JP2020163936A - 音響処理装置、音響処理方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】疑似エンジン音の音像定位精度を向上できる音響処理装置を提供する。【解決手段】車両のエンジン回転数に基づく音響信号を処理する音響処理装置であって、第１の閾値以下の周波数を有する複数の周波数成分を有する第１の音響信号と、第１の閾値よりも高い周波数を有する複数の周波数成分を有する第２の音響信号と、を取得する信号取得部と、第１の音響信号を複数に分割し、複数の第１の音響信号のそれぞれに対して所定の位相制御量で位相制御して、複数の第３の音響信号を生成する位相制御部と、第２の音響信号を複数に分割し、複数の第２の音響信号のそれぞれに対して所定の遅延量で遅延させて、複数の第４の音響信号を生成する遅延部と、複数の第３の音響信号と複数の第４の音響信号とを混合して、複数の第５の音響信号を生成する混合部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、音響処理装置、音響処理方法、及びプログラムに関する。

従来、疑似エンジン音が知られている（特許文献１参照）。疑似エンジン音は、電子的に加工された車両の走行音を想起させる音や、実際のエンジン音における特定の周波数を強調させた音である。疑似エンジン音は、ＥＳＥ（Engine Sound Enhancer）技術によって、エンジン音の倍音成分が強調され得る。

特開２０１７−１９６９７６号公報

疑似エンジン音は、検討段階の技術であり、さらなる改善が要望される。

本開示は、疑似エンジン音の音像定位精度を向上できる音響処理装置、音響処理方法、及びプログラムを提供する。

本開示の一態様は、車両のエンジン回転数に基づく音響信号を処理する音響処理装置であって、第１の閾値以下の周波数を有する複数の周波数成分を有する第１の音響信号と、前記第１の閾値よりも高い周波数を有する複数の周波数成分を有する第２の音響信号と、を取得する信号取得部と、前記第１の音響信号を複数に分割し、複数の前記第１の音響信号のそれぞれに対して所定の位相制御量で位相制御して、複数の第３の音響信号を生成する位相制御部と、前記第２の音響信号を複数に分割し、複数の前記第２の音響信号のそれぞれに対して所定の遅延量で遅延させて、複数の第４の音響信号を生成する遅延部と、前記複数の第３の音響信号と複数の前記第４の音響信号とを混合して、複数の第５の音響信号を生成する混合部と、を備える、音響処理装置である。

また、本開示の一態様は、車両のエンジン回転数に基づく音響信号を処理する音響処理方法であって、第１の閾値以下の周波数を有する複数の周波数成分を有する第１の音響信号と、前記第１の閾値よりも高い周波数を有する複数の周波数成分を有する第２の音響信号と、を取得するステップと、前記第１の音響信号を複数に分割し、複数の前記第１の音響信号のそれぞれに対して所定の位相制御量で位相制御して、複数の第３の音響信号を生成するステップと、前記第２の音響信号を複数に分割し、複数の前記第２の音響信号のそれぞれに対して所定の遅延量で遅延させて、複数の第４の音響信号を生成するステップと、前記複数の第３の音響信号と複数の前記第４の音響信号とを混合して、複数の第５の音響信号を生成するステップと、を有する、音響処理方法である。

本開示の一態様は、上記音響処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本開示によれば、疑似エンジン音の音像定位精度を向上できる。

実施形態１における音響再生システムの概要の一例を示す図 音響再生装置の機能的構成を示すブロック図 擬似エンジン音の音響信号の周波数スペクトルを示すグラフ 音響再生装置のハードウェア構成を示すブロック図 音響再生動作手順を示すフローチャート ＥＳＥスイッチがオフである場合の音響信号の周波数スペクトル、及びＥＳＥスイッチがオンである場合の音響信号の周波数スペクトルを示すグラフ 実施形態２における音響再生装置の機能的構成を示すブロック図 実施形態２における疑似エンジン音の音響信号の周波数スペクトルを示すグラフ 音響再生動作手順を示すフローチャート 実施形態３における音響再生装置の機能的構成を示すブロック図 音響再生動作手順を示すフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る音響処理装置、音響処理方法、及びプログラムを具体的に開示した実施形態である音響再生システムを詳細に説明する。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のを避け、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。

また、実施形態でいう「部」又は「装置」とは単にハードウェアによって実現される物理的構成に限定されず、その構成が有する機能をプログラム等のソフトウェアにより実現されるものも含む。また、１つの構成が有する機能が２つ以上の物理的構成により実現されても、又は２つ以上の構成の機能が例えば１つの物理的構成によって実現されていても構わない。また、実施形態でいう「取得」は、単に情報や信号などを直接に取得する動作を示すものに限定されず、例えば下述する処理部が、通信部を介して取得、すなわち受信することのほか、記憶部（例えばメモリなど）から取得することのいずれも含む。これらの用語の理解や解釈は、特許請求の範囲の記載についても同様である。

（本開示の一形態を得るに至った経緯）
従来、疑似エンジン音の定位制御は、位相制御によって行われる。しかし、疑似エンジン音における中高音域の成分（例えば７５０Ｈｚを超える帯域の成分）に対し位相を変化させても、定位制御することが困難である。この理由は、以下である。人間は、耳に到来する音の半波長が頭部の回折を含む両耳間の距離（約２３ｃｍ）未満であると、位相制御による音の到来方向（音源）の位置を特定することが困難である。よって、音の波長が約４６ｃｍ未満である約７５０Ｈｚより高い周波数の音については、位相制御により定位制御することが困難である。つまり、約７５０Ｈｚより高い周波数の場合、一般的な人間の両耳間の距離を加味すると、位相制御による定位制御が不十分となり、疑似エンジン音がどの方向から到来したか知覚し難く、ドライビング体験の満足度が低下し得る。

以下の実施形態では、疑似エンジン音の音像定位精度を向上できる音響処理装置、音響処理方法、及びプログラムについて説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１における音響再生システム５の概要の一例を示す図である。音響再生システム５は、ＥＳＥに従って疑似エンジン音を処理し再生し出力する。これにより、エンジン音が迫力のある音となり、車両の走行が一層快適になる。

音響再生システム５は、車両８に搭載される。車両８は、エンジンを搭載したエンジン車である。なお、車両８は、エンジンを搭載しない電気自動車(ＥＶ車)等であってもよい。

音響再生システム５は、ディスプレイオーディオ２０及びスピーカ部３０を含む構成である。ディスプレイオーディオ２０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークを介してＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０に接続される。スピーカ部３０は、車両８の車室内の座席や天井等に設置される。スピーカ部３０では、例えば、車室内に複数（例えば４つ）のスピーカｓｐ（３１，３２，３３，３４）（図４参照）が配置される。例えば、ダッシュボードの左右には、２つのスピーカ３１，３２が配置される。また、例えば、運転席及び助手席の背もたれ部には、２つのスピーカ３３，３４が配置される。各スピーカｓｐは、可聴音域（例えば２０Ｈｚ〜２３ｋＨｚ）の音を出力する。

ＥＣＵ５０は、車両８のエンジン制御、速度制御、舵角制御を含む各種の動作を制御する。ＥＣＵ５０は、プロセッサ、メモリ、通信インタフェース等の電子部品を含む。ＥＣＵ５０は、例えば、エンジン回転数センサによって検知されるエンジン回転数ＮＥ、及びスロットルポジションセンサによって検知されるスロットル開度ＴＨのデータを、車載ネットワークを介して入力してよい。エンジン回転数センサは、クランクシャフト等に取り付けられ、エンジン回転数ＮＥを検知する。スロットルポジションセンサは、アクセルペダルに連結するように取り付けられ、アクセルペダルの踏込み量に対応するスロットル開度ＴＨを検知する。

ディスプレイオーディオ２０は、音響再生装置１０及びタッチパネル２５を含む構成である。音響再生装置１０は、処理部１１、記憶部１２及び通信部１３を有する。タッチパネル２５は、操作部１５及び表示部１６を有する。音響再生装置１０は、タッチパネル２５を含んでよく、操作部１５及び表示部１６を有してよい。音響再生装置１０は、タッチパネル２５を含んでもよい。

