(57)【要約】【課題】音源の周囲に配置された複数の消音装置を用いて、当該音源からの音波を任意の目標位置において消音する。【解決手段】実施形態によれば、能動消音システムは、少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つのマイクロフォンと、複数のスピーカ部とを含む。センサは、目標位置に関する情報を検出する。マイクロフォンは、音源から出力される第１の音波を受け取って第１の音声信号を生成する。複数のスピーカ部のうち目標位置に基づいて選択された少なくとも１つのスピーカ部が、第１の音波を目標位置において阻害する第２の音波を第１の音声信号に基づいて出力する。【選択図】図１
2017097015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標位置に関する情報を検出する少なくとも１つのセンサと、
音源から出力される第１の音波を受け取って第１の音声信号を生成する少なくとも１つのマイクロフォンと、
複数のスピーカ部と
を具備し、
前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置に基づいて選択された少なくとも１つのスピーカ部が、前記第１の音波を前記目標位置において阻害する第２の音波を前記第１の音声信号に基づいて出力する、
能動消音システム。
【請求項２】
前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置からの距離が最小のスピーカ部が前記第２の音波を出力する、請求項１記載の能動消音システム。
【請求項３】
前記センサが、前記音源の位置に関する情報をさらに検出し、
前記マイクロフォンのうち前記音源の位置に基づいて選択された少なくとも１つが、前記第１の音波を受け取る、
請求項１記載の能動消音システム。
【請求項４】
前記マイクロフォンのうち前記音源の位置からの距離が最小のマイクロフォンが、前記第１の音波を受け取る、請求項３記載の能動消音システム。
【請求項５】
それぞれ前記複数のスピーカ部および前記マイクロフォンのうち少なくとも１つに接続された複数の通信部をさらに具備し、
前記第１の音波を受け取るマイクロフォンに接続された通信部は、前記第２の音波を出力するスピーカ部に接続された通信部へと、前記第１の音声信号を伝送する、
請求項３記載の能動消音システム。
【請求項６】
前記センサは、前記音源の位置に関する情報と、周囲の空間の形状に関する情報とをさらに検出し、
前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置に基づいて選択された少なくとも１つのスピーカ部に入力される第２の音声信号は、前記第２の音波が前記目標位置において前記第１の音波の逆位相波に相当するように、前記目標位置に関する情報と、前記音源の位置に関する情報と、前記空間の形状に関する情報と、前記第１の音声信号とに基づいて計算される、
請求項１記載の能動消音システム。
【請求項７】
前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置に基づいて選択された少なくとも１つのスピーカ部に入力される第２の音声信号は、前記第１の音声信号に基づくマスキング音に対応する、請求項１記載の能動消音システム。
【請求項８】
前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置からの距離に基づいて選択された複数のスピーカ部が、前記第１の音声信号に基づいて前記第２の音波を個別に出力する、請求項１記載の能動消音システム。
【請求項９】
前記センサから前記目標位置に関する情報を受信する通信部と、
前記目標位置に関する情報に基づいて前記目標位置を計算し、当該目標位置に基づいて前記第２の音波を出力するスピーカ部を選択する目標位置計算部と
を含む親機をさらに具備する、請求項１記載の能動消音システム。
【請求項１０】
前記目標位置に関する情報に基づいて前記目標位置を計算する目標位置計算部と、
前記音源の位置に関する情報に基づいて前記音源の位置を計算する音源位置計算部と、
前記空間の形状に関する情報に基づいて前記空間の形状を計算する空間形状計算部と、
前記空間の形状に基づいて前記空間の内部に存在する物体の特性を計算する物体特性計算部と、
前記目標位置と、前記音源の位置と、前記空間の形状と、前記物体の特性とに基づいて前記空間の内部における音波の伝搬シミュレーションを行うことによって、前記第２の音波を出力するスピーカ部に入力される第２の音声信号の計算に用いられるパラメータを作成する伝搬シミュレーション部と
