专利名称：噪音降低设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及噪音降低设备，具体地，本发明涉及用于减少从可移动体(例如，车辆)之外泄漏到其空间中的噪音的噪音降低设备。
背景技术：
作为噪音降低设备，当前已知的是用于通过下面方式来减少噪音的设备通过使用麦克风收集(检测)噪音，并在声学上输出与其主噪音分量的相位具有相反相位的声音， 以便消除该噪音和反相噪音(下文称为噪音消除)(例如，参见专利文献1)。如果这种噪音降低设备安装在车辆中，则可以获得令人满意的车内环境，并排除了从车辆之外泄漏到其空间内的各种讨厌噪音。引用列表专利文献专利文献1 日本专利申请公开No. 2009-17083
发明内容
技术问题但是，存在着驾驶员将诸如警告声音(特定声音)之类的外部声音使用为指标，来确定驾驶操作的情况。因此，如果在存在这种特定声音的环境下，执行如上面所描述的噪音消除，则听到这种特定的声音本身也变得困难。本发明着力于解决该问题，其目标是提供一种噪音降低设备，而使用该设备，可以清楚地听到作为驾驶指标所需要的特定声音。问题解决方案根据本发明的噪音降低设备是一种用于减少可移动体的空间里面的噪音的噪音降低设备，其包括噪音消除单元，用于在声学上向可移动体的空间里面输出与噪音的主分量相位具有相反相位的声音，以便消除该噪音；特定声音确定单元，用于判断在所述可移动体之外是否有预定的特定声音发出；控制单元，用于在所述特定声音确定单元确定有所述特定声音发出的情况下，减少噪音消除单元中的噪音消除量。
图1是示出一个实施例的示例的图，其中在该实施例中，根据本发明的噪音降低设备安装在作为可移动体的车辆中。图2是示出空间麦克风3A和;3B的安装位置的示例的图。图3是示出扬声器7A和7B的安装位置的另一个示例的图。图4是示出噪音消除控制单元4的内部配置的示例的框图。图5是示出EPROM 25中的存储器映射的示例的图。图6是示出噪音消除控制流程的图。图7是示出救护车警报的频率-声级特性的示例的图。
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图8是示出道路噪音获取控制流程的示例的图。图9是示出第二实施例中的噪音消除控制单元的配置的框图。图10是示出第三实施例中的噪音消除控制单元的配置的框图。
具体实施例方式在根据本发明的噪音降低设备中，当通过在声学上输出与向可移动体的空间里面泄漏的噪音的相位具有相反相位的声音来消除噪音时，如果检测到的可移动体外面声音是预定的特定声音，则使噪音消除操作自动地失效，或者当检测到该特定声音时，减少消除量。结果，当车辆行驶时，在有为了安全驾驶所需要的特定声音(例如，紧急车辆警报或者经过铁路的声音)发出的情况下，驾驶员也可以清楚地听到该特定声音。下面将参照附图来描述本发明的实施例。应当注意，在下面要描述的附图中，基本相同或者彼此等同的组成部分元素或者部件，使用相同的附图数字或者字母来表示。第一实施例图1是示出一个实施例的示例的图，其中在该实施例中，根据本发明的噪音降低设备10安装在作为可移动体的车辆VH中。在图1中，用于收集(检测)车辆的空间里面(下文简称为“车辆里面”或者“汽车里面”)中的声音的空间麦克风3A和3B，安装到在车辆VH中的驾驶员座椅1处放置的头部保护装置2处。例如，空间麦克风3A和;3B分别安装在头部保护装置2的左侧和右侧，如图2中所示。空间麦克风3A和:3B将通过检测噪音消除控制单元4的各个安装位置处的汽车里面声音所获得的信号，提供为汽车里面声音信号AX1和A&。也就是说，空间麦克风3A 向噪音消除控制单元4提供对坐在驾驶员座椅1的驾驶员的左耳附近进行检测所获得的汽车里面声音信号(或者汽车里面声音检测信号)AXlt)空间麦克风:3B向噪音消除控制单元 4提供对驾驶员的右耳附近进行检测所获得的汽车里面声音信号A&。用于收集(检测)汽车外面声音的外部麦克风5，安装在车辆的后侧。如图1中所示，外部麦克风5安装在与发动机间隔开预定的距离或者更大距离的位置处，以便尽可能不接收作为车辆的功率源的发动机的声音或者震动。外部麦克风5将通过检测汽车外面声音所获得的信号，作为汽车外面声音信号(或者汽车外面声音检测信号)AZ提供给噪音消除控制单元4。天线6向噪音消除控制单元4提供道路信息接收信号R，后者是通过接收从另一个车辆或者道路信息服务中心(图中没有示出)无线发送的道路信息所获得的，如ITS(智能交通系统)促进会、称为ITS日本的非赢利组织等等所提出的。如坐在驾驶员座椅1的驾驶员所观察到的，扬声器7A和7B分别嵌入和安装到车辆仪表板下面的左侧面板和右侧面板(图中没有示出)中。扬声器7A和7B根据分别从噪音消除控制单元4提供的反相汽车里面噪音信号&和(；2，产生针对于车辆里面的声学输出。 应当注意，扬声器7A和7B可以分别与空间麦克风3A和;3B —起安装在头部保护装置2的左侧和右侧，如图3中所示。图4是示出噪音降低设备10中的噪音消除控制单元4的内部配置的示例的图。噪音消除控制单元4基于道路信息接收信号R、汽车外面声音信号AZ以及汽车里面声音信号 AX1和AX2,分别生成反相汽车里面声音信号G1和(；2，并将它们提供给扬声器7A和7B。
