(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの収音器がそれぞれ取得した収音信号に基づいて周囲音の分析を行う音響処理装置において、
各々の前記収音信号ごとに、前記収音信号を、周波数帯域ごとの周波数信号に変換する周波数分析部と、
変換した各々の前記周波数信号に対して、位相情報を取り除いて絶対値のみの信号であるレベル信号に変換するレベル信号変換部と、
前記２つの収音器の前記収音信号から得られる前記レベル信号の各々を合成した合成レベル信号を生成するレベル信号合成部と、
前記合成レベル信号に基づいて前記周囲音の分析を行う検知・識別部と、
を有し、
前記周囲音の分析は、所定の音を検知するための、周波数ごとの合成レベル信号に基づいたスペクトル分析である、
音響処理装置。
【請求項２】
前記２つの収音器は、人の右耳に装着される第１の収音器および前記人の左耳に装着される第２の収音器である、
請求項１記載の音響処理装置。
【請求項３】
前記レベル信号合成部は、前記２つの収音器の前記収音信号から得られる前記レベル信号を、前記周波数帯域ごとに加算して得られる信号を、前記合成レベル信号とする、
請求項２記載の音響処理装置。
【請求項４】
前記第１の収音器と前記第２の収音器とに対応して、前記周波数分析部および前記レベル信号変換部を２つずつ有し、
前記第１の収音器を備え前記右耳に装着される第１の装置の内部に、前記第１の収音器に対応する前記周波数分析部および前記レベル信号変換部を配置し、
前記第２の収音器を備え前記左耳に装着される第２の装置の内部に、前記第２の収音器に対応する前記周波数分析部および前記レベル信号変換部を配置し、
前記第１の装置および前記第２の装置のいずれか一方の内部に、前記レベル信号合成部および前記検知・識別部を配置し、
前記レベル信号合成部と共に配置されていない側で生成される前記レベル信号を、前記レベル信号合成部へ伝送するレベル信号伝送部、
を更に有する、
請求項３記載の音響処理装置。
【請求項５】
前記レベル信号伝送部は、
収音の指向特性が前記第１の収音器と前記第２の収音器と間で大きく異ならない周波数帯域の前記レベル信号を、前記レベル信号合成部に伝送しない、
請求項４記載の音響処理装置。
【請求項６】
前記レベル信号伝送部は、
収音の指向特性が前記第１の収音器と前記第２の収音器と間で大きく異なる周波数帯域の一部の周波数帯域の前記レベル信号のみを、前記レベル信号合成部に伝送する、
請求項５記載の音響処理装置。
【請求項７】
前記検知・識別部は、
前記周囲音に含まれる所定の音を検知し、
前記収音信号に対して、前記所定の音が検知されたことを条件として音量を低減する処理を行う分析結果反映部と、
前記分析結果反映部が前記処理を施した前記収音信号を、音に変換して出力する音声出力部と、
を更に有する、
請求項１記載の音響処理装置。
【請求項８】
前記検知・識別部は、
前記周囲音に含まれる所定の音を検知し、
前記所定の音が検知されたことを条件として所定の警告を行う分析結果反映部、
を更に有する、
請求項１記載の音響処理装置。
【請求項９】
２つの収音器がそれぞれ取得した収音信号に基づいて周囲音の分析を行う音響処理方法において、
各々の前記収音信号ごとに、前記収音信号を、周波数帯域ごとの周波数信号に変換するステップと、
変換した各々の前記周波数信号に対して、位相情報を取り除いて絶対値のみの信号であるレベル信号に変換するステップと、
前記２つの収音器の前記収音信号から得られる前記レベル信号の各々を合成した合成レベル信号を生成するステップと、
前記合成レベル信号に基づいて前記周囲音の分析を行うステップと、
を有し、
前記周囲音の分析は、所定の音を検知するための、周波数ごとの合成レベル信号に基づいたスペクトル分析である、
音響処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの収音器の収音信号に基づいて周囲音の分析を行う音響処理装置および音響処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、周囲音の分析および各種検出を行う音響処理装置としては、例えば、特許文献１に記載の装置（以下「従来装置」という）があった。【０００３】
従来装置は、周囲音の分析対象の左右に取り付けられた２つの収音器からの収音信号を、音圧レベルを示すレベル信号にそれぞれ変換する。そして、従来装置は、左側の収音器の収音信号から得られたレベル信号に基づいて、左側の周囲音の分析を行う。また、従来装置は、右側の収音器の収音信号から得られたレベル信号に基づいて、右側の周囲音の分析を行う。これにより、従来装置は、広い範囲の方向について、音の到来方向の解析などの周囲音分析を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９８０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、２つの収音器を用いる場合は、各音源からの音を異なる２つの点で収音することになる。したがって、従来装置は、方向ごとに２つの収音信号の両方を用いて分析を行うことにより、周囲音分析の精度の向上を図ることが考えられる。【０００６】
しかしながら、従来装置は、このような分析を行っても、周囲音の分析の精度を向上させることは難しいという課題がある。その理由は、以下の通りである。【０００７】
図１は、１つの収音器から得られるレベル信号の、周波数ごとの指向特性の実験結果を示す図である。ここでは、人の右耳に装着された収音器から得られたレベル信号の指向特性を示す。図中の半径方向の１目盛は、１０ｄＢである。また、方向は、人の正面方向を基準とし上方から見たときの時計回りの角度で、頭部に対する方向を定義する。【０００８】
図１において、線９１１〜９１４は、順に、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、８００Ｈｚ、１６００Ｈｚの周波数における各レベル信号の指向特性を示す。頭部の左側から右耳側へ到達する音は、頭部の存在による音響的な影響を強く受ける。したがって、図１に示すように、頭部の左側（２７０°付近）において、各周波数のレベル信号は減衰する。【０００９】
また、頭部による音響的な影響は、より高い周波数の音ほど強く受ける。図１の例では、例えば、１６００Ｈｚの周波数のレベル信号は、線９１４に示すように、２４０°付近において１５ｄＢ程度も減衰する。【００１０】
このような減衰によるレベル信号の指向特性の不均一は、周囲音の分析対象が人の頭部以外である場合にも発生し得る。レベル信号の指向特性が不均一である場合、そのレベル信号が周囲音の状態を精度良く反映することができない。したがって、従来技術では、方向ごとに２つの収音信号の両方を用いて分析を行っても、周囲音の分析の精度を向上させることは困難である。【００１１】
本発明の目的は、周囲音の分析の精度を向上させることができる音響処理装置および音響処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の音響処理装置は、２つの収音器がそれぞれ取得した収音信号に基づいて周囲音の分析を行う音響処理装置において、前記収音信号ごとに、前記収音信号を、位相情報が取り除かれたレベル信号に変換するレベル信号変換部と、前記２つの収音器の前記収音信号から得られる前記レベル信号を合成した合成レベル信号を生成するレベル信号合成部と、前記合成レベル信号に基づいて前記周囲音の分析を行う検知・識別部とを有する。【００１３】