前記目標位置に関する情報と、前記音源の位置に関する情報と、前記空間の形状に関する情報とを前記センサから受信し、前記第２の音波を出力するスピーカ部を備える消音装置へと前記パラメータを送信する通信部と、
を含む親機をさらに具備し、
前記消音装置は、前記第１の音声信号と前記パラメータとに基づいて前記第２の音声信号を計算する音声信号計算部をさらに含む、
請求項６記載の能動消音システム。
【請求項１１】
前記複数のスピーカ部の各々は指向性スピーカを含む、請求項１記載の能動消音システム。
【請求項１２】
前記複数のスピーカ部の各々は、第１のスピーカと、前記第１のスピーカよりも指向角度の狭い第２のスピーカとを含み、
前記第２の音波を出力するスピーカ部は、当該スピーカ部に対応する目標位置と他の目標位置との間の相対的な位置関係に応じて前記第１のスピーカおよび前記第２のスピーカの一方を選択して前記第２の音波を出力する、
請求項１記載の能動消音システム。
【請求項１３】
前記第２の音波を出力するスピーカ部は、当該スピーカ部を基準に前記目標位置と前記他の目標位置との成す角が閾値以下であれば前記第２のスピーカを選択し、当該角が当該閾値を超えるならば前記第１のスピーカを選択する、請求項１２記載の能動消音システム。
【請求項１４】
少なくとも１つのセンサが、目標位置に関する情報を検出することと
少なくとも１つのマイクロフォンが、音源から出力される第１の音波を受け取って第１の音声信号を生成することと、
複数のスピーカ部のうち前記目標位置に基づいて選択された少なくとも１つのスピーカ部が、前記第１の音波を前記目標位置において阻害する第２の音波を前記第１の音声信号に基づいて出力することと、
を具備する、能動消音方法。
【請求項１５】
コンピュータを
少なくとも１つのセンサに、目標位置に関する情報を検出させる手段、
少なくとも１つのマイクロフォンに、音源から出力される第１の音波を受け取って第１の音声信号を生成させる手段、
複数のスピーカ部のうち少なくとも１つを前記目標位置に基づいて選択されたスピーカ部に、前記第１の音波を前記目標位置において阻害する第２の音波を前記第１の音声信号に基づいて出力させる手段
として機能させる、能動消音プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、能動消音技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばダクト内の騒音のように１次元的に伝搬する音波を、当該音波の逆位相波に相当する音波を出力することで消音する技術が知られている。さらに、３次元的に伝搬する音波の消音に関して、アクティブ音響シールディング技術が提案されている。この技術では、マイクロフォンおよびスピーカをそれぞれ含んだ複数の消音装置がアレイ状に密に配置される。そして、各消音装置が自己のマイクロフォンによって受け取った音波の逆位相波に相当する音波を速やかに自己のスピーカから出力することによって、ホイヘンスの原理を利用した消音空間が構築される。
【０００３】
従来のアクティブ音響シールディング技術では、複数の消音装置を密にアレイ状に配置する必要がある。さらに、全ての消音装置のマイクロフォンおよびスピーカが定常的に動作するので、ある消音装置のマイクロフォンが他の近隣の消音装置のスピーカから出力される音波を受け取ってしまい、ハウリングが発生するおそれもある。このような理由から、このアクティブ音響シールディング技術で用いられる消音装置は、複雑な設置条件を守らなければならないので配置変更が難しく、持ち運びには向いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９５６２２号公報
【特許文献２】特開２００１−１７４５３８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｔａｔｓｕｙａ  Ｍｕｒａｏ  ａｎｄ  Ｍａｓａｈａｒｕ  Ｎｉｓｈｉｍｕｒａ，  “Ｂａｓｉｃ  ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  ａｃｔｉｖｅ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ，”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｖｏｌ７，ｎｏ．１，７６ｐ，２０１２
