切り音帯域の音圧を“上昇”させる音圧変化方法の候補（図８に示す４１１）が対応付けられている。同様に、前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１において、ロードノイズ帯域が“小”であり、風切り音帯域が“大”である場合（図８に示す４０８）に対して、ロードノイズ帯域の音圧を変化させず、風切り音帯域の音圧を“上昇”させる音圧変化方法の候補（図８に示す４１２）が対応付けられている。また、前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１において、ロードノイズ帯域が“小”であり、風切り音帯域が“小”である場合（図８に示す４０９）に対して、ロードノイズ帯域の音圧を変化させず、風切り音帯域の音圧を“上昇”させる音圧変化方法の候補（図８に示す４１３）が対応付けられている。また、前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１が無い場合（図８に示す４１０）に対して、ロードノイズ帯域の音圧を減衰させ、風切り音帯域の音圧を“上昇”させる音圧変化方法の候補（図８に示す４１４）が対応付けられている。なお、前々回（２回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１において、ロードノイズ帯域が“大”であり、風切り音帯域が“小”である場合（図８に示す４０７）、つまり、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎと同一である場合に対しては音圧変化方法の候補が対応付けられていない。

図９では、上述した履歴パターン以外の他の履歴パターンについても同様にして音圧変化方法の候補が対応付けられている。

すなわち、音圧変化設定部２０１は、図９に示すように、車内音の各特定の周波数帯域の音圧と閾値（基準音の各特定の周波数帯域の音圧）との大小関係の履歴（ここでは現時点の１つ前の期間、および、２つ前の期間における大小関係の履歴）に応じて、各特定の周波数帯域での音圧変化方法を決定する。具体的には、図９に示すように、上記大小関係の履歴は、所定の期間（ここではトリガー信号によって区切られる期間）毎の大小関係のパターンで表され、音圧変化設定部２０１の設定部２０１２は、上記大小関係のパターンの候補（図９では２０個のパターン候補）に音圧変化方法の候補がそれぞれ対応付けられた対応関係に基づいて、各特定の周波数帯域での音圧変化を設定する。

ここで、図９に示す対応関係において、前回（１回前）の期間での蓄積車内音（車内音の履歴）に着目する。図９に示すように、上記対応関係では、実施の形態１（図５）と同様、１回前の期間（現時点の１つ前の期間）における特定の周波数帯域の音圧が閾値（基準音の音圧）未満となるパターンに対して、当該特定の周波数帯域の音圧を増加させる音圧変化の候補が対応付けられている。１回前の期間における特定の周波数帯域の音圧が基準周波数分布の音圧（閾値）未満となるパターンに対しては、当該特定の周波数帯域の少なくとも１つ以上の帯域における音圧を“上昇”させる音圧変化方法の候補が対応付けられている。

なお、音圧変化設定部２０１の設定部２０１２では、ロードノイズ帯域の音圧および、風切り音帯域の音圧を“上昇”または、“減衰”させる音圧変化方法を設定したが、ロードノイズ帯域以外の音圧および、風切り音帯域以外の音圧を“減衰”または、“上昇”させる音圧変化方法を設定してもよい。

これにより、実施の形態１と同様、覚醒状態維持装置２００は、運転者が聴取していた音（蓄積車内音）のうち、音圧がより小さい特定の周波数帯域の音圧を上昇させることで、音の特性を大きく変化させた音を運転者に確実に聴取させることが可能となり、運転者の覚醒状態を維持させることができる。

