JP5314021B2 - オーディオシステムにおける空間処理の操作 - Google Patents

Description

本発明は、車両オーディオシステム（エンターテインメントオーディオ及びアナウンスオーディオを放射するのに使用される）における空間処理（spatial processing）操作に関する。

米国特許第7,016,501号明細書

１態様では、車両オーディオシステムは、エンターテイメントオーディオ信号とアナウンスオーディオ信号との両方を含む、オーディオ信号のソースと、オーディオ信号を放射するためのスピーカと、前記アナウンスオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用するのを回避するための回路を含む空間エンハンスメント回路とを備えている。前記空間エンハンスメント回路は、前記ソースから受信した前記オーディオ信号の中にアナウンスオーディオコンテンツが存在する場合、前記ソースから受信した前記オーディオ信号に空間処理オペレーションを適用しない。前記空間エンハンスメント回路は、前記オーディオ信号に前記空間エンハンスメント処理を適用するための第１交互選択回路と、前記オーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用しないための第２交互選択回路と、前記結合オーディオ信号の中のアナウンスオーディオ信号の存在に基づいて、前記第１又は第２交互選択回路から、前記オーディオ信号を選択するための回路とを含んでいる。前記空間エンハンスメント回路は、前記オーディオ信号ソースからの前記オーディオ信号を、エンターテイメントオーディオ信号とアナウンスオーディオ信号とに分離するための回路と、前記エンターテイメントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用するための回路と、前記処理されたエンターテイメントオーディオ信号と前記アナウンスオーディオ信号とを結合するための回路とを含んでいる。オーディオ信号の前記ソースは、フロントアナウンスオーディオ信号を含む、フロントオーディオ信号のソース（以降、フロントオーディオ信号と称する）と、リアアナウンスオーディオ信号を含む、リアオーディオ信号のソース（以降、リアオーディオ信号と称する）とを含み、かつ、前記オーディオシステムは、前記フロントオーディオ信号に前記空間エンハンスメント処理を適用するための第１交互選択フロント回路と、前記フロントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用しないための第２交互選択フロント回路と、前記アナウンスオーディオ信号へのアナウンスの存在に基づいて、前記第１又は第２交互選択フロント回路から、前記オーディオ信号を選択するための回路とを含むフロント空間処理回路をさらに含んでいる。前記オーディオシステムは、前記リアオーディオ信号に前記空間エンハンスメント処理を適用するための第１交互選択リア回路と、前記リアオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用しないための第２交互選択リア回路と、前記リアオーディオ信号の中のアナウンスオーディオ信号の存在に基づいて、前記第１又は第２交互選択リア回路から、前記オーディオ信号を選択するための回路とを含むリア空間処理回路をさらに含んでいる。前記空間エンハンスメント回路は、前記エンターテイメントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用し、かつ、前記アナウンスオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用しない。

他の態様では、車両オーディオシステムをオペレーションするための方法は、アナウンスオーディオ信号を含む、オーディオ信号を受信するステップを具備し、前記受信したオーディオ信号がアナウンスオーディオ信号を含んでいない場合、前記方法は、前記受信したオーディオ信号に空間処理を適用するステップを具備し、かつ、前記受信したオーディオ信号がアナウンスオーディオ信号を含む場合、前記方法は、前記アナウンスオーディオ信号に空間処理を適用しない。前記方法は、前記受信したオーディオ信号がアナウンスオーディオ信号とエンターテイメントオーディオ信号とを含む場合、前記エンターテイメントオーディオ信号に空間処理を適用するステップを具備している。

