騒音に配慮した音声案内装置の開発
前川満良*
視覚障がい者のために音声で案内する装置が普及するなかで，音声案内装置が騒音源となる課題が顕在化し始めている。本研究では，まず，音声案内装置の利用状況を解析し，人が立ち止まっているときに音声案内を繰り返してしまう過剰反応や周囲の音量に関係なく大音量で音声案内を行う過剰音量が騒音の原因であることが分かった。過剰反応に対しては，2 つの焦電型赤外線センサを持つ知的人感センサを開発し，過剰 反 応 を 98.5％ 減 少 さ せ る こ と が で き た 。 過 剰 音 量 に 対 し て は ， 周 囲 の 音 量 に よ っ て 音 声 案 内 の 聞 こ え る
音量を実験で求め，周囲の音量を計測しながら音量を調整する機能を開発した。この２つの機能により，従来よりも騒音に配慮した音声案内装置が実現できた。
キーワード: 視覚障がい者, 音声案内装置, 騒音, 焦電型赤外線センサ

Development of a Noise-conscious Voice Guide System
Mitsuyoshi MAEKAWA

Now that the voice guide system for people with a visual disability has become widely used, the noise that it produces is
becoming a serious problem. First, we investigated situations in which voice guide systems were used, and found excessive response by
the human detection sensor and excessive voice volume to be some of the causes of the noise. The excessive response brought about
repetition of the voice guide even when people were not moving. The excessive voice volume was due to the fact that the volume wasconstant regardless of the ambient sound volume. Next, in order to reduce the excessive response, we developed a human detection sensor
system with 2 PIRs (passive infrared sensors). It was confirmed that the excessive response was reduced by 98.5% by these sensors. Inorder to reduce the excessive voice volume, we developed a means of adjusting it based on measurement of the ambient sound volume.
These two improvements enabled us to develop a voice guide system that is conscious of noise.
Keywords：people with visual disabilities, voice guide system, noise, passive infrared sensor１．緒言

等 の 移 動 等 の 円 滑 化 の 促 進 に 関 す る 法 律 」（ バ リ ア フ

1994年 に 「 高 齢 者 ， 身 体 障 害 者 等 が 円 滑 に 利 用 で きリー新法）では，エスカレータに音声案内の設置を義る 特 定 建 築 物 の 建 築 の 促 進 に 関 す る 法 律 」（ ハ ー ト ビ

務化し，さらに音声案内装置の普及を促している。そル 法 ）， 2000年 に 「 高 齢 者 ， 身 体 障 害 者 等 の 公 共 交 通の一方で，同法律のガイドラインでは「騒音とならな期 間 を 利 用 し た 移 動 の 円 滑 化 に 関 す る 法 律 」（ 交 通 バいように配慮すること」と記載され，騒音が問題視さリアフリー法）が施行され，公共性の高い施設のバリれはじめたことが伺える。

アフリー化が急速に進んできた。これにともない，視これまでこの課題に対して，指向性スピーカを利用覚障がい者に対するバリアフリー化としてエレベータ

す る 方 法 1)2) と 携 帯 用 端 末 機 を 利 用 す る 方 法 3)4) が 開 発などの設備機器，案内板，券売機，公共端末などに音さ れ て い る 。 前 者 の 指 向 性 ス ピ ー カ を 利 用 す る 方 法 は，声案内装置が組み込まれてきている。しかし，音声案

音声案内が聞こえるエリアを狭く限定し，その周囲に内装置の普及にともない「うるさい」という新たな課は音声を漏らさないことで騒音を低減させる方法であ

題 を 生 み 出 し ，「 う る さ い の で 設 置 し な い 」，「 夜 間 はる。しかし，指向性スピーカは構造的に小型化が難しスイッチを切る」といった事例がある。その後両法律

