CN111373471A - 声响信号控制装置及方法、以及程序及记录介质 - Google Patents

声响信号控制装置及方法、以及程序及记录介质 Download PDF

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Abstract

基于通过图像传感器(103)得到的图像而生成表示人的头部的位置的信息(Gb)(2)，基于收音信号(Sb)及表示人的头部的位置的信息(Gb)，生成用于控制人的头部的位置处的声响的控制信号(Sd)(5)。控制信号(Sd)用于部分地或完全地消除头部的位置处的噪声。即便空间内的人的头部的位置发生变化，也能够不降低噪声抑制效果。

Description

声响信号控制装置及方法、以及程序及记录介质
技术领域
本发明涉及用于控制空间内的声响的声响信号控制装置及方法、以及程序及记录介质。
背景技术
以往，已知有一种有源噪声控制(ANC：Active Noise Control)，该有源噪声控制通过利用麦克风检测空间内的噪声并从扬声器输出反向相位的声音，由此抵消噪声而将其降低。
上述的麦克风越靠近想要降低噪声的位置，噪声抑制效果越高。对此，例如具有如下的噪声控制装置：为了车室内的有源噪声抑制，将麦克风配置于头枕，根据座椅的位置或角度来切换模型的特性，由此，即便座椅的位置或角度变化，也能够良好地消除噪声(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-149922号公报(第4页～第6页，图1)
非专利文献
非专利文献1：M.Pawelczysk，“Active Noise Control-A Review of Control-Related Problems，”Archives of Acoustics，33，4，509-520(2008)
非专利文献1：C.D.Petersen他，“ACTIVE NOISE CONTROL AT A MOVING LOCATIONUSING VIRTUAL SENSING”ICSV13-July 2-6，2006
发明内容
发明要解决的问题
上述的专利文献1所记载的噪声控制装置具有在乘客改变姿势而使头部的位置发生变化的情况下噪声抑制效果下降这样的问题。
以上针对车室内的噪声抑制进行了叙述，但针对车室以外的空间，例如起居室、办公室、作业场所等空间内的噪声抑制也存在同样的问题。
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，即便人的头部的位置发生变化，其噪声抑制效果也不降低。
用于解决问题的手段
本发明的声响信号控制装置是声响控制装置中的声响信号控制装置，所述声响控制装置具备：输入声响换能器，其检测空间内的声响；图像传感器，其拍摄所述空间内的人；以及输出声响换能器，其向所述空间内放出，其中，所述声响信号控制装置具备：控制部，其基于通过所述图像传感器的拍摄而得到的图像，生成表示所述人的头部的位置的信息；声响信号处理部，其基于表示由所述输入声响换能器检测到的声响的收音信号及表示所述人的头部的位置的信息，生成对所述人的头部的位置处的声响进行控制的控制信号；以及输出信号转换部，其使所述输出声响换能器向所述空间内放出与所述控制信号对应的声响。
发明的效果
根据本发明的声响信号控制装置，声响信号处理部基于表示由输入声响换能器检测到的声响的收音信号、以及根据通过拍摄得到的图像而生成的表示人的头部的位置的信息，生成对该头部的位置处的声响进行控制的控制信号。因此，即便人的头部的位置发生变化，也能够不降低噪声抑制效果。
附图说明
图1是示出具备本发明的实施方式1的声响信号控制装置的声响控制装置的框图。
图2是示出图1的声响信号控制装置内的声响信号处理部的框图。
图3是示出图2的头部位置声响估计部的框图。
图4是示出实施方式1的声响信号控制装置中的处理的步骤的流程图。
图5是示出具备本发明的实施方式2的声响信号控制装置的声响控制装置的框图。
图6是示出图5的声响信号控制装置内的声响信号处理部的框图。
图7是示出具备本发明的实施方式3的声响信号控制装置的声响控制装置的框图。
图8是示出图7的声响信号控制装置内的声响信号处理部的框图。
图9是示出具备本发明的实施方式4的声响信号控制装置的声响控制装置的框图。
图10是示出图9的声响信号控制装置内的声响信号处理部的框图。
图11是示出具备本发明的实施方式5的声响信号控制装置的声响控制装置的框图。
图12是示出图11的声响信号控制装置内的声响信号处理部的框图。
图13是示出在本发明的实施方式6中使用的声响信号处理部的框图。
图14是示出具备本发明的实施方式7的声响信号控制装置的声响控制装置的框图。
图15是示出由计算机实现实施方式1的声响信号控制装置的功能的情况下的结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在附图整体中标注了相同标号的结构要素具有相同的结构及功能。
实施方式1.
图1示出具备本发明的实施方式1的声响信号控制装置110的声响控制装置1。图1所示的声响控制装置1除了具备声响信号控制装置110之外，还具备作为输入声响换能器的一例的麦克风101、作为输出声响换能器的一例的扬声器102、以及图像传感器103。
声响信号控制装置110具备控制部2、存储器3、输入信号转换部4、声响信号处理部5、以及输出信号转换部6。
本实施方式的声响控制装置1通过ANC进行空间内的噪声的抑制，作为声响的控制之一。这里所说的空间例如是车室、起居室、办公室、会议室、或者作业场所。以下，如图1所示，设想如下情况来进行说明：空间为车室(车辆的内部的空间)120，对进入车辆的乘客例如驾驶员121的耳部的噪声进行抑制。
作为应抑制的噪声，具有原动机噪声、道路噪声等。以下，设想抑制原动机声的情况进行说明。
麦克风101检测车室内的声音Aa。麦克风101例如是1个通道(单声道)的麦克风。麦克风101输出表示检测到的声音Aa的电信号Sa。
输入信号转换部4以预先决定的采样频率(例如，16kHz)对从麦克风101输出的信号Sa进行采样，并进行A/D(模拟/数字)转换而输出时域的离散信号Sb。
输入信号转换部4例如将连续的160个采样值作为1帧而输出。
关于通过采样得到的信号，有时为了表示采样的定时或编号而标注“(n)”，例如以“Sb(n)”表示。关于以下说明的其他号也相同。
从麦克风101输出的信号Sa及从输入信号转换部4输出的信号Sb均是通过麦克风101中的收音而得到的信号，被称为收音信号。
图像传感器103例如由通过可见光线或红外线进行拍摄的照相机构成。照相机例如期望具有使用超声波或激光来测定距被摄体的各部的距离的功能。图像传感器103将通过拍摄而得到的图像与表示距被摄体的各部的距离的信息的组合作为被摄体信息Ga而输出。
控制部2对图像传感器103输出的被摄体信息Ga进行分析，输出表示空间内的人的头部122的位置的信息(位置信息)Gb。作为表示头部122的位置的信息Gb，能够使用表示任意一方的耳部的位置的信息。控制部2将位置信息Gb向声响信号处理部5输出。
声响信号处理部5将输入信号转换部4输出的收音信号Sb和控制部2输出的位置信息Gb作为输入，生成用于消除头部122的位置处的噪声的信号(消除声信号)Sc，将该消除声信号Sc作为控制信号而输出。消除声信号Sc是相对于收音信号Sb大致为反向相位的信号，但是为考虑了麦克风101的位置与头部122的位置的差异等而进行了调整后的信号。
输出信号转换部6对控制信号Sc进行D/A转换而转换成模拟形式的驱动信号Se，通过驱动信号Se对扬声器102进行驱动。
输出信号转换部6根据需要，利用功率放大器等进行放大，通过放大后的信号对扬声器102进行驱动。
扬声器102将来自输出信号转换部6的驱动信号(电信号)Se转换成声音Ae，将声音放出到空间。
图2是示出声响信号处理部5的结构例的框图。
图示的声响信号处理部5使用虚拟感测技术，估计驾驶员121的头部122的位置处的声音，并且，估计与从声响信号处理部5输出的消除声信号Sc对应的、头部位置处的声音(二次声响)，根据这些估计结果，估计头部位置处的噪声(一次声响)，基于估计出的头部位置处的噪声，生成或更新消除声信号Sc。在ANC中，进行控制以使得头部位置处的声音成为零，因此，有时将头部位置处的声音称为误差声，将表示该误差声的信号称为误差信号。
