JPH04170300A

JPH04170300A - 音像定位制御装置

Info

Publication number: JPH04170300A
Application number: JP2297824A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Yanagisawa; 隆晃柳沢
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1992-06-17
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: JP3260360B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野］本発明は、車載用音響再生システム等における音像定位
制御装置に関する。

［発明の概要］本発明は、音響源から出ノＪされる左、右信号を遅延さ
せる遅延部と、遅延された左、右信号を再生するスピー
カとからなる音響再生システムにおいて、聴取者の近傍
の左、右側にそれぞれマイクロホンを配置し、遅延され
た左、右信号と左、右マイクロホンからの信号に基づい
て、第１、第２の相互相関関数を算出し、これらの相互
相関関数がそれぞれ最大となる最大値時間を求め、さら
にこれら最大値時間の差を計算し、遅延部の遅延時間を
制御することにより、左、右のスピーカから聴取者へ同
時刻に音が到達するようになる。

［従来の技術］第２図は、車載用音響再生システムを搭載した自動車に
おけるスピーカ配置の位置と聴取位置の例を示すもので
、自動車内のフロントの左および右側ドアにそれぞれド
アスピーカ１および２を配置し、車内のリア側の左およ
び右側にそれぞれリアスピーカ３および４を配置してい
る。

［発明が解決しようとする課題］一般的に、自動車室内のスピーカ配置は聴取者５からみ
て左右非対称になっている。

左右非対称な位置（距離）に取り伺けられたスピーカ１
〜４から再生された音は時間差をもって聴取者に到達す
る。到達時間差があるとハース効果により音像は先に到
達する音源の方に定位してしまう。

そこで、遅延凹路を使って先に到達する信号を遅延させ
、左、右チャンネルの信号を同時に到達させる方法があ
る。しかし、この方法のみでは、座席の位置や背もたれ
を移動させ、頭（耳）の位置が変化した場合、左右のス
ピーカからの到達時間が変化してしまい定位が移動して
しまう。

［課題を解決するための手段］二のような目的を達成するために、本発明は、音響源か
ら出力される左、右信号をそれぞれ遅延制御信号に対応
した遅延時間で遅延させる遅延部と、左、右側にそれぞ
れ取り付けられ、遅延部で遅延された左、右信号を再生
する左、右スピーカと、聴取者の近傍の左、右側にそれ
ぞれ配置された、左、右マイクロホンと、遅延された左
、右信号と左、右マイクロホンからの信号に基づいてそ
れぞれの相互相関関数を算出する算出部と、それぞれの
相互相関関数が最大となる最大値時間を求める最大値検
出部と、それら最大値時間の差を計算する計算部と、こ
の時間差に基づいて遅延制御信号を出力する制御部とを
備えている。

［作用］本発明では、聴取者の近傍の左、右側にそれぞれマイク
ロホンを設け、これらの出力と音源からの左、右信号と
の相互相関関数をとり、これら相互相関関数のそれぞれ
が最大となる最大値時間を求め、それらの差で、音響源
からの左、右信号を遅延しているので、左、右スピーカ
から聴取者へ同時刻に音が到達するようにできる。

［実施例コ以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明による音像定位制御装置の一実施例の構
成を示すもので、６はＣＤプレーヤ等の再生装置、７は
遅延回路、８はスイッチ回路、９Ｌ、９Ｒは増幅器、Ｉ
ＯＬ、ＩＯＲは聴取者の近傍、例えば、運転席の背もた
れの左、右に設置されたマイクロホン、ｌ’　ｌはマイ
クロコンピュータ、１２はバイパスフィルタ、１３は計
算部を示す。

また、遅延回路７において、２１Ｌ、２１ＲはＡ／Ｄ変
換器、２２Ｌ、２２Ｒは左、右チヤンネル遅延部、２３
Ｌ、２３ＲはＤ／Ａ変換器を示す。

また、計算部１３において、２４Ｌ、２４Ｒ，２５Ｌ、
２５’ＲはＡ／Ｄ変換部、２６Ｌ、２６Ｒは相互相関関
数計算部、２７Ｌ、２７Ｒは最大値検出部、２８は左、
右時間差計算部を示す。

