JP7319789B2 - PHASE CONTROL DEVICE, AUDIO DEVICE, AND PHASE CONTROL METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、位相制御装置、音響装置及び位相制御方法に関する。 The present invention relates to a phase control device, acoustic device and phase control method.
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(運転席側ドア部)の右フロントスピーカと左ドア部(助手席側ドア部)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。 In general, speakers are installed at a plurality of positions in a vehicle compartment. For example, the right front speaker for the right door (driver's side door) and the left front speaker for the left door (passenger side door) are installed in symmetrical positions with respect to the center line of the cabin space. there is However, these speakers are not positioned symmetrically with respect to the listener's listening position (driver's seat, passenger's seat, rear seat, etc.).
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い距離にはならない。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。 For example, when the listener sits in the driver's seat, the distance between the right front speaker and the listener is not equal to the distance between the left front speaker and the listener. For right-hand drive vehicles, the former distance is shorter than the latter distance. Therefore, when sound is output from both door speakers at the same time, the listener sitting in the driver's seat hears the sound output from the right front speaker, and then the sound output from the left front speaker. is common. Differences in distance between the listening position of the listener and each of the plurality of speakers (differences in arrival times of reproduced sounds emitted from each speaker) cause bias in sound image localization due to the Haas effect.
音像定位の偏りを改善する技術の一例として、各スピーカから出力される音をリスナ(聴取位置)に同時に到達させるようにスピーカチャンネル毎に遅延時間を設定するタイムアライメントが知られている。タイムアライメントを行う装置の具体的構成は、例えば特許文献1に記載されている。
As an example of technology for improving the bias of sound image localization, time alignment is known, which sets a delay time for each speaker channel so that the sounds output from each speaker reach the listener (listening position) at the same time. A specific configuration of an apparatus for performing time alignment is described in
特許文献1に記載の装置は、スピーカチャンネル毎に遅延時間を設定するため、各スピーカから順次出力される音を所定の聴取位置で順次収音し、収音された各音からスピーカ毎のインパルス応答を測定する。特許文献1では、インパルス応答にローパスフィルタを適用して高周波ノイズを除去することによってインパルス応答の立ち上がり部分を高精度に検出することにより、各スピーカチャンネルに設定すべき遅延時間の計算精度を向上させている。
In order to set the delay time for each speaker channel, the device described in
車室内のような特殊なリスニング環境では、各スピーカから出力される音同士の干渉が発生しやすい。そのため、タイムアライメント等の音像を定位させる従来の技術だけでは、このような干渉によって周波数領域でのディップが発生し、ディップの発生による音質の劣化や音圧の低下を避けることが難しい。 In a special listening environment such as a vehicle interior, interference between sounds output from each speaker is likely to occur. Therefore, with conventional techniques such as time alignment for localizing a sound image, dips occur in the frequency domain due to such interference, and it is difficult to avoid deterioration of sound quality and reduction in sound pressure due to the occurrence of dips.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、音像定位の偏りの改善とともに、各スピーカから出力される音同士の干渉による音質劣化や音圧低下を抑えることが可能な位相制御装置、音響装置及び位相制御方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to improve the bias of sound image localization and to suppress sound quality deterioration and sound pressure reduction due to interference between sounds output from each speaker. To provide a phase control device, an acoustic device, and a phase control method capable of
本発明の一実施形態に係る位相制御装置は、複数のスピーカの各々から出力されて所定の聴取位置で時間的に非干渉なタイミングで収音された各音の信号のインパルス応答を測定する測定部と、測定された各スピーカからの音の信号のインパルス応答をフーリエ変換することによってインパルス応答の周波数スペクトル信号をスピーカ毎に得るフーリエ変換部と、フーリエ変換部によって得られた各周波数スペクトル信号に対し、所定の位相制御を行い、所定の位相制御が行われない他の周波数スペクトル信号と合成することによって第一の振幅特性を得るとともに、位相制御を行わずに他の周波数スペクトル信号と合成することによって第二の振幅特性を得る振幅特性算出部と、各スピーカについて得られた第一の振幅特性と第二の振幅特性に基づいて複数のスピーカの中から所定の条件を満たすスピーカを検出する検出部と、検出されたスピーカに出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節するための第一の位相調節用データに基づいて、所定の聴取位置を含む複数の聴取位置において、複数のスピーカ間の音の干渉による弱めあいが各周波数スペクトルで低減するように、複数のスピーカの各々に出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節するための第二の位相調節用データを生成する生成部とを備える。 A phase control device according to an embodiment of the present invention measures the impulse response of each sound signal output from each of a plurality of speakers and picked up at a predetermined listening position at non-interfering timing. a Fourier transform unit for obtaining a frequency spectrum signal of the impulse response for each speaker by Fourier transforming the impulse response of the measured sound signal from each speaker; On the other hand, a first amplitude characteristic is obtained by performing predetermined phase control and synthesizing with another frequency spectrum signal not subjected to predetermined phase control, and synthesizing with another frequency spectrum signal without performing phase control. and an amplitude characteristic calculator that obtains a second amplitude characteristic by detecting a speaker that satisfies a predetermined condition from among a plurality of speakers based on the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic obtained for each speaker. At a plurality of listening positions including a predetermined listening position, a plurality of Second phase adjustment data for adjusting the phase of the sound signal output to each of the plurality of speakers for each frequency spectrum so that the destructive effect due to sound interference between the speakers is reduced in each frequency spectrum and a generation unit that generates the
このように構成された位相制御装置によれば、音像定位の偏りの改善とともに、各スピーカから出力される音同士の干渉による音質劣化や音圧低下を抑えることが可能となる。 According to the phase control device configured in this way, it is possible to improve the bias in localization of the sound image and suppress deterioration in sound quality and reduction in sound pressure due to interference between sounds output from the respective speakers.
検出部は、スピーカ毎に第一の振幅特性と第二の振幅特性とのレベル差を算出し、各スピーカについて算出されたレベル差に応じた値を比較し、比較の結果に基づいて所定の条件を満たすスピーカを検出する構成としてもよい。より詳細には、検出部は、レベル差を周波数スペクトル毎に算出し、算出された周波数スペクトル毎のレベル差を累積し、各スピーカについて得られたレベル差の累積値を比較し、累積値が最も大きいスピーカを所定の条件を満たすスピーカとして検出する構成としてもよい。 The detection unit calculates a level difference between the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic for each speaker, compares values corresponding to the level difference calculated for each speaker, and determines a predetermined level based on the comparison result. A configuration may be adopted in which a speaker that satisfies the condition is detected. More specifically, the detection unit calculates the level difference for each frequency spectrum, accumulates the calculated level difference for each frequency spectrum, compares the accumulated level difference values obtained for each speaker, and determines that the accumulated value is A configuration may be adopted in which the loudest speaker is detected as the speaker that satisfies a predetermined condition.
このようにして検出されたスピーカに出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節するための第一の位相調節用データに基づいて第二の位相調節用データを生成することにより、より一層、音像定位の偏りの改善とともに、各スピーカから出力される音同士の干渉による音質劣化や音圧低下を抑えることが可能となる。 By generating the second phase adjustment data based on the first phase adjustment data for adjusting the phase of the sound signal output to the speaker detected in this way for each frequency spectrum, In addition to improving the localization of the sound image, it is possible to suppress deterioration in sound quality and reduction in sound pressure due to interference between sounds output from each speaker.
振幅特性算出部は、フーリエ変換部によって得られた周波数スペクトル信号毎に次の処理(1)~(5)を行う構成としてもよい。
(1)処理対象の周波数スペクトル信号の位相を変え、位相を変える毎に、処理対象の周波数スペクトル信号と他の周波数スペクトル信号とを合成し、
(2)合成の結果に基づいて、処理対象のスピーカからの音の信号の位相調節量を周波数スペクトル毎に求め、
(3)求めた周波数スペクトル毎の位相調節量と処理対象の周波数スペクトル信号とを複素乗算し、
(4)複素乗算された周波数スペクトル信号と他の周波数スペクトル信号とを合成することによって第一の振幅特性を得て、
(5)位相を変えることなく処理対象の周波数スペクトル信号と他の周波数スペクトル信号とを合成することによって第二の振幅特性を得る。
The amplitude characteristic calculator may be configured to perform the following processes (1) to (5) for each frequency spectrum signal obtained by the Fourier transform.
(1) changing the phase of the frequency spectrum signal to be processed, and synthesizing the frequency spectrum signal to be processed with another frequency spectrum signal each time the phase is changed;
(2) Based on the synthesis result, obtain the phase adjustment amount of the sound signal from the speaker to be processed for each frequency spectrum,
(3) Complex multiplication of the obtained phase adjustment amount for each frequency spectrum and the frequency spectrum signal to be processed,
(4) obtaining a first amplitude characteristic by combining the complex-multiplied frequency spectrum signal with another frequency spectrum signal;
(5) A second amplitude characteristic is obtained by synthesizing the frequency spectrum signal to be processed and another frequency spectrum signal without changing the phase.
このようにして得られた第一の振幅特性と第二の振幅特性を用いることにより、効果(聴取位置におけるスピーカ間の音の弱めあいの干渉が低減することによってレベルが増加する効果)を得るのにより一層好適なスピーカを検出することができる。 By using the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic thus obtained, an effect (the effect of increasing the level by reducing destructive interference of sound between speakers at the listening position) can be obtained. Therefore, a more suitable speaker can be detected.
第一の位相調節用データは、例えば、検出部によって検出されたスピーカから出力される音の位相と他のスピーカから出力される音の位相とが聴取位置において各周波数スペクトルで同相又は逆相となるように、検出されたスピーカに出力される音の位相を周波数スペクトル毎に調節するためのデータである。 The first phase adjustment data is, for example, whether the phase of the sound output from the speaker detected by the detection unit and the phase of the sound output from the other speaker are in phase or opposite in each frequency spectrum at the listening position. This is data for adjusting the phase of the detected sound output to the speaker for each frequency spectrum.
このような、第一の位相調節用データを用いることにより、音像定位の偏りの改善とともに、各スピーカから出力される音同士の干渉による音質劣化や音圧低下を抑えるのにより一層好適な第二の位相調節用データを生成することが可能となる。 By using such first phase adjustment data, the bias of sound image localization is improved, and the second phase adjustment data, which is more suitable for suppressing sound quality deterioration and sound pressure drop due to interference between sounds output from each speaker, is used. of phase adjustment data can be generated.
