(57)【要約】  画像センサ（１０３）で得られた画像を元に人の頭部の位置を示す情報（Ｇｂ）を生成し（２）、収音信号（Ｓｂ）及び人の頭部の位置を示す情報（Ｇｂ）に基づいて、人の頭部の位置における音響を制御するための制御信号（Ｓｄ）を生成する（５）。制御信号（Ｓｄ）は、頭部の位置における騒音を部分的に又は完全に打ち消すためのものである。空間内の人の頭の位置が変化しても、騒音抑圧効果が低減しないようにすることができる。
2019106748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間内の音響を検出する入力音響トランスデューサと、
前記空間内の人を撮像する画像センサと、
前記空間内に放出する出力音響トランスデューサとを備える音響制御装置における音響信号制御装置であって、
前記画像センサでの撮像で得られた画像を元に前記人の頭部の位置を示す情報を生成する制御部と、
前記入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号及び前記人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記人の頭部の位置における音響を制御する制御信号を生成する音響信号処理部と、
前記出力音響トランスデューサに、前記制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる出力信号変換部とを備える
音響信号制御装置。
【請求項２】
前記音響信号処理部は、
前記収音信号及び前記人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記人の頭部の位置における騒音を打ち消すための打ち消し音信号を生成し、前記打ち消し音信号に基づいて前記制御信号を生成する
請求項１に記載の音響信号制御装置。
【請求項３】
前記音響信号処理部は、
前記収音信号に基づく、前記人の頭部の位置における音響の推定結果と、前記制御信号に対応する、前記人の頭部の位置における音響の推定結果とから、前記人の頭部の位置における騒音を推定して、
前記推定された、前記人の頭部の位置における騒音に基づいて前記打ち消し音信号を生成する
請求項２に記載の音響信号制御装置。
【請求項４】
前記音響信号処理部は、
前記打ち消し音信号に、前記推定された騒音を表す信号に０から１までの範囲内の値を取る係数を掛けた信号を加算し、当該加算の結果を前記制御信号として出力する請求項３に記載の音響信号制御装置。
【請求項５】
予め記憶されている騒音を示すデータに基づいて、前記騒音を表す騒音信号を生成する騒音信号生成部をさらに備え、
前記音響信号処理部は、前記騒音信号に基づいて前記打ち消し音信号を生成する
請求項２に記載の音響信号制御装置。
【請求項６】
前記音響信号処理部は、
前記打ち消し音信号に、前記騒音信号に０から１までの範囲内の値を取る係数を掛けた信号を加算し、当該加算の結果を前記制御信号として出力する請求項５に記載の音響信号制御装置。
【請求項７】
前記空間が車両内の空間であり、前記人が乗員である
請求項２から６のいずれか１項に記載の音響信号制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記画像に基づいて、前記乗員の状態を示す情報を生成し、
前記音響信号処理部は、前記乗員の状態を示す情報に基づいて、前記乗員の頭部の位置における騒音が打ち消される程度を調整する
請求項７に記載の音響信号制御装置。
【請求項９】
前記乗員が運転者であり、前記乗員の状態を示す情報が、前記運転者の運転に対する注意力の度合いを示す情報であり、
前記音響信号処理部は、前記乗員の状態を示す情報により、前記注意力が低いことが示されるときには、前記騒音が打ち消される程度をより小さくする
請求項８に記載の音響信号制御装置。
【請求項１０】
前記車両の騒音とは異なる代替音を示す代替音データを記憶する代替音データ記憶部と、
前記代替音を示す信号を代替音信号として出力する代替音信号生成部とをさらに備え、
前記音響信号処理部は、前記打ち消し音信号に、前記代替音信号を加算した結果を前記制御信号として出力する
請求項８又は９に記載の音響信号制御装置。
【請求項１１】
前記車両の騒音は、前記音響信号制御装置が設けられた車両の原動機の騒音であり、
前記代替音は、前記音響信号制御装置が設けられた車両とは異なる種類の車両の原動機の音であり、
前記代替音信号生成部は、前記代替音データと、前記音響信号制御装置が設けられた車両の原動機の動作状態を示す情報とに基づいて、前記代替音信号を生成する
請求項１０に記載の音響信号制御装置。
【請求項１２】
前記音響信号処理部は、前記乗員の状態を示す情報に基づいて、前記代替音の音量を調整する
請求項１０又は１１に記載の音響信号制御装置。
【請求項１３】
空間内の音響を検出する入力音響トランスデューサと、
前記空間内の第１及び第２の人を撮像する画像センサと、
前記空間内に音響を放出する第１及び第２の出力音響トランスデューサとを備える音響制御装置における音響信号制御装置であって、
前記画像センサでの撮像で得られた画像を元に前記第１の人の頭部の位置を示す情報及び前記第２の人の頭部の位置を示す情報を生成する制御部と、
前記入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号と、前記第１の人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記第１の人の頭部の位置における音響を制御するための第１の制御信号を生成する第１の音響信号処理部と、
前記収音信号と、前記第２の人の頭部の位置を示す情報とに基づいて、前記第２の人の頭部の位置における音響を制御するための第２の制御信号を生成する第２の音響信号処理部と、
前記第１の出力音響トランスデューサに、前記第１の制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる第１の出力信号変換部と、
前記第２の出力音響トランスデューサに、前記第２の制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる第２の出力信号変換部とを備える
音響信号制御装置。
【請求項１４】
前記第１の音響信号処理部は、前記収音信号及び前記第１の人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記第１の人の頭部の位置における騒音を打ち消すための第１の打ち消し音信号を生成し、前記第１の打ち消し音信号に基づいて前記第１の制御信号を生成し、
前記第２の音響信号処理部は、前記収音信号及び前記第２の人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記第２の人の頭部の位置における騒音を打ち消すための第２の打ち消し音信号を生成し、前記第２の打ち消し音信号に基づいて前記第２の制御信号を生成する
請求項１３に記載の音響信号制御装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記画像に基づいて、前記第１の人の状態を示す情報と、前記第２の人の状態を示す情報とを生成し、
前記第１の音響信号処理部は、前記第１の人の状態を示す情報に基づいて、前記第１の人の頭部の位置における騒音が打ち消される程度を調整し、
前記第２の音響信号処理部は、前記第２の人の状態を示す情報に基づいて、前記第２の人の頭部の位置における騒音が打ち消される程度を調整する
請求項１４に記載の音響信号制御装置。
【請求項１６】
前記空間が車両の内部の空間であり、前記第１の人が運転者であり、前記第２の人が運転者とは異なる他の乗員であり、
前記運転者の状態を示す情報が、前記運転者の運転に対する注意力の度合いを示す情報であり、
前記他の乗員の状態を示す情報が、前記他の乗員の休息を欲する度合いを示す情報であり、
前記第１の音響信号処理部は、前記運転者の状態を示す情報により、前記注意力が低いことが示されるときには、前記騒音が打ち消される程度がより小さくなる信号を前記第１の制御信号として生成し、
前記第２の音響信号処理部は、前記他の乗員の状態を示す情報により、前記休息を欲する度合いが高いことが示されるときには、前記騒音が打ち消される程度がより大きくなる信号を前記第２の制御信号として生成する
請求項１５に記載の音響信号制御装置。
【請求項１７】
空間内の音響を検出する入力音響トランスデューサと、
前記空間内の人を撮像する画像センサと、
音響を前記空間内に放出する出力音響トランスデューサとを備えた音響制御装置における音響信号制御方法であって、
前記画像センサでの撮像で得られた画像を元に前記人の頭部の位置を示す情報を生成し、
前記入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号及び前記人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記人の頭部の位置における音響を制御する制御信号を生成し、
前記出力音響トランスデューサに、前記制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる
音響信号制御方法。
【請求項１８】
空間内の音響を検出する入力音響トランスデューサと、
前記空間内の第１及び第２の人を撮像する画像センサと、
前記空間内に音響を放出する第１及び第２の出力音響トランスデューサとを備える音響制御装置における音響信号制御方法であって、
前記画像センサでの撮像で得られた画像を元に前記第１の人の頭部の位置を示す情報及び前記第２の人の頭部の位置を示す情報を生成し、
前記入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号と、前記第１の人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記第１の人の頭部の位置における音響を制御するための第１の制御信号を生成し、
前記収音信号と、前記第２の人の頭部の位置を示す情報とに基づいて、前記第２の人の頭部の位置における音響を制御するための第２の制御信号を生成し、
前記第１の出力音響トランスデューサに、前記第１の制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させ、
前記第２の出力音響トランスデューサに、前記第２の制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる
音響信号制御方法。
【請求項１９】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の音響信号制御装置における処理又は請求項１７又は１８に記載の音響信号制御方法における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のプログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間内における音響を制御するための音響信号制御装置及び方法、並びにプログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空間内の騒音をマイクロホンで検出し、スピーカから逆位相の音を出力することにより、騒音を相殺して低減する能動騒音制御（ＡＮＣ：Ａｃｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が知られている。
上記のマイクロホンは、騒音を低減したい位置の近くにあるほど騒音抑圧効果が高まる。そこで、例えば、車室内の能動騒音抑圧のために、マイクロホンをヘッドレストに配置し、シートの位置又は角度に応じて、モデルの特性を切り替え、それにより、シートの位置又は角度が変化しても、騒音を良好に打ち消すようにした騒音制御装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４９９２２号公報（第４頁〜６頁、図１）
