JP2021044606A - On-vehicle acoustic system and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車載音響システムおよび車両に関する。 The present disclosure relates to in-vehicle audio systems and vehicles.
特許文献1には、車載カラオケシステムが記載されている。このシステムでは、車室にマイクとスピーカが配置される。
特許文献1に記載のように車室にマイクとスピーカが配置される場合、車室においてハウリングが発生しやすい。
本開示は、車室におけるハウリングの発生を抑制可能な技術の提供を目的とする。
When a microphone and a speaker are arranged in the vehicle interior as described in
An object of the present disclosure is to provide a technique capable of suppressing the occurrence of howling in a passenger compartment.
本開示の一態様に係る車載音響システムは、車室の右半分に配置され、第1音を放音する右スピーカと、前記車室の左半分に配置され、前記第1音の少なくとも一部の成分を含む第2音を放音する左スピーカと、前記車室の右半分に配置される右マイクと、前記車室の左半分に配置される左マイクと、前記右マイクの収音信号と前記左マイクの収音信号との差分に基づく第1成分信号を前記右スピーカに出力し、前記差分に基づく第2成分信号を前記左スピーカに出力する信号処理部と、を含む。 The vehicle-mounted acoustic system according to one aspect of the present disclosure is arranged in the right half of the passenger compartment and emits the first sound, and is arranged in the left half of the passenger compartment and at least a part of the first sound. The left speaker that emits the second sound containing the component of, the right microphone arranged in the right half of the passenger compartment, the left microphone arranged in the left half of the passenger compartment, and the sound collection signal of the right microphone. A signal processing unit that outputs a first component signal based on the difference between the sound picked up signal of the left microphone and the sound pick-up signal of the left microphone to the right speaker and outputs a second component signal based on the difference to the left speaker.
<A:第1実施形態>
<A1:車載音響システム1>
図1は、本開示の第1実施形態に係る車載音響システム1の一例を示す図である。車載音響システム1は、自動車等の車両100に搭載される。車両100の車室100aには、2列シートを構成する座席51〜54と、フロントライトドア71と、フロントレフトドア72と、リアライトドア73と、リアレフトドア74とが配置されている。
<A: First Embodiment>
<A1: In-
FIG. 1 is a diagram showing an example of an in-
以下では、図1または図2に示すように、X軸とY軸とZ軸と直線Cと直線CRと直線CLとを想定する。
X軸とY軸とZ軸とは、相互に直交している。任意の地点からみてX軸に沿う一方向をX1方向と表記し、X1方向と反対の方向をX2方向と表記する。任意の地点からみてY軸に沿う一方向をY1方向と表記し、Y1方向と反対の方向をY2方向と表記する。任意の地点からみてZ軸に沿う一方向をZ1方向と表記し、Z1方向と反対の方向をZ2方向と表記する。X軸とY軸とを含むX−Y平面は水平面に相当する。
X軸は、車室100aの長さ方向に沿う軸である。Y軸は、車室100aの幅方向に沿う軸である。Y軸は、座席51〜54の各々の幅方向に沿う軸でもある。Z軸は、車室100aの高さ方向に沿う軸である。
直線Cは、車室100aの上方からの平面視において、車室100aの幅の中心を通り車室100aの長さ方向に延伸する直線である。以下、車室100aの上方からの平面視を、単に「平面視」と称する。直線CRは、平面視において座席51の幅の中心を通り車室100aの長さ方向に延伸する直線である。直線CLは、平面視において座席52の幅の中心を通り車室100aの長さ方向に延伸する直線である。
In the following, as shown in FIG. 1 or 2, it is assumed that the X-axis, the Y-axis, the Z-axis, the straight line C, the straight line CR, and the straight line CL are used.
The X-axis, Y-axis, and Z-axis are orthogonal to each other. One direction along the X axis when viewed from an arbitrary point is referred to as the X1 direction, and the direction opposite to the X1 direction is referred to as the X2 direction. One direction along the Y axis when viewed from an arbitrary point is referred to as the Y1 direction, and the direction opposite to the Y1 direction is referred to as the Y2 direction. One direction along the Z axis when viewed from an arbitrary point is referred to as the Z1 direction, and the direction opposite to the Z1 direction is referred to as the Z2 direction. The XY plane including the X-axis and the Y-axis corresponds to a horizontal plane.
