JP2019180073A - Acoustic system, sound-reproducing system, and sound reproduction method - Google Patents

Acoustic system, sound-reproducing system, and sound reproduction method Download PDF

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健人 石森
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Abstract

To calculate a compensation amount of audio signal becoming natural audibility for noise.SOLUTION: An acoustic system acquires first and second noise signals, acquires an audio signal, calculates noise level on the basis of the first and second noise signals, calculates the signal level of the audio signal, calculates a masking amount on the basis of the noise levels of the first and second noise signals and the signal level of the audio signal, controls frequency characteristics of the audio signal on the basis of the compensation amount of the audio signal determined based on the masking amount, and generates first and second output signals.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、音響システム、音響再生装置、および音響再生方法に関する。   The present invention relates to an acoustic system, an acoustic reproduction device, and an acoustic reproduction method.

従来の音響再生装置として、周波数帯域毎の騒音信号レベルとオーディオ信号レベルとの差の関数で表される近似式からマスキング量を算出し、オーディオ信号の周波数特性を変更してマスキング量分オーディオ信号のレベルを上げる音響再生装置が知られている(例えば特許文献1参照)。   As a conventional sound reproduction device, the masking amount is calculated from an approximate expression expressed as a function of the difference between the noise signal level and the audio signal level for each frequency band, and the audio signal is changed by changing the frequency characteristics of the audio signal. A sound reproduction device that raises the level of sound is known (see, for example, Patent Document 1).

特開平10−178695号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-178695

しかしながら前述の音響再生装置では、オーディオ信号の補償量が全てのスピーカに対して同じであるため、両耳位置での騒音レベルが左右で異なった場合、騒音レベルによるマスキング量が左右で異なることで、例えばボーカルの定位方向が、騒音レベルの小さな方向に移動してしまうという課題があった。   However, since the audio signal compensation amount is the same for all speakers in the above-described sound reproduction device, if the noise level at the binaural position is different on the left and right, the masking amount based on the noise level is different on the left and right. For example, there is a problem that the localization direction of the vocal moves in a direction where the noise level is small.

本開示の一態様は、第1騒音信号を取得する第1マイクと、第2騒音信号を取得する第2マイクと、オーディオ信号を入力するオーディオ信号入力部と、前記第1騒音信号と前記第2騒音信号に基づいて、前記第1騒音信号と前記第2騒音信号それぞれの騒音レベルを算出する騒音レベル分析部と、前記オーディオ信号に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルを算出する音源信号分析部と、前記第1騒音信号の騒音レベル、前記第2騒音信号の騒音レベル、前記オーディオ信号の信号レベルに基づいて、マスキング量を算出するマスキング量算出部と、前記マスキング量に基づいて、前記オーディオ信号の補償量を決定する補償量算出部と、算出した前記補償量に基づいて、前記オーディオ信号の周波数特性を制御し、第1出力信号および第2出力信号を生成する周波数特性制御部と、記第1出力信号および前記第2出力信号をそれぞれ出力する第1スピーカおよび第2スピーカと、を備える、音響システム。   One aspect of the present disclosure includes a first microphone that acquires a first noise signal, a second microphone that acquires a second noise signal, an audio signal input unit that inputs an audio signal, the first noise signal, and the first noise signal. A noise level analysis unit for calculating a noise level of each of the first noise signal and the second noise signal based on two noise signals; and a sound source signal analysis for calculating a signal level of the audio signal based on the audio signal A masking amount calculation unit that calculates a masking amount based on a noise level of the first noise signal, a noise level of the second noise signal, and a signal level of the audio signal, and based on the masking amount, A compensation amount calculation unit for determining a compensation amount of the audio signal and a frequency characteristic of the audio signal are controlled based on the calculated compensation amount, and the first output signal Beauty comprising a frequency characteristic controller for generating a second output signal, a first speaker and a second speaker to output the serial first output signal and said second output signal, respectively, and sound system.

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、騒音によらず音の定位と音の広がりの変化を防止する音響再生装置を提供できる。   The present invention has been made in order to solve the conventional problems, and can provide a sound reproducing device that prevents changes in sound localization and sound spread regardless of noise.

本開示の第1の実施形態における音響システムの一例を示すブロック図1 is a block diagram illustrating an example of an acoustic system according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の第2の実施形態における音響システムの一例を示すブロック図The block diagram which shows an example of the acoustic system in 2nd Embodiment of this indication. 本開示の実施形態における車室内のマイク設置位置の一例を示す図The figure which shows an example of the microphone installation position in the vehicle interior in embodiment of this indication マスキング量特性を表わす概略図Schematic representation of masking amount characteristics

以下、添付図面を適宜参照しながら、本開示に係る音響再生装置を具体的に開示した実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。   Hereinafter, an embodiment that specifically discloses a sound reproducing device according to the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings as appropriate. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of already well-known matters and repeated descriptions for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art. The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.

