JPWO2018061371A1 - 信号処理装置、信号処理方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】周囲音に対する適応処理モードが開始されてから、効果が得られるまでの時間を短縮する。【解決手段】収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル処理部と、前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成する信号処理部と、信号処理に係る複数のモードを制御する制御部と、を備え、前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続する、信号処理装置が提供される。【選択図】図５
Description
本開示は、信号処理装置、信号処理方法、およびプログラムに関する。
近年、イヤホンやヘッドホンなどの音響機器には、単に音響情報を出力するのみではなく、利用シーンを想定した機能を有する装置がある。上記機能の例としては、いわゆるノイズキャンセリング（Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ）機能や、ノイズリダクション（Ｎｏｉｓｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）機能が挙げられる。また、例えば、特許文献１には、ノイズキャンセル処理を行った音声信号にノイズリダクション処理により強調された聴取対象の音声信号を合成する技術が開示されている。
ところで、通常、ノイズリダクション処理などの周囲音に対する適応処理では、相応の時間、周囲音を解析することが求められる。例えば、ノイズリダクション処理の場合、定常音（ノイズ）か非定常音（聴取対象）かを判定するための解析時間を要する。しかし、特許文献１に記載の技術では、音声モニタボタンの押下に基づいて、ノイズリダクション処理系の動作が開始される。このため、特許文献１に記載の技術では、音声モニタボタンが押下されても、周囲音の解析が完了するまでは、ノイズリダクションの効果を得ることが困難である。
そこで、本開示では、周囲音に対する適応処理モードが開始されてから、効果が得られるまでの時間を短縮することが可能な、新規かつ改良された装置が提案される。
本開示によれば、収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル処理部と、前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成する信号処理部と、信号処理に係る複数のモードを制御する制御部と、を備え、前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続する、信号処理装置が提供される。
また、本開示によれば、プロセッサが、収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成することと、前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成することと、信号処理に係る複数のモードを制御することと、を含み、前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、前記周囲音適応信号を生成することは、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続すること、をさらに含む、信号処理方法が提供される。
また、本開示によれば、コンピュータを、収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル処理部と、前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成する信号処理部と、信号処理に係る複数のモードを制御する制御部と、を備え、前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続する、信号処理装置、として機能させるためのプログラムが提供される。
以上説明したように本開示によれば、周囲音に対する適応処理モードが開始されてから、効果が得られるまでの時間を短縮することが可能となる。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１．１．第１の実施形態の概要
１．２．信号処理装置に係る第１の構成例
１．３．信号処理装置に係る第２の構成例
１．４．各モードにおける動作制御パターン
２．第２の実施形態
２．１．第２の実施形態の概要
２．２．信号処理装置の構成例
２．３．各モードにおけるゲイン制御パターン
３．ハードウェア構成例
４．まとめ
１．第１の実施形態
１．１．第１の実施形態の概要
１．２．信号処理装置に係る第１の構成例
１．３．信号処理装置に係る第２の構成例
１．４．各モードにおける動作制御パターン
２．第２の実施形態
２．１．第２の実施形態の概要
２．２．信号処理装置の構成例
２．３．各モードにおけるゲイン制御パターン
３．ハードウェア構成例
４．まとめ
＜１．第１の実施形態＞
＜＜１．１．第１の実施形態の概要＞＞
まず、本開示に係る第１の実施形態の概要について説明する。上述したとおり、近年では、周囲音などの外部環境に適応する機能を持つ種々の音響機器が開発されている。例えば、ノイズキャンセリング機能を有する音響機器は、マイクロフォンにより収音された周囲音に基づくノイズキャンセル信号を生成し、当該ノイズキャンセル信号を周囲音と音響的に合成することで、周囲音、すなわちノイズをキャンセルすることができる。
＜＜１．１．第１の実施形態の概要＞＞
まず、本開示に係る第１の実施形態の概要について説明する。上述したとおり、近年では、周囲音などの外部環境に適応する機能を持つ種々の音響機器が開発されている。例えば、ノイズキャンセリング機能を有する音響機器は、マイクロフォンにより収音された周囲音に基づくノイズキャンセル信号を生成し、当該ノイズキャンセル信号を周囲音と音響的に合成することで、周囲音、すなわちノイズをキャンセルすることができる。
また、例えば、ノイズリダクション機能を有する音響機器は、マイクロフォンにより収音された周囲音を動的に解析し、推定された定常音を周囲音から差し引くことで、ノイズを低減し非定常音の明瞭度を向上させることができる。
さらには、特許文献１に記載の技術のように、ノイズキャンセル処理により一旦周囲音をキャンセルしたうえで、ノイズリダクション処理により抽出された非定常音を音声出力することも想定される。ここで、上記の非定常音には、例えば、発話などの音声や、各種のアラームや警報などが含まれてもよい。すなわち、音響機器を装着するユーザは、ノイズキャンセル処理により周囲音をキャンセルしながらも、必要に応じてモードを切り替えることで、例えば、周囲音から他者の発話のみを抽出し音声として取り込むことも可能である。
しかし、ノイズリダクション処理のような周囲音に対する適応処理は、通常、周囲音の解析に相応の時間を要するため、上記のように、ユーザがモードの切り替えを行った場合であっても、適応処理の効果が得られるまでには時間差が生じることとなる。
本実施形態に係る信号処理装置、信号処理方法、およびプログラムは、上記の点に着目して発想されたものであり、周囲音に対する適応処理モードが開始されてから、効果が得られるまでの時間を大幅に短縮することを可能とする。このために、本実施形態に係る信号処理装置は、周囲音の特徴に係る動的解析を行い、当該周囲音をフィルタリングすることで、周囲音に対する適応処理を施した音声信号（以下、周囲音適応信号、と称する）を生成する信号処理部を備える。また、本実施形態に係る信号処理部は、周囲音への適応処理が行われないモードであっても、周囲音の動的解析を継続することを特徴の一つとする。以下、本実施形態に係る信号処理装置が有する機能および当該機能が奏する効果について詳細に説明する。
＜＜１．２．信号処理装置に係る第１の構成例＞＞
次に、本実施形態に係る信号処理装置の第１の構成例について説明する。本実施形態に係る信号処理装置は、例えば、ヘッドホンなどの音響機器であってもよい。ここで、本実施形態に係る信号処理装置は、信号処理に係る複数のモードを有してよい。例えば、本実施形態に係る信号処理装置は、ノイズキャンセル処理を行う第１のモードと、ノイズキャンセル処理および周囲音に対する適応処理を行う第２のモードとを有する。この際、本実施形態に係る信号処理装置は、上述したとおり、第１のモードにおいても、周囲音の動的解析を継続して行うことを特徴の一つとする。本実施形態に係る信号処理装置が有する上記の機能によれば、第２のモードへの切り替えが行われた場合でも、第１のモードにおいて実施した解析結果を用いることで、周囲音に対する適応処理を速やかに反映することが可能となる。
次に、本実施形態に係る信号処理装置の第１の構成例について説明する。本実施形態に係る信号処理装置は、例えば、ヘッドホンなどの音響機器であってもよい。ここで、本実施形態に係る信号処理装置は、信号処理に係る複数のモードを有してよい。例えば、本実施形態に係る信号処理装置は、ノイズキャンセル処理を行う第１のモードと、ノイズキャンセル処理および周囲音に対する適応処理を行う第２のモードとを有する。この際、本実施形態に係る信号処理装置は、上述したとおり、第１のモードにおいても、周囲音の動的解析を継続して行うことを特徴の一つとする。本実施形態に係る信号処理装置が有する上記の機能によれば、第２のモードへの切り替えが行われた場合でも、第１のモードにおいて実施した解析結果を用いることで、周囲音に対する適応処理を速やかに反映することが可能となる。
図１は、本実施形態に係る信号処理装置の第１の構成例を示す図である。図１を参照すると、本実施形態に係る信号処理装置１０は、マイクロフォン１１、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１２、ノイズキャンセル処理部１３、デシメーションフィルタ１４、信号処理部１５を備える。ここで、本実施形態に係る信号処理部１５は、周囲音動的解析部１５１、動的フィルタ生成部１５２、およびフィルタ処理部１５３から構成される。また、本実施形態に係る信号処理装置１０は、周囲音モニタ出力スイッチ１６、第１の加算回路１７、オーバーサンプリングフィルタ１８、第２の加算回路１９、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２０、およびスピーカ２１を備える。また、本実施形態に係る信号処理装置１０は、操作入力部２２、センサ部２３、センサ情報解析部２４、および制御部２５を備える。
（マイクロフォン１１）
マイクロフォン１１は、周囲音を収音する機能を有する。マイクロフォン１１は、収音した周囲音のアナログ信号をＡＤＣ１２に供給する。
マイクロフォン１１は、周囲音を収音する機能を有する。マイクロフォン１１は、収音した周囲音のアナログ信号をＡＤＣ１２に供給する。
（ＡＤＣ１２）
ＡＤＣ１２は、マイクロフォン１１から供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する。ＡＤＣ１２は、変換したデジタル信号をノイズキャンセル処理部１３およびデシメーションフィルタ１４にそれぞれ供給する。
ＡＤＣ１２は、マイクロフォン１１から供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する。ＡＤＣ１２は、変換したデジタル信号をノイズキャンセル処理部１３およびデシメーションフィルタ１４にそれぞれ供給する。
（ノイズキャンセル処理部１３）