生成部は、第一の位相調節用データをもとに、複数のスピーカの各々に出力される音の信号に与える位相調節量を周波数スペクトル毎に算出し、算出された周波数スペクトル毎の位相調節量を第二の位相調節用データとして得る構成としてもよい。この場合、生成部は、複数のスピーカの各々に出力される音の信号に与える位相調節量の差が各周波数スペクトルで180度以内に収まるように、位相調節量を算出してもよい。 The generation unit calculates, for each frequency spectrum, a phase adjustment amount to be applied to the sound signal output to each of the plurality of speakers based on the first phase adjustment data, and performs phase adjustment for each calculated frequency spectrum. A configuration may be adopted in which the amount is obtained as the second phase adjustment data. In this case, the generation unit may calculate the phase adjustment amount such that the difference in the phase adjustment amount given to the sound signal output to each of the plurality of speakers is within 180 degrees for each frequency spectrum.
これにより、所定のリスニング環境下で(例えば、一対のスピーカの位置に対して非対称となる聴取位置、同じく一対のスピーカの位置に対して非対称となる別の聴取位置、の双方において)、より一層、逆相によるスピーカ間の音の干渉を低減することができ、定位を改善するとともに、ディップの発生による音質の劣化や音圧の低下が抑えられるようになる。 This makes it possible, under a given listening environment (e.g., at both a listening position that is asymmetric with respect to the position of the pair of speakers and another listening position that is also asymmetric with respect to the position of the pair of speakers), to achieve even greater , sound interference between speakers due to reversed phase can be reduced, localization can be improved, and deterioration of sound quality and reduction in sound pressure due to occurrence of dips can be suppressed.
本発明の一実施形態に係る音響装置は、上記の位相制御装置を有し、音源から入力される音の信号を複数のスピーカに出力する装置であり、第二の位相調節用データを用いて、音源から入力されて複数のスピーカの各々に出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節する調節部を備える構成としてもよい。 An acoustic device according to an embodiment of the present invention is a device that includes the phase control device described above, outputs sound signals input from a sound source to a plurality of speakers, and uses second phase adjustment data to Alternatively, an adjustment unit may be provided for adjusting the phase of the sound signal input from the sound source and output to each of the plurality of speakers for each frequency spectrum.
このように構成された音響装置によれば、聴取位置における音像定位の偏りの改善とともに、聴取位置において音同士の干渉による音質劣化や音圧低下が抑えられる音の信号を各スピーカに出力することが可能となる。 According to the acoustic device configured in this way, it is possible to improve the bias of sound image localization at the listening position and to output to each speaker a sound signal that suppresses sound quality deterioration and sound pressure reduction due to interference between sounds at the listening position. becomes possible.
本発明の一実施形態に係る、コンピュータによって実行される位相制御方法は、複数のスピーカの各々から出力されて所定の聴取位置で時間的に非干渉なタイミングで収音された各音の信号のインパルス応答を測定する測定ステップと、測定された各スピーカからの音の信号のインパルス応答をフーリエ変換することによってインパルス応答の周波数スペクトル信号をスピーカ毎に得るフーリエ変換ステップと、フーリエ変換ステップにて得られた各周波数スペクトル信号に対し、所定の位相制御を行い、所定の位相制御が行われない他の周波数スペクトル信号と合成することによって第一の振幅特性を得るとともに、位相制御を行わずに他の周波数スペクトル信号と合成することによって第二の振幅特性を得る振幅特性算出ステップと、各スピーカについて得られた第一の振幅特性と第二の振幅特性に基づいて複数のスピーカの中から所定の条件を満たすスピーカを検出する検出ステップと、検出されたスピーカに出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節するための第一の位相調節用データに基づいて、所定の聴取位置を含む複数の聴取位置において、複数のスピーカ間の音の干渉による弱めあいが各周波数スペクトルで低減するように、複数のスピーカの各々に出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節するための第二の位相調節用データを生成する生成ステップとを含む。 A phase control method executed by a computer according to an embodiment of the present invention is a phase control method for each sound signal output from each of a plurality of speakers and collected at a predetermined listening position at non-interfering timing. a measuring step of measuring an impulse response; a Fourier transforming step of obtaining a frequency spectrum signal of the impulse response for each speaker by Fourier transforming the impulse response of the measured sound signal from each speaker; Predetermined phase control is performed on each of the obtained frequency spectrum signals, and a first amplitude characteristic is obtained by synthesizing with other frequency spectrum signals that are not subjected to predetermined phase control, and the other frequency spectrum signals are obtained without performing phase control. Amplitude characteristic calculation step for obtaining a second amplitude characteristic by synthesizing with the frequency spectrum signal of, and a predetermined amplitude characteristic among a plurality of speakers based on the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic obtained for each speaker including a predetermined listening position based on a detection step of detecting a speaker that satisfies a condition and first phase adjustment data for adjusting the phase of a sound signal output to the detected speaker for each frequency spectrum; For adjusting the phase of the sound signal output to each of the plurality of speakers for each frequency spectrum so that the attenuation due to sound interference between the plurality of speakers is reduced in each frequency spectrum at a plurality of listening positions. and a generating step of generating second phase adjustment data.
このような位相制御方法によれば、音像定位の偏りの改善とともに、各スピーカから出力される音同士の干渉による音質劣化や音圧低下を抑えることが可能となる。 According to such a phase control method, it is possible to improve the imbalance of sound image localization and to suppress deterioration in sound quality and reduction in sound pressure due to interference between sounds output from each speaker.
本発明の一実施形態によれば、音像定位の偏りの改善とともに、各スピーカから出力される音同士の干渉による音質劣化や音圧低下を抑えることが可能な位相制御装置、音響装置及び位相制御方法が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to an embodiment of the present invention, a phase control device, an acoustic device, and a phase control capable of improving the bias of sound image localization and suppressing deterioration in sound quality and reduction in sound pressure due to interference between sounds output from each speaker. A method is provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として音響システムを例に取り説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an acoustic system will be described as an example of an embodiment of the present invention.
図1は、本発明の一実施形態に係る音響システム1が設置された車両Aを模式的に示す図である。図2は、この音響システム1の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a vehicle A in which an
図1及び図2に示されるように、音響システム1は、音響装置10、スピーカSPFR、SPFL及びマイクロフォンMICを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
音響装置10は、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を改善するとともに、車両Aに設置された各スピーカから出力される音同士の干渉による音質劣化や音圧低下を抑えるための位相調節用データを生成する、位相調節用データ生成機能(別の言い方をすると、位相制御装置)を搭載する。
The
なお、音響装置10における各種処理は、音響装置10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。音響装置10に備えられるソフトウェアのうち少なくともOS(Operating System)部分は、組み込み系システムとして提供されるが、それ以外の部分、例えば、位相調節用データの生成処理を実行するためのソフトウェアモジュールについては、ネットワーク上で配布可能な又はメモリカード等の記録媒体にて保持可能なアプリケーションとして提供されてもよい。すなわち、本実施形態に係る位相調節用データ生成機能は、音響装置10に予め組み込まれた機能であっても、ネットワーク経由や記録媒体経由で音響装置10に追加可能な機能であってもよい。
Various processes in the
図1に示されるように、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り、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。 As shown in FIG. 1, the speaker SP FR is a right front speaker embedded in the right door (driver side door), and the speaker SP FL is embedded in the left door (passenger side door). is the left front speaker. The vehicle A may further have another speaker (for example, a rear speaker) installed (that is, three or more speakers installed).
音響装置10は、制御部100、表示部102、操作部104、測定用信号発生部106、記録媒体再生部108、位相調節部110、増幅部112、信号収録部114及び計算部116を有する。
The
図3は、音響システム1において実行される位相調節用データ設定処理のフローチャートを示す図である。本フローチャートに示される位相調節用データ設定処理をはじめとする、音響システム1内での各種処理は、制御部100の制御下で実行される。制御部100は、表示部102に対する所定のタッチ操作又は操作部104に対する所定の操作を受けると、本フローチャートに示される位相調節用データ設定処理の実行を開始する。
FIG. 3 is a diagram showing a flowchart of the phase adjustment data setting process executed in the
図3に示される位相調節用データ設定処理の実行が開始されると、測定用信号発生部106が所定の測定用信号を発生させる(ステップS11)。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。
When the phase adjustment data setting process shown in FIG. 3 is started, the
測定用信号は、制御部100及び位相調節部110をスルー出力し、増幅部112を介して各スピーカSPFR、SPFLに順次出力される(ステップS12)。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。
The measurement signal is output through the
本実施形態では、運転席をインパルス応答の測定位置(聴取位置)とする。そのため、マイクロフォンMICは運転席に設置される。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MICは助手席や後部座席に設置されてもよい。 In this embodiment, the driver's seat is used as the impulse response measurement position (listening position). Therefore, the microphone MIC is installed in the driver's seat. The installation position of the microphone MIC changes according to the listening position. The microphone MIC may be installed in the passenger seat or the rear seat.
マイクロフォンMICは、各スピーカSPFR、SPFLから順次出力された測定用音を時間的に非干渉なタイミングで収音する。マイクロフォンMICによって収音された測定用音の信号(すなわち測定信号)は、信号収録部114を介して計算部116に入力される(ステップS13)。
The microphone MIC picks up the measurement sounds sequentially output from the speakers SP FR and SP FL at non-interfering timings. A measurement sound signal (that is, a measurement signal) picked up by the microphone MIC is input to the
図4は、計算部116の構成を示すブロック図である。図4に示されるように、計算部116は、測定部116A及び116Bを有する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the
測定部116A及び116Bはインパルス応答を測定する(ステップS14)。
The
具体的には、測定部116Aは、スピーカSPFLからの測定用音の測定信号(以下「測定信号L」と記す。)とリファレンスの測定信号との相互相関関数が演算により求められて、測定信号Lのインパルス応答(言い換えると、スピーカSPFLと聴取位置間のインパルス応答であり、以下「インパルス応答L’」と記す。)が計算される。
Specifically, the
測定部116Bは、スピーカSPFRからの測定用音の測定信号(以下「測定信号R」と記す。)とリファレンスの測定信号との相互相関関数が演算により求められて、測定信号Rのインパルス応答(言い換えると、スピーカSPFRと聴取位置間のインパルス応答であり、以下「インパルス応答R’」と記す。)が計算される。
The
なお、リファレンスの測定信号は、測定用信号発生部106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。
The reference measurement signal is the same as the measurement signal generated by the
このように、測定部116A及び116Bは、複数のスピーカの各々から出力されて所定の聴取位置で時間的に非干渉なタイミングで収音された各音の信号のインパルス応答を測定する測定部として動作する。
In this way, the
図5(a)にインパルス応答L’を例示し、図5(b)にインパルス応答R’を例示する。図5(a)、図5(b)の各図中、縦軸は振幅を示し、横軸は時間(単位:sec)を示す。図5(a)及び図5(b)の例では、サンプリング周波数は44.1kHzであり、M系列符号の符号長は32,767であり、周波数帯域は3kHzである。 FIG. 5(a) illustrates an impulse response L', and FIG. 5(b) illustrates an impulse response R'. 5A and 5B, the vertical axis indicates amplitude and the horizontal axis indicates time (unit: sec). In the examples of FIGS. 5A and 5B, the sampling frequency is 44.1 kHz, the code length of the M-sequence code is 32,767, and the frequency band is 3 kHz.
