CN111383624B - 有源式噪声控制系统及其设定方法、以及音频系统 - Google Patents

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Abstract

目的是提供消除多个噪声的“有源式噪声控制系统、有源式噪声控制系统的设定方法及音频系统”。与2个消除位置对应地分别设置由麦克风、扬声器、消除声音生成用加法器、误差计算用加法器、以2个噪声各自为输入的2个自适应滤波器(W)和2个辅助滤波器(H)构成的系统。消除声音生成用加法器将各系统的自适应滤波器的输出相加并向扬声器输出；误差计算用加法器将该系统的麦克风的输出与该系统的辅助滤波器的输出相加，作为各系统的自适应滤波器的误差。在各辅助滤波器中，预先学习并设定：当对各自适应滤波器设定了在规定的标准音响环境下在各消除位置处各噪声被消除的传递函数时，使由各误差计算用加法器计算的各误差为0的传递函数。

Description

有源式噪声控制系统及其设定方法、以及音频系统
技术领域
本发明涉及通过放射抵消噪声的噪声消除声音来降低噪声的有源式噪声控制(ANC；Active Noise Control)的技术。
背景技术
作为通过放射抵消噪声的噪声消除声音来降低噪声的有源式噪声控制的技术，已知有以下的技术：设置配置在噪声消除位置的附近的麦克风、配置在噪声消除位置的附近的扬声器、和对表示噪声的噪声信号施以所设定的传递函数而生成从扬声器输出的噪声消除声音的自适应滤波器，在自适应滤波器中，将使用辅助滤波器对麦克风的输出进行修正后的信号作为误差信号而自适应地设定传递函数(例如专利文献1)。
这里，在该技术中，对辅助滤波器设定了预先学习的将从噪声源到噪声消除位置的传递函数与从噪声源到麦克风的输出的传递函数的差、和从扬声器到噪声消除位置的传递函数与从扬声器到麦克风的输出的传递函数的差进行修正的传递函数，通过使用这样的辅助滤波器，能够在与麦克风的位置不同的噪声消除位置消除噪声。
此外，还已知有以下的技术：设置与多个噪声消除位置中的每个噪声消除位置对应的麦克风、扬声器、自适应滤波器和辅助滤波器的组，使用上述的技术在各组中输出在对应的噪声消除位置消除噪声的噪声消除声音，由此在多个噪声消除位置中的每个噪声消除位置消除噪声(同专利文献1)。
专利文献1：日本特开2018－72770号公报
发明内容
在上述的技术中，仅设想噪声源是一个的情况，在有多个噪声源的情况下，不能在各噪声消除位置适当地消除来自各噪声源的噪声。
所以，本发明的目的是在有多个噪声源的情况下也在多个噪声消除位置中的每个噪声消除位置适当地消除来自各噪声源的噪声。
为了达成上述课题，本发明在降低噪声的有源式噪声控制中，设置与n(其中，n≥2)个噪声消除位置中的每个噪声消除位置分别对应地设置的n个系统；在各系统中，具备配置在对应的消除位置的附近的麦克风、扬声器、消除声音生成用加法器、误差计算用加法器、与m(其中，m≥2)个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的m个自适应滤波器、以及与m个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的m个辅助滤波器。这里，各系统的消除声音生成用加法器将该系统的m个自适应滤波器的输出相加，并向该系统的扬声器输出；各系统的误差计算用加法器将该系统的麦克风的输出与该系统的m个辅助滤波器的输出相加并输出；各系统的自适应滤波器将各系统的误差计算用加法器的输出作为误差，执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数。并且，在各辅助滤波器中设定有：当对各个自适应滤波器设定了在规定的标准音响环境下在各消除位置处各噪声被消除的传递函数时，使由各系统的误差计算用加法器计算的各误差为0的传递函数。
为了达成上述课题，本发明在降低噪声的有源式噪声控制系统中，设置与2个噪声消除位置中的每个噪声消除位置分别对应地设置的2个系统；在各系统中，具备配置在对应的消除位置的附近的麦克风、扬声器、消除声音生成用加法器、误差计算用加法器、与2个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的2个自适应滤波器、以及与2个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的2个辅助滤波器。这里，各系统的消除声音生成用加法器将该系统的2个自适应滤波器的输出相加，并向该系统的扬声器输出；各系统的误差计算用加法器将该系统的麦克风的输出与该系统的2个辅助滤波器的输出相加并输出；各系统的自适应滤波器将各系统的误差计算用加法器的输出作为误差，执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数。并且，在将Pjk设为第j个噪声的到第k个系统的麦克风的输出的传递函数，将SPjk设为从第j个系统的扬声器到第k个系统的麦克风的输出的传递函数，将Vjk设为第j个噪声的到第k个消除位置的传递函数，将SVjk设为从第j个系统的扬声器到第k个消除位置的传递函数，将Hjk设为与第k个系统的第j个噪声对应的辅助滤波器的传递函数时，
H11(z)＝－[P11(z)+{V12(z)Sv21(z)－V11(z)Sv22(z)}Sp11
(z)+{V11(z)Sv12(z)－V12(z)Sv11(z)}Sp21(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]，
H12(z)＝－[P12(z)+{V12(z)Sv21(z)－V11(z)Sv22(z)}Sp12
(z)+{V11(z)Sv12(z)－V12(z)Sv11(z)}Sp22(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]，
H21(z)＝－[P21(z)+{V22(z)Sv21(z)－V21(z)Sv22(z)}Sp11
