有源降噪装置和利用其的设备、以及有源型降噪方法_5

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>[0295] 接着,关于变化后的第2设备信息S2(i)(或者第3设备信息S3(i))与第2设备信 息数据Sds(12)(或者,第3设备信息数据Sds(Is))的任意一个都不相等的情况,W第2设备 信息S2(i)为例进行说明。在第2设备信息s,(i)发生了变化的情况下,控制模块208将变 化后的校正值bej.(n) (e= 2)输出到存储部11。控制模块208基于从变化前的第2设备信 息S2(n-1)中选择的第2设备信息数据Sd2(l2,n-1)、从变化后的第2设备信息S2(n)中选 择的第2设备信息数据Sd2(l2,n)W及第2设备信息S2(n),决定了校正值bej.(n)(0=2)。 然后在LMS运算部207中,利用算出的校正值bej.(n),对与变化前的第2设备信息S2(n-1) 对应的设定值WsQi,I2,13)或者与变化后的第2设备信息S2(i)对应的设定值WsQi,I2,13) 的任意一方进行校正并作为滤波器系数数据WDj.(n)而输出。在此,W第2设备信息S2(i) 发生了变化的情况为例进行了说明,但不限定于此,在第0设备信息Se(i)发生了变化的 情况下,也通过与上述同样的动作,生成滤波器系数数据WDj.(n)。
[0296] 另外本实施方式的LMS运算部207进行基于校正值bej.(n)的校正。但是,该也可 W由消除信号生成模块205的调整部209来执行。进而,控制模块208也可W进行该校正。
[0297] 校正值bej.(i)是基于第0设备信息数据Sde(Ie)来对滤波器系数数据WDj.(i)、设 定值Ws(Ie)进行校正的校正值。目P,滤波器系数Wj.(i)的个数与第1设备信息数据Sdi(Ii) 相关联。因此,基于除此W外的设备信息数据Sde(Ie)的校正值bei(i)、校正值be2(i)可 W设为相同值。
[029引通过采用W上该种构成,能够减少存储在存储部11中的第2设备信息数据Sds山)、第3设备信息数据Sds(Is)的个数,进而能够减少设定值Wsa)的数量。因此,能够 抑制存储器尺寸的增加。进而,即使像该样减少第2设备信息数据Sd, (1,)、第3设备信息 数据Sds(Is)的个数,也能够相对于第2设备信息S2(i)、第3设备信息S3(i)的变化良好地 降低噪音NO。
[0299] 另外对应表211也可W构成为存储针对设定值Ws(I)的与第0设备信息数据Sde 对应的校正值bej.(i)。不过针对设定值Ws(I)的校正值bej.(i)的表保存与第I设备信息 数据SdiUi)W外的设备信息数据Sd"Ue)对应的校正值b"。)。在化障况下,控制模块 208从存储部11读出与变化后的第0设备信息Se(n)对应的校正值be^n)。然后,LMS运 算部207对设定值Ws(Ii)乘W校正值be^n)。其结果,设定值Ws(I)通过校正值be^n)被 校正为与变化后的第2设备信息S2(n)或者第3设备信息S3(n)对应。然后被校正了的设 定值Ws(I)成为本次的滤波器系数数据WDj. (n)。
[0300] 通过采用该种构成,本次的滤波器系数数据WDj. (n)的计算能够通过简单的运算来 计算。因此,能够加快取样周期L。而且,由于只要存储校正值bej.Qe)即可,因此存储部 11的存储区域的容量能够减小。
[0301] 此外本例的LMS运算部207对设定值Ws(I)乘W校正值b2^n)而得到了本次的滤 波器系数数据WDj.(n)。但是,LMS运算部207也可W利用校正值b2j.(i)和校正值bej.(i)来 对设定值Ws(I)进行校正,得到滤波器系数Wj.(i)、滤波器系数数据WDj.(i)。在此情况下,例 如对设定值Ws(I)乘W校正值bej.(i),或者进行加减运算。另外校正值b2j.(i)由第1设备 信息si(i)和第2设备信息S2(i)来决定。校正值bej.(i)由第2设备信息S2(i)和第3设 备信息S3 (i),或者,由第1设备信息Si(i)和第3设备信息S3 (i)来决定。
