JP2001236077A - Delay time setting system - Google Patents

Delay time setting system

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JP2001236077A
JP2001236077A JP2000048242A JP2000048242A JP2001236077A JP 2001236077 A JP2001236077 A JP 2001236077A JP 2000048242 A JP2000048242 A JP 2000048242A JP 2000048242 A JP2000048242 A JP 2000048242A JP 2001236077 A JP2001236077 A JP 2001236077A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a delay time setting system by which sound quality at a listening position can be improved when a controlled sound source and an uncontrolled sound source are used at the same time. SOLUTION: A prescribed signal for measuring a delay time is outputted from a sound source 50 for measuring the delay time, and the corresponding sound waves are radiated in an acoustic space in a car room from a loudspeaker 32. When the prescribed signal is outputted from the sound source 50 for measuring a delay time and a corresponding detection signal is outputted from a microphone 14, a delay time calculating/setting part 52 obtains a frequency characteristic and a grouped delay time characteristic of sound pressure levels based on the detected signal. Next, the delay time calculating/setting part 52 obtains a delay time t1 at a frequency f1 at the boundary position between a controlled frequency band and an uncontrolled frequency band based on the grouped delay time characteristic, and calculates the difference τ=T1-t1 between a known delay time value T1 from the loudspeaker 20 up to the microphone 14 and the delay time t1, and sets a delaying unit 26 to this difference τ as the delay time thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、制御音源と非制御
音源とを併用して車室内等で所望の音響特性を実現する
等化システムにおける非制御音源の遅延時間設定方式に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of setting a delay time of a non-controlled sound source in an equalization system for realizing desired acoustic characteristics in a vehicle interior or the like by using both a controlled sound source and a non-controlled sound source.

【0002】[0002]

【従来の技術】車室内は密閉された狭い空間であるた
め、短時間で反射が起こり、音波が干渉しあって聴取位
置までの伝達特性は非常に複雑なものとなる。また、左
右非対称な場所で音楽を聴くことになるため、左右のス
ピーカからの伝達特性も大きく異なっている。このよう
な車室内の悪影響を取り除き、車室内における音響特性
の改善を行うことを目的としたオーディオ装置が望まれ
ており、このような要求に応えるものとして、音響系の
伝達特性を自動で補正する等化システムが知られてい
る。
2. Description of the Related Art Since a vehicle interior is a closed narrow space, reflection occurs in a short time, and sound waves interfere with each other, so that the transmission characteristics to a listening position become very complicated. In addition, since the user listens to music in an asymmetrical location, the transfer characteristics from the left and right speakers are also significantly different. There is a demand for an audio device for removing such adverse effects in the vehicle interior and improving the acoustic characteristics in the vehicle interior. To meet such demands, the transmission characteristics of the acoustic system are automatically corrected. A known equalization system is known.

【0003】図8は、車載用オーディオシステムに適用
される等化システムの基本構成を示す図であり、一例と
して時間領域において伝達特性の補正を行う構成が示さ
れている。同図に示す等化システムは、目標応答設定部
100、マイクロホン102、加算部104、スピーカ
108、LMS(Least Mean Square )アルゴリズム処
理部110、適応フィルタ112、フィルタ114を含
んで構成されている。
FIG. 8 is a diagram showing a basic configuration of an equalization system applied to an in-vehicle audio system. As an example, a configuration for correcting a transfer characteristic in a time domain is shown. The equalization system shown in FIG. 1 includes a target response setting unit 100, a microphone 102, an adding unit 104, a speaker 108, an LMS (Least Mean Square) algorithm processing unit 110, an adaptive filter 112, and a filter 114.

【0004】目標応答設定部100には、再現したい音
響空間に対応する伝達特性が目標応答特性Hとして設定
されている。例えば、入力信号を単に所定時間遅延させ
るだけの全オーディオ周波数帯域において平坦な特性が
設定されている。適応フィルタ112は、FIR(Fini
te Impulse Response )型のデジタルフィルタが用いら
れ、LMSアルゴリズム処理部110によってフィルタ
係数ベクトルW(n)が設定される。LMSアルゴリズ
ム処理部110は、聴取者の聴取位置に設置されたマイ
クロホン102によって集音されて出力されたオーディ
オ信号と、目標応答設定部100から出力される目標応
答信号との差分である誤差信号のパワーが最小となるよ
うに、LMSアルゴリズムを用いて適応フィルタ112
のフィルタ係数ベクトルW(n)を設定する。フィルタ
114は、スピーカ108からマイクロホン102まで
の車室内音響系の伝達特性をモデル化した特性を有して
いる。このような等化システムにより、目標応答設定部
100に設定した目標応答特性Hを有する空間で音楽を
聴取した場合と同様の音楽の聴取が可能となる。
In the target response setting section 100, a transfer characteristic corresponding to an acoustic space to be reproduced is set as a target response characteristic H. For example, flat characteristics are set in all audio frequency bands in which an input signal is simply delayed for a predetermined time. The adaptive filter 112 has a FIR (Fini
A digital filter of te Impulse Response) type is used, and a filter coefficient vector W (n) is set by the LMS algorithm processing unit 110. The LMS algorithm processing unit 110 calculates an error signal that is a difference between the audio signal collected and output by the microphone 102 installed at the listening position of the listener and the target response signal output from the target response setting unit 100. In order to minimize the power, the adaptive filter 112 using the LMS algorithm is used.
Is set as the filter coefficient vector W (n). The filter 114 has a characteristic obtained by modeling a transfer characteristic of a vehicle interior acoustic system from the speaker 108 to the microphone 102. With such an equalization system, it is possible to listen to the same music as when listening to music in a space having the target response characteristic H set in the target response setting unit 100.

【0005】ところで、上述した等化システムのように
オーディオ信号の全帯域に対して等化処理を行おうとす
ると、演算量が膨大なものとなり、リアルタイムの処理
が困難となる。例えば、リアルタイムで処理を行おうと
すると、DSP(デジタル信号プロセッサ)が数百個程
度必要になる。そこで、特定の周波数帯域のみ、例えば
200Hz以下の低音域のみを対象として処理を行う等
化システムが提案されている。
[0005] By the way, if the equalization processing is performed on the entire band of the audio signal as in the above-described equalization system, the amount of calculation becomes enormous, and real-time processing becomes difficult. For example, if processing is to be performed in real time, several hundred DSPs (digital signal processors) are required. Therefore, there has been proposed an equalization system that performs processing only in a specific frequency band, for example, only in a low frequency range of 200 Hz or less.

【0006】図9は、低音域のみを対象として適応等化
処理を行う等化システムの構成を示す図である。同図に
示す等化システムは、図8に示した等化システムに対し
て、入力側に低音域を通過させるローパスフィルタ
(LPF)116を挿入し、その出力を目標応答設定部
100と適応フィルタ112等に入力している点と、
入力側に高音域を通過させるハイパスフィルタ(HP
F)120を挿入し、その出力に基づいて高音域のオー
ディオ音を車室内音響空間に放射する第2のスピーカ1
22を設けた点と、第2のスピーカ122の前段にオ
ーディオ信号を所定時間だけ遅延させる遅延器124を
挿入した点とが異なっている。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an equalization system that performs an adaptive equalization process only in a low frequency range. In the equalization system shown in the figure, a low-pass filter (LPF) 116 that allows a low-frequency range to pass is inserted into the input side of the equalization system shown in FIG. The point input to 112 etc.
A high-pass filter (HP
F) The second speaker 1 that inserts 120 and emits high-range audio sound to the vehicle interior acoustic space based on the output of the 120
The second embodiment is different from the second embodiment in that a delay unit 124 for delaying an audio signal by a predetermined time is inserted in a stage preceding the second speaker 122.