(z)+{V21(z)Sv12(z)－V22(z)Sv11(z)}Sp21(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]，
H22(z)＝－[P22(z)+{V22(z)Sv21(z)－V21(z)Sv22(z)}Sp12
(z)+{V21(z)Sv12(z)－V22(z)Sv11(z)}Sp22(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]。
此外，为了达成上述课题，本发明还提供一种降低噪声的有源式噪声控制系统的设定方法。这里，上述有源式噪声控制系统具有与2个噪声消除位置中的每个噪声消除位置分别对应地设置的2个系统；各系统具有配置在对应的消除位置的附近的麦克风、扬声器、消除声音生成用加法器、误差计算用加法器、与2个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的2个自适应滤波器、以及与2个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的2个辅助滤波器。此外，各系统的消除声音生成用加法器将该系统的2个自适应滤波器的输出相加，并向该系统的扬声器输出；各系统的误差计算用加法器将该系统的麦克风的输出与该系统的2个辅助滤波器的输出相加并输出；各系统的自适应滤波器将各系统的误差计算用加法器的输出作为误差，执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数。并且，该设定方法是设定上述各辅助滤波器的传递函数的方法；具备：第1步骤，学习在以下结构中收敛的各个自适应滤波器的传递函数，该结构为，在2个噪声消除位置中的每个噪声消除位置分别配置2个设定用麦克风，并变更上述有源式噪声控制系统的结构以使各个自适应滤波器将各设定用麦克风的输出作为误差执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数的结构；以及第2步骤，学习在对于上述有源式噪声控制系统将各个自适应滤波器的传递函数固定为上述第1步骤中学习的传递函数、并将各辅助滤波器替换为以下自适应滤波器后的结构中收敛的、替换了各辅助滤波器的各个自适应滤波器的传递函数，作为对由该自适应滤波器替换的辅助滤波器设定的传递函数，替换了各辅助滤波器的上述自适应滤波器是将与该辅助滤波器的系统相同的系统的误差计算用加法器的输出作为误差，执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数的自适应滤波器。
根据以上这样的有源式噪声控制系统及有源式噪声控制系统的设定方法，对各辅助滤波器设定：当对各个自适应滤波器设定了在规定的标准音响环境下在各消除位置处各噪声被消除的传递函数时使各系统的误差计算用加法器计算的各误差为0的传递函数，因此在有多个噪声的情况下，也能够在标准状态下在多个噪声消除位置的每个噪声消除位置适当地消除来自各噪声源的噪声，并且通过自适应滤波器的自适应动作，在音响环境相对于标准音响环境发生了变化的情况下也能够在多个噪声消除位置中的每个噪声消除位置适当地消除各噪声。
这里，本发明同时还提供具备以上的有源式噪声控制系统和放射上述汽车的车内的音频的音频装置的音频系统，上述音频装置由搭乘在汽车的第1座席上的用户使用。这里，在该音频系统中，上述2个噪声也可以是上述音频装置放射的左声道的音频和右声道的音频，上述2个噪声消除位置也可以是搭乘在上述汽车的第2座席上的用户的左耳的位置和右耳的位置。
发明效果
如以上这样，根据本发明，在有多个噪声源的情况下也能够在多个噪声消除位置中的每个噪声消除位置适当地消除来自各噪声源的噪声。
附图说明
图1是表示有关本发明的实施方式的有源式噪声控制系统的结构的框图。
图2A～图2C是表示有关本发明的实施方式的有源式噪声控制系统的应用例的图。
图3是表示有关本发明的实施方式的信号处理块的结构的框图。
图4是表示有关本发明的实施方式的第1学习块的结构的框图。
图5A及图5B是表示有关本发明的实施方式的虚拟麦克风的配置例的图。
图6是表示有关本发明的实施方式的第2学习块的结构的框图。
标号说明
1…有源式噪声控制系统；3…音频系统；11…信号处理块；12…第1麦克风；13…第1扬声器；14…第2麦克风；15…第2扬声器；21…第1噪声源；22…第2噪声源；31…左后扬声器；32…右后扬声器；33…音频源；40…第1学习块；41…第1虚拟麦克风；42…第2虚拟麦克风；51…虚拟人形；60…第2学习块；61…第1系统第1固定滤波器；62…第2系统第1固定滤波器；63…第1系统第2固定滤波器；64…第2系统第2固定滤波器；71…第1系统第1可变辅助滤波器；72…第2系统第1可变辅助滤波器；73…第1系统第2可变辅助滤波器；74…第2系统第2可变辅助滤波器；81…第1系统学习用第1自适应算法执行部；82…第2系统学习用第1自适应算法执行部；83…第1系统学习用第2自适应算法执行部；84…第2系统学习用第2自适应算法执行部；1111…第1系统第1辅助滤波器；1112…第2系统第1辅助滤波器；1113…第1系统第1可变滤波器；1114…第1系统第1自适应算法执行部；1115…第2系统第1可变滤波器；1116…第2系统第1自适应算法执行部；1117…第1系统误差修正用加法器；1118…第1系统消除声音生成用加法器；1121…第1系统第2辅助滤波器；1122…第2系统第2辅助滤波器；1123…第1系统第2可变滤波器；1124…第1系统第2自适应算法执行部；1125…第2系统第2可变滤波器；1126…第2系统第2自适应算法执行部；1127…第2系统误差修正用加法器；1128…第2系统消除声音生成用加法器。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
在图1中表示有关本实施方式的有源式噪声控制系统的结构。
如图示那样，有源式噪声控制系统1具备信号处理块11、第1麦克风12、第1扬声器13、第2麦克风14、第2扬声器15。
