WO2011030422A1 - 雑音低減装置 - Google Patents

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noise
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和男 黒田
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パイオニア株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a noise reduction device, and more particularly to a noise reduction device that reduces noise leaking into the room from the outside of a moving body such as a vehicle.
  • noise cancellation noise is collected (detected) by a microphone, and the sound of the opposite phase of the main component of the noise is output by a speaker, thereby canceling the noise and its opposite phase sound (hereinafter referred to as noise cancellation).
  • An apparatus is known that reduces noise (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a noise reduction device that can satisfactorily listen to a specific sound required as an indicator of driving.
  • the noise reduction device is a noise reduction device that reduces noise in a room of a moving body, and cancels the noise by acoustically outputting a sound having an opposite phase of the noise main component to the room of the moving body.
  • a noise canceling unit a specific sound determining unit for determining whether or not a predetermined specific sound is emitted outside the moving body, and the noise when the specific sound determining unit determines that the specific sound is generated
  • a control unit that reduces a noise cancellation amount of the cancellation unit.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of a noise cancellation control unit 4.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a memory map of an EPROM 25.
  • FIG. It is a figure showing a noise cancellation control flow. It is a figure showing an example of the frequency-level characteristic of the siren sound of an ambulance. It is a figure which shows an example of a road noise acquisition control flow.
  • the noise reduction device when canceling the noise by causing the sound leaking into the room of the moving body to be output in the room, the sound outside the moving body is subjected to a predetermined specification.
  • the noise canceling operation is automatically invalidated or the amount of cancellation is reduced over the period during which the specific sound is detected.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a mode when the noise reduction device 10 according to the present invention is mounted on a vehicle VH as a moving body.
  • the headrest 2 mounted on the driver's seat 1 of the vehicle VH has indoor microphones 3A and 3B for collecting (detecting) sounds in the vehicle interior (hereinafter simply referred to as the vehicle interior or the vehicle interior). Is installed.
  • each of the indoor microphones 3 ⁇ / b> A and 3 ⁇ / b> B is installed on the left and right sides of the headrest 2.
  • Room microphone 3A and 3B is supplied to the noise cancel control unit 4 a signal obtained by detecting the vehicle sound at each installation position as interior noise signal AX 1 and AX 2.
  • the indoor microphone 3 ⁇ / b> A supplies the noise cancellation control unit 4 with the vehicle interior sound signal (or vehicle interior sound detection signal) AX 1 obtained by detection in the vicinity of the left ear of the driver seated in the driver's seat 1. and an indoor microphone 3B supplies the interior noise signals AX 2 obtained by detecting at the position near the driver's right ear to the noise cancel control unit 4.
  • An external microphone 5 for collecting (detecting) sounds outside the vehicle is installed at the rear of the vehicle.
  • the external microphone 5 is installed at a position separated from the engine by a predetermined distance or more as shown in FIG. 1 so as not to pick up as much as possible the sound and vibration of the engine as a power source of the vehicle.
  • the external microphone 5 supplies a signal obtained by detecting a sound outside the vehicle to the noise cancellation control unit 4 as a vehicle outside sound signal (or vehicle outside sound detection signal) AZ.
  • the antenna 6 has been wirelessly transmitted from other vehicles or a road information service center (not shown).
  • a road information reception signal R obtained by receiving road information is supplied to the noise cancellation control unit 4.
  • Speakers 7A and 7B are embedded in a left side panel and a right side panel (not shown) below the dashboard of the vehicle as viewed from the driver seated in driver's seat 1, respectively.
  • the speakers 7 ⁇ / b > A and 7 ⁇ / b > B output sound outputs corresponding to the antiphase vehicle interior noise signals G 1 and G 2 supplied from the noise cancellation control unit 4 to the inside of the vehicle, respectively.
  • the speakers 7A and 7B may be installed on the left and right sides of the headrest 2 together with the indoor microphones 3A and 3B as shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of the noise cancellation control unit 4 of the noise reduction device 10.
  • Noise canceling controller 4 the road information receiver signal R, exterior sound signal AZ, based on the vehicle sound signal AX 1 and AX 2, the opposite phase interior noise signals G 1 and G 2 respectively generated, the speaker 7A and 7B.
  • an equalizer (EQ) 11 from the interior noise signal AX in 1 supplied from the indoor microphone 3A, road noise, wind noise, and extracts a signal of a harsh noise of a frequency band such as the engine sound, it
  • the in-vehicle noise signal AQ 1 is supplied to the variable gain inverting amplifier 12.
  • the variable gain inverting amplifier 12 inverts the polarity of the in-vehicle noise signal AQ 1 and amplifies it with a gain specified by the gain specifying signal VG, and supplies it to the output amplifier 13 as an anti-phase in-vehicle noise signal AR 1 .
  • Equalizer 14 the variable from the vehicle interior sound signal AX 2 supplied from the room microphone 3B, road noise, wind noise, and extracts a signal of a harsh noise of a frequency band such as the engine sound, as the vehicle noise signal AQ 2 This is supplied to the gain inverting amplifier 15.
  • Variable gain inverting amplifier 15 inverts the polarity of the vehicle noise signal AQ 2, to the output amplifier 16 to which it was amplified with a gain specified by the gain designating signal VG as reverse phase-vehicle noise signal AR 2.
  • the output amplifier 16, a reverse phase-vehicle noise signals AR 2 and supplies to the speaker 7B amplifies the antiphase vehicle noise signals G 2 which can drive a speaker.
  • the road information demodulator 21 demodulates road information data indicating road information from the road information reception signal R received via the antenna 6 and supplies it to the controller 20 as road information data LD.
  • the A / D converter 22 converts the vehicle exterior sound signal AZ supplied from the external microphone 5 into a digital signal, and supplies the obtained digital vehicle exterior sound signal ADZ to the frequency analysis unit 23 and the controller 20.
  • the frequency analyzing unit 23 performs fast Fourier transform processing on the vehicle exterior sound signal ADZ for each predetermined measurement period, thereby generating vehicle exterior sound frequency data FD as frequency spectrum data representing the power level for each frequency. .
  • the frequency analyzer 23 supplies the vehicle exterior sound frequency data FD obtained for each predetermined measurement period to the memory 24.
  • the memory 24 sequentially reads and stores the outside-sound frequency data FD generated every predetermined measurement period, and reads out and supplies the outside-sound frequency data FD in the order in which the outside-sound frequency data FD is fetched.
  • the car navigation device 8 detects the current position of the vehicle VH by using GPS (Global Positioning System), and identifies the road on which the vehicle is currently traveling based on the current position. Then, the controller 20 is supplied with own vehicle position information CP indicating the name and type of the road (highway, general road, forest road, etc.), the current travel section on the road, and the current position of the vehicle VH. To do.
  • GPS Global Positioning System
  • An EPROM (erasable programmable read-only memory) 25 has a specific sound that represents the frequency spectrum of the specific sound for each of various specific sounds that are required as driving indicators such as sirens for emergency vehicles, train crossings, etc. Frequency data F is stored.
  • the EPROM 25 is created (described later) in accordance with a maker setting area in which specific sound frequency data is stored in advance for each specific sound prepared by the manufacturer, and according to a user instruction. And a user setting area in which specific sound frequency data for each specific sound is stored.
  • specific sound frequency data F1 to F1 corresponding to a patrol car siren sound, a fire engine siren sound, an ambulance siren sound, and a train crossing sound as shown in FIG. F4 is stored in advance.
  • the specific sound frequency data F1 to F4 are obtained on the manufacturer side by performing the same fast Fourier transform processing as the frequency analysis unit 23 on each of the above siren sounds and crossing sounds. And written in the EPROM 25 before product shipment.
  • the operation unit 26 receives various operations from the user and supplies an operation signal indicating an operation instructed by the operation to the controller 20.
  • the operation unit 26 receives a start command operation, a stop command operation of a noise cancellation operation or a start command or a stop command operation of a road noise acquisition operation by a user, and supplies an operation signal representing the content of the instruction to the controller 20.
  • the display unit 27 displays an image represented by the image signal supplied from the controller 20.
  • the indoor microphones 3A and 3B, the equalizers (EQ) 11 and 14 and the variable gain inverting amplifiers 12 and 15 constitute a noise canceling unit.
  • the external microphone 5, the frequency analysis unit 23, the memory 24, the EPROM 25, and the controller 20 constitute a specific sound determination unit, and the controller 20 operates as a noise cancellation control unit.
  • the controller 20 executes a noise cancellation control routine shown in FIG.
  • step S1 the variable gain inverting amplifiers 12 and 15 invert the phase of the in-vehicle noise signals (AQ 1 , AQ 2 ) detected in the vehicle, and the anti-phase in-vehicle noise amplified by the gain K 1
  • the signals (AR 1 , AR 2 ) are sent to the speakers (7A, 7B) via the output amplifiers (13, 16).
  • antiphase noise a sound having a phase opposite to the noise leaking into the vehicle
  • the noise and the antiphase noise cancel each other, and as a result, the noise felt by the driver's hearing is canceled.
  • the controller 20 takes in the vehicle exterior sound frequency data FD read from the memory 24 (step S2).
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of frequency-level characteristics of ambulance siren sounds.
  • the frequency f0 at which the level is maximum is 500 Hz. Therefore, in the A / D converter 22, it is necessary to perform sampling at a frequency of 1 kHz, which is at least twice that frequency, and usually at a frequency of 4 times. Actually, since signals in a wide frequency band are detected, sampling is performed at 48 KHz or 96 KHz.
  • the controller 20 detects the frequency f0 at which the level is maximum and the level at the frequency f0 with respect to the vehicle exterior sound frequency data FD obtained by performing the Fourier transform process by the frequency analysis unit 23. Furthermore, the controller 20 detects the movement of the harmonics. For example, in FIG.
  • the controller 20 detects a frequency f1 that is a harmonic twice the frequency f0 (500 Hz) at which the level is maximum, and a level at the frequency f1. And the controller 20 can determine whether or not it is a siren sound of an emergency car by collating the detection result with data stored in advance in the EPROM 25 and obtaining the similarity with each specific sound. Become. If the level difference between the level at the frequency f0 and the level at the frequency f1 that is the second harmonic is equal to or greater than a predetermined level, it may be determined that the sound is an emergency car siren sound. . Furthermore, when the frequency f0 changes from time to time, for example, 450 ⁇ 500 ⁇ 500 Hz, it is possible to determine that the ambulance is approaching and is continuing away.
  • step S4 determines whether there is a similarity greater than a predetermined threshold TH among the similarities NE1 to NEn (step S4). That is, in step S4, the sound outside the vehicle detected by the external microphone is converted into various specific sounds represented by the specific sound frequency data F1 to Fn stored in the EPROM 25 (for example, an emergency vehicle siren as shown in FIG. 5). Sound, train crossing sound, etc.).
  • a predetermined threshold TH for example, an emergency vehicle siren as shown in FIG. 5.
  • the controller 20 extracts emergency vehicle position information indicating the current position of the traveling emergency vehicle (including information indicating the name of the traveling road) from the road information data LD. (Step S5). Next, based on the own vehicle position information CP supplied from the car navigation device 8 mounted on the vehicle and the emergency vehicle position information, the controller 20 performs the own vehicle on the same road as the traveling road of the own vehicle. It is determined whether or not there is an emergency vehicle that is approaching to a position where the distance between is closer than a predetermined distance (step S6). When it is determined in step S6 that there is no emergency vehicle approaching the host vehicle, the controller 20 returns to the execution of step S1 and repeatedly executes the operation as described above.
