JP2008209785A - サウンドマスキングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】その場に存在する音を利用して効果的なマスキングサウンドを生成する技術を提供する。
【解決手段】マスキングサウンド生成装置１０において、音響特性判断部１２０は受取った複数の音信号の音響特性を解析し、入力信号切替器１３０は音信号を時間軸で短く分割し複数の音信号を時間的に重ね合わせ、ＤＳＰ１４０は重ねあわされた音信号に各種音響処理を施すことによりマスキングサウンドが生成される。上述のように生成されるマスキングサウンドは、内容が無意味化されており、騒音を発生しているエリアにおいて収音されたものであるからマスキング効果も高い。
【選択図】図２

Description

本発明は、マスキングサウンドを生成する技術に関する。

ある音（対象音）が聞こえているときに対象音に近い音響特性（周波数特性など）を持つ別の音（マスキングサウンド）が存在すると、その対象音が聞こえにくくなるという現象が一般に知られており、マスキング効果と呼ばれている。マスキング効果は、人間の聴覚特性に根ざしたものであり、マスキングサウンドの周波数が対象音の周波数に近いほど、また、マスキングサウンドの音量レベルが対象音の音量レベルに対して相対的に高いほど顕著になることが知られている。

このマスキング効果を利用した音響技術は、従来種々提案されており、その例として特許文献１および２に開示された技術が挙げられる。これらの特許文献には、マイクで収音した暗騒音の解析結果（音量レベルおよび周波数特性など）に応じてホワイトノイズなどの音源に音響処理を施しスピーカから出力する技術が開示されている。
特開２００６−２６７１７４号公報 特開平０２−１６１８９６号公報

上記の技術によれば、マスキングサウンドの生成には、ノイズジェネレータなどの音源装置を必要としていた。また、生成されるマスキングサウンドはその環境における音とは無関係な音であるため、ユーザに違和感を生じさせてしまうという問題点があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、ノイズジェネレータなどの音源装置を用いることなく、効果的なマスキングサウンドを生成する技術を提供することにある。

本発明に係るサウンドマスキングシステムは、音を収音し該収音した音を表す音信号を生成する複数の収音手段と、前記複数の収音手段により生成された複数の音信号を所定時間長の区間ごとに切り替え選択して出力するとともに、一の区間においては前記複数の音信号の一つもしくは複数の組み合わせを選択し、前記区間の前後の区間においては前記選択の態様を異ならせる選択制御手段と、前記選択制御手段が出力する音信号を音として再生する再生手段とを有することを特徴とする。

本発明に係るサウンドマスキングシステムは、上記の構成において、前記複数の収音手段により生成された複数の音信号の各々について周波数特性を解析する周波数特性解析手段と、前記周波数特性解析手段により解析された前記複数の音信号の各々についての周波数特性に基づいて、前記選択制御手段が出力する複数の音信号の各々の周波数特性を調整する周波数特性変換手段とを更に有していても良い。
また、前記複数の収音手段により生成された複数の音信号の各々について音量レベルを検知する音量レベル検知手段と、前記音量レベル検知手段により検知された前記複数の音信号の各々についての音量レベルに基づいて、前記選択制御手段が出力する複数の音信号の各々の音量レベルを調整する音量レベル調整手段とを更に有していても良い。

また、本発明に係るサウンドマスキングシステムは、複数の音信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の音信号を読み出し、所定時間長の区間ごとに切り替え選択して出力するとともに、一の区間においては前記複数の音信号の一つもしくは複数の組み合わせを選択し、前記区間の前後の区間においては前記選択の態様を異ならせる選択制御手段と、前記選択制御手段が出力する音信号を音として再生する再生手段とを有することを特徴とする。

本発明に係るサウンドマスキングシステムは、上記の構成において、前記記憶手段に記憶された複数の音信号の各々について周波数特性を解析する周波数特性解析手段と、前記周波数特性解析手段により解析された前記複数の音信号の各々についての周波数特性に基づいて、前記選択制御手段が出力する複数の音信号の各々の周波数特性を調整する周波数特性変換手段とを更に有していても良い。
また、前記記憶手段に記憶された複数の音信号の各々について音量レベルを検知する音量レベル検知手段と、前記音量レベル検知手段により検知された前記複数の音信号の各々についての音量レベルに基づいて、前記選択制御手段が出力する複数の音信号の各々の音量レベルを調整する音量レベル調整手段とを更に有していても良い。

本発明に係るサウンドマスキングシステムは、上記の構成において、前記選択制御手段によって選択される前記各音信号の音量レベルを個別に調整し、前記調整した音信号を前記再生手段に出力する音量調整手段を更に有していても良い。その場合、前記音量調整手段は、前記各音信号の音量レベルを０から所定値までの範囲で調整する複数の可変利得増幅器によって構成され、前記選択手段は、前記可変利得増幅器の音量レベルを０にするか否かを制御することにより、前記選択の態様を異ならせるようにしても良い。

本発明に係るサウンドマスキングシステムは、音を収音し該収音した音を表す音信号を生成する複数の収音手段と、前記複数の収音手段により生成された複数の音信号を所定時間長の区間ごとに切り替え選択して出力するとともに、前記複数の音信号の各々について音量レベルを調整し、前記一の区間の前後の区間においては前記複数の音信号の少なくとも１つの音量レベルを前記一の区間の音量レベルと異ならせる音量レベル制御手段と、前記音量レベル制御手段が出力する音信号を音として再生する再生手段とを有することを特徴とする。

