JP3106788B2 - 車載用音場補正装置 - Google Patents

車載用音場補正装置

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JP3106788B2 JP05212670A JP21267093A JP3106788B2 JP 3106788 B2 JP3106788 B2 JP 3106788B2 JP 05212670 A JP05212670 A JP 05212670A JP 21267093 A JP21267093 A JP 21267093A JP 3106788 B2 JP3106788 B2 JP 3106788B2
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  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルフィルタを
用いて車室内音場を最適な音場に補正する等に利用する
車載用音場補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の車載用音場補正装置のオ
ーディオ出力が2チャンネルの場合の構成を示してい
る。図4において、401,402はハイパスフィルタ
(HPF)、403,404は遅延器、405,406
はローパスフィルタ(LPF)、407,408はダウ
ンサンプリング手段、409,410,411,412
は音場補正用FIRフィルタ、413,414は加算
器、415,416はアップサンプリング手段、41
7,418はLPF、419,420は加算器である。
また、音場補正用FIRフィルタ409〜412に示さ
れる(A11)、(A12)、(A21)、(A22)は、それ
ぞれFIRフィルタ409〜412の伝達関数である。
【0003】次に上記従来の動作について説明する。図
4においてディジタルオーディオ入力信号はHPF40
1,402およびLPF405,406によって高い周
波数成分と低い周波数成分に分離される。HPF40
1,402によって分離された高い周波数成分は、遅延
器403,404によってFIRフィルタ409〜41
2における処理によって生じる遅延分遅延させられ、加
算器419,420の一方の入力となる。LPF40
5,406によって分離された低い周波数成分は、ダウ
ンサンプリング手段407,408によってサンプリン
グ周波数を下げられる。LPF405,406は、エリ
アシング防止用のフィルタの役割も持つ。サンプリング
周波数を下げられた信号は、FIRフィルタ409〜4
12によって所望の振幅・位相特性にさせられ加算器4
13,414の入力となる。加算器413,414の出
力信号は、アップサンプリング手段415,416によ
ってサンプリング周波数を上げられ、エリアシング防止
用のLPF417,418を通り、加算器419,42
0のもう一方の入力となる。加算器419,420の出
力は、スピーカによって車室内に放射される。
【0004】FIRフィルタ409〜412の係数の算
出方法を次に示す。車室内における加算器419,42
0の出力から受聴者両耳までの伝達関数行列を、
【0005】
【数1】
【0006】とし、所望の伝達関数行列を、
【0007】
【数2】
【0008】とし、音場補正用FIRフィルタ409〜
412の伝達関数行列を、
【0009】
【数3】
【0010】とすることで、車室内音場を所望の音場に
することができる。ただしH11は加算器419出力から
受聴者左耳までの伝達関数、H21は加算器419出力か
ら右耳まで、H12は加算器420出力から左耳まで、H
22は加算器420出力から右耳までの伝達関数であり、
11は所望の音場、例えば試聴室内での2つのスピーカ
の中央におけるLチャンネルオーディオ信号入力から受
聴者左耳まで、K21はLチャンネル入力から右耳まで、
12はRチャンネル入力から左耳まで、K22はRチャン
ネル入力から右耳までの伝達関数であり、各行列の要素
はそれぞれ周波数領域で表現されたものである。また、
11はFIRフィルタ409の伝達関数、A12はFIR
フィルタ410の伝達関数、A21はFIRフィルタ41
1の伝達関数、A22はFIRフィルタ412の伝達関数
である。
【0011】このように、上記従来の車載用音場補正装
置でも、補正用FIRフィルタ409〜412の伝達関
数を適当に選ぶことで、左右非対称な音場である車室内
音場を所望の音場に補正することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車載用音場補正装置では、低い周波数帯域は所望の
