JP7225067B2 - 音響制御装置、方法、プログラム、及びこの装置を備える機器 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、音響制御装置、方法、プログラム、及びこの装置を備える機器に関する。

最近、運転手をサポートする様々な技術が開発されている。自動車を例にすると、この技術は、ドライバーをサポートするためのカーナビゲーションシステム、Advanced Driver-Assistance System （ADASと呼ばれる）、または自動運転システム等がある。これらの技術では、ドライバーをサポートするための案内音声、及びドライバーを警告するための警告音を使用する場合が多い。このため、これらの技術を採用した機器（例えば、自動車、オーディオシステム）の運転席、視聴席を含む空間の室内では、ドライバーや視聴者以外の人にとって不要な音が接する機会が増えることになる。また、自動車の後部座席では、運転に関与しない人が座ることがほとんどなので、不要な音を抑制することが望ましい。特に高級車では後部座席にvery important person（ＶＩＰと略す）が座ることがあり、ＶＩＰは自分だけの環境を望む場合が多いため、これらの不要な音を極力抑制することが望ましい。

特許第６４５２３７７号公報

従来の手法では、閉空間において、領域ごとに独立して音情報を聞き取ることができるようにするために音場を制御している。しかし、音場を制御するだけでは、特定の領域では音情報を取得し、かつ、この領域以外では音情報が聞こえない音響状態を実現することは困難であるという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、特定の領域以外では音を聞こえにくくすることが可能な音響制御装置、方法、プログラム、及びこの装置を使用した機器を提供することである。

本開示の実施形態によれば、音響制御装置は、取得部と、第１計算部と、第２計算部と、第１設定部とを備える。取得部は、音情報を含む音信号を取得する。第１計算部は、音源ごとに設定される音響フィルタ係数を前記音信号に施し得られた駆動信号により駆動されて複数の音源から放射される音に基づいて、複数の前記音響フィルタ係数の間に成立する第１関係を計算する。第２計算部は、前記音情報を所望するユーザの両耳間の複素音圧比において、前記複数の音源により放射された音の合成音による第１音圧比と、前記合成音の到来方向に仮想音像の仮想音源があるとして前記仮想音源による第２音圧比とを一致させることにより、複数の前記音響フィルタ係数の間に成立する第２関係を計算する。第１設定部は、前記第１関係及び前記第２関係から、前記複数の音源のそれぞれに対応する前記音響フィルタ係数を設定する。

第１、第２及び第３実施形態に係る音響制御装置の概要の一例を示す図。 第１実施形態に係る音響制御装置の一例を示す概略ブロック図。 図２の音響制御装置に含まれる制御装置の一例を主に示す図。 第１実施形態に係る音響制御装置の処理手順の一例を模式的に示すフローチャート。 音響パワー最小化について説明するための図。 音響パワーを低減するための理論限界について説明するためのグラフ。 実施形態に係る音響制御装置において３つの音源の配置とユーザが聴く仮想音像の位置との関係を示す図。 第２実施形態に係る音響制御装置の一例を示す概略ブロック図。 図８の音響制御装置の制御装置の一例を主に示す図。 第２実施形態に係る音響制御装置の処理手順の一例を模式的に示すフローチャート。 第１及び第２実施形態に係る音響制御装置により図１に示す４座席を含む空間での音圧レベルの一例を示す図。 第３実施形態に係る音響制御装置による効果の一例を示す図。 第３実施形態に係る音響制御装置の制御装置の一例を主に示す図。 第３実施形態に係る音響制御装置の処理手順の一例を模式的に示すフローチャート。 特定のエリアの音響エネルギー最小化について説明するための図。 実施形態に係る音響制御装置のハードウェア構成の一例を模式的に示す図。 音源の位置が変動し、ユーザの位置も変動する場合について説明するための図。 実施形態に係る音響制御装置において音響パワー最小化及び仮想音像再生と図１７の変動とについて説明するための図。 スピーカをハンドルに実装する場合について説明するための図。 図１７に示す変動における仮想音像再生の場合での計算について説明するための図。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも称す）を、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を基本的に省略する。

（第１実施形態）
図１を使用して、本実施形態の音響制御装置の概要について説明する。なお、図１に示される音響制御装置は、他の実施形態でも同様の構成である。
図１は、本実施形態の概要の一例に係る、音源１０１と、音響フィルタ１０２、１０３、１０４と、スピーカ１０５、１０６、１０７と、運転席領域１１１と、助手席領域１１２と、ＶＩＰ席領域１１３と、後部座席領域１１４とを模式的に例示している。図１では、本実施形態の音響制御を適用する空間として、車内を想定している。

本実施形態の音響制御装置は、音響フィルタ１０２、１０３、１０４のそれぞれのフィルタ係数を算出する。そして、この音響制御装置は、これらの算出されたフィルタ係数が適用された音響フィルタ１０２、１０３、１０４により音源１０１から音声を変換した音声信号をフィルタリングして、それぞれのスピーカ１０５、１０６、１０７から制御された音を放射させる。スピーカ１０５、１０６、１０７から放射される音はいずれも同一な位相及び同一な振幅を有している。しかし、複数の音源において位相差及び／または振幅差があってもその位相差と振幅差が予め既知であればこれらの位相差及び／または振幅差を織り込み計算すればよい。なお、この音声信号は、音及び／または声を含む信号であり、一般にアナログ信号である。しかし、この音声信号はデジタル信号でもよく、この場合には音響フィルタ１０２、１０３、１０４、及びスピーカ１０５、１０６、１０７がデジタル信号を処理可能であればよい。また、音源１０１の周波数を操作可能な装置を使用して音源１０１からの音の周波数を変更してもよい。

図１に示す音響制御装置は、音響フィルタ１０２、１０３、１０４をどのように制御するかと、音源であるスピーカ１０５、１０６、１０７をどのように配置するかに特徴がある。

なお、図１では、スピーカ１０５、１０６、１０７は３つのみ示してあるが、複数の音源（例えば、スピーカ）が設置されていれば、以下の記述から理解されるように本実施形態の音響制御装置は特有の効果を奏する。

次に、第１実施形態に係る音響制御装置について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る音響制御装置の一例を示す概略されたブロック図である。

本実施形態の音響制御装置は、音声信号入力装置２０１と、音響フィルタ２０２、２０３、２０４と、制御装置２０５と、スピーカ２０６、２０７、２０８とを含んでいる。また、スピーカ２０６、２０７、２０８のそれぞれから放射される音を聞き取ることを所望するユーザ２５１は、この例では自動車等を運転するドライバーを想定している。ここでは、ドライバーが、例えば、運転する自動車に設置されているカーナビゲーションシステムが生成する情報を、このシステムが放射する音声を聞き取ることにより取得することを想定している。また、本実施形態の音響制御装置は、スピーカ２０６、２０７、２０８が音楽等の音を放射してユーザ２５１が音楽等を聴取する際に使用されてもよい。なお、これらの使用例に限定されず、本実施形態の音響制御装置は、ユーザ２５１が存在する領域以外では音が聞こえにくく、かつ、ユーザ２５１のみが所望の音を聞き取ることができるように音響を制御する例であれば任意の使用例に適用することができる。

