JPH05175772A

JPH05175772A - 音響再生装置

Info

Publication number: JPH05175772A
Application number: JP33975791A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Saito; 彰利斉藤
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1991-11-28
Filing date: 1991-11-28
Publication date: 1993-07-13
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JP2541062B2

Abstract

(57)【要約】【目的】外部の騒音もしくは再生系（アンプ、スピー
カ、リスニングルーム）の歪の変化にリアルタイムで追
従するとともに、人間の聴感特性を考慮して、音響信号
の特性を補正する。【構成】スピーカを介して放音される音響および周囲の
騒音を取り込み、外部音聴感特性算出手段７で周波数帯
域毎に分析することにより、騒音によるマスキング効果
が加味された可聴限界曲線を得るとともに、その可聴限
界曲線を上回る成分を抽出する。また、音響信号源から
与えられる音響信号を異なる周波数帯域毎に分析するこ
とにより、一般的な人間の可聴限界曲線を上回る成分を
抽出する。そして、両抽出結果を比較回路９で比較し、
その比較結果により音響信号を帯域毎に補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、周囲の騒音の特性に
応じて音響信号の特性を調節するような音響再生装置に
関する。また、アンプ、スピーカ、リスニングルームの
周波数特性の補正に用いる音響再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等に積載されて用いられ
る車載用オーディオ装置においては、自動車等の走行状
況に応じてリスニング空間である車室内の騒音レベルが
変化するため、手動による音量調節器のみを用いたので
は、聴取すべきオーディオ信号のレベルが周囲の騒音に
比較して大きすぎたり、また、小さすぎたりして快適な
オーディオ信号の聴取が困難であった。このため、周囲
の騒音レベルに応じて自動的にオーディオ信号の出力音
量を制御する自動音量調節回路が、この種オーディオ装
置に用いられるようになってきた。

【０００３】また、小音量時には特に低周波数領域およ
び高周波数領域で感度が低下する人間の聴感特性を補正
するラウドネス補正技術や、リスニング環境に応じて周
波数特性を補正したり、リスナーの好みに応じて所望の
周波数帯域のみを増幅するようなイコライジング技術が
周知になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した車載用オーデ
ィオ装置の自動音量調節回路では、聴感上での騒音量以
上に音量調節回路の利得を増加させて、スピーカから放
音されるオーディオ信号の音量を増加させ、リスナーに
不自然な感じを与えるという欠点がある。たとえば、砂
利道の走行時における車室内の騒音は、その周波数が低
くなるほどレベルが高くなる特性を有し、音量調節回路
では、そのトータルの騒音レベルに応じてスピーカから
放音されるオーディオ信号の音量を全周波数帯域にわた
り単純に増加させるように制御するが、リスナーである
人間の耳の特性は、聴取する音の周波数が低くなるほど
感度が低下するようになっている。したがって、過度に
音量を増加させると特に高音域でレベルが高すぎ不自然
な感じを与える。また、再生装置系（アンプ、スピー
カ、リスニングルーム）の周波数特性がフラットではな
く、これを能動的に補正する手段はなかった。

