JP2017122781A - Device and method for measuring delay time, and device and method for correcting delay time - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スピーカから出力されたオーディオ音が聴取位置に到達するまでの遅延時間を測定する遅延時間測定装置、方法、および、複数のスピーカのそれぞれから出力されたオーディオ音が聴取位置に到達するまでの遅延時間の差を補正する遅延時間補正装置、方法に関する。 The present invention relates to a delay time measuring apparatus and method for measuring a delay time until an audio sound output from a speaker reaches a listening position, and an audio sound output from each of a plurality of speakers reaches the listening position. The present invention relates to a delay time correction apparatus and method for correcting a difference in delay time until.
従来から、ホワイトノイズおよびパルス信号の混合信号からなるテストノイズを発生させて聴取位置からスピーカまでの距離を測定する音響再生装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。テストノイズ発生部から出力されたテストノイズは、D/A変換回路とアンプを介してスピーカを駆動する。このスピーカから発生したテストノイズは、マイクロホンにより集音され、A/D変換回路、デジタル入力切替部、マルチチャンネルデコーダ部を介して音響処理部に入力される。音響処理部内の距離測定部は、テストノイズ(例えば、テストノイズに含まれるパルス信号)をスピーカに出力した時点から、マイクロホンにより集音したテストノイズを検出した時点までの遅延時間を測定することにより、スピーカからマイクロホンまでの距離を測定することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an acoustic reproduction apparatus that generates a test noise including a mixed signal of white noise and a pulse signal and measures a distance from a listening position to a speaker (see, for example, Patent Document 1). The test noise output from the test noise generator drives the speaker through the D / A conversion circuit and the amplifier. Test noise generated from the speaker is collected by a microphone and input to the acoustic processing unit via the A / D conversion circuit, the digital input switching unit, and the multi-channel decoder unit. The distance measurement unit in the sound processing unit measures the delay time from the time when test noise (for example, a pulse signal included in the test noise) is output to the speaker to the time when the test noise collected by the microphone is detected. The distance from the speaker to the microphone can be measured.
ところで、上述した特許文献1の音響再生装置では、テストノイズに含まれるパルス信号を用いてスピーカからマイクロホンまでの遅延時間が測定されるが、マイクロホンの出力に含まれる応答成分(インパルス応答)には、振幅レベルがピークになる成分よりも前に小さな振幅レベルのピーク(先頭のピーク)が現れるため、振幅レベルが最大となるピークの位置を検出した遅延時間を測定すると、正確な遅延時間を測定することができないという問題があった。
By the way, in the sound reproduction apparatus of
先頭のピークを検出して遅延時間を測定することも考えられるが、特許文献1のテストノイズには、パルス信号以外にホワイトノイズが含まれるため、先頭のピークはこのホワイトノイズに隠れてしまうおそれがある。また、パルス信号のみが含まれるテストノイズを用いることも考えられるが、実際には、スピーカの取付位置、取付周辺構造、マイクロホン位置などによって周波数特性が異なるため、この周波数特性の影響により、先頭のピークが含まれる波形の形状がスピーカ毎に異なっており、先頭のピークを用いた場合であっても正確な遅延時間を測定することができなかった。
Although it is conceivable to measure the delay time by detecting the leading peak, since the test noise of
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、スピーカから聴取位置までの遅延時間を正確に測定することができる遅延時間測定装置および方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、複数のスピーカから聴取位置までの遅延時間の差を正確に補正することができる遅延時間補正装置および方法を提供することにある。 The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a delay time measuring apparatus and method capable of accurately measuring a delay time from a speaker to a listening position. . Another object of the present invention is to provide a delay time correction apparatus and method capable of accurately correcting a difference in delay time from a plurality of speakers to a listening position.
上述した課題を解決するために、本発明の遅延時間測定装置は、音響空間内に設置されたスピーカと、音響空間内の聴取位置に設置された集音手段と、所定周波数の正弦波信号を発生してスピーカに入力する正弦波発生手段と、スピーカに入力される入力正弦波信号に対応して集音手段から出力される応答正弦波信号を検出する応答正弦波信号検出手段と、スピーカに入力された入力正弦波信号と応答正弦波信号検出手段によって検出された応答正弦波信号とに基づいて、スピーカから正弦波信号が出力されて集音手段に到達するまでの遅延時間を算出する遅延時間算出手段とを備えている。 In order to solve the above-described problem, a delay time measuring apparatus according to the present invention includes a speaker installed in an acoustic space, sound collection means installed at a listening position in the acoustic space, and a sine wave signal having a predetermined frequency. A sine wave generating means for generating and inputting to the speaker; a response sine wave signal detecting means for detecting a response sine wave signal output from the sound collecting means in response to an input sine wave signal input to the speaker; Based on the input sine wave signal input and the response sine wave signal detected by the response sine wave signal detection means, a delay for calculating a delay time until the sine wave signal is output from the speaker and reaches the sound collecting means Time calculating means.
