JP6899534B2 - 音量制御装置、音量制御方法、及び音量制御システム - Google Patents

Description

本開示は、騒音が存在する環境下において放送される放送音声の音量を制御する音量制御装置、音量制御方法、及び音量制御システムに関する。

特許文献１では、所定の周波数帯域における放送音声信号とマイクロフォンにより収音された騒音信号との信号対雑音比を算出し、その信号対雑音比が放送音声の最低可聴帯域の指標である信号対雑音比の目標値となるように放送音声信号の増幅率を決定する音量制御装置が開示されている。これにより、音量制御装置は、聞きづらさを感じない程度の音量で放送音声を出力できる。

特開２０１３−６２６０９号公報

しかし、特許文献１のマイクロフォンにより収音される信号には、そのマイクロフォンが設置された箇所の周囲に存在する騒音信号以外に、実際にはその箇所において放送される放送音声も含まれる。特許文献１の構成を用いても、収音された音声信号（つまり、放送音声の信号と騒音信号とが混在した信号）から、騒音信号の成分を放送音声の信号と区別して検出することは困難である。

そのため、騒音信号の成分を放送音声の信号と区別して検出できなければ、単にマイクロフォンで観測される信号の大きさを参照して、放送音声の信号を増幅する場合、騒音信号に混在して収音された放送音の大きさも併せて参照する事になるため、放送音の増幅が輻輳して過大な音量になってしまったり、音量が振動して安定しなかったりする問題が有った。言い換えると、騒音信号と放送音声の信号との区別が困難である限り、放送音声の正確な信号レベルの算出ができないため、騒音が存在する環境下において放送音声の音量を適切に制御することは困難であった。

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、スピーカから出力される放送音声の信号を周囲の騒音と区別して適応的に制御し、放送音声の聴取者に対する聞き取り易さを向上する音量制御装置、音量制御方法、及び音量制御システムを提供することを目的とする。

本開示は、放送音源からの放送音声の信号を増幅してスピーカから出力する音声出力系統に接続される音量制御装置であって、前記放送音声の音量とその放送音声の信号の出力時に観測される騒音の騒音値との相関関係を示す相関データを記憶するメモリと、前記放送音源から現在放送されている放送音声の音量と、観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルとを取得する取得部と、前記相関データに基づいて、前記現在放送されている放送音声の音量に対応した騒音の騒音値を求め、その求められた騒音値を用いて、前記音声信号の信号レベルに含まれる騒音の騒音値を推定する騒音量推定部と、前記推定された騒音の騒音値を用いて、前記現在放送されている放送音声の信号の増幅率を算出し、前記音声出力系統に設けられ前記放送音源からの放送音声の信号を適応的に増幅する可変増幅器に前記増幅率を設定する増幅率算出部と、を備え、前記増幅率算出部は、前記現在放送されている放送音声の音量が、前記推定された騒音の騒音値に所定の音量を加算した加算値となるように第１増幅率を算出し、前記加算値が既定の音量上限値を超えるかどうかを判定し、前記加算値が前記既定の音量上限値を超えないと判断した場合は、前記算出された第１増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定して前記騒音量推定部に出力し、前記加算値が前記既定の音量上限値を超えると判断した場合は、前記加算値が前記既定の音量上限値となるように、前記第１増幅率を調整して第２増幅率を算出し、前記第２増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定して前記騒音量推定部に出力し、前記騒音量推定部は、前記放送音源からの放送音声の信号の解析によって得られた音量に前記増幅率を乗じて得られる乗算値を、前記現在放送されている放送音声の音量として取得する、音量制御装置を提供する。

また、本開示は、放送音源からの放送音声の信号を増幅してスピーカから出力する音声出力系統に接続される音量制御装置における音量制御方法であって、前記放送音声の音量とその放送音声の信号の出力時に観測される騒音の騒音値との相関関係を示す相関データをメモリに記憶し、前記放送音源から現在放送されている放送音声の音量と、観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルとを取得し、前記相関データに基づいて、前記現在放送されている放送音声の音量に対応した騒音の騒音値を求め、その求められた騒音値を用いて、前記音声信号の信号レベルに含まれる騒音の騒音値を推定し、前記推定された騒音の騒音値を用いて、前記現在放送されている放送音声の信号の増幅率を算出し、前記音声出力系統に設けられ前記放送音源からの放送音声の信号を適応的に増幅する可変増幅器に、前記現在放送されている放送音声の音量が、前記推定された騒音の騒音値に所定の音量を加算した加算値となるように第１増幅率を算出し、前記加算値が前記既定の音量上限値を超えないと判断した場合は、前記算出された第１増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として設定し、前記加算値が前記既定の音量上限値を超えると判断した場合は、前記加算値が前記既定の音量上限値となるように、前記第１増幅率を調整して第２増幅率を算出し、前記第２増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定し、前記現在放送されている放送音声の音量は、前記放送音源からの放送音声の信号の解析によって得られた音量に前記増幅率が乗じて得られる乗算値として取得される、音量制御方法を提供する。