(第1の実施形態)
図1は、本開示の第1の実施形態における音響システムの一例を示すブロック図である。図1を用いて本開示の第1の実施形態を説明する。音響システム1は、音響再生装置100、第1マイク200、第2マイク300、音源入力装置400、第1スピーカ500、および第2スピーカ600を備える。音響再生装置100は、騒音レベル分析部101、音源信号分析部102、マスキング量算出部103、補償量算出部104、周波数特性制御部105、周波数特性制御部106を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an acoustic system according to the first embodiment of the present disclosure. A first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. The acoustic system 1 includes an acoustic reproduction device 100, a first microphone 200, a second microphone 300, a sound source input device 400, a first speaker 500, and a second speaker 600. The sound reproduction device 100 includes a noise level analysis unit 101, a sound source signal analysis unit 102, a masking amount calculation unit 103, a compensation amount calculation unit 104, a frequency characteristic control unit 105, and a frequency characteristic control unit 106.

第1マイク200および第2マイク300は、各々が配置された場所の周囲の騒音信号を取得する。騒音レベル分析部101は、第1マイク200と第2マイク300から入力された騒音信号に基づいて周波数帯域毎に騒音レベルを分析する。音源信号分析部102は、音源入力装置400から出力された第1オーディオ信号および第2オーディオ信号を含む2チャンネルのオーディオ信号の信号レベルを一以上の周波数帯域毎に分析する。ここで、第1オーディオ信号と第2オーディオ信号それぞれの信号レベルが一以上の周波数帯域毎に分析されてもよい。   The first microphone 200 and the second microphone 300 obtain a noise signal around the place where each is placed. The noise level analysis unit 101 analyzes the noise level for each frequency band based on the noise signals input from the first microphone 200 and the second microphone 300. The sound source signal analysis unit 102 analyzes the signal level of the two-channel audio signal including the first audio signal and the second audio signal output from the sound source input device 400 for each of one or more frequency bands. Here, the signal levels of the first audio signal and the second audio signal may be analyzed for each of one or more frequency bands.

マスキング量算出部103は、騒音レベル分析部101において分析された騒音レベルと、音源信号分析部102において分析された信号レベルに基づいて、マスキング量を周波数帯域毎に算出する。   The masking amount calculation unit 103 calculates a masking amount for each frequency band based on the noise level analyzed by the noise level analysis unit 101 and the signal level analyzed by the sound source signal analysis unit 102.

補償量算出部104は、マスキング量算出部103で算出したマスキング量に基づいて、オーディオ信号の補償量を決定し、周波数特性制御部105、106で用いるイコライザゲインを算出する。   The compensation amount calculation unit 104 determines the compensation amount of the audio signal based on the masking amount calculated by the masking amount calculation unit 103 and calculates the equalizer gain used by the frequency characteristic control units 105 and 106.

周波数特性制御部105は、補償量算出部104で算出されたイコライザゲインに基づいて制御され、第1オーディオ信号に対して周波数帯域毎のイコライザゲインを変化させた第1出力信号を第1スピーカ500へ出力する。   The frequency characteristic control unit 105 is controlled based on the equalizer gain calculated by the compensation amount calculation unit 104, and outputs the first output signal obtained by changing the equalizer gain for each frequency band with respect to the first audio signal to the first speaker 500. Output to.

周波数特性制御部106は、周波数特性制御部105と同様に補償量算出部104で算出されたイコライザゲインに基づいて制御され、第2オーディオ信号に対して周波数毎のイコライザゲインを変化させた第2出力信号を第2スピーカ600へ出力する。これによって、第1スピーカ500および第2スピーカ600は、騒音レベルに応じて、音源入力装置400から出力されたオーディオ信号の出力を変化させて音源を再生できる。   Similarly to the frequency characteristic control unit 105, the frequency characteristic control unit 106 is controlled based on the equalizer gain calculated by the compensation amount calculation unit 104, and changes the equalizer gain for each frequency with respect to the second audio signal. The output signal is output to the second speaker 600. Accordingly, the first speaker 500 and the second speaker 600 can reproduce the sound source by changing the output of the audio signal output from the sound source input device 400 according to the noise level.

ここで、騒音レベル分析部101の構成例を説明する。騒音レベル分析部101は、例えば、図示しない周波数帯域分割器、レベル分析器によって構成されていてもよい。   Here, a configuration example of the noise level analysis unit 101 will be described. The noise level analysis unit 101 may be configured by, for example, a frequency band divider and a level analyzer (not shown).

騒音レベル分析部101に入力された騒音信号は、周波数帯域分割器で複数の周波数帯域信号に分割される。   The noise signal input to the noise level analysis unit 101 is divided into a plurality of frequency band signals by a frequency band divider.

