WO2010007925A1 - 音響処理装置 - Google Patents

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WO2010007925A1
WO2010007925A1 PCT/JP2009/062468 JP2009062468W WO2010007925A1 WO 2010007925 A1 WO2010007925 A1 WO 2010007925A1 JP 2009062468 W JP2009062468 W JP 2009062468W WO 2010007925 A1 WO2010007925 A1 WO 2010007925A1
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volume
noise
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microphone
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PCT/JP2009/062468
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English (en)
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徹 引地
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クラリオン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/32—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices the control being dependent upon ambient noise level or sound level
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H21/00—Adaptive networks
    • H03H21/0012—Digital adaptive filters
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H21/00—Adaptive networks
    • H03H21/0012—Digital adaptive filters
    • H03H2021/007—Computation saving measures; Accelerating measures
    • H03H2021/0076—Measures relating to the convergence time

Definitions

  • the present invention relates to a sound processing apparatus, and more specifically, by performing volume correction of a volume changing unit that changes a volume of an audio signal based on noise information, an audio signal corresponding to noise can be output.
  • the present invention relates to a possible sound processing apparatus.
  • a microphone for recording noise is installed at an arbitrary location in the passenger compartment.
  • the installation location is, for example, a location near a position (such as a driver's seat) where a listener is seated in the vehicle, such as a sun visor or a room mirror unit.
  • An adaptive filter is used to extract noise from the sound recorded in this way.
  • the noise signal is extracted using an adaptive filter, and the volume of the reproduced music in the audio playback device is controlled according to the volume level of the extracted noise signal. It becomes possible to do.
  • a signal recorded in a microphone (hereinafter referred to as a microphone signal) and a signal output from a speaker (strictly speaking, a signal immediately before being output from a speaker, hereinafter, And a signal obtained by subtracting the reference signal from the microphone signal, that is, a noise signal, is obtained as the output signal of the adaptive filter.
  • FIG. 14 shows an audio playback apparatus capable of adjusting the volume of music output from a speaker in accordance with the extracted noise signal.
  • the audio playback device 50 includes an audio playback unit 51 that reads and outputs an audio signal of a sound source such as a CD or MD, a volume control unit 52 that changes the volume of the audio signal output by the audio playback unit 51, and a volume control unit. And an audio output unit 53 that outputs an audio signal whose volume has been changed by 52.
  • the audio output unit 53 corresponds to, for example, a speaker or a headphone, and means a device that can output an audio signal in a state in which the listener can actually hear it.
  • the audio playback device 50 is provided with an operation unit 54 that includes operation buttons operated by a listener when performing playback by the audio playback unit 51, a volume adjustment knob for volume adjustment for the volume control unit 52, and the like. Yes. Furthermore, the audio playback device 50 obtains the noise level using an adaptive filter based on the reference signal output from the volume control unit 52 and the microphone signal recorded by the noise recording microphone 55 set in the passenger compartment. A noise detection unit 56 and a volume calculation unit 57 that calculates an optimal volume level based on the noise level detected by the noise detection unit 56 and calculates correction information (volume control signal) for volume processing in the volume control unit 52. Is provided.
  • the audio playback unit 51, volume control unit 52, noise detection unit 56, and volume calculation unit 57 are controlled by the control unit 58, and the control unit 58 responds to the operation contents of the listener acquired from the operation unit 54.
  • the audio playback unit 51 selects the source to be played back, the volume control unit 52 controls the volume level, the noise detection unit 56 controls the adaptive filter application processing, and the like.
  • the noise detection unit 56 obtains a noise level (noise component), and the volume control unit 52 performs volume control according to the noise level. Sound can be output from the audio output unit 53 at a volume.
  • a noise level noise component
  • the volume control unit 52 performs volume control according to the noise level. Sound can be output from the audio output unit 53 at a volume.
  • the filter coefficient of the adaptive filter applied in the noise detection unit 56 always changes according to the above-described microphone signal and reference signal, and converges to an optimal value with time.
  • the filter value used for the filter processing of the noise detection unit 56 is generally set based on the LMS algorithm (Least Mean Square Algorithm), and the filter set based on this algorithm is an adaptive filter (adaptivepfilter). That's it.
  • the filter coefficient w of the adaptive filter is constantly updated, and the update is performed by the following equation 1.
  • w k (n + 1) w k (n) +2 ⁇ (n) ⁇ (n ⁇ k) Equation 1
  • k indicates a tap position of the filter and is set in a range of 0 ⁇ k ⁇ N.
  • n time (number of samples)
  • ⁇ represents a step size parameter (0.0 ⁇ ⁇ 1.0)
  • x represents a reference signal which is a reference signal (for example, see Non-Patent Document 1). .
  • a sound processing apparatus includes a volume changing unit that changes a volume of an input audio signal, and an audio output unit that outputs an audio signal whose volume is changed by the volume changing unit.
  • a recording unit that records the sound output by the audio output unit and noises other than the sound, a microphone signal recorded by the recording unit, and an audio signal whose volume has been changed by the volume changing unit
  • a noise information detection unit that obtains noise information related to the volume of the noise by applying an adaptive filter, and a volume correction value for the volume change process of the volume change unit based on the noise information obtained by the noise information detection unit
  • a sound volume correction value calculating unit that outputs to the sound volume changing unit, noise information obtained by the noise information detecting unit, and a volume of the microphone signal Based on the microphone information about, characterized in that a convergence state determination section for determining the convergence state of the filter coefficient in the adaptive filter.
  • the convergence state determination unit determines the convergence state of the filter coefficient in the adaptive filter based on the noise information obtained by the noise information detection unit and the microphone information regarding the volume of the microphone signal. Therefore, it can be determined whether or not the filter coefficient is in a converged state. Therefore, when the convergence state determining unit determines that the filter coefficient does not converge, the noise information obtained based on the filter coefficient that does not converge is stopped by stopping the volume changing process of the volume changing unit based on the volume correction value. It is possible to prevent the volume of the audio signal from being changed due to (unusual noise information).
  • the convergence state determination unit determines whether the filter coefficient is in a convergence state based on a magnitude relationship between the volume of the noise and the volume of the microphone signal and a change state of the magnitude relationship. Judgment may be made.
  • the convergence state determination unit obtains the magnitude relationship between the volume of the noise and the volume of the microphone signal. If the volume of the noise is larger than the volume of the microphone signal, the noise obtained by the noise information detection unit is obtained. It is possible to determine that the information is not normal noise information.
  • the convergence state determination unit can determine whether or not the obtained noise information is normal by obtaining the magnitude relationship between the volume of the noise and the volume of the microphone signal, and can determine whether or not the obtained noise information is normal. It is possible to prevent the signal volume from being changed.
  • the noise signal and the microphone signal constantly change, even when the noise information is normal, the magnitude relationship between the volume of the noise and the volume of the microphone signal is rarely reversed. obtain. Therefore, by determining the change state of the magnitude relationship between the volume of the noise and the volume of the microphone signal, even if the volume of the noise becomes larger than the volume of the microphone signal, the change state (occurrence By determining whether or not the noise information is appropriate based on the frequency), it is possible to avoid that normally determined noise information is determined to be abnormal.
  • a step size parameter value that is an element for calculating the filter coefficient of the adaptive filter is set. It may be reduced.
  • the value of the step size parameter in the filter coefficient of the adaptive filter determines whether the filter coefficient can be converged to the optimum value. For this reason, it is necessary to set the step size parameter to an optimal value. However, if the value of the step size parameter is too large, the filter coefficient does not converge to the optimal value, and if the value of the step size parameter is too small, the filter The speed at which the coefficient converges to the optimum value becomes slow, making it difficult to perform rapid adaptive filter processing. Therefore, the optimum step size parameter value can be automatically obtained by subtracting the step size parameter value from the highest value and automatically changing it, and the filter coefficient of the adaptive filter can be quickly adjusted to the optimum value. It is possible to converge to.
  • a recording error detection unit that determines an error related to recording processing by the recording unit based on an output value of the microphone signal in a situation where the audio signal is output from the audio output unit. You may have.
  • Possible cases where normal noise information cannot be acquired include not only the case where the filter coefficients of the adaptive filter do not converge, but also the disconnection of the route until the microphone signal recorded by the recording unit is transmitted to the noise information detection unit. It may occur due to a short circuit. For this reason, when the output value of the microphone signal is obtained when the audio signal is output as in the present invention, the sound output from the audio output unit is normally recorded in the microphone signal. However, if the output of the microphone signal is not detected, it can be determined that an error relating to the recording process such as disconnection of the recording unit or short-circuit of the internal circuit has occurred.
  • the convergence state determination unit determines the convergence state of the filter coefficient in the adaptive filter based on the noise information obtained by the noise information detection unit and the microphone information regarding the volume of the microphone signal. Therefore, it can be determined whether or not the filter coefficient is in a converged state. Therefore, when the convergence state determining unit determines that the filter coefficient does not converge, the noise information (based on the filter coefficient that does not converge is stopped by stopping the volume changing process of the volume changing unit based on the volume correction value ( It is possible to prevent the volume of the audio signal from being changed due to abnormal noise information.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an on-vehicle audio playback device.
  • the audio playback device 1 includes an audio playback unit 2, a volume control unit (volume change unit) 3, an audio output unit 4, an operation unit 5, and a noise detection unit (noise information detection unit). 6, error detection / recovery unit (convergence state determination unit, recording error detection unit) 7, volume calculation unit (volume correction value calculation unit) 8, control unit (convergence state determination unit, recording error detection unit) 9 And a noise recording microphone (recording unit) 10.
  • the white arrows indicate music (audio signal, reference). Signal) and noise (microphone signal) input / output states. Black thin arrows indicate input / output states of various information and signals.
  • the audio reproduction unit 2 has a function of reading out and reproducing (outputting) music information from a predetermined medium such as a CD, MD, DVD, or radio. Specifically, processing such as selection of media to be reproduced, reproduction of read music information, pause, and stop are performed. These specific processes are performed in accordance with instructions from the control unit 9.
  • the audio signal reproduced by the audio reproduction unit 2 is output to the volume control unit 3.
  • the volume control unit 3 has a function of changing the volume of the audio signal reproduced by the audio reproduction unit 2. Specifically, this corresponds to an amplifier function unit of a general audio playback device.
  • the volume by the volume control unit 3 is increased or decreased according to an instruction from the control unit 9.
  • a volume control signal (volume correction value) is input to the volume control unit 3 from the volume calculation unit 8, and even when this volume control signal is received by the volume control unit 3, the audio is controlled according to the volume control signal.
  • the volume of the signal is changed.
  • the volume control unit 3 stores volume information of the audio signal changed by the volume change process.
  • the audio output unit 4 has a function of outputting the audio signal reproduced (output) through the volume control unit 3 so that the listener can hear it.
  • a general speaker is used as the audio output unit 4.
  • the operation unit 5 is an operation button installed on the front panel unit or the like of the audio playback device 1, and is used by the listener to make various settings.
  • the audio playback device 1 includes at least a music playback button, a stop button, a sound source media (source) selection button, and a volume button for volume adjustment in the audio playback unit 2.
  • AVC automatic volume control
  • the noise recording microphone 10 has a role of recording music signals in the car.
  • the noise recording microphone 10 is installed in the vicinity of a listener, such as a sun visor or a head unit of a room mirror, for example. Road noise during driving and driving sound of an apparatus such as an engine enter the vehicle. Further, when the predetermined music is being played back in the audio playback device 1, the music output from the audio output unit 4 is also output into the vehicle. For this reason, the sound recorded by the noise recording microphone 10 is a sound (vehicle compartment sound) in which the sound output from the audio output unit 4 and the noise such as road noise are added. The sound recorded by the noise recording microphone 10 is output to the noise detection unit 6 as a microphone signal.
  • the noise detection unit 6 has a role of receiving a microphone signal recorded by the noise recording microphone 10 and calculating a noise level (noise information) indicating an effective value of the noise signal from the microphone signal.
  • the noise detection unit 6 includes a microphone signal output from the noise recording microphone 10 and an audio signal whose volume has been changed by the volume control unit 3, and is output from the audio output unit 4.
  • the immediately preceding signal hereinafter, this signal is referred to as a reference signal
  • a detailed configuration of the noise detection unit 6 will be described later.
  • the error detection / recovery unit 7 is based on the noise level output by the noise detection unit 6, the microphone signal output by the noise recording microphone 10, and the reference signal output by the volume control unit 3. 6 detects the presence or absence of an error and performs a predetermined process when an error is detected. Further, the error detection / recovery unit 7 corrects the noise level as necessary, and outputs the corrected noise level to the volume calculation unit 8. The detailed configuration and processing contents in the error detection / recovery unit 7 will be described later.
  • the volume calculation unit 8 has a role of calculating a volume control signal for changing the volume in the volume control unit 3 based on the noise level output by the error detection / recovery unit 7.
  • the volume calculation unit 8 acquires the volume level (volume level) set in the volume control unit 3 and adds the volume correction amount obtained from the noise level to the volume level set by the volume control unit 3. As a result, an optimal volume control signal is calculated and output to the volume control unit 3.
  • FIG. 2 is a graph showing a calculation example of the volume control signal in the volume calculation unit 8. As the input noise level increases from 0 dB to 20 dB, the volume level also increases. Although FIG. 2 shows an example in which the relationship between the noise level and the volume level is directly proportional, the relationship between the noise level and the volume level is not limited to the directly proportional relationship. As long as the volume level increases as the noise level increases, the two levels may increase based on an arbitrary increase curve.
