JP2013157747A

JP2013157747A - 音場制御装置及びプログラム

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Publication number: JP2013157747A
Application number: JP2012015720A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Osada; 岳史長田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2013-08-15
Also published as: KR20130087439A; US20130194107A1; FR2986198A1; DE102013100631A1

Abstract

【課題】例えば警告音の起因する部位などを、乗員に瞬時に且つ効果的に知らせることができる音場制御装置及びプログラムを提供すること。
【解決手段】カメラ２３ａ、２３ｂから得られた画像情報に基づいて、運転者の頭の形状を認識し、その頭部の形状に合わせた頭部伝達関数を、第３メモリ３１に記憶された複数の頭部伝達関数から選択し、その頭部伝達関数を用いた演算によって仮想音源音響信号を算出し、その仮想音源音響信号を用いて報知音を出力している。これにより、頭部伝達関数を運転者に合わせて個々に手動で選択して調整する必要がなくなるので便利である。
【選択図】図１０

Description

本発明は、仮想音源を利用し、例えば車室内で障害物等の存在を乗員に警告する等の報知音を発生する音場制御装置及びプログラムに関する。

従来より、車両の運転中などにおいて、運転者に半ドア等の異常の発生を報知するために、警告すべき異常部位（警告部位）が瞬時にわかるように、警告部位に仮想音源を配置し、仮想音源から警告音が聞こえるようにした技術が知られている。

また、近年では、例えば警告音の起因する部位や車両の周囲の障害物の位置などを、運転者に瞬時に且つ効果的に知らせることができる音場制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

この技術とは、例えば障害物の存在等を報知する報知音が、例えば注力方向（或いはその近傍）にて移動して聞こえるように、仮想音源の定位位置を移動させる制御を行うものである。

特開２００６−５８６８号公報

しかしながら、上述した従来技術の様に、ステレオダイポール等にて仮想音源を定位させる技術では、仮想音源の方向毎に左右の各耳にまでの音響伝搬特性である頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）を用いるが、このＨＲＴＦは頭部の形状によって係数（フィルタ係数）が異なるため、運転者とそのＨＲＴＦとが適合しないと、意図した位置に音像を定位させることができない。

そのため、ＨＲＴＦを運転者に合わせて個々に手動で選択して調整する必要があり、その操作が大変であった。例えば運転者が変わるとＨＲＴＦが適合しない可能性が高いので、運転者が交代する毎に、ＨＲＴＦを選択して適切な音像定位がなされているか等の調整が必要であり、その手間が大変であった。

本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、運転者等が手動でＨＲＴＦを選択・調整することなく、仮想音源を意図した位置に容易に定位させることができる音場制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。

（１）請求項１の発明は、報知音の音響データと頭部伝達関数とを用いた演算によって仮想音源音響信号を求める仮想音響信号演算手段と、前記仮想音響信号演算手段によって得られた仮想音源音響信号を用いて、人に所定の仮想音源から報知音が聞こえるように、報知音出力手段を制御する報知音出力制御手段と、を備えた音場制御装置において、前記頭部伝達関数を、複数の人の頭部の形状に対応させて複数記憶している頭部伝達関数記憶手段と、前記仮想音源による報知対象の人の頭部の形状を検出する頭部形状検出手段からの情報に基づいて、前記頭部の形状を認識する頭部形状認識手段と、前記頭部形状認識手段によって認識された前記頭部の形状に基づいて、前記頭部伝達関数記憶手段に記憶された前記複数の頭部伝達関数から、前記認識された頭部の形状に対応した前記頭部伝達関数を選択する頭部伝達関数選択手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、頭部伝達関数記憶手段（例えばメモリ）に、頭部伝達関数を、複数の人の頭部の形状に対応させて複数記憶している。そして、仮想音源による報知対象の人の頭部の形状を検出する頭部形状検出手段（例えばカメラ等を備えたモニタ）からの情報に基づいて、頭部の形状を認識し、その認識された頭部の形状に基づいて、頭部伝達関数記憶手段に記憶された複数の頭部伝達関数から、認識された頭部の形状に対応した頭部伝達関数を選択する。