【非特許文献２】Ｘｕｎ  Ｗａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｈｙｂｒｉｄ  ａｃｔｉｖｅ  ｎｏｉｓｅ  ｂａｒｒｉｅｒ  ｗｉｔｈ  ｓｏｕｎｄ  ｍａｓｋｉｎｇ，”  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ４３ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｃｏｎｇｒｅｓｓ  ａｎｄ  ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｎ  ｎｏｉｓｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  （ｉｎｔｅｒ−ｎｏｉｓｅ  ２０１４），  ２０１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施形態は、音源の周囲に配置された複数の消音装置を用いて、当該音源からの音波を任意の目標位置において消音することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、能動消音システムは、少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つのマイクロフォンと、複数のスピーカ部とを含む。センサは、目標位置に関する情報を検出する。マイクロフォンは、音源から出力される第１の音波を受け取って第１の音声信号を生成する。複数のスピーカ部のうち目標位置に基づいて選択された少なくとも１つのスピーカ部が、第１の音波を目標位置において阻害する第２の音波を第１の音声信号に基づいて出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る能動消音システムを例示する図。
【図２】図１の消音装置を例示するブロック図。
【図３】図１の親機を例示するブロック図。
【図４】図１の能動消音システムの動作を例示するフローチャート。
【図５】第２の実施形態に係る能動消音システムを例示する図。
【図６】第３の実施形態に係る能動消音システムを例示する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。例えば、複数の同一または類似の要素が存在する場合に、各要素を区別せずに説明するために共通の符号を用いることがあるし、各要素を区別して説明するために当該共通の符号に加えて枝番号を用いることもある。
【００１０】
（第１の実施形態）  
図１に例示されるように、第１の実施形態に係る能動消音システムは、音源の周囲に配置された複数（図１の例では４個）の消音装置１００−１，１００−２，・・・を含む。消音装置１００は、少なくともセンサ部とスピーカ部とを含んでいる。なお、消音装置１００に備え付けられるスピーカ部およびセンサ部の個数はそれぞれ複数であっても良い。消音装置１００が複数のスピーカ部およびセンサ部を含んでいれば、後述される消音効果を複数の目標位置に対して同時に提供することができる。
【００１１】
音源は、この能動消音システムによる消音の対象となる第１の音波の発生源である。音源は、人間であってもよいし、動物または機械などであってもよい。音源の総数は、２以上であってもよい。
【００１２】
なお、図１の例では、消音装置１００にはマイクロフォンが備え付けられているが、マイクロフォンは消音装置１００とは独立に配置されてもよい。例えば、音源が人間である場合に、マイクロフォンは当該人間によって身に着けられるヘッドセットなどであってもよい。
【００１３】
さらに、図１に例示されるように、この能動消音システムは、複数の消音装置１００−１，１００−２，・・・同士の通信を仲介する親機２００を含むこともできる。但し、消音装置１００−１，１００−２，・・・は、例えばピア・ツー・ピアネットワークを形成して相互に直接通信してもよい。通信は、配線の煩雑さを回避する観点から無線通信が想定されるが、有線通信であっても構わない。
【００１４】
図１の能動消音システムでは、各消音装置１００が、自己のセンサ部によって、音源の位置に関する情報、当該音源からの第１の音波が消音される目標位置に関する情報などを検出する。目標位置は、典型的には、音源からの第１の音波を聞くことを望まれていない第三者が居る場所を指す。また、目標位置の総数は２以上であってもよい。センサ部によって検出された種々の情報に基づいて、音源の位置および目標位置が計算される。このような位置計算は、例えば、親機２００によって集中的に行われてもよいし、各消音装置１００によって個別に行われてもよい。
【００１５】
