CN1624762A - 主动噪音消除头盔、利用该头盔的车辆系统、以及头盔内噪音消除方法 - Google Patents

主动噪音消除头盔、利用该头盔的车辆系统、以及头盔内噪音消除方法 Download PDF

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Abstract

主动噪音消除头盔(100)包括：检出头盔主体(10)内的噪音的检出单元(102)，以及产生用于抵消通过该检出单元(102)检出的噪音的声音的发声单元(104)。通过前述检出单元(102)的输出信号的运算处理生成控制信号，通过放大单元(108)对该控制信号进行放大并供给到发声单元(104)。利用前述检出单元(102)的输出信号，求出相互不同频率带的声压的比。利用该声压比，对放大单元(108)的增益进行调节，使得检出单元(102)的输出信号的声谱接近于规定的目标声谱。

Description

主动噪音消除头盔、利用该头盔的车辆系统、 以及头盔内噪音消除方法
技术领域
本发明涉及一种主动噪音消除头盔、利用该头盔的车辆系统、以及头盔内噪音消除方法。
背景技术
近年来，二次生成与噪音源的声波相位相反的振幅相同的声波，利用波的干涉进行消音的主动噪音消除(ANC：Active Noise Cancel or Active NoiseControl)技术倍受瞩目。这种技术，随着近年来的数字信号处理技术的发展，在各个领域的应用·实用化得到进一步发展。
作为这样的主动噪音消除技术的一个例子，比如在WO95/00946中，公开了一种利用主动噪音消除的头戴式耳机。
该头戴式耳机，是反馈型的主动噪音消除装置，其备有分别在声场的内外，即耳罩内和耳罩外配置一个的扩音器。该装置，使用具有同一的频率特性的带通滤波器，将具有某特定的频率带(比如，共振频率带)中的声场内外的噪音进行比较，通过调整控制增益(放大器的增益)使得两者的比为恒定值的方法，谋求提高消音性能。
然而，上述的WO95/00946所述的主动噪音消除技术，由于以头戴式耳机为对象，难于适用在与头戴式耳机的声场的性质不同的头盔中。
具体地说，与在头戴式耳机中，消音对象的噪音源在远方的情况相对的，在头盔中，存在头盔内的多个噪音源。即，头盔的场合中成为消音对象的噪音，主要是，摩托车等的自动二轮车的行驶时的驾驶者引起的风产生的声音。此外，由车辆产生的噪音和路面噪音也会进入到头盔中。从而，在内部产生多个噪音源并形成复杂的声场的头盔的场合，仅仅简单地比较声场内外的噪音，是不能得到充分的消音效果的。
进而言之，头盔的场合，基于使用者(戴头盔者)的脸或头的形状等个体差异，容易出现个人差别。可以想到的主要理由是，每个人的根据脸和头的形状不同与头盔之间形成的空间都不同。例如已知，第一，戴头盔者的耳根空间的声音传递特性(增益特性(gain))存在个人差异(参照图13)。该个人的差异相当于传递系统的不同，更具体地说，相当于控制对象的频率传递函数(下面，称作[耳根传递函数])的不同。此外已知，第二，风产生的声音(噪音)的声谱的坡度也存在个人差异(参照图14)。换句话说，风产生的声音的声谱的坡度一般是右边下降的形状，而根据个人差异其坡度不同。
图13是耳根传递函数的个人差异的曲线图。该图表示试验的结果的一个例子。如图13所示，频率声谱的形状(频率之间的相对关系)在多个使用者之间是几乎相同的，但传递函数的增益根据使用者的不同而不同。例如，在图13的例子中，使用者Q1和使用者Q2的增益差，最大是大约9dB(约3倍)。如果增益3倍不同的话，即使扬声器发出同样音量的声音，扩音器的输出信号也存在3倍的差异。
这样的控制对象的增益存在个人差异的场合，需要与此相应的控制增益的调节。如果不考虑个人差异对控制增益进行统一的调节的话，则会产生相对于使用者来说控制增益效力过强而发散，反过来，如果控制增益效力不够，虽然没有发散，但消音量会比所期望的小。例如，使用者Q1的场合，与使用者Q2的场合相比，控制增益K为3倍的效力。由此，尽管使用者是使用者Q1，若也进行与使用者Q2相适应的控制增益调节，则会存在控制增益效力过强而发散的情况。反过来，尽管使用者是使用者Q2，若也进行与使用者Q1相适应的控制增益调节的话，则由于控制增益仅有1/3倍的效力，没有发散而消音量比所期望的小。
图14是表示风产生的声音的声谱坡度的个人差异的图。如图14所示，风产生的声音的声压，一般频率越低越高，频率越高越低，而其坡度存在个人差异。图14所示的例子中，使用者M1的声谱坡度比使用者M2的声谱坡度平缓。坡度越平缓，高频率成分占风产生的声音的整体的比例就越大。在这样的风产生的声音的声谱坡度具有个人差异的场合，如后所述，也需要与此相应的控制增益的调节。
关于这一点，在上述WO95/00946所述的主动噪音消除技术中，没有考虑个人差异，不能进行对应于每个人的有效率的主动噪音消除控制。换句话说，由于仅仅是进行简单地对某特定的频率带中的声场内外的噪音的比成为恒定值的控制，因此不能适应于耳罩内外的传递率的个人差异。
特别是头盔的场合，由于容易出现如上述的个人差异，因此为了提高消音效果，最好能够适应于个人差异。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而成的，其目的在于，提供一种无论头盔的佩戴者是谁都能得到充分的消音效果的主动噪音消除头盔、利用该头盔的车辆系统、以及头盔内噪音消除方法。
本发明的主动噪音消除头盔采用这样的构成，其具有：检出头盔主体内的噪音的检出单元；产生用于抵消通过该检出单元检出的噪音的声音的发声单元；对前述检出单元的输出信号进行运算处理并生成控制信号的生成单元；对通过该生成单元生成的控制信号进行放大并供给到前述发声单元的放大单元；利用前述检出单元的输出信号，获得相互不同频率带的声压的比的声压比获得单元；利用通过该声压比获得单元获得的前述声压比，对前述放大单元的增益进行调节，使得前述检出单元的输出信号的声谱接近于规定的目标声谱的调节单元。
而且，本说明书中，声压表示声音波形的振幅的平均值。
根据该构成，利用检出单元(扩音器)的输出信号，获得相互不同的频率带的声压的比，利用得到的声压比调节放大单元的增益，使得检出单元(扩音器)的输出信号的声谱的形状最合适。为此，可以进行不依赖于检出单元(扩音器)的输出信号的绝对值的控制，能够对应于耳根传递函数的个人差异，无论头盔的佩戴者是谁都能够得到充分的消音效果。
优选地，前述检出单元配置在头盔主体内，使其在头盔主体被佩戴时配置在使用者的耳根。
根据该构成，由于头盔主体被佩戴时检出单元(扩音器)处于使用者的耳根，所以能够基于接近于使用者所听到的声音的声音进行主动噪音消除，能够提高主动噪音消除的精度。