[0302] 或者,其他例子的对应表211也可W预先存储设定值WsQi,12,I3)的校正值 bi23(ll,12, 13)。良口,设定值WsQi,12,I3)的校正值bi23(ll,12,Is)作为与第1设备信息数 据Sdi(Ii)、第2设备信息数据Sd2(l2)和第3设备信息数据Sds(Is)对应的设备信息数据 Sdi23(li,l2,l3)而被存储。在此情况下,决定作为对应表211的基准的表单(第3设备信息数 据Sds(Is)),并预先决定该决定的作为基准的表单的标准列(第2设备信息数据Sd, (1,))。 另外,也可W仅针对该标准列,与第1设备信息数据Sdi(Ii)对应地预先存储设定值WsQi, 12, 13)。而且,标准列中的设定值WsQi,12,I3)的校正值bi23(li,12,I3)设为1。
[0303] 此外其他例子的对应表211也可W构成为与设备信息数据Sdi23(ll,12,13)对应地 存储校正值bi23(li,12,13)。在此情况下,控制模块208在第2、第3设备信息发生了改变时, 改变所选择的表单或列,并读取该位置的校正值bi23(li,12, 13)。然后控制模块208对设定 值WsQi,12,13)乘W校正值bi23(li,12,13)来算出本次的滤波器系数W^n)、滤波器系数数 据WD>)。在该种构成的情况下,由于只要在存储部11中存储校正值bi23(li,12,U即可, 因此能够减小存储部11的存储区域的容量。
[0304] 进而,其他例子的对应表211也可W构成为与第1设备信息Si(i)、第2设备信息 S2(i)和第3设备信息S3(i)中的2个设备信息Se(i)对应地存储设定值Ws(i),针对剩余 的1个设备信息Se(i)预先存储校正值bej.(i)。或者,对应表211也可W设置从0个设备 信息Se(i)中选择2个设备信息Se(i)的组合的数量的对应表单211c。
[03化]在本实施方式中,上述校正在LMS运算部207中进行,但也可W在消除信号生成模 块205中的调整部209中进行校正。或者,也可W在控制模块208中进行校正。
[0306] 接着,对实施方式2中的第2例的消除信号生成模块215进行说明。图18是本例 的消除信号生成模块215的框图。消除信号生成模块215包含调整部219和多个佑个) ADF部5g,(g= 0,1,? ? ?,G-1)。进而调整部219包含滤波器系数调整部219a和合成部 219b。而且合成部219b对ADF部5g的输出信号进行合成并输出到输出端子42。
[0307] 滤波器系数调整部219a基于滤波器系数W>)生成ADF部5g所使用的滤波器系 数Wg(n)。为此,滤波器系数调整部219a对所输入的滤波器系数Wg(n)乘W贡献比例ag(n) 和等级调整系数a(n)。首先,对ADF部5g的数量G和在LMS运算部207中算出的滤波器 系数Wj(n)的数量J相等的情况进行说明。在此情况下,滤波器系数调整部219a如(数学 式24)所示那样生成滤波器系数Wg(n)。
[030引【数学式24】
[0309] Wg(n) =a(n) ?ag(n) ?Wg(n)
[0310] 另外,本例的ADF部5g的数量设为了ADF部5。~5 2该3个,但不限于此,也可W 设为2个或者4个W上。例如在使用G个ADF部5g的情况下,其中的2个滤波器系数(例 如Wu(i),Wi(i))W与上述相同的步骤进行处理。然后,除此W外的ADF部5g的滤波器系数 Wg(i)使用由控制模块208决定的设定值Ws(1)。另外在此情况下,例如ADF部5。、ADF部 5山外的贡献比例Bj. (i)全部设为0。
[031U 在采用该种构成的情况下,由于ADF部5g的每一个都进行卷积计算因此运算量变 多。因此在使用该构成的情况下,有源降噪装置204使用能够进行并行处理的CPU或DSP等来构成为宜。其结果,还能够抑制取样周期T/变长。
[031引接着,对ADF部5g的数量G小于在LMS运算部207中算出的滤波器系数W>)的 数量J=hg的情况进行说明。在此情况下,滤波器系数调整部219a利用贡献比例a>)、 等级调整系数a(n)、化及多个滤波器系数Wj.(n),算出滤波器系数Wg(n)。然后,滤波器系 数调整部219a例如如(数学式25)所示那样生成G个滤波器系数Wg(n)。目P,滤波器系数 调整部219a利用贡献比例aj.(n)对连续的2个W上的滤波器系数Wj. (n)进行加权相加,根 据hg个滤波器系数Wj. (n)来生成G个滤波器系数Wg(n)。
[031引【数学式25】
[0314]
