JP2007036610A - Sound production device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の音源からの音源信号に基づく音像を定位してヘッドホンから発音する発音装置（音響定位装置）に関する。 The present invention relates to a sound generation device (acoustic localization device) that localizes sound images based on sound source signals from a plurality of sound sources and generates sound from headphones.
従来から、自動二輪車の運転者用のヘルメット及び同乗者用のヘルメットにマイクロホンとスピーカを装備し、これらを使用して運転者と同乗者との間で無線通信による会話を行うことができるように構成した装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
更に、上記従来の装置によれば、運転者はスピーカから同乗者の音声のみでなく、通常の携帯電話の着信音や通話相手の音声、音楽及びナビゲーションシステムからの交通情報等、複数の音源からの音をも聴取することができる。 Further, according to the above-mentioned conventional apparatus, the driver can not only hear the passenger's voice from the speaker, but also from a plurality of sound sources such as a normal mobile phone ringtone, the voice of the other party, music, and traffic information from the navigation system. The sound of can be heard.
しかしながら、上記従来の装置によると、例えば、音楽を聴いている最中に同乗者による発言によって会話が開始されたり、音楽を聴いている最中に重要な交通情報が発せられたり、或いは、同乗者と会話している最中に警報が発せられるような場合等、継続的に発音されている音源からの音に加えて新たな音源からの音が発せられる場合、運転者は現時点まで聞いていた音に対して集中度合いを高めているので、新たな音源からの音を聞き逃してしまう可能性がある。また、上記従来の装置によると、音楽のみを聴いている場合と音楽を聴きながら同乗者等と会話を行う場合とで、音楽は同様に再生される。従って、音楽を聴きながら同乗者等と会話する場合、会話し難いといった問題も生じる。 However, according to the above-mentioned conventional apparatus, for example, a conversation is started by a speech by a passenger while listening to music, important traffic information is emitted while listening to music, or If a sound is emitted from a new sound source in addition to the sound from a continuously sounding source, such as when an alarm is issued during a conversation with the driver, the driver has been listening to the current time Since the degree of concentration is increased with respect to the sound, the sound from a new sound source may be missed. Further, according to the above-described conventional apparatus, music is reproduced in the same manner when listening only to music or when talking with a passenger while listening to music. Therefore, when talking to a passenger or the like while listening to music, there is a problem that it is difficult to talk.
本発明は、上記課題に対処するためになされたものであって、複数の音源からの音源信号に基づく音をヘッドホンから発生させる場合に好適な発音装置を提供することを目的の一つとしている。かかる目的を達成する本発明による発音装置は、
前記音源信号のそれぞれに基づく音像を定位させる位置である仮想音源位置についてのパターンを、同音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化の少なくとも一方に対応付けて仮想音源位置パターンとして予め記憶するとともに、同音源信号の実際の種類及び同音源信号の実際の種類の変化の少なくとも一方と同記憶された仮想音源位置パターンとに基づいて、実際に発生している音源信号のそれぞれの仮想音源位置を決定する音源位置決定手段と、
前記決定されたそれぞれの仮想音源位置に同それぞれの仮想音源位置に対応する前記音源信号に基づく音像を定位させるように同音源信号を変換した出力信号を出力する音源位置定位手段と、
前記音源位置定位手段からの出力信号に基づいて実際の音を発生するヘッドホンと、
を備えている。
The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sound generation device suitable for generating sound based on sound source signals from a plurality of sound sources from headphones. . A sound producing device according to the present invention that achieves such an object,
A pattern of a virtual sound source position, which is a position where a sound image based on each of the sound source signals is localized, is stored in advance as a virtual sound source position pattern in association with at least one of the type of the sound source signal and the change of the type of the sound source signal. In addition, each virtual sound source position of the sound source signal actually generated based on at least one of the actual type of the same sound source signal and the change of the actual type of the same sound source signal and the stored virtual sound source position pattern Sound source position determining means for determining
Sound source localization means for outputting an output signal obtained by converting the sound source signal so as to localize a sound image based on the sound source signal corresponding to the virtual sound source position corresponding to the determined virtual sound source position;
Headphones that generate actual sound based on an output signal from the sound source localization means;
It has.
これによれば、複数の音源のそれぞれから発生される「音を生成するための信号（音源信号）」に基づく音像を定位させる位置である仮想音源位置が、発生している音源信号の種類及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方に基づいて、それぞれの音源信号に対して決定される。このとき、音源信号の種類及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方に対応付けて記憶されている仮想音源位置パターンと、音源信号の実際の種類及び音源信号の実際の種類の変化の少なくとも一方と、に基づいて、実際に発生している音源信号のそれぞれに対する仮想音源位置が決定される。 According to this, the virtual sound source position, which is a position for localizing the sound image based on the “signal for generating sound (sound source signal)” generated from each of the plurality of sound sources, is the type of the generated sound source signal and A determination is made for each sound source signal based on at least one of the changes in the type of the sound source signal. At this time, the virtual sound source position pattern stored in association with at least one of the type of the sound source signal and the change of the type of the sound source signal, at least one of the actual type of the sound source signal and the change of the actual type of the sound source signal, , The virtual sound source position for each of the actually generated sound source signals is determined.
そして、決定されたそれぞれの仮想音源位置に、それぞれの仮想音源位置に対応する音源信号に基づく音像が定位せしめられる。従って、聴取者は、現時点でどの音源が音を発生させているのか、或いは、現時点においてどの音が重要であるのか等を容易に認識することができる。換言すると、聴取者は、複数の音源から発生される複数の音源信号に基づく音の中から、現時点で必要な音を直感的に選択して聴くことができる。 A sound image based on a sound source signal corresponding to each virtual sound source position is localized at each determined virtual sound source position. Therefore, the listener can easily recognize which sound source is generating sound at the present time, which sound is important at the present time, and the like. In other words, the listener can intuitively select and listen to a sound necessary at the present time from sounds based on a plurality of sound source signals generated from a plurality of sound sources.
更に、各音源信号の音像が定位されるから、聴取者に特定の音の方向及び／又は距離感を認識させることができる。従って、例えば、聴取者が自動二輪車や四輪車両の運転者であるとき、その運転者は、緊急車両や障害物等の接近の方向及び／又は距離を音により認識することが可能となる。加えて、上記構成によれば、仮想音源位置が仮想音源位置パターンに基づいて決定されるので、予め想定される状況に適切な仮想音源位置を簡単な構成により得ることができる。 Furthermore, since the sound image of each sound source signal is localized, it is possible to make the listener recognize the direction of the specific sound and / or the sense of distance. Therefore, for example, when the listener is a driver of a motorcycle or a four-wheel vehicle, the driver can recognize the approaching direction and / or distance of an emergency vehicle or an obstacle by sound. In addition, according to the above configuration, since the virtual sound source position is determined based on the virtual sound source position pattern, a virtual sound source position suitable for a situation assumed in advance can be obtained with a simple configuration.
この場合、前記音源位置決定手段は、前記音源信号に付随する付随情報にも基づいて前記仮想音源位置を決定するように構成されていてもよい。 In this case, the sound source position determining means may be configured to determine the virtual sound source position based also on accompanying information accompanying the sound source signal.
付随情報とは、例えば、前記音源信号に基づいて発生されるべき音の音量に関する情報、前記複数の音源の少なくとも一つの音源を基準としたときの発生すべき音の方向、或いは、その音の重要度等である。 The accompanying information is, for example, information on the volume of the sound to be generated based on the sound source signal, the direction of the sound to be generated with reference to at least one sound source of the plurality of sound sources, or the sound Importance.
更に、前記音源位置決定手段は、
前記一つの音源に対するヘッドホンの向きに基づいて前記仮想音源位置を決定するように構成されていてもよい。
Further, the sound source position determining means includes
The virtual sound source position may be determined based on a direction of headphones with respect to the one sound source.
これによれば、聴取者が如何なる方向を向いていても、音像を適切に定位させ、聴取者の注意を適切な方向に向けることが可能となる。 According to this, it is possible to properly localize the sound image and direct the listener's attention in an appropriate direction regardless of the direction the listener is facing.
