JPWO2010007925A1 - 音響処理装置 - Google Patents

Abstract

適応フィルタ処理に用いられる適応フィルタのフィルタ係数の収束状態を判断することができ、またフィルタ係数が収束できない場合において適応フィルタに最適なパラメータを自動的に設定すること。本発明に係る音響処理装置（１）では、騒音情報検出部（６）が、収録部（１０）により収録されたマイク信号と音量変更部（３）により音量変更がなされたオーディオ信号とに対して適応フィルタを適用することにより騒音の音量に関する騒音情報を求める。収束状態判断部（７）は、求められる騒音情報と、マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断する。

Description

本発明は、音響処理装置に関し、より詳細には、オーディオ信号の音量変更を行う音量変更部の音量補正を、騒音情報に基づいて行うことにより、騒音に対応したオーディオ信号の出力を行うことが可能な音響処理装置に関する。

聴取者がオーディオ装置で音楽を聴取する場合において、ノイズが発生しない防音性能の高い環境で音楽の聴取を行うことができれば、音源の音質を高く維持した状態で音楽を聴取することが可能となる。一方で、ノイズなどが発生しやすい環境において音楽を聴取する場合も多く存在する。例えば、車載用のオーディオ再生装置により車室内で音楽を聴く場合などがその一例として該当する。オーディオ再生装置を用いて音楽を聴取する場合には、車室外から進入する騒音や、車両の走行に伴って発生するロードノイズやエンジン音などの騒音が車室内に侵入するため、これらの騒音によって音源の音質が損なわれるという問題があった。このように車室内に侵入する騒音を考慮しつつ音源本来の音質を維持した音楽の聴取を実現するための方法が多く提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなオーディオ再生装置では、車室内の任意の場所に騒音（ノイズ）を収録するためのマイクが設置されている。この設置場所としては、例えば、サンバイザーやルームミラーユニットなど、車両において聴取者が着座する位置（運転席など）の近傍位置に設置される。

そして、オーディオ再生装置のスピーカにより音楽を出力すると共に、出力された音楽をマイクで録音することにより、オーディオ再生装置のスピーカから出力された音楽と騒音との両方の音を収録することができ、収録された音からスピーカより出力される音楽成分を差し引くことによって騒音成分だけを抽出することが可能となる。

このように収録された音から騒音を抽出するために、適応フィルタが用いられている。適応フィルタを用いて騒音信号を抽出し、抽出された騒音信号の音量レベルに応じてオーディオ再生装置における再生音楽の音量を制御することにより、聴取者に対して騒音を考慮した音量で音楽を提供することが可能となる。

このフィルタ処理においては、適応フィルタに対して、マイクにおいて収録された信号（以下、マイク信号とする）と、スピーカから出力される信号（厳密には、スピーカから出力される直前の信号、以下、リファレンス信号とする）との２つの信号が入力され、適応フィルタの出力信号として、マイク信号からリファレンス信号を差し引いた信号、つまり、騒音信号が求められることになる。

図１４は、抽出した騒音信号に応じてスピーカから出力させる音楽の音量調整を行うことが可能なオーディオ再生装置を示している。

オーディオ再生装置５０は、ＣＤやＭＤ等の音源のオーディオ信号を読み取って出力するオーディオ再生部５１と、オーディオ再生部５１により出力されたオーディオ信号の音量変更を行う音量制御部５２と、音量制御部５２により音量変更がなされたオーディオ信号の出力を行うオーディオ出力部５３とを有している。ここで、オーディオ出力部５３は、例えば、スピーカやヘッドフォンなどが該当し、オーディオ信号を現実に聴取者が聴覚で聴取可能な状態により出力することができる装置を意味している。

また、オーディオ再生装置５０には、オーディオ再生部５１による再生を行う際に聴取者が操作する操作ボタンや音量制御部５２に対する音量調整用のボリューム調整つまみなどを備えた操作部５４が設けられている。さらに、オーディオ再生装置５０には、音量制御部５２より出力されるリファレンス信号と車室内に設定される騒音収録マイク５５により収録されたマイク信号とに基づいて、適応フィルタを用いて騒音レベルを求める騒音検出部５６と、騒音検出部５６により検出された騒音レベルに基づいて最適なボリュームレベルを求めて、音量制御部５２における音量処理の補正情報（音量制御信号）を算出する音量算出部５７が設けられている。

これらのオーディオ再生部５１、音量制御部５２、騒音検出部５６、音量算出部５７は、制御部５８により制御されており、制御部５８では操作部５４より取得した聴取者の操作内容に応じて、オーディオ再生部５１において再生されるソースの選択や、音量制御部５２において設定すべきボリュームレベル制御や、騒音検出部５６における適応フィルタの適用処理の制御等を行っている。

図１４に示すオーディオ再生装置５０では、上述したように、騒音検出部５６で、騒音レベル（ノイズ成分）を求め、音量制御部５２において騒音レベルに応じて音量制御が行われることによって、好適な音量でオーディオ出力部５３から音を出力することが可能となっている。

騒音検出部５６において適用される適応フィルタのフィルタ係数は、上述したマイク信号およびリファレンス信号に応じて常に変化し、時間経過と共に最適値に収束する。この騒音検出部５６のフィルタ処理に用いられるフィルタの値は、一般的に、ＬＭＳアルゴリズム（Least Mean Square Algorithm）に基づいて設定され、このアルゴリズムに基づいて設定されるフィルタを適応フィルタ（adaptive filter）という。

適応フィルタのフィルタ係数ｗは常時更新され、その更新は次に示す式１により行われる。
ｗ_ｋ（ｎ＋１）＝ｗ_ｋ（ｎ）＋２μ（ｎ）ｘ（ｎ−ｋ） ・・・式１

ここで、ｋはフィルタのタップ位置を示し、０≦ｋ＜Ｎの範囲に設定される。ｎは時刻（サンプル数）を示し、μはステップサイズパラメータ（０．０＜μ＜１．０）を示し、ｘは参照信号であるリファレンス信号を示している（例えば、非特許文献１参照）。

特開２００７−２２０２６６号公報

Rulph Chassaing著，「DSP Applications Using C and the TMS320C6x DSK」，（米国），Wiley-Interscience，2002年1月25日，P.216-217

上述した式１で示される適応フィルタにおいて、聴取者が予め設定しなければならい要素は、ステップサイズパラメータμのみであり、μの設定範囲は０．０＜μ＜１．０である。このμを適切に設定することができれば、フィルタ係数ｗは最終的に収束して適切なフィルタ特性を得ることが可能となる。

しかしながら、μを適切に設定することは容易ではなく、μの値が大きい値であるほど適応フィルタのフィルタ係数ｗが最適値に近づく速度が速くなるが、フィルタ係数ｗが大きく変動するため、μの設定値によってはフィルタ係数ｗが最適値に収束せず、騒音信号がうまく抽出できない場合があり得るという問題があった。また、μの値が小さい場合には、μが小さければ小さいほどフィルタ係数ｗが最適値に収束しやすいが、その収束速度が遅くなり迅速な適応フィルタ処理を行うことが困難になるという問題があった。