【0007】図9に示した等化システムにおいてオーデ
ィオ信号の低音域のみを対象に等化処理を行うことによ
り、次のような利点がある。サンプリング周波数、す
なわち必要な計算量を減らすことができる。車室内の
ような小さな空間では、低音域において、モードのオー
バーラップが少なく、壁の反射率が高いため、定在波の
影響が顕著にでる。また、車載用オーディオ装置に用い
られるスピーカは、その寸法や取り付け状態に制限があ
り、低音域で効率的な音響再生が難しい。このため、低
音域に制御を集中することにより、小さなハードウェア
規模の割に大きな制御効果を期待できる。
In the equalization system shown in FIG. 9, performing the equalization processing only on the low frequency range of the audio signal has the following advantages. The sampling frequency, that is, the required amount of calculation can be reduced. In a small space such as a vehicle interior, in the low-frequency range, the mode overlap is small and the reflectance of the wall is high, so that the effect of the standing wave is remarkable. Further, speakers used in in-vehicle audio devices are limited in size and mounting state, and it is difficult to efficiently reproduce sound in a low sound range. For this reason, by concentrating the control on the bass range, a large control effect can be expected for a small hardware scale.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、低音域を対
象に等化処理を行う上述した等化システムにおいては、
制御帯域である低音域の音声を適応フィルタ112に通
すことにより所定の遅延が生じるため、この遅延時間を
調整するために、非制御音源であるスピーカ122の前
段に上述したように遅延器124が設けられている。図
10は、従来の遅延時間の設定方法について説明する図
である。図10(A)は、制御帯域(低音域)および非
制御帯域(高音域)のそれぞれに対応する音波の音圧レ
ベルの周波数特性を示しており、図10(B)は、制御
帯域および非制御帯域のそれぞれに対応する音波の群遅
延特性(遅延時間の周波数特性)を示している。従来
は、図10(B)に示すように、非制御帯域に対応する
音波が聴取位置に設置されたマイクロホン102に到達
するまでの平均的な遅延時間を測定し、この平均的な遅
延時間が制御帯域および非制御帯域の間でほぼ一致する
ようにして遅延器124の遅延時間が設定されていた。
By the way, in the above-described equalization system for performing equalization processing on a bass range,
Since a predetermined delay is caused by passing the sound in the low-frequency range that is the control band through the adaptive filter 112, in order to adjust this delay time, the delay unit 124 is provided in front of the speaker 122 that is the uncontrolled sound source as described above. Is provided. FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional method of setting a delay time. FIG. 10A shows frequency characteristics of sound pressure levels of sound waves corresponding to the control band (low sound range) and the non-control band (high sound range), respectively. FIG. 6 shows group delay characteristics (frequency characteristics of delay time) of sound waves corresponding to respective control bands. Conventionally, as shown in FIG. 10B, an average delay time until a sound wave corresponding to a non-control band reaches the microphone 102 installed at the listening position is measured, and the average delay time is measured. The delay time of the delay unit 124 is set so as to be substantially the same between the control band and the non-control band.

【0009】しかしながら、図10(B)に示した例の
ように、制御帯域と非制御帯域の境界位置における周波
数(以後、これを「境界周波数」と称する)f0 に着目
して遅延時間を見ると、制御帯域の音波に対応する遅延
時間T0 と、非制御帯域の音波に対応する遅延時間t0
とは一致していない場合が多い。このように、境界周波
数f0 近傍において、制御帯域の音波に対応する遅延時
間T0 と非制御帯域の音波に対応する遅延時間t0 とが
一致していないと、同じ周波数の音波でありながら制御
帯域の音波と非制御帯域の音波の両者が聴取位置に到達
するタイミングがずれることとなり、聴感上の違和感が
生じ、音質の悪化を招くという問題があった。
However, as in the example shown in FIG. 10B, the delay time is set by focusing on the frequency f 0 at the boundary position between the control band and the non-control band (hereinafter referred to as “boundary frequency”). As seen, the delay time T 0 corresponding to the sound wave in the control band and the delay time t 0 corresponding to the sound wave in the non-control band.
Often does not match. As described above, in the vicinity of the boundary frequency f 0 , if the delay time T 0 corresponding to the sound wave in the control band and the delay time t 0 corresponding to the sound wave in the non-control band do not match, the sound wave having the same frequency is generated. The timing at which both the sound wave in the control band and the sound wave in the non-control band arrive at the listening position is shifted, which causes a problem of a sense of incongruity and deteriorates sound quality.

【0010】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、制御音源と非制御音源とを
併用する場合に、聴取位置における音質を向上させるこ
とができる遅延時間設定方式を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a delay time capable of improving sound quality at a listening position when a control sound source and a non-control sound source are used together. To provide a setting method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の遅延時間設定方式では、聴取位置に集
音手段が設定されており、音響空間に制御音源と非制御
音源が設置されており、非制御音源の前段には遅延時間
が設定可能な遅延手段が接続されている。測定用信号生
成手段からは所定の遅延時間測定用信号が出力され、こ
の信号に対応する音波が非制御音源から放射される。そ
して、集音手段から出力される信号を遅延時間算出・設
定手段によって解析することにより、非制御音源と制御
音源のそれぞれから放射される音波に含まれる周波数の
重複部分が集音手段に到達するタイミングをほぼ一致さ
せるように遅延手段の遅延時間を設定している。制御音
源と非制御音源のそれぞれから放射される音波の重複部
分が集音手段に到達するタイミングをほぼ一致させるよ
うに遅延手段の遅延時間が設定されるため、同じ周波数
の音波でありながら聴取位置に到達するタイミングがず
れることによって聴感上の違和感が生じることを防ぐこ
とができ、聴取位置における音質を向上させることがで
きる。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the delay time setting method of the present invention, a sound collecting means is set at a listening position, and a control sound source and a non-control sound source are installed in an acoustic space. A delay means capable of setting a delay time is connected to a stage preceding the non-controlled sound source. A predetermined delay time measurement signal is output from the measurement signal generation means, and a sound wave corresponding to this signal is emitted from the uncontrolled sound source. Then, by analyzing the signal output from the sound collecting means by the delay time calculating / setting means, the overlapping portion of the frequency included in the sound waves radiated from each of the uncontrolled sound source and the control sound source reaches the sound collecting means. The delay time of the delay means is set so that the timings substantially match. Since the delay time of the delay means is set so that the overlapping portions of the sound waves radiated from the control sound source and the non-control sound source arrive at the sound collection means substantially coincide with each other, the listening position is the same frequency of the sound waves. Can be prevented from causing a sense of incongruity due to a shift in the timing of reaching, and the sound quality at the listening position can be improved.

