(57)【要約】  搬送波信号を生成する搬送波生成部（４）と、搬送波生成部（４）により生成された搬送波信号をオーディオ信号で振幅変調した変調波信号を生成する変調部（６）と、オーディオ信号を絶対値に変換する絶対値変換部（７）と、絶対値変換部（７）により変換されたオーディオ信号に対し、１サンプリング前のオーディオ信号を用いて指数型加重移動平均を行い、オーディオ信号の音圧レベルを推定する指数型加重移動平均部（８）と、搬送波生成部（４）により生成された搬送波信号に、指数型加重移動平均部（８）により推定された音圧レベルを乗算する乗算部（１０）とを備えた。
2018142503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波信号を生成する搬送波生成部と、
前記搬送波生成部により生成された搬送波信号をオーディオ信号で振幅変調した変調波信号を生成する変調部と、
前記オーディオ信号を絶対値に変換する絶対値変換部と、
前記絶対値変換部により変換されたオーディオ信号に対し、１サンプリング前のオーディオ信号を用いて指数型加重移動平均を行い、オーディオ信号の音圧レベルを推定する指数型加重移動平均部と、
前記搬送波生成部により生成された搬送波信号に、前記指数型加重移動平均部により推定された音圧レベルを乗算する乗算部と
を備えた超指向性音響装置。
【請求項２】
前記指数型加重移動平均部は、複数直列に連結された
ことを特徴とする請求項１記載の超指向性音響装置。
【請求項３】
前記変調部は、前記搬送波生成部により生成された搬送波信号を前記オーディオ信号でＳＳＢ変調するＳＳＢ変調部である
ことを特徴とする請求項１記載の超指向性音響装置。
【請求項４】
前記ＳＳＢ変調部は、Ｗｅａｖｅｒ方式によるＳＳＢ変調を行う
ことを特徴とする請求項３記載の超指向性音響装置。
【請求項５】
前記ＳＳＢ変調部は、メリゴ方式によるＳＳＢ変調を行う
ことを特徴とする請求項３記載の超指向性音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波帯域の搬送波信号を用いて可聴音を狭いエリアに放射する超指向性音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超指向性音響装置は、超音波帯域の搬送波信号を可聴音であるオーディオ信号で振幅変調した変調波信号と、当該搬送波信号とを加算して、超音波エミッタから放射する。これにより、空気中で、搬送波信号と変調波信号との非線形相互作用で、搬送波信号と変調波信号との差音が生じ、可聴音が自己復調される。【０００３】
この超指向性音響装置では、オーディオ信号の音圧レベルの変動に応じ、放射する搬送波信号の音圧レベルを変えることで、消費電力を低減している（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示された方法では、ヒルベルトフィルタ出力のうちの一部の信号を遅延線で遅延し、残りの信号から瞬間エンベロープを検出することでオーディオ信号の音圧レベルを監視し、その検出結果に基づいて搬送波信号の音圧レベルを変えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５２７９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、オーディオ信号の音圧レベルを監視するため、ヒルベルトフィルタ出力のうちの一部の信号を遅延させる必要がある。また、ヒルベルトフィルタは、例えば図９に示すように多数の遅延部を有している。このように、特許文献１に開示された方法では、実用上影響のある遅延が生じるという課題がある。
また、ヒルベルトフィルタでは、図９に示すように、多数の遅延部及び多数の加算部を有しているため、回路規模が大きくなり、コストが増大するという課題がある。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、実用上の遅延がない超指向性音響装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る超指向性音響装置は、搬送波信号を生成する搬送波生成部と、搬送波生成部により生成された搬送波信号をオーディオ信号で振幅変調した変調波信号を生成する変調部と、オーディオ信号を絶対値に変換する絶対値変換部と、絶対値変換部により変換されたオーディオ信号に対し、１サンプリング前のオーディオ信号を用いて指数型加重移動平均を行い、オーディオ信号の音圧レベルを推定する指数型加重移動平均部と、搬送波生成部により