WO2015083403A1 - 音響装置、音響処理方法および音響処理プログラム - Google Patents

音響装置、音響処理方法および音響処理プログラム Download PDF

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WO2015083403A1
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frequency
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road noise
frequency characteristic
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中村　真巳
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株式会社Ｊｖｃケンウッド
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    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic device, an acoustic processing method, and an acoustic processing program.
  • an in-vehicle sound reproducing apparatus for reproducing music in a car
  • the reproduced sound may be difficult to hear. This is because the reproduced sound is masked by road noise generated during traveling.
  • Road noise is noise generated when a tire tread pattern is struck against a road surface.
  • Road noise generally has a frequency characteristic including many low-frequency components.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which vehicle speed and the open / close state of a roof are detected as information correlated with road noise, and equalization correction is performed on reproduced sound based on the detection result.
  • the low-frequency volume of the reproduced sound is increased and the high-frequency volume is decreased to eliminate the masking of the reproduced sound due to road noise.
  • the volume of the low frequency in the playback sound of the audio signal is increased according to the frequency characteristics of the road noise.
  • the conventional method has a problem that it is difficult to control so that the low frequency range of the reproduced sound can be appropriately heard while suppressing masking due to road noise in the low frequency range.
  • Road noise has a low level compared to low-frequency components, but also includes high-frequency components.
  • high-frequency components of the reproduced sound output from the speaker low-level components are road noise. Masked by high frequency components. In order to solve this problem, even when the volume of the high frequency in the reproduced sound of the audio signal is increased according to the frequency characteristics of the road noise, it is possible to control the high frequency so that it can be heard appropriately as described above. was difficult.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to appropriately suppress the influence of external noise on reproduced sound.
  • the present invention provides an equalizer that corrects the frequency characteristics of an audio signal reproduced by a reproduction unit according to set parameters, and an acquisition unit that acquires the frequency characteristics of external noise. And a conversion unit that converts the frequency characteristics of external noise acquired by the acquisition unit into auditory sensitivity characteristics according to the frequency characteristics of auditory sensitivity, and a setting unit that sets parameters according to the auditory sensitivity characteristics in an equalizer. And
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an example of a car audio device applicable to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an example of functions of the control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating an example of the function of the road noise correction unit according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an equal loudness curve.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the conversion of the frequency characteristic of the road noise signal using the A characteristic according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the conversion of the frequency characteristic of the road noise signal using the A characteristic according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of frequency characteristics set in the equalizer according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of processing according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of processing according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the second embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an example of the car audio apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a functional block diagram illustrating an example of functions of the control unit according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a functional block diagram illustrating an example of the function of the road noise correction unit according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of processing according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of processing according to a modification of the second embodiment.
  • FIG. 16 is a functional block diagram illustrating an example of functions of a road noise correction unit according to a modification of the second embodiment.
  • FIG. 1 shows a configuration of an example of an on-vehicle sound reproducing device (hereinafter referred to as a car audio device) applicable to the first embodiment.
  • a car audio device 1 a is used by being mounted on a vehicle 100.
  • the car audio apparatus 1a includes an audio reproduction unit 10, a loudness correction unit 11, an equalizer 12, a DAC (Digital / Analog Converter) 13, a volume adjustment unit 14, an amplifier unit 15, and a speaker (SP) 16.
  • the car audio device 1a includes a control unit 20a, a storage unit 21, and an operation unit 22.
  • the audio reproduction unit 10 reproduces audio data recorded on a disk recording medium such as a CD (Compact Disk) or a non-volatile semiconductor memory, and outputs it as a digital audio signal.
  • the audio signal output from the audio playback unit 10 is supplied to the loudness correction unit 11.
  • the loudness correction unit 11 performs frequency characteristic correction (loudness correction) according to an equal loudness curve according to the loudness correction value 400 supplied from the control unit 20a to the supplied audio signal and outputs the result.
  • the audio signal output from the loudness correction unit 11 is supplied to the equalizer 12.
  • the equalizer 12 corrects the frequency characteristics of the supplied audio signal according to the parameter 401 supplied from the control unit 20a, and outputs the corrected signal.
  • the audio signal output from the equalizer 12 is converted into an analog audio signal by the DAC 13 and supplied to the volume adjusting unit 14.
  • the volume adjusting unit 14 adjusts the level of the audio signal supplied from the DAC 13 in accordance with the volume control value 402 supplied from the control unit 20a.
  • the audio signal whose level is adjusted by the volume control unit 14 is amplified in power by the amplifier unit 15, supplied to the speaker 16 attached to the interior of the vehicle 100, and output as sound.
  • the control unit 20a includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), and interfaces to the above-described loudness correction unit 11, equalizer 12, and volume adjustment unit 14. Not only this but the control part 20a may further have an interface with respect to the audio reproduction part 10.
  • the CPU operates using the RAM as a work memory in accordance with a program stored in advance in the ROM, and controls the above-described units via the interface.
  • the storage unit 21 is, for example, a nonvolatile semiconductor memory or a hard disk drive, and stores various data used by the control unit 20a.
  • the operation unit 22 receives a user operation and supplies a control signal corresponding to the user operation to the control unit 20a.
  • the control unit 20a controls the audio playback unit 10, the loudness correction unit 11, the equalizer 12, and the volume adjustment unit 14 in accordance with the control signal supplied from the operation unit 22, so that the user responds to the operation on the car audio device 1a. Can be performed.
  • the car audio device 1 a receives an audio signal based on the sound collected by the microphone 30 and output from the microphone 30 provided in the vehicle 100.
  • the audio signal output from the microphone 30 and input to the car audio device 1a is supplied to the control unit 20a.
  • the microphone 30 picks up road noise transmitted to the inside of the vehicle 100 by the sound generated when the tire tread pattern is struck on the road surface in the traveling vehicle 100 and controls the audio signal by the road noise.
  • this road noise audio signal is referred to as a road noise signal 403.
  • Road noise is external noise with respect to sound output from the speaker 16 of the car audio device 1a.
  • the microphone 30 may collect mechanical noise such as engine sound of the running vehicle 100 as external noise with respect to the reproduction sound of the speaker 16 together with road noise.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an example of functions of the control unit 20a according to the first embodiment.
  • the control unit 20a includes a road noise correction unit 200a and a volume control unit 220.
  • the road noise correction unit 200a and the volume control unit 220 are configured by a program that operates on the CPU included in the control unit 20a.
  • the present invention is not limited thereto, and the road noise correction unit 200a and the volume control unit 220 may be configured by independent hardware.
  • the road noise correction unit 200a receives the road noise signal 403 supplied from the microphone 30. In addition, the road noise correction unit 200a receives a conversion coefficient 404 for converting the frequency characteristic of the road noise signal 403 into a frequency characteristic corresponding to a human auditory characteristic. The road noise correction unit 200 a generates a parameter 401 based on the input road noise signal 403 and the conversion coefficient 404 and supplies the parameter 401 to the equalizer 12.
  • the volume control unit 220 receives a control signal output from the operation unit 22 in response to a user operation as an operation input 405. For example, the volume control unit 220 generates a volume control value 402 according to the operation input 405 and supplies the volume control value 402 to the volume adjustment unit 14. Further, the volume control unit 220 generates a loudness correction value 400 according to the volume control value 402 and supplies it to the loudness correction unit 11.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating an example of the function of the road noise correction unit 200a according to the first embodiment.
  • the road noise correction unit 200a includes a road noise acquisition unit 201, an analysis unit 202a, a conversion unit 203, and an EQ setting unit 204.
  • the road noise acquisition unit 201, the analysis unit 202a, the conversion unit 203, and the EQ setting unit 204 are configured by an acoustic processing program that operates on the CPU included in the control unit 20a.
  • the road noise acquisition unit 201, the analysis unit 202a, the conversion unit 203, and the EQ setting unit 204 may be configured by independent hardware.
  • the function of the volume control unit 220 described above may be included in the sound processing program.
  • the above-described sound processing program is provided by being stored in advance in a ROM of the control unit 20a, for example.
  • the present invention is not limited to this, and an interface for connecting a nonvolatile memory and a drive for playing a CD or DVD (Digital Versatile Disk) to the car audio device 1a is provided.
  • a recording medium may be provided.
