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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024170787
(43)【公開日】2024-12-11
(54)【発明の名称】音響システム
(51)【国際特許分類】
H04R 3/00 20060101AFI20241204BHJP
H04R 1/02 20060101ALI20241204BHJP
H04R 3/12 20060101ALI20241204BHJP
【ＦＩ】
H04R3/00 310
H04R1/02 102B
H04R3/12 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023087503
(22)【出願日】2023-05-29
(71)【出願人】
【識別番号】000004075
【氏名又は名称】ヤマハ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003177
【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】平野 克也
【テーマコード（参考）】
5D017
5D220
【Ｆターム（参考）】
5D017AE11
5D220AA11
5D220AA14
5D220AB01
5D220AB08
(57)【要約】
【課題】高周波ノイズがツイーターから放音されることを抑制しつつ、ツイーターの高域の特性及びウーファーの低域の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現する。
【解決手段】音響システム１は、音信号処理装置５０－１～５０－４と、アンプ６０－１～６０－４とを備える。音信号処理装置５０－１～５０－４は、入力音信号ｄ１に基づいて出力音信号Ｓ１～Ｓ４を生成する。アンプ６０－１～６０－４は、出力音信号Ｓ１～Ｓ４をそれぞれ増幅音信号Ｓ１ａ～Ｓ４ａに増幅し、増幅音信号Ｓ１ａ～Ｓ４ａを１１個のスピーカー１０－１Ａ、１０－１Ｂ、１０－２Ａ、１０－２Ｂ、１０－３Ａ、１０－３Ｂ、１０－４Ａ、１０－４Ｂ、１０－５Ａ、１０－５Ｂ、及び１０－６に供給する。
【選択図】図２
【解決手段】音響システム１は、音信号処理装置５０－１～５０－４と、アンプ６０－１～６０－４とを備える。音信号処理装置５０－１～５０－４は、入力音信号ｄ１に基づいて出力音信号Ｓ１～Ｓ４を生成する。アンプ６０－１～６０－４は、出力音信号Ｓ１～Ｓ４をそれぞれ増幅音信号Ｓ１ａ～Ｓ４ａに増幅し、増幅音信号Ｓ１ａ～Ｓ４ａを１１個のスピーカー１０－１Ａ、１０－１Ｂ、１０－２Ａ、１０－２Ｂ、１０－３Ａ、１０－３Ｂ、１０－４Ａ、１０－４Ｂ、１０－５Ａ、１０－５Ｂ、及び１０－６に供給する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力音信号に基づいて出力音信号を生成する音信号処理装置と、
前記出力音信号を増幅音信号に増幅し、前記増幅音信号を少なくともツイーター及びウーファーを含む３つのスピーカーにそれぞれ供給する増幅装置とを備え、
前記音信号処理装置は、
前記入力音信号に前記増幅装置のゲインを乗じた信号が、前記増幅装置においてクリップされない範囲となるように、前記入力音信号の振幅を制限した第１音信号を出力する制限部と、
前記第１音信号の高域周波数成分を除去することにより低域音信号を生成するローパスフィルタと、
前記入力音信号から低域周波数成分を除去することにより高域音信号を生成するハイパスフィルタと、
前記低域音信号と前記高域音信号とを合成することにより前記出力音信号を生成する合成部と、を含む、
音響システム。
前記出力音信号を増幅音信号に増幅し、前記増幅音信号を少なくともツイーター及びウーファーを含む３つのスピーカーにそれぞれ供給する増幅装置とを備え、
前記音信号処理装置は、
前記入力音信号に前記増幅装置のゲインを乗じた信号が、前記増幅装置においてクリップされない範囲となるように、前記入力音信号の振幅を制限した第１音信号を出力する制限部と、
前記第１音信号の高域周波数成分を除去することにより低域音信号を生成するローパスフィルタと、
前記入力音信号から低域周波数成分を除去することにより高域音信号を生成するハイパスフィルタと、
前記低域音信号と前記高域音信号とを合成することにより前記出力音信号を生成する合成部と、を含む、
音響システム。
【請求項2】
前記増幅装置及び前記音信号処理装置は、車載用オーディオ装置である、
請求項１に記載の音響システム。
請求項１に記載の音響システム。
【請求項3】
前記３つのスピーカーの組合せは、ツイーター、スコーカー、及びウーファーである、請求項１又は請求項２に記載の音響システム。
【請求項4】
前記３つのスピーカーの組合せは、ツイーター、ウーファー、及びサブウーファーである、請求項１又は請求項２に記載の音響システム。
【請求項5】
第１乃至第４音響処理装置を備え、
前記第１乃至第４音響処理装置の各々は、
入力音信号に基づいて出力音信号を生成する音信号処理装置と、前記出力音信号を増幅音信号に増幅する増幅装置とを備え、
前記音信号処理装置は、
前記入力音信号に前記増幅装置のゲインを乗じた信号が、前記増幅装置においてクリップされない範囲となるように、前記入力音信号の振幅を制限した第１音信号を出力する制限部と、
前記第１音信号の高域周波数成分を除去することにより低域音信号を生成するローパスフィルタと、
前記入力音信号から低域周波数成分を除去することにより高域音信号を生成するハイパスフィルタと、
前記低域音信号と前記高域音信号とを合成することにより前記出力音信号を生成する合成部と、を含み、
前記第１音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第１ツイーター、第１スコーカー、及び第１ウーファーにそれぞれ供給され、
前記第２音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第２ツイーター、第２スコーカー、及び第２ウーファーにそれぞれ供給され、
前記第３音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第３ツイーター、第３ウーファー、及びサブウーファーにそれぞれ供給され、
前記第４音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第４ツイーター、第４ウーファー、及び前記サブウーファーにそれぞれ供給される、
音響システム。
前記第１乃至第４音響処理装置の各々は、
入力音信号に基づいて出力音信号を生成する音信号処理装置と、前記出力音信号を増幅音信号に増幅する増幅装置とを備え、
前記音信号処理装置は、
前記入力音信号に前記増幅装置のゲインを乗じた信号が、前記増幅装置においてクリップされない範囲となるように、前記入力音信号の振幅を制限した第１音信号を出力する制限部と、
前記第１音信号の高域周波数成分を除去することにより低域音信号を生成するローパスフィルタと、
前記入力音信号から低域周波数成分を除去することにより高域音信号を生成するハイパスフィルタと、
前記低域音信号と前記高域音信号とを合成することにより前記出力音信号を生成する合成部と、を含み、
前記第１音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第１ツイーター、第１スコーカー、及び第１ウーファーにそれぞれ供給され、
前記第２音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第２ツイーター、第２スコーカー、及び第２ウーファーにそれぞれ供給され、
前記第３音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第３ツイーター、第３ウーファー、及びサブウーファーにそれぞれ供給され、
前記第４音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第４ツイーター、第４ウーファー、及び前記サブウーファーにそれぞれ供給される、
音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、音響システムに関する。
【背景技術】
【0002】
車載音響システムにおいて、ウーファーとツイーターとを１つのアンプにより駆動する態様では、重低音の音信号がアンプの電源電圧によりクリップされたときに発生する高周波成分がツイーターから高周波ノイズとして放音され易い。特許文献１には、スコーカーとサブウーファーとを１つのアンプにより駆動することにより、高周波ノイズの放音が抑制されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０２１－１９７５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の車載音響システムでは、リア片側のスコーカー及びサブウーファーにツイーターを加えた３ｗａｙスピーカーを１つのアンプにより駆動させようとした場合、フロント片側のツイーター及びウーファーにスコーカーを加えた３ｗａｙスピーカーを１つのアンプにより駆動させようとした場合、ツイーターから高周波ノイズが放音されてしまうという課題がある。このために、細かな音響チューニングが必要になってしまうという課題や、低域から高域までのワイドな再生帯域が実現できないという課題がある。
【0005】