ノイズキャンセル処理部１３は、ＡＤＣ１２から供給されるデジタル信号に基づくノイズキャンセル処理を行う機能を有する。すなわち、本実施形態に係るノイズキャンセル処理部１３は、収音された周囲音に基づくノイズキャンセル信号を生成することができる。この際、本実施形態に係るノイズキャンセル処理部１３は、例えば、フィードバック方式やフィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理を行ってもよい。なお、ノイズキャンセル処理部１３の詳細な構成については、例えば、特許文献１に記載されるような構成が用いられてもよい。
ノイズキャンセル処理部１３は、ＡＤＣ１２から供給されるデジタル信号に基づくノイズキャンセル処理を行う機能を有する。すなわち、本実施形態に係るノイズキャンセル処理部１３は、収音された周囲音に基づくノイズキャンセル信号を生成することができる。この際、本実施形態に係るノイズキャンセル処理部１３は、例えば、フィードバック方式やフィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理を行ってもよい。なお、ノイズキャンセル処理部１３の詳細な構成については、例えば、特許文献１に記載されるような構成が用いられてもよい。
（デシメーションフィルタ１４）
デシメーションフィルタ１４は、ＡＤＣ１２から供給されるデジタル信号に対するデシメーション処理を行う。
デシメーションフィルタ１４は、ＡＤＣ１２から供給されるデジタル信号に対するデシメーション処理を行う。
（信号処理部１５）
信号処理部１５は、デシメーションフィルタ１４を通過したデジタル信号に基づいて周囲音適応信号を生成する。上述したとおり、本実施形態に係る周囲音適応信号とは、周囲音に対する適応処理を施した音声信号であってよい。本実施形態に係る信号処理部は、上記のデジタル信号から周囲音の特徴に係る動的解析を行い、当該周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成することができる。また、本実施形態に係る信号処理部１５は、上述したとおり、ノイズキャンセル処理のみが行われる第１のモードにおいても、周囲音の動的解析を継続することを特徴の一つとする。
信号処理部１５は、デシメーションフィルタ１４を通過したデジタル信号に基づいて周囲音適応信号を生成する。上述したとおり、本実施形態に係る周囲音適応信号とは、周囲音に対する適応処理を施した音声信号であってよい。本実施形態に係る信号処理部は、上記のデジタル信号から周囲音の特徴に係る動的解析を行い、当該周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成することができる。また、本実施形態に係る信号処理部１５は、上述したとおり、ノイズキャンセル処理のみが行われる第１のモードにおいても、周囲音の動的解析を継続することを特徴の一つとする。
なお、本実施形態に係る周囲音に対する適応処理には、例えば、ノイズリダクション処理やハウリングキャンセル処理など、周囲音に追従する種々の処理が含まれてよい。このため、本実施形態に係る信号処理部１５、信号処理部１５が備える周囲音動的解析部１５１、動的フィルタ生成部１５２、およびフィルタ処理部１５３は、種々の処理に応じた構成および機能を採用し得る。
（（周囲音動的解析部１５１））
周囲音動的解析部１５１は、デシメーションフィルタ１４を通過したデジタル信号に基づく動的解析を行う機能を有する。すなわち、本実施形態に係る周囲音動的解析部１５１は、収音された周囲音の特徴に係る動的解析を行う。この際、本実施形態に係る周囲音動的解析部１５１は、収音された周囲音の時間的変化に係る特徴を適応処理の目的に応じた手法により解析することができる。
周囲音動的解析部１５１は、デシメーションフィルタ１４を通過したデジタル信号に基づく動的解析を行う機能を有する。すなわち、本実施形態に係る周囲音動的解析部１５１は、収音された周囲音の特徴に係る動的解析を行う。この際、本実施形態に係る周囲音動的解析部１５１は、収音された周囲音の時間的変化に係る特徴を適応処理の目的に応じた手法により解析することができる。
また、本実施形態に係る周囲音動的解析部１５１は、ノイズキャンセル処理のみが行われる第１のモードにおいても、周囲音の特徴に係る動的解析を継続することを特徴の一つとする。本実施形態に係る周囲音動的解析部１５１が有する上記の機能によれば、モードが切り替わった際の処理遅延を大幅に低減することが可能となる。
（（動的フィルタ生成部１５２））
動的フィルタ生成部１５２は、周囲音動的解析部１５１による周囲音の動的解析の結果に基づいて動的フィルタを生成する機能を有する。すなわち、本実施形態に係る動的フィルタ生成部１５２は、適応処理の目的に応じた動的フィルタを生成することができる。また、本実施形態に係る動的フィルタ生成部１５２は、ノイズキャンセル処理のみが行われる第１のモードにおいても、上記のフィルタを生成してもよい。
動的フィルタ生成部１５２は、周囲音動的解析部１５１による周囲音の動的解析の結果に基づいて動的フィルタを生成する機能を有する。すなわち、本実施形態に係る動的フィルタ生成部１５２は、適応処理の目的に応じた動的フィルタを生成することができる。また、本実施形態に係る動的フィルタ生成部１５２は、ノイズキャンセル処理のみが行われる第１のモードにおいても、上記のフィルタを生成してもよい。
（（フィルタ処理部１５３））
フィルタ処理部１５３は、動的フィルタ生成部１５２により生成された動的フィルタを用いて、デシメーションフィルタ１４を通過したデジタル信号をフィルタリングする機能を有する。すなわち、本実施形態に係るフィルタ処理部１５３は、上記の動的フィルタを用いて周囲音のフィルタリングを行い、周囲音適応信号を生成する。上述したとおり、本実施形態に係る周囲音に対する適応処理には、例えば、ノイズリダクション処理やハウリングキャンセル処理が含まれてよい。このため、本実施形態に係る周囲音適応信号には、周囲音に基づくノイズリダクション処理が実施された音声信号やハウリングキャンセルが実施された音声信号などが含まれ得る。
フィルタ処理部１５３は、動的フィルタ生成部１５２により生成された動的フィルタを用いて、デシメーションフィルタ１４を通過したデジタル信号をフィルタリングする機能を有する。すなわち、本実施形態に係るフィルタ処理部１５３は、上記の動的フィルタを用いて周囲音のフィルタリングを行い、周囲音適応信号を生成する。上述したとおり、本実施形態に係る周囲音に対する適応処理には、例えば、ノイズリダクション処理やハウリングキャンセル処理が含まれてよい。このため、本実施形態に係る周囲音適応信号には、周囲音に基づくノイズリダクション処理が実施された音声信号やハウリングキャンセルが実施された音声信号などが含まれ得る。
なお、本実施形態に係るフィルタ処理部１５３は、後述する制御部２５により、ノイズキャンセル処理のみが行われる第１のモードにおいては、上記の周囲音適応信号を生成しないよう制御されてよい。一方、制御部２５により後述する周囲音モニタ出力スイッチ１６がオフに制御される場合においては、フィルタ処理部１５３は、第１のモードにおいても、上記の周囲音適応信号を生成してもよい。本実施形態に係る制御部２５によりモード制御の詳細については別途詳細に説明する。
（周囲音モニタ出力スイッチ１６）
周囲音モニタ出力スイッチ１６は、制御部２５による制御に基づいて、信号処理部１５が生成する周囲音適応信号の出力経路に係るスイッチングを行う機能を有する。このため、本実施形態に係る周囲音モニタ出力スイッチ１６は、図１に示すように、信号処理部１５と、周囲音適応信号とノイズキャンセル信号とを加算する第２の加算回路１９と、の間に配置される。具体的には、本実施形態に係る周囲音モニタ出力スイッチ１６は、制御部２５により、第１のモードにおいてオフに設定されてよい。すなわち、本実施形態に係る周囲音モニタ出力スイッチ１６は、第１のモードにおいては、周囲音適応信号が第２の加算回路１９に供給されないように制御される。
周囲音モニタ出力スイッチ１６は、制御部２５による制御に基づいて、信号処理部１５が生成する周囲音適応信号の出力経路に係るスイッチングを行う機能を有する。このため、本実施形態に係る周囲音モニタ出力スイッチ１６は、図１に示すように、信号処理部１５と、周囲音適応信号とノイズキャンセル信号とを加算する第２の加算回路１９と、の間に配置される。具体的には、本実施形態に係る周囲音モニタ出力スイッチ１６は、制御部２５により、第１のモードにおいてオフに設定されてよい。すなわち、本実施形態に係る周囲音モニタ出力スイッチ１６は、第１のモードにおいては、周囲音適応信号が第２の加算回路１９に供給されないように制御される。
（第１の加算回路１７）
第１の加算回路１７は、オーディオ信号と信号処理部１５により生成される周囲音適応信号とを加算する機能を有する。第１の加算回路１７は、オーディオ信号と加算された周囲音適応信号をオーバーサンプリングフィルタ１８に供給する。
第１の加算回路１７は、オーディオ信号と信号処理部１５により生成される周囲音適応信号とを加算する機能を有する。第１の加算回路１７は、オーディオ信号と加算された周囲音適応信号をオーバーサンプリングフィルタ１８に供給する。
（オーバーサンプリングフィルタ１８）
オーバーサンプリングフィルタ１８は、第１の加算回路１７から供給されるデジタル信号に対するオーバーサンプリング処理を行う。
オーバーサンプリングフィルタ１８は、第１の加算回路１７から供給されるデジタル信号に対するオーバーサンプリング処理を行う。
（第２の加算回路１９）
第２の加算回路１９は、ノイズキャンセル処理部１３により生成されるノイズキャンセル信号と、オーバーサンプリングフィルタ１８を通過したデジタル信号とを加算する機能を有する。すなわち、第２の加算回路１９は、ノイズキャンセル信号と周囲音適応信号とを加算する。また、オーディオ再生時には、オーディオ信号が加算されることとなる。第２の加算回路１９は加算後のデジタル信号をＤＡＣ２０に供給する。
第２の加算回路１９は、ノイズキャンセル処理部１３により生成されるノイズキャンセル信号と、オーバーサンプリングフィルタ１８を通過したデジタル信号とを加算する機能を有する。すなわち、第２の加算回路１９は、ノイズキャンセル信号と周囲音適応信号とを加算する。また、オーディオ再生時には、オーディオ信号が加算されることとなる。第２の加算回路１９は加算後のデジタル信号をＤＡＣ２０に供給する。
（ＤＡＣ２０）
ＤＡＣ２０は、第２の加算回路１９から供給されたデジタル信号をアナログ信号に変換する機能を有する。ＤＡＣ２０は、変換したアナログ信号をスピーカ２１に供給する。
ＤＡＣ２０は、第２の加算回路１９から供給されたデジタル信号をアナログ信号に変換する機能を有する。ＤＡＣ２０は、変換したアナログ信号をスピーカ２１に供給する。
（スピーカ２１）
スピーカ２１は、ＤＡＣ２０から供給されるアナログ信号に基づいて音響再生を行う機能を有する。すなわち、本実施形態に係るスピーカ２１は、第１のモードにおいてはノイズキャンセル信号に基づく音響再生を行い、第２のモードにおいてはノイズキャンセル信号および周囲音適応信号に基づく音響再生を行う。また、スピーカ２１は、オーディオ再生時には、上記に加えオーディオ信号に基づく音響再生信号を行う。
スピーカ２１は、ＤＡＣ２０から供給されるアナログ信号に基づいて音響再生を行う機能を有する。すなわち、本実施形態に係るスピーカ２１は、第１のモードにおいてはノイズキャンセル信号に基づく音響再生を行い、第２のモードにおいてはノイズキャンセル信号および周囲音適応信号に基づく音響再生を行う。また、スピーカ２１は、オーディオ再生時には、上記に加えオーディオ信号に基づく音響再生信号を行う。
（操作入力部２２）
操作入力部２２は、ユーザによる操作入力を受け付ける機能を有する。具体的には、本実施形態に係る操作入力部２２は、ユーザによるモードの切り替え操作や、オーディオ再生操作に係る入力を受け付ける。このために、操作入力部２２は、各種のボタン、スイッチ、レバーなどを含んで構成され得る。また、操作入力部２２は、タッチパネルなどにより実現されてもよい。さらには、操作入力部２２は、例えば、スマートフォンなどの外部装置からのコマンド送信を受け付けることもできる。操作入力部２２は、受け付けた操作入力に係る情報を制御部２５に送信する。