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｍ．Ｐａｗｅｌｃｚｙｓｋ，“Ａｃｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  −  Ａ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｒｏｌ−Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｒｏｂｌｅｍｓ，”  Ａｒｃｈｉｖｅｓ  ｏｆ  Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，３３，４，５０９−５２０（２００８）
【非特許文献２】Ｃ．Ｄ．  Ｐｅｔｅｒｓｅｎ他、“ＡＣＴＩＶＥ  ＮＯＩＳＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＡＴ  Ａ  ＭＯＶＩＮＧ  ＬＯＣＡＴＩＯＮ  ＵＳＩＮＧ  ＶＩＲＴＵＡＬ  ＳＥＮＳＩＮＧ”ＩＣＳＶ１３−Ｊｕｌｙ  ２−６，  ２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載の騒音制御装置は、乗員が姿勢を変えて頭部の位置が変化した場合には、騒音抑圧効果が低下するという問題がある。
以上車室内での騒音抑圧について述べたが、車室以外の空間、例えば居室、事務室、作業所などの空間における騒音抑圧についても同様の問題がある。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、人の頭部の位置が変化してもその騒音抑圧効果が低減しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の音響信号制御装置は、
空間内の音響を検出する入力音響トランスデューサと、
前記空間内の人を撮像する画像センサと、
前記空間内に放出する出力音響トランスデューサとを備える音響制御装置における音響信号制御装置であって、
前記画像センサでの撮像で得られた画像を元に前記人の頭部の位置を示す情報を生成する制御部と、
前記入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号及び前記人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記人の頭部の位置における音響を制御する制御信号を生成する音響信号処理部と、
前記出力音響トランスデューサに、前記制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる出力信号変換部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の音響信号制御装置によれば、音響信号処理部が、入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号と、撮像で得られた画像を基に生成された、人の頭部の位置を示す情報に基づいて、当該頭部の位置における音響を制御する制御信号を生成する。従って、人の頭部の位置が変化しても、騒音抑圧効果が低減しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の音響信号制御装置を備えた音響制御装置を示すブロック図である。
【図２】図１の音響信号制御装置内の音響信号処理部を示すブロック図である。
【図３】図２の頭部位置音響推定部を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の音響信号制御装置における処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２の音響信号制御装置を備えた音響制御装置を示すブロック図である。
【図６】図５の音響信号制御装置内の音響信号処理部を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態３の音響信号制御装置を備えた音響制御装置を示すブロック図である。
【図８】図７の音響信号制御装置内の音響信号処理部を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態４の音響信号制御装置を備えた音響制御装置を示すブロック図である。
【図１０】図９の音響信号制御装置内の音響信号処理部を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態５の音響信号制御装置を備えた音響制御装置を示すブロック図である。
【図１２】図１１の音響信号制御装置内の音響信号処理部を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態６で用いられる音響信号処理部を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態７の音響信号制御装置を備えた音響制御装置を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態１の音響信号制御装置の機能をコンピュータで実現する場合の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、図面全体において同一符号を付された構成要素は、同様の構成及び機能を有する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の音響信号制御装置１１０を備えた音響制御装置１を示す。図１に示す音響制御装置１は、音響信号制御装置１１０のほか、入力音響トランスデューサの一例としてのマイクロホン１０１、出力音響トランスデューサの一例としてのスピーカ１０２と、画像センサ１０３とを備える。
音響信号制御装置１１０は、制御部２と、メモリ３と、入力信号変換部４と、音響信号処理部５と、出力信号変換部６とを備える。
【００１２】
本実施の形態の音響制御装置１は、音響の制御の一つとして、ＡＮＣで空間内の騒音の抑圧を行う。ここで言う空間は、例えば、車室、居室、事務室、会議室、又は作業所である。以下では、図１に示すように、空間が車室（車両の内部の空間）１２０であり、車両の乗員、例えば、運転者１２１の耳に入る騒音を抑圧する場合を想定して説明する。
抑圧すべき騒音としては、原動機騒音、ロードノイズ等がある。以下では、原動機音を抑圧する場合を想定して説明する。
【００１３】
マイクロホン１０１は、車室内の音Ａａを検出する。マイクロホン１０１は例えば１チャンネル（モノラル）のマイクロホンである。マイクロホン１０１は、検出した音Ａａを表す電気信号Ｓａを出力する。
【００１４】
入力信号変換部４は、マイクロホン１０１から出力された信号Ｓａを予め定められたサンプリング周波数（例えば、１６ｋＨｚ）でサンプリングし、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換し、時間領域の離散信号Ｓｂを出力する。
入力信号変換部４は、例えば、連続する１６０個のサンプル値を１フレームとして出力する。
サンプリングで得られた信号は、サンプリングのタイミング乃至番号を表すため「（ｎ）」を付して、例えば「Ｓｂ（ｎ）」で表されることがある。以下で説明する他の信号についても同様である。
【００１５】
マイクロホン１０１から出力される信号Ｓａ及び入力信号変換部４から出力される信号Ｓｂはともに、マイクロホン１０１での収音で得られた信号であり、収音信号と呼ばれる。
【００１６】
画像センサ１０３は、例えば、可視光線又は赤外線で撮像を行うカメラで構成される。カメラは、例えば超音波又はレーザを用いて被写体の各部までの距離を測定する機能を有するものであるのが望ましい。画像センサ１０３は、撮像により得た画像と被写体の各部までの距離を示す情報との組合せを被写体情報Ｇａとして出力する。
【００１７】
制御部２は、画像センサ１０３が出力した被写体情報Ｇａを分析し、空間内における人の頭部１２２の位置を示す情報（位置情報）Ｇｂを出力する。頭部１２２の位置を示す情報Ｇｂとしては、いずれか一方の耳の位置を示す情報を用いることができる。制御部２は、位置情報Ｇｂを音響信号処理部５へ出力する。
【００１８】
音響信号処理部５は、入力信号変換部４が出力する収音信号Ｓｂと、制御部２が出力する位置情報Ｇｂとを入力とし、頭部１２２の位置における騒音を打ち消すための信号（打ち消し音信号）Ｓｃを生成し、該打ち消し音信号Ｓｃを制御信号として出力する。打ち消し音信号Ｓｃは、収音信号Ｓｂに対して概ね逆位相の信号であるが、マイクロホン１０１の位置と頭部１２２の位置との違いなどを考慮に入れて調整した信号である。
【００１９】
出力信号変換部６は、制御信号ＳｃをＤ／Ａ変換してアナログ形式の駆動信号Ｓｅに変換し、駆動信号Ｓｅでスピーカ１０２を駆動する。
出力信号変換部６は、必要に応じて、パワーアンプ等で増幅を行い、増幅後の信号で、スピーカ１０２を駆動する。
スピーカ１０２は、出力信号変換部６からの駆動信号（電気信号）Ｓｅを音Ａｅに変換して、音を空間に放出する。
【００２０】
図２は音響信号処理部５の構成例を示すブロック図である。
図示の音響信号処理部５はバーチャルセンシング技術を用いて、運転者１２１の頭部１２２の位置における音を推定するとともに、音響信号処理部５から出力される打ち消し音信号Ｓｃに対応する、頭部位置における音（二次音響）を推定し、これらの推定結果から、頭部位置における騒音（一次音響）を推定し、推定された頭部位置における騒音に基づいて、打ち消し音信号Ｓｃを生成し、或いは更新する。ＡＮＣでは、頭部位置における音がゼロとなるように制御を行うので、頭部位置における音を誤差音と言い、該誤差音を示す信号を誤差信号と言うことがある。
【００２１】
推定された頭部位置における騒音に基づいて、打ち消し音信号Ｓｃを生成する処理には、例えば、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタが用いられ、頭部位置における誤差音（騒音と打ち消し音とを重畳したもの）がゼロに近付くように、フィルタ係数の組の更新が行われる。フィルタ係数の組の更新は、例えば、ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ法で行われる。
【００２２】
音響信号処理部５は、頭部位置における誤差音の推定結果と、頭部位置における二次音響（打ち消し音）の推定結果とから、頭部位置における一次音響（騒音）を推定して、推定結果に基づいて、打ち消し音信号Ｓｃを決定するので、このような制御はフィードバック制御と呼ばれる。
【００２３】
バーチャルセンシング技術は以下のような状況で利用されるものである。
即ち、ＡＮＣで人の耳に達する騒音を無くす場合には、人の頭部の位置を検出して、当該位置における音を推定する必要がある。人の頭部が動くと予想される範囲内に十分高い密度でマイクロホンを配置することができれば、各時点で、頭部の位置に最も近いマイクロホンで検出された音を、人の耳に達する音と推定することができる。
しかしながら、そのように高い密度でマイクロホンを配置することは、頭部の動きの妨げとなるといった問題、装置のコストが高くなるといった問題等がある。そこで、頭部が動くと予想される範囲内に又はそれに近接する位置にマイクロホンを配置し、当該マイクロホンで検出された音から、各時点における実際の頭部の位置における音を推定する技術が提案されている。この技術がバーチャルセンシングと呼ばれる。バーチャルセンシングについては上記の非特許文献１及び２に詳述されている。
【００２４】
音響信号処理部５は、バーチャルセンシングにより、マイクロホン１０１で得られた収音信号Ｓｂと、制御部２で生成された頭部１２２の位置を示す情報Ｇｂとに基づいて、頭部位置における音響を推定し、推定結果に基づいて、ＡＮＣにより打ち消し音信号Ｓｃを生成する。