The X-axis is an axis along the length direction of the
The straight line C is a straight line extending in the length direction of the
座席51および52は、Y軸に沿って配置されている1列目の座席である。座席51は運転席である。座席52は助手席である。なお、座席52が運転席であり、座席51が助手席でもよい。座席53および54は、Y軸に沿って配置されている2列目の座席である。座席51〜54は、X2方向を向いている。
車載音響システム1は、右マイク11と、左マイク12と、右スピーカ21と、左スピーカ22と、信号処理部3とを含む。
右マイク11と左マイク12とは、車室100aにおいて左右対称の関係で配置される。ここで、左右対称とは、車載音響システム1の製造誤差、車両100の製造誤差等、各種の誤差を無視すれば左右対称とみなすことができる場合も含む。さらに、左右対称とは、後述するように車室100aにおけるハウリングの発生を抑制しつつ、座席51〜54のいずれかに座るユーザの声を右スピーカ21および左スピーカ22から放音できる効果を生じる右マイク11と左マイク12との位置関係も含む。
The in-
The
右マイク11と、右スピーカ21と、座席51および53は、車室100aの右半分100Rに配置されている。車室100aの右半分100Rは、車室100aのうち、直線Cを通るX−Z平面よりも車室100aにおける右側(直線Cを通るX−Z平面よりもY2方向)に位置する部分である。
The
左マイク12と、左スピーカ22と、座席52および54は、車室100aの左半分100Lに配置されている。車室100aの左半分100Lは、車室100aのうち、直線Cを通るX−Z平面よりも車室100aにおける左側(直線Cを通るX−Z平面よりもY1方向)に位置する部分である。
The
右マイク11は、図2に示す車室100aの天井100bのうち、車室100aの右半分100Rに属する部分に配置される。一例を挙げると、右マイク11は、天井100bのうち、図1に示す平面視において直線CR上に位置する部分に配置されている。なお、右マイク11は、車室100aの右半分100Rに位置していれば、天井100bのうち、平面視において直線CR上に位置する部分とは異なる位置に配置されてもよい。
The
右マイク11は、指向性を有するマイクである。例えば、右マイク11の指向方向をいずれのスピーカも存在しない方向に設定することによってハウリングを低減可能になる。なお、右マイク11は、指向性を有さなくてもよい。
The
右マイク11は、車室100aにおいて音を収音する。右マイク11は、収音した音に基づく収音信号MRを出力する。収音信号MRは、アナログ信号である。収音信号MRは、デジタル信号でもよい。
The
左マイク12は、天井100bのうち、車室100aの左半分100Lに属する部分に配置される。一例を挙げると、左マイク12は、天井100bのうち、平面視において直線CL上に位置する部分に配置されている。なお、左マイク12は、車室100aの左半分100Lに位置していれば、天井100bのうち、平面視において直線CL上に位置する部分とは異なる位置に配置されてもよい。
The
左マイク12は、指向性を有するマイクである。例えば、左マイク12の指向方向をいずれのスピーカも存在しない方向に設定することによってハウリングを低減可能になる。左マイク12は、指向性を有さなくてもよい。左マイク12は、車室100aにおいて音を収音する。左マイク12は、収音した音に基づく収音信号MLを出力する。収音信号MLは、アナログ信号である。収音信号MLは、デジタル信号でもよい。
The
右スピーカ21は、フロントライトドア71に配置される。フロントライトドア71は、右側ドアの一例である。右スピーカ21は、車室100aの右半分100Rに位置していれば、フロントライトドア71に配置されなくてもよい。右スピーカ21には、ステレオ信号の右チャネル信号を含む第1成分信号RAが入力される。右スピーカ21は、第1成分信号RAに基づく音を放音する。第1成分信号RAに基づく音は、第1音の一例である。
The
左スピーカ22は、フロントレフトドア72に配置される。フロントレフトドア72は、左側ドアの一例である。左スピーカ22は、車室100aの左半分100Lに位置していれば、フロントレフトドア72に配置されなくてもよい。左スピーカ22には、ステレオ信号の左チャネル信号を含む第2成分信号LAが入力される。左スピーカ22は、第2成分信号LAに基づく音を放音する。第2成分信号LAに基づく音は、第2音の一例である。ここで、左チャネル信号は、右チャネル信号の少なくとも一部の成分を含む。よって、第2成分信号LAに基づく音は、第1成分信号RAに基づく音の少なくとも一部の成分を含む。
The
車室100aには、車両100の運転等に必要な種々の機器、例えば、ハンドル、アクセルペダルおよび速度表示機等が配置されている。このため、建物内の部屋にスピーカおよびマイクを設置する場合に比べて、車室100aにおけるスピーカおよびマイクの設置位置には制約がある。よって、車室100aではスピーカおよびマイクの設置位置の調節のみでは、ハウリングを抑制できない状況が生じ易い。
信号処理部3は、収音信号MRと収音信号MLとを用いて右スピーカ21と左スピーカ22とを制御することによって、後述の通り車室100aにおけるハウリングの発生を抑制する。
Various devices necessary for driving the
The
<A2:信号処理部3の処理について>
図3は、右マイク11と、左マイク12と、右スピーカ21と、左スピーカ22と、座席51と、座席52との位置関係を示す図である。以下、右スピーカ21から右マイク11までの距離を「R1」と称する。右スピーカ21から左マイク12までの距離を「R2」と称する。左スピーカ22から左マイク12までの距離を「L1」と称する。左スピーカ22から右マイク11までの距離を「L2」と称する。
<A2: Processing of
FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the
車載音響システム1では、R1=L1という関係およびL2=R2という関係が満たされている。このため、右マイク11は、右スピーカ21が出力する音を、右スピーカ21からの距離がR1である位置で収音する。右マイク11は、左スピーカ22が出力する音を、左スピーカ22からの距離がL2である位置で収音する。左マイク12は、左スピーカ22が出力する音を、左スピーカ22からの距離がL1である位置で収音する。左マイク12は、右スピーカ21が出力する音を、右スピーカ21からの距離がR2である位置で収音する。
In the in-
スピーカ等の音源が出力する音における減衰の程度は、音源からの距離が長い程大きくなる。そして、右スピーカ21の出力音と左スピーカ22の出力音とが共通の音成分を有する。このため、R1=L1の関係から、右マイク11が収音する右スピーカ21からの共通の音成分における音圧は、左マイク12が収音する左スピーカ22からの共通の音成分における音圧と等しくなる。また、L2=R2の関係から、右マイク11が収音する左スピーカ22からの共通の音成分における音圧は、左マイク12が収音する右スピーカ21からの共通の音成分における音圧と等しくなる。
