JP3182470B2 - 車両用オーディオ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は、車両の騒音に応じてオーディ
オ出力信号を補正する車両用オーディオ装置の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車走行騒音を検出し、アナ
ログ回路を用いてオーディオ信号の音量レベルを制御す
る騒音適応信号処理方式は種々考えられてきた。また、
オーディオ信号処理に、ディジタル信号処理を用いる方
法も実用化されつつある。

【０００３】図２２は、従来方式のオーディオ信号処理
回路の代表例を示すブロック回路図で、１はＣＤプレヤ
ーなどのオーディオソース、２は音量調整、音色調整、
ダイナミックレンジの圧縮処理などを行うオーディオ信
号処理回路、３は増幅器、４はスピーカ、５は車速信号
検出回路で、車に付属している車速センサ６から車速信
号を受けて車速に対応した周波数のパルス信号を送出す
る。７は騒音レベル検出器で、車室内に設置したマイク
ロホン８で収音した車室内の騒音信号から車室内騒音レ
ベルを検出する。９はマイクロコンピュータなどで構成
される制御装置で、検出した車室内騒音レベルおよび車
速信号から走行時騒音レベルを推定し、この走行騒音レ
ベルに適応してオーディオ再生信号の音量、音色などの
音質制御を行うための制御信号を作成する。

【０００４】この従来装置は、走行騒音レベルの推定
に、車室内騒音レベルおよび、車速信号の両方を用いて
いるので、より実際に即した走行騒音の推定を行うこと
ができるとともに、オーディオ信号処理にディジタル信
号処理回路を、また処理制御にマイクロコンピュータを
用いているので、騒音適応処理の適応範囲が広く、精度
も高い。

【０００５】しかしながら、マイクロホンに混入するオ
ーディオ再生音の影響による走行騒音レベルの推定誤
差、さらにその再生音の聴取レベルと背景騒音の関係に
起因する心理音響面の違和感が生じることがあり、ま
た、以下に説明するようなオーディオ信号再生音の性質
と聴感との係わりが考慮されていないので、オーディオ
信号の形態によっては、聴感上の違和感が発生する場合
がある。

【０００６】まず、聴感音質に与える音響現象について
概説すると、音量感および音質感は、音量レベル、周波
数特性、背景騒音などに関係する。図２３はよく知られ
た音量感度（ラウドネス）曲線を示しており、聴覚感度
は、１ＫＨｚから３ＫＨｚの周波数成分で大きく、低音
域では小さい。しかし、この特性は音圧レベルによって
変化し、大音量では周波数による感度変化が少なくな
り、また、音量の増減変化に対する感度も大音量では鈍
くなる。

【０００７】また、音楽信号と騒音が同時に存在する場
合、音楽信号の音量感は、騒音によるマスキング現象に
依存する。すなわち、音楽信号のレベルが、近接する周
波数帯の騒音のレベルよりも十分に大きければこれを支
障なく聴くことができるが、音楽信号のレベルが、騒音
レベルに接近して小さくなるほど音量が低下して感じら
れ、ついには聴き取れなくなる。

【０００８】このため、かかるオーディオ信号処理装置
では、音楽信号のレベルが小さく、騒音による聴覚マス
キングを受けやすい場合には、音量が十分大きくなるよ
うに処理すると共に、音楽信号のレベルが大きい場合に
は、不必要に大きくならないように処理する必要があ
る。

【０００９】また、走行騒音は、低周波域の成分が大き
いため、音楽信号の低周波域に対する処理が必要であ
る。

【００１０】また、音楽信号処理の制御変化度合いにつ
いても、走行路面の凸凹や、ドア開閉などによる単発的
に発生する騒音への不必要な追従を押さえること、およ
び急激な音量、音質変化による聴感上の違和感を抑える
ために、適度に制御を抑制する必要がある。

【００１１】なお、自動車の速度変化は、加速時よりも
減速時の方が早く、また走行騒音レベルの変化も同様
に、加速時よりも減速時の方が早い。一方、音量感に対
する心理としては、設定した音量に比べて音量が大きい
場合に大きな違和感を感じる傾向にある。このため、加
速時と、減速時の音質制御変化度合いを違え、減速に対
する信号処理の制御変化度合いをより早くして、減速に
より騒音レベルが低下した状態で音量感が過大とならな
いようにする必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のよ
うな課題を解決するためになされたもので、騒音信号に
応じてオーディオ出力信号の音量レベル、低音域レベ
ル、波形圧縮率の補正を行なうものにおいて、より違和
感の少ない補正を行なうことのできる車両用オーディオ
装置を提案するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用オ
ーディオ装置は、車両の車室内に配置されるスピーカ
と、オーディオソースからのオーディオ入力信号を処理
しスピーカにオーディオ出力信号を供給する信号処理手
段と、車室内の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を発
生する騒音検出手段と、少なくとも騒音レベル信号に対
応した制御信号を信号処理手段に与え騒音レベルの増加
に対してオーディオ出力信号の音量レベルを増加させる
ように制御する制御手段と、信号処理手段が信号処理後
に出力したオーディオ出力信号から信号レベルを検出
し、この検出した信号レベルに応じた信号を制御手段に
供給するレベル検出手段とを備え、制御手段は、レベル
検出手段が検出した検出信号に基づき、オーディオ出力
信号のレベルが低いときには、騒音レベルに対するオー
ディオ出力信号の音量レベルを大きくするとともに、騒
音レベルの増加に対するオーディオ出力信号の音量レベ
ルの増加割合を大きくし、オーディオ出力信号のレベル
が高くなると、騒音レベルに対するオーディオ出力信号
の音量レベルを小さくするとともに、騒音レベルの増加
に対するオーディオ出力信号の音量レベルの増加割合も
小さくするよう制御させるものである。

