(57)【要約】【課題】音響特性の同定に用いる空間の音響データを、ユーザに不快感を与えることなく収集可能な音響データ処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】音響データを処理する音響データ処理装置１であって、ユーザに感知し得る試験音を空間で発生する音発生部１２と、空間に響く試験音の音響を試験音響データとして採取するデータ採取部４と、データ採取部４が採取した試験音響データを記録するデータ記録部８と、データ記録部８に記録された試験音響データを処理するデータ処理部１３と、を備え、音発生部１２は、同期加算処理によって所望の利得を得るために必要な長さの前記試験音を、該必要な長さよりも短い所定長さで、時間を隔てて複数回に分けて発生し、データ処理部１３は、音発生部１２が試験音を複数回に分けて発生することによりデータ記録部８に複数に分けて記録された試験音響データを同期加算処理する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響データを処理する音響データ処理装置であって、
ユーザに感知し得る試験音を空間で発生する音発生部と、
前記空間に響く前記試験音の音響を試験音響データとして採取するデータ採取部と、
前記データ採取部が採取した前記試験音響データを記録するデータ記録部と、
前記データ記録部に記録された前記試験音響データを処理するデータ処理部と、を備え、
前記音発生部は、同期加算処理によって所望の利得を得るために必要な長さの前記試験音を、該必要な長さよりも短い所定長さで時間を隔てて複数回に分けて発生し、
前記データ処理部は、前記音発生部が前記試験音を複数回に分けて発生することにより前記データ記録部に複数に分けて記録された前記試験音響データを同期加算処理する、
音響データ処理装置。
【請求項２】
前記試験音は、周波数領域のスペクトルに偏りが無い、前記ユーザに不快感を与える音である、
請求項１に記載の音響データ処理装置。
【請求項３】
前記音響データ処理装置は、車両に搭載されるものであり、
前記車両の動力源の動作状態を検知する動作検知部と、
前記空間である車室内が無人であるか否かを検知する人検知部と、を更に備え、
前記音発生部は、前記車両の動力源が停止した事を前記動作検知部が検知し、且つ前記車室内が無人であることを前記人検知部が検知する場合に、前記試験音を該車室内で発生する、
請求項１または２に記載の音響データ処理装置。
【請求項４】
前記ユーザの要求に応じて音響コンテンツを前記空間で再生する再生処理部と、
前記音発生部が前記空間で発する前記試験音の音源のデータと、前記データ処理部が同期加算処理した前記試験音響データとの関係に基づき、前記空間の音響特性を基準音響特性として同定する同定部と、を更に備え、
前記再生処理部は、前記同定部が同定した前記基準音響特性を用いて前記音響コンテンツのデータを再生する、
請求項１から３の何れかに記載の音響データ処理装置。
【請求項５】
前記データ採取部は、前記空間に響く前記音響コンテンツの音をコンテンツ音響データとして更に採取し、
前記同定部は、前記再生処理部が前記空間で再生する前記音響コンテンツの音源のデータと、前記データ採取部が採取した前記コンテンツ音響データとの関係に基づき、前記空間の音響特性を実音響特性として更に同定し、
前記再生処理部は、前記基準音響特性に対する前記実音響特性の差異が所定基準を満たす場合に該実音響特性を用い、該差異が所定基準を満たさない場合に該基準音響特性を用いて前記音響コンテンツの再生処理を行う、
請求項４に記載の音響データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響データ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音響技術の発達に伴い、空間の音響特性に基づいて音声信号を処理する技術が提案されている。空間の音響特性に基づいて音声信号を処理することにより、空間の状況に適した音響が供される。
【０００３】
ところで、空間の音響特性は、音を反射させる物品の配置等が変わると、その特性が変化する。特に、車室内は、窓の開閉動作や乗車人数の変更によって音の反射方向が変わりやすく、また、スピーカの取付け位置の制約や外部から入る騒音など、音響特性に影響を与える要素が少なくない。よって、車室内で音響を供する際は、その時の車室内の音響特性をより忠実に再現した関数に基づいて音響制御することが望ましい。
【０００４】
車室内の音響特性を忠実に再現する伝達関数を取得する技術として、暗騒音のレベルよりも低いレベルの同定音で車室内の音響特性を同定する技術が知られている（例えば、特許文献１）。この他、同定した伝達関数を用いて音響制御する技術として、マイクロホンで周辺騒音を測定し、この騒音に応じて案内音声の音圧レベルを制御する音声補正装置であって、マイクロホンから出力される周辺騒音の信号のうち案内音声の成分を、音響特性を有するフィルタで除去する技術や（例えば、特許文献２）、自動車が発する動作音の音響スペクトルに基づき、環境音や他の車両の走行音を分離する技術が知られている（例えば、特許文献３）。また、車室内の音響特性を同定する際の技術として、車室内の乗員の有無を検知し、乗員が居ない時に車室内の音響特性を同定する技術が知られている（例えば、特許文献４）。
