JPH05110362A - 車載音響装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車室内の騒音量に応じて音楽信号のダイナミ
ックレンジを自動調節する車載音響装置にてリスナの音
量調整に関わりなく聴感上適正なダイナミックレンジ制
御を行う。 【構成】 騒音検出手段と、ダイナミックレンジ制御手
段と、制御装置に加え、この制御装置により動作制御さ
れる音量調整器もしくは音量調整器出力の信号レベル検
出器を備える。上記制御装置は騒音のピックアップ手段
から車室内騒音量を検出するとともに、その時点での音
量調整設定値もしくは音量調整器出力の信号レベルを検
出してこの騒音量に加味してダイナミックレンジ圧縮量
を算出するため、リスナによる音量の変更に対応してダ
イナミックレンジ制御量を変更することが可能となり常
に最適なダイナミックレンジ制御を行い得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車室内の騒音量に応じて
音楽信号のダイナミックレンジを自動調節する機能を備
える車載音響装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車載音響装置では、自動車が停止時と走
行時では車室内の騒音レベルが異なるため、停止時に十
分な音量に装置を調整しておいても、走行を始めると騒
音レベルが増加し再生音の微弱部分がマスクされ音量不
足に感ずることはよく経験されるところである。これに
対し従来から自動車の走行速度あるいは車室内騒音量に
応じて自動的に音量を調節する装置が数多く提案されて
いる。

【０００３】図８は例えばＷ．Ｊ．Ｗ．Ｋｉｔｚｅｎ等
による論文“Ｎｏｉｓｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｓｏｕ
ｎｄ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ａ Ｃａｒ：
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｄｉｇｉｔａｌ
Ａｕｄｉｏ ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ”
（Ｊ．Ａｕｄｉｏ Ｅｎｇ． Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．３
６，Ｎｏ．１／２，１９８８）に記載された従来の車載
音響装置の構成図であり、図において、１は騒音検出手
段、１１は騒音検出用ピックアップ、１２は騒音検出
器、３はオーディオ入力端子、４はオーディオ出力端
子、５はＶＣＡ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅ
ｄ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）である。

【０００４】この車載音響装置は、振動センサのような
騒音検出用のピックアップ１１を備え、これに接続され
る騒音検出器１２により、車室内のノイズレベルを検
出、ＶＣＡ５を制御し、オーディオ入力端子３からの信
号に対する増幅特性を車室内の騒音レベルに応じて変化
させるもので、車室内の騒音レベルが大きくなるに従い
再生音量が増すよう自動調節して停止時・走行時の別な
く適当な音量を与えるというものである。また前記文献
では単なる音量調整ではなく、音楽信号のダイナミック
レンジを圧縮してより効果的に騒音の影響を排除し音楽
再生を行う方法について記されている。

【０００５】図９はダイナミックレンジの圧縮特性を示
す図である。この特性ではオーディオ入力レベルにに応
じて増幅度を変化させレベルの小さい信号ほど大きく増
幅するもので、最大レベル（０ｄＢ）信号については増
幅度は１となる。このため騒音にマスクされ易い弱音部
は大きくなるが、強音部の音量増加は小さく、平均音量
を著しく増加させることなく弱音部をはっきりと聞き取
れるようにするという顕著な効果がある。この特性を実
現するための手法も前記文献に開示されており、適当な
機能性能を備えるデジタル信号処理プロセッサ（以下、
ＤＳＰという）を使用することで実現可能である。ま
た、この例では図９のとおり、車室内騒音量に応じてダ
イナミックレンジ圧縮量を変えることで、過不足なく弱
音部音量を上げると共に、平均音量を聴感上適当に保つ
という効果を併せもっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の車載音響装置
は、以上のように単に検出した騒音量に応じて装置のダ
イナミックレンジ圧縮量および平均音量を変更するとい
うものであり、リスナによる音量調整については特に考
慮されていない。つまり従来の車載音響装置はあらかじ
め再生音量を想定し、この条件で最適に調整を行うもの
であったと言える。

【０００７】ところが実際の聴取音量には個人差があ
り、また状況により再生音量に制約を受ける場合もあ
る。このため実際の音響装置では、音量調整器を設けリ
スナの音量調整を可能とする必要がある。

