有源降噪装置和利用其的设备、以及有源型降噪方法_3

文档序号:9240121阅读:来源:国知局
置输入信号等级的端子。
[0168] 通过如上那样构成,控制模块128使用高频分量信号xw(i)的信号等级Lw(i)来 判定参考信号X(i)的信号等级Ly(i),因此能够更正确地判定产生异音的状态。
[0169] 在此情况下,在图5所示的信号等级探测步骤50化中,通过截止频率fw的HPF或 BPF,从参考信号x(i)中提取频率fwW上的高频分量信号xw(i)。进而,在信号等级探测 步骤50化中,对提取出的高频分量信号Xw(i)的信号等级Lw(i)进行检测。
[0170] 在判定步骤505c中,将高频分量信号Xw(i)的信号等级Lw(i)与和参考信号噪声 Xz(i)的信号等级Lz(i)相当的阔值进行比较。该样一来,能够探测参考信号噪声Xz(i)和 噪音分量信号%(i)哪一个较大。然后,在信号等级判定步骤505c中,将信号等级Lw(i)与 预先决定的阔值进行比较,在判定为信号等级Lw(i)小于阔值的情况下,判定为参考信号 Xa)的信号等级Ly(i)小。
[0171] 接着,对实施方式1的第4例的消除信号生成模块135进行说明。在图2中,第4 例的消除信号生成模块135包含ADF部5和调整部139。本例中的调整部139输入从控制 模块8或者控制模块128输出的控制信号,并基于该控制信号,停止消除信号y(i)的输出。 另外在此情况下,控制模块8或者控制模块128在判定为信号等级L,(n)小的情况下,将停 止消除信号y(n)的输出的意思的控制信号输出到调整部139。
[0172] 例如调整部139也可W由设置在ADF部5与输出端子42之间的开关等来构成。该 开关基于控制模块8或者控制模块128的输出而被接通/断开。其结果,调整部139能够 阻止消除信号y(i)被输出到输出端子42。
[0173] 另外调整部139也可W另外设置在消除信号生成模块135外。例如调整部139也 可W设置在消除信号生成模块135与输出端子42之间。或者调整部139也可W包含在输 出端子42中。进而调整部139也可W设置到有源降噪装置4的外部,例如输出端子42与 消除音源2之间等。
[0174] 此外调整部139也可W设置在ADF部5与参考信号输入端子41之间。在此情况 下,调整部139停止向ADF部5输入参考信号X(i)。通过像该样构成,能够获得与调整部 139停止消除信号y(i)的输出的情况的构成相同的效果。另外在此情况下,调整部139也 可W设置在例如消除信号生成模块135与参考信号输入端子41之间。或者调整部139也 可W包含在参考信号输入端子41、参考信号源1的任意一者中。
[01巧]接着,对实施方式1的第5例的消除信号生成模块145进行说明。在图2中,第5 例的消除信号生成模块145包含ADF部5和调整部149。本例中的调整部149包含LPF,设 置在例如ADF部5与输出端子42之间。另外,调整部149可W由例如数字滤波器等构成。 从控制模块8或者控制模块128输出的控制信号被输入到调整部149。调整部149基于该 控制信号来调整消除信号y(i)的等级。
[0176] 本例的控制模块8或者控制模块128在判断为信号等级L,(n)小的情况下,将对 消除信号y(n)的输出进行调整的意思的控制信号输出到调整部149。调整部149根据从控 制模块8或者控制模块128输出的控制信号来变更LPF的截止频率fu(n)。
[0177]调整部149在通常时即信号等级L,a)大的情况下,将截止频率f^a)设定得比 降低噪音的控制频带的上限更高。而且,在控制模块8或者控制模块128将信号等级L,(i) 判定为小的情况下,调整部149降低截止频率fu(i)。在此情况下,截止频率fu(i)设为例 如HPF120a的截止频率fw(i)W下。
[017引此外调整部149也可W采用对应于信号等级Lx(i)的大小来变更截止频率fu(i) 的构成。例如在信号等级L,(n)大的情况下,截止频率fu(n)预先设定为控制频带的上限 的频率。而且调整部149也可W通过对截止频率fu(n)乘W等级调整系数a(n)来算出当 前时间点的截止频率fu(n)。
[0179] 在此情况下,控制模块8或者控制模块128对调整部149输出等级调整系数 a(n)。而且在控制模块8或者控制模块128将信号等级L,(n)判定为大的情况下,将等级 调整系数a(n)设为1。另一方面,在控制模块8或者控制模块128将信号等级L,(n)判定 为小的情况下,将等级调整系数a(n)调整为0《a(n) < 1的范围。
