JPWO2017175448A1 - 信号処理装置、信号処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
1.概略構成
2.ノイズ低減処理に関する検討
3.技術的特徴
3.1.機能構成
3.2.信号処理
3.3.音響デバイス及び集音部の設置位置
4.変形例
4.1.変形例1:ループキャンセラの特性を適応的に制御する場合の一例
4.2.変形例2:フィルタの切り替えに係る制御の一例
4.3.変形例3:フィードバックの系が3つ以上の場合の一例
5.ハードウェア構成
6.むすび
まず、図1及び図2を参照して、本開示の一実施形態に係るノイズ低減システムの概略的な構成の一例について説明する。図1及び図2は、本実施形態に係るノイズ低減システムの概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
続いて、図3〜図5を参照して、FB方式に基づくノイズ低減処理の概要について説明したうえで、本実施形態に係るノイズ低減システム1の課題について整理する。図3〜図5は、FB方式に基づくノイズ低減処理の概要について説明するための説明図である。
続いて、本実施形態に係るノイズ低減システム1の技術的特徴について説明する。
まず、図6を参照して、本実施形態に係るノイズ低減システム1の機能構成の一例について説明する。図6は、本実施形態に係るノイズ低減システム1の機能構成の一例を示したブロック図である。
続いて、図7を参照して、本実施形態に係るノイズ低減システム1の信号処理の一例について説明する。図7は、本実施形態に係るノイズ低減システム1の信号処理に着目したブロック図の一例を示している。なお、図7に示す例では、本実施形態に係るノイズ低減システム1における信号処理の特徴をよりわかりやすくするために、図6に示した、パワーアンプ103a及び103bや、マイクアンプ105a及び105bについては、図示を省略している。
続いて、音響デバイス11及び集音部13の設置位置の条件に付いて、より詳しく説明する。前述したように、本実施形態に係るノイズ低減システム1では、FB方式に基づくノイズ低減処理により雑音の影響を低減する。そのため、ノイズ低減の効果が集音部13の近傍に制限され、かつ、当該集音部13は、音響デバイス11の近傍に設置されることがより望ましい。即ち、本実施形態に係るノイズ低減システム1では、音響デバイス11及び集音部13のそれぞれが、聴取者の耳(鼓膜)の近傍に支持される構成とすることが望ましい。
続いて、本実施形態に係るノイズ低減システム1の変形例について説明する。
まず、変形例1として、音響デバイス11a及び11bそれぞれから出力される音響が伝搬する環境の特性の変化に応じて、前述したループキャンセラ109a及び109bの特性を適応的に制御する場合の一例について説明する。
例えば、図13は、変形例1に係るノイズ低減システムの概略的な構成の一例について説明するための説明図である。なお、本説明では、図13に示すノイズ低減システムを、前述したノイズ低減システム1と区別するために、「ノイズ低減システム2」と称する場合がある。
次いで、図17を参照して、変形例1に係るノイズ低減システム3の信号処理の一例について説明する。図17は、変形例1に係るノイズ低減システム3の信号処理に着目したブロック図の一例を示している。なお、図17に示す例では、変形例1に係るノイズ低減システム3における信号処理の特徴をよりわかりやすくするために、図14に示した、パワーアンプ303a及び303bや、マイクアンプ305a及び305bについては、図示を省略している。
次いで、図18〜図21を参照して、ユーザU11の頭部位置を推定するための構成及び方法の一例について説明する。図18〜図21は、ユーザU11の頭部位置を推定するための構成及び方法の一例について説明するための説明図である。
続いて、変形例2として、図14を参照して説明したノイズ低減システム3において、FB−NCフィルタやループキャンセラを切り替える場合における制御の一例について説明する。
続いて、変形例3として、ノイズ低減のためのフィードバックの系を3つ以上設ける場合におけるノイズ低減システムの構成の一例について説明する。前述では、主に、ユーザの左耳近傍においてノイズを低減するためのフィードバックの系と、右耳近傍においてノイズを低減するためのフィードバックの系とが設けられている場合の一例について説明した。一方で、ノイズ低減のためのフィードバックの系の数は、前述した2つの例に限らず、3つ以上設けられていてもよい。例えば、図24は、変形例3に係るノイズ低減システムについて説明するための説明図であり、当該ノイズ低減システムの信号処理に着目したブロック図である。なお、以降の説明では、図24に示すノイズ低減システムを、前述した実施形態及び変形例に係るノイズ低減システムと区別するために、「ノイズ低減システム4」と称する場合がある。なお、本説明においては、「フィードバックの系」と記載した場合には、ノイズ低減処理のためのフィードバックの閉ループを形成する系を示すものとする。
