(57)【要約】【課題】車室においてハウリングを抑圧する。【解決手段】ハウリング抑圧装置１００は、前部座席と後部座席とを備えた車室Ｒ前部に設けられ、集音した音を第２信号Ｍ２に変換して出力する第２マイク１２と、車室Ｒの後部に設けられた第３スピーカ２３と、第２ピッチだけピッチをシフトさせるピッチ変換処理を第２信号Ｍ２に施して第２変換音信号ｐ２ａを生成する第２ピッチ変換部Ｐ２と、第２変換音信号ｐ２ａに基づいて第３スピーカ２３を駆動する第２駆動部Ｄ２とを備える。【選択図】図３
2018098629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前部座席と後部座席とを備えた車室の前部に設けられ、集音した音を信号に変換して出力するマイクと、
前記車室の後部に設けられたスピーカと、
所定ピッチだけピッチをシフトさせるピッチ変換処理を前記信号に施して変換音信号を生成するピッチ変換部と、
前記変換音信号に基づいて前記スピーカを駆動する駆動部と、
を備えるハウリング抑圧装置。
【請求項２】
前記車室の後部に設けられ集音した音を第１信号に変換して出力する第１マイクと、
前記車室の前部に設けられ集音した音を第２信号に変換して出力する第２マイクと、
前記車室の前部に設けられた第１スピーカ及び第２スピーカと、
前記車室の後部に設けられた第３スピーカ及び第４スピーカと、
第１ピッチだけピッチシフトさせるピッチ変換処理を前記第１信号に施して第１変換信号を生成する第１ピッチ変換部と、
第２ピッチだけピッチをシフトさせるピッチ変換処理を前記第２信号に施して第２変換音信号を生成する第２ピッチ変換部と、
前記第１変換信号に基づいて前記第１スピーカ及び前記第２スピーカを駆動する第１駆動部と、
前記第２変換信号に基づいて前記第３スピーカ及び前記第４スピーカを駆動する第２駆動部と、を備え、
前記マイクは、前記第２マイクであり、
前記スピーカは、前記第３スピーカ又は前記第４スピーカのいずれか一方であり、
前記所定ピッチは前記第２ピッチ、前記変換音信号は前記第２変換音信号、前記ピッチ変換部は前記第２ピッチ変換部であり、
前記駆動部は前記第２駆動部である、
ことを特徴とする請求項１に記載のハウリング抑圧装置。
【請求項３】
前記第１ピッチ変換部におけるピッチシフトの方向は、前記第２ピッチ変換部におけるピッチシフトの方向と同じであることを特徴とする請求項２に記載のハウリング抑圧装置。
【請求項４】
前記第１ピッチと第２ピッチとが略等しいことを特徴とする請求項３に記載のハウリング抑圧装置。
【請求項５】
前記第1駆動部は、前記第１変換信号に基づいて第１音信号を生成し、前記第１変換信号を反転した信号に基づいて第２音信号を生成し、前記第１音信号を前記第１スピーカに出力すると共に、前記第２音信号を前記第２スピーカに出力し、
前記第２駆動部は、前記第２変換信号に基づいて第３音信号を生成し、前記第２変換信号を反転した信号に基づいて第４音信号を生成し、前記第３音信号を前記第３スピーカに出力すると共に、前記第４音信号を前記第４スピーカに出力し、
前記第1信号が前記第１ピッチ変換部に入力してから当該第１信号に基づいて前記第１スピーカの放音した音が前記第１マイクに到達するまでの時間は、前記第1信号が前記第１ピッチ変換部に入力してから当該第１信号に基づいて前記第２スピーカの放音した音が前記第１マイクに到達するまでの時間と略等しく、
前記第２信号が前記第２ピッチ変換部に入力してから当該第２信号に基づいて前記第３スピーカの放音した音が前記第２マイクに到達するまでの時間は、前記第２信号が前記第２ピッチ変換部に入力してから当該第２信号に基づいて前記第４スピーカの放音した音が前記第２マイクに到達するまでの時間と略等しい、
ことを特徴とする請求項２乃至４うちいずれか１項に記載のハウリング抑圧装置。
【請求項６】
前記第１スピーカから前記第１マイクまでの距離は、前記第２スピーカから前記第１マイクまでの距離と略等しく、前記第１音信号と前記第２音信号とは正相と逆相の関係にあり、
前記第３スピーカから前記第２マイクまでの距離は、前記第４スピーカから前記第２マイクまでの距離と略等しく、前記第３音信号と前記第４音信号とは正相と逆相の関係にある、
ことを特徴とする請求項５に記載のハウリング抑圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両におけるハウリングの発生を抑圧する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行中に、運転者と後部座席に座っている搭乗者とが会話する場合、ロードノイズの影響で、相手の声が聞き取りにくいことがある。そこで、マイクで集音した音を増幅してスピーカで放音することによって、会話を支援する会話支援装置が知られている。また、会話支援装置では、スピーカから出力される音がマイクに入力してしまうと、ハウリングが発生することがある。そこで、従来の会話支援装置では、ハウリングを抑圧するため、エコーキャンセルを用いることがあった（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９５８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エコーキャンセルの処理は、一般に、処理負荷が重いので、従来の会話支援装置では発話者が発話してからスピーカから放音されるまでに、ある程度の時間が経過していた。