音響再生装置１０は、ＥＣＵ５０から車載ネットワークを介してエンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＨのデータを入力する。音響再生装置１０は、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＨを基に、正弦波を基本波とするエンジン音の音響信号を擬似的に生成し、疑似エンジン音を生成する。擬似エンジン音の詳細については、後述する。

処理部１１は、プロセッサが記憶部１２に保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。プロセッサは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro processing Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、等でよい。

記憶部１２は、一次記憶装置（例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory））を含む。記憶部は、二次記憶装置（例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive））や三次記憶装置（例えば光ディスク、ＳＤカード）を含んでよい。記憶部１２は、各種データや情報を記憶する。

通信部１３は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークに接続され、車両内の各種デバイスや車両外の装置（例えば外部サーバ）との間で、各種データや情報を通信する。

表示部１６は、各種データや情報を表示する。表示部１６は、例えばメニューや各種ボタンを表示する。操作部１５は、各種操作を受け付ける。操作部１５は、例えば、表示部１６に表示されたメニューや各種ボタンに対応するスイッチ、ＥＳＥ機能のオン／オフを切り替えるＥＳＥスイッチ１５ｚ、等を含む。操作部１５と表示部１６とはタッチパネルを構成してもよいし、タッチパネルを構成せずに独立して使用されてもよい。

なお、音響再生装置１０は、ディスプレイオーディオに搭載される場合に限らず、ナビゲーション機能を有するナビゲーション装置、デジタルタコグラフ等の車載器に搭載されてもよい。

図２は、音響再生装置１０の機能的構成例を示すブロック図である。音響再生装置１０は、処理部１１によって実現される機能である、音源１１１、帯域分割部１１２、先行音効果調整部１１３、位相調整部１１４及びミキシング部１１５を有する。

音源１１１は、例えばエンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＨを基に、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６を生成する。音源１１１は、通信部１３を介して外部サーバから音響信号ＳＮ６を取得してもよい。音響信号ＳＮ６は、複数の周波数成分を有する。音響信号ＳＮ６は、例えば、エンジン回転数ＮＥに相当する周波数（例えば１３０Ｈｚ）を持つ正弦波を基音とし、この基音に、整数倍の周波数を持つ倍音（例えば２６０Ｈｚ，３９０Ｈｚ，５２０Ｈｚ，６５０Ｈｚ，７８０Ｈｚ，…）を加えた信号である。また、音響信号ＳＮ６は、例えば、スロットル開度ＴＨが大きい程、大きな音圧レベル（信号レベルの一例）を有する。音響信号ＳＮ６は、処理部１１が記憶部１２に記憶された正弦波のデータを読み出し、擬似エンジン音として処理されることで生成されてよい。なお、基音は、１倍音とも言え、倍音の１つとして扱ってもよい。

帯域分割部１１２は、音源１１１から入力された音響信号ＳＮ６を、閾値ｔｈ１（例えば７５０Ｈｚ）以下の周波数を有する音響信号ＳＮ１と、閾値ｔｈ１より高い周波数を有する音響信号ＳＮ２と、に分割する。音響信号ＳＮ１は、基音（例えば１３０Ｈｚ）と閾値ｔｈ１以下の周波数の倍音成分（例えば２６０Ｈｚ，３９０Ｈｚ，５２０Ｈｚ，６５０Ｈｚ）を含む。音響信号ＳＮ２は、基音を含まず、閾値ｔｈ１より高い周波数の倍音成分（例えば７８０Ｈｚ，９１０Ｈｚ，…）を含む。

先行音効果調整部１１３は、音響信号ＳＮ２を複数に分割して、各音響信号ＳＮ２に対して処理を行う。先行音効果調整部１１３は、音響信号ＳＮ２を所定の遅延時間(遅延量)だけ遅延させる。遅延された音響信号ＳＮ２が、音響信号ＳＮ４となる。よって、音響信号ＳＮ２，ＳＮ４が、音響信号ＳＮ１，ＳＮ３（後述）に対して後続音となる。所定の遅延時間は、例えば、先行音効果が得られる２つの音の時間差である約８ｍｓ〜１６ｍｓ（略８〜１６ミリ秒）のいずれかの時間差に設定される。例えば、基音の周波数が１３０Ｈｚである場合、約８ｍｓ〜１６ｍｓは、１〜２波長分の遅延時間に相当する。

位相調整部１１４は、音響信号ＳＮ１を複数に分割して、各音響信号ＳＮ１に対して処理を行う。位相調整部１１４は、音響信号ＳＮ１の位相を調整する。位相を調整された音響信号ＳＮ１が、音響信号ＳＮ３となる。よって、音響信号ＳＮ１，ＳＮ３は、音響信号ＳＮ２，ＳＮ４に対して先行音となる。

位相調整部１１４は、例えば車両８の前方に配置されたエンジン位置（エンジンの設置位置）に音響信号ＳＮ１の音像が定位されるように、定位制御を行う。つまり、この定位制御では、位相調整部１１４は、各スピーカｓｐに対し、乗員がエンジン位置から音響信号ＳＮ１が聞こえるように、例えば左右２つのスピーカ３１，３２から発せられる音響信号ＳＮ１に位相差を持たせる。例えば運転者は、自身の前方に設置されたスピーカ３１から発せられる音と、この音より位相の遅れた助手席の前に設置されたスピーカ３２から発せられる音と、を一緒に聞くことで、エンジン位置から発せられた音響信号ＳＮ１であると知覚可能である。なお、エンジン位置に音像が定位されるのではなく、各席の前方（つまり乗員の正面）に音像が定位されるようにしてもよい。

ミキシング部１１５は、音響信号ＳＮ３と音響信号ＳＮ４とを混合（ミキシング）し、混合された音響信号ＳＮ５を生成する。音響信号ＳＮ５は、複数のスピーカ３１〜３４のそれぞれに対応して生成されてよい。

図３は、擬似エンジン音の音響信号ＳＮ６の周波数スペクトルの一例を示すグラフである。このグラフの縦軸は音圧を示し、横軸は周波数を示す。音響信号ＳＮ６は、例えば１３０Ｈｚの基音、その２倍音成分２６０Ｈｚ，３倍音３９０Ｈｚ，４倍音５２０Ｈｚ，５倍音６５０Ｈｚ，…を含む。また、音響信号ＳＮ６では、基音（１３０Ｈｚ）の音圧レベルが最も高く、周波数が高くなるにつれて、その倍音成分である２倍音（２６０Ｈｚ），３倍音（３９０Ｈｚ），４倍音（５２０Ｈｚ），５倍音（６５０Ｈｚ）、…の音圧レベルは、徐々に下がっている。なお、音響信号ＳＮ６は、エンジン音の周波数特性に同様の周波数特性を有してもよいし、エンジン音の周波数特性とはあえて異なる周波数特性としてもよい。

次に、先行音効果について説明する。先行音効果は、人間の心理音響効果の１つである。２つの周波数特性が同一又は類似の音響信号が、つまり音の成分が同一又は似ている音響信号が、異なる位置で異なる時刻に出力されると、人間は、先行音に引きずられるように後続音を聞く性質を持つ。時間的に先に出力された音が先行音となり、時間的に後に出力された音が後続音となる。先行音効果は、後続音の定位位置が先行音と同じ定位位置であると知覚する効果である。この場合、後続音は、先行音の付属音のように聞こえる。

