(57)【要約】      （修正有）【課題】外部音に対して音響処理を行い、その音響処理を経た音声を外部音とともにユーザに聴かせる音響装置を提供する。【解決手段】音響装置１００は本体１と装着機構２からなり、本体１が装着機構２によってユーザＵの耳介に装着される。スピーカが、ピアス型又はユーザＵの耳介にぶら下がるような形態で装着されるイヤリング型により、意図的にユーザＵの耳穴を覆わない位置に配置されており、スピーカから放音される音声を外部音とともにユーザに聴かせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収音手段と、
前記収音手段により収音された音声に対して音響処理を施す音響処理手段と、
前記音響処理手段により音響処理が施された音声を出力する出力手段と
前記出力手段がユーザの耳穴を覆わない位置に配置されるよう、当該出力手段をユーザの頭部に装着するための装着手段と
を備えることを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記音響処理手段は、前記装着手段によりユーザの頭部に装着される前記出力手段とは異なる筐体に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【請求項３】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声を打ち消すための音声を生成する処理を行う
ことを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【請求項４】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声に対して所定の音高差となる１又は複数の音声を生成する処理を行う
ことを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【請求項５】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声に対して当該音声の残響音声を生成する処理を行う
ことを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【請求項６】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声に基づく伴奏音声を生成する処理を行う
ことを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【請求項７】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声から音響処理の対象となる音声を抽出し、抽出した音声に対して音響処理を施す
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の音響装置。
【請求項８】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声を分離し、分離した各音声に対してそれぞれ異なる音響処理を施す
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の音響装置。
【請求項９】
前記装着手段は、前記ユーザの耳介に自音響装置を装着するための手段である
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収音された音声に音響処理を施して出力する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ノイズキャンセル機能を有する音楽再生装置をカラオケ装置として利用するための仕組みが開示されている。具体的には、この音楽再生装置は、マイクロホンから供給される音声信号に基づいて、外部ノイズ成分をキャンセルする信号特性となるノイズキャンセル信号を生成し、入力されたデジタルオーディオ信号と上記ノイズキャンセル信号を合成して、スピーカ出力用の音声信号として出力する第１のモードの信号処理と、マイクロホンから供給される音声信号に対してボーカル音声用の音響処理を施し、また入力された楽曲としてのデジタルオーディオ信号から、ボーカル音声成分をキャンセルしてカラオケ信号を生成し、上記カラオケ信号と上記ボーカル信号を合成して、スピーカ出力用の音声信号として出力する第２のモードの信号処理とを選択的に実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５２２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の音響処理においては、外部から入力された音声に対して音響処理を行い、その音響処理を経た音声のみをユーザに聴かせることを主目的としている。これに対し、本発明は、外部音に対して音響処理を行い、その音響処理を経た音声を外部音とともにユーザに聴かせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、ユーザの頭部に自音響装置を装着するための装着手段と、収音手段と、前記収音手段により収音された音声に対して音響処理を施す音響処理手段と、ユーザの耳穴を覆わない位置に配置され、前記音響処理手段により音響処理が施された音声を出力する出力手段と、  前記出力手段がユーザの耳穴を覆わない位置に配置されるよう、当該出力手段をユーザの頭部に装着するための装着手段とを備えることを特徴とする音響装置を提供する。
【０００６】