このように遅延時間が発生すると、相手には発話者からの直接音とスピーカからの遅延音とが重なって聞こえる。このため、まるで風呂場で会話しているように相手に聞こえてしまうといった問題があった。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、車室において発話者の声を聞き取りやすくしつつ、ハウリングを抑圧することを解決課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハウリング抑圧装置の一態様は、前部座席と後部座席とを備えた車室の前部に設けられ、集音した音を信号に変換して出力するマイクと、前記車室の後部に設けられたスピーカと、所定ピッチだけピッチをシフトさせるピッチ変換処理を前記信号に施して変換音信号を生成するピッチ変換部と、前記変換音信号に基づいて前記スピーカを駆動する駆動部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態のハウリング抑圧装置を搭載した車両の平面図である。
【図２】同実施形態の車両の側面図である。
【図３】同実施形態のハウリング抑圧装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】同ハウリング抑圧装置のピッチシフトを説明するための説明図である。
【図５】第１系統と第２系統でピッチシフトの方向が同じ場合のスピーカから放音されて音のピッチを説明するための説明図である。
【図６】第１系統と第２系統でピッチシフトの方向が異なる場合のスピーカから放音されて音のピッチを説明するための説明図である。
【図７】第２実施形態のハウリング抑圧装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図８】第１マイクと第１スピーカとの距離、第１マイクと第２スピーカとの距離とが異なる場合の差分時間を説明するための説明図である。
【図９】同実施形態に用いる第１ピッチ変換部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】変形例に係るオーディオシステムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。なお、図面において各部の寸法及び縮尺は実際のものと適宜異なる。また、以下に記載する実施の形態は、本発明の好適な具体例である。このため、本実施形態には、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【０００９】
＜１．第１実施形態＞
本実施形態に係るハウリング抑圧装置１００は車両Ｃに用いられる。図１は、本発明の第１実施形態に係るハウリング抑圧装置１００を搭載した車両Ｃの平面図であり、図２は車両Ｃの側面図である。
車両Ｃの車室Ｒには、ハウリング抑圧装置１００の他に、矩形に配置された４つの座席５１〜５４と、天井６と、フロントライトドア７１と、フロントレフトドア７２と、リアライトドア７３と、リアレフトドア７４が配置されている。座席５１は運転席であり、座席５２は助手席であり、座席５３は後部右座席であり、さらに、座席５４は後部左座席である。座席５１〜５４の各々は、布又は革を素材とする材質であり吸音性を有する。座席５１〜５４は、共通の方向を向いている。
【００１０】
ハウリング抑圧装置１００は、第１スピーカ２１、第２スピーカ２２、第３スピーカ２３及び第４スピーカ２４、並びに第１マイク１１及び第２マイク１２を含む。
第１マイク１１及び第２マイク１２の各々は、集音した音を信号に変換して出力する。第１マイク１１は後部の座席５３及び座席５４に座る発話者の声を集音する役割を担う。第１マイク１１は、車室Ｒの天井６に配置され、例えばルームランプ近傍に設けられている。一方、第２マイク１２は座席５１及び座席５２に座る発話者の声を集音する役割を担う。第２マイク１２は、車室Ｒの天井６に配置され、例えばマップランプ近傍に設けられている。
【００１１】
図３は、ハウリング抑圧装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。ハウリング抑圧装置１００は、第1マイク１１及び第２マイク１２、第１ピッチ変換部Ｐ１及び第２ピッチ変換部Ｐ２、第１駆動部Ｄ１及び第２駆動部Ｄ２、第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２、並びに第３スピーカ２３及び第４スピーカ２４を備える。
第１ピッチ変換部Ｐ１は、第１マイク１１が出力する第１信号Ｍ１に対して、第１ピッチだけピッチシフトさせるピッチ変換処理を施して第１変換信号ｐ１ａを生成する。同様に、第２ピッチ変換部Ｐ２は、第２マイク１２が出力する第２信号Ｍ２に対して、第２ピッチだけピッチシフトさせるピッチ変換処理を施して第２変換信号ｐ２ａを生成する。
【００１２】
第１駆動部Ｄ１は、第１変換信号ｐ１ａに基づいて、第１スピーカ２１を駆動する第１音信号Ｓ１及び第２スピーカ２２を駆動する第２音信号Ｓ２を生成する。同様に、第２駆動部Ｄ２は、第２変換信号ｐ２ａに基づいて、第３スピーカ２３を駆動する第３音信号Ｓ３及び第４スピーカ２４を駆動する第４音信号Ｓ４を生成する。
