JP3104501B2 - 音響再生装置 - Google Patents

音響再生装置

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JP3104501B2 JP05286454A JP28645493A JP3104501B2 JP 3104501 B2 JP3104501 B2 JP 3104501B2 JP 05286454 A JP05286454 A JP 05286454A JP 28645493 A JP28645493 A JP 28645493A JP 3104501 B2 JP3104501 B2 JP 3104501B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、船舶、航空機
等の輸送手段内にて用いられる音響再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような音響再生装置において
は走行中の騒音及びエンジン等から生じる騒音を聴覚系
のマスキング現象を利用して騒音を除去する機能が備え
られている。
【０００３】では、このような騒音除去機能を備えた従
来の音響再生装置を図８に基づいて説明する。図８は該
音響再生装置を適用した従来の車載用オーディオ装置の
概略を示すブロック図である。
【０００４】図８に示す車載用オーディオ装置において
は、磁気テープを再生するテープデッキ、ラジオ放送局
を受信するラジオチューナー等の音源５０と、該音源５
０から出力される音響信号に音質補正や音場補正等の信
号処理を施すデジタルシグナルプロセッサ（以下、単に
ＤＳＰと称する）といった信号処理部５１と、該信号処
理部５１にて信号処理を施した音響信号に音量調整を施
すボリューム５２と、該音響信号を増幅するアンプ５３
と、該増幅された音響信号を音声出力するスピーカ５４
と、騒音を除去する騒音除去部６０とを有している。
尚、前記信号処理部５１には図示せぬＡ／Ｄコンバータ
とＤ／Ａコンバータとが含まれているものとする。
【０００５】前記騒音除去部６０は、前記スピーカ５４
の出力音声及び車室内の走行騒音といった環境音声を収
音するマイクロホン５５と、該マイクロホン５５からの
出力信号の周波数帯域における低域を抽出するローパス
フィルタ（以下、単にＬＰＦと称する）５６と、自動車
速度を検出する速度検出部５８と、エンジン回転数を検
出するエンジン回転数検出部５９と、該車載用オーディ
オ装置全体を制御するマイコン５７とを有している。
尚、該マイコン５７にはＡ／Ｄコンバータが含まれてい
るものとする。
【０００６】次に該車載用オーディオ装置の動作につい
て説明する。信号処理部５１は音源５０からの音響信号
に信号処理を施してボリューム５２に供給する。該ボリ
ュームは該信号処理を施した音響信号に音量調整を施し
てアンプ５８に供給する。該アンプ５８は該音量調整を
施した音響信号を増幅してスピーカ５４より音声出力す
る。
【０００７】前記マイクロホン５５は、該スピーカ５４
からの出力音声及び車室内の走行騒音といった環境騒音
を収音して環境騒音信号をＬＰＦ５６に供給する。該Ｌ
ＰＦ５６は環境騒音信号の周波数低域を抽出してマイコ
ン５７に供給する。
【０００８】また、前記車速検出部５８は、自動車速度
を検出して車速信号を該マイコン５７に供給すると共
に、前記エンジン回転数検出部５９はエンジン回転数を
検出してエンジン回転数信号を該マイコン５７に供給す
る。
【０００９】該マイコンは、前記環境騒音信号、車速信
号及びエンジン回転数信号に基づいて車室内の騒音レベ
ルを推定し、該推定された騒音レベルに基づいてレベル
制御信号を前記信号処理部５１に供給する。
【００１０】該信号処理部５１は、該レベル制御信号に
応じて音源５０からの音響信号における周波数低域や全
周波数帯域のレベル制御を行う。
【００１１】従って、上記従来の車載用オーディオ装置
によれば、音源５０から音響信号のレベルを騒音レベル