  • the road noise acquisition unit 201 acquires the road noise signal 403 supplied from the microphone 30.
  • the road noise acquisition unit 201 converts the road noise signal 403 supplied in an analog manner into a digital signal, and temporarily stores it in a memory (not shown).
  • the analysis unit 202a analyzes the frequency characteristic of the road noise signal 403 acquired by the road noise acquisition unit 201 using, for example, Fourier transform. The analysis result is supplied to the conversion unit 203.
  • the conversion unit 203 converts the frequency characteristic of the road noise signal 403 analyzed by the analysis unit 202a into a frequency characteristic in consideration of human auditory characteristics (auditory sensitivity characteristics) according to the conversion coefficient 404.
  • human auditory characteristics auditory sensitivity characteristics
  • Humans recognize air vibrations with their ears, and the brain recognizes them as sounds. At that time, the human feels the sound with a frequency characteristic different from the frequency characteristic of the sound actually emitted as air vibration according to the auditory characteristic. Specifically, as shown in Fletcher Manson's equal loudness curve (ISO (International Organization for Standardization) 226) in FIG. 4, human hearing is lower than the middle range (for example, 1 kHz to 5 kHz). As the high frequency sensitivity is low and the volume (sound pressure) is low, the sensitivity of the low frequency range and the high frequency range is significantly reduced. Furthermore, the sensitivity drop is more noticeable in the low range than in the high range.
  • ISO International Organization for Standardization
  • a characteristic called A characteristic is defined as one of the frequency weighting characteristics for converting the frequency characteristic based on the actually measured value of the sound into the frequency characteristic considering the human auditory characteristic.
  • the conversion of the frequency characteristic of the road noise signal 403 using the A characteristic according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing the reference level of the digital audio signal as 0 dB.
  • a curve 302 indicates the A characteristic.
  • the A characteristic is a frequency weighting characteristic considering human hearing, which is mainly used for measuring the noise level, and is defined in the JIS C1509 series “electroacoustic sound level meter (sound level meter)”. As shown by a curve 302 in FIG. 5, the A characteristic shows a frequency characteristic in which the sound pressure level decreases on the low frequency side and the high frequency side with a peak around 2,000 Hz to 3,000 Hz.
  • a curve 300a shows an example of an actual measurement value of road noise, that is, an example of a frequency characteristic of the road noise signal 403, and the curve 300a is averaged and shown as a curve 301a.
  • the road noise signal 403 has a frequency characteristic in which the level increases from a high frequency to a low frequency, and is a signal including a lot of low frequency components.
  • the frequency characteristic indicated by the curve 301 a obtained by averaging the curve 300 a is regarded as the frequency characteristic of the road noise signal 403.
  • a curve 303a indicates a frequency characteristic after conversion in which the frequency characteristic of the curve 301a is converted into a characteristic that takes into account human hearing using the A characteristic frequency weighting indicated by the curve 302.
  • the curve 303a by converting the frequency characteristics using the A characteristic frequency weighting, frequency characteristics in which the sound pressure level decreases in the low frequency side and the high frequency side with the peak in the vicinity of 200 Hz to 300 Hz can be obtained. It is done.
  • the converted frequency characteristic has a small peak in the vicinity of 1,500 Hz, which is close to the peak of the frequency characteristic of the A characteristic.
  • the frequency characteristic indicated by the curve 303a can be regarded as a road noise frequency characteristic that a person hears and feels. More specifically, as for road noise, a component around 200 Hz to 300 Hz is likely to be sensed by the human ear, and then a component around 1,500 Hz is likely to be sensed.
  • FIG. 6 shows an example where the road noise is smaller than that in FIG. 5 and the level of the road noise signal 403 is lower than the curve 301a (curve 300a) in FIG. That is, in FIG. 6, a curve 300b is a frequency characteristic of the road noise signal 403, and a frequency characteristic obtained by averaging the characteristics of the curve 300b is indicated by a curve 301b.
  • the frequency characteristic of the road noise signal 403 is converted using the A characteristic frequency weighting, as shown by a curve 303b in FIG. 6, the frequency characteristic having a generally low level with respect to the curve 303a shown in FIG. Is obtained.
  • the frequency characteristics after conversion have peaks in the vicinity of 100 Hz and in the vicinity of 1,500 Hz, indicating that sounds of these frequency components are easily detected by human ears.
  • the road noise correction unit 200a corrects the frequency characteristic of the audio signal output from the audio reproduction unit 10 with the frequency characteristic corresponding to the curve 303a, thereby reproducing the reproduction sound due to the road noise. Suppresses masking.
  • the conversion unit 203 acquires information indicating the A characteristic frequency weighting such as the curve 302 from the storage unit 21 as the conversion coefficient 404.
  • the conversion unit 203 converts the frequency characteristic of the road noise signal 403 as shown by the curve 301a (curve 300a) supplied from the analysis unit 202a by using the conversion coefficient 404, and the conversion as shown by the curve 303a. The later frequency characteristics are acquired.
  • the conversion unit 203 supplies the acquired information indicating the converted frequency characteristics to the EQ setting unit 204.
  • the EQ setting unit 204 generates a parameter 401 for correcting the frequency characteristic of the audio signal in the equalizer 12 based on the information indicating the converted frequency characteristic supplied from the conversion unit 203. For example, as illustrated by a curve 310 in FIG. 7, the EQ setting unit 204 generates a parameter 401 such that the equalizer 12 has characteristics that increase the level for each frequency of the audio signal corresponding to the curve 303a. To do.
  • the parameter 401 is, for example, a filter coefficient for a digital filter that constitutes the equalizer 12.
  • a curve 311 in FIG. 7 shows an example of the frequency characteristic of the equalizer 12 set corresponding to the curve 303b in FIG. 6 when the road noise is low.
  • the frequency characteristic set in the equalizer 12 also changes according to the magnitude of the road noise.
  • the EQ setting unit 204 sets the generated parameter 401 in the equalizer 12. Since the equalizer 12 corrects the frequency characteristics of the audio signal supplied according to the set parameter 401, the level of the frequency band masked by road noise is increased, and masking can be suppressed.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing according to the first embodiment.
  • the road noise acquisition unit 201 acquires the road noise signal 403 output from the microphone 30 in step S10.
  • the analysis unit 202a analyzes the road noise signal 403 acquired in step S10 and acquires a frequency characteristic.
  • the conversion unit 203 uses, for example, the conversion coefficient 404 based on the A characteristic frequency weighting indicated by the curve 302 read from the storage unit 21, and the road noise signal analyzed by the analysis unit 202a in step S11.
  • the frequency characteristic 403 is converted into a frequency characteristic in consideration of auditory characteristics.
  • the EQ setting unit 204 In the next step S13, the EQ setting unit 204 generates a parameter 401 of the equalizer 12 for correcting the frequency characteristic of the audio signal according to the frequency characteristic converted by the conversion unit 203 in step S12. Then, the EQ setting unit 204 sets the generated parameter 401 in the equalizer 12 in the next step S14.
  • the parameter 401 of the equalizer 12 is set by using the frequency characteristic itself of the road noise signal 403 indicated by a curve 301a in FIG.
  • the road noise signal 403 does not take into account human auditory characteristics, for example, low-frequency and high-frequency attenuation due to A characteristic frequency weighting is not taken into consideration. Therefore, in the conventional technology, the level of the low range or the high range where the sensitivity is lowered in the human auditory characteristic is excessively increased.
  • the road noise is not a sound included in the audio signal output from the audio playback unit 10, but a sound heard directly by a person. Therefore, as in the first embodiment, by setting the parameter 401 of the equalizer 12 based on the frequency characteristic obtained by converting the frequency characteristic of the road noise signal 403 according to the human auditory characteristic using A characteristic frequency weighting, for example. The masking of the sound output from the speaker 16 due to road noise that a person directly hears can be suppressed.
  • the A characteristic frequency weighting is used to convert the frequency characteristic of the road noise signal 403 into the frequency characteristic considering the auditory characteristic.
  • the conversion of the frequency characteristic is performed based on an equal loudness curve by Fletcher Manson. For example, it is conceivable to convert the frequency characteristic according to the characteristic in which the unevenness of the equal loudness curve is reversed.