図5(a)及び図5(b)を見ると、車室内という特殊なリスニング環境(車室内の構造物によって遅延時間差の短い反射が多い、車室内の構造物により音が遮蔽される、各スピーカからの音が干渉する、などの環境)のため、抑圧された音が聴取位置に最初に到達し(言い換えると、インパルス応答の立ち上がり部分のレベルが低く)、この抑圧された音に遅れて、レベルの高い音が聴取位置に到達する。 5(a) and 5(b), it can be seen that the vehicle interior is a special listening environment (there are many reflections with a short delay time difference due to the structures inside the vehicle, sound is shielded by the structures inside the vehicle, and so on). environment), the suppressed sound reaches the listening position first (in other words, the level of the rising part of the impulse response is low) and lags behind this suppressed sound. , a high-level sound reaches the listening position.
図4に示されるように、計算部116は、フーリエ変換部116C及び116Dを有する。
As shown in FIG. 4,
フーリエ変換部116Cは、測定部116Aより入力されるインパルス応答L’をフーリエ変換し、周波数スペクトル毎の振幅特性と位相特性を求める(ステップS15)。フーリエ変換部116Dは、測定部116Bより入力されるインパルス応答R’をフーリエ変換し、周波数スペクトル毎の振幅特性と位相特性を求める(ステップS15)。
The
図6(a)は、インパルス応答L’をフーリエ変換することによって求まった周波数スペクトル毎の振幅特性を示す図であり、図6(b)は、インパルス応答R’をフーリエ変換することによって求まった周波数スペクトル毎の振幅特性を示す図である。図6(a)、図6(b)の各図中、縦軸はパワー(単位:dB)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。 FIG. 6(a) is a diagram showing the amplitude characteristic for each frequency spectrum obtained by Fourier transforming the impulse response L′, and FIG. 6(b) is a diagram showing the amplitude characteristic obtained by Fourier transforming the impulse response R′. FIG. 4 is a diagram showing amplitude characteristics for each frequency spectrum; 6A and 6B, the vertical axis indicates power (unit: dB) and the horizontal axis indicates frequency (unit: Hz).
図7(a)は、インパルス応答L’をフーリエ変換することによって求まった周波数スペクトル毎の位相特性を示す図であり、図7(b)は、インパルス応答R’をフーリエ変換することによって求まった周波数スペクトル毎の位相特性を示す図である。図7(a)、図7(b)の各図中、縦軸は角度(単位:degree)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。 FIG. 7(a) is a diagram showing the phase characteristics for each frequency spectrum obtained by Fourier transforming the impulse response L′, and FIG. 7(b) is a diagram showing the phase characteristics obtained by Fourier transforming the impulse response R′. FIG. 4 is a diagram showing phase characteristics for each frequency spectrum; 7A and 7B, the vertical axis indicates angle (unit: degree) and the horizontal axis indicates frequency (unit: Hz).
図6(a)、図6(b)、図7(a)及び図7(b)の例では、フーリエ変換長は8,192サンプルである。また、周波数スペクトルは、0Hzからナイキスト周波数の22.05kHzまでの周波数領域を5.38Hz刻みで分割した4,097ポイントに設定されている。なお、3kHzまでの周波数スペクトルは557ポイントとなる。車室内で音が反射・遮蔽・干渉等することから、図6(a)及び図6(b)の例では、周波数毎に振幅が大きく変動し、図7(a)及び図7(b)の例では、周波数毎に位相が大きく変動している。 In the examples of FIGS. 6(a), 6(b), 7(a) and 7(b), the Fourier transform length is 8,192 samples. Also, the frequency spectrum is set to 4,097 points obtained by dividing the frequency region from 0 Hz to 22.05 kHz of the Nyquist frequency in increments of 5.38 Hz. Note that the frequency spectrum up to 3 kHz has 557 points. Since the sound is reflected, shielded, interfered, etc. in the vehicle interior, in the examples of FIGS. 6A and 6B, the amplitude fluctuates greatly for each frequency, In the example of , the phase fluctuates greatly for each frequency.
以下、便宜上、フーリエ変換部116Cにより求められたインパルス応答L’の周波数スペクトル毎の振幅特性と位相特性を「周波数スペクトル信号L”」と記し、フーリエ変換部116Dにより求められたインパルス応答R’の周波数スペクトル毎の振幅特性と位相特性を「周波数スペクトル信号R”」と記す。フーリエ変換部116C及び116Dは、各スピーカからの音の信号のインパルス応答をフーリエ変換することによってインパルス応答の周波数スペクトル信号をスピーカ毎に得るフーリエ変換部として動作する。
Hereinafter, for convenience, the amplitude characteristics and phase characteristics for each frequency spectrum of the impulse response L′ obtained by the
図4に示されるように、計算部116は、位相制御部116Eを有する。
As shown in FIG. 4, the
位相制御部116Eは、周波数スペクトル信号L”、R”毎に、第一の振幅特性及び第二の振幅特性(何れも詳しくは後述)を得るため、次の処理(1)~(5)を行う。
The
《処理(1)》
位相制御部116Eは、処理対象の周波数スペクトル信号(周波数スペクトル信号L”と周波数スペクトル信号R”の一方)の位相を-180度から+180度の範囲で所定の角度刻みで変え、位相を変える毎に、処理対象の周波数スペクトル信号と、他の周波数スペクトル信号(周波数スペクトル信号L”と周波数スペクトル信号R”の他方)とを合成する(ステップS16)。この合成処理は、処理負荷軽減のため、全ての周波数スペクトルではなく、例えば3kHzまでの計557ポイントの周波数スペクトル毎に行われる。
<<Processing (1)>>
The
図8(a)は、周波数スペクトル信号L”を処理対象としたときの合成結果を示す図であり、図8(b)は、周波数スペクトル信号R”を処理対象としたときの合成結果を示す図である。図8(a)及び図8(b)では、代表として、557ポイントの周波数スペクトルのうち100Hz(太実線)と400Hz(細実線)の周波数スペクトルの合成結果を示す。図8(a)、図8(b)の各図中、縦軸は合成後の信号のパワー(単位:dB)を示し、横軸は位相(単位:degree)を示す。なお、位相0度(言い換えると位相調節量がゼロ)でのパワーは、処理対象の周波数スペクトル信号の位相を変えずに他の周波数スペクトル信号と合成したときのパワーを示す。 FIG. 8(a) is a diagram showing the synthesis result when the frequency spectrum signal L″ is processed, and FIG. 8(b) shows the synthesis result when the frequency spectrum signal R″ is processed. It is a diagram. FIGS. 8A and 8B show, as representatives, results of synthesizing frequency spectra at 100 Hz (thick solid line) and 400 Hz (thin solid line) out of the 557-point frequency spectrum. 8(a) and 8(b), the vertical axis indicates the power (unit: dB) of the combined signal, and the horizontal axis indicates the phase (unit: degree). Note that the power at a phase of 0 degrees (in other words, the phase adjustment amount is zero) indicates the power when the frequency spectrum signal to be processed is synthesized with another frequency spectrum signal without changing the phase.
《処理(2)》
図8(a)、図8(b)の各図中、パワーが最大となる角度で、スピーカSPFRからの音の位相とスピーカSPFLからの音の位相とが聴取位置で同相(聴取位置においてこれらのスピーカ間の音が最も強めあう干渉を起こす。)となり、パワーが最小となる角度で、スピーカSPFRからの音の位相とスピーカSPFLからの音の位相とが聴取位置で逆相(聴取位置においてこれらのスピーカ間の音が最も弱めあう干渉を起こす。)となる。
<<Processing (2)>>
8(a) and 8(b), at the angle at which the power is maximized, the phase of the sound from the speaker SP FR and the phase of the sound from the speaker SP FL are in phase at the listening position (listening position At the angle where the power is minimized, the phase of the sound from the speaker SP FR and the phase of the sound from the speaker SP FL are in opposite phase at the listening position. (At the listening position, the sound between these speakers causes the most destructive interference).
図8(a)の例においては、100Hzの周波数スペクトルでは、-110度で(位相調節されていない周波数スペクトル信号R”と位相調節量が-110度の周波数スペクトル信号L”とを合成したときに)同相となり、+70度で(位相調節されていない周波数スペクトル信号R”と位相調節量が+70度の周波数スペクトル信号L”とを合成したときに)逆相となる。400Hzの周波数スペクトルでは、+170度で(位相調節されていない周波数スペクトル信号R”と位相調節量が+170度の周波数スペクトル信号L”とを合成したときに)同相となり、-10度で(位相調節されていない周波数スペクトル信号R”と位相調節量が-10度の周波数スペクトル信号L”とを合成したときに)逆相となる。 In the example of FIG. 8(a), in the frequency spectrum of 100 Hz, when combining the frequency spectrum signal R″ with no phase adjustment and the frequency spectrum signal L″ with the phase adjustment amount of −110° at −110° ) and out-of-phase at +70 degrees (when the frequency spectrum signal R″ that is not phase-adjusted and the frequency spectrum signal L″ with the phase adjustment amount of +70 degrees are combined). In the frequency spectrum of 400 Hz, at +170 degrees (when the frequency spectrum signal R″ not phase-adjusted and the frequency spectrum signal L″ with phase adjustment of +170 degrees are combined), they are in phase, and at −10 degrees ( When the frequency spectrum signal R″ which is not phase-adjusted and the frequency spectrum signal L″ whose phase adjustment amount is -10 degrees are synthesized, the phases are reversed.
