CN109416909A - 噪音降低装置、移动体装置以及噪音降低方法 - Google Patents

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Abstract

噪音降低装置具备第二校正部，所述第二校正部通过利用规定的参数对输出信号或基准信号进行校正来生成校正用信号，通过将所生成的校正用信号与误差信号相加来生成使误差信号接近表示在收听位置产生的残留音的误差信号来得到的校正后误差信号。

Description

噪音降低装置、移动体装置以及噪音降低方法
技术领域
本发明涉及一种主动地降低噪音的噪音降低装置。
背景技术
以往，已知一种通过从扬声器输出用于消除噪音的声音来主动地降低收听位置处的噪音的噪音降低装置。作为这样的噪音降低装置，例如在专利文献1中公开了一种主动型消音装置。
专利文献1：日本专利第5829052号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供一种即使在收听位置与声音收集位置不同的情况下，也能够有效地降低收听位置处的噪音的噪音降低装置、移动体装置以及噪音降低方法。
本发明的一个方式所涉及的噪音降低装置降低收听位置处的噪音，所述噪音降低装置具备第一输入端子、基准信号生成部、自适应滤波器部、输出端子、第一校正部、第二输入端子、第二校正部以及滤波器系数更新部。第一输入端子用于输入与噪音具有相关性的噪音参照信号。基准信号生成部生成基准信号，所述基准信号具有基于输入的噪音参照信号确定的频率。自适应滤波器部通过对所生成的基准信号应用滤波器系数来生成输出信号，所述输出信号用于输出降低噪音的消除音。输出端子用于输出所生成的输出信号。第一校正部生成基于输出信号的传递路径的传递特性对所生成的基准信号进行校正得到的校正后基准信号。第二输入端子用于输入基于残留音的误差信号，所述残留音是由于消除音与噪音的干涉、在与收听位置不同的声音收集位置产生的残留音。第二校正部通过利用规定的参数对输出信号或基准信号进行校正来生成校正用信号，通过将所生成的校正用信号与误差信号相加，生成使误差信号接近表示在收听位置产生的残留音的误差信号来得到的校正后误差信号。滤波器系数更新部基于所生成的校正后误差信号和所生成的校正后基准信号对滤波器系数进行逐次更新。
根据本发明，实现一种即使在收听位置与声音收集位置不同的情况下也能够有效地降低收听位置处的噪音的噪音降低装置、移动体装置以及噪音降低方法。
附图说明
图1是表示普通的噪音降低装置的概要的图。
图2A是消除音和噪音的矢量图。
图2B是表示在麦克风的位置能够听到的噪音的时间波形的示意图。
图2C是表示在收听位置能够听到的噪音的时间波形的示意图。
图3A是收听位置与麦克风的位置大幅不同的情况下的、消除音和噪音的矢量图。
图3B是表示在收听位置与麦克风的位置大幅不同的情况下在收听位置能够听到的噪音的时间波形的示意图。
图4是表示实施方式1所涉及的噪音降低装置的概要的图。
图5A是从实施方式1所涉及的噪音降低装置输出的消除音和噪音的矢量图。
图5B是表示在使用实施方式1所涉及的噪音降低装置的情况下在收听位置30的位置能够听到的噪音的时间波形的示意图。
图5C是表示在使用实施方式1所涉及的噪音降低装置的情况下在麦克风的位置能够听到的噪音的时间波形的示意图。
图6是具备实施方式1所涉及的噪音降低装置的车辆的示意图。
图7是实施方式1所涉及的噪音降低装置的功能框图。
图8是实施方式1所涉及的噪音降低装置的动作的流程图。
图9是实施方式2所涉及的噪音降低装置的功能框图。
具体实施方式
在本发明的实施方式的说明之前先简单地说明以往的装置中的问题点。在以往的噪音降低装置中，在收听者的位置(收听位置)与麦克风的位置(声音收集位置)不同的情况下，具有不能够充分地降低收听位置处的噪音的问题。
本发明的一个方式所涉及的噪音降低装置降低收听位置处的噪音，所述噪音降低装置具备第一输入端子、基准信号生成部、自适应滤波器部、输出端子、第一校正部、第二输入端子、第二校正部以及滤波器系数更新部。第一输入端子用于输入与噪音具有相关性的噪音参照信号。基准信号生成部生成基准信号，所述基准信号具有基于输入的噪音参照信号确定的频率。自适应滤波器部通过对所生成的基准信号应用滤波器系数来生成输出信号，所述输出信号用于输出用于降低噪音的消除音。输出端子用于输出所生成的输出信号。第一校正部生成基于输出信号的传递路径的传递特性对所生成的基准信号进行校正得到的校正后基准信号。第二输入端子用于输入误差信号，所述误差信号是基于由于消除音与噪音的干涉、在与收听位置不同的声音收集位置产生的残留音的误差信号。第二校正部通过利用规定的参数校正输出信号或基准信号来生成校正用信号，通过将所生成的校正用信号与误差信号相加，生成使误差信号近似为表示在收听位置产生的残留音的误差信号而得到的校正后误差信号。滤波器系数更新部基于所生成的校正后误差信号和所生成的校正后基准信号对滤波器系数进行逐次更新。