これに対して、図９に示すように、上記対応関係では、２つ以上の特定の周波数帯域のうち、１回前の期間（現時点の１つ前の期間）における音圧が閾値（基準音の音圧）以上となる特定の周波数帯域において、２回前の期間（現時点の２つ前の期間）での音圧が閾値未満となるパターンに対して、当該特定の周波数帯域の音圧を変化させない音圧変化方法の候補が対応付けられ、２回前の期間での音圧が閾値以上となるパターンに対して、当該特定の周波数帯域の音圧を減少させた音圧変化方法の候補が対応付けられている。すなわち、図９において、前回（１回前）の期間での蓄積車内音周波数分布の音圧が基準周波数分布の音圧（閾値）以上となる特定の周波数帯域では、前々回（２回目）の蓄積車内音の音圧の大きさ（閾値に対する大小関係）に基づいて減衰させるか、変化させないかのいずれかが決定されている。

これにより、図８に示すように、音圧変化後の周波数分布（４１１〜４１４）と、対応する前々回の期間での蓄積車内音周波数分布（４０６〜４１０）とは、異なる周波数分布となる。具体的には、図８に示す４１１〜４１４と４０６〜４１０とをそれぞれ比較すると、ロードノイズ帯域および風切り音帯域の双方又はいずれか一方の帯域において、基準周波数分布との音圧の大小関係が異なる。つまり、覚醒状態維持装置２００は、前々回の期間で再生された音と異なる音を再生することで、期間毎に環境音の音圧を変化させる際に同一の（又は近似した）周波数分布の音が繰り返し再生されること（音の単調な繰り返し）を防ぐことができる。

例えば、従来技術（例えば、特許文献１参照）では、図１０に示すように、音圧（図１０に示す１０００）を一定の間隔で変化させることで運転者の感覚を刺激することが可能である。しかし、一定量の音圧変化が時間の経過と伴に単調に繰り返されるため、運転者が長期的に音を聴取する場合には覚醒状態の低下を招く可能性がある。これに対して、本実施の形態では、図１１に示すように、音圧切替タイミング（切替時間Ｔが経過するタイミング）で特定の周波数帯域の音圧（図１１では、ロードノイズ帯域の１１００及び風切り音帯域の１１０１）を変化させる際、少なくとも前々回および前回に再生した音の特性と異なる特性を有する音を再生する。これにより、同一の（又は近似した）周波数分布の音が繰り返し再生されることを防ぎ、運転者が長期的に音を聴取する場合でも覚醒状態を維持することが可能となる。

次に、覚醒状態維持装置２００における処理の流れについて説明する。図１２は、覚醒状態維持装置２００の動作説明に供するフロー図である。なお、図１２において、実施の形態１（図６）と同一の処理には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

図１２において、ステップＳ２０１では、音圧変化設定部２０１は、蓄積車内音Ｓａ_ｎ、蓄積車内音Ｓａ_ｎ−１および環境音Ｓｅに基づいて、次回の制御音Ｓｃを生成する際に用いる音圧変化方法を決定する。例えば、音圧変化設定部２０１の比較部２０１１は、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎおよび蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１の特定の周波数帯域の音圧と、基準周波数分布Ｆｂの上記特定の周波数帯域に対応する周波数帯域の音圧との大小関係を、切替時間Ｔで区切られる所定の期間毎に判定する。そして、音圧変化設定部２０１の設定部２０１２は、例えば、図９に示す対応関係に応じて、音圧変化方法を決定する。

こうすることで、実施の形態１と同様、運転者は、音圧変化を知覚しやすい音圧（蓄積車内音周波数分布の音圧が基準周波数分布の音圧未満である周波数帯域の音圧）を変化（上昇）させた車内音を聴取することができる。更に、音圧の変化パターンが単調になることを防ぐことで、運転者は、長期的に音を聴取する場合でも、運転者の感覚を刺激し続けることができる。よって、本実施の形態によれば、音の特性の変化を確実に、かつ、長期間に渡って、運転者に知覚させることにより、運転者の覚醒状態を維持させることができる。

なお、本実施の形態において、覚醒状態維持装置２００は、上述した方法とは別の方法に従って音圧変化方法を設定してもよい。

例えば、音圧変化設定部２０１（図７）は、特定の周波数帯域において、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧未満の場合、本実施の形態と同様、当該特定の周波数帯域（第１の周波数帯域）での音圧を増加（上昇）させる音圧変化方法の候補を選択する。