図8(b)の例においては、100Hzの周波数スペクトルでは、+110度で(位相調節されていない周波数スペクトル信号L”と位相調節量が+110度の周波数スペクトル信号R”とを合成したときに)同相となり、-70度で(位相調節されていない周波数スペクトル信号L”と位相調節量が-70度の周波数スペクトル信号R”とを合成したときに)逆相となる。400Hzの周波数スペクトルでは、-170度で(位相調節されていない周波数スペクトル信号L”と位相調節量が-170度の周波数スペクトル信号R”とを合成したときに)同相となり、+10度で(位相調節されていない周波数スペクトル信号L”と位相調節量が+10度の周波数スペクトル信号R”とを合成したときに)逆相となる。 In the example of FIG. 8(b), in the frequency spectrum of 100 Hz, at +110 degrees (when the frequency spectrum signal L″ without phase adjustment and the frequency spectrum signal R″ with the phase adjustment amount of +110 degrees are synthesized) At -70 degrees (when the frequency spectrum signal L'' which is not phase-adjusted and the frequency spectrum signal R'' which is phase-adjusted at -70 degrees are combined), they are in phase. In the frequency spectrum of 400 Hz, it is in-phase at -170 degrees (when the frequency spectrum signal L'' which is not phase-adjusted and the frequency spectrum signal R'' whose phase is adjusted by -170 degrees are combined), and at +10 degrees (phase When the unadjusted frequency spectrum signal L'' and the frequency spectrum signal R'' with a phase adjustment of +10 degrees are combined, they are in phase opposition.
位相制御部116Eは、周波数スペクトル毎の合成結果から、スピーカSPFRからの音の位相とスピーカSPFLからの音の位相とが聴取位置で同相となるときの、処理対象の周波数スペクトル信号の周波数スペクトル毎の位相調節量を求める(ステップS17)。
The
図9(a)は、60Hz~3kHzまでの各周波数スペクトルにおいて、スピーカSPFRからの音の位相とスピーカSPFLからの音の位相とが聴取位置で同相となるときの、周波数スペクトル信号L”の周波数スペクトル毎の位相調節量を示す図である。図9(b)は、60Hz~3kHzまでの各周波数スペクトルにおいて、スピーカSPFRからの音の位相とスピーカSPFLからの音の位相とが聴取位置で同相となるときの、周波数スペクトル信号R”の周波数スペクトル毎の位相調節量を示す図である。図9(a)、図9(b)の各図中、縦軸は位相調節量(単位:degree)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。 FIG. 9(a) shows the frequency spectrum signal L″ when the phase of the sound from the speaker SP FR and the phase of the sound from the speaker SP FL are in phase at the listening position in each frequency spectrum from 60 Hz to 3 kHz. 9(b) shows the phase adjustment amount for each frequency spectrum of 60 Hz to 3 kHz, in which the phase of the sound from the speaker SP FR and the phase of the sound from the speaker SP FL FIG. 4 is a diagram showing the amount of phase adjustment for each frequency spectrum of the frequency spectrum signal R″ when they are in-phase at the listening position; 9(a) and 9(b), the vertical axis indicates the phase adjustment amount (unit: degree), and the horizontal axis indicates the frequency (unit: Hz).
なお、位相調節を行う周波数範囲は、ナイキスト周波数の範囲内で任意に設定することができる。本実施形態では、スピーカSPFR及びSPFLで再生可能な下限周波数(60Hz)から、定位において聴感上で位相が支配的となる周波数(言い換えると、位相のずれによる音像定位への影響が大きい周波数)の2倍の周波数(3kHz)を、位相調節を行う周波数範囲として設定している。 The frequency range for phase adjustment can be arbitrarily set within the range of the Nyquist frequency. In this embodiment, from the lower limit frequency (60 Hz) that can be reproduced by the speakers SP FR and SP FL , the frequency at which the phase is dominant in terms of hearing in localization (in other words, the frequency at which the phase shift has a large effect on sound image localization) ) is set as the frequency range for phase adjustment.
本実施形態では、車室内における周波数毎の伝搬遅延時間の差異により、位相調節量が周波数毎で大きく変動している(図9(a)及び図9(b)参照)。 In this embodiment, the phase adjustment amount varies greatly for each frequency due to the difference in propagation delay time for each frequency in the vehicle interior (see FIGS. 9A and 9B).
《処理(3)》
位相制御部116Eは、処理対象の周波数スペクトル信号(周波数スペクトル信号L”そのもの又は周波数スペクトル信号R”そのもの)を複素数に変換するとともに、ステップS17にて求めた処理対象の周波数スペクトル毎の位相調節量(図9(a)又は図9(b)参照)を複素数に変換し、これらを複素乗算する(ステップS18)。
<<Processing (3)>>
The
《処理(4)》
位相制御部116Eは、ステップS18にて複素乗算された(言い換えると、位相制御された)処理対象の周波数スペクトル信号と他の周波数スペクトル信号(周波数スペクトル信号L”そのもの又は周波数スペクトル信号R”そのもの)とを合成することにより、第一の振幅特性を得る(ステップS19)。
<<Processing (4)>>
The
《処理(5)》
位相制御部116Eは、処理対象の周波数スペクトル信号を、位相を変えることなく(すなわち、周波数スペクトル信号L”そのもの又は周波数スペクトル信号R”そのものを)他の周波数スペクトル信号(周波数スペクトル信号L”そのもの又は周波数スペクトル信号R”そのもの)と合成することにより、第二の振幅特性を得る(ステップS20)。
<<Processing (5)>>
The
以上の処理(1)~(5)により、周波数スペクトル信号L”、R”毎に、第一の振幅特性及び第二の振幅特性が得られる。このように、位相制御部116Eは、フーリエ変換部によって得られた各周波数スペクトル信号に対し、所定の位相制御を行い、所定の位相制御が行われない他の周波数スペクトル信号と合成することによって第一の振幅特性を得るとともに、位相制御を行わずに他の周波数スペクトル信号と合成することによって第二の振幅特性を得る振幅特性算出部として動作する。
Through the above processes (1) to (5), the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic are obtained for each of the frequency spectrum signals L'' and R''. In this way,
図10(a)は、周波数スペクトル信号L”について得た第一の振幅特性(実線)と第二の振幅特性(破線)を示す図であり、図10(b)は、周波数スペクトル信号R”について得た第一の振幅特性(実線)と第二の振幅特性(破線)を示す図である。図10(a)、図10(b)の各図中、縦軸はレベル(単位:dB)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。 FIG. 10(a) shows a first amplitude characteristic (solid line) and a second amplitude characteristic (broken line) obtained for the frequency spectrum signal L″, and FIG. 10(b) shows the frequency spectrum signal R″. It is a diagram showing a first amplitude characteristic (solid line) and a second amplitude characteristic (broken line) obtained for. 10(a) and 10(b), the vertical axis indicates the level (unit: dB) and the horizontal axis indicates the frequency (unit: Hz).
位相制御部116Eは、周波数スペクトル信号L”について得た第一の振幅特性と第二の振幅特性とのレベル差を周波数スペクトル毎に算出し、算出された周波数スペクトル毎のレベル差を累積する。また、位相制御部116Eは、周波数スペクトル信号R”について得た第一の振幅特性と第二の振幅特性とのレベル差を周波数スペクトル毎に算出し、算出された周波数スペクトル毎のレベル差を累積する。位相制御部116Eは、これらの累積値を比較し、累積値が大きい方に対応するスピーカを所定の条件を満たすスピーカとして検出する(ステップS21)。このように、位相制御部116Eは、各スピーカについて得られた第一の振幅特性と第二の振幅特性に基づいて複数のスピーカの中から所定の条件を満たすスピーカを検出する検出部として動作する。
図11(a)は、周波数スペクトル信号L”について得た第一の振幅特性と第二の振幅特性との周波数スペクトル毎のレベル差を示す図であり、図11(b)は、周波数スペクトル信号R”について得た第一の振幅特性と第二の振幅特性と周波数スペクトル毎のレベル差を示す図である。図11(a)、図11(b)の各図中、縦軸はレベル(単位:dB)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。 FIG. 11(a) is a diagram showing the level difference for each frequency spectrum between the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic obtained for the frequency spectrum signal L″, and FIG. 11(b) is a diagram showing the level difference for each frequency spectrum signal FIG. 10 is a diagram showing the first amplitude characteristic, the second amplitude characteristic, and the level difference for each frequency spectrum obtained for R″; 11(a) and 11(b), the vertical axis indicates the level (unit: dB) and the horizontal axis indicates the frequency (unit: Hz).
ここで、第一の振幅特性は、処理対象の周波数スペクトル信号を位相制御して他の周波数スペクトル信号と合成することによって得られたものであり、第二の振幅特性は、処理対象の周波数スペクトル信号を位相制御することなく他の周波数スペクトル信号と合成することによって得られたものである。そのため、このレベル差の累積値は、処理対象の周波数スペクトル信号を位相制御したときの効果(聴取位置におけるスピーカ間の音の弱めあいの干渉が低減することによってレベルが増加する効果)を示す値といえる。累積値が高いほど、この効果が高いことを示す。 Here, the first amplitude characteristic is obtained by phase-controlling the frequency spectrum signal to be processed and synthesizing it with another frequency spectrum signal, and the second amplitude characteristic is the frequency spectrum to be processed It was obtained by combining the signal with other frequency spectrum signals without phase control. Therefore, the cumulative value of this level difference is a value that indicates the effect of phase-controlling the frequency spectrum signal to be processed (the effect of increasing the level by reducing the destructive interference of sound between speakers at the listening position). I can say. A higher cumulative value indicates a higher effect.
図11(a)に示されるレベル差の累積値は782であり、図11(b)に示されるレベル差の累積値は2,404である。周波数スペクトル信号R”について得た累積値が高いことから、周波数スペクトル信号R”に対応するスピーカSPFRを基準に位相調節処理を行うことにより、より高い効果(聴取位置におけるスピーカ間の音の弱めあいの干渉が低減することによってレベルが増加する効果)が得られて、音像定位の偏りの改善とともに、各スピーカから出力される音同士の干渉による音質劣化や音圧低下を抑えることが可能となる。 The cumulative value of level differences shown in FIG. 11(a) is 782, and the cumulative value of level differences shown in FIG. 11(b) is 2,404. Since the accumulated value obtained for the frequency spectrum signal R" is high, it is possible to obtain a higher effect (weakening of the sound between the speakers at the listening position) by performing the phase adjustment processing based on the speaker SP FR corresponding to the frequency spectrum signal R". The effect of increasing the level due to the reduction of interfering interference is obtained, and it is possible to improve the bias of the sound image localization and suppress the deterioration of sound quality and the decrease in sound pressure due to the interference between the sounds output from each speaker. .
