フィルタ特性設定装置及び方法、オーディオシステム、並びにプログラム
【課題】ユーザの好みに応じた音の出力を実現するとともに、音の歪み等の発生を抑制することが可能な「フィルタ特性設定装置」を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ３０は、複数のスピーカ（及びサブウーハ）からテスト信号（ＴＳＰ）を出力してその周波数特性データを取得し、当該周波数特性データに基づいてオーディオシステム１００にサブウーハが接続されているか否かを判断する。また、その判断の結果、サブウーハが接続されていない場合には、目標特性をターゲットカーブ１に設定し、サブウーハが接続されている場合には、目標特性をターゲットカーブ２に設定する。また、ＣＰＵ３０は、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂを通過して、スピーカ又はサブウーハから出力されるオーディオ信号のトータルの周波数特性が、設定したターゲットカーブと合致するように、フィルタ特性を設定する。
【解決手段】ＣＰＵ３０は、複数のスピーカ（及びサブウーハ）からテスト信号（ＴＳＰ）を出力してその周波数特性データを取得し、当該周波数特性データに基づいてオーディオシステム１００にサブウーハが接続されているか否かを判断する。また、その判断の結果、サブウーハが接続されていない場合には、目標特性をターゲットカーブ１に設定し、サブウーハが接続されている場合には、目標特性をターゲットカーブ２に設定する。また、ＣＰＵ３０は、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂを通過して、スピーカ又はサブウーハから出力されるオーディオ信号のトータルの周波数特性が、設定したターゲットカーブと合致するように、フィルタ特性を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ特性設定装置及び方法、オーディオシステム、並びにプログラムに関し、特にスピーカから出力されるオーディオ信号の特性を補正する補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定するフィルタ特性設定装置及び方法、前記フィルタ特性設定装置によりフィルタ特性が設定された補正用フィルタ手段を具備するオーディオシステム、並びにフィルタ特性を設定するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用オーディオ装置などのオーディオシステムにおいては、車両に設置されたスピーカを用いて、ラジオ音声や、ＣＤ（Compact Disc）などの記憶媒体に保存された音声を再生して聴取するのが一般的である。また、ユーザは、再生する音域を分けているスピーカ（例えば、サブウーハ）を好みに応じてオーディオシステムに別途接続することにより、例えば重低音が強調された音楽などを楽しんだりしている。
【０００３】
最近では、オーディオシステムの車両への設置時等において、スピーカからテスト信号を出力し、そのテスト信号を収音することにより、自動で出力特性を設定するオーディオシステムも出現してきている（例えば、特許文献１参照）。また、サブウーハが無い場合やサブウーハの音量が「切」と設定された場合に、その他のスピーカの音響特性やイコライザ設定手段の接続を切り替える技術も出現してきている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５７５９７号公報
【特許文献２】特開２００４−４０６２５号公報
【特許文献３】特開２００６−１５７５９７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、特許文献１のように自動で出力特性を設定するオーディオシステムの場合、オーディオシステムにどのような種類のスピーカが接続されていたとしても、理想とする音響特性（目標特性）は基本的に不変である。このため、目標特性がたとえ聴覚上理想の特性であったとしても、オーディオシステムにサブウーハを接続しているにもかかわらず低音域が強調されないことで、ユーザに不満が生じるおそれがある。
【０００６】
また、特許文献２、３に記載のように、サブウーハが無い場合やサブウーハの音量が「切」と設定された場合に、サブウーハ以外のスピーカに本来サブウーハが出力すべき低音域を出力させようとすると、スピーカから出力される低音が歪んでしまうことが懸念される。
【０００７】
そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、オーディオ信号をユーザの好みに応じた適切なオーディオ信号に補正することが可能なフィルタ特性設定装置及び方法、適切なオーディオ信号を出力することが可能なオーディオシステム及びプログラム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】
【０００８】
本発明のオーディオシステムのフィルタ特性設定装置は、複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカからテスト信号を出力して、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性をそれぞれ検出する周波数特性検出手段と、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断手段と、前記全スピーカが出力する信号レベルの周波数特性の目標特性として、第１の目標特性と、当該第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性との２種類を保持する目標特性保持手段と、前記判断手段により前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに、前記第１の目標特性を選択し、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていると判断されたときに、前記第２の目標特性を選択する選択手段と、前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性をそれぞれ補正する補正用フィルタ手段を通過して前記全スピーカから出力されるオーディオ信号のトータルの周波数特性が、前記選択手段により選択された目標特性になるように、前記周波数特性検出手段により検出された周波数特性に基づいて、前記各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、選択手段は、複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かに応じて目標特性を第１の目標特性と第２の目標特性のいずれかから選択し、設定手段は、各補正用フィルタ手段を通過して、全スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号の周波数特性が、選択手段により選択された目標特性となるように、各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定するので、複数のスピーカにサブウーハが含まれている場合には、ユーザは、サブウーハが含まれていない場合よりも低周波数帯域が強調された音を聴取することが可能となる。また、サブウーハが含まれていない場合には、サブウーハが含まれている場合よりも低周波数帯域の出力が制限されるので、音の歪みを抑制することが可能となる。
【００１０】
この場合において、前記判断手段は、前記周波数特性検出手段により検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいて、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断することができる。かかる場合には、周波数特性検出手段により検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいてサブウーハの有無を判断するので、簡易にサブウーハの有無を判断することが可能である。この場合、前記周波数特性検出手段は、前記各スピーカから出力されるテスト信号を取得するマイクロフォンを含むこととすることができる。
【００１１】
本発明のフィルタ特性設定装置では、前記サブウーハの使用をオン・オフするためのスイッチ手段を更に備え、前記スイッチ手段がオフされた際には、前記選択手段は、前記判断手段の判断にかかわらず、目標特性として前記第１の目標特性を選択するようにすることができる。かかる場合には、サブウーハの使用がオフされた場合には、複数のスピーカにサブウーハが含まれていない場合と同一のフィルタ特性の設定を行うことで、適切なフィルタ設定及びオーディオ信号の補正を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明のオーディオシステムは、本発明のフィルタ特性設定装置によりフィルタ特性が設定された補正用フィルタ手段と、前記補正用フィルタ手段に対してオーディオ信号を入力するオーディオ音源と、前記補正用フィルタ手段を通過したオーディオ信号を出力するスピーカと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、サブウーハの有無に応じて適切なフィルタ特性が設定されるので、オーディオ音源から出力されたオーディオ信号を、補正用フィルタ手段において適切に補正してスピーカから出力することが可能となる。
【００１４】
本発明のフィルタ特性設定方法は、複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカからテスト信号を出力して、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性をそれぞれ検出する周波数特性検出ステップと、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップにおいて、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに第１の目標特性を選択し、前記スピーカの中にサブウーハが含まれていると判断されたときに前記第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性を選択する選択ステップと、前記選択された目標特性と前記周波数特性検出ステップで検出された周波数特性とに基づいて、前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性を補正する補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