他の態様では、車両オーディオアンプは、アナウンスオーディオ信号を含む、オーディオ信号を受信するための入力端子と、前記アナウンスオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用するのを回避するための回路を含む、空間エンハンスメント回路とを含んでいる。前記空間エンハンスメント回路は、前記受信したオーディオ信号がアナウンスオーディオ信号を含む場合、前記受信したオーディオ信号に空間処理オペレーションを適用しない。前記空間エンハンスメント回路は、前記結合オーディオ信号に前記空間エンハンスメント処理を適用するための第１交互選択回路と、前記結合オーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用しないための第２交互選択回路と、前記結合オーディオ信号の中のアナウンスオーディオ信号の存在に基づいて、前記第１又は第２交互選択回路から、前記オーディオ信号を選択するための回路とを含んでいる。前記空間エンハンスメント回路は、前記結合オーディオ信号をエンターテイメントオーディオ信号とアナウンスオーディオ信号とに分離するための回路と、前記エンターテイメントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用するための回路と、前記処理されたエンターテイメントオーディオ信号と前記アナウンスオーディオ信号とを結合するための回路とを含んでいる。前記入力端子は、アナウンスオーディオ信号を含む、フロントオーディオ信号を受信するための入力端子（以降、フロント入力端子と称する）と、アナウンスオーディオ信号を含む、リアオーディオ信号を受信するための入力端子（以降、リア入力端子と称する）とを含んでいる。前記アンプは、前記フロントオーディオ信号に前記空間エンハンスメント処理を適用するための第１交互選択フロント回路と、前記フロントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用しないための第２交互選択フロント回路と、前記フロントオーディオ信号の中のアナウンスオーディオ信号の存在に基づいて、前記第１又は第２交互選択フロント回路から、前記オーディオ信号を選択するための回路とを含むフロント空間処理回路を含み、かつ、前記オーディオシステムは、前記リアオーディオ信号に前記空間エンハンスメント処理を適用するための第１交互選択リア回路と、前記リアオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用しないための第２交互選択リア回路と、前記リアオーディオ信号の中のアナウンスオーディオ信号の存在に基づいて、前記第１又は第２交互選択リア回路から、前記オーディオ信号を選択するための回路とを含むリア空間処理回路をさらに含んでいる。

オーディオシステムを備えた車両のブロック図である。 迂回モードにおけるオーディオシステムの要素のブロック図である。 抽出モードにおけるオーディオシステムの要素のブロック図である。 ２つの空間処理パスを有するオーディオシステムの要素のブロック図である。

図１を参照すると、車両オーディオシステム100は、アンプ入力端子380を介して、アンプ140に接続されたヘッドユニット120を備えている。アンプ340は、出力端子（例えば、端子390）を介して、順に、スピーカ302、303、304、306に接続されている。この特定の例では、ヘッドユニット120は、AM／FMチューニング、およびCD再生能力をユーザに提供する。また、ヘッドユニット120は、外部ソース125a、125b（車両リスニング空間へオーディオを提供する）から、オーディオ信号を受信することができる。外部の音源は、デジタル音楽プレーヤ（すなわち、mp3、CD、DVD）125a、ポータブルナビゲーションデバイス126b、衛星ラジオ受信機、及び／又は、他のソースを含んでもよい。エンターテインメントオーディオに加えて、ヘッドユニット100は、非エンターテインメントの、アナウンスオーディオを提供する。アナウンスオーディオは、ナビゲーションシステムオーディオ命令、車両チャイム、発音された（enunciated）アナウンス、携帯電話チャイム／リング、携帯電話の会話、および他の非エンターテインメント音源を含んでもよい。

ヘッドユニット120は、存在しているとき、エンターテインメントオーディオとアナウンスオーディオとの両方をアンプ140に提供する。アンプ140は、車両キャビンの中で、エンターテインメントオーディオのプレゼンテーションをエンハンスするために、オーディオ信号に空間エンハンスメント処理（spatial enhancement processing）を適用するための回路を含んでいる。空間エンハンスメントは、チャンネル（例えば、センター又はサラウンドチャネル）を追加すること、又は、オーディオシステムの空間的特徴に影響を及ぼす他の処理（例えば、耳間の（inter-aural）クロストークを変更することで、サウンドステージを「広くする」ことによって）を含むことができる。

