(57)【要約】【課題】移動体１０００の外部の音を乗員との位置関係を維持して提供する。【解決手段】移動体１０００進行方向の前方に設けられた前方マイクロホン２０１，２０２と、移動体１０００進行方向の後方に設けられた後方マイクロホン２１１，２１２とを有する集音装置２００と、前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、予め設定された仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する第１音出力信号生成機能１０２と、第１音出力信号及び／後方マイクロホン２１１，２１２より集音された音に対応する第２音信号から、所定の制御点に音像が定位させた音像形成信号を生成する音像生成機能１０３と、この音像形成信号に基づいて移動体１０００に搭載された音響装置４００に音を出力させる出力制御機能１０４と、を有する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の乗員の頭部が位置すると予測される領域よりも進行方向の前方に設けられ、前記移動体の外部の音を集音する１つ以上のマイクロホンを有する第１音入力手段と、
前記第１音入力手段の設置位置よりも前記進行方向の後方に設けられ、前記移動体の外部の音を集音する２つ以上のマイクロホンを有する第２音入力手段と、
前記第１音入力手段により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、所定の仮想音源から前記音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する第１音出力信号生成手段と、
前記第１音出力信号及び／又は前記第２音入力手段により集音された音に対応する第２音信号に基づいて、前記移動体の室内に予め設定された所定の各制御点に音像が定位するように制御された音像形成信号を生成する音像生成手段と、
前記生成された音像形成信号に基づく音を出力させる音出力手段と、を有する音情報提供装置。
【請求項２】
移動体の乗員の頭部が位置すると予測される領域よりも進行方向の前方に設けられ、前記移動体の外部の音を集音する１つ以上のマイクロホンを有する第１音入力手段と、
前記第１音入力手段の設置位置よりも前記進行方向の後方に設けられ、前記移動体の外部の音を集音する２つ以上のマイクロホンを有する第２音入力手段と、
前記第１音入力手段により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、所定の仮想音源から前記音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する第１音出力信号生成手段と、
前記第１音出力信号に基づく音を出力する第１音出力手段と
前記第２音入力手段により集音された音に対応する第２音信号に基づいて、前記移動体の室内に予め設定された所定の制御点に音像が定位するように制御された音像形成信号を生成する音像生成手段と、
前記生成された音像形成信号に基づく音を出力させる第２音出力手段と、を有する音情報提供装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の音情報提供装置において、
前記第１音入力手段は、前記移動体の進行方向前方のボディ境界面の近傍に設けられたことを特徴とする音情報提供装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の音情報提供装置において、
前記第１音入力手段は、前記移動体の進行方向の前方端部に設けられたことを特徴とする音情報提供装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の音情報提供装置において、
前記第１音入力手段は、前記移動体の進行方向の前方かつ移動体の移動面と対向するボディ天井側に設けられたことを特徴とする音情報提供装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の音情報提供装置において、
前記第１音入力手段は、所定方向領域の音を集音する指向性を備えることを特徴とする音情報提供装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の音情報提供装置において、
前記第１音入力手段と前記移動体の駆動装置又はタイヤとの間に防音壁を設けることを特徴とする音情報提供装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の音情報提供装置において、
前記第２音入力手段は、前記マイクロホンの一部を覆う曲面を有する擬似耳介部材を有することを特徴とする音情報提供装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の音情報提供装置において、
前記第１音出力信号生成手段は、前記第１音入力手段により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、前記乗員の両耳が位置する領域を結んだ線よりも前方に設定された仮想音源から前記音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する音情報提供装置。
【請求項１０】
請求項１〜８の何れか一項に記載の音情報提供装置において、
前記第１音出力信号生成手段は、前記第１音入力手段により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、前記移動体の進行方向の前方のボディ境界面よりも前方に設定された仮想音源から前記音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する音情報提供装置。
【請求項１１】
請求項１〜８の何れか一項に記載の音情報提供装置において、
前記第１音出力信号生成手段は、前記第１音入力手段により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、前記移動体の進行方向の前方端部に設定された仮想音源から前記音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する音情報提供装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の音情報提供装置において、
前記第１音出力信号生成手段は、前記第１音入力手段により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、前記第１音入力手段の設置位置を含む水平面上に設定された仮想音源から前記音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する音情報提供装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の音情報提供装置において、
前記音出力装置は、前記移動体の乗員の頭部が位置すると予測される領域よりも進行方向の後方であって、前記乗員の右側及び左側に配置された２つのスピーカを含むことを特徴とする音情報提供装置。
【請求項１４】
請求項２に記載の音情報提供装置において、
前記第１音出力装置は、前記移動体の乗員の頭部が位置すると予測される領域よりも進行方向の前方に設けられたスピーカを含むことを特徴とする音情報提供装置。
【請求項１５】
移動体の進行方向の前方において集音された音に対応する第１音信号に基づいて、所定の仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成し、
この第１音出力信号及び／又は移動体の進行方向の後方において集音された音に対応する第２音信号に基づいて、予め設定された所定の各制御点に音像を定位させる音像形成信号を生成し、