先行音効果が得られる条件として、音響信号の周波数特性が類似した構成になっていること、先行音に対して後続音が一定の遅延量（例えば約８ｍｓ〜１６ｍｓのいずれかの値）であること、等がある。先行音となる音響信号ＳＮ１は、音響信号ＳＮ６のうち、閾値ｔｈ１以下の周波数を有する音響信号である。後続音となる音響信号ＳＮ２は、音響信号ＳＮ６のうち、閾値ｔｈ１より高い周波数を有する音響信号である。図３を参照すると、音響信号ＳＮ１及び音響信号ＳＮ２は、ともに、同様の周波数の間隔で複数の周波数成分を有し、周波数が高くなると順次音圧レベルが小さくなっていく特性を有する。よって、音響信号ＳＮ１と音響信号ＳＮ２とでは、所定の時間差を設けることで、先行音効果を発揮できる。

図４は、音響再生装置１０のハードウェア構成例を示すブロック図である。

音源１１１は、複数の信号発生器１５０（１５１，１５２，…，１５Ｎ）を含む。信号発生器１５０は、音響信号ＳＮ６のうち、音響信号ＳＮ１の成分を生成する。帯域分割部１１２は、複数の可変アンプ１６０（１６１，１６２，…，１６Ｎ）、複数のゲイン設定部１７０（１７１，１７２，…，１７Ｎ）、及び加算器１８１を含む。可変アンプ１６０は、利得を可変なアンプである。加算器１８１による加算により、複数の周波数成分を有する音響信号ＳＮ１が得られる。

また、音源１１１は、複数の信号発生器２００（２０１，２０２，…，２０Ｍ）を含む。信号発生器２００は、音響信号ＳＮ６のうち、音響信号ＳＮ２の成分を生成する。帯域分割部１１２は、複数の可変アンプ２１０（２１１，２１２，…，２１Ｍ）、複数のゲイン設定部２２０（２２１，２２２，…，２２Ｍ）、及び加算器２３１を含む。加算器２３１による加算により、複数の周波数成分を有する音響信号ＳＮ１が得られる。

信号発生器１５０は、閾値ｔｈ１以下の音を生成する。具体的には、信号発生器１５１は、例えばエンジン回転数ＮＥを基に、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６の基音（例えば１３０Ｈｚの正弦波）の信号を生成する。信号発生器１５２は、例えばエンジン回転数ＮＥを基に、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６の２倍音（例えば２６０Ｈｚの正弦波）の信号を生成する。同様に、信号発生器１５Ｎは、例えばエンジン回転数ＮＥを基に、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６のＮ倍音（例えばＮ(Ｎ＝５)×１３０Ｈｚの正弦波）の信号を生成する。

同様に、信号発生器２００は、閾値ｔｈ１より高い音を生成する。具体的には、信号発生器２０１は、例えばエンジン回転数ＮＥを基に、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６の（Ｎ＋１）倍音成分（例えば７８０Ｈｚの正弦波）の信号を生成する。信号発生器２０２は、例えばエンジン回転数ＮＥを基に、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６の（Ｎ＋２）倍音（例えば９１０Ｈｚの正弦波）の信号を生成する。同様に、信号発生器２０Ｍは、例えばエンジン回転数ＮＥを基に、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６の（Ｎ＋Ｍ）倍音（例えば（Ｎ＋Ｍ）×１３０Ｈｚの正弦波）の信号を生成する。

可変アンプ１６０（１６１，１６２，…，１６Ｎ）は、複数の信号発生器１５０（１５１，１５２，…，１５Ｎ）で生成された閾値ｔｈ１以下の音を、それぞれゲイン設定部１７０（１７１，１７２，…，１７Ｎ）で設定されたゲインで増幅する。

同様に、可変アンプ２１０（２１１，２１２，…，２１Ｍ）は、複数の信号発生器２０１，２０２，…，２０Ｍ）で生成された閾値ｔｈ１より高い周波数の音を、それぞれゲイン設定部２２０（２２１，２２２，…，２２Ｍ）で設定されたゲインで増幅する。

ゲイン設定部１７０（１７１，１７２，…，１７Ｎ）は、例えばスロットル開度ＴＨを基に、複数の可変アンプ１６０（１６１，１６２，…，１６Ｎ）のゲインを設定する。同様に、ゲイン設定部２２０（２２１，２２２，…，２２Ｍ）は、例えばスロットル開度ＴＨを基に、複数の可変アンプ２１０（２１１，２１２，…，２１Ｍ）のゲインを設定する。

擬似エンジン音の音響信号ＳＮ６は、例えば図３に示したように、基音の音圧レベルが最も高く、倍音の音圧レベルが高次成分になるほど低くなる特性を有する。つまり、音響信号ＳＮ６は、周波数が高い程、音圧レベルが低くなる周波数スペクトルを有する。ＥＳＥでは、エンジン音の倍音成分が強調されるので、ゲイン設定部１７０，２２０は、所望の周波数スペクトルになるように、各倍音成分のゲインを設定する。

加算器１８１は、可変アンプ１６０（１６１，１６２，…，１６Ｎ）でそれぞれ増幅された閾値ｔｈ１以下の疑似エンジン音の基音、２倍音，…，Ｎ倍音の音響信号を加算する。加算された音響信号は、音響信号ＳＮ１となる。

同様に、加算器２３１は、可変アンプ２１０（２１１，２１２，…，２１Ｍ）でそれぞれ増幅された閾値ｔｈ１より高い疑似エンジン音の（Ｎ＋１）倍音，（Ｎ＋２）倍音，…，（Ｎ＋Ｍ）倍音の音響信号を加算する。加算された音響信号は、音響信号ＳＮ２となる。

なお、ここでは、音源１１１は、複数の信号発生器１５０，２００で疑似エンジン音の基音及び各倍音を生成することを例示したが、これに限られない。例えば、音源１１１は、１つの信号発生器１５０で疑似エンジン音の基音を生成し、この基音を基に整数倍の演算処理を行って、疑似エンジン音の各倍音を生成してもよい。

位相調整部１１４は、各スピーカｓｐ（３１〜３４）に対応する複数（例えば４つ）のイコライザ１９０（１９１，１９２，１９３，１９４）を含む。イコライザ１９０は、オールパスフィルタを有する。オールパスフィルタは、信号の振幅を変えずに、各周波数成分の位相を一律に変えるフィルタである。イコライザ１９０（１９１，１９２，１９３，１９４）は、加算器１８１で加算して得られた音響信号ＳＮ１の位相を、各スピーカｓｐ（３１，３２，３３，３４）の位置に応じて調整し、音響信号ＳＮ３を生成する。イコライザ１９０（１９１，１９２，１９３，１９４）は、各スピーカｓｐ（３１，３２，３３，３４）に入力される各音響信号ＳＮの位相を変え、各乗員が実際のエンジン位置から発せられたエンジン音を聞いているように聞こえるように、定位制御する。この場合、各イコライザ１９０（１９１，１９２，１９３，１９４）による位相調整量は、全て異なってもよいし、一部が同じで一部が異なってもよいし、全て同じであってもよい。

先行音効果調整部１１３は、各スピーカｓｐ（３１〜３４）に対応する複数（例えば４つ）の遅延器２４０（２４１，２４２，２４３，２４４）を含む。遅延器２４１は、スピーカ３１から出力される音響信号ＳＮ２を遅延させ、音響信号ＳＮ４を得る。同様に、遅延器２４２，２４３，２４４は、それぞれスピーカ３２，３３，３４から出力される音響デー亜ｔＳＮ２を遅延させ、音響信号ＳＮ４を得る。この場合、各遅延器２４０（２４１，２４２，２４３，２４４）による遅延量は、全て異なってもよいし、一部が同じで一部が異なってもよいし、全て同じであってもよい。

また、遅延器２４０により遅延される遅延時間は、各スピーカｓｐ（３１〜３４）に先行音効果が得られる２つの音の時間差である８ｍｓ〜１６ｍｓの範囲のいずれかの値に設定される。なお、各スピーカｓｐ（３１，３２，３３，３４）から出力される閾値ｔｈ１より高い周波数の音に対し、同じ遅延時間で先行音効果が得られる場合、共通の遅延器２４０が１つだけ設けられてもよい。なお、遅延器２４０による音響信号ＳＮ２の遅延量は、イコライザ１９０による音響信号ＳＮ１の位相調整量よりも大きくてよい。つまり、音響信号を時間的にずらす量が大きくてよい。