  • step S4 when it is determined that the external sound detected by the external microphone does not correspond to a specific sound such as an emergency vehicle siren sound or a train crossing sound (step S4), or the vehicle approaches the host vehicle based on the received road information data.
  • step S6 when it is determined that there is no emergency vehicle (step S6), the noise canceling operation is continuously enabled.
  • step S4 determines whether there is a similarity NE greater than the predetermined threshold TH, that is, the external sound detected by the external microphone is a specific sound such as an emergency vehicle siren sound or a train crossing sound. If it is determined, or if it is determined in step S6 that there is an emergency vehicle approaching the host vehicle, the following step S7 is executed. That is, the variable in step S4, when the specific sound indicative of operation in the vehicle outside is determined to have been issued, the controller 20, the gain designating signal VG indicative of gain K 2 made smaller than the gain K 1 This is supplied to the gain inverting amplifiers 12 and 15 (step S7).
  • step S7 the variable gain inverting amplifiers 12 and 15 amplify the phase inversion signals of the in-vehicle noise signals AQ 1 and AQ 2 with the gain K 2 indicating an amplification factor smaller than the gain K 1 , respectively.
  • gain "0" as a gain K 2 may be the gain designating signal VG indicative (zero) is supplied to the variable gain inverting amplifier 12 and 15.
  • the noise canceling operation is forcibly invalidated to make it easier for the driver to hear the specific sound.
  • step S7 the controller 20 supplies the display unit 27 with an image signal for displaying an image for notifying the approach of the emergency vehicle (or train crossing) (step S8).
  • step S8 the display unit 27 displays a character image for notifying an approach of an emergency vehicle or a railroad crossing or a moving image of an emergency vehicle or a railroad crossing.
  • step S4 the external sound is a train crossing sound
  • step S8 the controller 20 blocks the crossing that will first pass in the traveling direction of the host vehicle in this step S8. Crossing blocking information indicating that the vehicle is in the middle may be supplied to the car navigation device 8.
  • the car navigation device 8 changes the crossing mark that first passes in the traveling direction of the host vehicle to a mark (for example, blinking display) indicating that the vehicle is being blocked on the currently displayed map. change. Further, during this time, the car navigation device 8 may output a crossing sound.
  • a mark for example, blinking display
  • step S8 the controller 20 determines whether or not a stop command operation for stopping the noise cancellation control has been performed by the user (step S9). If it is determined in step S9 that the stop operation has not been performed, the controller 20 returns to the execution of step S2 and repeatedly executes the above-described operation. On the other hand, if it is determined that the stop operation has been performed, the controller 20 exits the noise cancellation control routine as shown in FIG. As a result, the noise canceling operation ends.
  • the noise reduction apparatus 10 shown in FIG. 1 detects the noise that is canceled by causing the sound leaking into the vehicle to be output in the vehicle with sound having the opposite phase of the main component.
  • the noise canceling operation is automatically invalidated over the detection period.
  • the volume of the audio device is lowered. Therefore, the driver can hear the specific sound satisfactorily.
  • the gains of the variable gain inverting amplifiers 12 and 15 are switched in two stages of gain K 1 (noise cancellation enabled) and gain K 2 (noise cancellation disabled).
  • the amount of noise cancellation may be adjusted by changing the value of the gain following the loudness of a specific sound recognized in the vehicle. That is, the controller 20 extracts the siren sound of the emergency vehicle from the outside signal ADZ detected by the external microphone, and detects the magnitude of the sound. Then, the controller 20 supplies the gain designation signal VG for designating a smaller gain to the variable gain inversion amplifiers 12 and 15 as the emergency vehicle siren sound becomes smaller, and performs control for reducing the amount of noise cancellation in FIG. It executes instead of step S7 shown. According to such control, the amount of noise cancellation decreases as the emergency vehicle siren sound recognized in the vehicle decreases, so the noise cancellation operation is always effective to the extent that the driver can hear the emergency vehicle siren sound. It becomes possible to make it.
  • the noise cancellation control unit 4 shown in FIG. 4 stores the frequency analysis data of the specific sound in the EPROM 25 in order to determine whether or not the detected external sound is the specific sound as described above.
  • the waveform data of the specific sound may be stored in the EPROM 25.
  • the emergency vehicle siren sound or train crossing sound as the specific sound is different for each country, for example, but the noise cancellation control unit 4 shown in FIG. 4 can rewrite the EPROM or the like as a storage medium for storing the specific sound.
  • the recording medium is adopted. Therefore, if a specific sound unique to each country is written for each country, it is possible to provide a product corresponding to each country. Further, by adopting EPROM as a storage medium for storing the specific sound, it is possible to cope with a newly added emergency vehicle siren sound.
  • the matching between the frequency component distribution stored in advance in the EPROM 25 and the frequency component distribution of the sound input from the microphone is determined.
  • the S / N ratio may decrease due to road noise or the like, particularly when the siren sound is far away.
  • the frequency component of the road noise for each speed when the vehicle is driven for each vehicle type is stored in the EPROM 25 in advance, and the road corresponding to the current traveling speed during vehicle traveling is stored.
  • the specific sound frequency data F corresponding to each specific sound is stored in the EPROM 25 in advance. However, the specific sound emitted outside during traveling of the vehicle is collected and this specific sound is collected.
  • the specific sound frequency data F corresponding to the sound may be generated by the noise cancellation control unit 4 and stored in the EPROM 25. At this time, while measuring road noise during travel, road noise measurement information in which information indicating the type of road being traveled (for example, expressway, general road, forest road, etc.) is associated with the measured road noise. You may make it memorize
  • FIG. 8 collects a specific sound emitted outside during actual vehicle travel as described above, generates specific sound frequency data F corresponding to the collected specific sound, and also on the road currently being traveled. It is a figure which shows an example of the road noise acquisition control flow for producing
  • the controller 20 takes in the own vehicle position information CP supplied from the navigation device 8 and stores it in a built-in memory (not shown), and also presently travels the vehicle HV indicated by the own vehicle position information CP.
  • the traveling road information RR1 representing the inside road is stored in the built-in memory (step S21).
  • the controller 20 takes in the vehicle exterior sound frequency data FD obtained by the frequency analysis unit 23 performing the Fourier transform processing on the vehicle exterior signal ADZ obtained by collecting the sound with the external microphone 5 at the present time. It is stored in the built-in memory in association with the vehicle position information CP (step S22).
  • the controller 20 detects a road noise pattern outside the vehicle based on the vehicle outside sound frequency data FD, and stores this in the built-in memory as a road noise pattern AP1 (step S23).
  • the controller 20 repeatedly executes the determination as to whether or not the vehicle HV has moved a predetermined distance from the execution time of step S23 based on the own vehicle position information CP until it is determined that the vehicle HV has moved a predetermined distance (Ste S24).
  • the controller 20 detects the periodic pattern of the vehicle exterior sound based on the vehicle exterior sound frequency data FD, and stores this in the built-in memory as the road noise pattern AP2 (step S25).
  • the controller 20 determines whether or not the road noise pattern AP2 is the same as the road noise pattern AP1 (step S26). When it is determined in step S26 that the road noise patterns AP1 and AP2 are the same, the controller 20 displays the road on which the vehicle HV is currently traveling indicated by the host vehicle position information CP supplied from the navigation device 8. The travel road information RR2 to be represented is stored in the built-in memory (step S27). Next, the controller 20 determines whether or not the traveling road information RR2 is the same as the traveling road information RR1 (step S28). When it is determined in step S28 that the traveling road information RR1 and RR2 are the same, the controller 20 associates the road name indicated by the vehicle position information CP with information representing the current traveling section.
  • step S29 the road noise pattern AP1 (or AP2) is stored in the EPROM 25 (step S29). That is, only when the road noise pattern maintains a constant state while the vehicle HV is moving a predetermined distance on a single road by executing the above steps S23 to S29, The information indicating the road inside and the travel section is associated with each other and stored in the EPROM 25.
  • step S29 or when it is determined that the road noise patterns AP1 and AP2 are different from each other in step S26, or when the road information RR1 and RR2 is determined to be different from each other in step S28, the controller 20 Then, it is determined whether or not an operation signal representing a stop command operation for road noise acquisition control is supplied from the operation unit 26 (step S30).
  • step S30 If it is determined in step S30 that the operation signal indicating the stop command operation for the road noise acquisition control is not supplied, the controller 20 returns to the execution of step S21 and repeatedly executes the operation as described above. On the other hand, if it is determined in step S30 that an operation signal indicating a stop command operation for road noise acquisition control has been supplied, the controller 20 proceeds to the execution of an invalid road noise pattern deletion routine (step S31). That is, in the invalid road noise pattern deletion routine, the controller 20 has an appearance frequency that is less than or equal to a predetermined frequency (for example, once a month) among the road noise patterns stored in the EPROM 25 up to the present time, or appears.
  • a predetermined frequency for example, once a month
  • a predetermined rank for example, 20th place
  • the noise canceling operation is automatically disabled or the noise cancellation amount is reduced to such an extent that the specific sound can be heard. Since the adjustment is performed, the driver can hear the specific sound satisfactorily. In addition, the driver can hear the specific sound without lowering the volume of music, radio sound, or the like being played back by an audio device different from the noise reduction device 10, such as a car audio device. That is, it is possible to recognize the approach of an emergency vehicle and the like while listening to the output sound without worrying about the volume of the audio device.
  • the speakers 7A and 7B that acoustically output anti-phase noise in the vehicle are separated from the speakers that acoustically output reproduced sound from the car audio device. I am trying to provide it.
  • the above-described antiphase noise may be superimposed on the reproduced sound and output as a sound by using a speaker of a car audio device of a different system from the noise reduction device 10.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the noise cancellation control unit 4 according to the second embodiment.
  • a car audio device 9 mounted on the vehicle is connected to the noise cancellation control unit 4.
  • the car audio device 9 reproduces an audio signal representing music or conversation voice recorded on a CD (compact disc), DVD (Digital Versatile Disc), semiconductor memory, magnetic disk or the like, or broadcast wave (radio, television). ) Demodulate an audio signal representing the music or conversation voice in the middle.
  • the car audio device 9 uses the audio signal AUD 1 corresponding to, for example, the right channel and the audio signal AUD 2 corresponding to the left channel among the audio signals reproduced or demodulated as described above, respectively, as noise cancellation control units. 4 is supplied.
  • the car audio device 9 corresponds to an amplifier 81A for amplifying an audio signal corresponding to the right channel, a speaker 82A for acoustically outputting the audio signal amplified by the amplifier 81A, and a left channel.
  • An amplifier 81B for amplifying the audio signal and a speaker 82B for outputting the audio signal amplified by the amplifier 81B are provided.
  • the road information demodulation unit 21, A / D converter 22, frequency analysis unit 23, memory 24, EPROM 25, operation unit 26, display unit 27, and controller 20 include: The same operation as that of the module denoted by the same reference numeral in FIG. 4 is performed. Therefore, description of the operation of these modules is omitted.
  • the equalizer 41 the interior noise signal AX in 1 supplied from the indoor microphone 3A, road noise, wind noise, and extracts a signal of a harsh noise of a frequency band such as the engine sound, which car noise signal CN 1 is supplied to the amplifier 42.
