(57)【要約】      （修正有）【課題】目的空間に存在する望ましくない音と弱め合う干渉をする音波を生成するようにスピーカを駆動するために、アンチノイズ信号を生成し得るアクティブノイズコントロールシステムを提供する。【解決手段】減音システムであって、該減音システムは、プロセッサと、該プロセッサによって実行可能なアクティブノイズコントロールシステム１００とを備え、該アクティブノイズコントロールシステム１００は、目的空間１０２に存在する音を表す入力信号１２２を受信することと、該入力信号１２２から第１の信号成分を除去して誤差信号１２４を生成することと、該誤差信号１２４に基づいてアンチノイズ信号１１０を生成することとを行うように構成され、該アンチノイズ信号１１０は、該目的空間１０２に存在する望ましくない音１０４と弱め合う干渉をする可聴音を生成するようにラウドスピーカ１１８を駆動するように構成されている、減音システム。【選択図】図１
2010120633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減音システムであって、該減音システムは、
プロセッサと、
該プロセッサによって実行可能なアクティブノイズコントロールシステムと
を備え、該アクティブノイズコントロールシステムは、
目的空間に存在する音を表す入力信号を受信することと、該入力信号から第１の信号成分を除去して誤差信号を生成することと、該誤差信号に基づいてアンチノイズ信号を生成することとを行うように構成され、該アンチノイズ信号は、該目的空間に存在する望ましくない音と弱め合う干渉をする可聴音を生成するようにラウドスピーカを駆動するように構成されている、減音システム。
【請求項２】
前記第１の信号成分は、オーディオシステムによって生成される音声信号を表す、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記アクティブノイズコントロールシステムは、音声補償信号を第１の入力信号と組み合わせて、前記第１の信号成分を除去するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記音声補償信号は前記音声信号に基づいている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記アクティブノイズコントロールシステムは、推定音声経路フィルタで音声信号にフィルタをかけて、前記音声補償信号を生成するように構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記アクティブノイズコントロールシステムは、前記音声信号を第１のサンプリングレートから第２のサンプリングレートへ変換するようにさらに構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記アクティブノイズコントロールシステムは、前記入力信号を第３のサンプリングレートから第４のサンプリングレートへ変換するようにさらに構成されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第４のサンプリングレートは、前記第２のサンプリングレートである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２のサンプリングレートは、約４ｋＨｚである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１のサンプリングレートは、約４８ｋＨｚである、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第３のサンプリングレートは、約１９２ｋＨｚである、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記アンチノイズ信号は、第１のサンプリングレートから、該第１のサンプリングレートよりも高い第２のサンプリングレートへ変換される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
空間に存在する望ましくない音の音量を低減する方法であって、
該空間に存在する該望ましくない音を表す入力信号を生成することと、
音声信号を表す入力信号の一部分を除去することと、
該一部分が除去された該入力信号に基づいてアンチノイズ信号を生成して、該望ましくない音と弱め合う干渉をする可聴信号を生成するようにラウドスピーカを駆動することと
を包含する、方法。
【請求項１４】
前記入力信号から前記一部分を除去することは、
音声補償信号を生成することと、
該音声補償信号を該入力信号と組み合わせることと
を包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
音声補償信号を生成することは、推定音声経路フィルタで前記音声信号にフィルタをかけることをさらに包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記アンチノイズ信号を第１のサンプリングレートから第２のサンプリングレートへ変換することをさらに包含し、該第２のサンプリングレートは、該第１のサンプリングレートよりも高い、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記音声補償信号を第１のサンプリングレートから第２のサンプリングレートへ変換することをさらに包含し、該第１のサンプリングレートは、該第２のサンプリングレートよりも高い、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記入力信号を第１のサンプリングレートから第２のサンプリングレートへ変換することをさらに包含し、該第１のサンプリングレートは、該第２のサンプリングレートよりも高い、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
メモリデバイスに格納された複数の命令であって、該複数の命令は、プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、
第１の所定のサンプリングレートで第１の入力信号をサンプリングすることであって、該第１の入力信号は、目的空間における音を表す、ことと、
第１の音声信号を生成するために、該第１の所定のサンプリングレートで音声信号をサンプリングすることと、
第２の音声信号を生成するために、１９２ｋＨｚで該音声信号をサンプリングすることと、
誤差信号を生成するために、該第１の音声信号を該入力信号と組み合わせることと、
該誤差信号のサンプリングレートを１９２ｋＨｚから該第１の所定のサンプリングレートに変換することと、
該誤差信号に基づいて、アンチノイズ信号を生成することと、
音声出力信号を生成するために、第２の音声信号と該アンチノイズ信号とを組み合わせることと
を行なわせる、複数の命令。
【請求項２０】
請求項１９に記載の複数の命令であって、該複数の命令はさらに、前記プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、推定音声経路フィルタで前記第１の音声信号にフィルタをかけさせる、複数の命令。
【請求項２１】
請求項１９に記載の複数の命令であって、該複数の命令はさらに、前記プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、前記第１の所定のサンプリングレートで前記アンチノイズをサンプリングさせる、複数の命令。
【請求項２２】
請求項２１に記載の複数の命令であって、該複数の命令はさらに、前記プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、前記第１の所定のサンプリングレートから１９２ｋＨｚへ前記アンチノイズ信号のサンプリングレートを変換させ、該第１の所定のサンプリングレートは、１９２ｋＨｚ未満である、複数の命令。
【請求項２３】
請求項１９に記載の複数の命令であって、該複数の命令はさらに、前記プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、
１９２ｋＨｚで前記第１の入力信号をサンプリングすることと、
１９２ｋＨｚから前記第１の所定のサンプリングレートへ入力信号のサンプリングレートを変換することと
を行なわせる、複数の命令。
【請求項２４】