ミキシング部１１５は、位相調整部１１４によってスピーカｓｐ（３１〜３４）毎に得られた音響信号ＳＮ３と、先行音効果調整部１１３によってスピーカｓｐ（３１〜３４）毎に得られた音響信号ＳＮ４とを混合し、スピーカｓｐ（３１〜３４）毎に、混合された音響信号ＳＮ５を得る。ミキシング部１１５は、各スピーカｓｐ（３１〜３４）に対応する複数（例えば４つ）のミキサ２５０（２５１，２５２，２５３，２５４）を有する。

ミキサ２５１は、イコライザ１９１で位相調整された音響信号ＳＮ３と、遅延器２４１で遅延した音響信号ＳＮ４と、を混合した音響信号ＳＮ５を、スピーカ３１に出力する。ミキサ２５２は、イコライザ１９２で位相調整された音響信号ＳＮ３と、遅延器２４２で遅延した音響信号ＳＮ４と、を混合した音響信号ＳＮ５を、スピーカ３２に出力する。また、ミキサ２５３は、イコライザ１９３で位相調整された音響信号ＳＮ３と、遅延器２４３で遅延した音響信号ＳＮ４と、を混合した音響信号ＳＮ５を、スピーカ３３に出力する。ミキサ２５４は、イコライザ１９４で位相調整された音響信号ＳＮ３と、遅延器２４４で遅延した音響信号ＳＮ４と、を混合した音響信号ＳＮ５を、スピーカ３４に出力する。

なお、ここでは、車室内に設置されるスピーカ部３０が４つのスピーカ３１〜３４で構成される場合を示したが、２つ、３つあるいは５つ以上のスピーカで構成されてもよい。この場合、音響再生装置１０は、スピーカの数に対応する数の、イコライザ、遅延器及びミキサを有してよい。

次に、音響再生システム５の動作例について説明する。
図５は、音響再生動作手順の一例を示すフローチャートである。

音響再生装置１０の処理部１１は、操作部１５に含まれるＥＳＥスイッチ１５ｚがオンに操作されたか否かを判別する（Ｓ１）。ＥＳＥスイッチ１５ｚがオフである場合、処理部１１は、本処理を終了する。

ＥＳＥスイッチ１５ｚがオンである場合、処理部１１は、車載ネットワークを介してＥＣＵ５０からエンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＨを入力する（Ｓ２）。音源１１１は、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＨを基に、擬似エンジン音の音響信号ＳＮ６を生成する（Ｓ３）。

帯域分割部１１２は、音響信号ＳＮ６の帯域分割を行い、音響信号ＳＮ１と音響信号ＳＮ２を得る（Ｓ４）。位相調整部１１４は、音響信号ＳＮ１に対し、スピーカｓｐ毎に位相を調整して定位制御を行い、音響信号ＳＮ３を得る（Ｓ５）。この場合、音響信号ＳＮ１の各倍音成分に対する位相調整量は、全て異なってもよいし、一部が同じで一部が異なってもよいし、全て同じであってもよい。また、先行音効果調整部１１３は、音響信号ＳＮ２に対し、遅延処理を行い、音響信号ＳＮ４を得る（Ｓ６）。音響信号ＳＮ２の各倍音成分に対する遅延量は、全て異なってもよいし、一部が同じで一部が異なってもよいし、全て同じであってもよい。

ミキシング部１１５は、音響信号ＳＮ３と音響信号ＳＮ４とをスピーカｓｐ毎に対応して混合し、スピーカｓｐ毎に音響信号ＳＮ５を生成する（Ｓ７）。ミキシング部１１５は、各スピーカｓｐに音響信号ＳＮ５を出力（放音）する（Ｓ８）。各スピーカｓｐは、入力した音響信号ＳＮ５に基づく音、つまりエンジン音の倍音成分が強調された音（疑似エンジン音）を発する。

図６は、ＥＳＥスイッチ１５ｚがオフである場合のエンジン音の音響信号の周波数スペクトル、及びＥＳＥスイッチ１５ｚがオンである場合の疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６の周波数スペクトルを示すグラフである。グラフの縦軸は周波数を示し、横軸はエンジン回転数を示す。このグラフの実線は音圧レベルが高いことを示し、破線は音圧レベルが低いことを表す。

ＥＳＥスイッチ１５ｚがオフである場合とＥＳＥスイッチ１５ｚがオンである場合のいずれも、図中の枠ｗ１で囲まれる、音響信号の基音の周波数（基本周波数）における音圧レベルは、ほぼ同じである。一方、枠ｗ２で囲まれる、音響信号の倍音成分の周波数における音圧レベルは、ＥＳＥスイッチ１５ｚがオフである場合に比べ、ＥＳＥスイッチ１５ｚがオンである場合、明らかに大きくなっている。つまり、ＥＳＥにより音響信号の倍音成分が強調されている。

このように、音響再生システム５は、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６のうち、先行音となる音響信号ＳＮ１を用いて定位制御し、後続音となる音響信号ＳＮ２を遅延させて、先行音効果により音響信号ＳＮ１，ＳＮ２が同じ定位位置であるかのように、スピーカ部３０から倍音成分が強調された疑似エンジン音を出力する。

また、音響再生システム５は、エンジン回転に同期した、エンジン音の付加音（疑似エンジン音）を生成する場合に着目し、音響再生装置１０から出力された再生音の到来方向を、音の状態に依存せず乗員に対して安定させることができる。

また、疑似エンジン音を発生させる音響再生システム５では、音がどこに定位するのかが聴感上重要になる。従来の位相制御による定位制御では、中高音域において定位制御の効果が不十分であるが、音響再生装置１０は、中高音域の音（音響信号ＳＮ２）に対しての処理を追加することで、中高音域の定位を明確にできる。具体的には、音響再生装置１０は、閾値ｔｈ１以下の低音域の音（音響信号ＳＮ１）については位相制御にて定位制御する。音響再生装置１０は、中高音域の音（音響信号ＳＮ２）については低音域の音（音響信号ＳＮ１）から一定の遅延を与えて提示する。これにより、低音域の音（音響信号ＳＮ１で定位された方向に、音響信号ＳＮ２の定位が移動して感じられる。これは先行音効果を利用したものである。

以上のように、音響再生装置１０(音響処理装置の一例)は、車両８のエンジン回転数ＮＥに基づく音響信号を処理する。音響再生装置１０では、音源１１１及び帯域分割部１１２（信号取得部の一例）は、閾値ｔｈ１（第１の閾値の一例）（例えば７５０Ｈｚ）以下の複数の周波数成分を有する疑似エンジン音の音響信号ＳＮ１（第１の音響信号の一例）と、閾値ｔｈ１より高い周波数を有する複数の周波数成分を有する疑似エンジン音の音響信号ＳＮ２（第２の音響信号の一例）と、を取得する。位相調整部１１４（位相制御部の一例）は、音響信号ＳＮ１を複数に分割し、複数の音響信号ＳＮ１のそれぞれに対して所定の位相差で（位相制御量の一例）位相を調整（位相制御の一例）し、位相が調整された音響信号ＳＮ１として、音響信号ＳＮ３(第３の音響信号の一例)を生成する。先行音効果調整部１１３（遅延部の一例）は、音響信号ＳＮ２を複数に分割し、複数の音響信号ＳＮ２のそれぞれに対して所定の遅延量で遅延させ、遅延された音響信号ＳＮ２として、音響信号ＳＮ４(第４の音響信号の一例)を生成する。ミキシング部１１５（混合部の一例）は、複数の音響信号ＳＮ３と複数の音響信号ＳＮ４とを混合して、混合された複数の音響信号ＳＮ５(第５の音響信号の一例)を生成する。

