CN108235187B - 啸声抑制设备和啸声抑制方法 - Google Patents

Abstract

本专利申请涉及一种啸声抑制设备和啸声抑制方法。一种啸声抑制设备，包括：设置在室内的第一扬声器和第二扬声器；以及声音信号生成器，其被配置为向第一扬声器提供基于麦克风的输出信号生成的第一声音信号，并且被配置为向第二扬声器提供基于麦克风的输出信号、使得从第一扬声器发出的声音的一部分或全部在麦克风处被从第二扬声器发出的声音抵消而生成的第二声音信号。

Description

啸声抑制设备和啸声抑制方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2016年12月13日申请的日本专利申请(第2016-241110号)、2017年3月24日申请的日本专利申请(第2017-58917号)以及2017年10月13日申请的日本专利申请(第2017-199529号)，所述日本专利申请的内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种抑制在车室等室内中发生啸声的技术。

背景技术

当驾驶员和坐在后座上的乘客在车辆行驶过程中进行对话时，由于道路噪音的影响，有时很难听到别人的声音。因此，已知对话支持设备通过放大由麦克风收集的声音并经由扬声器发出该声音来支持对话。此外，在对话支持设备中，如果从扬声器输出的声音被输入到麦克风，可能会发生啸声。因此，在传统的对话支持设备中，为了抑制啸声，有时使用回声消除(例如，JP-A-2012-195801)。

由于回声消除处理的处理负荷一般较高，所以在传统的对话支持设备中，从发声者进行发声到从扬声器发出所述发声时经过了一定的时间。当像这样出现延迟时间时，来自发声者的直达声和来自扬声器的延迟声音在彼此重叠的状态下被另一个人听到。因为这个原因，对方听到的声音就好像对话是在浴室里进行的。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而作出，其目的在于抑制啸声，并且使得容易听到车室等室内中的发声者的声音。

提供根据本发明的啸声抑制设备，其包括：

设置在室内的第一扬声器和第二扬声器；以及

声音信号生成器，其被配置为向第一扬声器提供基于麦克风的输出信号生成的第一声音信号，并且被配置为向第二扬声器提供基于麦克风的输出信号、使得从第一扬声器发出的声音的一部分或全部在麦克风处被从第二扬声器发出的声音抵消而生成的第二声音信号。

另外，提供根据本发明的啸声抑制方法，其包括：

向第一扬声器提供基于麦克风的输出信号生成的第一声音信号；以及

向第二扬声器提供使得从第一扬声器发出的声音的一部分或全部在麦克风处被从第二扬声器发出的声音抵消而生成的的第二声音信号。

附图说明

图1是安装有根据第一实施例的啸声抑制设备的车辆的平面图。

图2是车辆的侧视图。

图3是表示啸声抑制设备的电气结构的框图。

图4是用于说明对话中的啸声抑制设备的功能的图。

图5是图示出当由第一麦克风收集的声音呈正相和反相从第一扬声器和第二扬声器发出并且再次由第一麦克风收集时原始声音与再收集声音之间的频率特性差异的曲线图。

图6是图示出当由第二麦克风收集的声音呈正相和反相从第三扬声器和第四扬声器发出并且再次由第二麦克风收集时原始声音与再收集声音之间的频率特性差异的曲线图。

图7是用于说明当第一麦克风与第一扬声器之间的距离和第一麦克风与第二扬声器之间的距离不同时的差分时间的说明图。

图8是示出根据第二实施例的啸声抑制设备的结构示例的框图。

图9是示出根据第二实施例的啸声抑制设备的另一结构示例的框图。

图10是示出根据第三实施例的啸声抑制设备的结构示例的框图。

图11是示出根据第四实施例的啸声抑制设备的结构示例的框图。

图12是图示出由麦克风收集的原始声音与由麦克风再次收集的声音之间的频率特性差异的曲线图。

图13是示出根据第五实施例的啸声抑制设备的结构示例的框图。

图14是示出根据第六实施例的啸声抑制设备的结构示例的框图。

图15是示出根据第七实施例的啸声抑制设备的结构示例的框图。

图16是示出根据第七实施例的啸声抑制设备的另一结构示例的框图。

图17是示出根据变型的音频系统的结构的框图。

图18是示出根据变型的啸声抑制设备的示例的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明的实施例。在附图中，部件的尺寸和比例视情况与实际情况不同。以下描述的实施例是本发明的优选具体示例。为此，在本发明的实施例中，增加了技术上优选的各种限制。然而，本发明的范围不限于这些实施例，只要在下面的描述中对于本发明的限制没有特别的参考：

<1.第一实施例>

根据本发明实施例的啸声抑制设备100用于车辆C。图1是安装有根据本发明的第一实施例的啸声抑制设备100的车辆C的平面图，图2是车辆C的侧视图。

在车辆C的车室R中，除了啸声抑制设备100之外，还设置了矩形地配置的四个座椅51至54、顶棚6、右前门71、左前门72、右后门73以及左后门74。座椅51是驾驶员座椅，座椅52是副驾驶座椅，座椅53是右后座椅，且座椅54是左后座椅。座椅51至54各自由材料为布或皮的构件形成。为此，座椅51至54具有吸音性。座椅51至54面向同一方向。

啸声抑制设备100包括第一麦克风11和第二麦克风12、以及第一扬声器21、第二扬声器22、第三扬声器23和第四扬声器24。

设置有收集声音的第一声音收集部分(声音收集部分)的第一麦克风11(麦克风)将收集的声音转换为声音信号并将其输出。类似地设置有第二声音收集部分的第二麦克风12将收集的声音转换为声音信号并将其输出。虽然第一声音收集部分和第二声音收集部分可以具有任何收集声音的结构，但是例如防风结构对应于此。第一麦克风11起到收集坐在后排的座椅53和座椅54上的发声者的声音的作用。第一麦克风11设置在车室R的顶棚6上，且例如设置在室内灯附近。另一方面，第二麦克风12起到收集坐在座椅51和座椅52上的发声者的声音的作用。第二麦克风12设置在车室R的顶棚6上，例如，在地图灯附近。

在图1所示的示例中，第一麦克风11被设置为使得从第一扬声器21到第一麦克风11的距离和从第二扬声器22到第一麦克风11的距离彼此基本相等。此外，第一麦克风11被设置为使得从第三扬声器23到第一麦克风11的距离和从第四扬声器24到第一麦克风11的距离彼此基本相等。此外，第二麦克风12被设置为使得从第一扬声器21到第二麦克风12的距离和从第二扬声器22到第二麦克风12的距离彼此基本相等，并且另外被设置成使得从第三扬声器23到第二麦克风12的距离和从第四扬声器24到第二麦克风12的距离彼此基本相等。从麦克风到一个扬声器的距离优选在从麦克风到另一个扬声器的距离的70％到130％的范围内。

图3是示出啸声抑制设备100的电气结构的框图。啸声抑制设备100具备第一处理部分A和第二处理部分B，第一处理部分A使得在前排的座椅51和座椅52容易听到后排的座椅53和座椅54的发声，第二处理部分B使得在后排的座椅53和座椅54容易听到前排的座椅51和座椅52的发声。

第一处理部分A具备第一麦克风11、第一声音信号生成部分30A、第一扬声器21和第二扬声器22。第二处理部分B具备第二麦克风12、第二声音信号生成部分30B、第三扬声器23和第四扬声器24。第一声音信号生成部分30A和第二声音信号生成部分30B的结构相同。虽然下面将描述第一处理部分A，但是第二处理部分B具有与第一处理部分A类似的结构。

第一声音信号生成部分30A具备将从第一麦克风11输出的信号从模拟信号转换为数字信号并将其输出为第一输入声音信号M1(输入声音信号)的AD转换器(在下文中称为ADC)31A、第一信号处理部分Z1a，以及生成驱动第一扬声器21的第一声音信号S1和驱动第二扬声器22的第二声音信号S2的生成部分40A。

第一信号处理部分Z1a具备声音调节部分32，该声音调节部分32对从ADC 31A输出的第一输入声音信号M1进行声音调节以生成第一信号D1。声音调节部分32执行例如调节第一输入声音信号M1的频率特性和电平中的至少一个的处理。

此外，第一信号处理部分Z1a具备使第一信号D1反转的相位反转部分33。相位反转部分33生成第二信号D2，第二信号D2是其电平以第一信号D1的中心电平作为参考被反转的第一信号D1。在第二声音信号生成部分30B处，将通过对第二麦克风12的输出信号进行AD转换而获得的第二输入声音信号M2提供给第二信号处理部分Z2a。第二信号处理部分Z2a处理第二输入声音信号M2以生成第三信号D3和具有与第三信号D3相反的相位的第四信号D4。

声音调节部分32和相位反转部分33的功能由例如执行存储在存储器91中的预定程序的中央处理单元(CPU)或数字信号处理器(DSP)等处理器实现。这里，存储器91是例如半导体记录介质、磁记录介质或光记录介质之类的给定已知形式的记录介质，或者是作为这些记录介质的组合的记录介质。在本说明书中，“非瞬态”记录介质包括除暂时存储暂时传播信号的传输线之类的记录介质之外的所有计算机可读记录介质，并且不排除易失性存储器。