第３図および第４図は第１図のマイクロコンピュータ１
１での処理の例を示すフローチャートである。

第１図において、ＣＤプレーヤ等の音響再生装置６から
出力される左、右チャンネル信号を遅延回路７に加え、
Ａ／Ｄ変換器２１Ｌ、２１Ｒでディジタル信号に変換し
、遅延部２２Ｌ、２２Ｒで遅延した後、Ｄ／Ａ変換部２
３　Ｌ、２３Ｒで再びアナログ信号に変換する。

遅延回路７の出力を２つに分岐し、一方（信号Ａ）をバ
イパスフィルタ１２を経て、計算部１３に入力し、他方
（信号Ｂ）を、スイッチ回路８、増幅器９　Ｌ、９Ｒを
介して、自動車内のフロントスピーカ１．２およびリア
スピーカ（図示省略）から再生出力する。また、マイク
ロコンピュータ１１を遅延回路７、スイッチ回路８、計
算部１３と接続している。

以下、本発明の動作を、マイクロコンピュータ１１での
処理を中心に第３図および第４図を参照して説明する。

スイッチ回路８の一方のチャンネル、例えば左チャンネ
ルのみをオンにしくステップ３１）、スビー力からは、
片チャンネル（左チャンネル）のみを出力させる。

聴取席のヘッドレストから聴取者の左右の耳の位置イ」
近にセットされた２つのマイクロホン１０Ｌ、ＩＯＲの
うち、出力スピーカに近い方、例えば、左側のマイクロ
ホン１０Ｔ、で信号を収音する。

この信号Ｂを、バイパスフィルタ１２を経て、計算部１
３に入力する。

計算部１３において、Ａ／Ｄ変換部２５　Ｌ、２５Ｒで
信号Ｂをディジタル信号に変換し、相互相関関数計算部
２６Ｌ、２６Ｒに入ノｊする。一方、遅延回路７の出力
信号Ａをバイパスフィルタ１２に通し、Ａ／Ｄ変換部２
４−　Ｌ、２４Ｒでディジタル信号に変換し、相互相関
関数計算部２６Ｌ、２６Ｒに入力する。

計算部２６Ｔ、、２６Ｒでは、左および右チヤンネル毎
に、信号Ａに対する信号Ｂの相互相関を求める（ステッ
プ３２）。

相互相関関数とは、２つの信号の類似度を、片方の信号
の遅れ時間を変えながら調べることで、遅れ時間の関数
として表わしたものである。すなわち、相互相関関数が
１番高い値の時間が２つの信号の時間差である。本シス
テムに当て嵌めると、２つの信号とは信号Ａと信号Ｂの
片チャンネル分となる。相互相関関数から求める２つの
信号の時間差の信頼度を上げるため、多数回の平均をと
る（ステップ３３）。実験から、約３０回はどの平均を
とると高い信頼が得られることが解っている。

なお、離散データに変換された信号で相互相関を表わす
と、ｒＸｙ（■）：相互相関関数ｘｎ　　　：入力信号ｙｎ＋＋ｎ　　：入力信号（ｎからサンプルｍ個分ずら
した値）となる。

このように、相互相関関数の平均を求め、その結果を、
最大値検出部２７Ｌ、２７Ｒに人力し、この平均値が最
大となる時間を求める（ステップ３４）。

逆のチャンネル、例えば右チャンネルのスピーカから信
号を再生し、そのスピーカの出力に近い方、例えば、右
側のマイクロホンで収音し、同様に処理して、相互相関
関数か最大となる時間を求める（ステップ（３５〜３８
））。

最大値検出部２７　Ｌ、２７Ｒで求めた時間出力を左、
右時間差計算部２８に入力し、それらの時間差を求める
（ステップ３９）。

第５図は、この時間差の算出法の例を説明するための図
で、（ａ）は左チャンネルの相互相関関数を、（ｂ）は
右チャンネルの相互相関関数を示す。図から解るように
、第５図（ａ）および（ｂ）の相互相関関数が最大値と
なる時間１゛１およびＴ２の差に相当する時間差Ｔ、　
−Ｔ、を求め、その時間差Ｔに相当する信号をマイクロ
コンピュータ１１に出力する。