音声信号入力装置２０１は、ユーザ２５１に伝達する情報を含む音声信号を生成または取得する。

音響フィルタ２０２、２０３、２０４は、音声信号を取得し、音声信号をフィルタリングしてフィルタリングされた信号（駆動信号とも称す）を、対応するスピーカ２０６、２０７、２０８に出力する。これらの音響フィルタは、音声信号の特定の周波数領域の音のみを通過させるためのものである。

制御装置２０５は、音源から放射される音に関する情報と、ユーザ２５１の両耳間の複素音圧比とに基づいて、音響フィルタ２０２、２０３、２０４の音響フィルタ係数を求めるための装置である。

スピーカ２０６、２０７、２０８は、対応する音響フィルタの出力信号である音声信号を入力して、音声信号に対応する音を放射する。

＜音響制御装置の制御装置２０５＞
次に、図２に示す音響制御装置に含まれる制御装置２０５について図３を参照して説明する。図３は、音響制御装置の制御装置に含まれる要素を示す機能ブロック図である。

音響制御装置の制御装置２０５は、音信号取得部３０１、音響フィルタ設定部３０２、音響パワー最小化計算部３０３、仮想音像計算部３０４、及び音響フィルタ係数設定部３０５を含んでいる。

音信号取得部３０１は、入力装置３５１から音に関する情報を含む音信号を取得する。音情報は、周波数情報と振幅情報と位相情報とを少なくとも含むものである。ここで周波数情報としているが、音速が他のデータから既知であるとして、この周波数情報は音情報に含まれる波数を含む波数情報と同一の情報を含むものとする。音信号取得部３０１は、音信号を音響パワー最小化計算部３０３及び仮想音像計算部３０４に出力する。

音響フィルタ設定部３０２は、音響フィルタ２０２、２０３、２０４それぞれの音響フィルタのうちの少なくとも１つの音響フィルタの音響フィルタ係数を設定する。この設定される音響フィルタの数は、スピーカの数に依存している。例えば、スピーカの数が３つの場合には、音響フィルタ設定部３０２は１つの音響フィルタの音響フィルタ係数を設定すればよい。本実施形態の音響制御装置の場合には特殊なこと（フィルタ係数を求めるための条件式が環境や状況によって他に生じている場合等）がない限り通常、スピーカの数がＮ個の場合には、音響フィルタ設定部３０２はＮ－２個の音響フィルタ係数を設定すればよい。

音響パワー最小化計算部３０３は、音信号取得部３０１から音信号を受け取り、音の波数情報を取得する。また、音響パワー最小化計算部３０３は、スピーカ２０６、２０７、２０８同士の配置間隔を記憶している記憶部３５２から、これらの配置間隔データを取得する。そして、音響パワー最小化計算部３０３は、波数情報とスピーカ同士の配置間隔データとにより、音響パワーを最小にする計算を実行し、音響フィルタ２０２、２０３、２０４それぞれの音響フィルタ係数の間に成り立つ第１関係式を算出する。

仮想音像計算部３０４は、それぞれのスピーカからユーザ２５１の左耳までの頭部伝達関数と、それぞれのスピーカからユーザ２５１の右耳までの頭部伝達関数とを記憶している記憶部３５２から、これらの頭部伝達関数を取得する。また、仮想音像計算部３０４は、スピーカ２０６、２０７、２０８の配置に基づいて仮想音像を設定し、この仮想音像を実現するために想定される仮想音源用スピーカからユーザ２５１の左耳までの頭部伝達関数と、その仮想音源用スピーカからユーザ２５１の右耳までの頭部伝達関数とを算出する。そして、仮想音像計算部３０４は、これらの４種類の頭部伝達関数に基づいて、音響フィルタ２０２、２０３、２０４それぞれの音響フィルタ係数の間に成り立つ第２関係式を算出する。

この第２関係式は、上記と本質的内容は同義であるが、ユーザ２５１の両耳間の複素音圧比において、スピーカ２０６、２０７、２０８により放射された音の合成音による第１音圧比と、この合成音の到来方向に基づいて決定される仮想音像の仮想音源があるとしてこの仮想音源による第２音圧比とを一致させることによっても得られる。この場合、仮想音像計算部３０４は、仮想音像による第２音圧比に合わせるように第１音圧比を設定することになる。

音響フィルタ係数設定部３０５は、音響フィルタ設定部３０２が設定した少なくとも１以上の音響フィルタ係数と、第１関係式と第２関係式を取得して、この３つの関係に基づいて、音響フィルタ２０２、２０３、２０４それぞれの音響フィルタ係数を計算によって得て、これらの音響フィルタ係数をそれぞれの音響フィルタ３５３に設定する。ここに示した例では、図３の音響フィルタ３５３は、音響フィルタ２０２、２０３、２０４に対応する。

＜その他＞
制御装置２０５の動作に関しては次の動作例で詳細に説明する。なお、本実施形態では、制御装置２０５の制御は汎用のＣＰＵによって実現されてもよい。しかしながら、以上の動作（または機能）の一部または全部が、１または複数の専用のプロセッサにより実現されてもよい。また、制御装置２０５の構成に関して、実施形態に応じて、適宜、省略、置換及び追加が行われてもよい。また、後述する制御装置８０１及び制御装置１３００でも同様であり、これらの制御は汎用のＣＰＵによって実現されてもよい。しかしながら、以上の動作（または機能）の一部または全部が、１または複数の専用のプロセッサにより実現されてもよい。また、制御装置２０５の構成に関して、実施形態に応じて、適宜、省略、置換及び追加が行われてもよい。

［動作例］
次に、図４を用いて、制御装置２０５の動作の概略を説明する。

図４は、制御装置２０５の処理手順の一例を例示するフローチャートである。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。

（起動）
まず、ユーザ等が制御装置２０５を、後述の入力装置１６０６等を介して起動し、さらに設定等の入力を受け付ける。制御装置２０５は、以下の処理手順にしたがって、処理を進める。
（ステップＳ４０１）
ステップＳ４０１では、音響パワー最小化計算部３０３が、予想される音声の波長を入力装置１６０６から取得し、対応する波数を求め、スピーカ２０６、２０７、２０８の許容されるスピーカ間隔を計算し、スピーカ同士の間隔を設定する。このステップＳ４０１の計算結果は、予め音響パワー最小化計算部３０３が計算した結果を記憶部３５２に記憶させておき、この結果データに基づいてスピーカ同士の間隔を設定してもよい。