また、本開示は、放送音源からの放送音声の信号を増幅してスピーカから出力する音声出力系統に接続される音量制御装置を含む音量制御システムであって、前記音量制御装置は、前記放送音声の音量とその放送音声の信号の出力時に観測される騒音の騒音値との相関関係を示す相関データを記憶するメモリと、前記放送音源から現在放送されている放送音声の音量と、観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルとを取得する取得部と、前記相関データに基づいて、前記現在放送されている放送音声の音量に対応した騒音の騒音値を求め、その求められた騒音値を用いて、前記音声信号の信号レベルに含まれる騒音の騒音値を推定する騒音量推定部と、前記推定された騒音の騒音値を用いて、前記現在放送されている放送音声の信号の増幅率を算出し、前記音声出力系統に設けられ前記放送音源からの放送音声の信号を適応的に増幅する可変増幅器に前記増幅率を設定する増幅率算出部と、を備え、前記増幅率算出部は、前記現在放送されている放送音声の音量が、前記推定された騒音の騒音値に所定の音量を加算した加算値となるように第１増幅率を算出し、前記加算値が既定の音量上限値を超えるかどうかを判定し、前記加算値が前記既定の音量上限値を超えないと判断した場合は、前記算出された第１増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定して前記騒音量推定部に出力し、前記加算値が前記既定の音量上限値を超えると判断した場合は、前記加算値が前記既定の音量上限値となるように、前記第１増幅率を調整して第２増幅率を算出し、前記第２増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定して前記騒音量推定部に出力し、前記騒音量推定部は、前記放送音源からの放送音声の信号の解析によって得られた音量に前記増幅率を乗じて得られる乗算値を、前記現在放送されている放送音声の音量として取得する、音量制御システムを提供する。

本開示によれば、スピーカから出力される放送音声の信号を周囲の騒音と区別して適応的に制御でき、放送音声の聴取者に対する聞き取り易さを向上できる。

実施の形態１に係る音量制御システムのシステム構成例を示すブロック図 放送音声の音量と騒音値との相関関係の一例を示す説明図 騒音信号の騒音値、騒音信号及び放送音声の信号レベル、既定の上限との関係の一例を示す説明図 放送音声と騒音値との相関関係の事前測定処理の動作手順の一例を示すフローチャート 放送音声の音量の制御処理の動作手順の一例を示すフローチャート 実施の形態１の変形例に係る音量制御システムのシステム構成例を示すブロック図 実施の形態２に係る音量制御システムのシステム構成例を示すブロック図 実施の形態２の変形例に係る音量制御システムのシステム構成例を示すブロック図

以下、添付図面を適宜参照しながら、本開示に係る音量制御装置、音量制御方法、音量制御システムを具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

以下、本開示に係る音量制御装置を含む音量制御システムは、業務時間帯に多くの人が集まる混雑場所（例えば、多くの買い物客が集まって騒がしいショッピングモール）で商品、サービスもしくはレストランの案内情報等を買い物客に伝えるためのアナウンス放送がなされる状態で使用されるユースケースを例示して説明する。音量制御システムは、アナウンス放送の放送音声の音量を、観測地点における周囲の騒音に対して買い物客が聞き取り易くなるように制御する。なお、混雑場所の例は、ショッピングモール内に限定されず、店舗、図書館、オフィス、総合病院のロビー、駅等でもよい。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る音量制御システム１００のシステム構成例を示すブロック図である。図１に示す音量制御システム１００は、既設の音声出力系統９０と、音量制御装置２０と、マイク装置５０と、信号レベル算出装置６０とを含む構成である。音量制御装置２０は、音声出力系統９０との間でデータもしくは情報の入出力が可能に接続される。

音声出力系統９０は、例えばショッピングモール内において、アナウンス放送（放送音源の一例）の音声の信号を増幅してスピーカ４０から音声出力する、既設の音声出力システムとして配設される。実施の形態１に係る音声出力系統９０は、例えば放送音源１０と、可変増幅器３０と、スピーカ４０とを含む構成である。放送音源１０、可変増幅器３０及びスピーカ４０は、音声信号の伝送に適する伝送ケーブル（つまり、有線）で接続される。

放送音源１０は、アナウンス放送の音声の音源であり、例えばアナウンス放送の係員が把持するハンドマイクにより収音された当該係員の発した音声の信号や、ＣＤ（Compact Disk）もしくはＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のメディア媒体に予め記録された音楽のデータ（信号）が該当する。なお、放送音源１０の種別は、これらの信号に限定されず、例えばラジオ放送の音声でもよい。

可変増幅器３０は、音量制御装置２０により設定された可変の増幅率Ｂ（後述参照）に応じて、放送音源１０から出力される放送音声Ａの信号を適応的に増幅する。

スピーカ４０は、可変増幅器３０により増幅された放送音声の信号を音声出力する。

音量制御装置２０は、既設の音声出力系統９０に対してデータもしくは情報の入出力が可能となるように、放送音源１０からの放送音声Ａの信号を入力可能に接続されるとともに、可変増幅器３０に増幅率Ｂの情報を出力可能に接続される。音量制御装置２０は、少なくともマイク装置５０が配置された箇所（言い換えると、観測地点）において観測される、放送音源１０からの放送音声の音量を制御する。音量制御装置２０は、例えばショッピングセンターの集中監視室に配置される専用機器である。

