(57)【要約】【課題】騒音発生時においても出力音声の内容を明瞭に聞き取ることができる音声補正装置を提供すること。【解決手段】テレビジョン装置本体１００に備わったスピーカ６２と、リモコンユニットに備わったマイクロホンと、スピーカ６２からこのマイクロホンまでの音響特性Ｃ２を同定する同定処理部８０と、音響特性Ｃ２を有する音響特性設定部４２とが備わっている。また、音声補正用フィルタ２０およびラウドネス補償ゲイン算出部３０は、スピーカ６２に入力される音声信号を音響特性設定部４２に通した後の信号と、周辺騒音を示す信号とが入力され、これらの信号に基づいて、利用者に到達した音声が周辺騒音によらず明瞭に聞き取れるように、スピーカ６２から出力される音声の音圧レベルを補正する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に備わったスピーカと、
利用者によって操作される操作装置に備わった第１のマイクロホンと、
前記スピーカから前記第１のマイクロホンまでの第１の音響特性を同定する同定手段と、
前記同定手段によって同定された前記第１の音響特性を有する第１のフィルタと、
前記スピーカに入力される音声信号を前記第１のフィルタに通した後の信号と、周辺騒音を示す信号とが入力され、これらの信号に基づいて、前記スピーカから出力されて利用者に到達した音声が、周辺騒音によらず明瞭に聞き取れるように、前記スピーカから出力される音声の音圧レベルを補正する音声補正手段と、
を備えることを特徴とする音声補正装置。
【請求項２】
装置本体に備わったスピーカと、
利用者によって操作される操作装置に備わった第１のマイクロホンと、
前記スピーカから前記第１のマイクロホンまでの第１の音響特性を同定する同定手段と、
前記同定手段によって同定された前記第１の音響特性を有する第１のフィルタと、
前記装置本体に備わった第２のマイクロホンと、
前記第２のマイクロホンによって集音された音に基づいて周辺騒音のレベル変化を検出するレベル変化検出手段と、
前記レベル変化検出手段によって周辺騒音のレベル変化が検出されたときに、前記スピーカに入力される音声信号を前記第１のフィルタに通した後の信号と、周辺騒音を示す信号とに基づいて、前記スピーカから出力されて利用者に到達した音声が、周辺騒音によらず明瞭に聞き取れるように、前記スピーカから出力される音声の音圧レベルを補正する音声補正手段と、
を備えることを特徴とする音声補正装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記操作装置と前記装置本体との間は通信手段によって、接続線を用いることなく接続されていることを特徴とする音声補正装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記装置本体に備わった第２のマイクロホンと、
前記第２のマイクロホンによって集音された音の中から周辺騒音を抽出する周辺騒音抽出手段と、
をさらに備えることを特徴とする音声補正装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記周辺騒音抽出手段は、前記スピーカに入力される音声信号を、前記スピーカから前記第２のマイクロホンまでの第２の音響特性を有する第２のフィルタに通した後の信号を、前記第２のマイクロホンによって集音された音信号から差し引くことにより周辺騒音の抽出を行うことを特徴とする音声補正装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記周辺騒音抽出手段は、前記スピーカに入力される音声信号を、前記スピーカから前記第２のマイクロホンまでの第２の音響特性を有する第２のフィルタに通した後の信号を、前記第２のマイクロホンによって集音された音信号から差し引いた信号を算出し、さらにこの信号を、前記第２の音響特性の逆特性を有する第３のフィルタと前記第１のフィルタに通すことにより周辺騒音の抽出を行うことを特徴とする音声補正装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記同定手段による第１の音響特性および第２の音響特性の同定に用いられる同定信号を発生する同定信号発生手段をさらに備え、
前記同定手段は、前記同定信号発生手段によって同定信号が出力されたときに、前記第１のマイクロホンによって集音された音を取り込んで前記第１の音響特性を同定するとともに、前記第２のマイクロホンによって集音された音を取り込んで前記第２の音響特性を同定することを特徴とする音声補正装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記同定信号は、白色ノイズ信号であることを特徴とする音声補正装置。
【請求項９】
請求項５または６において、
前記スピーカは、前記装置本体の筐体の所定位置に取り付けられており、
前記第２の音響特性は、前記同定手段による同定動作によって得られた結果を用いる代わりに、予め測定された結果に基づいて決定された固定値を用いることを特徴とする音声補正装置。
【請求項１０】
請求項６において、
前記逆特性は、前記第２の音響特性に基づいて算出され、
前記第３のフィルタを通すことにより、前記第２のマイクロホンの位置に到達した音に基づいて前記スピーカから出力される音声が算出されることを特徴とする音声補正装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかにおいて、
前記音声補正手段は、複数に分割された周波数帯域のそれぞれ毎に、前記音圧レベルの補正を行うことを特徴とする音声補正装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記音声補正手段は、前記複数の分割された周波数帯域のそれぞれに対応させて、周辺騒音の音圧レベルと前記スピーカから出力される音声の聴感上の希望音圧レベルとを指定したときに、対応する補正ゲインを求めるゲインテーブルを有し、このゲインテーブルを参照することで音圧レベルの補正を行うことを特徴とする音声補正装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかにおいて、
前記操作装置は、利用者によって音声補正動作の実行を指示する操作部を有しており、
前記音声補正手段は、前記操作部を用いて利用者によって音声補正動作の実行が指示されたときに音声補正動作を行うことを特徴とする音声補正装置。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかにおいて、
前記操作装置は、前記装置本体に対して電源投入を指示する操作部を有しており、
前記同定手段は、前記操作部を用いて前記装置本体に対する電源投入が指示されたときに同定動作を行うことを特徴とする音声補正装置。
【請求項１５】
請求項４〜１２のいずれかにおいて、
前記操作装置は、前記装置本体に対して操作指示を行う操作部を有しており、
前記同定手段は、前記操作部を用いて前記操作部本体に対する操作指示が行われたときに同定動作を行うことを特徴とする音声補正装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかにおいて、
前記操作装置は、前記装置本体の操作指示を行うリモコンユニットであることを特徴とする音声補正装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記装置本体は、テレビジョン装置であることを特徴とする音声補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン装置やオーディオ装置等から出力される音声の出力レベルを周囲の騒音等に応じて補正する音声補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、家庭でテレビジョン装置等の音声を聴取中に突発的な騒音が発生した場合に、音声がきこえづらくなる。例えば、周りの人が話をしたり騒いだり、車などの外部の騒音が聞こえる場合に、それまで聴取していたニュース番組や映画などの音声が聴き取りにくくなる。このような場合に、利用者自身が音量調整を行って音量を増すことが一般に行われているが、突発的な騒音等が発生してから実際に音量を増すまでにある程度の時間を要するため、この間の音声の内容を聞き逃してしまうことになる。
【０００３】