【０００５】また、ラウドネス補正技術やイコライジン
グ技術では、周囲の騒音にリアルタイムに対応できない
という欠点がある。この発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、人間の聴感特性を考慮するとともに、再生装
置系（アンプ、スピーカ、リスニングルーム）の周波数
特性の非線型性を補正し、また、周囲の騒音の変化にリ
アルタイムで追従して音響信号の特性を補正することが
可能な音響再生装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明では、スピーカ
等の音響発生装置を介して放音される音響および周囲の
騒音を取り込む外部音取り込み手段と、外部音取り込み
手段からの音響信号が与えられ、その音響信号を異なる
周波数帯域毎に分析することにより、騒音もしくは再生
系（アンプ、スピーカ、リスニングルーム）によるマス
キング効果が加味された可聴限界曲線を得るとともにそ
の可聴限界曲線を上回る成分を抽出し出力する外部音聴
感特性算出手段と、音響信号源と、上記音響信号源から
与えられる音響信号を異なる周波数帯域毎に増幅するイ
コライザと、上記音響信号源から与えられる音響信号を
異なる周波数帯域毎に分析し、可聴限界曲線を上回る成
分を抽出し出力する音響信号聴感特性算出手段と、上記
外部音聴感特性算出手段の出力と上記音響信号聴感特性
算出手段の出力とを比較する比較手段と、を備え、上記
比較手段の比較結果に従い上記イコライザを制御するこ
とを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、外部音聴感特性算出手段に
よって周囲の騒音もしくは再生系（アンプ、スピーカ、
リスニングルーム）によるマスキング効果が加味された
可聴限界曲線を上回る音響成分（実際に聞こえる音響成
分）が抽出される。また、音響信号聴感特性算出手段に
よって一般的な人間の可聴限界曲線を上回る成分（騒音
もしくは再生系の歪が全く無いときに人間が聞き取れる
成分）が抽出される。その２つの聴感特性算出手段の算
出結果を比較することによって騒音によって減衰される
量が検出される。その比較結果に従ってイコライザの特
性を制御することによって外部騒音（リスニングルーム
またはスピーカ、アンプの周波数特性の歪みも含む）の
影響を補償した音響信号が放音される。そして、上記比
較処理、イコライザ特性制御は異なる周波数帯域毎に行
っているので、従来の自動音量調節回路ように元々人間
の聴覚特性が原因で聞こえない周波数成分のレベルまで
増幅してしまうことはない。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照し、この発明の実施例につ
いて説明する。図１は、この発明の実施例による音響再
生装置を示すブロック図である。この図において、１
は、オーディオテープ再生装置、コンパクトディスク再
生装置、ラジオ受信装置、トランシーバ等、音響信号を
発生する音響信号源である。２はイコライザであり、音
響信号源から与えられる音響信号を後述する制御信号に
従い周波数帯域毎に独立して増幅する。３はスピーカ４
を駆動するためのパワーアンプであり、４はスピーカで
ある。

【０００９】５は、スピーカ４によって放音される音響
および周囲の騒音を取り込むマイクロフォンである。６
は、マイクロフォン５によって取り込まれた音響信号に
対してマイクロフォン５の周波数特性を補償する特性補
正回路である。

【００１０】８は音響信号聴感特性算出回路であり、一
般的に知られている人間の聴感特性を考慮した可聴限界
曲線を上回る音響信号成分を抽出する。具体的には、音
響信号源１から与えられる音響信号をＦＦＴ（高速フー
リエ解析）によってスペクトル分析するか、イコライザ
２と同様のＢＰＦを並べてスペクトル分析するか、もし
くは他の手段により、検出した各成分のレベルと同一周
波数における可聴限界曲線の値とを比較するように構成
されている。

【００１１】７は外部音聴感特性算出回路であり、特性
補正回路６でマイクロフォン５の周波数特性が補償され
た外部から取り込んだ音響信号を入力し、人間の可聴限
界曲線に外部騒音もしくは再生系（アンプ、スピーカ、
リスニングルーム）によるマスキング効果を加味した可
聴限界曲線を作成し、それを上回る成分を抽出する。マ
スキング効果というのは、大きなレベルの信号（騒音）
成分に近接した小さなレベルの信号成分は人間の耳には
聞き取れないという性質である。この回路は、音響信号
聴感特性算出回路８から与えられる人間の可聴限界曲線
を超える音響信号のスペクトルに基づき、その音響信号
のスペクトル以外の成分で可聴限界曲線を上回る成分を
騒音と見なし、その騒音成分に基づき可聴限界曲線を補
正し、マスキング効果の加味された可聴限界曲線を得
る。そして、そのマスキング効果の加味された可聴限界
曲線を上回る成分を抽出する。具体的な回路構成は音響
信号聴感特性算出回路８とほぼ同様である。

【００１２】９は比較回路であり、音響信号聴感特性算
出回路８から与えられる人間の可聴限界曲線を上回る成
分と外部音聴感特性算出回路から与えられるマスキング
効果を加味した可聴限界曲線を上回る成分とを所定時間
毎、同一帯域毎に比較し、その差の絶対値を出力する。
１０はＬＰＦ（ローパスフィルタ）であり、帯域毎の比
較結果が時間的に急変するのを防ぐ（時定数は約１００
ｍｓ）。帯域毎にＬＰＦ処理された信号はイコライザ２
の各帯域の制御信号になる。