音量制御装置２０は、メモリ２１と、再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２と、騒音量推定部２３と、増幅率算出部２４とを含む構成である。騒音量推定部２３及び増幅率算出部２４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）もしくはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を用いて構成されたプロセッサＰＲＣ１である。

メモリ２１は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）とＲＯＭ（Read Only Memory）とを用いて構成され、音量制御装置２０の動作の実行に必要なプログラムやデータ、更には、動作中に生成されたデータ又は情報を一時的に保持する。ＲＡＭは、例えば音量制御装置２０の動作時に使用されるワークメモリである。ＲＯＭは、例えば音量制御装置２０を制御するためのプログラム及びデータを予め記憶して保持する。

再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）もしくはＳＳＤ（Solid State Drive）を用いて構成される。メモリの一例としての再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２は、ショッピングセンターが営業開始していない時間帯（つまり、静かな時間帯）に放送音源１０から出力（再生）された放送音声の音量と、放送音源１０からの放送音声の出力に伴って観測地点（つまり、マイク装置５０が配置された地点）において収音（観測）されたマイク信号レベル（つまり、騒音値）との相関関係を示す相関データ（図２Ａ参照）を保持する。

図２Ａは、放送音声の音量と騒音値との相関関係の一例を示す説明図である。図２Ａの上段には、ショッピングセンターが営業していない時間帯（言い換えると、例えば早朝や深夜のように、周囲の喧騒な環境が存在していない静かな時間帯）に音声出力系統９０から放送音声が出力（再生）された場合、放送音声の音量と、その放送音声の信号がスピーカ４０から出力された際に観測地点（つまり、マイク装置５０が配置された地点）において収音（観測）されたマイク信号レベル（つまり、騒音値）との相関関係を示す相関データがグラフとして示されている。

図２Ａの上段の相関データは、説明を分かり易くするために、放送音声の音量（放送音量）とマイク信号レベル（騒音値）とは線形関数（例えば、一次関数）で近似された例が示されている。図２Ａの上段のグラフに示すように、例えば放送音量が「ｗ１」である場合には、その放送音量に対応するマイク信号レベル（騒音値）は「ｎ１」であることが分かる。

また、図２Ａの下段には、実際のショッピングセンターの営業時間帯に音声出力系統９０から放送音声が出力（再生）された場合、放送音声の音量と、その放送音声の信号がスピーカ４０から出力された際に観測地点（つまり、マイク装置５０が配置された地点）において収音（観測）されたマイク信号レベル「Ｎ」（つまり、騒音値）との関係を示すデータがグラフとして示されている。

図２Ａの下段のグラフに示すように、例えば放送音量が「ｗ１」である場合には、その放送音量に対応するマイク信号レベルＮは「（ｎ０＋ｎ１）」であることが分かる（Ｎ＝ｎ０＋ｎ１）。つまり、「ｎ０」は、マイク信号レベル「（Ｎ−ｎ１）」として表される。これは、マイク装置５０が配置された観測地点で実際に収音されたマイク信号レベルＮには、放送音声の出力によって観測地点で収音（観測）されるはずの騒音（例えば、「ｎ１」）と、放送音声の出力の影響に依存しない周囲の環境によって発生する騒音（例えば、「ｎ０」）とが総合的に加算された信号として検出されるためである。従って、周囲の環境によって発生する騒音「ｎ０」が算出可能となり、音量制御装置２０は、放送音源１０からの放送音声の音量と周囲の環境によって発生する騒音の信号レベルとを分離かつ区別して検出可能となる。これにより、音量制御装置２０は、その算出される騒音「ｎ０」の信号レベルに、後述する所定の音量（言い換えると、音圧）を加算した信号レベルの音声をスピーカ４０から音声出力させることで、周囲の騒音に対して放送音声の信号を増幅して放送音声の聴取者に対する聞き取り易さを向上できる。

取得部の一例としての騒音量推定部２３は、放送音源１０から現在放送されている放送音声の信号を入力して取得し、その取得された信号から放送音声Ａの音量を解析する。騒音量推定部２３は、後述する増幅率算出部２４から渡される増幅率Ｂをその解析によって得られた音量に乗じて得られた音声信号の音量を、現在放送されている放送音声Ａの音量として取得する。

取得部の一例としての騒音量推定部２３は、信号レベル算出装置６０から出力されたマイク信号レベルを取得する。このマイク信号レベルは、例えば、図２Ａの上段のグラフにおけるマイク信号レベル「ｎ１」であったり、図２Ａの下段のグラフにおけるマイク信号レベル「Ｎ」であったりする。

騒音量推定部２３は、再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２に記憶された相関データに基づいて、取得された放送音声の音量に対応した騒音の騒音値（例えば、図２Ａの上段のグラフにおけるマイク信号レベル「ｎ１」）を算出して求める。この求められた騒音の騒音値は、ショッピングセンターが営業していない時間帯（言い換えると、例えば早朝や深夜のように、周囲の喧騒な環境が存在していない静かな時間帯）にどのような音量の放送音声の信号がスピーカ４０から出力されれば、どの程度の騒音が同じ観測地点において検出されるかを示す。

