JPWO2019123542A1 - 音響システム、音響制御装置及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

音声出力装置から出力される音声を、受聴者の特定の部位で継続して定位させる。音響システムは、少なくとも一定時間静止している受聴者に、音声を出力する音声出力装置と、前記音声出力装置を介して出力する音声を、前記受聴者の特定の部位に定位させるための信号処理を実行する音響制御装置と、を有し、前記音声出力装置は、前記受聴者の特定の部位よりも上方に設置されることを特徴とする。

Description

本発明は、音響システム、音響制御装置及び制御プログラムに関する。

従来より、スピーカ等の音声出力装置から出力される音声を、受聴者の特定の部位（例えば、耳元）で定位させるための装置として、音響制御装置が知られている。当該音響制御装置では、音声出力装置と受聴者との間の音声の伝達特性に基づいて音声信号の処理を行う。そして、当該音響制御装置によれば、例えば、受聴者の前方に音声出力装置を設置した場合であっても、受聴者は、あたかも耳元で音声が出力されているように感じることができる。

特開２００１−００８２８１号公報 特開昭６１−１８４１４３号公報 特開平１０−２９７３８２号公報 特開２０１０−１４５９０６号公報 特開２００６−１８６６４６号公報

しかしながら、音声出力装置と受聴者との間に音声を遮る障害物が介在しやすい状況であったり、音声出力装置の設置位置の変更が容易な状況では、音声出力装置と受聴者との間の音声の伝達特性が変化するため、音声を継続して定位させることが困難となる。

一つの側面では、音声出力装置から出力される音声を、受聴者の特定の部位で継続して定位させることができるようにすることを目的としている。

一態様によれば、音響システムは、
少なくとも一定時間静止している受聴者に、音声を出力する音声出力装置と、
前記音声出力装置を介して出力する音声を、前記受聴者の特定の部位に定位させるための信号処理を実行する音響制御装置と、を有し、
前記音声出力装置は、前記受聴者の特定の部位よりも上方に設置されることを特徴とする。

音声出力装置から出力される音声を、受聴者の特定の部位で継続して定位させることができるようになる。

図１は、第１の実施形態に係る音響システムのシステム構成の一例を示す図である。 図２は、音響制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図３は、受聴者の特定の部位に音声を定位させるための、一般的な信号処理の概要を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る音響システムを構成する各装置の、車両内での設置例を示す図である。 図５は、音声出力装置の設置位置が変更された様子を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る音響制御装置の機能構成を示す図である。 図７は、音響制御装置による音響制御処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態に係る音響システムのシステム構成の一例を示す図である。 図９は、第２の実施形態に係る音響システムを構成する各装置の、車両内での設置例を示す図である。 図１０は、音声出力装置の設置位置が変更された様子を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係る音響制御装置の機能構成を示す図である。 図１２は、第３の実施形態に係る音響システムを構成する各装置の、車両内での設置例を示す図である。 図１３は、第３の実施形態に係る音響制御装置の機能構成を示す図である。

以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。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した説明を省略する。

［第１の実施形態］
＜音響システムのシステム構成＞
はじめに、音響システムのシステム構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る音響システムのシステム構成の一例を示す図である。本実施形態において、音響システム１００は、車両１４０に搭載されるものとする。

図１に示すように、音響システム１００は、音響制御装置１２０と、角度センサ１３０と、音声出力装置１３１、１３２とを有する。

音響制御装置１２０は、生成装置１１０と接続され、生成装置１１０において生成された音声入力信号を受信する。なお、本実施形態において、生成装置１１０とは、例えば、音声案内機能を有するナビゲーション装置等のように、音声入力信号を生成する車載器である。

音響制御装置１２０には、制御プログラムと信号処理プログラムとがインストールされており、当該プログラムが実行されることで、音響制御装置１２０は、制御部１２１及び信号処理部１２２として機能する。

制御部１２１は取得手段の一例であり、角度センサ１３０より送信された回転角データを取得する。また、制御部１２１は格納手段の一例でもあり、信号処理部１２２が音声入力信号を信号処理する際に用いるパラメータを格納する。また、制御部１２１は、格納したパラメータの中から、取得した回転角データに応じて、信号処理部１２２が音声入力信号を信号処理する際に用いるパラメータを決定する。

信号処理部１２２は信号処理手段の一例であり、制御部１２１において決定されたパラメータを用いて、音声入力信号に対して信号処理を実行し、音声出力装置１３１、１３２に対して、音声出力信号を出力する。