这样的噪音降低装置即使在收听位置与声音收集位置不同的情况下也能够有效地降低收听位置处的噪音。
例如，第二校正部通过利用规定的参数对输出信号进行校正来生成校正用信号。
这样的噪音降低装置通过利用规定的参数对输出信号进行校正的信号处理，即使在收听位置与声音收集位置不同的情况下也能够有效地降低收听位置处的噪音。
另外，例如第二校正部利用规定的参数对基准信号进行校正并且通过应用滤波器系数来生成校正用信号。
这样的噪音降低装置通过利用规定的参数对基准信号进行校正的信号处理，即使在收听位置与声音收集位置不同的情况下也能够有效地降低收听位置处的噪音。另外，这样的噪音降低装置通过将规定的参数的应用对象设为单一频率的信号，能够大幅削减信号处理量(运算量)。
另外，例如噪音降低装置还具备存储多个规定的参数的存储部。第二校正部还获取与使用噪音降低装置的移动体装置的移动状态具有相关性的移动状态信号，根据获取到的移动状态信号选择存储部中存储的多个规定的参数中的一个，通过用选择出的规定的参数对输出信号或基准信号进行校正来生成校正用信号。
本发明的一个方式所涉及的移动体装置具备噪音降低装置、使用输出信号来输出消除音的声音输出装置以及配置于声音收集位置并将误差信号输出到第二输入端子的声音收集装置。
这样的移动体装置在收听位置与声音收集位置不同的情况下能够有效地降低收听位置处的噪音。
本发明的一个方式所涉及的噪音降低方法降低收听位置处的噪音，所述噪音降低方法生成基准信号，所述基准信号具有基于与噪音具有相关性的噪音参照信号确定的频率。并且，通过对所生成的基准信号应用滤波器系数来生成输出信号，所述输出信号用于输出用于降低噪音的消除音。并且，生成基于输出信号的传递路径的传递特性对所生成的基准信号进行校正得到的校正后基准信号。并且，通过利用规定的参数对输出信号或基准信号进行校正来生成校正用信号。将所生成的校正用信号与基于由于消除音与噪音的干涉、在与收听位置不同的声音收集位置产生的残留音的误差信号相加，由此生成使误差信号接近表示在收听位置产生的残留音的误差信号来得到的校正后误差信号。并且，基于所生成的校正后误差信号和所生成的校正后基准信号，对滤波器系数进行逐次更新。
这样的噪音降低方法即使在收听位置与声音收集位置不同的情况下也能够有效地降低收听位置处的噪音。
以下参照附图来具体地说明实施方式。此外，在以下说明的实施方式均表示通用或具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置和连接方式、步骤、步骤的顺序等为一例，其宗旨并不是限定本发明。另外，关于以下的实施方式中的结构要素中的、没有记载于表示最上位概念的独立权利要求中的结构要素，设为任意的结构要素进行说明。
另外，各图是示意图，并不一定严格地进行图示。此外，在各图中，对实质上相同的结构标注相同的标记，有时省略或者简化重复的说明。
(实施方式1)
[概要]
首先，对实施方式1所涉及的噪音降低装置的概要进行说明。首先，对普通的噪音降低装置的动作进行说明。图1是表示普通的噪音降低装置的概要的图。
图1所示的噪音降低装置10b例如为设置于车厢内，用于降低在汽车的行驶中产生的噪音的装置。由于发动机51引起的噪音瞬间为接近单一频率的正弦波的声音。因此，噪音降低装置10b从控制发动机51的发动机控制部52获取表示发动机51的频率的脉冲信号，从扬声器53输出用于消除噪音的消除音。使用自适应滤波器生成消除音，以使由麦克风54获取的残留音小的方式生成消除音。
如图1所示，从扬声器53的位置(声音输出位置)至收听位置30为止的传递特性由符号Ce表示，从扬声器53的位置至麦克风54的位置(声音收集位置)为止的传递特性由符号Cm表示，用于输出消除音的输出信号由符号Out表示。在该情况下，到达收听位置30的消除音表示为Ce*Out、到达麦克风54的位置(声音收集位置)的消除音表示为Cm*Out。此外，“*”是指卷积算子。
图2A为消除音和噪音的矢量图。如图2A所示，根据噪音降低装置10b，从扬声器53到达麦克风54的消除音Cm*Out在理论上为具有与从发动机51到达麦克风54的噪音Nm相同的振幅并且相位偏离了180度的声音。
此外，在将振幅设为R、将频率设为ω、将相位设为θ时，噪音Nm表示为下述的(式1)，Cm*Out表示为下述的(式2)。噪音降低装置10b例如通过LMS(Least Mean Square：最小均方)法计算(式2)的滤波器系数A和滤波器系数B，由此能够输出用于消除噪音的消除音。
[数式1]
Nm＝R·sin(ωt+θ) ··(式1)