騒音量推定部２３は、その求められた騒音値を用いて、信号レベル算出装置６０から出力されたマイク信号レベル「Ｎ」に含まれる騒音（つまり、放送音声の出力の影響に依存しない周囲の環境によって発生する騒音）の騒音値を推定する。騒音量推定部２３は、その騒音値の推定結果（騒音量）を増幅率算出部２４に出力する。

増幅率算出部２４は、騒音量推定部２３から出力された騒音値の推定結果（騒音量）を用いて、放送音源１０から現在放送されている放送音声の信号の増幅率を、その増幅率により増幅された後の放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出する（図２Ｂ参照）。図２Ｂは、騒音信号の騒音値、騒音信号及び放送音声の信号レベル、既定の上限との関係の一例を示す説明図である。

図２Ｂにおいて、Ｍ１は既定の音量上限値を示し、Ｍ３は騒音量推定部２３により推定された騒音量の時系列変化の特性を示し、Ｍ２は騒音量推定部２３により推定された騒音量に対して所定の音量（言い換えると、音圧）が加算された、騒音が含まれる放送音声の音量（音圧）の時系列変化の特性を示す。所定の音量（言い換えると、音圧）は、例えば＋８〜１３ｄＢであることが好ましいと言われている。つまり、周囲の環境によって発生する騒音に対して＋８〜１３ｄＢの音量（言い換えると、音圧）が加算された音声は、放送音声の聴取者にとって聞き取り易さが向上することになる。

従って、増幅率算出部２４は、現在放送されている放送音声の音量が、騒音量推定部２３から出力された騒音値の推定結果（騒音量）に＋８〜１３ｄＢの音量（言い換えると、音圧）を加算した音量となるように増幅率Ｂを算出する。増幅率算出部２４は、算出結果である増幅率Ｂを可変増幅器３０に設定するとともに、増幅率Ｂの情報を騒音量推定部２３に出力する。

マイク装置５０は、信号レベル算出装置６０との間でデータの入出力が可能に接続される。収音装置の一例としてのマイク装置５０は、観測地点に配置され、スピーカ４０から音声出力された放送音声を収音して、その収音された音声信号をマイク信号として信号レベル算出装置６０に出力する。

信号レベル算出装置６０は、音量制御装置２０との間でデータの入出力が可能に接続される。信号レベル算出装置６０は、マイク装置５０から渡されたマイク信号を入力して取得し、そのマイク信号を、音の大きさ（例えば等価騒音レベル）に換算する。ここで、等価騒音レベルとは、基本（基準）となる音圧に対して何ｄＢほど大きいか又は小さいかを示すパラメータであり、以下同様である。信号レベル算出装置６０は、換算結果をマイク信号レベルとして騒音量推定部２３に出力する。

なお、マイク装置５０及び信号レベル算出装置６０は、観測地点の音声を収音し、現在その収音された音声信号の信号レベルを算出する信号レベル算出デバイスの一例としての騒音計Ｚ１として構成されてもよい。

次に、実施の形態１に係る音量制御システム１００の第１の動作手順として、放送音声と騒音値との相関関係の事前測定処理の動作手順について、図３を参照して説明する。図３は、放送音声と騒音値との相関関係の事前測定処理の動作手順の一例を示すフローチャートである。

図３に示す音量制御システム１００の事前測定処理は、上述したように、例えばショッピングセンターが営業していない時間帯（言い換えると、例えば早朝や深夜のように、周囲の喧騒な環境が存在していない静かな時間帯）に行われる。

図３において、放送音源１０から放送音声が再生され、その放送音声の信号が可変増幅器３０により増幅されて、スピーカ４０を介して出力される（Ｓ１）。この時点で可変増幅器３０において設定される増幅率Ｂは、例えば、事前測定処理用に設定された初期値である。なお、ステップＳ１において再生される音声は放送音声に限定されず、例えば試験用の音声でも構わない。

ステップＳ１の後、音量制御装置２０は、ステップＳ１で再生された放送音声の信号（データ）を入力して取得し、その取得された信号から放送音声の音量を解析する。音量制御装置２０は、ステップＳ１において用いた増幅率Ｂをその解析によって得られた音量に乗じて得られた音声信号の音量を、現在放送されている放送音声の音量として取得する（Ｓ２）。

また、ステップＳ１の後、マイク装置５０は、観測地点に配置され、スピーカ４０から音声出力された放送音声を収音して、その収音された音声信号をマイク信号として取得して信号レベル算出装置６０に出力する（Ｓ３）。信号レベル算出装置６０は、マイク装置５０から渡されたマイク信号を入力して取得し、そのマイク信号を、音の大きさ（例えば等価騒音レベル）に換算する（Ｓ４）。信号レベル算出装置６０は、換算結果をマイク信号レベルとして音量制御装置２０に出力する。

音量制御装置２０は、ステップＳ２において取得された放送音声の音量（再生音量）と、ステップＳ４において取得されたマイク信号レベルとの相関関係を示す相関データを算出し（Ｓ５）、その算出結果である相関データを再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２に保存する（Ｓ６）。ステップＳ６の後、図３に示す音量制御システム１００の事前測定処理が終了される場合には（Ｓ７、ＹＥＳ）、図３に示す音量制御システム１００の事前測定処理は終了する。

