JP2014060584A - Speaker arrangement design support system, speaker arrangement design support device, speaker arrangement design support method and program - Google Patents

Speaker arrangement design support system, speaker arrangement design support device, speaker arrangement design support method and program Download PDF

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寿子 村田
Sadahiro Yasura
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a speaker arrangement design support system, a speaker arrangement design support device, a speaker arrangement design support method and a program capable of determining a proper speaker arrangement by simple processing.SOLUTION: A speaker arrangement design support system 10 includes a speaker 110 the arrangement state of which is variable, a dummy head 200 including a microphone 220 attached to a dummy head 210, and a speaker arrangement support device 300 including an impulse response measurement unit 311 for measuring impulse response on the basis of a measurement signal outputted from the speaker 110 and inputted from the microphone 220, an evaluation data operation unit 312 for calculating the evaluation data for determining the arrangement of the speaker 110 on the basis of the impulse response, and a speaker arrangement determination unit 313 for determining the arrangement of the speaker 110 so that a sound image is localized at a desired position on the basis of the evaluation data.

Description

本発明は、所望の位置に音像を定位させることができるスピーカ配置を設計するためのスピーカ配置設計支援装置、スピーカ配置設計支援装置、スピーカ配置設計支援方法、及びプログラムに関するものである。   The present invention relates to a speaker arrangement design support apparatus, a speaker arrangement design support apparatus, a speaker arrangement design support method, and a program for designing a speaker arrangement that can localize a sound image at a desired position.

特許文献1には音像を定位するための車載スピーカの配置が開示されている。スピーカを主音軸がフロントガラスおよびインスツルメントパネル面にほぼ平行になるように指向させて配置している。さらに、フロントドア前方下部および又はダッシュサイドにそれぞれ対の中高音スピーカを設けている。この構成によれば、ステレオセパレーションが確保でき、偏りのない音像定位を形成することができる、と述べている。   Patent Document 1 discloses an arrangement of an on-vehicle speaker for localizing a sound image. The speaker is arranged so that the main sound axis is oriented substantially parallel to the windshield and the instrument panel surface. Further, a pair of middle and high tone speakers are provided at the front lower part of the front door and / or the dash side. According to this configuration, it is stated that stereo separation can be secured and a sound image localization without bias can be formed.

特許2890764号公報Japanese Patent No. 2890764

特許文献1による方法は、音楽鑑賞には適しているが、運転手に対して、所望の位置に音像を定位することが困難である。   Although the method according to Patent Document 1 is suitable for music appreciation, it is difficult for a driver to localize a sound image at a desired position.

自動車運転における警告音は、メータボックスに内蔵された圧電スピーカで発生させており、定位があいまいであった。運転において即座に何に対する警告音かを理解させることは非常に重要である。そのため、警告の対象となる対象物あるいは対象方向に警告音を定位させることは大いに理解の助けとなるはずである。   Warning sound in driving a car was generated by a piezoelectric speaker built in the meter box, and the localization was ambiguous. It is very important to make them understand immediately what the warning sound is when driving. Therefore, localization of the warning sound in the target object or target direction of the warning should greatly help understanding.

そこで、発明者らは、先に特願2011−089915号(出願時において未公開)の音場生成装置を開発している。この音場生成装置では、2チャンネル以上の音声を出力するスピーカを有し、前記スピーカから出力された音を反射させて聴取者に音を伝達させる反射部に向けて音響信号を出力するスピーカ部と、前記スピーカ部より出力され前記反射部により反射されて前記聴取者に到達した音響信号の音像が前記聴取者の位置において仮想音源として定位されている音声信号が入力され、前記入力された音声信号に対して前記反射部により反射されて前記聴取者に到達した音響信号の各チャンネル間におけるクロストークが前記聴取者の位置においてキャンセルされるように演算処理を行うクロストークキャンセル部と、を備えている。   Therefore, the inventors have previously developed a sound field generating device of Japanese Patent Application No. 2011-089915 (not disclosed at the time of filing). In this sound field generation device, a speaker unit that has a speaker that outputs sound of two or more channels and outputs an acoustic signal toward a reflection unit that reflects the sound output from the speaker and transmits the sound to a listener And an audio signal in which a sound image of an acoustic signal output from the speaker unit and reflected by the reflecting unit to reach the listener is localized as a virtual sound source at the listener's position is input, and the input audio A crosstalk canceling unit that performs arithmetic processing so that crosstalk between the channels of the acoustic signal that is reflected by the reflection unit and reaches the listener is canceled at the position of the listener ing.

この音場生成装置では、最も定位効果のあるスピーカ配置を決定するためには、車両形状や運転手周りの内装形状(ダッシュボート、メータボックス等)、内装材の吸音率等を入力データとして車内の音響シミュレーションを行う必要がある。このため、手間と時間がかかっていた。シミュレーションを省略し、単に反射させたスピーカ配置では、所望の方向に定位しないという課題がある。   In this sound field generator, in order to determine the speaker arrangement with the most localization effect, the vehicle shape, the interior shape around the driver (dashboard, meter box, etc.), the sound absorption rate of the interior material, etc. are used as input data. It is necessary to perform acoustic simulation. This took time and effort. The speaker arrangement that omits the simulation and is simply reflected has a problem that it is not localized in a desired direction.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡便な処理で、適切なスピーカ配置を決定することができるスピーカ配置設計支援装置、スピーカ配置設計支援装置、スピーカ配置設計支援方法、及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a speaker arrangement design support apparatus, a speaker arrangement design support apparatus, a speaker arrangement design support method, and a speaker arrangement design support apparatus capable of determining an appropriate speaker arrangement with simple processing, and The purpose is to provide a program.

本発明の一態様に係るスピーカ配置設計支援システム(10)は、配置状態が変更可能であり測定信号を出力するスピーカ(110)と、ダミーヘッド(210)および前記ダミーヘッド(210)の左右の耳部に各々装着されたマイクロフォン(220)を備えるダミーヘッド装置(200)と、前記スピーカ(110)から出力され前記マイクロフォン(200)から入力された前記測定信号に基づきインパルス応答を測定するインパルス応答測定部(311)、前記インパルス応答測定部(311)において測定された前記インパルス応答に基づき前記スピーカ(110)の配置を決定するための評価データを算出する評価データ演算部(312)、前記評価データ演算部(312)によって算出された前記評価データに基づいて所望の定位位置に音像が定位される前記スピーカ(110)の配置を決定するスピーカ配置決定部(313)、を備えるスピーカ配置設計支援装置(300)と、を備えるものである。   A speaker arrangement design support system (10) according to an aspect of the present invention includes a speaker (110) that can change an arrangement state and outputs a measurement signal, a dummy head (210), and left and right of the dummy head (210). A dummy head device (200) having a microphone (220) attached to each ear part, and an impulse response for measuring an impulse response based on the measurement signal output from the speaker (110) and input from the microphone (200) A measurement unit (311), an evaluation data calculation unit (312) for calculating evaluation data for determining the arrangement of the speakers (110) based on the impulse response measured by the impulse response measurement unit (311), and the evaluation Desired based on the evaluation data calculated by the data calculation unit (312) Speaker placement determining unit which determines the placement of the speaker sound in localization position is localized (110) (313), a speaker layout design support apparatus comprising a (300), those with a.

本発明の一態様に係るスピーカ配置設計支援装置(300)は、測定信号を出力するスピーカ(100)から出力され、聴取位置に設置されたマイクロフォン(220)から入力された前記測定信号に基づきインパルス応答を測定するインパルス応答測定部(311)と、前記インパルス応答測定部(311)において測定された前記インパルス応答に基づき前記スピーカ(100)の配置を決定するための評価データを算出する評価データ演算部(312)と、前記評価データ演算部(312)によって算出された前記評価データに基づいて所望の定位位置に音像が定位される前記スピーカ(110)の配置を決定するスピーカ配置決定部(313)と、を備えるものである。   The speaker arrangement design support device (300) according to one aspect of the present invention is an impulse based on the measurement signal output from the speaker (100) that outputs the measurement signal and input from the microphone (220) installed at the listening position. An impulse response measuring unit (311) for measuring a response, and an evaluation data calculation for calculating evaluation data for determining the arrangement of the speaker (100) based on the impulse response measured by the impulse response measuring unit (311) And a speaker arrangement determination unit (313) for determining the arrangement of the speaker (110) where the sound image is localized at a desired localization position based on the evaluation data calculated by the evaluation data calculation unit (312). ).

本発明の一態様に係るスピーカ配置設計支援方法は、測定信号を出力するスピーカ(110)から出力され、聴取位置に設置されたマイクロフォン(220)から入力された前記測定信号に基づきインパルス応答を測定するインパルス応答測定ステップと、前記インパルス応答測定ステップにおいて測定された前記インパルス応答に基づき前記スピーカ(110)の配置を決定するための評価データを算出する評価データ演算ステップと、前記評価データ演算ステップにおいて算出された前記評価データに基づいて所望の定位位置に音像が定位される前記スピーカ(110)の配置を決定するスピーカ配置決定ステップと、を備えるものである。   The speaker arrangement design support method according to an aspect of the present invention measures an impulse response based on the measurement signal output from the speaker (110) that outputs the measurement signal and input from the microphone (220) installed at the listening position. An impulse response measuring step, an evaluation data calculating step for calculating evaluation data for determining an arrangement of the speakers (110) based on the impulse response measured in the impulse response measuring step, and an evaluation data calculating step A speaker arrangement determining step of determining an arrangement of the speakers (110) where the sound image is localized at a desired localization position based on the calculated evaluation data.

本発明の一態様に係るプログラムは、スピーカ配置設計支援装置(300)が備えるコンピュータ(310)に、測定信号を出力するスピーカ(110)から出力され、聴取位置に設置されたマイクロフォン(220)から入力された前記測定信号に基づきインパルス応答を測定するインパルス応答測定ステップと、前記インパルス応答測定ステップにおいて測定された前記インパルス応答に基づき前記スピーカ(110)の配置を決定するための評価データを算出する評価データ演算ステップと、前記評価データ演算ステップにおいて算出された前記評価データに基づいて所望の定位位置に音像が定位される前記スピーカ(110)の配置を決定するスピーカ配置決定ステップと、を実行させるものである。   A program according to an aspect of the present invention is output from a speaker (110) that outputs a measurement signal to a computer (310) included in the speaker arrangement design support device (300) and from a microphone (220) that is installed at a listening position. An impulse response measurement step for measuring an impulse response based on the input measurement signal, and evaluation data for determining the arrangement of the speakers (110) based on the impulse response measured in the impulse response measurement step. An evaluation data calculation step; and a speaker arrangement determination step for determining an arrangement of the speaker (110) where the sound image is localized at a desired localization position based on the evaluation data calculated in the evaluation data calculation step. Is.

