JP2024001902A - 音響処理システム及び音響処理方法 - Google Patents
音響処理システム及び音響処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024001902A JP2024001902A JP2022100749A JP2022100749A JP2024001902A JP 2024001902 A JP2024001902 A JP 2024001902A JP 2022100749 A JP2022100749 A JP 2022100749A JP 2022100749 A JP2022100749 A JP 2022100749A JP 2024001902 A JP2024001902 A JP 2024001902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- correlation function
- cross
- correlation
- target position
- delay amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 84
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 claims abstract description 63
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 53
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 8
- 230000004807 localization Effects 0.000 abstract description 18
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 abstract description 16
- 230000004044 response Effects 0.000 description 56
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 43
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 9
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 4
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
- H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
- H04S7/302—Electronic adaptation of stereophonic sound system to listener position or orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
- H04R2499/10—General applications
- H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
- H04S2420/01—Enhancing the perception of the sound image or of the spatial distribution using head related transfer functions [HRTF's] or equivalents thereof, e.g. interaural time difference [ITD] or interaural level difference [ILD]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
Abstract
【課題】音像定位の偏りを改善するのに好適な音響処理システム及び音響処理方法を提供する。【解決手段】前処理部と音響処理部を含む音響処理システムにおいて、音響処理部は、複数のスピーカより出力される音を所定の聴取位置で聴取したときの両耳間相互相関関数を取得するIACF算出部、IACF算出部により取得された両耳間相互相関関数のうち、所定範囲の両耳間相互相関関数に基づいて、ターゲット位置を決定するターゲット位置決定部及び位置決定部により決定されたターゲット位置に基づいて遅延量を算出する遅延量算出部を有する算出部と、遅延量算出部により算出された遅延量に基づいて、複数のスピーカのうちの少なくとも1つのスピーカに出力される音の信号であるオーディオ信号を遅延させる遅延処理部を有する処理部と、を備える。所定範囲の両耳間相互相関関数は、±n(但し、nは1を超える正の値)ミリ秒の範囲の両耳間相互相関関数である。【選択図】図8
Description
本発明は、音響処理システム及び音響処理方法に関する。
一般に、車室内には複数の位置にスピーカが設置されている。例えば、右ドア部の右フロントスピーカと左ドア部の左フロントスピーカは、車室空間の中心線を挟んで対称となる位置に設置されている。しかし、これらのスピーカは、リスナの聴取位置(運転席や助手席、後部座席など)を基準に考えると、対称となる位置にはない。