在图4中，均衡器(EQ) 11提取从空间麦克风3A提供的讨厌噪音(例如，道路噪音、风噪音或者来自汽车里面声音信号之中的发动机噪音)的频带中的信号，并将其向可变增益反转放大器12提供成汽车里面噪音信号AQ115可变增益反转放大器12将汽车里面噪音信号AA的极性进行反转，并向输出放大器13提供通过将极性反转的汽车里面噪音信号放大增益指定信号VG所指定的增益之后获得的信号，作为反相汽车里面噪音信号ARp 输出放大器13对反相汽车里面噪音信号AR1进行放大，以获得能够驱动扬声器的反相汽车里面噪音信号G1，并向扬声器7A提供该反相汽车里面噪音信号G1。均衡器14提取从空间麦克风:3B提供的讨厌噪音(例如，道路噪音、风噪音或者来自汽车里面声音信号之中的发动机噪音)的频带中的信号，并将其向可变增益反转放大器15提供成汽车里面噪音信号AQ2。可变增益反转放大器15将汽车里面噪音信号的极性进行反转，并向输出放大器16提供通过将极性反转的汽车里面噪音信号放大增益指定信号VG所指定的增益之后获得的信号，作为反相汽车里面噪音信号AR2。输出放大器16 对反相汽车里面噪音信号进行放大，以获得能够驱动扬声器的反相汽车里面噪音信号 &，并向扬声器7B提供该反相汽车里面噪音信号&。道路信息解调单元21对道路信息数据进行解调，并将其作为道路信息数据LD提供给控制器20，其中道路信息数据表示来自于通过天线6接收的道路信息接收信号R之中的道路信息。A/D变换器22将从外部麦克风5提供的汽车外面声音信号AZ转换成数字信号， 并将所获得的数字汽车外面声音信号ADZ提供给频率分析单元23和控制器20。频率分析单元23按预定的测量时间间隔对汽车外面声音信号ADZ执行快速傅里叶变换，从而生成汽车外面声音频率数据FD，以作为表示各个频率的功率电平的频率谱数据。频率分析单元23 向存储器M提供按预定的测量时间间隔获得的汽车外面声音频率数据FD。存储器M随后获取并存储按预定的测量时间间隔所生成的汽车外面声音频率数据FD，以抵达顺序来读取汽车外面声音频率数据FD，并将它们提供给控制器20。汽车导航设备8首先通过使用GPS(全球定位系统)来检测车辆VH的当前位置， 并基于该当前位置来指示该车辆当前正在行驶的道路。随后，向控制器20提供汽车位置信息CP，其每一个表示道路的名称、道路的类型(高速公路、主干道、林道等等)、该车辆在该时间点行驶的道路的地区、车辆VH的当前位置等等。对于作为驾驶指标所需要的各种特定声音中的每一个(例如，紧急车辆警报和经过铁路的声音)，EPROM (可擦写可编程只读存储器)25存储表示该特定声音的频谱的特定声音频率数据F。例如，如图5中所示，EPR0M25包括制造商设置区域(其中在该区域中，针对制造商准备的各种特定声音中的每一个，提前存储有特定的声音频率数据)和用户设置区域(其中在该区域中，存储针对每一种特定声音的特定声音频率数据，其中这些数据根据用户的指令来生成(下文将进行描述))。在EPROM 25的制造商设置区域中，提前将分别与警车警报、火警警报、救护车警报和经过铁路的声音相对应的特定声音频率数据Fl到F4 存储成特定的声音，如图5中所示，例如。应当注意，特定声音频率数据Fl到F4是制造商通过对如上面所描述的这些警报中的每一个和经过铁路的声音执行如在上面所描述的频率分析单元23中的快速傅里叶变换所获得的，并在产品装运之前将它们写入到EPROM 25 中。
操作单元沈接收来自用户的各种操作，并向控制器20提供表示用户的操作所指示的命令的操作信号。例如，操作单元26从用户接收用于开始或者停止噪音消除操作的指示操作，或者用于开始或停止道路噪音获取操作的指示操作，并将表示该指示内容的操作信号提供给控制器20。显示单元27显示从控制器20提供的图像信号所表示的图像。也就是说，空间麦克风3A和:3B、均衡器(EQ) 11和14、以及可变增益反转放大器12 和15—起构成噪音消除单元。此外，外部麦克风5、频率分析单元23、存储器M、EPR0M 25 和控制器20 —起构成特定声音确定单元，控制器20操作成噪音消除控制单元。接着，将参照流程图来描述由控制器20所执行的噪音消除控制操作。例如，控制器20执行图6中所示的噪音消除控制例程。在图6中，控制器20首先获取在EPROM 25中存储的所有特定声音频率数据F1、
F2.....Fn(Fj :j = 1到n)(步骤SO)。接着，控制器20分别向可变增益反转放大器12和
15提供表示增益K1的增益指定信号VG，以便去除泄漏到车辆里面的讨厌噪音(例如，道路噪音、风噪音或者发动机噪音)(步骤Si)。通过执行步骤Si，可变增益反转放大器12和15将在车辆里面检测到的汽车里面噪音信号的相位反转，并通过输出放大器(13和16)向扬声器(7A和7B)发送通过将相位反转的汽车里面噪音信号放大增益K1所获得的反相汽车里面噪音信号(AR1和AR2)。结果，从扬声器(7A和7B)中声学地输出了与泄漏到汽车里面的噪音的相位具有相反相位的声音(称为反相噪音)(噪音消除使能)。随后，所述噪音和反相噪音在车辆中进行彼此消除，从而消除了由驾驶员听觉感测到的噪音。 接着，控制器20获取从存储器M读取的汽车外面声音频率数据FD (步骤S2)。接着，控制器20获得汽车外面声音频率数据FD和先前获取的特定声音频率数据Fl到1 之间的相似度，生成相应的相似度NE1、NE2.....NEn (NEj j = 1到n)(步骤S3)。应当注意，可以通过通用的各种方法来获得相似度NEj (j = 1到η)。例如，可以通过对于特定声音的频率范围(相似度区域)中的每一个频率分量执行强度比较(匹配)，或者通过各种统计方法(其包括互相关系数的计算)来获得该值。