CN117063227A - 主动噪声控制装置、主动噪声控制方法以及主动噪声控制程序 - Google Patents

主动噪声控制装置、主动噪声控制方法以及主动噪声控制程序 Download PDF

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Abstract

能够正确地检测下降的频率，即便在噪声的频率与下降的频率一致的情况下也能够稳定地控制噪声。是具有对基于由振动源产生的振动频率而生成的参照信号进行信号处理来生成控制信号的自适应滤波器，并且基于从扬声器输出控制信号时从麦克风输入的信号来逐次地更新自适应滤波器的主动噪声控制装置。获取作为扬声器与麦克风之间的二次路径的声音特性的、包括振幅与相位的信息的声音特性，基于该获取到的声音特性，计算值根据频率而不同的二次路径的振幅特性，使用低通滤波器将振幅特性平滑化，生成值根据频率而不同的平滑化信号，基于将振幅特性除以平滑化信号而得到的结果，对值根据频率而不同的校正系数进行计算。通过从作为紧前的自适应滤波器系数的第1自适应滤波器系数中减去包括校正系数的更新项，来自更新适应滤波器，求出第2自适应滤波器系数，对参照信号乘以第2自适应滤波器系数来生成控制信号。

Description

主动噪声控制装置、主动噪声控制方法以及主动噪声控制 程序
技术领域
本发明涉及主动噪声控制装置、主动噪声控制方法以及主动噪声控制程序。
背景技术
已知有通过由麦克风检测噪声，并从扬声器输出振幅相同且相位相反的控制音来消除噪声的主动噪声控制装置(ANC，Active Noise Control)。在专利文献1公开了主动型振动噪声控制装置，其在振动噪声频率处于下降(dip)频带的情况下，在多个滤波器系数更新单元当中的1以上的滤波器系数更新单元中对用于更新滤波器系数的步长参数进行变更。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/101967号
发明内容
-发明要解决的课题-
在专利文献1所记载的发明中，基于控制的频带的平均振幅来检测下降，但在有多个下降的情况下、在整体性的振幅特性不固定的情况下，有不能正确地检测下降的担扰。
本发明是鉴于这样的事情而完成的，其目的在于，提供能够正确地检测下降的频率，并且即便在噪声的频率与下降的频率一致的情况下也能够稳定地控制噪声的主动噪声控制装置、主动噪声控制方法以及主动噪声控制程序。
-用于解决课题的手段-
为了解决上述课题，本发明涉及的主动噪声控制装置例如具有对基于由振动源产生的振动频率而生成的参照信号进行信号处理来生成控制信号的自适应滤波器，并且基于从扬声器输出所述控制信号时从麦克风输入的信号来逐次地更新所述自适应滤波器，所述主动噪声控制装置的特征在于具备：参照信号生成部，生成所述参照信号；振幅特性计算部，获取作为所述扬声器与所述麦克风之间的二次路径的声音特性的、包括振幅与相位的信息的声音特性，并基于该获取到的声音特性，对值根据频率而不同的所述二次路径的振幅特性进行计算；平滑化信号生成部，使用低通滤波器来将所述振幅特性平滑化，生成值根据频率而不同的平滑化信号；校正系数计算部，基于将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果，对值根据频率而不同的校正系数进行计算；自适应滤波器更新部，通过从作为紧前的自适应滤波器系数的第1自适应滤波器系数中减去包括所述校正系数的更新项，来更新所述自适应滤波器，从而求出第2自适应滤波器系数；和控制信号生成部，对所述参照信号乘以所述第2自适应滤波器系数来生成所述控制信号。
