(57)【要約】【課題】外部騒音および再生中の音楽に応じて音量を調節可能な再生装置およびプログラムを提供すること。【解決手段】外部音の音量を取得する取得手段（９）と再生音量の調節手段（８）とを備えた再生装置（１）であって、  再生音量Ｌmusicが、取得された外部音量Ｌout、音楽の初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０、並びに係数ａ、ｂ、ｃおよびｄを用いて、Ｌmusic＝ｅｘｐ(ａＬout)＋ｂφ1＋ｃＷφ０＋ｄによって決定され、  φ1およびＷφ０が、Ａ特性フィルター通過後の音楽信号の正規化自己相関関数において、原点以外に現われる最大のピークの大きさ、および原点におけるピークの幅のそれぞれの累積度数が５０％になるときの値であり、  係数ａが０．０３〜０．０５であり、  係数ｂが−２５．０〜−５．０であり、  係数ｃが−１４．０〜−３．０であり、  係数ｄが５５．０〜７５．０である。【選択図】図６
2011180286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部音の音量を取得する取得手段と再生音量の調節手段とを備えた音楽の再生装置であって、
所定の音楽の再生音量Ｌmusicが、前記取得手段によって取得された外部音量Ｌout、前記音楽の初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０、並びに係数ａ、ｂ、ｃおよび
ｄを用いて、
Ｌmusic＝ｅｘｐ(ａＬout)＋ｂφ1＋ｃＷφ０＋ｄ
によって決定され、
前記初期最大ピークφ1が、Ａ特性フィルター通過後の前記音楽の信号波形の正規化自
己相関関数において、原点以外に現われる最大のピークの大きさを小さい値又は大きい値から累積した場合に、累積度数が５０％になるときの最大のピークの大きさであり、
前記最初のピーク幅Ｗφ０が、前記正規化自己相関関数の原点におけるピークの幅を小さい値又は大きい値から累積した場合に、累積度数が５０％になるときのピークの幅であり、
前記係数ａが０．０３〜０．０５であり、
前記係数ｂが−２５．０〜−５．０であり、
前記係数ｃが−１４．０〜−３．０であり、
前記係数ｄが５５．０〜７５．０であることを特徴とする音楽の再生装置。
【請求項２】
前記再生音量Ｌmusicが所定のしきい値Ｌthよりも大きい状態が、所定の時間Ｔth以上
持続したか否かを判断し、
前記所定の時間Ｔth以上持続したと判断された場合、警告を提示することを特徴とする請求項１に記載された音楽の再生装置。
【請求項３】
前記所定の時間Ｔth以上持続したと判断された場合、前記再生音量Ｌmusicを前記しき
い値Ｌth以下の値に設定することを特徴とする請求項１または２に記載された音楽の再生装置。
【請求項４】
記録媒体へのアクセス手段をさらに備え、
前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０が、音楽データと該音楽データに対応させて初期最大ピークφ1および最初のピーク幅
Ｗφ０とを記録した前記記録媒体から読み出された初期最大ピークφ1および最初のピー
ク幅Ｗφ０であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載された音楽の再生装置。
【請求項５】
ネットワークに接続されたサーバへのアクセス手段をさらに備え、
前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０が、音楽を特定する情報に対応させて初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０
を記録したサーバから読み出された初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０であ
ることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載された音楽の再生装置。
【請求項６】
前記音楽の再生が指示された場合、
前記Ａ特性フィルター通過後の音楽の信号波形から正規化自己相関関数を求め、
該正規化自己相関関数から、前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピーク
φ1および最初のピーク幅Ｗφ０を求めることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に
記載された音楽の再生装置。
【請求項７】
外部音の音量を取得する取得手段と再生音量の調節手段とを備えた音楽の再生装置に、
前記取得手段から外部音量Ｌoutを取得する第１の機能と、
所定の音楽の再生音量Ｌmusicを、前記外部音量Ｌout、前記音楽の初期最大ピークφ1
