JPH0715263A - 車室内特性自動補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車載用オーディオシステムの搭載された種々
の車室内空間の異なる音響特性に左右されることなく、
常に開発意図通りの音質／音場創造をＤＳＰによる信号
処理で実現する。 【構成】 ＤＳＰ機器本体４０にピンク・ノイズおよび
シングル・トーンを発生させるテスト信号発生回路８、
９と測定用マイクロホン１が装備されており、上記テス
ト信号を車室内に取付られたスピーカー３５、３６から
出力させ、さらに車室内に取付られた上記マイクロホン
１で収音してデジタル信号化して上記ＤＳＰ７に入力
し、さらに該入力された信号から得られる車室内特性に
関するオーディオ情報と、予めＤＳＰ機器内に記憶され
た一定の条件に基くオーディオ情報とを比較し、また各
種オーディオ情報を相関させることにより補正したオー
ディオ情報に基いてＤＳＰ７で信号処理させることによ
って、当該車室内特性に対してＤＳＰアルゴリズム開発
意図通りの音質／音場創造を行うように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車載用オーディオシス
テムに搭載されるデジタルシグナルプロセッサ（以下、
ＤＳＰと称す。）機器に関し、さらに詳細には、ＤＳＰ
アルゴリズム開発段階において、アルゴリズム設定の要
素であるオーディオ情報としての周波数特性、時間軸補
正、音圧レベルを相関させることにより、該オーディオ
システムの搭載される車の室内特性を示す上記オーディ
オ情報を測定して比較、処理することにより当該車室内
特性に応じた最適のデジタルシグナルプロセッサによる
信号処理が行われるようにした車室内特性自動補正装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンパクト・ディスク（ＣＤ）や
デジタル・オーディオ・テープ・レコーダー（ＤＡＴ）
等のデジタル音源の出現によってオーディオ機器は高機
能、高性能化の一途を辿っているが、車載用オーディオ
機器も例外ではなく、デジタル化の進展に伴いデジタル
シグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰと称す。）機器を搭
載した車載用オーディオシステムが続々発売されてい
る。

【０００３】高機能化の主たるものとしてグラフィック
イコライザ機能、スペクトラムアナライザ機能、音場創
造機能／サラウンド再生機能等がある。これら高度な音
質／音場創造を可能にするには、ＤＳＰ機器によるデジ
タル信号処理が不可欠である。

【０００４】上記ＤＳＰ機器本体はアナログ信号をデジ
タル化するＡ／Ｄ変換器、デジタル入力信号をＤＳＰ機
器内のメモリ装置にプログラムされたアルゴリズムにし
たがって信号処理するＤＳＰ半導体ＬＳＩ、システム全
体をコントロールするシステムコントロールユニット、
処理されたデジタル信号を再びアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器およびその他周辺機器で構成される。

【０００５】ＤＳＰ機器により各チャンネルのスピーカ
ーからの音を時間的にずらし、また音量を変化させるこ
とにより、また波形処理によって残響効果を生ぜしめ、
劇場ホールや屋外スタジアムの臨場感が生み出される
（所謂、音質加工、音場創造、音像制御である）。

【０００６】従来において、この音質加工、音場創造、
音像制御といったＤＳＰ機器の機能はＤＳＰアルゴリズ
ム開発段階において、スピーカーの口径／形状、設置場
所、音響空間の構造等、ある想定された使用条件に基づ
いてアルゴリズム設定を行うものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＤＳＰ機器は前述のように、ある想定された空間条件に
基づいたアルゴリズム設定であることから、例えば車載
用オーディオシステムが所謂純正であって搭載される車
種が特定されるのであれば該車の車室内でのオーディオ
使用条件に基づいて開発意図通りの最適のアルゴリズム
設定が可能であるが、異なる車種では当然車室内空間が
違ってくるし、またスピーカーの取付位置も違う。さら
には純正であっても乗員数の増減や車室内に置いた大荷
物等で空間条件が変化することになる。

