(57)【要約】オーディオ再生機器において使用される自動騒音補償のための方法および装置が提供される。この方法は、（ａ）それぞれがオーディオ再生機器によって出力された機器音と暗騒音とを含んでいる複数の混合オーディオ信号を採取するステップ、（ｂ）混合オーディオ信号から機器音を除去し、混合オーディオ信号中の暗騒音を得るステップ、（ｃ）検査対象の複数の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいるか否かを判断するステップ、および（ｄ）周囲の領域において有意な音が生じているか否かに応じ、さらには検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音の大きさに応じて、複数の所定の補償状態を満足するようにオーディオ再生機器の音量を調節するステップ、を含んでいる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法であって、
（ａ）それぞれがオーディオ再生機器によって出力された機器音と暗騒音とを含んでいる複数の混合オーディオ信号を採取するステップ、
（ｂ）混合オーディオ信号から機器音を除去し、混合オーディオ信号中の暗騒音を得るステップ、
（ｃ）検査対象の複数の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいるか否かを判断し、判断が肯定である場合にステップ（ｄ）へと飛び、判断が否定である場合にステップ（ｅ）へと飛ぶステップ、
（ｄ）検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギーよりも小さい場合に、オーディオ再生機器の音量を、検査対象の混合オーディオ信号中の有意な音および暗騒音のエネルギーに応じて、第１の補償状態を満たすように調節するステップ、および
（ｅ）オーディオ再生機器の音量を、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーに応じて、第２の補償状態を満たすように調節するステップ
を含んでいる方法。
【請求項２】
ステップ（ｃ）が、
（ｃ１）ステップ（ｂ）で得られた暗騒音に有意な音が含まれていない状況のもとで、第１の時間期間における暗騒音の周波数スペクトルならびにエネルギーに関する平均値および標準偏差を計算するステップ、
（ｃ２）検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーが、前記平均値および前記標準偏差の合計よりも大きいか否かを判断し、大きい場合に、ステップ（ｃ１）において得た周波数スペクトルを、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音の周波数スペクトルから減算して、複数の分離後信号を得るステップ、および
（ｃ３）前記分離後信号が音データベース内の音サンプルに相当するか否かを判断し、相当する場合に、前記分離後信号が有意な音を表しているステップ
を含んでいる、請求項１に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項３】
ステップ（ｄ）における前記第１の補償状態が、以下のとおりであり、すなわち検査対象の混合オーディオ信号中の機器音および暗騒音の音量の合計に対する有意な音の音量の信号対雑音比が、第１の所定の値以上でなくてはならない、請求項１に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項４】
前記第１の所定の値が、１０〜２０デシベルの範囲にある、請求項３に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項５】
ステップ（ｄ）において、オーディオ再生機器によって出力される機器音の音量を自動的に調節した後で、ステップ（ｄ）の実行が、調節後の音量の安定性を維持するために第２の時間期間にわたって一時停止される、請求項１に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項６】
前記第２の時間期間が、機器音の音量を自動的に調節するために必要な時間よりも長くなければならない、請求項５に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項７】
ステップ（ｄ）が、
検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギー以上である場合に、ユーザへと視覚信号を表示して、ユーザに周囲の領域で有意な音が生じている旨を警報するステップ
を含んでいる、請求項１に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項８】