アクティブノイズコントロールシステムの複数の推定経路フィルタを生成する方法であって、
該アクティブノイズコントロールシステムに存在する第１の物理的経路を選択することと、
該アクティブノイズコントロールシステムに存在する第２の物理的経路を選択することと、
第１の出力信号を生成するために、該第１の物理的経路を介して第１の信号を入力することと、
第２の出力信号を生成するために、該第２の物理的経路を介して該第１の信号を入力することと、
該第１の物理的経路に基づいて第１の伝達関数を生成するために、該第１の信号を該第１の出力信号と比較することと、
該第２の物理的経路に基づいて第２の伝達関数を生成するために、該第１の信号を該第２の出力信号と比較することと、
該第１の伝達関数に基づく第１の推定経路フィルタと、該第２の伝達関数に基づく第２の推定経路フィルタとを生成することと
を包含する、方法。
【請求項２５】
前記第１の物理的経路は、前記アクティブノイズコントロールシステム内で音声信号によってトラバースされる経路を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の物理的経路は、音声信号を表す可聴信号によってトラバースされる経路をさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２の物理的経路は、前記アクティブノイズコントロールシステム内でアンチノイズ信号によってトラバースされる経路を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２の物理的経路は、前記アンチノイズ信号を表す可聴信号によってトラバースされる経路を含む、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（１．技術分野）
本発明は、アクティブノイズコントロールに関し、より詳細には、オーディオシステムとの使用のためのアクティブノイズコントロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術）
アクティブノイズコントロールは、目的の音と弱め合う干渉をする音波を生成するために使用され得る。弱め合う干渉をする音波は、目的の音と組み合わせるために、ラウドスピーカを介して生成され得る。アクティブノイズコントロールは、例えば音楽のような可聴音波が同様に所望され得る状況において所望され得る。オーディオ／ビジュアルシステムは、音声を生成するために様々なラウドスピーカを含み得る。これらのラウドスピーカは、弱め合う干渉をする音波を生成するために同時に使用され得る。
【０００３】
アクティブノイズコントロールシステムは、概して、弱め合う干渉に対する目的領域の近くの音を検出するためにマイクロホンを含む。検出された音は、弱め合う干渉をする音波を調節する誤差信号を提供する。しかしながら、音声も共通のラウドスピーカを介して生成される場合、マイクロホンは、可聴音波を検出し得、該可聴音波は、誤差信号に含まれ得る。このようにして、アクティブノイズコントロールは、例えば音声のような干渉されることが望まれない音を追跡し得る。これは、弱め合う干渉が不正確に生成されることにつながり得る。さらに、アクティブノイズコントロールシステムは、音声と弱め合う干渉をする音波を生成し得る。したがって、アクティブノイズコントロールシステムにおいて誤差信号から音声成分を除去する必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（概要）
アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）システムは、目的空間に存在する望ましくない音と弱め合う干渉をする音波を生成するようにスピーカを駆動するために、アンチノイズ信号を生成し得る。ＡＮＣシステムは、望ましくない音を表す入力信号に基づいて、アンチノイズを生成し得る。スピーカはまた、望ましい音声信号を表す音波を生成するように駆動され得る。マイクロホンは、目的空間に存在する音波を受信し得、かつ代表信号を生成し得る。代表信号は、音声補償信号と組み合わされて、所望の音声信号に基づいて音波を表す成分を除去して、誤差信号を生成し得る。音声補償信号は、推定経路フィルタで音声信号をフィルタすることによって生成され得る。誤差信号は、アンチノイズ信号を調節するために、ＡＮＣシステムによって受信され得る。
【０００５】
ＡＮＣシステムは、第１のサンプリングレートを有する望ましくない音を示す入力信号を受信して、第１のサンプリングレートを第２のサンプリングレートに変換するように構成され得る。ＡＮＣシステムはまた、第３のサンプリングレートを有する音声信号を受信して、第３のサンプリングレートを第２のサンプリングレートに変換するように構成され得る。ＡＮＣシステムはまた、第１のサンプリングレートを有する誤差信号を受信して、第１のサンプリングレートを第２のサンプリングレートに変換するように構成され得る。ＡＮＣシステムは、第２のサンプリングレートでの入力信号、音声信号、および誤差信号に基き、第２のサンプリングレートでアンチノイズ信号を生成し得る。アンチノイズ信号のサンプリングレートは、第２のサンプリングレートから第１のサンプリングレートに変換され得る。
【０００６】
本発明の他のシステム、方法、機能および利点は、以下の図面および詳細な記述を精査すると、当業者にとって明らかであるし、または明らかとなる。すべてのかかるさらなるシステム、方法、機能および利点は、この記述の中に含まれ、本発明の範囲内であり、かつ以下の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
【０００７】
（項目１）
減音システムであって、該減音システムは、
プロセッサと、
該プロセッサによって実行可能なアクティブノイズコントロールシステムと
を備え、該アクティブノイズコントロールシステムは、
目的空間に存在する音を表す入力信号を受信することと、該入力信号から第１の信号成分を除去して誤差信号を生成することと、該誤差信号に基づいてアンチノイズ信号を生成することとを行うように構成され、該アンチノイズ信号は、該目的空間に存在する望ましくない音と弱め合う干渉をする可聴音を生成するようにラウドスピーカを駆動するように構成されている、減音システム。
【０００８】
（項目２）
上記第１の信号成分は、オーディオシステムによって生成される音声信号を表す、上記項目に記載のシステム。
【０００９】
（項目３）
上記アクティブノイズコントロールシステムは、音声補償信号を第１の入力信号と組み合わせて、上記第１の信号成分を除去するようにさらに構成されている、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１０】
（項目４）
上記音声補償信号は上記音声信号に基づいている、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１１】
（項目５）
上記アクティブノイズコントロールシステムは、推定音声経路フィルタで音声信号にフィルタをかけて、上記音声補償信号を生成するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１２】
（項目６）
上記アクティブノイズコントロールシステムは、上記音声信号を第１のサンプリングレートから第２のサンプリングレートへ変換するようにさらに構成されている、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１３】
（項目７）
上記アクティブノイズコントロールシステムは、上記入力信号を第３のサンプリングレートから第４のサンプリングレートへ変換するようにさらに構成されている、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１４】
（項目８）
上記第４のサンプリングレートは、上記第２のサンプリングレートである、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１５】
（項目９）
上記第２のサンプリングレートは、約４ｋＨｚである、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１６】
（項目１０）
上記第１のサンプリングレートは、約４８ｋＨｚである、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１７】
