JP7417936B2 - 能動騒音低減装置および能動騒音低減方法 - Google Patents

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Description

本開示は、騒音にキャンセル音を干渉させることでその騒音を能動的に低減する装置および方法などに関する。
従来、騒音と相関を有する参照信号と、所定空間内の残留音に基づく誤差信号とを用いてキャンセル音源から騒音を打ち消すためのキャンセル音を出力することにより、騒音を能動的に低減する能動騒音低減装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。能動騒音低減装置は、誤差信号の二乗和が最小になるように、適応フィルタを用いてキャンセル音を出力するためのキャンセル信号を生成する。
国際公開第２０１４／００６８４６号
しかしながら、上記特許文献１の能動騒音低減装置では、キャンセル音を出力するためのキャンセル音源であるスピーカが能動騒音低減装置に適切な極性で接続されていないことがある。そのために、そのスピーカから出力される音によって、低減すべき騒音がかえって増幅してしまう可能性がある。
そこで、本開示は、騒音を低減できない事象の発生を適切に抑制することができる能動騒音低減装置を提供する。
本開示の一態様に係る能動騒音低減装置は、騒音を低減する能動騒音低減装置であって、インパルス状信号を生成するインパルス状信号生成部と、前記騒音の低減に用いられるスピーカに、前記インパルス状信号を出力するための信号出力部と、マイクによる収音によって前記マイクから出力されるマイク信号から、立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する信号検出部と、検出された前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのピーク値に基づいて、前記スピーカが前記信号出力部に接続されているか否かを判定する接続判定部と、前記スピーカが接続されていると判定された場合、前記インパルス状信号を基準とする、前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのタイミングに基づいて、前記スピーカと前記信号出力部との接続極性を判定する極性判定部と、を備える。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。また、記録媒体は、非一時的な記録媒体であってもよい。
本開示は、騒音を低減できない事象の発生を適切に抑制することができる能動騒音低減装置などを提供する。
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施の形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
図１は、実施の形態における能動騒音低減装置を備える車両を上側から見た模式図である。 図２は、実施の形態におけ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。 図３は、実施の形態におけるスピーカ極性判定部の機能構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態におけるインパルス状信号およびマイク信号の一例を示す図である。 図５は、実施の形態におけるスピーカ極性判定部の処理動作を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態における能動騒音低減装置の処理動作を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態の変形例における複数のマイクが能動騒音低減装置に接続される構成の一例を示す図である。
本開示の一態様に係る能動騒音低減装置は、騒音を低減する能動騒音低減装置であって、インパルス状信号を生成するインパルス状信号生成部と、前記騒音の低減に用いられるスピーカに、前記インパルス状信号を出力するための信号出力部と、マイクによる収音によって前記マイクから出力されるマイク信号から、立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する信号検出部と、検出された前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのピーク値に基づいて、前記スピーカが前記信号出力部に接続されているか否かを判定する接続判定部と、前記スピーカが接続されていると判定された場合、前記インパルス状信号を基準とする、前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのタイミングに基づいて、前記スピーカと前記信号出力部との接続極性を判定する極性判定部と、を備える。
これにより、スピーカが能動騒音低減装置の信号出力部に接続されているか否かが判定されるため、スピーカが能動騒音低減装置に接続されていないために騒音を低減することができない事象の発生を抑制することができる。さらに、スピーカが能動騒音低減装置に接続されている場合には、スピーカの接続極性が判定されるため、スピーカの接続極性が逆接続極性であるために騒音がかえって増幅してしまう事象の発生を抑制することができる。また、マイク信号から検出された立ち上がり信号および立ち下がりの何れか一方のみではなく、双方のタイミングに基づいて、スピーカの接続極性の判定が行われる。これにより、接続極性を誤って判定してしまう可能性を抑えることができる。
また、前記極性判定部は、前記インパルス状信号の出力開始に応じた第１タイミングと、前記インパルス状信号の出力停止に応じた第２タイミングとのそれぞれで、前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のうちの何れの信号が生じているかによって、前記スピーカの接続極性を判定してもよい。例えば、前記極性判定部は、前記第１タイミングで前記立ち上がり信号が生じ、かつ、前記第２タイミングで前記立ち下がり信号が生じている場合に、前記接続極性が正接続極性であると判定してもよい。
これにより、接続極性が正しいか否かを適切に判定することができる。
また、前記信号検出部は、前記スピーカと前記マイクとの間の距離と、前記インパルス状信号の出力のタイミングとに応じて設定される、判定開始タイミングと判定終了タイミングとの間の判定期間において、前記マイク信号から前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号を検出してもよい。