The degree of attenuation in the sound output by a sound source such as a speaker increases as the distance from the sound source increases. The output sound of the
したがって、右マイク11の収音信号MRと左マイク12の収音信号MLとの差分を取ると、右スピーカ21からの出力音と左スピーカ22からの出力音とにおいて共通する音成分が相殺される。
Therefore, when the difference between the sound pick-up signal MR of the
そこで、信号処理部3は、ハウリングの発生を抑制するために、収音信号MRと収音信号MLとの差分を示す差分信号Dに基づく第1成分信号RAを右スピーカ21に出力し、差分信号Dに基づく第2成分信号LAを左スピーカ22に出力する。なお、上述の通り第1成分信号RAは右チャネル信号を含み、第2成分信号LAは左チャネル信号を含む。
Therefore, in order to suppress the occurrence of howling, the
次に、右マイク11と左マイク12と座席51と座席52との位置関係について説明する。以下、座席51の座面51aにおける中心51bから右マイク11までの距離を「E1」と称する。中心51bとして、座面51aの重心が用いられてもよい。中心51bから左マイク12までの距離を「E2」と称する。座席52の座面52aの中心52bから左マイク12までの距離を「F1」と称する。中心52bとして、座面52aの重心が用いられてもよい。中心52bから右マイク11までの距離を「F2」と称する。
Next, the positional relationship between the
車載音響システム1では、E1<E2という関係およびF1<F2という関係が満たされている。このため、右マイク11から座席51までの距離が、左マイク12から座席51までの距離と異なる。また、右マイク11から座席52までの距離が、左マイク12から座席52までの距離と異なる。
In the in-
座席51に座るユーザU1の大きさおよび座り方は様々である。しかしながら、座席51についてE1<E2という関係が満たされているため、ユーザU1の口の位置から右マイク11までの距離は、ユーザU1の口の位置から左マイク12までの距離よりも短くなると想定される。また、座席52についてF1<F2という関係が満たされているため、座席52に座るユーザU2の口の位置から左マイク12までの距離は、ユーザU2の口の位置から右マイク11までの距離よりも短くなると想定される。
The size and the way of sitting of the user U1 sitting on the
図4は、右マイク11と左マイク12とユーザU1の口とユーザU2の口との位置関係を示す図である。以下、ユーザU1の口の位置U1aとして、中心51bからZ2方向に80cm離れた位置が用いられる。ユーザU2の口の位置U2aとして、中心52bからZ2方向に80cm離れた位置が用いられる。なお、位置U1aおよびU2aは適宜変更可能である。
右マイク11は、ユーザU1の声を、位置U1aからの距離がG1である位置で収音する。左マイク12は、ユーザU1の声を、位置U1aからの距離がG2である位置で収音する。ここで、G1<G2という関係が満たされている。
FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the
The
上述の通り音源が出力する音における減衰の程度は、音源からの距離が長い程大きくなる。このため、G1<G2という関係から、右マイク11が収音するユーザU1の声における音圧は、左マイク12が収音するユーザU1の声における音圧よりも高くなる。したがって、収音信号MRと収音信号MLとの差分を示す差分信号Dでは、ユーザU1の声を示す成分は残る。
As described above, the degree of attenuation in the sound output by the sound source increases as the distance from the sound source increases. Therefore, due to the relationship of G1 <G2, the sound pressure in the voice of the user U1 picked up by the
右マイク11は、ユーザU2の声を、位置U2aからの距離がH2である位置で収音する。左マイク12は、ユーザU2の声を、位置U2aからの距離がH1である位置で収音する。ここで、H1<H2という関係が満たされている。このため、左マイク12が収音するユーザU2の声における音圧は、右マイク11が収音するユーザU2の声における音圧よりも高くなる。したがって、差分信号Dでは、ユーザU2の声を示す成分は残る。
The
したがって、信号処理部3が、第1成分信号RAを右スピーカ21に出力し、第2成分信号LAを左スピーカ22に出力する場合、ユーザU1およびU2の声の成分を右スピーカ21および左スピーカ22から発生させることが可能になる。
Therefore, when the
<A3:信号処理部3の一例>
図5は、信号処理部3の一例を示す図である。信号処理部3は、記憶部31と、処理演算部32と、ADC(Analog to Digital Converter)33および34と、加算器35および36と、DAC(Digital to Analog Converter)37および38と、を含む。
<A3: An example of
FIG. 5 is a diagram showing an example of the
記憶部31は、処理演算部32が読み取り可能な記録媒体である。記憶部31は、処理演算部32が実行するプログラムおよび種々の情報を記憶する。
The
処理演算部32は、CPU(Central Processing Unit)等のコンピュータである。処理演算部32は、記憶部31に記憶されているプログラムを読み取り実行することによって、差分演算部321と、エフェクタ322とを実現する。
The
ADC33は、アナログ信号の収音信号MRをデジタル信号の収音信号MRDにAD(Analog to Digital)変換する。収音信号MRがデジタル信号である場合、ADC33は省略される。ADC34は、アナログ信号の収音信号MLをデジタル信号の収音信号MLDにAD変換する。収音信号MLがデジタル信号である場合、ADC34は省略される。
The
差分演算部321は、収音信号MRDと収音信号MLDとの差分を示す差分信号Dを生成する。エフェクタ322は、差分信号Dに対してイコライジング等のエフェクト処理を施すことによって処理信号Eを生成する。エフェクタ322は省略されてもよい。エフェクタ322が省略される場合、処理信号Eの代わりに差分信号Dが用いられる。
The
加算器35は、処理信号Eを右チャネル信号Rに加算することによって第1成分信号RDを生成する。第1成分信号RDは、右チャネル信号Rと処理信号Eとに基づく信号である。処理信号Eは、差分信号Dに基づいているため、第1成分信号RDは、右チャネル信号Rと差分信号Dとに基づく信号でもある。
The
加算器36は、処理信号Eを左チャネル信号Lに加算することによって第2成分信号LDを生成する。第2成分信号LDは、左チャネル信号Lと処理信号Eとに基づく信号である。さらに言えば、第2成分信号LDは、左チャネル信号Lと差分信号Dとに基づく信号である。
