JP2023537867A - 占有率ベースのアクティブノイズキャンセレーションシステム - Google Patents

Abstract

アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システムは、少なくとも１つのラウドスピーカーが提供され、アンチノイズ信号を受信したことに応答して、車両の車室内のアンチノイズサウンドを投射する。少なくとも１つのマイクロフォンは、車室内のノイズ及びアンチノイズサウンドを示すエラー信号を提供する。占有コントローラーは、車室内の乗員の存在を示す占有信号に基づいて、少なくとも１つのマイクロフォンと少なくとも１つの仮想マイクロフォンとの間の伝達関数を修正するようにプログラムされる。適応フィルターコントローラーは、伝達関数を使用してエラー信号をフィルタリングし、推定された仮想マイクロフォンエラー信号を取得するようにプログラムされる。制御可能フィルターは、推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいてアンチノイズ信号を生成する。

Description

本開示は、アクティブノイズキャンセレーションシステムを対象とし、より具体的には、車両占有率に基づいて仮想マイクロフォンを含むアクティブノイズ制御フレームワークを制御することを対象とする。

アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システムは、フィードフォワード及びフィードバック構造を使用して望ましくないノイズを減衰させ、車室内等のリスニング環境内の望ましくないノイズを適応的に除去する。一般的にＡＮＣシステムは、キャンセレーション音波を生成し、不要な可聴ノイズを相殺的に干渉することにより、不要なノイズをキャンセルまたは減少させる。ノイズ及び「アンチノイズ」（ノイズと大きさがほぼ同一であるが逆位相である）により、ある場所における音圧レベル（ＳＰＬ）が減少するとき、相殺的干渉が生じる。車室内のリスニング環境では、望ましくないノイズの潜在的な発生源は、エンジン、排気システム、車両のタイヤと車両が走行する路面との相互作用、及び／または車両の他の部分の振動によって放射されるサウンドからのものである。したがって、不要なノイズは、車両の速度、道路状況、及び動作状態によって異なる。

ロードノイズキャンセル（ＲＮＣ）システムは、車室内の望ましくないロードノイズを最小限に抑えるために、車両に実装された特定のＡＮＣシステムである。ＲＮＣシステムは、振動センサーを使用して、不要な可聴ロードノイズをもたらすタイヤと道路との境界面で発生する道路誘起振動を感知する。次に、車室内のこの不要なロードノイズは、スピーカーを使用して、１人以上のリスナーの耳において減少させられるべきノイズと理想的には逆位相で大きさが同一である音波を生成することによって、キャンセルされる、またはそのレベルが低下させられる。そのようなロードノイズをキャンセルすることで、車両の乗客の乗り心地が良くなり、自動車メーカーが軽量素材を使用することが可能になることよって、エネルギー消費が減少し、排出ガスが減る。

エンジンオーダーキャンセル（ＥＯＣ）システムは、車室内の望ましくないエンジンノイズを最小限に抑えるために、車両に実装された特定のＡＮＣシステムである。ＥＯＣシステムは、エンジン速度センサー等の非音響信号を使用して、基準としてエンジンクランクシャフトの回転速度を毎分回転数（ＲＰＭ）で表す信号を生成する。この基準信号を使用して、車内で聞こえるエンジンノイズと逆位相の音波を生成する。ＥＯＣシステムはＲＰＭセンサーからの信号を使用するため、そのシステムは、振動センサーを必要としない。

ＲＮＣシステムは、通常、広帯域信号をキャンセルするように設計されているが、ＥＯＣシステムは、個々のエンジンオーダー等の狭帯域信号をキャンセルするように設計及び最適化されている。車両内のＡＮＣシステムは、ＲＮＣ技術及びＥＯＣ技術の両方を提供し得る。そのような車両ベースのＡＮＣシステムは、通常、最小平均二乗（ＬＭＳ）適応フィードフォワードシステムであり、これは、ノイズ入力（例えば、ＲＮＣシステムの振動センサーからの加速度入力）と、車両の車室内の様々な位置に位置する物理マイクロフォンの信号とに基づいて、Ｗフィルターを継続的に適応させる。ＬＭＳベースのフィードフォワードＡＮＣシステム及び対応するアルゴリズムは、システムにおける各物理マイクロフォンと各アンチノイズスピーカーとの間のインパルス応答または２次経路を保存することに特徴がある。２次経路は、アンチノイズ生成スピーカーと物理マイクロフォンとの間の伝達関数であり、本質的に、電気的なアンチノイズ信号がどのようにスピーカーから放射されるサウンドとなり、車室内を通って物理マイクロフォンに伝わり、マイクロフォン出力信号となるかを特徴付ける。

仮想マイクロフォンは、ＡＮＣシステムが、１つ以上の現実の物理マイクロフォンから受信したエラー信号に基づいて、現実の物理マイクロフォンが位置しない場所にある架空マイクロフォンまたは仮想マイクロフォンによって生成されたエラー信号を推定する技術である。この仮想マイクロフォン技術により、物理マイクロフォンが実際にリスナーの耳の近くに位置しなくても、リスナーの耳でのノイズキャンセレーションを改善できる。

一実施形態では、アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システムには、少なくとも１つのラウドスピーカーが提供され、アンチノイズ信号を受信したことに応答して、車両の車室内のアンチノイズサウンドを投射する。少なくとも１つのマイクロフォンは、車室内のノイズ及びアンチノイズサウンドを示すエラー信号を提供する。占有コントローラーは、車室内の乗員の存在を示す占有信号に基づいて、少なくとも１つのマイクロフォンと少なくとも１つの仮想マイクロフォンとの間の伝達関数を修正するようにプログラムされる。適応フィルターコントローラーは、伝達関数を使用してエラー信号をフィルタリングし、推定された仮想マイクロフォンエラー信号を取得するようにプログラムされる。制御可能フィルターは、推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいてアンチノイズ信号を生成する。

別の実施形態では、仮想マイクロフォン（ＶＭ）アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システムを制御するための方法が提供される。車両内のノイズ及びアンチノイズを示すエラー信号はマイクロフォンから受信される。車両内の乗員の存在を示す占有信号が占有検出器から受信される。占有信号に基づいて、マイクロフォンと仮想マイクロフォンとの間の伝達関数が修正される。エラー信号は、伝達関数を使用してフィルタリングされ、推定された仮想マイクロフォンエラー信号が取得される。車両内のラウドスピーカーから放射されるアンチノイズ信号は、推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいて生成される。

さらに別の実施形態では、アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システムは、車両の車室内の乗員の存在に基づいて、少なくとも１つのマイクロフォンと少なくとも１つの仮想マイクロフォンとの間の伝達関数を修正するように構成される占有コントローラーが提供される。適応フィルターコントローラーは、伝達関数を使用して車室内のノイズ及びアンチノイズサウンドを示すエラー信号をフィルタリングし、推定された仮想マイクロフォンエラー信号を取得するように構成される。ＡＮＣシステムは、また、推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいてアンチノイズ信号を生成し、アンチノイズ信号を少なくとも１つのラウドスピーカーに提供し、車両の車室内にアンチノイズサウンドを投射するための制御可能フィルターが提供される。

１つ以上の実施形態による、ロードノイズキャンセレーション（ＲＮＣ）、仮想マイクロフォン、及び占有検出器を含むアクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システムを有する車両の環境ブロック図である。

Ｒ個の加速度計信号及びＬ個のスピーカー信号を含むようにスケーリングされたＲＮＣシステムの関連部分を示すサンプルの概略図である。

エンジンオーダーキャンセレーション（ＥＯＣ）システム及びＲＮＣシステムを含むＡＮＣシステムのサンプルの概略ブロック図である。

異なる車両占有構成の表である。

１つ以上の実施形態による、占有コントローラーを含む仮想マイクロフォンＡＮＣシステムを表す概略ブロック図である。

１つ以上の実施形態による、仮想マイクロフォンＡＮＣシステムにおいて車両占有率に基づいて仮想マイクロフォンパラメータを調整するための方法を示すフローチャートである。