  • the amplifier 42 supplies the adder 43 with the in-vehicle noise signal CNQ 1 obtained by amplifying the in-vehicle noise signal CN 1 .
  • the filter 44 uses the signal obtained by subjecting the audio signal AUD 1 supplied from the car audio device 9 to a filtering process based on a predetermined first transfer characteristic as a first leaked audio signal M 11 as an adder 45.
  • the first transmission characteristic is a transmission characteristic of the transmission line when a transmission line is assumed until sound output from the speaker 82A enters the indoor microphone 3A. That is, the filter 44 leaks into the in-vehicle noise signal CNQ 1 when sound output from the speaker 82A enters the indoor microphone 3A based on the audio signal AUD 1 reproduced or demodulated by the car audio device 9.
  • the audio signal component (M 11 ) is obtained.
  • the filter 46 adds the signal obtained by subjecting the audio signal AUD 2 supplied from the car audio device 9 to a filtering process based on a predetermined second transfer characteristic as the second leaked audio signal M 12 and the adder 45.
  • the second transmission characteristic is a transmission characteristic of the transmission line when a transmission line is assumed until sound output from the speaker 82B enters the indoor microphone 3A. That is, the filter 46 leaks into the vehicle interior noise signal CNQ 1 when sound output from the speaker 82B enters the indoor microphone 3A based on the audio signal AUD 2 reproduced or demodulated by the car audio device 9.
  • the audio signal component (M 12 ) is obtained.
  • the adder 45 supplies a leaked audio signal (M 11 + M 12 ) obtained by adding the first leaked audio signal M 11 and the second leaked audio signal M 12 to the adder 43.
  • the adder 43 supplies the addition result obtained by adding the leakage audio signal (M 11 + M 12 ) and the signal obtained by inverting the polarity of the in-vehicle noise signal CNQ 1 to the variable gain amplifier 47 as an anti-phase in-vehicle noise signal CQ 1.
  • the adder 43 removes the audio signal component (M 11 + M 12 ) that leaks into the in-vehicle noise signal CNQ 1 when sound output from the speakers 82A and 82B enters the indoor microphone 3A. , and outputs a signal obtained by inverting the polarity of the vehicle noise signal CNQ 1 as antiphase-vehicle noise signal CQ 1.
  • the variable gain amplifier 47 amplifies the antiphase in-vehicle noise signal CQ 1 with the gain indicated by the gain designation signal VG supplied from the controller 20 and supplies it to the equalizer 48 as the antiphase in-vehicle noise signal CR 1 .
  • the equalizer 48 extracts a noise frequency band signal such as road noise, wind noise, and engine sound from the anti-phase in-vehicle noise signal CR 1 , and supplies this to the adder 49 as an anti-phase in-vehicle noise signal CT 1. .
  • the adder 49 supplies an audio signal obtained by superimposing the anti-phase in-vehicle noise signal CT 1 on the audio signal AUD 1 reproduced or demodulated by the car audio device 9 to the amplifier 81A.
  • the amplifier 81A amplifies the audio signal into an audio signal that can drive the speaker and supplies the amplified audio signal to the speaker 82A.
  • the speaker 82A acoustically outputs a sound obtained by superimposing a reverse phase noise obtained by reversing the phase of the noise leaking into the vehicle on the musical sound or voice reproduced or demodulated by the car audio device 9. .
  • Equalizer 51 the amplifier from the vehicle interior sound signal AX 2 supplied from the room microphone 3B, road noise, wind noise, and extracts a signal of a harsh noise of a frequency band such as the engine sound, as the vehicle noise signal CN 2 52.
  • the amplifier 52 supplies the adder 53 with the in-vehicle noise signal CNQ 2 obtained by amplifying the in-vehicle noise signal CN 2 .
  • the filter 54 uses the signal obtained by subjecting the audio signal AUD 2 supplied from the car audio device 9 to a filtering process based on a predetermined third transfer characteristic as a first leaked audio signal M 21 , and an adder 55.
  • the third transmission characteristic is a transmission characteristic of the transmission line when a transmission line is assumed until the sound output from the speaker 82B enters the indoor microphone 3B. That is, the filter 54, based on the car audio device the audio signal AUD 2 reproduced or demodulated by 9, by sound acoustically output from the speaker 822 from entering the room microphone 3B, leaking into the interior noise signal CNQ 2
  • the audio signal component (M 21 ) to be included is obtained.
  • the filter 56 adds a signal obtained by subjecting the audio signal AUD 1 supplied from the car audio device 9 to a filtering process based on a predetermined fourth transfer characteristic as a second leaked audio signal M 22 and an adder 55.
  • the fourth transmission characteristic is a transmission characteristic of the transmission line when a transmission line is assumed until sound output from the speaker 82A enters the indoor microphone 3B. That is, the filter 56 leaks into the in-vehicle noise signal CNQ 2 when sound output from the speaker 82A enters the indoor microphone 3B based on the audio signal AUD 1 reproduced or demodulated by the car audio device 9.
  • the audio signal component (M 22 ) is obtained.
  • the adder 55 supplies the adder 53 with a leaked audio signal (M 21 + M 22 ) obtained by adding the first leaked audio signal M 21 and the second leaked audio signal M 22 .
  • the adder 53 adds the leaked audio signal (M 21 + M 22 ) and the signal obtained by inverting the polarity of the in-vehicle noise signal CNQ 2 to the variable gain amplifier 57 as an anti-phase in-vehicle noise signal CQ 2.
  • Supply That is, the adder 53 removes an audio signal component (M 21 + M 22 ) that leaks into the in-vehicle noise signal CNQ 2 when sound output from the speakers 82A and 82B enters the indoor microphone 3B. is to output a signal obtained by inverting the polarity of the vehicle noise signal CNQ 2 as reverse phase-vehicle noise signal CQ 2.
  • the variable gain amplifier 57 amplifies the anti-phase in-vehicle noise signal CQ 2 with the gain indicated by the gain designation signal VG supplied from the controller 20 and supplies it to the equalizer 58 as the anti-phase in-vehicle noise signal CR 2 .
  • the equalizer 58 extracts a noise frequency band signal such as road noise, wind noise, and engine sound from the anti-phase in-vehicle noise signal CR 2 , and supplies this to the adder 59 as an anti-phase in-vehicle noise signal CT 2. .
  • the adder 59 supplies an audio signal obtained by superimposing the anti-phase in-vehicle noise signal CT 2 on the audio signal AUD 2 reproduced or demodulated by the car audio device 9 to the amplifier 81B.
  • the amplifier 81B amplifies the audio signal into an audio signal that can drive the speaker and supplies the amplified audio signal to the speaker 82B.
  • the speaker 82B acoustically outputs in the vehicle a sound obtained by superimposing a reverse phase noise obtained by reversing the phase of the noise leaking into the vehicle on the musical sound or voice reproduced or demodulated by the car audio device 9. .
  • noise generated when the music or sound output by the car audio device is detected by the microphones 3 ⁇ / b> A and 3 ⁇ / b> B for detecting noise in the vehicle.
  • Filters 44, 46, 54, and 56 and adders 43, 45, 53, and 55 are provided to prevent the cancellation effect from decreasing. That is, first, assuming a transmission path until sound output from the speakers 82A and 82B enters the microphones 3A and 3B, the car audio device 9 reproduces or demodulates a filtering process corresponding to the transmission characteristics of the transmission path. To the audio signals AUD 1 and AUD 2 that have been processed.
  • the audio signal components M 11 , M 12 , M 21 , and M 22 leaking into the in-vehicle noise signals CNQ 1 and CNQ 2 detected by the microphones 3A and 3B are obtained.
  • the audio signal components M 11 , M 12 , M 21 , and M 22 are removed from the in-vehicle noise signals CNQ 1 and CNQ 2 to generate anti-phase in-vehicle noise signals CT 1 and CT 2 .
  • the noise cancellation control unit 4 shown in FIG. 9 obtains an audio signal component that leaks into the in-vehicle noise signal detected by the microphone, using the transfer function, based on the audio signal reproduced by the car audio device. , It is removed from the car interior noise signal.
  • the reproduced sound from the car audio device is also detected by the microphone, so that the reproduced sound is also mixed in the in-vehicle noise.
  • (EQ) 11 and 14 are used, and noise cancellation is performed only for the noise component (feedback method).
  • the audio signal component of the car audio device that the microphone will detect is obtained before the reproduced sound reaches the microphone, and is removed from the in-vehicle noise signal detected by the microphone, and only the noise component is canceled.
  • a feed-forward system configuration is used. Therefore, since the amount of phase shift due to the delay is reduced as compared with the feedback method, noise cancellation can be performed with higher accuracy.
  • the controller 20 executes the noise cancellation control process shown in FIG. If it is a sound, or if the approach of an emergency vehicle that emits a specific sound is detected, the noise canceling operation is automatically reduced or invalidated over the detection period.
  • step S7 shown in FIG. 6 the noise canceling operation may be continuously enabled without being completely disabled. That is, the controller 20 may be configured to perform an adjustment to reduce the amount of noise cancellation to such an extent that the driver can hear the siren sound (specific sound) of the emergency vehicle.
  • the car audio device can be used even when the specific sound is detected.
  • the voice of 9 is not interrupted. That is, a normal sound that can be heard in response to the detection of an alarm sound (specific sound) without interrupting the sound of the car audio device 9 in response to the detection of an alarm sound (specific sound) that has been reduced by the noise canceling effect or that cannot be heard until then. It is to make the volume state. Accordingly, it is possible to recognize the approach of an emergency vehicle and the like while listening to the audio output of the car audio device 9 without worrying about the interruption of the sound such as music output from the car audio device 9. Furthermore, there is no unpleasant phenomenon for the driver, such as voice interruption due to erroneous detection that occurs when the volume of the alarm sound is low.
  • the feed-forward configuration since the feed-forward configuration is adopted, the amount of phase shift due to delay is smaller than when the feedback configuration is adopted, so noise cancellation can be performed in a wider frequency range. It becomes possible.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the noise cancellation control unit 4 according to the third embodiment.
  • the noise cancellation control unit 4 (FIG. 4 or FIG. 9) of the first and second embodiments detects that the detected sound outside the vehicle is a predetermined specific sound. In this case, or when the approach of an emergency vehicle that emits a specific sound is detected, the specific sound is acoustically output from the speakers 7A, 7B, 82A, and 82B.
  • a specific sound memory 28 and a D / A converter 29 are added to the configuration shown in FIG. 9, and an adder is substituted for the adders 49 and 59 shown in FIG.
  • the other configuration except that 50 and 60 are adopted is the same as that shown in FIG. Therefore, the operation of the specific sound memory 28, the D / A converter 29, and the adders 49 and 59 will be described below.
  • the specific sound memory 28 shown in FIG. 10 stores specific sound waveform data corresponding to each of the specific sound frequency data F stored in the EPROM 25 for each specific sound.
  • siren sounds of police cars, ambulances, and fire engines are digitally recorded in advance in association with each emergency vehicle for a predetermined period.
  • the controller 20 determines a predetermined period corresponding to the emergency vehicle. Minute siren sounds are read out from the specific sound memory 28 and are repeatedly supplied to the D / A converter 29.
  • the D / A converter 29 converts the siren sound read from the specific sound memory 28 into an analog audio signal and supplies it to the adders 50 and 60.