The
DAC37は、デジタル信号の第1成分信号RDをアナログ信号の第1成分信号RAにDA(Digital to Analog)変換する。DAC37は、第1成分信号RAを右スピーカ21に出力する。
The
DAC38は、デジタル信号の第2成分信号LDをアナログ信号の第2成分信号LAにDA変換する。DAC38は、第2成分信号LAを左スピーカ22に出力する。
The
<A4:動作の一例>
図6は、車載音響システム1の動作の一例を示す図である。以下では、車載音響システム1を用いて、座席51に座っているユーザU1がカラオケを行う例を説明する。ユーザU1ではなく、座席52に座っているユーザU2がカラオケを行ってもよいし、ユーザU1およびU2がカラオケを行ってもよい。車載音響システム1は、カラオケでの使用に限定されず、例えば、右スピーカ21と左スピーカ22との各々からステレオ方式またはモノラル方式で音楽が放音されている状況において車室100a内で人の声を検出する態様において適用可能である。
<A4: Example of operation>
FIG. 6 is a diagram showing an example of the operation of the vehicle-mounted
右マイク11および左マイク12の各々がオフ状態である状況において、カラオケの伴奏音楽の右チャネル信号Rが不図示の音楽再生装置から加算器35に入力され、カラオケの伴奏音楽の左チャネル信号Lが不図示の音楽再生装置から加算器36に入力される。このため、右スピーカ21から右チャネル信号Rに基づく音が放音され(ステップS1)、左スピーカ22から左チャネル信号Lに基づく音が放音される(ステップS2)。ステップS1とステップS2は、並列に実行される。右チャネル信号Rに基づく音は、第1音の他の例である。左チャネル信号Lに基づく音は、第2音の他の例である。
In a situation where each of the
その後、右マイク11および左マイク12の各々がオン状態にされ、ユーザU1が歌を歌い始める。このため、右マイク11は、右スピーカ21から放音される音と、左スピーカ22から放音される音と、ユーザU1が発する歌と、を収音する。右マイク11は、収音した音に基づく収音信号MRを生成する(ステップS3)。左マイク12も、右スピーカ21から放音される音と、左スピーカ22から放音される音と、ユーザU1が発する歌と、を収音する。左マイク12は、収音した音に基づく収音信号MLを生成する(ステップS4)。ステップS3とステップS4の順序は逆でもよい。ステップS3とステップS4は、並列に実行されてもよい。
After that, each of the
続いて、ADC33は、アナログ信号の収音信号MRをAD変換することによって、デジタル信号の収音信号MRDを生成する(ステップS5)。また、ADC34は、アナログ信号の収音信号MLをAD変換することによって、デジタル信号の収音信号MLDを生成する(ステップS6)。なお、ステップS5とステップS6の順序は逆でもよい。ステップS5とステップS6は、並列に実行されてもよい。
Subsequently, the
続いて、差分演算部321は、収音信号MRDと収音信号MLDとを用いて差分信号Dを生成する(ステップS7)。例えば、差分演算部321は、収音信号MRDから収音信号MLDを減算することによって差分信号Dを生成する。差分演算部321は、収音信号MLDから収音信号MRDを減算することによって差分信号Dを生成してもよい。
Subsequently, the
差分信号Dでは、収音信号MRDと収音信号MLDとに共通する成分は相殺される。このため、ハウリングの発生の原因となる音の成分、具体的には、右スピーカ21から放音される音の成分と左スピーカ22から放音される音の成分とが、差分信号Dにおいて低減される。差分信号Dでは、ユーザU1の歌声を示す成分は残る。
In the difference signal D, the components common to the sound collecting signal MRD and the sound collecting signal MLD are canceled out. Therefore, the sound component that causes howling, specifically, the sound component emitted from the
続いて、エフェクタ322は、差分信号Dに対してエフェクト処理を施すことによって処理信号Eを生成する(ステップS8)。加算器35は、処理信号Eを右チャネル信号Rに加算することによって第1成分信号RDを生成する(ステップS9)。加算器36は、処理信号Eを左チャネル信号Lに加算することによって第2成分信号LDを生成する(ステップS10)。なお、ステップS9とステップS10の順序は逆でもよい。ステップS9とステップS10は、並列に実行されてもよい。
Subsequently, the
続いて、DAC37は、第1成分信号RDをDA変換することによって、第1成分信号RAを生成する。DAC37は、第1成分信号RAを右スピーカ21に出力する(ステップS11)。
Subsequently, the
また、DAC38は、第2成分信号LDをDA変換することによって、第2成分信号LAを生成する。DAC38は、第2成分信号LAを左スピーカ22に出力する(ステップS12)。なお、ステップS11とステップS12の順序は逆でもよい。ステップS11とステップS12は、並列に実行されてもよい。右スピーカ21は、第1成分信号RAに応じた音を放音し、左スピーカ22は、第2成分信号LAに応じた音を放音する。
Further, the
<A5:差分信号DにおけるS/N比>
差分信号DにおけるS/N比について説明する。
差分信号Dは、ユーザU1の歌声などの音声を示す成分である音声成分と、右スピーカ21と左スピーカ22との各々から放音される音を示す成分である音楽成分とを含む。
差分信号Dにおける信号成分Sは、差分信号Dに含まれる音声成分である。以下、差分信号Dに含まれる音声成分を「第1音声成分」と称する。
差分信号Dにおけるノイズ成分Nは、差分信号Dに含まれる音楽成分である。以下、差分信号Dに含まれる音楽成分を「第1音楽成分」と称する。
<A5: S / N ratio in the difference signal D>
The S / N ratio in the difference signal D will be described.
The difference signal D includes a voice component which is a component indicating a sound such as the singing voice of the user U1 and a music component which is a component indicating a sound emitted from each of the
The signal component S in the difference signal D is an audio component included in the difference signal D. Hereinafter, the audio component included in the difference signal D will be referred to as a “first audio component”.