く，さらに高価であることから普及していない。後者

を 改 正 ， 集 約 し 2006年 に 施 行 さ れ た 「 高 齢 者 ， 障 害 者

は，利用者が専用の端末機を持つ方法とラジオを持つ方法に大別される。いずれも案内装置本体から案内音*

電子情 報部

声が端末機に送信され，手元の端末機から音声案内が- 17 -

行われる方法である。手元もしくはイヤホンで聞き取うるさいるため，周囲の人への騒音を低減することができる。
しかし，端末機を持ち歩く不便さと，常に手元から音⇒が聞こえるために目標物の方向と距離が分かりにくいという課題が指摘され ている 。

｢人が来た。案内しよう｣

そこで本研究では，まず従来の音声案内装置が騒音｢何度でも案内する｣

図 1 従来センサによる音声案内方法を引き起こす原因を解析し，その原因に対する対策技

×術を開発した。これにより，音声案内としての役割を果たしながら騒音とならない音声案内装置が実現でき，⇒バリアフリー化を促進 させる ことが 可能と なった。

｢人が来た。案内しよう｣｢前からいるので、案内しない｣
図 2 本研究のセンサによる音声案内方法

２．音声案内の騒音原因
従来の音声案内装置は，焦電型赤外線センサを用い

表 1 焦電型赤外線センサの組合せによる状況判断て人の動きを検知し，音声案内を行っている。しかし，パターン 広角PIR 狭角ＰＩＲ 想定される状況
ⅠON
ＯＮ 狭角エリア内
Ⅱ
OFF
ＯＦＦ 広角エリア外

焦電型赤外線センサでは静止している人を検知し続けることが難しいことから，人の動きを検知する度に音声案内を行う制御方法が採用されている。そのため，
図 1の よ う に 案 内 板 の 前 で 触 知 図 を 読 み 取 る た め に 停留している間，何度も同じ音声案内が繰り返される。

ⅢＯＮＯＦＦ広角エリア内＋狭角エリア外「直前がⅠならば遠ざかる」「直前がⅡならば近づいている」

ⅣＯＦＦＯＮ

存在しない※PIR＝焦電型赤外線センサ

こ の 「 過 剰 反 応 」 が 騒 音 原 因 の 1つ で あ り ， 音 声 案 内が必要な視覚障がい者 にとっ ても騒 音とな ってい た。
さらに従来の音声案内装置では，音声案内の音量が固 定 式 も し く は タ イ マ ー 2種 類 の 音 量 を 昼 夜 で 切 り かえるタイマー式が採用されている。いずれの方式も周エリア内に存在しない状態の識別」や「人が検知エリア内で停留している状態から動き出した状態と検知エリア外から検知エリア内に入ってきた状態の識別」が難しい。
そこで本研究では，検知エリアの異なる 2 種類の焦囲の音量に関係なく音声案内が行われるため，静かな時でも大音量となる。この「過剰音量」も騒音原因の1つ で あ り ， 設 置 現 場 の 調 査 で は 設 置 さ れ て い る に もかかわらず電源が切ら れてい る例も あった 。
こ の よ うな 騒音 の 原 因に 対し て ， 本研 究で は (1)過剰反応を減少させるために，人の検知から音声案内を行う判断までのアルゴリズムを高度化させる「知的人感セン サの 開 発」 と (2)過 剰 音量 を 減少 さ せる た めに，周囲音量を考慮して案内音量を調整する「音量調整機能の開発」を行い，騒音 の低減 を図っ た。

３．１

電型赤外線センサを使用し，検知状態の組合せパターンとその履歴から人の行動を推測する知的人感センサを開発した。これは広角エリアと狭角エリアの 2 種類の焦電型赤外線センサを組合せることで，表 1 のように 触 知 案 内 板 の 前 に 「 停 留 し て い る 状 態 」，「 検 知 エ リ
ア 外 か ら 近 づ い て き た 状 態 」，「 検 知 エ リ ア 外 へ 遠 ざ かる状態」など単純な動きを識別することができるようになり，図 2 のように近づいてきた場合だけ音声案内を行う設定が可能になった。