次いで、音圧変化設定部２０１は、上記第１の周波数帯域で選択された音圧変化方法の候補を環境音Ｓｅに適用し、かつ、第２の周波数帯域（蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎの音圧が基準周波数分布Ｆｂの音圧以上の周波数帯域）で設定され得る音圧変化方法（音圧を減衰させる方法、又は、音圧を変化させない方法）をそれぞれ適用して、複数の候補音周波数分布Ｆｃを算出する。例えば、図４を用いると、蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎが４０１の場合には、候補音周波数分布Ｆｃとして４０４および４０５が算出される。

次いで、音圧変化設定部２０１は、算出した各候補音周波数分布Ｆｃと基準周波数分布（閾値）Ｆｂとの間で特定の周波数帯域での音圧の大小関係を判定し、前々回の期間での蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１と基準周波数分布Ｆｂとの間で特定の周波数帯域での音圧の大小関係を判定する。そして、音圧変化設定部２０１は、各候補音周波数分布Ｆｃと蓄積車内音周波数分布Ｆｓ_ｎ−１との間で、基準周波数分布Ｆｂの音圧に対する大小関係が逆になっている箇所の最も多い候補音周波数分布Ｆｃに適用されている音圧変化方法の候補を、次回の制御音Ｓｃの生成の際に用いる音圧変化方法として決定する。これにより、本実施の形態と同様、音圧変化方法を適用後の周波数分布と、前々回の期間での蓄積車内音周波数分布とが異なる周波数分布となるので、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態において、覚醒状態維持装置２００は、例えば、図９に示す対応関係を示すテーブルを保持し、１回前の期間および２回前の期間のそれぞれにおける蓄積車内音の音圧と閾値（基準音の音圧）との大小関係と、上記テーブルとに基づいて、音圧変化方法を特定してもよい。

［実施の形態３］
本実施の形態では、環境音Ｓｅ（例えば、ロードノイズ又は風切り音）が変動する場合について説明する。

以下、実施の形態１と異なる部分のみ説明する。図１３は、本実施の形態に係る覚醒状態維持装置３００の構成を示すブロック図である。図１３において、覚醒状態維持装置３００では、覚醒状態維持装置１００（図１）と比較して、音圧変化判定部３０１が追加され、切替時間制御部３０２における処理が実施の形態１の切替時間制御部１０２と異なる。

覚醒状態維持装置３００において、音圧変化判定部３０１は、車内音Ｓｒと蓄積車内音Ｓａ_ｎとを比較する。ここで、上述したように、車内音取得部１０１で取得される車内音Ｓｒは、制御音Ｓｃと環境音Ｓｅとが合成された音である。よって、車内音Ｓｒでは、覚醒状態維持装置３００が生成する制御音Ｓｃに起因する音圧変化（システムに起因する音圧変化）と、覚醒状態維持装置３００に起因しない音圧変化とが発生する。覚醒状態維持装置３００に起因しない音圧変化とは、例えば、車両外部の環境（運転者の周辺環境）の変化（例えば、車両が走行する道路面の変化等）に起因する環境音Ｓｅの変化が想定される。

次いで、音圧変化判定部３０１は、現時点での蓄積車内音Ｓａ_ｎに基づいて特定される音圧変化方法を環境音に適用した場合における音圧変化と、車内音Ｓｒの変化とが同等であると判定した場合、切替時間制御部１２０２にリセット命令を出力する。ここで、リセット命令とは、切替時間制御部３０２で、切替時間Ｔがゼロ以下になった場合と同じ動作をさせるための命令である。