周波数帯域分割器は、異なる中心周波数を持つ複数のBPF(Band Pass Filter)、またはFFT(Fast Fourier Transform)のような、時間−周波数変換処理で実現される。周波数帯域分割器の出力信号は、レベル分析器へ入力され、周波数帯域毎にレベルが分析される。レベル分析器の分析は、例えばヒトが音の大きさを知覚する時間分解能である数10msから数100msの時間間隔ごとに行う。   The frequency band divider is realized by time-frequency conversion processing such as a plurality of BPFs (Band Pass Filters) having different center frequencies or FFT (Fast Fourier Transform). The output signal of the frequency band divider is input to the level analyzer, and the level is analyzed for each frequency band. The analysis by the level analyzer is performed, for example, every time interval of several tens of ms to several hundreds of ms, which is a time resolution with which a human perceives loudness.

次に、音源信号分析部102について説明する。音源信号分析部102は、騒音レベル分析部101と同様に、例えば、図示しない周波数帯域分割器、レベル分析器によって構成されていてもよい。このとき、音源信号分析部102の動作は、前述の騒音レベル分析部101と同様であるため、詳細な説明は省略するが、音源信号分析部102へ入力された2チャンネルのオーディオ信号について、周波数帯域毎にオーディオ信号レベルが算出される。   Next, the sound source signal analysis unit 102 will be described. Similarly to the noise level analysis unit 101, the sound source signal analysis unit 102 may be configured by, for example, a frequency band divider and a level analyzer (not shown). At this time, since the operation of the sound source signal analysis unit 102 is the same as that of the noise level analysis unit 101 described above, a detailed description is omitted, but the frequency of the 2-channel audio signal input to the sound source signal analysis unit 102 is determined. An audio signal level is calculated for each band.

次に、マスキング量算出部103の動作について説明する。ユーザの視聴環境において、騒音信号が存在することでオーディオ信号が聞こえにくくなっている場合、騒音信号がないときのオーディオ信号の音の大きさと等しい音の大きさで聞こえさせるように必要なマスキング量は、オーディオ信号レベルと騒音信号レベルとの差と相関が高いことが知られている。   Next, the operation of the masking amount calculation unit 103 will be described. When the audio signal is difficult to hear due to the presence of a noise signal in the user's viewing environment, the amount of masking required to make the sound louder than the sound of the audio signal when there is no noise signal Is known to have a high correlation with the difference between the audio signal level and the noise signal level.

騒音信号レベルをN[dB]、オーディオ信号レベルをS[dB]とすると、マスキング量M[dB]は、以下の(式1)で近似できる。ただし、a、b、cは定数である。
M = a(S−N)+b(S−N)+c (式1)
When the noise signal level is N [dB] and the audio signal level is S [dB], the masking amount M [dB] can be approximated by the following (Equation 1). However, a, b, and c are constants.
M = a (S−N) 2 + b (S−N) + c (Formula 1)

図4は、マスキング量特性を表わす概略図である。具体的には、オーディオ信号レベルが70dBのときの、騒音信号レベルに対するマスキング量を表わしている。図4において、例えば騒音信号レベルが70dBのときには、マスキング量は約7.3dBである。このことから、オーディオ信号レベルが70dB、騒音信号レベルが70dBのときは、オーディオ信号レベルを7.3dBだけ大きくすれば、ユーザは視聴環境に騒音信号が存在しないときと同じ大きさで、オーディオ信号を聴くことができる。このように、マスキング量算出部103は、騒音信号レベルに応じたマスキング量を周波数帯域毎に算出する。   FIG. 4 is a schematic diagram showing the masking amount characteristic. Specifically, it represents the masking amount for the noise signal level when the audio signal level is 70 dB. In FIG. 4, for example, when the noise signal level is 70 dB, the masking amount is about 7.3 dB. Therefore, when the audio signal level is 70 dB and the noise signal level is 70 dB, if the audio signal level is increased by 7.3 dB, the user can obtain the same audio signal level as when no noise signal exists in the viewing environment. Can be heard. Thus, the masking amount calculation unit 103 calculates the masking amount corresponding to the noise signal level for each frequency band.

次に、補償量算出部104について説明する。補償量算出部104は、音の定位と音の広がりの変化を防ぐため、ユーザの両耳位置において聴感上のオーディオ信号の音の大きさが一定になるように、補償量を決定する。   Next, the compensation amount calculation unit 104 will be described. The compensation amount calculation unit 104 determines the compensation amount so that the sound volume of the audio signal on hearing is constant at the user's binaural position in order to prevent changes in sound localization and sound spread.

周波数特性制御部105と周波数特性制御部106は、決定された補償量に基づいて、2チャンネルのオーディオ信号に対して周波数帯域毎のイコライザゲインを変化させた第1出力信号および第2出力信号をそれぞれ第1スピーカ500および第2スピーカ600へ出力する。補償量は、第1スピーカ500と第2スピーカ600の出力がそれぞれユーザの両耳に入ることを考慮して決定される。また、補償量算出部104は、例えば、ヒトが音の大きさを知覚する時間分解能である数10msから数100msの時間間隔毎に、補償量を決定する。   The frequency characteristic control unit 105 and the frequency characteristic control unit 106 output the first output signal and the second output signal obtained by changing the equalizer gain for each frequency band with respect to the two-channel audio signal based on the determined compensation amount. The signals are output to the first speaker 500 and the second speaker 600, respectively. The amount of compensation is determined in consideration of the outputs of the first speaker 500 and the second speaker 600 entering the user's both ears. In addition, the compensation amount calculation unit 104 determines the compensation amount for each time interval from several tens of ms to several hundreds of ms, which is the time resolution with which a human perceives the volume of sound, for example.