これにより、音響再生装置１０は、音響信号ＳＮ１の位相を調整することで、音響信号ＳＮ１を定位制御でき、音響信号ＳＮ１の到来方向を表現できる。また、音響再生装置１０は、音響信号ＳＮ２を遅延させることで、音響信号ＳＮ１に応じた先行音と、音響信号ＳＮ２に応じた後続音とによって、先行音効果を発揮させることができる。つまり後続音の到来方向が、先行音の到来方向に擬制されるので、音響再生装置１０は、先行音に後続音の定位が引っぱられるように、運転者等の乗員に対し、音響信号ＳＮ５に基づく音の到来方向を、音響信号ＳＮ１の到来方向に統一して知覚させることができる。よって、音響再生装置１０は、疑似エンジン音の音像定位精度を向上できる。

また、位相調整部１１４は、複数の音響信号ＳＮ１に対して異なる位相調整量（例えば位相差）で位相を調整してよい。先行音効果調整部１１３は、複数の音響信号ＳＮ２に対して異なる遅延量で遅延させてよい。ミキシング部１１５は、位相が調整された音響信号ＳＮ１（音響信号ＳＮ３）の１つずつと、遅延された音響信号ＳＮ２（音響信号ＳＮ４）の中の１つずつと、を混合し、複数の音響信号ＳＮ５を生成してよい。

これにより、音響再生装置１０は、各音響信号ＳＮ５が出力されるスピーカｓｐの設置位置や各音響信号の周波数等に基づいて、複数の音響信号ＳＮ１による音像定位が実現するように各位相調整量を配分し、位相調整可能である。また、音響再生装置１０は、各音響信号ＳＮ５が出力されるスピーカｓｐの設置位置や各音響信号の周波数等に基づいて、複数の音響信号ＳＮ２を用いて先行音効果が発揮させるように各遅延量を配分し、遅延させることができる。これにより、音響再生装置１０は、異なる周波数を有する音響信号を同じ到来方向から発せられた音として、運転者等の乗員に知覚させることができる。

また、音源１１１は、異なる周波数を有する疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６(複数の第６の音響信号の一例)を生成する信号発生器１５０，２００（信号源の一例）を有してよい。音源１１１は、閾値ｔｈ１以下の周波数を有する音響信号ＳＮ６を加算して、それぞれを周波数成分とする音響信号ＳＮ１を取得してよい。音源１１１は、閾値ｔｈ１より高い周波数を有する音響信号ＳＮ６を加算して、それぞれを周波数成分とする音響信号ＳＮ２を取得してよい。

これにより、音響再生装置１０は、外部サーバ等から音響信号ＳＮ１，ＳＮ２を取得せずに、自装置において音響信号ＳＮ６を生成することで、音響信号ＳＮ１，ＳＮ２を得ることができる。

また、音響信号ＳＮ１に含まれる複数の周波数成分の特性と、音響信号ＳＮ２に含まれる複数の周波数成分の特性とは、類似してよい。これにより、音響再生装置１０は、音響信号ＳＮ１，ＳＮ２の周波数特性が類似することで、信号成分としては同一視でき、後続音となる音響信号ＳＮ２を、先行音となる音響信号ＳＮ１の定位に引っぱられるように、運転者等の乗員に知覚させる先行音効果を発揮できる。

また、音源１１１、位相調整部１１４、先行音効果調整部１１３及びミキシング部１１５は、車両８に搭載されてよい。音響信号ＳＮ１，ＳＮ２の各周波数成分は、車両８のエンジン回転数の基音成分又は倍音成分でよい。これにより、音響再生装置１０は、車両８内において、位相調整による音像定位と先行音効果とを利用して、擬似エンジン音の音像定位を精度良く再現できる。

また、閾値ｔｈ１は、略７５０Ｈｚでよい。これにより、音響再生装置１０は、閾値ｔｈ１を用いて、定位制御可能な音響信号ＳＮ１と、位相制御による定位制御の代わりに先行音効果を利用する音響信号ＳＮ２とを明確に区別して、それぞれの特性を活かして疑似エンジン音の音像定位を行うことができる。

また、所定の遅延量は、略８ミリ秒以上であり略１６ミリ秒以下であるいずれかの遅延量でよい。これにより、音響再生装置１０は、後続音となる音響信号ＳＮ２について、先行音効果を得やすくできる。

また、音響再生装置１０は、車両８に搭載され、複数の音響信号ＳＮ５を出力するスピーカ部ｓｐ（複数の音響出力部の一例）を備えてよい。これにより、運転者等の乗員は、高精度に音像定位された疑似エンジン音を聞くことができ、満足度の高いドライビング体験が可能である。

位相調整部１１４は、複数のスピーカ３１〜３４による複数の混合された疑似エンジン音の音響信号ＳＮ５の出力の結果、車両８における座席の正面又は車両８に設置されるエンジンの配置位置に音像が定位されるように、複数の音響信号ＳＮ１を位相制御してよい。音響再生装置１００がこのように位相制御することで、運転者等の乗員は、高精度に音像定位された疑似エンジン音を聞くことができ、満足度の高いドライビング体験が可能である。

（実施形態２）
実施形態１では、擬似エンジン音の音響信号は、周波数が高くなるにつれて音圧レベルが低くなる、つまり先行音に対して後続音の音圧が低い特性を有する。しかし、擬似エンジン音の生成方法によっては、エンジン音の倍音成分の音圧レベルが基音よりも大きくなるよう生成することも可能である。後続音である倍音成分の音圧レベルが過大である場合、先行音効果が生じにくいことがある。実施形態２では、後続音の音圧レベルが過大である場合、音響再生装置は、後続音の音圧レベルを下げるようにする。

実施形態２の音響再生システム５は、実施形態１とほぼ同一の構成を有する。実施形態１と同一の構成要素については、同一の符号を用いることで、その説明を省略又は簡略化する。

図７は、実施形態２における音響再生装置１０Ａの機能的構成例を示すブロック図である。音響再生装置１０Ａは、実施形態１と比べ、音源１１１Ａ及び減衰部１１７を有する。

音源１１１Ａは、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＨを基に、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６Ａを生成して出力する。音源１１１Ａは、通信部１３を介して外部サーバから音響信号ＳＮ６Ａを取得してもよい。音響信号ＳＮ６Ａは、複数の周波数成分を有する。音響信号ＳＮ６Ａは、例えば、エンジン回転数ＮＥに相当する周波数（例えば１３０Ｈｚ）を持つ正弦波を基音とし、この基音に、整数倍の周波数を持つ倍音（例えば２６０Ｈｚ，３９０Ｈｚ，５２０Ｈｚ，６５０Ｈｚ，７８０Ｈｚ，…）を加えた信号である。また、音響信号ＳＮ６Ａは、例えば、スロットル開度ＴＨが大きい程、大きな音圧レベルを有する。音響信号ＳＮ６Ａは、処理部１１が記憶部１２に記憶された正弦波のデータを読み出し、擬似エンジン音として処理されることで生成されてよい。

音響信号ＳＮ６Ａは、音源１１１と比較すると、基音の音圧レベルと比べ、倍音成分の音圧レベルが大きい特性を有する。図８は、音響信号ＳＮ６Ａの周波数スペクトルの一例を示すグラフである。このグラフの縦軸は音圧を示し、横軸は周波数を示す。この音響信号ＳＮ６Ａでは、基音の音圧レベルよりも倍音成分の音圧レベルが大きい箇所がある。後続音の音圧レベルが先行音に比べて過大に大きい場合、例えば閾値ｔｈ１以上の周波数成分の音圧レベルが、閾値ｔｈ１以下の周波数成分の音圧レベルよりも閾値ｔｈ２以上大きい場合、先行音効果が得られない可能性がある。この場合、運転者等の乗員は、先行音から分離された音として後続音を聞くことになり、疑似エンジン音の音像定位の再現精度が低くなる。なお、閾値ｔｈ２は、０以上の値である。音響信号ＳＮ６Ａが帯域分割部１１２により帯域分割されて、本実施形態の音響信号ＳＮ１，ＳＮ２となる。