以上のように、本発明によれば簡便な処理で、適切なスピーカ配置を決定することができるスピーカ配置設計支援システム、スピーカ配置設計支援装置、スピーカ配置設計支援方法、及びプログラムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a speaker arrangement design support system, a speaker arrangement design support apparatus, a speaker arrangement design support method, and a program that can determine an appropriate speaker arrangement with simple processing. it can.

車内のメータボックスの位置にスピーカを配置した構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which has arrange | positioned the speaker in the position of the meter box in a vehicle. (a)は実験室でのインパルス応答の測定結果である両耳応答を示すグラフであり、(b)は車内での両耳応答を示すグラフである。(A) is a graph which shows the binaural response which is a measurement result of the impulse response in a laboratory, (b) is a graph which shows the binaural response in a vehicle. メータボックスの位置にスピーカを置いた場合における反射音の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the reflected sound at the time of putting a speaker in the position of a meter box. ダッシュボードの奥にスピーカを置いた場合における反射音の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the reflected sound at the time of placing a speaker in the back of a dashboard. 図4に示す位置からスピーカをずらした場合における反射音の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the reflected sound at the time of shifting a speaker from the position shown in FIG. メータボックスの位置にスピーカを配置した場合の両耳応答の測定結果を示す図であるIt is a figure which shows the measurement result of the binaural response at the time of arrange | positioning a speaker in the position of a meter box. ダッシュボード奥にスピーカを配置した場合の両耳応答の測定結果を示す図であるIt is a figure which shows the measurement result of the binaural response at the time of arrange | positioning a speaker behind a dashboard. (a)は聴取者が左右のスピーカの右寄りに存在する状態を模式的に示す図であり、(b)は聴取者が左右のスピーカの真ん中に存在する状態を模式的に示す図である。(A) is a figure which shows typically the state in which a listener exists in the right side of a left and right speaker, (b) is a figure which shows typically the state in which a listener exists in the middle of a left and right speaker. 自動車の車内におけるスピーカの配置例を示す側面図である。It is a side view which shows the example of arrangement | positioning of the speaker in the inside of a motor vehicle. 自動車の車内におけるスピーカの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the speaker in the vehicle interior of a motor vehicle. メータボックス位置のスピーカを運転手に向けた場合のクロストークキャンセル効果を測定した両耳応答の周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of the binaural response which measured the crosstalk cancellation effect at the time of directing the speaker of a meter box position to a driver. スピーカをダッシュボードの奥に置き、フロントガラスに反射させた場合のクロストークキャンセル効果を測定した両耳応答の周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of the binaural response which measured the crosstalk cancellation effect at the time of putting a speaker in the back of a dashboard, and making it reflect on a windshield. スピーカをメータボックス位置に置き、フロントガラスの上方に反射させた場合のクロストークキャンセル効果を測定した両耳応答の周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of the binaural response which measured the crosstalk cancellation effect at the time of putting a speaker in a meter box position, and making it reflect above a windshield. 本実施形態にかかるスピーカ配置設計支援システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the speaker arrangement | positioning design support system concerning this embodiment. スピーカ配置設計支援システムにおけるスピーカの説明図である。It is explanatory drawing of the speaker in a speaker arrangement | positioning design support system. 本実施形態にかかるスピーカ配置設計支援方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the speaker arrangement | positioning design support method concerning this embodiment. インパルス応答測定部のインパルス応答測定ステップの処理を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the process of the impulse response measurement step of an impulse response measurement part. 評価データ演算部における評価データ演算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the evaluation data calculation process in an evaluation data calculation part. 評価データ演算部における評価データ演算処理で得られた評価データを示すテーブルである。It is a table which shows the evaluation data obtained by the evaluation data calculation process in an evaluation data calculation part. 評価データによる評価項目を示すテーブルである。It is a table which shows the evaluation item by evaluation data. スピーカ配置決定部におけるスピーカ配置決定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the speaker arrangement | positioning determination process in a speaker arrangement | positioning determination part. 評価データ演算部における評価データ演算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the evaluation data calculation process in an evaluation data calculation part.

(まえがき)
発明者らは、車内の運転席において通常のステレオスピーカ配置、すなわち運転手の正面に、運転手がLチャンネルスピーカ(Lsp)とRチャンネルスピーカ(Rsp)の中心となるようなスピーカ配置をしても通常のステレオ感が得られないことを経験した。自動車の車内は運転手に対して左右非対称な環境であり、例えば右ハンドルの場合、運転手から右側のサイドガラスまでの距離は、左側のサイドガラスまでの距離に比べて短くなる。よって、運転手の右耳に対して右側のサイドガラスによる反射の影響が大きく出てしまい左右の反射が不均一になってしまうためである。
(Preface)
The inventors have arranged a normal stereo speaker in the driver's seat in the vehicle, that is, in the front of the driver so that the driver is the center of the L channel speaker (Lsp) and the R channel speaker (Rsp). Even experienced that the normal stereo feeling is not obtained. The interior of an automobile is an environment that is asymmetrical with respect to the driver. For example, in the case of a right steering wheel, the distance from the driver to the right side glass is shorter than the distance to the left side glass. Therefore, the influence of the right side glass on the right ear of the driver is greatly affected, and the left and right reflections are uneven.

発明者らは、所望の音場を生成するべく、特願2011−089915号の音場生成装置を開発した。この音場生成装置では、スピーカを反射部に向け、反射部により反射されて運転手に届く音響信号が、仮想音源からの音響信号と同等となるよう、反射部により反射されて運転手に到達した音響信号の各チャンネル間におけるクロストークが運転手の位置においてキャンセルされるように演算処理を行うクロストークキャンセル部を備えている。しかしながら反射さえすれば良いというものではないことがわかった。   The inventors have developed a sound field generation device of Japanese Patent Application No. 2011-089915 in order to generate a desired sound field. In this sound field generation device, the acoustic signal that reaches the driver after being reflected by the reflection unit with the speaker facing the reflection unit is reflected by the reflection unit and reaches the driver so that the acoustic signal that reaches the driver is equivalent to the acoustic signal from the virtual sound source. A crosstalk canceling unit that performs arithmetic processing so that the crosstalk between the channels of the acoustic signal is canceled at the position of the driver. However, it turned out that it is not only necessary to reflect.

例えば、図1に示すようにメータボックス手前の位置にスピーカを置き、フロントガラス上方に反射した音が運転手に届くよう傾けたスピーカ配置では、左側の定位が所望の角度より小さく感じられた。また形状の違う車のタイプを比べると、同じスピーカ配置でも、ワゴンタイプでは安定した定位感が得られたが、ハッチバックタイプでは音像がぼやけ、所望の角度より小さく感じられた。このことから、スピーカ配置によっても音像の定位に大きく影響することがわかる。   For example, as shown in FIG. 1, in a speaker arrangement in which a speaker is placed at a position in front of the meter box and the sound reflected above the windshield reaches the driver, the left localization is felt smaller than the desired angle. Compared to different types of cars, even with the same loudspeaker arrangement, a stable orientation was obtained with the wagon type, but with the hatchback type the sound image was blurred and felt smaller than the desired angle. From this, it can be understood that the localization of the sound image greatly affects the speaker arrangement.

[車内音場について]
図2(a)、(b)は、ダミーヘッドの両耳のインパルス応答を示す。図2(a)は実験室(直方体)での測定結果であり、図2(b)は密閉された車内での測定結果である。LspLe,LspReは、LチャンネルスピーカLspをパルス性の信号で駆動させた際の左耳(Le)、右耳(Re)の応答である。RspLe,RspReはRチャンネルスピーカRspをパルス性の信号で駆動させた際の左耳、右耳の応答である。ダミーヘッドに対し、スピーカはどちらも対象となるように設置された。(a)実験室は駆動したスピーカ側の耳の応答が大きいのに対し、(b)車内では全体的に反射音が多く、ことさら右耳の方が振幅の大きい反射音が豊富であることがわかる。
[In-car sound field]
2A and 2B show impulse responses of both ears of the dummy head. FIG. 2A shows the measurement result in the laboratory (cuboid), and FIG. 2B shows the measurement result in the sealed vehicle. LspLe and LspRe are responses of the left ear (Le) and the right ear (Re) when the L channel speaker Lsp is driven with a pulse signal. RspLe and RspRe are responses of the left and right ears when the R channel speaker Rsp is driven with a pulse signal. For the dummy head, both speakers were installed. (A) In the laboratory, the response of the ear on the driven speaker side is large, whereas (b) there is a lot of reflected sound in the vehicle as a whole, and the right ear is more rich in reflected sound. Recognize.

図3はメータボックスの位置に配置されたスピーカ(音源)を運転手の方向に向けて配置し、両耳(受音点)に音がどのように届くか到達経路を示した図である。図3では、図面上部に位置している2つの丸印が、ダミーヘッドの両耳に装着されたマイクロフォンを示し、図面下部に位置している2つの○印が、LチャンネルスピーカおよびRチャンネルスピーカを示している。これら以外の線は、車両内部の形状や構成を示している。車両形状や運転手周りの内装形状(ダッシュボート、メータボックス等)、内装材の吸音率等を入力データとして幾何音響シミュレーションを行うことで得られる。図3におけるスピーカからマイクロフォンまでの直線は直接音で、他の線はガラスや天井などに反射する1〜5次反射音を示している。車内の場合、反射音が直接音よりもエネルギーが大きくなり聴こえ方に影響を及ぼす。高次の反射音は多くの反射部を反射し、受音点への到達経路も長くなるため、反射部での吸音や距離減衰もあり、エネルギーは小さく、低次の反射音に比べると聴こえ方への影響は少ない。通常の部屋では到来の仕方が左右対称になるのに対し、車内では運転手が右側に着座している場合は運転手の右側に偏っている。   FIG. 3 is a diagram showing a route of arrival in which a speaker (sound source) arranged at the position of the meter box is arranged toward the driver and how sound reaches both ears (sound receiving points). In FIG. 3, two circles located at the upper part of the drawing indicate microphones attached to both ears of the dummy head, and two circles located at the lower part of the drawing indicate an L channel speaker and an R channel speaker. Is shown. Lines other than these indicate the shape and configuration inside the vehicle. It can be obtained by performing geometric acoustic simulation using the vehicle shape, the interior shape around the driver (dashboard, meter box, etc.), the sound absorption coefficient of the interior material, etc. as input data. The straight line from the speaker to the microphone in FIG. 3 is a direct sound, and the other lines indicate the 1st to 5th order reflected sounds that are reflected on glass or the ceiling. In the car, the reflected sound has more energy than the direct sound and affects how it is heard. Higher-order reflected sound reflects many reflecting parts, and the path to reach the receiving point is longer, so there is also sound absorption and distance attenuation at the reflecting part, and the energy is small, and it can be heard compared to lower-order reflected sounds. There is little impact on people. In a normal room, the way of arrival is left-right symmetric, whereas in a car, when the driver is seated on the right side, the driver is biased to the right side of the driver.