角度センサ１３０は、車両１４０において、音声出力装置１３１、１３２が設置された、車両１４０内の所定の部材の回転角を測定し、測定結果を回転角データとして音響制御装置１２０に送信する。なお、本実施形態において、音声出力装置１３１、１３２は、車両１４０に搭載されたサンバイザの先端部分に設置されるものとする。このため、本実施形態において、角度センサ１３０は、サンバイザの回転角を測定するものとする。

音声出力装置１３１、１３２は、いわゆるスピーカであり、音響制御装置１２０から送信された音声出力信号に基づいて、音声を出力する。

＜音響制御装置のハードウェア構成＞
次に、音響制御装置１２０のハードウェア構成について説明する。図２は、音響制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

図２に示すように、音響制御装置１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３を有する。ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３は、いわゆるコンピュータを形成する。

また、音響制御装置１２０は、補助記憶装置２０４、接続装置２０５〜２０７を有する。なお、音響制御装置１２０の各ハードウェアは、バス２１０を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ２０１は、補助記憶装置２０４にインストールされている各種プログラム（例えば、制御プログラム、信号処理プログラム等）を実行する演算デバイスである。

ＲＯＭ２０２は、不揮発性メモリである。ＲＯＭ２０２は、補助記憶装置２０４にインストールされている各種プログラムをＣＰＵ２０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する、主記憶デバイスとして機能する。具体的には、ＲＯＭ２０２はＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラム等を格納する。

ＲＡＭ２０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリである。ＲＡＭ２０３は、補助記憶装置２０４にインストールされている各種プログラムがＣＰＵ２０１によって実行される際に展開される作業領域を提供する、主記憶デバイスとして機能する。

補助記憶装置２０４は、各種プログラムや、各種プログラムの実行に用いられるパラメータ等を格納する補助記憶デバイスである。

接続装置２０５は、生成装置１１０と接続し、生成装置１１０から送信される音声入力信号を受信する接続デバイスである。接続装置２０６は、角度センサ１３０と接続し、角度センサ１３０から送信される回転角データを受信する接続デバイスである。接続装置２０７は、音声出力装置１３１、１３２と接続し、信号処理プログラムがＣＰＵ２０１により実行されることで生成される音声出力信号を、音声出力装置１３１、１３２に送信する接続デバイスである。

＜信号処理の概要＞
次に、受聴者の特定の部位に音声を定位させるための、一般的な信号処理の概要について説明する。図３は、受聴者の特定の部位に音声を定位させるための、一般的な信号処理の概要を説明するための図である。

図３に示すように、一般的な音響制御装置３００の場合、定位フィルタ３０１、３０２、クロストークキャンセル部３１０を有する。

定位フィルタ３０１は、音声入力信号の音声が、受聴者３２０（本実施形態では、車両１４０の運転者）の右方向から聞こえてくるように設計されたフィルタである。定位フィルタ３０１においてフィルタ処理された音声入力信号は、クロストークキャンセル部３１０に入力される。

定位フィルタ３０２は、音声入力信号の音声が、受聴者３２０の左方向から聞こえてくるように設計されたフィルタである。定位フィルタ３０２においてフィルタ処理された音声入力信号は、クロストークキャンセル部３１０に入力される。

クロストークキャンセル部３１０は、定位フィルタ３０１、３０２により入力された、フィルタ処理後の音声入力信号に対して、伝達関数Ａ〜Ｄを乗算する。なお、伝達関数Ａ〜Ｄは、下式に基づいて算出される。

上式において、"ｈＦＲ"は、音声出力装置１３１から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値であり、"ｈＦＬ"は、音声出力装置１３２から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値である。また、"ｈＣＲ"は、音声出力装置１３１から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値であり、"ｈＣＬ"は、音声出力装置１３２から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値である。

乗算器３１１は、定位フィルタ３０１より入力された、フィルタ処理後の音声入力信号に伝達関数Ａを乗算する。乗算器３１２は、定位フィルタ３０２より入力された、フィルタ処理後の音声入力信号に伝達関数Ｂを乗算する。

乗算器３１３は、定位フィルタ３０１より入力された、フィルタ処理後の音声入力信号に伝達関数Ｃを乗算する。乗算器３１４は、定位フィルタ３０２より入力された、フィルタ処理後の音声入力信号に伝達関数Ｄを乗算する。

加算器３１５は、乗算器３１１及び乗算器３１２においてそれぞれ伝達関数Ａ、Ｂが乗算された音声入力信号を加算し、音声出力信号として音声出力装置１３１に送信する。加算器３１６は、乗算器３１３及び乗算器３１４においてそれぞれ伝達関数Ｃ、Ｄが乗算された音声入力信号を加算し、音声出力信号として音声出力装置１３２に送信する。

