JP7369948B2 - 能動騒音低減装置、移動体装置、及び、能動騒音低減方法 - Google Patents
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Description
[能動騒音低減装置を備える車両の構成]
実施の形態1では、車両に搭載される能動騒音低減装置について説明する。図1は、実施の形態1に係る能動騒音低減装置を備える車両を上面側から見た模式図である。
次に、能動騒音低減装置10の構成について説明する。図2は、能動騒音低減装置10の機能構成を示すブロック図である。
上述のように、能動騒音低減装置10は、騒音低減動作を行う。まず、能動騒音低減装置10の基本動作について図2に加えて図3を参照しながら説明する。図3は、能動騒音低減装置10の基本動作のフローチャートである。
ところで、コンプレッサ14が参照信号を圧縮している状態(参照信号が閾値以上の振幅を有する状態)においては、騒音N0が大きいにも関わらず、参照信号は圧縮されて小さな振幅の状態で適応フィルタ部15及び模擬音響伝達特性フィルタ部16に出力される。このため、適応フィルタの係数が大きくなりゲインが上がってしまう(つまり、適応フィルタの効きが強くなる)。適応フィルタの振幅が大きい状態で参照信号の振幅が、コンプレッサ14の圧縮率が低下すると、騒音N0が小さくなっているにもかかわらず、適応フィルタの効きが強くなったままであるため、大きいキャンセル音N1が出力されてしまい、異音となってしまう可能性がある。
[実施の形態2に係る能動騒音低減装置の構成]
以下、実施の形態2に係る能動騒音低減装置の機能構成について説明する。図7は、実施の形態2に係る能動騒音低減装置の機能構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態2では、既出事項については詳細な説明が省略される。
ところで、コンプレッサ14は、例えば、DSPなどのプロセッサがソフトウェア(制御プログラム)を実行するによって実現される。ユーザが車両150を実際に走行させてコンプレッサ14の閾値と参照信号の振幅との関係性を設定するような場合、閾値自体を変更するよりもコンプレッサ14の前段及び後段のそれぞれにおいて参照信号を増幅(または減衰)させる設計変更のほうが簡単な場合がある。具体的には、ユーザが既存のソフトウェアをそのまま用いてコンプレッサ14を実現したいような場合である。そこで、コンプレッサ14の前段及び後段には、ゲイン調整部が設けられてもよい。図8は、実施の形態2の変形例に係る能動騒音低減装置の機能構成を示すブロック図である。
[実施の形態3に係る能動騒音低減装置の構成]
以下、実施の形態3に係る能動騒音低減装置の機能構成について説明する。図9は、実施の形態3に係る能動騒音低減装置の機能構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態3では、既出事項については詳細な説明が省略される。
[実施の形態4に係る能動騒音低減装置の構成]
以下、実施の形態4に係る能動騒音低減装置の機能構成について説明する。図10は、実施の形態4に係る能動騒音低減装置の機能構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態4では、既出事項については詳細な説明が省略される。
[実施の形態5に係る能動騒音低減装置の構成]
以下、実施の形態5に係る能動騒音低減装置の機能構成について説明する。図11は、実施の形態5に係る能動騒音低減装置の機能構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態5では、既出事項については詳細な説明が省略される。
以上説明したように、能動騒音低減装置110は、車両50内の空間55における騒音N0を低減する能動騒音低減装置である。能動騒音低減装置10は、車両50に取り付けられた参照信号源51によって出力される、騒音N0と相関を有する参照信号が入力される参照信号入力端子11と、参照信号入力端子11に入力される、第一閾値以上の振幅を有する参照信号を圧縮して出力するコンプレッサ14と、コンプレッサ14から出力される参照信号に適応フィルタを適用することにより、騒音N0を低減するためのキャンセル音N1の出力に用いられるキャンセル信号を生成する適応フィルタ部15と、生成されたキャンセル信号が出力されるキャンセル信号出力端子12と、ステップサイズパラメータμを用いて適応フィルタの係数を更新するフィルタ係数更新部17と、コンプレッサ14に入力される前の参照信号を用いてステップサイズパラメータμを調整するμ調整部19とを備える。車両50は、移動体装置の一例であり、参照信号入力端子11は、第一参照信号入力部の一例であり、キャンセル信号出力端子12は、キャンセル信号出力部の一例であり、コンプレッサ14は、第一コンプレッサの一例である。
以上、実施の形態1~5について説明したが、本開示は、上記実施の形態1~5に限定されるものではない。
11、111、211 参照信号入力端子
12、112、212 キャンセル信号出力端子
13、113、213 誤差信号入力端子
14、24、114、214 コンプレッサ