また、上述した本発明の発音装置において、前記ヘッドホンは、二輪車用ヘルメット内に装備されたヘッドホンであることが好適である。 In the sound producing device of the present invention described above, it is preferable that the headphones are headphones mounted in a motorcycle helmet.
二輪車用ヘルメットは遮音性が高いので、本発明による発音装置を適用することにより、聴取者である運転者に音による情報を適切に与えることができる。 Since a motorcycle helmet has high sound insulation, it is possible to appropriately give sound information to a driver who is a listener by applying the sound generation device according to the present invention.
また、本発明の発音装置において、前記複数の音源は、携帯電話及び音楽プレーヤを含むことが望ましい。 In the sound generating device of the present invention, it is preferable that the plurality of sound sources include a mobile phone and a music player.
本発明によれば、例えば、音楽プレーヤによる音楽をヘッドホンにより再生しているときに携帯電話に着信があると、その着信を聴取者に確実に知らせることができる。或いは、音楽プレーヤによる音楽をヘッドホンにより再生しているときに携帯電話に着信があったとき、それ以降、携帯電話による通話に適した状態で音楽の再生を続けることも可能となる。 According to the present invention, for example, when an incoming call is received on a mobile phone while music from a music player is being reproduced by headphones, the listener can be surely notified of the incoming call. Alternatively, when an incoming call is received by the mobile phone while the music from the music player is being played back by the headphones, it is possible to continue playing the music in a state suitable for a call by the mobile phone thereafter.
（装置の構成）
以下、本発明による発音装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。本明細書、特許請求の範囲及び図面において、「音源の位置（音源の仮想位置）」とは、「音源から出力される音を生成するための信号である音源信号の音像の位置（音像の仮想位置）」と同義として扱われる。
(Device configuration)
Hereinafter, embodiments of a sound producing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification, claims and drawings, “sound source position (sound source virtual position)” means “sound image signal position (sound image position of sound source signal that is a signal for generating sound output from the sound source”. Virtual position) ”.
この発音装置は、図１に示したように、自動二輪車ＢＹに適用され、フルフェイス型の運転者用ヘルメット１０に装着された運転者用ヘッドホン１１と運転者用マイクロホン１２と運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１３、運転者ユニット１４、車体向き検出用地磁気センサ１５、携帯電話１６、音楽プレーヤ１７、ナビゲーション装置１８、車両状態検出装置１９、走行状態検出装置２０、その他の音源２１及び車載ユニット３０からなっている。
As shown in FIG. 1, this sounding device is applied to a motorcycle BY, and is suitable for a driver's
また、かかる自動二輪車ＢＹに同乗者が搭乗した場合、上記発音装置は、同乗者用ヘルメット４０に装着された同乗者用ヘッドホン４１及び同乗者用マイクロホン４２、並びに同乗者ユニット４３を含む。
In addition, when a passenger gets on the motorcycle BY, the sounding device includes a
運転者用ヘッドホン１１は、右スピーカ１１Ｒ及び左スピーカ１１Ｌからなっている（図２を参照。）。右スピーカ１１Ｒは、運転者用ヘルメット１０を装着した運転者の右耳近傍に位置されるように運転者用ヘルメット１０の内側右方部に配設されている。左スピーカ１１Ｌは、運転者用ヘルメット１０を装着した運転者の左耳近傍に位置されるように運転者用ヘルメット１０の内側左方部に配設されている。
The
運転者用マイクロホン１２は、運転者用ヘルメット１０を装着した運転者の口の近傍に位置されるように運転者用ヘルメット１０の内側前方下部に配設されている。運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１３は、地磁気センサからなっていて、運転者用ヘルメット１０の外側上部に配設されている。運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１３は、運転者用ヘルメット１０の方位（運転者用ヘルメット１０の前後方向の軸の前方の方位）を検出するようになっている。
The
運転者ユニット１４は、所定の機能を達成する電気回路を収容している。運転者ユニット１４は、図１に示したように、コードにより運転者用ヘッドホン１１、運転者用マイクロホン１２及び運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１３と接続されている。運転者ユニット１４は、運転者用ヘッドホン１１を駆動して同運転者用ヘッドホン１１から音を発生させるようになっている。運転者ユニット１４は、運転者用マイクロホン１２からの音声信号を入力するとともに、運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１３が検出した運転者用ヘルメット１０の方位を入力するようになっている。更に、運転者ユニット１４は、車載ユニット３０と無線通信により必要な情報を交換するようになっている。
The
車体向き検出用地磁気センサ１５は、自動二輪車ＢＹの車体に固定されている。車体向き検出用地磁気センサ１５は、地磁気センサからなっていて、車体の前後方向の方位（車体の前後方向の軸の前方の方位）を検出するようになっている。携帯電話１６は、この発音装置に専用のものではなく、一般に使用される携帯電話である。携帯電話１６は、自動二輪車ＢＹのハンドルに設けられた図示しない保持部に着脱可能に保持されている。
The body orientation detection
音楽プレーヤ１７（例えば、ＭＰ３プレーヤ等）は、自動二輪車ＢＹのハンドルに固定されている。音楽プレーヤ１７は、音楽データを内部に格納していて、その音楽データに基づいて音楽を再生するための信号を出力するようになっている。
A music player 17 (for example, an MP3 player) is fixed to the handle of the motorcycle BY. The
ナビゲーション装置１８は、自動二輪車ＢＹのハンドルに固定されている。ナビゲーション装置１８は、ＧＰＳ装置を内蔵している。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）人工衛星から放射される自車位置検出用の航法電波を受信して自動二輪車ＢＹの現在位置を取得するようになっている。ナビゲーション装置１８は、現在位置から所定の操作により設定された目的地までの経路を計算により求め、経路案内を音声により行うための信号を出力するようになっている。
The
車両状態検出装置１９は、自動二輪車ＢＹのハンドル近傍の前部に固定されている。車両状態検出装置１９は、自動二輪車ＢＹの状態を検出する種々のセンサやスイッチ等（図示省略）と接続されている。車両状態検出装置１９は、接続されたセンサからの信号に基づいて、自動二輪車ＢＹの各部の異常状態を含む車両状態を検出するようになっている。車両状態検出装置１９は、検出された車両状態を運転者に音声又は警告音により報知するための信号を必要に応じて出力するようになっている。
The vehicle
車両状態検出装置１９は、例えば、以下の機能を達成するようになっている。
（１）燃料残量検出センサからの信号に基づき車両状態として燃料残量を検出して報知する。
（２）方向指示器制御用スイッチと接続されていて、方向指示器が点滅されているか否か及び方向指示器が点滅されている場合に左右どちらの方向指示器が点滅しているかを検出して報知する。
（３）ブレーキ油圧センサと接続されていて、ブレーキ油圧が異常に低下したか否かを判定することにより、ブレーキシステムが異常となっていることを検出して報知する。
The vehicle
(1) Based on the signal from the fuel remaining amount detection sensor, the remaining fuel amount is detected and notified as the vehicle state.
(2) Connected to the direction indicator control switch, detects whether the direction indicator is flashing and whether the left or right direction indicator is flashing when the direction indicator is flashing. To inform.
(3) It is connected to the brake oil pressure sensor, and by detecting whether or not the brake oil pressure has abnormally decreased, it is detected and notified that the brake system is abnormal.