操作入力部２２は、ユーザによる操作入力を受け付ける機能を有する。具体的には、本実施形態に係る操作入力部２２は、ユーザによるモードの切り替え操作や、オーディオ再生操作に係る入力を受け付ける。このために、操作入力部２２は、各種のボタン、スイッチ、レバーなどを含んで構成され得る。また、操作入力部２２は、タッチパネルなどにより実現されてもよい。さらには、操作入力部２２は、例えば、スマートフォンなどの外部装置からのコマンド送信を受け付けることもできる。操作入力部２２は、受け付けた操作入力に係る情報を制御部２５に送信する。
（センサ部２３）
センサ部２３は、信号処理装置１０、ユーザ、または外部環境に係る種々の状態を収集する機能を有する。このために、センサ部２３は、例えば、マイクロフォン、振動センサ、撮像センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ、圧力センサ、赤外線センサなどの種々の光センサを含んで構成される。また、センサ部２３は、収集したセンサ情報をセンサ情報解析部２４に送信する。
センサ部２３は、信号処理装置１０、ユーザ、または外部環境に係る種々の状態を収集する機能を有する。このために、センサ部２３は、例えば、マイクロフォン、振動センサ、撮像センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ、圧力センサ、赤外線センサなどの種々の光センサを含んで構成される。また、センサ部２３は、収集したセンサ情報をセンサ情報解析部２４に送信する。
（センサ情報解析部２４）
センサ情報解析部２４は、センサ部２３から受信したセンサ情報に基づいて種々の解析を行う機能を有する。本実施形態に係るセンサ情報解析部２４は、例えば、センサ部２３から受信した振動情報に基づいて、発話を検出してもよい。また、例えば、センサ情報解析部２４は、センサ部２３から受信した圧力センサなどの情報に基づいて、信号処理装置１０の装着判定を行ってもよい。また、例えば、センサ情報解析部２４は、センサ部２３から受信した加速度情報などに基づいてユーザの首を振る動作などを検出してもよい。センサ情報解析部２４は、センサ情報に基づく解析結果を制御部２５に送信する。
センサ情報解析部２４は、センサ部２３から受信したセンサ情報に基づいて種々の解析を行う機能を有する。本実施形態に係るセンサ情報解析部２４は、例えば、センサ部２３から受信した振動情報に基づいて、発話を検出してもよい。また、例えば、センサ情報解析部２４は、センサ部２３から受信した圧力センサなどの情報に基づいて、信号処理装置１０の装着判定を行ってもよい。また、例えば、センサ情報解析部２４は、センサ部２３から受信した加速度情報などに基づいてユーザの首を振る動作などを検出してもよい。センサ情報解析部２４は、センサ情報に基づく解析結果を制御部２５に送信する。
（制御部２５）
制御部２５は、信号処理装置１０が有する各機能の制御を行う。例えば、本実施形態に係る制御部２５は、信号処理に係る複数のモードを制御する機能を有する。ここで、上記の複数のモードには、上述したとおり、ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、ノイズキャンセル信号と周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、が含まれてよい。
制御部２５は、信号処理装置１０が有する各機能の制御を行う。例えば、本実施形態に係る制御部２５は、信号処理に係る複数のモードを制御する機能を有する。ここで、上記の複数のモードには、上述したとおり、ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、ノイズキャンセル信号と周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、が含まれてよい。
このために、本実施形態に係る制御部２５は、信号処理部１５の各構成や、周囲音モニタ出力スイッチ１６に対し各モードに応じた制御を行ってよい。より具体的には、本実施形態に係る制御部２５は、第１のモードにおいて、フィルタ処理部１５３の動作を停止させる制御を行ってもよい。
また、本実施形態に係る制御部２５は、第１のモードにおいて、周囲音モニタ出力スイッチ１６をオフに設定し、信号処理部１５により生成される周囲音適応信号が第２の加算回路１９に供給されないように制御することもできる。
この際、本実施形態に係る制御部２５は、操作入力部２２が受け付けたユーザによるモード切り替え操作に基づいて、第１のモードおよび第２のモードの切り替えを行ってもよい。また、本実施形態に係る制御部２５は、ユーザによる明示的操作のみならず、センサ情報解析部２４による種々の解析結果に基づいて、動的にモードの切り替えを制御することができる。例えば、本実施形態に係る制御部２５は、センサ情報解析部２４が発話を検出したことに基づいて、第１のモードから第２のモードへの切り替えを実行してもよい。また、例えば、信号処理部１５が聴取対象の到来方向に指向性を向け当該聴取対象を強調する、いわゆるビームフォーミング処理を実施する場合には、制御部２５は、所定方向からの音響を検出したことに基づいて、第２のモードへの切り替えを行うこともできる。
また、本実施形態に係る制御部２５による制御機能は、モードの切り替えや、当該切り替えに応じた各構成の制御に留まらない。本実施形態に係る制御部２５は、モードの切り替えとは独立した各構成の動作を制御してもよい。例えば、制御部２５は、周囲音動的解析部１５１や動的フィルタ生成部１５２の動作開始や動作終了などに係る制御を行ってもよい。例えば、制御部２５は、センサ情報解析部２４により信号処理装置１０がしっかりと装着されていることが検出された場合にのみ、周囲音動的解析部１５１や動的フィルタ生成部１５２が動作するよう制御を行ってもよい。また、制御部２５は、例えば、バッテリー残量などに基づいて、上記のような動作制御を行ってもよい。
＜＜１．３．信号処理装置に係る第２の構成例＞＞
次に、本実施形態に係る信号処理装置１０の第２の構成例について説明する。図１を用いて説明した第１の構成例では、本実施形態に係る信号処理部１５が周囲音に対する種々の適応処理を行うことを述べた。第２の構成例では、より具体的に、信号処理部１５がハウリングキャンセル処理およびノイズリダクション処理を行う場合を例に説明する。
次に、本実施形態に係る信号処理装置１０の第２の構成例について説明する。図１を用いて説明した第１の構成例では、本実施形態に係る信号処理部１５が周囲音に対する種々の適応処理を行うことを述べた。第２の構成例では、より具体的に、信号処理部１５がハウリングキャンセル処理およびノイズリダクション処理を行う場合を例に説明する。
図２は、本実施形態に係る信号処理装置１０の第２の構成例について説明するための図である。図２を参照すると、信号処理装置１０は、第１の信号処理部１５ａおよび第２の信号処理部１５ｂを備える。ここで、第１の信号処理部１５ａは、第１周囲音動的解析部１５１ａ、第１動的フィルタ生成部１５２ａ、および第１フィルタ処理部１５３ａから構成される。また、第２の信号処理部１５ｂは、第２周囲音動的解析部１５１ｂ、第２動的フィルタ生成部１５２ｂ、および第２フィルタ処理部１５３ｂから構成される。このように、本実施形態に係る信号処理装置１０は、２つ以上の信号処理部１５を備えてもよい。
また、第２の構成例では、信号処理装置１０は、参照信号入力スイッチ２６をさらに備える。以下における説明では、第１の構成例との差異について中心に述べ、第１の構成例と共通する構成および機能については説明を省略する。なお、図２には示されていないが、第２の構成例においても、信号処理装置１０は、操作入力部２２、センサ部２３、およびセンサ情報解析部２４を備えてよい。
（第１の信号処理部１５ａ）
第１の信号処理部１５ａは、収音された周囲音に基づくハウリングキャンセル処理を実施する機能を有する。すなわち、本実施形態に係る第１の信号処理部１５ａは、スピーカ２１により再生された音響がマイクロフォン１１により収音されることで発生する周波数成分を周囲音から除去することができる。
第１の信号処理部１５ａは、収音された周囲音に基づくハウリングキャンセル処理を実施する機能を有する。すなわち、本実施形態に係る第１の信号処理部１５ａは、スピーカ２１により再生された音響がマイクロフォン１１により収音されることで発生する周波数成分を周囲音から除去することができる。
ここで、図３を用いて、ハウリングキャンセル処理の概要について説明する。図３は、ハウリングキャンセル処理の概要を示す図である。図３には、一般的な音響機器５０と、音響機器５０が備えるマイクロフォン５１、減算回路５２、およびスピーカ５３、とが示されている。
また、図３には、スピーカ５３による出力Ｙ（ω）、出力Ｙ（ω）がマイクロフォン５１に帰還する伝達路の特性Ｈ（ω）、周囲音Ｓ（ω）、およびマイクロフォン５１への入力Ｘ（ω）がそれぞれ示されている。すなわち、図３において、入力Ｘ（ω）は、Ｘ（ω）＝Ｓ（ω）＋Ｈ（ω）＊Ｙ（ω）、と表すことができる。
この際、ハウリングキャンセル処理では、上記の特性Ｈ（ω）を動的に推定し、マイクロフォン５１に帰還する信号、Ｈ（ω）＊Ｙ（ω）、を入力Ｘ（ω）から除去することを目的とする。図３には、音響機器５０により推定される特性Ｈ（ω）の推定値Ｇ（ω）が示されている。この際、マイクロフォン５１に帰還する信号の推定値は、Ｇ（ω）＊Ｙ（ω）、と表すことができる。
すなわち、音響機器５０が上記の推定を完全に行うことができる場合、すなわち、Ｇ（ω）＝Ｈ（ω）、である場合、減算回路５２による減算結果Ｐ（ω）は、Ｐ（ω）＝Ｘ（ω）−Ｇ（ω）＊Ｙ（ω）＝（Ｓ（ω）＋Ｈ（ω）＊Ｙ（ω））−Ｇ（ω）＊Ｙ（ω）＝Ｓ（ω）、となり、周囲音Ｓ（ω）のみを抽出することが可能となる。
このように、本実施形態に係る第１の信号処理部１５ａは、図３に示すような音響帰還系に係る伝達路の特性を動的に推定することでハウリングキャンセル処理を実現し、周囲音適応信号を生成することができる。
（（第１周囲音動的解析部１５１ａ））
第１周囲音動的解析部１５１ａは、図３を用いて説明した音響帰還系に係る伝達路の特性を動的に推定する機能を有する。第１周囲音動的解析部１５１ａは、供給されるデジタル信号に対して高速フーリエ変換を行い、当該デジタル信号を周波数スペクトルに変換することができる。また、第１周囲音動的解析部１５１ａは、変換した周波数スペクトルから所定値以上のパワーレベルを有する周波数成分を検出し、第１動的フィルタ生成部１５２ａに引き渡す。
第１周囲音動的解析部１５１ａは、図３を用いて説明した音響帰還系に係る伝達路の特性を動的に推定する機能を有する。第１周囲音動的解析部１５１ａは、供給されるデジタル信号に対して高速フーリエ変換を行い、当該デジタル信号を周波数スペクトルに変換することができる。また、第１周囲音動的解析部１５１ａは、変換した周波数スペクトルから所定値以上のパワーレベルを有する周波数成分を検出し、第１動的フィルタ生成部１５２ａに引き渡す。
また、この際、第１周囲音動的解析部１５１ａは、参照信号として、第１の加算回路１７から供給されるデジタル信号、またはオーディオ信号を用いてよい。
また、第１の構成例の場合と同様に、第１周囲音動的解析部１５１ａは、第１のモードにおいても、上記の動的推定を継続して実施する。
（（第１動的フィルタ生成部１５２ａ））
第１動的フィルタ生成部１５２ａは、第１周囲音動的解析部１５１ａが検出した周波数成分に基づいて動的フィルタを生成する機能を有する。第１動的フィルタ生成部１５２ａは、第１のモードにおいても、制御部２５による制御に基づいて、上記の動的フィルタ生成を継続して実行してもよい。
第１動的フィルタ生成部１５２ａは、第１周囲音動的解析部１５１ａが検出した周波数成分に基づいて動的フィルタを生成する機能を有する。第１動的フィルタ生成部１５２ａは、第１のモードにおいても、制御部２５による制御に基づいて、上記の動的フィルタ生成を継続して実行してもよい。