前記音響処理手段は、前記装着手段によりユーザの頭部に装着される前記出力手段とは異なる筐体に設けられていてもよい。
【０００７】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声を打ち消すための音声を生成する処理を行うようにしてもよい。
【０００８】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声に対して所定の音高差となる１又は複数の音声を生成する処理を行うようにしてもよい。
【０００９】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声に対して当該音声の残響音声を生成する処理を行うようにしてもよい。
【００１０】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声に基づく伴奏音声を生成する処理を行うようにしてもよい。
【００１１】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声から音響処理の対象となる音声を抽出し、抽出した音声に対して音響処理を施すようにしてもよい。
【００１２】
前記音響処理手段は、前記収音手段により収音された音声を分離し、分離した各音声に対してそれぞれ異なる音響処理を施すようにしてもよい。
【００１３】
前記装着手段は、前記ユーザの耳介に自音響装置を装着するための手段であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外部音に対して音響処理を行い、その音響処理を経た音声を外部音とともにユーザに聴かせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る音響装置がユーザに装着されている様子を示す図である。
【図２】音響装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】音響装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】音響装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る音響装置１００がユーザＵに装着されている様子を示す図である。音響装置１００はユーザＵの頭部、より望ましくはユーザＵの耳Ｙの近傍に装着される。本実施形態では、音響装置１００がユーザＵの耳介（例えば耳たぶ部分）に開けられた穴に装着されるピアス型、又は、ユーザＵの耳介（例えば耳たぶ部分）にぶら下がるような形態で装着されるイヤリング型である場合について説明する。音響装置１００は本体１と装着機構２からなり、本体１が装着機構２によってユーザＵの耳介に装着される。耳介への装着形態は、ピアス型であれば耳介に開けられた穴にフック形状の装着機構２が挿入されるような形態であり、イヤリング型であれば耳介を表裏からアーム型の装着機構２で挟み込むようにして挿入される形態である。また、本実施形態では音響装置１００がユーザの両耳にそれぞれ１つずつ装着されるが、これに限らず、音響装置１００がユーザの両耳にそれぞれ１つ以上装着されてもよいし、片耳のみに１つ以上装着されてもよい。
【００１７】
図２は、音響装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。音響装置１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）又はフラッシュメモリなどの記憶装置や各種音響フィルタなどを含む制御装置１１と、収音を行うマイク１２と、放音を行うスピーカ１３と、ユーザによって操作されるスイッチ１４とを備えている。スイッチ１４は、例えば音響装置１００の電源のオンオフや後述するモード切替を行うためのユーザインタフェースである。これらの制御装置１１、マイク１２、スピーカ１３及びスイッチ１４が本体１に収容されている。
【００１８】
一般的なイヤフォンはユーザの耳穴（外耳道）を覆う位置にその筐体が配置され、外部から外耳道へと進行する音声をその筐体によって或る程度遮断した状態で、イヤフォンの放音面から放音される音声をユーザの外耳道へと出力する。これは、主にイヤフォンの放音面から放音される音声のみをユーザに聴かせることを目的としているからである。これに対し、本実施形態に係る音響装置１００においては、スピーカ１３が意図的にユーザの耳穴を覆わない位置に配置されており、スピーカ１３から放音される音声を外部音とともにユーザに聴かせるようになっている。つまり、外部音を積極的にユーザに聴かせることを前提としている。
【００１９】
図３は、音響装置１００の機能構成を示すブロック図である。収音部１０１は、図２のマイク１２によって実現される機能であり、ユーザの周囲の空間からユーザの耳へと到達する音声を収音する。
【００２０】
音響処理部１０２は、図２の制御装置１１によって実現される機能であり、収音部１０１により収音された音声に対して各種の音響処理を施す。ここでいう音響処理は、収音された音声を打ち消すためにその音声の逆位相の音声を生成するノイズキャンセル処理、収音された音声に対して所定の音高差となる１又は複数の音声を生成する処理（ハモり処理という）、又は、収音された音声に対してその音声の残響音声を生成するリバーブ処理などを含む。
【００２１】
出力部１０３は、図２のスピーカ１３によって実現される機能であり、ユーザの耳穴を覆わない位置に配置され、音響処理部１０２により音響処理が施された音声を出力する。
【００２２】