このように、本開示の音響システム1によれば、視聴環境において存在する騒音信号によって聞こえにくくなったオーディオ信号の出力を制御でき、騒音信号によって音の定位と音の広がりの変化を防ぎ、ユーザの聴感上、違和感を低減した制御が可能となる。   As described above, according to the acoustic system 1 of the present disclosure, it is possible to control the output of an audio signal that has become difficult to hear due to a noise signal present in the viewing environment, and it is possible to prevent changes in sound localization and sound spread by the noise signal. This makes it possible to perform control with reduced discomfort.

なお、上記実施の形態においては、騒音信号をマイクで検出するようにしたが、騒音信号と相関の高い車速信号やエンジン回転パルスなどを用いて、ユーザの両耳位置の騒音信号を推定するようにしても良い。   In the above embodiment, the noise signal is detected by the microphone. However, the noise signal at the binaural position of the user is estimated using a vehicle speed signal or an engine rotation pulse having a high correlation with the noise signal. Anyway.

その場合、ユーザの視聴環境においてマイクを設置する必要がなく、また同時にマイクで検出した騒音信号を分析する必要もなくなり、システム構成を簡単にできる効果を有する。本実施形態を含む各実施形態では、第1マイク200と第2マイク300の他にマイクがあってもよいが、本実施形態では、マイクは第1マイク200、第2マイク300のみであるものとして説明する。   In that case, there is no need to install a microphone in the viewing environment of the user, and it is not necessary to analyze the noise signal detected by the microphone at the same time, and the system configuration can be simplified. In each embodiment including this embodiment, there may be a microphone in addition to the first microphone 200 and the second microphone 300. However, in this embodiment, the microphones are only the first microphone 200 and the second microphone 300. Will be described.

また、本実施形態を含む各実施形態では、本音源入力装置400の出力チャンネルは少なくとも1チャンネルあれば良いが、本実施形態では、出力チャンネルが2チャンネルとして説明する。音源入力装置400の出力チャンネルが1チャンネルの場合は、周波数特性制御部105と周波数特性制御部106には、同一の信号が入力される。   In each of the embodiments including this embodiment, the sound source input device 400 may have at least one output channel. However, in this embodiment, the description will be made assuming that there are two output channels. When the output channel of the sound source input device 400 is one channel, the same signal is input to the frequency characteristic control unit 105 and the frequency characteristic control unit 106.

また、本実施形態を含む各実施形態では、第1スピーカ500、第2スピーカ600の他にスピーカがあってもよいが、本実施形態では、スピーカは第1スピーカ500、第2スピーカ600のみであるものとして説明する。   In each embodiment including this embodiment, there may be a speaker in addition to the first speaker 500 and the second speaker 600. However, in this embodiment, the speaker is only the first speaker 500 and the second speaker 600. It will be explained as being.

なお、音響再生装置100は、ディジタル信号処理が可能なディジタルシグナルプロセッサ(DSP)やマイコンなどで実現しても良い。   The sound reproducing device 100 may be realized by a digital signal processor (DSP) capable of performing digital signal processing, a microcomputer, or the like.

また、音源入力装置400から入力されるオーディオ信号がアナログ信号の場合には、音響再生装置100と音源入力装置400の間にディジタル信号に変換するA/D変換機が設けられていても良い。   Further, when the audio signal input from the sound source input device 400 is an analog signal, an A / D converter that converts the audio signal into a digital signal may be provided between the sound reproduction device 100 and the sound source input device 400.

また、音響再生装置100と第1スピーカ500、第2スピーカ600の間にディジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、信号を増幅するためのアンプが設けられていても良い。   Further, a D / A converter for converting a digital signal into an analog signal and an amplifier for amplifying the signal may be provided between the sound reproducing device 100 and the first speaker 500 and the second speaker 600.

また、音響再生装置100と第1マイク200、第2マイク300の間にアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と信号を増幅するためのアンプ信号が設けられていても良い。さらに、音響再生装置100と第1マイク200、第2マイク300の間に両耳位置での騒音信号を推定および分析を行う両耳位置騒音分析部が設けられていても良い。   Further, an A / D converter that converts an analog signal into a digital signal and an amplifier signal for amplifying the signal may be provided between the sound reproducing device 100 and the first microphone 200 and the second microphone 300. Furthermore, a binaural position noise analysis unit that estimates and analyzes a noise signal at the binaural position may be provided between the sound reproducing device 100 and the first microphone 200 and the second microphone 300.