Cm*Out＝R·sin[ωt+(θ-π)]＝A·sin(ωt)+B·cos(ωt)
其中，θ-π＝tan-1(B/A) ··(式2)
图2B为表示在麦克风54的位置能够听到的噪音的时间波形的示意图。在该情况下，如图2B所示，在麦克风54的位置能够听到的噪音收敛于0。
一般来讲，通常收听位置30与麦克风54的位置不完全一致。因而，如图2A的矢量图所示，从扬声器53到达收听位置30的消除音Ce*Out与从发动机51到达收听位置30的噪音Ne的相位差稍微偏离180°度。图2C是表示在收听位置30能够听到的噪音的时间波形的示意图。如图2C所示，在收听位置30能够听到的噪音没有完全消失，但变小。
另外，由于车辆安全基准和配置在车厢内的设备(例如天窗(sunroof)等)使得麦克风54的配置受到限制。因而，有时收听位置30与麦克风54的位置偏离。
图3A为收听位置30与麦克风54的位置大幅不同的情况下的、消除音和噪音的矢量图。当收听位置30与麦克风54的位置大幅不同时，如图3A所示，有时消除音Ce*Out与噪音Ne的相位差大幅偏离180度。
图3B为表示在收听位置30与麦克风54的位置大幅不同的情况下在收听位置30能够听到的噪音的时间波形的示意图。如图3A的例子所示的那样，当消除音Ce*Out与噪音Ne的相位差大幅偏离180度时，如图3B所示，有时在收听位置30能够听到的噪音不降低。
实施方式1所涉及的噪音降低装置通过使自适应滤波器动作使得如同麦克风54设置于收听位置30那样，由此能够有效地降低在收听位置30能够听到的噪音。图4为表示实施方式1所涉及的噪音降低装置的概要的图。
在噪音降低装置10中，设置从输出信号Out向输入信号In的反馈项F，以使自适应滤波器(后述的自适应滤波器部和滤波器系数更新部)动作，使得如同麦克风54设置于收听位置30那样。根据反馈项F(规定的参数F)，当在收听位置30能够听到的噪音为0时，对自适应滤波器的输入为0。具体地说，该输入在图4的(2)处为0，而不是在(1)处为0。即，以下的(式3)成立。
[数式2]
Nm+Cm*Out+F*Out＝0 ··(式3)
当在收听位置30能够听到的噪音消失时，消除音Ce*Out与噪音Ne满足下述的(式4)的关系。
[数式3]
Ne+Ce*Out＝0 ··(式4)
基于上述(式3)和(式4)，以下的(式5)成立。也就是说，在将从消除音的声音输出位置直至收听位置30为止的传递特性设为Ce、将从声音输出位置直至声音收集位置为止的传递特性设为Cm、将收听位置30处的噪音设为Ne、将声音收集位置处的噪音设为Nm的情况下，基于(式5)决定规定的参数F。
[数式4]
F＝(Nm/Ne)·Ce-Cm ··(式5)
噪音降低装置10即使在收听位置30与麦克风54的位置不同的情况下也能够有效地降低在收听位置30能够听到的噪音。图5A为噪音和从噪音降低装置10输出的消除音的矢量图。
如图5A所示，通过反馈项F调整由噪音降低装置10输出的消除音Ce*Out的增益和相位，消除音Ce*Out与噪音Ne的相位差为180度。图5B为表示在使用噪音降低装置10的情况下在收听位置30的位置能够听到的噪音的时间波形的示意图。如图5B所示，在收听位置30能够听到的噪音收敛于0。
另一方面，在图5A的例子中，在使用噪音降低装置10的情况下，消除音Cm*Out与噪音Nm的相位差大幅偏离180度。图5C为表示在使用噪音降低装置10的情况下在麦克风54的位置能够听到的噪音的时间波形的示意图。如图5C所示，在麦克风54的位置能够听到的噪音未充分降低。
[具备噪音降低装置的车辆的整体结构]
像这样，噪音降低装置10即使在收听位置30与麦克风54的位置不同的情况下也能够有效地降低在收听位置30能够听到的噪音。以下对噪音降低装置10的详情进行说明。在实施方式1中，噪音降低装置10作为一例搭载于车辆。图6为具备噪音降低装置10的车辆的示意图。
车辆50是移动体装置的一例，具备噪音降低装置10、发动机51、发动机控制部52、扬声器53、麦克风54、车辆主体55。车辆50具体地说为汽车，但不特别进行限定。
发动机51为车辆50的动力源，并且是成为车辆50的车厢的空间56的噪音源的驱动装置。发动机51例如配置在与空间56不同的空间内。具体地说，发动机51设置在形成于车辆主体55的发动机罩内的空间中。
发动机控制部52基于车辆50的驾驶员的油门操作等对发动机51进行控制(驱动)。另外，发动机控制部52输出与发动机51的转速(频率)相应的脉冲信号(发动机脉冲信号)来作为噪音参照信号。脉冲信号的频率例如与发动机51的转速(频率)成比例。脉冲信号具体为TDC(Top Dead Center：上止点)传感器的输出信号或者所谓的转速脉冲等。此外，噪音参照信号只要与噪音具有相关性，则可以为任意的方式。