（（第１フィルタ処理部１５３ａ））
第１フィルタ処理部１５３ａは、第１動的フィルタ生成部１５２ａが生成した動的フィルタを用いて、デジタル信号からハウリングに由来する周波数成分を除去する機能を有する。すなわち、本実施形態に係る第１フィルタ処理部１５３ａは、収音された周囲音からハウリングをキャンセルした周囲音適応信号を生成することができる。また、第１フィルタ処理部１５３ａは、生成した周囲音適応信号を第２の信号処理部１５ｂに供給する。
第１フィルタ処理部１５３ａは、第１動的フィルタ生成部１５２ａが生成した動的フィルタを用いて、デジタル信号からハウリングに由来する周波数成分を除去する機能を有する。すなわち、本実施形態に係る第１フィルタ処理部１５３ａは、収音された周囲音からハウリングをキャンセルした周囲音適応信号を生成することができる。また、第１フィルタ処理部１５３ａは、生成した周囲音適応信号を第２の信号処理部１５ｂに供給する。
この際、第１の構成例の場合と同様に、第１フィルタ処理部１５３ａは、第１のモードにおいては、動作を停止するように制御部２５により制御される。ただし、制御部２５により、周囲音モニタ出力スイッチ１６がオフに設定される場合においては、第１のモードであっても、動作を継続して行うこともできる。
（第２の信号処理部１５ｂ）
第２の信号処理部１５ｂは、収音された周囲音に基づくノイズリダクション処理を実施する機能を有する。すなわち、本実施形態に係る第２の信号処理部１５ｂは、周囲音を動的に解析することで、周囲音に含まれる定常音（ノイズ）を推定し、周囲音から非定常音、すなわち聴取対象のみを抽出した周囲音適応信号を生成することができる。
第２の信号処理部１５ｂは、収音された周囲音に基づくノイズリダクション処理を実施する機能を有する。すなわち、本実施形態に係る第２の信号処理部１５ｂは、周囲音を動的に解析することで、周囲音に含まれる定常音（ノイズ）を推定し、周囲音から非定常音、すなわち聴取対象のみを抽出した周囲音適応信号を生成することができる。
（（第２周囲音動的解析部１５１ｂ））
第２周囲音動的解析部１５１ｂは、周囲音に含まれる定常音を動的に推定する機能を有する。第２周囲音動的解析部１５１ｂは、第１フィルタ処理部１５３ａから供給される周囲音適応信号に基づいて、上記の推定を行ってよい。また、第２周囲音動的解析部１５１ｂは、推定した定常音に係るパワースペクトルを第２動的フィルタ生成部１５２ｂに引き渡す。
第２周囲音動的解析部１５１ｂは、周囲音に含まれる定常音を動的に推定する機能を有する。第２周囲音動的解析部１５１ｂは、第１フィルタ処理部１５３ａから供給される周囲音適応信号に基づいて、上記の推定を行ってよい。また、第２周囲音動的解析部１５１ｂは、推定した定常音に係るパワースペクトルを第２動的フィルタ生成部１５２ｂに引き渡す。
また、第１周囲音動的解析部１５１ａと同様に、第２周囲音動的解析部１５１ｂは、第１のモードにおいても、上記の動的推定を継続して実施する。
（（第２動的フィルタ生成部１５２ｂ））
第２動的フィルタ生成部１５２ｂは、第２周囲音動的解析部１５１ｂが推定したパワースペクトルに基づいて動的フィルタを生成する機能を有する。第２動的フィルタ生成部１５２ｂは、第１のモードにおいても、制御部２５による制御に基づいて、上記の動的フィルタ生成を継続して実行してもよい。
第２動的フィルタ生成部１５２ｂは、第２周囲音動的解析部１５１ｂが推定したパワースペクトルに基づいて動的フィルタを生成する機能を有する。第２動的フィルタ生成部１５２ｂは、第１のモードにおいても、制御部２５による制御に基づいて、上記の動的フィルタ生成を継続して実行してもよい。
（（第２フィルタ処理部１５３ｂ））
第２フィルタ処理部１５３ｂは、第２動的フィルタ生成部１５２ｂが生成した動的フィルタを用いて、第１フィルタ処理部１５３ａから供給される周囲音適応信号のパワースペクトルから、推定された定常音のパワースペクトルを差し引く処理を行う。また、第２フィルタ処理部１５３ｂは、差し引き後のパワースペクトルを逆フーリエ変換することで、定常音を除去した周囲音適応信号を生成する。
第２フィルタ処理部１５３ｂは、第２動的フィルタ生成部１５２ｂが生成した動的フィルタを用いて、第１フィルタ処理部１５３ａから供給される周囲音適応信号のパワースペクトルから、推定された定常音のパワースペクトルを差し引く処理を行う。また、第２フィルタ処理部１５３ｂは、差し引き後のパワースペクトルを逆フーリエ変換することで、定常音を除去した周囲音適応信号を生成する。
すなわち、本実施形態に係る第２フィルタ処理部１５３ｂにより生成される上記の周囲音適応信号は、ハウリングキャンセル処理およびノイズリダクション処理が実施された音声信号といえる。このため、第２の構成例における第２のモードでは、ノイズキャンセル信号と、ハウリングキャンセル処理およびノイズリダクション処理が実施された音声信号とに基づく音響再生が行われる。
また、第１フィルタ処理部１５３ａと同様に、第２フィルタ処理部１５３ｂは、第１のモードにおいては、動作を停止するように制御部２５により制御される。ただし、制御部２５により、周囲音モニタ出力スイッチ１６がオフに設定される場合においては、第１のモードであっても、動作を継続して行うこともできる。
（参照信号入力スイッチ２６）
参照信号入力スイッチ２６は、制御部２５による制御に基づいて、第１の信号処理部１５ａに用いられる参照信号の入力経路をスイッチングする機能を有する。より具体的には、参照信号入力スイッチ２６は、図２に示すように、第１の加算回路１７により加算処理が行われた音声信号、またはオーディオ信号のいずれかが参照信号として第１の信号処理部１５ａに供給されるようにスイッチングを行う。
参照信号入力スイッチ２６は、制御部２５による制御に基づいて、第１の信号処理部１５ａに用いられる参照信号の入力経路をスイッチングする機能を有する。より具体的には、参照信号入力スイッチ２６は、図２に示すように、第１の加算回路１７により加算処理が行われた音声信号、またはオーディオ信号のいずれかが参照信号として第１の信号処理部１５ａに供給されるようにスイッチングを行う。
なお、参照信号入力スイッチ２６は、制御部２５による制御に基づいて上記のスイッチングを行ってよい。すなわち、本実施形態に係る制御部２５は、参照信号入力スイッチ２６を制御することで、第１の信号処理部１５ａに供給される参照信号を切り替える機能を有する。
この際、本実施形態に係る制御部２５は、オーディオの再生状況に基づいて第１の信号処理部１５ａに供給する参照信号を切り替えてよい。より具体的には、本実施形態に係る制御部２５は、オーディオの再生が行われている場合や、オーディオの再生音量が所定音量を超える場合に、オーディオ信号を参照信号として第１の信号処理部１５ａに供給してよい。本実施形態に係る制御部２５が有する上記の機能によれば、オーディオの再生状況に基づいてオーディオ信号を参照信号として用いることが可能となり、第１の信号処理部１５ａはより精度の高い解析を行うことができる。
以上、本実施形態に係る第２の構成例について説明した。なお、上記の説明では、信号処理装置１０が、第１の信号処理部１５ａおよび第２の信号処理部１５ｂの２つの信号処理部１５を備える場合を例に述べたが、本実施形態に係る信号処理装置１０の構成は係る例に限定されない。本実施形態に係る信号処理装置１０は、３つ以上の信号処理部１５を備えてもよい。
また、上記では、第１の信号処理部１５ａがハウリングキャンセル処理を実施し、第２の信号処理部１５ｂがノイズリダクション処理を実施する場合を例に述べたが、本実施形態に係る周囲音に対する適応処理は、上記の例に限定されない。本実施形態に係る信号処理装置１０は、例えば、ビームフォーミング処理を実施する信号処理部１５を備えてもよい。
また、上記の説明では、第１の信号処理部１５ａおよび第２の信号処理部１５ｂが制御部２５による制御に基づいて独立に動作する場合を中心に説明したが、本実施形態に係る複数の信号処理部１５の動作は、互いに連動してもよい。例えば、第１の信号処理部１５ａがノイズリダクション処理を実施し、第２の信号処理部１５ｂがビームフォーミング処理を実施する場合、第２の信号処理部１５ｂは、第１の信号処理部１５ａにより所定以上のノイズが推定された場合にのみ動作するよう制御されてもよい。本実施形態に係る信号処理部１５の機能構成は、適応処理の特性や組み合わせに応じて柔軟に変更され得る。
＜＜１．４．各モードにおける動作制御パターン＞＞
以上、本実施形態に係る信号処理装置１０の構成例について説明した。次に、本実施形態に係る第１のモードおよび第２のモードにおける動作制御パターンについて説明する。上述したとおり、本実施形態に係る制御部２５は、第１のモードにおいては、ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われるように各構成を制御し、第２のモードにおいては、ノイズキャンセル信号および周囲音適応信号に基づく音響再生が行われるように各構成を制御する。
以上、本実施形態に係る信号処理装置１０の構成例について説明した。次に、本実施形態に係る第１のモードおよび第２のモードにおける動作制御パターンについて説明する。上述したとおり、本実施形態に係る制御部２５は、第１のモードにおいては、ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われるように各構成を制御し、第２のモードにおいては、ノイズキャンセル信号および周囲音適応信号に基づく音響再生が行われるように各構成を制御する。
この際、制御部２５による各構成の制御には、いくつかのパターンが想定される。図４は、第１のモードおよび第２のモードにおける各構成の動作制御例を示す図である。図４では、各構成の動作が４つのレベルにより分類されている。
ここで、図４における「Ａ」は、制御部２５が構成を動作させることを示す。すなわち、図４は、第１のモードにおいて、制御部２５が、第１周囲音動的解析部１５１ａおよび第２周囲音動的解析部１５１ｂを動作させることを示している。上述したとおり、第１周囲音動的解析部１５１ａおよび第２周囲音動的解析部１５１ｂが第１のモードにおいても動的解析を継続することで、モード切り替え時の遅延を大幅に短縮することが可能となる。また、第２のモードにおいては、制御部２５が図４中に示されるすべての構成を動作させることがわかる。
また、「Ｂ」は、仕様に応じて制御部２５が構成を動作させてもよく、また動作させなくてもよいことを示す。すなわち、図４は、第１のモードにおいて、制御部２５が、第１動的フィルタ生成部１５２ａおよび第２動的フィルタ生成部１５２ｂを動作させてもよいし、動作させなくてもよい旨を示している。
また、「Ｃ」は、処理負担の観点においては制御部２５が構成を動作させないことが望ましいが、構成の動作が許容され得ることを示す。すなわち、図４は、処理負担の観点からは、第１のモードにおいて、制御部２５が、第１フィルタ処理部１５３ａおよび第２フィルタ処理部１５３ｂを動作させないことが望ましいが、周囲音モニタ出力スイッチ１６が動作させない場合にあっては、上記の２構成を動作させることも可能な旨を示している。
また、「Ｄ」は、制御部２５が構成を動作させないことを示す。すなわち、図４は、第１のモードにおいて、制御部２５が周囲音モニタ出力スイッチ１６を動作させない旨を示している。
以上、本実施形態に係る第１のモードおよび第２のモードにおける動作制御の詳細について説明した。本実施形態に係る制御部２５による上記の制御によれば、第１のモードにおいても周囲音の動的推定が継続することが可能となり、モード切り替え時の時間遅延を大幅に短縮することができる。
なお、図４を用いた上記では、第１のモードにおいて、制御部２５が周囲音モニタ出力スイッチ１６を動作させない前提の基に説明したが、本実施形態に係る各構成の制御は、係る例に限定されない。すなわち、第１のモードにおいて、第１フィルタ処理部１５３ａおよび第２フィルタ処理部１５３ｂを動作させない場合、制御部２５は、周囲音モニタ出力スイッチ１６を動作させてもよい。本実施形態に係る各構成の制御は、柔軟に変更され得る。
