JP2022030302A - 能動型騒音制御システム及び車載システム - Google Patents

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Abstract

Figure 2022030302000001
【課題】単一のマイクを用いて複数座席の騒音をキャンセルする「能動型騒音制御システム及び車載システム」を提供する。
【解決手段】第１席用騒音制御装置３は、マイク９で収音した音を第１席に着座したユーザの音の聴取位置の音に補正し、当該音をエラーとし第２席用オーディオソース２の音を入力とする適応フィルタを用いて、第２席用スピーカ８から出力される第２席用オーディオソース２の音を第１席でキャンセルするキャンセル音を生成し第１席用スピーカ７から出力する。第２席用騒音制御装置４は、マイク９で収音した音を、第２席に着座したユーザの聴取位置の音に補正し、当該音をエラーとし第１席用オーディオソース１の音を入力とする適応フィルタを用いて、第１席用スピーカ７から出力される第１席用オーディオソース１の音を第２席でキャンセルするキャンセル音を生成し第２席用スピーカ８から出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、騒音を打ち消す騒音キャンセル音を放射することにより騒音を低減する能動型騒音制御(ANC; Active Noise Control）の技術に関するものである。
騒音を打ち消す騒音キャンセル音を放射することにより騒音を低減する能動型騒音制御技術としては、騒音キャンセル位置の近傍に配置したマイクと、騒音キャンセル位置において騒音をキャンセルするキャンセル音を出力するスピーカと、騒音源の出力信号もしくは当該出力信号を疑似した信号に適応的に設定した伝達関数を施してスピーカから出力するキャンセル音を生成する適応フィルタとを設け、適応フィルタにおいて、補助フィルタを用いてマイクの出力を補正した信号をエラー信号として伝達関数を適応的に設定する能動型騒音制御(ANC; Active Noise Control）の技術が知られている（たとえば、特許文献１、２）。
ここで、この技術では、補助フィルタには、予め騒音キャンセル位置に配置した学習用のマイクを用いて学習した、騒音キャンセル位置にマイクが配置されていた場合にマイクから出力される信号に、マイクが実際に出力する信号を補正する伝達関数が設定されており、このような補助フィルタを用いることにより、マイクの位置と異なる騒音キャンセル位置において、騒音をキャンセルしている。
特開２０２０-１２９１７号公報 特開２０１８-７２７７０号公報
第１の座席のユーザと第２の座席のユーザが、それぞれ異なる音楽を楽しむため等に、第１の座席用のスピーカから第１の音源の音を出力し第２の座席用のスピーカから第２の音源の音を出力する環境において、上述した能動型騒音制御技術を適用して、各ユーザに、他のユーザが聴いている音源の音が聴こえないようにする場合には、次のような問題が生じる。
すなわち、まず、それぞれの席毎にマイクが必要となり、システムの規模、コストが増大する。
また、たとえば、第１の座席と第２の座席を前後に並んだ席とし、各席に当該席のユーザに対してキャンセル音を出力するスピーカを組み込んだ場合、前席のユーザについては、当該ユーザの音の聴取位置が前席に対して設定した騒音キャンセル位置より前方の位置に変位しても、当該変位に伴い後席方向から聞こえる第２の音源の音の減衰も大きくなるため、第２の音源の音のキャンセル音によるキャンセルの効果の弱まりが感じられにくいが、後席のユーザについては、当該ユーザの音の聴取位置が後席に対して設定した騒音キャンセル位置より前方に変位すると、当該変位に伴い前席方向から聞こえる第１の音源の音が大きくなるため、第２の音源の音のキャンセル音によるキャンセルの効果の弱まりによる違和感が大きく感じられてしまう。
そこで、本発明は、簡易な構成において、並んだ座席のユーザのそれぞれに対して能動型騒音制御技術を適用して当該ユーザにとっての騒音をキャンセルすることを課題とする。
また、本発明は、並んだ座席のユーザのそれぞれに対して能動型騒音制御技術を適用して当該ユーザにとっての騒音をキャンセルしつつ、ユーザの頭部の移動に伴うキャンセル効果の弱まりによる違和感の発生を抑制することを課題とする。
前記課題達成のために、本発明は、第１席に着座したユーザに向けて第１の音源の音である第１音が出力され、第２席に着座したユーザに向けて第２の音源の音である第２音が出力される環境に適用される能動型騒音制御システムに、第１スピーカと、第２スピーカと、マイクと、前記第１スピーカから、前記第１席に着座したユーザに対して前記第２音をキャンセルする音である第１キャンセル音を出力する第１騒音制御装置と、前記第２スピーカから、前記第２席に着座したユーザに対して前記第１音をキャンセルする音である第２キャンセル音を出力する第２騒音制御装置とを備えたものである。
ここで、前記第１騒音制御装置には、前記第２音を入力とする第１の補助フィルタと、前記第１の補助フィルタの出力を用いて前記マイクの出力の補正を行って、第１エラー信号として出力する第１の補正部と、前記第２音を入力とし、前記第１エラー信号をエラーとして自身の伝達関数を更新する適応動作を行って、前記第１キャンセル音を生成する第１の適応フィルタとを備える。また、前記第１の補助フィルタには、当該第１の補助フィルタの出力を用いた前記第１の補正部の補正によって、前記マイクの出力に含まれる前記第２音の成分が、前記第１席に着座したユーザの音の聴取位置と成り得る位置である第１キャンセル位置に伝達した音に含まれる前記第２音の成分に補正される伝達関数として予め求めた伝達関数を設定する。