一方、図３に示す音量制御システム１００の事前測定処理が終了されない場合には（Ｓ７、ＮＯ）、音量制御システム１００の処理はステップＳ１に戻り、事前測定処理が終了されるまでステップＳ１〜Ｓ７までの処理が繰り返される。

次に、実施の形態１に係る音量制御システム１００の第２の動作手順として、放送音声の音量の制御処理の動作手順について、図４を参照して説明する。図４は、放送音声の音量の制御処理の動作手順の一例を示すフローチャートである。

図４に示す音量制御システム１００の制御処理は、上述したように、例えばショッピングセンターの実際の営業時間帯（例えば午前１０時〜午後９時までのように、周囲の喧騒な環境が存在している時間帯）に行われる。

図４において、放送音源１０から放送音声Ａが再生され、その放送音声Ａの信号が可変増幅器３０により増幅されて、スピーカ４０を介して出力される（Ｓ１１）。この時点で可変増幅器３０において設定される増幅率Ｂは、例えば、制御処理用に設定された初期値である。なお、ステップＳ１１において再生される音声は有声の放送音声Ａに限定されず、例えば無音でも構わない。

ステップＳ１の後、音量制御装置２０は、ステップＳ１１で再生された放送音声Ａの信号（データ）を入力して取得し、その取得された信号から放送音声Ａの音量を解析する。音量制御装置２０は、ステップＳ１１において用いた増幅率Ｂをその解析によって得られた音量に乗じて得られた音声信号の音量を、現在放送されている放送音声Ａの音量として取得する。音量制御装置２０は、再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２に記憶された相関データに基づいて、取得された放送音声の音量に対応した騒音の騒音値（例えば、図２Ａの上段のグラフにおけるマイク信号レベル「ｎ１」）を算出して求める（Ｓ１２）。

また、ステップＳ１１の後、マイク装置５０は、観測地点に配置され、スピーカ４０から音声出力された放送音声Ａを収音して、その収音された音声信号をマイク信号として取得して信号レベル算出装置６０に出力する（Ｓ１３）。信号レベル算出装置６０は、マイク装置５０から渡されたマイク信号を入力して取得し、そのマイク信号を、音の大きさ（例えば等価騒音レベル）に換算する（Ｓ１４）。信号レベル算出装置６０は、換算結果をマイク信号レベルとして音量制御装置２０に出力する。

音量制御装置２０は、ステップＳ１２において求められた騒音値（マイク信号レベル）を用いて、ステップＳ１４において信号レベル算出装置６０から渡されたマイク信号レベル「Ｎ」に含まれる騒音（つまり、放送音声の出力の影響に依存しない周囲の環境によって発生する騒音）の騒音値を推定する（Ｓ１５）。

音量制御装置２０は、現在放送されている放送音声の音量が、ステップＳ１５において得られた騒音値の推定結果（騒音量）に＋８〜１３ｄＢの音量（言い換えると、音圧）を加算した音量となるように増幅率Ｂを算出する（Ｓ１６）。

音量制御装置２０は、ステップＳ１５において得られた騒音値の推定結果（騒音量）に＋８〜１３ｄＢの音量（言い換えると、音圧）を加算した音量が既定の音量上限値を超えるかどうかを判定する（Ｓ１７）。音量制御装置２０は、その加算結果である音量が既定の音量上限値を超えると判定した場合には（Ｓ１７、ＹＥＳ）、その加算結果である音量が既定の音量上限値となるように、放送音源１０から現在放送されている放送音声Ａの信号の増幅率Ｂを調整して算出する（Ｓ１８）。

音量制御装置２０は、ステップＳ１８の後、又はステップＳ１７の加算結果である音量が既定の音量上限値を超えないと判定した場合には（Ｓ１７、ＮＯ）、算出結果である増幅率Ｂを可変増幅器３０に設定する。可変増幅器３０は、音量制御装置２０により設定された可変の増幅率Ｂ（後述参照）に応じて、放送音源１０から出力される放送音声の信号を適応的に増幅する（Ｓ１９）。スピーカ４０は、可変増幅器３０により増幅された放送音声の信号を音声出力する（Ｓ１９）。

以上により、実施の形態１に係る音量制御システム１００では、音量制御装置２０は、放送音源１０からの放送音声の信号を増幅してスピーカ４０から出力する既設の音声出力系統９０に接続される。音量制御装置２０は、放送音声の音量とその放送音声の信号の出力時に観測される騒音の騒音値との相関関係を示す相関データを再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２に記憶する。音量制御装置２０は、放送音源から現在放送されている放送音声の音量と、観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルとを取得する。音量制御装置２０は、相関データに基づいて、現在放送されている放送音声の音量に対応した騒音の騒音値を求め、その求められた騒音値を用いて、音声信号の信号レベルに含まれる騒音の騒音値を推定し、その推定された騒音の騒音値を用いて、現在放送されている放送音声の信号の増幅率を算出する。観測された騒音値と放送音の騒音値を元にして騒音の騒音値を推定する方法は、デシベル単位に変換した音圧レベル間の対数計算や、予め設定した線形・非線形の変換式を適用する方法、変換テーブルを参照する方式などが考えられる。