＜２．第２の実施形態＞
＜＜２．１．第２の実施形態の概要＞＞
次に、本開示に係る第２の実施形態について説明する。上記の第１の実施形態では、モード切り替えに係る周囲音適応効果の時間遅延を解消する信号処理装置１０について述べた。他方、ノイズキャンセル処理や周囲音に対する適応処理を行う場合、いわゆるクリップによる大音圧の異音が発生することも懸念される。すなわち、ＡＤＣ１２の最大入力値を超える過大音圧がマイクロフォン１１に入力されることで、信号波形のピーク部分が飽和されることにより、不快な異音が音響再生されることも想定される。
＜＜２．１．第２の実施形態の概要＞＞
次に、本開示に係る第２の実施形態について説明する。上記の第１の実施形態では、モード切り替えに係る周囲音適応効果の時間遅延を解消する信号処理装置１０について述べた。他方、ノイズキャンセル処理や周囲音に対する適応処理を行う場合、いわゆるクリップによる大音圧の異音が発生することも懸念される。すなわち、ＡＤＣ１２の最大入力値を超える過大音圧がマイクロフォン１１に入力されることで、信号波形のピーク部分が飽和されることにより、不快な異音が音響再生されることも想定される。
この際、ノイズキャンセル処理においてはＡＤＣ１２の後段に配置されるフィルタが低域通過特性を有するため、クリップが生じた場合であっても、再生される異音は許容し得る程度である場合が多い。
一方、周囲音に対する適応処理の場合、高域成分を落とさないフィルタを用いることが多い。このため、クリップ時に非常に耳障りな異音が再生されることとなる。
本開示の第２の実施形態に係る信号処理装置、信号処理方法、およびプログラムは、上記の点に着目して発想されたものであり、ノイズキャンセル処理および周囲音に対する適応処理を同時に実施する場合であっても、クリップによる異音の発生を防止することを可能とする。このために、本実施形態に係る信号処理装置１０は、収音された周囲音のアナログ信号に係る第１のゲインと、信号処理部１５に供給される周囲音のデジタル信号に係る第２のゲインとを、モードにより調整する機能を有する。この際、本実施形態に係る信号処理装置１０は、第１のモードにおける第１のゲインが第２のモードにおける第１のゲインよりも大きくなるように制御を行う。また、この際、本実施形態に係る信号処理装置１０は、第１のゲインと第２のゲインとの総和が０ｄＢとなるように制御を行うことを特徴とする。以下、本実施形態に係る信号処理装置が有する機能および当該機能が奏する効果について詳細に説明する。
＜＜２．２．信号処理装置の構成例＞＞
次に、本実施形態に係る信号処理装置１０構成例について説明する。図５は、本実施形態に係る信号処理装置１０の構成例を示す図である。図５を参照すると、本実施形態に係る信号処理装置１０は、図２で示した構成に加え、第１のアンプ２７、第２のアンプ２８、および第３のアンプ２９をさらに備える。
次に、本実施形態に係る信号処理装置１０構成例について説明する。図５は、本実施形態に係る信号処理装置１０の構成例を示す図である。図５を参照すると、本実施形態に係る信号処理装置１０は、図２で示した構成に加え、第１のアンプ２７、第２のアンプ２８、および第３のアンプ２９をさらに備える。
以下における説明では、第１の実施形態との差異について中心に述べ、第１の実施形態と共通する構成および機能については説明を省略する。なお、図５には示されていないが、第２の実施形態においても、信号処理装置１０は、操作入力部２２、センサ部２３、およびセンサ情報解析部２４を備えてよい。
（第１のアンプ２７）
第１のアンプ２７は、収音された周囲音のアナログ信号に係る第１のゲインを調整する機能を有する。このため、本実施形態に係る第１のアンプ２７は、マイクロフォン１１とＡＤＣ１２との間に配置されてよい。
第１のアンプ２７は、収音された周囲音のアナログ信号に係る第１のゲインを調整する機能を有する。このため、本実施形態に係る第１のアンプ２７は、マイクロフォン１１とＡＤＣ１２との間に配置されてよい。
また、本実施形態に係る第１のアンプ２７は、制御部２５による制御に基づいて、第１のゲインを調整する。この際、本実施形態に係る制御部２５は、第１のモードにおける第１のゲインが第２のモードにおける第１のゲインより大きくなるように第１のアンプを制御する。例えば、制御部２５は、第１のモードにおいては、第２のモードを基準として、第１のゲインを上げる制御を行ってもよい。また、例えば、制御部２５は、第２のモードにおいては、第１のモードを基準として、第１のゲインを下げる制御を行ってよい。
本実施形態に係る制御部２５による上記の制御によれば、ノイズキャンセル処理のみが行われる第１のモードにおいては、ゲインを大きく設定することが可能となり、処理の精度を保つことが可能となる。
（第２のアンプ２８）
第２のアンプ２８は、第１の信号処理部１５ａに供給される周囲音のデジタル信号に係る第２２のゲインを調整する機能を有する。この際、第２のアンプ２８は、ノイズキャンセル処理部１３に供給されるデジタル信号に影響を与えない位置に配置される。このため、本実施形態に係る第２のアンプ２８は、図５に示すように、デシメーションフィルタ１４と第１の信号処理部１５ａとの間に配置されてよい。
第２のアンプ２８は、第１の信号処理部１５ａに供給される周囲音のデジタル信号に係る第２２のゲインを調整する機能を有する。この際、第２のアンプ２８は、ノイズキャンセル処理部１３に供給されるデジタル信号に影響を与えない位置に配置される。このため、本実施形態に係る第２のアンプ２８は、図５に示すように、デシメーションフィルタ１４と第１の信号処理部１５ａとの間に配置されてよい。
また、本実施形態に係る第２のアンプ２８は、第１のアンプ２７と同様に、制御部２５による制御に基づいて、第２のゲインを調整する。この際、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値と第２のゲインに係る変動値との総和の絶対値が、第１のゲインに係る変動値の絶対値よりも小さくなるように第２のアンプを制御する。仮に、本実施形態に係る制御部２５が有する上記の制御を行わない場合、モードにより供給されるデジタル信号のゲインが変化するため、周囲音に対する適応処理の性能が劣化することとなる。このため、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインの変動値に基づいて第２のゲインを設定することで、適応処理の性能劣化を防止し、動的解析の精度を高く保つことができる。
この際、より具体的には、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも大きい場合、第２のゲインに係る変動値が、第１のゲインに係る変動値の反数の２倍よりも大きく、かつ０ｄＢよりも小さくなるように第２のアンプを制御してよい。すなわち、第１のゲインに係る変動値をΔＸ、第２のゲインに係る変動値をΔＹとした場合、本実施形態に係る制御部２５は、ΔＹが、−ΔＸ＊２＜ΔＹ＜０、の範囲となるように、第２のアンプを制御する。
また、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも小さい場合、第２のゲインに係る変動値が、第１のゲインに係る変動値の反数の２倍よりも小さく、かつ０ｄＢよりも大きくなるように第２のアンプを制御してよい。すなわち、第１のゲインに係る変動値をΔＸ、第２のゲインに係る変動値をΔＹとした場合、本実施形態に係る制御部２５は、ΔＹが、０＜ΔＹ＜｜ΔＸ｜＊２、の範囲となるように、第２のアンプを制御する。
本実施形態に係る制御部２５が上記の範囲となるように第２のゲインを設定することで、第１のゲインの制御により変動した値を０ｄＢに近づけることが可能となる。このため、制御部２５が有する上記の機能によれば、適応処理の性能劣化の度合いを軽減することが可能となる。
なお、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値と第２のゲインに係る変動値との総和が略０ｄＢとなるように第２のアンプを制御することも可能である。この場合、第１のゲインの制御により変動した値をほぼリセットすることができるため、適応処理の性能劣化を最小限に抑えることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態に係る制御部２５による上記の制御によれば、第１のモードおよび第２のモードで第１の信号処理部１５ａに供給されるデジタル信号のゲインを同一に保つことが可能となる。すなわち、第１の信号処理部１５ａおよび第２の信号処理部１５ｂによる動的解析の精度を高く保つことができる。
（第３のアンプ２９）
第３のアンプ２９は、第１の信号処理部１５ａの参照信号に係る第３のゲインを調整する機能を有する。このため、本実施形態に係る第３のアンプ２９は、参照信号入力スイッチ２６と第１の信号処理部１５ａとの間に配置されてよい。
第３のアンプ２９は、第１の信号処理部１５ａの参照信号に係る第３のゲインを調整する機能を有する。このため、本実施形態に係る第３のアンプ２９は、参照信号入力スイッチ２６と第１の信号処理部１５ａとの間に配置されてよい。
また、本実施形態に係る第３のアンプ２９は、第１のアンプ２７および第２のアンプ２８と同様に、制御部２５による制御に基づいて、第３のゲインを調整する。この際、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値と第３のゲインに係る変動値との差の絶対値が、第１のゲインに係る変動値の絶対値よりも小さくなるように第３のアンプを制御する。本実施形態に係る制御部２５による上記の機能によれば、第１のゲインと連動して参照信号に係る第３のゲインを調整することができ、ハウリングキャンセル処理の性能劣化防止する効果が期待される。
この際、より具体的には、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも大きい場合、第３のゲインに係る変動値が、第１のゲインに係る変動値の２倍よりも小さく、かつ０ｄＢよりも大きくなるように第３のアンプを制御してよい。すなわち、第１のゲインに係る変動値をΔＸ、第３のゲインに係る変動値をΔＺとした場合、本実施形態に係る制御部２５は、ΔＺが、０＜ΔＺ＜２＊ΔＸ、の範囲となるように、第３のアンプを制御する。
また、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも小さい場合、第３のゲインに係る変動値が、第１のゲインに係る変動値の２倍よりも大きく、かつ０ｄＢよりも小さくなるように第３のアンプを制御してよい。すなわち、第１のゲインに係る変動値をΔＸ、第３のゲインに係る変動値をΔＺとした場合、本実施形態に係る制御部２５は、ΔＺが、−２＊｜ΔＸ｜＜ΔＺ＜０、の範囲となるように、第３のアンプを制御する。
なお、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値と第３のゲインに係る変動値とが略同一となるように第３のアンプを制御することも可能である。
ここで、図６を用いて、第３のゲイン制御が奏する効果について説明する。図６は、本実施形態に係る第３のゲイン制御が奏する効果について説明するための図である。図６には、図３と同様に、一般的な音響機器５０と、音響機器５０が備えるマイクロフォン５１、減算回路５２、およびスピーカ５３、とが示されている。また、図６には、上記の構成に加え、音響機器５０が備える２つのアンプ５４ａおよび５４ｂと、それぞれのゲインＡ１およびＡ２とが示されている。
なお、図６に示される出力Ｙ（ω）、伝達路の特性Ｈ（ω）、周囲音Ｓ（ω）、入力Ｘ（ω）、推定値Ｇ（ω）、および減算結果Ｐ（ω）については、図３の場合と同様の定義であってよいため、説明を省略する。
ここで、図６に示す一例の場合、減算結果Ｐ（ｗ）は、Ｐ（ｗ）＝（Ａ１＊Ｘ（ω））−（Ａ２＊Ｇ（ω）＊Ｙ（ω））＝Ａ１＊Ｓ（ω）＋（Ａ２＊Ｈ（ω）−Ａ１＊Ｇ（ω））Ｙ（ω）、と表すことができる。この際、Ｇ（ω）＝Ｈ（ω）＊（Ａ２／Ａ１）、となれば、上記の式における解は、Ｓ（ω）、となり、ノイズを完全にキャンセルすることができる。
