本发明涉及一种通过使消除声与噪声发生干涉来主动地降低该噪声的主动噪声降低装置、使用该主动噪声降低装置的移动体装置以及主动噪声降低方法。
背景技术:
以往,已知一种主动噪声降低装置,该装置通过使用与噪声相关的参照信号以及基于规定空间内的噪声与消除声发生干涉后的残留声的误差信号,来从消除声源输出用于消除噪声的消除声,由此主动地降低噪声(例如参照专利文献1)。主动噪声降低装置以使误差信号的平方和最小的方式使用自适应滤波器来生成用于输出消除声的消除信号。
专利文献1:国际公开第2014/006846号
技术实现要素:
发明要解决的问题
本发明提供一种在使用多个参照信号的主动噪声降低装置中能够降低自适应滤波器的数量的主动噪声降低装置等。
本发明的一个方式所涉及的主动噪声降低装置降低规定空间内的噪声,所述主动噪声降低装置具备多个参照信号输入部、合成参照信号生成部、自适应滤波器部、消除信号输出部、消除声源、误差信号输入部、模拟声传递特性滤波器部、滤波器系数更新部。多个参照信号输入部分别被输入与所述噪声相关的参照信号。合成参照信号生成部使用被输入的多个所述参照信号来生成合成参照信号。自适应滤波器部通过对生成的所述合成参照信号应用自适应滤波器来生成消除信号。消除信号输出部输出所生成的所述消除信号。消除声源与所述消除信号对应地产生消除声。误差信号输入部被输入误差信号,所述误差信号与由于与所述噪声发生干涉而产生的残留声对应。模拟声传递特性滤波器部生成滤波合成参照信号,所述滤波合成参照信号是通过用对从所述消除信号输出部至所述误差信号输入部的声传递特性进行模拟得到的模拟传递特性来校正所述合成参照信号所得到的。滤波器系数更新部使用所述误差信号和所生成的所述滤波合成参照信号来逐次更新所述自适应滤波器的系数。所述合成参照信号生成部具有:多个滤波器,所述多个滤波器被应用于所输入的多个所述参照信号;以及加法运算部,其通过将被应用所述多个滤波器后的多个所述参照信号相加来生成所述合成参照信号。
根据本发明,即使为使用多个参照信号的主动噪声降低装置也能够实现能够减少自适应滤波器的数量的主动噪声降低装置。因而,能够以相同的电路结构来增加传感器的数量,因此能够使性能提高。
附图说明
图1是具备实施方式所涉及的主动噪声降低装置的车辆的示意图。
图2是实施方式所涉及的主动噪声降低装置的功能框图。
图3是实施方式所涉及的主动噪声降低装置的动作的流程图。
图4是合成参照信号的生成方法的流程图。
图5是表示实施方式1中的参照信号和误差信号的频谱的例子的图。
图6是表示各个参照信号及合成参照信号与图5所示的误差信号的相干性的图。
图7是表示多个滤波器的滤波器特性的例子的图。
图8是具备实施方式2所涉及的主动噪声降低装置的车辆的示意图。
图9是实施方式2所涉及的主动噪声降低装置的功能框图。
具体实施方式
在本发明的实施方式的说明之前,先简单地说明以往的装置中的问题点。例如,在对在车厢内能够听见的噪声应用主动噪声降低装置的情况下,可以考虑如下的结构:在多个位置设置传感器,通过多个参照信号来提高多重相干性。在这样的结构中,具有如下的问题:针对一个参照信号需要一个自适应滤波器,因此自适应滤波器的数量增加,运算量增加。
本发明的一个方式所涉及的主动噪声降低装置降低规定空间内的噪声,所述主动噪声降低装置具备多个参照信号输入部、合成参照信号生成部、自适应滤波器部、消除信号输出部、消除声源、误差信号输入部、模拟声传递特性滤波器部以及滤波器系数更新部。多个参照信号输入部分别被输入与所述噪声相关的参照信号。合成参照信号生成部使用所输入的多个所述参照信号来生成合成参照信号。自适应滤波器部通过对所生成的所述合成参照信号应用自适应滤波器来生成消除信号。消除信号输出部输出所生成的所述消除信号。消除声源与所述消除信号对应地产生消除声。误差信号输入部被输入误差信号,所述误差信号与由于与所述噪声发生干涉而产生的残留声对应。模拟声传递特性滤波器部生成滤波合成参照信号,所述滤波合成参照信号是通过用对从所述消除信号输出部至所述误差信号输入部的声传递特性进行模拟得到的模拟传递特性来校正所述合成参照信号所得到的。滤波器系数更新部使用所述误差信号和所生成的所述滤波合成参照信号来逐次更新所述自适应滤波器的系数。所述合成参照信号生成部具有:多个滤波器,所述多个滤波器被应用于所输入的多个所述参照信号;以及加法运算部,其通过将被应用所述多个滤波器后的多个所述参照信号相加来生成所述合成参照信号。