また、本発明の遅延時間測定方法は、所定周波数の正弦波信号を発生して、音響空間内に設置されたスピーカに正弦波発生手段によって入力するステップと、スピーカに入力される入力正弦波信号に対応して、音響空間内の聴取位置に設置された集音手段から出力される応答正弦波信号を応答正弦波信号検出手段によって検出するステップと、スピーカに入力された入力正弦波信号と応答正弦波信号検出手段によって検出された応答正弦波信号とに基づいて、スピーカから正弦波信号が出力されて集音手段に到達するまでの遅延時間を遅延時間算出手段によって算出するステップとを有している。 The delay time measuring method of the present invention includes a step of generating a sine wave signal having a predetermined frequency and inputting the sine wave signal to a speaker installed in the acoustic space by a sine wave generating means, and an input sine wave signal input to the speaker. Corresponding to the step of detecting the response sine wave signal output from the sound collection means installed at the listening position in the acoustic space by the response sine wave signal detection means, and the input sine wave signal input to the speaker and the response And a step of calculating a delay time until the sine wave signal is output from the speaker and reaches the sound collecting means based on the response sine wave signal detected by the sine wave signal detecting means. ing.
単一周波数の正弦波信号を用いてスピーカから集音手段までの遅延時間を測定することにより、集音手段から出力される応答正弦波信号の歪みを低減して正確な遅延時間の測定が可能になる。 By measuring the delay time from the speaker to the sound collection means using a single frequency sine wave signal, it is possible to reduce the distortion of the response sine wave signal output from the sound collection means and to measure the delay time accurately. become.
また、上述した遅延時間算出手段は、入力正弦波信号および応答正弦波信号のそれぞれの波形の立ち上がり位置あるいは立ち下がり位置の時間差を遅延時間として算出することが望ましい。正弦波信号の波形の立ち上がり位置あるいは立ち下がり位置を用いて遅延時間を算出することにより、振幅等の変動による影響を排除して常に正確な遅延時間の測定が可能となる。 The delay time calculation means described above preferably calculates the time difference between the rising position or the falling position of the waveforms of the input sine wave signal and the response sine wave signal as the delay time. By calculating the delay time using the rising position or falling position of the waveform of the sine wave signal, it is possible to always measure the delay time accurately without the influence of fluctuations in amplitude or the like.
また、上述した遅延時間算出手段は、入力正弦波信号および応答正弦波信号の2周期目以降の波形の立ち上がり位置あるいは立ち下がり位置の時間差を遅延時間として算出することが望ましい。振幅が安定した後に遅延時間の測定を行うことにより、スピーカが振動を開始する際の不安定な状態において遅延時間を測定することを回避することができ、さらに正確な遅延時間を得ることが可能となる。 The delay time calculation means described above preferably calculates the time difference between the rising position or falling position of the waveform after the second period of the input sine wave signal and the response sine wave signal as the delay time. By measuring the delay time after the amplitude has stabilized, it is possible to avoid measuring the delay time in an unstable state when the speaker starts to vibrate, and to obtain a more accurate delay time. It becomes.
また、上述した遅延時間算出手段は、入力正弦波信号および応答正弦波信号の複数周期に対応する複数の波形の立ち上がり位置あるいは複数の波形の立ち下がり位置のそれぞれの時間差の平均値を遅延時間として算出することが望ましい。これにより、一時的なノイズによる影響を排除して、さらに正確な遅延時間を得ることが可能となる。 Further, the delay time calculation means described above uses the average value of the time differences of the rising positions of the plurality of waveforms or the falling positions of the plurality of waveforms corresponding to the plurality of periods of the input sine wave signal and the response sine wave signal as the delay time. It is desirable to calculate. As a result, it is possible to eliminate the influence of temporary noise and obtain a more accurate delay time.
また、上述した正弦波発生手段によって発生する正弦波信号の周波数は、人の可聴帯域に含まれる周波数であることが望ましい。これにより、オーディオ装置等で実際に用いられる周波数の信号を用いた遅延時間の測定が可能となる。 Moreover, it is desirable that the frequency of the sine wave signal generated by the sine wave generating means described above is a frequency included in the human audible band. This makes it possible to measure the delay time using a signal having a frequency actually used in an audio device or the like.