也就是说，如上所述，特定声音频率数据F和汽车外面声音频率数据FD是通过对与这些声音相对应的音频信号执行傅里叶变换所获得的。这里，傅里叶变换通过各种正弦和余弦波形的叠加来表示输入信号。 在傅里叶变换中，将整个频带划分成多个波带(细分的波带)，通过位于频率的中央的带通滤波器来检测每一个细分的波带的电平，以便测量每一个细分的波带的电平。具体而言，当使用波带为士25Hz的带通滤波器时，对细分的波带的中心频率分别是50Hz、100Hz、150Hz 等等、宽度为50Hz范围中存在的声音的电平进行测量。图7是示出救护车警报的频率-声级特性的示例的图。如图7中所示，在救护车警报的情况下，其电平达到其最大值的频率f0是500Hz。 因此，在A/D变换器22中，需要使用至少两倍频率IkHz ( 一般情况下，使用四倍频率)来执行采样。在现实中，由于对宽带频带中的信号进行检测，因此使用48KHz或者96KHz来执行采样。这里，控制器20检测其电平达到其最大值的频率f0以及汽车外面声音频率数据FD 在频率fO处的电平，它们是通过频率分析单元23执行傅里叶变换来获得的。此外，控制器 20检测其谐波的移动。例如，在图7中，控制器20检测频率fl (该频率是其电平达到其最大值的频率f0 (500Hz)的两倍的谐波)，以及在频率fl处的电平。随后，控制器20针对提
7前在EPROM 25中存储的数据，来检查所检测的结果，以获得与每一个特定声音的相似度。 因此，可以判断其是否是紧急车辆警报。应当注意，当上面所描述的频率f0处的电平和频率Π (其是第二谐波)处的电平之间的电平差大于或等于预定的电平时，可以确定其是紧急车辆警报。此外，例如，如果频率f0随时间以450 — 500 — 500Hz的这种方式进行变换， 则可以确定救护车正在变近，并随后持续地走远。接着，控制器20判断在相似度NEl到NEn之中，是否存在大于预定的门限TH的相似度(步骤S4)。也就是说，在步骤S4中，判断外部麦克风检测到的车辆外面声音是否与 EPROM 25中存储的特定声音频率数据Fl到1 所表示的各种特定声音(例如，如图5中所示的紧急车辆警报、经过铁路的声音等等)里的一个相匹配。如果在步骤S4中确定不存在大于预定门限TH的相似度NE ( S卩，如果确定车辆外面声音与如图5中所示的各种特定声音里的任何一个都不匹配)，并且如果道路特定服务可用，则控制器20从道路信息数据LD之中提取指示移动的紧急车辆的当前位置的紧急车辆位置信息(其包括指示该车辆正在行驶的道路的名称的信息)(步骤SQ。接着，基于从车辆中装备的汽车导航设备8提供的汽车位置信息CP以及上面所描述的紧急车辆位置信息，控制器20判断在与一个自己的车辆正在行驶的道路相同的道路上，是否存在紧急车辆正在接近自己的车辆，其中二者之间的距离小于预定的距离(步骤S6)。如果在步骤S6中确定不存在接近一个自己的车辆的紧急车辆，则控制器20返回到执行上面所描述的步骤Si，以重复执行如上面所描述的操作。也就是说，如果确定外部麦克风检测的外面声音与诸如紧急车辆警报或者经过铁路的声音之类的特定声音不匹配(步骤S4)，或者如果基于所接收的道路信息数据确定不存在正在接近一个自己的车辆的紧急车辆(步骤S6)，则继续地使能噪音消除操作。另一方面，如果在步骤S4中确定存在大于预定的门限TH的相似度NE ( S卩，如果确定外部麦克风检测的外面声音是诸如紧急车辆警报或者经过铁路的声音之类的特定声音)，或者如果在步骤S6中确定存在正在接近一个自己的车辆的紧急车辆，则执行后面的步骤S7。也就是说，如果在步骤S4中确定在本车辆之外有作为驾驶指标的特定声音发出， 则控制器20向可变增益反转放大器12和15提供表示增益K2 (其与上面所描述的增益K1 相比更小)的增益指定信号VG (步骤S7)。通过执行步骤S7,可变增益反转放大器12和15使用增益K2 (其表示与上面所描述的增益K1相比更小的放大因子)，对汽车里面噪音信号AA和AA的相位反转信号分别进行放大。结果，与泄漏到汽车里面的噪音的电平相比，减小了从扬声器7A和7B声学输出的反相噪音的电平，从而将针对该噪音的消除量减少与该电平减小值相对应的量。应当注意， 在步骤S7中，可以向可变增益反转放大器12和15提供将增益“0”(零)指示成增益K2的增益指定信号VG。换言之，如果确定检测的汽车外面声音与作为驾驶指标所需要的各种特定声音(图幻中的一个相匹配，或者如果通过使用ITS所建议的车辆到车辆通信功能从另一个车辆所获得的紧急车辆信息，检测到紧急车辆的接近，则使噪音消除操作强制失效。结果，使驾驶员能容易地听到该特定声音。在步骤S7的执行之后，控制器20向显示单元27提供图像信号，以便显示图像，从而通知紧急车辆正在接近(或者通过铁路道口)(步骤S8)。通过步骤S8的执行，显示单元 27显示字符图像来通知紧急车辆正在接近或者通过铁路道口，或者显示紧急车辆或铁路道口的动态图像。应当注意，如果在上面所描述的步骤S4中确定外面声音是经过铁路的声音，则控制器20可以在该步骤S8中，向汽车导航设备8提供铁路道口关闭信息，其指示要在一个自己的车辆的移动方向中通过的第一铁路道口正在关闭。在该情况下，在当前显示的地图上，汽车导航设备8将要在一个自己的车辆的移动方向中第一通过的铁路道口的标记，改变为指示其正在关闭的标记(例如，闪烁显示)。此外，在该时间期间，汽车导航设备 8可以声学地输出经过铁路的声音。在该步骤S8的执行之后，控制器20判断用户是否执行了指示停止噪音消除控制的操作的停止操作(步骤S9)。如果在步骤S9中确定没有进行该停止操作，则控制器20返回到执行上面所描述的步骤S2，以重复执行上面所描述的操作。另一方面，如果确定已进行了停止操作，则控制器20中断噪音消除控制例程，如图6中所示。因此，噪音消除操作结