【特許文献１】特開平５−２６５４６８号公報
【特許文献２】特開２００５−２７２７３号公報
【特許文献３】特開２００７−３３３９７号公報
【特許文献４】特開２０００−２６１８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空間の音響特性を示す伝達関数は、空間内で発生させた音の入出力関係から同定可能である。よって、空間の音響特性を同定する際は、空間内で音を発生させ、発生させた音の音源の波形と実際にサンプリングされた音の波形との関係から同定する。同定された音響特性を用いて音声信号を制御することにより、音源を忠実に再現した音響や立体感のある音響をユーザへ供することが可能となる。
【０００６】
ここで、音響制御に供される伝達関数は、少なくともユーザが聴覚可能な全ての周波数の音の音響特性を網羅することが望ましい。音源から出力させる音響に、高音域から低音域まで漏れなく音響特性を反映させることが可能となるからである。
【０００７】
ところで、空間内で発生させた音の入出力関係から音響特性を同定する場合、同一の入力に対するシステムの応答を多数回加算する同期加算を行うことにより、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）を改善する。一般的に、Ｓ／Ｎ比は、２０ｄＢ以上の場合に人がその効果を感知できると言われている。ここで、Ｓ／Ｎ比を２０ｄＢにする場合、同期加算を少なくとも１２８回以上繰り返す必要がある。相関長が１０２４個のデータ（1024tap）を使って
１２８回の同期加算を行う場合、一般的に使われているサンプリング周波数が４８ｋＨｚ
の機器で、約２．７秒のサンプリング時間が必要となる。しかし、ホワイトノイズ等の音は、ユーザにとって一般的に騒音であるため、このような長時間、このような音を発生させることは好ましくない。
【０００８】
そこで、本発明は、音響特性の同定に用いる空間の音響データを、ユーザに不快感を与えることなく収集可能な音響データ処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、空間の音響データを分割して収集する。
【００１０】
詳細には、音響データを処理する音響データ処理装置であって、ユーザに感知し得る試験音を空間で発生する音発生部と、前記空間に響く前記試験音の音響を試験音響データとして採取するデータ採取部と、前記データ採取部が採取した前記試験音響データを記録するデータ記録部と、前記データ記録部に記録された前記試験音響データを処理するデータ処理部と、を備え、前記音発生部は、同期加算処理によって所望の利得を得るために必要な長さの前記試験音を、該必要な長さよりも短い所定長さで時間を隔てて複数回に分けて発生し、前記データ処理部は、前記音発生部が前記試験音を複数回に分けて発生することにより前記データ記録部に複数に分けて記録された前記試験音響データを同期加算処理する。
【００１１】
上記音響データ処理装置は、空間に音を入力し、その際に空間から出力される音を収集し、これらの入出力関係に基づいて空間の音響特性を同定する技術に適用することを前提としている。ここで、空間に音を入力することで得られる空間の入出力データは、音響データを処理する電子機器の特性や空間で発生したノイズ等の影響により、音響特性の同定結果に影響を与える因子が存在する。そこで、上記音響データ処理装置は、ある程度の量のデータを採取し、これを同期加算処理することでこれらの因子を除去し、入出力関係の利得を上げる。この同期加算処理は、上記データ処理部が司る。
【００１２】
ここで、同期加算処理で所望の利得を得るために必要な量のデータを得る場合、ある程度の長さの音を空間に入力し続ける必要がある。同期加算処理で得られる利得は、加算処理の回数が多い程高くなるものの、そのためには多くの量の音響データを得る必要がある。そこで、上記音響データ処理装置は、音発生部が、同期加算処理によって所望の利得を得るために必要な長さの試験音を、該必要な長さよりも短い所定長さで時間を隔てて複数回に分けて発生する。これは、試験音を連続で発生させるとユーザに不快感を与えるものの、例えばユーザが感知し得ないような極めて短い時間だけ発せされる試験音であればユーザに何ら不快感を与えないためである。所望の利得を得る際に必要な長さの音を連続して発生するとユーザに不快感を与えるものの、試験音をユーザに不快感を与えない程度の長さに分割して発生させることにより、ユーザへ不快感を与えることなく、空間に音を入力することが可能となる。なお、所定長さとは、音発生部が試験音を発生する際の音の長さであり、例えば、ユーザに不快感を与えない程度の音の長さである。また、所望の利得とは、音のデータを同期加算処理を繰り返すことによって得られる利得であり、例えば、車室内の音響特性を同定可能な程度の利得である。
