JPWO2014115533A1 - 能動騒音低減装置と、これを用いた機器、ならびに能動型騒音低減方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1における第1の例の能動騒音低減装置4を用いた能動騒音低減システム101のブロック図である。
図15は本発明の実施の形態2における能動騒音低減装置204を用いた能動騒音低減システム201のブロック図である。図16は実施の形態2における能動騒音低減装置204を用いた移動体機器の概略図である。図17は実施の形態2における能動騒音低減装置204の記憶部11内に格納された対応テーブル211を示す図である。なお図15、図16において、図1や図2と同じものには同じ参照符号を付す。
図20は本発明の実施の形態3におけるマルチチャンネル能動騒音低減システム301のブロック図である。図21はマルチチャンネル能動騒音低減システム301が搭載された機器302の概略図である。図20と図21において、図1や図2に示す能動騒音低減システム101や自動車102と同じ部分には同じ参照符号を付す。
2 キャンセル音源
3 誤差信号源
4 能動騒音低減装置
5 適応フィルタ部
6 模擬音響伝達特性データフィルタ部
7 最小二乗平均演算部
8 制御ブロック
9 調整部
10 レベル検出部
11 記憶部
41 参照信号入力端子
42 出力端子
43 誤差信号入力端子
44 機器情報入力端子
101 能動騒音低減システム
102 自動車
105 キャンセル信号生成ブロック
115 キャンセル信号生成ブロック
120 レベル検出部
120a ハイパスフィルタ
120b ノイズレベル検出器
128 制御ブロック
135 キャンセル信号生成ブロック
139 調整部
145 キャンセル信号生成ブロック
149 調整部
155 キャンセル信号生成ブロック
159 調整部
159a 処理選択部
159b ローパスフィルタ
165 キャンセル信号生成ブロック
169 調整部
169a ハイパスフィルタ
169b 補正信号生成部
169c 合成部
169d 位相調整部
175 キャンセル信号生成ブロック
179 調整部
179c 合成部
179d 位相調整部
201 能動騒音低減システム
202 自動車
204 能動騒音低減装置
205 キャンセル信号生成ブロック
207 LMS演算部
208 制御ブロック
209 調整部
211 対応テーブル
211a 第1機器情報データ群
211b 第2機器情報データ群
211c 対応テーブルシート
212 機器情報源
215 キャンセル信号生成ブロック
219 調整部
219a フィルタ係数調整部
219b 合成部
225 キャンセル信号生成ブロック
229 調整部
301 マルチチャンネル能動騒音低減システム
302 機器
304 マルチチャンネル能動騒音低減装置
305 キャンセル信号生成ブロック
306 模擬音響伝達特性データフィルタ部
307 LMS演算部
308 制御ブロック
309 調整部
310 レベル検出部
313 信号加算部
N0 騒音
N1 キャンセル音
S1 空間
Claims (41)
- 騒音と相関のある参照信号が入力される参照信号入力端子と、
少なくとも適応フィルタ部を含み、前記参照信号に基づきキャンセル信号を出力するキャンセル信号生成ブロックと、
前記キャンセル信号生成ブロックから出力された前記キャンセル信号を出力する出力端子と、
前記キャンセル信号に対応してキャンセル音源から発生される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端子と、
前記参照信号が入力され、かつ前記キャンセル信号の信号伝達経路の音響伝達特性を模擬した模擬音響伝達特性データによって、前記参照信号を補正して、濾波参照信号を出力するデータフィルタ部と、
前記誤差信号と前記濾波参照信号とステップサイズパラメータとを用いて前記キャンセル信号生成ブロックのフィルタ係数を更新させる最小二乗平均演算部と、
前記参照信号が入力されるレベル検出部と、
前記レベル検出部で検出された信号レベルが入力されて、前記信号レベルを判定する制御ブロックと、
を備え、
前記信号伝達経路は、前記キャンセル信号生成ブロックから前記最小二乗平均演算部までの間の信号経路であり、