（項目１１）
上記第３のサンプリングレートは、約１９２ｋＨｚである、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１８】
（項目１２）
上記アンチノイズ信号は、第１のサンプリングレートから、該第１のサンプリングレートよりも高い第２のサンプリングレートへ変換される、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００１９】
（項目１３）
空間に存在する望ましくない音の音量を低減する方法であって、
該空間に存在する該望ましくない音を表す入力信号を生成することと、
音声信号を表す入力信号の一部分を除去することと、
該一部分が除去された該入力信号に基づいてアンチノイズ信号を生成して、該望ましくない音と弱め合う干渉をする可聴信号を生成するようにラウドスピーカを駆動することと
を包含する、方法。
【００２０】
（項目１４）
上記入力信号から上記一部分を除去することは、
音声補償信号を生成することと、
該音声補償信号を該入力信号と組み合わせることと
を包含する、上記項目に記載の方法。
【００２１】
（項目１５）
音声補償信号を生成することは、推定音声経路フィルタで上記音声信号にフィルタをかけることをさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００２２】
（項目１６）
上記アンチノイズ信号を第１のサンプリングレートから第２のサンプリングレートへ変換することをさらに包含し、該第２のサンプリングレートは、該第１のサンプリングレートよりも高い、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００２３】
（項目１７）
上記音声補償信号を第１のサンプリングレートから第２のサンプリングレートへ変換することをさらに包含し、該第１のサンプリングレートは、該第２のサンプリングレートよりも高い、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００２４】
（項目１８）
上記入力信号を第１のサンプリングレートから第２のサンプリングレートへ変換することをさらに包含し、該第１のサンプリングレートは、該第２のサンプリングレートよりも高い、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００２５】
（項目１９）
メモリデバイスに格納された複数の命令であって、該複数の命令は、プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、
第１の所定のサンプリングレートで第１の入力信号をサンプリングすることであって、該第１の入力信号は、目的空間における音を表す、ことと、
第１の音声信号を生成するために、該第１の所定のサンプリングレートで音声信号をサンプリングすることと、
第２の音声信号を生成するために、１９２ｋＨｚで該音声信号をサンプリングすることと、
誤差信号を生成するために、該第１の音声信号を該入力信号と組み合わせることと、
該誤差信号のサンプリングレートを１９２ｋＨｚから該第１の所定のサンプリングレートに変換することと、
該誤差信号に基づいて、アンチノイズ信号を生成することと、
音声出力信号を生成するために、第２の音声信号と該アンチノイズ信号とを組み合わせることと
を行なわせる、複数の命令。
【００２６】
（項目２０）
上記項目に記載の複数の命令であって、該複数の命令はさらに、上記プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、推定音声経路フィルタで上記第１の音声信号にフィルタをかけさせる、複数の命令。
【００２７】
（項目２１）
上記項目のいずれかに記載の複数の命令であって、該複数の命令はさらに、上記プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、上記第１の所定のサンプリングレートで上記アンチノイズをサンプリングさせる、複数の命令。
【００２８】
（項目２２）
上記項目のいずれかに記載の複数の命令であって、該複数の命令はさらに、上記プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、上記第１の所定のサンプリングレートから１９２ｋＨｚへ上記アンチノイズ信号のサンプリングレートを変換させ、該第１の所定のサンプリングレートは、１９２ｋＨｚ未満である、複数の命令。
【００２９】
（項目２３）
上記項目のいずれかに記載の複数の命令であって、該複数の命令はさらに、上記プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに、
１９２ｋＨｚで上記第１の入力信号をサンプリングすることと、
１９２ｋＨｚから上記第１の所定のサンプリングレートへ入力信号のサンプリングレートを変換することと
を行なわせる、複数の命令。
【００３０】
（項目２４）
アクティブノイズコントロールシステムの複数の推定経路フィルタを生成する方法であって、
該アクティブノイズコントロールシステムに存在する第１の物理的経路を選択することと、
該アクティブノイズコントロールシステムに存在する第２の物理的経路を選択することと、
第１の出力信号を生成するために、該第１の物理的経路を介して第１の信号を入力することと、
第２の出力信号を生成するために、該第２の物理的経路を介して該第１の信号を入力することと、
該第１の物理的経路に基づいて第１の伝達関数を生成するために、該第１の信号を該第１の出力信号と比較することと、
該第２の物理的経路に基づいて第２の伝達関数を生成するために、該第１の信号を該第２の出力信号と比較することと、
該第１の伝達関数に基づく第１の推定経路フィルタと、該第２の伝達関数に基づく第２の推定経路フィルタとを生成することと
を包含する、方法。
【００３１】
（項目２５）
上記第１の物理的経路は、上記アクティブノイズコントロールシステム内で音声信号によってトラバースされる経路を含む、上記項目に記載の方法。
【００３２】
（項目２６）
上記第１の物理的経路は、音声信号を表す可聴信号によってトラバースされる経路をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００３３】
（項目２７）
上記第２の物理的経路は、上記アクティブノイズコントロールシステム内でアンチノイズ信号によってトラバースされる経路を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００３４】
（項目２８）
上記第２の物理的経路は、上記アンチノイズ信号を表す可聴信号によってトラバースされる経路を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００３５】
（摘要）
アクティブノイズコントロールシステムは、目的空間における望ましくない音と弱め合う干渉をする音波を生成するようにスピーカを駆動するために、アンチノイズ信号を生成する。スピーカはまた、所望の音声信号を表す音波を生成するように駆動される。音波が目的空間において検出され、代表信号が生成される。代表信号は、所望の音声信号に基づいて音波を表す信号成分を除去するために、音声補償信号と組み合わされ、そして誤差信号を生成する。アクティブノイズコントロールは、誤差信号に基づいてアンチノイズ信号を調節する。アクティブノイズコントロールシステムは、望ましくない音、所望の音声信号、および誤差信号を表す入力信号のサンプリングレートを変換する。アクティブノイズコントロールシステムは、アンチノイズ信号のサンプリングレートを変換する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
システムは、以下の図面および記述を参照するとより良く理解され得る。図面のコンポーネントは、必ずしもスケールを合わせておらず、代わりに本発明の原理を図示することに重点が置かれている。さらに、図面において、同様の参照番号は、様々な図面を通して対応する部品を示す。
【図１】図１は、例示的なアクティブノイズ相殺（ＡＮＣ）システムの概略図を示す。
【図２】図２は、ＡＮＣシステムを実装する例示的な構成のブロック図を示す。
【図３】図３は、ＡＮＣシステムを実装する例示的な乗り物の上面図を示す。
【図４】図４は、ＡＮＣシステムを実装するシステムの例を示す。
