JPH0927996A - 車載用音場補正装置 - Google Patents

車載用音場補正装置

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JPH0927996A
JPH0927996A JP7176359A JP17635995A JPH0927996A JP H0927996 A JPH0927996 A JP H0927996A JP 7176359 A JP7176359 A JP 7176359A JP 17635995 A JP17635995 A JP 17635995A JP H0927996 A JPH0927996 A JP H0927996A
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敦信 村瀬
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車室内において、少ない演算量で精度良く
音場を補正する。 【構成】 オーディオ信号をHPF103,104とLPF10
5,106により高域と低域に帯域分割する。高域は音場補
正用FIRフィルタ107〜110によって所望の振幅・位相
特性にし、低域はそのまま出力する。HPF103,104と
LPF105,106のカットオフ周波数は、車室内受聴者両
耳間差が大きくなりはじめる周波数に設定する。そのた
め、少ない演算量で精度良く受聴者両耳位置の特性を所
望の特性にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルフィルタを
用いて車室内音場を最適な音場に補正する等に利用する
車載用音場補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の車載用音場補正装置の構
成を示すブロック図であり、これはオーディオ出力が2
チャンネルの場合の構成を示している。図3において、
301,302はディジタルオーディオ入力端子、303,304,
305,306は音場補正用FIR(Finite Impuls Response)
フィルタであり、ディジタルオーディオ入力端子301,3
02に接続されている。307,308は加算器であり、音場補
正用FIRフィルタ303〜306に接続されている。309,3
10はディジタルオーディオ出力端子であり、加算器30
7,308に接続されている。
【0003】次に上記従来の車載用音場補正装置の動作
について説明する。図3において、ディジタルオーディ
オ入力端子301,302より入力されたディジタルオーディ
オ信号は、音場補正用FIRフィルタ303〜306によって
所望の振幅・位相特性に変換される。この音場補正用F
IRフィルタ303〜306の出力は加算器307,308によって
加算され、ディジタルオーディオ出力端子309,310より
出力される。
【0004】音場補正用FIRフィルタ303〜306の係数
の算出方法を次に示す。ディジタルオーディオ出力端子
309,310の出力は、D/A変換後、増幅されスピーカに
よって車室内に放射されられるが、車室内におけるディ
ジタルオーディオ出力端子309,310の出力から受聴者両
耳までの伝達関数行列を
【0005】
【数1】
【0006】とし、所望の伝達関数行列を、
【0007】
【数2】
【0008】とし、音場補正用FIRフィルタ303〜306
の伝達関数行列を、
【0009】
【数3】
【0010】とすると、
【0011】
【数4】A =H~1K とすることで、車室内音場を所望の音場にすることがで
きる。
【0012】図4は、上記従来の車室内音場再生の様子
を示す図であり、図3に示す車載用音場補正装置のディ
ジタルオーディオ出力端子309,310から出力されたオー
ディオ信号が受聴者両耳に到達するまでを示している。
図4において、401,402は上記従来の車載用音場補正装
置のディジタルオーディオ出力端子、403,404はD/A
変換器、405,406はLPF、407,408は増幅器、409,4
10はフルレンジスピーカ、411は受聴者、412は車室内音
場である。
【0013】上記従来の車載用音場補正装置のディジタ
ル出力端子401,402から出力されたディジタルオーディ
オ信号は、D/A変換器403,404によってアナログ信号
に変換され、スムージングフィルタであるLPF405,4
06によってナイキスト周波数以上の周波数成分が減衰さ
せられ、増幅器407,408によって増幅され、フルレンジ
スピーカ409,410によって車室内音場412に放射されて
受聴者411に到達する。