これにより、一般的な音響制御装置３００では、生成装置１１０より送信された音声入力信号の音声を、受聴者３２０の右耳の耳元及び左耳の耳元に定位させることができる。

なお、図３に示すように、本実施形態では、受聴者３２０が運転席に着座し、一定時間静止している状態において、受聴者３２０の前方から後方に向かう方向（つまり、車両１４０の前方から後方に向かう方向）をｘ軸方向としている。また、受聴者３２０の左耳から右耳に向かう方向（つまり、車両１４０の幅方向であって、左側から右側に向かう方向）をｙ軸方向としている。

＜音響システムの設置例＞
次に、音響システム１００を構成する各装置の、車両１４０内での設置例について説明する。図４は、第１の実施形態に係る音響システムを構成する各装置の、車両内での設置例を示す図である。なお、図４の例は、車両１４０の運転席側に搭載されたサンバイザ４００を下した状態を示している。

図４に示すように、音声出力装置１３１、１３２は、サンバイザ４００の先端部分にｙ軸方向に沿って設置される。具体的には、運転席側から見て、右側に音声出力装置１３１が設置され、左側に音声出力装置１３２が設置される。

このように、第１の実施形態に係る音響システム１００の場合、運転席に着座する受聴者３２０に対して、音声出力装置１３１、１３２を、音声出力信号を定位させる部位（受聴者３２０の耳元）よりも上方に設置する。

これにより、音響システム１００によれば、音声出力装置１３１、１３２と、受聴者３２０との間に音声を遮る障害物が介在し、音声出力装置１３１、１３２と受聴者との間の音声の伝達特性が変化してしまう、といった事態を回避することができる。この結果、音響システム１００によれば、音声出力装置１３１、１３２から出力される音声を、受聴者３２０の耳元で継続して定位させることが可能となる。

また、図４に示すように、サンバイザ４００の回転部分には、角度センサ１３０が設置され、サンバイザ４００の回転角を測定する。これにより、角度センサ１３０によれば、サンバイザ４００の回転角を測定することができる。この結果、音響制御装置１２０では、サンバイザ４００の回転角（つまり、音声出力装置１３１、１３２の設置位置）が変更された場合でも、変更後の回転角を測定し、変更後の回転角に応じた信号処理を行うことができる。つまり、音響システム１００によれば、音声出力装置１３１、１３２から出力される音声を、受聴者３２０の耳元で継続して定位させることが可能となる。

＜音声出力装置の設置位置の変更について＞
次に、受聴者３２０が運転席に着座し一定時間静止している状態で、サンバイザ４００に設置された音声出力装置１３１、１３２の設置位置が変更された場合の伝達関数の変化について説明する。図５は、音声出力装置の設置位置が変更された様子を示す図である。

このうち、状態５００ａは、車両１４０の運転席に受聴者３２０が着座し一定時間静止している状態であって、サンバイザ４００を下す前の状態を示している。本実施形態では、状態５００ａに示すサンバイザ４００の回転角を"０°"としている。

状態５００ａにおいて、音声出力装置１３１から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"ｈＦＲ_０"であるとする。また、音声出力装置１３２から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"ｈＦＬ_０"であるとする。

更に、音声出力装置１３１から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"ｈＣＲ_０"であるとする。更に、音声出力装置１３２から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"ｈＣＬ_０"であるとする。

一方、状態５００ｂは、車両１４０の運転席に受聴者３２０が着座し一定時間静止している状態であって、サンバイザ４００を下した後の状態を示している。本実施形態では、状態５００ｂに示すサンバイザ４００の回転角を"１２０°"としている。

状態５００ｂにおいて、音声出力装置１３１から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"ｈＦＲ_１２０"であるとする。また、音声出力装置１３２から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"ｈＦＬ_１２０"であるとする。

更に、音声出力装置１３１から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性は"ｈＣＲ_１２０"であるとする。更に、音声出力装置１３２から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"ｈＣＬ_１２０"であるとする。

このように、サンバイザ４００に音声出力装置１３１、１３２を設置した場合、サンバイザ４００の回転角によって、音声の伝達特性を示す計測値が変化する。このため、本実施形態に係る音響制御装置１２０では、サンバイザ４００の回転角ごとに音声の伝達特性を計測しておき、サンバイザ４００の回転角に応じて、伝達関数Ａ〜Ｄを切り替える。これにより、受聴者３２０がサンバイザ４００を動かしたことで、音声出力装置１３１、１３２の設置位置が変更された場合であっても、音声出力装置１３１、１３２から出力される音声を、受聴者３２０の耳元で継続して定位させることができる。