15、115、215 適応フィルタ部
16、116、216 模擬音響伝達特性フィルタ部
17、117、217 フィルタ係数更新部
18、118 記憶部
19、119、219 μ調整部
21 第一ゲイン調整部
22 第二ゲイン調整部
23 第三ゲイン調整部
50、150、250、350、450、550 車両
51 参照信号源
52 キャンセル音源
53 誤差信号源
54 車両本体
55 空間
122 加算部
151 第一参照信号源
251 第二参照信号源
N0 騒音
N1 キャンセル音
Claims (12)
- 移動体装置内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置であって、
前記移動体装置に取り付けられた第一参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第一参照信号が入力される第一参照信号入力部と、
前記第一参照信号入力部に入力される、第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力する第一コンプレッサと、
前記第一コンプレッサから出力される前記第一参照信号に適応フィルタを適用することにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する適応フィルタ部と、
生成された前記キャンセル信号が出力されるキャンセル信号出力部と、
ステップサイズパラメータを用いて前記適応フィルタの係数を更新するフィルタ係数更新部と、
前記第一コンプレッサに入力される前の前記第一参照信号を用いて前記ステップサイズパラメータを調整するμ調整部と、
前記移動体装置に取り付けられた第二参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第二参照信号が入力される第二参照信号入力部と、
前記第二参照信号入力部に入力される前記第二参照信号であって、第二閾値以上の振幅を有する前記第二参照信号を圧縮して出力する第二コンプレッサとを備え、
前記第一コンプレッサは、前記第二コンプレッサが前記第二閾値以上の振幅を有する前記第二参照信号を圧縮して出力しているときに、前記第二コンプレッサと同じ圧縮率で前記第一閾値未満の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力し、
前記第二コンプレッサは、前記第一コンプレッサが前記第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力しているときに、前記第一コンプレッサと同じ圧縮率で前記第二閾値未満の振幅を有する前記第二参照信号を圧縮して出力する
能動騒音低減装置。 - 移動体装置内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置であって、
前記移動体装置に取り付けられた第一参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第一参照信号が入力される第一参照信号入力部と、
前記第一参照信号入力部に入力される、第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力する第一コンプレッサと、
前記第一コンプレッサから出力される前記第一参照信号に適応フィルタを適用することにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する適応フィルタ部と、
生成された前記キャンセル信号が出力されるキャンセル信号出力部と、
ステップサイズパラメータを用いて前記適応フィルタの係数を更新するフィルタ係数更新部と、
前記第一コンプレッサに入力される前の前記第一参照信号を用いて前記ステップサイズパラメータを調整するμ調整部と、
前記移動体装置に取り付けられた第二参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第二参照信号が入力される第二参照信号入力部と、
前記第二参照信号入力部に入力される前記第二参照信号であって、第二閾値以上の振幅を有する前記第二参照信号を圧縮して出力する第二コンプレッサとを備え、
前記第一コンプレッサに第一圧縮率で圧縮されるべき前記第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号が入力され、かつ、前記第二コンプレッサに第二圧縮率で圧縮されるべき前記第二閾値以上の振幅を有する前記第二参照信号が入力されている場合、前記第一コンプレッサの圧縮率及び前記第二コンプレッサの圧縮率はいずれも、前記第一圧縮率及び前記第二圧縮率のうち高いほうの圧縮率と同一である
能動騒音低減装置。 - 移動体装置内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置であって、
前記移動体装置に取り付けられた第一参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第一参照信号が入力される第一参照信号入力部と、