ステップ（ｅ）における前記第２の補償状態が、以下のとおりであり、すなわち検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音に対する機器音の音量の信号対雑音比が、第２の所定の値以上でなくてはならず、かつ調節後の機器音および検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音の音量の合計が、所定の痛覚閾値を超えてはならない、請求項１に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項９】
前記第２の所定の値が、１０〜２０デシベルの範囲にある、請求項８に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項１０】
前記所定の痛覚閾値が、１００デシベルである、請求項８に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項１１】
ステップ（ｅ）において、オーディオ再生機器によって出力される機器音の音量を自動的に調節した後で、ステップ（ｅ）の実行が、調節後の音量の安定性を維持するために第２の時間期間にわたって一時停止される、請求項１に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項１２】
前記第２の時間期間が、機器音の音量を自動的に調節するために必要な時間よりも長くなければならない、請求項１１に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法。
【請求項１３】
オーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置であって、
それぞれが機器音および暗騒音を含んでいる複数の混合オーディオ信号を採取するための複数のマイクロホン、
混合オーディオ信号から機器音を除去して暗騒音を得るため、および検査対象の複数の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいるか否かを判断するための音分離ユニット、
前記音分離ユニットが検査対象の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいると判断したときに、検査対象の混合オーディオ信号中の機器音、暗騒音、および有意な音のエネルギーを計算し、これらの相対強度を判断するためのエネルギー計算ユニット、
検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギー以上であるときに、ユーザへと視覚信号を表示して、ユーザに周囲の領域で有意な音が生じている旨を警報するための視覚信号表示ユニット、および
検査対象の混合オーディオ信号中の有意な音および暗騒音のエネルギーに応じて、複数の所定の補償状態を満足するように機器音の音量を調節するための音量制御ユニット
を備えている装置。
【請求項１４】
前記音分離ユニットが、
暗騒音が有意な音を含んでいない状態において、第１の時間期間における暗騒音の周波数スペクトルならびにエネルギーに関する平均値および標準偏差を計算するため、および検査対象の混合オーディオ信号から複数の分離後信号を得るための音検査装置、
前記分離後信号の特徴値を計算するための特徴検出器、
複数の音サンプルを保存するための音データベース、および
前記特徴抽出器から送信される前記分離後信号の特徴値を受信し、前記音データベース内の音サンプルに従って、前記分離後信号とそれぞれの音サンプルとの間の類似度を測定し、前記分離後信号が音サンプルのうちの１つに相当するか否かを判断し、相当する場合に前記分離信号が有意な音を表していると判断する分類器
を含んでいる、請求項１３に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項１５】
前記音検査装置が、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーが、前記平均値および前記標準偏差の合計よりも大きいか否かを判断し、大きい場合に、前記計算した周波数スペクトルを、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音の周波数スペクトルから減算して、前記分離後信号を得る、請求項１４に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項１６】
前記所定の補償状態が、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギーよりも小さい場合に、前記音量制御ユニットが、オーディオ再生機器の音量を、検査対象の混合オーディオ信号中の有意な音および暗騒音のエネルギーに応じて、第１の補償状態を満たすように調節することを含んでいる、請求項１３に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項１７】
前記第１の補償状態が、以下のとおりであり、すなわち検査対象の混合オーディオ信号中の機器音および暗騒音の音量の合計に対する有意な音の音量の信号対雑音比が、第１の所定の値以上でなくてはならない、請求項１６に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項１８】
