JPH0430382A - 車両用音響装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の音楽ソース群中の所望の音楽ソースを
自動的に選択する選択機能を備えた車両用音響装置に関
するものである。

（従来の技術） 最近の車両用音響装置では、例えば複数の音楽゛ノース
を備えた音楽ソース群としてのコンパクトティスフ用オ
ートチエン／ヤーとモニタテレビとを組み合わせて／ス
テムを構成し、オートチエン／セー側コンパクトディス
クの収納面に対応したメモリアドレスをモニタテレビ側
のデイスプレィＸ○によって指定することによって指定
された所望の曲をピ、クアノプして自動演奏する自動選
曲ノステムか採用されるようになってきている。

また、一方、再生されるオーティオ信号の信号彼邪の周
期性の有無に応して音質調整回路の回路定数を可変なら
しめることにより、例えば再生されるオーティオノース
の種類（音楽又は会話等）に応して自動的に音質調整を
行うようにした音質調整装置なとも提案されている（例
えば特開昭６１９３７１２号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） 上記前者の従来技術のように具体的に自ら知悉している
曲を直接選曲して演奏できることは極めて便利である。

しかし、一方上記のような自動選曲装置の使い方として
、ユーサーニーズの観点から見ると、具体的に何の曲と
いうほどの特定の要求はないが現在の雰囲気や心境なと
からして例えば口、り調のビートの利いた曲を聴きたい
とか、静かなりラノック曲を聴きたいというようなこと
がある。そのような場合、上記従来の自動選曲装置では
別途それらのソースグループを曲調毎に区分して予めア
ドレスして置くことが必要になる。

そこで、例えば上述した後者の従来技術のように再生信
号の波形の周期性をパラメータとして各ソース毎の曲調
（種類）を判定しようとすることが考えられるが、単な
る波形の周期性を判定したたけでは、音楽と会話程度の
識別ならともがく、曲調の判別を行うことはできない。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたもので、予め装備されている複数の音楽ソースより
なる音楽ソース群と、該音楽ソース群の各々の周波数特
性の所定時間毎の相関度を演算する相関度演算手段と、
音楽の曲調を選択指令する曲調選択指令手段と、上記相
関度演算手段によって演算された各音楽ソースの相関度
と曲調選択指令手段によって選択指令された曲調とを対
応付けて上記音楽ソース群の中から所望の音楽ソースを
選択する音楽ソース選択手段とを備えてなることを特徴
とするものである。

（作　用） 上記本発明の車両用音響装置の構成では、音楽ノース群
の中の各音楽ノースの周波数特性の所定時間毎の相関度
を演算するとともに該演算値を曲調選択指令手段で選択
指定された曲調に対応付けて所望の曲調の曲を選曲する
ようになっている。

上記相関度演算手段によって演算される相関度は、音楽
ソース出力信号の周波数スペクトルパターンの相関度を
意味しており、該相関度の大小によって音楽の種別を識
別できる。例えばクラ／ツクのように音の変化、つまり
周波数のスペクトルパターンの変化の小さい曲は、その
パターン変化（音の発生・消滅）が比較的長い時間で繰
り返されるので相関度は大きく、一方ロツクのように周
波数のスペクトル変化の激しい曲の場合にはそのパター
ン変化が短い時間で繰り返されるので相関度は逆に小さ
くなる。

つまり、所定時間毎の周波数特性（スペクトルパターン
）の相関度の大小によって音楽ソースのンヤンルを判定
できる訳である。

そして、これを曲調選択指令手段で選択された曲調と対
応させることにより、一致するものをピックアップする
ようにすると、結局所望の曲調の音楽ソースを選曲でき
ることになる。

（発明の効果） したかって、本発明の車両の音響装置によると、乗員の
希望通りの曲調の曲を正確に自動選曲できるようになる
。

（実施例） 第１図〜第１２図は、本発明の実施例にががる車両用音
響装置を示している。

まず第１図は、同実施例装置のシステム構成を小してい
る。第１図において、符号ｌは、例えばフンバクトディ
スク用オートチェンジャーなどの多数の音楽ソース８１
〜Ｓｎを備えた音楽ソース群である。