（ステップＳ４０２）
ステップＳ４０２では、音響フィルタ設定部３０２が、少なくとも１つの音響フィルタ係数を所定の関数（例えば、周波数に対するゲインの関数）に設定する。例えば、音響フィルタ設定部３０２はある１つの音響フィルタ係数を１に設定する。音響フィルタ係数が１である音響フィルタは、入力する音信号と出力する音信号が同一になり、入力信号に対し恒等演算を行うことに等しい。

（ステップＳ４０３）
ステップＳ４０３では、音響パワー最小化計算部３０３が、音信号を受け取り音の波数情報を取得し、ステップＳ４０１で得られたスピーカ間隔データとから、音響パワーを最小にする計算を行い、ステップＳ４０２で設定された音響フィルタ係数以外の音響フィルタ係数の間で成り立つ第１関係式を算出する。

（ステップＳ４０４）
ステップＳ４０４では、仮想音像計算部３０４が、ユーザ２５１の両耳間の複素音圧比において、スピーカにより放射された音の合成音による第１音圧比と、この合成音の到来方向に基づいて決定される仮想音像の仮想音源による第２音圧比とに基づいて、ステップＳ４０２で設定された音響フィルタ係数以外の音響フィルタ係数の間に成り立つ第２関係式を算出する。

なお、仮想音像計算部３０４は、スピーカとユーザとの頭部伝達関数、及び仮想音源とユーザとの頭部伝達関数に基づいて音響フィルタ係数の間に成り立つ第２関係式を算出してもよい。

（ステップＳ４０５）
ステップＳ４０５では、音響フィルタ係数設定部３０５が、ステップＳ４０３で得られた第１関係式とステップＳ４０４で得られた第２関係式とから、音響フィルタ係数を算出する。

以上のステップによって全ての音響フィルタの音響フィルタ係数を求めることができる。

次に、音響パワー最小化計算部３０３の計算手法について図５を参照して説明する。図５は、音響パワー最小化計算部３０３の計算の際に使用する音源間の間隔について説明するための図である。

音源が複数ある場合での音響パワーＷは、以下の式で表される。ここでは、図５に示されるように３つの音源であるスピーカ５０１、５０２、５０３の場合について説明する。

ここで、ωは音波の振動数、ρは媒質の密度、ｋは音波の波数、ｑ_Ｌ、ｑ_Ｃ、ｑ_Ｒは対応する音源の複素体積速度、ｒ_ＬＣ、ｒ_ＣＲ、ｒ_ＲＬ等はサフィックスで示される音源間の距離を示す。また、＊は複素共役を示す。なお、音響パワーの単位は例えばＷであり、複素体積速度の単位は例えばｍ^３／ｓである。この単位からもわかるように、音響パワーは単位時間当たりの音のエネルギーを示す。音響パワーは音源により定まる絶対値であり、音源からの位置に依存しない。複素体積速度は音場内のある面を音が通過する体積の割合を示す。本実施形態の音響制御装置では媒質は典型的には空気である。ｑ_Ｌ、ｑ_Ｃ、ｑ_Ｒはそれぞれ音源Ｌ、Ｃ、Ｒの複素体積速度を示す。

本実施形態において音響パワー最小化計算部３０３が行う計算は、ω、ρ、ｋ、ｒ_ＬＣ、ｒ_ＣＲ、ｒ_ＲＬ等の音源に関係する物理量、音源間の距離を、音響制御装置の設定及び環境に合わせて初期設定した下で、複素体積速度を変数として、Ｗを最小にする場合の複数の複素体積速度の間で成立する第１関係式を導くことである。上記の式（１）では、音響パワー最小化計算部３０３が３つの複素体積速度ｑ_Ｌ、ｑ_Ｃ、ｑ_Ｒの間に成り立つ第１関係式を導くことになる。また、これらの複素体積速度は、それぞれ対応するスピーカの音響フィルタ係数に等しい。

次に、音響パワー最小化には、音響パワーを低減する理論的な限界があることについて図６を参照して説明する。図６は、自由空間に２つの音源を配置した場合について音響パワーを低減する限界があることを説明するための図である。ここでは２つの音源についての説明をするが、一般に３つ以上の音源を配置した場合についても本質的に同様の議論を展開することが可能である。

図６の縦軸が音響パワーを低減する低減レベルを示し、横軸が音源の波数ｋと音源間の距離ｄとの積ｋｄを示す。図６のグラフによれば、音源の間隔が０．３ｍである場合には、周波数が５６６Ｈｚではこの音の音響パワーを低減することができないことがわかる。また、このグラフによれば、ｄ＝０．３ｍの場合に１０ｄＢだけ音響パワーを低減させるにはこの音の周波数を１００Ｈｚにシフトさせればよいことがわかる。したがって、音響フィルタにより音の周波数成分を低周波数にシフトさせれば、この音の音響パワーを低減させることが可能になる。ここでは、簡単のため音源が２つの場合について説明したが、音源が３つ以上の場合でも音源が２つの場合を拡張すれば図６に示すようなグラフを求めることができる。このため、本実施形態の音響制御装置は、複数の音源がある場合に、音響パワーを最小化するための条件を満たしているかどうかを判定することができる。

次に、仮想音像計算部３０４が計算する内容について図７を参照して説明する。図７は仮想音像を設定する場合に、音源と仮想音像との位置関係について説明するための図である。さらに図７は、音源をどのように配置すると音響制御の効果を最大化するために適するかも示す。

仮想音像は、ユーザ２５１から見て特定の方向に設定することが可能である。本実施形態の音響制御装置では、音源からの音の到来方向に仮想音像の方向を一致させ、図７のように複数の音源を配置すると、ユーザ２５１が存在する領域では音を良く聞き取ることができ、かつ、その他の領域では音を聞き取りにくくする程度を最大限にすることが可能になることが実験的に判明している。図７に示すように、スピーカ５０１、５０２、５０３はユーザ２５１から見てそれぞれ異なる距離に配置される。換言すれば、スピーカ５０１、５０２、５０３のそれぞれからの音の同一波面は、ユーザ２５１には異なる時刻に到達することになる。

この結果、本実施形態ではスピーカ５０１、５０２、５０３が配置される位置とユーザ２５１の位置とが決まれば、ユーザ２５１から見た仮想音像の方向も決定される。さらに、ユーザ２５１から仮想音像の位置（すなわち、仮想音源の位置）からユーザ２５１の両耳それぞれまでの頭部伝達関数が決まれば、ユーザ２５１の両耳間の複素音圧比において、スピーカ５０１、５０２、５０３により放射された音の合成音による第１音圧比と、この合成音の到来方向に一致する方向に仮想音像の仮想音源があるとしてこの仮想音源による第２音圧比とを一致させることによって、音響フィルタ係数に関する第２関係式を得ることができる。