[スピーカの配置について]
そこで、発明者らは車内においても、実験室と同じように音の「到来の仕方」が左右対称となるスピーカ配置を音響シミュレーションにて探索した。(注:スピーカの「配置」が左右対称ということではない)。図3〜図5に比較のために3パタンの図を示す。
1)前述したメータボックスの位置にスピーカを置いたもの(図3)
2)ダッシュボードの奥にスピーカを置いたもの(図4)
3)ダッシュボードの奥にスピーカを置くことでは2)と同じだが、少し位置をずらしたもの(図5)
[About speaker placement]
Therefore, the inventors searched for the speaker arrangement in the vehicle in which the sound “arrival” is symmetrical in the same way as in the laboratory, by acoustic simulation. (Note: The “arrangement” of the speakers is not symmetrical.) 3 to 5 show three patterns for comparison.
1) A speaker placed at the above-mentioned meter box (Fig. 3)
2) A speaker placed behind the dashboard (Figure 4)
3) Placing a speaker in the back of the dashboard is the same as 2) but with a slight shift in position (Fig. 5)

図3〜図5は、直接音、1〜5次の反射音の経路を示している。メータボックスの位置では図3のような右窓の反射が見られた。スピーカをダッシュボード上の奥(車の前方)に置くと、図4のように右窓の影響は見られなかった。到達経路は完全な左右対称ではないが、ほぼ対称と言える。しかし、同じくダッシュボードの奥でも、少しずれたところでは図5のように、1次、2次の反射音が再び右窓から到来してしまう。   3 to 5 show the paths of the direct sound and the 1st to 5th order reflected sounds. The reflection of the right window as shown in FIG. 3 was observed at the position of the meter box. When the speaker was placed in the back of the dashboard (in front of the car), the influence of the right window was not seen as shown in FIG. Although the arrival path is not completely symmetrical, it can be said to be almost symmetrical. However, even in the back of the dashboard, the primary and secondary reflected sounds come again from the right window as shown in FIG.

実測した両耳の応答を、図6、図7に示す。図6は、1)のメータボックスの位置にスピーカを配置した場合の測定結果であり、図7は、2)のダッシュボード奥にスピーカを置いた場合の測定結果である。図6では、LspReの振幅レベルが他より目立って高い。これはLspを鳴らしても右から聴こえるということである。図7では、LspLe,LspReを比較するとLspLeの方が高く、RspLe,RspReを比較するとRspReの方が高いので、再生した側から聴こえることがわかる。   The measured responses of both ears are shown in FIGS. FIG. 6 shows the measurement results when a speaker is placed at the position of the meter box 1), and FIG. 7 shows the measurement results when the speaker is placed behind the dashboard 2). In FIG. 6, the amplitude level of LspRe is significantly higher than the others. This means that even if you play Lsp, you can hear it from the right. FIG. 7 shows that LspLe is higher when comparing LspLe and LspRe, and that RspRe is higher when comparing RspLe and RspRe, so that it can be heard from the reproduced side.

[なぜ反射音の経路は左右対称がよいのか]
以下、理想的な条件を前提とするために、無響室のような直接音のみ発生する場合の時間遅延について考える。聴取者は、図8(a)のように左右のスピーカから等距離の位置ではなく、右寄りにいる。特願2011−089915号の音場生成装置はRspのクロストーク信号(RspLe)を左耳元でキャンセルするための逆相信号を、Lspから再生するが、LspLeの経路がRspLeより長いためにRspよりも前もって再生しなければならない。前もって再生するということは、警告音提示時間より前に再生しなければいけない。これは不可能であることから、逆にRspからの再生を遅らせることとなる。しかしこれは警告したい時刻より遅れて警告音が再生されるために、危険を回避できない可能性がある。したがって、この経路差はなるべく小さい方がよい、つまり左右対称であることが理想である。
[Why is the path of reflected sound symmetrical?]
In the following, in order to assume ideal conditions, a time delay when only a direct sound such as an anechoic room is generated will be considered. As shown in FIG. 8A, the listener is not at a position equidistant from the left and right speakers but on the right side. The sound field generation device of Japanese Patent Application No. 2011-089915 reproduces a reverse phase signal for canceling the Rsp crosstalk signal (RspLe) from the left ear, but the path of LspLe is longer than RspLe because of the longer path than RspLe. Must be played in advance. To play in advance must be played before the warning sound presentation time. Since this is impossible, the reproduction from Rsp is delayed. However, since the warning sound is reproduced later than the time at which the warning is desired, there is a possibility that danger cannot be avoided. Therefore, it is ideal that this path difference is as small as possible, that is, it is ideal that it is symmetrical.

次に車内の例を考える。図8(b)のように、聴取者がたとえ左右のスピーカから等距離の位置にあったとしても、クロストーク信号LspReはLspReの直接音よりも大きい反射音が右窓を経由して遅れて届き、先の無響室の場合と同じ状況となる。さらに、この大きな反射音を確実にキャンセルするためには、Rspから同じレベルの逆相信号を再生して、Reの位置でキャンセルされるよう時間調整する必要がある。しかしながら、遅れてRspReの右窓からの反射音が再びReに届くため、定位にとって邪魔な信号が聴こえることとなる。このように左右非対称であることにより信号が複雑になり、クロストークキャンセルが難しくなることがわかる。
以上のことから、反射音がなるべく左右対称になるスピーカ配置を選ぶとよいことがわかる。しかしこれは到来方向が必ずしも左右対称である必要はなく、ほぼ同じ時間に到達していればよい。なぜならば、両耳の位置、すなわち、点に所望の信号を届けるよう制御しているからである。
Next, consider the example in the car. As shown in FIG. 8B, even if the listener is at an equal distance from the left and right speakers, the crosstalk signal LspRe is delayed by a reflected sound larger than the direct sound of LspRe via the right window. The situation is the same as in the previous anechoic room. Furthermore, in order to cancel the large reflected sound with certainty, it is necessary to adjust the time so that the reverse phase signal of the same level is reproduced from Rsp and canceled at the Re position. However, since the reflected sound from the right window of RspRe arrives at Re again with a delay, a signal disturbing localization can be heard. It can be seen that the asymmetrical left / right as described above complicates the signal and makes it difficult to cancel the crosstalk.
From the above, it can be seen that it is preferable to select a speaker arrangement in which the reflected sound is as symmetric as possible. However, this does not necessarily require the arrival directions to be bilaterally symmetrical, as long as they arrive at almost the same time. This is because control is performed so that a desired signal is delivered to the position of both ears, that is, a point.

[スピーカの向きについて]
幾何音響シミュレーションは無指向性音源で計算しているが、実際のスピーカには指向性があり、さらに車内音場は非常に狭い空間である。波動的な振る舞いを考慮すれば、シミュレーション図に見られる以外の反射音も多数到達していると考える方が自然である。そうなれば、無響室で直接音を扱っていたのと同じように、車内で一番強力な、すなわちエネルギーの大きいメインの反射音を作り、伝達特性の全情報をその反射音に受け持たせ、他の反射音を弱めるようにする。このようにすれば、無響室と同じような効果が得られるのではないかと考えた。
[Speaker orientation]
The geometric acoustic simulation is calculated with an omnidirectional sound source, but an actual speaker has directivity, and the in-vehicle sound field is a very narrow space. Considering the wave behavior, it is natural to think that many reflected sounds other than those seen in the simulation diagram have arrived. Then, just as if you were dealing directly with sound in an anechoic room, you created the most powerful, high-energy main reflected sound in the car, and took all the information on the transfer characteristics into the reflected sound. And weaken other reflected sounds. In this way, I thought that the same effect as an anechoic room might be obtained.

そこで、シミュレーション結果の図4において、フロントガラスの低い位置で反射している反射音をメインとする。このため、スピーカの軸上を52度上方に向け、フロントガラスの反射点に当たるように設定した(図9、図10)。図7はこのような状態で測定した、運転席のダミーヘッドの両耳の応答である。Lspを駆動したときにはLeの振幅(LspLe)がReの振幅(LspRe)よりも大きく、Rspを駆動したときにはReの振幅(RspRe)がLeの振幅(RspLe)よりも大きくなり、反射音は多いが、無響室の応答と似たような形状になった。   Therefore, in FIG. 4 of the simulation result, the reflected sound reflected at a low position of the windshield is assumed as the main. For this reason, it was set so that the axis of the speaker was directed upward by 52 degrees and hit the reflection point of the windshield (FIGS. 9 and 10). FIG. 7 shows the responses of both ears of the dummy head in the driver's seat measured in such a state. When Lsp is driven, the amplitude of Le (LspLe) is larger than the amplitude of Re (LspRe), and when Rsp is driven, the amplitude of Re (RspRe) is larger than the amplitude of Le (RspLe), and there are many reflected sounds. It became a shape similar to the response of an anechoic chamber.

[音像定位の効果について]
所望の位置に音像が定位できるかについては、クロストークキャンセルの効果が出ているかどうかを調べることによってわかる。すなわち、特願2011−089915号音場生成装置の実施の形態2において、Lch信号(実施の形態2のLs)を左耳元のみ、Rch信号(実施の形態2のRch)を右耳元のみに提示できているかを確認する。
[Effect of sound localization]
Whether or not a sound image can be localized at a desired position can be determined by examining whether or not the effect of the crosstalk cancellation is exerted. That is, in Embodiment 2 of Japanese Patent Application No. 2011-089915, the Lch signal (Ls in Embodiment 2) is presented only to the left ear and the Rch signal (Rch in Embodiment 2) is presented only to the right ear. Check if it is made.