また、本発明の遅延時間補正装置は、音響空間内に設置された複数のスピーカと、音響空間内の聴取位置に設置された集音手段と、所定周波数の正弦波信号を発生して複数のスピーカのそれぞれに選択的に入力する正弦波発生手段と、複数のスピーカのそれぞれに入力される入力正弦波信号に対応して集音手段から出力される応答正弦波信号を検出する応答正弦波信号検出手段と、スピーカに入力された入力正弦波信号と応答正弦波信号検出手段によって検出された応答正弦波信号とに基づいて、スピーカから正弦波信号が出力されて集音手段に到達するまでの遅延時間を、複数のスピーカのそれぞれについて算出する遅延時間算出手段と、遅延時間算出手段によって算出された複数のスピーカのそれぞれに対応する複数の遅延時間に基づいて、複数のスピーカのそれぞれから出力される音波が集音手段に同時に到達するように、複数のスピーカのそれぞれにおける信号の入力タイミングを調整する遅延手段とを備えている。 The delay time correction apparatus of the present invention generates a plurality of speakers installed in an acoustic space, sound collection means installed at a listening position in the acoustic space, and a sine wave signal having a predetermined frequency. A sine wave generating means for selectively inputting to each of the speakers, and a response sine wave signal for detecting a response sine wave signal output from the sound collecting means in response to an input sine wave signal input to each of the plurality of speakers Based on the detection means, the input sine wave signal input to the speaker and the response sine wave signal detected by the response sine wave signal detection means, the sine wave signal is output from the speaker and reaches the sound collection means. Based on a plurality of delay times corresponding to each of the plurality of speakers calculated by the delay time calculating means and a delay time calculating means for calculating the delay time for each of the plurality of speakers. As acoustic waves output from each of the plurality of speakers simultaneously reach sound collecting means, and a delay means for adjusting the input timing of the signal at each of a plurality of speakers.
また、本発明の遅延時間補正方法は、所定周波数の正弦波信号を発生して、音響空間内に設置された複数のスピーカのそれぞれに正弦波発生手段によって選択的に入力するステップと、複数のスピーカのそれぞれに入力される入力正弦波信号に対応して、音響空間内の聴取位置に設置された集音手段から出力される応答正弦波信号を応答正弦波信号検出手段によって検出するステップと、スピーカに入力された入力正弦波信号と応答正弦波信号検出手段によって検出された応答正弦波信号とに基づいて、スピーカから正弦波信号が出力されて集音手段に到達するまでの遅延時間を、遅延時間算出手段によって複数のスピーカのそれぞれについて算出するステップと、遅延時間算出手段によって算出された複数のスピーカのそれぞれに対応する複数の遅延時間に基づいて、複数のスピーカのそれぞれから出力される音波が集音手段に同時に到達するように、複数のスピーカのそれぞれにおける信号の入力タイミングを遅延手段によって調整するステップとを有している。 The delay time correction method of the present invention includes a step of generating a sine wave signal having a predetermined frequency and selectively inputting the sine wave generation means to each of a plurality of speakers installed in the acoustic space; Detecting a response sine wave signal output from the sound collecting means installed at the listening position in the acoustic space in response to the input sine wave signal input to each of the speakers by the response sine wave signal detecting means; Based on the input sine wave signal input to the speaker and the response sine wave signal detected by the response sine wave signal detection means, the delay time until the sine wave signal is output from the speaker and reaches the sound collection means, A step for calculating each of the plurality of speakers by the delay time calculating means, and a step corresponding to each of the plurality of speakers calculated by the delay time calculating means. Adjusting the signal input timing of each of the plurality of speakers by the delay means so that the sound waves output from each of the plurality of speakers simultaneously reach the sound collection means based on the number of delay times. ing.
単一周波数の正弦波信号を用いて各スピーカから集音手段までの遅延時間を測定することにより、集音手段から出力される応答正弦波信号の歪みを低減して正確な遅延時間の測定が可能になる。このため、このような遅延時間の測定結果に基づいて、各スピーカから出力する音波が同時に集音手段に到達するように、各スピーカから聴取位置までの遅延時間の差を正確に補正することができる。 By measuring the delay time from each speaker to the sound collecting means using a single frequency sine wave signal, the distortion of the response sine wave signal output from the sound collecting means can be reduced and the delay time can be accurately measured. It becomes possible. For this reason, it is possible to accurately correct the difference in delay time from each speaker to the listening position so that sound waves output from each speaker simultaneously reach the sound collecting means based on the measurement result of such delay time. it can.