これにより、判定開始タイミングから判定終了タイミングまでの判定期間において、立ち上がり信号および立ち下がり信号が検出されるため、その判定期間以外では、その立ち上がり信号および立ち下がり信号の検出を停止させることができる。その結果、判定期間では、スピーカの接続および接続極性の判定を行い、判定期間以外では、スピーカの接続および接続極性の判定を省くことができる。また、上述の判定期間は、スピーカとマイクとの間の距離と、インパルス状信号の出力のタイミングとに応じて設定されるため、その判定期間では、インパルス状信号に応じてスピーカから出力される音がマイクで収音されている可能性が高い。したがって、上述のように、判定期間以外における判定を省くことによって、スピーカの接続および接続極性を誤って判定してしまう可能性をさらに抑えることができる。
また、前記接続判定部は、前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれの前記ピーク値の絶対値が閾値以上である場合に、前記スピーカが接続されていると判定してもよい。
これにより、立ち上がり信号および立ち下がり信号のそれぞれのピーク値の絶対値が閾値未満であれば、スピーカが接続されていないと判定され、そのスピーカの接続極性の判定を省くことができる。つまり、インパルス状信号に応じてスピーカから出力される音ではなく、暗騒音に基づいて、スピーカの接続極性が誤って判定されることを抑えることができる。
また、前記能動騒音低減装置は、さらに、キャンセル信号を生成して前記信号出力部に出力するキャンセル信号生成部を備え、前記キャンセル信号生成部は、前記極性判定部によって前記接続極性が逆接続極性であると判定される場合には、生成される前記キャンセル信号の位相を反転させることによって、前記騒音を低減するためのキャンセル音を前記スピーカから出力させてもよい。
これにより、スピーカの接続極性が逆接続極性である場合には、キャンセル信号の位相が反転される。つまり、逆相のキャンセル信号が生成され、その逆相のキャンセル信号に応じてスピーカから出力されるキャンセル音によって、騒音が低減される。したがって、スピーカと能動騒音低減装置の信号出力部との間の結線を作業者が手作業で直して、スピーカの接続極性を正接続極性に設定する手間を省くことができる。
また、前記能動騒音低減装置に複数のマイクが接続されている場合、前記極性判定部は、前記複数のマイクのうち、前記スピーカに最も近いマイクのマイク信号から検出された前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのタイミングに基づいて、前記スピーカと前記信号出力部との接続極性を判定してもよい。
これにより、スピーカに最も近いマイクがスピーカの接続極性の判定に用いられるため、その接続極性の判定精度の向上を図ることができる。
また、前記信号検出部は、前記複数のマイクのそれぞれから出力されるマイク信号から立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出してもよい。このとき、前記能動騒音低減装置は、さらに、前記複数のマイクのそれぞれにおける前記立ち上がり信号のタイミングおよび前記立ち下がり信号のタイミングと、前記インパルス状信号の出力のタイミングとに基づいて、前記複数のマイクが所定の順序で前記能動騒音低減装置に接続されているか否かを判定する接続順序判定部を備えてもよい。
これにより、複数のマイクが誤った順序で能動騒音低減装置に接続されているか否かを適切に判定することができる。その結果、例えば、複数のマイクが誤った順で接続されている場合に、スピーカに最も近いマイクとは異なるマイクを用いて、スピーカの接続極性を判定してしまうことを抑えることができる。
また、能動騒音低減装置は、車両に搭載されてもよい。
これにより、車両の内部空間における騒音を低減することができない事象の発生を抑制することができる。
また、本開示の他の態様に係る能動騒音低減装置は、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参照信号源から、前記騒音と相関を有する参照信号が入力される参照信号入力部と、前記参照信号入力部に入力される前記参照信号に適応フィルタを適用することによって、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、生成された前記キャンセル信号をスピーカに出力するための信号出力部と、前記スピーカと前記信号出力部との接続極性が正接続極性であるか逆接続極性であるかを判定するスピーカ極性判定部とを備え、前記キャンセル信号生成部は、前記スピーカ極性判定部によって前記接続極性が逆接続極性であると判定される場合には、生成される前記キャンセル信号の位相を反転させることによって、前記騒音を低減するためのキャンセル音を前記スピーカから出力させる。
これにより、スピーカの接続極性が逆接続極性である場合には、キャンセル信号の位相が反転される。つまり、逆相のキャンセル信号が生成され、その逆相のキャンセル信号に応じてスピーカから出力されるキャンセル音によって、騒音が低減される。したがって、騒音を低減できない事象の発生を適切に抑制することができる。さらに、スピーカと能動騒音低減装置の信号出力部との間の結線を作業者が手作業で直して、スピーカの接続極性を正接続極性に設定する手間を省くことができる。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
（実施の形態）
［能動騒音低減装置を備える車両の構成］
図１は、本実施の形態における能動騒音低減装置を備える車両を上側から見た模式図である。
車両５０は、移動体装置の一例であって、能動騒音低減装置１０と、参照信号源５１と、スピーカ５２と、マイク５３と、車両本体５４とを備える。車両５０は、具体的には、自動車であるが、特に限定されない。
参照信号源５１は、車両５０の車室内の空間５５における騒音と相関を有する参照信号を出力するトランスデューサである。本実施の形態では、参照信号源５１は、加速度センサであり、空間５５外に配置される。具体的には、参照信号源５１は、左前輪付近のサブフレーム（または、左前輪のタイヤハウス）に取り付けられる。なお、参照信号源５１の取り付け位置は、特に限定されない。また、参照信号源５１は、マイクロフォンであってもよい。
スピーカ５２は、キャンセル信号を用いてキャンセル音を空間５５に出力する。なお、スピーカ５２は、車両５０の一部の構造体（例えば、サンルーフなど）と、アクチュエータ等の駆動機構とを備え、その駆動機構による構造体への加振によって、キャンセル音を出力してもよい。また、本実施の形態では、スピーカ５２の数は１つであるが、その数は１つに限定されることなく、複数であってもよい。また、スピーカ５２の取り付け位置は特に限定されない。
マイク５３は、空間５５における音を収音し、その収音結果に応じたマイク信号を出力する。例えば、マイク５３は、空間５５において騒音とキャンセル音とが干渉することによって得られる残留音を検出し、その残留音に基づく誤差信号をマイク信号として出力する。なお、マイク５３は、例えばヘッドライナーなどに設置される。また、本実施の形態では、マイク５３の数は１つであるが、その数は１つに限定されることなく、複数であってもよい。
車両本体５４は、車両５０のシャーシおよびボディなどによって構成される構造体である。車両本体５４は、スピーカ５２およびマイク５３が配置される空間５５（車室内空間）を形成する。