および最初のピーク幅Ｗφ０、並びに係数ａ、ｂ、ｃおよびｄを用いて、
Ｌmusic＝ｅｘｐ(ａＬout)＋ｂφ1＋ｃＷφ０＋ｄ
によって決定する第２の機能と、
決定された前記再生音量Ｌmusicで前記所定の音楽を再生する第３の機能とを実現させ
、
前記初期最大ピークφ1が、Ａ特性フィルター通過後の前記音楽の信号波形の正規化自
己相関関数において、原点以外に現われる最大のピークの大きさを小さい値又は大きい値から累積した場合に、累積度数が５０％になるときの最大のピークの大きさであり、
前記最初のピーク幅Ｗφ０が、前記正規化自己相関関数の原点におけるピークの幅を小さい値又は大きい値から累積した場合に、累積度数が５０％になるときのピークの幅であり、
前記係数ａが０．０３〜０．０５であり、
前記係数ｂが−２５．０〜−５．０であり、
前記係数ｃが−１４．０〜−３．０であり、
前記係数ｄが５５．０〜７５．０であることを特徴とする音楽の再生プログラム。
【請求項８】
前記音楽の再生装置に、
前記再生音量Ｌmusicが所定のしきい値Ｌthよりも大きい状態が、所定の時間Ｔth以上
持続したか否かを判断する第４の機能と、
前記所定の時間Ｔth以上持続したと判断された場合、警告を提示する第５の機能とを、さらに実現させることを特徴とする請求項７に記載された音楽の再生プログラム。
【請求項９】
前記音楽の再生装置に、
前記所定の時間Ｔth以上持続したと判断された場合、前記再生音量Ｌmusicを前記しき
い値Ｌth以下の値に設定する第６の機能を、さらに実現させることを特徴とする請求項７または８に記載された音楽の再生プログラム。
【請求項１０】
記録媒体へのアクセス手段をさらに備えた前記音楽の再生装置に、
前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０を、音楽データと該音楽データに対応させて初期最大ピークφ1および最初のピーク幅
Ｗφ０とを記録した前記記録媒体から読み出す第７の機能を、さらに実現させることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載された音楽の再生プログラム。
【請求項１１】
ネットワークに接続されたサーバへのアクセス手段をさらに備えた前記音楽の再生装置に、
前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０を、音楽を特定する情報に対応させて初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０
を記録したサーバから読み出す第８の機能を、さらに実現させることを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載された音楽の再生プログラム。
【請求項１２】
前記所定の音楽の再生が指示された場合、前記第２の機能を前記音楽の再生装置に実現させる前に、
前記音楽の再生装置に、
前記Ａ特性フィルター通過後の音楽の信号波形から正規化自己相関関数を求め、該正規化自己相関関数から、前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０を求める第９の機能を実現させることを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載された音楽の再生プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部騒音および聴取中の音楽に応じて、音楽の音量を自動的に調節することができる音楽の再生装置および再生プログラムに関する。なお、本明細書においては、音圧レベルを音量とも記載する。
【背景技術】
【０００２】
人が騒音に囲まれた環境において、携帯音楽プレーヤーからの大きな音をヘッドホンで長時間聴き続けることにより、聴覚障害が起こる可能性が指摘されている。通常、外部騒音のレベルに応じて、人はヘッドホン音量を変化させる。すなわち、外部騒音レベルが大きいほど、人は大きい音量で音を聴く傾向がある。例えば、通勤や通学の電車の中でヘッドホンを使って音楽を聞き、その後、音量を調節しないまま静かな環境で再び音楽を聞くと、その音量の大きさに驚くことがある。
【０００３】
例えば、世界保健機構では、騒音８５ｄＢに対する許容暴露時間を４５分としている。音楽によっては騒音レベルよりも高い音圧で聴取しているため、許容暴露時間はさらに短くなる。
【０００４】