【０００８】図１０は音量調整器をダイナミックレンジ
制御手段（ＤＳＰ）の後に設けた場合のこの種装置の動
作を説明するもので、オーディオ信号源から車室内での
再生に至るまでのレベルダイアグラムである。図におい
て、縦軸は音楽信号のレベルもしくは再生音量を表す、
横軸は音響装置の部位でありＡはダイナミックレンジ制
御手段の入力を、Ｂはダイナミックレンジ制御手段の出
力を、Ｃは音量調整器の出力を、Ｄはスピーカからの再
生出力をそれぞれ示している。なお、図中折れ線で示し
たレベル変化特性で上側のものは音源での信号レベルが
最大の場合、下側のものは信号レベルがこれに対し−６
０ｄＢの場合のものである。またＨ、Ｍ、Ｌはそれぞれ
音量調整が大、中、小に設定される場合を示す。また、
再生音量目盛り上のｍは騒音によるマスキングレベルを
表している。

【０００９】図１０ではこの車載音響装置が実線で示す
音量調整Ｍの場合に最適となるよう設計されることを想
定している。つまり音量Ｍにおいてはダイナミックレン
ジ制御手段５にて微弱信号（騒音にマスクされることな
く再生されるべき最小レベル：ここでは説明の便宜上信
号源でのレベル−６０ｄＢとする）が約２０ｄＢ増加す
るようダイナミックレンジが圧縮され、再生音量として
丁度騒音のマスクキングを受けないような設定となって
いる。この状態ではダイナミックレンジが不必要に圧縮
されることもなく、ダイナミックレンジ制御が良好に行
われることがわかる。

【００１０】ところがこれに音量調整を加えると、まず
一点鎖線で示す音量Ｌにおいては、微弱信号部で騒音の
マスキングにより聞き取ることのできない部分が生ず
る。また、音量Ｈにおいては最も微弱な信号も騒音によ
るマスキングレベルよりもかなり大きなレベルとなって
おり、不必要にダイナミックレンジが圧縮されるという
不都合が生じてくる。

【００１１】このように、従来の車載音響装置において
音量調整器をダイナミックレンジ制御手段（ＤＳＰ）の
後に設ける場合、音量調整が想定より低く設定されると
ダイナミックレンジ圧縮の効果不足となり、逆に音量調
整が想定より高く設定されるとダイナミックレンジ圧縮
が効き過ぎとなる問題点がある。

【００１２】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、リスナの音量調整に関わりなく聴
感上適正なダイナミックレンジ制御を行う車載音響装置
を得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車載音響装
置は、騒音検出手段と、ダイナミックレンジ制御手段
と、制御装置に加え、この制御装置により動作制御され
る音量調整器もしくは音量調整器出力の信号レベル検出
器を備えるものである。

【００１４】

【作用】本発明における制御装置は、騒音のピックアッ
プ手段から車室内騒音量を検出するとともに、その時点
での音量調整設定値もしくは音量調整器出力の信号レベ
ルを検出してこの騒音量に加味してダイナミックレンジ
圧縮量を算出するものであり、リスナによる音量の変更
に対応してダイナミックレンジ制御量を変更し得るた
め、常に最適のダイナミックレンジ制御を行い得るとい
うものである。

【００１５】

【実施例】実施例１．図１は本発明の一実施例を示すブ
ロック構成図であり、図において１は騒音検出手段、１
１は騒音検出用ピックアップ、１２は騒音検出器、３は
オーディオ入力端子、４はオーディオ出力端子、５はダ
イナミックレンジ制御手段、６は音量調整器、７は制御
装置、８はキースイッチ、９は表示器である。

【００１６】以上のように構成された車載音響装置にお
いて、制御装置７は例えばマイクロコンピュータであり
従来と同じく、騒音検出手段１から車室内の騒音量を検
出すること、ダイナミックレンジ制御手段５に制御量を
与えることを行う。また、制御装置７はキースイッチ８
へのリスナの操作を受けて音量調整器６に対し音量設定
を行うが、この動作については本装置と類似の装置にお
いて普通に行われており特に説明の要はないであろう。
この動作により制御装置には、音量調整器６に対する音
量設定値が蓄えられる。こうして制御装置７には車室内
の騒音量情報と、音量設定情報の二つが存在するため、
これを組み合わせてダイナミックレンジ制御手段５に対
する最適制御量を求めることが可能となる。