[0180] 通过采用W上该种构成,LPF的截止频率fu(i)能够设定为参考信号噪声x,(i)大 于噪音分量信号%(1)的频带的下限频率f;(i)W下的频率。通过该构成,即使在信号等级 LxQ)小的情况下,参考信号噪声Xz(。中的下限频率fz。)W上的频率的信号也被衰减。 因此,能够提供可W减小包含在消除音Nl中并且起因于参考信号噪声x,(i)的噪声声音的 等级,同时良好地降低噪音NO的有源降噪装置4。
[0181] 另外调整部149也可W设置在消除信号生成模块145或者有源降噪装置4之外。 例如调整部149也可W设置在消除信号生成模块145与输出端子42之间。进而调整部149 也可W包含在输出端子42和消除音源2的任意一者中。
[0182] 此外调整部149也可W设置在ADF部5与参考信号输入端子41之间。在此情况 下,参考信号X(i)被输入到调整部149,调整部149将被输入的参考信号X(i)经由LPF输 出到ADF部5。由此消除信号ya)的生成所使用的参考信号xa)中包含的参考信号噪声 Xza)被降低。因此通过采用该种构成,本例能够获得与将调整部149设置于ADF部5之后 的情况同样的效果。另外LPF也可W使用运算放大器、电阻器等所构成的模拟滤波器。
[0183] 进而调整部149采用将由数字滤波器构成的LPF卷积到由LMS运算部7更新后的 滤波器系数W(i)中的构成也能够获得同样的效果。
[0184] 对本例的消除信号生成步骤547进行说明。图IOA是本例的消除信号生成步骤 547的流程图。如图IOA所示消除信号生成步骤547包含输入步骤507a、自适应滤波器步 骤50化、截止频率决定步骤547c和调整步骤547d。另外本例的消除信号生成步骤547可 W置换为图4中的消除信号生成步骤507。
[0化5] 在自适应滤波器步骤50化中,在基于通过LPF从参考信号x(i)降低了截止频率 (i)W上的分量之后的信号来运算滤波器系数的情况下,在输入步骤507a与自适应滤波 器步骤50化之间设置调整步骤547d。此外在LPF使通过输入步骤507a读出的滤波器系数 W(n)的频率特性发生变化,并向自适应滤波器步骤50化输出的情况下,也在输入步骤507a 与自适应滤波器步骤50化之间设置调整步骤547d。进而在LPF从消除信号y(i)降低截止 频率片p(i)W上的分量并向输出端子42输出的情况下,在自适应滤波器步骤50化之后设 置调整步骤547d。
[0186] 在输入步骤507a中,输入参考信号x(n)和等级调整系数a(n),生成参考信号 X(n)。进而从存储部11读入滤波器系数W(n)。然后在自适应滤波器步骤50化中,利用读 出的滤波器系数W(n),如(数学式4)所示那样,基于参考信号X(n)来生成消除信号y(n) 并输出。
[0187] 在使截止频率fu(i)变化的情况下,消除信号生成步骤547包括截止频率决定步 骤547c。在截止频率决定步骤547c中,根据控制步骤505的控制输出,来决定在调整步骤 547d中使用的截止频率(i)。另外,截止频率决定步骤547c也可W设置在输入步骤507a 之后并且调整步骤547dW前。例如在控制步骤505中将信号等级L,(n)判定为大的情况 下,在截止频率决定步骤547c中,从存储部11中读出预先决定的控制频带W上的频率来设 定为截止频率fu(n)。另一方面,在控制步骤505中将信号等级L,(n)判定为小的情况下, 在截止频率决定步骤547c中,从存储部11中读出低的频率来设定为截止频率fu(n)。或 者,在截止频率决定步骤547c中,例如也可W对规定为控制频带的上限的频率乘W等级调 整系数a(n)来算出截止频率fu(n)。
[01能]图11是实施方式1中的第6例的消除信号生成模块155中的调整部159的框图。 第6例的消除信号生成模块155中包含ADF部5和调整部159。
[0189] 本例中的调整部159输入从控制模块8或者控制模块128输出的控制信号,基于 该控制信号,对消除信号y(i)的输出进行调整。为此调整部159包含处理选择部159a和 LPF159bO