このように周囲の騒音が発生しても音声を明瞭に聴き取ることができる従来技術として、聴覚理論に基づいたラウドネス補償技術を用いた車両用の音声補正装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この音声補正装置では、聴取位置にマイクロホンを設置して、この聴取位置での騒音レベルに応じて出力音声に対するゲイン補正を行っており、利用者は、騒音レベルが変化しても常に音声の内容を明瞭に聞き取ることができるようになる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１６６８３５号公報（第３−７頁、図１−１０）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１に開示された音声補正装置では、利用者の聴取位置にマイクロホンを設置する必要がある。車室内を考えると、例えば運転席に利用者が座っている場合には聴取位置はほぼ固定されるため、実際にその聴取位置にマイクロホンを設定すればよい。ところが、家庭用に用いられるテレビジョン装置やオーディオ装置から出力される音声を聴く場合を考えると、利用者は、部屋内の好みの位置で音声を聴くことになり、その聴取位置にマイクロホンを設置することは、配線の煩雑さを考えるとほとんど実現性に乏しいといえる。室内でのマイクロホンまでの配線が不要となるようにマイクロホンをテレビジョン装置の筐体の一部に取り付けることが考えられるが、正確なラウドネス補償技術による音量調整を行う場合には、聴取位置における音圧レベルの測定が必須であり、このような妥協案の採用は難しい。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、騒音発生時においても出力音声の内容を明瞭に聞き取ることができる音声補正装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の音声補正装置は、装置本体に備わったスピーカと、利用者によって操作される操作装置に備わった第１のマイクロホンと、スピーカから第１のマイクロホンまでの第１の音響特性を同定する同定手段と、同定手段によって同定された第１の音響特性を有する第１のフィルタと、スピーカに入力される音声信号を第１のフィルタに通した後の信号と、周辺騒音を示す信号とが入力され、これらの信号に基づいて、スピーカから出力されて利用者に到達した音声が、周辺騒音によらず明瞭に聞き取れるように、スピーカから出力される音声の音圧レベルを補正する音声補正手段とを備えている。利用者が操作装置を操作する場合にはこの操作装置の位置を利用者の聴取位置と考えることができる。このため、この操作装置に第１のマイクロホンを設置しておいて、装置本体から第１のマイクロホンまでの第１の音響特性を同定し、この特性が設定された第１のフィルタを用いることにより、装置本体に備わったスピーカから出力された音声が聴取位置に到達する際の音圧レベルを知ることができ、周辺騒音の音圧レベルに基づいてこの到達した音声の音圧レベルを補正することにより、騒音発生時においても出力音声の内容を明瞭に聞き取ることが可能になる。
【０００８】
また、本発明の音声補正装置は、装置本体に備わったスピーカと、利用者によって操作される操作装置に備わった第１のマイクロホンと、スピーカから第１のマイクロホンまでの第１の音響特性を同定する同定手段と、同定手段によって同定された第１の音響特性を有する第１のフィルタと、装置本体に備わった第２のマイクロホンと、第２のマイクロホンによって集音された音に基づいて周辺騒音のレベル変化を検出するレベル変化検出手段と、レベル変化検出手段によって周辺騒音のレベル変化が検出されたときに、スピーカに入力される音声信号を第１のフィルタに通した後の信号と、周辺騒音を示す信号とに基づいて、スピーカから出力されて利用者に到達した音声が、周辺騒音によらず明瞭に聞き取れるように、スピーカから出力される音声の音圧レベルを補正する音声補正手段とを備えている。上述したように、利用者が操作装置を操作する場合にはこの操作装置の位置を利用者の聴取位置と考えることができる。このため、この操作装置に第１のマイクロホンを設置しておいて、装置本体から第１のマイクロホンまでの第１の音響特性を同定し、この特性が設定された第１のフィルタを用いることにより、装置本体に備わったスピーカから出力された音声が聴取位置に到達する際の音圧レベルを知ることができる。また、周辺騒音の音圧レベルが変化したときに、操作装置に備わった第１のマイクロホンによって実際に集音された音を用いることにより、正確な周辺騒音の音圧レベルを知ることができ、この正確な周辺騒音の音圧レベルに基づいてこの到達した音声の音圧レベルを補正することにより、騒音発生時においても出力音声の内容を明瞭に聞き取ることが可能になる。
【０００９】
また、上述した操作装置と装置本体との間は通信手段によって、接続線を用いることなく接続されていることが望ましい。これにより、装置本体の周辺を利用者が自由に移動する場合であっても、利用者の位置に適した音圧レベルの補正を、煩雑な配線等を行うことなく実施することが可能になる。
【００１０】
また、上述した装置本体に備わった第２のマイクロホンと、第２のマイクロホンによって集音された音の中から周辺騒音を抽出する周辺騒音抽出手段とをさらに備えることが望ましい。これにより、装置本体に備わった第２のマイクロホンを用いることにより、特別な配線等を行う必要がなくなるため、周辺騒音の音圧レベルの検出が容易になる。
【００１１】
また、上述した周辺騒音抽出手段は、スピーカに入力される音声信号を、スピーカから第２のマイクロホンまでの第２の音響特性を有する第２のフィルタに通した後の信号を、第２のマイクロホンによって集音された音信号から差し引くことにより周辺騒音の抽出を行うことが望ましい。これにより、第２のマイクロホンによって集音された音に基づいて簡単な演算を行うことにより、周辺騒音の音圧レベルを求めることができる。
【００１２】
また、上述した周辺騒音抽出手段は、スピーカに入力される音声信号を、スピーカから第２のマイクロホンまでの第２の音響特性を有する第２のフィルタに通した後の信号を、第２のマイクロホンによって集音された音信号から差し引いた信号を算出し、さらにこの信号を、第２の音響特性の逆特性を有する第３のフィルタと第１のフィルタに通すことにより周辺騒音の抽出を行うことが望ましい。これにより、第２のマイクロホンによって集音された音に基づいて簡単な演算を行うことにより、周辺騒音の音圧レベルを正確に求めることができる。
【００１３】
また、上述した同定手段による第１の音響特性および第２の音響特性の同定に用いられる同定信号を発生する同定信号発生手段をさらに備え、同定手段は、同定信号発生手段によって同定信号が出力されたときに、第１のマイクロホンによって集音された音を取り込んで第１の音響特性を同定するとともに、第２のマイクロホンによって集音された音を取り込んで第２の音響特性を同定することが望ましい。同定に適した信号を用いて同定動作を行うことにより、正確に第１および第２の音響特性を求めることが可能になる。
【００１４】
また、上述した同定信号は、白色ノイズ信号であることが望ましい。これにより、可聴帯域に含まれる各周波数成分を考慮した正確な音響特性を求めることが可能になる。
また、上述したスピーカは、装置本体の筐体の所定位置に取り付けられており、第２の音響特性は、同定手段による同定動作によって得られた結果を用いる代わりに、予め測定された結果に基づいて決定された固定値を用いることが望ましい。これにより、装置構成および処理手順の簡略化が可能になる。
【００１５】
また、上述した逆特性は、第２の音響特性に基づいて算出され、第３のフィルタを通すことにより、第２のマイクロホンの位置に到達した音に基づいてスピーカから出力される音声が算出されることが望ましい。これにより、スピーカの位置での出力音声と周辺騒音とが合わさった音声の音圧レベルを正確に推定することが可能になる。
【００１６】
また、上述した音声補正手段は、複数に分割された周波数帯域のそれぞれ毎に、音圧レベルの補正を行うことが望ましい。これにより、周波数帯域毎に適した音声補正を行うことが可能になり、さらに出力音声の内容を明瞭に聞き取ることが可能になる。
【００１７】
また、上述した音声補正手段は、複数の分割された周波数帯域のそれぞれに対応させて、周辺騒音の音圧レベルとスピーカから出力される音声の聴感上の希望音圧レベルとを指定したときに、対応する補正ゲインを求めるゲインテーブルを有し、このゲインテーブルを参照することで音圧レベルの補正を行うことが望ましい。これにより、周波数帯域毎の音圧レベルの補正値を算出する処理が容易となる。
