(57)【要約】【課題】反響定位に必要な訓練および身体的な負担を軽減しながら利用者が周辺の状況を聴覚により知覚できるようにする。【解決手段】知覚補助システム１００は、利用者Ｕの周囲の物体を検出する物体検出ユニット１２と、利用者Ｕの位置で発音された検査音が物体により反射され、利用者Ｕの位置に到達する反射音を表す音響信号Ｚを生成する信号生成部３４と、音響信号Ｚが表す音を放射する放音ユニット１４とを具備する。【選択図】図４
2018078444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の周囲の物体を検出する物体検出部と、
前記利用者の位置で発音された検査音が前記物体により反射され、前記利用者の位置に到達する反射音を表す音響信号を生成する信号生成部と、
前記音響信号が表す音を放射する放音部と
を具備する知覚補助システム。
【請求項２】
前記信号生成部は、相異なる時点で発音される複数の検査音の各々について、当該検査音が前記物体により反射され、前記利用者の位置に到達する反射音を表す音響信号を生成する
請求項１に記載の知覚補助システム。
【請求項３】
前記検査音は、周波数が５００Ｈｚ以上の可聴音である
請求項１または請求項２に記載の知覚補助システム。
【請求項４】
前記物体検出部は、利用者の周囲を撮像する撮像装置を含む
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の知覚補助システム。
【請求項５】
前記物体検出部が検出した物体を近似する仮想反射面を特定する物体解析部を具備し、
前記信号生成部は、前記検査音が前記仮想反射面で反射され、前記利用者の位置に到達する反射音を表す前記音響信号を生成する
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の知覚補助システム。
【請求項６】
前記物体解析部は、前記利用者の位置を通過する直線に垂直であり、前記物体検出部が検出した物体と比較してサイズが小さい前記仮想反射面を特定する
請求項５の知覚補助システム。
【請求項７】
前記信号生成部は、前記反射音と前記検査音とを表す音響信号を生成する
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の知覚補助システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚障碍者が周囲の環境を知覚することを補助する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
弱視者または全盲者等の視覚障碍者を支援する各種の技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、利用者の頭部に装着されたマウント機器を利用して利用者の周辺の情報（第１画像情報）を取得し、目的地までの経路情報を振動により利用者に伝達する構成が開示されている。また、例えば非特許文献１には、視覚障碍者が周囲の状況を知覚するための手法として反響定位（エコーロケーション）が提案されている。反響定位では、利用者が舌打ち音等の音（以下「検査音」という）を発音し、周囲の物体の表面で反射した検査音を聴取することでその物体を知覚する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／１０８９２６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“音で物を視る「エコロケーション」を行う盲目の男性がスゴい”，[online]，株式会社ケアラー，［2016年10月25日検索］，インターネット<URL:http://carer.jp/archives/686>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術では、目的地までの経路情報が振動で利用者に伝達されるに過ぎず、障害物の有無および位置関係等の周辺の状況を利用者が知覚することは困難である。