音源は本実施形態では３個の場合について説明しているが、音源の数はＮ個（Ｎは２以上の自然数）に拡張可能である。Ｎ＝２のときは、２つの関係式があるので、２つの音響フィルタ係数は一意に計算されることが可能である。Ｎ＝３のときは、３つの音響フィルタ係数があるので、そのうちの少なくとも１つを設定すれば、他の音響フィルタ係数は２つの関係式によって計算され一意に決定されることが可能である。一般にＮ≧３の場合には、（Ｎ－２）個の音響フィルタ係数を設定して、他の２つの音響フィルタ係数を２つの関係式によって計算すればよい。

以上の第１実施形態に係る音響制御装置によれば、音源による音響パワーを最小化し、ユーザの両耳間の複素音圧比において複数の音源により放射された音の合成音による第１音圧比と、合成音の到来方向に仮想音像の仮想音源があるとして前記仮想音源による第２音圧比とを一致させることによって、音響フィルタ係数を計算することができる。この音響フィルタ係数を音響フィルタに使用すれば、特定の領域以外では音を聞こえにくくすることを可能にすることができる。

（第２実施形態）
本実施形態に係る音響制御装置について図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る音響制御装置の一例を示す概略されたブロック図である。

本実施形態の音響制御装置は、音声信号入力装置２０１と、音響フィルタ２０２、２０３、２０４と、制御装置８０１と、スピーカ２０６、２０７、２０８と、周波数補正フィルタＧ ８０４、スピーカ間隔算出部８０５を含んでいる。制御装置８０１は、補正フィルタ設定装置８０２と、音響フィルタ設定装置８０３とを含んでいる。

補正フィルタ設定装置８０２は、音響フィルタ２０２、２０３、２０４に入力される音声信号の周波数特性を補正するための設置値を算出し、周波数補正フィルタＧ ８０４に渡す。補正フィルタ設定装置８０２は、例えば、音響フィルタ２０２、２０３、２０４に入力される音声信号を低周波数よりにシフトさせるための設定値を算出する。

音響フィルタ設定装置８０３は、予め設定された計算ルールに則り、複数の音響フィルタ間に成り立つ複数の関係式を算出し、さらにスピーカ数に依存して１以上の音響フィルタを設定して、関係式に基づいて音響フィルタを設定する。関係式は、例えば、音響パワー最小化、仮想音像再生、音響エネルギー最小化によって得られるものがある。

周波数補正フィルタＧ ８０４は、補正フィルタ設定装置８０２によって設定される設定値にしたがって、音声信号入力装置２０１からの音声信号の周波数特性を変更する。

スピーカ間隔算出部８０５は、スピーカ２０６、２０７、２０８のそれぞれの間の距離である３つの間隔を算出する。この間隔は、音声信号の典型的な周波数と、音響パワーレベルをどの程度下げるかと、に基づいて求めることができる。

＜音響制御装置の制御装置８０１＞
次に、図８に示す音響制御装置に含まれる制御装置８０１について図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態に係る音響制御装置の制御装置に含まれる要素を示す機能ブロック図である。

制御装置８０１は、音信号取得部３０１、音響フィルタ設定部９０１、低減判定部９０２、音響パワー最小化計算部９０３、仮想音像計算部３０４、及び音響フィルタ係数設定部３０５を含んでいる。

音響フィルタ設定部９０１は、音響フィルタ２０２、２０３、２０４全ての音響フィルタを補正する。音響フィルタ設定部９０１は、通常は周波数特性が低周波数の方へシフトするように補正値を予め定めておく。また、音響フィルタ設定部９０１は、音響フィルタ２０２、２０３、２０４のうちの少なくとも１つのフィルタだけ補正してもよい。さらに、音響フィルタ設定部９０１は、音響フィルタ設定部３０２と同様にスピーカ数に依存して音響フィルタ係数を決定する。

低減判定部９０２は、入力装置３５１から音信号に関する周波数情報を得て結果として波数情報を得る。また、低減判定部９０２は入力装置３５１もしくは記憶部３５２からスピーカ間隔算出部８０５によって算出されている間隔情報を取得する。さらに、低減判定部９０２は、音響フィルタ設定部９０１で設定された音響フィルタによって音響フィルタの周波数特性を判定することができる。このため、低減判定部９０２は、波数情報とスピーカ間の距離とに基づいて、音信号による音響パワーを低減する低減量が許容範囲内であるかを判定することができる。低減判定部９０２が、この低減量が許容範囲内でないと判定した場合には、音響フィルタの周波数特性を変更するように音響フィルタ設定部９０１に指示信号を渡す。具体的には、低減判定部９０２は、この低減量が少ないと判定すれば、音響フィルタの周波数特性をもっと低周波数側にシフトするように音響フィルタ設定部９０１へ指示する。

音響パワー最小化計算部９０３は、低減判定部９０２が音響パワーの低減量が許容範囲内であると判定した場合には、音信号取得部３０１から音信号の周波数情報と、記憶部３５２からスピーカ間隔とを取得して、複数の音響フィルタ間に成り立つ第１関係式を算出する。

［動作例］
次に、図１０を用いて、制御装置８０１の動作の概略を説明する。

図１０は、制御装置８０１の処理手順の一例を例示するフローチャートである。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。

（起動）
まず、ユーザ等が制御装置８０１を、後述の入力装置１６０６等を介して起動し、さらに設定等の入力を受け付ける。制御装置８０１は、以下の処理手順にしたがって、処理を進める。
ステップＳ４０１では、音響パワー最小化計算部３０３が複数のスピーカの間隔を計算してもよいが、スピーカ間隔算出部８０５が予めこれらの間隔を計算してもよい。

ステップＳ４０２では、音響フィルタ設定部９０１が音響フィルタ係数を設定する。

（ステップＳ１００１）
ステップＳ１００１では、低減判定部９０２が、音響パワーを所望のレベルまで低減することができるかどうか（または、許容範囲内まで低減することができるかどうか）を判定し、低減が可能であると判定した場合には処理はステップＳ４０３へ進み、低減が可能でないと判定した場合には処理はステップＳ１００２へ進む。

（ステップＳ１００２）
ステップＳ１００２では、音響フィルタ設定部９０１が音信号の周波数情報から得る音の波長（すなわち、波数）と、スピーカ間隔算出部８０５が算出したスピーカ間隔とに基づいて補正フィルタ係数を計算する。補正フィルタ係数は音響フィルタの周波数特性を低周波数側にシフトさせるためのものである。

