JPH10173457A - オーディオ装置及びその音量調整方法 - Google Patents

オーディオ装置及びその音量調整方法

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JPH10173457A
JPH10173457A JP32816596A JP32816596A JPH10173457A JP H10173457 A JPH10173457 A JP H10173457A JP 32816596 A JP32816596 A JP 32816596A JP 32816596 A JP32816596 A JP 32816596A JP H10173457 A JPH10173457 A JP H10173457A
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御音源の音量を、非制御音源の音量と聴感
上極端な差異が感じられないよう自動で調整する。 【解決手段】 制御帯域の観測点におけるオーディオ信
号を目標信号に一致させる適応イコライザ機能を備えた
オーディオ装置において、非制御音源60へ入力する駆
動信号(白色ノイズ信号)を入力信号とし、観測点にお
いて検出された信号を出力信号とし、それぞれの信号の
非制御帯域における信号成分の平均エネルギーを平均パ
ワー算出部74で算出し、ゲイン算出/設定部75にお
いて2つの平均エネルギーの比より非制御音源60から
観測点(マイク54の位置)までの信号伝搬系のゲイン
Gavrを算出し、該ゲインGavrを制御帯域の適応イコラ
イザを構成する目標信号出力部52に目標ゲインとして
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオーディオ装置及びその
音量調整方法に係わり、特に特定帯域(制御帯域)のオ
ーディオ信号を目標信号となるように制御する適応イコ
ライザ機能を備えたオーディオ装置において、制御帯域
の音量と非制御帯域の音量を略等しくするオーディオ装
置及びその音量調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】車室内は、密閉された狭い空間である。
従って、短時間で反射が起こり、音波が干渉しあうた
め、聴取点までの伝達特性は、非常に複雑なものとな
る。また、左右非対称な場所で音楽等を聴いているの
で、左右スピーカからの伝達特性も大きく違ってしま
う。かかる車室内の悪影響を取り除き、車室内における
音響特性の改善を目的としたオーディオ装置が望まれて
いる。このため、適応等化器を用いて再生空間の複数点
(制御点)において、振幅、位相特性を含めて所望の特
性となるようにする制御が提案されている。
【0003】図5は適応等化システムの基本構成図であ
り、1はオーディオ信号x(n)を出力するオーディオソ
ース(チューナ、テープデッキ、CDプレーヤ等)、2
は目標応答特性(インパルスレスポンス特性)Hが設定
され、オーディオ信号x(n)が入力されて目標信号d(n)
を出力する目標応答設定部、4は車室内音響空間の聴取
位置(観測点)における音を検出するマイク、5は検出さ
れた音楽信号d^(n)とフィルタ2から出力される目標信
号d(n)との誤差e(n)を演算する演算部、6は前記誤差
e(n)のパワーが最小となるように信号y(n)を発生する
適応信号処理装置、7は該信号y(n)に応じた音を車室
内音響空間8に放射するスピーカである。
【0004】目標応答設定部2には、オーディオ信号が
オーディオソース1の出力端からスピーカ7を介してマ
イク4に到達するまでの信号遅延時間をtとすると、該
時間tの遅延特性を有し、全オーディオ周波数帯域でフ
ラットな特性(ゲイン1の特性)が設定される。すなわ
ち、目標応答設定部2には、図6(a)に示すようにゲ
イン1のフラットな周波数特性を備え、インパルス応答
が図6(b)に示すように遅延時間tを有する特性が設
定される。この目標応答設定部2は、FIR型デジタル
フィルタの前記遅延時間tに対応するタップの係数を1
にし、他のタップの係数を0にすることにより実現でき
る。例えば、1サンプリング時間をτ、遅延時間をtと
すればFIRデジタルフィルタのt/τ番目のタップの
係数を1にし、その他の係数を0にすることにより実現
できる。
【0005】適応信号処理装置6は、オーディオ信号x
(n)を参照信号として入力されると共に、前記演算部5
から出力されるエラ−信号e(n)を入力され、該エラ−
信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行って
信号y(n)を出力する。適応信号処理装置6は、適応信
号処理部(LMS)6aと、FIR型のデジタルフィル
タ構成の適応フィルタ6bと、参照信号x(n)にスピー
カ7から聴取位置までの音響伝搬系の伝搬特性(伝達関
