(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声再生装置により再生される音声をユーザが聴取する際の音量を制御するためのプログラムであって、
前記ユーザの身体に装着される動作センサにより、前記ユーザがボールを打つ際の一連の動作のうちの打球音を発生しない所定の動作を検出する処理と、
前記所定の動作の検出に応じて、前記一連の動作のうちの前記所定の動作に引き続く動作中において、前記所定の動作に引き続く動作により発生する前記打球音を聴取可能とするように、前記音声の少なくとも一部分の音量を調整する処理と
をコンピュータに実行させる、プログラム。
【請求項２】
前記音量を調整する処理は、前記音声のうちの特定の周波数帯域の音量を調整する処理である、請求項１記載のプログラム。
【請求項３】
前記音量を調整する処理は、リズムセクション以外のパートの音量を調整する処理である、請求項１記載のプログラム。
【請求項４】
前記所定の動作は、ゴルフのスイングにおけるトップからの切り返しである、請求項１ないし３のいずれか記載のプログラム。
【請求項５】
前記コンピュータと前記動作センサとを備え、前記コンピュータが請求項１ないし４のいずれか記載のプログラムを実行する、音量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声再生装置により再生される音声の音量を制御する音量制御技術に関し、特にゴルフの練習中に聴取される音声の音量を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型音声再生装置を携帯して、音楽を聴きながら運動を楽しむことが行われるようになってきた。この傾向は、ゴルファーにも共通しており、音楽を聴くことによりリラックスでき、スイングへの集中がより容易となるため、音楽を聴きながらスイングの練習をするゴルファーが増えてきている。
【０００３】
しかしながら、音楽を聴きながらスイングの練習を行うと、マスキングと呼ばれる人の聴覚特性により、ヘッドとボールとが衝突して発生するインパクト音が聞こえない場合がある。一般に、ゴルファーは、インパクト時に手に伝わる感触に加え、インパクト音により、ショットが適正か否かを判断する。そのため、インパクト音が聞こえないと、ショットが適正か否かを判断することが困難となる虞がある。また、ショットが適正であった場合のインパクト音は、ゴルファーに爽快感を与える音であるが、インパクト音が聞こえないと、ショットが適正であったにもかかわらず爽快感を感じ得ない可能性がある。
【０００４】
一方、音楽によりスイング運動の練習を補助する技術として、特許文献１には、加速度センサ等を用いてスイング動作を分析して動作テンポ値を取得し、動作テンポ値に応じた音楽データを再生することが記載されている。また、特許文献２には、運動情報に応じた処理をオーディオ信号に施すことにより、音量や音色などを制御することが記載されている。しかしながら、いずれの特許文献においても、再生される楽音とは別の音を聞きたい時間がある場合についてはもとより考慮されておらず、これらの特許文献には、楽音により別の音がマスキングされる可能性についての記載がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３６７号公報
【特許文献２】特許第３８７３６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、ユーザの動作によって発生する音が再生中の他の音声によりマスキングされることを抑制する技術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】
【０００７】