このように、μを適切に設定することができない場合には、正常な騒音信号を抽出することができず、騒音に応じて適切な音量調整を行うことが困難であるという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、適応フィルタ処理に用いられる適応フィルタのフィルタ係数の収束状態を判断することができ、またフィルタ係数が収束できない場合において適応フィルタに最適なパラメータを自動的に設定することが可能な音響処理装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る音響処理装置は、入力されるオーディオ信号の音量変更を行う音量変更部と、該音量変更部により音量変更されたオーディオ信号の出力を行うオーディオ出力部と、該オーディオ出力部により出力された音と当該音以外の騒音とを収録する収録部と、該収録部により収録されたマイク信号と前記音量変更部により音量変更がなされたオーディオ信号とに対して適応フィルタを適用することにより前記騒音の音量に関する騒音情報を求める騒音情報検出部と、該騒音情報検出部により求められた騒音情報に基づいて、前記音量変更部の音量変更処理に対する音量補正値を求めて前記音量変更部に出力する音量補正値算出部と、前記騒音情報検出部により求められる騒音情報と、前記マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、前記適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断する収束状態判断部とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る音響処理装置によれば、収束状態判断部が、騒音情報検出部により求められる騒音情報と、マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断するので、フィルタ係数が収束状態にあるか否かを判別することができる。従って、フィルタ係数が収束しないと収束状態判断部により判断された場合には、音量補正値に基づく音量変更部の音量変更処理を停止させることにより、収束しないフィルタ係数に基づいて求められた騒音情報（正常でない騒音情報）によって、オーディオ信号の音量変更が行われてしまうことを防止することができる。

また、上記音響処理装置は、前記収束状態判断部が、前記騒音の音量と前記マイク信号の音量との大小関係およびその大小関係の変化状態に基づいて前記フィルタ係数が収束状態にあるか否かを判断するものであってもよい。

収録部は、オーディオ出力部により出力された音と当該音以外の騒音とを収録するため、収録部により収録されたマイク信号の音量は、騒音の音量よりも大きなボリュームレベルとなるはずである。このため、収束状態判断部は、騒音の音量と前記マイク信号の音量との大小関係を求めて、騒音の音量がマイク信号の音量よりも大きい場合には、騒音情報検出部により求められた騒音情報が、正常な騒音情報でないと判断することが可能となる。

従って、収束状態判断部は、騒音の音量とマイク信号の音量との大小関係を求めることによって、求められた騒音情報が正常か否かを判断することができ、正常でない騒音情報に基づいてオーディオ信号の音量変更が行われてしまうことを防止することができる。

さらに、騒音信号もマイク信号も常時値が変動するため、騒音情報が正常な場合であっても、騒音の音量とマイク信号の音量との大小関係が逆転してしまう場合が少ない頻度で発生し得る。このため、騒音の音量とマイク信号の音量との大小関係の変化状態を求めることにより、単発的に騒音の音量がマイク信号の音量よりも大きくなった場合であっても、その変化状態（発生頻度）に基づいて騒音情報の適否を判断することにより、正常に求められた騒音情報が、正常でないとして判断されてしまうことを回避することが可能となる。

また、上述した音響処理装置において、前記収束状態判断部により前記フィルタ係数が収束状態にないと判断された場合に、前記適応フィルタのフィルタ係数を算出するための要素であるステップサイズパラメータの値を低減させるものであってもよい。

適応フィルタのフィルタ係数におけるステップサイズパラメータの値によって、フィルタ係数を最適値に収束させることができるか否かが決定される。このため、ステップサイズパラメータを最適な値に設定することが必要となるが、ステップサイズパラメータの値が大きすぎると、フィルタ係数が最適値に収束せず、ステップサイズパラメータの値が小さすぎるとフィルタ係数が最適値に収束する速度が遅くなり迅速な適応フィルタ処理を行うことが困難となる。このため、ステップサイズパラメータの値を高い値から順次減算させて自動的に変更させることにより、最適なステップサイズパラメータの値を自動的に求めることができ、適応フィルタのフィルタ係数を最適値へ迅速に収束させることが可能となる。

また、上述した音響処理装置では、前記オーディオ出力部から前記オーディオ信号が出力されている状況における前記マイク信号の出力値に基づいて、前記収録部による収録処理に関するエラーを判断する収録エラー検出部を有するものであってもよい。

正常な騒音情報を取得できない場合として考えられるのは、適応フィルタのフィルタ係数が収束しない場合だけでなく、収録部により収録されたマイク信号が騒音情報検出部に伝達されるまでの経路の断線や回路のショートなどにより発生する場合もある。このため、本発明のように、オーディオ信号が出力されている場合においてマイク信号の出力値を求めると、通常はマイク信号にオーディオ出力部により出力される音が収録されるため、マイク信号の出力が検出されるはずだが、マイク信号の出力が検出されない場合には、収録部の断線や内部回路のショートなどの収録処理に関するエラーが発生したものと判断することが可能となる。

本発明に係る音響処理装置によれば、収束状態判断部が、騒音情報検出部により求められる騒音情報と、マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断するので、フィルタ係数が収束状態にあるか否かを判別することができる。従って、フィルタ係数が収束しないと収束状態判断部により判断された場合において、音量補正値に基づく音量変更部の音量変更処理を停止させることにより、収束しないフィルタ係数に基づいて求められた騒音情報（正常でない騒音情報）により、オーディオ信号の音量変更が行われてしまうことを防止することができる。

本実施の形態に係るオーディオ再生装置の概略構成を示したブロック図である。 本実施の形態に係る音量算出部における音量制御信号の算出例を示したグラフである。 本実施の形態に係る騒音検出部の概略構成を示したブロック図である。 （ａ）は、Ａ特性フィルタ（A-weighting filter）の周波数特性を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ特性フィルタを用いて求められたインパルス応答の出力結果を示した図である。 （ａ）は、本実施の形態に係る騒音検出部におけるＬＭＳ適応フィルタ処理部の概略構成を示したブロック図であり、（ｂ）は、フィルタ係数ｗが最適値に収束するときのフィルタ係数の状態を示したグラフである。 本実施の形態に係るエラー検知・回復部の概略構成を示したブロック図である。 制御部のメインＣＰＵによる処理を示したフローチャートである。 エラー検知・回復部のサブＣＰＵによるエラー検知・回復処理を示したフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、μの値を自動的に変化させて適応フィルタのフィルタ係数が収束するまでの過程を示した第１のグラフである。 （ａ）〜（ｃ）は、μの値を自動的に変化させて適応フィルタのフィルタ係数が収束するまでの過程を示した第２のグラフである。 他の実施の形態に係るオーディオ再生装置の概略構成を示したブロック図である。 他の実施の形態に係る騒音検出部の概略構成を示したブロック図である。 他の実施の形態に係る制御部のメインＣＰＵによる処理を示したフローチャートである。 従来のオーディオ再生装置の概略構成を示したブロック図である。

以下、本発明に係る音響処理装置を備えた車載用のオーディオ再生装置について、図面を用いて詳細に説明を行う。

図１は、車載用のオーディオ再生装置の概略構成を示したブロック図である。オーディオ再生装置１は、図１に示すように、オーディオ再生部２と、音量制御部（音量変更部）３と、オーディオ出力部４と、操作部５と、騒音検出部（騒音情報検出部）６と、エラー検知・回復部（収束状態判断部、収録エラー検出部）７と、音量算出部（音量補正値算出部）８と、制御部（収束状態判断部、収録エラー検出部）９と、騒音収録マイク（収録部）１０とを有している。

なお、図１に示す黒太矢印は、制御部９から各機能部２、３、６、７、８に対する制御信号の入出力状態を示しており、白抜矢印は、音楽（オーディオ信号、リファレンス信号）および騒音（マイク信号）の入出力状態を示しており、黒細矢印は、各種情報・信号の入出力状態を示している。