走行状態検出装置２０は、自動二輪車ＢＹのハンドル近傍の前部に固定されている。走行状態検出装置２０は、自動二輪車ＢＹの状態を検出する種々のセンサやスイッチ等（図示省略）と接続されている。走行状態検出装置２０は、接続されたセンサからの信号に基づいて、自動二輪車ＢＹの現在の走行状態（例えば、エンジン回転速度、車両速度、自動二輪車ＢＹの左右方向の加速度、自動二輪車の傾斜角度等）を検出するようになっている。更に、走行状態検出装置２０は、車両外部の装置（例えば、路面や路側帯に配設された通信装置）と通信を行い、走行状態に関する情報（路面状態等）を取得するようになっている。走行状態検出装置２０は、検出・取得した走行状態を運転者に音声により報知するための信号を必要に応じて出力するようになっている。
The traveling
その他の音源２１は、自動二輪車ＢＹのハンドル近傍の前部に固定されている。その他の音源２１には、車両周辺警報装置（例えば、特開２００１−１８５１号公報を参照。）或いは車両周辺音収集装置等が含まれる。その他の音源２１は、所定の情報（警報音及び周辺音等）を音により運転者に知らせるための信号を出力するようになっている。
The other
車載ユニット３０は、自動二輪車ＢＹのハンドルに固定されている。車載ユニット３０は、コードにより、車体向き検出用地磁気センサ１５、携帯電話１６、音楽プレーヤ１７、ナビゲーション装置１８、車両状態検出装置１９、走行状態検出装置２０及びその他の音源２１と接続されていて、これらの発生する信号を入力するようになっている。車載ユニット３０は、更に、同乗者ユニット４３と無線通信により必要な情報を交換するようになっている。車載ユニット３０の詳細については後述する。
The in-
同乗者ユニット４３は、所定の機能を達成する電気回路を収容している。同乗者ユニット４３は、コードにより同乗者用ヘッドホン４１及び同乗者用マイクロホン４２と接続されている。同乗者ユニット４３は、同乗者用ヘッドホン４１を駆動して同乗者用ヘッドホン４１から音を発生させるようになっている。同乗者ユニット４３は、同乗者用マイクロホン４２からの音声信号を入力するようになっている。
The
図２に示したように、車載ユニット３０は、会話用無線通信装置３１、通信装置３２、音源位置決定装置３３及び音源定位装置（音像定位手段）３４を備えている。
As shown in FIG. 2, the in-
会話用無線通信装置３１は、同乗者ユニット４３と無線通信により信号の交換を行うようになっている。会話用無線通信装置３１は、通信装置３２、音源位置決定装置３３及び音源定位装置３４と接続されている。通信装置３２は、無線通信により運転者ユニット１４と信号の交換を行うようになっている。
The conversation
より具体的に述べると、運転者ユニット１４は、運転者用マイクロホン１２から入力された運転者の音声信号を通信装置３２に送信するようになっている。通信装置３２は、運転者の音声信号を会話用無線通信装置３１に送信するようになっている。会話用無線通信装置３１は、通信装置３２から受信した運転者の音声信号を無線通信により同乗者ユニット４３に送信するようになっている。同乗者ユニット４３は、会話用無線通信装置３１から受信した運転者の音声信号を増幅し、増幅した音声信号を図１に示した同乗者用ヘッドホン４１に出力するようになっている。以上の構成により、運転者の音声が同乗者用ヘッドホン４１から出力される。
More specifically, the
一方、同乗者ユニット４３は、図１に示した同乗者用マイクロホン４２から入力された同乗者の音声信号を会話用無線通信装置３１に送信するようになっている。会話用無線通信装置３１は、同乗者ユニット４３から受信した同乗者の音声信号を音源位置決定装置３３及び音源定位装置３４に送信するようになっている。後に詳述するように、音源位置決定装置３３及び音源定位装置３４は、会話用無線通信装置３１から受信した同乗者の音声信号を含む信号を、通信装置３２を介して運転者ユニット１４に送信するようになっている。運転者ユニット１４は、受信した信号を増幅し、増幅した信号を運転者用ヘッドホン１１のスピーカ１１Ｒ，１１Ｌに出力するようになっている。以上の構成により、同乗者の音声が運転者用ヘッドホン１１から出力される。
On the other hand, the
音源位置決定装置３３は、会話用無線通信装置３１に加え、車体向き検出用地磁気センサ１５、携帯電話１６、音楽プレーヤ１７、ナビゲーション装置１８、車両状態検出装置１９、走行状態検出装置２０、その他の音源２１、通信装置３２及び音源定位装置３４と接続されている。音源位置決定装置３３は、音源位置パターンデータベース３３ａを備えている。
The sound source position determination device 33 includes a
音源位置決定装置３３は、携帯電話１６、音楽プレーヤ１７、ナビゲーション装置１８、車両状態検出装置１９、走行状態検出装置２０、その他の音源２１及び会話用無線通信装置３１が出力する音源信号及び付随情報を表す信号を受信するようになっている。音源信号とは、ある音源から発生される信号であって、その音源による音を生成させるための信号である。音源位置決定装置３３は、受信した音源信号のそれぞれに基づく音像を定位させる位置である仮想音源位置（音源の音像位置、音源に対する仮想音源位置）を、受信した音源信号及び付随情報を表す信号に基づき音源位置パターンデータベース３３ａを参照することにより決定し、その仮想音源位置を表す情報（音源位置情報）を音源定位装置３４に出力するようになっている。
The sound source position determination device 33 includes a
仮想音源位置とは、ある音源（音源からの音源信号に基づく音像）が、あたかも仮想音源位置に存在しているかのように聴取者である運転者に聴かせることができる音源の仮想的な位置である。従って、会話用無線通信装置（同乗者と言うこともできる。）３１、携帯電話１６、音楽プレーヤ１７、ナビゲーション装置１８、車両状態検出装置１９、走行状態検出装置２０及びその他の音源２１は、複数の音源を構成している。
A virtual sound source position is a virtual position of a sound source that can be heard by a driver who is a listener as if a certain sound source (a sound image based on a sound source signal from the sound source) exists at the virtual sound source position. It is. Accordingly, there are a plurality of wireless communication devices for conversation (also referred to as passengers) 31, a
更に、音源位置決定装置３３は、車体向き検出用地磁気センサ１５の出力信号と、通信装置３２を介して受信したヘルメット向き検出用地磁気センサ１３の出力信号と、に応じて前記音源位置情報を決定（補正）するようになっている。
Furthermore, the sound source position determination device 33 determines the sound source position information according to the output signal of the vehicle body direction detection
音源定位装置３４は、携帯電話１６、音楽プレーヤ１７、ナビゲーション装置１８、車両状態検出装置１９、走行状態検出装置２０、その他の音源２１、会話用無線通信装置３１、通信装置３２及び音源位置決定装置３３と接続されている。
The sound
音源定位装置３４は、携帯電話１６、音楽プレーヤ１７、ナビゲーション装置１８、車両状態検出装置１９、走行状態検出装置２０、その他の音源２１及び会話用無線通信装置３１（即ち、複数の音源）が出力する信号（音源信号）を受信するとともに、音源位置決定装置３３から音源位置情報を受信し、各音源信号に基づく音像を音源位置情報に応じた位置に定位させるための信号である音声定位信号（出力信号）を生成するようになっている。
The sound
即ち、音源定位装置３４は、前記決定されたそれぞれの仮想音源位置に同それぞれの仮想音源位置に対応する前記音源信号に基づく音像を定位させるように前記音源信号を変換した出力信号を出力する音源定位手段を構成している。
That is, the sound
更に、音源定位装置３４は、音声定位信号を通信装置３２を介して運転者ユニット１４に送信するようになっている。運転者ユニット１４は、受信した音声定位信号を増幅し、その増幅信号を運転者用ヘッドホン１１のスピーカ１１Ｒ，１１Ｌに出力するようになっている。この結果、音源信号毎に定位された音がスピーカ１１Ｒ，１１Ｌから発生させられる。
Furthermore, the sound
ここで、音源定位装置３４の構成について図３を参照しながら説明する。音源定位装置３４は、Ａ／Ｄ変換装置３４ａ、先行音用のゲイン乗算器３４ｂ、マルチプレクサ３４ｃ、ディレイライン３４ｄ、バンドパスフィルタ３４ｅ、後行音用のゲイン乗算器３４f、ＦＩＲフィルタ３４ｇ、加算器３４ｈ、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）３４ｉ等を備えている。なお、音源定位装置３４及び音源位置定位方法（ヘッドホンを使用して複数の音の音像を三次元において定位する音像定位方法）は、例えば、特開２００２−４４７９６及び特開平１０−２３６００等により周知である。
Here, the configuration of the sound
ＡＤ変換装置３４ａは、複数の音源（携帯電話１６、音楽プレーヤ１７、ナビゲーション装置１８、車両状態検出装置１９、走行状態検出装置２０、その他の音源２１及び会話用無線通信装置３１）のそれぞれに接続された複数のＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）を有している。各ＡＤＣは、各音源からのアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するようになっている。
The
ゲイン乗算器３４ｂは、上記複数の音源と同数のゲイン乗算器セットからなっている。各ゲイン乗算器セットは、第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８に対応する合計８個の増幅器を備えている。各ゲイン乗算器セットの８個の増幅器は、各ＡＤＣに接続されている。ゲイン乗算器３４ｂは、音源位置決定装置３３にも接続されている。ゲイン乗算器３４ｂは、各ゲイン乗算器セットの増幅器のゲインを、音源位置決定装置３３から出力される音源位置情報に基づいて変更するようになっている。
