JPWO2012137448A1 - 能動騒音制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る能動騒音制御装置は、所望の制音対象領域内の制音対象音を相殺する能動騒音制御装置であって、波面制御信号に基づいて、制御音を出力する複数の制御音出力部と、前記複数の制御音出力部の夫々に対し、前記波面制御信号を出力する波面制御部とを備え、前記波面制御部は、前記複数の制御音出力部の夫々から出力される前記制御音の合成音が、予め設定された位置の仮想音源から前記制音対象領域に向けて出力されるように、且つ、前記制音対象領域で前記制音対象音が相殺されるように、前記波面制御信号を生成する。
本発明の実施の形態1に係る能動騒音制御装置について、図2A〜図11を基に説明する。
本実施の形態1における能動騒音制御装置の構成について、図3を基に説明する。ここで、図3は、実施の形態1における能動騒音制御装置10の概略構成例を示す概略ブロック図である。
次に、本実施の形態1における能動騒音制御装置10の動作について図5を基に説明する。ここで、図5は、騒音を発生する騒音源7と、騒音の同位相部を示す騒音波面7wと、音を検出する検出装置8と、能動騒音制御装置10と、能動騒音制御装置10が発する制御音の合成音に対応する仮想音源11と、合成音の同位相部を示す合成音波面11wとの位置関係を模式的に示す概略ブロック図である。図5に示すように、本実施の形態1では、仮想音源11の位置が、騒音源7(TV102の再生スピーカ102a、102b)の位置と一致するように設定されている。また、検出装置8は、複数のマイクで構成される場合を想定している。
通常の制音動作では、能動騒音制御装置10は、反転部12が、入力信号(放送信号)の位相を反転させて、反転信号を生成する(反転信号生成処理)。
遅延量設定動作では、能動騒音制御装置10は、検出装置8が出力する検出信号に基づき、騒音波面7wと合成音波面11wが逆位相の関係になるように、制御音の出力タイミングを調整するための遅延量を算出する。
本発明の実施の形態2に係る能動騒音制御装置について図面を基に説明する。
次に、本実施の形態2における能動騒音制御装置10の動作について説明する。能動騒音制御装置10は、実施の形態1と同様に、通常の制音動作と、制音動作で用いる遅延量を設定するための遅延量設定動作を実行する。
通常の制音動作について説明する。上述したように、本実施の形態1では、制音対象音として、周期性のある騒音を想定しているため、騒音源7の位置において制音対象音を検出した信号を、入力信号として用いる場合について説明する。
遅延量設定動作では、能動騒音制御装置10は、先ず、波面算出部14が、騒音源7から制音対象音が出力され、且つ、制御スピーカ171〜17nから制御音が出力されていない状態で、入力信号と検出信号に基づいて、検出装置8の設置位置での騒音伝達関数を計算する(騒音伝達関数算出処理)。
本発明の実施の形態3に係る能動騒音制御装置について、図12を基に説明する。
本実施の形態3における能動騒音制御装置の構成について、図12を基に説明する。ここで、図12は、能動騒音制御装置の構成の一部、ゲイン補正にかかる部分を示している。図12に示すように、本実施の形態3の能動騒音制御装置は、実施の形態1および実施の形態2の能動騒音制御装置の各構成(反転部12、遅延補正部13、波面算出部14、遅延量制御部15、デジタルフィルタ処理部16、音響出力部17、および、測定信号発生部18)に加え、ゲイン補正部22とゲイン制御部23とを備えている。
本発明の実施の形態4に係る能動騒音制御装置について、図13および図14を基に説明する。
(1)実施の形態1〜実施の形態4における能動騒音制御装置10の波面制御部9は、典型的には、集積回路であるLSIとして実現される。波面制御部9が備える各処理部(反転部12、遅延補正部13、波面算出部14、遅延量制御部15、デジタルフィルタ処理部16、音響出力部17、測定信号発生部18、ゲイン補正部22およびゲイン制御部23)は、個別に1チップ化されても良いし、一部または全てを含むように1チップ化されても良い。例えば、メモリ以外の機能ブロック(処理部)を1チップ化し、汎用のメモリを用いるように構成しても良いし、各機能ブロックのうち、パラメータあるいはフィルタ係数等を格納する手段だけを1チップ化せずに別構成とし、他の構成を1チップ化するように構成しても良い。尚、ここでのLSIは、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