【０００８】従って実際の車載用オーディオシステムの
使用条件は種々異なることとなり、使用時において聴取
者個人個人が車室内特性補正の為に手動でイコライザ
ー、時間軸補正（現在、フロントスピーカーのみ可
能）、フェーダ操作等を行わなければならない。また、
設定値はユーザー自身の勘に頼る部分が大きく、機器開
発時点の条件である特定された空間でのアルゴリズム設
定と相関していない場合が多いという問題点を有してい
た。

【０００９】更に、上記操作を運転者が運転中に行う場
合には運転者の思考及び視線がオーディオ機器の操作面
に向かうため、運転に対する注意力が散漫となり易く安
全運転に支障を来すという問題点を有していた。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、ＤＳＰアルゴリズム開発段階において、アルゴ
リズム設定の要素であるオーディオ情報としての周波数
特性、時間軸補正、レベルを相関させることにより、現
実の車室内特性に左右されることなく開発意図通りの車
室内空間の音質／音場創造の再現が簡単操作にて可能と
なる車室内特性自動補正装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、車載用オーデ
ィオシステムに組み込まれるＤＳＰ機器において、テス
ト信号発生回路から発せられるテスト信号を車室内に取
付られたスピーカーから出力させ、さらに該テスト信号
音を車室内に取付られた測定用マイクロホンで収音して
上記ＤＳＰ機器に入力し、さらに該入力された信号から
得られるオーディオ情報と、予めＤＳＰ機器内に記憶さ
れた一定の条件に基くオーディオ情報とを比較し、また
各種オーディオ情報を相関させることにより補正したオ
ーディオ情報に基いて、常に当該車室内特性に対して最
適のＤＳＰによる信号処理が行われるようにしたことを
特徴とする車室内特性自動補正装置を提供することによ
り上記目的を達成するものである。

【００１２】

【作用】本発明における車室内特性自動補正装置は、Ｄ
ＳＰ機器内のテスト信号発生回路からテスト信号である
ピンク・ノイズを発生して車室内に取付けられた全チャ
ンネルのスピーカーから同時に出力し、該ピンク・ノイ
ズを車室内に取付られた測定用マイクロホンが収音して
周波数特性データを検出する。

【００１３】上記周波数特性データはＡ／Ｄ変換され、
デジタル・データによる音質加工が自動的に行われる。

【００１４】また、ＤＳＰ機器内のテスト信号発生回路
からテスト信号であるシングル・トーンを発生して車室
内に取付けられた各チャンネルのスピーカーから順次出
力し、該シングル・トーンを車室内に取付られた測定用
マイクロホンが収音して各々チャンネルの到達時間及び
音圧レベルのデータを検出する。

【００１５】上記到達時間及び音圧レベルのデータはＡ
／Ｄ変換され、デジタル・データによる各チャンネルの
時間軸補正及びレベル設定が自動的に行われる。

【００１６】上記車室内特性自動補正装置の動作は簡単
な所定のキー操作により自動的に連続して行われる。

【００１７】

【実施例】以下本発明に係わる車室内特性自動補正装置
の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明に係わる車室内特性自動補正
装置を備えたオーディオシステムの実施例を示すブロッ
クダイアグラムである。

【００１９】本実施例におけるオーディオシステムは、
図１に示されるようにテスト信号を収音するマイクロホ
ン１、該マイクロホン１からのアナログ信号を増幅する
マイクアンプ２、ラジオ、カセットテープレコーダー、
ＣＤプレーヤー等のアナログ音源４、アナログ信号入力
の選択を行う入力セレクタ３、選択されたアナログ入力
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５、プログ
ラムされたアルゴリズムに基づいてデジタル信号処理を
行うＤＳＰ７およびデジタル信号に変換した再生信号を
一時格納する外部メモリ１１、ＤＳＰ７を含むＤＳＰ機
器システム全体をコントロールするシステムコントロー
ルユニット１７、車室内特性自動補正装置を作動させる
キーボード１８、および作動状態を表示するディスプレ
イ１９、各種の濾波操作をするデジタルフィルター２
１、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換
器２５、変換されたアナログ信号を増幅して右スピーカ
ー３５、左スピーカー３７をそれぞれ駆動するパワーア
ンプ３１で構成されている。