为了解决上述课题，本发明涉及的主动噪声控制方法例如是具有对基于由振动源产生的振动频率而生成的参照信号进行信号处理来生成控制信号的自适应滤波器，并且基于从扬声器输出所述控制信号时从麦克风输入的信号来逐次地更新所述自适应滤波器的主动噪声控制方法，所述主动噪声控制方法的特征在于包括：获取作为所述扬声器与所述麦克风之间的二次路径的声音特性的、包括振幅与相位的信息的声音特性，并基于该获取到的声音特性，对值根据频率而不同的所述二次路径的振幅特性进行计算的步骤；使用低通滤波器来将所述振幅特性平滑化，生成值根据频率而不同的平滑化信号的步骤；基于将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果，对值根据频率而不同的校正系数进行计算的校正系数计算部；通过从作为紧前的自适应滤波器系数的第1自适应滤波器系数中减去包括所述校正系数的更新项，来更新所述自适应滤波器，从而求出第2自适应滤波器系数的步骤；和对所述参照信号乘以所述第2自适应滤波器系数来生成所述控制信号的步骤。
为了解决上述课题，本发明涉及的主动噪声控制程序例如是具有对基于由振动源产生的振动频率而生成的参照信号进行信号处理来生成控制信号的自适应滤波器，并且基于从扬声器输出所述控制信号时从麦克风输入的信号来逐次地更新所述自适应滤波器的主动噪声控制程序，所述主动噪声控制程序的特征在于使计算机作为以下各部发挥功能：参照信号生成部，生成所述参照信号；振幅特性计算部，获取作为所述扬声器与所述麦克风之间的二次路径的声音特性的、包括振幅与相位的信息的声音特性，并基于该获取到的声音特性，对值根据频率而不同的所述二次路径的振幅特性进行计算；平滑化信号生成部，使用低通滤波器来将所述振幅特性平滑化，生成值根据频率而不同的平滑化信号；校正系数计算部，基于将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果，对值根据频率而不同的校正系数进行计算；自适应滤波器更新部，通过从作为紧前的自适应滤波器系数的第1自适应滤波器系数中减去包括所述校正系数的更新项，来更新所述自适应滤波器而求出第2自适应滤波器系数；和控制信号生成部，对所述参照信号乘以所述第2自适应滤波器系数来生成所述控制信号。
另外，计算机程序能够通过经由因特网等网络下载而提供、记录于CD-ROM等计算机可读的各种记录介质而提供。
在本发明的上述任一方式中，基于将基于扬声器与麦克风之间的二次路径的声音特性计算出的二次路径的振幅特性除以将振幅特性平滑化后的平滑化信号而得到的结果，计算校正系数，并从紧前的自适应滤波器系数中减去包括校正系数的更新项来更新自适应滤波器。而且，对基于由振动源产生的振动频率生成的参照信号乘以更新后的自适应滤波器系数来生成控制信号。由此，能够正确地检测下降的频率，噪声的频率与下降的频率一致的情况下也能够稳定地控制噪声。
也可以是，将阈值设定为大致0.5～大致0.7，所述自适应滤波器更新部在所述校正系数为所述阈值以下的情况下将所述校正系数设为0。由此，能够在下降频率处停止自适应滤波器的更新，进行将稳定性优先的处理。
所述自适应滤波器更新部也可以从对所述第1自适应滤波器系数乘以小于1的系数而得到的结果中减去所述更新项，求出所述第2自适应滤波器系数。由此，能够逐渐减小自适应滤波器系数，去除不自然性。
也可以是，所述校正系数计算部在将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果小于1的情况下，将该相除后的结果设为所述校正系数，在将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果为1以上的情况下，将所述校正系数设为1。由此，校正系数不会超过1，保证校正处理向稳定化的方向发挥功能。
-发明效果-
根据本发明，能够正确地检测下降的频率，即便在噪声的频率与下降的频率一致的情况下也能够稳定地控制噪声。
附图说明
图1是示意性地示出设置有第1实施方式涉及的主动噪声控制装置1的车辆100的图。
图2是示出主动噪声控制装置1的功能结构的概略的框图。
图3是示出二次路径的声音特性a(f)、b(f)以及二次路径的振幅特性A(f)的一个例子的曲线图。
图4是示出二次路径的振幅特性A(f)以及平滑化信号A(f)’的一个例子的曲线图。
图5是示出二次路径的振幅特性A(f)与校正系数α(f)的关系的曲线图。
图6是示出主动噪声控制装置1进行的处理的流程的流程图。