オーディオ再生部２には、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、ラジオなどの所定のメディアから音楽情報を読み出して再生（出力）する機能を有している。具体的には、再生対象とするメディアの選択、読み出した音楽情報の再生、一時停止、停止などの処理を行う。これらの具体的な処理は、制御部９の指示に従って行われる。オーディオ再生部２により再生されたオーディオ信号は、音量制御部３に出力される。

音量制御部３は、オーディオ再生部２により再生されたオーディオ信号の音量変更を行う機能を有している。具体的には、一般的なオーディオ再生装置のアンプ機能部が該当する。この音量制御部３による音量は、制御部９の指示に応じて増減される。また、音量制御部３には音量算出部８より音量制御信号（音量補正値）が入力されており、音量制御部３においてこの音量制御信号を受信した場合においても、音量制御信号に応じてオーディオ信号の音量変更が行われる。また、音量制御部３では、音量変更処理により変更したオーディオ信号の音量情報を記憶する。

オーディオ出力部４は、音量制御部３を経て再生（出力）されたオーディオ信号を、聴取者が聴覚により聴取できるように出力する機能を有している。オーディオ出力部４として、一般的なスピーカが用いられる。

操作部５は、オーディオ再生装置１のフロントパネル部などに設置される操作ボタンであって、聴取者が各種設定などを行うために用いるものである。本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、少なくとも、オーディオ再生部２における音楽の再生ボタン、停止ボタン、音源メディア（ソース）選択ボタン、音量調整用のボリュームボタンを供えている。これらのボタンが聴取者に操作されると、操作されたボタン（操作内容）に関する操作情報が制御部９に伝達される。また、操作部５には、後述する音量制御処理（オートボリュームコントロール（ＡＶＣ：Automatic Volume Control）処理）の実行／停止を設定するためのＡＶＣ設定ボタンが設けられている。

騒音収録マイク１０は、車内における音楽信号を収録する役割を有している。騒音収録マイク１０は、例えば、サンバイザーやルームミラーのヘッドユニット等の聴取者の近傍位置に設置されている。車内には、走行時のロードノイズや、エンジン等の装置駆動音などが進入する。さらに、オーディオ再生装置１において所定の音楽の再生がなされている場合には、オーディオ出力部４より出力される音楽も車内に出力される。このため、騒音収録マイク１０により収録される音は、オーディオ出力部４より出力される音とロードノイズなどの騒音とが加算された音（車室音）となる。騒音収録マイク１０により収録される音は、マイク信号として騒音検出部６に出力される。

騒音検出部６は、騒音収録マイク１０により収録されたマイク信号を受信し、このマイク信号から騒音信号の実効値を示す騒音レベル（騒音情報）を算出する役割を有している。騒音検出部６には、図１に示すように、騒音収録マイク１０により出力されたマイク信号と、音量制御部３により音量変更がなされたオーディオ信号であって、オーディオ出力部４において出力される直前の信号（以下、この信号をリファレンス信号という）とが伝達される。騒音検出部６における詳細な構成については後述する。

エラー検知・回復部７は、騒音検出部６により出力された騒音レベルと、騒音収録マイク１０によって出力されたマイク信号と、音量制御部３よって出力されるリファレンス信号とに基づいて、騒音検出部６におけるエラーの有無を検知し、エラーが検知された場合には所定の処理を行う役割を有している。また、エラー検知・回復部７は、必要に応じて騒音レベルの修正を行い、音量算出部８に修正された騒音レベルを出力する。エラー検知・回復部７における詳細な構成および処理内容については後述する。

音量算出部８は、エラー検知・回復部７により出力された騒音レベルに基づいて、音量制御部３における音量の変更を行うための音量制御信号を算出する役割を有している。音量算出部８では、音量制御部３において設定されているボリュームレベル（音量レベル）を取得し、音量制御部３で設定されるボリュームレベルに対して、騒音レベルにより求められる音量補正量を加算することにより、最適な音量制御信号を算出して、音量制御部３に出力する。

図２は、音量算出部８における音量制御信号の算出例を示したグラフである。入力される騒音レベルが０ｄＢから２０ｄＢに増加するに従って、ボリュームレベルも増加する。図２では、騒音レベルとボリュームレベルとの関係が正比例する場合を例として示したが、騒音レベルとボリュームレベルとの関係は正比例関係には限定されない。騒音レベルの増加によりボリュームレベルも増加する関係であればよいため、２つのレベルが任意の増加曲線に基づいて増加する関係となるものであってもよい。

音量制御部３では、上述したように、音量算出部８より音量制御信号を受信すると、受信した音量制御信号に応じて音量変更を行い、音量変更されたオーディオ信号をオーディオ出力部４より出力させる。このようにしてオーディオ出力部４により出力される音は、車内における騒音を考慮して調整された状態で出力されることになる。

制御部９は、操作部５およびエラー検知・回復部７より各種情報を受信し、受信された各種情報に基づいて、オーディオ再生部２、音量制御部３、騒音検出部６、エラー検知・回復部７、音量算出部８における動作制御を行う役割を有している。制御部９は、図示を省略するメインＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。ＲＯＭには、後述するメインＣＰＵの処理を行うためのプログラムや、必要となる情報（後述する処理において予め設定される定数、条件値など）などが記録されている。ＲＡＭは、メインＣＰＵにおける処理のワークエリアとして使用されるメモリである。また、ＲＡＭには、操作部５により聴取者に設定される音量制御処理（オートボリュームコントロール（ＡＶＣ：Automatic Volume Control）処理）の実行あるいは停止の設定内容が記録される。メインＣＰＵは、オーディオ再生装置１における様々な処理を行う機能を有している。メインＣＰＵにおける具体的な処理内容については、後述する。

図３は、騒音検出部６の概略構成を示したブロック図である。騒音検出部６は、図３に示すように、ダウンサンプリング処理部２１と、Ａ特性フィルタ処理部２２と、遅延処理部２３とＬＭＳ適応フィルタ処理部２４と、実効値（ＲＭＳ：Root Mean Square Value）算出部２５とを有している。

ダウンサンプリング処理部２１は、騒音収録マイク１０により収録されたマイク信号と、音量制御部３より入力されるリファレンス信号とのダウンサンプリング処理を行う役割を有している。例えば、ＣＤで使用されるサンプリング周波数は、４４．１ｋＨｚとなっているが、車室内に進入するロードノイズ等はより低い周波数が主な成分となっているため、高い周波数域の情報の必要性は低い。このため、騒音の判断にあまり必要とされない高い周波数の情報をダウンサンプリング処理によって除き、約１．５ｋＨｚまでサンプリング周波数の低減を図ることにより、騒音検出部６およびエラー検知・回復部７の処理負担の軽減を図ることが可能となる。

Ａ特性フィルタ処理部２２は、騒音の大きさを人間の聴覚特性に合わせて補正するために、マイク信号に対してＡ特性に基づくフィルタリング処理を行う役割を有している。Ａ特性は、人間の聴覚との一致性が極めて高い特性を有しており、このＡ特性に基づいてフィルタリング処理を行うことによって、聴取者の聴感の周波数による依存性を低減して信号の平滑化を図ることが可能となる。