減衰部１１７は、音響信号ＳＮ２が音響信号ＳＮ１に対して過大であるか否かを判別する。例えば、音響信号ＳＮ１の音圧レベルよりも音響信号ＳＮ２の音圧レベルが閾値ｔｈ２以上大きいか否かを判別する。つまり音響信号ＳＮ１の音圧レベルから音響信号ＳＮ２の音圧レベルを減算した減算値が、閾値ｔｈ２以上であるか否かを判別する。音響信号ＳＮ２の音圧レベルが音響信号ＳＮ１の音圧レベルより閾値ｔｈ２以上大きい場合、減衰部１１７は、音響信号ＳＮ２を減衰させ、音響信号ＳＮ２の音圧レベルを音響信号ＳＮ１以下になるように調整する。音響信号ＳＮ２の音圧レベルは、例えば音響信号ＳＮ１に対して音響信号ＳＮ２が閾値ｔｈ２Ａ（例えば−１０ｄＢ）以下となるように調整される。先行音効果調整部１１３は、音圧レベルを低下させた音響信号ＳＮ２を遅延させる。

例えば、音響信号ＳＮ２の各周波数成分の音圧レベルの少なくとも１つが、音響信号ＳＮ１の各周波数成分の音圧レベルの少なくとも１つより閾値ｔｈ２以上大きい場合に、音響信号ＳＮ２の音圧レベルが音響信号ＳＮ１の音圧レベルより閾値ｔｈ２以上大きいと判別されてよい。また、音響信号ＳＮ２の各周波数成分の音圧レベルの平均値が音響信号ＳＮ１の各周波数成分の音圧レベルの平均値より閾値ｔｈ２以上大きい場合、音響信号ＳＮ２の音圧レベルが音響信号ＳＮ１の音圧レベルより閾値ｔｈ２以上大きいと判別されてよい。

これにより、音響再生装置１０Ａは、音響信号ＳＮ２，ＳＮ４の音圧レベルが音響信号ＳＮ１，ＳＮ３の音圧レベルに対して過大となることを抑制できる。よって、音響信号ＳＮ１に対応する先行音と音響信号ＳＮ２に対応する後続音とは、先行音効果により同じ音源位置（例えばエンジン位置）から発せられた音として、運転者等の乗員に知覚される。

図９は、本実施形態における音響再生動作手順の一例を示すフローチャートである。実施形態１と同一のステップについては、同一のステップ番号を付すことで、その説明を省略又は簡略化する。

音響再生装置１０Ａは、Ｓ１〜Ｓ４の処理を行う。Ｓ４で帯域分割部１１２が帯域分割を行った後、減衰部１１７は、音響信号ＳＮ２が音響信号ＳＮ１に対して過大であるか否かを判別する。この場合、減衰部１１７は、例えば、帯域分割された７５０Ｈｚより高い周波数を有する音響信号ＳＮ２に含まれる倍音成分の音圧レベルが、音響信号ＳＮ１に対して閾値ｔｈ２以上大きいか否かを判別する（Ｓ６Ａ）。音響信号ＳＮ２が音響信号ＳＮ１に対して過大でない場合、先行音効果調整部１１３は、Ｓ６で音響信号ＳＮ２を遅延させ、音響信号ＳＮ４を生成する。

一方、Ｓ６Ａにおいて、音響信号ＳＮ２が音響信号ＳＮ１に対して過大である場合、減衰部１１７は、音響信号ＳＮ２を減衰させる（Ｓ６Ｂ）。この場合、減衰部１１７は、音響信号ＳＮ１に対して音響信号ＳＮ２の音圧レベルが閾値ｔｈ２Ａ（例えば−１０ｄＢ）以下となるように調整してよい。先行音効果調整部１１３は、Ｓ６で、音響信号ＳＮ２を遅延させる。以後の処理は、実施形態１と同様である。

このように、音響再生システム５Ａでは、音響信号ＳＮ２の音圧レベルが音響信号ＳＮ１に対して過大である場合、音響再生装置１０Ａは、音響信号ＳＮ２を減衰させてその音圧レベルを下げることで、先行音効果を発揮させることができる。よって、音響再生装置１０Ａは、音響信号ＳＮ１，ＳＮ２に対応する低音域及び中高音域の定位を、音響信号ＳＮ１に対応する低音域の定位に統一して知覚させることができる。

以上のように、音響再生装置１０Ａでは、先行音効果調整部１１３（減衰部の一例）が、音響信号ＳＮ２の音圧レベル（信号レベルの一例）を減衰させてよい。これにより、音響再生装置１０Ａでは、音響信号ＳＮ２に対応する後続音の音圧レベルが音響信号ＳＮ１に対応する先行音の音圧レベルに対して過大であるために先行音効果が発揮できなくなり、先行音と後続音とが分離して知覚され、疑似エンジン音の定位が不安定となることを抑制できる。

また、減衰部１１７は、音響信号ＳＮ１の音圧レベルよりも音響信号ＳＮ２の音圧レベルが閾値ｔｈ２（第２の閾値の一例）以上大きいか否かを判別してよい。減衰部１１７は、音響信号ＳＮ１の音圧レベルよりも音響信号ＳＮ２の音圧レベルが閾値ｔｈ２以上に大きい場合、音響信号ＳＮ１よりも音響信号ＳＮ２の音圧レベルが小さくなるように、音響信号ＳＮ２を減衰させてよい。

これにより、音響再生装置１０Ａは、音響信号ＳＮ２の音圧レベルを小さくした後に遅延させて音響信号ＳＮ４を生成できる。つまり、後続音の音圧レベルを小さくして遅延させることができる。よって、音響再生装置１０Ａは、先行音と後続音とが先行音効果により同じ音源位置から発せられた音として、運転者等の乗員に知覚されるようにできる。

本実施形態では、減衰部１１７は、音響信号ＳＮ１に対して音響信号ＳＮ２の音圧レベルが過大である場合に、音響信号ＳＮ２を減衰させることを例示したが、これに限られない。例えば、処理部１１は、音響信号ＳＮ１に対して音響信号ＳＮ２の音圧レベルが過大である場合、先行音効果調整部１１３による遅延の遅延量を変更してもよい。例えば、音響信号ＳＮ２の音圧レベルが大きい程、遅延量を、先行音効果が得られる２つの音の時間差のうちの長めの時間差（約８ｍｓ〜１６ｍｓにおいて１６ｍｓに近い値）としてもよい。

（実施形態３）
実施形態１では、エンジン回転数ＮＥが変化し（例えば車両８の加速時、減速時）、エンジン音の周波数が変化すると、先行音に対応する音響信号ＳＮ１の周波数の変化に遅れて、後続音に対応する音響信号ＳＮ２の周波数も変化する。車両８の乗員は、この先行音及び後続音の周波数の変化によって、先に周波数が変化した音が先行音であり、後から周波数が変化した音が後続音であるとして、これらの音を区別可能である。

一方、定常走行等を行うことでエンジン回転数ＮＥが一定であると、エンジン回転数ＮＥに基づく疑似エンジン音の周波数が一定となり、先行音に対応する音響信号ＳＮ１，ＳＮ３と後続音に対応する音響信号ＳＮ２，ＳＮ４の周波数がいずれも一定となる。そのため、音響信号ＳＮ１，ＳＮ３と音響信号ＳＮ２，ＳＮ４のうちどちらの音響信号が先行音であるか区別することが困難となる。したがって、先行音効果が生じ難くなる。実施形態３では、音響再生装置は、車両８が定常走行になった場合、後続音を減衰させることで、音圧レベルの差を基に先行音と後続音とを区別可能にする。

実施形態３の音響再生システムは実施形態１又は実施形態２とほぼ同一の構成を有する。実施形態１又は実施形態２と同一の構成要素については、同一の符号を用いることで、その説明を省略又は簡略化する。