图7是示出变形例中的二次路径的振幅特性A(f)与校正系数α(f)的关系的曲线图。
图8是示出将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果的分布的一个例子的曲线图。
图9是示出阈值Th的值与校正系数α(f)被置换为0的比例的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明涉及的主动噪声控制装置的实施方式详细地进行说明。主动噪声控制装置具有通过对基于由振动源产生的振动频率而生成的参照信号进行信号处理来生成控制信号的自适应滤波器，并且基于从扬声器输出控制信号时从麦克风输入的信号来逐次地更新自适应滤波器的装置。以下，对于本发明，使用对汽车的发动机的振动在车舱内共振而产生的所谓的嗡嗡声(booming noise)的噪声进行抑制的例子来进行说明，但本发明的主动噪声控制装置不限于对嗡嗡声进行抑制的方式。
图1是示意性地示出设置有第1实施方式涉及的主动噪声控制装置1的车辆100的图。主动噪声控制装置1与设置在车辆100的麦克风21、扬声器22、CAN(Control AreaNetwork，控制域网络)25等连接。麦克风21以及扬声器22设置在车辆100的车舱101内。特别地，麦克风21优选设置在车舱101的顶棚等接近乘员的耳朵的位置。
在图1中，P是从噪声源(发动机)到麦克风21的传递函数(一次路径)，S是从扬声器22到麦克风21的传递函数(二次路径)。此外，W是调整相位和振幅的自适应滤波器(adaptive filter)。
主动噪声控制装置1从CAN25获取发动机转数的信息，生成频率与嗡嗡声相同的正弦波(参照信号)，通过对参照信号乘以自适应滤波器系数来生成控制信号，并从扬声器22输出。其结果，在麦克风21输入起因于振动源(发动机)的嗡嗡声、和从扬声器22输出的声音。而且，主动噪声控制装置1通过自适应滤波器W来对参照信号的相位和振幅进行调整，以使得由麦克风21检测到的声音变小。
主动噪声控制装置1例如也可以被构建为搭载于车辆100内的通信终端等(例如，车载装置)的专用端口。此外，主动噪声控制装置1例如也可以主要由包括用于执行信息处理的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等运算装置、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)等存储装置的计算机系统以及软件(主动噪声控制程序)构成。主动噪声控制程序也可以预先存储于作为内置于计算机等设备的存储介质的SSD、具有CPU的微计算机内的ROM等，从而安装于计算机。此外，主动噪声控制程序也可以瞬时性或者永续地保存(存储)于半导体存储器、存储卡、光盘、光磁盘、磁盘等可移动存储介质。
图2是示出主动噪声控制装置1的功能结构的概略的框图。主动噪声控制装置1在功能上主要具有参照信号生成部11、存储部12、振幅特性计算部13、平滑化信号生成部14、校正系数计算部15、自适应滤波器更新部16、控制信号生成部17和扬声器放大器18。另外，主动噪声控制装置1的功能构成要素也可以根据处理内容进一步被分类成许多构成要素，也可以由1个构成要素执行多个构成要素的处理。
参照信号生成部11是从CAN25获取发动机转数的信息并生成参照信号的功能部。以下，对参照信号生成部11生成参照信号的方法进行说明。另外，参照信号生成部11在各采样时刻t＝0、1、2......进行以下所示的计算。
首先，参照信号生成部11从CAN25获取关于发动机的转数以及气缸数的信息，通过以下的数学式(1)～(3)来获取嗡嗡声的频率f(t)。另外，(t)是指依赖于时间的信号。
4气缸发动机的情况：f(t)＝发动机的转数(t)/30......(1)
6气缸发动机的情况：f(t)＝发动机的转数(t)/20......(2)
8气缸发动机的情况：f(t)＝发动机的转数(t)/15......(3)
接下来，参照信号生成部11使用以下的数学式(4)生成频率与嗡嗡声相同的正弦波(参照正弦波)作为参照信号。