計算された目標位置および音源の位置に基づいて、各消音装置１００に備え付けられたスピーカ部およびマイクロフォンがアクティブ状態またはインアクティブ状態に設定される。図１の例では、消音装置１００−１，１００−２，・・・のうち目標位置からの距離が最も小さい消音装置１００−２に備え付けられたスピーカ部がアクティブ状態に設定され、残りの消音装置１００−１，１００−３および１００−４に備え付けられたスピーカ部はインアクティブ状態に設定される。さらに、図１の例では、消音装置１００−１，１００−２，・・・のうち音源の位置からの距離が最も小さい消音装置１００−１に備え付けられたマイクロフォンがアクティブ状態に設定され、残りの消音装置１００−２，１００−３および１００−４に備え付けられたマイクロフォンはインアクティブ状態に設定される。
【００１６】
このように、マイクロフォンおよびスピーカ部の一部をアクティブ状態に設定し、残余をインアクティブ状態に設定することで、ハウリングの抑制に加えて消費電力の削減が可能となる。なお、親機２００が各消音装置１００のマイクロフォンまたはスピーカ部の動作状態を集中的に制御してもよいし、各消音装置１００が個別に自己のマイクロフォンまたはスピーカ部の動作状態を制御してもよい。
【００１７】
アクティブ状態に設定されたマイクロフォンは、音源からの第１の音波を受け取り、これを電気信号に変換することによって第１の音声信号を得る。この第１の音声信号は、アクティブ状態に設定されたスピーカ部を含む消音装置１００−２へと親機２００を介して伝送される。なお、アクティブ状態に設定されたマイクロフォンがアクティブ状態に設定されたスピーカ部と同一の消音装置１００に含まれているならば、当該消音装置１００の内部で第１の音声信号を伝送すればよい。
【００１８】
消音装置１００−２は、第１の音声信号を受け取り、これに基づいて第２の音声信号を計算する。なお、第２の音声信号の計算は、第１の音声信号の送信元である消音装置１００−１または親機２００によって行われてもよい。
【００１９】
消音装置１００−２のスピーカ部は、第２の音声信号を物理振動に変換することで第２の音波を出力する。この第２の音波は、第１の音波の聞き取りを目標位置において阻害する（例えば、振幅を減衰させる）効果がある。従って、この能動消音システムによれば、目標位置に居る人間に騒音や聞かれて欲しくない話などを聞こえなく（或いは、聞き取り辛く）することができる。
【００２０】
後述されるように、第２の音声信号は、第２の音波が目標位置において第１の音波の逆位相波に相当するように適宜計算されてもよいし、第１の音声信号に基づくマスキング音に対応してもよい。
【００２１】
消音装置１００は、図２に例示されるように、無線通信部１０１と、センサ部１０２と、マイクロフォン１０３と、マイクロフォン制御部１０４と、スピーカ部１０５と、スピーカ制御部１０６と、音声信号計算部１０７とを含む。
【００２２】
無線通信部１０１は、親機２００との間で種々の情報をやり取りする。例えば、無線通信部１０１は、センサ部１０２によって検出された種々のセンサ情報を受け取って親機２００へと送信してもよい。無線通信部１０１は、マイクロフォン１０３によって取得された第１の音声信号を受け取って親機２００へと送信してもよい。
【００２３】
また、無線通信部１０１は、逆位相波を計算するために用いられるパラメータを親機２００から受信して音声信号計算部１０７に渡してもよい。無線通信部１０１は、他の消音装置１００に備え付けられたマイクロフォン１０３によって取得された第１の音声信号を親機２００から受信して音声信号計算部１０７に渡してもよい。無線通信部１０１は、マイクロフォン１０３の動作状態を制御する制御信号を親機２００から受信してマイクロフォン制御部１０４に渡してもよい。無線通信部１０１は、スピーカ部１０５の動作状態を制御する制御信号を親機２００から受信してスピーカ制御部１０６に渡してもよい。
【００２４】
センサ部１０２は、例えば、イメージセンサ（例えば、赤外線サーモセンサ）、距離センサ（例えば、超音波または赤外線センサ）などを含むことができる。センサ部１０２は、目標位置に関する情報、音源の位置に関する情報、消音装置１００の周囲の空間の形状に関する情報（例えば、センサ部１０２の周囲を撮影した画像）などを検出する。
【００２５】
例えば、センサ部１０２は、当該センサ部１０２を備える消音装置１００の位置から音源の位置または目標位置への方向情報を検出してもよい。例えば、イメージセンサの一種である赤外線サーモセンサは、人間の頭部から放射される熱を高い感度で検知することができる。故に、人間を音源とするケースまたは人間が居る場所を目標位置とするケースでは、赤外線サーモセンサを用いることで上記方向情報を検出することができる。そして、２つの消音装置１００同士の距離が既知であるならば、これら２つの消音装置１００によって検出された方向情報を用いて三角測量を行うことで音源の位置または目標位置を計算することができる。