数)C^を畳み込んで適応信号処理に用いる参照信号
(フィルタードリファレンス信号)r(n)を生成するフ
ィルタ6cを有している。
【0006】適応信号処理部6aは聴取位置におけるエ
ラー信号e(n)と信号処理フィルタ6cを介して入力さ
れる適応信号処理用参照信号r(n)が入力され、これら
の信号を用いて聴取位置における音楽信号d^(n)が目標
信号d(n)と等しくなるように適応信号処理を行って適
応フィルタ6bの係数を決定する。例えば、適応信号処
理部6aは周知のLMS(Least Mean Square)適応アル
ゴリズムに従って、エラ−信号e(n)のパワーが最小と
なるように適応フィルタ6bの係数を決定する。適応フ
ィルタ6bは適応信号処理部6aにより決定された係数
に従ってオーディオ信号x(n)にデジタルフィルタ処理
を施して信号y(n)を出力する。従って、適応信号処理
によりエラー信号e(n)のパワーが最小となるように適
応フィルタ6bの係数が収束すれば、聴取位置におい
て、音楽信号d^(n)が目標信号d(n)と等しくなり、目
標応答設定部2に設定した伝達特性H(周波数特性がフ
ラット)の理想的な空間で音を聴取したのと同等の音の
聴取ができるという効果を得られる。
【0007】適応フィルタ6bは図7に示すように、N
タップのFIR型デジタルフィルタで構成され、例え
ば、入力信号を順次1サンプリング時間遅延する(N−
1)個の遅延要素DL1,DL2・・・DLN-1と、各遅
延要素出力に係数w0(n),w1(n),w2(n)・・・w
N-1(n)を乗算するN個の乗算部ML0,ML1,・・・M
N-1と、各乗算部出力を順次加算する加算部AD0,A
1・・・ADN-1で実現される。すなわち、現時刻n・
Tsにおける参照信号をx(n)、その時の各乗算器の係数
をw0(n),w1(n),w2(n)・・・wN-1(n)、出力信号を
y(n)とすれば、適応フィルタ6bは次式
【0008】
【数1】 の演算を実行し、信号y(n)を出力する。
【0009】フィルタ6cは図8に示すように、FIR
型デジタルフィルタで構成され、例えば、入力信号を順
次1サンプリング時間遅延する(M−1)個の遅延要素
DL 1,DL2・・・DLM-1と、各遅延要素出力に係数c
0,c1,c2・・・cM-1を乗算するM個の乗算部ML0,M
1,・・・MLM-1と、各乗算部出力を順次加算する加
算部AD0,AD1・・・ADM-1で実現される。係数
c0,c1,c2・・・cM-1は二次音伝搬系(スピーカから観
測点までの系)の伝搬特性を模擬するように決定されて
いる。時刻n・Tsにおける参照信号をx(n)、出力(フ
ィルタードX信号)をr(n)とすれば、フィルタ6cは次
【0010】
【数2】 の演算を実行してフィルタードX信号r(n)を出力する。
【0011】適応信号処理部6aは、1サンプリング時
刻Ts後の次の時刻(n+1)・Tsにおける適応フィルタ6
bの係数w0(n+1),w1(n+1),w2(n+1)・・・wN-1(n+
1)を、現時刻n・Tτにおける係数w0(n),w1(n),w
2(n)・・・wN-1(n)とエラー信号e(n)とフィルター
ドX信号r(n)を用いて次の係数更新式により決定す
る。
【0012】
【数3】
【0013】ただし、j番目のフィルタ係数更新式は wj(n+1)=wj(n)+α・r(n-j+1)・e(n) (4) で与えられる。(3)式において、(n)は現サンプリング時
刻の値、(n+1)は1サンプリング時刻後の値、(n-1)は1
サンプリング時刻前の値、(n-2)は2サンプリング時刻
前の値、・・・を意味している。又、αは適応フィルタの
係数を更新するステップを決める定数であり、適当な値
に設定される。フィルタードX LMS適応アルゴリズ
ムによる処理においては、上記(1)〜(3)式の演算を1サ
ンプリング時間内に行って、信号 y(n)を出力する。
【0014】以上のように、適応信号処理部6aは、聴
取位置におけるエラー信号e(n)とフィルタ6cを介し
て入力される適応信号処理用参照信号r(n)が入力さ
れ、これらの信号を用いて聴取位置における音楽信号d
^(n)が目標信号d(n)と等しくなるように適応信号処理
を行うことで適応フィルタ6bの係数を決定する。適応
フィルタ6bは適応信号処理部6aにより決定された係
数に従ってオーディオ信号x(n)にデジタルフィルタ処
理を施して信号y(n)を出力する。従って、適応信号処
理によりエラー信号e(n)のパワーが最小となるように
適応フィルタ6bの係数が所定値に収束すれば、聴取位
置において、デジタルフィルタ2に設定した伝達特性H
を有する空間で音を聴取することと等価な効果を得るこ
とができる。
【0015】適応等化システムにおいて、以上のように
全帯域の制御を行うのは当然のやり方である。しかし、
膨大な演算量となり、その処理をリアルタイムで行おう