[数学式1]
X0(t)＝cosΩ(t)，X1(t)＝-sinΩ(t)···(4)
另外，Ω(t)表示参照正弦波的相位，通过以下的数学式(5)来更新。在此，fs是采样频率。
[数学式2]
存储部12是存储扬声器22与麦克风21之间的二次路径的声音特性的功能部。二次路径的声音特性在主动噪声控制装置1进行处理之前，通过预先测定以及计算将其结果保存在存储部12。
在此，对求出二次路径的声音特性的方法进行说明。二次路径的声音特性由未图示的声音特性计算部求出。另外，声音特性计算部既可以配备于主动噪声控制装置1，也可以配备于与主动噪声控制装置1连接的其他信息处理装置。
首先，从扬声器22送出30Hz～200Hz的扫描波。此时的扫描波y(t)由以下数学式(6)表示。
[数学式3]
y(t)＝X0(t)＝cosΩ(t)···(6)
若将麦克风的观测信号设为d(t)，则如以下的数学式(7)那样预测预测信号。另外，a(f)以及b(f)是二次路径的声音特性。二次路径的声音特性a(f)、b(f)分别是cos和sin的系数，二次路径的包括振幅和相位的信息。另外，(f)是指依赖于频率的信号。
[数学式4]
预测信号
通过LMS算法来求出使预测误差最小的二次路径的声音特性a(f)、b(f)。预测误差e(t)通过以下的数学式(8)求出，二次路径的声音特性a(f)、b(f)通过以下的逐次更新式(9)求出。
[数学式5]
[数学式6]
a(f)←a(f)+μe(t)x0(t)，b(f)←b(f)+μe(t)x1(t)···(9)
在存储部12存储有通过数学式(9)求出的二次路径的声音特性a(f)、b(f)。二次路径的声音特性a(f)、b(f)通过以频率为参数的表格来保持。另外，在本实施方式中，通过LMS算法求出二次路径的声音特性a(f)、b(f)，但求出二次路径的声音特性a(f)、b(f)的方法不限于此，能够使用脉冲响应的离散傅利叶变换等各种公知的方法。
振幅特性计算部13是获取存储在存储部12的声音特性，并基于该声音特性来计算二次路径的振幅特性的功能部。二次路径的振幅特性A(f)通过以下的数学式(10)求出。
[数学式7]
图3是示出二次路径的声音特性a(f)、b(f)以及二次路径的振幅特性A(f)的一个例子的曲线图。在图3中，由点线以及单点划线示出二次路径的声音特性a(f)、b(f)，由实线示出二次路径的振幅特性A(f)。图3的横轴是频率，纵轴是振幅。二次路径的声音特性a(f)、b(f)以及二次路径的振幅特性A(f)是依赖于频率的信号，值根据频率而不同的。
车舱内是封闭空间，二次路径的振幅特性A(f)成为具有声压大幅变化的波腹(antinode)和声压几乎不变化的波节(node)的驻波。而且，二次路径的振幅特性A(f)与驻波的波节一致，成为下降(波谷)。在图3中，用箭头指示下降。
回到图2的说明。平滑化信号生成部14是使用低通滤波器将二次路径的振幅特性A(f)平滑化来生成平滑化信号A(f)’的功能部。平滑化信号A(f)’是依赖于频率的信号，值根据频率而不同的。
图4是示出二次路径的振幅特性A(f)以及平滑化信号A(f)’的一个例子的曲线图。在图4中，由虚线示出二次路径的振幅特性A(f)，由实线示出平滑化信号A(f)’。图4的横轴是频率，纵轴是振幅。平滑化信号A(f)’不存在二次路径的振幅特性A(f)的凹凸，成为平滑的线。
回到图2的说明。校正系数计算部15是基于将二次路径的振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果来计算校正系数的功能部。校正系数α(f)通过以下的数学式(11)求出。校正系数α(f)是依赖于频率的信号，值根据频率而不同。
『数学式8]
另外，如根据数学式(11)也能知晓的是，在将二次路径的振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果为1以上的情况下，将校正系数α(f)设为1。