該音楽ソース群１の各音楽ンース８１〜Ｓｎの出力は、
ソース選択スイッチ２を切換えることにより任意に取り
出されるようになっている。

そして、該ソース選択スイッチ２を介して取り出された
ソース出力は動作選択スイッチ３を介して再生回路４Ａ
側又は選曲回路４Ｂ側の何れが一方側に選択的に入力・
される。

上記再生回路４Ａは、」二記ソース出力を増幅する通常
のオーティオアノブ５と該オーティオアノブ５て増幅さ
れた上記ソース出力によって駆動され、当該ソース出力
信号を再生するオーディオスピーカ６とから構成されて
いる。

また、選曲回路４Ｂは、上記ソース出力を高速でフーリ
エ変換することによって当該ソース出力信号（原信号）
の周波数スペクトルの解析を行う高速フーリエ変換器７
と、該高速フーリエ変換器７テ得た所定時間毎の周波数
スペクトルパターンヲ順次記憶するパターンメモリ８と
、該パターンメモリ８に記憶された所定時間毎の周波数
スペクトルパターンの相関度を演算する相関度演算手段
９ａと、該相関度演算手段９ａの演算動作に同期して上
記パターンメモリ８からの周波数スペクトルパターンを
順次加算して行く加算手段９ｂと、上記相関度演算手段
９ａの演算値に対応して上ｇ己周波数スペクトルパター
ンの加算値メモリする相関度メモリ１０と、該相関度メ
モリ１０のメモリ値のアドレスを指定して対応するメモ
リ値を読みたし、上述のソース選択スイッチ２及び動作
選択スイッチ３を切り替える選曲コントローラ１１と、
該選曲コントローラＩＩの作動状態を操作する選曲操作
手段１２とから構成されている。

上記選曲操作手段１２は、例えば希望する音楽ソースの
テンポ、音域等具体的な曲調要素を指定するスイッチ手
段を備えており、それらの操作条件によって指定された
曲調指令信号か上記選曲コントローラ１１に入力される
。選曲コントローラ１１は、ＣＰＵによって構成されて
おり、上記選曲操作手段１２から曲調指令信号が入力さ
れると、先ず上記動作選択スイッチ３を再生回路４Ａ側
から選曲回路４Ｂ側に切り替えて選曲回路４Ｂ側に上記
音楽ソース群ｌの音楽ソースＳ、〜Ｓｎの出力か入力さ
れるようになす。

そして、更に上記ソース選択スイッチ２を順次ソースＳ
１からＳｎまて所定時間毎に選択的に切り替えて行く。

これにより、上述のように所定時間毎に音楽ソースＳ、
〜Ｓｎの周波数スペクトルパターン、相関度か入力メモ
リされるようになる。

そして、上記選曲コノトローラ１１は、上記選曲操作手
段１２て指定された曲調に対応する相関度か得られた音
楽ソースの時に上記動作選択スイッチ３を選曲回路４Ａ
側に切り替えて改めて同音楽ソース（Ｓ、〜Ｓｎ）を再
生し、ドライバーか望んだ通りの曲調の曲を演奏する。

ところで、上記各音楽ソースＳ、〜Ｓｎの周波数スペク
トルパターンの相関度の演算は次のようにしてなされる
。

先ず上記高速フーリエ変換器１て周波数スペクトルを解
析したソース信号の信号レベル（音圧レベル）のパター
ン（周１数スペクトルパターン）■は、その周波数ｆの
関数であり、例えば次式（１）％式％ また、所定時間毎に上記解析を繰り返して得られる各周
波数スペクトルパターンの相関度Ｒは、ある時間ｔ＝１
（基準時間）におけるパターンｖ１（基準パターン）と
、次々に後続する任意の時間ｔ＝ｓにおけるパターンＶ
Ｓとの比較結果に依存するものであるので、（Ｖ　＋−
Ｖ　ｓ）の関数として更に次式（２％式％ そして、所定時間毎の信号周波数のスペクトルパターン
を比較する場合、基準パターンＶ１のある周波数ｒにお
けるレベルと、次パターンＶ、の周波数ｆ及びこの周波
数「から微少周波数±Δｒたけずれた周波数「±Δｒに
おけるレベルとを比較する。