[0315] 例如对消除信号生成模块215由3个ADF部5。、51、52构成,控制模块208对4个设 备信息数据Sd(j,l)进行选择的情况进行说明。W下,W选择了汽车的速度v(n)作为设备 信息S(i),选择了速度信息数据Vd(I)作为设备信息数据Sde(Ie)的情况W例进行说明。
[0316] 在汽车的速度v(n)为17km/h的情况下,ADF部5。的滤波器系数W0(i)由速度信息 数据Vd(15)和贡献比例a。来决定。另一方面,利用贡献比例a1、曰2对速度信息数据Vd(20)、 vd(25)进行加权相加来算出ADF部5i的滤波器系数化(i)。进而,ADF部日2的滤波器系数 W2(i)由速度信息数据Vd(30)和贡献比例33来决定。
[0317] 本例的滤波器系数调整部219a通过2个设备信息数据Sd(j,i)来算出滤波器系 数化(i),但也可W通过多个设备信息数据Sd(j,i)来算出任意一个滤波器系数Wg(i)。此 夕F,滤波器系数调整部219a也可W通过3个W上的设备信息数据Sd(j,i)来算出滤波器系 数Wg(i)。
[0318] 对ADF部5g的每一个输入参考信号x(i)。其结果,ADF部5g利用滤波器系数Wg(i) 输出滤波器输出信号yg(i)。然后,合成部219b对从ADF部5g输出的滤波器输出信号yg(i) 进行相加(合成),输出消除信号y(i)。
[0319] 通过W上该种构成,在控制模块208将参考信号x(i)的等级判定为小的情况下, 减小消除信号y(i)的等级地进行调整。因此,与实施方式1相同,即使在参考信号x(i)的 等级较小的情况下,也能够抑制异音的产生。
[0320] 另外,控制模块208与实施方式1相同地生成等级调整系数a(i)。然后,控制模 块208将等级调整系数a(i)供给至滤波器系数调整部219a。其结果,滤波器系数调整 部219a进行使用了等级调整系数a(i)的消除信号y(i)的等级调整、和使用了贡献比例 aj(i)的滤波器系数Wg(i)的校正。但是,调整部219a也可W分为对滤波器系数Wj.a)进行 基于贡献比例aj.(i)的校正的调整部、和进行消除信号y(i)的等级调整的调整部。在此情 况下,滤波器系数调整部219a仅利用贡献比例aj.(i)来对滤波器系数Wj.(i)进行校正。另 一方面,消除信号y(i)的等级调整也可W由设置在ADF部5g与合成部219b之间或者合成 部219b与输出端子42之间、或者参考信号输入端子41与ADF部5g之间的实施方式1的 各例的调整部9、139、149、159、169、179的任意一者来进行。
[032U 另外,也可W取代ADF部5g而使用消除信号生成模块165、175的任意一者。此外, 在取代ADF部5g而使用消除信号生成模块165,且合成部169c和合成部219b都进行加法 运算的情况下,也可W构成为ADF部5g的输出和校正信号生成部169b的输出直接供给至 合成部219b。在此情况下,合成部219b对该些信号同时进行相加。然后,通过采用该种构 成,可W不要合成部169c。
[0扣引在取代ADF部5g而使用消除信号生成模块175的情况下,合成部219b也可W构 成为包含合成部179c。
[0323] 接着,对本实施方式的第3例的消除信号生成模块225进行说明。图19是消除信 号生成模块225的框图。消除信号生成模块225包含多个ADF部和调整部229。而且, 对该些所有的ADF部5j.输入参考信号X(i)。另外在本例的情况下,该些ADF部5j.的每一 个被直接供给由LMS运算部207算出的滤波器系数W^i)。
[0324] 调整部229设置在ADF部与图15所示的输出端子42之间。而且调整部229基 于(数学式26)来输出消除信号ya)。即,调整部229根据贡献比例aj.(i)W及等级调整 系数a(n)来对ADF部5j.的输出进行相加(合成),并输出消除信号ya)。另外,本例的 ADF部的数量设为3个,但不限于此,也可W2个或者4个W上。
[0扣引【数学式26】
[0326]
[0327] 另外调整部229使用等级调整系数a(i)来进行消除信号y(i)的等级调整。并 且调整部229还使用贡献比例aj.(i)来进行消除信号y(i)中的滤波器系数W(i)的贡献度 的调整。但是,调整部229也可W分为对滤波器系数Wj.(n)进行基于贡献比例aj.(i)的校正 的调整部、和进行消除信号y(n)的等级调整的调整部。在此情况下,调整部229仅利用贡 献比例aj.(i)来对滤波器系数Wj.(i)进行校正。另一方面,消除信号ya)的等级调整也可 W由设置在ADF部与调整部229之间、或者调整部229与输出端子42之间的实施方式 1的各例的调整部9、139、149、159、169、179的任意一者来进行。或者,也可W构成为在参 考信号输入端子41与ADF部之间设置实施方式1的各例的调整部9、139、149、159、169、 179的任意一者。