优选地，前述声压比获得单元具有：多个滤波器，其对前述检出单元的输出信号进行相互不同的频率特性的滤波；声压算出单元，其对前述多个滤波器的各输出信号进行处理并算出相互不同的多个频率带的声压；声压比算出单元，其利用通过该声压算出单元算出的多个频率带的声压算出成为控制用的指标的声压比。
根据该构成，设置频率特性相互不同的多个滤波器，对这些多个滤波器的各输出信号进行处理并算出相互不同的多个频率带的声压，利用算出的多个频率带的声压算出成为控制用指标的声压比，由此能够用比较简单的电路取得成为控制用指标的声压比。
此外，也可以构成为，前述声压比获得单元具有：第一获得单元，其利用前述检出单元的输出信号获得共振频率带的声压；第二获得单元，其利用前述检出单元的输出信号获得成为比较的基准的基准声压；声压比算出单元，其算出通过这些第一和第二获得单元分别获得的共振频率带的声压和比较用的基准声压的比。
根据该构成，由于分别获得共振频率带的声压和成为比较的基准的基准声压，并算出两者的比，所以能够比较简单地获得成为控制用指标的声压比。
优选地，前述第二获得单元是，将通过前述发声单元发出的声音进行消音的消音域和比前述共振频率带，受到由主动噪音消除的影响更少的基准频率域的声压作为前述基准声压而获得的单元。
这样，通过声压比算出单元算出的声压比成为与共振频率带的声压的增减对应的值。因此，能够通过放大单元的增益的调整，对共振频率带的声压级别进行调整，由此，能够得到所期望的声谱。
前述基准频率域也可以是全频率域。即，可以将所有的频率域的声压级别作为基准。这是因为可以考虑为，全频率域的声压级别与声谱的形状几乎无关。
优选地，前述调节单元是对前述放大单元的增益进行调解，使得通过前述声压比获得单元获得的声压比接近于与前述规定的目标声谱对应的目标声压比的单元。这样，用简单的控制，能够将检出单元的输出信号的声谱接近于目标声谱，能够得到良好的消音效果。
优选地，前述主动噪音消除头盔，进一步具有获得前述检出单元的输出信号的声谱的坡度的坡度获得单元。此情况下，优选地，前述调节单元是利用通过前述声压比获得单元获得的声压比和通过前述坡度获得单元获得的坡度，对前述放大单元的增益进行调节，使得前述声谱接近于规定的目标声谱的单元。
根据该构成，进一步获得检出单元(扩音器)的输出信号的声谱的坡度，利用得到的声压比和坡度调整放大单元的增益。这样，能够使得检出单元(扩音器)的输出信号的声谱最优化，还能够同时对应附加了耳根传递函数的个人差异的检出单元(扩音器)的输出信号的声谱的坡度的个人差异。这样，无论头盔的佩戴者是谁都能得到更加充分的消音效果。
优选地，前述调节单元具有目标声压比设定单元，其对应于通过前述坡度获得单元获得的坡度，将对应于前述规定目标声谱的目标声压比进行可变设定；前述调节单元是对前述增益进行调节的单元，使得通过前述声压比获得单元获得的声压比，接近于通过前述目标声压比设定单元设定的目标声压比。
根据该构成，相应于坡度可变地设定目标声压比，调节放大单元的增益使得不同频率带的声压比接近于该目标声压比。为此，用简单的控制方法能够对应检出单元(扩音器)的输出信号的声谱的坡度的个人差异。
前述目标声压比设定单元可以是在规定的噪音区域中，设定前述目标声压比，使其相对于前述坡度的减少而单调增加的单元。
根据该构成，由于在噪音区域中，可变地设定目标声压比，使其相对于坡度的减少而单调增加，能够将声音增加量控制在容许的范围内。
而且，噪音区域是指，在实际上没有产生噪音的情况下，通过前述坡度获得单元获得的坡度的值可取的区间。
优选地，前述坡度获得单元是，利用前述检出单元的输出信号，获得通过前述发声单元发出的声音消音的消音域和比前述共振频率带受到的主动噪音消除的影响更小的至少两个坡度基准频率域的声压的比，由此获得前述坡度的单元。
根据该构成，由于获得受到主动噪音消除影响小的两个频率带的声压的比，所以能够比较简单地获得声谱的坡度。
优选地，前述调节单元在无噪音的时候，将前述增益设定为零。
根据该构成，由于在无噪音的时候，将增益设定为零，所以不会发生不必要地使增益上升的情况，能够避免实施无用的主动噪音消除。
主动噪音消除头盔的主要构成部分，可以全部安装在头盔主体上，但并没有一定要这样安装的必要。例如，前述检出单元以及发声单元安装在头盔主体上与使用者的耳根对应，其它部分中的至少一部分，也可以作为头盔主体之外的另外的装置来构成。
本发明的一种车辆系统，包括车体和上述的主动噪音消除头盔；在前述主动噪音消除头盔的头盔主体上，至少备有前述检出单元和发声单元；除了前述主动噪音消除头盔的前述检出单元和发声单元之外的剩余构成部分的至少一部分，配备在前述车体上并形成车体侧装置；在前述车体侧装置和前述检出单元以及发声单元之间，进一步包括用于接受发送信号的通信单元。
根据该构成，能够将主动噪音消除头盔的构成部分的一部分配置在车体上。
本发明的另一种车辆系统，包括：车体；上述的主动噪音消除头盔；配备在前述车体上的、产生声音信息的声音信息产生单元；将该声音信息产生单元产生的声音信息传递到前述主动噪音消除头盔的头盔主体上的传递单元；配备在前述头盔主体上的、将通过前述传递单元传递的声音信息音响化的声音信息发声单元。
根据该构成，能够提供一种不管个人差异如何使头盔主体内的噪音处于消音状态，并将来自车体侧的声音信息产生单元的声音信息提供给头盔佩戴者。这样，头盔佩戴者，能够舒适地听取所提供的声音信息。
作为声音信息产生单元的例子，能够举出生成声音导航信息的导航系统、如手机那样的移动电话、收音机、音频装置等。
此外，传递单元除了在声音信息产生单元和头盔主体之间用电线连接的有线通信单元之外，还可以适用通过红外线通信和电波通线等的无线通线单元。
声音信息发声单元的典型的例子有安装在头盔主体内的扬声器。例如，可以将安装在头盔主体内的扬声器兼作声音信息发声单元和消音用的发声单元，也可以在头盔主体内设置作为声音信息发声单元和消音用的发声单元的各个扬声器。
本发明的头盔内噪音消除方法包括：通过检出单元检出头盔主体内的噪音的步骤；从发声单元产生用于抵消检出的噪音的声音的步骤；对前述检出单元的输出信号进行运算处理并生成控制信号的步骤；将该生成的控制信号通过放大单元放大并供给到前述发声单元的步骤；利用前述检出单元的输出信号，获得相互不同的频率带的声压的比的步骤；利用该获得的前述声压比，调节前述放大单元的增益使得前述检出单元的输出信号的声谱接近于规定的目标声谱的增益调节步骤。
这样，可以实施适应于耳根传递函数的个人差异的主动噪音消除。
优选地，前述方法还包括获得前述检出单元的输出信号的声谱的坡度的步骤，该情况下，前述增益调节步骤包括，利用前述获得的声压比和前述获得的坡度，调节前述放大单元的增益，使得前述声谱接近于规定的目标声谱的步骤。
这样，可以实施适应于检出单元的输出信号的声谱的个人差异的主动噪音消除。
通过参考附图对实施方式的详细以下说明，能够更清楚地了解本发明的上述的、和其它目的、特征以及效果。