以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、１つのアンプにより、少なくともツイーター及びウーファーを含む３つのスピーカーを駆動する場合であっても、高周波ノイズがツイーターから放音されることを抑制しつつ、ツイーターの高域の特性及びウーファーの低域の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以上の課題を解決するために、本開示のひとつの態様に係る音響システムは、入力音信号に基づいて出力音信号を生成する音信号処理装置と、前記出力音信号を増幅音信号に増幅し、前記増幅音信号を少なくともツイーター及びウーファーを含む３つのスピーカーにそれぞれ供給する増幅装置とを備え、前記音信号処理装置は、前記入力音信号に前記増幅装置のゲインを乗じた信号が、前記増幅装置においてクリップされない範囲となるように、前記入力音信号の振幅を制限した第１音信号を出力する制限部と、前記第１音信号の高域周波数成分を除去することにより低域音信号を生成するローパスフィルタと、前記入力音信号から低域周波数成分を除去することにより高域音信号を生成するハイパスフィルタと、前記低域音信号と前記高域音信号とを合成することにより前記出力音信号を生成する合成部と、を含む。
【0007】
本開示のひとつの態様に係る音響システムは、第１乃至第４音響処理装置を備え、前記第１乃至第４音響処理装置の各々は、入力音信号に基づいて出力音信号を生成する音信号処理装置と、前記出力音信号を増幅音信号に増幅する増幅装置とを備え、前記音信号処理装置は、前記入力音信号に前記増幅装置のゲインを乗じた信号が、前記増幅装置においてクリップされない範囲となるように、前記入力音信号の振幅を制限した第１音信号を出力する制限部と、前記第１音信号の高域周波数成分を除去することにより低域音信号を生成するローパスフィルタと、前記入力音信号から低域周波数成分を除去することにより高域音信号を生成するハイパスフィルタと、前記低域音信号と前記高域音信号とを合成することにより前記出力音信号を生成する合成部と、を含み、前記第１音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第１ツイーター、第１スコーカー、及び第１ウーファーにそれぞれ供給され、前記第２音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第２ツイーター、第２スコーカー、及び第２ウーファーにそれぞれ供給され、前記第３音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第３ツイーター、第３ウーファー、及びサブウーファーにそれぞれ供給され、前記第４音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第４ツイーター、第４ウーファー、及び前記サブウーファーにそれぞれ供給される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係る音響システムの一例を示す構成図である。
【図4】クリップされた増幅音信号の一例を示す図である。
【図5】第１実施形態に係る音信号処理装置の一例を示す構成図である。
【図8】第１変形例に係る音信号処理装置の一例を示す構成図である。
【図10】第３変形例に係る音信号処理装置の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
Ａ：第１実施形態
Ａ１：音響システムの構成
Ａ１：音響システムの構成
【0010】
図１は、第１実施形態に係る音響システム１の一例を示す構成図である。
【0011】
音響システム１は、自動車等の車両１００に搭載されている。音響システム１は、スピーカー１０に音信号ｃ１が供給され、車両１００の車内にスピーカー１０から音信号ｃ１に対応した音が放音されるシステムである。
【0012】
車両１００は、車両１００の搭乗者によって運転される。車両１００は、車両１００の搭乗者によって運転されずに自動運転されてもよい。車両１００は、音響システム１、操作部２、及び音源３を含んでいる。
【0013】
操作部２は、タッチパネルである。操作部２は、タッチパネルに限らず、種々の操作ボタンを有する操作盤であってもよい。操作部２は、車両１００の搭乗者によって行われる操作を受け付ける。以下、車両１００の搭乗者は、ユーザと称される。
【0014】
音源３は、ステレオ信号の音源である。音源３は、左音信号ａ１－Ｌ及び右音信号ａ１－Ｒを生成し、生成された左音信号ａ１－Ｌ及び右音信号ａ１－Ｒを出力する。左音信号ａ１－Ｌ及び右音信号ａ１－Ｒは、音を示す信号である。左音信号ａ１－Ｌの振幅が大きいほど、左音信号ａ１－Ｌが示す音の音量は大きい。右音信号ａ１－Ｒの振幅が大きいほど、右音信号ａ１－Ｒが示す音の音量は大きい。
【0015】
音響システム１は、スピーカー１０、フィルタ２０、記憶装置３０、及び音響処理装置４０を備えている。スピーカー１０は、フィルタ２０を介して音響処理装置４０に接続されている。記憶装置３０は、音響処理装置４０に接続されている。
【0016】
図２は、図１の音響システム１のより詳細な構成例を示す図である。図３は、図１の音響システム１を搭載した車両１００の平面図である。なお、図３において、フィルタ２０、記憶装置３０、及び音響処理装置４０の図示は省略されている。
【0017】
図２に示したように、スピーカー１０は、１１個のスピーカー１０－１Ａ、１０－１Ｂ、１０－２Ａ、１０－２Ｂ、１０－３Ａ、１０－３Ｂ、１０－４Ａ、１０－４Ｂ、１０－５Ａ、１０－５Ｂ、及び１０－６を有している。
【0018】
スピーカー１０－１Ａ、１０－１Ｂ、１０－４Ａ、及び１０－４Ｂは、ツイーターである。ツイーターは、２ｗａｙスピーカーシステム又は３ｗａｙスピーカーシステムにおいて、高音域を再生可能なスピーカーである。例えば、ツイーターの再生周波数帯域は、２ｋＨｚ～２０ｋＨｚである。ここで、再生周波数帯域とは、スピーカーの入力端子に１ワットに相当する正弦波の電力を与え、スピーカーの基準軸上においてスピーカーから１メートル離れた位置における音圧を計測したときに、音圧の計測値が３ｄＢ以上低下しない周波数帯域のことをいう。
【0019】
スピーカー１０－１Ａは「第１ツイーター」の一例である。スピーカー１０－１Ｂは「第２ツイーター」の一例である。スピーカー１０－４Ａは「第３ツイーター」の一例である。スピーカー１０－４Ｂは「第４ツイーター」の一例である。
【0020】
スピーカー１０－２Ａ及び１０－２Ｂは、スコーカーである。スコーカーは、３ｗａｙスピーカーシステムにおいて、中音域を再生可能なスピーカーである。スコーカーの再生周波数帯域は、ツイーターの再生周波数帯域に比較して低域に分布している。スコーカーの再生周波数帯域の一部と、ツイーターの再生周波数帯域の一部とは互いに重なっている。例えば、スコーカーの再生周波数帯域は、２００Ｈｚ～８ｋＨｚである。
【0021】
スピーカー１０－２Ａは「第１スコーカー」の一例である。スピーカー１０－２Ｂは「第２スコーカー」の一例である。
【0022】
スピーカー１０－３Ａ、１０－３Ｂ、１０－５Ａ、及び１０－５Ｂは、ウーファーである。ウーファーは、２ｗａｙスピーカーシステム又は３ｗａｙスピーカーシステムにおいて、低音域を再生可能なスピーカーである。ウーファーの再生周波数帯域は、スコーカーの再生周波数帯域に比較して低域に分布している。ウーファーの再生周波数帯域の一部と、スコーカーの再生周波数帯域の一部とは互いに重なっている。例えば、ウーファーの再生周波数帯域は、４０Ｈｚ～４００Ｈｚである。
【0023】
スピーカー１０－３Ａは「第１ウーファー」の一例であり、スピーカー１０－３Ｂは「第２ウーファー」の一例であり、スピーカー１０－５Ａは「第３ウーファー」の一例であり、スピーカー１０－５Ｂは「第４ウーファー」の一例である。
【0024】
図３に示したように、車両１００の車室１１０には、車室１１０の前後２列に配置された４つの座席１２１～１２４及び天井１３０が配置されている。また、車両１００には、左前ドア１４１、右前ドア１４２、左後ドア１４３、及び右後ドア１４４がそれぞれ配置されている。座席１２１は左前座席であり、座席１２２は右前座席であり、座席１２３は左後座席であり、座席１２４は右後座席である。以下、座席１２１及び座席１２２は「フロント席」と称され、座席１２３及び座席１２４は「リア席」と称されることがある。
【0025】
スピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａは、左前ドア１４１に配置されている。スピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａは、それぞれツイーター、スコーカー、及びウーファーであり、車両１００の左前部における３ｗａｙスピーカーを構成している。スピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａは、この順に左前ドア１４１の上部から下部に向かって配置されている。スピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａの配置は、特にこの例に限定されない。また、スピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａは、必ずしも左前ドア１４１に配置されなくてもよい。例えば、スピーカー１０－１Ａは、Ａピラー、ダッシュボード等に配置されてもよい。
【0026】
スピーカー１０－１Ｂ、１０－２Ｂ、及び１０－３Ｂは、右前ドア１４２に配置されている。スピーカー１０－１Ｂ、１０－２Ｂ、及び１０－３Ｂは、それぞれツイーター、スコーカー、及びウーファーであり、車両１００の右前部における３ｗａｙスピーカーを構成している。スピーカー１０－１Ｂ、１０－２Ｂ、及び１０－３Ｂは、この順に右前ドア１４２の上部から下部に向かって配置されている。スピーカー１０－１Ｂ、１０－２Ｂ、及び１０－３Ｂの配置は、特にこの例に限定されない。また、スピーカー１０－１Ｂ、１０－２Ｂ、及び１０－３Ｂは、必ずしも右前ドア１４２に配置されなくてもよい。例えば、スピーカー１０－１Ｂは、Ａピラー、ダッシュボード等に配置されてもよい。
【0027】
スピーカー１０－４Ａ及び１０－５Ａは、左後ドア１４３に配置されている。スピーカー１０－４Ａ及び１０－５Ａは、それぞれツイーター及びウーファーであり、車両１００の左後部における２ｗａｙスピーカーを構成している。スピーカー１０－４Ａ及び１０－５Ａは、この順に左後ドア１４３の上部から下部に向かって配置されている。スピーカー１０－４Ａ及び１０－５Ａの配置は、特にこの例に限定されない。また、スピーカー１０－４Ａ及び１０－５Ａは、必ずしも左後ドア１４３に配置されなくてもよい。例えば、スピーカー１０－５Ａは、Ｂピラー又はＣピラーに配置されてもよい。