また、前記第２騒音制御装置には、前記第１音を入力とする第２の補助フィルタと、前記第２の補助フィルタの出力を用いて前記マイクの出力の補正を行って、第２エラー信号として出力する第２の補正部と、前記第１音を入力とし、前記第２エラー信号をエラーとして自身の伝達関数を更新する適応動作を行って、前記第２キャンセル音を生成する第２の適応フィルタとを備える。そして、前記第２の補助フィルタには、当該第２の補助フィルタの出力を用いた前記第２の補正部の補正によって、前記マイクの出力に含まれる前記第１音の成分が、前記第２席に着座したユーザの音の聴取位置と成り得る位置である第２キャンセル位置に伝達した音に含まれる前記第１音の成分に補正される伝達関数として予め求めた伝達関数を設定する。
このような、能動型騒音制御システムによれば、第１音と第２音が無相関である場合、各席毎にマイクを設けることなく、第１席に対して出力される第１音を第２席においてキャンセルし、第２席に対して出力される第２音を第２席においてキャンセルすることができる。
ここで、この能動型騒音制御システムにおいて、前記第１席から第２席に向かう方向を所定方向として、前記マイクを、前記所定方向について、前記第１スピーカと前記第２スピーカとの間の位置に配置してもよい。
または、これらの能動型騒音制御システムにおいて、前記第１席から第２席に向かう方向を所定方向として、当該所定方向について、前記第１スピーカと前記マイクと前記第２スピーカを、前記第１席に着座したユーザの音の聴取位置と前記第２席に着座したユーザの音の聴取位置との間に配置し、前記マイクを、前記所定方向について、前記第１スピーカと前記第２スピーカとの間の位置に配置し、前記第１音を前記第１スピーカから前記第１席に着座したユーザに向けて出力し、前記第２音は前記第２スピーカから前記第２席に着座したユーザに向けて出力してもよい。
これらのようにすることにより、第１キャンセル音や第２キャンセル音を出力する第１スピーカや第２スピーカを、第１音や第２音の出力に共用して、全体としてのシステムの構成を簡易化することができる。
ここで、以上の能動型騒音制御システムは、前記第２席を、前記第１席と前後方向に並んだ前記第１席の後方の席とし、前記第１スピーカと前記マイクと前記第２スピーカを、前記第１席に設けてもよい。
また、この場合には、前記第１スピーカと前記マイクを、前記第１席のヘッドレストに設け、前記第２スピーカを前記第１席のヘッドレストまたはシートバックに設けてもよい。
または、以上の能動型騒音制御システムにおいて、前記第２席を、前記第１席と左右方向に並んだ席としてもよい。
また、以上の能動型騒音制御システムの前記第１スピーカと前記マイクと前記第２スピーカのうちの少なくとも一つを、前記自動車の車内天井に配置してもよい。
ここで、前記第２スピーカを前記第１席に着座したユーザの音の聴取位置と前記第２席に着座したユーザの音の聴取位置との間に配置し、前記第２音を前記第２スピーカから前記第２席に向けて出力する場合、能動型騒音制御システムは、前記第２席を、前記第１席と前後方向に並んだ前記第１席の後方の席とし、前記第１キャンセル位置を、前記第１席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置とし、前記第２キャンセル位置は、前記第２席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置より前方かつ前記第１席より後方の位置としてもよい。
このようにすることにより、第２席に着座したユーザの聴取位置が標準的な音の聴取位置よりも前方の第２キャンセル位置にあるときに第１音を良好にキャンセルできる。また、第２席に着座したユーザの聴取位置が、標準的な聴取位置などの第２キャンセル位置よりも後方の位置となった場合には、聴取位置の前方から聞こえてくる第１音の大きさも、聴取位置が第２キャンセル位置にあるときよりも小さくなるので、ユーザの聴取位置が第２キャンセル位置よりも後方となったことによるキャンセル効果の弱まりによる違和感の発生は抑制される。
また、併せて、本発明は、第１席と当該第１席の後ろの座席である第２席を有する自動車に搭載される車載システムに、前記第１席に着座したユーザに向けて第１の音源の音である第１音を出力する第１音出力部と、前記第２席に着座したユーザに向けて第２の音源の音である第２音を出力する第２音出力部と、前記第１席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置である第１キャンセル位置において、前記第２音を最もキャンセルする音である第１キャンセル音を出力する第１騒音制御部と、前記第２席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置より前方かつ前記第１席より後方の位置である第２キャンセル位置において、前記第１音を最もキャンセルする音である第２キャンセル音を出力する第２騒音制御部とを設けたものである。
