(57)【要約】【課題】接近物体を利用者に検知させること。【解決手段】音響制御装置１００は、複数のマイクから音信号をそれぞれ取得し、距離センサによって検出される基準位置から物体までの距離を基にして、音信号が物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、音信号に与える。音響制御装置１００は、物理的な変化の特徴が与えられた音信号を基にして、音響空間の音情報を生成する。【選択図】図４
2019197965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクから音信号をそれぞれ取得する取得部と、
距離センサによって検出される基準位置から物体までの距離を基にして、前記音信号が前記物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、前記音信号に与える変調部と、
前記物理的な変化の特徴が与えられた前記音信号を基にして、音響空間の音情報を生成する生成部と
を有することを特徴とする音響制御装置。
【請求項２】
前記変調部は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の音圧を減衰させることを特徴とする請求項１に記載の音響制御装置。
【請求項３】
前記変調部は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の残響を大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載の音響制御装置。
【請求項４】
前記変調部は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の高域成分を減衰させることを特徴とする請求項１、２または３に記載の音響制御装置。
【請求項５】
前記変調部は、前記距離センサによって複数の物体が検出された場合には、前記基準位置からの距離が最小となる物体を選択し、選択した物体と前記基準位置までの距離とを基にして、前記音信号が前記物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、前記音信号に与えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の音響制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響制御装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
障害物や接近物が利用者に接近した場合に、リアルタイムで音による通知を利用者に行う従来技術がある。以下では、障害物や接近物を適宜「接近物体」と表記する。一例として、従来技術１，２について説明する。
【０００３】
図１３は、従来技術１を説明するための図である。従来技術１は、利用者の周囲に配置される複数のマイクを用いて、音信号（周囲音）１ａ〜１ｈを取得すると共に、距離センサを基にして、接近物体１１の検出を行う。従来技術１は、音信号１ａ〜１ｈに、接近物体１１の方向に対応した通知音２を追加した音響空間の情報を生成し、利用者１０のヘッドホンに出力する。
【０００４】
図１４は、従来技術２を説明するための図である。従来技術２は、利用者の周囲に配置された複数のマイクを用いて、音信号１ａ〜１ｈを取得すると共に、距離センサ等を基にして、接近物体１１の検出を行う。従来技術２は、音信号１ａ〜１ｈのうち、接近物体１１の方向から取得される音信号１１ｆを強調する処理を行い、強調した音信号１ｆと、他の音信号１ａ〜１ｈとを用いた音響空間の情報を生成し、利用者１０のヘッドホンに出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来技術では、接近物体を利用者に検知させることができないという問題がある。
【０００７】
一般的な環境では様々な周囲音が常に存在している。従来技術１のように、音信号に通知音２を加えても、周囲音が多い場所では、利用者１０の聴覚する情報量が増加して、通知音２の方向が分かりづらくなる。たとえば、交通量の多い道路付近では、車のクラクションの影響等により、通知音２を利用者１０が聞き取れない場合がある。
【０００８】
一方、従来技術２では、接近物体１１が発する音を聞き取りやすく強調することで、利用者に物体の接近を通知することが前提となっている。このため、接近物体１１が音を発しない場合や、発せられる音が小さい場合には、利用者１０に接近物体１１の接近を通知することが難しい。
【０００９】
１つの側面では、本発明は、接近物体を利用者に検知させることが可能な音情報を生成できる音響制御装置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】
【００１０】
第１の案では、音響制御装置は、取得部と、変調部と、生成部とを有する。取得部は、複数のマイクから音信号をそれぞれ取得する。変調部は、距離センサによって検出される基準位置から物体までの距離を基にして、音信号が物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、音信号に与える。生成部は、物理的な変化の特徴が与えられた音信号を基にして、音響空間の音情報を生成する。
【発明の効果】
【００１１】
物体の接近を利用者に検知させることが可能な音情報を生成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施例に係る音響制御装置の処理の一例を説明するための図である。