  • the adders 50 and 60 add the audio signals AUD 1 and AUD 2 supplied from the car audio device 9, the anti-phase in-vehicle noise signals CT 1 and CT 2, and the siren audio signal as described above to an amplifier. 81A and 81B are supplied. Therefore, if it is determined that an emergency vehicle siren sound is generated or there is an emergency vehicle approaching the host vehicle (step S4 or S6), the emergency vehicle siren sound recorded in the specific sound memory 28 Will be output as sound in the vehicle. As a result, the driver can more reliably recognize the approach of the emergency vehicle.
  • the emergency vehicle siren sound recorded in the specific sound memory 28 is acoustically output into the vehicle.
  • the emergency vehicle siren sound detected by the external microphone is forced into the vehicle. It is also possible to output sound. That is, the controller 20 detects the outside signal detected by the external microphone when it is determined in step S4 or S6 in FIG. 6 that the siren sound of the emergency vehicle is emitted or there is an emergency vehicle approaching the host vehicle.
  • the emergency vehicle siren sound is extracted from the ADZ and supplied to the adders 50 and 60 via the D / A converter 29. At this time, the controller 20 supplies the adder 50 and 60 via the D / A converter 29 with the phase shifted with respect to the siren sound of the emergency vehicle detected by the external microphone. It is preferable to suppress the siren sound level reduction above.
  • the noise canceling operation may be continuously enabled without executing step S7 shown in FIG. good.
  • the amount of noise cancellation may be adjusted by following the volume of an alarm sound that should be acoustically output into the vehicle. That is, the controller 20 performs the control shown in FIG. 6 to reduce the amount of noise cancellation by supplying the variable gain amplifiers 47 and 57 with the gain designation signal VG that designates a smaller gain as the volume of the specific sound is lower. This is executed instead of S7. According to such control, it is possible to always enable the noise canceling operation to such an extent that the driver can hear the warning sound (specific sound) of the emergency vehicle.
  • the sound of the car audio device 9 is not interrupted and the approach of an emergency vehicle can be recognized. Furthermore, there is no unpleasant phenomenon for the driver, such as voice interruption due to erroneous detection that occurs when the volume of the alarm sound is low.
  • the operation of the noise reduction device according to the present invention is described by way of example. However, the operation is applied to other moving bodies (for example, ships, trains, airplanes, etc.) other than the vehicle. Is possible.
  • the noise reduction device according to the present invention detects that a specific sound required as an operation index of the moving body is generated outside the moving body, the noise reduction apparatus over the detection period This reduces the amount of noise cancellation when canceling noise that leaks into (or makes it zero).
  • the noise canceling operation is automatically disabled or the specific sound can be heard. Since the adjustment for reducing the amount of noise cancellation is performed, the driver can hear the specific sound satisfactorily. In addition, the specific sound can be heard satisfactorily while maintaining the volume of the audio device or the like that is operating in the vehicle. Therefore, the volume of the audio device is lowered to make it easier to hear the specific sound. No operation is required. In addition, there is no need for middle conversation in the vehicle.
  • the noise reduction device of the present invention does not perform an operation such as reducing the volume of the audio device even when a specific sound is detected, an unpleasant phenomenon such as a break in sound does not occur, and an emergency vehicle approaches or the like. It can be recognized well.

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Abstract

　移動体の室内に漏れ込む雑音に対してその逆位相の音を室内に音響出力させることにより雑音をキャンセルするにあたり、検出した移動体外部の音が所定の特定音である場合には、自動的に雑音キャンセル動作のキャンセル量を低減する。

Description

雑音低減装置
　本発明は雑音低減装置に関し、特に車両等の移動体の外部からその室内に漏れ込む雑音を低減させる雑音低減装置に関する。
　現在、雑音低減装置として、雑音をマイクロフォンで集音（検出）し、この雑音主成分の逆位相の音をスピーカで音響出力することにより、雑音とその逆位相音とを相殺（以下、雑音キャンセルと称する）させて、雑音の低減を図るようにした装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　そして、このような雑音低減装置を車両に搭載すれば、車両の外部から室内に漏れ込む各種の耳障りな雑音を排除した良好な車内環境が得られるようになる。
特開２００９－１７０８３号公報
　しかしながら、運転者は、警報音などの車両の外部音（特定音）を指標として運転動作を決定する場合がある。したがって、このような特定音が存在する状況下で上述したような雑音キャンセルが行われると、当該特定音自体も聞きづらくなってしまう。本発明は、かかる問題を解決すべくなされたものであり、運転の指標として必要となる特定音を良好に聞き取ることが可能な雑音低減装置を提供することを目的とする。
　本発明による雑音低減装置は、移動体の室内の雑音を低減させる雑音低減装置であって、前記雑音主成分の逆位相の音を前記移動体の室内に音響出力することにより当該雑音をキャンセルする雑音キャンセル部と、前記移動体の外で所定の特定音が発せられたか否かを判断する特定音判断部と、前記特定音判断部において前記特定音が発せられたと判断された場合に前記雑音キャンセル部の雑音キャンセル量を低下させる制御部と、を有する。
本発明による雑音低減装置を移動体としての車両に搭載した際の形態の一例を示す図である。 室内マイク３Ａ、３Ｂの設置位置の一例を示す図である。 スピーカ７Ａ、７Ｂの設置位置の他の一例を示す図であ 雑音キャンセル制御部４の内部構成の一例を示すブロック図である。 ＥＰＲＯＭ２５のメモリマップの一例を示す図である。 雑音キャンセル制御フローを表す図である。 救急車のサイレン音の周波数－レベル特性の一例を表す図である。 ロードノイズ取得制御フローの一例を示す図である。 実施例２の雑音キャンセル制御部の構成を示すブロック図である。 実施例３の雑音キャンセル制御部の構成を示すブロック図である。