＜音響制御装置の機能構成＞
次に、第１の実施形態に係る音響制御装置１２０の機能構成について説明する。図６は、第１の実施形態に係る音響制御装置の機能構成を示す図である。

図６に示すように、制御部１２１は、パラメータ格納部６０１と切替部６０２とを有する。パラメータ格納部６０１は、サンバイザ４００の回転角ごとの伝達関数Ａ〜Ｄを格納する。切替部６０２は、角度センサ１３０から送信された回転角データに応じて、いずれの伝達関数を用いるかを切り替える。図６の例は、サンバイザ４００の回転角が"０°"であったため、伝達関数をＡ（０）、Ｂ（０）、Ｃ（０）、Ｄ（０）に切り替えた様子を示している。切替部６０２は、信号処理部１２２が用いる伝達関数を、乗算器３１１〜３１４にそれぞれ設定する。

信号処理部１２２は、定位フィルタ３０１、３０２、クロストークキャンセル部３１０を有する。なお、図６の信号処理部１２２が有する定位フィルタ３０１、３０２、クロストークキャンセル部３１０と、図３の一般的な音響制御装置３００が有する定位フィルタ３０１、３０２、クロストークキャンセル部３１０とは、基本的に同じ構成を有する。このため、ここでは詳細な説明は省略する。ただし、図３の一般的な音響制御装置３００が有するクロストークキャンセル部３１０の場合、乗算器３１１〜３１４には、固定値が設定されているのに対して、図６の信号処理部１２２が有するクロストークキャンセル部３１０の場合、変数値が設定される。具体的には、乗算器３１１〜３１４には、制御部１２１から送信された伝達関数Ａ〜Ｄが設定される。

＜音響制御処理のフローチャート＞
次に、音響制御装置１２０による音響制御処理の流れについて説明する。図７は、音響制御装置による音響制御処理の流れを示すフローチャートである。音響システム１００の電源がＯＮになることで、図７に示すフローチャートの実行が開始され、音響システムの電源がＯＦＦになることで、図７に示すフローチャートの実行が終了される。

ステップＳ７０１において、生成装置１１０より音声入力信号が送信されると、定位フィルタ３０１、３０２は、それぞれ、音声入力信号を取得する。

ステップＳ７０２において、制御部１２１は、角度センサ１３０より送信された回転角データを取得し、サンバイザ４００の現在の回転角を特定する。

ステップＳ７０３において、制御部１２１の切替部６０２は、角度センサ１３０より送信された回転角データが変化したか否か（つまり、音声出力装置１３１、１３２の設置位置が変更されたか否か）を判定する。

ステップＳ７０３において、回転角データが変化したと判定した場合には（ステップＳ７０３においてＹｅｓの場合には）、切替部６０２は、接続先を切り替え、回転角データに基づいて特定した回転角に対応する伝達関数を読み出す。また、切替部６０２は、読み出した伝達関数を信号処理部１２２に設定した後、ステップＳ７０５に進む。これにより、切替部６０２は、信号処理部１２２の各乗算器３１１〜３１４に、音声出力装置１３１、１３２の設置位置の変更に応じた新たな伝達関数を設定することができる。

一方、ステップＳ７０３において、回転角データが変化していないと判定した場合には（ステップＳ７０３においてＮｏの場合には）、切替部６０２は、接続先を切り替えることなくステップＳ７０５に進む。この場合、信号処理部１２２では、各乗算器３１１〜３１４に既に設定されている伝達関数を用いて信号処理を行う。

ステップＳ７０５において、信号処理部１２２は、各乗算器３１１〜３１４に設定されている伝達関数を用いて、音声入力信号に対して信号処理を実行する。

ステップＳ７０６において、信号処理部１２２は、信号処理された音声入力信号を、音声出力信号として、音声出力装置１３１、１３２に送信する。

ステップＳ７０７において、信号処理部１２２は、音声入力信号に対する信号処理を終了するか否かを判定し、終了しないと判定した場合には（ステップＳ７０７においてＮｏの場合には）、ステップＳ７０１に戻る。一方、ステップ７０７において、終了すると判定した場合には（ステップＳ７０７においてＹｅｓの場合には）、音響制御処理を終了する。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係る音響システム１００では、
・車両の運転席に着座する受聴者の耳元に、音声を定位させる場合であって、該受聴者の耳元よりも上方に搭載されるサンバイザに、音声出力装置を設置する。