【0014】ここで、前記(数1)におけるH11はディジ
タルオーディオ出力端子401から受聴者411の左耳まで、
21はディジタルオーディオ出力端子401から受聴者411
の右耳まで、H12はディジタルオーディオ出力端子402
から受聴者411の左耳まで、H22はディジタルオーディ
オ出力端子402から受聴者411の右耳までの各伝達関数で
あり、それぞれ周波数領域で表現されたものである。
【0015】図5は所望の音場、例えば試聴室内でのオ
ーディオ信号再生の様子を示している。図5において、
501,502はオーディオ信号入力端子、503,504はスピー
カ、505は受聴者、506は試聴室内音場である。図5にお
いて、図示せざる増幅器から出力されたオーディオ信号
はオーディオ信号入力端子501,502に入力され、スピー
カ503,504によって試聴室内音場506に放射され、受聴
者505に到達する。
【0016】ここで、前記(数2)におけるK11は試聴室
内音場506での2つのスピーカ503,504の中央における
オーディオ信号入力端子501から受聴者505の左耳まで、
21はオーディオ入力信号501から受聴者505の右耳ま
で、K12はオーディオ入力端子502から受聴者505の左耳
まで、K22はオーディオ入力信号502から受聴者505の右
耳までの各伝達関数であり、それぞれ周波数領域で表現
されたものである。
【0017】図5に示したような試聴室等の音楽受聴に
適した空間では、受聴者に対して、左右対称な位置にス
ピーカが設置されており、受聴者の両耳間差はほとんど
ない。ところが、図4に示したような車室内では、受聴
者に対して左右非対称な位置にスピーカが設置されてい
る場合が多く、車室内の容積に依るが、図6に例示する
ように、およそ200Hz以上から周波数が高くなるにつれ
受聴者の両耳間差(両耳間振幅差、両耳間位相差)が大き
くなる。このような両耳間差の大きい車室内の受聴位置
において、上記音場補正装置を用いて、試聴室の受聴位
置特性を所望の音場の特性とすることにより、両耳間差
を小さくすることができる。
【0018】このように、上記従来の車載用音場補正装
置でも、補正用FIRフィルタ303〜306の伝達関数を適
切に選ぶことで、車室内音場を所望の音場に補正するこ
とができる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、音場補
正装置により、例えば車室内受聴位置で左右非対称な特
性を左右対称な特性に音場補正をする場合などは、低い
周波数帯域を含めて補正すると、低い周波数成分は周期
が長いために、補正用FIRフィルタのタップ長を長く
しなければ精度良く補正できず、演算量が膨大になって
しまうという問題があった。
【0020】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、音場補正を少ない演算量で実現する車載用
音場補正装置を提供することを目的とするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、第1の手段は、ディジタルオーディオ信号を
低域に帯域分割するLPFと、前記ディジタルオーディ
オ信号を高域に帯域分割するHPFと、前記HPFによ
って高域に帯域分割されたディジタルオーディオ信号を
所望の振幅・位相特性に変換する音場補正用FIRフィ
ルタと、前記音場補正用FIRフィルタの出力を加算す
る第1の加算器と、前記第1の加算器の出力と前記LP
Fによって帯域分割された低域信号出力とを加算する第
2の加算器とを有することを特徴とする。
【0022】また、第2の手段は、ディジタルオーディ
オ信号を高域に帯域分割するHPFと、前記HPFによ
って高域に帯域分割されたディジタルオーディオ信号を
所望の振幅・位相特性に変換する音場補正用FIRフィ
ルタと、前記音場補正用フィルタの出力を加算する第1
の加算器と、前記ディジタルオーディオ信号を加算し、
ウーハスピーカ用信号を作成する第2の加算器と、前記
第2の加算器出力を、低域に帯域分割するLPFとを有
することを特徴とする。
【0023】
【作用】本発明の第1および第2の手段によれば、HP
Fによって高域に帯域分割されたディジタルオーディオ
信号を所望の振幅・位相特性に音場補正用FIRフィル
タで変換し、LPFによって低域に帯域分割されたディ
ジタルオーディオ信号である周期の長い周波数帯域を補
正しないため、音場補正用FIRフィルタのタップ長を
短くしても精度良く補正することができ、演算量を削減
できるという効果を有する。