例えばリスナが運転席に座る場合、右フロントスピーカとリスナとの距離と、左フロントスピーカとリスナとの距離は、等しくない。一例として、右ハンドル車の場合、前者の距離が後者の距離よりも短い。そのため、両ドア部のスピーカから音が同時に出力されると、運転席に座るリスナの耳には、右フロントスピーカから出力された音が届き、その後、左フロントスピーカから出力された音が届くことが一般的である。リスナの聴取位置と複数のスピーカのそれぞれとの間の距離の差(各スピーカから放出された再生音が到達する時間の差)により、ハース効果による音像定位の偏りが発生する。
このような音像定位の偏りを改善するための技術が種々知られている(例えば特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に例示される従来の技術では、音像定位の偏りを十分に改善できないことがある。
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、音像定位の偏りを改善するのに好適な音響処理システム及び音響処理方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態に係る音響処理システムは、複数のスピーカより出力される音を所定の聴取位置で聴取したときの両耳間相互相関関数を取得する関数取得部と、関数取得部により取得された両耳間相互相関関数のうち、所定範囲の両耳間相互相関関数に基づいて、ターゲット位置を決定する位置決定部と、位置決定部により決定されたターゲット位置に基づいて遅延量を算出する遅延量算出部と、遅延量算出部により算出された遅延量に基づいて、上記音の信号であるオーディオ信号であって、複数のスピーカのうちの少なくとも1つのスピーカに出力されるオーディオ信号を遅延させる遅延部と、を備える。所定範囲の両耳間相互相関関数は、±n(但し、nは1を超える正の値)ミリ秒の範囲の両耳間相互相関関数である。
本発明の一実施形態によれば、音像定位の偏りを改善するのに好適な音響処理システム及び音響処理方法が提供される。
以下の説明は、本発明の一実施形態に係る音響処理システム及び音響処理方法に関する。
図1は、本発明の一実施形態に係る音響処理システム1が設置された車両A(一例として右ハンドル車)を模式的に示す図である。図1に示されるように、音響処理システム1は、音響処理装置2、左右一対のスピーカSPFR、SPFL及びバイノーラルマイクロフォンMICを備える。
スピーカSPFRは、右ドア部(運転席側ドア部)に埋設された右フロントスピーカである。スピーカSPFLは、左ドア部(助手席側ドア部)に埋設された左フロントスピーカである。車両Aには、更に別のスピーカ(例えばリアスピーカ)が設置(すなわち3基以上のスピーカが設置)されていてもよい。
バイノーラルマイクロフォンMICは、例えば、人の頭部を模したダミーヘッドの各耳にマイクロフォンを組み込んだ構成となっている。以下、ダミーヘッドの右耳に組み込まれたマイクロフォンは、「マイクロフォンMICR」と記される。ダミーヘッドの左耳に組み込まれたマイクロフォンは、「マイクロフォンMICL」と記される。
図2は、音響処理装置2のハードウェア構成を示すブロック図である。図2に示されるように、音響処理装置2は、プレイヤ10、LSI(Large Scale Integration)11、D/Aコンバータ12、アンプ13、表示部14、操作部15及びフラッシュメモリ16を備える。
プレイヤ10は、音源と接続される。プレイヤ10は、音源より入力されるオーディオ信号を再生して、LSI11に出力する。
音源は、例えば、デジタルオーディオデータを格納したCD(Compact Disc)、SACD(Super Audio CD)等のディスクメディア、HDD(Hard Disk Drive)、USB(Universal Serial Bus)等のストレージメディアである。電話機(例えばフィーチャーフォン、スマートフォン)が音源であってもよい。この場合、プレイヤ10は、電話機より入力される通話時の音声信号をLSI11にスルー出力する。
LSI11は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を備えるコンピュータの一例である。LSI11のCPUは、LSI11のROMに書き込まれたプログラムを実行するシングルプロセッサ又はマルチプロセッサ(言い換えると、少なくとも1つのプロセッサ)を含み、音響処理装置2を統括的に制御する。
LSI11は、複数のスピーカ(本実施形態では、スピーカSPFR、SPFL)より出力される音を所定の聴取位置(例えば運転席、助手席又は後部座席)で聴取したときの両耳間相互相関関数(IACF:Interaural cross correlation function)を取得し、取得された両耳間相互相関関数のうち、所定範囲の両耳間相互相関関数に基づいて、ターゲット位置を決定し、決定されたターゲット位置に基づいて遅延量を算出し、算出された遅延量に基づいて、音の信号であるオーディオ信号であって、複数のスピーカのうちの少なくとも1つのスピーカに出力されるオーディオ信号を遅延させる。所定範囲の両耳間相互相関関数は、±n(但し、nは1を超える正の値)ミリ秒(msec)の範囲の両耳間相互相関関数である。
