(57)【要約】【課題】車両の周囲の環境音を車室内に忠実に再現できる車外環境音再現装置及び信号処理装置を提供する。【解決手段】車両に設置され、該車両の周囲の環境音を集音して第１電気信号に変換する第１集音手段と、前記車両の不要音の発生部位の近傍に設置され、該不要音を集音して第２電気信号に変換する第２集音手段と、前記第１電気信号と前記第２電気信号を入力し、前記第２電気信号に基づいて前記第１電気信号に信号処理を施して、前記環境音から前記不要音を除去した音を表す第３電気信号を出力する信号処理手段と、前記第３電気信号を入力して前記車両の車室内に前記環境音から前記不要音を除去した音を放音する放音手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設置され、該車両の周囲の環境音を集音して第１電気信号に変換する第１集音手段と、
前記車両の不要音の発生源の近傍に設置され、該不要音を集音して第２電気信号に変換する第２集音手段と、
前記第１電気信号と前記第２電気信号を入力し、前記第２電気信号に基づいて前記第１電気信号に信号処理を施して、前記環境音から前記不要音を除去した音を表す第３電気信号を出力する信号処理手段と、
前記第３電気信号を入力して前記車両の車室内に前記環境音から前記不要音を除去した音を放音する放音手段と
を備える車外環境音再現装置。
【請求項２】
前記不要音は、前記車両のエンジン音、ロードノイズ、風きり音のうちの少なくとも何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の車外環境音再現装置。
【請求項３】
前記信号処理手段が施す信号処理は、前記第２電気信号の逆位相信号を前記第１電気信号に加算する処理であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車外環境音再現装置。
【請求項４】
前記信号処理手段が施す信号処理は、前記第１電気信号から前記第２電気信号の周波数帯域を減衰させる処理であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車外環境音再現装置。
【請求項５】
不要音を表す第２電気信号から除去信号を生成する除去信号生成手段と、
前記不要音が含まれた環境音を表す第１電気信号と前記除去信号とを入力し、該除去信号に基づいて該第１電気信号に信号処理を施して、前記環境音から前記不要音を除去した音を表す第３電気信号を出力する除去手段と
を備える信号処理装置。
【請求項６】
前記除去信号は、前記第２電気信号の逆位相信号であり、
前記信号処理は、前記第２電気信号の逆位相信号を前記第１電気信号に加算する処理であることを特徴とする請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記除去信号は、前記第２電気信号の周波数帯域を表す信号であり、
前記信号処理は、前記第１電気信号から前記第２電気信号の周波数帯域を減衰させる処理であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の周囲の環境音を車室内に再現するための車外環境音再現装置及び信号処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の運転者は見通しの悪い交差点を走行する際やバックする際など、車両の周囲の環境に注意を払う必要がある場合には窓を開けて周囲の環境音を確認することがあった。また、車両の乗員が海の波の音、教会の鐘の音、花火の音などの周囲の環境音を聞きたい場合にも車両の窓を開けて聞いている。
【０００３】
しかし、車両の窓を開けた場合、強い風、車外の匂い、排気ガス等が入ってくることがある。また、冷房あるいは暖房をしている場合、車両の窓を開けることで車室内の快適性が損なわれる。また、窓を開けること自体が煩雑であり、窓を開けることで乗員が不快に感じる不要音も同時に聞こえる。
【０００４】
そこで、車両の窓を開けずに車両の周囲の環境音を乗員が聞くことのできる技術として、車両外に取り付けられたマイクを用いて周囲の環境音を集音し、予め登録されている音と比較して一致した場合には集音した音が乗員にとって有益であると判断して車室内に放音する従来技術が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術によれば、登録されている音と同じ音以外は車室内に放音されないため、乗員は車両の周囲の環境音をすべて聞くことはできなかった。
