明瞭度改善機能付再生装置
【課題】声音と背景音のレベルバランスを変更することなく、声音の明瞭度を改善することのできる明瞭度改善機能付再生装置を提供する。
【解決手段】声音信号ＳＶを所定の声音信号分割比ｒＶに従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割する声音信号分割部１１と、背景音信号ＳＢを所定の背景音信号分割比ｒＢに従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割する背景音信号分割部１２と、第１の声音信号および第１の背景音信号を第１の可聴音Ｌ１に変換する第１の変換部１３と、第２の声音信号および第２の背景音信号を第２の可聴音Ｌ２に変換する、第１の変換部１３の下方に配置される第２の変換部１４と、要求明瞭度設定部１５で設定された要求明瞭度に応じて声音信号分割比ｒＶまたは背景音信号分割比ｒＢを変更する制御部１６を含む。
【解決手段】声音信号ＳＶを所定の声音信号分割比ｒＶに従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割する声音信号分割部１１と、背景音信号ＳＢを所定の背景音信号分割比ｒＢに従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割する背景音信号分割部１２と、第１の声音信号および第１の背景音信号を第１の可聴音Ｌ１に変換する第１の変換部１３と、第２の声音信号および第２の背景音信号を第２の可聴音Ｌ２に変換する、第１の変換部１３の下方に配置される第２の変換部１４と、要求明瞭度設定部１５で設定された要求明瞭度に応じて声音信号分割比ｒＶまたは背景音信号分割比ｒＢを変更する制御部１６を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可聴音を再生する再生装置に係り、特に声音の明瞭度を改善する機能を有する明瞭度改善機能付再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可聴音は、ナレーションあるいは台詞といった声音と、例えば音楽のような声音以外の背景音とに大別される。
【０００３】
しかし、声音と背景音とが同時に再生される場合には、声音の明瞭度が低下して声音が聞き取りにくくなることが一般的であり、高齢者のような聴力弱者にあってはこの傾向が顕著となる。
【０００４】
上記課題を解決するものとして、可聴音を声音と背景音に分離した後声音と背景音のレベルバランスを変更して声音のレベルを上げることにより声音の明瞭度を上げることができる技術が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、声音の提示方向を左右に振り分けて再生することで、明瞭度を改善する技術も公知である。
【０００６】
特許文献１に開示された技術は、雑音除去機能を有する補聴器に適用されており、２つのマイクロフォンで検出された可聴音信号から同相成分を除去することにより背景音である雑音を除去している。
【０００７】
しかし、ラジオあるいはテレビジョンで放送される番組では、番組内容に適したバランスで声音および背景音のレベルが調整されているため、再生時に相対的に声音と背景音のバランスを変更する、あるいは左右に振り分けることは、番組制作者の制作意図を損なうこととなり好ましくない。
【０００８】
さらに、可聴音から同相成分を分離する信号処理の際に声音の音質が損なわれるおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０５−２２７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願発明は上記課題に鑑みなされたものであって、声音と背景音のレベルバランスを変更することなく、声音の明瞭度を改善することのできる明瞭度改善機能付再生装置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】
【００１１】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、声音信号を声音放射位置から放射される声音に変換する声音変換手段と、背景音信号を背景音放射位置から放射される背景音に変換する背景音変換手段と、前記声音と前記背景音とを同時再生したときの前記声音に対する明瞭度の要求値である要求明瞭度を設定する要求明瞭度設定手段と、前記要求明瞭度に応じて前記声音放射位置と前記背景音放射位置との相対位置関係を変更する相対位置関係変更手段とを備える。
【００１２】
上記構成により、声音と背景音のレベルバランスを変更することなく声音の明瞭度を改善することができることとなる。
【００１３】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、前記声音変換手段および前記背景音変換手段が、前記声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割する声音信号分割部と、前記背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割する背景音信号分割部と、前記第１の声音信号および前記第１の背景音信号を第１の可聴音に変換する第１の変換部と、前記第２の声音信号および前記第２の背景音信号を第２の可聴音に変換する前記第１の変換部の下方に配置される第２の変換部とで構成され、
前記相対位置関係変更手段が、前記要求明瞭度に応じて前記声音信号分割比または前記背景音信号分割比を変更する構成を有している。
【００１４】
上記構成により、声音信号分割比または背景音信号分割比を変更することにより声音の明瞭度を改善できることとなる。
【００１５】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、前記第１の変換部が１つの第１のスピーカで構成され、前記第２の変換部が１つの第２のスピーカで構成される。
【００１６】
上記構成により、声音信号分割比または背景音信号分割比を変更することにより２つのスピーカ間に生成される仮想声音スピーカと仮想背景音スピーカの位置を上下に変更して声音の明瞭度を改善できることとなる。
【００１７】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、前記第１の変換部が第１の水平面内に配置される少なくとも２つの第１のスピーカ群で構成され、前記第２の変換部が前記第１の水平面と所定距離隔てた第２の水平面内に配置される少なくとも２つの第２のスピーカ群で構成され、
前記声音信号分割部が前記声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割するとともに前記第１の声音信号を所定の第１の声音信号分配比に従って前記第１のスピーカ群を構成するスピーカに分配し、前記第２の声音信号を所定の第２の声音信号分配比に従って前記第２のスピーカ群を構成するスピーカに分配するものであり、
前記背景音信号分割部が前記背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割するとともに前記第１の背景音信号を所定の第１の背景音信号分配比に従って前記第１のスピーカ群を構成するスピーカに分配し前記第２の背景音信号を所定の第２の背景音信号分配比に従って前記第２のスピーカ群を構成するスピーカに分配するものであり、
前記相対位置関係変更手段が、前記要求明瞭度に応じて前記声音信号分割比、前記背景音信号分割比、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の１つを変更するものである構成を有している。
【００１８】