本発明の音響処理方法は、２つの収音器がそれぞれ取得した収音信号に基づいて周囲音の分析を行う音響処理方法において、前記収音信号ごとに、前記収音信号を、位相情報が取り除かれたレベル信号に変換するステップと、前記２つの収音器の前記収音信号から得られる前記レベル信号を合成した合成レベル信号を生成するステップと、前記合成レベル信号に基づいて前記周囲音の分析を行うステップとを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、周囲音の分析の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術における１つの収音器から得られるレベル信号の指向特性の実験結果を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る音響処理装置の構成の一例を示すブロック図
【図３】本実施の形態１における右側補聴器の外観の一例を示す図
【図４】本実施の形態１における補聴器の装着状態を示す図
【図５】本実施の形態１における第１の周波数分析部の構成の一例を示すブロック図
【図６】本実施の形態１における第１の周波数分析部の構成の他の例を示すブロック図
【図７】位相情報が取り除かれる前の信号を合成する様子を模式的に示す図
【図８】本実施の形態１における位相情報が取り除かれた後の信号を合成する様子を模式的に示す図
【図９】図７の場合および図８の場合のそれぞれにおける、入射波信号の周波数に対する対数値特性を示す図
【図１０】位相情報が取り除かれる前の信号を合成した場合の指向特性の実験結果を示す図
【図１１】本実施の形態１における位相情報が取り除かれた後の信号を合成した場合の指向特性の実験結果を示す図
【図１２】本実施の形態１に係る音響処理装置の動作の一例を示すフローチャート
【図１３】本発明の実施の形態２に係る音響処理装置の構成の一例を示すブロック図
【図１４】本実施の形態２に係る音響処理装置の動作の一例を示すフローチャート
【図１５】本実施の形態２における最終的な合成レベル信号の指向特性の実験結果を示す図
【図１６】本発明の実施の形態３に係る音響処理装置の要部構成を示すブロック図
【図１７】本実施の形態３に係る音響処理装置の動作の一例を示すフローチャート
【図１８】本発明の実施の形態４における検知・識別部の構成の一例を示す図
【図１９】本発明の実施の形態４における分析結果反映部の構成の一例を示すブロック図
【図２０】本実施の形態４に係る音響処理装置の動作の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１は、本発明を、人の両耳に装着する１組の耳掛け型の補聴器に適用した例である。以下に説明する音響処理装置の各部は、１組の補聴器の内部に配置されたマイクロホン、スピーカ、ＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）などの記憶媒体、および通信回路などのハードウェアにより実現されるものとする。
【００１８】
また、以下、１組の補聴器のうち、右耳に装着される補聴器は、「右側補聴器」（第１の装置、第１サイドの補聴器）といい、左耳に装着される補聴器は、「左側補聴器」（第２の装置、第２サイドの補聴器）という。
【００１９】
図２は、本実施の形態に係る音響処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００２０】
図２に示すように、音響処理装置１００は、右側補聴器に配置された機能部として、第１の収音器（マイクロホン）１１０−１、第１の周波数分析部１２０−１、第１のレベル信号変換部１３０−１、レベル信号合成部１４０、検知・識別部１６０、出力部１７０、分析結果反映部（音声制御部）１８０、および音声出力部（スピーカ）１９０を有する。
また、音響処理装置１００は、左側補聴器に配置された機能部として、第２の収音器（マイクロホン）１１０−２、第２の周波数分析部１２０−２、第２のレベル信号変換部１３０−２、およびレベル信号伝送部１５０を有する。
【００２１】
図３は、右側補聴器の外観の一例を示す図である。
【００２２】
図３に示すように、右側補聴器３００−１は、補聴器本体３１０、音響管３２０、およびイヤホン３３０を有する。なお、ここでは図示しないが、左側補聴器３００−２も、左右対称の配置で、右側補聴器３００−１と同様の外部構成を有する。
【００２３】
図４は、補聴器の装着状態を示す図である。
【００２４】
図４に示すように、右側補聴器３００−１は、人の右耳に装着されて、頭部２００の右側に固定される。また、左側補聴器３００−２は、人の左耳に装着されて、頭部２００の左側に固定される。
【００２５】
図２に戻って説明を続ける。第１の収音器１１０−１は、右側補聴器３００−１の補聴器本体３１０の中に収められた、無指向性マイクロホンである（図４参照）。第１の収音器１１０−１は、スリット等の穴を介して頭部２００の周囲音の収音を行い、第１の収音信号を生成する。そして、第１の収音器１１０−１は、生成した第１の収音信号を、第１の周波数分析部１２０−１および分析結果反映部１８０へ出力する。
【００２６】
第１の周波数分析部１２０−１は、第１の収音信号を、周波数帯域ごとの周波数信号に変換し、第１の周波数信号として、第１のレベル信号変換部１３０−１へ出力する。本実施の形態では、第１の周波数分析部１２０−１は、複数の周波数帯域のそれぞれについて、第１の周波数信号を生成する。第１の周波数分析部１２０−１は、周波数信号への変換を、例えば、複数のバンドバスフィルタを用いて行ってもよいし、時間波形を周波数スペクトルに変換するＦＦＴ（Fast Fourier Transform）により行ってもよい。
【００２７】
図５は、Ｎ分割フィルタバンクを用いた第１の周波数分析部１２０−１の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、第１の周波数分析部１２０−１は、例えば、Ｎ個のバンドパスフィルタ４００−１〜４００−Ｎで構成される。バンドパスフィルタ４００−１〜４００−Ｎは、それぞれ異なる通過帯域で、第１の収音信号に対するフィルタリングを行う。
【００２８】
図６は、ＦＦＴを用いた第１の周波数分析部１２０−１の構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、第１の周波数分析部１２０−１は、例えば、分析窓処理部５０１およびＦＦＴ処理部５０２を有する。分析窓処理部５０１は、第１の収音信号に対して、分析窓を掛ける。この分析窓としては、スペクトルリーク防止と周波数分解能の観点から、後段の検知・識別に適合した窓関数が選択される。ＦＦＴ処理部５０２は、分析窓を掛けられて得られる信号を、時間波形から周波数信号へと変換する。すなわち、この場合の第１の周波数分析部１２０−１が出力する第１の周波数信号は、複素周波数スペクトルとなる。
【００２９】