スピーカの配置や車室内の環境によっては、音の反射・遮蔽・干渉等の影響でスピーカSPFRから聴取位置に向かう音がより長く抑圧される場合もある。一例として、図5(b)のインパルス応答R’が5.0msecまでの期間、抑圧されたレベルである場合を考える。この場合においても、スピーカSPFRが聴取位置(運転席)との距離が最も短いことから、スピーカSPFLからの音と比べて、スピーカSPFRからの音がより短い時間で聴取位置に到達する(インパルス応答R’がインパルス応答L’よりも立ち上がりが早い)。そのため、従来のタイムアライメントでは、音像定位の偏りを改善するため、スピーカSPFRからの音を遅延させることになる。 Depending on the arrangement of the speakers and the environment inside the vehicle, the sound traveling from the speaker SP FR to the listening position may be suppressed for a longer period of time due to the effects of sound reflection, shielding, interference, and the like. As an example, consider the case where the impulse response R' in FIG. 5(b) is at a suppressed level for a period of up to 5.0 msec. Also in this case, since the distance between the speaker SP FR and the listening position (driver's seat) is the shortest, the sound from the speaker SP FR reaches the listening position in a shorter time than the sound from the speaker SP FL . (The impulse response R' rises faster than the impulse response L'). Therefore, in the conventional time alignment, the sound from the speaker SP FR is delayed in order to improve the imbalance of sound image localization.
しかし、インパルス応答R’の立ち上がり部分は5.0msecまでの期間、抑圧されたレベルである。この抑圧されたレベルの音は、微弱なレベルの音であるため、音像の定位に実質的に寄与する実用的なレベルの音であるといえない。音像の定位に実質的に寄与する、スピーカSPFRからの実用的なレベルの音は、5.0msecを超えた時点で聴取位置に到達する。一方、図5(a)を見ると、音像の定位に実質的に寄与する、スピーカSPFLからの実用的なレベルの音は、4.1msec時点で聴取位置に到達している。 However, the rising portion of impulse response R' is at a suppressed level for periods up to 5.0 msec. Since this suppressed level sound is weak level sound, it cannot be said that it is a practical level sound that substantially contributes to the localization of the sound image. A practical level of sound from the speaker SP FR , which substantially contributes to the localization of the sound image, reaches the listening position after more than 5.0 msec. On the other hand, looking at FIG. 5(a), the practical level sound from the speaker SP FL , which substantially contributes to the localization of the sound image, reaches the listening position at 4.1 msec.
従来のタイムアライメントでは、音像の定位に実質的に寄与する実用的なレベルの音が聴取位置に到達するまでの時間が長いスピーカ(ここでの例では、単純にインパルス応答の立ち上がりが早いスピーカ)が、遅延を付与するスピーカとして設定される。そのため、従来のタイムアライメントでは、音像定位の偏りを十分に改善することが難しい。 With conventional time alignment, a speaker with a practical level of sound that substantially contributes to the localization of the sound image takes a long time to reach the listening position (in this example, the speaker simply has a fast rise in impulse response). is set as the speaker that gives the delay. Therefore, with the conventional time alignment, it is difficult to sufficiently improve the bias of sound image localization.
これに対し、本実施形態では、位相調節処理を実行する際の基準となるスピーカを、上記のように、より高い効果(聴取位置におけるスピーカ間の音の弱めあいの干渉が低減することによってレベルが増加する効果)が得られるかどうかで検出することにより、車室内という特殊なリスニング環境下においても、音像定位の偏りを十分に改善するとともに、各スピーカから出力される音同士の干渉による音質劣化や音圧低下を抑えることが可能となる。 On the other hand, in the present embodiment, the speaker used as the reference when executing the phase adjustment process is used as described above to achieve a higher effect (the level is increased by reducing the destructive interference of the sound between the speakers at the listening position). By detecting whether or not it is possible to obtain an increased effect), even in the special listening environment of a vehicle interior, it is possible to sufficiently improve the bias in the localization of the sound image, and to prevent deterioration in sound quality due to interference between the sounds output from each speaker. and sound pressure drop can be suppressed.
位相制御部116Eは、ステップS21にて検出されたスピーカ(以下「基準スピーカ」と記す。)について得た周波数スペクトル毎の合成結果(本実施形態では、スピーカSPFRについて得た周波数スペクトル毎の合成結果であり、図8(b)参照)から、スピーカSPFRからの音の位相とスピーカSPFLからの音の位相とが聴取位置で逆相となるときの、周波数スペクトル信号の周波数スペクトル毎の位相調節量(第一の位相調節用データ)を求める(ステップS22)。
The
図12は、スピーカSPFRからの音の位相とスピーカSPFLからの音の位相とが聴取位置で逆相となるときの、周波数スペクトル信号R”の周波数スペクトル毎の位相調節量(第一の位相調節用データ)を示す図である。図12中、縦軸は位相調節量(単位:degree)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。 FIG . 12 shows the phase adjustment amount for each frequency spectrum of the frequency spectrum signal R ″ (first 12, the vertical axis indicates the phase adjustment amount (unit: degree) and the horizontal axis indicates the frequency (unit: Hz).
図4に示されるように、計算部116は、位相シフト部116Fを有する。
As shown in FIG. 4, the
位相シフト部116Fは、第一の位相調節用データ(図12参照)に応じて、基準スピーカに出力される音の信号の位相を調節する位相調節量を周波数スペクトル毎に決定する(ステップS23)。具体的には、次式に従い、周波数スペクトル毎の位相調節量を決定する。
The
|Phc|≦90°のとき
Phs=+90°
|Phc|>90°のとき
Phs=0°
Phc:ステップS22にて求められた位相調節量
Phs:ステップS23で決定される位相調節量
Phs=+90° when |Phc|≦90°
Phs=0° when |Phc|>90°
Phc: phase adjustment amount obtained in step S22 Phs: phase adjustment amount determined in step S23
図13は、ステップS23で決定された周波数スペクトル毎の位相調節量を示す図である。図13中、縦軸は位相調節量(単位:degree)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。 FIG. 13 is a diagram showing the phase adjustment amount for each frequency spectrum determined in step S23. In FIG. 13, the vertical axis indicates the phase adjustment amount (unit: degree), and the horizontal axis indicates the frequency (unit: Hz).
図4に示されるように、計算部116は、スムージング処理部116Gを有する。
As shown in FIG. 4, the
スムージング処理部116Gは、位相シフト部116Fより入力される周波数スペクトル毎の位相調節量を周波数軸上でスムージング処理する(ステップS24)。これにより、基準スピーカに出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節するための位相調節用データ(基準スピーカ用の第二の位相調節用データ)が得られる。
The smoothing
図14は、スムージング処理部116Gによるスムージング処理後の位相調節量(基準スピーカ用の第二の位相調節用データ)を示す図である。図14中、縦軸は位相調節量(単位:degree)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。スムージング処理部116Gは、8タップのFIR(Finite Impulse Response)フィルタにより、位相シフト部116Fより入力される周波数スペクトル毎の位相調節量に対してスムージング処理を施す。
FIG. 14 is a diagram showing the phase adjustment amount (second phase adjustment data for the reference speaker) after smoothing processing by the smoothing
スムージング処理部116Gによるスムージング処理により、周波数領域における位相の急激な変化が抑えられる。そのため、位相調節用データを用いて位相調節された音を出力した際、位相の急激な変化による高調波の発生が抑えられ、このような高調波による聴感上の異音が抑えられる。
Smoothing processing by the smoothing
図4に示されるように、計算部116は、位相反転部116Hを有する。
As shown in FIG. 4, the
位相反転部116Hは、ステップS24にて得られたスムージング処理後の位相調節量(基準スピーカ用の第二の位相調節用データ)の位相を反転させることにより、他のスピーカ(本実施形態では、スピーカSPFL)に出力される音の信号の位相を調節する周波数スペクトル毎の位相調節量(他のスピーカ用の第二の位相調節用データ)を得る(ステップS25)。
The
図15は、位相反転部116Hによって得られる他のスピーカ用の第二の位相調節用データを示す図である。図15中、縦軸は位相調節量(単位:degree)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。
FIG. 15 is a diagram showing second phase adjustment data for another speaker obtained by the
図14及び図15に示されるように、基準スピーカ用の第二の位相調節用データは、逆相となる位相調節量(第一の位相調節用データ)に応じて、周波数スペクトル毎の位相調節量が0度~90度の範囲に設定され、他のスピーカ用の第二の位相調節用データは、逆相となる位相調節量(第一の位相調節用データ)に応じて、位相調節量が0度~-90度の範囲に設定されている。 As shown in FIGS. 14 and 15, the second phase adjustment data for the reference speaker is phase adjustment for each frequency spectrum in accordance with the phase adjustment amount (first phase adjustment data) that is opposite in phase. The amount is set in the range of 0 degrees to 90 degrees, and the second phase adjustment data for other speakers is the phase adjustment amount (first phase adjustment data) that is opposite in phase. is set in the range of 0 degrees to -90 degrees.
本実施形態では、逆相となる位相調節量(第一の位相調節用データ)をもとに各スピーカ用の第二の位相調節用データが算出され、かつ互いの位相調節量の差が180度以内に収まるように各スピーカ用の第二の位相調節用データが算出されていることから(言い換えると、各スピーカに出力される音の信号に与える位相調節量の差が各周波数スペクトルで180度以内に収まるように、各スピーカ用の第二の位相調節用データが算出されていることから)、一対のスピーカSPFR、SPFLの位置に対して非対称となる運転席の位置、同じく一対のスピーカSPFR、SPFLの位置に対して非対称となる助手席の位置、の双方において、逆相によるスピーカ間の音の干渉を低減することができ、定位を改善するとともに、ディップの発生による音質の劣化や音圧の低下が抑えられる。 In the present embodiment, the second phase adjustment data for each speaker is calculated based on the phase adjustment amount (first phase adjustment data) having the opposite phase, and the difference between the phase adjustment amounts is 180%. Since the second phase adjustment data for each speaker is calculated so as to be within 180 degrees (in other words, the difference in phase adjustment amount given to the sound signal output to each speaker is 180 in each frequency spectrum). (because the second phase adjustment data for each speaker is calculated so as to be within the degree), the position of the driver's seat that is asymmetric with respect to the position of the pair of speakers SP FR and SP FL , and the position of the driver's seat that is also asymmetric with respect to the position of the pair of speakers In both the position of the passenger seat, which is asymmetrical with respect to the position of the speakers SP FR and SP FL , it is possible to reduce the sound interference between the speakers due to the opposite phase, improve the localization, and improve the localization. Degradation of sound quality and reduction of sound pressure can be suppressed.