図11〜図13のそれぞれにおいて、左側の図はLch信号をパルス性信号、Rch信号を無音として駆動した場合の両耳応答の周波数特性を示し、右側の図はLch信号を無音、Rch信号をパルス性の信号として駆動した場合の両耳応答の周波数特性を示している。図11〜図13において、LchLeは、左チャンネルスピーカからのLch信号をパルス性信号、右チャンネルスピーカからのRch信号を無音として駆動した場合の、左耳の測定結果である。また、LchReは、左チャンネルスピーカからのLch信号をパルス性信号、右チャンネルスピーカからのRch信号を無音として駆動した場合の、右耳の測定結果である。RchLeは、左チャンネルスピーカからのLch信号を無音、右チャンネルスピーカからのRch信号をパルス性の信号として駆動した場合の左耳の測定結果である。RchReは、左チャンネルスピーカからのLch信号を無音、右チャンネルスピーカからのRch信号をパルス性の信号として駆動した場合の右耳の測定結果である。また、それぞれの図において、横軸が周波数(Hz)であり、縦軸が音圧レベル(dB)を示している。   In each of FIGS. 11 to 13, the left diagram shows frequency characteristics of binaural response when the Lch signal is driven as a pulse signal and the Rch signal as silence, and the right diagram shows the Lch signal as silence and the Rch signal. The frequency characteristic of the binaural response when driven as a pulse signal is shown. 11 to 13, LchLe is a measurement result of the left ear when the Lch signal from the left channel speaker is driven as a pulse signal and the Rch signal from the right channel speaker is driven as silence. LchRe is the measurement result of the right ear when the Lch signal from the left channel speaker is driven as a pulse signal and the Rch signal from the right channel speaker is driven as silence. RchLe is a measurement result of the left ear when the Lch signal from the left channel speaker is driven as silence and the Rch signal from the right channel speaker is driven as a pulse signal. RchRe is the measurement result of the right ear when the Lch signal from the left channel speaker is driven as silence and the Rch signal from the right channel speaker is driven as a pulse signal. In each figure, the horizontal axis represents frequency (Hz) and the vertical axis represents sound pressure level (dB).

両者のレベルの差が大きいほどクロストークキャンセルの効果が出ていると判断することができる。図11はメータボックス位置のスピーカを運転手に向けた場合の測定結果である。図12は、スピーカをダッシュボードの奥に置き、フロントガラスに反射させた場合の測定結果である。図13は、スピーカをメータボックス位置におき、フロントガラスの上方に反射させた場合の測定結果である。   It can be determined that the larger the difference between the levels, the more effective the crosstalk cancellation. FIG. 11 shows the measurement results when the speaker at the meter box position is directed toward the driver. FIG. 12 shows the measurement results when the speaker is placed in the back of the dashboard and reflected by the windshield. FIG. 13 shows the measurement results when the speaker is placed at the meter box position and reflected above the windshield.

図11の測定結果では、1kHz〜3kHzにおいて、クロストークキャンセルの効果が出ていない。しかしながら、図12の測定結果では、クロストークキャンセルの効果が改善されている。図13の測定結果では、図11と比較すると、効果が出ていない帯域が低い帯域へ移動している。   In the measurement result of FIG. 11, the effect of the crosstalk cancellation is not obtained at 1 kHz to 3 kHz. However, in the measurement result of FIG. 12, the effect of the crosstalk cancellation is improved. In the measurement result of FIG. 13, compared with FIG. 11, the band that is not effective moves to a lower band.

実際に試聴してみたところ、図12のダッシュボード奥のフロントガラス反射、図13のメータボックスのフロントガラス反射、図11のメータボックス正面、の順で定位効果が良かった。   When actually auditioning, the localization effect was good in the order of the windshield reflection at the back of the dashboard of FIG. 12, the windshield reflection of the meter box of FIG. 13, and the front of the meter box of FIG.

[まえがき 終わり]
以上、述べたように最適な音像定位効果を得るためには、スピーカの向きを含めた配置が非常に重要である。しかしながら、車内音場は車両の形状や内装形状によって異なった音場となるので対象車ごとに配置を検討せねばならない。すなわち、車両の形状や内装形状、内装材の吸音率等を入力データとして、スピーカ音源を複数置き、数日に及ぶ幾何音響シミュレーションを行って、左右対称な反射音経路を取るスピーカ位置及び傾きを調べる必要がある。しかしながら、これは非常に手間と時間がかかる作業である。このため、簡単に最適なスピーカ配置を求めることが可能な設計支援装置が望まれていた。数分〜数十分の実測で最適なスピーカ配置を決定するスピーカ配置設計支援装置について説明する。
[Foreword End]
As described above, in order to obtain the optimum sound image localization effect, the arrangement including the direction of the speaker is very important. However, since the in-vehicle sound field varies depending on the shape of the vehicle and the interior shape, the arrangement must be examined for each target vehicle. In other words, using the shape of the vehicle, the interior shape, the sound absorption rate of the interior material, etc. as input data, a plurality of speaker sound sources are placed, a geometric acoustic simulation is performed over several days, and the speaker position and inclination that take a symmetrical reflected sound path are determined. It is necessary to investigate. However, this is a laborious and time consuming operation. For this reason, there has been a demand for a design support apparatus that can easily obtain an optimum speaker arrangement. A speaker arrangement design support apparatus that determines an optimum speaker arrangement by actually measuring several minutes to several tens of minutes will be described.

(実施の形態)
図14は、本スピーカ配置設計支援システム10の構成を示す図である。スピーカ配置設計支援システム10は、スピーカ配置駆動部120およびスピーカ110から構成されるスピーカ部100、ダミーヘッド210およびその両耳部に各々装着されるマイクロフォン220からなるダミーヘッド部200、スピーカ配置設計支援装置300から構成される。本実施形態におけるスピーカ配置設計支援装置300は、パーソナルコンピュータ等を使った一部ソフトウェアを含む構成で実現される。
(Embodiment)
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of the speaker layout design support system 10. The speaker arrangement design support system 10 includes a speaker unit 100 including a speaker arrangement driving unit 120 and a speaker 110, a dummy head 210 including a dummy head 210 and microphones 220 respectively attached to both ears, and speaker arrangement design support. The apparatus 300 is configured. The speaker arrangement design support apparatus 300 according to the present embodiment is realized by a configuration including partial software using a personal computer or the like.

図14において、スピーカ配置設計支援装置300は、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)メモリ等から構成させる制御部310、表示部350、操作部360、増幅部370および記憶部380から構成される。また、制御部310は、プログラムが実行されることにより実現される、インパルス応答測定部311、評価データ演算部312、スピーカ配置決定部313およびスピーカ配置制御部314を備える。   In FIG. 14, the speaker arrangement design support apparatus 300 includes a control unit 310, a display unit 350, an operation unit 360, an amplification unit 370, and a storage unit 380 configured from a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor) memory, and the like. Composed. The control unit 310 includes an impulse response measurement unit 311, an evaluation data calculation unit 312, a speaker arrangement determination unit 313, and a speaker arrangement control unit 314 that are realized by executing a program.

スピーカ110に装着されたスピーカ配置駆動部120は、スピーカ配置制御部314からの制御によって、モータ等の駆動力を用いてスピーカ部100の傾きを自由に回転制御できる(図15参照)。すなわち、スピーカ配置駆動部120が駆動することで、スピーカ110の設置角度が制御される。スピーカ配置駆動部120の制御は、プログラムに基づき自動で制御してもよく、操作部360から入力される操作に基づきスピーカ配置制御部314が制御してもよい。   The speaker arrangement driving unit 120 attached to the speaker 110 can freely control the rotation of the inclination of the speaker unit 100 using the driving force of a motor or the like under the control of the speaker arrangement control unit 314 (see FIG. 15). That is, when the speaker arrangement driving unit 120 is driven, the installation angle of the speaker 110 is controlled. The control of the speaker arrangement driving unit 120 may be automatically controlled based on a program, or the speaker arrangement control unit 314 may be controlled based on an operation input from the operation unit 360.

増幅部370はインパルス応答測定部311より出力された測定信号を増幅し、スピーカ110へ出力する。またマイクロフォン220は、運転席に設置されたダミーヘッド210の両耳に装着されており、マイクロフォン220に入力された測定信号は、図示しないマイクアンプによって増幅され、インパルス応答測定部311に入力される。マイクアンプは、ダミーヘッド部200に備えられていてもよく、スピーカ配置設計支援装置300に備えられていてもよい。   The amplifying unit 370 amplifies the measurement signal output from the impulse response measuring unit 311 and outputs the amplified signal to the speaker 110. The microphone 220 is attached to both ears of the dummy head 210 installed in the driver's seat, and the measurement signal input to the microphone 220 is amplified by a microphone amplifier (not shown) and input to the impulse response measurement unit 311. . The microphone amplifier may be provided in the dummy head unit 200 or may be provided in the speaker arrangement design support device 300.

図16はスピーカ配置設計支援装置300が実行する処理のおおまかな流れを示すフローチャートである。インパルス応答測定部311で行うインパルス応答測定(ステップS1)は、あらゆるスピーカ位置(傾きの変化も含む)の両耳応答を測定する。評価データ演算部312で行う評価データ演算(ステップS2)ではすべてのスピーカ位置の両耳応答から評価データを算出する。スピーカ配置決定部313で行うスピーカ配置決定(ステップS3)は評価データ演算で得られた評価データを比較し、音像定位に最適なスピーカ配置を決定する。   FIG. 16 is a flowchart showing a rough flow of processing executed by the speaker arrangement design support device 300. The impulse response measurement (step S1) performed by the impulse response measurement unit 311 measures the binaural response at any speaker position (including changes in tilt). In the evaluation data calculation (step S2) performed by the evaluation data calculation unit 312, evaluation data is calculated from the binaural responses at all speaker positions. Speaker placement determination (step S3) performed by the speaker placement determination unit 313 compares the evaluation data obtained by the evaluation data calculation, and determines the speaker placement that is optimal for sound image localization.