  • the volume control unit 3 when receiving the volume control signal from the volume calculation unit 8, the volume control unit 3 changes the volume according to the received volume control signal and causes the audio output unit 4 to output the audio signal whose volume has been changed. .
  • the sound output from the audio output unit 4 is output in a state adjusted in consideration of noise in the vehicle.
  • volume control processing automatic volume control (AVC) processing
  • AVC automatic volume control
  • the main CPU has a function of performing various processes in the audio playback device 1. Specific processing contents in the main CPU will be described later.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the noise detection unit 6.
  • the noise detection unit 6 includes a downsampling processing unit 21, an A characteristic filter processing unit 22, a delay processing unit 23, an LMS adaptive filter processing unit 24, an effective value (RMS: Root Mean Square Value). ) Calculating unit 25.
  • RMS Root Mean Square Value
  • the downsampling processing unit 21 has a role of performing a downsampling process on the microphone signal recorded by the noise recording microphone 10 and the reference signal input from the volume control unit 3.
  • the sampling frequency used in a CD is 44.1 kHz, but road noise entering the passenger compartment is mainly composed of lower frequencies, so the need for information in a high frequency range. Is low. For this reason, the processing load of the noise detection unit 6 and the error detection / recovery unit 7 is reduced by removing the high frequency information that is not necessary for noise determination by downsampling processing and reducing the sampling frequency to about 1.5 kHz. Can be reduced.
  • the A characteristic filter processing unit 22 has a role of performing a filtering process based on the A characteristic on the microphone signal in order to correct the noise level according to the human auditory characteristic.
  • the A characteristic has a characteristic that is very consistent with human hearing.
  • FIG. 4A shows the frequency characteristic of an A characteristic filter (A-weighting filter) used for the filtering process based on the A characteristic
  • FIG. 4B shows the A characteristic filter shown in FIG. The output result of the impulse response obtained using is shown.
  • the filtering process is performed using the A characteristic filter
  • the frequency of the microphone signal is reduced by the down-sampling process by the down-sampling processing unit 21 described above, and therefore, among the frequencies illustrated in FIG. Only the low frequency part is subject to filtering processing.
  • the delay processing unit 23 performs a delay process on the reference signal in consideration of the delay of the microphone signal processing by the A characteristic filter processing unit 22. By this delay processing, the input timing of the microphone signal and the reference signal input to the LMS adaptive filter processing unit 24 can be adjusted.
  • the LMS adaptive filter processing unit 24 performs a process of calculating a noise signal using an LMS adaptive filter (LMS adaptive filter, hereinafter referred to as an adaptive filter) using an LMS algorithm (Least Mean Square Algorithm).
  • FIG. 5A shows a schematic configuration of the LMS adaptive filter processing unit 24. As shown in FIG. 5A, the LMS adaptive filter processing unit 24 uses the microphone signal and the reference signal as input signals, and outputs the difference between the reference signal filtered by the adaptive filter 24a and the microphone signal as a noise signal. To do.
  • the filter coefficient w of the adaptive filter 24a is calculated based on Equation 1 as already described, and is constantly updated.
  • w k (n + 1) w k (n) +2 ⁇ (n) ⁇ (n ⁇ k) Equation 1
  • k indicates a tap position of the filter and is set in a range of 0 ⁇ k ⁇ N.
  • n time (number of samples)
  • ⁇ represents a step size parameter (0.0 ⁇ ⁇ 1.0)
  • x represents a reference signal which is a reference signal.
  • the filter coefficient w cannot converge to the optimum value.
  • the filter coefficient w has converged to the optimum value, a normal noise signal can be obtained, but when the filter coefficient w has not converged to the optimum value, the noise level of the obtained noise signal is the actual noise level. There are cases where the value is larger or smaller than the level and a normal noise signal cannot be extracted, resulting in malfunction.
  • the filter coefficient w converges to the optimum value, if the microphone signal is not normally input, for example, the path of the microphone signal transmitted from the noise recording microphone 10 to the noise detection unit 6 is When the circuit is disconnected or when the circuit of the noise recording microphone 10 is short-circuited and normal microphone input is not performed, a normal noise signal cannot be obtained.
  • the error detection / recovery unit 7 determines the input state of the microphone signal (microphone information), and corrects the value of ⁇ to an appropriate value. A normal noise signal is calculated.
  • the LMS adaptive filter processing unit 24 has a function of changing the step size parameter ⁇ of the adaptive filter 24 a based on the set value information of ⁇ received from the error detection / recovery unit 7.
  • the LMS adaptive filter processing unit 24 includes a storage unit that stores the updated filter coefficient w and a function of resetting the value of the filter coefficient w based on the adaptive filter reset information received from the error detection / recovery unit 7. It has. The timing at which the set value information of ⁇ and the adaptive filter reset information are output from the error detection / recovery unit 7 will be described later.
  • the effective value calculation unit 25 calculates the effective value of the noise signal obtained by the LMS adaptive filter processing unit 24 and outputs it to the error detection / recovery unit 7 as a noise level.
  • the error detection / recovery unit 7 detects the error of the noise detection unit 6 based on the effective value (microphone level) of the microphone signal, the effective value (reference level) of the reference signal, and the noise level obtained by the noise detection unit 6. Has a role to do.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the error detection / recovery unit 7.
  • the error detection / recovery unit 7 includes two effective value calculation units 31 and 32 and an error control unit 33.
  • the effective value calculation unit 31 has a role of obtaining the effective value of the microphone signal recorded by the noise recording microphone 10, and the obtained effective value of the microphone signal is output to the error control unit 33 as a microphone level.
  • the effective value calculation unit 32 has a role of obtaining the effective value of the reference signal, and the obtained effective value of the reference signal is output to the error control unit 33 as a reference level.
  • the error control unit 33 performs error detection of the noise level obtained by the noise detection unit 6 based on the acquired microphone level, reference level, and noise level.
  • the error control unit 33 includes a sub CPU, a ROM, and a RAM (not shown).
  • the ROM stores a program for performing processing of a sub CPU described later, necessary information, and the like.
  • the RAM is a memory used as a work area for processing in the sub CPU.
  • the sub CPU has a function of performing the noise level error detection and error recovery processing described above.
  • the reason why the normal noise level cannot be obtained is that, as described above, (1) a normal microphone signal cannot be obtained as in the case of a circuit disconnection in the noise recording microphone 10, and (2) an adaptive filter. There are two cases where the filter coefficient w does not converge to the optimal value because the value of ⁇ at 24a is not set appropriately. For this reason, the sub CPU of the error control unit 33 performs (A-1) microphone input defect determination processing and (A-2) adaptive filter filter convergence determination processing as error detection processing. An error recovery process is executed based on the detection result of the error detection process.
  • the sub CPU of the error control unit 33 first determines whether or not the reference level is a value greater than zero. By determining whether or not the reference level is greater than 0, it can be confirmed that music is being played back in the audio playback device 1.
  • the sub CPU detects the microphone level state for a predetermined time MCT (MicChkTime [sec]), and whether the microphone level is equal to or lower than the predetermined value MML (MicMinLevel) during the detection. Judge whether or not.
  • MCT MicChkTime [sec]
  • MML MicMinLevel
  • the range of the predetermined time MCT is set to a time greater than 0 and within a few seconds.
  • the reason why 0 is excluded as the predetermined time MCT (MicChkTime ⁇ 0) is because the delay until the sound output from the audio output unit 4 (speaker) is recorded by the noise recording microphone 10 is taken into consideration.
  • the predetermined time MCT for example, a value larger than 1 sec and smaller than 5 sec can be set.
  • the reason why it is determined whether or not the microphone level is equal to or lower than the predetermined value MML even after the predetermined time MCT has elapsed is to determine whether or not there is a problem with the microphone input due to disconnection of the noise recording microphone 10 or the like. It is. When there is no abnormality in the noise recording microphone 10, since the audio signal output from the audio output unit 4 is included in the microphone signal recorded from the noise recording microphone 10, the microphone level indicating the effective value of the microphone signal is from 0. Is also a large value.
  • the reason for determining whether or not the microphone level is lower than the predetermined value (MML) without determining whether or not the microphone level is 0 is that the sound is not properly recorded from the noise recording microphone 10. Even in such a case, the microphone signal may be slightly detected due to circuit noise or the like. Therefore, the object is to remove an error due to the noise of the circuit.
  • MML predetermined value
  • the predetermined value MML is a value set in consideration of the noise level in the circuit of the microphone, and the sub CPU has a circuit of the circuit when the microphone level is lower than the predetermined value MML even if it is higher than 0. If only noise is detected and it is determined that there is an error in the detection of the microphone signal, and if the microphone level is higher than the predetermined value MML, it is determined that the sound in the normal vehicle compartment is recorded. To do.
  • (A-2) Convergence determination process of filter coefficient of adaptive filter
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 determines the convergence of the filter coefficient w based on whether or not both of the following two conditions are satisfied. Do.
  • the sub CPU determines whether or not the value obtained by integrating the constant K at the microphone level is smaller than the noise level (microphone level ⁇ K ⁇ noise level).
  • the constant K is an arbitrary constant, but is preferably set between 1.0 and 2.0.
  • the noise in the passenger compartment should be a value obtained by subtracting the sound component output from the audio output unit 4 from the sound recorded by the noise recording microphone 10. For this reason, if the microphone level of the microphone signal recorded by the noise recording microphone 10 is normal, the microphone level should be larger than the noise level. Therefore, the sub CPU detects an error in the detected noise level by comparing the microphone level with the noise level.
  • the sub CPU determines that the first condition (microphone level ⁇ K ⁇ noise level) is equal to or higher than a predetermined frequency ER (ErrRate [%]) within a predetermined time FCT (FilterChkTime [sec]). Judge whether or not it occurs at a rate.
  • ER ErrRate [%]
  • FCT FilterChkTime [sec]
  • the sub CPU can normally filter the filter of the adaptive filter 24a. If it is determined that the coefficient w has converged and the corresponding frequency is high (larger than the predetermined frequency ER (ErrRate [%])), it is determined that the filter coefficient w has not converged.
  • the predetermined time FCT and the predetermined frequency ER can be freely set by the listener.
  • the predetermined time FCT in this embodiment is determined by using as an index the frequency when the first condition (microphone level ⁇ K ⁇ noise level) in 10 frames when the processing unit (frame) is 128 samples.
  • the predetermined time FCT was set to 0.027 sec.
  • the predetermined frequency ER according to the present embodiment sets any value from 20% to 80% as an appropriate judgment value.
  • the error detection / recovery unit 7 integrates one or more constants K into the microphone level under the first condition (microphone level ⁇ K ⁇ noise level), and the first condition (microphone level ⁇ K ⁇ Noise level), the occurrence error that can be determined to be normal is determined based on the predetermined frequency ER, so that the fluctuation error between the microphone level and the noise level that may occur in the normal case It is possible to eliminate the influence of (error).
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 stops the adaptive filter processing in the noise detection unit 6 with respect to the control unit 9.
  • Information (adaptive filter processing stop information) is output.
  • the control unit 9 stops the volume control process (auto volume control process) by stopping the process by the noise detection unit 6 and stops the process.
  • Information is recorded in the RAM as setting information.
  • the error detection / recovery unit 7 sets the noise level to 0 ( ⁇ [dB]) and outputs it to the volume calculation unit 8.
  • the volume calculation unit 8 receives a noise level set to 0, and calculates a volume control signal based on the received noise level. However, since the noise level is set to 0, the calculated volume control signal is a control signal that does not change the volume.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 applies the adaptive signal in the noise detection unit 6 to the control unit 9. After outputting information for stopping the filter process (adaptive filter process stop information), it is determined whether the value of ⁇ can be changed.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 determines whether ⁇ is equal to or greater than a predetermined value ARM (AdaptRateMin).
  • the predetermined value ARM is larger than 0.0 and smaller than 1.0.
  • the range of the predetermined value ARM is 0.0 ⁇ predetermined value ARM ⁇ 1.0 because the range of ⁇ to be compared is 0.0 ⁇ ⁇ 1.0.
  • the relationship between the initial value of ⁇ and the predetermined value ARM is 0.0 ⁇ initial value of predetermined value ARM ⁇ ⁇ 1.0.
  • the value of the predetermined value ARM can be set freely by the listener.
  • the predetermined value ARM is set to a large value (a value close to 1.0), ⁇ increases and the filter coefficient w is set to an optimum value. If the predetermined value ARM is set to a small value (a value close to 0.0), ⁇ becomes small, and the speed at which the filter coefficient converges to the optimum value may be greatly delayed. There is. For this reason, the value of the predetermined value ARM needs to be set in consideration of the processing speed and the like.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 obtains a new ⁇ by subtracting the predetermined value ARD (AdaptRateDecay) from the value of ⁇ .
  • Set value information is obtained and output to the noise detection unit 6, and adaptive filter reset information for resetting the filter coefficient w is output to the noise detection unit 6.
  • the error detection / recovery unit 7 sets the noise level to 0 ( ⁇ [dB]) and outputs it to the sound volume calculation unit 8, and further to the control unit 9, the LMS adaptive filter of the noise detection unit 6 Information for resuming the adaptive filter processing in the processing unit 24 (adaptive filter processing resumption information) is output.
  • the range of the predetermined value ARD is larger than 0.0 and smaller than 1.0.
  • it is set to a sufficiently small value, for example, about 0.001.