The noise component N in the difference signal D is a music component included in the difference signal D. Hereinafter, the music component included in the difference signal D is referred to as a "first music component".
第1音楽成分は、右チャネル信号と左チャネル信号との差分に基づく成分を含む。第1音楽成分は、右スピーカ21からの出力音と左スピーカ22からの出力音とにおいて共通する音成分のうち、例えば、2kHz以上の音成分をさらに含むことがある。
ここで、第1音楽成分が2kHz以上の音成分を含む理由を説明する。
車室100aの右半分100Rと車室100aの左半分100Lとは、ハンドルの有無等により同一形状ではないため、音の伝播特性が異なる。このため、右スピーカ21からの出力音と左スピーカ22からの出力音とにおいて共通する音成分は、完全には相殺されず、例えば、2kHz以上の音成分が残りやすい。なお、2kHz以上の音成分は、日常会話ではあまり使用されない音成分である。したがって、2kHz以上の音成分が残っても、2kHz未満の音成分が残る構成に比べて、音声成分に与える影響は小さい。
The first music component includes a component based on the difference between the right channel signal and the left channel signal. The first music component may further include, for example, a sound component of 2 kHz or more among the sound components common to the output sound from the
Here, the reason why the first music component includes a sound component of 2 kHz or more will be described.
Since the
このように、第1音楽成分は、右チャネル信号と左チャネル信号との差分に基づく成分と、2kHz以上の音成分と、を含む。よって、第1音楽成分はゼロにはならない。このため、第1音楽成分を、右マイク11が右スピーカ21と左スピーカ22とから収音する音楽を示す成分と、左マイク12が右スピーカ21と左マイク12とから収音する音楽を示す成分と、の合計の1/2に仮に設定する。
右マイク11が右スピーカ21と左スピーカ22とから収音する音楽の成分を「M1」とし、左マイク12が右スピーカ21と左スピーカ22とから収音する音楽の成分を「M2」とする場合、第1音楽成分は、(M1+M2)×(1/2)と表すことができる。
As described above, the first music component includes a component based on the difference between the right channel signal and the left channel signal, and a sound component of 2 kHz or more. Therefore, the first music component does not become zero. Therefore, the first music component shows the music that the
The music component picked up by the
一方、第1音声成分は、右マイク11がユーザU1から収音する音声から、左マイク12がユーザU1から収音する音声を減算した成分となる。ここで、右マイク11がユーザU1から収音する音声の成分を「V1」とし、左マイク12がユーザU1から収音する音声の成分を「V2」とすると、V2は、V1×(G1/G2)と表すことができる。このため、第1音声成分は、V1−V2=V1(1−(G1/G2))と表すことができる。
ここで、G1=10cm、G2=80cmとした場合、
第1音声成分=(7/8)×V1となる。なお、G1は10cmに限らず、G2は80cmに限らない。
On the other hand, the first voice component is a component obtained by subtracting the sound picked up by the
Here, when G1 = 10 cm and G2 = 80 cm,
The first audio component = (7/8) × V1. G1 is not limited to 10 cm, and G2 is not limited to 80 cm.
従って、差分信号DにおけるS/N比は、
第1音声成分/第1音楽成分
=(7/8)×V1/((M1+M2)×(1/2))
=(7/4)×(V1/M1+M2)
となる。
Therefore, the S / N ratio in the difference signal D is
1st audio component / 1st music component = (7/8) x V1 / ((M1 + M2) x (1/2))
= (7/4) × (V1 / M1 + M2)
Will be.
次に、差分信号DにおけるS/N比の比較例として、収音信号MRDと収音信号MLDとを加算することによって生成される加算信号におけるS/N比を説明する。
加算信号は、ユーザU1の歌声などの音声を示す成分である音声成分と、右スピーカ21と左スピーカ22との各々から放音される音を示す成分である音楽成分とを含む。
加算信号における信号成分Sは、加算信号に含まれるユーザU1の音声成分である。以下、加算信号に含まれるユーザU1の音声成分を「第2音声成分」と称する。
加算信号におけるノイズ成分Nは、加算信号に含まれる右スピーカ21と左スピーカ22の各々からの音楽成分である。以下、加算信号に含まれる右スピーカ21と左スピーカ22の各々からの音楽成分を「第2音楽成分」と称する。
Next, as a comparative example of the S / N ratio in the difference signal D, the S / N ratio in the added signal generated by adding the sound collecting signal MRD and the sound collecting signal MLD will be described.
The addition signal includes a voice component which is a component indicating a voice such as the singing voice of the user U1 and a music component which is a component indicating a sound emitted from each of the
The signal component S in the addition signal is a voice component of the user U1 included in the addition signal. Hereinafter, the voice component of the user U1 included in the addition signal is referred to as a "second voice component".
The noise component N in the added signal is a music component from each of the
第2音楽成分は、M1+M2と表すことができる。
第2音声成分は、V1+V2=V1(1+(G1/G2))と表すことができる。
ここで、上述の差分信号DにおけるS/N比の算出例と同様に、G1=10cm、G2=80cmとした場合、
第2音声成分=(9/8)×V1となる。
The second music component can be expressed as M1 + M2.
The second audio component can be expressed as V1 + V2 = V1 (1+ (G1 / G2)).
Here, when G1 = 10 cm and G2 = 80 cm, as in the above-mentioned example of calculating the S / N ratio in the difference signal D,
The second audio component = (9/8) × V1.
従って、加算信号におけるS/N比は、
第2音声成分/第2音楽成分
=(9/8)×V1/(M1+M2)
=(9/8)×(V1/M1+M2)
となる。
Therefore, the S / N ratio in the added signal is
2nd audio component / 2nd music component = (9/8) x V1 / (M1 + M2)
= (9/8) × (V1 / M1 + M2)
Will be.
