(57)【要約】  適応フィルタを使用したアクティブノイズ除去システムである。前記アクティブノイズ除去システムを動作させる方法は、漏洩率のストリームを平滑化する過程を含む。ノイズ除去信号の周波数は、前記アクティブノイズ除去システムが動作するシステムと結合されたエンジンのエンジン速度に関係しうる。このエンジン速度信号は高遅延信号とすることが可能であり、娯楽用オーディオ回路上で前記アクティブノイズ除去システムによって取得することが可能である。
2009541814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブノイズ除去システムを動作させる方法であって、
ノイズ信号に応答して適応フィルタのためのフィルタ係数を与える過程と、
漏洩率を決定する過程と、
前記漏洩率を平滑化して平滑化された漏洩率を与える過程と、
前記平滑化された漏洩率を前記フィルタ係数に適用して修正されたフィルタ係数を与える過程と、
を有する方法。
【請求項２】
前記修正されたフィルタ係数に応答して、振幅によって特徴付けされたアクティブノイズ除去信号を与える過程をさらに有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アクティブノイズ除去信号を娯楽用オーディオ信号と結合する過程をさらに有する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記娯楽用オーディオ信号は乗物用オーディオシステムに付随する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記決定する過程は誘因となる状態に応答する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記誘因となる状態は、第１のスペクトル帯域において前記アクティブノイズ除去信号の振幅を第１の閾値と比較した結果を含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記誘因となる状態は、第２のスペクトル帯域において前記アクティブノイズ除去信号の振幅を第２の閾値と比較した結果を含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の閾値は前記第１の閾値と所定の関係を有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の閾値は装置を非線形的に動作させることに関係する請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記誘因となる状態は、前記アクティブノイズ除去システムを監視して所定の事象が発生したか否か判定した結果を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記所定の事象は、娯楽用信号の振幅が装置を非線形的に動作させる所定の振幅の範囲内に存在することである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記所定の事象は娯楽用オーディオシステムにおいて発生する請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記娯楽用オーディオシステムは乗物に結合される請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記所定の事象は、前記アクティブノイズ除去システムの停止である請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記所定の事象は、前記ノイズ信号が入力変換器の非線形動作と対応付けされた閾値を超えていることである請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記平滑化する過程は、ローパスフィルタリングする過程を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記平滑化する過程の前に、前記決定する過程は前記漏洩率のための個別の数の所定値のうち１つを選択する過程を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記個別の数は２である請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記個別の数は２より大きい請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記アクティブノイズ除去システムは乗物内に設置されるように構成される請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記決定する過程は複数の誘因となる状態に応答する請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記漏洩率を決定する過程は、
前記複数の誘因となる状態のどれが存在するか判定する過程と、
第１の誘因となる状態が存在することの判定に応答して、第１の漏洩率の値を選択する過程と、
第２の誘因となる状態が存在することの判定に応答して、第２の漏洩率の値を選択する過程と、
を有する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
アクティブノイズ除去信号を与える適応フィルタと、
前記適応フィルタのためのフィルタ係数を与える係数計算器と、
前記フィルタ係数に適用する平滑化された漏洩率を与えるデータ平滑器を備える漏洩調整器と、
を備えるアクティブノイズ除去システム。
【請求項２４】
前記アクティブノイズ除去信号の振幅を閾値と比較する回路をさらに備える請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記アクティブノイズ除去システムを監視して所定の事象が発生したか否か判定する監視回路をさらに備え、
前記漏洩調整器は前記監視回路に応答する請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
娯楽用オーディオシステムをさらに備え、
前記監視回路は、前記娯楽用オーディオシステムを監視して娯楽用オーディオ信号の振幅が装置を非線形的に動作させる所定の振幅の範囲内に存在するか否か判定する回路を備える請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記監視回路は、前記アクティブノイズ除去システムが停止されたか否か判定する回路を備える請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
周期的な振動エネルギーをノイズ信号に変換する入力変換器をさらに備え、
前記監視回路は、前記ノイズ信号の振幅が前記入力変換器の非線形動作と対応付けされた閾値を超えているか否か判定する回路を備える請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
前記データ平滑器はローパスフィルタを備える請求項２３に記載の装置。
【請求項３０】
前記漏洩調整器は、前記漏洩率のための個別の数の値のうち１つを選択するように構成される請求項２３に記載の装置。
【請求項３１】
娯楽用オーディオ信号を与える娯楽用オーディオシステムと、
ノイズ除去信号を結合する結合器と、
をさらに備える請求項２３に記載の装置。
【請求項３２】
ノイズ除去システムを動作させる方法であって、
漏洩率の値のストリームを与える過程と、
前記漏洩率の値のストリームを平滑化して平滑化された漏洩率の値のストリームを与える過程と、
を有する方法。
【請求項３３】