【００１７】図３は本実施例の動作を説明するレベルダ
イアグラムであり、従来例の説明図である図１０に対応
するものである。この条件では、実線で示す音量Ｍにつ
いては従来同様ダイナミックレンジ制御手段５にて、約
２０ｄＢのダイナミックレンジ圧縮を行うことで微弱信
号が丁度マスクされないレベルとして再生される。

【００１８】図より音量Ｍに対して約１０ｄＢ低い音量
設定がなされる音量Ｌ（一点鎖線）においては、ダイナ
ミックレンジ圧縮量を１０ｄＢ増して約３０ｄＢとする
ことで、微弱信号（レベル−６０ｄＢ）が丁度マスキン
グレベルを越えるよう設定できること明かである。

【００１９】また、音量Ｍに対して約１０ｄＢ高い音量
設定がなされる音量Ｈ（破線）においては、ダイナミッ
クレンジ圧縮量を１０ｄＢ減らして約１０ｄＢとするこ
とで、微弱信号（レベル−６０ｄＢ）が丁度マスキング
レベルを越えるよう設定でき不必要なダイナミックレン
ジの減少を避ける得ること図示のとおりである。

【００２０】これを一般的には、ダイナミックレンジ制
御手段５において再生すべき音楽信号のダイナミックレ
ンジ（以上の例では６０ｄＢ）を再生環境条件から与え
られるダイナミックレンジ、即ち再生音量の最大値から
騒音によりマスキングが起こる音量値を差し引いたもの
と等しくなるよう圧縮することで最適なダイナミックレ
ンジ制御を行うことができると言い替えることができ
る。より具体的には、次式により以上述べた最適ダイナ
ミックレンジ圧縮量を求めることができる。 Ｃｍｐｒ＝Ｄｍ−Ｄｆ 〃 ＝Ｄｍ−（（Ｓｍａｘ−Ａｔｔ）−Ｍｓｋｇ） ここに、Ｃｍｐｒ：最適ダイナミックレンジ制御量 Ｄｍ ：再生すべき音楽信号のダイナミックレンジ Ｄｆ ：再生環境条件から与えられるダイナミックレ
ンジ Ｓｍａｘ：車載音響装置で再生される最大音量値 Ａｔｔ ：音量調整器での減衰量 Ｍｓｋｇ：騒音検出手段から得る騒音量情報に基づき推
定するマスキングレベル であり、単位はすべてｄＢである。制御装置７を例えば
マイクロコンピュータのようなものとすればＤｍ、Ｓｍ
ａｘ、ＡｔｔおよびＭｓｋｇの各値はその内部に持つこ
とのできる情報であり、その演算機能を使ってＣｍｐｒ
を計算することができる。

【００２１】図６は以上の一連の動作を示すフローチャ
ートであり、制御装置７は、操作キースイッチの読み取
り、これに対応する表示の切り替えや音量調整動作を行
う一方で、定期的にこの動作に入る、つまり開始処理２
００以下を実行する。この動作において制御装置７は、
先ず騒音検出手段の出力である騒音量Ｎを読み取る（処
理２０１）。次に処理２０２で読み取った騒音量Ｎから
これに対応するマスキングレベルＭｓｋｇを計算する。
次に処理２０３で減衰量で表した音量設定値Ａｔｔ（制
御装置７の内部情報）から再生される最大音量Ｓを計算
する。次に処理２０４で再生環境条件としてのダイナミ
ックレンジＤｆを計算する。次に処理２０５で先に求め
たＤｆおよび再生すべき元の音楽信号のダイナミックレ
ンジＤｍとから必要なダイナミックレンジ圧縮量Ｃｍｐ
ｒを計算する。最後に処理２０６で圧縮量Ｃｍｐｒに対
応のパラメータ（制御量）をダイナミックレンジ圧縮手
段５に与える。この後終了処理２０７で以上一連の動作
を終え次の処理に移る。

【００２２】実施例２．図２は本発明の他の実施例を示
すブロック構成図であり、図において、１は騒音検出手
段、３はオーディオ入力端子、４はオーディオ出力端
子、５はダイナミックレンジ制御手段、６は音量調整
器、７は制御装置、８はキースイッチ、９は表示器、１
０はオーディオレベル検出器である。