有源式噪声控制系统1是将第1噪声源21产生的噪声和第2噪声源22产生的噪声在第1消除点和第2消除点这2个点分别消除的系统。
第1麦克风12和第1扬声器13配置在第1消除点的附近，第2麦克风14和第2扬声器15配置在第2消除点的附近。
并且，信号处理块11使用表示第1噪声源21产生的噪声的第1噪声信号x1(n)、表示第2噪声源22产生的噪声的第2噪声信号x2(n)、作为由第1麦克风12拾取的声音信号的第1麦克风误差信号errp1(n)、作为由第2麦克风14拾取的声音信号的第2麦克风误差信号errp2(n)，生成在第1消除点消除第1噪声源21产生的噪声和第2噪声源22产生的噪声的第1消除信号CA1(n)并从第1扬声器13输出，并且生成在第2消除点消除第1噪声源21产生的噪声和第2噪声源22产生的噪声的第2消除信号CA2(n)并从第2扬声器15输出。
这里，这样的有源式噪声控制系统1例如可以对搭载在汽车上的音频系统应用。
即，例如也可以如图2A所示，对于具备配置在汽车的后席左侧的左后扬声器31、配置在汽车的后席右侧的右后扬声器32、以及向左后扬声器31和右后扬声器32输出后席的用户用的音频内容的音频源33的车载音频系统3，将音频源33向左后扬声器31输出的左声道的音频信号作为第1噪声信号x1(n)、将音频源33向右后扬声器32输出的右声道的音频信号作为第2噪声信号x2(n)、将就座于驾驶席的用户的左耳的位置作为第1消除点、将就座于驾驶席的用户的右耳的位置作为第2消除点而应用有源式噪声控制系统1，对于就座在驾驶席的用户，消除音频系统3输出的后席的用户用的音频内容的声音。
另外，在此情况下，音频源33相当于第1噪声源21和第2噪声源22。
此外，在此情况下，如图2B、图2C所示，第1麦克风12和第1扬声器13配置在驾驶席的头垫的、就座于驾驶席的用户的左耳的位置的附近的位置，第2麦克风14和第2扬声器15配置在驾驶席的头垫的、就座于驾驶席的用户的右耳的位置的附近的位置。
接着，在图3中表示有源式噪声控制系统1的信号处理块11的结构。
另外，有源式噪声控制系统1由主要进行与第1消除点有关的处理的系统即第1系统、和主要进行与第2消除点有关的处理的系统即第2系统构成，第1麦克风12、第1扬声器13和以下在名称上附加第1系统而表示的信号处理块11的部位构成第1系统，并且第2麦克风14、第2扬声器15和以下在名称上附加第2系统而表示的信号处理块11的部位构成第2系统。
并且，如图示那样，信号处理块11具备预先被设定了传递函数H11(z)的第1系统第1辅助滤波器1111、预先被设定了传递函数H12(z)的第2系统第1辅助滤波器1112、第1系统第1可变滤波器1113、第1系统第1自适应算法执行部1114、第2系统第1可变滤波器1115、第2系统第1自适应算法执行部1116、第1系统误差修正用加法器1117、第1系统消除声音生成用加法器1118。
第1系统第1可变滤波器1113和第1系统第1自适应算法执行部1114构成自适应滤波器，第1系统第1自适应算法执行部1114通过MEFX LMS(Multiple Error Filtered XLeast Mean Squares)算法来更新第1系统第1可变滤波器1113的传递函数W11(z)。此外，第2系统第1可变滤波器1115和第2系统第1自适应算法执行部1116构成自适应滤波器，第2系统第1自适应算法执行部1116通过MEFX LMS算法来更新第2系统第1可变滤波器1115的传递函数W12(z)。
此外，信号处理块11具备预先被设定了传递函数H21(z)的第1系统第2辅助滤波器1121、预先被设定了传递函数H22(z)的第2系统第2辅助滤波器1122、第1系统第2可变滤波器1123、第1系统第2自适应算法执行部1124、第2系统第2可变滤波器1125、第2系统第2自适应算法执行部1126、第2系统误差修正用加法器1127、第2系统消除声音生成用加法器1128。
并且，第1系统第2可变滤波器1123和第1系统第2自适应算法执行部1124构成自适应滤波器，第1系统第2自适应算法执行部1124通过MEFX LMS算法来更新第1系统第2可变滤波器1123的传递函数W21(z)。此外，第2系统第2可变滤波器1125和第2系统第2自适应算法执行部1126构成自适应滤波器，第2系统第2自适应算法执行部1126通过MEFX LMS算法来更新第2系统第2可变滤波器1125的传递函数W22(z)。
在这样的结构中，向有源式噪声控制系统1输入的第1噪声信号x1(n)被发送至第1系统第1辅助滤波器1111、第2系统第1辅助滤波器1112、第1系统第1可变滤波器1113和第2系统第1可变滤波器1115。
此外，从第1麦克风12输入的第1麦克风误差信号errp1(n)被发送至第1系统误差修正用加法器1117，第2麦克风误差信号errp2(n)被发送至第2系统误差修正用加法器1127。
并且，第1系统第1辅助滤波器1111的输出被发送至第1系统误差修正用加法器1117，第2系统第1辅助滤波器1112的输出被发送至第2系统误差修正用加法器1127，第1系统第1可变滤波器1113的输出被发送至第1系统消除声音生成用加法器1118，第2系统第1可变滤波器1115的输出被发送至第2系统消除声音生成用加法器1128。
此外，向有源式噪声控制系统1输入的第1噪声信号x2(n)被发送至第1系统第2辅助滤波器1121、第2系统第2辅助滤波器1122、第1系统第2可变滤波器1123和第2系统第2可变滤波器1125。
并且，第1系统第2辅助滤波器1121的输出被发送至第1系统误差修正用加法器1117，第2系统第2辅助滤波器1122的输出被发送至第2系统误差修正用加法器1127，第1系统第2可变滤波器1123的输出被发送至第1系统消除声音生成用加法器1118，第2系统第2可变滤波器1125的输出被发送至第2系统消除声音生成用加法器1128。