次に、図25を参照しながら、本実施形態に係るノイズ低減システム1を構成する情報処理装置900のハードウェア構成について、詳細に説明する。図25は、本開示の一実施形態に係るノイズ低減システム1を構成する情報処理装置900のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。
以上説明したように、本実施形態に係るノイズ低減システムは、ノイズを低減するための第1の音響を出力する第1の音響デバイスを駆動するための第1のノイズ低減信号を生成する生成部(即ち、NC−FBフィルタ)を含む。また、本実施形態に係るノイズ低減システムは、所定の集音部による、第1の音響デバイスから第1の伝搬経路を介して伝搬する第1の音響と、当該第1の音響デバイスとは異なる第2の音響デバイスから第2の伝搬経路を介して伝搬する第2の音響と、を含む音響の集音結果を取得する、そして、当該生成部は、上記集音部による集音結果と、第2の音響デバイスを駆動するための第2のノイズ低減信号に基づくキャンセル信号と、に基づき、上記第1のノイズ低減信号を生成する。このような構成により、本実施形態に係るノイズ低減システムは、複数のフィードバックの系それぞれの独立性を向上させることが可能となる。そのため、解放された空間に出力された音響をユーザが聴取するような環境下において生じ得る、本来想定していない8の字型の閉ループの形成に伴う影響を抑制し、より好適な態様で雑音の影響を低減することが可能となる。
(1)
ノイズを低減するための第1の音響を出力する第1の音響デバイスを駆動するための第1のノイズ低減信号を生成する生成部と、
所定の集音部による、前記第1の音響デバイスから第1の伝搬経路を介して伝搬する前記第1の音響と、当該第1の音響デバイスとは異なる第2の音響デバイスから第2の伝搬経路を介して伝搬する第2の音響と、を含む音響の集音結果を取得する取得部と、
を備え、
前記生成部は、前記集音結果と、前記第2の音響デバイスを駆動するための第2のノイズ低減信号に基づくキャンセル信号と、に基づき、前記第1のノイズ低減信号を生成する、
信号処理装置。
(2)
前記第2のノイズ低減信号に対して、前記第2の伝搬経路の特性に基づくフィルタリング処理を施すことで、前記キャンセル信号を生成する信号処理部を備える、前記(1)に記載の信号処理装置。
(3)
前記第1の音響デバイス及び前記集音部と、前記第2の音響デバイスとは、聴取者の右耳及び左耳のうち互いに異なる耳の近傍に保持され、
前記信号処理部は、前記集音部と、前記第2の音響デバイスと、前記聴取者の頭部との間の位置関係に基づく前記第2の伝搬経路の特性に応じて、前記第2のノイズ低減信号に対して前記フィルタリング処理を施す、
前記(2)に記載の信号処理装置。
(4)
前記集音部と、前記第2の音響デバイスと、前記聴取者の頭部との間の位置関係を検出する検出部を備え、
前記信号処理部は、前記第2のノイズ低減信号に対して、前記位置関係の検出結果に応じた前記第2の伝搬経路の特性に基づくフィルタリング処理を施すことで、前記キャンセル信号を生成する、
前記(3)に記載の信号処理装置。
(5)
前記信号処理部は、互いに特性の異なる複数のフィルタのうち、前記位置関係の検出結果に応じた前記第2の伝搬経路の特性に応じた前記フィルタを選択し、選択した当該フィルタに基づき前記第2のノイズ低減信号に対して前記フィルタリング処理を施すことで、前記キャンセル信号を生成する、前記(4)に記載の信号処理装置。
(6)
前記検出部は、所定の光源から投光されて前記聴取者の頭部で反射した光の、所定の受光素子による受光結果に基づき、前記位置関係を検出する、前記(4)または(5)に記載の信号処理装置。
(7)
前記検出部は、所定の撮像部により撮像された前記聴取者の頭部の画像に基づき、前記位置関係を検出する、前記(4)または(5)に記載の信号処理装置。
(8)
前記検出部は、所定の音響デバイスから出力された超音波の、所定の集音部による集音結果に基づき、当該超音波が伝搬する環境に位置する前記聴取者の頭部と、前記集音部と、前記第2の音響デバイスとの間の前記位置関係を検出する、前記(4)または(5)に記載の信号処理装置。
(9)