【0028】
スピーカー１０－４Ｂ及び１０－５Ｂは、右後ドア１４４に配置されている。スピーカー１０－４Ｂ及び１０－５Ｂは、それぞれツイーター及びウーファーであり、車両１００の右後部における２ｗａｙスピーカーを構成している。スピーカー１０－４Ｂ及び１０－５Ｂは、この順に右後ドア１４４の上部から下部に向かって配置されている。スピーカー１０－４Ｂ及び１０－５Ｂの配置は、特にこの例に限定されない。また、スピーカー１０－４Ｂ及び１０－５Ｂは、必ずしも左後ドア１４３に配置されなくてもよい。例えば、スピーカー１０－５Ｂは、Ｂピラー又はＣピラーに配置されてもよい。
【0029】
スピーカー１０－６は、リア席の後方に配置されている。スピーカー１０－６はサブウーファーである。サブウーファーは、ウーファーよりも低音域の範囲を再生可能なスピーカーである。サブウーファーの再生周波数帯域は、ウーファーの再生周波数帯域に比較して低域に分布している。サブウーファーの再生周波数帯域の一部と、ウーファーの再生周波数帯域の一部とは互いに重なっている。例えば、サブウーファーの再生周波数帯域は、２０Ｈｚ～８０Ｈｚである。
【0030】
スピーカー１０－６は、２つのボイスコイルを有するダブルボイスコイルスピーカーである。スピーカー１０－６が有する２つのボイスコイルの一方には、フィルタ２０－９Ａを通過後の音信号Ｓ３ｃが与えられる。スピーカー１０－６が有する２つのボイスコイルの他方には、フィルタ２０－９Ｂを通過後の音信号Ｓ４ｃが与えられる。本実施形態では、スピーカー１０－６は、音信号Ｓ３ｃ及び音信号Ｓ４ｃの２つの音信号により駆動されるため、スピーカー１０－６が音信号Ｓ３ｃ及び音信号Ｓ４ｃのいずれか一方により駆動される態様に比較して出力音圧を大きくできる。また、本実施形態のスピーカー１０－６はダブルボイスコイルスピーカーであるため、音信号Ｓ３ｃと音信号Ｓ４ｃとからモノラルの音信号を生成する回路を省略できる。
【0031】
なお、上述したツイーター、スコーカー、ウーファー、及びサブウーファーの各再生周波数帯域の数値は、あくまで例示であって、特にこれらに限定されない。
【0032】
記憶装置３０は、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体（例えば、コンピュータによって読み取り可能なnon transitoryな記録媒体）である。記憶装置３０は、不揮発性メモリーと、揮発性メモリーと、を含む。不揮発性メモリーは、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、及びＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）である。揮発性メモリーは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）である。
【0033】
記憶装置３０は、プログラムｐ１と、種々の情報と、を記憶する。プログラムｐ１は、音信号処理装置５０の動作を規定する。記憶装置３０は、不図示のサーバにおける記憶装置から読み取られたプログラムｐ１を記憶してもよい。この場合、サーバにおける記憶装置は、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体の一例である。
【0034】
音響処理装置４０は、音信号処理装置５０及び増幅装置６０を有している。音響処理装置４０は、車両１００に搭載された車載用オーディオ装置である。音信号処理装置５０は、４つの音信号処理装置５０－１～５０－４を備えている。４つの音信号処理装置５０－１～５０－４のそれぞれの構成は互いに同じである。増幅装置６０は、４チャンネルアンプである。即ち、増幅装置６０は、４つのアンプ６０－１～６０－４を備えている。４つのアンプ６０－１～６０－４のそれぞれの構成は互いに同じである。
【0035】
音響処理装置４０には、音源３からスプリッタ７０－１及びスプリッタ７０－２を介して、４チャンネルの音信号が入力される。音源３はステレオ信号の音源である。音源３は、左音信号ａ１－Ｌをスプリッタ７０－１に出力する。音源３は、右音信号ａ１－Ｒをスプリッタ７０－２に出力する。
【0036】
スプリッタ７０－１は、左音信号ａ１－Ｌを左前音信号ａ１－ＬＦと左後音信号ａ１－ＬＲとに分配する。スプリッタ７０－１は、左前音信号ａ１－ＬＦの音量と、左後音信号ａ１－ＬＲの音量との分配比を変更するフェーダー機能を有している。
【0037】
スプリッタ７０－２は、右音信号ａ１－Ｒを右前音信号ａ１－ＲＦと右後音信号ａ１－ＲＲとに分配する。スプリッタ７０－２は、右前音信号ａ１－ＲＦの音量と、右後音信号ａ１－ＲＲの音量との分配比を変更するフェーダー機能を有している。
【0038】
左前音信号ａ１－ＬＦは、音響処理装置４０－１に入力される。右前音信号ａ１－ＲＦは、音響処理装置４０－２に入力される。左後音信号ａ１－ＬＲは、音響処理装置４０－３に入力される。右後音信号ａ１－ＲＲは、音響処理装置４０－４に入力される。音響処理装置４０－１は「第１音響処理装置」に対応する。音響処理装置４０－２は「第２音響処理装置」に対応する。音響処理装置４０－３は「第３音響処理装置」に対応する。音響処理装置４０－４は「第４音響処理装置」に対応する。
【0039】
音響処理装置４０－１は、音信号処理装置５０－１及びアンプ６０－１を有している。音響処理装置４０－２は、音信号処理装置５０－２及びアンプ６０－２を有している。音響処理装置４０－３は、音信号処理装置５０－３及びアンプ６０－３を有している。音響処理装置４０－４は、音信号処理装置５０－４及びアンプ６０－４を有している。
【0040】
アンプ６０－１は、出力音信号Ｓ１をスピーカー駆動に適したレベルに増幅する。アンプ６０－１は、増幅された音信号を増幅音信号Ｓ１ａとしてスピーカー１０－１Ａに至る信号経路ＳＬ１１へ出力する。アンプ６０－１は「第１音響処理装置の増幅装置」の一例である。
【0041】
アンプ６０－１は、固定されたゲインＧを有している。出力音信号Ｓ１をアンプ６０－１のゲインＧで増幅することによって得られる増幅信号ｈ１が、アンプ６０－１のクリップ電圧を超える場合、アンプ６０－１は、増幅信号ｈ１がクリップ電圧によりクリップされることによって得られる信号を、増幅音信号Ｓ１ａとして生成する。
【0042】
図４は、クリップされた増幅音信号Ｓ１ａの一例を示す図である。電圧＋ＶＦと電圧－ＶＦとの各々が、クリップ電圧である。増幅信号ｈ１がクリップ電圧を超える状況は、増幅信号ｈ１が電圧＋ＶＦよりも大きい状況と、増幅信号ｈ１が電圧－ＶＦよりも小さい状況とを含む。
【0043】
クリップされた増幅音信号Ｓ１ａは、増幅音信号Ｓ１ａの高調波を含んでしまう。増幅音信号Ｓ１ａの高調波は、高域周波数成分を構成する。増幅音信号Ｓ１ａの高調波がスピーカー１０－１Ａに供給されると、スピーカー１０－１Ａは、増幅音信号Ｓ１ａの高調波に起因するノイズを放音してしまう。
【0044】
ノイズの発生に影響するクリップ電圧は、アンプ６０－１の電源電圧に依存する。アンプ６０－１の電源電圧は、車両１００から供給される。このため、車両１００が、高い電源電圧をアンプ６０－１に供給できない場合、アンプ６０－１では、ノイズの原因であるクリップが発生しやすい。
【0045】
音信号処理装置５０－１は、アンプ６０－１においてクリップが発生しない音信号を、出力音信号Ｓ１として生成し、生成された出力音信号Ｓ１をアンプ６０－１に出力する。
【0046】
図２に示したように、信号経路ＳＬ１１には、信号経路ＳＬ１２及び信号経路ＳＬ１３との分岐点Ｊ１ａからスピーカー１０－１Ａに至るまでの間にフィルタ２０－１が設けられている。フィルタ２０－１は１次のＣＲハイパスフィルタであり、フィルタ２０－１のカットオフ周波数は８ｋＨｚである。１次のＣＲハイパスフィルタは、コンデンサ及び抵抗器を有している。当該コンデンサは、スピーカー１０－１Ａと直列に接続される。当該抵抗器は、スピーカー１０－１Ａと並列に接続される。フィルタ２０－１は、増幅音信号Ｓ１ａのうち、８ｋＨｚよりも低い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ１ｂを生成する。
【0047】
信号経路ＳＬ１２と信号経路ＳＬ１３との分岐点Ｊ１ｂからスピーカー１０－２Ａに至るまでの間には、フィルタ２０－２が設けられている。フィルタ２０－２は１次のＣＲハイパスフィルタであり、フィルタ２０－２のカットオフ周波数は４００Ｈｚである。フィルタ２０－２は、増幅音信号Ｓ１ａのうち、４００Ｈｚよりも低い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ１ｃを生成する。
【0048】
分岐点Ｊ１ｂからスピーカー１０－３Ａに至るまでの間には、フィルタ２０－３が設けられている。フィルタ２０－３は２次のＲＬＣローパスフィルタであり、フィルタ２０－３のカットオフ周波数は４００Ｈｚである。２次のＲＬＣローパスフィルタは、抵抗器、コイル、及びコンデンサを有している。ここで、抵抗器はスピーカー１０－３Ａと考えることができる。当該コイルは、スピーカー１０－３Ａと直列に接続される。当該コンデンサは、スピーカー１０－３Ａと並列に接続される。フィルタ２０－３は、増幅音信号Ｓ１ａのうち、４００Ｈｚよりも高い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ１ｄを生成する。
【0049】
上述したように、フィルタ２０－２のカットオフ周波数と、フィルタ２０－３のカットオフ周波数とはともに４００Ｈｚである。４００Ｈｚはクロスオーバー周波数である。フィルタ２０－２及びフィルタ２０－３は、増幅音信号Ｓ１ａを中音域の音信号Ｓ１ｃと低音域の音信号Ｓ１ｄとに分離し、歌唱音声や楽器の基音となる中音域の音像の位置が車両１００の車室内下方にシフトすることを低減する目的で用いられる。この例では、ウーファーであるスピーカー１０－３Ａからの歌唱音声の放音が低減される。
【0050】