以下、本発明を適用した一実施形態のオーディオシステムについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an audio system according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図1は、一実施形態のオーディオシステムの構成を示す図である。このオーディオシステムは、例えば車両に搭載されており、オーディオ装置100、4つの遅延器10、12、14、16、4つのスイッチ20、22、24、26、4つのスピーカ30、32、34、36、マイクロホン38、トーンバースト発生部40、トーンバースト検出部42、遅延時間算出部44、遅延時間設定部46を備えている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an audio system according to an embodiment. This audio system is mounted on a vehicle, for example, and includes an
オーディオ装置100は、チューナやDVDプレーヤ等を含んでおり、4つのスピーカ30、32、34、36のそれぞれに向けてオーディオ信号を出力する。遅延器10、12、14、16は、スピーカ30、32、34、36のそれぞれに1対1に対応して設けられており、オーディオ装置100から出力されたオーディオ信号を、設定された遅延時間遅延させて出力する。
The
スイッチ20、22、24、26は、遅延器10、12、14、16とスピーカ30、32、34、36の間に挿入されており、オーディオ信号とトーンバースト信号のいずれかを選択して、対応するスピーカに入力する。具体的には、遅延器10とスピーカ30との間にスイッチ20が挿入されている。遅延器12とスピーカ32との間にスイッチ22が挿入されている。遅延器14とスピーカ34との間にスイッチ24が挿入されている。遅延器16とスピーカ36との間にスイッチ26が挿入されている。
The
スピーカ30、32、34、36は、音響空間としての車室内に設置されており、入力されるオーディオ信号あるいはトーンバースト信号に対応する音波を車室内に出力する。例えば、スピーカ30が車室内の前方右側に、スピーカ32が車室内の前方左側に、スピーカ34が車室内の後方右側に、スピーカ36が車室内の後方左側に設置されている。マイクロホン38は、車室内の聴取位置に設置されており、各スピーカから出力されたオーディオ信号やトンバースト信号に対応する音波を集音する。
The
トーンバースト発生部40は、スピーカ30、32、34、36に選択的に入力する所定周波数の正弦波信号としてのトーンバースト信号を発生する。例えば、この正弦波信号の周波数は、人の可聴帯域に含まれた周波数であって、例えば50Hzの周波数が用いられる。
The
トーンバースト検出部42は、各スピーカに入力されるトーンバースト信号(入力正弦波信号)に対応してマイクロホン38から出力されるトーンバースト信号(応答正弦波信号)を検出する。
The tone burst
遅延時間算出部44は、各スピーカに入力されたトーンバースト信号(入力正弦波信号)と、この信号に対応してトーンバースト検出部42によって検出されたトーンバースト信号(応答正弦波信号)とに基づいて、各スピーカからトーンバースト信号に対応する音波が出力されてマイクロホン38に到達するまでの遅延時間を、各スピーカについて算出する。
The delay
遅延時間設定部46は、遅延時間算出部44によって算出された4つのスピーカ30、32、34、36のそれぞれに対応する4つの遅延時間に基づいて、各スピーカから出力される音波がマイクロホン38に同時に到達するように、4つのスピーカ30、32、34、36のそれぞれにおける信号の入力タイミングを調整する。例えば、4つのスピーカ30、32、34、36のそれぞれに対応して算出された4つの遅延時間をT1、T2、T3、T4とし、その中でT3が最も長い場合を考えると、遅延時間設定部46は、4つの遅延器10、12、14、16のそれぞれの遅延時間t1、t2、t3、t4を以下に示すように設定する。
Based on the four delay times corresponding to each of the four
t1=T3−T1
t2=T3−T2
t3=0
t4=T3−T4
すなわち、スピーカ34に対応する最も長い遅延時間T3に合わせて、他の3つのスピーカ30、32、36のそれぞれに入力するオーディオ信号等のタイミングを3つの遅延器10、12、16を用いて遅延させることにより、4つのスピーカ30、32、34、36のそれぞれから出力される音波がマイクロホン38に同時に到達するように、音波の出力タイミングを可変している。
t1 = T3-T1
t2 = T3-T2
t3 = 0
t4 = T3-T4
That is, in accordance with the longest delay time T3 corresponding to the
上述したマイクロホン38が集音手段に、トーンバースト発生部40が正弦波発生手段に、トーンバースト検出部42が応答正弦波信号検出手段に、遅延時間算出部44が遅延時間算出手段に、遅延時間設定部46、遅延器10、12、14、16が遅延手段にそれぞれ対応する。
The
本実施形態のオーディオシステムはこのような構成を有しており、次に、各スピーカから出力された音波がマイクロホン38に到達するまでの遅延時間を測定するとともに、この測定結果に基づいて遅延器10、12、14、16の各遅延時間を設定するまでの遅延時間補正動作について説明する。
The audio system of the present embodiment has such a configuration. Next, the delay time until the sound wave output from each speaker reaches the
図2は、遅延時間測定および補正の動作手順を示す流れ図である。まず、トーンバースト発生部40は、4つのスピーカ30、32、34、36の中から一つを選択する(ステップ100)。例えば、スピーカ30が選択され、このスピーカ30の前段に設けられたスイッチ20がトーンバースト発生部40側に切り替えられる。次に、トーンバースト発生部40は、スイッチ20を介してスピーカ30にトーンバースト信号を入力する(ステップ102)。スピーカ30からは、入力されたトーンバースト信号に対応する音波が車室内に出力される。また、トーンバースト検出部42は、スピーカ30に入力されたトーンバースト信号に対応するマイクロホン38の出力(トーンバースト信号)を検出する(ステップ104)。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure of delay time measurement and correction. First, the tone burst