The
マルチプレクサ３４ｃの各チャンネルの入力端は、ゲイン乗算器３４ｂの各増幅器と接続されている。マルチプレクサ３４ｃの各チャンネルの出力端は、第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のＦＩＲフィルタ３４ｇ（実際には、左耳用ＦＩＲフィルタ３４ｇＬ及び右耳用ＦＩＲフィルタ３４ｇＲ）のそれぞれに接続されている。マルチプレクサ３４ｃの出力端からＦＩＲフィルタ３４ｇの入力端に直接入力される信号は、「先行音」と称呼される。マルチプレクサ３４ｃは、音源位置決定装置３３にも接続されている。マルチプレクサ３４ｃは、ゲイン乗算器３４ｂの複数のゲイン乗算器セットのうちの一つを音源位置決定装置３３から出力される音源位置情報に基づいて選択し、選択したゲイン乗算器セットの増幅器からの各チャンネルの信号を出力端から出力するようになっている。
The input end of each channel of the
ディレイライン３４ｄは、複数のシフトレジスタを直列接続した多段シフトレジスタを第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のチャンネル毎に備えている。ディレイライン３４ｄは、各チャンネルの多段シフトレジスタの所定のレジスタとその所定のレジスタに続くレジスタとの間にタップを設けるようになっている。ディレイライン３４ｄの各チャンネルの入力端は、マルチプレクサ３４ｃの各チャンネルの出力端と接続されている。このマルチプレクサ３４ｃの出力端からディレイライン３４ｄの入力端に入力され、且つ、所定の時間だけディレイされて前記タップから取り出される信号は、「後行音」と称呼される。ディレイライン３４ｄは、音源位置決定装置３３にも接続されている。ディレイライン３４ｄは、前記各チャンネルのタップの位置を、音源位置決定装置３３から出力される音源位置情報に基づいて変更するようになっている。
The
ディレイライン３４ｄの各チャンネルの前記タップは、バンドパスフィルタ３４ｅの各チャンネルの入力端に接続されている。なお、図３において「８」が付されたラインは、８本のラインである。
The tap of each channel of the
後行音用のゲイン乗算器３４ｆは、第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８に対応する合計８個の増幅器を備えている。各チャンネルの増幅器の入力端は、バンドパスフィルタ３４ｅの各チャンネルの出力端に接続されている。ゲイン乗算器３４ｆの各チャンネルの増幅器の出力端は、図３及び表１に示したように、各チャンネルのＦＩＲフィルタ３４ｇの入力端とマルチプレクサ３４ｃの各チャンネルの出力端との間に設けられた加算器の何れか一つに接続されている。これにより、先行音及び後行音（バンドパスフィルタ３４ｅ及び後行音用のゲイン乗算器３４ｆを通過した後行音）は、各加算器にて加算されてからＦＩＲフィルタ３４ｇに入力される。
第１チャンネルＣｈ１のＦＩＲフィルタ３４ｇＬは、音が図４の＃１の方向から聴取者の左耳に聞こえてくる場合の周波数特性を頭部伝達関数（Ｈｅａｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ； ＨＲＴＦ）によりシミュレートするようになっている。即ち、第１チャンネルＣｈ１のＦＩＲフィルタ３４ｇＬは、音が図４の＃１の方向から聴取者の左耳に聞こえてくる場合の音の伝達特性である頭部伝達関数により、入力される信号を畳み込み演算するフィルタである。 The FIR filter 34gL of the first channel Ch1 simulates a frequency characteristic when sound is heard from the # 1 direction of the listener in the left ear of the listener by a head related transfer function (HRTF). It is like that. That is, the FIR filter 34gL of the first channel Ch1 receives an input signal by a head related transfer function that is a sound transfer characteristic when the sound is heard from the # 1 direction of the listener in the left ear of the listener. It is a filter that performs a convolution operation.
なお、図４においては、聴取者（運転者）の頭部は＃１〜＃８の位置により規定される立方体の中央部に存在し、聴取者は＃１、＃２、＃６及び＃５の位置により構成される面に正対している（この面の垂直方向を向いている）。＃１乃至＃４の位置により形成される面は聴取者の下方の面、＃５乃至＃８の位置により形成される面は聴取者の上方の面である。この立方体の向きは、聴取者の頭部の向き（運転者用ヘルメット１０の前後方向前方の向き）の変化に伴って変化する。
In FIG. 4, the head of the listener (driver) exists in the center of the cube defined by the positions of # 1 to # 8, and the listeners are # 1, # 2, # 6 and # 5. It faces the surface formed by the position of (that faces in the vertical direction of this surface). The surface formed by the
第１チャンネルＣｈ１のＦＩＲフィルタ３４ｇＲは、音が図４の＃１の方向から聴取者の右耳に聞こえてくる場合の周波数特性を頭部伝達関数によりシミュレートするようになっている。即ち、第１チャンネルＣｈ１のＦＩＲフィルタ３４ｇＲは、音が図４の＃１の方向から聴取者の右耳に聞こえてくる場合の音の頭部伝達関数により、入力される信号を畳み込み演算するフィルタである。
The FIR filter 34gR of the first channel Ch1 simulates the frequency characteristic when sound is heard from the right ear of the listener from the
同様に、第２チャンネルＣｈ２乃至第８チャンネルＣｈ８のＦＩＲフィルタ３４ｇＬ及びＦＩＲフィルタ３４ｇＲは、それぞれ図４の＃２乃至＃８の方向から聴取者の左右の耳への音の伝達を頭部伝達関数によりシミュレートするようになっている。各チャンネルのＦＩＲフィルタ３４ｇＬ及びＦＩＲフィルタ３４ｇＲは、音源位置決定装置３３にも接続されていて、音源位置決定装置３３から出力される音源位置情報に基づいて、各フィルタの係数を変更するようになっている。
Similarly, the FIR filter 34gL and the FIR filter 34gR of the second channel Ch2 to the eighth channel Ch8 respectively transmit the sound from the
各チャンネルのＦＩＲフィルタ３４ｇＬ，３４ｇＲは、加算器３４ｈ（実際には、左耳用加算器３４ｈＬ及び右耳用加算器３４ｈＲ）の入力端に接続されている。これにより、各チャンネルのＦＩＲフィルタ３４ｇＬ，３４ｇＲから出力された信号は、加算器３４ｈにより加算合成される。
The FIR filters 34gL and 34gR of each channel are connected to input terminals of an
加算器３４ｈ（左耳用加算器３４ｈＬ及び右耳用加算器３４ｈＲ）の出力端は独立してＤＡＣ３４ｉの入力端に接続されている。これにより、各加算器３４ｈから出力された信号はアナログ信号に変換される。ＤＡＣ３４ｉの出力端は通信装置３２に接続されている。これにより、アナログ信号に変換された左耳用及び右耳用の信号（音声定位信号）は、通信装置３２を介して運転者ユニット１４に送信される。
The output terminals of the
ところで、一般に、聴取者が先行音及び後行音のように互いに同一の２つの音を時間差をもって受聴した場合、聴取者は、より先に到達した音及び／又はよりレベルの大きい方の音の方向に、その音の音源が存在すると知覚する。この効果は、先行音効果（ハース効果）と呼ばれるよく知られた効果である。そこで、後行音を、先行音により定位される仮想音源の聴取者に関する点対称の位置に定位させると、先行音効果により先行音による定位位置を誤って聴取者に認識させることなく、先行音の方向感を一層強調することができる。 By the way, in general, when a listener listens to two sounds that are the same as each other, such as a preceding sound and a following sound, with a time difference, the listener can hear the sound that has reached earlier and / or the sound with the higher level. Perceive that sound source of the sound exists in the direction. This effect is a well-known effect called a precedence sound effect (Haas effect). Therefore, if the subsequent sound is localized at a point-symmetrical position with respect to the listener of the virtual sound source localized by the preceding sound, the preceding sound is not erroneously recognized by the listener due to the preceding sound effect. Can be further emphasized.