  • the analysis unit 202a further acquires the level of the road noise signal 403, and the conversion unit 203 converts the conversion coefficient 404 according to the signal level of the road noise signal 403. To get.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of processing according to a modification of the first embodiment. The process according to the flowchart of FIG. 9 will be described with reference to the configuration of FIG. 3 described above.
  • the road noise acquisition unit 201 acquires the road noise signal 403 output from the microphone 30 in step S20.
  • the analysis unit 202a analyzes the acquired road noise signal 403 to acquire frequency characteristics (step S21).
  • the analysis unit 202a analyzes the acquired road noise signal 403 and acquires a signal level (step S22).
  • the conversion unit 203 selects a conversion coefficient 404 corresponding to the signal level acquired in step S22.
  • the conversion coefficient 404 corresponding to each step of the signal level is created based on the equal loudness curve and stored in the storage unit 21 in advance.
  • the conversion unit 203 selects a corresponding conversion coefficient 404 from the conversion coefficients 404 stored in the storage unit 21 according to the signal level acquired in step S22.
  • step S24 the conversion unit 203 converts the frequency characteristic of the road noise signal 403 acquired in step S21 into a frequency characteristic considering the auditory characteristic using the conversion coefficient 404 selected in step S23.
  • the EQ setting unit 204 In the next step S25, the EQ setting unit 204 generates a parameter 401 of the equalizer 12 for correcting the frequency characteristic of the audio signal according to the frequency characteristic converted by the conversion unit 203 in step S24. Then, the EQ setting unit 204 sets the generated parameter 401 in the equalizer 12 in the next step S26.
  • the road noise generated in the vehicle 100 can be masked with respect to the reproduced sound of the car audio device 1a in substantially real time based on the equal loudness curve. It becomes possible to suppress.
  • the car audio apparatus previously collects road noise generated in the vehicle for each condition where the magnitude of the road noise changes, acquires the frequency characteristics of each road noise signal 403, and stores the storage unit.
  • the car audio device acquires the condition when the vehicle travels, selects the frequency characteristic of the road noise signal 403 corresponding to the acquired condition from the storage unit, and adds the auditory characteristic to the selected frequency characteristic. Conversion processing is performed to convert the frequency characteristics into consideration.
  • the car audio device can suppress masking of the reproduction sound of the car audio device due to road noise without collecting road noise with a microphone while the vehicle is running.
  • the analysis unit 202 b analyzes a road noise signal 403 obtained by collecting the road noise of the vehicle 100 with the microphone 30 in advance, and acquires the frequency characteristic of the road noise signal 403. Then, the analysis unit 202b causes the storage unit 21 to store information indicating the acquired frequency characteristics. The analysis unit 202b executes this process for each condition in which road noise changes when the vehicle 100 travels, and stores the information indicating the frequency characteristics and the condition in the storage unit 21 in association with each other.
  • the traveling speed of the vehicle 100 is used as a condition for changing the road noise. For example, as the traveling speed of the vehicle 100 increases, the magnitude of road noise increases. When the traveling speed is low, the magnitude of road noise decreases. Therefore, road noise is collected for each of a plurality of traveling speeds, and the frequency characteristic of each road noise signal 403 is analyzed by the analysis unit 202b. The analysis unit 202b associates the information indicating the frequency characteristics of the road noise signal 403 with the travel speed and causes the storage unit 21 to store the information.
  • FIG. 11 shows an exemplary configuration of the car audio apparatus 1b according to the second embodiment.
  • speed information 406 indicating the traveling speed of the vehicle 100
  • a vehicle speed pulse is supplied from the vehicle 100 to the control unit 20b.
  • the control unit 20 b includes a road noise correction unit 200 b and a volume control unit 220.
  • the speed information 406 is supplied to the road noise correction unit 200b.
  • FIG. 13 is a functional block diagram illustrating an example of the function of the road noise correction unit 200b according to the second embodiment.
  • the road noise correction unit 200b includes a speed information acquisition unit 230 and a road noise characteristic acquisition unit 231 in place of the road noise acquisition unit 201 and the analysis unit 202a with respect to the road noise correction unit 200a illustrated in FIG. Yes.
  • analysis unit 202b illustrated in FIG. 10 may be included in the road noise correction unit 200b or the control unit 20b, or may be configured outside the control unit 20b and further outside the car audio device 1b. .
  • Speed information acquisition unit 230 is supplied with speed information 406 from vehicle 100.
  • the speed information acquisition unit 230 acquires the traveling speed of the vehicle 100 based on the speed information 406 supplied as vehicle speed pulses.
  • the speed information acquisition unit 230 supplies the acquired traveling speed to the road noise characteristic acquisition unit 231.
  • the road noise characteristic acquisition unit 231 is based on the travel speed supplied from the speed information acquisition unit 230, and is stored in advance by the analysis unit 202b from the storage unit 21 as described with reference to FIG.
  • Information indicating the frequency characteristic (road noise characteristic) 407 corresponding to the speed is selected and acquired.
  • Information indicating the acquired frequency characteristics is supplied to the conversion unit 203.
  • the conversion unit 203 acquires the conversion coefficient 404 based on the frequency characteristic considering the auditory characteristic from, for example, the storage unit 21.
  • the A characteristic frequency weighting described in the first embodiment is used as the frequency characteristic in consideration of the auditory characteristic.
  • a characteristic based on an equal loudness curve can be used as the frequency characteristic in consideration of the auditory characteristic. In this case, it is conceivable to select characteristics according to the traveling speed.
  • the conversion unit 203 converts the frequency characteristic 407 indicated in the information acquired from the road noise characteristic acquisition unit 231 using the conversion coefficient 404, and acquires the converted frequency characteristic. To do.
  • the converted frequency characteristic is supplied to the EQ setting unit 204.
  • the EQ setting unit 204 generates a parameter 401 of the equalizer 12 corresponding to the supplied frequency characteristic after conversion, and sets the parameter 401 in the equalizer 12.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of processing according to the second embodiment.
  • the speed information acquisition unit 230 acquires the traveling speed of the vehicle 100 based on the speed information 406 supplied from the vehicle 100 in step S30.
  • the road noise characteristic acquisition unit 231 acquires the frequency characteristic 407 of the road noise signal 403 corresponding to the travel speed acquired in step S30 from the storage unit 21.
  • the conversion unit 203 uses the conversion coefficient 404 based on the A characteristic read from the storage unit 21, for example, to convert the frequency characteristic of the road noise signal 403 acquired in step S31 into a frequency considering the auditory characteristic. Convert to characteristics.
  • the EQ setting unit 204 In the next step S33, the EQ setting unit 204 generates a parameter 401 of the equalizer 12 for correcting the frequency characteristic of the audio signal according to the frequency characteristic converted by the conversion unit 203 in step S32. Then, the EQ setting unit 204 sets the generated parameter 401 in the equalizer 12 in the next step S34.
  • step S30 to step S34 By repeatedly executing the processing of step S30 to step S34, for example, at a predetermined cycle, the road noise generated in the vehicle 100 can be masked against the reproduced sound of the car audio device 1b, and the road noise can be collected by the microphone 30. It is possible to suppress in substantially real time without making a sound.
  • amendment part 200b determines whether the driving speed of the vehicle 100 changed based on the speed information 406 acquired by the speed information acquisition part 230 by step S30, and the driving speed changed. When the determination is made, it is conceivable to execute the processing of step S31 to step S34.
  • One of the human auditory characteristics is perception delay for sound changes. That is, human hearing has a characteristic that a response is fast when a sound increases, and a response is slow when a sound decreases.
  • the road noise increases as the traveling speed of the vehicle 100 increases, and the road noise tends to decrease as the traveling speed decreases. In other words, the road noise changes rapidly when the vehicle 100 is accelerated and decelerated.
  • the road noise correction unit 200b monitors the speed information 406 acquired by the speed information acquisition unit 230 to determine whether the vehicle 100 has accelerated or decelerated, and according to the determination result.
  • the setting of the parameter 401 for the equalizer 12 by the EQ setting unit 204 is delayed.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of processing according to a modification of the second embodiment.
  • FIG. 16 is a functional block diagram illustrating an example of the function of the road noise correction unit 200b ′ according to the modification of the second embodiment.
  • the same reference numerals are given to portions common to FIG. 13, and detailed description is omitted.
