(57)【要約】【課題】自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去する。【解決手段】集音部１０２が集音した車外音１０１から、車外音１０１の音圧波形を算出し、自車音記憶部１０４の中に、算出した車外音１０１の音圧波形と一致する、自車音の音圧波形が存在するか否かを判断する制御部１０５と、制御部１０５が自車音の音圧波形が存在すると判断した場合にのみ、車外音１０１の時間波形とフィルタ通過後の制御部１０５が存在すると判断した自車音の音圧波形と組をなす自車音の時間波形との差が最小になるようにフィルタを生成しながら、車外音１０１の時間波形からフィルタ通過後の自車音の時間波形を減算することにより、車外音１０１の時間波形から自車音の時間波形を除去する自車音除去部１０３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の車外の音である車外音から前記自車両から出る音である自車音を除去する自車音除去装置であって、
（１）集音部が集音した前記車外音から、当該車外音の周波数に対する音圧の大きさを示す音圧波形を算出し、（２）前記自車音の音圧波形と前記自車音の時間に対する振幅を示す時間波形との組を少なくとも１つ記憶している自車音記憶部の中に、算出した前記車外音の音圧波形と一致する、音圧波形の周波数帯域の帯域幅が所定の閾値以上である前記自車音の音圧波形が存在するか否かを判断する制御部と、
前記制御部が前記自車音の音圧波形が存在すると判断した場合にのみ、前記車外音の時間波形と、前記制御部が存在すると判断した前記自車音の音圧波形と組をなす前記自車音の時間波形がフィルタを通過した後の時間波形との差が最小になるように前記フィルタを生成しながら、前記車外音の時間波形から前記自車音の時間波形が前記フィルタを通過した後の時間波形を減算することにより、前記車外音の時間波形から前記自車音の時間波形を除去する自車音除去部と
を備える自車音除去装置。
【請求項２】
前記自車音記憶部は、さらに、前記組ごとに、前記自車音の音圧波形において自車両のエンジン音が存在する周波数帯域の情報を記憶しており、
前記制御部は、前記組ごとに、前記自車両のエンジン音が存在する周波数帯域に対して、前記自車音の音圧波形と前記車外音の音圧波形とを比較することにより、算出した前記車外音の音圧波形と一致する、前記自車音の音圧波形の周波数帯域の帯域幅を算出する
請求項１記載の自車音除去装置。
【請求項３】
前記自車音記憶部は、倍音構造における基本周波数と当該基本周波数の倍音の周波数とが一致する複数の自車音を同一の組とした場合の組ごとに、当該組に属する前記複数の自車音の音圧波形及び時間波形をそれぞれ代表する音圧波形及び時間波形を記憶している
請求項１又は２記載の自車音除去装置。
【請求項４】
前記自車音記憶部は、倍音構造における基本周波数と当該基本周波数の倍音の周波数とが一致し、かつ当該基本周波数及び当該倍音の周波数における音圧の大きさが一致する複数の自車音を同一の組とした場合の組ごとに、当該組に属する前記複数の自車音の音圧波形及び時間波形をそれぞれ代表する音圧波形及び時間波形を記憶している
請求項１又は２記載の自車音除去装置。
【請求項５】
前記自車音記憶部は、倍音構造における基本周波数と当該基本周波数の倍音の周波数との時間変化に対する変化量が一致する複数の自車音を同一の組とした場合の組ごとに、当該組に属する前記複数の自車音の音圧波形及び時間波形をそれぞれ代表する音圧波形及び時間波形を記憶している
請求項１又は２記載の自車音除去装置。
【請求項６】
前記自車音記憶部は、前記組に属する前記複数の自車音の音圧波形の間で分散が所定の分散閾値以下となる周波数帯域における前記複数の自車音の音圧波形の平均値を、前記複数の自車音の音圧波形を代表する音圧波形として記憶している
請求項３〜５のいずれか１項に記載の自車音除去装置。
【請求項７】
前記自車音記憶部は、前記組に属する前記複数の自車音の時間波形のピークが一致するように前記複数の自車音の時間波形の時間軸を調整し、時間軸が調整された後の前記複数の自車音の時間波形の平均値を、前記複数の自車音の時間波形を代表する時間波形として記憶している
請求項３〜６のいずれか１項に記載の自車音除去装置。
【請求項８】
前記自車音記憶部は、前記組ごとに、前記自車音の時間波形として、前記自車両のエンジン音が存在する周波数帯域のバンドパスフィルタを通過した後の前記自車音の時間波形を記憶しており、
前記自車音除去部は、前記制御部が前記自車音の音圧波形が存在すると判断した場合にのみ、前記車外音の時間波形と、前記制御部が存在すると判断した前記自車音の音圧波形と組をなす前記バンドパスフィルタを通過した後の前記自車音の時間波形がフィルタを通過した後の時間波形との差が最小になるように前記フィルタを生成しながら、前記車外音の時間波形から前記バンドパスフィルタを通過した後の前記自車音の時間波形が前記フィルタを通過した後の時間波形を減算することにより、前記車外音の時間波形から前記バンドパスフィルタを通過した後の前記自車音の時間波形を除去する
請求項２記載の自車音除去装置。
【請求項９】
さらに、前記集音部を備える
請求項１〜８のいずれか１項に記載の自車音除去装置。
【請求項１０】
さらに、前記自車音記憶部を備える
請求項１〜９のいずれか１項に記載の自車音除去装置。
【請求項１１】
自車両周辺の車両音を検知する車両音検知装置であって、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の自車音除去装置と、
前記自車音除去装置において前記自車音の時間波形が除去された前記車外音の時間波形を用いて、前記車外音に含まれている車両音を検知する車両音検知部と
を備える車両音検知装置。
【請求項１２】
自車両の車外の音である車外音から前記自車両から出る音である自車音を除去する自車音除去方法であって、
（１）集音部が集音した前記車外音から、当該車外音の周波数に対する音圧の大きさを示す音圧波形を算出し、（２）前記自車音の音圧波形と前記自車音の時間に対する振幅を示す時間波形との組を少なくとも１つ記憶している自車音記憶部の中に、算出した前記車外音の音圧波形と一致する、音圧波形の周波数帯域の帯域幅が所定の閾値以上である前記自車音の音圧波形が存在するか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにおいて前記自車音の音圧波形が存在すると判断した場合にのみ、前記車外音の時間波形と、前記制御部が存在すると判断した前記自車音の音圧波形と組をなす前記自車音の時間波形がフィルタを通過した後の時間波形との差が最小になるように前記フィルタを生成しながら、前記車外音の時間波形から前記自車音の時間波形が前記フィルタを通過した後の時間波形を減算することにより、前記車外音の時間波形から前記自車音の時間波形を除去する除去ステップと
を含む自車音除去方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の自車音除去方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
自車両の車外の音である車外音から前記自車両から出る音である自車音を除去する集積回路であって、