图5是示出二次路径的振幅特性A(f)与校正系数α(f)的关系的曲线图。在图5中，虚线是振幅特性A(f)，实线是校正系数α(f)。在下降(被○包围的部分)处，二次路径的振幅特性A(f)成为平滑化信号A(f)’以下，校正系数α(f)的值变小。由此，能够正确地检测在哪个频率存在下降。
由于在下降频率处，即便从扬声器22输出大的声音也不能反映到麦克风21的输入中，不能由自适应滤波器表现出陡峭的特性等理由，从而主动噪声控制变得不稳定，在最差的情况下，有从扬声器22输出的控制信号无限制地变大而发散的担扰。在本实施方式中，通过使用将二次路径的振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果，能够可靠地检测下降频率，能够防止这样的不良情况。
回到图2的说明。自适应滤波器更新部16是对自适应滤波器进行更新的功能部。在本实施方式中，以FxNLMS算法(Filtered-x Normalized least mean squares filter)为基础来进行自适应滤波器的更新。以下，对自适应滤波器的更新详细地进行说明。另外，对于自适应滤波器，由于是已经公知的，因而省略说明。
首先，如以下的数学式(12)所示，自适应滤波器更新部16使用二次路径的声音特性a(f)、b(f)来求出Filtered-x信号X0’(t)、X1’(t)。
X’0(t)＝a(f)X0(t)+b(f)X1(t)，X’1(t)＝a(f)X1(t)+b(f)X0(t)......(12)
接下来，自适应滤波器更新部16获取被输入到麦克风21的信号e(t)，并如以下的数学式(13)、(14)所示，使用Filtered-x信号X0’(t)、X1’(t)和被输入到麦克风21的信号e(t)来更新自适应滤波器系数w0(t)、w1(t)。
[数学式9]
[数学式10]
即，自适应滤波器更新部16从紧前的自适应滤波器系数w0(t-1)、w1(t-1)(相当于本发明的第1自适应滤波器系数)中减去包括校正系数的更新项(数学式(13)、(14)中的第2个项)。更新项中的e(t)/A(f)表示声音能够抵消多少，在声音能够很好地抵消的情况下，更新项变小。此外，更新项中的μ是步长，对更新的速度进行调整。步长μ为0以上的值。
本实施方式的特征在于在更新项中包括校正系数α(f)这一点。校正系数α(f)在下降频率处变小，因而在下降频率处，自适应滤波器的更新被抑制。
在数学式(13)、14)中，γ是泄漏系数。在数学式(13)、14)中，在最初的项中，对紧前的自适应滤波器系数w0(t-1)、w1(t-1)乘以泄漏系数γ。泄漏系数γ是小于1的正数，优选为接近1，例如是0.9997。通过将泄漏系数γ设为接近1的正数，防止自适应滤波器系数变得过大。另外，对紧前的自适应滤波器系数w0(t-1)、w1(t-1)乘以泄漏系数γ不是必须的。
控制信号生成部17是对由数学式(4)生成的参照信号x0(t)、x1(t)乘以由数学式(13)、14)更新之后的自适应滤波器系数(相当于本发明的第2自适应滤波器系数)w0(t)、w1(t)来生成控制信号y(t)的功能部。控制信号y(t)是为了消除噪声(在此，发动机的嗡嗡声)而向扬声器输出的信号。控制信号生成部17使用以下的数学式(15)来生成控制信号y(t)。
[数学式11]
y(t)＝w0(t)x0(t)+w1(t)x1(t)···(15)
此外，控制信号生成部17将生成的控制信号输出到扬声器放大器18。扬声器放大器18将控制信号放大而输出到扬声器22。另外，扬声器放大器18不是必须的。
图6是示出主动噪声控制装置1进行的处理的流程的流程图。
<声音特性测定处理>
首先，参照信号生成部11生成参照信号(步骤SP11)，未图示的声音特性计算部基于参照信号来更新声音特性a(f)、b(f)(步骤SP12)。在最初进行步骤SP12的情况下，生成声音特性a(f)、b(f)，在第2次以后进行步骤SP12的情况下，更新声音特性a(f)、b(f)。由于在声音特性测定处理中使用扫描波，因而步骤SP11中的参照信号的频率也时时刻刻地变化。因此，通过重复进行步骤SP11以及SP12的处理，能够求出各种频率的情况下的声音特性，即能够求出依赖于频率的声音特性a(f)、b(f)。在步骤SP12中求出的声音特性a(f)、b(f)被存储在存储部12。
