JP2009090904A

JP2009090904A - Noise cancellation system

Info

Publication number: JP2009090904A
Application number: JP2007265197A
Authority: JP
Inventors: Tomoshi Kogure; 知史小暮
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2027-10-11
Also published as: JP5089326B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide "a noise cancellation system" not generating deviated variation of frequency characteristic on a front and rear speakers and making characteristic of the front speaker and the rear speaker uniform. <P>SOLUTION: In the noise cancellation system, noise cancellation sound is generated from the front speaker and the rear speaker, and noise at a front microphone position and a rear microphone position for error detection is canceled. The system is provided with a switching means for switching a noise cancellation point by the front speaker between the front microphone position and the rear microphone position and switching a noise cancellation point by the rear speaker between the rear microphone position and the front microphone position. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は騒音キャンセルシステムに関わり、特に、フロントスピーカ及びリアスピーカより騒音キャンセル音を発生してエラー検出用のフロントマイク位置及びリアマイク位置における騒音をキャンセルする騒音キャンセルシステムに関する。 The present invention relates to a noise cancellation system, and more particularly, to a noise cancellation system that generates noise cancellation sound from a front speaker and a rear speaker to cancel noise at an error detection front microphone position and rear microphone position.

騒音対策としては、従来より騒音と逆位相の騒音キャンセル音をスピ−カから放射して騒音を低減する方法（アクティブ制御）が脚光を浴び、工場やオフィス、自動車などの室内空間の一部に実用化されている。
図５は従来の騒音キャンセルを実現する装置の構成図であり(特許文献１参照)、１１は騒音源であるエンジン、１２はエンジン回転数Ｒを検出する回転数センサ、１３はエンジン回転数Ｒに応じた周波数を有する一定振幅の正弦波信号を参照信号ｘとして発生する参照信号発生部である。騒音源がエンジンの場合、エンジン回転により発生するノイズは周期性を有し（周期性ノイズ）、その周波数はエンジン回転数に依存する。例えば、４気筒エンジンの場合、車室内に発生する周期性ノイズはエンジン回転数の２次高調波が支配的であり、アイドル回転時に車室内に発生するノイズの周波数は20Hz、回転数が3600rpmの時に車室内に発生するノイズの周波数は120Hzである。参照信号発生部１３は、２次高調波の正弦波データをROM(図示せず)に記憶しておき、そのデータを必要に応じて読み出して出力することにより参照信号ｘを生成する。 As a countermeasure against noise, a method of reducing noise by radiating noise canceling sound with a phase opposite to that of the noise (active control) has been highlighted in the past, and it has become a part of indoor spaces such as factories, offices and automobiles. It has been put into practical use.
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional apparatus for realizing noise cancellation (see Patent Document 1), 11 is an engine that is a noise source, 12 is a rotation speed sensor that detects an engine speed R, and 13 is an engine speed R. The reference signal generator generates a sine wave signal having a constant amplitude and a constant amplitude as a reference signal x. When the noise source is an engine, noise generated by engine rotation has periodicity (periodic noise), and its frequency depends on the engine speed. For example, in the case of a 4-cylinder engine, the periodic noise generated in the passenger compartment is dominated by the second harmonic of the engine speed, and the frequency of the noise generated in the passenger compartment during idling is 20 Hz and the rotational speed is 3600 rpm. The frequency of noise sometimes generated in the passenger compartment is 120Hz. The reference signal generator 13 stores sine wave data of the second harmonic in a ROM (not shown), reads out the data as necessary, and generates the reference signal x.

１４は騒音キャンセルコントローラであり、参照信号発生部１３から発生する参照信号ｘを入力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置（観測点であり例えば運転者の耳元近傍）における騒音Ｓnとキャンセル音Scの合成音信号をエラー信号ｅとして入力され、該エラー信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行って騒音キャンセル信号ｙを出力する。騒音キャンセルコントローラ１４は、適応信号処理部ADPと、デジタルフィルタ構成の適応フィルタADFと、参照信号ｘにスピーカから騒音キャンセル点までのキャンセル音伝搬系の伝搬特性（伝達関数）を畳み込んで信号処理用参照信号rを作成するフィルタ（フィルタードX信号作成用フィルタ）FFLと、適応フィルタADFの出力信号（騒音キャンセル信号ｙ）をアナログの騒音キャンセル信号に変換するDAコンバータDACを備えている。１５はキャンセル音周波数帯域外の高周波信号を除去するローパスフィルタLPF、１６は騒音キャンセル信号を増幅するパワーアンプ、１７は騒音キャンセル音Scを放射するキャンセルスピ−カ、１８は騒音キャンセル点に配置され、騒音Snとキャンセル音Scの合成音を検出し、合成音信号をエラー信号ｅとして出力するエラーマイク、２１はエラー信号ｅを増幅するアンプ、２２は周期性ノイズの帯域外の騒音信号を除去するローパスフィルタ、２３はローパスフィルタ出力をデジタルに変換するＡＤコンバータである。アンプ２１、ローパスフィルタ２２、ＡＤコンバータ２３によりマイクフィードバック部（MFB）２０が構成される。 Reference numeral 14 denotes a noise cancellation controller which receives a reference signal x generated from the reference signal generator 13 and also has a noise Sn and a cancellation sound Sc at a noise cancellation position (observation point, for example, near the driver's ear) in the passenger compartment. Is input as an error signal e, and adaptive signal processing is performed so that the power of the error signal is minimized to output a noise cancellation signal y. The noise cancellation controller 14 performs signal processing by convolving the adaptive signal processing unit ADP, the adaptive filter ADF having a digital filter configuration, and the reference signal x with the propagation characteristic (transfer function) of the cancellation sound propagation system from the speaker to the noise cancellation point. A filter (filtered X signal creation filter) FFL for creating a reference signal r for use, and a DA converter DAC for converting the output signal (noise cancellation signal y) of the adaptive filter ADF into an analog noise cancellation signal. 15 is a low-pass filter LPF that removes high-frequency signals outside the cancellation sound frequency band, 16 is a power amplifier that amplifies the noise cancellation signal, 17 is a cancellation speaker that radiates the noise cancellation sound Sc, and 18 is arranged at the noise cancellation point. An error microphone that detects a synthesized sound of the noise Sn and the cancel sound Sc and outputs the synthesized sound signal as an error signal e, an amplifier that amplifies the error signal e, and 22 removes a noise signal outside the band of periodic noise A low-pass filter 23 is an AD converter that converts the low-pass filter output to digital. The amplifier 21, the low-pass filter 22, and the AD converter 23 constitute a microphone feedback unit (MFB) 20.