前記漏洩率の値のストリームの各々の値は個別の数の所定値から選択される請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記漏洩率の値のストリームの各々を与える過程は、アクティブノイズ除去システムの検出可能な状態に応答する請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記検出可能な状態は、前記アクティブノイズ除去システムが停止されたことである請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記検出可能な状態は、前記アクティブノイズ除去システムが閾値振幅より大きい振幅を有するオーディオ信号を生成したことである請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記検出可能な状態は、ノイズ信号の振幅が入力変換器の非線形動作と対応付けされた閾値を超えていることである請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記漏洩率の値のストリームの各々を与える過程は、複数の所定の漏洩率の値から１つの漏洩率の値を選択する過程を有する請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
前記平滑化された漏洩率の値のストリームをアクティブノイズ除去システムの適応フィルタの係数に適用する過程をさらに有する請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
アクティブノイズ除去システムの適応フィルタを動作させる方法であって、
前記適応フィルタは係数によって特徴付けされ、
漏洩率の値のストリームを平滑化して平滑化された漏洩率の値を与える過程と、
前記平滑化された漏洩率の値を係数に適用して修正された係数の値を与える過程と、
を有する方法。
【請求項４１】
前記漏洩率の値のストリームは、個別の数の所定の漏洩率の値から選択された値を含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記個別の数は２である請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記漏洩率のストリームを与える過程は、漏洩率の値を計算する過程を有する請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
アクティブノイズ除去システムを動作させる方法であって、
第１の周波数のための第１のノイズ振幅制限に対応するノイズ除去信号のための第１の閾値振幅を与える過程と、
第２の周波数のための第２のノイズ振幅制限に対応するノイズ除去信号のための第２の閾値振幅を与える過程と、を有し、
前記第２のノイズ振幅制限は前記第１のノイズ振幅制限と所定の関係を有し、
前記アクティブノイズ除去システムと結合された適応フィルタと対応付けされるフィルタ係数を計算して振幅によって特徴付けされたノイズ除去信号を与える過程と、
前記第１の周波数の第１の閾値振幅および前記第２の周波数の第２の閾値振幅と前記ノイズ除去信号の振幅との比較に応答して、前記フィルタ係数を修正するための漏洩率を決定する過程と、
をさらに有する方法。
【請求項４５】
前記第２の周波数は前記第１の周波数の所定倍である請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第２のノイズ振幅制限はゼロでない請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記アクティブノイズ除去システムは正弦ノイズ源と結合され、
前記第１の周波数は前記正弦ノイズ源の周波数に関係する請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記正弦ノイズ源はエンジンである請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記エンジンは乗物に結合される請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記アクティブノイズ除去システムは正弦ノイズ源と対応付けされ、
前記第１の周波数は前記正弦ノイズ源の周波数に関係する請求項４４に記載の方法。
【請求項５１】
アクティブノイズ除去システムを動作させる方法であって、
第１の周波数によって特徴付けされた第１のノイズ除去信号の振幅を判定する過程と、
第２の周波数のためのゼロでないノイズ除去振幅制限を与える過程と、
を有し、
前記第２の周波数は前記第１の周波数と所定の関係を有し、
前記ノイズ除去振幅制限は前記第１の振幅と所定の関係を有する方法。
【請求項５２】
前記第２の周波数および振幅によって特徴付けされたノイズ信号に応答して、適応フィルタのフィルタ係数を与えて前記ノイズ信号の振幅を除去する過程と、
前記ノイズ信号の振幅が前記ノイズ除去振幅制限より大きい場合に、第１の漏洩率を前記フィルタ係数に適用する過程と、
前記ノイズ信号の振幅が前記ノイズ除去振幅制限に等しいか、より大きい場合に、第２の漏洩率を前記フィルタ係数に適用する過程と、
をさらに有する請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記アクティブノイズ除去システムは正弦ノイズ源と結合され、
前記第１の周波数は前記正弦ノイズ源の周波数に関係する請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記正弦ノイズ源はエンジンである請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記エンジンは乗物に結合される請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記第１のノイズ除去信号を無効にする過程をさらに有する請求項５１に記載の方法。
【請求項５７】
アクティブノイズ除去システムを動作させる方法であって、
ノイズ信号に応答して適応フィルタのフィルタ係数を与える過程と、
前記フィルタ係数と対応付けされる漏洩率を決定する過程と、
を有し、
前記決定する過程は、
第１の誘因となる状態に応答して第１の漏洩率を与える過程と、
第２の誘因となる状態に応答して前記第１の漏洩率と異なる第２の漏洩率を与える過程と、
前記第１の誘因となる状態および前記第２の誘因となる状態が存在しない場合にデフォルトの漏洩率を与える過程と、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、適応フィルタを使用したアクティブノイズ除去システムを開示する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブノイズ制御は、概して非特許文献１において説明されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】S.J. Elliot，P.A. Nelson，“Active Noise Control”，IEEE Signal Processing Magazine，１９９３年１０月