尚、このとき、後で詳しく説明するように、上記△ｆに
逆比例した重み付は係数Ｐ（△ｆ）を掛ける。

そして、ある周波数ｆ１からｆｎまての範囲について積
分する。

次に、上記と同様の計算を、基準パターンＶと次々パタ
ーンＶ３及び更にそれに後続するパターン■４．・・・
・・、ＶＩｌｌとの間でも繰り返して行う。尚、このと
き、後で詳しく説明するように、上記Ｓに逆比例した重
み付は係数Ｑ　（ｓ）を掛ける。

以上の各ステップの演算内容は、次式（３）で表される
。

Ｖｓ（ｒ−△ｒ）ｌｄ（Δｒ）−ｄｒ　　　　・・・・
（３）そして、本実施例では、次式（４）により上記周
波数スペクトルパターンの÷目関度の演算を行った。

・（４） 尚、上記（４）式中のＫ Ｋ２は次式（５） それぞれ表される。

Ｋ、＝Ｐ（Δｆ）　・Ｑ　（ｓ）／［２Δｆｎ　・（ｆ
’ｎ　　Ｌ’）　・Ｒａｓ］・　・　・　・（５） Ｋ　！＝［Ｖ　、（ｒ）　　Ｖｓ（ｆ＋Δｆ）］／Ｖ　
ｍａｘ・　・　・　・（６） 上記第（５）のＲｏＳは、上記第（３）式で得られる相
関量を正規化するたぬの係数である。また、上記第（６
）式のｖ　１１ａｘは、スペクトルパターン■、乃至Ｖ
ｏ＋中の最大値で、このｖ　ｍａｘによりレベルの正規
化を行う。

以下、上記周波数スペクトルパターンの相関度の演算原
理について、更に具体的に説明する。

信号源である音楽ソースＳ、＝Ｓｎからは、例えば第２
図のグラフで示されるような信号波形の音響信号が出力
されている。この音響信号を所定時間（ΔＴ）毎に繰り
返して高速フーリエ変換することにより、例えば第３図
に示すような、所定時間（ΔＴ）毎の周波数スペクトル
パターンｖ　Ｉ＋　ｖ　、、　ｖ３、■４か得られる。

尚、上記所定時間ΔＴは、例えば、１回のフーリエ変換
のための測定に要する時間を基準にして定められている
。

次に、上記各スペクトルパターンＶ、、Ｖ２．Ｖ２Ｖ５
を、これらパターン中の最大値Ｖ　ｍａｘでレベルの正
規化を行うことにより例えば第４図に示すように正規化
されたパターンＡ　、、　Ａ　！、　Ａ　３＋　Ａ、が
得られる（例えば、Ａ　１−Ｖ　＋　／　Ｖ　ｍａＸ）
。

そして、まずこれらパターンＡ１〜Ａ４を、例えばパタ
ーンＡ、を基準パターンとして比較することにより、こ
の基準パターンＡ１と各パターンＡ。

Ａ３．Ａ３の相関度を演算する。すなわち、第６図に示
すように、まず基準パターンＡ１と次パターノＡ２とを
周波数ｆ、及びこの周波数ｆ１から微少周波数：Δｒた
けずれた周波数（ｆ、：Δｆ）におけるレベルについて
比較する。