外部騒音レベルとヘッドホン音量の関係は、例えば下記非特許文献１に開示されている。下記非特許文献１には、疑似鉄道騒音下でのヘッドホン音楽聴取音量を、鉄道騒音の種類を変化させ計測した結果、鉄道騒音の種類によらず、音楽聴取レベルが鉄道騒音レベルにより予測できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３５０７１３号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】下倉、添田、“鉄道車内騒音下のヘッドホン聴取音量に関する研究”、日本音響学会2009年春季研究発表会予稿集、1029-1030、2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、騒音環境下で音楽を聞くと、知らず知らずのうちに音量を上げてしまうので、耳への高音圧の暴露によって聴力損失を引き起こす危険性がある。従って、耳の負担を軽減し、聴力損失を防止するために、適切な音量に自動的に調節できることが望ましい。しかし、そのための具体的な方法は知られていない。
【０００８】
上記非特許文献１によって、音楽聴取レベルを鉄道騒音レベルにより予測することは可能であるが、音楽の種類に応じた適切な音量を予測することはできない。
【０００９】
また、聴取レベルは音楽により変化することが報告されているが、音楽のどの音響的特徴に起因しているか明らかにされていない。
【００１０】
また、上記特許文献１には、ステレオ騒音の左右音それぞれの自己相関関数（ＡＣＦ）および左右音間の相互相関関数（ＩＡＣＦ）を用いて、騒音源の種類を特定する方法が開示されている。しかし、人が聴取中の音楽の適切な音量を決定することはできない。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決すべく、外部騒音および再生中の音楽、さらには聴取している人に応じて、音量を適切に調節することが可能な音楽の再生装置および再生プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、以下の手段によって達成される。
すなわち、本発明に係る第１の音楽の再生装置は、外部音の音量（騒音レベル）を取得する取得手段と再生音量の調節手段とを備えた音楽の再生装置であって、
所定の音楽の再生音量Ｌmusicが、前記取得手段によって取得された外部音量Ｌout、前記音楽の初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０、並びに係数ａ、ｂ、ｃおよび
ｄを用いて、
Ｌmusic＝ｅｘｐ(ａＬout)＋ｂφ1＋ｃＷφ０＋ｄ
によって決定され、
前記初期最大ピークφ1が、Ａ特性フィルター通過後の前記音楽の信号波形の正規化自
己相関関数において、原点以外に現われる最大のピークの大きさを小さい値又は大きい値から累積した場合に、累積度数が５０％になるときの最大のピークの大きさであり、
前記最初のピーク幅Ｗφ０が、前記正規化自己相関関数の原点におけるピークの幅を小さい値又は大きい値から累積した場合に、累積度数が５０％になるときのピークの幅であり、
前記係数ａが０．０３〜０．０５であり、
前記係数ｂが−２５．０〜−５．０であり、
前記係数ｃが−１４．０〜−３．０であり、
前記係数ｄが５５．０〜７５．０であることを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る第２の音楽の再生装置は、上記の第１の音楽の再生装置において、
前記再生音量Ｌmusicが所定のしきい値Ｌthよりも大きい状態が、所定の時間Ｔth以上
持続したか否かを判断し、
前記所定の時間Ｔth以上持続したと判断された場合、警告を提示することを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る第３の音楽の再生装置は、上記の第１又は第２の音楽の再生装置において、
前記所定の時間Ｔth以上持続したと判断された場合、前記再生音量Ｌmusicを前記しき
い値Ｌth以下の値に設定することを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る第４の音楽の再生装置は、上記の第１〜第３の音楽の再生装置の何れかにおいて、
記録媒体へのアクセス手段をさらに備え、
前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０が、音楽データと該音楽データに対応させて初期最大ピークφ1および最初のピーク幅
Ｗφ０とを記録した前記記録媒体から読み出された初期最大ピークφ1および最初のピー
ク幅Ｗφ０であることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る第５の音楽の再生装置は、上記の第１〜第４の音楽の再生装置の何れかにおいて、
ネットワークに接続されたサーバへのアクセス手段をさらに備え、
前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０が、音楽を特定する情報に対応させて初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０