【００１３】
第１ピッチ変換部Ｐ１は、第１信号Ｍ１をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤコンバータ（以下、ＡＤＣと表記する）３１１と、ＡＤＣ３１１から出力される信号３１１ａに音調整処理を施す第１音調整部３２１と、第１音調整部３２１の出力信号のピッチを第１ピッチだけシフトして第１変換信号ｐ１ａを出力する第１ピッチシフタ３３１とを備える。第１音調整部３２１は、例えば、周波数特性及びレベルの少なくとも一方を調整する処理を実行する。また、第１ピッチシフタ３３１は、音のピッチを第１ピッチだけピッチシフトさせる。ここで、第１ピッチは、一般利用者にピッチシフトした音が不自然に聞こえないように１０セント以下に設定することが好ましい。ただし、音感のある利用者は１０セント程度の差を不自然に感じる場合もあるので、第１ピッチを６セント程度、最大でも１０セントとすることが好ましい。
【００１４】
第１ピッチ変換部Ｐ１と同様に、第２ピッチ変換部Ｐ２は、第２信号Ｍ２をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤＣ３１２と、ＡＤＣ３１２から出力される信号３１２ａに音調整処理を施す第２音調整部３２２と、第２音調整部３２２の出力信号のピッチを第２ピッチだけシフトして第２変換信号ｐ２ａを出力する第２ピッチシフタ３３２とを備える。ここで、第２ピッチは、一般利用者にピッチシフトした音が不自然に聞こえないように１０セント以下に設定することが好ましい。ただし、音感のある利用者は１０セント程度の差を不自然に感じる場合もあるので、第２ピッチを６セント程度、最大でも１０セントとすることが好ましい。
【００１５】
ここで、第１音調整部３２１、第２音調整部３２２、第１ピッチシフタ３３１及び第２ピッチシフタ３３２の機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサ９０がメモリ９１に格納されている所定のプログラムを実行することによって実現される。ここで、メモリ９１は、例えば、半導体記録媒体、磁気式記録媒体又は光学式記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体、又は、これらの記録媒体が組み合わされた記録媒体である。なお、本明細書中において、「非一過性」の記録媒体は、一過性の伝搬信号（transitory, propagating signal）を一時的に記憶する伝送線等の記録媒体を除く全てのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含み、揮発性の記録媒体を除外するものではない。
【００１６】
また、第１ピッチシフタ３３１及び第２ピッチシフタ３３２の処理では、ピッチをシフトできるのであれば、どのような処理であってもよい。例えば、メモリ９１に第１信号３１１ａ及び第２信号３１２ａを格納し、ピッチを下げる場合には、メモリ９１から第１信号３１１ａ及び第２信号３１２ａを読み出す際に補間処理を実行するとともに、ピッチ変換前の波形の時間長とピッチ変換後の波形の時間長が等しくなるようにピッチ変換後の波形を整形する。一方、ピッチを上げる場合には、メモリ９１から第１信号３１１ａ及び第２信号３１２ａを読み出す際に間引き処理を実行するとともに、ピッチ変換前の波形の時間長とピッチ変換後の波形の時間長が等しくなるようにピッチ変換後の波形を整形する。
【００１７】
次に、第１駆動部Ｄ１は、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡコンバータ（以下ＤＡＣと称する）３４１と、ＤＡＣ３４１の出力信号を増幅して第１音信号Ｓ１として第１スピーカ２１に出力するアンプ３５１と、ＤＡＣ３４１の出力信号を増幅して第２音信号Ｓ２として第２スピーカ２２に出力するアンプ３７１とを備える。
また、第２駆動部Ｄ２は、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡＣ３４２と、ＤＡＣ３４２の出力信号を増幅して第３音信号Ｓ３として第３スピーカ２３に出力するアンプ３５２と、ＤＡＣ３４２の出力信号を増幅して第４音信号Ｓ４として第４スピーカ２４に出力するアンプ３７２とを備える。
【００１８】
ハウリングは、第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２から放音された音が第１マイク１１によって集音され、正帰還が掛かることに起因する。ハウリングを抑圧するため、第１ピッチ変換部Ｐ１及び第１駆動部Ｄ１のゲインを下げることも考えられるが、ゲインを下げてしまうと、例えば、後部座席の話者が喋った言葉を運転者は聞き取りにくくなってしまう。
【００１９】