この音像形成信号に基づく音を出力させる音情報提供方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の乗員に音の情報を提供する音情報提供装置及び音情報提供方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二つのマイクロホンにより検出される周辺車両の音の信号の相関から音源位置を定位し、その定位された音源位置の方向に音像を定位させる技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７７６０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、複数の音源が存在した場合に、夫々に対して音源位置の方向を定位する処理と、その音源位置の方向に音像を定位する処理を行わなければならないため、処理コストがかかるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、移動体の進行方向の前方において集音された音に対応する第１音信号に基づいて、所定の仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成し、この第１音出力信号及び／又は移動体の進行方向の後方において集音された音に対応する第２音信号に基づいて、予め設定された所定の各制御点に音像を定位させる音像形成信号を生成し、この音像形成信号に基づく音を出力させることにより上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、移動体の進行方向の前方において集音された外部の音を予め設定された仮想音源から聞こえるように制御し、仮想音源から聞こえる音の音像と移動体の後方において集音された音の音像を、移動体室内の所定の各制御点に定位させるので、外部の音処理に係るコスト抑えつつ、移動体外部の音源と移動体内部の乗員との位置関係を保って、移動体外部の音源が発する音情報を移動体内部の乗員に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の音出力コントローラ１００を含む車載装置１のブロック構成図である。
【図２】本実施形態の車載装置Ａのハードウェア構成の具体例を示す図である。
【図３】図１に示す本実施形態の音出力コントローラ１００の機能ブロック構成を説明するための図である。
【図４】本実施形態の集音装置２００（２０１〜２０４）の設置例を示す図である。
【図５Ａ】後方マイクロホン２１１，２１２による集音範囲の一例を示す図である。
【図５Ｂ】前方マイクロホン２０１，２０２及び後方マイクロホン２１１，２１２による集音範囲の例を示す図である。
【図６】車両１０００の運転者の視認範囲を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）（Ｂ）は、擬似耳介部材２３１を設けたマイクロホン２１１，２１２の一例を示す図である。
【図８】車両前方の音源１と車両後方の音源２から擬似耳介部材２３１を設けた後方マイクロホン２１１に音が到達する経路を説明するための図である。
【図９】擬似耳介部材２３１を設けた後方マイクロホン２１１にマイクカバー２５１を設けた一の例を示す図である。
【図１０】擬似耳介部材２３１を設けた後方マイクロホン２１１にマイクカバー２５１を設けた他の例を示す図である。
【図１１】前方マイクロホン２０１，２０２をライトのカバー内に設けた例を示す図である。
【図１２】指向性を備える前方マイクロホン２０１，２０２の設置例を示す図である。
【図１３】単一指向性マイクの集音範囲と、死角制御マイクの集音範囲を説明するための図である。
【図１４】第１音出力信号生成処理を説明するための第１の図であり、第１音信号にフィルタを畳み込むことにより仮想音源から聞こえる音に変換する処理手法を説明するための図である。
【図１５】第１音出力信号生成処理を説明するための第２の図であり、入力される音信号から仮想音源における音を作成するフィルタの構成を説明するための図である。
【図１６】遅延子を用いたフィルタの作成手法を説明するための図である。
【図１７】空間伝達特性を用いたフィルタの作成手法を説明するための図である。
【図１８】車両の前方に一つの仮想音源を配置した場合を説明するための図である。
【図１９】車両の前方に二つの仮想音源を配置した場合を説明するための図である。
【図２０】音像生成処理を説明するための図である。
【図２１】座席のヘッドレストに後方スピーカを設置した場合の例を示す図である。
【図２２】第１実施形態の音情報の提供処理の手順を説明するためのフローチャート図である。
【図２３】第２本実施形態の音出力コントローラ１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２４】図２３に示す第２実施形態の音出力コントローラ１００の機能ブロック構成を説明するための図である。
【図２５】車両の前方に設けられた２つの前方マイクロホン２０１，２０２から取得した音に基づいて、車室内の一の仮想音源から聞こえるように制御された第１音出力信号の生成処理を説明するための図である。
【図２６】車両の前方に設けられた１つのマイクロホン２０１により集音された音を、車両の前方に設けられた前方スピーカ４０１により出力させる処理例を説明するための図である。
【図２７】第２実施形態の音情報の提供処理の手順を説明するためのフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１実施形態＞
以下、図面に基づいて、本実施形態に係る音出力コントローラ１００について説明する。本実施形態の音出力コントローラ１００は、移動体としての車両１０００に搭載され、車両１０００の外部で発生する音の情報を車両１０００の室内に提供する装置である。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る音出力コントローラ１００を含む情報提供装置Ａのブロック構成図である。
【００１０】
同図に示すように、情報提供装置Ａは、音出力コントローラ１００と、車両の周囲の音を集音する集音装置２００と、音出力コントローラ１００により制御された音を出力させる音響装置４００とを有する。これらの各装置は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ＬＡＮによって接続され、相互に情報の授受を行う。
【００１１】
また、同図に示すように、本実施形態の音出力コントローラ１００は、集音装置２００により取得された音を制御して、音響装置４００により出力させるためのプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory ）２と、このＲＯＭ２に格納されたプログラムを実行することで、音出力コントローラ１００として機能する動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）３と、を備える。なお、動作回路としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１に代えて又はこれとともに、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いることができる。
【００１２】
図２は、図１に示す情報提供装置Ａのハードウェア構成の具体例を示す図である。
【００１３】
図２に示すように、車両の外部に設けられた集音装置２００が備える前方マイクロホン２０１，２０２及び後方マイクロホン２１１，２１２により集音された音の情報（信号）は、音出力コントローラ１００へ入力される。
【００１４】
この前方マイクロホン２０１，２０２は車両の前方に設置され、車両前方の音を集音する。本実施形態において、前方マイクロホン２０１，２０２は、エンジン音が入力されにくい位置に配置することが好ましい。また、後方マイクロホン２１１，２１２は車両の後方の左右の外壁付近に設置され、車両左右側面及び車両後方の音を集音する。前方マイクロホン２０１，２０２及び後方マイクロホン２１１，２１２は、一般的なダイナミック型等のマイクロホンを使用できる。
【００１５】
音出力コントローラ１００は、集音装置２００により取得された音を増幅するマイクアンプ１１を有する。マイクアンプ１１は、フィルタを備え、集音された音を適切な大きさの電気信号等に変換する機能を有する。このマイクアンプ１１は、マイクロホン２００のゲインを後段のＡＤ変換器１２のダイナミックレンジに合せて増幅する機能を備えていればよく、一般的に用いられる増幅装置を使用することができる。さらに、ＡＤ変換器１２は、取得した音の情報をアナログ信号からデジタル信号に変換し、演算装置１すなわちＣＰＵ１へ送出する。加えて、記憶装置３すなわちＲＯＭ３は予め音の出力制御に必要な情報を記憶する。そして、演算装置１は、記憶装置３を参照し、必要な情報を参照して音の出力処理を実行する。演算装置１が出力する制御信号は、ＤＡ変換機１３を介して音響装置４００へ送出される。
【００１６】
また、音響装置４００は、音出力コントローラ１００から出力された電気信号等を増幅し、スピーカ４０１，４０２，４１１，４１２等から出力する。増幅装置４１０およびスピーカ４０１，４０２，４１１，４１２等は一般的に用いられるものを使用することができる。
【００１７】
図３は、図１に示す本実施形態の音出力コントローラ１００の機能ブロック構成を説明するための図である。
【００１８】