切替部１０４は、図２の制御装置１１及びスイッチ１４によって実現される機能であり、上述した複数の音響処理のうちいずれを行うか又は行わないかを切り替える。より具体的には、切替部１０４は、スイッチ１４を用いたユーザの操作に応じて、ノイズキャンセル処理のみを行うモード、ハモり処理のみを行うモード、リバーブ処理のみを行うモード、ノイズキャンセル処理及びハモり処理を行うモード、ハモり処理及びリバーブ処理を行うモード、リバーブ処理及びノイズキャンセル処理を行うモード、ノイズキャンセル処理、ハモり処理及びリバーブ処理を行うモード、いずれの処理をも行わないモードのうち、いずれかのモードへと音響装置１００の動作モードを切り替える。
【００２３】
装着部１０５は、図１の装着機構２によって実現される機能であり、ユーザの頭部、ここではユーザの耳介に音響装置１００を装着する。
【００２４】
［動作］
次に本実施形態の動作を説明する。図４において、まず、収音部１０１は外部音としての音声を収音する（ステップＳ１１）。
【００２５】
次に、音響処理部１０２は、収音部１０１により収音された音声を、音響処理の対象となる音声単位に分離する（ステップＳ１２）。例えばノイズキャンセル処理、ハモり処理及びリバーブ処理の対象となる音声の周波数帯域がそれぞれ決まっており、音響処理部１０２は、収音部１０１により収音された音声をフィルタ処理によって音響処理の対象となる周波数帯域ごとに分離する。ここで、例えば切替部１０４によって例えばノイズキャンセル処理のみを行うように切り替えられている場合には、音響処理部１０２は、収音部１０１により収音された音声のうち、ノイズキャンセル処理の対象となる周波数帯域の音声のみを分離（抽出）する。また、切替部１０４によって例えばノイズキャンセル処理及びリバーブ処理を行うように切り替えられている場合には、音響処理部１０２は、収音部１０１により収音された音声のうち、ノイズキャンセル処理及びリバーブ処理のそれぞれの対象となる周波数帯域の音声を分離（抽出）する。
【００２６】
次に、音響処理部１０２は分離された各音声に対して音響処理を施す（ステップＳ１３）。例えば音響処理部１０２がノイズキャンセル処理を行う場合、ＬＭＳ適応フィルタなどを用いて、そのノイズキャンセル処理の対象となる周波数帯域の音声の逆位相となる音声を生成する。また、音響処理部１０２がハモり処理を行う場合、そのハモり処理の対象となる周波数帯域の音声のピッチを算出し、そのピッチに対して所定の音高差となる１又は複数の音声（例えば３度高いピッチ及び５度高いピッチの２つの音声）を生成する。また、音響処理部１０２がリバーブ処理を行う場合、そのリバーブ処理の対象となる周波数帯域の音声に基づいた遅延処理などを経てその残響音を示す音声を生成する。
【００２７】
出力部１０３は、音響処理部１０２によって生成された音声を出力する（ステップＳ１４）。これにより、例えばノイズキャンセル処理を経た音声と外部音とがユーザの耳に到達した時点で、外部音としての雑音が除去された状態となる。また、例えばハモり処理を経た音声と外部音とがユーザの耳に到達した時点で、外部音に対していわゆるハモった音声を聴ける状態となる。また、例えばリバーブ処理を経た音声と外部音とがユーザの耳に到達した時点で、外部音が残響したような音声を聴ける状態となる。
【００２８】
以上説明した実施形態によれば、スピーカ１３がユーザの耳の近傍であって且つその耳穴を覆わない位置に配置されているので、外部音に音響処理を施してスピーカ１３から放音するとともにその外部音を同時にユーザに聴かせることが可能となる。
【００２９】
［変形例］
上述した実施形態は次のような変形が可能である。また、以下の変形例を互いに組み合わせて実施してもよい。
［変形例１]
音響処理部１０２による音響処理の内容は実施形態の例に限定されず、どのようなものであってもよい。例えば、音響処理部１０２による音響処理が、外部音として収音された音声に基づいて伴奏音声を生成する処理であってもよい。具体的には、音響処理部１０２は、例えば特開2005-338602号公報に記載されているように、入力された音声（収音された外部音）の特徴を示す属性値（例えばピッチ及び音量）を検出する検出手段と、その属性値に基づいて伴奏音声のピッチ及び音量（例えば属性に対して所定差を持つピッチ及び音量）を決定してその音声を示すＭＩＤＩ（musical instrument digital interface）データを生成する伴奏音データ生成手段と、生成した音声の出力のタイミングを予め定められたタイミングに合わせて調整するタイミング調整手段として機能する。
【００３０】
［変形例２]
音響装置１００は、出力部１０３と耳穴（外耳道）との距離を可変にする機構を備えてもよい。例えば装着機構２が、紐状部材と、その紐状部材の任意の長さ部分を巻き取るリール機構とからなり、ユーザが紐状部材を任意の流さにした状態で巻き取り状態をセットする。これにより、外部音に音響処理を施した音声の音量を、出力部１０３と耳穴（外耳道）との距離によって簡便に調整することが可能となる。例えば、ノイズキャンセル処理の場合、出力部１０３と耳穴（外耳道）との距離を近くすることでそのノイズキャンセルの強度を大きくし、一方、出力部１０３と耳穴（外耳道）との距離を遠くすることでそのノイズキャンセルの強度を小さくすることができる。
【００３１】
［変形例３］
複数の音響装置１００がユーザに装着される場合、それぞれの音響装置１００による音響処理の内容が異なっていてもよい。例えば、ハモり処理を行う音響装置１００をユーザの耳に装着し、さらに、リバーブ処理を行う音響装置１００をユーザの耳に装着すると、これらの音響処理が同時に実現されることになるし、また、いずれかの音響装置１００をユーザの耳から外すとその音響装置１００の音響処理の効果が除外されることになる。