このような車載システムによれば、第２席に着座したユーザの聴取位置が標準的な音の聴取位置よりも前方の第２キャンセル位置にあるときに第１音を良好にキャンセルできる。また、第２席に着座したユーザの聴取位置が、標準的な聴取位置などの第２キャンセル位置よりも後方の位置となった場合には、前方の第１席の方向から聞こえてくる第１音の大きさも、より小さくなるので、ユーザの聴取位置の第２キャンセル位置からのずれによるキャンセル効果の弱まりによる違和感の発生は抑制される。
以上のように、本発明によれば、簡易な構成において、並んだ座席のユーザのそれぞれに対して能動型騒音制御技術を適用して当該ユーザにとっての騒音をキャンセルすることができる。
また、並んだ座席のユーザのそれぞれに対して能動型騒音制御技術を適用して当該ユーザにとっての騒音をキャンセルしつつ、ユーザの頭部の移動に伴うキャンセル効果の弱まりによる違和感の発生を抑制することができる。
本発明の実施形態に係る車載システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る車載システムのスピーカとマイクの配置を示す図である。 本発明の実施形態に係る補助フィルタの伝達関数の学習の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る学習用マイクの配置例を示す図である。 本発明の実施形態に係る車載システムのスピーカとマイクの他の配置例を示す図である。 本発明の実施形態に係る車載システムのスピーカとマイクの他の配置例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る車載システムの構成を示す。
車載システムは、自動車に搭載されるシステムであり、図示するように、第１席用オーディオソース１、第２席用オーディオソース２、第１席用騒音制御装置３、第２席用騒音制御装置４、第１席用加算部５、第２席用加算部６、第１席用スピーカ７、第２席用スピーカ８、マイク９を備えている。
第１席は、自動車の前席の一つであり、第２席は第１席の真後ろの後席である。
以下では、第１席は運転席であり、第２席は運転席の真後ろの後席であるものとして説明を行う。
図２ａ、ｂに示すように、第１席用スピーカ７は、運転席のヘッドレストの前部に前方に向けて音を放射するように配置され、第２席用スピーカ８は、運転席のヘッドレストの後部に後方に向けて音を放射するように配置される。
そして、マイク９は、運転席のヘッドレストに、前後方向についての位置が第１席用スピーカ７と第２席用スピーカ８との間の位置となるように配置される。
図１に戻り、第１席用オーディオソース１は、第１席のユーザが聴取する音楽等の音を出力する音源であり、第１席用オーディオソース１が出力した音は第１席用加算部５を介して第１席用スピーカ７から出力される。
また、第２席用オーディオソース２は、第２席のユーザが聴取する音楽等の音を出力する音源であり、第２席用オーディオソース２が出力した音は第２席用加算部６を介して第２席用スピーカ８から出力される。
第１席用騒音制御装置３には、第２席用オーディオソース２の音とマイク９で収音した音が入力し、第１席用騒音制御装置３は、これらの入力する音から、第１席に着座したユーザの音の標準的な聴取位置において最も良く第２席用オーディオソース２の音をキャンセルするキャンセル音を生成し、第１席用加算部５を介して第１席用スピーカ７から出力する。
また、第２席用騒音制御装置４には、第１席用オーディオソース１の音とマイク９で収音した音が入力し、第２席用騒音制御装置４は、これらの入力する音から、第２席に着座したユーザの音の標準的な聴取位置より少し前の位置において最も良く第１席用オーディオソース１の音をキャンセルするキャンセル音を生成し、第２席用加算部６を介して第２席用スピーカ８から出力する。
第１席用騒音制御装置３は、第１席用可変フィルタ３１、第１席用適応アルゴリズム実行部３２、予め伝達関数S1^(z)が設定された第１席用推定フィルタ３３、予め伝達関数H1(z)が設定された第１席用補助フィルタ３４、第１席用減算器３５を備えている。
第２席用オーディオソース２から第１席用騒音制御装置３に入力した音は、第１席用可変フィルタ３１を通ってキャンセル音として、第１席用加算部５を介して第１席用スピーカ７から出力される。
また、第２席用オーディオソース２から第１席用騒音制御装置３に入力した音は、第１席用補助フィルタ３４を通って、第１席用減算器３５に送られる。
第１席用減算器３５は、マイク９で収音した音から第１席用補助フィルタ３４の出力を減算し、第１席用適応アルゴリズム実行部３２に送る。
第１席用補助フィルタ３４には、第１席用減算器３５の出力が、第１席のユーザの標準的な聴取位置にマイク９が位置していた場合にマイク９から出力される信号になるように、マイク９が実際に出力する信号を補正する伝達関数H1(z)が予め設定されている。この第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)の設定法については後述する。
次に、第１席用推定フィルタ３３には、第１席用騒音制御装置３からマイク９までの伝達関数S1(z)を実測等により推定した推定伝達特性S1^(z)が予め設定されており、第１席用推定フィルタ３３は、入力した第２席用オーディオソース２からの音に伝達特性S1^(z)を畳み込んで、第１席用適応アルゴリズム実行部３２に出力する。
第１席用可変フィルタ３１と第１席用適応アルゴリズム実行部３２と第１席用推定フィルタ３３はFiltered-X適応フィルタを構成している。