具体的には、音圧変化判定部３０１は、車内音取得部１０１から車内音Ｓｒを取得し、車内音蓄積部１０３から蓄積車内音Ｓａ_ｎを取得し、環境音分離部１０４から環境音Ｓｅを取得する。音圧変化判定部３０１は、取得した車内音Ｓｒの周波数分布（車内音周波数分布）Ｆｒ、蓄積車内音Ｓａ_ｎの周波数分布（蓄積車内音周波数分布）Ｆｓ_ｎ、および環境音Seの周波数分布（環境音周波数分布）Ｆｅを算出する。

そして、音圧変化判定部３０１は、切替時間制御部３０２によって制御されるタイミングで区切られた所定の期間内（つまり、タイマ開始から切替時間Ｔが経過する途中）において、現時点までの車内音の履歴（例えば、図５に示す蓄積車内音の閾値（基準音）に対する大小関係）に基づいて特定される音圧変化を適用して得られる車内音候補と、現時点の環境音との間で、２つ以上の各特定の周波数帯域での閾値（基準音の音圧）に対する大小関係がすべて同一であるか否かを判定する。

換言すると、音圧変化判定部３０１は、１回前の期間の各特定の周波数帯域における蓄積車内音周波数分布に対する環境音周波数分布の変化（上昇又は減衰）が、蓄積音周波数分布と音圧変化方法の候補との対応関係（例えば、図５）から特定される音圧変化方法の候補に含まれている場合、切替時間制御部３０２にリセット命令を出力する。

切替時間制御部３０２（時間設定部３０２１、時間制御部３０２２を含む）は、基本的には、切替時間制御部１０２（時間設定部１０２１、時間制御部１０２２を含む）（図１）と同様の機能を有する。切替時間制御部３０２は、音圧変化判定部３０１からリセット命令が入力されると（音圧変化判定部３０１において、各特定の周波数帯域での閾値に対する大小関係がすべて同一であると判定された場合）、タイマがゼロになった場合と同様、トリガー信号を、車内音蓄積部１０３および音圧変化設定部１０５に出力する。すなわち、切替時間制御部３０２は、所定の期間毎のタイミングであって、音圧変化設定部１０５において各特定の周波数帯域での音圧変化の設定を行うタイミングを、現時点に再設定する。

切替時間制御部３０２は、トリガー信号を車内音蓄積部１０３および、音圧変化設定部１０５に出力するとともに、タイマをリセットし、再び切替時間Ｔを算出してタイマを起動させる。すなわち、切替時間制御部３０２は、タイマがゼロになった場合、又は、リセット命令が入力された場合に、トリガー信号を出力し、タイマをリセットし、新たな切替時間Ｔを用いてタイマを起動させる。

音圧変化設定部１０５は、トリガー信号が入力されるタイミング（つまり、切替時間制御部３０２が制御するタイミング）毎に音圧変化方法の設定処理を行う。ただし、音圧変化設定部１０５は、音圧変化判定部３０１からのリセット命令に基づいてトリガー信号のタイミングが再設定された場合には、音圧変化方法の設定を行わない。

次に、音圧変化判定部３０１における音圧変化の判定方法の一例について図１４を用いて説明する。

図１４の１３００は、現時点で車内音蓄積部１０３に蓄積された蓄積音周波数分布Ｆｓ_ｎと基準周波数分布Ｆｂとの関係の一例を示したものである。図１４の１３００では、基準周波数分布Ｆｂの音圧（閾値）に対して、蓄積音周波数分布Ｆｓ_ｎのロードノイズ帯域の音圧は大きく、風切り音帯域の音圧は小さい。

現時点での状態が図１４の１３００の場合、現時点までの車内音の履歴に基づいて特定される音圧変化を適用して得られる車内音候補としては、風切り音帯域の音圧を上昇させ、ロードノイズ帯域の音圧を変化させない音圧変化方法の候補を適用して得られる候補音（１３０１）、および、風切り音帯域の音圧を上昇させ、ロードノイズ帯域の音圧を減衰させる音圧変化方法の候補を適用して得られる候補音（１３０２）が存在する。