【００２５】
図２の音響信号処理部５は、頭部位置音響推定部１１、適応信号処理部１２、フィルタ処理部１３、二次経路モデル１４及び１６、並びに加算部１５を備える。
【００２６】
頭部位置音響推定部１１は、収音信号Ｓｂと、制御信号Ｓｃとに基づいて頭部位置音響信号Ｓｈを生成する。頭部位置音響信号Ｓｈは、収音信号Ｓｂに対応する、頭部位置における音響の推定値を表す。
【００２７】
適応信号処理部１２は、頭部位置音響推定部１１で生成された頭部位置音響信号Ｓｈ等に基づいてフィルタ処理部１３で用いられるフィルタ係数の組ｗを更新する。フィルタ処理部１３の出力が打ち消し音信号Ｓｃである。
【００２８】
二次経路モデル１４は、スピーカ１０２と頭部１２２との間の伝達関数の推定値を持つモデルであり、打ち消し音信号Ｓｃを入力とし、頭部位置二次音響信号Ｓｃｈを出力する。頭部位置二次音響信号Ｓｃｈは、制御信号Ｓｃに対応する、頭部位置における音（二次音響）の推定値を表す。
二次経路モデル１４の伝達関数は、頭部１２２の位置を表す情報Ｇｂと、後述の、複数の固定位置についての伝達関数を表す情報Ｇｆｔ及びこれらの固定位置を表す情報(例えば、空間内の位置を表す座標)Ｇｆｐとに基づいて決定され、更新される。
【００２９】
加算部１５は、頭部位置音響信号Ｓｈから頭部位置二次音響信号Ｓｃｈを減算して、頭部位置一次音響信号Ｓｎｈを生成する。頭部位置一次音響信号Ｓｎｈは、頭部位置における一次音響（騒音）の推定値を表す。
【００３０】
フィルタ処理部１３は、例えば、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタで構成され、適応信号処理部１２が逐次更新するフィルタ係数の組（係数ベクトル）ｗを用いて頭部位置一次音響信号Ｓｎｈに対するフィルタ処理を行って打ち消し音信号Ｓｃを出力する。
【００３１】
二次経路モデル１６は、スピーカ１０２と頭部１２２との間の伝達関数の推定値を持つモデルであり、頭部位置一次音響信号Ｓｎｈを入力とし、スピーカ位置一次音響信号Ｓｎｓを出力する。スピーカ位置一次音響信号Ｓｎｓは、頭部位置一次音響信号Ｓｎｈに対応するスピーカ１０２の位置における一次音響（騒音）の推定値を表す。
二次経路モデル１６の伝達関数も、頭部１２２の位置を表す情報Ｇｂと、複数の固定位置についての伝達関数を表す情報Ｇｆｔ及びこれらの固定位置を表す情報Ｇｆｐとに基づいて決定され、更新される。
【００３２】
適応信号処理部１２は、スピーカ位置一次音響信号Ｓｎｓと、頭部位置音響信号Ｓｈとに基づいて、フィルタ処理部１３で用いられるフィルタ係数の組ｗを逐次更新する。
【００３３】
適応信号処理部１２は、頭部位置音響信号Ｓｈがゼロに近付くように行われる。すなわち、制御信号Ｓｃに応じてスピーカ１０２から発せられる音（打ち消し音）により、頭部位置において、一次音響（騒音）が完全に打ち消されるように、フィルタ係数の組ｗを逐次更新する。
【００３４】
フィルタ係数の組ｗの更新は、例えばｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘアルゴリズムにより行われる。ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘアルゴリズムにおいては、例えば下記の式（１）で表される演算によりフィルタ係数の組ｗの更新が行われる。
ｗ（ｎ＋１）＝ｗ（ｎ）＋μ・Ｓｈ（ｎ）・Ｓｎｓ（ｎ）    （１）
式（１）で、
μは、適応動作の収束速度と推定精度を調整するステップサイズパラメータであり、音場環境に応じて定められる。
ｗは、複数のフィルタ係数ｗ０、ｗ１、ｗ２．．．から成る組（ベクトル）である。
Ｓｈ（ｎ）、Ｓｎｓ（ｎ）及びｗ（ｎ）は、それぞれＳｈ、Ｓｎｓ及びｗのうち、サンプリングのタイミングｎにおける値を示す。
ｗ（ｎ）は、更新前のフィルタ係数の組ｗの値、
ｗ（ｎ＋１）は、更新後のフィルタ係数の組ｗの値、即ち、タイミングｎの次のタイミングのデータに対して用いられるべきフィルタ係数の組ｗの値を表す。
【００３５】
二次経路モデル１４及び１６の伝達関数は、頭部１２２の位置に応じて変化させる必要がある。本実施の形態では、スピーカ１０２から、複数の、即ちＱ個の固定位置（固定設置位置）までの伝達関数を事前学習により求め、求められた伝達関数を表す情報Ｇｆｔと、それぞれの（Ｑ個の）固定位置を表す情報Ｇｆｐとを予めメモリ３に記憶しておき、制御部２からの頭部１２２の位置を表す情報Ｇｂと、メモリ３に記憶されている上記の情報Ｇｆｐ及びＧｆｔとに基づいて補間を行うことで、スピーカ１０２から頭部１２２の位置までの経路（二次経路）の伝達関数を求める。
【００３６】
上記の固定位置は、制御対象空間内に配置されるものである。制御対象空間は、音響制御装置で音響制御を行っているときに、頭部１２２が位置し得る範囲、或いは位置することが多い範囲を占めるように定められる。
【００３７】
事前学習においては、例えばそれぞれの固定位置に、実際にマイクロホンを配置し、スピーカ１０２から発せられた音をそれぞれのマイクロホンで検出し、スピーカ１０２から固定位置までの伝達関数を同定し、同定した伝達関数を表す情報Ｇｆｔを、それぞれの固定位置を表す情報Ｇｆｐとともに記憶する。
【００３８】
図３は、頭部位置音響推定部１１の一例を示すブロック図である。図示の頭部位置音響推定部１１は、マイクロホン二次経路モデル３１と、第１乃至第Ｑの固定位置二次経路モデル３２−１〜３２−Ｑと、加算部３３と、第１乃至第Ｑの伝達経路モデル３４−１〜３４−Ｑと、第１乃至第Ｑの加算部３５−１〜３５−Ｑと、補間部３６とを備える。
【００３９】
マイクロホン二次経路モデル３１は、スピーカ１０２とマイクロホン１０１との間の伝達関数の推定値を持つモデルであり、制御信号Ｓｃを入力として、マイクロホン位置二次音響信号Ｓｃｍを生成する。マイクロホン位置二次音響信号Ｓｃｍは、制御信号Ｓｃに対応する、マイクロホン１０１の位置における音響（二次音響）の推定値を表す。
【００４０】
第１乃至第Ｑの固定位置二次経路モデル３２−１〜３２−Ｑは、スピーカ１０２と、第１乃至第Ｑの固定位置との間の伝達関数の推定値を持つモデルであり、制御信号Ｓｃを入力として、第１乃至第Ｑの固定位置二次音響信号Ｓｃｆ１〜ＳｃｆＱを生成する。第１乃至第Ｑの固定位置二次音響信号Ｓｃｆ１〜ＳｃｆＱは、それぞれ制御信号Ｓｃに対応する、第１乃至第Ｑの固定位置における音響（二次音響）の推定値を表す。
【００４１】
加算部３３は、収音信号Ｓｂから、マイクロホン位置二次音響信号Ｓｃｍを減算して、マイクロホン位置一次音響信号Ｓｎｍを生成する。マイクロホン位置一次音響信号Ｓｎｍは、マイクロホン１０１の位置における一次音響（騒音）の推定値を表す。
【００４２】
第１乃至第Ｑの伝達経路モデル３４−１〜３４−Ｑは、マイクロホン１０１と、第１乃至第Ｑの固定位置との間の伝達関数の推定値を持つモデルであり、マイクロホン位置一次音響信号Ｓｎｍを入力として、第１乃至第Ｑの固定位置一次音響信号Ｓｎｆ１〜ＳｎｆＱを出力する。第１乃至第Ｑの固定位置一次音響信号Ｓｎｆ１〜ＳｎｆＱは、それぞれ、マイクロホン位置一次音響信号Ｓｎｍに対応する、第１乃至第Ｑの固定位置における一次音響の推定値を表す。
【００４３】
第１乃至第Ｑの加算部３５−１〜３５−Ｑは、それぞれ、第１乃至第Ｑの固定位置一次音響信号Ｓｎｆ１〜ＳｎｆＱと、第１乃至第Ｑの固定位置二次音響信号Ｓｃｆ１〜ＳｃｆＱとを加算して、第１乃至第Ｑの固定位置音響信号Ｓｆ１〜ＳｆＱを生成する。第１乃至第Ｑの固定位置音響信号Ｓｆ１〜ＳｆＱは、それぞれ第１乃至第Ｑの固定位置における音響（一次音響と二次音響とを重畳したもの）の推定値を表す。
【００４４】
補間部３６は、第１乃至第Ｑの固定位置音響信号Ｓｆ１〜ＳｆＱと、メモリ３から読み出される、固定位置を示す情報Ｇｆｐと、制御部２から与えられる、頭部１２２の位置を表す情報Ｇｂを用いた補間を行って、頭部位置音響信号Ｓｈを生成する。頭部位置音響信号Ｓｈは、頭部位置における音響（一次音響と二次音響とを重畳したもの）の推定値を表す。
【００４５】
マイクロホン二次経路モデル３１、第１乃至第Ｑの固定位置二次経路モデル３２−１〜３２−Ｑ、及び第１乃至第Ｑの伝達経路モデル３４−１〜３４−Ｑの伝達関数はそれぞれ予め求められ、求められた伝達関数を持つように各モデルが構成されている。
【００４６】
なお、本実施の形態における音響信号処理部５では、ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ法によるフィードバック制御を一例として動作を説明したが、これに限ることはなく、周波数軸上での処理であるＷａｖｅ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ法などの公知の手法を用いることができる。
【００４７】
次に、上記の音響信号制御装置における処理の手順を図４のフローチャートを参照して説明する。
【００４８】
ステップＳＴ１Ａ及びＳＴ１Ｂの組合せと、ステップＳＴ２とは平行して行い得る。
ステップＳＴ１Ａで、入力信号変換部４は、マイクロホン１０１で取り込まれたアナログ収音信号Ｓａを、予め定められたサンプリング周波数でサンプリングしてＡ／Ｄ変換を行い時間領域のデジタル収音信号Ｓｂを生成する。
ステップＳＴ１Ｂでは、サンプル値の数ｎが予め定められた数Ｎに達したか否かの判定を行い、達していなければステップＳＴ１Ａに戻る。ｎがＮに達したら、ステップＳＴ４に進む。Ｎは例えば１６０であり、１フレーム内のサンプル値の数を表す。Ｎ個のサンプル値により１フレームの収音信号（Ｓｂ（１）〜Ｓｂ（１６０））が形成される。
【００４９】
ステップＳＴ２で、制御部２は、画像センサ１０３による撮影で得られた画像を受けて、画像を分析し（ステップＳＴ２）、その結果に基づいて運転者の頭部１２２の位置を示す情報Ｇｂを生成する。
【００５０】
ステップＳＴ１Ａ及びステップＳＴ１Ｂの組合せ、及びステップＳＴ２の処理が終わったら、ステップＳＴ４に進む。
ステップＳＴ４で、頭部位置音響推定部１１は、頭部１２２の位置を示す情報Ｇｂと、収音信号Ｓｂと、制御信号Ｓｃとに基づいて頭部位置音響信号Ｓｈを生成する。
【００５１】
ステップＳＴ５で、適応信号処理部１２は、二次経路モデル１６から出力されるスピーカ位置一次音響信号Ｓｎｓと、頭部位置音響推定部１１が出力する頭部位置音響信号Ｓｈとを入力し、頭部位置音響信号Ｓｈがゼロに近付くように、フィルタ処理部１３の係数の組を更新する。
【００５２】
ステップＳＴ６で、フィルタ処理部１３は、適応信号処理部１２により更新されるフィルタ係数の組を用いて頭部位置一次音響信号Ｓｎｈに対するフィルタ処理を行い、打ち消し音信号Ｓｃを生成し、制御信号として出力する。
【００５３】
ステップＳＴ７Ａで、出力信号変換部６は、音響信号処理部５が出力する制御信号Ｓｃを入力とし、アナログ信号への変換、増幅等を行ってスピーカ１０２を駆動する信号Ｓｅを生成して出力する。この処理もステップＳＴ１Ａと同様に１フレーム毎に行われる。即ち、ステップＳＴ７Ａの次のステップＳＴ７Ｂでデータ（ステップＳＴ１Ｂにおけるサンプル値に対応して生成された制御信号Ｓｃ）の数ｎがＮに達したか否かの判定を行い、達していなければステップＳＴ７Ａに戻る。ｎがＮに達したら、当該フレームの処理が終わったものと判断し、ステップＳＴ８に進む。
【００５４】
ステップＳＴ８では、音響制御を続行すべきか否かの判断を行う。続行すべきであれば（ＳＴ８でＹＥＳの場合）、ステップＳＴ１Ａ及びＳＴ２に戻る。
終了すべきであれば（ＳＴ８でＮＯＳの場合）、処理を終了する。
【００５５】