前記第１の所定の値が、１０〜２０デシベルの範囲にある、請求項１７に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項１９】
前記所定の補償状態が、前記音分離ユニットが検査対象の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいないと判断した場合に、前記音量制御ユニットが、オーディオ再生機器の音量を、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーに応じて、第２の補償状態を満たすように調節することを含んでいる、請求項１３に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項２０】
前記第２の補償状態が、以下のとおりであり、すなわち検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音に対する機器音の音量の信号対雑音比が、第２の所定の値以上でなくてはならず、かつ調節後の機器音および検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音の音量の合計が、所定の痛覚閾値を超えてはならない、請求項１９に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項２１】
前記第２の所定の値が、１０〜２０デシベルの範囲にある、請求項２０に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項２２】
前記所定の痛覚閾値が、１００デシベルである、請求項２０に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項２３】
計時ユニットをさらに備えており、
該計時ユニットが、調節後の音量の安定性を維持するために、前記音量制御ユニットが機器音の音量を自動的に調節した後で動作を開始し、前記エネルギー計算ユニットのエネルギー計算および判断の機能を第２の時間期間にわたって一時停止させる、請求項１３に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【請求項２４】
前記第２の時間期間が、機器音の音量を自動的に調節するために必要な時間よりも長くなければならない、請求項２３に記載のオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動騒音補償のための方法および装置に関し、さらに詳しくは、有意な音が周囲の領域で生じていることをユーザに警報することができるオーディオ再生機器において使用される自動騒音補償のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大きな騒音または音が連続的に存在する領域にいるとき、人々は、聞きたいと望む音を明瞭に聞き取ることが不可能である。例えば、居間の空調機が発する騒音または外部からの騒音が、人々が聞きたいと望む音と干渉することがしばしば生じうる。
【０００３】
そのような人々が聞きたいと望む音は、テレビまたはラジオなどといった娯楽またはマルチメディア機器によって生成される音でありうる。実際に、聴取者が知覚する音量は騒音の関数であり、騒音が増加するとき、聴取者が知覚する音量は小さくなる。聴取者は、知覚される音量の質を一定のレベルに維持しようと望む場合、周囲の騒音の大きさに応じて音量を調節しなければならない。
【０００４】
「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＮＯＩＳＥ  ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＡＵＤＩＯ  ＲＥＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ  ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ」という名称の米国特許第５９０７６２２号が、聴取空間にオーディオ信号を生成するシステムを開示している。このシステムは、所望の音量信号および聴取空間における周囲の騒音の状況を表す騒音信号を生成するために使用することができるいくつかの素子を備えている。さらに、このシステムは、利得制御信号に従ってオーディオ信号を増幅するための可変利得増幅器と、音量制御信号に従って利得制御信号を生成するための装置とを備えている。音量制御信号は、騒音信号が大きくなるにつれて音量制御信号も大きくなるように、騒音および所望の音量信号に応じて生成される。
【０００５】
以上から、米国特許第５９０７６２２号は、聞きたいと望む音が周囲の音によってかき消されてしまうことがないよう、周囲の音のエネルギーに応じてオーディオ信号の利得を増加させる方法を開示している。しかしながら、この特許は、以下の欠点を有している。利得が周囲の音の音量レベルに応じて調節されるため、周囲の音の中に有意な音も存在する場合に、この有意な音が、周囲の音の増加ゆえにオーディオ信号の利得が高められることによって、かき消されてしまう。このような状況において、人々が有意な音を知覚できなくなる。