上記課題の少なくとも一部を達成するために、本発明のプログラムは、音声再生装置により再生される音声をユーザが聴取する際の音量を制御するためのプログラムであって、前記ユーザの身体に装着される動作センサにより、前記ユーザがボールを打つ際の一連の動作のうちの打球音を発生しない所定の動作を検出する処理と、前記所定の動作の検出に応じて、前記一連の動作のうちの前記所定の動作に引き続く動作中において、前記所定の動作に引き続く動作により発生する前記打球音を聴取可能とするように、前記音声の少なくとも一部分の音量を調整する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。この構成によれば、引き続く動作に要する時間だけ早い時点から音量を調整することができるので、引き続く動作により発生する打球音の前向性マスキングが抑制され、ユーザは打球音をより確実に聴取することができる。
【０００８】
前記音量を調整する処理は、前記音声のうちの特定の周波数帯域の音量を調整する処理としても良い。この構成によれば、音声の聴感上の音量変化を小さくできるので、ユーザは、より違和感の少ない音声を聞くことができる。
【０００９】
前記音量を調整する処理は、リズムセクション以外のパートの音量を調整する処理としても良い。この構成によれば、ユーザは、聴いている音楽のテンポをより容易に把握することができるので、音楽のテンポに合わせて動作を行うことがより容易となる。
【００１０】
前記所定の動作は、ゴルフのスイングにおけるトップからの切り返しであるものとしても良い。この構成によれば、ユーザは、インパクトの瞬間を逃さず、確実により鮮明なインパクト音を聴取することができるので、より容易にショットが適正か否かを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示す説明図。
【図２】ユーザの動作と音量低減信号および聴取音量との関係を説明する説明図。
【図３】マスキングレベルの時間変化を示すグラフ。
【図４】切り返しを検出する様子を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
Ａ．実施形態：
図１は、本発明の一実施形態を示す説明図である。図１（ａ）は、音量制御装置３の使用状態を示している。図１（ａ）に示すように、ユーザ（ゴルファー）１は、音声再生装置２と、音声再生装置２と一体に組み合わせられた音量制御装置３とを腰に装着している。ユーザ１は、音量制御装置３にケーブルや無線伝送路で接続されたヘッドフォン４から出力される音声を聴きながら、ゴルフの練習を行う。なお、音量制御装置３は、必ずしも音声再生装置２と一体に組み合わせられる必要は無く、音量制御装置３をユーザ１の腰部に装着し、音声再生装置２を他の部分に保持するものとしても良い。
【００１３】
図１（ｂ）は、音声再生装置２および音量制御装置３の構成を示すブロック図である。音声再生装置２は、音声再生部２２と、音声データ格納部２４とを備えている。音声再生部２２は、音声データ格納部２４に格納された音声データを読み出し、読み出した音声データに基づいて音声を再生する。音声データとしては、ＭＰ３（MPEG Audio Layer-3）等の波形データ形式、あるいはＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）メッセージとイベントタイミングと含むＳＭＦ（Standard MIDI Format）等の演奏データ形式等の種々の形式のデータを使用することができる。再生された音声（再生音声）は、音声信号として音声再生装置２から出力される。
【００１４】
音量制御装置３は、音量調整部３２と、加速度センサ３４とを備えている。但し、加速度センサ３４は、音量制御装置３と別体に構成してもよい。音量調整部３２は、音量調整処理部３２２と音量調整制御部３２４とを有している。音量調整制御部３２４は、音量制御装置３に加わる加速度を表す加速度センサ３４の出力信号に基づいて音量低減信号ＡＳを生成し、音量調整処理部３２２に出力する。音量低減信号ＡＳは、「Ｈ」と「Ｌ」とで表される２値信号である。音量調整処理部３２２は、音量調整制御部３２４が出力する音量低減信号ＡＳに応じて、再生音声の全周波数帯域において音量が小さくなるように、音声再生部２２から出力された音声信号に処理を施す。具体的には、音量低減信号ＡＳが「Ｈ」の場合には、音量を低減する処理（音量低減処理）を施し、「Ｌ」の場合には、音量低減処理を施さない。但し、再生音声の音量が所定の音量以下の場合には、音量低減信号ＡＳの値にかかわらず、音量低減処理を施さないようにしてもよい。音量が調整された音声信号は、ヘッドフォン４に供給され、ヘッドフォン４から音声が出力される。