本実施形態では、第１マイク１１から出力される第１信号Ｍ１にピッチ変換を施した第１音信号Ｓ１及び第２音信号Ｓ２が第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２に供給される。ここで、第１マイク１１→第１ピッチ変換部Ｐ１→第１駆動部Ｄ１→第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２→第１マイク１１といった経路で信号が帰還されるが、上述したように第１ピッチ変換部Ｐ１において、ピッチ変換がなされる。このため、利用者の声を直接、第１マイク１１で集音して得られる第１信号Ｍ１のピッチと、この声を第１駆動部Ｄ１で増幅して第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２で放音した音を第１マイク１１で再度集音して得られた第１信号Ｍ１のピッチは第１ピッチだけずれている。従って、正帰還が掛かり難くなるので、本実施形態のハウリング抑圧装置１０によれば、ハウリングを抑圧することができる。
【００２０】
本実施形態において、第１ピッチ変換部Ｐ１は、第１ピッチだけピッチを増加又は減少させる。一方、第２ピッチ変換部Ｐ２は、第２ピッチだけピッチを増加又は減少させる。即ち、第１ピッチと第２ピッチとは、独立して定めることができる。
但し、第１ピッチ変換部Ｐ１におけるピッチシフトの方向は、第２ピッチ変換部Ｐ２におけるピッチシフトの方向と同じであることが好ましい。図４を参照して、第１ピッチ変換部Ｐ１及び第２ピッチ変換部Ｐ２のピッチシフトの方向を一致させる利点を説明する。
【００２１】
同図に示すように、座席５３に利用者Ｘが話者である場合を想定する。まず、利用者Ｘの声は第１マイク１１で集音され第１信号Ｍ１として出力される。ここで、利用者Ｘの声の主成分のピッチをPxとする。第１ピッチ変換部Ｐ１では、第１ピッチPT1だけ第１信号Ｍ１のピッチを減少させた第１変換信号ｐ１ａを生成するものとする。この場合、第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２から放音される音のピッチは、「Px-PT1」となる。この音を第１マイク１１で再度集音して得られた第１信号Ｍ１のピッチは「Px-PT1」となるので、最初の第１信号Ｍ１のピッチPxと一致しない。従って、ハウリングを抑圧することができる。
【００２２】
次に、第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２から放音される音（ピッチ：Px-PT1）は、第２マイク１２でも集音される。第２ピッチ変換部Ｐ２では、第２ピッチPT2だけ第２信号Ｍ２のピッチを減少させた第２変換信号ｐ２ａを生成するものとする。この場合、第３スピーカ２３及び第４スピーカ２４から放音される音のピッチは、「Px-PT1-PT2」となる。即ち、図５に示すように利用者Ｘが発話したピッチPxの音は、第１系統を経ることによってピッチPx-PT1の音に変換される。さらに、ピッチPx-PT1の音は第２系統を経ることによってピッチPx-PT1-PT2の音に変換される。
この結果、第１系統→第２系統を経て第１マイク１１で再度集音して得られた第１信号Ｍ１のピッチは「Px-PT1-PT2」となるので、最初の第１信号Ｍ１のピッチPxと大きくずれる。従って、ハウリングを抑圧することができる。
【００２３】
一方、第２ピッチ変換部Ｐ２において第２ピッチPT2だけ増加させるピッチシフトを実行して第２変換信号ｐ２ａを生成する場合を想定する。図６に示すように利用者Ｘが発話したピッチPxの音は、第１系統を経ることによってピッチPx-PT1の音に変換される。さらに、ピッチPx-PT1の音は第２系統を経ることによってピッチPx-PT1+PT2の音に変換される。
この結果、第１系統→第２系統を経て第１マイク１１で再度集音して得られた第１信号Ｍ１のピッチは「Px-PT1+PT2」となるので、最初の第１信号Ｍ１のピッチPxと近づく。このため、ハウリングを抑圧する効果が小さくなる。
よって、第１ピッチ変換部Ｐ１におけるピッチシフトの方向は、第２ピッチ変換部Ｐ２におけるピッチシフトの方向と同じであることが好ましい。
【００２４】
ハウリング抑圧装置１００は、第１マイク１１、第１ピッチ変換部Ｐ１、第１駆動部Ｄ１、並びに第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２からなる第１系統と、第２マイク１２、第２ピッチ変換部Ｐ２、第２駆動部Ｄ２、並びに第３スピーカ２３及び第４スピーカ２４からなる第２系統を備える。第１ピッチPT1と第２ピッチPT2とが略等しい場合には、以下の利点がある。即ち、第１系統と第２系統とで最初に集音された音のピッチと、再度集音した音のピッチのズレを略同じにできる。このため、前部の座席５１及び座席５２で発話した場合に後部の第３スピーカ２３及び第４スピーカ２４から出力される音のピッチのズレと、後部の座席５３及び座席５４で発話した場合に前部の第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２から出力される音のピッチのズレを略等しくできる。
また、第１ピッチ変換部Ｐ１及び第２ピッチ変換部Ｐ２は、従来のエコーキャンセル機能を有する装置と比較して、構成を大幅に簡素化できる。さらに、遅延時間も殆どないので、明瞭で聞き取り易い音を放音することが可能となる。
【００２５】
＜２．第２実施形態＞