このことから、音源定位装置３４においては、後行音用ゲイン乗算器３４ｆの各チャンネルの増幅器の出力端は、マルチプレクサ３４ｃとＦＩＲフィルタ３４ｇとを結ぶ先行音の各チャンネルの聴取者に関して点対称（反対側）となるチャンネルに加算器を介して接続される（表１を参照。）。
Therefore, in the sound
しかしながら、先行音と後行音との時間差及びレベル差が極端に小さいと、音像は頭内に定位してしまい、方向感が失われる。逆に、時間差が過大となると聴取者は受聴音を２つの別の音として知覚してしまう。また、レベル差が過大となると、前述した後行音の効果（先行音の方向感を強調する効果）が失われる。 However, if the time difference and level difference between the preceding sound and the following sound are extremely small, the sound image is localized in the head and the sense of direction is lost. Conversely, if the time difference is excessive, the listener perceives the received sound as two separate sounds. Further, if the level difference is excessive, the effect of the following sound (an effect of enhancing the direction feeling of the preceding sound) is lost.
このような観点に基づき、ディレイライン３４ｄ及びゲイン乗算器３４ｆは、音源位置情報に応じて、上記時間差（タップ位置）及びレベル差（後行音に対するゲイン）を適切な値にそれぞれ設定するようになっている。
Based on this viewpoint, the
ここで、仮想音源位置が、上述した基本となる方向＃１〜＃８の間の方向である場合について説明する。今、仮想音源位置を、図５の（Ａ）乃至（Ｃ）に示した空間上の任意の点Ｐtgtに設定するべきであると仮定する。この場合、仮想音源Ｐtgtは聴取者の左右の耳の中央の点Ｄから見て、＃１、＃２、＃５及び＃６から形成される正方形内にある。なお、図５の（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図５の（Ａ）の立方体の上面図及び側面図である。
Here, a case where the virtual sound source position is the direction between the
ここで、点Ｄと点Ｐtgtとを通る直線Ｌと、＃１、＃２、＃５及び＃６の位置により形成される面と、の交点を交点Ｃｒと称呼する。この場合、交点Ｃｒは横方向（水平方向、即ち、＃１−＃２又は＃５−＃６に沿った方向）において、辺＃１−＃２（図４及び図５の（Ａ）に示した立方体の水平方向の一辺）をａ：ｂにて内分した位置Ｐ１に存在している。更に、交点Ｃｒは縦方向（鉛直上下方向、即ち、＃１−＃５又は＃２−＃６に沿った方向）において、辺＃１−＃５（図４及び図５の（Ａ）に示した立方体の鉛直上下方向の一辺）をｃ：ｄにて内分した位置Ｐ２に存在している。また、点Ｄから仮想音源Ｐtgtまでの距離Ｌ１は、点Ｄから交点Ｃｒまでの距離Ｌ２のｘ倍（音源距離比ｘ＝Ｌ１／Ｌ２）であるとする。 Here, the intersection of the straight line L passing through the point D and the point Ptgt and the surface formed by the positions of # 1, # 2, # 5 and # 6 is referred to as an intersection point Cr. In this case, the intersection point Cr is in the horizontal direction (the horizontal direction, that is, the direction along # 1- # 2 or # 5- # 6), and the side # 1- # 2 (shown in FIGS. 4 and 5A). The horizontal side of the cube is located at a position P1 internally divided by a: b. Further, the intersection Cr is in the vertical direction (vertical vertical direction, that is, the direction along # 1- # 5 or # 2- # 6), and is indicated by side # 1- # 5 (shown in FIGS. 4 and 5A). The vertical side of the cube) is located at a position P2 internally divided by c: d. The distance L1 from the point D to the virtual sound source Ptgt is assumed to be x times the distance L2 from the point D to the intersection Cr (sound source distance ratio x = L1 / L2).
このとき、音源位置決定装置３３は、第１チャンネルＣｈ１、第２チャンネルＣｈ２、第５チャンネルＣｈ５及び第６チャンネルＣｈ６の各先行音に対するゲイン乗算器３４ｂの各増幅器のゲインを、チャンネル間距離比（スピーカ間距離比ａ：ｂ，ｃ：ｄ）及び音源距離比ｘから求められるゲインに設定する。具体的には、各チャンネルのゲインは、チャンネル間距離比ａ：ｂ、ｃ：ｄに逆比例し、音源距離比ｘの２乗に反比例するように定めれば良い。即ち、第ｎチャンネル（ｎは、１、２、５、６）の先行音に対するゲインkChnは、下記（１）式乃至（４）式により決定される。また、第ｍチャンネル（ｍは、３、４、７、８）のゲインkChmは、「０」に設定される。
後行音の仮想音源Ｐtgt’は、前述したように、先行音により定位される仮想音源Ｐtgtの点Ｄに関する点対称の位置に定位される。後行音は、先行音に対して一定量の減衰量（ゲイン）とディレイ量（時間差）を有するように発音される。ディレイ量はディレイライン３４ｄにより与えられる。第ｍチャンネル（ｍは、３、４、７、８）のゲインkCh’mは、上記先行音に対するゲインに応じて下記の（５）式乃至（８）式に基いて決定される。なお、係数ｐは先行音に対する減衰量を決定する係数であり、後行音用ゲイン乗算器３４ｆにより与えられる。減衰量及びディレイ量は、音源位置には依存せず、聴取者の聴特性及び嗜好等に基づいて設定される。なお、第ｎチャンネル（ｎは、１、２、５、６）の後行音に対するゲインkCh’nは、「０」となる。
運転者用ヘルメット１０の向き（運転者用ヘッドホン１１の向き）及び／又は仮想音源位置である点Ｐtgtが変化すると、点Ｐtgtと運転者用ヘッドホン１１のなす角度も変化する。この場合においても、点Ｄと点Ｐtgtとを通る直線Ｌと、＃１乃至＃８の位置により形成される立方体の何れかの面とが交差し、その面上にて交点Ｃｒが求められる。
When the direction of the driver's helmet 10 (direction of the driver's headphones 11) and / or the point Ptgt which is the virtual sound source position changes, the angle formed by the point Ptgt and the driver's
従って、音源位置決定装置３３及び音源定位装置３４は、その交点Ｃｒとその面を規定する＃１乃至＃８の位置のうちの４つの位置から、上述したチャンネル間距離比ａ：ｂ，ｃ：ｄ及び音源距離比ｘを求め、各チャンネルの先行音ゲイン乗算器３４ｂの各増幅器のゲイン及び後行音ゲイン乗算器３４ｆの各増幅器のゲインを、これらにより定まるゲインに設定する。この結果、運転者用ヘッドホン１１の向きにかかわらず、仮想音源位置を点Ｐtgtに常に定位させることができる。
Therefore, the sound source position determination device 33 and the sound
音源位置決定装置３３は、定位すべき音源を選択するようにマルチプレクサ３４ｃに指示信号を送出するとともに、その選択する音源に対する仮想音源位置を先行音用のゲイン乗算器３４ｂ、ディレイライン３４ｄ、後行音用のゲイン乗算器３４ｆ及びＦＩＲフィルタ３４ｇに出力する。このような音源の選択が総ての音源信号に対して実行されることにより、総ての音源信号に基づく音像が定位される。
The sound source position determination device 33 sends an instruction signal to the
（作動の概要）
次に、上記のように構成された発音装置の作動の概要について説明する。この発音装置は、上述した音源から出力される音源信号の種類及び／又は音源信号の種類の変化に基づいて各音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を変化させる。先ず、理解を容易にするために、仮想音源位置がどのように変化されるかの一つの例について説明する。
(Overview of operation)
Next, an outline of the operation of the sounding device configured as described above will be described. This sounding device changes the position of the sound image (virtual sound source position) based on each sound source signal based on the type of the sound source signal output from the sound source and / or the change in the type of the sound source signal. First, in order to facilitate understanding, an example of how the virtual sound source position is changed will be described.