【図２】図２は、本実施例に係る音響制御システムの構成を示す図である。
【図３】図３は、各マイクの設置位置の一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施例に係る音響制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、バッファのデータ構造の一例を示す図である。
【図６】図６は、接近物体情報のデータ構造の一例を示す図である。
【図７】図７は、変調部の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】図８は、距離とゲイン係数との関係を示す図である。
【図９】図９は、LowPass特性を説明するための図である。
【図１０】図１０は、ミキシングの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施例に係る音響制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、音響制御装置と同様の機能を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、従来技術１を説明するための図である。
【図１４】図１４は、従来技術２を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本願の開示する音響制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
図１は、本実施例に係る音響制御装置の処理の一例を説明するための図である。図１に示すように、音響制御装置は、複数のマイクを用いて、音信号１ａ〜１ｈを取得すると共に、距離センサを基にして接近物体１１の検出を行う。音響制御装置は、距離センサが検出した接近物体１１の方向から取得される音信号１ｆに対して、音信号１ｆが接近物体１１を通過する場合の物理的な変化の特徴を与える。音響制御装置は、音信号１ａ〜１ｅ，１ｇ、１ｈと、変化の特徴を与えた音信号１ｆとを基にした音響空間情報を生成し、利用者１０のヘッドホンに出力する。
【００１５】
たとえば、音響制御装置は、音信号１ｆに対して、基準位置から接近物体１１までの距離に応じて、音信号１ｆの音圧、残響、周波数特性を変調することで、音信号１ｆが接近物体１１を通過する場合の物理的な変化の特徴を与える。
【００１６】
視覚障害者は、周囲音の位相や音量の変化を感じることで、物体の接近を感じ取っていることが知られている。音響制御装置は、上記の周囲音の変化を、音信号の音圧、残響、周波数特性の変調によって疑似的に強調して作り出しており、これによって、接近物体を利用者に検知させることができる。
【００１７】
図２は、本実施例に係る音響制御システムの構成を示す図である。図２に示すように、この音響制御システムは、マイク３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと、距離センサ４０と、ヘッドホン４５と、音響制御装置１００とを有する。
【００１８】
マイク３０ａ〜３０ｄは、周囲音を音信号に変換し、音信号を音響制御装置１００に出力するマイクである。たとえば、マイク３０ａ〜３０ｄの設置位置は、図３で説明する設置位置となる。以下の説明では、マイク３０ａ〜３０ｄをまとめて、適宜、マイク３０と表記する。
【００１９】
図３は、各マイクの設置位置の一例を示す図である。図３に示すように、利用者１０の線分１０ａを基準として、０°〜９０°の範囲にマイク３０ａが設置される。９０°〜１８０°の範囲にマイク３０ｂが設置される。１８０°〜２７０°の範囲にマイク３０ｃが設置される。２７０°〜３６０°の範囲にマイク３０ｃが設置される。
【００２０】
距離センサ４０は、レーザ光を照射して、利用者１０周辺に存在する接近物体を検出するセンサである。距離センサ４０は、接近物体に関する距離および角度の情報を音響制御装置１００に出力する。たとえば、接近物体に関する距離は、距離センサ４０と、接近物体との距離である。角度は、図３で定義した線分１０ａを基準とする、接近物体の角度である。以下の説明では、接近物体に関する距離および角度の情報を「接近物体情報」と表記する。
【００２１】
距離センサ４０は、複数の接近物体を検出した場合には、接近物体毎の距離および角度の情報を、接近物体情報に含める。
【００２２】
ヘッドホン４５は、音響制御装置１００により生成される音響空間情報を再生するヘットホンである。利用者１０は、ヘッドホン４５を装着し、音を聴覚する。
【００２３】
音響制御装置１００は、距離センサ４０により検出された接近物体までの距離に応じて、マイク３０から取得した音信号に対して、接近物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を与えた音響空間情報を生成する装置である。音響制御装置１００は、音響空間情報を、ヘッドホン４５に出力して、音を再生させる。
【００２４】
図４は、本実施例に係る音響制御装置の構成を示す機能ブロック図である。図４に示すように、この音響制御装置１００は、インタフェース部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０とを有する。
【００２５】