【０００６】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、車両の周囲の環境音を車室内に忠実に再現できる車外環境音再現装置及び信号処理装置を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、本発明に係る車外環境音再現装置は、車両に設置され、該車両の周囲の環境音を集音して第１電気信号に変換する第１集音手段と、前記車両の不要音の発生部位の近傍に設置され、該不要音を集音して第２電気信号に変換する第２集音手段と、前記第１電気信号と前記第２電気信号を入力し、前記第２電気信号に基づいて前記第１電気信号に信号処理を施して、前記環境音から前記不要音を除去した音を表す第３電気信号を出力する信号処理手段と、前記第３電気信号を入力して前記車両の車室内に前記環境音から前記不要音を除去した音を放音する放音手段とを備える。
【０００８】
上記車外環境音再現装置において、前記不要音は、前記車両のエンジン音、ロードノイズ、風きり音のうちの少なくとも何れか１つであることを特徴とする。
上記車外環境音再現装置において、前記信号処理手段が施す信号処理は、前記第２電気信号の逆位相信号を前記第１電気信号に加算する処理であることを特徴とする。
上記車外環境音再現装置において、前記信号処理手段が施す信号処理は、前記第１電気信号から前記第２電気信号の周波数帯域を選択的に減衰させる処理であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る情報処理装置は、不要音を表す第２電気信号から除去信号を生成する除去信号生成手段と、前記不要音が含まれた環境音を表す第１電気信号と前記除去信号とを入力し、該除去信号に基づいて該第１電気信号に信号処理を施して、前記環境音から前記不要音を除去した音を表す第３電気信号を出力する除去手段とを備える。
【００１０】
上記情報処理装置において、前記除去信号は、前記第２電気信号の逆位相信号であり、前記信号処理は、前記第２電気信号の逆位相信号を前記第１電気信号に加算する処理であることを特徴とする。
上記情報処理装置において、前記除去信号は、前記第２電気信号の周波数帯域を表す信号であり、前記信号処理は、前記第１電気信号から前記第２電気信号の周波数帯域を減衰させる処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の周囲の環境音をマイクにより集音し、また不要音をその発生源の近傍に設置されたマイクにより集音し、信号処理を施して環境音から不要音を除去して車室内に放音するようにしたので、環境音を忠実に再現できる車外環境音再現装置及び信号処理装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する
図１は、本発明の実施形態に係る車外環境音再現装置の構成図である。
同図において、１０〜１３はマイク、２０はマイク（エンジン音用）、２１はマイク（ロードノイズ用）、２２はマイク（風きり音用）、３０〜３６はＡ／Ｄ変換器、４０は車速センサー、５０は操作部、６０は制御部、７０は分析加工部、８０は合成部、９０〜９３はスピーカ、１００〜１０３は除去部、１０４は除去信号生成部、１１０〜１１３は分配部、１２０〜１２３は加算部、１３０〜１３３はアンプ、１４０〜１４３はレベル調整器である。
【００１３】
マイク１０〜１３は、車両の周囲の環境音を集音して電気信号（アナログ信号）に変換するためのマイクであり、環境音を効果的に集音し得る位置である車両の外面の例えば前後左右に取り付けられる。これらのマイク１０〜１３は、本発明における第１集音手段として機能する。
【００１４】
マイク（エンジン音用）２０は、車両のエンジン音を集音して電気信号（アナログ信号）に変換するためのマイクであり、エンジン音を効果的に集音し得る位置であるエンジンルーム内、またはエンジンフード付近等に設置される。
【００１５】
マイク（ロードノイズ用）２１は、車両が走行する際にタイヤの振動によって発生するロードノイズを集音して電気信号（アナログ信号）に変換するためのマイクであり、ロードノイズを効果的に集音し得る位置であるタイヤの近く等に設置される。
【００１６】
マイク（風きり音用）２２は、車両が走行する際に車体と空気との接触により発生する風きり音を集音して電気信号（アナログ信号）に変換するためのマイクであり、風きり音を効果的に集音し得る位置に設置される。