【００１５】
なお、本実施形態においては、音量調整処理部３２２は、音量低減信号ＡＳが「Ｈ」から「Ｌ」に変化した場合、元の音量に戻るまで音量が徐々に大きくなるように音声信号に処理を施している。このように、音量を徐々に戻すことにより、音量低減処理後に再生音声が急に大きくなることで生ずる違和感を抑制することができる。但し、必ずしも音量を徐々に戻す必要は無い。
【００１６】
音声再生装置２と音量制御装置３とは、それぞれ、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するコンピュータとして構成されており、音声再生部２２と音量調整部３２とは、ＣＰＵがＲＯＭあるいはＲＡＭに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、音量調整処理部３２２は、電気的に減衰量を制御可能な電子ボリウムを用いて実現することができる。
【００１７】
図２は、ユーザの動作と、音量低減信号ＡＳおよびユーザが聴く音の大きさ（聴取音量）との関係を説明する説明図である。図２（ａ）は、ゴルフのスイングにおける一連の動作を示している。ゴルフのスイングでは、セットアップ(1)の後、テイクバック(2)からバックスイングを開始し、トップ(3)に至る。次いで、トップ(3)からの切り返しによりダウンスイングが開始され、インパクト(4)に至る。インパクト(4)の後、フォロースルーを経て、フィニッシュ(5)に至る。図２（ｂ）は、音量低減信号ＡＳの時間変化を示し、図２（ｃ）は、聴取音量の時間変化を示している。図２（ｂ）および図２（ｃ）の横軸は、図２（ａ）に示す一連の動作に沿った時間の経過を表している。図２（ｃ）において、実線は再生音声の音量を表し、破線はインパクト(4)の際にゴルフクラブのヘッドがボールに衝突することによって発生するインパクト音（打球音）の音量を表している。
【００１８】
一般に、周波数が近い２つの音が聴覚系に入った場合、小さな音は、大きな音（マスカー）によりかき消され聞こえなくなる（「マスキング」と呼ばれる）。図３は、ほぼ同じ周波数の音が聴覚系に入った際に、小さな音の知覚下限の音圧（マスキングレベル）が時間とともに変化する様子を示している。図３の横軸は、マスカーが発生し始めた時点ｔ０からの経過時間を表している。図３において、実線はマスキングレベルを表し、破線はマスカーの音圧を表している。図３の例では、時点ｔ０から時点ｔ１までの２００ｍｓ（０．２秒）の期間ＴＭ、マスカーが発生している。
【００１９】
図３に示すように、マスカーが発生している期間ＴＭにおいては、マスキングレベルはマスカーの音圧近くまで高くなる（同時マスキング）。しかしながら、マスキングレベルは、マスカーが発生している期間ＴＭのみならず、マスカーの発生開始時点ｔ０の直前においても高くなり（後向性マスキング）、マスカーの発生終了時点ｔ１の直後においても高くなる（前向性マスキング）。なお、図３から分かるように、マスカーの発生開始時点ｔ０から約１０ｍｓ（０．０１秒）以前と、マスカーの発生終了時点ｔ１の約５０ｍｓ（０．０５秒）以降とにおいては、マスキングレベルは十分小さくなる。
【００２０】
本実施形態では、このような聴覚系の特性を考慮して、ユーザがインパクト音をより確実に聴取できるように、マスカーとなる再生音声の音量を低減する。具体的には、図２（ｂ）に示すように、音量調整制御部３２４は、ユーザがゴルフのスイングを行う際のトップ(3)からの切り返しを検出すると、一定時間（例えば、０．５〜１秒）、音量低減信号ＡＳを「Ｈ」にする。なお、音量低減信号ＡＳを「Ｈ」とする時間は、必ずしも一定でなくとも良い。例えば、切り返しの後に行われるユーザの他の動作（フォロースルーやフィニッシュ等）を検出して音量低減信号ＡＳを「Ｈ」から「Ｌ」に切り替えることも可能である。