第一信号D1由DA转换器(在下文中称为DAC)34从数字信号转换为模拟信号，由放大器35放大，然后作为第一声音信号S1提供给第一扬声器21。另一方面，第二信号D2由DAC36从数字信号转换为模拟信号，由放大器37放大，然后作为第二声音信号S2提供给第二扬声器22。由于第二信号D2是被反转的第一信号D1，所以从第一扬声器21发出的声音和从第二扬声器22发出的声音的相位处于一个是正相并且另一个是反相的关系。

然后，在第二处理部分B，第二麦克风12将第二输入声音信号M2输出到第二声音信号生成部分30B。第二声音信号生成部分30B与第一声音信号生成部分30A类似地构成，并且具备ADC 31B、第二信号处理部分Z2a、生成部分40B和存储器91。可以与第一声音信号生成部分30A共享存储器91。第二信号处理部分Z2a生成第三信号D3和作为反相的第三信号D3的第四信号D4。生成部分40B基于第三信号D3生成正相的第三声音信号S3，并且将其输出到第三扬声器23。此外，生成部分40B基于第四信号D4生成反相的第四声音信号S4，并将其输出到第四扬声器24。生成部分40B的结构类似于生成部分40A。

现在假设如下情况：如图4所示，坐在座椅53上的用户U1和坐在座椅52上的用户U2进行对话。首先，在用户U1的语音被第一麦克风11收集并被第一声音信号生成部分30A处理之后，从第一扬声器21发出正相声音，并且从第二扬声器22发出反相声音。

当第一麦克风11所收集的声音为“X”，并且作为从第一扬声器21和第二扬声器22发出并返回到第一麦克风11以再次被收集的声音X的声音是“X'”时，图5所示的实线表示当从第一扬声器21和第二扬声器22发出的声音都是正相声音时，声音X与声音X'之间的频率特性的差异。另一方面，图5所示的虚线表示当从第一扬声器21发出正相声音并且从第二扬声器22发出反相声音时，声音X与声音X'之间的频率特性的差异。当如图5所示的频率特性的差异是正值时，从第一麦克风11、第一声音信号生成部分30A、第一扬声器21、第二扬声器22到第一麦克风11的路径的增益超过“1”，这导致放大。从图中显而易见，可以理解，与当从第一扬声器21和第二扬声器22发出正相声音时相比，当从第一扬声器21发出正相声音而从第二扬声器22发出反相声音时，在宽频带上不出现放大路径。从第一扬声器21发出的正相声音和从第二扬声器22发出的反相声音在第一麦克风11附近彼此抵消，从而抑制了啸声。

也就是说，第一声音信号生成部分30A向第一扬声器21提供基于第一麦克风11的输出信号而生成的第一声音信号S1，并且向第二扬声器22提供基于第一麦克风11的输出信号、使得从第一扬声器21发出的部分或所有声音在第一麦克风11处被从第二扬声器22发出的声音抵消而生成的的第二声音信号S2。

然后，在用户U2的声音被第二麦克风12收集并且被第二声音信号生成部分30B处理之后，从第三扬声器23发出正相声音，并且从第四扬声器24发出反相声音。

当第二麦克风12所收集的声音为“Y”，并且作为从第三扬声器23和第四扬声器24发出并返回到第二麦克风12以再次收集的声音Y的声音是“Y'”时，图6所示的实线表示当从第三扬声器23和第四扬声器24发出的声音都是正相声音时，声音Y与声音Y'之间的频率特性的差异。另一方面，图6所示的虚线表示当从第三扬声器23发出正相声音并且从第四扬声器24发出反相声音时，声音Y与声音Y'之间的频率特性的差异。当如图6所示的频率特性的差异是正值时，从第二麦克风12、第二声音信号生成部分30B、第三扬声器23、第四扬声器24到第二麦克风12的路径的增益超过“1”，这导致放大。从图中显而易见，可以理解，与当从第三扬声器23和第四扬声器24发出正相声音时相比，当从第三扬声器23发出正相声音而从第四扬声器24发出反相声音时，在宽频带上不出现放大路径。从第三扬声器23发出的正相声音和从第四扬声器24发出的反相声音在第二麦克风12附近彼此抵消，从而抑制了啸声。

由于第一扬声器21和第二扬声器22发出的声音被第一麦克风11收集并被正向反馈，所以发生啸声。尽管为了抑制啸声而考虑降低增益，但是增益降低时，例如，驾驶员会难以听到后座的讲话者所说的话。

在本实施例中，第一麦克风11被设置为使得从第一扬声器21到第一麦克风11的距离和从第二扬声器22到第一麦克风11的距离彼此基本相等。此外，由于从第一扬声器21和第二扬声器22发出正相和反相的声音，所以来自第一扬声器21的声音和来自第二扬声器22的声音在第一麦克风11附近彼此抵消。因此，可以抑制啸声而不会降低第一声音信号生成部分30A的增益。

此外，第一麦克风11还收集来自第三扬声器23的声音和来自第四扬声器24的声音，并使它们从第一扬声器21和第二扬声器22发出。在本实施例中，从第一麦克风11到第三扬声器23的距离和从第一麦克风11到第四扬声器24的距离彼此基本相等。此外，由于从第三扬声器23和第四扬声器24发出正相和反相的声音，所以来自第三扬声器23的声音和来自第四扬声器24的声音在第一麦克风11附近被抵消。因此，可以抑制啸声而不会降低第二声音信号生成部分30B的增益。

换句话说，从第一麦克风11输出第一输入声音信号M1时到基于第一输入声音信号M1从第一扬声器21发出的声音到达第一麦克风11时的时间基本上等于从第一麦克风11输出第一输入声音信号M1时到基于第一输入声音信号M1从第二扬声器22发出的声音到达第一麦克风11时的时间。由于第一声音信号S1和第二声音信号S2处于一个是正相并且另一个是反相的关系，因此由第一扬声器21发出的声音和由第二扬声器22发出的声音可以在第一麦克风11附近彼此抵消。

如上所述，根据本实施例，由于在向第一麦克风11和第二麦克风12输入声音之前通过反相声音抵消正相声音，因此可以抑制啸声。

而且，由于第一声音信号生成部分30A仅通过具备反转第一信号D1的相位反转部分33来生成正相的第一声音信号S1和反相的第二声音信号S2，因此与具有回声消除功能的常规设备相比，结构被大大简化。此外，由于几乎没有延迟时间，所以可以发出清晰且容易听到的声音。

<2.第二实施例>

在上述实施例中，使得从第一扬声器21到第一麦克风11的距离和从第二扬声器22到第一麦克风11的距离彼此基本相等，并且使得从第三扬声器23到第二麦克风12的距离和从第四扬声器24到第二麦克风12的距离彼此基本相等。然而，由于车辆C的结构，可能存在第一麦克风11和第二麦克风12的位置不能如此设置的情况。其示例是如图7所示从第一扬声器21到第一麦克风11的距离L1比从第二扬声器22到第一麦克风11的距离L2长差分距离ΔL的情况。在这种情况下，从第一扬声器21发出声音时到该声音到达第一麦克风11时的时间T1比从第二扬声器22发出声音时到该声音到达第一麦克风11时的时间T2长差分时间ΔT。

根据第二实施例的啸声抑制设备200调节提供给第一扬声器21的第一声音信号S1和提供给第二扬声器22的第二声音信号S2，使得从第二扬声器22发出的声音和从第一扬声器21发出的声音在它们到达第一麦克风11时其相位处于一个是正相并且另一个是反相的关系。

图8示出根据第二实施例的啸声抑制设备200的框图。第二实施例的啸声抑制设备200与图3所示的第一实施例的啸声抑制设备100的不同之处在于在第一信号处理部分Z1b中设置了延迟部分38。此延迟部分38将第一信号D1延迟差分时间ΔT，并将其提供给相位反转部分33。延迟部分38由例如存储器形成。延迟部分38可以设置在相位反转部分33与DAC36之间。此外，延迟部分38可以由模拟电路形成并且设置在放大器37的前方或后方。

反相的第二声音信号S2被提供给第二扬声器22，同时通过延迟部分38从正相的第一声音信号S1延迟了差分时间ΔT。为此，从第二扬声器22发出的声音比从第一扬声器21发出的声音延迟差分时间ΔT。结果，从第二扬声器22发出的声音和从第一扬声器21发出的声音在它们到达第一麦克风11时其相位处于一个是正相并且另一个是反相的关系。由此，来自第一扬声器21的声音和来自第二扬声器22的声音在第一麦克风11附近被抵消。因此，可以抑制啸声。