特性に補正され、したがって残響時間についても所望の
ものになるが、車室内という極めて狭い空間においては
音の壁への衝突の回数が多いことから、高い周波数帯域
については音の吸収が激しく残響時間が短くなり、低い
周波数帯域と高い周波数帯域との間で極めて不均質な音
場となるという問題があった。
【0013】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、たとえば試聴室のように残響時間がほぼ全
周波数帯域で平坦で最適な音場に補正することのできる
優れた車載用音場補正装置を提供することを目的とする
ものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、オーディオ信号を高い周波数成分と低い周
波数成分に分離する分離手段と、分離された低い周波数
成分に対して振幅及び位相特性の補正を行う補正手段
と、分離された高い周波数成分に対して当該周波数成分
から残響成分を生成する残響成分生成手段と、補正され
た低い周波数成分、分離された高い周波数成分および当
該残響成分とを加算する加算器を備えたものである。
【0015】
【作用】したがって、本発明によれば、低い周波数帯域
では音場補正用FIRフィルタによって適正な残響時間
をも含めた音場の設定を行い、高い周波数帯域では残響
成分生成手段により生成された残響成分を付加して所望
の残響時間に設定を行い、全周波数帯域で最適な残響時
間を有する音場を実現する。
【0016】
【実施例】図1は本発明の実施例の構成を示すものであ
る。図1において、101,102はHPF、103,
104は遅延器、105,106はLPF、107,1
08はダウンサンプリング手段、109,110,11
1,112は音場補正用FIRフィルタ、113,11
4は加算器、115,116はアップサンプリング手
段、117,118はLPF、119,120は加算
器、121は残響成分生成手段である。このような残響
成分生成手段121は、例えば、ディジタルオーディオ
入力信号の一部に一定の遅延処理を施す遅延回路と、こ
の遅延回路による遅延処理信号の一部を減衰する減衰器
と、この減衰器からの出力とディジタルオーディオ入力
信号とを加算し前記遅延回路に出力する加算器などによ
る、いわゆるフィードバックループによって構成するこ
とが可能である。
【0017】次に上記本実施例の動作について説明す
る。図1においてディジタルオーディオ入力信号はHP
F101,102およびLPF105,106によって
高い周波数成分と低い周波数成分に分離される。LPF
105,106、HPF101,102のカットオフ周
波数は、音場補正用FIRフィルタ109〜112を用
いて補正を行った場合、音質が劣化せずに補正効果のあ
る500〜4kHz付近に設定される。また、LPFと
HPFのカットオフ周波数の関係は、同一周波数に設定
してもよいが、LPFとHPFそれぞれを通過する信号
の特性を重ね合わせた特性が平坦になるように、LPF
のカットオフ周波数をより低い周波数に設定し、HPF
のカットオフ周波数をより高い周波数に設定するほうが
十分な音場補正が可能となる。さらにLPF117,1
18のカットオフ周波数は、LPF105,106のカ
ットオフ周波数と同一周波数に設定されている。
【0018】HPF101,102によって分離された
高い周波数成分は、遅延器103,104によってFI
Rフィルタ109〜112によって生じる遅延分遅延さ
せられ、加算器119,120の一方の入力となる。L
PF105,106によって分離された低い周波数成分
は、ダウンサンプリング手段107,108によってサ
ンプリング周波数を下げられる。サンプリング周波数を
下げられた信号は、FIRフィルタ109〜112によ
って所望の振幅・位相特性にさせられ加算器113,1
14の入力となる。加算器113,114の出力信号
は、アップサンプリング手段115,116によってサ
ンプリング周波数を上げられ、エリアシング防止用のL
PF117,118を通り、加算器119,120のも
う一方の入力となる。
【0019】また、遅延器103,104の出力信号か
らは、残響成分生成手段121によって高い周波数成分
についての残響成分が生成され、かかる残響成分は加算
器119,120のもう一方の入力となり、FIRフィ
ルタ109〜112を用いた音場補正だけでは、短いま
まである高い周波数帯域の残響時間を所望の特性にする
ことができる。
【0020】このように、上記実施例によれば、単に低
い周波数帯域において、聴覚上より自然な音の再生を可
能とするだけでなく、低い周波数帯域では音場補正用F
IRフィルタ109〜112によって所望の残響時間が