扬声器53为声音输出装置的一例，为使用输出信号来输出消除音的扬声器。扬声器53配置在空间56内。扬声器53的位置(声音输出位置)不特别进行限定。
麦克风54为声音收集装置的一例，获取由于消除音与噪音的干涉而在声音收集位置产生的残留音。另外，麦克风54输出基于获取到的残留音的误差信号。麦克风54配置在空间56内。麦克风54的位置(声音收集位置)没有特别限定。如上述的那样，噪音降低装置10即使在声音收集位置与收听位置30不同的情况下也能够有效地降低噪音。
车辆主体55为包括车辆50的底盘(chassis)和车身等的结构体。车辆主体55形成配置扬声器53和麦克风54的空间56(车厢内空间)。
[噪音降低装置的结构和动作]
接着，对噪音降低装置10的结构和动作进行说明。图7为噪音降低装置10的功能框图。图8为噪音降低装置10的动作的流程图。
噪音降低装置10为降低收听位置30的噪音的主动型的噪音降低装置。如图7所示，噪音降低装置10具备第一输入端子11a、基准信号生成部12、自适应滤波器部13、输出端子11c、第一校正部14、第二输入端子11b、第二校正部17以及滤波器系数更新部15。基准信号生成部12、自适应滤波器部13、第一校正部14、第二校正部17以及滤波器系数更新部15各自例如由DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等处理器实现，但也可以由微型计算机或专用电路来实现。以下按图8的流程图所示的步骤来详细地说明相关的结构要素。
[基准信号的生成]
首先，基准信号生成部12基于输入到第一输入端子11a的噪音参照信号来生成基准信号(图8的S11)。
第一输入端子11a为由金属等形成的端子。向第一输入端子11a输入与噪音具有相关性的噪音参照信号。噪音参照信号例如为由发动机控制部52输出的脉冲信号。
更详细地说，基准信号生成部12基于输入到第一输入端子11a的噪音参照信号来确定噪音的瞬间的频率，生成具有确定出的频率的基准信号。基准信号生成部12具体地说具有频率检测部12a、正弦波生成部12b以及余弦波生成部12c。
频率检测部12a检测脉冲信号的频率，将检测出的频率输出到正弦波生成部12b、余弦波生成部12c以及第一校正部14具备的第一控制部14a。换言之，频率检测部12a确定噪音的瞬间的频率。
正弦波生成部12b输出由频率检测部12a检测到的频率的正弦波来作为第一基准信号。第一基准信号为基准信号的一例，在由频率检测部12a检测出的频率为f的情况下，为表示为sin(2πft)＝sin(ωt)的信号。也就是说，第一基准信号具有由频率检测部12a确定出的频率(与噪音相同的频率)。第一基准信号被输出到自适应滤波器部13具备的第一滤波器13a以及第一校正部14具备的第一校正信号生成部14b。
余弦波生成部12c输出由频率检测部12a检测出的频率的余弦波来作为第二基准信号。第二基准信号为基准信号的一例，在由频率检测部12a检测出的频率为f的情况下，为表示为cos(2πft)＝cos(ωt)的信号。也就是说，第二基准信号具有由频率检测部12a确定出的频率(与噪音相同的频率)。第二基准信号被输出到自适应滤波器部13具备的第二滤波器13b以及第一校正部14具备的第二校正信号生成部14c。
[输出信号的生成]
自适应滤波器部13通过对由基准信号生成部12生成的基准信号应用(乘以)滤波器系数，来生成输出信号(图8的S12)。输出信号用于输出用于降低噪音的消除音，并且被输出到输出端子11c。自适应滤波器部13具备第一滤波器13a、第二滤波器13b以及加法运算部13c。自适应滤波器部13为所谓的自适应陷波滤波器。
第一滤波器13a对从正弦波生成部12b输出的第一基准信号乘以第一滤波器系数。用于相乘的第一滤波器系数为与上述(式2)的A对应的滤波器系数，被滤波器系数更新部15具备的第一更新部15a进行逐次更新。乘以第一滤波器系数后的第一基准信号即第一输出信号被输出到加法运算部13c。
第二滤波器13b对从余弦波生成部12c输出的第二基准信号乘以第二滤波器系数。用于相乘的第二滤波器系数为与上述(式2)的B对应的滤波器系数，被滤波器系数更新部15具备的第二更新部15b进行逐次更新。乘以第二滤波器系数后的第二基准信号即第二输出信号被输出到加法运算部13c。
加法运算部13c将从第一滤波器13a输出的第一输出信号与从第二滤波器13b输出的第二输出信号相加。加法运算部13c将通过第一输出信号与第二输出信号的相加得到的输出信号输出到输出端子11c。
输出端子11c为由金属等形成的端子。向输出端子11c输出由自适应滤波器部13生成的输出信号。输出端子11c与扬声器53连接。因此，输出信号经由输出端子11c向扬声器53输出。扬声器53基于输出信号输出消除音。
[基准信号的校正]