同図に示すように、本実施形態の音出力コントローラ１００は、前方マイクロホン２０１，２０２（集音装置２００）により集音された音に対応する第１音信号を取得する第１取得機能１０１ａと、後方マイクロホン２１１，２１２（集音装置２００）により集音された音に対応する第２音信号を取得する第２取得機能１０１ｂと、第１音信号に基づいて、所定の仮想音源からその音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する第１音出力信号生成機能１０２と、第１音出力信号及び／又は第２音信号に基づいて、車両の室内に予め設定された所定の各制御点に音像が定位するように制御された音像形成信号を生成する音像生成機能１０３と、生成された音像形成信号に基づく音を出力させる音出力機能１０４とを備える。
【００１９】
音出力コントローラ１００は、これらの機能を実現するためのソフトウェアと、上述したハードウェアの協働により各機能を実行させる。
【００２０】
まず、本実施形態の音出力コントローラ１００の制御対象となる車両外部の音を集音する集音装置２００について説明する。
【００２１】
本実施形態の集音装置２００は、車両の進行方向の前方に設けられる前方マイクロホン２０１，２０２と、前方マイクロホン２０１，２０２よりも進行方向の後方に設けられる後方マイクロホン２１１，２１２とを有する。
【００２２】
特に限定されないが、前方マイクロホン２０１，２０２は、乗員の頭部が位置すると予測される領域よりも進行方向の前方、特に乗員の両耳を結ぶ線よりも進行方向の前側に設けることが好ましい。さらに、前方マイクロホン２０１，２０２は、ウィンドシールドの位置よりも進行方向の前側、例えば車両のフロントノーズ部分に設けることが好ましい。車両前方の音は、距離が遠すぎるため、車両の後方に配置されたマイクロホンによって集音することはできないからである。
【００２３】
本実施形態において、前方マイクロホン２０１，２０２は、車両の外部であって、車両の進行方向の前方のボディ境界面の近傍に設ける。図４は、本実施形態の集音装置２００の設置例を示す図である。図４に示すように、本実施形態の前方マイクロホン２０１，２０２は、車両１０００の進行方向の前方端部に設けられている。このように、車両１０００の前方端部に設けることにより、車両前方の物体との距離を短くすることができるので、車両前方の物体から発せられる音を正確に集音することができる。なお、図４に示す態様に限定されず、前方マイクロホン２０１，２０２の設置位置は、車両のフロントバンパー部分、ヘッドライト部分としてもよい。
【００２４】
また、前方マイクロホン２０１，２０２を、動体の進行方向の前方かつ車両の移動面と対向するボディ天井側に設けてもよい。つまり、車両の前方の外壁（ウィンドシールド）と天井の接合部分、車両の上方からの平面視において、ウィンドシールド側のルーフ（例えばルーフレール）に配置してもよい。これにより、車両前方にエンジンがマウントされている場合において、エンジン音の影響を排除し、かつ、タイヤと走行面との摩擦によるロードノイズの影響を防ぐことができる。なお、ルーフレール及びその近傍に配置する場合は、２つの前方マイクロホン２０１，２０２の入力信号の独立性が低くなるため、集音指向性を有するマイクロホンを用い、その集音指向性が得られる方向を車両の中心から離隔させた外側に傾けることが好ましい。
【００２５】
また、後方マイクロホン２１１，２１２は、前方マイクロホン２０１，２０２よりも車両の進行方向の後方側に設ける。後方マイクロホン２１１，２１２の設置位置は特に限定されず、車両ボディの側面、リアドア部分、Ｃピラー、バックドア部分、バックバンパー部分、テールランプ部分などに設けることができる。本実施形態では、図４に示すように、車両の後方角部に後方マイクロホン２１１，２１２を配置する。なお、被験者による音の聞き分け実験を行ったところ、後方マイクロホン２１１，２１２を車両のＣピラーより後方に配置した場合は、車両の後方に存在する物体が発する音を認識率が向上することが確認された。
【００２６】
具体的に、前方マイクロホン２０１，２０２と後方マイクロホン２１１，２１２の集音範囲を説明する。図５Ａは後方マイクロホン２１１，２１２による集音範囲の一例を示す図であり、図５Ｂは前方マイクロホン２０１，２０２及び後方マイクロホン２１１，２１２による集音範囲の例を示す図である。
【００２７】
図５Ａに示すように、進行方向に沿って車両の右側面後方に設けられた後方マイクロホン２１１は、車両の右側面側の領域となる集音範囲１Ｒにおいて発生した音を集音する。また、進行方向に沿って車両の左側面後方に設けられた後方マイクロホン２１２は、車両の左側面側の領域となる集音範囲１Ｌにおいて発生した音を集音する。本実施形態では、運転者より後方に後方マイクロホン２１１，２１２を配置するため、後方から接近する物体の発生する音（例えば他車両の音）のＳ／Ｎを向上させることができるので、後方から接近する物体の到来方向及び物体の位置に関する情報を正確に提供することができる。
【００２８】
また、図５Ｂに示すように、進行方向に沿って車両の右側前方に設けられた前方マイクロホン２０１は、車両の右側前方の領域となる集音範囲２Ｒにおいて発生した音を集音する。また、進行方向に沿って車両の左側前方に設けられた前方マイクロホン２０２は、車両の左側前方の領域となる集音範囲２Ｌにおいて発生した音を集音する。
【００２９】
ところで、車両の運転者は、自車両周囲の物体の存在を目と耳で認識することができる。図６は、車両の運転者の視認範囲を示す図である。同図に示すように、車両の運転者が視認できる範囲には限界がある。つまり、車両前方の領域Ｋは視線を動かさなくても視認できる範囲であるが、運転席とは反対側の側面である領域Ｈは頭部を回転させないと視認できない範囲であり、車両後方の領域Ｊは乗員が視線移動させることにより視認できる範囲である。このように、運転者は、後方から接近する物体（他車両など）を視線または頭部を動かすことなく視認することは難しい。
【００３０】
このように、車両の後方に後方マイクロホン２１１，２１２に加えて、車両の前方に前方マイクロホン２０１，２０２を設けることにより、車両の周囲で発生する音を満遍なく集音することができる。特に、運転者の頭部を回転することによってのみ視認できる範囲（領域Ｈ）、運転者の視線移動により視認できる範囲（領域Ｊ）で発生する音を高いＳ／Ｎ比で集音することができる。
【００３１】
続いて、本実施形態の情報提供装置Ａに適する、後方マイクロホン２１１，２１２の態様について説明する。
【００３２】
２つの後方マイクロホン２１１，２１２から入力された２つの音は、バイノーラル音源として成立していることが望ましい。このため、本実施形態では後方マイクロホン２１１，２１２に擬似耳介部材２３１を設ける。一般に、バイノーラル音源となるように２つのマイクロホンを厳密に配置するためには、ダミーヘッドの外耳道内にマイクロホンを設置する。しかし、本実施形態では、集音された環境音の音源方向や音源位置が実際の音源方向や音源位置と一定評価以上の整合性があればよいため、２つのマイクロホンから入力された２つの音がバイノーラル音源に近似するように、後方マイクロホン２１１，２１２の一部を覆う曲面を有する擬似耳介部材２３１を設ける。
【００３３】
図７に示すように、後方マイクロホン２１１，２１２の一部を覆う曲面を有する擬似耳介部材２３１を、車両の集音装置２００の設置位置に設ける。本実施形態では、後方マイクロホン２１１，２１２と、これを覆う擬似耳介部材２３１とを車両の側面に配置した例を示す。本実施形態の擬似耳介部材２３１は、人間の耳の形状を模した形状、または、人間の耳の形状の特徴を強調させた形状を有する。そして、本実施形態の擬似耳介部材２３１における、人間の耳の外耳道入り口部分に相当する部分に、後方マイクロホン２１１，２１２を設置する。また、図７に示すように、擬似耳介部材２３１は、後方マイクロホン２１１，２１２を進行方向後ろ側から覆い、進行方向の前側が解放状態となるように設置することが好ましい。これにより、車両の進行方向から到来する音を前方の音として違和感なく認識させることができる。なお、擬似耳介部材２３１の材質は特に限定されず、所望の形状に成形可能な樹脂材料などを用いることができる。
【００３４】
図８は、車両前方の音源１と車両後方の音源２から擬似耳介部材２３１を設けた後方マイクロホン２１１に音が到達する経路を説明するための図である。車両前方の音源１から到来する音は、直接波Ａおよび擬似耳介部材２３１により反射した反射波Ｂ等が後方マイクロホン２１１により集音される。一方、車両後方の音源Ｂから到来する音は、擬似耳介部材２３１による回折波Ｃが後方マイクロホン２１１により集音される。このように、擬似耳介部材２３１を用いることにより、車両の前方から到来する音と車両の後方から到来する音とを、位相等の音波の特徴を変化させて集音することができる。これにより、車両前後方向から到来する音信号をそれぞれ分離して、各音の到来方向を区別して集音することができる。実際に前方の音源１と後方の音源２から到来する音を、擬似耳介部材２３１が設けられた後方マイクロホン２２１で集音し、これを被験者に受聴させたところ、実際に前方の音源１と後方の音源２から到来する音を聞き分けることができた。