インタフェース部１１０は、無線または有線によって、マイク３０、距離センサ４０、ヘッドホン４５に接続され、各種のデータをやり取りする処理部である。インタフェース部１１０は、マイク３０から音信号を受信し、受信した音信号を、制御部１３０に出力する。インタフェース部１１０は、距離センサ４０から、接近物体情報を受信し、受信した接近物体情報を制御部１３０に出力する。インタフェース部１１０は、制御部１３０から音響空間情報を受け付けた場合には、受け付けた音響空間情報を、ヘッドホン４５に送信して再生させる。
【００２６】
記憶部１２０は、バッファ１２０ａ、接近物体情報１２０ｂ、マイク配置情報１２０ｃを有する。記憶部１２０は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ（Flash  Memory）などの半導体メモリ素子や、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）などの記憶装置に対応する。
【００２７】
バッファ１２０ａは、マイク３０から受信した音信号を格納するバッファである。図５は、バッファのデータ構造の一例を示す図である。図５に示すように、このバッファ１２０ａは、マイク番号と、音信号とを対応付ける。マイク番号は、マイク３０を一意に識別する情報である。たとえば、マイク番号「１」はマイク３０ａを示す番号であり、マイク番号「２」はマイク３０ｂを示す番号である。マイクＩＤ「３」はマイク３０ｃを示す番号であり、マイクＩＤ「０」はマイク３０ｄを示す番号である。音信号は、マイク番号により識別されるマイクから受信した音信号を示すものである。
【００２８】
接近物体情報１２０ｂは、距離センサ４０により検出された接近物体に関する情報を有する。図６は、接近物体情報のデータ構造の一例を示す図である。図６に示すように、接近物体情報は、接近物体ＩＤと、距離と、角度とを対応付ける。接近物体ＩＤは、接近物体を一意に識別する情報である。距離は、距離センサ４０から接近物体までの距離を示す。角度は、図３で定義した線分１０ａを基準とする、接近物体の角度である。
【００２９】
マイク配置情報１２０ｃは、各マイク３０の配置角度の情報を保持する。図３で説明したように、マイク３０の配置角度は、線分１０ａを基準とした角度である。マイク３０ａの配置角度をθ（１）、マイク３０ｂの配置角度をθ（２）、マイク３０ｃの配置角度をθ（３）、マイク３０ｄの配置角度をθ（０）とする。
【００３０】
制御部１３０は、取得部１３０ａと、変調部１３０ｂと、生成部１３０ｃと、再生部１３０ｄとを有する。制御部１３０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）などによって実現できる。また、制御部１３０は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）などのハードワイヤードロジックによっても実現できる。
【００３１】
取得部１３０ａは、インタフェース部１１０を介して各種の情報を取得する処理部である。取得部１３０ａは、マイク３０から音信号を取得すると、取得した音信号をバッファ１２０ａに格納する。マイク３０から取得する音信号には、音信号の送信元となるマイク３０のマイク番号が付与されているものとする。取得部１３０ａは、マイク番号と音信号とを対応付けて、バッファ１２０ａに格納する。
【００３２】
取得部１３０ａは、距離センサ４０から接近物体情報１２０ｂを取得すると、取得した接近物体情報１２０ｂを記憶部１２０に格納する。
【００３３】
変調部１３０ｂは、基準位置から接近物体までの距離を基にして、周囲音（音信号）が接近物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、音信号に与える処理部である。
【００３４】
図７は、変調部の構成を示す機能ブロック図である。図７に示すように、変調部１３０ｂは、増幅部５０ａ〜５０ｄ、音圧制御部５５、残響付加部６０ａ〜６０ｄ、残響制御部６５、高域補正部７０ａ〜７０ｄ、Ｆ特性制御部を有する。
【００３５】
増幅部５０ａ〜５０ｄは、音圧制御部５５により指定されるゲイン係数によって、音信号の音圧を制御する処理部である。たとえば、増幅部５０ａは、マイク３０ａの音信号Ｍｉｃの音圧を制御し、音圧を制御した音信号Ｓｉｇを、残響付加部６０ａに出力する。増幅部５０ｂは、マイク３０ｂの音信号Ｍｉｃの音圧を制御し、音圧を制御した音信号Ｓｉｇを、残響付加部６０ｂに出力する。増幅部５０ａは、マイク３０ａの音信号Ｍｉｃの音圧を制御し、音圧を制御した音信号Ｓｉｇを、残響付加部６０ａに出力する。以下の説明では、増幅部５０ａ〜５０ｄをまとめて、増幅部５０と表記する。
【００３６】
音圧制御部５５は、接近物体情報１２０ｂを基にして、各増幅部５０ａ〜５０ｄに設定するゲイン係数を制御する処理部である。接近物体情報１２０ｂには、接近物体の距離（depth）と、角度（angle）とが含まれる。
【００３７】
増幅部５０の入力と出力との関係は、式（１）によって示される。式（１）において、ｎは、マイク番号を示し、「０、・・・、３」の値をとる。ｌは、信号サンプルを示し、「ｌ＝０、・・・、Ｌ-１」の値をとる。Ｌは、音信号のフレーム長を示す。gain(n)は、各増幅部５０ａ〜５０ｄに指定するゲイン係数を示す。たとえば、gain(1)は、増幅部５０ａに指定するゲイン係数である。gain(2)は、増幅部５０ｂに指定するゲイン係数である。gain(3)は、増幅部５０ｃに指定するゲイン係数である。gain(0)は、増幅部５０ｄに指定するゲイン係数である。
【００３８】
【数１】
2019197965.tif 000003
【００３９】