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様において、アクティブノイズ除去システムを動作させる方法は、ノイズ信号に応答して適応フィルタのフィルタ係数を与える過程と、前記フィルタ係数と対応付けされる漏洩率（leakage factor）を決定する過程と、前記漏洩率を平滑化して平滑化された漏洩率を与える過程と、前記平滑化された漏洩率を前記フィルタ係数に適用して修正されたフィルタ係数を与える過程と、前記修正されたフィルタ係数に応答して、振幅によって特徴付けされたアクティブノイズ除去信号を与える過程と、を含む。前記決定する過程は誘因となる状態に応答しうる。前記誘因となる状態は第１のスペクトル帯域において前記アクティブノイズ除去信号の振幅を第１の閾値と比較した結果を含みうる。前記誘因となる状態は、第２のスペクトル帯域において前記アクティブノイズ除去信号の振幅を第２の閾値と比較した結果を含みうる。前記第２の閾値は前記第１の閾値と所定の関係を有しうる。前記第１の閾値は装置を非線形的に動作させることに関係しうる。前記誘因となる状態は、前記アクティブノイズ除去システムを監視して所定の事象が発生したか否か判定した結果を含みうる。前記所定の事象は、娯楽用信号の振幅が装置を非線形的に動作させる所定の振幅の範囲内に存在することでありうる。前記所定の事象は娯楽用オーディオシステムにおいて発生しうる。前記娯楽用オーディオシステムは乗物に結合されうる。前記所定の事象は、前記アクティブノイズ除去システムの停止でありうる。前記所定の事象は、前記ノイズ信号が入力変換器の非線形動作と対応付けされた閾値を超えていることでありうる。
【０００５】
前記平滑化する過程は、ローパスフィルタリングする過程を含みうる。前記平滑化する過程の前に、前記決定する過程は前記漏洩率のための個別の数の所定値のうち１つを選択する過程を含みうる。前記個別の数は２でありうる。前記個別の数は２より大きいことがありうる。前記方法は、前記アクティブノイズ除去信号を娯楽用オーディオ信号と結合する過程をさらに含みうる。前記娯楽用オーディオ信号は密閉空間内のオーディオシステムに付随しうる。前記密閉空間は乗物の室内でありうる。
【０００６】
前記アクティブノイズ除去システムは乗物内に設置されるように構成されうる。
【０００７】
前記決定する過程は複数の誘因となる状態に応答しうる。前記漏洩率を決定する過程は、前記複数の誘因となる状態のどれが存在するか判定する過程と、第１の誘因となる状態が存在することの判定に応答して、第１の漏洩率の値を選択する過程と、第２の誘因となる状態が存在することの判定に応答して、第２の漏洩率の値を選択する過程と、を含みうる。
【０００８】
本発明のもう１つの態様において、アクティブノイズ除去システムは、アクティブノイズ除去信号を与える適応フィルタと、前記適応フィルタのためのフィルタ係数を与える係数計算器と、前記フィルタ係数に適用する平滑化された漏洩率を与えるデータ平滑器を備える漏洩調整器と、を含む。前記装置は、前記アクティブノイズ除去信号の振幅を閾値と比較する回路を含みうる。前記装置は、前記アクティブノイズ除去システムを監視して所定の事象が発生したか否か判定する監視回路をさらに含みうる。前記漏洩調整器は前記監視回路に応答しうる。前記装置は、娯楽用オーディオシステムをさらに含みうる。前記監視回路は、前記娯楽用オーディオシステムを監視して娯楽用オーディオ信号の振幅が装置を非線形的に動作させる所定の振幅の範囲内に存在するか否か判定する回路を含みうる。前記監視回路は、前記アクティブノイズ除去システムが停止されたか否か判定する回路をさらに含みうる。前記アクティブノイズ除去システムは、周期的な振動エネルギーをノイズ信号に変換する入力変換器をさらに含み、前記監視回路は、前記ノイズ信号の振幅が前記入力変換器の非線形動作と対応付けされた閾値を超えているか否か判定する回路を含みうる。
【０００９】
前記データ平滑器はローパスフィルタを含みうる。前記漏洩調整器は、前記漏洩率のための個別の数の値のうち１つを選択するように構成されうる。
【００１０】
前記装置は、娯楽用オーディオ信号を与える娯楽用オーディオシステムと、ノイズ除去信号を結合する結合器と、をさらに含みうる。
【００１１】
本発明のもう１つの態様において、ノイズ除去システムを動作させる方法は、漏洩率の値のストリームを与える過程と、前記漏洩率の値のストリームを平滑化して平滑化された漏洩率の値のストリームを与える過程と、を含む。前記漏洩率の値のストリームの各々の値は個別の数の所定値から選択されうる。前記漏洩率の値のストリームの各々を与える過程は、アクティブノイズ除去システムの検出可能な状態に応答しうる。前記検出可能な状態は、前記アクティブノイズ除去システムが停止されたことでありうる。前記検出可能な状態は、前記アクティブノイズ除去システムが閾値振幅より大きい振幅を有するオーディオ信号を生成したことでありうる。前記検出可能な状態は、ノイズ信号の振幅が入力変換器の非線形動作と対応付けされた閾値を超えていることでありうる。前記漏洩率の値のストリームの各々を与える過程は、複数の所定の漏洩率の値から１つの漏洩率の値を選択する過程を含みうる。前記方法は、前記平滑化された漏洩率の値のストリームをアクティブノイズ除去システムの適応フィルタの係数に適用する過程をさらに含みうる。
【００１２】
本発明のもう１つの態様において、アクティブノイズ除去システムの適応フィルタを動作させる方法であって、前記適応フィルタは係数によって特徴付けされ、漏洩率の値のストリームを平滑化して平滑化された漏洩率の値を与える過程と、前記平滑化された漏洩率の値を係数に適用して修正された係数の値を与える過程と、を含む。前記漏洩率の値のストリームは、個別の数の所定の漏洩率の値から選択された値を含みうる。前記個別の数は２でありうる。前記漏洩率のストリームを与える過程は、漏洩率の値を計算する過程を含みうる。
【００１３】
本発明のもう１つの態様において、アクティブノイズ除去システムを動作させる方法は、第１の周波数のための第１のノイズ振幅制限に対応するノイズ除去信号のための第１の閾値振幅を与える過程と、第２の周波数のための第２のノイズ振幅制限に対応するノイズ除去信号のための第２の閾値振幅を与える過程と、を含み、前記第２のノイズ振幅制限は前記第１のノイズ振幅制限と所定の関係を有し、前記アクティブノイズ除去システムと結合された適応フィルタと対応付けされるフィルタ係数を計算して振幅によって特徴付けされたノイズ除去信号を与える過程と、前記第１の周波数の第１の閾値振幅および前記第２の周波数の第２の閾値振幅と前記ノイズ除去信号の振幅との比較に応答して、前記フィルタ係数を修正するための漏洩率を決定する過程と、をさらに有する。前記第２の周波数は前記第１の周波数の所定倍でありうる。前記第２のノイズ振幅制限はゼロでないとしうる。前記アクティブノイズ除去システムは乗物に結合されたエンジンのような正弦ノイズ源と結合されうる。前記第１の周波数は乗物に結合されたエンジンのような正弦ノイズ源の周波数に関係しうる。
【００１４】
本発明のもう１つの態様において、アクティブノイズ除去システムを動作させる方法は、第１の周波数によって特徴付けされた第１のノイズ除去信号の振幅を判定する過程と、
第２の周波数のためのゼロでないノイズ除去振幅制限を与える過程と、を含み、前記第２の周波数は前記第１の周波数と所定の関係を有し、前記ノイズ除去振幅制限は前記第１の振幅と所定の関係を有する。前記方法は、前記第２の周波数および振幅によって特徴付けされたノイズ信号に応答して適応フィルタのフィルタ係数を与えて前記ノイズ信号の振幅を除去する過程と、前記ノイズ信号の振幅が前記ノイズ除去振幅制限より大きい場合に、第１の漏洩率を前記フィルタ係数に適用する過程と、前記ノイズ信号の振幅が前記ノイズ除去振幅制限に等しいか、より大きい場合に、第２の漏洩率を前記フィルタ係数に適用する過程と、をさらに含みうる。
【００１５】
前記アクティブノイズ除去システムは正弦ノイズ源と結合され、前記第１の周波数は乗物と関係しうる。前記正弦ノイズ源はエンジンであり、前記エンジンは乗物に結合されうる。前記方法は、前記第１のノイズ除去信号を無効にする過程をさらに含みうる。
【００１６】
本発明のもう１つの態様において、アクティブノイズ除去システムを動作させる方法は、ノイズ信号に応答して適応フィルタのフィルタ係数を与える過程と、前記フィルタ係数と対応付けされる漏洩率を決定する過程と、を含む。前記決定する過程は、第１の誘因となる状態に応答して、第１の漏洩率を与える過程と、第２の誘因となる状態に応答して、第２の個別の漏洩率を与える過程と、前記第１の誘因となる状態および前記第２の誘因となる状態が存在しない場合に、デフォルトの漏洩率を与える過程と、を含む。