【００３５】
また、擬似耳介部材２３１を設けることにより、バイノーラル集音をすることができる。これに加えて、バイノーラル集音した音を乗員の耳の近傍の制御点に音像を定位させてトランスオーラル再生を行うことにより、車外の音を車室内において忠実に（リアルに）再現することができる。なお、擬似耳介部材２３１は、前方マイクロホン２０１，２０２に設けることも可能である。
【００３６】
なお、この擬似耳介部材２３１の形状は特に限定されず、擬似耳介部材２３１を覆う曲面の曲率、形状などは任意に設定できる。このとき、擬似耳介部材２３１は、少なくとも、前後から到来する音の音波が特徴づけられ、使用者が音源の位置を判別できる程度に模されていることが好ましい。
【００３７】
また、後方マイクロホン２１１，２１２の防水、防塵、防音を図る観点から、後方マイクロホン２１１，２１２を覆うマイクカバー２５１を設けることが好ましい。本実施形態において、マイクカバー２５１は、集音に際し、環境音の歪を抑制できるように設計されていることが好ましい。
【００３８】
図９は、擬似耳介部材２３１を設けた後方マイクロホン２１１にマイクカバー２５１を設けた一の例を示す図である。図９に示す例において、マイクカバー２５１は、擬似耳介部材２３１及び後方マイクロホン２１１にマイクカバー２５１を曲面で覆う形状を有し、車両１０００の側壁に取り付けられる。図９に示すように、マイクカバー２５１の曲面の曲率が最も大きい部分に、擬似耳介部材２３１及び後方マイクロホン２１１が位置するようにマイクカバー２５１の形状を決定することが好ましい。また、マイクカバー２５１の一方側には、音響透過性を有する材料で封止された複数のスリット２４１を形成する。スリット２４１は、車両の進行方向に対して後方側に設けることが好ましい。このような構成とすることにより、環境音の減衰が少ない状態で集音することができ、かつ、マイクカバー２５１の内部でこもり音が発生するのを防止することができる。
【００３９】
また、図１０は、擬似耳介部材２３１を設けた後方マイクロホン２１１にマイクカバー２５１を設けた他の例を示す図である。図１０に示す例では、車両の外装内に小さな空間を設け、擬似耳介部材２３１及び後方マイクロホン２１１を収容し、車両の外装に音響透過性を有する材料で封止された複数のスリット２４１を設ける。また、車両の外装の一部を音響透過性の音響透過壁とする。ここで、音響透過性壁とは、透過前の音波と透過後の音波との差が所定値以下であり、音響的な損失量や歪量が所定値以下である部材である。
【００４０】
さらに続いて、本実施形態の情報提供装置Ａに適した前方マイクロホン２０１，２０２の態様について説明する。
【００４１】
後方マイクロホン２１１，２１２を設けることにより、自車両の側面及び後方で発生する環境音を集音することは可能である。マイクロホンの受聴範囲は入力ゲインの大きさに依存するため、例えば、後方に配置したマイクロホンを用いて車両前方の音を集音するためには、入力ゲインを大きく取る必要がある。ところが、入力ゲインの設定値には上限があり、感度を高くすると自車両の走行雑音が相対的に大きく入力されてしまうなどの障害が生じるため、後方マイクロホン２１１，２１２の集音範囲は図６Ａに示す集音範囲１Ｒ及び１Ｌに限定されてしまう。本実施形態では、自車両の走行雑音等の影響を低減させた状態において自車両周囲で発生する環境音を集音するため、バイノーラル録音を行う後方マイクロホン２１１，２１２に加えて、別の前方マイクロホン２０１，２０２を設ける。
【００４２】
さらに続いて、本実施形態の情報提供装置Ａに適する、前方マイクロホン２０１，２０２の設置態様を説明する。
【００４３】
ＦＦ車、ＦＲ車のように車両前方にエンジンがマウントされている車両の前方にマイクを配置すると、エンジン音によりＳ／Ｎが低下する。このため、本実施形態では、前方マイクロホン２０１，２０２と車両の駆動装置又はタイヤとの間に防音壁を設ける。図１１は、前方マイクロホン２０１，２０２をライトのカバー内に設けた例を示す図である。図１１に示すように、前方マイクロホン２０１，２０２は車両外部側をライトのカバーに覆われ、その車両内部側を防音壁２６１に覆われている。防音壁２６１は、吸音性を有する材料で形成され、エンジンから発せられる音を遮音する。
【００４４】
また、ライトのカバーには、音響透過性を備える部材で封止されたスリット２５１を設けてもよい。スリット２５１は、車両の進行方向の前側に設けてもよいし後ろ側に設けてもよい。また、スリット２５１に代えて、ライトのカバーの一部を音響透過材で形成してもよい。このように、防音壁２６１を配置することで、エンジンが前方にある車種であっても車両の前側乃至前端部に前方マイクロホン２０１，２０２を配置することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、前方マイクロホン２０１，２０２は、所定方向領域の音を集音する指向性を備えることが好ましい。これにより、前方マイクロホン２０１，２０２の設置位置に応じて、前方マイクロホン２０１，２０２の集音方向が任意に設定できる。図１２は、指向性を備える前方マイクロホン２０１，２０２の設置例を示す図である。図１２の例では、前方マイクロホン２０１，２０２をルーフレールの前方に設置し、右側の前方マイクロホン２０１の集音方向を車両中心から右方向に所定角度だけ移動させ、左側の前方マイクロホン２０２の集音方向を車両中心から左方向に所定角度だけ移動させる。
【００４６】
このように指向性を備える各前方マイクロホン２０１，２０２の集音方向を、車両中心を基準に反対の方向に設定することにより、２つのマイクロホンの入力信号の独立性を高めることができる。特に、前方マイクロホン２０１，２０２をルーフレールに配置する場合は、２つのマイクの入力信号の独立性が低くなるため、前方マイクロホン２０１，２０２の集音方向を外側に傾けると各方向において発生する音を正確に集音することができる。この場合において、指向性を備える前方マイクロホン２０１，２０２を用いることにより、エンジンやタイヤで発生する音を集音しないようにすることができる。
【００４７】
さらにまた、図１３の右側に示す図のように、音を集音しない死角領域を設定できる前方マイクロホン２０１，２０２を用いることにより、エンジンやタイヤで発生する音を集音しないようにすることができ、これらの音の影響を排除することができる。
【００４８】
ここで、図３に戻り、上述した音出力コントローラ１００が実現する機能についてそれぞれ説明する。
【００４９】
まず、音出力コントローラ１００の第１取得機能１０１ａと、第２取得機能１０１ｂについて説明する。音出力コントローラ１００は、上述した前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に対応する第１音信号を取得するとともに、進行方向の後方に設けられ、車両の外部の音を集音する２つ以上の後方マイクロホン２１１，２１２により集音された音に対応する第２音信号を取得する。取得された第１音信号は第１音出力信号生成機能１０２の処理に用いられ、取得された第２音信号は音像生成機１０３の処理に用いられる。
【００５０】
続いて、音出力コントローラ１００の第１音出力信号生成機能１０２について説明する。音出力コントローラ１００は、取得された第１音信号に基づいて、乗員において、所定の仮想音源からその音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する。
【００５１】
本実施形態の音出力コントローラ１００は、前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に対応する第１音信号を、所望の方向、つまり仮想音源から聞こえる音に変換する。なお、第１音信号は前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に、増幅処理、デジタル変換などの信号処理に必要な処理がなされた音信号である。さらに、音出力コントローラ１００は、第１音信号を仮想音源から聞こえる音に変換したのち、所望のチャネル数（すなわち、前方マイクロホン２０１等の数に対応する数）に変換して、後段の処理工程に出力する。これらの処理は、図４に示すＡＤ変換器１２、演算装置１、記憶装置３、ＤＡ変換器１３によって実行される。第１音出力信号生成機能１０２によって生成される第１音出力信号に対応する音は、後述する制御点に定位される音像と理論上は等価（共通の特性を有する）であることが好ましい。
【００５２】