なお、図1において図示していないが、音響再生装置100は、第1マイク200および第2マイク300から騒音信号が入力される騒音信号入力部を備えるとしてもよい。さらに、音響再生装置100は、音源入力装置400からオーディオ信号が入力されるオーディオ信号入力部を備えるとしてもよい。また、音響再生装置100は、オーディオ信号を第1スピーカ500および第2スピーカへ出力するオーディオ信号出力部を備えるとしてもよい。   Although not shown in FIG. 1, the sound reproducing device 100 may include a noise signal input unit that receives noise signals from the first microphone 200 and the second microphone 300. Furthermore, the sound reproducing device 100 may include an audio signal input unit to which an audio signal is input from the sound source input device 400. In addition, the sound reproducing device 100 may include an audio signal output unit that outputs an audio signal to the first speaker 500 and the second speaker.

(第2の実施形態)
図2は、本開示の第2の実施形態における音響システムの一例を示すブロック図である。図2を用いて、本開示の第2の実施形態を説明する。なお、上述の第1の実施形態と重複する構成については、説明を省略する。音響システム2は、音響再生装置800、第1マイク200、第2マイク300、音源入力装置400、第1スピーカ500、第2スピーカ600を備える。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an acoustic system according to the second embodiment of the present disclosure. A second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. Note that a description of the same components as those in the first embodiment is omitted. The acoustic system 2 includes an acoustic reproduction device 800, a first microphone 200, a second microphone 300, a sound source input device 400, a first speaker 500, and a second speaker 600.

音響再生装置800は、騒音差分分析部801、騒音量算出部802、騒音生成部803、周波数特性制御部804、周波数特性制御部805、加算器806、加算器807、周波数特性制御部808、騒音レベル分析部101、音源信号分析部102、マスキング量算出部103、補償量算出部104を備える。   The sound reproduction apparatus 800 includes a noise difference analysis unit 801, a noise amount calculation unit 802, a noise generation unit 803, a frequency characteristic control unit 804, a frequency characteristic control unit 805, an adder 806, an adder 807, a frequency characteristic control unit 808, noise A level analysis unit 101, a sound source signal analysis unit 102, a masking amount calculation unit 103, and a compensation amount calculation unit 104 are provided.

騒音差分分析部801は、騒音レベル分析部101の分析結果に基づいて、ユーザの両耳位置での左右の騒音レベル差分量を周波数帯域毎に算出する。騒音量算出部802は、騒音差分分析部801によって出力された騒音レベルの差分量に基づいて補償量を決定し、周波数特性制御部804、および周波数特性制御部805で用いるイコライザゲインを周波数帯域毎に算出する。ここで、騒音量算出部802は、ユーザの両耳位置における左右の騒音レベル差が低減するようにイコライザゲインを周波数帯域毎に算出する。   Based on the analysis result of the noise level analysis unit 101, the noise difference analysis unit 801 calculates the left and right noise level difference amounts at the user's binaural positions for each frequency band. The noise amount calculation unit 802 determines a compensation amount based on the noise level difference amount output by the noise difference analysis unit 801, and uses the equalizer gain used in the frequency characteristic control unit 804 and the frequency characteristic control unit 805 for each frequency band. To calculate. Here, the noise amount calculation unit 802 calculates the equalizer gain for each frequency band so that the difference between the left and right noise levels at the user's binaural position is reduced.

また、騒音量算出部802は、例えば、ヒトが音の大きさを知覚する時間分解能である数10msから数100msの時間間隔ごとに、補償量を決定するとしてもよい。   In addition, the noise amount calculation unit 802 may determine the compensation amount for each time interval of several tens of ms to several hundreds of ms, which is the time resolution with which a human perceives the volume of sound, for example.

騒音生成部803では、人工的に、例えば、ピンクノイズなどの擬似騒音信号を生成する。ここで、騒音生成部803の出力チャンネルは2チャンネルであるとして説明するが、出力チャンネルは2チャンネル以上であってもよい。   The noise generation unit 803 artificially generates a pseudo noise signal such as pink noise. Here, although the output channel of the noise generation unit 803 is described as being two channels, the output channel may be two or more channels.

また、騒音生成部803は、第1マイク200、第2マイク300から取得した信号に基づいて騒音信号を生成しても良い。周波数特性制御部804は、騒音生成部803で生成した騒音信号を、騒音量算出部802で算出したイコライザゲインで周波数帯域毎に制御する。周波数特性制御部804は、騒音信号を2つの出力チャンネル毎に個別のイコライザゲインで制御してもよいが、本実施形態のように同一のイコライザゲインで制御してもよい。2つの出力チャンネルについて、同一のイコライザゲインで騒音信号を制御した場合、システム構成が簡単になるという効果を有する。ここで、同一のイコライザゲインで騒音信号を制御して良い理由を説明する。   The noise generation unit 803 may generate a noise signal based on signals acquired from the first microphone 200 and the second microphone 300. The frequency characteristic control unit 804 controls the noise signal generated by the noise generation unit 803 for each frequency band with the equalizer gain calculated by the noise amount calculation unit 802. The frequency characteristic control unit 804 may control the noise signal with an individual equalizer gain for each of the two output channels, but may control with the same equalizer gain as in this embodiment. When the noise signal is controlled with the same equalizer gain for the two output channels, the system configuration is simplified. Here, the reason why the noise signal may be controlled with the same equalizer gain will be described.