を記録したサーバから読み出された初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０であ
ることを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る第６の音楽の再生装置は、上記の第１〜第５の音楽の再生装置の何れかにおいて、
前記音楽の再生が指示された場合、
前記Ａ特性フィルター通過後の音楽の信号波形から正規化自己相関関数を求め、
該正規化自己相関関数から、前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピーク
φ1および最初のピーク幅Ｗφ０を求めることを特徴としている。
【００１８】
本発明に係る第１の音楽のプログラムは、外部音の音量を取得する取得手段と再生音量の調節手段とを備えた音楽の再生装置に、
前記取得手段から外部音量Ｌoutを取得する第１の機能と、
所定の音楽の再生音量Ｌmusicを、前記外部音量Ｌout、前記音楽の初期最大ピークφ1
および最初のピーク幅Ｗφ０、並びに係数ａ、ｂ、ｃおよびｄを用いて、
Ｌmusic＝ｅｘｐ(ａＬout)＋ｂφ1＋ｃＷφ０＋ｄ
によって決定する第２の機能と、
決定された前記再生音量Ｌmusicで前記所定の音楽を再生する第３の機能とを実現させ
、
前記初期最大ピークφ1が、Ａ特性フィルター通過後の前記音楽の信号波形の正規化自
己相関関数において、原点以外に現われる最大のピークの大きさを小さい値又は大きい値から累積した場合に、累積度数が５０％になるときの最大のピークの大きさであり、
前記最初のピーク幅Ｗφ０が、前記正規化自己相関関数の原点におけるピークの幅を小さい値又は大きい値から累積した場合に、累積度数が５０％になるときのピークの幅であり、
前記係数ａが０．０３〜０．０５であり、
前記係数ｂが−２５．０〜−５．０であり、
前記係数ｃが−１４．０〜−３．０であり、
前記係数ｄが５５．０〜７５．０であることを特徴としている。
【００１９】
本発明に係る第２の音楽のプログラムは、上記の第１の音楽の再生プログラムにおいて、
前記音楽の再生装置に、
前記再生音量Ｌmusicが所定のしきい値Ｌthよりも大きい状態が、所定の時間Ｔth以上
持続したか否かを判断する第４の機能と、
前記所定の時間Ｔth以上持続したと判断された場合、警告を提示する第５の機能とを、さらに実現させることを特徴としている。
【００２０】
本発明に係る第３の音楽のプログラムは、上記の第１又は第２の音楽の再生プログラムにおいて、
前記音楽の再生装置に、
前記所定の時間Ｔth以上持続したと判断された場合、前記再生音量Ｌmusicを前記しき
い値Ｌth以下の値に設定する第６の機能を、さらに実現させることを特徴としている。
【００２１】
本発明に係る第４の音楽のプログラムは、上記の第１〜第３の音楽の再生プログラムの何れかにおいて、
記録媒体へのアクセス手段をさらに備えた前記音楽の再生装置に、
前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０を、音楽データと該音楽データに対応させて初期最大ピークφ1および最初のピーク幅
Ｗφ０とを記録した前記記録媒体から読み出す第７の機能を、さらに実現させることを特徴としている。
【００２２】
本発明に係る第５の音楽のプログラムは、上記の第１〜第４の音楽の再生プログラムの何れかにおいて、
ネットワークに接続されたサーバへのアクセス手段をさらに備えた前記音楽の再生装置に、
前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０を、音楽を特定する情報に対応させて初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０
を記録したサーバから読み出す第８の機能を、さらに実現させることを特徴としている。
【００２３】
本発明に係る第６の音楽のプログラムは、上記の第１〜第５の音楽の再生プログラムの何れかにおいて、
前記所定の音楽の再生が指示された場合、前記第２の機能を前記音楽の再生装置に実現させる前に、
前記音楽の再生装置に、
前記Ａ特性フィルター通過後の音楽の信号波形から正規化自己相関関数を求め、該正規化自己相関関数から、前記再生音量Ｌmusicの計算に使用される初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０を求める第９の機能を実現させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、外部騒音のみならず、音楽の種類に応じて、人に適切な音量で音楽を提供することができる。すなわち、従来技術では、音楽の種類によって最適音量をコントロールすることはできなかったが、本発明を用いることにより、外部騒音のみならず、音楽の種類に応じて、さらには聴取する人に応じて、音楽を再生する音量を自動的に調節するので、人にとって快適な音量で音楽を楽しむことができるようになる。