【００３２】
［変形例４]
実施形態において、音響装置１００はユーザの耳介に装着されるものであったが、音響装置１００はユーザの頭部に装着されるものであればよく、その装着形態は限定されない。例えば、音響装置１００がユーザＵの耳介に装着される場合、鍵型の装着機構２を耳介に掛けるような装着形態であってもよい。また、音響装置１００は例えば帽子、ヘッドバンド又はメガネ（スマートグラスと呼ばれるものを含む）などのユーザの頭部に装着されるものに実装されていてもよい。
【００３３】
［変形例５]
音響装置１００がユーザの耳介に装着される場合、耳介の一方の面（例えば耳の裏側）に収音部１０１を設け、耳介の他方の面（例えば耳の表側）に出力部１０３を設けてもよい。このような構成によれば、収音部１０１と出力部１０３とが耳介によって隔てられた位置にあるから、それぞれがカバーする音響空間が離れることになり、その結果、ハウリングの発生を抑制することが可能となる。
また、耳介の同一面（例えば耳の表側）に収音部１０１及び出力部１０３の双方を設ける場合には、収音の指向性を持つ収音部１０１及び放音の指向性を持つ出力部１０３を用い、それぞれの指向性の方向を異なる方向に設定してもよい。このような構成によっても、収音部１０１と出力部１０３とがそれぞれカバーする音響空間が離れることになり、ハウリングの発生を抑制することが可能となる。
【００３４】
［変形例６]
出力部１０３と耳穴（外耳道）との位置関係によっては、出力部１０３から出力された音声が耳穴（外耳道）に達するまでに耳介等の影響でなんらかの音響的な変化（音色の変化など）が生じることが考えられるので、音響処理部１０２はその音響的な変化を事前に打ち消すような音響処理を行ってもよい。例えば、音響処理部１０２は、一般的な耳介の形状を仮定しておいて、その耳介の形状における音響伝達関数を推定し、その音響伝達関数によって表される音響的な変化をキャンセルするような処理（逆関数処理など）を行うとよい。これにより、出力部１０３と耳穴（外耳道）が離れていることによる音響的な変化（音色の変化など）を抑制することが可能となる。
【００３５】
［変形例７］
上記実施形態の説明に用いた図３のブロック図は機能単位のブロックを示している。これらの各機能ブロックは、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。従って、本発明に係る音響装置は、実施形態で説明したようにそれぞれの機能の全てを一体に備えた装置によっても実現可能であるし、各機能を複数の装置に分散して実装したものであってもよい。例えば、音響処理部１０２がユーザの携帯するスマートホン等のモバイル端末やスマートウォッチ等のウェアラブル端末等の筐体に実装される一方、収音部１０１と、出力部１０３と、収音部１０１及び出力部１０３と音響処理部１０２との間の通信を行う通信部とが納められた筐体が装着部１０５によってユーザの頭部にされる。収音部１０１によって収音された音声は通信部を介して音響処理部１０２に送信され、音響処理部１０２により音響処理が施された音声が通信部を介して出力部１０３に送信され、出力される。また、収音部１０１及び音響処理部１０２がユーザの携帯するスマートホン等のモバイル端末やスマートウォッチ等のウェアラブル端末等の筐体に実装される一方、出力部１０３と、出力部１０３と音響処理部１０２との間の通信を行う通信部とが納められた筐体が装着部１０５によってユーザの頭部にされる。収音部１０１によって収音された音声に対し音響処理部１０２が音響処理を施し、その音声が通信部を介して出力部１０３に送信され、出力される。これらの例以外にも、収音部１０１がユーザの携帯するスマートホン等のモバイル端末やスマートウォッチ等のウェアラブル端末に実装される一方、音響処理部１０２及び出力部１０３が納められた筐体が装着部１０５によってユーザの頭部にされてもよい。このように、装着部１０５は、ユーザの頭部に音響装置１００の少なくとも一部を装着するための手段として機能し、音響処理部１０２は、装着部１０５によりユーザの頭部に装着される出力部１０３とは異なる筐体に設けられていてもよい。
また、上記実施形態で説明した処理の手順は、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。実施形態で説明した方法については、例示的な順序で各ステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
【００３６】
本発明は、音響装置が行う音響処理方法、或いは、音響装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムといった形態でも実施が可能である。かかるプログラムは、光ディスク等の記録媒体に記録した形態で提供されたり、インターネット等の通信網を介して、コンピュータにダウンロードさせ、これをインストールして利用可能にするなどの形態で提供されたりすることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１００・・・音響装置、１１・・・制御装置、１２・・・マイク、１３・・・スピーカ、１０１・・・収音部、１０２・・・音響処理部、１０３・・・出力部、１０４・・・切替部、１０５・・・装着部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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