WO2017217106A1 - 音響処理装置、音響処理方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
1.本開示の実施の形態
1.1.概要
1.2.構成例
1.3.変形例
2.まとめ
[1.1.概要]
本開示の実施の形態について詳細に説明する前に、まず本開示の実施の形態の概要を説明する。
(内部モデル制御方式)
まず、内部モデル制御方式を用いたフィードバック型のノイズキャンセル処理を行う騒音低減装置の構成例を説明する。以下の説明では、内部モデル制御方式を、Internal Model Controlの頭文字を取ってIMC方式とも称する。
IMC方式によるフィードバック型のノイズキャンセル処理は、フィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理と同等の効果が得られるならば、CCT方式によるフィードバック型のノイズキャンセル処理と、IMC方式によるフィードバック型のノイズキャンセル処理とを組み合わせることで、上述のツイン型のノイズキャンセル処理と同等の効果が、1つのマイクロフォンだけで得られるはずである。
IMC方式によるフィードバック型のノイズキャンセル処理は、CCT方式によるフィードバック型のノイズキャンセル処理と組み合わせることが出来るが、フィードフォワード方式のノイズキャンセル処理と組み合わせることも出来る。
フィードフォワード方式のノイズキャンセル処理を、ダブルフィードバック方式のノイズキャンセル処理と組み合わせることで、さらに優れた騒音低減効果を図ることが出来る。
上述したそれぞれの騒音低減装置には、マイクロフォンで集音された音声のディジタル信号を解析し、解析結果に基づいて最適な騒音低減フィルタを選択する処理が加えられても良い。
続いて、IMC方式によるフィードバック型のノイズキャンセル処理の多重化について説明する。図12は、多重化されたIMC方式によるフィードバック型のノイズキャンセル処理を行う騒音低減装置400の構成例を示す説明図である。図12では、IMC方式を2つ組み合わせた二重IMC方式を例示するが、IMC方式によるフィードバック型のノイズキャンセル処理は3つ以上の多重化を行っても良い。
続いて、IMC方式とモニタとの共存方法について説明する。
ここまで、IMC方式を用いたノイズキャンセル処理を行う騒音低減装置について説明した。続いて、音響処理装置の外部から供給されるミュージック信号をキャンセルするミュージックキャンセラへの応用例を説明する。
上述したIMC方式を用いたノイズキャンセル処理では、特性Fを模した特性F’を用いてノイズキャンセル信号を生成している。しかし、特性Fは変動要素を含んでいる。そのため、特性Fと特性F’との誤差が大きくなると、想定したノイズキャンセル効果が得られない可能性がある。
上述したIMC方式を用いたノイズキャンセル処理を行う騒音低減装置は、ヘッドホンだけでなくその他の分野にも応用することが出来る。ここでは、自動車のシートに、上述の騒音低減装置のいずれかを備えることで、車内に漏れ伝わってくる騒音を打ち消すことが出来る例を説明する。
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、IMC方式によるノイズキャンセル処理を行う騒音低減装置が提供される。IMC方式によるノイズキャンセル処理を行う騒音低減装置は、筐体の外側にマイクロフォンを備えて、ユーザの耳に伝わる騒音を低減させる騒音低減装置と同等の効果を得ることが出来る。
(1)
ユーザの耳部に装着される筐体の内部に漏れ込んでくるノイズ源からの第1ノイズ信号を集音する第1集音部と、
前記第1ノイズ信号に基づいて所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第1ノイズ低減信号を形成する第1信号処理部と、
第1疑似ノイズ信号に対して所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第2ノイズ低減信号を形成する第2信号処理部と、
前記第1ノイズ低減信号と前記第2ノイズ低減信号とを加算する加算部と、
前記加算部の出力を前記筐体内に放音する放音部と、
を備え、
前記第1疑似ノイズ信号は、前記第1集音部の出力から、前記放音部から前記第1集音部までの伝達特性を模した模擬伝達特性が与えられた前記加算部の出力を減算した信号である、音響処理装置。
(2)
前記筐体の外部に設けられ、前記ノイズ源からの第2ノイズ信号を収音する第2集音部と、
前記第2集音部で集音された前記第2ノイズ信号に基づいて前記キャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第3ノイズ低減信号を形成する第3信号処理部と、
をさらに備え、
前記加算部は、前記第1ノイズ低減信号、前記第2ノイズ低減信号、及び前記第3ノイズ低減信号を加算する、前記(1)に記載の音響処理装置。
(3)
前記第2ノイズ信号を分析する分析部と、
前記分析部の分析結果に基づいて前記第1~第3信号処理部の少なくともいずれかで使用されるフィルタを選択する選択部と、
をさらに備える、前記(2)に記載の音響処理装置。
(4)
前記第1疑似ノイズ信号を分析する分析部と、
前記分析部の分析結果に基づいて前記第1~第3信号処理部の少なくともいずれかで使用されるフィルタを選択する選択部と、
をさらに備える、前記(2)に記載の音響処理装置。
(5)