このように、位相制御部116E、位相シフト部116F、スムージング処理部116G及び位相反転部116Hは、複数の聴取位置において、複数のスピーカ間の音の干渉による弱めあいが各周波数スペクトルで低減するように、各スピーカに出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節するための第二の位相調節用データを生成する生成部として動作する。
In this way, the
制御部100は、各スピーカ用の第二の位相調節用データを位相調節部110に設定する(ステップS26)。位相調節部110は、この第二の位相調節用データを用いて、音源から入力されて各スピーカに出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節する調節部として動作する。
The
次に、位相調節部110に設定された第二の位相調節用データを用いて、音源より入力される音の信号を再生する動作について説明する。
Next, the operation of reproducing the sound signal input from the sound source using the second phase adjustment data set in the
記録媒体再生部108は、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)等の音源より入力される音の信号SR、SL(以下「オーディオ信号SR、SL」と記す。)を再生する。制御部100は、記録媒体再生部108により再生されたオーディオ信号SL、SRを位相調節部110に出力する。
The recording
位相調節部110は、各スピーカに出力されるオーディオ信号に対して周波数スペクトル毎に位相を調節して出力する。位相調節部110より出力されたオーディオ信号SR、SLは、増幅部112を介して、それぞれ、スピーカSPFR、SPFLから車室内に出力される。
The
図16は、位相調節部110の構成を示すブロック図である。図16に示されるように、位相調節部110は、FFT(Fast Fourier Transform)部110A、複素乗算部110B及びIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部110Cを有する。
FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of
FFT部110Aは、制御部100より入力されるオーディオ信号SR、SLに対してオーバラップ処理及び窓関数による重み付けを行った後、STFT(Short-Term Fourier Transform)により時間領域から周波数領域への変換を行い、振幅と位相からなる周波数スペクトル信号を複素乗算部110Bに出力する。なお、オーバラップ処理及び窓関数は、ユーザ操作によって定位位置を変更した際(例えば運転席から助手席に変更した際)に位相調節量を徐々に変化させて異音を低減させるためのものである。
The
本実施形態では、FFT部110Aは、サンプリング周波数が44.1kHzである。また、FFT部110Aは、フーリエ変換長が8,192サンプルであり、オーバラップ長が6,144サンプルであり、窓関数がハニング窓である。FFT部110Aは、2,048サンプルずつ時間シフトしながらSTFTを行うことにより、0Hzからナイキスト周波数の22.05kHzまでの周波数領域を5.38Hz刻みで分割した、計4,097ポイントの周波数スペクトル信号を取得する。
In this embodiment, the
複素乗算部110Bには、制御部100より入力された第二の位相調節用データが設定される。複素乗算部110Bは、第二の位相調節用データをもとに、各スピーカチャンネルについて、FFT部110Aより入力される周波数スペクトル信号に対して複素乗算を行い、各チャンネルのスピーカに出力されるオーディオ信号の位相を周波数スペクトル毎に調節する。
The second phase adjustment data input from the
IFFT部110Cは、複素乗算部110B2より入力される位相調節後の周波数スペクトル信号をISTFTにより周波数領域から時間領域の信号に変換し、変換された信号について窓関数による重み付け及びオーバラップ加算を行って、増幅部112に出力する。
The
図17~図20を用いて、各スピーカチャンネルについて位相調節した場合の具体例を示す。この例では、オーディオ信号がモノラルのインパルス信号であり、周波数領域が1kHzであるものとする。750Hz以下の低域では両耳間位相差が定位に影響を及ぼし、750Hz~1.5kHzの低中域では両耳間位相差と両耳間レベル差が定位に影響を及ぼし、1.5kHz以上の中高域では両耳間レベル差が定位に影響を及ぼすことが知られている(例えば特開2004-325284号公報参照)。そのため、ここでは、位相調節を行う対象の周波数領域を1kHzとしている。なお、1kHz以下の波長は比較的長いため、両耳間位相差が比較的小さくなる。そのため、ここでは、リスナの左右の耳に到達する音を同じとみなしており、座席毎の測定ポイント(マイクロフォンMICが設置される聴取位置)を1ポイントとしている。 17 to 20 show specific examples of phase adjustment for each speaker channel. In this example, it is assumed that the audio signal is a monaural impulse signal with a frequency domain of 1 kHz. Interaural phase difference affects localization in the low frequency range below 750 Hz, interaural phase difference and interaural level difference affect localization in the low and mid frequency range of 750 Hz to 1.5 kHz, and above 1.5 kHz. It is known that the interaural level difference affects localization in the mid-to-high range (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-325284). Therefore, the frequency range to be phase-adjusted is set to 1 kHz here. Since wavelengths of 1 kHz or less are relatively long, the interaural phase difference is relatively small. Therefore, here, the sounds reaching the left and right ears of the listener are assumed to be the same, and the measurement point for each seat (listening position where the microphone MIC is installed) is one point.
図17(a)及び図17(b)は、運転席に設置されたマイクロフォンMICで収音されるオーディオ信号の時間特性を示す図である。具体的には、図17(a)は、本実施形態に係る位相調節処理が施されていないオーディオ信号を各スピーカSPFR、SPFLから同時に出力したときに(以下「制御なし例」と記す。)、運転席に設置されたマイクロフォンMICで収音されるオーディオ信号の時間特性を示す図である。図17(b)は、本実施形態に係る位相調節処理が施されたオーディオ信号を各スピーカSPFR、SPFLから同時に出力したときに(以下「位相調節例」と記す。)、運転席に設置されたマイクロフォンMICで収音されるオーディオ信号の時間特性を示す図である。図17(a)、図17(b)の各図中、縦軸は振幅を示し、横軸は時間(単位:sec)を示す。 17(a) and 17(b) are diagrams showing time characteristics of audio signals picked up by a microphone MIC installed in the driver's seat. Specifically, FIG. 17(a) shows a case where audio signals not subjected to the phase adjustment processing according to the present embodiment are simultaneously output from the speakers SP FR and SP FL (hereinafter referred to as “example without control”). ), and is a diagram showing time characteristics of an audio signal picked up by a microphone MIC installed in the driver's seat. FIG. 17(b) shows when the audio signals subjected to the phase adjustment processing according to the present embodiment are simultaneously output from the speakers SP FR and SP FL (hereinafter referred to as "phase adjustment example"), the FIG. 4 is a diagram showing time characteristics of an audio signal picked up by an installed microphone MIC; 17(a) and 17(b), the vertical axis indicates amplitude and the horizontal axis indicates time (unit: sec).
図18(a)及び図18(b)は、助手席に設置されたマイクロフォンMICで収音されるオーディオ信号の時間特性を示す図である。具体的には、図18(a)は、制御なし例において、助手席に設置されたマイクロフォンMICで収音されるオーディオ信号の時間特性を示す図である。図18(b)は、位相調節例において、助手席に設置されたマイクロフォンMICで収音されるオーディオ信号の時間特性を示す図である。図18(a)、図18(b)の各図中、縦軸は振幅を示し、横軸は時間(単位:sec)を示す。 FIGS. 18(a) and 18(b) are diagrams showing time characteristics of audio signals picked up by a microphone MIC installed on the passenger's seat. Specifically, FIG. 18(a) is a diagram showing the time characteristics of an audio signal picked up by the microphone MIC installed on the front passenger's seat in an example without control. FIG. 18(b) is a diagram showing time characteristics of an audio signal picked up by a microphone MIC installed on the front passenger seat in an example of phase adjustment. 18A and 18B, the vertical axis indicates amplitude and the horizontal axis indicates time (unit: sec).
図17(a)と図17(b)とを比べると、本実施形態に係る位相調節処理をオーディオ信号に施すことにより、本実施形態に係る位相調節処理をオーディオ信号に施さない場合よりも振幅が大きくなっていることが判る。また、図18(a)と図18(b)とを比べると、本実施形態に係る位相調節処理をオーディオ信号に施すことにより、助手席においても、本実施形態に係る位相調節処理をオーディオ信号に施さない場合より振幅が大きくなっていることが判る。これは、本実施形態に係る位相調節処理をオーディオ信号に施すことにより、各聴取位置(運転席、助手席)において、スピーカSPFRとスピーカSPFL間の音の干渉による弱めあいが低減したためである。 Comparing FIG. 17A and FIG. 17B, it can be seen that the phase adjustment processing according to the present embodiment is applied to the audio signal, resulting in a higher amplitude than the case where the audio signal is not subjected to the phase adjustment processing according to the present embodiment. becomes larger. 18A and 18B, by applying the phase adjustment processing according to the present embodiment to the audio signal, the phase adjustment processing according to the present embodiment can be applied to the audio signal even in the front passenger seat. It can be seen that the amplitude is larger than that in the case where no heat treatment is applied. This is because by subjecting the audio signal to the phase adjustment process according to the present embodiment, at each listening position (driver's seat, front passenger's seat), weakening due to sound interference between the speaker SP FR and the speaker SP FL is reduced. be.
図19は、運転席に設置されたマイクロフォンMICで収音される、制御なし例のオーディオ信号の周波数特性(細実線)と位相調節例のオーディオ信号の周波数特性(太実線)を示す図である。図20は、助手席に設置されたマイクロフォンMICで収音される、制御なし例のオーディオ信号の周波数特性(細実線)と位相調節例のオーディオ信号の周波数特性(太実線)を示す図である。図19及び図20中、縦軸はレベル(単位:dB)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。 FIG. 19 is a diagram showing the frequency characteristics (thin solid line) of an audio signal with no control and the frequency characteristics (thick solid line) of an audio signal with an example of phase adjustment, picked up by a microphone MIC installed in the driver's seat. . FIG. 20 is a diagram showing the frequency characteristics (thin solid line) of an audio signal with no control and the frequency characteristics (thick solid line) of an audio signal with phase adjustment, picked up by a microphone MIC installed in the front passenger seat. . 19 and 20, the vertical axis indicates level (unit: dB) and the horizontal axis indicates frequency (unit: Hz).
図19及び図20に示されるように、本実施形態に係る位相調節例では、制御なし例と比べてほぼ全域に亘りレベルが大きくなっており、運転席、助手席の何れの聴取位置においても、スピーカSPFRとスピーカSPFL間の音の干渉による弱めあいが制御なし例と比べて低減されることが判る。また、周波数領域においてディップの発生がほぼ抑えられている。そのため、本実施形態に係る位相調節例では、制御なし例と比べて、運転席、助手席の何れの聴取位置においても、音像定位の偏りが改善されるとともに、スピーカSPFRとスピーカSPFL間の音の干渉による音質劣化や音圧低下が抑えられることが判る。 As shown in FIGS. 19 and 20, in the example of phase adjustment according to the present embodiment, the level is large over almost the entire range compared to the example without control, and at both listening positions of the driver's seat and passenger seat , weakening due to sound interference between the speaker SP FR and the speaker SP FL is reduced compared to the case without control. Also, the occurrence of dips in the frequency domain is substantially suppressed. Therefore, in the example of phase adjustment according to the present embodiment, as compared with the example without control, the bias in sound image localization is improved at both the listening positions of the driver's seat and the front passenger seat, and the difference between the speaker SP FR and the speaker SP FL is improved. It can be seen that the sound quality deterioration and the sound pressure drop due to the sound interference of the
なお、音声や音楽の周波数成分は低中域に集中する。そのため、音声や音楽のオーディオ信号(ここで例示した1Hz以下の低中域のモノラル信号)を対象とする場合、低中域を位相調節するだけでも音像の定位を十分に改善し、かつディップの発生による音質の劣化や音圧の低下を抑えることが可能となる。 Note that the frequency components of voice and music are concentrated in the low-mid range. Therefore, when targeting audio signals such as voice and music (monaural signals in the low-mid range of 1 Hz or less as shown here), the localization of the sound image can be sufficiently improved by simply adjusting the phase of the low-mid range, and the dip can be reduced. It is possible to suppress the deterioration of sound quality and the decrease in sound pressure due to the occurrence of noise.