  • the configuration illustrated in FIG. 16 is partially different from the configuration illustrated in FIG. 13 described above in the functions of the speed information acquisition unit 230 'and the EQ setting unit 204'.
  • the speed information acquisition unit 230' acquires the traveling speed of the vehicle 100 based on the speed information 406 supplied from the vehicle 100 in step S40. Further, the speed information acquisition unit 230 ′ monitors the speed information 406 and detects a change in travel speed. As a result of the detection, the speed information acquisition unit 230 'supplies speed change information indicating at least deceleration of the traveling speed to the EQ setting unit 204'.
  • the road noise characteristic acquisition unit 231 acquires the frequency characteristic 407 of the road noise signal 403 corresponding to the travel speed acquired in step S40 from the storage unit 21.
  • the conversion unit 203 uses the conversion coefficient 404 based on the A characteristic read from the storage unit 21, for example, to convert the frequency characteristic of the road noise signal 403 acquired in step S41 into a frequency considering the auditory characteristic. Convert to characteristics.
  • the EQ setting unit 204 'generates the parameter 401 of the equalizer 12 for correcting the frequency characteristic of the audio signal according to the frequency characteristic converted by the conversion unit 203 in step S42.
  • step S44 the EQ setting unit 204 'determines whether or not the vehicle 100 has decelerated based on the speed change information supplied from the speed information acquisition unit 230'.
  • the process proceeds to step S45, and after waiting for a predetermined time to delay the process, the process proceeds to step S46, and the parameter generated in step S43. 401 is set in the equalizer 12.
  • the delay time of the process in step S45 can be about 200 msec, for example.
  • the delay time in step S45 is not limited to 200 msec, and may be another value.
  • the delay time may be set by a user operation on the operation unit 22, for example.
  • step S44 determines in step S44 that the vehicle 100 is not decelerating, that is, it is one of acceleration and no change in traveling speed
  • the process proceeds to step S46 without providing a waiting time.
  • the parameter 401 generated in step S43 is set in the equalizer 12.
  • the road noise generated in the vehicle 100 can be masked against the reproduced sound of the car audio device 1b, and the road noise collected by the microphone 30 can be reduced. It is possible to suppress in substantially real time without making a sound.
  • road noise amendment part 200b judges whether traveling speed of vehicles 100 changed based on speed information 406 acquired by speed information acquisition part 230' at Step S40, and traveling speed changes. If it is determined that the process has been performed, it is also conceivable to execute the processes of steps S41 to S46. In this case, in step S44, it is only necessary to determine either deceleration or acceleration.
  • the frequency characteristic of the road noise signal 403 is converted into a frequency characteristic considering the auditory characteristic, and the frequency characteristic of the equalizer 12 is set according to the converted frequency characteristic.
  • the above-described car audio devices 1a and 1b further perform a loudness correction process that emphasizes high and low frequencies in accordance with an equal loudness curve when the reproduced sound output from the speaker 16 is small.
  • the frequency characteristic correction process considering the auditory characteristic according to the frequency can be executed without being linked.
  • the volume control unit 220 generates a loudness correction value 400 corresponding to the volume control value 402 and supplies the loudness correction value 400 to the loudness correction unit 11, and is not linked to the processing of the road noise correction unit 200a.
  • the band and low band are emphasized according to the equal loudness curve.

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Abstract