特に限定されないが、本実施形態の音出力コントローラ１００は、仮想音源から運転者を含む各乗員の両耳までの音の伝達系としての空間伝達系を用いてフィルタ（関数）を構成し、第１音信号にフィルタを畳み込むことにより仮想音源から聞こえる音に変換する。
【００５３】
図１４は、第１音出力信号生成処理を説明するための第１の図であり、第１音信号にフィルタを畳み込むことにより仮想音源から聞こえる音に変換する処理手法を説明するための図である。
【００５４】
図１４に示すように、モノラル録音の音源信号Ｘをフィルタリングすることで、音源信号Ｘが仮想音源位置Ｐ１から聞こえるように補正する。仮想音源位置Ｐ１から受聴者の両耳までの音源信号Ｘの空間伝達特性の時間信号を夫々Ｇ１、Ｇ２としたとき、受聴者の両耳位置における音信号の時間信号Ｙ１、Ｙ２は以下のように求めることができる。
【００５５】
Ｙ１＝Ｘ＊Ｇ１         （式１）  
Ｙ２＝Ｘ＊Ｇ２    （式２）  
ここで、＊畳込み演算を表す。
【００５６】
図１５は、第１音出力信号生成処理を説明するための第２の図であり、入力される音信号から仮想音源における音を作成するフィルタの構成を説明するための図である。
【００５７】
各前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に対応する第１音信号Ｘ１〜Ｘｍは、2つ以上のフィルタセット（例えば、Ｘ１であればＧ１１,Ｇ１２）を通過した後、受聴者の両耳（Left, Right）位置において、仮想音源から聞こえる音となるように変換される。用いられるフィルタセットは、図１４のＧ１、Ｇ２のような空間伝達特性が十分に表現するのに必要なタップ数を備える。例えば、受聴者から２ｍの距離に仮想音源を設置する場合は、ＡＤコンバータのサンプリング周波数を8kHzとすると、48タップ程度のフィルタ長が必要となる。各前方マイクロホン２０１，２０２から入力された第１音信号は、フィルタ処理を行い、仮想音源から聞こえるように制御された第１音出力信号を、左右のチャネル毎に加算（ミキシング）された後、後段の処理系に送出される。
【００５８】
本処理において使用されるフィルタの設計は、一般に仮想音源からの音に変換するためのフィルタ設計手法を用いることができる。例えば、遅延子を用いて受聴者との位置関係、つまり方向を表現するフィルタを作成してもよいし、実際に情報提供装置Ａが設置される空間伝達特性を測定してフィルタを作成してもよい。
【００５９】
ここで、フィルタの設計の各手法について説明する。
【００６０】
まず、遅延子を用いて受聴者との位置関係を表現するフィルタの作成手法を説明する。図１６は、遅延子を用いたフィルタの作成手法を説明するための図である。図１６に示す例では、車両前端に1個の前方マイクロホン２０１を配置し、この前方マイクロホン２０１の設置位置を仮想音源の位置として設定する。このとき、前方マイクロホン２０１の設置位置から受聴者である運転者の両耳までの伝達系を表現するため、フィルタ（図１５参照）の中に遅延子を埋め込む。図１６に、Ｇ１１およびＧ１２に遅延子を挿入した時間遅延フィルタの一例を示す。Ｇ１１は前方マイクロホン２０１の位置から運転者の左耳までの空間伝達系を模擬しており、この空間伝達経路は、Ｇ１２の空間伝達系の経路と比較して、音源からの到来音が時間的に速く到着する。このため、Ｇ１１のフィルタは、Ｇ１２のフィルタよりも２タップ分の時間だけ速くピークが来るように設計する。
【００６１】
続いて、空間伝達特性用いてフィルタを作成する手法を説明する。空間伝達特性を用いる手法では、時間遅れだけではなく、総ての周波数における位相のずれも含めて、フィルタを設計することができる。
【００６２】
図１７は、空間伝達特性を用いたフィルタの作成手法を説明するための図である。図１７に示す例では、車両前端に1個の前方マイクロホン２０１を配置し、前方マイクロホン２０１の置き場所を仮想音源として設定する。このとき、前方マイクロホン２０１の設置位置から受聴者である運転者の両耳までの伝達系について、インパルス等を用いて測定し、その応答波形をフィルタとして用いる。例えば、Ｇ１１は、前方マイクロホン２０１の設置位置から運転者の左耳までの伝達特性を測定し、フィルタ処理を行なうシステムの設計要件（メモリサイズ、実時間処理性能）および仮想音源から運転者（受聴者）までの距離のバランスを鑑みて、適切な長さに打ち切ることで、フィルタとして用いることができる。なお、空間伝達特性は実空間で測定しても良いが、波動方程式や虚像法等の幾何的な手法を用いてシミュレーションしても良い。
【００６３】
なお、入力される音信号から仮想音源における音を作成するフィルタの設計手法は、上述のものに限定されず、位相だけを制御するものや、周波数特性だけを制御するものなど出願時において公知の手法を用いることができる。
【００６４】
次に、仮想音源の位置の設定手法について説明する。
【００６５】
特に限定されないが、音出力コントローラ１００は、仮想音源を、乗員の両耳が位置する領域を結んだ線よりも前方に設定する。すなわち、音出力コントローラ１００は、前方マイクロホン２０１又は２０１及び２０２により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、乗員の両耳が位置する領域を結んだ線よりも前方に設定された仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する。
【００６６】
具体的に、音出力コントローラ１００は、仮想音源を、車両（移動体）の進行方向の前方のボディ境界面よりも前方に設定する。すなわち、音出力コントローラ１００は、前方マイクロホン２０１、又は２０１及び２０２により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、車両の進行方向の前方のボディ境界面よりも前方に設定された仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する。
【００６７】
また、具体的に、音出力コントローラ１００は、仮想音源を、車両の進行方向の前方端部に設定する。すなわち、音出力コントローラ１００は、前方マイクロホン２０１又は２０１及び２０２により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、車両の進行方向の前方端部に設定された仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する。
【００６８】
また、付加的な態様として、音出力コントローラ１００は、仮想音源を、前方マイクロホン２０１又は２０１及び２０２の設置位置を含む水平面上に設定する。すなわち、音出力コントローラ１００は、前方マイクロホン２０１又は２０１及び２０２により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、前方マイクロホン２０１又は２０１及び２０２の設置位置を含む水平面上に設定された仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する。仮想音源を、前方マイクロホン２０１又は２０１及び２０２の設置位置と同じ高さに設定することにより、車両の前方で集音された音を、同じく車両の前方かつ同じ高さに設定された仮想音源から聞こえるようにすることができる。
【００６９】
このように、音出力コントローラ１００は、車両の進行方向前方にて集音された環境音は、車両の進行方向前方から到来するように仮想音源を設定する。つまり、音出力コントローラ１００は、仮想音源の位置を、前方マイクロホン２０１又は２０１及び２０２が集音する音の音源の位置（集音範囲）に応じた位置に設定する。
【００７０】
ところで、車両を運転する乗員（運転者）に対し、周囲の環境音の情報を提供する目的は、第１に車両が前進するときに他車両などの物体に接近することを知らせる、第２に車両が後退するときに設置物などの物体に接近することを知らせることである。
【００７１】
第１の目的を達成するためには、提供すべき音が前方から到来すること、さらに、その提供すべき音が前方の左右の何れの方向から到来するのかということが判る音情報を提供する必要がある。運転者が前方から到来する音情報に気付けば、ブレーキを踏むなどの適切な運転操作を判断することができ、更に、運転者が左右の何れから音が到来しているかを音情報により識別できれば、適切なステアリング操作によって対象物との接近を回避することができる。
【００７２】
以上の観点から、本実施形態では、（１）仮想音源を、車両の前方の一箇所に配置する態様、及び（２）仮想音源を、乗員の中心から進行方向に沿った基準線から進行方向の左右に６０°程度の見開き角を有する二箇所に配置する態様を選択することができる。
【００７３】
