JP5781430B2 - In-vehicle audio playback device - Google Patents

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Description

本発明は音楽用メディア等を再生出力するオーディオ再生装置に係り、特に車室内の音場を最適に補正する車載用オーディオ再生装置に関する。   The present invention relates to an audio playback apparatus that plays back and outputs music media and the like, and more particularly to an in-vehicle audio playback apparatus that optimally corrects a sound field in a vehicle interior.

2チャンネルソースの音楽(CD、DVD)を車室内で聴取する際に、前部座席側にスピーカが取り付けられていた場合、後部座席側に着席した乗員は快適に音楽を楽しむことは出来ない。そのため車載オーディオシステムは、前方出力左、前方出力右、後方出力左、後方出力右の4チャンネルスピーカ構成でオーディオ再生される事が多い。   When listening to 2-channel music (CD, DVD) in the passenger compartment, if a speaker is attached to the front seat, the passenger seated on the rear seat cannot enjoy music comfortably. For this reason, in-vehicle audio systems often reproduce audio with a 4-channel speaker configuration of front output left, front output right, rear output left, and rear output right.

車室内でも快適にオーディオを聴くには、音像定位を聴取者の前方に持っていく必要がある。これは、2チャンネルソースのオーディオの音像定位情報を正確に再現させた方がステレオ感を得られやすいからである。しかし、一般的な車輌では2チャンネルスピーカの中心に座席を設置することは出来ず、リスニングポジションが車室内の中央になることはない。この場合、図5の(a)に示すように、乗員は座席の直近のスピーカに音像が引っ張られてしまい、ステレオ感が得られにくくなる。図5において、100は車輌、101は前方出力左チャンネルスピーカ、102は前方出力右チャンネルスピーカ、103は後方出力左チャンネルスピーカ、104は後方出力右チャンネルスピーカ、105はハンドル、106は乗客である。107は音像の向きを表す。 In order to listen to audio comfortably in the passenger compartment, it is necessary to bring the sound image localization to the front of the listener. This is because it is easier to obtain a stereo feeling if the sound image localization information of the audio of the 2-channel source is accurately reproduced. However, in a general vehicle, a seat cannot be installed at the center of the two-channel speaker, and the listening position does not become the center of the passenger compartment. In this case, as shown in FIG. 5A, the occupant has a sound image pulled by the speaker closest to the seat, making it difficult to obtain a sense of stereo. In FIG. 5, 100 is a vehicle, 101 is a front output left channel speaker, 102 is a front output right channel speaker, 103 is a rear output left channel speaker, 104 is a rear output right channel speaker, 105 is a steering wheel, and 106 is a passenger. Reference numeral 107 represents the direction of the sound image.

このような車載用オーディオ再生装置に特有の問題に対し、従来ではDSPやFPGAなどのデジタルプロセッサーにTime Alignment機能を実装し解決してきた(例えば、特許文献1参照)。このTime Alignment機能は、2チャンネルソースのオーディオ信号の混合信号を前方中央のスピーカで再生し、入力左チャンネルオーディオ信号を少ない遅延時間だけ遅延して左前方チャンネルスピーカで再生し、大きな遅延時間だけ遅延して左後方チャンネルスピーカで再生し、入力右チャンネルオーディオ信号を少ない遅延時間だけ遅延して右前方チャンネルスピーカで再生し、大きな遅延時間だけ遅延して右後方チャンネルスピーカで再生するもので、聴取者は左右前後のスピーカの距離を気にせずステレオ感を得ることができる。   Conventionally, the time alignment function has been mounted on a digital processor such as a DSP or FPGA to solve the problem peculiar to such an on-vehicle audio playback apparatus (for example, see Patent Document 1). This Time Alignment function plays the mixed signal of the audio signal of the 2-channel source with the front center speaker, delays the input left channel audio signal with a small delay time and plays it with the left front channel speaker, and delays it by a large delay time. The left rear channel speaker, the input right channel audio signal is delayed by a small delay time and reproduced by the right front channel speaker, and the large right delay time is reproduced by the right rear channel speaker. Can obtain a stereo feeling without worrying about the distance between the left and right speakers.

このように、Time Alignment機能は聴取者の位置に関わらず音像の定位を前方に移動させる技術であり、音質を改善できる聴取領域の中心近くに全ての座席を配置させることが出来るという利点がある。
特開2006−324898号公報
In this way, the Time Alignment function is a technology that moves the localization of the sound image forward regardless of the position of the listener, and has the advantage that all seats can be placed near the center of the listening area where sound quality can be improved. .
JP 2006-324898 A

しかし、上記したTime Alignment機能を使用する方法では、特定のリスニングポジションでの聴取が快適になるように調整することが出来るが、このとき他のリスニングポジションでは快適に聴取できなくなってしまうという問題点があった。また、市場に出回っている車輌のオーディオ再生装置の多くは4チャンネルスピーカ構成であるため、前方中央のスピーカを使用する5チャンネル構成の技術は実装が難しいという問題があった。   However, the method using the Time Alignment function described above can be adjusted so that listening at a specific listening position becomes comfortable, but at this time, it becomes difficult to listen at other listening positions. was there. In addition, since many of the audio reproducing apparatuses for vehicles on the market have a four-channel speaker configuration, there is a problem that it is difficult to implement the technology of the five-channel configuration using the front center speaker.

本発明の目的は、上記問題点を解消し、車室内の音場を最適な音場に補正できるようにした車載用オーディオ再生装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an in-vehicle audio reproducing apparatus that solves the above-described problems and can correct a sound field in a vehicle interior to an optimum sound field.