LSI11による上記タイムアライメント処理後のオーディオ信号は、D/Aコンバータ12によりアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、アンプ13で増幅されて、スピーカSPFR、SPFLに出力される。これにより、たとえば音源に収録された楽曲がスピーカSPFR、SPFLから車室内で再生される。
本実施形態によれば、±1ミリ秒の範囲を超える広い範囲(すなわち、±nミリ秒の範囲)の両耳間相互相関関数を利用して遅延量を算出してタイムアライメント処理を実行することにより、車室内というリスニング環境において発生しやすい音像定位の偏りが改善される。
本実施形態では、車載型の音響処理システム1が例示される。但し、建物の室内等のリスニング環境においても、音像定位の偏りは発生し得る。そのため、音響処理システム1は、車室内以外のリスニング環境に対して実装されてもよい。
表示部14は、設定画面をはじめとする各種画面を表示する装置であり、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro Luminescence)等のディスプレイを含む。表示部14は、タッチパネルを含む構成としてもよい。
操作部15は、メカニカル方式、静電容量無接点方式、メンブレン方式等のスイッチ、ボタン、ノブ、ホイール等の操作子を含む。表示部14がタッチパネルを含む場合、このタッチパネルも操作部15の一部をなす。
図3は、音響処理システム1の機能ブロック図である。図3をはじめとする各機能ブロック図中の各ブロックに示される機能は、音響処理システム1に備えられるソフトウェアとハードウェアとが協働することにより実行される。
図3に示されるように、音響処理システム1は、機能ブロックとして、前処理部100と音響処理部200を含む。
前処理部100は、音像定位の偏りを改善するための前処理を行う。図3に示されるように、前処理部100は、インパルス応答取得部101及びインパルス応答記録部102を含む。
図4は、インパルス応答取得部101を示す機能ブロック図である。図4に示されるように、インパルス応答取得部101は、機能ブロックとして、測定用信号発生部101a、制御部101b、応答処理部101cを含む。
測定用信号発生部101aは、所定の測定用信号を発生させる。発生された測定用信号は、例えばM系列符号(Maximal length sequence)である。この測定用信号の長さは、符号長の2倍以上とする。なお、測定用信号は、例えばTSP信号(Time Stretched Pulse)等の他の種類の信号であってもよい。
制御部101bは、測定用信号発生部101aより入力される測定用信号を、各スピーカSPFR、SPFLに順次出力する。これにより、所定の測定用音が所定の時間間隔を空けて各スピーカSPFR、SPFLから順次出力される。
本実施形態において、インパルス応答の測定位置(所定の聴取位置の一例)は運転席である。そのため、バイノーラルマイクロフォンMICは、運転席に設置される。バイノーラルマイクロフォンMICの設置位置は、聴取位置に応じて変わる。
マイクロフォンMICR及びマイクロフォンMICLは、まず、スピーカSPFRから出力された測定用音を収音する。マイクロフォンMICR及びマイクロフォンMICLは、次いで、スピーカSPFLから出力された測定用音を収音する。
制御部101bは、マイクロフォンMICR、MICLのそれぞれで収音された測定用音の信号(すなわち測定信号)を応答処理部101cに出力する。以下、スピーカSPFRから出力されてマイクロフォンMICRで収音された測定信号は、「測定信号RR」と記される。スピーカSPFLから出力されてマイクロフォンMICRで収音された測定信号は、「測定信号RL」と記される。スピーカSPFRから出力されてマイクロフォンMICLで収音された測定信号は、「測定信号LR」と記される。スピーカSPFLから出力されてマイクロフォンMICLで収音された測定信号は、「測定信号LL」と記される。
応答処理部101cは、インパルス応答を取得する。
例示的には、応答処理部101cは、測定信号RRとリファレンスの測定信号との相互相関関数を演算によって求めてインパルス応答を算出するとともに、測定信号RLとリファレンスの測定信号との相互相関関数を演算によって求めてインパルス応答を算出し、算出された2つのインパルス応答を合成する。合成後のインパルス応答は、リスナの右耳に対応するインパルス応答である。以下、リスナの右耳に対応するインパルス応答は、「インパルス応答R’」と記される。
応答処理部101cは、測定信号LRとリファレンスの測定信号との相互相関関数を演算によって求めてインパルス応答を算出するとともに、測定信号LLとリファレンスの測定信号との相互相関関数を演算によって求めてインパルス応答を算出し、算出された2つのインパルス応答を合成する。合成後のインパルス応答は、リスナの左耳に対応するインパルス応答である。以下、リスナの左耳に対応するインパルス応答は、「インパルス応答L’」と記される。