上述した第２実施形態に係るハウリング抑圧装置２００は、第1スピーカ２１を駆動する第１音信号Ｓ１と第２スピーカ２２を駆動する第２音信号Ｓ２とが、正相と逆相の関係にある点で、第１実施形態のハウリング抑圧装置１００と相違する。
【００２６】
図７にパウリング抑圧装置２００のブロック図を示す。ハウリング抑圧装置２００は、第１ピッチ変換部Ｐ１に第１位相反転部３６１が追加され、第２ピッチ変換部Ｐ２に第２位相反転部３６２が追加され、第１駆動部Ｄ１にＤＡＣ３８１が追加され、第２駆動部Ｄ２にＤＡＣ３８２が追加された点を除いて、ハウリング抑圧装置１００と同様に構成されている。
【００２７】
第１位相反転部３６１は、第１変換信号ｐ１ａの中心レベルを基準として第１変換信号ｐ１ａのレベルを反転させた第１反転変換信号ｐ１ａ’を生成する。ＤＡＣ３８１は、第１反転変換信号ｐ１ａ’をアナログ信号に変換してアンプ３７１に供給する。アンプ３７１は、ＤＡＣ３８１の出力信号を増幅して第２音信号Ｓ２を生成する。第２音信号Ｓ２は第１音信号Ｓ１を反転したものとなっているので、第１スピーカ２１から放音される音と第２スピーカ２２から放音される音は、正相と逆相の関係にある。
【００２８】
第２実施形態において、第１スピーカ２１から第１マイク１１までの距離と第２スピーカ２２から第１マイク１１までの距離とが略等しくなるように、第１マイク１１は配置される。また、第３スピーカ２３から第１マイク１１までの距離及び第４スピーカ２４から第１マイク１１までの距離が略等しくなるように第１マイク１１は配置される。さらに、第２マイク１２は、第１スピーカ２１から第２マイク１２までの距離と第２スピーカ２２から第２マイク１２までの距離とが略等しくなるように配置され、更に、第３スピーカ２３から第２マイク１２までの距離及び第４スピーカ２４から第２マイク１２までの距離が略等しくなるように配置される。なお、マイクから一方のスピーカまでの距離が、マイクから他方のスピーカまでの距離の７０％〜１３０％までの範囲に入っていることが好ましい。
【００２９】
ハウリングは、第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２から放音された音が第１マイク１１によって集音され、正帰還が掛かることが原因になっている。本実施形態では、第１スピーカ２１から第１マイク１１までの距離と第２スピーカ２２から第１マイク１１までの距離とが略等しくなるように、第１マイク１１は配置される。また、第１スピーカ２１と第２スピーカ２２とからは正相と逆相の音が放音されるので、第１マイク１１の近傍では、第１スピーカ２１からの音と第２スピーカ２２からの音が打ち消されることになる。このため、第１ピッチ変換部Ｐ１及び第１駆動部Ｄ１のゲインを下げなくてもハウリングを抑圧することができる。
【００３０】
さらに、第１マイク１１は、第３スピーカ２３からの音及び第４スピーカ２４からの音も集音し、第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２から放音させる。本実施形態では、第１マイク１１から第３スピーカ２３までの距離と第１マイク１１から第４スピーカ２４までの距離が略等しい。また、第３スピーカ２３と第４スピーカ２４とからは正相と逆相の音が放音されるので、第１マイク１１の近傍では、第３スピーカ２３からの音と第４スピーカ２４からの音が打ち消されることになる。このため、第２ピッチ変換部Ｐ２及び第２駆動部Ｄ２のゲインを下げなくてもハウリングを抑圧することができる。
換言すれば、第１マイク１１から第１信号Ｍ１が出力されてから、当該第１信号Ｍ１に基づいて第１スピーカ２１の放音した音が第１マイク１１に到達するまでの時間は、第１マイクから第１信号Ｍ１が出力されてから、第１信号Ｍ１に基づいて第２スピーカ２２の放音した音が第１マイク１１に到達するまでの時間と、略等しい。そして、第１音信号Ｓ１と第２音信号Ｓ２とは、正相と逆相の関係にあるので、第１マイク１１の近傍で、第１スピーカ２１の放音した音と、第２スピーカ２２の放音した音を打ち消すことができる。
【００３１】
このように第２実施形態によれば、第１実施形態で説明したピッチ変換によるハウリングの抑圧に加えて、第１マイク１１及び第２マイク１２に音が入力される前に正相の音と逆相の音で打ち消すので、ハウリングをより一層抑圧することができる。
また、第１ピッチ変換部Ｐ１及び第２ピッチ変換部Ｐ２は、従来のエコーキャンセル機能を有する装置と比較して、構成を大幅に簡素化できる。さらに、遅延時間も殆どないので、明瞭で聞き取り易い音を放音することが可能となる。
【００３２】
＜３．変形例＞
以上の第１実施態様及び第２実施形態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以上の態様は相矛盾しない限り適宜に併合され得る。
【００３３】
＜３−１：変形例１＞
