JP2021504768A - 能動雑音制御方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
前記平均相関係数の前記平均値、もしくは、前記平均相関係数のいずれかが、前記少なくとも1つの所定のしきい値と比較される場合、フィルタパラメータの更新、前記方法に使用される音響変換器および/または音響センサの交換、モデル化された2次反雑音信号の変更などのために、異なる測定が実施されてもよい。
ここで、「e」は電気誤差信号であり、「cfy」はモデル化された2次反雑音信号である。略語「cov」および「var」は、前記信号の共分散および分散を指す。ピアソン相関係数のさらなる詳細は、例えば、「Benesty, Jacob, et al. "Pearson correlation coefficient. Noise reduction in speech processing." Springer Berlin Heidelberg, 2009. 1-4」を参照のこと。
ここで、
および「cfy」に対応する定義を伴う。指数「n」は、最新の時間ステップにおける変数の値を指している。Nは、「r」を評価するサンプルの数である。通常、Nは、100〜10000の範囲にある。Nが大きいほど、前記相関係数rがより正確に決定される。一方、Nが小さいほど、前記信号の時間変化により反応するようになる。次に、漸化式(5)を用いて、「r」の値とその履歴から前記平均相関係数γを計算する。
モデル化された2次反雑音信号を提供することは、基準電気信号が2次音響経路モデルを連続して通過し、次に、前記適応フィルタのデジタルフィルタを通過することを含んでもよい。
ここで、ベクトルwおよびx′は、以下のように定義される。
ここで、LMSは、最小二乗平均を意味する。
平均相関係数γは、例えば、ピアソン相関係数(PCC)として式(1)に定義された相関係数から計算することができる。
ここで、「e」は、電気誤差信号、「cfy」は、モデル化された2次反雑音信号である。
平均相関係数は、最新の相関係数r(n)および過去の時間ステップγ(n−1)における平均相関係数の関数から計算できる。相関係数r(n)は、誤差信号e(n)およびモデル化された2次反雑音信号cfy(n)のN個の連続したサンプルから計算され、サンプル数Nは、100〜10000の範囲、好ましくは、500〜5000の範囲にある。
「r」は、最新の時間ステップnにおいて、式(2)の値を用い、式(3)のように見積もることができる。
ここで、
および「cfy」に対する関連した定義を伴う。Nが大きいほど、相関係数r(n)は、より正確に決定される。一方、Nが小さいほど、信号の時間的変化に対する反応性が高くなる。次に、「r」の値、および、再帰的関係式(5)を用いるその履歴から平均相関係数γを計算する。
ここで、η≪1は、平均値γ(n)に対する最新の相関係数rの寄与を決める更新係数である。ηの典型的な値は、0.0001〜0.01の範囲にある。φは、φ(x)=|x|aまたは代替的にφ(x)=xaの形の関数である。「a」は、正の整数である。「a」は、「r」の小さな変動に対する平均相関関数の感度に影響する。「a」の典型的な値は、1または2である。
平均相関係数γ(n)としきい値との比較に基づいて、フィルタパラメータを更新し、方法/システムに用いられる変換器および/または音響センサの選択を変更し、2次経路モデルを変更し、方法を終了させ/システムをスイッチオフするなどの異なる方法がとられてもよい。
Claims (18)
- 車室内の1以上の制御位置において、雑音源から1次音響経路(Pm、m=1、2、3、・・・)のそれぞれを介して前記制御位置のそれぞれに伝達された音響雑音信号に起因した、1次音響雑音信号(dm(n)、m=1、2、3、・・・)のパワーを低減する方法であって、
前記音響雑音信号を表す電気基準信号(x(n))と、前記それぞれの制御位置において、それぞれの音響センサにより検出されるそれぞれの音響信号を表す少なくとも1つの電気誤差信号(em(n)、m=1、2、3、・・・)と、を含む入力信号を受信する適応フィルタを配置し、
前記車室内に配置された少なくとも1つの音響変換器に、少なくとも1つの電気制御信号(y’k(n)、k=1、2、3、・・・)を提供し、伝達する前記適応フィルタを配置し、
前記それぞれの電気誤差信号(em(n)、m=1、2、3、・・・)を最小化するように、前記少なくとも1つの制御位置に、それぞれ2次音響反雑音として到達する反雑音信号を、前記少なくとも1つの電気制御信号(y’k(n)、k=1、2、3、・・・)の応答として、前記少なくとも1つの音響変換器と前記それぞれの制御位置との間のそれぞれの2次音響経路(Skm、k=1、2、3、・・・)を介して、提供し、伝達するために、前記少なくとも1つの音響変換器を配置し、