【図５】図５は、音声補償を用いるＡＮＣシステムの動作の例を示す。
【図６】図６は、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタに対する周波数対ゲインプロットの例を示す。
【図７】図７は、ＩＩＲフィルタに対するインパルス応答の例を示す。
【図８】図８は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを生成する動作の例を示す。
【図９】図９は、複数の推定経路フィルタを生成する動作の例を示す。
【図１０】図１０は、ＡＮＣシステムのマルチチャネル実装の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本開示は、弱め合う干渉音波を音響的補償によって生成するように構成されたシステムを提供する。これは、一般に、第１に望ましくない音の存在を決定することと、弱め合う干渉音波を生成することとによって達成される。弱め合う干渉信号は、音声信号を伴うスピーカ出力の一部として含まれ得る。マイクロホンは、望ましくない音とスピーカ出力によって駆動されたラウドスピーカからの音波とを受信する。マイクロホンは、受信された音波に基づいて入力信号を生成し得る。音声信号に関連する成分は、誤差信号の生成の前に入力信号から除去される。誤差信号は、弱め合う干渉音波を発生する弱め合う干渉信号をより正確に生成するために使用され得る。
【００３８】
図１において、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）システム１００の例が概略的に示されている。ＡＮＣシステム１００は、車内のような種々のセッティングに実装され得、目的空間１０２において可聴である周波数から、特定の音響周波数あるいは周波数範囲を減少させるか、または除く。図１のＡＮＣシステムの例は、１つ以上の所望の周波数あるいは周波数範囲において、音源１０６から発生する望ましくない音１０４を弱め合って干渉する音波として信号を生成するように構成されており、図１において破線矢印によって表される。１つの例では、ＡＮＣシステム１００は、望ましくない音を約２０−５００Ｈｚの周波数範囲内で弱め合って干渉するように構成され得る。ＡＮＣシステム１００は、目的空間１０２において可聴である音源１０６から発生する音を示す音響信号１０７を受信し得る。
【００３９】
マイクロホン１０８のようなセンサは、目的空間に配置され得る。ＡＮＣシステムはアンチノイズ信号１１０を生成でき、１つの例では、ＡＮＣシステムは、目的空間１０２内に存在する望ましくない音１０４とほぼ等しい振幅と周波数とで、位相が約１８０°ずれている音波を表し得る。アンチノイズ信号の１８０°の位相シフトは、アンチノイズ音波と望ましくない音１０４とが弱め合って結合される領域で、望ましくない音に好ましい弱め合う干渉を起こす。
【００４０】
図１において、アンチノイズ信号１１０は、オーディオシステム１１６によって生成された音声信号１１４との加算動作１１２において加算されて示されている。結合されたアンチノイズ信号１１０および音声信号１１４信号は、スピーカ１１８を駆動するために提供され、スピーカ出力１２０を生成する。スピーカ出力１２０は、目的空間１０２内でマイクロホン１０８に向かって射出され得る可聴音波である。スピーカ出力１２０として生成されたアンチノイズ信号１１０の音波の成分は、目的空間１０２内で望ましくない音１０４と干渉して弱め合う。
【００４１】
マイクロホン１０８は、スピーカ出力１２０と望ましくない音１０４との結合に基づいてマイクロホン入力信号１２２を生成し得て、マイクロホン１０８によって受信可能な範囲内の他の可聴信号をも生成し得る。マイクロホン入力信号１２２は、アンチノイズ信号１１０を調節するためにエラー信号として使用され得る。マイクロホン入力信号１２２は、マイクロホン１０８によって受信された任意の可聴信号を表す成分を含み、該可聴信号は、アンチノイズ１１０と望ましくない音１０４との組み合わせから残っている。マイクロホン入力信号１２２は、音声信号１１４を表す音波の出力からもたらされるスピーカ出力１２０の任意の可聴部分を表す成分を含み得る。音声信号１１４を表す成分は、マイクロホン入力信号１０８から除去され、アンチノイズ信号１１０が誤差信号１２４に基づいて発生されることを可能にする。ＡＮＣシステム１００は、音声信号１１４を表す成分を、加算動作１２６においてマイクロホン入力信号１２２から除去し得る。これは、１例では、音声信号１１４を反転し、それをマイクロホン入力信号１２２に加えることによって達成され得る。結果は誤差信号１２４であり、ＡＮＣシステム１００のアンチノイズ発生器１２５に入力として提供される。アンチノイズ発生器１２５は、誤差信号１２４と音響信号１０７とに基づいて、アンチノイズ信号１１０を発生し得る。
【００４２】
ＡＮＣシステム１００は、誤差信号１２４と音響信号１０７とに基づいてアンチノイズ信号１１０が動的に調整されることを可能にし得て、より正確に、目的空間１０２内で望望ましくない音１０４を弱め合って干渉するアンチノイズ信号１１０を生成する。音声信号１１４を表す成分の除去は、誤差信号１２４が、アンチノイズ信号１１０と望ましくない音１０４とのどのような差異もより正確に反映することを可能にし得る。音声信号１１４を表す成分が、アンチノイズ発生器１２５への誤差信号入力に含まれたままであることを可能にすることは、アンチノイズ発生器１２５がアンチノイズ信号１１０を生成することを起こし得て、アンチノイズ信号１１０は、音声信号１１４と弱め合って結合する信号成分を含む。このように、ＡＮＣシステム１００は、オーディオシステム１１６に関連する音を打ち消しあるいは減少し得るが、これは望ましくないことであり得る。また、アンチノイズ信号１１０は望まなくても変化され得て、音声信号１１４が含まれていることが原因で、任意の生成されたアンチノイズが望まないノイズ１０４を正確にトラッキングしていないことがあり得る。このように、誤差信号１２４を生成する音声信号１１４を表す成分の除去は、音声信号１１４からのスピーカ１１８によって生成されるオーディオ音響の忠実性を拡大し、より効率的に望ましくない音１０４を減少するあるいは除く。
【００４３】
図２において、ＡＮＣシステム２００の例および物理的環境の例は、ブロックダイアグラム形式を介して表示されている。ＡＮＣシステム２００は、図１に関して述べたようにＡＮＣシステム１００と同様な方法で動作し得る。１つの例では、望ましくない音ｘ（ｎ）は、望ましくない音ｘ（ｎ）の源からマイクロホン２０６へ物理的経路２０４をトラバースし得る。物理的経路２０４は、ｚドメイン伝達関数Ｐ（ｚ）によって表され得る。図２においては、望ましくない音ｘ（ｎ）は、物理的におよびアナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバータの使用を通じて生成され得るデジタル表現の双方で、望ましくない音を表す。望ましくない音ｘ（ｎ）は、また、適応フィルタ２０８への入力として使用され得、適応フィルタはアンチノイズ発生器２０９に含まれ得る。適応フィルタ２０８は、ｚドメイン伝達関数Ｐ（ｚ）によって表され得る。適応フィルタ２０８は、出力として所望のアンチノイズ信号２１０を生成する入力をフィルタするために動的に適応されるように構成されたデジタルフィルタであり得る。
【００４４】
図１で記述したのと同様に、アンチノイズ信号２１０およびオーディオシステム２１４によって生成された音声信号２１２は、結合され得、スピーカ２１６を駆動する。アンチノイズ信号２１０と音声信号２１２の結合は、スピーカ２１６からの音波出力を生成する。スピーカ２１６は、スピーカ出力２１８を有する図２においては加算動作によって表される。スピーカ出力２１８は、スピーカ２１６からマイクロホン２０６への経路を含む物理的経路を進む音波であり得る。物理的経路２２０は、図２でｚドメイン伝達関数Ｓ（ｚ）によって表示され得る。スピーカ出力２１８および望ましくない音ｘ（ｎ）は、マイクロホン２０６によって受信され、マイクロホン入力信号２２２がマイクロホン２０６によって生成され得る。他の例では、任意の数のスピーカおよびマイクロホンが存在し得る。
【００４５】