束ο如上所述，当通过在声学上输出与向车辆里面泄漏的噪音的主分量相位具有相反相位的声音来消除噪音时，在检测的车辆外面声音是预定的特定声音的情况下，或者在检测到发出特定声音的紧急车辆正在接近的情况下，图1中所示的噪音降低设备10自动地使噪音消除操作在该检测的持续期间失效。结果，当车辆行驶时，在有作为驾驶指标所需要的特定声音(例如，紧急车辆警报或者经过铁路的声音)发出的情况下，驾驶员可以清楚地听到该特定声音。此外，根据上面所描述的配置和操作，即使在驾驶员使用系统中与噪音降低设备10不相同的音频设备(例如，汽车音频设备)来听音乐、无线电台等等情况下，驾驶员也可以清楚地听到所述特定声音，而无需将音频设备的音量调低。应当注意，虽然可变增益反转放大器12和15的增益在两个声级(图4中所示的噪音消除控制单元4里的增益& (噪音消除使能)和增益K2(噪音消除失效))之间切换， 但可以通过改变该增益值与在车辆里面中识别的特定声音的幅度相一致，来调整噪音消除量。也就是说，控制器20从外部麦克风检测的汽车外面信号ADZ之中提取紧急车辆警报， 并检测该声音的幅度。随后，替代图6中所示的步骤S7，控制器20通过向可变增益反转放大器12和15提供增益指定信号VG(其随着紧急车辆警报的减小，指示更小的增益)，来执行用于减小噪音消除量的控制。根据该控制，随着在汽车里面识别的紧急车辆警报变得更小，噪音消除量也变得更小。因此，可以一直地使噪音消除操作处于使驾驶员能听到紧急车辆警报的程度。此外，虽然图4中所示的噪音消除控制单元4将特定声音频率分析数据存储在 EPROM 25中，以便判断检测的外面声音是否是如上所述的特定声音，但也可以替代地将特定声音波形数据存储在EPROM 25中。在使用这种配置的情况下，获得检测的外面声音的波形和EPROM 25中存储的特定声音的波形之间的相似度，以便判断检测到的外面声音是否
是特定声音。这里，例如，虽然作为特定声音的紧急车辆警报或者经过铁路的声音在不同的国家之间不同，但将可重写记录介质(例如，EPR0M)使用为用于将这些特定声音存储在图4中所示的噪音消除控制单元4中的存储介质。因此，对于每一个国家来说，如果将特定于该国家的特定声音写入到其中，则可以提供与每一个国家相对应的产品。此外，通过将EPROM使用为存储这些特定声音的存储介质，人们变得可以处理新添加的紧急车辆警报。此外，虽然在上面所描述的实施例中，判断在EPROM 25中提前存储的频率分量分布是否与麦克风所输入的声音的频率分量分布相匹配，但在汽车的情况下，特别是在车辆行驶期间，由于道路噪音等等的影响而听到间隔远的警报时，SN比可能减小。在该情况下， 对于每一种类型的汽车，在EPROM 25中提前存储当使该车辆行驶时各个速度的道路噪音频率分量；当车辆行驶时，读取与当前行驶速度相对应的道路噪音频率分量；从实际检测的声音中减去该道路噪音频率分量分布。结果，可以抑制SN比的减小。此外，在声音没有存储在EPROM 25中，并且其具有过大的声音音量的情况下，则可能在附近发生未预期的事故等等。在该情况下，减少噪音消除影响是有效的。此外，虽然在上面所描述的实施例中，在EPROM 25中提前存储了与这些特定声音相对应的特定声音频率数据F，可以收集在车辆行驶时车外发出的特定声音，与该特定声音相对应的特定声音频率数据F可以在噪音消除控制单元4处生成，并存储在EPROM 25中。 随后，可以对行驶期间的道路噪音进行测量，并将道路噪音测量信息存储在EPROM 25，其中道路噪音测量信息是通过将指示行驶期间的道路的类型(例如，高速公路、主干道、林道等等)的信息与测量得到的道路噪音进行关联所获得的。图8是示出道路噪音获取控制流程的示例的图，以用于收集实际车辆行驶期间在车外发出的特定声音；生成与所收集的特定声音相对应的特定声音频率数据F，生成道路噪音测量信息(其指示在该车辆当前行驶的道路上测量得到的道路噪音)；将数据和信息二者存储在如上所述的EPR0M35中。首先，控制器20获取导航设备8所提供的汽车位置信息CP，将其存储在内置的存储器(图中没有示出)中，在内置存储器中存储行驶道路信息RRl (其指示车辆HV当前行驶的道路)(其由汽车位置信息CP来指示)(步骤S21)。接着，控制器20获取汽车外面声音频率数据FD (其中该数据是频率分析单元23对外部麦克风5在该时刻通过收集声音所获得的汽车外面信号ADZ执行傅里叶变换来获得的)，将汽车外面声音频率数据FD与上面所描述的汽车位置信息CP进行关联，并将其存储在内置存储器中(步骤S2》。接着，控制器20基于汽车外面声音频率数据FD来检测汽车外面道路噪音模式，并将该模式作为道路噪音模式APl存储在内置存储器中(步骤S2!3)。接着，控制器20反复地执行基于汽车位置信息CP来判断车辆HV是否已与上面所描述步骤S23的执行点移动预定的距离，直到确定该车辆已移动预定的距离为止(步骤S24)。接着，控制器20基于汽车外面声音频率数据 FD来检测汽车外面声音周期模式，并将该模式作为道路噪音模式AP2存储在内置存储器中 (步骤S25)。