例えば、図６の（Ａ）に示したように、運転者が音楽プレーヤ１７の発生する音源信号のみに基づいて音楽を再生し、その音楽を聴いていたとする。この場合、音源位置決定装置３３は、再生される音楽が運転者の頭部（運転者用ヘルメット１０）全体に広がり、通常の音楽聴取時のような自然な感じで音楽が聞こえるように音楽プレーヤからの音源信号の音像に対する仮想音源位置を決定する。そして、音源定位装置３４は、その仮想音源位置に音楽プレーヤ１７からの音源信号に基づく音像を定位させる。この結果、運転者は、あたかも４つのスピーカ（前方左スピーカ、前方右スピーカ、後方左スピーカ及び後方右スピーカ）で囲まれた範囲内の適切な位置にて音楽を楽しんでいるかのように、音楽を聴くことができる。
For example, as shown in FIG. 6A, it is assumed that the driver plays music based only on the sound source signal generated by the
かかる状態において、同乗者が同乗者用マイクロホン４２及び同乗者ユニット４３を使用して会話を開始した（発言を行った）と仮定する。即ち、タンデム会話が同乗者の発言により開始されたと仮定する。一般に、運転者は、音楽を聴いているときには音楽に注意が集中しているので、同乗者からの不意な発言を聞き逃す可能性が高い。そこで、音源位置決定装置３３は、図６の（Ｂ）に示したように、同乗者の音声が運転者の直近で発せられたかのように音源である会話用無線通信装置３１（音源としての同乗者）からの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。同時に、音源位置決定装置３３は、音楽プレーヤ１７からの音源信号に基づく音楽が運転者用ヘルメット１０の下方から聞こえるように音楽プレーヤ１７からの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。これにより、運転者には急に音楽が下方から聞こえ出し、且つ、同乗者の発言が耳元で聞こえるから、運転者が同乗者の最初の会話を聞き逃す可能性が低減する。
In this state, it is assumed that the passenger starts a conversation (speaks) using the
その後、同乗者との会話が継続すると、音楽プレーヤ１７と会話用無線通信装置３１（同乗者）からの音源信号が継続する。即ち、音源の種類は変化しない。しかしながら、この場合、図６の（Ａ）に示した音楽だけを再生している場合とは音源信号の種類（音源信号の種類の組合せ）が相違している。そこで、音源位置決定装置３３は、図６の（Ｃ）に示したように、音楽プレーヤ１７からの音源信号に基づく音楽が運転者用ヘルメット１０の下方から聞こえるように音楽プレーヤ１７からの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定するとともに、同乗者の音声が運転者の直近ではなく運転者用ヘルメット１０の上部全体にて聞こえるように会話用無線通信装置３１からの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。
Thereafter, when the conversation with the passenger continues, the sound source signals from the
このような状態が継続しているとき、その他の音源２１の車両周辺音収集装置が緊急車両（例えば、救急車或いは消防車等）が右前方から接近してくることを検出し、その旨を警告するための音源信号を発生したと仮定する。この場合、音源位置決定装置３３は、音楽プレーヤ１７からの音源信号に基づく音楽を聞こえないようにし、会話用無線通信装置３１からの音源信号に基づく同乗者の音声が運転者の直近で聞こえるようにし、且つ、その他の音源２１からの音源信号に基づく警報（警告音）が運転者用ヘルメット１０の右前方から聞こえるように、各音源信号に基づく音像の位置（仮想音源仮想）を決定する。これにより、運転者は、緊急車両の接近及び接近方向を確実に知ることができるとともに、同乗者との会話を継続することができる。
When such a state continues, the vehicle ambient sound collection device of the other
以上に説明したように、音源位置決定装置３３は、音源信号の種類（付随情報を含む。）及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方に応じて各仮想音源位置を決定する。音源位置決定装置３３は、実際には音源位置パターンデータベース３３ａ内に、前記音源信号の種類（付随情報を含む。）及び同音源信号の種類の変化の少なくとも一方に対応する仮想音源位置パターンを予め記憶している。そして、音源位置決定装置３３は、実際に入力される各音源からの音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化と音源位置パターンデータベース３３ａ内に記憶されている関係とに基づいて、実現すべき仮想音源位置のパターンを決定する。
As described above, the sound source position determination device 33 determines each virtual sound source position according to at least one of the type of the sound source signal (including accompanying information) and the change in the type of the sound source signal. The sound source position determination device 33 actually stores a virtual sound source position pattern corresponding to at least one of the type of the sound source signal (including accompanying information) and the change of the type of the sound source signal in advance in the sound source
ところで、図７の（Ａ）に示したように、その他の音源２１の車両周辺音収集装置が「緊急車両が自動二輪車ＢＹの右前方から接近してくる」ことを検出し、その旨を警告するための音源信号を発生したと仮定する。このとき、運転者（運転者用ヘルメット１０）が自動二輪車の車体の前後方向の軸の前方（この向きを、単に「自動二輪車の前後方向」又は「車体の向き」とも云う。）を向いていたとする。この場合、その他の音源２１からの音源信号に基づく警告音の音像はヘルメット１０（ヘッドホン１１）の右前方に定位すればよい。
By the way, as shown in FIG. 7A, the vehicle ambient sound collection device of the other
ところが、図７の（Ｂ）に示したように、運転者が自動二輪車の前後方向の軸の前方に対して平面視において９０度だけ時計方向に回転した向き（即ち、右）を向いていたとすると、その他の音源２１からの音源信号に基づく警告音の音像をヘルメット１０（ヘッドホン１１）の左前方に定位させるべきである。
However, as shown in FIG. 7 (B), the driver turned to the direction rotated in the clockwise direction by 90 degrees in the plan view with respect to the front of the front-rear axis of the motorcycle (that is, right). Then, the sound image of the warning sound based on the sound source signal from the other
そこで、音源位置決定装置３３は、運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１３が検出した運転者用ヘルメット１０の向き及び車体向き検出用地磁気センサ１５が検出した自動二輪車ＢＹの向きに基づいて、自動二輪車ＢＹの前後方向の軸の前方に対する運転者用ヘルメット１０の角度（少なくとも、自動二輪車ＢＹの車体に固定された一つの音源に対する運転者用ヘッドホン１１の向き）を決定し、その角度にも応じて各音源からの音源信号の仮想音源位置を運転者用ヘルメット１０（運転者用ヘッドホン１１）に対して何処にすべきかを決定する。これにより、上記例において、その他の音源２１からの音源信号に基づく警告音の音像はヘルメット１０（ヘッドホン１１）の左前方に定位されるから、運転者が緊急車両の接近方向を誤って認識する可能性が低減できる。
Therefore, the sound source position determination device 33 automatically determines the direction of the
（実際の作動）
次に、上記発音装置の実際の作動について説明する。上述した音源位置決定装置３３の機能は実際にはマイクロコンピュータのＣＰＵが図８のフローチャートにより示した処理を一定時間の経過毎に行うことにより達成される。また、音源定位装置３４の機能は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）が図９のフローチャートにより示した処理を一定時間の経過毎に行うことにより達成される。
(Actual operation)
Next, the actual operation of the sound generator will be described. The function of the sound source position determination device 33 described above is actually achieved by the CPU of the microcomputer performing the processing shown in the flowchart of FIG. 8 every elapse of a predetermined time. Further, the function of the sound
以下、理解を容易にするため、図６に示した例のように状況が変化するものと仮定してＣＰＵの作動について説明する。即ち、先ず、運転者用ヘッドホン１１から何らの音も発生させられていない状況であったときに、運転者が所定の操作を行って音楽プレーヤ１７によって音楽の再生を開始したと仮定する。
Hereinafter, for easy understanding, the operation of the CPU will be described on the assumption that the situation changes as in the example shown in FIG. That is, first, it is assumed that when no sound is generated from the
このとき、音源位置決定装置のＣＰＵが図８に示したステップ１００から処理を開始すると、ＣＰＵはステップ１０５に進んで自動二輪車ＢＹの前後方向に対する運転者用ヘルメット１０の角度（運転者用ヘルメット１０の向き）を、車体向き検出用地磁気センサ１５が検出する車体の方位と運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１３が検出する運転者用ヘルメット１０の方位とに基づいて決定する。
At this time, when the CPU of the sound source position determination device starts the process from
次いで、ＣＰＵはステップ１１０に進み、音源の状況に変化があったか否か、即ち、その時点までの音源からの音源信号に加えて、別の音源からの音源信号が新たに発生したか否かを判定する。 Next, the CPU proceeds to step 110 to determine whether or not the state of the sound source has changed, that is, whether or not a sound source signal from another sound source is newly generated in addition to the sound source signal from the sound source up to that point. judge.