図１に関して記述したのと同様に、音声信号２１２を表す成分は、マイクロホン入力信号２２２の処理を介して、マイクロホン入力信号２２２から除去され得る。図２において、音声信号２１２は、音声信号２１２の音波によって、物理的経路２２０の長旅を反映するように処理され得る。この処理は、物理的経路２２０を推定経路フィルタ２２４として推定することによって遂行され得、推定経路フィルタは物理的経路２２０をトラバースする音声信号音波に対する推定された効果を提供する。推定経路フィルタ２２４は、物理的経路２２０を通って進行する音声信号２１２の音波に対する効果をシミュレートし、出力信号２３４を生成するように構成されている。図２において、推定経路フィルタ２２４は、ｚドメイン伝達関数
【化１】
2010120633.tif 000003
として表され得る。
【００４６】
マイクロホン入力信号２２２は、処理され、加算動作２２６によって示されるように音声信号２３４を表す成分が除去される。これは、フィルタされた音声信号を加算動作２２６において反転し、反転された信号をマイクロホン入力信号２２２に加えることによって起こり得る。代替として、フィルタされた音声信号は、差し引かれてもよく、あるいは任意の他の機構または方法で除去してもよい。加算動作２２６の出力は誤差信号２２８であり、スピーカ２１６を介して射出されたアンチノイズ信号２１０と望ましくない音ｘ（ｎ）との間の任意の弱め合う干渉の後で残る可聴信号を表し得る。音声信号２３４を表す成分を入力信号２２２から除去する加算動作２２６は、ＡＮＣシステム２００に含まれていると考えられ得る。
【００４７】
誤差信号２２８は、アンチノイズ発生器に含まれ得る学習アルゴリズムユニット（ＬＡＵ）２３０に送られる。ＬＡＵ２３０は、Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｓ（ＬＭＳ）、Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｓ（ＲＬＭＳ）、Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｓ（ＮＬＭＳ）、あるいは任意の他の適切な学習アルゴリズムのような、種々の学習アルゴリズムを実装し得る。ＬＡＵ２３０は、入力としてフィルタ２２４でフィルタされた望ましくない音ｘ（ｎ）を受信する。ＬＡＵ出力２３２は、適応フィルタ２０８に送られた更新信号であり得る。このように、適応フィルタ２０８は望ましくない音ｘ（ｎ）とＬＡＵ出力２３２とを受信するように構成されている。ＬＡＵ出力２３２は、アンチノイズ信号２１０を提供することによって、より正確に望ましくない音ｘ（ｎ）を打ち消すために、適応フィルタ２０８に送られる。
【００４８】
図３において、例のＡＮＣシステム３００が例の自動車３０２に実装され得る。１つの例では、ＡＮＣシステム３００は、自動車３０２に関する望ましくない音を減少あるいは除くように構成され得る。１つの例では、望ましくない音は、エンジン３０４に関するエンジンノイズ３０３（図３に破線矢印で表されている）。しかしながら、路面ノイズあるいは自動車３０２に関する任意の他の望ましくない音のような種々の望ましくない音が減少あるいは除く標的とされ得る。エンジンノイズ３０３は、少なくとも１つのセンサ３０６を介して検出され得る。１つの例では、センサ３０６は、加速度計であり、エンジンノイズ３０３のレベルを示すエンジン３０４の現在の動作条件に基づいて、エンジンノイズ信号３０８を生成し得る。マイクロホンまたは、自動車３０２に関する可聴音を検出するのに適する任意の他のセンサのような、音響検出の他の方法が実装されてもよい。信号３０８は、ＡＮＣシステム３００に送られ得る。
【００４９】
自動車３０２は、種々のオーディオ／ビデオコンポーネントを含み得る。図３では、自動車３０２はオーディオシステム３１０を含んで示されており、オーディオシステム３１０は、ＡＭ／ＦＭラジオ、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ、携帯電話、ナビゲーションシステム、ＭＰ３プレーヤあるいはパーソナル音楽プレーヤインターフェイスのようなオーディオ／ビジュアル情報を提供するための種々の装置を含み得る。オーディオシステム３１０は、ダッシュボード３１１の中に埋め込まれ得る。オーディオシステム３１０は、また、モノラル、ステレオ、５チャンネル、および７チャンネル動作、あるいは、任意の他の音声出力構成に対して構成され得る。オーディオシステム３１０は、自動車３０２の中に複数のスピーカを含み得る。オーディオシステム３１０は、また、増幅器（示されない）のような他のコンポーネントを含み得て、トランク３１３のような自動車内の種々の場所に配置され得る。
【００５０】
１つの例では、自動車３０２は、左後部スピーカ３２６および右後部スピーカ３２８のような複数のスピーカを含み得、後部棚３２０の上あるいは内部に配置され得る。自動車３０２は、また、左側スピーカ３２２および右側スピーカ３２４を含み得、それぞれ自動車ドア３２６および３２８内にマウントされている。自動車は、また、左前スピーカ３３０および右前スピーカ３３２を含み得、それぞれ自動車ドア３３４、３３６内にマウントされている。自動車は、また、ダッシュボード３１１内に配置された中央スピーカ３３８を含み得る。他の例では、自動車３０２内のオーディオシステム３１０の他の構成が可能である。
【００５１】
１つの例では、中央スピーカ３３８は、目的空間３４２において聞かれ得るエンジン音を減少するアンチノイズを送るために使用され得る。１つの例では、目的空間３４２は、ドライバの耳に近接した領域であり得、ドライバシート３４７のドライバシートヘッドレスト３４６に近接し得る。図３において、マイクロホン３４４のようなセンサがヘッドレスト３４６の中にまたは近傍に配置され得る。マイクロホン３４４は、図１および２に関して記述したのと同様な方法で、ＡＮＣシステム３００に結合され得る。図３では、ＡＮＣシステム３００およびオーディオシステム３１０は中央スピーカに結合されており、オーディオシステム３１０およびＡＮＣシステム３００によって生成された信号は、中央スピーカ３３８を駆動しスピーカ出力３５０（破線矢印で表される）を生成するために結合され得る。このスピーカ出力３５０は、音波として生成され得、アンチノイズは、目的空間３４２内のエンジンノイズ３０３と弱め合って干渉する。自動車３０２内の１つ以上の他のスピーカが、送信アンチノイズを含む音波を生成するために選択され得る。さらに、マイクロホン３４４は、自動車中の１つ以上の所望の目的空間において種々の位置に配置され得る。
【００５２】
図４では、オーディオコンポーネントを有するＡＮＣシステム４００の例が、単一チャネルの実装として示されている。１つの例では、ＡＮＣシステム４００が図３の自動車３０２のような自動車内で使用され得る。図１および２に関して記述されたことと同様に、ＡＮＣシステム４００は、アンチノイズを生成するように構成され得、目的空間４０２内の望ましくない音を除くあるいは減少する。アンチノイズは、センサ４０４を介しての望ましくない音の検出に応答して生成され得る。ＡＮＣシステム４００は、スピーカ４０６を介して送信されるアンチノイズを生成し得る。スピーカ４０６は、また、オーディオシステム４０８によって生成された音声信号を送信し得る。マイクロホン４１０は、目的空間４０２内に配置され得、スピーカ４０６からの出力を受信する。マイクロホン４１０の入力信号は、オーディオシステム４０８によって生成された音声信号を表す信号の存在に対して補償され得る。信号成分の除去の後、残りの信号はＡＮＣシステム４００への入力として使用され得る。
【００５３】
図４において、センサ４０４は、Ａ／Ｄコンバータ４１４によって受信される出力４１２を生成し得る。Ａ／Ｄコンバータ４１４は、センサ出力４１２を所定のサンプリングレートでデジタル化し得る。Ａ／Ｄコンバータ４１４のデジタル化された望ましくない音信号４１６は、サンプリングレート変換（ＳＲＣ）フィルタ４１８に提供され得る。ＳＲＣフィルタ４１８は、デジタル化された望ましくない音信号４１６をフィルタし得て、望ましくない音信号４１６のサンプリングレートを調整し得る。ＳＲＣフィルタ４１８は、フィルタされた望ましくない音信号４２０を出力し得、望ましくない音信号４２０は、ＡＮＣシステム４００に入力として提供され得る。望ましくない音信号４２０は、また、望ましくない音信号推定経路フィルタ４２２に提供され得る。推定経路フィルタ４２２は、スピーカ４０６から目的空間４０２へトラバースの望ましくない音に対する効果をシミュレートし得る。フィルタ４２２は、ｚドメイン伝達関数
【００５４】
【数１】
2010120633.tif 000004