在基于估计出的头部位置处的噪声而生成消除声信号Sc的处理中，例如使用FIR(Finite Impulse Response)滤波器，进行滤波器系数的组的更新，使得头部位置处的误差声(噪声与消除声重叠后得到)接近零。滤波器系数的组的更新例如通过filtered-X法来进行。
声响信号处理部5根据头部位置处的误差声的估计结果和头部位置处的二次声响(消除声)的估计结果，估计头部位置处的一次声响(噪声)，基于估计结果来决定消除声信号Sc，因此，将这样的控制称为反馈控制。
在如下的状况下利用虚拟感测技术。
即，在ANC中要消除到达人的耳部的噪声的情况下，需要对人的头部的位置进行检测，估计该位置处的声音。如果能够在预想为人的头部运动的范围内以足够高的密度配置麦克风，则能够将在各时间点由最接近头部的位置的麦克风检测到的声音估计为到达人的耳部的声音。
但是，这样高密度地配置麦克风，存在妨碍头部的运动这样的问题、装置的成本变高这样的问题等。对此，提出了如下的技术：在预想为头部运动的范围内或者在接近头部的位置配置麦克风，根据由该麦克风检测到的声音，来估计在各时间点的实际的头部的位置处的声音。将该技术称为虚拟感测。关于虚拟感测，在上述的非专利文献1及2中进行了详述。
声响信号处理部5通过虚拟感测，基于由麦克风101得到的收音信号Sb、以及由控制部2生成的表示头部122的位置的信息Gb，估计头部位置处的声响，基于估计结果，通过ANC来生成消除声信号Sc。
图2的声响信号处理部5具备头部位置声响估计部11、自适应信号处理部12、滤波处理部13、二次路径模型14及16、以及加法部15。
头部位置声响估计部11基于收音信号Sb和控制信号Sc来生成头部位置声响信号Sh。头部位置声响信号Sh表示与收音信号Sb对应的头部位置处的声响的估计值。
自适应信号处理部12基于由头部位置声响估计部11生成的头部位置声响信号Sh等，更新在滤波处理部13中使用的滤波器系数的组w。滤波处理部13的输出是消除声信号Sc。
二次路径模型14是具有扬声器102与头部122之间的传递函数的估计值的模型，将消除声信号Sc作为输入，输出头部位置二次声响信号Sch。头部位置二次声响信号Sch表示与控制信号Sc对应的头部位置处的声音(二次声响)的估计值。
基于表示头部122的位置的信息Gb、以及后述的表示针对多个固定位置的传递函数的信息Gft和表示这些固定位置的信息(例如表示空间内的位置的坐标)Gfp来决定并更新二次路径模型14的传递函数。
加法部15从头部位置声响信号Sh减去头部位置二次声响信号Sch，生成头部位置一次声响信号Snh。头部位置一次声响信号Snh表示头部位置处的一次声响(噪声)的估计值。
滤波处理部13例如由FIR(Finite Impulse Response)滤波器构成，使用自适应信号处理部12依次更新的滤波器系数的组(系数向量)w来进行针对头部位置一次声响信号Snh的滤波处理，输出消除声信号Sc。
二次路径模型16是具有扬声器102与头部122之间的传递函数的估计值的模型，将头部位置一次声响信号Snh作为输入，输出扬声器位置一次声响信号Sns。扬声器位置一次声响信号Sns表示与头部位置一次声响信号Snh对应的扬声器102的位置处的一次声响(噪声)的估计值。
二次路径模型16的传递函数也是基于表示头部122的位置的信息Gb、以及表示针对多个固定位置的传递函数的信息Gft和表示这些固定位置的信息Gfp而决定并更新。
自适应信号处理部12基于扬声器位置一次声响信号Sns以及头部位置声响信号Sh，依次更新在滤波处理部13中使用的滤波器系数的组w。
自适应信号处理部12进行处理，使得头部位置声响信号Sh接近零。即，根据与控制信号Sc相应地从扬声器102发出的声音(消除声)，依次更新滤波器系数的组w，使得在头部位置处，完全消除一次声响(噪声)。
滤波器系数的组w的更新例如通过filtered-X算法来进行。在filtered-X算法中，例如通过由下述的式(1)表示的运算来进行滤波器系数的组w的更新。
w(n+1)＝w(n)+μ·Sh(n)·Sns(n) (1)
在式(1)中，
μ是用于调整自适应动作的收敛速度和估计精度的步长参数，根据声场环境来决定。
w是由多个滤波器系数w0、w1、w2..构成的组(向量)。
Sh(n)、Sns(n)及w(n)分别表示Sh、Sns及w中的在采样的定时n的值。
w(n)表示更新前的滤波器系数的组w的值，
w(n+1)表示更新后的滤波器系数的组w的值，即，应针对定时n的下一个定时的数据使用的滤波器系数的组w的值。
二次路径模型14及16的传递函数需要根据头部122的位置而变化。在本实施方式中，通过事先学习而求出从扬声器102到多个即Q个固定位置(固定设置位置)的传递函数，将表示求出的传递函数的信息Gft与表示各个(Q个)固定位置的信息Gfp预先存储于存储器3，基于来自控制部2的表示头部122的位置的信息Gb和存储于存储器3的上述的信息Gfp及Gft来进行插值，由此，求出从扬声器102到头部122的位置的路径(二次路径)的传递函数。
上述的固定位置配置在控制对象空间内。控制对象空间被决定为，在通过声响控制装置进行声响控制时，占据头部122可位于的范围或者大多位于的范围。
在事先学习中，例如在各个固定位置实际配置麦克风，通过各个麦克风来检测从扬声器102发出的声音，确定从扬声器102到固定位置的传递函数，将表示确定出的传递函数的信息Gft与表示各个固定位置的信息Gfp一起存储。
图3是示出头部位置声响估计部11的一例的框图。图示的头部位置声响估计部11具备麦克风二次路径模型31、第1固定位置二次路径模型32-1至第Q固定位置二次路径模型32-Q、加法部33、第1传递路径模型34-1至第Q传递路径模型34-Q、第1加法部35-1至第Q加法部35-Q、以及插值部36。
麦克风二次路径模型31是具有扬声器102与麦克风101之间的传递函数的估计值的模型，将控制信号Sc作为输入，生成麦克风位置二次声响信号Scm。麦克风位置二次声响信号Scm表示与控制信号Sc对应的麦克风101的位置处的声响(二次声响)的估计值。
第1固定位置二次路径模型32-1至第Q固定位置二次路径模型32-Q是具有扬声器102与第1固定位置至第Q固定位置之间的传递函数的估计值的模型，将控制信号Sc作为输入，生成第1固定位置二次声响信号Scf1至第Q固定位置二次声响信号ScfQ。第1固定位置二次声响信号Scf1至第Q固定位置二次声响信号ScfQ分别表示与控制信号Sc对应的第1固定位置至第Q固定位置处的声响(二次声响)的估计值。
加法部33从收音信号Sb减去麦克风位置二次声响信号Scm，生成麦克风位置一次声响信号Snm。麦克风位置一次声响信号Snm表示麦克风101的位置处的一次声响(噪声)的估计值。
第1传递路径模型34-1至第Q传递路径模型34-Q是具有麦克风101与第1固定位置至第Q固定位置之间的传递函数的估计值的模型，将麦克风位置一次声响信号Snm作为输入，输出第1固定位置一次声响信号Snf1至第Q固定位置一次声响信号SnfQ。第1固定位置一次声响信号Snf1至第Q固定位置一次声响信号SnfQ分别表示与麦克风位置一次声响信号Snm对应的第1固定位置至第Q固定位置处的一次声响的估计值。
第1加法部35-1至第Q加法部35-Q分别将第1固定位置一次声响信号Snf1至第Q固定位置一次声响信号SnfQ与第1固定位置二次声响信号Scf1至第Q固定位置二次声响信号ScfQ相加，生成第1固定位置声响信号Sf1至第Q固定位置声响信号SfQ。第1固定位置声响信号Sf1至第Q固定位置声响信号SfQ分别表示第1固定位置至第Q固定位置处的声响(将一次声响与二次声响重叠后的声响)的估计值。
插值部36使用第1固定位置声响信号Sf1至第Q固定位置声响信号SfQ、从存储器3读出的表示固定位置的信息Gfp、以及从控制部2提供的表示头部122的位置的信息Gb来进行插值，生成头部位置声响信号Sh。头部位置声响信号Sh表示头部位置处的声响(将一次声响与二次声响重叠后的声响)的估计值。