なお、リファレンスの測定信号は、測定用信号発生部101aにて発生される測定用信号と同一であり且つ時間同期が取られたものである。リファレンスの測定信号は、例えばフラッシュメモリ16に格納されている。
インパルス応答記録部102は、インパルス応答取得部101により取得されたインパルス応答R’及びL’を、例えばフラッシュメモリ16に書き込む。
図3に示されるように、音響処理部200は、帯域分割部201、算出部202、入力部203、帯域分割部204、処理部205、帯域合成部206及び出力部207を含む。
帯域分割部201は、例えば1/Nオクターブバンドフィルタを含む。帯域分割部201は、フラッシュメモリ16に書き込まれたインパルス応答R’、L’のそれぞれを、1/Nオクターブバンドフィルタで複数の帯域bw1~bwNに分割して、算出部202に出力する。
以下、分割後の各帯域のインパルス応答R’は、「分割帯域応答Rd」と記される。また、分割後の各帯域のインパルス応答L’は、「分割帯域応答Ld」と記される。
算出部202は、帯域bw1~bwN毎に、分割帯域応答Rd及び分割帯域応答Ldに基づく両耳間相互相関関数の算出、算出された両耳間相互相関関数に基づくターゲット位置の決定、ターゲット位置に基づく遅延量の算出、位相補正量の算出の各処理を実行して、各種制御パラメータを生成する。算出部202による各処理の詳細は後述する。
なお、算出部202にて生成される各種制御パラメータには、帯域bw1~bwNのそれぞれに対応する制御パラメータCPd、CPpが含まれる。制御パラメータCPdは、スピーカSPFRに出力されるオーディオ信号とスピーカSPFLに出力されるオーディオ信号の一方を遅延させるための制御パラメータである。制御パラメータCPpは、オールパスフィルタによるオーディオ信号の位相補正量を決定するための制御パラメータである。
入力部203は、各種音源と接続されるセレクタを含む。入力部203は、セレクタに接続された音源より入力されるオーディオ信号S1を帯域分割部204に出力する。
なお、本実施形態において、オーディオ信号S1は、Rチャンネルのオーディオ信号S1RとLチャンネルのオーディオ信号S1Lを含む2チャンネルの信号であるものとする。
帯域分割部204は、例えば1/Nオクターブバンドフィルタを含む。帯域分割部204は、入力部203より入力されるオーディオ信号S1を、1/Nオクターブバンドフィルタで、帯域分割部201と同様に複数の帯域bw1~bwNに分割して、処理部205に出力する。
以下、分割後の各帯域のオーディオ信号S1Rは、「分割帯域オーディオ信号S2R」と記される。また、分割後の各帯域のオーディオ信号S1Lは、「分割帯域オーディオ信号S2L」と記される。
図5は、処理部205を示す機能ブロック図である。図5に示されるように、処理部205は、遅延処理部205a、位相補正部205bを含む。
遅延処理部205aは、帯域bw1~bwN毎にオーディオ信号を遅延させる。例示的には、遅延処理部205aは、帯域bw1~bwN毎に、算出部202より入力される制御パラメータCPdに基づき、帯域分割部204より入力される分割帯域オーディオ信号S2Rと分割帯域オーディオ信号S2Lの一方を遅延させて、位相補正部205bに出力する。
位相補正部205bは、帯域bw1~bwN毎に、オーディオ信号の位相を補正する。例示的には、位相補正部205bは、オールパスフィルタを含む。詳しくは後述するが、両耳間相互相関関数の相関値の符号が負の場合、位相補正部205bは、算出部202より入力される制御パラメータCPpに基づき、分割帯域オーディオ信号S2R及びS2Lに対し、オールパスフィルタを適用して位相を補正して、帯域合成部206に出力する。また、両耳間相互相関関数の相関値の符号が正の場合、位相補正部205bは、分割帯域オーディオ信号S2R及びS2Lに対し、オールパスフィルタを適用せずに帯域合成部206に出力する。
以下、位相補正部205bより出力される分割帯域オーディオ信号S2Rは、「分割帯域オーディオ信号S3R」と記される。また、位相補正部205bより出力される分割帯域オーディオ信号S3Lは、「分割帯域オーディオ信号S3L」と記される。
帯域合成部206は、位相補正部205bより入力される帯域bw1~bwNの分割帯域オーディオ信号S3Rを合成するとともに、位相補正部205bより入力される帯域bw1~bwNの分割帯域オーディオ信号S3Lを合成する。帯域bw1~bwNの分割帯域オーディオ信号S3Rを合成したRチャンネルのオーディオ信号S4Rと、帯域bw1~bwNの分割帯域オーディオ信号S3Lを合成したLチャンネルのオーディオ信号S4Lは、出力部207に出力される。
出力部207は、帯域合成部206より入力される2チャンネルのオーディオ信号S4R、S4Lを、それぞれ、アナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号を増幅して、スピーカSPFR、SPFLから車室内に出力する。これにより、例えば音源の楽曲が再生される。遅延処理部205aにおいて制御パラメータCPdに基づくタイムアライメント処理が実行されることにより、楽曲の再生時における、音像定位の偏りが改善される。