また、反響定位により物体を正確に知覚するには、検査音を一定の音響特性（音量または音色）で周期的に発音する必要がある。しかし、一定の音響特性の検査音を周期的に発音するためには相当の訓練が必要であり、利用者の身体的な負担が大きいという問題もある。以上の事情を考慮して、本発明は、反響定位に必要な訓練および身体的な負担を軽減しながら利用者が周辺の状況を聴覚により知覚できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る知覚補助システムは、利用者の周囲の物体を検出する物体検出部と、前記利用者の位置で発音された検査音が前記物体により反射され、前記利用者の位置に到達する反射音を表す音響信号を生成する信号生成部と、前記音響信号が表す音を放射する放音部とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る知覚補助システムの外観図である。
【図２】知覚補助システムの構成図である。
【図３】検査音の説明図である。
【図４】知覚補助システムの機能的な構成図である。
【図５】物体解析部の動作の説明図である。
【図６】仮想反射面と頭部伝達関数の解析点の説明図である。
【図７】知覚補助処理のフローチャートである。
【図８】第１実施形態において仮想反射面を特定する処理の説明図である。
【図９】第２実施形態において仮想反射面を特定する処理の説明図である。
【図１０】第２実施形態において仮想反射面を特定する処理の説明図である。
【図１１】第３実施形態における知覚補助システムの機能的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る知覚補助システム１００の外観を例示する構成図である。第１実施形態の知覚補助システム１００は、弱視または全盲等の視覚障碍を有する利用者Ｕが障害物等の周囲の物体を聴覚により知覚することを補助するための可搬型のコンピュータシステムである。図１に例示される通り、知覚補助システム１００は、物体検出ユニット１２と放音ユニット１４と制御ユニット１６とを具備する。物体検出ユニット１２および放音ユニット１４は利用者Ｕの頭部に装着され、制御ユニット１６は利用者Ｕにより携帯される。制御ユニット１６は、物体検出ユニット１２および放音ユニット１４の各々と有線または無線により通信可能である。なお、物体検出ユニット１２と放音ユニット１４と制御ユニット１６とを一体に構成することも可能である。
【０００９】
物体検出ユニット１２（物体検出部の例示）は、利用者Ｕの周囲の物体を検出する。例えば、利用者Ｕの前方における所定の範囲（以下「観測範囲」という）を撮像する撮像装置が物体検出ユニット１２として好適に利用される。具体的には、物体検出ユニット１２は、観測範囲に存在する物体を表す画像データＤを順次に生成する。物体検出ユニット１２が生成した画像データＤは制御ユニット１６に順次に送信される。
【００１０】
制御ユニット１６は、物体検出ユニット１２による検出結果に応じた音響信号Ｚを生成する。具体的には、音響信号Ｚは、利用者Ｕの位置（以下「発音点」という）で発音された検査音が利用者Ｕの周囲の物体により反射されたと仮定した場合に利用者Ｕの左右の耳孔に到達する反射音を表す信号である。具体的には、制御ユニット１６は、発音点で発音された検査音が物体の表面で反射して利用者Ｕの耳孔に到達する経路を模擬することで音響信号Ｚを生成する。音響信号Ｚが表す反射音は、利用者Ｕが反響定位により周囲の物体を知覚するために好適な仮想的な可聴音である。音響信号Ｚは、左右２チャネルのステレオ信号である。
【００１１】