第1系统误差修正用加法器1117将第1系统第1辅助滤波器1111的输出、第1系统第2辅助滤波器1121的输出和第1麦克风误差信号errp1(n)相加，生成第1误差信号Errh1(n)，第2系统误差修正用加法器1127将第2系统第1辅助滤波器1112的输出、第2系统第2辅助滤波器1122的输出与第2麦克风误差信号errph(n)相加，生成第2误差信号Errh2(n)。并且，将第1误差信号Errh1(n)和第2麦克风误差信号errph(n)作为多误差向第1系统第1自适应算法执行部1114、第2系统第1自适应算法执行部1116、第1系统第2自适应算法执行部1124、第2系统第2自适应算法执行部1126输出。
此外，第1系统消除声音生成用加法器1118将第1系统第1可变滤波器1113的输出与第1系统第2可变滤波器1123的输出相加而生成第1消除信号CA1(n)，并从第1扬声器13输出，第2系统消除声音生成用加法器1128将第2系统第1可变滤波器1115的输出与第2系统第2可变滤波器1125的输出相加而生成第2消除信号CA2(n)，并从第2扬声器15输出。
并且，第1系统第1自适应算法执行部1114通过MEFX LMS算法来更新第1系统第1可变滤波器1113的传递函数W11(z)，以使作为多误差而输入的第1误差信号Errh1(n)和第2误差信号Errh2(n)成为0，第2系统第1自适应算法执行部1116通过MEFX LMS算法来更新第2系统第1可变滤波器1115的传递函数W12(z)，以使作为多误差而输入的第1误差信号Errh1(n)和第2误差信号Errh2(n)成为0，第1系统第2自适应算法执行部1124通过MEFX LMS算法来更新第1系统第2可变滤波器1123的传递函数W21(z)，以使作为多误差而输入的第1误差信号Errh1(n)和第2误差信号Errh2(n)成为0，第2系统第2自适应算法执行部1126通过MEFX LMS算法来更新第2系统第2可变滤波器1125的传递函数W22(z)，以使作为多误差而输入的第1误差信号Errh1(n)和第2误差信号Errh2(n)成为0。
接着，在这样的有源式噪声控制系统1中，信号处理块11的第1系统第1辅助滤波器1111的传递函数H11(z)、第2系统第1辅助滤波器1112的传递函数H12(z)、第1系统第2辅助滤波器1121的传递函数H21(z)、第2系统第2辅助滤波器1122的传递函数H22(z)通过以下所示的学习处理被预先设定。
学习处理在应用有源式噪声控制系统1的标准的音响环境即标准音响环境下进行。
此外，学习处理包括第1阶段的学习处理和第2阶段的学习处理。
第1阶段的学习处理如图4所示，在将有源式噪声控制系统1的信号处理块11替换为第1学习块40的结构中进行。这里，第1学习块40如图4所示，具备从图3所示的信号处理块11中删除了第1系统第1辅助滤波器1111、第2系统第1辅助滤波器1112、第1系统第2辅助滤波器1121、第2系统第2辅助滤波器1122、第1系统误差修正用加法器1117、第2系统误差修正用加法器1127的结构。
此外，第1阶段的学习处理将配置在第1消除点的第1虚拟麦克风41和配置在第2消除点的第2虚拟麦克风42连接到第1学习处理块而进行。
此外，在第1学习处理块中，构成为，将第1虚拟麦克风41输出的声音信号errv1(n)和第2虚拟麦克风42输出的声音信号errv2(n)作为第1系统第1自适应算法执行部1114、第2系统第1自适应算法执行部1116、第1系统第2自适应算法执行部1124、第2系统第2自适应算法执行部1126的多误差来使用。
另外，在这样的第1学习处理块中，第1系统第1自适应算法执行部1114通过MEFXLMS算法来更新第1系统第1可变滤波器1113的传递函数W11(z)，以使作为多误差而输入的errv1(n)和errv2(n)成为0，第2系统第1自适应算法执行部1116通过MEFX LMS算法来更新第2系统第1可变滤波器1115的传递函数W12(z)，以使作为多误差而输入的errv1(n)和errv2(n)成为0，第1系统第2自适应算法执行部1124通过MEFX LMS算法来更新第1系统第2可变滤波器1123的传递函数W21(z)，以使作为多误差而输入的errv1(n)和errv2(n)成为0，第2系统第2自适应算法执行部1126通过MEFX LMS算法来更新第2系统第2可变滤波器1125的传递函数W22(z)，以使作为多误差而输入的errv1(n)和errv2(n)成为0。
这里，在如图2A～图2C所示对车载的音频系统3应用有源式噪声控制系统1的情况下，第1虚拟麦克风41向第1消除点的配置和第2虚拟麦克风42向第2消除点的配置例如通过如图5A、图5B所示将第1虚拟麦克风41配置在就座于驾驶席的虚拟人形51的左耳的位置、将第2虚拟麦克风42配置在就座于驾驶席的虚拟人形51的右耳的位置来进行。
另外，在这样的使用第1学习块40的第1阶段的学习处理中，将第1噪声信号x1(n)和第2噪声信号x2(n)输入到第1学习处理块中，等待第1系统第1可变滤波器1113的传递函数W11(z)、第2系统第1可变滤波器1115的传递函数W12(z)、第1系统第2可变滤波器1123的传递函数W21(z)、第2系统第2可变滤波器1125的传递函数W22(z)收敛，如果收敛，则取得各传递函数W11(z)、W12(z)、W21(z)、W22(z)。
这里，如图4所示，在将第1噪声信号x1(n)的到第1虚拟麦克风41的输出的传递函数设为V11(z)、将第1噪声信号x1(n)的到第2虚拟麦克风42的输出的传递函数设为V12(z)、将第2噪声信号x2(n)的到第1虚拟麦克风41的输出的传递函数设为V21(z)、将第2噪声信号x2(n)的到第2虚拟麦克风42的输出的传递函数设为V22(z)、将第1消除信号CA1(n)的到第1虚拟麦克风41的输出的传递函数设为Sv11(z)、将第1消除信号CA1(n)的到第2虚拟麦克风42的输出的传递函数设为Sv12(z)、将第2消除信号CA1(n)的到第1虚拟麦克风41的输出的传递函数设为Sv21(z)、将第2消除信号CA1(n)的到第2虚拟麦克风42的输出的传递函数设为Sv22(z)、将xi(n)的Z变换设为xi(z)、将errvi(n)的Z变换设为errvi(z)时，第1虚拟麦克风41输出的errv1(z)成为