　実施形態の音響装置は、取得部が、ロードノイズなどによる外来ノイズの周波数特性を取得して、変換部が、取得した外来ノイズの周波数特性を聴覚感度の周波数特性に従い聴覚感度特性に変換する。当該音響装置は、設定部が、聴覚感度特性に従ったパラメータ（４０１）をイコライザ（１２）に設定する。イコライザは、設定部により設定されたパラメータに従い、再生部（１０）により再生されたオーディオ信号の周波数特性を補正する。

Description

音響装置、音響処理方法および音響処理プログラム
　本発明は、音響装置、音響処理方法および音響処理プログラムに関する。
　車内で音楽などを再生するための車載用音響再生装置において、車両の走行中に音楽などを再生した場合、再生音が聞き取りにくくなることがある。これは、走行に伴い発生するロードノイズにより再生音がマスキングされてしまうからである。ロードノイズは、路面にタイヤのトレッドパターンが叩き付けられることにより発生するノイズである。ロードノイズは、一般的に、低域成分を多く含んだ周波数特性を有する。
　従来、マイクロフォンや車速パルスなどによる車両のエンジンの回転数や車両振動を計測し、計測値をロードノイズと相関がある入力情報として用いて再生音の音量などを制御する方法が知られている。例えば、ロードノイズの発生量に応じて再生音の音量を上げ、ロードノイズによる再生音のマスキングを弱める。
　特許文献１には、ロードノイズと相関がある情報として車両速度やルーフの開閉状態を検出し、検出結果に基づき再生音に対するイコライジング補正を行うようにした技術が開示されている。特許文献１では、再生音の低域の音量を増加させ、高域の音量を低下させて、ロードノイズによる再生音のマスキングの解消を行っている。
　一方、フレッチャー・マンソンによる等ラウドネス曲線に示されるように、人の聴覚の特性は、音が弱くなるに連れ、低域および高域の感度が悪くなることが知られている。そのため、従来から、オーディオ再生装置において、等ラウドネス曲線に従い、ボリューム値に応じて、小さいボリューム値ほど低域および高域を強調する補正が行われていた。
特開平７－８７５８７号公報
　従来では、オーディオ信号の再生音に対するロードノイズによるマスキングを解消するために、ロードノイズの周波数特性に応じてオーディオ信号の再生音における低域の音量を増加させていた。しかしながら、従来の方法では、低域におけるロードノイズによるマスキングを抑制しつつ再生音の低域が適切に聞こえるように制御することが難しいという問題点があった。
　また、ロードノイズには、低域成分と比較すると低いレベルであるが、高域成分も含まれており、スピーカから出力された再生音の高域成分のうちレベルの低い成分は、ロードノイズの高域成分にマスキングされてしまう。これを解消するために、ロードノイズの周波数特性に応じてオーディオ信号の再生音における高域の音量を増加させた場合においても、上述と同様に、高域が適切に聞こえるように制御することが難しかった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、再生音に対する外来ノイズの影響を適切に抑制可能とすることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、再生部で再生されるオーディオ信号の周波数特性を設定されたパラメータに従い補正するイコライザと、外来ノイズの周波数特性を取得する取得部と、取得部で取得された外来ノイズの周波数特性を聴覚感度の周波数特性に従い聴覚感度特性に変換する変換部と、聴覚感度特性に従ったパラメータをイコライザに設定する設定部とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、再生音に対する外来ノイズの影響を適切に抑制可能となるという効果を奏する。
図１は、第１の実施形態に適用可能なカーオーディオ装置の一例の構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係る制御部の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係るロードノイズ補正部の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。 図４は、等ラウドネス曲線を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係る、Ａ特性を用いたロードノイズ信号の周波数特性の変換について説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る、Ａ特性を用いたロードノイズ信号の周波数特性の変換について説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る、イコライザに設定する周波数特性の例を示す図である。 図８は、第１の実施形態による処理の例を示すフローチャートである。 図９は、第１の実施形態の変形例による処理の例を示すフローチャートである。 図１０は、第２の実施形態を説明するための図である。 図１１は、第２の実施形態に係るカーオーディオ装置の一例の構成を示すブロック図である。 図１２は、第２の実施形態に係る制御部の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。 図１３は、第２の実施形態に係るロードノイズ補正部の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。 図１４は、第２の実施形態による処理の例を示すフローチャートである。 図１５は、第２の実施形態の変形例による処理の例を示すフローチャートである。 図１６は、第２の実施形態の変形例に係るロードノイズ補正部の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。
　以下に図面を参照しながら、本発明に係る音響装置、音響処理方法および音響処理プログラムの好適な実施形態を説明する。係る実施形態に示す具体的な数値および外観構成などは、本発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本発明に直接関係のない要素は詳細な説明および図示を省略している。
（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に適用可能な車載用音響再生装置（以下、カーオーディオ装置と呼ぶ）の一例の構成を示す。図１において、カーオーディオ装置１ａは、車両１００に搭載されて用いられる。カーオーディオ装置１ａは、オーディオ再生部１０と、ラウドネス補正部１１と、イコライザ１２と、ＤＡＣ(Digital/Analog　Convertor)１３と、音量調整部１４と、アンプ部１５と、スピーカ（ＳＰ）１６とを有する。さらに、カーオーディオ装置１ａは、制御部２０ａと、記憶部２１と、操作部２２とを有する。
　オーディオ再生部１０は、ＣＤ(Compact　Disk)といったディスク記録媒体や、不揮発性の半導体メモリに記録されたオーディオデータを再生し、ディジタル方式のオーディオ信号として出力する。オーディオ再生部１０から出力されたオーディオ信号は、ラウドネス補正部１１に供給される。ラウドネス補正部１１は、供給されたオーディオ信号に対して、制御部２０ａから供給されるラウドネス補正値４００に応じて等ラウドネス曲線に従った周波数特性の補正（ラウドネス補正）を施して出力する。
　ラウドネス補正部１１から出力されたオーディオ信号は、イコライザ１２に供給される。イコライザ１２は、供給されたオーディオ信号に対して制御部２０ａから供給されるパラメータ４０１に従い周波数特性の補正を施して出力する。イコライザ１２から出力されたオーディオ信号は、ＤＡＣ１３によりアナログ方式のオーディオ信号に変換されて音量調整部１４に供給される。
　音量調整部１４は、制御部２０ａから供給される音量制御値４０２に従い、ＤＡＣ１３から供給されたオーディオ信号のレベルを調整する。音量制御部１４でレベルを調整されたオーディオ信号は、アンプ部１５で電力増幅されて、車両１００の車内に取り付けられるスピーカ１６に供給され、音として出力される。
　制御部２０ａは、例えばＣＰＵ(Central　Processing　Unit)、ＲＯＭ(Read　Only　Memory)およびＲＡＭ(Random　Access　Memory)と、上述したラウドネス補正部１１、イコライザ１２および音量調整部１４に対するインターフェイスとを有する。これに限らず、制御部２０ａは、オーディオ再生部１０に対するインターフェイスをさらに有してもよい。制御部２０ａは、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして用いてＣＰＵが動作し、インターフェイスを介して上述の各部を制御する。
　記憶部２１は、例えば不揮発性の半導体メモリやハードディスクドライブであって、制御部２０ａが用いる各種データが記憶される。操作部２２は、ユーザ操作を受け付け、ユーザ操作に応じた制御信号を制御部２０ａに供給する。操作部２２から供給された制御信号に応じて制御部２０ａがオーディオ再生部１０、ラウドネス補正部１１、イコライザ１２および音量調整部１４を制御することで、ユーザは、カーオーディオ装置１ａに操作に応じた動作を実行させることができる。
　なお、第１の実施形態では、カーオーディオ装置１ａは、車両１００に設けられたマイクロフォン３０から出力された、マイクロフォン３０に収音された音声に基づくオーディオ信号が入力される。マイクロフォン３０から出力されカーオーディオ装置１ａに入力されたオーディオ信号は、制御部２０ａに供給される。
　例えば、マイクロフォン３０により、走行中の車両１００において路面にタイヤのトレッドパターンが叩き付けられることにより発生する音が当該車両１００の車内に伝達したロードノイズを収音し、このロードノイズによるオーディオ信号を制御部２０ａに供給する。以下、特に記載のない限り、このロードノイズによるオーディオ信号を、ロードノイズ信号４０３と呼ぶ。ロードノイズは、カーオーディオ装置１ａのスピーカ１６から出力される音に対する外来ノイズである。