【0012】また、上述した遅延時間算出・設定手段
は、非制御音源から放射される遅延時間測定用信号の音
波に対応して集音手段から出力される信号を解析して、
重複部分の周波数に対応する遅延時間を算出し、この算
出した遅延時間が制御音源に対応する既知の遅延時間と
一致するように、遅延手段の遅延時間を設定することが
望ましい。非制御音源と制御音源のそれぞれから音波が
放射されて集音手段に到達するまでの時間差がなくなる
ように遅延手段の遅延時間が設定されるため、それぞれ
の音波に含まれる周波数の重複部分が集音手段に到達す
るタイミングを確実に一致させることができる。
The delay time calculating / setting means analyzes the signal output from the sound collecting means in response to the sound wave of the delay time measuring signal emitted from the uncontrolled sound source,
It is preferable to calculate a delay time corresponding to the frequency of the overlapping portion, and set the delay time of the delay unit so that the calculated delay time matches a known delay time corresponding to the control sound source. Since the delay time of the delay means is set so that there is no time difference between the emission of the sound wave from each of the uncontrolled sound source and the control sound source and the arrival at the sound collection means, the overlapping portion of the frequency contained in each sound wave is collected. The timing of reaching the sound means can be surely matched.

【0013】また、遅延時間測定用信号としてタイムス
トレッチドパルスを用いるとともに、遅延時間算出・設
定手段によって、集音手段の出力信号に、タイムストレ
ッチドパルスを時間軸上で反転した信号を畳み込み演算
し、この畳み込み演算結果に対してフーリエ変換処理を
行うことにより、非制御音源に対応する重複部分の周波
数における遅延時間を求めることが望ましい。このよう
な畳み込み演算を行うことによりインパルス応答を求め
ることができ、このインパルス応答に基づいて周波数の
重複部分に対応する遅延時間を求めることができる。ま
た、タイムストレッチドパルスは、所定の時間幅を有
し、周波数成分が時間軸上で分散された信号であり、突
発的なノイズによる影響を受けにくい利点がある。
A time-stretched pulse is used as the delay time measuring signal, and a signal obtained by inverting the time-stretched pulse on the time axis is added to the output signal of the sound collecting means by the delay time calculating / setting means. However, it is desirable to obtain a delay time at the frequency of the overlapping portion corresponding to the uncontrolled sound source by performing a Fourier transform process on the convolution operation result. By performing such a convolution operation, an impulse response can be obtained, and a delay time corresponding to a frequency overlapping portion can be obtained based on the impulse response. The time-stretched pulse is a signal having a predetermined time width and a frequency component dispersed on the time axis, and has an advantage that it is hardly affected by sudden noise.

【0014】また、遅延時間測定用信号としてホワイト
ノイズ信号を用いるようにしてもよい。この場合には、
遅延時間算出・設定手段は、測定用信号生成手段から出
力される遅延時間測定用信号と集音手段の出力信号とが
入力されて、これら2つの信号の誤差信号のパワーが最
小となるように適応処理を行う適応フィルタを有してお
り、この適応フィルタのフィルタ係数に対してフーリエ
変換処理を行うことにより、非制御音源に対応する重複
部分の周波数における遅延時間を求めることが望まし
い。適応フィルタのフィルタ係数は、集音手段によって
検出されるインパルス応答を再現しているため、このフ
ィルタ係数に基づいて、周波数の重複部分に対応する遅
延時間を求めることができる。
Further, a white noise signal may be used as the delay time measuring signal. In this case,
The delay time calculation / setting means receives the delay time measurement signal output from the measurement signal generation means and the output signal of the sound collection means, and minimizes the power of the error signal between these two signals. It is desirable to have an adaptive filter for performing the adaptive processing, and to obtain the delay time at the frequency of the overlapping portion corresponding to the non-controlled sound source by performing the Fourier transform processing on the filter coefficients of the adaptive filter. Since the filter coefficient of the adaptive filter reproduces an impulse response detected by the sound collecting means, a delay time corresponding to a frequency overlapping portion can be obtained based on the filter coefficient.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の遅延時間設定方式
を適用した一実施形態の等化システムについて、図面を
参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an equalization system to which a delay time setting method according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明を適用した一実施形態の等
化システムの構成を示す図である。同図に示す等化シス
テムは、ローパスフィルタ(LPF)10、目標応答設
定部12、マイクロホン14、加算部16、フィルタ1
8、スピーカ20、32、LMSアルゴリズム処理部2
2、適応フィルタ24、遅延器26、スイッチ28、ハ
イパスフィルタ(HPF)30、遅延時間測定用音源5
0、遅延時間算出・設定部52を含んで構成されてい
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an equalization system according to an embodiment to which the present invention is applied. The equalization system shown in FIG. 1 includes a low-pass filter (LPF) 10, a target response setting unit 12, a microphone 14, an adding unit 16, a filter 1
8, speaker 20, 32, LMS algorithm processing unit 2
2. Adaptive filter 24, delay unit 26, switch 28, high-pass filter (HPF) 30, sound source 5 for delay time measurement
0, including a delay time calculation / setting unit 52.

【0017】ローパスフィルタ10は、入力されるオー
ディオ信号の中から制御帯域である低音域のみを通過さ
せる。目標応答設定部12は、目標応答特性(インパル
スレスポンス)Hが設定されており、ローパスフィルタ
10から出力される制御帯域のオーディオ信号が入力さ
れて、これに対応する目標応答信号を出力する。マイク
ロホン14は、車室内音響空間の聴取位置に設置されて
おり、この聴取位置に到達した音波を検出する。
The low-pass filter 10 allows only a low-frequency band, which is a control band, to pass from the input audio signal. The target response setting unit 12 is set with a target response characteristic (impulse response) H, receives an audio signal in the control band output from the low-pass filter 10, and outputs a corresponding target response signal. The microphone 14 is installed at a listening position in the vehicle interior acoustic space, and detects a sound wave that has reached this listening position.

【0018】加算部16は、マイクロホン14から出力
されるオーディオ信号と目標応答設定部12から出力さ
れる目標応答信号との誤差を演算して誤差信号を出力す
る。フィルタ18は、ローパスフィルタ10から出力さ
れる制御帯域のオーディオ信号にスピーカ20から聴取
位置のマイクロホン14までの車室内音響系の伝搬特性
(伝達特性)Cを畳み込んで適応処理に用いる参照信号
(フィルタードリファレンス信号)を生成する。なお、
一般には、車室内音響系の伝達特性Cと同等の特性を有
する特性c^(実際には「^」は「c」の上部に記載さ
れるものであるが、本明細書中ではそのような記述がで
きないので「c^」と表現する)を決定し、それをフィ
ルタ18の特性として設定する。
The adder 16 calculates an error between the audio signal output from the microphone 14 and the target response signal output from the target response setting unit 12, and outputs an error signal. The filter 18 convolves the propagation characteristic (transfer characteristic) C of the vehicle interior acoustic system from the speaker 20 to the microphone 14 at the listening position with the audio signal in the control band output from the low-pass filter 10 and uses the reference signal ( (A filtered reference signal). In addition,
In general, a characteristic c ^ having a characteristic equivalent to the transfer characteristic C of the vehicle interior acoustic system (actually, “^” is described above “c”, but such a characteristic is used in this specification). Since it cannot be described, it is expressed as “c ^”), and it is set as a characteristic of the filter 18.

【0019】スピーカ20は、適応フィルタ24によっ
て特性が補正された後のオーディオ信号に基づいてオー
ディオ音を車室内音響系に放射するものであり、放射さ
れたオーディオ音の一部がマイクロホン14によって集
音される。
The loudspeaker 20 emits audio sound to the vehicle interior acoustic system based on the audio signal whose characteristics have been corrected by the adaptive filter 24, and a part of the emitted audio sound is collected by the microphone 14. Be sounded.