つまり、本発明では、カメラ等から得られた情報に基づいて、運転者等の頭の形状を認識し、その頭部の形状に合わせた頭部伝達関数をメモリ等に記憶された複数の頭部伝達関数から選択し、その頭部伝達関数を用いた演算によって仮想音源音響信号を算出し、その仮想音源音響信号を用いて報知音を出力する。

これにより、従来の様に、頭部伝達関数を運転者等に合わせて個々に手動で選択して調整する必要がなくなるので、極めて便利であるという顕著な効果を奏する。
特に、運転者等が頻繁に交代するような場合に、運転者の交代に合わせて頭部伝達関数を選択・調整する必要が無く、仮想音源を意図した位置に容易に定位させることができるので、利便性が高いという利点がある。

（２）請求項２の発明では、前記頭部形状検出手段は、前記報知対象の人の頭部の３次元又は２次元の形状を検出する撮像手段であることを特徴とする。
本発明は、頭部形状検出手段を例示したものであり、特に頭部の３次元の形状を検出する場合には、頭部の形状をより詳細に把握できるので、より適切な頭部伝達関数を選択できるという利点がある。

（３）請求項３の発明では、前記頭部形状認識手段は、前記頭部の３次元形状を示す３次元データ又は２次元形状を示す２次元データに基づいて、前記頭部の形状を複数の頭部形状パターンに区分して認識することを特徴とする。

本発明では、頭部の３次元形状を示す３次元データや２次元形状を示す２次元データに基づいて、頭部の形状を複数の頭部形状パターンに区分して認識するので、この頭部形状パターンに対応して頭部伝達関数を設定しておけば、容易に頭部の形状に適合した頭部伝達関数を選択することができる。

（４）請求項４の発明では、前記頭部形状パターンを、前記頭部の形状の特徴を示す１又は複数の特徴データによって特定することを特徴とする。
本発明は、頭部形状パターンを特定する手法を例示したものである。

例えば頭部の形状の特徴を示す特徴データとして、頭の幅、鼻の高さ、耳の前後位置等を設定した場合には、予めこれらの特徴データに対応するように頭部形状パターンを設定することにより、特徴データから頭部形状パターンを決めることができる。

なお、特徴データとしては、（頭部伝達関数に影響を与えると考えられる）頭部の形状を示す各種のデータを採用できる。例えば頭部（例えば顔）の所定位置における曲率、耳の高さ、耳の立ち具合、耳の面積等が挙げられる。

（５）請求項５の発明では、前記頭部伝達関数記憶手段には、前記各頭部形状パターンに対応した前記各頭部伝達関数を記憶していることを特徴とする。
本発明では、頭部伝達関数記憶手段は、それぞれの頭部形状パターンに対応したそれぞれの頭部伝達関数を記憶しているので、頭部形状パターン（即ち頭部の形状）を指定することにより、対応した頭部伝達関数を得ることができる。

（６）請求項６の発明では、前記各頭部形状パターンに対応した前記各頭部伝達関数として、それぞれ前記頭部を中心として仮想音源の複数の定位位置に対応した複数の頭部伝達関数を記憶していることを特徴とする。

本発明では、ある頭部形状パターンに対応して、頭部を中心として仮想音源の複数の定位位置に対応した複数の頭部伝達関数を記憶している。
従って、この複数の頭部伝達関数を利用して（例えば補間することにより）、任意の位置に対応した頭部伝達関数を求めることができる。

（７）請求項７の発明は、コンピュータを、請求項１に記載の音場制御装置の頭部形状認識手段、頭部伝達関数選択手段として機能させるためのプログラムを要旨とする。
つまり、上述した音場制御装置の機能は、コンピュータのプログラムにより実行される処理により実現することができる。

このようなプログラムの場合、例えば、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として本プログラムを記録しておき、そのＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータに組み込んで用いても良い。