上記構成により、声音信号分割比、背景音信号分割比、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の少なくとも１つを変更することにより２つのスピーカ間に生成される仮想声音スピーカと仮想背景音スピーカの位置を上下左右に変更して声音の明瞭度を改善できることとなる。
【００１９】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、前記相対位置関係変更手段が、前記声音信号分割比または前記背景音信号分割比の変更を、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の少なくとも１つの変更より優先させる構成を有している。
【００２０】
上記構成により、可聴音の放射位置の変化を抑制しつつ声音の明瞭度を改善できることとなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置によれば、声音と背景音のレベルバランスを変更することなく、声音の明瞭度を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態のブロック線図である。
【図２】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態のハードウエア構成図である。
【図３】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態に適用する第１の信号処理プログラムのフローチャートである。
【図４】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態におけるスピーカ配置図である。
【図５】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の効果を示すグラフである。
【図６】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態におけるスピーカ配置図である。
【図７】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態のブロック線図である。
【図８】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態に適用する第２の信号処理プログラムのフローチャートである。
【図９】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態における仮想スピーカ配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、声音信号ＳＶを声音放射位置ＰＶから放射される声音ＬＶに変換する声音変換手段と、背景音信号ＳＢを背景音放射位置ＰＢから放射される背景音ＬＢに変換する背景音変換手段と、声音ＬＶと背景音ＬＢとを同時再生したときの声音ＬＶに対する明瞭度の要求値である要求明瞭度Ｃを設定する要求明瞭度設定手段と、要求明瞭度Ｃに応じて声音放射位置ＰＶと背景音放射位置ＰＢとの相対位置関係を変更する相対位置関係変更手段とを備える。
【００２４】
以下図面を参照しつつ本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態のブロック線図であって、声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の音声信号とに分割する声音信号分割部１１と、背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号とに分割する背景音信号分割部１２と、第１の声音信号と第１の背景音信号とを第１の可聴音に変換する第１の変換部１３と、第２の声音信号と第２の背景音信号とを第２の可聴音に変換する第１の変換部１３の下方に配置される第２の変換部１４と、声音に対する明瞭度の要求値である要求明瞭度を設定する要求明瞭度設定部１５と、要求明瞭度に応じて声音信号分割比または背景音信号分割比を制御する制御部１６とから構成されている。
【００２５】
そして、第１の実施形態においては、第１の変換部１３および第２の変換部１４はそれぞれ１つのスピーカで構成されている。
【００２６】
即ち、第１の実施形態においては、声音変換手段は声音信号分割部１１と第１の変換部１３とで構成され、背景音変換手段は背景音信号分割部１２と第２の変換部１４とで構成され、要求明瞭度設定手段は要求明瞭度設定部１５で構成され、相対位置関係変更手段は制御部１６により構成される。
【００２７】
図２は、第１の実施形態のハードウエア構成図であって、テレビジョン放送波あるいはラジオ放送波を受信再生する場合を示している。
【００２８】
搬送波に重畳されて伝送されてきた声音信号ＳＶおよび背景音信号ＳＢはチューナ２１で受信、検波、分離されて、信号処理部２２に送られる。
【００２９】
信号処理部２２は、いわゆるマイクロプロセッサシステムであり、バス２２０を中心として、ＣＰＵ２２１、メモリ２２２、アナログ・デジタル変換部（以下Ａ／Ｄと記す）２２３、デジタル・アナログ変換部（以下Ｄ／Ａと記す）２２４、周辺機器２２５および周辺機器用インターフェイス（以下Ｉ／Ｏと記す）２２６を含む。
【００３０】
Ａ／Ｄ２２３はチューナ２１から伝送されるアナログ信号である声音信号ＳＶおよび背景音信号ＳＢをデジタル信号に変換するために使用され、Ｄ／Ａ２２４は信号処理部内で生成された第１の可聴音信号Ｍ１および第２の可聴音信号Ｍ２をアナログ信号に変換するために使用される。
【００３１】
周辺機器２２５は、ディスプレイ、キーボードおよび例えばマウスであるポインティングデバイスから構成され、声音信号分割比ｒＶまたは背景音信号分割比ｒＢを設定するために使用される。なお、周辺機器２２５に代えて専用の操作機器（例えば可変抵抗器）により声音信号分割比ｒＶまたは背景音信号分割比ｒＢを設定するようにしてもよい。
【００３２】
Ｄ／Ａ２２４から出力された第１の可聴音信号Ｍ１は第１の増幅器２３で増幅され、第１のスピーカ２４で第１の可聴音Ｌ１に変換される。
【００３３】
Ｄ／Ａ２２４から出力された第２の可聴音信号Ｍ２は第２の増幅器２５で増幅され、第２のスピーカ２６で第２の可聴音Ｌ２に変換される。
【００３４】
即ち、声音信号分割部１１および背景音信号分割部１２は、チューナ２１および信号処理部２２の一部で構成される。
【００３５】
第１の変換部１３は信号処理部２２の一部と第１の増幅器２３および第１のスピーカ２４で構成され、第２の変換部１４は信号処理部２２の一部と第２の増幅器２５および第２のスピーカ２６で構成される。
【００３６】
また、要求明瞭度設定部１５および制御部１６は信号処理部２２に含まれることとなる。
【００３７】
以下に図３のフローチャートを参照しつつ、本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態の動作を説明する。
【００３８】
図３は信号処理部２２にインストールされる第１の信号処理プログラムのフローチャートであって、所定時間（例えば、２１．３ミリ秒）ごとに時間割り込み信号により起動される。
【００３９】
まず、ＣＰＵ２２１は、Ａ／Ｄ２２３を介してチューナ２１から出力される声音信号ＳＶおよび背景音信号ＳＢを読み込み（ステップＳ３１）、次に周辺機器２２５に設定された声音信号分割比ｒＶまたは背景音信号分割比ｒＢを読み込む（ステップＳ３２）。
【００４０】
ＣＰＵ２２１は、声音信号ＳＶに声音信号分割比ｒＶを乗算して第１の声音信号Ｖ１を算出し（ステップＳ３３）、声音信号ＳＶに（１−声音信号分割比ｒＶ）を乗算して第２の声音信号Ｖ２を算出する（ステップＳ３４）。
【００４１】