【００１３】
ここで、上記音響データ処理装置は、試験音の音響を記録するデータ記録部を備えており、時間を隔てて発せられた試験音を記録している。音響データをデータ記録部に記録しておくことにより、非連続で採取したデータの加算処理を可能にするためである。データ処理部は、同期加算処理を行うにあたり、データ記録部に複数に分けて記録されたデータの時間軸を合わせて加算処理を行うことにより、ユーザへ不快感を与えることなく高い利得の音響データを得ることが可能となる。
【００１４】
また、前記試験音は、周波数領域のスペクトルに偏りが無い、前記ユーザに不快感を与える音であってもよい。空間の音響特性は、高音域から低音域まで漏れなく同定しておくことが、精度の高い音響制御の実現に寄与する。よって、空間に入力される音はこのような周波数領域のスペクトルに偏りの無い音であることが望ましい。周波数領域のスペクトルに偏りが無いということは、高音域から低音域まで全ての周波数について、空間の音響特性の同定が可能になる。ところで、このような周波数領域のスペクトルに偏りの無い音というのは、ユーザが不快に感じる周波数の音を含む。よって、上記音響データ処理装置は、このような音を使って空間の音響データを採取する際にその効果が有効に発揮される。ユーザが不快に感じる周波数の音を含む試験音であっても、不快感を与えない長さで試験音が発せられるからである。
【００１５】
また、前記音響データ処理装置は、車両に搭載されるものであり、前記車両の動力源の動作状態を検知する動作検知部と、前記空間である車室内が無人であるか否かを検知する人検知部と、を更に備え、前記音発生部は、前記車両の動力源が停止した事を前記動作検知部が検知し、且つ前記車室内が無人であることを前記人検知部が検知する場合に、前記試験音を該車室内で発生するものであってもよい。
【００１６】
車両の車室内の空間は、一般的に極めて狭い。よって、何らかの物品が配置されたりすることにより音響特性に変動を与える場合が多い。従って、このような車室内の空間の音響特性を同定することで車室内の音響制御を行うことは極めて有用である。しかし、その反面、車室内は狭いため、乗員が居るときに乗員にとって無用な音を発することは好ましくない。そこで、上記音響データ処理装置は、車両の動力源が停止し且つ車室内が無人の場合に、車室内の音響データを収集する。このようなタイミングでデータを収集するのは、車室内が無人であっても車両の動力源が動作している場合は乗員が再び車室内に戻る蓋然性が高いためである。音響データをこのようなタイミングで採取することにより、ユーザへ不快感を与えることなく高い利得の音響データを得ることが可能となる。
【００１７】
また、前記ユーザの要求に応じて音響コンテンツを前記空間で再生する再生処理部と、前記音発生部が前記空間で発する前記試験音の音源のデータと、前記データ処理部が同期加算処理した前記試験音響データとの関係に基づき、前記空間の音響特性を基準音響特性として同定する同定部と、を更に備え、前記再生処理部は、前記同定部が同定した前記基準音響特性を用いて前記音響コンテンツのデータを再生するものであってもよい。
【００１８】
取得した空間の音響データは、空間の音響制御に適用されることでその存在意義が有効に発揮される。そこで、上記音響データ処理装置は、取得した音響データに基づいて空間の音の音響特性を同定する。そして、同定された音響特性に基づいて音響コンテンツの再生処理を行う。係る音響データ処理装置によれば、ユーザへ不快感を与えることなく得た高い利得の音響データに基づいて音響コンテンツの音響制御を施すことが可能となる。換言すれば、ユーザへ不快感を与えることなく、高い精度の音響制御を施した音響コンテンツをユーザへ提供することが可能となる。なお、ここで、音響コンテンツとは、ユーザが聞く音のコンテンツであり、例えば、ユーザが嗜好する音楽や放送番組等のコンテンツである。
【００１９】
また、前記データ採取部は、前記空間に響く前記音響コンテンツの音をコンテンツ音響データとして更に採取し、前記同定部は、前記再生処理部が前記空間で再生する前記音響コンテンツの音源のデータと、前記データ採取部が採取した前記コンテンツ音響データとの関係に基づき、前記空間の音響特性を実音響特性として更に同定し、前記再生処理部は、前記基準音響特性に対する前記実音響特性の差異が所定基準を満たす場合に該実音響特性を用い、該差異が所定基準を満たさない場合に該基準音響特性を用いて前記音響コンテンツの再生処理を行うものであってもよい。
【００２０】