【００１８】
また、上述した操作装置は、利用者によって音声補正動作の実行を指示する操作部を有しており、音声補正手段は、操作部を用いて利用者によって音声補正動作の実行が指示されたときに音声補正動作を行うことが望ましい。これにより、利用者が移動したときに、利用者の意志により確実に同定動作を含む音声補正動作を実施することが可能になる。
【００１９】
また、上述した操作装置は、装置本体に対して電源投入を指示する操作部を有しており、同定手段は、操作部を用いて装置本体に対する電源投入が指示されたときに同定動作を行うことが望ましい。これにより、装置本体に対して電源投入を指示した際に、利用者が特に意識することがなく同定動作を行うことが可能になる。
【００２０】
また、上述した操作装置は、装置本体に対して操作指示を行う操作部を有しており、同定手段は、操作部を用いて操作部本体に対する操作指示が行われたときに同定動作を行うことが望ましい。これにより、利用者が装置本体に対して何らかの操作を行ったときにその都度利用者の位置に応じた同定動作を行うことができ、利用者の聴取位置に正確に対応した音圧レベルの補正が可能になる。
【００２１】
また、上述した操作装置は、装置本体の操作指示を行うリモコンユニットであることが望ましい。通常、装置本体の操作指示を行うリモコンユニットは、装置本体から出力される音声を聴取する利用者の手元に置かれる場合が多いため、このリモコンユニットを聴取位置と見なして音声補正を行うことにより、騒音発生時において利用者が出力音声の内容を明瞭に聞き取ることが可能になる。
【００２２】
また、上述した装置本体は、テレビジョン装置であることが望ましい。テレビジョン装置の出力音声を周辺騒音の音圧レベルに応じて補正することにより、放送番組の音声を聴取中に周辺騒音が大きくなった場合であっても、この周辺騒音のレベルによらず明瞭に放送番組の音声の内容を明瞭に聴き取ることが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の音声補正装置を適用した一実施形態のテレビジョン装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
テレビジョン装置によって放送番組を視聴する利用者は、通常は手元に置いたリモコン（リモートコントロール）ユニットを操作して受信チャンネルの切り替え等を行っている。したがって、リモコンユニットが置かれた位置を利用者による番組音声の聴取位置と考えることができる。
【００２４】
第１の実施形態のテレビジョン装置では、所定のタイミングで、リモコンユニットの位置における音響系のインパルス応答を測定することにより利用者の聴取位置に対応する音響特性を同定し、この結果を用いてラウドネス補償技術による放送番組の音声補正を行っている。
【００２５】
図１は、第１の実施形態のテレビジョン装置の全体構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態のテレビジョン装置は、テレビジョン（ＴＶ）装置本体１００とリモコン（リモートコントロール）ユニット２００とを備えている。テレビジョン装置本体１００とリモコンユニット２００との間は、例えば赤外線通信によって接続されている。
【００２６】
テレビジョン装置本体１００は、テレビジョン（ＴＶ）音声出力部１０、音声補正用フィルタ２０、ラウドネス補償ゲイン算出部３０、音響特性設定部４０、４２、演算部５０、アンプ６０、スピーカ６２、マイクロホン６４、同定信号発生部７０、同定処理部８０、受信部９０、音声補正制御部９２を含んで構成されている。
【００２７】
テレビジョン音声出力部１０は、利用者によって選択されたチャンネルの放送番組に対応した音声信号を出力する。音声補正用フィルタ２０は、テレビジョン音声出力部１０から出力される音声信号に対してゲイン調整を行う。ラウドネス補償ゲイン算出部３０は、スピーカ６２から出力されて利用者によって聴取される音声の明瞭さが周辺騒音に無関係にほぼ一定となるように、音声補正用フィルタ２０のゲインを設定する。本実施形態のテレビジョン装置では、利用者による音声の聴取位置における音声の音圧レベルに基づいて音声補正用フィルタ２０のゲイン調整を行うことにより、利用者は常に同じ大きさで音声を聞くことができる。
【００２８】
音響特性設定部４０は、予め同定されたスピーカ６２からマイクロホン６４までの音響系のインパルス応答に対応する音響特性Ｃ１が設定されたフィルタである。スピーカ６２に入力される音声信号をこの音響特性設定部４０に通すことにより、スピーカ６２から出力されてマイクロホン６４に到達するまでの音声のインパルス応答を再現することができる。
【００２９】
音響特性設定部４２は、予め同定されたスピーカ６２からリモコンユニット２００に内蔵されたマイクロホン（後述する）までの音響系のインパルス応答に対応する音響特性Ｃ２が設定されたフィルタである。スピーカ６２に入力される音声信号をこの音響特性設定部４２に通すことにより、スピーカ６２から出力されてリモコンユニット２００に到達するまでの音声のインパルス応答を再現することができる。
【００３０】
アンプ６０は、音声補正用フィルタ２０から出力される音声信号を増幅し、スピーカ６２を駆動する。マイクロホン６４は、テレビジョン装置本体１００と同じ筐体に設置されており、スピーカ６２からこのテレビジョン装置本体１００が設定された空間内に出力される音声や騒音等のその他の音を集音する。
【００３１】
同定信号発生部７０は、スピーカ６２からマイクロホン６４までの音響特性Ｃ１と、スピーカ６２からリモコンユニット２００までの音響特性Ｃ２のそれぞれの同定に用いられる同定信号を発生する。例えば、同定信号として白色ノイズ信号が用いられる。同定処理部８０は、同定信号発生部７０から出力される同定信号を用いて、２種類の音響特性Ｃ１、Ｃ２を同定する。受信部９０は、リモコンユニット２００から送信される赤外線信号を受信する。
【００３２】
音声補正制御部９２は、ラウドネス補償技術を用いた音声補正処理を行うために必要な一連の制御を行う。例えば、音声補正制御部９２は、音響特性Ｃ１、Ｃ２を同定する際に、同定信号発生部７０に対して同定信号の発生を指示すると同時に、テレビジョン音声出力部１０に対して通常の放送番組の音声信号の出力停止を指示する。
【００３３】
図２は、同定処理部８０とリモコンユニット２００の詳細構成を示す図である。
図２に示すように、同定処理部８０は、２つの適応フィルタ（ＡＤＦ）８２、８４と２つの演算部８６、８８とを有している。一方の適応フィルタ８２は、スピーカ６２からマイクロホン６４までの音響特性Ｃ１を同定するためのものであり、他方の適応フィルタ８４は、スピーカ６２からリモコンユニット２００までの音響特性Ｃ２を同定するためのものである。これらの適応フィルタ８２、８４のフィルタ係数は、例えばＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムを用いて決定される。
【００３４】
演算部８６は、マイクロホン６４から出力される信号から、適応フィルタ８２を通した後の信号を差し引いた誤差を出力する。同定信号発生部７０から出力された同定信号は、適応フィルタ８２に入力されるとともに、アンプ６０を通した後にスピーカ６２から出力されてマイクロホン６４に到達する。したがって、演算部８６から出力される誤差のパワーが最小になるように適応フィルタ８２のフィルタ係数Ｃ１を決定することにより、このフィルタ係数Ｃ１をスピーカ６２からマイクロホン６４までの音響系のインパルス応答に一致させることができる。
【００３５】
演算部８８は、リモコンユニット２００において集音された信号から、適応フィルタ８４を通した後の信号を差し引いた誤差を出力する。同定信号発生部７０から出力された同定信号は、適応フィルタ８４に入力されるとともに、アンプ６０を通した後にスピーカ６２から出力されてリモコンユニット２００に到達する。したがって、演算部８８から出力される誤差のパワーが最小になるように適応フィルタ８４のフィルタ係数Ｃ２を決定することにより、このフィルタ係数Ｃ２をスピーカ６２からリモコンユニット２００までの音響系のインパルス応答に一致させることができる。
【００３６】
また、図２に示すように、リモコンユニット２００は、マイクロホン２１０、受音処理部２１２、操作部２１４、操作内容判定部２１６、送信部２１８を備えている。マイクロホン２１０は、リモコンユニット２００の筐体に設置されており、テレビジョン装置本体１００内のスピーカ６２から出力される同定信号に対応する音を集音する。受音処理部２１２は、マイクロホン２１０から出力される音信号を送信に適したデータ形式に変換する。