<校正系数计算处理>
振幅特性计算部13基于存储在存储部12的声音特性来计算二次路径的振幅特性A(f)(步骤SP13)。接下来，平滑化信号生成部14将二次路径的振幅特性A(f)平滑化而生成平滑化信号A(f)’(步骤SP14)。而且，校正系数计算部15基于将二次路径的振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果，来计算校正系数α(f)(步骤SP15)。
<ANC处理>
参照信号生成部11基于从CAN25获取到的发动机转数来生成参照信号(步骤SP16)。接下来，自适应滤波器更新部16获取输入到麦克风21的信号e(t)，通过从紧前的自适应滤波器系数中减去包括校正系数α(f)的更新项，来更新自适应滤波器(步骤SP17)。
接下来，控制信号生成部17对步骤SP16中生成的参照信号乘以步骤SP17中更新之后的自适应滤波器系数来生成控制信号y(t)，并从扬声器22输出(步骤SP18)。
步骤SP18的处理结束后，主动噪声控制装置1将处理返回到步骤SP16。即，自适应滤波器更新部16获取从扬声器22输出步骤SP18中生成的控制信号y(t)时输入到麦克风21的信号e(t)，使用该信号e(t)来更新自适应滤波器(步骤SP17)，控制信号生成部17基于更新后的自适应滤波器，生成控制信号y(t)(步骤SP18)。
另外，在步骤SP16～SP18所示的ANC处理中，每次均进行生成参照信号的处理(步骤SP16)。由此，能够生成反映了当时的发动机的转数的信息的控制信号y(t)。
根据本实施方式，通过将二次路径的振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’，能够正确地检测下降的频率。此外，使用将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果，来计算校正系数α(f)，并使用校正系数α(f)来更新自适应滤波器，由此即便在噪声的频率与下降的频率一致的情况下，也能够稳定地控制噪声。
此外，根据本实施方式，在将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果小于1的情况下，将相除得到的结果设为校正系数α(f)，在将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果为1以上的情况下，将校正系数α(f)设为1，由此能够防止自适应滤波器系数由于更新而大幅地变化。
此外，根据本实施方式，在更新自适应滤波器系数的数学式(13)、14)中，通过对紧前的自适应滤波器系数乘以作为接近1的正数的泄漏系数γ，能够防止自适应滤波器系数变得过大。
另外，在本实施方式中，在将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果小于1的情况下，将相除得到的结果设为校正系数α(f)，在将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果为1以上的情况下，将校正系数α(f)设为1，但校正系数α(f)的求出方式不限于此。例如，也可以在将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果为阈值以下的情况下，将校正系数α(f)设为0。
以下，对在将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果为阈值以下的情况下将校正系数α(f)设为0的变形例进行说明。另外，该变形例的不同点仅在于，在将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果为阈值以下的情况下将校正系数α(f)设为0，对其他处理没有变更。