図6は、本発明の一実施形態に係る前処理部100で実行される前処理を示すフローチャートである。例えば、表示部14に対する所定のタッチ操作又は操作部15に対する所定の操作が行われると、図6に示される前処理の実行が開始される。なお、前処理を実行するにあたり、バイノーラルマイクロフォンMICが聴取位置(例えば運転席)に設置される。
図6に示される前処理において、測定用信号発生部101aは、所定の測定用信号を発生させる(ステップS101)。制御部101bは、この測定用信号を、各スピーカSPFR、SPFLに順次出力する(ステップS102)。
バイノーラルマイクロフォンMICは、各スピーカSPFR、SPFLから順次出力される測定用音を収音する(ステップS103)。
制御部101bは、バイノーラルマイクロフォンMICより入力される測定信号(具体的には、測定信号RR、RL、LR及びLL)を応答処理部101cに出力する。
応答処理部101cは、制御部101bより入力される測定信号RR及びRLに基づいてインパルス応答R’を算出するとともに、制御部101bより入力される測定信号LR及びLLに基づいてインパルス応答L’を算出する(ステップS104)。インパルス応答記録部102は、応答処理部101cにて算出されたインパルス応答R’及びL’をフラッシュメモリ16に書き込む(ステップS105)。
図7は、本発明の一実施形態に係る音響処理部200で実行される音響処理を示すフローチャートである。例えば、インパルス応答記録部102によりインパルス応答R’及びL’がフラッシュメモリ16に書き込まれると、図7に示される音響処理の実行が開始される。
図7に示される音響処理において、帯域分割部201は、フラッシュメモリ16に書き込まれたインパルス応答R’、L’のそれぞれを、複数の帯域bw1~bwNに分割する(ステップS201)。分割後の各帯域の分割帯域応答Rd及びLdは、算出部202に入力される。
図8は、算出部202を示す機能ブロック図である。図8に示されるように算出部202は、IACF算出部202a、ターゲット位置決定部202b、遅延量算出部202c及び位相補正量算出部202dを含む。
IACF算出部202aは、帯域bw1~bwN毎に、両耳間相互相関関数を算出する(ステップS202)。例示的には、IACF算出部202aは、次式により、両耳間相互相関関数を算出する。
Rd(t)は、時刻tにおける分割帯域応答Rdの振幅を示し、時刻tにおいて右耳に入る音圧を示す。Ld(t)は、時刻tにおける、上記分割帯域応答Rdと同じ帯域の分割帯域応答Ldの振幅を示し、時刻tにおいて左耳に入る音圧を示す。t1及びt2は、測定時間を示す。一例として、t1は0ミリ秒であり、t2は100ミリ秒である。τは、相関時間を示す。相関時間τの範囲は、±1ミリ秒を超える範囲であり、例示的には、±50ミリ秒の範囲である。
図9は、IACF算出部202aにより算出される両耳間相互相関関数を示す図である。図9では、一例として、帯域bw1~bwNのうちの1つの帯域における両耳間相互相関関数が示される。図9中、縦軸は、相関値を示し、横軸は、相関時間(単位:msec)を示す。
リスナの右耳と左耳に届く音の波形が近いほど、図9に例示される両耳間相互相関関数において、相関値の絶対値が1に近付く。リスナの右耳と左耳に届く音が同じ位相であれば相関値がプラスとなり、リスナの右耳と左耳に届く音が逆の位相であれば相関値がマイナスとなる。相関値の絶対値が高いほど音像の定位感が強く、相関値の絶対値が低いほど音像の定位感が弱い。
本実施形態では、右耳を基準として相関値が算出される。そのため、音像がリスナの右側に存在する場合、ピークの高い相関値がプラスの時間に現れやすい。また、音像がリスナの左側に存在する場合、ピークの高い相関値がマイナスの時間に現れやすい。このことから、図9の例では、音像がリスナのやや右に定位するものと推定される。
このように、IACF算出部202aは、複数のスピーカ(スピーカSPFR、SPFL)より出力される音を所定の聴取位置(例えば運転席、助手席又は後部座席)で聴取したときの両耳間相互相関関を取得する関数取得部として動作する。
本実施形態では、図9に例示される、やや右に偏った音像定位を改善するため、以下の処理が実行される。
例示的には、ターゲット位置決定部202bは、帯域bw1~bwN毎に、ステップS202にて算出された両耳間相互相関関数に基づいてターゲット位置を決定する(ステップS203)。
図10は、図9に対して、ターゲット位置の決定方法を説明するための符号等を追記した図である。ターゲット位置決定部202bは、図9に例示される、縦軸を相関値として横軸を時間とする座標平面上における、所定範囲の両耳間相互相関関数の重心Cを算出する。
所定範囲の両耳間相互相関関数は、例えば、±30ミリ秒の範囲の両耳間相互相関関数である。重心Cは、座標平面上における、±30ミリ秒の範囲の両耳間相互相関関数がなす図形全体の重心である。両耳間相互相関関数がなす図形とは、相関値0のラインと両耳間相互相関関数のグラフとで囲われるハッチング領域(図10参照)が示す図形である。
ターゲット位置決定部202bは、算出された重心Cをターゲット位置として決定する。