本発明に係るサウンドマスキングシステムは、上記の構成において、前記複数の収音手段により生成された複数の音信号の各々について周波数特性を解析する周波数特性解析手段と、前記周波数特性解析手段により解析された前記複数の音信号の各々についての周波数特性に基づいて、前記音量レベル制御手段が出力する複数の音信号の各々の周波数特性を調整する周波数特性変換手段とを更に有していても良い。
また、前記複数の収音手段により生成された複数の音信号の各々について音量レベルを検知する音量レベル検知手段と、前記音量レベル検知手段により検知された前記複数の音信号の各々についての音量レベルに基づいて、前記音量レベル制御手段が出力する複数の音信号の各々の音量レベルを調整する音量レベル調整手段とを更に有していても良い。

本発明に係るサウンドマスキングシステムは、複数の音信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の音信号を所定の区間単位で出力するとともに、前記複数の音信号の各々について音量レベルを調整し、隣接する区間においては前記複数の音信号の少なくとも１つの音量レベルを異ならせる音量レベル制御手段と、前記音量レベル制御手段が出力する音信号を音として再生する再生手段とを有することを特徴とする

本発明に係るサウンドマスキングシステムは、上記の構成において、前記記憶手段に記憶された複数の音信号の各々について周波数特性を解析する周波数特性解析手段と、前記周波数特性解析手段により解析された前記複数の音信号の各々についての周波数特性に基づいて、前記音量レベル制御手段が出力する複数の音信号の各々の周波数特性を調整する周波数特性変換手段とを更に有していても良い。
また、前記記憶手段に記憶された複数の音信号の各々について音量レベルを検知する音量レベル検知手段と、前記音量レベル検知手段により検知された前記複数の音信号の各々についての音量レベルに基づいて、前記音量レベル制御手段が出力する複数の音信号の各々の音量レベルを調整する音量レベル調整手段とを更に有していても良い。

本発明に係るサウンドマスキングシステムは、上記の構成において、前記区間は、各区間で前記所定時間長がランダムに設定されるようにしても良い。

また、本発明に係るサウンドマスキングシステムは、上記の構成において、前記複数の収音手段は、それぞれ異なるエリアから音を収音し、該収音した音を表す音信号を生成する複数の収音手段であっても良い。

また、本発明に係るサウンドマスキングシステムは、上記の構成において、前記複数の記憶手段は、それぞれ異なる音信号を記憶する記憶手段であっても良い。

本発明に係るサウンドマスキングシステムにより、ノイズジェネレータなどの音源装置を用いることなく、効果的なマスキングサウンドを生成することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
（Ａ；構成）
（Ａ−１；全体構成）
図１は、本発明に係るサウンドマスキングシステム１の構成を示す図である。図１に示すように、音響空間２０には、互いに重なり合わない異なる３つのエリア（エリアＡ、Ｂ、およびＣ）が設けられている。エリアＡ、Ｂ、およびＣには、それぞれスピーカ４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃが天井から吊り下げられて設置されている。また、エリアＡ、Ｂ、およびＣには、それぞれマイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃが、その収音方向をそれぞれのエリアの天井に向けて設置されている。

マイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃは、それぞれ主にエリアＡ、Ｂ、およびＣにおける音を収音し、収音した音を表す音信号を生成しマスキングサウンド生成装置１０へ出力する。なお、ここでマイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃが収音する「音」とは、音響空間２０の在室者による会話音や、空調の動作音や、楽音などを含む全ての可聴音である。以下では、マイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃが生成した音信号をそれぞれ音信号Ａ、Ｂ、およびＣと呼ぶ。

なお、本実施形態においては、エリアＡ、Ｂ、およびＣにおいて発生した音の直接音成分を除く音を効率良く収音するためにマイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃの指向軸を天井に向けて設置しているが、マイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃの指向軸を発話者の方向とは異なる方向に向けて設置すれば良い。また、マイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃを発話者から十分な距離（例えば臨界距離より遠い位置）を離して設置すれば、マイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃの指向軸を発話者に向けて設置しても良い。

スピーカ４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃは、マスキングサウンド生成装置１０から受取った音信号を再生し、それぞれ主にエリアＡ、Ｂ、およびＣに向けて放音する。また、前記スピーカ４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃの各再生エリアに、マイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃがそれぞれ含まれないように、前記スピーカ４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃの再生エリアが設定される。これは、スピーカから再生された音が再びマイクロホンで収音されることで、ハウリングを発生しないようにするためである。

なお以下では、マイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃの各々を区別する必要がない場合には、「マイクロホン３０」と表記する。同様にスピーカ４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃについても、その各々を区別する必要がない場合には、「スピーカ４０」と表記する。

（Ａ−２；マスキングサウンド生成装置１０の構成）
次に、マスキングサウンド生成装置１０の構成について図２を参照して説明する。マスキングサウンド生成装置１０は、マスキングサウンドを表す音信号を生成する。該マスキングサウンドは音響空間２０において放音され、各エリアのユーザ同士の会話の内容を他のエリアのユーザに聞き取られ難くしたり（セキュリティーの保護）、他のエリアからの騒音により各エリアのユーザの会話が妨害されたり作業への集中が阻害されたりしないようにする（騒音のマスキング）。