（１）集音部が集音した前記車外音から、当該車外音の周波数に対する音圧の大きさを示す音圧波形を算出し、（２）前記自車音の音圧波形と前記自車音の時間に対する振幅を示す時間波形との組を少なくとも１つ記憶している自車音記憶部の中に、算出した前記車外音の音圧波形と一致する、音圧波形の周波数帯域の帯域幅が所定の閾値以上である前記自車音の音圧波形が存在するか否かを判断する制御部と、
前記制御部が前記自車音の音圧波形が存在すると判断した場合にのみ、前記車外音の時間波形と、前記制御部が存在すると判断した前記自車音の音圧波形と組をなす前記自車音の時間波形がフィルタを通過した後の時間波形との差が最小になるように前記フィルタを生成しながら、前記車外音の時間波形から前記自車音の時間波形が前記フィルタを通過した後の時間波形を減算することにより、前記車外音の時間波形から前記自車音の時間波形を除去する自車音除去部と
を備える集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車外音から自車両の車両音を除去する自車音除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、採集した外来音から、自車両のエンジン音の基本波成分及び高調波成分を除去することで自車音を除去する自車音除去装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図２３に、特許文献１に記載された従来の自車音除去装置を示す。ここで、「自車音」とは、自車両から出る音を示す。
【０００３】
図２３（ａ）は、採集した外来音の周波数ごとの信号レベルを示している。図２３（ｂ）は、周波数ごとの自車両のエンジンレベルを示している。つまり、エンジン音の基本周波数をｆｋとした場合のエンジン音の基本波成分及び高調波成分を示している。図２３（ｃ）は、採集した外来音から、自車両のエンジン音の基本波成分及び高調波成分を除去した結果を示している。このように、図２３（ａ）の採集信号レベルから自車両のエンジンレベルが除去されることにより、自車両のエンジン音の基本波成分及び高調波成分は完全に除去される。
【０００４】
また、従来、複数の参照ノイズを記憶部に予め記憶しており、記憶している参照ノイズを用いて、適応フィルタ処理により、マイクにより集音した音から自車両のエンジン音を除去する自車音除去装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。図２４を用いて、特許文献２に記載された従来の自車音除去装置の動作を説明する。
【０００５】
ステップＳ２２００では、適応フィルタの係数の初期値が設定される。ステップＳ２２０１では、記憶部に記憶された参照ノイズが１つ抽出される。ステップＳ２２０２では、抽出された参照ノイズが適応フィルタ処理に入力される。ステップＳ２２０３では、制御波形が合成される。ステップＳ２２０４では、消し残りノイズレベルが目標値以下になったか否かが判定される。ステップＳ２２０５では、消し残りノイズレベルが目標値以下になっていない場合に適応フィルタの係数が更新される。ステップＳ２２０６及びステップＳ２２０７では、消し残りノイズレベルが目標値以下になっている場合に次の参照ノイズが抽出され、ステップＳ２２０１〜ステップＳ２２０５が繰返し実行され、記憶部に記憶されている全ての参照ノイズについて処理を行なった時点で、自車音除去装置の動作が終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−８５２８８号公報
【特許文献２】特開２００６−２３５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の自車音除去装置では、採集した外来音から自車両のエンジン音の基本波成分及び高調波成分を完全に除去する。このため、自車両のエンジン音の基本波成分及び高調波成分に自車両周辺の車両音が重なった場合には、自車両周辺の車両音も合わせて除去されてしまう。そのため、運転者は自車両周辺の車両に気付くことが困難になるという課題を有している。ここで、「自車両周辺の車両音」とは、自車両の周辺に存在する車両から出る音を示す。
【０００８】
また、特許文献２に記載の自車音除去装置では、自車音と自車両周辺の車両音とを区別せずに、記憶部に記憶された参照ノイズの１つであるエンジン音（自車音）に対して適応フィルタ処理を行う構成である。このため、車外音から自車音を除去する場合には、自車音と自車両周辺の車両音との周波数特性が類似しているため、自車両周辺の車両音も合わせて除去されてしまうという課題を有している。
【０００９】
なお、特許文献２には、必要音だけを強調して集音して、必要音を適応フィルタ処理から除く方法が示されている。ここで、図２５（ａ）は、自車両のバンパーに埋め込んだマイクで集音した車外音のスペクトログラムを示し、図２５（ｂ）は、自車両のダッシュボード内に設置したマイクで集音した車外音のスペクトログラムを示す。ここで、図２５（ａ）及び図２５（ｂ）の各々において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示している。また、色の白い（明度が高い）部分が音の部分を示しており、明度が高いほど、音圧レベルが大きい音の部分を示している。図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、自車両がアイドリング状態のスペクトログラムを示している。このため、自車音の周波数は時間に対して一定であり、横軸に水平な線５０１になって現れている。一方、自車両周辺の車両音（図２５（ａ）及び図２５（ｂ）における他車音）は加速と減速を行っており、エンジン回転数の変化に基づいて周波数が上下に変化している。例えば、領域５０２内で、周波数が下から上へ変化している音の部分が他車音の周波数に相当する。
【００１０】
図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に示すように、車両音（特に、エンジン音）は低い周波数の音である。このため、バンパーに埋め込んだマイクだけでなく、ダッシュボード内に設置したマイクにも自車両のボディーを伝わって自車両周辺の車両音が集音される。そのため、必要音（自車両周辺の車両音）だけを強調して集音して、必要音を除いて適応フィルタ処理を行うことは困難である。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる自車音除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある局面に係る自車音除去装置は、自車両の車外の音である車外音から前記自車両から出る音である自車音を除去する自車音除去装置であって、（１）集音部が集音した前記車外音から、当該車外音の周波数に対する音圧の大きさを示す音圧波形を算出し、（２）前記自車音の音圧波形と前記自車音の時間に対する振幅を示す時間波形との組を少なくとも１つ記憶している自車音記憶部の中に、算出した前記車外音の音圧波形と一致する、音圧波形の周波数帯域の帯域幅が所定の閾値以上である前記自車音の音圧波形が存在するか否かを判断する制御部と、前記制御部が前記自車音の音圧波形が存在すると判断した場合にのみ、前記車外音の時間波形と、前記制御部が存在すると判断した前記自車音の音圧波形と組をなす前記自車音の時間波形がフィルタを通過した後の時間波形との差が最小になるように前記フィルタを生成しながら、前記車外音の時間波形から前記自車音の時間波形が前記フィルタを通過した後の時間波形を減算することにより、前記車外音の時間波形から前記自車音の時間波形を除去する自車音除去部とを備える。