能動騒音低減装置１０は、車両５０に搭載される。このような、能動騒音低減装置１０は、参照信号源５１から出力される参照信号と、マイク５３から出力されるマイク信号とに基づいて、上述のキャンセル信号を生成し、そのキャンセル信号をスピーカ５２に出力する。これにより、スピーカ５２からはキャンセル音が空間５５に出力される。その結果、空間５５における騒音を低減することができる。また、本実施の形態における能動騒音低減装置１０では、後述のように、スピーカ５２の接続極性が判定されるため、車両５０の空間５５における騒音を低減することができない事象の発生を抑制することができる。
［能動騒音低減装置の構成］
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。
能動騒音低減装置１０は、図２に示すように、参照信号入力端子１１と、信号出力端子１２と、マイク信号入力端子１３と、キャンセル信号生成部１５と、模擬音響伝達特性フィルタ部１６と、フィルタ係数更新部１７と、記憶部１８と、スピーカ極性判定部２０とを備える。
キャンセル信号生成部１５、模擬音響伝達特性フィルタ部１６、フィルタ係数更新部１７、およびスピーカ極性判定部２０のそれぞれの構成要素は、例えば、ハードウェアおよびソフトウェアによって実現されてもよい。つまり、これらの構成要素は、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサまたはマイクロコンピュータがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。または、これらの構成要素は、専用の回路などのハードウェアによって実現されてもよい。
参照信号入力端子１１には、参照信号源５１から騒音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は、参照信号入力部の一例であって、具体的には、金属等により形成される端子である。参照信号入力端子１１に入力された参照信号は、キャンセル信号生成部１５および模擬音響伝達特性フィルタ部１６に出力される。
キャンセル信号生成部１５は、参照信号入力端子１１に入力される参照信号に適応フィルタを適用（すなわち乗算）することにより、キャンセル信号を生成する。キャンセル信号生成部１５は、いわゆるＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタまたはＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタによって実現される。キャンセル信号生成部１５は、生成したキャンセル信号を信号出力端子１２に出力する。キャンセル信号は、騒音Ｎ０を低減するためのキャンセル音Ｎ１のスピーカ５２からの出力に用いられる。
信号出力端子１２は、信号出力部の一例であって、金属等により形成される端子である。信号出力端子１２は、キャンセル信号生成部１５によって生成されたキャンセル信号をスピーカ５２に出力するための端子である。信号出力端子１２には、スピーカ５２が接続される。このため、キャンセル信号は、信号出力端子１２を介してスピーカ５２に出力される。スピーカ５２は、キャンセル信号に基づいてキャンセル音Ｎ１を出力する。
マイク５３は、収音によって残留音を検出し、その残留音に対応する誤差信号をマイク信号として出力する。残留音は、キャンセル信号に応じてスピーカ５２から発生されるキャンセル音Ｎ１と騒音Ｎ０との干渉によって生じる音である。
マイク信号入力端子１３には、誤差信号がマイク信号として入力される。マイク信号入力端子１３は、金属等により形成される端子である。
模擬音響伝達特性フィルタ部１６は、信号出力端子１２からマイク信号入力端子１３までの音響伝達特性を模擬した模擬伝達特性で参照信号を補正した濾波参照信号を生成する。模擬伝達特性は、スピーカ５２の位置からマイク５３の位置までの音響伝達特性を模擬したものである。模擬伝達特性は、例えば、あらかじめ空間５５において実測され、記憶部１８に記憶される。なお、模擬伝達特性は、あらかじめ定めた値を使用しないアルゴリズムによって定められてもよい。
記憶部１８は、模擬伝達特性が記憶される記憶装置である。記憶部１８は、具体的には、半導体メモリなどによって実現される。なお、キャンセル信号生成部１５、模擬音響伝達特性フィルタ部１６、およびフィルタ係数更新部１７がＤＳＰなどのプロセッサによって実現される場合、記憶部１８には、プロセッサによって実行される制御プログラムも記憶されていてもよい。記憶部１８には、キャンセル信号生成部１５、模擬音響伝達特性フィルタ部１６、およびフィルタ係数更新部１７が行う信号処理に用いられるパラメータが記憶されていてもよい。
フィルタ係数更新部１７は、誤差信号と、生成された濾波参照信号とに基づいて、適応フィルタの係数Ｗを逐次更新する。具体的には、フィルタ係数更新部１７は、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）法を用いて、誤差信号の二乗和が最小になるように適応フィルタの係数Ｗを算出し、算出した適応フィルタの係数をキャンセル信号生成部１５に出力する。
スピーカ極性判定部２０は、スピーカ５２の接続極性を判定する。つまり、スピーカ極性判定部２０は、スピーカ５２と信号出力端子１２との接続極性が正接続極性であるか逆接続極性であるかを判定する。接続極性は、スピーカ５２が接続している信号出力端子１２の極性である。正接続極性は、スピーカ５２が信号出力端子１２の正極および負極に正しく接続されている状態である。一方、逆接続極性は、スピーカ５２が、正接続極性とは逆に、信号出力端子１２の正極および負極に接続されている状態である。
具体的には、スピーカ極性判定部２０は、信号出力端子１２を介して信号をスピーカ５２に出力し、それによってスピーカ５２から音を出力させる。このとき、スピーカ極性判定部２０は、マイク５３による収音によってそのマイク５３から出力されるマイク信号を、マイク信号入力端子１３を介して受信する。そして、スピーカ極性判定部２０は、そのマイク信号を用いて、スピーカ５２の接続極性を判定する。
接続極性が逆接続極性である場合には、キャンセル信号生成部１５によって生成されるキャンセル信号をスピーカ５２に出力しても、そのスピーカ５２から出力される音によって、上述の騒音を低減することができず、かえって騒音を増加させてしまう。そこで、本実施の形態におけるスピーカ極性判定部２０は、接続極性が逆接続極性であると判定すると、そのキャンセル信号の位相の反転をキャンセル信号生成部１５に指示する。
キャンセル信号生成部１５は、スピーカ極性判定部２０からその指示を受けると、生成されるキャンセル信号の位相を反転させ、その位相が反転されたキャンセル信号を信号出力端子１２に出力する。つまり、本実施の形態におけるキャンセル信号生成部１５は、スピーカ極性判定部２０によって接続極性が逆接続極性であると判定される場合には、生成されるキャンセル信号の位相を反転させることによって、騒音を低減するためのキャンセル音をスピーカ５２から出力させる。