これにより、音量制御装置２０は、放送音源１０にて再生されて可変増幅器３０によって増幅されてスピーカ４０から音声出力される放送音声の信号を周囲の騒音と分離区別して適応的に制御できる。音量制御装置２０は、周囲の騒音の騒音値に対して放送音声の信号を増幅するので、放送音声の聴取者に対する聞き取り易さを向上できる。

また、音量制御装置２０は、算出された増幅率を、既設の音声出力系統９０に設けられる可変増幅器３０に出力して放送音声の信号を増幅させる。これにより、音量制御装置２０は、放送音源１０からの放送音声の信号を増幅可能な既設の音声出力系統９０に対して簡易に接続可能となり、聴取者が聞き取り易い放送音声の信号を効果的に生成できる。

また、音量制御装置２０は、現在放送されている放送音声の音量が、推定された騒音の騒音値に所定の音量（例えば、８〜１３ｄＢ）を加算した音量となるように増幅率を算出する。これにより、音量制御装置２０は、放送音声の出力の影響に依存しない周囲の環境によって発生する騒音を求めることができるので、その騒音に対して、聞き取り易さを向上可能な所定の音量（上述参照）を加算した音量を放送音声としてスピーカ４０から音声出力可能となり、ショッピングセンターの買い物客に傾聴させる放送音声の出力を効果的に支援できる。

また、音量制御装置２０は、観測地点の音声を収音し、現在その収音された音声信号の信号レベルを算出する信号レベル算出デバイス（例えば騒音計Ｚ１）と接続される。これにより、マイク装置５０及び信号レベル算出装置６０の構成を騒音計Ｚ１として置き換え可能となるので、音量制御システム１００の構築が簡易化可能となる。

（実施の形態１の変形例）
実施の形態１の変形例では、音量制御装置２０Ａは、実施の形態１に係る信号レベル算出装置６０に対応する構成（具体的には、信号レベル算出部２５）を有する（図５参照）。図５は、実施の形態１の変形例に係る音量制御システム１００Ａのシステム構成例を示すブロック図である。

図５に示す音量制御システム１００Ａは、既設の音声出力系統９０と、音量制御装置２０Ａと、マイク装置５０とを含む構成である。図５に示す音量制御システム１００Ａの構成において、図１に示す音量制御システム１００の構成と同一の構成については同一の符号を付与して説明を簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。

音量制御装置２０Ａは、メモリ２１Ａと、再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２と、騒音量推定部２３と、増幅率算出部２４と、信号レベル算出部２５とを含む構成である。騒音量推定部２３、増幅率算出部２４及び信号レベル算出部２５は、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰもしくはＦＰＧＡを用いて構成されたプロセッサＰＲＣ２である。

メモリ２１Ａは、例えばＲＡＭとＲＯＭとを用いて構成され、音量制御装置２０Ａの動作の実行に必要なプログラムやデータ、更には、動作中に生成されたデータ又は情報を一時的に保持する。ＲＡＭは、例えば音量制御装置２０Ａの動作時に使用されるワークメモリである。ＲＯＭは、例えば音量制御装置２０Ａを制御するためのプログラム及びデータを予め記憶して保持する。

信号レベル算出部２５は、マイク装置５０との間でデータの入出力が可能に接続される。信号レベル算出部２５は、マイク装置５０から渡されたマイク信号を入力して取得し、そのマイク信号を、音の大きさ（例えば等価騒音レベル）に換算する。信号レベル算出部２５は、換算結果をマイク信号レベルとして騒音量推定部２３に出力する。

以上により、実施の形態１の変形例に係る音量制御システム１００Ａでは、音量制御装置２０Ａは、観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルを算出する。これにより、実施の形態１に係る信号レベル算出装置６０の構成（例えばプロセッサＰＲＣ２）を音量制御装置２０Ａに含めることができるので、信号レベル算出装置６０の構成を音量制御システム１００Ａから省略可能となり、音量制御システム１００Ａのシステム構築が実施の形態１に比べてより簡易化が可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、音量制御装置２０Ｂは、実施の形態１に係る可変増幅器３０に対応する構成（具体的には、プリアンプ２６）を有する（図６参照）。図６は、実施の形態２に係る音量制御システム１００Ｂのシステム構成例を示すブロック図である。

図６に示す音量制御システム１００Ｂは、既設の音声出力系統９０Ｂと、音量制御装置２０Ｂと、マイク装置５０と、信号レベル算出装置６０とを含む構成である。図６に示す音量制御システム１００Ｂの構成において、図１に示す音量制御システム１００の構成と同一の構成については同一の符号を付与して説明を簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。

音声出力系統９０Ｂは、例えばショッピングモール内において、アナウンス放送（放送音源の一例）の音声の信号を増幅してスピーカ４０から音声出力する、既設の音声出力システムとして配設される。実施の形態２に係る音声出力系統９０Ｂは、例えば放送音源１０と、パワーアンプ７０と、スピーカ４０とを含む構成である。放送音源１０、パワーアンプ７０及びスピーカ４０は、音声信号の伝送に適する伝送ケーブル（つまり、有線）で接続される。