前記フィルタの切り替わりの際に出力を徐々に変化させる変化部を備える、前記(4)に記載の音響処理装置。
(6)
前記第1信号処理部をn個(nは2以上の整数)備え、
それぞれの前記第1信号処理部は、前記第1集音部の出力から、前記模擬伝達特性が与えられた前記第1信号処理部の出力を減算した第n疑似ノイズ信号に基づいて第nノイズ低減信号を形成する、前記(1)~(5)のいずれかに記載の音響処理装置。
(7)
前記第2信号処理部は、前記第2ノイズ低減信号の形成の替わりに前記第1疑似ノイズ信号と同相の信号を形成する、前記(1)~(6)のいずれかに記載の音響処理装置。
(8)
前記第3信号処理部は、前記第3ノイズ低減信号の形成の替わりに前記第2ノイズ信号と同相の信号を形成する、前記(2)または(3)のいずれかに記載の音響処理装置。
(9)
外部からの音響信号に対して前記模擬伝達特性を与える第4信号処理部をさらに備え、
前記第1信号処理部は、前記第1ノイズ信号から、前記第4信号処理部の出力を減算したものに基づいて第1ノイズ低減信号を形成する、前記(1)~(9)のいずれかに記載の音響処理装置。
(10)
前記第3ノイズ低減信号に対して前記模擬伝達特性を与える第4信号処理部をさらに備え、
前記第1信号処理部は、前記第1ノイズ信号から、前記第4信号処理部の出力を減算したものに基づいて第1ノイズ低減信号を形成する、前記(2)~(9)のいずれかに記載の音響処理装置。
(11)
前記第4信号処理部は、さらに外部からの音響信号に対して前記模擬伝達特性を与える、前記(10)に記載の音響処理装置。
(12)
前記第1疑似ノイズ信号の状態を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記加算部の出力を調整する調整部と、
を備える、前記(1)~(11)のいずれかに記載の音響処理装置。
(13)
前記検出部は、外部からの音響信号に基づいて前記第1疑似ノイズ信号の状態を検出する、前記(12)に記載の音響処理装置。
(14)
前記第1疑似ノイズ信号の状態を、前記第3ノイズ低減信号に基づいて検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記加算部の出力を調整する調整部と、
を備える、前記(2)~(11)のいずれかに記載の音響処理装置。
(15)
前記検出部は、外部からの音響信号に基づいて前記第1疑似ノイズ信号の状態を検出する、前記(14)に記載の音響処理装置。
(16)
ユーザの耳部に装着される筐体の内部に漏れ込んでくるノイズ源からの第1ノイズ信号を第1集音部で集音することと、
前記第1ノイズ信号に基づいて所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第1ノイズ低減信号を形成することと、
第1疑似ノイズ信号に対して所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第2ノイズ低減信号を形成することと、
前記第1ノイズ低減信号と前記第2ノイズ低減信号とを加算することと、
前記加算した後の信号を放音部から前記筐体内に放音させることと、
前記加算した後の信号に前記放音部から前記第1集音部までの伝達特性を模した模擬伝達特性を与えることと、
を含み、
前記第1疑似ノイズ信号は、前記第1集音部の出力から、前記模擬伝達特性が与えられた信号を減算した信号である、音響処理方法。
(17)
第1集音部で集音される、ユーザの耳部に装着される筐体の内部に漏れ込んでくるノイズ源からの第1ノイズ信号に基づいて所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第1ノイズ低減信号を形成することと、
第1疑似ノイズ信号に対して所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第2ノイズ低減信号を形成することと、
前記第1ノイズ低減信号と前記第2ノイズ低減信号とを加算することと、
前記加算した後の信号を放音部から前記筐体内に放音させることと、
前記加算した後の信号に前記放音部から前記第1集音部までの伝達特性を模した模擬伝達特性を与えることと、
をコンピュータに実行させ、
前記第1疑似ノイズ信号は、前記第1集音部の出力から、前記模擬伝達特性が与えられた信号を減算した信号である、コンピュータプログラム。
101 :マイクロフォン
102 :特性付与部
103 :減算部
104 :フィルタ回路
105 :スピーカ
200 :騒音低減装置
201 :マイクロフォン
202 :フィルタ回路
203 :特性付与部
204 :減算部
205 :フィルタ回路
206 :加算部
207 :スピーカ
800 :自動車用シート
801a :マイクロフォン
801b :マイクロフォン
802a :スピーカ
802b :スピーカ
810 :ヘッドレスト
Claims (17)
- ユーザの耳部に装着される筐体の内部に漏れ込んでくるノイズ源からの第1ノイズ信号を集音する第1集音部と、
前記第1ノイズ信号に基づいて所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第1ノイズ低減信号を形成する第1信号処理部と、
第1疑似ノイズ信号に対して所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第2ノイズ低減信号を形成する第2信号処理部と、
前記第1ノイズ低減信号と前記第2ノイズ低減信号とを加算する加算部と、