これにより、第１の実施形態に係る音響システム１００によれば、音声出力装置と受聴者の耳元との間に音声を遮る障害物が介在し、音声出力装置と受聴者の耳元との間の音声の伝達特性が変化してしまう、といった事態を回避することが可能となる。

また、第１の実施形態に係る音響制御装置１２０では、
・音声出力装置を設置したサンバイザに、更に、該サンバイザの回転角を測定する角度センサを設置し、サンバイザの回転角を測定する（回転角はリアルタイムに測定してもよいし、定期的に測定してもよい）。
・回転角ごとに、音声の伝達特性を計測するとともに、計測値に基づいて算出した伝達関数を予め格納しておく。
・測定した回転角に応じた伝達関数を用いて、音声入力信号に対して信号処理を実行する。

これにより、受聴者がサンバイザを動かすことで、音声出力装置の設置位置が変更された場合であっても、音響制御装置１２０によれば、設置位置に応じた伝達関数に切り替えて信号処理を行うことができる。

この結果、本実施形態によれば、音声出力装置から出力される音声を、受聴者の耳元で継続して定位させることができるようになる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、２台の音声出力装置１３１、１３２をサンバイザ４００の先端部分に設置するものとして説明した。しかしながら、音声出力装置の設置台数は、２台に限定されない。また、音声出力装置の設置位置は、サンバイザ４００の先端部分に限定されない。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

＜音響システムのシステム構成＞
はじめに、第２の実施形態に係る音響システムのシステム構成について説明する。図８は、第２の実施形態に係る音響システムのシステム構成の一例を示す図である。

図８に示す第２の実施形態に係る音響システム８００と、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る音響システム１００との相違点は、音響システム８００の場合、音響制御装置８１０が、制御部８１１、選択部８１２を有する点である。また、音響システム８００の場合、音声出力装置１３１、１３２に加えて、音声出力装置８２１、８２２を有する点である（つまり、音響システム８００の場合、複数の音声出力装置の組（計４台）を有している）。

＜音響システムの設置例＞
次に、音響システム８００を構成する各装置の車両１４０内での設置例について説明する。図９は、第２の実施形態に係る音響システムを構成する各装置の、車両内での設置例を示す図である。図９に示すように、音声出力装置１３１、１３２は、サンバイザ４００の先端部分にｙ軸方向に沿って設置され、音声出力装置８２１、８２２は、サンバイザ４００の一方の面の中央部分に、ｙ軸方向に沿って設置される。

このように、第２の実施形態に係る音響システム８００の場合、サンバイザ４００を下した状態で、音声出力装置８２１、８２２が、運転席に着座した受聴者３２０と対向するように設置される。これにより、音響システム８００によれば、サンバイザ４００を下した状態で、音声出力装置８２１、８２２を介して音声を出力することで、より安定した状態で、受聴者３２０の耳元で音声を継続して定位させることができる。

＜音声出力装置の設置位置の変更について＞
次に、受聴者３２０が運転席に着座し一定時間静止している状態で、サンバイザ４００に設置された音声出力装置１３１、１３２、８２１、８２２の設置位置が変更された場合の伝達関数の変化について説明する。図１０は、音声出力装置の設置位置が変更された様子を示す図である。

このうち、状態１０００ａは、車両１４０の運転席に受聴者３２０が着座し一定時間静止している状態であって、サンバイザ４００を下す前の状態を示している。状態１０００ａの場合、第２の実施形態に係る音響制御装置１２０では、音声出力装置１３１、１３２を介して音声を出力する。

なお、状態１０００ａにおいて、音声出力装置１３１から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"１＿ｈＦＲ_０"であるとする。また、音声出力装置１３２から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"１＿ｈＦＬ_０"であるとする。また、音声出力装置１３１から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"１＿ｈＣＲ_０"であるとする。更に、音声出力装置１３２から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"１＿ｈＣＬ_０"であるとする。

一方、状態１０００ｂは、車両１４０の運転席に受聴者３２０が着座し一定時間静止している状態であって、サンバイザ４００を下した後の状態を示している。状態１０００ｂの場合、第２の実施形態に係る音響制御装置１２０では、音声出力装置８２１、８２２を介して音声を出力する。

なお、状態１０００ｂにおいて、音声出力装置８２１から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"２＿ｈＦＲ_１２０"であるとする。また、音声出力装置８２２から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"２＿ｈＦＬ_１２０"であるとする。また、音声出力装置８２１から受聴者３２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"２＿ｈＣＲ_１２０"であるとする。更に、音声出力装置８２２から受聴者３２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値は"２＿ｈＣＬ_１２０"であるとする。