图7是示出在将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果为阈值Th以下的情况下将校正系数α(f)设为0时的、二次路径的振幅特性A(f)与校正系数α(f)的关系的曲线图。图7与图5同样，是在车舱内从扬声器22输出30Hz～200Hz的扫描波，并将阈值Th设为0.7的情况下的例子。在图7中，虚线是振幅特性A(f)，实线是校正系数α(f)。
在下降频率当中的振幅特性A(f)与平滑化信号A(f)’的差较大的频率处，校正系数α(f)成为0。对于其他频率，图7所示的校正系数α(f)和图5所示的校正系数α(f)相同。
在本实施方式中，将阈值Th设定为大致0.5～大致0.7。以下，对阈值Th进行说明。
图8是示出在车舱内从扬声器22输出了30Hz～200Hz的扫描波的情况下的、将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果的分布的一个例子的曲线图。将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果是最频值为1且具有1个峰值的山型的分布。如数学式(11)所示的那样，在将振幅特性A(f)除以平滑化信号A(f)’而得到的结果大于1的情况下，校正系数α(f)成为1，因而根据图8的曲线图可得知，校正系数α(f)为1的可能性高，校正系数α(f)成为0.5以下的可能性低。
图9是示出阈值Th的值与将校正系数α(f)置换为0的比例的关系的曲线图。图9基于图8所示的直方图生成。在图9中，横轴是阈值Th，纵轴是将校正系数α(f)置换为0的比例(即，下降的比例)。
若阈值Th接近0，则自适应滤波器的更新停止的频率减少，若阈值Th大则自适应滤波器的更新停止的频率增加。例如，若将阈值设为1，则下降被判定为大致48％程度。其结果，自适应滤波器的更新被超出必要地抑制。
在校正系数α(f)极端小的情况下，为了针对相当于所谓的偏离值的频率停止自适应滤波器的更新，优选将停止自适应滤波器的更新的比例设定为5％～10％程度。参照图9，若将阈值Th设为大致0.5～大致0.7，则将校正系数α(f)置换为0的比例(停止自适应滤波器的更新的比例)成为5％～10％。
例如，若将阈值Th设为0.7，则相比于图9，在大致10％的频率处校正系数α(f)成为0。而且，如图7所示，通过在大致10％的频率处将校正系数α(f)设为0，从而仅在极端的下降的部分，校正系数α(f)成为0。
如此，在本变形例中，通过在下降频率处停止自适应滤波器的更新，从而能够进行将稳定性优先的处理。
此外，在本变形例中，在更新自适应滤波器系数的数学式(13)、14)中，通过对紧前的自适应滤波器系数乘以作为接近1的正数的泄漏系数γ，从而在校正系数α(f)成为0的情况下，使自适应滤波器系数逐渐减小，最终能够使自适应滤波器系数为0。若假设与校正系数α(f)成为0同时使自适应滤波器系数为0，则产生“噗嗤”这样的不连续音、急剧地产生音量变化，成为不自然的声音。相对于此，在本变形例中，通过对紧前的自适应滤波器系数乘以泄漏系数γ来使自适应滤波器系数逐渐减小，能够去除不自然性。
以上，参照附图详述了本发明的实施方式，但具体的结构不限于该实施方式，也包括在不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。
-符号说明-
1：主动噪声控制装置
11：参照信号生成部
12：存储部
13：振幅特性计算部
14：平滑化信号生成部
15：校正系数计算部
16：自适应滤波器更新部
17：控制信号生成部
18：扬声器放大器
21：麦克风
22：扬声器
25：CAN
100：车辆
101：车舱。

Claims (6)

1.一种主动噪声控制装置，具有对基于由振动源产生的振动频率而生成的参照信号进行信号处理来生成控制信号的自适应滤波器，并且基于从扬声器输出所述控制信号时从麦克风输入的信号来逐次地更新所述自适应滤波器，其特征在于，所述主动噪声控制装置具备：
参照信号生成部，生成所述参照信号；