【0020】LMSアルゴリズム処理部22は、聴取位
置における誤差信号とフィルタ18から出力されるフィ
ルタードリファレンス信号とが入力されており、これら
の信号を用いて誤差信号のパワーが最小となるように、
フィルタードx(Filtered-x)LMSアルゴリズムを用
いて適応フィルタ24の各フィルタ係数の値を設定す
る。適応フィルタ24は、FIR(Finite Impulse Res
ponse )型のデジタルフィルタ構成を有しており、LM
Sアルゴリズム処理部22によって設定されたフィルタ
係数ベクトルW(n)を用いて、ローパスフィルタ10
から出力されるオーディオ信号に対してデジタルフィル
タ処理による所定の補正処理を行う。補正後のオーディ
オ信号が制御音源としてのスピーカ20から車室内音響
空間に放射される。
The LMS algorithm processing unit 22 receives the error signal at the listening position and the filtered reference signal output from the filter 18, and uses these signals to minimize the power of the error signal.
The value of each filter coefficient of the adaptive filter 24 is set using a filtered x (Filtered-x) LMS algorithm. The adaptive filter 24 is a FIR (Finite Impulse Res)
ponse) type digital filter configuration, and LM
Using the filter coefficient vector W (n) set by the S-algorithm processing unit 22, the low-pass filter 10
A predetermined correction process by digital filter processing is performed on the audio signal output from. The corrected audio signal is radiated from the speaker 20 as a control sound source to the acoustic space in the vehicle compartment.

【0021】遅延器26は、入力されるオーディオ信号
を所定の遅延時間τだけ遅延させる。この遅延時間τは
任意に設定可能であり、遅延時間算出・設定部52によ
ってその設定が行われる。スイッチ28は、ハイパスフ
ィルタ30の接続状態を遅延器26側と遅延時間測定用
音源50側のいずれかに切り替える。
The delay unit 26 delays the input audio signal by a predetermined delay time τ. The delay time τ can be arbitrarily set, and the setting is performed by the delay time calculation / setting unit 52. The switch 28 switches the connection state of the high-pass filter 30 to one of the delay unit 26 side and the delay time measurement sound source 50 side.

【0022】ハイパスフィルタ30は、入力されるオー
ディオ信号の中から非制御帯域である高音域のみを通過
させる。スピーカ32は、ハイパスフィルタ30によっ
て特性が補正された後のオーディオ信号に基づいて、非
制御帯域に対応したオーディオ音を車室内音響系に放射
するものであり、放射されたオーディオ音の一部がマイ
クロホン14によって集音される。
The high-pass filter 30 allows only the high-frequency range, which is a non-control band, to pass from the input audio signal. The speaker 32 emits an audio sound corresponding to the non-control band to the vehicle interior acoustic system based on the audio signal whose characteristics have been corrected by the high-pass filter 30, and a part of the emitted audio sound Sound is collected by the microphone 14.

【0023】遅延時間算出・設定部52は、遅延時間測
定用音源50から遅延時間測定用の所定の信号が出力さ
れ、この信号に対応する音波がマイクロホン14で検出
されると、この検出信号に基づいて遅延器26の遅延時
間を設定する。遅延時間算出・設定部52による遅延時
間の設定動作の詳細については後述する。
The delay time calculation / setting unit 52 outputs a predetermined signal for delay time measurement from the sound source 50 for delay time measurement, and when a sound wave corresponding to this signal is detected by the microphone 14, the signal is output to the detection signal. The delay time of the delay unit 26 is set based on the delay time. The details of the operation of setting the delay time by the delay time calculation / setting unit 52 will be described later.

【0024】上述したマイクロホン14が集音手段に、
ハイパスフィルタ30、スピーカ32が非制御音源に、
ローパスフィルタ10、目標応答設定部12、フィルタ
18、スピーカ20、LMSアルゴリズム処理部22、
適応フィルタ24が制御音源にそれぞれ対応する。ま
た、遅延器26が遅延手段に、遅延時間測定用音源50
が測定用信号生成手段に、遅延時間算出・設定部52が
遅延時間算出・設定手段にそれぞれ対応する。
The microphone 14 is used as a sound collecting means.
The high-pass filter 30 and the speaker 32 serve as uncontrolled sound sources,
Low-pass filter 10, target response setting unit 12, filter 18, speaker 20, LMS algorithm processing unit 22,
The adaptive filters 24 correspond to the control sound sources, respectively. In addition, the delay unit 26 provides a delay unit with a sound source 50 for delay time measurement.
Corresponds to the measurement signal generation unit, and the delay time calculation / setting unit 52 corresponds to the delay time calculation / setting unit.

【0025】本実施形態の等化システムはこのような構
成を有しており、次に、遅延時間算出・設定部52が遅
延器26の遅延時間を設定する際の動作を説明する。
The equalizing system of the present embodiment has such a configuration. Next, the operation when the delay time calculation / setting unit 52 sets the delay time of the delay unit 26 will be described.

【0026】まず、スイッチ28を切り替えて、ハイパ
スフィルタ30の接続状態を遅延器26側から遅延時間
測定用音源50側に変更する。なお、スイッチ28の切
り替え動作は、遅延時間算出・設定部52あるいは図示
しない制御部による切り替え指示に応じて行われる。
First, the switch 28 is switched to change the connection state of the high-pass filter 30 from the delay unit 26 to the delay time measuring sound source 50. The switching operation of the switch 28 is performed in response to a switching instruction from the delay time calculation / setting unit 52 or a control unit (not shown).

【0027】このようなスイッチの接続状態において、
遅延時間測定用音源50から遅延時間測定用の所定の信
号が出力され、対応する音波がスピーカ32から車室内
音響空間に放射される。遅延時間算出・設定部52は、
遅延時間測定用音源50から所定の信号が出力されて、
マイクロホン14から対応する検出信号が出力される
と、この検出信号に基づいて音圧レベルの周波数特性お
よび群遅延時間特性を求める。
In the connection state of such a switch,
A predetermined signal for delay time measurement is output from the delay time measurement sound source 50, and a corresponding sound wave is radiated from the speaker 32 to the vehicle interior acoustic space. The delay time calculation / setting unit 52 includes:
A predetermined signal is output from the delay time measurement sound source 50,
When the corresponding detection signal is output from the microphone 14, the frequency characteristic and the group delay time characteristic of the sound pressure level are obtained based on the detection signal.

【0028】図2は、遅延時間算出・設定部52によっ
て求められる音圧レベルの周波数特性および群遅延時間
特性の一例を示す図である。本実施形態では、制御帯域
と非制御帯域との境界位置にあたる境界周波数f1 が、
あらかじめ所定の値に設定されている。遅延時間算出・
設定部52は、図2に示したような群遅延時間特性が求
められると、得られた特性から境界周波数f1 における
遅延時間t1 を求める。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a frequency characteristic and a group delay time characteristic of the sound pressure level obtained by the delay time calculation / setting unit 52. In the present embodiment, the boundary frequency f 1 at the boundary position between the control band and the non-control band is
It is set to a predetermined value in advance. Delay time calculation
When the group delay time characteristics as shown in FIG. 2 are obtained, the setting unit 52 obtains the delay time t 1 at the boundary frequency f 1 from the obtained characteristics.