　本発明による雑音低減装置においては、移動体の室内に漏れ込む雑音に対してその逆位相の音を室内に音響出力させることにより雑音をキャンセルするにあたり、検出した移動体外部の音が所定の特定音である場合には、特定音を検出している期間に亘り自動的に雑音キャンセル動作を無効化又はキャンセル量を低減するようにしている。これにより、走行中に、緊急車両のサイレン音或いは電車踏切音等のような、安全な運転に必要とされる特定音が発せられた場合にも、運転者は、かかる特定音を良好に聞き取ることが可能となる。
　以下に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する図において、実質的に同一又は等価な構成要素あるいは部分には同一の参照符を付している。
　図１は、本発明による雑音低減装置１０を移動体としての車両ＶＨに搭載した際の形態の一例を示す図である。
　図１において、車両ＶＨの運転席１に装着されているヘッドレスト２には、車両の室内（以下、単に車両内又は車内と称する）の音を集音（検出）するための室内マイク３Ａ及び３Ｂが設置されている。例えば、図２に示すように、室内マイク３Ａ及び３Ｂの各々はヘッドレスト２の左右のサイドにそれぞれ設置されている。室内マイク３Ａ及び３Ｂは、それぞれの設置位置で車内の音を検出して得られた信号を車内音信号ＡＸ１及びＡＸ２として雑音キャンセル制御部４に供給する。すなわち、室内マイク３Ａは、運転席１に着座している運転者の左耳の近傍位置で検出して得られた車内音信号（又は車内音検出信号）ＡＸ１を雑音キャンセル制御部４に供給し、室内マイク３Ｂは、運転者の右耳の近傍位置で検出して得られた車内音信号ＡＸ２を雑音キャンセル制御部４に供給する。
　車両の後部には、車外の音を集音（検出）するための外部マイク５が設置されている。外部マイク５は、車両の動力源としてのエンジンの音及びその振動を極力拾わないように、図１に示すように、エンジンから所定距離以上離間した位置に設置される。外部マイク５は、車外の音を検出して得られた信号を車外音信号（又は車外音検出信号）ＡＺとして雑音キャンセル制御部４に供給する。
　ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）推進協議会や、特定非営利活動法人ＩＴＳ Japan等で提唱されているように、アンテナ６は、他の車両又は道路情報サービスセンタ（図示せず）から無線送信されてきた道路情報を受信して得られた道路情報受信信号Ｒを雑音キャンセル制御部４に供給する。
　スピーカ７Ａ及び７Ｂは、運転席１に着座している運転者からみて、車両のダッシュボード下の左サイドパネル及び右サイドパネル（図示せぬ）にそれぞれ埋め込んで設置されている。スピーカ７Ａ及び７Ｂは、雑音キャンセル制御部４から供給された逆位相車内雑音信号Ｇ１及びＧ２に応じた音響出力をそれぞれ車両内に向けて行う。尚、スピーカ７Ａ及び７Ｂを、図３に示すように、室内マイク３Ａ及び３Ｂと共にヘッドレスト２の左右のサイドに設置するようにしても良い。
　図４は、雑音低減装置１０の雑音キャンセル制御部４の内部構成の一例を示す図である。雑音キャンセル制御部４は、上記道路情報受信信号Ｒ、車外音信号ＡＺ、車内音信号ＡＸ１及びＡＸ２に基づいて、上記逆位相車内音信号Ｇ１及びＧ２をそれぞれ生成し、スピーカ７Ａ及び７Ｂに供給する。
　図４において、イコライザ（ＥＱ）１１は、室内マイク３Ａから供給された車内音信号ＡＸ１中から、ロードノイズ、風切り音、エンジン音等の耳障りな雑音の周波数帯域の信号を抽出し、これを車内雑音信号ＡＱ１として可変利得反転アンプ１２に供給する。可変利得反転アンプ１２は、車内雑音信号ＡＱ１の極性を反転させ、これを利得指定信号ＶＧで指定される利得で増幅したものを逆位相車内雑音信号ＡＲ１として出力アンプ１３に供給する。出力アンプ１３は、逆位相車内雑音信号ＡＲ１を、スピーカを駆動し得る逆位相車内雑音信号Ｇ１に増幅してスピーカ７Ａに供給する。
　イコライザ１４は、室内マイク３Ｂから供給された車内音信号ＡＸ２中から、ロードノイズ、風切り音、エンジン音等の耳障りな雑音の周波数帯域の信号を抽出し、これを車内雑音信号ＡＱ２として可変利得反転アンプ１５に供給する。可変利得反転アンプ１５は、車内雑音信号ＡＱ２の極性を反転させ、これを利得指定信号ＶＧで指定される利得で増幅したものを逆位相車内雑音信号ＡＲ２として出力アンプ１６に供給する。出力アンプ１６は、逆位相車内雑音信号ＡＲ２を、スピーカを駆動し得る逆位相車内雑音信号Ｇ２に増幅してスピーカ７Ｂに供給する。
　道路情報復調部２１は、アンテナ６を介して受信した道路情報受信信号Ｒ中から、道路情報を示す道路情報データを復調し、これを道路情報データＬＤとしてコントローラ２０に供給する。
　Ａ／Ｄ変換器２２は、外部マイク５から供給された車外音信号ＡＺをディジタル信号に変換し、得られたディジタル車外音信号ＡＤＺを周波数分析部２３及びコントローラ２０に供給する。周波数分析部２３は、車外音信号ＡＤＺに対して、所定の測定期間毎に高速フーリエ変換処理を施すことにより、周波数毎にそのパワーレベルを表す周波数スペクトルデータとしての車外音周波数データＦＤを生成する。周波数分析部２３は、所定測定期間毎に得られた車外音周波数データＦＤをメモリ２４に供給する。メモリ２４は、所定測定期間毎に生成された車外音周波数データＦＤを順次取り込んで記憶しつつ、かかる車外音周波数データＦＤを取り込んだ順に読み出してコントローラ２０に供給する。
　カーナビゲーション装置８は、先ず、ＧＰＳ（Global Positioning System)を利用することにより車両ＶＨの現在位置を検出し、この現在位置に基づいて現在走行中の道路を特定する。そして、その道路の名称、種別（高速道路、一般道路、林道等）、この道路上での現時点での走行区間、及び車両ＶＨの現在位置等を夫々表す自車位置情報ＣＰをコントローラ２０に供給する。
　ＥＰＲＯＭ（erasable programmable read-only memory）２５には、緊急車両のサイレン、電車の踏切音等のような運転の指標として必要となる各種の特定音毎に、その特定音の周波数スペクトルを表す特定音周波数データＦが記憶されている。ＥＰＲＯＭ２５は、例えば図５に示すように、メーカ側が用意した各種の特定音毎にその特定音周波数データが予め記憶されているメーカ設定領域と、ユーザの指示に応じて作成（後述する）された特定音毎の特定音周波数データが記憶されるユーザ設定領域とを備える。ＥＰＲＯＭ２５のメーカ設定領域には、特定音として、例えば図５に示す如きパトロールカーのサイレン音、消防車のサイレン音、救急車のサイレン音、及び電車の踏切音にそれぞれ対応した特定音周波数データＦ１～Ｆ４が予め記憶されている。尚、特定音周波数データＦ１～Ｆ４は、メーカ側において、上記の如き各サイレン音及び踏切音の各々に対し、上記した周波数分析部２３と同様な高速フーリエ変換処理を施すことにより得られたものであり、製品出荷前までにＥＰＲＯＭ２５に書き込まれる。
　操作部２６は、ユーザからの各種操作を受け付け、その操作によって指示された動作を示す操作信号をコントローラ２０に供給する。例えば、操作部２６は、ユーザによる雑音キャンセル動作の開始指令操作、停止指令操作、或いはロードノイズ取得動作の開始指令、停止指令操作を受け付け、その指示内容を表す操作信号をコントローラ２０に供給する。表示部２７は、コントローラ２０から供給された画像信号によって表される画像を表示する。
　すなわち、室内マイク３Ａ，３Ｂ、イコライザ（ＥＱ）１１，１４及び可変利得反転アンプ１２，１５が雑音キャンセル部を構成する。また、外部マイク５、周波数分析部２３、メモリ２４、ＥＰＲＯＭ２５及びコントローラ２０が特定音判断部を構成し、コントローラ２０が雑音キャンセルの制御部として動作する。
　次に、コントローラ２０が行う雑音キャンセルの制御動作についてフローチャートを参照して説明する。コントローラ２０は、例えば図６に示す雑音キャンセル制御ルーチンを実行する。
　図６において、先ず、コントローラ２０は、ＥＰＲＯＭ２５に記憶されている全ての特定音周波数データＦ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎ（Ｆｊ：ｊ＝１～ｎ）を取り込む（ステップＳ０）。次に、コントローラ２０は、車両内に漏れ込んでくるロードノイズ、風切り音、エンジン音等の耳障りな雑音を除去させるべく、利得Ｋ１を示す利得指定信号ＶＧを可変利得反転アンプ１２及び１５にそれぞれ供給する（ステップＳ１）。
　ステップＳ１の実行により、可変利得反転アンプ１２、１５は、車両内において検出された車内雑音信号（ＡＱ１、ＡＱ２）の位相を反転させ、これを上記利得Ｋ１で増幅した逆位相車内雑音信号（ＡＲ１、ＡＲ２）を、出力アンプ（１３、１６）を介してスピーカ（７Ａ、７Ｂ）に送出する。これにより、車内に漏れ込む雑音とは逆位相の音（逆位相雑音と称する）がスピーカ（７Ａ、７Ｂ）から音響出力される（雑音キャンセル有効化）。すると、車両内では、この雑音と逆位相雑音とが互いに相殺され、その結果、運転者の聴覚で感じられる雑音がキャンセルされることになる。
　次に、コントローラ２０は、メモリ２４から読み出された車外音周波数データＦＤを取り込む（ステップＳ２）。次に、コントローラ２０は、車外音周波数データＦＤと、既に取り込んでいる特定音周波数データＦ１～Ｆｎの各々との類似度を求め、対応する類似度ＮＥ１，ＮＥ２，・・・，ＮＥｎ（ＮＥｊ：ｊ＝１～ｎ）を生成する（ステップＳ３）。
　なお、類似度ＮＥｊ（ｊ＝１～ｎ）は、一般的な種々の方法により求めることができる。例えば、当該特定音の周波数範囲（類似区間）における周波数成分毎の強度比較（マッチング）を行う、あるいは、相互相関係数を算出すること等を含む種々の統計的方法によって求めることができる。つまり、特定音周波数データＦ及び車外音周波数データＦＤは、前述したように、その音に対応した音声信号に対してフーリエ変換処理を施して得られたものである。この際、フーリエ変換は、入力信号を各種サイン・コサイン波の重ね合わせで表したものであり、全周波数帯域を複数の帯域（分割帯域）に分割し、各分割帯域毎にその周波数センターのバンドパスフィルターでレベルを検出することにより、各分割帯域毎のレベルを測定するものである。具体的には±25Hzの帯域のバンドパスフィルターを用いた場合、その分割帯域の中心である50Hz、100Hz、150Hz・・・の各々に対して、幅50Hzの間にどの程度のレベルの音があるかを測定する。
　図７は、救急車のサイレン音の周波数－レベル特性の一例を表す図である。
　図７に示すように、救急車のサイレン音の場合、そのレベルが最大となる周波数ｆ０は５００Ｈｚである。よって、Ａ／Ｄ変換器２２では、最低限その２倍の周波数１ＫＨz　通常は４倍の周波数でサンプリングを行う必要がある。実際には広い周波数帯域の信号を検出するので、４８ＫＨｚや９６ＫＨｚでサンプリングを行う。ここで、コントローラ２０は、周波数分析部２３によってフーリエ変換処理を施して得られた車外音周波数データＦＤに対して、そのレベルが最大となる周波数ｆ０及びこの周波数ｆ０でのレベルを検出する。更に、コントローラ２０は、その高調波の動きを検出する。例えば、コントローラ２０は、図７において、そのレベルが最大となる周波数ｆ０（５００Ｈｚ）の２倍の高調波である周波数ｆ１及びその周波数ｆ１でのレベルを検出する。そして、コントローラ２０は、その検出結果を、予めＥＰＲＯＭ２５に記憶されているデータと照合して各特定音との類似度を求めることにより、緊急自動車のサイレン音であるか否かの判定が可能となる。尚、上述した周波数ｆ０でのレベルと、その第２高調波である周波数ｆ１でのレベルとのレベル差が所定レベル以上ある場合に、緊急自動車のサイレン音であると判断するようにしても良い。更に、この周波数ｆ０が時間的にたとえば、４５０→５００→５００Ｈｚと推移した場合には救急車が近づき、引き続き遠ざかっていると判断することが可能となる。