データ記録部の記録に基づいて同定した音響特性は、音響コンテンツを再生する時の空間の音響特性と異なっている場合がある。データ記録部に音響データを記録した時の空間の状態と、音響コンテンツを再生する際の空間の状態とが変化している可能性があるからである。そこで、上記音響データ処理装置は、音響コンテンツの音源のデータと、音響コンテンツを再生した際に空間に響く音響のデータとを比較し、両者の関係に基づいて空間の音響特性を同定する。この音響特性は、再生処理部が音響コンテンツを再生している時の空間の音響特性を示すものであり、データ記録部に記録されているデータに基づいて同定する音響特性よりも現状の音響特性を忠実に反映していると考えられる。よって、この音響特性に基づいて再生処理を行うことが、音響制御の精度の向上に寄与し得る。しかし、このときに同定される音響特性は、ユーザの存在等による外乱の影響を大きく受けている虞がある。そこで、上記音響データ処理装置は、データ記憶部のデータに基づいて同定した音響特性と、音響コンテンツに基づいて同定した音響特性とを比較し、両者の差異が所定の基準を満たす場合にのみ、音響コンテンツに基づく音響特性を用いて再生処理を行うものとする。これは、音響コンテンツに基づいて同定した音響特性が、現在の空間の音響特性を忠実に再現している可能性がある反面、データ記憶部に蓄積されているデータに基づいて同定される音響特性と大きく差異がある場合、音響コンテンツに基づいて同定した音響特性が外乱の影響を大きく受けていると考えられるためである。このように、再生処理に適用する音響特性を適宜選択することにより、精度の高い音響制御を施した音響コンテンツをユーザへ提供可能にすると共に、外乱等の影響を受けた音響特性を再生処理に適用することでユーザへ供する音響コンテンツの品質を大きく落とす可能性が無くなる。なお、所定基準とは、実音響特性を音響制御に適用する際に該実音響特性が満たすべき基準であり、例えば、基準音響特性に対して許容し得る係数の差分である。
【００２１】
なお、本発明は、上記何れかの機能を実行する音響データ処理方法であってもよい。また、本発明は、上記何れかの機能を実行する制御装置や音響装置、映像機器といった電子機器類であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、音響特性の同定に用いる空間の音響データを、ユーザに負担を与えることなく収集可能な音響データ処理装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を例示的に説明する。なお、本実施形態に係る音響データ処理装置は、車両の車室内で適用されることを前提としているが、本発明はこのような実施形態に限定されるものでなく、建物内部の空間等に適用してもよい。
【００２４】
＜音響データ処理装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る音響データ処理装置１のシステム構成図である。図１が示すように、音響データ処理装置１は、メインユニット２、スピーカ３、及びマイク４を備える。スピーカ３とマイク４は、メインユニット２に外部接続されている。メインユニット２は、信号処理部５、入出力インターフェース６、乗員検知機能部７、記憶部８、パワーアンプ９、マイクアンプ１０、及びプレイヤー１１を備える。
【００２５】
信号処理部５は、記憶部８に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、各種諸機能を実現可能なＣＰＵ（Central Processing Unit）である。図２は、信
号処理部５の内部で実現される機能ブロックを示す図である。図２が示すように、信号処理部５は、コンピュータプログラムを実行することにより、音発生部１２、データ処理部１３、同定部１４、及び再生処理部１５の諸機能を実現する。
【００２６】
音発生部１２は、入出力インターフェース６を介してパワーアンプ９を制御し、スピーカ３からホワイトノイズを発生させる。音発生部１２が発生させるホワイトノイズは、周波数領域のスペクトルに偏りが無いノイズであり、車室内の音響特性を高音域から低音域まで漏れなく同定するのに適したノイズである。ホワイトノイズは、高音域から低音域まで音量に偏りが無いノイズであるため、車室内外に居る人に対して不快感を与える。
【００２７】
データ処理部１３は、記憶部８に記憶されている音響データや、入出力インターフェース６を介して信号処理部５へ入力される音響データを処理する。すなわち、音響データを同期加算処理してノイズを除去したりする。同期加算処理とは、測定を繰り返し実施して得られたデータを、時間軸を合わせて加算することであり、これにより、測定データに含まれるノイズの影響を抑えてＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００２８】
同定部１４は、データ処理部１３で同期加算処理されてノイズが除去された音響データ等に基づき、車両の車室内の音響特性（すなわち、空間の音の伝達関数）を同定処理する。すなわち、同定部１４は、スピーカ３から出力させた音源のデータ（すなわち、システムの入力）と、マイク４へ入力される音響のデータ（すなわち、システムの出力）との関係から車室内の音の関数を特定し、求めた関数を逆フーリエ変換することで車室内（システム）のインパルス応答を同定する。
【００２９】
再生処理部１５は、ユーザ操作に応じてプレイヤー１１やパワーアンプ９を制御し、これらに音響コンテンツを再生させる。音響コンテンツとは、ユーザが所望する音楽等のコンテンツ類である。また、再生処理部１５は、同定部１４から通知される音響特性に基づいて音響コンテンツのデータを加工し、例えば、車室内の音響の定位制御等を行う。