【００２５】
また、本発明によれば、外部騒音レベルと音楽の種類から音響聴取レベルを予測し、同時に外部騒音の継続時間を計測し、許容暴露時間を越える可能性がある場合に、警告を提示したり、強制的に音量を減少したりするので、騒音性難聴の発生を予防することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】音楽の聴取レベルを決定する予測式を求めるための実験環境を示すブロック図である。
【図２】音楽の聴取レベルと外部騒音レベルとの関係を示すグラフである。
【図３】異なる音楽の聴取レベルと外部騒音レベルとの関係を示すグラフである。
【図４】自己相関関数を示すグラフである。
【図５】異なる音楽に関する解析パラメータの累積度数分布を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態に係る音楽の再生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る音楽の再生装置が行う処理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】
【００２７】
本発明では、外部騒音レベルと、予め音楽毎に設定された音楽解析パラメータを、所定の予測式に代入することによって音楽を再生するときの適切な音量を決定する。従って、まず、音楽毎の音楽解析パラメータおよび予測式の決定に関して説明し、その後に、決定された音楽解析パラメータおよび予測式を用いて音量を決定する方法について説明する。
【００２８】
予測式を決定するために、騒音レベルを変化させて、被験者に、音楽毎に所望する音量を設定させる実験を行った。具体的には、正常な聴力をもつ９人の被験者それぞれを、図１に示す環境において実験した。
【００２９】
図１に示すように、無響室において、被験者の周りに立方体配置した８つのスピーカ（1029A,Genelec社製 4基;F-240G,TOA社製 4基）から、Ambisonics法を用いて外部騒音を提示した。騒音信号は、第１コンピュータＰＣ１からＦ１〜Ｆ８の８種類の信号をＡＤ／ＤＡコンバータ（AudioFire12, Echo社製）およびアンプＡｍｐ（P-60F, TOA社製）を介し
て、８つのスピーカに供給した。各スピーカの傍に付した符号Ｆ１〜Ｆ８は、騒音信号Ｆ１〜Ｆ８に対応する。音楽刺激の提示には、イントラコンカ型ヘッドホン（MDR-E10LP, Sony社製）を用い、第２コンピュータＰＣ２から音楽信号を、アッテネータＡｔｔ（PAT, TDT社製）およびヘッドホンドライバＤｒｉｖｅｒ（HB7, TDT社製）を介して被験者の両
耳に提示した。なお、Ambisonics法は、例えばM. A. Gerzon, JAES 21 (1), 2-10, 1973
により公知であるので説明を省略する。
【００３０】
騒音には予め測定した鉄道騒音を用いた。鉄道騒音は走行する地下鉄車内で測定した。受音点は車椅子専用スペースを利用し、使用したマイクはサラウンドマイク（MKV, Sound
Field社製）である。鉄道騒音測定に使用したサラウンドマイクは、４つの近接するスピーカアレーで構成されており、４つの指向特性（Ｘ：前後、Ｙ：左右、Ｚ：上下、Ｗ：無指向）ごとに到来音を記録できる。サラウンドマイクによって測定された鉄道車内騒音を、上記非特許文献１と同様に、転動音、衝撃音、摩擦音、共鳴音の４種類に分類した。そして、各種類の鉄道車内騒音の３Ｄデータを組み合わせて、図１に示した８種類の信号Ｆ１〜Ｆ８を生成し、第１コンピュータＰＣ１の記録部に記録した。
【００３１】
被験者に騒音を提供するときには、パワーアンプＡｍｐ（P-60F, TOA社製）で、被験者の耳の位置での騒音レベルを６４、６８、７２、７６、８０ｄＢの５種類に設定した。騒音刺激の長さは２０ｓ（秒）とした。
【００３２】
音楽には歌唱がある音楽とない音楽とがあり、実験ではそれらを区別し、歌唱がある音楽（音楽Ｉ）では、歌唱と楽器演奏のバランス（音楽Ａ〜Ｅ）、歌唱がない音楽（音楽ＩＩ）では、楽団の規模の違い（音楽Ｆ〜Ｊ）に注目し、刺激を選定した。表１に音楽刺激の一覧を示す。音楽刺激の長さは１８ｓとした。
【００３３】
【表１】
2011180286.tif 000003
上記の条件で、各被験者に、ヘッドホンから聞こえる音楽が最適と感じるように、音量をアッテネータを用いて調節させた。まず、実験を行う前に、騒音刺激を提示しない条件で音量を調整させた（静寂条件レベル）。この状態で、聴取レベル、すなわちヘッドホンから出力される音を、Earsimulator（Type4157, B&K社製）を用いて測定した。次に、騒