前記制御ブロックは、前記参照信号の信号レベルが小さいと判定した場合に、前記キャンセル信号のレベルを小さくする、能動騒音低減装置。 - 前記制御ブロックは、前記キャンセル信号生成ブロックから出力される前記キャンセル信号と、前記キャンセル信号生成ブロックに入力される前記参照信号と、前記適応フィルタ部のフィルタ係数とのうち少なくともひとつを調整する、請求項1に記載の能動騒音低減装置。
- 前記制御ブロックは、前記信号レベルに基づいてレベル調整係数を生成し、前記レベル調整係数に基づいて前記キャンセル信号のレベルを調整する、請求項1に記載の能動騒音低減装置。
- 前記制御ブロックは、前記キャンセル信号生成ブロックから出力される前記キャンセル信号と、前記キャンセル信号生成ブロックに入力される前記参照信号と、前記適応フィルタ部のフィルタ係数とのうち少なくともひとつに前記レベル調整係数を乗じて前記キャンセル信号のレベルを調整する、請求項3に記載の能動騒音低減装置。
- 前記制御ブロックは、前記参照信号の信号レベルが小さいと判定した場合に前記レベル調整係数の値を小さくする、請求項4に記載の能動騒音低減装置。
- 前記制御ブロックの出力に基づいて、前記キャンセル信号のレベルを調整する調整部をさらに備え、
前記制御ブロックは、前記調整部を介して前記キャンセル信号のレベルを小さくする、請求項1に記載の能動騒音低減装置。 - 前記制御ブロックは、前記信号レベルに基づいてレベル調整係数を生成し、
前記調整部は、前記キャンセル信号生成ブロックから出力される前記キャンセル信号と、前記キャンセル信号生成ブロックに入力される前記参照信号と、前記適応フィルタ部のフィルタ係数とのうち少なくともひとつに前記レベル調整係数を乗じる、請求項6に記載の能動騒音低減装置。 - 前記キャンセル信号生成ブロックは前記調整部を含む、請求項6に記載の能動騒音低減装置。
- 前記制御ブロックは、前記参照信号の信号レベルが小さいと判定した場合に前記レベル調整係数の値を小さくする、請求項6に記載の能動騒音低減装置。
- 前記最小二乗平均演算部が、前記調整部を含むか、もしくは前記調整部を兼ねており、
前記調整部は、前記制御ブロックの出力に基づいて、前記キャンセル信号生成ブロックへ出力するフィルタ係数を調整する、請求項6に記載の能動騒音低減装置。 - 前記調整部はスイッチを有し、
前記スイッチは、前記参照信号源と前記キャンセル信号生成ブロックとの間と、前記キャンセル信号生成ブロックと前記キャンセル音源との間とのうち少なくとも一方に設けられ、
前記参照信号の信号レベルがあらかじめ定められた値以下であると判定された場合に前記スイッチをオフにする、請求項6に記載の能動騒音低減装置。 - 前記参照信号が供給されるハイパスまたはバンドパスフィルタであるフィルタをさらに備え、
前記調整部は、前記フィルタから出力される高周波成分信号の位相を反転し、かつ前記反転した位相を有する前記高周波成分信号に前記フィルタ係数を畳み込んで生成された信号と前記キャンセル信号とを合成する、請求項6に記載の能動騒音低減装置。 - 前記参照信号が供給されるハイパスまたはバンドパスフィルタであるフィルタをさらに備え、
前記調整部は、前記フィルタから出力される高周波成分信号の位相を反転し、かつ前記参照信号と前記反転した位相を有する前記高周波成分信号とを合成する、請求項6に記載の能動騒音低減装置。 - 前記制御ブロックは、前記参照信号のレベルがあらかじめ定められた値以下であると判定した場合に、前記キャンセル信号と、前記参照信号と、前記フィルタ係数と、前記レベル調整係数とのうち少なくともひとつを0となるように調整して、前記キャンセル信号の出力を停止させる、請求項1に記載の能動騒音低減装置。
- 前記制御ブロックは、前記参照信号の信号レベルがあらかじめ定められた値以下である場合に前記参照信号の信号レベルを小さいと判定する、請求項1に記載の能動騒音低減装置。
- 前記参照信号は参照信号ノイズが含まれた信号であり、
前記制御ブロックは、前記参照信号ノイズを検知した場合に前記参照信号の信号レベルが小さいと判定する、請求項1に記載の能動騒音低減装置。 - 前記レベル検出部は、
前記参照信号が供給されるハイパスまたはバンドパスフィルタである第1のフィルタと、
前記第1のフィルタから出力される高周波成分信号が供給されて、前記参照信号ノイズのレベルを検知するノイズレベル検出器と、
を含む、請求項16に記載の能動騒音低減装置。 - 前記適応フィルタ部の上流に設けられた調整部をさらに備え、
前記調整部は、少なくとも前記高周波成分信号の周波数を含む減衰域を有するローパスフィルタである第2のフィルタを含み、