[0328] 此外,也可W取代ADF部而使用消除信号生成模块165、175的任意一者。另外 在取代ADF部而使用消除信号生成模块165,且合成部169c和合成部229b都进行加法 运算的情况下,也可W构成为ADF部5j.的输出和校正信号生成部169b的输出直接供给至 合成部229b。然后合成部229b对该些信号同时进行相加。通过采用该构成,能够不要合成 部 169c。
[0329] 在取代ADF部5j.而使用消除信号生成模块175的情况下,调整部229也可W构成 为包含合成部179c。
[0330] 接着,对本实施方式的第4例的LMS运算部237进行说明。图15所示的本例的 LMS运算部237如(数学式27)所示那样生成下次的步的滤波器系数Wj. (n+1)。目P,下次的 滤波器系数Wj.(n+1)根据所准备的滤波参考信号R(n)、当前时间点的误差信号e(n)、步长 参数y、由LMS运算部237上次算出的滤波器系数Wj.(n)、和校正值bj.(n)而算出。另外在 本例的情况下,由于不使用滤波器系数数据WDj.(i),因此不需要计算。因此,能够减小存储 部11的容量。
[0331] 【数学式27】
[033引Wj(n+1) =Wj(n)-bj(n) ?y?e(n) ?R(n)
[0333] 对LMS运算部237的动作进行说明。在图4所示的LMS运算步骤606中,算出在 下次的消除信号生成步骤607中使用的滤波器系数Wj.(n+1)。其结果,在当前时间点的消除 信号生成步骤607中使用的滤波器系数Wj.(n)被更新为通过LMS运算步骤606算出的新的 滤波器系数Wj.(n+1)。为此,在LMS运算步骤606中,仅生成滤波器系数Wj. (n+1),并存储到 存储部11。在滤波器系数运算步骤60化中,如(数学式27)所示那样算出下次的滤波器系 数W>+1)。另外,滤波器系数W>+1)是在下次的消除信号生成步骤607中使用的滤波器 系数。滤波器系数Wj.(n+1)使用当前时间点的误差信号e(n)、滤波参考信号R(n)和步长参 数y来算出。另外,滤波参考信号R(n)是通过化at生成步骤504而算出的信号。
[0334] (实施方式3)
[0335] 图20是本发明的实施方式3中的多信道有源降噪系统301的框图。图21是搭载 了多信道有源降噪系统301的设备302的示意图。在图20和图21中,对与图1、图2所示 的有源降噪系统101、汽车102相同的部分标注相同的参考标记。
[0336] 实施方式1的有源降噪系统101具备1个参考信号源1、1个消除音源2、1个误差 信号源3W及有源降噪装置4。另一方面,本实施方式的多信道有源降噪系统301使用多信 道有源降噪装置304。多信道有源降噪装置304使用1个W上的参考信号源1\1个W上 的消除音源2"和1个W上的误差信号源3S对空间Sl的噪音进行降低。在此,C表示参 考信号源I的数量,n表示消除音源的数量,C表示误差信号源的数量。W下,在标注该些 角标的情况下,表示与各自的信号源相关联。
[0337] W下,W具备4个参考信号源1°~1 \4个消除音源户~2嘴4个误差信号源3 °~ 33的多信道有源降噪系统301为例进行说明。
[0338] 本例的多信道有源降噪系统301具备4个多信道有源降噪装置30少~3043。此外, 多信道有源降噪装置304"还具备4个有源降噪装置304 ~304和信号加法部313 \信 号加法部313"对来自该些有源降噪装置304 ^的输出信号进行相加,并输出信号yMi)。 此外,多信道有源降噪系统301还具备与参考信号源1 应地检测参考信号X^i)的信号 等级Lx^i)的等级检测部310^
[0339] 另外,虽然参考信号源1V消除音源2"和误差信号源3S的数量设为4个,但它们 的数量不限于4个。此外它们的数量也可W相互不同。
[0340] 首先,说明从消除音源2"福射消除音Nln的多信道有源降噪装置304n的动作。 多信道有源降噪装置304"包含有源降噪装置304 另外,本例的有源降噪装置304^也 可W使用实施方式1或者实施方式2中的任意一个消除信号生成模块。