前記加算部の出力を前記筐体内に放音する放音部と、
を備え、
前記第1疑似ノイズ信号は、前記第1集音部の出力から、前記放音部から前記第1集音部までの伝達特性を模した模擬伝達特性が与えられた前記加算部の出力を減算した信号である、音響処理装置。 - 前記筐体の外部に設けられ、前記ノイズ源からの第2ノイズ信号を収音する第2集音部と、
前記第2集音部で集音された前記第2ノイズ信号に基づいて前記キャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第3ノイズ低減信号を形成する第3信号処理部と、
をさらに備え、
前記加算部は、前記第1ノイズ低減信号、前記第2ノイズ低減信号、及び前記第3ノイズ低減信号を加算する、請求項1に記載の音響処理装置。 - 前記第2ノイズ信号を分析する分析部と、
前記分析部の分析結果に基づいて前記第1~第3信号処理部の少なくともいずれかで使用されるフィルタを選択する選択部と、
をさらに備える、請求項2に記載の音響処理装置。 - 前記第1疑似ノイズ信号を分析する分析部と、
前記分析部の分析結果に基づいて前記第1~第3信号処理部の少なくともいずれかで使用されるフィルタを選択する選択部と、
をさらに備える、請求項2に記載の音響処理装置。 - 前記フィルタの切り替わりの際に出力を徐々に変化させる変化部を備える、請求項4に記載の音響処理装置。
- 前記第1信号処理部をn個(nは2以上の整数)備え、
それぞれの前記第1信号処理部は、前記第1集音部の出力から、前記模擬伝達特性が与えられた前記第1信号処理部の出力を減算した第n疑似ノイズ信号に基づいて第nノイズ低減信号を形成する、請求項1に記載の音響処理装置。 - 前記第2信号処理部は、前記第2ノイズ低減信号の形成の替わりに前記第1疑似ノイズ信号と同相の信号を形成する、請求項1に記載の音響処理装置。
- 前記第3信号処理部は、前記第3ノイズ低減信号の形成の替わりに前記第2ノイズ信号と同相の信号を形成する、請求項2に記載の音響処理装置。
- 外部からの音響信号に対して前記模擬伝達特性を与える第4信号処理部をさらに備え、
前記第1信号処理部は、前記第1ノイズ信号から、前記第4信号処理部の出力を減算したものに基づいて第1ノイズ低減信号を形成する、請求項1に記載の音響処理装置。 - 前記第3ノイズ低減信号に対して前記模擬伝達特性を与える第4信号処理部をさらに備え、
前記第1信号処理部は、前記第1ノイズ信号から、前記第4信号処理部の出力を減算したものに基づいて第1ノイズ低減信号を形成する、請求項2に記載の音響処理装置。 - 前記第4信号処理部は、さらに外部からの音響信号に対して前記模擬伝達特性を与える、請求項10に記載の音響処理装置。
- 前記第1疑似ノイズ信号の状態を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記加算部の出力を調整する調整部と、
を備える、請求項1に記載の音響処理装置。 - 前記検出部は、外部からの音響信号に基づいて前記第1疑似ノイズ信号の状態を検出する、請求項12に記載の音響処理装置。
- 前記第1疑似ノイズ信号の状態を、前記第3ノイズ低減信号に基づいて検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記加算部の出力を調整する調整部と、
を備える、請求項2に記載の音響処理装置。 - 前記検出部は、外部からの音響信号に基づいて前記第1疑似ノイズ信号の状態を検出する、請求項14に記載の音響処理装置。
- ユーザの耳部に装着される筐体の内部に漏れ込んでくるノイズ源からの第1ノイズ信号を第1集音部で集音することと、
前記第1ノイズ信号に基づいて所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第1ノイズ低減信号を形成することと、
第1疑似ノイズ信号に対して所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第2ノイズ低減信号を形成することと、
前記第1ノイズ低減信号と前記第2ノイズ低減信号とを加算することと、
前記加算した後の信号を放音部から前記筐体内に放音させることと、
前記加算した後の信号に前記放音部から前記第1集音部までの伝達特性を模した模擬伝達特性を与えることと、
を含み、
前記第1疑似ノイズ信号は、前記第1集音部の出力から、前記模擬伝達特性が与えられた信号を減算した信号である、音響処理方法。 - 第1集音部で集音される、ユーザの耳部に装着される筐体の内部に漏れ込んでくるノイズ源からの第1ノイズ信号に基づいて所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第1ノイズ低減信号を形成することと、
第1疑似ノイズ信号に対して所定のキャンセルポイントにおけるノイズを低減させるための第2ノイズ低減信号を形成することと、
前記第1ノイズ低減信号と前記第2ノイズ低減信号とを加算することと、
前記加算した後の信号を放音部から前記筐体内に放音させることと、
前記加算した後の信号に前記放音部から前記第1集音部までの伝達特性を模した模擬伝達特性を与えることと、
をコンピュータに実行させ、
前記第1疑似ノイズ信号は、前記第1集音部の出力から、前記模擬伝達特性が与えられた信号を減算した信号である、コンピュータプログラム。
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