制御ユニット１６が生成した音響信号Ｚは放音ユニット１４に送信される。放音ユニット１４は、制御ユニット１６から供給される音響信号Ｚが表す音を利用者Ｕの耳孔に対して放射する。図１に例示される通り、利用者Ｕの両方の耳介に装着されるヘッドホンが放音ユニット１４として好適である。なお、視覚障碍者の安全を考慮すると、外部の音も聞こえるオープンエア・ヘッドホンまたはオープンエア・イヤホンが放音ユニット１４として特に好適である。利用者Ｕは、放音ユニット１４が放射する反射音を聴取することで、周囲の物体の有無および位置等の周辺環境を知覚すること（すなわち反響定位）が可能である。
【００１２】
図２は、知覚補助システム１００の構成図である。図２に例示される通り、制御ユニット１６は、制御装置２２と記憶装置２４と操作装置２６と通信装置２８とを具備するコンピュータシステムである。例えば携帯電話機またはスマートフォン等の可搬型の情報端末が制御ユニット１６として好適に利用される。
【００１３】
操作装置２６は、利用者Ｕからの指示を受付ける入力機器であり、例えば利用者Ｕが操作する複数の操作子を含んで構成される。なお、操作装置２６を制御ユニット１６とは別体で構成し、利用者Ｕによる操作内容を表す信号を無線通信（例えば赤外線通信）により操作装置２６から制御ユニット１６に送信することも可能である。
【００１４】
通信装置２８は、物体検出ユニット１２および放音ユニット１４の各々と通信する。例えば、物体検出ユニット１２および放音ユニット１４の各々との間でbluetooth（登録商標）等の近距離無線通信を実行する無線通信機が通信装置２８として好適である。通信装置２８は、物体検出ユニット１２から送信された画像データＤを受信し、放音ユニット１４に音響信号Ｚを送信する。
【００１５】
制御装置２２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理回路を含んで構成され、知覚補助システム１００の各要素を統括的に制御する。記憶装置２４は、制御装置２２が実行するプログラムと制御装置２２が使用する各種のデータとを記憶する。半導体記録媒体および磁気記録媒体等の公知の記録媒体、または、複数種の記録媒体の組合せが記憶装置２４として任意に採用され得る。
【００１６】
第１実施形態の記憶装置２４は、検査音を表す音響信号Ｘを記憶する。音響信号Ｘは、左右２チャネルのステレオ信号である。図３に例示される通り、音響信号Ｘは、時間軸上の相異なる時点に複数の検査音の音響成分を含有する。すなわち、音響信号Ｘを再生した場合には検査音が間隔をあけて複数回にわたり反復的に放射される。１回の検査音の発音時間長Ｌは、例えば３ミリ秒から５ミリ秒に設定される。各検査音の周期（すなわち相前後する２個の検査音の時間差）Ｔは、例えば０.１秒以上かつ１秒以下の範囲内（例えば０.４秒）の数値に設定される。
【００１７】
第１実施形態の検査音は、反響定位に好適な周波数特性の単音（例えばインパルス音）である。具体的には、最低周波数Ｆminから最高周波数Ｆmaxまでの周波数帯域内で強度が略均等に分布する白色雑音が検査音として好適である。過度に周波数が低い音は、利用者がＵが方向を知覚し難いという傾向があり、空調設備の動作音または人混み内の雑踏音等の他の雑音との区別が困難であるという事情もある。また、過度に周波数が高い音は、特に加齢を原因として聴取し難くなり、聴取の可否に個人差が顕著であるという事情がある。以上の事情を考慮して、最低周波数Ｆminは、例えば５００Ｈｚ以上かつ２ｋＨｚ以下の範囲内の周波数であり、最高周波数Ｆmaxは、例えば１２ｋＨｚ以上かつ２０ｋＨｚ以下の範囲内の周波数である。特に３ｋＨｚ以上かつ１０ｋＨｚ以下の範囲内の検査音を利用すれば、反射音が到来する方向を利用者Ｕが知覚し易いという利点がある。なお、最低周波数Ｆminおよび最高周波数Ｆmaxの一方から他方まで周波数が時間的に連続に変化するタイムストレッチドパルス（ＴＳＰ：Time Stretched Pulse）音を検査音として利用することも可能である。また、例えば利用者Ｕが発音した舌打ち音のように反響定位に好適な音を検査音として事前に収録することも可能である。
【００１８】