分别预先求出麦克风二次路径模型31、第1固定位置二次路径模型32-1至第Q固定位置二次路径模型32-Q、以及第1传递路径模型34-1至第Q传递路径模型34-Q的传递函数，将各模型构成为具有所求出的传递函数。
另外，在本实施方式的声响信号处理部5中，将基于filtered-X法的反馈控制作为一例而对动作进行了说明，但不限于此，也能够使用作为频率轴上的处理的WaveSynthesis法等公知方法。
接着，参照图4的流程图对上述的声响信号控制装置中的处理的步骤进行说明。
能够平行地进行步骤ST1A及ST1B的组合与步骤ST2。
在步骤ST1A中，输入信号转换部4以预先决定的采样频率对由麦克风101取入的模拟收音信号Sa进行采样，进行A/D转换，生成时域的数字收音信号Sb。
在步骤ST1B中，判定采样值的数n是否达到了预先决定的数N，如果没有达到，则返回步骤ST1A。在n达到了N之后，进入步骤ST4。N例如是160，表示1帧内的采样值的数。通过N个采样值而形成1帧收音信号(Sb(1)～Sb(160))。
在步骤ST2中，控制部2接收通过图像传感器103的拍摄而得到的图像，对图像进行分析(步骤ST2)，基于其结果，生成表示驾驶员的头部122的位置的信息Gb。
在步骤ST1A及步骤ST1B的组合、以及步骤ST2的处理结束之后，进入步骤ST4。
在步骤ST4中，头部位置声响估计部11基于表示头部122的位置的信息Gb、收音信号Sb以及控制信号Sc，生成头部位置声响信号Sh。
在步骤ST5中，自适应信号处理部12将从二次路径模型16输出的扬声器位置一次声响信号Sns和头部位置声响估计部11输出的头部位置声响信号Sh作为输入，对滤波处理部13的系数的组进行更新，使得头部位置声响信号Sh接近零。
在步骤ST6中，滤波处理部13使用由自适应信号处理部12更新的滤波器系数的组来进行针对头部位置一次声响信号Snh的滤波处理，生成消除声信号Sc，作为控制信号而将其输出。
在步骤ST7A中，输出信号转换部6将声响信号处理部5输出的控制信号Sc作为输入，进行向模拟信号的转换、放大等，生成驱动扬声器102的信号Se并输出。该处理也与步骤ST1A同样地按照每1帧来进行。即，在步骤ST7A的下一个步骤ST7B中，判定数据(与步骤ST1B中的采样值对应而生成的控制信号Sc)的数n是否达到了N，如果未达到，则返回步骤ST7A。在n达到了N之后，判断为该帧的处理结束，进入步骤ST8。
在步骤ST8中，判断是否应继续进行声响控制。如果应继续进行(ST8中为是的情况)，则返回步骤ST1A及ST2。
如果应结束(ST8中为否的情况)，则结束处理。
在实施方式1中，生成用于消除噪声的消除声信号Sc，作为控制信号而将其输出，从扬声器102将与上述的控制信号对应的声响放出到车室内的空间。因此，即便驾驶员的头部的位置发生变化，也能够消除驾驶员的耳部能听到的噪声。此外，利用反馈方式估计噪声。即，根据基于收音信号Sb的头部位置处的声响的估计结果(Sh)、以及与控制信号(Sc)对应的头部位置处的声响的估计结果(Sch)，来估计头部位置处的噪声(Snh)。然后，基于估计出的头部位置处的噪声(Snh)而生成消除声信号(Sc)。因此，即便在事先不知道发出了怎样的噪声的情况下，也能够进行噪声的消除。
实施方式2.
在实施方式1中，以完全地消除噪声的方式进行控制，但以下，将在驾驶员的注意力下降时根据下降的程度来调整噪声抑制的程度的结构作为实施方式2来说明。
图5示出具备实施方式2的声响信号控制装置110b的声响控制装置1b。在图5中，与图1相同的标号表示相同的部分。
图5所示的声响信号控制装置110b与图1所示的声响信号控制装置110大致相同。但是，代替控制部2及声响信号处理部5而设置有控制部2b及声响信号处理部5b。
控制部2b基于图像传感器103的输出，生成表示驾驶员的头部122的位置的信息Gb，此外还生成表示驾驶员的注意状态的信息(注意状态信息)Gc。
这里，驾驶员的注意状态例如是驾驶员针对驾驶的注意力的程度。例如，在瞌睡时或在东张西望时，判断为注意力下降。例如，在驾驶员闭合眼睛、或者虽然时而睁开眼睛时而闭合眼睛但闭合的时间的比例较长、或者头部向前后或者向左右晃动的情况下，判断为瞌睡。此外，在眼睛朝向前方以外的方向的时间的比例较长的情况下，判断为东张西望。
控制部2d基于这些判定结果，输出注意状态信息Gc。
声响信号处理部5b不仅接收来自控制部2b的位置信息Gb，还接收注意状态信息Gc，基于位置信息Gb来进行与实施方式1同样的控制(消除噪声的控制)，此外还基于注意状态信息Gc来进行调整噪声抑制的程度的控制。例如，注意力越是下降，越减小噪声抑制的程度。在减小了噪声抑制的程度的情况下，驾驶员能听到噪声中的未被抑制的部分(一次声响残留部分)。
在实施方式2中使用的声响信号处理部5b例如如图6所示那样构成。图6所示的声响信号处理部5b与图2的声响信号处理部5大致相同，但附加了系数决定部40、系数乘法部41及42、以及加法部43及44。
另外，从滤波处理部13输出的消除声信号以标号Sc表示，将该消除声信号Sc作为输入的加法部43的输出以标号Sd表示。
系数决定部40根据注意状态信息Gc来决定系数(不注意系数)kc。不注意系数kc具有0至1的范围内的大小，注意状态信息Gc所示的注意力越低，不注意系数kc被决定为越大的值。
系数乘法部41将由系数决定部40决定出的系数kc与扬声器位置一次声响信号Sns相乘。系数乘法部41的输出S41(＝kc·Sns)是表示一次声响(噪声)中的未抑制的部分即应使驾驶员听到的部分(一次声响残留部分)的信号。
加法部43将系数乘法部41的输出S41与消除声信号Sc相加，输出相加结果Sd(＝kc·Sns+Sc)。加法部43的输出Sd是用于抑制一次声响的一部分而使驾驶员听到残留部分的信号。加法部43的输出Sd作为声响信号处理部5b的输出(控制信号)被供给到输出信号转换部6，并且被供给到头部位置声响估计部11。
这样的结果是，利用消除声信号Sc与信号S41之和对扬声器102进行驱动。其结果是，从扬声器102放出将消除声减弱了基于信号S41的声音的部分后的声音，驾驶员的耳部能听到噪声的一部分(与信号S41对应的部分)。
由于越是注意力下降时，系数kc变得越大，因此，越是注意力下降时，驾驶员的耳部越能听到更大的噪声。由此，能够实现驾驶员的注意力的恢复。
头部位置声响估计部11接收控制信号Sd而代替控制信号Sc，对收音信号Sb和控制信号Sd进行在实施方式1中说明的处理同样的处理，生成头部位置声响信号Sh。头部位置声响信号Sh是将通常的误差信号(不残留噪声的情况下的误差信号)与头部位置处的噪声(一次声响)的残留部分的估计值相加而得到的信号。
系数乘法部42将系数kc与头部位置一次声响信号Snh相乘。系数乘法部42的输出S42(＝kc·Snh)表示头部位置处的一次声响的残留部分的估计值。
加法部44从头部位置声响信号Sh减去系数乘法部42的输出S42。相减结果表示从头部位置处的声响中去除了头部位置处的一次声响残留部分后的结果。如上所述，这是因为，头部位置声响信号Sh所表示的声响成为对通常的误差声(未残留噪声的情况下的误差声)加上头部位置处的一次声响残留部分而得到的声响，另一方面，系数乘法部42的输出S42所表示的声响表示头部位置处的一次声响残留部分。
自适应信号处理部12进行滤波器系数的组w的更新，使得加法部44的输出S44(＝Sh-kc·Snh)接近零。
滤波处理部13使用由自适应信号处理部12更新的滤波器系数的组w，进行滤波，输出消除声信号Sc。
如上所述，由于自适应信号处理部12进行滤波器系数的更新，使得加法部44的输出S44接近零，因此，从滤波处理部13输出表示用于噪声抑制的消除声的信号。
在实施方式2中，基于由图像传感器103得到的图像等信息，生成表示驾驶员针对驾驶的注意力程度的信息(Gc)，基于表示上述的驾驶员的状态的信息(Gc)，来调整上述的头部位置处的噪声被消除的程度。例如，当根据表示驾驶员的状态的信息(Gc)而示出注意力较低时，进一步减小噪声的消除程度。由此，能够实现注意力的恢复，有助于安全驾驶。
而且，即便由于驾驶操作等而使头部的位置发生变化，也能够维持该效果。
实施方式3.