【００１３】次に、図２を参照して、図１の音響再生装
置の動作を説明する。ここでは、動作をわかりやすく説
明するために、音響信号源１が単一スペクトルの音響信
号を発生するものとし、また、周囲の騒音も単一スペク
トルを有するものとする。

【００１４】（ａ）の矢印付き実線は音響信号源１から
発生される単一スペクトルの音響信号を示す。そして、
（ａ）の曲線は一般的に知られている人間の可聴限界曲
線を示す。（ｃ）は音響信号聴感特性算出回路８の出力
であり、矢印付き実線は（ａ）に示される可聴限界曲線
を上回る音響信号のレベルを示し、全く騒音のない理想
的なリスニング空間および理想的な機器を使用すればこ
のレベルで聞こえる。

【００１５】（ｂ）の矢印付き実線はスピーカ４を介し
て放音された音響がマイクロフォン５で取り込まれたも
のであり、矢印付き点線は周囲の騒音がマイクロフォン
５で取り込まれたものであり、曲線は騒音によるマスキ
ング効果を加味した可聴限界曲線を示す。この動作説明
図では説明を簡単にするため、アンプ、スピーカ、マイ
クロフォンの周波数特性の歪みを考慮していない。
（ｄ）は外部音聴感特性算出回路７の出力であり、矢印
付き実線は（ｂ）に示される騒音によるマスキング効果
の加味された可聴限界曲線を上回る信号のレベルを示
し、実際に人間の耳に聞こえるレベルを示している。

【００１６】（ｅ）は比較回路９の出力であり、（ｆ）
は比較回路９の比較結果に従ってイコライザ２を制御し
て、騒音によって打ち消される音響信号成分を持ち上げ
たものである。この図を見て明らかなように、騒音があ
っても聴感上のゲインが変化しない。

【００１７】以上、この発明を実施例に沿って説明した
が、この発明によれば外部騒音による影響のみならず、
アンプ、スピーカの周波数特性の歪みも同時に補正でき
る。また、源音がステレオの場合は、Ｌ、Ｒチャンネル
を合成したものを源音として周波数分析し、マイクロフ
ォンを、Ｌ成分とＲ成分が均等に取り込める位置に配置
すればよい。なおこの場合にはＬ、Ｒチャンネルを単純
に合成して源音にするのではなく、周波数領域毎に分解
してから合成するべきである。

【００１８】

【効果】以上詳細に説明したように、この発明では、人
間の聴感特性および騒音によるマスキング効果を考慮し
て周波数帯域毎に音響の特性を制御するようにしたの
で、不必要な周波数帯域を増幅してリスナーに不自然な
感じを与えることがない。また、実際に放音された音響
および周囲の騒音もしくは再生系（アンプ、スピーカ、
リスニングルーム）の歪に従い音響の特性を制御できる
のでリアルタイム制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】実施例の動作を説明するための図である。

【符号の簡単な説明】１…音響信号源、２…イコライザ、３…アンプ、４…ス
ピーカ、５…マイクロフォン、６…マイクロフォン特性
補正回路、７…外部音聴感特性算出回路、８…音響信号
聴感特性算出回路、９…比較回路、１０…ローパスフィ
ルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スピーカ等の音響発生手段を介して放音さ
れる音響および周囲の騒音を取り込む外部音取り込み手
段と、外部音取り込み手段からの音響信号が与えられ、その音
響信号を異なる周波数帯域毎に分析することにより、騒
音によるマスキング効果が加味された可聴限界曲線を得
るとともにその可聴限界曲線を上回る成分を抽出し出力
する外部音聴感特性算出手段と、音響信号源と、上記音響信号源から与えられる音響信号を異なる周波数
帯域毎に増幅するイコライザと、上記音響信号源から与えられる音響信号を異なる周波数
帯域毎に分析し、可聴限界曲線を上回る成分を抽出し出
力する音響信号聴感特性算出手段と、上記外部音聴感特性算出手段の出力と上記音響信号聴感
特性算出手段の出力とを比較する比較手段と、を備え、上記比較手段の比較結果に従い上記イコライザ
を制御することを特徴とする音響再生装置。