JP6998522B2 - 騒音低減装置、移動体装置、及び、騒音低減方法 - Google Patents
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Description
[概要]
まず、実施の形態に係る騒音低減装置の概要について説明する。まず、図1は、実施の形態に係る騒音低減装置の概要を示す図である。
以下、このような騒音低減装置10の詳細について説明する。実施の形態では、騒音低減装置10は、一例として車両に搭載される。図3は、騒音低減装置10を備える車両の模式図である。
次に、騒音低減装置10の構成及び基本動作について説明する。図4は、騒音低減装置10の機能ブロック図である。図5は、騒音低減装置10の基本動作のフローチャートである。
まず、基準信号生成部12は、第1入力端子11aに入力された騒音参照信号に基づいて基準信号を生成する(図5のS11)。
適応フィルタ部13は、基準信号生成部12によって生成された基準信号にフィルタ係数を適用(乗算)することにより、出力信号を生成する(図5のS12)。出力信号は、騒音を低減するための打ち消し音の出力に用いられ、出力端子11cに出力される。適応フィルタ部13は、第1フィルタ13aと、第2フィルタ13bと、加算部13cとを備える。適応フィルタ部13は、いわゆる適応ノッチフィルタである。
補正部14は、生成された基準信号を出力信号の伝達経路の伝達特性Cに基づいて補正した補正後基準信号を生成する(図5のS13)。補正部14は、制御部14aと、第1補正信号生成部14bと、第2補正信号生成部14cとを備える。
AD変換装置17は、第2入力端子11bに入力されたアナログの誤差信号をデジタル信号に変換するAD変換処理を行い、デジタル信号に変換された誤差信号が用いられた対象誤差信号を出力する(図5のS14)。騒音低減装置10において、AD変換装置17は、ゲインが乗算された誤差信号をデジタル化した第1デジタル信号、及び、誤差信号がそのままデジタル化された第2デジタル信号が選択的に用いられた対象誤差信号を出力する。AD変換装置17の詳細構成については後述する。
フィルタ係数更新部15は、対象誤差信号及び生成された補正後基準信号に基づいて、フィルタ係数を逐次更新する(図5のS15)。
次に、AD変換装置17の詳細構成について説明する。図6は、AD変換装置17の機能構成を示すブロック図である。
選択部174は、第1デジタル信号、及び、第2デジタル信号が選択的に用いられた対象誤差信号を出力する。選択部174は、例えば、第1デジタル信号を出力するか、第2デジタル信号を出力するかを切り替える選択回路を含む。図7は、選択部174の動作例1のフローチャートである。
次に、選択部174の動作例2について説明する。図8は、選択部174の動作例2のフローチャートである。
次に、選択部174の動作例3について説明する。図9は、選択部174の動作例3のフローチャートである。
選択部174は、第2デジタル信号を選択した場合、第2デジタル信号に係数αを加算した信号を対象誤差信号として出力する。この場合の対象誤差信号eは、第2デジタル信号をMic_AD2と表現すると以下の(式5)で表される。
誤差信号に乗算されたゲインは、フィルタ係数更新部15によって相殺されてもよい。この場合、選択部174が出力する第1デジタル信号が用いられた対象誤差信号eは、以下の(式7)で表現される。
誤差信号に乗算されたゲインは、選択部174及びフィルタ係数更新部15の両方によって相殺されてもよい。この場合、選択部174が出力する第1デジタル信号が用いられた対象誤差信号eは、例えば、以下の(式10)で表現される。
AD変換装置17の構成は一例である。例えば、AD変換装置17では、第1AD変換部171及び第2AD変換部172によって1つのローパスフィルタ170が共用されたが、第1AD変換部171及び第2AD変換部172のそれぞれが個別にローパスフィルタを有していてもよい。図10は、変形例に係るAD変換装置の機能構成を示すブロック図である。
騒音低減装置10を用いた場合の騒音低減量のシミュレーション結果について比較例に係る騒音低減装置と比較しながら説明する。なお、比較例に係る騒音低減装置は、騒音レベルによらず誤差信号をそのままAD変換する構成である点が騒音低減装置10と異なる。つまり、比較例に係る騒音低減装置では、誤差信号にゲインが乗算されない。
以上説明したように、騒音低減装置10は、打ち消し音によって騒音を低減する騒音低減装置である。騒音低減装置10は、騒音と相関を有する騒音参照信号が入力される第1入力端子11aと、入力された騒音参照信号に基づいて特定される周波数を有する基準信号を生成する基準信号生成部12と、生成された基準信号にフィルタ係数を適用することにより、打ち消し音の出力に用いられる出力信号を生成する適応フィルタ部13と、生成された出力信号が出力される出力端子11cと、打ち消し音及び騒音の干渉により生じる残留音に基づくアナログの誤差信号が入力される第2入力端子11bと、入力された誤差信号にゲインを乗算し、当該ゲインが乗算された誤差信号を第1デジタル信号に変換する第1AD変換部171と、入力された誤差信号を第2デジタル信号に変換する第2AD変換部172と、第1デジタル信号、及び、第2デジタル信号のいずれかが選択的に用いられた対象誤差信号を出力する選択部174と、生成された基準信号を出力信号の伝達経路の伝達特性に基づいて補正する補正部14と、対象誤差信号及び補正された基準信号に基づいて、フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新部15とを備える。