詳細について説明する。まず、ユーザが、自動車の車内に、ダミーヘッド部200とスピーカ部100を設置する。ここで、ダミーヘッド部200とスピーカ部100が設置される空間は、実際にスピーカ配置の設計を行う自動車の車内と同じ空間か、またはそれと同等な空間であればよい。ユーザは両耳にマイクロフォン220を組み込んだダミーヘッド部200を運転席に設置する。スピーカ配置駆動部120が装着されたスピーカ110はダッシュボード上に置く。自動車の車内は、聴取者である運転手に対して非対称な空間となっている。   Details will be described. First, the user installs the dummy head unit 200 and the speaker unit 100 in the car. Here, the space in which the dummy head unit 200 and the speaker unit 100 are installed may be the same space as the interior of the automobile in which the speaker arrangement is actually designed, or a space equivalent thereto. The user installs the dummy head unit 200 incorporating the microphones 220 in both ears in the driver's seat. The speaker 110 to which the speaker arrangement driving unit 120 is attached is placed on the dashboard. The interior of an automobile is an asymmetric space with respect to a driver who is a listener.

このとき前述した(まえがき参照)理由から、ダッシュボードの奥側にスピーカ部100を置くことが好ましい。またスピーカ110の初期角度は、後に角度を変えて測定していくので、地面に対して水平にしておくとわかりやすい。スピーカ部100を別の場所に置き換えて再度測定すれば、測定したすべてのデータの中から一番良いスピーカ位置を決定することができる。スピーカ部100をレール上に置く等することにより、その位置をコンピュータで制御しても良い。   At this time, it is preferable to place the speaker unit 100 on the back side of the dashboard for the reason described above (refer to the preface). Further, since the initial angle of the speaker 110 is measured after changing the angle, it is easy to understand if it is level with respect to the ground. If the speaker unit 100 is replaced with another place and measured again, the best speaker position can be determined from all measured data. The position of the speaker unit 100 may be controlled by a computer, for example, by placing the speaker unit 100 on a rail.

特願2011−089915号の音場生成装置は少なくとも2以上のスピーカを用いることから、少なくとも2箇所以上の位置で測定することが必要である。また本スピーカ配置設計支援装置において、2ch以上の出力を備えて、順番に測定を行っても良い。   Since the sound field generation device of Japanese Patent Application No. 2011-089915 uses at least two or more speakers, it is necessary to measure at least two or more positions. Moreover, in this speaker arrangement design support apparatus, it is possible to provide outputs of 2ch or more and perform measurement in order.

スピーカ部100、及びダミーヘッド部200を設置した後、インパルス応答測定を行う(ステップS1)。インパルス応答測定部311における詳細な動作を図17に示す。図17は、インパルス応答測定部311での処理を示すフローチャートである。   After the speaker unit 100 and the dummy head unit 200 are installed, impulse response measurement is performed (step S1). The detailed operation in the impulse response measuring unit 311 is shown in FIG. FIG. 17 is a flowchart showing processing in the impulse response measurement unit 311.

インパルス応答測定を開始すると、まず現在のスピーカ110の角度を0度とし、角度α=0と設定する(ステップS11)。この状態でスピーカ配置駆動部120を駆動し、両耳のマイクロフォン220でインパルス応答を測定する(ステップS12)。本実施形態では測定された応答をそれぞれ、スピーカをsp、左耳をLe、右耳Reと記して、spLe、spReと呼ぶことにする。   When the impulse response measurement is started, first, the current angle of the speaker 110 is set to 0 degree, and the angle α = 0 is set (step S11). In this state, the speaker arrangement driving unit 120 is driven, and the impulse response is measured with the microphones 220 for both ears (step S12). In the present embodiment, the measured responses are referred to as spLe and spRe, respectively, with the speaker as sp, the left ear as Le, and the right ear Re.

インパルス応答の測定方法は、幅の狭いパルス性(15−20μs、50−100V)の信号を駆動し、多数回平均化する同期加算法、M系列雑音やピンクノイズ信号を駆動し、マイクロフォン220で受音した信号と駆動信号の両者を用いて音源のパワースペクトルと音源・受音点間のクロスパワースペクトルから周波数伝達特性を求めて、フーリエ逆変換により計測するクロススペクトル法、タイムストレッチドパルス信号を駆動し、その応答と時間軸を反転させた駆動信号との畳み込みにより伝達関数を求めるタイムストレッチドパルス法などがある。   The impulse response is measured by driving a signal having a narrow pulse characteristic (15-20 μs, 50-100 V), averaging a number of times, and driving an M-sequence noise or pink noise signal. Cross-spectrum method, time-stretched pulse signal, which is obtained by measuring the frequency transfer characteristics from the power spectrum of the sound source and the cross power spectrum between the sound source and the sound receiving point using both the received signal and the drive signal, and measuring by inverse Fourier transform There is a time stretched pulse method in which a transfer function is obtained by convolution of a response signal and a drive signal whose time axis is inverted.

測定された両耳応答spLe,spReはスピーカ110の位置や傾きがわかるようなファイル名で記憶部380に保存される(ステップS13)。例えばA位置0度というフォルダにspLeとspReを保存する。   The measured binaural responses spLe and spRe are stored in the storage unit 380 with a file name that allows the position and inclination of the speaker 110 to be known (step S13). For example, spLe and spRe are stored in a folder at A position of 0 degree.

次に角度αが10度に更新される(ステップS14)。本実施例ではスピーカ配置駆動部120により変更されるスピーカ110の角度を10度おきとしているが、測定前に、スピーカ配置制御部314にて、スピーカ110の変更角度を設定することもできる。ここで、これ以上スピーカ110を傾けられない等の理由で測定を終了する場合(ステップS15のNO)は、図3のステップS2の評価データ演算へ進む。   Next, the angle α is updated to 10 degrees (step S14). In this embodiment, the angle of the speaker 110 changed by the speaker arrangement driving unit 120 is set every 10 degrees. However, the change angle of the speaker 110 can be set by the speaker arrangement control unit 314 before the measurement. Here, when the measurement is terminated because the speaker 110 cannot be tilted any more (NO in step S15), the process proceeds to the evaluation data calculation in step S2 of FIG.

測定を続ける場合は(ステップS15のYES)は、スピーカ配置制御部314によりスピーカ配置駆動部120が制御され、スピーカ110を10度上方に回転させる(ステップS16)。なお、操作部360にて、あらかじめ測定する角度の範囲を指定しておいて、スピーカ配置制御部314により測定終了まで自動制御させてもよい。   When the measurement is continued (YES in step S15), the speaker arrangement control unit 314 controls the speaker arrangement driving unit 120 to rotate the speaker 110 upward by 10 degrees (step S16). Note that a range of angles to be measured may be specified in advance using the operation unit 360, and the speaker placement control unit 314 may automatically control until the measurement is completed.

スピーカ110の角度が変わった状態でまたインパルス応答を測定する(ステップS12)。前回と同様に回転角度がわかるようにA位置10度のフォルダに測定データを保存する。このようにして、ステップS12からステップS16を繰り返し、スピーカ110の角度を回転させながら逐次両耳応答を測定、保存する。   The impulse response is again measured with the angle of the speaker 110 changed (step S12). The measurement data is stored in the folder at the A position of 10 degrees so that the rotation angle can be understood as in the previous time. In this way, Steps S12 to S16 are repeated, and the binaural response is sequentially measured and stored while rotating the angle of the speaker 110.

例えば角度α=0度から180度まで測定した場合はA位置について19個(A0、A1、・・・、A170、A180)のフォルダができることになる。さらにスピーカ部100の位置を変えて測定したい場合は、適宜、スピーカ部100を異なるB位置に設置し、角度α=0から測定を始め、B0、・・・、B180とフォルダ名を変えてデータを保存していく。このように、インパルス応答測定部311は、スピーカ110の位置又はスピーカ110の角度を変えながらインパルス応答を測定する。   For example, when the angle α is measured from 0 ° to 180 °, 19 folders (A0, A1,..., A170, A180) are created for the A position. Furthermore, when it is desired to change the position of the speaker unit 100 and perform measurement, the speaker unit 100 is appropriately installed at a different B position, measurement is started from an angle α = 0, and the folder name is changed to B0,. Save. As described above, the impulse response measuring unit 311 measures the impulse response while changing the position of the speaker 110 or the angle of the speaker 110.

検討対象位置及び傾きのN個すべての測定が終了すると、次は評価データ演算部312が、スピーカ配置を決定するための評価データを演算する(図16のステップS2)。   When all N measurements of the target position and inclination are completed, the evaluation data calculation unit 312 next calculates evaluation data for determining the speaker arrangement (step S2 in FIG. 16).

評価データ演算部312は図14に示すように遅延時間演算部3121、エネルギー比演算部3122で構成されている。評価データ演算部312は対象位置ごと、すなわちフォルダごとに評価データを算出するため、図18に示すフローチャートの動作をフォルダごとに繰り返す。なお、後述する処理において、各記号は、以下の値を示している。
Vmax_s:両耳応答のうち、駆動したスピーカ側の応答の最大振幅値
Vmax_a:両耳応答のうち、駆動したスピーカとは反対側の応答の最大振幅値
Tmax_s:Vmax_sを取る時間
Tmax_a:Vmax_aを取る時間
Cv=Vmax_s/Vmax_a
Dt=Tmax_s−Tmax_a
E0:最大振幅の前までの総エネルギー
E1:最大振幅以降の総エネルギー
Re=E0/E1
The evaluation data calculation unit 312 includes a delay time calculation unit 3121 and an energy ratio calculation unit 3122 as shown in FIG. The evaluation data calculation unit 312 repeats the operation of the flowchart shown in FIG. 18 for each folder in order to calculate evaluation data for each target position, that is, for each folder. In the process described later, each symbol indicates the following value.
Vmax_s: The maximum amplitude value of the response on the driven speaker side in the binaural response Vmax_a: The maximum amplitude value of the response on the opposite side to the driven speaker in the binaural response Tmax_s: Time taken for Vmax_s Tmax_a: Take Vmax_a Time Cv = Vmax_s / Vmax_a
Dt = Tmax_s−Tmax_a
E0: Total energy before the maximum amplitude E1: Total energy after the maximum amplitude Re = E0 / E1

遅延時間演算部3121の処理が開始されると、まず初めに両耳応答のそれぞれについて最初の振幅である直接音を探索し、spLeの直接音到達時間Tdl、spReの直接音到達時間Tdrをそれぞれ算出する(ステップS21)。スピーカ部100が左寄りに設置されている場合はTdl<Tdr、右寄りであればTdl>Tdrである。そこで、TdlとTdrを比較して、フラグsp_flagを設定する。例えば、Tdl<Tdrであれば、sp_flag=0、Tdl>Tdrであればsp_flag=1とする。Tdl=Tdrはsp_flag=2と設定し、フォルダ名に対応させて記憶部380に保存する(ステップS22)。   When the processing of the delay time calculation unit 3121 is started, first, the direct sound having the first amplitude is searched for each binaural response, and the direct sound arrival time Tdl of spLe and the direct sound arrival time Tdr of spRe are respectively set. Calculate (step S21). When the speaker unit 100 is installed on the left side, Tdl <Tdr, and when it is on the right side, Tdl> Tdr. Therefore, the flag sp_flag is set by comparing Tdl and Tdr. For example, if Tdl <Tdr, sp_flag = 0, and if Tdl> Tdr, sp_flag = 1. Tdl = Tdr is set to sp_flag = 2 and stored in the storage unit 380 in association with the folder name (step S22).