前記制御ブロックが前記参照信号の信号レベルを小さいと判定した場合に、前記調整部は前記参照信号を前記第2のフィルタを介して前記適応フィルタ部へ供給する、請求項17に記載の能動騒音低減装置。 - 前記適応フィルタ部の下流に設けられた調整部をさらに備え、
前記調整部は、少なくとも前記高周波成分信号の周波数を含む減衰域を有するローパスフィルタである第2のフィルタを含み、
前記制御ブロックが前記参照信号の信号レベルを小さいと判定した場合に、前記キャンセル音は、前記第2のフィルタを通過した前記キャンセル信号に対応して生成される請求項17に記載の能動騒音低減装置。 - 前記制御ブロックの出力に基づいて、前記キャンセル信号のレベルを調整する調整部をさらに備え、
前記調整部は、前記制御ブロックが前記参照信号の信号レベルを小さいと判定した場合、少なくとも前記高周波成分信号の周波数を含む減衰域を有するローパスフィルタを前記フィルタ係数に畳み込むことにより、前記制御ブロックは前記調整部を介して前記キャンセル信号のレベルを小さくする、請求項17に記載の能動騒音低減装置。 - 前記最小二乗平均演算部は、前記誤差信号と前記濾波参照信号とステップサイズパラメータとに加えて、前記レベル調整係数を用いて前記キャンセル信号生成ブロックのフィルタ係数を更新する、請求項1に記載の能動騒音低減装置。
- 前記制御ブロックは、前記信号レベルに基づいてレベル調整係数を生成し、
前記最小二乗平均演算部は、前記レベル調整係数と前記ステップサイズパラメータの少なくともいずれかを前記誤差信号に乗じて前記フィルタ係数を算出し、かつ前記制御ブロックが、前記参照信号の信号レベルをあらかじめ定められた値以下であると判定した場合、前記ステップサイズパラメータと、前記レベル調整係数との少なくともひとつを0とし、前記フィルタ係数の更新を停止する、請求項1に記載の能動騒音低減装置。 - 前記制御ブロックへ機器情報を供給する機器情報入力端子をさらに備え、
前記制御ブロックは、前記機器情報に基づいて2個以上のフィルタ係数と、前記キャンセル信号における前記2個以上のフィルタ係数の寄与割合を生成し、
前記適応フィルタ部は、前記参照信号と、前記2個以上のフィルタ係数と、前記レベル調整係数および、前記寄与割合を用いて前記キャンセル信号を生成する、請求項1に記載の能動騒音低減装置。 - 請求項1に記載の能動騒音低減装置と、
前記参照信号入力端子に接続された参照信号源と、
前記出力端子に接続されたキャンセル音源と、
を備え、
前記キャンセル音源が前記キャンセル音を放出可能なように空間が設けられている、機器。 - 騒音と相関のある参照信号と、キャンセル信号に対応する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とを入力するステップと、
少なくとも適応フィルタによる演算を行うステップを含み、前記参照信号に基づいた前記キャンセル信号を出力するステップと、
前記参照信号が入力され、かつ前記キャンセル信号の信号伝達経路の音響伝達特性を模擬した模擬音響伝達特性データによって、前記参照信号を補正して、濾波参照信号を出力するステップと、
前記誤差信号と前記濾波参照信号とステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタのフィルタ係数を更新させるステップと、
前記参照信号の信号レベルを検出し、検出された信号レベルを判定するステップと、
前記参照信号の前記信号レベルが小さいと判定した場合に、前記キャンセル信号のレベルを小さくするための制御信号を生成するステップと、
前記キャンセル信号のレベルを前記制御信号に基づいて調整するステップと、
を含む能動型騒音低減方法。 - 前記キャンセル信号のレベルを調整するステップは、前記制御ステップが出力する前記制御信号に基づいて前記キャンセル信号のレベルを調整するステップを含む、請求項25に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記キャンセル信号のレベルを調整するステップは、前記制御信号に基づいて、前記キャンセル信号と、前記参照信号と、前記適応フィルタのフィルタ係数とのうち少なくともひとつを調整するステップを含む、請求項26に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記キャンセル信号を調整するステップは、前記キャンセル信号と、前記参照信号と、前記適応フィルタのフィルタ係数とのうち少なくともひとつに前記レベル調整係数を乗じるステップを含む、請求項27に