図１８は、車両の前方に一つの仮想音源を配置した場合を説明するための図である。図１８に示すように、車両の進行方向前方のボディ境界面の近傍、具体的には、車両の進行方向の前方端部に１個の前方マイクロホン２０１が配置されている。車両前方の環境音は前方マイクロホン２０１で集音され、仮想音源位置Ｐ１から到来する第１音出力信号に変換される。前方マイクロホン２０１が単一指向性を備え、かつ、図１８に示す受音範囲となるように設置されている場合は、車両の前方から接近する全ての接近物が発する音は、仮想音源位置Ｐ１から到来する音として運転者に提供される。図１８に示す前方マイクロホン２０１の配置によれば、車両の進行方向前方から接近する物体の存在を、音により運転者に気付かせることができる。この提供された音情報により、運転者は適切なブレーキ操作などの減速操作を行い、物体との接近を回避することができる。
【００７４】
図１９は、車両の前方に二つの仮想音源を配置した場合を説明するための図である。図１９に示すように、車両の前端には２個の指向性を備える前方マイクロホン２０１，２０２が配置されている。各前方マイクロホン２０１，２０２は所定距離以上離隔するように配置され、異なる受音範囲で発生する音を集音する。前方マイクロホン２０１により集音された音に対応する第１音信号は仮想音源位置Ｐ１から聞こえるように制御され、前方マイクロホン２０２により集音された音に対応する第１音信号は仮想音源位置Ｐ２から聞こえるように制御される。特に限定されないが、仮想音源位置Ｐ１は、前方マイクロホン２０１の設置位置と乗員の右側の耳とを結んだ線上に設定されることが好ましい。また、仮想音源位置Ｐ２は、前方マイクロホン２０２の設置位置と乗員の左側の耳とを結んだ線上に設定されることが好ましい。
【００７５】
このようにすることで、左右の前方マイクロホン２０１，２０２から入力された音は、実際の音源が位置する方向に応じて左右の仮想音源位置Ｐ１，Ｐ２に割振られるため、仮想音源位置Ｐ１，Ｐ２から到来する音を受聴した運転者は音源となる物体が左右いずれの方向に存在するかを識別することができる。前方マイクロホン２０１，２０２と仮想音源Ｐ１，Ｐ２によれば、前方の物体が左右いずれの方向に存在するかを音により知らせることができ、その結果、運転者はブレーキ操作およびステアリング操作により物体との接近を回避することができる。
【００７６】
最後に、音出力コントローラ１００の音像生成機能１０３について説明する。音出力コントローラ１００は、第１音出力信号及び／又は第２音信号に基づいて、車両の室内に予め設定された所定の各制御点に音像が定位するように制御された音像形成信号を生成する生成された音像形成信号に基づく音を出力させる。第１音出力信号を定位させる制御点の位置と、第２音信号を定位させる制御点の位置は異なる位置である。
【００７７】
音出力コントローラ１００は第１音出力信号生成機能１０２により生成された第１音出力信号及び／又は後方マイクロホン２１１，２１２により集音された第２音信号に対応する音を音響装置４００から出力する際に、音響装置４００の各スピーカから所定の制御点（例えば受聴者の両耳付近）までの伝達系の影響を除去し、第１音出力信号に対応する音が制御点において再現されるように変換された音像形成信号を生成し、音響装置４００に送出する。これらの処理は、図４に示すＡＤ変換器12、演算装置１、記憶装置１、ＤＡ変換器１３によって実行される。
【００７８】
図２０は、音像生成処理を説明するための図である。図２０に示すように、音像生成機能１０３に用いられるフィルタＨは、所定の制御点の位置Ｃ１、Ｃ２において、入力信号Ｙ１、Ｙ２が制御点において再現される、つまり制御点に音像が定位するように設計される。入力信号Ｙ１、Ｙ２は、第１音出力信号生成機能１０２により生成された第１音出力信号及び／又は第２音信号である。
【００７９】
本処理において、入力信号Ｙ１、Ｙ２と制御点において再現される音像形成信号Ｚ１、Ｚ２において以下の関係が成立することが好ましい。
【００８０】
Ｙ１＝Ｚ１    （式３）  
Ｙ２＝Ｚ２    （式４）  
このため、音像信号形成処理用のフィルタＨを用いて空間伝達系の影響を除去する。以後、このフィルタＨを逆フィルタＨと呼ぶ。
【００８１】
図２０を用いて、逆フィルタＨの構成と処理手法を説明する。任意の周波数毎に、入力信号Ｙｎ、逆フィルタＨｍｎ（ｍは音源番号、ｎは制御点番号である）、再現信号（制御点における音像形成信号）Ｚｎおよび空間伝達特性Ｆｎｍとするとき、各要素の関係は式５に表現できる。
【００８２】
ＦＨＹ＝Ｚ  （式５）
ここで、Ｆ＝[Ｆｎｍ]、Ｈ＝[Ｈｍｎ]、Ｙ＝[Ｙｎ]、Ｚ＝[Ｚｎ]である。
【００８３】
このとき、式３、式４の関係を満たすためには、ＦＨ＝Ｉ（Ｉは単位ベクトル）である。よってＦに基づいて逆フィルタＨを導出するためには、任意の周波数毎にＨ＝Ｆ-（[・] -は行列[・]の一般逆行列）を計算すればよい。例えば、”最小ノルム解を用いた逆フィルタ設計のトランスオーラルシステムへの応用：日本音響学会講演論文集,pp495-496(1998)”に記載の計算方法を用いることができる。
【００８４】
音出力コントローラ１００は、設計された逆フィルタＨを用いて、制御点において音像を定位させるための音像形成信号を生成する。そして、音出力コントローラ１００は、生成された音像形成信号に基づく音を音響装置４００に出力させる。
【００８５】
音響装置４００の前方スピーカ４０１，４０２は、車両の進行方向前方に配置される。このとき、前方スピーカ４０１，４０２は前方マイクロホン２０１，２０２の位置に対応する位置に設ける。例えば、乗員の頭部又は両耳の位置と前方マイクロホン２０１，２０２とを結んだ線上の車室内に前方スピーカ４０１，４０２を設けることが好ましい。
【００８６】
他方、後方スピーカ４１１，４１２は車両の進行方向後方に配置される。このとき、後方スピーカ４１１，４１２は後方マイクロホン２１１，２１２の位置に対応する位置に設ける。例えば、乗員の頭部又は両耳の位置と後方マイクロホン２１１，２１２とを結んだ線上の車室内に後方スピーカ４１１，４１２を設けることが好ましい。
【００８７】
具体的に、本実施形態の後方スピーカ４１１，４１２は乗員の頭部が位置すると予測される領域よりも進行方向の後方であって、乗員の右側及び左側に配置される。
【００８８】
図２１は、座席のヘッドレストに後方スピーカ４１１，４１２を設置した場合の例を示す図である。後方マイクロホン２１１，２１２により集音された第２音信号に対応する音像形成信号に基づいて、乗員の耳の位置よりも進行方向後方に設けられた後方スピーカ４１１，４１２から音を出力することにより、乗員は後方から接近する物体の位置を高い精度で判断することができる。到来する環境音に対する定位感が増加する。
【００８９】
続いて、図２２に基づいて、本実施形態の音出力コントローラ１００の制御手順を説明する。
【００９０】
図２２は本実施形態の音情報の提供処理の手順を説明するためのフローチャート図である。
【００９１】
情報提供装置Ａが動作を開始すると、ステップＳ１１０において、音出力コントローラ１００は、電源の投入および初期設定処理を実行する。具体的に、音出力コントローラ１００は、初期設定処理時に、第１音出力信号生成処理において用いられるフィルタ及び音像生成処理において用いられるフィルタの読み込みを行う。
【００９２】
続くステップＳ１２０において、音出力コントローラ１００は、集音装置２００の前方マイクロホン２０１，２０２及び後方マイクロホン２１１，２１２により集音された音を取得し、これらを電気信号に変換する。
【００９３】
さらに、ステップＳ１３０において、音出力コントローラ１００は、ステップＳ１２０において変換された電気信号を適切なレベルに増幅した第１音信号及び第２音信号を取得する。
【００９４】
その後、ステップＳ１４０において、音出力コントローラ１００は、ステップＳ１３０において取得された第１音信号を離散変換し（取得信号が連続信号の場合）、この第１音信号に基づいて、フィルタ処理およびチャネルの統合処理を行い、所定の仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する。
【００９５】
続いて、ステップＳ１５０において、音出力コントローラ１００は、ステップＳ１４０において生成された第１音出力信号と、ステップＳ１３０において処理された第２音信号を離散変換し（取得信号が連続信号の場合）、第１音出力信号及び／又は第２音信号に基づいて、車両の室内に予め設定された所定の制御点に音像が定位するように制御された連続の音像形成信号を生成する。
【００９６】
次に、ステップＳ１６０において、音出力コントローラ１００は、ステップＳ１５０において生成された音像形成信号を増幅する。
【００９７】
次に、ステップＳ１７０において、音出力コントローラ１００は、ステップＳ１６０において増幅された、音像形成信号に基づく音を音信号（音波）に変換し、音響装置４００に出力させる。