さらに、ＣＰＵ２２１は、背景音信号ＳＢと背景音信号分割比ｒＢとを乗算して第１の背景音信号Ｂ１を算出し（ステップＳ３５）、背景音信号ＳＢと（１−背景音信号分割比ｒＢ）とを乗算して第２の背景音信号Ｂ２を算出する（ステップＳ３６）。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２２１は、第１の声音信号Ｖ１と第１の背景音信号Ｂ１とを加算して第１の可聴音信号Ｍ１を算出し（ステップＳ３７）、第２の声音信号Ｖ２と第２の背景音信号Ｂ２とを加算して第２の可聴音信号Ｍ２を算出する（ステップＳ３８）。
【００４３】
最後に、ＣＰＵ２２１はＤ／Ａ２２４を介して第１の可聴音信号Ｍ１および第２の可聴音信号Ｍ２を出力してこのプログラムを終了する。
【００４４】
図４は聴取位置Ｐ０の正面Ｐ２に第２のスピーカ２６を、第２のスピーカ２６の直上で聴取位置Ｐ０から見た仰角が２φの位置Ｐ１に第１のスピーカ２４を配置した場合のスピーカ配置図である。
【００４５】
声音信号ＳＶに対する第１のスピーカ２４のゲインをｇＶ１、第２のスピーカ２６のゲインをｇＶ２とすると、声音信号ＳＶは第１のスピーカ２４と第２のスピーカ２６の間に位置する仮想声音スピーカ４１から放射されているとみなすことができる。
【００４６】
仮想声音スピーカ４１の仰角をφ＋φＶ（仰角２φの二等分線を基準として反時計回りの角度を正、時計周りの角度を負で表す。）とすると、φＶは［数１］により算出することができる。
【００４７】
【数１】
【００４８】
背景音信号ＳＢに対する第１のスピーカ２４のゲインをｇＢ１、第２のスピーカ２６のゲインをｇＢ２とすると、背景音信号ＳＢは第１のスピーカ２４と第２のスピーカ２６の間に位置する仮想背景音スピーカ４２から放射されているとみなすことができる。
【００４９】
仮想背景音スピーカ４２の仰角をφ＋φＢとすると、φＢは［数２］により算出することができる。
【００５０】
【数２】
【００５１】
なお、声音信号分割比ｒＶおよび背景音信号分割比ｒＢと声音信号ＳＶに対する第１のスピーカ２４のゲインｇＶ１および第２のスピーカ２６のゲインｇＶ２との関係、ならびに、声音信号分割比ｒＶおよび背景音信号分割比ｒＢと背景音信号ＳＢに対する第１のスピーカ２４のゲインｇＢ１および第２のスピーカ２６のゲインｇＢ２との関係は［数３］により表される。
【００５２】
【数３】
【００５３】
従って、声音信号分割比ｒＶあるいは背景音信号分割比ｒＢを変更することによって仮想声音スピーカ４１および仮想背景音スピーカ４２の位置を変更できることとなる。
【００５４】
図５は本発明の効果を示すグラフであって、声音として単語および単音節を、背景音としてノイズおよび音楽を使用し、声音および背景音を同時に聴取した場合に声音の聞きとり正答率を示している。
【００５５】
図５から、声音と背景音を同方向から出力する場合よりも異方向から出力する場合の方が正答率は向上すること、および若年者の方が高齢者よりも正答率が高いことが判る。
【００５６】
また、聴取位置Ｐ０から仮想声音スピーカ４１および仮想背景音スピーカ４２を見込む角度θ（＝φＶ−φＢ）と背景音のレベルの低下量Ｃ（ｄＢ）の間には、［数４］の関係式が成立することが実験的に判明している。
【００５７】
【数４】
【００５８】
従って、聴取位置Ｐ０から仮想声音スピーカ４１および仮想背景音スピーカ４２を見込む角度θを６０°とすれば、声音と背景音のレベルを変更することなく声音の明瞭度を３ｄＢ程度向上させることが可能となる。
【００５９】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、以下のような状況において特に有用である。
【００６０】
即ち、番組制作者により最適なレベルバランスに調整して送出されたドラマ等声音と背景音が同時に再生されるプログラムを聴取する場合に、高齢者をはじめとする聴力弱者にとっては声音が明瞭でないことが考えられる。
【００６１】
このような場合に、聴力弱者は声音信号分割比ｒＶあるいは背景音信号分割比ｒＢを変更し、仮想声音スピーカ４１と仮想背景音スピーカ４２の相対位置を変更することにより、声音と背景音のレベルバランスを変更することなく声音の明瞭度を向上させることができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態について説明する。
【００６３】
第１の実施形態ではそれぞれ１つのスピーカで構成されていた第１の変換部１３および第２の変換部１４が、第２の実施形態ではそれぞれ第１の水平面および第２の水平面から所定距離下方の第２の水平面内に配置された複数のスピーカで構成される。
【００６４】
図６は第２の実施形態におけるスピーカ配置の一例であって、聴取位置Ｐ０を含む第２の水平面内に聴取位置Ｐ０を取り囲むように４つのスピーカ７４１、７４２、７４３および７４４から成る第２のスピーカ群７４が、第２の水平面から所定距離上方の第１の水平面内に聴取位置Ｐ０を取り囲むように４つのスピーカ７３１、７３２、７３３および７３４から成る第１のスピーカ群７３が配置されている例を示している。
【００６５】
図７は、本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態のブロック線図であって、声音信号分割部７１と、背景音信号分割部７２と、スピーカ７３１、７３２、７３３および７３４から成る第１のスピーカ群７３と、スピーカ７４１、７４２、７４３および７４４から成る第２のスピーカ群７４と、要求明瞭度設定部７５と、制御部７６とから構成されている。
【００６６】
声音信号分割部７１は、声音信号に声音信号分割比ｒＶを乗じた第１の声音信号を第１のスピーカ群７３を構成する各スピーカに第１の声音信号分配比に従って分配するとともに、声音信号に（１−声音信号分割比ｒＶ）を乗じた第２の音声信号を第２のスピーカ群７４を構成する各スピーカに第２の声音信号分配比に応じて分配する。
【００６７】
背景音信号分割部７２は、背景音信号に背景音信号分割比ｒＢを乗じた第１の背景音信号を第１のスピーカ群７３を構成する各スピーカに第１の背景音信号分配比に応じて分配するとともに、背景音信号に（１−背景音信号分割比ｒＢ）を乗じた第２の背景音信号を第２のスピーカ群７４を構成する各スピーカに第２の背景音信号分配比に応じて分配する。
【００６８】
第１のスピーカ群７３を構成する各スピーカは、第１の声音信号と第１の背景音信号とを第１の可聴音に変換する。
【００６９】
第２のスピーカ群７４を構成する各スピーカは、第２の声音信号と第２の背景音信号とを第２の可聴音に変換する。
【００７０】
要求明瞭度設定部７５は声音に対する明瞭度の要求値である要求明瞭度を設定し、制御部７６は要求明瞭度に応じて声音信号分割比ｒＶ、背景音信号分割比ｒＢ、第１の声音信号分配比、第２の声音信号分配比、第１の背景音信号分配比および第２の背景音信号分配比の少なくとも１つを制御する。
【００７１】
なお、第２の実施形態のハードウエア構成は、第１の実施形態ではそれぞれ１つのスピーカであった第１の変換部１３および第２の変換部１４が、第２の実施形態ではそれぞれ同一水平面に配置された複数のスピーカで構成される以外に相違点はないので、図示を省略する。
【００７２】
図８は信号処理部２２にインストールされる第２の信号処理プログラムのフローチャートであって、ステップＳ３１からステップＳ３６までの処理は第１の信号処理プログラムの処理と同一であるので、説明を省略する。
【００７３】
ＣＰＵ２２１は、ステップＳ３６の処理が終了すると、スピーカ群を構成するスピーカを特定するためのインデックスｉを初期値"１"に設定する（ステップＳ８１）。
【００７４】
次に、ＣＰＵ２２１は［数５］により、第１のスピーカ群７３を構成するｉ番目のスピーカに出力する第１の可聴音信号Ｍ１ｉおよび第２のスピーカ群７４を構成するｉ番目のスピーカに出力する第２の可聴音信号Ｍ２ｉを算出する（ステップＳ８２およびステップＳ８３）。
【００７５】
【数５】
【００７６】