errv1(z)＝x1(z)V11(z)+{x1(z)W11(z)+x2(z)W21(z)}Sv11
(z)+{x1(z)W12(z)+x2(z)W22(z)}Sv21(z)+x2(z)V21(x)
＝x1(z){V11(z)+W11(z)Sv11(z)+W12(z)Sv21(z)}+x2(z){V21(x)+W21(x)Sv11(z)+W22(z)Sv21(z)}，
第2虚拟麦克风42输出的errv2(z)同样为
errv2(z)＝x1(z){V12(z)+W11(z)Sv12(z)+W12(z)Sv22(z)}+x2
(z){V22(x)+W21(x)SV12(z)+W22(z)SV22(z)}。
由于是x1(z)≠0，x2(z)≠0，所以成为errv1(z)＝0，errv2(z)＝0的是
{V11(z)+W11(z)Sv11(z)+W12(z)Sv21(z)}＝0
{V21(x)+W21(x)Sv11(z)+W22(z)Sv21(z)}＝0
{V12(z)+W11(z)Sv12(z)+W12(z)Sv22(z)}＝0
{V22(x)+W21(x)Sv12(z)+W22(z)Sv22(z)}＝0的时候，如果将该联立方程式对W11、W12、W21、W22求解，则为
W11＝{V12(z)Sv21(z)－V11(z)Sv22(z)}/{Sv11(z)Sv22(z)－Sv12
(z)Sv21(z)}
W12＝{V11(z)Sv12(z)－V12(z)Sv11(z)}/{Sv11(z)Sv22(z)－Sv12
(z)Sv21(z)}
W21＝{V22(z)Sv21(z)－V21(z)Sv22(z)}/{Sv11(z)Sv22(z)－Sv12
(z)Sv21(z)}
W22＝{V21(z)Sv12(z)－V22(z)Sv11(z)}/{Sv11(z)Sv22(z)－Sv12
(z)Sv21(z)}，在第1学习处理块中，传递函数W11(z)、W12(z)、W21(z)、W22(z)收敛于该值。
此外，该收敛的传递函数W11、W12、W21、W22的值为在第1消除点和第2消除点消除第1噪声源21产生的噪声和第2噪声源22产生的噪声的值。
另外，如果通过这样的使用第1学习块40的第1阶段的学习处理取得收敛的传递函数W11(z)、W12(z)、W21、W22，则结束第1阶段的学习处理，进行第2阶段的学习处理。
第2阶段的学习处理如图6所示，在将有源式噪声控制系统1的信号处理块11替换为第2学习块60的结构中进行。这里，第2学习块60如图6所示，具备以下的结构：在图3所示的信号处理块11中，将第1系统第1自适应算法执行部1114、第2系统第1自适应算法执行部1116、第1系统第2自适应算法执行部1124、第2系统第2自适应算法执行部1126省去，将第1系统第1可变滤波器1113替换成将传递函数固定为在第1学习处理中取得的传递函数W11(z)的第1系统第1固定滤波器61，将第2系统第1可变滤波器1115替换成将传递函数固定为在第1学习处理中取得的传递函数W12(z)的第2系统第1固定滤波器62，将第1系统第2可变滤波器1123替换成将传递函数固定为在第1学习处理中取得的传递函数W21(z)的第1系统第2固定滤波器63，将第2系统第2可变滤波器1125替换成将传递函数固定为在第1学习处理中取得的传递函数W22(z)。
此外，第2学习块60如图6所示，具备以下的结构：在图3所示的信号处理块11中，将第1系统第1辅助滤波器1111替换成第1系统第1可变辅助滤波器71，而且设置通过FXLMS算法来更新第1系统第1可变辅助滤波器71的传递函数H11(z)的第1系统学习用第1自适应算法执行部81；并且将第2系统第1辅助滤波器1112替换成第2系统第1可变辅助滤波器72，而且设置通过FXLMS算法来更新第2系统第1可变辅助滤波器72的传递函数H12(z)的第2系统学习用第1自适应算法执行部82；并且将第1系统第2辅助滤波器1121替换成第1系统第2可变辅助滤波器73，而且设置通过FXLMS算法来更新第1系统第2可变辅助滤波器73的传递函数H21(z)的第1系统学习用第2自适应算法执行部83；并且将第2系统第2辅助滤波器1122替换成第2系统第2可变辅助滤波器74，而且设置通过FXLMS算法来更新第2系统第2可变辅助滤波器74的传递函数H22(z)的第2系统学习用第2自适应算法执行部84。
此外，第2学习块60构成为，将第1系统误差修正用加法器1117输出的第1误差信号Errh1(n)作为误差向第1系统学习用第1自适应算法执行部81和第1系统学习用第2自适应算法执行部83输出，将第2系统误差修正用加法器1127输出的第2误差信号Errh2(n)作为误差向第2系统学习用第1自适应算法执行部82、第2系统学习用第2自适应算法执行部84输出。
并且，第1系统学习用第1自适应算法执行部81通过FXLMS算法来更新第1系统第1可变辅助滤波器71的传递函数H11(z)，以使作为误差而输入的第1误差信号Errh1(n)成为0，第2系统学习用第1自适应算法执行部82将第2系统第1可变辅助滤波器72的传递函数H12(z)通过FXLMS算法更新，以使作为误差输入的第2误差信号Errh2(n)成为0，第1系统学习用第2自适应算法执行部83通过FXLMS算法来更新第1系统第2可变辅助滤波器73的传递函数H21(z)，以使作为误差而输入的第1误差信号Errh1(n)成为0，第2系统学习用第2自适应算法执行部84通过FXLMS算法来更新第2系统第2可变辅助滤波器74的传递函数H22(z)，以使作为误差而输入的第2误差信号Errh2(n)成为0。
另外，在这样的使用第2学习块60的第2阶段的学习处理中，将第1噪声信号x1(n)和第2噪声信号x2(n)输入到第1学习处理块中，等待第1系统第1可变辅助滤波器71的传递函数H11(z)、第2系统第1可变辅助滤波器72的传递函数H12(z)、第1系统第2可变辅助滤波器73的传递函数H21(z)、第2系统第2可变辅助滤波器73的传递函数H22(z)收敛，如果收敛，则取得各传递函数H11(z)、H12(z)、H21(z)、H22(z)。