このように、本実施形態に係る音響制御装置８１０では、サンバイザ４００の回転角によって、音声を出力する音声出力装置を切り替える。また、サンバイザ４００の回転角ごとに、切り替えられる音声出力装置からの音声の伝達特性を計測しておき、サンバイザ４００の回転角に応じて、乗算器３１１〜３１４に設定する伝達関数Ａ〜Ｄを切り替える。

これにより、受聴者３２０がサンバイザ４００を動かした場合であっても、音声出力装置から出力される音声を、より安定した状態のもと、受聴者３２０の耳元で継続して定位させることができる。

＜音響制御装置の機能構成＞
次に、第２の実施形態に係る音響制御装置８１０の機能構成について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る音響制御装置の機能構成を示す図である。

図１１に示すように、制御部１２１は、パラメータ格納部１１０１と切替部６０２とを有する。パラメータ格納部１１０１は、サンバイザ４００の回転角ごとの伝達関数Ａ〜Ｄを格納する。ただし、回転角が０°から所定角未満までは、音声出力装置１３１、１３２と受聴者３２０との間の音声の伝達特性を示す計測値に基づいて算出された伝達関数が格納される。一方、所定角からＮ°までは、音声出力装置８２１、８２２と受聴者３２０との間の音声の伝達特性を示す計測値に基づいて算出された伝達関数が格納される。

切替部６０２の構成は、上記第１の実施形態において図６を用いて説明済みであるため、ここでは説明を省略する。同様に、信号処理部１２２の構成は、上記第１の実施形態において、図６を用いて説明済みであるため、ここでは説明を省略する。

選択部８１２は、角度センサ１３０から送信された回転角データに応じて、いずれの音声出力装置を介して音声を出力するかを切り替える。サンバイザ４００の回転角が０°から所定角未満までは、信号処理部１２２から出力された音声出力信号を、音声出力装置１３１、１３２に送信する。一方、サンバイザ４００の回転角が所定角以上となると、信号処理部１２２から出力された音声出力信号を、音声出力装置８２１、８２２に送信する。図１０の例は、サンバイザ４００の回転角が"０°"であったため、音声出力装置１３１、１３２を介して音声を出力した場合を示している。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態に係る音響システム１００では、
・車両の運転席に着座する受聴者の耳元に音声を定位させる場合において、該受聴者の耳元よりも上方に搭載されるサンバイザの先端部分に、２組の音声出力装置のうちの一方の組の音声出力装置を設置する。また、残りの１組の音声出力装置を、当該サンバイザの一方の面の中央部分に設置する。
・回転角ごとに、音声の伝達特性を計測するとともに、計測値に基づいて算出した伝達関数を予め格納しておく。
・回転角に応じた伝達関数を用いて、音声入力信号に対して信号処理を実行する。また、信号処理を実行することで生成した音声出力信号を、測定した回転角に応じた音声出力装置に対して送信する。

これにより、受聴者がサンバイザを動かすことで、音声出力装置の設置位置が変更された場合であっても、音響制御装置８１０によれば、設置位置に応じた伝達関数、設置位置に応じた音声出力装置に切り替えることができる。

この結果、本実施形態によれば、音声出力装置から出力される音声を、より安定した状態のもと、受聴者の耳元で継続して定位させることができる。

［第３の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、音声出力装置及び角度センサをサンバイザ４００に設置する場合について説明した。しかしながら、音声出力装置及び角度センサを設置する車両１４０内の部材は、サンバイザ４００に限定されない。例えば、車両１４０内のルームミラーに設置してもよい。以下、第３の実施形態について、上記第１または第２の実施形態との相違点を中心に説明する。

＜音響システムの設置例＞
はじめに、音響システム１００を構成する各装置の、車両１４０内での設置例について説明する。図１２は、第３の実施形態に係る音響システムを構成する各装置の、車両内での設置例を示す図である。図１２の例は、車両１４０のルームミラー１２００に、音響システム１００を構成する音声出力装置１３１、１３２、角度センサ１３０を設置した様子を示している。

図１２に示すように、音声出力装置１３１、１３２は、ルームミラー１２００の先端部分にｙ軸方向に沿って設置される。具体的には、運転席側から見て、右側に音声出力装置１３１が設置され、左側に音声出力装置１３２が設置される。

このように、第１及び第２の実施形態同様、第３の実施形態に係る音響システム１００の場合も、運転席に着座する受聴者３２０に対して、音声出力装置１３１、１３２を、音声出力信号を定位させる受聴者３２０の耳元よりも上方に設置する。