ＣＰＵ２２１は、第１のスピーカ群７３を構成するｉ番目のスピーカに出力する第１の可聴音信号Ｍ１ｉおよび第２のスピーカ群７４を構成するｉ番目のスピーカに出力する第２の可聴音信号Ｍ２ｉを出力し（ステップＳ８４）、インデックスｉが各スピーカ群を構成するスピーカの個数である"４"に到達したか否かを判定する（ステップＳ８５）。
【００７７】
ＣＰＵ２２１は、ステップＳ８５で否定判定した場合はインデックスｉをインクリメントして（ステップＳ８６）、ステップＳ８２の処理に戻る。
【００７８】
一方、ＣＰＵ２２は、ステップＳ８５で肯定判定した場合はこのプログラムを終了する。
【００７９】
以上の説明から理解できるように、第１の実施形態では声音と背景音の放射位置を鉛直方向だけにしか移動させることができなかったが、第２の実施形態においては声音と背景音の放射位置を水平方向にも移動させることが可能となる。
【００８０】
同一水平面に配置された２つのスピーカから声音または背景音を放射する場合にも、［数１］および［数２］を適用して仮想声音スピーカおよび仮想背景音スピーカの位置を定めることができる。
【００８１】
また、［数１］および［数２］を繰り返し適用することによって、１つのスピーカ群が３個以上のスピーカから構成されている場合にも、仮想声音スピーカおよび仮想背景音スピーカの位置を定めることができる。
【００８２】
さらに、２つの仮想スピーカに対しても、［数１］および［数２］を適用してさらなる仮想スピーカの位置を定めることもできる。
【００８３】
図９は聴取位置Ｐ０から仰角θの位置に仮想声音スピーカが、方向角δの位置に仮想背景音スピーカが配置されている場合の仮想スピーカ配置図である。
【００８４】
この場合、背景音のレベルの低下量Ｃ（ｄＢ）の間には、［数６］の関係式が成立することが実験的に判明している。
【００８５】
【数６】
【００８６】
なお、声音と背景音の放射位置を鉛直方向だけでなく水平方向にも移動させることが可能である場合は、まず声音の放射位置を上方に移動させて声音の明瞭度を上げ、さらに明瞭度が不足する場合は背景音の放射位置を水平方向に移動させることが有効である。
【００８７】
これは、人間は可聴音放射位置の水平方向の変化に対する認識能力よりも上下方向の変化に対する認識能力が低いからである。
【００８８】
即ち、声音放射位置と背景音放射位置を上下方向に変化させると、放射位置の変更を認識することなく声音の明瞭度を向上させることができるのに対し、声音放射位置と背景音放射位置を左右方向に変化させると、声音の明瞭度を向上させることもできるが、放射位置の変更も認識してしまうこととなるからである。
【００８９】
例えば、声音の明瞭度をＤｄＢ（例えば６ｄＢ）改善したい場合を想定すると、仮想声音スピーカを聴取位置Ｐ０の直上に配置したとしてもθ＝９０°、（sinθ）２＝１となり、明瞭度は４ｄＢしか向上しない。
【００９０】
さらに、仰角θを６０°以上としても明瞭度はほとんど向上しないことが実験的に判明している。そこで、仰角θの最大値を６０°とすることが実際的である。
【００９１】
そこで、声音の明瞭度をＤｄＢ改善したい場合には、仮想声音スピーカを仰角６０°の位置に配置する。これにより、声音の明瞭度は３ｄＢ向上する。
【００９２】
ＤｄＢが３ｄＢ以上である場合には、声音の明瞭度を改善するために仮想背景音スピーカの位置を、聴取位置Ｐ０を中心とする水平円上で回転移動させる。
【００９３】
このときの回転角δは［数７］により算出することができる。
【００９４】
【数７】
【００９５】
Ｄ＝６ｄＢの場合には、仮想背景音スピーカの位置を聴取位置Ｐ０の正面から約４５°回転移動させることが必要となることが判る。
【００９６】
上記の実施形態においては、声音および背景音はスピーカから放射されるものとしたが、ヘッドフォンを装着した聴取者に対してはスピーカに供給される可聴音信号とスピーカから聴取者の左右耳までの可聴音の伝達経路の伝達関数（ＨＲＴＦ）を畳み込み積分した信号をヘッドフォンに供給することにより、同等の効果を得ることができる。
【００９７】
なお、実施形態として説明はしないが、声音と背景音を別個のスピーカから放射し、声音の明瞭度を改善するためにスピーカを物理的に移動させてもよいことは明らかであり、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、声音と背景音が同時に再生される場合に、声音と背景音の音量バランスを変更することなく声音の明瞭度を改善することが可能となり、聴覚障害者用受信機等に適用可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１１、７１...声音信号分割部
１２、７２...背景音信号分割部
１３...第１の変換部
１４...第２の変換部
１５、７５...要求明瞭度設定部
１６、７６...制御部
２１...チューナ
２２...信号処理部
２３...第１の増幅器
２４...第１のスピーカ
２５...第２の増幅器
２６...第２のスピーカ
４１...仮想声音スピーカ
４２...仮想背景音スピーカ
７３...第１のスピーカ群
７４...第２のスピーカ群
【技術分野】
【０００１】
本発明は可聴音を再生する再生装置に係り、特に声音の明瞭度を改善する機能を有する明瞭度改善機能付再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可聴音は、ナレーションあるいは台詞といった声音と、例えば音楽のような声音以外の背景音とに大別される。
【０００３】
しかし、声音と背景音とが同時に再生される場合には、声音の明瞭度が低下して声音が聞き取りにくくなることが一般的であり、高齢者のような聴力弱者にあってはこの傾向が顕著となる。
【０００４】
上記課題を解決するものとして、可聴音を声音と背景音に分離した後声音と背景音のレベルバランスを変更して声音のレベルを上げることにより声音の明瞭度を上げることができる技術が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、声音の提示方向を左右に振り分けて再生することで、明瞭度を改善する技術も公知である。
【０００６】
特許文献１に開示された技術は、雑音除去機能を有する補聴器に適用されており、２つのマイクロフォンで検出された可聴音信号から同相成分を除去することにより背景音である雑音を除去している。
【０００７】
しかし、ラジオあるいはテレビジョンで放送される番組では、番組内容に適したバランスで声音および背景音のレベルが調整されているため、再生時に相対的に声音と背景音のバランスを変更する、あるいは左右に振り分けることは、番組制作者の制作意図を損なうこととなり好ましくない。
【０００８】
さらに、可聴音から同相成分を分離する信号処理の際に声音の音質が損なわれるおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０５−２２７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願発明は上記課題に鑑みなされたものであって、声音と背景音のレベルバランスを変更することなく、声音の明瞭度を改善することのできる明瞭度改善機能付再生装置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】
【００１１】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、声音信号を声音放射位置から放射される声音に変換する声音変換手段と、背景音信号を背景音放射位置から放射される背景音に変換する背景音変換手段と、前記声音と前記背景音とを同時再生したときの前記声音に対する明瞭度の要求値である要求明瞭度を設定する要求明瞭度設定手段と、前記要求明瞭度に応じて前記声音放射位置と前記背景音放射位置との相対位置関係を変更する相対位置関係変更手段とを備える。