[0190] 例如调整部159设置在ADF部5与输出端子42之间。在此情况下,处理选择部 159a在控制模块8或者控制模块128将信号等级L, (n)判定为小的情况下,将从ADF部5 输出的消除信号y(n)供给至LPF159b。因此,消除信号y(n)经由LPF159b被输出到输出端 子42。另外处理选择部159a在控制模块8或者控制模块128判定为信号等级L,(n)大的 情况下,将从ADF部5输出的消除信号y(n)直接供给至输出端子42。
[0191] 如上,处理选择部159a选择ADF部5的输出信号和LPF159b的输出信号的任意一 者来供给至输出端子42。另外,LPF159b的截止频率设为等级检测部120中的HPF120a 的截止频率fwW下。在此情况下,在控制模块8或者控制模块128将信号等级L,a)判定 为小的情况下,控制模块8或者控制模块128将选择ADF部5和LPF159b中的LPF159b的 输出信号的意思的控制信号输出到调整部159。
[0192] 调整部159的全部或其一部分也可W设置在信号处理装置之中并且消除信号生 成模块155之外。例如,调整部159的全部或其一部分也可W设置在消除信号生成模块155 与输出端子42之间。或者,调整部159的全部或其一部分也可W包含在输出端子42中。进 而,调整部159的全部或其一部分也可W设置在信号处理装置之外,例如,也可W包含在消 除音源2中。
[019引此外调整部159也可W采用设置在ADF部5与参考信号输入端子41之间的构成。 在此情况下,处理选择部159a在控制模块8或者控制模块128将信号等级L, (n)判定为大 的情况下,调整部159将参考信号X(n)直接供给至ADF部5。目P,在控制模块8或者控制模 块128将信号等级L, (n)判定为小的情况下,处理选择部159a选择将参考信号X(n)供给至 LPF159b。通过该构成,参考信号x(n)经由LPF159b被输出至ADF部5。即处理选择部159a 选择是将参考信号X(n)从参考信号输入端子41直接输入到ADF部5,还是经由LPF159b输 入到ADF部5。
[0194] 通过采用W上该种构成,参考信号x(i)衰减LPF159b的截止频率fuW上的信 号。其结果,在噪音NO小的情况下,能够减小包含在消除音Nl中并且起因于参考信号噪声x,(i)的噪声声音的等级。进而,本例的有源降噪装置4由于在截止频率fuW下的频带输 出通常的消除音NI,因此能持续获得良好的降噪效果。
[01巧]另外,LPF159b的截止频率设为固定,但本例不限定于此。LPF159b的截止频 率fu(i)也可W根据例如参考信号xa)的信号等级Ly(i)的大小而变化。在此情况下, LPF159b能够进行调整使得仅参考信号噪声x,(i)超过噪音分量信号xw(i)的频带的消除 信号y(i)的信号等级减小。因此本例的有源降噪装置4能够对应于参考信号x(i)的信号 等级L,(i)的大小,有效地降低合适的频带的噪音。
[0196] 此外本例的处理选择部159a也可W由例如切换开关构成。在此情况下,处理选择 部159a基于控制模块8或者控制模块128的判定结果而被切换。此外处理选择部159a设 置于LPF159b的输入侧和输出侧双方,但也可W是至少任意一方。
[0197] 利用图IOB对本例的消除信号生成步骤557进行说明。另外消除信号生成步骤 557可W置换为图4中的消除信号生成步骤507。在图IOB中,消除信号生成步骤557包括 输入步骤507a和自适应滤波器步骤50化,而且也可W包括处理选择步骤557c和调整步骤 557d〇
[0198] 在LPF是从消除信号y(n)降低截止频率fuW上的分量,并输出到输出端子42的 构成的情况下,调整步骤557d设置在自适应滤波器步骤50化之后。而且在调整步骤557d 中,通过LPF从消除信号y(n)降低截止频率fuW上的分量而得到的信号被输出到输出端 子42。
[0199] 在此情况下,处理选择步骤557c对是将通过自适应滤波器步骤50化算出的消除 信号y (n)直接输出到输出端子42还是经由调整步骤557d输出到输出端子42进行切换。
[0200] 此外在自适应滤波器步骤50化中,在使用通过LPF从参考信号x(i)降低了截止 频率片PW上的分量的信号的情况下,在输入步骤507a与自适应滤波器步骤50化之间设置 调整步骤557d。而且在调整步骤557d中,通过LPF从参考信号x(i)降低截止频率fuW 上的分量而得到的信号被输出到自适应滤波器步骤50化。