【００３７】
操作部２１４は、選局や音量、音質設定等の各種の操作を行うために必要な各種のキーや、利用者によって同定処理の実行を指示する「同定」キーを有しており、押下されたキーを識別する信号を出力する。なお、この「同定」キーは、同定動作を含む音声補正動作の実行を指示するために用いるようにしてもよい。操作内容判定部２１６は、操作部２１４から出力される信号に基づいて、利用者によって行われる操作内容を判定する。送信部２１８は、操作内容判定部２１６によって判定された操作内容をテレビジョン装置本体１００内の受信部９０に向けて送信する。なお、利用者によって操作部２１４に備わった「同定」キーが押された場合には、一定時間、受音処理部２１２が動作し、所定のデータ形式に変換された音データが送信部２１８からテレビジョン装置本体１００に向けて送信される。
【００３８】
上述した同定処理部８０が同定手段に、音響特性設定部４２が第１のフィルタに、音響特性設定部４０が第２のフィルタに、音声補正用フィルタ２０、ラウドネス補償ゲイン算出部３０が音声補正手段に、演算部５０、音響特性設定部４０が周辺騒音抽出手段に、送信部２１８、受信部９０が通信手段にそれぞれ対応する。
【００３９】
本実施形態のテレビジョン装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
（１）音声補正の原理
まず最初に、本実施形態においてテレビジョン音声のゲインを補正する原理について説明する。
【００４０】
図３は、物理的な音圧レベルと、その音を人間が聞いたときに感じる音の大きさ（ラウドネス）との対応関係（ラウドネス曲線）を示す図である。図３において、横軸は音圧レベル（単位：ｄＢ−ＳＰＬ）、縦軸は人間が感じる音の大きさを示すラウドネス（単位：ｓｏｎｅ）であり、曲線▲１▼は静寂下でのラウドネス曲線、曲線▲２▼は騒音下でのラウドネス曲線である。但し、曲線▲２▼は騒音レベルに応じて変化するものである。
【００４１】
図３において、ラウドネスの値が同じであれば、人間は同じ大きさの音であると感じるということである。したがって、例えば、人間が０．１ｓｏｎｅの大きさに感じる音は、静寂下では約１２ｄＢ−ＳＰＬの音圧レベルの音であるが、曲線▲２▼の騒音下では約３７ｄＢ−ＳＰＬの音圧レベルの音である。換言すると、静寂下で約１２ｄＢ−ＳＰＬで出力していた音を曲線▲２▼の騒音下で同じ大きさに感じるためには、約３７ｄＢ−ＳＰＬの音を出力する必要がある。つまり、曲線▲２▼の騒音下では約２５ｄＢのゲインを加える必要があるということである。また、人間が１ｓｏｎｅの大きさに感じる音は、静寂下では約４２ｄＢ−ＳＰＬの音圧レベルの音であるが、曲線▲２▼の騒音下では約４９ｄＢ−ＳＰＬの音圧レベルの音であるため、騒音下では約７ｄＢのゲインを加えてやる必要がある。したがって、同じ騒音下であっても、出力される音の音圧レベルに応じて加えるゲインを変更する必要があるということである。
【００４２】
図４は、騒音下において静寂下と同じ大きさの音に感じるために、静寂下の音圧レベルに対してどれだけゲインを加える必要があるかを示す図である。同図において、横軸は静寂下で出力される音の音圧レベルであり、縦軸は騒音下において静寂下と同じ大きさの音に感じるために加える必要があるゲイン値である。例えば、静寂下で音圧レベル２０ｄＢで出力される音は、騒音下では、約１９ｄＢのゲインを加えられることによって、人間は静寂下と同じ大きさの音であると感じるようになる。
【００４３】
ラウドネス補償ゲイン算出部３０は、あらかじめ様々な騒音レベルにおける図４に示すようなテレビジョン音声の音圧レベル（テレビジョン音声出力部１０から出力される音声信号の音圧レベル）と加えるゲインとの関係（以下、ゲインテーブルと呼ぶ）を内部のメモリに格納しており、演算部５０から出力される騒音信号に基づいて、最適なゲインテーブルを選択し、この選択したゲインテーブルと音響特性設定部４２から出力される音声信号とに基づいて、最適なゲインを算出する。ラウドネス補償ゲイン算出部３０は、この算出されたゲインとなるように音声補正用フィルタ２０のフィルタ係数を設定する。
【００４４】
ところで、一般にテレビジョン音声は、様々な周波数成分を有しており、その周波数成分ごとに音圧レベルが異なっている。したがって、テレビジョン音声の聴き取りにくさもテレビジョン音声信号や騒音信号の各周波数成分の音圧レベルによって異なるという不均衡が生じる。また、雑音信号の各周波数成分はそれらの高周波成分のテレビジョン音声信号に対してもマスキング効果を及ぼすため、このことも考慮する必要がある。
【００４５】
そこで、テレビジョン音声信号の各周波数成分ごとに最適なゲインを設定することが望ましい。すなわち、テレビジョン音声信号と雑音信号のそれぞれを所定の周波数帯域に分割して、各周波数帯域ごとに雑音信号の周波数成分に基づいて最適なゲインテーブルを選択し、この選択したゲインテーブルとテレビジョン音声信号の周波数成分とに基づいて最適なゲインを算出するようにすることが望ましい。
【００４６】
（２）テレビジョン装置の通常時の動作
図１においてテレビジョン音声出力部１０から出力された放送番組の音声信号は、音声補正用フィルタ２０を介してアンプ６０に入力され、スピーカ６２から出力される。テレビジョン装置本体１００に備わったマイクロホン６４は、この放送番組の音声とともに周辺騒音を集音し、これらが合成された音信号を演算部５０に向けて出力する。演算部５０には、マイクロホン６４から出力される音信号の他に、スピーカ６２からマイクロホン６４までの音響特性Ｃ１が設定された音響特性設定部４０を経由した放送番組の音声信号が入力されており、これらの差分としての周辺騒音信号が抽出され、ラウドネス補償ゲイン算出部３０に入力される。また、音声補正用フィルタ２０から出力される放送番組の音声信号は、スピーカ６２からリモコンユニット２００内のマイクロホン２１０までの音響特性Ｃ２が設定された音響特性設定部４２にも入力されており、この音響特性設定部４２からは、マイクロホン２１０の設定位置における放送番組の音声信号が出力され、ラウドネス補償ゲイン算出部３０に入力される。
【００４７】
ラウドネス補償ゲイン算出部３０は、演算部５０から入力される周辺騒音信号の音圧レベルに基づいて、音響特性設定部４２から入力される聴取位置（リモコンユニット２００のマイクロホン２１０の設置位置）での放送番組の音声信号の音圧レベルが所定値となるように音声補正用フィルタ２０のゲイン設定を行う。
【００４８】
（３）音響特性Ｃ１、Ｃ２の同定動作
次に、上述した「（２）テレビジョン装置の通常時の動作」に先立って行われる音響特性設定部４０、４２のそれぞれの音響特性Ｃ１、Ｃ２の同定動作について説明する。
【００４９】
（３−１）リモコンユニット２００の動作
図５は、同定動作時におけるリモコンユニット２００の動作手順を示す流れ図である。リモコンユニット２００内の操作内容判定部２１６は、選局操作や音量調整操作等の通常の操作内容判定と並行して、利用者によって「同定」キーが押されたか否かを判定しており（ステップ１００）、「同定」キーが押されない場合には否定判断を行ってこの判定を繰り返す。
【００５０】
操作部２１４に備わった「同定」キーが利用者によって押されるとステップ１００において肯定判断が行われ、次に、操作内容判定部２１６は送信部２１８に指示を送り、送信部２１８は、操作内容を示すデータ（「同定」キーが押された旨のデータ）をテレビジョン装置本体１００に向けて送信する（ステップ１０１）。
【００５１】
また、操作内容判定部２１６は、受音処理部２１２に動作開始の指示を送り、受音処理部２１２は、この指示に応じて、マイクロホン２１０から出力される音信号を所定のデータ形式の音データに変換して出力する（ステップ１０２）。送信部２１８は、受音処理部２１２から出力される音データをテレビジョン装置本体１００内の受信部９０に向けて送信する（ステップ１０３）。
【００５２】
次に、操作内容判定部２１６は、例えば「同定」キーが押下されてから所定時間経過したか否かを判定しており（ステップ１０４）、経過していない場合には否定判断を行う。この場合には、ステップ１０２に戻って、受音処理部２１２による音データの出力動作以後の処理が繰り返される。
【００５３】