第１席用適応アルゴリズム実行部３２は、第１席用推定フィルタ３３で伝達関数S1^(z)が畳み込まれた信号を用いながら、第１席用減算器３５から出力される信号をエラーとしてNLMSやLMSなどの適応アルゴリズムを実行し、第１席用可変フィルタ３１の伝達関数W1(z)を更新する適応動作を行う。そして、この結果、第１席用適応アルゴリズム実行部３２で適応に用いる第２席用オーディオソース２の音は第１席用オーディオソース１の音とは無相関であるので、第１席用可変フィルタ３１は、第１席のユーザの標準的な聴取位置で第２席オーディオソースの出力する音をキャンセルするキャンセル音を出力するように適応される。
次に、第２席用騒音制御装置４は、第２席用可変フィルタ４１、第２席用適応アルゴリズム実行部４２、予め伝達関数S2^(z)が設定された第２席用推定フィルタ４３、予め伝達関数H2(z)が設定された第２席用補助フィルタ４４、第２席用減算器４５を備えている。
第１席用オーディオソース１から第２席用騒音制御装置４に入力した音は、第２席用可変フィルタ４１を通ってキャンセル音として、第２席用加算部６を介して第２席用スピーカ８から出力される。
また、第１席用オーディオソース１から第２席用騒音制御装置４に入力した音は、第２席用補助フィルタ４４を通って、第２席用減算器４５に送られる。
第２席用減算器４５は、マイク９で収音した音から第２席用補助フィルタ４４の出力を減算し、第２席用適応アルゴリズム実行部４２に送る。
第２席用補助フィルタ４４には、第２席用減算器４５の出力が、第２席のユーザの標準的な聴取位置よりも少し前の位置にマイク９が位置していた場合にマイク９から出力される信号になるように、マイク９が実際に出力する信号を補正する伝達関数H2(z)が予め設定されている。この第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)の設定法については後述する。
次に、第２席用推定フィルタ４３には、第２席用騒音制御装置４からマイク９までの伝達関数S2(z)を実測等により推定した推定伝達特性S2^(z)が予め設定されており、第２席用推定フィルタ４３は、入力した第１席用オーディオソース１からの音に伝達特性S2^(z)を畳み込んで、第２席用適応アルゴリズム実行部４２に出力する。
第２席用可変フィルタ４１と第２席用適応アルゴリズム実行部４２と第２席用推定フィルタ４３はFiltered-X適応フィルタを構成している。
第２席用適応アルゴリズム実行部４２は、第２席用推定フィルタ４３で伝達関数S2^(z)が畳み込まれた信号を用いながら、第２席用減算器４５から出力される信号をエラーとしてNLMSやLMSなどの適応アルゴリズムを実行し第２席用可変フィルタ４１の伝達関数W2(z)を更新する適応動作を行う。
そして、この結果、第２席用適応アルゴリズム実行部４２で適応に用いる第１席用オーディオソース１の音は第２席用オーディオソース２の音とは無相関であるので、第２席用可変フィルタ４１は、第２席のユーザの聴取位置よりも少し前の位置で第１席オーディオソースの出力する音をキャンセルするキャンセル音を出力するように適応される。
次に、上述した第１席用騒音制御装置３の第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)の設定法について説明する。
第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)は、たとえば、予め次のような第１段階の学習処理と第２段階の学習処理を行うことにより設定する。
第１段階の学習処理は、図１の車載システムにおいて第１席用騒音制御装置３を図３ａに示す第１段階学習処理部５０に置換し、第１段階学習処理部５０に学習用マイク６０を接続した構成において行う。
学習用マイク６０は、図４ａ１、ａ２に示すように運転席である第１席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置に配置して用いる。
図３ａに戻り、第１段階学習処理部５０は、第１段階学習処理部５０から学習用マイク６０までの伝達関数S1v(z)の推定値S1v^(z)が設定された学習用推定フィルタ５１、第１段階学習用可変フィルタ５２、第１段階学習用適応アルゴリズム実行部５３を備えている。
そして、このような構成において、第２席用オーディオソース２の出力する音は学習用推定フィルタ５１と第１段階学習用可変フィルタ５２に入力し、第１段階学習用可変フィルタ５２の出力は第１席用スピーカ７に出力される。また、第１段階学習用可変フィルタ５２、学習用推定フィルタ５１、第１段階学習用適応アルゴリズム実行部５３は、Filtered-X適応フィルタを構成しており、第１段階学習用適応アルゴリズム実行部５３は、学習用推定フィルタ５１の出力を用いながら、学習用マイク６０の出力をエラーとしてNLMSやLMSなどの適応アルゴリズムを実行し、第１段階学習用可変フィルタ５２の伝達関数W(z)を更新する。
そして、適応アルゴリズムの実行によって、収束安定した第１段階学習用可変フィルタ５２の伝達関数W(z)を第１段階の学習処理の結果として得る。
次に、第２段階の学習処理は、図１の車載システムにおいて第１席用騒音制御装置３を図３ｂに示す第２段階学習処理部７０に置換した構成において行う。
第２段階学習処理部７０は、第１段階の学習処理の結果として得た伝達関数W(z)を伝達関数として設定した固定フィルタ７１と、第２段階学習用可変フィルタ７２と、第２段階学習用適応アルゴリズム実行部７３と、第２段階学習用減算器７４を備えている。