これらのマイク２０〜２２は、本発明における第２集音手段として機能し、車両の不要音の発生源の近傍に設置される。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器３０〜３６は、それぞれがマイク１０〜１３、マイク（エンジン音用）２０、マイク（ロードノイズ用）２１、マイク（風きり音用）２２に接続され、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。
【００１８】
車速センサー４０は、車両の速度を検知するものである。
操作部５０は、車外環境音再現装置のオン／オフ、各マイク１０〜１３，２０〜２２のオン／オフ、分析加工部７０のパラメータ設定などを行うための操作スイッチを備えており、乗員が操作できるものである。
【００１９】
制御部６０は、車速センサー４０と操作部５０とから入力された信号に基づいて分析加工部７０と合成部８０とを制御するものである。
分析加工部７０は、Ａ／Ｄ変換器３０〜３６と制御部６０と合成部８０とに接続され、Ａ／Ｄ変換器３０〜３３の出力信号をＡ／Ｄ変換器３４〜３６の出力信号と制御部６０の制御に基づいて信号処理し、合成部８０に出力するものである。この分析加工部７０は、本発明における信号処理手段として機能する。
【００２０】
また、分析加工部７０は除去部１００〜１０３と除去信号生成部１０４とから構成される。除去信号生成部１０４は、Ａ／Ｄ変換器３４〜３６から入力された信号に基づいて除去信号を生成し、除去部１００〜１０３に出力するものである。除去部１００〜１０３は、Ａ／Ｄ変換器３０〜３３の出力信号から除去信号に基づいて不要音の成分を除去するものである。
【００２１】
合成部８０は、制御部６０と分析加工部７０とスピーカ９０〜９３とに接続され、分析加工部７０から入力された電気信号を各スピーカ９０〜９３に分配、合成して出力するものである。また、分配する強度などは制御部６０からの制御信号に基づいて決定される。
【００２２】
また、合成部８０は分配部１１０〜１１３と加算部１２０〜１２３とアンプ１３０〜１３３とから構成される。さらに、分配部１１０はレベル調整器１４０〜１４３から構成される。レベル調整器１４０〜１４３は、入力された信号の強度を制御部６０からの制御信号に基づいてそれぞれ調整して出力するものである。なお、分配部１１１〜１１３については内部構成が図示されていないが、分配部１１０と同様に内部にレベル調整器１４０〜１４３をそれぞれ備えている。
【００２３】
分配部１１０〜１１３は、分析加工部７０から入力される電気信号を上述のレベル調整器１４０〜１４３によってそれぞれ信号強度が調整された４つの信号に分配して加算部１２０〜１２３に出力するものである。分配部１１０の４つの出力はそれぞれ加算部１２０〜１２３に接続され、分配部１１１の４つの出力はそれぞれ加算部１２０〜１２３に接続され、分配部１１２の４つの出力はそれぞれ加算部１２０〜１２３に接続され、分配部１１３の４つの出力はそれぞれ加算部１２０〜１２３に接続される。
加算部１２０〜１２３は、入力された信号を加算して出力するものである。
【００２４】
アンプ１３０〜１３３は、加算部１２０〜１２３の出力にそれぞれ接続され、入力された電気信号を増幅して出力するものである。なお、加算部１２０〜１２３の出力は図示しないＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換されてアンプ１３０〜１３３に入力される。
スピーカ９０〜９３は、車室内の例えば前後左右に配置され、合成部８０から入力された電気信号に基づいて放音するものである。
【００２５】
次に、本実施形態に係る車外環境音再現装置の動作を詳細に説明する。
まず、車両の外面の前後左右に取り付けられたマイク１０〜１３は、車両の周囲の環境音を各方向から集音して、それぞれを電気信号（アナログ信号）に変換して出力する。ここで、車両が走行している際には、車両の周囲にはエンジン音、ロードノイズ、風きり音などの不要音が発生しているため、環境音はそれら不要音と共に集音される。
また、マイク１０〜１３は車両の前後左右に設置されるため、環境音の発生している方向の情報及び音源までの距離の情報を含めて効果的に集音できる。
【００２６】