音圧制御部５５は、次の処理を行うことで、各増幅部５０ａ〜５０ｄに指定するゲイン係数を特定する。音圧制御部５５は、接近物体の角度が「０°＜angle≦９０°」の条件を満たす場合には、gain(1)を式（２）に基づいて算出し、他のゲイン係数を「１」に設定する。音圧制御部５５は、接近物体の角度が「９０°＜angle≦１８０°」の条件を満たす場合には、gain(2)を式（２）に基づいて算出し、他のゲイン係数を「１」に設定する。音圧制御部５５は、接近物体の角度が「１８０°＜angle≦２７０°」の条件を満たす場合には、gain(3)を式（２）に基づいて算出し、他のゲイン係数を「１」に設定する。音圧制御部５５は、接近物体の角度が「２７０°＜angle≦３６０°」の条件を満たす場合には、gain(0)を式（２）に基づいて算出し、他のゲイン係数を「１」に設定する。
【００４０】
【数２】
2019197965.tif 000004
【００４１】
式（２）において、OFFSETは、予め設定される値である。depthは、接近物体の距離である。COSは正弦波関数である。図８は、距離とゲイン係数との関係を示す図である。図８の横軸は、接近物体の距離に対応する軸である。縦軸は、ゲイン係数gain(n)に対応する軸である。図８に示すように、ゲイン係数gain(n)による減衰量は、接近物体の距離depthが小さくなるに従って、大きくなる。すなわち、音圧制御部５５は、接近物体が利用者に近づくほど、音信号に与える音圧を小さくする。
【００４２】
音圧制御部５５は、接近物体の距離が「０＜depth＜１」の条件を満たす場合には、図８で示される関係（式（２））に基づいて、ゲイン係数gain(n)を特定する。音圧制御部５５は、接近物体の距離が「depth≦０」の条件を満たす場合には、ゲイン係数gain(n)を「OFFSET」とする。音圧制御部５５は、接近物体の距離が「１≦depth」の条件を満たす場合には、ゲイン係数gain(n)を「１」とする。
【００４３】
図７の説明に戻る。残響付加部６０ａ〜６０ｄは、残響制御部６５により指定されるフィルタ係数によって、音信号の残響を制御する処理部である。
【００４４】
たとえば、残響付加部６０ａは、増幅部５０ａから入力される音信号Ｓｉｇの残響を制御し、残響を制御した音信号Ｓｉｇ２を、高域補正部７０ａに出力する。残響付加部６０ｂは、増幅部５０ｂから入力される音信号Ｓｉｇの残響を制御し、残響を制御した音信号Ｓｉｇ２を、高域補正部７０ｂに出力する。残響付加部６０ｃは、増幅部５０ｃから入力される音信号Ｓｉｇの残響を制御し、残響を制御した音信号Ｓｉｇ２を、高域補正部７０ｃに出力する。残響付加部６０ｄは、増幅部５０ｄから入力される音信号Ｓｉｇの残響を制御し、残響を制御した音信号Ｓｉｇ２を、高域補正部７０ｄに出力する。以下の説明では、残響付加部６０ａ〜６０ｄをまとめて、残響付加部６０と表記する。
【００４５】
残響制御部６５は、接近物体情報１２０ｂを基にして、各残響付加部６０ａ〜６０ｄに設定するフィルタ係数を制御する処理部である。
【００４６】
残響付加部６０の入力と出力との関係は、式（３）によって示される。式（３）に含まれる、ｎ、ｌ、Ｌに関する説明は、式（１）の説明と同様である。式（３）において、fcof(d,i)は、残響のフィルタ係数であり、たとえば、距離に応じた残響成分のインパルス応答に対応する。ｄは、残響特性番号を示す。ｉは、フィルタ係数番号を示し「ｉ＝０、・・・、Ｉ-１」の値をとる。Ｉは、フィルタ次数を示す。
【００４７】
【数３】
2019197965.tif 000005
【００４８】
残響特性番号ｄは、式（４）により定義される。式（４）のth0，th1，th2，th3，th4，th5，th6は、予め設定される閾値である。各閾値の大小関係は「th0＜th1＜th2＜th3＜th4＜th5＜th6」となる。本実施例では、接近物体の距離depthが小さくなるに従って、残響を大きくする。すなわち、残響制御部６５は、接近物体が利用者に近づくほど、音信号に与える残響を大きくする。
【００４９】
【数４】
2019197965.tif 000006
【００５０】
残響制御部６５は、次の処理を行うことで、各残響付加部６０ａ〜６０ｄに設定するフィルタ係数を特定する。残響制御部６５は、接近物体の角度が「０°＜angle≦９０°」の条件を満たす場合には、残響付加部６０ａに設定するフィルタ係数fcof(d,i)を式（４）に基づいて算出し、他の残響付加部は、変調処理をせず、Sig2(n,1)=Sig(n,1)とする。残響制御部６５は、接近物体の角度が「９０°＜angle≦１８０°」の条件を満たす場合には、残響付加部６０ｂに設定するフィルタ係数fcof(d,i)を式（４）に基づいて算出し、他の残響付加部は、変調処理をせず、Sig2(n,1)=Sig(n,1)とする。残響制御部６５は、接近物体の角度が「１８０°＜angle≦２７０°」の条件を満たす場合には、残響付加部６０ｃに設定するフィルタ係数fcof(d,i)を式（４）に基づいて算出し、他の残響付加部は、変調処理をせず、Sig2(n,1)=Sig(n,1)とする。残響制御部６５は、接近物体の角度が「２７０°＜angle≦３６０°」の条件を満たす場合には、残響付加部６０ｄに設定するフィルタ係数fcof(d,i)を式（４）に基づいて算出し、他の残響付加部は、変調処理をせず、Sig2(n,1)=Sig(n,1)とする。
【００５１】
図７の説明に戻る。高域補正部７０ａ〜７０ｄは、Ｆ特性制御部７５により指定されるフィルタ係数によって、音信号の周波数特性を制御する処理部である。
【００５２】
