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JP3193032B2 - 車載用自動音量調整装置 - Google Patents

車載用自動音量調整装置

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JP3193032B2
JP3193032B2 JP31623089A JP31623089A JP3193032B2 JP 3193032 B2 JP3193032 B2 JP 3193032B2 JP 31623089 A JP31623089 A JP 31623089A JP 31623089 A JP31623089 A JP 31623089A JP 3193032 B2 JP3193032 B2 JP 3193032B2
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audio signal
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久 木原
史雄 田村
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G7/00Volume compression or expansion in amplifiers
    • H03G7/007Volume compression or expansion in amplifiers of digital or coded signals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/32Automatic control in amplifiers having semiconductor devices the control being dependent upon ambient noise level or sound level

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  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は車載用音響装置に用いられる車載用自動音量
調整装置に関する。
背景技術 車両の走行中には車室内では走行騒音により音響装置
のスピーカから出力される再生音がマスキングされてし
まうので音量感が減少した状態で聴取される。そこで、
走行騒音レベルを検出して検出レベルに応じて音量レベ
ルを自動調整する自動音量調整装置を備えたものがあ
る。
従来の車載用自動音量調整装置においては、第7図に
示すようにカセットデッキ等の信号源からの入力オーデ
ィオ信号がVCA等の電子ボリューム5を介して出力され
るようになっている。また入力オーディオ信号レベルは
信号検出回路1によって検出される。一方、走行騒音を
集音するマイクロホン2の出力信号レベルが騒音検出回
路3によって検出される。信号検出回路1及び騒音検出
回路3の各出力信号のレベル差が減算器4によって検出
され、減算器4の出力信号が電子ボリューム5の制御信
号となる。よって、制御信号レベルに応じて電子がボリ
ューム5の減衰度が制御されるのである。
このような構成の従来の車載用自動音量調整装置にお
いては、車速が高くなったり等で走行騒音レベルが増大
するに従って電子ボリューム5の減衰度は低下するの
で、音量レベルは上昇する。従って、走行騒音レベルが
上昇すれば再生音の平均音量としては大きくなりスピー
カからの音量感は増す。しかしながら、走行騒音による
マスキングを受ける再生音量は第8図に示すように最小
値pp分部であり、その最小値部分は走行騒音レベルが増
大するに従って音量レベルが上昇してもマスキングが解
除されない。一方、再生音量の最大値ff部分では走行騒
音によるマスキングを受けないので、走行騒音レベルが
増大するに従って音量が過大となり喧しくなるという問
題点があった。
発明の概要 [発明の目的] そこで、本発明の目的は、再生音量の最小値部分のマ
スキングを防止すると共に走行騒音レベルが上昇しても
再生音量の最大値部分が過大となることを防止する車載
用自動音量調整装置を提供することである。
[発明の構成] 本発明による車載用自動音量調整装置は、オーディオ
信号を入力してそのオーディオ信号レベルを車両内の走
行騒音レベルに応じて自動調整して出力する車載用自動
音量調整装置であって、オーディオ信号レベルと走行騒
音レベルとに応じて制御信号を発生する手段と、オーデ
ィオ信号の入出力ライン内に挿入され制御信号に応じた
圧縮度にてオーディオ信号の振幅を圧縮する圧縮手段
と、オーディオ信号の入出力ライン内の圧縮手段の後段
に挿入された周波数特性補償手段とを含み、周波数特性
補償手段は、制御信号に応じてオーディオ信号の低域成