　なお、マイクロフォン３０により、走行中の車両１００のエンジン音などのメカニカルノイズを、ロードノイズと共に、スピーカ１６の再生音に対する外来ノイズとして収音してもよい。
　図２は、第１の実施形態に係る制御部２０ａの機能を説明するための一例の機能ブロック図である。制御部２０ａは、ロードノイズ補正部２００ａと、音量制御部２２０とを含む。これらロードノイズ補正部２００ａおよび音量制御部２２０は、制御部２０ａに含まれるＣＰＵ上で動作するプログラムにより構成される。これに限らず、これらロードノイズ補正部２００ａおよび音量制御部２２０を、それぞれ独立したハードウェアで構成してもよい。
　ロードノイズ補正部２００ａは、マイクロフォン３０から供給されたロードノイズ信号４０３が入力される。また、ロードノイズ補正部２００ａは、ロードノイズ信号４０３の周波数特性を人の聴覚の特性に応じた周波数特性に変換するための変換係数４０４が入力される。ロードノイズ補正部２００ａは、入力されたロードノイズ信号４０３と変換係数４０４とに基づきパラメータ４０１を生成し、イコライザ１２に供給する。
　音量制御部２２０は、ユーザ操作に応じて操作部２２から出力された制御信号が操作入力４０５として入力される。音量制御部２２０は、例えば、操作入力４０５に応じて音量制御値４０２を生成し、音量調整部１４に供給する。また、音量制御部２２０は、音量制御値４０２に応じてラウドネス補正値４００を生成し、ラウドネス補正部１１に供給する。
　図３は、第１の実施形態に係るロードノイズ補正部２００ａの機能を説明するための一例の機能ブロック図である。ロードノイズ補正部２００ａは、ロードノイズ取得部２０１と、解析部２０２ａと、変換部２０３と、ＥＱ設定部２０４とを含む。これらロードノイズ取得部２０１、解析部２０２ａ、変換部２０３およびＥＱ設定部２０４は、制御部２０ａに含まれるＣＰＵ上で動作する音響処理プログラムにより構成される。これに限らず、これらロードノイズ取得部２０１、解析部２０２ａ、変換部２０３およびＥＱ設定部２０４をそれぞれ独立したハードウェアで構成してもよい。また、当該音響処理プログラムに、上述した音量制御部２２０の機能を含めてもよい。
　なお、上述した音響処理プログラムは、例えば制御部２０ａが有するＲＯＭに予め記憶されて提供される。これに限らず、カーオーディオ装置１ａに対して不揮発性メモリや、ＣＤやＤＶＤ(Digital　Versatile　Disk)を再生するドライブを接続するインターフェイスを設け、当該音響処理プログラムを、これら不揮発性メモリやＣＤ、ＤＶＤといった記録媒体から提供してもよい。さらに、カーオーディオ装置１ａに対してインターネットに接続するための通信インターフェイスを設け、当該音響処理プログラムをインターネットから供給することも可能である。
　ロードノイズ取得部２０１は、マイクロフォン３０から供給されたロードノイズ信号４０３を取得する。例えば、ロードノイズ取得部２０１は、アナログ方式で供給されたロードノイズ信号４０３をディジタル方式の信号に変換し、図示されないメモリに一時的に記憶する。解析部２０２ａは、例えばフーリエ変換を用いて、ロードノイズ取得部２０１で取得されたロードノイズ信号４０３の周波数特性を解析する。解析結果は、変換部２０３に供給される。
　変換部２０３は、解析部２０２ａで解析されたロードノイズ信号４０３の周波数特性を、変換係数４０４に従い、人の聴覚特性（聴覚感度特性）を考慮した周波数特性に変換する。以下、この変換部２０３の処理について詳細に説明する。
　人は、空気振動を耳で検出することで、脳が音として認識する。その際、人は、聴覚特性に従い、実際に空気振動として放出されている音の周波数特性と異なった周波数特性で音を感じる。具体的には、図４のフレッチャー・マンソンの等ラウドネス曲線（ＩＳＯ(International　Organization　for　Standardization)　２２６）に示されるように、人の聴覚は、中域（例えば１kHz～５kHz）に対して低域および高域の感度が低く、また、音量（音圧）が低いほど、低域および高域の中域に対する感度の低下が顕著となる。さらに、感度の低下は、高域よりも低域の方がより顕著となる。
　音の実測値に基づく周波数特性を、このような、人の聴覚特性を考慮した周波数特性に変換するための周波数重み付け特性の一つとして、Ａ特性と呼ばれる特性が規定されている。図５を用いて、第１の実施形態に係る、Ａ特性を用いたロードノイズ信号４０３の周波数特性の変換について説明する。なお、図５は、ディジタル方式のオーディオ信号の基準レベルを０ｄＢとして示した図である。
　図５において、曲線３０２がＡ特性を示す。Ａ特性は、主に騒音レベルの測定に用いられる、人の聴覚を考慮した周波数重み付け特性であって、ＪＩＳ　Ｃ１５０９シリーズ「電気音響－サウンドレベルメータ（騒音計）」に規定される。Ａ特性は、図５において曲線３０２として示されるように、２，０００Ｈｚ～３，０００Ｈｚ付近をピークとして、低域側および高域側にそれぞれ音圧レベルが低下する周波数特性を示す。
　図５において、曲線３００ａは、ロードノイズの実測値すなわちロードノイズ信号４０３の周波数特性の例を示し、曲線３００ａを平均化して曲線３０１ａとして示す。曲線３００ａおよび３０１ａに示すように、ロードノイズ信号４０３は、高域から低域に向けてレベルが増大する周波数特性を有し、低域成分を多く含む信号となる。以下、この曲線３００ａを平均化した曲線３０１ａが示す周波数特性を、ロードノイズ信号４０３の周波数特性と見做す。
　図５において、曲線３０３ａは、曲線３０１ａの周波数特性を、曲線３０２で示されるＡ特性周波数重み付けを用いて人の聴覚を考慮した特性に変換した変換後の周波数特性を示す。曲線３０３ａに示されるように、Ａ特性周波数重み付けを用いて周波数特性を変換することで、２００Ｈｚ～３００Ｈｚ付近をピークとして、低域側および高域側にそれぞれ音圧レベルが低下する周波数特性が得られる。また、変換後の周波数特性は、Ａ特性の周波数特性のピークに近い１，５００Ｈｚ付近にも小さなピークが存在する。この曲線３０３ａに示される周波数特性が、人が聞いて感じるロードノイズの周波数特性と見做すことができる。より具体的には、ロードノイズは、人の耳には、２００Ｈｚ～３００Ｈｚ付近の成分が感知され易く、次いで、１，５００Ｈｚ付近の成分が感知され易いことになる。
　図６は、ロードノイズが図５の場合に比べて小さく、ロードノイズ信号４０３のレベルが図５の曲線３０１ａ（曲線３００ａ）よりも低い場合の例を示す。すなわち、図６において、曲線３００ｂがロードノイズ信号４０３の周波数特性であり、この曲線３００ｂの特性を平均化した周波数特性を曲線３０１ｂで示している。この場合は、ロードノイズ信号４０３の周波数特性をＡ特性周波数重み付けを用いて変換すると、図６に曲線３０３ｂで示されるように、図５に示す曲線３０３ａに対して全体的にレベルの低い周波数特性が得られる。この場合、変換後の周波数特性は、１００Ｈｚ付近と１，５００Ｈｚ付近にピークがあり、これらの周波数成分の音が、人の耳に感知され易いことを示している。
　例えば図５の例において、カーオーディオ装置１のスピーカ１６から出力される音声のうち、曲線３０３ａ以下の成分は、ロードノイズにマスキングされ人には聞こえないことになる。そのため、第１の実施形態に係るロードノイズ補正部２００ａは、オーディオ再生部１０から出力されるオーディオ信号の周波数特性を、この曲線３０３ａに応じた周波数特性で補正することで、ロードノイズによる再生音のマスキングを抑制する。
　より具体的には、曲線３０２で示されるＡ特性による周波数特性を示す情報を、記憶部２１に予め記憶しておく。変換部２０３は、記憶部２１から、曲線３０２のような、Ａ特性周波数重み付けを示す情報を変換係数４０４として取得する。変換部２０３は、解析部２０２ａから供給された、曲線３０１ａ（曲線３００ａ）で示したようなロードノイズ信号４０３の周波数特性を変換係数４０４を用いて変換して、曲線３０３ａに示されるような変換後の周波数特性を取得する。
　変換部２０３は、取得した変換後の周波数特性を示す情報を、ＥＱ設定部２０４に供給する。ＥＱ設定部２０４は、変換部２０３から供給された変換後の周波数特性を示す情報に基づき、イコライザ１２においてオーディオ信号の周波数特性の補正を行うためのパラメータ４０１を生成する。例えば、ＥＱ設定部２０４は、図７に曲線３１０で例示するように、イコライザ１２が、曲線３０３ａに対応してオーディオ信号の周波数毎のレベルを増加させるような特性となるようなパラメータ４０１を生成する。パラメータ４０１は、例えば、イコライザ１２を構成するディジタルフィルタに対するフィルタ係数である。
　なお、図７の曲線３１１は、図６の、ロードノイズが低い場合の曲線３０３ｂに対応して設定されるイコライザ１２の周波数特性の例を示す。このように、ロードノイズの大きさに応じて、イコライザ１２に設定される周波数特性も変化する。
　ＥＱ設定部２０４は、生成したパラメータ４０１をイコライザ１２に設定する。イコライザ１２が、設定されたパラメータ４０１に従い供給されたオーディオ信号に対して周波数特性の補正を行うことで、ロードノイズによりマスキングされる周波数帯域のレベルが増大され、マスキングを抑制することができる。
　図８は、第１の実施形態による処理の例を示すフローチャートである。ロードノイズ補正部２００ａにおいて、ロードノイズ取得部２０１は、ステップＳ１０で、マイクロフォン３０から出力されたロードノイズ信号４０３を取得する。次のステップＳ１１で、解析部２０２ａは、ステップＳ１０で取得されたロードノイズ信号４０３を解析して、周波数特性を取得する。次のステップＳ１２で、変換部２０３は、例えば記憶部２１から読み出した、曲線３０２に示したＡ特性周波数重み付けに基づく変換係数４０４を用いて、ステップＳ１１で解析部２０２ａに解析されたロードノイズ信号４０３の周波数特性を、聴覚特性を考慮した周波数特性に変換する。