在上述的实施方式1及2中，基于麦克风中的收音结果而估计噪声(一次声响)，但在实施方式3中，基于预先生成并存储的噪声数据，来生成表示噪声的信号。由于根据已知的数据而生成表示噪声的信号(参照信号)，因此，被称为前馈控制。以下，针对作为消除对象的噪声与实施方式1同样为伴随原动机的动作而产生的声音(原动机声)的情况进行说明。
图7与原动机130一起示出具备实施方式3的声响信号控制装置110c的声响控制装置1c。在图7中，与图1相同的标号表示相同的部分。
图7所示的声响信号控制装置110c与图1所示的声响信号控制装置110大致相同，但附加了噪声信号生成部8。
原动机130例如是汽油发动机等内燃机、电动机等，产生用于使汽车行驶的动力。
动作状态检测部131输出动作状态信息Gr，该动作状态信息Gr表示原动机130的动作状态，例如起动、停止、转速、旋转相位等。
噪声信号生成部8基于预先存储的表示噪声的数据、以及从动作状态检测部131输出的动作状态信息Gr，生成原动机噪声信号Sno，并向声响信号处理部5输出。原动机噪声信号Sno模拟了实际的噪声，例如，是以1个旋转的周期作为基本频率的周期的合成声音。此外，考虑了旋转相位。并且，例如，大小根据转速而变化。例如，伴随着转速变高，音量变大。
为了生成原动机噪声信号Sno，将在使预先原动机130实际动作时收音并分析而得到的结果作为表示噪声的数据(原动机噪声数据)，预先存储于噪声信号生成部8内的未图示的存储部。在声响信号控制装置动作时，噪声信号生成部8基于上述存储部所存储的数据和来自动作状态检测部131的动作状态信息Gr，生成原动机噪声信号Sno。
图8示出在实施方式3中使用的声响信号处理部5c。图示的声响信号处理部5c具备头部位置声响估计部11、自适应信号处理部12、滤波处理部13及二次路径模型18。
噪声信号生成部8输出的原动机噪声信号Sno被输入到二次路径模型18及自适应信号处理部12。
二次路径模型18是具有扬声器102与头部122之间的传递函数的估计值的模型，将原动机噪声信号Sno作为输入，输出头部位置一次声响信号Snh。头部位置一次声响信号Snh表示与原动机噪声信号Sno对应的头部位置处的声响(一次声响)的估计值。
自适应信号处理部12基于原动机噪声信号Sno和头部位置声响信号Sh，依次更新在滤波处理部13中使用的滤波器系数的组w。该更新以使得头部位置声响信号Sh接近零的方式进行。
滤波器系数的组w的更新例如通过filtered-X算法而进行。在filtered-X算法中，例如通过由下述的式(2)表示的运算来进行滤波器系数的组w的更新。
w(n+1)＝w(n)-μ·Sh(n)·Sno(n) (2)
式(2)与上述的式(1)相同，但Sns(n)被置换为Sno(n)。
Sno(n)表示Sno中的在采样的定时n的值。
另外，二次路径模型18的传递函数也是基于表示头部122的位置的信息Gb、表示针对多个固定位置的传递函数的信息Gft及表示这些固定位置的信息Gfp而决定并更新的。
在实施方式3中，生成用于消除驾驶员的头部的位置处的噪声的消除声信号Sc，并将其作为控制信号而输出，将与上述的控制信号对应的声响从扬声器102放出到车室内的空间。因此，即便驾驶员的头部的位置发生变化，也能够消除驾驶员的耳部能听到的噪声。此外，通过前馈方式来估计噪声。即，基于预先存储的表示噪声的数据，生成表示噪声的噪声信号(Sno)。然后，基于生成的噪声信号(Sno)而生成消除声信号(Sc)。因此，能够使用结构比较简单的声响信号处理装置，进行噪声的消除。
另外，在实施方式3中，将噪声信号生成部8的输出Sno作为表示扬声器102的位置处的声音的信号来处理，但也可以作为表示噪声源(例如原动机130)的位置的声音的信号来处理，将通过了从噪声源到扬声器102的位置的传递路径的模型的信号用作扬声器102的位置处的噪声信号。例如，也可以代替信号Sno而将这样的模型的输出向自适应信号处理部12及二次路径模型18输入。在以下所述的实施方式4～7中也相同。
实施方式4.
在实施方式3中，以完全地消除噪声的方式进行控制，以下，将在驾驶员的注意力下降时根据下降的程度来调整噪声抑制的程度的结构作为实施方式4来说明。
图9示出具备实施方式4的声响信号控制装置110d的声响控制装置1d。在图9中，与图7相同的标号表示相同的部分。
图9所示的声响信号控制装置110d与图7所示的声响信号控制装置110c大致相同。但是，代替控制部2c及声响信号处理部5c而设置有控制部2d及声响信号处理部5d。
控制部2d与实施方式2的控制部2b同样地基于图像传感器103的输出，生成表示驾驶员的头部122的位置的信息Gb，除此之外还生成表示驾驶员的注意状态的信息Gc。
声响信号处理部5d与实施方式2的声响信号处理部5b同样地基于注意状态信息Gc来调整噪声抑制的程度。
在实施方式4中使用的声响信号处理部5d例如如图10所示那样构成。图10所示的声响信号处理部5d与图8的声响信号处理部5c大致相同，但附加了系数决定部50、系数乘法部51及52、以及加法部53及54。
另外，从滤波处理部13输出的消除声信号以标号Sc表示，将该消除声信号Sc作为输入的加法部53的输出以标号Sd表示。
系数决定部50与图6的系数决定部40是相同的，根据注意状态信息Gc来决定系数(不注意系数)kc。不注意系数kc具有0至1的范围内的大小，注意状态信息Gc所示的注意力越低，不注意系数kc被决定为越大的值。
系数乘法部51将由系数决定部50决定出的系数kc与扬声器位置一次声响信号Sno相乘。系数乘法部51的输出S51(＝kc·Sno)是表示一次声响(噪声)中的未抑制的部分即应使驾驶员听到的部分(一次声响残留部分)的信号。
加法部53将系数乘法部51的输出S51与消除声信号Sc相加，输出相加结果Sd(＝kc·Sno+Sc)。加法部53的输出Sd是用于抑制一次声响的一部分而使驾驶员听到残留部分的信号。加法部53的输出Sd作为声响信号处理部5d的输出(控制信号)被供给到输出信号转换部6，并且被供给到头部位置声响估计部11。
这样的结果是，利用消除声信号Sc与信号S51之和对扬声器102进行驱动。其结果是，从扬声器102放出将消除声减弱了基于信号S51的声音的部分后的声音，驾驶员的耳部能听到噪声的一部分(与信号S51对应的部分)。
由于越是注意力下降时，系数kc变得越大，因此，越是注意力下降时，驾驶员的耳部越能听到更大的噪声。由此，能够实现驾驶员的注意力的恢复。
头部位置声响估计部11接收控制信号Sd而代替控制信号Sc，对收音信号Sb和控制信号Sd进行与在实施方式1中说明的处理同样的处理，生成头部位置声响信号Sh。头部位置声响信号Sh与在实施方式2中说明的同样，成为将通常的误差信号(未残留噪声的情况下的误差信号)与头部位置处的噪声(一次声响)的残留部分的估计值相加而得到的信号。
系数乘法部52将系数kc与头部位置一次声响信号Snh相乘。系数乘法部52的输出S52(＝kc·Snh)表示头部位置处的一次声响的残留部分的估计值。
加法部54从头部位置声响信号Sh减去系数乘法部52的输出S52。相减结果表示从头部位置处的声响去除了头部位置处的一次声响残留部分后的结果。
自适应信号处理部12进行滤波器系数的组w的更新，使得加法部54的输出S54(＝Sh-kc·Snh)接近零。
滤波处理部13使用由自适应信号处理部12更新的滤波器系数的组w，进行滤波，输出消除声信号Sc。
如上所述，由于自适应信号处理部12进行滤波器系数的更新，使得加法部54的输出S54接近零，因此，从滤波处理部13输出表示用于噪声抑制的消除声的信号。
在实施方式4中，与实施方式2同样地基于由图像传感器103得到的图像等信息，生成表示驾驶员针对驾驶的注意力程度的信息(Gc)，基于该信息(Gc)，来调整上述的头部位置处的噪声被消除的程度。例如，当根据表示驾驶员的状态的信息(Gc)而示出注意力较低时，进一步减小噪声的消除程度。由此，能够实现注意力的恢复，有助于安全驾驶。
而且，即便由于驾驶操作等而使头部的位置发生变化，也能够维持该效果。
实施方式5.