アンプ６０－２は、出力音信号Ｓ２をスピーカー駆動に適したレベルに増幅する。アンプ６０－２は、増幅された音信号を増幅音信号Ｓ２ａとしてスピーカー１０－１Ｂに至る信号経路ＳＬ２１へ出力する。アンプ６０－２は「第２音響処理装置の増幅装置」の一例である。
【0051】
アンプ６０－２は、アンプ６０－１と同様に、固定されたゲインＧを有している。出力音信号Ｓ２をアンプ６０－２のゲインＧで増幅することによって得られる増幅信号が、アンプ６０－２のクリップ電圧を超える場合、アンプ６０－２は、増幅信号がクリップ電圧によりクリップされることによって得られる信号を、増幅音信号Ｓ２ａとして生成する。
【0052】
音信号処理装置５０－２は、アンプ６０－２においてクリップが発生しない音信号を、出力音信号Ｓ２として生成し、生成された出力音信号Ｓ２をアンプ６０－２に出力する。
【0053】
図２に示したように、信号経路ＳＬ２１には、信号経路ＳＬ２２及び信号経路ＳＬ２３との分岐点Ｊ２ａからスピーカー１０－１Ｂに至るまでの間にフィルタ２０－４が設けられている。フィルタ２０－４は１次のＣＲハイパスフィルタであり、フィルタ２０－４のカットオフ周波数は８ｋＨｚである。フィルタ２０－２は、増幅音信号Ｓ２ａのうち、８ｋＨｚよりも低い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ２ｂを生成する。
【0054】
信号経路ＳＬ２２と信号経路ＳＬ２３との分岐点Ｊ２ｂからスピーカー１０－２Ｂに至るまでの間には、フィルタ２０－５が設けられている。フィルタ２０－５は１次のＣＲハイパスフィルタであり、フィルタ２０－５のカットオフ周波数は４００Ｈｚである。フィルタ２０－５は、増幅音信号Ｓ２ａのうち、４００Ｈｚよりも低い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ２ｃを生成する。
【0055】
分岐点Ｊ２ｂからスピーカー１０－３Ｂに至るまでの間には、フィルタ２０－６が設けられている。フィルタ２０－６は２次のＲＬＣローパスフィルタであり、フィルタ２０－６のカットオフ周波数は４００Ｈｚである。フィルタ２０－６は、増幅音信号Ｓ２ａのうち、４００Ｈｚよりも高い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ２ｄを生成する。
【0056】
上述したように、フィルタ２０－５のカットオフ周波数と、フィルタ２０－６のカットオフ周波数とはともに４００Ｈｚである。４００Ｈｚはクロスオーバー周波数である。フィルタ２０－５及びフィルタ２０－６は、増幅音信号Ｓ２ａを中音域の音信号Ｓ２ｃと低音域の音信号Ｓ２ｄとに分離し、歌唱音声の音像の位置が車両１００の車室内下方にシフトすることを低減する目的で用いられる。この例では、ウーファーであるスピーカー１０－３Ｂからの歌唱音声の放音が低減される。
【0057】
アンプ６０－３は、出力音信号Ｓ３をスピーカー駆動に適したレベルに増幅する。アンプ６０－３は、増幅された音信号を増幅音信号Ｓ３ａとしてスピーカー１０－４Ａに至る信号経路ＳＬ３１へ出力する。アンプ６０－３は「第３音響処理装置の増幅装置」の一例である。
【0058】
アンプ６０－３は、アンプ６０－１及び６０－２と同様に、固定されたゲインＧを有している。出力音信号Ｓ３をアンプ６０－３のゲインＧで増幅することによって得られる増幅信号が、アンプ６０－３のクリップ電圧を超える場合、アンプ６０－３は、増幅信号がクリップ電圧によりクリップされることによって得られる信号を、増幅音信号Ｓ３ａとして生成する。
【0059】
音信号処理装置５０－３は、アンプ６０－３においてクリップが発生しない音信号を、出力音信号Ｓ３として生成し、生成された出力音信号Ｓ３をアンプ６０－３に出力する。
【0060】
図２に示したように、信号経路ＳＬ３１には、信号経路ＳＬ３２及び信号経路ＳＬ３３との分岐点Ｊ３ａからスピーカー１０－４Ａに至るまでの間にフィルタ２０－７が設けられている。フィルタ２０－７は１次のＣＲハイパスフィルタであり、フィルタ２０－７のカットオフ周波数は８ｋＨｚである。フィルタ２０－７は、増幅音信号Ｓ３ａのうち、８ｋＨｚよりも低い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ３ｂを生成する。
【0061】
信号経路ＳＬ３２と信号経路ＳＬ３３との分岐点Ｊ３ｂからスピーカー１０－５Ａに至るまでの間において、フィルタは設けられていない。左後ドア１４３には、ツイーターであるスピーカー１０－４Ａと、ウーファーであるスピーカー１０－５Ａとが配置されているが、スコーカーは配置されていない。このため、スコーカーの再生周波数帯域とウーファーの再生周波数帯域とを分離するためのフィルタは不要であり、スピーカー１０－５Ａの前段にフィルタは設けられていない。
【0062】
分岐点Ｊ３ｂからスピーカー１０－６に至るまでの間には、フィルタ２０－９Ａが設けられている。フィルタ２０－９Ａは１次のＬＲローパスフィルタであり、フィルタ２０－９Ａのカットオフ周波数は、３２０Ｈｚである。１次のＬＲローパスフィルタは、コイル及び抵抗器を有している。当該コイルは、スピーカー１０－６と直列に接続される。当該抵抗器は、スピーカー１０－６と並列に接続される。フィルタ２０－９Ａは、増幅音信号Ｓ３ａのうち、３２０Ｈｚよりも高い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ３ｃを生成する。
【0063】
アンプ６０－４は、出力音信号Ｓ４をスピーカー駆動に適したレベルに増幅する。アンプ６０－４は、増幅された音信号を増幅音信号Ｓ４ａとしてスピーカー１０－４Ｂに至る信号経路ＳＬ４１へ出力する。アンプ６０－４は「第４音響処理装置の増幅装置」の一例である。
【0064】
アンプ６０－４は、アンプ６０－１～６０－３と同様に、固定されたゲインＧを有している。出力音信号Ｓ４をアンプ６０－４のゲインＧで増幅することによって得られる増幅信号が、アンプ６０－４のクリップ電圧を超える場合、アンプ６０－４は、増幅信号がクリップ電圧によりクリップされることによって得られる信号を、増幅音信号Ｓ４ａとして生成する。
【0065】
音信号処理装置５０－４は、アンプ６０－４においてクリップが発生しない音信号を、出力音信号Ｓ４として生成し、生成された出力音信号Ｓ４をアンプ６０－４に出力する。
【0066】
図２に示したように、信号経路ＳＬ４１には、信号経路ＳＬ４２及び信号経路ＳＬ４３との分岐点Ｊ４ａからスピーカー１０－４Ｂに至るまでの間にフィルタ２０－８が設けられている。フィルタ２０－８は１次のＣＲハイパスフィルタであり、フィルタ２０－８のカットオフ周波数は８ｋＨｚである。フィルタ２０－８は、増幅音信号Ｓ４ａのうち、８ｋＨｚよりも低い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ４ｂを生成する。
【0067】
信号経路ＳＬ４２と信号経路ＳＬ４３との分岐点Ｊ４ｂからスピーカー１０－５Ｂに至るまでの間において、フィルタは設けられていない。右後ドア１４４には、ツイーターであるスピーカー１０－４Ｂと、ウーファーであるスピーカー１０－５Ｂとが配置されているが、スコーカーは配置されていない。このため、スコーカーの再生周波数帯域とウーファーの再生周波数帯域とを分離するためのフィルタは不要であり、スピーカー１０－５Ｂの前段にフィルタは設けられていない。
【0068】
分岐点Ｊ４ｂからスピーカー１０－６に至るまでの間には、フィルタ２０－９Ｂが設けられている。フィルタ２０－９Ｂは１次のＬＲローパスフィルタであり、フィルタ２０－９Ｂのカットオフ周波数は、３２０Ｈｚである。フィルタ２０－９Ｂは、増幅音信号Ｓ４ａのうち、３２０Ｈｚよりも高い周波数を有する周波数成分を減衰させることにより、音信号Ｓ４ｃを生成する。
【0069】
なお、フィルタ２０の各々のフィルタは、上記構成例に限定されない。フィルタ２０－１、フィルタ２０－４、フィルタ２０－７、及びフィルタ２０－８の各々は、２次以上のハイパスフィルタであってもよい。また、フィルタ２０－１、フィルタ２０－４、フィルタ２０－７、及びフィルタ２０－８の各々のカットオフ周波数は、８ｋＨｚでなくてもよい。例えば、フィルタ２０－１、フィルタ２０－４、フィルタ２０－７、及びフィルタ２０－８の各々のカットオフ周波数は、８ｋＨｚプラスマイナスＫ％（例えば、２０％）の範囲内の周波数でもよい。
【0070】
また、フィルタ２０－２及びフィルタ２０－５の各々は、２次以上のハイパスフィルタであってもよい。また、フィルタ２０－２及びフィルタ２０－５の各々のカットオフ周波数は、４００Ｈｚでなくてもよい。例えば、フィルタ２０－２及びフィルタ２０－５の各々のカットオフ周波数は、４００ＨｚプラスマイナスＫ％（例えば、２０％）の範囲内の周波数でもよい。
【0071】
また、フィルタ２０－３及びフィルタ２０－６の各々は、２次以外のローパスフィルタであってもよい。また、フィルタ２０－３及びフィルタ２０－６の各々のカットオフ周波数は、４００Ｈｚでなくてもよい。例えば、フィルタ２０－３及びフィルタ２０－６の各々のカットオフ周波数は、４００ＨｚプラスマイナスＫ％（例えば、２０％）の範囲内の周波数でもよい。フィルタ２０－３及びフィルタ２０－６の各々のカットオフ周波数は、フィルタ２０－２及びフィルタ２０－５の各々のカットオフ周波数と等しいことが好ましい。
【0072】
また、フィルタ２０－９Ａ及びフィルタ２０－９Ｂの各々は、２次以上のローパスフィルタであってもよい。また、フィルタ２０－９Ａ及びフィルタ２０－９Ｂの各々のカットオフ周波数は、３２０Ｈｚでなくてもよい。例えば、フィルタ２０－９Ａ及びフィルタ２０－９Ｂの各々のカットオフ周波数は、３２０ＨｚプラスマイナスＫ％（例えば、２０％）であってもよい。
【0073】
以下、図５を参照することにより、音信号処理装置５０－１の構成について説明する。なお、音信号処理装置５０－２～５０－４の構成は、音信号処理装置５０－１の構成と同じであるので、音信号処理装置５０－２～５０－４についての説明は省略される。
【0074】