【0029】具体的には、ローパスフィルタ10から信
号が出力されてから、対応する音波がマイクロホン14
に到達するまでの遅延時間が目標応答特性Hによる遅延
時間と等しくなるように適応フィルタ24が動作するた
め、結局、この遅延時間は既知の値T1 として与えられ
る。このため、境界周波数f1 において、スピーカ20
からマイクロホン14までの遅延時間T1 とスピーカ3
2からマイクロホン14までの遅延時間t1 とを等しく
する、すなわち、制御帯域の音波(スピーカ20から放
射される音波)と非制御帯域の音波(スピーカ32から
放射される音波)とがほぼ同じタイミングでマイクロホ
ン14に到達するためには、これらの遅延時間T1 およ
びt1 の差(T1 −t1 )を遅延器26の遅延時間τと
して設定すればよいことが分かる。
Specifically, after a signal is output from the low-pass filter 10, a corresponding sound wave is output from the microphone 14.
, The adaptive filter 24 operates so that the delay time until the delay time reaches the delay time according to the target response characteristic H, and this delay time is eventually given as a known value T 1 . Therefore, the boundary frequency f 1, the speaker 20
Time T 1 from the microphone to the microphone 14 and the speaker 3
The delay time t 1 from the second to the microphone 14 is made equal, that is, the sound wave in the control band (sound wave radiated from the speaker 20) and the sound wave in the non-control band (sound wave radiated from the speaker 32) have almost the same timing In order to reach the microphone 14, the difference (T 1 −t 1 ) between these delay times T 1 and t 1 may be set as the delay time τ of the delay unit 26.

【0030】本実施形態の遅延時間算出・設定部52
は、このようにして、遅延器26の遅延時間を設定して
いるので、境界周波数の近傍において、制御帯域の音波
と非制御帯域の音波の両者が聴取位置に到達するタイミ
ングをほぼ一致させることができ、聴感上の違和感を軽
減して音質の向上を図ることができる。
The delay time calculation / setting unit 52 of the present embodiment
Sets the delay time of the delay unit 26 in this manner, so that near the boundary frequency, the timing at which both the sound wave in the control band and the sound wave in the non-control band reach the listening position is almost the same. Therefore, the sense of incongruity in hearing can be reduced and the sound quality can be improved.

【0031】次に、上述した遅延時間算出・設定部52
の詳細について、2つの具体的な構成例を説明する。
Next, the above-described delay time calculation / setting unit 52
In the following, two specific configuration examples will be described.

【0032】遅延時間算出・設定部52の構成例1 図3は、タイムストレッチドパルス(時間引き延ばしパ
ルス)を用いてインパルス応答を求めて遅延時間を算出
する場合の遅延時間算出・設定部52の構成を示す図で
ある。同図に示す遅延時間算出・設定部52は、アナロ
グ−デジタル(A/D)変換器70、メモリ制御部7
2、メモリ74、平均化処理部76、畳み込み演算部7
8、FFT(高速フーリエ変換)演算部80、遅延時間
算出部82、遅延時間設定部84を含んで構成されてい
る。また、この遅延時間算出・設定部52と組み合わさ
れる遅延時間測定用音源50からは、タイムストレッチ
ドパルスが出力される。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the delay time calculation / setting unit 52. FIG. 3 shows the configuration of the delay time calculation / setting unit 52 when calculating the delay time by obtaining an impulse response using a time stretched pulse (time stretching pulse). FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration. The delay time calculation / setting unit 52 shown in the figure includes an analog-digital (A / D) converter 70, a memory control unit 7
2. Memory 74, averaging unit 76, convolution unit 7
8, an FFT (Fast Fourier Transform) operation unit 80, a delay time calculation unit 82, and a delay time setting unit 84. A time stretched pulse is output from the delay time measuring sound source 50 combined with the delay time calculating / setting unit 52.

【0033】タイムストレッチドパルスは、その周波数
特性H(k)が以下のように表される信号である。
The time stretched pulse is a signal whose frequency characteristic H (k) is expressed as follows.

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】ここで、mはタイムストレッチドパルス内
で各周波数毎の位相をずらす度合いを示す係数であり、
任意の整数値をとる。Nはタイムストレッチドパルスの
発生時間を規定する係数である。また、kは0からN−
1までの整数であり、aはmとNが決まれば(1)式に
含まれる第3式によって定まる。例えば、m=0の場合
にはa=0となるため、全てのkについてH(k)=e
xp(0)=1となって、各周波数成分が分散せずに集
中したインパルスとなる。
Here, m is a coefficient indicating the degree to which the phase of each frequency is shifted in the time stretched pulse.
Take any integer value. N is a coefficient that defines the time of generation of the time stretched pulse. Also, k is from 0 to N-
A is an integer up to 1, and a is determined by the third expression included in Expression (1) if m and N are determined. For example, when m = 0, a = 0, so that H (k) = e for all k.
xp (0) = 1, and each frequency component becomes an impulse concentrated without being dispersed.

【0036】遅延時間測定用音源50から出力される実
際のタイムストレッチドパルスは、上述した(1)式を
逆フーリエ変換して得られる信号であり、その一例を図
4に示す。図4に示すタイムストレッチドパルスは、N
=256の場合であって、このNの値とmの値に応じた
所定時間の間で各周波数成分が分散した信号となる。し
たがって、Nの値を大きく設定し、かつmの値も大きく
設定することにより、長時間にわたって各周波数成分の
エネルギーを分散させることができるため、ノイズの影
響を受けにくくなるが、タイムストレッチドパルスの発
生時間が長くなればなるほど遅延時間の測定に要する時
間も長くなるため、発生時間があまり長くならない範囲
で適切なNとmの値を設定する必要がある。
The actual time-stretched pulse output from the delay time measuring sound source 50 is a signal obtained by performing an inverse Fourier transform on the above-mentioned equation (1), and an example of the signal is shown in FIG. The time-stretched pulse shown in FIG.
= 256, and a signal in which each frequency component is dispersed for a predetermined time corresponding to the value of N and the value of m. Therefore, by setting the value of N to be large and the value of m to be large, the energy of each frequency component can be dispersed over a long period of time. Since the time required for measuring the delay time becomes longer as the occurrence time of the error becomes longer, it is necessary to set appropriate values of N and m within a range where the occurrence time does not become too long.

【0037】A/D変換器70は、マイクロホン14の
出力信号に対して、所定の時間間隔で標本化および量子
化を行って、所定ビット数のデータを出力する。メモリ
制御部72は、所定の時間間隔でA/D変換器70から
出力されるデータを順次メモリ74に格納する。タイム
ストレッチドパルスが1回出力されると、このタイムス
トレッチドパルスに対する応答としてマイクロホン14
から出力されるアナログ信号波形がA/D変換器70に
よってデジタル波形データ(以後、このデータを「タイ
ムストレッチドパルス応答データ」と称する)に変換さ
れ、メモリ74の所定領域に格納される。メモリ74に
は、このような格納領域がL個分確保されており、遅延
時間測定用音源50からL個のタイムストレッチドパル
スが繰り返し出力されたときに、それぞれに対応するタ
イムストレッチドパルス応答データが上述したL個の格
納領域のそれぞれに格納される。
The A / D converter 70 samples and quantizes the output signal of the microphone 14 at predetermined time intervals, and outputs data of a predetermined number of bits. The memory control unit 72 sequentially stores data output from the A / D converter 70 at predetermined time intervals in the memory 74. When the time stretched pulse is output once, the microphone 14 responds to this time stretched pulse.
Is converted into digital waveform data (hereinafter, this data is referred to as “time-stretched pulse response data”) by the A / D converter 70 and stored in a predetermined area of the memory 74. In the memory 74, such storage areas are secured for L pieces, and when the L time stretched pulses are repeatedly output from the delay time measuring sound source 50, the corresponding time stretched pulse responses are obtained. Data is stored in each of the L storage areas described above.