分を強調するようにして可聴帯域全体の周波数特性を補
償することを特徴としている。
実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明
する。
第1図に示した車載用自動音量調整装置においては、
左右チャンネル(Lch及びRch)のディジタルオーディオ
信号がディジタルコンプレッション部11に入力される。
ディジタルコンプレッション部11はLch及びRchのオーデ
ィオ信号をマイクロコンピュータ45の制御の下で制御回
路12からの制御信号に応じて圧縮する。その構成につい
ては後述する。ディジタルコンプレッションブ部11のLc
h及びRchの出力はD/A変換器25及び26に接続されてい
る。A/D変換器25及び26はディジタルコンプレッション
部11からのLch及びRchの各出力ディジタル信号をアナロ
グ信号に変換して電子ボリューム27に供給する。電子ボ
リューム27から出力されるLch及びRchのオーディオ信号
が本装置の出力信号となる。
乗算器13及び14はマイクロコンピュータ45からの制御
信号に応じて減衰度を変化するATT(アッテネータ)で
ある。乗算器13及び14の減衰度はキーボード46のマニュ
アル操作に応じてマイクロコンピュータ45を介して与え
られる電子ボリューム27の制御と共に変化する。乗算器
13及び14の出力にはディジタル加算器15が接続され、乗
算器13及び14の出力信号が加算される。加算器15から出
力されたディジタル信号はD/A変換器16によりアナログ
信号に変換された後、信号検出回路17に供給される。信
号検出回路17は入力オーディオ信号を検波して直流信号
を得る検波回路17aと、検波回路17aの出力信号を対数値
に変換する対数増幅器17bと、対数増幅器17bの出力信号
を所定時定数をもって出力する時定数回路17cとから構
成される。
一方、車室内に設けられるべきマイクロホン20の出力
信号はマイクロアンプ21によって増幅された後、LPF22
を介して騒音検出回路23に供給される。騒音検出回路23
も信号検出回路17と同様に検波回路23a、対数増幅器23b
及び時定数回路23cから構成される。信号検出回路17及
び騒音検出回路23の各出力に減算器24が接続されてい
る。減算器24の出力信号は制御回路12に供給される。
制御回路12においては図示した如く減算器24の出力信
号をディジタル信号に変換するA/D変換器28が設けられ
ている。A/D変換器28の出力値は多段コンパレータ29に
供給されて複数の異なる基準値と比較される。その比較
結果はホールド回路30に保持され、ホールド回路30の出
力信号が制御信号となりマイクロコンピュータ45に出力
される。なお、A/D変換器28、多段コンパレータ29及び
ホールド回路30の動作が同期するようにタイミングが図
示しない手段により採られている。
上記したディジタルコンプレッション部11において
は、第2図に示すようにLch及びRch毎に入力段にHPF31,
32が設けられている。このHPF31,32はサブソニックノイ
ズによる誤動作を防止するために入力ディジタルオーデ
ィオ信号を所定周波数以上、例えば、10Hz以上を通過さ
せる。HPF31の出力には絶対値検出回路33及び乗算器34
が接続され、同様にHPF32の出力には絶対値検出回路35
及び乗算器36が接続されている。更に絶対値検出回路3
3,35の出力にはコンパレータ37及び切替スイッチ38が接
続されている。コンパレータ37は絶対値検出回路33,35
による各検出絶対値を比較し、その比較結果に応じて切
替スイッチ38が切り替わる。すなわち、絶対値検出回路
33による検出絶対値が絶対値検出回路35による検出絶対
値より大であるならば切替スイッチ38は絶対値検出回路
33の絶対値検出信号を中継し、絶対値検出回路35による
検出絶対値が絶対値検出回路33による検出絶対値より大
であるならば切替スイッチ38は絶対値検出回路35の絶対
値検出信号を中継する。切替スイッチ38の中継出力には
アタックリカバリ回路40が接続されている。アタックリ
カバリ回路40は切替スイッチ38から中継出力される信号
に対し上昇時は数msec程度、降下時は数100ms程度の時
定数を与える。アタックリカバリ回路40にはリミッタ回
路41を介して指数増幅器42が接続されている。リミッタ
回路41は所定値以下の入力信号に対して圧縮動作が作用
しないように設けられている。このリミッタ回路41の動
作については後述する。指数増幅器42は制御回路12から
の制御信号に基づきマイクロコンピュータ45によって示
されるべき値により信号を指数変換する指数変換器とし
て動作する。指数増幅器42の出力信号により乗算器34,3
6の乗算計数が変化し、乗算器34,36の出力信号がLch及
びRchの圧縮された信号として出力されるようになって
いる。