本実施形態では、騒音信号の音の大きさは、周波数特性制御部804と周波数特性制御部805で算出されたイコライザゲインに基づいて、ユーザの聴感上、両耳位置の左右で同じ騒音レベルになるように制御される。このとき、(式1)に基づいて、両耳位置の左右で騒音信号レベルが同じである場合、オーディオ信号のマスキング量は同じになるため、同一のイコライザゲインを用いて騒音信号を制御してもよいと言える。   In this embodiment, the loudness of the noise signal is set to the same noise level on the left and right of the binaural position based on the equalizer gain calculated by the frequency characteristic control unit 804 and the frequency characteristic control unit 805. It is controlled to become. At this time, based on (Equation 1), if the noise signal level is the same at the left and right of the binaural position, the amount of audio signal masking is the same, so the noise signal is controlled using the same equalizer gain. I can say that.

周波数特性制御部805は、周波数特性制御部804と同様に制御される。なお、音響再生装置800は、ディジタル信号処理が可能なディジタルシグナルプロセッサ(DSP)やマイコンなどで実現しても良い。   The frequency characteristic control unit 805 is controlled in the same manner as the frequency characteristic control unit 804. The sound reproducing device 800 may be realized by a digital signal processor (DSP) capable of performing digital signal processing, a microcomputer, or the like.

加算器806は、周波数特性制御部808から出力される信号に、周波数特性制御部805から出力される信号を加算し、第1スピーカ500へ出力する。加算器807は、周波数特性制御部808から出力される信号に、周波数特性制御部804から出力される信号を加算し、第2スピーカ600へ出力する。   Adder 806 adds the signal output from frequency characteristic control unit 805 to the signal output from frequency characteristic control unit 808, and outputs the result to first speaker 500. The adder 807 adds the signal output from the frequency characteristic control unit 804 to the signal output from the frequency characteristic control unit 808 and outputs the result to the second speaker 600.

なお、図2において図示していないが、音響再生装置800は、第1マイク200および第2マイク300から騒音信号が入力される騒音信号入力部を備えるとしてもよい。さらに、音響再生装置100は、音源入力装置400からオーディオ信号が入力されるオーディオ信号入力部を備えるとしてもよい。また、音響再生装置800は、オーディオ信号を第1スピーカ500および第2スピーカへ出力するオーディオ信号出力部を備えるとしてもよい。   Although not shown in FIG. 2, the sound reproduction device 800 may include a noise signal input unit that receives noise signals from the first microphone 200 and the second microphone 300. Furthermore, the sound reproducing device 100 may include an audio signal input unit to which an audio signal is input from the sound source input device 400. In addition, the sound reproduction device 800 may include an audio signal output unit that outputs an audio signal to the first speaker 500 and the second speaker.

図3は、本開示の実施形態における車室内のマイク設置位置の一例を示す図である。図3は、第1マイク200と第2マイク300が車両900の車室内空間に配置される場合の配置位置の一例を示している。第1マイク200は、設置位置901に設置され、第2マイク300は、設置位置902に設置されている。ここでは、車両の運転座席におけるヘッドレストの左右に設置位置901および設置位置902が存在する例を示している。例えば、両耳位置の左右で騒音の大きさが異なる場合には、騒音レベルによるマスキング量が左右で異なるために、ボーカルの定位方向が、騒音レベルの小さな方向に移動してしまう。このような場所に第1マイク200および第2マイク300を配置すれば、ユーザ(運転手)が実際にオーディオ信号を視聴する場所における騒音を検出することができ、このような問題発生を抑制できる。また、第1マイク200および第2マイク300を設置する場所はこれに限らず、ユーザの両耳位置の左右で大きさの異なる騒音をそれぞれ検出可能であればどこに配置されてもよい。例えば、指向性を有するマイクを車両のコンソールパネルなどに配置して、運転手の両耳位置の左右で大きさの異なる騒音をそれぞれ検出するとしてもよい。また、例えば、車両の助手席のヘッドレストの左右に配置して、助手席に座るユーザの両耳位置における騒音を取得してもよい。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the microphone installation position in the vehicle interior according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 3 shows an example of an arrangement position when the first microphone 200 and the second microphone 300 are arranged in the vehicle interior space of the vehicle 900. The first microphone 200 is installed at the installation position 901, and the second microphone 300 is installed at the installation position 902. Here, an example in which an installation position 901 and an installation position 902 exist on the left and right of the headrest in the driver's seat of the vehicle is shown. For example, when the noise level is different between the left and right of the binaural position, the amount of masking depending on the noise level is different between the left and right, so that the localization direction of the vocal moves in a direction where the noise level is small. If the first microphone 200 and the second microphone 300 are arranged in such a place, it is possible to detect noise in a place where the user (driver) actually views the audio signal, and to suppress the occurrence of such a problem. . Moreover, the place where the first microphone 200 and the second microphone 300 are installed is not limited to this, and the first microphone 200 and the second microphone 300 may be disposed anywhere as long as noises having different magnitudes can be detected on the left and right sides of the user's both ear positions. For example, a microphone having directivity may be arranged on a console panel of a vehicle to detect noises having different magnitudes on the left and right sides of the driver's both ears. Further, for example, it may be arranged on the left and right of the headrest of the passenger seat of the vehicle, and the noise at the binaural position of the user sitting on the passenger seat may be acquired.