这样的主动噪声降低装置能够使用多个参照信号并且降低自适应滤波器的数量。通过减少自适应滤波器的数量,能够减少运算量。
另外,例如所述多个滤波器中的至少一个滤波器为带通滤波器。
像这样,主动噪声降低装置能够通过至少一个带通滤波器来使多个参照信号的不需要的频带衰减。
另外,例如所述多个滤波器之一为低通滤波器。
像这样,主动噪声降低装置能够通过低通滤波器使多个参照信号的不需要的频带衰减。
另外,例如所述多个滤波器具有通带彼此不重叠的特性。
像这样,通过多个滤波器的通带不重叠,能够降低一个参照信号对另一个参照信号的成为噪声降低的对象的频带产生的影响。
另外,例如从配置在所述规定空间内的误差信号源向所述误差信号输入部输入所述误差信号,从配置在所述规定空间外的参照信号源输入多个所述参照信号中的各个参照信号。
这样的主动噪声降低装置能够通过从配置在规定的空间外的设备获取到的参照信号来降低噪声。
另外,例如所述参照信号源为加速度传感器或麦克风。
这样的主动噪声降低装置将加速度传感器或麦克风作为参照信号源,能够降低噪声。
本发明的一个方式所涉及的移动体装置具备输出多个所述参照信号的参照信号源以及向所述误差信号输入部输出所述误差信号的误差信号源。
这样的移动体装置能够使用多个参照信号并且减少自适应滤波器的数量。通过减少自适应滤波器的数量,能够减少运算量。
另外,例如所述移动体装置为车辆,所述规定空间为车厢内的空间,所述噪声为道路噪声。
这样的移动体装置能够降低在车厢内的空间中能够听到的道路噪声。
另外,例如所述参照信号源包括加速度传感器和麦克风,对加速度传感器输出的参照信号应用将结构噪声(structurebornenoise)为主的频率设为通带的滤波器。对麦克风输出的参照信号应用将空气噪声(airbornenoise)为主的频率设为通带的滤波器。
这样的移动体装置能够使用一个自适应滤波器来减少结构噪声以及产生机制与结构噪声不同的噪声即空气噪声。
本发明的一个方式所涉及的主动噪声降低方法为减少规定空间内的噪声的主动噪声降低方法。使用分别与所述噪声相关的多个参照信号来生成合成参照信号。并且,通过对生成的所述合成参照信号应用自适应滤波器来生成消除信号。并且,生成滤波合成参照信号,所述滤波合成参照信号是通过用模拟传递特性来校正所述合成参照信号所得到的,所述模拟传递特性是对从消除信号输出部至误差信号输入部的声传递特性进行模拟得到的,所述消除信号输出部输出与所述消除信号对应地从消除声源产生的消除声,所述误差信号输入部被输入误差信号,所述误差信号与由于所述消除声与所述噪声发生干涉而产生的残留声对应。并且,使用所述误差信号和所生成的所述滤波合成参照信号来逐次更新所述自适应滤波器的系数,在所述合成参照信号的生成中,对所述多个参照信号应用滤波器,通过将分别应用滤波器后的所述多个参照信号相加来生成所述合成参照信号。
这样的主动噪声降低方法能够使用多个参照信号并且减少自适应滤波器的数量。通过减少自适应滤波器的数量,能够减少运算量。
以下,参照附图来具体地说明实施方式。此外,以下说明的实施方式均表示通用或具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置和连接方式、步骤、步骤的顺序等是一个例子,并不旨在对本发明进行限定。另外,关于以下的实施方式中的结构要素中的、表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的结构要素,设为任意的结构要素来进行说明。
另外,各图为示意图,未必严格地进行了图示。此外,在各图中,对实质上相同的结构标注相同标记,有时省略或简化重复的说明。
(实施方式1)
[具备主动噪声降低装置的车辆的整体结构]
在实施方式1中,作为一例对搭载于车辆的主动噪声降低装置进行说明。图1是具备实施方式1所涉及的主动噪声降低装置的车辆的示意图。