【００２６】
さらに、音源の位置の計算には、マイクロフォン１０３によって取得される第１の音声信号の情報が補足的に若しくは代替的に用いられてよい。例えば、音源からの距離が大きいほど第１の音声信号の強度が減衰することを利用して、音源からの距離を推定することができる。また、音源からの距離が大きいほど第１の音波が遅れて到達する（すなわち、第１の音声信号が遅れて取得される）ことを利用して、音源からの距離を推定することもできる。
【００２７】
なお、各消音装置１００の位置は、設置時に手動で設定されてもよいし、消音装置１００同士または消音装置１００と親機２００との間の相対的な位置関係（例えば、距離および方向）に基づいて自動的に計算することも可能である。
【００２８】
例えば、消音装置１００は、距離センサを用いて、他の消音装置１００または親機２００までの距離を測定してもよい。或いは、親機２００が所定の信号を送信してから、この信号を受信した消音装置１００が直ちに応答を返して、親機２００がこの応答を受信するまでの所要時間に基づいて、親機２００と消音装置１００との間の距離を推定することができる。同様の手法により、消音装置１００同士の距離を推定することも可能である。さらに、親機２００にイメージセンサが搭載されていれば、このイメージセンサを用いて親機２００から各消音装置１００への方向情報を検出することができる。反対に、各消音装置１００が、センサ部１０２に含まれるイメージセンサを用いて当該消音装置１００から親機２００への方向情報を検出してもよい。
【００２９】
マイクロフォン１０３は、マイクロフォン制御部１０４によって動作状態をアクティブ状態またはインアクティブ状態に設定される。マイクロフォン１０３は、アクティブ状態にある場合には、その周囲を伝搬する音波（特に、音源から出力される第１の音波）を受け取って電気信号へと変換することで第１の音声信号を生成する。マイクロフォン１０３は、第１の音声信号をマイクロフォン制御部１０４に渡す。
【００３０】
マイクロフォン制御部１０４は、マイクロフォン１０３の動作状態を制御する。マイクロフォン制御部１０４は、親機２００からの制御信号に従ってマイクロフォン１０３の動作状態を決定してもよいし、センサ部１０２によって検出された音源の位置に関する情報に基づいてマイクロフォン１０３の動作状態を決定してもよい。マイクロフォン制御部１０４は、マイクロフォン１０３がアクティブ状態に設定されている間に、当該マイクロフォン１０３から第１の音声信号を受け取り、これを無線通信部１０１に渡す。なお、マイクロフォン１０３に加えてスピーカ部１０５もアクティブ状態にある場合には、マイクロフォン制御部１０４は第１の音声信号を音声信号計算部１０７に渡してもよい。
【００３１】
スピーカ部１０５は、スピーカ制御部１０６によって動作状態をアクティブ状態またはインアクティブ状態に設定される。スピーカ部１０５は、アクティブ状態にある場合には、スピーカ制御部１０６から第２の音声信号を受け取って、これを物理振動に変換することで第２の音波を出力する。なお、スピーカ部１０５は、単一のスピーカを含んでいてもよいし、複数のスピーカを含んでいてもよい。
【００３２】
スピーカ制御部１０６は、スピーカ部１０５の動作状態を制御する。スピーカ制御部１０６は、親機２００からの制御信号に従ってスピーカ部１０５の動作状態を決定してもよいし、センサ部１０２によって検出された目標位置に関する情報に基づいてマイクロフォン１０３の動作状態を決定してもよい。スピーカ制御部１０６は、スピーカ部１０５がアクティブ状態に設定されている間に、音声信号計算部１０７から第２の音声信号を受け取り、これをスピーカ部１０５に供給する。
【００３３】
音声信号計算部１０７は、無線通信部１０１またはマイクロフォン制御部１０４から第１の音声信号を受け取る。さらに、音声信号計算部１０７は、第１の音声信号から第２の音声信号を計算するためのパラメータを無線通信部１０１から受け取ってもよい。音声信号計算部１０７は、第１の音声信号（および上記パラメータ）に基づいて、目標位置において第１の音波の聞き取りを阻害する第２の音波に対応する第２の音声信号を計算する。音声信号計算部１０７は、第２の音声信号をスピーカ制御部１０６に供給する。
【００３４】
例えば、音声信号計算部１０７は、上記第２の音波が目標位置において第１の音波の逆位相波に相当するように第１の音声信号および上記パラメータに基づいて第２の音声信号を計算してもよい。係る第２の音声信号に対応する第２の音波が出力されれば、目標位置において第１の音波の成分は理想的にはキャンセルされ、当該目標位置に居る人間にはその聞き取りが不可能となる。
【００３５】