図２に示す第１のレベル信号変換部１３０−１は、第１の周波数信号を、音圧レベルを示す信号に変換し、第１のレベル信号として、レベル信号合成部１４０へ出力する。すなわち、第１のレベル信号変換部１３０−１は、第１の周波数信号を、位相情報が取り除かれた第１のレベル信号に変換する。本実施の形態では、第１のレベル信号変換部１３０−１は、第１の周波数信号の絶対値を取った信号を、第１のレベル信号として生成するものとする。すなわち、第１のレベル信号は、第１の周波数信号の絶対値振幅とする。なお、第１の周波数信号がＦＦＴによる複素周波数スペクトルである場合、第１のレベル信号は、振幅スペクトルあるいはパワスペクトルとなる。
【００３０】
また、第２の収音器１１０−２は、左側補聴器に収められた無指向性マイクロホンであり、第１の収音器１１０−１と同様にして頭部２００の周囲音の収音により第２の収音信号を生成し、第２の周波数分析部１２０−２へ出力する。
【００３１】
第２の周波数分析部１２０−２は、第１の周波数分析部１２０−１と同様にして第２の収音信号を周波数信号に変換し、第２の周波数信号として、第２のレベル信号変換部１３０−２へ出力する。
【００３２】
レベル信号伝送部１５０は、左側補聴器で生成された第２のレベル信号を、右側補聴器に配置されたレベル信号合成部１４０へ伝送する。レベル信号伝送部１５０は、伝送の手段として、無線通信および有線通信を用いることができる。但し、レベル信号伝送部１５０の伝送形態は、全帯域の第２のレベル信号を伝送することが可能な十分な伝送容量を確保できるものが採用される。
【００３３】
レベル信号合成部１４０は、第１のレベル信号と第２のレベル信号とを合成した合成レベル信号を生成し、検知・識別部１６０へ出力する。本実施の形態では、レベル信号合成部１４０は、第１のレベル信号と第２のレベル信号とを、周波数帯域ごとに加算して得られる信号を、合成レベル信号とするものとする。
【００３４】
検知・識別部１６０は、合成レベル信号に基づいて、補聴器を装着した人の頭部の周囲音の分析を行い、その分析結果を出力部１７０へ出力する。この分析は、例えば、周波数帯域ごとの合成レベル信号に応じた、各種の検知や識別である。
【００３５】
出力部１７０は、周囲音の分析結果を、分析結果反映部１８０へ出力する。
【００３６】
分析結果反映部１８０は、周囲音の分析結果に応じた各種の処理を行う。この処理は、収音信号に対して音声出力部１９０に音波として拡声するまでに行う各種信号処理であり、例えば、指向特性合成や各種抑圧制御を含む。また、この処理は、周囲音から所定の音が検知されたことを条件として所定の警告を行うことを含む。
【００３７】
音声出力部１９０は、右側補聴器３００−１の補聴器本体３１０の中に収められた、小型のスピーカである（図４参照）。音声出力部１９０は、第１の収音信号を音に変換して出力（拡声）する。なお、音声出力部１９０の出力音声は、音響管３２０を通り、耳穴に埋め込まれるイヤホン３３０から、耳穴内に発せられる。
【００３８】
このような音響処理装置１００は、第１のレベル信号および第２のレベル信号を合成して、合成レベル信号を生成し、この合成レベル信号に基づいて周囲音の分析を行う。これにより、音響処理装置１００は、第１のレベル信号に発生する減衰を第２のレベル信号で補い、第２のレベル信号に発生する減衰を第１のレベル信号で補うような周囲音のレベル信号を、合成レベル信号として得ることができる。
【００３９】
しかも、音響処理装置１００は、位相情報が取り除かれた信号である第１のレベル信号および第２のレベル信号を合成するため、それぞれ音圧レベルを示す情報を相殺させることなく、上述の合成レベル信号を得ることができる。
【００４０】
ここで、位相情報が取り除かれる前の信号（例えば周波数信号）ではなく、位相情報が取り除かれた後の信号（ここではレベル信号）を合成することによる効果について説明する。
【００４１】
レベル信号の指向特性の不均一を緩和し、音源方向に依存しない周波数スペクトルや音圧感度レベルを得るためには、上述の通り、第１のレベル信号と第２のレベル信号との合成レベル信号を用いることが考えられる。すなわち、単純に、第１の収音器１１０−１から生成される第１の周波数信号と、第２の収音器１１０−２から生成される第２の周波数信号とを加算することが考えられる。これは、位相情報が取り除かれる前の信号を合成することに相当する。
【００４２】
図７は、位相情報が取り除かれる前の信号を合成する様子を模式的に示す図である。
【００４３】
ここでは、簡単のため、図７に示すように、第１の収音器１１０−１および第２の収音器１１０−２が直線状に並んでいるものとする。図７に示すように、第１の収音器１１０−１および第２の収音器１１０−２から生成される第１の周波数信号および第２の周波数信号は、そのまま加算される。そして、加算後の信号は、絶対値が取られ、合成レベル信号（ｏｕｔｐｕｔ１）として出力される。合成レベル信号は、いわば第１の収音器１１０−１および第２の収音器１１０−２により構成される無指向性マイクロホンアレイの出力振幅値となる。
【００４４】
この状態で、θｉｎの方向から、周波数ｆの音源（入射波信号）が平面波として第１の収音器１１０−１および第２の収音器１１０−２に入射したとする。この場合、入射波信号の周波数に対する出力振幅値（ｏｕｔｐｕｔ１）で示されるアレイ出力振幅特性｜Ｈ１（ω，θｉｎ）｜は、以下の式（１）で表される。但し、ｄはマイク間距離（ｍ）であり、ｃは音速（ｍ/ｓｅｃ）であり、ωはω=２×π×ｆで表される入射波信号の角周波数である。
【数１】
0005853133.tif 000002
【００４５】
式（１）において、第２の周波数信号の位相項に相当するエクスポネンシャルにおける、−ω｛（ｄｓｉｎθｉｎ）／ｃ｝がπに近付くと、右辺の絶対値は０に近付く。すると、左辺の｜Ｈ１（ω，θｉｎ）｜は極小となり、ディップが生じる。すなわち、第１の周波数信号と第２の周波数信号とは、第１の収音器１１０−１に到達する音波と第２の収音器１１０−２に到達する音波の位相差により、相殺し得る。
【００４６】
図８は、位相情報が取り除かれた後の信号を合成する様子を模式的に示す図であり、図７に対応するものである。
【００４７】
図８に示すように、第１の収音器１１０−１および第２の収音器１１０−２から生成される第１の周波数信号および第２の周波数信号は、その絶対値を取った第１のレベル信号および第２のレベル信号にそれぞれ変換される。そして、絶対値に変換された第１のレベル信号と第２のレベル信号は、加算され、合成レベル信号（ｏｕｔｐｕｔ２）として出力される。合成レベル信号は、いわば第１の収音器１１０−１および第２の収音器１１０−２により構成される無指向性マイクロホンアレイの出力振幅値となる。
【００４８】
この場合、入射波信号の周波数に対する出力振幅値（ｏｕｔｐｕｔ２）で示されるアレイ出力振幅特性｜Ｈ２（ω，θｉｎ）｜は、以下の式（２）で表される。
【数２】
0005853133.tif 000003
【００４９】
式（２）では、式（１）とは異なり、右辺は、条件によらず一定の値（＝２）を取るため、ディップは生じない。すなわち、第１の周波数信号と第２の周波数信号とは、第１の収音器１１０−１に到達する音波と第２の収音器１１０−２に到達する音波の位相差があっても、これに起因して相殺することはない。
【００５０】