[0201] 在此情况下,处理选择步骤557c根据控制步骤505的判断结果,来进行是使用在 自适应滤波器步骤50化中从参考信号输入端子41直接输出的参考信号X(i),还是使用在 调整步骤557d中输出的参考信号X(i)的切换。
[0202] 另外,也可W在自适应滤波器步骤50化之后,进一步通过LPF从消除信号y(i)降 低截止频率W上的分量。在该种构成的情况下,在控制步骤505中,在判定为信号等级 Ly(n)小的情况下,判断为在自适应滤波器步骤50化的前后的调整步骤557d中执行至少任 意一方。另外处理选择步骤557c设置在输入步骤507a之后并且调整步骤557d之前。
[0203] 此外消除信号生成步骤557也可W还包括设置在输入步骤507a与调整步骤557d 之间的截止频率决定步骤。在此情况下,在截止频率决定步骤中,根据控制步骤505的控制 信号来决定LPF的截止频率fu(i)。
[0204] 图12是本实施方式中的第7例的消除信号生成模块165的框图。图2、图12所示 的第7例的消除信号生成模块165包含ADF部5和调整部169。调整部169包含HPF169a、 校正信号生成部169b和合成部169c。
[02化]HPF169a输入参考信号X(i),并输出从当前时间点向前追溯丫W步为止的参考信 号x(n),? ? -,x(n-丫HP)中的频率fwW上的分量即高频分量信号xw(n)。另外,在消除 信号生成模块165与控制模块128 -起构成的情况下,通过从控制模块128将高频分量信 号xw(i)供给至校正信号生成部169b,能够省略HPF169a。
[0206] 校正信号生成部169b输入高频分量信号Xw(i),如(数学式14)所示那样生成校 正信号z(n)。
[0207] 【数学式14】 N-I
[0208] ;/'(n)=-之w(k, n). X …(n - k) k0
[0209] 合成部169c在控制模块8或者控制模块128将信号等级Ly(n)的等级判定为小 的情况下,将由ADF部5生成的消除信号y(n)和校正信号Z(n)相加而得到的信号输出到 输出端子42。
[0210] 在合成部169c仅具有将消除信号y(i)和校正信号Z(i)相加的功能的构成中,在 控制模块8或者控制模块128将信号等级L,(i)判定为大的情况下,校正信号生成部169b 输出0。
[0211] 另外合成部169c也可W采用具有开关和加法器的构成。在此情况下,校正信号 Za)经由开关而被输入到加法器。然后,在控制模块8或者控制模块128将信号等级L>) 判定为大的情况下,将合成部169c的开关断开。其结果,校正信号Z(n)向加法器的供给被 停止。
[0212] 进而合成部169c也可W采用如(数学式15)所示那样利用等级调整系数a(i) 来将消除信号y(i)与校正信号z(i)相加的构成。在此情况下,对调整部169还输入等级 调整系数a(i)。另外,在控制模块8或者控制模块128将信号等级L,(n)判定为大的情况 下,输出a(n) =0。在控制模块8或者控制模块128判定为信号等级L>)小的情况下, 输出a(n)二 1。 悦1引【数学式巧】
[0214] y(n) =y(n) +a(n) ?Z(n)
[0215] 如上,通过对消除信号y(i)和校正信号z(i)进行合成,在噪音NO小的情况下,能 够抵消基于消除信号y(i)中包含的高频分量信号xw(i)的分量。因此,能够减小消除音Nl 中包含的参考信号噪声x,(i)所引起的噪声声音的等级。
[0216] 校正信号z(i)相对于消除信号y(i)产生相位偏差。该相位偏差起因于HPF169a 或者HPF120a。为了应对该相位偏差,调整部169也可W采用包含相位调整部169d的构成。 相位调整部169d对消除信号y(i)和校正信号z(i)的相位偏差进行校正。为此,例如相位 调整部169d设置在ADF部5与合成部169c之间。通过采用该种构成,能够更高精度地减 小参考信号噪声x,(i)所引起的噪声声音的等级。
[0217] 图13是实施方式1中的第7例的消除信号生成模块165的控制流程图。如图13 所示,本例的消除信号生成步骤567包括输入步骤507a和自适应滤波器步骤507b。另外消 除信号生成步骤567可W置换为图4中的消除信号生成步骤507。