図４（ａ）は、Ａ特性に基づくフィルタリング処理に用いられるＡ特性フィルタ（A-weighting filter）の周波数特性を示しており、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＡ特性フィルタを用いて求められたインパルス応答の出力結果を示している。なお、Ａ特性フィルタを用いてフィルタリング処理を行う場合、上述したダウンサンプリング処理部２１によるダウンサンプリング処理によってマイク信号の周波数の低減が行われているため、図４（ａ）に示した周波数のうち低域の部分のみがフィルタリング処理の対象となる。

遅延処理部２３は、Ａ特性フィルタ処理部２２によるマイク信号の処理の遅延を考慮して、リファレンス信号に遅延処理を行う。この遅延処理により、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に入力されるマイク信号とリファレンス信号との入力タイミングの調整を図ることができる。

ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４は、ＬＭＳアルゴリズム（Least Mean Square Algorithm）を用いたＬＭＳ適応フィルタ（LMS adaptive filter、以下、適応フィルタという）を用いて、騒音信号を算出する処理を行う。図５（ａ）は、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４の概略構成を示している。図５（ａ）に示すように、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４では、マイク信号とリファレンス信号とを入力信号とし、適応フィルタ２４ａによりフィルタ処理されたリファレンス信号とマイク信号との差を騒音信号として出力する。

適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗは、既に説明したように式１に基づいて算出され、常時更新される。
ｗ_ｋ（ｎ＋１）＝ｗ_ｋ（ｎ）＋２μ（ｎ）ｘ（ｎ−ｋ） ・・・式１

ここで、ｋはフィルタのタップ位置を示し、０≦ｋ＜Ｎの範囲に設定される。また、ｎは時刻（サンプル数）を示し、μはステップサイズパラメータ（０．０＜μ＜１．０）を示し、ｘは参照信号であるリファレンス信号を示している。

適応フィルタ２４ａにおいて、ステップサイズパラメータμは、予め聴取者が設定する必要がある定数であり、０．０＜μ＜１．０の範囲で設定される。μを適切に設定することによりフィルタ係数を最適値に収束させることができ、正常な騒音信号を求めることが可能となる。図５（ｂ）は、Ｎが２５２タップに設定される場合において、フィルタ係数ｗが最適値に収束したときのフィルタ係数ｗの状態を示したグラフである。

一方で、μを適切に設定することができなければ、フィルタ係数ｗが最適値に収束することができない。フィルタ係数ｗが最適値に収束している場合には、正常な騒音信号を求めることができるが、フィルタ係数ｗが最適値に収束しない場合には、求められる騒音信号の騒音レベルが実際の騒音レベルよりも大きい値であったり、または小さい値であったりして、正常な騒音信号を抽出することができず、動作に不具合が生じる場合があった。

また、フィルタ係数ｗが最適値に収束する場合であっても、マイク信号の入力が正常に行われていない場合、例えば、騒音収録マイク１０から騒音検出部６に伝達されるマイク信号の経路が断線している場合や、騒音収録マイク１０の回路がショートして正常なマイク入力が行われていない場合には、正常な騒音信号を求めることができない。

本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、次述するエラー検知・回復部７によりマイク信号の入力状態（マイク情報）を判断し、また、μの値を適切な値に修正することにより、正常な騒音信号の算出を行うことを特徴とする。

ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４では、エラー検知・回復部７より受信するμの設定値情報に基づいて適応フィルタ２４ａのステップサイズパラメータμを変更する機能を有している。また、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４では、更新されるフィルタ係数ｗを記憶する記憶部を備えると共に、エラー検知・回復部７より受信する適応フィルタリセット情報に基づいてフィルタ係数ｗの値をリセットする機能を備えている。このμの設定値情報および適応フィルタリセット情報が、エラー検知・回復部７より出力されるタイミングについては後述する。

実効値算出部２５は、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４により求められた騒音信号の実効値を求めて騒音レベルとしてエラー検知・回復部７に出力する。

エラー検知・回復部７は、マイク信号の実効値（マイクレベル）とリファレンス信号の実効値（リファレンスレベル）と、騒音検出部６により求められる騒音レベルとに基づいて、騒音検出部６のエラー検出を行う役割を有している。

図６は、エラー検知・回復部７の概略構成を示したブロック図である。エラー検知・回復部７は、２つの実効値算出部３１、３２と、エラー制御部３３とを有している。

実効値算出部３１は、騒音収録マイク１０により収録されたマイク信号の実効値を求める役割を有しており、求められたマイク信号の実効値はマイクレベルとしてエラー制御部３３に出力される。また、実効値算出部３２は、リファレンス信号の実効値を求める役割を有しており、求められたリファレンス信号の実効値はリファレンスレベルとしてエラー制御部３３に出力される。

エラー制御部３３では、取得したマイクレベル、リファレンスレベルおよび騒音レベルに基づいて、騒音検出部６により求められる騒音レベルのエラー検知を行う。エラー制御部３３は、図示を省略したサブＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えている。ＲＯＭには、後述するサブＣＰＵの処理を行うためのプログラムや、必要となる情報などが記録されている。ＲＡＭは、サブＣＰＵにおける処理のワークエリアとして使用されるメモリである。サブＣＰＵは、上述した騒音レベルのエラー検知およびエラー回復処理を行う機能を有している。

正常な騒音レベルを求めることができない理由としては、上述したように、（１）騒音収録マイク１０における回路の断線などのように、正常なマイク信号の取得ができない場合と、（２）適応フィルタ２４ａにおけるμの値が適切に設定されていないことによりフィルタ係数ｗが最適値に収束されない場合との２つの場合が考えられる。このため、エラー制御部３３のサブＣＰＵでは、エラー検知処理として、（Ａ−１）マイク入力の不具合判断処理と、（Ａ−２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理とを行い、また、エラー検知処理の検知結果に基づいて、エラー回復処理を実行する。

（Ａ−１）マイク入力の不具合判断処理
エラー制御部３３のサブＣＰＵでは、まず、リファレンスレベルが０より大きい値となっているか否かを判断する。リファレンスレベルが０より大きいか否かの判断により、オーディオ再生装置１において音楽の再生が行われていることを確認することができる。

そして、リファレンスレベルが０より大きい場合に、サブＣＰＵでは、マイクレベルの状態を所定時間ＭＣＴ（MicChkTime[sec]）だけ検出し、検出される間、マイクレベルが所定値ＭＭＬ（MicMinLevel）以下であったか否かを判断する。

所定時間ＭＣＴの範囲は、０より大きく数秒以内となる時間が設定される。所定時間ＭＣＴとして０が除外される（MicChkTime≠０）のは、オーディオ出力部４（スピーカ）より出力された音が騒音収録マイク１０で収録されるまでの遅延を考慮したためである。所定時間ＭＣＴとして、例えば、１ｓｅｃよりも大きく５ｓｅｃよりも小さい値を設定することができる。

また、所定時間ＭＣＴだけ経過しても、マイクレベルが所定値ＭＭＬ以下であるか否かを判断する理由は、騒音収録マイク１０の断線などによりマイク入力に不具合があるか否かを判断するためである。騒音収録マイク１０に異常がない場合には、騒音収録マイク１０より収録されたマイク信号にオーディオ出力部４より出力されるオーディオ信号が含まれるため、マイク信号の実効値を示すマイクレベルは０よりも大きい値となる。

さらに、マイクレベルが０であるか否かという判断を行わず、マイクレベルが所定値（ＭＭＬ）よりも小さいか否かの判断を行う理由は、騒音収録マイク１０より音がきちんと収録されていない場合であっても、回路のノイズなどによりわずかにマイク信号の検出が行われる場合があるため、この回路のノイズによる誤差を除去することを目的としたものである。