【0038】平均化処理部76は、メモリ74に格納さ
れているL個のタイムストレッチドパルス応答データの
平均化処理を行う。平均化されたタイムストレッチドパ
ルス応答データをq(n)、i個目の応答データをqi
(n)とすると、
The averaging section 76 performs averaging processing on the L time-stretched pulse response data stored in the memory 74. The averaged time-stretched pulse response data is q (n), and the i-th response data is q i
(N)

【0039】[0039]

【数2】 (Equation 2)

【0040】となる。この(2)式にしたがって、L個
のタイムストレッチドパルス応答データの平均化処理を
行うことにより、突発的なノイズの影響を除去した応答
データが得られる。
## EQU4 ## By averaging L time-stretched pulse response data according to the equation (2), response data from which the influence of sudden noise has been removed can be obtained.

【0041】畳み込み演算部78は、(2)式で計算さ
れた平均化したタイムストレッチドパルス応答データq
(n)に、タイムストレッチドパルスp(n)を時間軸
上で反転させたデータp(−n)を畳み込み演算する。
図5は、タイムストレッチドパルスを時間軸上で反転さ
せた信号を示す図であり、図4に示すN=256に対応
するタイムストレッチドパルスを反転した波形が示され
ている。なお、実際に畳み込み演算部78で用いられる
データp(−n)は、図5に示した信号波形をデジタル
波形データに変換したものであり、その標本化間隔はA
/D変換器70における標本化間隔と同じである。
The convolution operation unit 78 calculates the averaged time-stretched pulse response data q calculated by the equation (2).
(N) is convolved with data p (−n) obtained by inverting the time stretched pulse p (n) on the time axis.
FIG. 5 is a diagram showing a signal obtained by inverting the time stretched pulse on the time axis, and shows a waveform obtained by inverting the time stretched pulse corresponding to N = 256 shown in FIG. The data p (-n) actually used in the convolution operation unit 78 is obtained by converting the signal waveform shown in FIG. 5 into digital waveform data, and the sampling interval is A
This is the same as the sampling interval in the / D converter 70.

【0042】畳み込み演算部78による畳み込み演算
は、以下の式に基づいて行われる。
The convolution operation by the convolution operation unit 78 is performed based on the following equation.

【0043】[0043]

【数3】 (Equation 3)

【0044】この(3)式にしたがって、タイムストレ
ッチドパルス応答信号と、元のタイムストレッチドパル
スを時間軸上で反転した信号とを畳み込み演算すること
によりインパルス応答が得られる。なお、畳み込み演算
部78は、平均化処理部76から出力されるデータを順
次ずらしていってそれぞれのN個のデータを用いて畳み
込み演算を行い、複数の演算結果を出力する。
According to the equation (3), an impulse response is obtained by convolving the time-stretched pulse response signal with a signal obtained by inverting the original time-stretched pulse on the time axis. The convolution operation unit 78 performs a convolution operation using the N pieces of data by sequentially shifting data output from the averaging processing unit 76, and outputs a plurality of operation results.

【0045】FFT演算部80は、畳み込み演算部78
から出力される演算結果に対して、周知のFFT(Fast
Fourier Transform)演算を行い、上述した図2に示し
たような音圧レベルの周波数特性および群遅延時間特性
を求める。音圧レベルの周波数特性の演算結果および群
遅延時間特性の演算結果は、遅延時間算出部82に向け
て出力される。
The FFT operation unit 80 includes a convolution operation unit 78
The calculation result output from the FFT (Fast
Fourier Transform) calculation is performed to obtain the frequency characteristics and group delay time characteristics of the sound pressure level as shown in FIG. The calculation result of the frequency characteristic of the sound pressure level and the calculation result of the group delay time characteristic are output to the delay time calculation unit 82.

【0046】遅延時間算出部82は、FFT演算部80
から入力される音圧レベルの周波数特性の演算結果およ
び群遅延時間特性の演算結果に基づいて、遅延器26に
設定する遅延時間を算出する。具体的には、遅延時間算
出部82は、予め、上述した境界周波数f1 とスピーカ
20からマイクロホン14までの遅延時間T1 とがデー
タとして格納されており、群遅延時間特性から境界周波
数f1 における遅延時間t1 を読み取って(T1 −t
1 )を計算することにより、遅延器26の遅延時間τを
求める。遅延時間設定部84は、遅延時間算出部82に
よって計算された遅延時間τに基づいて、遅延器26の
遅延時間を設定する。
The delay time calculating section 82 has an FFT calculating section 80
The delay time to be set in the delay unit 26 is calculated based on the calculation result of the frequency characteristic of the sound pressure level and the calculation result of the group delay time characteristic input from. Specifically, the delay time calculation unit 82 previously stores the above-described boundary frequency f 1 and the delay time T 1 from the speaker 20 to the microphone 14 as data, and obtains the boundary frequency f 1 from the group delay time characteristics. And read the delay time t 1 at (T 1 −t
By calculating 1 ), the delay time τ of the delay unit 26 is obtained. The delay time setting unit 84 sets the delay time of the delay unit 26 based on the delay time τ calculated by the delay time calculation unit 82.

【0047】遅延時間算出・設定部52の構成例2 図6は、適応フィルタを用いてインパルス応答を求めて
遅延時間を算出する場合の遅延時間算出・設定部52の
構成を示す図である。同図に示す遅延時間算出・設定部
52は、FFT演算部80、遅延時間算出部82、遅延
時間設定部84、適応フィルタ90、LMS(Least Me
an Square )アルゴリズム処理部92、加算部94を含
んで構成されている。このうち、FFT演算部80、遅
延時間算出部82、遅延時間設定部84については、上
述した図3に示したものと基本的に同じ動作を行ってい
るため、ここでは詳細な説明を省略する。また、この遅
延時間算出・設定部52と組み合わされる遅延時間測定
用音源50からは、ホワイトノイズ(白色雑音)が出力
される。
Configuration Example 2 of Delay Time Calculation / Setting Unit 52 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the delay time calculation / setting unit 52 in the case where an impulse response is obtained using an adaptive filter to calculate a delay time. The delay time calculation / setting unit 52 shown in the figure includes an FFT operation unit 80, a delay time calculation unit 82, a delay time setting unit 84, an adaptive filter 90, an LMS (Least Me
an Square) An algorithm processing unit 92 and an adding unit 94 are included. Among them, the FFT operation unit 80, the delay time calculation unit 82, and the delay time setting unit 84 perform basically the same operations as those shown in FIG. 3 described above, and thus detailed description is omitted here. . The delay time measurement sound source 50 combined with the delay time calculation / setting unit 52 outputs white noise (white noise).

【0048】適応フィルタ90は、FIR(Finite Imp
ulse Response )型のデジタルフィルタ構成を有してお
り、LMSアルゴリズム処理部92によって設定された
フィルタ係数ベクトルW(n)を用いて、遅延時間測定
用音源50から入力されるホワイトノイズ信号に対して
所定の適応処理を行う。
The adaptive filter 90 has a FIR (Finite Imp
ulse response) type digital filter, and uses the filter coefficient vector W (n) set by the LMS algorithm processing unit 92 to convert a white noise signal input from the delay time measurement sound source 50. A predetermined adaptive process is performed.