適応信号処理部１４ａは騒音キャンセル点におけるエラー信号ｅとフィルタFFLを介して入力される信号処理用参照信号rを入力され、これら信号を用いて騒音キャンセル点における騒音をキャンセルするように適応信号処理を行って適応フィルタADFの係数を決定する。例えば適応信号処理部ADPは周知のLMS (Least Mean Square)適応アルゴリズムに従って、エラーマイク１８から入力されたエラー信号ｅが最小となるように適応フィルタADFの係数を決定する。適応フィルタADFは適応信号処理部ADPにより決定された係数に従って参照信号ｘにデジタルフィルタ処理を施して騒音キャンセル信号ｙを出力する。尚、参照信号ｘは、消去したい騒音Snと相関の高い信号でなくてはならず、参照信号と相関のない音は消去されない。 The adaptive signal processing unit 14a receives the error signal e at the noise cancellation point and the signal processing reference signal r input through the filter FFL, and uses these signals to cancel the noise at the noise cancellation point. To determine the coefficient of the adaptive filter ADF. For example, the adaptive signal processing unit ADP determines the coefficient of the adaptive filter ADF so that the error signal e input from the error microphone 18 is minimized according to a known LMS (Least Mean Square) adaptive algorithm. The adaptive filter ADF performs a digital filter process on the reference signal x according to the coefficient determined by the adaptive signal processing unit ADP and outputs a noise cancellation signal y. The reference signal x must be a signal having a high correlation with the noise Sn to be deleted, and a sound having no correlation with the reference signal is not deleted.

エンジン１１が回転すると、その回転数Rは回転数センサ１２により検出され、参照信号発生部１３はエンジン回転数Rに応じた周波数の参照信号ｘを発生し、騒音キャンセルコントローラ１４に入力する。この時、エンジン１１から発生した周期性を有するエンジン音（周期性ノイズ）は、所定の伝達関数を有する騒音伝搬系を有する空中を伝播して騒音キャンセル点に至り、騒音Snとなる。エラーマイク１８は騒音Snとキャンセル音Scの差であるエラー信号ｅを出力し、騒音キャンセルコントローラ１４は、LMS適応アルゴリズムに従って、該エラー信号ｅのパワーが最小となるように騒音キャンセル信号ｙを出力する。 When the engine 11 rotates, the rotational speed R is detected by the rotational speed sensor 12, and the reference signal generator 13 generates a reference signal x having a frequency corresponding to the engine rotational speed R and inputs it to the noise cancellation controller 14. At this time, engine sound having periodicity (periodic noise) generated from the engine 11 propagates through the air having a noise propagation system having a predetermined transfer function, reaches a noise cancellation point, and becomes noise Sn. The error microphone 18 outputs an error signal e which is the difference between the noise Sn and the cancellation sound Sc, and the noise cancellation controller 14 outputs the noise cancellation signal y so that the power of the error signal e is minimized according to the LMS adaptive algorithm. To do.

図５の騒音キャンセル装置は、オーディオ装置と無関係に設計、構成されるため、パワーアンプやスピーカがオーディオ装置と騒音キャンセル装置の両方で必要となり、システムの大型化やコストアップの要因になる。そこで、図６に示すようオーディオ装置と騒音キャンセル装置とでパワーアンプやスピーカを共用するシステムが提案されている(特許文献２)。図６において、図５と同一部分には同一符号を付している。
オーディオユニット５１は図示しないオーディオソース(CDプレーヤ、ミニディスクプレーヤ等)から入力するディジタルオーディオデータDADに種々の加工(周波数特性、音量、音質調整、DA変換等)を施して出力する。加算部５２はオーディオユニット５１から入力するオーディオ信号Aと騒音キャンセルコントローラ１４からローパスフィルタ１５を介して入力する騒音キャンセル信号ｙを加算し、パワーアンプ５３は合成信号を増幅してスピーカ５４に入力し、該スピーカよりオーディオ音Saと騒音キャンセル音Scを車室内空間に放射する。
騒音キャンセル点に配置されたエラーマイク１８は、騒音Snとキャンセル音Scの合成音(オーディオ音声も含む)を検出し、合成音信号をエラー信号ｅとしてアンプ２１、ローパスフィルタ２２、ADコンバータ２３を介して騒音キャンセルコントローラ１４に入力する。騒音キャンセルコントローラ１４は、LMS適応アルゴリズムに従って、該エラー信号ｅのパワーが最小となるように騒音キャンセル信号ｙを発生してローパスフィルタ１５を介して加算部５２に入力する。
以後、上記と同様の制御が繰り返されて最終的に騒音がキャンセルされる。なお、参照信号xはキャンセルしたい騒音と相関を有する必要があり、参照信号xと相関のないもの、例えばオーディオ音声はキャンセルされない。
図６は１つのスピーカ、１つのマイクを用いて例えばフロントマイク位置におけるエンジン音をキャンセルする場合であるが、フロントスピーカによりフロントマイク位置におけるエンジン音をキャンセルし、リアスピーカによりリアマイク位置におけるエンジン音をキャンセルシステムがある。図７はかかる２スピーカ、２マイクの騒音キャンセルシステムの構成図であり、図６と同一部分には同一符号を付している。図６と異なる点は、フロントマイク位置の騒音をキャンセルするフロント側の第１騒音キャンセル系３１fとリアマイク位置の騒音をキャンセルするリア側の第２騒音キャンセル系３１rをそれぞれ独立に設けている点であり、各系統は図６と同様のフィードバックループを構成している。なお、フロント側の第１騒音キャンセル系３１fのユニットには添え字としてfを付加し、リア側の第２騒音キャンセル系３１ｒのユニットには添え字としてrを付加している。
特許３４３２８４５号特開５−１１７７３号公報 Since the noise canceling device of FIG. 5 is designed and configured independently of the audio device, a power amplifier and a speaker are required for both the audio device and the noise canceling device, resulting in an increase in system size and cost. Therefore, as shown in FIG. 6, a system in which a power amplifier and a speaker are shared between an audio device and a noise cancellation device has been proposed (Patent Document 2). In FIG. 6, the same parts as those in FIG.
The audio unit 51 performs various processing (frequency characteristics, volume, sound quality adjustment, DA conversion, etc.) on digital audio data DAD input from an audio source (CD player, mini-disc player, etc.) (not shown) and outputs the result. The adder 52 adds the audio signal A input from the audio unit 51 and the noise cancellation signal y input from the noise cancellation controller 14 via the low pass filter 15, and the power amplifier 53 amplifies the combined signal and inputs it to the speaker 54. The audio sound Sa and the noise canceling sound Sc are radiated from the speaker to the vehicle interior space.
The error microphone 18 arranged at the noise canceling point detects a synthesized sound (including audio sound) of the noise Sn and the canceling sound Sc, and uses the synthesized sound signal as an error signal e to connect the amplifier 21, the low-pass filter 22, and the AD converter 23. To the noise cancellation controller 14. The noise cancellation controller 14 generates a noise cancellation signal y so as to minimize the power of the error signal e in accordance with the LMS adaptive algorithm, and inputs the noise cancellation signal y to the adding unit 52 via the low-pass filter 15.
Thereafter, the same control as described above is repeated to finally cancel the noise. Note that the reference signal x needs to have a correlation with the noise to be canceled, and a signal having no correlation with the reference signal x, for example, an audio sound is not canceled.
FIG. 6 shows a case where, for example, the engine sound at the front microphone position is canceled using one speaker and one microphone. The engine sound at the front microphone position is canceled by the front speaker, and the engine sound at the rear microphone position is canceled by the rear speaker. There is a cancellation system. FIG. 7 is a block diagram of such a two-speaker / two-microphone noise canceling system. The same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. The difference from FIG. 6 is that a front-side first noise cancellation system 31f for canceling noise at the front microphone position and a rear-side second noise cancellation system 31r for canceling noise at the rear microphone position are provided independently. Yes, each system constitutes a feedback loop similar to FIG. Note that f is added as a subscript to the front-side first noise cancellation system 31f, and r is added to the rear-side second noise cancellation system 31r unit.
Japanese Patent No. 3432845 JP-A-5-11773