固定増幅器の一例としてのパワーアンプ７０は、音量制御装置２０Ｂにより音量が調整された放送音声の信号を、予め設定された固定の増幅率を用いて増幅する。

音量制御装置２０Ｂは、メモリ２１と、再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２と、騒音量推定部２３と、増幅率算出部２４と、プリアンプ２６とを含む構成である。

可変増幅器の一例としてのプリアンプ２６は、増幅率算出部２４により設定された可変の増幅率Ｂに応じて、放送音源１０から出力される放送音声Ａの信号を適応的に増幅する。この増幅された放送音声Ａの信号は、音声出力系統９０Ｂを構成するパワーアンプ７０において増幅される。

以上により、実施の形態２に係る音量制御システム１００Ｂでは、音量制御装置２０Ｂは、増幅率算出部２４により算出された増幅率Ｂを用いて、現在放送されている放送音声の音量をプリアンプ２６において増幅し、その増幅された放送音声Ａの信号を、音声出力系統９０Ｂに設けられるパワーアンプ７０に出力して増幅させる。これにより、音量制御装置２０Ｂは、実施の形態１と同様に、放送音源１０にて再生されてプリアンプ２６及びパワーアンプ７０の２段増幅器によって増幅されてスピーカ４０から音声出力される放送音声の信号を周囲の騒音と分離区別して適応的に制御できる。音量制御装置２０Ｂは、周囲の騒音の騒音値に対してプリアンプ２６及びパワーアンプ７０の２段増幅器によって放送音声の信号を増幅するので、実施の形態１に比べて放送音声の聴取者に対する聞き取り易さを一層向上できる。

（実施の形態２の変形例）
実施の形態２の変形例では、音量制御装置２０Ｃは、実施の形態２に係る信号レベル算出装置６０に対応する構成（具体的には、信号レベル算出部２５）を有する（図７参照）。図７は、実施の形態２の変形例に係る音量制御システム１００Ｃのシステム構成例を示すブロック図である。

図７に示す音量制御システム１００Ｃは、既設の音声出力系統９０Ｂと、音量制御装置２０Ｃと、マイク装置５０とを含む構成である。図７に示す音量制御システム１００Ｃの構成において、図５に示す音量制御システム１００Ａや図６に示す音量制御システム１００Ｂの構成と同一の構成については同一の符号を付与して説明を簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。

音量制御装置２０Ｃは、メモリ２１Ｃと、再生音量／マイク信号レベル相関記憶部２２と、騒音量推定部２３と、増幅率算出部２４と、信号レベル算出部２５Ｃと、プリアンプ２６とを含む構成である。

メモリ２１Ｃは、例えばＲＡＭとＲＯＭとを用いて構成され、音量制御装置２０Ｃの動作の実行に必要なプログラムやデータ、更には、動作中に生成されたデータ又は情報を一時的に保持する。ＲＡＭは、例えば音量制御装置２０Ｃの動作時に使用されるワークメモリである。ＲＯＭは、例えば音量制御装置２０Ｃを制御するためのプログラム及びデータを予め記憶して保持する。

以上により、実施の形態２の変形例に係る音量制御システム１００Ｃでは、音量制御装置２０Ｃは、観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルを算出する。これにより、実施の形態２に係る信号レベル算出装置６０の構成（例えばプロセッサＰＲＣ２）を音量制御装置２０Ｃに含めることができるので、信号レベル算出装置６０の構成を音量制御システム１００Ｃから省略可能となり、音量制御システム１００Ｃのシステム構築が実施の形態２に比べてより簡易化が可能となる。

以上、添付図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示は、スピーカから出力される放送音声の音量を周囲の騒音と区別して適応的に制御し、放送音声の聴取者に対する聞き取り易さを向上する音量制御装置、音量制御方法、及び音量制御システムとして有用である。

１０ 放送音源
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 音量制御装置
２１、２１Ａ メモリ
２２ 再生音量／マイク信号レベル相関記憶部
２３ 騒音量推定部
２４ 増幅率算出部
２５ 信号レベル算出部
２６ プリアンプ
３０ 可変増幅器
４０ スピーカ
５０ マイク装置
６０ 信号レベル算出装置
７０ パワーアンプ
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 音量制御システム
ＰＲＣ１、ＰＲＣ２ プロセッサ

Claims (7)