【００２１】
上述のように、音量調整処理部３２２は、音量低減信号ＡＳに応じて再生音声の音量を調整する。そのため、図２（ｃ）に示すように、音量低減信号ＡＳが「Ｌ」から「Ｈ」になると、再生音声の音量が低減される。また、音量低減信号ＡＳが「Ｈ」から「Ｌ」になると、再生音声の音量は、元の音量まで徐々に大きくなる。なお、図２（ｃ）に示すように、音量調整処理部３２２における処理にタイムラグが発生することにより、再生音声の音量の変化は、音量低減信号ＡＳの変化よりも若干遅れる。
【００２２】
このように、再生音声の音量は、インパクト音の発生時点（インパクト(4)の時点）よりもダウンスイングに要する時間だけ早い時点（すなわち、トップ(3)の時点）の直後から低減される。一般に、ダウンスイングには、０．０５〜０．１秒の時間を要するので、切り返しの直後から再生音声の音量を低下させることにより、再生音声によるインパクト音の前向性マスキングは十分に抑制される。そのため、ユーザは、インパクト音をより確実に聴取することできる。
【００２３】
図４は、本実施形態において切り返しを検出する様子を示す説明図である。図４（ａ）は、ユーザの腰部における加速度の測定方向を示している。図４（ａ）に示すように、Ｘ方向はダウンスイングの際の腰の回転方向であり、Ｙ方向は背筋に沿って腰から頭部に向かう方向であり、Ｚ方向は背部から腹部に向かう方向である。図４（ｂ）は、ユーザがスイングを行った際のＸ，Ｙ，Ｚ各方向の加速度の測定結果を示している。図４（ｂ）において、横軸はインパクト(4)の時点ｔＩを０とする時間を表し、縦軸はＸ，Ｙ，Ｚ各方向の加速度を表している。図４（ｂ）の実線、破線及び一点鎖線は、その順に、Ｘ，Ｙ，Ｚ各方向の加速度の時間変化を示している。
【００２４】
図４（ｂ）に示すように、セットアップ(1)が完了する時点ｔＡ（約−０．２８秒）までは、Ｘ，Ｙ，Ｚ各方向の加速度は、小さな値で安定している。Ｘ方向の加速度は、セットアップ(1)の後バックスイングが開始されると負方向に振れる。そして、バックスイングが行われている期間ＴＢの途中の時点ｔＸ（約−０．１４秒）で負方向のピークを形成し、トップ(3)に至った時点ｔＴ（約−０．０６秒）で０になる。次に、トップ(3)からの切り返しに始まるダウンスイングの期間ＴＤにおいて、Ｘ方向の加速度は、正方向に増加し続け、時点ｔＩ（０秒）でインパクト(4)に至る。インパクト(4)の後、フォロースルーが行われるため、Ｘ方向の加速度はさらに正方向に振れてピークを形成し、その後、急速に減少する。
【００２５】
一方、Ｙ方向の加速度は、バックスイングの開始時点ｔＡ以降、変動を伴いながら０に向かって変化する。また、Ｚ方向の加速度は、バックスイングの開始時点ｔＡの少し後に正方向のピークを形成する。そして、ダウンスイングの開始時点ｔＴの少し後に負方向のピークを形成し、その後０に向かって変化する。
【００２６】
このように、ユーザがスイングを行った時、Ｘ方向（腰の回転方向）の加速度は、負方向に大きく振れた後、トップ(3)に至った時点ｔＴで負から正に切り替わる。そのため、Ｘ方向の加速度が所定の閾値（例えば、−１０ｍ／ｓ２）を負方向に超えた後、Ｘ方向の加速度が負から正へ切り替わることを検出することにより、トップ(3)からの切り返しを検出することができる。
【００２７】
そこで、本実施形態では、上述のＸ方向の加速度の変化により切り返しを検出する。そして、切り返しを検出してから一定時間、再生音声の音量を低減する。これにより、再生音声の音量は、時点ｔＩのインパクト(4)よりもダウンスイングの期間ＴＤの長さ（図４（ｂ）の例では、約０．０６秒）だけ早い時点から、インパクト(4)の後の時点まで低減されるので、再生音声によってインパクト音がマスキングされることが抑制される。
【００２８】