したがって、本実施の形態では、スピーカ５２の接続極性が逆接続極性である場合には、キャンセル信号の位相が反転される。つまり、逆相のキャンセル信号が生成され、その逆相のキャンセル信号に応じてスピーカ５２から出力されるキャンセル音によって、騒音が低減される。したがって、スピーカ５２と能動騒音低減装置１０の信号出力端子１２との間の結線を作業者が手作業で直して、スピーカ５２の接続極性を正接続極性に設定する手間を省くことができる。
［スピーカ極性判定部の構成］
図３は、スピーカ極性判定部２０の機能構成を示すブロック図である。
スピーカ極性判定部２０は、インパルス状信号生成部２１と、信号検出部２３と、接続判定部２４と、極性判定部２５とを備える。
インパルス状信号生成部２１は、インパルス状信号を生成する。インパルス状信号は、例えば１００ｍｓｅｃの間にＨｉｇｈの電圧値を示す矩形波である。インパルス状信号生成部２１は、このようなインパルス状信号を、上述の騒音の低減に用いられるスピーカ５２に信号出力端子１２を介して出力するための信号出力処理を行う。ここでは、信号出力端子１２は、騒音の低減に用いられるスピーカ５２に、インパルス状信号を出力するために用いられる。
さらに、インパルス状信号生成部２１は、そのインパルス状信号を信号出力端子１２に出力するときには、同時に、信号検出部２３および極性判定部２５のそれぞれにもそのインパルス状信号を出力する。
スピーカ５２は、そのインパルス状信号をインパルス状信号生成部２１から信号出力端子１２を介して受信すると、そのインパルス状信号に応じた音を出力する。
マイク５３は、収音を行い、その収音結果に応じたマイク信号を、マイク信号入力端子１３を介してスピーカ極性判定部２０に出力する。つまり、インパルス状信号に応じた音がマイク５３によって収音されれば、その音に応じたマイク信号がスピーカ極性判定部２０に出力される。
信号検出部２３は、マイク５３からマイク信号入力端子１３を介してそのマイク信号を受信し、そのマイク信号から立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する。つまり、信号検出部２３は、マイク５３による収音によってそのマイク５３から出力されるマイク信号から、立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する。具体的には、信号検出部２３は、立ち上がり検出部２３ａおよび立ち下がり検出部２３ｂを備える。立ち上がり検出部２３ａは、マイク信号から立ち上がり信号を検出し、立ち下がり検出部２３ｂは、マイク信号から立ち下がり信号を検出する。
接続判定部２４は、検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号のそれぞれのピーク値に基づいて、スピーカ５２が信号出力端子１２に接続されているか否かを判定する。
極性判定部２５は、接続判定部２４によってスピーカ５２が接続されていると判定された場合、インパルス状信号を基準とする、立ち上がり信号および立ち下がり信号のそれぞれのタイミングに基づいて、スピーカ５２と信号出力端子１２との接続極性を判定する。
［各信号の例］
図４は、インパルス状信号およびマイク信号の一例を示す図である。具体的には、図４の（ａ）は、インパルス状信号の一例を示し、図４の（ｂ）は、スピーカ５２の接続極性が正接続極性である場合のマイク信号の一例を示し、図４の（ｃ）は、スピーカ５２の接続極性が逆接続極性である場合のマイク信号の一例を示す。
インパルス状信号生成部２１は、図４の（ａ）に示すように、例えば時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間においてインパルス状信号を生成して、信号出力端子１２に出力する。
マイク５３は、スピーカ５２が信号出力端子１２に接続され、かつ、そのスピーカ５２の接続極性が正接続極性であれば、図４の（ａ）に示すインパルス状信号に応じて、図４の（ｂ）に示すマイク信号を出力する。
信号検出部２３は、マイク信号入力端子１３を介してマイク信号を受信すると、判定期間を設定し、その判定期間において、マイク信号から立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する。具体的には、信号検出部２３は、スピーカ５２とマイク５３との間の距離と、インパルス状信号の出力のタイミングとに応じて設定される、判定開始タイミングと判定終了タイミングとの間の判定期間において、マイク信号から立ち上がり信号および前記立ち下がり信号を検出する。
例えば、信号検出部２３は、図４の（ａ）に示すインパルス状信号の出力開始の時刻ｔ０を判定開始タイミングに決定し、インパルス状信号の出力停止の時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２を判定終了タイミングに決定することによって、上述の判定期間を設定する。例えば、時刻ｔ１と時刻ｔ２と間の時間は、スピーカ５２とマイク５３との間の距離を音速で除算することによって得られる時間であってもよく、その除算によって得られる時間に、予め定められた時間を加算することによって得られる時間であってもよい。例えば、インパルス状信号の出力時間が１００ｍｓｅｃである場合、判定期間は１２０ｍｓｅｃであってもよい。なお、判定期間は、インパルス状信号の出力開始のタイミングに対応する第１判定期間と、インパルス状信号の出力停止のタイミングに対応する第２判定期間とから構成されていてもよい。第１判定期間は、時刻ｔ０～（時刻ｔ０＋（時刻ｔ２－時刻ｔ１）＋α）の期間であってもよく、第２判定期間は、時刻ｔ１～（時刻ｔ２＋α）の期間であってもよい。αは、０であってもよく、予め定められた時間であってもよい。
信号検出部２３の立ち上がり検出部２３ａは、その判定期間において立ち上がり信号を検出し、立ち下がり検出部２３ｂは、その判定期間において立ち下がり信号を検出する。
接続判定部２４は、信号検出部２３によって検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号のそれぞれのピーク値の絶対値が閾値以上である場合に、スピーカ５２が接続されていると判定する。例えば、図４の（ｂ）および（ｃ）のそれぞれによって示されるマイク信号では、上述の判定期間において検出された立ち上がり信号のピーク値は、Ｔｈ以上である。また、その判定期間において検出された立ち下がり信号のピーク値は、－Ｔｈ以下である。したがって、図４の（ｂ）および（ｃ）に示す例では、接続判定部２４は、検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号のそれぞれのピーク値の絶対値が閾値Ｔｈ以上であるため、スピーカ５２が信号出力端子１２に接続されていると判定する。