騒音キャンセルシステムはエンジン動作中、基本的に、常時動作オンとなる。かかる騒音キャンセル中、車室内音響伝達特性の相違により、フロントスピーカの出力レベルとリアスピーカの出力レベルに相違が生じる。このため、長時間連続して騒音キャンセル動作を続けると、フロントスピーカの周波数特性の変化量とリアスピーカの周波数特性の変化量に相違が生じ、フロント側の騒音キャンセル性能とリア側の騒音キャンセル性能に相違が生じる。また、ハイパワーが入力される方のスピーカの周波数特性が変化して車室内音響伝達特性が変化することがある。かかる場合、騒音キャンセルコントローラのフィルタ（フィルタードX信号作成用フィルタ）FFLは、正確にスピーカから騒音キャンセル点までのキャンセル音伝搬系の伝達特性を表現できず、正確な伝達特性を参照信号ｘに畳み込んで信号処理用参照信号rを作成することができなくなり、騒音キャンセル動作に不具合が生じる。たとえば、適応フィルタADFのフィルタ係数が収束せず、発散して車室内の騒音が大きくなる恐れがある。
以上から本発明の目的は、騒音キャンセル中にフロントスピーカの出力レベルあるいは入力レベルとリアスピーカの出力レベルあるいは入力レベルに相違が生じても、各スピーカに偏った周波数特性変化が生じないようにし、フロントスピーカ及びリアスピーカの特性を均一にすることである。
本発明の別の目的は、スピーカの特性変化、すなわち車室内音響伝達特性の変化を抑制して騒音キャンセルシステムの長期安定動作を可能にすることである。 The noise cancellation system is basically always on during engine operation. During such noise cancellation, a difference occurs in the output level of the front speaker and the output level of the rear speaker due to the difference in the vehicle interior acoustic transmission characteristics. For this reason, if the noise cancellation operation continues for a long time, there will be a difference between the amount of change in the frequency characteristics of the front speaker and the amount of change in the frequency characteristics of the rear speaker, and the noise cancellation performance on the front side and the noise cancellation performance on the rear side. Differences. In addition, the frequency characteristic of the speaker to which high power is input may change and the vehicle interior acoustic transmission characteristic may change. In this case, the filter (filter for X signal creation) FFL of the noise cancellation controller cannot accurately represent the transfer characteristic of the cancel sound propagation system from the speaker to the noise cancellation point, and the accurate transfer characteristic is used as the reference signal x. The signal processing reference signal r cannot be created by convolution, resulting in a problem in the noise canceling operation. For example, the filter coefficients of the adaptive filter ADF do not converge and may diverge and increase the noise in the passenger compartment.
From the above, the object of the present invention is to prevent a frequency characteristic change biased from occurring in each speaker even if there is a difference between the output level or input level of the front speaker and the output level or input level of the rear speaker during noise cancellation. It is to make the characteristics of the front speaker and the rear speaker uniform.
Another object of the present invention is to enable long-term stable operation of a noise cancellation system by suppressing changes in speaker characteristics, that is, changes in vehicle interior acoustic transmission characteristics.