[0341] 有源降噪装置30少"~304 3"输入从参考信号源1 °~13输出的参考信号X° (i)~ x3(i),并输出消除信号/Mi)~y3n(i)。
[0342] 信号加法部313"对该4个消除信号y^ (i)进行相加,并输出消除信号yMi)。 然后,从多信道有源降噪装置304"输出的消除信号yMi)被供给至消除音源2\通过该 构成,消除音源2"福射与消除信号yMi)对应的消除音Nl\
[034引有源降噪装置304^包含消除信号生成模块305 化at部306^t、LMS运算部 307^ \控制模块308^n和等级检测部310 ^。
[0344] 消除信号生成模块305^至少包含ADF部5 求出当前时间点的消除信号 (i)。即消除信号y^(i)使用滤波器系数(i)和参考信号X^i)来求出。另外,滤 波器系数(i)由LMS运算部307^算出。进而消除信号生成模块305 ^基于控制模块 308^的输出来调整消除信号y^ (i)的等级。
[0345] 化at部306 ^S利用模拟声音传递特性数据nt来对参考信号X^i)进行校正, 生成滤波参考信号S(i)。然后,化at部306^S将所生成的滤波参考信号r^S(i)输 出到LMS运算部307 ^ \LMS运算部307 算出ADF部5 所使用的滤波器系数W^Mi)。
[0346] 等级检测部310^4参考信号X^i)的信号等级Ly^i)进行检测,并输出到控制 模块308^。
[0347] 控制模块308^对由等级检测部310 ^检测出的信号等级1,^1)进行判定。然后 在控制模块308^将信号等级L/(i)判定为小的情况下,有源降噪装置304^减小消除信 号y^(i)的等级。
[0348] 如图1所示,实施方式1的模拟声音传递特性数据C\使用对从消除信号生成模 块105输出消除信号y(i)之后直到作为误差信号e(i)而到达LMS运算部7为止之间的信 号传递路径的声音传递特性进行了模拟的数据。另一方面,本实施方式的模拟声音传递特 性数据nS是对从消除信号生成模块305 ^到LMS运算部307 ^之间的传递特性进行 了模拟的声音传递特性。本实施方式的模拟声音传递特性数据如(数学式28)所示 表示为化个模拟声音传递特性数据nt所形成的化行1列的向量。因此,在本例的情 况下,模拟声音传递特性数据nt由16个模拟声音传递特性数据CAnt构成。另外,模 拟声音传递特性数据nS也可W设为根据时间而变动的值。
[0349]【数学式28】
[0350] [C^nc(O) ,C^nc(I),…,(Nc-I) ]T
[0巧1] 参考信号X^n)如(数学式29)所示表示为N。个参考信号X^i)所形成的N。行 1列的向量。即参考信号X^n)由从当前时间点的第n步的参考信号X^n)起直到向过去 追溯(Ne-I)步的参考信号X^n-(Ne-I))为止的参考信号构成。
[0巧引【数学式29】
[0巧引X己(n) = y (n),x己(n-1),...,X己(n-(Nc-l))]T
[0巧4] 化at部306自与参考信号源1自连接,输入参考信号X自(n)。化at部306自。(如 (数学式30)所示输出滤波参考信号S(n)。
[0巧引【数学式30】
[0巧6]
[0357]滤波参考信号R^t(n)如(数学式31)所示表示为N行1列的向量。即,滤波参 考信号(n)由从当前时间点向过去追溯(N-I)步为止的N个滤波参考信号S(n) 构成。
[0巧引【数学式3I】
[0巧9] R己n; (n) = y n'(n),r己n; (n-1),…,r己n; (n-(N-l))]T
[0360] 误差信号源输出在空间SI取得的残留音所对应的误差信号e' (n)。在由实施 方式1中的消除信号生成模块105~175构成了消除信号生成模块305的情况下,LMS运 算部307^如(数学式32)所示生成滤波器系数(n+1)。目P,滤波器系数(n+1)根 据当前时间点的误差信号(n)、滤波参考信号S(n)和步长参数y^S而生成。
[0361]【数学式32】
[0362]
[036引此外,滤波器系数(n+1)也可W如(数学式33)所示使用从控制模块308^输 出的等级调整系数a^ (n)来生成。
[036
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