なお、本発明では、更に下記の構成を備えることができる。
・本発明では、仮想音源の定位位置に応じて、仮想音源フィルタ係数を生成するフィルタ係数生成部と、報知音の音響データと仮想音源フィルタ係数とを畳込み演算して、仮想音源音響信号を出力する畳込み演算部と、仮想音源音響信号を報知音出力手段から再生出力する仮想音源出力部と、を備えてもよい。

・また、前記フィルタ係数生成部は、所定の仮想音源フィルタ係数（例えば頭部伝達関数、又は頭部伝達関数とクロストーク除去フィルタ係数とを合成したもの）の補間を行って、目的とする仮想音源の定位位置に応じた仮想音源フィルタ係数を求めてもよい。

実施例の音場制御装置のシステム構成を示す説明図である。カメラの配置状態を示す説明図である。（ａ）頭部の正面における特徴データを示す説明図、（ｂ）頭部の側面における特徴データを示す説明図である。各特徴データと頭部形状パターンとの関係を表す頭部データマップを示す説明図である。実施例のべースとなる８つの頭部伝達関数を示す説明図である。実施例のシステムの概略構成を機能的に示す説明図である。実施例のフィルタ係数生成部の構成を示す説明図である。実施例の頭部伝達関数とクロストーク除去フィルタ係数の合成方法を示す説明図である。実施例の処理のうち、頭部形状パターンデータを求める処理内容を示すフローチャートである。実施例の処理のうち、仮想音源から報知音が聞こえるようにする処理内容を示すフローチャートである。

次に、本発明の音場制御装置ついて、図面に基づいて説明する。

ａ）まず、本実施例の音場制御装置を搭載した車両のシステム構成について説明する。
図１に示す様に、本実施例において、乗員（運転者）に仮想音源による報知音を出力するための報知音出力制御を行うシステム（音場制御装置のシステム）は、主として、自車の前方を監視する前方監視部１と、運転者の状態を監視する運転者監視部（モニタシステム）３と、仮想音源を生成する仮想音源生成部５と、仮想音源による報知音を出力するための音響出力部７とを備えている。以下、具体的に説明する。

前記前方監視部１は、レーザレーダ９を用いて車両の前方の障害物等を検知する装置であり、レーザレーダ９には、レーザ光を出力する送信部１１と、レーザ光の反射光を受光する受信部１３とを備えている。なお、レーザレーダ９に代えて、ＣＣＤカメラや超音波を用いたソナー等を採用することができる。

また、前方監視部１は、前方監視部１の動作を制御する第１制御部１５と、報知音に対応する音響データを記憶している第１メモリ１７とを備えている。
この第１制御部１３は、マイクロコンピュータを主要部とする電子制御装置であり、レーザレーダ９と一体であってもよい。なお、音響データは、仮想音源生成部５等に記憶してもよい。

前記運転者監視部３は、モニタ部（頭部形状検出部）１９によって運転者の頭部（顔）をモニタし、その頭部の形状を認識する装置であり、モニタ部１９には、運転者の頭部に向けて近赤外光を照射する投光器２１と、運転者の頭部を撮影するカメラ部２３とを備えている。

このカメラ部２３は、図２に示す様に、頭部の立体形状を把握するための一対のカメラ２３ａ、２３ｂから構成されており、このカメラ２３ａ、２３ｂは、運転者（即ち運転席）の正中線（同図左右方向の中心線Ｌ）に対して、所定の角度θを有するように対称に配置されている。

なお、前記投光器２１も、カメラ２３ａ、２３ｂに応じて対称に配置された近赤外ＬＥＤ２１ａ、２１ｂから構成されている。
図１に戻り、前記運転者監視部３は、更に、運転者監視部３の動作を制御する第２制御部２５と、頭部の形状を認識する際に使用する後述する頭部データマップを記憶している第２メモリ２７とを備えている。