図５は、第１実施形態に係る音信号処理装置５０－１の一例を示す構成図である。音信号処理装置５０－１は、１又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。１又は複数のＣＰＵは、１又は複数のプロセッサの一例である。処理装置、プロセッサ、及びＣＰＵの各々は、コンピュータの一例である。
【0075】
音信号処理装置５０－１は、記憶装置３０からプログラムｐ１を読み取る。音信号処理装置５０－１は、プログラムｐ１を実行することによって、調整部５１、ＨＰＦ（High Pass Filter：ハイパスフィルタ）５２、制限部５３、ＬＰＦ（Low Pass Filter：ローパスフィルタ）５４、及び合成部５５として機能する。調整部５１、ＨＰＦ５２、制限部５３、ＬＰＦ５４、及び合成部５５の少なくとも１つは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の回路により実現されてもよい。調整部５１は、音信号処理装置５０－１の外部要素でもよい。また、調整部５１は省略されてもよい。
【0076】
音信号処理装置５０－１は、アンプ６０－１においてクリップが発生しない音信号を、出力音信号Ｓ１として生成する。音信号処理装置５０－１は、入力音信号ｄ１に基づいて出力音信号Ｓ１を生成する。
【0077】
合成部５５は、低域音信号ｄ４と高域音信号ｄ２とを合成することにより出力音信号Ｓ１を生成する。
【0078】
調整部５１は、左前音信号ａ１－ＬＦの振幅を調整することによって、入力音信号ｄ１を生成する。例えば、調整部５１は、ユーザの音量操作に応じて、左前音信号ａ１－ＬＦの振幅を調整することによって、入力音信号ｄ１を生成する。
【0079】
操作部２がユーザから音量を増加する操作を受け取ると、調整部５１は、左前音信号ａ１－ＬＦの振幅を増大する。例えば、音量を増加する操作が、左前音信号ａ１－ＬＦの低音成分のみを増幅する操作である場合、調整部５１は、左前音信号ａ１－ＬＦの低音成分の振幅を増大しつつ、左前音信号ａ１－ＬＦの高音成分の振幅を維持することによって、入力音信号ｄ１を生成する。
【0080】
操作部２がユーザから音量を減少する操作を受け取ると、調整部５１は、左前音信号ａ１－ＬＦの振幅を減少する。例えば、音量を減少する操作が、左前音信号ａ１－ＬＦの低音成分のみを減少する操作である場合、調整部５１は、左前音信号ａ１－ＬＦの低音成分の振幅を減少しつつ、左前音信号ａ１－ＬＦの高音成分の振幅を維持することによって、入力音信号ｄ１を生成する。
【0081】
調整部５１は、車両１００の状態に応じて左前音信号ａ１－ＬＦの振幅を調整することによって、入力音信号ｄ１を生成してもよい。車両１００の状態は、例えば、車両１００の速度の状態、または車両１００の加速度の状態である。例えば、車両１００の加速度が大きいほど、調整部５１は、左前音信号ａ１－ＬＦの振幅を大きくする。車両１００の速度が大きいほど、調整部５１は、左前音信号ａ１－ＬＦの振幅を大きくしてもよい。左前音信号ａ１－ＬＦの振幅が調整されない場合、調整部５１は、左前音信号ａ１－ＬＦを入力音信号ｄ１として出力する。
【0082】
入力音信号ｄ１は、低域周波数成分と、高域周波数成分とを含んでいる。低域周波数成分は、ＨＰＦ５２のカットオフ周波数未満の周波数を有する成分である。高域周波数成分は、ＬＰＦ５４のカットオフ周波数以上の周波数を有する成分である。低域周波数成分で構成される信号の振幅は、高域周波数成分で構成される信号の振幅よりも大きい。
【0083】
ＨＰＦ５２は、２次のＩＩＲフィルタ（Infinite Impulse Response Filter）である。ＨＰＦ５２は、２次のＩＩＲフィルタに限らず、例えば、１次のＩＩＲフィルタまたは３次のＩＩＲフィルタでもよい。ＨＰＦ５２は、ＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response Filter）のようなＩＩＲフィルタとは異なるデジタルフィルタでもよい。
【0084】
ＨＰＦ５２のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数と同じ周波数に設定される。ＨＰＦ５２のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数とは異なる周波数であってもよい。例えば、ＨＰＦ５２のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数のプラスマイナスＥ％の範囲内の周波数でもよい。Ｅ％は、例えば、２０％である。Ｅ％は、２０％に限らず、例えば、２０％よりも小さい値でもよいし、２０％よりも大きい値でもよい。
【0085】
ＨＰＦ５２は、入力音信号ｄ１から低域周波数成分を除去することにより高域音信号ｄ２を生成する。
【0086】
制限部５３は、第１音信号ｄ３を出力する。第１音信号ｄ３は、入力音信号ｄ１にアンプ６０－１のゲインＧを乗じた信号が、アンプ６０－１においてクリップされない範囲となるように、入力音信号ｄ１の振幅を制限した信号である。言い換えると、制限部５３は、アンプ６０－１から出力される増幅音信号Ｓ１ａがクリップされるクリップ電圧に対応する基準値を超えないように入力音信号ｄ１を振幅制限することにより第１音信号ｄ３を出力する。
【0087】
【0088】
図５に示される制限部５３について観点を変えると、制限部５３は、基準値を超えないように入力音信号ｄ１を振幅制限することによって、アンプ６０－１において増幅音信号Ｓ１ａがクリップされることを阻止する。即ち、制限部５３は、基準値を超えないように入力音信号ｄ１を振幅制限することによって、出力音信号Ｓ１の電圧レベルを、アンプ６０－１においてクリップされない増幅音信号Ｓ１ａを生成する電圧レベルに制限する。
【0089】
アンプ６０－１において増幅音信号Ｓ１ａがクリップされない電圧レベルは、アンプ６０－１のクリップ電圧を超えない電圧レベルである。アンプ６０－１においてクリップされない電圧レベルは、アンプ６０－１において増幅音信号Ｓ１ａがクリップされる電圧レベルとは異なる電圧レベルとも表現される。
【0090】
基準値は、アンプ６０－１において増幅音信号Ｓ１ａがクリップされないように予め定められる。なお、基準値の増大に応じて、出力音信号Ｓ１の振幅は増大する。基準値の減少に応じて、出力音信号Ｓ１の振幅は減少する。
【0091】
基準値は、例えば、アンプ６０－１のクリップ電圧とアンプ６０－１のゲインＧとに基づいて予め定められる値である。アンプ６０－１のクリップ電圧とアンプ６０－１のゲインＧとに基づいて、アンプ６０－１に入力されてもアンプ６０－１において増幅音信号Ｓ１ａがクリップされない信号の最大振幅が定まる。例えば、アンプ６０－１のクリップ電圧をアンプ６０－１のゲインＧで除することによって、アンプ６０－１に入力されてもアンプ６０－１において増幅音信号Ｓ１ａがクリップされない信号の最大振幅が定まる。以下、アンプ６０－１に入力されてもアンプ６０－１において増幅音信号Ｓ１ａがクリップされない信号の最大振幅を「第１最大振幅」と称する。
【0092】
基準値は、例えば、出力音信号Ｓ１の最大振幅を、「第１最大振幅」未満に制限する値である。一例を挙げると、基準値は、出力音信号Ｓ１の最大振幅を、「第１最大振幅」のＦ％の振幅に制限する値である。Ｆ％は、例えば、８０％である。Ｆ％は、８０％に限らず、８０％よりも小さい値（例えば７０％）でもよいし、８０％よりも大きい値（例えば、８５％）でもよい。例えば、入力音信号ｄ１における高域周波数成分の振幅の推定値を、入力音信号ｄ１における低域周波数成分の振幅の推定値で除することによって得られる値が大きいほど、Ｆ％は小さくてもよい。なお、入力音信号ｄ１における高域周波数成分の振幅の推定値と、入力音信号ｄ１における低域周波数成分の振幅の推定値は、入力音信号ｄ１のサンプルに基づいて、予め定められる。
【0093】
また、後述するように、出力音信号Ｓ１は、ＨＰＦ５２によって生成される高域音信号ｄ２が、ＬＰＦ５４によって生成される低域音信号ｄ４と、合成部５５において合成されることによって生成される。低域音信号ｄ４は、制限部５３が生成した第１音信号ｄ３から高域周波数成分を除去することによって生成される。
【0094】
このため、例えばＬＰＦ５４のゲインと合成部５５のゲインの各々が「１倍」である場合、基準値は、出力音信号Ｓ１の最大振幅を、「第１最大振幅」から高域音信号ｄ２の振幅の推定値を差し引くことによって得られる振幅に制限する値でもよい。高域音信号ｄ２の振幅の推定値は、高域音信号ｄ２のサンプルに基づいて、予め定められる。
【0095】
基準値は、プログラムｐ１に予め設定される。制限部５３は、予め設定された基準値を超えないように入力音信号ｄ１を振幅制限することによって、第１音信号ｄ３を生成する。制限部５３が入力音信号ｄ１を振幅制限すると、アンプ６０－１では、増幅音信号Ｓ１ａがクリップ電圧でクリップされない。
【0096】
制限部５３が入力音信号ｄ１を振幅制限することによって第１音信号ｄ３を生成すると、第１音信号ｄ３は、振幅制限に伴う高調波を含んでしまう。制限部５３での振幅制限に伴う高調波は、第１音信号ｄ３の高調波である。仮に、制限部５３での振幅制限に伴う高調波が、アンプ６０－１を介してスピーカー１０－１Ａに供給されると、スピーカー１０－１Ａはノイズを出力してしまう。
【0097】
ＬＰＦ５４は、２次のＩＩＲフィルタである。ＬＰＦ５４は、２次のＩＩＲフィルタに限らず、例えば、１次のＩＩＲフィルタまたは３次のＩＩＲフィルタでもよい。ＬＰＦ５４は、ＦＩＲフィルタのようなＩＩＲフィルタとは異なるデジタルフィルタでもよい。
【0098】
ＬＰＦ５４のカットオフ周波数は、ＨＰＦ５２のカットオフ周波数と同じ周波数である。ＬＰＦ５４のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数と同じ周波数である。ＬＰＦ５４のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数と異なる周波数であってもよい。例えば、ＬＰＦ５４のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数のプラスマイナスＥ％（例えば、２０％）の範囲内の周波数でもよい。
【0099】