生成された搬送波信号に、指数型加重移動平均部により推定された音圧レベルを乗算する乗算部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記のように構成したので、実用上の遅延がない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る超指向性音響装置の概略構成例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるＳＳＢ変調部の概略構成例を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１における指数型加重移動平均部の概略構成例を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る超指向性音響装置の動作例を示すフローチャートである。
【図５】図５Ａ〜図５Ｄは、この発明の実施の形態１に係る超指向性音響装置の効果の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２における指数型加重移動平均部の概略構成例を示す図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃは、この発明の実施の形態２に係る超指向性音響装置の効果の一例を示す図である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｃは、この発明の実施の形態２に係る超指向性音響装置の効果の別の一例を示す図である。
【図９】従来の超指向性音響装置で用いられるヒルベルトフィルタの概略構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る超指向性音響装置の構成例を示すブロック図である。
超指向性音響装置は、図１に示すように、変調器１、増幅部２及び超音波エミッタ３を備えている。また、変調器１は、搬送波生成部４、ゲイン調整部５、変調部６、絶対値変換部７、指数型加重移動平均部８、増幅部９、乗算部１０及び加算部１１を備えている。
【００１１】
搬送波生成部４は、超音波帯域の搬送波信号を生成する。この搬送波生成部４により生成された搬送波信号は、変調部６及び乗算部１０に出力される。
【００１２】
ゲイン調整部５は、外部から入力された可聴音であるオーディオ信号のゲイン（振幅）を調整する。この際、ゲイン調整部５は、上記オーディオ信号のゲインを、後段の処理が実施可能な値へ調整する。このゲイン調整部５によりゲインが調整されたオーディオ信号は、変調部６及び絶対値変換部７に出力される。
【００１３】
変調部６は、搬送波生成部４により生成された搬送波信号を、ゲイン調整部５によりゲインが調整されたオーディオ信号で振幅変調した変調波信号を生成する。この変調部６として、ＳＳＢ（Ｓｉｎｇｌｅ  ＳｉｄｅＢａｎｄ）変調を行うＳＳＢ変調部又はＤＳＢ（Ｄｏｕｂｌｅ  ＳｉｄｅＢａｎｄ）変調を行うＤＳＢ変調部が用いられる。この変調部６により生成された変調波信号は、加算部１１に出力される。
【００１４】
絶対値変換部７は、ゲイン調整部５によりゲインが調整されたオーディオ信号を絶対値に変換する。この絶対値変換部７により絶対値に変換されたオーディオ信号は、指数型加重移動平均部８に出力される。
【００１５】
指数型加重移動平均部８は、絶対値変換部７により絶対値に変換されたオーディオ信号に対し、１サンプリング前のオーディオ信号を用いて指数型加重移動平均を行い、オーディオ信号の音圧レベルを推定する。この指数型加重移動平均部８により推定された音圧レベルを示す信号は、増幅部９に出力される。
【００１６】
増幅部９は、指数型加重移動平均部８により推測された音圧レベルを示す信号を増幅する。この増幅部９により増幅された信号は、乗算部１０に出力される。
【００１７】
乗算部１０は、搬送波生成部４により生成された搬送波信号に、増幅部９により増幅された信号を乗算する。この乗算部１０により、搬送波信号を、可聴音の自己復調に必要且つ十分な音圧レベルに変換する。
【００１８】
加算部１１は、乗算部１０により音圧レベルが変換された搬送波信号と、変調部６により生成された変調波信号とを加算する。この加算部１１により搬送波信号と変調波信号とが加算された信号は、増幅部２に出力される。
【００１９】
増幅部２は、加算部１１により搬送波信号と変調波信号とが加算された信号を増幅する。この際、増幅部２は、超音波エミッタ３を駆動することが可能なレベルまで上記信号を増幅する。この増幅部２により増幅された信号は、超音波エミッタ３に出力される。