ステップＳ４０３では、音響パワー最小化計算部９０３が、音信号の波数情報とスピーカ間隔とから、音響パワーを最小化するための計算を行い、第１関係式を算出する。

最終的に、ステップＳ４０５において、２つの関係式と、スピーカ数によって予め設定される音響フィルタ係数とから、全ての音響フィルタの音響フィルタ係数を算出することができる。

次に、第２実施形態に係る音響制御装置により実現される空間内の音圧レベルの分布について図１１を参照して説明する。図１１は、第１及び第２実施形態に係る音響制御装置により、図１に示す４座席を含む空間での音圧レベルの一例を示す図である。

図１１に示す４つの領域１１０１、１１０２、１１０３、１１０４は、それぞれドライバー席、助手席、後部左席（いわゆるＶＩＰ席）、後部右席（ドライバーの真後ろの席）に対応する。領域１１０１にユーザ２５１が着席することになる。図１１に示される分布によれば、領域１１０１が最も音響パワーレベルが高く、この領域では十分な音響パワーによる音が放射されていることがわかる。したがって、ユーザ２５１は十分な音響パワーによって音信号に含まれるユーザにとって必要な情報を確実に取得することができると想定される。一方、領域１１０１以外の、領域１１０２、１１０３、１１０４では、領域１１０１での音響パワーレベルと比較して著しく低い値になる。このため、これらの領域１１０２、１１０３、１１０４では、スピーカによって放射される音がほとんどなく、全体的に静かである領域であることがわかる。したがって、第１及び第２実施形態に係る音響制御装置は、特定の領域以外では音を聞こえにくくすることが可能であることがわかる。さらに、後に第３実施形態で示される音響制御装置は、特定の空間において静謐な空間を提供することが可能である。第３実施形態に係る音響制御装置についても図１１と同様な分布を得ることができる。第３実施形態では、領域１１０３等の小さい領域の音響エネルギーを最小化することができる。

なお、この図１１に示す音響パワーレベル分布は、第１実施形態でも音信号の周波数及びスピーカ間隔が音響パワー最小化に最適であれば、実現可能である。

以上の第２実施形態に係る音響制御装置によれば、第１実施形態の効果に加え、スピーカから放射される音の波数に基づき音響パワー最小化するために適切な音源間隔であるかどうかを判定し、最適でない場合には音響フィルタ係数を変更して放射される音の周波数を低周波数にシフトさせる。この結果、第１実施形態の音響制御装置では音響パワー最小化できなかった状況でも本実施形態の音響制御装置によれば、音響パワー最小化を実現することができる。したがって、第１実施形態よりも多くの状況において、周波数を低周波にシフトさせた上で最適化された音響フィルタ係数を音響フィルタに使用することによって、特定の領域以外では音を聞こえにくくすることを可能にすることができる。

（第３実施形態）
本実施形態の音響制御装置の概要について図１及び図１２を参照して説明する。本実施形態の音響制御装置は、図１に示す要素と同様なものを備えている。図１２は、第３実施形態の音響制御装置の典型的な効果を示している。本実施形態の音響制御装置は、特定の領域における音響エネルギーを最小化することを実現するための要素を備える。典型的な例としてカーナビゲーションシステムを搭載した自動車の車内の音環境を想定する。この場合、運転席領域１１１はカーナビゲーションシステムによる音声が聞こえることが必須である。一方、ＶＩＰ席領域１１３はカーナビゲーションシステムによる音声が可能な限り聞こえない方がよい。本実施形態の音響制御装置は、運転席領域１１１でのユーザ２５１が音声を聞き取ることができ、かつ後者のＶＩＰ席領域１１３において可能な限り音響エネルギーを最小化することを実現するためのものである。

次に、本実施形態の音響制御装置の制御装置１３００について説明する。制御装置１３００は図２の制御装置２０５の代わり、もしくは図８の制御装置８０１の代わりに設置されて動作する。

＜音響制御装置の制御装置１３００＞
次に、本実施形態の音響制御装置に含まれる制御装置１３００について図１３を参照して説明する。図１３は、制御装置１３００に含まれる要素を示す機能ブロック図である。

制御装置１３００は、音信号取得部３０１、音響フィルタ設定部３０２、静粛エリア設定部１３０１、音響エネルギー最小化計算部１３０２、仮想音像計算部３０４、及び音響フィルタ係数設定部１３０３を含んでいる。

静粛エリア設定部１３０１は、入力装置３５１から静かな環境にすることを所望する領域を指定してもらい、その静粛エリアを設定する。自動車内の場合には、静粛エリアは例えばＶＩＰ席領域１１３である。

音響エネルギー最小化計算部１３０２は、音信号取得部３０１から音信号を取得し、静粛エリア設定部１３０１で指定された静粛エリアにおいて音響エネルギーが最小になるような音響フィルタ係数間に成立する第１関係式を計算する。音響エネルギー最小化計算部１３０２が行う最小化の計算については後に図１５を参照して説明する。なお、第３実施形態の音響制御装置で得られる第１関係式は、第１及び第２実施形態で得られる第１関係式とは異なる。

音響フィルタ係数設定部１３０３は、音響エネルギー最小化計算部１３０２により算出された第１関係式と、仮想音像計算部３０４により算出された第２関係式とに基づいて、音響フィルタ係数を計算し、計算された音響フィルタ係数を音響フィルタ３５３に設定する。

［動作例］
次に、図１４を用いて、制御装置１３００の動作の概略を説明する。

図１４は、制御装置１３００の処理手順の一例を例示するフローチャートである。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。

（起動）
まず、ユーザ等が制御装置１３００を、後述の入力装置１６０６等を介して起動し、さらに設定等の入力を受け付ける。制御装置１３００は、以下の処理手順にしたがって、処理を進める。
ステップＳ４０２では、音響フィルタ設定部３０２が、少なくともの１つの音響フィルタ係数を所定の関数（恒等演算関数も含む）に設定する。なお、このように予め音響フィルタ係数を設定すべき音響フィルタは、上述したように音源の数に依存する。

（ステップＳ１４０１）
ステップＳ１４０１では、静粛エリア設定部１３０１が音響空間内において音響エネルギーを最小化することを所望されている静粛エリアを設定する。

（ステップＳ１４０２）
ステップＳ１４０２では、音響エネルギー最小化計算部１３０２が、ステップＳ１４０２において設定された静粛エリアにおいて、音響エネルギーが最小になるように計算を行い、複数の音響フィルタ係数の間に成立する第１関係式を算出する。