そして、このような構成において、第２席用オーディオソース２の出力する音は固定フィルタ７１を通って第１席用スピーカ７に出力される。
また、第２席用オーディオソース２の出力する音は第２段階学習用可変フィルタ７２を通って第２段階学習用減算器７４に送られ、第２段階学習用減算器７４はマイク９でピックアップした信号から第２段階学習用可変フィルタ７２の出力を減算し出力する。
第２段階適応アルゴリズム実行部は、第２段階学習用減算器７４の出力をエラーとしてNLMSやLMSなどの適応アルゴリズムを実行し、第２段階学習用可変フィルタ７２の伝達関数H(z)を更新する。
そして、適応アルゴリズムの実行によって、収束安定した伝達関数H(z)を、第１席用騒音制御装置３の第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)とする。
ここで、このようにして学習された伝達関数H1(z)は、上述のように、第１席用騒音制御装置３において、第１席用減算器３５の出力が、第１席のユーザの標準的な聴取位置にマイク９が位置していた場合にマイク９から出力される信号となることが期待できる伝達関数となる。
次に、第２席用騒音制御装置４の第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)の設定は、第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)の場合と同様に、図１の車載システムにおいて第２席用騒音制御装置４を図３ａに示す第１段階学習処理部５０に置換し、第１段階学習処理部５０に学習用マイク６０を接続した構成において第１段階の学習を行い、図１の車載システムにおいて第２席用騒音制御装置４を図３ｂに示す第２段階学習処理部７０に置換した構成において第２段階の学習処理を行うことにより設定する。
したがって、第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)の第１段階の学習処理においては、図３ａ、ｂの第２席用オーディオソース２は第１席用オーディオソース１となり、第１席用スピーカ７は第２席用スピーカ８となり、第１席用加算部５は第２席用加算部６となり、第２席用加算部６は第１席用加算部５となる。また、第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)の第１段階の学習処理においては、学習用マイク６０を、図４ｂ１、ｂ２に示すように運転席の真後ろの席である第２席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置の少し前の位置に配置して行う。なお、第１段階学習処理部５０の学習用推定フィルタ５１には、第１段階学習処理部５０から図４ｂ１、ｂ２に示すように配置した学習用マイク６０までの伝達関数S1v(z)の推定値を設定する。
そして、第２段階の学習処理において収束安定した第２段階学習処理部７０の第２段階学習用可変フィルタ７２の伝達関数H(z)を、第２席用騒音制御装置４の第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)とする。
このようにして学習された伝達関数H2(z)は、上述のように、第２席用騒音制御装置４において、第２席用減算器４５の出力が、第２席のユーザの標準的な聴取位置より少し前の位置にマイク９が位置していた場合にマイク９から出力される信号となることが期待できる伝達関数となる。
以上、本発明の実施形態について説明した。
このように、本実施形態によれば、それぞれの席毎にマイク９を設けることなく、同じマイク９を用いて、第１席と第２席に対して、他方の席用の相互に無相関なオーディオソースの音のキャンセルを行うことができ、また、第１席用スピーカ７と第２席用スピーカ８をオーディオソースの音の出力とキャンセル音の出力に共用化できるので車載システムの構成を簡易化できる。
また、本実施形態では、第２席用騒音制御装置４は、第２席に着座したユーザの音の標準的な聴取位置より少し前の位置において最も良く第１席用オーディオソース１の音をキャンセルするキャンセル音を生成するので、第２席に着座したユーザの聴取位置が標準的な音の聴取位置よりも前方の位置にあるときにも第１音を良好にキャンセルできる。また、この場合、第２席に着座したユーザの聴取位置が、標準的な聴取位置などの、より後方の位置となった場合にはキャンセル効果が弱まることとなるが、聴取位置の前方から聞こえてくる第１席用オーディオソース１の音の大きさも小さくなるので、キャンセル効果の弱まりによる違和感の発生は抑制される。
なお、以上の実施形態は、マイク９と第１席用スピーカ７と第２席用スピーカ８と第１席用加算部５と第２席用加算部６と第１席用騒音制御装置３と第２席用騒音制御装置４とのセットを２セット設け、第１席のユーザの左右の耳のそれぞれについて第２席用オーディオソース２の音をキャンセルし、第２席のユーザの左右の耳のそれぞれについて第１席用オーディオソース１の音をキャンセルするようにしてもよい。
すなわち、この場合には、たとえば、図５ａに示すように、第１のセットの第１席のユーザの標準的な左耳の位置に向かって音を放射する第１席用スピーカ７ａ、第１のセットのマイク９ａ、第１のセットの第２席のユーザの標準的な左耳の位置に向かって音を放射する第２席用スピーカ８ａを第１のヘッドレストの左側に配置し、第２のセットの第１席のユーザの標準的な右耳の位置に向かって音を放射する第１席用スピーカ７ｂ、第２のセットのマイク９ｂ、第２のセットの第２席のユーザの標準的な右耳の位置に向かって音を放射する第２席用スピーカ８ｂを第１のヘッドレストの右側に配置する。