また、マイク（エンジン音用）２０は、車両のエンジン音を集音して電気信号（アナログ信号）に変換して出力する。また、マイク（ロードノイズ用）２１は、車両が走行する際に道路とタイヤとの接触面から発生するロードノイズを集音して電気信号（アナログ信号）に変換して出力する。さらに、マイク（風きり音用）２２は、車両が走行した際に車体と空気との接触により発生する風きり音を集音して電気信号（アナログ信号）に変換して出力する。
これらのマイク２０〜２２は、それぞれの不要音が発生する場所の近傍に設置されるため、不要音を効果的に集音できる。
【００２７】
続いて、Ａ／Ｄ変換器３０〜３６は上記のマイク１０〜１３，２０〜２２から入力される電気信号（アナログ信号）をそれぞれデジタル信号に変換して出力する。
次に、分析加工部７０は、制御部６０の制御に基づいて上記のデジタル信号に対して以下の２種類の処理の何れか又は両方を行い、環境音から所定の不要音を除去した音を表す信号を出力する。
【００２８】
（処理１）不要音の逆位相信号の加算
分析加工部７０の除去信号生成部１０４は、Ａ／Ｄ変換器３４〜３６が出力するそれぞれのデジタル信号を信号処理して、マイク２０〜２２によって集音されたそれぞれの不要音の逆位相信号に相当する信号を生成する。
【００２９】
次に、除去部１００はＡ／Ｄ変換器３０が出力するデジタル信号に上記の逆位相信号を加算する事によって、マイク１０により集音された環境音からマイク２０〜２２によって集音された不要音を除去した音を表す信号を出力する。
同様に、除去部１０１〜１０３はＡ／Ｄ変換器３１〜３３が出力するそれぞれのデジタル信号に上記の逆位相の信号を加算する事によって、マイク１１〜１３により集音された環境音からマイク２０〜２２によって集音された不要音を除去した音を表す信号をそれぞれ出力する。なお、除去信号生成部１０４は、各Ａ／Ｄ変換器３４〜３６が出力するデジタル信号の逆位相信号を各除去部１０１〜１０３に対応した信号強度に調整して各除去部１０１〜１０３に入力しても良い。こうすることで、マイク１１〜１３の位置に応じた効果的な不要音除去が可能となる。
【００３０】
（処理２）不要音の周波数帯域の減衰
分析加工部７０の除去信号生成部１０４は、Ａ／Ｄ変換器３４〜３６が出力するデジタル信号を信号処理してマイク２０〜２２によって集音されたそれぞれの不要音の周波数帯域を計算する。
【００３１】
次に、除去部１００はＡ／Ｄ変換器３０が出力するデジタル信号に対して、上記の処理により求められた不要音の周波数帯域をフィルタリングするなどの信号処理を行い、環境音の電気信号から不要音の周波数帯域を不要音の大きさに応じて選択的に減衰させる。例えば、不要音が大きい時には不要音の周波数帯域の減衰量を大きくして、不要音が小さい時には不要音の周波数帯域の減衰量を小さくする。このような処理により、環境音から不要音を除去した音を表す信号を出力する。
【００３２】
同様に、除去部１０１〜１０３はＡ／Ｄ変換器３１〜３３が出力するそれぞれのデジタル信号に対して、上記の処理により求められた不要音の周波数帯域をフィルタリングするなどの信号処理を行い、環境音から不要音を除去した音を表す信号をそれぞれ出力する。なお、不要音の周波数帯域の減衰量は、各除去部１００〜１０３に対応して決めても良い。こうすることで、マイク１０〜１３の位置に応じた効果的な不要音除去が可能になる。
【００３３】
ここで、制御部６０は操作部５０の設定に基づいて分析加工部７０を制御し、上記の２種類の処理を指定する。また、制御部６０は操作部５０の設定に基づいて分析加工部７０を制御し、車外環境音再現装置のオン／オフ、各マイク１０〜１３，２０〜２２のオン／オフ、分析加工部７０の信号処理のためのパラメータ設定などを行うこともできる。
【００３４】
また、車速センサー４０は車両の車速を検出して制御部６０に出力する。そして、制御部６０は操作部５０の設定に基づいて、車速が一定速度以下であった場合には分析加工部７０を制御して信号処理動作を停止させることができる。
【００３５】
また、制御部６０は車速センサー４０が検出した車速に応じて分析加工部７０を制御して、エンジン音、ロードノイズ、風きり音の何れを除去するかを変更することができる。
また、制御部６０は車速が増加するに従い、分析加工部７０を制御して環境音の音量を上げ、高域を強調するなど乗員の聞きやすい音質に変更することもできる。
【００３６】
次に、合成部８０は分析加工部７０から出力される不要音が除去された環境音を表す４つの信号を４つのスピーカ９０〜９３に分配、合成して出力する。その際、制御部６０によって各スピーカへ分配する信号強度（各スピーカの音量バランス）などが制御される。