この第２制御部２５は、マイクロコンピュータを主要部とする電子制御装置である。なお、頭部データマップは、仮想音源生成部５等に記憶してもよい。
前記仮想音源生成部５は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）２９と、フィルタ係数等の各種のデータを記憶する第３メモリ３１と、ソフトウェア等を記憶する第４メモリ３３とを備えている。

このうち、第３メモリ３１には、後述するクロストーク除去フィルタ係数や頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）などが記憶されており、第４メモリ３３には、後述するフィルタ係数生成のためのプログラム、畳込み演算のためのプログラム、（頭部伝達関数とクロストーク除去フィルタ係数の）出力合成のためのプログラムなどが記憶されている。

ここで、前記頭部伝達関数とは、音源から耳に至るまでの音の伝達特性のことであり、周知な様に（例えば特開２００１−１８５１号公報参照）、左右の耳で受聴したときの定位位置を決定する係数（バイノーラル音源生成用）である。

詳しくは、頭部のまわりの任意の位置で音を鳴らした場合、空間〜頭部〜耳を経由して鼓膜に至るまでに、周波数に応じて音圧レベルが変化するが、この周波数特性を、相対音圧レベル（ｄＢ）で示したのが頭部伝達関数である。

また、前記クロストーク除去フィルタ係数とは、１つの音源を片方の耳だけで聞かせるためのフィルタ係数（即ちスピーカから受聴者の耳までのクロストークを除去するための係数）である。

前記音響出力部７は、左右一対のスピーカ３５、３７を備えており、各スピーカ３５、３７に対応して、それぞれＤ／Ａ３９、４１及びアンプ４３、４５を備えている。
従って、上述した構成のシステムでは、前方監視部１の第１制御部１５から、障害物の位置データと報知音の音響データ（モノラル音源）とを、仮想音源生成部５のＤＳＰ２９に出力する。

また、運転者監視部３の第２制御部２５から、頭部の形状の分類を示す信号（頭部形状パターンデータ）を、ＤＳＰ２９に出力する。
ＤＳＰ２９では、頭部形状パターンデータに基づいて最適な頭部伝達関数を選択し、その頭部伝達関数とクロストーク除去フィルタ係数とを用い、各プログラムによって、仮想音源を実現可能な音響信号を作成し、この音響信号を音響出力部７に対して出力する。

音響出力部７では、この音響信号に対応した駆動信号を各スピーカ３５、３７に出力することによって、各スピーカ３５、３７を作動させて、乗員に仮想音源の定位位置から報知音が聞こえるようにする。

ｂ）次に、本実施例の動作の要部を、その原理とともにより詳細に説明する。
本実施例では、カメラ２３ａ、２３ｂによって撮影された画像に基づいて、運転者の頭部の形状を認識し、その頭部の形状に対応した頭部伝達関数を選択する。それとともに、レーザレーダ９により、車両の前方の障害物（先行車等の物体）の位置を検出し、その位置に（前記選択された頭部伝達関数に基づいて）仮想音源を設定し、運転者に対してその仮想音源から報知音が聞こえるように制御する。以下、詳細に説明する。

(1)まず、頭部伝達関数を用いた音像定位について説明する。
前記頭部伝達関数は、頭部や耳の形状、音源を設置する場所（角度）によって異なる値をとる。これは、人が音源の位置を特定できるのは、人が自身の頭部伝達関数とその角度依存性を把握しているためと考えられているからである。

このことを利用すると、左右の鼓膜に至る音の周波数特性を制御することで、音の聞こえる方向を自在に変えることができる。
従って、この頭部伝達関数を用いることにより、後述する様に、音像を任意の位置に定位させることができる（即ち仮想音源を任意の位置に設定できる）。つまり、頭部伝達関数から得られた音響信号をスピーカを用いて出力することにより、仮想音源の定位位置から報知音が聞こえるようにすることができる。