【００１２】
上記構成により、声音と背景音のレベルバランスを変更することなく声音の明瞭度を改善することができることとなる。
【００１３】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、前記声音変換手段および前記背景音変換手段が、前記声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割する声音信号分割部と、前記背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割する背景音信号分割部と、前記第１の声音信号および前記第１の背景音信号を第１の可聴音に変換する第１の変換部と、前記第２の声音信号および前記第２の背景音信号を第２の可聴音に変換する前記第１の変換部の下方に配置される第２の変換部とで構成され、
前記相対位置関係変更手段が、前記要求明瞭度に応じて前記声音信号分割比または前記背景音信号分割比を変更する構成を有している。
【００１４】
上記構成により、声音信号分割比または背景音信号分割比を変更することにより声音の明瞭度を改善できることとなる。
【００１５】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、前記第１の変換部が１つの第１のスピーカで構成され、前記第２の変換部が１つの第２のスピーカで構成される。
【００１６】
上記構成により、声音信号分割比または背景音信号分割比を変更することにより２つのスピーカ間に生成される仮想声音スピーカと仮想背景音スピーカの位置を上下に変更して声音の明瞭度を改善できることとなる。
【００１７】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、前記第１の変換部が第１の水平面内に配置される少なくとも２つの第１のスピーカ群で構成され、前記第２の変換部が前記第１の水平面と所定距離隔てた第２の水平面内に配置される少なくとも２つの第２のスピーカ群で構成され、
前記声音信号分割部が前記声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割するとともに前記第１の声音信号を所定の第１の声音信号分配比に従って前記第１のスピーカ群を構成するスピーカに分配し、前記第２の声音信号を所定の第２の声音信号分配比に従って前記第２のスピーカ群を構成するスピーカに分配するものであり、
前記背景音信号分割部が前記背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割するとともに前記第１の背景音信号を所定の第１の背景音信号分配比に従って前記第１のスピーカ群を構成するスピーカに分配し前記第２の背景音信号を所定の第２の背景音信号分配比に従って前記第２のスピーカ群を構成するスピーカに分配するものであり、
前記相対位置関係変更手段が、前記要求明瞭度に応じて前記声音信号分割比、前記背景音信号分割比、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の１つを変更するものである構成を有している。
【００１８】
上記構成により、声音信号分割比、背景音信号分割比、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の少なくとも１つを変更することにより２つのスピーカ間に生成される仮想声音スピーカと仮想背景音スピーカの位置を上下左右に変更して声音の明瞭度を改善できることとなる。
【００１９】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、前記相対位置関係変更手段が、前記声音信号分割比または前記背景音信号分割比の変更を、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の少なくとも１つの変更より優先させる構成を有している。
【００２０】
上記構成により、可聴音の放射位置の変化を抑制しつつ声音の明瞭度を改善できることとなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置によれば、声音と背景音のレベルバランスを変更することなく、声音の明瞭度を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態のブロック線図である。
【図２】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態のハードウエア構成図である。
【図３】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態に適用する第１の信号処理プログラムのフローチャートである。
【図４】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態におけるスピーカ配置図である。
【図５】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の効果を示すグラフである。
【図６】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態におけるスピーカ配置図である。
【図７】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態のブロック線図である。
【図８】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態に適用する第２の信号処理プログラムのフローチャートである。
【図９】本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態における仮想スピーカ配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、声音信号ＳＶを声音放射位置ＰＶから放射される声音ＬＶに変換する声音変換手段と、背景音信号ＳＢを背景音放射位置ＰＢから放射される背景音ＬＢに変換する背景音変換手段と、声音ＬＶと背景音ＬＢとを同時再生したときの声音ＬＶに対する明瞭度の要求値である要求明瞭度Ｃを設定する要求明瞭度設定手段と、要求明瞭度Ｃに応じて声音放射位置ＰＶと背景音放射位置ＰＢとの相対位置関係を変更する相対位置関係変更手段とを備える。
【００２４】
以下図面を参照しつつ本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態のブロック線図であって、声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の音声信号とに分割する声音信号分割部１１と、背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号とに分割する背景音信号分割部１２と、第１の声音信号と第１の背景音信号とを第１の可聴音に変換する第１の変換部１３と、第２の声音信号と第２の背景音信号とを第２の可聴音に変換する第１の変換部１３の下方に配置される第２の変換部１４と、声音に対する明瞭度の要求値である要求明瞭度を設定する要求明瞭度設定部１５と、要求明瞭度に応じて声音信号分割比または背景音信号分割比を制御する制御部１６とから構成されている。
【００２５】
そして、第１の実施形態においては、第１の変換部１３および第２の変換部１４はそれぞれ１つのスピーカで構成されている。
【００２６】
即ち、第１の実施形態においては、声音変換手段は声音信号分割部１１と第１の変換部１３とで構成され、背景音変換手段は背景音信号分割部１２と第２の変換部１４とで構成され、要求明瞭度設定手段は要求明瞭度設定部１５で構成され、相対位置関係変更手段は制御部１６により構成される。
【００２７】