このとき、例えば第５図に示すように、周波数「、から
の振れ量を表す微少周波数Δｒか大きくなるほど小さく
なるように設定された周ｌ皮数差の重み付は係数Ｐ（Δ
［）を掛ける。この重み付は係数Ｐ（Δｆ）は、Δｆ＝
ｏのときか最も大きく、Ｐ（Δｆ）−１となるように設
定されており、周波数ｆ１からの振れΔｆか大きくなる
ほど、この周波数ｆ、における相関□□□に及ぼす影響
か小さくなることが演算結果に反映されるようになって
いる。

また、このとき、例えば第７図に示すように、基準パタ
ーンＡ１（つまりスペクトルパターン■１）がフーリエ
変換された基準時（Ｔ、）から時間か経過するほど小さ
くなるように設定された時間差の重み付は係数Ｑ　（ｓ
）を掛ける。

そして、周波数差Δｆて積分することによって、周波数
ｆ１におけるパターンＡ、と基準パターンＡとの相関度
Ｒ＋ｔ（ｒ、）を演算する。すなわち、次式（７）を演
算する。

−ＩＡ、（ｒ、）−Ａ　、（ｒ、＋Δｆ）ｌｄ（Δｆ）
・　・　・　・（７） 次に、上記と同様の演算を周波数ｆ＝　ｆ、からｒ＝ｆ
ｎまでについて繰り返して行うことにより、パターンＡ
、とパターンＡ、との相関度Ｒ１，か得られる。

すなわち、次式（８）を演算する。

Ｒ１ｔ＝　（１／（ｆｎ　　ｆ　＋）ｌ　・ｆ”Ｒ＋ｔ
（４）ｄｆｆ＝（・ ・・・・（８） 次に、上記パターンＡ、とＡ１との相関度Ｒ、、の演算
と同様にして、パターンＡ３とＡ、との相関度Ｒ１３を
演算する（第８図及び第１０図参照）。すなわち、次式
（９）により周波数「＝　ｆ、における相関度Ｒ、、、
（ｒ、）を算出し、更に式（１０）によりパターンＡ３
と基準パターンＡ１との相関度Ｒ１３を演算する。

・ｌＡ、（ｒ、）−Ａ　＊（ｒ、−１−Δｌ’）ｌ　ｄ
（Δｆ）・　・　・　・（９） Ｒ，３＝　ＩＩ　／（ｆｎ　−ｆ　、）ｌ’　ｆ″′Ｒ
１３（ｆ）ｄｆ４＝ｉ また、同様にして、パターンＡ４とＡ、どの相関度Ｒ１
４を演算する。

以上のようにして得られた各相関度を正規化定数Ｒｏｓ
によって正規化した後、上記（４）式に基ついて、スペ
クトルパターンの相関度Ｒを演算する。

すなわち、次式（１１）を演算することによって最終的
な相関度Ｒか得られる。

Ｒ＝　１−　）（ＲＩｆ／Ｒ１１２）＋　（Ｒ１３／Ｒ
０３）士（Ｒ、、／Ｒｏ４）・・・ −１−１Σ（Ｒ、ｓ／Ｒｏｓ）　ｉ　　　　　・・（１
１）さらに、上記相関度の具体的な演算例を説明する。

今例えば第１１図のグラフは、ａ、　ｂ、　ｃ　３種類
の音響信号それぞれについて所定時間毎の周波数スペク
トルパターンＶ１〜■４を模式的に表示したものである
が、このグラフに示された各音響信号ａ、　ｂ、　ｃの
それぞれについて、周波数３６０Ｈｚから４４０Ｈｚの
範囲における相関度の演算を行い、各パターンｖ　、、
　ｖ　３＋　ｖ　、と基準パターンＶｌとの相関度Ｒ＋
　ｔｒ　Ｒ＋　３＋　Ｒ＋　４をそれぞれＲ，５（ｓ＝
２．３４）で正規化すると、第１２図に示すような演算
結果か得られた。そして、この演算結果に基づいて、各
音響信号ａ、　ｂ、　ｃについての相関□□□Ｒａ、　
Ｒｂ、　Ｒｃを求めると、Ｒａ＝０．８１．　Ｒｂ＝０
．５０、Ｒｃ＝０．４３であった。すなわち、第１１図
及び第１２図において、実線で示された音響信号ａの場
合は、音の変化か最も少なく従って相関度Ｒａが最も大
きい。また、−点鎖線で示された音響信号すの場合は、
最も良く変化しており従って相関度Ｒｃか最も大きくな
る。そして、破線で示された音響信号すの場合は、音の
変化の程度ははとはとてあり、その相関度ＲＣも上記両
信号ａ、ｃの中間程度の値となっていることが分かる。