かかる構成において、Lch及びRchの入力ディジタルオ
ーディオ信号はHPF31及び32を介して乗算器34及び36に
供給される。乗算器34及び36は指数増幅器42の出力信号
に応じた乗算係数を供給されたディジタルオーディオ信
号に乗算して出力する。この乗算器34及び36の出力信号
は乗算器13及び14によって減衰されて加算器15において
互いに加算される。加算器15から出力された加算結果と
してのディジタルオーディオ信号はD/A変換器16によっ
てアナログオーディオ信号に変換された後、信号検出回
路17に供給されてオーディオ信号レベルが検出される。
一方、車両内の走行騒音がマイクロホン20によって集
音され、マイクロホン20からの走行騒音信号はマイクロ
アンプ21において増幅された後、LPF22に供給される。L
PF22は走行騒音信号の所定周波数成分(例えば、10Hz以
下の成分)のみを通過させ、このLPF22を通過した走行
騒音信号の信号レベルが騒音検出回路23によって検出さ
れる。そして、信号検出回路17及び騒音検出回路23によ
る各検出レベルのレベル差が減算器24によって検出され
る。減算器24からのレベル差信号はA/D変換器28によっ
てディジタル信号に変換された後、多段コンパレータ29
に供給される。多段コンパレータ29はレベル差信号を複
数の基準値と比較してその大きさを判断してその大きさ
に応じた値を示す制御信号を発生するのである。すなわ
ち、騒音検出回路23による検出レベルが増大するか信号
検出回路17による検出レベルが低下するに従ってレベル
差信号の大きさは大きくなるので制御信号としては電子
ボリューム27の減衰度を小さくしかつコンプレッション
部11による圧縮度を大きくするように作用する信号とな
る。
電子ボリューム27の減衰度が制御信号に応じて変化す
ることは第7図に示した従来装置と同様である。かかる
構成の車載用自動音量調整装置においては、更に、制御
信号が示す値(制御値)は指数増幅器42によって定めら
れた指数変換特性に従った値に変換されている。
ここで、減算器34,36の入力オーディオ信号をVi(d
B)、減算器34,36から出力されるオーディオ信号をVo
(dB)すると、 20logVo=20・alogVi+b …(1) が成立する。a,bは変数であり、このaが制御回路12か
らの制御値に従った値である。この式(1)は logVo=logVia+logb′ …(2) の如く変換できる。なお、1ogb′=b/20である。よっ
て、式(2)から Vo=Via・b′ …(3) であるので、 Vo/Vi=Via-1・b′ …(4) となる。なお、圧縮するのであるからa≦1である。
指数増幅器42においてはリミッタ回路41から入力オー
ディオ信号の絶対値検出信号が供給されるので、この絶
対値に(a−1)乗した値を示す信号が減算器34,36の
乗算係数を示す信号として減算器34,36に供給される。
よって、第3図に示すように所定値以上の入力オーディ
オ信号Viに対しては走行騒音レベルが増加するかオーデ
ィオ信号レベルが減少するに従って矢印Aの方向に入力
特性が傾くことになり、圧縮度が大きくなる。また各入
出力特性の交点が入力オーディオ信号の平均レベルに略
等しくなるように設定されている。なお、第3図におい
て破線が圧縮されないときの入出力特性である。リミッ
タ回路41は絶対値が所定値以下の場合には所定値を示す
信号を絶対値検出信号として指数増幅器42に出力するの
で所定値以下の入力オーディオ信号Viに対しては第3図
に示すように圧縮されずに同一の傾きの入出力特性とな
る。
このようなコンプレッション部11の動作により、第4
図に示すように車速の上昇に従った走行騒音が増大する
と、再生音量の平均レベル(破線)は従来と同様に上昇
する。しかしながら、走行騒音レベルが増大するに従っ
て再生音量の最小値ppと最大値ffとの幅、すなわちダイ
ナミックレンジが減少する。例えば、車両停止時に圧縮
は行なわず、車速が100Km/h以上の速度では車両停止時
に比べてダイナミックレンジが半分になる。よって、再
生音量の最小値ppは平均レベルより高い上昇率で上昇す
るので走行騒音にマスキングされないで済み、再生音量
の最大値ffは平均レベルより低い上昇率で上昇するので
過大なレベルにはならない。
なお、ホールド回路30は図示しない曲間検出手段から
の曲間検出信号に応じてその直前の制御信号を保持す
る。これにより曲間においてはオーディオ信号レベルが
全体的に小さくなるので走行騒音が大きい場合には制御
値が大きくなることが阻止され、曲間ノイズが目立たな
いようにすることができる。この場合には制御値を初期
値にしても良い。
本発明による車載用自動音量調整装置は、走行騒音及
び指数変換されたオーディオ信号を検出して音量を増減
するだけでなく、第5図に示すように周波数特性補償回
路39を乗算器13、14の検出点以後の信号経路に挿入して