(2)次に、頭部の形状に対応した頭部伝達関数の選択方法について説明する。
上述した様に、頭部伝達関数は、頭部の形状に応じて変化するので、本実施例では、カメラ２３ａ、２３ｂによって頭部の３次元形状を把握し、その把握した頭部の形状に応じて複数の頭部伝達関数を選択するようにしている。

・具体的には、まず、（運転者に対して左右にずれて配置される）一対のカメラ２３ａ、２３ｂを用い、そのカメラ２３ａ、２３ｂの向き（視差）を利用して２つの画像による立体の形状を検出する（ステレオ計測方法）。

このステレオ計測方法は、事前にキャリブレーションによって左右のカメラ２３ａ、２３ｂの内部パラメータと左右のカメラ２３ａ、２３ｂの位置関係を算出しておき、左右のカメラ２３ａ、２３ｂの見え方（即ち画像）の違いから、対象物の立体形状を正確に算出する方法である。
なお、この２台のカメラ２３ａ、２３ｂ（いわゆる３Ｄカメラ）を利用して立体形状を求める技術は、従来より行われている周知の技術であるので、その説明は省略する（例えば特開平６−１８０２１８号公報、特開２００６−２５８５４３号公報参照）
また、２台のカメラ２３ａ、２３ｂを用いて、頭部の立体形状を求める周知の技術以外に、他の立体形状を求める技術を用いてもよい。例えばレーザ光を運転者の頭部に照射し、その反射光を利用して頭部をカメラで撮影し、その画像から３次元形状を認識してもよい（例えば特開２００５−３０７７４号公報参照）。

・次に、頭部形状に応じて頭部伝達関数を設定する場合には、下記の様にして行う。
図３に示す様に、頭部伝達関数に影響を与えると考えられる頭部の形状を示すパラメータ（特徴データ）を設定する。具体的には、特徴データとして、例えば頭の幅（ＡＨ）、鼻の高さ（ＨＴ）、頭の前後方向における耳の位置（頭の中心からのずれ：例えば耳の後端の位置）（ＭＩ）を設定する。

なお、この特徴データ以外に、例えば頭の所定位置における曲率、耳の立ち具合（例えば顔から水平方向に突出する寸法）、（正面から見た場合の）耳の面積など、各種の特徴データを採用できる。

そして、図４に示す様に、頭の幅、鼻の高さ、耳の位置を違えた場合に対応した頭部形状パターン（ＴＤ）を設定する（即ち頭部データマップを設定する）。つまり、頭の幅、鼻の高さ、耳の位置を所定寸法毎に区分して、頭部の形状のパターンを設定する。従って、頭の幅、鼻の高さ、耳の位置が分かれば、ある頭部形状パターンが特定される。

また、実験等によって、標準的な頭部のモデルに対して、頭の幅、鼻の高さ、耳の位置の数値を振った場合の頭部モデルを作製し、その頭部モデルにおける頭部伝達関数を求めておく。

これにより、それぞれの頭部形状パターンに対応してそれぞれの頭部伝達関数が設定されることになり、この頭部形状パターンと頭部伝達関数との関係を示すデータ（形状−関数マップ）が、第３メモリ３１に記憶されている。

なお、後述する補間処理のために、本実施例では、仮想音源の単一の定位位置に対応する頭部伝達関数ではなく、図５に示す様に、１つの頭部形状パターンに対して、運転者を中心にしてその周囲の８方向の所定距離に音源があるとした場合の頭部伝達関数を求めておく。

従って、実際には、形状−関数マップには、各頭部形状パターンに対応してぞれぞれ８通りの頭部伝達関数（即ち頭部伝達関数群）が設定されている。
(3)次に、基本的な仮想音源の生成方法について説明する。

図６に機能的に示す様に、仮想音源生成部５のフィルタ係数生成部４７では、前方監視部１から物体の位置データ（従って自車と物体との相対位置情報）を取得すると、その位置データに基づいて、フィルタ係数（仮想音源フィルタ係数）を生成する。即ち、左スピーカ出力用係数と右スピーカ出力用係数を生成する。