在上述的实施方式1及3中，以完全地消除噪声的方式进行控制，在实施方式2及4中，根据驾驶员的注意力的下降来调整噪声抑制的程度，但在实施方式5中，抑制从设置有声响信号控制装置的车辆(以下称为“本车辆”)发出的噪声、例如来自原动机的噪声，并且，作为代替声而使驾驶员听到与从本车辆发出的噪声不同的声音，例如从与本车辆不同种类的车辆发出的声音。
通过使驾驶员听到从与本车辆不同种类的车辆发出的声音，驾驶员能够体验驾驶与本车辆不同种类的车辆的心情，增加驾驶的乐趣。此外，在驾驶员的注意力下降时，通过增大与从本车辆发出的噪声不同的声音，能够实现注意力的恢复。
图11示出具备实施方式5的声响信号控制装置110e的声响控制装置1e。在图11中，与图9相同的标号表示相同的部分。
图11所示的声响信号控制装置110e与图9所示的声响信号控制装置110d大致相同。但是，附加了代替声数据存储部20、数据选择部21及代替声信号生成部22，代替声响信号处理部5d而设置有声响信号处理部5e。
代替声数据存储部20存储与本车辆不同种类的车辆的原动机声的数据，例如由非易失性存储器构成。本车辆不同种类的车辆例如包括更高性能的车辆、跑车、老爷车及赛车。
代替声数据存储部20能够存储多个代替声数据，数据选择部21能够根据利用者例如驾驶员的操作，选择并读出多个代替声数据中的任意的数据。
代替声信号生成部22基于从动作状态检测部131输出的动作状态信息Gr和由数据选择部21选择出的代替声数据Dj，生成代替声信号Sj并输出。例如在选择了跑车的原动机声的情况下，生成该跑车的原动机声并输出。
图12示出在实施方式5中使用的声响信号处理部5e。图12所示的声响信号处理部5e与图8的声响信号处理部5c大致相同，但附加了系数决定部60、系数乘法部61、加法部63及64、以及二次路径模型65。
另外，从滤波处理部13输出的消除声信号以标号Sc表示，将该消除声信号Sc作为输入的加法部63的输出以标号Sd表示。
系数决定部60与图10的系数决定部50是相同的，根据注意状态信息Gc来决定系数(不注意系数)kd。关于不注意系数kd，注意状态信息Gc所示的注意力越低，不注意系数kd被决定为越大的值。系数kd是为了调整代替声的音量而使用的系数，例如，被决定为，在kd＝1时成为与原动机130的噪声相同程度的音量。
系数乘法部61将由系数决定部60决定出的系数kd与代替声信号Sj相乘。系数乘法部61的输出S61(＝kd·Sj)是表示被调整了音量的代替声的信号。
加法部63将系数乘法部61的输出S61与消除声信号Sc相加，输出相加结果Sd(＝kd·Sj+Sc)。加法部63的输出Sd是用于抑制一次声响(来自本车辆的噪声)、并且使驾驶员听到被调整了音量的代替声的信号。加法部63的输出Sd作为声响信号处理部5d的输出(控制信号)被供给到输出信号转换部6，并且被供给到头部位置声响估计部11。
这样的结果是，利用消除声信号Sc与信号S61之和对扬声器102进行驱动。其结果是，从扬声器102放出将消除声与基于代替声信号Sj乘以系数kd的信号S61(＝kd·Sj)产生的声音合成而得到的声音，驾驶员的耳部能够听到被调整了音量的代替声。
由于越是注意力下降时，系数kd变得越大，因此，越是注意力下降时，驾驶员的耳部越能听到更大的代替声。其结果是，使驾驶员的注意力恢复。
头部位置声响估计部11接收控制信号Sd而代替控制信号Sc，对收音信号Sb和控制信号Sd进行与在实施方式1中说明的处理同样的处理，生成头部位置声响信号Sh。头部位置声响信号Sh成为对通常的误差信号(未重叠代替声的情况下的误差信号)加上与上述的代替声对应的值而得到的信号。
二次路径模型65与二次路径模型18同样是具有扬声器102与头部122之间的传递函数的估计值的模型，将乘法部61的输出S61(＝kd·Sj)作为输入，生成信号S65。二次路径模型65的输出S65表示与信号S61对应的头部位置处的声响的估计值。
二次路径模型65的传递函数也是基于表示头部122的位置的信息Gb、以及表示针对多个固定位置的传递函数的信息Gft及表示这些固定位置的信息Gfp而决定并更新的。
加法部64从头部位置声响信号Sh减去二次路径模型65的输出S65。相减结果表示从头部位置处的声响去除了代替声后的结果。
自适应信号处理部12进行滤波器系数的组w的更新，使得加法部64的输出S64(＝Sh-kd·Sj)接近零。
滤波处理部13使用由自适应信号处理部12更新的滤波器系数的组w，进行滤波，输出消除声信号Sc。
如上所述，自适应信号处理部12进行滤波器系数的更新，使得加法部64的输出S64接近零，因此，从滤波处理部13输出表示用于噪声抑制的消除声的信号。
在上述的结构中，能够在抑制了本车辆的噪声的基础上，生成与本车辆不同种类的车辆的声音，例如原动机声，因此，成为犹如正在驾驶与本车辆不同种类的车辆这样的心情，增加了驾驶的乐趣。
此外，当驾驶员的注意力下降时，通过增大系数kd而进一步增大代替声，来实现注意力的恢复。通过这种方式，能够有助于安全驾驶。而且，即便通过驾驶操作等而使头部的位置发生变化，也维持该效果。
但是，也可以与注意力的程度无关地而使驾驶员听到代替声。在该情况下，省略系数决定部60及系数乘法部61，将代替声信号生成部22的输出直接向加法部63及二次路径模型65供给即可。
此外，在上述的例子中，在抑制了本车辆的噪声的基础上，使驾驶员听到与本车辆不同种类的车辆的声音，但也可以不抑制本车辆的声音而使驾驶员听到与本车辆不同种类的车辆的声音。
另外，在实施方式5中，将代替声信号生成部22的输出Sj作为表示扬声器102的位置处的声音的信号来处理，但也可以作为表示被代替声置换的声音的声源(例如原动机130)的位置的声音来处理。例如如果代替声置换原动机130的噪声，则也可以将代替声信号生成部22的输出Sj作为原动机130的位置处的声音来处理。在该情况下，也可以将通过从被代替声置换的声音的声源(例如原动机130)到扬声器102的位置的传递路径的模型的信号用作扬声器102的位置处的噪声信号。例如，也可以代替信号Sj而将这样的模型的输出向系数乘法部61输入。通过这种方式，能够增强从被代替声置换的声音的声源(例如原动机130)发出代替声的感觉。以下所述的实施方式6及7也相同。
实施方式6.