両耳の応答spLe,spReは、sp_flag=0である場合は左側のスピーカであるのでLspLe,LspReと判断でき、sp_flag=1であれば右側のスピーカであるのでRspLe,RspReと判断できる。以降のステップはスピーカ側の耳の応答といえばLspLe、RspRe,反対側の応答といえばLspRe、RspLeとして評価データを算出する。   The binaural responses spLe and spRe can be determined as LspLe and LspRe when sp_flag = 0, so that they can be determined as LspLe and LspRe. In the subsequent steps, evaluation data is calculated as LspLe and RspRe for the ear response on the speaker side, and LspRe and RspLe for the response on the opposite side.

次に最大振幅を探索し、スピーカ側の耳の応答の最大振幅値Vmax_sと最大振幅の到達時間Tmax_s、反対側の耳の応答の最大振幅値Vmax_aと最大振幅の到達時間Tmax_aを求めて値を保存する(ステップS23)。さらに、上記の値から、最大振幅の比Cv=Vmax_s/Vmax_a、時間差Dt=Tmax_s−Tmax_aを算出し、値を記憶部380に保存する(ステップS24)。   Next, the maximum amplitude is searched, and the maximum amplitude value Vmax_s of the ear response on the speaker side and the maximum amplitude arrival time Tmax_s, the maximum amplitude value Vmax_a of the response on the opposite ear and the maximum amplitude arrival time Tmax_a are obtained and values are obtained. Save (step S23). Further, the maximum amplitude ratio Cv = Vmax_s / Vmax_a and the time difference Dt = Tmax_s−Tmax_a are calculated from the above values, and the values are stored in the storage unit 380 (step S24).

次にエネルギー比演算部3122が、各応答の最大振幅の前までの総エネルギーE0、最大振幅を含むそれ以降の総エネルギーE1を算出し、比Re=E0/E1を算出し、値を記憶部380に保存する(ステップS25)。図19のように評価データをテーブル化して保存すると良い。すなわち、上記のフォルダ名を有するフォルダに評価データが格納される。   Next, the energy ratio calculation unit 3122 calculates the total energy E0 before the maximum amplitude of each response, the total energy E1 after that including the maximum amplitude, calculates the ratio Re = E0 / E1, and stores the value It is stored in 380 (step S25). The evaluation data may be stored in a table as shown in FIG. That is, evaluation data is stored in a folder having the above folder name.

これら算出された評価データを用いて、スピーカ配置決定部313は、最適なスピーカ配置を決定する(図3のステップS3)。スピーカ配置決定部313は、図20に示す評価項目について評価し、車内音場での音像定位に最適なスピーカ配置を決定する。図20は最適なスピーカ配置を決定するための条件である。各位置の両耳応答は評価項目1から順に評価される。前述したとおり(まえがき参照)、反射の多い車内音場では左右対称に反射音が到来するスピーカ配置にすると定位効果が高い。さらには、図2(a)に示した実験室での応答に近づけることが理想である。すなわち、以下の1)〜3)という特徴を持つ配置を決定しなければならない。
1)スピーカを駆動した側の耳の応答の方が最大振幅が大きい。
2)メインの反射音(最大振幅を取る反射音)がすぐに耳に届き、メインの反射音までに届く余計な反射音(直接音も含む)のレベルは小さく、数が少ない。
3)左右対称に音が到来する。
Using these calculated evaluation data, the speaker arrangement determining unit 313 determines an optimum speaker arrangement (step S3 in FIG. 3). The speaker arrangement determination unit 313 evaluates the evaluation items shown in FIG. 20 and determines an optimum speaker arrangement for sound image localization in the vehicle interior sound field. FIG. 20 shows the conditions for determining the optimum speaker arrangement. The binaural response at each position is evaluated in order from evaluation item 1. As described above (refer to the preface), in a vehicle interior sound field with a lot of reflection, the localization effect is high if the speaker arrangement is such that the reflected sound arrives symmetrically. Furthermore, it is ideal that the response in the laboratory shown in FIG. That is, an arrangement having the following features 1) to 3) must be determined.
1) The response of the ear driving the speaker has a larger maximum amplitude.
2) The main reflected sound (reflected sound having the maximum amplitude) reaches the ear immediately, and the level of extra reflected sound (including direct sound) reaching the main reflected sound is small and the number is small.
3) The sound arrives symmetrically.

スピーカ配置決定部313は、まず各両耳応答について最適配置の選択対象になるかどうかを判断し、そのあと、Lsp,Rspの組み合わせについて評価し、決定する。スピーカ配置決定部313の処理のフローチャートを図21、及び図22に示す。   The speaker arrangement determining unit 313 first determines whether or not each binaural response is a target for selecting an optimal arrangement, and then evaluates and determines the combination of Lsp and Rsp. The flowchart of the process of the speaker arrangement | positioning determination part 313 is shown in FIG.21 and FIG.22.

スピーカ配置決定部313の処理が開始されると、まずindexを0に初期化する(ステップS31)。そして、A0(A位置0度)における評価データを用いて、スピーカ側の耳の応答の最大振幅が、反対側の応答の最大振幅より大きいかどうか(評価項目1)、すなわちCv>1を判断する(ステップS32)。   When the processing of the speaker arrangement determination unit 313 is started, first, the index is initialized to 0 (step S31). Then, using the evaluation data at A0 (A position 0 degree), it is determined whether the maximum amplitude of the ear response on the speaker side is larger than the maximum amplitude of the response on the opposite side (evaluation item 1), that is, Cv> 1. (Step S32).

Cv>1であれば(ステップS32のYES)、最適配置の選択対象であることを示すselect_flagデータを1と設定する(ステップS33)。Cv≦1であれば(ステップS32のNO)、select_flag=0とする(ステップS35)。select_flag=0となった応答は最適なスピーカ配置の選択対象から外れる。そして、indexをインクリメントし(ステップS36)、次の位置(フォルダ)の応答の評価へと進む。   If Cv> 1 (YES in step S32), select_flag data indicating that it is a selection target of the optimum arrangement is set to 1 (step S33). If Cv ≦ 1 (NO in step S32), select_flag = 0 is set (step S35). The response with select_flag = 0 is excluded from the selection target of the optimum speaker arrangement. Then, the index is incremented (step S36), and the process proceeds to the evaluation of the response at the next position (folder).

ステップS33でselect_flag=1と設定されたら、スピーカ側の耳の応答の最大振幅となる時間と反対側応答の最大振幅となる時間の差が負であるか(評価項目2)、すなわちDt≦0を判断する(ステップS34)。Dt≦0であれば(ステップS34のYES)、ステップS36へ移行する。一方、Dt>0であった場合(ステップS34のNO)、select_flag=0に書き換える(ステップS35)。これにより、最適なスピーカ配置の対象から外れる。その後、indexをインクリメントする(ステップS36)。   If select_flag = 1 is set in step S33, is the difference between the time of the maximum amplitude of the ear response on the speaker side and the time of the maximum amplitude of the opposite response negative (evaluation item 2), that is, Dt ≦ 0? Is determined (step S34). If Dt ≦ 0 (YES in step S34), the process proceeds to step S36. On the other hand, if Dt> 0 (NO in step S34), it is rewritten to select_flag = 0 (step S35). Thereby, it deviates from the object of optimal speaker arrangement. Thereafter, the index is incremented (step S36).

ステップS36にてインクリメントされたindexをN(Nは2以上の整数)と比較する(ステップS37)。Nは、インパルス応答測定の測定回数に対応した数である。index<Nの場合(ステップS37のYES)、ステップS32に戻り、次の位置の応答の評価へと進む。そして、N個すべての応答について、上記したステップS32〜ステップS36の処理を実行して、select_flagを求める。   The index incremented in step S36 is compared with N (N is an integer of 2 or more) (step S37). N is a number corresponding to the number of times of impulse response measurement. If index <N (YES in step S37), the process returns to step S32 to proceed to evaluation of a response at the next position. Then, for all N responses, the processes in steps S32 to S36 described above are executed to obtain select_flag.

N個すべての応答についてselect_flagを求めたら(ステップS37のNO)、select_flag=1の応答についてのみ、両耳応答の最大振幅到達時間の合計、Tmax_s+Tmax_aを小さい順にソートし、結果をsortTとして記憶部380に保存する(ステップS38、評価項目3)。   When select_flag is obtained for all N responses (NO in step S37), only for the response of select_flag = 1, the sum of the maximum amplitude arrival times of binaural responses, Tmax_s + Tmax_a, is sorted in ascending order, and the result is stored in memory 380 as sortT. (Step S38, evaluation item 3).

同じくselect_flag=1の応答についてのみ、Re=(最大振幅の前までの総エネルギーE0/最大振幅を含む以降の総エネルギーE1)が小さい順にソートし、結果をsortEとして保存する(ステップS39、評価項目4)。Reが大きい値を持つと、メインの反射音の前に多くの反射音が存在する、ということになり、音像定位用のスピーカ配置としては好ましくない。   Similarly, only for the response of select_flag = 1, Re = (total energy E0 before the maximum amplitude / total energy E1 including the maximum amplitude) is sorted in ascending order, and the result is stored as sortE (step S39, evaluation item) 4). If Re has a large value, it means that many reflected sounds exist before the main reflected sound, which is not preferable as a speaker arrangement for sound image localization.

評価項目3及び評価項目4で上位に順位付けされた応答が最適配置の選択対象の候補となる。さらに、各応答の優劣をつけるために、順位をそのまま点数化し、合計点Pの少ない順にソートし、結果をsortPとして保存する(ステップS40)。本実施形態では順位をそのまま点数としたが、重み付けをしてもよい。   Responses ranked higher in the evaluation item 3 and the evaluation item 4 are candidates for selection of the optimal arrangement. Further, in order to give each response a superiority or inferiority, the rank is scored as it is, sorted in ascending order of the total score P, and the result is stored as sortP (step S40). In this embodiment, the rank is used as a score as it is, but it may be weighted.