振幅特性计算部，获取作为所述扬声器与所述麦克风之间的二次路径的声音特性的、包括振幅与相位的信息的声音特性，并基于该获取到的声音特性，对值根据频率而不同的所述二次路径的振幅特性进行计算；
平滑化信号生成部，使用低通滤波器来将所述振幅特性平滑化，生成值根据频率而不同的平滑化信号；
校正系数计算部，基于将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果，对值根据频率而不同的校正系数进行计算；
自适应滤波器更新部，通过从作为紧前的自适应滤波器系数的第1自适应滤波器系数中减去包括所述校正系数的更新项，来更新所述自适应滤波器，从而求出第2自适应滤波器系数；和
控制信号生成部，对所述参照信号乘以所述第2自适应滤波器系数来生成所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的主动噪声控制装置，其特征在于，
将阈值设定为大致0.5～大致0.7，
所述自适应滤波器更新部在所述校正系数为所述阈值以下的情况下将所述校正系数设为0。
3.根据权利要求1或2所述的主动噪声控制装置，其特征在于，
所述自适应滤波器更新部从对所述第1自适应滤波器系数乘以小于1的系数而得到的结果减去所述更新项，求出所述第2自适应滤波器系数。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的主动噪声控制装置，其特征在于，
所述校正系数计算部在将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果小于1的情况下，将该相除得到的结果设为所述校正系数，在将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果为1以上的情况下，将所述校正系数设为1。
5.一种主动噪声控制方法，是具有通过对基于由振动源产生的振动频率生成的参照信号进行信号处理来生成控制信号的自适应滤波器，并且基于从扬声器输出所述控制信号时从麦克风输入的信号来逐次地更新所述自适应滤波器的主动噪声控制方法，其特征在于，所述主动噪声控制方法包括：
获取作为所述扬声器与所述麦克风之间的二次路径的声音特性的、包括振幅与相位的信息的声音特性，并基于该获取到的声音特性，对值根据频率而不同的所述二次路径的振幅特性进行计算的步骤；
使用低通滤波器来将所述振幅特性平滑化，生成值根据频率而不同的平滑化信号的步骤；
基于将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果，对值根据频率而不同的校正系数进行计算的校正系数计算部；
通过从作为紧前的自适应滤波器系数的第1自适应滤波器系数中减去包括所述校正系数的更新项，来更新所述自适应滤波器，从而求出第2自适应滤波器系数的步骤；和
对所述参照信号乘以所述第2自适应滤波器系数来生成所述控制信号的步骤。
6.一种主动噪声控制程序，具有对基于由振动源产生的振动频率生成的参照信号进行信号处理来生成控制信号的自适应滤波器，并且基于从扬声器输出所述控制信号时从麦克风输入的信号来逐次地更新所述自适应滤波器的主动噪声控制程序，其特征在于，
所述主动噪声控制程序使计算机作为以下各部发挥功能：
参照信号生成部，生成所述参照信号；
振幅特性计算部，获取作为所述扬声器与所述麦克风之间的二次路径的声音特性的、包括振幅与相位的信息的声音特性，并基于该获取到的声音特性，对值根据频率而不同的所述二次路径的振幅特性进行计算；
平滑化信号生成部，使用低通滤波器来将所述振幅特性平滑化，生成值根据频率而不同的平滑化信号；
校正系数计算部，基于将所述振幅特性除以所述平滑化信号而得到的结果，对值根据频率而不同的校正系数进行计算；
自适应滤波器更新部，通过从作为紧前的自适应滤波器系数的第1自适应滤波器系数中减去包括所述校正系数的更新项，来更新所述自适应滤波器，从而求出第2自适应滤波器系数；和
控制信号生成部，对所述参照信号乘以所述第2自适应滤波器系数来生成所述控制信号。
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