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
11a 第1入力端子
11b 第2入力端子
11c 出力端子
12 基準信号生成部
12a 周波数検出部
12b 正弦波生成部
12c 余弦波生成部
13 適応フィルタ部
13a 第1フィルタ
13b 第2フィルタ
13c 加算部
14 補正部
14a 制御部
14b 第1補正信号生成部
14c 第2補正信号生成部
15 フィルタ係数更新部
15a 第1更新部
15b 第2更新部
16 記憶部
17、17a AD変換装置
30 受聴者
50 車両(移動体装置)
51 エンジン
52 エンジン制御部
53 スピーカ(出音装置)
54 マイク(集音装置)
55 車両本体
56 空間
170 ローパスフィルタ
171、171c 第1AD変換部
171a ゲイン調整部
171b 第1AD変換器
171d 第1ローパスフィルタ
172、172c 第2AD変換部
172b 第2AD変換器
172d 第2ローパスフィルタ
173 検出部
174 選択部
Claims (10)
- 打ち消し音によって騒音を低減する騒音低減装置であって、
前記騒音と相関を有する騒音参照信号が入力される第1入力端子と、
入力された前記騒音参照信号に基づいて特定される周波数を有する基準信号を生成する基準信号生成部と、
生成された前記基準信号にフィルタ係数を適用することにより、前記打ち消し音の出力に用いられる出力信号を生成する適応フィルタ部と、
生成された前記出力信号が出力される出力端子と、
前記打ち消し音及び前記騒音の干渉により生じる残留音に基づくアナログの誤差信号が入力される第2入力端子と、
入力された前記誤差信号にゲインを乗算し、当該ゲインが乗算された前記誤差信号を第1デジタル信号に変換する第1AD(Analog to Digital)変換部と、
入力された前記誤差信号を第2デジタル信号に変換する第2AD変換部と、
前記第1デジタル信号、及び、前記第2デジタル信号のいずれかが選択的に用いられた対象誤差信号を出力する選択部と、
生成された前記基準信号を前記打ち消し音の伝達経路の伝達特性に基づいて補正する補正部と、
前記対象誤差信号及び補正された前記基準信号に基づいて、前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新部とを備え、
前記選択部は、前記第1デジタル信号に前記ゲインの少なくとも一部を相殺するための信号処理を行うことにより、前記第1デジタル信号が用いられた前記対象誤差信号を生成し、
前記ゲインは2のn乗(n:自然数)である
騒音低減装置。 - 打ち消し音によって騒音を低減する騒音低減装置であって、
前記騒音と相関を有する騒音参照信号が入力される第1入力端子と、
入力された前記騒音参照信号に基づいて特定される周波数を有する基準信号を生成する基準信号生成部と、
生成された前記基準信号にフィルタ係数を適用することにより、前記打ち消し音の出力に用いられる出力信号を生成する適応フィルタ部と、
生成された前記出力信号が出力される出力端子と、
前記打ち消し音及び前記騒音の干渉により生じる残留音に基づくアナログの誤差信号が入力される第2入力端子と、
入力された前記誤差信号にゲインを乗算し、当該ゲインが乗算された前記誤差信号を第1デジタル信号に変換する第1AD(Analog to Digital)変換部と、
入力された前記誤差信号を第2デジタル信号に変換する第2AD変換部と、
前記第1デジタル信号、及び、前記第2デジタル信号のいずれかが選択的に用いられた対象誤差信号を出力する選択部と、
生成された前記基準信号を前記打ち消し音の伝達経路の伝達特性に基づいて補正する補正部と、
前記対象誤差信号及び補正された前記基準信号に基づいて、前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新部とを備え、
前記フィルタ係数更新部または前記適応フィルタ部は、前記ゲインの少なくとも一部を相殺するための信号処理を行い、
前記ゲインは2のn乗(n:自然数)である
騒音低減装置。 - 打ち消し音によって騒音を低減する騒音低減装置であって、
前記騒音と相関を有する騒音参照信号が入力される第1入力端子と、
入力された前記騒音参照信号に基づいて特定される周波数を有する基準信号を生成する基準信号生成部と、
生成された前記基準信号にフィルタ係数を適用することにより、前記打ち消し音の出力に用いられる出力信号を生成する適応フィルタ部と、