３．知的人感センサの開発

３．２

実験方法

人感センサの高度化

このような音声案内付き触知案内板を試作し，図 3

音声案内付き触知案内板では，視覚障がい者が触知のような装置で，従来の音声案内装置との比較実験を図を読み取る間は，案内板の前で停留するために過剰行った。実験は，図 4 に示すような「触知案内板に近反応が起きやすい。この過剰反応を減少させるためにづき→触知図を読み取り→トイレ内に入る」といったは，人の行動パターンと現在位置を把握する必要があ

基 本 行 動 パ タ ー ン を 10 回 繰 り 返 し た 。 ト イ レ 前 の 触る。

知 図 の 平 均 読 み 取 り 時 間 は ， (社 福 )日 本 点 字 図 書 館 のし かし，従来の装置で は焦電 型赤外 線セン サを 1 つ
用いて「人が検知エリア内で停留している状態と検知調査で約 2 分 35 秒であったことから，触知案内板の前に 2 分 35 秒間停留することとした。

- 18 -

図 3 センサの違いによる比較実験装置

図 6 騒音計とコンデンサーマイク計測値との相関

図 4 トイレ前の基本行動パターン

図 7 音量指令変数と音声案内音量との相関

図 5 実験結果

３．３

４．２

実験結果

案内装置の特性実 験 結 果 を 図 5 に 示 す 。 10 回 の 基 本 動 作 に 対 し て

静かなときには音量を小さく，うるさいときには音10 回 の 音 声 案 内 が 行 わ れ る こ と が 理 想 で あ る が ， 実量を大きくするためには，周囲の音量を計測する必要

験では本研究のセンサ が 11 回 ，従 来のセ ンサが 78 回がある。そこで，全指向性コンデンサーマイク（ホシと い う 結 果 で あ っ た 。 つ ま り 従 来 の セ ン サ で 68 回 行

デ ン 製 KUC3523） を 使 用 し た 周 囲 音 量 測 計 測 回 路 を製

わ れ て い た 過 剰 な 音声 案内が １ 回と 98.5%減 少し て お

作 し ， マ イ コ ン で 周 囲 の 音 量 に 応 じ た A/D変 換 値 が 得り，開発した知的人感センサが有効であることを示す

ら れ る よ う に し た 。 こ の A/D変 換 値 か ら 周 囲 の 音 量 をことができた。

推測するために，騒音計の計測値とコンデンサーマイこのように，音声案内装置を組込む設備機器の目的

クからの A/D変換値の相関を調べた。その結果を図 6にと設置場所に応じてセンサ検知機能を高度化すること示す。この結果から，簡易なコンデンサーマイクで必で，過剰な案内を減少 させる 制御が 可能と なった。

要十分な騒音計測値が得られることを確認した。
次に，周囲の音量に応じて必要な音量を出力させる

４．音量調整機能の開発
４．１

音量調整機能

現状の音声案内装置では，周囲が静かなときでも大音量で音声案内を行ってしまう。そこで，音声案内をために，本音声案内装置の音量指令変数と音声案内音
量 の 関 係 を 調 べ た 。 そ の 結 果 を 図 7に 示 す 。 音 声 案 内の音量には約 20dB弱の幅があり，この幅を考慮 した音量調整が必要であることがわかった。

行うときでも周囲の騒音状況に応じて「静かなときには小さな音量で，うるさいときには大きな音量」と音４．３量を自動で調整することで騒音の低減を図る音量調整

この 2 つの結果に加えて，「この周囲の音量 (x)の場機能を開発する。

音声案内音量と騒音の関係合は，この音声案内の音量(y)を出力すると周囲にうる- 19 -さ く な く ， 聞 き 取 り も で き る 」 と い っ た 関 係 （ y=ｆとが分かった。この実験データより周囲の音量を(x)） を導 き 出す こ とで ， 周囲 の 音量 に 調和 し た音 声案

x[dB]，そのときの音声案内の音量を f(x)[dB]と すると内の音量を制御することが可能になる。この関係を導最大値の近似線は，き出すために，以下の 手順で 実験を 行った 。