また、図１４の１３０３および１３０４は、現時点で車内音取得部１０１が取得した車内音周波数分布Ｆｒ（すなわち、１回前の期間で生成された制御音Ｓｃと現時点での環境音Ｓｅとが合わされた音の周波数分布）と、基準周波数分布Ｆｂとの関係の一例をそれぞれ示したものである。

例えば、図１４の１３０３では、基準周波数分布Ｆｂに対して、車内音周波数分布Ｆｒのロードノイズ帯域の音圧および風切り音帯域の音圧の双方とも大きい。つまり、図１４に示すように、１３０３で示した車内音周波数分布Ｆｒと１３０１で示した候補音周波数分布Ｆｃとの間で、各特定の周波数帯域での基準周波数分布Ｆｂとの大小関係はすべて同一である。

これより、音圧変化判定部３０１は、現時点で取得した車内音Ｓｒが図１４の１３０３の場合には、車内音Ｓｒの音圧変化を、システムによる音圧変化（覚醒状態維持装置３００に起因する音圧変化）と同等の変化であると判定する。つまり、音圧変化判定部３０１は、図１４の１３０３への音圧変化（周辺環境の変化に起因する音圧変化）と、覚醒状態維持装置３００が所定の期間毎（トリガー信号が生成されるタイミング毎）に生成する制御音の再生によって得られたであろう音圧変化（１３０１）とが同等の変化であると判定する。すなわち、音圧変化判定部３０１は、図１４の１３０３への音圧変化を、運転者の覚醒状態を維持するのに十分な音圧変化であると判定する。そして、音圧変化判定部３０１は、切替時間制御部３０２にリセット命令を出力する。このように、音圧変化判定部３０１は、図１４の１３０３への音圧変化が生じたことで、覚醒状態維持装置３００による音圧変化（１３０１）を行わなくてもよいと判断し、所定の期間内（タイマ起動途中）であっても切替時間制御部３０２に対してタイマのリセットを命令する。

また、リセット命令が入力されると、切替時間制御部３０２は、トリガー信号を音圧変化設定部１０５に出力する。ただし、音圧変化設定部１０５は、リセット命令によるトリガー信号が入力された場合には、環境音に対して音圧変化を行う必要が無いので、音圧変化方法の設定を行わない。

一方、例えば、図１４の１３０４では、基準周波数分布Ｆｂに対して、車内音周波数分布Ｆｒのロードノイズ帯域の音圧および風切り音帯域の音圧の双方とも小さい。つまり、図１４に示すように、１３０４で示した車内音周波数分布Ｆｒと、１３０１又は１３０２で示した候補音周波数分布Ｆｃとの間で、各特定の周波数帯域での基準周波数分布Ｆｂとの大小関係はすべて同一ではない。

これより、音圧変化判定部３０１は、現時点で取得した車内音Ｓｒが図１４の１３０４の場合には、車内音Ｓｒの音圧変化を、システムによる音圧変化（覚醒状態維持装置３００に起因する音圧変化）と異なる変化であると判定する。つまり、音圧変化判定部３０１は、図１４の１３０４への音圧変化（周辺環境の変化に起因する音圧変化）と、覚醒状態維持装置３００が所定の期間毎（トリガー信号が生成されるタイミング毎）に生成する制御音の再生によって得られたであろう音圧変化（１３０１又は１３０２）とが異なる変化であると判定する。すなわち、音圧変化判定部３０１は、図１４の１３０４への音圧変化を、運転者の覚醒状態を維持するのに十分な音圧変化ではないと判定する。この場合、音圧変化判定部３０１は、覚醒状態維持装置３００による音圧変化（１３０１又は１３０２）を行うべきであると判断し、切替時間制御部３０２へのリセット命令を出力しない。