附图说明
图1A是表示与本发明的一个实施方式相关的主动噪音消除头盔的系统构成的方块图。
图1B是主动噪音消除头盔的外观图。
图2是表示以与前述实施方式相关的主动噪音消除头盔为对象的控制系统的构成的图。
图3是表示实现与前述实施方式相关的主动噪音消除控制的数字电路的一个例子的方块图。
图3A是表示实现与前述实施方式相关的主动噪音消除控制的数字电路的另一个例子的方块图。
图4是用于说明通过图3的数字电路实现的主动噪音消除控制的图。
图5A是表示通过与前述实施方式相关的主动噪音消除控制的、在风产生的声音较大的状态下的效果的图。
图5B是表示风产生的声音较小的状态下的效果的图。
图5C是表示没有风产生的声音的状态下的效果的图。
图6是表示实现与前述实施方式相关的主动噪音消除控制的数字电路的又一个例子的方块图。
图6A是表示实现与前述实施方式相关的主动噪音消除控制的数字电路的又一个例子的方块图。
图7是用于说明通过图6的数字电路实现的主动噪音消除控制的图。
图8和图8A是表示Jd函数(目标声压比函数)的一个例子的图。
图9A是表示在风产生的声音区域中坡度急的场合的声谱的图。
图9B是表示在风产生的声音区域中坡度急的场合的控制方法的图。
图9C是表示通过该控制方法的效果的图。
图10A是表示在风产生的声音区域中坡度缓的场合的声谱的图。
图10B是表示在风产生的声音区域中坡度缓的场合的控制方法的图。
图10C是表示通过该控制方法的效果的图。
图11A是表示无风区域(坡度平坦)的场合的声谱的图。
图11B是表示无风区域的场合的控制方法的图。
图11C是表示通过该控制方法的效果的图。
图12A是表示将风产生的声音的坡度和共振频率的声压分别用一个参数值表示的场合的图。
图12B是表示将风产生的声音的坡度和共振频率的声压分别用两个参数值的平均值表示的场合的图。
图13是表示耳朵传递函数的个人差异的曲线图。
图14是表示风产生的声音的声谱坡度的个人差异的图。
图15是用于说明本发明的其它的实施方式的图，表示具备主动噪音消除头盔的车辆系统的整体构成。
图16是表示图15的车辆系统的电气构成的方块图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的一个实施方式进行详细说明。
图1A是表示与本发明的一个实施方式相关的主动噪音消除头盔的系统构成的方块图，图1B是该主动噪音消除头盔的外观图。
该主动噪音消除头盔100是适用于头盔的反馈型的主动噪音消除装置，具有：作为检出单元的扩音器102，其检出头盔内的噪音(风产生的声音等)；作为发声单元的扬声器104，其产生主动地抵消检出的噪音的声音(2次声音)；作为生成单元的控制电路106，其对扩音器102的输出信号进行运算处理，并生成用于产生消音用的声音(2次声音)的控制信号；作为放大单元的放大器108，其将生成的控制信号放大并供给到扬声器104。
扩音器102和扬声器104，配置在头盔主体10的外部轮廓1内的适当的规定位置。具体地说，如图1A所示，扩音器102和扬声器104分别配置成为，在使用者P佩戴头盔主体10的状态下，位于使用者P的耳根空间内。特别是扩音器102，配置在使用者P的耳根和扩音器104之间，位于使用者P的耳根，而使得能够检出与使用者P听到的声音接近的声音。该扩音器102的位置成为噪音消除点。而且，图1B中，“3”是盖，“5”是挡风罩。
控制电路106，取得由扩音器102测定的头盔内的耳根空间的规定位置(噪音消除点)的声波波形的瞬时值，按照耳根空间内的噪音消除点的声压级别成为最小的方式，算出驱动扬声器104的控制信号。该控制信号通过放大器108供给到扬声器104，由此从扬声器104发出的声音在耳根空间内放射。这样，抵消使用者P的耳根的噪音。换句话说，控制电路106适当控制扬声器104的输出，使得在扩音器102的位置的声音最小。
在这里，对于反馈型主动噪音消除的基本原理，利用图2进行说明。图2是表示以与本实施方式相关的主动噪音消除头盔为对象的控制系统的构成的图。图2中，“P”是控制对象的频率传递函数(耳根传递函数)，“C”是控制滤波器，也就是，控制电路106的频率传递函数，“K”是控制增益(放大器108的增益)，“y”是扩音器102的输出，“w”是噪音(风产生的声音)。而且，“r”是向系统的输入，这里是零(0)。
在该主动噪音消除头盔100中，由于扩音器102的输出y接近于使用者P听到的声音，所以目的在于使该值变小。根据众所周知的自动控制理论，将控制滤波器C设定为耳根传递函数P的逆函数的场合，如果将控制增益K增大则扩音器输出y应该接近于零(0)。但是，想要在整个频率区域内，将控制滤波器C设定为耳根传递函数P的逆函数是很困难的，如果将控制增益K增大，则对于某个频率(共振频率)，依次增音，接着就会导致发散(衰减/howling)。这样的消音和增音是内外一体的，为了适当控制增音的同时充分发挥消音的效果，必须将控制增益调节为适当的值。
例如，试验的结果，在作为消音对象的频率域的100～400Hz的区域(消音域)中，存在主动噪音消除的效果，知道了控制增益K增大越多消音量也越大。与此相对，在2.5KHz附近存在共振频率，知道了控制增益K增大越多增音量也越大。这样，如果将控制量(这里是扩音器输出y)在某个频率带中下降，则在其它频率带中上升的现象，一般被称为“水床(water bed)效应”。
此外，如前所述，已知在耳朵传递函数上存在个人差异(参照图13)。换句话说，耳朵传递函数的相位上个人差异少，其增益的形状(频率依赖性)上个人差异也少，但增益的大小根据使用者的不同而整体地发生相移。因此，如果不考虑个人差异进行统一的控制增益调节的话，则如前所述，会产生根据使用者的不同控制增益效力过强而导致发散，反过来，控制增益效力不够，虽然没有发散但会导致消音量比期望的小。因此，在控制对象的增益上存在个人差异的场合，与此相应的控制增益K的调节也是必要的。
因此，在本实施方式中，为了相应于个人差异适当地调节放大器108的增益(控制增益K)，主动噪音消除头盔100，如图1A所示，进一步具有：多个(N个)滤波器110-1～110-N，其将扩音器102的输出信号在相互不同的频率特性中进行滤波；多个(N个)有效值计算部112-1～112-N，其计算对应的滤波器110的输出信号的有效值(RMS：Root Mean Square value)；作为调节单元的控制增益调节部114，其利用得到的多个有效值调节控制增益K。调节控制增益K的算法，预先储存在控制增益调节部114内的存储器116中。
通过N个滤波器110-1～110-N，从扩音器102的输出信号中只取出所需数量(N个)的期望的频率带的波形。同时，通过对应的有效值计算部112，对取得的波形的有效值进行计算。该有效值，与对应的频率带的声压对应，从而，有效值计算部112相当于声压算出单元。