そして、畳込み演算部４９では、前方監視部１から取得した報知音（モノラル音源）に、前記仮想音源フィルタ係数を時間領域で畳込み、いわゆる周知の畳込み演算を行う。
尚、これと同じ機能を実現するものであれば、他の演算を行ってもよい。例えば、音響データと仮想音源フィルタ係数をＦＦＴ（高速フーリエ変換）により、周波数領域のデータに変換し、これら２つの周波数領域データを複素数乗算し、さらに逆ＦＦＴを行うことで、時間領域の畳込み演算と同じ結果を得ることができる。

次に、この畳込み演算により求めた（左右のスピーカ３５、３７に対応する）２チャンネル音響信号を、音響出力部７の左右のスピーカ３５、３７により再生出力し、これにより、所望の定位位置に仮想音源を実現する。

尚、前記フィルタ係数生成部４７及び畳込み演算部４９は、仮想音源生成部５において、仮想音源フィルタ係数の生成や畳込み演算を行う演算部分をそれぞれ機能的に示したものである。

(4)次に、フィルタ係数生成部４７における処理について、更に詳細に説明する。
図７に示す様に、フィルタ係数生成部４７のＨＲＴＦ選択部５１では、運転者監視部３からの頭部形状を示す頭部形状パターンのデータ（頭部形状パターンデータ）に基づいて、第３メモリ３１に記憶されている形状−関数マップを参照し、頭部の形状に最も適した（即ち仮想音源による最も正確な定位等が実現できる）ベースとなる頭部伝達関数を選択する。

この形状−関数マップとは、各頭部形状パターン（ＴＤ：図４参照）に対応した所定個数（ｎ個）の各頭部伝達関数（ＨＲＴＦ［１］、ＨＲＴＦ［２］・・ＨＲＴＦ［ｎ］）であり、これらの各頭部伝達関数として、上述の様に、運転者を中心にしてその周囲の８方向（図５参照）の所定距離に音源があるとした場合の頭部伝達関数を記憶している。

次に、フィルタ係数補間部５３にて、前記８つのベースとなる（前記選択後の）頭部伝達関数を用い、物体との相対位置に応じて、フィルタ係数の補間を行う。
具体的には、運転者の周囲の空間の全ての定位位置に関する頭部伝達関数を保持することは不可能であるので、ここでは、前記８つのベースとなる頭部伝達関数を用いて、物体との相対位置に対応した頭部伝達関数を、補間により求める。

例えば、運転者の前方に対して右３０度と右７０度との頭部伝達関数がある場合に、右５０度の頭部伝達関数を生成する場合には、音圧の変動の状態が、右３０度と右７０度の中間となる様に（例えば比例配分する様に）補間し、頭部伝達関数を生成する。

次に、フィルタ係数合成部５５では、前記（補間後の）頭部伝達関数とクロストーク除去フィルタ係数とを合成し、仮想音源フィルタ係数を生成する。
つまり、図８に示す様に、定位位置決定のための（補間後の）頭部伝達関数、即ち左右の耳に対応した頭部伝達関数Ｒ、Ｌとクロストーク除去のためのクロストーク除去フィルタ係数Ｓ_R、Ｃ_R、Ｃ_L、Ｓ_Lとの演算を行い、仮想音源フィルタ係数（Ｒ×Ｓ_R＋Ｌ×Ｃ_L）、（Ｌ×Ｓ_L＋Ｒ×Ｃ_R）を求めるとともに、各スピーカ３５、３７に対する出力（音響信号）を求める。