図２は、第１の実施形態のハードウエア構成図であって、テレビジョン放送波あるいはラジオ放送波を受信再生する場合を示している。
【００２８】
搬送波に重畳されて伝送されてきた声音信号ＳＶおよび背景音信号ＳＢはチューナ２１で受信、検波、分離されて、信号処理部２２に送られる。
【００２９】
信号処理部２２は、いわゆるマイクロプロセッサシステムであり、バス２２０を中心として、ＣＰＵ２２１、メモリ２２２、アナログ・デジタル変換部（以下Ａ／Ｄと記す）２２３、デジタル・アナログ変換部（以下Ｄ／Ａと記す）２２４、周辺機器２２５および周辺機器用インターフェイス（以下Ｉ／Ｏと記す）２２６を含む。
【００３０】
Ａ／Ｄ２２３はチューナ２１から伝送されるアナログ信号である声音信号ＳＶおよび背景音信号ＳＢをデジタル信号に変換するために使用され、Ｄ／Ａ２２４は信号処理部内で生成された第１の可聴音信号Ｍ１および第２の可聴音信号Ｍ２をアナログ信号に変換するために使用される。
【００３１】
周辺機器２２５は、ディスプレイ、キーボードおよび例えばマウスであるポインティングデバイスから構成され、声音信号分割比ｒＶまたは背景音信号分割比ｒＢを設定するために使用される。なお、周辺機器２２５に代えて専用の操作機器（例えば可変抵抗器）により声音信号分割比ｒＶまたは背景音信号分割比ｒＢを設定するようにしてもよい。
【００３２】
Ｄ／Ａ２２４から出力された第１の可聴音信号Ｍ１は第１の増幅器２３で増幅され、第１のスピーカ２４で第１の可聴音Ｌ１に変換される。
【００３３】
Ｄ／Ａ２２４から出力された第２の可聴音信号Ｍ２は第２の増幅器２５で増幅され、第２のスピーカ２６で第２の可聴音Ｌ２に変換される。
【００３４】
即ち、声音信号分割部１１および背景音信号分割部１２は、チューナ２１および信号処理部２２の一部で構成される。
【００３５】
第１の変換部１３は信号処理部２２の一部と第１の増幅器２３および第１のスピーカ２４で構成され、第２の変換部１４は信号処理部２２の一部と第２の増幅器２５および第２のスピーカ２６で構成される。
【００３６】
また、要求明瞭度設定部１５および制御部１６は信号処理部２２に含まれることとなる。
【００３７】
以下に図３のフローチャートを参照しつつ、本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第１の実施形態の動作を説明する。
【００３８】
図３は信号処理部２２にインストールされる第１の信号処理プログラムのフローチャートであって、所定時間（例えば、２１．３ミリ秒）ごとに時間割り込み信号により起動される。
【００３９】
まず、ＣＰＵ２２１は、Ａ／Ｄ２２３を介してチューナ２１から出力される声音信号ＳＶおよび背景音信号ＳＢを読み込み（ステップＳ３１）、次に周辺機器２２５に設定された声音信号分割比ｒＶまたは背景音信号分割比ｒＢを読み込む（ステップＳ３２）。
【００４０】
ＣＰＵ２２１は、声音信号ＳＶに声音信号分割比ｒＶを乗算して第１の声音信号Ｖ１を算出し（ステップＳ３３）、声音信号ＳＶに（１−声音信号分割比ｒＶ）を乗算して第２の声音信号Ｖ２を算出する（ステップＳ３４）。
【００４１】
さらに、ＣＰＵ２２１は、背景音信号ＳＢと背景音信号分割比ｒＢとを乗算して第１の背景音信号Ｂ１を算出し（ステップＳ３５）、背景音信号ＳＢと（１−背景音信号分割比ｒＢ）とを乗算して第２の背景音信号Ｂ２を算出する（ステップＳ３６）。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２２１は、第１の声音信号Ｖ１と第１の背景音信号Ｂ１とを加算して第１の可聴音信号Ｍ１を算出し（ステップＳ３７）、第２の声音信号Ｖ２と第２の背景音信号Ｂ２とを加算して第２の可聴音信号Ｍ２を算出する（ステップＳ３８）。
【００４３】
最後に、ＣＰＵ２２１はＤ／Ａ２２４を介して第１の可聴音信号Ｍ１および第２の可聴音信号Ｍ２を出力してこのプログラムを終了する。
【００４４】
図４は聴取位置Ｐ０の正面Ｐ２に第２のスピーカ２６を、第２のスピーカ２６の直上で聴取位置Ｐ０から見た仰角が２φの位置Ｐ１に第１のスピーカ２４を配置した場合のスピーカ配置図である。
【００４５】
声音信号ＳＶに対する第１のスピーカ２４のゲインをｇＶ１、第２のスピーカ２６のゲインをｇＶ２とすると、声音信号ＳＶは第１のスピーカ２４と第２のスピーカ２６の間に位置する仮想声音スピーカ４１から放射されているとみなすことができる。
【００４６】
仮想声音スピーカ４１の仰角をφ＋φＶ（仰角２φの二等分線を基準として反時計回りの角度を正、時計周りの角度を負で表す。）とすると、φＶは［数１］により算出することができる。
【００４７】
【数１】
【００４８】
背景音信号ＳＢに対する第１のスピーカ２４のゲインをｇＢ１、第２のスピーカ２６のゲインをｇＢ２とすると、背景音信号ＳＢは第１のスピーカ２４と第２のスピーカ２６の間に位置する仮想背景音スピーカ４２から放射されているとみなすことができる。
【００４９】
仮想背景音スピーカ４２の仰角をφ＋φＢとすると、φＢは［数２］により算出することができる。
【００５０】
【数２】
【００５１】
なお、声音信号分割比ｒＶおよび背景音信号分割比ｒＢと声音信号ＳＶに対する第１のスピーカ２４のゲインｇＶ１および第２のスピーカ２６のゲインｇＶ２との関係、ならびに、声音信号分割比ｒＶおよび背景音信号分割比ｒＢと背景音信号ＳＢに対する第１のスピーカ２４のゲインｇＢ１および第２のスピーカ２６のゲインｇＢ２との関係は［数３］により表される。
【００５２】
【数３】
【００５３】
従って、声音信号分割比ｒＶあるいは背景音信号分割比ｒＢを変更することによって仮想声音スピーカ４１および仮想背景音スピーカ４２の位置を変更できることとなる。
【００５４】
図５は本発明の効果を示すグラフであって、声音として単語および単音節を、背景音としてノイズおよび音楽を使用し、声音および背景音を同時に聴取した場合に声音の聞きとり正答率を示している。
【００５５】
図５から、声音と背景音を同方向から出力する場合よりも異方向から出力する場合の方が正答率は向上すること、および若年者の方が高齢者よりも正答率が高いことが判る。
【００５６】
また、聴取位置Ｐ０から仮想声音スピーカ４１および仮想背景音スピーカ４２を見込む角度θ（＝φＶ−φＢ）と背景音のレベルの低下量Ｃ（ｄＢ）の間には、［数４］の関係式が成立することが実験的に判明している。
【００５７】
【数４】
【００５８】
従って、聴取位置Ｐ０から仮想声音スピーカ４１および仮想背景音スピーカ４２を見込む角度θを６０°とすれば、声音と背景音のレベルを変更することなく声音の明瞭度を３ｄＢ程度向上させることが可能となる。
【００５９】
本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置は、以下のような状況において特に有用である。
【００６０】
即ち、番組制作者により最適なレベルバランスに調整して送出されたドラマ等声音と背景音が同時に再生されるプログラムを聴取する場合に、高齢者をはじめとする聴力弱者にとっては声音が明瞭でないことが考えられる。
【００６１】
このような場合に、聴力弱者は声音信号分割比ｒＶあるいは背景音信号分割比ｒＢを変更し、仮想声音スピーカ４１と仮想背景音スピーカ４２の相対位置を変更することにより、声音と背景音のレベルバランスを変更することなく声音の明瞭度を向上させることができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態について説明する。
【００６３】
第１の実施形態ではそれぞれ１つのスピーカで構成されていた第１の変換部１３および第２の変換部１４が、第２の実施形態ではそれぞれ第１の水平面および第２の水平面から所定距離下方の第２の水平面内に配置された複数のスピーカで構成される。
【００６４】