実施の形態１においては、騒音を打ち消す打ちための打ち消し音信号Ｓｃが生成され、制御信号として出力され、スピーカ１０２からは、上記の制御信号に対応する音響が車室内の空間に放出される。従って、運転者の頭部の位置が変化しても、運転者の耳に聞こえる騒音を打ち消すことができる。また、フィードバック方式で、騒音が推定される。即ち、収音信号Ｓｂに基づく、頭部位置における音響の推定結果（Ｓｈ）と、制御信号（Ｓｃ）に対応する、頭部位置における音響の推定結果（Ｓｃｈ）とから、頭部位置における騒音（Ｓｎｈ）が推定される。そして、推定された頭部位置における騒音（Ｓｎｈ）に基づいて打ち消し音信号（Ｓｃ）が生成される。従って、どのような騒音が発せられるかが事前には分からない場合にも、騒音の打ち消しを行うことができる。
【００５６】
実施の形態２．
実施の形態１では、騒音を完全に打ち消すように制御を行うが、以下では、運転者の注意力が低下しているときに、低下の程度に応じて騒音抑圧の程度を調整する構成を実施の形態２として説明する。
【００５７】
図５は実施の形態２の音響信号制御装置１１０ｂを備えた音響制御装置１ｂを示す。図５において、図１と同じ符号は同様の部分を示す。
図５に示される音響信号制御装置１１０ｂは、図１に示される音響信号制御装置１１０と概して同じである。但し、制御部２及び音響信号処理部５の代わりに制御部２ｂ及び音響信号処理部５ｂが設けられている。
【００５８】
制御部２ｂは、画像センサ１０３の出力に基づいて、運転者の頭部１２２の位置を示す情報Ｇｂを生成するほか、運転者の注意状態を示す情報（注意状態情報）Ｇｃを生成する。
【００５９】
ここで、運転者の注意状態とは、例えば、運転者の運転に対する注意力の程度である。例えば、居眠りしているとき、或いは脇見をしているときは、注意力が低下していると判断される。例えば、運転者が目を閉じているとか、目を開いたり閉じたりしているが、閉じている時間の割合が長いとか、頭部が前後又は左右に揺れている場合には居眠りをしていると判断される。また、前方以外の方向に目を向けている時間の割合が長い場合には、脇見をしていると判断される。
制御部２ｄは、これらの判定結果に基づいて、注意状態情報Ｇｃを出力する。
【００６０】
音響信号処理部５ｂは、制御部２ｂからの位置情報Ｇｂのみならず注意状態情報Ｇｃをも受けて、位置情報Ｇｂに基づいて実施の形態１と同様の制御（騒音を打ち消す制御）を行うほか、注意状態情報Ｇｃに基づいて騒音抑圧の程度を調整する制御を行う。例えば、注意力が低下しているほど、騒音抑圧の程度をより小さくする。騒音抑圧の程度を小さくした場合、騒音のうち抑圧されなかった分（一次音響残留分）が運転者に聞こえることになる。
【００６１】
実施の形態２で用いられる音響信号処理部５ｂは、例えば図６に示されるように構成されている。図６に示される音響信号処理部５ｂは、図２の音響信号処理部５と概して同じであるが、係数決定部４０、係数乗算部４１及び４２、並びに加算部４３及び４４が付加されている。
またフィルタ処理部１３から出力される打ち消し音信号が符号Ｓｃで示され、該打ち消し音信号Ｓｃを入力とする加算部４３の出力が符号Ｓｄで示されている。
【００６２】
係数決定部４０は、注意状態情報Ｇｃに応じて係数（不注意係数）ｋｃを決定する。不注意係数ｋｃは、０から１までの範囲内の大きさを持つものであり、注意状態情報Ｇｃで示される注意力が低いほど、より大きな値に定められる。
【００６３】
係数乗算部４１は、係数決定部４０で決定された係数ｋｃをスピーカ位置一次音響信号Ｓｎｓに掛ける。係数乗算部４１の出力Ｓ４１（＝ｋｃ・Ｓｎｓ）は、一次音響（騒音）のうち抑圧しない部分、即ち、運転者に聞かせるべき部分（一次音響残留分）を表す信号である。
【００６４】
加算部４３は、係数乗算部４１の出力Ｓ４１と打ち消し音信号Ｓｃとを加算し、加算結果Ｓｄ（＝ｋｃ・Ｓｎｓ＋Ｓｃ）を出力する。加算部４３の出力Ｓｄは、一次音響の一部に抑圧し、残留分を運転者に聞かせるための信号である。加算部４３の出力Ｓｄが音響信号処理部５ｂの出力（制御信号）として、出力信号変換部６に供給されるとともに、頭部位置音響推定部１１に供給される。
【００６５】
このようにする結果、打ち消し音信号Ｓｃと信号Ｓ４１との和でスピーカ１０２が駆動されることになる。その結果、スピーカ１０２からは、打ち消し音を、信号Ｓ４１による音の分だけ弱めた音が放出されることになり、運転者の耳には、騒音の一部（信号Ｓ４１に対応する分）が聞こえることになる。
注意力が低下しているときほど、係数ｋｃが大きくされるので、運転者の耳には、注意力が低下しているときほど、より大きな騒音が聞こえることになる。これにより、運転者の注意力の回復を図ることができる。
【００６６】
頭部位置音響推定部１１は、制御信号Ｓｃの代わりに制御信号Ｓｄを受け、収音信号Ｓｂと制御信号Ｓｄとに対して実施の形態１で説明したのと同様の処理を行って、頭部位置音響信号Ｓｈを生成する。頭部位置音響信号Ｓｈは、通常の誤差信号（騒音を残留させない場合の誤差信号）に、頭部位置での騒音（一次音響）の残留分の推定値を加算したものとなる。
【００６７】
係数乗算部４２は、頭部位置一次音響信号Ｓｎｈに係数ｋｃを掛ける。係数乗算部４２の出力Ｓ４２（＝ｋｃ・Ｓｎｈ）は頭部位置における一次音響の残留分の推定値を表す。
【００６８】
加算部４４は、頭部位置音響信号Ｓｈから、係数乗算部４２の出力Ｓ４２を減算する。減算結果は、頭部位置における音響から、頭部位置における一次音響残留分を除いたものを表す。上記のように、頭部位置音響信号Ｓｈで表される音響は、通常の誤差音（騒音を残留させない場合の誤差音）に、頭部位置における一次音響残留分を加算したものとなり、一方係数乗算部４２の出力Ｓ４２で表される音響は頭部位置における一次音響残留分を表すためである。
【００６９】
適応信号処理部１２は、加算部４４の出力Ｓ４４（＝Ｓｈ−ｋｃ・Ｓｎｈ）がゼロに近付くように、フィルタ係数の組ｗの更新を行う。
フィルタ処理部１３は、適応信号処理部１２により更新されるフィルタ係数の組ｗを用いて、フィルタリングを行い、打ち消し音信号Ｓｃを出力する。
【００７０】
上記のように、適応信号処理部１２は、加算部４４の出力Ｓ４４がゼロに近付くように、フィルタ係数の更新を行うので、フィルタ処理部１３からは騒音抑圧のための打ち消し音を示す信号が出力されることになる。
【００７１】
実施の形態２では、画像センサ１０３で得られた画像等の情報に基づいて、運転者の運転に対する注意力の度合いを示す情報（Ｇｃ）が生成され、上記の運転者の状態を示す情報（Ｇｃ）に基づいて、上記の頭部位置における騒音が打ち消される程度が調整される。例えば、運転者の状態を示す情報（Ｇｃ）により、注意力が低いことが示されるときには、騒音の打ち消しの程度がより小さくされる。これにより注意力の回復を図ることができ、安全運転に資することになる。
しかも、運転操作等によって頭の位置が変化しても、その効果が維持される。
【００７２】
実施の形態３．
上述の実施の形態１及び２においてはマイクロホンでの収音結果に基づいて騒音（一次音響）を推定しているが、実施の形態３では、予め生成され、記憶されている騒音データに基づいて、騒音を示す信号を生成する。騒音を示す信号（参照信号）を、既知のデータから生成するので、フィードフォワード制御と呼ばれる。以下では、打ち消しの対象となる騒音が、実施の形態１と同様に、原動機の動作に伴って発生する音（原動機音）である場合について説明する。
【００７３】
図７は、実施の形態３の音響信号制御装置１１０ｃを備えた音響制御装置１ｃを原動機１３０とともに示す。図７において、図１と同じ符号は同様の部分を示す。
図７に示される音響信号制御装置１１０ｃは、図１に示される音響信号制御装置１１０と概して同じであるが、騒音信号生成部８が付加されている。
【００７４】
原動機１３０は、例えば、ガソリンエンジン等の内燃機関、電動機など、自動車を走行させるための動力を発生する。
動作状態検出部１３１は、原動機１３０の動作状態、例えば起動、停止、回転数、回転位相等を示す動作状態情報Ｇｒを出力する。
【００７５】
騒音信号生成部８は、予め記憶されている騒音を示すデータと、動作状態検出部１３１から出力される動作状態情報Ｇｒとを元にして、原動機騒音信号Ｓｎｏを生成し、音響信号処理部５に出力する。原動機騒音信号Ｓｎｏは、実際の騒音を模擬するものであり、例えば、１回転の周期を基本周波数の周期とする合成音である。また、回転位相を考慮に入れたものである。さらに例えば、回転数に応じて大きさが変わるものとされる。例えば、回転数が高くなるに伴って、音量が大きくなるようにしたものである。
【００７６】
原動機騒音信号Ｓｎｏの生成のため、予め原動機１３０を実際に動作させたときに収音し分析した結果を、騒音を示すデータ（原動機騒音データ）として、騒音信号生成部８内の図示しない記憶部に記憶させておく。音響信号制御装置の動作時には、騒音信号生成部８は、上記の記憶部に記憶されたデータと、動作状態検出部１３１からの動作状態情報Ｇｒとに基づき、原動機騒音信号Ｓｎｏを生成する。
【００７７】
図８は実施の形態３で用いられる音響信号処理部５ｃを示す。図示の音響信号処理部５ｃは、頭部位置音響推定部１１、適応信号処理部１２、フィルタ処理部１３、及び二次経路モデル１８を備える。
【００７８】
騒音信号生成部８が出力する原動機騒音信号Ｓｎｏは、二次経路モデル１８及び適応信号処理部１２に入力される。
【００７９】
二次経路モデル１８は、スピーカ１０２と頭部１２２との間の伝達関数の推定値を持つモデルであり、原動機騒音信号Ｓｎｏを入力として、頭部位置一次音響信号Ｓｎｈを出力する。頭部位置一次音響信号Ｓｎｈは、原動機騒音信号Ｓｎｏに対応する、頭部位置における音響（一次音響）の推定値を表す。
【００８０】
適応信号処理部１２は、原動機騒音信号Ｓｎｏと、頭部位置音響信号Ｓｈとに基づいて、フィルタ処理部１３で用いられるフィルタ係数の組ｗを逐次更新する。この更新は、頭部位置音響信号Ｓｈがゼロに近づくように行われる。
【００８１】
フィルタ係数の組ｗの更新は、例えばｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘアルゴリズムにより行われる。ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘアルゴリズムにおいては、例えば下記の式（２）で表される演算によりフィルタ係数の組ｗの更新が行われる。
ｗ（ｎ＋１）＝ｗ（ｎ）−μ・Ｓｈ（ｎ）・Ｓｎｏ（ｎ）    （２）
式（２）は上記の式（１）と同様であるが、Ｓｎｓ（ｎ）がＳｎｏ（ｎ）に置き換えられている。
Ｓｎｏ（ｎ）はＳｎｏのうち、サンプリングのタイミングｎにおける値を示す。
【００８２】
なお、二次経路モデル１８の伝達関数も、頭部１２２の位置を表す情報Ｇｂと、複数の固定位置についての伝達関数を表す情報Ｇｆｔ及びこれらの固定位置を表す情報Ｇｆｐとに基づいて決定され、更新される。
【００８３】
実施の形態３においては、運転者の頭部の位置における騒音を打ち消すための打ち消し音信号Ｓｃが生成され、制御信号として出力され、スピーカ１０２からは、上記の制御信号に対応する音響が車室内の空間に放出される。従って、運転者の頭部の位置が変化しても、運転者の耳に聞こえる騒音を打ち消すことができる。また、フィードフォワード方式で騒音が推定される。即ち、予め記憶されている騒音を示すデータに基づいて、騒音を表す騒音信号（Ｓｎｏ）が生成される。そして、生成された騒音信号（Ｓｎｏ）に基づいて打ち消し音信号（Ｓｃ）が生成される。従って、比較的簡単な構成の音響信号処理装置を用いて、騒音の打ち消しを行うことができる。
【００８４】
なお、実施の形態３では、騒音信号生成部８の出力Ｓｎｏを、スピーカ１０２の位置における音を表す信号であるものとして扱っているが、騒音源（例えば原動機１３０）の位置の音を表すものとして扱い、騒音源からスピーカ１０２の位置までの伝達経路のモデルを通したものを、スピーカ１０２の位置での騒音信号として用いても良い。例えば、そのようなモデルの出力を、適応信号処理部１２及び二次経路モデル１８に信号Ｓｎｏの代わりに入力することとしても良い。以下で述べる実施の形態４〜７でも同様である。
【００８５】
実施の形態４.