车辆50是移动体装置的一个例子,具备实施方式1所涉及的主动噪声降低装置10、两个参照信号源510、511、消除声源52、误差信号源53、车辆主体54。车辆50具体为汽车,但没有特别限定。
参照信号源510、511为输出分别与规定的空间55中的噪声n0中包含的第一成分、第二成分相关的参照信号的转换器。在实施方式1中,参照信号源510、511为加速度传感器,配置在规定的空间55外。具体地说,参照信号源510安装于副车架,参照信号源511安装于悬架上部。在图1中,参照信号源510、511为配置在不同的位置的相独立的加速度传感器,但可以使用一个多轴传感器的两个以上的输出中的各个输出来作为参照信号。
另外,在实施方式1中对参照信号源的数量为两个的情况进行说明,但参照信号源的数量可以为三个以上。也就是说,车辆50具备用于输出多个参照信号的一个以上的参照信号源即可。并且,为了满足因果关系,需要以尽量比噪声早的定时获取参照信号,因此期望的是参照信号源设置在规定的空间55的外侧的位置,但并不妨碍安装于规定的空间内。
此外,如图2所示,噪声n0例如为道路噪声。道路噪声的传播路径复杂,因此在多个位置配置加速度传感器的结构是有用的。
消除声源52使用消除信号y来向规定的空间输出消除声n1。在实施方式1中,消除声源52为扬声器,但也可以是通过利用致动器等驱动机构使车辆50的一部分的构造体(例如天窗等)振动来输出消除声n1。另外,在主动噪声降低装置10中,也可以使用多个消除声源52,对于消除声源52的位置没有特别限定。
误差信号源53检测由于在规定的空间55中噪声n0与消除声n1相干涉而产生的残留声,输出基于残留声的误差信号e。误差信号源53为麦克风等转换器,期望的是设置于车顶内衬等规定的空间55内。此外,车辆50也可以具备多个误差信号源53。
车辆主体54为由车辆50的底盘(chassis)和车身等构成的构造体。车辆主体54形成配置消除声源52和误差信号源53的规定的空间55(车厢内空间)。
[主动噪声降低装置的结构和动作]
接着,对主动噪声降低装置10的结构和动作进行说明。图2为主动噪声降低装置10的功能框图。图3为主动噪声降低装置10的动作的流程图。
如图2所示,主动噪声降低装置10具备参照信号输入端子110、111、消除信号输出端子12、误差信号输入端子13、合成参照信号生成部14、自适应滤波器部15、模拟声传递特性滤波器部16、滤波器系数更新部17。自适应滤波器部15、模拟声传递特性滤波器部16以及滤波器系数更新部17各自例如由dsp(digitalsignalprocessor:数字信号处理器)等处理器来实现,但也可以由微型计算机或专用电路以及它们的组合来实现。以下按图3的流程图所示的步骤来详细地说明关联的结构要素。
[合成参照信号的生成]
首先,合成参照信号生成部14使用被输入的多个参照信号来生成合成参照信号(图3的s11)。合成参照信号生成部14具体使用输入至参照信号输入110的参照信号x0以及输入至参照信号输入端子111的参照信号x1来生成合成参照信号xcomb。
参照信号输入端子110为参照信号输入部的一个例子,为由金属等形成的端子。向参照信号输入端子110输入与规定的空间55内的噪声n0中包含的第一成分相关的参照信号x0。
参照信号输入端子111为参照信号输入部的一个例子,为由金属等形成的端子。向参照信号输入端子111输入与空间55内的噪声n0中包含的第二成分相关的参照信号x1。
合成参照信号生成部14具体地说具有多个滤波器(滤波器140和滤波器141)、以及加法运算部149。以下除了图2还参照图4~图7来说明合成参照信号的生成方法。图4为合成参照信号的生成方法的流程图。图5为表示实施方式1中的参照信号x0、x1和误差信号e的频谱的例子的图。图6为表示各个参照信号x0、x1及合成参照信号x0+x1、xcomb与图5所示的误差信号e的相干性的图。在图6所示的曲线图中,参照信号x0具有高的相干性的频带与参照信号x1具有高的相干性的频带不重叠。也就是说,与第一成分相关的频带同与第二成分相关的频带不重叠。图7为表示多个滤波器140、141的滤波器特性的例子的图。