第１実施形態の記憶装置２４は、受聴点からみて相異なる方向に位置する複数の地点（以下「解析点」という）の各々について頭部伝達関数（ＨＲＴＦ：Head Related Transfer Function）Ｆを記憶する。具体的には、右耳用の頭部伝達関数と左耳用の頭部伝達関数とが解析点毎に記憶される。複数の解析点の各々は、例えば受聴点を中心とする所定径の半球面上の地点であり、受聴点からみた方位角および仰角の組合せが解析点毎に相違する。任意の１個の解析点に対応する頭部伝達関数Ｆは、当該解析点から受聴点に到来する音に対し、利用者Ｕの両耳を含む頭部の形状に応じて付与される伝達特性を表現する。なお、頭部伝達関数Ｆを時間領域の頭部インパルス応答（ＨＲＩＲ：Head-Related Impulse Response）として表現することも可能である。
【００１９】
図４は、制御ユニット１６の機能に着目した構成図である。図４に例示される通り、制御装置２２は、記憶装置２４に記憶されたプログラムを実行することで、音響信号Ｚを生成するための複数の機能（物体解析部３２，信号生成部３４）を実現する。なお、制御装置２２の機能を複数の装置に分散した構成、または、制御装置２２の機能の一部または全部を専用の電子回路が実現する構成も採用され得る。
【００２０】
物体解析部３２は、物体検出ユニット１２による検出結果を解析する。具体的には、物体解析部３２は、物体検出ユニット１２から供給される画像データＤを解析することで、利用者Ｕの前方にある物体のうち利用者Ｕに対向する表面（以下「仮想反射面」という）Ｑaと、利用者Ｕから仮想反射面Ｑaまでの距離（以下「物体距離」という）Ｑbとを、観測範囲内に存在する物体毎に特定する。仮想反射面Ｑaは、図５に例示される通り、観測範囲のうち例えば建造物等の物体の外形（例えば利用者Ｕ側の表面の輪郭線）を近似する矩形状の領域である。物体距離Ｑbは、利用者Ｕから物体までの距離の推定値である。仮想反射面Ｑaおよび物体距離Ｑbの特定には公知の画像解析技術が任意に採用され得る。
【００２１】
図４の信号生成部３４は、物体解析部３２が特定した仮想反射面Ｑaおよび物体距離Ｑbに応じた音響信号Ｚを生成する。具体的には、信号生成部３４は、記憶装置２４に記憶された音響信号Ｘに対する音響処理で音響信号Ｚを生成する。音響処理は、発音点で発音された検査音が物体の表面で反射して利用者Ｕの各耳孔に到達するまでの伝達特性を音響信号Ｘに付与する処理である。すなわち、音響信号Ｘが表す検査音が発音点から物体距離Ｑbだけ伝搬して仮想反射面Ｑaに到達し、仮想反射面Ｑaで反射してから再び物体距離Ｑbだけ伝搬して利用者Ｕの各耳孔に到達するまでの経路を模擬することで、信号生成部３４は音響信号Ｚを生成する。図４に例示される通り、第１実施形態の信号生成部３４は、特性付与部４２と遅延付与部４４と音量調整部４６とを含んで構成される。
【００２２】
特性付与部４２は、記憶装置２４に記憶された音響信号Ｘに頭部伝達関数Ｆを付与する。具体的には、特性付与部４２は、図６に例示される通り、仮想反射面Ｑaの領域内に位置する複数の解析点にそれぞれ対応する複数の頭部伝達関数Ｆを合成し、合成後の頭部伝達関数Ｆを音響信号Ｘに畳込む。例えば、仮想反射面Ｑa内の相異なる解析点に対応する複数の頭部伝達関数Ｆの平均（単純平均または加重平均）を音響信号Ｘに畳込む。頭部伝達関数Ｆを使用する複数の解析点は、仮想反射面Ｑaの位置から特定される。以上の説明から理解される通り、特性付与部４２は、仮想反射面Ｑaから到来する反射音の周波数特性が利用者Ｕの頭部の形状に応じて変調される作用を模擬する。なお、仮想反射面Ｑa内の相異なる解析点に対応する複数の頭部伝達関数Ｆの各々を音響信号Ｘに畳込んでから、畳込後の複数の信号を平均（単純平均または加重平均）することも可能である。
【００２３】
図４の遅延付与部４４は、特性付与部４２による処理後の音響信号を遅延させる。具体的には、発音点における検査音の発音から仮想反射面Ｑaでの反射を経て利用者Ｕの各耳孔に到達するまでの経路における音波の遅延が遅延付与部４４により模擬される。例えば、物体解析部３２が特定した物体距離Ｑbが長いほど、遅延付与部４４は音響信号に大きい遅延を付与する。