（Ａ−２−１；各部の構成）
制御部１００は、マスキングサウンド生成装置１０の各部の動作を制御する。
入力端子１１０は、入力端子１１０Ａ，１１０Ｂ、および１１０Ｃの３つの入力端子を有し、それぞれの入力端子には、前述のマイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃが接続されている。音信号Ａ、Ｂ、およびＣは、それぞれ入力端子１１０Ａ，１１０Ｂ、および１１０Ｃを介して入力される。

音響特性判断部１２０は、音響特性判断部１２０Ａ、１２０Ｂ、および１２０Ｃを有し、それぞれ入力端子１１０Ａ、１１０Ｂ、および１１０Ｃを介して音信号Ａ、Ｂ、およびＣを受取り、受取った音信号の音響特性を解析し、その解析結果を制御部１００に出力する。

入力信号切替器１３０は、入力端子１１０Ａ，１１０Ｂ、および１１０Ｃを介して音信号Ａ、Ｂ、およびＣを受取り、制御部１００の制御の元で、音信号Ａ、Ｂ、およびＣについて複数系統の加算（ミキシング）を行い、各系統において新たに生成された音信号をＤＳＰ１４０に出力する。
ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１４０は、ＤＳＰ１４０Ａ、１４０Ｂ、および１４０Ｃを有し、それぞれ入力信号切替器１３０において生成された各系統の音信号を受取り、該音信号に各種音響処理を施す。

出力端子１５０は、出力端子１５０Ａ、１５０Ｂ、および１５０Ｃの３つの出力端子を有し、それぞれの出力端子には、スピーカ４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃが接続されている。ＤＳＰ１４０Ａ、１４０Ｂ、および１４０Ｃで音響処理を施された各系統の音信号は、図示しない電力増幅器を経て、それぞれ出力端子１５０Ａ、１５０Ｂ、および１５０Ｃを介して、スピーカ４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃに出力される。

（Ａ−２−２；音響特性判断部１２０の構成）
音響特性判断部１２０Ａ、１２０Ｂ、および１２０Ｃは、それぞれ音信号Ａ、Ｂ、およびＣの音量レベルおよび周波数特性を解析する。その際、音響特性判断部１２０Ａ、１２０Ｂ、および１２０Ｃは、受取った音信号を予め指定された時間長のフレーム（本実施形態においては１００ミリ秒）に分割し、それぞれのフレームにおける音量レベルの時間平均を算出すると共に、フーリエ解析により周波数特性を解析し、音信号の周波数領域のスペクトルデータを制御部１００へ出力する。

（Ａ−２−３；入力信号切替器１３０の構成）
図３は、入力信号切替器１３０の構成を示した図である。入力信号切替器１３０は、音信号を受取る３つの入力ライン（ラインＡ、Ｂ、およびＣ）を有する。ラインＡ、Ｂ、およびＣには、それぞれ入力端子１１０Ａ，１１０Ｂ、および１１０Ｃを介して音信号Ａ、Ｂ、およびＣが入力される。ラインＡには、ＶＣＡ（Voltage Controlled Amplifier）_ＡＡ、ＶＣＡ_ＡＢ、およびＶＣＡ_ＡＣが、ラインＢには、ＶＣＡ_ＢＡ、ＶＣＡ_ＢＢ、およびＶＣＡ_ＢＣが、ラインＣには、ＶＣＡ_ＣＡ、ＶＣＡ_ＣＢ、およびＶＣＡ_ＣＣが設けられており、各ライン上に設けられた３つのＶＣＡは、当該ラインに入力された音信号を受取る。

ここでＶＣＡとは、入力された音信号の音量レベルを調整し、該音信号を加算器ＳＵＭに出力する装置である。制御部１００は、各ＶＣＡに印加される制御電圧を制御する。各ＶＣＡは、制御端子（図示略）に印加された制御電圧に従って音信号の音量レベルを調整する。本実施形態においては、ＶＣＡは、制御電圧が高いほど音信号の音量レベルをより高く調整する。以下では、加算器ＳＵＭ_Ａに接続されたＶＣＡを例にとってＶＣＡにおける音量レベルの調整について説明するが、加算器ＳＵＭ_ＢおよびＳＵＭ_Ｃに接続されたＶＣＡについても同様である。

本実施形態においては、制御部１００は、加算器ＳＵＭ_Ａに入力される音信号Ａ、Ｂ、およびＣのいずれか１つを所定時間（本実施例では１００ミリ秒）ごとに順次切り替えて出力するようにＶＣＡ_ＡＡ、ＶＣＡ_ＢＡ、およびＶＣＡ_ＣＡに印加される制御電圧を制御する。図４は、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）において、それぞれＶＣＡ_ＡＡ、ＶＣＡ_ＢＡ、およびＶＣＡ_ＣＡに印加される制御電圧の時間変化が示されている。図４に示すように、時刻Ｔ１からＴ２（１００ミリ秒）の期間はＶＣＡ_ＡＡのみに制御電圧が印加され、時刻Ｔ２からＴ３（１００ミリ秒）の期間はＶＣＡ_ＢＡのみに制御電圧が印加され、時刻Ｔ３からＴ４（１００ミリ秒）の期間はＶＣＡ_ＣＡのみに制御電圧が印加される。時刻Ｔ４以降は時刻Ｔ１からＴ４における処理が繰り返される。その結果、ＶＣＡ_ＡＡ、ＶＣＡ_ＢＡ、およびＶＣＡ_ＣＡにおいては、音信号Ａ、Ｂ、およびＣが、１００ミリ秒ごとに順次切り替えて出力されるように各音信号の音量レベルが調整される。