アナウンスオーディオが結合オーディオ信号の中に存在しているとき、結合エンターテインメント及びアナウンスオーディオ信号を空間的にエンハンスすることは、望ましくない可聴アーティファクトを引き起こす。例えば、結果として生じるオーディオプレゼンテーションは、ひずみ音、又は、エンターテインメントオーディオへのアナウンスオーディオのブリード（bleeding）を含む。同様に、空間エンハンスメント処理は、知覚されたソースがリスナーの位置と関連して非論理的な方向であるように、適切なオーディオ信号を向けることがあり得る。

１つの特定の例では、ある空間エンハンスメント処理が信号に適用された場合、車両チャイム（シートベルトを締めるように車の乗員に思い出させるための）が、車両後部から来るかのように音を出す。このチャイムがダッシュボードの代わりに後部から来た場合、大部分の人々が警告／リマインダチャイム（車両ダッシュボードエリアから来る）に慣れているので、乗員はチャイムの意味に関して混乱する。オーディオ信号が車両ドライバーに対するリマインダ又は警告として意図されるとき、誤ったシグナリングは特に影響する。

そのような可聴アーティファクトを減少させるために、アンプ140は、回路（アナウンスオーディオに空間処理オペレーションを適用するのを回避する）を含んでいる。

また、ヘッドユニット120は、フェーダコントロール（図示せず）（ユーザが、フロント（302、303、304）とリアスピーカ（306、308）との間の相対ボリュームを制御することを可能にする）を含んでいる。例えば、ユーザは、フェーダコントロールを操作して、フェードされるオーディオを、リアスピーカだけに向けることができる。しかし、一部の実施例では、アンプ140は、アナウンスオーディオを適したスピーカに向けて、フェーダ設定に拘らず、アナウンスオーディオの意図された位置を維持する。例えば、DVD映画が子どものためにリヤシートで再生されていた場合、親は、エンターテインメントオーディオがリアスピーカ（306、308）に完全に向けられるように、フェードコントロールをフェード調整してもよい。しかし、エンターテインメントシステム100に接続された（または、一体化された）携帯電話が、リングチャイム信号をアンプ340に送信した場合、アンプ340は、フロントスピーカ（例えば、スピーカ302、303、及び／又は、304）のうちの１又は複数にリングチャイムを提供する。

アナウンスオーディオの処理は、少なくとも２つの方法（迂回モード及び抽出モード）で実行することができる。

例えば、図２に示されているように、迂回モードのアンプ140’は、２つの分岐（320a、b）を含んでいる。ヘッドユニット120から受信されたオーディオ信号は、両方の分岐で並列に処理される。分岐320aは空間処理（例えば、米国特許第7,016,501号明細書に開示された空間処理）を適用し、かつ、分岐320bは空間処理を適用しない。クロスフェーダ（crossfader）330は、両方の分岐に接続され、かつ、アナウンスオーディオの存在（または、不在）に関して、制御信号線370におけるヘッドユニット120からの制御信号からの指示に基づいて、分岐320a又は320bからオーディオを選択する。

また、クロスフェーダ330は、１つの分岐の選択から別への遷移がスムーズであるように、選択された信号を処理してもよい。次いで、出力マトリクサ（matrixer）は、オーディオ信号を適したスピーカに向ける。

図３に示されているように、抽出モードのアンプ140’’は、アナウンスオーディオ抽出器310（ヘッドユニットから受信された信号から、アナウンスオーディオを抽出する）を含んでいる。オリジナル信号の残り（すなわち、エンターテインメントオーディオ信号）は、空間プロセッサ360によって処理される。次いで、アナウンスオーディオは、出力マトリクサ350で、空間的に処理されたエンターテインメントオーディオ信号に戻して合計される。次いで、オーディオ信号は関連スピーカに向けられる。一部の実施例では、アナウンスオーディオは関連スピーカに向けられ（フェーダ設定のアプリケーションからダウンストリームの）、したがって、アナウンスオーディオがフェーダ設定に拘わらず適切に放射される。抽出モードでは、スピーカ302、303、304、306、および308は、空間的に処理されたエンターテインメント信号と非空間的に処理されたアナウンスオーディオ信号とを同時に放射するか、又は、空間的に処理されたエンターテインメントオーディオ信号を放射する。