図９は、図７の場合および図８の場合のそれぞれにおける、入射波信号の周波数に対する対数値特性を示す図である。ここでは、マイク間距離ｄを、頭部を介した左右の耳の間の距離に相当する０.１６（ｍ）とし、入射角θｉｎを３０（度）とした場合の、対数値特性の実験結果を示す。
【００５１】
図９に示すように、位相情報が取り除かれる前の信号を合成する場合（第あ７参照）の、出力振幅値（ｏｕｔｐｕｔ１）の対数値特性９２１（｜Ｈ１（ω，θｉｎ）｜）は、低周波数帯域では比較的一定である。しかし、出力振幅値（ｏｕｔｐｕｔ１）の対数値特性９２１（｜Ｈ１（ω，θｉｎ）｜）は、周波数が高くなると変動し、例えば１６００Ｈｚにおいては約８ｄＢほど減衰している。この減衰は、第１の収音器１１０−１と第２の収音器１１０−２の距離（両耳間距離）と、音波の波長との関係（式（１）参照）で生じる空間エイリアジング現象に起因する。このような空間エイリアジング現象によるレベル信号の局所的な減衰は、以下、「ディップ」という。
【００５２】
一方、図９に示すように、位相情報が取り除かれた後の信号を合成する場合（第あ８参照）の、出力振幅値（ｏｕｔｐｕｔ２）の対数値特性９２２（｜Ｈ２（ω，θｉｎ）｜）は、減衰せず、入射波信号の周波数によらずに一定の値である。
【００５３】
図１０は、位相情報が取り除かれる前の信号を合成した場合（図７参照）の周波数ごとの指向特性の実験結果を示す図であり、図１に対応するものである。
【００５４】
図１０に示すように、１６００Ｈｚの周波数におけるレベル信号の指向特性９１４は、例えば３０度方向および３３０度方向においてディップを有する。これは、図９で説明した対数値特性の減衰によるものである。
【００５５】
図１１は、位相情報が取り除かれた後の信号を合成した場合（図８参照）の周波数ごとの指向特性の実験結果を示す図であり、図１および図１０に対応するものである。
【００５６】
図１１に示すように、各周波数におけるレベル信号の指向特性９１１〜９１４は、いずれもディップを有さない。
【００５７】
このように、位相情報が取り除かれた後の信号（ここではレベル信号）を合成することにより、空間エイリアジング現象によるディップの発生を回避し、均一な指向特性を有するレベル信号として、合成レベル信号が得られる。
【００５８】
音響処理装置１００は、上述のように、第１のレベル信号変換部１３０−１および第２のレベル信号変換部１３０−２を有し、位相情報が取り除かれた後のレベル信号を加算する。このため、音響処理装置１００は、空間エイリアジングにより発生する位相干渉を回避することができ、図１１に示すような、音波の到来方向に依存しない均一な音圧周波数特性（均一な周波数毎の指向特性）を得ることができる。
【００５９】
このように、本実施の形態に係る音響処理装置１００は、位相情報が取り除かれた後の信号を合成することにより、周波数によらずに均一な振幅特性を得ることができる。したがって、音響処理装置１００は、２つの信号の合成によりかえって周囲音の振幅特性が悪化するといった事態を防ぎつつ、２つの信号の合成による指向特性の均一化を図ることができる。
【００６０】
以下、音響処理装置１００の動作について説明する。
【００６１】
図１２は、音響処理装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。音響処理装置１００は、例えば、図１２に示す動作を、電源が投入されたときや分析に関する機能がオンになったときに開始し、電源が切られたときや分析に関する機能がオフになったときに終了する。
【００６２】
まず、ステップＳ１において、第１の周波数分析部１２０−１は、第１の収音器１１０−１から入力される収音信号を、複数の第１の周波数信号に変換する。また、同様に、第２の周波数分析部１２０−２は、第２の収音器１１０−２から入力される収音信号を、複数の第２の周波数信号に変換する。例えば、第１の周波数分析部１２０−１および第２の周波数分析部１２０−２は、図５で説明したフィルタバンクを用いた構成となっているものとする。この場合、第１の周波数信号および第２の周波数信号は、各バンドバスフィルタにより帯域制限された時間波形である。
【００６３】
そして、ステップＳ２において、第１のレベル信号変換部１３０−１は、第１の周波数分析部１２０−１から出力される第１の周波数信号から、位相情報が取り除かれた第１のレベル信号を生成する。同様に、第２のレベル信号変換部１３０−２は、第２の周波数分析部１２０−２から出力される第２の周波数信号から、位相情報が取り除かれた第２のレベル信号を生成する。この第２のレベル信号は、レベル信号伝送部１５０を介して、右側補聴器のレベル信号合成部１４０へ伝送される。なお、この際、レベル信号伝送部１５０は、時間軸上で情報を間引かれた第２のレベル信号（圧縮された第２のレベル信号）を伝送してもよい。これにより、レベル信号伝送部１５０は、伝送データ量を削減することができる。
【００６４】
そして、ステップＳ３において、レベル信号合成部１４０は、第１のレベル信号と第２のレベル信号とを加算して、合成レベル信号を生成する。
【００６５】
そして、ステップＳ４において、検知・識別部１６０は、合成レベル信号を用いて、検知・識別処理を行う。ここでの検知・識別処理は、比較的広帯域な可聴帯域信号を対象として、スペクトルの平坦性やスペクトル形状などを検知・識別する処理であり、例えば広帯域ノイズ識別処理である。そして、出力部１７０は、検知・識別結果を出力する。
【００６６】
そして、ステップＳ５において、分析結果反映部１８０は、検知・識別結果に応じて第１の収音信号に対する音声制御を行い、ステップＳ１へ戻る。
【００６７】
このように、本実施の形態に係る音響処理装置１００は、頭部の左右に装着された２つの収音器から得られる２つの信号を、位相情報を取り除いた後に加算して合成する。このようにして得られる信号（本実施の形態では合成レベル信号）は、上述の通り、入射波の周波数によらず頭部周囲に均一な指向特性を有する。したがって、音響処理装置１００は、頭部の音響的影響と空間エイリアジング現象との両方を低減した信号に基づいて周囲音を分析することができ、周囲音の分析の精度を向上させることができる。すなわち、音響処理装置１００は、ディップによる特定方向の誤検知や誤識別を低減することができる。
【００６８】
更に、音響処理装置１００は、音源の移動や頭部の回転（首振り）などにより、２つの収音器に対する入射波の到来角度が変化した場合でも、周波数特性の変化が少なくなり、安定した頭部周囲音の検知・識別が可能となる。
【００６９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、頭部の音響的影響が少ない周波数帯域の信号、つまり、収音の指向特性が２つの収音器の間で大きく異ならない周波数帯域のレベル信号を、伝送せず、左右間での合成の対象としないようにした例である。言い換えると、本実施の形態は、第２のレベル信号のうち、全周波数ではなく、頭部の影響による減衰が大きい高域の部分のみを伝送し、第１のレベル信号と合成することで、伝送データ量を削減するようにした例である。
【００７０】
図１の、例えば２００Ｈｚ、４００Ｈｚ付近の特性からも明らかなように、低周波数帯域のレベル信号には、頭部側で若干の感度低下があるものの、大きな指向特性の乱れや偏りがない。これは、頭部の大きさより十分波長が長い（頭部の最長部の３〜５倍程度以上の）低周波数帯域においては、音波の回折により、指向特性に対する頭部による影響を受け難くなるからである。すなわち、低周波数帯域では、収音の指向特性は、２つの収音器の間で近似している。