ステップＳ４０４では、仮想音像計算部３０４が仮想音像再生の計算を行い、複数の音響フィルタ係数の間に成立する第２関係式を算出する。

最後にステップＳ４０５では、音響フィルタ係数設定部１３０３が、ステップＳ１４０２において算出された第１関係式とステップＳ４０４で算出された第２関係式と、ステップＳ４０２で設定された音響フィルタ係数とに基づいて、複数の音響フィルタ係数を算出する。

以上のステップによって全ての音響フィルタの音響フィルタ係数を求めることができるので、音響制御装置に設置されている全ての音響フィルタの係数を設定して静粛エリアを実現することが可能になる。

次に、音響エネルギー最小化計算部１３０２が行う計算について図１５を参照して説明する。図１５は、配置された複数の音源から静粛エリアにすべきエリアに含まれる複数の点における音響エネルギーの総和について説明するための図である。

音響エネルギー最小化計算部１３０２は、音源位置ｉの音源群からある時刻ｔで放射された音波が静粛になるべき静粛エリア内の複数の受音位置ｊ（１≦ｊ≦Ｎ、Ｎは自然数）に伝わる音響エネルギーの総和は、以下の数式（２）で示される。

なお、ｐ_ｊは受音位置ｊにおける音圧を示し、＊は複素共役の演算子を示す。また、ｐ_ｊは音源からユーザ２５１までの頭部伝達関数と音源の複素体積速度によって表現される。音響エネルギー最小化計算部１３０２は、数式（２）の左辺を最小にするような第１関係式を求める。第１関係式は、各音源に接続している音響フィルタの音響フィルタ係数同士の関係を示す式になる。

第３実施形態の音響エネルギー最小化計算部１３０２は、第１及び第２実施形態での音響パワー最小化のように波数と音源間隔による低減限界がないという特徴がある。したがって、音響エネルギー最小化計算部１３０２の計算によって完全に干渉すれば、理論的には局所領域で音圧レベルを最小化することができる。このため、第３実施形態で計算される静粛エリアでは第１及び第２実施形態での対応するエリアの音圧レベルよりも大幅に低減することができる可能性がある。

以上の第３実施形態に係る音響制御装置によれば、特定の所望の領域において音響エネルギーを最小化するための音響フィルタ係数に関する関係式を求めることができる。さらに、第３実施形態では音響エネルギーを最小化するために第１及び第２実施形態での低減限界は存在しないので、静粛エリアではほとんど音を聞こえなくすることできる可能性が大きい。

［構成例］
（ハードウェア構成）
＜音響制御装置＞
次に、図１６を用いて、本実施形態に係る音響制御装置２００、８００のハードウェア構成の一例について説明する。なお、第３実施形態の音響制御装置も同様のハードウェア構成である。

図１６に示される通り、本実施形態に係る音響制御装置は、制御部１６０１、記憶部１６０２、電源部１６０３、計時装置１６０４、通信インタフェース１６０５、入力装置１６０６、出力装置１６０７、及び外部インタフェース１６０８が電気的に接続されたコンピュータを備えている。なお、図１６では、通信インタフェース及び外部インタフェースをそれぞれ、「通信Ｉ／Ｆ」及び「外部Ｉ／Ｆ」と記載している。

制御部１６０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び／またはＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行う。制御部１６０１は、制御装置２０５、制御装置８０１、及び制御装置１３００に対応する。すなわち、制御部１６０１は、音信号情報を取得し、ある音響フィルタ係数を設定し、音響パワーを最小化する計算、仮想音像再生の計算、及び／または音響エネルギーを最小化する計算を実行し、音響フィルタ係数を計算により求めるためのプログラムを実行する。このプログラムは、記憶部１６０２に記憶されていて、制御部１６０１は記憶部１６０２から実行プログラムを呼び出して処理を実行する。

記憶部１６０２は、コンピュータまたはその他の装置、及び機械等が、記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的または化学的作用によって蓄積する媒体である。記憶部１６０２は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置であり、音源が配置している位置情報、音源の周波数情報及び位相情報、音源とユーザ２５１との間の頭部伝達関数データ、音源とあるエリアとの間の空間伝達関数（ＨＲＴＦ：head-related transfer function）データ、上述したプログラムデータを記憶する。

また、記憶部１６０２は、制御部１６０１によって実行されるプログラムによって生成される、音響フィルタ係数、仮想音像に関するパラメータ等のデータを記憶する。

さらに、記憶部１６０２はドライブを含んでいてもよく、ドライブは補助記憶装置、記録媒体等から記憶されているデータを受け入れ、特にプログラムを読み込むための装置であり、例えば、半導体メモリドライブ（フラッシュメモリ（Flash Memory）ドライブ）、ＣＤ（Compact Disk）ドライブ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ等である。ドライブの種類は、記憶媒体の種類に応じて適宜選択されてよい。上記の実行プログラムから取得したデータ等は、この記憶媒体に記憶されていてもよい。

電源部１６０３は、電力を音響制御装置及び／またはこの装置を備える機器に含まれる装置部分に供給可能なものであれば何でもよく、例えば、充電可能な２次電池または通常のコンセントから取得可能な交流電源である。電源部１６０３は、音響制御装置本体及び／またはこの装置を備える機器に搭載されている各要素へ電力を供給する。電源部１６０３は、例えば、制御部１６０１、記憶部１６０２、計時装置１６０４、通信インタフェース１６０５、入力装置１６０６、出力装置１６０７、及び外部インタフェース１６０８へ電力を供給する。

計時装置１６０４は、時間を計測する装置であり、日時を計測できる。例えば、計時装置１６０４はカレンダーを含む時計でもよく、現在の年月及び／または日時の情報を制御部１６０１へ渡す。計時装置１６０４は、例えば、制御部１６０１が得る計算結果である、第１及び第２関係式データ、及び記憶部１６０２に記憶される音源の間隔等に関する音源データ等の生成時に日時を付すときに利用される。

通信インタフェース１６０５は、例えば、近距離無線通信（例えば、Bluetooth（登録商標））モジュール、有線ＬＡＮ（Local Area Network）モジュール、無線ＬＡＮモジュール等であり、ネットワークを介した有線または無線通信を行うためのインタフェースである。通信インタフェース１６０５は、音響制御装置を外部装置（例えば、自動車、電車、家屋の電気機器；またはコンピュータ、サーバ、ネットワーク上の通信機器）に接続するためのインタフェースである。通信インタフェース１６０５は、制御部１６０１によって制御され、ネットワーク等を介して他のサーバ等の装置及び／または他の端末装置から音源の位置、音源の周波数及び位相特性、静粛エリアの範囲、ユーザ２５１の位置、音響制御する空間の範囲等のデータを受け取るためのものである。さらに、通信インタフェース１６０５は、ネットワーク等を経由して、音響制御装置が計算した第１及び第２関係式データを、別途設けられた音響フィルタ係数を設定するための装置、もしくは端末装置（例えば、スマートフォン及び／またはコンピュータ）等へ送信するためのものである。ユーザは、端末装置を介して音響フィルタ係数を設定してもよい。また、音響制御装置で実行されるプログラムを特定のサーバ等（図示せず）に記憶させておき、通信インタフェース１６０５はこの特定のサーバからプログラムをダウンロードするためのものであってもよいし、端末装置はこのプログラムをアップロードするためのものであってもよい。端末装置がこのプログラムを受け取る場合には、端末装置でこのプログラムを実行して第１及び第２関係式データを生成し、これらのデータを端末装置が提示及び／または設定することになる。