また、この場合には、第１セットの第１席用騒音制御装置３と第２セットの第１席用騒音制御装置３の第１席用適応アルゴリズム実行部３２は、自セットの第１席用減算器３５から出力される信号と他セットの第１席用減算器３５から出力される信号との双方をエラーとして第１席用可変フィルタ３１の伝達関数W1(z)を更新する適応動作を行い、第１セットの第２席用騒音制御装置４と第２セットの第２席用騒音制御装置４の第２席用適応アルゴリズム実行部４２は、自セットの第２席用減算器４５から出力される信号と他セットの第２席用減算器４５から出力される信号との双方をエラーとして第２席用可変フィルタ４１の伝達関数W2(z)を更新する適応動作を行う。
また、この場合には、図５ｂに示すように、第１席のユーザの標準的な左の耳の位置に配置した第１席用左学習用マイク６０ａと、第１席のユーザの標準的な右の耳の位置に配置した第１席用右学習用マイク６０ｂと、第２席のユーザの標準的な左の耳の位置の少し前の位置に配置した第２席用左学習用マイク６０ｃと、第２席のユーザの標準的な右の耳の位置の少し前の位置に配置した第２席用右学習用マイク６０ｄを用い、第１のセットの第１席用騒音制御装置３の第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)として、マイク９ａの出力と、マイク９ａが第１席用左学習用マイク６０ａの位置にあった場合の出力との差分が第１席用減算器３５の減算で補正される伝達関数H1(z)を求め、第２のセットの第１席用騒音制御装置３の第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)として、マイク９ｂの出力と、マイク９ｂが第１席用右学習用マイク６０ｂの位置にあった場合の出力との差分が第１席用減算器３５の減算で補正される伝達関数H1(z)を求め、第１のセットの第２席用騒音制御装置４の第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)として、マイク９ａの出力と、マイク９ａが第２席用左学習用マイク６０ｃの位置にあった場合の出力との差分が第２席用減算器４５の減算で補正される伝達関数H2(z)を求め、第２のセットの第２席用騒音制御装置４の第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)として、マイク９ｂの出力と、マイク９ｂが第２席用右学習用マイク６０ｄの位置にあった場合の出力との差分が第２席用減算器４５の減算で補正される伝達関数H2(z)を求める。
また、以上の実施形態は、第１席用スピーカ７から第１席用オーディオソース１の音と第１席用騒音制御装置３のキャンセル音の双方を出力し、第２席用スピーカ８から第２席用オーディオソース２の音と第２席用騒音制御装置４のキャンセル音の双方を出力したが、これは、第１席用オーディオソース１の音は、第１席の前方に別途設けたスピーカから出力し、第２席用オーディオソース２の音は、第１席と第２席の間に別途設けたスピーカから出力し、第１席用スピーカ７から第１席用騒音制御装置３のキャンセル音のみを出力し、第２席用スピーカ８から第２席用騒音制御装置４のキャンセル音のみを出力する場合にも同様に適用することができる。
また、本実施形態における第１席用スピーカ７、第２席用スピーカ８、マイク９の配置は、図２ａ、ｂに示した配置以外の配置としてよい。
たとえば、図５ｃに示すように、自動車車内の天井のヘッドレストより前方の位置に第１席に向けて音を放射する第１席用スピーカ７を設け、自動車車内の天井のヘッドレストより前方の位置に第２席に向けて音を放射する第２席用スピーカ８を設け、第１席のヘッドレストにマイク９を設けるようにしてもよい。
または、図５ｄに示すように、運転席のヘッドレストの前部に前方に向けて音を放射するように第１席用スピーカ７を設け、運転席のシートバックに後方に向けて音を放射するように第２席用スピーカ８を設け、運転席のヘッドレストの後部にマイク９を設けるようにしてもよい。
なお、どのような配置にするにせよ、マイク９は、前後方向について第１席用スピーカ７と第２席用スピーカ８の間の位置とすることが好ましい。
また、第１席用スピーカ７、第２席用スピーカ８、マイク９は、近接した位置に配置し、第１席用スピーカ７とマイク９、第２席用スピーカ８とマイク９間の伝達経路の変化の影響が小さくなるようにすることが好ましい。
また、以上の実施形態は、第１席と第２席を左右に並んだ座席として適用することもできる。
すなわち、この場合には、たとえば、左右に並んだ座席のうちの左の座席を第１席、右の座席を第２席として、図６ａ１に示すように、第１席と第２席の間に、左から右に向かって順に、左に向かって音を放射する第１席用スピーカ７、マイク９、右に向かって音を放射する第２席用スピーカ８を配置する。
また、この場合には、第１席用騒音制御装置３の第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)の第１段階の学習処理を、図６ａ２に示すように、第１席のユーザの標準的な右の耳の位置に学習用マイク６０ｅを配置して行い、第２席用騒音制御装置４の第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)の第１段階の学習処理を、第２席のユーザの標準的な左の耳の位置に学習用マイク６０ｆを配置して行うようにする。