前記第一参照信号入力部に入力される、第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力する第一コンプレッサと、
前記第一コンプレッサから出力される前記第一参照信号に適応フィルタを適用することにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する適応フィルタ部と、
生成された前記キャンセル信号が出力されるキャンセル信号出力部と、
ステップサイズパラメータを用いて前記適応フィルタの係数を更新するフィルタ係数更新部と、
前記第一コンプレッサに入力される前の前記第一参照信号を用いて前記ステップサイズパラメータを調整するμ調整部と、
前記キャンセル音と前記騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号が入力される誤差信号入力部と、
前記誤差信号入力部に入力される前記誤差信号であって、第三閾値以上の振幅を有する前記誤差信号を圧縮して出力する第三コンプレッサと、
前記キャンセル信号出力部から前記誤差信号入力部までの音響伝達特性を模擬した模擬伝達特性で、前記第一参照信号を補正した濾波参照信号を生成する模擬音響伝達特性フィルタ部とを備え、
前記フィルタ係数更新部は、前記ステップサイズパラメータ、前記第三コンプレッサから出力される前記誤差信号、及び、前記濾波参照信号を用いて前記適応フィルタの係数を更新する
能動騒音低減装置。 - 前記第一コンプレッサは、前記第三コンプレッサが前記第三閾値以上の振幅を有する前記誤差信号を圧縮して出力しているときに、前記第三コンプレッサと同じ圧縮率で前記第一閾値未満の前記第一参照信号を圧縮して出力し、
前記第三コンプレッサは、前記第一コンプレッサが前記第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力しているときに、前記第一コンプレッサと同じ圧縮率で前記第三閾値未満の前記誤差信号を圧縮して出力する
請求項3に記載の能動騒音低減装置。 - 前記第一コンプレッサに第一圧縮率で圧縮されるべき前記第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号が入力され、かつ、前記第三コンプレッサに第三圧縮率で圧縮されるべき前記第三閾値以上の振幅を有する前記誤差信号が入力されている場合、前記第一コンプレッサの圧縮率及び前記第三コンプレッサの圧縮率はいずれも、前記第一圧縮率及び前記第三圧縮率のうち高いほうの圧縮率と同一である
請求項3に記載の能動騒音低減装置。 - 移動体装置内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置であって、
前記移動体装置に取り付けられた第一参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第一参照信号が入力される第一参照信号入力部と、
前記第一参照信号入力部に入力される、第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力する第一コンプレッサと、
前記第一コンプレッサから出力される前記第一参照信号に適応フィルタを適用することにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する適応フィルタ部と、
生成された前記キャンセル信号が出力されるキャンセル信号出力部と、
ステップサイズパラメータを用いて前記適応フィルタの係数を更新するフィルタ係数更新部と、
前記第一コンプレッサに入力される前の前記第一参照信号を用いて前記ステップサイズパラメータを調整するμ調整部と、
前記キャンセル音と前記騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号が入力される誤差信号入力部と、
前記誤差信号の振幅に無関係に、前記第一コンプレッサが前記第一参照信号を圧縮しているときに、前記誤差信号入力部に入力される前記誤差信号を第一コンプレッサと同じ圧縮率で圧縮して出力する第三コンプレッサと、
前記キャンセル信号出力部から前記誤差信号入力部までの音響伝達特性を模擬した模擬伝達特性で、前記第一参照信号を補正した濾波参照信号を生成する模擬音響伝達特性フィルタ部とを備え、
前記フィルタ係数更新部は、前記ステップサイズパラメータ、前記第三コンプレッサから出力される前記誤差信号、及び、前記濾波参照信号を用いて前記適応フィルタの係数を更新する
能動騒音低減装置。 - さらに、
前記キャンセル音と前記騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号が入力される誤差信号入力部と、
前記第一参照信号入力部に入力され、かつ、前記第一コンプレッサに入力される前の前記第一参照信号を、前記キャンセル信号出力部から前記誤差信号入力部までの音響伝達特性を模擬した模擬伝達特性で補正した濾波参照信号を生成する模擬音響伝達特性フィルタ部とを備え、
前記フィルタ係数更新部は、前記ステップサイズパラメータ、前記誤差信号、及び、前記濾波参照信号を用いて前記適応フィルタの係数を更新する