上記目的を達成するために、請求項1にかかる発明の車載用オーディオ再生装置は、入力左チャンネルオーディオ信号と入力右チャンネルオーディオ信号を混合してセンター成分を生成し、該センター成分を低い周波数成分と高い周波数成分に分割し、前記センター成分の前記低い周波数成分を前記入力左チャンネルオーディオ信号と前記入力右チャンネルオーディオ信号に加算して、前方出力左チャンネルオーディオ信号および前方出力右チャンネルオーディオ信号を生成し、前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延し位相シフトさせて、前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の一方に加算し、前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延して前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の他方に加算する、ことを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の車載用オーディオ再生装置において、前記入力左チャンネルオーディオ信号から前記入力右チャンネルオーディオ信号を減算して第1のサラウンド成分を生成し、該第1のサラウンド成分から低音と高音を取り除き遅延して初期反射成分を生成して後方出力左チャンネルオーディオ信号として出力し、前記入力右チャンネルオーディオ信号から前記入力左チャンネルオーディオ信号を減算して第2のサラウンド成分を生成し、該第2のサラウンド成分から低音と高音を取り除き遅延して初期反射成分を生成して後方出力右チャンネルオーディオ信号として出力する、ことを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項2に記載の車載用オーディオ再生装置において、前記センター成分の前記低い周波数成分を前記後方出力左チャンネルオーディオ信号と前記後方出力右チャンネルオーディオ信号に加算し、前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延し位相シフトさせて、前記後方出力左チャンネルオーディオ信号および前記後方出力右チャンネルオーディオ信号のうちの、前記遅延し位相シフトした前記高い周波数成分が加算される前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の前記一方に対応した一方に加算し、前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延して、前記後方出力左チャンネルオーディオ信号および前記後方出力右チャンネルオーディオ信号のうちの、前記遅延した前記高い周波数成分が加算される前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の他方に対応した他方に加算する、ことを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1、2又は3記載の車載用オーディオ装置において、前記入力左チャンネルオーディオ信号から前記入力右チャンネルオーディオ信号を減算して第3のサラウンド成分を生成し、該第3のサラウンド成分から低い周波数成分を取り出し遅延して、前記前方出力左チャンネルオーディオ信号に対して加算するとともに、前記前方出力右チャンネルオーディオ信号に対し減算することを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項1に記載の車載用オーディオ再生装置において、前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延し位相シフトさせて、前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の一方に加算するとき、同時に前記遅延させた前記高い周波数成分の音像の上下位置を調整し、前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延して前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の他方に加算するとき、同時に前記遅延させた前記高い周波数成分の音像の上下位置を調整する、ことを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項3に記載の車載用オーディオ再生装置において、前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延し位相シフトさせて、前記後方出力左チャンネルオーディオ信号および前記後方出力右チャンネルオーディオ信号の一方に加算するとき、同時に前記遅延させた前記高い周波数成分の音像の上下位置を調整し、前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延して前記後方出力左チャンネルオーディオ信号および前記後方出力右チャンネルオーディオ信号の他方に加算するとき、同時に前記遅延させた前記高い周波数成分の音像の上下位置を調整する、ことを特徴とする。
請求項7にかかる発明は、請求項5又は6に記載の車載用オーディオ再生装置において、前記音像の上下位置を調整する手段は、急峻なスロープを持ち、前記センター成分の前記高い周波数成分の内からより高い周波数成分を取り出すハイパスフィルタからなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an in-vehicle audio reproducing apparatus according to a first aspect of the present invention mixes an input left channel audio signal and an input right channel audio signal to generate a center component, and the center component is a low frequency component. The lower frequency component of the center component is added to the input left channel audio signal and the input right channel audio signal to generate a front output left channel audio signal and a front output right channel audio signal. The high frequency component of the center component is delayed and phase shifted and added to one of the front output left channel audio signal and the front output right channel audio signal, and the high frequency component of the center component is delayed. The front output left channel audio It is added to the other of o signal and the forward output right channel audio signal, characterized in that.
According to a second aspect of the present invention, in the in-vehicle audio reproduction device according to the first aspect, the first surround component is generated by subtracting the input right channel audio signal from the input left channel audio signal, and the first surround component is generated. A low-frequency sound and a high-frequency sound are removed from the surround component to generate an initial reflection component, which is output as a rear output left channel audio signal. Generating a component, removing low and high sounds from the second surround component and delaying to generate an initial reflection component and outputting it as a rear output right channel audio signal.
The invention according to claim 3 is the in-vehicle audio playback device according to claim 2, wherein the low frequency component of the center component is added to the rear output left channel audio signal and the rear output right channel audio signal, The high frequency component of the center component is delayed and phase shifted, and the delayed and phase shifted high frequency component of the rear output left channel audio signal and the rear output right channel audio signal is added. Add to one of the output left channel audio signal and the front output right channel audio signal corresponding to the one, delay the high frequency component of the center component, and add the rear output left channel audio signal and the rear output right channel Before audio signal Is added to the other corresponding to the other of the front output left channel audio signal and the forward output right channel audio signal the high frequency component delays are summed, characterized in that.
According to a fourth aspect of the present invention, in the in-vehicle audio apparatus according to the first, second, or third aspect, a third surround component is generated by subtracting the input right channel audio signal from the input left channel audio signal, A low frequency component is extracted from the third surround component, delayed, added to the front output left channel audio signal, and subtracted from the front output right channel audio signal.
The invention according to claim 5 is the in-vehicle audio reproduction device according to claim 1, wherein the high frequency component of the center component is delayed and phase-shifted, and the front output left channel audio signal and the front output right channel are When adding to one of the audio signals, simultaneously adjust the vertical position of the delayed high frequency component sound image and delay the high frequency component of the center component to delay the front output left channel audio signal and the front output When adding to the other of the right channel audio signals, the vertical position of the delayed high-frequency component sound image is adjusted at the same time.
The invention according to claim 6 is the in-vehicle audio reproduction device according to claim 3, wherein the high frequency component of the center component is delayed and phase-shifted, and the rear output left channel audio signal and the rear output right channel When adding to one of the audio signals, simultaneously adjust the vertical position of the delayed high frequency component sound image and delay the high frequency component of the center component to delay the rear output left channel audio signal and the rear output When adding to the other of the right channel audio signals, the vertical position of the delayed high-frequency component sound image is adjusted at the same time.
According to a seventh aspect of the present invention, in the in-vehicle audio reproduction device according to the fifth or sixth aspect, the means for adjusting the vertical position of the sound image has a steep slope and includes the high frequency component of the center component. It is characterized by comprising a high-pass filter that extracts higher frequency components from.