【００１７】
本発明のもう１つの態様において、アクティブノイズ除去システムを動作させる方法は、エンジン速度を表わす高遅延信号を受信する過程と、基準周波数においてノイズ除去オーディオ信号を与える過程と、を含み、前記基準周波数は前記エンジンに関係し、前記基準周波数の所定倍に対応する周波数においてノイズ除去オーディオ信号を生成する過程をさらに含む。
【００１８】
前記方法は、密閉空間内の音響エネルギーを変換して前記密閉空間内のノイズを表わすノイズ信号を与える過程と、前記ノイズ信号に応答して、前記ノイズ除去信号の位相および振幅を決定する過程と、をさらに含みうる。前記ノイズ除去信号の位相および振幅を決定する過程は、適応フィルタを備える回路によって実行されうる。前記密閉空間は乗物の室内でありうる。
【００１９】
本発明のもう１つの態様において、アクティブノイズ除去システムを動作させる方法は、娯楽用オーディオシステムと結合されたバスからエンジン速度を表わす信号を受信する過程と、前記エンジン速度を表わす信号に応答して、前記エンジン速度に関係する周波数を有するノイズ除去オーディオ信号を生成する過程と、を含む。前記方法は、前記バスから娯楽用オーディオ信号を受信する過程をさらに含みうる。前記エンジン速度を表わす信号を受信する過程は、高遅延信号を受信する過程を含みうる。前記方法は、娯楽用オーディオ信号を処理して処理された娯楽用オーディオ信号を与える過程と、前記処理された娯楽用オーディオ信号を前記ノイズ除去オーディオ信号と結合する過程と、をさらに含みうる。前記方法は、前記バスから娯楽用システム制御信号を受信する過程をさらに含みうる。前記方法は、前記バスから娯楽用オーディオ信号を受信する過程をさらに含みうる。前記方法は、前記娯楽用オーディオ信号を処理して処理された娯楽用オーディオ信号を与える過程と、前記処理された娯楽用オーディオ信号を前記ノイズ除去オーディオ信号と結合する過程と、をさらに含みうる。
【００２０】
本発明のもう１つの態様において、オーディオシステムは、エンジン速度を表わす信号を受信する入力装置と、エンジン速度を表わす信号に関係する周波数のノイズ除去信号を生成する娯楽用オーディオ制御信号回路と、を含む。
【００２１】
前記オーディオシステムは、前記娯楽用オーディオ信号を処理して処理された娯楽用オーディオ信号を与えるオーディオ信号処理回路と、ノイズ除去信号に対応し、かつ、前記処理された娯楽用オーディオ信号に対応する音響エネルギーを放射する音響ドライバと、  をさらに含みうる。
【００２２】
他の特徴、対象、および、効果は、図面と関連して続く詳細な説明を読むとき明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】アクティブノイズ除去システムのブロック図である。
【図１Ｂ】乗物内のアクティブ音響ノイズ除去システムとして実現された、図１Ａのアクティブノイズ除去システムの構成要素を含むブロック図である。
【図２Ａ】基準周波数の送出システムおよび図１Ｂの娯楽用オーディオ信号の送出システムの実装のブロック図である。
【図２Ｂ】基準周波数の送出システムおよび図１Ｂの娯楽用オーディオ信号の送出システムのもう１つの実装のブロック図である。
【図３Ａ】図１Ａおよび図１Ｂの漏洩調整器の動作の論理フローを表わすブロック図である。
【図３Ｂ】より複雑な漏洩調整方式を可能にする、漏洩調整器のもう１つの実装の動作の論理フローを表わすブロック図である。
【図４】具体的なスペクトル分布を例示する周波数応答曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面のいくつかの視点の構成要素が表わされ、ブロック図に個別の構成要素として記載され、「回路」と呼ばれうるが、異なって示されるのでなければ、構成要素は、アナログ回路、デジタル回路、または、ソフトウェア命令を実行する１つまたは複数のマイクロプロセッサのいずれか、または、組み合わせとして実現することが可能である。ソフトウェア命令は、デジタル信号処理（ＤＳＰ）命令を含みうる。異なって示されるのでなければ、信号線は個別のアナログまたはデジタル信号線として実現することが可能である。オーディオ信号の別個のストリームを処理する適切な信号処理を用いて１つの個別のデジタル信号線として、または、無線通信システムの構成要素として、複数の信号線を実現することが可能である。処理動作のいくつかは、係数の計算および適用によって表現することが可能である。係数の計算および適用の等価物は他のアナログまたはＤＳＰ技術によって実行することができ、本願の範囲内に含まれる。異なって示されるのでなければ、オーディオ信号はデジタルまたはアナログのいずれかの形態で符号化され、通常のデジタル・アナログおよびアナログ・デジタル変換器は回路図に示さない。本明細書はアクティブノイズ除去システムを開示する。アクティブノイズ除去システムは、典型的に、望まないノイズを除去することを意図する（すなわち、目標はゼロのノイズである）。しかしながら、実際のノイズ除去システムにおいて、望まないノイズは減衰されるが、完全なノイズ除去は達成されない。本明細書において「ゼロに向かって駆動すること」は、実際の結果はかなりの減衰であって完全な除去でないことを認識するが、アクティブノイズ除去システムの目標がゼロのノイズであることを意味する。
【実施例】
【００２５】
図１を参照すると、アクティブノイズ除去システムのブロック図が表わされている。基準周波数をノイズ除去基準信号発生器１９に与えるために、通信経路３８がノイズ除去基準信号発生器１９に結合される。ノイズ除去基準信号発生器１９はフィルタ２２および適応フィルタ１６に結合される。フィルタ２２は係数計算器２０に結合される。入力変換器２４は制御ブロック３７および係数計算器２０に結合され、そして、係数計算器２０は漏洩調整器１８および適応フィルタ１６に双方向に結合される。適応フィルタ１６は電力増幅器２６によって出力変換器２８に結合される。制御ブロック３７は漏洩調整器１８に結合される。オプションで、係数計算器２０に結合された追加の入力変換器２４’が存在しうる。また、オプションで、適応フィルタ１６が漏洩調整器１８に結合されうる。追加の入力変換器２４’が存在するならば、典型的に、対応するフィルタ２３、２５が存在する。
【００２６】
動作において、基準周波数、または、基準周波数を導き出すことができる情報がノイズ除去基準信号発生器１９に与えられる。ノイズ除去基準信号発生器１９はフィルタ２２および適応フィルタ１６へのノイズ除去信号を生成し、ノイズ除去信号はエンジン速度に関係する周波数成分を有する正弦曲線のような周期的な信号の形態でありうる。入力変換器２４は、基準周波数に関係する周波数成分を有する周期的な振動エネルギーを検出し、その振動エネルギーを係数計算器２０に与えられるノイズ信号に変換する。係数計算器２０は適応フィルタ１６のための係数を決定する。適応フィルタ１６は、係数計算器２０からの係数を使用して、ノイズ除去基準信号発生器１９からのノイズ除去基準信号の振幅および／または位相を修正し、修正されたノイズ除去信号を電力増幅器２６に与える。そのノイズ除去信号は電力増幅器２６によって増幅され、出力変換器２８によって振動エネルギーに変換される。制御ブロック３７は、例えば、アクティブノイズ除去システムを作動または停止させることによって、または、ノイズの減衰量を調整することによって、アクティブノイズ除去装置の動作を制御する。
【００２７】
適応フィルタ１６、漏洩調整器１８、係数計算器２０は、繰り返し、かつ、再帰的に動作して、周期的な振動エネルギーに変換されるとき入力変換器２４によって検出される振動エネルギーを減衰させる信号を、適応フィルタ１６に修正させるフィルタ係数のストリームを与える。伝達関数Ｈ（ｓ）によって特徴付けることができるフィルタ２２は、（電力増幅器２６および出力変換器２８を含む）アクティブノイズ除去システム、および、そのシステムが動作する環境の構成要素の入力変換器２４によって変換されたエネルギーへの影響を補償する。