【００７１】
そこで、本実施の形態では、低周波数帯域のレベル信号については左右間での合成の対象としないようにする。すなわち、本実施の形態に係る音響処理装置は、頭部の影響を受けにくい低周波数帯域域については、左右のレベル信号の加算や一方の伝送を省略する。
【００７２】
なお、以下の説明において、「低域」とは、図４に示す補聴器を装着した状態において、可聴周波数帯域のうち、収音の指向特性が２つの収音器の間で大きく異ならない周波数帯域をいう。具体的には、「低域」とは、実験等により定められた特定の境界周波数を下回る周波数帯域をいう。また、「高域」とは、可聴周波数帯域のうち「低域」ではない周波数帯域をいう。人の頭部の大きさはほぼ一定であり、４００Ｈｚ〜８００Ｈｚ以下の周波数帯域が、頭部の影響を受けにくい周波数帯域である。したがって、音響処理装置は、例えば８００Ｈｚを境界周波数とする。
【００７３】
図１３は、本実施の形態に係る音響処理装置の構成の一例を示すブロック図であり、実施の形態１の図２に対応するものである。図２との対応部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。
【００７４】
図１３において、音響処理装置１００ａの第１のレベル信号変換部１３０ａ−１は、第１の高域レベル信号変換部１３１ａ−１および低域レベル信号変換部１３２ａを有する。音響処理装置１００ａの第２のレベル信号変換部１３０ａ−２は、第２の高域レベル信号変換部１３１ａ−２を有する。また、音響処理装置１００ａは、実施の形態１とはそれぞれ処理の対象が異なる、レベル信号合成部１４０ａ、レベル信号伝送部１５０ａ、および検知・識別部１６０ａを有する。
【００７５】
第１の高域レベル信号変換部１３１ａ−１は、第１の周波数信号のうち、高域の周波数信号を、音圧レベルを示す信号に変換する。そして、第１の高域レベル信号変換部１３１ａ−１は、変換後の信号を、第１の高域レベル信号として、レベル信号合成部１４０ａへ出力する。
【００７６】
低域レベル信号変換部１３２ａは、第１の周波数信号のうち、低域の周波数信号を、音圧レベルを示す信号に変換する。そして、低域レベル信号変換部１３２ａは、変換後の信号を、低域レベル信号として、検知・識別部１６０ａへ出力する。
【００７７】
第２の高域レベル信号変換部１３１ａ−２は、第２の周波数信号のうち、高域の周波数信号を、音圧レベルを示す信号に変換する。そして、第２の高域レベル信号変換部１３１ａ−２は、変換後の信号を、第２の高域レベル信号として、レベル信号伝送部１５０ａへ出力する。
【００７８】
レベル信号伝送部１５０ａには、第２の高域レベル信号のみが入力され、第２の周波数信号の低域についてのレベル信号は入力されない。したがって、レベル信号伝送部１５０ａは、実施の形態１において伝送される第２のレベル信号のうち、低域のレベル信号を伝送しない。
【００７９】
レベル信号合成部１４０ａは、第１の高域レベル信号と第２の高域レベル信号とを合成した合成レベル信号を生成し、検知・識別部１６０ａへ出力する。
【００８０】
検知・識別部１６０ａは、合成レベル信号と低域レベル信号とに基づいて周囲音の分析を行い、その分析結果を出力部１７０へ出力する。例えば、検知・識別部１６０ａは、低域レベル信号を２倍にした信号と合成レベル信号とを合わせた信号に基づいて、周囲音の分析を行う。
【００８１】
なお、第２のレベル信号変換部１３０ａ−２は、実施の形態１と同様に低域についてもレベル信号を生成してもよい。この場合、検知・識別部１６０ａは、入力された全てのレベル信号（つまり実施の形態１における第２のレベル信号）から高域のレベル信号のみを、第２の高域レベル信号として抽出し、伝送する。
【００８２】
図１４は、音響処理装置１００ａの動作の一例を示すフローチャートであり、実施の形態１の図１２に対応するものである。図１２と同一部分には同一ステップ番号を付し、これについての説明を省略する。
【００８３】
ステップＳ２ａにおいて、第１のレベル信号変換部１３０ａ−１は、第１の周波数信号から、第１の高域レベル信号および低域レベル信号を生成する。また、第２のレベル信号変換部１３０ａ−２は、第２の周波数信号から、第２の高域レベル信号を生成する。この第２の高域レベル信号は、レベル信号伝送部１５０ａを介して、右側補聴器のレベル信号合成部１４０ａへ伝送される。
【００８４】
そして、ステップＳ３ａにおいて、レベル信号合成部１４０ａは、第２の高域レベル信号を第１の高域レベル信号と加算して、合成レベル信号を生成する。
【００８５】
そして、ステップＳ４ａにおいて、検知・識別部１６０ａは、高域の合成レベル信号と低域レベル信号とを合成して得られる最終的な合成レベル信号を用いて、検知・識別処理を行う。
【００８６】
図１５は、本実施の形態における最終的な合成レベル信号の、周波数ごとの指向特性の実験結果を示す図であり、図１および図１０に対応するものである。ここでは、第１の周波数分析部１２０−１および第２の周波数分析部１２０−２にフィルタバンクを用い、境界周波数を８００Ｈｚとした場合の例を示す。
【００８７】
図１５に示すように、８００Ｈｚ、１６００Ｈｚの高域の指向特性９１３、９１４だけでなく、２００Ｈｚ、４００Ｈｚの低域の指向特性９１１、９１２も、図１よりも均一となっていることが分かる。すなわち、本実施の形態において分析の対象となる信号は、従来に比べ、指向特性の均一性が改善されていることが分かる。高域については実施の形態１と同様に２つの収音信号から生成されたレベル信号を合成しているため、図１０のようなディップも見られない。
【００８８】
このような音響処理装置１００ａは、収音の指向特性が第１の収音器と第２の収音器と間で大きく異ならない周波数帯域のレベル信号については、伝送せず、左右間での合成の対象としない。すなわち、音響処理装置１００ａは、第２の収音信号の高域から生成した第２の高域レベル信号のみを伝送する。これにより、音響処理装置１００ａは、伝送するデータ量を低減することができ、無線伝送路のように伝送容量が少ない場合でも、比較的均一な指向特性の信号を用いた検出・識別処理が可能となる。したがって、音響処理装置１００ａは、補聴器の小型化や省電力化を図ることができる。
【００８９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、可聴周波数領域のうち限られた周波数帯域の信号のみを用いて周囲音の分析を行う例である。ここでは、高域の１点の周波数（以下「高域特定周波数」という）の収音信号のレベル信号と、低域の１点の周波数（以下「低域特定周波数」という）の収音信号のレベル信号とのみに基づいて、合成レベル信号を生成する例について説明する。
【００９０】
図１６は、本実施の形態に係る音響処理装置の要部構成を示すブロック図であり実施の形態２の図１３に対応するものである。図１３との対応部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。
【００９１】