【0049】ところで、LMSアルゴリズム処理部92
は、加算部94によってマイクロホン14の出力信号か
ら適応フィルタ90の出力信号を減算して求めた誤差信
号eのパワーが最小となるように適応フィルタ90のフ
ィルタ係数ベクトルW(n)を制御する。したがって、
マイクロホン14の出力信号と適応フィルタ90の出力
信号とはほぼ同じものとなって、適応フィルタ90のフ
ィルタ係数ベクトルW(n)がマイクロホン14で検出
するインパルス応答とほぼ同じ特性を有することにな
る。
The LMS algorithm processing unit 92
Controls the filter coefficient vector W (n) of the adaptive filter 90 so that the power of the error signal e obtained by subtracting the output signal of the adaptive filter 90 from the output signal of the microphone 14 by the adder 94 is minimized. Therefore,
The output signal of the microphone 14 and the output signal of the adaptive filter 90 are substantially the same, and the filter coefficient vector W (n) of the adaptive filter 90 has substantially the same characteristics as the impulse response detected by the microphone 14.

【0050】したがって、FFT演算部80により、適
応フィルタ90のフィルタ係数ベクトルW(n)に基づ
いて、FFT演算を行うことにより、上述した図2に示
したような音圧レベルの周波数特性および群遅延時間特
性が求められる。
Therefore, the FFT calculation unit 80 performs the FFT calculation based on the filter coefficient vector W (n) of the adaptive filter 90, thereby obtaining the above-described sound pressure level frequency characteristics and group as shown in FIG. Delay time characteristics are required.

【0051】その後、遅延時間算出部82において、群
遅延時間特性から境界周波数f1 における遅延時間t1
を読み取って(T1 −t1 )を計算することにより、遅
延器26の遅延時間τが求められ、この遅延時間τに基
づいて、遅延時間設定部84によって遅延器26の遅延
時間が設定される。
Thereafter, the delay time calculating section 82 calculates the delay time t 1 at the boundary frequency f 1 from the group delay time characteristics.
Is read to calculate (T 1 −t 1 ), the delay time τ of the delay unit 26 is obtained, and the delay time of the delay unit 26 is set by the delay time setting unit 84 based on the delay time τ. You.

【0052】このように、本実施形態の等化システム
は、境界周波数(制御帯域と非制御帯域の境界位置にお
ける周波数)f1 において、スピーカ20からマイクロ
ホン14までの遅延時間T1 とスピーカ32からマイク
ロホン14までの遅延時間t1との差(T1 −t1 )を
遅延器26の遅延時間τとして設定しているので、境界
周波数f1 近傍において、制御帯域の音波(スピーカ2
0から放射される音波)と非制御帯域の音波(スピーカ
32から放射される音波)の両者が聴取位置に到達する
タイミングをほぼ一致させることができ、聴感上の違和
感を軽減して音質の向上を図ることができる。
As described above, the equalizing system according to the present embodiment provides the delay time T 1 from the loudspeaker 20 to the microphone 14 and the loudspeaker 32 at the boundary frequency f 1 (frequency at the boundary position between the control band and the non-control band). Since the difference (T 1 −t 1 ) from the delay time t 1 to the microphone 14 is set as the delay time τ of the delay device 26, the sound wave of the control band (the speaker 2) is near the boundary frequency f 1.
The timing at which both the sound wave radiated from 0 and the sound wave in the non-control band (the sound wave radiated from the speaker 32) arrives at the listening position can be made substantially coincident with each other. Can be achieved.

【0053】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の主旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。例えば、上述した実施形態におい
ては、2つのスピーカ20、32を用いて、制御帯域と
非制御帯域のそれぞれの音波を出力していたが、スピー
カを1つ省略することも可能である。図7は、スピーカ
を1つ省略した変形例の等化システムの構成を示す図で
ある。図7に示す等化システムの構成は、図1に示した
構成に比べて、スピーカ20の前段に混合部34を設
け、適応フィルタ24から出力されるオーディオ信号と
ハイパスフィルタ30から出力されるオーディオ信号と
を混合し、混合したオーディオ信号をスピーカ20に入
力するようにし、スピーカ32を省略した点が異なって
いる。このようにすれば、全再生周波数帯域を1つのス
ピーカで再生するようなオーディオシステムにおいて
も、本発明を適用することが可能になる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the sound waves in the control band and the non-control band are output using the two speakers 20 and 32, however, one speaker may be omitted. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a modified example of an equalization system in which one speaker is omitted. The configuration of the equalization system shown in FIG. 7 is different from the configuration shown in FIG. 1 in that a mixing section 34 is provided in front of the speaker 20 so that an audio signal output from the adaptive filter 24 and an audio signal output from the high-pass filter 30 are output. The difference is that the audio signal is mixed with the signal, the mixed audio signal is input to the speaker 20, and the speaker 32 is omitted. With this configuration, the present invention can be applied to an audio system that reproduces the entire reproduction frequency band with one speaker.

【0054】また、上述した実施形態における遅延時間
算出・設定部52の構成例1では、各スピーカに対して
タイムストレッチドパルス(図4参照)を入力し、マイ
クロホン14からの出力信号に対してタイムストレッチ
ドパルスを時間軸上で反転させた信号(図5参照)を畳
み込み演算することによりインパルス応答を得ていた
が、タイムストレッチドパルスを用いずに、単にインパ
ルスを入力することによりインパルス応答を得るように
してもよい。この場合には、畳み込み演算部78を省略
して構成を簡略化することができる。
In the configuration example 1 of the delay time calculation / setting unit 52 in the above-described embodiment, a time stretched pulse (see FIG. 4) is input to each speaker, and the output signal from the microphone 14 is An impulse response was obtained by convolving a signal obtained by inverting the time-stretched pulse on the time axis (see FIG. 5), but by simply inputting the impulse without using the time-stretched pulse. May be obtained. In this case, the convolution operation unit 78 can be omitted to simplify the configuration.

【0055】また、上述した実施形態では、制御帯域の
信号の周波数成分と非制御帯域の信号の周波数成分とが
一部の周波数領域において重複する場合について説明し
たが、これら2つの周波数成分が全周波数帯域において
全く重複しない場合には、非制御帯域の信号の平均的な
群遅延時間を求め、これをt1 として、スピーカ20、
32のそれぞれからマイクロホン14までの遅延時間の
差(T1 −t1 )を計算し、遅延器26の遅延時間τを
設定することが望ましい。
In the above-described embodiment, a case has been described where the frequency component of the signal in the control band and the frequency component of the signal in the non-control band overlap in some frequency regions. If there is no overlap in the frequency band, an average group delay time of the signal in the non-control band is obtained, and this is set as t 1 , and the speaker 20,
It is desirable to calculate the difference (T 1 −t 1 ) between the delay times of the microphones 32 and the microphone 14 and set the delay time τ of the delay unit 26.

【0056】また、上述した実施形態では、本発明の遅
延時間設定方式を車載用のオーディオシステムに適用し
た場合について説明を行ったが、これに限定されるもの
ではなく、屋内用あるいは屋外用のオーディオシステム
等に適用することもできる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the delay time setting method of the present invention is applied to an audio system for a vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this. It can also be applied to audio systems and the like.

【0057】[0057]

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、制御
帯域と非制御帯域の境界位置における周波数近傍におい
て、制御音源から放射される音波と非制御音源から放射
される音波の両者が聴取位置に到達するタイミングをほ
ぼ一致させることができるので、聴感上の違和感を軽減
して音質の向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention, both the sound wave radiated from the control sound source and the sound wave radiated from the non-control sound source are heard near the frequency at the boundary between the control band and the non-control band. Since the timing of reaching the position can be made substantially coincident, it is possible to reduce a sense of incongruity in hearing and improve sound quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施形態の等化システムの構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an equalization system according to an embodiment.