また、所定時間経過した場合にはステップ１０４において肯定判断が行われ、次に、操作内容判定部２１６は受音処理部２１２に対して動作終了の指示を送り、受音処理部２１２は、この指示に応じて、マイクロホン２１０から出力される音信号を音データに変換して出力する処理を停止する（ステップ１０５）。
【００５４】
このように、利用者によって「同定」キーが押されると、その旨がテレビジョン装置本体１００に通知されるとともに、その後の一定時間だけ、マイクロホン２１０による集音を行って、この集音によって得られた音データをテレビジョン装置本体１００に向けて送信する動作が行われる。
【００５５】
（３−２）テレビジョン装置本体１００の動作
図６は、同定動作時におけるテレビジョン装置本体１００の動作手順を示す流れ図である。放送番組の音声信号を出力する通常時の動作と並行して、テレビジョン装置本体１００内の音声補正制御部９２は、同定処理を開始するか否かの判定を行っている（ステップ２００）。音声補正制御部９２は、リモコンユニット２００から「同定」キーが押されたときに受信部９０に向けて送信されるデータの受信の有無を監視することによりこの判定を行っており、このデータを受信していない場合には否定判断を行って、この判定を繰り返す。
【００５６】
また、リモコンユニット２００の操作部２１４に備わった「同定」キーが利用者によって押されて、その旨を示すデータが受信部９０によって受信されるとステップ２００の判定において肯定判断が行われ、次に、音声補正制御部９２は、テレビジョン音声出力部１０に指示を送って、テレビジョン音声の出力を中断する（ステップ２０１）。また、音声補正制御部９２は、同定信号発生部７０に指示を送り、同定信号発生部７０による同定信号の発生動作を開始する（ステップ２０２）。
【００５７】
これ以後、スピーカ６２からはこの同定信号に対応する音が出力され、この音がリモコンユニット２００内のマイクロホン２１０によって集音され、リモコンユニット２００内の送信部２１８から送信される音データが受信部９０によって受信される（ステップ２０３）。
【００５８】
同定処理部８０内の適応フィルタ８４は、受信部９０によって受信されるリモコンユニット２００内のマイクロホン２１０で集音された音信号から、同定信号発生部７０から直接入力される同定信号を差し引いた誤差のパワーが最小となるように、ＬＭＳアルゴリズムを用いてフィルタ係数を更新する（ステップ２０４）。
【００５９】
また、適応フィルタ８２は、テレビジョン装置本体１００に備わったマイクロホン６４で集音された音信号から、同定信号発生部７０から直接入力される同定信号を差し引いた誤差のパワーが最小となるように、ＬＭＳアルゴリズムを用いてフィルタ係数を更新する（ステップ２０５）。
【００６０】
次に、音声補正制御部９２は、同定処理を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップ２０６）。経過していない場合には否定判断が行われ、ステップ２０３に戻って、受信部９０による音データの受信動作以降が繰り返される。この判定に用いられる所定時間は、適応フィルタ８２、８４のフィルタ係数の値がほぼ収束する程度の時間（例えば１秒）が設定されている。
【００６１】
同定処理が開始されて所定時間が経過するとステップ２０６の判定において肯定判断が行われ、次に、音声補正制御部９２は、適応フィルタ８２のフィルタ係数を音響特性設定部４０の音響特性Ｃ１にコピーするとともに、適応フィルタ８４のフィルタ係数を音響特性設定部４２の音響特性Ｃ２にコピーする（ステップ２０７）。次に、音声補正制御部９２は、同定信号発生部７０に指示を送り、同定信号発生部７０による同定信号の出力を停止させる（ステップ２０８）。
【００６２】
このようにして一連の同定処理が終了すると、音声補正制御部９２は、テレビジョン音声出力部１０に指示を送って、テレビジョン音声の出力を再開する（ステップ２０９）。
（４）その他の構成
次に、ラウドネス補償ゲイン算出部３０と音声補正用フィルタ２０の一般的な構成について説明する。
【００６３】
（４−１）ラウドネス補償ゲイン算出部３０の詳細構成
図７は、ラウドネス補償ゲイン算出部３０の構成を示す図である。図７に示すように、ラウドネス補償ゲイン算出部３０は、周波数帯域レベル平均部３１、ラウドネス算出部３４、周波数帯域ゲインテーブル選択部３５、周波数帯域レベル平均部３６、ゲインテーブル３９を含んで構成されている。
【００６４】
周波数帯域レベル平均部３１は、演算部５０から出力される周辺騒音信号に対して、所定の時間ブロックごとに周知のＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算を行い、所定の周波数帯域ごとに音圧レベルの平均を計算する。周辺騒音等は、例えば人間の聴覚がほぼ１／３オクターブごとに音の大きさの違いを認識することができるという特性を考慮して１／３オクターブごとに周波数分割される。
【００６５】
ラウドネス算出部３４は、周知のＺｗｉｃｋｅｒのラウドネス算出手法（ＩＳＯ  ５３２Ｂ）やＳｔｅｖｅｎｓのラウドネス算出手法（ＩＳＯ  ５３２Ａ）を用いて、周波数帯域レベル平均部３１から周波数帯域ごとに出力される周辺騒音信号の音圧レベルを調整する。具体的には、以下のように調整を行う。すなわち、ある周波数成分の周辺騒音があるとき、この周辺騒音は、同一の周波数成分の放送番組音声信号の聴き取りにくさに影響するのみならず、上述したように高周波側に隣接する周波数成分の放送番組音声信号の聴き取りにくさにも影響を与える。ラウドネス算出部３４は、これを考慮して、周辺騒音の各周波数成分の音圧レベルを低周波側に隣接する周辺騒音の周波数成分の音圧レベルの大きさに応じて調整を行う。すなわち、隣接する低周波成分の音圧レベルが大きい場合には、高周波側に隣接する周波数成分の音圧レベルを高めに補正する。このような調整を行うことで、各周波数帯域ごとのゲインテーブルを選択する際には、対応する各周波数帯域の周辺騒音の音圧レベルに着目するのみで足り、低周波側に隣接する周波数帯域の周辺騒音を考慮するという煩雑な処理を行う必要がなくなる。
【００６６】
周波数帯域ゲインテーブル選択部３５は、ラウドネス算出部３４から出力される調整後の周波数帯域ごとの周辺騒音の音圧レベルに基づいて、周波数帯域ごとに最適なゲインテーブル３９を選択する。
周波数帯域レベル平均部３６は、音響特性設定部４２から出力される放送番組音声信号に対して、短時間のブロックごとに周知のＦＦＴ演算を行い、所定の周波数帯域ごとに音圧レベルの平均を計算する。放送番組音声信号は、周辺騒音と同様の周波数帯域に分割される。周波数帯域レベル平均部３６から出力される周波数帯域ごとに分割された放送番組音声信号は、周波数帯域ゲインテーブル選択部３５によって選択されたゲインテーブル３９に入力され、各周波数帯域ごとに適切なゲイン値が算出される。
【００６７】
このように、周辺騒音信号や放送番組音声信号を所定の周波数帯域に分割することによって、各周波数帯域ごとにゲインテーブルを選択して放送番組音声信号に最適なゲインを加えることが可能となる。
上述したラウドネス補償ゲイン算出部３０では、周波数帯域レベル平均部３１および３６を用いて放送番組音声信号や周辺騒音信号の周波数帯域ごとの音圧レベルの平均を求めたが、これらの周波数帯域レベル平均部の代わりにフィルタバンクとブロック平均部を用いて周波数帯域ごとの音圧レベルの平均を求めるようにしてもよい。
【００６８】
図８は、ラウドネス補償ゲイン算出部の変形例の構成を示す図である。図８に示すラウドネス補償ゲイン算出部３０Ａは、フィルタバンク３２、ブロック平均部３３、ラウドネス算出部３４、周波数帯域ゲインテーブル選択部３５、フィルタバンク３７、ブロック平均部３８、ゲインテーブル３９を含んで構成されている。
【００６９】
フィルタバンク３２は、所定の周波数帯域幅を持つバンドパスフィルタ群であり、これらのバンドパスフィルタ群によって演算部５０から出力される周辺騒音信号を所定の周波数帯域ごとに分割する。ブロック平均部３３は、フィルタバンク３２から出力される周波数帯域ごとに分割された周辺騒音の音圧レベルを所定の時間ブロックごとに平均して、ラウドネス算出部３４に出力する。
【００７０】
フィルタバンク３７は、フィルタバンク３２と同様に所定の周波数帯域幅を持つバンドパスフィルタ群であり、これらのバンドパスフィルタ群によって音響特性設定部４２から出力される放送番組音声信号を所定の周波数帯域ごとに分割する。ブロック平均部３８は、フィルタバンク３７から出力される周波数帯域ごとに分割された放送番組音声信号の音圧レベルを所定の時間ブロックごとに平均して、平均の音圧レベルをゲインテーブル３９に出力する。
