(57)【要約】【課題】ノイズ源とノイズキャンセリング用スピーカとが離れた装置において、聞き手の位置が変わってもノイズキャンセリング効果を発揮させる。【解決手段】カメラ１０４とスピーカ１０５とマイク１０６を備える情報処理装置１は、カメラ１０４から入力される画像情報に基づいてユーザの位置を特定する位置特定手段１０１と、マイク１０６から入力されるノイズに基づいて該ノイズの逆位相音を生成する逆位相音生成手段１０２と、特定されたユーザの位置に基づいて、生成した前記逆位相音の位相を補正し、補正後の前記逆位相音をスピーカ１０５に出力させる位相ずれ補正手段１０３と、を有する。位相ずれ補正手段１０３は、前記ノイズのノイズ源１１０からユーザまでの距離とスピーカ１０５からユーザまでの距離との違いから位相ずれを計算する。【選択図】図２
2012078448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴帯域の雑音を発生するノイズ源と、前記雑音の位相を所定量だけ補正した音声を出力するスピーカとを有する情報処理装置であって、
前記ノイズ源から前記情報処理装置を使用するユーザまでの距離と、前記スピーカから前記ユーザまでの距離とに基づいて、前記所定量を計算することを特徴とする、情報処理装置。
【請求項２】
可聴帯域の雑音を発生するノイズ源と、可聴帯域の音声を出力するスピーカとを有する情報処理装置であって、
該情報処理装置を使用するユーザの位置を特定する位置特定手段と、
前記ノイズ源の位置と前記スピーカの位置とを記憶する記憶手段と、
前記雑音を取得するマイクと、
前記マイクが取得した前記雑音の位相を所定量だけ補正する位相補正手段と、
前記記憶手段が記憶する前記ノイズ源の位置から前記位置特定手段が特定した前記ユーザの位置までの距離と、前記記憶手段が記憶する前記スピーカの位置から前記位置特定手段が特定した前記ユーザの位置までの距離とに基づいて、前記所定量を計算する補正量計算手段とを有することを特徴とする、情報処理装置。
【請求項３】
前記位置特定手段は、
画像を取得する画像取得手段と、
前記画像において前記ユーザの占める領域を特定するユーザ画像特定手段と、
前記画像のピントを合わせることにより前記画像取得手段から前記ユーザまでの距離を測定するユーザ測距手段とを有し、
前記記憶手段は、前記画像取得手段の位置を記憶することを特徴とする、請求項２記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記位置特定手段は、
対象物までの距離を測定する第１の測距手段と、
前記第１の測距手段と異なる位置に設けられた、前記対象物までの距離を測定する第２の測距手段とを有し、
前記記憶手段は、前記第１の測距手段と前記第２の測距手段との位置を記憶することを特徴とする、請求項２記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記位置特定手段によるユーザの位置の特定を周期的に行い、ユーザの位置に変更があった場合に、前記位相補正手段による補正を行うことを特徴とする、請求項２から４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
可聴帯域の雑音を発生するノイズ源と、可聴帯域の音声を出力するスピーカと、前記雑音を取得するマイクとを有する情報処理装置によるノイズキャンセル方法であって、
前記ノイズ源の位置と前記スピーカの位置とを記憶する記憶工程と、
前記情報処理装置を使用するユーザの位置を特定する位置特定工程と、
前記記憶工程により記憶した前記ノイズ源の位置から前記位置特定工程により特定された前記ユーザの位置までの距離と、前記記憶工程により記憶した前記スピーカの位置から前記位置特定工程により特定された前記ユーザの位置までの距離とに基づいて、所定の補正量を計算する補正量計算工程と、
前記マイクが取得した前記雑音の位相を前記所定の補正量だけ補正する位相補正工程と、
を含むことを特徴とする、ノイズキャンセル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置及びノイズキャンセル方法に関し、特に、ノイズ源とノイズキャンセリング用スピーカの距離が離れた装置における情報処理装置及びノイズキャンセル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音やノイズを消音する技術として、マイクにより騒音を検出してその波形を解析し、解析結果に基づいて騒音と逆位相の波形の逆位相音をスピーカから発生させることが知られている。
【０００３】
特許文献１には、上記技術を捕虫器に応用し、羽虫を電撃格子で捕らえたときに発生する破裂音を該破裂音の逆位相音をスピーカから発生させることによって消音し、破裂音による不快感を解消させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８４７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようなノイズキャンセリング技術は、ヘッドフォンにも応用されている。ノイズキャンセラヘッドフォンは、外界のノイズを検出し、該ノイズの逆位相音をヘッドフォンから発生させて消音する。
【０００６】