在实施方式5中，能够抑制原动机噪声，并且能够调整代替声的音量，但也能够调整原动机噪声的抑制程度。
在该情况下，例如使用图13所示的声响信号处理部5f。
图13所示的声响信号处理部5f与图12的声响信号处理部5e大致相同，但附加了系数决定部50、系数乘法部51及52，代替加法部63及64而设置有加法部73及74。
系数决定部50、系数乘法部51及52与图10的系数决定部50、系数乘法部51及52相同。即，系数决定部50根据注意状态信息Gc来决定系数(不注意系数)kc。不注意系数kc具有0至1的范围内的大小，注意状态信息Gc所示的注意力越低，不注意系数kc被决定为越大的值。
系数乘法部51与图10的系数乘法部51同样地将系数kc与扬声器位置一次声响信号Sno相乘。
系数乘法部52与图10的系数乘法部52同样地将系数kc与头部位置一次声响信号Snh相乘。
加法部73对消除声信号Sc加上系数乘法部51的输出S51和系数乘法部61的输出S61，将相加结果Sd作为控制信号而输出。
加法部74从头部位置声响信号Sh减去系数乘法部52的输出S52和二次路径模型65的输出S65，将相减结果向自适应信号处理部12输出。
自适应信号处理部12进行滤波器系数的组w的更新，使得加法部74的输出S74(＝Sh-kc·Snh-S65)接近零。
滤波处理部13使用由自适应信号处理部12更新的滤波器系数的组w，进行滤波，输出消除声信号Sc。
根据上述的结构，能够通过系数kc的调整来改变噪声抑制的程度。此外，能够通过系数kd的调整来改变代替声的大小。例如，当驾驶员的注意力下降时，也可以通过增大系数kc来减弱噪声抑制的程度，并且通过增大系数kd来增大代替声。
在实施方式6中，由于能够调整本车辆的噪声抑制的程度和代替声的音量，因此，例如，能够根据驾驶员的注意状态来控制本车辆的噪声抑制的程度和代替声的大小，例如能够进行与驾驶员的喜好或性质相应的最佳控制。
在上述的实施方式1～6中，对驾驶员设置有1个麦克风101和1个扬声器102，但也可以设置2个以上的麦克风及2个以上的扬声器。在对驾驶员设置有2个以上的麦克风及2个以上的扬声器的情况下，在声响信号处理部中，例如，使用将上述的filtered-X法扩展为多通道的方法(Multiple Error Filtered-X法)即可。
实施方式7.
在实施方式1～6中，进行到达驾驶员的耳部的声音的控制，但在实施方式7中，进行到达驾驶员的耳部的声音的控制，并且进行到达驾驶员以外的人的耳部的声音的控制。
图14示出具备实施方式7的声响信号控制装置110g的声响控制装置1g。在图14中，除了驾驶员121之外，还示出后部座席的乘客126，作为驾驶员以外的乘客的一例。在图14中，与图11相同的标号表示相同的部分。
图14所示的声响控制装置1g与图11所示的声响控制装置1e大致相同。但是，代替图11的扬声器102而设置有第1扬声器102A及第2扬声器102B，代替图11的声响信号控制装置110e而设置有声响信号控制装置110g。
第1扬声器102A设置在适合将声音传递到驾驶员121的耳部的位置，例如设置在驾驶员121的耳部的附近，第2扬声器102B设置在适合将声音传递到后部座席的乘客126的耳部的位置，例如设置在后部座席的乘客126的耳部的附近。
图14的声响信号控制装置110g与图11的声响信号控制装置110e大致相同。但是，代替控制部2d、存储器3、声响信号处理部5e及输出信号转换部6而设置有控制部2g、第1存储器3A及第2存储器3B、第1声响信号处理部5A及第2声响信号处理部5B、以及第1输出信号转换部6A及第2输出信号转换部6B。
第1存储器3A及第2存储器3B分别存储有与图11的存储器3相同的信息。但是，第1存储器3A存储有第1声响信号处理部5A所使用的信息，即，表示对驾驶员121设定的控制对象空间内的多个固定位置的信息GfpA、以及表示该固定位置与第1扬声器102A之间的传递函数的信息GftA。另一方面，第2存储器3B存储有第2声响信号处理部5B所使用的信息，即，表示对后部座席的乘客126设定的控制对象空间内的多个固定位置的信息GfpB、以及表示该固定位置与第2扬声器102B之间的传递函数的信息GftB。
图像传感器103对驾驶员121及后部座席的乘客126进行拍摄，将作为拍摄的结果而得到的被摄体信息Ga向控制部2g输出。
控制部2g基于来自图像传感器103的被摄体信息Ga，生成表示驾驶员121的头部122的位置的信息GbA、以及表示后部座席的乘客126的头部127的位置的信息GbB，并且，生成表示驾驶员121的注意状态的信息GcA、以及表示后部座席的乘客126的状态的信息GcB。
表示后部座席的乘客126的状态的信息GcB是表示后部座席的乘客想要休息的程度的信息，例如，在困倦的情况下、在睡着的情况下、在放倒座椅的情况下等，判断为想要休息的程度高。
第1声响信号处理部5A及第2声响信号处理部5B分别与图13的声响信号处理部5f相同，第1输出信号转换部6A及第2输出信号转换部6B分别与图13的输出信号转换部6相同。
但是，第1声响信号处理部5A基于存储器3A所存储的信息GfpA及GftA、从控制部2g供给的表示驾驶员的头部122的位置的信息GbA及关于驾驶员的注意状态的信息GcA、通过麦克风101的收音而得到的信号Sb、以及来自噪声信号生成部8的噪声信号Sno，进行与图13的声响信号处理部5f同样的动作，将控制信号SdA向输出信号转换部6A供给。输出信号转换部6A基于控制信号SdA，输出驱动扬声器102A的信号SeA。
第2声响信号处理部5B基于存储器3B所存储的信息GfpB及GftB、从控制部2g供给的表示后部座席的乘客126的头部127的位置的信息GbB及表示后部座席的乘客126的状态的信息GcB、通过麦克风101的收音而得到的信号Sb、以及来自噪声信号生成部8的噪声信号Sno，进行与图13的声响信号处理部5g同样的动作，将控制信号SdB向输出信号转换部6B供给。输出信号转换部6B基于控制信号SdB，输出驱动扬声器102B的信号SeB。
第1扬声器102A及第2扬声器102B分别与图13的扬声器102相同。但是，第1扬声器102A由信号SeA驱动，第2扬声器102B由信号SeB驱动。
如以上那样，第1声响信号处理部5A及第1输出信号转换部6A用于控制驾驶员121的耳部能听到的声音，第2声响信号处理部5B及第2输出信号转换部6B用于控制后部座席的乘客126的耳部能听到的声音。
第1声响信号处理部5A及第2声响信号处理部5B分别与图13的声响信号处理部5f同样地构成。以下，针对第1声响信号处理部5A及第2声响信号处理部5B内的结构要素，使用与图13的声响信号处理部5f内的结构要素相同的标号来进行说明。
第1声响信号处理部5A内的头部位置声响估计部11对驾驶员的头部122的位置处的声响进行估计，第1声响信号处理部5A内的二次路径模型18具有驾驶员的头部122与第1扬声器102A之间的传递函数的估计值。
第2声响信号处理部5B内的头部位置声响估计部11对后部座席的乘客的头部127的位置处的声响进行估计，第2声响信号处理部5B内的二次路径模型18具有后部座席的乘客的头部127与第2扬声器102B之间的传递函数的估计值。
信息GcA所示的注意力越低，第1声响信号处理部5A内的系数决定部50及60越增大系数kc及kd，由此，降低噪声抑制的程度，并且增大代替声。
另一方面，信息GcB所示的想要休息的程度越高，第2声响信号处理部5B内的系数决定部50及60越减小系数kc及kd，由此，提高噪声抑制的程度，并且减小代替声。
以上是一例，也可以通过其他方式进行控制。总之，对驾驶员及其他乘客分别独立地进行控制即可。
另外，存储器3A及3B也可以不是独立的存储器，也可以将存储在它们中的信息存储于同一个存储器内。