换句话说，基于第一输入声音信号M1生成的第一声音信号S1被提供给第一扬声器21，并且从第一扬声器21发出声音。从第一麦克风11输出声音信号M1时到从第一扬声器21发出的声音到达第一麦克风11时的时间基本上等于从第一麦克风11输出声音信号M1时到从第二扬声器22发出的声音到达第一麦克风11时的时间。由于第一声音信号S1和第二声音信号S2的相位处于一个是正相并且另一个是反相的关系，因此第一扬声器21发出的声音和第二扬声器22发出的声音可以在第一麦克风11附近被抵消。第二信号处理部分Z2b与第一信号处理部分Z1b类似地构造，并且具备延迟部分38。

尽管在第二实施例中假设从第一扬声器21到第一麦克风11的距离L1比从第二扬声器22到第一麦克风11的距离L2长差分距离ΔL的情况，但相反地，假设距离L2比距离L1长差分距离ΔL的情况。在这种情况下，从第二扬声器22发出声音时到所述声音到达第一麦克风11时的时间T2比从第一扬声器21发出声音时到所述声音到达第一麦克风11时的时间T1长差分时间ΔT。在这种情况下，第一信号处理部分Z1c的结构如图9所示。也就是说，延迟部分38设置在声音调节部分32与DAC 34之间。由此，第一声音信号生成部分30A将从输入第一输入声音信号M1时到输出第一声音信号S1时的时间相比从输入第一输入声音信号M1时到输出第二声音信号S2时的时间延迟差分时间ΔT。从而，第一扬声器21发出的声音和第二扬声器22发出的声音可以在第一麦克风11附近被抵消。第二信号处理部分Z2c也与第一信号处理部分Z1c类似地构造。

<3.第三实施例>

在上述第一实施例和第二实施例中，生成正相的第一声音信号S1和反相的第二声音信号S2，并且进行调节以使得声音在麦克风附近被消除。在行驶噪音大的环境下，需要增大从扬声器21至24发出的声音的音量，以便使辅助声音辅助对话不被淹没在行驶噪音中。行驶噪音包括发动机声音和由车辆行驶引起的声音的道路噪音以及环境声音。

根据上述第一实施例和第二实施例的方法，增益增加是有限的，并且在音量增大的情况下会发生啸声。

另一方面，根据一般的回声消除方法，尽管可以增加增益，但是由于与回声消除处理的处理时间相关的延迟，从扬声器21至24发出的辅助声音从说话者的声音(直达声)延迟，使得声音听起来好像添加了回声一样。

但是，在行驶噪音大的环境下，来自扬声器的直达声在行驶噪音中淹没，难以听到。

因此，在根据第三实施例的啸声抑制设备300中，通过根据行驶噪音的幅度来切换啸声抑制方法，能够在从小的行驶噪音环境到大的行驶噪音环境的大范围内抑制啸声。

图10是示出根据第三实施例的啸声抑制设备300的结构的框图。如图所示，啸声抑制设备300与第一实施例的啸声抑制设备100的结构类似，不同之处在于啸声抑制设备300具备：输出第五信号D5和第六信号D6的第三信号处理部分Z3；输出第七信号D7和第八信号D8的第四信号处理部分Z4；噪音分析部分55；以及具备第一至第八信号D1至D8的选择部分SEL。类似于第一信号处理部分Z1a和第二信号处理部分Z2a，第三信号处理部分Z3、第四信号处理部分Z4、噪音分析部分55和选择部分SEL由诸如CPU的处理器或者执行存储于存储器91中的程序的DSP来实施。

第三信号处理部分Z3具备回声消除部分EC1和声音调节部分39，并且第四信号处理部分Z4具备回声消除部分EC2和声音调节部分39。对于回声消除部分EC1，输入第一输入声音信号M1和第七信号D7，并且对于回波消除部分EC2，输入第二输入声音信号M2和第五信号D5。回声消除部分EC1和EC2执行回声消除处理。设置在第三信号处理部分Z3与第四信号处理部分Z4中的声音调节部分39通过改变频率特性和增益来调节声音质量。

回声消除部分EC1对第一输入声音信号M1执行减小包含在第七信号D7中的分量的处理，并且生成第五信号D5和第六信号D6。回声消除部分EC2对第二输入声音信号M2执行减小包含在第五信号D5中的分量的处理，并且生成第七信号D7和第八信号D8。

例如，在图4所示的示例中，用户U1的话语从用户U1、第一麦克风11、第一声音信号生成部分30A、第一扬声器21和第二扬声器22、第二麦克风12、第二声音信号生成部分30B、第三扬声器23和第四扬声器24到第一麦克风11的路径反馈。当此路径的增益超过“1”时，发生振荡。

在回声消除部EC1处执行的处理中，由设置在后排座椅侧的第一麦克风11收集的由设置在后排座椅侧的第三扬声器23和第四扬声器24发出的声音的声音分量被抵消，以生成从第一扬声器21和第二扬声器22发出的声音。也就是说，当将在后排座椅处的用户的语音发送给位于前排座椅处的用户的线是第一线，且将前排座椅处的用户的语音发送给后排座椅处的用户的线是第二线时，减少了第一线与第二线之间的干扰。就这一点而言，由回声消除部分EC2执行的处理类似。

因此，可以增加在第三信号处理部分Z3生成的第五信号D5和第六信号D6以及在第四信号处理部分Z4生成的第七信号D7和第八信号D8的幅度。

噪音分析部分55基于第一输入声音信号M1和第二输入声音信号M2分析行驶噪音的幅度，并且生成指示行驶噪音的幅度是小于阈值还是不小于阈值的控制信号CTL。这里，优选将阈值设置为使用户的直达声淹没在行驶噪音中的程度。

接着，当行驶噪音小于阈值时，选择部分SEL输出第一信号D1、第二信号D2、第三信号D3和第四信号D4，并且当行驶噪音不小于阈值时，选择部分SEL输出第五信号D5、第六信号D6、第七信号D7和第八信号D8。

生成部分40A基于第一信号D1和第二信号D2或者第五信号D5和第六信号D6生成第一声音信号S1和第二声音信号S2。生成部分40B基于第三信号D3和第四信号D4或者第七信号D7和第八信号D8生成第三声音信号S3和第四声音信号S4。

在啸声抑制设备300中，当行驶噪音较小(小于阈值)时，基于第一麦克风11的输出信号生成的第一声音信号S1被提供给第一扬声器21，并且基于第一麦克风11的输出信号生成使得从第一扬声器21发出的声音的一部分或全部在第一麦克风11处被第二扬声器22发出的声音抵消的第二声音信号S2。第二声音信号S2提供给第二扬声器22。另一方面，当行驶噪音大(不小于阈值)时，对第一麦克风11的输出信号执行回声消除处理，以生成第一声音信号S1和第二声音信号S2，第一声音信号S1提供给第一扬声器21，且第二声音信号S2提供给第二扬声器22。如上所述，啸声抑制设备300可以根据行驶噪音的幅度来切换啸声抑制方法。

根据啸声抑制设备300，当行驶噪音小时，可以再现具有小回声效果的高质量辅助声音。此外，当行驶噪音不小于阈值时，由于可以再现通过回声消除处理获得的辅助声音，所以可以以未被淹没在行驶噪音中的音量来再现辅助声音。另外，由于回声消除处理需要处理时间，所以从直达声延迟地再现辅助声音。然而，由于当行驶噪音大时直达声被淹没在行驶噪音中，所以即使执行回声消除处理，用户也难以听到直达声，从而减少了由回声效应引起的不舒适感。因此，啸声抑制设备300能够通过根据行驶噪音切换啸声抑制方法而抑制从小的行驶噪音环境到大的行驶噪音环境的大范围内的啸声。

在本实施例中，第一信号处理部分Z1a、第三信号处理部分Z3、选择部分SEL和生成部分40A可以被视为基于第一输入声音信号M1生成第一声音信号S1和第二声音信号S2的第一声音信号生成部分30A，并且第二信号处理部分Z2a、第四信号处理部分Z4、选择部分SEL和生成部分40B可以被视为基于第二输入声音信号M2生成第三声音信号S3和第四声音信号S4的第二声音信号生成部分30B。在这种情况下，当行驶噪音小时，第一声音信号生成部分30A处理第一输入声音信号M1以生成第一信号D1、基于第一信号D1生成第一声音信号S1、并基于作为反转的第一信号D1的第二信号D2来生成第二声音信号S2，并且当行驶噪音大时，第一声音信号生成部分30A基于作为已经历回声消除处理的第一输入声音信号M1的信号来生成第一声音信号S1和第二声音信号S2。当行驶噪音小时，第二声音信号生成部分30B处理第二输入声音信号M2以生成第三信号D3、基于第三信号D3生成第三声音信号S3、并基于作为反转的第三信号D3的第四信号D4来生成第四声音信号S4，当行驶噪音大时，第二声音信号生成部分30B基于作为已经历回声消除处理的第二输入声音信号M2的信号来生成第一声音信号S1和第二声音信号S2。