必要に応じて、本開示の詳細な実施形態を本明細書に開示するが、開示された実施形態は、様々な形態及び代替の形態で具体化可能な本開示の単なる例であることを理解されたい。図は必ずしも縮尺通りではなく、一部の特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張または最小化される場合がある。したがって、本明細書に開示される具体的な構造的詳細及び機能的詳細は、限定的と解釈すべきではなく、単に、代表的な基本原理として解釈するべきである。

図１を参照すると、１つ以上の実施形態による、ロードノイズキャンセレーション（ＲＮＣ）システムが示されており、全体的に符号１００で示されている。ＲＮＣシステム１００は、１つ以上の振動センサー１０４を有する車両１０２内に示される。振動センサー１０４は、車両１０２全体に配置され、車両のサスペンション、サブフレーム、ならびに他の車軸及びシャーシコンポーネントの振動の挙動を監視する。ＲＮＣシステム１００は、１つ以上の物理マイクロフォン１０８を使用して、振動センサー１０４からの信号を適応的にフィルタリングすることによってアンチノイズを生成する広帯域適応フィードフォワード及びフィードバックアクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システム１０６と統合され得る。次に、アンチノイズ信号は、１つ以上のラウドスピーカーまたはスピーカー１１０によって再生され、サウンドになり得る。Ｓ（ｚ）は、単一のスピーカー１１０と単一のマイクロフォン１０８との間の伝達関数を表す。図１では、簡略化する目的のみで、振動センサー１０４、マイクロフォン１０８、及びスピーカー１１０についてそれぞれ１個だけが示されているが、ＲＮＣシステムでは、一般的に、複数の振動センサー１０４（例えば、１０個以上）、マイクロフォン１０８（例えば、４～６個）、及びスピーカー１１０（例えば、４～８個）が使用されることに留意されたい。図５を参照して詳細に説明されるように、１つ以上の実施形態によれば、ＡＮＣシステム１０６は、また、１つ以上の仮想マイクロフォン１１２、１１３、及び１つ以上の占有検出器１１４も含んでいてもよく、これらによって所与の時間で車両１０２の乗員に合わせて最適化されるアンチノイズ信号（複数可）を適応させる。

振動センサー１０４としては、加速度計、力ゲージ、受振器、線形可変差動変圧器、歪みゲージ、及びロードセルが挙げられるがこれらに限定されない。加速度計は、例えば、出力信号の振幅が加速度に比例するデバイスである。ＲＮＣシステムでは、様々な加速度計を使用にできる。これらには、通常、直交する１つ、２つ、３つの方向における振動に敏感な加速度計が含まれる。これらの多軸加速度計は、通常、そのＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向で感知される振動用に個別の電気出力（またはチャネル）を備える。したがって、振動センサー１０４として単軸加速度計及び多軸加速度計を使用して、加速度の大きさ及び位相を検出してもよく、向き、運動、及び振動を感知してよい。

路面１１８上を移動するホイール１１６から生じるノイズ及び振動は、サスペンションデバイス１１９または車両１０２のシャーシコンポーネントに機械的に結合された１つ以上の振動センサー１０４によって感知され得る。振動センサー１０４は、検出された道路誘起振動を表す振動信号であるノイズ信号Ｘ（ｎ）を出力してもよい。振動センサーは複数あってもよく、それらの信号は別々に、または組み合わせて使用され得ることに留意されたい。特定の実施形態では、振動センサーの代わりにマイクロフォンを使用して、車輪１１６と路面１１８との相互作用から発生したノイズを示すノイズ信号Ｘ（ｎ）を出力し得る。ノイズ信号Ｘ（ｎ）は、モデル化された伝達特性Ｓ’（ｚ）でフィルタリングされてもよく、これは、２次経路フィルター１２０によって、２次経路（すなわち、アンチノイズスピーカー１１０と物理マイクロフォン１０８との間の伝達関数）を推定する。

また、ホイール１１６と路面１１８との相互作用から生じるロードノイズも、機械的及び／または音響的に、車室内に伝達され、車両１０２の内側の１つ以上のマイクロフォン１０８によって受信される。１つ以上のマイクロフォン１０８は、例えば、車両１０２のヘッドライナーに位置してもよく、または、後部座席１２５に座っている乗員等、車両１０２内の乗員が聞く音響ノイズフィールドを感知するいくつかの他の適切な位置に位置してもよい。路面１１８と車輪１１６との相互作用から生じるロードノイズは、１次経路（すなわち、実際のノイズ源と物理マイクロフォンとの間の伝達関数）を表す伝達特性Ｐ（ｚ）に従って、マイクロフォン１０８に伝達される。

マイクロフォン１０８は、ノイズ及びアンチノイズを含む、マイクロフォン１０８によって検出された車両１０２の車室内に存在するサウンドを表すエラー信号ｅ（ｎ）を出力し得る。ＲＮＣシステム１００では、制御可能フィルター１２６の適応伝達特性Ｗ（ｚ）は適応フィルターコントローラー１２８によって制御され得、適応フィルターコントローラー１２８は、エラー信号ｅ（ｎ）及びフィルター１２０によってモデル化された伝達特性Ｓ’（ｚ）でフィルタリングされたノイズ信号Ｘ（ｎ）に基づいて、既知の最小二乗平均（ＬＭＳ）アルゴリズムに従って動作し得る。多くの場合、制御可能フィルター１２６はＷフィルターと呼ばれる。アンチノイズ信号Ｙ（ｎ）は、識別された伝達特性Ｗ（ｚ）及び振動信号、または振動信号Ｘ（ｎ）の組み合わせに基づいて、制御可能フィルター１２６及び適応フィルターコントローラー１２８によって形成された適応フィルターによって生成し得る。アンチノイズ信号Ｙ（ｎ）の波形は、理想的にはアンチノイズ信号Ｙ（ｎ）がスピーカー１１０を介して再生されたとき、車室の乗員の耳及びマイクロフォン１０８の近くでアンチノイズが生成され、生成されたアンチノイズの位相と大きさが乗員に聞こえるロードノイズに対して実質的に逆位相となり、同一の大きさとなる波形である。スピーカー１１０からのアンチノイズは、マイクロフォン１０８の近くの車室内のロードノイズと組み合わされて、この位置におけるロードノイズ誘発音圧レベル（ＳＰＬ）を減少させてもよい。特定の実施形態では、ＲＮＣシステム１００は、音響エネルギーセンサー、音響強度センサー、または音響粒子速度センサーもしくは加速度センサー等、車室内の他の音響センサーからセンサー信号を受信し、エラー信号ｅ（ｎ）を生成し得る。

車両１０２の動作中、プロセッサ１３０は、振動センサー（複数可）１０４及びマイクロフォン（複数可）１０８からのデータを収集し、必要に応じて処理を行い、車両１０２によって使用されるデータ及び／またはパラメータを含むデータベースまたはマップを構築及び／または修正し得る。収集されたデータは、後に車両１０２で使用するために、ストレージ１３２にローカルで、またはクラウドに記憶され得る。例えば、ストレージ１３２にローカルで記憶することが有用となり得るＲＮＣシステム１００関連データのタイプは、占有構成データを挙げることができ、占有構成データは２次経路、つまり、物理マイクロフォン位置と仮想マイクロフォン位置との間の伝達関数Ｈ（ｚ）、好ましい物理マイクロフォンセット、及び好ましいスピーカーセットに関連するデータであるが、これに限定されない。１つ以上の実施形態では、プロセッサ１３０及びストレージ１３２は、適応フィルターコントローラー１２８等の１つ以上のＲＮＣシステムコントローラーと統合され得る。