それぞれの2次音響経路モデル(cfSkm、k=1、2、3、・・・、m=1、2、3、・・・)からそれぞれのモデル化された2次反雑音信号(cfym(n)、m=1、2、3、・・・)を提供し、
前記それぞれの電気誤差信号(em(n)、m=1、2、3、・・・)および前記それぞれのモデル化された2次反雑音信号(cfym(n)、m=1、2、3、・・・)の間のそれぞれの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3)を計算し、
前記平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3)の少なくとも1つを、少なくとも1つの所定のしきい値(α、 β)と比較し、
または、前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3)の平均値(γ(n))を、少なくとも1つの所定のしきい値(α、 β)と比較する、方法。 - モデル化された2次反雑音信号(cfy(n))を提供することは、電気基準信号(x(n))を2次音響経路モデル(cfS)に通し、次に、前記適応フィルタのディジタルフィルタ(W)に続けて通すことを含む請求項1記載の方法。
- モデル化された2次反雑音信号(cfy(n))を提供することは、電気基準信号(x(n))を前記適応フィルタのディジタルフィルタ(W)に通し、次に、2次音響経路モデル(cfS)に続けて通すことを含む請求項1記載の方法。
- 最新の時間ステップにおける平均相関係数(γ(n))は、前記最新の時間ステップにおける相関係数(r(n))および過去の時間ステップにおける平均相関係数(γ(n−1))の関数として計算され、
相関係数(r(n))は、誤差信号(e(n))のN個の連続したサンプルおよびモデル化された反雑音信号(cfy(n))から計算され、
サンプル数Nは、100〜10000の範囲、好ましくは、500〜5000の範囲にある、請求項1〜3のいずれか1つに記載の方法。 - 少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の振幅、もしくは、前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の前記平均値(γ(n))の振幅が、第1しきい値αよりも小さい場合、これは、最適に実施される方法を示し、
前記第1しきい値αは、0.01〜0.03の範囲、好ましくは、0.05〜0.2の範囲にある、請求項1〜4のいずれか1つに記載の方法。 - 前記平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の少なくとも1つ、もしくは、前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の前記平均値(γ(n))が、第2しきい値β以上である場合、これは、発散する方法を示し、
前記第2しきい値βは、0.4〜0.9の範囲、好ましくは、0.5〜0.8の範囲にある、請求項1〜4のいずれか1つに記載の方法。 - 前記平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の振幅の少なくとも1つ、もしくは、前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の前記平均値(γ(n))の振幅が、第2しきい値β以上である場合、これは、発散する方法を示し、
前記第2しきい値βは、0.4〜0.9の範囲、好ましくは、0.5〜0.8の範囲にある、請求項1〜4のいずれか1つに記載の方法。 - 前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の振幅、もしくは、前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の前記平均値(γ(n))の振幅が、第1しきい値α以上であり、前記平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の少なくとも1つ、もしくは、前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の前記平均値(γ(n))が、第2しきい値βよりも小さい場合、これは、非最適に実施される方法を示し、
前記第1しきい値αは、0.01〜0.03の範囲、好ましくは、0.05〜0.2の範囲にあり、前記第2しきい値βは、0.4〜0.9の範囲、好ましくは、0.5〜0.8の範囲にある、請求項1〜4のいずれか1つに記載の方法。 - 前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の振幅、もしくは、前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の前記平均値(γ(n))の振幅が、第1しきい値α以上であり、前記平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の振幅の少なくとも1つ、もしくは、前記少なくとも1つの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の前記平均値(γ(n))の振幅が、第2しきい値βよりも小さい場合、これは、非最適に実施される方法を示し、
