(57)【要約】【課題】従来よりもより簡易的且つユーザの嗜好に適した音質補正装置を有した車載オーディオを提供することを目的とする。【解決手段】３００Ｈｚ〜４ｋＨｚの帯域を有するバンドパスフィルタ８と、電圧レベルを検出するスペクトルアナライザ部９と、テスト信号を発生させる信号発生部１３とを有し、これらから得られた特性より、任意マイク２２の性能および被測定対象１の空間特性の補正に最適なボリュームを判断するＶＯＬ判断部１０を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３００Ｈｚ〜４ｋＨｚの帯域を有するバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの後段に配置された任意の帯域内に複数個のバンドパスフィルタを有する事でスペクトルを電圧レベルで検出するスペクトルアナライザ部と、
前記スペクトルアナライザ部によって検出されたスペクトルを使用して、マイクロフォンの性能および補正最適ボリュームを判定するＶＯＬ判断部と、
前記ＶＯＬ判断部の結果を元にボリュームを変化させるＶＯＬ制御部とを備える車載オーディオ。
【請求項２】
前記ＶＯＬ判断部が、前記スペクトルの電圧レベルのうち、最も高い値と最も低い値とを比較することにより、前記マイクロフォンの性能を判定する請求項１に記載の車載オーディオ。
【請求項３】
前記ＶＯＬ判断部は、前記最も高い値と前記最も低い値との差が、所定のしきい値よりも小さいときに不合格であると判断し、所定のしきい値以上のときに合格であると判断する請求項２に記載の車載オーディオ。
【請求項４】
スペクトルアナライザ部によって検出されたスペクトルを使用して、マイクロフォンの性能を判定するマイクロフォン判定ステップと、
スペクトルアナライザ部によって検出されたスペクトルを使用して、補正最適ボリュームを判定するボリューム判定ステップとを備える車載オーディオの音質補正方法。
【請求項５】
前記マイクロフォン判定ステップが、前記スペクトルの電圧レベルのうち、最も高い値と最も低い値とを比較するものである請求項４に記載の車載オーディオの音質補正方法。
【請求項６】
前記マイクロフォン判定ステップが、前記最も高い値と前記最も低い値との差が、所定のしきい値よりも小さいときに不合格であると判断し、所定のしきい値以上のときに合格であると判断する請求項５に記載の車載オーディオの音質補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個別の音響特性が調整可能な車載オーディオおよび車載オーディオの音質補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、専用のマイクを用いて車室内の空間特性を測定し特性のパラメータ値に合わせて自動でパラメータ調整を実施するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
その他にも車室内の空間特性を簡易的に測定する技術もある。（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１６４５９８号公報（第２図）
【特許文献２】特開平５−７２０２４号公報（第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成においては、測定に用いるマイクロフォンの特性が既知である事を必要とする。
或いは測定用としてマイクロフォンの性能に保証が取れていなければならないという問題があった。
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、測定に使用するマイクロフォンとして任意の物を用いることが出来る様にして、簡易な測定装置を用いて音質を補正することができる車載オーディオおよび車載オーディオの音質補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の車載オーディオは、３００Ｈｚ〜４ｋＨｚの帯域を有するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの後段に配置された任意の帯域内に複数個のバンドパスフィルタを有する事でスペクトルを電圧レベルで検出するスペクトルアナライザ部と、前記スペクトルアナライザ部によって検出されたスペクトルを使用して、マイクロフォンの性能および補正最適ボリュームを判定するＶＯＬ判断部と、前記ＶＯＬ判断部の結果を元にボリュームを変化させるＶＯＬ制御部とを備えるという構成を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、測定に使用するマイクロフォンを任意のマイクロフォン（例えば携帯電話のマイクロフォン等）とする事ができる。これにより、高い専門性が要求されるシステムや専門的な知識が必要なくなる。したがって、本発明は、従来よりも、より簡易的にユーザ自身の好みの音質をユーザ自身の手によって実現出来る効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態１における制御ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における空間特性測定位置図