第一校正部14生成基于输出信号的传递路径的传递特性对所生成的基准信号进行校正得到的校正后基准信号(图8的S13)。第一校正部14具备第一控制部14a、第一校正信号生成部14b以及第二校正信号生成部14c。
此外，传递特性是将对从扬声器53的位置(声音输出位置)至麦克风54的位置(声音收集位置)为止的路径进行模拟得到的传递特性与规定的参数F相加所得到的特性。当将该传递特性表示为C＾时，传递特性C＾表示为以下的(式6)。
[数式5]
C^＝Cm+F ··(式6)
具体地说，上述传递特性是每个频率的增益和相位(相位延迟)。预先在空间56中针对每个频率实际测量传递特性，并且存储在存储部16中。也就是说，在存储部16中存储频率和用于对该频率的信号进行校正的增益及相位。
第一控制部14a获取由频率检测部12a输出的频率，从存储部16读出(选择)与获取到的频率对应的增益和相位并输出到第一校正信号生成部14b和第二校正信号生成部14c。
第一校正信号生成部14b生成基于由第一控制部14a输出的增益和相位对第一基准信号进行校正得到的第一校正后基准信号。第一校正后基准信号为校正后基准信号的一例。当将由第一控制部14a输出的增益设为α、将相位设为φ1时，第一校正后基准信号表示为α·sin(ωt-φ1)。所生成的第一校正后基准信号被输出到滤波器系数更新部15具备的第一更新部15a。
第二校正信号生成部14c生成基于由第一控制部14a输出的增益和相位对第二基准信号进行校正得到的第二校正后基准信号。第二校正后基准信号为校正后基准信号的一例。当将由第一控制部14a输出的增益设为β、将相位设为φ2时，第二校正后基准信号表示为β·cos(ωt-φ2)。所生成的第二校正后基准信号被输出到滤波器系数更新部15具备的第二更新部15b。
存储部16为存储传递特性的存储装置。如上述的那样，在存储部16中存储频率和用于对该频率的信号进行校正的增益及相位。此外，传递特性也可以用传递函数或滤波器系数的形式存储在存储部16中。
在存储部16中还存储规定的参数F以及后述的第一滤波器系数A和第二滤波器系数B等。具体地说，由半导体存储器等实现存储部16。此外，在由DSP等处理器实现噪音降低装置10的情况下，在存储部16中还存储由处理器执行的控制程序。在存储部16中也可以存储噪音降低装置10进行的信号处理中使用的其它参数。
[误差信号的校正]
第二校正部17通过利用规定的参数F对输出信号进行校正来生成校正用信号，通过将所生成的校正用信号与误差信号相加，生成使误差信号接近表示在收听位置30产生的残留音的误差信号的校正后误差信号(图8的S14)。第二校正部17具备校正信号生成部17a和加法运算部17b。从第二输入端子11b输入误差信号。
第二输入端子11b为由金属等形成的端子。向第二输入端子11b输入基于由于消除音与噪音的干涉而在麦克风54的位置(声音收集位置)产生的残留音的误差信号。由麦克风54输出误差信号。麦克风54的位置为与收听位置30不同的位置。
校正信号生成部17a用由上述(式5)表示的规定的参数F对输出信号进行校正，将利用规定的参数F校正后的输出信号即校正用信号输出到加法运算部17b。具体地说，校正信号生成部17a例如对输出信号乘以规定的参数F。这样的校正用信号用于对从麦克风54输出的误差信号进行用于使该误差信号接近表示在收听位置30产生的残留音的误差信号的校正(相加)。换言之，校正用信号用于使收听位置30处的消除音Ce*Out与噪音Ne的相位差接近180度的误差信号的校正(相加)。
基于预先在空间56中实际测量的数据或对空间56进行模拟得到的数据与上述(式5)根据实验或经验来决定规定的参数F。规定的参数F存储在存储部16中。校正信号生成部17a从存储部16读出并使用规定的参数F。
此外，也可以在存储部16中存储多个规定的参数F，第二校正部17(校正信号生成部17a)也可以切换地使用多个规定的参数F。第二校正部17例如可以获取(检测)与使用噪音降低装置10的车辆50的行驶状态具有相关性的行驶状态信号，来规定的参数F进行切换。具体地说，第二校正部17根据获取到的行驶状态信号来选择存储部16中存储的多个规定的参数中的一个，通过用选择出的规定的参数对输出信号或基准信号进行校正来生成校正用信号。
此外，行驶状态是指油门踏板开度、车速、发动机扭矩、齿轮位置等信息。行驶状态信号如果为与行驶状态具有相关性的信号，则可以为任意的方式。车辆50为移动体装置的一例，行驶状态为移动状态的一例，行驶状态信号为移动状态信号的一例。例如从使用噪音降低装置10的车辆50获取行驶状态信号。
上述(式5)的Ne和Nm根据车辆50的行驶状态而发生变化。因此，噪音降低装置10根据行驶状态对规定的参数F进行切换，由此能够有效地降低在收听位置30能够听到的噪音。