ただし、第１席用騒音制御装置３の第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)の第１段階の学習処理を、第１席のユーザの標準的な左の耳の位置や標準的な左右の耳の中央の位置に学習用マイク６０を配置して行い、第２席用騒音制御装置４の第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)の第１段階の学習処理を、第２席のユーザの標準的な右の耳の位置や標準的な左右の耳の中央の位置に学習用マイク６０を配置して行うこともできる。
また、本実施形態を拡張して、第１席と第２席を左右に並んだ座席として適用する場合においても、マイク９と第１席用スピーカ７と第２席用スピーカ８と第１席用加算部５と第２席用加算部６と第１席用騒音制御装置３と第２席用騒音制御装置４とのセットを２セット設け、第１席のユーザの左右の耳のそれぞれについて第２席用オーディオソース２の音をキャンセルし、第２席のユーザの左右の耳のそれぞれについて第１席用オーディオソース１の音をキャンセルするようにしてもよい。
すなわち、この場合には、たとえば、図６ｂ１に示すように、第１席と第２席の間に、左から右に向かって順に、第１のセットの第１席のユーザの標準的な右耳の位置に向かって音を放射する第１席用スピーカ７ｃ、第１のセットのマイク９ｃ、第１のセットの第２席のユーザの標準的な左耳の位置に向かって音を放射する第２席用スピーカ８ｃを配置し、これらの前方の左右方向について第１席と第２席の間に、左から右に向かって順に、第２のセットの第１席のユーザの標準的な左耳の位置に向かって音を放射する第１席用スピーカ７ｄ、第２のセットのマイク９ｄ、第２のセットの第２席のユーザの標準的な右耳の位置に向かって音を放射する第２席用スピーカ８ｄを配置する。
また、この場合には、図６ｂ２に示すように、第１席のユーザの標準的な左の耳の位置に配置した第１席用左学習用マイク６０ｇと、第１席のユーザの標準的な右の耳の位置に配置した第１席用右学習用マイク６０ｈと、第２席のユーザの標準的な左の耳の位置に配置した第２席用左学習用マイク６０ｊと、第２席のユーザの標準的な右の耳の位置に配置した第２席用右学習用マイク６０ｈを用いて、第１のセットの第１席用騒音制御装置３の第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)として、マイク９ｃの出力と、マイク９ｃが第１席用右学習用マイク６０ｈの位置にあった場合の出力との差分が第１席用減算器３５の減算で補正される伝達関数H1(z)を求め、第２のセットの第１席用騒音制御装置３の第１席用補助フィルタ３４の伝達関数H1(z)として、マイク９ｄの出力と、マイク９ｄが第１席用左学習用マイク６０ｇの位置にあった場合の出力との差分が第１席用減算器３５の減算で補正される伝達関数H1(z)を求め、第１のセットの第２席用騒音制御装置４の第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)として、マイク９ｃの出力と、マイク９ｃが第２席用左学習用マイク６０ｊの位置にあった場合の出力との差分が第２席用減算器４５の減算で補正される伝達関数H2(z)を求め、第２のセットの第２席用騒音制御装置４の第２席用補助フィルタ４４の伝達関数H2(z)として、マイク９ｄの出力と、マイク９ｄが第２席用右学習用マイク６０ｋの位置にあった場合の出力との差分が第２席用減算器４５の減算で補正される伝達関数H2(z)を求める。
また、本実施形態は、各席のオーディオソースが複数チャネルである場合に他席のオーディオソースの音をキャンセルするように拡張して適用することもできる。
１…第１席用オーディオソース、２…第２席用オーディオソース、３…第１席用騒音制御装置、４…第２席用騒音制御装置、５…第１席用加算部、６…第２席用加算部、７…第１席用スピーカ、８…第２席用スピーカ、９…マイク、３１…第１席用可変フィルタ、３２…第１席用適応アルゴリズム実行部、３３…第１席用推定フィルタ、３４…第１席用補助フィルタ、３５…第１席用減算器、４１…第２席用可変フィルタ、４２…第２席用適応アルゴリズム実行部、４３…第２席用推定フィルタ、４４…第２席用補助フィルタ、４５…第２席用減算器、５０…第１段階学習処理部、５１…学習用推定フィルタ、５２…第１段階学習用可変フィルタ、５３…第１段階学習用適応アルゴリズム実行部、６０…学習用マイク、７０…第２段階学習処理部、７１…固定フィルタ、７２…第２段階学習用可変フィルタ、７３…第２段階学習用適応アルゴリズム実行部、７４…第２段階学習用減算器。

Claims (9)

  1. 第１席に着座したユーザに向けて第１の音源の音である第１音が出力され、第２席に着座したユーザに向けて第２の音源の音である第２音が出力される環境に適用される能動型騒音制御システムであって、
    第１スピーカと、
    第２スピーカと、
    マイクと、
    前記第１スピーカから、前記第１席に着座したユーザに対して前記第２音をキャンセルする音である第１キャンセル音を出力する第１騒音制御装置と、