マイクロコンピュータ１１では、計算結果の符号に応じ
て（ステップ４０）、遅延回路７の遅延時間を遅延制御
信号により制御する。

結果が正（プラス）ならば、右チャンネルの信号を、負
（マイナス）なら左チャンネルの信号を時間Ｔだけ遅延
させる（ステップ４１．４２）。

このシステムにより、右側のマイクロホンには、右チヤ
ンネルスピーカの出力が、左側のマイクロホンには、左
チヤンネルスピーカの出力が同時に到達し、ハース効果
の影響を受けることがなくなる。座席の位置や背もたれ
の角度を動かして聴取者の耳の位置と２つのスピーカの
位置関係が変化しても、このシステムを作動させること
ですばやく到達時間の補正を行なうことができる。

なお、２つのマイクロホンは、例えば座席のヘッドレス
トからアームで聴取者の左右の耳付近にセットされてい
る。このマイクロホンは、測定時にのみ使用され、遅延
時間設定後は、ヘッドレストに収納可能、または取りは
ずしできるようになっている。

また、バイパスフィルタ１２では、エンジンノイズなど
の影響を小さくするために、低音域をカッＩ・できるよ
うになっており、理想的には、騒音のない場所でフィル
タをかけずに測定するのが良い。また、フィルタのカッ
トオフ周波数はなるべく低い方が高い相互相関が得られ
る。最高でも１ｋＨｚ以下に設定する。第６図は自動車
のエンジンノイズの周波数特性の例を示す。

マイクロコンピュータ１１からの遅延制御信号により遅
延回路７の遅延時間を制御した後、スイッチ回路８の左
、右チャンネルをオン状態にして通常の再生を行なう（
ステップ４４）。

上述した実施例によれば、次のような特徴がある。

（１）聴取者が座席の位置や背もたれの角度を変化させ
ることで頭（耳）の位置を移動しても、その位置で最適
になるよう遅延回路の遅延時間を正確に補正できる。

（２）信号収音用に左耳用、右耳用と２つのマイクロホ
ンを座席のヘッドレストにに装着している。

（３）左チヤンネルスピーカ出力を左のマイクロホンで
、右チヤンネルスピーカ出力を右のマイクロホンでそれ
ぞれ収音し、その信号と左、右それぞれの原信号との相
互相関関数から遅延回路の遅延時間を算出する。

（４）測定時に外部のノイズ（エンジンノイズ等）の影
響をなくすためバイパスフィルタを備えている。

（５）測定用信号に通常の音楽ソースを使うため、車室
内の聴取者に大きな負担がかからない。

なお、上述した実施例では車載用の例について説明した
が、それに限らず、ホーム用にも利用できる。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、聴取者が座席の位
置や背もたれの角度を変化させることで頭（耳）の位置
が移動しても、その位置で最適となるように遅延回路の
遅延時間を素早く補正できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による音像定位制御装置の一実施例の構
成図、第２図は一般的なスピーカ配置と聴取位置を示す
図、第３図および第４図は第１図のマイクロコンピュー
タでの処理の例を示すフローチャート、第５図は遅延時
間算出例を示す図、第６図は自動車のエンジンノイズの
周波数特性の例を示す図である。１〜４・・・・・・・・スピーカ、７・・・・・・・・
遅延回路、８・・・・・・・・スイッチ回路、１１・・
・・・・・・・マイクロコンピュータ、１２・・・・・
・・・・バイパスフィルタ、１３・・・・・・・・・計
算部、２５・・・・・・・・・相互相関関数計算部、２
６・・・・・・・・・最大値検出部、２７・・・・・・
・・左、右時間差計算部。特許出願人　　　　クラリオン株式会社代理人　弁理士
　　永　１）武　三　部第３図「［［了］第４図

Claims

【特許請求の範囲】

　音響源から出力される左および右信号をそれぞれ遅延
制御信号に対応した遅延時間で遅延させる遅延部と、左
および右側にそれぞれ取り付けられ、該遅延部で遅延さ
れた左および右信号を再生する左および右スピーカと、
聴取者の近傍の左および右側にそれぞれ配置された左お
よび右マイクロホンと、上記遅延された左信号と上記左
マイクロホンからの信号に基づいて第１の相互相関関数
を算出するとともに、上記遅延された右信号と上記右マ
イクロホンからの信号に基づいて第２の相互相関関数を
算出する相互相関関数計算部と、上記第１および第２の
相互相関関数のそれぞれが最大となる第１および第２の
最大値時間を求める最大値検出部と、該第１および第２
の最大値時間の差を計算する時間差計算部と、該時間差
に基づいて上記遅延制御信号を出力する制御部とからな
ることを特徴とする音像定位制御装置。