実施の形態３では、騒音を完全に打ち消すように制御を行うが、以下では、運転者の注意力が低下しているときに、低下の程度に応じて騒音抑圧の程度を調整する構成を実施の形態４として説明する。
【００８６】
図９は実施の形態４の音響信号制御装置１１０ｄを備えた音響制御装置１ｄを示す。図９において、図７と同じ符号は同様の部分を示す。
図９に示される音響信号制御装置１１０ｄは、図７に示される音響信号制御装置１１０ｃと概して同じである。但し、制御部２ｃ及び音響信号処理部５ｃの代わりに制御部２ｄ及び音響信号処理部５ｄが設けられている。
【００８７】
制御部２ｄは、実施の形態２の制御部２ｂと同様に、画像センサ１０３の出力に基づいて、運転者の頭部１２２の位置を示す情報Ｇｂを生成するほか、運転者の注意状態を示す情報Ｇｃを生成する。
【００８８】
音響信号処理部５ｄは、実施の形態２の音響信号処理部５ｂと同様に注意状態情報Ｇｃに基づいて、騒音抑圧の程度を調整する。
【００８９】
実施の形態４で用いられる音響信号処理部５ｄは、例えば図１０に示されるように構成されている。図１０に示される音響信号処理部５ｄは、図８の音響信号処理部５ｃと概して同じであるが、係数決定部５０、係数乗算部５１及び５２、並びに加算部５３及び５４が付加されている。
またフィルタ処理部１３から出力される打ち消し音信号が符号Ｓｃで示され、該打ち消し音信号Ｓｃを入力とする加算部５３の出力が符号Ｓｄで示されている。
【００９０】
係数決定部５０は、図６の係数決定部４０と同様のものであり、注意状態情報Ｇｃに応じて係数（不注意係数）ｋｃを決定する。不注意係数ｋｃは、０から１までの範囲内の大きさを持つものであり、注意状態情報Ｇｃで示される注意力が低いほど、より大きな値に定められる。
【００９１】
係数乗算部５１は、係数決定部５０で決定された係数ｋｃをスピーカ位置一次音響信号Ｓｎｏに掛ける。係数乗算部５１の出力Ｓ５１（＝ｋｃ・Ｓｎｏ）は、一次音響（騒音）のうち抑圧しない部分、即ち、運転者に聞かせるべき部分（一次音響残留分）を表す信号である。
【００９２】
加算部５３は、係数乗算部５１の出力Ｓ５１と打ち消し音信号Ｓｃとを加算し、加算結果Ｓｄ（＝ｋｃ・Ｓｎｏ＋Ｓｃ）を出力する。加算部５３の出力Ｓｄは、一次音響を一部抑圧し、残留分を運転者に聞かせるための信号である。加算部５３の出力Ｓｄが音響信号処理部５ｄの出力（制御信号）として、出力信号変換部６に供給されるとともに、頭部位置音響推定部１１に供給される。
【００９３】
このようにする結果、打ち消し音信号Ｓｃと信号Ｓ５１との和でスピーカ１０２が駆動されることになる。その結果、スピーカ１０２からは、打ち消し音を、信号Ｓ５１による音の分だけ弱めた音が放出されることになり、運転者の耳には、騒音の一部（信号Ｓ５１に対応する分）が聞こえることになる。
注意力が低下しているときほど、係数ｋｃが大きくされるので、運転者の耳には、注意力が低下しているときほど、より大きな騒音が聞こえることになる。これにより、運転者の注意力の回復を図ることができる。
【００９４】
頭部位置音響推定部１１は、制御信号Ｓｃの代わりに制御信号Ｓｄを受け、収音信号Ｓｂと制御信号Ｓｄとに対して実施の形態１で説明したのと同様の処理を行って、頭部位置音響信号Ｓｈを生成する。頭部位置音響信号Ｓｈは、実施の形態２で説明したのと同様に、通常の誤差信号（騒音を残留させない場合の誤差信号）に、頭部位置での騒音（一次音響）の残留分の推定値を加算したものとなる。
【００９５】
係数乗算部５２は、頭部位置一次音響信号Ｓｎｈに係数ｋｃを掛ける。係数乗算部５２の出力Ｓ５２（＝ｋｃ・Ｓｎｈ）は頭部位置における一次音響の残留分の推定値を表す。
【００９６】
加算部５４は、頭部位置音響信号Ｓｈから、係数乗算部５２の出力Ｓ５２を減算する。減算結果は、頭部位置における音響から、頭部位置における一次音響残留分を除いたものを表す。
【００９７】
適応信号処理部１２は、加算部５４の出力Ｓ５４（＝Ｓｈ−ｋｃ・Ｓｎｈ）がゼロに近付くように、フィルタ係数の組ｗの更新を行う。
フィルタ処理部１３は、適応信号処理部１２により更新されるフィルタ係数の組ｗを用いて、フィルタリングを行い、打ち消し音信号Ｓｃを出力する。
【００９８】
上記のように、適応信号処理部１２は、加算部５４の出力Ｓ５４がゼロに近付くように、フィルタ係数の更新を行うので、フィルタ処理部１３からは騒音抑圧のための打ち消し音を示す信号が出力されることになる。
【００９９】
実施の形態４では、実施の形態２と同様に、画像センサ１０３で得られた画像等の情報に基づいて、運転者の運転に対する注意力の度合いを示す情報（Ｇｃ）が生成され、該情報（Ｇｃ）に基づいて、上記の頭部位置における騒音が打ち消される程度が調整される。例えば、運転者の状態を示す情報（Ｇｃ）により、注意力が低いことが示されるときには、騒音の打ち消しの程度がより小さくされる。これにより注意力の回復を図ることができ、安全運転に資することになる。
しかも、運転操作等によって頭の位置が変化しても、その効果が維持される。
【０１００】
実施の形態５．
上記の実施の形態１及び３では、騒音を完全に打ち消すように制御を行い、実施の形態２及び４では、運転者の注意力の低下に応じて騒音抑圧の程度を調整するが、実施の形態５では、音響信号制御装置が設けられている車両（以下、「自車」と言う）から出る騒音、例えば原動機からの騒音を抑圧するとともに、自車から出る騒音とは異なる音、例えば自車とは異なる種類の車両から出る音を代替音として運転者に聞かせる。
自車とは異なる種類の車両から出る音を運転者に聞かせることで、運転者は、自車とは異なる種類の車両を運転している気分を味わうことでき、運転の楽しみが増す。また、運転者の注意力が低下しているときは、自車から出る騒音とは異なる音を大きくすることで、注意力の回復を図ることができる。
【０１０１】
図１１は、実施の形態５の音響信号制御装置１１０ｅを備えた音響制御装置１ｅを示す。図１１において、図９と同じ符号は同様の部分を示す。
図１１に示される音響信号制御装置１１０ｅは、図９に示される音響信号制御装置１１０ｄと概して同じである。但し、代替音データ記憶部２０、データ選択部２１及び代替音信号生成部２２が付加されており、音響信号処理部５ｄの代わりに、音響信号処理部５ｅが設けられている。
【０１０２】
代替音データ記憶部２０は、自車とは異なる種類の車両の原動機の音のデータを記憶するものであり、例えば不揮発性メモリで構成されている。自車とは異なる種類の車両には、例えば、より高性能の車両、スポーツカー、クラシックカー、及びレーシングカーが含まれる。
代替音データ記憶部２０は、複数の代替音データを記憶することができ、利用者、例えば運転者の操作に応じてデータ選択部２１が、複数の代替音データのうちのいずれかを選択して読み出すことが可能となっている。
【０１０３】
代替音信号生成部２２は、動作状態検出部１３１から出力される動作状態情報Ｇｒと、データ選択部２１で選択された代替音データＤｊに基づいて、代替音信号Ｓｊを生成して、出力する。例えばスポーツカーの原動機音が選択されている場合には、該スポーツカーの原動機音を生成して出力する。
【０１０４】
図１２は、実施の形態５で用いられる音響信号処理部５ｅを示す。図１２に示される音響信号処理部５ｅは、図８の音響信号処理部５ｃと概して同じであるが、係数決定部６０、係数乗算部６１、加算部６３及び６４、及び二次経路モデル６５が付加されている。
またフィルタ処理部１３から出力される打ち消し音信号が符号Ｓｃで示され、該打ち消し音信号Ｓｃを入力とする加算部６３の出力が符号Ｓｄで示されている。
【０１０５】
係数決定部６０は、図１０の係数決定部５０と同様のものであり、注意状態情報Ｇｃに応じて係数（不注意係数）ｋｄを決定する。不注意係数ｋｄは、注意状態情報Ｇｃで示される注意力が低いほど、不注意係数ｋｄはより大きな値に定められる。係数ｋｄは代替音の音量調整のために用いられる係数であり、例えば、ｋｄ＝１としたときに原動機１３０の騒音と同程度の音量となるように定められている。
【０１０６】
係数乗算部６１は、係数決定部６０で決定された係数ｋｄを代替音信号Ｓｊに掛ける。係数乗算部６１の出力Ｓ６１（＝ｋｄ・Ｓｊ）は、音量調整された代替音を表す信号である。
【０１０７】
加算部６３は、係数乗算部６１の出力Ｓ６１と打ち消し音信号Ｓｃとを加算し、加算結果Ｓｄ（＝ｋｄ・Ｓｊ＋Ｓｃ）を出力する。加算部６３の出力Ｓｄは、一次音響（自車からの騒音）を抑圧するとともに、音量調整された代替音を運転者に聞かせるための信号である。加算部６３の出力Ｓｄが音響信号処理部５ｄの出力（制御信号）として、出力信号変換部６に供給されるとともに、頭部位置音響推定部１１に供給される。
【０１０８】
このようにする結果、打ち消し音信号Ｓｃと信号Ｓ６１との和でスピーカ１０２が駆動されることになる。その結果、スピーカ１０２からは、打ち消し音と、代替音信号Ｓｊに係数ｋｄを掛けた信号Ｓ６１（＝ｋｄ・Ｓｊ）による音とを合成した音が放出されることになり、運転者の耳には、音量調整された代替音が聞こえることになる。
注意力が低下しているときほど、係数ｋｄが大きくされるので、運転者の耳には、注意力が低下しているときほど、より大きな代替音が聞こえることになる。この結果、運転者の注意力を回復させることになる。
【０１０９】
頭部位置音響推定部１１は、制御信号Ｓｃの代わりに制御信号Ｓｄを受け、収音信号Ｓｂと制御信号Ｓｄとに対して実施の形態１で説明したのと同様の処理を行って、頭部位置音響信号Ｓｈを生成する。頭部位置音響信号Ｓｈは、通常の誤差信号（代替音を重畳しない場合の誤差信号）に、上記の代替音に対応する値を加算したものとなる。
【０１１０】
二次経路モデル６５は、二次経路モデル１８と同様に、スピーカ１０２と頭部１２２との間の伝達関数の推定値を持つモデルであり、乗算部６１の出力Ｓ６１（＝ｋｄ・Ｓｊ）を入力として、信号Ｓ６５を生成する。二次経路モデル６５の出力Ｓ６５は、信号Ｓ６１に対応する、頭部位置における音響の推定値を表す。
二次経路モデル６５の伝達関数も、頭部１２２の位置を表す情報Ｇｂと、複数の固定位置についての伝達関数を表す情報Ｇｆｔ及びこれらの固定位置を表す情報Ｇｆｐとに基づいて決定され、更新される。
【０１１１】
加算部６４は、頭部位置音響信号Ｓｈから、二次経路モデル６５の出力Ｓ６５を減算する。減算結果は、頭部位置における音響から、代替音を除いたものを表すものとなる。
【０１１２】
適応信号処理部１２は、加算部６４の出力Ｓ６４（＝Ｓｈ−ｋｄ・Ｓｊ）がゼロに近付くように、フィルタ係数の組ｗの更新を行う。
フィルタ処理部１３は、適応信号処理部１２により更新されるフィルタ係数の組ｗを用いて、フィルタリングを行い、打ち消し音信号Ｓｃを出力する。
【０１１３】
上記のように、適応信号処理部１２は、加算部６４の出力Ｓ６４がゼロに近付くように、フィルタ係数の更新を行うので、フィルタ処理部１３からは騒音抑圧のための打ち消し音を示す信号が出力されることになる。
【０１１４】
上記の構成では、自車の騒音を抑圧した上で、自車とは異なる種類の車両の音、例えば原動機音を生成することができるので、あたかも自車とは異なる種類の車両を運転しているような気分となり、運転の楽しみが増す。
また、運転者の注意力が低下しているときには、係数ｋｄを大きくして代替音をより大きくすることで、注意力の回復を図ることとしている。このようにすることで、安全運転に資することができる。しかも、運転操作等によって頭の位置が変化しても、その効果が維持される。