極性判定部２５は、インパルス状信号の出力開始に応じた第１タイミングと、そのインパルス状信号の出力停止に応じた第２タイミングとのそれぞれで、立ち上がり信号および立ち下がり信号のうちの何れの信号が生じているかによって、スピーカ５２の接続極性を判定する。第１タイミングは、図４に示す例では、インパルス状信号の出力開始の時刻ｔ０に応じたタイミングである。例えば、第１タイミングは、スピーカ５２とマイク５３との間の距離を音速で除算することによって得られる時間だけ、時刻ｔ０から遅れたタイミングであってもよい。第２タイミングは、図４に示す例では、インパルス状信号の出力停止の時刻ｔ１に応じたタイミングである。例えば、第２タイミングは、スピーカ５２とマイク５３との間の距離を音速で除算することによって得られる時間だけ、時刻ｔ１から遅れたタイミングであってもよい。言い換えれば、極性判定部２５は、インパルス状信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジのそれぞれのタイミングで、立ち上がり信号および立ち下がり信号の何れが生じているかによって、スピーカ５２の接続極性を判定する。
例えば、極性判定部２５は、図４の（ｂ）に示すように、第１タイミングで立ち上がり信号が生じ、かつ、第２タイミングで立ち下がり信号が生じている場合に、接続極性が正接続極性であると判定する。また、極性判定部２５は、図４の（ｃ）に示すように、第１タイミングで立ち下がり信号が生じ、かつ、第２タイミングで立ち上がり信号が生じている場合に、接続極性が逆接続極性であると判定する。これにより、接続極性が正しいか否かを適切に判定することができる。
この図４に示す例のように、本実施の形態では、判定開始タイミングから判定終了タイミングまでの判定期間において、立ち上がり信号および立ち下がり信号が検出されるため、その判定期間以外では、その立ち上がり信号および立ち下がり信号の検出を停止させることができる。その結果、判定期間では、スピーカ５２の接続および接続極性の判定を行い、判定期間以外では、スピーカ５２の接続および接続極性の判定を省くことができる。また、上述の判定期間は、スピーカ５２とマイク５３との間の距離と、インパルス状信号の出力のタイミングとに応じて設定されるため、その判定期間では、インパルス状信号に応じてスピーカ５２から出力される音がマイクで収音されている可能性が高い。したがって、判定期間以外における判定を省くことによって、スピーカ５２の接続および接続極性を誤って判定してしまう可能性をさらに抑えることができる。また、上述のように、本実施の形態では、立ち上がり信号および立ち下がり信号のそれぞれのピーク値の絶対値が閾値以上であれば、スピーカ５２が接続されていると判定される。一方、そのピーク値の絶対値が閾値未満であれば、スピーカ５２が接続されていないと判定され、そのスピーカ５２の接続極性の判定を省くことができる。つまり、インパルス状信号に応じてスピーカ５２から出力される音ではなく、暗騒音に基づいて、スピーカ５２の接続極性が誤って判定されることを抑えることができる。
［処理動作］
図５は、本実施の形態におけるスピーカ極性判定部２０の処理動作を示すフローチャートである。
まず、スピーカ極性判定部２０のインパルス状信号生成部２１は、インパルス状信号を生成する（ステップＳ１）。
次に、インパルス状信号生成部２１は、その生成されたインパルス状信号を、騒音の低減に用いられるスピーカ５２に信号出力端子１２を介して出力するための信号出力処理を行う（ステップＳ２）。
次に、信号検出部２３は、マイク５３による収音によってマイク５３から出力されるマイク信号から、立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する（ステップＳ３）。
次に、接続判定部２４は、ステップＳ３で検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号のそれぞれのピーク値に基づいて、スピーカ５２が信号出力端子１２に接続されているか否かを判定する（ステップＳ４）。
ここで、スピーカ５２が接続されていないと判定された場合（ステップＳ４のＮｏ）、接続判定部２４は、エラー処理を行う（ステップＳ７）。エラー処理は、例えば、能動騒音低減装置１０の設置作業を行う作業者に、スピーカ５２が接続されていなことを、音声出力または画像表示によって報知するための処理であってもよい。また、図５に示す例では、接続判定部２４は、エラー処理を行うが、このようなエラー処理を行わなくてもよい。
一方、スピーカ５２が接続されていると判定された場合（ステップＳ４のＹｅｓ）、極性判定部２５は、上述のインパルス状信号を基準とする、立ち上がり信号および立ち下がり信号のそれぞれのタイミングに基づいて、スピーカ５２と信号出力端子１２との接続極性を判定する（ステップＳ５）。例えば、このステップＳ５では、極性判定部２５は、接続極性が逆接続極性であるか否かを判定する。
そして、極性判定部２５は、接続極性が逆接続極性であると判定すると（ステップＳ５のＹｅｓ）、キャンセル信号生成部１５に対して、そのキャンセル信号生成部１５において生成されるキャンセル信号の位相を反転させる（ステップＳ６）。
図６は、本実施の形態における能動騒音低減装置１０の処理動作を示すフローチャートである。
まず、スピーカ極性判定部２０は、騒音の低減に用いられるスピーカ５２と信号出力端子１２との接続極性が正接続極性であるか逆接続極性であるかを判定する（ステップＳ１１）。このとき、スピーカ極性判定部２０は、接続極性が逆接続極性であると判定すると、キャンセル信号の位相の反転をキャンセル信号生成部１５に指示する。
次に、キャンセル信号生成部１５は、車両５０に取り付けられた参照信号源５１から、騒音と相関を有する参照信号を取得する（ステップＳ１２）。
そして、キャンセル信号生成部１５は、取得された参照信号に適応フィルタを適用することによって、キャンセル信号を生成する（ステップＳ１３）。
さらに、キャンセル信号生成部１５は、スピーカ極性判定部２０から位相の反転の指示を受けているか否か、すなわち、スピーカ５２の接続極性が逆接続極性であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、キャンセル信号生成部１５は、位相の反転の指示を受けていると判定すると、すなわち、その接続極性が逆接続極性であると判定すると（ステップＳ１４のＹｅｓ）、ステップＳ１３で生成されたキャンセル信号の位相を反転させる（ステップＳ１５）。つまり、キャンセル信号生成部１５は、ステップＳ１１における接続極性の判定において、接続極性が逆接続極性であると判定される場合には、生成されたキャンセル信号の位相を反転させる。
そして、キャンセル信号生成部１５は、ステップＳ１３で生成されたキャンセル信号、または、ステップＳ１４で位相が判定されたキャンセル信号を、スピーカ５２に信号出力端子１２を介して出力する（ステップＳ１６）。これによって、キャンセル信号生成部１５は、騒音を低減するためのキャンセル音をスピーカ５２から出力させる。
［効果など］