【００１３】
本構成によると、集音部で集音した車外音の音圧波形と自車音の音圧波形とを比較することにより、車外音中に自車音が含まれるか否かを判定している。このため、車両音の音色の違い（例えば、倍音構造の音圧レベルの強弱の違い）、又は車両音源（例えば、エンジン又はマフラー）から集音部までの伝達特性の違いにより、自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。また、車外音の音圧波形と自車音記憶部が記憶している自車音の音圧波形とが一致する周波数帯域の帯域幅を判定することにより、自車両周辺の車両音を自車音と誤認識することを防ぐことができる。さらに、自車音記憶部が記憶している自車音の音圧波形の中に車外音の音圧波形と一致するものある場合にのみ、自車音の除去処理が行なわれる。このため、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる。
【００１４】
好ましくは、前記自車音記憶部は、さらに、前記組ごとに、前記自車音の音圧波形において自車両のエンジン音が存在する周波数帯域の情報を記憶しており、前記制御部は、前記組ごとに、前記自車両のエンジン音が存在する周波数帯域に対して、前記自車音の音圧波形と前記車外音の音圧波形とを比較することにより、算出した前記車外音の音圧波形と一致する、前記自車音の音圧波形の周波数帯域の帯域幅を算出する。
【００１５】
本構成によると、自車両のエンジン音が存在する周波数帯域のみに着目して、制御部において自車両の音圧波形が存在するか否かの判断が行われる。このため、自車両のエンジン音以外の、走行時の路面状態によって変動する自車両のタイヤ走行音又は風切り音の影響を抑えることができる。そのため、車外音に含まれる騒音の大きな要因となる自車両のエンジン音のみを車外音から確実に除去することができる。また、車外音の音圧波形と自車音記憶部に記憶されている音圧波形とを比較する周波数帯域を削減することができるため、自車音除去のための処理量を大幅に削減できる。
【００１６】
さらに好ましくは、前記自車音記憶部は、倍音構造における基本周波数と当該基本周波数の倍音の周波数とが一致する複数の自車音を同一の組とした場合の組ごとに、当該組に属する前記複数の自車音の音圧波形及び時間波形をそれぞれ代表する音圧波形及び時間波形を記憶している。
【００１７】
車両音は倍音構造を有するが、この倍音構造は、車両が加速又は減速することにより変化する。このため、倍音構造が一致する自車音を同一の組として代表の音圧波形及び時間波形を記憶することにより、自車両と他車両とが異なる加速又は減速を行っている場合には、自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。そのため、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる。
【００１８】
また、前記自車音記憶部は、倍音構造における基本周波数と当該基本周波数の倍音の周波数とが一致し、かつ当該基本周波数及び当該倍音の周波数における音圧の大きさが一致する複数の自車音を同一の組とした場合の組ごとに、当該組に属する前記複数の自車音の音圧波形及び時間波形をそれぞれ代表する音圧波形及び時間波形を記憶していてもよい。
【００１９】
車両音は倍音構造を有するが、この倍音構造における周波数の位置は、自車両と他車両とが同じ速度で走行している場合には一致する場合がある。しかし、自車両と車種が異なる他車両が自車両と同じ速度で走行していたとしても、エンジン又はマフラーの違いにより倍音構造の周波数位置における音圧の大きさが自車両と他車両とで異なる。また、自車両と同車種の他車両が自車両と同じ速度で走行していたとしても、他車両から生じる車両音が空気を伝播するうちに音圧に変化が生じるので倍音構造の周波数位置における音圧の大きさが自車両と他車両とで異なる。このため、倍音構造における周波数及びその周波数における音圧の大きさが一致する自車音を同一の組として代表の音圧波形及び時間波形を記憶することにより、自車両と他車両とが同一の速度で走行していたとしても、自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。そのため、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる。
【００２０】
さらに、前記自車音記憶部は、倍音構造における基本周波数と当該基本周波数の倍音の周波数との時間変化に対する変化量が一致する複数の自車音を同一の組とした場合の組ごとに、当該組に属する前記複数の自車音の音圧波形及び時間波形をそれぞれ代表する音圧波形及び時間波形を記憶していてもよい。
【００２１】
車両音は倍音構造を有するが、この倍音構造は、車両が加速又は減速することにより変化する。このため、倍音構造における周波数の変化が一致する自車音を同一の組として代表の音圧波形及び時間波形を記憶することにより、自車両が加速している場合と減速している場合とを区別して組を作成することができる。このため、自車両の加速又は減速を判断することが可能となり、より高精度に自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。そのため、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる。
【００２２】
さらに好ましくは、前記自車音記憶部は、前記組に属する前記複数の自車音の音圧波形の間で分散が所定の分散閾値以下となる周波数帯域における前記複数の自車音の音圧波形の平均値を、前記複数の自車音の音圧波形を代表する音圧波形として記憶していてもよい。
【００２３】
自車音の音圧波形の間で分散が小さい周波数帯域の音圧波形から代表の音圧波形を作成している。このため、自車音であることの信頼性の高い音圧波形を用いて、自車音の音圧波形の存否を判断することができる。
【００２４】
さらに好ましくは、前記自車音記憶部は、前記組に属する前記複数の自車音の時間波形のピークが一致するように前記複数の自車音の時間波形の時間軸を調整し、時間軸が調整された後の前記複数の自車音の時間波形の平均値を、前記複数の自車音の時間波形を代表する時間波形として記憶している。
【００２５】
ピークを一致させた上で複数の自車音の時間波形を重ね合わせることにより、組を代表する時間波形が正確に生成される。このため、この代表の時間波形を用いて自車音の除去を行うことにより、車外音から自車音のみを精度良く除去することができる。
【００２６】