【００３７】
以下に、合成部８０の分配、合成動作について説明する。
除去部１００から出力された信号は、分配部１１０の４つのレベル調整器１４０〜１４３に入力され、制御部６０からの制御信号に応じてそれぞれ独立に信号強度が調整されて４種類の信号が出力される。同様に除去部１０１〜１０３から出力されたそれぞれの信号は、分配部１１１〜１１３がそれぞれ備える図示しない４つのレベル調整器に入力され、それぞれ独立に信号強度が調整され、４種類ずつの信号が出力される。
つまり、分配部１１０〜１１３は信号を分配すると共にそれぞれの信号の強度を調整する。
【００３８】
加算部１２０は、分配部１１０〜１１３から出力された信号を入力して加算する。同様に、加算部１２１〜１２３は分配部１１０〜１１３から出力された信号を入力して加算する。つまり、加算部１２０〜１２３は分析加工部７０から出力された４つの環境音を表す信号を加算する。
【００３９】
なお、マイク１０〜１３のそれぞれが集音した環境音を、そのマイクが設置された方向（前後左右）に設置された車室内のスピーカから放音する場合には、制御部６０は以下に説明する制御を合成部８０に対して行う。
【００４０】
例えば、マイク１０により集音された環境音がそのマイク１０が設置された方向に設置されたスピーカ９０から大きな音で放音されるようにする場合、除去部１００の出力信号は分配部１１０のレベル調整器１４０によって大きな信号強度に調整されて加算部１２０に入力される。また、除去部１０１〜１０３の出力信号は分配部１１１〜１１３によって小さな信号強度に調整されて加算部１２０に入力されるので、加算部１２０の出力信号は除去部１００からの出力信号が支配的となる。他の信号も同様に制御される。
【００４１】
次に、アンプ１３０は加算部１２０から出力された信号を増幅し、スピーカ９０を駆動する。同様に、アンプ１３１〜１３３は加算部１２１〜１２３から出力された信号を増幅し、スピーカ９１〜９３を駆動する。なお、加算部１２０〜１２３の出力は図示しないＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換されてアンプ１３１〜１３３に入力される。
【００４２】
続いて、スピーカ９０〜９３は、入力された電気信号に基づいて環境音を車室内に放音する。ここで、スピーカ９０〜９３は車室内の前後左右に空間的に設置されているため、環境音を車両外部で聞こえる状態と同様に空間的に再現することができる。
【００４３】
このように、本実施形態に係る車外環境音再現装置によれば、車外にて集音された環境音から不要音であるエンジン音、低周波音、風きり音などを除去した上で車室内に放音できるので、必要な環境音を忠実に再現できる。これにより、乗員は車両の窓を開けずに明瞭な環境音を聞くことが可能となる。
【００４４】
また、複数のマイクとスピーカによって環境音を空間的に再現できるので、乗員は音の発生方向及び音の発生源との距離なども認識でき、例えば歩行者又は自転車の存在などの周囲の状況を正確に把握する事ができる。
また、車外の環境音が明瞭に聞こえるので、乗員は車室内の空調環境等を保った状態でオープンカーに乗っている様な気分を味わうことができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、マイクとスピーカの数は図示した例に限られず、設置される位置も車両の前後左右に限られない。
また、不要音を環境音から除去する方法は上述した例に限られない。
また、不要音は上述した音に限られない。
さらに、車載ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用いて上述した車外環境音再現装置を構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る車外環境音再現装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０〜１３；マイク、２０；マイク（エンジン音用）、２１；マイク（ロードノイズ用）、２２；マイク（風きり音用）、３０〜３６；Ａ／Ｄ変換器、４０；車速センサー、５０；操作部、６０；制御部、７０；分析加工部、８０；合成部、９０〜９３；スピーカ、１００〜１０３；除去部、１０４；除去信号生成部、１１０〜１１３；分配部、１２０〜１２３；加算部、１３０〜１３３；アンプ、１４０〜１４３；レベル調整器。
【図１】
2008132924.tif 000003