接着，控制器20判断道路噪音模式AP2是否与上面所描述的道路噪音模式APl 相同(步骤S26)。在步骤S26中确定道路噪音模式APl和AP2彼此之间相同的情况下，控制器20将指示车辆HV当前正在行驶的道路的行驶道路信息RR2 (其是通过导航设备8所提供的汽车位置信息CP来指示的)存储在内置存储器中(步骤S27)。接着，控制器20判断行驶道路信息RR2是否与上面所描述的行驶道路信息RRl相同(步骤S28)。在步骤S28 中确定行驶道路信息RRl与行驶道路信息RR2相同的情况下，控制器20在EPROM 25中存储道路噪音模式API (或者AP^，后者与指示该道路的名称和该车辆在该时间点行驶的道路地区的信息相关联，其中该信息通过上面所描述的汽车位置信息CP来指示(步骤S29)。 也就是说，通过上面所描述的步骤S23到S29的执行，仅仅当车辆HV在单一道路上移动预定的距离时，道路噪音模式维持某种条件，才将该道路噪音模式和指示该道路以及车辆行驶道路的地区的信息进行彼此关联，并存储在EPROM 25中。在执行上面所描述的步骤S29 之后，或者在上面所描述的步骤S^中确定道路噪音模式APl和AP2彼此不相同的情况下，或者在上面所描述的步骤S28中确定行驶道路信息RRl与行驶道路信息RR2不相同的情况下，控制器20判断操作单元沈是否已提供表示停止道路噪音获取控制的指示操作的操作信号(步骤S30)。如果在步骤S30中确定还没有提供表示停止道路噪音获取控制的指示操作的操作信号，则控制器20返回到执行上面所描述的步骤S21，并重复执行如上所述的操作。另一方面，如果在步骤S30中确定已提供表示停止道路噪音获取控制的指示操作的操作信号，则控制器20转到执行无效道路噪音模式删除例程(步骤S31)。也就是说，在无效道路噪音模式删除例程中，控制器20从至今仍在EPROM 25中存储的道路噪音模式之中，删除出现频率低于或等于预定的频率(例如，一个月一次)的模式，或者其与最高值的出现频率顺序低于预定顺序(例如，第20个)的模式。随后，在通过步骤S31执行了无效道路噪音模式删除例程之后，控制器20中断道路噪音获取控制例程，如图8中所示。因此，道路噪音获取操作结束。如上所述，在检测到由于紧急车辆的接近而出现特定声音(例如，警告声音)的情况下，自动地使噪音消除操作失效，或者执行调整以便将噪音消除量减少到驾驶员可以听到该特定声音的程度。因此，驾驶员可以清楚地听到该特定声音。此外，无需调低与噪音降低设备10不相同的音频设备(例如，汽车音频设备)所播放的音乐、无线电台声音等等的音量，驾驶员也可以听到该特定声音。也就是说，不用关心音频设备的音量，驾驶员就可以在听到输出的声音的同时，认识到紧急车辆等等的接近。在上面所描述的第一实施例的噪音消除控制单元4(图4)中，与用于由汽车音频设备声学地输出再现声音的扬声器不同，单独地提供了用于向车辆里面声学地输出反相噪音的扬声器7A和7B。但是，可以使用与上面所描述的噪音降低设备10的扬声器不相同的系统中的汽车音频设备的扬声器，来将上面所描述的反相噪音叠加在再现声音上，并产生其声学输出。第二实施例在第二实施例中，将描述在使用汽车音频设备的扬声器将上面所描述的反相噪音叠加在再现声音，并产生其声学输出的情况下，能更准确地执行噪音消除的配置。图9是示出第二实施例中的噪音消除控制单元4的配置的框图。如图9中所示，除空间麦克风3A和:3B、外部麦克风5和天线6之外，噪音消除控制单元4还连接到装备在车辆中的汽车音频设备9。汽车音频设备9对表示CD(紧致碟)、DVD(数字多用途光碟)、半导体存储器、磁盘等等上记录的音乐或者会话语音的信号进行再现，或者对表示广播(无线电台或者电视)中的音乐或会话语音的音频信号进行解调。汽车音频设备9向噪音消除控制单元4提供这些再现音频信号或解调音频信号中与右通道相对应的那些(例如，作为音频信号AUD1)和与左通道相对应的那些(例如，作为音频信号AUD2)。应当注意，汽车音频设备9包括放大器81A，用于对与右通道相对应的音频信号进行放大；扬声器82A，用于声学输出放大器81A所放大的音频信号；放大器81B，用于对与左通道相对应的音频信号进行放大；扬声器82B，用于声学输出放大器81B所放大的音频信号，如图9中所示。在图9中所示的噪音消除控制单元4中，道路信息解调单元21、A/D变换器22、频率分析单元23、存储器M、EPR0M 25、操作单元沈、显示单元27和控制器20，执行与图4中的相同附图标记所表示的模块相同的操作。因此，将不再描述这些模块的操作。在图9中，均衡器41从空间麦克风3A提供的汽车里面声音信号AX1之中，提取诸