本発明は、フロントスピーカ及びリアスピーカより騒音キャンセル音を発生してエラー検出用のフロントマイク位置及びリアマイク位置における騒音をキャンセルする騒音キャンセルシステムであり、騒音キャンセル制御を行って騒音キャンセル信号をフロントスピーカに入力する第１の騒音キャンセルコントローラ、騒音キャンセル制御を行って騒音キャンセル信号をリアスピーカに入力する第２の騒音キャンセルコントローラ、フロントスピーカによる騒音キャンセル点をフロントマイク位置とリアマイク位置との間で切り換えると共に、リアスピーカによる騒音キャンセル点をリアマイク位置とフロントマイク位置との間で切り換える切り替え手段を備えている。
前記切り替え手段は、フロントスピーカ及びリアスピーカが何れの位置の騒音をキャンセルするかにより、前記第１、第２の騒音キャンセルコントローラ内に設けられた参照信号作成用フィルタに設定する伝達特性データを切り換える手段、フロントスピーカ及びリアスピーカが何れの位置の騒音をキャンセルするかにより、フロントマイク及びリアマイクが検出したエラー信号を入力する騒音キャンセルコントローラを切り換える手段を備えている。
前記切り替え手段は、騒音キャンセル制御のトータル時間を監視する時間監視部を備え、騒音キャンセル制御時間が設定時間を越えたとき前記切り替えを行なう。 The present invention is a noise cancellation system that generates noise cancellation sound from a front speaker and a rear speaker to cancel noise at an error detection front microphone position and rear microphone position, and performs noise cancellation control to transmit the noise cancellation signal to the front speaker. A first noise cancellation controller that inputs noise, a second noise cancellation controller that performs noise cancellation control and inputs a noise cancellation signal to the rear speaker, and switches the noise cancellation point by the front speaker between the front microphone position and the rear microphone position In addition, there is provided switching means for switching the noise cancellation point by the rear speaker between the rear microphone position and the front microphone position.
The switching means switches transfer characteristic data set in a reference signal generation filter provided in the first and second noise cancellation controllers depending on which position of the noise is canceled by the front speaker and the rear speaker. And a means for switching a noise canceling controller for inputting an error signal detected by the front microphone and the rear microphone, depending on which position the noise of the front speaker and the rear speaker cancels.
The switching means includes a time monitoring unit that monitors the total time of the noise cancellation control, and performs the switching when the noise cancellation control time exceeds a set time.

本発明によれば、適宜、例えば騒音キャンセル制御のトータル時間に基づいて、フロントスピーカ、リアスピーカによる騒音キャンセル位置を、フロントマイク位置及びリアマイク位置との間で切り換えるようにしたから、騒音キャンセル中にフロントスピーカの入力レベルあるいは出力レベルとリアスピーカの入力レベルあるいは出力レベルに相違が生じても、各スピーカに偏った周波数特性変化が生じないようにでき、フロントスピーカ及びリアスピーカの特性を均一にすることができる。
また、本発明によれば、スピーカに連続してハイパワーが入力すのを防止できるため、スピーカの特性変化を抑制でき、結果的に車室内音響伝達特性の変化を抑制することができ、このため、騒音キャンセルシステムの長期安定動作が可能となる。 According to the present invention, the noise cancellation position by the front speaker and the rear speaker is appropriately switched between the front microphone position and the rear microphone position, for example, based on the total time of the noise cancellation control. Even if a difference occurs between the input level or output level of the front speaker and the input level or output level of the rear speaker, it is possible to prevent the frequency characteristics from being biased from changing to each speaker, and to make the characteristics of the front speaker and the rear speaker uniform. be able to.
In addition, according to the present invention, since it is possible to prevent high power from being continuously input to the speaker, it is possible to suppress changes in the characteristics of the speakers and, as a result, it is possible to suppress changes in the vehicle interior acoustic transmission characteristics. Therefore, long-term stable operation of the noise cancellation system is possible.

（A）発明の概要
図１は本発明の概要説明図であり、最初(A)に示すように、騒音キャンセルシステムは、フロントスピーカ５４fによりフロントマイク１８fの設置位置における騒音をキャンセルし、かつ、リアスピーカ５４rによりリアマイク１８rの設置位置における騒音をキャンセルするように制御する。
そして、騒音キャンセル制御（ANC）の動作時間、すなわち、スピーカ出力時間を監視し、トータルのANC動作時間が規定した時間を経過すれば、経過後の最初のイグニッションオンIGN ONのタイミングで、各スピーカの騒音キャンセル位置を(B)で示すように切り換える。すなわち、騒音キャンセルシステムは、フロントスピーカ５４fによりリアマイク１８rの設置位置における騒音をキャンセルし、かつ、リアスピーカ５４rによりフロントマイク１８fの設置位置における騒音をキャンセルするように制御する。
以後、騒音キャンセルシステムは、スピーカ出力時間を監視し、トータルのANC動作時間が規定した時間を経過すれば、騒音キャンセル位置を再び切り替える。
以上の騒音キャンセル位置を切り換える際、騒音キャンセルコントローラの車室内音響特性データを切り換える必要がある。そのために、予め（A）,(B)それぞれの場合における車室内音響特性データを測定しておき、騒音キャンセル位置を切り替える際、音響特性データも切り替える。
図２は車室内音響特性データの切り替え説明図であり、図２(C)に示すように、フロントスピーカ５４fからフロントマイク１８f、リアマイク１８rまでの伝達関数をそれぞれC11,C21、リアスピーカ５４rからリアマイク１８r、フロントマイク１８fまでの伝達関数をそれぞれC22，C12としている。 (A) Outline of the Invention FIG. 1 is an explanatory diagram of the outline of the present invention. As shown in FIG. 1A, the noise cancellation system cancels noise at the installation position of the front microphone 18f by the front speaker 54f, and The rear speaker 54r is controlled to cancel the noise at the installation position of the rear microphone 18r.
Then, the operation time of noise cancellation control (ANC), that is, the speaker output time, is monitored, and if the total ANC operation time has elapsed, each speaker will be turned on at the first ignition-on IGN ON timing. The noise canceling position is switched as shown in (B). That is, the noise cancellation system performs control such that the noise at the installation position of the rear microphone 18r is canceled by the front speaker 54f, and the noise at the installation position of the front microphone 18f is canceled by the rear speaker 54r.
Thereafter, the noise cancellation system monitors the speaker output time, and switches the noise cancellation position again when the total ANC operation time has elapsed.
When switching the above noise canceling position, it is necessary to switch the vehicle interior acoustic characteristic data of the noise canceling controller. For this purpose, vehicle interior acoustic characteristic data in each case of (A) and (B) is measured in advance, and the acoustic characteristic data is also switched when switching the noise cancellation position.
FIG. 2 is an explanatory diagram of switching of vehicle interior acoustic characteristic data. As shown in FIG. 2C, the transfer functions from the front speaker 54f to the front microphone 18f and the rear microphone 18r are respectively C11 and C21, and the rear speaker 54r to the rear microphone. The transfer functions up to 18r and the front microphone 18f are C22 and C12, respectively.