【００７１】
このように、フィルタバンクとブロック平均部を用いることによっても、周辺騒音信号や放送番組音声信号を所定の周波数帯域に分割することができ、各周波数帯域ごとにゲインテーブルを選択して放送番組音声信号に最適なゲインを加えることが可能となる。
【００７２】
（４−２）音声補正用フィルタの詳細構成
音声補正用フィルタ２０は、上述したラウドネス補償ゲイン算出部３０で算出されたゲイン特性を修正（ゲインの加算）できるものであればよいため、様々な構成が考えられる。
【００７３】
図９は、フィルタバンクと可変ゲイン部を用いた音声補正用フィルタの具体的な構成例を示す図である。図９に示す音声補正用フィルタ２０は、フィルタバンク２１、可変ゲイン部２２、加算器２３を含んで構成されている。
フィルタバンク２１は、所定の周波数帯域幅を持つバンドパスフィルタ群であり、これらのバンドパスフィルタ群によって放送番組音声信号を周波数帯域ごとに分割する。可変ゲイン部２２は、ラウドネス補償ゲイン算出部３０によって算出された各周波数帯域ごとのゲインを、フィルタバンク２１から出力される周波数帯域ごとに分割された放送番組音声信号の音圧レベルに与えて、ゲイン調整を行う。加算器２３は、各周波数帯域ごとにゲイン調整された放送番組音声信号を足し合わせて出力して、所望のゲイン補正を実現する。この構成によれば、アナログ回路で安価に音声補正用フィルタ２０を構成することができる。
【００７４】
図１０は、周波数サンプリングフィルタを用いた音声補正用フィルタの他の構成例を示す図である。図１０に示す音声補正用フィルタ２０Ａは、スプライン関数補間部２４、ＩＦＦＴ演算部２５、ＦＩＲフィルタ２６を含んで構成されている。
【００７５】
スプライン関数補間部２４は、ラウドネス補償ゲイン算出部３０によって算出された各周波数帯域のゲインをそれぞれの周波数帯域の中心周波数のゲインとして、それぞれのゲイン値の間を周知のスプライン関数を用いて補間することによって周波数領域における滑らかなゲイン特性を得る。ＩＦＦＴ演算部２５は、スプライン関数補間部２４から出力されるゲイン特性を周知のＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算を用いて周波数領域から時間領域に変換し、ＦＩＲフィルタ２６のタップ係数の値を設定する。ＦＩＲフィルタ２６は、放送番組音声信号に対して時間軸上のフィルタリング処理を行い、所望のゲイン補正を実現する。この構成によれば、直線位相フィルタを実現することができ、放送番組音声信号に対する補正は、周波数帯域ごとではなく、周波数成分ごとに行うことが可能となる。
【００７６】
図１１は、周波数領域フィルタを用いた音声補正用フィルタの他の構成例を示す図である。図１１に示す音声補正用フィルタ２０Ｂは、スプライン関数補間部２７、ＦＦＴ演算部２８、周波数帯域フィルタリング部２９、ＩＦＦＴ演算部４３を含んで構成されている。
【００７７】
スプライン関数補間部２７は、ラウドネス補償ゲイン算出部３０によって算出された各周波数帯域のゲインをそれぞれの周波数帯域の中心周波数のゲインとして、それぞれのゲイン値の間を周知のスプライン関数を用いて補間することによって周波数領域における滑らかなゲイン特性を得る。ＦＦＴ演算部２８は、放送番組音声信号に対してＦＦＴ演算を行い、時間領域から周波数領域に変換する。周波数帯域フィルタリング部２９は、ＦＦＴ演算部２８から出力される周波数領域における放送番組音声信号に対して、スプライン関数補間部２７から出力される滑らかなゲイン特性によってフィルタリングを行い、ＩＦＦＴ演算部４３は、周波数帯域フィルタリング部２９から出力される周波数領域における放送番組音声信号に対してＩＦＦＴ演算を行って周波数領域から時間領域に変換し、所望のゲイン補正を実現する。ＩＦＦＴ演算の過程においては、線形フィルタリングを実現するために周知の重畳加算法（ｏｖｅｒｌａｐ−ａｄｄ  ｍｅｔｈｏｄ）や重畳保留法（ｏｖｅｒｌａｐ−ｓａｖｅ  ｍｅｔｈｏｄ  ）を用いるとよい。この構成によって、フィルタのタップ数が多いときでも演算量を比較的少なくすることができる。
【００７８】
なお、上述した３通りの音声補正フィルタ２０、２０Ａ、２０Ｂにおいては、いずれの場合もゲインが急激に変化すると出力波形が不連続になってしまうため、
Ｇ（ｎ）＝αＧ（ｎ−１）＋βＧｍ
の関係式を用いて、ゲイン特性を徐々に更新することが好ましい。ここで、Ｇ（ｎ）は時間ｎにおけるゲイン特性、Ｇ（ｎ−１）は時間ｎ−１におけるゲイン特性、Ｇｍはラウドネス補償ゲイン算出部３０等やスプライン関数補間部２４、２７によって算出されたゲイン特性である。α、βは係数でα＋β＝１になる関係がある。
【００７９】
このように、利用者がリモコンユニット２００を操作する場合にはこのリモコンユニット２００の位置を利用者の聴取位置と考えることができる。このため、このリモコンユニット２００にマイクロホン２１０を設置しておいて、テレビジョン装置本体１００からマイクロホン２１０までの音響特性を同定し、この特性が設定された音響特性設定部４２を用いることにより、テレビジョン装置本体１００に備わったスピーカ６４から出力された音声が聴取位置に到達する際の音圧レベルを知ることができ、周辺騒音の音圧レベルに基づいてこの到達した音声の音圧レベルを補正することにより、騒音発生時においても出力音声の内容を明瞭に聞き取ることが可能になる。
【００８０】
また、リモコンユニット２００とテレビジョン装置本体１００との間は赤外線を用いた通信手段によって、接続線を用いることなく接続されているため、テレビジョン装置本体１００の周辺を利用者が自由に移動する場合であっても、利用者の位置に適した音圧レベルの補正を、煩雑な配線等を行うことなく実施することが可能になる。
【００８１】
また、音響特性の同定に用いられる同定信号を発生する同定信号発生部７０を備えるとともに、同定処理部８０は、同定信号発生部７０から出力される同定信号を用いることにより、音響特性設定部４０、４２のそれぞれの音響特性の同定を行っており、同定に適した信号を用いて同定動作を行うことにより、正確に音響特性を求めることが可能になる。特に、同定信号として白色ノイズ信号を用いることにより、可聴帯域に含まれる各周波数成分を考慮した正確な音響特性を求めることが可能になる。
【００８２】
また、テレビジョン装置本体１００に備わったマイクロホン６４によって集音された音の中から周辺騒音を抽出することにより、特別な配線等を行う必要がなくなるため、周辺騒音の音圧レベルの検出が容易になる。特に、スピーカ６２に入力される音声信号を、スピーカ６２からリモコンユニット２００のマイクロホン２１０までの音響特性Ｃ２を有する音響特性設定部４２に通した後の信号を、マイクロホン６４によって集音された音信号から差し引くことにより、周辺騒音の抽出を行っている。このように、マイクロホン６４によって集音された音に基づいて簡単な演算を行うことにより、周辺騒音の音圧レベルを求めることができる。
【００８３】
ところで、上述した実施形態では、マイクロホン６４によって集音された周辺騒音が利用者の聴取位置における周辺騒音とほぼ等しいとして、この周辺騒音をラウドネス補償ゲイン算出部３０に直接入力したが、スピーカ６２からマイクロホン６４、２１０までのそれぞれの音響特性Ｃ１、Ｃ２が同定動作によって決定されているため、これらの音響特性Ｃ１、Ｃ２を用いてマイクロホン２１０の設置位置における周辺騒音の正確な音圧レベルを計算してラウドネス補償ゲイン算出部３０に入力するようにしてもよい。
【００８４】
図１２は、周辺騒音の正確な音圧レベルを計算するテレビジョン装置本体の変形例を示す図である。図１２に示すテレビジョン装置本体１００Ａは、図１に示したテレビジョン装置本体１００に対して、演算部５０とラウドネス補償ゲイン算出部３０の間に、音響特性設定部５２、５４を追加した点が異なっている。
【００８５】
音響特性設定部５２は、スピーカ６２からテレビジョン装置本体１００に設置されたマイクロホン６４までの音響系のインパルス応答としての音響特性Ｃ１に対応する逆特性Ｃ１−１が設定された逆フィルタ（第３のフィルタに対応する）であり、演算部５０から出力されるマイクロホン６４の位置での周辺騒音をスピーカ６２の位置での周辺騒音に変換する。音響特性設定部５４は、スピーカ６２からリモコンユニット２００のマイクロホン２１０までの音響系のインパルス応答としての音響特性Ｃ２が設定されたフィルタであり、スピーカ６２の位置での周辺騒音をマイクロホン２１０の位置での周辺騒音に変換する。