11如道路噪音、风噪音或者发动机噪音之类的讨厌噪音的频带中的信号，并将该信号作为汽车里面噪音信号CN1提供给放大器42。放大器42向加法器43提供通过对汽车里面噪音信号CN1进行放大所获得的汽车里面噪音信号CNQ115滤波器44将通过对汽车音频设备9所提供的音频信号AUD1执行基于预定的第一传输特性的滤波处理所获得的信号，作为第一漏入音频信号M11提供给加法器45。这里，第一传输特性是假定传输信道为扬声器82A声学输出的声音在其中进行发送，直到其进入空间麦克风3A为止的范围。也就是说，从扬声器82A声学输出的声音进入空间麦克风3A，从而滤波器44基于汽车音频设备9再现或者解调的音频信号AUD1,获得泄漏到上面所描述的汽车里面噪音信号CNQ1的音频信号分量(M11)。滤波器46将通过对汽车音频设备9所提供的音频信号AUD2执行基于预定的第二传输特性的滤波处理所获得的信号，作为第二漏入音频信号M12提供给加法器45。这里，第二传输特性是假定传输信道为扬声器82B声学输出的声音在其中进行发送，直到其进入空间麦克风3A为止的范围。也就是说，从扬声器82B声学输出的声音进入空间麦克风3A，从而滤波器46基于汽车音频设备9再现或者解调的音频信号AUD2,获得泄漏到上面所描述的汽车里面噪音信号CNQ1的音频信号分量(M12)。加法器45向加法器43提供通过将上面所描述的第一漏入音频信号M11和第二漏入音频信号M12进行相加所获得的漏入音频信号(Mn+M12)。加法器43将漏入音频信号 (Mn+M12)与通过对汽车里面噪音信号CNQ1的极性进行反转所获得的信号的相加结果，作为反相汽车里面噪音信号( 提供给可变增益放大器47。也就是说，加法器43将通过对汽车里面噪音信号CNQ1的极性进行反转所获得的信号，作为反相汽车里面噪音信号( 进行输出，而由于从扬声器82A和82B声学输出的声音进入到空间麦克风3A，去除泄漏到汽车里面噪音信号CNQ1的音频信号分量(Mn+M12)。可变增益放大器47将通过对反相汽车里面噪音信号( 放大由控制器20提供的增益指定信号VG所指示的增益所获得的信号，作为反相汽车里面噪音信号CR1提供给均衡器48。均衡器48从反相汽车里面噪音信号CR1之中，提取诸如道路噪音、风噪音或者发动机噪音之类的噪音的频带中的信号，并将其作为反相汽车里面噪音信号CT1提供给加法器49。 加法器49向放大器81A提供通过将反相汽车里面噪音信号CT1叠加在汽车音频设备9所再现或解调的音频信号AUD1上所获得的音频信号。放大器81A对该音频信号进行放大，以获得能够驱动扬声器的音频信号，并将放大后的信号提供给扬声器82A。结果，扬声器82A向车辆里面声学地输出声音，其中该声音是通过将泄漏到车辆里面的噪音的相位进行反转获得的反相噪音叠加在汽车音频设备9再现或者解调的音乐或声音上所获得的。均衡器51从空间麦克风:3B提供的汽车里面声音信号AX2之中，提取诸如道路噪音、风噪音或者发动机噪音之类的讨厌噪音的频带中的信号，并将该信号作为汽车里面噪音信号CN2提供给放大器52。放大器52向加法器53提供通过对汽车里面噪音信号CN2进行放大所获得的汽车里面噪音信号CN(i2。滤波器M将通过对汽车音频设备9所提供的音频信号AUD2执行基于预定的第三传输特性的滤波处理所获得的信号，作为第一漏入音频信号M21提供给加法器55。这里，第三传输特性是假定传输信道为扬声器82B声学输出的声音在其中进行发送，直到其进入空间麦克风3B为止的范围。也就是说，从扬声器822声学输出的声音进入空间麦克风3B，从而滤波器M基于汽车音频设备9再现或者解调的音频信号AUD2,获得泄漏到上面所描述的汽车里面噪音信号CNQ2的音频信号分量(M21)。滤波器56将通过对汽车音频设备9所提供的音频信号AUD1执行基于预定的第四传输特性的滤波处理所获得的信号，作为第二漏入音频信号M22提供给加法器55。这里，第四传输特性是假定传输信道为扬声器82A声学输出的声音在其中进行发送，直到其进入空间麦克风3B为止的范围。也就是说，从扬声器82A声学输出的声音进入空间麦克风3B，从而滤波器56基于汽车音频设备9再现或者解调的音频信号AUD1,获得泄漏到上面所描述的汽车里面噪音信号CNQ2的音频信号分量(M22)。加法器55向加法器53提供通过将上面所描述的第一漏入音频信号M21和第二漏入音频信号^2进行相加所获得的漏入音频信号(M21+M22)。加法器53将漏入音频信号 (M21+M22)与通过对汽车里面噪音信号CNQ2的极性进行反转所获得的信号的相加结果，作为反相汽车里面噪音信号( 提供给可变增益放大器57。也就是说，加法器53将通过对汽车里面噪音信号CNQ2的极性进行反转所获得的信号，作为反相汽车里面噪音信号( 进行输出，而由于从扬声器82A和82B声学输出的声音进入到空间麦克风3B，去除泄漏到汽车里面噪音信号CNQ2的音频信号分量(M21+M22)。可变增益放大器57将通过对反相汽车里面噪音信号( 放大由控制器20提供的增益指定信号VG所指示的增益所获得的信号，作为反相汽车里面噪音信号( 提供给均衡器58。均衡器58从反相汽车里面噪音信号( 之中，提取诸如道路噪音、风噪音或者发动机噪音之类的噪音的频带中的信号，并将其作为反相汽车里面噪音信号CT2提供给加法器59。 加法器59向放大器81B提供通过将反相汽车里面噪音信号CT2叠加在汽车音频设备9所再现或解调的音频信号AUD2上所获得的音频信号。放大器81B对该音频信号进行放大，以获得能够驱动扬声器的音频信号，并将放大后的信号提供给扬声器82B。结果，扬声器82B向车辆里面声学地输出声音，其中该声音是通过将泄漏到车辆里面的噪音的相位进行反转获得的反相噪音叠加在汽车音频设备9再现或者解调的音乐或声音上所获得的。因此，根据图9中所示的噪音消除控制单元4，可以在向车辆里面声学地输出汽车音频设备9所再现或解调的音乐或声音的同时，消除泄漏到车辆里面的诸如道路噪音、风噪音或者发动机噪音之类的讨厌噪音。这里，在图9中所示的噪音消除控制单元4中，提供滤波器44、46、讨和56以及加法器43、45、53和55，以便防止为了麦克风3A和检测车辆里面噪音，由于汽车音频设备声学输出的音乐或声音的检测所造成的噪音消除效果的减弱。