また、上記のように各音信号が加算器ＳＵＭ_Ａに出力されている期間に該音信号を処理するＶＣＡに印加される制御電圧の値は以下のように制御される。制御部１００は、前述の音響特性判断部１２０から受取った音信号Ａ、Ｂ、およびＣの音量レベルの解析結果を参照し、各音信号の音量レベルを均一化するように各ＶＣＡの制御電圧を制御する。すなわち、音量レベルが所定のレベルより高いという解析結果を得た音信号の音量レベルを所定のレベルまで下げると共に、音量レベルが所定のレベルより低いという解析結果を得た音信号の音量レベルを所定のレベルまで上げる処理を行う。その結果、音信号Ａ、Ｂ、およびＣがそれぞれ加算器ＳＵＭ_Ａに出力されている期間における各音信号の音量レベルは前記所定のレベルに調整される。以上のように、各ＶＣＡにおいて音信号の音量レベルが調整され、該音信号は各ＶＣＡと接続された加算器ＳＵＭに出力される。

次に加算器ＳＵＭにおけるミキシング処理について図３を参照して説明する。ＶＣＡ_ＡＡ、ＶＣＡ_ＢＡ、およびＶＣＡ_ＣＡは加算器ＳＵＭ_Ａと、ＶＣＡ_ＡＢ、ＶＣＡ_ＢＢ、およびＶＣＡ_ＣＢは加算器ＳＵＭ_Ｂと、ＶＣＡ_ＡＣ、ＶＣＡ_ＢＣ、およびＶＣＡ_ＣＣは加算器ＳＵＭ_Ｃと接続されている。加算器ＳＵＭ_Ａ、ＳＵＭ_Ｂ、およびＳＵＭ_Ｃは、それらに接続されたＶＣＡから音量レベルが調整された音信号を受取る。例えば加算器ＳＵＭ_Ａは、ＶＣＡ_ＡＡ、ＶＣＡ_ＢＡ、およびＶＣＡ_ＣＡから、それぞれ音量レベルが調整された音信号Ａ、Ｂ、およびＣを受取る。加算器ＳＵＭ_Ａ、ＳＵＭ_Ｂ、およびＳＵＭ_Ｃは、受取った音信号Ａ、Ｂ、およびＣを加算（ミキシング）して新たな音信号を生成する。この結果、新たに生成された音信号においては、音信号Ａ、Ｂ、Ｃの内容が所定時間ごとに切り替えられ、且つその音量レベルが略一定となる。

以上に説明したように、入力信号切替器１３０においては、各ＶＣＡに印加される制御電圧が調整されることで、各音信号が相互にタイミングをずらして加算器ＳＵＭに出力され、該音信号は加算器ＳＵＭでミキシングされる。その結果、複数の音信号が時間軸上で所定時間ごとに順次切り替えられた音信号が生成される。更には、各ＶＣＡの制御電圧は処理前の各音信号の音量レベルに基づいて制御されているため、加算器ＳＵＭにおいて生成された音信号の音量レベルは略一定となる。

（Ａ−２−４；ＤＳＰ１４０の構成）
次に、ＤＳＰ１４０の構成について説明する。以下では、ＤＳＰ１４０Ａを例にとって説明するが、ＤＳＰ１４０Ｂおよび１４０Ｃについても同様である。ＤＳＰ１４０Ａは、制御部１００から音信号Ａの周波数特性についてのデータを受取る。そして、ＤＳＰ１４０Ａは、音信号Ａの周波数特性のデータに基づいて、加算器ＳＵＭ_Ａから受取った音信号の周波数特性を前記音信号Ａの周波数特性と略同一となるように調整（イコライジング）する。

具体的には、ＤＳＰ１４０Ａは、前記加算器ＳＵＭ_Ａから受取った音信号の周波数特性と制御部１００から受取った音信号Ａの周波数特性との差分に応じて、その差分が減少するように、前記加算器ＳＵＭ_Ａから受取った音信号の周波数特性を調整する。その結果、前記加算器ＳＵＭ_Ａから受取った音信号が、前記音信号Ａの周波数特性と類似した音信号に変換される。ＤＳＰ１４０Ａ、１４０Ｂ、および１４０Ｃは、音信号の周波数特性を調整すると、該音信号をそれぞれ出力端子１５０Ａ、１５０Ｂ、および１５０Ｃを介してスピーカ４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃへ出力する。

（Ｂ；動作）
次に、本実施形態の動作について説明する。図１に示した音響空間２０において、それぞれのエリアではユーザが会話をしているものとする。

図５は、マスキングサウンド生成装置１０が実行するマスキングサウンド生成処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳＡ１００において、マスキングサウンド生成装置１０は、音響空間２０に設置されたマイクロホン３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃから、入力端子１１０Ａ、１１０Ｂ、および１１０Ｃを介して、それぞれ音信号Ａ、Ｂ、およびＣを受取る。

ステップＳＡ１１０において、音響特性判断部１２０は、受取った音信号を所定の時間長（１００ミリ秒）のフレームに分割し、音信号ごとに、各フレームの音響特性（周波数特性および音量レベル）を解析する。音響特性判断部１２０は、解析結果を制御部１００に出力する。