[0218] 消除信号生成步骤567还包括校正信号生成步骤567c和合成步骤567d。在此情 况下,合成步骤567d设置在自适应滤波器步骤50化之后。在校正信号生成步骤567c中, 通过具有截止频率fw的HPF或BPF从参考信号X(i)中提取频率fHPW上的高频分量信号 xw(i)。为此,校正信号生成步骤567c设置在输入步骤507a与合成步骤567d之间。另外, 在控制步骤505中提取了高频分量信号xw(i)的情况下,也可W在输入步骤507a中读入高 频分量信号Xw(i)。在校正信号生成步骤567c中通过(数学式14)来生成校正信号Z(n)。
[0219] 在控制步骤505中将信号等级Ly(n)判定为小的情况下,在合成步骤567d中对消 除信号y(n)加上校正信号Z(n)。在合成步骤567d中,例如如(数学式15)所示利用等级 调整系数a(n)来将消除信号y(n)与校正信号z(n)相加。在此情况下,在控制步骤505 中,在判定为信号等级L,(n)大的情况下,输出a(n) =0。此外控制步骤505在判定为信 号等级L,(n)小的情况下输出a(n) = 1。
[0220] 而且,在校正信号生成步骤567c中也可W调整消除信号y(i)的相位。在此情 况下,在校正信号生成步骤567c中,还输入在自适应滤波器步骤50化中算出的消除信号 y(i)。然后在校正信号生成步骤567c中,对消除信号y(i)与校正信号z(i)的相位偏差进 行校正。其结果,在合成步骤567d中,输入使相位与校正信号z(i) -致的消除信号y(i)。
[0221] 图14是本实施方式中的第8例的消除信号生成模块175的框图。图2、图14所示 的第8例的消除信号生成模块175包含ADF部5和调整部179。调整部179包含HPF179a 和合成部179c。另外,在消除信号生成模块175与控制模块128-起构成的情况下,也可W 从控制模块128输出高频分量信号xw(i),并输入到调整部179。在此情况下,也可W省略 HPF179aO
[0222] 在控制模块8或者控制模块128判定为信号等级L,(n)小的情况下,合成部179c 使高频分量信号Xw(n)的相位翻转,生成高频分量信号(-Xw(n))。进而合成部179c将参 考信号x(n)与高频分量信号(-Xw(n))相加。
[0223] 另外合成部179c也可W采用具有开关和加法器的构成。而且,也可W采用将参考 信号X(i)和经由开关的高频分量信号Xw(i)输入到加法器的构成。在此情况下,在控制模 块8或者控制模块128将信号等级L, (n)判定为大的情况下,合成部179c将开关断开,停 止高频分量信号xw(n)向加法器的供给。
[0224] 此外,合成部179c也可W如(数学式16)所示利用等级调整系数a(n)来将参考 信号x(n)与高频分量信号xw(n)相加。在此情况下,控制模块8或者控制模块128将等级 调整系数a(n)还供给至调整部179。另外,在控制模块8或者控制模块128判定为信号 等级L,(n)大的情况下,输出a(n) =0。在控制模块8或者控制模块128判定为信号等级 Lx(D)小的情况下,输出a(n) =-1。 悦2引【数学式16】
[0226] X (n) = X (n) + a (n) ? Xhf (n)
[0227] 如上,通过由合成部179c对参考信号X(i)和高频分量信号(-xw(i))进行合成, 从而在噪音NO小的情况下,能够抵消基于参考信号x(i)中包含的高频分量信号xw(i)的 分量。因此,能够减小消除音Nl中包含的参考信号噪声x,(i)所引起的噪声声音的等级。
[0228] 而且,调整部179也可W包含相位调整部179d。在此情况下,相位调整部179d设 置在例如参考信号输入端子41与ADF部5之间。相位调整部179d对参考信号X(i)与高 频分量信号Xw(i)的相位偏差进行校正。通过该构成,能够更高精度地减小参考信号噪声x,(i)所引起的噪声声音的等级。
[0229] 图13所示的本例的消除信号生成步骤577包括输入步骤507a和自适应滤波器步 骤50化。另外消除信号生成步骤577可W置换为图4中的消除信号生成步骤507。
[0230] 消除信号生成步骤577还包括校正信号生成步骤577c和合成步骤577d。在校正 信号生成步骤577c中,通过截止频率fw的HPF或BPF从参考信号X(i)中提取频率fWW 上的高频分量信号xw(i)。为此,校正信号生成步骤577c设置在输入步骤507a与合成步 骤577d之间。另外,在控制步骤5
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