図１(A)に示すように騒音をキャンセルする場合、図２(A)に示すようにフロント側の騒音キャンセルコントローラ１４fの参照信号作成用フィルタFFLに伝達特性データC11を設定し、リア側の騒音キャンセルコントローラ１４rの参照信号作成用フィルタFFLに伝達特性データC22を設定する。一方、図１(B)に示すように騒音をキャンセルする場合には、図２(B)に示すようにフロント側の騒音キャンセルコントローラ１４fの参照信号作成用フィルタFFLに伝達特性データC21を設定し、リア側の騒音キャンセルコントローラ１４rの参照信号作成用フィルタFFLに伝達特性データC12を設定する。なお、オーディオ信号の出力先は切り替えない。
以上のように、フロントスピーカ、リアスピーカの騒音キャンセル位置を切り換えることにより、騒音キャンセル中にフロントスピーカとリアスピーカに入力するレベル(パワー)を平均してほぼ同じにでき、各スピーカに偏った周波数特性変化が生じないようにでき、フロントスピーカ及びリアスピーカの特性を均一にすることができる。 When canceling noise as shown in FIG. 1A, transfer characteristic data C11 is set in the reference signal generation filter FFL of the front-side noise cancellation controller 14f as shown in FIG. Transfer characteristic data C22 is set in the reference signal creation filter FFL of the noise cancellation controller 14r. On the other hand, when canceling noise as shown in FIG. 1B, transfer characteristic data C21 is set in the reference signal creation filter FFL of the noise cancellation controller 14f on the front side as shown in FIG. 2B. Then, transfer characteristic data C12 is set in the reference signal creation filter FFL of the rear noise cancellation controller 14r. Note that the output destination of the audio signal is not switched.
As described above, by switching the noise cancellation position of the front speaker and rear speaker, the level (power) input to the front speaker and rear speaker during noise cancellation can be averaged almost the same, and the frequency biased to each speaker. The characteristic change can be prevented from occurring, and the characteristics of the front speaker and the rear speaker can be made uniform.

(B) 実施例
図３は本発明の騒音キャンセルシステムの構成図であり、図７の従来の騒音キャンセルシステムと同一部分には同一符号を付している。なお、フロント側騒音キャンセルコントローラ１４f、リア側騒音キャンセルコントローラ１４rは共に、図５の従来技術で説明した騒音キャンセルコントローラ１４と同一構成を備えている。
切替スイッチ６１は、騒音キャンセル位置の切り替え指示SWにより、フロントマイク１８fから出力するエラー信号e_fの出力先を、フロント側騒音キャンセルコントローラ１４fからリア側騒音キャンセルコントローラ１４rに切り替え、あるいはその逆に切り換えると共に、リアマイク１８rから出力するエラー信号e_rの出力先を、リア側騒音キャンセルコントローラ１４rからフロント側騒音キャンセルコントローラ１４fに、あるいはその逆に切り換える。
最初、騒音キャンセルシステムは、図２（A）に示すように、フロントスピーカ５４fによりフロントマイク１８fの設置位置における騒音をキャンセルし、かつ、リアスピーカ５４rによりリアマイク１８rの設置位置における騒音をキャンセルするように制御するものとする。かかる場合、切替スイッチ６１は、図３の実線で示すように、フロントマイク１８fから出力するエラー信号e_fをフロント側騒音キャンセルコントローラ１４fに入力し、リアマイク１８rから出力するエラー信号e_rをリア側騒音キャンセルコントローラ１４rに入力する。また、フロント側騒音キャンセルコントローラ１４fの参照信号作成用フィルタFFLに伝達特性データC11を設定し、リア側の騒音キャンセルコントローラ１４rの参照信号作成用フィルタFFLに伝達特性データC22を設定する。 (B) Embodiment FIG. 3 is a block diagram of the noise cancellation system of the present invention. The same parts as those of the conventional noise cancellation system of FIG. Both the front-side noise cancellation controller 14f and the rear-side noise cancellation controller 14r have the same configuration as the noise cancellation controller 14 described in the prior art in FIG.
Changeover switch 61, the switch instruction SW of the noise canceling position, the output destination of the error signal e _f output from the front microphone 18f, switching from the front side noise cancellation controller 14f to the rear side noise cancellation controller 14r, or switched to the reverse together, the output destination of the error signal e _r output from Riamaiku 18r, switching from the rear noise cancellation controller 14r to the front side noise cancellation controller 14f, or vice versa.
First, as shown in FIG. 2A, the noise cancellation system cancels noise at the installation position of the front microphone 18f by the front speaker 54f, and cancels noise at the installation position of the rear microphone 18r by the rear speaker 54r. Shall be controlled. In this case, the changeover switch 61, as indicated by the solid line in FIG. 3, the error signal e _f output from the front microphone 18f to input to the front-side noise cancellation controller 14f, rear an error signal e _r output from Riamaiku 18r Input to the noise cancellation controller 14r. Further, the transfer characteristic data C11 is set in the reference signal creation filter FFL of the front noise cancellation controller 14f, and the transfer characteristic data C22 is set in the reference signal creation filter FFL of the rear noise cancellation controller 14r.