これによれば、選択ステップでは、複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かに応じて目標特性を第１の目標特性と第２の目標特性のいずれかから選択し、設定ステップでは、各補正用フィルタ手段を通過して、全スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号の周波数特性が、選択ステップにおいて選択された目標特性となるように、各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定するので、複数のスピーカにサブウーハが含まれている場合には、ユーザは、サブウーハが含まれていない場合よりも低周波数帯域が強調された音声を聴取することが可能となる。また、サブウーハが含まれていない場合には、サブウーハが含まれている場合よりも低周波数帯域の出力が制限されるので、音声の歪みを抑制することが可能となる。
【００１６】
本発明のフィルタ特性設定方法では、前記判断ステップでは、前記周波数特性検出ステップにより検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいて、前記スピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断することができる。かかる場合には、周波数特性検出ステップにおいて検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいてサブウーハの有無を判断するので、簡易にサブウーハの有無を判断することが可能である。この場合、前記周波数特性検出ステップは、前記各スピーカから出力されるテスト信号を取得するマイクロフォンを介して取得することができる。
【００１７】
また、本発明のフィルタ特性設定方法では、前記サブウーハの使用のオン・オフを判断するオン・オフ判断ステップを更に含み、前記選択ステップでは、前記サブウーハの使用がオフされた状態では、前記判断ステップにおける判断にかかわらず、目標特性として、前記第１の目標特性を選択するようにすることができる。かかる場合には、サブウーハの使用がオフされた場合には、複数のスピーカにサブウーハが含まれていない場合と同一のフィルタ特性の設定を行うことで、適切なフィルタ設定及びオーディオ信号の補正を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明のプログラムは、コンピュータを複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断手段、前記判断手段により前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに第１の目標特性を選択し、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていると判断されたときに、前記第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性を選択する選択手段、及び前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性をそれぞれ補正する補正用フィルタ手段それぞれを通過した後、前記各スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号が前記選択手段により選択された目標特性になるように、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性の実測値に基づいて、前記各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定手段、として機能させることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、コンピュータは、複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かに応じて目標特性を第１の目標特性と第２の目標特性のいずれかから選択し、各補正用フィルタ手段を通過して、全スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号の周波数特性が選択された目標特性となるように、各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定するので、複数のスピーカにサブウーハが含まれている場合には、ユーザは、サブウーハが含まれていない場合よりも低周波数帯域が強調された音声を聴取することができる。また、サブウーハが含まれていない場合には、サブウーハが含まれている場合よりも低周波数帯域の出力を制限するので、音声の歪みを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、オーディオ信号をユーザの好みに応じた適切なオーディオ信号に補正することが可能なフィルタ特性設定装置及び方法、適切なオーディオ信号を出力することが可能なオーディオシステム及びプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のオーディオシステムの一実施形態について、図１〜図３に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、一実施形態に係るオーディオシステム１００の構成を概略的に示す。この図１に示すように、オーディオシステム１００は、音源１０と、Ａ／Ｄ変換器１２と、デジタル信号プロセッサ（以下、単に「ＤＳＰ」と呼ぶ）１４と、５つのパワーアンプ１６Ａ1〜１６Ａ4，１６Ｂと、４つのスピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4とを備えている。このうち、スピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4により、４チャンネルスピーカシステムが構成されている。また、パワーアンプ１６Ｂには、ユーザの好みにより、図１に示すように低音域音声の出力に適したサブウーハ１８Ｂを外部から接続することが可能である。このようにサブウーハ１８Ｂが接続された場合、サブウーハ１８Ｂと前述した４チャンネルスピーカシステムとにより、４．１チャンネルスピーカシステムが構成される。なお、本実施形態では、パワーアンプ１６Ｂを１つのみ設けることとしたが、これに限らず、パワーアンプ１６Ｂを２つ以上設けることにより、サブウーハ１８Ｂを２つ以上接続することができるような構成としても良い。
【００２３】
音源１０は、例えば、ラジオ音源や、ＣＤ（コンパクトディスク）などの記憶媒体に記憶された音声情報を再生するプレーヤーなどであり、Ａ／Ｄ変換器１２は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。
【００２４】
ＤＳＰ１４は、図１に示すように、補正用フィルタ手段としてのデジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂと、Ｄ／Ａ変換機２４Ａ1〜２４Ａ4，２４Ｂと、スイッチ機構２６Ａ1〜２６Ａ4、２６Ｂと、ＴＳＰ（タイムストレッチパルス）発生器２８と、ＣＰＵ３０と、目標特性保持手段としての外部メモリ３２とを有している。
【００２５】
このうち、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂは、ＣＰＵ３０の指示の下、フィルタ特性をそれぞれ変更し、Ａ／Ｄ変換器１２から入力される信号に対する瀘波操作を実行する。Ｄ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4，２４Ｂは、デジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。スイッチ機構２６Ａ1〜２６Ａ4は、ＣＰＵ３０の指示の下、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4とＤ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4との間をそれぞれ接続するか否か、及びＴＳＰ発生器２８とＤ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4との間をそれぞれ接続するか否かを設定するためのスイッチである。また、スイッチ機構２６Ｂも、同様に、ＣＰＵ３０の指示の下、デジタルフィルタ２２ＢとＤ／Ａ変換器２４Ｂとの間を接続するか否か、及びＴＳＰ発生器２８とＤ／Ａ変換器２４Ｂとの間を接続するか否を設定するためのスイッチである。
【００２６】
ＴＳＰ発生器２８は、スイッチ機構２６Ａ1〜２６Ａ4又は２６Ｂにより、Ｄ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4又は２４Ｂのいずれかに接続された場合に、音響特性測定用テスト信号としてタイムストレッチパルスを発生するものである。
【００２７】
ＣＰＵ３０は、ＤＳＰ１４全体を統括的に制御するとともに、前述のようにデジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4，２２Ｂのフィルタ特性を変更（設定）する。なお、ＣＰＵ３０による具体的な処理については、後に詳述する。
【００２８】
外部メモリ３２は、各デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4，２２Ｂのフィルタ特性を決定するために必要とするスピーカ及びサブウーハ全体の目標周波数特性データとして、通常の特性を有するターゲットカーブ１（図２（ａ）参照）と、ターゲットカーブ１よりも低周波数帯域が強調されたターゲットカーブ２（図２（ｂ）参照）とを記憶している。
【００２９】
パワーアンプ１６Ａ1〜１６Ａ4，１６Ｂは、ＤＳＰ１４のＤ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4，２４Ｂから出力されたアナログ信号を増幅するものである。スピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4は、車両内の前左（ＦＬ）、前右（ＦＲ）、後左（ＲＬ）、後右（ＲＲ）にそれぞれ設置される。また、サブウーハ１８Ｂが設置される場合には、例えば車両の後方中央部（後左（ＲＬ）のスピーカ１８Ａ3と、後右（ＲＲ）のスピーカ１８Ａ4との間）に設置される。