この場合、音楽プレーヤ１７の音源信号が新たに発生されているから、音源の状況に変化があったことになる。従って、ＣＰＵはステップ１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１５に進み、この状況（何らの音も発生させられていないときに音楽プレーヤ１７によって音楽の再生を開始した状況）に応じた音源位置パターンを音源位置パターンデータベース３３ａから読み出す。例えば、この音源位置パターンは、音楽プレーヤ１７によって再生される音楽が、図６の（Ａ）に示したように、自然な感じをもって聴くことが出来るパターンである。即ち、ＣＰＵは、実際に発生している音源信号及びその付随情報を表す信号に基づき、音源位置パターンデータベース３３ａを参照することにより、その音源信号の仮想音源位置を決定する。
In this case, since the sound source signal of the
その後、ＣＰＵはステップ１２０に進み、ステップ１１５にて決定された各音源信号（この場合は、音楽プレーヤ１７からの音源信号のみ）の仮想音源位置をステップ１０５にて決定した運転者用ヘルメット１０の角度（向き）に基づいて補正することにより、最終的な各音源の仮想音源位置を決定する。次いで、ＣＰＵはステップ１２５に進み、ステップ１２０にて決定した各音源信号の仮想音源位置を音源定位装置（ＤＳＰ）３４に音源位置情報として出力し、ステップ１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Thereafter, the CPU proceeds to step 120 where the virtual sound source position of each sound source signal determined in step 115 (in this case, only the sound source signal from the music player 17) is determined in
その後、一定時間が経過すると、ＣＰＵはステップ１００から本ルーチンの処理を再開する。現時点においては、音源信号は音楽プレーヤ１７のみから発生している。従って、音源の状況は本ルーチンの処理を前回実行したときと変化していない。このため、ＣＰＵはステップ１０５に続くステップ１１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１３０に進んで「音源の状況が最後に変化してから所定時間が経過したか否か」を判定する。
Thereafter, when a certain time has elapsed, the CPU restarts the processing of this routine from
現時点は、音楽プレーヤ１７による再生を開始した直後であるから音源の状況が最後に変化してから所定時間は経過していない。従って、ＣＰＵはステップ１３０にて「Ｎｏ」と判定し、前述したステップ１２０及びステップ１２５を経てステップ１９５にて本ルーチンを一旦終了する。このように、ＣＰＵは音源の状況（即ち、音源信号の種類）が最後に変化してから所定時間が経過するまで、その音源の状況変化があったときの仮想音源位置を維持する。
Since the current time is immediately after the reproduction by the
その後、時間が経過すると、ＣＰＵはステップ１００、１０５及び１１０に続くステップ１３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３５に進み、ステップ１１５と同様、現在の状況に合致する音源位置パターンを音源位置パターンデータベース３３ａから読み出す。この場合の状況とは、音楽プレーヤ１７による音楽の再生のみが所定時間以上継続している状況である。但し、この場合の音源位置パターンは、図６の（Ａ）に示した自然な感じをもって音楽を聴くことが出来るパターンであって、音源位置パターンは変化しない。その後、ＣＰＵは前述したステップ１２０及びステップ１２５を経てステップ１９５にて本ルーチンを一旦終了する。
Thereafter, when time elapses, the CPU makes a “Yes” determination at
次に、このような状況において、同乗者が発言を行うことによりタンデム会話が開始される。これにより、新たな音源（音源信号）が加わる。この場合、ＣＰＵはステップ１００、１０５に続くステップ１１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１５にて音源位置パターンを新たに検索する。このパターンは図６の（Ｂ）に示したパターンである。その後、ＣＰＵは前述したステップ１２０及びステップ１２５を経てステップ１９５にて本ルーチンを一旦終了する。
Next, in such a situation, the tandem conversation is started when the passenger speaks. Thereby, a new sound source (sound source signal) is added. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at
その後、同乗者との会話が所定時間以上継続すると、ＣＰＵはステップ１３０に進んだとき、同ステップ１３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３５に進み、その時点の状況に合致する音源位置パターンを音源位置パターンデータベースから読み出す。この時点の状況とは、音楽プレーヤ１７による音楽の再生が行われ、且つ、同乗者との会話が所定時間以上継続している状況である。従って、この場合の音源位置パターンは、図６の（Ｃ）に示したパターンとなる。
Thereafter, if the conversation with the passenger continues for a predetermined time or more, when the CPU proceeds to step 130, the CPU determines “Yes” in
次に、音楽プレーヤ１７による音楽の再生及び同乗者との会話が継続しているときに、右前方から緊急車両が接近したためにその他の音源２１が右前方から緊急車両が接近しているという情報を含んだ音源信号を発生する。この場合、音源の状況が変化するので、ＣＰＵはステップ１１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１５乃至ステップ１２５を実行することにより、運転者用ヘルメット１０に対して緊急用車両が接近してくる方向から警告音が聞こえるように、その他の音源２１からの音源信号（警告音）の仮想音源位置を定める（図６の（Ｄ）を参照。）。そして、ＣＰＵは前述したステップ１２０及びステップ１２５を経てステップ１９５にて本ルーチンを一旦終了する。このようにして、ＣＰＵは、音源信号の種類、音源信号の種類の変化及び運転者用ヘルメット１０の角度（向き）に基づいて、それぞれの音源からの音源信号に基づく音像を定位させる位置（仮想音源位置）を決定し、決定した仮想音源位置を音源位置情報として音源定位装置３４に出力する。
Next, when music playback by the
一方、音源定位装置３４のＤＳＰは、図９に示したルーチンの処理を一定時間の経過毎にステップ２００から開始し、ステップ２１０に進んで「ＣＰＵが出力している音源位置情報」に基づいて各音源信号の仮想音源位置に対するゲイン乗算器３４ｂの各チャンネルの増幅器のゲイン、ディレイライン３４ｄのタップ位置、ゲイン乗算器３４ｆのゲイン（上述の係数ｐ）及びＦＩＲフィルタ３４ｇの係数を決定する。
On the other hand, the DSP of the sound
次いで、ＤＳＰはステップ２２０に進み、音源位置情報に基づいて、現時点において音源信号を発生している音源の一つを指定する信号をマルチプレクサ３４ｃに出力し、その指定された音源からの信号であってＡＤ変換装置３４ａによりデジタル信号に変換されている信号をゲイン乗算器３４ｂに入力する。次に、ＤＳＰはステップ２３０に進み、ステップ２２０にて指定した音源に対するタップ位置をディレイライン３４ｄに出力する。
Next, the DSP proceeds to step 220, and outputs a signal designating one of the sound sources that currently generate the sound source signal to the
その後、ＤＳＰはステップ２４０に進み、ステップ２２０にて指定した音源に対するゲイン乗算器３４ｂの各チャンネルの増幅器のゲイン、ゲイン乗算器３４ｆの各チャンネルの増幅器のゲイン及びＦＩＲフィルタ３４ｇの係数を、それぞれに出力する。以上によって、ステップ２２０にて指定した音源信号がその音源信号に対する仮想音源位置に定位される。
Thereafter, the DSP proceeds to step 240, and the gain of the amplifier of each channel of the
次に、ＤＳＰはステップ２５０に進み、現時点において音源信号を発生している音源の総てに対して上記ステップ２２０乃至ステップ２４０の処理が完了したか否か（１サイクルが完了したか否か）を判定し、完了していなければステップ２２０に戻る。また、ＤＳＰは、１サイクルが完了していれば、ステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以上によって、現時点において発生している音源信号に基づく音像（音源）の総てが、音源位置情報に従う仮想音源位置に定位される。
Next, the DSP proceeds to step 250, and whether or not the processing of
以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る発音装置によれば、複数の音源のそれぞれから発生される音を生成するための信号（音源信号）に対する仮想音源位置が、発生している音源信号の種類及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方に基づいてそれぞれの音源信号に対して決定される。そして、決定されたそれぞれの仮想音源位置に、それぞれの仮想音源位置に対応する音源信号に基づく音像が定位せしめられる。従って、聴取者は、現時点でどの音源が音を発生させているのか、或いは、現時点においてどの音が重要であるのか等を容易に認識することができる。また、聴取者は、複数の音源から発生される複数の音源信号に基づく音の中から、現時点で必要な音を直感的に選択して聴くことができる。 As described above, according to the sound generation device according to the embodiment of the present invention, the virtual sound source position for the signal (sound source signal) for generating the sound generated from each of the plurality of sound sources is generated. Each sound source signal is determined based on at least one of the type of the sound source signal and the change in the type of the sound source signal. A sound image based on a sound source signal corresponding to each virtual sound source position is localized at each determined virtual sound source position. Therefore, the listener can easily recognize which sound source is generating sound at the present time, which sound is important at the present time, and the like. In addition, the listener can intuitively select and listen to a sound necessary at the present time from sounds based on a plurality of sound source signals generated from a plurality of sound sources.