この際、Ａ２／Ａ１、が一定となる場合、例えば、Ａ２＝Ａ１、となるようにゲインの連動制御が行われる場合には、音響機器５０は、図３の場合と同様に、伝達路の特性Ｈ（ω）の変化に追従するように推定値Ｇ（ω）を推定することで処理を完遂できる。
一方、Ａ２／Ａ１、が状況により変化する場合、音響機器５０は、推定値Ｇ（ω）を伝達路の特性Ｈ（ω）のみではなくゲインＡ１およびＡ２にも追従させることが求められ、ハウリングキャンセル処理が複雑化し、動的フィルタの生成が難しくなる。
このため、本実施形態に係る制御部２５は、上記のゲインＡ１に該当する第２のゲインと、上記のゲインＡ２に該当する第３のゲインと、が一定となるように制御を行うことで、ハウリングキャンセル処理の複雑化を防止することができる。
＜＜２．３．各モードにおけるゲイン制御パターン＞＞
以上、本実施形態に係る信号処理装置１０の構成例について説明した。次に、本実施形態に係る第１のモードおよび第２のモードにおけるゲイン制御パターンについて説明する。上述したとおり、本実施形態に係る制御部２５は、モードの切り替えに応じて、第１〜第３のゲインを制御する機能を有する。この際、制御部２５によるゲイン制御には、２つのパターンが想定される。
以上、本実施形態に係る信号処理装置１０の構成例について説明した。次に、本実施形態に係る第１のモードおよび第２のモードにおけるゲイン制御パターンについて説明する。上述したとおり、本実施形態に係る制御部２５は、モードの切り替えに応じて、第１〜第３のゲインを制御する機能を有する。この際、制御部２５によるゲイン制御には、２つのパターンが想定される。
図７Ａは、本実施形態に係る制御部２５によるゲイン制御パターンの一例を示す図である。図７Ａには、第２のモードにおけるゲイン設定を基準とした際に、第１のモードにおいて制御部２５が行うゲイン制御の例を示している。
図７Ａに示すように、本実施形態に係る制御部２５は、第１のモードにおける第１のゲインが第２のモードにおける第１のゲインよりも大きくなるように第１のアンプを制御する。図７Ａに示す一例の場合、制御部２５は、第１のモードにおいて第１のゲインが＋ＸｄＢとなるように第１のアンプ２７を制御している。
また、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値と第２のゲインに係る変動値との総和が０ｄＢとなるように第２のアンプ２８を制御する。図７Ａに示す一例の場合、制御部２５は、上記の変動値の総和を０ｄＢとするため、第２のゲインが−ＸｄＢとなるように第２のアンプ２８を制御している。
また、本実施形態に係る制御部２５は、第２のゲインに係る変動値と第３のゲインに係る変動値との総和が０ｄＢとなるように第３のアンプ２９を制御する。図７Ａに示す一例の場合、制御部２５は、上記の変動値の総和を０ｄＢとするため、第３のゲインが＋ＸｄＢとなるように第３のアンプ２９を制御している。
以上、第２のモードにおけるゲイン設定を基準とした際の、第１のモードにおけるゲイン制御について説明した。上述したとおり、本実施形態に係る制御部２５は、第１のモードにおいて、第１のゲインおよび第３のゲインを上げ、第２のゲインを下げる制御を行ってよい。
一方、図７Ｂは、本実施形態に係る制御部２５による別のゲイン制御パターンを示す図である。図７Ｂには、第１のモードにおけるゲイン設定を基準とした際に、第２のモードにおいて制御部２５が行うゲイン制御の例を示している。
上述したとおり、本実施形態に係る制御部２５は、第１のモードにおける第１のゲインが第２のモードにおける第１のゲインよりも大きくなるように第１のアンプを制御する。図７Ｂに示す一例の場合、制御部２５は、第２のモードにおいて第１のゲインが−ＸｄＢとなるように第１のアンプ２７を制御している。
また、本実施形態に係る制御部２５は、第１のゲインに係る変動値と第２のゲインに係る変動値との総和が０ｄＢとなるように第２のアンプ２８を制御する。図７Ｂに示す一例の場合、制御部２５は、上記の変動値の総和を０ｄＢとするため、第２のゲインが＋ＸｄＢとなるように第２のアンプ２８を制御している。
また、本実施形態に係る制御部２５は、第２のゲインに係る変動値と第３のゲインに係る変動値との総和が０ｄＢとなるように第３のアンプ２９を制御する。図７Ｂに示す一例の場合、制御部２５は、上記の変動値の総和を０ｄＢとするため、第３のゲインが−ＸｄＢとなるように第３のアンプ２９を制御している。
以上、第１のモードにおけるゲイン設定を基準とした際の、第２のモードにおけるゲイン制御について説明した。上述したとおり、本実施形態に係る制御部２５は、第２のモードにおいて、第１のゲインおよび第３のゲインを下げ、第２のゲインを上げる制御を行ってよい。
以上説明したように、本実施形態に係る制御部２５が有するゲイン制御機能によれば、ＡＤＣ１２のノイズを低減したノイズキャンセル処理と、クリップによる異音発生の可能性を低減した適応処理と、を同時に実現することが可能となる。
＜３．ハードウェア構成例＞
次に、図８を参照して、本開示の各実施形態に係る信号処理装置１０のハードウェア構成例について説明する。図８に示すように、本開示に係る信号処理装置１０は、プロセッサ９０１と、メモリ９０３と、ストレージ９０５と、操作デバイス９０７と、報知デバイス９０９と、音響デバイス９１１と、収音デバイス９１３と、バス９１７とを備える。また、信号処理装置１０は、通信デバイス９１５を備えてもよい。
次に、図８を参照して、本開示の各実施形態に係る信号処理装置１０のハードウェア構成例について説明する。図８に示すように、本開示に係る信号処理装置１０は、プロセッサ９０１と、メモリ９０３と、ストレージ９０５と、操作デバイス９０７と、報知デバイス９０９と、音響デバイス９１１と、収音デバイス９１３と、バス９１７とを備える。また、信号処理装置１０は、通信デバイス９１５を備えてもよい。
プロセッサ９０１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、またはＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｃｈｉｐ）であってよく、信号処理装置１０における種々の処理を実行する。プロセッサ９０１は、例えば、各種演算処理を実行するための電子回路により構成することが可能である。
メモリ９０３は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、プロセッサ９０１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。ストレージ９０５は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。
操作デバイス９０７は、ユーザが所望の操作を行うための入力信号を生成する機能を有する。操作デバイス９０７は、例えば、タッチパネルとして構成されてもよい。また、他の一例として、操作デバイス９０７は、例えばボタン、スイッチ、およびキーボードなどユーザが情報を入力するための入力部と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、プロセッサ９０１に供給する入力制御回路などから構成されてよい。
報知デバイス９０９は、出力デバイスの一例であり、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイなどのデバイスであってよい。この場合には、報知デバイス９０９は、画面表示を行うことで、ユーザに対して所定の情報を報知することができる。
なお、上記に示した報知デバイス９０９の例はあくまで一例であり、ユーザに対して所定の情報を報知可能であれば、報知デバイス９０９の態様は特に限定されない。具体的な一例として、報知デバイス９０９は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のように、点灯又は点滅のパターンにより、所定の情報をユーザに報知するデバイスであってもよい。また、報知デバイス９０９は、いわゆるバイブレータのように、振動により所定の情報をユーザに報知するデバイスであってもよい。
音響デバイス９１１は、スピーカ等のように、所定の音響信号を出力することで、所定の情報をユーザに報知するデバイスである。
収音デバイス９１３は、マイクロフォン等のような、ユーザから発せられた音声や周囲の環境音を収音し、音響情報（音響信号）として取得するためのデバイスである。また、収音デバイス９１３は、収音された音声や音響を示すアナログの音響信号を示すデータを音響情報として取得してもよいし、当該アナログの音響信号をデジタルの音響信号に変換し、変換後のデジタルの音響信号を示すデータを音響情報として取得してもよい。
通信デバイス９１５は、信号処理装置１０が備える通信手段であり、ネットワークを介して外部装置と通信する。通信デバイス９１５は、有線または無線用の通信インタフェースである。通信デバイス９１５を、無線通信インタフェースとして構成する場合には、当該通信デバイス９１５は、通信アンテナ、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路、ベースバンドプロセッサなどを含んでもよい。
通信デバイス９１５は、外部装置から受信した信号に各種の信号処理を行う機能を有し、受信したアナログ信号から生成したデジタル信号をプロセッサ９０１に供給することが可能である。
バス９１７は、プロセッサ９０１、メモリ９０３、ストレージ９０５、操作デバイス９０７、報知デバイス９０９、音響デバイス９１１、収音デバイス９１３、及び通信デバイス９１５を相互に接続する。バス９１７は、複数の種類のバスを含んでもよい。
＜４．まとめ＞
以上説明したように、本開示に係る信号処理装置１０は、ノイズキャンセル処理を実施する第１のモードと、ノイズキャンセル処理および周囲音に対する適応処理を実施する第２のモードと、を有する。この際、本開示に係る信号処理装置１０は、第１のモードにおいても、上記の適応処理に係る動的解析を継続することを特徴の一つとする。係る構成によれば、周囲音に対する適応処理モードが開始されてから、効果が得られるまでの時間を短縮することが可能となる。
以上説明したように、本開示に係る信号処理装置１０は、ノイズキャンセル処理を実施する第１のモードと、ノイズキャンセル処理および周囲音に対する適応処理を実施する第２のモードと、を有する。この際、本開示に係る信号処理装置１０は、第１のモードにおいても、上記の適応処理に係る動的解析を継続することを特徴の一つとする。係る構成によれば、周囲音に対する適応処理モードが開始されてから、効果が得られるまでの時間を短縮することが可能となる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル処理部と、
前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成する信号処理部と、
信号処理に係る複数のモードを制御する制御部と、
を備え、
前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、
前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続する、
信号処理装置。
（２）
前記信号処理部は、
前記周囲音の特徴に係る前記動的解析を行う動的解析部と、
前記動的解析部による前記動的解析の結果に基づいて動的フィルタを生成する動的フィルタ生成部と、
前記動的フィルタ生成部により生成された前記動的フィルタを用いて前記周囲音のフィルタリングを行い、前記周囲音適応信号を生成するフィルタ処理部と、
を備え、
前記動的解析部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を実行する、