【００３０】
上述したように構成される本実施形態のオーディオシステム１００では、図１に点線にて示すように、Ａ／Ｄ変換器１２に対して周波数特性測定ユニット４０を外部から接続することができる。この周波数特性測定ユニット４０は、マイク４２とマイクアンプ４４とを有する。マイク４２は、スピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4やサブウーハ１８Ｂから出力されるテスト信号を収音するためのものであり、マイクアンプ４４は、マイク４２から入力されるアナログ信号を増幅するものである。この周波数特性測定ユニット４０によると、ＴＳＰ発生器２８において発生されたタイムストレッチパルスがスピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4及びサブウーハ１８Ｂのいずれかから出力された際に、その出力信号音を収音・増幅することができる。この出力信号音は、後述するデジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂそれぞれのフィルタ特性を設定する際に利用される。
【００３１】
次に、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂそれぞれのフィルタ特性を設定する方法について、図３のフローチャートに沿って説明する。なお、図３の処理は、図１に示すＣＰＵ３０によって実行されるものである。したがって、以下においては、特に必要な場合を除き、処理の主体についての記述を省略するものとする。
【００３２】
また、処理の前提として、サブウーハ１８Ｂは、パワーアンプ１６Ｂに接続されており（すなわち、オーディオシステム１００が４．１チャンネルスピーカシステムを搭載しており）、かつ、予め、Ａ／Ｄ変換器１２に対して、ユーザやカーディーラの作業者などにより、周波数特性測定ユニット４０が接続され、周波数特性測定ユニット４０のマイク４２が車両内の所定位置に設置されているものとする。
【００３３】
まず、図３のステップＳ１０では、スピーカのチャンネルを表すパラメータｎを１に設定するとともに、サブウーハフラグをＯＦＦに設定する。本実施形態では、スピーカのチャンネルは１〜５まで存在するものとし、チャンネル１＝前左（ＦＬ）スピーカ１８Ａ1、チャンネル２＝前右（ＦＲ）スピーカ１８Ａ2、チャンネル３＝後左（ＲＬ）スピーカ１８Ａ3、チャンネル４＝後右（ＲＲ）スピーカ１８Ａ4，チャンネル５＝サブウーハ１８Ｂであるものとする。
【００３４】
次のステップＳ１２では、終了か否かを判断する。ここでは、パラメータｎが所定数（本実施形態では、チャンネル数「５」）より大きいか否か（ｎ＞５か否か）に基づいて判断する。この場合、ｎ＝１であるので、判断は否定され、次のステップＳ１４に移行する。
【００３５】
次のステップＳ１４では、チャンネルｎのスイッチ機構（ここではスイッチ機構２６Ａ1）を用いて、Ｄ／Ａ変換器２４Ａ1とＴＳＰ発生器２８とを接続し、その他のチャンネル（ｎ＝２〜５）のスイッチ機構２６Ａ2〜２６Ａ4，２６Ｂを用いて、Ｄ／Ａ変換器２４Ａ2〜２４Ａ4，２４ＢとＴＳＰ発生器２８との接続を解除する。
【００３６】
次いで、ステップＳ１６では、ＴＳＰ発生器２８に対し音響特性測定用テスト信号としてのタイムストレッチパルスを発生させる。
【００３７】
次いで、ステップＳ１８では、スピーカ１８Ａ1から出力されるテスト信号音をマイク４２で収音し、マイクアンプ４４で増幅されるとともにＡ／Ｄ変換器１２でデジタル信号に変換された信号をＣＰＵ３０が受信する。そして、ＣＰＵ３０では、この受信した信号にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理等を施すことにより車室内におけるＦＬスピーカ１８Ａ1の周波数特性データを取得する。この場合、ＦＬスピーカ１８Ａ1から出力されるテスト信号音の周波数特性は、全周波数帯域に渡って一定以上の信号レベルを有するような特性となる。
【００３８】
次いで、ステップＳ２０では、ステップＳ１８で取得した周波数特性データに基づいて、チャンネル１のスピーカがサブウーハか否かを判断する。ここで、サブウーハか否かは、低周波数帯域のみ高い信号レベルを有するか、あるいは全周波数帯域に渡って一定以上の信号レベルを有するかにより判断する。ここでは、全周波数帯域に渡って一定以上の信号レベルを有するため、サブウーハではないと判断され（ここでの判断は否定され）、ステップＳ２２に移行する。
【００３９】
そして、ステップＳ２２においてｎを１インクリメント（ｎ←２）した後、ステップＳ１２に戻る。
【００４０】
その後は、ｎ＝２、ｎ＝３、ｎ＝４の間、ステップＳ１２→Ｓ１４→Ｓ１６→Ｓ１８→Ｓ２０→Ｓ２２を繰り返すことにより、ＦＲスピーカ１８Ａ2、ＲＬスピーカ１８Ａ3、ＲＲスピーカ１８Ａ4の周波数特性データを取得し（ステップＳ１８）、かつサブウーハであるか否かの判断を行う（ステップＳ２０）。なお、ｎ＝２〜４の場合、ステップＳ２０における判断は、全て否定される。
【００４１】
そして、ｎ＝４において、ステップＳ２２でｎが１インクリメント（ｎ←５）され、ステップＳ１２に戻ると、ステップＳ１２では、ｎが５よりも大きいか否かにより終了判断を行う。この場合、ｎ＝５であるのでここでの判断は否定され、次のステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、チャンネル５のスイッチ機構２６Ｂを用いて、ＴＳＰ発生器２８とＤ／Ａ変換器２４Ｂとの間を接続する。
【００４２】
その後、ステップＳ１６では、ＴＳＰ発生器２８から音響特性測定用テスト信号（ＴＳＰ）を発生させ、ステップＳ１８で、デジタル信号に変換された信号を受信することにより、車室内におけるサブウーハ１８Ｂの周波数特性データを取得する。この場合、サブウーハ１８Ｂから出力されるテスト信号音の周波数特性は、低周波数帯域のみ高い信号レベルを有する特性となる。
【００４３】
次いで、ステップＳ２０では、ステップＳ１８で取得した周波数特性データに基づいて、チャンネル５のスピーカがサブウーハか否かを判断する。この場合、周波数特性データが、低周波数帯域のみ高い信号レベルを有するものであるため、サブウーハであると判断され（ここでの判断は肯定され）、ステップＳ２４において、サブウーハフラグをＯＮに設定した後、再度ステップＳ２２に移行する。
【００４４】
そして、ステップＳ２２においてｎが１インクリメント（ｎ←６）された後、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ１２では、ｎ＞５であるか否かにより終了か否かを判断するが、ここではｎ＝６であるので判断は肯定され、ステップＳ２６に移行する。
【００４５】
次のステップＳ２６では、サブウーハフラグがＯＮであるか否かを判断する。この場合、サブウーハフラグは、ｎ＝５のときに実行したステップＳ２４においてＯＮになっているので、ここでの判断は肯定され、ステップＳ３０に移行する。
【００４６】
このステップＳ３０では、オーディオシステム１００の目標とする周波数特性（目標周波数特性）として、低周波数帯域が強調された図２（ｂ）に示すターゲットカーブ２を、外部メモリ３２から読み出して、設定する。
【００４７】
その後、ステップＳ３２に移行し、オーディオシステム１００のスピーカ及びサブウーハのすべてから出力されるトータルのオーディオ信号（音）が、設定された目標特性（ターゲットカーブ２）と一致するように、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１６、Ｓ１８において車室内で実測した各スピーカ及びサブウーハの周波数特性データを用いて、各デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂのフィルタ特性を設定し、本実施形態のフィルタ特性の設定処理を終了する。
【００４８】
なお、サブウーハ１８Ｂがパワーアンプ１６Ｂに接続されていなかった場合、すなわち、オーディオシステム１００が４チャンネルスピーカシステムであった場合には、ｎ＝５の場合に実行されるステップＳ１８においては周波数特性データを取得することができないので、ステップＳ２０の判断は否定されることとなる。この場合、オーディオシステム１００にはサブウーハが１つも存在しないため、ステップＳ２６の時点では、サブウーハフラグはＯＦＦのままである。したがって、ここでの判断は否定されるので、ステップＳ２８において、オーディオシステム１００の目標とする周波数特性（目標周波数特性）として通常のフィルタ特性である図２（ａ）に示すターゲットカーブ１を外部メモリ３２から読み出して、設定する。そして、ステップＳ３２では、オーディオシステム１００のスピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4から出力されるトータルのオーディオ信号（音）が、設定された目標特性（ターゲットカーブ１）と一致するように、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１６、Ｓ１８において車室内で実測した各スピーカ及びサブウーハの周波数特性データを用いて、各デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂのフィルタ特性を設定する。
【００４９】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、ＣＰＵ３０により、本発明の判断手段、選択手段、及び設定手段が構成されている。また、本実施形態のＴＳＰ発生器２８と周波数特性測定ユニット４０とにより、本発明の周波数特性検出手段が構成されている。更に、本実施形態のＣＰＵ３０、ＴＳＰ発生器２８、外部メモリ３２、周波数特性測定ユニット４０により、本発明のフィルタ特性設定装置が構成されている。
【００５０】