【０１１５】
しかしながら、注意力の程度とは無関係に代替音を聞かせることとしても良い。この場合には、係数決定部６０及び係数乗算部６１を省略し、代替音信号生成部２２の出力をそのまま加算部６３及び二次経路モデル６５に供給すれば良い。
【０１１６】
また、上記の例では、自車の騒音を抑圧した上で、自車とは異なる種類の車両の音を聞かせることとしているが、自車の音を抑圧せずに、自車とは異なる種類の車両の音を聞かせることとしても良い。
【０１１７】
なお、実施の形態５では、代替音信号生成部２２の出力Ｓｊを、スピーカ１０２の位置における音を表す信号であるものとして扱っているが、代替音によって置き換えられる音の音源（例えば原動機１３０）の位置の音を表すものとして扱っても良い。例えば代替音が原動機１３０の騒音を置き換えるものであれば、代替音信号生成部２２の出力Ｓｊを、原動機１３０の位置における音であるとして扱っても良い。その場合には、代替音で置き換えられる音の音源（例えば原動機１３０）から、スピーカ１０２の位置までの伝達経路のモデルを通したものを、スピーカ１０２の位置での騒音信号として用いても良い。例えば、そのようなモデルの出力を、信号Ｓｊの代わりに、係数乗算部６１に入力することとしても良い。そうすることで、代替音が、代替音によって置き換えられる音の音源（例えば原動機１３０）から発せられている感じを強めることができる。以下で述べる実施の形態６及び７でも同様である。
【０１１８】
実施の形態６．
実施の形態５では、原動機騒音を抑圧するとともに、代替音の音量を調節可能としたが、原動機騒音の抑圧の程度をも調整可能とすることができる。
この場合、例えば図１３に示される音響信号処理部５ｆが用いられる。
【０１１９】
図１３に示される音響信号処理部５ｆは、図１２の音響信号処理部５ｅと概して同じであるが、係数決定部５０、係数乗算部５１及び５２が付加されており、加算部６３及び６４の代わりに加算部７３及び７４が設けられている。
【０１２０】
係数決定部５０、係数乗算部５１及び５２は、図１０の係数決定部５０、係数乗算部５１及び５２と同様のものである。即ち、係数決定部５０は、注意状態情報Ｇｃに応じて係数（不注意係数）ｋｃを決定する。不注意係数ｋｃは、０から１までの範囲内の大きさを持つものであり、注意状態情報Ｇｃで示される注意力が低いほど、不注意係数ｋｃはより大きな値に定められる。
【０１２１】
係数乗算部５１は、図１０の係数乗算部５１と同様に、係数ｋｃをスピーカ位置一次音響信号Ｓｎｏに掛ける。
係数乗算部５２は、図１０の係数乗算部５２と同様に、頭部位置一次音響信号Ｓｎｈに係数ｋｃを掛ける。
【０１２２】
加算部７３は、打ち消し音信号Ｓｃに、係数乗算部５１の出力Ｓ５１と、係数乗算部６１の出力Ｓ６１とを加算し、加算結果Ｓｄを制御信号として出力する。
【０１２３】
加算部７４は、頭部位置音響信号Ｓｈから、係数乗算部５２の出力Ｓ５２と、二次経路モデル６５の出力Ｓ６５とを減算し、減算結果を適応信号処理部１２に出力する。
【０１２４】
適応信号処理部１２は、加算部７４の出力Ｓ７４（＝Ｓｈ−ｋｃ・Ｓｎｈ−Ｓ６５）がゼロに近付くように、フィルタ係数の組ｗの更新を行う。
フィルタ処理部１３は、適応信号処理部１２により更新されるフィルタ係数の組ｗを用いて、フィルタリングを行い、打ち消し音信号Ｓｃを出力する。
【０１２５】
上記の構成によれば、係数ｋｃの調整により騒音抑圧の程度を変えることができる。また、係数ｋｄの調整により代替音の大きさを変えることができる。例えば、運転者の注意力が低下しているときは、係数ｋｃを大きくすることで、騒音抑圧の程度を弱めるとともに、係数ｋｄを大きくすることで、代替音を大きくすることとしても良い。
【０１２６】
実施の形態６においては、自車の騒音抑圧の程度と代替音の音量とを調整可能としたので、例えば、運転者の注意状態に応じて自車の騒音の抑圧の程度と、代替音の大きさを制御することができ、例えば運転者の好み或いは性質に応じた最適な制御を行うことが可能となる。
【０１２７】
上記の実施の形態１〜６では、運転者に対して１個のマイクロホン１０１と１個のスピーカ１０２が設けられているが、２個以上のマイクロホン及び２個以上のスピーカが設けられていても良い。運転者に対して２個以上のマイクロホン及び２個以上のスピーカが設けられている場合には、音響信号処理部では、例えば、上記のｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ法をマルチチャンネルに拡張した方法（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ法）を用いればよい。
【０１２８】
実施の形態７．
実施の形態１〜６では、運転者の耳に達する音の制御を行うが、実施の形態７は、運転者に耳に達する音の制御とともに、運転者以外の人の耳に達する音の制御を行う。
【０１２９】
図１４は、実施の形態７の音響信号制御装置１１０ｇを備えた音響制御装置１ｇを示す。図１４には、運転者１２１のほかに、運転者以外の乗員の一例として、後部座席の乗員１２６が示されている。図１４において、図１１と同じ符号は同様の部分を示す。
図１４に示される音響制御装置１ｇは、図１１に示される音響制御装置１ｅと概して同じである。但し、図１１のスピーカ１０２の代わりに、第１及び第２のスピーカ１０２Ａ及び１０２Ｂが設けられており、図１１の音響信号制御装置１１０ｅの代わりに、音響信号制御装置１１０ｇが設けられている。
【０１３０】
第１のスピーカ１０２Ａは、運転者１２１の耳に音を伝えるのに好適な位置に、例えば運転者１２１の耳の近くに設けられており、第２のスピーカ１０２Ｂは、後部座席の乗員１２６の耳に音を伝えるのに好適な位置に、例えば後部座席の乗員１２６の耳の近くに設けられている。
【０１３１】
図１４の音響信号制御装置１１０ｇは、図１１の音響信号制御装置１１０ｅと概して同じである。但し、制御部２ｄ、メモリ３、音響信号処理部５ｅ、及び出力信号変換部６の代わりに、制御部２ｇ、第１及び第２のメモリ３Ａ及び３Ｂ、第１及び第２の音響信号処理部５Ａ及び５Ｂ、及び第１及び第２の出力信号変換部６Ａ及び６Ｂが設けられている。
【０１３２】
第１及び第２のメモリ３Ａ及び３Ｂの各々は、図１１のメモリ３と同様の情報を記憶したものである。但し、第１のメモリ３Ａは、第１の音響信号処理部５Ａで用いられる情報、即ち、運転者１２１に対して設定される制御対象空間内の複数の固定位置を示す情報ＧｆｐＡ、及び該固定位置と第１のスピーカ１０２Ａとの間の伝達関数を示す情報ＧｆｔＡを記憶している。一方、第２のメモリ３Ｂは、第２の音響信号処理部５Ｂで用いられる情報、即ち、後部座席の乗員１２６に対して設定される制御対象空間内の複数の固定位置を示す情報ＧｆｐＢ、及び該固定位置と第２のスピーカ１０２Ｂとの間の伝達関数を示す情報ＧｆｔＢを記憶している。
【０１３３】
画像センサ１０３は、運転者１２１及び後部座席の乗員１２６を撮像し、撮像の結果として得られる被写体情報Ｇａを制御部２ｇに出力する。
【０１３４】
制御部２ｇは、画像センサ１０３からの被写体情報Ｇａを基に、運転者１２１の頭部１２２の位置を示す情報ＧｂＡ、及び後部座席の乗員１２６の頭部１２７の位置を示す情報ＧｂＢを生成するとともに、運転者１２１の注意状態を示す情報ＧｃＡ、及び後部座席の乗員１２６の状態を示す情報ＧｃＢを生成する。
【０１３５】
後部座席の乗員１２６の状態を示す情報ＧｃＢは、後部座席の乗員が休息を欲する度合を示す情報であり、例えば、眠そうにしている場合、眠っている場合、シートを倒している場合等には、休息を欲する度合が高いと判断する。
【０１３６】
第１及び第２の音響信号処理部５Ａ及び５Ｂの各々は、図１３の音響信号処理部５ｆと同様のものであり、第１及び第２の出力信号変換部６Ａ及び６Ｂの各々は、図１３の出力信号変換部６と同様のものである。
【０１３７】
但し、第１の音響信号処理部５Ａは、メモリ３Ａに記憶された情報ＧｆｐＡ及びＧｆｔＡと、制御部２ｇから供給される、運転者の頭部１２２の位置を示す情報ＧｂＡ及び運転者の注意状態についての情報ＧｃＡと、マイクロホン１０１での収音で得られた信号Ｓｂと、騒音信号生成部８からの騒音信号Ｓｎｏとに基づいて、図１３の音響信号処理部５ｆと同様の動作をし、制御信号ＳｄＡを出力信号変換部６Ａに供給する。出力信号変換部６Ａは制御信号ＳｄＡに基づいてスピーカ１０２Ａを駆動する信号ＳｅＡを出力する。
【０１３８】
第２の音響信号処理部５Ｂは、メモリ３Ｂに記憶された情報ＧｆｐＢ及びＧｆｔＢと、制御部２ｇから供給される、後部座席の乗員１２６の頭部１２７の位置を示す情報ＧｂＢ及び後部座席の乗員１２６の状態を示す情報ＧｃＢと、マイクロホン１０１での収音で得られた信号Ｓｂと、騒音信号生成部８からの騒音信号Ｓｎｏとに基づいて、図１３の音響信号処理部５ｇと同様の動作をし、制御信号ＳｄＢを出力信号変換部６Ｂに供給する。出力信号変換部６Ｂは制御信号ＳｄＢに基づいてスピーカ１０２Ｂを駆動する信号ＳｅＢを出力する。
【０１３９】
第１及び第２のスピーカ１０２Ａ及び１０２Ｂの各々は、図１３のスピーカ１０２と同様のものである。但し、第１のスピーカ１０２Ａは信号ＳｅＡで駆動され、第２のスピーカ１０２Ｂは信号ＳｅＢで駆動される。
【０１４０】
以上のように、第１の音響信号処理部５Ａ及び第１の出力信号変換部６Ａは運転者１２１の耳に聞こえる音を制御するためのものであり、第２の音響信号処理部５Ｂ及び第２の出力信号変換部６Ｂは後部座席の乗員１２６の耳に聞こえる音を制御するためのものである。
【０１４１】
第１の音響信号処理部５Ａ及び第２の音響信号処理部５Ｂの各々は、図１３の音響信号処理部５ｆと同様に構成されている。以下では、第１の音響信号処理部５Ａ及び第２の音響信号処理部５Ｂ内の構成要素について、図１３の音響信号処理部５ｆ内の構成要素と同じ符号を用いて説明する。
【０１４２】
第１の音響信号処理部５Ａ内の頭部位置音響推定部１１は、運転者の頭部１２２の位置における音響を推定し、第１の音響信号処理部５Ａ内の二次経路モデル１８は、運転者の頭部１２２と第１のスピーカ１０２Ａとの間の伝達関数の推定値を有する。
第２の音響信号処理部５Ｂ内の頭部位置音響推定部１１は、後部座席の乗員の頭部１２７の位置における音響を推定し、第２の音響信号処理部５Ｂ内の二次経路モデル１８は、後部座席の乗員の頭部１２７と第２のスピーカ１０２Ｂとの間の伝達関数の推定値を有する。
【０１４３】
第１の音響信号処理部５Ａ内の係数決定部５０及び６０は、情報ＧｃＡで示される注意力が低いほど、係数ｋｃ及びｋｄを大きくし、これにより、騒音の抑圧の程度を低くするとともに、代替音を大きくする。
一方、第２の音響信号処理部５Ｂ内の係数決定部５０及び６０は、情報ＧｃＢで示される休息を欲する度合いが高いほど、係数ｋｃ及びｋｄを小さくし、これにより、騒音の抑圧の程度を高くするとともに、代替音を小さくする。
【０１４４】
以上は一例であって、他の態様で制御を行っても良い。要するに、運転者及び他の乗員の各々に対して、独立に制御を行うこととすれば良い。
【０１４５】
なお、メモリ３Ａ及び３Ｂは別個のものでなくても良く、これらに記憶される情報を同じ一つのメモリ内に記憶していても良い。
【０１４６】
なおまた、上記の例では、運転者以外の乗員として、後部座席の乗員に聞こえる音を制御するが、後部座席以外の乗員、例えば助手席の乗員に対しても同様の制御を行うことができる。
【０１４７】