【００８６】
このように、音響特性設定部５２、５４を用いることにより、利用者の聴取位置における放送番組音声信号と周辺騒音信号をラウドネス補償ゲイン算出部３０に入力することが可能になり、放送番組音声信号の音圧レベルの補正をさらに厳密に行うことができる。
【００８７】
また、上述した実施形態では、スピーカ６２からテレビジョン装置本体１００に設置されたマイクロホン６４までの音響系のインパルス応答としての音響特性Ｃ１を、所定のタイミングで実施される同定動作によって求めたが、テレビジョン装置本体１００の筐体内にマイクロホン６４が設置されている場合には、テレビジョン装置本体１００の設置環境（部屋の広さ等）によらず音響特性Ｃ１がほぼ一定の固定値になるため、製造時や出荷時に音響特性設定部４０の音響特性Ｃ１を設定するようにしてもよい。これにより、同定処理部８０に含まれる適応フィルタ８２と演算部８６を省略することができ、装置構成および処理手順の簡略化が可能になる。
【００８８】
また、上述した実施形態では、リモコンユニット２００の操作部２１４に備わった「同定」キーが利用者によって押されたときに同定動作を開始するようにしたが、この同定動作の開始タイミングは、適宜決めることができる。例えば、操作部２１４に備わった「電源」キーが利用者によって押されてテレビジョン装置本体１００の電源投入が指示されたときに同定動作を開始したり、操作部２１４に備わった何らかの操作キー（例えば、チャンネル切り替えを指示するためのテンキーや音量変更を指示するアップダウンキー等）が利用者によって押されたときに同定動作を開始するようにしてもよい。このように、リモコンユニット２００が操作された場合には、その時点では利用者がその近傍にいることが明らかであり、リモコンユニット２００の位置を聴取位置とすることが可能になる。
【００８９】
〔第２の実施形態〕
図１３は、第２の実施形態のテレビジョン装置の全体構成を示す図である。図１３に示すように、本実施形態のテレビジョン装置は、テレビジョン装置本体１００Ｂとリモコンユニット２００Ａとを備えている。これらの間は、第１の実施形態のテレビジョン装置と同様に、例えば赤外線通信によって接続されている。
【００９０】
テレビジョン装置本体１００Ｂは、テレビジョン音声出力部１０、音声補正用フィルタ２０、ラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂ、適応フィルタ（ＡＤＦ）４４、アンプ６０、スピーカ６２、マイクロホン６４、受信部９０、切替スイッチ３１０、演算部３２０、スイッチ切替判定部３３０、送信部３４０を含んで構成されている。また、リモコンユニット２００Ａは、マイクロホン２１０、受音処理部２１２Ａ、操作部２１４、操作内容判定部２１６、送信部２１８、受信部２２０を含んで構成されている。
【００９１】
なお、テレビジョン装置本体１００Ｂに含まれる各構成の中で、図１に示したテレビジョン装置本体１００に含まれる各構成と基本的に同じ動作を行うものについては同じ符号が付されており、詳細な説明は省略する。同様に、リモコンユニット２００Ａに含まれる構成の中で、図２に示したリモコンユニット２００に含まれる各構成と基本的に同じ動作を行うものについては同じ符号が付されており、詳細な説明は省略する。
【００９２】
適応フィルタ４４は、テレビジョン音声出力部１０から音声補正用フィルタ２０を通って出力される放送番組音声信号を用いて、スピーカ６２からリモコンユニット２００Ａに備わったマイクロホン２１０までの音響系のインパルス応答を測定して音響特性Ｃを同定する。
【００９３】
切替スイッチ３１０は、テレビジョン装置本体１００Ｂに備わったマイクロホン６４から入力される音信号と、受信部９０によって受信されたリモコンユニット２００Ａから送られてくる音信号とが入力されており、いずれかの音信号を選択的に切り替えて演算部３２０に入力する。
【００９４】
演算部３２０は、切替スイッチ３１０から出力される音信号から、適応フィルタ４４から出力される音声信号を減算することにより、これらの誤差を出力する。音声補正用フィルタ２０から番組音声の音声信号が出力されると、適応フィルタ４４からは、この音声信号がスピーカ６２から出力されてリモコンユニット２００Ａのマイクロホン２１０に到達した時点に相当する音声信号が出力される。一方、リモコンユニット２００Ａから受信部９０に対しては、実際にマイクロホン２１０で集音された音信号が送られてくるが、この音信号には番組音声の他にマイクロホン２１０で集音された騒音も含まれている。したがって、切替スイッチ３１０を受信部９０側に切り替えることにより、演算部３２０では、実際にマイクロホン２１０によって集音された番組音声と騒音から、適応フィルタ４４から出力される番組音声のみを差し引くことができ、その差分として騒音のみを抽出することが可能になる。一方、切替スイッチ３１０をマイクロホン６４側に切り替えた場合には、マイクロホン６４で集音された番組音声と騒音から、リモコンユニット２００Ａのマイクロホン２１０の位置での番組音声を差し引くことになるため、正確に騒音のみを抽出することができないが、マイクロホン６４で集音される番組音声や騒音はリモコンユニット２００Ａのマイクロホン２１０で集音される番組音声や騒音と相関があるため、騒音の変化の有無を検出するためにこの差分信号を用いることができると考えられる。
【００９５】
スイッチ切替判定部３３０は、演算部３２０から出力される差分信号を監視することにより、切替スイッチ３１０の切替タイミングを判定する。具体的には、切替スイッチ３１０がマイクロホン６４側に切り替わっているときに演算部３２０から出力される差分信号を取り込み、騒音レベルが変化してこの差分信号のレベルの変化分が所定値以上になったときに、切替スイッチ３１０を所定時間だけ受信部９０側に切り替える。切替スイッチ３１０を受信部９０側に切り替える時間は、ラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂによって算出されるゲインの値が収束する時間に一致あるいはこれより長く設定されている。
【００９６】
ラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂは、スイッチ切替判定部３３０によって切替スイッチ３１０が受信部９０側に切り替わっているときに、適応フィルタ４４から出力される番組音声の音声信号と演算部３２０から出力される騒音信号とに基づいて、スピーカ６２から出力されて利用者によって聴取される音声の明瞭さが周辺騒音に無関係にほぼ一定となるように、音声補正用フィルタ２０のゲインを設定する。また、切替スイッチ３１０がマイクロホン６４側に切り替わる場合には、切り替わる直前に算出されたゲインの値が保持される。例えば、ラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂの具体的な構成として図７あるいは図８に示した構成をそのまま適用することができ、切替スイッチ３１０がマイクロホン６４側に切り替わる直前にスイッチ切替判定部３３０から所定の信号が入力されると、ラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂ内のラウドネス算出部３４の出力値が保持される。
【００９７】
送信部３４０は、スイッチ切替判定部３３０によって切替スイッチ３１０が受信部９０側に切り替えられるときに音声信号送信指示信号をリモコンユニット２００Ａに向けて送信する。
また、リモコンユニット２００Ａ内の受信部２２０は、テレビジョン装置本体１００Ｂ内の送信部３４０から送信される音声信号送信指示信号を受信し、この信号を受信した旨を受音処理部２１２Ａに通知する。受音処理部２１２Ａは、所定のタイミングで、マイクロホン２１０から出力される音信号を送信に適したデータ形式に変換する。本実施形態では、操作部２１４に備わった「同定」キーが押されたとき、および、テレビジョン装置本体１００Ｂ内の送信部３４０から送信された音声信号送信指示信号を受信部２２０で受信したときに、受音処理部２１２Ａによる変換処理が行われ、変換された音データが送信部２１８を介してテレビジョン装置１００Ｂ内の受信部９０に向けて送信される。
【００９８】
上述した音声補正用フィルタ２０、ラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂが音声補正手段に、演算部５０、適応フィルタ４４、スイッチ切替判定部３３０がレベル変化検出手段に、送信部２１８、３４０、受信部９０、２２０が通信手段にそれぞれ対応する。