入力信号切替器１３０は、音信号Ａ、Ｂ、およびＣを、それぞれ入力端子１１０Ａ、１１０Ｂ、および１１０Ｃを介して受取る。各音信号は、図３に示されるように３つのライン上に設けられた複数のＶＣＡへ入力される。制御部１００は、入力信号切替器１３０に設けられた各ＶＣＡに対する制御電圧を制御し、各ＶＣＡは、印加された制御電圧に従って、受取った音信号の音量レベルを調整する（ステップＳＡ１２０）。

本実施形態においては、音信号Ａ、Ｂ、およびＣが１００ミリ秒ごとに順次切り替えて出力されるのであるから、例えば加算器ＳＵＭ_Ａに出力される音信号については、図４（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示されるように、ＶＣＡ_ＡＡ、ＶＣＡ_ＢＡ、およびＶＣＡ_ＣＡには順次切り替えて制御電圧が印加される。

また、ＶＣＡにより出力される音信号Ａ、Ｂ、およびＣの音量レベルが略一定となるように、ＶＣＡに印加される制御電圧は制御される。すなわち、例えばエリアＡでは普通の音量レベルで会話が行われており、エリアＢでは比較的高いレベルで、エリアＣでは比較的低いレベルで会話が行われているものとする。その場合、図４（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示されるように、騒音レベルが高いエリアで収音された音信号を受取ったＶＣＡ_Ｂには、低いレベルの制御電圧が印加され（同図（ｂ））、騒音レベルが低いエリアで収音された音信号を受取ったＶＣＡ_Ｃには、より高いレベルの制御電圧が印加される（同図（ｃ））。以上のように各ＶＣＡにより音量レベルが調整された音信号は、対応する加算器ＳＵＭに出力される。

ステップＳＡ１３０においては、加算器ＳＵＭ_Ａ、ＳＵＭ_Ｂ、およびＳＵＭ_Ｃにおいて、対応するＶＣＡから受取った音信号のミキシング処理がなされる。図６には、ミキシング処理がなされた結果生成される音信号の概念図が示されている。同図に示されているように、ミキシング処理の結果生成される音信号においては、音信号Ａ、Ｂ、およびＣが所定時間ごとに切り替えられ、その音量レベルは一定である。

以上のようにして生成された音信号は、その内容から言語としての意味を理解できない「無意味」なデータである。すなわち、例えば、マイクロホン３０により収音された音に、各エリアのユーザによる会話の内容が収音されている場合、その段階では該音信号から会話の内容を理解することが可能である。それに対し、入力信号切替器１３０で生成された音信号は、音信号Ａ、Ｂ、およびＣが１００ミリ秒ごとに分断されてつなぎ合わされて生成されているため、ユーザは該音信号からは言語としての意味を理解することができない。

加算器ＳＵＭ_Ａ、ＳＵＭ_Ｂ、およびＳＵＭ_Ｃにより生成された音信号は、それぞれＤＳＰ１４０Ａ、１４０Ｂ、および１４０Ｃに入力される。ステップＳＡ１４０において、ＤＳＰ１４０は、受取った音信号に周波数特性の調整を施す。制御部１００は、ＤＳＰ１４０Ａ、１４０Ｂ、および１４０Ｃに、それぞれ音信号Ａ、Ｂ、およびＣの周波数特性についてのデータを出力する。例えば、エリアＡでは子供による甲高い声で会話が行われており、エリアＢでは大人の男性により会話が行われており、エリアＣではラジオで女性アナウンサーによるニュースの読み上げが放音されているものとする。
そのような場合、エリアＡにおける子供の声は甲高く周波数が高い周波数成分が多く含まれることから、ＤＳＰ１４０Ａにおいては、周波数が高い周波数成分が強調されるように音信号の周波数特性が調整される。一方、エリアＢにおける大人の男性の声はピッチが低いことから、ＤＳＰ１４０Ｂにおいては、周波数が低い周波数成分が強調されるように、音信号の周波数特性が調整される。また、エリアＣにおける女性アナウンサーの声の周波数特性に基づいて、ＤＳＰ１４０Ｃにおいては、女性の音声の「音色」が反映された周波数特性を有する音信号へと調整される。

以上に説明した処理がなされる結果、ＤＳＰ１４０Ａ、１４０Ｂ、および１４０Ｃにおいては、単純に音信号Ａ、Ｂ、およびＣを合わせた音信号よりも、それぞれエリアＡ、Ｂ、およびＣにおける騒音に音響特性が類似した音信号へと周波数特性が調整される。従って、エリアＡで会話をするユーザにとっては、自らのエリアにもともとあった騒音と周波数特性が類似した音がスピーカから放音されることから、その音に対する違和感が低減される。

ＤＳＰ１４０Ａ、１４０Ｂ、および１４０Ｃにより音響処理が施された音信号は、出力端子１５０Ａ、１５０Ｂ、および１５０Ｃを介してスピーカ４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃに出力され（ステップＳＡ１５０）、エリアＡ、Ｂ、およびＣにおいて放音される。