【００２３】以上のように構成された車載音響装置にお
いて、制御装置７は従来と同じく、騒音検出手段１から
車室内の騒音量を検出すること、ダイナミックレンジ制
御手段５に制御量を与えることを行う。また、制御装置
７はオーディオレベル検出器１０を通して音量調整器６
の出力に現れるオーディオ信号のレベルを検知し、この
再生音量に対応するオーディオレベル情報と、車室内の
騒音量情報との二つを組み合わせてダイナミックレンジ
制御手段５に対する制御量を決定する。

【００２４】この基本的な考え方は、オーディオレベル
検出器１０から検出推定する再生音量が、騒音検出手段
から検出推定するマスキングレベルを越える場合はダイ
ナミックレンジ圧縮量を小とし、再生音量がマスキング
レベル以下となる場合はダイナミックレンジ圧縮量を大
とするよう帰還をかけようというものである。このとき
再生音量がマスキングレベルを越えるか否かによるダイ
ナミックレンジ圧縮量の変化を極端に大きくすると帰還
による音量変化量に行き過ぎが生じ系が不安定となるた
めこの変化の仕方を適当に選ぶ必要がある。

【００２５】図４はその一例であり騒音によるマスキン
グレベルを一定（約５０ｄＢＡ）とした場合、再生音量
の変化に対しダイナミックレンジ制御手段５に与える圧
縮量の変化を示している。この特性自体は制御装置７の
動作としてあたえられるものであり、以下のように決定
することができる。即ち、 Ｃｍｐｒ＝（Ｄｍ−Ｄｆ）−Ｎ（Ｌｏｕｔ−Ｍｓｋｇ） ここに、Ｃｍｐｒ：最適ダイナミックレンジ制御量 Ｄｍ ：再生すべき音楽信号のダイナミックレンジ Ｄｆ ：再生環境条件から与えられるダイナミックレ
ンジ Ｍｓｋｇ：騒音検出手段から得る騒音量情報に基づき推
定するマスキングレベル Ｌｏｕｔ：再生音量 Ｎ ：係数 であり、単位はＮが無名数であるほかは、すべてｄＢお
よびｄＢＡである。実施例１．の場合と異なりこの場合
音量調整器の設定情報を使用しないためＤｆは平均的な
音量に対する推定値となる。

【００２６】図５は図４の実線の特性（Ｎ＝１）により
得られるレベルダイアグラムである。ここで、Ｄｍは実
施例１．と同じく６０ｄＢとし、Ｍｓｋｇは約５０ｄＢ
Ａ、Ｄｆは音量調整がＭの場合の値４０ｄＢを想定して
いる。この場合、実線で示す音量Ｍについては従来同様
ダイナミックレンジ制御手段５にて、約２０ｄＢのダイ
ナミックレンジ圧縮が行われ微弱信号が丁度マスクされ
ないレベルとして再生される。音量Ｌ（一点鎖線）にお
いては、ダイナミックレンジ圧縮量が結果的に約２５ｄ
Ｂとなため、微弱信号（レベル−６０ｄＢ）では若干マ
スキングを受けるものの従来から５ｄＢの改善がある。
また、音量Ｈ（破線）においても、ダイナミックレンジ
圧縮量が結果的に約１５ｄＢとなり、不必要なダイナミ
ックレンジの減少に対し従来からやはり５ｄＢの改善が
得られる。

【００２７】ここでは、再生音量に対するダイナミック
レンジ圧縮量の変化を図４の実線の特性としたが、この
特性の傾きをより急にする（Ｎの値を大とする：図中破
線で示すように）ことで従来からの改善度を増すことも
できる。また、以上の説明ではＭｓｋｇを一定としてき
たがこれは騒音量により変化するものであり図４に示し
た特性もこれにともない変化することとなるが、これは
前記の式を計算することに他ならず、制御装置７を例え
ばマイクロコンピュータのようなものとすればこの計算
は特に困難なものではない。