次に、覚醒状態維持装置３００における処理の流れについて説明する。図１５は、覚醒状態維持装置３００の動作説明に供するフロー図である。なお、図１５において、実施の形態２（図１２）と同一の処理には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

図１５において、ステップＳ１０５で更新された切替時間Ｔがゼロ以下でない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ３０１では、音圧変化判定部３０１は、ステップＳ１０１で取得した現時点の車内音Ｓｒの音圧変化が運転者の覚醒状態を維持するのに十分な変化であるか否かを判定する。すなわち、音圧変化判定部３０１は、現時点の車内音Ｓｒと、現時点までの車内音の履歴に基づいて特定される音圧変化を環境音に適用して得られる候補音との間で、特定の周波数帯域での閾値（基準音の音圧）に対する大小関係が全て同一であるか否かを判定する。

現時点の車内音Ｓｒの音圧変化が運転者の覚醒状態を維持するのに十分な変化であると判定された場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、音圧変化判定部３０１は、切替時間制御部３０２にリセット命令を出力し、切替時間制御部３０２は、タイマをリセットし、ステップＳ１０８では、車内音取得部１０１は、車内音Ｓｒを取得し、ステップ１０９では、切替時間制御部１０２は、車内音Ｓｒの特性を解析し、ステップＳ１１０では、切替時間制御部１０２は、切替時間Ｓｒの特性から切替時間Ｔを新たに設定する。一方、現時点の車内音Ｓｒの音圧変化が運転者の覚醒状態を維持するのに十分な変化であると判定されない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、ステップ１０７では、車内音取得部１０１は、車内音Ｓｒを取得し、ステップＳ１０４の処理に戻る。

また、ステップＳ３０２においても覚醒状態維持装置３００は、ステップＳ３０１と同様の処理を行う。

ここで、本実施の形態と実施の形態１とを比較する。上述したように、覚醒状態維持装置によって所定の期間毎に（切替時間Ｔが経過する毎に）音圧が変化するとともに、運転者の周辺環境が変化することによっても音圧が変化する。この場合、実施の形態１では、切替時間Ｔが経過するタイミング（トリガー信号が生成されるタイミング）、および、周辺環境の変化が生じたタイミングの双方において音圧変化が発生する。このため、運転者が聴取する車内音の音圧の変化は頻繁に発生してしまい、運転者に対して煩わしさが増加してしまう。

これに対して、本実施の形態に係る覚醒状態維持装置３００は、周辺環境が変わったことによって変化した環境音（運転者が聴取する車内音）Ｓｒの音圧が、覚醒状態維持装置３００の音圧変化処理によって次に想定された車内音の音圧と同等又は同等以上の変化をしたタイミングを、覚醒状態維持装置３００によって音の特性を切り替えるタイミングと同じであると判断する。かかる場合、覚醒状態維持装置３００は、音圧変化の設定を行うタイミング（つまり、切替時間Ｔ）を再設定し、車内音Ｓｒを蓄積する対象を変更する。

また、覚醒状態維持装置３００は、上記タイミングが再設定された場合には、当該タイミングでの音圧変化の設定を行わない。これにより、覚醒状態維持装置３００での不要な音圧変化処理を防ぐことができる。

こうすることで本実施の形態によれば、周辺環境の変化による音圧の変化を考慮しない場合（例えば実施の形態１）に比べて、運転者が聴取する車内音の音圧が変化する回数を低減することができ、運転者に対する煩わしさを回避することが可能となる。

なお、本実施の形態では、覚醒状態維持装置３００が、実施の形態１の覚醒状態維持装置１００（図１）と同様にして音圧変化方法を設定する場合について説明したが、覚醒状態維持装置３００は、実施の形態２の覚醒状態維持装置２００（図７）と同様にして音圧変化方法を設定してもよい。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明は、音の特性の変化方法を、運転者がそれまで聴取していた音を考慮して決定することにより、音の特性の変化を運転者に確実に知覚させ、運転者の覚醒状態を維持させるものとして有用である。