<4.第四实施例>

从第一扬声器21发出的声音在被第一麦克风11收集之前经过的空间(以下称为“第一空间”)不同于从第二扬声器22发出的声音在被第一麦克风11收集之前经过的空间(以下称为“第二空间”)。在第一空间和第二空间中的每一个中，放置行李或者用户位于其中。为此，第一空间的传递函数Hfr和第二空间的传递函数Hfl可能彼此不同。

当传递函数Hfr不同于传递函数Hfl时，即使第一信号D1和第二信号D2彼此相位相反，第一扬声器21发出的声音和第二扬声器22发出的声音也不会在第一麦克风11附近彼此相位相反，因此它们难以相互抵消。

在根据第四实施例的啸声抑制设备400中，生成第一声音信号和第二声音信号，以便即使当传递函数Hfr不同于传递函数Hfl时，由第一扬声器21发出的声音和由第二扬声器22发出的声音也容易在第一麦克风11附近相互抵消。

图11是根据第四实施例的啸声抑制设备400的框图。

第四实施例的啸声抑制设备400与图3所示的第一实施例的啸声抑制设备100的不同之处在于：在第一信号处理部分Z1d中，省略了相位反转部分33，并且设置了控制部分301、设定部分302、FIR滤波器303、延迟部分304和转换开关SW1至SW3。

在第四实施例中，与第一实施例中一样，从第一扬声器21到第一麦克风11的距离和从第二扬声器22到第一麦克风11的距离彼此基本相等，并且从第三扬声器23到第二麦克风12的距离和从第四扬声器24到第二麦克风12的距离彼此基本相等。

转换开关SW1交替地将由延迟部分304输出的信号和由设定部分302输出的脉冲信号I1提供给DAC 34。切换开关SW2交替地将由FIR滤波器303输出的信号和由设定部分302输出的脉冲信号I2提供给DAC 36。转换开关SW3交替地将由ADC 31A输出的信号提供给设定部分302和声音调节部分32。

控制部分301控制转换开关SW1至SW3和设定部分302。

响应于啸声抑制设备400的通电，控制部分301控制转换开关SW1以连接设定部分302和DAC 34，控制转换开关SW2以连接设定部分302和DAC 36，并且控制转换开关SW3以连接ADC 31A和设定部分302。当完成转换开关SW1至SW3的控制时，控制部分301向设定部分302输出操作开始通知。控制部分301可以响应于未示出的设定按钮的操作而如上所述控制转换开关SW1至SW3并且向设定部分302输出操作开始通知。

设定部分302响应于接收到操作开始通知而估计传递函数Hfr和传递函数Hfl。设定部分302通过使用传递函数Hfr和传递函数Hfl的估计结果来设定FIR滤波器303的滤波器系数，并且设定延迟部分304的延迟量(延迟时间)。

接收到操作开始通知后，设定部分302将脉冲信号I1输出到开关SW1。脉冲信号I1通过开关SW1和生成部分40A提供给第一扬声器21。第一扬声器21响应于脉冲信号I1发出第一脉冲声音。第一脉冲声音通过第一空间而被第一麦克风11收集。第一脉冲声音的波形在通过第一空间时根据第一空间的传递函数Hfr而变形。

第一麦克风11输出响应于第一脉冲声音的声音信号。设定部分302通过ADC 31A和开关SW3接收响应于第一脉冲声音的声音信号作为与第一空间有关的脉冲响应。设定部分302分析与第一空间有关的脉冲响应并计算传递函数Hfr。

接着，设定部分302将脉冲信号I2输出到开关SW2。脉冲信号I2通过开关SW2和生成部分40A输入到第二扬声器22。第二扬声器22响应于脉冲信号I2发出第二脉冲声音。第二脉冲声音通过第二空间而被第一麦克风11收集。第二脉冲声音的波形在通过第二空间时根据第二空间的传递函数Hfl而变形。

第一麦克风11输出响应于第二脉冲声音的声音信号。设定部分302通过ADC 31A和开关SW3接收响应于第二脉冲声音的声音信号作为与第二空间有关的脉冲响应。设定部分302分析与第二空间有关的脉冲响应并计算传递函数Hfl。

设定部分302将由(传递函数Hfr/传递函数Hfl)确定的系数H1设定为FIR滤波器303的滤波器系数。传递函数Hfr/传递函数Hfl是通过将从第一扬声器21到第一麦克风11的空间的传递函数除以从第二扬声器22到第一麦克风11的空间的传递函数而计算的值。

接着，设定部分302基于滤波器系数来确定在FIR滤波器303处的滤波处理所需的时间(以下称为“滤波处理时间”)。设定部分302将滤波处理时间设定到延迟部分304作为延迟时间。

接着，设定部分302向控制部分301输出操作完成通知。当接收到操作完成通知时，控制部分301控制转换开关SW1以连接延迟部分304和DAC34，控制转换开关SW2以连接FIR滤波器303和DAC 36，并且控制转换开关SW3以连接ADC 31A和声音调节部分32。

FIR滤波器303基于滤波器系数对由声音调节部分32输出的第一信号D1进行滤波，并生成第九信号D9。具体来说，FIR滤波器303对第一信号D1执行反转以及由(传递函数Hfr/传递函数Hfl)确定的系数的乘法运算，由此生成第九信号D9。因此，第九信号D9是作为第一信号D1乘以系数H1(H1＝-[传递函数Hfr/传递函数Hfl])的信号。第九信号D9是第二处理信号的示例。

第九信号D9由DAC 36从数字信号转换为模拟信号并由放大器37放大，并且接着作为第九声音信号S9提供给第二扬声器22。第九声音信号S9是第二声音信号的另一示例。

第二扬声器22响应于第九声音信号S9发出声音。由第二扬声器22发出的声音通过第二空间前往第一麦克风11。由第二扬声器22发出的声音通过第二空间时受到第二空间的传递函数Hfl的影响。为此，由第二扬声器22发出的声音受到FIR滤波器303的滤波器系数H1与传递函数Hfl的乘积的影响，即-(传递函数Hfr/传递函数Hfl)×传递函数Hfl＝-第一麦克风11附近的传输函数Hfr。

延迟部分304将由声音调节部分32输出的第一信号D1延迟FIR滤波器303处的滤波处理所需的时间(即，生成第二处理信号所需的时间)并将其输出。为此，在从延迟部分304输出的第一信号D1与从FIR滤波器303输出的第九信号D9之间消除了输出差分时间。

生成部分40A通过使用第一信号D1作为第一处理信号来生成响应于第一信号D1的第一声音信号S1。

这里，说明作为第一处理信号的第一信号D1与作为第二处理信号的第九信号D9之间的关系，第九信号D9与将当作为第一信号D1乘以系数(传递函数Hfr/传递函数Hfl)的信号反转时生成的信号一样。

第一声音信号S1被提供给第一扬声器21。第一扬声器21发出响应于第一声音信号S1的声音。由第一扬声器21发出的声音通过第一空间前往第一麦克风11。由第一扬声器21发出的声音通过第一空间时受到第一空间的传递函数Hfr的影响。为此，由第一扬声器21发出的声音受到第一麦克风11附近的传递函数Hfr的影响。

另一方面，如上所述，第二扬声器22发出的声音受到第一麦克风11附近的传递函数Hfr的影响。

因此，在第一麦克风11附近，由第一扬声器21发出的声音和由第二扬声器22发出的声音彼此相位相反，并且容易地相互抵消。因此，能抑制啸声。

图12示出了当由第一麦克风11收集的声音为“Z”，并且作为从第一扬声器21和第二扬声器22发出且返回到第一麦克风11再次被收集的声音是“Z'”时，声音Z与声音Z'之间的频率特性的差异。图12和图5彼此不同之处在于车辆C(进一步地，车室R)安装有啸声抑制设备。

图12所示的虚线指示第四实施例的比较例中的频率特性差异。具体地说，图12所示的虚线指示当从第一扬声器21和第二扬声器22发出的声音的相位都是正常(相同)时声音Z与声音Z'之间的频率特性差异。

图12所示的虚线还指示第四实施例的比较例中的频率特性差异。具体地说，图12所示的虚线指示当从第一扬声器21和第二扬声器22发出的声音彼此相位相反时声音Z与声音Z'之间的频率特性差异。

图12所示的实线指示第四实施例中的频率特性差异。当在图12中所示的频率特性差异是正值时，从第一麦克风11、第一声音信号生成部分30A、第一扬声器21和第二扬声器22到第一麦克风11的路径的增益超过“1”，这导致放大。

从图中明显看出，应理解，与以相同的相位从第一扬声器21和第二扬声器22发出声音时，以及当以相反的相位从第一扬声器21和第二扬声器22发出声音时相比，当如第四实施例中那样发出声音使得消除了声音通过的空间的传递函数的差异时，在宽频带上不会出现放大路径。为此，从第一扬声器21发出的声音和从第二扬声器22发出的声音在第一麦克风11附近相互抵消，由此抑制啸声。