ＬＰＦ５４は、制限部５３が生成した第１音信号ｄ３の高域周波数成分を除去することにより低域音信号ｄ４を生成する。即ち、ＬＰＦ５４は、第１音信号ｄ３から、制限部５３での振幅制限に伴う高調波を除去する。
【0100】
ＬＰＦ５４は、第１音信号ｄ３から、制限部５３での振幅制限に伴う高調波に加えて、入力音信号ｄ１に含まれていた高域音信号ｄ２も除去してしまう。このため、低域音信号ｄ４は、制限部５３での振幅制限に伴う高調波と、入力音信号ｄ１に含まれていた高域音信号ｄ２と、の両方を有さない。
【0101】
合成部５５は、ＨＰＦ５２が生成した高域音信号ｄ２と、ＬＰＦ５４が生成した低域音信号ｄ４とを合成することによって、出力音信号Ｓ１を生成する。即ち、合成部５５は、低域音信号ｄ４が有していない高域音信号ｄ２を、低域音信号ｄ４に加算することによって、出力音信号Ｓ１を生成する。このため、出力音信号Ｓ１は、ＬＰＦ５４によって除去された高域音信号ｄ２を含む。さらに言えば、出力音信号Ｓ１は、アンプ６０－１においてクリップされない第１音信号ｄ３を生成する電圧レベルを有する信号である。合成部５５は、出力音信号Ｓ１をアンプ６０－１に供給する。
【0102】
アンプ６０－１は、出力音信号Ｓ１を増幅することによって、増幅音信号Ｓ１ａを生成する。アンプ６０－１が出力音信号Ｓ１を増幅する状況では、アンプ６０－１においてクリップは発生しない。このため、アンプ６０－１においてクリップに伴う高調波は発生しない。よって、増幅音信号Ｓ１ａは、クリップに伴う高調波を含まない。アンプ６０－１は、増幅音信号Ｓ１ａをフィルタ２０－１、２０－２、及び２０－３を介して、それぞれスピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａに供給する。
【0103】
スピーカー１０－１Ａは、増幅音信号Ｓ１ａのうち高音域の成分に応じた音を放音する。前述したように、フィルタ２０－１は、１次のＣＲハイパスフィルタであり、クリップに伴う高調波を除去するためのフィルタではない。フィルタ２０－１を通過した後の音信号Ｓ１ｂは、クリップに伴う高調波を含まないため、スピーカー１０－１Ａは、クリップに伴う高調波に起因するノイズを放音しない。このため、スピーカー１０－１Ａからの出力音に含まれるノイズ成分は低減される。スピーカー１０－２Ａは、増幅音信号Ｓ１ａのうち中音域の成分である音信号Ｓ１ｃに応じた音を放音する。スピーカー１０－３Ａは、増幅音信号Ｓ１ａのうち低音域の成分である音信号Ｓ１ｄに応じた音を放音する。
【0104】
Ａ２：動作の説明
以下、図７を参照しながら、音響システム１の動作を説明する。図７は、図１の音響システム１の動作の一例を示すフローチャートである。図７は、特に音信号処理装置５０－１及びアンプ６０－１の動作に関する。音信号処理装置５０－２及びアンプ６０－２の動作、音信号処理装置５０－３及びアンプ６０－３の動作、並びに音信号処理装置５０－４及びアンプ６０－４動作に関しては、図７に示した動作に準ずる。
以下、図７を参照しながら、音響システム１の動作を説明する。図７は、図１の音響システム１の動作の一例を示すフローチャートである。図７は、特に音信号処理装置５０－１及びアンプ６０－１の動作に関する。音信号処理装置５０－２及びアンプ６０－２の動作、音信号処理装置５０－３及びアンプ６０－３の動作、並びに音信号処理装置５０－４及びアンプ６０－４動作に関しては、図７に示した動作に準ずる。
【0105】
ステップＳ１０１において、音信号処理装置５０－１は、調整部５１として機能することにより、ユーザの操作に応じて音信号ａ１の振幅を調整することによって、入力音信号ｄ１を生成する。
【0106】
続いて、ステップＳ１０２において、音信号処理装置５０－１は、ＨＰＦ５２として機能することにより、入力音信号ｄ１から低域周波数成分を除去することによって高域音信号ｄ２を生成する。なお、ステップＳ１０２は、後述するステップＳ１０３と後述するステップＳ１０５との間において実行されてもよい。
【0107】
続いて、ステップＳ１０３において、音信号処理装置５０－１は、制限部５３として機能することにより、基準値を超えないように入力音信号ｄ１を振幅制限することによって第１音信号ｄ３を生成する。制限部５３が生成する第１音信号ｄ３には、制限部５３での振幅制限に伴う高調波が含まれる。
【0108】
続いて、ステップＳ１０４において、音信号処理装置５０－１は、ＬＰＦ５４として機能することにより、第１音信号ｄ３から高域周波数成分を除去することによって低域音信号ｄ４を生成する。低域音信号ｄ４は、制限部５３での振幅制限に伴う高調波と、入力音信号ｄ１に含まれていた高域音信号ｄ２との両方を含まない。
【0109】
続いて、ステップＳ１０５において、音信号処理装置５０－１は、合成部５５として機能することにより、ＨＰＦ５２が生成した高域音信号ｄ２と、ＬＰＦ５４が生成した低域音信号ｄ４と、を合成することによって、出力音信号Ｓ１を生成する。このため、出力音信号Ｓ１は、ＬＰＦ５４によって除去された高域音信号ｄ２を含んでいる。また、出力音信号Ｓ１は、アンプ６０－１においてクリップが生じない電圧レベルを有している。
【0110】
続いて、ステップＳ１０６において、音信号処理装置５０－１は、合成部５５として機能することにより、出力音信号Ｓ１をアンプ６０－１に供給する。
【0111】
続いて、ステップＳ１０７において、アンプ６０－１は、出力音信号Ｓ１を増幅することによって増幅音信号Ｓ１ａを生成する。アンプ６０－１において増幅音信号Ｓ１ａはクリップされない。このため、増幅音信号Ｓ１ａは、クリップに伴う高調波を含まない。
【0112】
続いて、ステップＳ１０８において、アンプ６０－１は、増幅音信号Ｓ１ａをフィルタである２０－１、２０－２、及び２０－３を介して、それぞれスピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａに供給する。
【0113】
続いて、ステップＳ１０９においてスピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａは、増幅音信号Ｓ１ａに基づく音を放音する。増幅音信号Ｓ１ａは、クリップに伴う高調波を含まない。このため、クリップに伴う高調波に起因するノイズは、スピーカー１０－１Ａから放音されない。よって、スピーカー１０－１Ａからの出力音に含まれるノイズ成分は低減される。
【0114】
Ａ３：第１実施形態のまとめ
以上説明したように、音響システム１は、音信号処理装置５０－１と、アンプ６０－１とを備える。音信号処理装置５０－１は、入力音信号ｄ１に基づいて出力音信号Ｓ１を生成する。アンプ６０－１は、出力音信号Ｓ１を増幅音信号Ｓ１ａに増幅し、フィルタ２０－１、２０－２、及び２０－３のそれぞれを介して、増幅音信号Ｓ１ａをスピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａにそれぞれ供給する。
以上説明したように、音響システム１は、音信号処理装置５０－１と、アンプ６０－１とを備える。音信号処理装置５０－１は、入力音信号ｄ１に基づいて出力音信号Ｓ１を生成する。アンプ６０－１は、出力音信号Ｓ１を増幅音信号Ｓ１ａに増幅し、フィルタ２０－１、２０－２、及び２０－３のそれぞれを介して、増幅音信号Ｓ１ａをスピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａにそれぞれ供給する。
【0115】
音信号処理装置５０－１は、制限部５３と、ＬＰＦ５４と、ＨＰＦ５２と、合成部５５と、を含む。制限部５３は、入力音信号ｄ１にアンプ６０－１のゲインＧを乗じた信号が、アンプ６０－１においてクリップされない範囲となるように、入力音信号ｄ１の振幅を制限した第１音信号ｄ３を出力する。
【0116】
ＬＰＦ５４は、第１音信号ｄ３の高域周波数成分を除去することにより低域音信号ｄ４を生成する。ＨＰＦ５２は、入力音信号ｄ１から低域周波数成分を除去することにより高域音信号ｄ２を生成する。合成部５５は、低域音信号ｄ４と高域音信号ｄ２とを合成することにより出力音信号Ｓ１を生成する。
【0117】
第１実施形態に係る音響システム１によれば、音信号処理装置５０－１において、入力音信号ｄ１にアンプ６０－１のゲインＧを乗じた信号がアンプ６０－１においてクリップされない範囲となるように、入力音信号ｄ１の振幅が制限される。従って、ウーファー使用時に生じ易いアンプ６０－１における音信号のクリップが抑制され、音信号のクリップに起因する高周波ノイズの発生が抑制される。その結果、高周波ノイズがスピーカー１０－１Ａから放音されることが抑制される。このように、高周波ノイズが抑制されるため、高域の特性に優れたスピーカー１０－１Ａの使用が可能となる。また、音信号のクリップが抑制されるため、低域の特性に優れたスピーカー１０－３Ａの使用が可能となる。従って、スピーカー１０－１Ａの高域の特性及びスピーカー１０－３Ａの低域の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現できる。
【0118】
なお、第１実施形態において、スピーカー１０－１Ａ、１０－１Ｂ、１０－４Ａ、及び１０－４Ｂは「ツイーター」の一例であり、スピーカー１０－３Ａ、１０－３Ｂ、１０－５Ａ、及び１０－５Ｂは「ウーファー」の一例であり、ＬＰＦ５４は「ローパスフィルタ」の一例であり、ＨＰＦ５２は「ハイパスフィルタ」の一例である。また、スピーカー１０－２Ａ及び１０－２Ｂは「スコーカー」の一例であり、スピーカー１０－６は「サブウーファー」の一例である。
【0119】
また、アンプ６０－１及び音信号処理装置５０－１は、車載用オーディオ装置である。
【0120】
この構成によれば、アンプ６０－１の電源電圧１２Ｖ、２４Ｖ等であり、一般的な家庭用電源の電圧である１００Ｖよりも低い。そのため、アンプ６０－１において音信号のクリップが生じ易い。このため、高周波ノイズが発生し易い状況となるが、音信号処理装置５０－１の動作により、高周波ノイズがツイーターから放音されることが抑制される。従って、ツイーターの高域の特性及びウーファーの低域の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現できる。