たとえば、高域補正部７０ａは、残響付加部６０ａから入力される音信号Ｓｉｇ２の周波数特性（Ｆ特性）を制御し、周波数特性を制御した音信号Ｓｉｇ３を、生成部１３０ｃに出力する。高域補正部７０ｂは、残響付加部６０ｂから入力される音信号Ｓｉｇ２の周波数特性を制御し、周波数特性を制御した音信号Ｓｉｇ３を、生成部１３０ｃに出力する。高域補正部７０ｃは、残響付加部６０ｃから入力される音信号Ｓｉｇ２の周波数特性を制御し、周波数特性を制御した音信号Ｓｉｇ３を、生成部１３０ｃに出力する。高域補正部７０ｄは、残響付加部６０ｄから入力される音信号Ｓｉｇ２の周波数特性を制御し、周波数特性を制御した音信号Ｓｉｇ３を、生成部１３０ｃに出力する。以下の説明では、高域補正部７０ａ〜７０ｄをまとめて、高域補正部７０と表記する。
【００５３】
Ｆ特性制御部７５は、接近物体情報１２０ｂを基にして、各高域補正部７０ａ〜７０ｄに設定するフィルタ係数を制御する処理部である。
【００５４】
高域補正部７０の入力と出力との関係は、式（５）によって示される。式（５）に含まれるｎ、ｌ、Ｌ、ｉ、Ｉに関する説明は、式（１）、式（２）の説明と同様である。式（５）において、fcof2(d',i)は、Lowpass特性のインパルス応答に対応する。ｄ’は、周波数特性番号を示す。
【００５５】
【数５】
2019197965.tif 000007
【００５６】
周波数特性番号ｄ’は、式（６）により定義される。式（６）のth0，th1，th2，th3，th4，th5，th6は、予め設定される閾値である。各閾値の大小関係は「th0＜th1＜th2＜th3＜th4＜th5＜th6」となる。本実施例では、接近物体の距離depthが小さくなるに従って、音信号の高域の減衰量を小さくする。すなわち、Ｆ特性制御部７５は、接近物体が利用者に近づくほど、音信号の高域の減衰量を小さくする。
【００５７】
【数６】
2019197965.tif 000008
【００５８】
図９は、LowPass特性を説明するための図である。図９において、グラフ８０〜８５の横軸は周波数に対応する軸であり、縦軸はフィルタ係数fcof2(d',i)に対応する軸である。グラフ８０は、周波数特性番号ｄ’＝０となる場合のフィルタ係数fcof2(d',i)と、周波数との関係を示すものであり、周波数にかかわらず、周波数特性は一定であり、周波数特定の補正を行わないことに相当する。
【００５９】
グラフ８１は、周波数特性番号ｄ’＝１となる場合のフィルタ係数fcof2(d',i)と、周波数との関係を示すものであり、周波数がｆ１を超えた付近から、フィルタ係数fcof2(d',i)が減少する。グラフ８２は、周波数特性番号ｄ’＝２となる場合のフィルタ係数fcof2(d',i)と、周波数との関係を示すものであり、周波数がｆ２を超えた付近から、フィルタ係数fcof2(d',i)が減少する。グラフ８３は、周波数特性番号ｄ’＝３となる場合のフィルタ係数fcof2(d',i)と、周波数との関係を示すものであり、周波数がｆ３を超えた付近から、フィルタ係数fcof2(d',i)が減少する。グラフ８４は、周波数特性番号ｄ’＝４となる場合のフィルタ係数fcof2(d',i)と、周波数との関係を示すものであり、周波数がｆ４を超えた付近から、フィルタ係数fcof2(d',i)が減少する。グラフ８５は、周波数特性番号ｄ’＝５となる場合のフィルタ係数fcof2(d',i)と、周波数との関係を示すものであり、周波数がｆ５を超えた付近から、フィルタ係数fcof2(d',i)が減少する。
【００６０】
Ｆ特性制御部７５は、次の処理を行うことで、各高域補正部７０ａ〜７０ｄに設定するフィルタ係数を特定する。Ｆ特性制御部７５は、接近物体の角度が「０°＜angle≦９０°」の条件を満たす場合には、高域補正部７０ａに設定するフィルタ係数fcof2(d',i)を式（６）に基づいて算出し、他の高域補正部に設定するd'の値を「０」に設定する。Ｆ特性制御部７５は、接近物体の角度が「９０°＜angle≦１８０°」の条件を満たす場合には、高域補正部７０ｂに設定するフィルタ係数fcof2(d',i)を式（６）に基づいて算出し、他の残響付加部に設定するd'の値を「０」に設定する。Ｆ特性制御部７５は、接近物体の角度が「１８０°＜angle≦２７０°」の条件を満たす場合には、高域補正部７０ｃに設定するフィルタ係数fcof2(d',i)を式（６）に基づいて算出し、他の高域補正部に設定するd'の値を「０」に設定する。Ｆ特性制御部７５は、接近物体の角度が「２７０°＜angle≦３６０°」の条件を満たす場合には、高域補正部７０ｄに設定するフィルタ係数fcof(d',i)を式（６）に基づいて算出し、他の高域補正部に設定するd'の値を「０」に設定する。
【００６１】
高域補正部７０ａ〜７０ｄは、Ｆ特性制御部７５により指定されるフィルタ係数fcof2(d',i)によって、音信号の周波数特性を制御し、制御した出力信号Ｓｉｇ３を、生成部１３０ｃに出力する。たとえば、高域補正部７０ａから、生成部１３０ｃに出力される出力信号を、Ｓｉｇ３（１，ｌ）とする。高域補正部７０ｂから、生成部１３０ｃに出力される出力信号を、Ｓｉｇ３（２，ｌ）とする。高域補正部７０ｃから、生成部１３０ｃに出力される出力信号を、Ｓｉｇ３（３，ｌ）とする。高域補正部７０ｄから、生成部１３０ｃに出力される出力信号を、Ｓｉｇ３（０，ｌ）とする。
【００６２】