音刺激を、上記の５種類のレベルの中からランダムに選択して提示した状態で、静寂条件レベルで設定された音量で音楽を再生し、各被験者にアッテネータを用いて最適と感じる音量に調節させた。最適音量は、静寂条件レベルとアッテネータによる調整量との差から算出した。これらの過程を、１０種類の音楽、４種類の鉄道騒音、および５種類の騒音レベルの組み合わせについて繰り返し実施した。
【００３４】
測定データの解析結果を図２〜図４に示す。図２は、聴取レベルへの騒音の影響を示すグラフである。図３は、聴取レベルへの音楽の種類の影響を示すグラフである。
【００３５】
具体的には、図２は４種類の鉄道騒音の騒音レベルを５段階に変化させて騒音として提供し、音楽Ｄ（「Flavor of Life」宇多田ヒカル）を被験者に聞かせて、聴取レベルを測定した結果のうち、２人の被験者の結果である。被験者が設定した聴取レベルを点で示しており、それぞれの被験者のデータを近似する曲線を描画している。上側のデータおよび曲線は被験者Ａに関するものであり、下側のデータおよび曲線は被験者Ｂに関するものである（下記の表１参照）。
【００３６】
騒音レベルの影響が全被験者で有意であり、鉄道騒音の種類の影響が一部の被験者（５人）に有意であった。音楽聴取レベルは、騒音レベルと被験者ごとの定数ａを用いて、式１で表される。図３の曲線は、被験者Ａ、Ｂに関する式１である。
Ｌmusic＝ｅｘｐ(0.036Ｌout)＋ａ      （式１）
ここで、Ｌmusicは音楽聴取レベル（ｄＢ）、Ｌoutは外部騒音レベル（ｄＢ）である。
【００３７】
被験者ごとの定数ａおよび相関係数Ｒ2を表２に示す
【００３８】
【表２】
2011180286.tif 000004
図３は、正常な聴力をもつ４人の被験者それぞれを図１に示す環境において実験した結果を示すグラフである。転動音を５種類のレベルで提示して、１０種類の音楽の聴取レベルを測定した。折れ線グラフは、各音楽に関する聴取レベルの変化である（表１参照）。各音楽の聴取レベルは、４人分のデータから求めた平均値であり、エラーバーは、同じ条件、４人で、被験者ごとに複数回測定したことによるもの（標準偏差）である。左端の鉄道騒音レベル軸上のＳに対応する値は、騒音刺激を提示しない条件での聴取レベル（静寂条件レベル）である。
【００３９】
図３から分かるように、騒音レベルが上昇すると、聴取レベルも上昇した。音楽Ｉでは、歌唱に多くの楽器音が加わる音楽ほど、つまり後述するφ1が小さいほど、聴取レベル
が高かった。これは、被験者が楽器音に混ざる歌唱が聞き取れるように、音量を調節したためと考えられる。音楽ＩＩでは、楽団規模が大きくなるほど聴取レベルが高かった。
【００４０】
次に、各音楽の自己相関関数（以下、ＡＣＦとも記す）から音楽解析パラメータを求め
、音楽解析パラメータと騒音レベルとを用いて、音楽聴取レベルを数式化した。
【００４１】
図４は、Ａ特性フィルター通過後の音楽の正規化された自己相関関数（ＡＣＦ）を示すグラフである。信号ｂ(ｓ)の自己相関関数ｆ(τ)は、式２で表される。
【００４２】
【数１】
2011180286.tif 000005
ここで、τは遅延時間、２Ｔは積分期間である。図４に示したグラフは、式２で表される自己相関関数ｆ(τ)をｆ(０)で除して規格化されたグラフ、すなわち、φ(τ)＝ｆ(τ)／ｆ(０)のグラフである。
【００４３】
図４において、τ1は、τ＝０以外に現れるピークのうち最大のピーク（初期最大ピー
ク）の位置を表し、φ1は初期最大ピークの大きさを表す。Ｗφ0は、ｍｓ（ミリ秒）単位の最初のピーク幅（τ＝０から、ピーク値が１／２になるまでの時間の２倍）を表し、スペクトルの重心に相当する。本発明では、音楽解析パラメータとして、φ1およびＷφ0を用いる。
【００４４】
図５は、φ1およびＷφ０の累積度数分布を音楽毎に示すグラフである。ＡＣＦの積分
時間は０．５ｓで、１８ｓの音楽刺激に対し、０．１ｓごとにφ1およびＷφ0を計算した。ＡＣＦ、φ1、Ｗφ０の計算では、ステレオ音楽の右音、左音を区別したが、累積度数
は右音、左音を区別せずに求めた。
【００４５】
図５において、音楽を区別する符号Ａ〜Ｊを対応するグラフの近傍に付記している。図５から、φ1は、音楽Ａ（独唱）で最も高くなり、楽器・コーラスが加わると低くなるこ
とが分かる。
【００４６】
さらに、音楽毎に得られたφ1およびＷφ０を、それぞれ小さい値又は大きい値から累
積した累積度数が５０％になるときのφ1およびＷφ０を求めた。以下において、それぞ
れを、φ1およびＷφ０で表す。音楽毎に得られた、累積度数が５０％になるときのφ1およびＷφ０を用いて、回帰分析によって、式３に示す音楽聴取レベルＬmusicの予測式を