前記検出部は、所定の音響デバイスから出力された音響が、前記聴取者の頭部に装着された所定の集音部により集音されるまでの遅延時間に基づき、前記位置関係を検出する、前記(4)または(5)に記載の信号処理装置。
(10)
前記第1の音響デバイス、前記第2の音響デバイス、及び前記集音部は、前記聴取者の頭部を支持するヘッドレストに対して所定の位置関係となるように保持される、前記(3)〜(9)のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(11)
前記第1の音響デバイス及び前記第2の音響デバイスは、前記ヘッドレストに設けられている、前記(10)に記載の信号処理装置。
(12)
前記ヘッドレストは、車両内に設置されたシートに設けられている、前記(10)または(11)に記載の信号処理装置。
(13)
前記フィルタリング処理は、フィードバック方式に基づくノイズ低減処理を含む、前記(2)〜(12)のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(14)
前記フィルタリング処理は、前記第2のノイズ低減信号のゲイン及び位相のうち少なくともいずれかを制御する処理である、前記(2)〜(13)のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(15)
前記集音部とは異なる他の集音部による、前記第2の音響デバイスから第3の伝搬経路を介して伝搬する前記第2の音響と、前記第1の音響デバイスから第4の伝搬経路を介して伝搬する前記第1の音響と、を含む音響の集音結果を取得する他の取得部と、
前記他の取得部により取得された当該集音結果と、前記第1のノイズ低減信号に基づく他のキャンセル信号と、に基づき、前記第2のノイズ低減信号を生成する他の生成部と、
を備える、前記(1)〜(14)のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(16)
前記第1の音響デバイス、前記第2の音響デバイス、及び前記集音部のうち、少なくともいずれかを含む、前記(1)〜(15)のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(17)
プロセッサが、
ノイズを低減するための第1の音響を出力する第1の音響デバイスを駆動するための第1のノイズ低減信号を生成することと、
所定の集音部による、前記第1の音響デバイスから第1の伝搬経路を介して伝搬する前記第1の音響と、当該第1の音響デバイスとは異なる第2の音響デバイスから第2の伝搬経路を介して伝搬する第2の音響と、を含む音響の集音結果を取得することと、
含み、
前記第1のノイズ低減信号は、前記集音結果と、前記第2の音響デバイスを駆動するための第2のノイズ低減信号に基づくキャンセル信号と、に基づき生成される、
信号処理方法。
(18)
コンピュータに、
ノイズを低減するための第1の音響を出力する第1の音響デバイスを駆動するための第1のノイズ低減信号を生成することと、
所定の集音部による、前記第1の音響デバイスから第1の伝搬経路を介して伝搬する前記第1の音響と、当該第1の音響デバイスとは異なる第2の音響デバイスから第2の伝搬経路を介して伝搬する第2の音響と、を含む音響の集音結果を取得することと、
実行させ、
前記第1のノイズ低減信号は、前記集音結果と、前記第2の音響デバイスを駆動するための第2のノイズ低減信号に基づくキャンセル信号と、に基づき生成される、
プログラム。
11a、11b 音響デバイス
13a、13b 集音部
101a、101b NC−FBフィルタ
103a、103b パワーアンプ
105a、105b マイクアンプ
107a、107b 減算器
109a、109b ループキャンセラ
Claims (18)
- ノイズを低減するための第1の音響を出力する第1の音響デバイスを駆動するための第1のノイズ低減信号を生成する生成部と、
所定の集音部による、前記第1の音響デバイスから第1の伝搬経路を介して伝搬する前記第1の音響と、当該第1の音響デバイスとは異なる第2の音響デバイスから第2の伝搬経路を介して伝搬する第2の音響と、を含む音響の集音結果を取得する取得部と、
を備え、
前記生成部は、前記集音結果と、前記第2の音響デバイスを駆動するための第2のノイズ低減信号に基づくキャンセル信号と、に基づき、前記第1のノイズ低減信号を生成する、
信号処理装置。 - 前記第2のノイズ低減信号に対して、前記第2の伝搬経路の特性に基づくフィルタリング処理を施すことで、前記キャンセル信号を生成する信号処理部を備える、請求項1に記載の信号処理装置。
- 前記第1の音響デバイス及び前記集音部と、前記第2の音響デバイスとは、聴取者の右耳及び左耳のうち互いに異なる耳の近傍に保持され、