システム（ヘッドユニットがフロントオーディオ信号及びリアオーディオ信号を転送し、かつ、フロントオーディオ信号だけにアナウンスオーディオを挿入する）では、アナウンスオーディオ抽出器310は、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号とを比較し、かつ、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号との間の差異を抽出して、アナウンスオーディオコンテンツを決定してもよい。

図４を参照すると、ヘッドユニット120'は、２つの処理パス（図２で図示された処理パスとそれぞれ類似した）に接続されている。フロントオーディオ信号（すなわち、自動車のキャビンの前方部に位置するスピーカ用のオーディオ信号）は、リアオーディオ信号（すなわち、キャビンの後方部に位置するスピーカ用のオーディオ信号）とは別に処理される。例えば、フロント制御線370Fにおける指示の欠如で示されるように、アナウンスオーディオの欠如に基づいて、フロントクロスフェーダ360Fが、信号パス320a-Fから、空間的に処理された信号を選択することができるように、各パスは、別々に制御されたクロスフェーダ（360R、360F）を含んでいる。同様に、制御線370Rにおける指示の存在で示されるように、アナウンスオーディオの存在に基づいて、リアクロスフェーダ360Rは、信号パス320b-Rから、迂回信号を選択する。アンプ（２つの空間的な経路の実施例を含む）は、アナウンスオーディオが、フロント及びリアの両方のスピーカによって、別々に放射されるのを可能にする（誤りの可能性を低下させて）。複数の経路の使用は、システム設計でより大きな柔軟性を可能にし、かつ、より多数のアナウンスオーディオ放射ソースポイントを可能にする。例えば、一部の自動車警報システムは、センサ（自動車がギアをバックに入れた場合、自動車の後部の近くに物があるか否かを検出する）を備える。警告ノイズは、リアスピーカのうちの１又は両方から来ることができる（自動車の後部の近くの物の存在の可聴合図を提供する）。

図面の複数の図の要素は、ブロック図で離散的な要素として図示及び説明され、かつ、「回路」と称されるが、別の方法で示されない場合、要素は、ソフトウェア命令を実行するアナログ回路、デジタル回路、または１又は複数のマイクロプロセッサのうちの１つ、又は組合せとして実施してもよい。ソフトウェア命令はデジタル信号処理（DSP）命令を含んでもよい。別の方法で示されない場合、信号線及び端末は、離散的なアナログ又はデジタル信号線又は端末として、単一の離散的なデジタル信号線又は端末（オーディオ信号の別々のストリームを処理するのに適した信号処理を伴う）として、または、無線通信システムの要素として実施してもよい。処理オペレーションのうちの一部は、係数の計算及び適用で表現される。係数を計算及び適用する均等物は、他のアナログ又はデジタル信号処理方法で実行することができ、かつ、本特許出願の範囲の中に含まれている。別の方法で示されない場合、オーディオ信号又はビデオ信号又は両方は、デジタル又はアナログ形態でエンコード及び転送してもよく、従来のデジタル−アナログ又はアナログ−デジタル変換器は一部の図で省略してもよい。オーディオの空間的特徴に大きく影響しないオーディオ信号処理（例えば、均等化）は、図から省略されている。表現を簡単にするため、「エンターテインメントオーディオ信号に対応する音響エネルギーを放射する」は、「エンターテインメントオーディオ信号を放射する」と称し、かつ、「アナウンスオーディオ信号に対応する音響エネルギーを放射する」は、「アナウンスオーディオ信号を放射する」と称してもよい。