ところで、上述した変調部１３０ｂの処理は、接近物体が存在する場合の処理である。変調部１３０ｂは、接近物体情報１２０ｂを参照し、利用者１０が存在する領域を除いた領域に、接近物体が存在するか否かを判定する。利用者１０が存在する領域は、予め設定されているものとする。変調部１３０ｂは、接近物体が複数存在する場合には、利用者１０が存在する領域を除いた領域に存在する接近物体のうち、最も距離が短い接近物体の距離、角度を基にして、上処理を実行する。
【００６３】
なお、変調部１３０ｂは、接近物体が存在しない場合には、各マイク３０から取得した音信号を、そのまま、生成部１３０ｃに出力する。すなわち、接近物体が存在しない場合には、Ｍｉｃ（ｎ，ｌ）＝Ｓｉｇ３（ｎ，ｌ）となる。
【００６４】
図４の説明に戻る。生成部１３０ｃは、変調部１３０ｂから出力される出力信号を基にして、音響空間の情報を生成する処理部である。生成部１３０ｃは、生成した音響空間の情報を、再生部１３０ｄに出力する。
【００６５】
生成部１３０ｃは、出力信号Ｓｉｇ３（ｎ，ｌ）から各マイク３０の配置角度θ（ｎ）に応じた仮想スピーカ音を生成する。生成部１３０ｃは、出力信号Ｓｉｇ３（ｎ，ｌ）に各角度θ（ｎ）に対応する頭部伝達関数を畳み込み演算することで、仮想スピーカ音を生成する。
【００６６】
マイクの配置角度θ（ｎ）に対する頭部伝達関数のインパルス応答を、式（７）、（８）と定義すると、各仮想スピーカ音ｓｐＬ（ｎ，ｌ）、ｓｐＲ（ｎ，ｌ）は、式（９）、（１０）によって求められる。
【００６７】
【数７】
2019197965.tif 000009
【数８】
2019197965.tif 000010
【００６８】
【数９】
2019197965.tif 000011
【数１０】
2019197965.tif 000012
【００６９】
式（７）は、マイクの配置角度θ（ｎ）に対する左側の頭部伝達関数のインパルス応答である。式（８）は、マイクの配置角度θ（ｎ）に対する右側の頭部伝達関数のインパルス応答である。式（７）、式（８）に含まれるｍは「ｍ＝０、・・・、Ｍ-１」の値をとる。Ｍは、インパルス応答長を示す。
【００７０】
式（９）は、Ｓｉｇ３（ｎ，ｌ）に対する左側の仮想スピーカ音である。式（１０）は、Ｓｉｇ３（ｎ，ｌ）に対する右側の仮想スピーカ音である。生成部１３０ｃは、各Ｓｉｇ３（ｎ，ｌ）に関して、それぞれ、仮想スピーカ音ｓｐＬ（ｎ，ｌ）、ｓｐＲ（ｎ，ｌ）を算出する。
【００７１】
具体的には、生成部１３０ｃは、Ｓｉｇ３（１，ｌ）から、仮想スピーカ音ｓｐＬ（１，ｌ）、ｓｐＲ（１，ｌ）を算出する。生成部１３０ｃは、Ｓｉｇ３（２，ｌ）から、仮想スピーカ音ｓｐＬ（２，ｌ）、ｓｐＲ（２，ｌ）を算出する。生成部１３０ｃは、Ｓｉｇ３（３，ｌ）から、仮想スピーカ音ｓｐＬ（３，ｌ）、ｓｐＲ（３，ｌ）を算出する。生成部１３０ｃは、Ｓｉｇ３（０，ｌ）から、仮想スピーカ音ｓｐＬ（０，ｌ）、ｓｐＲ（０，ｌ）を算出する。
【００７２】
続いて、生成部１３０ｃは、各Ｓｉｇ３（ｎ，ｌ）から算出された各スピーカ音ｓｐＬ（ｎ，ｌ）、ｓｐＲ（ｎ，ｌ）をミキシングして、ステレオ出力SigOut_L(l)、ステレオ出力SigOut_R(l)を生成する。
【００７３】
図１０は、ミキシングの一例を示す図である。図１０に示すように、生成部１３０ｃは、各スピーカ音ｓｐＬ（０，ｌ）、ｓｐＬ（１，ｌ）、ｓｐＬ（２，ｌ）、ｓｐＬ（３，ｌ）をミキシングして、ステレオ出力SigOut_L(l)を生成する。生成部１３０ｃは、各スピーカ音ｓｐＲ（０，ｌ）、ｓｐＲ（１，ｌ）、ｓｐＲ（２，ｌ）、ｓｐＲ（３，ｌ）をミキシングして、ステレオ出力SigOut_R(l)を生成する。
【００７４】
生成部１３０ｃは、式（１１）を基にして、ステレオ出力SigOut_L(l)を生成する。生成部１３０ｃは、式（１２）を基にして、ステレオ出力SigOut_R(l)を生成する。式（１１）および式（１２）に含まれるGainは、振幅補正係数であり、１／マイク数とする。たとえば、マイク数を４とすると、Gainは「０．２５」となる。
【００７５】
【数１１】
2019197965.tif 000013
【数１２】
2019197965.tif 000014
【００７６】
生成部１３０ｃに生成されるステレオ出力SigOut_L(l)およびステレオ出力SigOut_R(l)の情報は、音響空間の音情報に対応するものである。生成部１３０ｃは、音響空間の音情報を、再生部１３０ｄに出力する。
【００７７】
再生部１３０ｄは、音響空間の音情報を、ヘッドホン４５に出力して再生させる処理部である。再生部１３０ｄは、ヘッドホン４５の左側のスピーカに、ステレオ出力SigOut_L(l)を再生させる。再生部１３０ｄは、ヘッドホン４５の右側のスピーカに、ステレオ出力SigOut_R(l)を再生させる。
【００７８】
次に、本実施例に係る音響制御装置１００の処理手順の一例について説明する。図１１は、本実施例に係る音響制御装置の処理手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、音響制御装置１００の取得部１３０ａは、各マイク３０から音信号を取得する（ステップＳ１０１）。取得部１３０ａは、距離センサ４０から接近物体情報を取得する（ステップＳ１０２）。
【００７９】
音響制御装置１００の変調部１３０ｂは、接近物体情報１２０ｂを基にして、接近物体があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。変調部１３０ｂは、接近物体が無い場合には（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、ステップＳ１０５に移行する。
【００８０】