なお、上述のように、時点ｔＡ以前のセットアップ(1)が行われている期間では、Ｘ，Ｙ，Ｚ各方向の加速度は、小さな値で安定した状態となっている。このように、ほぼ静止した状態を検出してから、Ｘ方向の加速度の変化に基づいて切り返しを検出することにより、歩行等のユーザの他の動作を切り返しとして誤って検出することを抑制することができる。
【００２９】
本実施形態では、上述のＸ方向の加速度の変化により切り返しを検出しているが、Ｙ，Ｚ方向の加速度やこれらを組み合わせることにより切り返しを検出しても良い。また、本実施例では、切り返しの時点から再生音声の音量を低減しているが、インパクト(3)よりも前であれば、バックスイング中の特定のポジション等の他の動作の時点から音量を低減するものとしても良い。
【００３０】
以上の通り、本実施形態では、加速度センサからの出力信号に基づいて、ユーザの所定の動作として切り返しを検出する。そして、切り返しに引き続くダウンスイング動作中に再生音声の音量を低減することにより、再生音声がインパクト音をマスキングすることを抑制できる。一般に、ゴルフのプレーヤであるユーザは、インパクト時に手に伝わる感触に加え、ボールとヘッドとの衝突状態によって音質が変化するインパクト音を聴くことにより、ショットが適正か否かを判断する。本実施形態によれば、ユーザは、再生音声を聴取しながらスイングを行った場合においても、鮮明なインパクト音を聴取できるので、インパクト音によりショットが適正か否かを判断することがより容易となる。
【００３１】
Ｂ．変形例：
本発明は上記実施形態や限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【００３２】
Ｂ１．変形例１：
上記実施形態では、音声再生装置２と音量制御装置３とを別個の装置としているが、音声再生装置２と音量制御装置３とを単一の装置として構成することも可能である。この場合、加速度センサと音声再生機能とを有する装置（例えば、スマートフォン等）にインストールされるアプリケーションソフトウェアとして、音量調整制御部３２４を実現することも可能である。また、音声再生装置２と音量制御装置３とを単一の装置とすると、音量調整制御部３２４が音声再生部２２に音声低減信号ＡＳを出力し、音声再生部２２が音声低減信号ＡＳに応じて再生音声の音量を調整することも容易に行うことができる。この場合、音量調整処理部３２２を省略することも可能である。
【００３３】
Ｂ２．変形例２：
上記実施形態では、より容易に音量低減処理を行うため、再生音声の全周波数帯域において音量を低減しているが、再生音声の一部の周波数帯域（音量低減帯域）において音量を低減するものとしても良い。この場合、音量低減処理は、フィルタと電子ボリウムを組み合わせた回路を用いて行うことができる。また、音量低減処理を、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ等の機能を有するプログラムやＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて行うことも可能である。
【００３４】
この場合において、音量低減帯域は、インパクト音の周波数成分と、マスカーからの周波数差が大きくなると低下するマスキングレベルの周波数特性を考慮して決定される。一般に、インパクト音のうちボールとヘッドとの衝突状態によって変わる周波数成分は、主として約４〜８ｋＨｚに存在している。そのため、４〜８ｋＨｚにおけるマスキングレベルを十分小さくするように音量低減帯域を設定すれば、ユーザは、インパクト音によりショットが適正か否かを判断することができる。このように、一部の周波数帯域の音量を低減した場合、再生音声の聴感上の音量変化が小さくなるので、ユーザは、より違和感の少ない再生音声を聴くことができる。
【００３５】
一部の周波数帯域の音量を低減する第１の態様として、所定の周波数以上の帯域において音量を低減することができる。この場合、低音域の周波数成分が主となるリズムセクション等の音量の低下が抑制されるので、ユーザは聴いている音楽のテンポをより容易に把握することができる。これにより、ユーザは、より容易に音楽のテンポに合わせたスイングを行うことでき、スイングをより安定させることができる。また、音楽のリズムが継続して聞こえているので、ユーザは、音量が戻る時に違和感なく自然に回復した音楽を聴取できる。