在本实施例中，当FIR滤波器303处的滤波处理的时间在预设的可允许时间范围内时，可以省略延迟部分304。

而且，在本实施例中，第二处理部分B可以与图11所示的第一处理部分A结构类似，或者可以与图3所示的第二处理部分B结构类似。

<5.第五实施例>

在根据第四实施例的啸声抑制设备400中，例如，如图7所示，当从第一扬声器21到第一麦克风11的距离L1和从第二扬声器22到第一麦克风11的距离L2相差差分距离ΔL时，从第一扬声器21发出的声音和第二扬声器22发出的声音相互抵消，如第二实施例所述。

在根据第五实施例的啸声抑制设备500中，在根据第四实施例的啸声抑制设备400中，第一声音信号S1到达第一扬声器21时的时间与第九声音信号S9到达第二扬声器22时的时间之间的差被调节对应于差分距离ΔL的差分时间ΔT。

在第五实施例中，如图7所示，距离L1比距离L2长差分距离ΔL。

图13是根据第五实施例的啸声抑制设备500的框图。根据第五实施例的啸声抑制设备500与根据第四实施例的啸声抑制设备400的不同之处在于：在第一信号处理部分Z1e中，在声音调节部分32与FIR滤波器303之间添加了延迟部分38。延迟部分38可以设置在FIR滤波器303与DAC 36之间。延迟部分38可以由模拟电路形成，且由模拟电路形成的延迟部分38可以设置在放大器37的前方或后方。

由于延迟部分38延迟输入到FIR滤波器303的第一信号D1，所以第九声音信号S9到达第二扬声器22的时间从第一声音信号S1到达第一扬声器21时的时间延迟了由差分距离ΔL得出的差分时间ΔT。因此，在第一麦克风11附近，来自第一扬声器21的声音和来自第二扬声器22的声音彼此相位相反，并且容易地相互抵消。为此，可以抑制啸声。

当距离L1比距离L2短了差分距离ΔL时，例如，对延迟部分38设定“0”作为延迟时间，以及对延迟部分304设定作为FIR滤波器303处的滤波处理时间和延迟时间ΔT的总和的时间作为延迟时间。在这种情况下，在第一麦克风11附近，来自第一扬声器21的声音和来自第二扬声器22的声音也被相互抵消。为此，可以抑制啸声。

当距离L1比距离L2短差分距离ΔL时，可以使用图11所示的啸声抑制设备400。也就是说，可以从图13所示的结构中删除延迟部分38。

在本实施例中，第二处理部分B的结构可以类似于图13所示的第一处理部分A，或者结构可以类似于图3或图11所示的第二处理部分B。

在第四和第五实施例中，可以在啸声抑制设备出货之前预设且固定FIR滤波器303的滤波器系数。在这种情况下，优选的是，也在啸声抑制设备出货之前基于FIR滤波器303的滤波器系数预设且固定延迟部分304处的延迟量。

在第四和第五实施例中，当根据乘客人数、乘客位置、座椅布置等预先计算的多个滤波器系数存储于存储器91中，且提供了用以检测乘客人数、乘客位置、座椅布置等的检测部分时，设定部分302可以为FIR滤波器303设定存储于存储器91中的多个滤波器系数中与检测部分的检测结果对应的滤波器系数。

此外，可以采用这样的结构：其中设置了接受选择存储于存储器91中的多个滤波器系数中的任何滤波器系数的操作的操作部分，并且设定部分302为FIR滤波器303设定存储于存储器91中的多个滤波器系数中由操作部分接受的操作选择的滤波器系数。在这种情况下，可以省略检测部分。

当多个滤波器系数存储于存储器91中时，可以采用这样的结构：其中针对每个滤波器系数预先计算延迟部分304处的延迟量并存储在存储器91中，并且设定部分302为延迟部分304设定与为FIR滤波器303设定的滤波器系数相对应的延迟量。

如上所述，当FIR滤波器303的滤波器系数是固定的，并且当存储在存储器91中的滤波器系数被设定为FIR滤波器303的滤波器系数时，设定部分302不需要估计传递函数，所以可以省略转换开关SW1至SW3。当然，当转换开关SW1至SW3被省略时，控制部分301不必控制转换开关SW1至SW3。

<6.第六实施例>

在第四实施例和第五实施例中，使用FIR滤波器303以便减小由于传递函数Hfr与传递函数Hf1之间的差异而造成的影响。

在第六实施例的啸声抑制设备600中，除了FIR滤波器303之外，使用FIR滤波器305以便减小由于传递函数Hfr与传递函数Hfl之间的差异而造成的影响。

图14是根据第六实施例的啸声抑制设备600的框图。

在第六实施例中，与第四实施例中一样，从第一扬声器21到第一麦克风11的距离和从第二扬声器22到第一麦克风11的距离彼此基本相等，并且从第三扬声器23到第二麦克风12的距离和从第四扬声器24到第二麦克风12的距离彼此基本相等。

根据第六实施例的啸声抑制设备600与根据第四实施例的啸声抑制设备400的不同之处在于：在第一信号处理部分Z1f中使用FIR滤波器305代替延迟部分304。

在啸声抑制设备600中，设定部分302将表示传递函数Hfr的系数H2设定为FIR滤波器303的滤波器系数。设定部分302将表示作为传递函数Hfl乘以-1(-传递函数Hfl)的值的系数H3设定为FIR滤波器305的滤波器系数。设定部分302将作为传递函数Hfr乘以-1(-传递函数Hfr)的值用作系数H2，并且将指示传递函数Hfl的系数用作系数H3。

为此，由FIR滤波器305输出的第十信号D10和基于第十信号D10生成的第十声音信号S10受到传递函数Hfl的影响。第十信号D10是第一处理信号的另一示例。第十声音信号S10是第一声音信号的另一示例。

此外，由FIR滤波器303输出的第十一信号D11和基于第十一信号D11生成的第十一声音信号S11受到传递函数Hfr的影响。第十一信号D11是第二处理信号的另一示例。第十一声音信号S11是第二声音信号的另一示例。

这里，说明作为第一处理信号的第十信号D10与作为第二处理信号的第十一信号D11之间的关系，第十一声音信号S11与当作为第十信号D10乘以系数(传递函数Hfl/传递函数Hfr)的信号被反转时生成的信号相同。

在第一麦克风11附近，由第一扬声器21发出的声音成为受由FIR滤波器305的滤波器系数产生的传递函数Hfl和声音在到达第一麦克风11之前所通过的第一空间的传递函数Hfr两者影响的声音(-Hfl×Hfr)。

另一方面，在第一麦克风11附近，由第二扬声器22发出的声音成为受由FIR滤波器303的滤波器系数产生的传递函数Hfr和声音在到达第一麦克风11之前所通过的第二空间的传递函数Hf1两者影响的声音(Hfr×Hfl)。

因此，在第一麦克风11附近，由第一扬声器21发出的声音和由第二扬声器22发出的声音彼此相位相反并相互抵消。为此，可以抑制啸声。

在本实施例中，在FIR滤波器305处的滤波处理中也引起在FIR滤波器303处的滤波处理中引起的延迟。为此，可以消除需要在第四实施例和第五实施例中使用的延迟部分304。

<7.第七实施例>

在根据第六实施例的啸声抑制设备600中，当从第一扬声器21到第一麦克风11的距离L1和从第二扬声器22到第一麦克风11的距离L2相差差分距离ΔL时，如第二实施例中所述，难以使从第一扬声器21发出的声音与从第二扬声器22发出的声音相互抵消。

在根据第七实施例的啸声抑制设备700中，在根据第六实施例的啸声抑制设备600中，第十声音信号S10到达第一扬声器21时的时间与第十一声音信号S11到达第二扬声器22时的时间之间的差被调节了对应于差分距离ΔL的差分时间ΔT。

在第七实施例中，如图7所示，距离L1比距离L2长差分距离ΔL。

图15是根据第七实施例的啸声抑制设备700的框图。

根据第七实施例的啸声抑制设备700与根据第六实施例的啸声抑制设备600的不同之处在于：在第一信号处理部分Z1g中，在声音调节部分32与FIR滤波器303之间添加了图8所示的延迟部分38。延迟部分38可以设置在FIR滤波器303与DAC 36之间。延迟部分38可以由模拟电路形成，并且由模拟电路形成的延迟部分38可以设置在放大器37的前方或后方。

由于延迟部分38延迟了输入到FIR滤波器303的第一信号D1，所以第十一声音信号S11到达第二扬声器22的时间从第十声音信号S10到达第一扬声器21时的时间延迟了由差分距离ΔL得出的差分时间ΔT。因此，在第一麦克风11附近，来自第一扬声器21的声音和来自第二扬声器22的声音彼此相位相反，并且容易地相互抵消。为此，可以抑制啸声。

当距离L1比距离L2短差分距离ΔL时，啸声抑制设备700如图16所示进行修改。在图16中，在第一信号处理部分Z1h中，延迟部分38设置在声音调节部分32与FIR滤波器305之间。延迟部分38可以设置在FIR滤波器303与DAC 34之间。延迟部分38可以由模拟电路构成，并且由模拟电路形成的延迟部分38可以设置在放大器37的前方或后方。