一方、変調部１３０ｂは、接近物体がある場合には（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、音響空間変調処理を行う（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４に示す音響空間変調処理は、音信号に対して、基準位置から接近物体までの距離に応じて、音信号の音圧、残響、周波数特性を変調する処理である。
【００８１】
音響制御装置１００の生成部１３０ｃは、音響空間を再編成する（ステップＳ１０５）。音響制御装置１００の再生部１３０ｄは、音響空間の音情報をヘッドホン４５で再生させる（ステップＳ１０６）。
【００８２】
次に、本実施例に係る音響制御装置１００の効果について説明する。音響制御装置１００は、マイク３０を用いて、音信号を取得すると共に、距離センサ４０を基にして接近物体の検出を行う。音響制御装置１００は、距離センサ４０が検出した接近物体の方向から取得される音信号に対して、音信号が接近物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を与える。これによって、接近物体を利用者に検知させることができる。
【００８３】
たとえば、視覚障害者は、周囲音の位相や音量の変化を感じることで、物体の接近を感じ取っていることが知られている。音響制御装置１００は、上記の周囲音の変化を、音信号の音圧、残響、周波数特性の変調によって疑似的に強調して作り出しており、音を発しない接近物体であっても、利用者は周囲音の位相や音量の変化を感じ取ることができるので、接近物体の接近を利用者に通知することができる。また、音響制御装置１００は、単に通知音を追加するものではないため、周辺に周囲音が存在している場合でも、接近物体の方向をわかりやすく通知することもできる。
【００８４】
次に、上記実施例に示した音響制御装置１００と同様の機能を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例について説明する。図１２は、音響制御装置と同様の機能を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。
【００８５】
図１２に示すように、コンピュータ２００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ２０１と、利用者からのデータの入力を受け付ける入力装置２０２と、ディスプレイ２０３とを有する。また、コンピュータ２００は、記憶媒体からプログラム等を読み取る読み取り装置２０４と、有線または無線ネットワークを介して収録機器等との間でデータの授受を行うインタフェース装置２０５とを有する。たとえば、インタフェース装置２０５は、マイクや距離センサ、ヘッドホン等に接続される。また、コンピュータ２００は、各種情報を一時記憶するＲＡＭ２０６と、ハードディスク装置２０７とを有する。そして、各装置２０１〜２０７は、バス２０８に接続される。
【００８６】
ハードディスク装置２０７は、取得プログラム２０７ａ、変調プログラム２０７ｂ、生成プログラム２０７ｃ、再生プログラム２０７ｄを有する。また、ハードディスク装置２０７は、各プログラム２０７ａ〜２０７ｄを読み出してＲＡＭ２０６に展開する。
【００８７】
取得プログラム２０７ａは、取得プロセス２０６ａとして機能する。変調プログラム２０７ｂは、変調プロセス２０６ｂとして機能する。生成プログラム２０７ｃは、生成プロセス２０６ｃとして機能する。再生プログラム２０７ｄは、再生プロセス２０６ｄとして機能する。
【００８８】
取得プロセス２０６ａの処理は、取得部１３０ａの処理に対応する。変調プロセス２０６ｂの処理は、変調部１３０ｂの処理に対応する。生成プロセス２０６ｃの処理は、生成部１３０ｃの処理に対応する。再生プロセス２０６ｄの処理は、再生部１３０ｄの処理に対応する。
【００８９】
なお、各プログラム２０７ａ〜２０７ｄについては、必ずしも最初からハードディスク装置２０７に記憶させておかなくても良い。例えば、コンピュータ２００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ２００が各プログラム２０７ａ〜２０７ｄを読み出して実行するようにしても良い。
【００９０】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００９１】
（付記１）複数のマイクから音信号をそれぞれ取得する取得部と、
距離センサによって検出される基準位置から物体までの距離を基にして、前記音信号が前記物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、前記音信号に与える変調部と、
前記物理的な変化の特徴が与えられた前記音信号を基にして、音響空間の音情報を生成する生成部と
を有することを特徴とする音響制御装置。
【００９２】
（付記２）前記変調部は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の音圧を減衰させることを特徴とする付記１に記載の音響制御装置。
【００９３】
（付記３）前記変調部は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の残響を大きくすることを特徴とする付記１または２に記載の音響制御装置。
【００９４】
（付記４）前記変調部は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の高域成分を減衰させることを特徴とする付記１、２または３に記載の音響制御装置。