    前記第２スピーカから、前記第２席に着座したユーザに対して前記第１音をキャンセルする音である第２キャンセル音を出力する第２騒音制御装置とを備え、
    前記第１騒音制御装置は、
    前記第２音を入力とする第１の補助フィルタと、
    前記第１の補助フィルタの出力を用いて前記マイクの出力の補正を行って、第１エラー信号として出力する第１の補正部と、
    前記第２音を入力とし、前記第１エラー信号をエラーとして自身の伝達関数を更新する適応動作を行って、前記第１キャンセル音を生成する第１の適応フィルタとを備え、
    前記第１の補助フィルタには、当該第１の補助フィルタの出力を用いた前記第１の補正部の補正によって、前記マイクの出力に含まれる前記第２音の成分が、前記第１席に着座したユーザの音の聴取位置と成り得る位置である第１キャンセル位置に伝達した音に含まれる前記第２音の成分に補正される伝達関数として予め求めた伝達関数が設定されており、
    前記第２騒音制御装置は、
    前記第１音を入力とする第２の補助フィルタと、
    前記第２の補助フィルタの出力を用いて前記マイクの出力の補正を行って、第２エラー信号として出力する第２の補正部と、
    前記第１音を入力とし、前記第２エラー信号をエラーとして自身の伝達関数を更新する適応動作を行って、前記第２キャンセル音を生成する第２の適応フィルタとを備え、
    前記第２の補助フィルタには、当該第２の補助フィルタの出力を用いた前記第２の補正部の補正によって、前記マイクの出力に含まれる前記第１音の成分が、前記第２席に着座したユーザの音の聴取位置と成り得る位置である第２キャンセル位置に伝達した音に含まれる前記第１音の成分に補正される伝達関数として予め求めた伝達関数が設定されていることを特徴とする能動型騒音制御システム。
  2. 請求項１記載の能動型騒音制御システムであって、
    前記第１席から第２席に向かう方向を所定方向として、前記マイクは、前記所定方向について、前記第１スピーカと前記第２スピーカとの間の位置に配置されていることを特徴とする能動型騒音制御システム。
  3. 請求項１記載の能動型騒音制御システムであって、
    前記第１席から第２席に向かう方向を所定方向として、当該所定方向について、前記第１スピーカと前記マイクと前記第２スピーカは、前記第１席に着座したユーザの音の聴取位置と前記第２席に着座したユーザの音の聴取位置との間に配置されており、
    前記マイクは、前記所定方向について、前記第１スピーカと前記第２スピーカとの間の位置に配置され、
    前記第１音は前記第１スピーカから前記第１席に着座したユーザに向けて出力され、前記第２音は前記第２スピーカから前記第２席に着座したユーザに向けて出力されることを特徴とする能動型騒音制御システム。
  4. 請求項１、２または３記載の能動型騒音制御システムであって、
    前記第２席は、前記第１席と前後方向に並んだ前記第１席の後方の席であり、
    前記第１スピーカと前記マイクと前記第２スピーカは、前記第１席に設けられていることを特徴とする能動型騒音制御システム。
  5. 請求項４記載の能動型騒音制御システムであって、
    前記第１スピーカと前記マイクは前記第１席のヘッドレストに設けられ、前記第２スピーカは前記第１席のヘッドレストまたはシートバックに設けられていることを特徴とする能動型騒音制御システム。
  6. 請請求項１、２または３記載の能動型騒音制御システムであって、
    前記第２席は、前記第１席と左右方向に並んだ席であることを特徴とする能動型騒音制御システム。
  7. 請請求項１、２、３、４、５または６記載の能動型騒音制御システムであって、
    前記第１スピーカと前記マイクと前記第２スピーカのうちの少なくとも一つは、前記自動車の車内天井に配置されていることを特徴とする能動型騒音制御システム。
  8. 請求項１、２または３記載の能動型騒音制御システムであって、
    前記第２席は、前記第１席と前後方向に並んだ前記第１席の後方の席であり、
    前記第１キャンセル位置は、前記第１席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置であり、前記第２キャンセル位置は、前記第２席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置より前方かつ前記第１席より後方の位置であることを特徴とする能動型騒音制御システム。
  9. 第１席と当該第１席の後ろの座席である第２席を有する自動車に搭載される車載システムであって、
    前記第１席に着座したユーザに向けて第１の音源の音である第１音を出力する第１音出力部と、
    前記第２席に着座したユーザに向けて第２の音源の音である第２音を出力する第２音出力部と、
    前記第１席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置である第１キャンセル位置において、前記第２音を最もキャンセルする音である第１キャンセル音を出力する第１騒音制御部と、
    前記第２席に着座したユーザの標準的な音の聴取位置より前方かつ前記第１席より後方の位置である第２キャンセル位置において、前記第１音を最もキャンセルする音である第２キャンセル音を出力する第２騒音制御部とを有することを特徴とする車載システム。
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