次に、遅延時間算出部44は、スピーカ30に入力されたトーンバースト信号(入力正弦波信号)と、このトーンバースト信号に対応してマイクロホン38から出力されるトーンバースト信号(応答正弦波信号)とに基づいて、スピーカ30からマイクロホン38までの音波の到達時間である遅延時間T1を算出する(ステップ106)。
Next, the delay
図3は、遅延時間算出の説明図である。図3(A)にはスピーカ30に入力されるトーンバースト信号の波形が、図3(B)にはこのトーンバースト信号に対応してマイクロホン38から出力されるトーンバースト信号の波形がそれぞれ示されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram of delay time calculation. 3A shows the waveform of the tone burst signal input to the
遅延時間算出部44は、マイクロホン38から出力されるトーンバースト信号の振幅が安定したn周期目(nは2以上)の波形を用いて遅延時間を算出する。図3(B)に示すトーンバースト信号は、1周期目と2周期目の振幅が3周期目の振幅よりも小さいため、例えば3周期目の波形を用いて遅延時間の算出が行われる。なお、スピーカ30の構造等(例えば、スピーカ30の振動板の重量)によっては、3周期目以降の振幅もそれ以後の安定した状態における振幅よりも小さい場合も考えられるため、4周期目以降の波形を用いて遅延時間の算出を行うようにしてもよい。
The delay
遅延時間算出部44は、図3(A)に示すトーンバスト信号の3周期目の波形の立ち上がり位置(波形の負から正に変化する位置)p10から、図3(B)に示すトーンバースト信号の3周期目の立ち上がり位置p11までの時間を、スピーカ30に対応する遅延時間T1(=p11−p10)として算出する。なお、立ち上がり位置を用いる代わりに立ち下がり位置(波形の正から負に変化する位置)を用いるようにしてもよい。この点は、以下に示す変形例についても同様である。
The delay
図4は、遅延時間算出の変形例の説明図である。図4(A)および図4(B)のそれぞれに示す波形は、図3(A)および図3(B)に示した波形と同じである。 FIG. 4 is an explanatory diagram of a modified example of delay time calculation. The waveforms shown in FIGS. 4A and 4B are the same as the waveforms shown in FIGS. 3A and 3B, respectively.
この変形例では、遅延時間算出部44は、トーンバースト信号の3周期目以降の複数周期の波形を用いて、各周期の波形毎に遅延時間を算出し、さらにこれらの遅延時間を平均して遅延時間を算出する。
In this modification, the delay
例えば、遅延時間算出部44は、図4(A)に示すトーンバスト信号の3周期目の波形の立ち上がり位置p10から図4(B)に示すトーンバースト信号の3周期目の立ち上がり位置p11までの時間s1(=p11−p10)と、図4(A)に示すトーンバスト信号の4周期目の波形の立ち上がり位置p20から図4(B)に示すトーンバースト信号の4周期目の立ち上がり位置p21までの時間s2(=p21−p20)と、図4(A)に示すトーンバスト信号の5周期目の波形の立ち上がり位置p30から図4(B)に示すトーンバースト信号の5周期目の立ち上がり位置p31までの時間s3(=p31−p30)の平均値を、スピーカ30に対応する遅延時間T1(=((p11−p10)+(p21−p20)+(p31−p30))/3)として算出する。
For example, the delay
このようにして、1つのスピーカ30について遅延時間T1の算出が終了すると、次に、トーンバースト発生部40は、遅延時間の算出が終了していない他のスピーカがあるか否かを判定する(ステップ108)。遅延時間未算出のスピーカがある場合には肯定判断が行われ、ステップ100に戻って次のスピーカについて遅延時間の算出動作が繰り替えされる。その後、全てのスピーカについて遅延時間(T1〜T4)の算出が終了すると、ステップ108の判定において否定判断が行われる。
When the calculation of the delay time T1 is completed for one
次に、遅延時間設定部46は、算出した各スピーカに対応する4つの遅延時間T1〜T4の中から最も長い遅延時間を抽出し、それ以外の3つの遅延時間との時間差を算出する(ステップ110)。上述したように、例えば、スピーカ34に対応する遅延時間T3が最も長い場合には、この遅延時間T3とそれ以外の3つの遅延時間T1、T2、T4との時間差が算出される。
Next, the delay time setting unit 46 extracts the longest delay time from the four delay times T1 to T4 corresponding to the calculated speakers, and calculates the time difference from the other three delay times (step). 110). As described above, for example, when the delay time T3 corresponding to the
次に、遅延時間設定部46は、このようにして算出した時間差を用いて、4つの遅延器10、12、14、16のそれぞれの遅延時間t1、t2、t3、t4を設定する(ステップ112)。具体的には、スピーカ30に対応する遅延器10の遅延時間t1がT3−T1に設定される。スピーカ32に対応する遅延器12の遅延時間t2がT3−T2に設定される。スピーカ34に対応する遅延器14の遅延時間t3が0(=T3−T3)に設定される。スピーカ36に対応する遅延器16の遅延時間t4がT3−T4に設定される。以後、このようにして遅延時間が設定された4つの遅延器10、12、14、16を通して、オーディオ装置100から出力されるオーディオ信号を各スピーカに入力することにより、各スピーカから出力されるオーディオ音がマイクロホン38に同時に到達することになる。
Next, the delay time setting unit 46 sets the delay times t1, t2, t3, and t4 of the four