加法运算部17b将校正用信号与误差信号相加。加法运算部17b将进行了校正用信号的相加之后的误差信号作为校正后误差信号输出到滤波器系数更新部15。此外，以上所说明的校正信号生成部17a实际上例如与普通的数字滤波器同样地包括多个抽头(乘法运算、延迟、加法运算处理)。在该情况下，规定的参数F为用于抽头的乘法运算处理的系数。
将以上所说明的校正后误差信号输出到滤波器系数更新部15，由此如上述图5A所示，消除音Ce*Out的增益和相位得到调整。
[滤波器系数的更新]
滤波器系数更新部15基于所生成的校正后误差信号和所生成的校正后基准信号对滤波器系数进行逐次更新(图8的S15)。滤波器系数更新部15具备第一更新部15a和第二更新部15b。
第一更新部15a基于从第一校正信号生成部14b获取到的第一校正后基准信号以及从第二校正部17获取到的校正后误差信号来计算第一滤波器系数。具体地说，第一更新部15a使用LMS(Least Mean Square：最小均方)法以使校正后误差信号最小的方式计算第一滤波器系数，将计算出的第一滤波器系数输出到第一滤波器13a。另外，第一更新部15a对第一滤波器系数进行逐次更新。当将第一校正后基准信号表示为r1、将校正后误差信号表示为e时，第一滤波器系数A(相当于上述(式2)的A)表示为以下的(式7)。此外，n为自然数，相当于采样周期。μ为标量，并且是决定每个采样的滤波器系数的更新量的步长参数。
[数式6]
A(n)＝A(n-1)-μ·r1(n)·e(n) ··(式7)
第二更新部15b基于从第二校正信号生成部14c获取到的第二校正后基准信号以及从第二校正部17获取到的校正后误差信号来计算第二滤波器系数。具体地说，第二更新部15b使用LMS法以使校正后误差信号最小的方式计算第二滤波器系数，将计算出的第二滤波器系数输出到第二滤波器13b。另外，第二更新部15b对第二滤波器系数进行逐次更新。当将第二校正后基准信号表示为r2、将校正后误差信号表示为e时，第二滤波器系数B(相当于上述(式2)的B)表示为以下的(式8)。
[数式7]
B(n)＝B(n-1)-μ·r2(n)·e(n) ··(式8)
[实施方式1的效果等]
利用规定的参数F对使用由噪音降低装置10输出的输出信号来输出的消除音Ce*Out的增益和相位进行调整，因此消除音Ce*Out与噪音Ne的相位差接近180度。因而，在收听位置30能够听到的噪音收敛于0。根据噪音降低装置10，通过校正误差信号，即使在收听位置30与麦克风54的位置不同的情况下，也能够有效地降低在收听位置30能够听到的噪音。
(实施方式2)
[实施方式2所涉及的误差信号的校正]
在实施方式1中，第二校正部17通过利用规定的参数F对输出信号进行校正来生成校正用信号。然而，通过利用规定的参数F对基准信号进行校正，也能够实现与第二校正部17对误差信号进行的校正相同的校正。在实施方式2中，对如下的例子进行说明：通过利用规定的参数F对基准信号进行校正，能够大幅削减生成校正用信号的信号处理量(运算量)。图9为实施方式2所涉及的噪音降低装置的功能框图。此外，在以下的实施方式2的说明中，省略在实施方式1中已经说明过的结构要素的详细说明。
如图9所示，实施方式2所涉及的噪音降低装置10a具备第二校正部18来代替第二校正部17。第二校正部18具备第二控制部18a、第三校正信号生成部18b、第四校正信号生成部18c、第一系数乘法运算部18d、第二系数乘法运算部18e、第一加法运算部18f以及第二加法运算部18g。
第二控制部18a获取由频率检测部12a输出的频率，从存储部16读出与获取到的频率对应的规定的参数F并输出到第三校正信号生成部18b和第四校正信号生成部18c。在实施方式2中，规定的参数F作为每个频率的增益和相位存储在存储部16中。
第三校正信号生成部18b生成基于由第二控制部18a输出的规定的参数F的增益和相位对由正弦波生成部12b输出的第一基准信号进行校正得到的第三校正后基准信号。所生成的第三校正后基准信号被输出到第一系数乘法运算部18d。第三校正后基准信号为利用参数F校正了增益和相位的第一基准信号。也就是说，通过第三校正信号生成部18b进行的信号处理除了增益和相位的校正量基于参数F这一点以外，与第一校正信号生成部14b进行的信号处理相同。
第四校正信号生成部18c生成基于由第二控制部18a输出的规定的参数F的增益和相位对由余弦波生成部12c输出的第二基准信号进行校正得到的第四校正后基准信号。所生成的第四校正后基准信号被输出到第二系数乘法运算部18e。第四校正后基准信号为利用参数F校正了增益和相位的第二基准信号。也就是说，通过第四校正信号生成部18c进行的信号处理除了增益和相位的校正量基于参数F这一点以外，与第二校正信号生成部14c进行的信号处理相同。