として表される。
【００５５】
前に議論したように、マイクロホン４１０は、音波を検出し入力信号４２４を生成し得、入力信号４２４は、音声信号および、望ましくない音とスピーカ４０６の音波出力との間の弱められた干渉からの任意の残りの信号の双方を含んでいる。マイクロホン入力信号４２４は、所定のサンプリングレートで出力信号４２８を有するＡ／Ｄコンバータ４２６を介してデジタル化され得る。デジタル化されたマイクロホン入力信号４２８は、サンプリングレートを変更するために出力４２８をフィルタするＳＲＣフィルタ４３０に提供され得る。このように、ＳＲＣフィルタ４３０の出力信号４３２は、フィルタされたマイクロホン入力信号４２８であり得る。信号４３２は、後述するようにさらに処理され得る。
【００５６】
図４において、オーディオシステム４０８は、音声信号４４４を生成し得る。オーディオシステム４０８は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）４３６を含み得る。オーディオシステム４０８は、また、プロセッサ４３８およびメモリ４４０を含み得る。オーディオシステム４０８は、音声データを処理し得、音声信号４４４を提供する。音声信号４４４は、所定のサンプリングレートであり得る。音声信号４４４は、ＳＲＣフィルタ４４６に提供され得、ＳＲＣフィルタ４４６は、音声信号４４４をフィルタし得、音声信号４４４の調整されたサンプリングレート版である出力信号４４８を生成する。出力信号４４８は、ｚドメイン伝達関数
【００５７】
【数２】
2010120633.tif 000005
として表される推定音声経路フィルタ４５０によってフィルタされ得る。フィルタ４５０は、オーディオシステム４４４からスピーカ４０６を経由してマイクロホン４１０に送信された音声信号４４４への効果をシミュレートし得る。音声補償信号４５２は、音声信号４４４がマイクロホン４１０への物理経路をトラバースする後の音声信号４４４の状態の推定を表す。音声補償信号４５２は、加算器４５４でマイクロホン入力信号４３２と結合され得、音声信号成分４４４を表すマイクロホン入力信号４３２からの成分を除去する。
【００５８】
誤差信号４５６は、アンチノイズと、音声信号に基づく音波がないときの目的空間４０２における望ましくない音との間の弱めあう干渉の結果である信号を表し得る。ＡＮＣシステム４００は、適応フィルタ４５８およびＬＡＵ４６０を含むアンチノイズ発生器４５７を含み得、実装され得て、図２に関して記述したような方法でアンチノイズ信号４６２を生成する。アンチノイズ信号４６２は所定のサンプリングレートで生成され得る。信号４６２は、ＳＲＣフィルタ４６４に提供され得、ＳＲＣフィルタ４６４は信号４６２をフィルタし得てサンプリングレートを調整し、信号４６２は、出力信号４６６として提供され得る。
【００５９】
音声信号４４４は、また、音声信号４４４のサンプリングレートを調整し得るＳＲＣフィルタ４６８に提供され得る。ＳＲＣフィルタ４６８の出力信号４７０は、異なるサンプリングレートでの音声信号を表し得る。音声信号４７０は、遅延フィルタ４７２に提供され得る。遅延フィルタ４７２は、音声信号４７０の時間遅延であり得、ＡＮＣシステム４００がアンチノイズを生成することを可能にし、音声信号４５２がマイクロホン４１０によって受信されたスピーカ４０６からの出力と同期される。遅延フィルタ４７２の出力信号４７４は、加算器４７６でアンチノイズ信号４６６と加算され得る。結合された信号４７８は、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ４８０に提供され得る。Ｄ／Ａコンバータ４８０の出力信号４８２は、目的空間４０２に伝播する音波の生成のために、スピーカ４０６に提供され得、スピーカは増幅器（示されない）を含み得る。
【００６０】
１つの例では、ＡＮＣシステム４００は、メモリに格納された、プロセッサによって実行可能な命令であり得る。例えば、ＡＮＣシステム４００は、メモリ４４０に格納された命令であり、オーディオシステム４０８のプロセッサ４３８によって実行され得る。もう１つの例では、ＡＮＣシステム４００は、コンピュータ装置４８４のメモリ４８８に格納された命令であり得、コンピュータ装置４８４のプロセッサ４８６によって実行される。他の例では、ＡＮＣシステム４００の種々の特徴が、異なるメモリに命令として格納され得、異なるプロセッサ上で、全体があるいは部分が実行される。メモリ４４０および４８８は、それぞれ、キャッシュ、バッファ、ＲＡＭ、リムーバブル媒体、ハードドライブあるいは他のコンピュータ読み取り可能な格納媒体のような、コンピュータ読み取り可能な格納媒体あるいはメモリであり得る。コンピュータ読み取り可能な格納媒体は、種々のタイプの揮発性および不揮発性格納媒体を含む。マルチプロセッシング、マルチタスク、パラレルプロセッシング等の例のような種々のプロセッシング手法がプロセッサ４３８および４８６によって実装され得る。
【００６１】
図５において、フローチャートは、図４に示されたようなシステム中のアクティブノイズコントロールによって遂行される信号プロセッシングの例示動作を示す。動作のステップ５０２は、望ましくない音が検出されたか否かを決定することを含み得る。図５に示された例では、ステップ５０２は、センサ４０４によって遂行され得、センサ４０４は望ましくない音を囲む周波数または周波数範囲を検出するように構成され得る。望ましくない音が検出されたとき、可聴音を検出し入力信号を生成するステップ５０４が遂行され得る。１つの例では、ステップ５０４は、マイクロホン４１０のようなセンサによって遂行され得、マイクロホン４１０は、スピーカ４０６からの出力を含む、マイクロホン入力信号のような可聴音を受信し、マイクロホン入力信号を生成するように構成されている。
【００６２】
動作は、また、音声信号が現在生成されつつあるか否かを決定するステップ５０６を含み得る。音声信号が現在生成されつつある場合、音声ベースの信号成分が、ステップ５０８においてマイクロホン入力信号から除去され得る。１つの例では、ステップ５０８は、音声補償信号４５２がマイクロホン入力信号４３２から加算器４５４で結合されている図４に示されたような構成によって遂行され得、加算器４５４は誤差信号４５６を生成する。
【００６３】
ひとたび、音声ベースの信号が除去されると、修正されたマイクロホン入力信号に基づいてアンチノイズ信号を生成するステップ５１０が遂行され得る。１つの例では、ステップ５１０はＡＮＣシステム４００によって遂行されてもよく、ＡＮＣシステムは、誤差信号４５６を受信し、アンチノイズ信号４６２を生成する。誤差信号４５６は、音声補償信号４５２と結合されたマイクロホン入力信号４３２の組み合わせに基づき得る。
【００６４】
アンチノイズ信号が生成されると、動作は、アンチノイズ信号に基づいて音波を生成し、音波を目的空間に向けるステップ５１２を含み得る。１つの例では、ステップ５１２は、図４のスピーカ４０６のようなスピーカを通るアンチノイズ音波の生成を介して遂行され得る。スピーカ４０６は、アンチノイズ信号４６６と音声信号４７４とに基づいて、音波を生成するように構成され得る。音波は目的空間４０２に向けて伝播され、望ましくない音あるいは目的空間４０２に存在する音と弱め合って干渉する。
【００６５】
ステップ５０６によって決定されたように音声が生成されていない場合、入力信号に基づいてアンチノイズ信号を生成するステップ５１４が遂行され得る。このアンチノイズ信号が生成されると、アンチノイズ信号に基づいて音波を生成するステップ５１２が遂行され得る。
【００６６】
図４で記述したように、種々の信号がサンプリングレート調節を受け得る。サンプリングレートは、正しい信号動作を確実にするように選択され得る。例えば、望ましくない音信号４１２およびマイクロホン入力信号４２４は、それぞれＡ／Ｄコンバータ４１４および４２６によって、１９２ｋＨｚのサンプリングレートでデジタル化され得る。１つの例では、Ａ／Ｄコンバータ４１４および４２６は、同じＡ／Ｄコンバータであり得る。
【００６７】
同様に、音声信号４４４は初期サンプリングレート４８ｋＨｚであり得る。ＳＲＣフィルタ４６８は、音声信号４４４のサンプリングレートを１９２ｋＨｚに増加し得る。アンチノイズ信号４６２は、４ｋＨｚでＡＮＣシステム４００から生成され得る。信号４６２のサンプリングレートは、ＳＲＣフィルタ４６４によって１９２ｋＨｚのサンプリングレートまで増加され得る。サンプリングレート変換は、加算器４７６で結合された場合、音声信号４７４とアンチノイズ信号４６６が同じサンプリングレートを有することを可能にする。