具体的には、下記式（１）、（２）により演算を行って、左右のスピーカ３５、３７に対する出力を求める。尚、下記式（１）、（２）では、「×」は畳込み演算を示している。

右スピーカ出力＝（Ｒ×Ｓ_R＋Ｌ×Ｃ_L）×ｆ・・・（１）
左スピーカ出力＝（Ｌ×Ｓ_L＋Ｒ×Ｃ_R）×ｆ・・・（２）
但し、Ｓ_R：右スピーカから右耳に入る音を伝達するための係数
Ｃ_R：左スピーカから右耳に入る音をキャンセルするための係数
Ｃ_L：右スピーカから左耳に入る音をキャンセルするための係数
Ｓ_L：左スピーカから左耳に入る音を伝達するための係数
ｆ：音響データ（入力音源）
つまり、フィルタ係数生成部４７にて生成された仮想音源フィルタ係数は、前記図６及び前記式（１）、（２）に示す様に、畳込み演算部４９にて、報知音の音響データと畳込み演算され、左右のスピーカ３５、３７に対応して仮想音源の音響信号が生成される。

よって、この音響信号に基づいて左右のスピーカ３５、３７が駆動されて音出力がなされることにより、運転者にとって、物体の存在する位置から、報知音（例えば電子音）が聞こえるようになる。

ｃ）次に、本実施例における処理の手順について簡単に説明する。
＜頭部形状パターンデータを求める処理内容＞
本処理は、第２制御部２５にて実施される。

図９に示す様に、まず、ステップ（Ｓ）１００にて、カメラ２３ａ、２３ｂにて頭部を撮影し、その画像を取り込む。
続くステップ１１０では、その両カメラ２３ａ、２３ｂの画像に基づいて、頭部の立体形状を求める。

続くステップ１２０では、その頭部の立体形状から、頭の幅（耳は含まない）と、鼻の高さと、耳の前後位置との特徴データを求める。
続くステップ１３０では、特徴データから、頭部データマップを参照して、（頭部形状を区分する）頭部形状パターンを特定する。

続くステップ１４０では、頭部形状パターンのデータを、ＤＳＰ２９に送信し、一旦本処理を終了する。
＜仮想音源から報知音が聞こえるようにする処理内容＞
本処理は、ＤＰＳ２９にて行われる。

図１０に示す様に、ステップ２００では、運転者監視部３から得られた頭部形状パターンから、形状−関数マップを参照して、対応する頭部伝達関数（詳しくは８方向の頭部伝達関数）を求める。

続くステップ２１０では、前方監視部１から得られた障害物等の位置データに基づいて、前記８方向の頭部伝達関数を用いて、上述した補間を行って、目的とする仮想音源の定位位置に応じた頭部伝達関数を決定する。

続くステップ２２０では、（補間後の）頭部伝達関数とクロストーク除去フィルタ係数とを合成し、仮想音源フィルタ係数を生成する。
続くステップ２３０では、仮想音源フィルタ係数を用いて、各スピーカ３５、３７に対する出力（音響信号）を求める。

続くステップ２４０では、音響信号をスピーカ３５、３７に出力し、仮想音源の定位位置から聞こえるような報知音を発生させ、一旦本処理を終了する。
ｄ）この様に本実施例では、カメラ２３ａ、２３ｂから得られた画像情報に基づいて、運転者の頭の形状を認識し、その頭部の形状に合わせた頭部伝達関数を、第３メモリ３１に記憶された複数の頭部伝達関数から選択し、その頭部伝達関数を用いた演算によって仮想音源音響信号を算出し、その仮想音源音響信号を用いて報知音を出力している。

これにより、従来の様に、頭部伝達関数を運転者に合わせて個々に手動で選択して調整する必要がなくなるので、極めて便利であるという顕著な効果を奏する。
また、本実施例では、運転者の頭部の３次元形状を検出するので、頭部の形状を詳細に把握できる。よって、より適切な頭部伝達関数を選択できるという利点がある。

更に、本実施例では、頭部の３次元形状を示す３次元のデータに基づいて、頭部の形状を複数の頭部形状パターンに区分して認識するので、この頭部形状パターンに対応して頭部伝達関数を設定しておけば、容易に頭部の形状に適合した頭部伝達関数を選択することができる。

つまり、第３メモリ３１には、各頭部形状パターンに対応した各頭部伝達関数を記憶しているので、頭部形状パターン（即ち頭部の形状）を指定することにより、対応した頭部伝達関数を容易に得ることができる。