実施の形態７においては、運転者に聞かせる音と他の乗員に聞かせる音とを別個に制御することができる。従って、例えば運転者の運転に対する注意力が低下したときには騒音抑圧を弱めたり、代替音を大きくしたりすることで、注意力の回復を図るとともに、他の乗員が休息を欲しているときには、騒音を抑圧して休息のためにより良い環境を提供することが可能となる。
【０１４８】
なお、運転者と運転者以外の乗員ではなく、運転者以外の二人の乗員を対象として制御を行うことも可能である。さらにまた、制御の対象は三人以上であっても良い。制御の対象が三人以上である場合には、制御の対象となる人の各々に対してメモリ（或いはメモリに記憶される情報の組）、音響信号処理部、出力信号変換部及びスピーカの組合せを設ければ良い。
【０１４９】
上記の実施の形態１〜７では、音響制御装置が専用のスピーカを備えているものとして説明した。スピーカとしては他の目的でも用いられるもの、例えば、ラジオ放送の受信或いは記録媒体再生のためのオーディオ装置で用いられるものを兼用することができる。
この場合、オーディオ装置の音声出力部からの音響信号を、図１２又は図１３の代替音信号と同様に加算部６３又は７３で加算するとともに、二次伝達経路（図１３の６５）を通した後、加算部６４又は７４で減算すれば良い。
【０１５０】
音響制御装置で、オーディオ装置のスピーカを兼用する構成とすれば、オーディオ装置で用いられているスピーカを、騒音の抑圧或いは運転に対する注意力の回復のための音響制御に利用できるので、装置の費用が少なくて済みまた別個のスピーカを配置するためのスペースが不要となる。
【０１５１】
以上、実施の形態５〜７を実施の形態３に対する変形として説明したが、実施の形態１に対しても同様の変形を加えることができる。
【０１５２】
上記の実施の形態の各々の音響信号制御装置の各部分（機能ブロックとして図示した部分）は、処理回路により実現することができる。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであっても良い。
例えば、音響信号制御装置の各部分の機能をそれぞれ別個の処理回路で実現してもよいし、複数の部分の機能をまとめて一つの処理回路で実現しても良い。
【０１５３】
ハードウェアは、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）であってもよい。
【０１５４】
処理回路がプロセッサの場合、音響信号制御装置の各部分の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア或いはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部分の機能を実現する。
なおまた、音響信号制御装置の各部分の機能のうち、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしても良い。
【０１５５】
図１５は、単一のプロセッサを含むコンピュータ１１０ｈで実施の形態１の音響信号制御装置１１０のすべての機能を実現する場合の構成の一例を、マイクロホン１０１、スピーカ１０２及び画像センサ１０３とともに示す。
【０１５６】
図１５に示されるコンピュータ１１０ｈは、ＣＰＵ２０２を内蔵するプロセッサ２００と、信号入出力部２０１と、メモリ２０３と、記憶装置２０４とを備え、これらはバスなどの信号路２０５で相互に接続されている。
信号入出力部２０１は、マイクロホン１０１、スピーカ１０２、及び画像センサ１０３との接続のためのインタフェース回路である。
メモリ２０３は、ＲＯＭ及びＲＡＭを含み、音響信号制御装置１１０の処理を実現するための各種プログラムを記憶するプログラムメモリ、プロセッサ２００がデータ処理を行う際に使用するワークメモリ、及び信号データを展開するメモリ等として使用される。
【０１５７】
記憶装置２０４は、プロセッサ２００の各種設定データ、信号データなどの各種データを蓄積するために使用される。記憶装置２０４としては、例えば、ＳＤＲＡＭなどの揮発性メモリ、ＨＤＤ（ｈａｒｄ  ｄｉｓｃ  ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｄｒｉｖｅ）を使用することが可能である。記憶装置２０４は、ＯＳ（オペレーティングシステム）を含むプログラム、各種設定データ、フィルタの内部状態など音響信号データ等の各種データを蓄積することができる。なお、この記憶装置２０４に、メモリ２０３内のデータを蓄積しておくこともできる。
【０１５８】
プロセッサ２００は、メモリ２０３を作業用メモリとして使用し、メモリ２０３に記憶されたプログラムに従って動作し、信号入出力部２０１を介して入力された収音信号及び画像に対して、実施の形態１の音響信号制御装置１１０の各部分の処理を行う。処理の結果生成された駆動信号は、信号入出力部２０１を介してスピーカ１０２に供給される。
【０１５９】
本実施の形態の音響信号制御装置の処理を実行するプログラムは、記憶装置２０４又はメモリ２０３に記憶していても良いし、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）メモリなどの記憶媒体に記録された状態で提供されるものでも良い。また、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の無線ネットワーク又は有線ネットワークを通じて他のコンピュータから提供されるものであっても良い。なお、マイクロホン１０１、スピーカ１０２及び画像センサ１０３は、無線ネットワーク又は有線ネットワークを通じてコンピュータ１１０ｈに接続されたものであっても良い。
【０１６０】
以上実施の形態１の音響信号制御装置の処理をコンピュータに実行させる場合について述べたが、他の実施の形態の音響信号制御装置の処理も同様にコンピュータに実行させることができる。
【０１６１】
変形例．
上記実施の形態１〜７において、入力信号変換部におけるサンプリング周波数を１６ｋＨｚとして説明したが、サンプリング周波数は、これに限定されることは無く、例えば、８ｋＨｚであっても、４８ｋＨｚであっても良い。
【０１６２】
上記の実施の形態１〜７では、画像センサ１０３として、超音波又はレーザを用いて被写体の各部までの距離を測定する機能を有するカメラを用いているが、代わりに、制御部において、モーションステレオ法又は平面射影変換を利用したホモグラフィ（Ｈｏｍｏｇｒａｐｈｙ）などの公知の手法を用いて被写体の各部までの距離を測定しても良い。
また、画像センサ１０３として２台以上のカメラを用いて、三角測量の原理で被写体の各部までの距離を求めても良い。
【０１６３】
上記の実施の形態１〜７では、入力音響トランスデューサが空気中を伝播する音を検出するマイクロホン１０１であるが、入力音響トランスデューサは、音波振動を検出する振動センサであっても良い。
【０１６４】
上記の実施の形態１〜７では、出力音響トランスデューサがスピーカ１０２であるが、出力音響トランスデューサは、音波振動を出力する振動アクチュエータであっても良い。
【０１６５】
上記の実施の形態１〜７では、抑圧すべき騒音が原動機騒音である場合について説明したが、抑圧すべき騒音は、他の騒音例えばロードノイズ（車輪と路面との接触によって生じる騒音）であっても良い。
【０１６６】
上記実施の形態１〜７では、音響制御の対象となる空間が車室であるが、音響制御の対象となる空間は、車室以外の空間、例えば、居室、事務室、会議室、又は作業所であっても良い。その場合、テレビ電話、テレビ会議システム等で用いられるカメラ、マイクロホン及びスピーカがある場合には、それらを上記の実施の形態で説明した音響制御に利用することができる。
音響制御の対象となる空間が車室以外である場合には、「運転者」或いは「乗員」を一般化した「人」の頭部における音響を制御することになる。
【０１６７】
上記以外にも、本発明はその趣旨から逸脱しない範囲内において、様々な変形或いは省略が可能である。
【符号の説明】
【０１６８】
１、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｇ  音響制御装置、  ２、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｇ  制御部、  ３、３Ａ、３Ｂ  メモリ、  ４  入力信号変換部、  ５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５Ａ、５Ｂ  音響信号処理部、  ６、６Ａ、６Ｂ  出力信号変換部、  ８  騒音信号生成部、  １１  頭部位置音響推定部、  １２  適応信号処理部、  １３  フィルタ処理部、  １４、１６、１８  二次経路モデル、  ２０  代替音データ記憶部、  ２１  データ選択部、  ２２  代替音信号生成部、  ４０、５０、６０  係数決定部、  ４１、４２、５１、５２、６１  係数乗算部、  ４３、４４、５３、５４、６３、６４  加算部、  ６５  二次経路モデル、  ７３、７４  加算部、  １０１  マイクロホン（入力音響トランスデューサ）、  １０２  スピーカ（出力音響トランスデューサ）、  １０３  画像センサ、  １１０、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｇ  音響信号制御装置、  １３０  原動機、  １３１  動作状態検出部、  ２００  プロセッサ、  ２０１  信号入出力部、  ２０２  ＣＰＵ、  ２０３  メモリ、  ２０４  記録媒体、  ２０５  信号路。
【図１】
2019106748.tif 000003
【図２】
2019106748.tif 000004
【図３】
2019106748.tif 000005
【図４】
2019106748.tif 000006
【図５】
2019106748.tif 000007
【図６】
2019106748.tif 000008
【図７】
2019106748.tif 000009
【図８】
2019106748.tif 000010
【図９】
2019106748.tif 000011
【図１０】
2019106748.tif 000012
【図１１】
2019106748.tif 000013
【図１２】
2019106748.tif 000014
【図１３】
2019106748.tif 000015
【図１４】
2019106748.tif 000016
【図１５】
2019106748.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月15日(2019.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間内の音響を検出する入力音響トランスデューサと、
前記空間内の人を撮像する画像センサと、
前記空間内に放出する出力音響トランスデューサとを備える音響制御装置における音響信号制御装置であって、
前記画像センサでの撮像で得られた画像を元に前記人の頭部の位置を示す情報を生成する制御部と、
前記入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号及び前記人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記人の頭部の位置における音響を制御する制御信号を生成する音響信号処理部と、