以上に説明したように、本発明に係るマスキングサウンド生成装置１０により、予めマスキングサウンドを人工的に生成するための音源装置などを設けることなく、マスキングサウンドを放音することができる。また、生成されるマスキングサウンドは、まさに騒音を発生しているエリアにおいて収音したものであるから、そのマスキング効果は高い。そして、該マスキングサウンドには、自エリアにおける環境音に応じた周波数特性の調整がなされていることからユーザにとって自然な音であり、マスキングサウンドとして人の声を加工した音などを用いる際にしばしば生じる違和感を低減できる。更には、ユーザ自身から収音した音信号からマスキングサウンドを生成するにも関わらず、生成されるマスキングサウンドにおいて各音信号は無意味化されており、プライバシーやセキュリティーは保護される。

（Ｃ；変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように種々の態様で実施することができる。以下に述べる変形を組み合わせて用いてもよい。

（１）上記実施形態においては、音響空間２０をエリアＡ、Ｂ、Ｃの３つのエリアに分けて、各エリアに一組のマイクロホン３０とスピーカ４０を設置する場合について説明したが、音響空間２０に設けられるエリアの数は３つに限定されるものではなく、２つや４つ以上でも良い。要は、エリアごとにマイクロホン３０とスピーカ４０が設置されていれば良い。
また、上記実施形態においては、エリアは相互に区画化されていない場合について説明したが、相互に区画化されていても良い。区画化されていてもエリア相互に音が洩れて聞こえる場合には、本発明の効果が奏される。

（２）上記実施形態においては、全てのエリアからその騒音を収音し、全てのエリアに対して生成したマスキングサウンドを放音する場合について説明した。しかし、例えばエリアＡにおいてのみ秘匿性の高い会話が行われているなどの場合には、エリアＡにのみマスキングサウンドを放音させても良い。その場合、スピーカ４０は、エリアＡにのみ設置するようにしても良い。

（３）上記実施例形態においては、収音した音信号の音響特性を音響特性判断部１２０により解析し、その解析結果に基づいてＤＳＰ１４０において音響処理を施す場合について説明した。しかし、各エリアにおいて生じる騒音の間で音響特性に大きな差がない場合や、放音されるマスキングサウンドの音響特性に由来する違和感に対してユーザが寛容である場合などには、この処理は必ずしも行わなくても良い。また、音響特性判断部１２０において音信号の音量レベルを解析し、その解析結果に基づいて複数の音信号の音量レベルが相互に均等になるように音量レベルの処理を行った。しかし、各エリアにおいて生じる騒音の間で音量レベルに大きな差がない場合などには、本処理を行わないとしても良い。

（４）上記実施形態においては、図４に示されているように、音信号が切り替わるタイミングにおいて、ＶＣＡに印加される制御電圧が矩形波状に制御され、一方の音信号から他方の音信号に選択的に切り替わる場合について説明したが、切換時の制御電圧の制御方法はこのような例に限定されるものではない。例えば、切り換えられる双方の音信号にクロスフェードの処理を施して、一方の音信号の音量レベルが漸増すると共に、他方の音信号の音量レベルが漸減しながら、滑らかに両音信号が切り替わるようにしても良い。

（５）上記実施形態においては、図６に示されているように、複数の音信号が一定時間（本実施形態においては１００ミリ秒）おきに切り換えられる場合について説明したが、図７（ａ）に模式的に示されているように、その切換時間間隔はランダムに設定されていても良い。また、上記実施形態においては、複数の音信号が順番にループ状に切り換えられる場合について説明したが、図７（ｂ）に示されているように、その順番がランダムに切り換えられるようにしても良い。また、上記２点の変形を組み合わせて更にランダム性の高いデータを生成するようにしても良い。要は、各ラインに入力された音信号が、言語としての意味が理解できない程度の長さに分断されていれば良いため、各フレームの長さが一定である必要はなく、そのフレームの並べ替えの順序が一定である必要もない。

（６）上記実施形態においては、音信号を短い時間のフレームに分割し、フレームを時間軸で繋ぎ合わせることにより、音信号の「無意味化」を行う場合について説明した。しかし、音信号を無意味化するために、複数の音信号を分割せずに、複数の音信号を重ねてミキシングするようにしても良い。その場合には、図８に示されているように、例えば加算器ＳＵＭ_Ａに入力される音信号については、ＶＣＡ_ＡＡ、ＶＣＡ_ＢＡ、ＶＣＡ_ＣＡに印加される制御電圧をそれぞれ（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示されているように、０の値にならないように別個に制御してそれぞれの音信号の音量レベルを調整し、加算器ＳＵＭに出力するようにしても良い。

なおこの場合、制御部１００は、各音信号の音量レベルについてのデータに基づき、各音信号の音量レベルが相互に均等になるように各ＶＣＡに印加する制御電圧を制御するようにしても良い。
更に加えて、重ね合わされる各音信号の音量レベルは、時間的に変化させるようにしても良い。このようにすることで、各音信号の音量レベルは他の音信号の音量レベルに対して相対的な音量レベルが変化するから、実質的には音信号が頻繁に切り換えられて出力されるのと同じような効果を奏する。なお、この場合、単一の音信号のみの音量レベルが０ではない期間が生じないように各音信号の音量レベルを制御すれば尚良い。

（７）上記実施形態においては、複数の音信号が重ね合わされて生成された音信号の音量レベルをさらに調整することが出来るようにしても良い。例えば、音信号Ａ、Ｂ、およびＣの音量レベルを参照し、音量レベルが高い音信号が収音されたエリアに出力される音信号の音量レベルを高く調整するようにしても良い。