【００６８】
種々の信号のサンプリングレートは、また、減少され得る。例えば、デジタル化された望ましくない音信号４１６は、１９２ｋＨｚから例として４ｋＨｚに、ＳＲＣフィルタ４１８を介して減少され得る。結果として、信号４２０および４２４は、ＡＮＣシステム４００によって受信されたとき、両方とも４ｋＨｚのサンプリングレートであり得る。音声信号４４４は、４８ｋＨｚの例としてのサンプリングレートから４ｋＨｚにＳＲＣフィルタ４４６を介して減少され得る。デジタル化された誤差マイクロホン入力信号４２８が、１９２ｋＨｚから４ｋＨｚにＳＲＣフィルタ４３０によって減少され得る。これは、音声補償信号４９２およびマイクロホン入力信号４３２が、加算器４５４において同じサンプリングレートであることを可能にする。
【００６９】
１つの例では、アンチノイズサンプリングレートの４ｋＨｚから１９２ｋＨｚへのＳＲＣ４６４による増加は、所定の時間パラメータ内で起き、目的空間４０２に到達するのに間に合ってアンチノイズが生成されることを確実にし、アンチノイズが生成された目標の望ましくない音を打ち消す。このように、ＳＲＣフィルタ４６４は考慮すべき種々の設計的配慮を要求し得る。例えば、望ましくない音は２０−５００Ｈｚの周波数範囲にあると予測され得る。このように、アンチノイズは同様な範囲で生成され得る。ＳＲＣフィルタ４６４は、そのような配慮を心に留めて設計されるべきである。
【００７０】
ＳＲＣフィルタ４６４を実装する種々のタイプのフィルタが考慮され得る。１つの例では、ＳＲＣフィルタ４６４は有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタであり得る。ＦＩＲフィルタは、楕円フィルタのような無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタに基づき得る。図６は、ＳＲＣフィルタ４６４を基礎とするように選択された楕円フィルタゲインの対周波数の波形６００の例を示す。１つの例では、楕円フィルタのゲインは、次式によって定義され得、
【００７１】
【数３】
2010120633.tif 000006
εはリップル率であり、Ｒｎはｎ次の楕円有理関数、ξは選択因子、ωは角周波数、ω０はカットオフ周波数である。
【００７２】
１つの例では、この式はＳＲＣフィルタ４６４を設計するために使用され得る。図６の波形６００は、２１次の楕円フィルタに基づいている。奇数次は、ＳＲＣフィルタ４６４の振幅応答が、ナイキストサンプリングレートにおいて１４０ｄＢより下であることを確実にするように選択され得る。図６において、通過帯６０２、遷移帯６０４および阻止帯６０６が示されている。楕円フィルタは、また、通過帯のリップル６０８および阻止帯のリップル６１０を制御する能力のために選ばれ得る。１つの例では、通過帯のリップル６１０は、約０．０１ｄＢであり得、阻止帯の減衰は約１００ｄＢであり得る。図６に示された例では、阻止帯の第１の深いヌルは、約０．０８３Ｈｚであり得、これは、約０．０８１６の通過帯カットオフをもたらし得る。
【００７３】
ひとたび、フィルタが選択されると、図７の周波数応答のように周波数応答が生成され得る。波形７００は、図６で特徴付けられるフィルタのデジタルインパルス応答を示しており、１における５１２のゼロベースインデックスを除いて、全てゼロからなる長さで１０２４のサンプルのインパルスデータの組のフィルタリングから生成されている。多くのサンプルの生成が選択されると、Ｂｌａｃｋｍａｎ  Ｈａｒｒｉｓウィンドウのようなウィンドウ７０２が選択され得る。ウィンドウ７０２の大きさは、集められるサンプルの数を決める。１つの例では、ウィンドウ７０２の中にあるように、１０２４のサンプルが選択される。これらのサンプルは集められ得て、ＦＩＲフィルタの係数として適用される。このＦＩＲフィルタは、その後、ＳＲＣフィルタ４６４として使用される。１つの例では、ＳＲＣフィルタ４６４によって遂行された増加したサンプリングレートは、マルチステージであり得る。例えば、アンチノイズサンプリングレートを４ｋＨｚから１９２ｋＨｚに増加する例では、４８回の増加を引き起こす。増加は、６、その後８の２つの小さい増加で行われ得、１９２ｋＨｚの増加したサンプリングレートをもたらす。
【００７４】
図８は、ＳＲＣフィルタ４６４として使用され得るフィルタを設計する例示動作のフローチャートを示す。ＩＩＲフィルタタイプを選択するステップ８０２が遂行され得る。楕円、バターワース、チェビシェフ、あるいは任意の他の適切なＩＩＲフィルタのような、種々のフィルタが選択され得る。ＩＩＲフィルタが選択されると、選択されたＩＩＲフィルタのパラメータを決定するステップ８０４が遂行され得る。ステップ８０４は、楕円フィルタのゲイン式のようなフィルタ動作の間に周波数が関連する式との比較で、フィルタ設計式と所望の結果との比較を通して遂行され得る。
【００７５】
パラメータが選択されると、通過帯と阻止帯との間の差が動作制限内にあるか否かを決定するステップ８０６が遂行され得る。差が動作制限の外側にある場合、フィルタタイプの再選定がステップ８０２で起こり得る。差が受け入れ可能な場合、遷移帯が動作制限内にあるか否かを決定するステップ８０８が遂行され得る。ＳＲＣフィルタ４６４の設計におけるような、比較的急峻な遷移帯が望まれ得る。遷移帯が動作制限の外側である場合、ＩＩＲフィルタタイプの再選択がステップ８０２において起こり得る。
【００７６】
遷移帯が受け入れ可能な場合、選択されたＩＩＲフィルタに対するインパルス応答を生成するステップ８１０が遂行され得る。インパルス応答の生成は、図７に示されたような波形を生成し得る。インパルス応答が生成されると、サンプル収集のための、図７のウィンドウ７０２のようなウィンドウの大きさを選択するステップ８１２が遂行され得る。ウィンドウの選択がされると、動作は、例えば、図７に関して記述されたような、選択されたウィンドウ内でサンプルを収集するステップ８１４を含み得る。サンプルが収集されると、動作は、収集されたサンプルの係数のあるＦＩＲフィルタを選択するステップ８１６を含み得る。ＦＩＲフィルタが選択されると、動作は、ＦＩＲフィルタが期待されたように遂行するか否かを決定するステップ８１８を含み得る。フィルタが十分に遂行していない場合、ＩＩＲフィルタの再選択がステップ８０２で起こり得る。
【００７７】
図４で記述したように、異なる部品によって処理されることおよび／または異なる源から生じることが原因で、望ましくない音と音声信号とが異なる経路をトラバースするとき、推定経路フィルタ４２２と４５０とは、異なる伝達関数であり得る。例えば、図３において、音声信号がオーディオシステム３１０によって生成され、中央スピーカ３３８からマイクロホン３４４への音波として生成されるとき、音声信号は自動車３０２の内部だけでなく、電子部品をもトラバースする。推定経路フィルタ伝達関数を決定するために、トレーニング法が実装され得る。図９は、推定経路フィルタを決定する例示動作のフローチャートを図示している。動作は、物理的経路の数（Ｎ）を決定するステップ９０２を含み得る。経路の数Ｎは、ＡＮＣシステム内で使用される推定経路フィルタの数を決定し得る。例えば、図４の単一チャネル構成は、２つの推定経路フィルタ４２２および４５０を実装し得る。マルチチャネル構成では、図１０に示されたマルチチャネル構成のような、積経路フィルタの他の量が使用され得る。
【００７８】
物理的経路の数Ｎがステップ９０２で決定されると、第１の物理的経路を選択するステップ９０４が遂行され得る。方法は、テスト信号を選択された物理的経路を介して送信するステップ９０６を含み得る。ガウス型あるいは「白色」ノイズがＡＮＣが構成されたシステムを介して送信され得る。他の適切なテスト信号が使われてもよい。例えば、図４において、テスト信号が送信され得て、テスト信号はＡＮＣシステム４００の経路をトラバースし、スピーカ４０６を介して音波として生成され、マイクロホン４１０によって検出される。このように、テスト信号は、スピーカ４０６とマイクロホン４１０との間の物理空間のみでなく電子部品をもトラバースする。
【００７９】