別の実施形態では、ターゲット位置決定部202bは、重心C近傍の両耳間相互相関関数のピーク位置をターゲット位置として決定してもよい。例示的には、ターゲット位置決定部202bは、重心Cに最も近いピーク位置P1をターゲット位置として決定してもよく、また、ある範囲(例えば重心Cを中心とした±10ミリ秒の範囲)のなかで最も大きいピーク位置P2をターゲット位置として決定してもよい。
このように、ターゲット位置決定部202bは、IACF算出部202aにより取得された両耳間相互相関関数のうち、所定範囲(±nミリ秒の範囲)の両耳間相互相関関数に基づいて、ターゲット位置を決定する位置決定部として動作する。附言するに、ターゲット位置決定部202bは、縦軸を相関値として横軸を時間とする座標平面上における、所定範囲の両耳間相互相関関数の重心Cを算出する重心算出部として動作し、この重心に基づいてターゲット位置を決定する。
遅延量算出部202cは、帯域bw1~bwN毎に、ターゲット位置決定部202bにて決定されたターゲット位置に基づいて遅延量を算出する(ステップS204)。
例示的には、遅延量算出部202cは、ターゲット位置である重心Cが時間軸上で0秒又は0秒近傍に位置するように、一方のスピーカSPに出力されるオーディオ信号に対する遅延量を算出する。本実施形態では、重心Cが時間軸上で時間TC秒となる位置(言い換えると、リスナのやや右)に現れるため、遅延量算出部202cは、スピーカSPFRに出力されるオーディオ信号に対する遅延量として、時間TC秒を算出する。
遅延量算出部202cは、帯域bw1~bwN毎に、遅延対象のオーディオ信号を遅延させるための制御パラメータCPdを生成する(ステップS205)。
制御パラメータCPdは、遅延対象とその遅延量を示す値を含む。図9及び図10の例では、遅延対象としてスピーカSPFRに出力されるオーディオ信号を示す値と、遅延量として時間TC秒を示す値が、制御パラメータCPdに含まれる。
なお、ターゲット位置がピーク位置P1の場合、遅延量算出部202cは、スピーカSPFRに出力されるオーディオ信号に対する遅延量として、時間TP1秒を算出する。ターゲット位置がピーク位置P2の場合、遅延量算出部202cは、スピーカSPFRに出力されるオーディオ信号に対する遅延量として、時間TP2秒を算出する。
音響処理部200は、制御パラメータCPdに基づいてタイムアライメント処理を実行する(ステップS206)。
具体的には、処理部205の遅延処理部205aは、帯域bw1~bwN毎に、制御パラメータCPdに基づく遅延処理を実行する。次いで、帯域合成部206による帯域合成処理及び出力部207による出力処理が実行されて、帯域bw1~bwN毎にタイムアライメント処理が施されたオーディオ信号が再生される。
このように、遅延処理部205aは、遅延量算出部202cにより算出された遅延量に基づいて、複数のスピーカのうちの少なくとも1つのスピーカに出力されるオーディオ信号を遅延させる遅延部として動作する。
前処理部100では、出力部207より出力されるタイムアライメント処理後の音のインパルス応答R’及びL’が算出されて、フラッシュメモリ16に書き込まれる(図6のステップS103~S106参照)。
帯域分割部201は、フラッシュメモリ16に書き込まれたタイムアライメント処理後の音のインパルス応答R’、L’のそれぞれを、複数の帯域bw1~bwNに分割する(ステップS207)。IACF算出部202aは、帯域bw1~bwN毎に、タイムアライメント処理後の音のインパルス応答R’及びL’の両耳間相互相関関数を算出する(ステップS208)。
図11は、ステップS208にてIACF算出部202aにより算出される両耳間相互相関関数の一例を示す図である。
図11に示されるように、制御パラメータCPdに基づくタイムアライメント処理が実行されることにより、所定範囲(±30ミリ秒の範囲)の両耳間相互相関関数の重心Cが時間軸上で0秒近傍の位置に移動している。図11の例では、音像の定位感が強い重心Cが時間軸上で0秒近傍に位置するため、音像定位の偏りが改善されていることが判る。
本実施形態では、例えば最も高いピーク位置をターゲット位置に決定するといった単純な方法でターゲット位置を決定するのではなく、ピーク位置以外の相関値(言い換えると、音像の定位感に影響のある値)も考慮した重心に基づいてターゲット位置が決定される。そのため、スピーカ配置が非対称であり且つ反射音や残響音が多いことから両耳間相互相関関数のグラフが複雑な形になり得る車室内等のリスニング環境においても、音像定位の偏りを改善する効果が十分に得られる。
ここで、ステップS208において算出された所定範囲の両耳間相互相関関数のなかで絶対値が最も大きい相関値の符号が負の場合、音像の定位感が強い位置において、スピーカSPFRからの音とスピーカSPFLからの音との位相が逆転した状態にある。そのため、リスナが聴感上違和感を覚える。
そこで、位相補正量算出部202dは、上記の最も大きい相関値の符号が負の場合(ステップS209:YES)、この相関値の符号を正にするための制御パラメータCPpを生成する(ステップS210)。上記の最も大きい相関値の符号が正の場合(ステップS209:NO)、図7に示される音響処理が終了する。