【0024】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例における車載用
音場補正装置の構成を示すブロック図である。図1にお
いて、101,102はディジタルオーディオ入力端子、10
3,104はHPF、105,106はLPFであり、ディジタル
オーディオ入力端子101,102に接続されている。107,1
08,109,110は音場補正用FIRフィルタであり、HP
F103,104に接続されている。111,112は第1の加算器
であり、音場補正用FIRフィルタ107,108,109,110
に接続されている。113,114は第2の加算器であり、L
PF105,106および第1の加算器111,112の出力側に接
続されている。115,116はディジタルオーディオ出力端
子であり、第2の加算器113,114に接続されている。
【0025】次に上記第1の実施例の動作について説明
する。図1において、ディジタルオーディオ入力端子10
1,102より入力されたディジタルオーディオ信号は、H
PF103,104およびLPF105,106により低域と高域に
帯域分割される。
【0026】ここで、LPF105,106のカットオフ周波
数は車室内受聴位置において両耳間差がほとんどない帯
域において十分減衰するようにたとえば200Hz付近に設
定する。またHPF103,104のカットオフ周波数は、L
PF105,106によって帯域分割された低域信号と第2の
加算器113,114によって加算された信号が周波数特性上
なめらかに繋がるように設定する。HPF103,104によ
り低域が除去された信号は音場補正用FIRフィルタ10
7〜110によって所望の振幅・位相特性に変換される。音
場補正用FIRフィルタ107〜110の係数の算出方法は、
上記従来の車載用音場補正装置と同様である。
【0027】音場補正用フィルタの出力は第1の加算器
111,112により加算される。第1の加算器111,112の出
力と、LPF105,106により高域が除去された出力信号
は、第2の加算器113,114によって加算された後、ディ
ジタルオーディオ出力端子115,116より出力される。こ
のディジタルオーディオ出力端子115,116からの出力信
号は、前記図4に示すD/A変換器403,404、LPF40
5,406、増幅器407,408を通った後フルレンジスピーカ
409,410に入力される。
【0028】このように、上記第1の実施例によれば、
FIRフィルタで周期の長い低域信号を補正しなくても
よいため、FIRフィルタのタップ長を減らすことが可
能となり、演算量を削減することができる。
【0029】図2は本発明の第2の実施例における車載
用音場補正装置の構成を示すブロック図である。図2に
おいて、201,202はディジタルオーディオ入力端子、20
3,204はHPF、205,206,207,208は音場補正用FI
Rフィルタ、209,210は第1の加算器、214はLPF、2
15はウーハ信号出力端子である。
【0030】次に上記第2の実施例の動作について説明
する。図2において、ディジタルオーディオ入力端子20
1,202により入力されたディジタルオーディオ信号は、
HPF203,204により低域周波数成分がカットされる。
このHPF203,204の出力信号は、音場補正用FIRフ
ィルタ205〜208によって所望の振幅・位相に変換され
る。この音場補正用FIRフィルタ205〜208の係数の算
出方法は、上記従来の車載用音場補正装置と同様であ
る。
【0031】音場補正用FIRフィルタ205〜208の出力
信号は、第1の加算器209,210により加算された後、デ
ィジタルオーディオ入力端子211,212に出力される。デ
ィジタルオーディオ出力端子211,212からの出力信号
は、前記図4に示す、D/A変換器403,404、LPF40
5,406、増幅器407,408を通ってフルレンジスピーカ40
9,410に入力される。一方、ディジタルオーディオ入力
端子201,202より入力されたディジタルオーディオ信号
は、第2の加算器213により左チャンネルLchと右チャ
ンネルRchのディジタルオーディオ信号が加算され、L
PF214により高域周波数成分がカットされた後、ウー
ハ信号出力端子215に出力される。
【0032】このウーハ信号出力端子215からの出力信
号は、D/A変換器,LPF,増幅器を通ってウーハス
ピーカに入力される。
【0033】ここで、LPF214のカットオフ周波数
は、LPF214の出力信号がウーハスピーカ用の信号帯
域でかつ車室内受聴位置において両耳間差がほどんどな
い帯域となるように、80〜200Hzの間で設定する。ま