かかる状態において、オーディオユニット５１は図示しないオーディオソース(CDプレーヤ、ミニディスクプレーヤ等)から入力するディジタルオーディオデータDADに種々の加工(周波数特性、音量、音質調整、DA変換等)を施し、フロントスピーカ入力用のオーディオ信号Afと、リアスピーカ入力用のオーディオ信号Arをそれぞれ出力する。
加算部５２f、５２ｒはオーディオユニット５１から入力するオーディオ信号Af、Arと騒音キャンセルコントローラ１４f、１４rからローパスフィルタ１５f、１５rを介して入力する騒音キャンセル信号ｙ_f、ｙ_rを加算し、パワーアンプ５３f、５３rは合成信号を増幅してスピーカ５４f、５4rに入力し、該スピーカよりオーディオ音と騒音キャンセル音を車室内空間に放射する。
フロント及びリアの騒音キャンセル点に配置されたエラーマイク１８f、１８rは、騒音とキャンセル音の合成音(オーディオ音声も含む)を検出し、合成音信号をエラー信号e_f、e_rとし、マイクフィードバック部２０f、２０r及び切替スイッチ６１を介して騒音キャンセルコントローラ１４f、１４rに入力する。
騒音キャンセルコントローラ１４fは、参照信号発生部１３から入力する参照信号xとエラー信号ｅ_fを用いてLMS適応アルゴリズムにより適応信号処理を行い、該エラー信号ｅ_fのパワーが最小となるように騒音キャンセル信号ｙ_fを発生してローパスフィルタ１５ｆを介して加算部５２fに入力する。また、騒音キャンセルコントローラ１４rは、参照信号発生部１３から入力する参照信号xとエラー信号ｅ_rを用いてLMS適応アルゴリズムにより適応信号処理を行い、該エラー信号ｅ_rのパワーが最小となるように騒音キャンセル信号ｙ_rを発生してローパスフィルタ１５ｒを介して加算部５２ｒに入力する。
以後、上記と同様の制御が繰り返されて最終的に騒音キャンセル点における騒音がキャンセルされる。そして、イグニッションスイッチがオフするまで上記の騒音キャンセルが行なわれる。 In this state, the audio unit 51 performs various processes (frequency characteristics, volume, sound quality adjustment, DA conversion, etc.) on the digital audio data DAD input from an audio source (CD player, minidisc player, etc.) not shown, and the front speaker. An input audio signal Af and a rear speaker input audio signal Ar are output.
Adding unit 52f, 52r adds audio signal Af input from the audio unit 51, Ar and noise cancellation controller 14f, the low-pass filter 15f from 14r, the noise cancellation signal y _f input via the 15r, the y _r, a power amplifier 53f 53r amplify the synthesized signal and input it to the speakers 54f, 54r, and radiate audio sound and noise canceling sound into the vehicle interior space from the speaker.
Front and rear noise cancellation point placed error microphone 18f, 18r detects the synthesized sound of the noise and canceling sound (audio including speech), the synthesized speech signal error signal e _f, and e _r, microphone feedback The noise cancellation controllers 14f and 14r are input via the units 20f and 20r and the changeover switch 61.
Noise cancellation controller 14f performs adaptive signal processing by LMS adaptive algorithm using the reference signal x and the error signal e _f input from the reference signal generator 13, the noise cancellation so that the power of the error signal e _f is minimized through a low-pass filter 15f generates a signal y _f input to the adder unit 52f. Moreover, the noise cancellation controller 14r performs adaptive signal processing by LMS adaptive algorithm using the reference signal x and the error signal e _r input from the reference signal generator 13, so that the power of the error signal e _r is minimized through a low-pass filter 15r generates a noise cancellation signal y _r is input to the addition unit 52r.
Thereafter, the same control as described above is repeated to finally cancel the noise at the noise cancellation point. Then, the above-described noise cancellation is performed until the ignition switch is turned off.

以上と平行して、タイマー６２は騒音をキャンセルしている時間を監視し、騒音キャンセル時間ｔを切替制御部６３に入力する。切替制御部６３は騒音キャンセル時間ｔと設定されている切替時間Tsを比較し、t≧Tsになれば、その旨を内蔵の記憶手段に記憶する。
イグニッションスイッチがオフした後、再びイグニッションスイッチがオンすれば、切替制御部６３は前回の騒音キャンセル制御中にt≧Tsになったか否かを記憶手段に記憶されている記憶情報を参照して調べる。そして、t≧Tsになっていなければ、切替制御部６３は、前回の騒音キャンセル制御と同様に、フロントスピーカ５４fによりフロントマイク１８fの設置位置における騒音をキャンセルし、かつ、リアスピーカ５４rによりリアマイク１８rの設置位置における騒音をキャンセルするよう、騒音キャンセルコントローラ１４f、１４rに指示する。一方、t≧Tsになっていれば、切替制御部６３は、フロントスピーカ５４fによりリアマイク１８rの設置位置における騒音をキャンセルし、かつ、リアスピーカ５４rによりフロントマイク１８fの設置位置における騒音をキャンセルするよう、騒音キャンセルコントローラ１４f、１４rに指示すると共に、切替スイッチ６１に切り替えを指示する。 In parallel with the above, the timer 62 monitors the time during which the noise is canceled, and inputs the noise cancellation time t to the switching control unit 63. The switching control unit 63 compares the noise cancellation time t with the set switching time Ts, and if t ≧ Ts, stores that fact in the built-in storage means.
If the ignition switch is turned on again after the ignition switch is turned off, the switching control unit 63 checks whether or not t ≧ Ts during the previous noise cancellation control with reference to the stored information stored in the storage means. . If t ≧ Ts is not satisfied, the switching control unit 63 cancels the noise at the installation position of the front microphone 18f by the front speaker 54f and the rear microphone 18r by the rear speaker 54r, as in the previous noise cancellation control. The noise cancellation controllers 14f and 14r are instructed to cancel the noise at the installation position. On the other hand, if t ≧ Ts, the switching control unit 63 cancels the noise at the installation position of the rear microphone 18r by the front speaker 54f, and cancels the noise at the installation position of the front microphone 18f by the rear speaker 54r. The noise cancel controllers 14f and 14r are instructed and the changeover switch 61 is instructed to switch.