【図３】本発明の実施の形態１における全体動作説明のためのフローチャート
【図４】本発明の実施の形態１におけるマイクロフォン性能判断の動作説明のためのフローチャート
【図５】本発明の実施の形態１におけるマイクロフォン性能判断における判断を説明するのためのスペクトルの例を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態１における補正最適ボリューム調整の動作説明のためのフローチャート
【図７】本発明の実施の形態１における補正最適ボリューム調整における基準周波数および高調波の成分を説明するためのスペクトルの例を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における詳細な制御について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態１における制御形態のブロック図である。
図１において、被測定対象１は測定対象である車室内空間を指す。
これを測定するために以下の構成が有る。
【０００９】
まず、測定対象である被測定対象１を測定するために用いられる任意マイク２２について説明する。任意マイク２２は、被測定対象１の特性をアナログ信号として検知する測定用マイクロフォン２、測定用マイクロフォン２が検知したアナログ信号をディジタル信号へ変換するＡ/Ｄ変換器３、Ａ/Ｄ変換器３により変換されたディジタル信号をオーディオ７へ伝達するための無線通信器４を有している。無線通信器４としては、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が挙げられる。
【００１０】
上記の構成を有する任意マイク２２として、例えば一般的に広く普及している携帯電話を用いることができる。このように、広く普及している携帯電話を用いることができるため、オーディオ７の音質をユーザ自身の手によって好みに調整することを、簡易に行うことが可能である。
【００１１】
次に、任意マイク２２から送られるディジタル信号を解析し、補正し、音声信号としてスピーカ２１へ出力するための装置であるオーディオ（車載オーディオ）７について説明する。
【００１２】
オーディオ７は、マイク及びデジタル信号処理機能を有しており、無線通信器５、ディジタルデータ入力部６、バンドパスフィルタ８、スペクトルアナライザ部９、ＶＯＬ判断部１０、記憶装置１１、スイッチ部１２、信号発生部１３、演算部１４、グラフィックイコライザ部１５、映像出力部１６、操作インターフェース部１７、Ｄ/Ａ変換器１８、ＶＯＬ制御部１９、増幅器２０および音源入力部２３を備えている。
【００１３】
無線通信器５は、任意マイク２２より送られるディジタル信号を受け取るものであり、無線通信器４同様、例えば、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により構成することができる。ディジタルデータ入力部６は、無線通信機５からのディジタル信号の解析、補正を行なう処理装置(例えばＤＳＰ、Digital Signal Processor)への入力として機能する。バンドパスフィルタ８は、３００Ｈｚ〜４ｋＨｚの帯域を有する。
【００１４】
スペクトルアナライザ部９は、バンドパスフィルタ８の後段に配置されており、前述のバンドパスフィルタ８の帯域内にて、任意の帯域を持つ複数個のバンドパスフィルタを持つ事で、入力された信号のスペクトルのレベル解析を行なうものである。なお、バンドパスフィルタ８の「後段」とは、オーディオ７において、バンドパスフィルタ８を通過した後に信号が通過する部分をいう。また、信号の「スペクトル」とは、所定範囲毎に帯域を分割して得られる、各帯域の信号レベルを強さを示したものをいう。
【００１５】
スイッチ部１２は、前記スペクトルアナライザ部９で処理された信号を振り分ける。ＶＯＬ判断部１０は、基準測定信号の測定結果より、任意マイク２２の測定用マイクロフォン２の性能判断と、補正を行うために最適なボリュームの判断をする。記憶装置１１は、ＶＯＬ判断部１０にて合格とされた信号を記憶する。信号発生部１３は、ＶＯＬ判断部１０にて不合格とされた場合にボリュームを変動させるＶＯＬ制御部１９及び測定用の信号(ピンクノイズとＳｉｎ波)を発生させる。
【００１６】