　次に、コントローラ２０は、類似度ＮＥ１～ＮＥｎの内で、所定の閾値ＴＨよりも大なる類似度が存在するか否かを判定する（ステップＳ４）。すなわち、ステップＳ４において、外部マイクで検出された車両外部の音が、ＥＰＲＯＭ２５に記憶されている特定音周波数データＦ１～Ｆｎにて表される各種特定音（例えば図５に示す如き緊急車両のサイレン音、電車の踏切音等）の内の１つに該当するか否かを判定するのである。ステップＳ４にて、所定の閾値ＴＨよりも大なる類似度ＮＥが存在しないと判定された場合、つまり車両外部の音が図５に示す如き各種特定音のいずれにも該当しないと判定された場合、かつ道路特定サービスが利用可能な場合、コントローラ２０は、道路情報データＬＤ中から、走行中の緊急車両の現在位置を示す緊急車両位置情報（走行中の道路名を示す情報を含む）を抽出する（ステップＳ５）。次に、コントローラ２０は、車両に搭載されているカーナビゲーション装置８から供給された自車位置情報ＣＰ、及び上記緊急車両位置情報に基づき、自車両の走行中道路と同一道路上において、自車両との間隔が所定距離よりも近い位置にまで接近している緊急車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ６）。かかるステップＳ６において、自車両に接近している緊急車両が存在しないと判定された場合、コントローラ２０は、上記ステップＳ１の実行に戻って前述した如き動作を繰り返し実行する。すなわち、外部マイクで検出した外部音が緊急車両のサイレン音及び電車の踏切音等の特定音に該当しないと判定（ステップＳ４）された場合、或いは受信した道路情報データに基づき自車両に接近する緊急車両が存在しないと判定（ステップＳ６）された場合には、雑音キャンセル動作を継続して有効にするのである。
　一方、ステップＳ４において、所定の閾値ＴＨよりも大なる類似度ＮＥが存在すると判定された場合、つまり外部マイクで検出した外部音が緊急車両のサイレン音又は電車の踏切音等の特定音であると判定された場合、又はステップＳ６において自車両に接近する緊急車両が存在すると判定された場合には、以下のステップＳ７を実行する。すなわち、ステップＳ４において、車両外部で運転の指標となる特定音が発せられたと判断された場合には、コントローラ２０は、上記利得Ｋ１よりも小なる利得Ｋ２を示す利得指定信号ＶＧを可変利得反転アンプ１２及び１５に供給する（ステップＳ７）。
　ステップＳ７の実行により、可変利得反転アンプ１２、１５は、上記利得Ｋ１よりも小なる増幅率を示す利得Ｋ２で、それぞれ車内雑音信号ＡＱ１、ＡＱ２の位相反転信号を増幅する。これにより、車内に漏れ込む雑音のレベルに対して、スピーカ７Ａ、７Ｂから音響出力される逆位相雑音のレベルが低くなるので、その分だけ、雑音に対するキャンセル量が低下する。尚、ステップＳ７では、利得Ｋ２として利得「０」（ゼロ）を示す利得指定信号ＶＧを可変利得反転アンプ１２及び１５に供給するようにしても良い。要するに、検出した車外音が、運転の指標として必要とされる各種特定音（図５）の内のいずれか１つに該当すると判定された場合、あるいは、ＩＴＳが提唱する車車間通信機能により、他の車両から取得した緊急車両情報によって緊急車両の接近を検出した場合には、雑音キャンセル動作を強制的に無効化させることにより、運転者に対して特定音を聞き取り易くさせるのである。
　ステップＳ７の実行後、コントローラ２０は、緊急車両（又は電車の踏切）の接近を告知する画像を表示させるべき画像信号を表示部２７に供給する（ステップＳ８）。ステップＳ８の実行により、表示部２７は、緊急車両又は電車の踏切の接近を告知する文字画像、或いは、緊急車両又は踏切の動画像を表示する。尚、コントローラ２０は、上記ステップＳ４にて外部音が電車の踏切音であると判定された場合には、このステップＳ８において、自車両の進行方向上で最初に通過することになる踏切が遮断中であることを示す踏切遮断情報をカーナビゲーション装置８に供給するようにしても良い。この際、カーナビゲーション装置８は、現在表示中の地図上において、自車両の進行方向上で最初に通過することになる踏切のマークを、遮断中であることを示すマーク（例えば点滅表示）に変更する。更に、この間、カーナビゲーション装置８は、踏切音を音響出力するようにしても良い。
　かかるステップＳ８の実行後、コントローラ２０は、雑音キャンセル制御を停止させるべき停止指令操作がユーザによって為されたか否かの判定を行う（ステップＳ９）。ステップＳ９において停止操作が為されていないと判定された場合、コントローラ２０は、上記ステップＳ２の実行に戻って前述した動作を繰り返し実行する。一方、停止操作が為されたと判定された場合、コントローラ２０は、図６に示す如き雑音キャンセル制御ルーチンを抜ける。これにより、雑音キャンセル動作が終了する。
　以上説明したように、図１に示す雑音低減装置１０は、車両内に漏れ込む雑音に対してその主成分の逆位相の音を車両内に音響出力させることにより雑音をキャンセルするにあたり、検出した車両外部の音が所定の特定音である場合、或いは特定音を発する緊急車両の接近を検出した場合には、その検出期間に亘り自動的に雑音キャンセル動作を無効化するようにしている。これにより、車両走行中に、緊急車両のサイレン音或いは電車踏切音等の運転の指標として必要とされる特定音が発せられた場合にも、運転者は、かかる特定音を良好に聞き取ることが可能となる。また、上記した構成及び動作によれば、雑音低減装置１０とは別系統のオーディオ装置、例えばカーオーディオ装置によって音楽、ラジオ音声等を聞いている場合であっても、当該オーディオ装置の音量を下げることなく、運転者は特定音を良好に聞き取ることが可能となる。
　尚、図４に示す雑音キャンセル制御部４では、可変利得反転アンプ１２、１５の利得を、利得Ｋ１（雑音キャンセル有効）と利得Ｋ２（雑音キャンセル無効）の２段階で切り替えているが、車両内で認識される特定音の大きさに追従させてその利得の値を変更することにより、雑音キャンセル量を調整するようにしても良い。つまり、コントローラ２０は、外部マイクで検出した車外信号ＡＤＺ中から緊急車両のサイレン音を抽出し、その音の大きさを検出する。そして、コントローラ２０は、この緊急車両サイレン音が小なるほど、小なる利得を指定する利得指定信号ＶＧを可変利得反転アンプ１２及び１５に供給することにより雑音キャンセル量を低減させる制御を、図６に示すステップＳ７に代えて実行する。かかる制御によれば、車内で認識される緊急車両サイレン音が小さくなるほど、雑音キャンセル量も低下するので、運転者が緊急車両のサイレン音を聞き取ることができる程度に、常時、雑音キャンセル動作を有効化しておくことが可能となる。
　また、図４に示す雑音キャンセル制御部４では、検出した外部音が上記の如き特定音であるか否かを判断する為に、特定音の周波数分析データをＥＰＲＯＭ２５に記憶しておくようにしているが、特定音の波形データをＥＰＲＯＭ２５に記憶しておくようにしても良い。かかる構成を採用した場合には、検出した外部音の波形と、ＥＰＲＯＭ２５に記憶されている特定音の波形との類似度を求めることにより、検出した外部音が特定音であるか否かを判断するのである。
　ここで、特定音としての緊急車両サイレン音又は電車の踏切音は、例えば各国毎に異なるが、図４に示す雑音キャンセル制御部４では、この特定音を記憶する記憶媒体としてＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な記録媒体を採用している。よって、各国毎にその国独自の特定音を書き込んでおけば、各国に対応した製品を提供することが可能となる。また、特定音を記憶する記憶媒体としてＥＰＲＯＭを採用することにより、新たに加わった緊急車両のサイレン音にも対応することが可能となる。
　また、上記した実施例では、予めＥＰＲＯＭ２５に記憶していた周波数成分の分布と、マイクで入力された音の周波数成分分布とのマッチングを判定するようにしているが、車の場合、走行中のロードノイズ等が影響して、特にサイレン音が遠い場合などにＳＮ比が低下する場合がある。このような場合には、各車種毎にその車両を走行させた際の各速度毎のロードノイズの周波数成分を予めＥＰＲＯＭ２５に記憶しておき、車両走行中において、現在の走行速度に対応したロードノイズの周波数成分を読み出し、実際に検出した音からこのロードノイズの周波数成分分布を減算することで、ＳＮ比の低下を抑制させることが出来る。
　また、ＥＰＲＯＭ２５に記憶されていない音で、かつ過大な音量の場合、想定していない事故などが周辺で起こった可能性があるので、その際、ノイズキャンセル効果を落とすことが効果的である。
　また、上記実施例では、各特定音に対応した特定音周波数データＦを予めＥＰＲＯＭ２５に記憶しておくようにしているが、車両走行中に外部で発せられた特定音を集音し、この特定音に対応した特定音周波数データＦを雑音キャンセル制御部４にて生成してＥＰＲＯＭ２５に記憶するようにしても良い。この際、走行中のロードノイズを測定すると共に、この走行中の道路の種別（例えば、高速道路、一般道路、林道等）を示す情報を、測定したロードノイズと対応づけしたロードノイズ測定情報をＥＰＲＯＭ２５に記憶しておくようにしても良い。
　図８は、上記した如く実際の車両走行中に外部で発せられた特定音を集音し、この集音した特定音に対応した特定音周波数データＦを生成すると共に、現走行中の道路で測定されたロードノイズを示すロードノイズ測定情報を生成して、両者をＥＰＲＯＭ３５に記憶させる為のロードノイズ取得制御フローの一例を示す図である。
　先ず、コントローラ２０は、ナビゲーション装置８から供給された自車位置情報ＣＰを取り込み、これを内蔵メモリ（図示せぬ）に記憶すると共に、かかる自車位置情報ＣＰにて示される車両ＨＶの現在走行中の道路を表す走行道路情報ＲＲ１を内蔵メモリに記憶する（ステップＳ２１）。次に、コントローラ２０は、現時点において外部マイク５で集音して得られた車外信号ＡＤＺに対して、周波数分析部２３がフーリエ変換処理を施して得た車外音周波数データＦＤを取り込み、これを上記自車位置情報ＣＰと対応付けして内蔵メモリに記憶する（ステップＳ２２）。次に、コントローラ２０は、車外音周波数データＦＤに基づき車外のロードノイズパターンを検出し、これをロードノイズパターンＡＰ１として内蔵メモリに記憶する（ステップＳ２３）。次に、コントローラ２０は、自車位置情報ＣＰに基づき上記ステップＳ２３の実行時点から車両ＨＶが所定距離だけ移動したか否かの判定を、所定距離だけ移動したと判定されるまで繰り返し実行する（ステップＳ２４）。次に、コントローラ２０は、車外音周波数データＦＤに基づき車外音の周期パターンを検出し、これをロードノイズパターンＡＰ２として内蔵メモリに記憶する（ステップＳ２５）。次に、コントローラ２０は、このロードノイズパターンＡＰ２が、上記ロードノイズパターンＡＰ１と同一であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６において、ロードノイズパターンＡＰ１及びＡＰ２が互いに同一であると判定された場合、コントローラ２０は、ナビゲーション装置８から供給された自車位置情報ＣＰにて示される車両ＨＶの現在走行中の道路を表す走行道路情報ＲＲ２を内蔵メモリに記憶する（ステップＳ２７）。次に、コントローラ２０は、走行道路情報ＲＲ２が上記走行道路情報ＲＲ１と同一であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。ステップＳ２８において、走行道路情報ＲＲ１及びＲＲ２が互いに同一であると判定された場合、コントローラ２０は、上記自車位置情報ＣＰにて示される道路の名称及び現時点での走行区間を表す情報と対応づけして、ロードノイズパターンＡＰ１（又はＡＰ２）をＥＰＲＯＭ２５に記憶する（ステップＳ２９）。すなわち、上記ステップＳ２３～Ｓ２９の実行により、車両ＨＶが単一の道路上において所定距離移動している間に、ロードノイズパターンが一定の状態を維持した場合に限り、このロードノイズパターンと、走行中の道路及びその走行区間を表す情報とを対応づけして、ＥＰＲＯＭ２５に記憶するのである。上記ステップＳ２９の実行後、又は上記ステップＳ２６においてロードノイズパターンＡＰ１及びＡＰ２が互いに異なると判定された場合、或いは上記ステップＳ２８において走行道路情報ＲＲ１及びＲＲ２が互いに異なると判定された場合、コントローラ２０は、操作部２６からロードノイズ取得制御の停止指令操作を表す操作信号が供給されたか否かの判定を行う（ステップＳ３０）。ステップＳ３０において、ロードノイズ取得制御の停止指令操作を表す操作信号が供給されていないと判定された場合、コントローラ２０は、上記ステップＳ２１の実行に戻り、前述した如き動作を繰り返し実行する。一方、ステップＳ３０において、ロードノイズ取得制御の停止指令操作を表す操作信号が供給されたと判定された場合、コントローラ２０は、無効ロードノイズパターン削除ルーチンの実行（ステップＳ３１）に移る。すなわち、無効ロードノイズパターン削除ルーチンにおいて、コントローラ２０は、現時点までにＥＰＲＯＭ２５に記憶されているロードノイズパターン各々の内で、その出現頻度が所定頻度（例えば、月に一度）以下のもの、或いは出現頻度に対する上位からの順位が所定順位（例えば第２０位）よりも低いものを消去する。そして、かかるステップＳ３１による無効ロードノイズパターン削除ルーチンの実行後、コントローラ２０は、図８に示す如きロードノイズ取得制御ルーチンを抜ける。これにより、ロードノイズ取得動作が終了する。
