JP2011211296A - 音声再生装置及び音声再生方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る音声再生装置1は、接続端子と、マイクロフォン13と、データ取得部と、測定部と、信号処理部とを具備する。接続端子は、スピーカー21及び22を有するスピーカーユニット2と接続される。データ取得部は、接続端子に対するマイクロフォン13の位置を特定する第1のデータ及び接続端子に対するスピーカーの位置を特定する第2のデータを取得する。測定部は、スピーカー21及び22からテスト音声を放音し、放音したテスト音声をマイクロフォン13によって集音し、集音したテスト音声の伝達特性を実測する。信号処理部は、接続端子を介してスピーカー21及び22に出力される音声信号に、第1のデータ、第2のデータ及び伝達特性に応じた信号処理を施す。
【選択図】図3
Description
ドッキングスピーカーの特性を携帯型音楽プレーヤーにおいて補正する場合、ドッキングスピーカーと携帯型音楽プレーヤーとの組み合わせは多様である。加えて、ドッキングスピーカーに携帯型音楽プレーヤーを装着した状態では、形態上、携帯型音楽プレーヤーのマイクロフォンとドッキングスピーカーのスピーカーとの間に音声の伝達に影響を与える部材などが存在する可能性が高い。このため、携帯型音楽プレーヤーに備えられたマイクロフォンとドッキングスピーカーとの位置関係は特定できないことが多く、携帯型音楽プレーヤーによる信号処理によってドッキングスピーカーの特性を補正することは困難である。
接続端子は、スピーカーを有するスピーカーユニットと接続される。
データ取得部は、上記接続端子に対する上記マイクロフォンの位置を特定する第1のデータ及び上記接続端子に対する上記スピーカーの位置を特定する第2のデータを取得する。
測定部は、上記スピーカーからテスト音声を放音し、上記放音したテスト音声を上記マイクロフォンによって集音し、上記集音したテスト音声の伝達特性を実測する。
信号処理部は、上記接続端子を介して上記スピーカーに出力される音声信号に、上記第1のデータ、上記第2のデータ及び上記伝達特性に応じた信号処理を施す。
データ取得ステップは、スピーカーを有するスピーカーユニットと接続される接続端子に対するマイクロフォンの位置を特定する第1のデータ及び上記接続端子に対する上記スピーカーの位置を特定する第2のデータを取得する。
測定ステップは、上記スピーカーからテスト音声を放音し、上記放音したテスト音声を上記マイクロフォンによって集音し、上記集音したテスト音声の伝達特性を実測する。
信号処理ステップは、上記接続端子を介して上記スピーカーに出力される音声信号に、上記第1のデータ、上記第2のデータ及び上記伝達特性に応じた信号処理を施す。
図1は本実施形態に係る音声再生装置1の外観を示す斜視図、図2は音声再生装置1がドッキングされるスピーカードック2の外観を示す斜視図、図3はドッキングされた両者の外観を示す斜視図である。なお、これらの図において空間上の一方向をX方向、X方向に直交する方向をY方向、X方向及びY方向に直交する方向をZ方向とする。本実施形態では、音声再生装置1が携帯型音楽プレーヤーである場合を例にとり説明する。
音声再生装置1の機能構成について説明する。
図4は、音声再生装置1の機能構成を示すブロック図である。同図に示すように、音声再生装置1は、演算処理部30、記憶部31、操作入力部(入力ボタン15、汎用ポート37)、音声信号出力部(D/A(Digital/Analog)変換器38、ヘッドフォン端子14、係合凹部12)、音声信号入力部(マイクロフォン13、アンプ39、A/D(Analog/Digital)変換器40)、通信部35を有する。これらはバス36を介して互いに接続されている。
スピーカードック2の機能構成について説明する。
図5は、スピーカードック2の機能構成を示すブロック図である
同図に示すように、スピーカードック2は、係合凸部23、アンプ24、左スピーカー21及び右スピーカー22を有する。
音声再生装置1の動作について説明する。
ユーザによって入力ボタン15が操作されると、演算処理部30は記憶部31に音声コンテンツデータDを要求し、展開演算処理してコンテンツ音声信号を生成する。ここで、演算処理部30は、例えば係合凹部12の接続端子に対して問い合わせ信号を出力し、スピーカードック2が接続されているかどうかを検出する。