【００９９】
第２の実施形態のテレビジョン装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
テレビジョン装置の通常動作時に適応フィルタ４４に対する音響特性Ｃの同定動作が行われるが、この動作原理は第１の実施形態の同定処理部８０によって行われる同定動作と基本的に同じであり、この同定動作によってテレビジョン装置本体１００Ｂに備わったスピーカ６２からリモコンユニット２００Ａ内のマイクロホン２１０までの音響系のインパルス応答が測定され、音響特性Ｃが決定される。
【０１００】
テレビジョン音声出力部１０から出力された放送番組の音声信号は、音声補正用フィルタ２０を介してアンプ６０に入力され、スピーカ６２から出力される。テレビジョン装置本体１００Ｂに備わったマイクロホン６４は、この放送番組の音声とともに周辺騒音を集音し、これらが合成された音信号を演算部３２０に向けて出力する。演算部３２０には、切替スイッチ３１０を介してマイクロホン６４から入力される音信号の他に、適応フィルタ４４から出力されるリモコンユニット２００Ａ内のマイクロホン２１０の位置での放送番組の音声信号が入力されており、これらの差分信号を出力する。上述したように、この差分信号のレベルは、テレビジョン装置本体１００Ｂ周辺の騒音の大きさに比例すると考えることができる。
【０１０１】
スイッチ切替判定部３３０は、演算部３２０から出力される差分信号のレベル変動を監視しており、変動分が所定値を超えると、送信部３４０からリモコンユニット２００Ａに向けて音声信号送信指示信号を送信するとともに、切替スイッチ３１０を受信部９０側に切り替える。また、ラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂによるゲイン算出動作を有効にする。以後、リモコンユニット２００Ａ内のマイクロホン２１０で集音された音（放送番組の音声と周辺騒音）に対応する音信号が受信部９０および切替スイッチ３１０を介して演算部３２０に入力されるようになり、演算部３２０では、この音信号から、適応フィルタ４４から出力されるリモコンユニット２００Ａのマイクロホン２１０の位置での放送番組の音声信号を差し引いた騒音信号を出力する。ラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂは、演算部３２０から出力される騒音信号と、適応フィルタ４４から出力される放送番組の音声信号とに基づいて、音声補正用フィルタ２０のゲインを設定する。このようにして騒音レベルが変動した後の一定時間だけ切替スイッチ３１０が受信部９０側に切り替わって、リモコンユニット２００Ａ内のマイクロホン２１０によって実際に集音された音に基づいてラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂによるゲイン設定動作が行われ、一定時間が経過すると再び切替スイッチ３１０がマイクロホン６４側に切り替わるとともに、ラウドネス補償ゲイン算出部３０Ｂによって設定されたゲインの値が保持される。このような動作が、騒音レベルが変動する毎に繰り返される。
【０１０２】
このように、リモコンユニット２００Ａにマイクロホン２１０を設置しておいて、テレビジョン装置本体１００Ｂからマイクロホン２１０までの音響特性Ｃを同定し、この特性が設定された適応フィルタ４４を用いることにより、テレビジョン装置本体１００Ｂに備わったスピーカ６２から出力された音声が聴取位置に到達する際の音圧レベルを知ることができる。また、周辺騒音の音圧レベルが変化したときに、リモコンユニット２００Ａに備わったマイクロホン２１０によって実際に集音された音を用いることにより、正確な周辺騒音の音圧レベルを知ることができ、この正確な周辺騒音の音圧レベルに基づいてこの到達した音声の音圧レベルを補正することにより、騒音発生時においても出力音声の内容を明瞭に聞き取ることが可能になる。
【０１０３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、リモコンユニット２００、２００Ａに備わったマイクロホン２１０を用いたが、利用者によって操作されると考えられる他の操作装置にマイクロホン２１０を設定するようにしてもよい。例えば、テレビジョン装置本体１００の動作に直接関係しない携帯電話等にマイクロホン２１０や音信号を送信する機能を持たせるようにしてもよい。また、この場合には通信手段として赤外線以外に無線等の手段を採用してもよい（この点についてはリモコンユニット２００等でも同様である）。
【０１０４】
また、上述した実施形態では、テレビジョン装置に本発明を適用した場合を説明したが、オーディオ装置や受信機等の音声出力機能を有する装置に本発明を適用することができる。
【０１０５】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、操作装置に第１のマイクロホンを設置しておいて、装置本体から第１のマイクロホンまでの第１の音響特性を同定し、この特性が設定された第１のフィルタを用いることにより、装置本体に備わったスピーカから出力された音声が聴取位置に到達する際の音圧レベルを知ることができ、周辺騒音の音圧レベルに基づいてこの到達した音声の音圧レベルを補正することにより、騒音発生時においても出力音声の内容を明瞭に聞き取ることが可能になる。
【０１０６】
また、操作装置に第１のマイクロホンを設置しておいて、装置本体から第１のマイクロホンまでの第１の音響特性を同定し、この特性が設定された第１のフィルタを用いることにより、装置本体に備わったスピーカから出力された音声が聴取位置に到達する際の音圧レベルを知ることができる。そして、周辺騒音の音圧レベルが変化したときに、操作装置に備わった第１のマイクロホンによって実際に集音された音を用いることにより、正確な周辺騒音の音圧レベルを知ることができ、この正確な周辺騒音の音圧レベルに基づいてこの到達した音声の音圧レベルを補正することにより、騒音発生時においても出力音声の内容を明瞭に聞き取ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のテレビジョン装置の全体構成を示す図である。
【図２】同定処理部とリモコンユニットの詳細構成を示す図である。
【図３】物理的な音圧レベルと、その音を人間が聞いたときに感じる音の大きさ（ラウドネス）との対応関係（ラウドネス曲線）を示す図である。
【図４】騒音下において静寂下と同じ大きさの音に感じるために、静寂下の音圧レベルに対してどれだけゲインを加える必要があるかを示す図である。
【図５】同定動作時におけるリモコンユニットの動作手順を示す流れ図である。
【図６】同定動作時におけるテレビジョン装置本体の動作手順を示す流れ図である。
【図７】ラウドネス補償ゲイン算出部の構成を示す図である。
【図８】ラウドネス補償ゲイン算出部の変形例の構成を示す図である。
【図９】フィルタバンクと可変ゲイン部を用いた音声補正用フィルタの具体的な構成例を示す図である。
【図１０】周波数サンプリングフィルタを用いた音声補正用フィルタの他の構成例を示す図である。
【図１１】周波数領域フィルタを用いた音声補正用フィルタの他の構成例を示す図である。
【図１２】周辺騒音の正確な音圧レベルを計算するテレビジョン装置本体の変形例を示す図である。
【図１３】第２の実施形態のテレビジョン装置の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  テレビジョン（ＴＶ）音声出力部
２０  音声補正用フィルタ
３０  ラウドネス補償ゲイン算出部
４０、４２  音響特性設定部
４４  適応フィルタ（ＡＤＦ）
５０、８６、８８、３２０  演算部
６０  アンプ
６２  スピーカ
６４、２１０  マイクロホン
７０  同定信号発生部
８０  同定処理部
８２、８４  適応フィルタ（ＡＤＦ）
９０、２２０  受信部
９２  音声補正制御部
１００、１００Ａ、１００Ｂ  テレビジョン装置本体
２００、２００Ａ  リモコンユニット
２１２、２１２Ａ  受音処理部
２１４  操作部
２１６  操作内容判定部
２１８、３４０  送信部
３１０  切替スイッチ
３３０  スイッチ切替判定部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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