とすれば、DSPが数百個必要になるという問題があ
る。そこで、特定の周波数帯域のみ、例えば、200H
z以下の低音の再生品質を向上するために低音域のみを
ターゲットとした適応イコライザが提案されている。図
9はかかる適応イコライザの構成図であり、図5と同一
部分には同一符号を付している。図5と異なる点は、
オーディオソース1の後段に低音域を通過するローパス
フィルタ(LPF)9を設け、その出力を目標応答設定
部2と適応信号処理装置6に入力している点、全可聴
帯域のオーディオ信号を入力されてオーディオ音を車室
内音響空間8に放射する第2のスピーカ10を設けた
点、第2のスピーカ10の前段にオーディオ信号を遅
延する遅延器11を設け、オーディオソース1の出力端
から第1のスピーカ7を介してマイク4に到る信号遅延
時間をt、第2のスピーカ10からマイク4までの信号
遅延時間をtdとするとき、Δt(=t−td)の時間
を遅延器11に設定して全可聴帯域のオーディオ信号を
Δt遅延して第2のスピーカ10に入力する点である。
【0016】この適応イコライザによれば、適応フィル
タ6bはローパスフィルタ9で制限された低音域(特定
帯域)のみにおいて再生系(スピーカ7からマイク位置
までの伝達特性)の逆フィルタになりつつ、目標信号d
(n)となるように動作する。そして、特定帯域のみを制
御することにより演算量を図5の適応等化システムに比
べて削減することができる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図9の特定
帯域のみをターゲットにした適応イコライザにおいて
は、第1のスピーカ7から出力される特定帯域(制御帯
域)のオーディオ信号と第2のスピーカ10から出力さ
れる全可聴帯域のオーディオ信号の観測点における音量
レベルが一致していないと聴感上違和感を与える。すな
わち、制御音源(第1のスピーカ7)の音量を非制御音
源(第2のスピーカ10)の音量と聴感上極端な差異が
感じられないよう調整する必要がある。そこで従来は、
専門的な知識を有する技術者が、第2のスピーカ10の
駆動信号を入力信号とし、マイクロホン4の出力を出力
信号とした非制御帯域の信号伝達系の伝達関数を調べ、
その結果に基いて、制御音源(第1のスピーカ7)の音
量を手動により調整していた。しかしこの様な方法で
は、高価な機材を必要とすると共に、適正な音量調整に
専門的な知識を必要とし、又、調整に手間がかかる上
に、一般ユーザにとってはその調整が難しいといった問
題があった。
【0018】以上から、本発明の目的は、自動的に観測
点における制御帯域の音量レベルと非制御帯域の音量レ
ベルを略一致するように調整できるオーディオ装置を提
供することである。本発明の別の目的は、制御帯域の音
量と非制御帯域の音量を全体的にバランスのとれたレベ
ルに調整することができるオーディオ装置を提供するこ
とである。本発明の別の目的は、制御帯域の周波数特性
と非制御帯域の周波数特性のつながりを改善し、つなが
り部分で大きなディップやピークが生じないようにする
ことである。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
れば、非制御音源へ入力する駆動信号を入力信号とし、
観測点において検出された信号を出力信号とし、それぞ
れの信号の非制御帯域あるいは隣接非制御帯域あるいは
全可聴帯域における信号成分の平均エネルギーを算出
し、得られた2つの平均エネルギーの比により非制御音
源から観測点までの信号伝搬系のゲインを算出し、該ゲ
インを制御帯域の目標応答設定部に目標ゲインとして設
定する音量調整方法により達成される。
【0020】上記課題は、本発明によれば、白色ノイズ
信号を発生して非制御音源である第2のスピーカに入力
する白色ノイズ発生部、白色ノイズ信号より非制御帯域
の信号成分を抽出して出力する第1のフィルタ、観測点
において検出された白色ノイズ信号より非制御帯域の信
号成分を抽出する第2のフィルタ、第1、第2のフィル
タから出力される信号の平均エネルギーをそれぞれ算出
する平均エネルギー算出部、得られた2つの平均エネル
ギーの比により第2のスピーカから観測点までの信号伝
搬系のゲインを算出し、該ゲインを制御帯域の目標応答
設定部に目標ゲインとして設定する手段を備えたオーデ
ィオ装置により達成される。
【0021】又、上記目的は本発明によれば、白色ノイ
ズ信号を発生して非制御音源である第2のスピーカに入
力する白色ノイズ発生部、白色ノイズ信号より制御帯域
に隣接する所定周波数幅の非制御帯域における信号成分
を抽出して出力する第1のフィルタ、観測点において検
出された白色ノイズ信号より隣接非制御帯域の信号成分
を抽出する第2のフィルタ、第1、第2のフィルタから
出力される信号の平均エネルギーをそれぞれ算出する平
均エネルギー算出部、得られた2つの平均エネルギーの