控制增益调节部114还具有作为声压比算出单元的功能，其利用计算的多个频率带的声压(有效值)，计算成为控制用指标的声压比，并利用所得到的声压比，对控制增益K进行调节，使得扩音器102的输出信号的声谱的形状最优化。对于调节控制增益K的具体的方法，在后面进行详细说明。
而且，滤波器110，不限于带通滤波器，根据需要还可以使用高通滤波器或者低通滤波器。此外，根据需要，也可以使信号照原样通过(穿过)的滤波器。
此外，频率带的声压的计算方法，不限于有效值，例如可以是绝对值的平均，其它任何在帕斯卡(Pa)的维度中表示声压的大小的指标的都可以。
此外，本实施方式的控制方法，可以用于数字电路或者模拟电路来实现，但下面，以用于数字电路来实现的场合为例进行说明。
(控制方法1)
图3是表示实现与本实施方式相关的主动噪音消除控制的数字电路的一个例子的方块图。此外，图4是用于说明通过该数字电路来实现主动噪音消除控制的图。而且，对于与图1A相同的构成要素，用同样的符号表示，省略一部分对其的说明。
扩音器102的输出信号(扩音器位置的声压值)，输入到控制电路106。控制电路106，基于扩音器102的输出信号，并根据规定的算法，生成驱动扬声器104的控制信号，将生成的控制信号通过A/D变换器202输出到数字放大器108a。数字放大器108a，将在控制电路106中生成的控制信号，用控制增益K放大之后，通过D/A变换器204输出到扬声器104。扬声器104，将放大后的控制信号作为输入，将消音用的声音在耳根空间内放射来抵消噪音。
另一方面，扩音器102的输出信号(扩音器位置的声压值)，分别输入到滤波器206-1、206-2。滤波器206-1是选择并通过某特定的频率带(比如，中心频率fr)的信号的滤波器，滤波器206-2是选择并通过另外的特定的频率带(比如，中心频率fw)的信号的滤波器。频率fr是受到主动噪音消除(ANC)影像较小的频率带区域的中心频率，频率fw是共振频率(参照图4)。而且，图4中，“N1”表示头盔内的ANC前的噪音的声谱，“N2”表示头盔内的ANC的噪音的声谱。
通过各个滤波器206-1、206-2的信号Xr、Xw，分别通过A/D变换器208-1、208-2输入到声压算出部210-1、210-2。声压算出部210-1算出通过滤波器206-1的信号Xr的平均值(声压)Lr，声压算出部210-2算出通过滤波器206-2的信号Xw的平均值(声压)Lw(参照图4)。这样，滤波器206-2和声压算出部210-2相当于获得共振频率带的声压的第一获得单元，滤波器206-1和声压算出部210-1相当于获得成为比较的基准的基准声压的第二获得单元。滤波器通过信号的平均值的算出方法，比如，可以是有效值(RMS)，也可以是绝对值平均。
然后，在声压算出部210-1、210-2算出的声压Lr、Lw，分别输入到声压比算出部212。声压比算出部212，算出输入的声压Lr、Lw的比J(＝Lw/Lr)。
然后，在声压比算出部212算出的声压比J输入到调节部214。调节部214，利用输入的声压比J，通过积分控制(I控制)，对控制增益K(数字放大器108a的增益)进行调节。
具体地说，用下面的公式(公式1)表示，预先确定声压比J的目标值Jd(目标声压比)，对相对于该目标值Jd的声压比J的偏差(Jd-J)进行时间积分，取其绝对值，并确定为控制增益K。
K＝|∫(Jd-J)dt|    ………    (公式1)
总而言之，通过该数字电路实现的主动噪音消除控制中，通过滤波和声压算出处理而算出特定的频率带fr、fw的声压Lr、Lw，利用两者的比J(＝Lw/Lr)来调节控制增益K。
并且，图3的电路中，作为一个例子，比如数字放大器108a、声压算出部210-1、210-2、声压比算出部212、以及调节部214由数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)216来构成。
构成成为控制用的指标的声压比J的声压的频率带，不限于上述的频率带fr、fw。例如，还可以用下面的(公式2)～(公式5)来调节控制增益K。
L 1 ≡ 1 T ∫ 0 T | F 1 y ( t ) | dt
………    (公式2)
L 2 ≡ 1 T ∫ 0 T | y ( t ) | dt
………    (公式3)
J≡L1/L2             ……      (公式4)
K＝|∫kp(Jd-J)dt|    ………    (公式5)
其中，“L1”是将扩音器102的输出信号y经过高通滤波器(中心频率fw)后得到的信号的绝对值平均(相当于共振频率域的声压级别)，“L2”是将扩音器102的输出信号y原样通过的场合的该信号y的绝对值平均(相当于作为基准频率域的整个频率域的声压级别)。两者的比J(＝L1/L2)，表示在所有的风产生的声音中的高频率成分(含有共振频率)所占的比例。此外，Jd是声压比J的最合适的值(目标值)，Kp是适当的常数。此外，(公式2)中的F1，表示对应于前述高通滤波器的运算符。换句话说，信号y(t)经过高通滤波器进行滤波处理的结果可用“F1y(t)”表示。
图3A是，表示利用前述(公式2)～(公式5)来调整控制增益K的场合的构成例子的方块图。在该图3A中，与图3所示的各个部分对应的部分，用同样的附图标记表示。
扩音器102的输出信号(扩音器位置的声压值)，分别输入到滤波器206-1A、206-2A。滤波器206-1A是使所有频率域的信号通过的全通滤波器，滤波器206-2A是选择并通过以前述的共振频率fw为中心的频率带(共振频率带)的信号的滤波器(对应于运算符F1的信号)。
通过各个滤波器206-1A、206-2A的信号y、X1，分别通过A/D变换器208A-1A、208-2A输入到声压算出部210-1A、210-2A。声压算出部210-1A算出通过滤波器206-1A的信号y的平均值(声压)L2(前述(公式3))，声压算出部210-2A算出通过滤波器206-2A的信号X1的平均值(声压)L1(前述(公式2))(参照图4)。这样，滤波器206-2A和声压算出部210-2A，作为获得共振频率带的声压的第一获得单元而起作用，滤波器206-1A和声压算出部210-1A，作为获得基准频率带的声压的第二获得单元而起作用。滤波器通过信号的平均值的算出方法，比如，可以是有效值(RMS)，也可以是绝对值平均。
在声压算出部210-1A、210-2A算出的声压L1、L2，分别输入到声压比算出部212A。声压比算出部212A算出输入的声压L1、L2的比J(＝L1/L2)(前述(公式4))。
在声压比算出部212A算出的声压比J，输入到调节部214A。调节部214A，利用输入的声压比J，通过由前述(公式5)的积分控制(I控制)，调节控制增益K(数字放大器108a的增益)。