よって、差分信号DにおけるS/N比と、加算信号におけるS/N比と、の関係は、
差分信号DにおけるS/N比:加算信号におけるS/N比
=(7/4):(9/8)
=14:9
となる。
よって、加算信号ではなく差分信号Dを用いることによって、ノイズ成分(スピーカから放音される音の成分)Nに対して信号成分(ユーザU1の音声を示す成分)Sの比率を高められる。このため、効率よくユーザU1の音声を収音可能になる。
Therefore, the relationship between the S / N ratio in the difference signal D and the S / N ratio in the addition signal is
S / N ratio in the difference signal D: S / N ratio in the addition signal = (7/4): (9/8)
= 14: 9
Will be.
Therefore, by using the difference signal D instead of the addition signal, the ratio of the signal component (component indicating the voice of the user U1) S to the noise component (sound component emitted from the speaker) N can be increased. Therefore, the voice of the user U1 can be efficiently picked up.
<A6:第1実施形態のまとめ>
第1成分信号RAおよび第2成分信号LAの各々に影響する差分信号Dでは、ハウリングの発生の原因となる音の成分が低減され、かつ、ユーザU1等の声の成分が残る。このため、ハウリングの発生を抑制しつつ、ユーザU1およびU2の声の成分を右スピーカ21および左スピーカ22から発生させることが可能になる。
<A6: Summary of the first embodiment>
In the difference signal D that affects each of the first component signal RA and the second component signal LA, the sound component that causes howling is reduced, and the voice component of the user U1 and the like remains. Therefore, it is possible to generate the voice components of the users U1 and U2 from the
<B:変形例>
以上に例示した実施形態における変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2個以上の態様を、相互に矛盾しない範囲において適宜に併合してもよい。
<B: Modification example>
An embodiment of the modification in the above-exemplified embodiment will be illustrated below. Two or more embodiments arbitrarily selected from the following examples may be appropriately merged to the extent that they do not contradict each other.
<B1:第1変形例>
上述の形態では、R1=L1かつR2=L2の関係が成立する。しかしながら、R1とL1との関係はR1=L1の関係に限らず、R2とL2との関係はR2=L2の関係に限らない。具体的には、「ハウリングの発生を抑制しつつ、ユーザU1およびU2の声の成分を右スピーカ21および左スピーカ22から発生可能」という効果が生じる範囲で、R1とL1との関係およびR2とL2との関係が変更されてもよい。例えば、R1がL1の±10%の範囲であり、R2がL2の±10%の範囲である場合、上述の効果が生じる。よって、R1をL1の±10%の範囲とし、R2をL2の±10%の範囲としてもよい。
<B1: First modification>
In the above-described embodiment, the relationship of R1 = L1 and R2 = L2 is established. However, the relationship between R1 and L1 is not limited to the relationship of R1 = L1, and the relationship between R2 and L2 is not limited to the relationship of R2 = L2. Specifically, the relationship between R1 and L1 and R2 are within the range in which the effect of "the voice components of the users U1 and U2 can be generated from the
<B2:第2変形例>
上述の形態では、右スピーカ21はフロントライトドア71に配置され、左スピーカ22はフロントレフトドア72に配置される。しかしながら、図7に示すように、右スピーカ21は車室100aの右側ピラー71aに配置され、左スピーカ22は車室100aの左側ピラー72aに配置されてもよい。なお、ピラーは、車室100aのピラーであればどのピラーでもよい。
<B2: Second modification>
In the above embodiment, the
<B3:第3変形例>
上述の形態では、車室100aの右半分100Rに右スピーカ21という1つのスピーカが位置し、車室100aの左半分100Lに左スピーカ22という1つのスピーカが位置する。しかしながら、車室100aの右半分100Rおよび左半分100Lに、それぞれ、2つ以上のスピーカが設けられてもよい。この場合、信号処理部3は、例えば、車室100aの右半分100Rに位置する複数のスピーカの収音信号と、車室100aの左半分100Lに位置する複数のスピーカの収音信号と、の差分を示す差分信号を生成してもよい。
上述の形態では、1列目の座席51および52に車載音響システム1が用いられたが、2列目の座席53および54に車載音響システム1が用いられてもよく、1列目と2列目の座席の両方に、それぞれ、車載音響システム1が用いられてもよい。また、車両100が3列目以降の座席を有する場合、3列目以降の座席に車載音響システム1が用いられてもよい。
<B3: Third modification>
In the above-described embodiment, one speaker called the
In the above embodiment, the in-
<B4:第4変形例>
上述の形態では、右スピーカ21は、右チャネル信号に基づく音を放音し、左スピーカ22は、左チャネル信号に基づく音を放音する。しかしながら、右チャネル信号と左チャネル信号の各々の代わりに、モノラル方式の音信号が用いられてもよい。
<B4: Fourth modified example>
In the above-described embodiment, the
<B5:第5変形例>
上述の形態における処理演算部32がプロクラムを読み取り実行することによって実現される要素の全部または一部は、例えばFPGA(field programmable gate array)またはASIC(Application Specific IC)等の回路により実現されてもよい。
<B5: Fifth modification>
Even if all or a part of the elements realized by the
<C:上述の形態から把握される態様>
上述の形態の少なくとも1つから以下の態様が把握される。
<C: Aspect grasped from the above-mentioned form>
The following aspects are grasped from at least one of the above-mentioned forms.