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例等又は自明な実施例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。 The foregoing is a description of exemplary embodiments of the present invention. Embodiments of the present invention are not limited to those described above, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the embodiment of the present application also includes the content of appropriately combining the examples and the like explicitly specified in the specification or the obvious examples and the like.
ステップS23において位相シフト部116Fが決定する周波数スペクトル毎の位相調節量は上記の実施形態のものに限らない。位相シフト部116Fは、例えば、次式に従い、周波数スペクトル毎の位相調節量を決定してもよい。
The phase adjustment amount for each frequency spectrum determined by the
|Phc|≦90°のとき
Phs=Phc+90°
|Phc|>90°のとき
Phs=Phc-90°
Phs=Phc+90° when |Phc|≦90°
Phs = Phc - 90° when |Phc| > 90°
位相シフト部116Fが上記式に従って周波数スペクトル毎の位相調節量を決定した場合に、運転席に設置されたマイクロフォンMICで収音される、制御なし例のオーディオ信号の周波数特性(細実線)と位相調節例のオーディオ信号の周波数特性(太実線)を図21に示す。また、この場合に、助手席に設置されたマイクロフォンMICで収音される、制御なし例のオーディオ信号の周波数特性(細実線)と位相調節例のオーディオ信号の周波数特性(太実線)を図22に示す。図21及び図22中、縦軸はレベル(単位:dB)を示し、横軸は周波数(単位:Hz)を示す。
Frequency characteristic (thin solid line) and phase of an audio signal without control picked up by the microphone MIC installed in the driver's seat when the
図21及び図22に示されるように、この場合も、位相調節例では、制御なし例と比べてほぼ全域に亘りレベルが大きくなっており、運転席、助手席の何れの聴取位置においても、スピーカSPFRとスピーカSPFL間の音の干渉による弱めあいが制御なし例と比べて低減されることが判る。また、周波数領域においてディップの発生がほぼ抑えられている。そのため、この場合も、位相調節例では、制御なし例と比べて、運転席、助手席の何れの聴取位置においても、音像定位の偏りが改善されるとともに、スピーカSPFRとスピーカSPFL間の音の干渉による音質劣化や音圧低下が抑えられることが判る。 As shown in FIGS. 21 and 22, in this case as well, in the example of phase adjustment, the level is greater over almost the entire range than in the case of no control, and at both the listening positions of the driver's seat and the front passenger's seat, It can be seen that weakening due to sound interference between the speaker SP FR and the speaker SP FL is reduced compared to the case without control. Also, the occurrence of dips in the frequency domain is substantially suppressed. Therefore, in this case as well, in the example of phase adjustment, compared to the example without control, the bias in sound image localization is improved at both the listening positions of the driver's seat and the front passenger's seat . It can be seen that deterioration in sound quality and reduction in sound pressure due to sound interference can be suppressed.
上記の実施形態において、位相制御部116Eは、ステップS22において、スピーカSPFRからの音の位相とスピーカSPFLからの音の位相とが聴取位置で逆相となるときの、周波数スペクトル信号の周波数スペクトル毎の位相調節量を第一の位相調節用データとして求めているが、別の一実施形態では、スピーカSPFRからの音の位相とスピーカSPFLからの音の位相とが聴取位置で同相となるときの、周波数スペクトル信号の周波数スペクトル毎の位相調節量を第一の位相調節用データとして求めてもよい。
In the above embodiment, in step S22, the
上記の実施形態では、音響装置10は位相調節用データ生成機能(位相制御装置)を搭載しているが、位相調節用データ生成機能を搭載しない音響装置も本発明の範疇である。この音響装置は、例えば製造工場等で生成された各スピーカ用の第二の位相調節用データを予め保持しており、第二の位相調節用データを用いて、音源から入力されて各スピーカに出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節することにより、複数の聴取位置における、複数のスピーカ間の音の干渉による弱めあいを、各周波数スペクトルで低減させる構成となっている。
In the above embodiment, the
別の一実施形態では、位相調節部110は、周波数スペクトル毎の位相調節量をフーリエ変換してFIRフィルタ係数を生成し、FIRフィルタを用いた時間領域での処理によって、位相制御の対象となるスピーカに出力されるオーディオ信号に対して周波数スペクトル毎の位相調節を行ってもよい。また、位相調節部110は、周波数スペクトル毎の位相調節量をもとに周波数帯毎の分割処理を行い、二次のIIR(Infinite Impulse Response)フィルタ等を用いたオールパスフィルタにより、位相制御の対象となるスピーカに出力されるオーディオ信号に対して位相調節を行ってもよい。
In another embodiment, the
上記の実施形態では、運転席でのインパルス応答を測定した場合の処理を説明したが、これと同様の処理が座席毎に行われてもよい。この場合、制御部100は、各座席でインパルス応答を測定した場合に生成される各スピーカの第二の位相調節用データをプリセットデータとして保持してもよい。リスナは、操作部104を操作してプリセットデータを選択することにより、音像定位の偏りの改善等をなすための第二の位相調節用データを任意に切り変えることができる。
In the above embodiment, the processing when the impulse response is measured at the driver's seat has been described, but the same processing may be performed for each seat. In this case, the
上記の実施形態では、フロントスピーカを対象とした場合の処理を説明したが、車両に別のスピーカ(例えばリアスピーカ)が設置されている場合、これと同様の処理がリアスピーカ側で行われてもよい。 In the above embodiment, the processing for the front speakers has been described, but if another speaker (for example, a rear speaker) is installed in the vehicle, the same processing is performed on the rear speaker side. good too.
1 音響システム
10 音響装置
100 制御部
102 表示部
104 操作部
106 測定用信号発生部
108 記録媒体再生部
110 位相調節部
110A FFT部
110B 複素乗算部
110C IFFT部
112 増幅部
114 信号収録部
116 計算部
116A、116B 測定部
116C、116D フーリエ変換部
116E 位相制御部
116F 位相シフト部
116G スムージング処理部
116H 位相反転部
1
Claims (16)
前記測定された各前記スピーカからの前記音の信号のインパルス応答をフーリエ変換することによって前記インパルス応答の周波数スペクトル信号を前記スピーカ毎に得るフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部によって得られた各前記周波数スペクトル信号に対し、所定の位相制御を行い、前記所定の位相制御が行われない他の前記周波数スペクトル信号と合成することによって第一の振幅特性を得るとともに、前記位相制御を行わずに前記他の周波数スペクトル信号と合成することによって第二の振幅特性を得る振幅特性算出部と、
前記各スピーカについて得られた前記第一の振幅特性と前記第二の振幅特性に基づいて前記複数のスピーカの中から所定の条件を満たすスピーカを検出する検出部と、
前記検出されたスピーカに出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節するための第一の位相調節用データに基づいて、前記所定の聴取位置を含む複数の聴取位置において、前記複数のスピーカ間の前記音の干渉による弱めあいが各周波数スペクトルで低減するように、前記複数のスピーカの各々に出力される音の信号の位相を前記周波数スペクトル毎に調節するための第二の位相調節用データを生成する生成部と、
を備える、
位相制御装置。 a measurement unit that measures the impulse response of each sound signal output from each of the plurality of speakers and picked up at a predetermined listening position at non-interfering timing;
a Fourier transform unit for obtaining a frequency spectrum signal of the impulse response for each speaker by Fourier transforming the measured impulse response of the sound signal from each speaker;
Predetermined phase control is performed on each of the frequency spectrum signals obtained by the Fourier transform section, and a first amplitude characteristic is obtained by synthesizing with other frequency spectrum signals not subjected to the predetermined phase control. an amplitude characteristic calculator that obtains a second amplitude characteristic by synthesizing with the other frequency spectrum signal without performing the phase control;
a detection unit that detects a speaker satisfying a predetermined condition from among the plurality of speakers based on the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic obtained for each speaker;
At a plurality of listening positions including the predetermined listening position, the plurality of a second phase adjustment for adjusting the phase of the sound signal output to each of the plurality of speakers for each frequency spectrum such that the destructive effect due to the sound interference between the speakers is reduced in each frequency spectrum; a generator that generates data for
comprising
Phase controller.
前記スピーカ毎に前記第一の振幅特性と前記第二の振幅特性とのレベル差を算出し、
前記各スピーカについて算出されたレベル差に応じた値を比較し、
前記比較の結果に基づいて前記所定の条件を満たすスピーカを検出する、
請求項1に記載の位相制御装置。 The detection unit is
calculating a level difference between the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic for each speaker;
comparing values corresponding to the level differences calculated for each speaker;
detecting a speaker that satisfies the predetermined condition based on the result of the comparison;
The phase control device according to claim 1.