以上、説明したように、本実施形態によると、ＣＰＵ３０は、複数のスピーカ（及びサブウーハ）からテスト信号（ＴＳＰ）を出力し、その信号レベルの周波数特性データを取得し、当該周波数特性データに基づいてオーディオシステム１００にサブウーハが接続されているか否かを判断する。そして、その判断の結果、サブウーハが接続されていない場合には、目標とする周波数特性をターゲットカーブ１に設定し、サブウーハが接続されている場合には、目標とする周波数特性をターゲットカーブ２に設定する。また、ＣＰＵ３０は、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂを通過して、スピーカ又はサブウーハから出力されるオーディオ信号のトータルの周波数特性が設定したターゲットカーブと合致するように、車室内で実測した各スピーカ及びサブウーハの周波数特性データを用いてフィルタ特性を設定する。このように、本実施形態では、オーディオシステム１００にサブウーハ１８Ｂが接続されている場合には、サブウーハが含まれていない場合よりも低周波数帯域が強調された音を出力することができる。これにより、ユーザは、好みに合った音の聴取をすることができる。また、オーディオシステム１００にサブウーハが接続されていない場合には、サブウーハが含まれている場合よりも低周波数帯域の出力が制限されるので、サブウーハ以外のスピーカのみで低周波数帯域を無理やり出力するようなことが極力抑制されるので、音の歪み等の発生を抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、実際に検出した周波数特性に基づいてサブウーハの有無を判断するので、別途、スピーカの接続状態を検出する検出システムを用意すること無く、簡易にサブウーハの有無を判断することが可能である。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、スピーカの接続状態を別の検出システムにより検出することとしても良い。
【００５２】
なお、上記実施形態では、サブウーハ１８Ｂの使用をオン・オフするためのスイッチを設けることとしても良い。この場合、ユーザがスイッチをオフした場合に、ＣＰＵ３０は、すでに設定されている目標特性にかかわらず、目標特性をターゲットカーブ１に設定することができる。このようにすることで、サブウーハ１８Ｂがオフの場合に、サブウーハが出力すべき低周波数帯域の音を、その他のスピーカに無理やり出力させるようなことを抑制することができる。これにより、音の歪み等の発生を抑制することが可能である。
【００５３】
なお、上記実施形態では、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す２つのターゲットカーブのいずれかを目標特性として設定する場合について説明したが、これに限らず、例えば、図４（ａ）に示すようなターゲットカーブをターゲットカーブ１（通常特性）とし、図４（ａ）よりも低周波数帯域が強調された図４（ｂ）に示すようなターゲットカーブをターゲットカーブ２（低域強調）とすることとしても良い。
【００５４】
なお、上記実施形態では、補正用フィルタ手段を、デジタルフィルタに適用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えばアナログフィルタや、ＩＩＲフィルタ（無限インパルス応答フィルタ）、ＦＩＲフィルタ（有限インパルス応答フィルタ）に適用することも可能である。
【００５５】
なお、上記実施形態では、本発明の判断手段、選択手段及び設定手段が、ＣＰＵ３０のプログラムにより実現された場合について説明したが、これに限らず、判断手段、選択手段及び設定手段を別々のハードウェアにより実現することとしても良い。
【００５６】
なお、上記実施形態では、本発明のオーディオシステムが車両に搭載された場合について説明したが、これに限らず、種々の空間に配置されるオーディオシステムとして、本発明のオーディオシステムを採用することが可能である。
【００５７】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】一実施形態に係るオーディオシステムの構成を概略的に示す図である。
【図２】ターゲットカーブ１、２の一例を示す図である。
【図３】一実施形態に係るフィルタ特性の設定処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
【図４】ターゲットカーブ１、２の別例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１８Ａ1〜１８Ａ4 スピーカ
１８Ｂ サブウーハ
２２Ａ1〜２２Ａ4 デジタルフィルタ（補正用フィルタ手段）
２２Ｂ デジタルフィルタ（補正用フィルタ手段）
２８ ＴＳＰ発生器（周波数特性検出手段の一部）
３０ ＣＰＵ（判断手段、選択手段、設定手段）
３２ 外部メモリ（目標特性保持手段）
４０ 周波数特性測定ユニット（周波数特性検出手段の一部）
４２ マイク（マイクロフォン）
１００ オーディオシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ特性設定装置及び方法、オーディオシステム、並びにプログラムに関し、特にスピーカから出力されるオーディオ信号の特性を補正する補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定するフィルタ特性設定装置及び方法、前記フィルタ特性設定装置によりフィルタ特性が設定された補正用フィルタ手段を具備するオーディオシステム、並びにフィルタ特性を設定するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用オーディオ装置などのオーディオシステムにおいては、車両に設置されたスピーカを用いて、ラジオ音声や、ＣＤ（Compact Disc）などの記憶媒体に保存された音声を再生して聴取するのが一般的である。また、ユーザは、再生する音域を分けているスピーカ（例えば、サブウーハ）を好みに応じてオーディオシステムに別途接続することにより、例えば重低音が強調された音楽などを楽しんだりしている。
【０００３】
最近では、オーディオシステムの車両への設置時等において、スピーカからテスト信号を出力し、そのテスト信号を収音することにより、自動で出力特性を設定するオーディオシステムも出現してきている（例えば、特許文献１参照）。また、サブウーハが無い場合やサブウーハの音量が「切」と設定された場合に、その他のスピーカの音響特性やイコライザ設定手段の接続を切り替える技術も出現してきている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５７５９７号公報
【特許文献２】特開２００４−４０６２５号公報
【特許文献３】特開２００６−１５７５９７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、特許文献１のように自動で出力特性を設定するオーディオシステムの場合、オーディオシステムにどのような種類のスピーカが接続されていたとしても、理想とする音響特性（目標特性）は基本的に不変である。このため、目標特性がたとえ聴覚上理想の特性であったとしても、オーディオシステムにサブウーハを接続しているにもかかわらず低音域が強調されないことで、ユーザに不満が生じるおそれがある。
【０００６】
また、特許文献２、３に記載のように、サブウーハが無い場合やサブウーハの音量が「切」と設定された場合に、サブウーハ以外のスピーカに本来サブウーハが出力すべき低音域を出力させようとすると、スピーカから出力される低音が歪んでしまうことが懸念される。
【０００７】
そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、オーディオ信号をユーザの好みに応じた適切なオーディオ信号に補正することが可能なフィルタ特性設定装置及び方法、適切なオーディオ信号を出力することが可能なオーディオシステム及びプログラム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】
【０００８】
本発明のオーディオシステムのフィルタ特性設定装置は、複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカからテスト信号を出力して、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性をそれぞれ検出する周波数特性検出手段と、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断手段と、前記全スピーカが出力する信号レベルの周波数特性の目標特性として、第１の目標特性と、当該第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性との２種類を保持する目標特性保持手段と、前記判断手段により前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに、前記第１の目標特性を選択し、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていると判断されたときに、前記第２の目標特性を選択する選択手段と、前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性をそれぞれ補正する補正用フィルタ手段を通過して前記全スピーカから出力されるオーディオ信号のトータルの周波数特性が、前記選択手段により選択された目標特性になるように、前記周波数特性検出手段により検出された周波数特性に基づいて、前記各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、選択手段は、複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かに応じて目標特性を第１の目標特性と第２の目標特性のいずれかから選択し、設定手段は、各補正用フィルタ手段を通過して、全スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号の周波数特性が、選択手段により選択された目標特性となるように、各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定するので、複数のスピーカにサブウーハが含まれている場合には、ユーザは、サブウーハが含まれていない場合よりも低周波数帯域が強調された音を聴取することが可能となる。また、サブウーハが含まれていない場合には、サブウーハが含まれている場合よりも低周波数帯域の出力が制限されるので、音の歪みを抑制することが可能となる。
【００１０】