演算部１４は、前記スイッチ部１２のＢを通り記憶装置１１に記憶された基準測定データとスイッチ部１２のＡを通る測定データの差分を取る。映像出力部１６は、演算部１４の結果を表示する。グラフィックイコライザ部１５は、映像出力されたデータを元に周波数特性を補正する。操作インターフェース部１７は、グラフィックイコライザ部１５にて周波数特性補正を行なうためのものである。
【００１７】
Ｄ/Ａ変換器１８は、前記グラフィックイコライザ部１５にて補正されたディジタル信号をアナログ信号へ変換する。増幅器２０は、Ｄ/Ａ変換器１８により変換されたアナログ信号を増幅する。
音源入力部２３は、ＣＤやデジタルオーディオ等から得られる音楽データを読み取る部位である。
【００１８】
スピーカ２１は、オーディオ７により増幅されたアナログ信号を音声信号として出力する。
以上のように、被測定対象１、任意マイク２２、オーディオ７およびスピーカ２１を全て有した構成を以降オーディオシステムと呼称する。
【００１９】
以上のように構成されたオーディオシステムについて、以下にその処理動作を説明する。
図３は本発明の実施の形態１における全体動作フローチャート図である。以下に説明するオーディオ７の処理動作は、ユーザが操作インターフェース部１７を操作する事で開始し、以後は基本的にディジタル信号の解析、補正を行なう処理装置(例えばＤＳＰ)によって自動処理される。
【００２０】
まず、図２に示すように、車室内の特性を測定するために基準となる測定点としてスピーカ２１直近の測定点を基準測定点２４とし、人間が実際に聞く点(リスニングポイント)を測定点２５とする。
【００２１】
基準測定点２４で測定することにより、被測定対象１の特性を含まない周波数特性が得られる。この周波数特性は、任意マイク２２及びオーディオ７（図１参照）、スピーカ２１の特性までを含むものである。
また、測定点２５で測定することにより、基準測定点２４で得られる特性及び被測定対象１の特性を含む周波数特性が得られる。この周波数特性は、人間が実際に聞く点(リスニングポイント)の特性である。
【００２２】
次に、図３に示す全体動作フローチャート図に沿って、図１に示した各部の各動作について以下に説明する。
まず、基準測定点２４において、測定に用いられる基準信号（Ｓｉｎ波）を信号発生部１３より発生させる（ステップＳ２３）。この時、グラフィックイコライザ部１５は無補正の状態とし、基準信号は、Ｄ/Ａ変換器１８や増幅器２０、スピーカ２１を通し音声信号として出力される。
【００２３】
次に、基準信号は基準測定点２４に設置された測定用マイクロフォン２によって検知され、Ａ/Ｄ変換器３によってアナログ信号からディジタル信号へ変換され、無線通信器(例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）がこの場合挙げられる)によってオーディオ７へ送られる（ステップＳ２４）
【００２４】
次にオーディオ７の動作を以下に示す。
オーディオ７が有する無線通信機５により、任意マイク２２から送られてきたディジタル信号を受信する。受信されたデジタル信号は、データ処理を行なう処理装置(例えばＤＳＰ)のディジタルデータ入力部６を通り、３００Ｈｚ〜４ｋＨｚの帯域を持つバンドパスフィルタ８を通過する（ステップＳ２５）
【００２５】
このバンドパスフィルタ８は、３００Ｈｚ〜４ｋＨｚの帯域を持つている。これは、測定に使用する測定用マイクロフォン２（任意マイク２２）として、任意のもの（例えばユーザの所有する携帯電話等）を使用可能とするためである。なぜなら、バンドパスフィルタ８の帯域を３００Ｈｚ〜４ｋＨｚとすることにより、測定用マイクロフォン２として必要最低限な周波数帯域と音楽において聴感上重要な意味を持つボーカル帯域を両立させる事ができるからである。
【００２６】
上記バンドパスフィルタ８を通過したディジタル信号は、次段の任意の帯域のバンドパスフィルタを複数個持つスペクトルアナライザ部９によって、前述した任意の帯域毎の電圧レベルとして解析される（ステップＳ２６）。
【００２７】
上記スペクトルアナライザ部９によって解析されたディジタル信号を元に、後述するマイクロフォン性能判断によって合否の判定を行い（ステップＳ２３〜Ｓ２９、マイクロフォン判定ステップ）合格であった場合は、次段の後述する補正最適ボリュームの調整を行なう（ステップＳ３０〜Ｓ３７、ボリューム判定ステップ）。
【００２８】
上記マイクロフォン性能の判定及び補正最適ボリュームの判定において共に合格した後、信号発生部１３は被測定対象の特性データを得るための試験信号(ピンクノイズ)を発生する（ステップＳ３８）。
【００２９】
上記試験信号（ピンクノイズ）を発生した後、前述のスペクトルアナライザ部９にて行なう電圧レベルの解析まで、前述したステップＳ２４〜Ｓ２５、Ｓ３２〜Ｓ３３と同様の動作を行い（ステップＳ３９〜Ｓ４０）、スイッチ部１２のＢを介して周波数特性データを基準測定データとして記憶装置１１にて記憶する（ステップＳ４１）。
【００３０】