  • the predetermined value ARM is subtracted from the value of ⁇ before the correction. Instead, the value of ⁇ may be halved (that is, halved).
  • the ⁇ set value information and adaptive filter reset information output to the noise detection unit 6 are transmitted to the LMS adaptive filter processing unit 24 of the noise detection unit 6, and the LMS adaptive filter processing unit 24 acquires the acquired ⁇ set value information. Based on the above, the value of ⁇ used in Expression 1 is corrected, and the value of the filter coefficient w stored in the LMS adaptive filter processing unit 24 is reset.
  • control unit 9 restarts the processing by the noise detection unit 6 based on the adaptive filter processing resumption information received from the error detection / recovery unit 7.
  • the sound volume control processing (auto volume control processing) is resumed by calculating the noise level using the newly set value of ⁇ .
  • the control unit 9 records the resume information of the volume control process in the RAM as setting information.
  • the volume calculation unit 8 receives a noise level set to 0 and calculates a volume control signal based on the received noise level. However, since the noise level is set to 0, the calculated volume control signal is a control signal that does not change the volume.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs LMS adaptive filter processing of the noise detection unit 6 on the control unit 9.
  • Information for stopping the adaptive filter processing in the unit 24 (adaptive filter processing stop information) is output.
  • the control unit 9 stops the volume control process (auto volume control process) by stopping the process by the noise detection unit 6 and stops the process.
  • Information is recorded in the RAM as setting information.
  • the error detection / recovery unit 7 sets the noise level to 0 ( ⁇ [dB]) and outputs it to the volume calculation unit 8.
  • the volume calculation unit 8 receives a noise level set to 0, and calculates a volume control signal based on the received noise level. However, since the noise level is set to 0, the calculated volume control signal is a control signal that does not change the volume.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the contents of processing by the main CPU of the control unit 9.
  • the main CPU determines whether or not the setting content of the volume control process (auto volume control process) is in the execution (on) state based on the listener setting information recorded in the RAM of the control unit 9. (Step S.1).
  • the main CPU does not execute the volume adjustment process based on the noise level (steps S.2 to S.5).
  • the audio signal whose volume is adjusted by the volume control unit 3 is output to the audio output unit 4 (step S.7).
  • the adjustment process ends.
  • step S.1 when the volume control process is set to the execution state (Yes in step S.1), the main CPU controls the noise detection unit 6 to obtain the noise level that is the effective value of the noise signal. Then, the obtained noise level is transmitted to the error detection / recovery unit 7 (step S.2). Then, the main CPU of the control unit 9 controls the error detection / recovery unit 7 to execute the error detection / recovery process shown in FIG. 7 (step S.3).
  • the main CPU of the control unit 9 controls the volume calculation unit 8 to receive the noise level from the error detection / recovery unit 7.
  • the volume control signal is calculated based on the received noise level (step S.4).
  • the main CPU of the control unit 9 controls the volume calculation unit 8 to cause the volume control unit 3 to output the calculated volume control signal.
  • the main CPU of the control unit 9 controls the volume control unit 3 to adjust the volume of the audio signal in accordance with the volume control signal calculated by the volume calculation unit 8 (step S.5). After the volume information based on the adjustment is stored (step S.6), the audio signal whose volume has been adjusted is output to the audio output unit 4 (step S.7). Then, the control unit 9 ends the volume adjustment process.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the contents of error detection / recovery processing (step S.3) in the error detection / recovery unit 7 shown in the flowchart of FIG.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 executes error detection / recovery processing according to the control instruction of the main CPU of the control unit 9.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 uses the effective value calculation unit 31 to calculate the microphone level that is the effective value of the microphone signal, and uses the effective value calculation unit 32 to calculate the effective value of the reference signal.
  • a certain reference level is calculated (step S.11).
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs the above-described (A-1) microphone input defect determination process (step S.12). Specifically, when the reference level is greater than 0, the sub CPU performs microphone input when the microphone level remains below the predetermined value MML (MicMinLevel) even after the predetermined time MCT (MicChkTime [sec]) has elapsed. Judge that there was a problem.
  • MML MicMinLevel
  • MCT MerChkTime [sec]
  • the sub CPU If it is determined that there is a problem with the microphone input (Yes in step S.12), the sub CPU outputs adaptive filter processing stop information to the control unit 9 (step S.13), and noise detection.
  • the adaptive filter reset information is output to the unit 6 (step S.14).
  • the control unit 9 stops the sound volume control process (auto volume control process) by stopping the process by the noise detection unit 6 based on the adaptive filter process stop information received from the error detection / recovery unit 7.
  • the noise detection unit 6 resets the value of the filter coefficient w stored in the LMS adaptive filter processing unit 24 based on the adaptive filter reset information received from the error detection / recovery unit 7.
  • the sub CPU sets the noise level to 0, outputs the set noise level to the volume calculation unit 8 (step S.15), and ends the error detection / recovery process.
  • the volume calculation unit 8 calculates the volume control signal based on the noise level received from the error detection / recovery unit 7, but does not change the volume of the volume control signal because the noise level is set to 0.
  • the sub CPU performs the above-described (A-2) filter coefficient convergence determination process of the adaptive filter (step S12).
  • A-2) filter coefficient convergence determination process of the adaptive filter step S12.
  • the sub CPU has the first condition (microphone level ⁇ K ⁇ noise level) at a rate equal to or higher than a predetermined frequency ER (ErrRate [%]) within a predetermined time FCT (FilterChkTime [sec]). If it occurs, it is determined that the filter coefficient w in the adaptive filter 24a does not converge to the optimum value.
  • step S.16 When it is determined that the filter coefficient w of the adaptive filter 24a is converged (No in step S.16), the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 ends the error detection / recovery process as it is. On the other hand, when it is determined that the filter coefficient w of the adaptive filter 24a is not converged (Yes in step S.16), the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 stops the adaptive filter process with respect to the control unit 9. Information is output (step S.17), and adaptive filter reset information is output to the noise detector 6 (step S.18).
  • control unit 9 stops the sound volume control processing (automatic volume control processing) by stopping the processing by the noise detection unit 6 based on the adaptive filter processing stop information received from the error detection / recovery unit 7.
  • noise detection unit 6 resets the value of the filter coefficient w stored in the LMS adaptive filter processing unit 24 based on the adaptive filter reset information received from the error detection / recovery unit 7.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 determines whether or not the value of the step size parameter ⁇ can be changed (step S.19). Specifically, the sub CPU determines that the value of ⁇ can be changed when ⁇ is equal to or larger than a predetermined value ARM (AdaptRateMin).
  • ARM AdaptRateMin
  • step S.19 If the value of ⁇ can be changed (Yes in step S.19), the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs a process of reducing the value of ⁇ (step S.20). Then, the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 outputs the adaptive filter process resumption information to the control unit 9 (step S.21). With this process, the control unit 9 restarts the process in the noise detection unit 6 based on the adaptive filter process resumption information received from the error detection / recovery unit 7 and executes the volume control process (auto volume control process). In this case, the noise detection unit 6 applies ⁇ reduced by the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 to Equation 1 to obtain a new filter coefficient w, and performs adaptive filter processing.
  • Step S. 19 when it is determined that the process of reducing the value of ⁇ cannot be performed (No in step S.19), and step S.19. 21, when the adaptive filter process resumption information is output to the control unit 9, the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 sets the noise level to 0 and outputs the noise level to the volume calculation unit 8 (step S.15), the error detection / recovery process is terminated.
  • the volume calculation unit 8 calculates the volume control signal based on the noise level received from the error detection / recovery unit 7, but does not change the volume of the volume control signal because the noise level is set to 0.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs the (A-1) microphone input defect determination process to determine whether or not the calculated noise level is a normal value. The determination can be made from the viewpoint of disconnection of the microphone circuit by the microphone 10.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs (A-2) filter coefficient convergence determination processing to determine whether or not the calculated noise level is a normal value. It is possible to make a determination based on
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 outputs the adaptive filter reset information to the noise detection unit 6, the value of the filter coefficient w stored in the LMS adaptive filter processing unit 24 is reset.
  • the adaptive filter process is restarted later, it is possible to prevent the filter process from being performed based on the filter coefficient w in which an error is detected.
  • the volume calculation unit 8 changes the volume of the volume control signal. There will be no.
  • the content of the volume control signal output from the volume calculation unit 8 to the volume control unit 3 is a control signal indicating that the volume is not changed, the volume calculated based on the noise level in which the error is detected.
  • the control signal can prevent an inappropriate volume change from being performed in the volume control unit 3.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 determines whether the value of ⁇ can be changed when it is determined that the filter coefficient w is not converged, If possible, the changed value of ⁇ is output to the noise detection unit 6 as set value information of ⁇ , and further, the adaptive filter processing resumption information is output to the control unit 9 to obtain a new value of ⁇ . It is possible to restart the adaptive filter processing using the filter coefficient w based on. In this way, by reducing the value of ⁇ and restarting the adaptive filter process in a state where the filter coefficient w is likely to converge to the optimum value, ⁇ can be set even if the initially set value of ⁇ is not an appropriate value. Can be automatically changed (corrected), and the optimum value of ⁇ can be set as the set value.
  • an adaptive filter process is performed based on the optimum ⁇ value, a normal noise level is calculated, and a volume change in the volume control unit 3 is performed based on the normal noise level, thereby causing an unexpected failure (for example, It is possible to avoid a sudden increase in volume.
  • FIGS. 9 (a) to 9 (c) and FIGS. 10 (a) to 10 (c) are graphs showing the process until the filter coefficient of the adaptive filter converges by automatically changing the value of ⁇ . is there.
  • the frequency ER ErrRate
  • ARM AdaptRateMin
  • ARD AdaptRateDecay
  • the initial value of ⁇ is set to 0.4.
  • FIG. 9A shows an initial state where the filter coefficient w is 0.
  • FIG. 9B shows the state of the filter coefficient w when 761 frames have elapsed from the initial state shown in FIG. 9A.
  • the error detection / recovery unit 7 determines by the sub CPU. It is determined that the filter coefficient w of the adaptive filter 24a does not converge to the optimum value.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs a process of subtracting a half value of ⁇ from the value of ⁇ (changes ⁇ from 0.4 to 0.2) as an error recovery process.
  • FIG. 9C shows the state of the filter coefficient w at the time when 792 frames have elapsed.
  • the filter coefficient w of the adaptive filter 24a is optimum according to the judgment of the sub CPU of the error detection / recovery unit 7. It is judged that the value does not converge.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs a process of subtracting a value of 1 ⁇ 2 of ⁇ from the value of ⁇ (changing ⁇ from 0.2 to 0.1) as an error recovery process.
  • FIG. 10A shows the state of the filter coefficient w at the time when 3282 frames have elapsed.
  • the filter coefficient w of the adaptive filter 24a is optimum according to the judgment of the sub CPU of the error detection / recovery unit 7. It is judged that the value does not converge.
  • the first condition microphone level ⁇ K ⁇ noise level
  • FCT FrterChkTime [ sec]
  • the filter coefficient w in the adaptive filter is determined not to converge to the optimum value when it occurs at a rate equal to or higher than the predetermined frequency ER (ErrRate [%]).
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs a process of subtracting a value of 1/2 of ⁇ from the value of ⁇ (changing ⁇ from 0.1 to 0.05) as an error recovery process.
  • FIG. 10B shows the state of the filter coefficient w at the time when 3411 frames have elapsed.
  • the filter coefficient w of the adaptive filter 24a is optimal according to the determination of the sub CPU of the error detection / recovery unit 7. It is judged that the value does not converge.
  • the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs a process of subtracting a value of 1/2 of ⁇ from the value of ⁇ (changes ⁇ from 0.05 to 0.025) as an error recovery process.
  • FIG. 10C shows the state of the filter coefficient w when 27847 frames have elapsed. At the time shown in FIG. 10C, since the error detection by the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 is not performed, it can be determined that the filter coefficient w is in a state where it can converge to the optimum value. it can.
  • the error detection / recovery unit 7 is provided, and the sub CPU of the error detection / recovery unit 7 performs the microphone input failure determination process (step S.12 shown in FIG. 8). Determination of the filter coefficient w in the adaptive filter 24a (determination in step S.16 shown in FIG. 8), and determination as to whether or not the value of ⁇ can be changed (see FIG. 8). The description has been given of the configuration in which the determination of step S.19 shown in FIG.
  • the noise detection unit 6 is controlled. Since it is necessary to stop the noise detection unit 6 via the control unit 9, the sound volume control process (auto volume control process) cannot be stopped directly by the error detection / recovery unit 7. For this reason, by adopting a configuration in which the determination processing performed by the error detection / recovery unit 7 is determined and processed by the control unit 9, the control unit 9 performs the microphone input defect determination processing and the filter coefficient w in the adaptive filter. Convergence determination processing, whether or not the value of ⁇ can be changed, and further, stop / restart processing of volume control processing (auto volume control processing) can be performed. .
  • the control unit 9 receives a noise level that is an effective value of the noise signal, a microphone level that is an effective value of the microphone signal, and a reference signal from the noise detection unit 41.
  • a reference level that is an effective value is input.
  • the noise detection unit 41 is provided with effective value calculation units 31 and 32 provided in the error detection / recovery unit 7 as shown in FIG. The effective values of the signal and the reference signal can be calculated and output to the control unit 9.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the volume adjustment processing of the control unit 9 in the audio playback device 40 shown in FIG.