当距离L1比距离L2短差分距离ΔL时，第十声音信号S10到达第一扬声器21的时间从第十一声音信号S11到达第二扬声器22时的时间延迟了由差分距离ΔL得出的差分时间ΔT。因此，在第一麦克风11附近，来自第一扬声器21的声音和来自第二扬声器22的声音彼此相位相反，并且容易地相互抵消。为此，可以抑制啸声。

在本实施例中，第二处理部分B的结构可以类似于图15或图16所示的第一处理部分A的结构。

在第六和第七实施例中，可以在啸声抑制设备出货之前预设并固定FIR滤波器303和FIR滤波器305的滤波器系数。

在第六和第七实施例中，当根据乘客人数、乘客位置、座椅布置等预先计算的多个滤波器系数Hfr和多个滤波器系数Hfl存储于存储器91中，且提供了用以检测乘客人数、乘客位置、座椅布置等的检测部分时，设定部分302可以如下设定FIR滤波器303和305的滤波器系数：

设定部分302将存储在存储器91中的多个传递系数Hfr中与检测部分的检测结果对应的传递函数Hfr设定为FIR滤波器303的滤波器系数。另外，设定部分302将存储在存储器91中的多个传递函数Hfl中与检测部分的检测结果对应的传递函数Hfl乘以-1而得到的值设定为FIR滤波器305的滤波器系数。

如上所述，当FIR滤波器303和FIR滤波器305的滤波器系数是固定的，并且当通过使用存储在存储器91中的传递函数来设定FIR滤波器303和FIR滤波器305的滤波器系数时，设定部分302不需要估计传递函数，所以可以省略转换开关SW1至SW3。当然，当转换开关SW1至SW3被省略时，控制部分301不必控制转换开关SW1至SW3。

<8.变型>

上述第一实施例和第二实施例可以进行各种变型。下面将通过示例来展示具体的变型模式。只要不产生矛盾，可以适当地附加从以下示例中任意选择的两种或更多种模式。

<8-1：第一变型>

在上述实施例中，在第一麦克风11附近，从第一扬声器21发出的声音的一部分或全部被从第二扬声器22发出的声音抵消，并且从第三扬声器23发出的声音的一部分或全部被从第四扬声器24发出的声音抵消，由此抑制啸声。本发明不限于此，并且可以通过声音调节部分32来改变第一输入声音信号M1的音高。例如，声音调节部分32可以通过对第一输入声音信号M1执行音高转换处理以将音高改变预定音分来生成第一信号D1。例如，优选进行不超过10音分的音高转换。这是因为如果音高变化不超过10音分，则对话几乎不会感到不自然。

啸声的原因是输出信号对输入的正反馈。当进行音高转换处理时，例如，由于第一麦克风11收集的声音经历音高转换，所以其与第一扬声器21和第二扬声器22发出的声音频率不同。由于这个原因，输出信号很难反馈到输入端。

在上述实施例中描述的啸声抑制是基于正相的声音和反相的声音在第一麦克风11和第二麦克风12附近相互抵消的前提，且车室R必须处于理想状态。但是，实际上，用户坐在座位上或行李放在座位上。为此，来自扬声器21至24的声音到达第一麦克风11和第二麦克风12同时在障碍物处被反射。即使由于反射的影响而发生时间延迟，正相的声音和反相的声音也可以在低频区域彼此抵消。另一方面，在高频区域效果会降低。由于即使在高频区域中音高转换也是有效的，所以最好组合两种啸声抑制方法。

<8-2：第二变型>

在上述实施例和变型中，用于支持对话的普通音频再现设备和啸声抑制设备100(200、300)可以是共用的。

图17是根据变型的音频系统1的框图。此图所示的音频系统1通过使用第一实施例的啸声抑制设备100来构成。音频系统1具备控制部分60、操作部分61、第一处理部分A和第二处理部分B。操作部分61例如是触摸面板或开关，其中可以在对话支持与音频再现之间进行选择。响应于用户操作的操作信号被输出到控制部分60。控制部分60由CPU形成，并且用作音频系统1的控制中心。此外，连接有未示出的音频装置的控制部分60输出用于输出到第一扬声器21的声音信号S1a、用于输出到第二扬声器22的声音信号S2a和用于输出到第一声音信号生成部分30A的控制信号CTL。

而且，控制部分60输出用于输出到第三扬声器23的声音信号S3a、用于输出到第四扬声器24的声音信号S4a和用于输出到第二声音信号生成部分30B的控制信号CTL。

控制部分60根据预定规则确定会话支持和音频再现中的哪一个被优先化，当对话支持被优先化时将控制信号CTL设置为高电平，且当音频再现被优先化时将控制信号CTL设置为低电平。

例如，可以遵循以下规则：第一规则是优先选择用户最近选择的会话支持和音频再现中的一个。例如，当用户在会话支持期间通过使用操作部分61来执行音频再现操作时，停止会话支持并执行音频再现。也就是说，第一声音信号生成部分30A不接收从第一麦克风11输出的声音信号M1，从控制部分60接收声音信号S1a和声音信号S2a，生成第一声音信号S1和第二声音信号S2，并将它们输出到第一扬声器21和第二扬声器22。类似地，第二声音信号生成部分30B不接收从第二麦克风12输出的信号，从控制部分60接收声音信号S3a和声音信号S4a，生成第三声音信号S3和第四声音信号S4，并将它们输出到第三扬声器23和第四扬声器24。

第二规则是始终优先选择对话支持。根据此规则，在对话支持期间，除非用户使用操作部分61执行对话支持结束操作，否则即使存在音频再现操作，对话支持也会继续。第二规则的优点在于能够优先选择对话支持。

<8-3：第三变型>

在上述实施例和变型中，第一麦克风11和第二麦克风12的指向性不重要。然而，优选的是第一麦克风11和第二麦克风12是单向的。如果使用具有双向指向性的麦克风作为第一麦克风11，则指向性不仅存在于后排的座椅53和座椅54，也存在于前排部分。为此，第一麦克风11主动地收集从第一扬声器21和第二扬声器22发出的声音，所以更容易发生啸声。相反，如果使用具有对后排座椅53和座椅54的指向性而不具有对前排部分的指向性的第一麦克风11，则能够抑制啸声。

<8-4：第四变型>

虽然在上述第三实施例中，噪音分析部分55基于第一输入声音信号M1和第二输入声音信号M2来确定行驶噪音的幅度，但是本发明不限于此，只要可以确定行驶噪音的幅度，就可以应用任何方法。例如，噪音分析部分55可以通过将发动机转速与阈值进行比较来确定行驶噪音的幅度。此外，噪音分析部分55可以基于第一输入声音信号M1和第二输入声音信号M2以及发动机转速来识别行驶噪音的幅度。此外，噪音分析部分55可以具备振动传感器，并考虑从振动传感器输出的车体的振动来识别行驶噪音。当车辆在铺设道路上行驶的情况下，虽然与在未铺设道路上行驶时相比行驶噪音更小，但若考虑由振动传感器检测出的车身的振动，则能够识别行驶噪音的幅度同时考虑车辆行驶的道路状况。

<8-5：第五变型>

尽管在上述第三实施例中描述了回声消除处理和第一实施例的组合，但是本发明不限于此，并且不用说，参考图8描述的第二实施例和参考图9描述的第二实施例的变型可以与回声消除处理组合。

尽管在上述实施例中，描述了抑制车室R内的啸声的啸声抑制设备100、200、300，但是本发明不限于此，它们可以是抑制室内中的啸声的啸声抑制设备。例如，啸声抑制设备可用于船只和火车上。

<8-6：第六变型>

在上述第三实施例中，在将在后排座椅处的用户的语音发送给前排座椅处的用户的第一线与将前排座椅处的用户的语音发送给后排座椅处的用户的第二线之间的干扰减小。然而，本发明不限于此，不用说，本发明可以用于第一线或第二线的回声消除。

图18是示出对第一线应用回波消除的啸声抑制设备800的结构的框图。在啸声抑制设备800中，从图10所示的啸声抑制设备300中删除了与第二线相关联的结构，并且第五信号D5被反馈到第三信号处理部分Z3。

回声消除部分EC1'去除了包含在第一输入声音信号M1中的回声分量。具体而言，通过使用FIR滤波器等来模拟从第一扬声器21和第二扬声器22到第一麦克风11的传递函数，并且将作为第三信号处理部分Z3的输出信号的第五信号D5输入到FIR滤波器，由此估计回声分量。然后，通过从第一输入声音信号M1中减去估计的回声分量来去除回声分量。

选择部分SEL与图10所示的第三实施例的啸声抑制设备300的选择部分SEL的相同之处在于：当行驶噪音小于阈值时其输出第一信号D1和第二信号D2，并且当行驶噪音不小于阈值时，其输出作为已经历回声消除处理的第一输入声音信号M1的第五信号D5和第六信号D6。