図１０は、実施形態３における音響再生装置１０Ｂの機能的構成例を示すブロック図である。音響再生装置１０Ｂは、実施形態１と比べ、状態判別部１１８及び減衰部１１７Ａを有する。

状態判別部１１８は、車両８の状態を判別する。状態判別部１１８は、例えば、車載ネットワークを介してＥＣＵ５０から入力した車両８の速度を基に、車両８が定速走行状態であるか否かを判別する。ＥＣＵ５０は、例えば、車速センサで車両８の速度を検知してもよいし、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機で得られる車両位置の変化等を基に、車両８の速度を算出してもよい。

減衰部１１７Ａは、音響信号ＳＮ２の音圧レベルを減衰させる。この場合、減衰部１１７Ａは、疑似エンジン音の音響信号の周波数がほぼ一定の場合に、先行音と後続音とを音圧レベルで区別可能となる程度に、音響信号ＳＮ２の音圧レベルを小さくしてよい。この場合の減衰量、つまり定常走行状態において先行音効果を発揮させるための減衰量は、実施形態２における減衰量、つまり音響信号ＳＮ２の音圧レベルが過大に大きい場合の減衰量よりも大きくてよい。ここでは、減衰部１１７Ａは、例えば、音響信号ＳＮ１に対して音響信号ＳＮ２が−１５ｄＢ以下となるように、音響信号ＳＮ２減衰させてよい。

先行音効果調整部１１３は、音圧レベルを低下させた音響信号ＳＮ２を遅延させる。これにより、音響再生装置１０Ｂは、車両８が定常走行状態であっても、先行音と後続音とを区別可能となるように車両８の乗員に提供できる。よって、音響再生装置１０Ｂは、先行音効果により同じ音源位置（例えばエンジン位置）から発せられた音として、閾値ｔｈ１以下の周波数の音響信号も閾値ｔｈ１より高い周波数の音響信号も運転者等の乗員に知覚させることができる。

図１１は、本実施形態における音響再生動作手順の一例を示すフローチャートである。実施形態１と同一のステップについては、同一のステップ番号を付すことで、その説明を省略又は簡略化する。

音響再生装置１０Ｂは、Ｓ１〜Ｓ４の処理を行う。Ｓ４で帯域分割部１１２が帯域分割を行った後、状態判別部１１８は、車両８が定速走行状態であるか否かを判別する（Ｓ６Ｃ）。ここで、定速走行状態であるか否かは、例えば、平坦な道路を車両８が走行している場合にスロットル開度ＴＨが一定であるか、又はエンジン回転数ＮＥが一定であるか、を基に判断されてもよい。また、定速走行状態であるか否かは、直接的に車速センサで検知される車両８の速度が一定であるか、又は車両８の現在位置を逐次検出しその時間変化である速度が一定であるか、を基に判断されてもよい。

車両８が定速走行状態にない場合、先行音効果調整部１１３は、Ｓ６で、音響信号ＳＮ２（音響信号ＳＮ２に含まれる倍音成分）を遅延させる。

一方、Ｓ６Ｃで、車両８が定速走行状態にある場合、減衰部１１７Ａは、音響信号ＳＮ２を減衰させる（Ｓ６Ｄ）。この場合、減衰部１１７Ａは、音響信号ＳＮ１に対して音響信号ＳＮ１の音圧レベルが閾値ｔｈ３（例えば−１５ｄＢ）以下となるように調整してよい。先行音効果調整部１１３は、Ｓ６で、音響信号ＳＮ２に含まれる倍音成分を遅延させる。以後の処理は、実施形態１と同様である。

このように、音響再生システム５Ｂでは、車両８が定常走行状態にあり、疑似エンジン音の周波数特性が一定であっても、音響再生装置１０Ｂは、音響信号ＳＮ２の音圧レベルを低下させることで、先行音と後続音とを区別でき、先行音効果を発揮させることができる。よって、音響再生装置１０Ｂは、音響信号ＳＮ１，ＳＮ２に対応する低音域及び中高音域の定位を、音響信号ＳＮ１に対応する低音域の定位に統一して知覚させることができる。

なお、本実施形態の減衰部１１７Ａは、実施形態２における減衰部１１７の機能を有してもよい。この場合、減衰部１１７Ａは、音響信号ＳＮ２が音響信号ＳＮ１に対して過大である場合、例えば音響信号ＳＮ１の音圧レベルよりも音響信号ＳＮ２の音圧レベルが閾値ｔｈ２以上に大きい場合、音響信号ＳＮ１に対して音響信号ＳＮ２の音圧レベルが閾値ｔｈ２Ａ（例えば−１０ｄＢ）以下となるように、音響信号ＳＮ２を減衰させてよい。よって、減衰部１１７Ａは、車両８が定速走行状態であっても、音響信号ＳＮ１に対して音響信号ＳＮ２の音圧レベルが過大であっても、音響信号ＳＮ２の音圧レベルを減衰でき、先行音効果を生じるように、音響信号ＳＮ１，ＳＮ２に対応するスピーカｓｐからの出力音の音圧レベルのバランスを調整できる。

以上のように、音響再生装置１０Ｂでは、状態判別部１１８（第２の判別部の一例）は、車両８の走行状態の情報を判別してよい。減衰部１１７Ａは、車両８の走行状態が定速走行状態である場合、音響信号ＳＮ２を減衰させてよい。

これにより、車両８が定常走行状態で疑似エンジン音の周波数特性が一定であっても、音響信号ＳＮ１に対応する先行音に比べて音響信号ＳＮ２に対応する後続音が大きく減衰しているので、運転者等の乗員は、先行音と後続音の区別できる。したがって、音響再生装置１０Ｂは、先行音効果を発揮でき、先行音と後続音とが同じ定位となるように知覚させることができる。

また、減衰部１１７Ａは、音響信号ＳＮ１の音圧レベルよりも音響信号ＳＮ２の音圧レベルが閾値ｔｈ２以上に大きいか否かを判別してよい。減衰部１１７Ａは、音響信号ＳＮ１の音圧レベルよりも音響信号ＳＮ２の音圧レベルが閾値ｔｈ２以上に大きい場合、音響信号ＳＮ１よりも音響信号ＳＮ２の音圧レベルが小さくなるように、音響信号ＳＮ２を第１の減衰量（例えば−１０ｄＢ）で減衰させてよい。減衰部１１７Ａは、車両の走行状態が定速走行状態である場合、音響信号ＳＮ２を第２の減衰量（例えば−１５ｄＢ）で減衰させてよい。第２の減衰量は、第１の減衰量よりも大きくてよい。第１の減衰量及び第２の減衰量は、音響信号ＳＮ１に対する音響信号ＳＮ２の音圧レベルに対応してよい。

これにより、音響再生装置１０Ｂは、車両８が定速走行状態にある場合や後続音の音圧レベルが過大である場合においても、先行音効果を発揮できる。また、後続音が過大である場合の減衰量に比べて、定速走行状態にある場合の減衰量を大きくすることで、区別し難い定速走行状態の先行音と後続音とが、より明確に区別され得る。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

上記実施形態では、音響再生装置は、正弦波を用いて、疑似エンジン音の音響信号ＳＮ６を生成したが、実際のエンジン音、あるいは予め記憶部１２に記憶されたエンジン音の音響信号を用いてもよい。実際のエンジン音、あるいは予め記憶部１２に記憶されたエンジン音の音響信号を用いる場合、音響再生装置は、帯域毎に疑似エンジン音の音成分を抽出し、抽出した帯域毎の周波数成分を、閾値ｔｈ１以下の周波数を有する音響信号と閾値ｔｈ１より高い周波数を有する音響信号とに分割し、上記の位相調整の処理及び遅延の処理を行ってもよい。

上記実施形態における帯域分割では、人間の頭部の回折を含む両耳間の平均的な距離（約２３ｃｍ）に対応する１／２波長を持つ音として、７５０Ｈｚを閾値ｔｈ１としたが、厳密に７５０Ｈｚでなくてもよい。例えば７００Ｈｚ〜８００Ｈｚの範囲のいずれかの周波数を閾値ｔｈ１としてもよい。