前述のように、ＲＮＣシステムは、通常、いくつかの振動センサー、マイクロフォン、及びスピーカーを使用して、車両の構造物に起因する振動挙動を感知し、アンチノイズを生成し得る。振動センサーは、複数の出力チャネルを有する多軸加速度計であり得る。例えば、３軸加速度計は、通常、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向において感知される振動用に個別の電気出力を有する。ＲＮＣシステムの一般的な構成は、例えば、６個の物理マイクロフォン、６個のスピーカー、及び４個の３軸加速度計または６個の２軸加速度計からの加速度信号用の１２のチャネルを有し得る。したがって、ＲＮＣシステムには、複数のＳ’（ｚ）フィルター（すなわち、２次経路フィルター１２０）及び複数のＷ（ｚ）フィルター（すなわち、制御可能フィルター１２６）も含まれる。

図１に示される簡略化されたＲＮＣシステムの概略図は、Ｓ（ｚ）によって表された、スピーカー１１０とマイクロフォン１０８との間の１つの２次経路を示す。前述のように、ＲＮＣシステムは、通常、複数のスピーカー、マイクロフォン、及び振動センサーを有する。したがって、６個のスピーカー、６個のマイクロフォンを有するＲＮＣシステムは、合計３６（すなわち、６×６）の２次経路を有する。これに対応して、６個のスピーカー、６個のマイクロフォンを有するＲＮＣシステムは、同様に、各２次経路のそれぞれについて伝達関数を推定する３６個のＳ’（ｚ）フィルター（すなわち、２次経路フィルター１２０）を有し得る。図１に示されるように、ＲＮＣシステムは、また、振動センサー（すなわち、加速度計）１０４からのノイズ信号Ｘ（ｎ）のそれぞれと、スピーカー１１０のそれぞれとの間に、１つのＷ（ｚ）フィルター（すなわち、制御可能フィルター１２６）を有し得る。したがって、１２個の加速度計信号、６個のスピーカーを有するＲＮＣシステムは、７２個のＷ（ｚ）フィルターを有し得る。加速度計信号の数、スピーカーの数、及びＷ（ｚ）フィルターの数の関係は、図２に示される。

図２は、加速度計２０４からのＲ個の加速度計信号［Ｘ_１（ｎ）、Ｘ_２（ｎ）、…Ｘ_Ｒ（ｎ）］と、スピーカー２１０からのＬ個のスピーカー信号［Ｙ_１（ｎ）、Ｙ_２（ｎ）、…Ｙ_Ｌ（ｎ）］とを含むようにスケーリングされたＲＮＣシステム２００の関連部分を示すサンプルの概略図である。したがって、ＲＮＣシステム２００は、加速度計信号のそれぞれとスピーカーのそれぞれとの間にＲ＊Ｌ個の制御可能フィルター（または、Ｗフィルター）２２６を含み得る。例として、１２個の加速度計出力（すなわち、Ｒ＝１２）を有するＲＮＣシステムには、６個の２軸加速度計または４個の３軸加速度計が使用され得る。同例では、したがって、アンチノイズを再生するための６個のスピーカー（すなわち、Ｌ＝６）は、合計で７２個のＷフィルターを使用し得る。Ｌ個のスピーカーのそれぞれで、Ｒ個のＷフィルターの出力を合計して、スピーカーのアンチノイズ信号Ｙ（ｎ）が生成される。Ｌ個のスピーカーのそれぞれは、増幅器（図示せず）を含み得る。１つ以上の実施形態では、Ｒ個のＷフィルターによってフィルタリングされたＲ個の加速度計信号を合計して、電気的アンチノイズ信号ｙ（ｎ）が生成され、これが増幅器に送られて、増幅されたアンチノイズ信号Ｙ（ｎ）が生成され、スピーカーに送信される。

また、図１に示されるＡＮＣシステム１０６には、エンジンオーダーキャンセレーション（ＥＯＣ）システムも含み得る。先に言及したように、ＥＯＣ技術は、エンジンクランクシャフトの回転速度を表すエンジン速度信号等の非音響信号を基準として使用して、車内で聞こえるエンジンノイズとは逆位相のサウンドを生成する。ＥＯＣシステムは、狭帯域フィードフォワードＡＮＣフレームワークを利用してアンチノイズを生成してもよく、エンジン速度信号を使用して、キャンセルされるエンジンオーダーと同一の周波数のエンジンオーダー信号の生成をガイドし、これを適応的にフィルタリングすることで、アンチノイズ信号を作成してもよい。アンチノイズは、アンチノイズ源からリスニング位置または物理マイクロフォンへ２次経路を介して伝送された後、エンジンと排気管による組み合わせサウンドであってエンジンからリスニング位置、及び排気管出口からリスニング位置または物理マイクロフォン位置もしくは仮想マイクロフォン位置まで延在する１次経路によってフィルタリングされた後に生成される組み合わせサウンドとは、理想的には同じ振幅で、逆位相を有している。したがって、車室における物理マイクロフォンの場所（すなわち、最も可能性が高い場所としては、リスニング位置、またはリスニング位置近傍）では、エンジンオーダーノイズ及びアンチノイズが重畳されて理想的にはゼロになり、その結果、物理マイクロフォンが受信する音響エラー信号としては、エンジン及び排気によって生成された（理想的にキャンセルされた）エンジンオーダーまたは複数のエンジンオーダーを除くサウンドのみが記録されることになる。

通常、エンジン速度センサー等の非音響センサーは基準として使用される。例えば、エンジン速度センサーは、回転するスチールディスクに隣接して設置されるホール効果センサーであり得る。光学センサーまたは誘導センサー等の他の検出原理も使用することもできる。エンジン速度センサーからの信号は、エンジンオーダーのそれぞれに対応する任意の数の基準エンジンオーダー信号を生成するためのガイド信号として使用できる。基準エンジンオーダーは、ＥＯＣシステムを形成する１つ以上の狭帯域適応フィードフォワードＬＭＳブロックによって生成されたノイズキャンセリング信号の基礎となる。

図３は、ＲＮＣシステム３００及びＥＯＣシステム３４０の両方を含むＡＮＣシステム３０６の例を示す概略ブロック図である。ＲＮＣシステム１００と同様に、ＲＮＣシステム３００は、振動センサー３０４、物理マイクロフォン３０８、ｗフィルター３２６、適応フィルターコントローラー３２８、２次経路フィルター３２０、及びスピーカー３１０を含み得、各々、上述した振動センサー１０４、物理マイクロフォン１０８、ｗフィルター１２６、適応フィルターコントローラー１２８、２次経路フィルター１２０、及びスピーカー１１０の動作と一致する。

ＥＯＣシステム３４０はエンジン速度センサー３４２を含んでいてもよくこれによりエンジンクランクシャフトの回転、または、ドライブシャフト、ハーフシャフト、もしくは車内ノイズをもたらす車両コンポーネントの振動と回転数が一致する他のシャフトの回転を示すエンジン速度信号３４４（例えば、方形波信号）を提供してもよい。してもよい。いくつかの実施形態では、エンジン速度信号３４４は、車両ネットワークバス（図示せず）から取得され得る。放射されたエンジンオーダーはクランクシャフトのＲＰＭに正比例するため、エンジン速度信号３４４は、エンジン及び排気システムで発生する周波数を表す。したがって、エンジン速度センサー３４２からの信号を使用して、車両のエンジンオーダーのそれぞれに対応する基準エンジンオーダー信号を生成し得る。したがって、エンジン速度信号３４４は、各エンジン速度で放射されるエンジンオーダーのリストを提供するエンジン速度（ＲＰＭ）とエンジンオーダー周波数とを対比したルックアップテーブル３４６と併せて使用されてもよい。適応フィルターコントローラー３２８は、エンジン速度（ＲＰＭ）を入力とし、このルックアップテーブル３４６に基づいてオーダーごとに正弦波を生成し得る。