第一系数乘法运算部18d对从第三校正信号生成部18b输出的第三校正后基准信号乘以第一滤波器系数。用于相乘的第一滤波器系数为与上述(式2)的A对应的滤波器系数，被第一更新部15a基于上述(式7)进行逐次更新。乘以了第一滤波器系数的第三校正后基准信号即第三输出信号被输出到第一加法运算部18f。
第二系数乘法运算部18e对从第四校正信号生成部18c输出的第四校正后基准信号乘以第二滤波器系数。用于相乘的第二滤波器系数为与上述(式2)的B对应的滤波器系数，被第二更新部15b基于上述(式8)进行逐次更新。乘以了第二滤波器系数的第四校正后基准信号即第四输出信号被输出到第一加法运算部18f。
第一加法运算部18f将从第一系数乘法运算部18d输出的第三输出信号与从第二系数乘法运算部18e输出的第四输出信号相加。第一加法运算部18f将通过第三输出信号与第四输出信号的相加得到的校正用信号输出到第二加法运算部18g。这样的校正用信号用于对从麦克风54输出的误差信号进行使该误差信号接近表示在收听位置30产生的残留音的误差信号的校正(相加)。换言之，校正用信号用于使收听位置30处的消除音Ce*Out与噪音Ne的相位差接近180度的误差信号的校正(相加)。
第二加法运算部18g将校正用信号与误差信号相加。第二加法运算部18g将进行了加法运算后的误差信号作为校正后误差信号输出到滤波器系数更新部15。校正后误差信号被输出到滤波器系数更新部15，由此如上述图5A所示，消除音的增益和相位得到调整。
[实施方式2的效果等]
利用规定的参数F对使用由实施方式2所涉及的噪音降低装置10a输出的输出信号来输出的收听位置30处的消除音Ce*Out的增益和相位进行调整，由此该消除音Ce*Out与噪音Ne的相位差接近180度。因而，在收听位置30能够听到的噪音收敛于0。根据噪音降低装置10a，通过对误差信号进行校正，即使在收听位置30与麦克风54的位置不同的情况下，也能够有效地降低在收听位置30能够听到的噪音。
另外，在实施方式1中通过第二校正部17进行的处理为与普通的数字滤波器同样地使用多个抽头的处理。相对于此，第二校正部18将规定的参数F的应用对象设为单一频率的信号，由此为与单一频率相应的处理，噪音降低装置10a起到能够大幅削减信号处理量(运算量)的效果。
如以上所说明的那样，既可以如实施方式1那样通过利用规定的参数F对输出信号进行校正来生成校正用信号，也可以如实施方式2那样通过利用规定的参数F对基准信号进行校正来生成校正用信号。
(其它实施方式)
以上对实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。
上述实施方式所涉及的噪音降低装置也可以搭载于车辆以外的移动体装置。移动体装置例如也可以为飞机或船舶。另外，本发明也可以实现为这样的车辆以外的移动体装置。
另外，在上述实施方式中，作为噪音源例示了发动机，但对噪音源也没有特别限定。噪音源例如也可以为电动机等。
另外，上述实施方式所涉及的噪音降低装置的结构为一例。例如，噪音降低装置也可以包括数字/模拟(D/A)转换器、低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、电力放大器或模拟/数字(A/D)转换器等结构要素。
另外，上述实施方式所涉及的噪音降低装置进行的处理为一例。例如，上述实施方式所说明的一部分的处理也可以不由数字信号处理而是由模拟信号处理来实现。
另外，例如在上述实施方式中，也可以由其它处理部来执行特定的处理部执行的处理。另外，既可以变更多个处理的顺序，也可以并行地执行多个处理。
另外，在上述实施方式中，关于各结构要素，也可以由专用的硬件构成，或者通过执行适于各结构要素的软件程序来实现。关于各结构要素，也可以通过CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)或处理器等程序执行部读出并执行硬盘或半导体存储器等存储介质中记录的软件程序来实现。
另外，各结构要素也可以为电路(或集成电路)。这些电路既可以作为整体构成一个电路，也可以分别为独立的电路。另外，这些电路既可以为通用的电路，也可以为专用的电路。
另外，本发明的整体或具体的方式可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD-ROM等非暂时性的记录介质来实现。另外，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及计算机可读取的非暂时性的记录介质的任意的组合来实现。
例如，本发明既可以实现为噪音降低装置执行的噪音降低方法，也可以实现为用于使计算机执行上述噪音降低方法的程序。另外，本发明也可以实现为具备上述实施方式所涉及的噪音降低装置、扬声器(声音输出装置)以及麦克风(声音收集装置)的噪音降低系统。