これにより、切替スイッチ６１は、図３の点線で示すように、フロントマイク１８fから出力するエラー信号e_fをリア側騒音キャンセルコントローラ１４rに入力し、リアマイク１８rから出力するエラー信号e_rをフロント側騒音キャンセルコントローラ１４fに入力する。また、フロント側騒音キャンセルコントローラ１４fの参照信号作成用フィルタFFLに図２(B)に示すように伝達特性データC21を設定し、リア側の騒音キャンセルコントローラ１４rの参照信号作成用フィルタFFLに伝達特性データC12を設定する。
かかる状態において、オーディオユニット５１は図示しないオーディオソースから入力するディジタルオーディオデータDADに種々の加工を施し、フロントスピーカ入力用のオーディオ信号Afと、リアスピーカ入力用のオーディオ信号Arをそれぞれ出力する。
加算部５２f、５２rはオーディオユニット５１から入力するオーディオ信号Af、Arと騒音キャンセルコントローラ１４f、１４rからローパスフィルタ１５f、１５rを介して入力する騒音キャンセル信号ｙ_f、ｙ_rを加算し、パワーアンプ５３f、５３rは合成信号を増幅してスピーカ５４f、５4rに入力し、該スピーカよりオーディオ音と騒音キャンセル音を車室内空間に放射する。 Thus, the changeover switch 61, as indicated by the dotted line in FIG. 3, the error signal e _f output from the front microphone 18f enter the rear side noise cancellation controller 14r, front error signal e _r output from Riamaiku 18r Input to the noise cancellation controller 14f. Further, as shown in FIG. 2B, transfer characteristic data C21 is set in the reference signal generating filter FFL of the front side noise cancellation controller 14f, and the transfer characteristic is set in the reference signal generating filter FFL of the rear side noise cancellation controller 14r. Set the data C12.
In this state, the audio unit 51 performs various processes on the digital audio data DAD input from an audio source (not shown), and outputs an audio signal Af for front speaker input and an audio signal Ar for rear speaker input.
Adding unit 52f, 52r adds audio signal Af input from the audio unit 51, Ar and noise cancellation controller 14f, the low-pass filter 15f from 14r, the noise cancellation signal y _f input via the 15r, the y _r, a power amplifier 53f 53r amplifies the synthesized signal and inputs it to the speakers 54f and 54r, and radiates audio sound and noise canceling sound from the speaker to the vehicle interior space.

フロントの騒音キャンセル点に配置されたエラーマイク１８fは、騒音とキャンセル音の合成音(オーディオ音声も含む)を検出し、合成音信号をエラー信号e_fとし、マイクフィードバック部２０f及び切替スイッチ６１を介してリア用騒音キャンセルコントローラ１４rに入力する。また、リアの騒音キャンセル点に配置されたエラーマイク１８rは、騒音とキャンセル音の合成音を検出し、合成音信号をエラー信号e_rとし、マイクフィードバック部２０r及び切替スイッチ６１を介してフロント側騒音キャンセルコントローラ１４ｆに入力する。
騒音キャンセルコントローラ１４fは、参照信号発生部１３から入力する参照信号xとエラー信号ｅ_rを用いてLMS適応アルゴリズムにより適応信号処理を行い、該エラー信号ｅ_rのパワーが最小となるように騒音キャンセル信号ｙ_fを発生してローパスフィルタ１５fを介して加算部５２fに入力する。また、騒音キャンセルコントローラ１４rは、参照信号発生部１３から入力する参照信号xとエラー信号ｅ_fを用いてLMS適応アルゴリズムにより適応信号処理を行い、該エラー信号ｅ_fのパワーが最小となるように騒音キャンセル信号y_rを発生してローパスフィルタ１５rを介して加算部５２rに入力する。
以後、上記と同様の制御が繰り返されて最終的に各騒音キャンセル位置における騒音がキャンセルされる。そして、イグニッションスイッチがオフするまで上記の騒音キャンセルが行なわれる。 Error microphone 18f disposed noise cancellation point of the front detects the synthesized sound of the noise and canceling sound (audio including speech), the synthesized speech signal and the error signal e _f, the microphone feedback section 20f and the selector switch 61 To the rear noise cancellation controller 14r. The error microphone 18r disposed noise cancellation point rear detects the synthesized sound of the noise and the cancel sound, a synthesized sound signal and the error signal e _r, front side through the microphone feedback portion 20r and the changeover switch 61 Input to the noise cancellation controller 14f.
Noise cancellation controller 14f performs adaptive signal processing by LMS adaptive algorithm using the reference signal x and the error signal e _r input from the reference signal generator 13, the noise cancellation so that the power of the error signal e _r is minimized through a low-pass filter 15f generates a signal y _f input to the adder unit 52f. Moreover, the noise cancellation controller 14r performs adaptive signal processing by LMS adaptive algorithm using the reference signal x and the error signal e _f input from the reference signal generator 13, so that the power of the error signal e _f is minimized through a low-pass filter 15r generates a noise cancellation signal y _r is input to the addition unit 52r.
Thereafter, the same control as described above is repeated, and the noise at each noise cancellation position is finally canceled. Then, the above-described noise cancellation is performed until the ignition switch is turned off.

以上と平行して、タイマー６２は、騒音キャンセル時間を監視し、騒音キャンセル時間ｔを切替制御部６３に入力する。切替制御部６３は騒音キャンセル時間ｔと設定されている切替時間Tsを比較し、t≧Tsになれば、その旨を内蔵の記憶手段に記憶する。以後、イグニッションスイッチがオンする毎に上記制御が繰り返される。
実施例によれば、フロントスピーカ、リアスピーカの騒音キャンセル位置を切り換えることにより、騒音キャンセル中にフロントスピーカとリアスピーカに入力するレベル(パワー)を平均してほぼ同じにでき、各スピーカに偏った周波数特性変化が生じないようにでき、フロントスピーカ及びリアスピーカの特性を均一にすることができる。また、実施例によれば、スピーカの特性変化を抑制でき、結果的に車室内音響伝達特性の変化を抑制することができ、このため、騒音キャンセルシステムの長期安定動作が可能となる。 In parallel with the above, the timer 62 monitors the noise cancellation time and inputs the noise cancellation time t to the switching control unit 63. The switching control unit 63 compares the noise cancellation time t with the set switching time Ts, and if t ≧ Ts, stores that fact in the built-in storage means. Thereafter, the above control is repeated each time the ignition switch is turned on.
According to the embodiment, by switching the noise cancellation position of the front speaker and the rear speaker, the level (power) input to the front speaker and the rear speaker during the noise cancellation can be averaged to be substantially the same, and biased to each speaker. The frequency characteristic can be prevented from changing, and the characteristics of the front speaker and the rear speaker can be made uniform. In addition, according to the embodiment, it is possible to suppress the change in the characteristics of the speaker, and as a result, it is possible to suppress the change in the vehicle interior acoustic transmission characteristic, and thus the long-term stable operation of the noise cancellation system is possible.