【図2】遅延時間算出・設定部によって求められる音圧
レベルの周波数特性および群遅延時間特性の一例を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frequency characteristic and a group delay time characteristic of a sound pressure level obtained by a delay time calculation / setting unit.

【図3】タイムストレッチドパルスを用いてインパルス
応答を求めて遅延時間を算出する場合の遅延時間算出・
設定部の構成を示す図である。
FIG. 3 shows a delay time calculation when a delay time is calculated by obtaining an impulse response using a time stretched pulse.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a setting unit.

【図4】タイムストレッチドパルスの一例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a time stretched pulse.

【図5】タイムストレッチドパルスを時間軸上で反転さ
せた信号を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a signal obtained by inverting a time stretched pulse on a time axis.

【図6】適応フィルタを用いてインパルス応答を求めて
遅延時間を算出する場合の遅延時間算出・設定部の構成
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a delay time calculating / setting unit when calculating an impulse response using an adaptive filter to calculate a delay time.

【図7】スピーカを1つ省略した変形例の等化システム
の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a modification example of an equalization system in which one speaker is omitted.

【図8】車載用オーディオシステムに適用される等化シ
ステムの基本構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a basic configuration of an equalization system applied to an in-vehicle audio system.

【図9】低音のみに対して適応等化処理を行う等化シス
テムの構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of an equalization system that performs an adaptive equalization process only on bass sounds.

【図10】従来の遅延時間の設定方法を説明する図であ
る。
FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional method of setting a delay time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ローパスフィルタ(LPF) 12 目標応答設定部 14 マイクロホン 16 加算部 18 フィルタ 20、32 スピーカ 22 LMSアルゴリズム処理部 24 適応フィルタ 26 遅延器 28 スイッチ 30 ハイパスフィルタ(HPF) 50 遅延時間測定用音源 52 遅延時間算出・設定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Low-pass filter (LPF) 12 Target response setting part 14 Microphone 16 Adder part 18 Filter 20 and 32 Speaker 22 LMS algorithm processing part 24 Adaptive filter 26 Delayer 28 Switch 30 High-pass filter (HPF) 50 Sound source for delay time measurement 52 Delay time Calculation / setting section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 音響空間内の聴取位置に設定された集音
手段と、 前記音響空間内に設置されて、少なくとも周波数特性が
変更可能であって、出力音声が集音手段に到達するまで
の遅延時間が既知の制御音源と、 前記音響空間内に設置されて、周波数特性が変更不可能
な非制御音源と、 前記非制御音源の前段に接続されており、遅延時間が設
定可能な遅延手段と、 前記非制御音源から放射する所定の遅延時間測定用信号
を生成する測定用信号生成手段と、 前記非制御音源から放射される前記遅延時間測定用信号
の音波に対応して前記集音手段から出力される信号を解
析することにより、前記非制御音源と前記制御音源のそ
れぞれから放射される音波に含まれる周波数の重複部分
が前記集音手段に到達するタイミングをほぼ一致させる
ように前記遅延手段の遅延時間を設定する遅延時間算出
・設定手段と、 を備えることを特徴とする遅延時間設定方式。
1. A sound collecting means set at a listening position in an acoustic space; and a sound collecting means installed in the acoustic space, wherein at least a frequency characteristic can be changed and an output sound reaches the sound collecting means. A control sound source whose delay time is known, a non-control sound source which is installed in the acoustic space and whose frequency characteristics cannot be changed, and a delay unit which is connected to a stage preceding the non-control sound source and whose delay time can be set. Measurement signal generation means for generating a predetermined delay time measurement signal radiated from the uncontrolled sound source; and the sound collection means corresponding to the sound wave of the delay time measurement signal radiated from the uncontrolled sound source By analyzing the signal output from the sound source, the overlapped portion of the frequency included in the sound wave radiated from each of the uncontrolled sound source and the control sound source is adjusted so as to substantially coincide with the timing of reaching the sound collecting means. Delay time setting method characterized by comprising a delay time calculation and setting means for setting a delay time of the delay means.
【請求項2】 請求項1において、 前記遅延時間算出・設定手段は、前記非制御音源から放
射される前記遅延時間測定用信号の音波に対応して前記
集音手段から出力される信号を解析して、前記重複部分
の周波数に対応する遅延時間を算出し、この算出した遅
延時間が前記制御音源に対応する既知の遅延時間と一致
するように、前記遅延手段の遅延時間を設定することを
特徴とする遅延時間設定方式。
2. The delay time calculating / setting unit according to claim 1, wherein the delay time calculating / setting unit analyzes a signal output from the sound collecting unit in response to a sound wave of the delay time measuring signal emitted from the uncontrolled sound source. Calculating a delay time corresponding to the frequency of the overlapping portion, and setting the delay time of the delay unit such that the calculated delay time matches a known delay time corresponding to the control sound source. Characteristic delay time setting method.
【請求項3】 請求項2において、 前記測定用信号生成手段によって生成される前記遅延時
間測定用信号はタイムストレッチドパルスであり、 前記遅延時間算出・設定手段は、前記集音手段の出力信
号に、前記タイムストレッチドパルスを時間軸上で反転
した信号を畳み込み演算し、この畳み込み演算結果に対
してフーリエ変換処理を行うことにより、前記非制御音
源に対応する前記重複部分の周波数における遅延時間を
求めることを特徴とする遅延時間設定方式。
3. The delay time measurement signal generated by the measurement signal generation means according to claim 2, wherein the delay time measurement signal is a time stretched pulse. By performing convolution operation on a signal obtained by inverting the time-stretched pulse on the time axis, and performing a Fourier transform process on the convolution operation result, the delay time at the frequency of the overlapping portion corresponding to the non-controlled sound source A delay time setting method characterized in that:
【請求項4】 請求項2において、 前記測定用信号生成手段によって生成される前記遅延時
間測定用信号はホワイトノイズ信号であり、 前記遅延時間算出・設定手段は、前記測定用信号生成手
段から出力される前記遅延時間測定用信号と前記集音手
段の出力信号とが入力されて、これら2つの信号の誤差
信号のパワーが最小となるように適応処理を行う適応フ
ィルタを有しており、この適応フィルタのフィルタ係数
に対してフーリエ変換処理を行うことにより、前記非制
御音源に対応する前記重複部分の周波数における遅延時
間を求めることを特徴とする遅延時間設定方式。
4. The delay time measurement signal generated by the measurement signal generation means according to claim 2, wherein the delay time measurement signal generated by the measurement signal generation means is a white noise signal. And an adaptive filter that receives the output signal of the delay time measurement signal and the output signal of the sound collection unit and performs adaptive processing so that the power of an error signal between these two signals is minimized. A delay time setting method for performing a Fourier transform process on a filter coefficient of an adaptive filter to obtain a delay time at a frequency of the overlapping portion corresponding to the uncontrolled sound source.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009530916A (en) * 2006-03-15 2009-08-27 ドルビー・ラボラトリーズ・ライセンシング・コーポレーション Binaural representation using subfilters
JP2010011083A (en) * 2008-06-26 2010-01-14 Ari:Kk Binaural sound collection and reproduction system
JP4869432B1 (en) * 2010-12-17 2012-02-08 株式会社東芝 Correction filter processing apparatus and method

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