選択された物理的経路をトラバースする出力を記録するステップ９０８が遂行され得る。この出力は、記録された出力を送信されたテスト信号と比較するために、方法のステップ９１０において使用され得る。図４に示された構成例に戻って、白色ノイズ入力に応答して生成された誤差信号４５６は、白色ノイズ入力信号と比較され得る。ステップ９１０の比較が遂行されると、方法９００は、記録された出力信号とテスト信号との間の比較に基づいて、選択された経路の伝達関数を決定するステップ９１２を含み得る。例えば、白色ノイズ入力信号は信号４３２に比較され得、望ましくない音と処理されたマイクロホン入力信号４３２との間の関係を提供する伝達関数を決定する。これは、フィルタ４２２が物理的経路をトラバースする望ましくない音に対する効果をシミュレートするように構成されることを可能にし、ＡＮＣシステムが、望ましくない音の位相シフトされたバージョンあるいは、目的空間４０２のリスナーが経験する音により近く似ているアンチノイズを生成することを可能にする。
【００８０】
Ｎ個の経路が選択されたかどうかを決定するステップ９１４が実行され得る。一旦、Ｎ個すべての物理的経路が選択され、かつ伝達関数が決定されると、動作が終了し得る。しかしながら、Ｎ個の経路が選択されていない場合、次の物理的経路を選択するステップ９１６が実行され得る。次の物理的経路が選択されると、ステップ９０６が実行され得、これによって、テスト信号が次の選択された物理的経路を介して送信されることが可能となる。例えば、図４において、次の物理的経路は、音声信号４４４が、コンポーネントをトラバースし、サンプリングレート変換を経験し、そしてスピーカとマイクロホン４１０との間の距離をトラバースするとき、音声信号４４４によってトラバースされる物理的経路であり得る。Ｎ個すべての物理的経路に対する伝達関数が決定され得る。
【００８１】
図１０は、ＡＮＣシステム１０００のブロック図を示し、ＡＮＣシステム１０００は、マルチチャネルシステムに対して構成され得る。マルチチャネルシステムは、複数のマイクロホンおよびスピーカが、目的空間または複数の目的空間にアンチノイズを提供するために使用されることを可能にし得る。マイクロホンおよびスピーカの数が増加するにつれて、物理的経路および対応する推定経路フィルタの数が、指数関数的に増加する。例えば、図１０は、２つのマイクロホン１００２および１００４ならびに２つのスピーカ１００６および１００８（加算動作として図示）、ならびに２つの基準センサ１０１０および１０１２と共に使用されるように構成されたＡＮＣシステム１０００の例を示す。基準センサ１０１０および１０１２は、各々が、望ましくない音を検出するように構成され得、該望ましくない音は、２つの異なる音または同じ音であり得る。基準センサ１０１０および１０１２の各々は、検出された望ましくない音を示す信号１０１４および１０１６それぞれを生成し得る。信号１０１４および１０１６の各々は、ＡＮＣシステム１０００による入力として使用されるために、ＡＮＣシステム１０００のアンチノイズ発生器１０１３へ送信されて、アンチノイズを生成し得る。
【００８２】
オーディオシステム１０１１は、第１のチャネル信号１０２０および第２のチャネル信号１０２２を生成するように構成され得る。他の例においては、別個でありかつ独立したチャネルの他の任意の数、例えば５つ、６つ、または７つのチャネルがオーディオシステム１０１１によって生成され得る。第１のチャネル信号１０２０は、スピーカ１００６に提供され得、第２のチャネル信号１０２２は、スピーカ１００８に提供され得る。アンチノイズ発生器１０１３は、信号１０２４および１０２６を生成し得る。信号１０２４は、第１のチャネル信号１０２０と組み合わされ、それによって両方の信号１０２０および１０２４は、スピーカ１００６のスピーカ出力１０２８として送信される。同様に、信号１０２２および１０２６は組み合わされ、それによって両方の信号１０２２および１０２６は、スピーカ１００８からスピーカ出力１０３０として送信され得る。他の例においては、ただ１つのアンチノイズ信号が、１つまたは両方のスピーカ１００６または１００８に送信され得る。
【００８３】
マイクロホン１００２および１００４は、スピーカ出力１０２８および１０３０としての音波出力を含む音波を受信し得る。マイクロホン１００２および１００４は各々、マイクロホン入力信号１０３２および１０３４それぞれを生成し得る。マイクロホン入力信号１０３２および１０３４は各々、マイクロホン１００２および１００４によって受信された音を示し得、該受信された音は、望ましくない音および音声信号を含み得る。記述のように、音声信号を示す成分は、マイクロホン入力信号から除去され得る。図１０において、各マイクロホン１００２および１００４は、スピーカ出力１０２８および１０３０、ならびに任意の目的の望ましくない音を受信し得る。このようにして、スピーカ出力１０２８および１０３０の各々と関連付けられた音声信号を表す成分は、マイクロホン入力信号１０３２および１０３４の各々から除去され得る。
【００８４】
図１０において、各音声信号１０２０および１０２２は、２つの推定経路フィルタによってフィルタがかけられ得る。音声信号１０２０は、推定経路フィルタ１０３６によってフィルタがかけられ得、推定経路フィルタ１０３６は、オーディオシステム１０１１からマイクロホン１００２への音声信号１０２０の推定された物理的経路（コンポーネント、物理的空間、および信号処理を含む）を表し得る。音声信号１０２２は、推定経路フィルタ１０３８によってフィルタがかけられ得、推定経路フィルタ１０３８は、オーディオシステム１０１１からマイクロホン１００２への音声信号１０２２の推定された物理的経路を表し得る。フィルタされた信号は、組み合わされた音声信号１０４６を形成するために、加算動作１０４４において加算され得る。信号１０４６は、動作１０４８においてマイクロホン入力信号１０３２に存在する同様の信号成分を削除するために使用され得る。結果として生じる信号は誤差信号１０５０であり、誤差信号１０５０は、ＡＮＣシステム１０００に提供されて、センサ１０１０によって検出された望ましくない音と関連付けられたアンチノイズ１０２４を生成し得る。
【００８５】
同様に、音声信号１０２０および１０２２は、推定経路１０４０および１０４２それぞれによってフィルタがかけられ得る。推定された経路フィルタ１０４０は、オーディオシステム１０１１から誤差マイクロホン１００４へ音声信号１０２０によってトラバースされる物理的経路を表し得る。推定された経路フィルタ１０４２は、オーディオシステム１０１１からマイクロホン１００４へオーディオ信号１０２２によってトラバースされる物理的経路を表す。音声信号１０２０および１０２２は、組み合わされた音声信号１０５４を形成するために、加算動作１０５２において加算され得る。音声信号１０５４は、動作１０５６においてマイクロホン入力信号１０３４に存在する同様な信号成分を除去するために使用され得、これによって誤差信号１０５８が生じる。誤差信号１０５８は、ＡＮＣシステム１０００に提供されて、センサ１００４によって検出された望ましくない音と関連付けられたアンチノイズ信号１０２６を生成し得る。
【００８６】
推定された経路フィルタ１０３６、１０３８、１０４０および１０４２は、例えば、図９に関して記述されたような方法で決定され得る。基準センサおよびマイクロホンは数が増加すると、他の推定された経路フィルタが実装され得、それによって、マイクロホン入力信号から音声信号を削除して誤差信号を生成し、誤差信号は、ＡＮＣシステムが、誤差信号に基づいて音相殺信号を生成し、１つ以上の望ましくない音と弱め合う干渉をすることを可能にする。
【００８７】
本発明の様々な実施形態が記述されたが、多くのさらなる実施形態および実装が本発明の範囲内で可能であることは、当業者に明らかである。したがって、本発明は、添付された特許請求の範囲およびその均等物に照らしてなされる以外は、制限されるべきではない。
【符号の説明】
【００８８】
１００  アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）システム
１０２  目的空間
１０４  望ましくない音
１０６  音源
１０７  音響信号
１０８  マイクロホン
１１０  アンチノイズ信号
１１４  音声信号
１１６  オーディオシステム
１２０  スピーカ出力
１２２  マイクロホン入力信号
１２４  誤差信号
１２５  アンチノイズ発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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