前記第1しきい値αは、0.01〜0.03の範囲、好ましくは、0.05〜0.2の範囲にあり、前記第2しきい値βは、0.4〜0.9の範囲、好ましくは、0.5〜0.8の範囲にある、請求項1〜4のいずれか1つに記載の方法。 - ステップサイズ(μ)、ステップサイズ(μ)の符号、ステップサイズ(μ)の位相および漏れ係数から選択された1以上のフィルタパラメータを変更することをさらに備えた、請求項6〜9のいずれか1つに記載の方法。
- 前記ステップサイズ(μ)および漏れ係数の少なくとも1つは、前記平均相関係数の前記振幅に負の依存性を有する相関要素との乗算により変更される、請求項10記載の方法。
- 変更されたステップサイズ(μ)および漏れ係数の回復速度は、所定の値に限定される、請求項10または11に記載の方法。
- 前記方法に用いられる2次音響経路モデル(cfSkm, k=1、2、3、・・・、m=1、2、3、・・・)を、予め測定された2次音響経路モデルの組から選択された2次音響経路モデルに変更することをさらに備えた、請求項6〜10のいずれか1つに記載の方法。
- 前記方法に2以上の音響センサが使用される場合、前記車室内における音響変換器および/または音響センサの空間的分布を、1以上の音響変換器および/または音響センサをオンオフすることにより変更することをさらに備えた請求項6〜13のいずれか1つに記載の方法。
- 前記方法を停止することをさらに備えた請求項6〜14のいずれか1つに記載の方法。
- 前記適用フィルタは、Filtered-x-LMS, leaky-Filtered-x-LMS, Filtered-error-LMSおよび Modified-Filtered-x-LMSにより構成される群から選択されたフィルタである請求項1〜15のいずれか1つに記載の方法。
- 前記方法が最適に実行されているとき、車の運転条件および方法のパラメータは、データベースに登録される請求項5記載の方法。
- 車室内の1以上の制御位置において、雑音源からそれぞれの1次音響経路(Pm、m=1、2、3、…)を介して前記制御位置のそれぞれに伝達される音響雑音信号に起因する1次音響雑音信号(dm(n)、m=1、2、3、・・・)のパワーを低減する能動雑音制御システムであって、
前記システムは、前記音響雑音信号を表す電気基準信号(x(n))と、前記それぞれの制御位置においてそれぞれの音響センサにより検知されたそれぞれの音響信号を表す少なくとも1つの電気誤差信号(em(n)、m=1、2、3、・・・)と、を入力とするように配置された適応フィルタを備え、
前記適応フィルタは、前記車室内に配置された少なくとも1つの音響変換器に少なくとも1つの電気制御信号(y’k(n)、k=1、2、3、・・・)を提供し、伝達し、
前記少なくとも1つの音響変換器は、前記少なくとも1つの電気制御信号(em(n)、m=1、2、3、・・・)に応答して、前記少なくとも1つの音響変換器と前記それぞれの制御位置との間のそれぞれの2次音響経路(Skm、k=1、2、3、・・・、m=1、2、3、・・・)を介して、それぞれの音響反雑音信号を提供し、伝達し、
前記音響反雑音信号は、前記それぞれの電気誤差信号(em(n)、m=1、2、3、・・・)を最小化するように、それぞれの2次音響反雑音信号(ym(n)、m=1、2、3、・・・)として前記少なくとも1つの制御位置に到達し、
前記システムは、性能監視部をさらに備え、
前記性能監視部は、それぞれの2次音響経路モデル(cfSkm、k=1、2、3、・・・、m=1、2、3、・・・)からそれぞれのモデル化された2次反雑音信号(cfym(n)、m=1、2、3、・・・)を提供し、前記それぞれの電気誤差信号(em、m=1、2、3、・・・)と前記それぞれのモデル化された2次反雑音信号(cfym(n)、m=1、2、3、・・・)との間のそれぞれの平均相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)を計算するように配置され、
前記平均相関関数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の少なくとも1つを、少なくとも1つの所定のしきい値(α、β)と比較するか、
前記少なくとも1つの相関係数(γm(n)、m=1、2、3、・・・)の平均値(γ(n))を、少なくとも1つの所定のしきい値(α、β)と比較するように配置されたことを特徴とする、能動雑音制御システム。
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