比により第2のスピーカから観測点までの信号伝搬系の
ゲインを算出し、該ゲインを制御帯域の目標応答設定部
に目標ゲインとして設定する手段を備えたオーディオ装
置により達成される。
【0022】又、上記目的は、本発明によれば、白色ノ
イズ信号を発生して非制御音源である第2のスピーカに
入力する白色ノイズ発生部、スピーカに入力された白色
ノイズ信号と前記観測点において検出された白色ノイズ
信号の平均エネルギーをそれぞれ算出する平均エネルギ
ー算出部、得られた2つの平均エネルギーの比により第
2のスピーカから観測点までの信号伝搬系のゲインを算
出し、該ゲインを制御帯域の目標応答設定部に目標ゲイ
ンとして設定する手段を備えたオーディオ装置により達
成される。
【0023】
【発明の実施の形態】
(A)第1実施例 図1は本発明の第1実施例のオーディオ装置の構成図で
ある。図中、51はオーディオ信号x(n)を出力するオ
ーディオソース(チューナ、テープデッキ、CDプレー
ヤ等)、52は目標応答特性(インパルスレスポンス特
性)Hが設定され、オーディオ信号x(n)が入力されて
目標信号d(n)を出力する目標応答設定部、54は車室
内音響空間の聴取位置(観測点)における音を検出するマ
イク、55は検出された音楽信号d^(n)と目標応答設定
部52から出力される目標信号d(n)との誤差e(n)を演
算する演算部、56は前記誤差e(n)のパワーが最小と
なるように信号y(n)を発生する適応信号処理装置であ
り、適応信号処理部(LMS)56aと適応フィルタ5
6bと適応信号処理に用いる参照信号r(n)を生成する
フィルタ56cで構成されている。57は該信号y(n)
に応じた音を車室内音響空間58に放射する第1のスピ
ーカ(制御音源)である。
【0024】59はローパスフィルタで、特定帯域例え
ば200Hz以下の低音域(制御帯域)の信号成分を通
過して目標応答設定部52と適応信号処理装置56に入
力するもの、60は全可聴帯域のオーディオ信号を入力
されてオーディオ音を車室内音響空間58に放射する第
2のスピーカ(非制御音源)、61は全可聴帯域のオー
ディオ信号を所定時間Δt遅延する遅延器である。オー
ディオソース51の出力端から第1のスピーカ57を介
してマイク54に到る特定帯域の信号遅延時間をt、第
2のスピーカ60からマイク54までの全可聴帯域の信
号遅延時間をtdとするとき、特定帯域と全可聴帯域の
オーディオ音が同時に観測点に到達するようにΔt(=
t−td)の遅延時間が遅延器11に設定される。以上
の構成は図9に示す従来の適応イコライザと同一であり
各部分の動作は図5、図9に関連して詳細に説明した通
りである。
【0025】71は可聴帯域全域で一定レベルの白色ノ
イズ信号(ホワイトノイズ信号)を出力する白色ノイズ
発生部、62は遅延器61から出力されるオーディオ信
号と白色ノイズ信号の一方を選択する切替器であり、音
量調整時には白色ノイズ信号を選択して出力し、音量を
調整した後は遅延器61からのオーディオ信号を選択出
力する。72は白色ノイズ信号より制御帯域以外の帯域
(非制御帯域)の信号成分vH(n)を抽出して出力する第
1のハイパスフィルタ(HPF)、73は自動音量調整
時に観測点においてマイク54により検出された白色ノ
イズ信号より非制御帯域の信号成分d′H(n)を抽出して
出力する第2のハイパスフィルタ(HPF)である。
【0026】74は第1、第2のフィルタ72,73か
ら出力される信号vH(n),d′H(n)の平均エネルギーE[vH
(n)2],E[d′H(n)2]を次式
【数4】 によりそれぞれ算出する平均パワー算出部である。尚、
(5),(6)式をNで除算した値を平均エネルギーとするこ
ともできる。
【0027】75は得られた2つの平均エネルギーE
[d′H(n)2]、E[vH(n)2]の比を第2のスピーカ10か
ら観測点までの信号伝搬系のゲインとし、次式 Gavr={E[d′H(n)2]/E[vH(n)2]}1/2 (7) により平均ゲインGavrを算出し、該ゲインGavrを、目
標応答設定部52に設定される伝達特性のゲインとする
ゲイン算出/設定部である。
【0028】音量調整時、オーディオソース51からオ
ーディオ信号が出力しないようにすると共に、白色ノイ
ズ信号発生部71を駆動して白色ノイズ信号を発生し、
切替器62により該白色ノイズ信号を選択して第2のス
ピーカ60に入力して第2スピーカ60を駆動する。か
かる状態において、第2のスピーカ(非制御音源)60
の駆動信号である白色ノイズ信号と観測点でマイク54
により検出された白色ノイズ信号をそれぞれ第1、第2
のハイパスフィルタ72,73でフィルタリングし、非
制御帯域の音声信号成分vH(n),d′H(n)を出力する。
尚、第1、第2のハイパスフィルタのカットオフ周波数
をローパスフィルタ59のカットオフ周波数に一致させ
ておく。