【０００６】
「ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＴＨＡＴ  ＡＬＬＯＷＳ  ＳＰＥＡＫＥＲ  ＶＯＬＵＭＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＳＵＲＲＯＵＮＤＩＮＧ  ＳＯＵＮＤ  ＶＯＬＵＭＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＳＰＥＡＫＥＲ  ＶＯＬＵＭＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ」という名称の米国特許出願公開第２００５００６９１５４号Ａ１においては、電源がオンにされたときに、スピーカ音量制御部が、周囲の音の音量をマイクロホンから取得して、スピーカの出力音量を決定することができる。次いで、スピーカ音量制御部は、このようにして決定されたスピーカの出力音量の値を、液晶表示装置（ＬＣＤ）に表示する。その後、スピーカ音量制御部は、ユーザがスピーカの音量を変化させたか否かを監視する。ユーザが所定の時間期間内にスピーカの音量を変化させない場合、スピーカ音量制御部は、前記決定したスピーカ音量をサウンドコントローラに伝える。他方で、ユーザがスピーカの音量を変化させた場合、スピーカ音量制御部は、ユーザによって指定された音量をサウンドコントローラに伝える。
【０００７】
以上から、米国特許出願公開第２００５００６９１５４号は、ユーザが音を聞いているときに生じる騒音を補償するように設計されており、マイクロホンによって受信される音の音量に従ってスピーカの出力音量の値を決定するために、決定ユニットを使用している。しかしながら、この特許出願の欠点は、所望の聴取信号へと利得が加えられた後で、マイクロホンが受信する周囲の音が、この増幅された所望の聴取信号をも含んでしまうという点にある。結果として、この従来技術の技法においては、所望の聴取信号の音量が増すにつれて、マイクロホンが受信する音の音量も大きくなり、所望の聴取信号をさらに増幅しなければならないと判断されることになる。したがって、この従来技術の技法は、所望の聴取音信号を増幅するための正確な利得をもたらすことができない。
【発明の開示】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、オーディオ再生機器において使用される自動騒音補償方法であって、周囲の領域において有意な音が生じているか否かに応じ、さらには暗騒音の音量に応じて、オーディオ再生機器の音量を自動的に調節することができ、周囲の領域で有意な音が生じていることをユーザに警報できる自動騒音補償方法を提供することにある。
【０００９】
したがって、オーディオ再生機器において使用される本発明の自動騒音補償方法は、以下のステップを含んでおり、すなわち（ａ）それぞれがオーディオ再生機器によって出力された機器音と暗騒音とを含んでいる複数の混合オーディオ信号を採取するステップ、（ｂ）混合オーディオ信号から機器音を除去し、混合オーディオ信号中の暗騒音を得るステップ、（ｃ）検査対象の複数の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいるか否かを判断するステップ、（ｄ）ステップ（ｃ）の判断が肯定である場合に、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギーよりも大きいか、あるいは小さいかをさらに判断し、暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギーよりも小さい場合に、オーディオ再生機器の音量を、有意な音および暗騒音のエネルギーに応じて第１の補償状態を満たすように調節し、暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギー以上である場合に、ユーザへと視覚信号を表示してユーザに周囲の領域で有意な音が生じている旨を警報するステップ、および（ｅ）ステップ（ｃ）の判断が否定である場合に、オーディオ再生機器の音量を、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーに応じて第２の補償状態を満たすように調節するステップ、を含んでいる。
【００１０】
本発明の別の目的は、オーディオ再生機器において使用される自動騒音補償装置であって、周囲の領域において有意な音が生じているか否かに応じ、さらには暗騒音の音量に応じて、オーディオ再生機器の音量を自動的に調節することができ、周囲の領域で有意な音が生じていることをユーザに警報できる自動騒音補償装置を提供することにある。
【００１１】