また、前記自車音記憶部は、前記組ごとに、前記自車音の時間波形として、前記自車両のエンジン音が存在する周波数帯域のバンドパスフィルタを通過した後の前記自車音の時間波形を記憶しており、前記自車音除去部は、前記制御部が前記自車音の音圧波形が存在すると判断した場合にのみ、前記車外音の時間波形と、前記制御部が存在すると判断した前記自車音の音圧波形と組をなす前記バンドパスフィルタを通過した後の前記自車音の時間波形がフィルタを通過した後の時間波形との差が最小になるように前記フィルタを生成しながら、前記車外音の時間波形から前記バンドパスフィルタを通過した後の前記自車音の時間波形が前記フィルタを通過した後の時間波形を減算することにより、前記車外音の時間波形から前記バンドパスフィルタを通過した後の前記自車音の時間波形を除去してもよい。
【００２７】
上述のようなバンドパスフィルタを通過した自車音の時間波形を車外音の時間波形から除去するようにしている。このため、自車音のみを除去することが可能となり、それ以外の音を除去することがなくなる。
【００２８】
本発明の他の局面に係る車両音検知装置は、自車両周辺の車両音を検知する車両音検知装置であって、上述の自車音除去装置と、前記自車音除去装置において前記自車音の時間波形が除去された前記車外音の時間波形を用いて、前記車外音に含まれている車両音を検知する車両音検知部とを備える。
【００２９】
本構成によると、上述のように自車両周辺の車両音を除去することなく自車音が除去された車外音を用いて、車両音が含まれているか否かが判断される。このため、自車音以外の車両音を正確に検知することができる。
【００３０】
なお、本発明は、このような特徴的な処理部を備える自車音除去装置として実現することができるだけでなく、自車音除去装置に含まれる特徴的な処理部をステップとする自車音除去方法として実現したり、自車音除去方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態における車両音検知装置のハードウェア構成を示したブロック図
【図２】集音部の設置場所の一例を示した図
【図３】本発明の実施の形態における車両音検知装置の動作手順を示すフローチャート
【図４】自車音記憶部が記憶する、自車音の周波数軸上での音圧波形と、当該自車音の時間波形との組を作成する動作手順を示すフローチャート
【図５】集音部で集音した自車音のスペクトログラムの一例を示した図
【図６】自車音をグループに分類する方法の一例を示した図
【図７】自車音をグループに分類する方法の一例を示した図
【図８】自車音をグループに分類する方法の一例を示した図
【図９】自車音記憶部が記憶する、自車音の周波数軸上での音圧波形の一例を示した図
【図１０】自車音記憶部が記憶する、自車音の周波数軸上での音圧波形の一例を示した図
【図１１】自車音記憶部が記憶する、自車音の周波数軸上での音圧波形の一例を示した図
【図１２】自車音記憶部が記憶する、自車音の時間波形の一例を示した図
【図１３】自車音記憶部が記憶する、自車音の時間波形の一例を示した図
【図１４】自車音記憶部が記憶する、自車音の時間波形の一例を示した図
【図１５】自車音記憶部が記憶する、自車音の周波数軸上での音圧波形と、当該自車音の時間波形との組の一例を示した図
【図１６】自車音記憶部が記憶する、自車音の周波数軸上での音圧波形と、当該自車音の時間波形との組の一例を示した図
【図１７】車外音と、自車音と、車外音に含まれる自車両周辺の車両音の、スペクトログラムと周波数軸上での音圧波形の一例を示した図
【図１８】車外音と、自車音と、車外音に含まれる自車両周辺の車両音の、スペクトログラムと周波数軸上での音圧波形の一例を示した図
【図１９】車外音と自車音記憶部が記憶している自車音との周波数軸上での音圧波形が一致する周波数帯域の帯域幅を求める方法の一例を示した図
【図２０】適応フィルタ処理を説明する図
【図２１】車外音と自車音記憶部が記憶している自車音との周波数軸上での音圧波形が一致する周波数帯域の帯域幅を求める方法の一例を示した図
【図２２】異なる位置に配置された集音部で集音した自車音の周波数軸上での音圧波形の一例を示した図
【図２３】従来の自車音除去装置を説明する図
【図２４】従来の自車音除去装置を説明する図
【図２５】集音部で集音した車外音のスペクトログラムの一例を示した図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施の形態における車両音検知装置のハードウェア構成を示したブロック図である。
【００３５】
車両音検知装置１００は、車外音１０１から自車両周辺の車両音を検知する装置であって、集音部１０２と、自車音除去装置１０８と、車両音検知部１０６とを備える。
【００３６】
集音部１０２は、自車両に設置されており、自車両の車外の音である車外音を集音する。図２に、集音部１０２の設置場所の一例が示されている。例えば、図２（ａ）に示すように、集音部１０２として、自車両のバンパーに埋め込んだマイク１０２Ａを用いる。また、例えば、図２（ｂ）に示すように、集音部１０２として、自車両のバンパーに埋め込んだマイク１０２Ａのほかに、車外の天井に取り付けたマイク１０２Ｂとダッシュボード内に取り付けたマイク１０２Ｃとの合計３つのマイクを設置する。
【００３７】
自車音除去装置１０８は、車外音１０１から自車音を除去する装置であり、自車音除去部１０３と、自車音記憶部１０４と、制御部１０５とを備える。なお、本発明に必須の構成要素は、自車音除去部１０３と車両音検知部１０６であり、自車音記憶部１０４は、自車音除去装置１０８又は車両音検知装置１００の外部に設けられていても良い。
【００３８】
自車音記憶部１０４は、集音部１０２が集音した自車音を用いて、あらかじめ作成した自車音の周波数軸上での音圧波形と、当該自車音の時間波形との組を複数記憶している。なお、以下の説明では組の数は複数とするが、１つであってもよい。
【００３９】
ここで、「音圧波形」とは、周波数軸上での周波数に対する音圧の大きさを示す情報である。また、「時間波形」とは、時間軸上での時間に対する振幅を示す情報である。時間波形としては、集音部１０２が集音した音をある特定の周波数帯域のバンドパスフィルタを通したあとの波形が用いられる。例えば、時間波形として、全ての周波数帯域のバンドパスフィルタを通したあとの波形を用いる場合には、時間波形は全ての周波数帯域における時間波形になる。また、１００Ｈｚ〜２００Ｈｚの周波数帯域のバンドパスフィルタを通したあとの波形を用いる場合には、１００Ｈｚ〜２００Ｈｚの周波数帯域における時間波形になる。また、０Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数帯域のバンドパスフィルタを通したあとの波形を用いる場合には、５００Ｈｚ以下の周波数帯域における時間波形になる。
【００４０】
なお、自車音記憶部１０４は、音圧波形として周波数に対する音圧の大きさをテーブルとして記憶しても良いし、時間波形として、時間に対する振幅の値をテーブルとして記憶しても良い。また、自車音記憶部１０４は、音圧波形及び時間波形の波形自体を記憶しても良い。
【００４１】
制御部１０５は、（１）集音部１０２が集音した車外音１０１から、車外音１０１の音圧波形を算出し、自車音記憶部１０４の中に、算出した車外音１０１の音圧波形と一致する音圧波形の周波数帯域の帯域幅が所定の閾値以上である自車音の音圧波形が存在するか否かを判断する。そのような音圧波形が存在する場合には、制御部１０５は、所定の閾値以上の組の自車音の音圧波形と組をなす時間波形を用いて、車外音１０１から自車音を除去することを自車音除去部１０３に指示し、そのような音圧波形が存在しない場合には、自車音を除去しないことを自車音除去部１０３に指示する。