【００３０】
入出力インターフェース６は、音声信号の形式を変換するコンバータであり、プレイヤー１１やパワーアンプ９、マイクアンプ１０の音声信号と信号処理部５との間で信号の形式を変換してやることにより、音声信号のやりとりを可能にする。例えば、マイクアンプ１０から出力されるアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換して信号処理部５がデータ処理可能なようにし、プレイヤー１１から出力されるデジタル・アナログ等の音声信号を信号処理部５がデータ処理可能な形式に変換する。また、信号処理部５が出力するデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換し、パワーアンプ９で増幅可能なようにする。
【００３１】
乗員検知機能部７は、車室内の運転席の座面に配設された感圧センサやドア開閉センサ、車体振動センサ等の各種検出器類に基づいて車室内の乗員の有無を検知する。例えば、感圧センサで検出する場合であれば、乗員検知機能部７は、座面の圧力が高い場合に乗員の存在を検知し、座面の圧力が低い場合に乗員の不在を検知する。また、ドア開閉センサで検出する場合であれば、ドアが開閉動作されてから数分が経過してもエンジンの始動や音楽の再生操作等が行われない場合に乗員の不在を検知する。また、車体振動センサで検出する場合であれば、車体が数分間振動しない場合に乗員の不在を検知する。
【００３２】
記憶部８は、記憶保持動作が不要なフラッシュメモリーで構成される。記憶部８は、信号処理部５のアクセスを受け付けると信号処理部５から送られるデータを記憶し、信号処理部５が要求するデータを渡す。記憶部８が記憶するデータとしては、例えば、スピーカから音を出力する際に入出力インターフェース６からパワーアンプ９へ送られる出力音源のデータと、スピーカから出された音が車室内に響いてマイク４に拾われ、マイクアンプ１０から入出力インターフェース６へ送られる入力音響のデータである。この他、記憶部８は、信号処理部５に実行させるコンピュータプログラムや同定した音響特性を記憶し、あるいは信号処理部５がコンピュータプログラムを実行する際に一時的にデータを保持する仮想メモリとしての役割も司る。
【００３３】
パワーアンプ９は、入出力インターフェース６から送られる音声信号を増幅し、スピーカ３へ出力する。パワーアンプ９は、ユーザ操作により音声信号の増幅率を調整可能である。また、パワーアンプ９は、信号処理部５からの指令によっても音声信号の増幅率を調整可能であり、例えば、ホワイトノイズを発生して車室内の音響特性を同定する際、同定に必要な音量のホワイトノイズの音声信号をスピーカ３に出力する。パワーアンプ９は、左右の音声信号をそれぞれ独立して増幅することが可能であり、入出力インターフェース６から送られるステレオの音声信号を左右それぞれのスピーカ３へ出力する。
【００３４】
スピーカ３は、車室内のリアドアまたはリアパーセルボード等に配設されており、パワーアンプ９から出力される電気音声信号を音波に変換する。スピーカ３は、車両の進行方向に対して左右対照に一対配置されており、車室内の後方から前方へ向けて音波を出力する。スピーカ３は、パワーアンプ９から出力される電気音声信号の強度や周波数によって振幅や周期を変えるコイルが内蔵されており、コイルに連結されたコーンがコイルの動きを受けて振動することにより、電気信号を音波に変換する。
【００３５】
マイクアンプ１０は、マイク４に拾われた微弱な音声信号を増幅し、入出力インターフェース６へ出力する。マイクアンプ１０は、マイク４から送られる音声信号の強度に応じて増幅率を自動的に制御し、入出力インターフェース６が音声信号を検知可能な程度に増幅する。
【００３６】
マイク４は、音波を電気信号に変換するコンデンサが内蔵されており、車室内に響く音響を電気信号に変換する。マイク４は、マイクアンプ１０から供給される電力をコンデンサの両極に印加し、音波によって生ずる両極間の電位変動によって音波を電気信号に変換する。マイク４は、車室内の音響特性を同定するために配設されており、スピーカ３と同様、車両の進行方向に対して左右対称に配置されている。なお、本音響データ処理装置１は、音響コンテンツを再生する際の定位制御を行うことを前提としているため、マイク４の配置箇所は乗員の耳の近傍に配置される。例えば、最も頻繁に乗員が着座する運転席のヘッドレストに左右対称に配置される。係る位置に音響特性同定用のマイク４を配置することにより、スピーカ３からマイク４（乗員の耳）までの音響特性が取得され、取得した音響特性を用いて定位制御を行うことにより、乗員が感じるスピーカ３の位置を実際のスピーカ３の位置と異なる位置にすることが可能になる。
【００３７】