またこの時点で、操作部360にて上位何位までのスピーカ位置を選択対象とするかを設定しても良い。例えばsp_flagを見て、0(Lsp),1(Rsp)を同数ずつ選んでもよいし、選択対象の数があまりにも大きい場合には上位半分を対象範囲としても良い。このとき、選択対象から外れた応答についてはselect_flag=0に更新する。本実施形態では、sp_flag=0の上位半分と、sp_flag=1の上位半分を最適配置の選択対象として、sortPhを保存する(ステップS41)、   At this time, the operation unit 360 may be used to set the upper speaker position to be selected. For example, by looking at sp_flag, the same number of 0 (Lsp) and 1 (Rsp) may be selected. If the number of selection targets is too large, the upper half may be set as the target range. At this time, the response out of the selection target is updated to select_flag = 0. In the present embodiment, sortPh is stored with the upper half of sp_flag = 0 and the upper half of sp_flag = 1 as selection targets for optimal arrangement (step S41).

次にLsp、Rspの組合せについて評価する。選択対象となった応答から、スピーカ側の耳の応答の最大振幅となる時間Tmax_sが、Lsp側、Rsp側とでほぼ等しく、値が小さい、すなわち反射音が早く到達するもの同士をペアリングしたい。sp_flag=1とsp_flag=0とから一つずつ候補を選択して、左右のスピーカの最適配置とする。   Next, the combination of Lsp and Rsp is evaluated. From the selected response, the time Tmax_s that is the maximum amplitude of the ear response on the speaker side is approximately equal on the Lsp side and the Rsp side, and the values are small, that is, the reflected sound arrives early . One candidate is selected from each of sp_flag = 1 and sp_flag = 0, and the optimal arrangement of the left and right speakers is made.

このため、sp_flag=0のTmax_sと、sp_flag=1のTmax_sを比較していく。なお、sp_flag=0、1それぞれにおいて値の小さい順にソートし(ステップS42)、最小のTmax_sをTmax_sminとして、Tmax_smin+0.2msec以内である応答について選択対象として残すとよい(評価項目5)。車内は非常に狭く、左右の対象性が少しでもずれると音場が制御しにくいため0.2msec以内が望ましい。したがって各Tmax_s<Tmax_smin+0.2msecである応答を選択対象として残す(ステップS43)。   For this reason, Tmax_s with sp_flag = 0 is compared with Tmax_s with sp_flag = 1. In addition, it is good to sort in order with a small value in sp_flag = 0 and 1 respectively (step S42), and make the minimum Tmax_s Tmax_smin and leave a response within Tmax_smin + 0.2 msec as a selection target (evaluation item 5). The interior of the vehicle is very narrow, and it is difficult to control the sound field if the right and left objects are slightly shifted. Therefore, a response satisfying each Tmax_s <Tmax_smin + 0.2 msec is left as a selection target (step S43).

次のステップでは、スピーカ側の耳の最大振幅を取る時間と反対側の耳の最大振幅を取る時間の時間差DtがLsp側、Rsp側とでほぼ等しいものを選ぶ(評価項目6)。評価項目5,6を満足すれば、Lsp,Rspの反射音が左右対称に到来すると言えるので、最適なスピーカ配置として決定できる。すなわち、sp_flag=0のDtと、sp_flag=1のDtを比較していく。そして、Dt同士の差の絶対値が小さい順にソートし(ステップS44)、Dtの差の絶対値が0.1msec以内である応答について選択対象として残すとよい。したがって、Dtの差の絶対値が0.1msec以内であるsp_flag=0、1の組み合わせを選択対象として残す(ステップS45)。   In the next step, the time difference Dt between the time for taking the maximum amplitude of the ear on the speaker side and the time for taking the maximum amplitude of the ear on the opposite side is selected to be approximately equal on the Lsp side and the Rsp side (Evaluation Item 6). If the evaluation items 5 and 6 are satisfied, it can be said that the reflected sounds of Lsp and Rsp arrive symmetrically, so that the optimum speaker arrangement can be determined. That is, Dt with sp_flag = 0 is compared with Dt with sp_flag = 1. Then, it is preferable to sort in descending order of the absolute value of the difference between Dt (step S44) and leave a response whose absolute value of the difference between Dt is within 0.1 msec as a selection target. Therefore, a combination of sp_flag = 0 and 1 whose absolute value of the difference in Dt is within 0.1 msec is left as a selection target (step S45).

次のステップではペアリングの優先順位を付けていく。ステップS45で残ったsp_flag=0、1の組み合わせはDtの差の絶対値の小さい順にソートされているので、上位から最適な配置が並んでいる。すなわち、両耳における反射音の到来が左右対称となるものから優先して、スピーカ配置を決定する(ステップS46)。先頭の組み合わせを1位として、例えばフォルダ名「A50、C30」というように表示部350に表示する。すなわち、左のスピーカ220LはA位置50度、右のスピーカ220RはC位置30度のペアが最適配置となる。これにより、左右のスピーカの最適な位置、及び角度がそれぞれ決定する。   The next step is to prioritize pairing. Since the combinations of sp_flag = 0 and 1 remaining in step S45 are sorted in ascending order of the absolute value of the difference in Dt, the optimal arrangement is arranged from the top. That is, the speaker arrangement is determined with priority given to the arrival of the reflected sound in both ears symmetrically (step S46). For example, the first combination is displayed on the display unit 350 as a folder name “A50, C30”. That is, the left speaker 220L and the right speaker 220R are optimally arranged in a pair of the A position of 50 degrees and the right speaker 220R of the C position of 30 degrees, respectively. Thereby, the optimal position and angle of the left and right speakers are determined respectively.

もしステップS45で選択対象が0となった場合には別の位置での測定を促すよう、表示部350に表示する。L,Rの組合せは非常に重要で、評価項目が満たされない場合は定位効果が期待できないからである。   If the selection target becomes 0 in step S45, a display is made on the display unit 350 so as to prompt the measurement at another position. This is because the combination of L and R is very important, and if the evaluation item is not satisfied, the localization effect cannot be expected.

なお、前述したように(まえがき参照)、スピーカをダッシュボードの手前(運転手側)に置くと、直接音もある程度大きく受音される。そして、直接音に遅れて大きな反射音が届くのでRe=E0/E1が大きな値となり、最適位置として対象となることは少ない。フロントガラスは湾曲しているので机上の計算どおりには行かないが、もしフロントガラスに反射したメインの反射音を地面と水平に両耳に届ける場合には、スピーカはなるべくダッシュボードの奥(前方)に置く。   As described above (see the introduction), when the speaker is placed in front of the dashboard (driver side), the direct sound is received to a certain extent. Since a large reflected sound arrives behind the direct sound, Re = E0 / E1 takes a large value and is rarely the target as the optimum position. Since the windshield is curved, it does not go as calculated on the desk, but if the main reflected sound reflected on the windshield is delivered to both ears horizontally with the ground, the speaker should be at the back of the dashboard (front) ).

さらに、フロントガラスと両耳位置の関係から、フロントガラスと水平面とで成す角が45度を境に、45度より大きい場合にはスピーカの背を運転手、スピーカユニットをフロントガラスのほうへ向ける。フロントガラスと水平面とで成す角が45度である場合にはスピーカは真上に向ける(水平面に対し垂直)。フロントガラスと水平面とで成す角が45度から小さくなるにしたがってスピーカは真上から運転手のほうへ向けると良い。以上を参考に、検討位置を選択することでさらに測定時間は短縮される。なお、本実施形態は一例であり、図20に示した評価項目及び数値に限定されるものではない。   Furthermore, due to the relationship between the windshield and both ear positions, if the angle formed by the windshield and the horizontal plane is greater than 45 degrees, and the angle is greater than 45 degrees, the speaker back is directed to the driver and the speaker unit is directed toward the windshield. . When the angle formed by the windshield and the horizontal plane is 45 degrees, the speaker faces directly above (perpendicular to the horizontal plane). As the angle between the windshield and the horizontal plane decreases from 45 degrees, the speaker should be directed from the top to the driver. The measurement time is further shortened by selecting the examination position with reference to the above. In addition, this embodiment is an example and is not limited to the evaluation items and numerical values shown in FIG.

通常なら車両形状や内装形状を入力データとして音響シミュレーションを行うところ、本実施の形態では、自動でインパルス応答を測定し、実測データから最適配置を決定している。反射音の多い車内での音像定位に関し、スピーカを置くだけで自動測定、及び最適な配置を決定している。通常、1車種につき数日〜数十日かかっていた幾何音響シミュレーションの入力作業や、計算時間を大幅に短縮できる。自動車のタイプごとに最適な配置を決定すればよいため、簡便に最適配置を決定することができる。   Normally, acoustic simulation is performed using vehicle shape and interior shape as input data. In this embodiment, the impulse response is automatically measured, and the optimum arrangement is determined from the measured data. For sound image localization in a car with a lot of reflected sound, automatic measurement and optimum arrangement are determined simply by placing a speaker. Normally, the input work and calculation time of geometric acoustic simulation, which took several days to several tens of days per vehicle type, can be greatly reduced. Since it is only necessary to determine an optimum arrangement for each type of automobile, the optimum arrangement can be easily determined.

また、本実施形態では、定位効果があるかどうかを測定せずに、両耳応答のみから最適な配置を決定している。これにより、さらに定位効果を検証するための時間も要せずに、音像定位効果の高いスピーカ配置を決定できる。さらに、最適な配置を条件化し、スピーカ配置決定に利用している。よって、車内の所望の位置から音が聴こえるように音響信号処理した信号を出力すれば、定位効果の高い音像位置を得ることができる。   In the present embodiment, the optimal arrangement is determined only from the binaural response without measuring whether there is a localization effect. Accordingly, it is possible to determine a speaker arrangement with a high sound image localization effect without requiring time for verifying the localization effect. Furthermore, the optimum arrangement is conditioned and utilized for speaker arrangement determination. Therefore, a sound image position having a high localization effect can be obtained by outputting a signal obtained by performing acoustic signal processing so that sound can be heard from a desired position in the vehicle.