この場合において、前記判断手段は、前記周波数特性検出手段により検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいて、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断することができる。かかる場合には、周波数特性検出手段により検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいてサブウーハの有無を判断するので、簡易にサブウーハの有無を判断することが可能である。この場合、前記周波数特性検出手段は、前記各スピーカから出力されるテスト信号を取得するマイクロフォンを含むこととすることができる。
【００１１】
本発明のフィルタ特性設定装置では、前記サブウーハの使用をオン・オフするためのスイッチ手段を更に備え、前記スイッチ手段がオフされた際には、前記選択手段は、前記判断手段の判断にかかわらず、目標特性として前記第１の目標特性を選択するようにすることができる。かかる場合には、サブウーハの使用がオフされた場合には、複数のスピーカにサブウーハが含まれていない場合と同一のフィルタ特性の設定を行うことで、適切なフィルタ設定及びオーディオ信号の補正を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明のオーディオシステムは、本発明のフィルタ特性設定装置によりフィルタ特性が設定された補正用フィルタ手段と、前記補正用フィルタ手段に対してオーディオ信号を入力するオーディオ音源と、前記補正用フィルタ手段を通過したオーディオ信号を出力するスピーカと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、サブウーハの有無に応じて適切なフィルタ特性が設定されるので、オーディオ音源から出力されたオーディオ信号を、補正用フィルタ手段において適切に補正してスピーカから出力することが可能となる。
【００１４】
本発明のフィルタ特性設定方法は、複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカからテスト信号を出力して、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性をそれぞれ検出する周波数特性検出ステップと、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップにおいて、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに第１の目標特性を選択し、前記スピーカの中にサブウーハが含まれていると判断されたときに前記第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性を選択する選択ステップと、前記選択された目標特性と前記周波数特性検出ステップで検出された周波数特性とに基づいて、前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性を補正する補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
これによれば、選択ステップでは、複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かに応じて目標特性を第１の目標特性と第２の目標特性のいずれかから選択し、設定ステップでは、各補正用フィルタ手段を通過して、全スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号の周波数特性が、選択ステップにおいて選択された目標特性となるように、各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定するので、複数のスピーカにサブウーハが含まれている場合には、ユーザは、サブウーハが含まれていない場合よりも低周波数帯域が強調された音声を聴取することが可能となる。また、サブウーハが含まれていない場合には、サブウーハが含まれている場合よりも低周波数帯域の出力が制限されるので、音声の歪みを抑制することが可能となる。
【００１６】
本発明のフィルタ特性設定方法では、前記判断ステップでは、前記周波数特性検出ステップにより検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいて、前記スピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断することができる。かかる場合には、周波数特性検出ステップにおいて検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいてサブウーハの有無を判断するので、簡易にサブウーハの有無を判断することが可能である。この場合、前記周波数特性検出ステップは、前記各スピーカから出力されるテスト信号を取得するマイクロフォンを介して取得することができる。
【００１７】
また、本発明のフィルタ特性設定方法では、前記サブウーハの使用のオン・オフを判断するオン・オフ判断ステップを更に含み、前記選択ステップでは、前記サブウーハの使用がオフされた状態では、前記判断ステップにおける判断にかかわらず、目標特性として、前記第１の目標特性を選択するようにすることができる。かかる場合には、サブウーハの使用がオフされた場合には、複数のスピーカにサブウーハが含まれていない場合と同一のフィルタ特性の設定を行うことで、適切なフィルタ設定及びオーディオ信号の補正を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明のプログラムは、コンピュータを複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断手段、前記判断手段により前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに第１の目標特性を選択し、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていると判断されたときに、前記第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性を選択する選択手段、及び前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性をそれぞれ補正する補正用フィルタ手段それぞれを通過した後、前記各スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号が前記選択手段により選択された目標特性になるように、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性の実測値に基づいて、前記各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定手段、として機能させることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、コンピュータは、複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かに応じて目標特性を第１の目標特性と第２の目標特性のいずれかから選択し、各補正用フィルタ手段を通過して、全スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号の周波数特性が選択された目標特性となるように、各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定するので、複数のスピーカにサブウーハが含まれている場合には、ユーザは、サブウーハが含まれていない場合よりも低周波数帯域が強調された音声を聴取することができる。また、サブウーハが含まれていない場合には、サブウーハが含まれている場合よりも低周波数帯域の出力を制限するので、音声の歪みを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、オーディオ信号をユーザの好みに応じた適切なオーディオ信号に補正することが可能なフィルタ特性設定装置及び方法、適切なオーディオ信号を出力することが可能なオーディオシステム及びプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のオーディオシステムの一実施形態について、図１〜図３に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、一実施形態に係るオーディオシステム１００の構成を概略的に示す。この図１に示すように、オーディオシステム１００は、音源１０と、Ａ／Ｄ変換器１２と、デジタル信号プロセッサ（以下、単に「ＤＳＰ」と呼ぶ）１４と、５つのパワーアンプ１６Ａ1〜１６Ａ4，１６Ｂと、４つのスピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4とを備えている。このうち、スピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4により、４チャンネルスピーカシステムが構成されている。また、パワーアンプ１６Ｂには、ユーザの好みにより、図１に示すように低音域音声の出力に適したサブウーハ１８Ｂを外部から接続することが可能である。このようにサブウーハ１８Ｂが接続された場合、サブウーハ１８Ｂと前述した４チャンネルスピーカシステムとにより、４．１チャンネルスピーカシステムが構成される。なお、本実施形態では、パワーアンプ１６Ｂを１つのみ設けることとしたが、これに限らず、パワーアンプ１６Ｂを２つ以上設けることにより、サブウーハ１８Ｂを２つ以上接続することができるような構成としても良い。
【００２３】
音源１０は、例えば、ラジオ音源や、ＣＤ（コンパクトディスク）などの記憶媒体に記憶された音声情報を再生するプレーヤーなどであり、Ａ／Ｄ変換器１２は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。
【００２４】
ＤＳＰ１４は、図１に示すように、補正用フィルタ手段としてのデジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂと、Ｄ／Ａ変換機２４Ａ1〜２４Ａ4，２４Ｂと、スイッチ機構２６Ａ1〜２６Ａ4、２６Ｂと、ＴＳＰ（タイムストレッチパルス）発生器２８と、ＣＰＵ３０と、目標特性保持手段としての外部メモリ３２とを有している。