次に測定点２５にて同様の試験信号（ピンクノイズ）を発生（ステップＳ４３）させた後、スペクトルアナライザ部９による電圧レベルの解析まで、前述したステップＳ２４〜Ｓ２５、Ｓ３３〜Ｓ３４と同様の動作を行い（ステップＳ４４〜Ｓ４５）、スイッチ部１２のＡを介して演算部１４にて前述した記憶装置１１に記憶されている基準測定データとの差分値を空間特性データとして取得する（ステップＳ４７）。
【００３１】
上記空間特性データを映像出力部１６で表示し、グラフィックイコライザ部１５により任意の周波数特性の補正を行なう。グラフィックイコライザ部１５における補正の手段としては操作インターフェース部１７を使用する（ステップＳ４９）。
【００３２】
前記グラフィックイコライザ部１５により補正されたディジタルデータは、次段のＤ/Ａ変換器１８によりアナログ信号へと変換され、増幅器２０によって増幅されスピーカ２１により出力される。
【００３３】
次に、図４を用いて、マイクロフォン性能判断におけるオーディオ７の各部の動作の詳細を説明する。図４に示したステップに従ったオーディオ７の動作を経る事により、使用している任意マイク２２が測定に適しているかが自動判別される。
【００３４】
図４はマイクロフォン性能判断の動作説明のためのフローチャートである。
同図に示すように、まず基準信号であるピンクノイズを信号発生部１３より発生させる。
この基準信号をスペクトルアナライザ部９が任意の帯域ごとの電圧レベルとして検出する。
次に、前述した検出した全ての帯域内において、電圧レベルの最も高い帯域をピークとし、最も低い帯域をディップとする（図５（ｂ）参照）。ＶＯＬ判断部１０により、このピークとディップを検出し（ステップＳ５２）、その２つの電圧レベル値の比較を行なう（ステップＳ５３）。なお、図４のステップＳ５２〜Ｓ５３は図３のステップＳ２７に相当し、図４のステップＳ５４は図３のステップＳ２８に相当し、図４のＳ５６は図３のステップＳ２９に相当する。
【００３５】
図５は、マイクロフォン性能判断における判断を説明するための特性例図であり、横軸が周波数を示し、縦軸が電圧レベルを示している。図５（ａ）は、ピークとディップの電圧レベルの値が等しい特性を有するスペクトルの例であり、図５（ｂ）はピークとディップの電圧レベルの値が等しくない特性を有するスペクトルの例である。
【００３６】
前記ステップＳ５３におけるＶＯＬ判断部１０による比較の結果、ピークとディップの電圧レベル値の差が０ｄＢの時は、図５（ａ）にした特性となる。この場合、ＶＯＬ判断部１０は任意マイク２２の特性が飽和していると判断する。すなわち、ＶＯＬ判断部１０は、任意マイク２２の性能限界と判断し、任意マイク２２を不合格とする。
ＶＯＬ判断部１０は、図５（ｂ）に示したようにピークとディップの電圧レベルの値に差があり、かつ電圧レベル値の差Ｘが５ｄＢ以上の場合を合格とする。また、電圧レベル値の差Ｘが５ｄＢ未満の場合を不合格とする。
【００３７】
本実施の形態では、ＶＯＬ判断部１０が任意マイク２２の合格と不合格とを判断するためのしきい値として、５ｄＢを用いている。しきい値はこれに限られるものではなく、測定用マイクロフォン２（任意マイク２２）に求める性質に応じて、適切な値を用いれば良いが、１ｄＢ〜２０ｄＢの範囲内とすることが好ましい。
上記の範囲よりもしきい値を高くすると、電圧レベルの測定ばらつき範囲となり、しきい値を低くすると、測定用マイクロフォン２（任意マイク２２）に求める性能が厳しくなり一般的なマイクを用いれない判定基準となる。
【００３８】
ＶＯＬ判断部１０により、任意マイク２２が不合格と判断された場合は、ＶＯＬ制御部１９によりボリュームレベルを−１ｄＢし、すなわち１ｄＢ下げて、同様の動作を合格となるまで繰り返す（ステップＳ５４〜Ｓ５６）。ただし、上記動作の繰り返しを行いボリュームレベルが−３０ｄＢ以下となってもピークとディップのレベル差が０ｄＢであった場合は最初のボリュームレベルへ戻る。
上記動作が全て終了した後ボリュームレベルを動作終了時で固定し（ステップＳ２９）、マイクロフォン性能判断を完了する。
【００３９】
次に、図２および図６に基づいて、補正最適ボリュームの判定におけるオーディオ７の動作の詳細を説明する。同図は、補正最適ボリューム調整の動作説明のためのフローチャートである。同図に示した動作を経る事で、グラフィックイコライザ部１５で音質を調整する際、最適に自動調整される。
【００４０】
まず、基準信号である任意の周波数のＳｉｎ波を信号発生部１３より発生させる（ステップＳ３１）。
この基準信号をスペクトルアナライザ部９が任意の帯域ごとの電圧レベルとして検出する（ステップＳ３４）。
【００４１】
次に、ＶＯＬ判断部１０が、信号発生部１３により発生された任意の周波数である基準周波数のＳｉｎ波のｎ倍の周波数成分(２次〜ｎ次)である高調波の成分を高調波レベルとして検出する（ステップＳ５８）。