  • the main CPU of the control unit 9 determines whether or not the setting content of the volume control process (auto volume control process) is in an execution (ON) state based on the listener setting information recorded in the RAM of the control unit 9. Is determined (step S.31). If the volume control process is not set to the execution state (No in step S.31), the main CPU does not execute the volume adjustment process based on the noise level (steps S.32 to S.44). After the current volume information is stored in the volume control unit 3 (step S.45), the volume-adjusted audio signal is output from the volume control unit 3 to the audio output unit 4 (step S.46). The volume adjustment process ends.
  • the main CPU controls the noise detection unit 6 to determine the noise level that is the effective value of the noise signal, If it is the effective value of the microphone signal, the microphone level and the reference level that is the effective value of the reference signal are obtained, and the obtained noise level, microphone level, and reference level are transmitted to the control unit 9 (step S.32). . Then, the main CPU of the controller 9 performs a microphone input malfunction determination process based on the acquired noise level, microphone level, and reference level (step S.33).
  • the CPU of the control unit 9 determines that the microphone level is less than or equal to the predetermined value MML (MicMinLevel) even after the predetermined time MCT (MicChkTime [sec]) has elapsed. Judge that there was a problem with the microphone input.
  • step S.33 When it is determined that there is a problem with the microphone input (Yes in step S.33), the CPU of the control unit 9 outputs the adaptive filter reset information to the noise detection unit 6 so that the filter coefficient of the adaptive filter 24a is obtained.
  • the value of w is reset (step S.34), and then the adaptive filter processing in the noise detector 41 is stopped (step S.35).
  • the control unit 9 can directly control the reset process of the filter coefficient w and the stop process of the adaptive filter process in the noise detection unit 41. Note that the volume control process (auto volume control process) in the audio playback device 40 is stopped by the stop of the adaptive filter process in the noise detection unit 41.
  • the CPU of the control unit 9 performs a process for determining the convergence of the filter coefficient w of the adaptive filter 24a (step S.33). 36). Specifically, the CPU generates the first condition (microphone level ⁇ K ⁇ noise level) at a rate equal to or higher than a predetermined frequency ER (ErrRate [%]) within a predetermined time FCT (FilterChkTime [sec]). In this case, it is determined that the filter coefficient w in the adaptive filter 24a does not converge to the optimum value.
  • ER ErrRate [%]
  • step S.36 When it is determined that the filter coefficient w of the adaptive filter 24a is not converged (Yes in step S.36), the CPU of the control unit 9 outputs the adaptive filter reset information to the noise detection unit 6 to adapt.
  • the value of the filter coefficient w of the filter 24a is reset (step S.37), and then the adaptive filter processing in the noise detection unit 41 is stopped (step S.38).
  • the control unit 9 can directly control the reset process of the filter coefficient w and the stop process of the adaptive filter process in the noise detection unit 41.
  • the CPU of the control unit 9 determines whether or not the value of the step size parameter ⁇ can be changed (step S.39). Specifically, the CPU determines that the value of ⁇ can be changed when ⁇ is greater than or equal to a predetermined value ARM (AdaptRateMin).
  • ARM AdaptRateMin
  • step S.39 When the value of ⁇ can be changed (Yes in step S.39), the CPU of the control unit 9 performs a process of reducing the value of ⁇ (step S.40). And CPU of the control part 9 controls the noise detection part 41, and restarts the adaptive filter process in the noise detection part 41 (step S.41). With this process, the sound volume control process (auto volume control process) in the audio playback device 40 can be resumed.
  • Step S. 35 when the adaptive filter processing in the noise detection unit 41 is stopped, step S. 39 when it is determined that the process of reducing the value of ⁇ cannot be performed (No in step S.39), and step S.39.
  • the CPU of the control unit 9 sets the noise level to 0 and outputs the noise level to the volume calculation unit 8 (step S.42).
  • the volume calculation unit 8 calculates the volume control signal based on the noise level received from the control unit 9, but does not change the volume of the volume control signal because the noise level is set to 0.
  • Step S. 42 when the noise level is set to 0 and the noise level is output to the volume calculation unit 8, and when it is determined that the filter coefficient w of the adaptive filter 24a is converged (No in step S.36)
  • the CPU of the control unit 9 controls the volume calculation unit 8 to calculate a volume control signal based on the noise level (step S.43), and causes the volume control unit 3 to output the calculated volume control signal. .
  • the main CPU of the control unit 9 controls the volume control unit 3 to adjust the volume of the audio signal according to the volume control signal calculated by the volume calculation unit 8 (step S.44).
  • Step S. 44 after the volume control unit 3 has adjusted the volume, or when the setting content of the volume control process (auto volume control process) is not set to the execution (on) state (No in step S.31).
  • the CPU of the control unit 9 causes the volume control unit 3 to record the volume information based on the volume adjustment (step S.45), and causes the audio output unit 4 to output the volume-adjusted audio signal (step S.46). ).
  • the control unit 9 ends the volume adjustment process.
  • the microphone input malfunction determination process determination in step S.33 shown in FIG. 13
  • the convergence determination process of the filter coefficient w in the adaptive filter 24a (FIG. 13 and the determination as to whether or not the value of ⁇ can be changed (determination in step S.39 shown in FIG. 13). Since the stop and restart of the adaptive filter processing in the detection unit 41 can be directly controlled from the control unit 9, the processing procedure can be simplified and speeded up. Further, the CPU of the control unit 9 performs a microphone input defect determination process, a filter coefficient w convergence determination process in the adaptive filter 24a, and a determination as to whether or not the value of ⁇ can be changed. Since it is not necessary to provide the error detection / recovery unit 7, the structure can be simplified.
  • Adaptive filter 25 (in LMS adaptive filter processing section) ... Estimated value calculation section 31 (in noise detection section) ... Effective value calculation section 32 (in error detection / recovery section) ... Effective value calculation (in error detection / recovery section) Unit 33 ... error control unit 50 (in error detection / recovery unit) ... (conventional) audio playback device 51 ... audio playback unit 52 (in conventional audio playback device) ... volume control unit 53 (in conventional audio playback device) ... Audio output unit 54 (in a conventional audio playback apparatus) Operation unit 55 (in a conventional audio playback device) ... Noise recording microphone 56 (in a conventional audio playback device) ... Noise detection unit 57 (in a conventional audio playback device) ... Volume calculation unit 58 (in a conventional audio playback device) ... Control unit (in a conventional audio playback device)

Landscapes

  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
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Abstract

　適応フィルタ処理に用いられる適応フィルタのフィルタ係数の収束状態を判断することができ、またフィルタ係数が収束できない場合において適応フィルタに最適なパラメータを自動的に設定すること。本発明に係る音響処理装置（１）では、騒音情報検出部（６）が、収録部（１０）により収録されたマイク信号と音量変更部（３）により音量変更がなされたオーディオ信号とに対して適応フィルタを適用することにより騒音の音量に関する騒音情報を求める。収束状態判断部（７）は、求められる騒音情報と、マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断する。

Description

音響処理装置
　本発明は、音響処理装置に関し、より詳細には、オーディオ信号の音量変更を行う音量変更部の音量補正を、騒音情報に基づいて行うことにより、騒音に対応したオーディオ信号の出力を行うことが可能な音響処理装置に関する。