1. 放送音源からの放送音声の信号を増幅してスピーカから出力する音声出力系統に接続され、
   前記放送音声の音量とその放送音声の信号の出力時に観測される騒音の騒音値との相関関係を示す相関データを記憶するメモリと、
   前記放送音源から現在放送されている放送音声の音量と、観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルとを取得する取得部と、
   前記相関データに基づいて、前記現在放送されている放送音声の音量に対応した騒音の騒音値を求め、その求められた騒音値を用いて、前記音声信号の信号レベルに含まれる騒音の騒音値を推定する騒音量推定部と、
   前記推定された騒音の騒音値を用いて、前記現在放送されている放送音声の信号の増幅率を算出し、前記音声出力系統に設けられ前記放送音源からの放送音声の信号を適応的に増幅する可変増幅器に前記増幅率を設定する増幅率算出部と、を備え、
   前記増幅率算出部は、前記現在放送されている放送音声の音量が、前記推定された騒音の騒音値に所定の音量を加算した加算値となるように第１増幅率を算出し、
   前記加算値が既定の音量上限値を超えるかどうかを判定し、
   前記加算値が前記既定の音量上限値を超えないと判断した場合は、前記算出された第１増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定して前記騒音量推定部に出力し、
   前記加算値が前記既定の音量上限値を超えると判断した場合は、前記加算値が前記既定の音量上限値となるように、前記第１増幅率を調整して第２増幅率を算出し、前記第２増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定して前記騒音量推定部に出力し、
   前記騒音量推定部は、前記放送音源からの放送音声の信号の解析によって得られた音量に前記増幅率を乗じて得られる乗算値を、前記現在放送されている放送音声の音量として取得する、
   音量制御装置。
2. 前記算出された増幅率を用いて、前記現在放送されている放送音声の音量を増幅する可変増幅器、を更に備え、
   前記可変増幅器は、
   前記増幅された放送音声の信号を、前記音声出力系統に設けられる固定増幅器に出力して増幅させる、
   請求項１に記載の音量制御装置。
3. 前記観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルを算出する信号レベル算出部、を更に備える、
   請求項１に記載の音量制御装置。
4. 前記観測地点の音声を収音し、現在その収音された音声信号の信号レベルを算出する信号レベル算出デバイスと接続される、
   請求項１に記載の音量制御装置。
5. 前記相関データの事前測定処理として、
   前記取得部は、前記放送音源からの放送音声の信号または試験信号の音声の再生音量と、前記放送音源からの放送音声の信号または試験信号が、前記事前測定処理用に設定された増幅率の初期値を用いて、前記可変増幅器により増幅されて、前記スピーカを介して出力された音声が、前記観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルとを取得し、
   前記取得部により取得された前記再生音量と前記信号レベルとの相関関係を算出する、
   請求項１〜４のいずれかに記載の音量制御装置。
6. 放送音源からの放送音声の信号を増幅してスピーカから出力する音声出力系統に接続される音量制御装置における音量制御方法であって、
   前記放送音声の音量とその放送音声の信号の出力時に観測される騒音の騒音値との相関関係を示す相関データをメモリに記憶し、
   前記放送音源から現在放送されている放送音声の音量と、観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルとを取得し、
   前記相関データに基づいて、前記現在放送されている放送音声の音量に対応した騒音の騒音値を求め、その求められた騒音値を用いて、前記音声信号の信号レベルに含まれる騒音の騒音値を推定し、
   前記推定された騒音の騒音値を用いて、前記現在放送されている放送音声の信号の増幅率を算出し、
   前記音声出力系統に設けられ前記放送音源からの放送音声の信号を適応的に増幅する可変増幅器に、前記現在放送されている放送音声の音量が、前記推定された騒音の騒音値に所定の音量を加算した加算値となるように第１増幅率を算出し、前記加算値が既定の音量上限値を超えないと判断した場合は、前記算出された第１増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として設定し、前記加算値が前記既定の音量上限値を超えると判断した場合は、前記加算値が前記既定の音量上限値となるように、前記第１増幅率を調整して第２増幅率を算出し、前記第２増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定し、
   前記現在放送されている放送音声の音量は、前記放送音源からの放送音声の信号の解析によって得られた音量に前記増幅率が乗じて得られる乗算値として取得される、
   音量制御方法。
7. 放送音源からの放送音声の信号を増幅してスピーカから出力する音声出力系統に接続される音量制御装置を含む音量制御システムであって、
   前記音量制御装置は、
   前記放送音声の音量とその放送音声の信号の出力時に観測される騒音の騒音値との相関関係を示す相関データを記憶するメモリと、
   前記放送音源から現在放送されている放送音声の音量と、観測地点において現在収音された音声信号の信号レベルとを取得する取得部と、
   前記相関データに基づいて、前記現在放送されている放送音声の音量に対応した騒音の騒音値を求め、その求められた騒音値を用いて、前記音声信号の信号レベルに含まれる騒音の騒音値を推定する騒音量推定部と、
   前記推定された騒音の騒音値を用いて、前記現在放送されている放送音声の信号の増幅率を算出し、前記音声出力系統に設けられ前記放送音源からの放送音声の信号を適応的に増幅する可変増幅器に前記増幅率を設定する増幅率算出部と、を備え、
   前記増幅率算出部は、前記現在放送されている放送音声の音量が、前記推定された騒音の騒音値に所定の音量を加算した加算値となるように第１増幅率を算出し、
   前記加算値が既定の音量上限値を超えるかどうかを判定し、
   前記加算値が前記既定の音量上限値を超えないと判断した場合は、前記算出された第１増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定して前記騒音量推定部に出力し、
   前記加算値が前記既定の音量上限値を超えると判断した場合は、前記加算値が前記既定の音量上限値となるように、前記第１増幅率を調整して第２増幅率を算出し、前記第２増幅率を、前記放送音声の信号の音量が既定の音量上限値を超えないように算出された前記増幅率として、前記可変増幅器に設定して前記騒音量推定部に出力し、
   前記騒音量推定部は、前記放送音源からの放送音声の信号の解析によって得られた音量に前記増幅率を乗じて得られる乗算値を、前記現在放送されている放送音声の音量として取得する、
   音量制御システム。

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