【００２８】
入力変換器２４、２４’は、加速度計、マイクロホン、圧電素子、他のような、振動エネルギーを電子的にまたはデジタルで符号化された信号に変換する多くの種類の素子の１つでありうる。１つより多くの入力変換器２４、２４’が存在するならば、変換器からのフィルタリングされた入力は、平均化のような、ある方法によって結合することが可能であり、または、ある１つからの入力はその他より重く重み付けすることが可能である。フィルタ２２、係数計算器２０、漏洩調整器１８、制御ブロック３７は、ＤＳＰ素子のようなマイクロプロセッサによって実行される命令として実現されることが可能である。出力変換器２８は、モーターまたは音響ドライバのような周期的な振動エネルギーを与える多くの電気機械的または電気音響的な素子の１つとすることが可能である。
【００２９】
図１Ｂを参照すると、図１Ａのアクティブノイズ除去システムの構成要素を含むブロック図が表わされている。図１Ｂのアクティブノイズ除去システムは、密閉空間内のアクティブ音響ノイズ除去システムとして実現される。図１Ｂは、乗物の室内用に構成されるものとして説明するが、部屋または制御場所のような他の密閉空間内で使用するためにも構成される。また、図１Ｂのシステムは、密閉空間に結合されうる娯楽用オーディオまたは通信システムの構成要素を含む。例えば、密閉空間が、客車、バン、トラック、スポーツ多用車、建設車両または農作業車、軍用車、または、航空機のような乗物の室内であるならば、娯楽用オーディオまたは通信システムが乗物に結合されうる。娯楽用オーディオ信号プロセッサ１０は信号線４０に通信可能に結合されて、娯楽用オーディオ信号および／または娯楽用システム制御信号を受信し、結合器１４に結合され、漏洩調整器１８に結合されうる。ノイズ除去基準信号発生器１９は信号線３８、適応フィルタ１６、および、図１Ａのフィルタ２２に対応するキャビンフィルタ２２’に通信可能に結合される。適応フィルタ１６は結合器１４、係数計算器２０に結合され、オプションで、漏洩調整器１８に直接に結合されうる。係数計算器２０はキャビンフィルタ２２’、漏洩調整器１８、図１Ａの入力変換器２４、２４’に対応するマイクロホン２４’’に結合される。結合器１４は、図１Ａの出力変換器２８に対応する音響ドライバ２８’に結合される電力増幅器２６に結合される。制御ブロック３７は漏洩調整器１８およびマイクロホン２４’’に通信可能に結合される。多くの乗物において、娯楽用オーディオ信号プロセッサ１０は複数の結合器１４に結合され、その各々は電力増幅器２６および音響ドライバ２８’に結合される。
【００３０】
複数の結合器１４、電力増幅器２６、音響ドライバ２８’の各々は、増幅器および結合器のような素子を通して複数の適応フィルタ１６の１つに結合することが可能であり、複数の適応フィルタ１６の各々は、それと結合された漏洩調整器１８、係数計算器２０、キャビンフィルタ２２’を有する。単一の適応フィルタ１６、結合された漏洩調整器１８、および、係数計算器２０は、１つより多くの音響ドライバに与えられるノイズ除去信号を修正することが可能である。簡単にするために、１つの結合器１４、１つの電力増幅器２６、１つの音響ドライバ２８’のみ表わされている。各マイクロホン２４’’は１つより多くの係数計算器２０に結合することが可能である。
【００３１】
娯楽用オーディオ信号プロセッサ１０、ノイズ除去基準信号発生器１９、適応フィルタ１６、キャビンフィルタ２２’、係数計算器２０、漏洩調整器１８、制御ブロック３７、結合器１４の全てまたはいくつかは、１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはＤＳＰチップによって実行されるソフトウェア命令として実現することが可能である。電力増幅器２６およびマイクロプロセッサまたはＤＳＰチップは増幅器３０の構成要素とすることが可能である。
【００３２】
動作において、図１Ｂの構成要素のいくつかは、動作して、娯楽用オーディオおよび（操縦指示、可聴警告表示、携帯電話伝送、操作情報（例えば、燃料低下表示）、等のような）可聴的に与えられる情報を乗物の乗員に与える。信号線４０からの娯楽用オーディオ信号は娯楽用オーディオ信号プロセッサ１０によって処理される。処理されたオーディオ信号は結合器１４において（後に説明される）アクティブノイズ除去信号と結合される。結合された信号は電力増幅器２６によって増幅され、音響ドライバ２８’によって音響エネルギーに変換される。
【００３３】
図１Ｂの装置のいくつかの構成要素は、動作して、乗物のエンジンおよび他のノイズ源によって引き起こされる、乗物の室内のノイズを能動的に除去する。典型的に、エンジンの回転速度を示すパルスとして表わされ、回転／秒またはＲＰＭと呼ばれるエンジン速度はノイズ除去基準信号発生器１９に与えられ、ノイズ除去基準信号発生器１９は
ｆ（Ｈｚ）＝エンジン速度（ｒｐｍ）／６０
に従って基準周波数を決定する。基準周波数はキャビンフィルタ２２’に与えられる。ノイズ除去基準信号発生器１９はノイズ除去信号を生成し、ノイズ除去信号はエンジン速度に関係する周波数成分を有する正弦曲線のような周期的な信号の形態でありうる。このノイズ除去信号は適応フィルタ１６およびキャビンフィルタ２２’に与えられる。マイクロホン２４’’は乗物の室内の音響エネルギーを係数計算器２０に与えられるノイズオーディオ信号に変換し、その音響エネルギーは娯楽用オーディオ信号に対応する音響エネルギーを含みうる。係数計算器２０は適応フィルタ１６の係数を修正する。適応フィルタ１６は係数を使用してノイズ除去基準信号発生器１９からのノイズ除去信号の振幅および／または位相を修正し、修正されたノイズ除去信号を信号結合器１４に与える。いくつかの電気音響素子（例えば、音響ドライバ２８’、電力増幅器２６、マイクロホン２４’’、ノイズ除去システムが動作する環境の電気音響素子）の結合された影響は伝達関数Ｈ（ｓ）によって特徴付けすることができる。キャビンフィルタ２２’は伝達関数Ｈ（ｓ）をモデル化し、補償する。漏洩調整器１８および制御ブロック３７の動作は以下で説明する。
【００３４】
適応フィルタ１６、漏洩調整器１８、係数計算器２０は、繰り返し、かつ、再帰的に動作して、音響ドライバ２８’によって放射されるときマイクロホン２４’’によって検出される信号の特定のスペクトル成分の振幅をある所望の値に駆動するオーディオ信号を、適応フィルタ１６に修正させるフィルタ係数のストリームを与える。特定のスペクトル成分は、典型的に、エンジン速度から導き出される周波数の定数倍に対応する。特定のスペクトル成分の振幅が駆動される特定の所望の値はゼロとすることが可能であるが、以下で説明するように他の値とすることが可能である。
【００３５】
また、図１Ａおよび図１Ｂの構成要素が複製および使用されて１つより多くの周波数についてのノイズ除去信号を生成および修正することが可能である。他の周波数についてのノイズ除去信号は上述したのと同様に生成および修正される。
【００３６】
娯楽用オーディオ信号源からのオーディオ信号の内容は、例えば、音楽、ラジオ、ニュース、スポーツ放送、娯楽用マルチメディアに関するオーディオ、等のような通常の娯楽用オーディオを含み、上述したように、操縦指示、携帯電話網からのオーディオ伝送、乗物の操作に関する警告信号、乗物についての操作情報のような可聴情報の形態を含みうる。娯楽用オーディオ信号プロセッサはステレオおよび／または多チャンネルオーディオ処理回路を含みうる。適応フィルタ１６および係数計算器２０はともに、ｎタップ遅延線、ラゲールフィルタ、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、他のような多数の種類のフィルタの１つとして実現することが可能である。適応フィルタは、最小平均二乗（ＬＭＳ）適応方式、正規化ＬＭＳ方式、ブロックＬＭＳ方式、または、ブロック離散フーリエ変換方式、他のような多数のタイプの適応方式の１つを使用することが可能である。結合器１４は物理的な素子である必要はなく、信号の合計として実現することが可能である。