【００１４】また、この発明に係る車両用オーディオ装
置は、車両の車室内に配置されるスピーカと、オーディ
オソースからのオーディオ入力信号を処理しスピーカに
オーディオ出力信号を供給する信号処理手段と、車室内
の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を発生する騒音検
出手段と、少なくとも騒音レベル信号に対応した制御信
号を信号処理手段に与え騒音レベルの増加に対してオー
ディオ出力信号の低音域レベルを増加させるように制御
する制御手段と、信号処理手段が信号処理後に出力した
オーディオ出力信号から信号レベルを検出し、この検出
した信号レベルに応じた信号を制御手段に供給するレベ
ル検出手段を備え、信号処理手段が信号処理後に出力し
たオーディオ出力信号から信号レベルを検出し、この検
出信号を前記制御手段に供給するレベル検出手段とを備
え、制御手段は、レベル検出手段が検出した検出信号に
基づき、オーディオ出力信号のレベルが低いときには、
騒音レベルに対するオーディオ出力信号の低音域レベル
を大きくするとともに、騒音レベルの増加に対するオー
ディオ出力信号の低音域レベルの増加割合を大きくし、
オーディオ出力信号のレベルが高くなると、騒音レベル
に対する低音域レベルを小さくするとともに、騒音レベ
ルの増加に対するオーディオ出力信号の低音域レベルの
増加割合も小さくするように制御させるものである。

【００１５】また、この発明に係る車両用オーディオ装
置は、車両の車室内に配置されるスピーカと、オーディ
オソースからのオーディオ入力信号を処理しスピーカに
オーディオ出力信号を供給する信号処理手段と、車室内
の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を発生する騒音検
出手段と、少なくとも騒音レベル信号に対応した制御信
号を信号処理手段に与え騒音レベルの増加に対してオー
ディオ出力信号の波形圧縮率を増加させるように制御す
る制御手段と、信号処理手段が信号処理後に出力したオ
ーディオ出力信号から信号レベルを検出し、この検出し
た信号レベルに応じた信号を制御手段に供給するレベル
検出手段とを備え、制御手段は、レベル検出手段の検出
出力に基づき、オーディオ出力信号のレベルが低いとき
には、騒音レベルに対するオーディオ出力信号の波形圧
縮率を大きくするとともに、騒音レベルの増加に対する
オーディオ出力信号の波形圧縮率の増加割合を大きく
し、オーディオ出力信号のレベルが高くなると、騒音レ
ベルに対する波形圧縮率をより小さくするとともに、増
加割合をも小さくするように制御させるものである。

【００１６】また、この発明に係る車両用オーディオ装
置は、信号処理手段が信号処理後に出力したオーディオ
出力信号に対し聴感補正を行なう聴感補正手段を設け、
レベル検出手段が聴感補正手段により補正されたオーデ
ィオ出力信号から信号レベルを検出し、この検出信号を
制御手段に供給させるようにしたものである。

【００１７】またこの発明による車両用オーディオ装置
は、車両の車室内に配置されるスピーカ、オーディオソ
ースからのオーディオ入力信号を処理し前記スピーカに
オーディオ出力信号を供給する信号処理手段、前記車室
内の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を発生する騒音
検出手段、少なくとも前記騒音レベル信号に対応した制
御信号を前記信号処理手段に与え前記騒音レベルに増加
に対して前記オーディオ出力信号の音量レベル、低音域
レベル、または波形圧縮率を増加させるように制御する
制御手段、前記オーディオ出力信号の信号レベルに応じ
た検出出力を前記制御手段に与え前記オーディオ出力信
号のレベルが低いときには、騒音レベルに対するオーデ
ィオ出力信号の音量レベル、低音域レベル、または波形
圧縮率を大きくするとともに、前記騒音レベルの増加に
対する前記オーディオ出力信号の音量レベル、低音域レ
ベル、または波形圧縮率の増加割合を大きくし、前記オ
ーディオ出力信号のレベルが高くなると、前記騒音レベ
ルに対する音量レベル、低音域レベル、または波形圧縮
率をより小さくするとともに、前記増加割合をも小さく
するように制御するレベル検出手段、および前記オーデ
ィオ入力信号が無音またはそれに近い状態にあることを
検出する無音検出手段を備え、前記制御手段は、前記無
音検出手段の検出出力に基づき、前記オーディオ入力信
号が無音またはそれに近い状態になった場合に前記制御
手段による制御を保留することを特徴とするものであ
る。

【００１８】さらにまたこの発明による車両用オーディ
オ装置は、車両の車室内に配置されるスピーカ、オーデ
ィオソースからのオーディオ入力信号を処理し前記スピ
ーカにオーディオ出力信号を供給する信号処理手段、前
記車室内の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を発生す
る騒音検出手段、少なくとも前記騒音レベル信号に対応
した制御信号を前記信号処理手段に与え前記騒音レベル
に増加に対して前記オーディオ出力信号の音量レベル、
低音域レベル、または波形圧縮率を増加させるように制
御する制御手段、前記オーディオ出力信号の信号レベル
に応じた検出出力を前記制御手段に与え前記オーディオ
出力信号のレベルが低いときには、騒音レベルに対する
オーディオ出力信号の音量レベル、低音域レベル、また
は波形圧縮率を大きくするとともに、前記騒音レベルの
増加に対する前記オーディオ出力信号の音量レベル、低
音域レベル、または波形圧縮率の増加割合を大きくし、
前記オーディオ出力信号のレベルが高くなると、前記騒
音レベルに対する音量レベル、低音域レベル、または波
形圧縮率をより小さくするとともに、前記増加割合をも
小さくするように制御するレベル検出手段、および車両
の速度の変化に応じて車両の急加速、急減速を検出する
加減速検出手段を備え、前記制御手段は、前記加減速検
出手段の検出出力に基づき、車両の急減速時には車速の
変化よりやや遅れて、また車両の急加速時には車速の変
化より更に遅れて、前記オーディオ出力信号の音量レベ
ル、低音域レベル、または波形圧縮率を制御することを
特徴とするものである。