しかしながら、ノイズキャンセラヘッドフォンが有効なのは、ノイズ源、スピーカ及びユーザが、それぞれ所定の位置に限定されているからである。ノイズキャンセラヘッドフォンは、スピーカがヘッドフォンであるので、ノイズはいったんヘッドフォンであるスピーカ部分を通って装着者の音を感じ取る器官に入る。したがって、スピーカとノイズ源がほぼ同じ位置にあると見なせ、そこから装着者の音を感じ取る器官までの距離も同一であるので、ノイズキャンセリング技術が有効である。
【０００７】
ところが、同じようにノイズキャンセリング技術をパーソナルコンピュータシステム（以下、ＰＣシステム）に適用しようとしても、ノイズ源とスピーカの位置は異なり、また、ノイズと逆位相音を聴取する聞き手の位置も変化しうる。なお、ＰＣシステムにおけるノイズ源は、ＣＰＵファンの風切り音やＨＤＤ等の動作音である。
【０００８】
ノイズ源とスピーカの位置が同一でない場合、逆位相音でノイズを消音しようとしても聞き手の位置によっては、かえってノイズが増幅される可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、ノイズ源とノイズキャンセリング用スピーカとが離れた装置において、聞き手の位置が変わってもノイズキャンセリング効果を発揮させることが可能な情報処理装置及びノイズキャンセル方法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】
上記目的を達成するために、本発明は、第１の態様として、可聴帯域の雑音を発生するノイズ源と、可聴帯域の音声を出力するスピーカとを有する情報処理装置であって、該情報処理装置を使用するユーザの位置を特定する位置特定手段と、前記ノイズ源の位置と前記スピーカの位置とを記憶する記憶手段と、前記雑音を取得するマイクと、前記マイクが取得した前記雑音の位相を所定量だけ補正する位相補正手段と、前記記憶手段が記憶する前記ノイズ源の位置から前記位置特定手段が特定した前記ユーザの位置までの距離と、前記記憶手段が記憶する前記スピーカの位置から前記位置特定手段が特定した前記ユーザの位置までの距離とに基づいて、前記所定量を計算する補正量計算手段とを有することを特徴とする、情報処理装置を提供するものである。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明は、第２の態様として、可聴帯域の雑音を発生するノイズ源と、可聴帯域の音声を出力するスピーカと、前記雑音を取得するマイクとを有する情報処理装置によるノイズキャンセル方法であって、前記ノイズ源の位置と前記スピーカの位置とを記憶する記憶工程と、前記情報処理装置を使用するユーザの位置を特定する位置特定工程と、前記記憶工程により記憶した前記ノイズ源の位置から前記位置特定工程により特定された前記ユーザの位置までの距離と、前記記憶工程により記憶した前記スピーカの位置から前記位置特定工程により特定された前記ユーザの位置までの距離とに基づいて、所定の補正量を計算する補正量計算工程と、前記マイクが取得した前記雑音の位相を前記所定の補正量だけ補正する位相補正工程と、を含むことを特徴とする、ノイズキャンセル方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ノイズ源とノイズキャンセリング用スピーカとが離れた装置において、聞き手の位置が変わってもノイズキャンセリング効果を発揮させることが可能な情報処理装置及びノイズキャンセル方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の外観構成例を示す概念図である。
【図２】本実施形態の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態におけるノイズキャンセル処理の手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１に、本実施形態の外観構成例を示す。
本実施形態に係る情報処理装置１は、図示のように、例えばノート型パーソナルコンピュータ（以下、ノートパソコン）として構成される。情報処理装置１は、カメラ１０４と、スピーカ１０５と、マイク１０６を備える。
【００１６】
カメラ１０４と、スピーカ１０５と、マイク１０６は、いずれも公知のものでよいが、好ましくは、情報処理装置１に固着されていて所定の位置から動かないものがよい。スピーカ１０５は、後述するノイズキャンセル処理によってノイズの逆位相音を発生させるスピーカであり、ノイズキャンセリング用スピーカである。
【００１７】
また、情報処理装置１には、ノイズ源１１０が存在する。ノイズ源１１０は、ノイズを発生させる複数のデバイス（風切り音を発するＣＰＵクーラーファンや動作音を発生させるＨＤＤ又は光学式ドライブ等）から想定される理念的な音源とする。
【００１８】
ノイズ源１１０の位置が本実施形態では問題となる。ノイズ源１１０は、例えば、ノイズを発生させる各デバイスの位置を、騒音の大きさにより重み付けして平均した場所に位置するものとしてもよい。ノイズ源１１０の位置は、各デバイスの位置が固定されているので、ノートパソコンの機種ごとに既知である。
【００１９】
スピーカ１０５とユーザ（聞き手）の間の距離をＬ１とする。一方、ノイズ源１１０とユーザ（聞き手）の間の距離をＬ２とする。ユーザの位置は、より厳密には、両耳の中間点としてもよい。ユーザの位置は、さまざまに変わりうるので、Ｌ１とＬ２はユーザの位置に応じて変化しうる。
【００２０】
情報処理装置１は、図１に図示しないＣＰＵやメモリ等の所定の情報処理を実行するハードウェアを内部に内蔵し、また、当該ハードウェアを利用して所定の情報処理を当該ハードウェアに実行させるソフトウェアプログラムもまた、有する。ソフトウェアプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されている。このようなハードウェアとソフトウェアプログラムの協働によって、本実施形態の制御部１００が構成される。