設定でき、高い周波数帯域でも残響成分生成手段121
によって所望の残響時間が設定できるという効果を有す
る。また、残響成分生成手段121の入力として、HP
F101,102によって分離された高い周波数成分を
用いているので、LPF105,106によって分離さ
れた低い周波数成分を用いるFIRフィルタ109〜1
12の特性には影響せず、高い周波数帯域についてのみ
効果的な残響成分の生成が可能であり、より自然な音の
再生が可能となる。
【0021】なお、図2に示すように、当該残響成分生
成手段121に対して、残響時間変更ボタン201と係
数入れ換え器202を設けることにより、残響時間変更
ボタン201を押下すると、係数入れ換え器202によ
り、音場補正用FIRフィルタ109〜112および残
響成分生成手段121の係数が入れ換えられるようにす
ることにより、任意に残響時間の変更を行うことができ
る。
【0022】また、図3に示すように、入力信号の種類
について判別する信号判別手段301と入力信号の種類
によって最適な残響時間を算出する残響時間選択手段3
02と係数入れ換え器202を設けることにより、判別
手段301により入力信号の種別を自動的に判別し、残
響時間選択手段302が各々の種別に応じた最適な残響
時間、例えば音楽信号であれば長い残響時間、アナウン
スであれば短い残響時間を選択し、係数入れ換え器20
2がかかる選択に基いて音場補正用FIRフィルタ10
9〜112および残響成分生成手段121の係数が入れ
換え、信号源に対応した残響時間を随時得ることが可能
となる。なお、前記判別手段301は、例えば、Lチャ
ンネル信号レベルとRチャンネル信号レベルの和の絶対
値から無音信号を検出し、この検出回数と各信号のレベ
ル差をもとに音楽信号とアナウンス信号との判別を行う
ことにより実現しうる。
【0023】
【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、音場補正用FIRフィルタによって、単に低い周波
数帯域において聴覚上より自然な音の再生を可能とする
だけでなく、所望の残響時間の設定ができ、高い周波数
帯域の残響時間も残響成分生成手段によって所望の残響
時間が設定でき、また、音場補正用FIRフィルタの係
数や残響成分生成手段の係数を入れ換えることにより、
残響時間を任意に変更できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における車載用音場補正装置の
概略ブロック図
【図2】残響時間変更ボタンと係数入れ換え器とを備え
た本発明の実施例における車載用音場補正装置の概略ブ
ロック図
【図3】残響時間設定手段と係数入れ換え器とを備えた
本発明の実施例における車載用音場補正装置の概略ブロ
ック図
【図4】従来の車載用音場補正装置の概略ブロック図
【符号の説明】
121 残響成分生成手段 201 残響時間変更ボタン 202 係数入れ換え器 301 信号判別手段 302 残響時間設定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 15/12 B60R 11/02 H04S 1/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタルオーディオ入力信号のうち高
    い周波数成分を通過させるハイパスフィルタと、低い周
    波数成分を通過させるローパスフィルタと、前記ハイパ
    スフィルタを通過した高い周波数成分を用いて残響成分
    を生成する残響成分生成手段と、前記ローパスフィルタ
    を通過した低い周波数成分の信号の振幅および位相を補
    正するFIRフィルタと、前記ハイパスフィルタの出力
    と前記残響成分生成手段の出力と前記FIRフィルタの
    出力を加算する加算器を備えた車載用音場補正装置。
  2. 【請求項2】 残響時間変更ボタンと、FIRフィルタ
    と残響成分生成手段の係数を入れ換える係数入れ換え器
    とを備え、残響時間変更ボタンの指示によるFIRフィ
    ルタと残響成分生成手段の係数入れ換えを可能とするこ
    とを特徴とした請求項1記載の車載用音場補正装置。
  3. 【請求項3】 入力信号の種別を判断する信号判別手段
    と、残響時間選択手段と、FIRフィルタと残響成分生
    成手段の係数を入れ換える係数入れ換え器とを備え、入
    力信号に応じた残響時間を自動的に選択することを特徴
    とした請求項1記載の車載用音場補正装置。
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