【００１９】

【００２０】

【作用】この発明によるオーディオ装置では、オーディ
オ出力信号のレベルが低いときは、騒音レベルに対する
オーディオ出力信号の音量レベル、低音域レベル、また
は波形圧縮率を大きくするとともに、騒音レベルの増加
に対するオーディオ出力信号の音量レベル、低音域レベ
ル、波形圧縮率の増加割合を大きくし、オーディオ出力
信号のレベルが高くなると、前記騒音レベルに対する音
量レベル、低音域レベル、または波形圧縮率をより小さ
くするとともに、その増加割合をも小さくするように制
御し、違和感をより少なくできる。

【００２１】またこの発明によるオーディオ装置におい
て、更に聴感補正手段を設けてその補正されたオーディ
オ出力信号の信号レベルを用いれば、より違和感を少な
くできる。

【００２２】またこの発明によるオーディオ装置におい
て、更に無音検出手段を用いれば、無音状態またはそれ
に近い状態になった場合の違和感をより少なくできる。

【００２３】またこの発明によるオーディオ装置におい
て、加減速検出手段を用いれば、更に車両の急加速、急
減速時の違和感をより少なくできる。

【００２４】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を説明する。図１
は実施例１のブロック回路図で、図２２と同一符号はそ
れぞれ同一部分を示しており、１０はアナログディジタ
ル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」という）、１１はデ
ィジタル信号処理集積回路（以下、「信号処理集積回
路」という）（ＤＰＳ）、１２はディジタルアナログ変
換器（以下、「Ｄ／Ａ変換器」という）で、１０、１
１、１２、３、４でオーディオ信号処理再生系１３を構
成しており、Ｓｉはオーディオソース１から入力される
オーディオ信号である。

【００２５】また、この実施例１の制御装置９はマイク
ロコンピュータで構成されており、１４は信号処理手段
としての信号処理集積回路（ＤＳＰ）１１が信号処理後
にＤ／Ａ変換器１２と増幅器１３を介して出力されたオ
ーディオ出力信号の信号レベル、即ちオーディオ再生信
号の出力レベルを検出し、ここで検出された信号レベル
を示す信号をマイクロコンピュータ９に供給するレベル
検出手段、１５はマイクロホンアンプ、１６は帯域分割
フィルタで、６、５、９、１４、８、１５、１６でオー
ディオ信号制御系１７を構成しており、Ｓｖは車速セン
サ６から出力される車速信号、Ｓｍはマイクロホン８か
ら出力される車室内騒音信号である。

【００２６】つぎに、実施例１の動作のうち、従来例と
異なる部分について説明する。オーディオ信号ＳｉはＡ
／Ｄ変換器１０でディジタルオーディオ信号（以下、単
に「オーディオ信号」という）に変換され、信号処理集
積回路１１に入力される。信号処理集積回路１１は、マ
イクロコンピュータ９の制御指令を受けてオーディオ信
号の振幅増幅処理、周波数特性変換処理および波形圧縮
処理を行う。

【００２７】マイクロコンピュータ９は、主として次の
２つの処理を行う。１つは車速センサ６から入力される
信号Ｓｖと、車室内に設置されたマイクロホン８で収音
された車室内騒音信号Ｓｍの２つから、走行騒音の周波
数帯域ごとの大きさを推定することであり、他の１つ
は、かかる推定騒音とレベル検出器１４から入力される
オーディオ再生信号のレベルから、信号処理集積回路１
１によるオーディオ信号の処理に必要な３つの制御パラ
メータすなわち、音量レベルの制御パラメータ（振幅増
幅率）と周波数特性の制御パラメータ（低音域補正率）
と波形圧縮率の制御パラメータを算出することである。

【００２８】図２はレベル検出回路１４の具体回路例を
示す図、図３はその入出力特性図である。図２におい
て、Ｃ１は低周波成分カットフイルタとしてのコンデン
サ、Ｒ１は入力抑制抵抗、Ｑ１は演算増幅器、Ｄ１は検
波ダイオード、Ｒ２はフィルタ抵抗、Ｃ２はフィルタコ
ンデンサ、Ｒ３は帰還抵抗である。

【００２９】このレベル検出回路１４は検波ダイオード
Ｄ１、フィルタ抵抗Ｒ２およびフィルタコンデンサＣ２
で定まる時定数にしたがって、演算増幅器Ｑ１によって
増幅されたオーディオ再生信号を検波濾波し、直流レベ
ルのレベル検出信号を得ており、図３に示すように、所
定のレベルまでは入力信号の実効値に比例し、所定レベ
ル以上では飽和して入力レベルの増加に対し所定値にク
リップされた直流出力となる。