本発明の多数の実施例が説明された。それにも拘わらず、本発明の真の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされることが理解される。したがって、他の実施例も添付の請求項の範囲の中に含まれる。

１００
100 車両オーディオシステム
120 ヘッドユニット
125a、125b 外部ソース
140 アンプ
302、303、304、306 スピーカ
380 アンプ入力端子
390 アンプ出力端子

Claims (4)

1. 車両オーディオシステムであって、
   エンターテイメントオーディオ信号とアナウンスオーディオ信号とを含む、オーディオ信号を出力する、オーディオ信号のソースと、
   前記オーディオ信号のうち前記エンターテイメントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用するための回路を含む空間エンハンスメント回路と、
   前記空間エンハンスメント回路から出力されたオーディオ信号を放射するためのスピーカと
   を含み、
   前記空間エンハンスメント回路は、
   前記オーディオ信号のソースからの前記オーディオ信号を、前記エンターテイメントオーディオ信号と前記アナウンスオーディオ信号とに分離するための回路と、
   前記エンターテイメントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用するための回路と、
   前記空間エンハンスメント処理が適用されたエンターテイメントオーディオ信号と前記アナウンスオーディオ信号とを再結合するための回路と
   を含み、
   前記オーディオ信号は、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号とを含み、
   前記オーディオ信号を分離するための回路は、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号とを比較し、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号との間の差異を抽出してアナウンスオーディオ信号を決定し、フロントオーディオ信号だけにアナウンスオーディオ信号を挿入する車両オーディオシステム。
2. 前記空間エンハンスメント回路は、前記エンターテイメントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用し、かつ、前記アナウンスオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用しないことを特徴とする請求項１に記載の車両オーディオシステム。
3. 車両オーディオシステムをオペレーションするための方法であって、
   エンターテイメントオーディオ信号とアナウンスオーディオ信号とを含む、オーディオ信号を受信するステップと、
   前記受信したオーディオ信号のうちエンターテイメントオーディオ信号に空間処理を適用するステップと、
   前記空間処理が適用されたエンターテイメントオーディオ信号と前記アナウンスオーディオ信号とを再結合して、前記再結合されたオーディオ信号を再生するステップと
   を具備し、
   前記エンターテイメントオーディオ信号に前記空間処理を適用するステップの前に、前記オーディオ信号から、前記アナウンスオーディオ信号を抽出するステップをさらに具備し、
   前記オーディオ信号は、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号とを含み、
   前記アナウンスオーディオ信号を抽出するステップは、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号とを比較するステップと、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号との間の差異を抽出してアナウンスオーディオ信号を決定するステップと、フロントオーディオ信号だけにアナウンスオーディオ信号を挿入するステップとをさらに具備する方法。
4. 車両オーディオアンプであって、
   エンターテイメントオーディオ信号とアナウンスオーディオ信号とを含む、オーディオ信号を受信するための入力端子と、
   前記オーディオ信号のうち前記エンターテイメントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用するための回路を含む、空間エンハンスメント回路と
   を含み、
   前記空間エンハンスメント回路は、
   前記オーディオ信号を前記エンターテイメントオーディオ信号と前記アナウンスオーディオ信号とに分離するための回路と、
   前記エンターテイメントオーディオ信号に空間エンハンスメント処理を適用するための回路と、
   前記空間エンハンスメント処理が適用されたエンターテイメントオーディオ信号と前記アナウンスオーディオ信号とを再結合するための回路と
   を含み、
   前記オーディオ信号は、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号とを含み、
   前記オーディオ信号を分離するための回路は、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号とを比較し、フロントオーディオ信号とリアオーディオ信号との間の差異を抽出してアナウンスオーディオ信号を決定し、フロントオーディオ信号だけにアナウンスオーディオ信号を挿入する車両オーディオアンプ。

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