求めた。
Ｌmusic＝ｅｘｐ(ａＬout)＋ｂφ1＋ｃＷφ０＋ｄ      （式３）
ここで、Ｌmusicは音楽聴取レベル（dB）、Ｌoutは外部騒音レベル（dB）であり、ａ〜ｄは回帰係数である。
【００４７】
回帰係数ａ〜ｄおよび重相関係数Ｒを表３に示す。
【００４８】
【表３】
2011180286.tif 000006
以上によって、再生中の音楽の音楽解析パラメータ（累積度数が５０％になるときのφ1およびＷφ０）と、騒音レベルＬtrainが分かれば、式３によって、被験者が設定する音楽聴取レベルＬmusicを予測できることが分かったので、次にこれを用いて、再生音楽の
音量を自動的に設定する本願発明について説明する。
【００４９】
図６は、本発明の実施の形態に係る音楽の再生装置の構成を示すブロック図である。再生装置本体１は、演算処理装置（以下ＣＰＵと記す）２、メモリ３、記録部４、音響信号処理部（以下ＤＳＰと記す）５、アンプ６、マイク７、操作部８、計時部９、およびバス１０を備えている。図６には、人がヘッドホン１１をしている状態も記載している。
【００５０】
ＣＰＵ２は、再生装置１全体の制御およびデータ処理を行う。メモリ３は一時的な記憶手段であり、ＣＰＵ２が処理を実行するときのワークエリアとして使用される。記録部４は持続的にデータを記録する手段であり、処理プログラムや処理対象の音響データ、パラメータなどを記録する。ＤＳＰ５は、記録部４に記録された音楽データを読み出し、所定の処理を実行し、処理後のデジタルデータをＤＡ変換部（図示せず）でアナログデータに変換して出力する。アンプ６は、ＤＳＰ５から出力されるアナログデータを増幅する手段であり、増幅されたアナログ信号（例えばステレオ音楽）は、所定の端子およびケーブルを介して接続されたヘッドホン１１に出力される。操作部７は、人が再生装置１の動作（再生、停止、一時停止、音量調節などのオーディオプレーヤなどが通常備えている動作）を指示するため手段であり、ボタン、ダイヤルなどである。マイク８は、外部音響を取得する手段であり、取得されたアナログ信号は、ＡＤ変換部（図示せず）を介してデジタルデータに変換されて、記録部４に記録される。計時部９は時刻情報を出力する。再生装置１を構成する各部の間でのデータ伝送は、バス１０を介して行われる。
【００５１】
本発明の再生装置の特徴は、音楽毎に対応させて上記した音楽解析パラメータ、すなわち、累積度数が５０％になるときの初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０を記
録しておき、外部騒音に応じて、再生中の音楽の音量を適切に調節することである。以下、図７に示したフローチャートに従って具体的に説明する。なお、以下では特に明記しない場合、ＣＰＵ２が行う処理を意味する。また、音楽データは、ＣＤ、ＷＡＶ、ＭＰ３など任意形式のデータであってよい。
【００５２】
まず、人によって操作部７が操作され、音楽の再生が指示されると、ステップＳ１において、音楽の再生を開始する。具体的な音楽データの処理は、ＣＰＵ２の制御を受けたＤＳＰ５によって実行される。ＤＳＰ５は、記録部４に記録された該当する音楽データファイルから所定量のエンコードされたデータを読み出し、所定のデコード処理を実行し、処理されたデータをＤＡ変換して、アンプ６に出力する。ＤＳＰ５が、音楽ファイルから順次データ読み出し、同様の処理を繰り返すことで、ヘッドホン１１から音楽が出力される。
【００５３】
音楽の再生を開始すると同時に、ステップＳ２において、記録部４から、再生する音楽に対応して記録されたパラメータ（初期最大ピークφ1、最初のピーク幅Ｗφ０）を読み
出す。
【００５４】
ステップＳ３において、マイク８を介して外部騒音を取得し、そのレベルＬout（ｄＢ
値）を算出する。
【００５５】
ステップＳ４において、上記の式３を用いて聴取レベルＬmusicを求め、得られたＬmusicに応じて、アンプ８の増幅率を調節する。このとき、係数ａ〜ｄには、例えば、表３の全体で求めた値を使用する。
【００５６】
ステップＳ５において、ステップＳ４で得られたＬmusicが所定のしきい値Ｌthよりも
大きいか否かを判断し、大きいと判断された場合、ステップＳ６において、計時部９から現在の時刻Ｔを取得し、メモリ２に記憶する。Ｌmusicが所定のしきい値Ｌthよりも大き
くないと判断された場合、ステップＳ７において、メモリ２に記憶された時刻Ｔをリセット、すなわち記憶された時刻Ｔを全て消去する。Ｌthは適宜設定されるべき値であり、例えば８５ｄＢである。
【００５７】