【００４２】
自車音除去部１０３は、制御部１０５の指示に従って、制御部１０５が車外音１０１の音圧波形と一致する音圧波形の周波数帯域の帯域幅が所定の閾値以上である自車音の音圧波形が存在すると判断した場合にのみ、車外音１０１の時間波形と、制御部１０５が存在すると判断した自車音の音圧波形と組をなす自車音の時間波形がフィルタを通過した後の時間波形との差が最小になるようにフィルタを生成しながら、車外音１０１の時間波形から自車音の時間波形がフィルタを通過した後の時間波形を減算することにより、車外音１０１の時間波形から自車音の時間波形を除去し、自車音が除去された車外音１０１を出力する。自車音除去部１０３は、制御部１０５が車外音１０１の音圧波形と一致する音圧波形の周波数帯域の帯域幅が所定の閾値以上である自車音の音圧波形が存在しないと判断した場合には、集音部１０２が集音した車外音１０１から自車音を除去せずに車外音１０１をそのまま出力する。
【００４３】
車両音検知部１０６は、自車音除去部１０３が出力した車外音の時間波形を用いて、車外音に含まれている車両音を検知し、検知結果１０７を出力する。
【００４４】
次に、以上のように構成された車両音検知装置１００の動作について説明する。
【００４５】
図３は、車両音検知装置１００の動作手順を示すフローチャートである。
【００４６】
図４は、自車音記憶部１０４が記憶する、自車音の周波数軸上での音圧波形と、当該自車音の時間波形との組を作成する動作手順を示すフローチャートである。
【００４７】
はじめに、図４のフローチャートを用いて、自車音記憶部１０４が記憶する、自車音の周波数軸上での音圧波形と、当該自車音の時間波形との組を作成する方法の一例について説明する。
【００４８】
まず、自車音以外の周囲音がない状況下で、集音部１０２で自車音だけを集音する（例えば、夜又は郊外で、走行する場合の自車音の集音、防音室内でのエンジンを空ふかしした場合の自車音の集音）（ステップＳ３００）。
【００４９】
図５に、集音部１０２により集音した自車音のスペクトログラムの一例を示す。図５の横軸は時間を示し縦軸は周波数を示しており、色の白い（明度が高い）部分は音圧レベルが大きい音の部分を示している。図５（ａ）は、バンパーに埋め込んだマイク（集音部１０２）で集音した自車音のスペクトログラムである。また、図５（ｂ）は、ダッシュボード内のマイク（集音部１０２）で集音した自車音のスペクトログラムである。自車両のエンジンの回転数の変化に伴ってエンジン音の倍音構造の部分の周波数が変化している。
【００５０】
なお、これらのスペクトログラムには、自車両のエンジンの回転数（倍音構造）とは独立して時間的に変化する風切り音又はタイヤ走行音なども含まれている。
【００５１】
次に、制御部１０５は、自車音を時間軸上で分割して、自車音の周波数特性の違いごとに自車音をグループ別に分類する（ステップＳ３０１）。
【００５２】
自車音の周波数特性の違いを判定する方法の一例を以下に説明する。
【００５３】
図５及び図６を用いて１つ目の判定方法について説明する。１つ目の判定方法では、制御部１０５は、倍音構造における基本周波数と当該基本周波数の倍音の周波数とが一致する複数の自車音を同一のグループに分類する。図６は、図５（ａ）に示した自車音のスペクトログラムにおいて、時刻Ａ１、Ａ２及びＡ３における音圧波形を示している。図６（ａ）に示す時刻Ａ１における基本周波数及び基本周波数の倍音の周波数（以下、「倍音周波数」という。）は、（３２Ｈｚ、６３Ｈｚ、９６Ｈｚ）である。また、図６（ｂ）に示す時刻Ａ２における基本周波数及び基本周波数の倍音周波数は、（３１Ｈｚ、６４Ｈｚ、９６Ｈｚ）である。さらに、図６（ｃ）に示す時刻Ａ３における基本周波数及び基本周波数の倍音周波数は、（３４Ｈｚ、６２Ｈｚ、９４Ｈｚ）である。基本周波数及び倍音周波数を３次元ベクトルで示した場合に、３次元ベクトル空間中で時刻Ａ１、Ａ２及びＡ３の基本周波数及び倍音周波数は一定距離内に存在する。このため、制御部１０５は、時刻Ａ１、Ａ２及びＡ３における自車音が同一のグループに属すると判断する。なお、基本周波数及び倍音周波数は、音圧波形の極値又はエンジン回転数から決定できる。
【００５４】
次に、図５、図６及び図７を用いて２つ目の判定方法について説明する。２つ目の判定方法では、制御部１０５は、倍音構造における基本周波数と倍音周波数とが一致し、かつ基本周波数及び倍音周波数における音圧の大きさが一致する複数の自車音を同一のグループに分類する。例えば、図６に示す時刻Ａ１、Ａ２及びＡ３における音圧波形は、この条件を満たしているため同一のグループに分類される。しかし、図７（ａ）に示す図５の時刻Ｄ１における音圧波形と、図７（ｂ）に示す図５の時刻Ｅ１における音圧波形とを比較した場合には、両音圧波形の基本周波数及び倍音周波数は（５１Ｈｚ、１０２Ｈｚ、１５３Ｈｚ）であるため一致するが、図７（ｃ）に示すように基本周波数における音圧の大きさが異なる。このため、制御部１０５は、時刻Ｄ１における自車音と時刻Ｅ１における自車音とは別のグループに属すると判断する。
【００５５】
次に、図８を用いて３つ目の判定方法について説明する。３つ目の判定方法では、制御部１０５は、倍音構造における基本周波数と倍音周波数との時間変化に対する変化量が一致する複数の自車音を同一のグループに分類する。例えば、制御部１０５は、図８（ａ）に示す、分析する時刻における周波数波形２５０２と、分析する時刻の前の時刻における周波数波形２５０１と、分析する時刻の後の時刻における周波数波形２５０３とのそれぞれにおいて、基本周波数及び倍音周波数を算出する。算出方法は、１つ目の判定方法と同様である。図８（ｂ）は、算出された基本周波数及び倍音周波数の結果を示しており、周波数波形２５０１における基本周波数及び倍音周波数は（３０Ｈｚ、６０Ｈｚ、９０Ｈｚ）であり、周波数波形２５０２における基本周波数及び倍音周波数は（３２Ｈｚ、６３Ｈｚ、９６Ｈｚ）であり、周波数波形２５０３における基本周波数及び倍音周波数は（３４Ｈｚ、６８Ｈｚ、１０２Ｈｚ）である。制御部１０５は、基本周波数及び倍音周波数の変化量が類似する車両音を同一のグループに分類する。例えば、上述の例では周波数波形２５０１と周波数波形２５０３の基本周波数及び倍音周波数の変化量（４Ｈｚ、８Ｈｚ、１２Ｈｚ）＝（３４Ｈｚ、６８Ｈｚ、１０２Ｈｚ）−（３０Ｈｚ、６０Ｈｚ、９０Ｈｚ）が一致する時刻の車両音を同一のグループに分類するようにしても良い。
【００５６】
また、４つ目の判定方法としては、制御部１０５は、周波数軸上での音圧波形の形状の一致度を算出し、一致度が所定の閾値以上となる自車音を同じグループに分類する。
【００５７】
これらの４つの判定方法のうちのいずれを用いて自車音を分類しても良い。
【００５８】
このような判定方法を用いて、複数の時刻における車両音が、例えば、図５（ａ）における時刻Ａ１、Ａ２及びＡ３の車両音を含むグループ、時刻Ｂ１及びＢ２の車両音を含むグループ、時刻Ｃ１の車両音を含むグループなどに分類されたものとする。