1、2 音響システム
100 音響再生装置
101 騒音レベル分析部
102 音源信号分析部
103 マスキング量算出部
104 補償量算出部
105 周波数特性制御部
106 周波数特性制御部
200 第1マイク
300 第2マイク
400 音源入力装置
500 第1スピーカ
600 第2スピーカ
800 音響再生装置
801 騒音差分分析部
802 騒音量算出部
803 騒音生成部
804 周波数特性制御部
805 周波数特性制御部
806 第1加算器
807 第2加算器
808 周波数特性制御部
900 車両
901 第1マイク設置位置
902 第2マイク設置位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Sound system 100 Sound reproduction apparatus 101 Noise level analysis part 102 Sound source signal analysis part 103 Masking amount calculation part 104 Compensation amount calculation part 105 Frequency characteristic control part 106 Frequency characteristic control part 200 1st microphone 300 2nd microphone 400 Sound source input Device 500 First speaker 600 Second speaker 800 Sound reproduction device 801 Noise difference analysis unit 802 Noise amount calculation unit 803 Noise generation unit 804 Frequency characteristic control unit 805 Frequency characteristic control unit 806 First adder 807 Second adder 808 Frequency characteristic Control unit 900 Vehicle 901 First microphone installation position 902 Second microphone installation position

Claims (9)