ルックアップテーブル３４６から取得した感知エンジン速度（ＲＰＭ）での所与のエンジンオーダーの周波数は、周波数発生器３４８に供給され、所与の周波数で正弦波を生成してもよい。この正弦波は、所与のエンジンオーダーに対するエンジンオーダーノイズを示すノイズ信号Ｘ（ｎ）を表す。ＲＮＣシステム３００と同様に、周波数発生器３４８からのこのノイズ信号Ｘ（ｎ）は、対応するアンチノイズ信号Ｙ（ｎ）をスピーカー３１０に提供する適応制御可能フィルター３２６またはＷフィルターに送信され得る。図示されるように、この狭帯域のＥＯＣシステム３４０の様々なコンポーネントは、物理マイクロフォン３０８、適応フィルターコントローラー３２８、及び２次経路フィルター３２０を含む、広帯域ＲＮＣシステム３００と同一であり得る。スピーカー３１０によって拡散されたアンチノイズ信号Ｙ（ｎ）は、実質的に、物理マイクロフォン３０８に近接し得るリスナーの耳の位置における実際のエンジンオーダーノイズに対して位相がずれているが、大きさが同一であるアンチノイズを生成し、それによって、エンジンオーダーのサウンド振幅が減少する。エンジンオーダーノイズが狭帯域であるため、エラー信号ｅ（ｎ）は、ＬＭＳベースの適応フィルターコントローラー３２８に渡される前に、バンドパスフィルター３５０によってフィルタリングされ得る。ある実施形態では、周波数発生器３４８によって出力されたノイズ信号Ｘ（ｎ）が同じバンドパスフィルターパラメータを使用してバンドパスフィルタリングされた場合に、ＬＭＳ適応フィルターコントローラー３２８が適切に動作する。

複数のエンジンオーダーの振幅を同時に減少させるために、ＥＯＣシステム３４０は、エンジン速度（ＲＰＭ）信号３４４に基づいてエンジンオーダーごとにノイズ信号Ｘ（ｎ）を生成するための複数の周波数発生器３４８が含まれてもよい。例として、図３は、エンジン速度に基づいてエンジンオーダーごとに固有ノイズ信号（例えば、Ｘ_１（ｎ）、Ｘ_２（ｎ）等）を生成する２つの周波数発生器を有する２次ＥＯＣシステムを示す。２つのエンジンオーダーの周波数が異なるため、バンドパスフィルター３５０（ＢＰＦ及びＢＰＦ２の符号が付される）は、異なるハイパスフィルター及びローパスフィルターのコーナー周波数を有する。周波数発生器及び対応するノイズキャンセレーションコンポーネントの数は、車両の特定のエンジンについてキャンセルされるエンジンオーダーの数によって異なる。２つのオーダー用ＥＯＣシステム３４０がＲＮＣシステム３００と組み合わされてＡＮＣシステム３０６が形成されるため、３つの制御可能フィルター３２６から出力されたアンチノイズ信号Ｙ（ｎ）が合計され、スピーカー信号Ｓ（ｎ）としてスピーカー３１０に送信される。同様に、物理マイクロフォン３０８からのエラー信号ｅ（ｎ）は、３つのＬＭＳ適応フィルターコントローラー３２８に送信され得る。

ＡＮＣシステムに記憶される推定される２次経路を表すモデル化された伝達特性Ｓ’（ｚ）がシステムの実際の２次経路と一致しない場合、ノイズキャンセレーションのパフォーマンスの低下、ノイズゲイン、または実際の不安定性が生じ得る。前述のように、２次経路はアンチノイズ生成スピーカーと物理マイクロフォンとの間の伝達関数である。したがって、本質的に、電気的なアンチノイズ信号Ｙ（ｎ）がスピーカーから放射されるサウンドになり、そのサウンドが車室を通って物理マイクロフォンに伝わり、マイクロフォン出力またはエラー信号ｅ（ｎ）の一部になる挙動を特徴付けるものである。ジオメトリ、乗客数、荷物の積載量等の観点から車両が基準車両または基準システムと大きく異なる場合、実際の２次経路Ｓ（ｚ）は、通常、訓練を受けたエンジニアによって「ゴールデンシステム」で測定される記憶済の２次経路モデルＳ’（ｚ）から逸脱し得る。ある実施形態では、占有検出機能を備えた車両は、ノイズキャンセレーションシステムのパフォーマンスを改善させるために、所定の記憶済データベースから２次経路の適切なセットを選択できる。

ＡＮＣシステムは、１人以上のリスナーの耳で減少されるノイズと理想的には逆位相で大きさが同一のアンチノイズを生成する。既存のＡＮＣシステムは、多くの場合、物理マイクロフォンの位置（複数可）を中心に、ノイズが減少されたゾーン（「静穏ゾーン」）を生成する。静穏ゾーンは、サイズが音響波長の約１０分の１であり、周波数が増加するにつれてサイズが減少する小さな静穏ゾーンとなる。車両での応用において物理マイクロフォンを１つだけ使用する場合、耳をマイクロフォンから遠ざけると、特に耳が波長の１０分の１よりも大きく離れると、パフォーマンスの急激な変化が生じる。さらに、物理マイクロフォンが１つのシステムでは、車両の他の場所全てにおいて音圧レベルが増加する可能性が高い。１人目または２人目の車両乗員がいる位置でこの「ノイズブースティング」を回避するために、アクティブシステムは、４個または６個の物理マイクロフォンを使用して、車室全体のノイズフィールドをより均一に減少させる。知覚される可能なノイズキャンセレーションを最大限に発揮させるために、物理マイクロフォンは理想的には乗員の耳の位置に取り付けられる。しかしながら、実際には、物理マイクロフォンを車両の乗客全ての耳近傍に設置できないことが多い。これは、コンバーチブルトップ、サンルーフ等の車両の空間設計の制限や、座席にマイクロフォンが取り付けられてないことによるものであり、これらの全てによって、最も重要となる最大限のノイズフィールド減少効果を、車両の乗客の耳元において達成することが困難となり得る。

再び図１を参照すると、車両１０２は、ヘッドライナー内に位置する物理マイクロフォン１０８を含む。物理マイクロフォン１０８は、後部座席１２５に座っている乗員の耳元に位置しない。しかしながら、ＡＮＣシステム１０６は、後部座席１２５に座っている乗員の耳元に位置する仮想マイクロフォン１１２を含む。

仮想マイクロフォンは、ＡＮＣシステムが、１つ以上の現実の物理マイクロフォンから受信したエラー信号に基づいて、現実の物理マイクロフォンが位置しない場所における生成されたエラー信号を架空マイクロフォンまたは仮想マイクロフォンによって推定する技術である。この仮想マイクロフォン技術により、物理マイクロフォンが実際に耳元に位置しなくても、乗客の耳元でのノイズキャンセレーションを改善できる。また、仮想マイクロフォン技術により、物理マイクロフォンの取り付け位置に関する柔軟な解決策が提供されるという利点もある。従来の非仮想ノイズキャンセレーションアルゴリズムと比較して、仮想マイクロフォンアルゴリズムは、推定された仮想信号をエラー信号ｅ_ｖ（ｎ）として利用する。仮想エラー信号推定に基づいて、仮想マイクロフォンアルゴリズムは、物理エラー信号の代わりに、推定された仮想エラー信号に基づいてＷフィルターを適応させる。したがって、リスナーの耳から遠く離間し得る物理マイクロフォンの位置ではなく、理想的にはリスナーの実際の耳元近傍、例えば、車両のヘッドライナー近傍のこれらの仮想マイクロフォンの位置でノイズキャンセレーションシステムのパフォーマンスが最大化される。ヘッドレストに取り付けられたマイクロフォンよりも、仮想マイクロフォンが乗員の耳に近接して位置し得るため、ヘッドレストに取り付けられたマイクロフォンを備えた車両は、仮想マイクロフォン技術の利益を得ることができる。