【００３７】
単一の素子として表わされているが、適応フィルタ１６は１つより多くのフィルタ素子を含むことが可能である。図１Ｂのシステムの実施形態において、適応フィルタ１６は２つのＦＩＲフィルタ素子を含み、各１つが正弦関数、余弦関数用であり、両方が同一の周波数で正弦入力を有し、各ＦＩＲフィルタは単一のタップ、および、オーディオ周波数サンプリングレートｒに関係するサンプリングレート（例えば、ｒ／２８）を有するＬＭＳ適応方式を使用する。係数計算器２０によって使用するための適切な適応アルゴリズムは、Simon Haykinによる“Adaptive filter Theory”、第４版、ISBN 0130901261に見られる。漏洩調整器１８は以下で説明する。
【００３８】
図２Ａは、エンジン速度をノイズ除去基準信号発生器１９に与え、娯楽用オーディオ信号をオーディオ信号プロセッサ１０に与える装置を表わすブロック図である。オーディオ信号送出装置は、信号線４０によって図１Ｂのオーディオ信号プロセッサ１０に結合され、さらに信号線３８によってノイズ除去基準信号発生器１９に結合された娯楽用バス３２を含むことが可能である。娯楽用バス３２は、乗物の娯楽用オーディオシステムの装置の中でデジタルで符号化されたオーディオ信号を送信するデジタルバスとすることが可能である。ＣＤプレイヤー、ＭＰ３プレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、または、類似の装置、または、無線受信器（いずれも図示しない）のような装置が娯楽用バス３２に結合されて娯楽用オーディオ信号を与えることが可能である。また、操縦指示、携帯電話網からのオーディオ伝送、乗物の操作に関係する警告信号、他のオーディオ信号のような情報を表わすオーディオ信号源が娯楽用バス３２に結合されることが可能である。エンジン速度信号送出装置は、乗物用データバス３４、および、乗物用データバス３４および娯楽用バス３２を結合するブリッジ３６を含みうる。この例は娯楽用システムを有する乗物に関して説明したが、図２Ａのシステムは、他の種類の正弦ノイズ源、例えば、電力変圧器に結合されたノイズ除去システムを用いて実現することが可能である。また、システムは、結果として図２Ａのシステムに類似する遅延特性となるバス、信号線、他の信号伝送装置の結合を与えることによって、娯楽用システムを含まないノイズ除去システムにおいて実現することが可能である。
【００３９】
動作において、娯楽用バス３２は娯楽用システムの装置のためのオーディオ信号および／または制御および／または状態情報を送信する。乗物用データバス３４はエンジン速度のような乗物の状態についての情報を伝達することが可能である。ブリッジ３６はエンジン速度情報を受信し、娯楽用バスにエンジン速度情報を送信し、次に娯楽用バスは高遅延エンジン速度信号をノイズ除去基準信号発生器１９に送信することが可能である。以下でより十分に説明するように、図２Ａおよび図２Ｂにおいて、用語「高遅延」および「低遅延」は、エンジン速度の変化のような事象の発生と、アクティブノイズ除去システムにおけるエンジン速度の変化を示す情報信号の到達との間の時間間隔に適用される。バスは低遅延で信号を送信することができるが、エンジン速度信号は例えば、ブリッジ３６における遅延のために高遅延で送出されうる。
【００４０】
図２Ｂは、エンジン速度信号の信号送出装置および図１Ｂの娯楽用オーディオ信号の信号送出装置のもう１つの実現を表わす。娯楽用オーディオ信号送出装置は、信号線４０Ａによって図１Ｂのオーディオ信号プロセッサ１０に結合された娯楽用オーディオ信号バス４９を含む。娯楽用制御バス４４は信号線４０Ｂによって図１Ｂの娯楽用オーディオ信号プロセッサ１０に結合される。エンジン速度信号送出装置は、ブリッジ３６によって娯楽用制御バス４４に結合された乗物用データバス３４を含む。娯楽用制御バス４４は信号線３８によってノイズ除去基準信号発生器１９に結合される。
【００４１】
図２Ｂの実施形態は、高遅延エンジン速度信号がブリッジ３６から娯楽用制御バス４４へ、そして、ノイズ除去基準信号発生器１９へ送信されることを除いて、図２Ａの実施形態と同様に動作する。オーディオ信号は、信号線４０Ａ上で娯楽用オーディオ信号バス４９から娯楽用オーディオ信号プロセッサ１０に送信される。娯楽用制御信号は、信号線４０Ｂによって図１Ｂの娯楽用制御バス４４から娯楽用オーディオ信号プロセッサ１０に送信される。乗物の構成に応じて、乗物用データバス、娯楽用バス、娯楽用制御バス、娯楽用オーディオ信号バス、および、他の種類のバスおよび信号線の他の組み合わせが使用されて、エンジン速度信号を基準信号発生器１９に与え、娯楽用オーディオ信号を娯楽用オーディオ信号プロセッサ１０に与えることが可能である。
【００４２】
通常のエンジン速度信号源は、クランクシャフト角度、吸気圧、点火パルス、または、いくつかの他の状態または事象のような、いくつかのエンジン速度表示を検知または測定するセンサを含む。センサ回路は、典型的に、低遅延回路であるが、アクセスに不便であり、または、望まない動作状態、例えば高温を有する位置に、機械的、電気的、光学的、または、磁気的センサの設置を必要とし、また、センサと、ノイズ除去基準信号発生器１９および／または適応フィルタ１６および／またはキャビンフィルタ２２’との間の通信回路、典型的に、専用物理接続を必要とする。乗物用データバスは、典型的に、乗物のエンジンまたは他の重要な構成要素を制御するための情報を含む高速、低遅延バスである。乗物用データバスにインタフェースすることはシステムに複雑さを追加し、さらに、乗物用データバスにインタフェースする装置に、インタフェースする装置が乗物の動作を制御する重要な構成要素の動作を妨げないように、制約を課す。図２Ａおよび図２Ｂによるエンジン速度信号送出システムは、専用信号線のような専用の構成要素を必要としないアクティブノイズ除去機能を可能にするので、他のエンジン速度信号源およびエンジン速度信号送出システムより効果的である。図２Ａおよび図２Ｂによる構成は、乗物用データバス３４、ブリッジ３６、および、図２Ａの娯楽用バス３２または図２Ｂの娯楽用制御バス４４の１つまたは両方が多くの乗物に存在し、アクティブノイズ除去を実行するために、エンジン速度のための追加の信号線が必要とされないので、さらに効果的である。また、図２Ａおよび図２Ｂによる構成は、娯楽用バス３２または娯楽用制御バス４４と増幅器３０との間の既存の物理的接続を使用することが可能であり、アクティブノイズ除去機能を追加するためのピンまたは端子のような追加の物理的接続を必要としない。娯楽用バス３２または娯楽用制御バス４４はデジタルバスとして実現することが可能であるので、図２Ａの信号線３８および４０、および、図２Ｂの信号線３８、４０Ａおよび４０Ｂは、適切な構成要素に信号をルーティンするための適切な回路を用いて、単一の物理的な素子、例えば、ピンまたは端子として実現することが可能である。
【００４３】
図２Ａおよび図２Ｂによるエンジン速度信号送出システムは、娯楽用バスの帯域、ブリッジ３６の遅延、または、その両方のために、高遅延の送出システムとすることが可能である。本明細書の場合において、「高遅延」は、点火事象またはエンジン速度の変化のような事象の発生と、事象の発生を示す信号のノイズ除去基準信号発生器１９における到達との間の、１０ｍｓまたはより長い遅延を意味する。
【００４４】
アクティブノイズ除去システムに低遅延信号を与えることが、典型的に、既に利用可能な高遅延信号を使用するより複雑、困難、高価であるので、高遅延信号を使用して動作することができるアクティブノイズ除去システムは効果的である。
【００４５】