这里，如图6所示，如果将第1噪声信号x1(n)的到第1麦克风12的输出的传递函数设为P11(z)、将第1噪声信号x1(n)的到第2麦克风14的输出的传递函数设为P12(z)、将第2噪声信号x2(n)的到第1麦克风12的输出的传递函数设为P21(z)、将第2噪声信号x2(n)的到第2麦克风14的输出的传递函数设为P22(z)、将第1消除信号CA1(n)的到第1麦克风12的输出的传递函数设为SP11(z)、将第1消除信号CA1(n)的到第2麦克风14的输出的传递函数设为SP12、将第2消除信号CA1(n)的到第1麦克风12的输出的传递函数设为SP21、将第2消除信号CA1(n)的到第2麦克风14的输出的传递函数设为Sp22、则将errPi(n)的Z变换设为errPi(z)、将errhi(n)的Z变换设为errhi(z)，此时第1麦克风12输出的errP1(z)为
errP1(z)＝x1(z)P11(z)+{x1(z)W11(z)+x2(z)W21(x)}Sp11
(z)+{x1(z)W12(z)+x2(z)W22(z)}Sp21(z)+x2(z)P21(z)
＝x1(z){P11(z)+W11(z)Sp11(z)+W12(z)Sp21(z)}+x2(z){P21(z)+W21(x)Sp11(z)+W22(z)Sp21(z)}，
第2麦克风14输出的errP2(z)同样为
errP2(z)＝x1(z){P12(z)+W11(z)Sp12(z)+W12(z)Sp22(z)}+x2
(z){P22(z)+W21(x)Sp12(z)+W22(z)Sp22(z)}。
因而，当第1系统误差修正用加法器1117输出的第1误差信号Errh1(n)为0时，成为
errh1(z)＝errp1(z)+x1(z)H11(z)+x2(z)H21(z)
＝x1(z){P11(z)+W11(z)Sp11(z)+W12(z)Sp21(z)}+
x2(z){P21(z)+W21(x)Sp11(z)+W22(z)Sp21(z)}+
x1(z)H11(z)+x2(z)H21(z)＝0。
此外，同样，当第2误差信号Errh2(n)为0时，成为
errh2(z)＝errp2(z)+x1(z)H12(z)+x2(z)H22(z)
＝x1(z){P12(z)+W11(z)Sp12(z)+W12(z)Sp22(z)}+
x2(z){P22(z)+W21(x)Sp12(z)+W22(z)Sp22(z)}+
x1(z)H12(z)+x2(z)H22(z)＝0。
因而，由于是x1(z)≠0，x2(z)≠0，所以成为errh1(z)＝0，errh2(z)＝0的是
H11(z)＝－{P11(z)+W11(z)Sp11(z)+W12(z)Sp21(z)}
H12(z)＝－{P12(z)+W11(z)Sp12(z)+W12(z)Sp22(z)}
H21(z)＝－{P21(z)+W21(x)Sp11(z)+W22(z)Sp21(z)}
H22(z)＝－{P22(z)+W21(x)Sp12(z)+W22(z)Sp22(z)}的时候，如果向其代入在第1学习处理中取得并对第1系统第1固定滤波器61、第2系统第1固定滤波器62、第1系统第2固定滤波器63、第2系统第2固定滤波器64设定的传递函数W11(z)、W12(z)、W21(z)、W22(z)，则成为
H11(z)＝－[P11(z)+{V12(z)Sv21(z)－V11(z)Sv22(z)}Sp11
(z)+{V11(z)Sv12(z)－V12(z)Sv11(z)}Sp21(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]
H12(z)＝－[P12(z)+{V12(z)Sv21(z)－V11(z)Sv22(z)}Sp12
(z)+{V11(z)Sv12(z)－V12(z)Sv11(z)}Sp22(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]
H21(z)＝－[P21(z)+{V22(z)Sv21(z)－V21(z)Sv22(z)}Sp11
(z)+{V21(z)Sv12(z)－V22(z)Sv11(z)}Sp21(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]
H22(z)＝－[P22(z)+{V22(z)Sv21(z)－V21(z)Sv22(z)}Sp12
(z)+{V21(z)Sv12(z)－V22(z)Sv11(z)}Sp22(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]，
在第2学习处理块中，传递函数H11(z)、H12(z)、H21(z)、H22(z)收敛于该值。
另外，如果在这样的使用第2学习块60的第2阶段的学习处理中取得了收敛的传递函数H11(z)、H12(z)、H21(z)、H22(z)，则结束第2阶段的学习处理。
这里，这样取得的传递函数H11(z)、H21(z)为将各噪声信号x1(n)、x2(n)、各消除信号CA1(n)、CA2(n)的、到第1消除点的传递函数与到第1麦克风12的位置的传递函数的差修正的传递函数，这样取得的传递函数H12(z)、H22(z)为将各噪声信号x1(n)、x2(n)、各消除信号CA1(n)、CA2(n)的、到第2消除点的传递函数与到第2麦克风14的位置的传递函数的差修正的传递函数。
并且，将这样在第2阶段的学习处理中取得的第1系统第1可变辅助滤波器71的传递函数H11(z)设定为图3的信号处理块11的第1系统第1辅助滤波器1111的传递函数，将所取得的第2系统第1可变辅助滤波器72的传递函数H12(z)设定为图3的信号处理块11的第2系统第1辅助滤波器1112的传递函数，将所取得的第1系统第2可变辅助滤波器73的传递函数H21(z)设定为图3的信号处理块11的第1系统第2辅助滤波器1121的传递函数，将所取得的第2系统第2可变辅助滤波器74的传递函数H22(z)设定为图3的信号处理块11的第2系统第2辅助滤波器1122的传递函数，结束学习处理。