その上、本実施例では、頭部形状パターンを、頭部の形状の特徴を示す複数の特徴データによって特定するので、特徴データが分かれば、容易に頭部形状パターンを特定することができる。

また、本実施例では、ある頭部形状パターンに対応して、頭部を中心として仮想音源の複数の定位位置に対応した複数の頭部伝達関数を記憶しているので、この複数の頭部伝達関数を利用して補間することにより、任意の位置に対応した頭部伝達関数を求めることができる。

尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
（１）例えば、頭部の形状を３次元形状として求めるのではなく、例えば１台のカメラを用いて頭部を撮影し、その２次元の画像から頭部の形状を推定してもよい。

この場合には、例えば頭部の幅、（正面から見た場合の）耳の面積、耳の高さを特徴データとして、その特徴データに対応した頭部形状パターンを設定してもよい。
（２）また、２次元データから、３次元形状を推定する技術を使用してもよい。

（３）なお、仮想音源を生成する手法としては、周知のステレオダイポール方式（特表２０００−５０６６９１号公報参照）等を採用できる。
（４）また、上述した音場制御装置の前記図９及び図１０に示す様な各処理を行うコンピュータのプログラムも、本発明の範囲である。つまり、上述した音場制御装置の機能は、コンピュータのプログラムにより実行される処理により実現することができる。

１…前方監視部
３…運転者監視部
５…仮想音源生成部
７…音響出力部
１５…第１制御部
１７…第１メモリ
２３ａ、２３ｂ…カメラ
２５…第２制御部
２７…第２メモリ
２９…ＤＳＰ
３１…第３メモリ
３３…第４メモリ
３５、３７…スピーカ
４７…フィルタ係数生成部
４９…畳込み演算部

Claims

報知音の音響データと頭部伝達関数とを用いた演算によって仮想音源音響信号を求める仮想音響信号演算手段と、
前記仮想音響信号演算手段によって得られた仮想音源音響信号を用いて、人に所定の仮想音源から報知音が聞こえるように、報知音出力手段を制御する報知音出力制御手段と、
を備えた音場制御装置において、
前記頭部伝達関数を、複数の人の頭部の形状に対応させて複数記憶している頭部伝達関数記憶手段と、
前記仮想音源による報知対象の人の頭部の形状を検出する頭部形状検出手段からの情報に基づいて、前記頭部の形状を認識する頭部形状認識手段と、
前記頭部形状認識手段によって認識された前記頭部の形状に基づいて、前記頭部伝達関数記憶手段に記憶された前記複数の頭部伝達関数から、前記認識された頭部の形状に対応した前記頭部伝達関数を選択する頭部伝達関数選択手段と、
を備えたことを特徴とする音場制御装置。
前記頭部形状検出手段は、前記報知対象の人の頭部の３次元又は２次元の形状を検出する撮像手段であることを特徴とする請求項１に記載の音場制御装置。
前記頭部形状認識手段は、前記頭部の３次元形状を示す３次元データ又は２次元形状を示す２次元データに基づいて、前記頭部の形状を複数の頭部形状パターンに区分して認識することを特徴とする請求項１又は２に記載の音場制御装置。
前記頭部形状パターンを、前記頭部の特徴を示す１又は複数の特徴データによって特定することを特徴とする請求項３に記載の音場制御装置。
前記頭部伝達関数記憶手段には、前記各頭部形状パターンに対応した前記各頭部伝達関数を複数組記憶していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の音場制御装置。
前記各頭部形状パターンに対応した前記各頭部伝達関数として、それぞれ前記頭部を中心として仮想音源の複数の定位位置に対応した複数の頭部伝達関数を記憶していることを特徴とする請求項５に記載の音場制御装置。
コンピュータを、前記請求項１に記載の音場制御装置の前記頭部形状認識手段、前記頭部伝達関数選択手段として機能させるためのプログラム。