另外，在上述实施方式中说明的噪音降低装置的动作中的多个处理的顺序为一例。关于多个处理的顺序，既可以进行变更，也可以并行地执行多个处理。
此外，对各实施方式实施本领域人员想到的各种变形而得到的方式或者通过在不脱离本发明的宗旨的范围内任意地组合各实施方式中的结构要素和功能而实现的方式也包括在本发明中。
产业上的可利用性
本发明的噪音降低装置例如用作降低车厢内的噪音的装置。
附图标记说明
10、10a、10b：噪音降低装置；11a：第一输入端子；11b：第二输入端子；11c：输出端子；12：基准信号生成部；12a：频率检测部；12b：正弦波生成部；12c：余弦波生成部；13：自适应滤波器部；13a：第一滤波器；13b：第二滤波器；13c、17b：加法运算部；14：第一校正部；14a：第一控制部；14b：第一校正信号生成部；14c：第二校正信号生成部；15：滤波器系数更新部；15a：第一更新部；15b：第二更新部；16：存储部；17、18：第二校正部；17a：校正信号生成部；18a：第二控制部；18b：第三校正信号生成部；18c：第四校正信号生成部；18d：第一系数乘法运算部；18e：第二系数乘法运算部；18f：第一加法运算部；18g：第二加法运算部；30：收听位置；50：车辆；51：发动机；52：发动机控制部；53：扬声器(声音输出装置)；54：麦克风(声音收集装置)；55：车辆主体；56：空间。

Claims (6)

1.一种噪音降低装置，降低收听位置处的噪音，所述噪音降低装置具备：
第一输入端子，其用于输入与所述噪音具有相关性的噪音参照信号；
基准信号生成部，其生成基准信号，所述基准信号具有基于被输入的所述噪音参照信号确定的频率；
自适应滤波器部，其通过对所生成的所述基准信号应用滤波器系数，来生成输出信号，所述输出信号用于输出用于降低所述噪音的消除音；
输出端子，其用于输出所生成的所述输出信号；
第一校正部，其生成基于所述输出信号的传递路径的传递特性对所生成的所述基准信号进行校正得到的校正后基准信号；
第二输入端子，其用于输入基于残留音的误差信号，所述残留音是由于所述消除音与所述噪音的干涉、在与所述收听位置不同的声音收集位置产生的残留音；
第二校正部，其通过利用规定的参数对所述输出信号或所述基准信号进行校正来生成校正用信号，将所生成的所述校正用信号与所述误差信号相加，由此生成使所述误差信号接近表示在所述收听位置产生的残留音的误差信号来得到的校正后误差信号；以及
滤波器系数更新部，其基于所生成的所述校正后误差信号和所生成的所述校正后基准信号对所述滤波器系数进行逐次更新。
2.根据权利要求1所述的噪音降低装置，其特征在于，
所述第二校正部通过用所述规定的参数对所述输出信号进行校正来生成所述校正用信号。
3.根据权利要求1所述的噪音降低装置，其特征在于，
所述第二校正部用所述规定的参数对所述基准信号进行校正并且应用所述滤波器系数，由此生成所述校正用信号。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的噪音降低装置，其特征在于，
还具备存储部，所述存储部存储多个所述规定的参数，
所述第二校正部还获取与使用所述噪音降低装置的移动体装置的移动状态具有相关性的移动状态信号，
根据获取到的所述移动状态信号选择所述存储部中存储的多个所述规定的参数中的一个，
用选择出的所述规定的参数对所述输出信号或所述基准信号进行校正，由此生成所述校正用信号。
5.一种移动体装置，具备：
根据权利要求1至4中的任一项所述的噪音降低装置；
声音输出装置，其使用所述输出信号来输出所述消除音；以及
声音收集装置，其配置于所述声音收集位置，将所述误差信号输出到所述第二输入端子。
6.一种噪音降低方法，降低收听位置处的噪音，在所述噪音降低方法中，
生成基准信号，所述基准信号具有基于与所述噪音具有相关性的噪音参照信号确定的频率，
通过对所生成的所述基准信号应用滤波器系数，来生成输出信号，所述输出信号用于输出用于降低所述噪音的消除音，
生成基于所述输出信号的传递路径的传递特性对所生成的所述基准信号进行校正得到的校正后基准信号，
通过利用规定的参数对所述输出信号或所述基准信号进行校正来生成校正用信号，
通过将所生成的所述校正用信号与基于由于所述消除音与所述噪音的干涉、在与所述收听位置不同的声音收集位置产生的残留音的误差信号相加，生成使所述误差信号接近表示在所述收听位置产生的残留音的误差信号来得到的校正后误差信号，
基于所生成的所述校正后误差信号和所生成的所述校正后基准信号对所述滤波器系数进行逐次更新。
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