以上，对设定信号处理块11的第1系统第1辅助滤波器1111的传递函数H11(z)、第2系统第1辅助滤波器1112的传递函数H12(z)、第1系统第2辅助滤波器1121的传递函数H21(z)、第2系统第2辅助滤波器1122的传递函数H22(z)的学习处理进行了说明。
这样，在被设定了H11(z)、H12(z)、H21(z)、H22(z)的图3的信号处理块11中，与第2学习块60同样，第1系统误差修正用加法器1117输出的第1误差信号Errh1(n)为
errh1(z)＝errp1(z)+x1(z)H11(z)+x2(z)H21(z)，
第2误差信号Errh2(n)为
errh2(z)＝errp2(z)+x1(z)H12(z)+x2(z)H22(z)。
这里，当传递函数W11、W12、W21、W22是在使用第1学习块40的第1阶段的学习处理中取得的值时，H11(z)、H12(z)、H21(z)、H22(z)是在使用第2学习块60的第2阶段的学习处理中进行了学习以使errh1(z)、errh2(z)成为0的值，所以在与第1阶段的学习处理、第2阶段的学习处理相同的标准的音响环境下，通过在信号处理块11中更新第1系统第1可变滤波器1113、第2系统第1可变滤波器1115、第2系统第2可变滤波器1125、第1系统第2可变滤波器1123的传递函数W11、W12、W21、W22以使errh1(z)、errh2(z)成为0，从而第1系统第1可变滤波器1113、第2系统第1可变滤波器1115、第2系统第2可变滤波器1125、第1系统第2可变滤波器1123的传递函数W11、W12、W21、W22收敛于在使用第1学习块40的第1阶段的学习处理中取得的值。
即，当第1系统第1可变滤波器1113、第2系统第1可变滤波器1115、第1系统第2可变滤波器1123、第2系统第2可变滤波器1125的传递函数W11、W12、W21、W22是在使用第1学习块40的第1阶段的学习处理中取得的值时，如上述那样，
H11(z)＝－{P11(z)+W11(z)Sp11(z)+W12(z)Sp21(z)}
H12(z)＝－{P12(z)+W11(z)Sp12(z)+W12(z)Sp22(z)}
H21(z)＝－{P21(z)+W21(x)Sp11(z)+W22(z)Sp21(z)}
H22(z)＝－{P22(z)+W21(x)Sp12(z)+W22(z)Sp22(z)}
成立，所以为
errh1(z)＝errp1(z)+x1(z)H11(z)+x2(z)H21(z)
＝x1(z){P11(z)+W11(z)Sp11(z)+W12(z)Sp12(z)}+x2(z){P21(z)+W21(x)Sp11(z)+W22(z)Sp21(z)}
－x1(z){P11(z)+W11(z)Sp11(z)+W12(z)Sp21(z)}－x2(z){P21(z)+W21(x)Sp11(z)+W22(z)Sp21(z)}＝0，
并且为，
errh2(z)＝errp2(z)+x1(z)H12(z)+x2(z)H22(z)
＝x1(z){P12(z)+W11(z)Sp12(z)+W12(z)Sp22(z)}+x2(z){P22(z)+W21(x)Sp12(z)+W22(z)Sp22(z)}
－x1(z){P12(z)+W11(z)Sp12(z)+W12(z)Sp22(z)}－x2(z){P22(z)+W21(x)Sp12(z)+W22(z)Sp22(z)}＝0。
并且，在使用第1学习块40的第1阶段的学习处理中取得的传递函数W11、W12、W21、W22是在第1消除点和第2消除点消除第1噪声源21产生的噪声和第2噪声源22产生的噪声的值，所以在与进行了第1阶段的学习处理、第2阶段的学习处理的音响环境相同的音响环境即标准音响环境下，通过具备图3的信号处理块11的有源式噪声控制系统1，能够在从第1麦克风12、第2麦克风14离开的第1消除点和第2消除点消除第1噪声源21产生的噪声和第2噪声源22产生的噪声。
此外，对于音响环境相对于与第1阶段的学习处理、第2阶段的学习处理相同的音响环境的变动，通过第1系统第1可变滤波器1113、第2系统第1可变滤波器1115、第1系统第2可变滤波器1123、第2系统第2可变滤波器1125的传递函数W11、W12、W21、W22的利用传递函数W11、W12、W21、W22的MEFX LMS进行的使第1误差信号Errh1(n)、第2误差信号Errh2(n)为0的更新，能够自适应地在第1消除点和第2消除点消除第1噪声源21产生的噪声和第2噪声源22产生的噪声。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。
另外，本实施方式也可以将信号处理块11包括进行上述学习处理的功能而构成，在信号处理块11中执行学习处理。
此外，在以上的实施方式中，向有源式噪声控制系统1输入的第1噪声信号x1(n)和第2噪声信号x2(n)也可以是将各噪声源的噪声用另行设置的噪声麦克风拾取的声音信号，或由另行设置的模拟音生成装置生成的模拟各噪声源的噪声的信号。
即，例如在将引擎设为第1噪声源21的情况下，也可以将另行由噪声麦克风拾取的引擎音作为第1噪声信号x1(n)、或将由另行设置的模拟音生成装置生成的模拟引擎音的模拟音作为第1噪声信号x1(n)。
此外，有关以上的实施方式的有源式噪声控制系统1能够将结构扩展而还应用于3个以上的数量的噪声源的噪声的消除。

Claims (4)

1.一种有源式噪声控制系统，降低噪声，其特征在于，
具有与n个噪声消除位置中的每个噪声消除位置分别对应地设置的n个系统，其中n≥2；