請求項1にかかる発明によれば、センター成分の高い周波数成分の一方は位相シフトさせ他方はそのままで、それぞれ前方出力の左右チャンネルオーディオ信号に加算するので、音像が前方左右のスピーカの中心に定位しなくなり、車内の全ての聴取者に対して音像を前方に定位させることが可能となり、音質や音の定位を改善し、全ての座席に快適なオーディオ環境を実現することができる。また、センター成分の低い周波数成分は位相シフトしないので、前方の左右スピーカから出力された低音が打ち消し合うことはない。また、センター成分の高い周波数成分の遅延量の設定によってハース効果を得ることができる。また、請求項2〜4にかかる発明によれば、サラウンド効果を付加し、音像の前方定位の妨げにならないように信号の相関を減少させることで、全体の音圧を増大させることができる。また、請求項5〜7にかかる発明によれば、センター成分の音像の高さを調整することができる。   According to the first aspect of the present invention, since one of the high frequency components of the center component is phase-shifted and the other is left as it is and is added to the left and right channel audio signals of the front output, the sound image is localized at the center of the front left and right speakers. Therefore, the sound image can be localized forward for all listeners in the vehicle, the sound quality and sound localization can be improved, and a comfortable audio environment can be realized for all seats. In addition, since the frequency component having a low center component does not shift in phase, the bass sounds output from the left and right speakers in front do not cancel each other. Also, the hearth effect can be obtained by setting the delay amount of the frequency component having a high center component. Further, according to the second to fourth aspects of the invention, it is possible to increase the overall sound pressure by adding a surround effect and reducing the correlation of signals so as not to hinder the forward localization of the sound image. Moreover, according to the invention concerning Claims 5-7, the height of the sound image of a center component can be adjusted.

本発明の第1の実施例の車載用オーディオ再生装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the vehicle-mounted audio reproduction apparatus of 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例の車載用オーディオ再生装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the vehicle-mounted audio reproducing apparatus of 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例の車載用オーディオ再生装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the vehicle-mounted audio reproducing apparatus of the 3rd Example of this invention. センターエレベーション回路の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a center elevation circuit. 車載用オーディオ再生装置における音像の向きを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the direction of the sound image in a vehicle-mounted audio reproduction apparatus.

<実施例1>
図1に本発明の第1の実施例の車載用オーディオ再生装置の構成を示す。図1において、Lは左チャンネル入力端子、Rは右チャンネル入力端子、FLは前方左チャンネル出力端子、FRは前方右チャンネル出力端子である。また、K1〜K12は入力信号に所定の係数を乗算して増幅する乗算器、ADD1〜ADD7は2個の入力信号を加算して出力する加算器、LPF1,LPF2はローパスフィルタ、HPF1,HPF2はハイパスフィルタ、DL1,DL2は入力信号に遅延を与える遅延器、θ1,θ2は入力信号の位相を180度シフトするすインバータあるいはオールパスフィルタ等で構成される移相器である。
<Example 1>
FIG. 1 shows the configuration of an in-vehicle audio reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, L is a left channel input terminal, R is a right channel input terminal, FL is a front left channel output terminal, and FR is a front right channel output terminal. K1 to K12 are multipliers for multiplying and amplifying the input signal by a predetermined coefficient, ADD1 to ADD7 are adders for adding and outputting two input signals, LPF1 and LPF2 are low-pass filters, and HPF1 and HPF2 are High-pass filters, DL1 and DL2 are delay devices that give a delay to the input signal, and θ1 and θ2 are phase shifters constituted by an inverter or an all-pass filter that shifts the phase of the input signal by 180 degrees.

さて、入力左チャンネルオーディオ信号は、左チャンネルボリウムとして働く乗算器K1で増幅調整されて加算器ADD1に入力し、入力右チャンネルオーディオ信号は、右チャンネルボリウムとして働く乗算器K2で増幅調整されて加算器ADD3に入力する。また、入力左チャンネルオーディオ信号が乗算器K3〜K5で、入力右チャンネルオーディオ信号が乗算器K6〜K8で、それぞれ増幅調整されてから、加算器ADD5〜ADD7で加算されることで、センター成分が生成される。   The input left channel audio signal is amplified and adjusted by a multiplier K1 that functions as a left channel volume, and is input to an adder ADD1, and the input right channel audio signal is amplified and adjusted by a multiplier K2 that functions as a right channel volume and added. Input to the device ADD3. The input left channel audio signal is amplified and adjusted by the multipliers K3 to K5 and the input right channel audio signal is multiplied by the multipliers K6 to K8, and then added by the adders ADD5 to ADD7. Generated.

そして、加算器ADD5で得られるセンター成分の信号は、ローパスフィルタLPF1で低周波成分が取り出され乗算器K9で増幅調整されてから左チャンネル側の加算器ADD1に入力するとともに、ローパスフィルタLPF2で低周波成分が取り出され乗算器K10で増幅調整されてから右チャンネル側の加算器ADD3に入力する。また、加算器ADD6で得られるセンター成分の信号は、ハイパスフィルタHPF1で高い周波数成分が取り出され遅延器DL1で遅延を受けてから乗算器K11で増幅調整される。また、加算器ADD7で得られるセンター成分の信号は、ハイパスフィルタHPF2で高い周波数成分が取り出され遅延器DL2で遅延を受けてから乗算器K12で増幅調整される。   The center component signal obtained by the adder ADD5 is extracted by the low-pass filter LPF1 and amplified and adjusted by the multiplier K9, and then input to the adder ADD1 on the left channel side. The frequency component is extracted, amplified and adjusted by the multiplier K10, and then input to the adder ADD3 on the right channel side. Further, the center component signal obtained by the adder ADD6 is amplified by the multiplier K11 after a high frequency component is taken out by the high pass filter HPF1 and delayed by the delay unit DL1. Further, the center component signal obtained by the adder ADD7 is amplified and adjusted by the multiplier K12 after a high frequency component is extracted by the high pass filter HPF2 and delayed by the delay unit DL2.