制御パラメータCPpは、位相補正量を示す値を含む。位相補正量は、例えば、帯域bw1~bwNのうち、処理対象の帯域の位相を180°回すための値を示す。
音響処理部200は、制御パラメータCPpに基づいて位相補正処理を実行する(ステップS211)。
具体的には、処理部205の位相補正部205bは、帯域bw1~bwN毎に、オールパスフィルタにより、制御パラメータCPpに基づく位相補正処理を実行する。位相補正処理で適用されるオールパスフィルタは、例えば、所定数の二次IIR(Infinite Impulse Response)フィルタをカスケード接続したものである。なお、二次IIRフィルタの数は、位相補正の精度とフィルタ処理負荷を考慮して適宜決められている。
位相補正部205bによる位相補正処理により、スピーカSPFRからの音とスピーカSPFLからの音との位相が揃うため、楽曲等が聴感上自然な音となって再生される。
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。
例えば、上記の実施形態では、音像定位の偏りを改善するための前処理として、インパルス応答R’及びL’の算出及び記録が実行されるが、本発明はこれに限らない。別の実施形態では、インパルス応答R’及びL’の算出及び記録に加えて、帯域分割部201による帯域分割及び算出部202による各種処理(両耳間相互相関関数の算出、ターゲット位置の決定、遅延量の算出、位相補正量の算出、制御パラメータの生成)までが前処理として実行されてもよい。
スピーカSPFR及びSPFLに加え、後部座席側にも一対のスピーカが設置されている場合、次の手順で処理が実行される。例示的には、前部座席(運転席又は助手席)にバイノーラルマイクロフォンMICが設置されて、スピーカSPFR及びSPFLを対象として、図6及び図7に示される処理が実行される。次いで、後部座席にバイノーラルマイクロフォンMICが設置されて、後部座席側の一対のスピーカを対象として、図6及び図7に示される処理が実行される。
1 :音響処理システム
2 :音響処理装置
100 :前処理部
200 :音響処理部
2 :音響処理装置
100 :前処理部
200 :音響処理部
Claims (6)
- 複数のスピーカより出力される音を所定の聴取位置で聴取したときの両耳間相互相関関数を取得する関数取得部と、
前記関数取得部により取得された両耳間相互相関関数のうち、所定範囲の両耳間相互相関関数に基づいて、ターゲット位置を決定する位置決定部と、
前記位置決定部により決定されたターゲット位置に基づいて遅延量を算出する遅延量算出部と、
前記遅延量算出部により算出された遅延量に基づいて、前記音の信号であるオーディオ信号であって、前記複数のスピーカのうちの少なくとも1つのスピーカに出力されるオーディオ信号を遅延させる遅延部と、を備え、
前記所定範囲の両耳間相互相関関数は、±n(但し、nは1を超える正の値)ミリ秒の範囲の両耳間相互相関関数である、
音響処理システム。 - 縦軸を相関値として横軸を時間とする座標平面上における、前記所定範囲の両耳間相互相関関数の重心を算出する重心算出部、を備え、
前記位置決定部は、前記重心算出部により算出された前記両耳間相互相関関数の重心に基づいて前記ターゲット位置を決定する、
請求項1に記載の音響処理システム。 - 前記ターゲット位置は、前記所定範囲の両耳間相互相関関数の重心、又は前記重心近傍の前記両耳間相互相関関数のピーク位置である、
請求項2に記載の音響処理システム。 - 前記遅延部による前記オーディオ信号に対する遅延処理後における、前記両耳間相互相関関数のピークとなる相関値の符号が負の場合、前記相関値の符号が正となるように前記オーディオ信号の位相を補正する、
請求項2又は請求項3に記載の音響処理システム。 - 前記関数取得部は、複数の帯域のそれぞれに対応する前記両耳間相互相関関数を取得し、
前記複数の帯域のそれぞれに対し、前記位置決定部による前記ターゲット位置の決定、前記遅延量算出部による前記遅延量の算出、及び前記遅延部による前記オーディオ信号に対する遅延処理を実行する、
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の音響処理システム。 - 複数のスピーカより出力される音を所定の聴取位置で聴取したときの両耳間相互相関関数を取得し、
前記取得された両耳間相互相関関数のうち、所定範囲の両耳間相互相関関数に基づいて、ターゲット位置を決定し、
前記決定されたターゲット位置に基づいて遅延量を算出し、
前記算出された遅延量に基づいて、前記音の信号であるオーディオ信号であって、前記複数のスピーカのうちの少なくとも1つのスピーカに出力されるオーディオ信号を遅延させる、処理を、コンピュータに実行させ、
前記所定範囲の両耳間相互相関関数は、±n(但し、nは1を超える正の値)ミリ秒の範囲の両耳間相互相関関数である、
音響処理方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022100749A JP2024001902A (ja) | 2022-06-23 | 2022-06-23 | 音響処理システム及び音響処理方法 |