另外，在上述的例子中，对作为驾驶员以外的乘客的后部座席的乘客能听到的声音进行控制，但也能够对后部座席以外的乘客、例如助手席的乘客进行同样的控制。
在实施方式7中，能够独立地控制使驾驶员听到的声音和使其他乘客听到的声音。因此，例如当驾驶员针对驾驶的注意力下降时，通过减弱噪声抑制或者增大代替声，能够实现注意力的恢复，并且，当其他乘客想要休息时，抑制噪声而能够为了休息提供更好的环境。
另外，也能够不是驾驶员和驾驶员以外的乘客，而以驾驶员以外的双人乘客作为对象来进行控制。此外，控制对象也可以是三人以上。在控制对象为三人以上的情况下，针对成为控制对象的人分别设置存储器(或存储器所存储的信息的组)、声响信号处理部、输出信号转换部及扬声器的组合即可。
在上述的实施方式1～7中，说明了声响控制装置具备专用的扬声器的结构。作为扬声器，能够兼用用于其他目的的扬声器，例如，在无线电广播的接收或记录介质再现用的音频装置中使用的扬声器。
在该情况下，将从音频装置的声音输出部输出的声响信号与图12或图13的代替声信号同样地通过加法部63或73进行相加、并且在通过二次传递路径(图13的65)之后通过加法部64或74进行相减即可。
在声响控制装置中，如果为兼用音频装置的扬声器的结构，则能够将在音频装置中使用的扬声器用于噪声的抑制或针对驾驶的注意力的恢复用的声响控制，因此，装置的费用少，并且无需用于配置独立的扬声器的空间。
以上，将实施方式5～7作为针对实施方式3的变形进行了说明，但针对实施方式1也能够加以同样的变形。
上述的实施方式的各个声响信号控制装置的各部分(作为功能块而图示的部分)能够通过处理电路来实现。处理电路可以为专用的硬件，也可以为执行存储器所存储的程序的处理器。
例如，也可以分别通过独立的处理电路来实现声响信号控制装置的各部分的功能，也可以通过一个处理电路统一实现多个部分的功能。
硬件例如也可以为DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)或FPGA(Field-Programmable Gate Array)等LSI(LargeScale Integrated circuit)。
在处理电路为处理器的情况下，声响信号控制装置的各部分的功能通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。软件或固件被记述为程序而存储于存储器。处理电路通过读出并执行存储器所存储的程序而实现各部分的功能。
另外，在声响信号控制装置的各部分的功能中，也可以通过专用的硬件来实现一部分，通过软件或固件来实现一部分。
在图15中，与麦克风101、扬声器102及图像传感器103一起示出通过包括单一的处理器的计算机110h来实现实施方式1的声响信号控制装置110的所有功能的情况下的结构的一例。
图15所示的计算机110h具备内置CPU202的处理器200、信号输入输出部201、存储器203以及存储装置204，它们通过总线等信号路205而相互连接。
信号输入输出部201是用于与麦克风101、扬声器102及图像传感器103连接的接口电路。
存储器203包括ROM及RAM，作为存储用于实现声响信号控制装置110的处理的各种程序的程序存储器、处理器200进行数据处理时使用的工作存储器、以及加载信号数据的存储器等而使用。
存储装置204用于蓄积处理器200的各种设定数据、信号数据等各种数据。作为存储装置204，例如能够使用SDRAM等易失性存储器、HDD(hard disc drive)、SSD(solidstate drive)。存储装置204能够蓄积包括OS(操作系统)的程序、各种设定数据、滤波器的内部状态等的声响信号数据等各种数据。另外，也能够在该存储装置204中预先蓄积存储器203内的数据。
处理器200将存储器203用作作业用存储器，按照存储器203所存储的程序进行动作，针对经由信号输入输出部201而输入的收音信号及图像，进行实施方式1的声响信号控制装置110的各部分的处理。作为处理的结果而生成的驱动信号经由信号输入输出部201被供给到扬声器102。
执行本实施方式的声响信号控制装置的处理的程序可以存储于存储装置204或存储器203，也可以在记录于CD(compact disc)、USB(Universal Serial Bus)存储器等存储介质的状态下被提供。此外，还可以通过LAN(Local Area Network)等无线网络或有线网络而从其他计算机提供。另外，麦克风101、扬声器102及图像传感器103也可以通过无线网络或有线网络而与计算机110h连接。
以上，针对使计算机执行实施方式1的声响信号控制装置的处理的情况进行了叙述，但也同样能够使计算机执行其他实施方式的声响信号控制装置的处理。
变形例.
在上述实施方式1～7中，将输入信号转换部中的采样频率设为16kHz进行了说明，但采样频率不限于此，例如也可以为8kHz，还可以为48kHz。
在上述的实施方式1～7中，作为图像传感器103，使用了具有使用超声波或激光来测定距被摄体的各部的距离的功能的照相机，但也可以取而代之，在控制部中使用运动立体法或利用了平面射影转换的单应性矩阵(Homography)等公知的手法来测定距被摄体的各部的距离。
此外，也可以使用2台以上的照相机作为图像传感器103，利用三角测量的原理来求出距被摄体的各部的距离。
在上述的实施方式1～7中，输入声响换能器是检测在空气中传播的声音的麦克风101，但输入声响换能器也可以是检测声波振动的振动传感器。
在上述的实施方式1～7中，输出声响换能器是扬声器102，但输出声响换能器也可以是输出声波振动的振动致动器。
在上述的实施方式1～7中，针对应抑制的噪声为原动机噪声的情况进行了说明，但应抑制的噪声也可以是其他噪声，例如道路噪声(通过车轮与路面的接触而产生的噪声)。
在上述实施方式1～7中，成为声响控制的对象的空间是车室，但成为声响控制的对象的空间也可以是车室以外的空间，例如起居室、办公室、会议室或作业场所。在该情况下，在存在视频电话、用于视频会议系统等的照相机、麦克风及扬声器的情况下，能够将它们用于在上述的实施方式中说明的声响控制。
在成为声响控制的对象的空间为车室以外的情况下，控制将“驾驶员”或“乘客”一般化后的“人”的头部的声响。
除了上述以外，本发明在不脱离其主旨的范围内也能够进行各种变形或省略。
标号说明
1、1b、1c、1d、1e、1g声响控制装置，2、2b、2c、2d、2g控制部，3、3A、3B存储器，4输入信号转换部，5、5a、5b、5c、5d、5e、5f、5A、5B声响信号处理部，6、6A、6B输出信号转换部，8噪声信号生成部，11头部位置声响估计部，12自适应信号处理部，13滤波处理部，14、16、18二次路径模型，20代替声数据存储部，21数据选择部，22代替声信号生成部，40、50、60系数决定部，41、42、51、52、61系数乘法部，43、44、53、54、63、64加法部，65二次路径模型，73、74加法部，101麦克风(输入声响换能器)，102扬声器(输出声响换能器)，103图像传感器，110、110b、110c、110d、110e、110g声响信号控制装置，130原动机，131动作状态检测部，200处理器，201信号输入输出部，202 CPU，203存储器，204记录介质，205信号路。

Claims (20)

1.一种声响信号控制装置，其是声响控制装置中的声响信号控制装置，
所述声响控制装置具备：
输入声响换能器，其检测空间内的声响；
图像传感器，其拍摄所述空间内的人；以及
输出声响换能器，其向所述空间内放出，
其中，所述声响信号控制装置具备：
控制部，其基于通过所述图像传感器的拍摄而得到的图像，生成表示所述人的头部的位置的信息；