合成参照信号生成部14首先对参照信号x0应用滤波器140(s21)。滤波器140为应用于所输入的参照信号x0的、具有第一通带的滤波器。
在实施方式1中,在参照信号x0中的规定频率(例如280hz)以下的频带具有高的相干性,因此将该频带设为噪声降低的对象。因而,滤波器140为截止频率为320hz的低通滤波器(lpf)。也就是说,多个滤波器140、141中的一个滤波器为低通滤波器。在该情况下,第一通带为320hz以下的频带。将第一通带决定为用户想要利用主动噪声降低装置10进行降低的频带(成为噪声降低的对象的频带)即可。也就是说,根据参照信号x0来适当地决定第一通带即可。
接着,合成参照信号生成部14对参照信号x1应用滤波器141(s22)。滤波器141为应用于所输入的参照信号x1的、具有第二通带的滤波器。
在实施方式1中,在参照信号x1中的规定频率(例如500hz以上且700hz以下)的频带具有高的相干性,因此将该频带设为噪声降低的对象。也就是说,参照信号x0及x1的成为噪声降低的对象的频带不同。因而,滤波器141是截止频率的下限值为430hz、截止频率的上限值为820hz的带通滤波器(bpf)。也就是说,多个滤波器140、141中的至少一个滤波器为带通滤波器。
第二通带与第一通带不同。换言之,多个滤波器140、141的通带彼此不同。将第二通带决定为用户想要利用主动噪声降低装置10进行降低的频带(成为噪声降低的对象的频带)即可。也就是说,根据参照信号x1来适当地决定第二通带即可。
像这样,在实施方式1中,第一通带的上限频率为第二通带的下限频率以下。也就是说,多个滤波器140、141具有通带彼此不重叠的特性。
加法运算部149通过将分别应用滤波器后的多个参照信号相加来生成合成参照信号xcomb(s23)。换言之,加法运算部149通过将各应用多个滤波器140、141中的一个滤波器后的多个参照信号相加来生成合成参照信号xcomb。
加法运算部149具体地说通过将应用滤波器140后的参照信号x0以及应用滤波器141后的参照信号x1相加来生成合成参照信号xcomb(s23)。所生成的合成参照信号被输出至自适应滤波器部15以及模拟声传递特性滤波器部16。
例如通过模拟电路来实现以上所说明的合成参照信号生成部14。也就是说,各个滤波器140和滤波器141为模拟滤波电路,通过使用了运算放大器等的加法运算电路来实现加法运算部149。合成参照信号生成部14也可以由dsp(digitalsignalprocessor:数字信号处理器)等处理器、或cpu(centralprocessingunit:中央处理单元)等来实现。在该情况下,合成参照信号生成部14例如基于存储部18中存储的控制程序(软件)来进行动作。此外,控制程序也可以存储在与存储部18相独立的存储部(例如内置于合成参照信号生成部14中的存储部)中。
[消除信号的生成]
自适应滤波器部15通过对由合成参照信号生成部14生成的合成参照信号xcomb应用(乘以)自适应滤波器来生成消除信号y(图3的s12)。消除信号y用于输出用于降低噪声n0的消除声n1,该消除信号y被输出至消除信号输出端子12。自适应滤波器部15由所谓的fir滤波器、iir滤波器来实现。自适应滤波器部15向消除信号输出端子12输出所生成的消除信号y。
消除信号输出端子12为消除信号输出部的一个例子,为由金属等形成的端子。向消除信号输出端子12输出由自适应滤波器部15生成的消除信号y。消除信号输出端子12与消除声源52连接。因此,经由消除信号输出端子12向消除声源52输出消除信号y。消除声源52基于消除信号y来输出消除声n1。
[合成参照信号的校正]
模拟声传递特性滤波器部16生成滤波合成参照信号rcomb,所述滤波合成参照信号rcomb是通过用对从消除信号输出端子12至误差信号输入端子13的声传递特性进行模拟得到的模拟传递特性chat来校正合成参照信号xcomb所得到(图3的s13)。例如预先在空间55中实际测量模拟传递特性chat,并且存储在存储部18中。此外,也可以通过不使用预先决定的值的算法来决定模拟传递特性chat。