以上のように、本実施の形態における能動騒音低減装置１０では、スピーカ５２が能動騒音低減装置１０の信号出力端子１２に接続されているか否かが判定されるため、スピーカ５２が能動騒音低減装置１０に接続されていないために騒音を低減することができない事象の発生を抑制することができる。さらに、スピーカ５２が能動騒音低減装置１０に接続されている場合には、スピーカ５２の接続極性が判定されるため、スピーカ５２の接続極性が逆接続極性であるために騒音がかえって増幅してしまう事象の発生を抑制することができる。また、マイク信号から検出された立ち上がり信号および立ち下がりの何れか一方のみではなく、双方のタイミングに基づいて、スピーカ５２の接続極性の判定が行われる。これにより、接続極性を誤って判定してしまう可能性を抑えることができる。
（変形例）
上記実施の形態では、車両５０は１つのマイク５３を備えているが、車両５０に搭載されるマイク５３の数は１つに限らず、複数であってもよい。複数のマイクが車両５０に搭載されている場合には、能動騒音低減装置１０およびスピーカ極性判定部２０は、その複数のマイクのそれぞれに接続されてもよい。
図７は、複数のマイクが能動騒音低減装置１０に接続される構成の一例を示す図である。
本変形例における能動騒音低減装置１０のマイク信号入力端子１３は、第１マイク信号入力端子１３ａと、第２マイク信号入力端子１３ｂと、第３マイク信号入力端子１３ｃとを含む。第１マイク信号入力端子１３ａ、第２マイク信号入力端子１３ｂ、および第３マイク信号入力端子１３ｃには３つのマイクが所定の順序で接続される。例えば、第１マイク信号入力端子１３ａには、スピーカ５２に最も近いマイクが接続され、第２マイク信号入力端子１３ｂには、スピーカ５２に２番目に近いマイクが接続され、第３マイク信号入力端子１３ｃには、スピーカ５２に３番目に近いマイクが接続される。これにより、能動騒音低減装置１０は、第１マイク信号入力端子１３ａと、第２マイク信号入力端子１３ｂ、および第３マイク信号入力端子１３ｃのそれぞれに入力されるマイク信号に応じたキャンセル音をスピーカ５２から出力させることができる。
本変形例におけるスピーカ極性判定部２０は、さらに、接続順序判定部２７を備える。また、スピーカ極性判定部２０は、上記実施の形態における信号検出部２３の代わりに、信号検出部２３０を備える。信号検出部２３０は、第１信号検出部２３１と、第２信号検出部２３２と、第３信号検出部２３３とを備える。第１信号検出部２３１、第２信号検出部２３２、および第３信号検出部２３３のそれぞれは、上記実施の形態における信号検出部２３と同様の機能を有する。つまり、第１信号検出部２３１は、第１マイク信号入力端子１３ａに接続されているマイクから、その第１マイク信号入力端子１３ａを介してマイク信号を受信し、そのマイク信号から立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する。同様に、第２信号検出部２３２は、第２マイク信号入力端子１３ｂに接続されているマイクから、その第２マイク信号入力端子１３ｂを介してマイク信号を受信し、そのマイク信号から立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する。同様に、第３信号検出部２３３は、第３マイク信号入力端子１３ｃに接続されているマイクから、その第３マイク信号入力端子１３ｃを介してマイク信号を受信し、そのマイク信号から立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する。
接続判定部２４は、第１信号検出部２３１で検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号を用いて、スピーカ５２が信号出力端子１２に接続されているか否かを判定する。極性判定部２５も、第１信号検出部２３１で検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号を用いて、スピーカ５２と信号出力端子１２との接続極性を判定する。ここで、第１信号検出部２３１で検出される立ち上がり信号および立ち下がり信号は、第１マイク信号入力端子１３ａに接続されているマイク、すなわち、スピーカ５２に最も近いマイクから出力されるマイク信号の立ち上がり信号および立ち下がり信号である。
例えば、図７に示す例では、第１マイク信号入力端子１３ａには、スピーカ５２に最も近いマイクとしてマイク５３ａが接続され、第２マイク信号入力端子１３ｂには、スピーカ５２に２番目に近いマイクとしてマイク５３ｂが接続される。そして、第３マイク信号入力端子１３ｃには、スピーカ５２に３番目に近いマイクとしてマイク５３ｃが接続される。
したがって、能動騒音低減装置１０に３つのマイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃが上述のように接続されている場合、極性判定部２５は、３つのマイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃのうち、スピーカ５２に最も近いマイク５３ａのマイク信号から検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号のそれぞれのタイミングに基づいて、スピーカ５２と信号出力端子１２との接続極性を判定する。
このように、本変形例では、スピーカ５２の接続極性の判定に、そのスピーカ５２に最も近いマイク５３ａから出力されるマイク信号が用いられるため、その接続極性の判定精度の向上を図ることができる。
ここで、例えば、スピーカ５２に最も近いマイク５３ａではなく、他のマイク５３ｂまたは５３ｃが第１マイク信号入力端子１３ａに接続されている場合がある。このような場合には、上述の接続極性の高い判定精度の効果を得ることが難しい。
そこで、本変形例における接続順序判定部２７は、３のマイクが所定の順序で能動騒音低減装置１０に接続されているか否かを判定する。つまり、接続順序判定部２７は、スピーカ５２に最も近いマイク５３ａが第１マイク信号入力端子１３ａに接続され、スピーカ５２に２番目に近いマイク５３ｂが第２マイク信号入力端子１３ｂに接続され、スピーカ５２に３番目に近いマイク５３ｃが第３マイク信号入力端子１３ｃに接続されているか否かを判定する。
具体的には、複数のマイクとしてマイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃが能動騒音低減装置１０に接続されていれば、信号検出部２３０は、マイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃのそれぞれから出力されるマイク信号から立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する。このとき、信号検出部２３０は、第１信号検出部２３１、第２信号検出部２３２、および第３信号検出部２３３を用いる。
そして、接続順序判定部２７は、マイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃのそれぞれにおける立ち上がり信号のタイミングおよび立ち下がり信号のタイミングと、インパルス状信号の出力のタイミングとに基づいて、マイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃが所定の順序で能動騒音低減装置１０に接続されているか否かを判定する。