(1)

f(x)=0.5x+35

騒音として「録音した駅ホームの音」を用意した。となった。これは必要な音声案内音量が周囲の音量にこの騒音の音量を 65，75，85dB の 3 段 階に切 りかえ

一定音量を付加するのではなく，周囲の音量が大きいて各騒音音量下で音声案内文の聞き取り実験を行った。

ほど周囲の音量より小さな音量で案内しても聞き取り

図 8 に示すように， 被験者 には音 声案内 装置に 向かっ可能であったことを示している。この式と個々の装置て 50cm 離 れた 位 置に 直立し て もら った。 実 験では案の特性を示す図 6 と図 7 の結果から周囲の騒音 に応じ内の内容を記憶できな いよう に A，B，C の 3 種類のた案内音量の調整が可能となった。

音声案内文を用意した 。被験 者は 50 歳代 男性 が 3 人，５．結

50 歳代女性が 1 人 ， 60 歳 代男性 が 2 人 ， 60 歳代女性

言

音 声 案 内 装 置 を 組 み 込 ん だ 設 備 機 器 が 増 加 す る 中 で，が 1 人である。実験の 手順は 以下の 通りで ある。
(1)騒 音の 音量を 65dBに する．

騒音という問題が露呈し始めており，その対策として(2)音 声案 内文Aを最 大音声案 内音量 60dBで 再生す る。

過剰反応を減少させる「知的人感センサ」の開発と過(3)聞 き取った内容を， 言って もらう 。

剰 音 量 を 減 少 さ せ る 「 音 量 調 整 機 能 」 の 開 発 を 行 っ た。

(4)内 容 が 合 わ な い 場 合 は 音 声 案 内 音 量 を 2dBず つ 上 げ ，

知的人感センサの開発によって，トイレ前の基本行動

ほぼ内容が合うまで音声案内音量を上げ続け，被験パ タ ー ン で は 過 剰 反 応 が 98.5%削 減 さ れ ， 効 果が ある

者 に必要な音声案内音 量を求 める。

ことを確認した。音量調整機能の開発によっては，周囲の音量に応じて案内文の聞き取りが可能な範囲で音(5)同 様 に ， 75， 85dBに つ い て も 聞 き 取 り 実 験 を 繰 り返し，各騒音音量下で必要な音声案内音量を求める。

声案内の音量を調整することが可能となった。また，各 年 代 に お け る 実 験 結 果 を 図 9 に 示 す 。 50 歳 代 に必要な音声案内音量は周囲の音量にあわせて増加する

比 べ 60 歳 代 の ほ う が 必 要 と す る 音 声 案 内 の 音 量 が 大が，周囲の音量より大きくする必要のないことが分かきくなる。また，断片的に聞こえなくても文章の前後った。

で内容を補完していることから，単純な案内文では周謝囲の音量より低い音声案内音量で十分に聞き取れるこ辞本研究を遂行するに当たり，音声案内の聞き取り実験にご協力いただいた皆様に感謝いたします。

参考文献
1) 吉田俊治 . 指向性音響システムとその応用 . 環境工学総合シンポジウム講演論文集 , 2004, Vol.2004,

図 8 聞き取り実験方法

p124-127.
2) 松野博文 ,北山一郎 ,宇根正美 . 視覚障害者のための誘導システムの開発 . 平成 15 年度版兵庫県立福祉のまちづくり工学研究所報告集, 2004, p111-118.
3) 畠山卓朗 ,萩原史朗 ,小池肇,伊藤啓二 ,大久保紘彦 ,C.
W.ボンド, 春日正男 . 赤外線音声情報案内システ
ム . ヒューマンインタフェース学会論文誌 , 2001,
Vol.3, No.3, p163-169.
4) 坊岡正之 ,相良二朗 ,赤澤康史 . 微弱電波を用いた音声案内システムの開発 . 第 11 回リハ工学カンファ
レンス講演論文集, 1996, p237-238.

図 9 各年代における音声案内が聞こえたときの案内音量と騒音量の関係- 20 -