図１６において、音響処理装置１００ｂの第１の周波数分析部１２０ｂ−１は、第１の高域信号抽出部１２１ｂ−１および低域信号抽出部１２２ｂを有する。音響処理装置１００ｂの第２の周波数分析部１２０ｂ−２は、第２の高域信号抽出部１２１ｂ−２を有する。音響処理装置１００ｂの第１のレベル信号変換部１３０ａ−１は、実施の形態２とはそれぞれ処理の対象が異なる、第１の高域レベル信号変換部１３１ｂ−１および低域レベル信号変換部１３２ｂを有する。音響処理装置１００ｂの第２のレベル信号変換部１３０ａ−２は、実施の形態２とは処理の対象が異なる、第２の高域レベル信号変換部１３１ｂ−２を有する。また、音響処理装置１００ｂは、実施の形態２とはそれぞれ処理の対象が異なる、レベル信号合成部１４０ｂ、レベル信号伝送部１５０ｂ、および検知・識別部１６０ｂを有する。
【００９２】
第１の高域信号抽出部１２１ｂ−１は、第１の収音信号から高域特定周波数の成分のみを抽出した周波数信号（以下「高域特定周波数の第１の周波数信号」という）を、第１の高域レベル信号変換部１３１ｂ−１へ出力する。第１の高域信号抽出部１２１ｂ−１は、例えば、境界周波数に基づいてカットオフ周波数が決定されたＨＰＦ（high pass filter）を用いて、高域特定周波数の成分の抽出を行う。
【００９３】
第２の高域信号抽出部１２１ｂ−２は、第１の高域信号抽出部１２１ｂ−１と同様である。第２の高域信号抽出部１２１ｂ−２は、第２の収音信号から高域特定周波数の成分のみを抽出した周波数信号（以下「高域特定周波数の第２の周波数信号」という）を、第２の高域レベル信号変換部１３１ｂ−２へ出力する。
【００９４】
低域信号抽出部１２２ｂは、第１の収音信号から低域特定周波数の成分のみを抽出した周波数信号（以下「低域特定周波数の周波数信号」という）を、低域レベル信号変換部１３２ｂへ出力する。低域信号抽出部１２２ｂは、例えば、境界周波数に基づいてカットオフ周波数が決定されたＬＰＦ（low pass filter）を用いて、低域特定周波数の成分の抽出を行う。
【００９５】
第１の高域レベル信号変換部１３１ｂ−１は、高域特定周波数の第１の周波数信号を、音圧レベルを示す信号に変換し、高域特定周波数の第１のレベル信号として、レベル信号合成部１４０ｂへ出力する。
【００９６】
第２の高域レベル信号変換部１３１ｂ−２は、高域特定周波数の第２の周波数信号を、音圧レベルを示す信号に変換し、高域特定周波数の第２のレベル信号として、レベル信号伝送部１５０ｂへ出力する。
【００９７】
低域レベル信号変換部１３２ｂは、低域特定周波数の周波数信号を、音圧レベルを示す信号に変換し、低域特定周波数のレベル信号として、検知・識別部１６０ｂへ出力する。
【００９８】
レベル信号伝送部１５０ｂには、高域特定周波数の第２のレベル信号のみが入力される。したがって、レベル信号伝送部１５０ｂは、実施の形態２において伝送される第２の高域レベル信号のうち、高域特定周波数以外のレベル信号を伝送しない。
【００９９】
レベル信号合成部１４０ｂは、高域特定周波数の第１のレベル信号と高域特定周波数の第２のレベル信号とを合成した合成レベル信号を生成し、検知・識別部１６０ｂへ出力する。
【０１００】
検知・識別部１６０ｂは、合成レベル信号と低域特定周波数のレベル信号とに基づいて周囲音の分析を行い、その分析結果を出力部１７０へ出力する。例えば、検知・識別部１６０ｂは、低域特定周波数のレベル信号を２倍にした信号と合成レベル信号とを合わせた信号に基づいて、周囲音の分析を行う。本実施の形態における合成レベル信号と低域特定周波数のレベル信号との組は、つまり、高域特定周波数と低域特定周波数の２点のみ周波数スペクトル情報を含む。したがって、検知・識別部１６０ｂは、２点の周波数スペクトルにのみ着目した、比較的単純な検知・識別処理を行う。
【０１０１】
図１７は、音響処理装置１００ｂの動作の一例を示すフローチャートであり、実施の形態２の図１４に対応するものである。図１４と同一部分には同一ステップ番号を付し、これについての説明を省略する。
【０１０２】
まず、ステップＳ１ｂにおいて、第１の高域信号抽出部１２１ｂ−１は、第１の収音信号から、高域特定周波数の第１の周波数信号を抽出する。第２の高域信号抽出部１２１ｂ−２は、第２の収音信号から、高域特定周波数の第２の周波数信号を抽出する。また、低域信号抽出部１２２ｂは、第１の収音信号から、低域特定周波数の周波数信号を抽出する。
【０１０３】
そして、ステップＳ２ｂにおいて、第１の高域レベル信号変換部１３１ｂ−１は、高域特定周波数の第１の周波数信号から、高域特定周波数の第１のレベル信号を生成する。第２の高域レベル信号変換部１３１ｂ−２は、高域特定周波数の第２の周波数信号から、高域特定周波数の第２のレベル信号を生成する。また、低域レベル信号変換部１３２ｂは、低域特定周波数の周波数信号から、低域特定周波数のレベル信号を生成する。
【０１０４】
そして、ステップＳ３ｂにおいて、レベル信号合成部１４０ｂは、高域特定周波数の第２のレベル信号を高域特定周波数の第１のレベル信号と加算して、合成レベル信号を生成する。
【０１０５】
そして、ステップＳ４ｂにおいて、検知・識別部１６０ｂは、高域特定周波数の合成レベル信号と低域特定周波数のレベル信号とを合成して得られる最終的な合成レベル信号を用いて、検知・識別処理を行う。
【０１０６】
このような音響処理装置１００ｂは、収音の指向特性が２つの収音器の間で大きく異なる周波数帯域（高域）の一部の周波数帯域のレベル信号のみを、補聴器間で伝送する。すなわち、音響処理装置１００ｂは、分析精度との関係で不要なレベル信号については、伝送しない。これにより、音響処理装置１００ｂは、補聴器間の伝送容量が極端に少ない場合でも、均一な音圧周波数特性の合成信号に基づいて、周囲音の分析を行うことができる。
【０１０７】
なお、伝送の対象となる周波数は、本実施の形態では高域特定周波数および低域特定周波数の２点としたが、これに限定されず、少なくとも収音の指向特性が２つの収音器の間で大きく異なる周波数の１点を含めばよい。例えば、伝送の対象となる周波数は、高域の他の１点のみであってもよいし、３以上であってもよい。
【０１０８】
（実施の形態４）
特に補聴器の場合、収音器の近くでビニールを丸めるときの音のような不快音がそのまま音声出力部から出力されてしまうことは好ましくない。そこで、本発明の実施の形態４として、収音信号から所定の音の検知を行い、所定の音が検知されたことを条件として音量を低減する処理を行うようにした場合の、具体的構成および動作の一例について説明する。
【０１０９】
通常、環境騒音（空調音あるいは機械音）や、音声（人の発話音声）の周波数スペクトルエネルギーは、主に低周波数帯域に存在する。例えば、音声の周波数スペクトルエネルギーは、主に１ｋＨｚ以下の帯域に集中している。そして、音声においては、低周波数帯域から高周波数帯域にかけての長時間スペクトル傾斜は、１ｋＨｚ付近を境に−６ｄＢ／ｏｃｔで高域に向かって減衰する形となっている。一方、上述の不快音は、低周波数帯域から高周波数帯域にかけて比較的平坦な、白色雑音に近いスペクトル特性を持つ。すなわち、このような不快音は、その振幅スペクトルが比較的平坦であるという性質を持つ。そこで、本実施の形態に係る音響処理装置は、振幅スペクトルが平坦か否に基づいて、不快音の検知を行う。そして、本実施の形態に係る音響処理装置は、このような不快音を検知した場合に、再生音の音量を抑圧して聞こえの不快感の緩和を図る。