【００３０】次に、各制御パラメータのオーディオ信号
レベルに対する調整方法を説明する。オーディオ再生信
号の最終出力のレベルは、聴感音量とおおむね対応した
ものである。このため騒音レベルに適応して変化させる
べき３種類の信号処理パラメータの変化割合を図４に示
すように最終出力のレベルが大なるほど小さくする。た
とえば、音量レベル（振幅増幅率）の制御について言え
ば、グラフの縦軸に示す対騒音変化率は、オーディオ再
生信号のレベルが小さい（−６０ｄＢ）場合は１、すな
わち騒音の増加量と音量レベルの増加量が等しく、オー
ディオ再生信号のレベルが０ｄＢと大きい場合は、対騒
音変化率を０．１程度に小さくする。この音量レベル制
御特性を図５に示す。横軸の走行騒音レベルに対して縦
軸の振幅補正率は、オーディオ再生信号の大、中、小に
対応した曲線で示される。図５のこの曲線から、オーデ
ィオ再生信号の大、中、小に対応して、騒音レベルに対
する増幅率自体はオーディオ再生信号の大、中、小に応
じて順次大きくなされており、加えて騒音レベルの増加
に対するその増加割合（曲線の傾き）もオーディオ再生
信号の大、中、小に応じて順次大きくなされていること
が明らかである。

【００３１】図６に音量レベル制御のディジタル信号処
理フローの１例を示す。この図は、ステレオ２ｃｈの系
統のうち片側のみを示しており、ディジタル化されたオ
ーディオ信号入力ｘ_i に対して乗算器△によって乗数α
の乗算を行い、ｙ_i を出力する。Ｐ端子は制御信号とし
ての乗数を与える入力部である。この処理はディジタル
信号処理集積回路を用いる場合は、プログラム処理で実
現できる。もう一方のチャネルについても同様の処理が
行われる。

【００３２】図７は周波数特性の制御のうち低音域ブー
スト（低音域補正率）特性を示す図である。周波数特性
の制御は、オーディオの周波数範囲をたとえば３つの帯
域に分割し、それぞれの帯域成分を個別に振幅制御する
方法を取るとよい。この帯域の中で、特に低音域はエン
ジン騒音などの走行騒音による聴覚マスキングがおきや
すい帯域なのでブースト制御を行う。図７はこの低音域
ブースト制御特性の１例を示した図である。図７におい
て、オーディオ再生信号の大、中、小に対応した騒音レ
ベルに対する低音域補正率自体の大小関係、および騒音
レベルの増加に対するその増加割合の大小関係は、図５
と同様である。

【００３３】図８に低音域ブースト制御ディジタル信号
処理フローの１例を示す。図中の□は遅延器、○は加算
器である。ブロックＡはバイクオード型ディジタルフィ
ルタで、各乗算器の乗数ａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ 、ｂ₁ 、ｂ₂
を所定の数値とすることによって低域通過フィルタとし
て動作させることができる。このフィルタの出力は制御
信号で乗数βの乗算を受けたのち、加算器Σ₂ で入力信
号ｘ_i と混合され、出力信号ｙ_i を得る。この処理にデ
ィジタル信号処理集積回路を用いる場合は、プログラム
処理で実施できる。もう一方のチャネルについても同様
の処理が行われる。

【００３４】図９は波形圧縮制御特性の１例を示す図で
ある。波形圧縮は、音楽信号のダイナミックレンジ、す
なわち強音フレーズと弱音フレーズの振幅を圧縮する処
理で、騒音環境で弱音フレーズがマスクされて聞き取れ
なくなる現象に対応した補正処理である。図９におい
て、オーディオ再生信号の大、中、小に対応した騒音レ
ベルに対する波形圧縮率自体の大小関係、および騒音レ
ベルの増加に対するその増加割合の大小関係は、図５と
同様である。なお、図５、図７、図９には、オーディオ
信号再生レベルが大、中、小の場合をグラフで示した
が、実際にはこれらの中間のレベルに対応したパラメー
タ曲線が存在してよいことは言うまでもない。

【００３５】図１０に波形圧縮制御のディジタル信号処
理のフローの１例を示す。左右チャンネルのディジタル
化信号ｘ_iL、ｘ_iRの絶対値１８、１９を比較器２０によ
って比較し、大なる方の信号を選択する。選択された信
号は時定数処理２１で適度に平滑され、オーディオ信号
のレベルに相当する信号として検出される。このレベル
検出信号と、制御信号であるγとから必要とされる波形
圧縮率に見合った乗数が利得計算手段２２によって決定
される。この乗数は遅延器２３、２４で所定量遅延され
た入力信号ｘ_iL、ｘ_iRと乗数器２５、２６で乗算され、
出力信号ｙ_iL、ｙ_iRを得る。遅延器２３、２４の役割
は、時定数処理や利得計算に費やされる時間遅れを補償
することにある。

【００３６】次に、図１に示した実施例１の動作を説明
する。マイクロコンピュータ９は、車速信号Ｓｖから車
速を計算し、マイクロホン８で収音した車室内騒音信号
Ｓｍをマイクロホンアンプ１５で増幅し、さらに帯域分
割フィルタ１６で帯域毎の成分を抽出した信号を用いて
帯域毎に走行騒音レベルを計算推定する。この騒音推定
方法は従来例と同様である。

【００３７】マイクロコンピュータ９は、オーディオ再
生信号の最終出力である増幅器３の出力信号のレベルを
レベル検出回路１４を介して認識し、図５のグラフに基
づいて振幅補正率を決定する。すなわち、推定された走
行騒音レベルｎ、に対応して、オーディオ再生信号レベ
ルが大の時は小さい補正率α_hを、再生信号レベルが中
の時は補正率α_m を、また再生信号レベルが小さい時は
補正率α_l をオーディオ信号の振幅補正率として決定
し、信号処理集積回路１１に補正パラメータの形にして
伝送する。このように騒音に適応した振幅制御をオーデ
ィオ再生信号レベルに応じて補正率が変えられるように
したので、図２３に示したようないわゆる聴感音量感度
特性に見合った補正処理が得られ、補正の過程で、従来
では感じられた音量急変などの違和感をもたらすことが
少ないという効果が得られる。