に応じて増幅し、騒音をマスキングすることにより、ユ
ーザーは騒音による不快感のない、快適な受聴環境を得
ることができる。
【００１２】尚、前記環境騒音信号の他に、車速信号及
びエンジン回転数信号を前記マイコン５７に入力するよ
うにしたのは、前記環境騒音信号の成分には走行騒音の
他に、前記スピーカ５４より出力される音響信号の出力
音声をも含まれているため、正確な騒音レベルを推定さ
せるためのものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の音響再生装置によれば、音源５０からの音響信号を
増幅することにより騒音を除去することが可能であり、
音源５０が動作していない場合には当該騒音除去機能は
役に立たず、ユーザーは騒音にさらされてしまう。
【００１４】また、音源５０は時事刻々と変化するもの
であり、騒音にさらされるユーザーに常に快適な受聴環
境を享受することができるとは限らない。
【００１５】また、正確な騒音レベルを推定するために
車速信号及びエンジン回転数信号を用いるようにした
が、実際に速度が上がらなければ信号処理を施すことが
できず、しかも、一定速度走行時においても窓の開閉や
路面状況による走行騒音の変化に対処することができな
いといった問題点があった。
【００１６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、いかなる騒音条件に
おいても快適な受聴環境をユーザーに享受することがで
きる音響再生装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、騒音をマスキングする特性を有する騒音除
去データを記憶する記憶手段と、前記騒音除去データを
再生する再生手段と、該再生された騒音除去データを所
定のレベル制御信号に基づいて利得制御を行う信号処理
手段と、該利得制御された騒音除去データ及び所定の音
源からの音響データを音声出力する音声出力手段と、該
音声出力手段からの出力音声及び騒音を収音して環境騒
音信号を出力する騒音検出手段と、該環境騒音信号を検
波して環境騒音レベル信号を検出する第１レベル検出手
段と、前記信号処理手段からの出力信号を検波して音響
レベル検出信号を検出する第２レベル検出手段と、前記
環境騒音レベル信号から音響レベル信号を減算処理して
騒音レベル信号を生成する演算処理手段と、前記騒音レ
ベル信号に基づいて前記レベル制御信号を送出する制御
手段とを有するようにしたものである。
【００１８】
【作用】かかる構成により、音源からの出力動作がなく
ても、騒音と同様の周波数特性の騒音除去データのレベ
ルを増幅することにより、該騒音を騒音除去データによ
りマスキングするようにしたので、いかなる騒音条件に
おいても快適な受聴環境をユーザーに享受することがで
きる。
【００１９】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の音響再生装置
について説明する。図１は本発明の音響再生装置を適用
した車載用オーディオ装置の概略を示すブロック図であ
る。図２は車載用オーディオ装置における信号処理の発
明部分を端的に示す概念図である。
【００２０】図１における車載用オーディオ装置におい
ては、テープデッキやラジオチューナー等の音響再生手
段である音源１と、該音源１からの音響データである音
響信号に信号処理を施すＤＳＰ等の再生手段及び信号処
理手段である信号処理部２と、後述する騒音除去データ
を記憶する記憶手段である半導体メモリといったダイナ
ミックＲＡＭ（以下、単にＤＲＡＭと称する）３と、前
記信号処理部２にて信号処理を施した音響信号に音量調
整を施すボリューム４と、該音量調整された音響信号を
増幅するアンプ５と、該増幅された音響信号を音声出力
する音声出力手段であるスピーカ６と、騒音を除去する
騒音除去部２０とを有している。尚、前記信号処理部２
には、ＤＳＰの他にＡ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバ
ータを含むものであり、該信号処理部２のサンプリング
周波数は、４４．１ｋＨＺであり、Ａ／Ｄコンバータ及
びＤ／Ａコンバータの入力データは１６ビットで動作す
るものである。該信号処理部２の内部には、図２に示す
ように乗算器３１が設けられている。
【００２１】前記騒音除去部２０は、車室内の騒音及び
前記スピーカ６からの出力音声といった環境騒音のレベ
ルを検出する第１レベル検出手段である環境騒音レベル
検出部２１と、音源５０からの音響信号のレベルを検出
する第２レベル検出手段である音響レベル検出部２２
と、前記環境騒音レベル検出部２１の出力信号から前記
音響レベル検出部２２の出力信号を減算処理する演算処
理手段である減算器１２と、該車載用オーディオ装置全
体を制御する制御手段であるマイコン１３とを有してい
る。尚、該マイコン１３の内部には図示せぬＡ／Ｄコン
バータが含まれているものとする。
【００２２】前記環境騒音レベル検出部２１は、環境騒
音を収音する騒音検出手段であるマイクロホン７と、該
マイクロホン７からの出力信号の周波数帯域における低
域を抽出するＬＰＦ８と、該ＬＰＦ８からの出力信号を
絶対値化する全波整流器９とを有している。
【００２３】前記音響レベル検出部２２は、ＬＰＦ１０
と全波整流器１１とを有している。また、前記ＤＲＡＭ
３に記憶された騒音除去データとしては、騒音をマスキ
ングする周波数帯域で、しかも人をリラックスさせるよ
うな自然音や音楽であることが望ましく、そこで“１／
ｆゆらぎ”と呼ばれる周波数特性を有する、例えば波の
音等の環境音楽といった音楽ジャンルが最適である。図
３は走行騒音における周波数特性を示す概念図である。
図４は騒音除去データとしての波の音における周波数特
性を示す概念図である。
【００２４】図３及び図４にからもわかるように、前記
騒音除去データとしての波の音は、走行騒音に近似した
周波数特性であるために、該走行騒音を波の音でマスキ
ングすることが可能である。
【００２５】次に該車載用オーディオ装置の実施例にお
ける動作について説明する。前記信号処理部２は音源１
からの音響信号に信号処理を施してボリューム４に供給
する。該ボリューム４は該信号処理を施した音響信号に
音量調整を施してアンプ５に供給する。該アンプ５は該
音量調整を施した音響信号を増幅してスピーカ６より音
声出力する。
【００２６】前記環境騒音レベル検出部２１のマイクロ
ホン７は、前記環境騒音を収音して環境騒音信号をＬＰ
Ｆ８に供給する。該ＬＰＦ８は環境騒音信号の周波数低
域を抽出して全波整流器９に供給する。該全波整流器９
は該抽出された環境騒音信号を絶対値化して環境騒音レ
ベル信号を前記減算器１２に供給する。
【００２７】前記音響レベル検出部２２のＬＰＦ１０
は、ボリューム４にて音量調整された音響信号の周波数
低域を抽出して全波整流器１１に供給する。該全波整流
器１１は該抽出された音響信号を絶対値化して音響レベ
ル信号を前記減算器１２に供給する。
【００２８】該減算器は、前記環境騒音レベル検出部２
１の環境騒音レベル信号から前記音響レベル検出部２２
の音響レベル信号を減算処理して騒音レベル信号を前記
マイコン１３に供給する。該マイコンは１３は該騒音レ
ベル信号に基づいてレベル制御信号３０を前記信号処理
部２の乗算器３１に供給する。
【００２９】尚、該マイコン１３は、同時に音源１から
の出力動作を中断し、前記ＤＲＡＭ３に記憶された騒音
除去データを読み出させ、該騒音除去データを前記信号
処理部２に供給する。
【００３０】該信号処理部２は、該騒音除去データを復
号化して、前記乗算器３１に供給する。該乗算器３１は
該騒音除去データを前記レベル制御信号３０に基づいて
利得を制御し、該利得制御された騒音除去データを前記
ボリューム４及びアンプ５を介してスピーカ６より音声
出力する。
【００３１】従って、上記実施例の車載用オーディオ装
置によれば、音源１からの出力動作がなくても、走行騒
音と同様の周波数特性の騒音除去データのレベルを増幅