或いは、音声信号計算部１０７は、第１の音声信号に基づいてマスキング音に対応する第２の音声信号を計算してもよい。例えば非特許文献２を参考に、音声信号計算部１０７は以下のようにマスキング音に対応する第２の音声信号を計算することができる。
【００３６】
音声信号計算部１０７は、第１の音声信号のスペクトル包絡を取得し、このスペクトル包絡を例えば振幅平均を軸として上下反転する。そして、音声信号計算部１０７は、反転したスペクトル包絡に第１の音声信号の位相スペクトルを加え、逆フーリエ変換することで第２の音声信号を計算する。係る第２の音声信号によれば、ある程度小さな強度であっても第１の音波の聞き取りを目標位置において阻害することができる。
【００３７】
親機２００は、図３に例示されるように、無線通信部２０１と、空間形状計算部２０２と、物体特性計算部２０３と、目標位置計算部２０４と、音源位置計算部２０５と、伝搬シミュレーション部２０６とを含む。
【００３８】
無線通信部２０１は、消音装置１００同士の通信（例えば、第１の音声信号の伝送）を仲介する。さらに、無線通信部２０１は、各消音装置１００との間で種々の情報をやり取りする。例えば、無線通信部２０１は、音源の位置に関する情報を消音装置１００から受信して音源位置計算部２０５に渡してもよい。無線通信部２０１は、目標位置に関する情報を消音装置１００から受信して目標位置計算部２０４に渡してもよい。無線通信部２０１は、消音装置１００の周囲の空間の形状に関する情報を消音装置１００から受信して空間形状計算部２０２に渡してもよい。
【００３９】
また、無線通信部２０１は、逆位相波を計算するために用いられるパラメータを伝搬シミュレーション部２０６から受け取って消音装置１００（そのスピーカ部１０５がアクティブ状態に設定されている）へと送信してもよい。無線通信部２０１は、各消音装置１００のマイクロフォン１０３およびスピーカ部１０５の動作状態を制御する制御信号を当該消音装置１００へと送信してもよい。
【００４０】
空間形状計算部２０２は、無線通信部２０１から消音装置１００の周囲の空間の形状に関する情報を受け取り、当該空間の形状を計算する。空間の形状は、第１の音波および第２の音波を反射させる壁、天井、床およびその他の物体などによって規定される。空間形状計算部２０２は、空間の形状を示す情報を物体特性計算部２０３および伝搬シミュレーション部２０６に渡す。
【００４１】
物体特性計算部２０３は、空間形状計算部２０２から空間の形状を示す情報を受け取って、当該空間の内部に存在する種々の物体の特性（特に、物体が第１の音波または第２の音波をどのように反射するか）を計算する。物体特性計算部２０３は、物体の特性を示す情報を伝搬シミュレーション部２０６に渡す。
【００４２】
目標位置計算部２０４は、無線通信部２０１から目標位置に関する情報を受け取り、当該目標位置を計算する。目標位置計算部２０４は、例えば前述の手法を利用して目標位置を計算してもよい。目標位置計算部２０４は、目標位置を示す情報を伝搬シミュレーション部２０６に渡す。なお、目標位置計算部２０４または図示されないその他の機能部は、各消音装置１００のスピーカ部１０５の動作状態を目標位置に基づいて制御してもよい。
【００４３】
音源位置計算部２０５は、無線通信部２０１から音源の位置に関する情報を受け取り、当該音源の位置を計算する。音源位置計算部２０５は、例えば前述の手法を利用して音源の位置を計算してもよい。音源位置計算部２０５は、音源の位置を示す情報を伝搬シミュレーション部２０６に渡す。なお、音源位置計算部２０５または図示されないその他の機能部は、各消音装置１００のマイクロフォン１０３の動作状態を音源の位置に基づいて制御してもよい。
【００４４】
伝搬シミュレーション部２０６は、空間形状計算部２０２から空間の形状を示す情報を受け取り、物体特性計算部２０３から物体の特性を示す情報を受け取り、目標位置計算部２０４から目標位置を示す情報を受け取り、音源位置計算部２０５から音源の位置を示す情報を受け取る。伝搬シミュレーション部２０６は、受け取った種々の情報に基づいて、空間内の音波の伝搬シミュレーションを行う。
【００４５】
例えば、伝搬シミュレーション部２０６は、音源から第１の音波が出力された場合にどのように目標位置および各マイクロフォン１０３に伝搬するかをシミュレートしてもよい。また、伝搬シミュレーション部２０６は、各スピーカ部１０５から第２の音波が出力された場合にどのように目標位置に伝搬するかをシミュレートしてもよい。
【００４６】