前記出力音響トランスデューサに、前記制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる出力信号変換部とを備え、
前記音響信号処理部は、前記収音信号及び前記人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記人の頭部の位置における騒音を打ち消すための打ち消し音信号を生成し、前記打ち消し音信号に基づいて前記制御信号を生成し、
前記空間が車両内の空間であり、前記人が乗員であり、
前記制御部は、前記画像に基づいて、前記乗員の状態を示す情報を生成し、
前記音響信号処理部は、前記乗員の状態を示す情報に基づいて、前記乗員の頭部の位置における騒音が打ち消される程度を調整する
音響信号制御装置。
【請求項２】
前記音響信号処理部は、
前記収音信号に基づく、前記人の頭部の位置における音響の推定結果と、前記制御信号に対応する、前記人の頭部の位置における音響の推定結果とから、前記人の頭部の位置における騒音を推定して、
前記推定された、前記人の頭部の位置における騒音に基づいて前記打ち消し音信号を生成する
請求項１に記載の音響信号制御装置。
【請求項３】
前記音響信号処理部は、
前記打ち消し音信号に、前記推定された騒音を表す信号に０から１までの範囲内の値を取る係数を掛けた信号を加算し、当該加算の結果を前記制御信号として出力する請求項２に記載の音響信号制御装置。
【請求項４】
予め記憶されている騒音を示すデータに基づいて、前記騒音を表す騒音信号を生成する騒音信号生成部をさらに備え、
前記音響信号処理部は、前記騒音信号に基づいて前記打ち消し音信号を生成する
請求項１に記載の音響信号制御装置。
【請求項５】
前記音響信号処理部は、
前記打ち消し音信号に、前記騒音信号に０から１までの範囲内の値を取る係数を掛けた信号を加算し、当該加算の結果を前記制御信号として出力する請求項４に記載の音響信号制御装置。
【請求項６】
前記乗員が運転者であり、前記乗員の状態を示す情報が、前記運転者の運転に対する注意力の度合いを示す情報であり、
前記音響信号処理部は、前記乗員の状態を示す情報により、前記注意力が低いことが示されるときには、前記騒音が打ち消される程度をより小さくする
請求項１から５のいずれか１項に記載の音響信号制御装置。
【請求項７】
前記車両の騒音とは異なる代替音を示す代替音データを記憶する代替音データ記憶部と、
前記代替音を示す信号を代替音信号として出力する代替音信号生成部とをさらに備え、
前記音響信号処理部は、前記打ち消し音信号に、前記代替音信号を加算した結果を前記制御信号として出力する
請求項１から６のいずれか１項に記載の音響信号制御装置。
【請求項８】
前記車両の騒音は、前記音響信号制御装置が設けられた車両の原動機の騒音であり、
前記代替音は、前記音響信号制御装置が設けられた車両とは異なる種類の車両の原動機の音であり、
前記代替音信号生成部は、前記代替音データと、前記音響信号制御装置が設けられた車両の原動機の動作状態を示す情報とに基づいて、前記代替音信号を生成する
請求項７に記載の音響信号制御装置。
【請求項９】
前記音響信号処理部は、前記乗員の状態を示す情報に基づいて、前記代替音の音量を調整する
請求項７又は８に記載の音響信号制御装置。
【請求項１０】
空間内の音響を検出する入力音響トランスデューサと、
前記空間内の第１及び第２の人を撮像する画像センサと、
前記空間内に音響を放出する第１及び第２の出力音響トランスデューサとを備える音響制御装置における音響信号制御装置であって、
前記画像センサでの撮像で得られた画像を元に前記第１の人の頭部の位置を示す情報及び前記第２の人の頭部の位置を示す情報を生成する制御部と、
前記入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号と、前記第１の人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記第１の人の頭部の位置における音響を制御するための第１の制御信号を生成する第１の音響信号処理部と、
前記収音信号と、前記第２の人の頭部の位置を示す情報とに基づいて、前記第２の人の頭部の位置における音響を制御するための第２の制御信号を生成する第２の音響信号処理部と、
前記第１の出力音響トランスデューサに、前記第１の制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる第１の出力信号変換部と、
前記第２の出力音響トランスデューサに、前記第２の制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる第２の出力信号変換部とを備える
音響信号制御装置。
【請求項１１】
前記第１の音響信号処理部は、前記収音信号及び前記第１の人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記第１の人の頭部の位置における騒音を打ち消すための第１の打ち消し音信号を生成し、前記第１の打ち消し音信号に基づいて前記第１の制御信号を生成し、
前記第２の音響信号処理部は、前記収音信号及び前記第２の人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記第２の人の頭部の位置における騒音を打ち消すための第２の打ち消し音信号を生成し、前記第２の打ち消し音信号に基づいて前記第２の制御信号を生成する
請求項１０に記載の音響信号制御装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記画像に基づいて、前記第１の人の状態を示す情報と、前記第２の人の状態を示す情報とを生成し、
前記第１の音響信号処理部は、前記第１の人の状態を示す情報に基づいて、前記第１の人の頭部の位置における騒音が打ち消される程度を調整し、
前記第２の音響信号処理部は、前記第２の人の状態を示す情報に基づいて、前記第２の人の頭部の位置における騒音が打ち消される程度を調整する
請求項１１に記載の音響信号制御装置。
【請求項１３】
前記空間が車両の内部の空間であり、前記第１の人が運転者であり、前記第２の人が運転者とは異なる他の乗員であり、
前記運転者の状態を示す情報が、前記運転者の運転に対する注意力の度合いを示す情報であり、
前記他の乗員の状態を示す情報が、前記他の乗員の休息を欲する度合いを示す情報であり、
前記第１の音響信号処理部は、前記運転者の状態を示す情報により、前記注意力が低いことが示されるときには、前記騒音が打ち消される程度がより小さくなる信号を前記第１の制御信号として生成し、
前記第２の音響信号処理部は、前記他の乗員の状態を示す情報により、前記休息を欲する度合いが高いことが示されるときには、前記騒音が打ち消される程度がより大きくなる信号を前記第２の制御信号として生成する
請求項１２に記載の音響信号制御装置。
【請求項１４】
空間内の音響を検出する入力音響トランスデューサと、
前記空間内の第１及び第２の人を撮像する画像センサと、
前記空間内に音響を放出する第１及び第２の出力音響トランスデューサとを備える音響制御装置における音響信号制御方法であって、
前記画像センサでの撮像で得られた画像を元に前記第１の人の頭部の位置を示す情報及び前記第２の人の頭部の位置を示す情報を生成し、
前記入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号と、前記第１の人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記第１の人の頭部の位置における音響を制御するための第１の制御信号を生成し、
前記収音信号と、前記第２の人の頭部の位置を示す情報とに基づいて、前記第２の人の頭部の位置における音響を制御するための第２の制御信号を生成し、
前記第１の出力音響トランスデューサに、前記第１の制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させ、
前記第２の出力音響トランスデューサに、前記第２の制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる
音響信号制御方法。
【請求項１５】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の音響信号制御装置における処理又は請求項１４に記載の音響信号制御方法における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の音響信号制御装置は、
空間内の音響を検出する入力音響トランスデューサと、
前記空間内の人を撮像する画像センサと、
前記空間内に放出する出力音響トランスデューサとを備える音響制御装置における音響信号制御装置であって、
前記画像センサでの撮像で得られた画像を元に前記人の頭部の位置を示す情報を生成する制御部と、
前記入力音響トランスデューサで検出された音響を表す収音信号及び前記人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記人の頭部の位置における音響を制御する制御信号を生成する音響信号処理部と、
前記出力音響トランスデューサに、前記制御信号に対応する音響を前記空間内に放出させる出力信号変換部とを備え、
前記音響信号処理部は、前記収音信号及び前記人の頭部の位置を示す情報に基づいて、前記人の頭部の位置における騒音を打ち消すための打ち消し音信号を生成し、前記打ち消し音信号に基づいて前記制御信号を生成し、
前記空間が車両内の空間であり、前記人が乗員であり、
前記制御部は、前記画像に基づいて、前記乗員の状態を示す情報を生成し、
前記音響信号処理部は、前記乗員の状態を示す情報に基づいて、前記乗員の頭部の位置における騒音が打ち消される程度を調整する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
ここで、運転者の注意状態とは、例えば、運転者の運転に対する注意力の程度である。例えば、居眠りしているとき、或いは脇見をしているときは、注意力が低下していると判断される。例えば、運転者が目を閉じているとか、目を開いたり閉じたりしているが、閉じている時間の割合が長いとか、頭部が前後又は左右に揺れている場合には居眠りをしていると判断される。また、前方以外の方向に目を向けている時間の割合が長い場合には、脇見をしていると判断される。
制御部２ｂは、これらの判定結果に基づいて、注意状態情報Ｇｃを出力する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
騒音信号生成部８は、予め記憶されている騒音を示すデータと、動作状態検出部１３１から出力される動作状態情報Ｇｒとを元にして、原動機騒音信号Ｓｎｏを生成し、音響信号処理部５ｃに出力する。原動機騒音信号Ｓｎｏは、実際の騒音を模擬するものであり、例えば、１回転の周期を基本周波数の周期とする合成音である。また、回転位相を考慮に入れたものである。さらに例えば、回転数に応じて大きさが変わるものとされる。例えば、回転数が高くなるに伴って、音量が大きくなるようにしたものである。
【国際調査報告】
2019106748.tif 000018
2019106748.tif 000019
2019106748.tif 000020
2019106748.tif 000021