ここで漏洩調整器１８をより詳細に説明する。図３Ａは、漏洩調整器１８の動作の論理フローを表わすブロック図である。漏洩調整器１８は、係数計算器２０によって適用される漏洩率を選択する。漏洩率は、既存の係数の値が更新量によって更新されるとき、適応フィルタにおいて既存の係数の値に適用される率αであり、例えば、
（新しい値）＝α（古い値）＋（更新量）
である。漏洩率についての情報は、Simon Haykinによる“Adaptive Filter Theory”、第４版、ISBN 0130901261の１３．２節に見られる。論理ブロック５２は、所定の誘因となる事象が発生したかどうか、または、所定の誘因となる状態が存在するかどうかを判定し、それによって代わりの漏洩率を使用することが望ましいことになりうる。事象または状態の具体例を以下で説明する。論理ブロック５２の値が偽ならば、漏洩率決定論理ブロックにおいて、デフォルトの漏洩率が適用される。論理ブロック５２の値が真ならば、漏洩率決定論理ブロックにおいて、代わりの、典型的により低い漏洩率が適用される。代わりの漏洩率は、アルゴリズムに従って計算され、または、所定の基準に基づいて、個別の数の所定の漏洩率の値から１つの漏洩率の値を選択することによって動作することが可能である。漏洩率のストリームは、オプションで、望まない結果を有する漏洩率における突然の変化を防止するために、例えば、ローパスフィルタリングによって平滑化される（ブロック５０）。ローパスフィルタリングは、適応フィルタ１６によって適用される漏洩率が、デフォルトの漏洩率および代わりの漏洩率によって制限されることを引き起こす。平滑化の他の形態は、時間にわたるスルー（slew）制限または平均化を含むことが可能である。
【００４６】
図３Ｂは、１つより多くの、例えばｎ個の代わりの漏洩率を可能とし、ｎ個の代わりの漏洩率が所定の優先度に従って適用されることを可能とする漏洩調整器１８の動作の論理フローを表わすブロック図である。論理ブロック５３−１において最も高い優先度の誘因となる状態が存在する、または、事象が発生したかどうか判定される。論理ブロック５３−１の値が真ならば、論理ブロック５５−１において論理ブロック５３−１の誘因となる状態および事象に対応付けされた漏洩率が選択され、存在すればデータ平滑器５０を通して、係数計算器２０に与えられる。論理ブロック５３−１の値が偽ならば、論理ブロック５３−２において２番目に高い優先度の誘因となる状態が存在する、または、事象が発生したかどうか判定される。論理ブロック５３−２の値が真ならば、論理ブロック５５−２において論理ブロック５３−２の誘因となる状態および事象に対応付けされた漏洩率が選択され、存在すればデータ平滑器５０を通して、係数計算器２０に与えられる。論理ブロック５３−２の値が偽ならば、次に高い優先度の誘因となる状態が存在する、または、事象が発生したかどうか判定される。論理ブロック５３−ｎにおいて最も低い（ｎ番目に高い）優先度の誘因となる状態が存在する、または、事象が発生したかどうか判定されるまで処理が進む。論理ブロック５３−ｎの値が真ならば、論理ブロック５５−ｎにおいて最も低い優先度の誘因となる状態または事象に対応付けされた漏洩率が選択され、存在すればデータ平滑器５０を通して、係数計算器２０に与えられる。論理ブロック５３−ｎの値が偽ならば、論理ブロック５７においてデフォルトの漏洩率が選択され、存在すればデータ平滑器５０を通して、係数計算器２０に与えられる。
【００４７】
図３Ｂの一実施形態において、誘因となる状態および事象の２つの集合、および、２つの対応付けされた漏洩率（ｎ＝２）が存在する。最も高い優先度の誘因となる状態または事象は、システムが停止されること、ノイズ除去信号の周波数が音響ドライバのスペクトル範囲外であること、または、マイクロホンのような入力変換器によって検出されたノイズがクリッピングのような非線形動作を誘発する振幅を有すること、を含む。最も高い優先度の誘因となる状態に対応付けされた漏洩率は０．１である。２番目に高い優先度の誘因となる状態または事象は、適応フィルタ１６からの除去信号振幅が閾値振幅を超えていること、娯楽用オーディオ信号の振幅が電力増幅器２６または音響ドライバ２８’のような図１Ｂの１つまたは複数の電気音響素子が非線形的に動作しうる信号振幅に近づいている（例えば、６ｄＢのような所定の範囲内に来る）こと、または、結果としてクリック、ポップ、または、歪みのような可聴偽信号となりうる他の事象が発生していること、を含む。クリック、ポップ、または、歪みのような可聴偽信号を引き起こしうる事象は、出力レベルが調整されること、または、ノイズ除去信号が音響ドライバ２８または娯楽用オーディオシステムの他の構成要素においてバズ音またはガタガタいう音を引き起こすことが知られている振幅または周波数を有すること、を含みうる。２番目に高い優先度の誘因となる状態および事象に対応付けされた漏洩率は０．５である。デフォルトの漏洩率は０．９９９９９９である。
【００４８】
論理ブロック５３−１〜５３−ｎは、矢印５９−１〜５９−ｎによって示されている、図１Ａまたは図１Ｂの適切な構成要素から、誘因となる事象が発生した、または、発生しようとしていること、または、誘因となる状態が存在することの表示を受信する。適切な構成要素は図１Ｂの制御ブロック３７とすることが可能であるが、その表示は他の構成要素から生じうる。例えば、所定の事象が、娯楽用オーディオ信号の振幅が図１Ｂの構成要素の１つの非線形な動作範囲に近づいていることならば、その表示は娯楽用オーディオ信号プロセッサ１０（図示しない）に由来しうる。
【００４９】
図３Ａおよび図３Ｂの処理は、典型的に、ＤＳＰプロセッサ上のデジタル信号処理命令によって実現される。デフォルトの漏洩率および代わりの漏洩率のための具体的な値は実験によって決定することが可能である。あるシステムはデフォルトの場合に漏洩率を適用しないことが可能である。漏洩率は乗算されるので、漏洩率を適用しないことは１の漏洩率を適用することに等しい。データ平滑器５０は、例えば、２０Ｈｚに設定された同調可能な周波数カットオフを有する１次ローパスフィルタとして実現することが可能である。
【００５０】
図１Ａ、図１Ｂ、図３Ａ、図３Ｂの装置および方法を使用するアクティブノイズ除去システムは、可聴クリックまたはポップの発生回数を著しく減少させ、歪みおよび非線形性の発生回数を著しく減少させるので効果的である。
【００５１】
アクティブノイズ除去システムは、音響ドライバを酷使することを防止するため、または、他の理由のために、ノイズ除去オーディオ信号の振幅を制御することが可能である。それらの他の理由の１つは、密閉空間内に存在するノイズを所定のゼロでない目標値に制限すること、言い換えると、密閉空間内の所定量のノイズを許容することでありうる。ある場合において、特有の音を与え、または、ある効果を達成するために、密閉空間内のノイズが特定のスペクトル分布を有するようにさせることが望ましい。
【００５２】
図４は、具体的なスペクトル分布の例を表わす。簡単にするために、部屋の影響および音響ドライバ２８’の特性は説明から省略する。部屋の影響は図１Ａのフィルタ２２または図１Ｂのキャビンフィルタ２２’によってモデル化される。イコライザーは音響ドライバの音響特性を補償する。さらに、比率に関する分布の説明を容易にするために、図４の垂直の目盛は、線形の、例えば、マイクロホン２４’’からのノイズ信号の電圧である。線形の目盛は、標準的な数学技術によってｄＢのような非線形の目盛に変換することができる。
【００５３】
図４において、周波数ｆは、エンジン速度に関係しうる。例えば、ｆ（Ｈｚ）＝エンジン速度（ｒｐｍ）／６０である。曲線６２はアクティブノイズ除去装置が動作していないノイズ信号を表わす。曲線６４はアクティブノイズ除去装置が動作しているノイズ信号を表わす。数ｎ１，ｎ２，ｎ３は、ｎ１ｆ，ｎ２ｆ，ｎ３ｆがｆの定数倍であるような定数とすることが可能である。
【００５４】