このように、本実施形態のオーディオシステムでは、単一周波数のトーンバースト信号(入力正弦波信号、応答正弦波信号)を用いて各スピーカからマイクロホン38までの遅延時間を測定することにより、マイクロホン38から出力される応答正弦波信号の歪みを低減して正確な遅延時間の測定が可能になる。また、この正確な遅延時間の測定結果に基づいて、各スピーカから出力する音波が同時にマイクロホン38に到達するように、各スピーカから聴取位置までの遅延時間の差を正確に補正することが可能となる。
As described above, in the audio system according to the present embodiment, the
特に、正弦波信号の波形の立ち上がり位置あるいは立ち下がり位置を用いて遅延時間を算出することにより、振幅等の変動による影響を排除して常に正確な遅延時間の測定が可能となる。また、正弦波信号の2周期目以降の波形の立ち上がり位置あるいは立ち下がり位置の時間差を遅延時間として算出しており、振幅が安定した後に遅延時間の測定を行うことにより、各スピーカが振動を開始する際の不安定な状態において遅延時間を測定することを回避することができ、さらに正確な遅延時間を得ることが可能となる。さらに、複数周期に対応する複数の波形の立ち上がり位置あるいは複数の波形の立ち下がり位置のそれぞれの時間差の平均値を遅延時間として算出することにより、一時的なノイズによる影響を排除して、さらに正確な遅延時間を得ることが可能となる。 In particular, by calculating the delay time using the rising position or falling position of the waveform of the sine wave signal, it is possible to always measure the delay time accurately without the influence of fluctuations in amplitude or the like. In addition, the time difference between the rising position or falling position of the waveform after the second cycle of the sine wave signal is calculated as the delay time, and each speaker starts to vibrate by measuring the delay time after the amplitude is stabilized It is possible to avoid measuring the delay time in an unstable state, and to obtain a more accurate delay time. Furthermore, by calculating the average value of the time difference between the rising positions of multiple waveforms corresponding to multiple cycles or the falling positions of multiple waveforms as the delay time, the effects of temporary noise can be eliminated, and more accurate It is possible to obtain a long delay time.
また、トーンバースト発生部40によって発生するトーンバースト信号の周波数を、人の可聴帯域に含まれる周波数とすることにより、オーディオ装置100等で実際に用いられる周波数の信号(オーディオ信号)を用いた遅延時間の測定が可能となる。
Further, by using the frequency of the tone burst signal generated by the tone burst
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要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、上述した実施形態では、50Hzのトーンバースト信号を用いて遅延時間を測定したが、各スピーカから出力されるオーディオ音の音質に着目し、このオーディオ音に含まれる特定周波数の成分を強調したい場合には、この特定周波数に対応する周波数のトーンバースト信号を用いて遅延時間の測定および各遅延器の設定を行うようにしてもよい。例えば、低域の重さを強調したい場合には50Hzのトーンバースト信号を用いる。また、低域の塊り感を強調したい場合には80〜100Hzのトーンバースト信号を用いる。さらに、ヴォーカルの基音を強調したい場合には150〜400Hzのトーンバースト信号を用いる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the delay time is measured using a tone burst signal of 50 Hz. However, focusing on the sound quality of the audio sound output from each speaker, it is desired to emphasize the component of the specific frequency included in the audio sound. In this case, the delay time may be measured and each delay unit may be set using a tone burst signal having a frequency corresponding to the specific frequency. For example, when it is desired to emphasize the weight of the low frequency band, a tone burst signal of 50 Hz is used. In addition, when it is desired to emphasize the low-frequency clumping, a 80-100 Hz tone burst signal is used. Furthermore, when it is desired to emphasize the fundamental tone of the vocal, a tone burst signal of 150 to 400 Hz is used.