第1騒音信号を取得する第1マイクと、
第2騒音信号を取得する第2マイクと、
オーディオ信号を入力するオーディオ信号入力部と、
前記第1騒音信号と前記第2騒音信号に基づいて、前記第1騒音信号と前記第2騒音信号それぞれの騒音レベルを算出する騒音レベル分析部と、
前記オーディオ信号に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルを算出する音源信号分析部と、
前記第1騒音信号の騒音レベル、前記第2騒音信号の騒音レベル、前記オーディオ信号の信号レベルに基づいて、マスキング量を算出するマスキング量算出部と、
前記マスキング量に基づいて、前記オーディオ信号の補償量を決定する補償量算出部と、
算出した前記補償量に基づいて、前記オーディオ信号の周波数特性を制御し、第1出力信号および第2出力信号を生成する周波数特性制御部と、
前記第1出力信号および前記第2出力信号をそれぞれ出力する第1スピーカおよび第2スピーカと、を備える、
音響システム。
A first microphone for acquiring a first noise signal;
A second microphone for acquiring a second noise signal;
An audio signal input section for inputting an audio signal;
A noise level analyzer that calculates a noise level of each of the first noise signal and the second noise signal based on the first noise signal and the second noise signal;
A sound source signal analyzer that calculates a signal level of the audio signal based on the audio signal;
A masking amount calculator that calculates a masking amount based on a noise level of the first noise signal, a noise level of the second noise signal, and a signal level of the audio signal;
A compensation amount calculation unit for determining a compensation amount of the audio signal based on the masking amount;
A frequency characteristic control unit that controls a frequency characteristic of the audio signal based on the calculated compensation amount and generates a first output signal and a second output signal;
A first speaker and a second speaker for outputting the first output signal and the second output signal, respectively.
Acoustic system.
前記周波数特性制御部は、前記補償量に基づいて、前記オーディオ信号のイコライザゲインを変化させて前記第1出力信号および前記第2出力信号を生成する、
請求項1に記載の音響システム。
The frequency characteristic control unit generates the first output signal and the second output signal by changing an equalizer gain of the audio signal based on the compensation amount.
The acoustic system according to claim 1.
前記補償量算出部は、一以上の周波数帯域毎に前記補償量を算出する、
請求項1または2のいずれか一項に記載の音響システム。
The compensation amount calculation unit calculates the compensation amount for each of one or more frequency bands.
The acoustic system according to claim 1.
前記周波数特性制御部は、前記補償量に基づいて、前記オーディオ信号のイコライザゲインを前記一以上の周波数帯域毎に変化させて、前記第1出力信号、および前記第2出力信号を生成する、
請求項3に記載の音響システム。
The frequency characteristic control unit changes the equalizer gain of the audio signal for each of the one or more frequency bands based on the compensation amount, and generates the first output signal and the second output signal.
The acoustic system according to claim 3.
前記第1騒音信号は所定の視聴位置における視聴者の左耳近傍の騒音を示し、前記第2騒音信号は前記所定の視聴位置における前記視聴者の右耳近傍の騒音を示し、
前記補償量算出部は、前記第1スピーカおよび前記第2スピーカから出力される前記第1出力信号および前記第2出力信号が、前記視聴者の両耳位置で等しい音の大きさとなるように前記補償量を算出する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の音響システム。
The first noise signal indicates noise near the viewer's left ear at a predetermined viewing position; the second noise signal indicates noise near the viewer's right ear at the predetermined viewing position;
The compensation amount calculation unit is configured so that the first output signal and the second output signal output from the first speaker and the second speaker have the same sound volume at the binaural position of the viewer. Calculate the compensation amount,
The acoustic system according to any one of claims 1 to 4.
前記第1騒音信号と前記第2騒音信号との騒音レベル差を分析する騒音差分分析部と、
前記騒音レベル差に基づいて所定の騒音信号を生成する騒音生成部と、
前記制御された騒音信号を前記オーディオ信号に加算する加算器と、をさらに備える、
請求項1に記載の音響システム。
A noise difference analyzer for analyzing a noise level difference between the first noise signal and the second noise signal;
A noise generator that generates a predetermined noise signal based on the noise level difference;
An adder for adding the controlled noise signal to the audio signal;
The acoustic system according to claim 1.
前記オーディオ信号は、第1オーディオ信号および第2オーディオ信号を含む少なくとも2チャンネルの信号である、
請求項1から6のいずれか一項に記載の音響システム。
The audio signal is a signal of at least two channels including a first audio signal and a second audio signal.
The acoustic system according to any one of claims 1 to 6.
第1地点における騒音を表わす第1騒音信号と、第2地点における騒音を表わす第2騒音信号とを入力する騒音信号入力部と、
オーディオ信号を入力するオーディオ信号入力部と、
前記第1騒音信号と前記第2騒音信号に基づいて、前記第1騒音信号と前記第2騒音信号それぞれの騒音レベルを算出する騒音レベル分析部と、
前記オーディオ信号に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルを算出する音源信号分析部と、
前記第1騒音信号の騒音レベル、前記第2騒音信号の騒音レベル、前記オーディオ信号の信号レベルに基づいて、マスキング量を算出するマスキング量算出部と、
前記マスキング量に基づいて、前記オーディオ信号の補償量を決定する補償量算出部と、
算出した前記補償量に基づいて、前記オーディオ信号の周波数特性を制御し、第1出力信号および第2出力信号を生成する周波数特性制御部と、
生成された前記第1出力信号および前記第2出力信号を出力する出力部と、
を備える音響再生装置。
A noise signal input unit for inputting a first noise signal representing noise at the first point and a second noise signal representing noise at the second point;
An audio signal input section for inputting an audio signal;
A noise level analyzer that calculates a noise level of each of the first noise signal and the second noise signal based on the first noise signal and the second noise signal;
A sound source signal analyzer that calculates a signal level of the audio signal based on the audio signal;
A masking amount calculator that calculates a masking amount based on a noise level of the first noise signal, a noise level of the second noise signal, and a signal level of the audio signal;
A compensation amount calculation unit for determining a compensation amount of the audio signal based on the masking amount;
A frequency characteristic control unit that controls a frequency characteristic of the audio signal based on the calculated compensation amount and generates a first output signal and a second output signal;
An output unit for outputting the generated first output signal and the second output signal;
A sound reproducing device comprising:
第1地点における騒音を表わす第1騒音信号と、第2地点における騒音を表わす第2騒音信号とを取得するステップと、
オーディオ信号を取得するステップと、
前記第1騒音信号と前記第2騒音信号に基づいて、前記第1騒音信号と前記第2騒音信号それぞれの騒音レベルを算出するステップと、
前記オーディオ信号に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルを算出するステップと、
前記第1騒音信号の騒音レベル、前記第2騒音信号の騒音レベル、前記オーディオ信号の信号レベルに基づいて、マスキング量を算出するステップと、
前記マスキング量に基づいて、前記オーディオ信号それぞれの補償量を決定するステップと、
算出した前記補償量に基づいて、前記オーディオ信号の周波数特性を制御し、第1出力信号および第2出力信号を生成するステップと、
生成された前記第1出力信号および前記第2出力信号を出力するステップと、
を備える音響再生方法。
Obtaining a first noise signal representing noise at a first point and a second noise signal representing noise at a second point;
Obtaining an audio signal;
Calculating a noise level of each of the first noise signal and the second noise signal based on the first noise signal and the second noise signal;
Calculating a signal level of the audio signal based on the audio signal;
Calculating a masking amount based on a noise level of the first noise signal, a noise level of the second noise signal, and a signal level of the audio signal;
Determining a compensation amount for each of the audio signals based on the masking amount;
Controlling a frequency characteristic of the audio signal based on the calculated compensation amount, and generating a first output signal and a second output signal;
Outputting the generated first output signal and the second output signal;
A sound reproduction method comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023026555A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 ソニーグループ株式会社 Information processing device, information processing method, and program

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