确定控制增益的(公式1)和(公式5)有两种功能。第一功能是调节控制增益K使得声压比J接近于目标值Jd，第二功能是将控制增益K限制在零(0)及其以上的值。第一功能，通过积分控制(I控制)来实现，第二功能通过(公式1)和(公式5)中的绝对值计算来实现。其中，进行积分控制的理由是为了防止，在声压比J和目标值Jd之间，在比例控制(P控制)或微分控制(D控制)中完全除不去的恒定偏差的产生。因此，最好至少包括积分控制，可以在积分控制中组合比例控制和/或微分控制。
此外，进行绝对值计算的理由是，为了在对控制增益K进行数字化调节的场合K的值有可能成为负，防止由此引起的误操作(发散现象)。
若更具体地说明的话，通过将(Jd-J)在时间上的积分的值作为增益K，在声压比J比目标值Jd小的时候，增益K慢慢增大，同时声压比J也增大。反过来，当声压比J比目标值Jd大的时候，增益K慢慢减小，同时声压比J也减小。这样，声压比J向目标值Jd收敛，扩音器102的输出信号的声谱被最优化。
另一方面，由于如果控制增益K减小达到负值则会产生发散(衰减/howling)，因此为了防止这种现象将积分值的绝对值作为控制增益K。这样，能够将控制增益K的下限值控制在“0”。
因此，由于已知声压比J相对于控制增益K是单调递增的，能够通过(公式1)和(公式5)的积分，来控制将控制增益K调节为最合适的值。
图5A、图5B和图5C，是用于说明由与本实施方式相关的主动噪音消除控制的效果的图，图5A是表示在风产生的声音较大的状态下的效果的图，图5B是表示在风产生的声音较小的状态下的效果的图，图5C是表示没有风产生的声音的状态下的效果的图。
与本实施方式相关的主动噪音消除控制，比如，基于(公式2)～(公式5)的主动噪音消除控制，能够消除耳根传递函数的个人差异的同时，能够进行与风产生的声音的大小无关的最优化控制。
即，在本实施方式中，主动噪音消除控制的目标之一在于，将噪音(风产生的声音)的声谱形状向某目标的声谱形状收敛。作为目标的声谱形状的一个例子，比如，声压L2是声压L1的10倍(声压级别为+20dB)，也就是，(公式5)中设定为目标值Jd＝1/10。然后，通过(公式5)进行调节，使得现在的声压L1、L2的比J(＝L1/L2)与目标值Jd一致。换句话说，在本实施方式中，由于利用了不同频率带的声压的比，能够进行不依赖扩音器输出信号的绝对值的控制。
若进一步地说明，在通过主动噪音消除(ANC)对共振频率带的声压L1进行增音的时候，使用者P，通过与ANC之前的声压L1之间的比较来识别该“嘈杂”。也可以换一种说法，即将受到ANC影响少的频率带f3的声压作为L3的时候，通过同样地与ANC之后的声压L1进行比较来识别ANC之后的声压L3。这是由于声压L3通过ANC后，其声压几乎没有变化(对于整体的噪音级别的大小是有影响的)。由此，消音域(由ANC导致的消音对象的频率域。主要是风产生的声音的频率域)的声音能够得到更好的消音，而且，应该存在一个，共振频率带的声音也几乎感觉不到“嘈杂”的、适度的、声压L3和L1之间的相对关系(ANC之后的声压比)。这个适度的相对关系，不限于某特定的频率带的声压L3和L1，而存在于所有的频率之间。因此，通常的，作为ANC之后的声谱形状，可以说存在在合适的点上适当的声谱形状。
由于表示整个频率域的声压级别的前述声压L2，可作为在ANC前后几乎不变化的值而使用，因此声压比J＝L1/L2，是表示依赖于控制增益K的声谱形状的值。在此，通过调整控制增益K使得该声压比J接近目标值Jd，能够实现适当的声谱。
例如，在图5A和图5B中，在低频域(消音域)的噪音较大的场合(声压比J较小的场合)，使控制增益K提高。这样，如同图中的箭头A所示，低频域的噪音降低了。另一方面，在高频域(共振频率域)的噪音较大的场合(声压比J较大的场合)，使控制增益K减小。这样，如同图中的箭头B所示，高频域的噪音降低了。对控制增益K的这样的控制，通过由前述(公式1)或(公式5)的积分控制而自动地进行，由此，能够向适度的目标声谱的形状收敛。
而且，如图5A和图5B所示，目标声谱形状与整体的噪音级别的大小无关。也就是说，目标声谱的形状不随风产生的声音的大小而变化，代表该目标声谱的目标值Jd为恒定值。因此，通过利用声压比J的前述积分控制，来调整控制增益K，由此可以进行不依赖于风产生的声音的大小的最合适的控制。
将风产生的声音通过主动噪音消除来抵消的方法的最终目标是，如上所述，将风产生的声音的声谱形状，在合适的点上收敛于适当的声谱形状。虽然任何使用者P都能够对控制增益K进行调节使其收敛于该目标声谱的形状，但由于耳根传递函数的个人差异，用于收敛的控制增益K的值根据使用者P的不同而不同。从而，为了消除个人差异，不能只简单地调节控制增益，还应该在直接监视声谱的形状的同时，调节控制增益K使其收敛于适当的形状。这种方法，也是通过利用前述的声压比的积分控制来实现的。
此外，在没有风产生的声音的状态下，控制增益K被设定为零(0)，如图5C所示，不用进行主动噪音消除，避免不必要的对噪音信号的增音。换句话说，在没有风产生的声音的状态下，扩音器输出信号中主要是背景噪音(主要是高频域的声音)占主要部分。由此，整个噪音之中高频成分占的比例，与存在风产生的声音的状态下相比要大。因此，声压比J(＝L1/L2或者Lw/Lr)的值超过目标值Jd，例如，遵照(公式5)控制增益K持续减少。但是，由于为了绝对值的计算，防止K的值成为负的，最终向K＝0收敛，扬声器104的输出成为零(0)。也就是说，不进行主动噪音消除。
(控制方法2)
上面，对消除耳根传递函数的个人差异的方法进行了说明，但如上所述，还存在风产生的声音的坡度上存在个人差异的场合。换句话说，虽然风产生的声音的声谱一般成为向右方下降的形状，但已知根据个人差异还存在该坡度变化的场合(参照图14)。由于前述声压比J依赖于声谱坡度，所以当该目标值Jd确定为恒定值时，不一定能够消除关于风产生的声音的声谱的坡度的个人差异。
图14是表示风产生的声音的声谱坡度的个人差异的图。如图14所示，虽然风产生的声音的声压一般是频率越低越高，频率越高越低，但也有在其坡度上存在个人差异的场合。图14所示的例子中，使用者M1比使用者M2的坡度平缓。坡度比通常平缓的场合，高频率成分占风产生的声音的整体的比例大。因此，由于通过ANC不怎么能够消音(也就是，在共振频率域中不怎么进行增音)的状态下声压比J取较大的值，因此控制增益K调节得比通常小些，消音效果也小。另一方面，相反的场合，也就是，坡度比通常急的场合，由于声压比J变得取比较小的值，因此控制增益比通常增大，导致共振频率域中的增音变大。
因此，这里，对主动噪音消除控制的方法进行说明，该主动噪音消除控制的方法不仅能对应耳根传递函数的个人差异，还能对应风产生的声音的声谱坡度的个人差异。