上述した第１実施形態では、第１マイク１１及び第２マイク１２を備え、第１マイク１１から出力される第１信号Ｍ１に基づいて、第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２を駆動し、さらに、第２マイク１２から出力される第２信号Ｍ２に基づいて、第３スピーカ２３及び第４スピーカ２４を駆動したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ハウリング抑圧装置は前部座席と後部座席とを備えた車室Ｒの前部に設けられ、集音した音を第２信号Ｍ２に変換して出力する第２マイク１２と、車室の後部に設けられたスピーカ（例えば、第３スピーカ２３又は第４スピーカ２４の少なくとも一方）と、第２ピッチだけピッチをシフトさせるピッチ変換処理を第２信号Ｍ２に施して第２変換音信号ｐ２ａを生成する第２ピッチ変換部Ｐ２と、第２変換音信号ｐ２ａに基づいて第３スピーカ２３又は第４スピーカ２４の少なくとも一方を駆動する第２駆動部Ｄ２とを備えるものであってもよい。
この変形例１によれば、前部座席に座った利用者が発話した場合に、その音を後部に設けられたスピーカから放音することができるので、ロードノイズの影響により会話が聞こえ辛い場合に聞き取り易くできる。
【００３４】
＜３−２：変形例２＞
上述した第２実施形態では、第１スピーカ２１から第１マイク１１までの距離と第２スピーカ２２から第１マイク１１までの距離とが略等しくなるように、第１マイク１１を配置し、第３スピーカ２３から第２マイク１２までの距離と第４スピーカ２４から第２マイク１２までの距離とが略等しくなるように第２マイク１２を配置した。
しかしながら、車両Ｃの構造上の理由から、そのような位置に第１マイク１１及び第２マイク１２を配置できない場合もあり得る。例えば、図８に示すように第１スピーカ２１から第１マイク１１までの距離Ｌ１が第２スピーカ２２から第１マイク１１までの距離Ｌ２より差分距離ΔＬだけ長い場合である。この場合、第１スピーカ２１から音が放音されてから第１マイク１１に到達するまでの時間Ｔ１は、第２スピーカ２２から音が放音されてから第１マイク１１に到達するまでの時間Ｔ２よりも差分時間ΔＴだけ長い。
第２実施形態に係るハウリング抑圧装置２００は、第２スピーカ２２から放音される音と第１スピーカ２１から放音される音とが第１マイク１１に到達した時点で正相と逆相の関係になるように第１スピーカ２１に供給する第１音信号Ｓ１と第２スピーカ２２に供給する第２音信号Ｓ２を調整する。
【００３５】
変形例２のハウリング抑圧装置２００は、第１ピッチ変換部Ｐ１の替わりに第１ピッチ変換部Ｐ１’を用いる点を除いて、図７に示す第２実施形態のハウリング抑圧装置２００と同様に構成されている。
第１ピッチ変換部Ｐ１’の電気的な構成を図９に示す。同図に示すように、第１ピッチ変換部Ｐ１’は第１遅延部３９１を備える。第１遅延部３９１は差分時間ΔＴだけ第１変換信号ｐ１ａを遅延させて第１位相反転部３６１に供給する。第１遅延部３９１は、例えば、メモリによって構成される。なお、第１遅延部３９１は第１位相反転部３６１とＤＡＣ３８１との間に設けてもよい。さらに、第１遅延部３９１をアナログ回路で構成して、アンプ３７１の前段又は後段に設けてもよい。
【００３６】
逆相の第２音信号Ｓ２は、正相の第１音信号Ｓ１よりも差分時間ΔＴだけ遅れて第２スピーカ２２に供給される。このため、第２スピーカ２２から放音される音が差分時間ΔＴだけ、第１スピーカ２１から放音される音よりも遅れる。この結果、第２スピーカ２２から放音される音と第１スピーカ２１から放音される音とが第１マイク１１に到達した時点で正相と逆相の関係になる。これにより、第１マイク１１の近傍では、第１スピーカ２１からの音と第２スピーカ２２からの音が打ち消されることになる。このため、ハウリングを抑圧することができる。
【００３７】
換言すれば、第１信号Ｍ１に基づいて生成された第１音信号Ｓ１が第１スピーカ２１に供給され、第１スピーカ２１から音が放音される。第１マイク１１から第１信号Ｍ１が出力されてから第１スピーカ２１から放音された音が第１マイク１１に到達するまでの時間は、第１マイク１１から第１信号Ｍ１が出力されてから、第２スピーカ２２の放音した音が第１マイク１１に到達するまでの時間と、略等しい。そして、第１音信号Ｓ１と第２音信号Ｓ２とは、正相と逆相の関係にあるので、第１マイク１１の近傍で、第１スピーカ２１の放音した音と、第２スピーカ２２の放音した音とを打ち消すことができる。
【００３８】
この例では、第１スピーカ２１から第１マイク１１までの距離Ｌ１が第２スピーカ２２から第１マイク１１までの距離Ｌ２より差分距離ΔＬだけ長い場合を想定したが、逆に距離Ｌ２が距離Ｌ１より差分距離ΔＬだけ長い場合を想定する。この場合、第２スピーカ２２から音が放音されてから第１マイク１１に到達するまでの時間Ｔ２は、第１スピーカ２１から音が放音されてから第１マイク１１に到達するまでの時間Ｔ１よりも差分時間ΔＴだけ長い。この場合は、図９において第１遅延部３９１を第１ピッチシフタ３３１とＤＡＣ３４１との間に配置し、第１ピッチシフタ３３１の出力信号を第1位相反転部３６１に出力すればよい。
【００３９】
変形例２では、第１スピーカ２１から第１マイク１１までの距離Ｌ１と第２スピーカ２２から第１マイク１１までの距離Ｌ２とが不一致になる場合について説明したが、第３スピーカ２３から第２マイク１２までの距離と第４スピーカ２４から第２マイク１２までの距離とが不一致になる場合には、上述した第１ピッチ変換部Ｐ１’と同様に、第２ピッチ変換部Ｐに差分時間ΔＴだけ遅延させる第２遅延部を設ければよい。
【００４０】
＜３−３：変形例３＞
上述した各実施形態及び変形例において、通常のオーディオ再生装置と会話支援用のハウリング抑圧装置２００の一部を兼用してもよい。