前記信号処理部は、前記集音部と、前記第2の音響デバイスと、前記聴取者の頭部との間の位置関係に基づく前記第2の伝搬経路の特性に応じて、前記第2のノイズ低減信号に対して前記フィルタリング処理を施す、
請求項2に記載の信号処理装置。 - 前記集音部と、前記第2の音響デバイスと、前記聴取者の頭部との間の位置関係を検出する検出部を備え、
前記信号処理部は、前記第2のノイズ低減信号に対して、前記位置関係の検出結果に応じた前記第2の伝搬経路の特性に基づくフィルタリング処理を施すことで、前記キャンセル信号を生成する、
請求項3に記載の信号処理装置。 - 前記信号処理部は、互いに特性の異なる複数のフィルタのうち、前記位置関係の検出結果に応じた前記第2の伝搬経路の特性に応じた前記フィルタを選択し、選択した当該フィルタに基づき前記第2のノイズ低減信号に対して前記フィルタリング処理を施すことで、前記キャンセル信号を生成する、請求項4に記載の信号処理装置。
- 前記検出部は、所定の光源から投光されて前記聴取者の頭部で反射した光の、所定の受光素子による受光結果に基づき、前記位置関係を検出する、請求項4に記載の信号処理装置。
- 前記検出部は、所定の撮像部により撮像された前記聴取者の頭部の画像に基づき、前記位置関係を検出する、請求項4に記載の信号処理装置。
- 前記検出部は、所定の音響デバイスから出力された超音波の、所定の集音部による集音結果に基づき、当該超音波が伝搬する環境に位置する前記聴取者の頭部と、前記集音部と、前記第2の音響デバイスとの間の前記位置関係を検出する、請求項4に記載の信号処理装置。
- 前記検出部は、所定の音響デバイスから出力された音響が、前記聴取者の頭部に装着された所定の集音部により集音されるまでの遅延時間に基づき、前記位置関係を検出する、請求項4に記載の信号処理装置。
- 前記第1の音響デバイス、前記第2の音響デバイス、及び前記集音部は、前記聴取者の頭部を支持するヘッドレストに対して所定の位置関係となるように保持される、請求項3に記載の信号処理装置。
- 前記第1の音響デバイス及び前記第2の音響デバイスは、前記ヘッドレストに設けられている、請求項10に記載の信号処理装置。
- 前記ヘッドレストは、車両内に設置されたシートに設けられている、請求項10に記載の信号処理装置。
- 前記フィルタリング処理は、フィードバック方式に基づくノイズ低減処理を含む、請求項2に記載の信号処理装置。
- 前記フィルタリング処理は、前記第2のノイズ低減信号のゲイン及び位相のうち少なくともいずれかを制御する処理である、請求項2に記載の信号処理装置。
- 前記集音部とは異なる他の集音部による、前記第2の音響デバイスから第3の伝搬経路を介して伝搬する前記第2の音響と、前記第1の音響デバイスから第4の伝搬経路を介して伝搬する前記第1の音響と、を含む音響の集音結果を取得する他の取得部と、
前記他の取得部により取得された当該集音結果と、前記第1のノイズ低減信号に基づく他のキャンセル信号と、に基づき、前記第2のノイズ低減信号を生成する他の生成部と、
を備える、請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記第1の音響デバイス、前記第2の音響デバイス、及び前記集音部のうち、少なくともいずれかを含む、請求項1に記載の信号処理装置。
- プロセッサが、
ノイズを低減するための第1の音響を出力する第1の音響デバイスを駆動するための第1のノイズ低減信号を生成することと、
所定の集音部による、前記第1の音響デバイスから第1の伝搬経路を介して伝搬する前記第1の音響と、当該第1の音響デバイスとは異なる第2の音響デバイスから第2の伝搬経路を介して伝搬する第2の音響と、を含む音響の集音結果を取得することと、
含み、
前記第1のノイズ低減信号は、前記集音結果と、前記第2の音響デバイスを駆動するための第2のノイズ低減信号に基づくキャンセル信号と、に基づき生成される、
信号処理方法。 - コンピュータに、
ノイズを低減するための第1の音響を出力する第1の音響デバイスを駆動するための第1のノイズ低減信号を生成することと、
所定の集音部による、前記第1の音響デバイスから第1の伝搬経路を介して伝搬する前記第1の音響と、当該第1の音響デバイスとは異なる第2の音響デバイスから第2の伝搬経路を介して伝搬する第2の音響と、を含む音響の集音結果を取得することと、
実行させ、
前記第1のノイズ低減信号は、前記集音結果と、前記第2の音響デバイスを駆動するための第2のノイズ低減信号に基づくキャンセル信号と、に基づき生成される、
プログラム。
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