一般的に、男性ボーカルの主な基本周波数は90Hz〜130Hzであり、女性ボーカルの基本周波数は250Hz〜330Hzである。ハイパスフィルタHPF1,HPF2を通過した高い周波数成分は、後記するように移相器θ1又はθ2で180度位相シフトするため、ローパスフィルタLPF1,LPF2、ハイパスフィルタHPF1,HPF2のカットオフ周波数を90Hzよりも低い周波数で設定した場合は、低音の音像の定立が曖昧になり、また、330Hzよりも高い周波数で設定した場合は、ボーカル音声が聴取者の正面から聞こえる成分と直近のドアスピーカから聞こえる成分の2方向となり音像の定位がやはり曖昧になる。   Generally, the main fundamental frequency of male vocals is 90 Hz to 130 Hz, and the fundamental frequency of female vocals is 250 Hz to 330 Hz. Since the high frequency components that have passed through the high pass filters HPF1 and HPF2 are phase-shifted 180 degrees by the phase shifter θ1 or θ2 as will be described later, the cut-off frequencies of the low pass filters LPF1 and LPF2 and the high pass filters HPF1 and HPF2 are higher than 90 Hz When set at a low frequency, the standing of a low-pitched sound image becomes ambiguous. When set at a frequency higher than 330 Hz, components of vocal sound heard from the front of the listener and components heard from the nearest door speaker The orientation of the sound image is still ambiguous in two directions.

そこで、ローパスフィルタLPF1,LPF2、ハイパスフィルタHPF1,HPF2のカットオフ周波数を、90Hz〜330Hz付近に設定する。このとき、そのカットオフ周波数の関係は、ハイパスフィルタとローパスフィルタで同一周波数に設定してもよいが、ハイパスフィルタとローパスフィルタのそれぞれを通過する信号の特性が平坦になるように、ローパスフィルタLPF1,LPF2のカットオフ周波数をより低い周波数に設定し、ハイパスフィルタHPF1,HPF2のカットオフ周波数をより高い周波数に設定してもよい。   Therefore, the cutoff frequencies of the low-pass filters LPF1 and LPF2 and the high-pass filters HPF1 and HPF2 are set in the vicinity of 90 Hz to 330 Hz. At this time, the relationship of the cut-off frequency may be set to the same frequency by the high-pass filter and the low-pass filter, but the low-pass filter LPF1 so that the characteristics of the signals passing through the high-pass filter and the low-pass filter become flat. , LPF2 may be set to a lower cut-off frequency, and high-pass filters HPF1 and HPF2 may be set to a higher cut-off frequency.

ハイパスフィルタHPF1,HPF2で取り出され乗算器K11,K12によって増幅された高い周波数成分の一方は、移相器θ1又はθ2によって位相が180度シフトされ、他方は移相器θ1又はθ2をバイパスされる。なお、移相器θ1又はθ2の出力信号を加算器ADD2又はADD4に入力させた場合、ハイパスフィルタHPF1,HPF2と移相器θ1,θ2の位相歪みの影響を受けるが、遅延器DL1,DL2によってその位相歪みの影響を軽減させることができる。   One of the high frequency components extracted by the high pass filters HPF1 and HPF2 and amplified by the multipliers K11 and K12 is shifted in phase by 180 degrees by the phase shifter θ1 or θ2, and the other is bypassed by the phase shifter θ1 or θ2. . When the output signal of the phase shifter θ1 or θ2 is input to the adder ADD2 or ADD4, it is affected by the phase distortion of the high-pass filters HPF1 and HPF2 and the phase shifters θ1 and θ2, but the delay devices DL1 and DL2 The influence of the phase distortion can be reduced.

位相歪の影響を少なくする遅延器DL1,DL2の遅延量の設定範囲は、最低値が1msec、最大値はハース効果(同じ音が複数の方向から聞こえた場合、最も早く到達した音の音源方向に定位が偏って聞こえる現象)が得られることを考慮して50msecとする。ハース効果では直接音に対する後続音の遅れ時間がおおよそ50msec以内であれば、直接音と同等の音圧レベルの後続音が到来しても、ほとんど直接音の聴取の妨害とはならないとされている。加算器ADD2,ADD4の出力信号は前方左チャンネル出力端子FL、前方右チャンネル出力端子FRに出力する。   The setting range of the delay amount of the delay units DL1 and DL2 that reduces the influence of phase distortion is that the minimum value is 1 msec and the maximum value is the Haas effect (if the same sound is heard from multiple directions, the sound source direction of the sound that reaches earliest In view of the fact that a phenomenon in which localization is biased is heard), it is set to 50 msec. According to the Haas effect, if the delay time of the subsequent sound with respect to the direct sound is approximately 50 msec or less, even if the subsequent sound having the same sound pressure level as the direct sound arrives, the direct sound is hardly disturbed. . The output signals of the adders ADD2 and ADD4 are output to the front left channel output terminal FL and the front right channel output terminal FR.

このように、第1の実施例によれば、センター成分の高い周波数成分の一方のみを180度だけ位相シフトさせて左チャンネル又は右チャンネルに加算するので、音像が左右の前方スピーカの中心に定位しなくなり、全席において音像を聴取者の前方に定位させることが可能になる。また、センター成分の低い周波数成分は、位相シフトせずに左右の両チャンネルに加算するため左右の前方スピーカから出力された低音が打ち消し合うことはない。   Thus, according to the first embodiment, only one of the high frequency components of the center component is phase-shifted by 180 degrees and added to the left channel or the right channel, so that the sound image is localized at the center of the left and right front speakers. Therefore, the sound image can be localized in front of the listener in all seats. Further, since the low frequency component of the center component is added to both the left and right channels without being phase-shifted, the bass output from the left and right front speakers does not cancel each other.