これにより、音響システム１００によれば、音声出力装置１３１、１３２と、受聴者３２０との間に音声を遮る障害物が介在し、音声出力装置１３１、１３２と受聴者との間の音声の伝達特性が変化してしまう、といった事態を回避することができる。この結果、音響システム１００によれば、音声出力装置１３１、１３２から出力される音声を、受聴者３２０の耳元で継続して定位させることが可能となる。

また、図１２に示すように、ルームミラー１２００の回転部分には、角度センサ１３０が設置され、ルームミラー１２００のｙ軸周り及びｚ軸周りの回転角を測定する。これにより、角度センサ１３０によれば、ルームミラー１２００の回転角をリアルタイムに測定することができる。この結果、音響制御装置１２０では、ルームミラー１２００の回転角（つまり、音声出力装置１３１、１３２の設置位置）が変更された場合でも、変更後の回転角をリアルタイムに測定し、変更後の回転角に応じた信号処理を行うことができる。つまり、音響システム１００によれば、音声出力装置１３１、１３２から出力される音声を、受聴者３２０の耳元で継続して定位させることが可能となる。

＜音響制御装置の機能構成＞
次に、第３の実施形態に係る音響制御装置の機能構成について説明する。図１３は、第３の実施形態に係る音響制御装置の機能構成を示す図である。

図１３に示すように、第３の実施形態に係る音響制御装置１３００において、制御部１２１は、パラメータ格納部１３０１と切替部６０２とを有する。パラメータ格納部１３０１は、ルームミラー１２００の回転角ごとの伝達関数Ａ〜Ｄを格納する。なお、ルームミラー１２００の場合、少なくともｙ軸周りとｚ軸周りに回転することから、パラメータ格納部１３０１には、ｙ軸周りの角度及びｚ軸周りの角度ごとに伝達関数Ａ〜Ｄが格納される。

切替部６０２及び信号処理部１２２の構成は、上記第１の実施形態において、図６を用いて説明済みであるため、ここでは説明を省略する。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第３の実施形態に係る音響システム１００では、
・車両の運転席に着座する受聴者の耳元に音声を定位させる場合において、該受聴者の耳元よりも上方に搭載されるルームミラーの先端部分に、音声出力装置を設置する。

これにより、第３の実施形態に係る音響システム１００によれば、音声出力装置と受聴者の耳元との間に音声を遮る障害物が介在し、音声出力装置と受聴者の耳元との間の音声の伝達特性が変化してしまう、といった事態を回避することが可能となる。

また、第３の実施形態に係る音響制御装置１３００では、
・ｙ軸周り及びｚ軸周りの回転角ごとに、音声の伝達特性を計測するとともに、計測値に基づいて算出した伝達関数を予め格納しておく。
・測定したｙ軸周り及びｚ軸周りの回転角に応じた伝達関数を用いて、音声入力信号に対して信号処理を実行する。

これにより、受聴者がルームミラーを動かすことで、音声出力装置の設置位置が変更された場合であっても、音響制御装置１３００によれば、設置位置に応じた伝達関数に切り替えて信号処理を行うことができる。

この結果、本実施形態によれば、音声出力装置から出力される音声を、受聴者の耳元で継続して定位させることができるようになる。

［その他の実施形態］
上記第１乃至第３の実施形態では、音声出力装置及び角度センサを設置する車両内の所定の部材として、サンバイザとルームミラーとを挙げたが、サンバイザやルームミラー以外の可動部材に設置してもよい。

また、上記第１乃至第３の実施形態では、可動部材に角度センサを設置し、回転角ごとに、伝達関数を切り替える構成とした。しかしながら、可動部材に設置するセンサは、角度センサに限定されない。音声を定位させる部位と音声出力装置との位置関係を特定するためのデータを測定可能なセンサであれば、任意のセンサが設置可能である（例えば、撮像装置等であってもよい）。この場合、パラメータ格納部には、受聴者の特定の部位と音声出力装置との位置関係を特定するデータごとに伝達関数が格納され、切替部は、位置関係を特定するデータごとに、伝達関数を切り替えることになる。

また、上記第３の実施形態では、角度センサ１３０がｙ軸周りの角度及びｚ軸周りの角度を測定するものとして説明したが、更に、ｘ軸周りの角度を測定してもよい。この場合、ｘ軸周りについても、回転角ごとに伝達関数を切り替えることになる。

また、上記第１乃至第３の実施形態では、音響制御装置と生成装置とを別体として構成する場合について説明した。しかしながら、音響制御装置は生成装置の一部として構成してもよい。

