JP2021113860A - 騒音制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
また、この場合、前記制御周波数検出手段は、前記エンジンの回転数から算定されるエンジン音の基本周波数を前記制御周波数として検出するものであってよい。
以上のような騒音制御システムによれば、マイクで収音した音に含まれる、騒音キャンセル音の高調波の成分の大きさが大きくなると、騒音キャンセル音の出力のレベルは抑制され、これに伴い、高調波の音の出力レベルも抑制される。
図1に、本実施形態に係る騒音制御システムの構成を示す。
ここで、本実施形態に係る騒音制御システムは、自動車に搭載される装置であり、自動車のエンジン音を騒音として、乗員に聞こえるエンジン音を低減するシステムである。
図示するように、騒音制御システムは、スピーカ1、スピーカ1を駆動するアンプ2、マイク3、騒音制御処理部4を備えている。
騒音制御処理部4は、能動型騒音制御部41、出力レベル制御部42、第2高調波検出器43、第3高調波検出器44、以上の各部を制御するコントローラ45を備えている。
能動型騒音制御部41は、マイク3で収音した音をエラー信号として参照して、エラー信号が最小化する単一周波数の騒音キャンセル音、すなわち、乗員に聞こえるエンジン音が最小となる単一周波数の騒音キャンセル音を生成する。出力レベル制御部42は、能動型騒音制御部41が生成した騒音キャンセル音のレベルを調整しアンプ2を介してスピーカ1に出力する。
図示するように、この構成例では、能動型騒音制御部41は、コントローラ45の制御に従ってエンジン音の基本周波数と同じ周波数の周期信号ωDを生成する周波数信号生成器411、周期信号ωDに同期した周期信号ωDと同じ周波数の余弦波信号を生成する余弦波発生器412、余弦波発生器412が生成する余弦波信号とπ/2ラジアン位相が異なる信号である正弦波信号を生成する正弦波生成器413、余弦波信号を、設定されているフィルタ係数W0で畳み込んで出力するフィルタW0414、正弦波信号をフィルタ係数W1で畳み込んで出力するフィルタW1415、フィルタW0414の出力とフィルタW1415の出力を加算し騒音キャンセル音として出力する加算器416とを備えている。
A sin(x) + B cos(x) = (A2 + B2)1/2 sin(x + 定数)
の合成公式より、振幅が(W20 2+W21 2)の1/2乗の正弦波として表すことができる。そして、音の大きさは振幅の実効値の2乗で表されるので、W20 2+W21 2は、マイク3が収音した音に含まれる第2高調波成分の大きさや音圧レベル(dB)を表す評価値として用いることができる。
図3に、出力制御処理の手順を示す。
図示するように、この処理においてコントローラ45は、まず、出力レベル制御部42にレベル調整無を設定する(ステップ302)。
ここで、出力レベル制御部42は、レベル調整無が設定されている期間中は、騒音制御処理部4から入力する騒音キャンセル音を、そのままアンプ2に出力する。
そして、次に、マイク3が収音した音に含まれる第2高調波成分の大きさの評価値P2と第3高調波成分の大きさの評価値P3を算定する(ステップ304)。
ここで、ステップ302では、騒音制御処理部4の構成として、図2に示した構成を用いる場合には、フィルタW20434のフィルタ係数W20とフィルタW21435のフィルタ係数W21を取得し、W20 2+W21 2を評価値P2とすると共に、フィルタW30444のフィルタ係数W30とフィルタW31445のフィルタ係数W31を取得しW30 2+W31 2を評価値P3とする。
ここで、出力レベル制御部42は、レベル調整を開始すると、アンプ2に出力する騒音キャンセル音のレベルが、設定されたリミット値を超えないように、騒音キャンセル音のゲインを調整する。
以上のような出力制御処理の作用について、騒音キャンセル音の周波数が40Hzである場合を例にとり図4に示す。