請求項1に記載の能動騒音低減装置。 - 前記μ調整部は、前記ステップサイズパラメータを、前記第一コンプレッサに入力される前の前記第一参照信号の振幅の所定期間における二乗平均値の逆数に比例する値に設定する
請求項1~7のいずれか1項に記載の能動騒音低減装置。 - 移動体装置内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置であって、
前記移動体装置に取り付けられた第一参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第一参照信号が入力される第一参照信号入力部と、
前記第一参照信号入力部に入力される、第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力する第一コンプレッサと、
前記第一コンプレッサから出力される前記第一参照信号に適応フィルタを適用することにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する適応フィルタ部と、
生成された前記キャンセル信号が出力されるキャンセル信号出力部と、
ステップサイズパラメータを用いて前記適応フィルタの係数を更新するフィルタ係数更新部と、
前記第一コンプレッサに入力される前の前記第一参照信号を用いて前記ステップサイズパラメータを調整するμ調整部とを備え、
前記フィルタ係数更新部は、前記第一コンプレッサから圧縮された前記第一参照信号が出力されているときに前記適応フィルタの係数の更新を停止する
能動騒音低減装置。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の能動騒音低減装置と、
前記第一参照信号源とを備える
移動体装置。 - 移動体装置内の空間における騒音を低減する能動騒音低減方法であって、
前記移動体装置に取り付けられた第一参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第一参照信号であって、第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力する第一ステップと、
前記第一ステップにおいて出力される前記第一参照信号に適応フィルタを適用することにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する第二ステップと、
ステップサイズパラメータを用いて前記適応フィルタの係数を更新する第三ステップと、
圧縮される前の前記第一参照信号を用いて前記ステップサイズパラメータを調整する第四ステップと、
前記移動体装置に取り付けられた第二参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第二参照信号であって、第二閾値以上の振幅を有する前記第二参照信号を圧縮して出力する第五ステップとを含み、
前記第一ステップにおいては、前記第五ステップにおいて前記第二閾値以上の振幅を有する前記第二参照信号を圧縮して出力しているときに、前記第五ステップと同じ圧縮率で前記第一閾値未満の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力し、
前記第五ステップにおいては、前記第一ステップにおいて前記第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力しているときに、前記第一ステップと同じ圧縮率で前記第二閾値未満の振幅を有する前記第二参照信号を圧縮して出力する
能動騒音低減方法。 - 移動体装置内の空間における騒音を低減する能動騒音低減方法であって、
前記移動体装置に取り付けられた第一参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第一参照信号であって、第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号を圧縮して出力する第一ステップと、
前記第一ステップにおいて出力される前記第一参照信号に適応フィルタを適用することにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する第二ステップと、
ステップサイズパラメータを用いて前記適応フィルタの係数を更新する第三ステップと、
圧縮される前の前記第一参照信号を用いて前記ステップサイズパラメータを調整する第四ステップと、
前記移動体装置に取り付けられた第二参照信号源によって出力される、前記騒音と相関を有する第二参照信号が入力される第二参照信号であって、第二閾値以上の振幅を有する前記第二参照信号を圧縮して出力する第五ステップとを含み、
前記第一ステップにおいて第一圧縮率で圧縮されるべき前記第一閾値以上の振幅を有する前記第一参照信号が入力され、かつ、前記第五ステップにおいて第二圧縮率で圧縮されるべき前記第二閾値以上の振幅を有する前記第二参照信号が入力されている場合、前記第一ステップにおける圧縮率及び前記第五ステップにおける圧縮率はいずれも、前記第一圧縮率及び前記第二圧縮率のうち高いほうの圧縮率と同一である
能動騒音低減方法。
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