存储部18为存储模拟传递特性chat的存储装置。在存储部18中还存储后述的自适应滤波器的系数w等。存储部18具体地说由半导体存储器等来实现。此外,在由dsp等处理器来实现主动噪声降低装置10的情况下,在存储部18中还存储由处理器执行的控制程序。在存储部18中也可以存储有在源噪声降低装置10进行的信号处理中所使用的其它参数。
[自适应滤波器的系数更新]
滤波器系数更新部17基于误差信号e和所生成的滤波合成参照信号rcomb来逐次更新自适应滤波器的系数w(图3的s14)。从误差信号输入端子13输入误差信号e。
误差信号输入端子13为误差信号输入部的一个例子,为由金属等形成的端子。向误差信号输入端子13输入与残留声对应的误差信号e,该残留声是由与消除信号y对应地从消除声源52产生的消除声n1与噪声n0之间的干涉产生的。由误差信号源53输出误差信号e。
滤波器系数更新部17具体地说使用lms(leastmeansquare:最小均方)法来以使误差信号e的平方和最小的方式计算自适应滤波器的系数w,将计算出的自适应滤波器的系数w输出至自适应滤波器部15。另外,滤波器系数更新部17逐次更新自适应滤波器的系数w。当将滤波合成参照信号rcomb的矢量表示为r时,自适应滤波器的系数w由以下的(式1)来表示。此外,n为自然数,表示采样周期ts中的第n个样本。μ为标量,是决定每次采样的自适应滤波器的系数w的更新量的步长参数。
【数1】
w(n)=w(n-1)-μ·e(n)·r(n)··(式1)
此外,滤波器系数更新部17也可以用lms法以外的方法来更新自适应滤波器的系数w。
[效果等]
参照上述图6来说明通过上述的合成参照信号的生成方法得到的效果
首先,在不使用该主动噪声降低装置而是直接将两个参照信号相加的情况下,相加后的信号与误差信号e的相干性在图6中由“x0+x1”表示。在相加后的信号中,在单体的参照信号x0、x1中确保了高的相干性的频带中,相干性下降。
像这样,当直接将两个参照信号相加时招致相干性的下降。因而,一般为如下的结构:不将一个参照信号与另一个参照信号相加,而是将多个参照信号各自输入至彼此不同的自适应滤波器部。于是,对于一个参照信号需要一个自适应滤波器部,因此具有自适应滤波器部的数量增加,运算量增加的问题。
针对该点,在主动噪声降低装置10中,对多个参照信号中的各个参照信号应用使除成为噪声降低的对象的频带以外的频带衰减的滤波器。由图6的“xcomb”表示将应用滤波器140后的参照信号x0与应用滤波器141后的参照信号x1相加所得到的合成参照信号xcomb与误差信号e的相干性。
合成参照信号xcomb与误差信号e的相干性在当在单体的参照信号中得到了高的相干性的频带中确保了同等的相干性。
像这样,合成参照信号生成部14能够生成在单体的参照信号中得到了高的相干性的频带的相干性高的合成参照信号。因此,自适应滤波器部15能够基于合成参照信号来生成恰当的消除信号。在主动噪声降低装置10中,对多个参照信号使用一个自适应滤波器部15即可,因此能够减少自适应滤波器(自适应滤波器部)的数量。也就是说,能够减少运算量。
此外,在实施方式1中,一个参照信号与另一个参照信号的成为噪声降低的对象的频带不重叠。另外,第一通带的上限频率(320hz)为第二通带的下限频率(430hz)以下,第一通带与第二通带不重叠。也就是说,合成参照信号生成部14具有的多个滤波器具有通带彼此不重叠的特性。在这样的情况下,合成参照信号生成部14的合成参照信号的生成方法是特别有效的。
然而,在一个参照信号的成为噪声降低的对象的频带与另一个参照信号的成为噪声降低的对象的频带重叠的情况下,通过分别恰当地设定第一通带和第二通带,也能够生成恰当的合成参照信号。同样地,在第一通带与第二通带重叠的情况下,也能够在一个参照信号的成为噪声降低的对象的频带与另一个参照信号的成为噪声降低的对象的频带能够分离的情况下生成恰当的合成参照信号。
(实施方式2)