上記のスピーカ配置設計支援方法を用いて、非対称な車内におけるスピーカ配置を短時間で最適化することができる。もちろん、自動車以外の乗り物や空間に対するスピーカ配置を決定することも可能である。上記の演算により求められた最適なスピーカ配置に基づいて、車内のスピーカ位置を決定する。これにより、聴取者に対して非対称な空間であっても、確実に音像を定位することができるスピーカシステムを得ることができる。   Using the above speaker layout design support method, the speaker layout in the asymmetric vehicle can be optimized in a short time. Of course, it is also possible to determine the speaker arrangement for vehicles and spaces other than automobiles. A speaker position in the vehicle is determined based on the optimum speaker arrangement obtained by the above calculation. Thereby, it is possible to obtain a speaker system that can reliably localize a sound image even in a space asymmetric with respect to a listener.

このスピーカシステムは、所望の位置に音像を定位させるべく信号処理がなされた信号が、少なくとも1つのスピーカから反射部に反射されて聴取者に届けられる左右のスピーカを有する。そして、左右のスピーカに関する両耳応答が、(スピーカ側の耳の応答の最大振幅到達時間)と(反対側の耳の応答の最大振幅到達時)との差が前記左右のスピーカにおいてほぼ等しく、スピーカ側の耳の応答の最大振幅となる時間が前記左右のスピーカにおいてほぼ等しく、それぞれのスピーカにおいて、スピーカ側の耳の応答の最大振幅値が反対側の耳の応答の最大振幅値より大きく、それぞれのスピーカにおいて、(スピーカ側の耳の応答の最大振幅到達時間)と(反対側の耳の応答の最大振幅到達時間)との差が負となるように、スピーカが配置されている。こうすることで、非対称な空間においても、確実に音像を定位することが可能になる。   This speaker system has left and right speakers that are subjected to signal processing to localize a sound image at a desired position and are reflected from at least one speaker to a reflecting portion and delivered to a listener. The difference between the binaural responses related to the left and right speakers is substantially equal in the left and right speakers with a difference between (the maximum amplitude arrival time of the response of the ear on the speaker side) and (when the maximum amplitude of the response of the opposite ear is reached) The time when the maximum amplitude of the response of the ear on the speaker side is substantially equal in the left and right speakers, and in each speaker, the maximum amplitude value of the response of the ear on the speaker side is larger than the maximum amplitude value of the response of the ear on the opposite side, In each speaker, the speakers are arranged such that the difference between (maximum amplitude arrival time of the response of the ear on the speaker side) and (maximum arrival time of the response of the ear response on the opposite side) is negative. By doing so, it is possible to reliably localize a sound image even in an asymmetric space.

なお、上記した演算は、コンピュータプログラムによって実行されても良い。上述した演算プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。   Note that the above-described calculation may be executed by a computer program. The arithmetic program described above can be stored using various types of non-transitory computer readable media and supplied to a computer. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W, semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)) are included. The program may also be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

また、コンピュータが上述の実施の形態の機能を実現するプログラムを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現される場合だけでなく、このプログラムが、コンピュータ上で稼動しているOS(Operating System)もしくはアプリケーションソフトウェアと共同して、上述の実施の形態の機能を実現する場合も、本発明の実施の形態に含まれる。   In addition to the case where the function of the above-described embodiment is realized by the computer executing the program that realizes the function of the above-described embodiment, this program is not limited to the OS ( The case where the functions of the above-described embodiment are realized in cooperation with the Operating System) or application software is also included in the embodiment of the present invention.

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。   Although the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, the present invention is not limited to the above. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the invention.

100:スピーカ部、110:スピーカ、120:スピーカ配置駆動部、200:ダミーヘッド部、210:ダミーヘッド、220:マイクロフォン、300:スピーカ配置設計支援装置、310:制御部、311:インパルス応答測定部、312:評価データ演算部、313:スピーカ配置決定部、314:スピーカ配置制御部、350:表示部、360:操作部、370:増幅部、380:記憶部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Speaker part, 110: Speaker, 120: Speaker arrangement drive part, 200: Dummy head part, 210: Dummy head, 220: Microphone, 300: Speaker arrangement design support apparatus, 310: Control part, 311: Impulse response measurement part 312: Evaluation data calculation unit 313: Speaker arrangement determination unit 314: Speaker arrangement control unit 350: Display unit 360: Operation unit 370: Amplification unit 380: Storage unit

Claims (6)

配置状態が変更可能であり測定信号を出力するスピーカと、
ダミーヘッドおよび前記ダミーヘッドの左右の耳部に各々装着されたマイクロフォンを備えるダミーヘッド装置と、
前記スピーカから出力され前記マイクロフォンから入力された前記測定信号に基づきインパルス応答を測定するインパルス応答測定部、前記インパルス応答測定部において測定された前記インパルス応答に基づき前記スピーカの配置を決定するための評価データを算出する評価データ演算部、前記評価データ演算部によって算出された前記評価データに基づいて所望の定位位置に音像が定位される前記スピーカの配置を決定するスピーカ配置決定部、を備えるスピーカ配置設計支援装置と、を備えるスピーカ配置設計支援システム。
A speaker whose arrangement state can be changed and which outputs a measurement signal;
A dummy head device comprising a dummy head and a microphone mounted on each of left and right ears of the dummy head;
An impulse response measurement unit that measures an impulse response based on the measurement signal output from the speaker and input from the microphone, and an evaluation for determining the placement of the speaker based on the impulse response measured in the impulse response measurement unit A speaker arrangement comprising: an evaluation data calculation unit that calculates data; and a speaker arrangement determination unit that determines the arrangement of the speakers where a sound image is localized at a desired localization position based on the evaluation data calculated by the evaluation data calculation unit A speaker arrangement design support system comprising a design support device.
前記スピーカ配置設計支援装置は、前記スピーカの向きを制御するスピーカ配置制御部をさらに備え、
前記スピーカは、前記スピーカ配置制御部の制御により前記スピーカの向きを変更可能とするスピーカ配置駆動部をさらに備え、
前記インパルス応答測定部は、前記スピーカ配置制御部により制御された前記スピーカの向き毎に前記インパルス応答を測定することを特徴とする、請求項1に記載のスピーカ配置設計支援システム。
The speaker arrangement design support device further includes a speaker arrangement control unit that controls the direction of the speaker,
The speaker further includes a speaker arrangement driving unit capable of changing the direction of the speaker under the control of the speaker arrangement control unit,
The speaker arrangement design support system according to claim 1, wherein the impulse response measurement unit measures the impulse response for each direction of the speaker controlled by the speaker arrangement control unit.
測定信号を出力するスピーカから出力され、聴取位置に設置されたマイクロフォンから入力された前記測定信号に基づきインパルス応答を測定するインパルス応答測定部と、
前記インパルス応答測定部において測定された前記インパルス応答に基づき前記スピーカの配置を決定するための評価データを算出する評価データ演算部と、
前記評価データ演算部によって算出された前記評価データに基づいて所望の定位位置に音像が定位される前記スピーカの配置を決定するスピーカ配置決定部と、を備えるスピーカ配置設計支援装置。
An impulse response measurement unit that measures an impulse response based on the measurement signal that is output from a speaker that outputs a measurement signal and is input from a microphone installed at a listening position;
An evaluation data calculation unit that calculates evaluation data for determining the arrangement of the speakers based on the impulse response measured in the impulse response measurement unit;
A speaker arrangement design support device, comprising: a speaker arrangement determining unit that determines an arrangement of the speakers in which a sound image is localized at a desired localization position based on the evaluation data calculated by the evaluation data calculation unit.
前記評価データ演算部は、
左右の耳部に装着された各々の前記マイクロフォンに入力された前記測定信号における直接音の到達時間差、最大振幅の到達時間差および最大振幅値の比を算出する遅延時間演算部と、
前記左右の耳部に装着された各々の前記マイクロフォンに入力された前記測定信号における最大振幅前後のエネルギー比を算出するエネルギー比演算部と、を備え、
前記到達時間差および前記エネルギー比に基づき前記評価データを算出することを特徴とする、請求項3に記載のスピーカ配置設計支援装置。
The evaluation data calculation unit includes:
A delay time calculation unit that calculates a direct sound arrival time difference, a maximum amplitude arrival time difference, and a maximum amplitude value ratio in the measurement signals input to the microphones attached to the left and right ears;
An energy ratio calculation unit that calculates an energy ratio before and after the maximum amplitude in the measurement signal input to each of the microphones attached to the left and right ears;
The speaker arrangement design support apparatus according to claim 3, wherein the evaluation data is calculated based on the arrival time difference and the energy ratio.
測定信号を出力するスピーカから出力され、聴取位置に設置されたマイクロフォンから入力された前記測定信号に基づきインパルス応答を測定するインパルス応答測定ステップと、
前記インパルス応答測定ステップにおいて測定された前記インパルス応答に基づき前記スピーカの配置を決定するための評価データを算出する評価データ演算ステップと、
前記評価データ演算ステップにおいて算出された前記評価データに基づいて所望の定位位置に音像が定位される前記スピーカの配置を決定するスピーカ配置決定ステップと、を備えるスピーカ配置設計支援方法。
An impulse response measuring step of measuring an impulse response based on the measurement signal output from a speaker that outputs a measurement signal and input from a microphone installed at a listening position;
An evaluation data calculation step for calculating evaluation data for determining the arrangement of the speakers based on the impulse response measured in the impulse response measurement step;
A speaker arrangement design support method comprising: a speaker arrangement determination step for determining an arrangement of the speakers where a sound image is localized at a desired localization position based on the evaluation data calculated in the evaluation data calculation step.
スピーカ配置設計支援装置が備えるコンピュータに、
測定信号を出力するスピーカから出力され、聴取位置に設置されたマイクロフォンから入力された前記測定信号に基づきインパルス応答を測定するインパルス応答測定ステップと、
前記インパルス応答測定ステップにおいて測定された前記インパルス応答に基づき前記スピーカの配置を決定するための評価データを算出する評価データ演算ステップと、
前記評価データ演算ステップにおいて算出された前記評価データに基づいて所望の定位位置に音像が定位される前記スピーカの配置を決定するスピーカ配置決定ステップと、
を実行させるプログラム。
In the computer provided in the speaker arrangement design support device,
An impulse response measuring step of measuring an impulse response based on the measurement signal output from a speaker that outputs a measurement signal and input from a microphone installed at a listening position;
An evaluation data calculation step for calculating evaluation data for determining the arrangement of the speakers based on the impulse response measured in the impulse response measurement step;
A speaker arrangement determining step for determining an arrangement of the speaker in which the sound image is localized at a desired localization position based on the evaluation data calculated in the evaluation data calculation step;
A program that executes
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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