また、上述した実施形態では、車両に搭載されたオーディオシステムに本発明を適用した場合について説明したが、車載以外、例えば屋内あるいは野外で使用されるオーディオシステムに本発明を適用するようにしてもよい。また、オーディオシステム以外であっても、スピーカから出力した音を特定の聴取位置にいる利用者に聞かせるようなシステムに本発明を適用することができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an audio system mounted on a vehicle has been described. However, the present invention may be applied to an audio system used indoors or outdoors, for example, other than on-vehicle. Good. Moreover, even if it is other than an audio system, this invention is applicable to the system which makes the user in a specific listening position hear the sound output from the speaker.
また、上述した実施形態では、オーディオ装置100とは別にその後段に遅延時間の測定および各遅延器の設定を行う構成を設けたが、これらの構成はオーディオ装置100内に組み込むようにしてもよい。
In the above-described embodiment, a configuration for measuring the delay time and setting each delay device is provided in the subsequent stage separately from the
上述したように、本発明によれば、単一周波数の正弦波信号を用いてスピーカから集音手段までの遅延時間を測定することにより、集音手段から出力される応答正弦波信号の歪みを低減して正確な遅延時間の測定が可能になる。 As described above, according to the present invention, the distortion of the response sine wave signal output from the sound collecting means is measured by measuring the delay time from the speaker to the sound collecting means using a single frequency sine wave signal. This makes it possible to accurately measure the delay time.
10、12、14、16 遅延器
20、22、24、26 スイッチ
30、32、34、36 スピーカ
38 マイクロホン
40 トーンバースト発生部
42 トーンバースト検出部
44 遅延時間算出部
46 遅延時間設定部
100 オーディオ装置
10, 12, 14, 16
Claims (8)
前記音響空間内の聴取位置に設置された集音手段と、
所定周波数の正弦波信号を発生して前記スピーカに入力する正弦波発生手段と、
前記スピーカに入力される入力正弦波信号に対応して前記集音手段から出力される応答正弦波信号を検出する応答正弦波信号検出手段と、
前記スピーカに入力された前記入力正弦波信号と、前記応答正弦波信号検出手段によって検出された前記応答正弦波信号とに基づいて、前記スピーカから正弦波信号が出力されて前記集音手段に到達するまでの遅延時間を算出する遅延時間算出手段と、
を備えることを特徴とする遅延時間測定装置。 A speaker installed in the acoustic space;
Sound collecting means installed at a listening position in the acoustic space;
A sine wave generating means for generating a sine wave signal of a predetermined frequency and inputting it to the speaker;
Response sine wave signal detection means for detecting a response sine wave signal output from the sound collecting means in response to an input sine wave signal input to the speaker;
Based on the input sine wave signal input to the speaker and the response sine wave signal detected by the response sine wave signal detection means, a sine wave signal is output from the speaker and reaches the sound collecting means. Delay time calculating means for calculating the delay time until
A delay time measuring apparatus comprising:
前記遅延時間算出手段は、前記入力正弦波信号および前記応答正弦波信号のそれぞれの波形の立ち上がり位置あるいは立ち下がり位置の時間差を前記遅延時間として算出することを特徴とする遅延時間測定装置。 In claim 1,
The delay time measuring device is characterized in that the delay time calculating means calculates a time difference between a rising position or a falling position of each waveform of the input sine wave signal and the response sine wave signal as the delay time.
前記遅延時間算出手段は、前記入力正弦波信号および前記応答正弦波信号の2周期目以降の波形の立ち上がり位置あるいは立ち下がり位置の時間差を前記遅延時間として算出することを特徴とする遅延時間測定装置。 In claim 1 or 2,
The delay time calculating unit calculates a time difference between a rising position or a falling position of a waveform after the second period of the input sine wave signal and the response sine wave signal as the delay time. .
前記遅延時間算出手段は、前記入力正弦波信号および前記応答正弦波信号の複数周期に対応する複数の波形の立ち上がり位置あるいは複数の波形の立ち下がり位置のそれぞれの時間差の平均値を前記遅延時間として算出することを特徴とする遅延時間測定装置。 In claim 2 or 3,
The delay time calculating means uses, as the delay time, an average value of time differences of rising positions of a plurality of waveforms or falling positions of a plurality of waveforms corresponding to a plurality of periods of the input sine wave signal and the response sine wave signal. A delay time measuring apparatus characterized by calculating.
前記正弦波発生手段によって発生する正弦波信号の周波数は、人の可聴帯域に含まれる周波数であることを特徴とする遅延時間測定装置。 In any one of Claims 1-4,
The delay time measuring apparatus according to claim 1, wherein the frequency of the sine wave signal generated by the sine wave generating means is a frequency included in a human audible band.