前記（１）に記載の信号処理装置。
（３）
前記動的フィルタ生成部は、前記第１のモードにおいても、前記動的フィルタを生成する、
前記（２）に記載の信号処理装置。
（４）
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記フィルタ処理部の動作を停止させる、
前記（２）または（３）に記載の信号処理装置。
（５）
前記周囲音適応信号の出力に係る周囲音モニタ出力スイッチ、
をさらに備え、
前記周囲音モニタ出力スイッチは、前記信号処理部と、前記周囲音適応信号と前記ノイズキャンセル信号とを加算する加算回路と、の間に配置され、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記周囲音モニタ出力スイッチをオフに設定する、
前記（１）〜（３）のいずれかに記載の信号処理装置。
（６）
前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記周囲音適応信号を生成する、
前記（５）に記載の信号処理装置。
（７）
前記周囲音適応信号は、前記周囲音に基づくノイズリダクション処理が実施された音声信号、またはハウリングキャンセル処理が実施された音声信号のうち少なくともいずれかを含む、
前記（１）〜（６）のいずれかに記載の信号処理装置。
（８）
２つ以上の前記信号処理部を備える、
前記（１）〜（７）のいずれかに記載の信号処理装置。
（９）
前記周囲音に基づくハウリングキャンセル処理を実施する第１の信号処理部と、
前記周囲音に基づくノイズリダクション処理を実施する第２の信号処理部と、
を備え、
前記第２の信号処理部により生成される周囲音適応信号は、前記ハウリングキャンセル処理および前記ノイズリダクション処理が実施された音声信号であり、
前記第２のモードでは、前記ノイズキャンセル信号と、前記第２の信号処理部により生成される周囲音適応信号と、に基づく音響再生が行われる、
前記（１）〜（８）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１０）
前記制御部は、オーディオの再生状況に基づいて前記信号処理部に供給する参照信号を切り替える、
前記（７）に記載の信号処理装置。
（１１）
前記制御部は、オーディオの再生が行われている場合、オーディオ信号を前記参照信号として前記信号処理部に供給する、
前記（７）に記載の信号処理装置。
（１２）
収音された前記周囲音のアナログ信号に係る第１のゲインを調整する第１のアンプと、
前記信号処理部に供給される前記周囲音のデジタル信号に係る第２のゲインを調整する第２のアンプと、
をさらに備え、
前記第２のアンプは、前記ノイズキャンセル処理部に供給されるデジタル信号に影響を与えない位置に配置され、
前記制御部は、前記第１のモードにおける前記第１のゲインが前記第２のモードにおける前記第１のゲインよりも大きくなるように前記第１のアンプを制御し、前記第１のゲインに係る変動値と前記第２のゲインに係る変動値との総和の絶対値が、前記第１のゲインに係る変動値の絶対値よりも小さくなるように前記第２のアンプを制御する、
前記（１）〜（１１）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１３）
前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも大きい場合、前記第２のゲインに係る変動値が、前記第１のゲインに係る変動値の反数の２倍よりも大きく、かつ０ｄＢよりも小さくなるように前記第２のアンプを制御する、
前記（１２）に記載の信号処理装置。
（１４）
前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも小さい場合、前記第２のゲインに係る変動値が、前記第１のゲインに係る変動値の反数の２倍よりも小さく、かつ０ｄＢよりも大きくなるように前記第２のアンプを制御する、
前記（１２）または（１３）に記載の信号処理装置。
（１５）
前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値と前記第２のゲインに係る変動値との総和が略０ｄＢとなるように前記第２のアンプを制御する、
前記（１２）〜（１４）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１６）
前記信号処理部は、前記周囲音に基づくハウリングキャンセル処理を実施する第１の信号処理部を少なくとも含み、
前記信号処理装置は、前記第１の信号処理部の参照信号に係る第３のゲインを調整する第３のアンプをさらに備え、
前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値と前記第３のゲインに係る変動値との差の絶対値が、前記第１のゲインに係る変動値の絶対値よりも小さくなるように前記第３のアンプを制御する、
前記（１２）に記載の信号処理装置。
（１７）
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記第１のゲインおよび前記第３のゲインを上げ、前記第２のゲインを下げる制御を行う、
前記（１６）に記載の信号処理装置。
（１８）
前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記第１のゲインおよび前記第３のゲインを下げ、前記第２のゲインを上げる制御を行う、
前記（１６）または（１７）に記載の信号処理装置。
（１９）
プロセッサが、
収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成することと、
前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成することと、
信号処理に係る複数のモードを制御することと、
を含み、
前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、
前記周囲音適応信号を生成することは、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続すること、をさらに含む、
信号処理方法。
（２０）
コンピュータを、
収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル処理部と、
前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成する信号処理部と、
信号処理に係る複数のモードを制御する制御部と、
を備え、
前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、
前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続する、
信号処理装置、
として機能させるためのプログラム。
（１）
収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル処理部と、
前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成する信号処理部と、
信号処理に係る複数のモードを制御する制御部と、
を備え、
前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、
前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続する、
信号処理装置。
（２）
前記信号処理部は、
前記周囲音の特徴に係る前記動的解析を行う動的解析部と、
前記動的解析部による前記動的解析の結果に基づいて動的フィルタを生成する動的フィルタ生成部と、
前記動的フィルタ生成部により生成された前記動的フィルタを用いて前記周囲音のフィルタリングを行い、前記周囲音適応信号を生成するフィルタ処理部と、
を備え、
前記動的解析部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を実行する、
前記（１）に記載の信号処理装置。
（３）
前記動的フィルタ生成部は、前記第１のモードにおいても、前記動的フィルタを生成する、
前記（２）に記載の信号処理装置。
（４）
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記フィルタ処理部の動作を停止させる、
前記（２）または（３）に記載の信号処理装置。
（５）
前記周囲音適応信号の出力に係る周囲音モニタ出力スイッチ、
をさらに備え、
前記周囲音モニタ出力スイッチは、前記信号処理部と、前記周囲音適応信号と前記ノイズキャンセル信号とを加算する加算回路と、の間に配置され、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記周囲音モニタ出力スイッチをオフに設定する、
前記（１）〜（３）のいずれかに記載の信号処理装置。
（６）
前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記周囲音適応信号を生成する、
前記（５）に記載の信号処理装置。
（７）
前記周囲音適応信号は、前記周囲音に基づくノイズリダクション処理が実施された音声信号、またはハウリングキャンセル処理が実施された音声信号のうち少なくともいずれかを含む、
前記（１）〜（６）のいずれかに記載の信号処理装置。
（８）
２つ以上の前記信号処理部を備える、
前記（１）〜（７）のいずれかに記載の信号処理装置。
（９）
前記周囲音に基づくハウリングキャンセル処理を実施する第１の信号処理部と、
前記周囲音に基づくノイズリダクション処理を実施する第２の信号処理部と、
を備え、
前記第２の信号処理部により生成される周囲音適応信号は、前記ハウリングキャンセル処理および前記ノイズリダクション処理が実施された音声信号であり、
前記第２のモードでは、前記ノイズキャンセル信号と、前記第２の信号処理部により生成される周囲音適応信号と、に基づく音響再生が行われる、
前記（１）〜（８）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１０）
前記制御部は、オーディオの再生状況に基づいて前記信号処理部に供給する参照信号を切り替える、
前記（７）に記載の信号処理装置。
（１１）
前記制御部は、オーディオの再生が行われている場合、オーディオ信号を前記参照信号として前記信号処理部に供給する、
前記（７）に記載の信号処理装置。
（１２）
収音された前記周囲音のアナログ信号に係る第１のゲインを調整する第１のアンプと、
前記信号処理部に供給される前記周囲音のデジタル信号に係る第２のゲインを調整する第２のアンプと、
をさらに備え、
前記第２のアンプは、前記ノイズキャンセル処理部に供給されるデジタル信号に影響を与えない位置に配置され、
前記制御部は、前記第１のモードにおける前記第１のゲインが前記第２のモードにおける前記第１のゲインよりも大きくなるように前記第１のアンプを制御し、前記第１のゲインに係る変動値と前記第２のゲインに係る変動値との総和の絶対値が、前記第１のゲインに係る変動値の絶対値よりも小さくなるように前記第２のアンプを制御する、
前記（１）〜（１１）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１３）
前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも大きい場合、前記第２のゲインに係る変動値が、前記第１のゲインに係る変動値の反数の２倍よりも大きく、かつ０ｄＢよりも小さくなるように前記第２のアンプを制御する、
前記（１２）に記載の信号処理装置。
（１４）
前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも小さい場合、前記第２のゲインに係る変動値が、前記第１のゲインに係る変動値の反数の２倍よりも小さく、かつ０ｄＢよりも大きくなるように前記第２のアンプを制御する、