图6是表示实现与本实施方式相关的主动噪音消除控制的数字电路的另一个例子的方块图。此外，图7是用于说明通过该数字电路实现的主动噪音消除控制的图。而且，对于与图3相同的构成要素，付上相同的附图标记，省略一部分其说明。
本控制方法的特征如下，在通过图3和图3A所示的构成的前述控制方法1中，与声压比J的目标值Jd为恒定值的情况相对，目标值Jd为风产生的声音的声谱坡度的函数。
在本控制方法中，扩音器102的输出信号(扩音器位置的声压值)，分别输入到3个滤波器302-1、302-3、302-4中。滤波器302-1是选择并通过某特定的频率带(比如，频率f1)的信号的滤波器，滤波器302-3是选择并通过另一个特定的频率带(比如，频率f3)的信号的滤波器，滤波器302-4是选择并通过又一个特定的频率带(比如，频率f4)的信号的滤波器。频率f1是共振频率，频率f3、f4分别是受到主动噪音消除(ANC)的影响较少的频率(参照图7)，是用于求出声谱的坡度的2个坡度基准频率域内的频率。并且，图7中，“N1”表示头盔内的ANC之前的噪音的声谱，“N2”表示头盔内的ANC之后的噪音的声谱。
通过各个滤波器302-1、302-3、302-4的信号X1、X3、X4，分别通过A/D变换器304-1、304-3、304-4输入到声压算出部306-1、306-3、306-4。声压算出部306-1算出通过滤波器302-1的信号X1的平均值(声压)L1，声压算出部306-3算出通过滤波器302-3的信号X3的平均值(声压)L3，声压算出部306-4算出通过滤波器302-4的信号X4的平均值(声压)L4(参照图7)。滤波器通过信号的平均值的算出方法，比如，可以是有效值(RMS)，也可以得绝对值平均。
然后，在声压算出部306-1、306-3算出的声压L1、L3，分别输入到声压比算出部308。声压比算出部308算出输入的声压L1、L3的比J(＝L1/L3)。
另一方面，在声压算出部306-1、306-4算出的声压L3、L4输入到作为坡度取得单元的声压比算出部310，该声压比算出部310获得扩音器输出信号的声谱的坡度。声压比算出部310算出输入的声压L3、L4的比Q(＝L4/L3)。该声压比Q表示扩音器输出信号的声谱坡度，也就是，风产生的声音的声谱坡度。一般地说，风产生的声音占主要部分的情况中，Q取1及其以下的值，没有风产生的声音且背景噪音占主要部分的情况下，Q取接近1的值。
在声压比算出部310算出的声压比Q，输入到作为目标声压比设定单元的目标值算出部312。目标值算出部312，利用输入的声压比Q，根据预先设定的Jd函数(目标声压比函数)，算出目标值Jd。Jd函数，如后所述，是将声压比J的目标值Jd，作为声压比Q(也就是风产生的声音的声谱坡度)的函数。
而且，在声压比算出部308算出的声压比J和在目标值算出部312算出的目标值Jd，输入到调节部314。调节部314，利用输入的声压比J和目标值Jd，通过积分控制(I控制)调节控制增益K(数字放大器108a的增益)。
具体地说，如下述的(公式6)所示，将相对于目标值Jd的声压比J的偏差(Jd-J)进行时间积分，取其绝对值并确定为控制增益K。
K＝|∫(Jd-J)dt|    ………    (公式6)
图8是表示Jd函数的一个例子的图。Jd函数如图8所示，在存在风产生的声音的区域(风产生的声音区域。噪音区域)，和没有风产生的声音的区域(无风区域。无噪音时)中，分别具有不同的特性。具体地说，在Q(＝L4/L3)小的风产生的声音的区域中，目标值Jd相对于Q单调递增，在Q接近于1的无风区域中，目标值Jd优选取为比“1”小的值。在图8的例子中，目标值Jd的峰值p位于风产生声音的区域和无风区域之间，以该峰值p为界，在无风区域一侧相对于Q目标值Jd单调减少，进而，在无风区域中为一个比“1”小的基本恒定值C。该恒定值C确定为，比峰值p处的目标值Jd小，比风产生声音的区域中的目标值Jd的下限值大。
图8A是表示Jd函数的其它例子的图。该例子中，目标值Jd，对于风产生声音的区域中相对于Q单调递增，在无风区域中为在“1”及其以下的基本恒定值。而且，在风产生声音的区域和无风区域之间，不存在峰值。
而且，在图8和图8A的例子中，虽然目标值Jd的上限值大致等于“1”，但有时将目标值Jd的上限值设定为比“1”大是适当的场合，此外，有时设定为比“1”小是适当的场合。此外，在图8和图8A的例子中，在无风区域中，虽然目标值Jd与Q无关地为恒定值，但是目标值Jd还可以相对于Q单调递减。
更具体地说，在风产生的声音的区域中，Q(＝L4/L3)小，也就是说，声谱的坡度急的场合，减小声压比J(＝L1/L3)的目标值Jd并使L1的值相对较小，反过来，Q较大，也就是说，声谱的坡度平缓的场合，增大声压比J的目标值Jd并使L1的值相对较大。所以，在风产生的声音的区域中，Jd函数向右上升。
与此相对，在无风区域中，声谱的坡度进一步变得平缓直到变得几乎平坦(Q1)。在此，将目标值Jd设定得小为1及其以下。这样，为了减小L1的值而减小控制增益K，由于最终成为零(0)，无需进行不必要的ANC就结束。
而且，在图6的电路中，作为一个例子，比如，数字放大器108a、声压算出部306-1、306-3、306-4、声压比算出部308、310、目标值算出部312、以及调节部314，由数字信号处理器(DSP)316构成。
此外，成为表示声压比J和声谱的坡度的Q的值的基础的声压的频率带，不限于上述的频率带f1、f3、f4。比如，还可以利用下面的(公式7)～(公式13)来调节控制增益K。
L 1 ≡ 1 T ∫ 0 T | F 1 y ( t ) | dt
………    (公式7)
L 2 ≡ 1 T ∫ 0 T | y ( t ) | dt
………    (公式8)
L 3 ≡ 1 T ∫ 0 T | F 3 y ( t ) | dt
………    (公式9)
L 4 ≡ 1 T ∫ 0 T | F 4 y ( t ) | dt
………    (公式10)
J≡L1/L2                 ………    (公式11)
Jd≡Jd(L4/L3)         ………    (公式12)
K＝|∫kp(Jd-J)dt|         ………    (公式13)
这里，(公式7)、(公式9)、(公式11)、(公式13)分别与前述的(公式2)～(公式5)相同。即，声压比J(＝L1/L2)是在风产生的声音中共振频率带的成分所占的比例。此外，F1、F3、F4分别是表示中心频率f1、f3、f4的滤波器的滤波运算符，将信号y(t)用这些滤波器进行滤波处理的结果用“F1y(t)”，“F3y(t)”，“F4y(t)”表示。
通过进行这样的控制，能够对控制增益K进行调节，使之对应于风产生的声音的声谱坡度的个人差异，而且避免进行在无风的时候的不必要的主动噪音消除(ANC)。