<第2の実施例>
図2に第2の実施例の車載用オーディオ再生装置を示す。第1の実施例は、前方左スピーカと前方右スピーカを使用する2チャンネル構成についてのものであったが、第2の実施例は、後方左スピーカと後方右スピーカを追加使用する4チャンネル構成についのものである。図1と同じものには同じ符合を付けた。K13〜K28は乗算器、ADD8〜ADD19は加算器、HPF3〜HPF6はハイパスフィルタ、LPF3〜LPF6はローパスフィルタ、DL3〜DL8は遅延器、θ3,θ4は移相器、BLは後方左チャンネル出力端子、BRは後方右チャンネル出力端子である。
<Second embodiment>
FIG. 2 shows an in-vehicle audio reproducing apparatus according to the second embodiment. The first embodiment is for a two-channel configuration that uses a front left speaker and a front right speaker. However, the second embodiment is for a four-channel configuration that additionally uses a rear left speaker and a rear right speaker. belongs to. Components identical to those in FIG. K13 to K28 are multipliers, ADD8 to ADD19 are adders, HPF3 to HPF6 are high pass filters, LPF3 to LPF6 are low pass filters, DL3 to DL8 are delay units, θ3 and θ4 are phase shifters, and BL is a rear left channel output terminal. , BR are rear right channel output terminals.

さて、左チャンネルのオーディオ入力信号は、サラウンド成分生成用の乗算器K23によってサラウンド成分とセンター成分の割合が決定され、加算器ADD15において入力右チャンネルオーディオ信号からその乗算器K23の出力信号が減算される。右チャンネルのオーディオ入力信号は、サラウンド成分生成用の乗算器K17によってサラウンド成分とセンター成分の割合が決定され、加算器ADD10において入力左チャンネルオーディオ信号からその乗算器K17の出力信号が減算される。   In the left channel audio input signal, the ratio of the surround component and the center component is determined by the multiplier K23 for generating the surround component, and the adder ADD15 subtracts the output signal of the multiplier K23 from the input right channel audio signal. The The ratio of the surround component and the center component of the right channel audio input signal is determined by the multiplier K17 for generating the surround component, and the adder ADD10 subtracts the output signal of the multiplier K17 from the input left channel audio signal.

加算器ADD10の出力信号は、ハイパスフィルタHPF3で低い周波数成分が取り除かれ、遅延器DL3で第1次初期反射遅延量が設定され、乗算器K19の入力となり、ハイパスフィルタHPF4とローパスフィルタLPF3によって高い周波数成分と低い周波数成分が取り除かれ、遅延器DL4で第2次初期反射遅延量が設定され、乗算器K20の入力となり、ローパスフィルタLPF4で高い周波数成分が取り除かれ、遅延器DL5で第3次初期反射遅延量が設定され、乗算器K21の入力となる。   From the output signal of the adder ADD10, a low-frequency component is removed by the high-pass filter HPF3, a first-order initial reflection delay amount is set by the delay unit DL3, and the input signal is input to the multiplier K19. The frequency component and the low frequency component are removed, the second-order initial reflection delay amount is set by the delay unit DL4, becomes an input of the multiplier K20, the high-frequency component is removed by the low-pass filter LPF4, and the third-order unit by the delay unit DL5. An initial reflection delay amount is set and is input to the multiplier K21.

加算器ADD15の出力信号は、ハイパスフィルタHPF5で低い周波数成分が取り除かれ、遅延器DL6で第1次初期反射遅延量が設定され、乗算器K25の入力となり、ハイパスフィルタHPF6とローパスフィルタLPF5によって高い周波数成分と低い周波数成分が取り除かれ、遅延器DL7で第2次初期反射遅延量が設定され、乗算器K26の入力となり、ローパスフィルタLPF6で高い周波数成分が取り除かれ、遅延器DL8で第3次初期反射遅延量が設定され、乗算器K27の入力となる。   From the output signal of the adder ADD15, the low frequency component is removed by the high pass filter HPF5, the first-order initial reflection delay amount is set by the delay unit DL6, and the input signal is input to the multiplier K25. The low-frequency component and the low-frequency component are removed, the second-order initial reflection delay amount is set by the delay unit DL7, is input to the multiplier K26, the high-frequency component is removed by the low-pass filter LPF6, and the third-order unit is removed by the delay unit DL8. An initial reflection delay amount is set and is input to the multiplier K27.

ハイパスフィルタHPF3〜HPF6は、初期反射成分に不必要な低音を減衰させるため、カットオフ周波数を100Hz〜500Hz付近の間に設定する。ローパスフィルタLPF3〜LPF6は、初期反射で失われる高い周波数成分を減衰させるため、カットオフ周波数を4KHz〜10KHz付近の間に設定する。   The high-pass filters HPF3 to HPF6 set the cut-off frequency between 100 Hz to 500 Hz in order to attenuate a low tone unnecessary for the initial reflection component. The low-pass filters LPF3 to LPF6 set the cutoff frequency between 4 KHz to 10 KHz in order to attenuate high frequency components lost in the initial reflection.

加算器ADD11は乗算器K19と乗算器K20の出力信号を加算し、加算器ADD12は加算器ADD11と乗算器K21の出力信号を加算し、その出力信号は乗算器K22で増幅される。また、加算器ADD13は入力左チャンネルオーディオ信号の増幅調整を行う乗算器K18の出力信号と乗算器K22の出力信号を加算して加算器ADD14の一方の入力とする。   The adder ADD11 adds the output signals of the multiplier K19 and the multiplier K20, the adder ADD12 adds the output signals of the adder ADD11 and the multiplier K21, and the output signal is amplified by the multiplier K22. Further, the adder ADD13 adds the output signal of the multiplier K18 that performs amplification adjustment of the input left channel audio signal and the output signal of the multiplier K22, and serves as one input of the adder ADD14.