また、このネットワーク等を介した通信は、無線または有線のいずれでもよい。なお、ネットワーク等は、インターネットを含むインターネットワークでもよいし、社内ＬＡＮのような他の種類のネットワークであってもよいし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルなどを用いた１対１の通信であってもよい。通信インタフェース１６０５は、マイクロＵＳＢコネクタを含んでいてもよい。

入力装置１６０６は、入力を受け付ける装置であり、例えば、タッチパネル、物理ボタン、マウス、及びキーボード等である。出力装置１６０７は、出力を行う装置であり、表示、音声等で情報を出力し、例えば、ディスプレイ、及びスピーカ等である。入力装置１６０６によって、音源の位置、音源の周波数及び位相特性、静粛エリアの範囲、ユーザ２５１の位置、音響制御する空間の範囲等のデータが入力されてもよい。

外部インタフェース１６０８は、音響制御装置の本体と外部装置との媒介をするためのものであり、例えば、ＵＳＢポート等であり、外部装置（例えば、プリンター、メモリ、及び通信機器）と接続するためのインタフェースである。

次に、音源が変動する場合について図１７から図２０を参照して説明する。ここで示す音源は、複数の音源間での距離は一定であるとする。図１７は、音源及びユーザ２５１が変動する場合について説明するための図である。

図１７に示す音源は、音源群ごとに音源位置ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）が設定される。音源が変動すると音源位置の数字ｉが変化する。この例では、音源位置はＭ通りのパターンがあることになる。図１７では、３つの音源がユーザからはほぼ一定の距離にあり、それぞれ音源群ごとに複素体積速度ｑＬｉ、ｑＣｉ、ｑＲｉが設定されている。３つの音源は例えば、自動車のハンドル上に設置される。また、ドライバーは、通常座席に座っていて座席は運転中移動しないので、頭部がハンドルに対して水平方向に動く割合が最も大きいと予想される。このため、図１７の例では、ユーザ２５１（ドライバーが対応する）は音源に向かって水平方向（左右）に変動することが想定されている。

次に、図１７に示すように音源が配置されている場合に、音響パワー最小化、及び仮想音像再生は適用可能であるかどうかを図１８、図１９及び図２０を参照して検討する。図１８は、３つの音源がハンドル上に設置され、ハンドルが回転することが、音響パワー、仮想音像にとってどのように影響するかを説明するための図である。図１９はハンドルに音源であるスピーカを実装する場合について説明するための図である。図２０は、複数の音源が変動し、ドライバーの位置が音源の配置している面に関して水平方向に変動する場合の概略図である。

図１８のハンドルが回転した場合の音源の移動する位置からわかるように、音源はハンドルに固定されているため、音源同士の距離（各音源間隔）は一定である。したがって、音響パワー最小化は音源間の距離と音源からの音の波数に依存するので、ハンドル上に音源があってハンドルを回転してそれらの位置が変動しても音響パワー最小化の計算結果には影響がない。

また、このような音源の移動により、ユーザ２５１の耳からの音源への距離の変動（音源ごとにΔｒＬ、ΔｒＣ、ΔｒＲと称す）は存在し、一般にそれぞれの変動距離は異なる値になる。しかし、通常の自動車の運転ではハンドルを大きく回転する（例えば、９０度回転）ことはほとんどなく、せいぜい１０度程度回転させる程度である。音源が１０度回転する場合、耳から音源への距離の変動は、概算すると耳から音源への距離の１５／１０００程度の変動になる。したがって、計算に含まれるΔｒＬ、ΔｒＣ、ΔｒＲは、計算結果に線形（すなわち、１次式、ΔｒＬ等）に誤差が含まれるとして１／１００程度の寄与しかなく、変動がないとして計算してもこの程度の誤差しか生じない。また、仮想音像再生は、空間平均化により行うため、ハンドルのこのような小さな変動は、その計算に影響を与えない。因みに例えば、ハンドルから耳への距離を５０ｃｍとすると、音源が１０度回転した場合に耳から音源への距離の変動は僅か７５ｍｍ程度となる。

このために、図２０に示すような音源から両耳までの空間伝達関数も変動はほとんどない。したがって、空間平均制御により複数の音源があっても計算結果はハンドルの回転に関してロバストであることがわかる。

この結果、図１９に示されるように、ハンドル１９０１上に音源が配置されてもよいし、スピーカ１０５、１０６、１０７等の音源はハンドルの内側に配置されてもよい。また、音源はハンドルの内部に配置してこの音源が移動しないように配置が固定されていてもよい。

以上と同様な議論は、ユーザ２５１がハンドルに関して水平方向（平行な方向）に動く場合にも適用できる。このため、ユーザ２５１がハンドルに関して水平方向に変動する場合にも音響パワー最小化計算、及び仮想音像再生の計算結果はロバストであることがわかる。

一方、音響エネルギー最小化の計算は、図１５を使用して説明したように静粛エリアと音源との間の空間伝達関数及び音源の複素体積速度が関係する。上記の議論によって、空間伝達関数はほとんど変動せず、複素体積速度は音源の変動によって変動しないので、図１７から図２０に示したように変動しても音響エネルギー最小化の計算は、音源の変動の影響を受けず、この計算結果は音源の変動に関しロバストであることがわかる。

また、以上の議論より、複数の音源はハンドル以外のパネル等に固定するものとハンドル上に配置して変動するものとを混在して使用してもよいこともわかる。

以上の通り、本実施形態の音響制御装置によれば、音響パワー最小化、仮想音像再生、及び音響エネルギー最小化を使用することによって、ある空間内で特定の領域において音圧レベルを増大させ、また、特定の他の領域において音圧レベルを減少させることが可能になる。また、本実施形態の音響制御装置によれば、４つの座席のある自動車等では、ハンドル等に音源を設け音源が移動して運転手も頭部が変動する場合でも、運転手には音声が聞こえ、ＶＩＰ席では静寂な音響環境を提供することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