従って、所定値ＭＭＬは、マイクの回路におけるノイズレベルを考慮して設定される値であり、サブＣＰＵは、マイクレベルが０より大きい場合であっても所定値ＭＭＬより小さい場合には、回路のノイズだけが検出された状態であってマイク信号の検出にエラーがあるものと判断し、マイクレベルが所定値ＭＭＬよりも大きい場合には、正常な車室内の音が収録されているものと判断する。

（Ａ−２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理
また、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、下記の２つの条件を両方とも満たすか否かに基づいて、フィルタ係数ｗの収束判断を行う。

まず、第１の条件として、サブＣＰＵは、マイクレベルにある定数Ｋを積算した値が騒音レベルよりも小さい値であるか否か（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）の判断を行う。ここで定数Ｋは任意の定数であるが、１．０〜２．０の間に設定することが好ましい。

車室内の騒音は、騒音収録マイク１０により収録される音からオーディオ出力部４で出力される音の成分を差し引いた値となるはずである。このため、騒音収録マイク１０により収録されるマイク信号のマイクレベルが正常であるならば、マイクレベルは騒音レベルよりも大きな値となるはずである。このため、サブＣＰＵは、マイクレベルと騒音レベルとの比較を行うことによって、検出される騒音レベルのエラーを検出する。

次に、第２の条件として、サブＣＰＵは、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）が所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime[sec]）内に、所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以上の割合で発生するか否かの判断を行う。このような頻度に関する判断を行う理由は、μの値が適切に設定されてフィルタ係数ｗが収束に向かって正常に動作している場合であっても、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）に該当する状態となる場合があるためである。このため、サブＣＰＵは、第１の条件に該当する場合であっても、該当する頻度が低い場合（所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以下の場合）には、正常に適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束しているものと判断し、該当する頻度が高い場合（所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）より大きい場合）には、フィルタ係数ｗが収束していない状態であると判断する。

この所定時間ＦＣＴおよび所定頻度ＥＲは聴取者によって自由に設定することが可能である。本実施の形態における所定時間ＦＣＴは、処理単位(フレーム)を１２８サンプルとしたときに１０フレームにおいて第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）に該当する場合の頻度を指標として決定しており、所定時間ＦＣＴとして０．０２７ｓｅｃを設定した。また、本実施の形態に係る所定頻度ＥＲは、２０％から８０％までのいずれかの値を、適切な判断値として設定している。

騒音レベルおよびマイクレベルはそれぞれ値が変動するため、正常な騒音レベルの検出が行われているにも拘わらず、一時的に騒音レベルがマイクレベルよりも大きくなってしまう場合もある。このため、エラー検知・回復部７では、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）において、１以上の定数Ｋをマイクレベルに積算し、また、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）に該当する場合であっても、その正常であると判断可能な発生頻度を、所定頻度ＥＲを基準として判断することにより、正常な場合に生じ得るマイクレベルと騒音レベルとの変動誤差（誤差）の影響をなくすことが可能となる。

エラー検知・回復部７のサブＣＰＵでは、上述した（Ａ−１）マイク入力の不具合判断処理および（Ａ−２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理によりエラーを検出した場合には、それぞれの処理に応じてエラー回避処理を実行する。

まず、（Ａ−１）マイク入力の不具合判断処理に基づいてエラーを検出した場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して、騒音検出部６における適応フィルタ処理を停止させるための情報（適応フィルタ処理停止情報）を出力する。制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理停止情報に基づいて、騒音検出部６による処理を停止させることにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させ、その停止情報を設定情報としてＲＡＭに記録する。

そして、エラー検知・回復部７では、騒音レベルを０（−∞[ｄＢ]）に設定して音量算出部８に出力する。音量算出部８では、０が設定された騒音レベルを受信し、受信された騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出する。ただし、騒音レベルが０に設定されているため、算出される音量制御信号は音量の変更を行わない制御信号となる。

一方で、（Ａ−２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理に基づいてエラーを検出した場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して、騒音検出部６における適応フィルタ処理を停止させるための情報（適応フィルタ処理停止情報）を出力した後に、μの値を変更可能であるか否かの判断を行う。

まず、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上であるか否かの判断を行う。ここで、所定値ＡＲＭは、０．０より大きく、１．０より小さい値とする。所定値ＡＲＭの範囲が０．０＜所定値ＡＲＭ＜１．０となるのは、比較対象となるμの範囲が０．０＜μ＜１．０であるためである。ただし、μの初期値および所定値ＡＲＭの関係は、０．０＜所定値ＡＲＭ＜μの初期値＜１．０となっている。この所定値ＡＲＭの値は、聴取者が自由に設定することができるが、所定値ＡＲＭを大きい値（１．０に近い値）に設定すると、μが大きくなって、フィルタ係数ｗを最適値に収束することができない恐れがあり、所定値ＡＲＭを小さい値（０．０に近い値）に設定すると、μが小さくなって、フィルタ係数を最適値に収束させる速度が大きく遅延してしまう恐れがある。このため、所定値ＡＲＭの値は、処理速度などを考慮して値を設定する必要がある。

μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上であって、変更可能であると判断された場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、μの値から所定値ＡＲＤ（AdaptRateDecay）を減じた新たなμの設定値情報を求めて騒音検出部６に出力すると共に、騒音検出部６に対して、フィルタ係数ｗをリセットさせるための適応フィルタリセット情報を出力する。また、エラー検知・回復部７は、騒音レベルを０（−∞[ｄＢ]）に設定して音量算出部８に出力し、さらに、制御部９に対して、騒音検出部６のＬＭＳ適応フィルタ処理部２４における適応フィルタ処理を再開させるための情報（適応フィルタ処理再開情報）を出力する。

ここで、所定値ＡＲＤの範囲は０．０より大きく、１．０より小さい値となる。ただし、実際に固定値として設定する場合には、十分小さい値として例えば０．００１程度に設定される。また、この処理では新たなμの値を変更前のμの値よりも小さな値に設定することができればよいので、μの値を求めるために補正前のμの値から所定値ＡＲＭを減じるのではなく、μの値を半減させる（つまり１／２にする）ように構成してもよい。

騒音検出部６に出力されたμの設定値情報および適応フィルタリセット情報は、騒音検出部６のＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に伝達され、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４では、取得したμの設定値情報に基づいて式１に用いられるμの値を修正するとともに、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に記憶されるフィルタ係数ｗの値をリセットする処理を行う。

また、制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理再開情報に基づいて、騒音検出部６による処理を再開させる。騒音検出部６におけるＬＭＳ適応フィルタ処理部２４のフィルタ処理において、新たに設定されたμの値を用いて騒音レベルの算出を行うことにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）が再開される。制御部９は、この音量制御処理の再開情報を設定情報としてＲＡＭに記録する。

一方で、音量算出部８では、０が設定された騒音レベルを受信し、受信された騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出する。ただし、騒音レベルが０に設定されているため、算出される音量制御信号は音量の変更を行わない制御信号となる。

μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上でなく、変更不可能であると判断された場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して、騒音検出部６のＬＭＳ適応フィルタ処理部２４における適応フィルタ処理を停止させるための情報（適応フィルタ処理停止情報）を出力する。制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理停止情報に基づいて、騒音検出部６による処理を停止させることにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させ、その停止情報を設定情報としてＲＡＭに記録する。