上記実施形態では、音響再生システム５は、エンジン車に搭載される場合を示したが、非エンジン車に搭載されてもよい。例えば、非エンジン車として電気自動車（ＥＶ（Electric Vehicle）車）に搭載される場合、音響再生装置は、エンジン音の代わりに、モータ音の倍音成分を強調してよい。この場合、音響再生装置には、エンジン回転数の代わりにモータ回転数が入力され、音響信号ＳＮ６が生成されてよい。あるいは、上記のように、エンジン音の音響信号を予め記憶部１２に記憶しておき、記憶された音響信号を基に音響信号ＳＮ６が生成されてもよい。このように、音響再生装置は、車両８の駆動源（例えばエンジン、モータ）の回転数に応じた音響信号を処理してよい。

また、本開示は、上記実施形態の音響再生装置の機能を実現するプログラムを、ネットワークあるいは各種記憶媒体を介して音響再生装置に供給し、この音響再生装置内のコンピュータが読み出して実行するプログラムも適用範囲である。

本開示は、疑似エンジン音の音像定位精度を向上できる音響処理装置、音響処理方法、及びプログラム等に有用である。

５ 音響再生システム
１０，１０Ａ，１０Ｂ 音響再生装置
１１ 処理部
１２ 記憶部
１３ 通信部
１５ 操作部
１５ｚ ＥＳＥスイッチ
１６ 表示部
２０ ディスプレイオーディオ
２５ タッチパネル
３０ スピーカ部
３１，３２，３３，３４ スピーカ
５０ ＥＣＵ
１１１，１１１Ａ 音源
１１２ 帯域分割部
１１３ 先行音効果調整部
１１４ 位相調整部
１１５ ミキシング部
１１７，１１７Ａ 減衰部
１１８ 状態判別部
１５１，１５２，１５Ｎ，２０１，２０２，２０Ｍ 信号発生器
１６１，１６２，１６Ｎ，２１１，２１２，２１Ｎ 可変アンプ
１７１，１７２，１７Ｎ，２２１，２２２，２２Ｍ ゲイン設定部
１８１，２３１， 加算器
１９１，１９２，１９３，１９４ イコライザ
２４１，２４２，２４３，２４４ 遅延器
２５１，２５２，２５３，２５４ ミキサ
ＳＮ１，ＳＮ２，ＳＮ３，ＳＮ４，ＳＮ５，ＳＮ６，ＳＮ６Ａ 音響信号

Claims (15)

1. 車両のエンジン回転数に基づく音響信号を処理する音響処理装置であって、
   第１の閾値以下の周波数を有する複数の周波数成分を有する第１の音響信号と、前記第１の閾値よりも高い周波数を有する複数の周波数成分を有する第２の音響信号と、を取得する信号取得部と、
   前記第１の音響信号を複数に分割し、複数の前記第１の音響信号のそれぞれに対して所定の位相制御量で位相制御して、複数の第３の音響信号を生成する位相制御部と、
   前記第２の音響信号を複数に分割し、複数の前記第２の音響信号のそれぞれに対して所定の遅延量で遅延させて、複数の第４の音響信号を生成する遅延部と、
   前記複数の第３の音響信号と複数の前記第４の音響信号とを混合して、複数の第５の音響信号を生成する混合部と、
   を備える音響処理装置。
2. 前記位相制御部は、複数の前記第１の音響信号に対して異なる位相制御量で位相制御し、
   前記遅延部は、複数の前記第２の音響信号に対して異なる遅延量で遅延させ、
   前記混合部は、前記第３の音響信号の中の１つずつと前記第４の音響信号の中の１つずつとを混合し、複数の前記第５の音響信号を生成する、
   請求項１に記載の音響処理装置。
3. 前記信号取得部は、
   異なる周波数を有する複数の第６の音響信号を生成する信号源を有し、
   前記第１の閾値以下の周波数を有する前記第６の音響信号を加算して、前記第６の音響信号のそれぞれを周波数成分とする前記第１の音響信号を取得し、
   前記第１の閾値よりも高い周波数を有する前記第６の音響信号を加算して、前記第６の音響信号のそれぞれを周波数成分とする前記第２の音響信号を取得する、
   請求項１または２に記載の音響処理装置。
4. 前記第１の音響信号に含まれる複数の周波数成分の特性と、前記第２の音響信号に含まれる複数の周波数成分の特性とは、類似する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の音響処理装置。
5. 前記第２の音響信号の信号レベルを減衰させる減衰部、更に備える、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の音響処理装置。
6. 前記第１の音響信号の信号レベルよりも前記第２の音響信号の信号レベルが第２の閾値以上大きいか否かを判別する第１の判別部、を更に備え、
   前記減衰部は、前記第１の音響信号の信号レベルよりも前記第２の音響信号の信号レベルが前記第２の閾値以上大きい場合、前記第１の音響信号よりも前記第２の音響信号の信号レベルが小さくなるように、前記第２の音響信号を減衰させる、
   請求項５に記載の音響処理装置。
7. 前記車両の走行状態の情報を判別する第２の判別部、を更に備え、
   前記減衰部は、前記車両の走行状態が定速走行状態である場合、前記第２の音響信号を減衰させる、
   請求項５に記載の音響処理装置。
8. 前記第１の音響信号の信号レベルよりも前記第２の音響信号の信号レベルが第２の閾値以上大きいか否かを判別する第１の判別部と、
   前記車両の走行状態の情報を判別する第２の判別部と、を更に備え、
   前記減衰部は、
   前記第１の音響信号の信号レベルよりも前記第２の音響信号の信号レベルが前記第２の閾値以上大きい場合、前記第１の音響信号よりも前記第２の音響信号の信号レベルが小さくなるように、前記第２の音響信号を第１の減衰量で減衰させ、
   前記車両の走行状態が定速走行状態である場合、前記第２の音響信号を第２の減衰量で減衰させ、
   前記第２の減衰量は、前記第１の減衰量よりも大きい、
   請求項５に記載の音響処理装置。
9. 前記信号取得部、前記位相制御部、前記遅延部、及び前記混合部は、車両に搭載され、
   前記第１の音響信号及び前記第２の音響信号の各周波数成分は、前記車両のエンジン回転数の基音成分又は倍音成分である、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の音響処理装置。
10. 前記第１の閾値は、略７５０Ｈｚである、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の音響処理装置。
11. 前記所定の遅延量は、略８ミリ秒以上であり略１６ミリ秒以下であるいずれかの遅延量である、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の音響処理装置。
12. 前記車両に搭載され、複数の前記第５の音響信号を出力する複数の音響出力部、を更に備える、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の音響処理装置。
13. 前記位相制御部は、前記複数の音響出力部による複数の前記第５の音響信号の出力の結果、前記車両における座席の正面又は前記車両に設置されるエンジンの配置位置に音像が定位されるように、複数の前記第１の音響信号を位相制御する、
    請求項１２に記載の音響処理装置。
14. 車両のエンジン回転数に基づく音響信号を処理する音響処理方法であって、
    第１の閾値以下の周波数を有する複数の周波数成分を有する第１の音響信号と、前記第１の閾値よりも高い周波数を有する複数の周波数成分を有する第２の音響信号と、を取得するステップと、
    前記第１の音響信号を複数に分割し、複数の前記第１の音響信号のそれぞれに対して所定の位相制御量で位相制御して、複数の第３の音響信号を生成するステップと、
    前記第２の音響信号を複数に分割し、複数の前記第２の音響信号のそれぞれに対して所定の遅延量で遅延させて、複数の第４の音響信号を生成するステップと、
    前記複数の第３の音響信号と複数の前記第４の音響信号とを混合して、複数の第５の音響信号を生成するステップと、
    を有する音響処理方法。
15. 請求項１４に記載の音響処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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