【００２８】図７は以上の一連の動作を示すフローチャ
ートであり、制御装置７は操作キースイッチの読み取
り、これに対応する表示の切り替えなどを行う一方で、
定期的にこの動作に入る、つまり開始処理３００以下を
実行する。この動作において、制御装置７は先ず騒音検
出手段の出力である騒音量Ｎを読み取る（処理３０
１）。次に処理３０２で読み取った騒音量Ｎからこれに
対応するマスキングレベルＭｓｋｇを計算する。次に処
理３０３でオーディオレベル検出器１０から音声信号レ
ベルＬａを読み取る。次に処理３０４で読み取ったＬａ
から再生音量Ｌｏｕｔを計算する。次に処理３０５で先
に求めたＭｓｋｇおよび平均的な音量設定状態での最大
再生音量Ｓｍとから再生環境条件としてのダイナミック
レンジＤｆを計算する。次に処理３０６で以上で求めた
Ｍｓｋｇ、Ｌｏｕｔ、Ｄｆおよび再生すべき元の音楽信
号のダイナミックレンジＤｍとから必要なダイナミック
レンジ圧縮量Ｃｍｐｒを計算する。最後に処理３０７で
圧縮量Ｃｍｐｒに対応のパラメータ（制御量）をダイナ
ミックレンジ圧縮手段５に与える。この後終了処理３０
８で以上一連の動作を終え次の処理に移る。

【００２９】本実施例の実施例１．に対する利点は音量
調整器６が、必ずしも制御装置７により制御される（電
子ボリュームのような）ものである必要がないというこ
とである。また騒音検出を行う際、オーディオレベルを
参照するような方式を採る場合にはそのオーディオレベ
ル検出器を共用可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、車室内
騒音に対応し且つ音量設定に左右されない最適なダイナ
ミックレンジ制御を行う車載音響装置が得られるという
効果がある。

【００３１】なお、以上の説明では音量調整器がダイナ
ミックレンジ制御手段の後に設けられるとしてきたが、
これをダイナミックレンジ制御手段の前に設けることも
可能であり、そうすることにより以上の説明で述べてき
たような制御装置における操作の必要性はかなり減少す
る、これは音量調整器で減衰された微弱信号がダイナミ
ックレンジ圧縮の効果によりより大きく増幅されるとい
う作用によるが、構成をこのようにするとダイナミック
レンジ制御手段に入る信号のレベル範囲は音量調整器で
の調整範囲分だけ広がることとなり、この拡大されたレ
ベル範囲に対してダイナミックレンジ制御手段の動作を
適正に保たねばならない（信号対雑音比を確保するな
ど）という実施上の困難を生ずる。従って、本発明は実
際上の解決法として非常に有効である。

【００３２】また、以上の説明において装置を車載音響
装置に限ってきたがこれは騒音により再生環境条件に制
約をうける、携帯型の音響装置についても同様に適用で
きることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による車載音響装置を示す構
成図である。

【図２】本発明の他の実施例による車載音響装置を示す
構成図である。

【図３】図１における動作説明図である。

【図４】図２における動作説明図である。

【図５】図４に示す実線の特性により得られるレベルダ
イアグラムである。

【図６】図１における動作説明図である。

【図７】図２における動作説明図である。

【図８】従来の車載音響装置の構成図である。

【図９】従来の車載音響装置のダイナミックレンジの圧
縮特性を示す図である。

【図１０】従来の車載音響装置の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 騒音検出手段 ２ マイクロホン ３ オーディオ入力端子 ４ オーディオ出力端子 ５ ダイナミックレンジ制御手段 ６ 音量調整器 ７ 制御装置 ８ キースイッチ ９ 表示器 １０ オーディオレベル検出器 １１ 騒音検出用ピックアップ １２ 騒音検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御装置と、騒音検出手段と、音楽信号
   のダイナミックレンジ制御手段と、このダイナミックレ
   ンジ制御手段に接続され制御装置によりその動作を制御
   される音量調整器とを備えるとともに、制御装置が騒音
   検出手段から得る騒音量情報および音量調整器の動作状
   態情報に依存してダイナミックレンジ制御手段に与える
   制御量を決定するものであることを特徴とする車載音響
   装置。
2. 【請求項２】 制御装置と、騒音検出手段と、音楽信号
   のダイナミックレンジ制御手段と、このダイナミックレ
   ンジ制御手段に接続される音量調整器と、音楽信号レベ
   ル検出手段とを備えるとともに、制御装置が騒音検出手
   段から得る騒音量情報および音楽信号レベル検出手段か
   ら得る音楽信号レベル情報に依存してダイナミックレン
   ジ制御手段に与える制御量を決定するものであることを
   特徴とする車載音響装置。