そして、エラー検知・回復部７では、騒音レベルを０（−∞[ｄＢ]）に設定して音量算出部８に出力する。音量算出部８では、０が設定された騒音レベルを受信し、受信された騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出する。ただし、騒音レベルが０に設定されているため、算出される音量制御信号は音量の変更を行わない制御信号となる。

次に、騒音レベルに基づく音量調整処理について説明する。

図７は、制御部９のメインＣＰＵによる処理内容を示したフローチャートである。

まず、メインＣＰＵは、制御部９のＲＡＭに記録される聴取者の設定情報に基づいて、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）の設定内容が実行（オン）状態となっているか否かの判断を行う（ステップＳ．１）。音量制御処理が実行状態に設定されていない場合（ステップＳ．１においてＮｏの場合）、メインＣＰＵは、騒音レベルに基づく音量調整処理（ステップＳ．２〜ステップＳ．５）を実行することなく、音量制御部３に現在の音量情報を記憶させた後に（ステップＳ．６）、音量制御部３より音量調整されたオーディオ信号をオーディオ出力部４に出力させて（ステップＳ．７）、音量調整処理を終了する。

一方で、音量制御処理が実行状態に設定されている場合（ステップＳ．１においてＹｅｓの場合）、メインＣＰＵは、騒音検出部６を制御して、騒音信号の実効値である騒音レベルを求めさせて、求められた騒音レベルをエラー検知・回復部７に送信させる（ステップＳ．２）。そして、制御部９のメインＣＰＵは、エラー検知・回復部７を制御して、図７に示すエラー検知・回復処理を実行させる（ステップＳ．３）。

図７に示すエラー検知・回復処理をエラー検知・回復部７に実行させた後に、制御部９のメインＣＰＵは、音量算出部８を制御して、エラー検知・回復部７より騒音レベルを受信させ、受信された騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出させる（ステップＳ．４）。そして、制御部９のメインＣＰＵは、音量算出部８を制御して、算出された音量制御信号を音量制御部３に出力させる。

そして、制御部９のメインＣＰＵは、音量制御部３を制御して、音量算出部８により算出された音量制御信号に応じてオーディオ信号の音量調整を行わせて（ステップＳ．５）、音量調整に基づく音量情報を記憶させた後に（ステップＳ．６）、音量調整されたオーディオ信号をオーディオ出力部４に出力させる（ステップＳ．７）。そして、制御部９は音量調整処理を終了する。

図８は、図７のフローチャートに示したエラー検知・回復部７におけるエラー検知・回復処理（ステップＳ．３）の内容を示したフローチャートである。エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９のメインＣＰＵの制御指示に応じて、エラー検知・回復処理を実行する。

まず、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、実効値算出部３１を用いてマイク信号の実効値であるマイクレベルを算出し、また、実効値算出部３２を用いてリファレンス信号の実効値であるリファレンスレベルを算出する（ステップＳ．１１）。

次に、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、上述した（Ａ−１）マイク入力の不具合判断処理を行う（ステップＳ．１２）。具体的に、サブＣＰＵは、リファレンスレベルが０より大きい場合において、所定時間ＭＣＴ（MicChkTime[sec]）が経過してもマイクレベルが所定値ＭＭＬ（MicMinLevel）以下であった場合に、マイク入力に不具合があったものと判断する。

マイク入力に不具合があると判断する場合（ステップＳ．１２においてＹｅｓの場合）、サブＣＰＵは、制御部９に対して適応フィルタ処理停止情報を出力し（ステップＳ．１３）、また、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力する（ステップＳ．１４）。制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理停止情報に基づいて騒音検出部６による処理を停止させることにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させる。また、騒音検出部６では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタリセット情報に基づいて、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に記憶されるフィルタ係数ｗの値をリセットする。

そして、サブＣＰＵは、騒音レベルを０に設定し、設定された騒音レベルを音量算出部８に出力して（ステップＳ．１５）、エラー検知・回復処理を終了する。音量算出部８では、エラー検知・回復部７より受信した騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出するが、騒音レベルが０に設定されているため、音量制御信号の音量変更を行わない。

一方で、マイク入力に不具合があると判断されなかった場合（ステップＳ．１２においてＮｏの場合）、サブＣＰＵは、上述した（Ａ−２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理を行う（ステップＳ．１６）。具体的に、サブＣＰＵは、第１の条件である（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）が、所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime[sec]）内に、所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以上の割合で発生する場合に、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断する。

適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束されると判断された場合（ステップＳ．１６においてＮｏの場合）、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、そのまま、エラー検知・回復処理を終了する。一方で、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束されないと判断された場合（ステップＳ．１６においてＹｅｓの場合）、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して適応フィルタ処理停止情報を出力し（ステップＳ．１７）、また、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力する（ステップＳ．１８）。

この処理により制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理停止情報に基づいて騒音検出部６による処理を停止させることにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させる。また、騒音検出部６では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタリセット情報に基づいて、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に記憶されるフィルタ係数ｗの値をリセットする。

そして、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、ステップサイズパラメータμの値を変更することが可能であるか否かの判断を行う（ステップＳ．１９）。具体的に、サブＣＰＵは、μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上である場合に、μの値を変更することが可能であると判断する。

μの値を変更することが可能である場合（ステップＳ．１９においてＹｅｓの場合）、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、μの値を低減させる処理を行う（ステップＳ．２０）。そして、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して、適応フィルタ処理再開情報を出力する（ステップＳ．２１）。この処理により、制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理再開情報に基づいて、騒音検出部６における処理を再開させて音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を実行する。この場合、騒音検出部６では、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵにより低減されたμを式１に適用して新たなフィルタ係数ｗを求めて、適応フィルタ処理を行う。

ステップＳ．１９において、μの値を低減させる処理を行うことができないと判断された場合（ステップＳ．１９においてＮｏの場合）、および、ステップＳ．２１において、制御部９に対して適応フィルタ処理再開情報を出力した場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、騒音レベルを０に設定して騒音レベルを音量算出部８に出力し（ステップＳ．１５）、エラー検知・回復処理を終了する。音量算出部８では、エラー検知・回復部７より受信した騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出するが、騒音レベルが０に設定されているため、音量制御信号の音量変更を行わない。

このようにして、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、（Ａ−１）マイク入力の不具合判断処理を行うことによって、算出された騒音レベルが正常な値であるか否かを、騒音収録マイク１０によるマイク回路の断線等の観点から判断することが可能となる。また、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、（Ａ−２）フィルタ係数の収束判断処理を行うことによって、算出された騒音レベルが正常な値であるか否かを、フィルタ係数の収束状態に基づいて判断することが可能となる。

また、（Ａ−１）マイク入力の不具合があった場合および（Ａ−２）フィルタ係数の収束ができないと判断された場合には、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、制御部９に対して適応フィルタ処理停止情報を出力することにより音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させるので、エラーが検出された騒音レベルに基づいて音量制御処理が行われてしまうことを防止することができる。

また、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力することによりＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に記憶されるフィルタ係数ｗの値がリセットされるので、後で適応フィルタ処理を再開させる場合において、エラーが検出されたフィルタ係数ｗに基づいてフィルタ処理が行われてしまうことを防止することができる。