伝搬シミュレーション部２０６は、伝搬シミュレーションを通じて、逆位相波を計算するために用いられるパラメータを作成する。係るパラメータは、例えば、音源から目標位置までの伝達関数、音源から各マイクロフォン１０３までの伝達関数、各スピーカ部１０５から目標位置までの伝達関数などを含んでいてもよい。伝搬シミュレーション部２０６は、パラメータを無線通信部２０１に渡す。
【００４７】
図１の能動消音システムは、例えば図４に示されるように動作することができる。最初に、複数の消音装置１００−１，１００−２，・・・および親機２００が音源の周囲に設置され（ステップＳ３０１）、処理はステップＳ３０２へと進む。
【００４８】
ステップＳ３０２において、親機２００の空間形状計算部２０２および物体特性計算部２０３が、消音装置１００−１，１００−２，・・・から収集されたセンサ情報に基づいて、空間の形状および空間内に存在する物体の特性をそれぞれ計算する。また、親機２００の目標位置計算部２０４および音源位置計算部２０５は、消音装置１００−１，１００−２，・・・から収集されたセンサ情報に基づいて、目標位置および音源の位置をそれぞれ計算する（ステップＳ３０３）。
【００４９】
ステップＳ３０２およびステップＳ３０３において計算された情報に基づいて、親機２００の伝搬シミュレーション部２０６は空間の内部における音波の伝搬シミュレーションを行う（ステップＳ３０４）。また、親機２００の目標位置計算部２０４および音源位置計算部２０５（またはその他の機能部）はステップＳ３０３において計算された目標位置および音源の位置に基づいて各消音装置１００のスピーカ部１０５およびマイクロフォン１０３の動作状態をそれぞれ制御する（ステップＳ３０５）。係る制御によってハウリングが抑制される。
【００５０】
親機２００の無線通信部２０１は、ステップＳ３０６における伝搬シミュレーションを通じて作成されたパラメータを、ステップＳ３０５においてアクティブ状態に設定されたスピーカ部１０５を含む消音装置１００へと送信する（ステップＳ３０６）。以上で親機２００における一連の動作が終了し、処理はステップＳ３０７へと進む。
【００５１】
ステップＳ３０７では、ステップＳ３０５においてアクティブ状態に設定されたマイクロフォン１０３が、音源からの第１の音波を受け取って第１の音声信号を生成する。ステップＳ３０６においてパラメータを送信された消音装置１００では、音声信号計算部１０７が、当該パラメータとステップＳ３０７において生成された第１の音声信号とに基づいて第２の音声信号を計算する（ステップＳ３０８）。そして、この消音装置１００に含まれるスピーカ部１０５は第２の音波を出力する（ステップＳ３０９）。
【００５２】
基本的には、これらのステップＳ３０７からステップＳ３０９までの処理を繰り返し実行することで、目標位置において消音効果を継続的に提供することができる。しかしながら、目標位置または音源の位置が大きく変化したり、空間内の物体が大きく移動したりした場合には、パラメータの再計算、ならびに、アクティブ状態に設定するマイクロフォン１０３およびスピーカ部１０５の再選択を行うことが望ましい。
【００５３】
故に、各消音装置１００のセンサ部１０２は例えば所定の間隔で（例えば１秒毎に）、周囲の人物および物体の移動検出を実行する（ステップＳ３１１）。そして、ステップＳ３１１において検出された移動量が閾値を超えるならば処理はステップＳ３０２に戻り、そうでなければ処理はステップＳ３０７に戻る（ステップＳ３１２）。
【００５４】
以上説明したように、第１の実施形態に係る能動消音システムは、音源の周囲に配置される複数の消音装置を含む。この能動消音システムが消音効果を提供する目標位置は消音装置に備え付けられたセンサ部によって検出された情報を用いて自動計算され、この目標位置に基づいて選択されたスピーカ部がアクティブ状態に設定される。そして、アクティブ状態に設定されたスピーカ部が、音源からの第１の音波の聞き取りを目標位置において阻害する第２の音波を出力する。概括すれば、この能動消音システムは、複数の消音装置を音源の周囲に配置すれば、目標位置を自動計算して当該目標位置において消音効果を提供できる。すなわち、この能動消音システムは、複雑な設置条件を課されないので配置変更も容易であり、持ち運びに好適である。
【００５５】
（第２の実施形態）  
前述の第１の実施形態に係る能動消音システムは、例えば目標位置の最も近くに配置された１つの消音装置のスピーカ部を選択して第２の音波を出力することで当該目標位置において消音効果を提供することができる。しかしながら、このような消音効果は目標位置以外の地点で機能することが意図されていないので、例えば移動中の人間に対して音源からの第１の音波の聞き取りを十分に阻害することは困難である。
【００５６】