率ｎ１，ｎ２，ｎ３は、周波数ｎ１ｆ，ｎ２ｆ，ｎ３ｆが従来の“高調波”として記述できるような整数とすることが可能であるが、整数である必要はない。周波数ｎ１ｆ，ｎ２ｆ，ｎ３ｆにおける振幅ａ１，ａ２，ａ３は所望の特性の関係を有することが可能であり、例えば、ａ２＝０．６ａ１またはａ２／ａ１＝０．６、および、ａ３＝０．５ａ１またはａ３／ａ１＝０．５である。これらの関係は周波数の関数として変動することが可能である。
【００５５】
これらは周波数ｆにおいてわずかな音響エネルギーが存在しうる。支配的なノイズはシリンダ点火に関係することが典型的であり、４サイクル６シリンダのエンジンについて、シリンダ点火はエンジン回転毎に３回発生し、従って、支配的なノイズはエンジン速度の３次高調波、この例ではｎ１＝３において存在しうる。周波数３ｆにおけるノイズは支障があるので、できる限り周波数３ｆ（ｎ１＝３）における振幅を減少させることが望ましい。ある音響効果を達成するために、周波数４．５ｆ（従って、この例においてｎ２＝４．５）における振幅を、可能な限りではなく、例えば振幅０．５ａ２まで減少させることが望ましい。同様に、周波数６ｆ（従って、この例においてｎ３＝６）における振幅を、例えば、０．４ａ３まで減少させることが望ましい。この例において、図１Ｂを参照すると、ノイズ除去基準信号発生器１９はエンジン速度信号送出システムからエンジン速度を受信し、周波数３ｆにおけるノイズ除去基準信号を生成する。係数計算器１６は、周波数３ｆにおける振幅をゼロに向かって駆動するノイズ除去オーディオ信号を与えるために適切なフィルタ係数を決定し、それによって振幅ａ１を決定する。周波数３ｆにおけるノイズは支障がなく、音響効果を達成することが望ましい場合において、適応フィルタは、周波数３ｆにおいて数値的にノイズ除去システム内部の信号を無効にすることが可能である。これは、周波数３ｆにおいてノイズに影響を与えることなく振幅ａ１の決定を可能とする。また、ノイズ除去基準信号発生器１９は周波数４．５ｆのノイズ除去信号を生成し、係数計算器２０は振幅ａ２をゼロに向かって駆動するノイズ除去信号を与えるために適切なフィルタ係数を決定する。しかしながら、この例において、周波数４．５ｆにおける振幅は０．５ａ２を下回らないように除去されることが望まれた。ａ２＝０．６ａ１であることが既知であるので、周波数４．５ｆにおけるノイズが（０．５）（０．６）ａ１すなわち０．３ａ１に近づくとき、漏洩調整器１８によって代わりの漏洩率が適用される。同様に、周波数６ｆにおけるノイズが（０．４）（０．５）ａ１すなわち０．２ａ１に近づくとき、漏洩調整器１８によって代わりの漏洩率が適用される。従って、アクティブノイズ除去システムは振幅ａ１に関して所望のスペクトル分布を達成することができる。
【００５６】
本発明の思想から逸脱することなく、ここで開示された具体的な装置および技術から多数の利用および変形が可能である。従って、本発明は、ここで開示された各々のおよび全ての新規な特徴および特徴の新規な組み合わせを包含し、請求項の思想および範囲によってのみ限定されると解釈すべきである。
【符号の説明】
【００５７】
１６  適応フィルタ
１８  漏洩調整器
１９  ノイズ除去基準信号発生器
２０  係数計算器
２２、２３、２５  フィルタ
２４、２４’  入力変換器
２６  電力増幅器
２８  出力変換器
３７  制御ブロック
３８  通信経路
【図１Ａ】
2009541814.tif 000003
【図１Ｂ】
2009541814.tif 000004
【図２Ａ】
2009541814.tif 000005
【図２Ｂ】
2009541814.tif 000006
【図３Ａ】
2009541814.tif 000007
【図３Ｂ】
2009541814.tif 000008
【図４】
2009541814.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月5日(2008.5.5)
【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】
ノイズ除去システムを動作させる方法であって、
漏洩率の値のストリームを与える過程と、
前記漏洩率の値のストリームを平滑化して平滑化された漏洩率の値のストリームを与える過程と、
を有する方法。
【請求項２】
前記漏洩率の値のストリームの各々を与える過程は、ノイズ除去システムの検出可能な状態に応答する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検出可能な状態は、前記ノイズ除去システムが停止されたことである請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記検出可能な状態は、前記ノイズ除去システムが閾値振幅より大きい振幅を有するオーディオ信号を生成したことである請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記検出可能な状態は、ノイズ信号の振幅が入力変換器の非線形動作と対応付けされた閾値を超えていることである請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記漏洩率の値のストリームの各々を与える過程は、複数の所定の漏洩率の値から１つの漏洩率の値を選択する過程を有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記平滑化された漏洩率の値のストリームをアクティブノイズ除去システムの適応フィルタの係数に適用する過程をさらに有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記漏洩率のストリームを与える過程は、漏洩率の値を計算する過程を有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記フィルタ係数に応答してノイズ除去オーディオ信号を生成する過程をさらに有する請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ノイズ除去オーディオ信号を娯楽用オーディオ信号と結合して結合されたオーディオ信号を与える過程をさらに有する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記結合されたオーディオ信号を音響エネルギーに変換する過程をさらに有する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
漏洩率の値のストリームを与える漏洩率決定器と、
前記漏洩率の値のストリームを平滑化して平滑化された漏洩率の値のストリームを与えるデータ平滑器と、
を備えるノイズ除去システム。
【請求項１３】
前記漏洩率決定器は、前記ノイズ除去システムの検出可能な状態に応答する請求項１２に記載のノイズ除去システム。
【請求項１４】
前記検出可能な状態は、前記ノイズ除去システムが停止されたことである請求項１３に記載のノイズ除去システム。
【請求項１５】
前記検出可能な状態は、前記ノイズ除去システムが閾値振幅より大きい振幅を有するオーディオ信号を生成したことである請求項１３に記載のノイズ除去システム。
【請求項１６】
前記検出可能な状態は、ノイズ信号の振幅が入力変換器の非線形動作と対応付けされた閾値を超えていることである請求項１３に記載のノイズ除去システム。
【請求項１７】
前記漏洩率決定器は、複数の所定の漏洩率の値から１つの漏洩率の値を選択する請求項１２に記載のノイズ除去システム。
【請求項１８】
前記平滑化された漏洩率の値のストリームをアクティブノイズ除去システムの適応フィルタの係数に適用する係数計算器をさらに備える請求項１２に記載のノイズ除去システム。
【請求項１９】
前記漏洩率決定器は、漏洩率の値の計算器を備える請求項１２に記載のノイズ除去システム。
【国際調査報告】
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