【００２０】ＤＳＰ機器本体４０は図中の破線で囲まれ
たブロックで構成される。

【００２１】前記マイクロホン１は、本発明におけるテ
スト信号音（ピンク・ノイズとシングルトーン）を収音
するための測定用マイクロホンでありＤＳＰ機器内に搭
載される。

【００２２】前記外部メモリ装置１１は遅延用メモリ
で、一般にＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメ
モリ）であり、書き込み、消去、読出しが常時可能であ
る。このメモリはデジタル化した音楽信号を一時記憶し
て、ＤＳＰ７が遅延して読み出すことにより様々の音場
創造を行う基データとしての機能を有する。

【００２３】前記ディスプレイ１９はオーディオシステ
ムの各種動作状態を表示するものであり、液晶表示が一
般である。キーボード１８には聴取者が当該車室内特性
の補正を実行するための作動キーが含まれている。

【００２４】前記システムコントロールユニット１７中
には、制御用マイコンとディスプレイ用マイコンを主た
る構成とし、システム全体の制御を行う。

【００２５】前記ＤＳＰ７は、デジタル入力信号をＤＳ
Ｐコントロールユニット１７の命令に従って遅延処理、
振幅処理、波形処理等の演算処理をするものであって一
個のＬＳＩチップで構成される。このＤＳＰの基本的な
アーキテクチャーは例えば、ステレオ信号を左右同時に
高速で処理するために、３２ビット演算ブロックを２つ
有するデュアルプロセッサアーキテクチャーとなってい
る。

【００２６】前記デジタルフィルター２１、Ａ／Ｄ変換
器５、Ｄ／Ａ変換器２５は汎用のＩＣチップで構成され
る。

【００２７】前記パワーアンプ３１は汎用のＡＦ用演算
増幅器である。

【００２８】３５は車内前後の右スピーカーであり、３
７は、車内前後の左スピーカーである。

【００２９】次に、本発明における車室内特性自動補正
装置の動作を図１に基づいて詳細に説明する。

【００３０】先ず、聴取者がキーボード１８で所定のキ
ー操作により車室内特性自動補正装置を作動させると、
システムコントロールユニット１７はＤＳＰ機器本体４
０内のピンク・ノイズ発生回路８を作動させてピンク・
ノイズを発生させ、パワーアンプ３１を経て全チャンネ
ルスピーカー３５、３７より車室内に同時にピンク・ノ
イズを出す。この際、ピンク・ノイズはオクターブ・バ
ンドあたりの強さが一定になるような雑音であり、ホワ
イト・ノイズに３ｄＢ／ｏｃｔの減衰フィルターをかけ
たものである。

【００３１】車室内空間を伝わってきた上記ピンク・ノ
イズをＤＳＰ機器本体に内臓するマイクロホン１にて収
音しＡ／Ｄ変換器５を経てＤＳＰ７に当該車室内の周波
数特性データーとして入力する。ＤＳＰ７はデジタルグ
ラフィックイコライザーによる音質加工に際し、上記デ
ータと開発時に予め特定された周波数特性との相関を一
定の条件に従い補正処理することにより、開発意図通り
の車室内空間と同様の音質加工の再現が為される。

【００３２】次に、システムコントロールユニット１７
はＤＳＰ７内のシングル・トーン発生回路９を作動させ
てシングル・トーン（純音）を発生させ、パワーアンプ
３１を経て各チャンネルスピーカー毎に順次車室内にシ
ングル・トーンを出す。この際、シングル・トーン（純
音）は音圧が正弦波に比例して変化する音である。