　以上、説明したように、緊急車両の接近による警告音等の特定音を検出した場合、自動的に雑音キャンセル動作を無効化し、あるいは当該特定音を聞き取ることができる程度に雑音キャンセル量を低減させる調整を行うので、運転者はかかる特定音を良好に聞き取ることが可能となる。また、雑音低減装置１０とは別のオーディオ装置、例えばカーオーディオ装置によって再生中の音楽、ラジオ音声等の音量を下げることなく、運転者は上記特定音を聞き取ることが可能となる。すなわち、当該オーディオ装置の音量を気にすることなく、その出力音声を聴きながら、緊急車両の接近等を認識することができる。
　なお、上記した実施例１の雑音キャンセル制御部４（図４）においては、車両内に逆位相雑音を音響出力するスピーカ７Ａ、７Ｂを、カーオーディオ装置による再生音を音響出力するスピーカとは別に設けるようにしている。しかしながら、上記雑音低減装置１０とは別系統のカーオーディオ装置のスピーカを利用して、上記した逆位相雑音を再生音に重畳し、音響出力させるように構成してもよい。
　本実施例２においては、カーオーディオ装置のスピーカを利用して、上記した逆位相雑音を再生音に重畳し、音響出力させる場合において、さらに精度良く雑音キャンセルを行うことができる構成について説明する。
　図９は、実施例２における雑音キャンセル制御部４の構成を示すブロック図である。図９に示すように、雑音キャンセル制御部４には、室内マイク３Ａ、３Ｂ、外部マイク５、及びアンテナ６に加え、車両に搭載されているカーオーディオ装置９が接続されている。カーオーディオ装置９は、ＣＤ（compact disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、半導体メモリ、磁気ディスク等に記録されている楽曲又は会話音声を表すオーディオ信号を再生、或いは、放送波（ラジオ、テレビジョン）中の楽曲又は会話音声などを表すオーディオ信号を復調する。カーオーディオ装置９は、このように再生又は復調されたオーディオ信号の内の例えば右チャンネルに対応したものをオーディオ信号ＡＵＤ１、左チャンネルに対応したものをオーディオ信号ＡＵＤ２として、それぞれ雑音キャンセル制御部４に供給する。尚、カーオーディオ装置９は、図９に示すように、右チャンネルに対応したオーディオ信号を増幅するためのアンプ８１Ａ、アンプ８１Ａで増幅されたオーディオ信号を音響出力するスピーカ８２Ａ、左チャンネルに対応したオーディオ信号を増幅するためのアンプ８１Ｂ、アンプ８１Ｂで増幅されたオーディオ信号を音響出力するスピーカ８２Ｂを備えている。
　ここで、図９に示される雑音キャンセル制御部４において、道路情報復調部２１、Ａ／Ｄ変換器２２、周波数分析部２３、メモリ２４、ＥＰＲＯＭ２５、操作部２６、表示部２７及びコントローラ２０は、図４にて同一符号が付されたモジュールと同一動作をなす。よって、これらモジュールについての動作説明は省略する。
　図９において、イコライザ４１は、室内マイク３Ａから供給された車内音信号ＡＸ１中から、ロードノイズ、風切り音、エンジン音等の耳障りな雑音の周波数帯域の信号を抽出し、これを車内雑音信号ＣＮ１としてアンプ４２に供給する。アンプ４２は、かかる車内雑音信号ＣＮ１を増幅して得られた車内雑音信号ＣＮＱ１を加算器４３に供給する。
　フィルタ４４は、カーオーディオ装置９から供給されたオーディオ信号ＡＵＤ１に対して、所定の第１伝達特性に基づくフィルタリング処理を施して得られた信号を第１漏込オーディオ信号Ｍ１１として加算器４５に供給する。この際、上記第１伝達特性とは、スピーカ８２Ａから音響出力された音が室内マイク３Ａに入り込むまでの伝送路を想定した際におけるこの伝送路の伝達特性である。すなわち、フィルタ４４は、カーオーディオ装置９によって再生又は復調されたオーディオ信号ＡＵＤ１に基づき、スピーカ８２Ａから音響出力される音が室内マイク３Ａに入り込むことによって、上記車内雑音信号ＣＮＱ１中に漏れ込むオーディオ信号成分（Ｍ１１）を求めるのである。
　フィルタ４６は、カーオーディオ装置９から供給されたオーディオ信号ＡＵＤ２に対して、所定の第２伝達特性に基づくフィルタリング処理を施して得られた信号を第２漏込オーディオ信号Ｍ１２として加算器４５に供給する。この際、上記第２伝達特性とは、スピーカ８２Ｂから音響出力された音が室内マイク３Ａに入り込むまでの伝送路を想定した際におけるこの伝送路の伝達特性である。すなわち、フィルタ４６は、カーオーディオ装置９によって再生又は復調されたオーディオ信号ＡＵＤ２に基づき、スピーカ８２Ｂから音響出力される音が室内マイク３Ａに入り込むことによって、上記車内雑音信号ＣＮＱ１中に漏れ込むオーディオ信号成分（Ｍ１２）を求めるのである。
　加算器４５は、上記第１漏込オーディオ信号Ｍ１１及び第２漏込オーディオ信号Ｍ１２を加算した漏込オーディオ信号（Ｍ１１＋Ｍ１２）を加算器４３に供給する。加算器４３は、漏込オーディオ信号（Ｍ１１＋Ｍ１２）と、車内雑音信号ＣＮＱ１の極性を反転させた信号とを加算した加算結果を逆位相車内雑音信号ＣＱ１として可変利得アンプ４７に供給する。すなわち、加算器４３は、スピーカ８２Ａ及び８２Ｂから音響出力される音が室内マイク３Ａに入り込むことによって上記車内雑音信号ＣＮＱ１中に漏れ込んでしまうオーディオ信号成分（Ｍ１１＋Ｍ１２）を除去しつつ、この車内雑音信号ＣＮＱ１の極性を反転させた信号を逆位相車内雑音信号ＣＱ１として出力する。
　可変利得アンプ４７は、逆位相車内雑音信号ＣＱ１を、コントローラ２０から供給された利得指定信号ＶＧにて示される利得で増幅したものを逆位相車内雑音信号ＣＲ１としてイコライザ４８に供給する。イコライザ４８は、かかる逆位相車内雑音信号ＣＲ１中からロードノイズ、風切り音、エンジン音等の雑音の周波数帯域の信号を抽出し、これを逆位相車内雑音信号ＣＴ１として加算器４９に供給する。加算器４９は、カーオーディオ装置９によって再生又は復調されたオーディオ信号ＡＵＤ１に、上記逆位相車内雑音信号ＣＴ１を重畳させたオーディオ信号をアンプ８１Ａに供給する。アンプ８１Ａは、かかるオーディオ信号をスピーカを駆動し得るオーディオ信号に増幅してスピーカ８２Ａに供給する。これにより、スピーカ８２Ａは、カーオーディオ装置９にて再生又は復調された楽音又は音声に、車両内に漏れ込む雑音の位相を逆転させた逆位相雑音を重畳させた音を車両内に音響出力する。
　イコライザ５１は、室内マイク３Ｂから供給された車内音信号ＡＸ２中から、ロードノイズ、風切り音、エンジン音等の耳障りな雑音の周波数帯域の信号を抽出し、これを車内雑音信号ＣＮ２としてアンプ５２に供給する。アンプ５２は、かかる車内雑音信号ＣＮ２を増幅して得られた車内雑音信号ＣＮＱ２を加算器５３に供給する。
　フィルタ５４は、カーオーディオ装置９から供給されたオーディオ信号ＡＵＤ２に対して、所定の第３伝達特性に基づくフィルタリング処理を施して得られた信号を第１漏込オーディオ信号Ｍ２１として加算器５５に供給する。この際、上記第３伝達特性とは、スピーカ８２Ｂから音響出力された音が室内マイク３Ｂに入り込むまでの伝送路を想定した際におけるこの伝送路の伝達特性である。すなわち、フィルタ５４は、カーオーディオ装置９によって再生又は復調されたオーディオ信号ＡＵＤ２に基づき、スピーカ８２２から音響出力される音が室内マイク３Ｂに入り込むことによって、上記車内雑音信号ＣＮＱ２中に漏れ込むオーディオ信号成分（Ｍ２１）を求めるのである。
　フィルタ５６は、カーオーディオ装置９から供給されたオーディオ信号ＡＵＤ１に対して、所定の第４伝達特性に基づくフィルタリング処理を施して得られた信号を第２漏込オーディオ信号Ｍ２２として加算器５５に供給する。この際、上記第４伝達特性とは、スピーカ８２Ａから音響出力された音が室内マイク３Ｂに入り込むまでの伝送路を想定した際におけるこの伝送路の伝達特性である。すなわち、フィルタ５６は、カーオーディオ装置９によって再生又は復調されたオーディオ信号ＡＵＤ１に基づき、スピーカ８２Ａから音響出力される音が室内マイク３Ｂに入り込むことによって、上記車内雑音信号ＣＮＱ２中に漏れ込むオーディオ信号成分（Ｍ２２）を求めるのである。
　加算器５５は、上記第１漏込オーディオ信号Ｍ２１及び第２漏込オーディオ信号Ｍ２２を加算した漏込オーディオ信号（Ｍ２１＋Ｍ２２）を加算器５３に供給する。加算器５３は、かかる漏込オーディオ信号（Ｍ２１＋Ｍ２２）と、車内雑音信号ＣＮＱ２の極性を反転させた信号とを加算した加算結果を逆位相車内雑音信号ＣＱ２として可変利得アンプ５７に供給する。すなわち、加算器５３は、スピーカ８２Ａ及び８２Ｂから音響出力される音が室内マイク３Ｂに入り込むことによって上記車内雑音信号ＣＮＱ２中に漏れ込んでしまうオーディオ信号成分（Ｍ２１＋Ｍ２２）を除去しつつ、この車内雑音信号ＣＮＱ２の極性を反転させた信号を逆位相車内雑音信号ＣＱ２として出力するのである。
　可変利得アンプ５７は、逆位相車内雑音信号ＣＱ２を、コントローラ２０から供給された利得指定信号ＶＧにて示される利得で増幅したものを逆位相車内雑音信号ＣＲ２としてイコライザ５８に供給する。イコライザ５８は、かかる逆位相車内雑音信号ＣＲ２中からロードノイズ、風切り音、エンジン音等の雑音の周波数帯域の信号を抽出し、これを逆位相車内雑音信号ＣＴ２として加算器５９に供給する。加算器５９は、カーオーディオ装置９によって再生又は復調されたオーディオ信号ＡＵＤ２に、上記逆位相車内雑音信号ＣＴ２を重畳させたオーディオ信号をアンプ８１Ｂに供給する。アンプ８１Ｂは、かかるオーディオ信号をスピーカを駆動し得るオーディオ信号に増幅しこれをスピーカ８２Ｂに供給する。これにより、スピーカ８２Ｂは、カーオーディオ装置９にて再生又は復調された楽音又は音声に、車両内に漏れ込む雑音の位相を逆転させた逆位相雑音を重畳させた音を車両内に音響出力する。
　従って、図９に示される雑音キャンセル制御部４によれば、カーオーディオ装置９で再生又は復調された音楽又は音声を車両内に音響出力させつつも、この車両内に漏れ込んだロードノイズ、風切り音、エンジン音等の耳障りな雑音を排除することが可能になる。
　この際、図９に示される雑音キャンセル制御部４では、カーオーディオ装置によって音響出力された音楽又は音声が、車両内の雑音を検出するためのマイク３Ａ、３Ｂで検出されてしまうことで生じる雑音キャンセル効果の低下を防止するために、フィルタ４４、４６、５４、５６及び加算器４３、４５、５３、５５を設けている。すなわち、先ず、スピーカ８２Ａ、８２Ｂから音響出力された音がマイク３Ａ、３Ｂに入り込むまでの伝送路を想定し、その伝送路の伝達特性に対応したフィルタリング処理を、カーオーディオ装置９で再生又は復調されたオーディオ信号ＡＵＤ１、ＡＵＤ２に施す。これにより、マイク３Ａ、３Ｂで検出された車内雑音信号ＣＮＱ１、ＣＮＱ２中に漏れ込んだオーディオ信号成分Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２を求める。そして、車内雑音信号ＣＮＱ１、ＣＮＱ２からこのオーディオ信号成分Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２を除去したもので、逆位相車内雑音信号ＣＴ１、ＣＴ２を生成するのである。