　聴取者がオーディオ装置で音楽を聴取する場合において、ノイズが発生しない防音性能の高い環境で音楽の聴取を行うことができれば、音源の音質を高く維持した状態で音楽を聴取することが可能となる。一方で、ノイズなどが発生しやすい環境において音楽を聴取する場合も多く存在する。例えば、車載用のオーディオ再生装置により車室内で音楽を聴く場合などがその一例として該当する。オーディオ再生装置を用いて音楽を聴取する場合には、車室外から進入する騒音や、車両の走行に伴って発生するロードノイズやエンジン音などの騒音が車室内に侵入するため、これらの騒音によって音源の音質が損なわれるという問題があった。このように車室内に侵入する騒音を考慮しつつ音源本来の音質を維持した音楽の聴取を実現するための方法が多く提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　このようなオーディオ再生装置では、車室内の任意の場所に騒音（ノイズ）を収録するためのマイクが設置されている。この設置場所としては、例えば、サンバイザーやルームミラーユニットなど、車両において聴取者が着座する位置（運転席など）の近傍位置に設置される。
　そして、オーディオ再生装置のスピーカにより音楽を出力すると共に、出力された音楽をマイクで録音することにより、オーディオ再生装置のスピーカから出力された音楽と騒音との両方の音を収録することができ、収録された音からスピーカより出力される音楽成分を差し引くことによって騒音成分だけを抽出することが可能となる。
　このように収録された音から騒音を抽出するために、適応フィルタが用いられている。適応フィルタを用いて騒音信号を抽出し、抽出された騒音信号の音量レベルに応じてオーディオ再生装置における再生音楽の音量を制御することにより、聴取者に対して騒音を考慮した音量で音楽を提供することが可能となる。
　このフィルタ処理においては、適応フィルタに対して、マイクにおいて収録された信号（以下、マイク信号とする）と、スピーカから出力される信号（厳密には、スピーカから出力される直前の信号、以下、リファレンス信号とする）との２つの信号が入力され、適応フィルタの出力信号として、マイク信号からリファレンス信号を差し引いた信号、つまり、騒音信号が求められることになる。
　図１４は、抽出した騒音信号に応じてスピーカから出力させる音楽の音量調整を行うことが可能なオーディオ再生装置を示している。
　オーディオ再生装置５０は、ＣＤやＭＤ等の音源のオーディオ信号を読み取って出力するオーディオ再生部５１と、オーディオ再生部５１により出力されたオーディオ信号の音量変更を行う音量制御部５２と、音量制御部５２により音量変更がなされたオーディオ信号の出力を行うオーディオ出力部５３とを有している。ここで、オーディオ出力部５３は、例えば、スピーカやヘッドフォンなどが該当し、オーディオ信号を現実に聴取者が聴覚で聴取可能な状態により出力することができる装置を意味している。
　また、オーディオ再生装置５０には、オーディオ再生部５１による再生を行う際に聴取者が操作する操作ボタンや音量制御部５２に対する音量調整用のボリューム調整つまみなどを備えた操作部５４が設けられている。さらに、オーディオ再生装置５０には、音量制御部５２より出力されるリファレンス信号と車室内に設定される騒音収録マイク５５により収録されたマイク信号とに基づいて、適応フィルタを用いて騒音レベルを求める騒音検出部５６と、騒音検出部５６により検出された騒音レベルに基づいて最適なボリュームレベルを求めて、音量制御部５２における音量処理の補正情報（音量制御信号）を算出する音量算出部５７が設けられている。
　これらのオーディオ再生部５１、音量制御部５２、騒音検出部５６、音量算出部５７は、制御部５８により制御されており、制御部５８では操作部５４より取得した聴取者の操作内容に応じて、オーディオ再生部５１において再生されるソースの選択や、音量制御部５２において設定すべきボリュームレベル制御や、騒音検出部５６における適応フィルタの適用処理の制御等を行っている。
　図１４に示すオーディオ再生装置５０では、上述したように、騒音検出部５６で、騒音レベル（ノイズ成分）を求め、音量制御部５２において騒音レベルに応じて音量制御が行われることによって、好適な音量でオーディオ出力部５３から音を出力することが可能となっている。
　騒音検出部５６において適用される適応フィルタのフィルタ係数は、上述したマイク信号およびリファレンス信号に応じて常に変化し、時間経過と共に最適値に収束する。この騒音検出部５６のフィルタ処理に用いられるフィルタの値は、一般的に、ＬＭＳアルゴリズム（Least Mean Square Algorithm）に基づいて設定され、このアルゴリズムに基づいて設定されるフィルタを適応フィルタ（adaptive filter）という。
　適応フィルタのフィルタ係数ｗは常時更新され、その更新は次に示す式１により行われる。
　　ｗｋ（ｎ＋１）＝ｗｋ（ｎ）＋２μ（ｎ）ｘ（ｎ－ｋ）　・・・式１
　ここで、ｋはフィルタのタップ位置を示し、０≦ｋ＜Ｎの範囲に設定される。ｎは時刻（サンプル数）を示し、μはステップサイズパラメータ（０．０＜μ＜１．０）を示し、ｘは参照信号であるリファレンス信号を示している（例えば、非特許文献１参照）。
特開２００７－２２０２６６号公報
Rulph Chassaing著，「DSP Applications Using C and the TMS320C6x DSK」，（米国），Wiley-Interscience，2002年1月25日，P.216-217
　上述した式１で示される適応フィルタにおいて、聴取者が予め設定しなければならい要素は、ステップサイズパラメータμのみであり、μの設定範囲は０．０＜μ＜１．０である。このμを適切に設定することができれば、フィルタ係数ｗは最終的に収束して適切なフィルタ特性を得ることが可能となる。
　しかしながら、μを適切に設定することは容易ではなく、μの値が大きい値であるほど適応フィルタのフィルタ係数ｗが最適値に近づく速度が速くなるが、フィルタ係数ｗが大きく変動するため、μの設定値によってはフィルタ係数ｗが最適値に収束せず、騒音信号がうまく抽出できない場合があり得るという問題があった。また、μの値が小さい場合には、μが小さければ小さいほどフィルタ係数ｗが最適値に収束しやすいが、その収束速度が遅くなり迅速な適応フィルタ処理を行うことが困難になるという問題があった。
　このように、μを適切に設定することができない場合には、正常な騒音信号を抽出することができず、騒音に応じて適切な音量調整を行うことが困難であるという問題があった。
　本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、適応フィルタ処理に用いられる適応フィルタのフィルタ係数の収束状態を判断することができ、またフィルタ係数が収束できない場合において適応フィルタに最適なパラメータを自動的に設定することが可能な音響処理装置を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本発明に係る音響処理装置は、入力されるオーディオ信号の音量変更を行う音量変更部と、該音量変更部により音量変更されたオーディオ信号の出力を行うオーディオ出力部と、該オーディオ出力部により出力された音と当該音以外の騒音とを収録する収録部と、該収録部により収録されたマイク信号と前記音量変更部により音量変更がなされたオーディオ信号とに対して適応フィルタを適用することにより前記騒音の音量に関する騒音情報を求める騒音情報検出部と、該騒音情報検出部により求められた騒音情報に基づいて、前記音量変更部の音量変更処理に対する音量補正値を求めて前記音量変更部に出力する音量補正値算出部と、前記騒音情報検出部により求められる騒音情報と、前記マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、前記適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断する収束状態判断部とを備えたことを特徴とする。
　本発明に係る音響処理装置によれば、収束状態判断部が、騒音情報検出部により求められる騒音情報と、マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断するので、フィルタ係数が収束状態にあるか否かを判別することができる。従って、フィルタ係数が収束しないと収束状態判断部により判断された場合には、音量補正値に基づく音量変更部の音量変更処理を停止させることにより、収束しないフィルタ係数に基づいて求められた騒音情報（正常でない騒音情報）によって、オーディオ信号の音量変更が行われてしまうことを防止することができる。
　また、上記音響処理装置は、前記収束状態判断部が、前記騒音の音量と前記マイク信号の音量との大小関係およびその大小関係の変化状態に基づいて前記フィルタ係数が収束状態にあるか否かを判断するものであってもよい。
　収録部は、オーディオ出力部により出力された音と当該音以外の騒音とを収録するため、収録部により収録されたマイク信号の音量は、騒音の音量よりも大きなボリュームレベルとなるはずである。このため、収束状態判断部は、騒音の音量と前記マイク信号の音量との大小関係を求めて、騒音の音量がマイク信号の音量よりも大きい場合には、騒音情報検出部により求められた騒音情報が、正常な騒音情報でないと判断することが可能となる。
　従って、収束状態判断部は、騒音の音量とマイク信号の音量との大小関係を求めることによって、求められた騒音情報が正常か否かを判断することができ、正常でない騒音情報に基づいてオーディオ信号の音量変更が行われてしまうことを防止することができる。
　さらに、騒音信号もマイク信号も常時値が変動するため、騒音情報が正常な場合であっても、騒音の音量とマイク信号の音量との大小関係が逆転してしまう場合が少ない頻度で発生し得る。このため、騒音の音量とマイク信号の音量との大小関係の変化状態を求めることにより、単発的に騒音の音量がマイク信号の音量よりも大きくなった場合であっても、その変化状態（発生頻度）に基づいて騒音情報の適否を判断することにより、正常に求められた騒音情報が、正常でないとして判断されてしまうことを回避することが可能となる。
　また、上述した音響処理装置において、前記収束状態判断部により前記フィルタ係数が収束状態にないと判断された場合に、前記適応フィルタのフィルタ係数を算出するための要素であるステップサイズパラメータの値を低減させるものであってもよい。
　適応フィルタのフィルタ係数におけるステップサイズパラメータの値によって、フィルタ係数を最適値に収束させることができるか否かが決定される。このため、ステップサイズパラメータを最適な値に設定することが必要となるが、ステップサイズパラメータの値が大きすぎると、フィルタ係数が最適値に収束せず、ステップサイズパラメータの値が小さすぎるとフィルタ係数が最適値に収束する速度が遅くなり迅速な適応フィルタ処理を行うことが困難となる。このため、ステップサイズパラメータの値を高い値から順次減算させて自動的に変更させることにより、最適なステップサイズパラメータの値を自動的に求めることができ、適応フィルタのフィルタ係数を最適値へ迅速に収束させることが可能となる。
　また、上述した音響処理装置では、前記オーディオ出力部から前記オーディオ信号が出力されている状況における前記マイク信号の出力値に基づいて、前記収録部による収録処理に関するエラーを判断する収録エラー検出部を有するものであってもよい。
　正常な騒音情報を取得できない場合として考えられるのは、適応フィルタのフィルタ係数が収束しない場合だけでなく、収録部により収録されたマイク信号が騒音情報検出部に伝達されるまでの経路の断線や回路のショートなどにより発生する場合もある。このため、本発明のように、オーディオ信号が出力されている場合においてマイク信号の出力値を求めると、通常はマイク信号にオーディオ出力部により出力される音が収録されるため、マイク信号の出力が検出されるはずだが、マイク信号の出力が検出されない場合には、収録部の断線や内部回路のショートなどの収録処理に関するエラーが発生したものと判断することが可能となる。
　本発明に係る音響処理装置によれば、収束状態判断部が、騒音情報検出部により求められる騒音情報と、マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断するので、フィルタ係数が収束状態にあるか否かを判別することができる。従って、フィルタ係数が収束しないと収束状態判断部により判断された場合において、音量補正値に基づく音量変更部の音量変更処理を停止させることにより、収束しないフィルタ係数に基づいて求められた騒音情報（正常でない騒音情報）により、オーディオ信号の音量変更が行われてしまうことを防止することができる。
本実施の形態に係るオーディオ再生装置の概略構成を示したブロック図である。 本実施の形態に係る音量算出部における音量制御信号の算出例を示したグラフである。 本実施の形態に係る騒音検出部の概略構成を示したブロック図である。 （ａ）は、Ａ特性フィルタ（A-weighting filter）の周波数特性を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ特性フィルタを用いて求められたインパルス応答の出力結果を示した図である。 （ａ）は、本実施の形態に係る騒音検出部におけるＬＭＳ適応フィルタ処理部の概略構成を示したブロック図であり、（ｂ）は、フィルタ係数ｗが最適値に収束するときのフィルタ係数の状態を示したグラフである。 本実施の形態に係るエラー検知・回復部の概略構成を示したブロック図である。 制御部のメインＣＰＵによる処理を示したフローチャートである。 エラー検知・回復部のサブＣＰＵによるエラー検知・回復処理を示したフローチャートである。 （ａ）～（ｃ）は、μの値を自動的に変化させて適応フィルタのフィルタ係数が収束するまでの過程を示した第１のグラフである。 （ａ）～（ｃ）は、μの値を自動的に変化させて適応フィルタのフィルタ係数が収束するまでの過程を示した第２のグラフである。 他の実施の形態に係るオーディオ再生装置の概略構成を示したブロック図である。 他の実施の形態に係る騒音検出部の概略構成を示したブロック図である。 他の実施の形態に係る制御部のメインＣＰＵによる処理を示したフローチャートである。 従来のオーディオ再生装置の概略構成を示したブロック図である。
　以下、本発明に係る音響処理装置を備えた車載用のオーディオ再生装置について、図面を用いて詳細に説明を行う。
　図１は、車載用のオーディオ再生装置の概略構成を示したブロック図である。オーディオ再生装置１は、図１に示すように、オーディオ再生部２と、音量制御部（音量変更部）３と、オーディオ出力部４と、操作部５と、騒音検出部（騒音情報検出部）６と、エラー検知・回復部（収束状態判断部、収録エラー検出部）７と、音量算出部（音量補正値算出部）８と、制御部（収束状態判断部、収録エラー検出部）９と、騒音収録マイク（収録部）１０とを有している。
　なお、図１に示す黒太矢印は、制御部９から各機能部２、３、６、７、８に対する制御信号の入出力状態を示しており、白抜矢印は、音楽（オーディオ信号、リファレンス信号）および騒音（マイク信号）の入出力状態を示しており、黒細矢印は、各種情報・信号の入出力状態を示している。
　オーディオ再生部２には、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、ラジオなどの所定のメディアから音楽情報を読み出して再生（出力）する機能を有している。具体的には、再生対象とするメディアの選択、読み出した音楽情報の再生、一時停止、停止などの処理を行う。これらの具体的な処理は、制御部９の指示に従って行われる。オーディオ再生部２により再生されたオーディオ信号は、音量制御部３に出力される。
　音量制御部３は、オーディオ再生部２により再生されたオーディオ信号の音量変更を行う機能を有している。具体的には、一般的なオーディオ再生装置のアンプ機能部が該当する。この音量制御部３による音量は、制御部９の指示に応じて増減される。また、音量制御部３には音量算出部８より音量制御信号（音量補正値）が入力されており、音量制御部３においてこの音量制御信号を受信した場合においても、音量制御信号に応じてオーディオ信号の音量変更が行われる。また、音量制御部３では、音量変更処理により変更したオーディオ信号の音量情報を記憶する。
　オーディオ出力部４は、音量制御部３を経て再生（出力）されたオーディオ信号を、聴取者が聴覚により聴取できるように出力する機能を有している。オーディオ出力部４として、一般的なスピーカが用いられる。
　操作部５は、オーディオ再生装置１のフロントパネル部などに設置される操作ボタンであって、聴取者が各種設定などを行うために用いるものである。本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、少なくとも、オーディオ再生部２における音楽の再生ボタン、停止ボタン、音源メディア（ソース）選択ボタン、音量調整用のボリュームボタンを供えている。これらのボタンが聴取者に操作されると、操作されたボタン（操作内容）に関する操作情報が制御部９に伝達される。また、操作部５には、後述する音量制御処理（オートボリュームコントロール（ＡＶＣ：Automatic Volume Control）処理）の実行／停止を設定するためのＡＶＣ設定ボタンが設けられている。
　騒音収録マイク１０は、車内における音楽信号を収録する役割を有している。騒音収録マイク１０は、例えば、サンバイザーやルームミラーのヘッドユニット等の聴取者の近傍位置に設置されている。車内には、走行時のロードノイズや、エンジン等の装置駆動音などが進入する。さらに、オーディオ再生装置１において所定の音楽の再生がなされている場合には、オーディオ出力部４より出力される音楽も車内に出力される。このため、騒音収録マイク１０により収録される音は、オーディオ出力部４より出力される音とロードノイズなどの騒音とが加算された音（車室音）となる。騒音収録マイク１０により収録される音は、マイク信号として騒音検出部６に出力される。
　騒音検出部６は、騒音収録マイク１０により収録されたマイク信号を受信し、このマイク信号から騒音信号の実効値を示す騒音レベル（騒音情報）を算出する役割を有している。騒音検出部６には、図１に示すように、騒音収録マイク１０により出力されたマイク信号と、音量制御部３により音量変更がなされたオーディオ信号であって、オーディオ出力部４において出力される直前の信号（以下、この信号をリファレンス信号という）とが伝達される。騒音検出部６における詳細な構成については後述する。
　エラー検知・回復部７は、騒音検出部６により出力された騒音レベルと、騒音収録マイク１０によって出力されたマイク信号と、音量制御部３よって出力されるリファレンス信号とに基づいて、騒音検出部６におけるエラーの有無を検知し、エラーが検知された場合には所定の処理を行う役割を有している。また、エラー検知・回復部７は、必要に応じて騒音レベルの修正を行い、音量算出部８に修正された騒音レベルを出力する。エラー検知・回復部７における詳細な構成および処理内容については後述する。
　音量算出部８は、エラー検知・回復部７により出力された騒音レベルに基づいて、音量制御部３における音量の変更を行うための音量制御信号を算出する役割を有している。音量算出部８では、音量制御部３において設定されているボリュームレベル（音量レベル）を取得し、音量制御部３で設定されるボリュームレベルに対して、騒音レベルにより求められる音量補正量を加算することにより、最適な音量制御信号を算出して、音量制御部３に出力する。