【００２５】
このうち、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂは、ＣＰＵ３０の指示の下、フィルタ特性をそれぞれ変更し、Ａ／Ｄ変換器１２から入力される信号に対する瀘波操作を実行する。Ｄ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4，２４Ｂは、デジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。スイッチ機構２６Ａ1〜２６Ａ4は、ＣＰＵ３０の指示の下、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4とＤ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4との間をそれぞれ接続するか否か、及びＴＳＰ発生器２８とＤ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4との間をそれぞれ接続するか否かを設定するためのスイッチである。また、スイッチ機構２６Ｂも、同様に、ＣＰＵ３０の指示の下、デジタルフィルタ２２ＢとＤ／Ａ変換器２４Ｂとの間を接続するか否か、及びＴＳＰ発生器２８とＤ／Ａ変換器２４Ｂとの間を接続するか否を設定するためのスイッチである。
【００２６】
ＴＳＰ発生器２８は、スイッチ機構２６Ａ1〜２６Ａ4又は２６Ｂにより、Ｄ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4又は２４Ｂのいずれかに接続された場合に、音響特性測定用テスト信号としてタイムストレッチパルスを発生するものである。
【００２７】
ＣＰＵ３０は、ＤＳＰ１４全体を統括的に制御するとともに、前述のようにデジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4，２２Ｂのフィルタ特性を変更（設定）する。なお、ＣＰＵ３０による具体的な処理については、後に詳述する。
【００２８】
外部メモリ３２は、各デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4，２２Ｂのフィルタ特性を決定するために必要とするスピーカ及びサブウーハ全体の目標周波数特性データとして、通常の特性を有するターゲットカーブ１（図２（ａ）参照）と、ターゲットカーブ１よりも低周波数帯域が強調されたターゲットカーブ２（図２（ｂ）参照）とを記憶している。
【００２９】
パワーアンプ１６Ａ1〜１６Ａ4，１６Ｂは、ＤＳＰ１４のＤ／Ａ変換器２４Ａ1〜２４Ａ4，２４Ｂから出力されたアナログ信号を増幅するものである。スピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4は、車両内の前左（ＦＬ）、前右（ＦＲ）、後左（ＲＬ）、後右（ＲＲ）にそれぞれ設置される。また、サブウーハ１８Ｂが設置される場合には、例えば車両の後方中央部（後左（ＲＬ）のスピーカ１８Ａ3と、後右（ＲＲ）のスピーカ１８Ａ4との間）に設置される。
【００３０】
上述したように構成される本実施形態のオーディオシステム１００では、図１に点線にて示すように、Ａ／Ｄ変換器１２に対して周波数特性測定ユニット４０を外部から接続することができる。この周波数特性測定ユニット４０は、マイク４２とマイクアンプ４４とを有する。マイク４２は、スピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4やサブウーハ１８Ｂから出力されるテスト信号を収音するためのものであり、マイクアンプ４４は、マイク４２から入力されるアナログ信号を増幅するものである。この周波数特性測定ユニット４０によると、ＴＳＰ発生器２８において発生されたタイムストレッチパルスがスピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4及びサブウーハ１８Ｂのいずれかから出力された際に、その出力信号音を収音・増幅することができる。この出力信号音は、後述するデジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂそれぞれのフィルタ特性を設定する際に利用される。
【００３１】
次に、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂそれぞれのフィルタ特性を設定する方法について、図３のフローチャートに沿って説明する。なお、図３の処理は、図１に示すＣＰＵ３０によって実行されるものである。したがって、以下においては、特に必要な場合を除き、処理の主体についての記述を省略するものとする。
【００３２】
また、処理の前提として、サブウーハ１８Ｂは、パワーアンプ１６Ｂに接続されており（すなわち、オーディオシステム１００が４．１チャンネルスピーカシステムを搭載しており）、かつ、予め、Ａ／Ｄ変換器１２に対して、ユーザやカーディーラの作業者などにより、周波数特性測定ユニット４０が接続され、周波数特性測定ユニット４０のマイク４２が車両内の所定位置に設置されているものとする。
【００３３】
まず、図３のステップＳ１０では、スピーカのチャンネルを表すパラメータｎを１に設定するとともに、サブウーハフラグをＯＦＦに設定する。本実施形態では、スピーカのチャンネルは１〜５まで存在するものとし、チャンネル１＝前左（ＦＬ）スピーカ１８Ａ1、チャンネル２＝前右（ＦＲ）スピーカ１８Ａ2、チャンネル３＝後左（ＲＬ）スピーカ１８Ａ3、チャンネル４＝後右（ＲＲ）スピーカ１８Ａ4，チャンネル５＝サブウーハ１８Ｂであるものとする。
【００３４】
次のステップＳ１２では、終了か否かを判断する。ここでは、パラメータｎが所定数（本実施形態では、チャンネル数「５」）より大きいか否か（ｎ＞５か否か）に基づいて判断する。この場合、ｎ＝１であるので、判断は否定され、次のステップＳ１４に移行する。
【００３５】
次のステップＳ１４では、チャンネルｎのスイッチ機構（ここではスイッチ機構２６Ａ1）を用いて、Ｄ／Ａ変換器２４Ａ1とＴＳＰ発生器２８とを接続し、その他のチャンネル（ｎ＝２〜５）のスイッチ機構２６Ａ2〜２６Ａ4，２６Ｂを用いて、Ｄ／Ａ変換器２４Ａ2〜２４Ａ4，２４ＢとＴＳＰ発生器２８との接続を解除する。
【００３６】
次いで、ステップＳ１６では、ＴＳＰ発生器２８に対し音響特性測定用テスト信号としてのタイムストレッチパルスを発生させる。
【００３７】
次いで、ステップＳ１８では、スピーカ１８Ａ1から出力されるテスト信号音をマイク４２で収音し、マイクアンプ４４で増幅されるとともにＡ／Ｄ変換器１２でデジタル信号に変換された信号をＣＰＵ３０が受信する。そして、ＣＰＵ３０では、この受信した信号にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理等を施すことにより車室内におけるＦＬスピーカ１８Ａ1の周波数特性データを取得する。この場合、ＦＬスピーカ１８Ａ1から出力されるテスト信号音の周波数特性は、全周波数帯域に渡って一定以上の信号レベルを有するような特性となる。
【００３８】
次いで、ステップＳ２０では、ステップＳ１８で取得した周波数特性データに基づいて、チャンネル１のスピーカがサブウーハか否かを判断する。ここで、サブウーハか否かは、低周波数帯域のみ高い信号レベルを有するか、あるいは全周波数帯域に渡って一定以上の信号レベルを有するかにより判断する。ここでは、全周波数帯域に渡って一定以上の信号レベルを有するため、サブウーハではないと判断され（ここでの判断は否定され）、ステップＳ２２に移行する。
【００３９】
そして、ステップＳ２２においてｎを１インクリメント（ｎ←２）した後、ステップＳ１２に戻る。
【００４０】
その後は、ｎ＝２、ｎ＝３、ｎ＝４の間、ステップＳ１２→Ｓ１４→Ｓ１６→Ｓ１８→Ｓ２０→Ｓ２２を繰り返すことにより、ＦＲスピーカ１８Ａ2、ＲＬスピーカ１８Ａ3、ＲＲスピーカ１８Ａ4の周波数特性データを取得し（ステップＳ１８）、かつサブウーハであるか否かの判断を行う（ステップＳ２０）。なお、ｎ＝２〜４の場合、ステップＳ２０における判断は、全て否定される。
【００４１】
そして、ｎ＝４において、ステップＳ２２でｎが１インクリメント（ｎ←５）され、ステップＳ１２に戻ると、ステップＳ１２では、ｎが５よりも大きいか否かにより終了判断を行う。この場合、ｎ＝５であるのでここでの判断は否定され、次のステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、チャンネル５のスイッチ機構２６Ｂを用いて、ＴＳＰ発生器２８とＤ／Ａ変換器２４Ｂとの間を接続する。
【００４２】
その後、ステップＳ１６では、ＴＳＰ発生器２８から音響特性測定用テスト信号（ＴＳＰ）を発生させ、ステップＳ１８で、デジタル信号に変換された信号を受信することにより、車室内におけるサブウーハ１８Ｂの周波数特性データを取得する。この場合、サブウーハ１８Ｂから出力されるテスト信号音の周波数特性は、低周波数帯域のみ高い信号レベルを有する特性となる。
【００４３】
次いで、ステップＳ２０では、ステップＳ１８で取得した周波数特性データに基づいて、チャンネル５のスピーカがサブウーハか否かを判断する。この場合、周波数特性データが、低周波数帯域のみ高い信号レベルを有するものであるため、サブウーハであると判断され（ここでの判断は肯定され）、ステップＳ２４において、サブウーハフラグをＯＮに設定した後、再度ステップＳ２２に移行する。
【００４４】
そして、ステップＳ２２においてｎが１インクリメント（ｎ←６）された後、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ１２では、ｎ＞５であるか否かにより終了か否かを判断するが、ここではｎ＝６であるので判断は肯定され、ステップＳ２６に移行する。
【００４５】
次のステップＳ２６では、サブウーハフラグがＯＮであるか否かを判断する。この場合、サブウーハフラグは、ｎ＝５のときに実行したステップＳ２４においてＯＮになっているので、ここでの判断は肯定され、ステップＳ３０に移行する。
【００４６】
このステップＳ３０では、オーディオシステム１００の目標とする周波数特性（目標周波数特性）として、低周波数帯域が強調された図２（ｂ）に示すターゲットカーブ２を、外部メモリ３２から読み出して、設定する。
【００４７】