また、加算器ADD16は乗算器K25と乗算器K26の出力信号を加算し、加算器ADD17は加算器ADD16と乗算器K27の出力信号を加算し、その出力信号は乗算器K28で増幅される。また、加算器ADD18は入力右チャンネルオーディオ信号の増幅調整を行う乗算器K24の出力信号から乗算器K28の出力信号を減算して加算器ADD19の一方の入力とする。   The adder ADD16 adds the output signals of the multiplier K25 and the multiplier K26, the adder ADD17 adds the output signals of the adder ADD16 and the multiplier K27, and the output signal is amplified by the multiplier K28. The adder ADD18 subtracts the output signal of the multiplier K28 from the output signal of the multiplier K24 that adjusts the amplification of the input right channel audio signal, and uses it as one input of the adder ADD19.

遅延器DL3〜DL8の初期反射遅延量は、設定したい車室内の空間サイズから決定する。例えば、遅延器DL3,DL6の第1次初期反射遅延量を10〜20msec、遅延器DL4,DL7の第2次初期反射遅延量を15〜30msec、遅延器DL5,DL8の第3次初期反射遅延量を25〜35msecとした場合に、車室内の空間サイズを仮想的に広げることが出来る。また、第1の実施例における前方左チャンネル出力および前方右チャンネル出力と、第2の実施例における後方左チャンネル出力および後方右チャンネル出力は、信号の相関が少なくなる為、前方定位感を損なうことなく音圧を増幅することが可能である。   The initial reflection delay amount of the delay devices DL3 to DL8 is determined from the space size in the vehicle interior to be set. For example, the primary initial reflection delay amount of the delay units DL3 and DL6 is 10 to 20 msec, the secondary initial reflection delay amount of the delay units DL4 and DL7 is 15 to 30 msec, and the third initial initial reflection delay of the delay units DL5 and DL8. When the amount is 25 to 35 msec, the space size in the passenger compartment can be virtually expanded. Further, since the front left channel output and the front right channel output in the first embodiment and the rear left channel output and the rear right channel output in the second embodiment have less signal correlation, the front localization feeling is impaired. It is possible to amplify the sound pressure.

ローパスフィルタLPF1,LPF2から出力する低い周波数のセンター成分は、乗算器K13,K14で増幅調整されて加算器ADD8,ADD9の一方の入力となる。また、ハイパスフィルタHPF1,HPF2から出力する高い周波数のセンター成分は、乗算器K15,K16で増幅されて移相器θ3,θ4に入力する。ここで、移相器θ1で位相シフトさせたときは、乗算器K15の出力信号を移相器θ3で180度だけ位相シフトさせて加算器ADD8の入力とし、移相器θ4はバイパスさせる。また、移相器θ2で位相シフトさせたときは、乗算器K16の出力信号を移相器θ4で180度だけ位相シフトさせて加算器ADD9の入力とし、移相器θ3はバイパスさせる。そして、加算器ADD8の出力信号が加算器ADD14において加算器ADD13の出力信号と加算され、後方左チャンネルオーディオ信号となる。また、加算器ADD9の出力信号が加算器ADD19において加算器ADD18の出力信号と加算され、後方右チャンネルオーディオ信号となる。これによって、図5(b)に示すように、第1の実施例同様、全席において音像を聴取者の前方に定位させることが可能になる。   The low-frequency center component output from the low-pass filters LPF1 and LPF2 is amplified and adjusted by the multipliers K13 and K14 and becomes one input of the adders ADD8 and ADD9. The high frequency center components output from the high pass filters HPF1 and HPF2 are amplified by the multipliers K15 and K16 and input to the phase shifters θ3 and θ4. Here, when the phase shift is performed by the phase shifter θ1, the output signal of the multiplier K15 is phase-shifted by 180 degrees by the phase shifter θ3 to be input to the adder ADD8, and the phase shifter θ4 is bypassed. Further, when the phase shift is performed by the phase shifter θ2, the output signal of the multiplier K16 is phase-shifted by 180 degrees by the phase shifter θ4 to be input to the adder ADD9, and the phase shifter θ3 is bypassed. Then, the output signal of the adder ADD8 is added to the output signal of the adder ADD13 in the adder ADD14 to become a rear left channel audio signal. Further, the output signal of the adder ADD9 is added to the output signal of the adder ADD18 in the adder ADD19 to become a rear right channel audio signal. As a result, as shown in FIG. 5B, the sound image can be localized in front of the listener in all seats as in the first embodiment.

<第3の実施例>
図3に第3の実施例の車載用オーディオ再生装置を示す。図3において、図1および図2と同じものには同じ符合を付けた。ADD20〜ADD22は加算器、K29〜K32は乗算器、CE1〜CE4はセンターエレベーション回路である。
<Third embodiment>
FIG. 3 shows an in-vehicle audio reproducing apparatus according to the third embodiment. In FIG. 3, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. ADD20 to ADD22 are adders, K29 to K32 are multipliers, and CE1 to CE4 are center elevation circuits.

本実施例では、入力した左チャンネルオーディオ信号と右チャンネルオーディオ信号を加算器ADD20で加算することによってサラウンド成分を生成し、ローパスフィルタLPF7で低い周波数成分を取り出し、遅延器DL9で遅延量を設定し、乗算器K31で増幅調整し、加算器ADD21では同相で前方左チャンネルオーディオ信号に加算し、加算器ADD22では前方右チャンネルオーディオ信号から減算するものである。このようにして、第1、第2の実施例にさらにサラウンド効果を付加することが可能である。ローパスフィルタLPF7のカットオフ周波数は4KHz〜8KHz付近で設定される。   In this embodiment, a surround component is generated by adding the input left channel audio signal and right channel audio signal by the adder ADD20, a low frequency component is extracted by the low pass filter LPF7, and a delay amount is set by the delay unit DL9. The multiplier K31 performs amplification adjustment, the adder ADD21 adds the same phase to the front left channel audio signal, and the adder ADD22 subtracts it from the front right channel audio signal. In this way, a surround effect can be further added to the first and second embodiments. The cut-off frequency of the low-pass filter LPF7 is set in the vicinity of 4 KHz to 8 KHz.