１００，２００，３００ 覚醒状態維持装置
１０１ 車内音取得部
１０２，３０２ 切替時間制御部
１０２１，３０２１ 時間設定部
１０２２，３０２２ 時間制御部
１０３ 車内音蓄積部
１０４ 環境音分離部
１０５，２０１ 音圧変化設定部
１０５１，２０１１ 比較部
１０５２，２０１２ 設定部
１０６ 制御音生成部
１０７ 制御音再生部
３０１ 音圧変化判定部

Claims (12)

1. 人の覚醒状態を維持する覚醒状態維持装置であって、
   車両内部に搭載されたマイクによって取得される聴取音を蓄積する手段であって、前記聴取音は、前記覚醒状態維持装置が再生する制御音と前記制御音が再生されていない状態での人周辺の環境音とを含む、蓄積手段と、
   前記蓄積手段が蓄積した前記聴取音を基に、前記環境音に適用する制御方法を設定する設定手段と、
   前記設定手段が設定した制御方法を前記環境音に適用して前記制御音を生成する生成手段と、
   を具備し、
   前記設定手段は、前記聴取音の２つ以上の特定の周波数帯域における音圧と、予め設定された閾値とを比較して、各特定の周波数帯域の音圧と前記閾値との大小関係を判定する比較手段、を更に具備し、
   前記設定手段が前記環境音に適用する制御方法は、
   前記蓄積手段が蓄積した前記聴取音の各特定の周波数帯域における前記大小関係の履歴に応じて、各特定の周波数帯域での音圧変化を設定する、
   覚醒状態維持装置。
2. 前記大小関係の履歴は、前記聴取音を人が聞き慣れるまでの聞き慣れ時間で区切られた期間毎の前記大小関係のパターンで表され、
   前記設定手段が前記環境音に適用する制御方法は、前記パターンの候補に音圧変化の候補がそれぞれ対応付けられた対応関係に基づいて、各特定の周波数帯域での音圧変化を設定し、
   前記対応関係では、現時点の１つ前の期間における前記特定の周波数帯域の音圧が前記閾値未満となるパターンに対して、当該特定の周波数帯域の音圧を増加させる音圧変化の候補が対応付けられていることを特徴とする請求項１記載の覚醒状態維持装置。
3. 前記対応関係では、前記２つ以上の特定の周波数帯域のうち、現時点の１つ前の期間における音圧が前記閾値以上となる特定の周波数帯域において、現時点の２つ前の期間での音圧が前記閾値未満となるパターンに対して、当該特定の周波数帯域の音圧を変化させない音圧変化の候補が対応付けられ、前記２つ前の期間での音圧が前記閾値以上となるパターンに対して、当該特定の周波数帯域の音圧を減少させた音圧変化の候補が対応付けられていることを特徴とする請求項２記載の覚醒状態維持装置。
4. 前記比較手段は、前記聴取音を人が聞き慣れるまでの聞き慣れ時間で区切られた期間毎に、各特定の周波数帯域での前記大小関係を判定し、
   前記設定手段が前記環境音に適用する制御方法は、
   前記２つ以上の特定の周波数帯域のうち、現時点の１つ前の期間における音圧が前記閾値未満となる第１の周波数帯域の音圧を増加させ、現時点の１つ前の期間における音圧が前記閾値以上となる第２の周波数帯域の音圧を、現時点の２つ前の期間以前での前記聴取音の音圧に基づいて変化させることを特徴とする請求項１記載の覚醒状態維持装置。
5. 前記設定手段が前記環境音に適用する制御方法は、
   前記２つ前の期間での音圧が前記閾値未満となる前記第２の周波数帯域の音圧を変化させず、前記２つ前の期間での音圧が前記閾値以上となる前記第２の周波数帯域の音圧を減少させることを特徴とする請求項４記載の覚醒状態維持装置。
6. 前記設定手段が前記環境音に適用する制御方法は、