【0029】ついで、平均パワー算出部74は第1、第
2のフィルタ72,73から出力される信号vH(n),d′
H(n)の平均エネルギー E[vH(n)2],E[d′H(n)2]を
(5),(6)式により演算してゲイン算出/設定部75に入
力する。ゲイン算出/設定部75は平均エネルギー E
[d′H(n)2]、E[vH(n)2]が入力されると、(7)式により
第2のスピーカ10から観測点までの信号伝搬系の平均
ゲインGavrを算出し、該平均ゲインGavrを目標応答設
定部52に設定する。以上により、音量調整が終了す
る。以後、切替器62により遅延器61の出力信号を選
択し、オーディオソース51からオーディオ信号を出力
すれば、図9で説明したように制御帯域における適応イ
コライザ制御が行われ、観測点における検出オーディオ
信号が目標信号に一致するようになる。このとき、目標
応答設定部52に設定したゲインGavrは、第2スピー
カ60から観測点までの非制御帯域のゲインと等しくな
っているため、観測点における制御帯域の音量と非制御
帯域の音量がほぼ等しくなる。
【0030】図2は本発明の効果を説明する説明図であ
り、図2(a)は第2スピーカ60から観測点までの信
号伝搬系の周波数特性図であり、0〜fcまでの周波数
帯域が制御帯域、周波数fc以上が非制御帯域であり、
点線のレベルは第2スピーカ60から観測点までの非制
御帯域の平均ゲインである。図2(b)は適応イコライ
ザ制御により観測点での検出オーディオ信号が目標信号
にほぼ一致するように制御された時の観測点の周波数特
性である。この図から明らかなように、観測点での制御
帯域のゲインと非制御帯域のゲインが等しくなるため、
制御帯域及び非制御帯域の音量は略同一になる。
【0031】(B)第2実施例 図3は本発明の第2実施例のオーディオ装置の構成図で
ある。図3の第2実施例において第1実施例と異なる点
は、第1実施例の第1、第2のハイパスフィルタ72,
73をバンドパスフィルタ81、82で置き換えた点で
ある。第1実施例では非制御帯域の高域側のレベルが大
きいと平均ゲインGavrが大きくなり、図2(b)に示
すように制御帯域の周波数特性と非制御帯域の周波数特
性のつながりが悪くなり、比較的大きなディップDPが
発生する。このため、第2実施例では、図2(c)に示
すように制御帯域(0〜fc)に隣接する非制御帯域(隣
接非制御帯域)における信号伝搬系の平均ゲインをGav
r′を算出し、該平均ゲインGavr′を目標応答設定部5
2に設定するようにしている。尚、隣接非制御帯域の周
波数幅は例えば制御帯域と同一幅であり、fc〜2fcで
ある。
【0032】音量調整時、オーディオソース51からオ
ーディオ信号が出力しないようにすると共に、白色ノイ
ズ信号発生部71を駆動して白色ノイズ信号を発生し、
切替器62により該白色ノイズ信号を選択して第2のス
ピーカ60に入力して第2スピーカ60を駆動する。か
かる状態において、第2スピーカ(非制御音源)60の
駆動信号である白色ノイズ信号と観測点でマイク54に
より検出された白色ノイズ信号をそれぞれ第1、第2の
バンドパスフィルタ81,82でフィルタリングし、隣
接非制御帯域の音声信号成分vH(n),d′H(n)を出力す
る。
【0033】ついで、平均パワー算出部74は第1、第
2のフィルタ81,82から出力される信号vH(n),d′
H(n)の平均エネルギー E[vH(n)2],E[d′H(n)2]を
(5),(6)式により演算してゲイン算出/設定部75に入
力する。ゲイン算出/設定部75は平均エネルギー E
[d′H(n)2]、E[vH(n)2]が入力されると、(7)式により
第2のスピーカ10から観測点までの信号伝搬系の平均
ゲインGavr′を算出し、該平均ゲインGavr′を目標応
答設定部52に設定する。以上により、音量調整が終了
する。
【0034】以後、切替器62により遅延器61の出力
信号を選択し、オーディオソース51からオーディオ信
号を出力すれば、図9で説明したように制御帯域におけ
る適応イコライザ制御が行われ、観測点における検出オ
ーディオ信号が目標信号に一致するようになる。このと
き、目標応答設定部52に設定したゲインGavr′は、
第2スピーカ60から観測点までの隣接非制御帯域のゲ
インと等しくなっているため、観測点における制御帯域
の音量と非制御帯域の音量がほぼ等しくなる。又、隣接
非制御帯域の平均ゲインGavr′は全非制御帯域の平均
ゲインGavrより小さくなるため、図2(c)に示すよ
うにディップDPが小さくなり、制御帯域の周波数特性
と非制御帯域の周波数特性のつながりが良くなり、聴感
上の違和感を改善できる。
【0035】(C)第3実施例 図4は本発明の第3実施例のオーディオ装置の構成図で
あり、図1の第1実施例と異なる点は第1、第2のフィ
ルタ72、73を削除した点である。第3実施例では、