前記（１２）または（１３）に記載の信号処理装置。
（１５）
前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値と前記第２のゲインに係る変動値との総和が略０ｄＢとなるように前記第２のアンプを制御する、
前記（１２）〜（１４）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１６）
前記信号処理部は、前記周囲音に基づくハウリングキャンセル処理を実施する第１の信号処理部を少なくとも含み、
前記信号処理装置は、前記第１の信号処理部の参照信号に係る第３のゲインを調整する第３のアンプをさらに備え、
前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値と前記第３のゲインに係る変動値との差の絶対値が、前記第１のゲインに係る変動値の絶対値よりも小さくなるように前記第３のアンプを制御する、
前記（１２）に記載の信号処理装置。
（１７）
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記第１のゲインおよび前記第３のゲインを上げ、前記第２のゲインを下げる制御を行う、
前記（１６）に記載の信号処理装置。
（１８）
前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記第１のゲインおよび前記第３のゲインを下げ、前記第２のゲインを上げる制御を行う、
前記（１６）または（１７）に記載の信号処理装置。
（１９）
プロセッサが、
収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成することと、
前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成することと、
信号処理に係る複数のモードを制御することと、
を含み、
前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、
前記周囲音適応信号を生成することは、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続すること、をさらに含む、
信号処理方法。
（２０）
コンピュータを、
収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル処理部と、
前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成する信号処理部と、
信号処理に係る複数のモードを制御する制御部と、
を備え、
前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、
前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続する、
信号処理装置、
として機能させるためのプログラム。
１０ 信号処理装置
１３ ノイズキャンセル処理部
１５ 信号処理部
１５１ 周囲音動的解析部
１５２ 動的フィルタ生成部
１５３ フィルタ処理部
１５ａ 第１の信号処理部
１５１ａ 第１周囲音動的解析部
１５２ａ 第１動的フィルタ生成部
１５３ａ 第１フィルタ処理部
１５ｂ 第２の信号処理部
１５１ｂ 第２周囲音動的解析部
１５２ｂ 第２動的フィルタ生成部
１５３ｂ 第２フィルタ処理部
１６ 周囲音モニタ出力スイッチ
１７ 第１の加算回路
１９ 第２の加算回路
２５ 制御部
２６ 参照信号入力スイッチ
２７ 第１のアンプ
２８ 第２のアンプ
２９ 第３のアンプ
１３ ノイズキャンセル処理部
１５ 信号処理部
１５１ 周囲音動的解析部
１５２ 動的フィルタ生成部
１５３ フィルタ処理部
１５ａ 第１の信号処理部
１５１ａ 第１周囲音動的解析部
１５２ａ 第１動的フィルタ生成部
１５３ａ 第１フィルタ処理部
１５ｂ 第２の信号処理部
１５１ｂ 第２周囲音動的解析部
１５２ｂ 第２動的フィルタ生成部
１５３ｂ 第２フィルタ処理部
１６ 周囲音モニタ出力スイッチ
１７ 第１の加算回路
１９ 第２の加算回路
２５ 制御部
２６ 参照信号入力スイッチ
２７ 第１のアンプ
２８ 第２のアンプ
２９ 第３のアンプ
Claims (20)
- 収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル処理部と、
前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成する信号処理部と、
信号処理に係る複数のモードを制御する制御部と、
を備え、
前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、
前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続する、
信号処理装置。 - 前記信号処理部は、
前記周囲音の特徴に係る前記動的解析を行う動的解析部と、
前記動的解析部による前記動的解析の結果に基づいて動的フィルタを生成する動的フィルタ生成部と、
前記動的フィルタ生成部により生成された前記動的フィルタを用いて前記周囲音のフィルタリングを行い、前記周囲音適応信号を生成するフィルタ処理部と、
を備え、
前記動的解析部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を実行する、
請求項１に記載の信号処理装置。 - 前記動的フィルタ生成部は、前記第１のモードにおいても、前記動的フィルタを生成する、
請求項２に記載の信号処理装置。 - 前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記フィルタ処理部の動作を停止させる、
請求項２に記載の信号処理装置。 - 前記周囲音適応信号の出力に係る周囲音モニタ出力スイッチ、
をさらに備え、
前記周囲音モニタ出力スイッチは、前記信号処理部と、前記周囲音適応信号と前記ノイズキャンセル信号とを加算する加算回路と、の間に配置され、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記周囲音モニタ出力スイッチをオフに設定する、
請求項１に記載の信号処理装置。 - 前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記周囲音適応信号を生成する、
請求項５に記載の信号処理装置。 - 前記周囲音適応信号は、前記周囲音に基づくノイズリダクション処理が実施された音声信号、またはハウリングキャンセル処理が実施された音声信号のうち少なくともいずれかを含む、
請求項１に記載の信号処理装置。 - ２つ以上の前記信号処理部を備える、
請求項１に記載の信号処理装置。 - 前記周囲音に基づくハウリングキャンセル処理を実施する第１の信号処理部と、
前記周囲音に基づくノイズリダクション処理を実施する第２の信号処理部と、
を備え、
前記第２の信号処理部により生成される周囲音適応信号は、前記ハウリングキャンセル処理および前記ノイズリダクション処理が実施された音声信号であり、
前記第２のモードでは、前記ノイズキャンセル信号と、前記第２の信号処理部により生成される周囲音適応信号と、に基づく音響再生が行われる、
請求項１に記載の信号処理装置。 - 前記制御部は、オーディオの再生状況に基づいて前記信号処理部に供給する参照信号を切り替える、
請求項７に記載の信号処理装置。 - 前記制御部は、オーディオの再生が行われている場合、オーディオ信号を参照信号として前記信号処理部に供給する、
請求項７に記載の信号処理装置。 - 収音された前記周囲音のアナログ信号に係る第１のゲインを調整する第１のアンプと、
前記信号処理部に供給される前記周囲音のデジタル信号に係る第２のゲインを調整する第２のアンプと、
をさらに備え、
前記第２のアンプは、前記ノイズキャンセル処理部に供給されるデジタル信号に影響を与えない位置に配置され、
前記制御部は、前記第１のモードにおける前記第１のゲインが前記第２のモードにおける前記第１のゲインよりも大きくなるように前記第１のアンプを制御し、前記第１のゲインに係る変動値と前記第２のゲインに係る変動値との総和の絶対値が、前記第１のゲインに係る変動値の絶対値よりも小さくなるように前記第２のアンプを制御する、
請求項１に記載の信号処理装置。 - 前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも大きい場合、前記第２のゲインに係る変動値が、前記第１のゲインに係る変動値の反数の２倍よりも大きく、かつ０ｄＢよりも小さくなるように前記第２のアンプを制御する、
請求項１２に記載の信号処理装置。 - 前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値が０ｄＢよりも小さい場合、前記第２のゲインに係る変動値が、前記第１のゲインに係る変動値の反数の２倍よりも小さく、かつ０ｄＢよりも大きくなるように前記第２のアンプを制御する、
請求項１２に記載の信号処理装置。 - 前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値と前記第２のゲインに係る変動値との総和が略０ｄＢとなるように前記第２のアンプを制御する、
請求項１２に記載の信号処理装置。 - 前記信号処理部は、前記周囲音に基づくハウリングキャンセル処理を実施する第１の信号処理部を少なくとも含み、
前記信号処理装置は、前記第１の信号処理部の参照信号に係る第３のゲインを調整する第３のアンプをさらに備え、
前記制御部は、前記第１のゲインに係る変動値と前記第３のゲインに係る変動値との差の絶対値が、前記第１のゲインに係る変動値の絶対値よりも小さくなるように前記第３のアンプを制御する、
請求項１２に記載の信号処理装置。 - 前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記第１のゲインおよび前記第３のゲインを上げ、前記第２のゲインを下げる制御を行う、
請求項１６に記載の信号処理装置。 - 前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記第１のゲインおよび前記第３のゲインを下げ、前記第２のゲインを上げる制御を行う、
請求項１６に記載の信号処理装置。 - プロセッサが、
収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成することと、
前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成することと、
信号処理に係る複数のモードを制御することと、
を含み、
前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、
前記周囲音適応信号を生成することは、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続すること、をさらに含む、
信号処理方法。 - コンピュータを、
収音された周囲音に基づいてノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル処理部と、
前記周囲音の特徴に係る動的解析を行い、前記周囲音をフィルタリングすることで、周囲音適応信号を生成する信号処理部と、
信号処理に係る複数のモードを制御する制御部と、
を備え、
前記複数のモードは、前記ノイズキャンセル信号に基づく音響再生が行われる第１のモードと、前記ノイズキャンセル信号と前記周囲音適応信号とに基づく音響再生が行われる第２のモードと、を含み、
前記信号処理部は、前記第１のモードにおいても、前記動的解析を継続する、
信号処理装置、
として機能させるためのプログラム。
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