（C）変形例
図３において、フロントスピーカ５４fによりリアマイク１８rの設置位置における騒音をキャンセルし、かつ、リアスピーカ５４rによりフロントマイク１８fの設置位置における騒音をキャンセルする際、フロントマイク１８f及びリアマイク１８rが共に両方のスピーカの出力を検出してしまい、ANC動作に悪影響を与えてしまう場合がある。かかる場合には、騒音キャンセルシステムをクロストークキャンセル構成にして、実施例と同様の制御を行えばよい。
すなわち、フロントスピーカ５４fによりフロントマイク１８fの設置位置における騒音をキャンセルし、かつ、リアスピーカ５４rによりリアマイク１８rの設置位置における騒音をキャンセルする場合には、図４(A)に示すように騒音キャンセルシステムを構成する。この騒音キャンセルシステムは、図３の切替スイッチ６１を実線位置にした場合と同じである。また、フロントスピーカ５４fによりリアマイク１８rの設置位置における騒音をキャンセルし、かつ、リアスピーカ５４rによりフロントマイク１８fの設置位置における騒音をキャンセルする場合には、図４(B)に示すように騒音キャンセルシステムを構成する。ただし、図４(A)の場合、騒音キャンセルコントローラ１４f,１４rの適応信号処理部ADPは図３と同様のLMSアルゴリズムに従って騒音キャンセル制御を行うが、図４(B)の場合、適応信号処理部ADPは別のアルゴリズム、例えば、MEFX LMSアルゴリズム(特許3434845号参照)に従って騒音キャンセル制御を行う
以上本発明を実施例に従って説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々変更異が可能である。例えば、以上の説明では、騒音キャンセル制御時間が設定時間を超えたとき、次のイグニッションスイッチオンで騒音キャンセル位置を切り替えたが、イグニッションスイッチオンを待たずに直ちに切り替えることもできる。また、イグニッションスイッチオン毎に切り替えることもできる。 (C) Modification In FIG. 3, when the noise at the installation position of the rear microphone 18r is canceled by the front speaker 54f and the noise at the installation position of the front microphone 18f is canceled by the rear speaker 54r, the front microphone 18f and the rear microphone 18r are Both may detect the output of both speakers and adversely affect the ANC operation. In such a case, the noise canceling system may be configured to have a crosstalk canceling configuration and the same control as in the embodiment may be performed.
That is, when the noise at the installation position of the front microphone 18f is canceled by the front speaker 54f and the noise at the installation position of the rear microphone 18r is canceled by the rear speaker 54r, a noise cancellation system as shown in FIG. Configure. This noise cancellation system is the same as when the changeover switch 61 in FIG. 3 is set to the solid line position. Further, when the noise at the installation position of the rear microphone 18r is canceled by the front speaker 54f and the noise at the installation position of the front microphone 18f is canceled by the rear speaker 54r, a noise cancellation system as shown in FIG. Configure. However, in the case of FIG. 4 (A), the adaptive signal processing unit ADP of the noise cancellation controllers 14f and 14r performs noise cancellation control according to the same LMS algorithm as in FIG. 3, but in the case of FIG. 4 (B), the adaptive signal processing unit ADP performs noise cancellation control according to another algorithm, for example, MEFX LMS algorithm (see Patent No. 3434845) .While the present invention has been described according to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and claims Various changes can be made within the range. For example, in the above description, when the noise canceling control time exceeds the set time, the noise canceling position is switched by the next ignition switch on, but can be switched immediately without waiting for the ignition switch to be turned on. It can also be switched each time the ignition switch is turned on.

本発明の概要説明図である。It is an outline explanatory view of the present invention. 車室内音響特性データの切り替え説明図である。It is switching explanatory drawing of vehicle interior acoustic characteristic data. 本発明の騒音キャンセルシステムの構成図である。It is a block diagram of the noise cancellation system of this invention. 騒音キャンセルシステムをクロストークキャンセル構成にして騒音キャンセルする場合の本発明の変形例である。It is a modification of the present invention in the case where noise cancellation is performed with a noise cancellation system configured as a crosstalk cancellation. 従来の騒音キャンセルを実現する装置の構成図である。It is a block diagram of the apparatus which implement | achieves the conventional noise cancellation. オーディオ装置と騒音キャンセル装置とでパワーアンプやスピーカを共用するシステムの説明図である。It is explanatory drawing of the system which shares a power amplifier and a speaker with an audio apparatus and a noise cancellation apparatus. ２スピーカ、２マイクの騒音キャンセルシステムの構成図である。It is a block diagram of the noise cancellation system of 2 speakers and 2 microphones.

Explanation of symbols

１３参照信号発生部
１４f フロント側騒音キャンセルコントローラ
１４r リア側騒音キャンセルコントローラ
１５f、１５r ローパスフィルタ
１８f フロントマイク
１８r リアマイク
２０f、２０r マイクフィードバック部
５１オーディオユニット
５２f、５２ｒ加算部
５３f、５３r パワーアンプ
５４f フロントスピーカ
５４r リアスピーカ
６１切替スイッチ
６２タイマー
６３切替制御部 13 Reference signal generator 14f Front side noise cancellation controller 14r Rear side noise cancellation controller 15f, 15r Low pass filter 18f Front microphone 18r Rear microphones 20f, 20r Microphone feedback unit 51 Audio units 52f, 52r Adder 53f, 53r Power amplifier 54f Front speaker 54r Rear speaker 61 selector switch 62 timer 63 switching controller

Claims

In a noise cancellation system that generates noise cancellation sound from the front speaker and the rear speaker to cancel noise at the front microphone position and the rear microphone position for error detection,
A first noise cancellation controller that performs noise cancellation control and inputs a noise cancellation signal to the front speaker;
A second noise cancellation controller that performs noise cancellation control and inputs a noise cancellation signal to the rear speaker;
Switching means for switching the noise cancellation point by the front speaker between the front microphone position and the rear microphone position, and switching the noise cancellation point by the rear speaker between the rear microphone position and the front microphone position,
A noise canceling system characterized by comprising:

The switching means is
Means for switching transfer characteristic data set in the reference signal creation filter provided in the first and second noise cancellation controllers depending on which position of the front and rear speakers cancels the noise;
Means for switching a noise canceling controller for inputting an error signal detected by the front microphone and the rear microphone depending on which position of the front speaker and the rear speaker cancels the noise;
The noise cancellation system according to claim 1, further comprising:

The switching means is
It has a time monitoring unit that monitors the total time of noise cancellation control,
3. The noise cancellation system according to claim 1, wherein the switching is performed when a noise cancellation control time exceeds a set time.