その後、ステップＳ３２に移行し、オーディオシステム１００のスピーカ及びサブウーハのすべてから出力されるトータルのオーディオ信号（音）が、設定された目標特性（ターゲットカーブ２）と一致するように、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１６、Ｓ１８において車室内で実測した各スピーカ及びサブウーハの周波数特性データを用いて、各デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂのフィルタ特性を設定し、本実施形態のフィルタ特性の設定処理を終了する。
【００４８】
なお、サブウーハ１８Ｂがパワーアンプ１６Ｂに接続されていなかった場合、すなわち、オーディオシステム１００が４チャンネルスピーカシステムであった場合には、ｎ＝５の場合に実行されるステップＳ１８においては周波数特性データを取得することができないので、ステップＳ２０の判断は否定されることとなる。この場合、オーディオシステム１００にはサブウーハが１つも存在しないため、ステップＳ２６の時点では、サブウーハフラグはＯＦＦのままである。したがって、ここでの判断は否定されるので、ステップＳ２８において、オーディオシステム１００の目標とする周波数特性（目標周波数特性）として通常のフィルタ特性である図２（ａ）に示すターゲットカーブ１を外部メモリ３２から読み出して、設定する。そして、ステップＳ３２では、オーディオシステム１００のスピーカ１８Ａ1〜１８Ａ4から出力されるトータルのオーディオ信号（音）が、設定された目標特性（ターゲットカーブ１）と一致するように、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１６、Ｓ１８において車室内で実測した各スピーカ及びサブウーハの周波数特性データを用いて、各デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂのフィルタ特性を設定する。
【００４９】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、ＣＰＵ３０により、本発明の判断手段、選択手段、及び設定手段が構成されている。また、本実施形態のＴＳＰ発生器２８と周波数特性測定ユニット４０とにより、本発明の周波数特性検出手段が構成されている。更に、本実施形態のＣＰＵ３０、ＴＳＰ発生器２８、外部メモリ３２、周波数特性測定ユニット４０により、本発明のフィルタ特性設定装置が構成されている。
【００５０】
以上、説明したように、本実施形態によると、ＣＰＵ３０は、複数のスピーカ（及びサブウーハ）からテスト信号（ＴＳＰ）を出力し、その信号レベルの周波数特性データを取得し、当該周波数特性データに基づいてオーディオシステム１００にサブウーハが接続されているか否かを判断する。そして、その判断の結果、サブウーハが接続されていない場合には、目標とする周波数特性をターゲットカーブ１に設定し、サブウーハが接続されている場合には、目標とする周波数特性をターゲットカーブ２に設定する。また、ＣＰＵ３０は、デジタルフィルタ２２Ａ1〜２２Ａ4、２２Ｂを通過して、スピーカ又はサブウーハから出力されるオーディオ信号のトータルの周波数特性が設定したターゲットカーブと合致するように、車室内で実測した各スピーカ及びサブウーハの周波数特性データを用いてフィルタ特性を設定する。このように、本実施形態では、オーディオシステム１００にサブウーハ１８Ｂが接続されている場合には、サブウーハが含まれていない場合よりも低周波数帯域が強調された音を出力することができる。これにより、ユーザは、好みに合った音の聴取をすることができる。また、オーディオシステム１００にサブウーハが接続されていない場合には、サブウーハが含まれている場合よりも低周波数帯域の出力が制限されるので、サブウーハ以外のスピーカのみで低周波数帯域を無理やり出力するようなことが極力抑制されるので、音の歪み等の発生を抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、実際に検出した周波数特性に基づいてサブウーハの有無を判断するので、別途、スピーカの接続状態を検出する検出システムを用意すること無く、簡易にサブウーハの有無を判断することが可能である。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、スピーカの接続状態を別の検出システムにより検出することとしても良い。
【００５２】
なお、上記実施形態では、サブウーハ１８Ｂの使用をオン・オフするためのスイッチを設けることとしても良い。この場合、ユーザがスイッチをオフした場合に、ＣＰＵ３０は、すでに設定されている目標特性にかかわらず、目標特性をターゲットカーブ１に設定することができる。このようにすることで、サブウーハ１８Ｂがオフの場合に、サブウーハが出力すべき低周波数帯域の音を、その他のスピーカに無理やり出力させるようなことを抑制することができる。これにより、音の歪み等の発生を抑制することが可能である。
【００５３】
なお、上記実施形態では、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す２つのターゲットカーブのいずれかを目標特性として設定する場合について説明したが、これに限らず、例えば、図４（ａ）に示すようなターゲットカーブをターゲットカーブ１（通常特性）とし、図４（ａ）よりも低周波数帯域が強調された図４（ｂ）に示すようなターゲットカーブをターゲットカーブ２（低域強調）とすることとしても良い。
【００５４】
なお、上記実施形態では、補正用フィルタ手段を、デジタルフィルタに適用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えばアナログフィルタや、ＩＩＲフィルタ（無限インパルス応答フィルタ）、ＦＩＲフィルタ（有限インパルス応答フィルタ）に適用することも可能である。
【００５５】
なお、上記実施形態では、本発明の判断手段、選択手段及び設定手段が、ＣＰＵ３０のプログラムにより実現された場合について説明したが、これに限らず、判断手段、選択手段及び設定手段を別々のハードウェアにより実現することとしても良い。
【００５６】
なお、上記実施形態では、本発明のオーディオシステムが車両に搭載された場合について説明したが、これに限らず、種々の空間に配置されるオーディオシステムとして、本発明のオーディオシステムを採用することが可能である。
【００５７】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】一実施形態に係るオーディオシステムの構成を概略的に示す図である。
【図２】ターゲットカーブ１、２の一例を示す図である。
【図３】一実施形態に係るフィルタ特性の設定処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
【図４】ターゲットカーブ１、２の別例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１８Ａ1〜１８Ａ4 スピーカ
１８Ｂ サブウーハ
２２Ａ1〜２２Ａ4 デジタルフィルタ（補正用フィルタ手段）
２２Ｂ デジタルフィルタ（補正用フィルタ手段）
２８ ＴＳＰ発生器（周波数特性検出手段の一部）
３０ ＣＰＵ（判断手段、選択手段、設定手段）
３２ 外部メモリ（目標特性保持手段）
４０ 周波数特性測定ユニット（周波数特性検出手段の一部）
４２ マイク（マイクロフォン）
１００ オーディオシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカからテスト信号を出力して、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性をそれぞれ検出する周波数特性検出手段と、
前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断手段と、
前記全スピーカが出力する信号レベルの周波数特性の目標特性として、第１の目標特性と、当該第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性との２種類を保持する目標特性保持手段と、
前記判断手段により前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに、前記第１の目標特性を選択し、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていると判断されたときに、前記第２の目標特性を選択する選択手段と、
前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性をそれぞれ補正する補正用フィルタ手段を通過して前記全スピーカから出力されるオーディオ信号のトータルの周波数特性が、前記選択手段により選択された目標特性になるように、前記周波数特性検出手段により検出された周波数特性に基づいて、前記各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定手段と、を備えるオーディオシステムのフィルタ特性設定装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記周波数特性検出手段により検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいて、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定装置。
【請求項３】
前記周波数特性検出手段は、前記各スピーカから出力されるテスト信号を取得するマイクロフォンを含むことを特徴とする請求項２に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定装置。
【請求項４】
前記サブウーハの使用をオン・オフするためのスイッチ手段を更に備え、
前記スイッチ手段がオフされた際には、前記選択手段は、前記判断手段の判断にかかわらず、目標特性として前記第１の目標特性を選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタ特性設定装置によりフィルタ特性が設定された補正用フィルタ手段と、
前記補正用フィルタ手段に対してオーディオ信号を入力するオーディオ音源と、
前記補正用フィルタ手段を通過したオーディオ信号を出力するスピーカと、を備えるオーディオシステム。
【請求項６】
複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカからテスト信号を出力して、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性をそれぞれ検出する周波数特性検出ステップと、