図６は第２の実施形態におけるスピーカ配置の一例であって、聴取位置Ｐ０を含む第２の水平面内に聴取位置Ｐ０を取り囲むように４つのスピーカ７４１、７４２、７４３および７４４から成る第２のスピーカ群７４が、第２の水平面から所定距離上方の第１の水平面内に聴取位置Ｐ０を取り囲むように４つのスピーカ７３１、７３２、７３３および７３４から成る第１のスピーカ群７３が配置されている例を示している。
【００６５】
図７は、本発明に係る明瞭度改善機能付再生装置の第２の実施形態のブロック線図であって、声音信号分割部７１と、背景音信号分割部７２と、スピーカ７３１、７３２、７３３および７３４から成る第１のスピーカ群７３と、スピーカ７４１、７４２、７４３および７４４から成る第２のスピーカ群７４と、要求明瞭度設定部７５と、制御部７６とから構成されている。
【００６６】
声音信号分割部７１は、声音信号に声音信号分割比ｒＶを乗じた第１の声音信号を第１のスピーカ群７３を構成する各スピーカに第１の声音信号分配比に従って分配するとともに、声音信号に（１−声音信号分割比ｒＶ）を乗じた第２の音声信号を第２のスピーカ群７４を構成する各スピーカに第２の声音信号分配比に応じて分配する。
【００６７】
背景音信号分割部７２は、背景音信号に背景音信号分割比ｒＢを乗じた第１の背景音信号を第１のスピーカ群７３を構成する各スピーカに第１の背景音信号分配比に応じて分配するとともに、背景音信号に（１−背景音信号分割比ｒＢ）を乗じた第２の背景音信号を第２のスピーカ群７４を構成する各スピーカに第２の背景音信号分配比に応じて分配する。
【００６８】
第１のスピーカ群７３を構成する各スピーカは、第１の声音信号と第１の背景音信号とを第１の可聴音に変換する。
【００６９】
第２のスピーカ群７４を構成する各スピーカは、第２の声音信号と第２の背景音信号とを第２の可聴音に変換する。
【００７０】
要求明瞭度設定部７５は声音に対する明瞭度の要求値である要求明瞭度を設定し、制御部７６は要求明瞭度に応じて声音信号分割比ｒＶ、背景音信号分割比ｒＢ、第１の声音信号分配比、第２の声音信号分配比、第１の背景音信号分配比および第２の背景音信号分配比の少なくとも１つを制御する。
【００７１】
なお、第２の実施形態のハードウエア構成は、第１の実施形態ではそれぞれ１つのスピーカであった第１の変換部１３および第２の変換部１４が、第２の実施形態ではそれぞれ同一水平面に配置された複数のスピーカで構成される以外に相違点はないので、図示を省略する。
【００７２】
図８は信号処理部２２にインストールされる第２の信号処理プログラムのフローチャートであって、ステップＳ３１からステップＳ３６までの処理は第１の信号処理プログラムの処理と同一であるので、説明を省略する。
【００７３】
ＣＰＵ２２１は、ステップＳ３６の処理が終了すると、スピーカ群を構成するスピーカを特定するためのインデックスｉを初期値"１"に設定する（ステップＳ８１）。
【００７４】
次に、ＣＰＵ２２１は［数５］により、第１のスピーカ群７３を構成するｉ番目のスピーカに出力する第１の可聴音信号Ｍ１ｉおよび第２のスピーカ群７４を構成するｉ番目のスピーカに出力する第２の可聴音信号Ｍ２ｉを算出する（ステップＳ８２およびステップＳ８３）。
【００７５】
【数５】
【００７６】
ＣＰＵ２２１は、第１のスピーカ群７３を構成するｉ番目のスピーカに出力する第１の可聴音信号Ｍ１ｉおよび第２のスピーカ群７４を構成するｉ番目のスピーカに出力する第２の可聴音信号Ｍ２ｉを出力し（ステップＳ８４）、インデックスｉが各スピーカ群を構成するスピーカの個数である"４"に到達したか否かを判定する（ステップＳ８５）。
【００７７】
ＣＰＵ２２１は、ステップＳ８５で否定判定した場合はインデックスｉをインクリメントして（ステップＳ８６）、ステップＳ８２の処理に戻る。
【００７８】
一方、ＣＰＵ２２は、ステップＳ８５で肯定判定した場合はこのプログラムを終了する。
【００７９】
以上の説明から理解できるように、第１の実施形態では声音と背景音の放射位置を鉛直方向だけにしか移動させることができなかったが、第２の実施形態においては声音と背景音の放射位置を水平方向にも移動させることが可能となる。
【００８０】
同一水平面に配置された２つのスピーカから声音または背景音を放射する場合にも、［数１］および［数２］を適用して仮想声音スピーカおよび仮想背景音スピーカの位置を定めることができる。
【００８１】
また、［数１］および［数２］を繰り返し適用することによって、１つのスピーカ群が３個以上のスピーカから構成されている場合にも、仮想声音スピーカおよび仮想背景音スピーカの位置を定めることができる。
【００８２】
さらに、２つの仮想スピーカに対しても、［数１］および［数２］を適用してさらなる仮想スピーカの位置を定めることもできる。
【００８３】
図９は聴取位置Ｐ０から仰角θの位置に仮想声音スピーカが、方向角δの位置に仮想背景音スピーカが配置されている場合の仮想スピーカ配置図である。
【００８４】
この場合、背景音のレベルの低下量Ｃ（ｄＢ）の間には、［数６］の関係式が成立することが実験的に判明している。
【００８５】
【数６】
【００８６】
なお、声音と背景音の放射位置を鉛直方向だけでなく水平方向にも移動させることが可能である場合は、まず声音の放射位置を上方に移動させて声音の明瞭度を上げ、さらに明瞭度が不足する場合は背景音の放射位置を水平方向に移動させることが有効である。
【００８７】
これは、人間は可聴音放射位置の水平方向の変化に対する認識能力よりも上下方向の変化に対する認識能力が低いからである。
【００８８】
即ち、声音放射位置と背景音放射位置を上下方向に変化させると、放射位置の変更を認識することなく声音の明瞭度を向上させることができるのに対し、声音放射位置と背景音放射位置を左右方向に変化させると、声音の明瞭度を向上させることもできるが、放射位置の変更も認識してしまうこととなるからである。
【００８９】
例えば、声音の明瞭度をＤｄＢ（例えば６ｄＢ）改善したい場合を想定すると、仮想声音スピーカを聴取位置Ｐ０の直上に配置したとしてもθ＝９０°、（sinθ）２＝１となり、明瞭度は４ｄＢしか向上しない。
【００９０】
さらに、仰角θを６０°以上としても明瞭度はほとんど向上しないことが実験的に判明している。そこで、仰角θの最大値を６０°とすることが実際的である。
【００９１】
そこで、声音の明瞭度をＤｄＢ改善したい場合には、仮想声音スピーカを仰角６０°の位置に配置する。これにより、声音の明瞭度は３ｄＢ向上する。
【００９２】
ＤｄＢが３ｄＢ以上である場合には、声音の明瞭度を改善するために仮想背景音スピーカの位置を、聴取位置Ｐ０を中心とする水平円上で回転移動させる。
【００９３】
このときの回転角δは［数７］により算出することができる。
【００９４】
【数７】
【００９５】
Ｄ＝６ｄＢの場合には、仮想背景音スピーカの位置を聴取位置Ｐ０の正面から約４５°回転移動させることが必要となることが判る。
【００９６】
上記の実施形態においては、声音および背景音はスピーカから放射されるものとしたが、ヘッドフォンを装着した聴取者に対してはスピーカに供給される可聴音信号とスピーカから聴取者の左右耳までの可聴音の伝達経路の伝達関数（ＨＲＴＦ）を畳み込み積分した信号をヘッドフォンに供給することにより、同等の効果を得ることができる。
【００９７】
なお、実施形態として説明はしないが、声音と背景音を別個のスピーカから放射し、声音の明瞭度を改善するためにスピーカを物理的に移動させてもよいことは明らかであり、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、声音と背景音が同時に再生される場合に、声音と背景音の音量バランスを変更することなく声音の明瞭度を改善することが可能となり、聴覚障害者用受信機等に適用可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１１、７１...声音信号分割部