したがって、オーディオ再生機器において使用される本発明の自動騒音補償装置は、ユーザが暗騒音の存在する聴取空間においてオーディオ再生機器によって再生される機器音を聴取している場合に、有意な音が生じたときにユーザへと警報するように構成されている。この自動騒音補償装置は、複数のマイクロホン、音分離ユニット、エネルギー計算ユニット、視覚信号表示ユニット、および音量制御ユニットを備えている。マイクロホンが、それぞれがオーディオ再生機器によって出力された機器音と暗騒音とを含んでいる複数の混合オーディオ信号を採取するために使用される。音分離ユニットが、混合オーディオ信号から機器音を除去して混合オーディオ信号中の暗騒音を得るために使用され、さらに検査対象の複数の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいるか否かを判断するために使用される。音分離ユニットが、検査対象の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいると判断した場合、エネルギー計算ユニットが、検査対象の混合オーディオ信号中の機器音、暗騒音、および有意な音のエネルギーを計算し、これらの相対強度を判断するために使用される。暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギー以上であるときに、視覚信号表示ユニットが、ユーザへと視覚信号を表示して、ユーザに周囲の領域で有意な音が生じている旨を警報するために使用される。暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギーよりも小さいときは、音量制御ユニットが、有意な音および暗騒音のエネルギーに応じて、複数の所定の補償状態を満足するようにオーディオ再生機器の音量を調節する。
【００１２】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照し、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明において明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を参照すると、オーディオ再生機器において使用される本発明による自動騒音補償装置の好ましい実施形態は、ユーザが暗騒音が存在する聴取空間においてオーディオ再生機器（図示されていないが、例えばテレビ、ラジオ、またはＤＶＤプレイヤー）によって生み出される機器音を聴取しているときに、発生しうる有意な音をユーザに警報するように構成されている。この自動騒音補償装置は、複数のマイクロホン１１、音分離ユニット１２、エネルギー計算ユニット１３、視覚信号表示ユニット１４、音量制御ユニット１５、および計時ユニット１６を備えている。
【００１４】
マイクロホン１１が、複数の混合オーディオ信号を採取するために使用され、それぞれの混合オーディオ信号は、オーディオ再生機器によって生成された機器音と、暗騒音とを含んでいる。
【００１５】
音分離ユニット１２が、混合オーディオ信号中の暗騒音を得るために、混合オーディオ信号から機器音を除去するために使用され、さらには検査対象の複数の混合オーディオ信号中に有意な音が含まれているか否かを判断するために使用される。音分離ユニット１２は、音検査装置１２１、特徴抽出器１２２、分類器１２３、および音データベース１２４を含んでいる。
【００１６】
有意な音を含まない暗騒音について、音検査装置１２１が、第１の時間期間において、暗騒音の周波数スペクトルおよびエネルギーに関する平均値および標準偏差を計算し、混合オーディオ信号中の暗騒音を得るために検査対象の混合オーディオ信号から機器音を取り除き、暗騒音のエネルギーが平均値および標準偏差の合計よりも大きいか否かを判断するために使用される。暗騒音のエネルギーが平均値および標準偏差の合計よりも大きい場合、前記計算された周波数スペクトルが、暗騒音の周波数スペクトルから減算され、複数の分離後信号が得られる。ここで、第１の時間期間は、例えば数百ミリ秒〜１秒であってよい。マイクロホン１１から検査対象の混合オーディオ信号を受信した後に、音検査装置１２１が、検査対象の混合オーディオ信号に適切な周波数または空間ドメインの処理をさらに加えてもよい。例えば、好ましい実施形態においては、最初に帯域通過フィルタを使用することができ、その後に周波数領域独立成分分析（ＦＤＩＣＡ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｏｍａｉｎ  ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ａｎａｌｙｓｉｓ）または指向性受信技法（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）を使用して、検査対象の混合オーディオ信号から暗騒音を取り去って、分離後信号を得ることができる。
【００１７】