【００２４】
音量調整部４６は、遅延付与部４４による処理後の音響信号の音量を調整する。発音点における検査音の発音から仮想反射面Ｑaでの反射を経て利用者Ｕの各耳孔に到達するまでの経路における音波の減衰が音量調整部４６により模擬される。例えば、物体解析部３２が特定した物体距離Ｑbが長いほど、音量調整部４６は音響信号の音量を低減する。
【００２５】
以上の説明から理解される通り、信号生成部３４による音響処理は、特性付与部４２による頭部伝達関数Ｆの付与（畳込演算）と、遅延付与部４４による遅延の付与と、音量調整部４６による音量の調整とを包含する。なお、以上に例示した複数の処理（頭部伝達関数Ｆの付与，遅延の付与，音量の調整）の順序は任意に変更され得る。また、以上の説明では右耳と左耳との区別について便宜的に割愛したが、実際には、前述の通り右耳用および左耳用の頭部伝達関数が利用され、音響信号Ｘの右チャネルと左チャネルとで相異なる特性（遅延および音量）が付与される。
【００２６】
音響信号Ｘに含まれる複数の検査音の各々について音響処理が実行され、相異なる検査音に対応する複数の反射音を含む音響信号Ｚが生成される。したがって、利用者Ｕは、自身の前方に存在する物体を反映した反射音を複数回にわたり反復的に聴取する。利用者Ｕは、各反射音の特性から障害物等の周囲の物体を知覚できる。
【００２７】
図７は、制御装置２２が音響信号Ｚを生成する処理（以下「知覚補助処理」という）のフローチャートである。操作装置２６に対する利用者Ｕからの指示を契機として知覚補助処理が開始される。知覚補助処理を開始すると、物体解析部３２は、通信装置２８が物体検出ユニット１２から受信した画像データＤを取得し（Ｓ1）、利用者Ｕの前方に位置する物体の仮想反射面Ｑaおよび物体距離Ｑbを画像データＤの解析により特定する（Ｓ2）。
【００２８】
信号生成部３４は、物体解析部３２が特定した仮想反射面Ｑaおよび物体距離Ｑbを利用した音響処理を音響信号Ｘに対して実行することで音響信号Ｚを生成する（Ｓ3−Ｓ5）。具体的には、特性付与部４２は、仮想反射面Ｑaに対応する複数の頭部伝達関数Ｆを合成し、合成後の頭部伝達関数を音響信号Ｘに対して畳込む（Ｓ3）。また、遅延付与部４４は、物体距離Ｑbに応じた時間だけ音響信号を遅延させ（Ｓ4）、音量調整部４６は、物体距離Ｑbに応じて音響信号の音量を調整する（Ｓ5）。そして、信号生成部３４は、以上に例示した音響処理で生成した音響信号Ｚを通信装置２８から放音ユニット１４に送信する（Ｓ6）。したがって、発音点で発音された検査音を物体の表面で反射させた場合の反射音が、放音ユニット１４から利用者Ｕの各耳孔に放射される。
【００２９】
物体解析部３２による物体解析（Ｓ1，Ｓ2）と信号生成部３４による音響処理（Ｓ3−Ｓ5）とは、知覚補助処理の終了を指示する操作が操作装置２６に対して付与される（Ｓ7：YES）まで反復される。したがって、例えば利用者Ｕの移動により周囲の物体が変化すると、利用者Ｕの耳孔に放射される各反射音も随時に変化する。
【００３０】
以上の説明から理解される通り、第１実施形態では、利用者Ｕの位置（発音点）で発音された検査音が利用者Ｕの周囲の物体により反射されたときの反射音が放音ユニット１４により放射される。したがって、適切な検査音を発音する訓練および身体的な負担を軽減しながら、利用者Ｕが反響定位を利用して周囲の物体を知覚することが可能である。
【００３１】