また、センター成分のうちの、ハイパスフィルタHPF1,HPF2で取り出した高い周波数成分を遅延器DL1,DL2で遅延した信号については、センターエレベーション回路CE1,CE2で音像の高さを調整してから乗算器K29,K30で増幅調整して移相器θ1,θ2に入力させる。同様に、センターエレベーション回路CE3,CE4で音像の高さを調整してから乗算器K31,K32で増幅調整して移相器θ1,θ2に入力させる。   Of the center components, the signals obtained by delaying the high frequency components extracted by the high pass filters HPF1 and HPF2 by the delay devices DL1 and DL2 are multiplied after the height of the sound image is adjusted by the center elevation circuits CE1 and CE2. The amplifiers K29 and K30 amplify and adjust and input the phase shifters θ1 and θ2. Similarly, the height of the sound image is adjusted by the center elevation circuits CE3 and CE4, and then the amplification is adjusted by the multipliers K31 and K32, which are input to the phase shifters θ1 and θ2.

センターエレベーション回路CE1〜CE4は、音像の上下位置の定位を調整可能としたもので、その構成例を図4に示す。図4において、FIRはFIRフィルタ回路、DL8は遅延器、ADD23,ADD24は加算器、K33は乗算器である。フィルタ回路FIRのカットオフ周波数は1kHz〜7kHz付近のLPFに設定可能である。カットオフ周波数を1kHzよりも低くすることは、ボーカルの音質が変化するため設定不可であり、カットオフ周波数を7kHzよりも高くすることも効果が減少するため設定不可である。また、フィルタ回路FIRの計算処理を軽くするため、そのタップ数は8〜32タップとする。   The center elevation circuits CE1 to CE4 can adjust the localization of the upper and lower positions of the sound image, and a configuration example thereof is shown in FIG. In FIG. 4, FIR is an FIR filter circuit, DL8 is a delay unit, ADD23 and ADD24 are adders, and K33 is a multiplier. The cutoff frequency of the filter circuit FIR can be set to an LPF near 1 kHz to 7 kHz. Setting the cut-off frequency lower than 1 kHz cannot be set because the sound quality of the vocal changes, and setting the cut-off frequency higher than 7 kHz cannot be set because the effect is reduced. Further, in order to lighten the calculation processing of the filter circuit FIR, the number of taps is 8 to 32 taps.

このセンターエレベーション回路CE1〜CE4では、入力したオーディオ信号はフィルタ回路FIRと遅延器DL8に入力する。遅延器DL8でフィルタ回路FIRのタップ数分の遅延を設定し、加算器ADD23,ADD24の入力の一方とする。フィルタ回路FIRで高い周波数成分を取り除き、その出力信号を遅延器DL8の出力から減算することで、高い周波数成分が取り出される。その高い周波数成分は乗算器K33によって増幅調整されて加算器ADD24の入力となって出力する。   In the center elevation circuits CE1 to CE4, the input audio signal is input to the filter circuit FIR and the delay unit DL8. A delay for the number of taps of the filter circuit FIR is set by the delay unit DL8 and is set as one of inputs of the adders ADD23 and ADD24. The high frequency component is taken out by removing the high frequency component by the filter circuit FIR and subtracting the output signal from the output of the delay unit DL8. The high frequency component is amplified and adjusted by the multiplier K33 and output as an input to the adder ADD24.

このように、センターエレベーション回路CE1〜CE4は、遅延器DL8の出力から、フィルタ回路FIRの出力を減算することで、急峻なスロープを持つハイパスフィルタが構成される。通常の車輌のように、スピーカの位置が聴取者よりも低い位置にあった場合、オーディオなどの音像は高い周波数成分の音量を上げることで聴取者には音像位置が高くなったと知覚されるので、第1、第2の実施例の効果に加えて、前の左右、後の左右のセンター成分の音像の高さを調整することが可能となる。   As described above, the center elevation circuits CE1 to CE4 subtract the output of the filter circuit FIR from the output of the delayer DL8, thereby forming a high-pass filter having a steep slope. If the position of the speaker is lower than the listener, as in a normal vehicle, the sound image such as audio is perceived by the listener as having a higher sound image position by increasing the volume of the high frequency component. In addition to the effects of the first and second embodiments, it is possible to adjust the height of the sound image of the front left and right and the rear left and right center components.

K1〜K33:乗算器
DL1〜DL9:遅延器
LPF1〜LPF7:ローパスフィルタ
HPF1〜HPF6:ハイパスフィルタ
ADD1〜ADD22:加算器
CE1〜CD4:センターエレベーション回路
K1 to K33: Multipliers DL1 to DL9: Delay devices LPF1 to LPF7: Low pass filters HPF1 to HPF6: High pass filters ADD1 to ADD22: Adders CE1 to CD4: Center elevation circuit

Claims (7)