【００３３】上記信号音をマイクロホン１で収音しＡ／
Ｄ変換器５を経てＤＳＰ７に当該車室内における各チャ
ンネルの音波到達時間、および音圧レベルのデータを入
力する。ＤＳＰ７は該デジタルデータに基づき各チャン
ネルの時間軸補正、および音圧レベル設定を一定の条件
に従い自動的に行う。

【００３４】以上の当該車室内特性におけるオーディオ
情報である周波数特性、時間軸、音圧レベルの補正が行
われることにより、ＤＳＰ機器開発時に想定した使用条
件と同等の車室内特性が再現され、開発意図通りの音質
／音場創造が実現することになる。

【００３５】なお、本実施例では補正されるオーディオ
情報は周波数特性、時間軸、及び音圧レベルであった
が、これに限定されるものではなく、他の要素がオーデ
ィオ情報として加わり補正されるものであってもよい。

【００３６】また、測定用マイクロホン１はＤＳＰ機器
本体に内臓されているが、これに限定されるものではな
く、例えば運転者の座席に備えられていてもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係わる車室内特性自動補正装置
は、上記のように構成されているため、以下に記載する
ような効果を有する。

【００３８】（１）車載用オーディオシステムが搭載さ
れた当該車の車室内の音響特性を自動的にオーディオ情
報として検出しＤＳＰ機器内で補正されて信号処理され
るので、車種や乗車人数の違いによる車室内特性の変化
に係わり無く、該オーディオシステム開発意図通りのＤ
ＳＰによる音質／音場創造が可能になるという優れた効
果を有する。

【００３９】（２）車載用デジタルオーディオ機器にお
いては安全運転の面から簡単操作が必須であるが、聴取
者である運転者は運転に対する注意を減ずることなく簡
単操作によって常に快適なＤＳＰ機器による音響効果を
楽しめるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる車室内特性自動補正装置を備え
たオーディオシステムの実施例を示すブロックダイアグ
ラム。

【符号の説明】

１ 測定用マイクロホン ２ マイクアンプ ３ 入力セレクタ ４ アナログ音源 ５ Ａ／Ｄ変換器 ７ ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ） ８ ピンク・ノイズ発生回路 ９ シングル・トーン発生回路 １１ 外部メモリ １７ システムコントロールユニット １８ キーボード １９ ディスプレイ ２１ デジタルフィルター ２５ Ｄ／Ａ変換器 ３１ 電力増幅器 ３５ 右スピーカー ３７ 左スピーカー ４０ ＤＳＰ機器本体

フロントページの続き (72)発明者 大澤雄一 群馬県邑楽郡大泉町大字坂田180番地 エ フ・エム・エス・オーディオ・センディリ アン・バハド内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車載用オーディオシステムに組み込まれ
   るデジタルシグナルプロセッサ機器において、テスト信
   号発生回路から発せられるテスト信号を車室内に取付ら
   れたスピーカーから出力させ、さらに該テスト信号音を
   車室内に取付られた測定用マイクロホンで収音して上記
   デジタルシグナルプロセッサ機器に入力し、さらに該入
   力された信号から得られる車室内特性に関するオーディ
   オ情報と、予めデジタルシグナルプロセッサ機器内に記
   憶された一定の条件に基くオーディオ情報とを比較し、
   また各種オーディオ情報を相関させることにより補正し
   たオーディオ情報に基いて、常に当該車室内特性に対し
   て最適のデジタルシグナルプロセッサによる信号処理が
   行われるようにしたことを特徴とする車室内特性自動補
   正装置。
2. 【請求項２】 テスト信号がピンク・ノイズであり、オ
   ーディオ情報が車室内空間およびスピーカーの周波数特
   性であることを特徴とする請求項１記載の車室内特性自
   動補正装置。
3. 【請求項３】 テスト信号がシングルトーンであり、オ
   ーディオ情報が車室内のスピーカー位置で決まる到達時
   間および音圧レベルであることを特徴とする請求項１記
   載の車室内特性自動補正装置。