   前記２つ前の期間での前記聴取音と、前記１つ前の期間における前記大小関係に基づいて設定された前記第１の周波数帯域の音圧変化を前記環境音に適用して得られる聴取音候補との間で、前記第１の周波数帯域での前記大小関係、及び、前記第２の周波数帯域での前記大小関係のうち少なくとも一方の大小関係が異なるように、前記第２の周波数帯域の音圧変化を設定することを特徴とする請求項４記載の覚醒状態維持装置。
7. 所定の期間毎のタイミングであって、
   前記設定手段において各特定の周波数帯域での音圧変化の設定を行うタイミングを制御する制御手段と、
   前記所定の期間内において、現時点までの前記聴取音の履歴に基づいて特定される音圧変化を適用して得られる聴取音候補と、現時点の前記環境音との間で、各特定の周波数帯域での前記大小関係がすべて同一であるか否かを判定する判定手段と、を更に具備し、
   前記制御手段は、前記判定手段において、各特定の周波数帯域での前記大小関係がすべて同一であると判定された場合には、前記タイミングを現時点に再設定し、
   前記設定手段は、前記判定手段の判定結果が同一である場合に制御手段で再設定されたタイミングでは、前記音圧変化の設定を行わないことを特徴とする請求項１記載の覚醒状態維持装置。
8. 前記聴取音を人が聞き慣れるまでの聞き慣れ時間を、予め設定された時間、もしくは前記マイクによって取得される聴取音を解析して得られた特性を基に設定する時間設定手段と、
   前記時間設定手段が設定した前記聞き慣れ時間を、前記設定手段において前記環境音に適用する制御方法を設定するタイミングとして制御する時間制御手段と、を更に具備し、
   前記設定手段は、前記時間制御手段が設定したタイミングで、前記環境音に適用する制御方法を設定することを特徴する請求項１に記載の覚醒状態維持装置。
9. 前記聴取音を聴取する人の前記聴取音への感度を推定する感度推定手段、を更に具備し、
   前記時間設定手段が設定する前記聞き慣れ時間は、前記感度推定手段が推定した、人の前記聴取音への感度に応じて調整されることを特徴とする請求項８に記載の覚醒状態維持装置。
10. 前記環境音と前記聴取音に対する人の聴取経験を判断する経験判断手段、を更に具備し、
    前記時間設定手段が設定する前記聞き慣れ時間は、前記経験判断手段が判断する前記環境音と前記聴取音の少なくとも一方への人の聴取経験に応じて調整されることを特徴する請求項８に記載の覚醒状態維持装置。
11. 前記環境音は車両走行中に発生する走行音であり、
    前記聴取音は人が車室内で聴取する車内音であることを特徴とする請求項１に記載の覚醒水準維持装置。
12. 人の覚醒状態を維持する覚醒状態維持方法であって、
    車両内部に搭載されたマイクによって取得される聴取音を蓄積するステップであって、前記聴取音は、前記覚醒状態維持方法によって生成される制御音と前記制御音が再生されていない状態での人周辺の環境音とを含む、蓄積ステップと、
    前記蓄積ステップが蓄積した前記聴取音を基に、前記環境音に適用する制御方法を設定する設定ステップと、
    前記設定ステップが設定した制御方法を前記環境音に適用して前記制御音を生成する生成ステップと、
    を具備し、
    前記設定ステップは、前記聴取音の２つ以上の特定の周波数帯域における音圧と、予め設定された閾値とを比較して、各特定の周波数帯域の音圧と前記閾値との大小関係を判定する比較ステップ、を更に具備し、
    前記設定ステップが前記環境音に適用する制御方法は、
    前記蓄積ステップが蓄積した前記聴取音の各特定の周波数帯域における前記大小関係の履歴に応じて、各特定の周波数帯域での音圧変化を設定する、
    覚醒状態維持方法。

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