また、上記第１乃至第３の実施形態では、音声出力装置を可動部材（サンバイザ４００またはルームミラー１２００）に設置する場合について説明したが、受聴者３２０の耳元よりも上方であれば、可動部材に限定されず、任意の部材に設置可能である。例えば、車両１４０の天井部分やフロントピラー等に設置してもよい。

また、上記第１乃至第３の実施形態では、音響システムが搭載される対象の移動体を、車両１４０として説明したが、車両１４０以外の移動体（船舶、電車、航空機等）に搭載されてもよい。

また、上記第１乃至第３の実施形態では、受聴者が静止している状態の一例として、受聴者が車両１４０の運転席に着座している場合を挙げたが、これに限定されない。例えば、車両１４０の運転席以外の座席に着座している場合であってもよいし、車両１４０以外の移動体の運転席または運転席以外の座席に着座している場合であってもよい。また、受聴者は、着座している場合に限られず、起立している場合であってもよい。

また、上記第１乃至第３の実施形態では、音響システム１００を、移動体に搭載された可動部材に設置するものとして説明したが、設置先はこれに限定されない。例えば、音響システムを、所定の範囲を移動するロボット等の可動物に設置してもよい。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ ：音響システム
１２０ ：音響制御装置
１２１ ：制御部
１２２ ：信号処理部
１３０ ：角度センサ
１３１、１３２ ：音声出力装置
３０１、３０２ ：定位フィルタ
３１０ ：クロストークキャンセル部
４００ ：サンバイザ
６０１ ：パラメータ格納部
６０２ ：切替部
３０１、３０２ ：定位フィルタ
８１０ ：音響制御装置
８１１ ：制御部
８１２ ：選択部
８２１、８２２ ：音声出力装置
１１０１ ：パラメータ格納部
１２００ ：ルームミラー
１３００ ：音響制御装置
１３０１ ：パラメータ格納部

Claims (9)

1. 少なくとも一定時間静止している受聴者に、音声を出力する音声出力装置と、
   前記音声出力装置を介して出力する音声を、前記受聴者の特定の部位に定位させるための信号処理を実行する音響制御装置と、を有し、
   前記音声出力装置は、前記受聴者の特定の部位よりも上方に設置されることを特徴とする音響システム。
2. 前記音声出力装置は、可動部材に設置され、
   前記受聴者の特定の部位と前記音声出力装置との位置関係を特定するためのデータを測定するセンサを更に有することを特徴とする請求項１に記載の音響システム。
3. 前記音響制御装置は、
   前記センサにより測定された前記データにより特定される位置関係ごとに、前記信号処理に用いるパラメータを切り替えることを特徴とする請求項２に記載の音響システム。
4. 前記可動部材は、車両内に搭載されるサンバイザまたはルームミラーであることを特徴とする請求項２に記載の音響システム。
5. 前記センサは、角度センサであることを特徴とする請求項４に記載の音響システム。
6. 前記パラメータは、前記音声出力装置と、前記受聴者の特定の部位との間の音声の伝達特性に基づいて算出されることを特徴とする請求項３に記載の音響システム。
7. 音声を出力する複数の組の音声出力装置が、前記受聴者の特定の部位よりも上方に設置され、
   前記音響制御装置は、
   前記センサにより測定された前記データにより特定される、前記受聴者の特定の部位と前記音声出力装置の組それぞれとの位置関係に応じて、いずれの組の前記音声出力装置を介して音声を出力するかを切り替えることを特徴とする請求項３に記載の音響システム。
8. 音声出力装置と、該音声出力装置より出力される音声を定位させる、少なくとも一定時間静止している受聴者の特定の部位と、の位置関係を特定するためのデータを取得する取得手段と、
   位置関係ごとに、前記音声出力装置を介して出力する音声を、前記受聴者の特定の部位に定位させるための信号処理に用いるパラメータを格納する格納手段と、
   格納された前記パラメータのうち、取得した前記位置関係に応じたパラメータを用いて前記信号処理を実行する信号処理手段と
   を有することを特徴とする音響制御装置。
9. コンピュータに、
   音声出力装置と、該音声出力装置より出力される音声を定位させる、少なくとも一定時間静止している受聴者の特定の部位と、の位置関係を特定するためのデータを取得する取得工程と、
   位置関係ごとに格納されたパラメータであって、前記音声出力装置を介して出力する音声を、前記受聴者の特定の部位に定位させるための信号処理に用いる該パラメータのうち、取得した前記位置関係に応じたパラメータを用いて前記信号処理を実行する信号処理工程と
   を実行させるための制御プログラム。

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