例えば、接続順序判定部２７は、第１信号検出部２３１で検出された、立ち上がり信号のタイミングおよび立ち下がり信号のタイミングのうちの早い方のタイミングと、インパルス状信号の出力開始のタイミングとの時間差を第１時間差として導出する。同様に、接続順序判定部２７は、第２信号検出部２３２で検出された、立ち上がり信号のタイミングおよび立ち下がり信号のタイミングのうちの早い方のタイミングと、インパルス状信号の出力開始のタイミングとの時間差を第２時間差として導出する。さらに、接続順序判定部２７は、第３信号検出部２３３で検出された、立ち上がり信号のタイミングおよび立ち下がり信号のタイミングのうちの早い方のタイミングと、インパルス状信号の出力開始のタイミングとの時間差を第３時間差として導出する。その結果、接続順序判定部２７は、第１時間差＜第２時間差＜第３時間差の関係が満たされていれば、マイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃが所定の順序で能動騒音低減装置１０に接続されていると判定する。つまり、接続順序判定部２７は、スピーカ５２に最も近いマイク５３ａが第１マイク信号入力端子１３ａに接続され、スピーカ５２に２番目に近いマイク５３ｂが第２マイク信号入力端子１３ｂに接続され、スピーカ５２に３番目に近いマイク５３ｃが第３マイク信号入力端子１３ｃに接続されていると判定する。一方、接続順序判定部２７は、第１時間差＜第２時間差＜第３時間差の関係が満たされていなければ、マイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃが所定の順序で能動騒音低減装置１０に接続されていないと判定する。
接続順序判定部２７は、その判定結果を接続判定部２４に通知してもよい。この場合、接続判定部２４は、３つのマイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃが所定の順序で能動騒音低減装置１０に接続されていれば、上述のように、第１信号検出部２３１によって検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号を用いて、スピーカ５２が信号出力端子１２に接続されているか否かを判定する。極性判定部２５も、第１信号検出部２３１で検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号を用いて、スピーカ５２と信号出力端子１２との接続極性を判定する。
一方、接続判定部２４は、３つのマイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃが所定の順序で能動騒音低減装置１０に接続されていなければ、第１信号検出部２３１によって検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号を用いた判定を行わない。極性判定部２５も、第１信号検出部２３１で検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号を用いた判定を行わない。または、接続判定部２４および極性判定部２５は、判定に用いられる立ち上がり信号および立ち下がり信号を切り替えてもよい。つまり、接続判定部２４および極性判定部２５は、スピーカ５２に最も近いマイクのマイク信号から検出された立ち上がり信号および立ち下がり信号を、第２信号検出部２３２または第３信号検出部２３３から取得し、それらの信号を用いて判定を行ってもよい。
このように、本変形例では、マイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃが誤った順序で能動騒音低減装置１０に接続されているか否かを適切に判定することができる。その結果、例えば、マイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃが誤った順で接続されている場合に、スピーカ５２に最も近いマイク５３ａとは異なるマイク５３ｂまたは５３ｃを用いて、スピーカ５２の接続極性を判定してしまうことを抑えることができる。
なお、図４に示す例では、能動騒音低減装置１０に接続される複数のマイクは、３つのマイク５３ａ、５３ｂおよび５３ｃであるが、その複数のマイクの数は３つに限らない。その複数のマイクの数は、２つ以上であれば、どのような数であってもよい。また、能動騒音低減装置１０は、接続される複数のマイクと同じ数だけマイク信号入力端子を備えればよい。
（その他の変形例）
以上、一つまたは複数の態様に係る能動騒音低減装置について、実施の形態およびその変形例に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態および変形例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態および変形例に施したものや、他の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれてもよい。
例えば、スピーカ極性判定部２０は、スピーカ５２の接続および接続極性の判定を繰り返し行うときには、インパルス状信号の信号出力処理を繰り返し実行する。ここで、そのインパルス状信号に応じた音がスピーカ５２から出力されると、インパルス状信号の出力が停止した後にも、マイク信号によって示される値が安定しない状態が続くことがある。したがって、スピーカ極性判定部２０は、上述のようにインパルス状信号の信号出力処理を繰り返し実行するときには、先のインパルス状信号の出力が停止したときから、安定化時間経過後に、後のインパルス状信号の信号出力処理を行う。この安定化時間は、例えば、１００～２００ｍｓである。これにより、スピーカ５２の接続および接続極性の判定が繰り返し行われるときにも、それぞれの判定を適切に行うことができる。
なお、上記実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記実施の形態のニューラルネットワーク最適化装置などを実現するソフトウェアプログラムは、コンピュータに、図５および図６のうちの少なくとも１つのフローチャートによって示される処理を実行させる。
なお、以下のような場合も本開示に含まれる。
（１）上記の少なくとも１つの装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。そのＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、上記の少なくとも１つの装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
（２）上記の少なくとも１つの装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Large Scale Integration：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