過度に低い周波数（例えば５００Ｈｚ未満）の音は、利用者Ｕが方向を知覚し難いという傾向があり、空調設備の動作音または人混み内の雑踏音等の他の雑音との区別が困難であるという事情もある。第１実施形態では、周波数が５００Ｈｚ以上の可聴音が検査音として利用されるから、利用者Ｕが反射音を聴取し易い（ひいては利用者Ｕが周囲の物体を知覚し易い）という利点もある。また、第１実施形態では、利用者Ｕの周囲を撮像する撮像装置が物体検出ユニット１２として利用される。したがって、利用者Ｕの周囲の物体を高精度に検出できる。さらに、第１実施形態では、時間軸上の相異なる時点で発音された検査音にそれぞれ対応する複数の反射音が放音ユニット１４により放射されるから、周囲の物体の有無を利用者Ｕが継続的に知覚できるという利点がある。したがって、利用者Ｕが移動している状況のように周囲の環境が動的に変化する場合でも、利用者Ｕが周囲の物体を随時に知覚できるという利点がある。
【００３２】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各態様において作用または機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００３３】
第１実施形態では、利用者Ｕの周囲に存在する物体の外形を近似する矩形状の領域を仮想反射面Ｑaとして特定した。しかし、図８に例示される通り、利用者Ｕの前方に直線状に延在する通路の左右の辺縁に沿って側壁Ｗが存在するような状況では、側壁Ｗのうち利用者Ｕから充分に遠方に位置する部分（すなわち、実際には検査音の反射に殆ど寄与しない部分）まで含むように仮想反射面Ｑaが特定され得る。したがって、利用者Ｕが現実に存在する空間の状況とは乖離した仮想反射面Ｑaおよび物体距離Ｑbが特定される可能性がある。第２実施形態の物体解析部３２は、以上の問題が低減されるように画像データＤから仮想反射面Ｑaおよび物体距離Ｑbを特定する。なお、物体解析部３２の動作以外は第１実施形態と同様である。したがって、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。
【００３４】
図９および図１０は、第２実施形態の物体解析部３２が仮想反射面Ｑaを特定する処理の説明図である。図９は、現実の空間における利用者Ｕと周囲の物体との位置関係を例示する平面図であり、図１０は、画像データＤが表す観測範囲内の画像である。図９および図１０に例示される通り、第２実施形態の物体解析部３２は、発音点Ｐsを通過する直線Ｖに垂直な仮想反射面Ｑaで利用者Ｕの周囲の物体（図９の例示では通路に沿った側壁Ｗ）を近似する。仮想反射面Ｑaは、画像データＤが表す実際の物体の画像と比較してサイズ（例えば横幅）が小さく、当該物体のうち利用者Ｕに最も近い部位の近傍に配置される。信号生成部３４は、以上に説明した仮想反射面Ｑaで検査音が反射された場合に利用者Ｕの位置に到達する反射音を表す音響信号Ｚを生成する。
【００３５】
以上に説明した通り、第２実施形態では、利用者Ｕが位置する発音点Ｐsを通過する直線Ｖに垂直な仮想反射面Ｑaにおける検査音の反射が模擬される。したがって、利用者Ｕが物体の存在を知覚し易く（反射音における物体の影響が強調される）、利用者Ｕが周囲の環境をより正確に把握できるという利点がある。
【００３６】
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態における知覚補助システム１００の機能的な構成図である。図１１に例示される通り、第３実施形態の信号生成部３４は、第１実施形態と同様の要素（特性付与部４２，遅延付与部４４および音量調整部４６）に加えて信号加算部４８として機能する。信号加算部４８は、音量調整部４６による処理後の音響信号と記憶装置２４に記憶された音響信号Ｘとを加算することで音響信号Ｚを生成する。音響信号Ｘは検査音を表す信号である。以上の説明から理解される通り、第３実施形態の信号生成部３４は、検査音とその反射音とを表す音響信号Ｚを生成する。したがって、放音ユニット１４は、複数回にわたり検査音を反復的に放射するとともに、各回の検査音の直後に、当該検査音を仮想反射面Ｑaで反射させた反射音を放射する。すなわち、検査音と直後の反射音との対が時間軸上の相異なる時点で順次に発音される。
【００３７】