由此，当行驶噪音小时，声音信号生成部分30可以通过处理第一输入声音信号M1生成第一信号D1，基于第一信号D1生成第一声音信号S1并基于作为反转的第一信号D1的第二信号D2生成第二声音信号S2，并且当行驶噪音大时，声音信号生成部分30可以基于作为已经历了回声消除处理的第一输入声音信号M1的信号来生成第一声音信号S1和第二声音信号S2。因此，可以在从行驶噪音小的条件到行驶噪音大的条件的广泛范围内抑制啸声。

<9.从实施例和变型中的至少一个获得的模式>

从上述实施例和变型中的至少一个获得以下模式。

啸声抑制设备的模式具备：设置在车室中的第一扬声器和第二扬声器；以及声音信号生成部分，其向第一扬声器提供基于麦克风的输出信号生成的第一声音信号，并且向第二扬声器提供基于麦克风的输出信号、使得从第一扬声器发出的声音的一部分或全部在麦克风处被从第二扬声器发出的声音抵消而生成的第二声音信号。

根据此模式，由于从两个扬声器发出的声音在麦克风附近的空间中被抵消，因此可以使位于扬声器附近的用户能够听到从扬声器发出的声音同时抑制啸声。

在上述模式中，优选地，声音信号生成部分基于通过处理输入声音信号而生成的第一信号来生成第一声音信号，并基于作为被反转的第一信号的第二信号来生成第二声音信号，麦克风将收集到的声音转换为输入声音信号并将其输出，并且被设置在车室的内部的位置中，在所述位置中，从输入声音信号输入到声音信号生成部分时到第一扬声器基于第一声音信号发出的声音到达麦克风时的时间与从输入声音信号输入到声音信号生成部分时到第二扬声器基于第二声音信号发出的声音到达麦克风时的时间基本上彼此相等。

根据此模式，相对于第一声音信号反转第二声音信号。此外，由于从麦克风输出声音信号时到第一扬声器的声音到达麦克风时的时间和到第二扬声器的声音到达麦克风时的时间彼此基本相等，因此来自第一扬声器的声音的部分或全部可以在声音输入到麦克风之前被来自第二扬声器的声音抵消。结果，可以抑制啸声。

在上述模式中，优选地，从第一扬声器到麦克风的距离基本上等于从第二扬声器到麦克风的距离，并且第一声音信号和第二声音信号的相位处于一个是正相并且另一个是反相的关系。根据此模式，由于从第一扬声器到麦克风的距离等于从第二扬声器到麦克风的距离，因此来自第一扬声器的声音和来自第二扬声器的声音可以在麦克风附近被抵消。结果，可以抑制啸声。

在上述模式中，优选地，声音信号生成部分基于通过处理麦克风的输出信号而生成的第一处理信号来生成第一声音信号，并且基于通过处理麦克风的输出信号而生成的第二处理信号来生成第二声音信号，第二处理信号与通过将作为第一处理信号乘以系数的信号反转而生成的信号相同，并且所述系数表示将从第一扬声器到麦克风的空间的传递函数除以从第二扬声器到麦克风的空间的传递函数而计算出的值。

根据此模式，在麦克风附近的空间中，从第一扬声器发出的声音成为响应于第一处理信号与从第一扬声器到麦克风的空间的传递函数的乘积的声音，并且从第二扬声器发出的声音成为响应于第二处理信号与从第二扬声器到麦克风的空间的传递函数的乘积的声音。

第二处理信号与作为第一处理信号乘以系数(通过将从第一扬声器到麦克风的空间的传递函数除以从第二扬声器到麦克风的空间的传递函数而计算出的值)的信号被反转时生成的信号相同。

为此，当使用第一处理信号表示第二处理信号时，在麦克风附近的空间中，从第二扬声器发出的声音成为响应于第一处理信号与从第一扬声器到麦克风的空间的传递函数的乘积被反转的声音。

因此，即使从第一扬声器到麦克风的空间的传递函数不同于从第二扬声器到麦克风的空间的传递函数，在麦克风附近的空间中，来自第一扬声器的声音和来自第二扬声器的声音也彼此相位相反并且可以容易地彼此抵消。因此，可以抑制啸声。

在上述模式中，优选地，声音信号生成部分通过将处理麦克风的输出信号而生成的第一信号用作第一处理信号来生成第一声音信号，并且在处于被延迟了生成第二处理信号所需的时间的状态下向第一扬声器提供所述第一声音信号，所述第二处理信号是通过对第一信号执行反转和系数的乘法运算而生成的。

根据此模式，能够使第一声音信号提供给第一扬声器时的时间与第二声音信号提供给第二扬声器时的时间相同。出于这个原因，例如，当从第一扬声器到麦克风的距离等于从第二扬声器到麦克风的距离时，来自第一扬声器的声音和来自第二扬声器的声音很容易在麦克风附近彼此抵消。因此，可以抑制啸声。

在上述模式中，优选地，声音信号生成部分通过对处理麦克风的输出信号而生成的第一信号执行从第二扬声器到麦克风的空间的传递函数的乘法运算来生成第一声音信号，并且通过对第一信号执行反转和从第一扬声器到麦克风的空间的传递函数的乘法运算来生成第二声音信号。

根据此模式，即使从第一扬声器到麦克风的空间的传递函数不同于从第二扬声器到麦克风的空间的传递函数，在麦克风附近的空间中，由第一扬声器发出的声音和由第二扬声器发出的声音也可以容易地相互抵消。

在上述模式中，优选地，从第一扬声器到麦克风的距离比从第二扬声器到麦克风的距离长差分距离，并且当声音行进所述差分距离期间的时间是差分时间时，第一信号处理部分使从输入声音信号被输入时到第二声音信号被输出时的时间自从输入声音信号被输入时到第一声音信号被输出时的时间延迟所述差分时间。

根据此模式，即使当麦克风与第一扬声器之间的距离和麦克风与第二扬声器之间的距离不同时，来自第一扬声器的声音和来自第二扬声器的声音也可以在麦克风附近被抵消。因此，可以抑制啸声。

在上述模式中，优选地，第一扬声器、第二扬声器和麦克风设置在车室的内部，第一扬声器和第二扬声器分别设置在右前门和左前门上，并且麦克风设置在车室的顶棚上。根据此模式，麦克风可以设置在车室的顶棚上。

在上述模式中，优选地，第一扬声器、第二扬声器和麦克风设置在车室的内部，当行驶噪音小时，声音信号生成部分基于通过处理输入声音信号而生成的第一信号来生成第一声音信号，并基于从第一信号反转的第二信号来生成第二声音信号，而当行驶噪音大时，声音信号生成部分基于通过对输入声音信号执行回声消除处理而生成的信号来生成第一声音信号和第二声音信号。

根据此模式，当行驶噪音小时，可以再现具有小回声效应的声音。另外，当行驶噪音大时，由于可以再现通过回声消除处理得到的声音，所以能够以不被行驶噪音淹没的音量来再现辅助声音。另外，由于回声消除处理需要处理时间，所以从直达声延迟地再现辅助声音。然而，由于在行驶噪音大的情况下直达声被淹没在行驶噪音中，所以即使执行回声消除处理，用户也难以听到直达声，从而减少了由回声效应引起的不舒适感。

在上述模式中，优选地，提供噪音分析部分，其基于输入声音信号和发动机转速中的至少一个来确定行驶噪音是小于阈值还是不小于阈值，基于噪音分析部分的分析结果，声音信号生成部分当行驶噪音小于阈值时输出第一信号和第二信号，并且当行驶噪音不小于阈值时输出作为已经历回声消除处理的输入声音信号的信号。根据此模式，分析了行驶噪音，并能够根据分析结果切换啸声抑制方法。

在啸声抑制方法的一个模式中，将基于麦克风的输出信号生成的第一声音信号提供给第一扬声器，并且将使得从第一扬声器发出的声音的一部分或全部在麦克风处被从第二扬声器发出的声音消除而生成的第二声音信号提供给第二扬声器。