也就是说，从扬声器82A和 82B声学输出的声音通过其进行发送，直到它们进入到麦克风3A和;3B为止的传输信道是要首先仿真的，对汽车音频设备9所再现或解调的音频信号AUD1和AUD2执行与这些传输信道的传输特性相对应的滤波处理。结果，可以获得由麦克风3A和;3B所检测到的泄漏到汽车里面噪音信号CNQ1和CNQ2的音频信号分量Mn、M12, M21和M22。随后，通过从汽车里面噪音信号CNQ1和CNQ2中去除音频信号分量Mn、M12、M21和M22，来生成反相汽车里面噪音信号CT1 和 CT2。如上所述，在图9中所示的噪音消除控制单元4中，使用基于汽车音频设备再现的音频信号的传输函数，来获得由麦克风检测到的泄漏到汽车里面噪音信号的音频信号分量，并从汽车里面噪音信号中去除这些音频信号分量。
在上面所描述的第一实施例中，由于在同时使用汽车音频设备的情况下，来自汽车音频设备的再现声音也被麦克风检测到，因此该再现声音混到汽车里面噪音中。但是，第一实施例被配置为使用均衡器(EQ)Il和14来去除该再现声音，只对噪音分量执行噪音消除(反馈类型)。第二实施例使用前向馈送配置，使得在再现声音进入到这些麦克风之前，就获得将会被这些麦克风检测到的汽车音频设备的音频信号分量，并从这些麦克风检测到的汽车里面噪音信号中去除这些音频信号分量，以便只对噪音分量执行消除。因此，由于与反馈类型相比，减少了延迟所涉及的相位偏移量，因此其可以更准确地执行噪音消除。此外，在图9中所示的噪音消除控制单元4中，控制器20执行如使用图4中所示部件的图6中所示的噪音消除控制处理，并且当所检测到的车辆外面声音是预定的特定声音时，或者当检测到发出特定声音的紧急车辆正在接近时，在该检测的持续期间，使噪音消除操作自动地减小或者失效。或者，在图6中所示的步骤S7，可以继续地使能噪音消除操作，而不使该噪音消除操作完全地失效。也就是说，控制器20可以被配置为执行调整，以便将噪音消除量减少到驾驶员可以听到紧急车辆警报(特定声音)的程度。根据本实施例，由于对其进行配置，使得当检测到特定声音时，使噪音消除失效或者减少噪音消除量，因此即使当检测到特定声音时，也不中断汽车音频设备9的声音。也就是说，当检测到警告声音(特定声音)时，无需中断汽车音频设备9的声音，就可以允许由噪音消除影响所造成的先前减小的外面声音，或者使其听不到的外面声音具有正常的音量。因此，不用关心诸如从汽车音频设备9输出的音乐之类的声音的中断，就可以在欣赏汽车音频设备9的音频输出的同时，认识到紧急车辆的接近等等。此外，不发生对于驾驶员来说不高兴的现象，例如，当警告声音的音量较小时，由于误检的发生而造成声音中断。此外，由于使用了前向馈送配置，因此与使用反馈配置的情况相比，减少了延迟所涉及的相位偏移量。结果，可以在更宽的频率范围内执行噪音消除。第三实施例图10是示出根据第三实施例的噪音消除控制单元4的配置的框图。具体而言， 对本实施例进行配置，使得如果检测到所检测的车辆外面声音是预定的特定声音，或者如果检测到发出特定声音的紧急车辆正在接近时，从上面所描述的第一实施例或第二实施例 (图4或图9)的噪音消除控制单元4中的扬声器7A、7B、82A和82B声学地输出该特定声
曰°除了向图9中所示的配置添加特定声音存储器观和D/A变换器29，以及使用加法器50和60来替代图9中所示的加法器49和59之外，图10中所示的噪音消除控制单元4 的配置与图9中所示的相同。因此，下面将主要描述特定声音存储器28、D/A变换器四以及加法器49和59的操作。图10中所示的特定声音存储器观针对每一个特定声音，存储与EPROM 25中所存储的特定声音频率数据F相对应的特定声音波形数据。例如，只针对与各紧急车辆相关联的预定时间段，将警车、救护车和救火车的警报提前数字化地记录在特定声音存储器观中。如果在图6所示的步骤S4或S6中确定有紧急车辆警报发出，或者存在正在接近一个自己的汽车的紧急车辆，则控制器20从特定声音存储器观中读取与该紧急车辆相对应的预定时间段的警报，并将其反复地提供给D/A变换器四。D/A变换器四将从特定声音存储器观读取的警报转换成模拟音频信号，并将其提供给加法器50和60。如上所述，加法器 50和60向放大器81A和81B提供汽车音频设备9所提供的音频信号AUD1和AUD2之和、反相汽车里面噪音信号CT1和CT2、以及警报音频信号。因此，如果确定有紧急车辆警报发出， 或者存在正在接近一个自己的汽车的紧急车辆(步骤S4或者S6)，则将特定声音存储器观中记录的紧急车辆警报声学地输出到车辆里面。因此，驾驶员可以更可靠地认识到紧急车辆的接近。虽然在该实施例中，将特定声音存储器观中记录的紧急车辆警报声学地输出到汽车里面，但也可以将外部麦克风所检测到的紧急车辆警报强制为自动地输出到车辆里面。也就是说，如果在图6的步骤S4或者S6中确定有紧急车辆警报发出或者存在正在接近一个自己的汽车的紧急车辆，则控制器20从外部麦克风所检测到的汽车外面信号ADZ之中提取紧急车辆警报，并通过D/A变换器四将其提供给加法器50和60。这里，控制器20 通过D/A变换器29，向加法器50和60优选地提供通过将外部麦克风检测到的紧急车辆警报的相位进行偏移所获得的声音，从而抑制听到时警报声级的减小。或者，在如上所述地将诸如紧急车辆警报之类的警告声音(特定声音)声学地输出到车辆里面的情况下，可以连续地使能噪音消除操作，而无需执行图6中所示的步骤S7。 