US18/336,173 US20230421982A1 (en) | 2022-06-23 | 2023-06-16 | Sound processing system and sound processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022100749A JP2024001902A (ja) | 2022-06-23 | 2022-06-23 | 音響処理システム及び音響処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024001902A true JP2024001902A (ja) | 2024-01-11 |
Family
ID=89322712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022100749A Pending JP2024001902A (ja) | 2022-06-23 | 2022-06-23 | 音響処理システム及び音響処理方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230421982A1 (ja) |
JP (1) | JP2024001902A (ja) |
-
2022
- 2022-06-23 JP JP2022100749A patent/JP2024001902A/ja active Pending
-
2023
- 2023-06-16 US US18/336,173 patent/US20230421982A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230421982A1 (en) | 2023-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9674629B2 (en) | Multichannel sound reproduction method and device | |
JP6330251B2 (ja) | 密閉型ヘッドフォン用信号処理装置および密閉型ヘッドフォン | |
EP2337375B1 (en) | Automatic environmental acoustics identification | |
EP2665292A2 (en) | Hearing assistance apparatus | |
EP0977463A2 (en) | Processing method for localization of acoustic image for audio signals for the left and right ears | |
JP2007036608A (ja) | ヘッドホン装置 | |
US10555108B2 (en) | Filter generation device, method for generating filter, and program | |
KR100647338B1 (ko) | 최적 청취 영역 확장 방법 및 그 장치 | |
JP6613078B2 (ja) | 信号処理装置及びその制御方法 | |
CN103428609A (zh) | 用于去除噪声的设备和方法 | |
JP5917765B2 (ja) | 音声再生装置、音声再生方法及び音声再生プログラム | |
US20170272889A1 (en) | Sound reproduction system | |
JP2008311718A (ja) | 音像定位制御装置及び音像定位制御プログラム | |
CN110024418A (zh) | 声音增强装置、声音增强方法和声音处理程序 | |
JP2018514134A (ja) | 前面ラウドスピーカによって個別の三次元音響を達成する、車内再生のためのステレオ信号を処理する装置および方法 | |
JP2004279525A (ja) | 音場制御システム及び音場制御方法 | |
Kurz et al. | Prediction of the listening area based on the energy vector | |
CN108605197B (zh) | 滤波器生成装置、滤波器生成方法以及声像定位处理方法 | |
JP2024001902A (ja) | 音響処理システム及び音響処理方法 | |
US20230254630A1 (en) | Acoustic output device and method of controlling acoustic output device | |
JP5505763B2 (ja) | 音場創生装置 | |
JP2006352728A (ja) | オーディオ装置 | |
JP2010217268A (ja) | 音源方向知覚が可能な両耳信号を生成する低遅延信号処理装置 | |
JP2020014079A (ja) | 音響システム | |
JP2019071541A (ja) | オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20231106 |