入力左チャンネルオーディオ信号と入力右チャンネルオーディオ信号を混合してセンター成分を生成し、該センター成分を低い周波数成分と高い周波数成分に分割し、
前記センター成分の前記低い周波数成分を前記入力左チャンネルオーディオ信号と前記入力右チャンネルオーディオ信号に加算して、前方出力左チャンネルオーディオ信号および前方出力右チャンネルオーディオ信号を生成し、
前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延し位相シフトさせて、前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の一方に加算し、
前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延して前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の他方に加算する、
ことを特徴とする車載用オーディオ再生装置。
A center component is generated by mixing the input left channel audio signal and the input right channel audio signal, and the center component is divided into a low frequency component and a high frequency component,
Adding the lower frequency component of the center component to the input left channel audio signal and the input right channel audio signal to generate a front output left channel audio signal and a front output right channel audio signal;
Delay and phase shift the high frequency component of the center component and add to one of the front output left channel audio signal and the front output right channel audio signal,
Delaying and adding the higher frequency component of the center component to the other of the front output left channel audio signal and the front output right channel audio signal;
An on-vehicle audio playback device characterized by the above.
請求項1に記載の車載用オーディオ再生装置において、
前記入力左チャンネルオーディオ信号から前記入力右チャンネルオーディオ信号を減算して第1のサラウンド成分を生成し、該第1のサラウンド成分から低音と高音を取り除き遅延して初期反射成分を生成して後方出力左チャンネルオーディオ信号として出力し、
前記入力右チャンネルオーディオ信号から前記入力左チャンネルオーディオ信号を減算して第2のサラウンド成分を生成し、該第2のサラウンド成分から低音と高音を取り除き遅延して初期反射成分を生成して後方出力右チャンネルオーディオ信号として出力する、
ことを特徴とする車載用オーディオ再生装置。
The in-vehicle audio playback device according to claim 1,
Subtracting the input right channel audio signal from the input left channel audio signal to generate a first surround component, removing low and high sounds from the first surround component, delaying to generate an initial reflection component, and outputting it backward Output as left channel audio signal,
The input left channel audio signal is subtracted from the input right channel audio signal to generate a second surround component, and bass and treble are removed from the second surround component and delayed to generate an initial reflection component for backward output. Output as right channel audio signal,
An on-vehicle audio playback device characterized by the above.
請求項2に記載の車載用オーディオ再生装置において、
前記センター成分の前記低い周波数成分を前記後方出力左チャンネルオーディオ信号と前記後方出力右チャンネルオーディオ信号に加算し、
前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延し位相シフトさせて、前記後方出力左チャンネルオーディオ信号および前記後方出力右チャンネルオーディオ信号のうちの、前記遅延し位相シフトした前記高い周波数成分が加算される前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の前記一方に対応した一方に加算し、
前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延して、前記後方出力左チャンネルオーディオ信号および前記後方出力右チャンネルオーディオ信号のうちの、前記遅延した前記高い周波数成分が加算される前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の他方に対応した他方に加算する、
ことを特徴とする車載用オーディオ再生装置。
The in-vehicle audio playback device according to claim 2,
Adding the lower frequency component of the center component to the rear output left channel audio signal and the rear output right channel audio signal;
The high frequency component of the center component is delayed and phase shifted, and the delayed and phase shifted high frequency component of the rear output left channel audio signal and the rear output right channel audio signal is added. Adding to one corresponding to the one of the front output left channel audio signal and the front output right channel audio signal;
The front output left channel audio signal to which the delayed high frequency component of the rear output left channel audio signal and the rear output right channel audio signal is added by delaying the high frequency component of the center component And adding to the other corresponding to the other of the front output right channel audio signal,
An on-vehicle audio playback device characterized by the above.
請求項1、2又は3記載の車載用オーディオ装置において、
前記入力左チャンネルオーディオ信号から前記入力右チャンネルオーディオ信号を減算して第3のサラウンド成分を生成し、該第3のサラウンド成分から低い周波数成分を取り出し遅延して、前記前方出力左チャンネルオーディオ信号に対して加算するとともに、前記前方出力右チャンネルオーディオ信号に対し減算することを特徴とする車載用オーディオ再生装置。
The in-vehicle audio device according to claim 1, 2, or 3,
The input right channel audio signal is subtracted from the input left channel audio signal to generate a third surround component, a low frequency component is extracted from the third surround component and delayed to obtain the front output left channel audio signal. An in-vehicle audio reproducing apparatus characterized by adding to and subtracting from the front output right channel audio signal.
請求項1に記載の車載用オーディオ再生装置において、
前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延し位相シフトさせて、前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の一方に加算するとき、同時に前記遅延させた前記高い周波数成分の音像の上下位置を調整し、
前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延して前記前方出力左チャンネルオーディオ信号および前記前方出力右チャンネルオーディオ信号の他方に加算するとき、同時に前記遅延させた前記高い周波数成分の音像の上下位置を調整する、
ことを特徴とする車載用オーディオ再生装置。
The in-vehicle audio playback device according to claim 1,
When the high frequency component of the center component is delayed and phase shifted and added to one of the front output left channel audio signal and the front output right channel audio signal, the delayed high frequency component sound image Adjust the vertical position,
When the high frequency component of the center component is delayed and added to the other of the front output left channel audio signal and the front output right channel audio signal, the vertical position of the delayed high frequency component sound image is adjusted at the same time To
An on-vehicle audio playback device characterized by the above.
請求項3に記載の車載用オーディオ再生装置において、
前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延し位相シフトさせて、前記後方出力左チャンネルオーディオ信号および前記後方出力右チャンネルオーディオ信号の一方に加算するとき、同時に前記遅延させた前記高い周波数成分の音像の上下位置を調整し、
前記センター成分の前記高い周波数成分を遅延して前記後方出力左チャンネルオーディオ信号および前記後方出力右チャンネルオーディオ信号の他方に加算するとき、同時に前記遅延させた前記高い周波数成分の音像の上下位置を調整する、
ことを特徴とする車載用オーディオ再生装置。
The in-vehicle audio playback device according to claim 3,
When the high frequency component of the center component is delayed and phase shifted and added to one of the rear output left channel audio signal and the rear output right channel audio signal, the delayed high frequency component sound image is simultaneously Adjust the vertical position,
When the higher frequency component of the center component is delayed and added to the other of the rear output left channel audio signal and the rear output right channel audio signal, the vertical position of the delayed high frequency component sound image is adjusted simultaneously. To
An on-vehicle audio playback device characterized by the above.
請求項5又は6に記載の車載用オーディオ再生装置において、
前記音像の上下位置を調整する手段は、急峻なスロープを持ち、前記センター成分の前記高い周波数成分の内からより高い周波数成分を取り出すハイパスフィルタからなることを特徴とする車載用オーディオ再生装置。
The in-vehicle audio playback device according to claim 5 or 6,
The on-vehicle audio reproduction apparatus characterized in that the means for adjusting the vertical position of the sound image comprises a high-pass filter having a steep slope and extracting a higher frequency component from the higher frequency components of the center component.
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