在该情况下，可以与要声学地输出到车辆里面的警告声音的音量相一致，来调整噪音消除量。也就是说，控制器20通过向可变增益放大器47和57提供增益指定信号VG(其随着特定声音音量的减小，指示更小的增益)，来执行用于减小噪音消除量的控制，而不是图6中所示的步骤S7。根据这种控制，可以一直地使噪音消除操作处于使驾驶员能听到紧急车辆警告声音(特定声音)的程度。关于第二实施例，还可以在本实施例中，即使当检测到特定声音时，也能认识到紧急车辆的接近等等，而无需中断汽车音频设备9的声音。此外，不发生对于驾驶员来说不高兴的现象，例如，当警告声音的音量较小时，由于误检的发生而造成声音中断。此外，虽然在上面所描述的实施例中，通过示例的方式描述了当根据本发明的噪音降低设备安装在车辆中时，该设备的操作，但本发明也可以应用于不同于汽车的可移动体(例如，轮船、火车、飞机等等)。简言之，如果在可移动体之外检测到有作为该可移动体的驾驶指标所需要的特定声音发出，则当在该检测持续期间，根据本发明的噪音降低设备对泄漏到该可移动体的空间里面的噪音进行消除时，该设备减少噪音消除量(或者使其为零)。如上面所详细描述的，根据本发明，如果检测到诸如紧急车辆警告之类的特定声音，则自动地使噪音消除操作失效，或者执行调整，以将噪音消除量减小到驾驶员可以听到该特定声音的程度。因此，驾驶员可以清楚地听到该特定声音。此外，由于可以在维持汽车音频设备的音量等等车辆之内的操作的同时，清楚地听到特定声音，因此不需要为了使听到该特定声音更容易，而执行诸如调低汽车音频设备的音量之类的烦人操作。此外，也不需要暂停在车辆之内的会话。此外，根据本发明的噪音降低设备，由于即使在检测到特定声音时，也不用执行诸如减小音频设备的音量之类的操作，因此不会发生诸如声音中断之类的不高兴现象。因此，可以成功地认识到紧急车辆的接近等等。参考符号列表
3A.3B 空间麦克风5 外部麦克风7A.7B 扬声器8 汽车导航设备9 音频设备11、14:均衡器12、15 可变增益反转放大器20:控制器23 频率分析单元25 =EPROM
1权利要求
1.一种用于减少可移动体的空间里面的噪音的噪音降低设备，包括噪音消除单元，用于在声学上向所述可移动体的空间里面输出具有与所述噪音的主分量的相位相反的相位的声音，以便消除所述噪音；特定声音确定单元，用于判断在所述可移动体之外是否已经发出预定的特定声音；以及控制单元，用于在所述特定声音确定单元判断已经发出所述特定声音的情况下，减少所述噪音消除单元中的噪音消除量。
2.根据权利要求1所述的噪音降低设备，其中所述特定声音确定单元包括在所述可移动体上的用于检测所述可移动体的外面声音的外部麦克风，以及所述控制单元控制所述噪音消除单元处的所述噪音消除量与所述外部麦克风检测的声级相一致。
3.根据权利要求2所述的噪音降低设备，其中，当所述外部麦克风检测的声级减小，所述控制单元减少所述噪音消除量。
4.根据权利要求1或2所述的噪音降低设备，其中，所述特定声音确定单元包括 存储器，用于存储表示所述特定声音的频谱的特定声音频率数据；外部麦克风，用于检测所述可移动体的外面声音，以获得可移动体外面声音信号；以及确定单元，用于如果与预定的值相比，所述可移动体外面声音信号的频谱与所述存储器中存储的所述特定声音频率数据所表示的频谱之间的相似度更大，则确定已经发生所述特定声音。
5.根据权利要求4所述的噪音降低设备，其中所述特定声音确定单元还包括用于接收无线发送的位置信息的单元，其中所述位置信息指示所述特定声音源自的位置，以及所述特定声音确定单元还在与预定的距离相比，所述位置信息所指示的所述特定声音源自的位置与所述可移动体的当前位置之间的距离更小时，确定已经发出所述特定声音。
6.根据权利要求2或4所述的噪音降低设备，其中，所述外部麦克风安装在与所述可移动体的功率源间隔开预定的距离或者更大距离的位置处。
7.根据权利要求1、2、4和5中的任何一个所述的噪音降低设备，其中所述噪音消除单元包括空间麦克风，用于检测所述可移动体的空间里面声音，以获得可移动体里面声音信号；噪音分量提取单元，用于从所述可移动体里面声音信号之中提取所述噪音的频带中的信号分量，以将其获得为噪音信号；可变增益放大器，用于对通过将所述噪音信号的极性进行反转所获得的信号进行放大，以将其获得为反相噪音信号；和扬声器，用于基于所述反相噪音信号来在声学上输出声音，以及当确定已经发出所述特定声音时，所述控制单元减少所述可变增益放大器的放大增益。
8.根据权利要求1、2、4和5中的任何一个所述的噪音降低设备，其中，所述特定声音是紧急车辆警报或者经过铁路的声音。
9.根据权利要求1、2、4、5、7和8中的任何一个所述的噪音降低设备，包括音频设备，所述音频设备用于接收广播或者从记录介质再现记录的信息以获得音频信号，其中所述噪音消除单元在声学上输出声音，其中所述声音是通过将具有与所述噪音的相位相反的相位的声音叠加在基于所述音频信号的声音之上来获得的。
全文摘要
当通过在声学上向可移动体的空间里面输出与泄漏到该空间里面的噪音相位具有相反相位的声音，来消除噪音时，如果检测到的可移动体外面声音是预定的特定声音，则自动地减少噪音消除操作的消除量。
文档编号B60R11/02GK102481878SQ20098016136
公开日2012年5月30日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者黑田和男 申请人:先锋株式会社