１２、７２...背景音信号分割部
１３...第１の変換部
１４...第２の変換部
１５、７５...要求明瞭度設定部
１６、７６...制御部
２１...チューナ
２２...信号処理部
２３...第１の増幅器
２４...第１のスピーカ
２５...第２の増幅器
２６...第２のスピーカ
４１...仮想声音スピーカ
４２...仮想背景音スピーカ
７３...第１のスピーカ群
７４...第２のスピーカ群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
声音信号を声音放射位置から放射される声音に変換する声音変換手段と、
背景音信号を背景音放射位置から放射される背景音に変換する背景音変換手段と、
前記声音と前記背景音とを同時再生したときの前記声音に対する明瞭度の要求値である要求明瞭度を設定する要求明瞭度設定手段と、
前記要求明瞭度に応じて前記声音放射位置と前記背景音放射位置との相対位置関係を変更する相対位置関係変更手段とを備える明瞭度改善機能付再生装置。
【請求項２】
前記声音変換手段および前記背景音変換手段が、
前記声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割する声音信号分割部と、
前記背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割する背景音信号分割部と、
前記第１の声音信号および前記第１の背景音信号を第１の可聴音に変換する第１の変換部と、
前記第２の声音信号および前記第２の背景音信号を第２の可聴音に変換する、前記第１の変換部の下方に配置される第２の変換部とで構成され、
前記相対位置関係変更手段が、前記要求明瞭度に応じて前記声音信号分割比または前記背景音信号分割比を変更するものである請求項１に記載の明瞭度改善機能付再生装置。
【請求項３】
前記第１の変換部が１つの第１のスピーカで構成され、前記第２の変換部が１つの第２のスピーカで構成される請求項２に記載の明瞭度改善機能付再生装置。
【請求項４】
前記第１の変換部が第１の水平面内に配置される少なくとも２つの第１のスピーカ群で構成され、
前記第２の変換部が前記第１の水平面と所定距離隔てた第２の水平面内に配置される少なくとも２つの第２のスピーカ群で構成され、
前記声音信号分割部が、前記声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割するとともに、前記第１の声音信号を所定の第１の声音信号分配比に従って前記第１のスピーカ群を構成するスピーカに分配し、前記第２の声音信号を所定の第２の声音信号分配比に従って前記第２のスピーカ群を構成するスピーカに分配するものであり、
前記背景音信号分割部が、前記背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割するとともに、前記第１の背景音信号を所定の第１の背景音信号分配比に従って前記第１のスピーカ群を構成するスピーカに分配し、前記第２の背景音信号を所定の第２の背景音信号分配比に従って前記第２のスピーカ群を構成するスピーカに分配するものであり、
前記相対位置関係変更手段が、前記要求明瞭度に応じて前記声音信号分割比、前記背景音信号分割比、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の少なくとも１つを変更するものである請求項２に記載の明瞭度改善機能付再生装置。
【請求項５】
前記相対位置関係変更手段が、前記声音信号分割比または前記背景音信号分割比の変更を、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の少なくとも１つの変更より優先させるものである請求項４に記載の明瞭度改善機能付再生装置。
【請求項１】
声音信号を声音放射位置から放射される声音に変換する声音変換手段と、
背景音信号を背景音放射位置から放射される背景音に変換する背景音変換手段と、
前記声音と前記背景音とを同時再生したときの前記声音に対する明瞭度の要求値である要求明瞭度を設定する要求明瞭度設定手段と、
前記要求明瞭度に応じて前記声音放射位置と前記背景音放射位置との相対位置関係を変更する相対位置関係変更手段とを備える明瞭度改善機能付再生装置。
【請求項２】
前記声音変換手段および前記背景音変換手段が、
前記声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割する声音信号分割部と、
前記背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割する背景音信号分割部と、
前記第１の声音信号および前記第１の背景音信号を第１の可聴音に変換する第１の変換部と、
前記第２の声音信号および前記第２の背景音信号を第２の可聴音に変換する、前記第１の変換部の下方に配置される第２の変換部とで構成され、
前記相対位置関係変更手段が、前記要求明瞭度に応じて前記声音信号分割比または前記背景音信号分割比を変更するものである請求項１に記載の明瞭度改善機能付再生装置。
【請求項３】
前記第１の変換部が１つの第１のスピーカで構成され、前記第２の変換部が１つの第２のスピーカで構成される請求項２に記載の明瞭度改善機能付再生装置。
【請求項４】
前記第１の変換部が第１の水平面内に配置される少なくとも２つの第１のスピーカ群で構成され、
前記第２の変換部が前記第１の水平面と所定距離隔てた第２の水平面内に配置される少なくとも２つの第２のスピーカ群で構成され、
前記声音信号分割部が、前記声音信号を所定の声音信号分割比に従って第１の声音信号と第２の声音信号に分割するとともに、前記第１の声音信号を所定の第１の声音信号分配比に従って前記第１のスピーカ群を構成するスピーカに分配し、前記第２の声音信号を所定の第２の声音信号分配比に従って前記第２のスピーカ群を構成するスピーカに分配するものであり、
前記背景音信号分割部が、前記背景音信号を所定の背景音信号分割比に従って第１の背景音信号と第２の背景音信号に分割するとともに、前記第１の背景音信号を所定の第１の背景音信号分配比に従って前記第１のスピーカ群を構成するスピーカに分配し、前記第２の背景音信号を所定の第２の背景音信号分配比に従って前記第２のスピーカ群を構成するスピーカに分配するものであり、
前記相対位置関係変更手段が、前記要求明瞭度に応じて前記声音信号分割比、前記背景音信号分割比、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の少なくとも１つを変更するものである請求項２に記載の明瞭度改善機能付再生装置。
【請求項５】
前記相対位置関係変更手段が、前記声音信号分割比または前記背景音信号分割比の変更を、前記第１の声音信号分配比、前記第２の声音信号分配比、前記第１の背景音信号分配比および前記第２の背景音信号分配比の少なくとも１つの変更より優先させるものである請求項４に記載の明瞭度改善機能付再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２０６４９９（Ｐ２０１０−２０６４９９Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４９５０６（Ｐ２００９−４９５０６）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５９１０５３９２６）財団法人エヌエイチケイエンジニアリングサービス (169)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５９１０５３９２６）財団法人エヌエイチケイエンジニアリングサービス (169)
【Ｆターム（参考）】
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