<C1:第1態様>
本開示の態様(第1態様)に係る車載音響システムは、車室の右半分に配置され、第1音を放音する右スピーカと、前記車室の左半分に配置され、前記第1音の少なくとも一部の成分を含む第2音を放音する左スピーカと、前記車室の右半分に配置される右マイクと、前記車室の左半分に配置される左マイクと、前記右マイクの収音信号と前記左マイクの収音信号との差分に基づく第1成分信号を前記右スピーカに出力し、前記差分に基づく第2成分信号を前記左スピーカに出力する信号処理部と、を含む。
この態様によれば、右マイクの収音信号と左マイクの収音信号との差分に基づく第1成分信号および第2成分信号では、右スピーカからの出力音と左スピーカからの出力音とにおいて共通する音成分は低減される。このため、スピーカおよびマイクの設置位置に対する制約が大きい車室において、ハウリングの発生を抑制することが可能である。
<C1: First aspect>
The in-vehicle sound system according to the aspect (first aspect) of the present disclosure is arranged in the right half of the vehicle interior and emits the first sound, and is arranged in the left half of the vehicle interior and the first sound. A left speaker that emits a second sound containing at least a part of the components, a right microphone arranged in the right half of the passenger compartment, a left microphone arranged in the left half of the passenger compartment, and the right microphone. A signal processing unit that outputs a first component signal based on the difference between the sound pick-up signal of the left microphone and the sound pick-up signal of the left microphone to the right speaker, and outputs a second component signal based on the difference to the left speaker. Including.
According to this aspect, in the first component signal and the second component signal based on the difference between the sound pick-up signal of the right microphone and the sound pick-up signal of the left microphone, the output sound from the right speaker and the output sound from the left speaker Common sound components are reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of howling in the vehicle interior where there are many restrictions on the installation positions of the speaker and the microphone.
<C2:第2態様>
第1態様の例(第2態様)において、前記右スピーカから前記右マイクまでの距離は、前記左スピーカから前記左マイクまでの距離の±10%の範囲であり、前記右スピーカから前記左マイクまでの距離は、前記左スピーカから前記右マイクまでの距離の±10%の範囲である。この態様によれば、車室におけるハウリングの発生を抑制できるように、右スピーカと右マイクと左スピーカと左マイクとを配置することが可能である。
<C2: Second aspect>
In the example of the first aspect (second aspect), the distance from the right speaker to the right microphone is in the range of ± 10% of the distance from the left speaker to the left microphone, and the distance from the right speaker to the left microphone. The distance to is in the range of ± 10% of the distance from the left speaker to the right microphone. According to this aspect, it is possible to arrange the right speaker, the right microphone, the left speaker, and the left microphone so that the occurrence of howling in the vehicle interior can be suppressed.
<C3:第3態様>
第1態様または第2態様の例(第3態様)において、前記車室には、座席が設けられており、前記右マイクから前記座席までの距離が、前記左マイクから前記座席までの距離と異なる。この態様によれば、車室においてハウリングの発生を抑制しつつ、座席に座るユーザの声を右スピーカおよび左スピーカから放音することが可能である。
<C3: Third aspect>
In the example of the first aspect or the second aspect (third aspect), a seat is provided in the passenger compartment, and the distance from the right microphone to the seat is the distance from the left microphone to the seat. different. According to this aspect, it is possible to emit the voice of the user sitting in the seat from the right speaker and the left speaker while suppressing the occurrence of howling in the passenger compartment.
<C4:第4態様>
第1態様の例(第4態様)において、前記右マイクと前記左マイクとは、前記車室において左右対称の関係で配置される。車室における各座席は、一般的に、車室の右半分と左半分とのいずれかに配置される。このため、右マイクと左マイクとが、車室において左右対称の関係で配置される場合、右マイクから座席までの距離が、左マイクから当該座席までの距離と異なる可能性が高い。したがって、この態様によれば、車室においてハウリングの発生を抑制しつつ、座席に座るユーザの声を右スピーカおよび左スピーカから放音することが可能である。
<C4: Fourth aspect>
In the example of the first aspect (fourth aspect), the right microphone and the left microphone are arranged symmetrically in the passenger compartment. Each seat in the passenger compartment is generally located in either the right or left half of the passenger compartment. Therefore, when the right microphone and the left microphone are arranged symmetrically in the passenger compartment, the distance from the right microphone to the seat is likely to be different from the distance from the left microphone to the seat. Therefore, according to this aspect, it is possible to emit the voice of the user sitting in the seat from the right speaker and the left speaker while suppressing the occurrence of howling in the vehicle interior.
<C5:第5態様>
第1態様から第4態様のいずれかの例(第5態様)において、前記右マイクおよび前記左マイクは、前記車室の天井に配置される。この態様によれば、右マイクと左マイクとが車室の天井に設けられることによって、車室の有効活用を図ることが可能である。
<C5: Fifth aspect>
In any of the first to fourth aspects (fifth aspect), the right microphone and the left microphone are arranged on the ceiling of the vehicle interior. According to this aspect, the right microphone and the left microphone are provided on the ceiling of the passenger compartment, so that the passenger compartment can be effectively utilized.
<C6:第6態様>
第1態様から第5態様のいずれかの例(第6態様)において、前記右スピーカは、前記車室の右側ドアに配置され、前記左スピーカは、前記車室の左側ドアに配置される。右側ドアと左側ドアとは、一般的に、車室において左右対称の関係で配置される。このため、この態様によれば、右スピーカと左スピーカとを車室において左右対称の関係で配置できる。
<C6: Sixth aspect>
In any of the first to fifth aspects (sixth aspect), the right speaker is arranged on the right door of the passenger compartment, and the left speaker is arranged on the left door of the passenger compartment. The right door and the left door are generally arranged symmetrically in the passenger compartment. Therefore, according to this aspect, the right speaker and the left speaker can be arranged symmetrically in the passenger compartment.