【０１１０】
図１８は、本実施の形態における検知・識別部の構成の一例を示す図である。この検知・識別部は、実施の形態１の図２に示す検知・識別部１６０として用いられるものである。
【０１１１】
図１８において、検知・識別部１６０は、平滑化部１６２、周波数平坦性指標算出部１６３、全帯域レベル信号算出部１６４、判定部１６５、およびカウンタ１６６を有する。
【０１１２】
平滑化部１６２は、レベル信号合成部１４０から入力された合成レベル信号を平滑化し、平滑化合成レベル信号を生成する。そして、平滑化部１６２は、生成した平滑化合成レベル信号を、周波数平坦性指標算出部１６３および全帯域レベル信号算出部１６４へ出力する。平滑化部１６２は、例えば、例えばＬＰＦを用いて、合成レベル信号に対する平滑処理を行う。
【０１１３】
周波数平坦性指標算出部１６３は、平滑化合成レベル信号を用いて、基の合成レベル信号の周波数軸上における平坦性の検証を行い、その平坦性の度合いを示す周波数平坦性指標を算出する。そして、周波数平坦性指標算出部１６３は、算出した周波数平坦性指標を、判定部１６５へ出力する。
【０１１４】
全域レベル信号算出部１６４は、平滑化合成レベル信号を用いて、所定の全周波数帯域（例えば可聴帯域）における全周波数レベルを算出し、算出結果を、判定部１６５へ出力する。
【０１１５】
判定部１６５は、周波数平坦性指標と全周波数レベルとに基づいて、周囲音に不快音が含まれるか否かを判定し、不快音判定結果を、出力部１７０へ出力する。より具体的には、判定部１６５は、カウンタ１６６を用いて、周囲音に不快音が含まれると連続して判定した時間長さ（以下「連続判定時間」という）を、不快音が持続している時間長さとしてカウントする。そして、判定部１６５は、連続判定時間が所定の閾値を超えている間は、不快音が検知された旨を示す判定結果を出力し、連続判定時間が所定の閾値を超えていない間は、不快音が検知されていない旨を示す判定結果を出力する。
【０１１６】
このような検知・識別部１６０は、合成レベル信号に基づいて、不快音の検知を行うことができる。
【０１１７】
出力部１７０は、本実施の形態では、入力される判定結果に応じて制御フラグのオンオフが切り替わる制御信号を、分析結果反映部１８０に出力するものとする。
【０１１８】
図１９は、分析結果反映部１８０の構成の一例を示すブロック図である。
【０１１９】
平滑化部１８２は、出力部１７０からの制御信号を平滑化し、平滑化制御信号を生成する。そして、平滑化部１８２は、生成した平滑化制御信号を、可変減衰部１８３へ出力する。すなわち、平滑化制御信号は、制御信号が示すオンオフに応じて、音量を滑らかに変化させるための信号である。平滑化部１８２は、例えば、例えばＬＰＦを用いて、制御信号に対する平滑処理を行う。
【０１２０】
可変減衰部は、平滑化制御信号に基づいて、第１の収音信号に対して、不快音が検知されたことを条件として音量を低減する処理を行い、かかる処理を施した第１の収音信号を、音声出力部１９０へ出力する。
【０１２１】
図２０は、本実施の形態に係る音響処理装置１００の動作の一例を示すフローチャートであり、実施の形態１の図１２に対応するものである。図１２と同一部分には同一ステップ番号を付し、これについての説明を省略する。
【０１２２】
ステップＳ３０において、検知識別部１６０の平滑化部１６２は、合成レベル信号を周波数帯域ごとに平滑化し、平滑化合成レベル信号ｌｅｖ＿ｆｒｑｓ（ｋ）を算出する。ｋは、帯域分割インデックスであり、例えば図５に示すＮ分割フィルタバンクを用いる場合、ｋは０〜Ｎ−１の範囲の値を取る。以下、Ｎ個の周波数帯域ごとに合成レベル信号が得られているものとする。
【０１２３】
そして、ステップＳ３１において、全帯域レベル信号算出部１６４は、帯域ごとの平滑化合成レベル信号ｌｅｖ＿ｆｒｑｓ（ｋ）を全てのｋについて加算して、全帯域レベル信号ｌｅｖ＿ａｌｌ＿ｆｒｑｓを算出する。全帯域レベル信号算出部１６４は、例えば、以下の式（３）を用いて、全帯域レベル信号ｌｅｖ＿ａｌｌ＿ｆｒｑｓを算出する。
【数３】
0005853133.tif 000004
【０１２４】
そして、ステップＳ３２において、判定部１６５は、まず、第１の収音信号が抑圧処理を行うほどの十分なレベルか否かを判定する。具体的には、判定部１６５は、全帯域レベル信号ｌｅｖ＿ａｌｌ＿ｆｒｑｓが、予め定めた規定値ｌｅｖ＿ｔｈｒ以上であるか否かを判断する。そして、判定部１６５は、全帯域レベル信号ｌｅｖ＿ａｌｌ＿ｆｒｑｓが規定値ｌｅｖ＿ｔｈｒ以上である場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３３へ進む。また、判定部１６５は、全帯域レベル信号ｌｅｖ＿ａｌｌ＿ｆｒｑｓが規定値ｌｅｖ＿ｔｈｒ未満である場合（Ｓ３２：ＮＯ）、ステップＳ３９へ進む。
【０１２５】
ステップＳ３３において、周波数平坦性指標算出部１６３は、帯域ごとの平滑化合成レベル信号ｌｅｖ＿ｆｒｑｓ（ｋ）から、周波数スペクトルの平坦性を示す周波数平坦性指標ｓｍｔｈ＿ｉｄｘを算出する。具体的には、周波数平坦性指標算出部１６３は、例えば、周波数ごとのレベルの分散を用いて、周波数ごとのレベルばらつきを算出し、算出したレベルばらつきを、周波数平坦性指標ｓｍｔｈ＿ｉｄｘとする。周波数平坦性指標算出部１６３は、例えば、以下の式（４）を用いて、周波数平坦性指標ｓｍｔｈ＿ｉｄｘを算出する。
【数４】
0005853133.tif 000005
【０１２６】
但し、式（４）において、ｌｅｖ＿ｆｒｑｓ＿ｍｅａｎは、平滑化合成レベル信号ｌｅｖ＿ｆｒｑｓ（ｋ）の平均値である。周波数平坦性指標算出部１６３は、例えば、以下の式（５）を用いて、ｌｅｖ＿ｆｒｑｓ＿ｍｅａｎを算出する。
【数５】
0005853133.tif 000006
【０１２７】
そして、ステップＳ３４において、判定部１６５は、合成レベル信号の周波数スペクトルが平坦かどうかを判定する。具体的には、判定部１６５は、周波数平坦性指標ｓｍｔｈ＿ｉｄｘが予め定めた規定値ｓｍｔｈ＿ｔｈｒ以下であるか否かを判断する。判定部１６５は、周波数平坦性指標ｓｍｔｈ＿ｉｄｘが規定値ｓｍｔｈ＿ｔｈｒ以下である場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、ステップＳ３５へ進む。また、判定部１６５は、周波数平坦性指標ｓｍｔｈ＿ｉｄｘが規定値ｓｍｔｈ＿ｔｈｒを超えている場合（Ｓ３４：ＮＯ）、Ｓ３９へ進む。
【０１２８】
ステップＳ３５において、判定部１６５は、カウンタ１６６のカウンタ値をインクリメントする。
【０１２９】
そして、ステップＳ３６において、判定部１６５は、収音レベルが十分あり、かつ、スペクトル平坦な状態が規定化数持続しているかを判定する。具体的には、判定部１６５は、カウンタ１６６のカウンタ値が予め定めた規定回数ｃｎｔ＿ｔｈｒ以上となっているか否かを判断する。判定部１６５は、カウンタ値が規定回数ｃｎｔ＿ｔｈｒ以上である場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、ステップＳ３７へ進む。また、判定部１６５は、カウンタ値が規定回数ｃｎｔ＿ｔｈｒ未満である場合（Ｓ３６：ＮＯ、ステップＳ４０へ進む。
【０１３０】