【００３６】
一部の周波数帯域の音量を低減する第２の態様として、インパクト音をマスキングする特定の周波数帯域の音量を低減するものとしても良い。この場合においても、第１の態様の場合と同様に、ユーザは、聴いている音楽のテンポをより容易に把握することができる。なお、第２の態様は、音量低減処理による再生音声の音質の変化をより小さくすることができ、ユーザがより違和感の少ない再生音声を聴くことができる点で、第１の態様よりも好ましい。一方、第１の態様は、音量低減処理が第２の態様よりもより容易に行うことができる点で、第２の態様よりも好ましい。
【００３７】
第２の態様において、ショットが適正でないとき（ミスショット）のインパクト音をユーザが聴取できるように音量低減帯域を設定しても良い。このようにしても、音量低減帯域をより狭くすることができるので、ユーザはより違和感の少ない再生音声を聴くことができる。
【００３８】
また、第２の態様において、音量制御装置３にユーザにより指定されたゴルフクラブ（ドライバやアイアンなどのゴルフクラブの種類やゴルフクラブのモデル等）に応じて特定の周波数帯域を設定する調整帯域設定部を設けることもできる。この場合、音量低減帯域をより狭くすることができるので、ユーザはより違和感の少ない再生音声を聴くことができる。
【００３９】
さらに、一般的には、音量制御装置３は、再生音声の一部分の音量を低減できればよい。例えば、左右の２チャンネルの再生音声のうち、一方のチャンネルの音量を低減するものとしても良い。このようにしても、音量が低減されたチャンネル側の聴覚系では、マスキングが抑制されるので、ユーザは、インパクト音を鮮明に聴くことができる。また、音声再生部２２がＳＭＦ等の演奏データ形式を再生し、音声再生部２２が音声低減信号ＡＳに応じて再生音声の音量を調整するように構成されている場合、音声再生部２２が音声低減信号ＡＳに応じてリズムセクション以外のパートや高周波域の音量を低減するようにしても良い。このようにしても、ユーザは、聴いている音楽のテンポを把握し、音楽のテンポに合わせたスイングを行うことが容易にできる。
【００４０】
Ｂ３．変形例３：
上記実施形態では、腰に装着された加速度センサ３４を用いてユーザの切り返しを検出しているが、切り返しは、ユーザの所定の部位に装着可能な種々のセンサ（動作センサ）を用いて検出することができる。切り返しは、例えば、上腕部や手首に装着された加速度センサや角度センサを用いて検出することもでき、グローブの掌部分に取り付けられた圧力センサを用いて検出することもできる。
【００４１】
Ｂ４．変形例４：
上記実施形態では、ゴルフのスイングにおける切り返しを検出し、引き続くダウンスイング中に音量を調整することにより、インパクト音を聴取できるようにしているが、一般には、ユーザの所定の動作を検出して、引き続く動作中に音量の調整を行えばよい。例えば、野球のバッティングにおける切り返しを検出して、引き続くスイング中に音量を調整することにより、打球音を聴取できるようにすることができる。また、テニスのサーブにおけるトスアップを検出して、引き続くフォーワードスイング中に音量の調整を行うことにより、インパクト音を聴取できるようすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…ユーザ、２…音声再生装置、３…音量制御装置、２２…音声再生部、２４…音声データ格納部、４…ヘッドフォン、３２…音量調整部、３２２…音量調整処理部、３２４…音量調整制御部、３４…加速度センサ、ＡＳ…音量低減信号
【図１】
0005757199.tif 000002
【図２】
0005757199.tif 000003
【図３】
0005757199.tif 000004
【図４】
0005757199.tif 000005