超音波エミッタ３は、増幅部２により増幅された信号を空気中に放射する。この超音波エミッタ３は、複数の超音波エミッタ素子（不図示）から成る。
【００２０】
次に、変調部６の構成例について、図２を参照しながら説明する。図２では、変調部６として、遅延の少ないＷｅａｖｅｒ方式によるＳＳＢ変調を行うＳＳＢ変調部を用いた場合を示す。
変調部６は、図２に示すように、正弦波生成部６０１、移相部６０２、乗算部６０３、乗算部６０４、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６０５、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６０６、基準周波数生成部６０７、移相部６０８、乗算部６０９、乗算部６１０及び加減算部６１１を有している。
【００２１】
正弦波生成部６０１は、オーディオ信号の帯域中心の周波数である正弦波信号を生成する。この正弦波生成部６０１により生成された正弦波信号は、移相部６０２及び乗算部６０４に出力される。
ここで、超指向性音響装置で扱うオーディオ信号の周波数帯域が例えば０．５［ｋＨｚ］〜８．０［ｋＨｚ］である場合には、帯域中心の周波数は４．２５［ｋＨｚ］となる。なお、一般的には、０．３［ｋＨｚ］〜１０．０［ｋＨｚ］程度の周波数帯域をオーディオ信号として扱うことが多い。
【００２２】
移相部６０２は、正弦波生成部６０１により生成された正弦波信号の位相をπ／２［ｒａｄ．］進める。この移相部６０２により位相がπ／２［ｒａｄ．］進められた正弦波信号は、乗算部６０３に出力される。
【００２３】
乗算部６０３は、ゲイン調整部５によりゲインが調整されたオーディオ信号に、移相部６０２により位相がπ／２［ｒａｄ．］進められた正弦波信号を乗算する。すなわち、乗算部６０３は、位相がπ／２［ｒａｄ．］進められた正弦波信号を副搬送波信号として、オーディオ信号を振幅変調（ＤＳＢ変調）した変調波信号を生成する。この乗算部６０３により生成された変調波信号は、ローパスフィルタ６０５に出力される。
【００２４】
乗算部６０４は、ゲイン調整部５によりゲインが調整されたオーディオ信号に、正弦波生成部６０１により生成された正弦波信号を乗算する。すなわち、乗算部６０４は、位相がずれていない正弦波信号を副搬送波信号として、オーディオ信号を振幅変調（ＤＳＢ変調）した変調波信号を生成する。この乗算部６０４により生成された変調波信号は、ローパスフィルタ６０６に出力される。
【００２５】
ローパスフィルタ６０５は、乗算部６０３により生成された変調波信号から、オーディオ信号の帯域中心以下である低域の信号のみを抽出する。すなわち、ローパスフィルタ６０５は、遮断周波数がオーディオ信号の帯域中心の周波数である低域通過フィルタであり、上記変調波信号のうち、上側帯域のサイドバンド成分をカットし、下側帯域のサイドバンド成分のみを抽出する。このローパスフィルタ６０５により抽出された信号は、乗算部６０９に出力される。
【００２６】
ローパスフィルタ６０６は、乗算部６０４により生成された変調波信号から、オーディオ信号の帯域中心以下である低域の信号のみを抽出する。すなわち、ローパスフィルタ６０６は、遮断周波数がオーディオ信号の帯域中心の周波数である低域通過フィルタであり、上記変調波信号のうち、上側帯域のサイドバンド成分をカットし、下側帯域のサイドバンド成分のみを抽出する。このローパスフィルタ６０６により抽出された信号は、乗算部６１０に出力される。
【００２７】
基準周波数生成部６０７は、搬送波生成部４により生成された搬送波信号に基づいて、当該搬送波信号の周波数からオーディオ信号の帯域中心の周波数だけずれた周波数である正弦波信号（基準周波数信号）を生成する。この基準周波数生成部６０７により生成された正弦波信号は、移相部６０８及び乗算部６１０に出力される。
例えばオーディオ信号の帯域中心の周波数が４．２５［ｋＨｚ］であり、搬送波信号の周波数がｆｃである場合には、基準周波数生成部６０７は、ｆｃ＋４．２５［ｋＨｚ］又はｆｃ−４．２５［ｋＨｚ］の周波数である正弦波信号を生成する。なお、基準周波数生成部６０７は、生成する正弦波信号の周波数をｆｃ＋４．２５［ｋＨｚ］又はｆｃ−４．２５［ｋＨｚ］のうちの何れとするかは、変調器１による変調動作による。
【００２８】
なお上記では、基準周波数生成部６０７は、搬送波生成部４により生成された搬送波信号に基づき、正弦波信号を生成する場合を示した。しかしながら、これに限らず、基準周波数生成部６０７が生成する正弦波信号の周波数は、自ら設定してもよい。
【００２９】