さらに、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、騒音レベルを０に設定し、設定された騒音レベルを音量算出部８に出力するので、音量算出部８において音量制御信号の音量変更は行われないことになる。このように、音量算出部８から音量制御部３に出力される音量制御信号の内容が音量変更を行わない旨の制御信号となるので、エラーの検出された騒音レベルに基づいて算出された音量制御信号により、音量制御部３において不適正な音量変更が行われてしまうことを防止することが可能となる。

さらに、本実施の形態に係るエラー検知・回復部７のサブＣＰＵでは、フィルタ係数ｗが収束されないと判断された場合において、μの値を変更することが可能であるか否かを判断し、可能である場合には、変更されたμの値をμの設定値情報として騒音検出部６に出力し、さらに、適応フィルタ処理再開情報を制御部９に出力することにより、新たなμの値に基づいたフィルタ係数ｗを用いて、適応フィルタ処理を再開させることが可能となる。このように、μの値を低減させてフィルタ係数ｗを最適値に収束させやすい状態で適応フィルタ処理を再開させることによって、最初に設定されるμの設定値が適切な値でなくてもμの値を自動的に変化（修正）させることができ、最適なμの値を設定値とすることが可能となる。

また、最適なμの値に基づいて適応フィルタ処理を行って、正常な騒音レベルを算出し、正常な騒音レベルに基づいて音量制御部３における音量変更を行うことによって、予期しない不具合（例えば、突然に音量が大きくなってしまう等）を回避することが可能となる。

図９（ａ）〜図９（ｃ）および図１０（ａ）〜１０（ｃ）は、μの値を自動的に変化させて適応フィルタのフィルタ係数が収束するまでの過程を示したグラフである。図９（ａ）〜図９（ｃ）および図１０（ａ）〜１０（ｃ）に示す処理では、処理フレームとして１フレーム＝１２８サンプルに設定し、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）に用いられるＫの値を２．０に設定し、所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime）を０．０２７ｓｅｃ（４８ｋＨｚ動作時で、１フレーム＝１２８サンプルのときの１０フレームに該当）に設定し、所定頻度ＥＲ（ErrRate）を３０％に設定し、所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）を０．００１に設定し、所定値ＡＲＤ（AdaptRateDecay）をμ値の１／２の値として設定している。また、μの初期値は０．４に設定されている。

図９（ａ）は、初期状態を示しており、フィルタ係数ｗが０の状態を示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す初期状態から７６１フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示しており、この時点で、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵの判断により、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断されている。この場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、エラー回復処理としてμの値からμの１／２の値を減算する処理（０．４から０．２にμを変更）を行う。

図９（ｃ）は、７９２フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示しており、この時点で、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵの判断により、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断されている。この場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、エラー回復処理としてμの値からμの１／２の値を減算する処理（０．２から０．１にμを変更）を行う。

図１０（ａ）は、３２８２フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示しており、この時点で、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵの判断により、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断されている。なお、図１０（ａ）のグラフではフィルタ係数ｗが収束しているようにも見えるが、上述したように、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）が、所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime[sec]）内に、所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以上の割合で発生する場合に、適応フィルタにおけるフィルタ係数ｗが最適値に収束されないと判断されるため、図１０（ａ）は、この発生頻度により、フィルタ係数ｗが最適値に収束されないと判断された場合を示している。この場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、エラー回復処理としてμの値からμの１／２の値を減算する処理（０．１から０．０５にμを変更）を行う。

図１０（ｂ）は、３４１１フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示しており、この時点で、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵの判断により、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断されている。この場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、エラー回復処理としてμの値からμの１／２の値を減算する処理（０．０５から０．０２５にμを変更）を行う。

図１０（ｃ）は、２７８４７フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示している。図１０（ｃ）に示す時点では、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵによるエラー検出は行われていないため、フィルタ係数ｗが最適値に収束可能な状態になっているものと判断することができる。

以上、本発明に係る音響処理装置について、図面を用いて詳細に説明したが、本発明に係る音響処理装置は、上述した実施の形態に示した例に限定されるものではない。当業者であれば、請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、エラー検知・回復部７を設けて、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵにより、マイク入力の不具合判断処理（図８に示すステップＳ．１２の判断）、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗの収束判断処理（図８に示すステップＳ．１６の判断）、および、μの値を変更することが可能であるか否かの判断（図８に示すステップＳ．１９の判断）を行う構成として説明を行った。

しかしながら、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵによりエラー検知を行った場合において、オーディオ再生装置１における音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させるためには、騒音検出部６の制御を行っている制御部９を介して騒音検出部６を停止する必要があるため、エラー検知・回復部７により直接、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させることができない。このため、エラー検知・回復部７で行っている判断処理を、制御部９で判断して処理する構成とすることにより、制御部９で、マイク入力の不具合判断処理、適応フィルタにおけるフィルタ係数ｗの収束判断処理、および、μの値を変更することが可能であるか否かの判断を行い、さらに、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）の停止処理／再開処理を行うことが可能となる。

図１１は、図１に示したエラー検知・回復部７を排除し、代わりにエラー検知・回復部７のサブＣＰＵで行っていた判断を制御部９で行う構成を備えたオーディオ再生装置４０を示している。なお、実施の形態において説明した機能部については同一の符号を附し、その説明を省略する。

実施の形態に示したオーディオ再生装置１と異なり、制御部９には、騒音検出部４１より、騒音信号の実効値である騒音レベルと、マイク信号の実効値であるマイクレベルと、リファレンス信号の実効値であるリファレンスレベルとが入力される。このため、騒音検出部４１では、図１２に示すように、エラー検知・回復部７に設けられていた実効値算出部３１、３２が設けられており、騒音検出部４１において、騒音信号とマイク信号とリファレンス信号の実効値を算出して制御部９に出力することが可能となっている。

図１３は、図１１に示すオーディオ再生装置４０における制御部９の音量調整処理を示したフローチャートである。制御部９のメインＣＰＵは、制御部９のＲＡＭに記録される聴取者の設定情報に基づいて、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）の設定内容が実行（オン）状態となっているか否かの判断を行う（ステップＳ．３１）。音量制御処理が実行状態に設定されていない場合（ステップＳ．３１においてＮｏの場合）、メインＣＰＵは、騒音レベルに基づく音量調整処理（ステップＳ．３２〜ステップＳ．４４）を実行することなく、音量制御部３に現在の音量情報を記憶させた後に（ステップＳ．４５）、音量調整されたオーディオ信号を、音量制御部３よりオーディオ出力部４に出力させて（ステップＳ．４６）、音量調整処理を終了する。

一方で、音量制御処理が実行状態に設定されている場合（ステップＳ．３１においてＹｅｓの場合）、メインＣＰＵは、騒音検出部６を制御して、騒音信号の実効値である騒音レベルと、マイク信号の実効値であるとマイクレベルと、リファレンス信号の実効値であるリファレンスレベルとを求めさせ、求められた騒音レベル、マイクレベルおよびリファレンスレベルを制御部９に送信させる（ステップＳ．３２）。そして、制御部９のメインＣＰＵは、取得した騒音レベル、マイクレベルおよびリファレンスレベルに基づいて、マイク入力の不具合判断処理を行う（ステップＳ．３３）。具体的に、制御部９のＣＰＵは、リファレンスレベルが０より大きい場合において、所定時間ＭＣＴ（MicChkTime[sec]）が経過してもマイクレベルが所定値ＭＭＬ（MicMinLevel）以下であった場合に、マイク入力に不具合があったものと判断する。