　図２は、音量算出部８における音量制御信号の算出例を示したグラフである。入力される騒音レベルが０ｄＢから２０ｄＢに増加するに従って、ボリュームレベルも増加する。図２では、騒音レベルとボリュームレベルとの関係が正比例する場合を例として示したが、騒音レベルとボリュームレベルとの関係は正比例関係には限定されない。騒音レベルの増加によりボリュームレベルも増加する関係であればよいため、２つのレベルが任意の増加曲線に基づいて増加する関係となるものであってもよい。
　音量制御部３では、上述したように、音量算出部８より音量制御信号を受信すると、受信した音量制御信号に応じて音量変更を行い、音量変更されたオーディオ信号をオーディオ出力部４より出力させる。このようにしてオーディオ出力部４により出力される音は、車内における騒音を考慮して調整された状態で出力されることになる。
　制御部９は、操作部５およびエラー検知・回復部７より各種情報を受信し、受信された各種情報に基づいて、オーディオ再生部２、音量制御部３、騒音検出部６、エラー検知・回復部７、音量算出部８における動作制御を行う役割を有している。制御部９は、図示を省略するメインＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。ＲＯＭには、後述するメインＣＰＵの処理を行うためのプログラムや、必要となる情報（後述する処理において予め設定される定数、条件値など）などが記録されている。ＲＡＭは、メインＣＰＵにおける処理のワークエリアとして使用されるメモリである。また、ＲＡＭには、操作部５により聴取者に設定される音量制御処理（オートボリュームコントロール（ＡＶＣ：Automatic Volume Control）処理）の実行あるいは停止の設定内容が記録される。メインＣＰＵは、オーディオ再生装置１における様々な処理を行う機能を有している。メインＣＰＵにおける具体的な処理内容については、後述する。
　図３は、騒音検出部６の概略構成を示したブロック図である。騒音検出部６は、図３に示すように、ダウンサンプリング処理部２１と、Ａ特性フィルタ処理部２２と、遅延処理部２３とＬＭＳ適応フィルタ処理部２４と、実効値（ＲＭＳ：Root Mean Square Value）算出部２５とを有している。
　ダウンサンプリング処理部２１は、騒音収録マイク１０により収録されたマイク信号と、音量制御部３より入力されるリファレンス信号とのダウンサンプリング処理を行う役割を有している。例えば、ＣＤで使用されるサンプリング周波数は、４４．１ｋＨｚとなっているが、車室内に進入するロードノイズ等はより低い周波数が主な成分となっているため、高い周波数域の情報の必要性は低い。このため、騒音の判断にあまり必要とされない高い周波数の情報をダウンサンプリング処理によって除き、約１．５ｋＨｚまでサンプリング周波数の低減を図ることにより、騒音検出部６およびエラー検知・回復部７の処理負担の軽減を図ることが可能となる。
　Ａ特性フィルタ処理部２２は、騒音の大きさを人間の聴覚特性に合わせて補正するために、マイク信号に対してＡ特性に基づくフィルタリング処理を行う役割を有している。Ａ特性は、人間の聴覚との一致性が極めて高い特性を有しており、このＡ特性に基づいてフィルタリング処理を行うことによって、聴取者の聴感の周波数による依存性を低減して信号の平滑化を図ることが可能となる。
　図４（ａ）は、Ａ特性に基づくフィルタリング処理に用いられるＡ特性フィルタ（A-weighting filter）の周波数特性を示しており、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＡ特性フィルタを用いて求められたインパルス応答の出力結果を示している。なお、Ａ特性フィルタを用いてフィルタリング処理を行う場合、上述したダウンサンプリング処理部２１によるダウンサンプリング処理によってマイク信号の周波数の低減が行われているため、図４（ａ）に示した周波数のうち低域の部分のみがフィルタリング処理の対象となる。
　遅延処理部２３は、Ａ特性フィルタ処理部２２によるマイク信号の処理の遅延を考慮して、リファレンス信号に遅延処理を行う。この遅延処理により、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に入力されるマイク信号とリファレンス信号との入力タイミングの調整を図ることができる。
　ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４は、ＬＭＳアルゴリズム（Least Mean Square Algorithm）を用いたＬＭＳ適応フィルタ（LMS adaptive filter、以下、適応フィルタという）を用いて、騒音信号を算出する処理を行う。図５（ａ）は、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４の概略構成を示している。図５（ａ）に示すように、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４では、マイク信号とリファレンス信号とを入力信号とし、適応フィルタ２４ａによりフィルタ処理されたリファレンス信号とマイク信号との差を騒音信号として出力する。
　適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗは、既に説明したように式１に基づいて算出され、常時更新される。
　　ｗｋ（ｎ＋１）＝ｗｋ（ｎ）＋２μ（ｎ）ｘ（ｎ－ｋ）　・・・式１
　ここで、ｋはフィルタのタップ位置を示し、０≦ｋ＜Ｎの範囲に設定される。また、ｎは時刻（サンプル数）を示し、μはステップサイズパラメータ（０．０＜μ＜１．０）を示し、ｘは参照信号であるリファレンス信号を示している。
　適応フィルタ２４ａにおいて、ステップサイズパラメータμは、予め聴取者が設定する必要がある定数であり、０．０＜μ＜１．０の範囲で設定される。μを適切に設定することによりフィルタ係数を最適値に収束させることができ、正常な騒音信号を求めることが可能となる。図５（ｂ）は、Ｎが２５２タップに設定される場合において、フィルタ係数ｗが最適値に収束したときのフィルタ係数ｗの状態を示したグラフである。
　一方で、μを適切に設定することができなければ、フィルタ係数ｗが最適値に収束することができない。フィルタ係数ｗが最適値に収束している場合には、正常な騒音信号を求めることができるが、フィルタ係数ｗが最適値に収束しない場合には、求められる騒音信号の騒音レベルが実際の騒音レベルよりも大きい値であったり、または小さい値であったりして、正常な騒音信号を抽出することができず、動作に不具合が生じる場合があった。
　また、フィルタ係数ｗが最適値に収束する場合であっても、マイク信号の入力が正常に行われていない場合、例えば、騒音収録マイク１０から騒音検出部６に伝達されるマイク信号の経路が断線している場合や、騒音収録マイク１０の回路がショートして正常なマイク入力が行われていない場合には、正常な騒音信号を求めることができない。
　本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、次述するエラー検知・回復部７によりマイク信号の入力状態（マイク情報）を判断し、また、μの値を適切な値に修正することにより、正常な騒音信号の算出を行うことを特徴とする。
　ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４では、エラー検知・回復部７より受信するμの設定値情報に基づいて適応フィルタ２４ａのステップサイズパラメータμを変更する機能を有している。また、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４では、更新されるフィルタ係数ｗを記憶する記憶部を備えると共に、エラー検知・回復部７より受信する適応フィルタリセット情報に基づいてフィルタ係数ｗの値をリセットする機能を備えている。このμの設定値情報および適応フィルタリセット情報が、エラー検知・回復部７より出力されるタイミングについては後述する。
　実効値算出部２５は、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４により求められた騒音信号の実効値を求めて騒音レベルとしてエラー検知・回復部７に出力する。
　エラー検知・回復部７は、マイク信号の実効値（マイクレベル）とリファレンス信号の実効値（リファレンスレベル）と、騒音検出部６により求められる騒音レベルとに基づいて、騒音検出部６のエラー検出を行う役割を有している。
　図６は、エラー検知・回復部７の概略構成を示したブロック図である。エラー検知・回復部７は、２つの実効値算出部３１、３２と、エラー制御部３３とを有している。
　実効値算出部３１は、騒音収録マイク１０により収録されたマイク信号の実効値を求める役割を有しており、求められたマイク信号の実効値はマイクレベルとしてエラー制御部３３に出力される。また、実効値算出部３２は、リファレンス信号の実効値を求める役割を有しており、求められたリファレンス信号の実効値はリファレンスレベルとしてエラー制御部３３に出力される。
　エラー制御部３３では、取得したマイクレベル、リファレンスレベルおよび騒音レベルに基づいて、騒音検出部６により求められる騒音レベルのエラー検知を行う。エラー制御部３３は、図示を省略したサブＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えている。ＲＯＭには、後述するサブＣＰＵの処理を行うためのプログラムや、必要となる情報などが記録されている。ＲＡＭは、サブＣＰＵにおける処理のワークエリアとして使用されるメモリである。サブＣＰＵは、上述した騒音レベルのエラー検知およびエラー回復処理を行う機能を有している。
　正常な騒音レベルを求めることができない理由としては、上述したように、（１）騒音収録マイク１０における回路の断線などのように、正常なマイク信号の取得ができない場合と、（２）適応フィルタ２４ａにおけるμの値が適切に設定されていないことによりフィルタ係数ｗが最適値に収束されない場合との２つの場合が考えられる。このため、エラー制御部３３のサブＣＰＵでは、エラー検知処理として、（Ａ－１）マイク入力の不具合判断処理と、（Ａ－２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理とを行い、また、エラー検知処理の検知結果に基づいて、エラー回復処理を実行する。
　（Ａ－１）マイク入力の不具合判断処理
　エラー制御部３３のサブＣＰＵでは、まず、リファレンスレベルが０より大きい値となっているか否かを判断する。リファレンスレベルが０より大きいか否かの判断により、オーディオ再生装置１において音楽の再生が行われていることを確認することができる。
　そして、リファレンスレベルが０より大きい場合に、サブＣＰＵでは、マイクレベルの状態を所定時間ＭＣＴ（MicChkTime[sec]）だけ検出し、検出される間、マイクレベルが所定値ＭＭＬ（MicMinLevel）以下であったか否かを判断する。
　所定時間ＭＣＴの範囲は、０より大きく数秒以内となる時間が設定される。所定時間ＭＣＴとして０が除外される（MicChkTime≠０）のは、オーディオ出力部４（スピーカ）より出力された音が騒音収録マイク１０で収録されるまでの遅延を考慮したためである。所定時間ＭＣＴとして、例えば、１ｓｅｃよりも大きく５ｓｅｃよりも小さい値を設定することができる。
　また、所定時間ＭＣＴだけ経過しても、マイクレベルが所定値ＭＭＬ以下であるか否かを判断する理由は、騒音収録マイク１０の断線などによりマイク入力に不具合があるか否かを判断するためである。騒音収録マイク１０に異常がない場合には、騒音収録マイク１０より収録されたマイク信号にオーディオ出力部４より出力されるオーディオ信号が含まれるため、マイク信号の実効値を示すマイクレベルは０よりも大きい値となる。
　さらに、マイクレベルが０であるか否かという判断を行わず、マイクレベルが所定値（ＭＭＬ）よりも小さいか否かの判断を行う理由は、騒音収録マイク１０より音がきちんと収録されていない場合であっても、回路のノイズなどによりわずかにマイク信号の検出が行われる場合があるため、この回路のノイズによる誤差を除去することを目的としたものである。
　従って、所定値ＭＭＬは、マイクの回路におけるノイズレベルを考慮して設定される値であり、サブＣＰＵは、マイクレベルが０より大きい場合であっても所定値ＭＭＬより小さい場合には、回路のノイズだけが検出された状態であってマイク信号の検出にエラーがあるものと判断し、マイクレベルが所定値ＭＭＬよりも大きい場合には、正常な車室内の音が収録されているものと判断する。
　（Ａ－２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理
　また、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、下記の２つの条件を両方とも満たすか否かに基づいて、フィルタ係数ｗの収束判断を行う。
　まず、第１の条件として、サブＣＰＵは、マイクレベルにある定数Ｋを積算した値が騒音レベルよりも小さい値であるか否か（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）の判断を行う。ここで定数Ｋは任意の定数であるが、１．０～２．０の間に設定することが好ましい。
　車室内の騒音は、騒音収録マイク１０により収録される音からオーディオ出力部４で出力される音の成分を差し引いた値となるはずである。このため、騒音収録マイク１０により収録されるマイク信号のマイクレベルが正常であるならば、マイクレベルは騒音レベルよりも大きな値となるはずである。このため、サブＣＰＵは、マイクレベルと騒音レベルとの比較を行うことによって、検出される騒音レベルのエラーを検出する。
　次に、第２の条件として、サブＣＰＵは、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）が所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime[sec]）内に、所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以上の割合で発生するか否かの判断を行う。このような頻度に関する判断を行う理由は、μの値が適切に設定されてフィルタ係数ｗが収束に向かって正常に動作している場合であっても、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）に該当する状態となる場合があるためである。このため、サブＣＰＵは、第１の条件に該当する場合であっても、該当する頻度が低い場合（所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以下の場合）には、正常に適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束しているものと判断し、該当する頻度が高い場合（所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）より大きい場合）には、フィルタ係数ｗが収束していない状態であると判断する。
　この所定時間ＦＣＴおよび所定頻度ＥＲは聴取者によって自由に設定することが可能である。本実施の形態における所定時間ＦＣＴは、処理単位(フレーム)を１２８サンプルとしたときに１０フレームにおいて第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）に該当する場合の頻度を指標として決定しており、所定時間ＦＣＴとして０．０２７ｓｅｃを設定した。また、本実施の形態に係る所定頻度ＥＲは、２０％から８０％までのいずれかの値を、適切な判断値として設定している。
　騒音レベルおよびマイクレベルはそれぞれ値が変動するため、正常な騒音レベルの検出が行われているにも拘わらず、一時的に騒音レベルがマイクレベルよりも大きくなってしまう場合もある。このため、エラー検知・回復部７では、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）において、１以上の定数Ｋをマイクレベルに積算し、また、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）に該当する場合であっても、その正常であると判断可能な発生頻度を、所定頻度ＥＲを基準として判断することにより、正常な場合に生じ得るマイクレベルと騒音レベルとの変動誤差（誤差）の影響をなくすことが可能となる。
　エラー検知・回復部７のサブＣＰＵでは、上述した（Ａ－１）マイク入力の不具合判断処理および（Ａ－２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理によりエラーを検出した場合には、それぞれの処理に応じてエラー回避処理を実行する。
　まず、（Ａ－１）マイク入力の不具合判断処理に基づいてエラーを検出した場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して、騒音検出部６における適応フィルタ処理を停止させるための情報（適応フィルタ処理停止情報）を出力する。制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理停止情報に基づいて、騒音検出部６による処理を停止させることにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させ、その停止情報を設定情報としてＲＡＭに記録する。
　そして、エラー検知・回復部７では、騒音レベルを０（－∞[ｄＢ]）に設定して音量算出部８に出力する。音量算出部８では、０が設定された騒音レベルを受信し、受信された騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出する。ただし、騒音レベルが０に設定されているため、算出される音量制御信号は音量の変更を行わない制御信号となる。
　一方で、（Ａ－２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理に基づいてエラーを検出した場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して、騒音検出部６における適応フィルタ処理を停止させるための情報（適応フィルタ処理停止情報）を出力した後に、μの値を変更可能であるか否かの判断を行う。
　まず、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上であるか否かの判断を行う。ここで、所定値ＡＲＭは、０．０より大きく、１．０より小さい値とする。所定値ＡＲＭの範囲が０．０＜所定値ＡＲＭ＜１．０となるのは、比較対象となるμの範囲が０．０＜μ＜１．０であるためである。ただし、μの初期値および所定値ＡＲＭの関係は、０．０＜所定値ＡＲＭ＜μの初期値＜１．０となっている。この所定値ＡＲＭの値は、聴取者が自由に設定することができるが、所定値ＡＲＭを大きい値（１．０に近い値）に設定すると、μが大きくなって、フィルタ係数ｗを最適値に収束することができない恐れがあり、所定値ＡＲＭを小さい値（０．０に近い値）に設定すると、μが小さくなって、フィルタ係数を最適値に収束させる速度が大きく遅延してしまう恐れがある。このため、所定値ＡＲＭの値は、処理速度などを考慮して値を設定する必要がある。
　μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上であって、変更可能であると判断された場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、μの値から所定値ＡＲＤ（AdaptRateDecay）を減じた新たなμの設定値情報を求めて騒音検出部６に出力すると共に、騒音検出部６に対して、フィルタ係数ｗをリセットさせるための適応フィルタリセット情報を出力する。また、エラー検知・回復部７は、騒音レベルを０（－∞[ｄＢ]）に設定して音量算出部８に出力し、さらに、制御部９に対して、騒音検出部６のＬＭＳ適応フィルタ処理部２４における適応フィルタ処理を再開させるための情報（適応フィルタ処理再開情報）を出力する。
　ここで、所定値ＡＲＤの範囲は０．０より大きく、１．０より小さい値となる。ただし、実際に固定値として設定する場合には、十分小さい値として例えば０．００１程度に設定される。また、この処理では新たなμの値を変更前のμの値よりも小さな値に設定することができればよいので、μの値を求めるために補正前のμの値から所定値ＡＲＭを減じるのではなく、μの値を半減させる（つまり１／２にする）ように構成してもよい。
　騒音検出部６に出力されたμの設定値情報および適応フィルタリセット情報は、騒音検出部６のＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に伝達され、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４では、取得したμの設定値情報に基づいて式１に用いられるμの値を修正するとともに、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に記憶されるフィルタ係数ｗの値をリセットする処理を行う。
　また、制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理再開情報に基づいて、騒音検出部６による処理を再開させる。騒音検出部６におけるＬＭＳ適応フィルタ処理部２４のフィルタ処理において、新たに設定されたμの値を用いて騒音レベルの算出を行うことにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）が再開される。制御部９は、この音量制御処理の再開情報を設定情報としてＲＡＭに記録する。
　一方で、音量算出部８では、０が設定された騒音レベルを受信し、受信された騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出する。ただし、騒音レベルが０に設定されているため、算出される音量制御信号は音量の変更を行わない制御信号となる。
　μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上でなく、変更不可能であると判断された場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して、騒音検出部６のＬＭＳ適応フィルタ処理部２４における適応フィルタ処理を停止させるための情報（適応フィルタ処理停止情報）を出力する。制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理停止情報に基づいて、騒音検出部６による処理を停止させることにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させ、その停止情報を設定情報としてＲＡＭに記録する。
　そして、エラー検知・回復部７では、騒音レベルを０（－∞[ｄＢ]）に設定して音量算出部８に出力する。音量算出部８では、０が設定された騒音レベルを受信し、受信された騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出する。ただし、騒音レベルが０に設定されているため、算出される音量制御信号は音量の変更を行わない制御信号となる。
　次に、騒音レベルに基づく音量調整処理について説明する。
　図７は、制御部９のメインＣＰＵによる処理内容を示したフローチャートである。
　まず、メインＣＰＵは、制御部９のＲＡＭに記録される聴取者の設定情報に基づいて、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）の設定内容が実行（オン）状態となっているか否かの判断を行う（ステップＳ．１）。音量制御処理が実行状態に設定されていない場合（ステップＳ．１においてＮｏの場合）、メインＣＰＵは、騒音レベルに基づく音量調整処理（ステップＳ．２～ステップＳ．５）を実行することなく、音量制御部３に現在の音量情報を記憶させた後に（ステップＳ．６）、音量制御部３より音量調整されたオーディオ信号をオーディオ出力部４に出力させて（ステップＳ．７）、音量調整処理を終了する。
　一方で、音量制御処理が実行状態に設定されている場合（ステップＳ．１においてＹｅｓの場合）、メインＣＰＵは、騒音検出部６を制御して、騒音信号の実効値である騒音レベルを求めさせて、求められた騒音レベルをエラー検知・回復部７に送信させる（ステップＳ．２）。そして、制御部９のメインＣＰＵは、エラー検知・回復部７を制御して、図７に示すエラー検知・回復処理を実行させる（ステップＳ．３）。
　図７に示すエラー検知・回復処理をエラー検知・回復部７に実行させた後に、制御部９のメインＣＰＵは、音量算出部８を制御して、エラー検知・回復部７より騒音レベルを受信させ、受信された騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出させる（ステップＳ．４）。そして、制御部９のメインＣＰＵは、音量算出部８を制御して、算出された音量制御信号を音量制御部３に出力させる。
　そして、制御部９のメインＣＰＵは、音量制御部３を制御して、音量算出部８により算出された音量制御信号に応じてオーディオ信号の音量調整を行わせて（ステップＳ．５）、音量調整に基づく音量情報を記憶させた後に（ステップＳ．６）、音量調整されたオーディオ信号をオーディオ出力部４に出力させる（ステップＳ．７）。そして、制御部９は音量調整処理を終了する。
　図８は、図７のフローチャートに示したエラー検知・回復部７におけるエラー検知・回復処理（ステップＳ．３）の内容を示したフローチャートである。エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９のメインＣＰＵの制御指示に応じて、エラー検知・回復処理を実行する。
　まず、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、実効値算出部３１を用いてマイク信号の実効値であるマイクレベルを算出し、また、実効値算出部３２を用いてリファレンス信号の実効値であるリファレンスレベルを算出する（ステップＳ．１１）。
　次に、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、上述した（Ａ－１）マイク入力の不具合判断処理を行う（ステップＳ．１２）。具体的に、サブＣＰＵは、リファレンスレベルが０より大きい場合において、所定時間ＭＣＴ（MicChkTime[sec]）が経過してもマイクレベルが所定値ＭＭＬ（MicMinLevel）以下であった場合に、マイク入力に不具合があったものと判断する。
　マイク入力に不具合があると判断する場合（ステップＳ．１２においてＹｅｓの場合）、サブＣＰＵは、制御部９に対して適応フィルタ処理停止情報を出力し（ステップＳ．１３）、また、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力する（ステップＳ．１４）。制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理停止情報に基づいて騒音検出部６による処理を停止させることにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させる。また、騒音検出部６では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタリセット情報に基づいて、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に記憶されるフィルタ係数ｗの値をリセットする。
　そして、サブＣＰＵは、騒音レベルを０に設定し、設定された騒音レベルを音量算出部８に出力して（ステップＳ．１５）、エラー検知・回復処理を終了する。音量算出部８では、エラー検知・回復部７より受信した騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出するが、騒音レベルが０に設定されているため、音量制御信号の音量変更を行わない。
　一方で、マイク入力に不具合があると判断されなかった場合（ステップＳ．１２においてＮｏの場合）、サブＣＰＵは、上述した（Ａ－２）適応フィルタのフィルタ係数の収束判断処理を行う（ステップＳ．１６）。具体的に、サブＣＰＵは、第１の条件である（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）が、所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime[sec]）内に、所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以上の割合で発生する場合に、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断する。
　適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束されると判断された場合（ステップＳ．１６においてＮｏの場合）、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、そのまま、エラー検知・回復処理を終了する。一方で、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束されないと判断された場合（ステップＳ．１６においてＹｅｓの場合）、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して適応フィルタ処理停止情報を出力し（ステップＳ．１７）、また、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力する（ステップＳ．１８）。
　この処理により制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理停止情報に基づいて騒音検出部６による処理を停止させることにより、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させる。また、騒音検出部６では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタリセット情報に基づいて、ＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に記憶されるフィルタ係数ｗの値をリセットする。
　そして、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、ステップサイズパラメータμの値を変更することが可能であるか否かの判断を行う（ステップＳ．１９）。具体的に、サブＣＰＵは、μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上である場合に、μの値を変更することが可能であると判断する。
　μの値を変更することが可能である場合（ステップＳ．１９においてＹｅｓの場合）、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、μの値を低減させる処理を行う（ステップＳ．２０）。そして、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、制御部９に対して、適応フィルタ処理再開情報を出力する（ステップＳ．２１）。この処理により、制御部９では、エラー検知・回復部７より受信した適応フィルタ処理再開情報に基づいて、騒音検出部６における処理を再開させて音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を実行する。この場合、騒音検出部６では、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵにより低減されたμを式１に適用して新たなフィルタ係数ｗを求めて、適応フィルタ処理を行う。
　ステップＳ．１９において、μの値を低減させる処理を行うことができないと判断された場合（ステップＳ．１９においてＮｏの場合）、および、ステップＳ．２１において、制御部９に対して適応フィルタ処理再開情報を出力した場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、騒音レベルを０に設定して騒音レベルを音量算出部８に出力し（ステップＳ．１５）、エラー検知・回復処理を終了する。音量算出部８では、エラー検知・回復部７より受信した騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出するが、騒音レベルが０に設定されているため、音量制御信号の音量変更を行わない。
　このようにして、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、（Ａ－１）マイク入力の不具合判断処理を行うことによって、算出された騒音レベルが正常な値であるか否かを、騒音収録マイク１０によるマイク回路の断線等の観点から判断することが可能となる。また、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、（Ａ－２）フィルタ係数の収束判断処理を行うことによって、算出された騒音レベルが正常な値であるか否かを、フィルタ係数の収束状態に基づいて判断することが可能となる。
　また、（Ａ－１）マイク入力の不具合があった場合および（Ａ－２）フィルタ係数の収束ができないと判断された場合には、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、制御部９に対して適応フィルタ処理停止情報を出力することにより音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させるので、エラーが検出された騒音レベルに基づいて音量制御処理が行われてしまうことを防止することができる。
　また、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力することによりＬＭＳ適応フィルタ処理部２４に記憶されるフィルタ係数ｗの値がリセットされるので、後で適応フィルタ処理を再開させる場合において、エラーが検出されたフィルタ係数ｗに基づいてフィルタ処理が行われてしまうことを防止することができる。
　さらに、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵが、騒音レベルを０に設定し、設定された騒音レベルを音量算出部８に出力するので、音量算出部８において音量制御信号の音量変更は行われないことになる。このように、音量算出部８から音量制御部３に出力される音量制御信号の内容が音量変更を行わない旨の制御信号となるので、エラーの検出された騒音レベルに基づいて算出された音量制御信号により、音量制御部３において不適正な音量変更が行われてしまうことを防止することが可能となる。
　さらに、本実施の形態に係るエラー検知・回復部７のサブＣＰＵでは、フィルタ係数ｗが収束されないと判断された場合において、μの値を変更することが可能であるか否かを判断し、可能である場合には、変更されたμの値をμの設定値情報として騒音検出部６に出力し、さらに、適応フィルタ処理再開情報を制御部９に出力することにより、新たなμの値に基づいたフィルタ係数ｗを用いて、適応フィルタ処理を再開させることが可能となる。このように、μの値を低減させてフィルタ係数ｗを最適値に収束させやすい状態で適応フィルタ処理を再開させることによって、最初に設定されるμの設定値が適切な値でなくてもμの値を自動的に変化（修正）させることができ、最適なμの値を設定値とすることが可能となる。
　また、最適なμの値に基づいて適応フィルタ処理を行って、正常な騒音レベルを算出し、正常な騒音レベルに基づいて音量制御部３における音量変更を行うことによって、予期しない不具合（例えば、突然に音量が大きくなってしまう等）を回避することが可能となる。
　図９（ａ）～図９（ｃ）および図１０（ａ）～１０（ｃ）は、μの値を自動的に変化させて適応フィルタのフィルタ係数が収束するまでの過程を示したグラフである。図９（ａ）～図９（ｃ）および図１０（ａ）～１０（ｃ）に示す処理では、処理フレームとして１フレーム＝１２８サンプルに設定し、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）に用いられるＫの値を２．０に設定し、所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime）を０．０２７ｓｅｃ（４８ｋＨｚ動作時で、１フレーム＝１２８サンプルのときの１０フレームに該当）に設定し、所定頻度ＥＲ（ErrRate）を３０％に設定し、所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）を０．００１に設定し、所定値ＡＲＤ（AdaptRateDecay）をμ値の１／２の値として設定している。また、μの初期値は０．４に設定されている。
　図９（ａ）は、初期状態を示しており、フィルタ係数ｗが０の状態を示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す初期状態から７６１フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示しており、この時点で、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵの判断により、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断されている。この場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、エラー回復処理としてμの値からμの１／２の値を減算する処理（０．４から０．２にμを変更）を行う。