【００５９】
次に、制御部１０５は、同じグループに分類された自車音を用いて、各グループを代表する音圧波形及び対応する時間波形を求める（ステップＳ３０２）。
【００６０】
図９、図１０、図１１に、集音部１０２で集音した自車音の音圧波形の一例と、それらから求めたグループを代表する音圧波形の一例を示す。また、図１２、図１３、図１４に、集音部１０２で集音した自車音の時間波形の一例と、それらから求めたグループを代表する、図９、図１０、図１１の音圧波形に対応する時間波形の一例を示す。
【００６１】
図９（ａ）は、グループＡに分類した、図５における時刻Ａ１、時刻Ａ２、時刻Ａ３での自車音の音圧波形の一例である。横軸は周波数を示し縦軸は音圧を示す。図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、図９（ａ）のグループＡに含まれる自車音を用いて作成したグループＡを代表する音圧波形の一例である。横軸は周波数を示し縦軸は音圧を示す。図９（ｂ）は、グループＡに属する自車音を周波数ごとに音圧を平均化して作成した音圧波形である。図９（ｃ）は、グループＡに属する自車音を周波数ごとに音圧を平均化するとともにデータ間での周波数ごとの音圧の分散を求めて、分散が小さい部分を抽出したものである。つまり、制御部１０５は、グループＡに属する複数の自車音の音圧波形の間で分散が所定の分散閾値以下となる周波数帯域における複数の自車音の音圧波形の平均値を、グループＡに属する複数の自車音の音圧波形を代表する音圧波形として算出する。制御部１０５は、この場合は、後述するステップＳ３０３において抽出した周波数帯域の情報を合わせて自車音記憶部１０４に書き込む。図９（ｃ）の周波数帯域の情報を作成する別の方法としては、自車両のエンジン音の倍音構造の周波数帯域を設定する方法もある。
【００６２】
なお、図９（ｂ）に示すように音圧を平均化する方法は、例えば、雑音がない環境下において停止車両のエンジンを空ぶかしするなどにより自車音を集音する場合に有効である。つまり、車両が停止しているため、集音した自車音にはタイヤと路面の摩擦音などの雑音が含まれない。このため、倍音構造以外の音圧の値を含めて代表の音圧波形を作成することが可能となる。
【００６３】
これに対して、図９（ｃ）に示すように倍音構造の部分の音圧のみを平均化する方法は、例えば、自動車を走行中に自車音を集音する場合に有効である。つまり、集音した自車音にはタイヤと路面との摩擦音などの雑音が含まれる。このため、倍音構造の部分の音圧のみを用いて代表の音圧波形を作成することにより、雑音の影響を防ぐことができる。
【００６４】
図１０（ａ）は、グループＢに分類した、図５における時刻Ｂ１、時刻Ｂ２での自車音の音圧波形の一例である。横軸は周波数を示し縦軸は音圧を示す。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のグループＢに含まれる自車音を用いて作成したグループＢを代表する音圧波形の一例である。横軸は周波数を示し縦軸は音圧を示す。図１０（ｂ）は、グループＢに属する自車音を周波数ごとに音圧を平均化して作成した音圧波形である。図１０（ｃ）は、グループＢに属する自車音を周波数ごとに音圧を平均化するとともにデータ間での周波数ごとの音圧の分散を求めて、分散が小さい部分を抽出したものである。この場合は、抽出した周波数帯域の情報を合わせて記憶しておく。図１０（ｃ）の周波数帯域の情報を作成する別の方法としては、自車両のエンジン音の倍音構造の周波数帯域を設定する方法もある。
【００６５】
なお、グループＢを代表する音圧波形の作成方法は、グループＡを代表する音圧波形の作成方法と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６６】
図１１（ａ）は、グループＣに分類した、図５における時刻Ｃ１での自車音の音圧波形の一例である。横軸は周波数を示し縦軸は音圧を示す。図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のグループＣに含まれる自車音を用いて作成したグループＣを代表する音圧波形の一例である。横軸は周波数を示し縦軸は音圧を示す。図１１（ｂ）は、グループＣに属する自車音を周波数ごとに音圧を平均化して作成した音圧波形である。図１１（ｃ）は、グループＣに属する自車音を周波数ごとに音圧を平均化するとともにデータ間での周波数ごとの音圧の分散を求めて、分散が小さい部分を抽出したものである。この場合は、抽出した周波数帯域の情報を合わせて記憶しておく。図１１（ｃ）の周波数帯域の情報を作成する別の方法としては、自車両のエンジン音の倍音構造の周波数帯域を設定する方法もある。
【００６７】
なお、グループＣを代表する音圧波形の作成方法は、グループＡを代表する音圧波形の作成方法と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６８】
図９（ｃ）と図１０（ｃ）と図１１（ｃ）とからわかるように、グループごとに自車音の倍音構造の位置が異なる場合には、自車両のエンジン音の周波数帯域の値又は数が異なることになる。
【００６９】
図１２（ａ）は、グループＡに分類した、図５における時刻Ａ１、時刻Ａ２、時刻Ａ３での自車音の時間波形の一例である。横軸は時間を示し縦軸は振幅を示す。図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のグループＡに含まれる自車音を用いて作成したグループＡを代表する時間波形の一例である。横軸は時間を示し縦軸は振幅を示す。図１２（ｂ）は、グループＡに属する自車音から任意に選択された時間波形である。図１２（ｃ）は、グループＡに属する自車音の時間軸を調整して、振幅の一致度が最も大きい時間での時刻ごとに振幅を平均化したものである。この時間波形は図９の音圧波形に対応する時間波形である。つまり、制御部１０５は、グループＡに属する複数の自車音の時間波形のピークが一致するように複数の自車音の時間波形の時間軸を調整し、時間軸が調整された後の複数の自車音の時間波形の平均値を、複数の自車音の時間波形を代表する時間波形として算出する。
【００７０】
図１３（ａ）は、グループＢに分類した、図５における時刻Ｂ１、時刻Ｂ２での自車音の時間波形の一例である。横軸は時間を示し縦軸は振幅を示す。図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のグループＢに含まれる自車音を用いて作成したグループＢを代表する時間波形の一例である。横軸は時間を示し縦軸は振幅を示す。図１３（ｂ）は、グループＢに属する自車音から任意に選択された時間波形である。図１３（ｃ）は、グループＢに属する自車音の時間軸を調整して、振幅の一致度が最も大きい時間での時刻ごとに振幅を平均化したものである。この時間波形は図１０の音圧波形に対応する時間波形である。
【００７１】
なお、グループＢを代表する時間波形の作成方法は、グループＡを代表する時間波形の作成方法と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７２】