することにより、該走行騒音を騒音除去データによりマ
スキングするようにしたので、快適な受聴環境をユーザ
ーに享受することができる。
【００３２】また、上記実施例においては、前記ＤＲＡ
Ｍ３に記憶された騒音除去データは予めセットされたデ
ータとしたが、図５に示すように前記音源１からの音響
データを任意に選択する選択手段と、当該選択された音
響データを該ＤＲＡＭ３に記憶させる記憶制御手段であ
るメモリコントローラとを設けるようにすれば、バリエ
ーションに富んだ様々な騒音除去データを得て、ユーザ
ーはより一層良好な受聴環境を得ることができる。
【００３３】また、上記実施例においては、音源１から
の音響信号を中断して、前記ＤＲＡＭ３に記憶された騒
音除去データのみを利得制御して音声出力するようにし
たが、図６に示すように信号処理部２内に加算器３２を
設けるようにし、該加算器３２により前記利得制御され
た騒音除去データ及び前記音源１からの音響信号を加算
して音声出力するようにすれば、該音源１からの音響信
号を中断することなく、ユーザーは騒音を除去しなが
ら、音源１からの音声を受聴することができる。
【００３４】また、上記実施例において、各ＬＰＦ８、
１０の周波数低域抽出後に、各周波数低域を高域検波す
るハイパスフィルタ（以下、単にＨＰＦと称する）を設
けるようにすれば、該抽出される騒音の周波数帯域をよ
り一層限定することができる。
【００３５】また、上記実施例において、前記マイコン
１３に逐次入力する減算器１２からの騒音レベル信号を
一定時間毎に平均化し、該平均化された騒音レベル信号
に応じて多段階化したレベル制御信号を出力する機能を
備えることにより、各段階のレベル制御信号に応じた信
号処理を行うようにすれば、一時的に大レベルの騒音が
生じた場合であっても滑らかな信号処理を施すことがで
きる。
【００３６】また、上記実施例において、前記一定時間
毎に平均化された騒音レベル信号と、次に平均化された
騒音レベル信号との最大変化量を規定して、該最大変化
量を越えた場合には、前記次に平均化された騒音レベル
信号に応じたレベル制御信号を出力する機能を該マイコ
ン１３に備えるようにすれば、より一層滑らかな信号処
理を施すことができる。
【００３７】また、上記実施例において、前記ＤＲＡＭ
３と信号処理部２との間に該ＤＲＡＭ３をメモリ制御す
るメモリコントローラを設けて、該ＤＲＡＭ３に記憶さ
れた騒音除去データを繰り返し再生させるようにすれ
ば、当該騒音除去データを無限なる時間で再生すること
ができる。
【００３８】また、上記実施例において、前記ＤＲＡＭ
３に記憶された騒音除去データを圧縮データ、例えばＡ
ＤＰＣＭ方式の圧縮データとするようにしても良い。
【００３９】この場合には図７に示すようにＤＲＡＭ３
と信号処理部２間に、該ＤＲＡＭ３に記憶された騒音除
去データを伸長するＡＤＰＣＭ方式伸長器（以下、単に
デコーダと称する）４１と、該デコーダ４１にて伸長さ
れた騒音除去データのサンプリング周波数を変換するサ
ンプリング周波数変換器４２とを設けるようにすれば良
く。
【００４０】該ＤＲＡＭ３から該記憶された騒音除去デ
ータを読み出す場合には、該ＤＲＡＭ３に記憶された４
ビットに圧縮された騒音除去データを前記デコーダ４１
に供給する。該デコーダ４１は、４ビットに圧縮された
騒音除去データをサンプリング周波数２２．０５ｋＨｚ
とし、１６ビットに伸長してサンプリング周波数変換器
４２に供給する。該サンプリング周波数変換器４２はサ
ンプリング周波数を４４．１ｋＨｚとして前記信号処理
部２の乗算器３１に供給する。
【００４１】従って、前記ＤＲＡＭ３に記憶された騒音
除去データは、圧縮しない場合に比べて、約４倍の時間
の騒音除去データを記憶することができる。
【００４２】また、上記実施例において、前記ＤＲＡＭ
３に記憶された騒音除去データをデコードして音声出力
する場合、その音程、振幅や周波数特性を時間に応じて
連続的に変化させる機能を前記信号処理部２に持たせる