移相部６０８は、基準周波数生成部６０７により生成された正弦波信号の位相をπ／２［ｒａｄ．］進める。この移相部６０８により位相がπ／２［ｒａｄ．］進められた正弦波信号は、乗算部６０９に出力される。
【００３０】
乗算部６０９は、ローパスフィルタ６０５により抽出された信号に、移相部６０８により位相がπ／２［ｒａｄ．］進められた正弦波信号を乗算する。すなわち、乗算部６０９は、上側波帯と下側波帯の位相が逆相である信号を生成する。この乗算部６０９により生成された信号は、加減算部６１１に出力される。
【００３１】
乗算部６１０は、ローパスフィルタ６０６により抽出された信号に、基準周波数生成部６０７により生成された正弦波信号を乗算する。すなわち、乗算部６１０は、上側波帯と下側波帯の位相が同相である信号を生成する。この乗算部６１０により生成された信号は、加減算部６１１に出力される。
【００３２】
加減算部６１１は、乗算部６０９により生成された信号と乗算部６１０により生成された信号とを加算、又は、乗算部６１０により生成された信号から乗算部６０９により生成された信号を減算する。なお、加減算部６１１が、加算又は減算の何れの処理を行うかは、変調器１による変動動作による。
【００３３】
例えば、変調器１が上側帯域のサイドバンド成分を用いた変調波信号を生成する場合には、基準周波数生成部６０７は周波数がｆｃ＋４．２５［ｋＨｚ］である正弦波信号を生成し、加減算部６１１は乗算部６０９により生成された信号と乗算部６１０により生成された信号とを加算する。この加算処理により、逆相の成分が打ち消され、同相である上側帯域のサイドバンド成分を有する変調波信号が生成される。
また、変調器１が下側帯域のサイドバンド成分を用いた変調波信号を生成する場合には、基準周波数生成部６０７は周波数ｆｃ−４．２５［ｋＨｚ］である正弦波信号を生成し、加減算部６１１は乗算部６１０により生成された信号から乗算部６０９により生成された信号を減算する。この減算処理により、同相の成分が打ち消され、逆相である下側帯域のサイドバンド成分を有する変調波信号が生成される。
【００３４】
なお、変調部６は、超音波エミッタ３から放射される信号の音圧周波数特性に応じ、上側帯域のサイドバンド成分又は下側帯域のサイドバンド成分のうちの効率良く信号を放射できる帯域のサイドバンド成分を用いる。
【００３５】
また上記では、変調部６として、Ｗｅａｖｅｒ方式によるＳＳＢ変調を行うＳＳＢ変調部を用いた場合を示した。しかしながら、これに限らず、変調部６として、例えば非特許文献１に開示されたメリゴ方式によるＳＳＢ変調を行うＳＳＢ変調部を用いてもよい。
【非特許文献１】ＣＱ出版社ハムジャーナル８６号Ａｕｇ．１９９３「メリゴ方式によるＳＳＢジェネレータとＳＳＢ復調器」
【００３６】
次に、指数型加重移動平均部８の構成例について、図３を参照しながら説明する。
指数型加重移動平均部８は、図３に示すように、遅延部８０１、定数設定部８０２、乗算部８０３、定数設定部８０４、乗算部８０５及び加算部８０６を有している。
【００３７】
遅延部８０１は、絶対値変換部７により変換されたオーディオ信号を１サンプリング分遅延する。この遅延部８０１により遅延されたオーディオ信号は、乗算部８０３に出力される。
【００３８】
定数設定部８０２は、定数ａを設定する。この定数ａは、０．５より大きく１未満の範囲内で、超指向性音響装置におけるオーディオ信号のサンプリング数（分解能）に応じて適宜設定される。すなわち、指数型加重移動平均部８では、１サンプリング前のオーディオ信号に対して高い重み付けを行う。なお、定数ａは１に近い値である方が、オーディオ信号の音圧レベルの推定値曲線を平滑にできる。この定数設定部８０２により設定された定数ａを示す信号は、乗算部８０３に出力される。
【００３９】
乗算部８０３は、遅延部８０１により遅延されたオーディオ信号に、定数設定部８０２により設定された定数ａを乗算する。この乗算部８０３により定数ａが乗算された１サンプリング前のオーディオ信号は、加算部８０６に出力される。
【００４０】
定数設定部８０４は、定数（１−ａ）を設定する。この定数設定部８０４により設定された定数（１−ａ）を示す信号は、乗算部８０５に出力される。
【００４１】
乗算部８０５は、絶対値変換部７により変換されたオーディオ信号に、定数設定部８０４により設定された定数（１−ａ）を乗算する。この乗算部８０５により定数（１−ａ）が乗算されたオーディオ信号は、加算部８０６に出力される。
【００４２】
加算部８０６は、乗算部８０３により定数ａが乗算された１サンプリング前のオーディオ信号と、乗算部８０５により定数（１−ａ）が乗算されたオーディオ信号とを加算する。