プレイヤー１１は、ＣＤやＤＶＤ等のメディアを再生可能な再生装置であり、再生した音声データを入出力インターフェース６へ出力する。なお、プレイヤー１１は、ディスク等の記録メディアに記録されたコンテンツを再生するものに限定されるものでなく、例えば、フラッシュメモリーやハードディスクに記録されたコンテンツを再生するものであってもよいし、ＦＭラジオやテレビジョン放送等の放送コンテンツの音声信号を入出力インターフェース６へ出力するものであってもよい。
【００３８】
＜音響データ処理装置の動作フロー＞
以下、音響データ処理装置１の動作フローについて説明する。図３は、音響データ処理装置１の動作フローを示す図である。以下、図３に示すフロー図を基に音響データ処理装置１の動作について説明する。
【００３９】
（ステップＳ１０１：同定計算）車両に乗車した乗員がキースイッチ等を操作し、車両のアクセサリー電源を入れると、音響データ処理装置１に動作用の電源が投入されてユニットが起動する。具体的には、音響データ処理装置１に動作電源が投入されると、音響データ処理装置１の信号処理部５が記憶部８に記憶されているコンピュータプログラムを読み込む。また、パワーアンプ９やプレイヤー１１が動作を開始する。すなわち、パワーアンプ９は、入出力インターフェース６から送られる音声信号を増幅する。また、プレイヤ
ー１１は、ＣＤ等のメディアに記録されているデータの読み込みを開始し、コンテンツを再生して音声信号を入出力インターフェース６へ出力する。ここで、コンピュータプログラムの実行により信号処理部５の内部に実現されたデータ処理部１３は、記憶部８に記憶されているホワイトノイズ再生音の音源データとマイク４で収録したホワイトノイズの音響データとをそれぞれ同期加算処理する。この時、記憶部８に記憶されているホワイトノイズの音源データと音響データは、音響データ処理装置１の起動回数分だけ蓄積されている。すなわち、音響データ処理装置１がこれまでに３０回起動されていれば、相関長１０２４個のデータが音源データと音響データとそれぞれ３０個ずつ記録されている。データ処理部１３は、これら音源データと音響データをそれぞれ同期加算処理し、音源データや音響データに含まれるノイズを除去してＳ／Ｎ比を上げる。なお、本ステップで実行される処理内容の概念を図４に示す。次に、同期加算処理された音源データと音響データを基に、同定部１４が車室内の音響特性を同定する。すなわち、同定部１４は、入力（音源データ）と出力（音響データ）との関係から系（車室内）の音響特性を同定する。
【００４０】
（ステップＳ１０２：計算結果Ｃ取得）ステップＳ１０１の処理によって同定部１４が同定処理を実行すると、ホワイトノイズに基づく車室内の音響特性が同定される。ホワイトノイズで同定した音響特性（本発明でいう、基準音響特性に相当する）を以下、フィルタＣという。図５は、同定部１４が同定したフィルタＣの一例を示す。
【００４１】
（ステップＳ１０３：条件分岐１）ステップＳ１０２に処理によりフィルタＣが同定されたら、データ処理部１３は、プレイヤー１１がメディアを再生しているか否かを確認する。データ処理部１３は、プレイヤー１１がユーザ操作等によってメディアを再生していることを確認したら、車室内に音響コンテンツに基づく音が響いていると判断し、次のステップＳ１０４の処理を実行する。
【００４２】
（ステップＳ１０４：リアルタイムデータ取得）ステップＳ１０３の処理によってプレイヤー１１の動作を確認したら、データ処理部１３は、入出力インターフェース６を介してプレイヤー１１から送られる音声データと、マイク４で収録される音響データとに対し、フィルタＣに基づく前方定位フィルタの畳み込み処理をそれぞれ行う。本ステップで実行される処理内容の概念を図６に示す。データ処理部１３は、マイク４に拾われ、マイクアンプ１０、及び入出力インターフェース６を介して信号処理部５へ入力される車室内の音響データ（本発明でいう、コンテンツ音響データに相当）を取得する。また、データ処理部１３は、プレイヤー１１から入出力インターフェース６へ入力されている音声データ（すなわち、音響コンテンツの音源データ）を合わせて取得する。そして、データ処理部１３は、取得したデータを、記憶部８に予め記憶された前方定位フィルタに基づいて畳み込み処理を行い、プレイヤー１１の音声データについては更に遅延処理を行う。
【００４３】
（ステップＳ１０５：同定計算）ステップＳ１０４の処理によってデータの採取が完了したら、同定部１４は、遅延処理した音声データとマイク４で収録した音響データとの関係に基づいて逆フィルタＨを同定する。
【００４４】
（ステップＳ１０６：計算結果Ｈ取得）ステップＳ１０５の処理によって同定部１４が同定処理を実行すると、プレイヤー１１が再生する音響データ（リアルタイムデータ）に基づく車室内の音響特性（本発明でいう、実音響特性に相当する）が同定される。図７は、同定部１４が同定した逆フィルタＨの一例を示す。
【００４５】
（ステップＳ１０７：比較）ステップＳ１０６の処理によって逆フィルタＨが同定されると、再生処理部１５は、フィルタＣと逆フィルタＨとを比較する。すなわち、再生処理部１５は、フィルタＣに対する逆フィルタＨの差異が所定基準を満たすか否かを判定する。再生処理部１５は、所定基準を満たす場合に次のステップＳ１０８の処理を実行し、所