音声再生装置1が行う補正処理について説明する。
例えば、音声再生装置1が、初めてスピーカードック2と接続された際に、補正処理に用いられる「補正係数」の決定が行われる。補正係数は音声再生装置1とスピーカードック2との組み合わせについて決定される。音声再生装置1がスピーカードック2と分離され、再びスピーカードック2とドッキングされた際にはその決定された補正係数が用いられる。音声再生装置1がスピーカードック2と異なる別のスピーカードックと接続されると、そのスピーカードックについて補正係数の決定が行われる。この、補正係数の決定については後述する。
y(s)=G(s)・x(s) [式1]
式1においてy(s)はデジタルフィルタから出力されるコンテンツ音声信号(出力関数)のラプラス関数、x(s)はデジタルフィルタへ入力されるコンテンツ音声信号(入力関数)のラプラス関数である。G(s)はインパルス応答関数のラプラス関数であり、これを「補正係数」とする。式1は、補正係数によって入力関数に対する出力関数のインパルス応答が変更されることを意味する。
図6は、補正係数の決定に係るフローチャートである。各ステップの詳細については後述する。なお、以下では、左スピーカー21に対する補正係数の決定のプロセスについて説明する。右スピーカー22に対する補正係数の決定のプロセスについても同様である。
図7は音声再生装置1の平面図である。図7(a)はZ方向からみた上面図、図7(b)はY方向からみた正面図、図7(c)はX方向からみた側面図である。これらの図に示すように、マイクロフォン13の位置座標(以下、Pm)は、係合凹部12の一点を原点Omとしたときのマイクロフォン13の座標である。図7において、マイクロフォン13の位置座標PmをX座標Xm、Y座標Ym、Z座標Zmとして示す。マイクロフォン13の向き(集音方向)は、方向ベクトルとすることができる。図7において、マイクロフォン13の方向ベクトルをVmとして示す。
図8はスピーカードック2の平面図である。図8(a)はZ方向からみた上面図、図8(b)はY方向からみた正面図、図8(c)はX方向からみた側面図である。これらの図に示すように、左スピーカー21の位置座標(以下、Ps)は、係合凸部23の一点を原点Osとしたときの左スピーカー21の位置座標である。ここで、原点Osは、係合凸部23が係合凹部12と接続された際に、原点Omと一致する点とする。図8において、左スピーカー21の位置座標PsをX座標Xs、Y座標Ys、Z座標Zsとして示す。左スピーカー21の向き(放音方向)は、方向ベクトルとすることができる。図8において、左スピーカー21の方向ベクトルをVsとして示す。
演算処理部30は、St1にて得られたマイクロフォン13の位置座標Pm及び方向ベクトルVmと、St2にて得られた左スピーカー21の位置座標Ps及び方向ベクトルVsとから理想伝達特性Hi(Pm、Vm、Ps、Vs)を決定する。理想伝達特性Hi(Pm、Vm、Ps、Vs)は、理想的にスピーカー特性が補正された場合に、位置関係(Pm、Vm、Ps、Vs)において測定されるべき伝達特性である。理想的なスピーカー特性は、例えばフラットな周波数特性、直線位相特性、最小位相特性等である。
例えば、同図に示すように、位置座標PsがグリッドPa1〜Pa8(PaN)の間に位置している場合、PsとPaNのそれぞれの間の距離をDa1〜Da8(DaN)、PaNのそれぞれの理想伝達特性候をHa1〜Ha8(HaN)とすると、求める理想伝達特性Hi(Pm、Vm、Ps、Vs)は、以下の[数1]で表すことができる。なお、[数1]においてDsumはDa1〜Da8の総和である。
演算処理部30は、係合凹部12からテスト音声信号を出力する。テスト音声信号は、TSP(Time Stretched Pulse)信号、M系列信号、ホワイトノイズ等を用いることができる。テスト音声信号は、係合凸部23を介して左スピーカー21に到達し、左スピーカー21から放音される。
Y(s)=H(s)・X(s) [式2]