【００３８】次に、周波数特性の制御について説明す
る。たとえば、図７に示したように、走行騒音の低音域
成分のレベルｎに対応して、また、オーディオ再生信号
レベルの大、中、小に応じて低音域補正率をβ_h 、
β_m 、β_l のように決定して低音域信号補正を行う。こ
れについても図２３に示した聴感感度特性曲線の特に低
音域の聴感特性に見合った、かつ、エンジン騒音などを
主体とした走行騒音が低音域に集中して発生し、これに
よって聴覚マスクされやすいオーディオ信号の補正処理
効果が得られる。

【００３９】次に、波形圧縮の制御について説明する。
たとえば、図９に示すように、走行騒音のレベルｎに対
応して、また、オーディオ再生信号レベルの、大、中、
小に応じて、波形圧縮γ_h 、γ_m 、γ_l のように決定
し、波形圧縮補正を行う。これについては、走行騒音の
レベルが高いときに、音楽信号の弱フレーズは聴覚マス
キングの影響を大きく受けることから、検出されたオー
ディオ再生信号のレベルが小さいほどに、波形圧縮の度
合いを増すようにする。これによって騒音レベルの如何
にかかわらず、音楽を音楽として楽しむことが可能とな
る。

【００４０】図１１は実施例１のマイクロコンピュータ
９の制御動作を説明するフローチャートである。以下動
作の概要について先ず説明する。マイクロコンピュータ
９はマイクロフォン８の出力を低音域（ｌｏｗ），中音
域（ｍｉｄｄｌｅ）の帯域に分割した２つの信号レベル
Ｍｌ、ＭｍのうちＭｍとスピーカから再生される音声信
号レベルＡｍとにより、中音域騒音レベルＮｍを決定
し、これに対応して利得αとＤレンジ圧縮γを定める。
また、マイクロコンピュータ９は信号Ｍｌにより低音域
の騒音レベルＮｌを決定し、これによりローブースト量
βを定める。こうして決められた制御量α、β、γをＤ
ＳＰパラメータとして設定し、スピーカ音声の音量、音
質を制御する。

【００４１】次にフローに従って説明を加える。マイク
ロコンピュータ９は初期設定の後０．５秒毎にマイクロ
フォン信号レベルＭｌ，Ｍｍと共に音声信号レベルＡｍ
を取込む。ここでマイクロフォン信号の中に含まれる音
声信号による騒音レベルの検出誤差が十分小さいと見な
されるための条件式（Ｍｍ＞ｎ×Ａｍ）が満たされてい
る時には、定められた計算式に基づきＭｍから騒音レベ
ルＮｍを決定する。ここでｎは１を越える一定の係数で
ある。一方、上記条件式を満たしていない場合には車速
度Ｖｌから所定の計算式に基づき騒音レベルＮｍを算出
する。

【００４２】次に、取り込んであるマイクロフォン低音
域信号レベルＭｌから所定の計算式により低音域騒音量
Ｎｌを算出する。このようにして決定された中音域およ
び低音域騒音量Ｎｍ，Ｎｌから、予め実験によって対応
づけられているスピーカ再生信号に対する利得α、Ｄレ
ンジ圧縮γ、ローブースト量βが決定され、これら各種
制御量をＤＳＰパラメータに変換の上ＤＳＰへ設定する
ように動作する。

【００４３】以上の説明によって理解されるように、こ
の実施例１によれば、走行騒音のレベルおよびオーディ
オ再生信号のレベルの変化にかかわらず、好適な聴取環
境を得ることができる。

【００４４】実施例２． 図１２は本発明の実施例２のブロック回路図で、図１と
同一符号はそれぞれ同一部分を示しており、２７は信号
処理集積回路１１が信号処理後に出力したオーディオ出
力信号に対し聴感補正を行なう聴感補正手段としての聴
感特性フィルタである。この聴感特性フィルタは図１３
に示すようなゲイン周波数特性を有したものであり、基
本的には図１４に示したような帯域通過フィルタ回路で
実現できる。これは前記図２３の音量感度曲線における
標準音量レベル付近におけるカーブの逆特性に対応す
る。このフィルタによってオーディオ再生信号の周波数
特性を補正したのちレベル検出をすれば、再生音を聴感
における音量感覚に対応した信号レベルとして把握する
ことになり、より違和感の少ない騒音適応制御が達成で
きる。

【００４５】実施例３．図１５は本発明の実施例３のブ
ロック回路図で、図１と同一符号はそれぞれ同一部分を
示しており、２８は車速変化推定回路、２９は加速時音
量調整時定数メモリ、３０は減速時音量調整時定数メモ
リである。なお、レベル検出回路１４あるいは聴感特性
フィルタ２７は図示していないが、実用時にはこれらが
存在することが望ましい。

【００４６】この実施例３は、最も頻繁に起こる急加
速、急減速時の走行騒音の変化に対するオーディオ信号
適応制御を聴感上の違和感が少なくなるようにしたもの
であって車速変化推定回路２８は、車速信号検出回路５
から入力される車速信号のパルス周期が、所定割合以上
の割合で短くなっていく場合を急加速、逆に長くなって
いく場合を急減速と推定し、判定信号がマイクロコンピ
ュータ９に送出される。マイクロコンピュータ９は、こ
の急加速、急減速判定信号にしたがって、急加速時に
は、加速時音量調整時定数メモリ２９の内容である変化
速さに基づいた音質補正パラメータを、また、急減速時
には、減速時時定数メモリの内容である変化速さに基づ
いた音質補正バラメータを決定し、ディジタル信号処理
集積回路１１にオーディオ信号の低音域ブースト補正率
の変化が車速度の変化よりも遅れるよう指令する。