声响信号处理部，其基于表示由所述输入声响换能器检测到的声响的收音信号及表示所述人的头部的位置的信息，生成对所述人的头部的位置处的声响进行控制的控制信号；以及
输出信号转换部，其使所述输出声响换能器向所述空间内放出与所述控制信号对应的声响。
2.根据权利要求1所述的声响信号控制装置，其中，
所述声响信号处理部基于所述收音信号及表示所述人的头部的位置的信息，生成用于消除所述人的头部的位置处的噪声的消除声信号，基于所述消除声信号，生成所述控制信号。
3.根据权利要求2所述的声响信号控制装置，其中，
所述声响信号处理部根据基于所述收音信号的所述人的头部的位置处的声响的估计结果、以及与所述控制信号对应的所述人的头部的位置处的声响的估计结果，来估计所述人的头部的位置处的噪声，
基于所估计出的所述人的头部的位置处的所述噪声，生成所述消除声信号。
4.根据权利要求3所述的声响信号控制装置，其中，
所述声响信号处理部将对表示估计出的所述噪声的信号乘以取0至1的范围内的值的系数而得到的信号与所述消除声信号相加，将该相加的结果作为所述控制信号而输出。
5.根据权利要求2所述的声响信号控制装置，其中，
所述声响信号控制装置还具备噪声信号生成部，该噪声信号生成部基于预先存储的表示噪声的数据，生成表示所述噪声的噪声信号，
所述声响信号处理部基于所述噪声信号，生成所述消除声信号。
6.根据权利要求5所述的声响信号控制装置，其中，
所述声响信号处理部将对所述噪声信号乘以取0至1的范围内的值的系数而得到的信号与所述消除声信号相加，将该相加的结果作为所述控制信号而输出。
7.根据权利要求2至6中的任意一项所述的声响信号控制装置，其中，
所述空间是车辆内的空间，所述人是乘客。
8.根据权利要求7所述的声响信号控制装置，其中，
所述控制部基于所述图像，生成表示所述乘客的状态的信息，
所述声响信号处理部基于表示所述乘客的状态的信息，来调整所述乘客的头部的位置处的噪声被消除的程度。
9.根据权利要求8所述的声响信号控制装置，其中，
所述乘客是驾驶员，表示所述乘客的状态的信息是表示所述驾驶员针对驾驶的注意力的程度的信息，
在根据表示所述乘客的状态的信息而示出所述注意力低时，所述声响信号处理部进一步减小所述噪声被消除的程度。
10.根据权利要求8或9所述的声响信号控制装置，其中，
所述声响信号控制装置还具备：
代替声数据存储部，其存储表示与所述车辆的噪声不同的代替声的代替声数据；以及
代替声信号生成部，其将表示所述代替声的信号作为代替声信号而输出，
所述声响信号处理部将对所述消除声信号加上所述代替声信号而得到的结果作为所述控制信号而输出。
11.根据权利要求10所述的声响信号控制装置，其中，
所述车辆的噪声是设置有所述声响信号控制装置的车辆的原动机的噪声，
所述代替声是与设置有所述声响信号控制装置的车辆不同种类的车辆的原动机的声音，
所述代替声信号生成部基于所述代替声数据、以及表示设置有所述声响信号控制装置的车辆的原动机的动作状态的信息，生成所述代替声信号。
12.根据权利要求10或11所述的声响信号控制装置，其中，
所述声响信号处理部基于表示所述乘客的状态的信息，来调整所述代替声的音量。
13.一种声响信号控制装置，其是声响控制装置中的声响信号控制装置，
所述声响控制装置具备：
输入声响换能器，其检测空间内的声响；
图像传感器，其拍摄所述空间内的第1人及第2人；以及
第1输出声响换能器及第2输出声响换能器，它们向所述空间内放出声响，
其中，所述声响信号控制装置具备：
控制部，其基于通过所述图像传感器的拍摄而得到的图像，生成表示所述第1人的头部的位置的信息及表示所述第2人的头部的位置的信息；
第1声响信号处理部，其基于表示由所述输入声响换能器检测到的声响的收音信号、以及表示所述第1人的头部的位置的信息，生成用于控制所述第1人的头部的位置处的声响的第1控制信号；
第2声响信号处理部，其基于所述收音信号和表示所述第2人的头部的位置的信息，生成用于控制所述第2人的头部的位置处的声响的第2控制信号；
第1输出信号转换部，其使所述第1输出声响换能器向所述空间内放出与所述第1控制信号对应的声响；以及
第2输出信号转换部，其使所述第2输出声响换能器向所述空间内放出与所述第2控制信号对应的声响。
14.根据权利要求13所述的声响信号控制装置，其中，
所述第1声响信号处理部基于所述收音信号及表示所述第1人的头部的位置的信息，生成用于消除所述第1人的头部的位置处的噪声的第1消除声信号，基于所述第1消除声信号，生成所述第1控制信号，
所述第2声响信号处理部基于所述收音信号及表示所述第2人的头部的位置的信息，生成用于消除所述第2人的头部的位置处的噪声的第2消除声信号，基于所述第2消除声信号，生成所述第2控制信号。
15.根据权利要求14所述的声响信号控制装置，其中，
所述控制部基于所述图像，生成表示所述第1人的状态的信息和表示所述第2人的状态的信息，
所述第1声响信号处理部基于表示所述第1人的状态的信息，来调整所述第1人的头部的位置处的噪声被消除的程度，
所述第2声响信号处理部基于表示所述第2人的状态的信息，来调整所述第2人的头部的位置处的噪声被消除的程度。
16.根据权利要求15所述的声响信号控制装置，其中，
所述空间是车辆的内部的空间，所述第1人是驾驶员，所述第2人是与驾驶员不同的其他乘客，
表示所述驾驶员的状态的信息是表示所述驾驶员针对驾驶的注意力的程度的信息，
表示所述其他乘客的状态的信息是表示所述其他乘客想要休息的程度的信息，
在根据表示所述驾驶员的状态的信息而示出所述注意力低时，所述第1声响信号处理部生成所述噪声被消除的程度变得更小的信号作为所述第1控制信号，
在根据表示所述其他乘客的状态的信息而示出所述想要休息的程度较高时，所述第2声响信号处理部生成所述噪声被消除的程度变得更大的信号作为所述第2控制信号。
17.一种声响信号控制方法，其是声响控制装置中的声响信号控制方法，
所述声响控制装置具备：
输入声响换能器，其检测空间内的声响；
图像传感器，其拍摄所述空间内的人；以及
输出声响换能器，其向所述空间内放出声响，
其中，在所述声响信号控制方法中，
基于通过所述图像传感器的拍摄而得到的图像，生成表示所述人的头部的位置的信息，
基于表示由所述输入声响换能器检测到的声响的收音信号及表示所述人的头部的位置的信息，生成对所述人的头部的位置处的声响进行控制的控制信号，
使所述输出声响换能器向所述空间内放出与所述控制信号对应的声响。
18.一种声响信号控制方法，其是声响控制装置中的声响信号控制方法，
所述声响控制装置具备：
输入声响换能器，其检测空间内的声响；
图像传感器，其拍摄所述空间内的第1人及第2人；以及
第1输出声响换能器及第2输出声响换能器，它们向所述空间内放出声响，
其中，在所述声响信号控制方法中，
基于通过所述图像传感器的拍摄而得到的图像，生成表示所述第1人的头部的位置的信息及表示所述第2人的头部的位置的信息，
基于表示由所述输入声响换能器检测到的声响的收音信号、以及表示所述第1人的头部的位置的信息，生成用于控制所述第1人的头部的位置处的声响的第1控制信号，
基于所述收音信号和表示所述第2人的头部的位置的信息，生成用于控制所述第2人的头部的位置处的声响的第2控制信号，
使所述第1输出声响换能器向所述空间内放出与所述第1控制信号对应的声响，
使所述第2输出声响换能器向所述空间内放出与所述第2控制信号对应的声响。
19.一种程序，其中，
所述程序用于使计算机执行权利要求1至16中的任意一项所述的声响信号控制装置中的处理、或者权利要求17或18所述的声响信号控制方法中的处理。
20.一种记录介质，其是计算机可读取的记录介质，其中，
所述记录介质记录有权利要求19所述的程序。
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