図４を参照すると、車両は複数の異なる車両占有構成を可能にすることがあり、ＡＮＣシステムが車両の乗客の耳の位置を判定することが困難となることがある。図４は、５つの座席、つまり、運転席（Ｄ）、前部助手席（ＦＰ）、第１の後部座席（ＲＰ１）、第２の後部座席（ＲＰ２）、及び第３の後部座席（ＲＰ３）を有する車両用の異なる占有構成を示す表４００である。このような車両は、乗員が１人の単一の第１の構成（１Ａ）、乗員が２人の複数の第２の構成（２Ａ～２Ｄ）、乗員が３人の複数の第３の構成（３Ａ～３Ｘ）、乗員が４人の複数の第４の構成（４Ａ～４Ｘ）、及び乗員が５人の単一の第５の構成（５Ａ）を含み得る。第１の構成（１Ａ）では、運転席（Ｄ）が占有されている（Ｏ）が、全ての助手席は占有されていない（Ｘ）。１番目の第２の構成２Ａ（図４に示される）では、運転席（Ｄ）及び前部助手席（ＦＰ）が占有されている。３番目の第２の構成２Ｃ（図示せず）では、運転席（Ｄ）及び第２の後部座席（ＲＰ２）が占有されている。前部助手席（ＦＰ）に座っている乗客の耳に位置する仮想マイクロフォンは、第２の後部座席（ＲＰ２）に座っている乗客には最適ではなく、その逆も同様である。

ＡＮＣシステムは、乗客にアンチノイズを放射できる多くのスピーカーを含み得るが、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）チップの１００万命令／秒（ＭＩＰＳ）の制限、及びアルゴリズムの出力チャネルの制限等、システムのハードウェアまたはソフトウェアの制限により、一度に生成できるアンチノイズ信号に限界がある。前部助手席の乗客に近接するスピーカーは、前部助手席の乗客により効果的にアンチノイズを放射可能であり、遠くのスピーカーが前部助手席の乗客にアンチノイズを放射する場合に比べて優れたノイズキャンセレーションが行える。このような占有の場合には、前席用スピーカーより多く設けてアンチノイズを放射し、空いている後部座席近傍に位置するスピーカーについては、アンチノイズを放射するスピーカーの数を減らすことができる。

さらに、ＡＮＣシステムでは、多くの物理マイクロフォンが車両に取り付けられてもよいが、ＡＤＣ、増幅器／アルゴリズム／ＤＳＰチップＭＩＰＳの制限、または他の設計上の制約により、システムが同時に使用できる物理マイクロフォンチャネルの数に制限があり得る。前席だけが使用される場合、占有座席に対して最適なノイズキャンセレーションの提供に努めるため、空いている（後部）座席に近い１つ以上のマイクロフォンの代わりに、前席の乗客の近くのマイクロフォンを余分に選択し、ノイズ信号ｅ（ｎ）をノイズキャンセレーションアルゴリズムに出力してもよい。

同様に、加速度計（ノイズ）基準チャネルを設けてもよいが、ハードウェアの入力またはＭＩＰＳの制限により、ノイズキャンセレーションシステムによって同時に使用可能なチャネルは少なくなり得る。前部座席だけが占有されている場合、車両後部から生じる１つ以上の基準信号の代わりに、車両前部からの基準信号を余分に使用してもよい。１つ以上の実施形態では、基準信号は、占有座席に対してどれだけ近接しているかに関わらず、占有座席に最も近い物理マイクロフォンまたは仮想マイクロフォンとのコヒーレンスが最も高いセンサーからの基準信号が選択される。

再び図１を参照すると、車両１０２は、前部座席１２４が占有されているかどうかを示す占有信号（Ｏｃｃ）を提供する占有検出器１１４を含む。図１には、占有検出器１１４が１つのみ示されているが、ＡＮＣシステム１０６には、各座席に１つのまたは他の数の占有検出器１１４が含まれていてもよい。占有検出器１１４は、シートベルトセンサー、シートセンサー、近接センサー、ロードセル、運動センサー、マシンビジョンシステムを備えたカメラ、顔認識または赤外線（ＩＲ）画像化機能を備えたカメラ、パッシブ赤外線（ＰＩＲ）センサー、または熱反応を検出するための赤外線センサーもしくは近赤外線センサー等、多くのセンサー及び／または技術を含み得る。一実施形態では、占有検出器１１４は、占有センサーとして機能するように適応させられ、必要に応じて適応ビームフォーマと結合されるマイクロフォンまたはマイクロフォンアレイを含み得る。ＡＮＣシステム１０６は、ボタンまたはタッチスクリーンオプション等のユーザーインターフェースを介して、ユーザーが占有情報を手動で入力できるようにしてもよい。

ＡＮＣシステム１０６は、センサー、センサーアレイ、センサーフュージョン、音声認識を含む様々な方法を使用して、どの車両座席が占有されているかを検出し得る。次に、ＡＮＣシステム１０６は、その後、所与の占有構成について、物理マイクロフォン、仮想マイクロフォン、加速度計センサー、物理２次経路及び仮想２次経路、伝達関数、調整パラメータ、及びスピーカーの組み合わせを使用して、最適なノイズキャンセレーションの調整を選択する。一実施形態では、ＡＮＣシステム１０６は、乗員の外耳道開口部の位置を判定するために頭部追跡技術を使用して仮想マイクロフォン位置を決定するためのカメラ（図示せず）または他の機器を含む。

ＡＮＣシステムは、３次元空間における各乗員の耳の場所が仮想マイクロフォンと一致するときに最適なパフォーマンスを達成し得る。ＡＮＣシステムは、仮想マイクロフォンの場所が物理マイクロフォンよりも耳の位置に近い場合に、従来の非仮想マイクロフォン技術を上回るパフォーマンスの改善が達成され得る。仮想マイクロフォン位置を選択するための他の技術としては、座席位置エンコーダの使用が含まれる。ＡＮＣシステムは、現在の座席位置のデータを使用して、座席の乗員の耳の場所を３次元で推定し、乗員の耳に最も近い仮想マイクロフォン位置を選択してもよく、これは、例えば、前方座席位置に対して低い仮想マイクロフォン位置と、後部座席位置に対して高い仮想マイクロフォン位置とを選択することによって行われる。仮想マイクロフォン位置は、ＡＮＣシステムの調整時にＡＮＣシステムの調整エンジニアによって事前に決定されてもよく、仮想マイクロフォン位置の選択は、どの仮想マイクロフォンが３次元空間で耳の場所に最も近いかを決定することを含む。

図５は、車両ベースの仮想マイクロフォン（ＶＭ）ＡＮＣシステム５０６の概略ブロック図であり、ＡＮＣシステムのパフォーマンスを最適化するために車両占有率に基づいて仮想マイクロフォンエラー信号を推定するために使用され得る重要なＡＮＣシステムパラメータの多くを示す。説明を簡単にするために、図５に示されるＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、ＲＮＣシステム５００及びＥＯＣシステム５４０のコンポーネント及び機能とともに示される。したがって、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、図１～図３に関して説明したもの等のＲＮＣシステム及び／またはＥＯＣシステムの概略図であり、仮想マイクロフォン５１２及び占有検出器５１４を含む、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６の追加のシステムコンポーネントを有する。同様のコンポーネントには、同様の規則を使用して番号が付けられ得る。例えば、ＡＮＣシステム１０６と同様に、ＡＮＣシステム５０６は、振動センサー５０４、物理マイクロフォン５０８、ｗフィルター５２６、適応フィルターコントローラー５２８、仮想２次経路フィルター５２０、及びスピーカー５１０を含んでいてもよく、各々、上述した振動センサー１０４、物理マイクロフォン１０８、ｗフィルター１２６、適応フィルターコントローラー１２８、２次経路フィルター１２０、及びスピーカー１１０の動作と一致する。また、図５には、図１に関して説明したように、１次経路Ｐ（ｚ）及び２次経路Ｓ（ｚ）が例示を目的としてブロック形式で示されている。