　図９（ｃ）は、７９２フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示しており、この時点で、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵの判断により、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断されている。この場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、エラー回復処理としてμの値からμの１／２の値を減算する処理（０．２から０．１にμを変更）を行う。
　図１０（ａ）は、３２８２フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示しており、この時点で、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵの判断により、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断されている。なお、図１０（ａ）のグラフではフィルタ係数ｗが収束しているようにも見えるが、上述したように、第１の条件（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）が、所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime[sec]）内に、所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以上の割合で発生する場合に、適応フィルタにおけるフィルタ係数ｗが最適値に収束されないと判断されるため、図１０（ａ）は、この発生頻度により、フィルタ係数ｗが最適値に収束されないと判断された場合を示している。この場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、エラー回復処理としてμの値からμの１／２の値を減算する処理（０．１から０．０５にμを変更）を行う。
　図１０（ｂ）は、３４１１フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示しており、この時点で、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵの判断により、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断されている。この場合、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵは、エラー回復処理としてμの値からμの１／２の値を減算する処理（０．０５から０．０２５にμを変更）を行う。
　図１０（ｃ）は、２７８４７フレームが経過した時点におけるフィルタ係数ｗの状態を示している。図１０（ｃ）に示す時点では、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵによるエラー検出は行われていないため、フィルタ係数ｗが最適値に収束可能な状態になっているものと判断することができる。
　以上、本発明に係る音響処理装置について、図面を用いて詳細に説明したが、本発明に係る音響処理装置は、上述した実施の形態に示した例に限定されるものではない。当業者であれば、請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば、本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、エラー検知・回復部７を設けて、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵにより、マイク入力の不具合判断処理（図８に示すステップＳ．１２の判断）、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗの収束判断処理（図８に示すステップＳ．１６の判断）、および、μの値を変更することが可能であるか否かの判断（図８に示すステップＳ．１９の判断）を行う構成として説明を行った。
　しかしながら、エラー検知・回復部７のサブＣＰＵによりエラー検知を行った場合において、オーディオ再生装置１における音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させるためには、騒音検出部６の制御を行っている制御部９を介して騒音検出部６を停止する必要があるため、エラー検知・回復部７により直接、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を停止させることができない。このため、エラー検知・回復部７で行っている判断処理を、制御部９で判断して処理する構成とすることにより、制御部９で、マイク入力の不具合判断処理、適応フィルタにおけるフィルタ係数ｗの収束判断処理、および、μの値を変更することが可能であるか否かの判断を行い、さらに、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）の停止処理／再開処理を行うことが可能となる。
　図１１は、図１に示したエラー検知・回復部７を排除し、代わりにエラー検知・回復部７のサブＣＰＵで行っていた判断を制御部９で行う構成を備えたオーディオ再生装置４０を示している。なお、実施の形態において説明した機能部については同一の符号を附し、その説明を省略する。
　実施の形態に示したオーディオ再生装置１と異なり、制御部９には、騒音検出部４１より、騒音信号の実効値である騒音レベルと、マイク信号の実効値であるマイクレベルと、リファレンス信号の実効値であるリファレンスレベルとが入力される。このため、騒音検出部４１では、図１２に示すように、エラー検知・回復部７に設けられていた実効値算出部３１、３２が設けられており、騒音検出部４１において、騒音信号とマイク信号とリファレンス信号の実効値を算出して制御部９に出力することが可能となっている。
　図１３は、図１１に示すオーディオ再生装置４０における制御部９の音量調整処理を示したフローチャートである。制御部９のメインＣＰＵは、制御部９のＲＡＭに記録される聴取者の設定情報に基づいて、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）の設定内容が実行（オン）状態となっているか否かの判断を行う（ステップＳ．３１）。音量制御処理が実行状態に設定されていない場合（ステップＳ．３１においてＮｏの場合）、メインＣＰＵは、騒音レベルに基づく音量調整処理（ステップＳ．３２～ステップＳ．４４）を実行することなく、音量制御部３に現在の音量情報を記憶させた後に（ステップＳ．４５）、音量調整されたオーディオ信号を、音量制御部３よりオーディオ出力部４に出力させて（ステップＳ．４６）、音量調整処理を終了する。
　一方で、音量制御処理が実行状態に設定されている場合（ステップＳ．３１においてＹｅｓの場合）、メインＣＰＵは、騒音検出部６を制御して、騒音信号の実効値である騒音レベルと、マイク信号の実効値であるとマイクレベルと、リファレンス信号の実効値であるリファレンスレベルとを求めさせ、求められた騒音レベル、マイクレベルおよびリファレンスレベルを制御部９に送信させる（ステップＳ．３２）。そして、制御部９のメインＣＰＵは、取得した騒音レベル、マイクレベルおよびリファレンスレベルに基づいて、マイク入力の不具合判断処理を行う（ステップＳ．３３）。具体的に、制御部９のＣＰＵは、リファレンスレベルが０より大きい場合において、所定時間ＭＣＴ（MicChkTime[sec]）が経過してもマイクレベルが所定値ＭＭＬ（MicMinLevel）以下であった場合に、マイク入力に不具合があったものと判断する。
　マイク入力に不具合があると判断する場合（ステップＳ．３３においてＹｅｓの場合）、制御部９のＣＰＵは、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力することにより適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗの値をリセットさせ（ステップＳ．３４）、その後、騒音検出部４１における適応フィルタ処理を停止させる（ステップＳ．３５）。この処理により、騒音検出部４１におけるフィルタ係数ｗのリセット処理および適応フィルタ処理の停止処理を、制御部９で直接制御することが可能となる。なお、騒音検出部４１における適応フィルタ処理の停止により、オーディオ再生装置４０における音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）が停止される。
　一方で、マイク入力に不具合があると判断されなかった場合（ステップＳ．３３においてＮｏの場合）、制御部９のＣＰＵは、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗの収束判断処理を行う（ステップＳ．３６）。具体的に、ＣＰＵは、第１の条件である（マイクレベル×Ｋ＜騒音レベル）が、所定時間ＦＣＴ（FilterChkTime[sec]）内に、所定頻度ＥＲ（ErrRate[%]）以上の割合で発生する場合に、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗが最適値に収束されないものと判断する。
　適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束されないと判断された場合（ステップＳ．３６においてＹｅｓの場合）、制御部９のＣＰＵは、騒音検出部６に対して適応フィルタリセット情報を出力することにより適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗの値をリセットさせ（ステップＳ．３７）、その後、騒音検出部４１における適応フィルタ処理を停止させる（ステップＳ．３８）。この処理により、騒音検出部４１におけるフィルタ係数ｗのリセット処理および適応フィルタ処理の停止処理を、制御部９で直接制御することが可能となる。
　そして、制御部９のＣＰＵは、ステップサイズパラメータμの値を変更することが可能であるか否かの判断を行う（ステップＳ．３９）。具体的に、ＣＰＵは、μが所定値ＡＲＭ（AdaptRateMin）以上である場合に、μの値を変更することが可能であると判断する。
　μの値を変更することが可能である場合（ステップＳ．３９においてＹｅｓの場合）、制御部９のＣＰＵは、μの値を低減させる処理を行う（ステップＳ．４０）。そして、制御部９のＣＰＵは、騒音検出部４１を制御して、騒音検出部４１における適応フィルタ処理を再開させる（ステップＳ．４１）。この処理により、オーディオ再生装置４０における音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）を再開させることができる。
　ステップＳ．３５において騒音検出部４１における適応フィルタ処理を停止させた場合、ステップＳ．３９においてμの値を低減させる処理を行うことができないと判断された場合（ステップＳ．３９においてＮｏの場合）、および、ステップＳ．４１において、騒音検出部４１における適応フィルタ処理を再開させた場合、制御部９のＣＰＵは、騒音レベルを０に設定して騒音レベルを音量算出部８に出力する（ステップＳ．４２）。音量算出部８では、制御部９より受信した騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出するが、騒音レベルが０に設定されているため、音量制御信号の音量変更を行わない。
　ステップＳ．４２において、騒音レベルを０に設定して騒音レベルを音量算出部８に出力した場合、および、適応フィルタ２４ａのフィルタ係数ｗが収束されると判断された場合（ステップＳ．３６においてＮｏの場合）、制御部９のＣＰＵは、音量算出部８を制御して、騒音レベルに基づいて音量制御信号を算出させ（ステップＳ．４３）、算出された音量制御信号を音量制御部３に出力させる。
　そして、制御部９のメインＣＰＵは、音量制御部３を制御して、音量算出部８により算出された音量制御信号に応じてオーディオ信号の音量調整を行わせる（ステップＳ．４４）。ステップＳ．４４において、音量制御部３に音量調整を行わせた後、あるいは、音量制御処理（オートボリュームコントロール処理）の設定内容が実行（オン）状態に設定されていない場合（ステップＳ．３１においてＮｏの場合）、制御部９のＣＰＵは、音量制御部３に音量調整に基づく音量情報を記録させ（ステップＳ．４５）、音量調整されたオーディオ信号をオーディオ出力部４に出力させる（ステップＳ．４６）。そして、制御部９は、音量調整処理を終了する。
　図１１～図１３に示したように、制御部９のＣＰＵにおいて、マイク入力の不具合判断処理（図１３に示すステップＳ．３３の判断）、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗの収束判断処理（図１３に示すステップＳ．３６の判断）、および、μの値を変更することが可能であるか否かの判断（図１３に示すステップＳ．３９の判断）を行う構成とすることによって、騒音検出部４１における適応フィルタ処理の停止および再開を直接制御部９から制御することが可能となるので、処理手順の簡略化および迅速化を図ることが可能となる。また、制御部９のＣＰＵにより、マイク入力の不具合判断処理、適応フィルタ２４ａにおけるフィルタ係数ｗの収束判断処理、および、μの値を変更することが可能であるか否かの判断を行うことにより、エラー検知・回復部７を設ける必要がなくなるので、構造の簡略化を図ることが可能となる。
１、４０     …オーディオ再生装置（音響処理装置）
２     …オーディオ再生部
３     …音量制御部（音量変更部）
４     …オーディオ出力部
５     …操作部
６、４１     …騒音検出部（騒音情報検出部）
７     …エラー検知・回復部（収束状態判断部、収録エラー検出部）
８     …音量算出部（音量補正値算出部）
９     …制御部（収束状態判断部、収録エラー検出部）
１０   …騒音収録マイク（収録部）
２１   …（騒音検出部における）ダウンサンプリング処理部
２２   …（騒音検出部における）Ａ特性フィルタ処理部
２３   …（騒音検出部における）遅延処理部
２４   …（騒音検出部における）ＬＭＳ適応フィルタ処理部
２４ａ  …（ＬＭＳ適応フィルタ処理部における）適応フィルタ
２５   …（騒音検出部における）実効値算出部
３１   …（エラー検知・回復部における）実効値算出部
３２   …（エラー検知・回復部における）実効値算出部
３３   …（エラー検知・回復部における）エラー制御部
５０   …（従来の）オーディオ再生装置
５１   …（従来のオーディオ再生装置における）オーディオ再生部
５２   …（従来のオーディオ再生装置における）音量制御部
５３   …（従来のオーディオ再生装置における）オーディオ出力部
５４   …（従来のオーディオ再生装置における）操作部
５５   …（従来のオーディオ再生装置における）騒音収録マイク
５６   …（従来のオーディオ再生装置における）騒音検出部
５７   …（従来のオーディオ再生装置における）音量算出部
５８   …（従来のオーディオ再生装置における）制御部

Claims (4)

  1. 　入力されるオーディオ信号の音量変更を行う音量変更部と、
    　該音量変更部により音量変更されたオーディオ信号の出力を行うオーディオ出力部と、
    　該オーディオ出力部により出力された音と当該音以外の騒音とを収録する収録部と、
    　該収録部により収録されたマイク信号と前記音量変更部により音量変更がなされたオーディオ信号とに対して適応フィルタを適用することにより前記騒音の音量に関する騒音情報を求める騒音情報検出部と、
    　該騒音情報検出部により求められた騒音情報に基づいて、前記音量変更部の音量変更処理に対する音量補正値を求めて前記音量変更部に出力する音量補正値算出部と、
    　前記騒音情報検出部により求められる騒音情報と、前記マイク信号の音量に関するマイク情報とに基づいて、前記適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束状態を判断する収束状態判断部と
    　を備えたことを特徴とする音響処理装置。
  2. 　前記収束状態判断部は、前記騒音の音量と前記マイク信号の音量との大小関係およびその大小関係の変化状態に基づいて前記フィルタ係数が収束状態にあるか否かを判断すること
    　を特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
  3. 　前記収束状態判断部により前記フィルタ係数が収束状態にないと判断された場合には、前記適応フィルタのフィルタ係数を算出するための要素であるステップサイズパラメータの値を低減させること
    　を特徴とする請求項２に記載の音響処理装置。
  4. 　前記オーディオ出力部から前記オーディオ信号が出力されている状況における前記マイク信号の出力値に基づいて、前記収録部による収録処理に関するエラーを判断する収録エラー検出部
    　を有することを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012014106A (ja) * 2010-07-05 2012-01-19 Alpine Electronics Inc 騒音補正装置
JP2013543712A (ja) * 2010-10-07 2013-12-05 コンサートソニックス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 音を増強させるための方法及びシステム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05259779A (ja) * 1992-03-12 1993-10-08 Mitsubishi Electric Corp 自動音量調整装置
JPH1188090A (ja) * 1997-09-02 1999-03-30 Alpine Electron Inc オーディオ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05259779A (ja) * 1992-03-12 1993-10-08 Mitsubishi Electric Corp 自動音量調整装置
JPH1188090A (ja) * 1997-09-02 1999-03-30 Alpine Electron Inc オーディオ装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012014106A (ja) * 2010-07-05 2012-01-19 Alpine Electronics Inc 騒音補正装置
JP2013543712A (ja) * 2010-10-07 2013-12-05 コンサートソニックス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 音を増強させるための方法及びシステム

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