出力レベル制御部42によるレベル調整を行わなかった場合には、図4a1のような40Hzの騒音キャンセル音の出力のレベル増大に伴って、その高調波である図4a2の80Hzの音と図4a3の120Hzの音が、図中にハッチングで示した乗員に聞こえる領域に達する大きさのレベルで出力されることとなる場合に、出力レベル制御部42によるレベル調整によって、図4b1に示すように、40Hzの騒音キャンセル音の出力のレベルは抑制され、これに伴い、図4b2、b3に示すように、その高調波である80Hzの音と120Hzの音のレベルも、乗員に聞こえる領域に達する大きさのレベルまで達しないように抑制される。
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態では、騒音キャンセル音の第2高調波と第3高調波の成分のみを考慮したが、これは、より高次の高調波の成分まで考慮するようにしてもよい。
また、以上では、出力レベル制御部42を、能動型騒音制御部41が生成した騒音キャンセル音のレベルを調整するように設けたが、これは、出力レベル制御部42を、能動型騒音制御部41のフィルタW0414の出力のレベルと、フィルタW1415の出力のレベルをそれぞれ調整するように設けてもよい。この場合には、余弦波発生器412が生成する余弦波信号と倍正弦波発生器が生成する正弦波信号の振幅を1として、出力レベル制御部42において、フィルタW0414の出力の振幅がリミット値設定時のフィルタ係数W0を超えないように、フィルタW1415の出力の振幅がリミット値設定時のフィルタ係数W1を超えないように調整する。
Claims (6)
- 騒音を低減する騒音制御装置であって、
スピーカを備えたオーディオ出力部と、
前記騒音の主たる周波数となる単一の周波数を制御周波数として検出する制御周波数検出手段と、
前記騒音をキャンセルする、前記制御周波数の騒音キャンセル音を生成し、生成した騒音キャンセル音を前記オーディオ出力部に出力することにより前記スピーカから出力する騒音制御手段と、
前記騒音制御手段が前記オーディオ出力部に出力する騒音キャンセル音のレベルを調整する出力レベル制御手段と、
マイクと、
前記マイクで収音した音に含まれる、前記制御周波数のn(但し、nは2以上の整数)倍の周波数の成分の大きさを、高調波の大きさとして検出する高調波検出手段とを有し、
前記出力レベル制御手段は、前記高調波検出手段が検出した高調波の大きさが、所定のしきい値を超えたならば、当該超えた時点で前記騒音制御手段が前記オーディオ出力部に出力していた騒音キャンセル音のレベルより大きくならないように、前記騒音制御手段が前記オーディオ出力部に出力する騒音キャンセル音のレベルを調整することを特徴とする騒音制御システム。 - 請求項1記載の騒音制御システムであって、
前記高調波検出手段は、高調波の大きさとして、前記マイクで収音した音に含まれる、前記制御周波数の2倍の周波数の成分の大きさと、前記マイクで収音した音に含まれる、前記制御周波数の3倍の周波数の成分の大きさとを少なくとも検出することを特徴とする騒音制御システム。 - 請求項1または2記載の騒音制御システムであって、
前記騒音制御手段は、前記マイクで収音される騒音が最小化するように、前記制御周波数の騒音キャンセル音を生成することを特徴とする騒音制御システム。 - 請求項1または2記載の騒音制御システムであって、
前記騒音制御手段は、前記制御周波数の余弦信号を入力とする第1適応フィルタと、前記制御周波数の正弦信号を入力とする第2適応フィルタと、前記第1適応フィルタの出力と前記第2適応フィルタの出力を加算して前記騒音キャンセル音を生成する加算器とを有し、
前記第1適応フィルタは、前記マイクで収音した音を誤差信号として、当該誤差信号が減少するように当該第1適応フィルタの伝達関数を適応させ、前記第2適応フィルタは、前記マイクで収音した音を誤差信号として、当該誤差信号が減少するように当該第2適応フィルタの伝達関数を適応させることを特徴とする騒音制御システム。 - 請求項1、2、3または4記載の騒音制御システムであって、
当該騒音制御システムは、自動車に搭載され、当該自動車のエンジン音を前記騒音として低減するものであることを特徴とする能動型騒音制御装置。 - 請求項5記載の騒音制御システムであって、
前記制御周波数検出手段は、前記エンジンの回転数から算定されるエンジン音の基本周波数を前記制御周波数として検出することを特徴とする能動型騒音制御装置。
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