第３実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第３実施形態では、検査音と反射音とを表す音響信号Ｚが生成されるから、利用者Ｕが検査音とその直後の反射音とを聴取できる。したがって、検査音と反射音との特性の異同を利用した反響定位により利用者Ｕが物体を高精度に検出できるという利点がある。
【００３８】
なお、音量調整部４６による処理後の音響信号と記憶装置２４に記憶された音響信号Ｘとを加算するか否かを、操作装置２６に対する利用者Ｕからの指示に応じて切替えることも可能である。例えば、利用者Ｕの周囲に物体が存在しない状況（すなわち反射音が到来しない状況）または利用者Ｕが知覚補助システム１００の使用に不慣れな状況では、利用者Ｕを不安にさせないように、音響信号Ｘの加算により検査音を放音ユニット１４から放射する。他方、利用者Ｕの周囲に物体が存在する状況または利用者Ｕが反射音を利用した反響定位に熟練した状況では、音響信号Ｘを加算せずに反射音のみを放音ユニット１４から放射する。
【００３９】
＜変形例＞
以上に例示した態様は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２個以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【００４０】
（１）前述の各形態では、物体検出ユニット１２として撮像装置を例示したが、利用者Ｕの周囲の物体を検出する要素（物体検出部）は以上の例示に限定されない。例えば、超音波または赤外線等の電磁波を利用して物体を検出する各種のセンサーも物体検出ユニット１２として利用され得る。複数種のセンサーの組合せを物体検出ユニット１２として利用することも可能である。なお、仮想反射面Ｑaおよび物体距離Ｑbを検出可能な物体検出ユニット１２を採用した構成では物体解析部３２が省略され得る。物体解析部３２が物体検出ユニット１２に搭載され得ると換言することもできる。
【００４１】
（２）前述の各形態では、利用者Ｕの頭部に装着可能な知覚補助システム１００を例示したが、知覚補助システム１００の具体的な形態は以上の例示に限定されない。例えば、視覚障碍者が使用する白杖（盲人安全杖）に物体検出ユニット１２および制御ユニット１６の少なくとも一方を搭載することも可能である。具体的には、白杖のうち先端（石突）とは反対側の端部（すなわち使用状態で地面から最も高い位置）に物体検出ユニット１２を搭載し、利用者Ｕが掴むグリップ部分に制御ユニット１６を内蔵した構成が好適である。
【００４２】
（３）前述の各形態では、周期Ｔで発生する検査音に対応した反射音の音響信号Ｚを順次に生成したが、利用者Ｕからの指示を契機として音響信号Ｚを生成および放射することも可能である。例えば、操作装置２６に対する所定の操作を契機として、図７のステップＳ1からステップＳ6の処理を実行する構成が想定される。以上の構成では、利用者Ｕからの指示を契機として１回の反射音（１周期分の音響信号Ｚ）が放音ユニット１４から放射される。
【００４３】
（４）検査音の周期Ｔを動的に制御することも可能である。具体的には、物体距離Ｑbに応じて信号生成部３４が周期Ｔを変化させる構成が採用され得る。例えば、物体距離Ｑb（複数の物体が存在する場合には最短の距離）が小さいほど周期Ｔを短くする構成が好適である。
【００４４】
（５）第１実施形態では、利用者Ｕの周囲にある物体の外形全体を近似する仮想反射面Ｑaを特定する処理（以下「第１解析処理」という）を例示した。また、第２実施形態では、発音点Ｐsを通過する直線Ｖに垂直であり実際の物体よりも小さいサイズの仮想反射面Ｑaを特定する処理（以下「第２解析処理」という）を例示した。第１解析処理と第２解析処理とを選択的に実行することも可能である。例えば、物体解析部３２は、操作装置２６に対する利用者Ｕからの指示に応じて第１動作モードと第２動作モードとの何れかを選択する。そして、物体解析部３２は、第１動作モードでは第１解析処理を実行し、第２動作モードでは第２解析処理を実行する。以上の構成によれば、利用者Ｕが物体を知覚し易い動作モード（第１解析処理／第２解析処理）を選択できるという利点がある。