以上に説明したように、本実施例によれば、相関度演算
手段９　ａ、　９　ｂを設けたので、高速フーリエ変換
器６で得られた音響信号の所定時間毎の周波数スペクト
ルパターンの相関度を演算することができ、この相関度
の大小により、音楽のジャンルなど音響ソースの種類を
判別することかできる。

そして、該演算結果ｖ１〜ｖ４を加算複合化した状態で
相関度メモリ１０にメモリして置き、選曲操作手段１２
側で指定された曲調の相関度と対比して一致するものを
ピックアップして所望の音楽ソースを特定することにな
る。

したがって、本実施例の場合、単に波形の周期性を見る
ものと違って相当に精度の高い音楽ソース間の自動識別
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る車両用音響装置の全体
構成を概略的に示すブロック構成図、第２図は、信号源
からの音響信号の信号波形の一例を示すグラフ、第３図
は、音響信号の所定時間毎の周波数スペクトルパターン
を示すグラフ、第４図は、上記周波数スペクトルパター
ンを正規化したパターンを示すグラフ、第５図は、周波
数差の重み付は係数の変化特性の一例を示すグラフ、第
６図は、基準パターンＡ、と次パターンＡ、との周波数
ｆ、における相関度の演算を示すグラフ、第７図は、時
間差の重み係数の変化特性の一例を示すグラフ、第８図
は、基準パターンＡ、と次々パターンＡ、との周波数ｆ
、における相関度の演算を説明するためのグラフ、第９
図及び第１０図は、上記パターンＡ１とＡ、及びパター
ンＡ、とＡ、の周波数ｆ、からｆｎにわたる相関度の演
算をそれぞれ説明するためのグラフ、第１１図は、相関
度の演算例を説明するために周波数スペクトルパターン
の一例を模式的に示したグラフ、第１２図は、上記演算
例における時間毎の相関度を示すグラフである。 １　・・・・・音楽ソース群 ２　・・・・・ソース選択スイッチ ３　　・ ４　Ａ　・ ４　Ｂ　・ ６　　　・ ８　　　・ ９へ、９［３ １０・ 　　−３ｎ ・・動作選択スイッチ ・・再生回路 ・・選曲回路 ・・オーディオアンフ ・・オーティオスピーカ ・・高速フーリエ変換器 ・　・パターンメモτ） ・・相関度演算手段 ・・相関度メモリ ・・選曲コントローラ ・・選ｌ旧Ｍ作−ｆ段 ・・音楽ノース ■１ 第７図 第８図 Ａ（ｆ） ｆ。 周波数ｆ ｎ 周波数〔 第１０図 周波数［＋Ｈｚｌ １、’ｌ　ｅＬ教ｆ（Ｈｚ＋ 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、予め装備されている複数の音楽ソースよりなる音楽
   ソース群と、該音楽ソース群の各々の周波数特性の所定
   時間毎の相関度を演算する相関度演算手段と、音楽の曲
   調を選択指令する曲調選択指令手段と、上記相関度演算
   手段によって演算された各音楽ソースの相関度と曲調選
   択指令手段によって選択指令された曲調とを対応付けて
   上記音楽ソース群の中から所望の音楽ソースを選択する
   音楽ソース選択手段とを備えてなる車両用音響装置。