【００４７】これら作用を模式として示したのが図１６
および図１７である。これら図で、それぞれ３本の特性
曲線のうち、最下部は車速度、最上部は、走行騒音、中
央部が音質補正率を示している。

【００４８】図１６は急加速時の制御特性を示す図で発
進時点ｔ₀ 、加速終了時点ｔ₁ としている。この実施例
３の動作の要点は、音質補正率の変化、この場合は増加
の速さを、車速度の変化よりも遅くすることにある。即
ち音質補正率の変化終了時点ｔ₂ をｔ₁ より充分遅らせ
る。

【００４９】また、図１７は、急減速時の制御特性を示
す図で、この場合は、車速の変化にほぼ追随した音質補
正率の変化（減衰）速さで補正するようにする。即ち音
質補正率の変化終了時点ｔ₂ ′をｔ₁ と殆ど同じにす
る。具体的には、急加速時の時定数を車速変化の時定数
の１．５〜３倍程度とし、急減速時の時定数を車速変化
の時定数と同程度とするとよい。

【００５０】図１８は実施例３における車速の加速、減
速に対応する制御処理フローを示したものである。マイ
クロコンピュータ９は所定の手段により時間ｔ₀ におい
て先ず車速度Ｘ₁を測定する。測定されたＸ₁ は制御部
内メモリー（Ａ）にストアされ、時間Δｔ経過後、再度
車速度Ｘ₂ を計測する。次にＸ₂ とＡの値の大小比較を
行なう。もしＸ₂ ＞Ａであれば走行状態は加速、Ｘ₂ ＜
Ａであれば減速状態であると判断できる。加速状態の時
は単位時間当りの音質補正率Δｇ／ΔｔをＴ₁ の値に設
定し音質補正率を増加させていく。一方減速状態であれ
ばΔｇ／ΔｔをＴ₂ に設定し音質補正率を減少させてい
く。ここで、Ｔ₁ はＴ₂ よりも大となるように定められ
ているので、図１６および図１７に示したように加速時
は緩やかに、減速時は速やかに音質補正率を変化させよ
うとする動作が実現できる。このような機能は、マイク
ロコンピュータ９にプログラムすることによって実現で
き、上記のような手段を用いることにより、音質補正の
急変に伴う聴感における違和感が小さくなる効果が得ら
れる。

【００５１】実施例１および実施例２では、オーディオ
再生信号のレベルに応じて音質補正率を変えるようにし
たが、部分的には、回路構成との関係で、次のような問
題が生じることがある。図４のグラフから理解されるよ
うに、基本的には低レベル信号の領域では音質補正率が
高い。この低レベル信号で極端に低いものに、音楽にお
ける休止部分や、音声の途切れなど無音部分が存在す
る。理想的なオーディオ再生回路においては、これらの
部分はほとんどゼロの信号であり、この場合は補正処理
をかけてもゼロの信号状態が変わらず、聴感上の違和感
はない。

【００５２】しかしながら、通常の再生回路では、電気
的雑音などの信号が重畳するので、この場合は音質補正
処理により雑音成分のみが増強されることになり、ノイ
ズ感などの違和感の発生が免れない。

【００５３】また、無音部に続く有音部では、前述の再
生信号のレベルを検知するレベル検知回路１４における
音量補正率変化の応答が遅れるため、一時的に大音量再
生状態が発生し、聴感上好ましくない。

【００５４】実施例４．本発明の実施例４は、上記のよ
うな問題点を解決するものである。図１９は実施例４の
ブロック回路図で、図１と同一符号はそれぞれ同一部分
を示しており、３１は無音検出回路である。この実施例
４は、音楽信号における休止符フレーズや音声の無音部
分を無音検出回路３１およびマイクロコンピータ９によ
って検出識別し、所定のレベル以下のオーディオ信号が
所定期間継続したとき、騒音適応制御を保留するように
したものである。

【００５５】図２０は無音検出回路３１の具体的な回路
例を示す図で、この回路は図２に示したオーディオ再生
信号についてのレベル検出回路１４と類似のものであ
り、後段に所定の電圧と比較する演算増幅器である比較
回路Ｑ４を設け、所定のレベル以下のとき有為の信号出
力、すなわち無音判定信号を得るようにしたところを追
加したものである。

【００５６】図２１は実施例４におけるマイコン動作の
フローチャートである。図中「無音部検出？」から上は
図１１と同一であるので説明は省略する。図１１で説明
した動作により利得α、Ｄレンジ圧縮β、ローブースト
γが定まるが、音声信号レベルが０、すなわち無音状態
のときは、この制御パラメータはＤＳＰへ送出せず、一
時保留とするのが本実施例の要点である。フローチャー
トに示されるとおり、制御量確定の後ＤＳＰへパラメー
タを設定する前に、無音状態かどうかを判断するフロー
が追加されている。無音と判定される状態が２回続く
と、騒音から決定された音声信号に対する制御パラメー
タのＤＳＰへの書換えは見送られ、以降のサイクルで無
音状態が解除された時、その時点の騒音量に応じて定ま
る新たな制御量をＤＳＰへ設定するように動作する。こ
のようにすると、オーディオ再生信号のレベルに応じて
音質補正率を変えるときに生じる問題を解決することが
できる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、この発明はオーディオ出
力信号の信号レベルが低いときには、騒音レベルに対す
るオーディオ出力信号の音量レベル、低音域レベル、ま
たは波形圧縮率を大きくするとともに、騒音レベルの増
加に対するオーディオ出力信号の音量レベル、低音域レ
ベル、波形圧縮率の増加割合を大きくし、オーディオ出
力信号の信号レベルが高くなると、前記騒音レベルに対
する音量レベル、低音域レベル、または波形圧縮率をよ
り小さくするとともに、その増加割合をも小さくするよ
うに制御するので、過大な補正が是正され、騒音適用補
正による違和感をより少なくできる。