各系统具有配置在对应的消除位置的附近的麦克风、扬声器、消除声音生成用加法器、误差计算用加法器、与m个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的m个自适应滤波器、以及与m个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的m个辅助滤波器，其中m≥2；
各系统的消除声音生成用加法器将该系统的m个自适应滤波器的输出相加，并向该系统的扬声器输出；
各系统的误差计算用加法器将该系统的麦克风的输出与该系统的m个辅助滤波器的输出相加并输出；
各系统的自适应滤波器将各系统的误差计算用加法器的输出作为误差，执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数；
在各辅助滤波器中设定有：当对各个自适应滤波器设定了在规定的标准音响环境下在各消除位置处各噪声被消除的传递函数时，使由各系统的误差计算用加法器计算的各误差为0的传递函数。
2.一种有源式噪声控制系统，降低噪声，其特征在于，
具有与2个噪声消除位置中的每个噪声消除位置分别对应地设置的2个系统；
各系统具有配置在对应的消除位置的附近的麦克风、扬声器、消除声音生成用加法器、误差计算用加法器、与2个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的2个自适应滤波器、以及与2个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的2个辅助滤波器；
各系统的消除声音生成用加法器将该系统的2个自适应滤波器的输出相加，并向该系统的扬声器输出；
各系统的误差计算用加法器将该系统的麦克风的输出与该系统的2个辅助滤波器的输出相加并输出；
各系统的自适应滤波器将各系统的误差计算用加法器的输出作为误差，执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数；
在将Pjk设为第j个噪声的到第k个系统的麦克风的输出的传递函数，将SPjk设为从第j个系统的扬声器到第k个系统的麦克风的输出的传递函数，将Vjk设为第j个噪声的到第k个消除位置的传递函数，将SVjk设为从第j个系统的扬声器到第k个消除位置的传递函数，将Hjk设为与第k个系统的第j个噪声对应的辅助滤波器的传递函数时，
H11(z)＝－[P11(z)+{V12(z)Sv21(z)－V11(z)Sv22(z)}Sp11
(z)+{V11(z)Sv12(z)－V12(z)Sv11(z)}Sp21(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]，
H12(z)＝－[P12(z)+{V12(z)Sv21(z)－V11(z)Sv22(z)}Sp12
(z)+{V11(z)Sv12(z)－V12(z)Sv11(z)}Sp22(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]，
H21(z)＝－[P21(z)+{V22(z)Sv21(z)－V21(z)Sv22(z)}Sp11
(z)+{V21(z)Sv12(z)－V22(z)Sv11(z)}Sp21(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]，
H22(z)＝－[P22(z)+{V22(z)Sv21(z)－V21(z)Sv22(z)}Sp12
(z)+{V21(z)Sv12(z)－V22(z)Sv11(z)}Sp22(z)]/[Sv11(z)Sv22(z)－Sv12(z)Sv21(z)]。
3.一种有源式噪声控制系统的设定方法，上述有源式噪声控制系统降低噪声，
上述有源式噪声控制系统具有与2个噪声消除位置中的每个噪声消除位置分别对应地设置的2个系统；
各系统具有配置在对应的消除位置的附近的麦克风、扬声器、消除声音生成用加法器、误差计算用加法器、与2个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的2个自适应滤波器、以及与2个噪声中的每个噪声分别对应地设置并以对应的噪声为输入的2个辅助滤波器；
各系统的消除声音生成用加法器将该系统的2个自适应滤波器的输出相加，并向该系统的扬声器输出；
各系统的误差计算用加法器将该系统的麦克风的输出与该系统的2个辅助滤波器的输出相加并输出；
各系统的自适应滤波器将各系统的误差计算用加法器的输出作为误差，执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数；
上述设定方法是设定上述各辅助滤波器的传递函数的方法，其特征在于，具有：
第1步骤，学习在以下结构中收敛的各个自适应滤波器的传递函数，该结构为，在2个噪声消除位置中的每个噪声消除位置分别配置2个设定用麦克风，并变更了上述有源式噪声控制系统的结构以使各个自适应滤波器将各设定用麦克风的输出作为误差执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数的结构；以及
第2步骤，学习在以下结构中收敛的替换各辅助滤波器的各个自适应滤波器的传递函数，作为对由该自适应滤波器替换的辅助滤波器设定的传递函数，该结构为，对于上述有源式噪声控制系统，将各个自适应滤波器的传递函数固定为上述第1步骤中学习的传递函数，并将各辅助滤波器替换为以下自适应滤波器后的结构，替换各辅助滤波器的上述自适应滤波器是将与该辅助滤波器的系统相同的系统的误差计算用加法器的输出作为误差，执行规定的自适应算法而更新该自适应滤波器的传递函数的自适应滤波器。
4.一种音频系统，具备权利要求2所述的有源式噪声控制系统，搭载于汽车，其特征在于，
具备放射上述汽车的车内的音频的音频装置，该音频装置由搭乘在汽车的第1座席上的用户使用；
上述2个噪声是上述音频装置放射的左声道的音频和右声道的音频；
上述2个噪声消除位置是搭乘在上述汽车的第2座席上的用户的左耳的位置和右耳的位置。
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