【００４５】
（６）物体距離Ｑbが閾値を下回る場合（例えば２ｍ以下である場合）に、近距離用に用意された特定の頭部伝達関数Ｆを検査音の音響信号Ｘに畳込み、第３実施形態と同様に、畳込後の音響信号と検査音を表す音響信号Ｘとを信号加算部４８により加算することも可能である。以上の構成によれば、利用者Ｕに近い物体の方向を利用者Ｕが明確に知覚できるという利点がある。
【００４６】
（７）以上に例示した形態から、例えば以下の態様が把握される。
＜態様１＞
本発明の好適な態様（態様１）に係る知覚補助システムは、利用者の周囲の物体を検出する物体検出部と、利用者の位置で発音された検査音が物体により反射され、利用者の位置に到達する反射音を表す音響信号を生成する信号生成部と、音響信号が表す音を放射する放音部とを具備する。以上の態様では、利用者の位置で発音された検査音が利用者の周囲の物体により反射されたときの反射音が放射されるから、適切な検査音を発音する訓練および身体的な負担を軽減しながら、利用者が周囲の物体を知覚することが可能である。
＜態様２＞
態様１の好適例（態様２）において、信号生成部は、相異なる時点で発音される複数の検査音の各々について、当該検査音が物体により反射され、利用者の位置に到達する反射音を表す音響信号を生成する。以上の態様では、時間軸上の相異なる時点で発音された検査音に対応する複数の反射音を表す音響信号が生成される。したがって、利用者が周囲の物体の有無を継続的に知覚できるという利点がある。
＜態様３＞
態様１または態様２の好適例（態様３）において、検査音は、周波数が５００Ｈｚ以上の可聴音である。以上の態様では、周波数が５００Ｈｚ以上の可聴音が検査音として利用されるから、利用者が反射音を聴取し易い（ひいては利用者が周囲の物体を知覚し易い）という利点がある。
＜態様４＞
態様１から態様３の何れかの好適例（態様４）において、物体検出部は、利用者の周囲を撮像する撮像装置を含む。以上の構成では、物体検出部が、利用者の周囲を撮像する撮像装置を含むから、利用者の周囲の物体を高精度に検出できるという利点がある。
＜態様５＞
態様１から態様４の何れかの好適例（態様５）に係る知覚補助システムは、物体検出部が検出した物体を近似する仮想反射面を特定する物体解析部を具備し、信号生成部は、検査音が仮想反射面で反射され、利用者の位置に到達する反射音を表す音響信号を生成する。
＜態様６＞
態様５の好適例（態様６）において、物体解析部は、利用者の位置を通過する直線に垂直であり、物体検出部が検出した物体と比較してサイズが小さい仮想反射面を特定する。以上の態様では、利用者の位置を通過する直線に垂直で物体よりもサイズが小さい仮想反射面における検査音の反射が模擬されるから、利用者が物体の存在を知覚し易い（反射音における物体の影響が強調される）という利点がある。したがって、利用者が周囲の環境をより正確に把握することが可能である。
＜態様７＞
態様１から態様６の何れかの好適例（態様７）において、信号生成部は、反射音と検査音とを表す音響信号を生成する。以上の態様では、反射音と検査音とを表す音響信号が生成されるから、利用者が反射音と検査音とを聴取できる。したがって、反射音と検査音との異同を利用した反響定位により利用者が物体を高精度に検出できるという利点がある。
【符号の説明】
【００４７】
１００…知覚補助システム、１２…物体検出ユニット、１４…放音ユニット、１６…制御ユニット、２２…制御装置、２４…記憶装置、２６…操作装置、２８…通信装置、３２…物体解析部、３４…信号生成部、４２…特性付与部、４４…遅延付与部、４６…音量調整部、４８…信号加算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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