【００４３】
次に、実施の形態１に係る超指向性音響装置の動作例について、図４を参照しながら説明する。
実施の形態１に係る超指向性音響装置では、図４に示すように、まず、搬送波生成部４が、超音波帯域の搬送波信号を生成する（ステップＳＴ１）。
また、ゲイン調整部５が、外部から入力された可聴音であるオーディオ信号のゲインを調整する（ステップＳＴ２）。
次いで、変調部６が、搬送波生成部４により生成された搬送波信号を、ゲイン調整部５によりゲインが調整されたオーディオ信号で振幅変調した変調波信号を生成する（ステップＳＴ３）。
【００４４】
また、絶対値変換部７が、ゲイン調整部５によりゲインが調整されたオーディオ信号を絶対値に変換する（ステップＳＴ４）。
次いで、指数型加重移動平均部８は、絶対値変換部７により絶対値に変換されたオーディオ信号に対し、１サンプリング前のオーディオ信号を用いて指数型加重移動平均を行い、オーディオ信号の音圧レベルを推定する（ステップＳＴ５）。
次いで、増幅部９は、指数型加重移動平均部８により推測された音圧レベルを示す信号を増幅する（ステップＳＴ６）。
【００４５】
次いで、乗算部１０は、搬送波生成部４により生成された搬送波信号に、増幅部９により増幅された信号を乗算する（ステップＳＴ７）。これにより、オーディオ信号の音圧レベルの変動に応じて、搬送波信号の音圧レベルが変えられる。
次いで、加算部１１は、乗算部１０により音圧レベルが変換された搬送波信号と、変調部６により生成された変調波信号とを加算する（ステップＳＴ８）。
【００４６】
次いで、増幅部２は、加算部１１により搬送波信号と変調波信号とが加算された信号を増幅する（ステップＳＴ９）。
次いで、超音波エミッタ３は、増幅部２により増幅された信号を空気中に放射する（ステップＳＴ１０）。その後、超音波エミッタ３により放射された信号（搬送波信号及び変調波信号）は、空気中で可聴音に自己復調し、ビーム状の音場を形成する。
【００４７】
次に、実施の形態１に係る超指向性音響装置の効果について、図５を参照しながら説明する。図５Ａは、超指向性音響装置に入力されるオーディオ信号を示している。また、図５Ｂは、従来の超指向性音響装置によるオーディオ信号の音圧レベルの監視結果を示している。また、図５Ｃ，５Ｄは、実施の形態１に係る超指向性音響装置によるオーディオ信号の音圧レベルの推定結果を示している。
従来の超指向性音響装置では、図５Ｂに示すように、オーディオ信号の音圧レベルの監視結果に遅延が生じている。
一方、実施の形態１に係る超指向性音響装置では、図５Ｃ，５Ｄに示すように、オーディオ信号の音圧レベルの推定結果には遅延が生じていない。なお図５Ｃは、定数ａを０．９８とし、１サンプリング前のオーディオ信号の初期値を０．１５とした場合の推定結果を示し、図５Ｄは、定数ａを０．９９とし、１サンプリング前のオーディオ信号の初期値を０．１５とした場合の推定結果を示している。
【００４８】
ここで、実施の形態１に係る超指向性音響装置では、指数型加重移動平均部８で、オーディオ信号に対し、１サンプリング前のオーディオ信号に対して高い重み付けを行う指数型加重移動平均を行って、オーディオ信号の音圧レベルを推定している。このように指数型加重移動平均部８による処理は、１サンプリング前のデータのみを使用した単純な計算であるため、実用上の遅延がなく、且つ小規模な回路構成を実現できる。また、指数型加重移動平均部８を小規模な回路構成で実現できるため、コストを低減できる。
【００４９】
また上記では、変調器１に加算部１１を設け、超音波エミッタ３が、搬送波信号と変調波信号とを加算した信号を放射する場合を示した。しかしながら、これに限らず、変調器１には加算部１１は設けず、超音波エミッタ３が、搬送波信号と変調波信号とを分離した状態で放射するように構成してもよい。
【００５０】
以上のように、この実施の形態１によれば、搬送波信号を生成する搬送波生成部４と、搬送波生成部４により生成された搬送波信号をオーディオ信号で振幅変調した変調波信号を生成する変調部６と、オーディオ信号を絶対値に変換する絶対値変換部７と、絶対値変換部７により変換されたオーディオ信号に対し、１サンプリング前のオーディオ信号を用いて指数型加重移動平均を行い、オーディオ信号の音圧レベルを推定する指数型加重移動平均部８と、搬送波生成部４により生成された搬送波信号に、指数型加重移動平均部８により推定された音圧レベルを乗算する乗算部１０とを備えたので、実用上の遅延がない。
【００５１】
実施の形態２．