在实施方式1中,多个参照信号均为将加速度传感器设为参照信号源而输出的信号。然而,多个参照信号源能够输出与空间55内的噪声相关的信号即可。例如,多个参照信号源也可以包括多轴加速度传感器以及麦克风等。在实施方式2中,对使用两轴加速度传感器和麦克风作为多个参照信号源的主动噪声降低装置以及具备该主动噪声降低装置的车辆进行说明。图8为具备实施方式2所涉及的主动噪声降低装置的车辆的示意图。此外,在以下的实施方式2中,以与实施方式1不同的部分为中心进行说明,关于与实施方式1重复的内容省略说明。
如图8所示,车辆50为移动体装置的一个例子,具备实施方式2所涉及的主动噪声降低装置20。另外,车辆50具备参照信号源56a~56d和参照信号源57a~57d。车辆50具体为汽车,但没有特别限定。
各个参照信号源56a~56d为输出与规定的空间55中的噪声n0相关的参照信号的转换器。参照信号源56a~56d分别为两轴加速度传感器,输出与两个轴对应的两个参照信号。
参照信号源56a~56d配置在规定的空间55外。参照信号源56a安装于左前轮附近的副车架,参照信号源56b安装于右前轮附近的副车架,参照信号源56c安装于左后轮附近的副车架,参照信号源56d安装于右后轮附近的副车架。
各个参照信号源57a~57d为输出与规定的空间55中的噪声n0相关的参照信号的转换器。各个参照信号源57a~57d为麦克风,输出一个参照信号。
参照信号源57a~57d配置在规定的空间55外。参照信号源57a安装于左前轮的轮胎室,参照信号源57b安装于右前轮的轮胎室,参照信号源57c安装于左后轮的轮胎室,参照信号源57d安装于右后轮的轮胎室。
接着,对主动噪声降低装置20的结构进行说明。图9为主动噪声降低装置20的功能框图。
如图9所示,主动噪声降低装置20具备参照信号输入端子210a~212a、210b~212b、210c~212c、210d~212d、消除信号输出端子22、误差信号输入端子23。另外,主动噪声降低装置20具备第一信号处理部200a、第二信号处理部200b、第三信号处理部200c、第四信号处理部200d以及消除信号加法运算部29。
第一信号处理部200a具备合成参照信号生成部24a、自适应滤波器部250a、251a、模拟声传递特性滤波器部260a、261a、滤波器系数更新部270a、271a。自适应滤波器部250a、251a、模拟声传递特性滤波器部260a、261a、以及滤波器系数更新部270a、271a各自例如由dsp(digitalsignalprocessor:数字信号处理器)等处理器来实现,但也可以由微型计算机或专用电路来实现。
第一信号处理部200a具备的合成参照信号生成部24a在如下方面与实施方式1不同:将从参照信号源56a输入至参照信号输入端子210a的参照信号x0和从参照信号源57a输入至参照信号输入端子212a的参照信号x2作为处理对象。具体地说,对输入至参照信号输入端子210a的参照信号x0应用滤波器240a,对输入至参照信号输入端子212a的参照信号x2应用滤波器242a。
此外,参照信号源56a主要输出与结构噪声相关的参照信号。因此,对参照信号源56a(加速度传感器)输出的参照信号应用将结构噪声为主的频率设为通带的滤波器240a。结构噪声为主的频率例如为20hz-600hz。
另一方面,参照信号源57a(麦克风)主要输出与空气噪声相关的参照信号。因此,对麦克风输出的参照信号应用将空气噪声为主的频率设为通带的滤波器。空气噪声为主的频率例如为400hz-10000hz。
加法运算部249a通过将应用滤波器240a后的参照信号与应用滤波器242a后的参照信号相加来生成合成参照信号。
通过自适应滤波器部250a、模拟声传递特性滤波器部260a以及滤波器系数更新部270a对由合成参照信号生成部24a生成的合成参照信号进行的处理与实施方式1相同。从自适应滤波器部250a向消除信号加法运算部29输出消除信号。