この高調波レベルが任意の周波数のＳｉｎ波から−４０ｄＢ以下となった場合（ステップＳ６０のＹｅｓ）を合格とし、−４０ｄＢ以上となった場合（ステップＳ６０のＮｏ）を不合格とする（ステップＳ５９〜Ｓ６０）。
図７は、補正最適ボリューム調整における基準周波数および高調波の成分を説明するための特性例図である。同図に示すように、基準周波数の成分と高調波の成分の電圧レベルの差Ｙが４０ｄＢ以上となった場合に合格とする。
【００４２】
本実施の形態では、ＶＯＬ判断部１０がボリューム調整において合格か不合格かを判断するためのしきい値として、−４０ｄＢを用いている。しきい値はこれに限られるものではなく、適切な値を用いれば良いが、−４０ｄＢ〜−２０ｄＢの範囲内とすることが好ましく、−４０ｄＢ〜−３０ｄＢの範囲内とすることがより好ましい。上記の範囲よりもしきい値を高くすると、耳が検知出来る程の信号歪であるにも関わらず合格判定となり、しきい値を低くすると、耳では検知出来ない信号歪であるにも関わらず不合格判定となる。
【００４３】
不合格となった場合はＶＯＬ制御部１９によりボリュームレベルを−１ｄＢし、すなわち１ｄＢ下げて、同様の動作を合格となるまで繰り返す（ステップＳ６２）。
上記動作が全て終了した後、ボリュームレベルを動作終了時で固定し、補正最適ボリュームの判定を完了する（ステップＳ３７）。
なお、図６のステップＳ５８〜Ｓ５９は図３のステップＳ３４に相当し、図６のステップＳ６０は図３のステップＳ３５に相当し、図６のＳ６２は図２のステップＳ３７に相当する。
【００４４】
以上のように本実施の形態のオーディオ７は、３００Ｈｚ〜４ｋＨｚの帯域を有するバンドパスフィルタ８と、電圧レベルを検出するスペクトルアナライザ部９と、スペクトルアナライザ部９で処理された信号を振り分けるスイッチ部１２と、基準測定信号の測定結果より任意マイク２２の性能判断と補正最適ボリュームを判断するＶＯＬ判断部１０と、ＶＯＬ判断部１０にて合格とされた信号を記憶する記憶装置１１と、ＶＯＬ判断部１０にて不合格とされた場合にボリュームを変動させるＶＯＬ制御部１９と、測定用の信号(ピンクノイズとＳｉｎ波)を発生させる信号発生器１３と、スイッチ部１２のＢを通り記憶装置１１に記憶された基準測定データとスイッチ部１２のＡを通る測定データの差分を取る演算部１４と演算部１４の結果を表示する映像出力部１６と、映像出力されたデータを元に周波数特性を補正するグラフィックイコライザ部１５と、グラフィックイコライザ部１５にて周波数特性補正を行なうための操作インターフェース部１７とを備えている。この構成により、専用のマイクロフォンや特性が既知であるマイクロフォンを使用する必要がなくなる。このため、測定システムと周波数補正を簡易化することができる。したがって、ユーザ自身の手によって車載オーディオを調整し、より自分の嗜好にあった音質を容易に実現することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態において、一般的に知られている技術として車室内の空間特性を元に自動で周波数特性の自動補正を行なう機能を追加することにより、ユーザが自分の嗜好にあった音質を実現することがより容易にできるため、さらに付加価値を高めるという効果が得られる。
【００４６】
実施形態１では任意のマイクを携帯電話とし、Ａ/Ｄ変換器３や無線通信器４、またその受信用として無線通信器５を有する構成としたが、無線通信器４を有さない場合においては無線通信器４及び無線通信器５を廃し、有線接続としても良い。
或いは、Ａ/Ｄ変換器３を有さない場合においてはオーディオ７内のディジタルデータ入力部６の前段にＡ/Ｄ変換器と増幅器を有する構成にしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、車載オーディオやナビゲーションなど音楽を再生するメディア機器の性能向上のために有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１    被測定対象
２    測定用マイクロフォン
３    Ａ/Ｄ変換器
４    無線通信器
５    無線通信器
６    ディジタルデータ入力部
７    オーディオ（車載オーディオ）
８    バンドパスフィルタ
９    スペクトルアナライザ部
１０  ＶＯＬ判断部
１１  記憶装置
１２  スイッチ部
１３  信号発生部
１４  演算部
１５  グラフィックイコライザ部
１６  映像出力部
１７  操作インターフェース部
１８  Ｄ/Ａ変換器
１９  ＶＯＬ制御部
２０  増幅器
２１  スピーカ
２２  任意マイク
２３  音源入力部
２４  基準測定点
２５  測定点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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