マイク入力に不具合があると判断する場合（ステップＳ．３３においてＹｅｓの場合）、制御部９のＣＰＵは、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力することにより適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗの値をリセットさせ（ステップＳ．３４）、その後、騒音検出部４１における適応フィルタ処理を停止させる（ステップＳ．３５）。この処理により、騒音検出部４１におけるフィルタ係数ｗのリセット処理および適応フィルタ処理の停止処理を、制御部９で直接制御することが可能となる。なお、騒音検出部４１における適応フィルタ処理の停止により、オーディオ再生装置４０における音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）が停止される。

一方で、マイク入力に不具合があると判断されなかった場合（ステップＳ．３３においてＮｏの場合）、制御部９のＣＰＵは、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗの収束判断処理を行う（ステップＳ．３６）。具体的に、ＣＰＵは、第１の条件である（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）が、所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime[sec]）内に、所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以上の割合で発生する場合に、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断する。

適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束されないと判断された場合（ステップＳ．３６においてＹｅｓの場合）、制御部９のＣＰＵは、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力することにより適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗの値をリセットさせ（ステップＳ．３７）、その後、騒音検出部４１における適応フィルタ処理を停止させる（ステップＳ．３８）。この処理により、騒音検出部４１におけるフィルタ係数ｗのリセット処理および適応フィルタ処理の停止処理を、制御部９で直接制御することが可能となる。

そして、制御部９のＣＰＵは、ステップサイズパラメータμの値を変更することが可能であるか否かの判断を行う（ステップＳ．３９）。具体的に、ＣＰＵは、μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上である場合に、μの値を変更することが可能であると判断する。

μの値を変更することが可能である場合（ステップＳ．３９においてＹｅｓの場合）、制御部９のＣＰＵは、μの値を低減させる処理を行う（ステップＳ．４０）。そして、制御部９のＣＰＵは、騒音検出部４１を制御して、騒音検出部４１における適応フィルタ処理を再開させる（ステップＳ．４１）。この処理により、オーディオ再生装置４０における音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を再開させることができる。

ステップＳ．３５において騒音検出部４１における適応フィルタ処理を停止させた場合、ステップＳ．３９においてμの値を低減させる処理を行うことができないと判断された場合（ステップＳ．３９においてＮｏの場合）、および、ステップＳ．４１において、騒音検出部４１における適応フィルタ処理を再開させた場合、制御部９のＣＰＵは、騒音レベルを０に設定して騒音レベルを音量算出部８に出力する（ステップＳ．４２）。音量算出部８では、制御部９より受信した騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出するが、騒音レベルが０に設定されているため、音量制御信号の音量変更を行わない。

ステップＳ．４２において、騒音レベルを０に設定して騒音レベルを音量算出部８に出力した場合、および、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束されると判断された場合（ステップＳ．３６においてＮｏの場合）、制御部９のＣＰＵは、音量算出部８を制御して、騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出させ（ステップＳ．４３）、算出された音量制御信号を音量制御部３に出力させる。

そして、制御部９のメインＣＰＵは、音量制御部３を制御して、音量算出部８により算出された音量制御信号に応じてオーディオ信号の音量調整を行わせる（ステップＳ．４４）。ステップＳ．４４において、音量制御部３に音量調整を行わせた後、あるいは、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）の設定内容が実行（オン）状態に設定されていない場合（ステップＳ．３１においてＮｏの場合）、制御部９のＣＰＵは、音量制御部３に音量調整に基づく音量情報を記録させ（ステップＳ．４５）、音量調整されたオーディオ信号をオーディオ出力部４に出力させる（ステップＳ．４６）。そして、制御部９は、音量調整処理を終了する。

図１１〜図１３に示したように、制御部９のＣＰＵにおいて、マイク入力の不具合判断処理（図１３に示すステップＳ．３３の判断）、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗの収束判断処理（図１３に示すステップＳ．３６の判断）、および、μの値を変更することが可能であるか否かの判断（図１３に示すステップＳ．３９の判断）を行う構成とすることによって、騒音検出部４１における適応フィルタ処理の停止および再開を直接制御部９から制御することが可能となるので、処理手順の簡略化および迅速化を図ることが可能となる。また、制御部９のＣＰＵにより、マイク入力の不具合判断処理、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗの収束判断処理、および、μの値を変更することが可能であるか否かの判断を行うことにより、エラー検知・回復部７を設ける必要がなくなるので、構造の簡略化を図ることが可能となる。

１、４０ …オーディオ再生装置（音響処理装置）
２ …オーディオ再生部
３ …音量制御部（音量変更部）
４ …オーディオ出力部
５ …操作部
６、４１ …騒音検出部（騒音情報検出部）
７ …エラー検知・回復部（収束状態判断部、収録エラー検出部）
８ …音量算出部（音量補正値算出部）
９ …制御部（収束状態判断部、収録エラー検出部）
１０ …騒音収録マイク（収録部）
２１ …（騒音検出部における）ダウンサンプリング処理部
２２ …（騒音検出部における）Ａ特性フィルタ処理部
２３ …（騒音検出部における）遅延処理部
２４ …（騒音検出部における）ＬＭＳ適応フィルタ処理部
２４ａ …（ＬＭＳ適応フィルタ処理部における）適応フィルタ
２５ …（騒音検出部における）実効値算出部
３１ …（エラー検知・回復部における）実効値算出部
３２ …（エラー検知・回復部における）実効値算出部
３３ …（エラー検知・回復部における）エラー制御部
５０ …（従来の）オーディオ再生装置
５１ …（従来のオーディオ再生装置における）オーディオ再生部
５２ …（従来のオーディオ再生装置における）音量制御部
５３ …（従来のオーディオ再生装置における）オーディオ出力部
５４ …（従来のオーディオ再生装置における）操作部
５５ …（従来のオーディオ再生装置における）騒音収録マイク
５６ …（従来のオーディオ再生装置における）騒音検出部
５７ …（従来のオーディオ再生装置における）音量算出部
５８ …（従来のオーディオ再生装置における）制御部

Claims (4)

1. 入力されるオーディオ信号の音量変更を行う音量変更部と、
   該音量変更部により音量変更されたオーディオ信号の出力を行うオーディオ出力部と、
   該オーディオ出力部により出力された音と当該音以外の騒音とを収録する収録部と、
   該収録部により収録されたマイク信号と前記音量変更部により音量変更がなされたオーディオ信号とに対して適応フィルタを適用することにより前記騒音の音量に関する騒音情報を求める騒音情報検出部と、
   該騒音情報検出部により求められた騒音情報に基づいて、前記音量変更部の音量変更処理に対する音量補正値を求めて前記音量変更部に出力する音量補正値算出部と、
   前記騒音情報検出部により求められる騒音情報と、前記マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、前記適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断する収束状態判断部と
   を備えたことを特徴とする音響処理装置。
2. 前記収束状態判断部は、前記騒音の音量と前記マイク信号の音量との大小関係およびその大小関係の変化状態に基づいて前記フィルタ係数が収束状態にあるか否かを判断すること
   を特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
3. 前記収束状態判断部により前記フィルタ係数が収束状態にないと判断された場合には、前記適応フィルタのフィルタ係数を算出するための要素であるステップサイズパラメータの値を低減させること
   を特徴とする請求項２に記載の音響処理装置。
4. 前記オーディオ出力部から前記オーディオ信号が出力されている状況における前記マイク信号の出力値に基づいて、前記収録部による収録処理に関するエラーを判断する収録エラー検出部
   を有することを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。

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