根据此模式，由于从两个扬声器发出的声音在麦克风附近的空间中被抵消，因此可以使处于扬声器附近的用户在啸声被压制时听到从扬声器发出的声音。

此外，啸声抑制设备的另一模式具备：第一扬声器，其设置在车室的内部并基于第一声音信号而被驱动；第二扬声器，其基于第二声音信号而被驱动；第三扬声器，其基于第三声音信号而被驱动；第四扬声器，其基于第四声音信号而被驱动；第一信号处理部分，其通过处理第一输入声音信号生成第一信号，并且生成作为被反转的第一信号的第二信号；第二信号处理部分，其通过处理第二输入声音信号生成第三信号，并且生成作为被反转的第一信号的第四信号；第三信号处理部分，其通过对第一输入声音信号执行减小第七信号的分量的处理来生成第五信号和第六信号；第四信号处理部分，其通过对第二输入声音信号执行减小第五信号的分量的处理来生成第七信号和第八信号；选择部分，第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、第五信号、第六信号、第七信号和第八信号输入到所述选择部分，并且所述选择部分当行驶噪音小于阈值时输出第一信号、第二信号、第三信号和第四信号，并当行驶噪音不小于阈值时输出第五信号、第六信号、第七信号和第八信号；生成部分，其基于第一信号或第五信号生成第一声音信号，基于第二信号或第六信号生成第二声音信号，基于第三信号或第七信号生成驱动第三扬声器的第三声音信号，并且基于第四信号或第八信号生成第四声音信号；第一麦克风，其具备收集声音的第一声音收集部分，将收集的声音转换为第一输入声音信号并将其输出，并且设置在车室的内部的位置，在所述位置中，从第一输入声音信号输入到第一生成部分时到第一扬声器基于第一声音信号发出的声音到达第一声音收集部分时的时间与从第一输入声音信号输入到第一生成部分时到第一扬声器基于第二声音信号发出的声音到达第一声音收集部分时的时间彼此基本相等；以及第二麦克风，其具备收集声音的第二声音收集部分，将收集的声音转换为第二输入声音信号并将其输出，并且设置在车室的内部的位置，在所述位置中，从第二输入声音信号输入到第二生成部分时到第三扬声器基于第三声音信号发出的声音到达第二声音收集部分时的时间与从第二输入声音信号输入到第二生成部分时到第四扬声器基于第四声音信号发出的声音到达第二声音收集部分时的时间彼此基本相等。

Claims (17)

1.一种啸声抑制设备，包括：

设置在室内的第一扬声器和第二扬声器；以及

声音信号生成器，所述声音信号生成器被配置为向所述第一扬声器提供基于麦克风的输出信号生成的第一声音信号，并且被配置为向第二扬声器提供基于所述麦克风的所述输出信号、使得从所述第一扬声器发出的声音的一部分或全部在所述麦克风处被从所述第二扬声器发出的声音抵消而生成的第二声音信号，

所述声音信号生成器被配置为基于通过处理所述麦克风的所述输出信号而生成的第一处理信号来生成所述第一声音信号，并且被配置为基于通过处理所述麦克风的所述输出信号而生成的第二处理信号来生成所述第二声音信号；

其中所述第二处理信号与通过将对所述第一处理信号进行了基于滤波器系数的滤波器运算所得到的信号反转而生成的信号相同；并且

其中所述滤波器系数是基于从所述第一扬声器到所述麦克风的空间的传递函数和从所述第二扬声器到所述麦克风的空间的传递函数而计算出的。

2.根据权利要求1所述的啸声抑制设备，其中所述声音信号生成器被配置为通过将处理所述麦克风的所述输出信号而生成的第一信号用作所述第一处理信号来生成所述第一声音信号，并且被配置为在处于被延迟了生成所述第二处理信号所需的时间的状态下向所述第一扬声器提供所述第一声音信号，所述第二处理信号是通过对所述第一信号执行反转和基于所述滤波器系数的滤波器运算而生成的。

3.根据权利要求1所述的啸声抑制设备，其中所述声音信号生成器被配置为通过对处理所述麦克风的所述输出信号而生成的第一信号执行基于从所述第二扬声器到所述麦克风的所述空间的所述传递函数的滤波器运算来生成所述第一声音信号，并且被配置为通过对所述第一信号执行反转和基于从所述第一扬声器到所述麦克风的所述空间的所述传递函数的滤波器运算来生成所述第二声音信号。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的啸声抑制设备，其中从所述第一扬声器到所述麦克风的距离比从所述第二扬声器到所述麦克风的距离长差分距离，并且声音行进所述差分距离期间的时间是差分时间；并且

其中所述声音信号生成器将从输入声音信号被输入时到所述第二声音信号被输出时的时间自从所述输入声音信号被输入时到所述第一声音信号被输出时的时间延迟所述差分时间。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的啸声抑制设备，其中所述第一扬声器、所述第二扬声器和所述麦克风设置在车室的内部；

其中所述第一扬声器和所述第二扬声器分别布置在所述车室的右前门和左前门上；并且

其中所述麦克风布置在所述车室的顶棚上。

6.根据权利要求4所述的啸声抑制设备，其中所述第一扬声器、所述第二扬声器和所述麦克风设置在车室的内部；

其中所述第一扬声器和所述第二扬声器分别布置在所述车室的右前门和左前门上；并且

其中所述麦克风布置在所述车室的顶棚上。

7.根据权利要求2或3所述的啸声抑制设备，其中所述第一扬声器、所述第二扬声器和所述麦克风设置在车室的内部；

其中当行驶噪音小时，所述声音信号生成器被配置为基于通过处理输入声音信号而生成的所述第一信号来生成所述第一声音信号，并被配置为基于从所述第一信号反转的第二信号来生成所述第二声音信号；并且

其中当所述行驶噪音大时，所述声音信号生成器被配置为基于通过对所述输入声音信号执行回声消除处理而生成的信号来生成所述第一声音信号和所述第二声音信号。

8.根据权利要求7所述的啸声抑制设备，进一步包括：

噪音分析器，所述噪音分析器被配置为基于所述输入声音信号和发动机转速中的至少一个来确定所述行驶噪音是小于阈值还是不小于所述阈值；并且

其中基于所述噪音分析器的分析结果，所述声音信号生成器被配置为当所述行驶噪音小于所述阈值时输出所述第一信号和所述第二信号，并且被配置为当所述行驶噪音不小于所述阈值时输出作为已经历所述回声消除处理的所述输入声音信号的信号。

9.一种啸声抑制方法，包括：

向第一扬声器提供基于麦克风的输出信号生成的第一声音信号；以及

向第二扬声器提供使得从所述第一扬声器发出的声音的一部分或全部在所述麦克风处被从所述第二扬声器发出的声音抵消而生成的第二声音信号，

基于通过处理所述麦克风的所述输出信号而生成的第一处理信号来生成所述第一声音信号，并且基于通过处理所述麦克风的所述输出信号而生成的第二处理信号来生成所述第二声音信号；

其中所述第二处理信号与通过将对所述第一处理信号进行了基于滤波器系数的滤波器运算所得到的信号反转而生成的信号相同；并且

其中所述滤波器系数是基于从所述第一扬声器到所述麦克风的空间的传递函数和从所述第二扬声器到所述麦克风的空间的传递函数而计算出的。

10.根据权利要求9所述的啸声抑制方法，其中通过将处理所述麦克风的所述输出信号而生成的第一信号用作所述第一处理信号来生成所述第一声音信号，并且在处于被延迟了生成所述第二处理信号所需的时间的状态下向所述第一扬声器提供所述第一声音信号，所述第二处理信号是通过对所述第一信号执行反转和基于所述滤波器系数的滤波器运算而生成的。

11.根据权利要求9所述的啸声抑制方法，其中通过对处理所述麦克风的所述输出信号而生成的第一信号执行基于从所述第二扬声器到所述麦克风的所述空间的所述传递函数的滤波器运算来生成所述第一声音信号，并且通过对所述第一信号执行反转和基于从所述第一扬声器到所述麦克风的所述空间的所述传递函数的滤波器运算来生成所述第二声音信号。

12.根据权利要求9到11中任一项所述的啸声抑制方法，其中从所述第一扬声器到所述麦克风的距离比从所述第二扬声器到所述麦克风的距离长差分距离，并且声音行进所述差分距离期间的时间是差分时间；并且

其中将从输入声音信号被输入时到所述第二声音信号被输出时的时间自从所述输入声音信号被输入时到所述第一声音信号被输出时的时间延迟所述差分时间。

13.根据权利要求9到11中任一项所述的啸声抑制方法，其中所述第一扬声器、所述第二扬声器和所述麦克风设置在车室的内部；

其中所述第一扬声器和所述第二扬声器分别布置在所述车室的右前门和左前门上；并且

其中所述麦克风布置在所述车室的顶棚上。

14.根据权利要求12所述的啸声抑制方法，其中所述第一扬声器、所述第二扬声器和所述麦克风设置在车室的内部；

其中所述第一扬声器和所述第二扬声器分别布置在所述车室的右前门和左前门上；并且

其中所述麦克风布置在所述车室的顶棚上。

15.根据权利要求10或11所述的啸声抑制方法，其中所述第一扬声器、所述第二扬声器和所述麦克风设置在车室的内部；

其中当行驶噪音小时，基于通过处理输入声音信号而生成的所述第一信号来生成所述第一声音信号，并基于从所述第一信号反转的第二信号来生成所述第二声音信号；并且

其中当所述行驶噪音大时，基于通过对所述输入声音信号执行回声消除处理而生成的信号来生成所述第一声音信号和所述第二声音信号。

16.根据权利要求15所述的啸声抑制方法，进一步包括：

基于所述输入声音信号和发动机转速中的至少一个来确定所述行驶噪音是小于阈值还是不小于所述阈值，

其中基于所述确定过程的分析结果，当所述行驶噪音小于所述阈值时输出所述第一信号和所述第二信号，并且当所述行驶噪音不小于所述阈值时输出作为已经历所述回声消除处理的所述输入声音信号的信号。

17.一种计算机可读记录介质，所述计算机可读记录介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求9至16中任一项所述的啸声抑制方法。

Images