特徴抽出器１２２は、音検査装置１２１から伝達される分離後信号を受け取り、分離後信号の特徴値を計算するために使用される。例えば、特徴値は、ゼロ公差率（ＺＣＲ：Ｚｅｒｏ  Ｃｒｏｓｓｉｎｇ  Ｒａｔｅ）、ピッチ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）係数、またはメル周波数ケプストラル係数（ＭＦＣＣ：Ｍｅｌ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｅｐｓｔｒａｌ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）であってよい。
【００１８】
音データベース１２４は、電話の呼び出し音または戸口の呼び鈴の音など、所定の有意な音の複数の音サンプル（すなわち、それらの特徴値）を保存するために使用される。
【００１９】
分類器１２３は、特徴抽出器１２２から送信される分離後信号の特徴値を受け取り、分離後信号と音データベース１２４内のそれぞれの音サンプルとの間の類似度を測定し、分離後信号が音サンプルのうちの１つに相当するか否かを判断する。分離後信号が音サンプルのうちの１つに相当する場合、分離後信号は、ユーザへの警報が必要な有意な音を表している。類似度を測定するための技法は、例えばユークリッド距離（Ｅｕｃｌｉｄｉａｎ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）、マハラノビス距離（Ｍａｈａｌａｎｏｂｉｓ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）、または隠れマルコフモデル（ＨＭＭ：Ｈｉｄｄｅｎ  Ｍａｒｋｏｖ  Ｍｏｄｅｌ）であってよい。
【００２０】
音分離ユニット１２が、検査対象の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいると判断した場合、エネルギー計算ユニット１３が、検査対象の混合オーディオ信号中の機器音、暗騒音、および有意な音のエネルギーを計算し、これらの相対強度を判断するために使用される。さらに、音分離ユニット１２が、検査対象の混合オーディオ信号が有意な音を含んでいないと判断した場合、エネルギー計算ユニット１３が、機器音の音量を増加させる必要があるか否かを判断するためにさらに使用される。機器音の音量を増加させる必要がある場合、エネルギー計算ユニット１３は、最初に、機器音の音量を増加させたときにユーザが不快に感じるか否かを判断する。
【００２１】
エネルギー計算ユニット１３が、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギー以上であると判断した場合、視覚信号表示ユニット１４が、ユーザに視覚信号の表示を提供して、ユーザに周囲の領域において有意な音が生じている旨を警報する。
【００２２】
エネルギー計算ユニット１３が、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギーよりも小さいと判断した場合、音量制御ユニット１５が、オーディオ再生機器によって生成される機器音の音量を自動的に低下させる。さらに、上述において、エネルギー計算ユニット１３が、機器音の音量を増加させてもユーザが不快に感じないと判断した場合、音量制御ユニット１５が、オーディオ再生機器によって生成される機器音の音量を自動的に増加させる。
【００２３】
音量制御ユニット１５が機器音の音量を自動的に減少または増加させた後に、調節後の音量の安定性を維持すべく、エネルギー計算ユニット１３のエネルギー計算および判断の機能を第２の時間期間にわたって一時停止させるために、計時ユニット１６の動作を開始させることができる。ここで、第２の時間期間は、例えば２秒など、機器音の音量を自動的に減少または増加させるために必要な時間よりも長くなければならない。
【００２４】
図１および図２を参照すると、オーディオ再生機器において使用される本発明による自動騒音補償方法の好ましい実施形態は、以下のステップを含んでいる。最初に、ステップ２０において、聴取空間において複数の混合オーディオ信号を採取するために、マイクロホン１１が使用される。
【００２５】
次に、ステップ２１において、有意な音を含まない暗騒音について、音検査装置１２１が、第１の時間期間について周波数スペクトルおよびそのエネルギーに関する平均値および標準偏差を計算し、検査対象の混合オーディオ信号から機器音を取り除いて、混合オーディオ信号中の暗騒音を得るために使用される。さらに、音検査装置１２１は、暗騒音のエネルギーが平均値および標準偏差の合計よりも大きいか否かを判断する。暗騒音のエネルギーが平均値および標準偏差の合計よりも大きい場合、前記計算された周波数スペクトルが、暗騒音の周波数スペクトルからさらに減算され、複数の分離後信号が得られる。
【００２６】
続いて、ステップ２２において、特徴抽出器１２２、分類器１２３、および音データベース１２４の組み合わせの動作によって、分離後信号が音データベース１２４内の音サンプルのうちの１つに相当するか否かを判断することができる。分離後信号が音サンプルのうちの１つに相当する場合、これは、分離後信号が、例えば電話の呼び出し音または戸口の呼び鈴の音など、ユーザへの警報が必要な有意な音を表している旨を示している。次に、ステップ２３において、エネルギー計算ユニット１３が、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音が有意な音をかき消しているか否かを判断するために使用される。すなわち、エネルギー計算ユニット１３が、暗騒音のエネルギーが有意な音のエネルギー以上であるか否かを判断するために使用される。