【0121】
また、音響システム１において、３つのスピーカーの組合せは、ツイーター、スコーカー、及びウーファーである。
【0122】
この構成によれば、高周波ノイズがツイーターから放音されることを抑制しつつ、ツイーターの高域の特性、スコーカーの中域の特性、及びウーファーの重低音の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現できる。
【0123】
また、音響システム１において、３つのスピーカーの組合せは、ツイーター、ウーファー、及びサブウーファーである。
【0124】
この構成によれば、高周波ノイズがツイーターから放音されることを抑制しつつ、ツイーターの高域の特性、ウーファーの低域の特性、及びサブウーファーの低域の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現できる。
【0125】
また、音響システム１は、音響処理装置４０－１～４０－４を備え、音響処理装置４０－１～４０－４の各々は、音信号処理装置５０－１～５０－４と、アンプ６０－１～６０－４とを備える。音信号処理装置５０－１～５０－４は、入力音信号ｄ１に基づいて出力音信号を生成する。アンプ６０－１～６０－４は、出力音信号を増幅音信号に増幅する。
【0126】
音信号処理装置５０－１～５０－４は、制限部５３と、ＬＰＦ５４と、ＨＰＦ５２と、合成部５５と、を含む。制限部５３は、入力音信号ｄ１にアンプ６０－１～６０－４のゲインＧを乗じた信号が、アンプ６０－１～６０－４においてクリップされない範囲となるように、入力音信号ｄ１の振幅を制限した第１音信号ｄ３を出力する。ＬＰＦ５４は、第１音信号ｄ３の高域周波数成分を除去することにより低域音信号ｄ４を生成する。ＨＰＦ５２は、入力音信号ｄ１から低域周波数成分を除去することにより高域音信号ｄ２を生成する。合成部５５は、低域音信号ｄ４と高域音信号ｄ２とを合成することにより出力音信号Ｓ１を生成する。
【0127】
アンプ６０－１から出力される増幅音信号Ｓ１ａは、スピーカー１０－１Ａ、１０－２Ａ、及び１０－３Ａにそれぞれ供給される。アンプ６０－２から出力される増幅音信号Ｓ２ａは、スピーカー１０－１Ｂ、１０－２Ｂ、及び１０－３Ｂにそれぞれ供給される。アンプ６０－３から出力される増幅音信号Ｓ３ａは、スピーカー１０－４Ａ、１０－５Ａ、及び１０－６にそれぞれ供給される。アンプ６０－４から出力される増幅音信号Ｓ４ａは、スピーカー１０－４Ｂ、１０－５Ｂ、及び１０－６にそれぞれ供給される。
【0128】
この構成によれば、高周波ノイズがツイーターであるスピーカー１０－１Ａ、１０－１Ｂ、１０－４Ａ、及び１０－４Ｂから放音されることを抑制しつつ、４つのアンプ６０－１～６０－４で１１個のスピーカーが駆動できる。その結果、低コスト且つ上質感のあるオーディオを実現することができる。
【0129】
Ｂ：変形例
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。具体的な変形の態様を以下に例示する。また、以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内において適宜併合され得る。なお、以下に例示する変形例において、作用や機能が前述の実施形態と同等である要素については、以上の説明において使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜省略する。
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。具体的な変形の態様を以下に例示する。また、以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内において適宜併合され得る。なお、以下に例示する変形例において、作用や機能が前述の実施形態と同等である要素については、以上の説明において使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜省略する。
【0130】
Ｂ１：第１変形例
以下、図８～図９を参照しつつ、第１変形例に係る音響システムについて説明する。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、第１実施形態と同一の構成要素に対しては、同一の符号を用いると共に、その機能の説明を省略することがある。また、以下の説明では、説明の簡略化のため、主として第１変形例が、第１実施形態に比較して相違する点について説明する。
以下、図８～図９を参照しつつ、第１変形例に係る音響システムについて説明する。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、第１実施形態と同一の構成要素に対しては、同一の符号を用いると共に、その機能の説明を省略することがある。また、以下の説明では、説明の簡略化のため、主として第１変形例が、第１実施形態に比較して相違する点について説明する。
【0131】
Ｂ１：検出装置の構成
図８は、第１変形例に係る音信号処理装置５０－１Ａの一例を示す構成図である。音信号処理装置５０－１Ａは、記憶装置３０Ａからプログラムｐ２を読み取る。音信号処理装置５０－１Ａは、プログラムｐ２を実行することによって、調整部５１、制限部５３、ＬＰＦ５４、合成部５５、ＬＰＦ５６、及びＨＰＦ５８として機能する。ＨＰＦ５８は、ＨＰＦ５２及びＨＰＦ５７を含んでいる。調整部５１、制限部５３、ＬＰＦ５４、合成部５５、ＬＰＦ５６、及びＨＰＦ５８の少なくとも１つは、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ等の回路により実現されてもよい。
図８は、第１変形例に係る音信号処理装置５０－１Ａの一例を示す構成図である。音信号処理装置５０－１Ａは、記憶装置３０Ａからプログラムｐ２を読み取る。音信号処理装置５０－１Ａは、プログラムｐ２を実行することによって、調整部５１、制限部５３、ＬＰＦ５４、合成部５５、ＬＰＦ５６、及びＨＰＦ５８として機能する。ＨＰＦ５８は、ＨＰＦ５２及びＨＰＦ５７を含んでいる。調整部５１、制限部５３、ＬＰＦ５４、合成部５５、ＬＰＦ５６、及びＨＰＦ５８の少なくとも１つは、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ等の回路により実現されてもよい。
【0132】
ＬＰＦ５６は「第１ローパスフィルタ」の一例である。ＬＰＦ５６は、２次のＩＩＲフィルタである。ＬＰＦ５６は、２次のＩＩＲフィルタに限らず、例えば、１次のＩＩＲフィルタ又は３次のＩＩＲフィルタでもよい。ＬＰＦ５６は、ＦＩＲフィルタのようなＩＩＲフィルタとは異なるデジタルフィルタでもよい。
【0133】
ＬＰＦ５６のカットオフ周波数は、ＨＰＦ５２のカットオフ周波数及びＬＰＦ５４のカットオフ周波数と等しい。ＬＰＦ５６のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数と同じである。ＬＰＦ５６のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数と異なってもよい。例えば、ＬＰＦ５６のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数のプラスマイナスＥ％（例えば、２０％）の範囲内の周波数でもよい。
【0134】
ＬＰＦ５６は、入力音信号ｄ１から高域周波数成分を除去することによってフィルタ出力信号ｇ１を生成する。
【0135】
第１変形例の制限部５３は、増幅装置６０から出力される増幅音信号がクリップされるクリップ電圧に対応する基準値を超えないようにフィルタ出力信号ｇ１を振幅制限することによって第２音信号ｇ２を生成する。第２音信号ｇ２は、制限部５３での振幅制限に起因する高調波を含む。この高調波は、第２音信号ｇ２の高調波である。
【0136】
第１変形例のＬＰＦ５４は、第２ローパスフィルタの一例である。第１変形例のＬＰＦ５４は、第２音信号ｇ２から高域周波数成分を除去することによって低域音信号ｇ３を生成する。低域音信号ｇ３は、第２音信号ｇ２から、制限部５３での振幅制限に起因する高調波が除去された信号である。また、ＬＰＦ５６が入力音信号ｄ１から高域周波数成分を除去するため、低域音信号ｇ３は、入力音信号ｄ１に含まれる高域音信号ｄ２を含まない。
【0137】
ＨＰＦ５７は、２次のＩＩＲフィルタである。ＨＰＦ５７は、２次のＩＩＲフィルタに限らず、例えば、１次のＩＩＲフィルタまたは３次のＩＩＲフィルタでもよい。ＨＰＦ５７は、ＦＩＲフィルタのようなＩＩＲフィルタとは異なるデジタルフィルタでもよい。
【0138】
ＨＰＦ５７のカットオフ周波数は、ＨＰＦ５２のカットオフ周波数、ＬＰＦ５４のカットオフ周波数、およびＬＰＦ５６のカットオフ周波数と同じである。ＨＰＦ５７のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数と同じである。ＨＰＦ５７のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数と異なってもよい。例えば、ＨＰＦ５７のカットオフ周波数は、スピーカー１０－１Ａとスピーカー１０－２Ａとのクロスオーバー周波数のプラスマイナスＥ％（例えば、２０％）の範囲内の周波数でもよい。
【0139】
ＨＰＦ５７は、ＨＰＦ５２が生成した高域音信号ｄ２から低域周波数成分を除去することによって高域音信号ｇ４を生成する。
【0140】
ＨＰＦ５８は、ＨＰＦ５２とＨＰＦ５７とを含む。このため、ＨＰＦ５８のカットオフ周波数は、ＬＰＦ５４のカットオフ周波数およびＬＰＦ５６のカットオフ周波数と同じである。ＨＰＦ５２とＨＰＦ５７の各々が２次のＩＩＲフィルタであるため、ＨＰＦ５８における位相に関する次数は４次である。ＨＰＦ５８は、入力音信号ｄ１から低域周波数成分を除去することによって高域音信号ｇ４を生成する。
【0141】