式2においてY(s)は集音信号(出力関数)のラプラス関数、X(s)はテスト音声信号(入力関数)のラプラス関数である。即ち、実測伝達特性H(s)は集音信号のテスト音声信号に対するインパルス応答の変化を示す。演算処理部30は、式2に示すように、Y(s)をX(s)で除することにより実測伝達特性H(s)を算出することができる。算出された実測伝達特性H(s)は、左スピーカー21のスピーカー特性と、左スピーカー21からマイクロフォン13の間の空間伝達特性(音波が空間を伝播する間に受けるインパルス応答の変化)とを含んでいる。
上述ように、St3において得られた理想伝達特性Hi(Pm、Vm、Ps、Vs)は、理想的なスピーカー特性を有するスピーカーから放音された場合に、位置関係(Pm、Vm、Ps、Vs)において測定されるべき伝達特性である。このため、理想的な系は理想伝達特性Hi(Pm、Vm、Ps、Vs)を用いて次式のように表記することができる。
Y(s)=Hi(Pm、Vm、Ps、Vs)・X(s) [式3]
Y(s)=H(s)・G(s)・X(s) [式4]
音声再生装置1は、以上のようにして補正係数G(s)を求める。
2…スピーカードック
12…係合凹部
13…マイクロフォン
21…左スピーカー
22…右スピーカー
23…係合凸部
30…演算処理部
31…記憶部
Claims (8)
- スピーカーを有するスピーカーユニットと接続される接続端子と、
マイクロフォンと、
前記接続端子に対する前記マイクロフォンの位置を特定する第1のデータ及び前記接続端子に対する前記スピーカーの位置を特定する第2のデータを取得するデータ取得部と、
前記スピーカーからテスト音声を放音し、前記放音したテスト音声を前記マイクロフォンによって集音し、前記集音したテスト音声の伝達特性を実測する測定部と、
前記接続端子を介して前記スピーカーに出力される音声信号に、前記第1のデータ、前記第2のデータ及び前記伝達特性に応じた信号処理を施す信号処理部と
を具備する音声再生装置。 - 請求項1に記載の音声再生装置であって、
前記信号処理部は、前記第1のデータ及び前記第2のデータから理想伝達特性を決定し、前記測定部によって実測された伝達特性を前記理想伝達特性に変換するための補正係数を算出し、前記補正係数に応じた信号処理を前記音声信号に施す
音声再生装置。 - 請求項2に記載の音声再生装置であって、
前記信号処理部は、前記マイクロフォン及び前記スピーカーの位置に対して予めマッピングされている理想伝達特性候補から、前記第1のデータ及び前記第2のデータに応じて前記理想伝達特性を決定する
音声再生装置。 - 請求項3に記載の音声再生装置であって、
前記信号処理部は、前記第1のデータ及び前記第2のデータに応じて前記理想伝達特性候補を近似することで前記理想伝達特性を算出する
音声再生装置。 - 請求項4に記載の音声再生装置であって、
前記第1のデータと、前記スピーカーユニットの機種毎に用意された前記第2のデータの候補とを記憶する記憶部をさらに具備し、
前記データ取得部は、前記記憶部から前記第1のデータを取得し、前記記憶部から前記スピーカーユニットの機種に応じて前記第2のデータを取得する
音声再生装置。 - 請求項5に記載の音声再生装置であって、
前記スピーカーユニットに設けられた識別子を読み取り可能な読取部をさらに具備し、
前記データ取得部は、前記読取部が読み取った識別子の情報から、前記スピーカーユニットの機種を判別する
音声再生装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の音声再生装置であって、
前記第1のデータは、さらに前記マイクロフォンの向きを特定するデータであり、
前記第2のデータは、さらに前記スピーカーの向きを特定するデータである
音声再生装置。 - スピーカーを有するスピーカーユニットと接続される接続端子に対するマイクロフォンの位置を特定する第1のデータ及び前記接続端子に対する前記スピーカーの位置を特定する第2のデータを取得し、
前記スピーカーからテスト音声を放音し、前記放音したテスト音声を前記マイクロフォンによって集音し、前記集音したテスト音声の伝達特性を実測し、
前記接続端子を介して前記スピーカーに出力される音声信号に、前記第1のデータ、前記第2のデータ及び前記伝達特性に応じた信号処理を施す
音声再生方法。
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