（８）上記実施形態においては、入力信号切替器１３０によりミキシングされた音信号は、全てのエリアにおいて収音された音信号を含む場合について説明した。しかし、自らのエリアにおいて放音されるマスキングサウンドには、自らのエリアにおいて収音された音信号が含まれないようにマスキングが行われるようにしても良い。その場合、例えばエリアＡにおいて放音されるべきマスキングサウンドは、加算器ＳＵＭ_Ａによりミキシングされるが、ＶＣＡ_ＡＡに対しては制御電圧を印加せず、ＶＣＡ_ＢＡおよびＶＣＡ_ＣＡに交互に制御電圧を印加して、加算器ＳＵＭ_Ａにおいては音信号ＢおよびＣがミキシングされるようにすれば良い。また、その場合加算器ＳＵＭ_ＢおよびＳＵＭ_Ｃにおいては、それぞれ音信号ＡおよびＣ、音信号ＡおよびＢの音信号がミキシングされるように、制御部１００は各ＶＣＡの制御電圧を制御すれば良い。

（９）上記実施形態においては、入力信号切替器１３０において音信号が切り換えられる時間間隔について、図６に示されているように１００ミリ秒と所定の値に一定とし、また、変形例（５）においては、図７に示されているように可変の時間間隔とする場合について説明した。しかし、上記の説明において用いた値は一例に過ぎず、これらの時間間隔の値は、音信号から言語として意味を判別できない程度であって、音信号として違和感なく聞こえる程度に短く設定されていれば良い。

（１０）上記実施形態においては、マイクロホン３０で音響空間２０の音を収音して、生成された音信号を加工してマスキングサウンドを生成する場合について説明した。しかし、マスキングサウンドを、予め準備しておいた音信号から生成するようにしても良い。その場合、マスキングサウンド生成装置１０に、複数の音信号を記憶しておく記憶手段を設け、複数の音信号はマイクロホン３０ではなく、該記憶装置から読み出されるようにすれば良い。なお、その場合、マスキングサウンド生成装置１０にはマイクロホン３０を接続する必要はない。また、記憶されている音信号は、音響空間２０において生じる音を事前に収音したものであっても良い。この場合、前記音響空間２０における収音手段が不要となるので、前記音響空間２０に在室する利用者の（盗聴されるような）違和感や不安感が低減できる。

（１１）上記実施形態においては、入力信号切替器１３０において、ＶＣＡにより音量レベルの調整が行われた結果、加算器ＳＵＭがミキシングする音信号の組み合わせが選択されると共に、ミキシングされる音信号の音量レベルが調整される場合について説明した。すなわち、ＶＣＡに制御電圧が印加されるか否かによって、対応する音信号がミキシングされるか否かが選択された。更には、ミキシングされる場合でも、該音信号の音量レベルは制御電圧のレベルに応じて調整された。
しかし、音信号の選択処理と音量レベルの調整処理を、別々の装置が行うようにしても良い。なお、音信号の選択の処理を行う場合には、音量レベルの調整の処理を省いても良い。その場合、マスキングサウンド生成装置１０に入力された音信号または記憶手段から読み出された音信号のいずれを音信号のミキシング手段に入力させるかを制御する選択回路を設けるようにすれば良い。

（１２）上記実施形態においては、複数の入力系統から入力された音信号の音響特性を音響特性判断部１２０が解析し、各音信号の入力系統と対応するＤＳＰ１４０において、該入力系統に入力された音信号の音響特性に基づいた音響処理を施す場合について説明した。しかし、入力系統と対応するＤＳＰ１４０との関係は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ある入力系統から入力された音信号の音響特性に基づいた音響処理を、他の入力系統に対応するＤＳＰ１４０において施すようにしても良い。また、ある１つの入力系統から入力された音信号の音響特性を、ＤＳＰ１４０における複数の系統の音響処理に反映させるようにしても良い。また、複数の入力系統から入力された音信号の複数の音響特性を加味して、ある１つの入力系統と対応するＤＳＰ１４０において音響処理を施すようにしても良い。

サウンドマスキングシステム１の構成を示した図である。 マスキングサウンド生成装置１０の構成を示したブロック図である。 入力信号切替器１３０の構成を示したブロック図である。 入力信号切替器１３０による処理の流れを示した説明図である。 マスキングサウンド生成装置１０の処理内容を示したフローチャートである。 入力信号切替器１３０により処理された音信号を概念的に示した説明図である。 変形例（５）に係るミキシング処理について説明するための図である。 変形例（６）に係る入力信号切替器１３０の動作例を示した図である。

符号の説明

１…サウンドマスキングシステム、１０…マスキングサウンド生成装置、２０…音響空間、３０…マイクロホン、４０…スピーカ、１００…制御部、１１０…入力端子、１２０…音響特性判断部、１３０…入力信号切替器、１４０…ＤＳＰ、１５０…出力端子

Claims (17)