物理マイクロフォン５０８は、ロードノイズ、エンジン、及び排気ノイズを含むキャンセルが意図された外乱信号ｄ_ｐ（ｎ）、さらにスピーカー５１０からのアンチノイズｙ_ｐ（ｎ）やマイクロフォン位置におけるあらゆる外部サウンド等、その位置に存在する全てのサウンドを含むエラー信号ｅ_ｐ（ｎ）を提供する。

仮想マイクロフォン５１２は、ロードノイズ、エンジン及び排気ノイズ、を含むキャンセルされるべき外乱信号ｄ_ｖ（ｎ）、さらにスピーカー５１０からのアンチノイズｙ_ｖ（ｎ）や外部からのサウンドを含む、その位置における全てのサウンドを同様に感知する、仮想マイクロフォン位置におけるマイクロフォンを表している。通常、複数の物理マイクロフォン位置及び複数の仮想マイクロフォン位置がある。ノイズキャンセレーションシステムが動作するとき、仮想マイクロフォン位置に実際のマイクロフォンは取り付けられていないことに留意されたい。したがって、仮想マイクロフォン技術を使用すると、仮想マイクロフォン位置における圧力が物理マイクロフォン位置における圧力から推定され、推定エラー信号ｅ’_ｖ（ｎ）が形成される。

物理マイクロフォン５０８は、ノイズ源５４２から１次経路Ｐ（ｚ）５４４に沿ってその位置に伝わったノイズｄ_ｐ（ｎ）と、スピーカー５１０から２次経路Ｓｅ（ｚ）５４６に沿ってその場所に伝わったアンチノイズｙ_ｐ（ｎ）の両方を感知する。物理マイクロフォン５０８は、式１によって示されるように、物理エラー信号ｅ_ｐ（ｎ）を提供する。
ｅ_ｐ（ｎ）＝ｄ_ｐ（ｎ）＋ｙ_ｐ（ｎ）（１）

ブロック５４８において、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、物理マイクロフォン位置でキャンセルされる外乱ノイズｄ’_ｐ（ｎ）を推定する。ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、式２によって示されるように、物理エラー信号ｅ_ｐ（ｎ）から、物理マイクロフォン位置におけるアンチノイズｙ’_ｐ（ｎ）の推定値を差し引いて、物理マイクロフォン位置における外乱ノイズｄ’_ｐ（ｎ）を推定する。
ｄ’_ｐ（ｎ）＝ｅ_ｐ（ｎ）－ｙ’_ｐ（ｎ）（２）

次に、ブロック５５０において、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、物理マイクロフォン位置で推定された外乱ノイズｄ’_ｐ（ｎ）を、物理マイクロフォン位置と仮想マイクロフォン位置との間の伝達関数Ｈ（ｚ）５５０で畳み込むことによって仮想マイクロフォン位置でキャンセルされる外乱ノイズｄ’_ｖ（ｎ）を推定する。ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は占有コントローラー５５２を含み、占有コントローラー５５２は、占有検出器５１４から占有信号（Ｏｃｃ）を受信し、車両の現在の占有構成に基づいて、Ｈフィルター、２次経路、１次エラー信号、仮想エラー信号、スピーカーノイズ信号、基準ノイズ信号等の調整パラメータを調整する。例えば、空いている座席の近くからの物理エラー信号または仮想エラー信号に対して、占有されている座席の近くに位置する物理エラー信号または仮想エラー信号にゲインを与えることができる。同様に、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、空いている１つ以上の座席の近くの物理エラー信号または仮想エラー信号に減衰を加えてもよい。これにより、ＬＭＳシステム５２８は、Ｗフィルター５２６に適応し、占有座席に近い車内の領域におけるノイズキャンセレーションを増加させる。

ブロック５５４において、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、式３によって示されるように、仮想マイクロフォン位置でキャンセルされる推定外乱ノイズｄ’_ｖ（ｎ）を、この位置におけるアンチノイズの推定値ｙ’_ｖ（ｎ）に追加することによって、仮想マイクロフォンに存在するであろう仮想マイクロフォンエラー信号ｅ’_ｖ（ｎ）を推定する。
ｅ’_ｖ（ｎ）＝ｄ’_ｖ（ｎ）＋ｙ’_ｖ（ｎ）（３）

式１、式２、及び式３を組み合わせることによって、物理エラー信号、物理マイクロフォン及び仮想マイクロフォンの２次経路、及び物理位置と仮想位置との間の伝達関数から、仮想エラーマイクロフォン信号の推定値が作成される。

図１と同様に、振動センサー５０４等のノイズ入力からのノイズ信号Ｘ（ｎ）を、仮想２次経路フィルター５２０によって、前述の記憶された仮想２次経路の推定値を使用して、モデル化された伝達特性Ｓ’_ｖ（ｚ）でフィルタリングして、フィルタリングされたノイズ信号Ｘ’（ｎ）を取得する。さらに、制御可能フィルター５２６（例えば、Ｗフィルター）の伝達特性Ｗ（ｚ）は、ＬＭＳ適応フィルターコントローラー（または単に、ＬＭＳコントローラー）５２８によって制御され、適応フィルターが提供されてもよい。ＬＭＳ適応フィルターコントローラー５２８は、フィルタリングされたノイズ信号Ｘ’（ｎ）及び推定された仮想エラー信号ｅ’_ｖ（ｎ）を受信し、仮想マイクロフォンの位置で最適化されたノイズキャンセレーションが行われるようにＷフィルターを適応させる。制御可能フィルター５２６は、ＬＭＳコントローラー５２８の出力及びノイズ信号Ｘ（ｎ）に基づいて、アンチノイズ信号Ｙ（ｎ）を生成する。

図２と同様に、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、Ｒ個の加速度計信号、Ｌ個のラウドスピーカー信号またはスピーカー信号、及びＭ個のマイクロフォンエラー信号を含むようにスケーリングされる。したがって、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、Ｒ×Ｌ個の制御可能フィルター（またはＷフィルター）５２６及びＬ×Ｍ個のアンチノイズ信号を含み得る。

図６は、本開示の１つ以上の実施形態による、仮想マイクロフォンＡＮＣシステムにおいて車両占有率に基づいて仮想マイクロフォンシステムパラメータを調整するための方法６００を示すフローチャートである。開示される方法の様々なステップは、適応フィルターコントローラー５２８によって単独で、またはＶＭ－ＡＮＣシステム５０６の他のコンポーネントと組み合わせて実行され得る。

ステップ６０２において、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、占有検出器５１４から車両のどの座席が占有されているかを示す入力を受信する。次に、ステップ６０４において、占有コントローラー５５２は、入力に基づいて占有構成、例えば、図４に示される構成の１つを判定する。ステップ６０６において、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、占有構成を最後に保存された占有構成と比較して、占有構成が変更されているか否か判定する。構成が変更されていない場合、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６はステップ６０２に戻る。構成が変更されている場合、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６はステップ６０８に進み、１つ以上のＶＭ－ＡＮＣシステムパラメータを調整する。

ステップ６０８において、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、現在の占有構成に基づいて、１つ以上のスピーカー５１０に提供されるアンチノイズ信号Ｙ（ｎ）を調整する。占有コントローラー５５２は、システム５０６のハードウェア及びソフトウェアの制限に基づいて、占有構成ごとに、Ｈフィルター等の最適な伝達関数パラメータを示す所定の記憶済データを含んでもよい。伝達関数は、１つ以上の仮想マイクロフォン伝達関数Ｈ（ｚ）５５０、１つ以上の物理マイクロフォン伝達関数、または仮想マイクロフォン伝達関数及び物理マイクロフォン伝達関数の両方の組み合わせを含んでもよい。一実施形態では、仮想マイクロフォン、物理マイクロフォン、スピーカー、ノイズ信号、仮想２次経路、物理２次経路、物理マイクロフォンまたは仮想マイクロフォンゲイン、加速度計のゲイン、他のＬＭＳシステム調整パラメータ、及びＨ（ｚ）伝達関数のセットは、占有構成ごとにデータベースに記憶され、ステップ６０８において、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、データベースからパラメータの完全なセットを選択する。別の実施形態では、データベースは、前述のＶＭ－ＡＮＣシステムパラメータのサブセットのみを記憶する。

ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６内のパラメータの多くは一緒にリンクされ、ひいては、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、ステップ６０８において、複数のパラメータをタンデムに変更してもよい。一実施形態では、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６が仮想マイクロフォン５１２の構成を修正する場合、修正された構成に基づいて、仮想２次経路Ｓ’_ｖ（ｚ）５２０及びマイクロフォン伝達関数Ｈ（ｚ）５５０も修正する。別の実施形態では、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６が仮想マイクロフォン５０８の構成を修正する場合、修正された構成に基づいて、仮想２次経路Ｓ’_ｐ（ｚ）５４９及びマイクロフォン伝達関数Ｈ（ｚ）５５０も修正する。別の実施形態では、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、特定の「非アクティブ」エラー信号の代わりに、同一の物理エラー信号ｅ_ｐ（ｎ）の複数のコピーを使用する。別の実施形態では、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６がスピーカー５１０の構成を修正する場合、修正された構成に基づいて、物理２次経路Ｓ’_ｐ（ｚ）５４９及び仮想２次経路Ｓ’_ｖ（ｚ）５２０も修正する。ある実施形態では、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６において、ノイズ信号Ｘ（ｎ）の構成を修正し、修正された構成に基づいて、Ｗフィルター５２６をリセットまたは修正する。

１つ以上の実施形態では、車両が完全に占有されていない構成であるとき、ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、占有された座席近傍で多くの仮想マイクロフォンを選択し、一部には車両の占有されていない領域でノイズキャンセレーションが行われてシステムが過度に制約されないようにすることで、占有座席でのノイズキャンセレーションを改善する。ある実施形態では、各座席のヘッドレスト周辺の１つ以上の仮想マイクロフォン位置が選ばれ、システムのスピーカー及び物理マイクロフォンのそれぞれについて、関連する伝達関数Ｓ’_ｖ（ｚ）及びＨ（ｚ）が記憶される。乗員が１人だけの実施形態では、ＬＭＳブロック５２８に入力された８個の仮想マイクロフォンｅ’_ｖ（ｎ）信号の全ては、乗員の頭部を囲む位置で運転者に近接している。

ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は仮想マイクロフォンを参照して説明されているが、ＡＮＣシステムの他の実施形態では、リモートマイクロフォン（ＲＭ）によってＲＭ－ＡＮＣシステムが提供される。リモートマイクロフォンは、伝達関数Ｈ（ｚ）の値が仮想マイクロフォンとは異なる。ＶＭ－ＡＮＣシステム５０６は、値が単位元または１であるＨ（ｚ）を含む。これは、物理位置と仮想位置との間でキャンセルされる外乱信号のいずれかの差が単に無視されることを意味する。ＲＭ－ＡＮＣシステムは、単位元に等しくない伝達関数Ｈ（ｚ）を含む。これは、物理位置と仮想位置の間でキャンセルされる外乱信号の差が考慮されることを意味する。仮想マイクロフォンシステムまたは技術という用語を使用して本明細書に説明される様々な実施形態は、全てリモートマイクロフォン技術に適用可能であり、１つの変更はＨ（ｚ）の値である。

ＡＮＣシステムは車両への適用を参照して説明されているが、本明細書に説明される技術は車両以外の用途にも適用可能である。例えば、部屋には、基準センサー、エラーセンサー、スピーカー、及びＬＭＳ適応システムを使用して、邪魔なサウンドを静かにすべきリスニング位置が規定された固定座席が設けられている場合がある。キャンセルされる外乱ノイズは、ＨＶＡＣノイズ、または隣接する部屋もしくは空間からのノイズ等、異なるタイプである可能性が高いことに留意されたい。さらに、部屋には、位置が時間とともに変化する占有者がいることもあり、仮想マイクロフォンの３次元位置を選択するには、本明細書に記載される座席センサーまたは頭部追跡技術によってリスナーまたは複数のリスナーの位置を決定する必要がある。

図１、図３、及び図５には、各々、ＬＭＳベースの適応フィルターコントローラー１２８、３２８、及び５２８が示されているが、最適な制御可能Ｗフィルター１２６、３２６、及び５２６を作成し適応させる他の方法や装置も可能である。例えば、１つ以上の実施形態では、ニューラルネットワークを使用して、ＬＭＳ適応フィルターコントローラーの代わりに、Ｗフィルターを作成及び最適化し得る。他の実施形態では、機械学習または人工知能を使用して、ＬＭＳ適応フィルターコントローラーの代わりに、最適なＷフィルターを作成し得る。

本明細書に説明されるコントローラーまたはデバイスのいずれか１つ以上は、様々なプログラミング言語及び／または技術を使用して作成されたコンピュータで実行可能な命令をコンパイルまたは翻訳したコンピュータプログラムを含む。一般的に、プロセッサ（マイクロプロセッサ等）は、例えば、メモリ、コンピュータ可読媒体等から命令を受信し、命令を実行する。処理ユニットは、ソフトウェアプログラムの命令を実行することが可能である非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体としては、電子記憶デバイス、磁気記憶デバイス、光学記憶デバイス、電磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、またはそれらのいずれかの適切な組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。

例えば、任意の方法またはプロセスの請求項で列挙されるステップは、任意の順序で実行され得、特許請求の範囲に提示される特定の順序に限定されない。平均化は、信号ノイズの影響を最小にするために、フィルターを用いて実施され得る。さらに、いずれかの機器の請求項で列挙されるコンポーネント及び／または要素は組み立てられ得、またはそうでなければ、様々な順列で動作可能に構成され得るため、特許請求の範囲で列挙される特定の構成に限定されない。

さらに、時間領域または周波数領域のいずれかで、機能的に同等の処理ステップを行うことができる。したがって、図中の各信号処理ブロックについて明示的に述べられていないが、信号処理は、時間領域、周波数領域、またはそれらの組み合わせのいずれかで発生し得る。さらに、様々な処理ステップがデジタル信号処理の一般的な用語で説明されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、アナログ信号処理を使用して同等のステップを行い得る。

利益、利点、及び問題に対する解決策は、特定の実施形態に関して上記に説明されている。しかしながら、いずれかの利益、利点、問題に対する解決策、あるいはいずれかの特定の利益、利点、もしくは解決策を発生させ得る、またはより顕著にし得るいずれかの要素は、請求項のいずれかまたは全ての重大な、必要または本質的な特徴またはコンポーネントとして解釈されない。

「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語、またはそれらの任意の変形例は、非排他的な包含を参照することが意図され、それにより、多くの要素を含むプロセス、方法、物品、構成、または装置は、列挙されるそれらの要素を含むだけではなく、明示的に列挙されない他の要素、または、係るプロセス、方法、物品、構成、もしくは装置に固有ではない他の要素を含み得る。本発明の主題の実践において使用される上記に説明した構造、装置、適用、割合、要素、材料、またはコンポーネントの他の組み合わせ及び／または修正は、具体的に列挙ないものに加えて、本発明の一般的な原理から逸脱することなく、特定の環境、製造仕様書、設計パラメータ、または他の動作要件によって変わり得る、またはそうでなければ、具体的には、それらに適応する。

例示的な実施形態を上記に説明したが、これらの実施形態が本開示の全ての可能な形態を説明することが意図されない。むしろ、明細書で使用される単語は限定ではなく説明のための単語であり、本開示の主旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更がなされ得ることが理解される。さらに、様々な実施形態を実装する特徴を組み合わせて、さらなる実施形態を形成し得る。

Claims (20)

1. アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システムであって、
   アンチノイズ信号を受信したことに応答して、車両の車室内にアンチノイズサウンドを投射するための少なくとも１つのラウドスピーカーと、
   前記車室内のノイズ及び前記アンチノイズサウンドを示すエラー信号を提供するための少なくとも１つのマイクロフォンと、
   前記車室内の乗員の存在を示す占有信号に基づいて、前記少なくとも１つのマイクロフォンと少なくとも１つの仮想マイクロフォンとの間の伝達関数を修正するようにプログラムされた占有コントローラーと、
   前記伝達関数を使用して前記エラー信号をフィルタリングし、推定された仮想マイクロフォンエラー信号を取得するようにプログラムされた適応フィルターコントローラーと、
   前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいて、前記アンチノイズ信号を生成するための制御可能フィルターと、
   を備える、前記アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システム。
2. 前記少なくとも１つの仮想マイクロフォンは、第１の仮想マイクロフォンと、前記第１の仮想マイクロフォンから離間した第２の仮想マイクロフォンとを備え、
   前記占有コントローラーは、さらに、乗員が前記第１の仮想マイクロフォンに近接していることに応答して、前記第１の仮想マイクロフォンに関連付けられたゲインを増加させることによって、前記伝達関数を修正するようにプログラムされる、請求項１に記載のＡＮＣシステム。
3. 前記少なくとも１つのマイクロフォンは少なくとも２つのマイクロフォンを備え、前記適応フィルターコントローラーは、さらに、
   前記占有信号に基づいて、前記少なくとも２つのマイクロフォンのうちの１つを選択することと、
   前記伝達関数を使用して前記選択されたマイクロフォンからの前記エラー信号をフィルタリングし、前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号を取得することと、
   を行うようにプログラムされる、請求項１に記載のＡＮＣシステム。
4. 前記少なくとも１つのラウドスピーカーは少なくとも２つのラウドスピーカーを備え、前記適応フィルターコントローラーは、さらに、
   前記占有信号に基づいて、前記少なくとも２つのラウドスピーカーのうちの１つを選択することと、
   前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいて、前記選択されたラウドスピーカーから前記車両内に放射される前記アンチノイズ信号を生成することと、
   を行うようにプログラムされる、請求項１に記載のＡＮＣシステム。
5. 前記適応フィルターコントローラーは、さらに、頭部追跡技術を使用して前記少なくとも１つの仮想マイクロフォンの位置を決定するようにプログラムされる、請求項１に記載のＡＮＣシステム。
6. 前記適応フィルターコントローラーは、さらに、座席位置に基づいて前記少なくとも１つの仮想マイクロフォンの位置を決定するようにプログラムされる、請求項１に記載のＡＮＣシステム。
7. 非音響ノイズ信号を提供するための少なくとも１つのセンサーと、
   前記非音響ノイズ信号をフィルタリングし、フィルタリングされたノイズ信号を取得するように構成された第２の２次経路フィルターであって、前記ラウドスピーカーと前記マイクロフォンとの間の２次経路を推定する記憶された伝達特性によって規定される、前記第２の２次経路フィルターと、をさらに備え、
   前記適応フィルターコントローラーは、さらに、前記フィルタリングされたノイズ信号及び前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいて前記制御可能フィルターを制御するようにプログラムされる、請求項１に記載のＡＮＣシステム。
8. 前記少なくとも１つのセンサーは少なくとも２つのセンサーを備え、前記適応フィルターコントローラーは、さらに、
   前記少なくとも１つのマイクロフォン及び前記少なくとも１つの仮想マイクロフォンのうちの少なくとも１つとの前記センサーのコヒーレンスに基づいて、前記少なくとも２つのセンサーのうちの１つを選択するようにプログラムされ、
   前記第２の２次経路フィルターは、さらに、前記選択されたセンサーからの前記非音響ノイズ信号をフィルタリングし、フィルタリングされたノイズ信号を取得するように構成される、請求項７に記載のＡＮＣシステム。
9. 仮想マイクロフォン（ＶＭ）アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システムを制御するための方法であって、
   車両内のノイズ及びアンチノイズを示すマイクロフォンからのエラー信号を受信することと、
   前記車両内の乗員の存在を示す占有信号を占有検出器から受信することと、
   前記占有信号に基づいて前記マイクロフォンと仮想マイクロフォンとの間の伝達関数を修正することと、
   前記伝達関数を使用して前記エラー信号をフィルタリングし、推定された仮想マイクロフォンエラー信号を取得することと、
   前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいて、ラウドスピーカーから前記車両内に放射されるアンチノイズ信号を生成することと、
   を含む、前記方法。
10. 前記仮想マイクロフォンは、第１の仮想マイクロフォンと、前記第１の仮想マイクロフォンから離間した第２の仮想マイクロフォンとを含み、前記伝達関数を修正することは、さらに、
    前記第１の仮想マイクロフォンに近接する乗員の存在に応答して、前記第１の仮想マイクロフォンに関連付けられたゲインを増加させることを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記マイクロフォンは、さらに、少なくとも２つのマイクロフォンを含み、前記方法は、さらに、
    前記占有信号に基づいて、前記少なくとも２つのマイクロフォンのうちの１つを選択することと、
    ２次経路フィルターを使用して前記選択されたマイクロフォンからの前記エラー信号をフィルタリングし、前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号を取得することと、
    を含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記ラウドスピーカーはさらに少なくとも２つのラウドスピーカーを含み、前記方法は、さらに、
    前記占有信号に基づいて、前記少なくとも２つのラウドスピーカーのうちの１つを選択することと、
    前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいて、前記選択されたラウドスピーカーから前記車両内に放射される前記アンチノイズ信号を生成することと、
    を含む、請求項９に記載の方法。
13. 頭部追跡技術を使用して前記仮想マイクロフォンの位置を決定することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
14. 座席位置に基づいて前記仮想マイクロフォンの位置を決定することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
15. アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システムであって、
    車両の車室内の乗員の存在に基づいて、少なくとも１つのマイクロフォンと少なくとも１つの仮想マイクロフォンとの間の伝達関数を修正するように構成された占有コントローラーと、
    前記伝達関数を使用して前記車室内のノイズ及びアンチノイズサウンドを示すエラー信号をフィルタリングし、推定された仮想マイクロフォンエラー信号を取得するように構成された適応フィルターコントローラーと、
    前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいてアンチノイズ信号を生成し、前記アンチノイズ信号を少なくとも１つのラウドスピーカーに提供し、車両の車室内にアンチノイズサウンドを投射するための制御可能フィルターと、を含む、前記アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）システム。
16. 前記適応フィルターコントローラーは、さらに、乗員が第１の仮想マイクロフォンに近接していることに応答して、前記第１の仮想マイクロフォンに関連付けられたゲインを増加させることによって、前記伝達関数を修正するように構成される、請求項１５に記載のＡＮＣシステム。
17. 少なくとも２つのマイクロフォンをさらに備え、
    前記適応フィルターコントローラーは、さらに、
    前記乗員の存在に基づいて、前記少なくとも２つのマイクロフォンのうちの１つを選択することと、
    前記２次経路フィルターを使用して前記選択されたマイクロフォンからの前記エラー信号をフィルタリングし、前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号を取得することと、
    を行わせるように構成される、請求項１５に記載のＡＮＣシステム。
18. 少なくとも２つのラウドスピーカーをさらに備え、
    前記適応フィルターコントローラーは、さらに、
    前記乗員の存在に基づいて、前記少なくとも２つのラウドスピーカーのうちの１つを選択することと、
    前記推定された仮想マイクロフォンエラー信号に基づいて、前記選択されたラウドスピーカーから前記車両内に放射される前記アンチノイズ信号を生成することと、
    を行うように構成される、請求項１５に記載のＡＮＣシステム。
19. 前記適応フィルターコントローラーは、さらに、頭部追跡技術を使用して前記少なくとも１つの仮想マイクロフォンの位置を決定するように構成される、請求項１５に記載のＡＮＣシステム。
20. 前記適応フィルターコントローラーは、さらに、座席位置に基づいて前記少なくとも１つの仮想マイクロフォンの位置を決定するように構成される、請求項１５に記載のＡＮＣシステム。