图6A是表示利用前述(公式7)～(公式13)来调整控制增益K的场合的构成例的方块图。在该图6A中，对应于图6所示的各部分的部分，付上同样的附图标记来表示。
扩音器102的输出信号，施加到前述的3个滤波器302-1(对应于运算符F1)、302-3(对应于运算符F3)、302-4(对应于运算符F4)，并输入到通过整个频率域信号的全通滤波器302-2。通过该滤波器302-2的信号y，用A/D变换器304-2变换成数字信号之后，输入到声压算出部306-2。声压算出部306-2算出(前述(公式8))通过滤波器302-2的信号y的平均值(声压)L2(整个频率域的平均声压级别)。滤波通过信号的平均值的算出方法，比如，可以是有效值(RMS)，也可以是绝对值平均。
在声压算出部306-1、306-2算出的声压L1、L2，输入到声压比算出部308A。声压比算出部308，算出(前述(公式11))输入的声压L1、L2的比J(＝L1/L2)。
另一方面，在声压算出部306-3、306-4算出的声压L3(前述(公式9))、L4(前述(公式10))，与图6的构成的场合相同，输入到声压比算出部310。
然后，在声压比算出部308A算出的声压比J和在目标值算出部312算出的目标值Jd(前述(公式12))输入到调节部314A。调节部314A，利用输入的声压比J和目标值Jd，通过积分控制(I控制)来调节(前述(公式13))控制增益K(数字放大器108a的增益)。
确定控制增益的(公式6)和(公式13)，与控制方法1的场合相同，具有两种功能。第一功能是调节控制增益K使得声压比J接近于目标值Jd，第二功能是将控制增益K限制在零(0)及其以上的值。即，通过将(Jd-J)的时间上的积分的值作为增益K，在声压比J比目标值Jd小的时候，使得增益K慢慢增大，同时声压比J也增大。反过来，在声压比J比目标值Jd大的时候，使得增益K慢慢减小，同时声压比J也减小。这样，使声压比J向目标值Jd收敛，扩音器102的输出信号的声谱得到最优化。另一方面，由于控制增益K减小到负的值时会产生发散(衰减/howling))，为了防止其发生将积分值的绝对值作为控制增益K。
下面，以风产生的声音的区域中声谱坡度急的场合、风产生的声音的区域中声谱坡度平缓的场合、以及无风区域(声谱坡度平坦)的场合为例，对本控制的作用效果进行说明。
图9A表示风产生的声音的区域中声谱坡度急的场合的声谱的例子，图9B表示该场合的控制方法，图9C表示该控制的效果。
在风产生的声音的区域中声谱的坡度急的场合，也就是，Q(＝L4/L3)小的场合(参照图9A)，控制控制增益K使得共振频率带f1中的增音量ΔL抑制在容许范围内。具体地说，由于Q(＝L4/L3)小，根据图8和图8A的Jd函数，目标值Jd设定得也小。这样，相对于L3，L1的目标值相对下降，图中的箭头的长度变长。所以，调节(参照图9B)控制增益K使得声压比J(＝L1/L3)减小。其结果是，能够将增音量ΔL抑制在一定的容许范围内(参照图9C)。
图10A表示风产生的声音的区域中坡度平缓的场合的声谱的例子，图10B表示该场合的控制方法，图10C表示该控制方法的效果。
风产生的声音的区域中声谱的坡度平缓的场合，也就是，Q(＝L4/L3)大的场合(参照图10A)，控制控制增益K使得共振频率带f1中的增音量ΔL抑制在容许范围内。具体地说，由于Q(＝L4/L3)大，根据图8和图8A的Jd函数，目标值Jd设定得也大。这样，相对于L3，L1的目标值也相对上升，图中的箭头的长度变短。所以，调节(参照图10B)控制增益K使得声压比J(＝L1/L3)增大。其结果是，能够将增音量ΔL抑制在一定的容许范围内(参照图10C)。
图11A表示无风区域(坡度平坦)的场合的声谱，图11B表示该场合的控制方法，图11C表示该控制方法的效果。
无风区域的场合，也就是，声谱的坡度平坦的场合(参照图11A)，不进行主动噪音消除(ANC)。具体地说，根据图8和图8A的Jd函数，目标值Jd设定为比1充分小。此时，由于L1和L3大致相等，J的值大致等于1，此外，为了使J接近于Jd(使得L1降低)而调节控制增益K。具体地说，使得控制增益K不断减小。另一方面，由于(公式13)中付有绝对值符号，K只能为零(0)及其以上的值。所以，控制增益K成为零(0)(参照图11B)。其结果是，扬声器104的输出成为零(0)，不进行主动噪音消除(ANC)。而且，图11A中，“N0”是背景噪音。
这样，根据本控制方法，由于将声压比J的目标值Jd相应于风产生的声音的声谱坡度Q进行变更，所以即使在风产生的声音的声谱的坡度上产生个人差异也能够对应。
而且，在上述的控制方法中，虽然各种参数分别只使用一个，但不限于此，例如，还可以使用多个(M个)声压比J1～JM。具体地说，取多个(M个)声压比J1～JM的平均。这样，能够提高精度。例如，在图12A中，示出了将风产生的声音的坡度和共振频率的声压分别用一个参数值表示的场合。与此相对，在图12B中，示出了将风产生的声音的坡度和共振频率的声压分别用两个参数值表示的场合。
图15是用于说明本发明的其它实施方式的图，示出了配备了如前述的主动噪音消除头盔的车辆系统的整体构成。此外，图16是表示该车辆系统的电气构成的方块图。在这样的图15和图16中，与前述的图1A和图1B所示的各部分相对应的部分，用同一的附图标记表示。
在本实施方式中，主动噪音消除头盔的构成要素中，仅将扩音器102和扬声器104(例如平板扬声器)安装在头盔主体10上，控制电路106等的剩余的构成部分，配备在ANC控制放大器21上，该放大器21为安装在作为车辆的一个例子的二轮车辆的车体20上的车体侧装置。然后，在该ANC控制放大器21和扩音器102以及扬声器104之间，通过束紧多条导线的导线束22，进行有线连接。
导线束22形成具备扩音器信号线23和声音信号线24的通信单元，该扩音器信号线23用于将扩音器102的输出信号输入到ANC控制放大器21，该声音信号线24用于将来自ANC控制放大器21的用于消音的控制信号供给到扬声器104。
声音信号线24，进一步，与配备在车体20上的声音信息发生装置30连接。该声音信息发生装置30具备生成声音信号的声源部31，以及将该声源部31生成的声音信号放大并传递到声音信号线24的放大器32。从而，声音信号线24，承担着作为将声音信号传递到头盔主体10上的传递单元的功能。
这样，在头盔10主体内部配备的扬声器104，总是发出用于消音的控制信号的声音的同时，在必要的时候将从声音信息发生装置发出的声音信号进行音响化。也就是，扬声器104还具有将声音信息音响化的作为声音信息发声单元的功能。这样，头盔主体10的佩戴者，在将风产生的声音良好地被消音了的状态下，能够听取声音信息发生装置30发出的声音信息。
声音信息发生装置30可以是，进行声音导航的导航装置，也可以是收音机或音频播放器等的音频装置，还可以是手机(比如，除了具有用于会话的基本功能之外还具有邮件读取功能的手机)等等。