全可聴音帯域における信号伝搬系の平均ゲインGavr″
を算出し、該平均ゲインGavr″を目標応答設定部52
に設定する。
【0036】音量調整時、オーディオソース51からオ
ーディオ信号が出力しないようにすると共に、白色ノイ
ズ信号発生部71を駆動して白色ノイズ信号を発生し、
切替器62により該白色ノイズ信号を選択して第2のス
ピーカ60に入力して第2スピーカ60を駆動する。か
かる状態において、第2スピーカ(非制御音源)60の
駆動信号である白色ノイズ信号と観測点でマイク54に
より検出された白色ノイズ信号をそれぞれvH(n),d′
H(n)として平均パワー算出部74に入力する。
【0037】平均パワー算出部74はこれら信号v
H(n),d′H(n)の平均エネルギーE[vH(n)2],E[d′H(n)
2]を(5),(6)式により演算してゲイン算出/設定部75
に入力する。ゲイン算出/設定部75は平均エネルギー
E[d′H(n)2]、E[vH(n) 2]が入力されると、(7)式によ
り第2のスピーカ10から観測点までの信号伝搬系の平
均ゲインGavr″を算出し、該平均ゲインGavr″を目標
応答設定部52に設定する。以上により、音量調整が終
了する。以後、切替器62により遅延器61の出力信号
を選択し、オーディオソース51からオーディオ信号を
出力すれば、図9で説明したように制御帯域における適
応イコライザ制御が行われ、観測点における検出オーデ
ィオ信号が目標信号に一致するようになる。このとき、
目標応答設定部52に設定したゲインGavr″は、第2
スピーカ60から観測点までの全可聴帯域の平均ゲイン
と等しくなっているため、観測点における制御帯域の音
量と非制御帯域の音量がほぼ等しくなる。
【0038】(D)変形例 以上、第1〜第3実施例について説明したが、どの方式
でゲインを目標応答設定部52に設定するかは、対象と
する自動車やユーザーの好み、あるいは環境により左右
される。そこで、それぞれの実施例で算出した平均ゲイ
ンGavr,Gavr′,Gavr″をメモリに設定しておき、ユ
ーザーの好みによって所定の平均ゲインを選択して目標
応答設定部52に設定するように構成することもでき
る。以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は
請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が
可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【0039】
【発明の効果】以上本発明によれば、非制御音源(第2
のスピーカ)へ入力する駆動信号を入力信号とし、観測
点において検出された信号を出力信号とし、それぞれの
信号の非制御帯域あるいは隣接非制御帯域あるいは全可
聴帯域における信号成分の平均エネルギーを算出し、得
られた2つの平均エネルギーの比により非制御音源から
観測点までの信号伝搬系のゲインを算出し、該ゲインを
制御帯域の目標ゲインとして設定するようにしたから、
制御音源の音量を、非制御音源の音量と聴感上極端な差
異が感じられないよう自動で調整することが可能とな
り、従来の方法(手動によるもの)に比べて、調整に必
要な手数が著しく削減される。また、専門的な知識がな
い一般ユーザーでも、簡単かつ精度よく制御音源の音量
を調整することが可能となった。
【0040】本発明によれば、白色ノイズ信号を非制御
音源である第2のスピーカに入力する白色ノイズ発生
部、白色ノイズ信号より非制御帯域の信号成分を抽出し
て出力する第1のフィルタ、観測点において検出された
白色ノイズ信号より非制御帯域の信号成分を抽出する第
2のフィルタ、第1、第2のフィルタから出力される信
号の平均エネルギーをそれぞれ算出する平均エネルギー
算出部、得られた2つの平均エネルギーの比により第2
のスピーカから観測点までの信号伝搬系のゲインを算出
し、該ゲインを、制御帯域の目標応答設定部に設定され
る伝達特性のゲインとする手段をオーディオ装置に設け
たから、自動的に観測点における制御帯域の音量レベル
と非制御帯域の音量レベルを略一致するように調整で
き、しかも、制御帯域の音量と非制御帯域の音量を全体
的にバランスのとれたレベルに調整することができる。
【0041】又、本発明によれば、白色ノイズ信号を非
制御音源である第2のスピーカに入力する白色ノイズ発
生部、白色ノイズ信号より制御帯域に隣接する所定周波
数幅の非制御帯域における信号成分を抽出して出力する
第1のフィルタ、観測点において検出された白色ノイズ
信号より隣接非制御帯域の信号成分を抽出する第2のフ
ィルタ、第1、第2のフィルタから出力される信号の平
均エネルギーをそれぞれ算出する平均エネルギー算出
部、得られた2つの平均エネルギーの比により第2のス
ピーカから観測点までの信号伝搬系のゲインを算出し、