　次のステップＳ１３で、ＥＱ設定部２０４は、ステップＳ１２で変換部２０３に変換された周波数特性に従いオーディオ信号の周波数特性を補正するためのイコライザ１２のパラメータ４０１を生成する。そして、ＥＱ設定部２０４は、次のステップＳ１４で、生成したパラメータ４０１をイコライザ１２に設定する。
　以上の、ステップＳ１０～ステップＳ１４の処理を、所定の周期で繰り返し実行することで、車両１００において発生するロードノイズの、カーオーディオ装置１ａの再生音に対するマスキングを略リアルタイムで抑制することが可能となる。
　従来では、例えば図５において曲線３０１ａで示される、ロードノイズ信号４０３の周波数特性そのものを用いてイコライザ１２のパラメータ４０１を設定していた。この場合、ロードノイズ信号４０３は、人の聴覚特性が考慮されたものではないため、例えばＡ特性周波数重み付けによる低域および高域の減衰が加味されていない。したがって、従来の技術では、人の聴覚特性では感度が低下する低域や高域のレベルを過度に増大させてしまうことになる。
　ロードノイズは、オーディオ再生部１０から出力されるオーディオ信号に含まれる音ではなく、人が直接的に聞く音である。したがって、第１の実施形態のように、ロードノイズ信号４０３の周波数特性を、例えばＡ特性周波数重み付けを用いて人の聴覚特性に従い変換した周波数特性に基づき、イコライザ１２のパラメータ４０１を設定することで、人が直接的に聞くロードノイズによる、スピーカ１６から出力される音に対するマスキングを抑制することができる。
（第１の実施形態の変形例）
　次に、第１の実施形態の変形例について説明する。上述では、ロードノイズ信号４０３の周波数特性を聴覚特性を考慮した周波数特性に変換するために、Ａ特性周波数重み付けを用いたが、これはこの例に限定されない。第１の実施形態では、この周波数特性の変換を、フレッチャー・マンソンによる等ラウドネス曲線に基づき行う。例えば、等ラウドネス曲線の凹凸を逆にした特性に従い、周波数特性の変換を行うことが考えられる。
　図４を用いて説明したように、等ラウドネス曲線によれば、人の聴覚の周波数特性は、音の大きさに応じて変化する。そのため、第１の実施形態では、ロードノイズ補正部２００ａにおいて、解析部２０２ａは、ロードノイズ信号４０３のレベルをさらに取得し、変換部２０３は、ロードノイズ信号４０３の信号レベルに応じた変換係数４０４を取得する。
　図９は、第１の実施形態の変形例による処理の例を示すフローチャートである。上述した図３の構成を参照しながら、図９のフローチャートによる処理について説明する。ロードノイズ補正部２００ａにおいて、ロードノイズ取得部２０１は、ステップＳ２０で、マイクロフォン３０から出力されたロードノイズ信号４０３を取得する。解析部２０２ａは、取得されたロードノイズ信号４０３を解析して周波数特性を取得する（ステップＳ２１）。
　また、解析部２０２ａは、取得されたロードノイズ信号４０３を解析して信号レベルを取得する（ステップＳ２２）。次のステップＳ２３で、変換部２０３は、ステップＳ２２で取得された信号レベルに対応する変換係数４０４を選択する。例えば、等ラウドネス曲線に基づき信号レベルの各段階に対応する変換係数４０４をそれぞれ作成し、記憶部２１に予め記憶しておく。変換部２０３は、ステップＳ２２で取得された信号レベルに従い、記憶部２１に記憶される変換係数４０４から対応する変換係数４０４を選択する。
　ステップＳ２１およびステップＳ２３の処理が終了すると、処理がステップＳ２４に移行される。ステップＳ２４で、変換部２０３は、ステップＳ２１で取得されたロードノイズ信号４０３の周波数特性を、ステップＳ２３で選択された変換係数４０４を用いて聴覚特性を考慮した周波数特性に変換する。
　次のステップＳ２５で、ＥＱ設定部２０４は、ステップＳ２４で変換部２０３に変換された周波数特性に従いオーディオ信号の周波数特性を補正するためのイコライザ１２のパラメータ４０１を生成する。そして、ＥＱ設定部２０４は、次のステップＳ２６で、生成したパラメータ４０１をイコライザ１２に設定する。
　以上の、ステップＳ２０～ステップＳ２６の処理を、所定の周期で繰り返し実行することで、車両１００において発生するロードノイズの、カーオーディオ装置１ａの再生音に対するマスキングを、等ラウドネス曲線に基づき略リアルタイムで抑制することが可能となる。
（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係るカーオーディオ装置は、予め、車両で発生するロードノイズを、ロードノイズの大きさが変わる条件毎に収音して各ロードノイズ信号４０３の周波数特性を取得し、記憶部に記憶させる。そして、当該カーオーディオ装置は、車両の走行時に当該条件を取得して、取得された条件に対応するロードノイズ信号４０３の周波数特性を記憶部から選択し、選択された周波数特性に、聴覚特性を考慮した周波数特性に変換する変換処理を施すようにしている。
　第２の実施形態に係るカーオーディオ装置は、これにより、車両の走行中にマイクロフォンでロードノイズを収音すること無く、ロードノイズによるカーオーディオ装置の再生音に対するマスキングを抑制することができる。
　図１０～図１３を用いてより具体的に説明する。なお、図１０～図１３において、上述の図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図１０において、解析部２０２ｂは、予め車両１００のロードノイズをマイクロフォン３０で収音したロードノイズ信号４０３を解析して、当該ロードノイズ信号４０３の周波数特性を取得する。そして、解析部２０２ｂは、取得した周波数特性を示す情報を記憶部２１に記憶させる。解析部２０２ｂは、この処理を、車両１００走行時の、ロードノイズが変化する各条件について実行し、周波数特性を示す情報と条件とを関連付けて記憶部２１に記憶させる。
　第２の実施形態では、ロードノイズが変化する条件として、車両１００の走行速度を用いる。例えば、車両１００の走行速度が高速になるほど、ロードノイズの大きさが大きくなり、走行速度が低速では、ロードノイズの大きさが小さくなる。そこで、複数の走行速度についてそれぞれロードノイズを収音して、解析部２０２ｂにより、各ロードノイズ信号４０３の周波数特性を解析する。解析部２０２ｂは、ロードノイズ信号４０３の周波数特性を示す情報と、走行速度とを関連付けて記憶部２１に記憶させる。
　図１１は、第２の実施形態に係るカーオーディオ装置１ｂの一例の構成を示す。図１１において、車両１００の走行速度を示す速度情報４０６として、例えば車速パルスが車両１００から制御部２０ｂに供給される。制御部２０ｂは、図１２に例示されるように、ロードノイズ補正部２００ｂと、音量制御部２２０とを有する。速度情報４０６は、ロードノイズ補正部２００ｂに供給される。
　図１３は、第２の実施形態に係るロードノイズ補正部２００ｂの機能を説明するための一例の機能ブロック図である。ロードノイズ補正部２００ｂは、図３に示したロードノイズ補正部２００ａに対して、ロードノイズ取得部２０１および解析部２０２ａの代わりに、速度情報取得部２３０およびロードノイズ特性取得部２３１を有している。
　なお、図１０に示した解析部２０２ｂは、ロードノイズ補正部２００ｂ内または制御部２０ｂ内に含めてもよいし、制御部２０ｂ外、さらには、カーオーディオ装置１ｂ外の構成であってもよい。
　速度情報取得部２３０は、車両１００からの速度情報４０６が供給される。速度情報取得部２３０は、車速パルスとして供給された速度情報４０６に基づき車両１００の走行速度を取得する。速度情報取得部２３０は、取得した走行速度を、ロードノイズ特性取得部２３１に供給する。
　ロードノイズ特性取得部２３１は、速度情報取得部２３０から供給された走行速度に基づき、記憶部２１から、図１０を用いて説明したようにして解析部２０２ｂにより取得され予め記憶された、当該走行速度に対応する周波数特性（ロードノイズ特性）４０７を示す情報を選択して取得する。取得された周波数特性を示す情報は、変換部２０３に供給される。変換部２０３は、聴覚特性を考慮した周波数特性に基づく変換係数４０４を例えば記憶部２１から取得する。
　ここでは、聴覚特性を考慮した周波数特性として、第１の実施形態で説明した、Ａ特性周波数重み付けを用いるものとする。これに限らず、聴覚特性を考慮した周波数特性として、第１の実施形態の変形例で説明したように、等ラウドネス曲線に基づく特性を用いることもできる。この場合、走行速度に応じて特性を選択することが考えられる。
　変換部２０３は、第１の実施形態と同様にして、ロードノイズ特性取得部２３１から取得された情報に示される周波数特性４０７を変換係数４０４を用いて変換して、変換後の周波数特性を取得する。変換後の周波数特性は、ＥＱ設定部２０４に供給される。ＥＱ設定部２０４は、上述と同様にして、供給された変換後の周波数特性に応じたイコライザ１２のパラメータ４０１を生成し、イコライザ１２に設定する。
　図１４は、第２の実施形態による処理の例を示すフローチャートである。ロードノイズ補正部２００ｂにおいて、速度情報取得部２３０は、ステップＳ３０で、車両１００から供給された速度情報４０６に基づき車両１００の走行速度を取得する。次のステップＳ３１で、ロードノイズ特性取得部２３１は、ステップＳ３０で取得された走行速度に対応するロードノイズ信号４０３の周波数特性４０７を記憶部２１から取得する。
　次のステップＳ３２で、変換部２０３は、例えば記憶部２１から読み出したＡ特性に基づく変換係数４０４を用いて、ステップＳ３１で取得されたロードノイズ信号４０３の周波数特性を、聴覚特性を考慮した周波数特性に変換する。