在ANC控制放大器21以及声音信息发生装置30和头盔主体10之间，不必一定得用有线连接，也可以通过红外线通信等的无线通信，进行它们之间的信号接收。
此外，作为ANC控制放大器21的内部构成，也可以适用如前述图3、图3A、图6以及图6A的任意一个所示的结构。
当然，上述的实施方式，只要是需要头盔的场合，也可以适用于四轮车辆。
虽然进行了对于本发明的实施方式的详细说明，但这些只是用于使本发明的技术内容更加清楚明白而使用的具体例子，而不应解释为将本发明限定于该具体实施方式，本发明的精神和范围仅用其后的权利要求书进行限定。
本申请对应于2003年12月2日在日本国特许厅提出的专利申请2003-403745号，该申请的全部公开在这里进行引用的组合进来的技术方案。

Claims (16)

1.一种主动噪音消除头盔，具有：
检出单元，其检出头盔主体内的噪音；
发声单元，其产生用于抵消通过该检出单元检出的噪音的声音；
生成单元，其对前述检出单元的输出信号进行运算处理并生成控制信号；
放大单元，其对通过该生成单元生成的控制信号进行放大并供给到前述发声单元；
声压比获得单元，其利用前述检出单元的输出信号，获得相互不同频率带的声压的比；
调节单元，其利用通过该声压比获得单元获得的前述声压比，对前述放大单元的增益进行调节，使得前述检出单元的输出信号的声谱接近于规定的目标声谱。
2.如权利要求1所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，前述检出单元配置在头盔主体内，使其在头盔主体被佩戴时配置在使用者的耳根。
3.如权利要求1所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，前述声压比获得单元具有：
多个滤波器，其对前述检出单元的输出信号进行相互不同的频率特性的滤波；
声压算出单元，其对前述多个滤波器的各输出信号进行处理并算出相互不同的多个频率带的声压；
声压比算出单元，其利用通过该声压算出单元算出的多个频率带的声压算出成为控制用的指标的声压比。
4.如权利要求1所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，前述声压比获得单元具有：
第一获得单元，其利用前述检出单元的输出信号获得共振频率带的声压；
第二获得单元，其利用前述检出单元的输出信号获得成为比较的基准的基准声压；
声压比算出单元，其算出通过这些第一和第二获得单元分别获得的共振频率带的声压和比较用的基准声压的比。
5.如权利要求4所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，前述第二获得单元是，将通过前述发声单元发出的声音进行消音的消音域和比前述共振频率带，受到由主动噪音消除的影响更少的基准频率域的声压作为前述基准声压而获得的单元。
6.如权利要求5所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，前述基准频率域是全频率域。
7.如权利要求1所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，前述调节单元是对前述放大单元的增益进行调解，使得通过前述声压比获得单元获得的声压比接近于与前述规定的目标声谱对应的目标声压比的单元。
8.如权利要求1所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，
进一步具有获得前述检出单元的输出信号的声谱的坡度的坡度获得单元，
前述调节单元是，利用通过前述声压比获得单元获得的声压比和通过前述坡度获得单元获得的坡度，对前述放大单元的增益进行调节，使得前述声谱接近于规定的目标声谱的单元。
9.如权利要求8所述的主动噪音消除头盔，其特征在于：
前述调节单元具有目标声压比设定单元，其对应于通过前述坡度获得单元获得的坡度，将对应于前述规定目标声谱的目标声压比进行可变设定；
前述调节单元是对前述增益进行调节的单元，使得通过前述声压比获得单元获得的声压比，接近于通过前述目标声压比设定单元设定的目标声压比。
10.如权利要求9所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，
前述目标声压比设定单元是在规定的噪音区域中，设定前述目标声压比，使其相对于前述坡度的减少而单调增加的单元。
11.如权利要求8所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，
前述坡度获得单元是，利用前述检出单元的输出信号，获得通过前述发声单元发出的声音消音的消音域和比前述共振频率带受到的主动噪音消除的影响更小的至少两个坡度基准频率域的声压的比，由此获得前述坡度的单元。
12.如权利要求1所述的主动噪音消除头盔，其特征在于，前述调节单元在无噪音的时候，将前述增益设定为零。
13.一种车辆系统，其特征在于：
包括车体和权利要求1至12中的任意一项所述的主动噪音消除头盔；
在前述主动噪音消除头盔的头盔主体上，至少备有前述检出单元和发声单元；
除了前述主动噪音消除头盔的前述检出单元和发声单元之外的剩余构成部分的至少一部分，配备在前述车体上并形成车体侧装置；
在前述车体侧装置和前述检出单元以及发声单元之间，进一步包括用于接受发送信号的通信单元。
14.一种车辆系统，其特征在于包括：
车体；
如权利要求1至12中的任意一项所述的主动噪音消除头盔；
配备在前述车体上的、产生声音信息的声音信息产生单元；
将该声音信息产生单元产生的声音信息传递到前述主动噪音消除头盔的头盔主体上的传递单元；
配备在前述头盔主体上的、将通过前述传递单元传递的声音信息音响化的声音信息发声单元。
15.一种头盔内噪音消除方法，包括：
通过检出单元检出头盔主体内的噪音的步骤；
从发声单元产生用于抵消检出的噪音的声音的步骤；
对前述检出单元的输出信号进行运算处理并生成控制信号的步骤；
将该生成的控制信号通过放大单元放大并供给到前述发声单元的步骤；
利用前述检出单元的输出信号，获得相互不同的频率带的声压的比的步骤；
利用该获得的前述声压比，调节前述放大单元的增益使得前述检出单元的输出信号的声谱接近于规定的目标声谱的增益调节步骤。
16.如权利要求15所述的头盔内噪音消除方法，其特征在于，
还包括获得前述检出单元的输出信号的声谱的坡度的步骤，
前述增益调节步骤包括，利用前述获得的声压比和前述获得的坡度，调节前述放大单元的增益，使得前述声谱接近于规定的目标声谱的步骤。
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