該ゲインを、制御帯域の目標応答設定部に設定される伝
達特性のゲインとする手段をオーディオ装置に設けたか
ら、自動的に観測点における制御帯域の音量レベルと非
制御帯域の音量レベルを略一致するように調整でき、し
かも、制御帯域の周波数特性と非制御帯域の周波数特性
のつながりを改善し、つながり部分で大きなディップや
ピークが生じないようにできる。
【0042】又、本発明によれば、白色ノイズ信号を非
制御音源である第2のスピーカに入力する白色ノイズ発
生部、スピーカに入力された白色ノイズ信号と前記観測
点において検出された白色ノイズ信号の平均エネルギー
をそれぞれ算出する平均エネルギー算出部、得られた2
つの平均エネルギーの比により第2のスピーカから観測
点までの信号伝搬系のゲインを算出し、該ゲインを、制
御帯域の目標応答設定部に設定される伝達特性のゲイン
とする手段をオーディオ装置に設けたから、自動的に観
測点における制御帯域の音量レベルと非制御帯域の音量
レベルを略一致するように調整でき、しかも、制御帯域
の周波数特性と非制御帯域の周波数特性のつながりを改
善し、つながり部分におけるディップやピークをより小
さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のオーディオ装置の構成図
である。
【図2】本発明の効果説明図である。
【図3】本発明の第2実施例のオーディオ装置の構成図
である。
【図4】本発明の第3実施例のオーディオ装置の構成図
である。
【図5】適応等化システム基本構成図である。
【図6】目標応答設定部に設定する特性の説明図であ
る。
【図7】適応フィルタの構成図である。
【図8】適応処理用参照信号(フィルタードリファレン
ス信号)を生成するフィルタの構成図である。
【図9】特定帯域のみターゲットにした適応イコライザ
である。
【符号の説明】
51・・オーディオソース 52・・目標応答設定部 54・・マイク 55・・演算部 56・・適応信号処理装置 57・・第1のスピーカ 59・・ローパスフィルタ 60・・第2のスピーカ 61・・遅延器 72,73・・ハイパスフィルタ 74・・平均パワー算出部 75・・ゲイン算出/設定部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04R 3/00 310 H04R 3/00 310

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オーディオ信号の制御帯域成分を通過す
    るフィルタ、所定の伝達特性が設定され、制御帯域のオ
    ーディオ信号に該伝達特性を畳み込んで目標信号を出力
    する目標応答設定部、目標信号と観測点で検出されたオ
    ーディオ信号との差であるエラー信号を出力する手段、
    制御帯域のオーディオ信号及び前記エラー信号を入力さ
    れ、該エラー信号のパワーが最小となるように適応信号
    処理を行って適応フィルタの係数を決定し、該適応フィ
    ルタにより制御帯域のオーディオ信号にフィルタ処理を
    施して出力する適応信号処理装置、オーディオ信号を設
    定時間Δt遅延する遅延部、前記適応フィルタから出力
    されるオーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響
    空間に放射する制御音源、前記遅延部から出力されるオ
    ーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響空間に放
    射する非制御音源を備えたオーディオ装置の音量調整調
    整方法において、 非制御音源へ入力する駆動信号を入力信号とし、観測点
    において検出された信号を出力信号とし、それぞれの信
    号の非制御帯域、あるいは制御帯域に隣接する所定周波
    数幅の隣接非制御帯域、あるいは、全可聴帯域における
    信号成分の平均エネルギーを算出し、 得られた2つの平均エネルギーの比により非制御音源か
    ら観測点までの信号伝搬系のゲインを算出し、 該ゲインを、前記目標応答設定部に設定する伝達特性の
    ゲインとすることを特徴とするオーディオ装置の音量調
    整方法。
  2. 【請求項2】 オーディオ信号の制御帯域成分を通過す
    るフィルタ、所定の伝達特性が設定され、制御帯域のオ
    ーディオ信号に該伝達特性を畳み込んで目標信号を出力
    する目標応答設定部、目標信号と観測点で検出されたオ
    ーディオ信号との差であるエラー信号を出力する手段、
    制御帯域のオーディオ信号及び前記エラー信号を入力さ
    れ、該エラー信号のパワーが最小となるように適応信号
    処理を行って適応フィルタの係数を決定し、該適応フィ
    ルタにより制御帯域のオーディオ信号にフィルタ処理を