【００５８】また聴感補正手段を用いるようにすれば、
オーディオ出力の騒音適用補正による違和感をさらに少
なくできる。

【００５９】また無音検出手段を用いるようにすれば、
オーディオ入力信号が無音またはそれに近い状態になっ
た場合の違和感を更に少なくできる。

【００６０】また加減速検出手段を用いれば、車両の急
加速、急減速時におけるオーディオ出力の違和感を更に
少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１のブロック回路図である。

【図２】実施例１のレベル検出回路の一構成例を示す図
である。

【図３】図２のレベル検出回路の入出力特性図である。

【図４】実施例１の音質制御特性図である。

【図５】実施例１の音量レベルの制御（振幅増幅率）特
性図である。

【図６】実施例１の音量レベル制御のディジタル信号処
理フローの１例を示す図である。

【図７】実施例１の低音域ブースト制御特性図である。

【図８】実施例１の低音域ブースト制御のディジタル信
号処理フローの１例を示す図である。

【図９】実施例１の波形圧縮制御特性を示す図である。

【図１０】実施例１の波形圧縮制御のディジタル信号処
理のフローの１例を示す図である。

【図１１】実施例１のフローチャートである。

【図１２】この発明の実施例２のブロック回路図であ
る。

【図１３】実施例２の聴感補正フィルタの特性図であ
る。

【図１４】実施例２の聴感補正フィルタの一構成例を示
す図である。

【図１５】この発明の実施例３のブロック回路図であ
る。

【図１６】実施例３の急加速時の制御特性図である。

【図１７】実施例３の急減速時の制御特性図である。

【図１８】実施例３のフローチャートである。

【図１９】この発明の実施例４のブロック回路図であ
る。

【図２０】実施例４の無音検出回路の一構成例を示す図
である。

【図２１】実施例４のフローチャートである。

【図２２】従来の騒音適応制御方式のオーディオ信号処
理装置のブロック回路図である。

【図２３】人間の一般的な音量感度特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

３ 増幅器 ４ スピーカ ５ 車速信号検出回路 ８ マイクロホン ９ マイクロコンピュータ（制御装置） １０ Ａ／Ｄ変換器 １１ ディジタル信号処理集積回路（ＤＳＰ） １２ Ｄ／Ａ変換器 １３ オーディオ信号処理再生系 １４ レベル検出回路 １５ マイクロホンアンプ １６ 帯域分割フィルタ １７ オーディオ信号制御系 ２７ 聴感補正フィルタ ２８ 車速変化推定回路 ２９ 加速時音量調整時定数メモリ ３０ 減速時音量調整時定数メモリ ３１ 無音検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田浦 賢一 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式 会社 電子商品開発研究所内 (72)発明者 辻下 雅啓 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式 会社 電子商品開発研究所内 (72)発明者 石川 淳 三田市三輪二丁目３番33号 三菱電機株 式会社 三田制作所内 (72)発明者 小谷 豊 三田市三輪二丁目３番33号 三菱電機株 式会社 三田制作所内 (56)参考文献 特開 昭61−134200（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−107816（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−83397（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 3/00 310 B60R 11/02 G11B 20/04 101 H04R 5/02 H04S 7/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の車室内に配置されるスピーカ、 オーディオソースからのオーディオ入力信号を処理し前
   記スピーカにオーディオ出力信号を供給する信号処理手
   段、 前記車室内の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を発生
   する騒音検出手段、 少なくとも前記騒音レベル信号に対応した制御信号を前
   記信号処理手段に与え前記騒音レベルの増加に対して前
   記オーディオ出力信号の音量レベルを増加させるように
   制御する制御手段、前記信号処理手段が信号処理後に出力した前記オーディ
   オ出力信号から信号レベルを検出し、この検出した信号
   レベルに応じた信号を前記制御手段に供給する レベル検
   出手段を備え、 前記制御手段は、前記レベル検出手段が検出した検出信
   号に基づき、前記オーディオ出力信号のレベルが低いと
   きには、騒音レベルに対するオーディオ出力信号の音量
   レベルを大きくするとともに、前記騒音レベルの増加に
   対する前記オーディオ出力信号の音量レベルの増加割合
   を大きくし、前記オーディオ出力信号のレベルが高くな
   ると、前記騒音レベルに対するオーディオ出力信号の音
   量レベルを小さくするとともに、前記騒音レベルの増加
   に対する前記オーディオ出力信号の音量レベルの増加割
   合も小さくするよう制御することを特徴とする車両用オ
   ーディオ装置。
2. 【請求項２】 車両の車室内に配置されるスピーカ、 オーディオソースからのオーディオ入力信号を処理し前
   記スピーカにオーディオ出力信号を供給する信号処理手
   段、 前記車室内の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を発生
   する騒音検出手段、 少なくとも前記騒音レベル信号に対応した制御信号を前
   記信号処理手段に与え前記騒音レベルの増加に対して前
   記オーディオ出力信号の低音域レベルを増加させるよう