＜１＞
上述した本実施形態の音響制御装置によれば、同一空間内の特定のエリアのみに音楽が聞こえるように制御することもできる。この音響制御装置は、同一空間内に複数の人がいてもイヤホン、ヘッドホンなしでも特定のエリアにいる人だけが音楽を聴くことができるように制御することが可能である。

＜２＞
本発明の装置は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体（または記憶媒体）に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
また、以上の各装置及びそれらの装置部分は、それぞれハードウェア構成、またはハードウェア資源とソフトウェアとの組み合せ構成のいずれでも実施可能となっている。組み合せ構成のソフトウェアとしては、予めネットワークまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体（または記憶媒体）からコンピュータにインストールされ、当該コンピュータのプロセッサに実行されることにより、各装置の動作（または機能）を当該コンピュータに実現させるためのプログラムが用いられる。

＜３＞
また、「及び／または」とは、「及び／または」でつながれて列記される事項のうちの任意の１つ以上の事項という意味である。具体例を挙げると、「ｘ及び／またはｙ」とは、３要素からなる集合｛（ｘ）,（ｙ）,（ｘ,ｙ）｝のうちのいずれかの要素という意味である。もう１つの具体例を挙げると、「ｘ，ｙ，及び／またはｚ」とは、７要素からなる集合｛（ｘ）,（ｙ）,（ｚ）,（ｘ,ｙ）,（ｘ,ｚ）,（ｙ,ｚ）,（ｘ,ｙ,ｚ）｝のうちのいずれかの要素という意味である。

１０１…音源、１０２…音響フィルタ、１０３…音響フィルタ、１０４…音響フィルタ、１０５…スピーカ、１０６…スピーカ、１０７…スピーカ、１１１…運転席領域、１１２…助手席領域、１１３…ＶＩＰ席領域、１１４…後部座席領域、２００…音響制御装置、２０１…音声信号入力装置、２０２…音響フィルタ、２０３…音響フィルタ、２０４…音響フィルタ、２０５…制御装置、２０６…スピーカ、２０７…スピーカ、２０８…スピーカ、２５１…ユーザ、３０１…音信号取得部、３０２…音響フィルタ設定部、３０３…音響パワー最小化計算部、３０４…仮想音像計算部、３０５…音響フィルタ係数設定部、３５１…入力装置、３５２…記憶部、３５３…音響フィルタ、５０１…スピーカ、５０２…スピーカ、５０３…スピーカ、８００…音響制御装置、８０１…制御装置、８０２…補正フィルタ設定装置、８０３…音響フィルタ設定装置、８０５…スピーカ間隔算出部、９０１…音響フィルタ設定部、９０２…低減判定部、９０３…音響パワー最小化計算部、１１０１…領域、１１０２…領域、１１０３…領域、１１０４…領域、１３００…制御装置、１３０１…静粛エリア設定部、１３０２…音響エネルギー最小化計算部、１３０３…音響フィルタ係数設定部、１６０１…制御部、１６０２…記憶部、１６０３…電源部、１６０４…計時装置、１６０５…通信インタフェース、１６０６…入力装置、１６０７…出力装置、１６０８…外部インタフェース、１９０１…ハンドル。

Claims (12)

1. 音情報を含む音信号を取得する取得部と、
   音源ごとに設定される音響フィルタ係数を前記音信号に施し得られた駆動信号により駆動されて複数の音源から放射される音に基づいて、複数の前記音響フィルタ係数の間に成立する第１関係式を計算する第１計算部と、
   前記音情報を所望するユーザの両耳間の複素音圧比において、前記複数の音源により放射された音の合成音による第１音圧比と、前記合成音の到来方向に仮想音像の仮想音源があるとして前記仮想音源による第２音圧比とを一致させることにより、複数の前記音響フィルタ係数の間に成立する第２関係式を計算する第２計算部と、
   前記第１関係式及び前記第２関係式から、前記複数の音源のそれぞれに対応する前記音響フィルタ係数を設定する第１設定部と、
   を備える音響制御装置。
2. 前記第１計算部は、前記複数の音源から放射される音の波長と音源の間の距離とに基づいて、前記音源による音響パワーが最小になるように、複数の前記音響フィルタ係数の間に成立する第１関係式を計算する、請求項１に記載の音響制御装置。
3. 前記複数の音源の間の距離と前記音源から放射される音の波長とに応じて決定される音響パワーの低減限界指標に基づいて、前記複数の音響フィルタ係数の少なくとも１つを補正する補正フィルタ係数を設定する第２設定部をさらに備える請求項１または２に記載の音響制御装置。
4. 前記低減限界指標に基づいて、前記複数の音源の間の距離が音響パワーを低減することができるかどうかを判定する判定部をさらに備える請求項３に記載の音響制御装置。
5. 前記第１計算部は、前記複数の音源から放射される音による所望のエリアにおける音響エネルギーが最小になるように、複数の前記音響フィルタ係数の間に成立する第１関係式を計算する、請求項１に記載の音響制御装置。
6. 前記第１計算部及び前記第２計算部は、前記ユーザから同一方向にそれぞれ前記ユーザから異なる距離に配置される前記複数の音源から放射される音に基づいて、それぞれ前記第１関係式及び前記第２関係式を計算する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の音響制御装置。
7. 前記第１計算部及び前記第２計算部は、同一の音情報に基づく前記複数の音源から放射される音のそれぞれの振動面が異なる時刻に前記ユーザに到達する音に基づいて、それぞれ前記第１関係式及び前記第２関係式を計算する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の音響制御装置。
8. 前記第２計算部は、前記ユーザから見て前記音源が存在する方向に前記仮想音源の方向が一致するように仮想音源を設定する、請求項６または７に記載の音響制御装置。
9. 前記第１計算部及び前記第２計算部は、前記ユーザから見てある範囲内で垂直と見なすことができる面に円周状に配置された前記複数の音源から発生する音に基づいて、それぞれ前記第１関係式及び前記第２関係式を計算する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の音響制御装置。
10. コンピュータを、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の音響制御装置が備える各部として機能させるためのプログラム。
11. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の音響制御装置を備える機器。
12. 音情報を含む音信号を取得し、
    音源ごとに設定される音響フィルタ係数を前記音信号に施し得られた駆動信号により駆動されて複数の音源から放射される音に基づいて、複数の前記音響フィルタ係数の間に成立する第１関係式を計算し、
    前記音情報を所望するユーザの両耳間の複素音圧比において、前記複数の音源により放射された音の合成音による第１音圧比と、前記合成音の到来方向に仮想音像の仮想音源があるとして前記仮想音源による第２音圧比とを一致させることにより、複数の前記音響フィルタ係数の間に成立する第２関係式を計算し、
    前記第１関係式及び前記第２関係式から、前記複数の音源のそれぞれに対応する前記音響フィルタ係数を設定する、
    ことを備える音響制御方法。

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