　このように、図９に示される雑音キャンセル制御部４では、カーオーディオ装置で再生されたオーディオ信号に基づき、伝達関数を用いて、マイクで検出される車内雑音信号に漏れ込むオーディオ信号成分を求め、車内雑音信号から除去している。
　上記した実施例１においては、カーオーディオ装置を同時に使用している場合では、カーオーディオ装置からの再生音もマイクで検出されるので車内雑音中に当該再生音も混入するが、これをイコライザ（ＥＱ）１１，１４で除去して、雑音成分のみについて雑音キャンセルを行う構成（フィードバック方式）となっている。
　本実施例２では、再生音がマイクに回り込む前に、マイクが検出するであろうカーオーディオ装置のオーディオ信号成分を求め、マイクで検出した車内雑音信号から除去して、雑音成分のみについてキャンセルを行うというフィードフォワード方式の構成を採用している。従って、フィードバック方式に比して、遅延に伴う位相ずれ量が少なくなるので、より高精度に雑音キャンセルを行うことが可能となる。
　尚、図９に示す雑音キャンセル制御部４においても、図４に示すものと同様に、コントローラ２０が図６に示す雑音キャンセル制御処理を実行することにより、検出した車両外部の音が所定の特定音である場合、或いは特定音を発する緊急車両の接近を検出した場合には、その検出期間に亘り自動的に雑音キャンセル動作を減少あるいは無効化するようにしている。
　また、図６に示すステップＳ７において、雑音キャンセル動作を完全に無効化せずに、引き続き有効にしておいても良い。つまり、コントローラ２０は、運転者が緊急車両のサイレン音（特定音）を聞き取ることができる程度に雑音キャンセル量を低減させる調整を行うように構成してもよい。
　本実施例によれば、特定音を検出した場合に雑音キャンセルを無効化、あるいは、雑音キャンセル量を低減するように構成されているので、特定音を検出した場合であっても、カーオーディオ装置９の音声を途切れさせることはない。すなわち、カーオーディオ装置９の音声を途切れさせることなく、それまで雑音キャンセル効果によって小さく、あるいは聴取できなくなっていた外部音を、警報音（特定音）の検出に応答して、聴取可能な通常の音量の状態にするものである。従って、カーオーディオ装置９から出力される音楽などの音声の途切れを気にすることなく、カーオーディオ装置９のオーディオ出力を聴いている状態で、緊急車両の接近等を認識することができる。さらに、警報音の音量が小さなときに発生する誤検出による音声の途切れなどの運転者にとって不快な現象も生じない。
　また、フィード・フォワード方式の構成を採用しているので、フィードバック方式の構成を採用した場合に比して、遅延に伴う位相ずれ量が少なくなるので、より広い周波数範囲で雑音キャンセルを行うことが可能となる。
　図１０は、実施例３の雑音キャンセル制御部４の構成を示すブロック図である。具体的には、本実施例においては、上記した実施例１，２の雑音キャンセル制御部４（図４又は図９）において、検出した車両外部の音が所定の特定音であることを検出した場合、或いは特定音を発する緊急車両の接近を検出した場合には、その特定音をスピーカ７Ａ、７Ｂ、８２Ａ、８２Ｂから音響出力させるように構成されている。
　なお、図１０に示す雑音キャンセル制御部４においては、図９に示す構成に、特定音メモリ２８及びＤ／Ａ変換器２９を付加すると共に、図９に示す加算器４９及び５９に代わり加算器５０及び６０を採用した点を除く他の構成は、図９に示すものと同一である。よって、以下に、特定音メモリ２８、Ｄ／Ａ変換器２９、加算器４９及び５９を中心にしてその動作について説明する。
　図１０に示す特定音メモリ２８には、ＥＰＲＯＭ２５に記憶されている特定音周波数データＦの各々に対応した特定音の波形データが、特定音毎に記憶されている。例えば、特定音メモリ２８には、予め、パトカー、救急車、消防車各々のサイレン音が所定期間分だけ各緊急車両に対応付けてディジタル録音されている。コントローラ２０は、図６に示すステップＳ４又はＳ６において、緊急車両のサイレン音が発せられた、或いは自車両に接近する緊急車両が存在すると判定された場合には、その緊急車両に対応した所定期間分のサイレン音を特定音メモリ２８から読み出し、これを繰り返しＤ／Ａ変換器２９に供給する。Ｄ／Ａ変換器２９は、特定音メモリ２８から読み出されるサイレン音をアナログオーディオ信号に変換しこれを加算器５０、６０に供給する。加算器５０及び６０は、カーオーディオ装置９から供給されたオーディオ信号ＡＵＤ１、ＡＵＤ２と、逆位相車内雑音信号ＣＴ１、ＣＴ２と、上記の如きサイレンオーディオ信号とを加算したものを、アンプ８１Ａ、８１Ｂに供給する。よって、緊急車両のサイレン音が発せられた、或いは自車両に接近する緊急車両が存在すると判定（ステップＳ４又はＳ６）された場合には、特定音メモリ２８に録音されていた緊急車両のサイレン音が車両内に音響出力されることになる。これにより、運転者は、緊急車両の接近を、より確実に認識することが可能となる。
　尚、かかる実施例においては、特定音メモリ２８に録音されている緊急車両のサイレン音を車内に音響出力させるようにしているが、外部マイクで検出した緊急車両のサイレン音を車両内に強制的に音響出力させるようにしても良い。すなわち、コントローラ２０は、図６のステップＳ４又はＳ６にて、緊急車両のサイレン音が発せられた、或いは自車両に接近する緊急車両が存在すると判定された場合に、外部マイクで検出した車外信号ＡＤＺ中から緊急車両のサイレン音を抽出し、これをＤ／Ａ変換器２９を介して加算器５０及び６０に供給するのである。この際、コントローラ２０は、外部マイクで検出された緊急車両のサイレン音に対して、その位相をずらしたものをＤ／Ａ変換器２９を介して加算器５０及び６０に供給することによって、聴覚上におけるサイレン音のレベル減少を抑制させるのが好ましい。
　また、上記の如く緊急車両サイレン等の警報音（特定音）を車両内に音響出力する場合には、図６に示すステップＳ７を実行せずに、雑音キャンセル動作を引き続き有効にしておいても良い。この際、車両内に音響出力させるべき警報音の音量に追従させて、雑音キャンセル量を調整するようにしても良い。つまり、コントローラ２０は、特定音の音量が小なるほど、小なる利得を指定する利得指定信号ＶＧを可変利得アンプ４７及び５７に供給することにより雑音キャンセル量を低下させる制御を、図６に示すステップＳ７に代えて実行するのである。かかる制御によれば、運転者が緊急車両の警報音（特定音）を聞き取ることができる程度に、常時、雑音キャンセル動作を有効化しておくことが可能となる。
　本実施例においても、実施例２と同様、特定音を検出した場合であっても、カーオーディオ装置９の音声を途切れさせることはなく、緊急車両の接近等を認識することができる。さらに、警報音の音量が小さなときに発生する誤検出による音声の途切れなどの運転者にとって不快な現象も生じない。
　また、上記実施例においては、本発明による雑音低減装置を車両に搭載した場合を一例にとってその動作を説明したが、車両以外の他の移動体（例えば、船舶、電車、航空機等）にも適用可能である。要するに、本発明による雑音低減装置は、移動体の外部で、この移動体の運転指標として必要となる特定音が発せられたことを検出した場合には、その検出期間に亘り、移動体の室内に漏れ込む雑音をキャンセルさせる際の雑音キャンセル量を低下する（又はゼロとする）ものである。
　以上、詳細に説明したように、本発明によれば、緊急車両の警告音等の特定音を検出した場合、自動的に雑音キャンセル動作を無効化し、あるいは当該特定音を聞き取ることができる程度に雑音キャンセル量を低減させる調整を行うので、運転者はかかる特定音を良好に聞き取ることが可能となる。また、車両内で動作中のオーディオ装置等の音量を維持しつつ、特定音を良好に聞き取ることが可能となるので、特定音を聴き取りやすくするためにオーディオ装置の音量を下げる等の煩雑な操作が不要である。また、車両内での会話を中段する必要もなくなる。さらに、本発明の雑音低減装置では、特定音の検出時においてもオーディオ装置の音量を低減する等の動作を行わないので、音声の途切れなどの不快な現象は生じず、緊急車両の接近等を良好に認識することができる。
３Ａ，３Ｂ　室内マイク
５　外部マイク
７Ａ，７Ｂ　スピーカ
８　ナビゲーション装置
９　オーディオ装置
１１、１４　イコライザ
１２、１５　可変利得反転アンプ
２０　コントローラ
２３　周波数分析部
２５　ＥＰＲＯＭ　

Claims (9)

  1. 移動体の室内の雑音を低減させる雑音低減装置であって、
    　前記雑音の主成分の逆位相の音を前記移動体の室内に音響出力することにより当該雑音をキャンセルする雑音キャンセル部と、
    　前記移動体の外で所定の特定音が発せられたか否かを判断する特定音判断部と、
    　前記特定音判断部において前記特定音が発せられたと判断された場合に前記雑音キャンセル部の雑音キャンセル量を低下させる制御部と、を有することを特徴とする雑音低減装置。
  2. 前記特定音判断部は、前記移動体上において当該移動体の外部の音を検出する外部マイクを含み、
    　前記制御部は、前記外部マイクによって検出された音のレベルに追従させて、前記雑音キャンセル部での雑音キャンセル量を制御することを特徴とする請求項１記載の雑音低減装置。
  3. 前記制御部は、前記外部マイクによって検出された音のレベルが小なるほど、前記雑音キャンセル量を小さくすることを特徴とする請求項２記載の雑音低減装置。
  4. 前記特定音判断部は、前記特定音の周波数スペクトルを表す特定音周波数データが記憶されているメモリと、
    　前記移動体の外部の音を検出して移動体外音信号を得る外部マイクと、
    　前記移動体外音信号における周波数スペクトルと前記メモリに記憶されている前記特定音周波数データによって表される周波数スペクトルとの類似度が所定値よりも大なる場合に前記特定音が発せられたと判断する判断部と、を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の雑音低減装置。
  5. 前記特定音判断部は、無線送信された、前記特定音の発生元の位置を示す位置情報を受信する手段を更に備え、
    　前記位置情報によって示される前記特定音の発生元の位置と、前記移動体の現在位置との距離が所定距離よりも小なる場合にも前記特定音が発せられたと判断することを特徴とする請求項４記載の雑音低減装置。
  6. 前記外部マイクは、前記移動体の動力源から所定距離以上離間した位置に設置されていることを特徴とする請求項２又は４記載の雑音低減装置。
  7. 前記雑音キャンセル部は、前記移動体の室内の音を検出して移動体内音信号を得る室内マイクと、前記移動体内音信号中から前記雑音の周波数帯域の信号成分を抽出しこれを雑音信号として得る雑音成分抽出部と、前記雑音信号の極性を反転させた信号を増幅したものを逆位相雑音信号として得る可変利得アンプと、前記逆位相雑音信号に基づく音を音響出力するスピーカと、を備え、
    　前記制御部は、前記特定音が発せられたと判断された場合には前記可変利得アンプの増幅利得を低下させることを特徴とする請求項１、２、４及び５のいずれか１に記載の雑音低減装置。
  8. 前記特定音は、緊急車両のサイレン音、又は電車の踏切音であることを特徴とする請求項１、２、４及び５のいずれか１に記載の雑音低減装置。
  9. 放送波の受信又は記録媒体から記録情報の再生を行うことによりオーディオ信号を得るオーディオ装置を含み、
    　前記雑音キャンセル部は、前記雑音の逆位相の音を前記オーディオ信号に基づく音に重畳させて音響出力することを特徴とする請求項１、２、４、５、７及び８のいずれか１に記載の雑音低減装置。
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