図１０に変形例に係るオーディオシステム１のブロック図を示す。この図に示すように、オーディオシステム１は、制御部６０、操作部６１、第１マイク１１及び第２マイク１２、第１ピッチ変換部Ｐ１及び第２ピッチ変換部Ｐ２、第１駆動部Ｄ１及び第２駆動部Ｄ２、第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２、並びに第３スピーカ２３及び第４スピーカ２４を備える。
操作部６１は、例えば、タッチパネルやスイッチであり、会話支援とオーディオ再生とを選択できるようになっている。利用者の操作に応じた操作信号を制御部６０に出力する。制御部６０は、ＣＰＵで構成されており、オーディオシステム１の制御中枢として機能する。また、制御部６０には図示せぬオーディオ機器が接続されており、第１駆動部Ｄ１に、第１スピーカ２１に出力するための音信号Ｓ１ａ、第２スピーカ２２に出力するための音信号Ｓ２ａ、及び制御信号ＣＴＬを出力する。
また、制御部６０は、第２駆動部Ｄ２に、第３スピーカ２３に出力するための音信号Ｓ３ａ、第４スピーカ２４に出力するための音信号Ｓ４ａ、及び制御信号ＣＴＬを出力する。
【００４１】
制御部６０は、予め定められた規則に従って、会話支援とオーディオ再生のいずれを優先させるかを決定し、会話支援を優先させる場合に制御信号ＣＴＬをハイレベル、オーディオ再生を優先させる場合に制御信号ＣＴＬをローレベルにする。
例えば、以下の規則に従っても良い。第１の規則は、会話支援とオーディオ再生とのうち、最後に利用者が選択した方を優先させる。例えば、会話支援中に利用者が操作部６１を用いてオーディオ再生の操作を行うと、会話支援を中止してオーディオ再生を実行する。つまり、第１駆動部Ｄ１は、第１変換信号ｐ１ａ及び第１反転変換信号ｐ１ａ’を入力せず、制御部６０から音信号Ｓ１ａ及び音信号Ｓ２ａを入力し、第１音信号Ｓ１及び第２音信号Ｓ２を生成して第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２に各々出力する。同様に、第２駆動部Ｄ２は、第２変換信号ｐ２ａ及び第２反転変換信号ｐ２ａ’を入力せず、制御部６０から音信号Ｓ３ａ及び音信号Ｓ４ａを入力し、第３音信号Ｓ３及び第４音信号Ｓ４を生成して第３スピーカ２３及び第４スピーカ２４に各々出力する。
利用者の意思は最後の操作に反映されるので、第１の規則によれば、利用者の意思を反映させることができる。
次に、第２の規則は、常に会話支援を優先させる。これは、会話支援中は、利用者が操作部６１を用いて会話支援終了の操作をしない限り、オーディオ再生の操作があったとしても会話支援を継続させる。第２の規則によれば、会話支援を優先させることができるといった利点がある。
【００４２】
＜３−４：変形例４＞
上述した各実施形態及び変形例において、第１マイク１１及び第２マイク１２の指向性については問題としていない。しかしながら、第１マイク１１及び第２マイク１２が、単一指向性であることが好ましい。仮に、第１マイク１１に双方向に指向性を有するものを使用すると、後部の座席５３及び座席５４だけでなく、前部に対しても指向性を有することになる。このため、第１マイク１１は第１スピーカ２１及び第２スピーカ２２から放音される音を積極的に集音することになり、ハウリングが発生する可能性が高まる。これに対して、後部の座席５３及び座席５４に指向性を有し、前部には指向性を有さない第１マイク１１を使用すれば、ハウリングを抑圧することができる。
【００４３】
＜４．各実施形態及び各変形例の少なくとも１つから把握される態様＞
上述した各実施形態及び各変形例の少なくとも１つから以下の態様が把握される。
前部座席と後部座席とを備えた車室の前部に設けられ、集音した音を信号に変換して出力するマイクと、前記車室の後部に設けられたスピーカと、所定ピッチだけピッチをシフトさせるピッチ変換処理を前記信号に施して変換音信号を生成するピッチ変換部と、前記変換音信号に基づいて前記スピーカを駆動する駆動部と、を備えるハウリング抑圧装置。
この態様によれば、マイクから出力される信号にピッチ変換を施した変換音信号に基づいてスピーカを駆動する。ここで、マイク→ピッチ変換部→駆動部→スピーカ→マイクといった経路で信号が帰還されるが、ピッチ変換部において、ピッチ変換がなされる。このため、利用者の声を直接、マイクで集音して得られる信号のピッチと、この声を駆動部で増幅してスピーカで放音した音をマイクで再度集音して得られた信号のピッチは第１ピッチだけずれている。従って、正帰還が掛かり難くなるので、ハウリングを抑圧することができる。
【００４４】
上述したハウリング抑圧装置の態様において、前記車室の後部に設けられ集音した音を第１信号に変換して出力する第１マイクと、前記車室の前部に設けられ集音した音を第２信号に変換して出力する第２マイクと、前記車室の前部に設けられた第１スピーカ及び第２スピーカと、前記車室の後部に設けられた第３スピーカ及び第４スピーカと、第１ピッチだけピッチシフトさせるピッチ変換処理を前記第１信号に施して第１変換信号を生成する第１ピッチ変換部と、第２ピッチだけピッチをシフトさせるピッチ変換処理を前記第２信号に施して第２変換音信号を生成する第２ピッチ変換部と、前記第１変換信号に基づいて前記第１スピーカ及び前記第２スピーカを駆動する第１駆動部と、前記第２変換信号に基づいて前記第３スピーカ及び前記第４スピーカを駆動する第２駆動部と、を備え、前記マイクは、前記第２マイクであり、前記スピーカは、前記第３スピーカ又は前記第４スピーカのいずれか一方であり、前記所定ピッチは前記第２ピッチ、前記変換音信号は前記第２変換音信号、前記ピッチ変換部は前記第２ピッチ変換部であり、前記駆動部は前記第２駆動部であることが好ましい。