【００９８】
なお、一連の情報処理において扱われる信号が電気信号のような連続信号の場合は、第１音出力信号生成処理および音像生成処理の前後で、AD処理およびDA処理を挿入し、他方、一連の情報処理において扱われる信号が離散信号で得られる場合はAD／DA処理を行なわずに第１音出力信号生成処理および音像生成処理を実行させる。また、第１音出力信号生成処理および音像生成処理はコスト等の観点から離散的なフィルタを用いることが望ましいが、連続処理が可能なフィルタを用いてもよい。
【００９９】
本実施形態の音出力コントローラ１００は、以上のように構成され、以上のように作用するので、以下の効果を奏する。
【０１００】
本実施形態の音出力コントローラ１００は、外部の音処理に係るコスト抑えつつ、車両外部の音源と車両内部の乗員との位置関係を保って、車両外部の音源が発する音情報を車両内部の乗員に提供することができる。
【０１０１】
つまり、本実施形態の音出力コントローラ１００は、車両の進行方向の前方において集音された音に対応する第１音信号に基づいて、所定の仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成し、この第１音出力信号及び／又は車両の進行方向の後方において集音された音に対応する第２音信号に基づいて、予め設定された所定の制御点に音像を定位させる音像形成信号を生成して、この音像形成信号に基づく音を出力させるため、車両の進行方向の前方において集音された外部の音を、車両室内の所定の制御点において、予め設定された仮想音源から聞こえるようにするので、外部の音処理に係るコスト抑えつつ、車両外部の音源と車両内部の乗員との位置関係を保って、車両外部の音源が発する音情報を車両内部の乗員に提供することができる。
【０１０２】
また、本実施形態の情報提供装置Ａにおいて、車両の前方に前方マイクロホン２０１，２０２を設け、別途、車両の後方に後方マイクロホン２１１，２１２を設けることにより、車両の周囲で発生する音を満遍なく集音することができる。特に、運転者の頭部を回転することによってのみ視認できる範囲（図６の領域Ｈ）、運転者の視線移動により視認できる範囲（図６の領域Ｊ）で発生する音を高いＳ／Ｎ比で集音することができる。
【０１０３】
このため、車両の進行方向の前方において集音された外部の音を予め設定された仮想音源から聞こえるように制御し、仮想音源から聞こえる音の音像と車両の後方において集音された音の音像とを、車両室内の所定の制御点に定位させるので、車両外部の音源と車両内部の乗員との位置関係を保って、車両外部の音源が発する音情報を車両内部の乗員に提供することができる。
【０１０４】
本実施形態の情報提供装置Ａによれば、車両の遮音性が高い場合であっても、車両周囲の物体が発する音の情報を、乗員がその物体の位置を認識できるように提供することができる。すなわち、乗員は、前方から接近する他車両、踏切、信号機などの存在を認識するので、減速などの適切な運転操作をすることができるとともに、後方から接近する他車両、緊急車両などの存在を認識するので、方向転換などの適切な運転操作をすることができる。
【０１０５】
また、本実施形態の情報提供装置Ａにおいて、前方マイクロホン２０１，２０２を車両の進行方向前方、例えば車両のボディ境界面の近傍、車両の進行方向の前方端部に設けたことにより、車両前方の音を集音することができ、所定の仮想音源から聞こえる音として提供できるので、音源と乗員との位置関係を維持して、音源から発せられる音の情報を提供することができる。
【０１０６】
また、本実施形態の情報提供装置Ａにおいて、前方マイクロホン２０１，２０２を、車両の進行方向の前方かつ車両の移動面と対向するボディ天井側に設けることにより、車両前方にエンジンがマウントされている場合において、エンジン音の影響を排除し、かつ、ロードノイズの影響を防ぐことができる。
【０１０７】
また、本実施形態の情報提供装置Ａにおいて、前方マイクロホン２０１，２０２が、所定方向領域の音を集音する指向性を備えることにより、前方マイクロホン２０１，２０２の設置位置に応じて、前方マイクロホン２０１，２０２の集音方向を任意に設定することができる。
【０１０８】
また、本実施形態の情報提供装置Ａにおいて、前方マイクロホン２０１，２０２と車両のエンジン又はタイヤとの間に防音壁を設けることにより、エンジンが前方にある車種であっても車両の前側乃至前端部に前方マイクロホン２０１，２０２を配置することができる。
【０１０９】
また、本実施形態の情報提供装置Ａにおいて、後方マイクロホン２１１，２１２の一部を覆う曲面を有する擬似耳介部材２３１を備えることにより、車両の前方から到来する音と車両の後方から到来する音とを、位相等の音波の特徴を変化させて集音することができる。これにより、車両前後方向から到来する音信号をそれぞれ分離して、各音の到来方向が識別可能な音を集音することができる。
【０１１０】
また、本実施形態の音出力コントローラ１００において、前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、乗員の両耳が位置する領域を結んだ線よりも前方に設定された仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成することにより、車両の前方で集音された音を、同じく車両の前方に設定された仮想音源から聞こえるようにすることができる。つまり、前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に基づいて提供された音情報により、乗員は前方から接近する物体の存在を認識することができる。
【０１１１】
同様に、本実施形態の音出力コントローラ１００において、前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、車両の進行方向の前方のボディ境界面よりも前方に設定された仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成することにより、上述の効果を奏することができる。
【０１１２】
また、同様に、本実施形態の音出力コントローラ１００において、前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、車両の進行方向の前方端部に設定された仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成することにより、上述の効果を奏することができる。
【０１１３】
また、本実施形態の音出力コントローラ１００において、前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に対応する第１音信号に基づいて、第１音入力手段の設置位置を含む水平面上に設定された仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成することにより、車両の前方で集音された音を、同じく車両の前方かつ同じ高さに設定された仮想音源から聞こえるようにすることができる。つまり、前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音に基づいて提供された音情報により、乗員は前方から接近する物体の存在をより正確に認識することができる。
【０１１４】
また、本実施形態の情報提供装置Ａにおいて、音響装置４００の後方スピーカ４１１，４１２を、車両の乗員の頭部が位置すると予測される領域よりも進行方向の後方であって、乗員の右側及び左側に配置することにより、乗員は後方から接近する物体の位置を高い精度で判断することができる。到来する環境音に対する定位感が増加する。
【０１１５】
＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態について説明する。第２実施形態の情報提供装置Ａの基本的な構成は、図１に示す第１実施形態の情報提供装置Ａに共通する。ここでは、重複した説明を避けるため、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。
【０１１６】
図２３は、第２本実施形態の音出力コントローラ１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【０１１７】
図２３に示すように、車両の外部に設けられた集音装置２００が備える前方マイクロホン２０１，２０２及び後方マイクロホン２１１，２１２により集音された音の情報（信号）は、音出力コントローラ１００へ入力される。図２３に示す各構成は、図２の第１実施形態の各構成と共通する。
【０１１８】
図２４は、図２３に示す第２実施形態の音出力コントローラ１００の機能ブロック構成を説明するための図である。
【０１１９】