実施の形態１では、図１に示すように、単一の指数型加重移動平均部８を用いた場合を示した。しかしながら、これに限らず、図６に示すように、複数の指数型加重移動平均部８を直列に連結してもよい。図６では４つの指数型加重移動平均部８（８−１〜８−４）を直列に連結した場合を示している。
【００５２】
なお、各指数型加重移動平均部８で用いる定数ａ〜ｄは、０．５より大きく１未満の範囲内であり、超指向性音響装置におけるオーディオ信号のサンプリング数に応じて適宜設定される。なお、各定数ａ〜ｄは同一である必要はなく、異なる値でもよい。
【００５３】
次に、実施の形態２に係る超指向性音響装置の効果について、図７を参照しながら説明する。図７Ａは、超指向性音響装置に入力されるオーディオ信号を示している。なお図７Ａに示すオーディオ信号では、無音の区間が含まれている。また、図７Ｂは、従来の超指向性音響装置によるオーディオ信号の音圧レベルの監視結果を示している。また、図７Ｃ、実施の形態２に係る超指向性音響装置によるオーディオ信号の音圧レベルの推定結果を示している。
従来の超指向性音響装置では、図７Ｂに示すように、オーディオ信号の音圧レベルの監視結果に遅延が生じている。また、図７Ｂに示す監視結果では、無音の区間に対する応答性が悪い。
一方、実施の形態２に係る超指向性音響装置では、図７Ｃに示すように、オーディオ信号の音圧レベルの推定結果には遅延が生じていない。また図７Ｃに示す推定結果では、無音の区間に対する応答性が良い。なお図７Ｃは、定数ａを０．９とし、定数ｂ〜ｄを０．８８とし、１サンプリング前のオーディオ信号の初期値を０．１５とした場合の推定結果を示している。
【００５４】
ここで、実施の形態２に係る超指向性音響装置では、指数型加重移動平均部８で、オーディオ信号に対し、１サンプリング前のオーディオ信号に対して高い重み付けを行う指数型加重移動平均を行って、オーディオ信号の音圧レベルを推定している。このように指数型加重移動平均部８による処理は、１サンプリング前のデータのみを使用した単純な計算であるため、実用上の遅延がなく、且つ小規模な回路構成を実現できる。また、指数型加重移動平均部８を小規模な回路構成で実現できるため、コストを低減できる。
また、複数の指数型加重移動平均部８を直列に連結することで、実施の形態１に対し、オーディオ信号の音圧レベルの推定値曲線をより平滑にできる。
【００５５】
また、図８では定数ａ〜ｄの設定による効果の違いを示している。
図８Ａは、超指向性音響装置に入力されるオーディオ信号を示している。また、図８Ｂは、定数ａ〜ｄを０．９６５とし、１サンプリング前のオーディオ信号の初期値を０．１５とした場合での、実施の形態２に係る超指向性音響装置によるオーディオ信号の音圧レベルの推定結果を示している。また、図８Ｃは、定数ａを０．９９とし、定数ｂ〜ｄを０．９５とし、１サンプリング前のオーディオ信号の初期値を０．１５とした場合での、実施の形態２に係る超指向性音響装置によるオーディオ信号の音圧レベルの推定結果を示している。なお図８Ｃにおける破線は、図８Ｂに示す推定結果の立上がりを示している。
図８Ｂ，８Ｃに示すように、定数ａ〜ｄを適切に設定することで、応答性の良い（波形の立上がり及び立下りが急峻な）推定値曲線を得ることが可能となる。
【００５６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
この発明に係る超指向性音響装置は、実用上の遅延がなくなり、超音波帯域の搬送波信号を用いて可聴音を狭いエリアに放射する超指向性音響装置等に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００５８】
１  変調器、２  増幅部、３  超音波エミッタ、４  搬送波生成部、５  ゲイン調整部、６  変調部、７  絶対値変換部、８  指数型加重移動平均部、９  増幅部、１０  乗算部、１１  加算部、６０１  正弦波生成部、６０２  移相部、６０３  乗算部、６０４  乗算部、６０５  ローパスフィルタ、６０６  ローパスフィルタ、６０７  基準周波数生成部、６０８  移相部、６０９  乗算部、６１０  乗算部、６１１  加減算部、８０１  遅延部、８０２  定数設定部、８０３  乗算部、８０４  定数設定部、８０５  乗算部、８０６  加算部。
【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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【国際調査報告】
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