（３）上記の少なくとも１つの装置を構成する構成要素の一部または全部は、その装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
（４）本開示は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
また、本開示は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号であるとしてもよい。
また、本開示は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
本開示の能動騒音低減装置は、例えば、車室内の騒音を低減することができる装置として有用である。
１０ 能動騒音低減装置
１１ 参照信号入力端子
１２ 信号出力端子
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ マイク信号入力端子
１５ キャンセル信号生成部
１６ 模擬音響伝達特性フィルタ部
１７ フィルタ係数更新部
１８ 記憶部
２０ スピーカ極性判定部
２１ インパルス状信号生成部
２３ 信号検出部
２３ａ 立ち上がり検出部
２３ｂ 立ち下がり検出部
２４ 接続判定部
２５ 極性判定部
５０ 車両
５１ 参照信号源
５２ スピーカ
５３ マイク
５４ 車両本体
５５ 空間
Ｎ０ 騒音
Ｎ１ キャンセル音

Claims (10)

  1. 騒音を低減する能動騒音低減装置であって、
    インパルス状信号を生成するインパルス状信号生成部と、
    前記騒音の低減に用いられるスピーカに、前記インパルス状信号を出力するための信号出力部と、
    マイクによる収音によって前記マイクから出力されるマイク信号から、立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する信号検出部と、
    検出された前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのピーク値に基づいて、前記スピーカが前記信号出力部に接続されているか否かを判定する接続判定部と、
    前記スピーカが接続されていると判定された場合、前記インパルス状信号を基準とする、前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのタイミングに基づいて、前記スピーカと前記信号出力部との接続極性を判定する極性判定部と、
    キャンセル信号を生成して前記信号出力部に出力するキャンセル信号生成部とを備え、
    前記キャンセル信号生成部は、
    前記極性判定部によって前記接続極性が逆接続極性であると判定される場合には、生成される前記キャンセル信号の位相を反転させることによって、前記騒音を低減するためのキャンセル音を前記スピーカから出力させる、
    能動騒音低減装置。
  2. 前記極性判定部は、
    前記インパルス状信号の出力開始に応じた第１タイミングと、前記インパルス状信号の出力停止に応じた第２タイミングとのそれぞれで、前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のうちの何れの信号が生じているかによって、前記スピーカの接続極性を判定する、
    請求項１に記載の能動騒音低減装置。
  3. 前記極性判定部は、
    前記第１タイミングで前記立ち上がり信号が生じ、かつ、前記第２タイミングで前記立ち下がり信号が生じている場合に、前記接続極性が正接続極性であると判定する、
    請求項２に記載の能動騒音低減装置。
  4. 前記信号検出部は、
    前記スピーカと前記マイクとの間の距離と、前記インパルス状信号の出力のタイミングとに応じて設定される、判定開始タイミングと判定終了タイミングとの間の判定期間において、前記マイク信号から前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号を検出する、
    請求項１～３の何れか１項に記載の能動騒音低減装置。
  5. 前記接続判定部は、
    前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれの前記ピーク値の絶対値が閾値以上である場合に、前記スピーカが接続されていると判定する、
    請求項１～４の何れか１項に記載の能動騒音低減装置。
  6. 前記能動騒音低減装置に複数のマイクが接続されている場合、
    前記極性判定部は、前記複数のマイクのうち、前記スピーカに最も近いマイクのマイク信号から検出された前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのタイミングに基づいて、前記スピーカと前記信号出力部との接続極性を判定する、
    請求項１～５の何れか１項に記載の能動騒音低減装置。
  7. 前記信号検出部は、前記複数のマイクのそれぞれから出力されるマイク信号から立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出する、
    請求項６に記載の能動騒音低減装置。
  8. 前記能動騒音低減装置は、さらに、
    前記複数のマイクのそれぞれにおける前記立ち上がり信号のタイミングおよび前記立ち下がり信号のタイミングと、前記インパルス状信号の出力のタイミングとに基づいて、前記複数のマイクが所定の順序で前記能動騒音低減装置に接続されているか否かを判定する接続順序判定部を備える、
    請求項７に記載の能動騒音低減装置。
  9. 車両に搭載される、
    請求項１～８の何れか１項に記載の能動騒音低減装置。
  10. コンピュータが騒音を低減する能動騒音低減方法であって、
    インパルス状信号を生成し、
    前記インパルス状信号を、前記騒音の低減に用いられるスピーカに信号出力部を介して出力するための信号出力処理を行い、
    マイクによる収音によって前記マイクから出力されるマイク信号から、立ち上がり信号および立ち下がり信号を検出し、
    検出された前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのピーク値に基づいて、前記スピーカが前記信号出力部に接続されているか否かを判定し、
    前記スピーカが接続されていると判定された場合、前記インパルス状信号を基準とする、前記立ち上がり信号および前記立ち下がり信号のそれぞれのタイミングに基づいて、前記スピーカと前記信号出力部との接続極性を判定し、
    キャンセル信号を生成して前記信号出力部に出力し、
    前記キャンセル信号の生成および出力では、
    前記接続極性が逆接続極性であると判定される場合には、生成される前記キャンセル信号の位相を反転させることによって、前記騒音を低減するためのキャンセル音を前記スピーカから出力させる、
    能動騒音低減方法。
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