另一方面,从参照信号源56a输入至参照信号输入端子211a的参照信号被输入至自适应滤波器部251a。自适应滤波器部251a通过对输入至参照信号输入端子211a的参照信号x1应用自适应滤波器来生成消除信号,将该消除信号输出至消除信号加法运算部29。此外,模拟声传递特性滤波器部261a生成滤波参照信号,所述滤波参照信号是通过用对从消除信号输出端子22至误差信号输入端子23的声传递特性进行模拟得到的模拟传递特性来校正参照信号所得到的。模拟传递特性例如存储在存储部28中。滤波器系数更新部271a使用误差信号和由模拟声传递特性滤波器部261a生成的滤波参照信号来逐次更新自适应滤波器的系数。
像这样,从第一信号处理部200a输出两个消除信号。
另外,第二信号处理部200b将从参照信号源56b输入至参照信号输入端子210b、211b的两个参照信号以及从参照信号源57b输入至参照信号输入端子212b的参照信号作为处理对象,输出两个消除信号。由第二信号处理部200b进行的信号处理与由第一信号处理部200a进行的信号处理相同,因此省略说明。
第三信号处理部200c将从参照信号源56c输入至参照信号输入端子210c、211c的两个参照信号以及从参照信号源57c输入至参照信号输入端子212c的参照信号作为处理对象,输出两个消除信号。由第三信号处理部200c进行的信号处理与由第一信号处理部200a进行的信号处理相同,因此省略说明。
第四信号处理部200d将从参照信号源56d输入至参照信号输入端子210d、211d的两个参照信号以及从参照信号源57d输入至参照信号输入端子212d的参照信号作为处理对象,输出两个消除信号。由第四信号处理部200d进行的信号处理与由第一信号处理部200a进行的信号处理相同,因此省略说明。
消除信号加法运算部29将从第一信号处理部200a、第二信号处理部200b、第三信号处理部200c以及第四信号处理部200d各输出两个的总共八个消除信号相加,将相加后的消除信号输出至消除信号输出端子22。消除信号加法运算部29例如由dsp等处理器来实现,但也可以由微型计算机或使用运算放大器等的加法运算电路来实现。
在不具备合成参照信号生成部24a的以往的主动噪声降低装置中,在如图8所示将四个两轴加速度传感器和四个麦克风作为参照信号源的情况下,需要与参照信号的数量相同数量的自适应滤波器部。也就是说,需要总共十二个自适应滤波器部。
相对于此,在主动噪声降低装置20中,将从参照信号源57a~57d输出的参照信号与从参照信号源56a~56d输出的参照信号进行合成,因此所需的自适应滤波器部总共为八个。也就是说,能够减少四个所需的自适应滤波器部的数量。
此外,在图8和图9的例子中,消除声源52为一个,但例如有时分别在车辆50内的四个座位的门侧配置消除声源52。也就是说,有时配置四个消除声源52。在该情况下,在以往的主动噪声降低装置中,总共需要4×12=48个自适应滤波器部,但如果为主动噪声降低装置20这样的结构,则所需的自适应滤波器部的数量为4×8=32个。
像这样,在主动噪声降低装置20中,减少了自适应滤波器部的数量。也就是说,在主动噪声降低装置20中能够减少运算量。
(其它实施方式)
以上对实施方式1及2进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式(实施方式1及2)。
在上述实施方式中,例示了加速度传感器、两轴加速度传感器以及麦克风来作为参照信号源,但参照信号源不限定于这样的设备。
另外,多个参照信号源的配置也没有特别限定。多个参照信号源中的各个参照信号源配置于车辆的某处即可,例如发动机、车轴、轮胎、轮胎室、转向节、臂、副车架或车身等。尤其是,在使用麦克风作为参照信号源的情况下,需要将该麦克风配置在与收听者的距离大于误差信号源与收听者的距离的位置,因此参照信号源可以配置于车厢内空间(成为噪声降低的对象的空间)之外,但并不限制设置位置。
另外,在上述实施方式1中,将300hz以下的频带的噪声和500hz以上且700hz以下的频带的噪声作为了噪声降低的对象。另外,在上述实施方式2中,将结构噪声和空气噪声作为了噪声降低的对象。然而,不特别对成为噪声降低的对象的噪声的种类和频带进行限定。例如也可以将40hz以上且50hz以下的鼓噪声(drummingnoise)、100hz附近的发动机的低沉声、轮胎的图案噪声(patternnoise)等作为噪声降低的对象。