第１変形例の合成部５５は、ＨＰＦ５８が生成した高域音信号ｇ４と、ＬＰＦ５４が生成した低域音信号ｇ３と、を合成することによって、出力音信号Ｓ１を生成する。このため、出力音信号Ｓ１は、ＬＰＦ５６によって除去された高域音信号ｇ４を含む。さらに言えば、出力音信号Ｓ１は、増幅装置６０においてクリップが発生しない電圧レベルを有する信号である。合成部５５は、出力音信号Ｓ１を増幅装置６０に供給する。
【0142】
図９は、図８の音響システム１Ａの動作の一例を示すフローチャートである。図９は、特に音信号処理装置５０－１及びアンプ６０－１の動作に関する。図９において、図７に示される処理と同一の処理には同一の符号が付してある。以下、図７に示される処理と異なる処理を中心に説明する。音信号処理装置５０－２及びアンプ６０－２の動作、音信号処理装置５０－３及びアンプ６０－３の動作、並びに音信号処理装置５０－４及びアンプ６０－４動作に関しては、図９に示した動作に準ずる。
【0143】
ステップＳ１０１に続くステップＳ２０１において、音信号処理装置５０－１は、ＨＰＦ５８として機能することにより、入力音信号ｄ１から低域周波数成分を除去することによって高域音信号ｇ４を生成する。なお、ステップＳ２０１は、後述するステップＳ２０２と後述するステップＳ２０５との間で実行されてもよい。
【0144】
続いて、ステップＳ２０２において、音信号処理装置５０－１は、ＬＰＦ５６として機能することにより、入力音信号ｄ１から高域周波数成分を除去することによってフィルタ出力信号ｇ１を生成する。
【0145】
続いて、ステップＳ２０３において、音信号処理装置５０－１は、制限部５３として機能することにより、基準値を超えないようにフィルタ出力信号ｇ１を振幅制限することによって、第２音信号ｇ２を生成する。第２音信号ｇ２には、制限部１０３での振幅制限に伴う高調波が含まれる。
【0146】
続いて、ステップＳ２０４において、音信号処理装置５０－１は、ＬＰＦ５４として機能することにより、第２音信号ｇ２から高域周波数成分を除去することによって低域音信号ｇ３を生成する。低域音信号ｇ３は、制限部５３での振幅制限に伴う高調波と、入力音信号ｄ１に含まれる高域音信号ｇ４と、の両方を含まない。
【0147】
続いて、ステップＳ２０５において、音信号処理装置５０－１は、合成部５５として機能することにより、ＨＰＦ５８が生成した高域音信号ｇ４と、ＬＰＦ１０４が生成した低域音信号ｇ３とを合成することによって、出力音信号Ｓ１を生成する。以下、ステップＳ１０６からステップＳ１０９が実行される。以下、ステップＳ１０６からステップＳ１０９までの処理については説明を省略する。
【0148】
Ｂ２：第２変形例
上記実施形態において、制限部５３の基準値は、出力音信号Ｓ１の最大振幅を、「第１最大振幅」から高域音信号ｄ２の振幅の推定値を差し引くことによって得られる振幅に制限する値でもよい旨を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、高域音信号ｄ２の振幅をリアルタイムで検出してもよい。制限部５３の基準値は、出力音信号Ｓ１の最大振幅を、「第１最大振幅」から、検出された高域音信号ｄ２の振幅を差し引くことによって得られる振幅に制限する値でもよい。
上記実施形態において、制限部５３の基準値は、出力音信号Ｓ１の最大振幅を、「第１最大振幅」から高域音信号ｄ２の振幅の推定値を差し引くことによって得られる振幅に制限する値でもよい旨を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、高域音信号ｄ２の振幅をリアルタイムで検出してもよい。制限部５３の基準値は、出力音信号Ｓ１の最大振幅を、「第１最大振幅」から、検出された高域音信号ｄ２の振幅を差し引くことによって得られる振幅に制限する値でもよい。
【0149】
図１０は、第３変形例に係る音信号処理装置５０－１Ｂの一例を示す構成図である。図１０に示したように、音信号処理装置５０－１Ｂは、記憶装置３０Ｂからプログラムｐ３を読み取る。音信号処理装置５０－１Ｂは、プログラムｐ３を実行することによって、調整部５１、ＨＰＦ５２、制限部５３、ＬＰＦ５４、合成部５５、及び振幅検出部５９として機能する。振幅検出部５９は、高域音信号ｄ２の振幅をリアルタイムで検出し、検出結果を制限部５３に出力する。制限部５３は、検出結果に基づいて、基準値をリアルタイムで更新する。
【0150】
Ｃ：付記
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。
【0151】
本開示のひとつの態様（態様１）に係る音響システムは、入力音信号に基づいて出力音信号を生成する音信号処理装置と、前記出力音信号を増幅音信号に増幅し、前記増幅音信号を少なくともツイーター及びウーファーを含む３つのスピーカーにそれぞれ供給する増幅装置とを備え、前記音信号処理装置は、前記入力音信号に前記増幅装置のゲインを乗じた信号が、前記増幅装置においてクリップされない範囲となるように、前記入力音信号の振幅を制限した第１音信号を出力する制限部と、前記第１音信号の高域周波数成分を除去することにより低域音信号を生成するローパスフィルタと、前記入力音信号から低域周波数成分を除去することにより高域音信号を生成するハイパスフィルタと、前記低域音信号と前記高域音信号とを合成することにより前記出力音信号を生成する合成部と、を含む。
【0152】
この態様によれば、増幅装置における音信号のクリップを抑制し、高周波ノイズがツイーターから放音されることを抑制しつつ、ツイーターの高域の特性及びウーファーの低域の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現できる。
【0153】
本開示のひとつの態様（態様２）に係る音響システムにおいて、前記増幅装置及び前記音信号処理装置は、車載用オーディオ装置である。
【0154】
この態様によれば、増幅装置の電源電圧は１２Ｖ、２４Ｖ等であり、一般的な家庭用電源の電圧である１００Ｖよりも低いため、増幅装置において音信号のクリップが生じ易い。このため、高周波ノイズが発生し易い状況となるが、音信号処理装置の動作により、高周波ノイズがツイーターから放音されることを抑制しつつ、ツイーターの高域の特性及びウーファーの低域の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現できる。
【0155】
本開示のひとつの態様（態様３）に係る音響システムにおいて、前記３つのスピーカーの組合せは、ツイーター、スコーカー、及びウーファーである。
【0156】
この態様によれば、高周波ノイズがツイーターから放音されることを抑制しつつ、ツイーターの高域の特性、スコーカーの中域の特性、及びウーファーの低域の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現できる。
【0157】
本開示のひとつの態様（態様４）に係る音響システムにおいて、前記３つのスピーカーの組合せは、ツイーター、ウーファー、及びサブウーファーである。
【0158】
この態様によれば、高周波ノイズがツイーターから放音されることを抑制しつつ、ツイーターの高域の特性、ウーファーの低域の特性、及びサブウーファーの重低音の特性をそれぞれ活かした高品質の音を実現できる。
【0159】
本開示のひとつの態様（態様５）に係る音響システムは、第１乃至第４音響処理装置を備え、前記第１乃至第４音響処理装置の各々は、入力音信号に基づいて出力音信号を生成する音信号処理装置と、前記出力音信号を増幅音信号に増幅する増幅装置とを備え、前記音信号処理装置は、前記入力音信号に前記増幅装置のゲインを乗じた信号が、前記増幅装置においてクリップされない範囲となるように、前記入力音信号の振幅を制限した第１音信号を出力する制限部と、前記第１音信号の高域周波数成分を除去することにより低域音信号を生成するローパスフィルタと、前記入力音信号から低域周波数成分を除去することにより高域音信号を生成するハイパスフィルタと、前記低域音信号と前記高域音信号とを合成することにより前記出力音信号を生成する合成部と、を含み、前記第１音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第１ツイーター、第１スコーカー、及び第１ウーファーにそれぞれ供給され、前記第２音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第２ツイーター、第２スコーカー、及び第２ウーファーにそれぞれ供給され、前記第３音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第３ツイーター、第３ウーファー、及びサブウーファーにそれぞれ供給され、前記第４音響処理装置の増幅装置から出力される増幅音信号は、第４ツイーター、第４ウーファー、及び前記サブウーファーにそれぞれ供給される。
【0160】
この態様によれば、高周波ノイズがツイーターから放音されることを抑制しつつ、４つの増幅装置で１１個のスピーカーが駆動できる。その結果、低コスト且つ上質感のあるオーディオを実現することができる。
【符号の説明】
【0161】
１…音響システム、３…音源、１０，１０－１Ａ，１０－１Ｂ，１０－２Ａ，１０－２Ｂ，１０－３Ａ，１０－３Ｂ，１０－４Ａ，１０－４Ｂ，１０－５Ａ，１０－５Ｂ，１０－６…スピーカー、２０，２０－１，２０－２，２０－３，２０－４，２０－５，２０－６，２０－７，２０－８，２０－９Ａ，２０－９Ｂ…フィルタ、３０…記憶装置、４０，４０－１，４０－２，４０－３，４０－４…音響処理装置、５０，５０－１，５０－２，５０－３，５０－４…音信号処理装置、５２，５８…ＨＰＦ、５３…制限部、５４…ＬＰＦ、５５…合成部、６０…増幅装置、６０－１，６０－２，６０－３，６０－４…アンプ、１００…車両、ｄ１…入力音信号、ｄ２…高域音信号、ｄ３…第１音信号、ｄ４…低域音信号、Ｇ…ゲイン、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…出力音信号、Ｓ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ３ａ，Ｓ４ａ…増幅音信号。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】