   に制御する制御手段、前記信号処理手段が信号処理後に出力した前記オーディ
   オ出力信号から信号レベルを検出し、この検出した信号
   レベルに応じた信号を前記制御手段に供給する レベル検
   出手段を備え、 前記制御手段は、前記レベル検出手段が検出した検出信
   号に基づき、前記オーディオ出力信号のレベルが低いと
   きには、騒音レベルに対するオーディオ出力信号の低音
   域レベルを大きくするとともに、前記騒音レベルの増加
   に対する前記オーディオ出力信号の低音域レベルの増加
   割合を大きくし、前記オーディオ出力信号のレベルが高
   くなると、前記騒音レベルに対する低音域レベルを小さ
   くするとともに、前記騒音レベルの増加に対する前記オ
   ーディオ出力信号の低音域レベルの増加割合も小さくす
   るように制御することを特徴とする車両用オーディオ装
   置。
3. 【請求項３】 車両の車室内に配置されるスピーカ、 オーディオソースからのオーディオ入力信号を処理し前
   記スピーカにオーディオ出力信号を供給する信号処理手
   段、 前記車室内の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を発生
   する騒音検出手段、 少なくとも前記騒音レベル信号に対応した制御信号を前
   記信号処理手段に与え前記騒音レベルの増加に対して前
   記オーディオ出力信号の波形圧縮率を増加させるように
   制御する制御手段、前記信号処理手段が信号処理後に出力した前記オーディ
   オ出力信号から信号レベルを検出し、この検出した信号
   レベルに応じた信号を前記制御手段に供給する レベル検
   出手段を備え、 前記制御手段は、前記レベル検出手段の検出出力に基づ
   き、前記オーディオ出力信号のレベルが低いときには、
   騒音レベルに対するオーディオ出力信号の波形圧縮率を
   大きくするとともに、前記騒音レベルの増加に対する前
   記オーディオ出力信号の波形圧縮率の増加割合を大きく
   し、前記オーディオ出力信号のレベルが高くなると、前
   記騒音レベルに対する波形圧縮率をより小さくするとと
   もに、前記増加割合をも小さくするように制御すること
   を特徴とする車両用オーディオ装置。
4. 【請求項４】 信号処理手段が信号処理後に出力したオ
   ーディオ出力信号に対し聴感補正を行なう聴感補正手段
   を設け、レベル検出手段は前記聴感補正手段の補正後に
   出力したオーディオ聴感補正出力信号から信号レベルを
   検出し、この検出した信号レベルに応じた信号を制御手
   段に供給することを特徴とする請求項１乃至請求項３の
   いずれかに記載の車両用オーディオ装置。
5. 【請求項５】 車両の車室内に配置されるスピーカ、オ
   ーディオソースからのオーディオ入力信号を処理し前記
   スピーカにオーディオ出力信号を供給する信号処理手
   段、前記車室内の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を
   発生する騒音検出手段、少なくとも前記騒音レベル信号
   に対応した制御信号を前記信号処理手段に与え前記騒音
   レベルの増加に対して前記オーディオ出力信号の音量レ
   ベル、低音域レベル、または波形圧縮率を増加させるよ
   うに制御する制御手段、前記オーディオ出力信号の信号
   レベルに応じた検出出力を前記制御手段に与え前記オー
   ディオ出力信号のレベルが低いときには、騒音レベルに
   対するオーディオ出力信号の音量レベル、低音域レベ
   ル、または波形圧縮率を大きくするとともに、前記騒音
   レベルの増加に対する前記オーディオ出力信号の音量レ
   ベル、低音域レベル、または波形圧縮率の増加割合を大
   きくし、前記オーディオ出力信号のレベルが高くなる
   と、前記騒音レベルに対する音量レベル、低音域レベ
   ル、または波形圧縮率をより小さくするとともに、前記
   増加割合をも小さくするように制御するレベル検出手
   段、および前記オーディオ入力信号が無音またはそれに
   近い状態にあることを検出する無音検出手段を備え、前
   記制御手段は、前記無音検出手段の検出出力に基づき、
   前記オーディオ入力信号が無音またはそれに近い状態に
   なった場合に前記制御手段による制御を保留することを
   特徴とする車両用オーディオ装置。
6. 【請求項６】 車両の車室内に配置されるスピーカ、オ
   ーディオソースからのオーディオ入力信号を処理し前記
   スピーカにオーディオ出力信号を供給する信号処理手
   段、前記車室内の騒音レベルに応じた騒音レベル信号を
   発生する騒音検出手段、少なくとも前記騒音レベル信号
   に対応した制御信号を前記信号処理手段に与え前記騒音
   レベルの増加に対して前記オーディオ出力信号の音量レ
   ベル、低音域レベル、または波形圧縮率を増加させるよ
   うに制御する制御手段、前記オーディオ出力信号の信号
   レベルに応じた検出出力を前記制御手段に与え前記オー
   ディオ出力信号のレベルが低いときには、騒音レベルに
   対するオーディオ出力信号の音量レベル、低音域レベ
   ル、または波形圧縮率を大きくするとともに、前記騒音
   レベルの増加に対する前記オーディオ出力信号の音量レ
   ベル、低音域レベル、または波形圧縮率の増加割合を大
   きくし、前記オーディオ出力信号のレベルが高くなる
   と、前記騒音レベルに対する音量レベル、低音域レベ
   ル、または波形圧縮率をより小さくするとともに、前記
   増加割合をも小さくするように制御するレベル検出手
   段、および車両の速度の変化に応じて車両の急加速、急
   減速を検出する加減速検出手段を備え、前記制御手段
   は、前記加減速検出手段の検出出力に基づき、車両の急
   減速時には車速の変化よりやや遅れて、また車両の急加
   速時には車速の変化より更に遅れて、前記オーディオ出
   力信号の音量レベル、低音域レベル、または波形圧縮率
   を制御することを特徴とする車両用オーディオ装置。