【００９５】
（付記５）前記変調部は、前記距離センサによって複数の物体が検出された場合には、前記基準位置からの距離が最小となる物体を選択し、選択した物体と前記基準位置までの距離とを基にして、前記音信号が前記物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、前記音信号に与えることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の音響制御装置。
【００９６】
（付記６）コンピュータが実行する音制御方法であって、
複数のマイクから音信号をそれぞれ取得し、
距離センサによって検出される基準位置から物体までの距離を基にして、前記音信号が前記物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、前記音信号に与え、
前記物理的な変化の特徴が与えられた前記音信号を基にして、音響空間の音情報を生成する
処理を実行することを特徴とする音響制御方法。
【００９７】
（付記７）前記物理的な変化の特徴を前記音信号に与える処理は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の音圧を減衰させることを特徴とする付記６に記載の音響制御方法。
【００９８】
（付記８）前記物理的な変化の特徴を前記音信号に与える処理は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の残響を大きくすることを特徴とする付記６または７に記載の音響制御方法。
【００９９】
（付記９）前記物理的な変化の特徴を前記音信号に与える処理は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の高域成分を減衰させることを特徴とする付記６、７または８に記載の音響制御方法。
【０１００】
（付記１０）前記物理的な変化の特徴を前記音信号に与える処理は、前記距離センサによって複数の物体が検出された場合には、前記基準位置からの距離が最小となる物体を選択し、選択した物体と前記基準位置までの距離とを基にして、前記音信号が前記物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、前記音信号に与えることを特徴とする付記６〜９のいずれか一つに記載の音響制御方法。
【０１０１】
（付記１１）コンピュータに、
複数のマイクから音信号をそれぞれ取得し、
距離センサによって検出される基準位置から物体までの距離を基にして、前記音信号が前記物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、前記音信号に与え、
前記物理的な変化の特徴が与えられた前記音信号を基にして、音響空間の音情報を生成する
処理を実行させることを特徴とする音響制御プログラム。
【０１０２】
（付記１２）前記物理的な変化の特徴を前記音信号に与える処理は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の音圧を減衰させることを特徴とする付記１１に記載の音響制御プログラム。
【０１０３】
（付記１３）前記物理的な変化の特徴を前記音信号に与える処理は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の残響を大きくすることを特徴とする付記１１または１２に記載の音響制御プログラム。
【０１０４】
（付記１４）前記物理的な変化の特徴を前記音信号に与える処理は、前記基準位置から前記物体までの距離に応じて、前記音信号の高域成分を減衰させることを特徴とする付記１１、１２または１３に記載の音響制御プログラム。
【０１０５】
（付記１５）前記物理的な変化の特徴を前記音信号に与える処理は、前記距離センサによって複数の物体が検出された場合には、前記基準位置からの距離が最小となる物体を選択し、選択した物体と前記基準位置までの距離とを基にして、前記音信号が前記物体を通過する場合の物理的な変化の特徴を、前記音信号に与えることを特徴とする付記１１〜１４のいずれか一つに記載の音響制御プログラム。
【符号の説明】
【０１０６】
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ  マイク
１００    音響制御装置
１１０    インタフェース部
１２０    記憶部
１２０ａ  バッファ
１２０ｂ  接近物体情報
１２０ｃ  マイク配置情報
１３０    制御部
１３０ａ  取得部
１３０ｂ  変調部
１３０ｃ  生成部
１３０ｄ  再生部
【図１】
2019197965.tif 000015
【図２】
2019197965.tif 000016
【図３】
2019197965.tif 000017
【図４】
2019197965.tif 000018
【図５】
2019197965.tif 000019
【図６】
2019197965.tif 000020
【図７】
2019197965.tif 000021
【図８】
2019197965.tif 000022
【図９】
2019197965.tif 000023
【図１０】
2019197965.tif 000024
【図１１】
2019197965.tif 000025
【図１２】
2019197965.tif 000026
【図１３】
2019197965.tif 000027
【図１４】
2019197965.tif 000028