ステップＳ３７において、判定部１６５は、不快音ありと判定し、出力部１７０へ出力する制御信号の制御フラグ（ａｎｎ＿ｆｌｇ（ｎ））に、不快音ありを示す「１」をセットする。但し、ｎは現在時刻を示す。
【０１３１】
一方、ステップＳ３９において、判定部１６５は、カウンタ１６６のカウンタ値をクリアして、ステップＳ４０へ進む。
【０１３２】
そして、ステップＳ４０において、判定部１６５は、不快音なしと判定し、出力部１７０へ出力する制御信号の制御フラグ（ａｎｎ＿ｆｌｇ（ｎ））に、不快音なしを示す「０」をセットする。
【０１３３】
そして、ステップＳ３８において、分析結果反映部１８０は、制御フラグ（ａｎｎ＿ｆｌｇ（ｎ））を受ける。次に、分析結果反映部１８０は、平滑化部１８２で平滑化した平滑化制御フラグ（ａｎｎ＿ｆｌｇ＿ｓｍｔ（ｎ））（つまり平滑化制御信号）を基に、第１の収音器１１０−１（１１０−２）の収音信号を可変減衰部１８３にて抑圧する。
【０１３４】
分析結果反映部１８０の平滑化部１８２は、例えば、以下の式（６）で示される１次の積分器を用いて、平滑化制御フラグ（ａｎｎ＿ｆｌｇ＿ｓｍｔ（ｎ））を算出する。なお、αは、１より十分小さい値である。また、ａｎｎ＿ｆｌｇ＿ｓｍｔ（ｎ−１）は、１つ前の時刻の平滑化制御フラグである。
【数６】
0005853133.tif 000007
【０１３５】
そして、分析結果反映部１８０の可変減衰部１８３は、音量制御部の入力信号をｘ（ｎ）と置くと、例えば、以下の式（７）を用いて、出力信号の値（出力値）ｙ（ｎ）を算出する。
【数７】
0005853133.tif 000008
【０１３６】
なお、式（７）におけるａｔｔ（ｎ）は、時刻ｎにおける減衰量を示す値である。分析結果反映部１８０は、例えば、固定最大減衰量ａｔｔ＿ｍａｘに基づき、以下の式（８）を用いて、ａｔｔ（ｎ）を算出する。固定最大減衰量ａｔｔ＿ｍａｘは、ａｔｔ（ｎ）の最大減衰量を決定するパラメータであり、例えば最大６ｄＢの抑圧を実現する場合には０.５である。
【数８】
0005853133.tif 000009
【０１３７】
このような音響処理装置１００は、不快音を検知したとき、周囲音の再生音量を低減することができる。また、実施の形態１で説明したとおり、音響処理装置１００は、頭部の音響的影響と空間エイリアジング現象との両方を低減した周囲音のレベル信号として、合成レベル信号を生成する。したがって、本実施の形態に係る音響処理装置１００は、不快音を高精度に検出し、不快音の音量低減を確実に行うことができる。
【０１３８】
なお、分析結果反映部１８０による音量制御の対象となる信号は、本実施の形態では第１の収音信号としたが、これに限定されない。例えば、分析結果反映部１８０は、指向特性合成処理や非線形圧縮処理などが施された後の第１の収音信号を対象として、音量制御を行うようにしてもよい。
【０１３９】
また、分析結果反映部１８０による音量制御の対象となる周波数帯域および音量低減の仕方は、本実施の形態では、全周波数帯域に対して一律な音量低減としたが（式（６）参照）、これに限定されない。例えば、分析結果反映部１８０は、限定された周波数帯域に対してのみ音量低減を行ったり、より高い周波数ほどより大きく音量を低減させるようにしてもよい。また、この場合、検知・識別部１６０は、低減の対象となる周波数帯域に関するパラメータのみを算出するようにしてもよい。すなわち、検知・識別部１６０は、例えば上述の式（３）〜式（５）において、帯域インデックスｋ＝２〜Ｎ−２というように、帯域インデックスｋ＝０〜Ｎ−１の一部を用いて各種パラメータを算出してもよい。
【０１４０】
なお、以上説明した各実施の形態では、分析結果反映部は、本実施の形態では右側補聴器に配置されているとしたが、左側補聴器に配置されていてもよい。この場合、レベル信号伝送部は、右側補聴器に配置されて、第１のレベル信号を左側補聴器へ伝送する。そして、レベル信号合成部、検知・識別部、および出力部は、左側補聴器に配置される。
【０１４１】
また、レベル信号の合成の対象となる周波数帯域は、以上説明した各実施の形態では高域としたが、これに限定されず、収音の指向特性が２つの収音器の間で大きく異なり、かつ、分析に用いられる周波数帯域であればよい。
【０１４２】
また、レベル信号合成部、検知・識別部、出力部、および分析結果反映部は、両方の補聴器から分離して配置されていてもよい。この場合、両方の補聴器に、レベル信号伝送部が必要となる。
【０１４３】
また、本発明の適用は、補聴器に限定されない。本発明は、２つの収音器がそれぞれ取得した収音信号に基づいて周囲音の分析を行う各種の機器に適用することができる。このような機器としては、周囲音の分析の対象が人の頭部である場合には、例えば、ヘッドホンステレオや、ヘッドセット一体型の補聴器など、頭部に２つのマイクロホンが装着できるような機器が挙げられる。また、本発明は、周囲音の分析結果を用いて、音量低減や注意喚起のための警告などの処理を行う各種の装置に適用することができる。
【０１４４】
以上、本実施の形態に係る音響処理装置は、２つの収音器がそれぞれ取得した収音信号に基づいて周囲音の分析を行う音響処理装置において、前記収音信号ごとに、前記収音信号を、位相情報が取り除かれたレベル信号に変換するレベル信号変換部と、前記２つの収音器の前記収音信号から得られる前記レベル信号を合成した合成レベル信号を生成するレベル信号合成部と、前記合成レベル信号に基づいて前記周囲音の分析を行う検知・識別部と、を有するもので、周囲音の分析の精度を向上させることができる。
【０１４５】
２０１０年２月２４日出願の特願２０１０−３８９０３の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明に係る音響処理装置および音響処理方法は、周囲音の分析の精度を向上させることができる音響処理装置および音響処理方法として有用である。
【符号の説明】
【０１４７】
１００、１００ａ、１００ｂ  音響処理装置
１１０−１  第１の収音器
１１０−２  第２の収音器
１２０−１、１２０ｂ−１  第１の周波数分析部
１２０−２、１２０ｂ−２  第２の周波数分析部
１２１ｂ−１  第１の高域信号抽出部
１２１ｂ−１  第１の高域信号抽出部
１２２ｂ  低域信号抽出部
１３０−１、１３０ａ−１、１３０ｂ−１  第１のレベル信号変換部
１３０−２、１３０ａ−２、１３０ｂ−２  第２のレベル信号変換部
１３１ａ−１、１３１ｂ−１  第１の高域レベル信号変換部
１３１ａ−２、１３１ｂ−２  第２の高域レベル信号変換部
１３２ａ、１３２ｂ  低域レベル信号変換部
１４０、１４０ａ、１４０ｂ  レベル信号合成部
１５０、１５０ａ、１５０ｂ  レベル信号伝送部
１６０、１６０ａ、１６０ｂ  検知・識別部
１６２  平滑化部
１６３  周波数平坦性指標算出部
１６４  全帯域レベル信号算出部
１６５  判定部
１６６  カウンタ
１７０  出力部
１８０  分析結果反映部
１９０  音声出力部
３００−１  右側補聴器
３００−２  左側補聴器
３１０  補聴器本体
３２０  音響管
３３０  イヤホン
【図１】
0005853133.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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