1. 音を収音し該収音した音を表す音信号を生成する複数の収音手段と、
   前記複数の収音手段により生成された複数の音信号を所定時間長の区間ごとに切り替え選択して出力するとともに、一の区間においては前記複数の音信号の一つもしくは複数の組み合わせを選択し、前記区間の前後の区間においては前記選択の態様を異ならせる選択制御手段と、
   前記選択制御手段が出力する音信号を音として再生する再生手段と
   を有することを特徴とするサウンドマスキングシステム。
2. 複数の音信号を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された複数の音信号を読み出し、所定時間長の区間ごとに切り替え選択して出力するとともに、一の区間においては前記複数の音信号の一つもしくは複数の組み合わせを選択し、前記区間の前後の区間においては前記選択の態様を異ならせる選択制御手段と、
   前記選択制御手段が出力する音信号を音として再生する再生手段と
   を有することを特徴とするサウンドマスキングシステム。
3. 前記選択制御手段によって選択される前記各音信号の音量レベルを個別に調整し、前記調整した音信号を前記再生手段に出力する音量調整手段を更に有することを特徴とする請求項１または２に記載のサウンドマスキングシステム。
4. 前記音量調整手段は、前記各音信号の音量レベルを０から所定値までの範囲で調整する複数の可変利得増幅器によって構成され、前記選択手段は、前記可変利得増幅器の音量レベルを０にするか否かを制御することにより、前記選択の態様を異ならせることを特徴とする請求項３に記載のサウンドマスキングシステム。
5. 音を収音し該収音した音を表す音信号を生成する複数の収音手段と、
   前記複数の収音手段により生成された複数の音信号を所定時間長の区間ごとに切り替え選択して出力するとともに、前記複数の音信号の各々について音量レベルを調整し、前記一の区間の前後の区間においては前記複数の音信号の少なくとも１つの音量レベルを前記一の区間の音量レベルと異ならせる音量レベル制御手段と、
   前記音量レベル制御手段が出力する音信号を音として再生する再生手段と
   を有することを特徴とするサウンドマスキングシステム。
6. 複数の音信号を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された複数の音信号を所定の区間単位で出力するとともに、前記複数の音信号の各々について音量レベルを調整し、隣接する区間においては前記複数の音信号の少なくとも１つの音量レベルを異ならせる音量レベル制御手段と、
   前記音量レベル制御手段が出力する音信号を音として再生する再生手段と
   を有することを特徴とするサウンドマスキングシステム。
7. 前記区間は、各区間で前記所定時間長がランダムに設定されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のサウンドマスキングシステム。
8. 前記複数の収音手段により生成された複数の音信号の各々について周波数特性を解析する周波数特性解析手段と、
   前記周波数特性解析手段により解析された前記複数の音信号の各々についての周波数特性に基づいて、前記選択制御手段が出力する複数の音信号の各々の周波数特性を調整する周波数特性変換手段とを更に有する請求項１に記載のサウンドマスキングシステム。
9. 前記記憶手段に記憶された複数の音信号の各々について周波数特性を解析する周波数特性解析手段と、
   前記周波数特性解析手段により解析された前記複数の音信号の各々についての周波数特性に基づいて、前記選択制御手段が出力する複数の音信号の各々の周波数特性を調整する周波数特性変換手段とを更に有する請求項２に記載のサウンドマスキングシステム。
10. 前記複数の収音手段により生成された複数の音信号の各々について周波数特性を解析する周波数特性解析手段と、
    前記周波数特性解析手段により解析された前記複数の音信号の各々についての周波数特性に基づいて、前記音量レベル制御手段が出力する複数の音信号の各々の周波数特性を調整する周波数特性変換手段とを更に有する請求項５に記載のサウンドマスキングシステム。
11. 前記記憶手段に記憶された複数の音信号の各々について周波数特性を解析する周波数特性解析手段と、
    前記周波数特性解析手段により解析された前記複数の音信号の各々についての周波数特性に基づいて、前記音量レベル制御手段が出力する複数の音信号の各々の周波数特性を調整する周波数特性変換手段とを更に有する請求項６に記載のサウンドマスキングシステム。
12. 前記複数の収音手段により生成された複数の音信号の各々について音量レベルを検知する音量レベル検知手段と、
    前記音量レベル検知手段により検知された前記複数の音信号の各々についての音量レベルに基づいて、前記選択制御手段が出力する複数の音信号の各々の音量レベルを調整する音量レベル調整手段とを更に有する請求項１に記載のサウンドマスキングシステム。
13. 前記記憶手段に記憶された複数の音信号の各々について音量レベルを検知する音量レベル検知手段と、
    前記音量レベル検知手段により検知された前記複数の音信号の各々についての音量レベルに基づいて、前記選択制御手段が出力する複数の音信号の各々の音量レベルを調整する音量レベル調整手段とを更に有する請求項２に記載のサウンドマスキングシステム。
14. 前記複数の収音手段により生成された複数の音信号の各々について音量レベルを検知する音量レベル検知手段と、
    前記音量レベル検知手段により検知された前記複数の音信号の各々についての音量レベルに基づいて、前記音量レベル制御手段が出力する複数の音信号の各々の音量レベルを調整する音量レベル調整手段とを更に有する請求項５に記載のサウンドマスキングシステム。
15. 前記記憶手段に記憶された複数の音信号の各々について音量レベルを検知する音量レベル検知手段と、
    前記音量レベル検知手段により検知された前記複数の音信号の各々についての音量レベルに基づいて、前記音量レベル制御手段が出力する複数の音信号の各々の音量レベルを調整する音量レベル調整手段とを更に有する請求項６に記載のサウンドマスキングシステム。
16. 前記複数の収音手段は、それぞれ異なるエリアから音を収音し、該収音した音を表す音信号を生成する複数の収音手段であることを特徴とする請求項１または５に記載のサウンドマスキングシステム。
17. 前記複数の記憶手段は、それぞれ異なる音信号を記憶する記憶手段であることを特徴とする請求項２または６に記載のサウンドマスキングシステム。

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