<C7:第7態様>
第1態様から第5態様のいずれかの例(第7態様)において、前記右スピーカは、前記車室の右側ピラーに配置され、前記左スピーカは、前記車室の左側ピラーに配置される。右側ピラーと左側ピラーとは、一般的に、車室において左右対称の関係で配置される。このため、この態様によれば、右スピーカと左スピーカとを車室において左右対称の関係で配置できる。
<C7: Seventh aspect>
In any of the first to fifth aspects (seventh aspect), the right speaker is arranged in the right pillar of the passenger compartment, and the left speaker is arranged in the left pillar of the passenger compartment. The right pillar and the left pillar are generally arranged symmetrically in the passenger compartment. Therefore, according to this aspect, the right speaker and the left speaker can be arranged symmetrically in the passenger compartment.
<C8:第8態様>
第1態様から第7態様のいずれかの例(第8態様)において、前記第1音は、ステレオ信号の右チャネル信号に基づく音であり、前記第2音は、前記ステレオ信号の左チャネル信号に基づく音である。この態様によれば、右スピーカと左スピーカとでステレオ方式の音楽を放音しても、車室においてハウリングの発生を抑制しつつ、座席に座るユーザの声を右スピーカおよび左スピーカから放音することが可能である。
<C8: Eighth aspect>
In any of the first to seventh aspects (eighth aspect), the first sound is a sound based on the right channel signal of the stereo signal, and the second sound is the left channel signal of the stereo signal. It is a sound based on. According to this aspect, even if stereo music is emitted from the right speaker and the left speaker, the voice of the user sitting in the seat is emitted from the right speaker and the left speaker while suppressing the occurrence of howling in the passenger compartment. It is possible to do.
<C9:第9態様>
本開示の他の態様(第9態様)に係る車両は、第1態様から第8態様のいずれかの車載音響システムを含む。この態様によれば、スピーカおよびマイクの設置位置に対する制約が大きい車室において、ハウリングの発生を抑制することが可能である。
<C9: 9th aspect>
The vehicle according to the other aspect (9th aspect) of the present disclosure includes an in-vehicle sound system according to any one of the 1st to 8th aspects. According to this aspect, it is possible to suppress the occurrence of howling in a vehicle interior in which there are many restrictions on the installation positions of the speaker and the microphone.
11…右マイク、12…左マイク、21…右スピーカ、22…左スピ−カ、3…信号処理部、31…記憶部、32…処理演算部、321…差分演算部、322…エフェクタ、33,34…ADC、35,36…加算器、37,38…DAC。 11 ... right microphone, 12 ... left microphone, 21 ... right speaker, 22 ... left speaker, 3 ... signal processing unit, 31 ... storage unit, 32 ... processing calculation unit, 321 ... difference calculation unit, 322 ... effector, 33 , 34 ... ADC, 35, 36 ... adder, 37, 38 ... DAC.
Claims (9)
前記車室の左半分に配置され、前記第1音の少なくとも一部の成分を含む第2音を放音する左スピーカと、
前記車室の右半分に配置される右マイクと、
前記車室の左半分に配置される左マイクと、
前記右マイクの収音信号と前記左マイクの収音信号との差分に基づく第1成分信号を前記右スピーカに出力し、前記差分に基づく第2成分信号を前記左スピーカに出力する信号処理部と、
を含む車載音響システム。 The right speaker, which is located in the right half of the passenger compartment and emits the first sound,
A left speaker arranged in the left half of the passenger compartment and emitting a second sound containing at least a part of the first sound.
The right microphone located in the right half of the passenger compartment and
The left microphone located in the left half of the passenger compartment and
A signal processing unit that outputs a first component signal based on the difference between the sound picked up signal of the right microphone and the sound picked up signal of the left microphone to the right speaker, and outputs a second component signal based on the difference to the left speaker. When,
In-vehicle audio system including.
前記右スピーカから前記左マイクまでの距離は、前記左スピーカから前記右マイクまでの距離の±10%の範囲である、
請求項1に記載の車載音響システム。 The distance from the right speaker to the right microphone is in the range of ± 10% of the distance from the left speaker to the left microphone.
The distance from the right speaker to the left microphone is in the range of ± 10% of the distance from the left speaker to the right microphone.
The in-vehicle acoustic system according to claim 1.
前記右マイクから前記座席までの距離が、前記左マイクから前記座席までの距離と異なる、
請求項1または2に記載の車載音響システム。 Seats are provided in the passenger compartment,
The distance from the right microphone to the seat is different from the distance from the left microphone to the seat.
The vehicle-mounted acoustic system according to claim 1 or 2.
請求項1に記載の車載音響システム。 The right microphone and the left microphone are arranged symmetrically in the passenger compartment.
The in-vehicle acoustic system according to claim 1.
請求項1から4のいずれか1項に記載の車載音響システム。 The right microphone and the left microphone are arranged on the ceiling of the passenger compartment.
The vehicle-mounted acoustic system according to any one of claims 1 to 4.
前記左スピーカは、前記車室の左側ドアに配置される、
請求項1から5のいずれか1項に記載の車載音響システム。 The right speaker is located on the right door of the passenger compartment.
The left speaker is located on the left door of the passenger compartment.
The vehicle-mounted acoustic system according to any one of claims 1 to 5.
前記左スピーカは、前記車室の左側ピラーに配置される、
請求項1から5のいずれか1項に記載の車載音響システム。 The right speaker is arranged in the right pillar of the passenger compartment.
The left speaker is arranged in the left pillar of the passenger compartment.
The vehicle-mounted acoustic system according to any one of claims 1 to 5.
前記第2音は、前記ステレオ信号の左チャネル信号に基づく音である、
請求項1から7のいずれか1項に記載の車載音響システム。 The first sound is a sound based on the right channel signal of the stereo signal.
The second sound is a sound based on the left channel signal of the stereo signal.
The vehicle-mounted acoustic system according to any one of claims 1 to 7.
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