2 ターボファン
3 熱交換器
4 吸い込みグリル
5 発音手段
5a〜5e スピーカ
6 流路部
7 騒音源
7w 騒音波面
8 検出装置
8a〜8e マイク
9 波面制御部
10 能動騒音制御装置
11 仮想音源
11w 合成音波面
12 反転部
13 遅延補正部
14 波面算出部
15 遅延量制御部
15a 遅延量決定部
15b 遅延量算出部
16 デジタルフィルタ処理部
161〜16n 制御フィルタ
17 音響出力部
171〜17n 制御スピーカ
18 測定信号発生部
22 ゲイン補正部
23 ゲイン制御部
24 ゲイン算出部
25 ゲイン決定部
26 音源位置入力部
27 フィルタ係数設計部
102 TV
102a、102b 再生スピーカ
103 TV視聴エリア
104 制音対象領域
Claims (7)
- 所望の制音対象領域内の制音対象音を相殺する能動騒音制御装置であって、
波面制御信号に基づいて、制御音を出力する複数の制御音出力部と、
前記複数の制御音出力部の夫々に対し、前記波面制御信号を出力する波面制御部とを備え、
前記波面制御部は、前記複数の制御音出力部の夫々から出力される前記制御音の合成音が、予め設定された位置の仮想音源から前記制音対象領域に向けて出力されるように、且つ、前記制音対象領域で前記制音対象音が相殺されるように、前記波面制御信号を生成する
能動騒音制御装置。 - 騒音源から出力される前記制音対象音の出力方向に、前記制音対象音を聴くことが可能な非制音対象領域が設定され、前記騒音源から出力される前記制音対象音の出力方向とは別の方向に、前記制音対象領域が設定されている場合に、
前記波面制御部は、前記仮想音源から出力される前記合成音が、前記騒音源から出力される前記制音対象音の出力方向とは別の方向にむけて出力されるように、前記波面制御信号を生成する
請求項1に記載の能動騒音制御装置。 - 前記波面制御部は、前記制音対象領域において、前記合成音の位相が前記制音対象音の位相と逆位相となり、前記合成音の振幅が、前記制音対象音の振幅と同じになるように、前記波面制御信号を設定する
請求項1または2に記載の能動騒音制御装置。 - 前記波面制御部は、
前記制御音の生成に用いる入力信号の位相を反転させた反転信号を生成する反転部と、
前記反転信号を、所定の遅延量で遅延させて反転遅延信号を生成する遅延補正部と、
前記反転遅延信号に対しデジタルフィルタ処理を実行して、前記波面制御信号を生成するデジタルフィルタ処理部と、を有する
請求項1〜3の何れか1項に記載の能動騒音制御装置。 - 前記波面制御部は、
前記制音対象音が出力されている状態で、前記制御音の出力を停止し、音を検出する検出装置を用いて前記制音対象音を検出し、検出結果に基づいて騒音伝達関数を算出する騒音伝達関数算出処理と、前記制音対象音が出力されていない状態で、前記複数の制御音出力部から測定用の制御音を出力し、前記検出装置を用いて前記測定用の制御音の測定用の合成音を検出し、検出結果に基づいて合成音伝達関数を算出する合成音伝達関数算出処理と、を実行する波面算出部と、
前記波面算出部で算出された前記騒音伝達関数および前記合成音伝達関数に基づいて、前記遅延量を設定する遅延量制御部とを有する
請求項4に記載の能動騒音制御装置。 - 前記波面制御部は、さらに、
ゲイン補正値に基づいて前記反転遅延信号のゲインを調整するゲイン補正部と、
前記波面算出部で算出された前記騒音伝達関数および前記合成音伝達関数に基づいて、前記合成音の波面と前記制音対象音の波面の一致度が大きくなるように、ゲイン補正値を求めるゲイン制御部とを有する
請求項4または5に記載の能動騒音制御装置。 - 前記検出装置は、少なくとも2個以上のマイクからなり、前記制御音の合成音の同位相部によって形成される円弧に沿って等間隔に配置される
請求項5に記載の能動騒音制御装置。
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