前記スピーカに入力される入力正弦波信号に対応して、前記音響空間内の聴取位置に設置された集音手段から出力される応答正弦波信号を応答正弦波信号検出手段によって検出するステップと、
前記スピーカに入力された前記入力正弦波信号と、前記応答正弦波信号検出手段によって検出された前記応答正弦波信号とに基づいて、前記スピーカから正弦波信号が出力されて前記集音手段に到達するまでの遅延時間を遅延時間算出手段によって算出するステップと、
を有することを特徴とする遅延時間測定方法。 Generating a sine wave signal of a predetermined frequency and inputting the sine wave generation means to a speaker installed in the acoustic space;
Corresponding to an input sine wave signal input to the speaker, detecting a response sine wave signal output from a sound collecting means installed at a listening position in the acoustic space by a response sine wave signal detecting means;
Based on the input sine wave signal input to the speaker and the response sine wave signal detected by the response sine wave signal detection means, a sine wave signal is output from the speaker and reaches the sound collecting means. Calculating a delay time until the delay time calculating means,
A delay time measuring method comprising:
前記音響空間内の聴取位置に設置された集音手段と、
所定周波数の正弦波信号を発生して前記複数のスピーカのそれぞれに選択的に入力する正弦波発生手段と、
前記複数のスピーカのそれぞれに入力される入力正弦波信号に対応して前記集音手段から出力される応答正弦波信号を検出する応答正弦波信号検出手段と、
前記スピーカに入力された前記入力正弦波信号と、前記応答正弦波信号検出手段によって検出された前記応答正弦波信号とに基づいて、前記スピーカから正弦波信号が出力されて前記集音手段に到達するまでの遅延時間を、前記複数のスピーカのそれぞれについて算出する遅延時間算出手段と、
前記遅延時間算出手段によって算出された前記複数のスピーカのそれぞれに対応する複数の遅延時間に基づいて、前記複数のスピーカのそれぞれから出力される音波が前記集音手段に同時に到達するように、前記複数のスピーカのそれぞれにおける信号の入力タイミングを調整する遅延手段と、
を備えることを特徴とする遅延時間補正装置。 A plurality of speakers installed in the acoustic space;
Sound collecting means installed at a listening position in the acoustic space;
Sine wave generating means for generating a sine wave signal having a predetermined frequency and selectively inputting the sine wave signal to each of the plurality of speakers;
Response sine wave signal detection means for detecting a response sine wave signal output from the sound collection means in response to an input sine wave signal input to each of the plurality of speakers;
Based on the input sine wave signal input to the speaker and the response sine wave signal detected by the response sine wave signal detection means, a sine wave signal is output from the speaker and reaches the sound collecting means. Delay time calculating means for calculating a delay time until each of the plurality of speakers;
Based on a plurality of delay times corresponding to each of the plurality of speakers calculated by the delay time calculating means, so that sound waves output from each of the plurality of speakers simultaneously reach the sound collecting means. Delay means for adjusting the input timing of signals in each of a plurality of speakers;
A delay time correction apparatus comprising:
前記複数のスピーカのそれぞれに入力される入力正弦波信号に対応して、前記音響空間内の聴取位置に設置された集音手段から出力される応答正弦波信号を応答正弦波信号検出手段によって検出するステップと、
前記スピーカに入力された前記入力正弦波信号と、前記応答正弦波信号検出手段によって検出された前記応答正弦波信号とに基づいて、前記スピーカから正弦波信号が出力されて前記集音手段に到達するまでの遅延時間を、遅延時間算出手段によって前記複数のスピーカのそれぞれについて算出するステップと、
前記遅延時間算出手段によって算出された前記複数のスピーカのそれぞれに対応する複数の遅延時間に基づいて、前記複数のスピーカのそれぞれから出力される音波が前記集音手段に同時に到達するように、前記複数のスピーカのそれぞれにおける信号の入力タイミングを遅延手段によって調整するステップと、
を有することを特徴とする遅延時間補正方法。 Generating a sine wave signal of a predetermined frequency and selectively inputting the sine wave generation means to each of a plurality of speakers installed in the acoustic space;
The response sine wave signal output from the sound collecting means installed at the listening position in the acoustic space is detected by the response sine wave signal detection means in response to the input sine wave signal input to each of the plurality of speakers. And steps to
Based on the input sine wave signal input to the speaker and the response sine wave signal detected by the response sine wave signal detection means, a sine wave signal is output from the speaker and reaches the sound collecting means. Calculating a delay time until each of the plurality of speakers by a delay time calculating means;
Based on a plurality of delay times corresponding to each of the plurality of speakers calculated by the delay time calculating means, so that sound waves output from each of the plurality of speakers simultaneously reach the sound collecting means. Adjusting a signal input timing in each of the plurality of speakers by a delay means;
A delay time correction method comprising:
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