図２４に示す第１音出力信号生成機能１１２は、第１音信号に基づいて、所定の仮想音源からその音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成し、前方スピーカ４０１，４０２の音出力を制御する第１音出力機能１１４ａに向けて送出する。
【０１２０】
図２４に示す音像生成機能１１３は、第２音信号に基づいて、車両の室内に予め設定された所定の制御点に音像が定位するように制御された音像形成信号を生成し、後方スピーカ４１１，４１２の音出力を制御する第２音出力機能１１４ｂに向けて送出する。
【０１２１】
図２５は、車両の前方に設けられた２つの前方マイクロホン２０１，２０２から取得した音に基づいて、車室内の一の仮想音源から聞こえるように制御された第１音出力信号の生成処理を説明するための図である。本実施形態では、第１実施形態のような、第１音出力信号に基づいて指定の制御点に音像を定位させる処理は行わない。つまり、前方マイクロホン２０１，２０２から取得した音に基づいて、車両前方に設定した一の仮想音源から聞こえるように音を出力する。このとき、音出力コントローラ１００は、車両の進行方向前方に設置された前方スピーカ４０１，４０２を用いて、第１音出力信号に基づく音を出力させてもよい。
【０１２２】
図２５に示す例では、２つの前方マイクロホン２０１，２０２を車両の前端に設置する。前方マイクロホン２０１，２０２により集音された音信号はチャネル毎に増幅され、前方マイクロホン２０１により集音された音は前方スピーカ４０１により出力させ、前方マイクロホン２０２により集音された音は前方スピーカ４０２により出力させる。
【０１２３】
本実施形態において、前方スピーカ４０１，４０２は、車両の乗員の頭部が位置すると予測される領域よりも進行方向の前方に設けられることが好ましい。具体的に、前方スピーカ４０１，４０２は、車両のＡピラーの根本付近等に配置することが好ましいが、乗員の頭部の位置よりも進行方向前方であればよい。これにより、車両の前方で集音された音を、車両の前方に設けられた前方スピーカ４０１，４０２から出力させることができる。
【０１２４】
また、夫々の前方スピーカ４０１，４０２に送出する音信号は、運転席から受聴したとき、ステレオ効果が得られるよう、左右のバランスを調整することが好ましい。このとき音像生成機能１１２を用いて、例えば、音源Ａ１の音の音像が仮想音源Ａ´１（制御点）に定位するように、音圧バランスを調整しても良い。
【０１２５】
また、図２６は、車両の前方に設けられた１つのマイクロホン２０１により集音された音を、車両の前方に設けられた前方スピーカ４０１により出力させる処理例を説明するための図である。
【０１２６】
音出力コントローラ１００は、１個のマイクロホン２０１により集音された音を増幅し、運転者の正面に配置された一個の前方スピーカ４０１から出力させる。スピーカ４０１は、マイクロホン２０１の数に応じて設置することができる。また、２個以上のマイクロホン２０１を設置し、ミキサー等を用いて適当な位置に定位するように調整しても良い。
【０１２７】
本実施形態の情報提供装置Ａは、フィルタを用いないため、仮想音源を用いる方式と比較して、簡易的な構成かつ低コストで、一定の効果が期待できる。
【０１２８】
図２７は、第２実施形態の音情報の提供処理の手順を説明するためのフローチャート図である。
【０１２９】
図２７の処理のステップＳ２１０〜Ｓ２３０は、図２２のステップＳ１１０〜Ｓ１３０と共通する。ここでは第１実施形態とは異なる処理であるステップＳ２４０以降の処理を説明する。
【０１３０】
ステップＳ２４０において、音出力コントローラ１００は、ステップＳ２３０において取得された第１音信号を離散変換し（取得信号が連続信号の場合）、この第１音信号に基づいて、フィルタ処理およびチャネルの統合処理を行い、所定の仮想音源から音が聞こえるように制御された第１音出力信号を生成する。
【０１３１】
このステップＳ２４０と並行して実行されるステップＳ２５０において、音出力コントローラ１００は、ステップＳ２３０において処理された第２音信号を離散変換し（取得信号が連続信号の場合）、第２音信号に基づいて、車両の室内に予め設定された所定の制御点に音像が定位するように制御された連続の音像形成信号を生成する。
【０１３２】
次に、ステップＳ２６０において、音出力コントローラ１００は、ステップＳ２４０において生成された第１音出力信号及びステップＳ２５０において生成された音像形成信号を増幅する。
【０１３３】
次に、ステップＳ２７０において、音出力コントローラ１００は、ステップＳ２６０において増幅された第１音出力信号及び音像形成信号に基づく音を音信号（音波）に変換し、音響装置４００に出力させる。
【０１３４】
第２実施形態の情報提供装置Ａによれば、第１実施形態の情報提供装置Ａと同様の効果を奏する。つまり、第２実施形態の情報提供装置Ａによれば、外部の音処理に係るコスト抑えつつ、車両外部の音源と車両内部の乗員との位置関係を保って、車両外部の音源が発する音情報を車両内部の乗員に提供することができる。
【０１３５】
また、本実施形態において、前方スピーカ４０１，４０２を、車両の乗員の頭部が位置すると予測される領域よりも進行方向の前方に設けることにより、車両の前方で集音された音を、車両の前方に設けられた前方スピーカ４０１，４０２から出力させることができる。
【０１３６】
また、前方マイクロホン２０１，２０２の配置や特性は、第１実施形態と同様にすることができ、同様の作用及び効果を奏する。
【０１３７】
同様に、後方マイクロホン２１１，２１２の配置や特性は、第１実施形態と同様にすることができ、同様の作用及び効果を奏する。
【０１３８】
さらに、仮想音源の位置は、第１実施形態と同様にすることができ、同様の作用及び効果を奏する。
【０１３９】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【０１４０】
すなわち、本明細書では、本発明に係る車両に搭載される音情報提供装置の一態様として、車両に搭載される情報提供装置Ａを例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４１】
また、本明細書では、本発明に係る音情報提供装置の一態様として、ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３を有する音出力コントローラ１００を備えた情報提供装置Ａを説明するが、これに限定されるものではない。
【０１４２】
また、本明細書では、本願発明に係る第１音入力手段と第２音入力手段を有する音情報提供装置の一態様として、前方マイクロホン２０１，２０２と後方マイクロホン２１１，１２２とを備える集音装置２００を備えた情報提供装置Ａを説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４３】
また、本明細書では、第１音入力手段としての前方マイクロホン２０１，２０２が１つ又は２つ配置される例を説明したが、その数は限定されない。同様に、第２音入力手段としての後方マイクロホン２１１，１２２が２つ配置される例を説明したが、その数は限定されない。
【０１４４】
また、本明細書では、本願発明に係る第１音出力信号生成手段と、音像生成手段を有する音情報提供装置の一態様として、第１取得機能１０１ａと、第２取得機能１０１ｂと、第１音出力信号生成機能１０２と、音像生成機能１０３と、音出力機能１０４を実現させる音出力コントローラ１００を備えた情報提供装置Ａを例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４５】
また、本明細書では、本願発明に係る音出力手段の一態様として、前方スピーカ４０１，４０２と後方スピーカ４１１，４１２を有する音響装置４００を備えた情報提供装置Ａを説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４６】
また、本明細書では、移動体に搭載される音情報提供装置の一例として、車両に搭載された情報提供装置Ａを例にして説明するが、本発明の移動体は車両に限定されるものではなく、電車、飛行機、フォークリフト、遊戯具その他の動力によって移動可能な乗り物を含む。
【符号の説明】
【０１４７】
Ａ…情報提供装置
１００…音出力コントローラ
１…ＣＰＵ
２…ＲＯＭ
３…ＲＡＭ
２００…集音装置
２０１〜２０２…前方マイクロホン
２１１〜２１２…後方マイクロホン
４００…音響装置
４０１〜４０２…前方スピーカ
４１１〜４１２…前方スピーカ
３００…車載センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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