ステップＳ８において、ステップＳ６で最初に時刻が記録された時刻からの経過時間ΔＴを求め、ΔＴが所定のしきい値Ｔthよりも大きいか否かを判断する。後述するように、繰り返し処理が行われるので、メモリ２には複数の時刻Ｔが記録され得る。従って、最初に記録された時刻から最後に記録された時刻までの時間ΔＴを求める。ΔＴが所定のしきい値Ｔthよりも大きいと判断された場合、ステップＳ９に移行して、警告を提示する。Ｔthは適宜設定されるべき値であり、例えば４５分である。警告の提示は、例えば、再生装置の表示部（図示せず）に文字で提示する、再生中の音楽に重畳させて音（音声など）で提示するなど、任意の方法で行われる。さらに、音量を自動的にＬth以下に設定してもよい。
【００５８】
ステップＳ１０において、音楽の再生が終了したか否かを判断し、終了していなければ、ステップＳ２に戻り、ステップＳ３〜Ｓ９の処理を繰り返す。音楽の再生が終了した場合、ステップＳ１１において、次に再生すべき音楽データが残っているか否かを判断し、残っていれば、ステップＳ１に戻り、次の音楽データを対象としてステップＳ１〜Ｓ１０の処理を繰り返す。
【００５９】
以上によって、再生中の音楽の音量を、外部騒音に応じた適切な値に自動的に調節することができる。また、大きい音量で長時間聞いている状態を検出することができるので、警告を発したり、強制的に安全な音量に調節したりすることができ、騒音性難聴を防止することが可能になる。
【００６０】
以上、実施の形態を用いて本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々変更して実現することができる。
【００６１】
例えば、上記ではステップＳ４で聴取レベルを計算するときに、式３の係数ａ〜ｄとして、表３の全体に関する値を使用する場合を説明したが、これ以外の値を使用してもよい。すなわち、ａ＝０．０３４１〜０．０４１３、ｂ＝−２３．４０〜−９．３９、ｃ＝−１２．４４〜−４．４４、ｄ＝５６．３３〜７３．６８であればよい。さらには、ａ＝０．０３〜０．０５、ｂ＝−２５．０〜−５．０、ｃ＝−１４．０〜−３．０、ｄ＝５５．０〜７５．０であってもよい。
【００６２】
また、音楽毎の、累積度数が５０％になるときの初期最大ピークφ1、最初のピーク幅
Ｗφ０は、予めＡＣＦから算出されることが必要であるが、常に音楽データと対応させて記録されている必要はない。音楽を特定する情報（例えばタイトル）と対応させて、所定の場所に記録しておけばよい。例えば、インターネットのサーバに記録させる場合、再生装置がインターネットにアクセスする機能を備えていれば、記録部に記録された所定の音楽を再生するときに、その音楽を特定する情報を用いてサーバに要求し、サーバから、累積度数が５０％になるときの初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０を取得する
ことができる。
【００６３】
また、音楽の再生時に、累積度数が５０％になるときの初期最大ピークφ1、最初のピ
ーク幅Ｗφ０を求めてもよい。例えば、再生を開示する前の所定時間（数秒〜数十秒間）に、音楽データからＡＣＦを求め、累積度数が５０％になるときの初期最大ピークφ1お
よび最初のピーク幅Ｗφ０を求め、得られた値を用いて、ステップＳ４において聴取レベルＬmusicを算出してもよい。
【００６４】
また、ステップＳ４で求めた聴取レベルＬmusicだけを用いてアンプの増幅率を決定す
るのではなく、音楽再生の最初に人に適切な音量に調節させる機会を与え、そのときの音量α(0)と本発明によって算出した聴取レベルＬmusic(0)とを対応させて記録しておき、
その後に本発明によって算出した聴取レベルＬmusic(t)とＬmusic(0)との差ΔＬmusicに
応じて、音量を調節してもよい。例えば、α(t)＝α(0)＋ΔＬmusic  によって音量を決
定してもよい。
【００６５】
また、上記では音楽をヘッドホンで聴取する場合を説明したが、これに限定されず、車内でカーオーディオから再生される音楽を聴取する場合にも適用可能である。
【００６６】
また、複数の音楽が１つのメディアに統合して記録された場合にも適用可能である。複数の音楽を信号としてレベルを調整してメディアに記録したとしても、人が感じる心理的な音圧は音楽の種類によって変わるので、音楽毎の、累積度数が５０％になるときの初期最大ピークφ1および最初のピーク幅Ｗφ０を使用して、音量を自動的に調節すれば、曲
の変わり目で音量を調節することが不要になる。
【符号の説明】
【００６７】
１    再生装置
２    演算処理部（ＣＰＵ）
３    メモリ
４    記録部
５    音響処理部（ＤＳＰ）
６    アンプ
７    操作部
８    マイク
９    計時部
１０  内部バス
１１  ヘッドホン
【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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