前記レベル差を前記周波数スペクトル毎に算出し、
算出された周波数スペクトル毎のレベル差を累積し、
前記各スピーカについて得られた前記レベル差の累積値を比較し、
前記累積値が最も大きいスピーカを前記所定の条件を満たすスピーカとして検出する、
請求項2に記載の位相制御装置。 The detection unit is
calculating the level difference for each frequency spectrum;
accumulating the calculated level difference for each frequency spectrum,
Comparing the cumulative values of the level differences obtained for each of the speakers,
detecting the speaker with the largest cumulative value as the speaker that satisfies the predetermined condition;
3. The phase control device according to claim 2.
前記フーリエ変換部によって得られた前記周波数スペクトル信号毎に次の処理(1)~(5)を行う、
(1)処理対象の周波数スペクトル信号の位相を変え、前記位相を変える毎に、前記処理対象の周波数スペクトル信号と前記他の周波数スペクトル信号とを合成し、
(2)前記合成の結果に基づいて、前記スピーカからの前記音の信号の位相調節量を前記周波数スペクトル毎に求め、
(3)前記求めた周波数スペクトル毎の位相調節量と前記処理対象の周波数スペクトル信号とを複素乗算し、
(4)前記複素乗算された周波数スペクトル信号と前記他の周波数スペクトル信号とを合成することによって第一の振幅特性を得て、
(5)前記位相を変えることなく前記処理対象の周波数スペクトル信号と前記他の周波数スペクトル信号とを合成することによって第二の振幅特性を得る、
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の位相制御装置。 The amplitude characteristic calculator,
Perform the following processes (1) to (5) for each frequency spectrum signal obtained by the Fourier transform unit,
(1) changing the phase of the frequency spectrum signal to be processed, and synthesizing the frequency spectrum signal to be processed and the other frequency spectrum signal each time the phase is changed;
(2) obtaining a phase adjustment amount of the sound signal from the speaker for each frequency spectrum based on the result of the synthesis;
(3) complex-multiplying the obtained phase adjustment amount for each frequency spectrum and the frequency spectrum signal to be processed;
(4) obtaining a first amplitude characteristic by combining the complex-multiplied frequency spectrum signal and the other frequency spectrum signal;
(5) obtaining a second amplitude characteristic by synthesizing the frequency spectrum signal to be processed and the other frequency spectrum signal without changing the phase;
The phase control device according to any one of claims 1 to 3.
前記検出されたスピーカから出力される音の位相と他の前記スピーカから出力される音の位相とが前記聴取位置において前記各周波数スペクトルで同相又は逆相となるように、前記検出されたスピーカに出力される音の位相を前記周波数スペクトル毎に調節するためのデータである、
請求項1から請求項4の何れか一項に記載の位相制御装置。 The first data for phase adjustment is
to the detected speaker so that the phase of the sound output from the detected speaker and the phase of the sound output from the other speaker are in phase or opposite in phase in each of the frequency spectra at the listening position Data for adjusting the phase of the output sound for each frequency spectrum,
The phase control device according to any one of claims 1 to 4.
前記第一の位相調節用データをもとに、前記複数のスピーカの各々に出力される音の信号に与える位相調節量を前記周波数スペクトル毎に算出し、
算出された周波数スペクトル毎の位相調節量を前記第二の位相調節用データとして得る、
請求項5に記載の位相制御装置。 The generating unit
Based on the first phase adjustment data, a phase adjustment amount to be applied to a sound signal output to each of the plurality of speakers is calculated for each frequency spectrum,
obtaining the calculated phase adjustment amount for each frequency spectrum as the second phase adjustment data;
6. The phase control device according to claim 5.
前記複数のスピーカの各々に出力される音の信号に与える位相調節量の差が各前記周波数スペクトルで180度以内に収まるように、前記位相調節量を算出する、
請求項6に記載の位相制御装置。 The generating unit
calculating the phase adjustment amount so that the difference in the phase adjustment amount given to the sound signal output to each of the plurality of speakers is within 180 degrees in each of the frequency spectra;
7. The phase control device according to claim 6.
前記第二の位相調節用データを用いて、前記音源から入力されて前記複数のスピーカの各々に出力される音の信号の位相を前記周波数スペクトル毎に調節する調節部
を備える、
音響装置。 An acoustic device having the phase control device according to any one of claims 1 to 7 and outputting sound signals input from a sound source to the plurality of speakers,
An adjusting unit that adjusts the phase of the sound signal input from the sound source and output to each of the plurality of speakers for each frequency spectrum, using the second phase adjustment data,
sound device.
複数のスピーカの各々から出力されて所定の聴取位置で時間的に非干渉なタイミングで収音された各音の信号のインパルス応答を測定する測定ステップと、
前記測定された各前記スピーカからの前記音の信号のインパルス応答をフーリエ変換することによって前記インパルス応答の周波数スペクトル信号を前記スピーカ毎に得るフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップにて得られた各前記周波数スペクトル信号に対し、所定の位相制御を行い、前記所定の位相制御が行われない他の前記周波数スペクトル信号と合成することによって第一の振幅特性を得るとともに、前記位相制御を行わずに前記他の周波数スペクトル信号と合成することによって第二の振幅特性を得る振幅特性算出ステップと、
前記各スピーカについて得られた前記第一の振幅特性と前記第二の振幅特性に基づいて前記複数のスピーカの中から所定の条件を満たすスピーカを検出する検出ステップと、
前記検出されたスピーカに出力される音の信号の位相を周波数スペクトル毎に調節するための第一の位相調節用データに基づいて、前記所定の聴取位置を含む複数の聴取位置において、前記複数のスピーカ間の前記音の干渉による弱めあいが各周波数スペクトルで低減するように、前記複数のスピーカの各々に出力される音の信号の位相を前記周波数スペクトル毎に調節するための第二の位相調節用データを生成する生成ステップと、
を含む、
位相制御方法。 A computer implemented phase control method comprising:
a measurement step of measuring the impulse response of each sound signal output from each of a plurality of speakers and picked up at a predetermined listening position at non-interfering timing;
a Fourier transform step of obtaining a frequency spectrum signal of the impulse response for each speaker by Fourier transforming the measured impulse response of the sound signal from each speaker;
Predetermined phase control is performed on each of the frequency spectrum signals obtained in the Fourier transform step, and the first amplitude characteristic is obtained by synthesizing with the other frequency spectrum signals not subjected to the predetermined phase control. an amplitude characteristic calculating step of obtaining a second amplitude characteristic by synthesizing with the other frequency spectrum signal without performing the phase control;
a detection step of detecting a speaker satisfying a predetermined condition from among the plurality of speakers based on the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic obtained for each speaker;
At a plurality of listening positions including the predetermined listening position, the plurality of a second phase adjustment for adjusting the phase of the sound signal output to each of the plurality of speakers for each frequency spectrum such that the destructive effect due to the sound interference between the speakers is reduced in each frequency spectrum; a generation step that generates data for
including,
Phase control method.
前記スピーカ毎に前記第一の振幅特性と前記第二の振幅特性とのレベル差を算出し、
前記各スピーカについて算出されたレベル差に応じた値を比較し、
前記比較の結果に基づいて前記所定の条件を満たすスピーカを検出する、
請求項9に記載の位相制御方法。 In the detection step,
calculating a level difference between the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic for each speaker;
comparing values corresponding to the level differences calculated for each speaker;
detecting a speaker that satisfies the predetermined condition based on the result of the comparison;
The phase control method according to claim 9.
前記レベル差を前記周波数スペクトル毎に算出し、
算出された周波数スペクトル毎のレベル差を累積し、
前記各スピーカについて得られた前記レベル差の累積値を比較し、
前記累積値が最も大きいスピーカを前記所定の条件を満たすスピーカとして検出する、
請求項10に記載の位相制御方法。 In the detection step,
calculating the level difference for each frequency spectrum;
accumulating the calculated level difference for each frequency spectrum,
Comparing the cumulative values of the level differences obtained for each of the speakers,
detecting the speaker with the largest cumulative value as the speaker that satisfies the predetermined condition;
The phase control method according to claim 10.
前記フーリエ変換ステップにて得られた前記周波数スペクトル信号毎に次の処理(1)~(5)を行う、
(1)処理対象の周波数スペクトル信号の位相を変え、前記位相を変える毎に、前記処理対象の周波数スペクトル信号と前記他の周波数スペクトル信号とを合成し、
(2)前記合成の結果に基づいて、前記スピーカからの前記音の信号の位相調節量を前記周波数スペクトル毎に求め、
(3)前記求めた周波数スペクトル毎の位相調節量と前記処理対象の周波数スペクトル信号とを複素乗算し、
(4)前記複素乗算された周波数スペクトル信号と前記他の周波数スペクトル信号とを合成することによって第一の振幅特性を得て、
(5)前記位相を変えることなく前記処理対象の周波数スペクトル信号と前記他の周波数スペクトル信号とを合成することによって第二の振幅特性を得る、
請求項9から請求項11の何れか一項に記載の位相制御方法。 In the amplitude characteristic calculation step,
Perform the following processes (1) to (5) for each of the frequency spectrum signals obtained in the Fourier transform step,
(1) changing the phase of the frequency spectrum signal to be processed, and synthesizing the frequency spectrum signal to be processed and the other frequency spectrum signal each time the phase is changed;
(2) obtaining a phase adjustment amount of the sound signal from the speaker for each frequency spectrum based on the result of the synthesis;
(3) complex-multiplying the obtained phase adjustment amount for each frequency spectrum and the frequency spectrum signal to be processed;
(4) obtaining a first amplitude characteristic by combining the complex-multiplied frequency spectrum signal and the other frequency spectrum signal;
(5) obtaining a second amplitude characteristic by synthesizing the frequency spectrum signal to be processed and the other frequency spectrum signal without changing the phase;
The phase control method according to any one of claims 9 to 11.
前記検出されたスピーカから出力される音の位相と他の前記スピーカから出力される音の位相とが前記聴取位置において前記各周波数スペクトルで同相又は逆相となるように、前記検出されたスピーカに出力される音の位相を前記周波数スペクトル毎に調節するためのデータである、
請求項9から請求項12の何れか一項に記載の位相制御方法。 The first data for phase adjustment is
to the detected speaker so that the phase of the sound output from the detected speaker and the phase of the sound output from the other speaker are in phase or opposite in phase in each of the frequency spectra at the listening position Data for adjusting the phase of the output sound for each frequency spectrum,
The phase control method according to any one of claims 9 to 12.
前記第一の位相調節用データをもとに、前記複数のスピーカの各々に出力される音の信号に与える位相調節量を前記周波数スペクトル毎に算出し、
算出された周波数スペクトル毎の位相調節量を前記第二の位相調節用データとして得る、
請求項13に記載の位相制御方法。 In the generating step,
Based on the first phase adjustment data, a phase adjustment amount to be applied to a sound signal output to each of the plurality of speakers is calculated for each frequency spectrum,
obtaining the calculated phase adjustment amount for each frequency spectrum as the second phase adjustment data;
14. The phase control method according to claim 13.
前記複数のスピーカの各々に出力される音の信号に与える位相調節量の差が各前記周波数スペクトルで180度以内に収まるように、前記位相調節量を算出する、
請求項14に記載の位相制御方法。 In the generating step,
calculating the phase adjustment amount so that the difference in the phase adjustment amount given to the sound signal output to each of the plurality of speakers is within 180 degrees in each of the frequency spectra;
15. The phase control method according to claim 14.
を更に含む、
請求項9から請求項15の何れか一項に記載の位相制御方法。 When outputting a sound signal input from a sound source to the plurality of speakers, the sound signal input from the sound source and output to each of the plurality of speakers using the second phase adjustment data. for each of said frequency spectrums.
The phase control method according to any one of claims 9 to 15.
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