　次のステップＳ３３で、ＥＱ設定部２０４は、ステップＳ３２で変換部２０３に変換された周波数特性に従いオーディオ信号の周波数特性を補正するためのイコライザ１２のパラメータ４０１を生成する。そして、ＥＱ設定部２０４は、次のステップＳ３４で、生成したパラメータ４０１をイコライザ１２に設定する。
　以上の、ステップＳ３０～ステップＳ３４の処理を、例えば所定の周期で繰り返し実行することで、車両１００において発生するロードノイズの、カーオーディオ装置１ｂの再生音に対するマスキングを、マイクロフォン３０によるロードノイズの収音を行うこと無く、略リアルタイムで抑制することが可能となる。
　これに限らず、ロードノイズ補正部２００ｂは、速度情報取得部２３０にステップＳ３０で取得された速度情報４０６に基づき車両１００の走行速度が変化したか否かを判定し、走行速度が変化したと判定した場合に、ステップＳ３１～ステップＳ３４の処理を実行することも考えられる。
（第２の実施形態の変形例）
　次に、第２の実施形態の変形例について説明する。人の聴覚特性の一つとして、音の変化に対する感知の遅延がある。すなわち、人の聴覚は、音が大きくなる変化には、反応が速く、音が小さくなる変化には、反応が遅い特性がある。ここで、車両１００の走行速度が大きいほど、ロードノイズが大きくなり、走行速度が小さいほど、ロードノイズが小さくなる傾向がある。換言すれば、車両１００の加速および減速時には、ロードノイズが急激に変化する。
　第２の実施形態の変形例では、ロードノイズ補正部２００ｂは、速度情報取得部２３０で取得される速度情報４０６を監視して車両１００が加速したか減速したかを判定し、判定結果に応じて、ＥＱ設定部２０４によるイコライザ１２に対するパラメータ４０１の設定を遅延させる。
　図１５は、第２の実施形態の変形例による処理の例を示すフローチャートである。また、図１６は、第２の実施形態の変形例に係るロードノイズ補正部２００ｂ’の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。なお、図１６において、図１３と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。この図１６に例示される構成は、上述した図１３に例示される構成に対して、速度情報取得部２３０’およびＥＱ設定部２０４’の機能が一部、異なっている。
　ロードノイズ補正部２００ｂ’において、速度情報取得部２３０’は、ステップＳ４０で、車両１００から供給された速度情報４０６に基づき車両１００の走行速度を取得する。また、速度情報取得部２３０’は、当該速度情報４０６を監視し、走行速度の変化を検出する。速度情報取得部２３０’は、検出の結果、少なくとも走行速度の減速を示す速度変化情報をＥＱ設定部２０４’に供給する。
　次のステップＳ４１で、ロードノイズ特性取得部２３１は、ステップＳ４０で取得された走行速度に対応するロードノイズ信号４０３の周波数特性４０７を記憶部２１から取得する。次のステップＳ４２で、変換部２０３は、例えば記憶部２１から読み出したＡ特性に基づく変換係数４０４を用いて、ステップＳ４１で取得されたロードノイズ信号４０３の周波数特性を、聴覚特性を考慮した周波数特性に変換する。
　次のステップＳ４３で、ＥＱ設定部２０４’は、ステップＳ４２で変換部２０３に変換された周波数特性に従いオーディオ信号の周波数特性を補正するためのイコライザ１２のパラメータ４０１を生成する。
　次のステップＳ４４で、ＥＱ設定部２０４’は、速度情報取得部２３０’から供給された速度変化情報に基づき、車両１００が減速したか否かを判定する。ＥＱ設定部２０４’は、車両１００が減速したと判定した場合、処理をステップＳ４５に移行させ、所定時間待機して処理を遅延させた後に処理をステップＳ４６に移行させ、ステップＳ４３で生成したパラメータ４０１をイコライザ１２に設定する。
　ステップＳ４５での処理の遅延時間は、例えば２００ｍｓｅｃ程度とすることができる。ステップＳ４５での遅延時間は、２００ｍｓｅｃに限定されず、他の値でもよい。また、遅延時間を、例えば操作部２２に対するユーザ操作により設定可能としてもよい。
　一方、ＥＱ設定部２０４’は、ステップＳ４４で車両１００が減速していない、すなわち、加速および走行速度に変化無しのうち一方であると判定した場合、待機時間を設けずに処理をステップＳ４６に移行させ、ステップＳ４３で生成したパラメータ４０１をイコライザ１２に設定する。
　以上の、ステップＳ４０～ステップＳ４６の処理を、例えば所定の周期で繰り返し実行することで、車両１００において発生するロードノイズの、カーオーディオ装置１ｂの再生音に対するマスキングを、マイクロフォン３０によるロードノイズの収音を行うこと無く、略リアルタイムで抑制することが可能となる。
　これに限らず、ロードノイズ補正部２００ｂ’は、速度情報取得部２３０’にステップＳ４０で取得された速度情報４０６に基づき車両１００の走行速度が変化したか否かを判定し、走行速度が変化したと判定した場合に、ステップＳ４１～ステップＳ４６の処理を実行することも考えられる。この場合、ステップＳ４４では、減速および加速の何れかを判定すればよい。
（他の実施形態）
　上述では、ロードノイズ信号４０３の周波数特性を聴覚特性を考慮した周波数特性に変換し、変換後の周波数特性に従いイコライザ１２の周波数特性を設定している。他の実施形態では、さらに、上述したカーオーディオ装置１ａおよび１ｂは、スピーカ１６から出力される再生音が小さい場合に、等ラウドネス曲線に従い高域および低域を強調するラウドネス補正処理を、ロードノイズに応じた聴覚特性を考慮した周波数特性の補正処理とは非連動で実行可能である。
　すなわち、例えばカーオーディオ装置１ａにおいて、制御部２０ａから出力する音量制御値４０２に従い音量調整部１４においてオーディオ信号のレベルを下げた場合を考える。この場合、等ラウドネス曲線に従い、スピーカ１６から出力される再生音の高域および低域が人に感知されにくくなる。そこで、制御部２０ａにおいて、音量制御部２２０は、音量制御値４０２に応じたラウドネス補正値４００を生成してラウドネス補正部１１に供給し、ロードノイズ補正部２００ａの処理とは非連動で、高域および低域を等ラウドネス曲線に従い強調する。
１ａ，１ｂ　カーオーディオ装置
１０　オーディオ再生部
１１　ラウドネス補正部
１２　イコライザ
２０ａ，２０ｂ　制御部
２１　記憶部
２２　操作部
３０　マイクロフォン
１００　車両
２００ａ，２００ｂ　ロードノイズ補正部
２０１　ロードノイズ取得部
２０２ａ，２０２ｂ，２００ｂ’　解析部
２０３　変換部
２０４，２０４’　ＥＱ設定部
２２０　音量調整部
２３０，２３０’　速度情報取得部
２３１　ロードノイズ特性取得部

Claims (7)

  1. 　再生部で再生されるオーディオ信号の周波数特性を設定されたパラメータに従い補正するイコライザと、
    　外来ノイズの周波数特性を取得する取得部と、
    　前記取得部で取得された前記外来ノイズの周波数特性を聴覚感度の周波数特性に従い聴覚感度特性に変換する変換部と、
    　前記聴覚感度特性に従った前記パラメータを前記イコライザに設定する設定部と
    を有する
    ことを特徴とする音響装置。
  2. 　走行速度を取得する速度取得部と、
    　前記外来ノイズの周波数特性を走行速度毎に予め記憶する記憶部と、
    をさらに有し、
    　前記取得部は、
    　前記速度取得部で取得された走行速度に対応する前記外来ノイズの周波数特性を前記記憶部から取得する
    ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
  3. 　前記再生部に設定された再生音量に応じて等ラウドネス曲線に従い前記オーディオ信号に対して周波数特性の補正を行うラウドネス補正部をさらに有し、
    　前記ラウドネス補正部は、前記イコライザに対して独立して前記オーディオ信号に対する周波数特性の補正を行う
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響装置。
  4. 　前記変換部は、
    　Ａ特性周波数重み付けを前記聴覚感度の周波数特性として用いて前記外来ノイズの周波数特性の変換を行う
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の音響装置。
  5. 　前記変換部は、
    　等ラウドネス曲線を前記聴覚感度の周波数特性として用いて前記外来ノイズの周波数特性の変換を行う
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の音響装置。
  6. 　外来ノイズの周波数特性を取得する取得ステップと、
    　前記取得ステップにより取得された前記外来ノイズの周波数特性を聴覚感度の周波数特性に従い聴覚感度特性に変換する変換ステップと、
    　前記聴覚感度特性に従ったパラメータを、再生部で再生されるオーディオ信号の周波数特性を設定されたパラメータに従い補正するイコライザに設定する設定ステップと
    を有する
    ことを特徴とする音響処理方法。
  7. 　外来ノイズの周波数特性を取得する取得ステップと、
    　前記取得ステップにより取得された前記外来ノイズの周波数特性を聴覚感度の周波数特性に従い聴覚感度特性に変換する変換ステップと、
    　前記聴覚感度特性に従ったパラメータを、再生部で再生されるオーディオ信号の周波数特性を設定されたパラメータに従い補正するイコライザに設定する設定ステップと
    をコンピュータに実行させるための音響処理プログラム。
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