定基準を満たさない場合にステップＳ１０８の処理を省略してステップＳ１０９以降の処理を実行する。
【００４６】
ここで、再生処理部１５がステップＳ１０７で行う比較処理について、以下、詳述する。ホワイトノイズに基づいて同定されたフィルタＣと、音響コンテンツに基づいて同定された逆フィルタＨは、理想的な結果が算定されている場合、フィルタＣが車室内の系を表す正特性であり、逆フィルタＨがその正特性の逆である逆特性を持つ。図８は、このような理想的なフィルタＣと逆フィルタＨを周波数領域で示したグラフである。図８に示すように、逆フィルタＨの算定結果が理想的なものの場合、逆フィルタＨはフィルタＣの逆特性を示すものであるから、両者を掛け合わせると、その特性はフラットな曲線になるはずである。しかし、実際には、このような理想的なフィルタＣや逆フィルタＨが算出されることは稀である。すなわち、通常、図９（ａ）に示すように、フィルタＣの逆特性を正確に再現する逆フィルタＨが算定されることはない。よって、フィルタＣと逆フィルタＨとを掛け合わせると、図９（ｂ）（ｃ）のような、フラットでない結果になる。
【００４７】
ところで、定位制御を行う場合、人間が最も制御による効果を感じやすい周波数の音を制御することが効果的である。そこで、定位制御に効果的な周波数を、図１０（ａ）に示すように人の前、後ろ、上、及び左右に配置したスピーカ、並びにヘッドホンを使い、被験者２０名を使った実験で特定する。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、人の後方（ｈ）、人の上方（ｏ）、及び人の前方（ｖ）についてそれぞれ定位制御した音を、様々な周波数毎にスピーカやヘッドホンから出力し、その時に被験者がどの部分から音を感じたか、回答をまとめる。図１１は、回答数をまとめたグラフである。図１１（ａ）のグラフが後方（ｈ）に定位制御した際の回答結果であり、図１１（ｂ）のグラフが上方（ｏ）に定位制御した際の回答結果であり、図１１（ｃ）のグラフが前方（ｖ）に定位制御した際の回答結果である。図１１（ａ）〜（ｃ）のグラフが示す回答数の結果から判る様に、後方（ｈ）に定位制御する際は１ｋＨｚ付近の音を制御するのが最も効果的であり、上方（ｏ）に定位制御する際は８ｋＨｚ付近の音を制御するのが最も効果的であり、前方（ｖ）に定位制御する際は４ｋＨｚ付近の音を制御するのが最も効果的であることが判る。本実施形態では、音響を前方に定位制御することを前提としているため、ステップＳ１０７でフィルタＣと逆フィルタＨとを比較する際は、４ｋＨｚ付近の部分を中心に比較を行う。
【００４８】
ステップＳ１０７の説明に戻る。再生処理部１５は、フィルタＣと逆フィルタＨとを比較するにあたり、特に４ｋＨｚ付近の差異を中心に比較を行い、係る周波数部分の係数の差異が規定の範囲内（例えば、１０％以内など）の場合に、逆フィルタＨが良好であると判定する（すなわち、図９（ｂ）のグラフ）。一方、再生処理部１５は、４ｋＨｚ付近の差異が規定の範囲外の場合、逆フィルタＨは外乱等により良好な結果を示していないと判定する（すなわち、図９（ｃ）のグラフ）。
【００４９】
（ステップＳ１０８：係数更新）再生処理部１５は、逆フィルタＨの比較結果が良好であれば、プレイヤー１１から出力される音声信号の音響制御に用いる係数を、逆フィルタＨの係数に更新する。なお、再生処理部１５は、逆フィルタＨの比較結果が良好でない場合、本ステップＳ１０８を省略し、プレイヤー１１から出力される音声信号の音響制御に用いる係数をフィルタＣのまま保持する。
【００５０】
（ステップＳ１０９：畳み込み）再生処理部１５は、プレイヤー１１から出力される音声信号を前方定位フィルタで処理し、更にフィルタＣまたは逆フィルタＨを畳み込む。そして、再生処理部１５は、定位制御した音声信号を、入出力インターフェース６を介してパワーアンプ９へ送る。これにより、フィルタＣまたは逆フィルタＨで処理された音がスピーカ３から出力される。図１２は、本ステップで実行される処理の概念を示す図である。図１２が示すように、音源の音声信号を前方定位フィルタ、及び逆フィルタＨ（または
フィルタＣ）で処理することにより、乗員の後方に配置されたスピーカ３の音を定位制御することが可能になる。これにより、乗員に対し、後方に配置されたスピーカ３の音だけで、前方に配置された仮想のスピーカから音が出ているかのような感覚をユーザへ与えることが可能になる。
【００５１】
（ステップＳ１１０：条件分岐２）ここで、車両に乗車中のユーザが降車等することによりキースイッチが操作され、車両のアクセサリー電源が切られると、音響データ処理装置１は次のステップＳ１１１の処理を実行する。
【００５２】
（ステップＳ１１１：条件分岐３）車両のアクセサリー電源が切られると、乗員検知機能部７は、車両の動力源であるエンジンが停止したと判断し、車室内の乗員の有無を検知する。乗員検知機能部７は、車室内から乗員が居なくなったことを検知すると、これを信号処理部５の音発生部１２に通知する。音発生部１２は、乗員検知機能部７から乗員が居ないことが通知されると、次のステップＳ１１２の処理を実行する。