【００２１】
図２に、本実施形態の機能構成を示す。
情報処理装置１は、図１で示したカメラ１０４とスピーカ１０５とマイク１０６とノイズ源１１０の他に、制御部１００を備える。制御部１００は、位置特定手段１０１と、逆位相音生成手段１０２と、位相ずれ補正手段１０３とを有する。
【００２２】
制御部１００は、情報処理装置１全体を制御する機能を備える。とりわけ、制御部１００は、アプリケーションを用いて音楽や映像コンテンツの再生処理をするときなどに、位置特定手段１０１と、逆位相音生成手段１０２と、位相ずれ補正手段１０３を用いてノイズキャンセル処理を実行する。
【００２３】
位置特定手段１０１は、カメラ１０４から入力される画像情報に基づいて、ユーザの位置を割り出し、位置情報として位相ずれ補正手段１０３に出力する。ユーザのカメラ１０４からの距離については、カメラ１０４のオートフォーカス機能により計測する。具体的には、カメラ１０４から入力される画像情報においてユーザの占める領域を特定して、特定した領域にピントを合わせる（換言すれば画像のピントを合わせる）ことにより測距する。ユーザの方向（カメラ１０４の正面を基準に上下左右のどの位置にあるか）については、カメラ１０４が撮像した画像を解析して割り出す。
【００２４】
位相ずれ補正手段１０３に出力される位置情報は、前述のスピーカ１０５とユーザの間の距離：Ｌ１と、ノイズ源１１０とユーザの間の距離：Ｌ２を計算するために用いられる。位置特定手段１０１がＬ１とＬ２を計算してもよい。
【００２５】
逆位相音生成手段１０２は、マイク１０６が集音し逆位相音生成手段１０２に入力するノイズ音に基づいて、ノイズ音とちょうど１８０度ずれの逆位相になるような０度〜３６０度の適したずれを計算し、逆位相音を生成する。
【００２６】
位相ずれ補正手段１０３は、逆位相音生成手段１０２が生成した逆位相音を、Ｌ１とＬ２に基づいて、ユーザの聴く位置で逆位相音がノイズ音とちょうど１８０度ずれの逆位相になるような０度〜３６０度の適したずれを計算し、逆位相音を補正する。また、位相ずれ補正手段１０３は、補正後の逆位相音をスピーカ１０５を用いてスピーカ１０５から出力する。
【００２７】
図３に、本実施形態におけるノイズキャンセル処理の手順を示す。
制御部１００によりノイズキャンセル処理が開始されると、まず、カメラ１０４が作動する（ステップＳ１０１）。次に、位置特定手段１０１がカメラ１０４から入力される画像情報に基づいて、ユーザがいるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
【００２８】
ユーザがいると判断されると、位置特定手段１０１は、ユーザ位置を特定して、ユーザの位置情報を取得する（ステップＳ１０３）。取得した位置情報は、図示しない一時メモリ等にいったん記憶しておく。記憶しておく位置情報は、前回と今回取得したものを少なくとも記憶しておく。
【００２９】
次に、位相ずれ補正手段１０３は、前回の位置情報と今回取得した位置情報とを比較して、ユーザの位置が以前と変わったか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ユーザ位置に変更があると判断される場合は、ユーザの位置から位相ずれを計算する（ステップＳ１０５）。変更がないと判断される場合は位相ずれの計算はしない。
【００３０】
位相ずれの計算は、具体的には、Ｌ１とＬ２の再計算をして、その差分に応じて、逆位相音生成手段１０２が生成した逆位相音の位相をずらす計算をするとよい。
【００３１】
次に、位相ずれ補正手段１０３は、補正後の逆位相音を、スピーカ１０５を用いて発する（ステップＳ１０６）。
ステップＳ１０２からステップＳ１０６までのサイクルは、所定の周期で繰り返す。
なお、ノイズキャンセル処理のフローが初めて実行された場合は、ステップＳ１０４において以前の位置情報がないので（未定義）、必ず位相ずれを計算するようにするとよい。
【００３２】
上述した本実施形態によれば、ノイズの逆位相音を発してノイズを軽減するノイズキャンセリング技術を情報処理装置に適用することが可能になる。
【００３３】
また、本実施形態は、ノイズ源１１０とノイズキャンセリング用スピーカであるスピーカ１０５とが離れてはいるが、聴き手とノイズ源１１０の間の距離や聴き手とスピーカ１０５の間の距離に基づいて位相ずれ補正手段１０３により逆位相音の位相をずらすので、聞き手の位置が変わってもノイズキャンセリング効果を発揮させることが可能である。
【００３４】
なお、上述した本実施形態は、種々の変形実施が可能である。例えば、ユーザ位置を特定するために、本実施形態ではカメラ１０４で撮像した画像を用いたが、他に例えば、異なる位置に設けられた２点以上の赤外線測距センサを用いて位置を特定してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１    情報処理装置
１００    制御部
１０１    位置特定手段
１０２    逆位相音生成手段
１０３    位相ずれ補正手段
１０４    カメラ
１０５    スピーカ
１０６    マイク
１１０    ノイズ源
【図１】
2012078448.tif 000003
【図２】
2012078448.tif 000004
【図３】
2012078448.tif 000005