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記キャンセル信号を調整するステップは、前記制御ステップが前記参照信号の信号レベルを小さいと判定した場合、前記キャンセル信号と、前記参照信号と、前記フィルタ係数とのうち少なくともひとつを0となるように調整して、前記キャンセル信号の出力を停止するステップを含む、請求項26に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記制御信号はレベル調整係数を含む、請求項25に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記キャンセル信号を調整するステップは、前記参照信号の信号レベルが小さいと判定した場合、前記レベル調整係数の値を小さくするステップを含む、請求項30に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記信号レベルを判定するステップは、前記参照信号の信号レベルがあらかじめ定められた値以下である場合に、前記参照信号の信号レベルを小さいと判定するステップを含む、請求項25に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記参照信号は、参照信号ノイズが含まれた信号であり、
前記参照信号の信号レベルを判定するステップは、前記参照信号ノイズを検知した場合に、前記参照信号の信号レベルが小さいと判定するステップを含む、請求項25に記載の能動型騒音低減方法。 - 前記参照信号の信号レベルを判定するステップは、前記参照信号がハイパスまたはバンドパスフィルタを通過して得られた信号の高周波成分信号によって前記参照信号ノイズを検知するステップを含む、請求項33に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記キャンセル信号を調整するステップは、前記制御ステップが前記参照信号の信号レベルを小さいと判定した場合、前記キャンセル信号と、前記参照信号とのうち少なくとも一方を、前記高周波成分信号の周波数を減衰域に含むローパスフィルタを介して出力するステップを含む、請求項34に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記キャンセル信号を調整するステップは、前記制御ブロックが前記参照信号の信号レベルを小さいと判定した場合、前記高周波成分信号の周波数を減衰域に含むローパスフィルタを前記フィルタ係数に畳み込むステップをさらに含む、請求項34に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記キャンセル信号を調整するステップは、前記高周波成分信号の位相を反転し、かつ前記位相を反転した高周波成分信号に前記フィルタ係数を畳み込んだ信号を生成し、前記フィルタ係数を畳み込んだ信号と前記キャンセル信号を合成するステップを含む、請求項34に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記キャンセル信号を調整するステップは、前記高周波成分信号の位相を反転し、かつ前記位相を反転した高周波成分信号と前記参照信号を合成するステップを含む、請求項34に記載の能動型騒音低減方法。
- 前記適応フィルタの前記フィルタ係数を更新させるステップは、前記誤差信号と前記濾波参照信号とステップサイズパラメータと前記レベル調整係数を用いて前記フィルタ係数を更新するステップを含む、請求項25に記載の能動型騒音低減方法。
- 適応フィルタのフィルタ係数を更新させるステップは、前記参照信号の信号レベルがあらかじめ定められた値以下であると判定された場合、前記ステップサイズパラメータと、前記レベル調整係数との少なくともひとつを0とし、前記フィルタ係数の更新を停止するステップを含む、請求項25に記載の能動型騒音低減方法。
- 機器情報を入力するステップと、
前記機器情報に基づいて2個以上のフィルタ係数と、前記キャンセル信号における前記2個以上のフィルタ係数の寄与割合を生成するステップと、
をさらに含み、
前記キャンセル信号を出力するステップは、前記参照信号と、前記2個以上のフィルタ係数と、前記レベル調整係数および、前記寄与割合を用いて前記キャンセル信号を生成するステップを含む、請求項25に記載の能動型騒音低減方法。
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