ようにすれば、同一の騒音除去データであっても、ユー
ザーは聴感上、異なる音として受聴することができるの
で、長時間の再生においても良好な受聴環境を得ること
ができる。
【００４３】また、上記実施例においては前記半導体メ
モリ３を、ＤＲＡＭとしたが、ＲＡＭやＲＯＭやメモリ
カード等であっても良い。
【００４４】また、上記実施例においては、信号処理部
２の処理負担を軽減するためにマイコン１３を別個に設
けるようにしたが、該マイコン１３の処理動作を信号処
理部２内部のＤＳＰに行わせるようにしても良い。
【００４５】
【発明の効果】上記のように構成された本発明の音響再
生装置によれば、音源からの出力動作がなくても、騒音
と同様の周波数特性の騒音除去データのレベルを増幅す
ることにより、該騒音を騒音除去データによりマスキン
グするようにしたので、いかなる騒音条件においても快
適な受聴環境をユーザーに享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音響再生装置を適用した車載用オーデ
ィオ装置の概略を示すブロック図
【図２】本実施例における信号処理を端的に示す概念図
【図３】走行騒音における周波数特性を示す概念図
【図４】騒音除去データとしての波の音における周波数
特性を示す概念図
【図５】他の実施例における信号処理を端的に示す概念
図
【図６】他の実施例における信号処理を端的に示す概念
図
【図７】騒音除去データを圧縮データとした場合の概略
を示すブロック図
【図８】従来の音響再生装置を適用した車載用オーディ
オ装置の概略を示すブロック図
【符号の説明】
１ 音源 ２ 信号処理部（信号処理手段；再生手段） ３ 半導体メモリ（ＤＲＡＭ；記憶手段） ６ スピーカ（音声出力手段） ７ マイクロホン（騒音検出手段） １２ 減算器（演算処理手段） １３ マイコン（制御手段） ２１ 環境騒音レベル検出部（第１レベル検出手段） ２２ 音響レベル検出部（第２レベル検出手段） ３０ レベル制御信号

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 騒音をマスキングする特性を有する騒音
    除去データを記憶する記憶手段と、前記騒音除去データ
    を再生する再生手段と、該再生された騒音除去データを
    所定のレベル制御信号に基づいて利得制御を行う信号処
    理手段と、該利得制御された騒音除去データ及び所定の
    音源からの音響データを音声出力する音声出力手段と、
    該音声出力手段からの出力音声及び騒音を収音して環境
    騒音信号を出力する騒音検出手段と、該環境騒音信号を
    検波して環境騒音レベル信号を検出する第１レベル検出
    手段と、前記信号処理手段からの出力信号を検波して音
    響レベル検出信号を検出する第２レベル検出手段と、前
    記環境騒音レベル信号から音響レベル信号を減算処理し
    て騒音レベル信号を生成する演算処理手段と、前記騒音
    レベル信号に基づいて前記レベル制御信号を送出する制
    御手段とを有することを特徴とする音響再生装置。
  2. 【請求項２】 前記騒音除去データは、騒音特性に近似
    した特性を有するデータであることを特徴とする請求項
    １記載の音響再生装置。
  3. 【請求項３】 前記音源からの音響データを任意に選択
    する選択手段と、該選択手段にて選択された音響データ
    を騒音除去データとして前記記憶手段に記憶させる記憶
    制御手段とを有することを特徴とする請求項１又は２記
    載の音響再生装置。
  4. 【請求項４】 前記信号処理手段は、前記音源からの音
    響データ及び前記利得制御された騒音除去データを加算
    処理して前記音声出力手段に送出することを特徴とする
    請求項１、２又は３記載の音響再生装置。
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