故に、第２の実施形態に係る能動消音システムは、例えば図５に示されるように、目標位置から近い順に複数の消音装置１００のスピーカ部１０５を選択して第２の音波をそれぞれ出力することで、消音効果を提供する領域を拡張する。
【００５７】
また、この能動消音システムは、図５に例示されるように、音源の位置から近い順に複数の消音装置１００のマイクロフォン１０３を選択して第１の音波をそれぞれ受け取ってもよい。複数のマイクロフォン１０３を用いて第１の音波を受け取ることで、周囲の空間における音波の広がりをより正確に評価することが可能である。
【００５８】
以上説明したように、第２の実施形態に係る能動消音システムは、目標位置に基づいて選択された複数のスピーカ部をアクティブ状態に設定する。そして、これらのスピーカ部は、音源からの第１の音波の聞き取りを目標位置において阻害する第２の音波を個別に出力する。従って、この能動消音システムは、目標位置の変位に対してロバストに消音効果を提供することができる。すなわち、この能動消音システムは、移動中の人間に対して音源からの第１の音波の聞き取りを継続的に阻害することができる。
【００５９】
（第３の実施形態）  
前述のように、目標位置の総数は２以上であってよい。しかしながら、複数の目標位置が互いに近接している場合には、第１の目標位置に消音効果を提供するために選択されたスピーカ部が、第２の目標位置から見ると騒音源となるおそれがある。
【００６０】
故に、第３の実施形態に係る能動消音システムを形成する消音装置４００は、指向性の異なる複数のスピーカを切り替えて使用可能なスピーカ部１０５を含む。具体的には、スピーカ部１０５を基準に２つの目標位置の成す角が閾値としての７０度以下である場合には、スピーカ部１０５は例えば図６に示されるように指向角度が３０度程度のパラメトリックスピーカなどの指向性スピーカを使用する。他方、上記角が７０度を超える場合には、スピーカ部１０５は通常の（指向角度がより広い）スピーカを使用する。なお、指向角度が広いスピーカは、他の目標位置から見た騒音源となる可能性が高いが、消音効果を提供できる領域は広い。他方、指向角度が狭いスピーカは、他の目標位置から見た騒音源となる可能性は低いが、消音効果を提供できる領域が狭い。
【００６１】
以上説明したように、第３の実施形態に係る能動消音システムは、複数の目標位置が存在する場合に、これらの相対的な位置関係に応じて適切な指向角度を持つスピーカを選択して使用する。具体的には、この能動消音システムは、２つの目標位置が互いに近接している場合には、指向角度が狭いスピーカを使用することで一方の目標位置において消音効果を提供するスピーカ部が他方の目標位置から見た騒音源となることを防止できる。さらに、２つの目標位置が互いに離れている場合には、指向角度が広いスピーカを使用することで広範囲に消音効果を提供できる。
【００６２】
なお、上記問題は、スピーカ部１０５を通常のスピーカではなくパラメトリックスピーカのような指向角度の狭いスピーカで構成することによっても解消可能である。係る手法によれば、スピーカの切り替えが不要となるので、スピーカ部の制御に関する処理負荷を小さくすることができる。
【００６３】
上記各実施形態において説明された種々の機能部は、回路を用いることで実現されてもよい。回路は、特定の機能を実現する専用回路であってもよいし、プロセッサのような汎用回路であってもよい。
【００６４】
上記各実施形態の処理の少なくとも一部は、汎用のコンピュータを基本ハードウェアとして用いることでも実現可能である。上記処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記録媒体に記憶される。記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記録媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。
【００６５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１００，４００・・・消音装置
１０１，２０１・・・無線通信部
１０２・・・センサ部
１０３・・・マイクロフォン
１０４・・・マイクロフォン制御部
１０５・・・スピーカ部
１０６・・・スピーカ制御部
１０７・・・音声信号計算部
２００・・・親機
２０２・・・空間形状計算部
２０３・・・物体特性計算部
２０４・・・目標位置計算部
２０５・・・音源位置計算部
２０６・・・伝搬シミュレーション部
【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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