た、HPF203,204のカットオフ周波数は、ウーハスピ
ーカにより車室内に放射された信号と上記フルレンジス
ピーカにより放射された信号が周波数特性上なめらかに
繋がるように設定する。
【0034】このように、上記第2の実施例でも、上記
第1の実施例と同様にFIRフィルタで周期の長い低域
信号を補正しなくてもよいため、FIRフィルタのタッ
プ長を減らすことが可能となり、演算量を削減すること
ができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明の車載用音場
補正装置は、HPFとLPFによりオーディオ信号を帯
域分割して音場補正用FIRフィルタの補正帯域は高域
のみとするため、所望の振幅・位相特性にするための音
場補正用FIRフィルタのタップ長を短くすることがで
き、演算量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における車載用音場補正
装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施例における車載用音場補正
装置の構成を示すブロック図である。
【図3】従来の車載用音場補正装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図4】車室内音場オーディオ再生の説明図である。
【図5】試聴室内音場オーディオ再生の説明図である。
【図6】車室内受聴者両耳間差の例を示す図である。
【符号の説明】
101,102,201,202,301,302…ディジタルオーディオ
入力端子、 103,104,203,204…HPF、 105,10
6,214…LPF、 107〜110、205〜208、303〜306…F
IRフィルタ、 111,112,209,210…第1の加算器、
113,114,213…第2の加算器、 307,308…加算
器、 115,116,211,212,309,310…ディジタルオー
ディオ出力端子、 215…ウーハ信号出力端子。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタルオーディオ信号を低域に帯域
    分割するLPFと、前記ディジタルオーディオ信号を高
    域に帯域分割するHPFと、前記HPFによって高域に
    帯域分割されたディジタルオーディオ信号を所望の振幅
    ・位相特性に変換する音場補正用FIRフィルタと、前
    記音場補正用FIRフィルタの出力を加算する第1の加
    算器と、前記第1の加算器の出力と前記LPFによって
    帯域分割された低域信号出力とを加算する第2の加算器
    とを有することを特徴とする車載用音場補正装置。
  2. 【請求項2】 前記LPFのカットオフ周波数は、車室
    内受聴位置において、両耳間差がほとんどない帯域にお
    いて十分減衰する200Hz付近に設定することを特徴とす
    る請求項1記載の車載用音場補正装置。
  3. 【請求項3】 前記HPFのカットオフ周波数は、前記
    LPFによって帯域分割された低域信号と、前記第2の
    加算器によって加算された信号が、周波数特性上、なめ
    らかに繋がるように設定することを特徴とする請求項1
    記載の車載用音場補正装置。
  4. 【請求項4】 ディジタルオーディオ信号を高域に帯域
    分割するHPFと、前記HPFによって高域に帯域分割
    されたディジタルオーディオ信号を所望の振幅・位相特
    性に変換する音場補正用FIRフィルタと、前記音場補
    正用フィルタの出力を加算する第1の加算器と、前記デ
    ィジタルオーディオ信号を加算し、ウーハスピーカ用信
    号を作成する第2の加算器と、前記第2の加算器出力
    を、低域に帯域分割するLPFとを有することを特徴と
    する車載用音場補正装置。
  5. 【請求項5】 前記LPFのカットオフ周波数は、車室
    内受聴装置において、両耳間差がほとんどない帯域とな
    るように80〜200Hzの間で設定することを特徴とする請
    求項4記載の車載用音場補正装置。
  6. 【請求項6】 前記HPFのカットオフ周波数は、ウ
    ーハスピーカにより車室内に放射された信号とフルレン
    ジスピーカにより放射された信号が周波数特性上、なめ
    らかに繋がるよう設定することを特徴とする請求項4記
    載の車載用音場補正装置。
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