另外,在上述实施方式中,合成参照信号生成部具有的多个滤波器为低通滤波器和带通滤波器,但关于多个滤波器,从低通滤波器、带通滤波器以及高通滤波器(hpf)之中适当地选择即可。例如,既可以是多个滤波器中的双方为带通滤波器,也可以是多个滤波器中的一个为低通滤波器并且另一个为高通滤波器。
另外,也可以是,应用第一滤波器后的第一参照信号与第二参照信号进行合成,应用通带与第一滤波器的通带不同的第二滤波器后的上述第一参照信号与第三参照信号进行合成。
上述实施方式所涉及的主动噪声降低装置也可以搭载于车辆以外的移动体装置。移动体装置例如也可以为飞机或船舶。另外,本发明也可以实现为这样的车辆以外的移动体装置。
另外,上述实施方式所涉及的主动噪声降低装置的结构是一个例子。例如,主动噪声降低装置也可以包括d/a转换器、滤波器、功率放大器或a/d转换器等结构要素。
另外,上述实施方式所涉及的主动噪声降低装置进行的处理是一个例子。例如,上述实施方式所说明的数字信号处理的一部分也可以通过模拟信号处理来实现。
另外,例如在上述实施方式中,可以由其它处理部来执行特定的处理部执行的处理。另外,既可以变更多个处理的顺序,也可以并行地执行多个处理。
另外,在上述实施方式中,各结构要素也可以由专用的硬件来构成或者通过执行适于各结构要素的软件程序来实现。各结构要素也可以通过cpu或处理器等程序执行部读出并执行硬盘或半导体存储器等记录介质中记录的软件程序来实现。
另外,各结构要素也可以为电路(或集成电路)。这些电路既可以作为整体构成一个电路,也可以分别为单独的电路。另外,这些电路既可以分别为通用的电路,也可以为专用的电路。
另外,本发明的整体或具体的方式也可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的cd-rom等非暂时性的存储介质来实现。另外,也可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序和计算机可读取的非暂时性的记录介质的任意的组合来实现。
例如,本发明既可以被实现为主动噪声降低装置(计算机或dsp)执行的主动噪声降低方法,也可以被实现为用于使计算机或dsp执行上述主动噪声降低方法的程序。另外,本发明也可以被实现为具有与上述实施方式所涉及的合成参照信号生成部相同的功能的、合成参照信号生成装置(信号处理装置)。这样的合成参照信号生成装置例如与通用的主动噪声降低装置一同使用。另外,本发明也可以实现为具备上述实施方式所涉及的主动噪声降低装置、多个参照信号源、消除声源、误差信号源的移动体装置或噪声降低系统。
另外,在上述实施方式中说明的主动噪声降低装置的动作中的多个处理的顺序是一个例子。既可以变更多个处理的顺序,也可以并行地执行多个处理。
此外,对各实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形所得到的方式或者通过在不脱离本发明的主旨的范围内任意地组合各实施方式中的结构要素以及功能来实现的方式也包含在本发明中。
产业上的可利用性
本发明的噪声降低装置例如作为降低车厢内的噪声的装置有用。
附图标记说明
10、20:主动噪声降低装置;110、111、210a~212a、210b~212b、210c~212c、210d~212d:参照信号输入端子;12、22:消除信号输出端子;13、23:误差信号输入端子;14、24a:合成参照信号生成部;140、141、240a、242a:滤波器;149、249a:加法运算部;29:消除信号加法运算部;15、250a、251a:自适应滤波器部;16、260a、261a:模拟声传递特性滤波器部;17、270a、271a:滤波器系数更新部;18、28:存储部;200a:第一信号处理部;200b:第二信号处理部;200c:第三信号处理部;200d:第四信号处理部;50:车辆;510、511、56a~56d、57a~57d:参照信号源;52:消除声源;53:误差信号源;54:车辆主体;55:空间;n0:噪声;n1:消除声。