【００５３】
（ステップＳ１１２：録音準備）音発生部１２は、乗員検知機能部７から乗員が居ないことを通知されると、マイクアンプ１０やパワーアンプ９の状態を確認する。すなわち、音発生部１２は、パワーアンプ９が音を出力可能な状態であるか否か、マイクアンプ１０が車室内の音響を検知可能な状態であるか否かを確認する。音発生部１２は、パワーアンプ９やマイクアンプ１０がスタンバイしていることを確認したら、次のステップＳ１１３の処理を実行する。
【００５４】
（ステップＳ１１３：収録）音発生部１２は、入出力インターフェース６を介してパワーアンプ９にホワイトノイズ（本発明でいう、試験音に相当する）を出力させる。また、音発生部１２は、パワーアンプ９に送るホワイトノイズの音声信号のデータ（すなわち、試験音の音源のデータ）を、記憶部８に保存する。図１３は、本ステップの処理の概念を示す図である。パワーアンプ９で増幅され、スピーカ３から出力されるホワイトノイズは車室内に響き、マイク４に拾われる。マイク４で拾われたホワイトノイズの音声信号は、マイクアンプ１０によって増幅されたのち、入出力インターフェース６を介して信号処理部５へ音響データとして送られる。信号処理部５は、ホワイトノイズの音響データを記憶部８へ保存する。なお、このとき、音発生部１２は、ホワイトノイズを極めて短い時間（ホワイトノイズの騒音により、車両近辺に居る人間に対して不快感を与えない時間であり、例えば、人間が感知できないくらい短い１０２４個のデータ長のノイズ。本発明でいう、所定長さに相当する）だけ発生させる。これにより、上記ステップＳ１０１でデータ処理部１３が処理する際のデータが記憶部８に蓄積される。ユニットの起動停止が繰り返され、本ステップが繰り返し実行されていくことにより、ホワイトノイズの音源データと音響データが徐々に記憶部８に蓄積される。このデータの蓄積量が増えるにつれて同期加算処理の際に得られるＳ／Ｎ比も向上する。
【００５５】
＜音響データ処理装置の効果＞
音響データ処理装置１の動作フローについて以上である。上記音響データ処理装置によれば、乗員が降車した後、ホワイトノイズを極めて短い時間だけ発することで同期加算処理のデータが蓄積される。よって、車室内や車両の周辺に不快な音を長時間発生させることなく、車室内の音響特性を同定する際に用いる同期加算用の音響データを取得することが可能になる。また、同定処理の計算処理等を車両の動力源（例えば、エンジン）が動作中に行っているため、車両に搭載されているバッテリに負荷を与えることがなくなる。また、ホワイトノイズの収録を車両の動力源の停止後、極めて短い時間で行っているため、ホワイトノイズの収録に際して消費される車両のバッテリの電力消費量を抑えることが可能となる。また、ホワイトノイズの発生時間を短くすることが可能であるため、例えば、キーレス操作時のアンサーバック用の反応音と連動させて収録することも可能となる。ま
た、同期加算に必要な量のデータを一度に収録するのではなく、徐々に収録するようにしているため、ホワイトノイズを収録する際に一時的に車内に置かれていたような荷物等の影響により、同定結果のパラメータが通常の範囲から大きく逸脱することがなくなる。なお、ホワイトノイズで同定した音響特性と、プレイヤーの再生音で同定した音響特性とを比較し、音響制御に用いる音響特性を適宜選択しているため、同定処理計算の計算結果が大きく発散することもない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】音響データ処理装置のシステム構成図。
【図２】信号処理部の内部で実現される機能ブロック図。
【図３】音響データ処理装置１の動作フロー図。
【図４】ステップＳ１０１で実行される処理の概念図。
【図５】フィルタＣの一例を示すグラフ。
【図６】ステップＳ１０４で実行される処理の概念図。
【図７】逆フィルタＨの一例を示すグラフ。
【図８】フィルタＣと逆フィルタＨを周波数領域で示したグラフ。
【図９】フィルタＣと逆フィルタＨを周波数領域で示したグラフ。
【図１０】試験概要の説明図。
【図１１】試験結果を示すグラフ。
【図１２】ステップＳ１０９で実行される処理の概念図。
【図１３】ステップＳ１１３で実行される処理の概念図。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・・・音響データ処理装置
２・・・・・メインユニット
３・・・・・スピーカ
４・・・・・マイク
５・・・・・信号処理部
６・・・・・入出力インターフェース
７・・・・・乗員検知機能部
８・・・・・記憶部
９・・・・・パワーアンプ
１０・・・・マイクアンプ
１１・・・・プレイヤー
１２・・・・音発生部
１３・・・・データ処理部
１４・・・・同定部
１５・・・・再生処理部
【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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