生成された前記出力信号が出力される出力端子と、
前記打ち消し音及び前記騒音の干渉により生じる残留音に基づくアナログの誤差信号が入力される第2入力端子と、
入力された前記誤差信号にゲインを乗算し、当該ゲインが乗算された前記誤差信号を第1デジタル信号に変換する第1AD(Analog to Digital)変換部と、
入力された前記誤差信号を第2デジタル信号に変換する第2AD変換部と、
前記第1デジタル信号、及び、前記第2デジタル信号のいずれかが選択的に用いられた対象誤差信号を出力する選択部と、
生成された前記基準信号を前記打ち消し音の伝達経路の伝達特性に基づいて補正する補正部と、
前記対象誤差信号及び補正された前記基準信号に基づいて、前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新部とを備え、
前記補正部は、前記ゲインの少なくとも一部を相殺するための信号処理を行い、
前記ゲインは2のn乗(n:自然数)である
騒音低減装置。 - 前記第1AD変換部は、入力された前記誤差信号に前記ゲインを乗算することにより前記誤差信号を増幅し、増幅後の前記誤差信号を前記第1デジタル信号に変換し、
前記騒音低減装置は、さらに、前記騒音のレベルを検出する検出部を備え、
前記選択部は、
検出された前記騒音のレベルが第1所定レベル以上である場合、前記第2デジタル信号が用いられた第1対象誤差信号を出力し、
検出された前記騒音のレベルが前記第1所定レベル未満である場合、前記第1デジタル信号が用いられた第2対象誤差信号を出力する
請求項1~3のいずれか1項に記載の騒音低減装置。 - 前記選択部は、
前記第1対象誤差信号を出力しているときに、
検出された前記騒音のレベルが前記第1所定レベル以上である場合、前記第2対象誤差信号を出力し、
検出された前記騒音のレベルが前記第1所定レベル未満である場合、前記第1対象誤差信号を出力し、
前記第2対象誤差信号を出力しているときに、
検出された前記騒音のレベルが前記第1所定レベルよりも低い第2所定レベル以上である場合、前記第2対象誤差信号を出力し、
検出された前記騒音のレベルが前記第2所定レベル未満である場合、前記第1対象誤差信号を出力する
請求項4に記載の騒音低減装置。 - 前記選択部は、前記第1デジタル信号が用いられた前記対象誤差信号及び前記第2デジタル信号が用いられた前記対象誤差信号のうちの一方から他方に出力を切り替えてから所定期間が経過するまでの間は、前記第1デジタル信号が用いられた前記対象誤差信号及び前記第2デジタル信号が用いられた前記対象誤差信号の前記一方への出力の切り替えを禁止する
請求項4に記載の騒音低減装置。 - さらに、入力された前記誤差信号に適用されるローパスフィルタを備え、
前記第1AD変換部は、入力された前記誤差信号であって、前記ローパスフィルタが適用された前記誤差信号にゲインを乗算し、当該ゲインが乗算された前記誤差信号を第1デジタル信号に変換し、
前記第2AD変換部は、入力された前記誤差信号であって、前記ローパスフィルタが適用された前記誤差信号を前記第2デジタル信号に変換する
請求項1~6のいずれか1項に記載の騒音低減装置。 - 前記第1AD変換部は、
第1ローパスフィルタを有し、
入力された前記誤差信号であって、前記第1ローパスフィルタが適用された前記誤差信号にゲインを乗算し、当該ゲインが乗算された前記誤差信号を第1デジタル信号に変換し、
前記第2AD変換部は、
第2ローパスフィルタを有し、
入力された前記誤差信号であって、前記第2ローパスフィルタが適用された前記誤差信号を前記第2デジタル信号に変換する
請求項1~6のいずれか1項に記載の騒音低減装置。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の騒音低減装置と、
前記出力信号を用いて前記打ち消し音を出力する出音装置と、
前記誤差信号を前記第2入力端子に出力する集音装置とを備える
移動体装置。 - 打ち消し音によって騒音を低減する騒音低減方法であって、
前記騒音と相関を有する騒音参照信号に基づいて特定される周波数を有する基準信号を生成し、
生成された前記基準信号にフィルタ係数を適用することにより、前記打ち消し音の出力に用いられる出力信号を生成し、
前記打ち消し音及び前記騒音の干渉により生じる残留音に基づくアナログの誤差信号に2のn乗(n:自然数)のゲインを乗算し、当該ゲインが乗算された前記誤差信号を第1デジタル信号に変換し、
前記誤差信号を第2デジタル信号に変換し、
前記第1デジタル信号、及び、前記第2デジタル信号のいずれかが選択的に用いられた対象誤差信号を出力し、
前記第1デジタル信号に前記ゲインの少なくとも一部を相殺するための信号処理を行い、
前記第1デジタル信号が用いられた前記対象誤差信号を生成し、
生成された前記基準信号を前記打ち消し音の伝達経路の伝達特性に基づいて補正し、
前記対象誤差信号及び補正された前記基準信号に基づいて、前記フィルタ係数を更新する
騒音低減方法。
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