更に、各音源信号の音像が定位されるから、聴取者に特定の音の方向及び距離感を認識させることができる。従って、例えば、聴取者が自動二輪車や四輪車両の運転者であるとき、その運転者は、緊急車両や障害物等の接近の方向及び距離を音により認識することが可能となる。 Furthermore, since the sound image of each sound source signal is localized, it is possible to make the listener recognize the specific sound direction and distance. Therefore, for example, when the listener is a driver of a motorcycle or a four-wheel vehicle, the driver can recognize the approach direction and distance of an emergency vehicle, an obstacle, and the like by sound.
加えて、上記発音装置は、前記音源信号に付随する付随情報（音源信号に基づいて発生されるべき音の音量に関する情報、発生すべき音の方向についての情報、その音の重要度等）にも基づいて仮想音源位置を定めることもできるので、より適切な音像定位を行うことができる。この場合、音源位置パターンデータベース３３ａには、前記音源信号の種類、同音源信号の種類の変化及び付随情報に対応する仮想音源位置パターンを予め記憶しておく。
In addition, the sounding device provides additional information accompanying the sound source signal (information about the volume of the sound to be generated based on the sound source signal, information about the direction of the sound to be generated, importance of the sound, etc.) Since the virtual sound source position can also be determined based on the above, more appropriate sound image localization can be performed. In this case, the sound source
なお、音源信号の種類とは、ある音源が意味内容を異にする二種以上の音源信号を出力しない場合（例えば、音楽プレーヤ１７は、楽音であるという意味以外の意味を持った信号を出力しない）、音源の種類そのものと一致する。これに対し、携帯電話１６は、少なくとも、着信を知らせるという意味を有する着信音に対応した音源信号と、着信を知らせるという意味以外の意味を有する通話相手の音声に対応した音源信号と、の２種類の音源信号を発生する。この場合、着信音に対応した音源信号と、通話相手の音声に対応した音源信号と、は種類が異なる音源信号として扱うことができる。
Note that the type of sound source signal means that when a certain sound source does not output two or more types of sound source signals having different semantic contents (for example, the
また、付随情報には、例えば、車両状態検出装置１９、走行状態検出装置２０及びその他の音源である車両周辺警報装置２１等が発生する「警告音を発生させるべき音源信号」に対して、その警告音をいずれの方向からどのくらいの距離感をもって運転者に聞かせるべきかの情報が含まれる。例えば、緊急車両や障害物が自動二輪車に接近している場合には、自動二輪車に対する緊急車両や障害物の方向や距離が警告音を生成させる音源信号についての付随情報となる。或いは、自動二輪車に異常が発生した場合、その異常個所の方から運転者に向けて警告音を発生させるための「異常個所が存在している方向や位置を表す情報」が、警告音を生成させる音源信号についての付随情報となる。
The accompanying information includes, for example, a “sound source signal for generating a warning sound” generated by the vehicle
更に、例えば、車両状態検出装置１９が、方向指示器が点滅されている場合に、その旨を表す単純音を生成するための音源信号を出力するのであれば、左右何れの方向指示器が点滅しているかを表す情報が付随情報となる。
Furthermore, for example, if the vehicle
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記発音装置は、音像を定位させる位置（仮想音源位置）のみを変更しているが、音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化等に基づいて仮想音源位置のみでなく各音源信号に基づく音の大きさを変更してもよい。 In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various modification can be employ | adopted within the scope of the present invention. For example, the sounding device changes only the position (virtual sound source position) where the sound image is localized, but based on the change in the type of the sound source signal and the type of the sound source signal, not only the virtual sound source position but also each sound source signal The volume of the sound based on may be changed.
また、ヘルメット１０の車体に対する位置に応じて仮想音源位置を変更してもよい。更に、仮想音源位置を音源位置パターンデータベース３３ａに依ることなく、例えば、ニューラルネットワーク等の何らかの処理手法により自動的に決定してもよい。
Further, the virtual sound source position may be changed according to the position of the
１０…運転者用ヘルメット、１１…運転者用ヘッドホン、１１Ｒ…右スピーカ、１１Ｌ…左スピーカ、１２…運転者用マイクロホン、１３…運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ、１４…運転者ユニット、１５…車体向き検出用地磁気センサ、１６…携帯電話、１７…音楽プレーヤ、１８…ナビゲーション装置、１９…車両状態検出装置、２０…走行状態検出装置、２１…音源、３０…車載ユニット、３１…会話用無線通信装置、３２…通信装置、３３…音源位置決定装置、３３ａ…音源位置パターンデータベース、３４…音源定位装置、３４ａ…ＡＤ変換装置、３４ｂ…先行音用ゲイン乗算器、３４ｃ…マルチプレクサ、３４ｄ…ディレイライン、３４ｅ…バンドパスフィルタ、３４ｆ…後行音用ゲイン乗算器、３４ｇ…ＦＩＲフィルタ、３４ｇＬ…左耳用ＦＩＲフィルタ、３４ｇＲ…右耳用ＦＩＲフィルタ、３４ｈ…加算器、３４ｈＲ…右耳用加算器、３４ｈＬ…左耳用加算器、４０…同乗者用ヘルメット、４１…同乗者用ヘッドホン、４２…同乗者用マイクロホン、４３…同乗者ユニット。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数の音源からの音源信号のそれぞれに基づく音像を定位させる位置である仮想音源位置についてのパターンを、同音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化の少なくとも一方に対応付けて仮想音源位置パターンとして予め記憶するとともに、同音源信号の実際の種類及び同音源信号の実際の種類の変化の少なくとも一方と同記憶された仮想音源位置パターンとに基づいて、実際に発生している音源信号のそれぞれの仮想音源位置を決定する音源位置決定手段と、
前記決定されたそれぞれの仮想音源位置に同それぞれの仮想音源位置に対応する前記音源信号に基づく音像を定位させるように同音源信号を変換した出力信号を出力する音源位置定位手段と、
前記音源位置定位手段からの出力信号に基づいて実際の音を発生するヘッドホンと、
を備えた発音装置。 A plurality of sound sources each generating a sound source signal, which is a signal for generating sound,
A virtual sound source position is obtained by associating a pattern of a virtual sound source position, which is a position to localize a sound image based on each of sound source signals from the plurality of sound sources, with at least one of the type of the same sound source signal and the change of the type of the same sound source signal. The sound source signal actually generated is stored based on the virtual sound source position pattern stored in advance and at least one of the actual type of the same sound source signal and the change of the actual type of the same sound source signal. Sound source position determining means for determining each virtual sound source position;
Sound source localization means for outputting an output signal obtained by converting the sound source signal so as to localize a sound image based on the sound source signal corresponding to the virtual sound source position corresponding to the determined virtual sound source position;
Headphones that generate actual sound based on an output signal from the sound source localization means;
Sound generator with
前記ヘッドホンは、二輪車用ヘルメット内に装備されたヘッドホンである発音装置。 The sound generation device according to claim 1,
The headphone is a sound generating device which is a headphone provided in a motorcycle helmet.
前記複数の音源は、携帯電話及び音楽プレーヤを含む発音装置。
The sound generation device according to claim 1 or 2,
The sound source includes a sound generator including a mobile phone and a music player.
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