【００４５】
この態様によれば、第１マイクから出力される第１信号にピッチ変換を施した第１音信号及び第２音信号が第１スピーカ及び第２スピーカに供給される。ここで、第１マイク→第１ピッチ変換部→第１駆動部→第１スピーカ及び第２スピーカ→第１マイクといった経路で信号が帰還されるが、第１ピッチ変換部において、ピッチ変換がなされる。このため、利用者の声を直接、第１マイクで集音して得られる第１信号のピッチと、この声を第１駆動部で増幅して第１スピーカ及び第２スピーカで放音した音を第１マイクで再度集音して得られた第１信号のピッチは第１ピッチだけずれている。従って、正帰還が掛かり難くなる。同様にして、第２マイク→第２ピッチ変換部→第２駆動部→第３スピーカ及び第４スピーカ→第２マイクといった経路でも、上述した経路と同様にピッチシフトがなされるので、ハウリングを抑圧することができる。
上述した態様において、前記第１ピッチ変換部におけるピッチシフトの方向は、前記第２ピッチ変換部におけるピッチシフトの方向と同じであることが好ましい。この態様によれば、第１マイクで集音した音をピッチシフトして第１スピーカ及び第２スピーカで放音した音が第２マイクで集音されると、同じ方向にピッチシフトされて第１スピーカ及び第２スピーカから放音される。この結果、音が正帰還されることを確実に防止すことができる。
【００４６】
上述した態様において、前記第１ピッチと第２ピッチとが略等しいことが好ましい。この態様によれば、第３スピーカ及び第４スピーカから出力される音のピッチのズレと、第１スピーカ及び第２スピーカから出力される音のピッチのズレを略等しくできる。
【００４７】
上述した態様において、前記第1駆動部は、前記第１変換信号に基づいて第１音信号を生成し、前記第１変換信号を反転した信号に基づいて第２音信号を生成し、前記第１音信号を前記第１スピーカに出力すると共に、前記第２音信号を前記第２スピーカに出力し、
前記第２駆動部は、前記第２変換信号に基づいて第３音信号を生成し、前記第２変換信号を反転した信号に基づいて第４音信号を生成し、前記第３音信号を前記第３スピーカに出力すると共に、前記第４音信号を前記第４スピーカに出力し、前記第1信号が前記第１ピッチ変換部に入力してから当該第１信号に基づいて前記第１スピーカの放音した音が前記第１マイクに到達するまでの時間は、前記第1信号が前記第１ピッチ変換部に入力してから当該第１信号に基づいて前記第２スピーカの放音した音が前記第１マイクに到達するまでの時間と略等しく、前記第２信号が前記第２ピッチ変換部に入力してから当該第２信号に基づいて前記第３スピーカの放音した音が前記第２マイクに到達するまでの時間は、前記第２信号が前記第２ピッチ変換部に入力してから当該第２信号に基づいて前記第４スピーカの放音した音が前記第２マイクに到達するまでの時間と略等しい、ことが好ましい。
この態様によれば、第１音信号に対して第２音信号は反転している。しかも、第１マイクから音信号が出力されてから第１スピーカの音が第１マイクに到達するまでの時間と第２スピーカの音が第１マイクに到達するまでの時間が略等しいので、音が第１マイクに入力する前に、第１スピーカからの音と第２スピーカからの音を打ち消すことができる。この結果、ハウリングを抑圧することができる。
【００４８】
上述した態様において、  前記第１スピーカから前記第１マイクまでの距離は、前記第２スピーカから前記第１マイクまでの距離と略等しく、前記第１音信号と前記第２音信号とは正相と逆相の関係にあり、前記第３スピーカから前記第２マイクまでの距離は、前記第４スピーカから前記第２マイクまでの距離と略等しく、前記第３音信号と前記第４音信号とは正相と逆相の関係にある、ことが好ましい。
この態様によれば、第１スピーカから第１マイクまでの距離は、第２スピーカから第１マイクまでの距離と等しいので、第１マイクの近傍で第１スピーカからの音と第２スピーカからの音を打ち消すことができる。さらに、第３スピーカから第２マイクまでの距離は、第４スピーカから第２マイクまでの距離と等しいので、第２マイクの近傍で第３スピーカからの音と第４スピーカからの音を打ち消すことができる。この結果、ハウリングを抑圧することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００,２００…ハウリング抑圧装置、１１…第１マイク、１２…第２マイク、２１…第１スピーカ、２２…第２スピーカ、２３…第３スピーカ、２４…第４スピーカ、Ｐ１…第１ピッチ変換部、Ｐ２…第２ピッチ変換部、Ｄ１…第１駆動部、Ｄ２…第２駆動部。
【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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