    施して出力する適応信号処理装置、オーディオ信号を設
    定時間Δt遅延する遅延部、前記適応フィルタから出力
    されるオーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響
    空間に放射する制御音源、前記遅延部から出力されるオ
    ーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響空間に放
    射する非制御音源を備えたオーディオ装置において、 白色ノイズ信号を前記非制御音源に入力する白色ノイズ
    発生部、 白色ノイズ信号より非制御帯域の信号成分を抽出する第
    1のフィルタ、 前記観測点において検出された白色ノイズ信号より非制
    御帯域の信号成分を抽出する第2のフィルタ、 第1、第2のフィルタから出力される信号の平均エネル
    ギーをそれぞれ算出する平均エネルギー算出部、 得られた2つの平均エネルギーの比により非制御音源か
    ら観測点までの信号伝搬系のゲインを算出し、該ゲイン
    を前記目標応答設定部に設定される伝達特性のゲインと
    する手段を備えたことを特徴とするオーディオ装置。
  3. 【請求項3】 オーディオ信号の制御帯域成分を通過す
    るフィルタ、所定の伝達特性が設定され、制御帯域のオ
    ーディオ信号に該伝達特性を畳み込んで目標信号を出力
    する目標応答設定部、目標信号と観測点で検出されたオ
    ーディオ信号との差であるエラー信号を出力する手段、
    制御帯域のオーディオ信号及び前記エラー信号を入力さ
    れ、該エラー信号のパワーが最小となるように適応信号
    処理を行って適応フィルタの係数を決定し、該適応フィ
    ルタにより制御帯域のオーディオ信号にフィルタ処理を
    施して出力する適応信号処理装置、オーディオ信号を設
    定時間Δt遅延する遅延部、前記適応フィルタから出力
    されるオーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響
    空間に放射する制御音源、前記遅延部から出力されるオ
    ーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響空間に放
    射する非制御音源を備えたオーディオ装置において、 白色ノイズ信号を前記非制御音源に入力する白色ノイズ
    発生部、 白色ノイズ信号より前記制御帯域に隣接する所定周波数
    幅の非制御帯域における信号成分を抽出して出力する第
    1のフィルタ、 前記観測点において検出された白色ノイズ信号より隣接
    非制御帯域の信号成分を抽出する第2のフィルタ、 第1、第2のフィルタから出力される信号の平均エネル
    ギーをそれぞれ算出する平均エネルギー算出部、 得られた2つの平均エネルギーの比により非制御音源か
    ら観測点までの信号伝搬系のゲインを算出し、該ゲイン
    を前記目標応答設定部に設定される伝達特性のゲインと
    する手段を備えたことを特徴とするオーディオ装置。
  4. 【請求項4】 オーディオ信号の制御帯域成分を通過す
    るフィルタ、所定の伝達特性が設定され、制御帯域のオ
    ーディオ信号に該伝達特性を畳み込んで目標信号を出力
    する目標応答設定部、目標信号と観測点で検出されたオ
    ーディオ信号との差であるエラー信号を出力する手段、
    制御帯域のオーディオ信号及び前記エラー信号を入力さ
    れ、該エラー信号のパワーが最小となるように適応信号
    処理を行って適応フィルタの係数を決定し、該適応フィ
    ルタにより制御帯域のオーディオ信号にフィルタ処理を
    施して出力する適応信号処理装置、オーディオ信号を設
    定時間Δt遅延する遅延部、前記適応フィルタから出力
    されるオーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響
    空間に放射する制御音源、前記遅延部から出力されるオ
    ーディオ信号を入力されてオーディオ音を音響空間に放
    射する非制御音源を備えたオーディオ装置において、 白色ノイズ信号を前記非制御音源に入力する白色ノイズ
    発生部、 スピーカに入力された白色ノイズ信号と前記観測点にお
    いて検出された白色ノイズ信号の平均エネルギーをそれ
    ぞれ算出する平均エネルギー算出部、 得られた2つの平均エネルギーの比により非制御音源か
    ら観測点までの信号伝搬系のゲインを算出し、該ゲイン
    を前記目標応答設定部に設定される伝達特性のゲインと
    する手段を備えたことを特徴とするオーディオ装置。
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