図１４（ａ）は、グループＣに分類した、図５における時刻Ｃ１での自車音の時間波形の一例である。横軸は時間を示し縦軸は振幅を示す。図１４（ｂ）及び図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のグループＣに含まれる自車音を用いて作成したグループＣを代表する時間波形の一例である。横軸は時間を示し縦軸は振幅を示す。図１４（ｂ）は、グループＣに属する自車音から任意に選択された時間波形である。図１４（ｃ）は、グループＣに属する自車音の時間軸を調整して、振幅の一致度が最も大きい時間での時刻ごとに振幅を平均化したものである。この時間波形は図１１の音圧波形に対応する時間波形である。
【００７３】
なお、グループＣを代表する時間波形の作成方法は、グループＡを代表する時間波形の作成方法と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７４】
最後に、制御部１０５は、各グループを代表する音圧波形及び対応する時間波形を自車音記憶部１０４に書き込む（ステップＳ３０３）。
【００７５】
図１５と図１６に、自車音記憶部１０４に記憶された各グループを代表する音圧波形及び対応する時間波形の一例を示す。
【００７６】
図１５には、グループＡとして、図９（ｃ）に示すグループＡを代表する音圧波形と図１２（ｂ）に示すグループＡを代表する時間波形とを組にしたものが、グループＢとして、図１０（ｃ）に示すグループＢを代表する音圧波形と図１３（ｂ）に示すグループＢを代表する時間波形とを組にしたものが示されている。別の例としては、グループＡとして、図９（ｂ）に示すグループＡを代表する音圧波形と図１２（ｃ）に示すグループＡを代表する時間波形とを組にしたものも考えられる。このように、音圧波形及び時間波形の組であればどのような組み合わせでもよいし、グループごとに組み合わせの方法を変えてもよい。
【００７７】
図１６には、グループＡとして、図９（ｃ）に示すグループＡを代表する音圧波形と、グループＡを代表する時間波形として、グループＡを代表する音圧波形における３つの周波数帯域について、それぞれのバンドパスフィルタを通したときの３つの時間波形とを組にしたものが示されている。このように、代表的な時間波形を周波数ごとに作成して記憶してもよい。この場合は、各周波数帯域の時間波形を用いて以降の適応フィルタ処理を行うことになる。
【００７８】
次に、図３のフローチャートを用いて、車両音検知装置１００の動作について説明する。
【００７９】
まず、集音部１０２は、車外音１０１を集音する（ステップＳ２００）。
【００８０】
図１７（ａ）と図１８（ａ）には、車外音１０１の一例が示されている。図の左側（Ａ）がスペクトログラムを示しており、横軸は時間を示し縦軸は周波数を示しており、色の白い部分（明度が高い部分）は音圧レベルが大きい音の部分を示している。図の右側（Ｂ）が、左側（Ａ）の時刻Ｔ１又は時刻Ｔ２における周波数軸上での音圧波形を示しており、横軸は周波数を示し縦軸は音圧を示している。
【００８１】
合わせて、図１７（ｂ）と図１８（ｂ）に、自車音を、図１７（ｃ）と図１８（ｃ）に、車外音１０１から自車音を除いた車外音を示す。図の表示方法は図１７（ａ）及び図１８（ａ）と同じなので説明を省略する。
【００８２】
次に、制御部１０５は、車外音１０１と自車音記憶部１０４に記憶されている自車音との周波数軸上での音圧波形を比較する（ステップＳ２０１）。
【００８３】
図１９には、図１７（ａ）の車外音１０１と、自車音記憶部１０４に記憶されている図１５に示した自車音との周波数軸上での音圧波形を比較した結果が示されている。この例では、グループを代表する音圧波形として、自車両のエンジン音の倍音構造の周波数帯域が自車音記憶部１０４に記憶されており、制御部１０５は、この周波数帯域に対して音圧波形が一致する周波数帯域の帯域幅を求める。例えば、図１９（ａ）に示すように、制御部１０５は、車外音１０１とグループＡを代表する音圧波形に対して、３つの周波数帯域（３０Ｈｚ〜３５Ｈｚ、６０Ｈｚ〜６６Ｈｚ、８８Ｈｚ〜９５Ｈｚ）において一致する周波数帯域の帯域幅を求める。この例では全ての周波数帯域に対して音圧波形が一致しているため、一致する周波数帯域の帯域幅は１８Ｈｚ（＝５Ｈｚ＋６Ｈｚ＋７Ｈｚ）になる。一方、図１９（ｂ）に示すように、制御部１０５は、車外音１０１とグループＣを代表する音圧波形に対して、３つの周波数帯域（４７Ｈｚ〜５３Ｈｚ、９６Ｈｚ〜１０３Ｈｚ、１４６Ｈｚ〜１５０Ｈｚ）において一致する周波数帯域の帯域幅を求める。この例では周波数帯域４７Ｈｚ〜５３Ｈｚに対してのみ音圧波形が一致しているため、一致する周波数帯域の帯域幅は６Ｈｚになる。このような方法で、全てのグループに対して一致する周波数帯域の帯域幅を求める。
【００８４】
次に、制御部１０５は、自車音記憶部１０４に記憶されている自車音の中に、車外音１０１と一致する部分の音圧波形の周波数帯域の帯域幅が所定の閾値以上のものが存在するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００８５】
閾値は、あらかじめ複数の車両音に対して間違った車両音が選択されないように、実験的に求めることができる。ここでは、１０Ｈｚを閾値として用いる。
【００８６】
図１９の例では、グループＡは、一致する周波数帯域の帯域幅が１８Ｈｚであり、閾値１０Ｈｚ以上であるので、制御部１０５は、帯域幅が閾値以上の組であるグループＡの自車音の時間波形を用いて自車音を除去することを自車音除去部１０３に指示する。自車音除去部１０３は、帯域幅が閾値以上であったグループＡを代表する図１５に示した時間波形を用いて車外音１０１から適応フィルタ処理により自車両のエンジン音を除去する（ステップＳ２０３）。
【００８７】
ここで、図２０を用いて適応フィルタ処理（ステップＳ２０３）について説明する。
【００８８】
車外音１０１の時間波形をｄ（ｋ）とする。ここでｋは時間を示す。また自車音記憶部１０４から選択された時間波形をｘ（ｋ）とする。ここでｋは時間を示す。ここで適応フィルタの出力ｙ（ｋ）を、以下に示す。
【００８９】
【数１】
2011240888.tif 000003
【００９０】
ここで、ｗl（ｋ）は適応フィルタ係数であり、τは時間遅れを調整する定数である。ｌは適応フィルタのタップ数（適応フィルタ係数の数）である。このとき適応フィルタ係数の更新式は、以下に示される。
【００９１】
【数２】
2011240888.tif 000004
【００９２】
ここでα、βは更新幅を設定する定数であり、適応フィルタ係数の収束速度が速くなるように実験的に求めて設定することができる。そして、関係式：ｅ（ｋ）＝ｄ（ｋ）−ｙ（ｋ）から得られるｅ（ｋ）が、車外音１０１から自車音を除去した車外音である。
【００９３】
なお、適応フィルタ処理の方法には、この他、再帰最小２乗アルゴリズム（Recursive least squares algorithm）などがあり、この方法に限られるものではない。
【００９４】
なお、閾値１０Ｈｚ以上のグループが複数存在する場合には、全てのグループの時間波形を用いて車外音１０１から適応フィルタ処理により自車音を除去してもよいし、一致する音圧波形の周波数帯域の帯域幅が最大のグループの時間波形を用いて車外音１０１から適応フィルタ処理により自車音を除去してもよい。
【００９５】