【００２７】
ステップ２３の判断結果が肯定である場合、ステップ２４において、視覚信号表示ユニット１４が、ユーザに視覚信号を自動的に表示して、ユーザに周囲の領域において有意な音が生じている旨を警報する。例えば、視覚信号を、テレビの画面に表示することができ、あるいはラジオまたはＤＶＤプレイヤーの制御パネルのＬＥＤを点滅させることによって実現することができる。
【００２８】
他方で、ステップ２３の判断結果が否定である場合、ステップ２５において、音量制御ユニット１５が、補償の条件を満足するように、有意な音および暗騒音のエネルギーに応じてオーディオ再生機器の音量を自動的に調節する。補償の条件は、以下のとおりであってよい。すなわち、検査対象の混合オーディオ信号中の機器音および暗騒音の音量の合計に対する有意な音の音量の信号対雑音比が、第１の所定の値以上でなくてはならず、第１の所定の値は、１０〜２０デシベルであってよい。次に、ステップ２９において、調節後の音量の安定性を維持するために、計時ユニット１６が、第２の時間期間が経過するまでエネルギー計算ユニット１３のエネルギー計算および判断の機能を一時停止させ、第２の時間期間の経過後に、計時ユニット１６の計時機能が停止して、エネルギー計算ユニット１３のエネルギー計算および判断の機能が再開される。
【００２９】
ステップ２２の判断結果が否定である場合、ステップ２６において、エネルギー計算ユニット１３が、機器音の音量を増加させる必要があるか否かをさらに判断する。すなわち、エネルギー計算ユニット１３が、機器音のエネルギーおよび暗騒音のエネルギーが別の補償状態を満足するか否かを判断し、この補償状態は、以下のとおりであってよい。すなわち、検査対象の混合オーディオ信号中の暗騒音に対する機器音の音量の信号対雑音比が、第２の所定の値以上でなくてはならず、第２の所定の値は、１０〜２０デシベルであってよい。機器音の音量を増加させる必要がある場合、ステップ２７において、エネルギー計算ユニット１３が、機器音の音量を増加させたときにユーザの耳が不快に感じるか否かを判断する。換言すると、エネルギー計算ユニット１３が、調節後の機器音および暗騒音の音量の合計が所定の痛覚閾値を超えるか否かを前もって計算し、痛覚閾値は、１００デシベルであってよい。
【００３０】
ステップ２７の判断結果が肯定である場合、音量制御ユニット１５は、機器音の音量を調節する必要がない。他方で、ステップ２７の判断結果が否定である場合、ステップ２８において、音量制御ユニット１５は、該当の補償状態が満足されるように、暗騒音のエネルギーに応じて機器音の音量を自動的に調節する。続いて、ステップ２９において、調節後の音量の安定性を維持するために、計時ユニット１６が、第２の時間期間が経過するまでエネルギー計算ユニット１３のエネルギー計算および判断の機能を一時停止させ、第２の時間期間の経過後に、計時ユニット１６の計時機能が停止して、エネルギー計算ユニット１３のエネルギー計算および判断の機能が再開される。
【００３１】
以上から、オーディオ再生機器において使用される本発明による自動騒音補償方法および装置は、マイクロホン１１から受信される混合オーディオ信号から機器音を除去し、暗騒音および有意な音を分離するために、音分離ユニット１２を使用する。さらに、機器音、暗騒音、および有意な音のエネルギーを比較して、ユーザに周囲の領域において有意な音が生じている旨を視覚信号表示ユニット１４によって警報する必要があるか否かを判断し、あるいは音量制御ユニット１５および計時ユニット１６を使用して機器音の音量を調節および制御するために、エネルギー計算ユニット１３を使用する。
【００３２】
以上、本発明を最も現実的かつ好ましい実施形態であると考えられる内容に関して説明したが、本発明が、本明細書に開示された実施形態に限定されず、最も広い解釈の精神および範囲に含まれる種々の構成を包含し、そのような変形および均等な構成のすべてを網羅することを理解すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、オーディオ再生機器において使用される自動騒音補償のための方法および装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】オーディオ再生機器において使用される本発明による自動騒音補償装置の好ましい実施形態を説明する機能ブロック図である。
【図２】オーディオ再生機器において使用される本発明による自動騒音補償方法の好ましい実施形態を説明するフローチャートである。
【図１】
2010507101.tif 000003
【図２】
2010507101.tif 000004
【国際調査報告】
2010507101.tif 000005
2010507101.tif 000006