前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにおいて、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに第１の目標特性を選択し、前記スピーカの中にサブウーハが含まれていると判断されたときに前記第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性を選択する選択ステップと、
前記選択された目標特性と前記周波数特性検出ステップで検出された周波数特性とに基づいて、前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性を補正する補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定ステップと、を含むオーディオシステムのフィルタ特性設定方法。
【請求項７】
前記判断ステップでは、前記周波数特性検出ステップにより検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいて、前記スピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断することを特徴とする請求項６に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定方法。
【請求項８】
前記周波数特性検出ステップは、前記各スピーカから出力されるテスト信号をマイクロフォンを介して取得することを特徴とする請求項７に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定方法。
【請求項９】
前記サブウーハの使用のオン・オフを判断するオン・オフ判断ステップを更に含み、
前記選択ステップでは、前記サブウーハの使用がオフされた状態では、前記判断ステップにおける判断にかかわらず、目標特性として、前記第１の目標特性を選択することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断手段、
前記判断手段により前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに第１の目標特性を選択し、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていると判断されたときに、前記第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性を選択する選択手段、及び
前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性をそれぞれ補正する補正用フィルタ手段それぞれを通過した後、前記各スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号が前記選択手段により選択された目標特性になるように、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性の実測値に基づいて、前記各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定手段、として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカからテスト信号を出力して、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性をそれぞれ検出する周波数特性検出手段と、
前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断手段と、
前記全スピーカが出力する信号レベルの周波数特性の目標特性として、第１の目標特性と、当該第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性との２種類を保持する目標特性保持手段と、
前記判断手段により前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに、前記第１の目標特性を選択し、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていると判断されたときに、前記第２の目標特性を選択する選択手段と、
前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性をそれぞれ補正する補正用フィルタ手段を通過して前記全スピーカから出力されるオーディオ信号のトータルの周波数特性が、前記選択手段により選択された目標特性になるように、前記周波数特性検出手段により検出された周波数特性に基づいて、前記各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定手段と、を備えるオーディオシステムのフィルタ特性設定装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記周波数特性検出手段により検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいて、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定装置。
【請求項３】
前記周波数特性検出手段は、前記各スピーカから出力されるテスト信号を取得するマイクロフォンを含むことを特徴とする請求項２に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定装置。
【請求項４】
前記サブウーハの使用をオン・オフするためのスイッチ手段を更に備え、
前記スイッチ手段がオフされた際には、前記選択手段は、前記判断手段の判断にかかわらず、目標特性として前記第１の目標特性を選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタ特性設定装置によりフィルタ特性が設定された補正用フィルタ手段と、
前記補正用フィルタ手段に対してオーディオ信号を入力するオーディオ音源と、
前記補正用フィルタ手段を通過したオーディオ信号を出力するスピーカと、を備えるオーディオシステム。
【請求項６】
複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカからテスト信号を出力して、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性をそれぞれ検出する周波数特性検出ステップと、
前記複数のスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにおいて、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに第１の目標特性を選択し、前記スピーカの中にサブウーハが含まれていると判断されたときに前記第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性を選択する選択ステップと、
前記選択された目標特性と前記周波数特性検出ステップで検出された周波数特性とに基づいて、前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性を補正する補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定ステップと、を含むオーディオシステムのフィルタ特性設定方法。
【請求項７】
前記判断ステップでは、前記周波数特性検出ステップにより検出された各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性に基づいて、前記スピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断することを特徴とする請求項６に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定方法。
【請求項８】
前記周波数特性検出ステップは、前記各スピーカから出力されるテスト信号をマイクロフォンを介して取得することを特徴とする請求項７に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定方法。
【請求項９】
前記サブウーハの使用のオン・オフを判断するオン・オフ判断ステップを更に含み、
前記選択ステップでは、前記サブウーハの使用がオフされた状態では、前記判断ステップにおける判断にかかわらず、目標特性として、前記第１の目標特性を選択することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のオーディオシステムのフィルタ特性設定方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
複数のオーディオ信号出力チャンネルのスピーカにサブウーハが含まれているか否かを判断する判断手段、
前記判断手段により前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていないと判断されたときに第１の目標特性を選択し、前記複数のスピーカにサブウーハが含まれていると判断されたときに、前記第１の目標特性よりも低周波数帯域が強調された第２の目標特性を選択する選択手段、及び
前記各スピーカから出力されるオーディオ信号の特性をそれぞれ補正する補正用フィルタ手段それぞれを通過した後、前記各スピーカから出力されるトータルのオーディオ信号が前記選択手段により選択された目標特性になるように、前記各スピーカが出力する信号レベルの周波数特性の実測値に基づいて、前記各補正用フィルタ手段のフィルタ特性を設定する設定手段、として機能させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１７１３６４（Ｐ２００９−１７１３６４Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８５４７（Ｐ２００８−８５４７）
【出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
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