も良く、マイクロコンピュータ45を介して制御回路12か
らの制御信号に応じて周波数特性補償回路39及び電子ボ
リューム27の両方或いは周波数特性補償回路39のみを動
作させることにより走行中の音質変化も補償することが
行われている。これは走行騒音は低域成分にかたよって
スペクトラムを持ち、走行騒音によるオーディオ信号の
マスキング量もまた周波数によって異なるからである。
周波数特性補償回路39はマイクロコンピュータ45を介
し制御信号が示す値に応じて周波数特性を変化させる。
例えば、第6図に示すよう8段階の周波数特性f0〜f7が
予め備えられ、制御値が大きくなるほど可聴帯域全体
(約10KHzまでの周波数帯域)の周波数特性はf0,f1……
の順に切り替えられる。よって、コンプレッション部11
において圧縮されたLch及びRchのオーディオ信号の周波
数特性が補償される。
また、上記した実施例においては、ディジタルコンプ
レッション部11や周波数特性補償回路39を様々な回路を
用いて構成しているが、第1図において破線Bで囲んだ
部分はDSP(ディジタル信号処理プロセッサ)により演
算処理により形成しても良い。
発明の効果 以上の如く、本発明の車載用自動音量調整装置におい
ては、入力オーディオ信号レベルと車両内の走行騒音レ
ベルとのレベル差に応じてレベル調整すると共に該レベ
ル差に応じて入力オーディオ信号を振幅圧縮して出力す
ることが行われる。よって、第4図に示したように走行
騒音レベルが大きくなるのに従ってダイナミックレンジ
を小さくできるので、再生音量の最小値部分のマスキン
グを防止すると共に走行騒音レベルが上昇しても再生音
量の最大値部分が過大となることを防止することができ
る。
また、オーディオ信号の入出力ライン内の圧縮手段の
後段に挿入され制御信号に応じてオーディオ信号の低域
成分を強調するようにして可聴帯域全体の周波数特性を
補償する周波数特性補償手段を備えているので、走行騒
音レベルが大きくなると、オーディオ信号の振幅が圧縮
されると共に周波数特性補償手段にオーディオ信号の可
聴帯域全体の周波数特性が補償される。すなわち、走行
騒音は低域成分に偏ったスペクトラムを持ち、再生音に
対する走行騒音によるマスキング量も周波数帯域によっ
て異なるので、オーディオ信号の低域成分を強調するよ
うにして可聴帯域全体の周波数成分の周波数特性を補償
する周波数特性補償手段を備えることにより、オーディ
オ信号の周波数特性を適切に補償することができ、走行
騒音があっても再生音の音質を聴取し易いものにするこ
とができる。また、走行騒音によるマスキングによる影
響が少ない高域成分のダイナミックレンジを広くするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は車載用自動音量調整装置の基本構成を示すブロ
ック図、第2図は第1図の装置中のディジタルコンプレ
ッション部を具体的に示すブロック図、第3図は圧縮特
性を示す図、第4図は第1図の車載音響装置の場合の再
生音量と走行騒音との関係を示す図、第5図は本発明の
実施例を示すブロック図、第6図は周波数特性補償回路
の周波数特性を示す図、第7図は従来の車載用自動音量
調整装置を示す図、第8図は第7図の装置を適用した車
載音響装置の場合の再生音量と走行騒音との関係を示す
図である。 主要部分の符号の説明 1,17……信号検出回路 3,23……騒音検出回路 5,27……電子ボリューム 11……ディジタルコンプレッション部 12……制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 武井 袈裟彦 審判官 佐藤 秀一 審判官 近藤 聡 (56)参考文献 特開 昭61−164311(JP,A) 実開 昭62−178617(JP,U) 実開 昭56−160100(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オーディオ信号を入力してそのオーディオ
    信号レベルを車両内の走行騒音レベルに応じて自動調整
    して出力する車載用自動音量調整装置であって、前記オ
    ーディオ信号レベルと走行騒音レベルとに応じて制御信
    号を発生する手段と、前記オーディオ信号の入出力ライ
    ン内に挿入され前記制御信号に応じた圧縮度にて前記オ
    ーディオ信号の振幅を圧縮する圧縮手段と、前記オーデ
    ィオ信号の入出力ライン内の前記圧縮手段の後段に挿入
    された周波数特性補償手段とを含み、前記周波数特性補
    償手段は、前記制御信号に応じて前記オーディオ信号の
    低域成分を強調するようにして可聴帯域全体の周波数特
    性を補償することを特徴とする車載用自動音量調整装
    置。
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