最後に、車両音検知部１０６は、自車音除去部１０３により車外音１０１から適応フィルタ処理により自車両のエンジン音を除去された車外音を用いて、既存の技術により車外音に含まれている車両音を検知し、検知結果１０７を出力する。
【００９６】
例えば、エンジン音の特徴である倍音構造が存在するときに車両音を検知したと判断してもよい。また、エンジン音は周期的な性質をもつため、周波数帯域ごとの波形の周期性を判定してエンジン音を検知してもよい。また、音声認識のように車両音のパターンを準備しておいてパターンマッチングにより車両音を検知してもよい。また、音圧がある一定以上になったら車両が接近してきているとして車両の接近を判定してもよい。
【００９７】
これによって、集音部１０２で集音した自車両の音圧波形と車外音１０１とを比較することによって、車両音の音色の違い（例えば、倍音構造の音圧レベルの強弱の違い）や、車両音源（例えば、エンジン又はマフラー）から集音部までの伝達特性の違いにより、自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。
【００９８】
さらに、車外音１０１と自車音記憶部１０４に記憶されている自車音との音圧波形が一致する周波数帯域の帯域幅を判定することで、自車音と自車両周辺の車両音とを誤認識することを防ぐことができる。
【００９９】
さらに、自車両のエンジン音に着目することで、走行時の路面状態で変動する自車両のタイヤ走行音や風切り音の影響を抑えることができるため、車外音１０１に含まれる騒音の大きな要因となる自車両のエンジン音を、車外音１０１から確実に除去することができる。また、車外音１０１と自車音記憶部１０４が記憶している音圧波形を比較する周波数帯域を削減することができ、処理量を大幅に削減できる。
【０１００】
一方、図２１には、図１８（ａ）の車外音１０１と、自車音記憶部１０４に記憶されている図１５に示した自車音との周波数軸上での音圧波形を比較した結果が示されている。この例では、グループを代表する音圧波形として、自車両のエンジン音の倍音構造の周波数帯域が自車音記憶部１０４に記憶されており、制御部１０５は、この周波数帯域に対して音圧波形が一致する周波数帯域の帯域幅を求める。例えば、図２１（ａ）に示すように、制御部１０５は、車外音１０１とグループＡを代表する音圧波形に対して、３つの周波数帯域（３０Ｈｚ〜３５Ｈｚ、６０Ｈｚ〜６６Ｈｚ、８８Ｈｚ〜９５Ｈｚ）において一致する周波数帯域の帯域幅を求める。この例では全ての周波数帯域に対して音圧波形が一致していないため、一致する周波数帯域の帯域幅は０Ｈｚになる。一方、図２１（ｂ）に示すように、制御部１０５は、車外音１０１とグループＣを代表する音圧波形に対して、３つの周波数帯域（４７Ｈｚ〜５３Ｈｚ、９６Ｈｚ〜１０３Ｈｚ、１４６Ｈｚ〜１５０Ｈｚ）において一致する周波数帯域の帯域幅を求める。この例では全ての周波数帯域に対して音圧波形が一致していないため、一致する周波数帯域の帯域幅は０Ｈｚになる。このような方法で、全てのグループに対して一致する周波数帯域の帯域幅を求める。この例では、全てのグループに対して一致する周波数帯域の帯域幅は０Ｈｚである。
【０１０１】
次に、制御部１０５は、自車音記憶部１０４記憶されている自車音の中に、車外音１０１と一致する部分の音圧波形の周波数帯域の帯域幅が所定の閾値以上のものが存在するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【０１０２】
閾値は、あらかじめ複数の車両音に対して間違った車両音が選択されないように、実験的に求めることができる。ここでは、１０Ｈｚを閾値として用いる。
【０１０３】
図２１の例では、全てのグループに対して、一致する周波数帯域の帯域幅が０Ｈｚであり、閾値１０Ｈｚ以上であるグループは存在しないため、制御部１０５は、自車音を除去しないことを自車音除去部１０３に指示して、自車音除去部１０３は、集音部１０２が集音した車外音１０１から自車音を除去せずに車外音１０１をそのまま出力する。
【０１０４】
最後に、車両音検知部１０６は、自車音除去部１０３により出力された車外音１０１を用いて、既存の技術により車外音に含まれている車両音を検知し、検知結果１０７を出力する。
【０１０５】
例えば、エンジン音の特徴である倍音構造が存在するときに車両音を検知したと判断してもよい。また、エンジン音は周期的な性質をもつため、周波数帯域ごとの波形の周期性を判定してエンジン音を検知してもよい。また、音声認識のように車両音のパターンを準備しておいてパターンマッチングにより車両音を検知してもよい。また、音圧がある一定以上になったら車両が接近してきているとして車両の接近を判定してもよい。
【０１０６】
これによって、車外音１０１と自車音記憶部１０４が記憶している自車音との音圧波形が一致する周波数帯域の帯域幅を判定することで、自車音と自車両周辺の車両音とを誤認識することを防ぐことができる。
【０１０７】
また、自車音記憶部１０４が記憶している自車音の中に車外音１０１の音圧波形と一致するものがない場合に適応フィルタ処理をストップすることで、自車両周辺の車両音を誤って除去してしまうことを防ぐことができ検知ミスを軽減することができる。
【０１０８】
なお、自車音記憶部１０４に記憶されている自車音として図１５の形式のものを使って説明を行ったが、図１６に示す形式のものを用いた場合には、自車音除去部１０３は、周波数空間上で周波数帯域ごとに適応フィルタ処理を行う以外は同様にして処理をすることができる。
【０１０９】
なお、図２２に示すように、集音部１０２を設置する場所を変えることによって、集音部１０２が集音する自車音の音圧波形を変えることができる。図２２（ａ）には、図２（ｂ）のバンパーに埋め込んだマイク１０２Ａ（集音部１０２）で集音した自車音の音圧波形を示しており、図２２（ｂ）には、図２（ｂ）のダッシュボード内のマイク１０２Ｃ（集音部１０２）で集音した自車音の音圧波形を示している。これは、自車音の車両音源（例えば、エンジン又はマフラー）から集音部１０２までの伝達特性に違いがあるからである。この特性を利用して、制御部１０５は、複数のマイク（集音部１０２）で集音した自車音と音圧波形を比較して、それら複数の自車音との音圧波形が一致する周波数帯域の帯域幅が同時に閾値以上になったときのみ自車音除去部１０３に対して適応フィルタ処理をするように指示することで、さらに自車音周辺の車両音を自車音とを誤認識することを少なくすることができる。
【０１１０】
かかる構成によれば、集音部で集音した自車両の音圧波形と車外音とを比較することで、車両音の音色の違い（例えば、倍音構造の音圧レベルの強弱の違い）や、車両音源（例えば、エンジン又はマフラー）から集音部までの伝達特性の違いにより自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。さらに、車外音と自車音記憶部が記憶している自車音との音圧波形が一致する周波数帯域の帯域幅を判定することで、自車音と自車両周辺の車両音とを誤認識することを防ぐことができ、また、自車音記憶部が記憶している自車音の中に車外音の音圧波形と一致するものがない場合に適応フィルタ処理をストップすることで、自車両周辺の車両音を誤って除去してしまうことを防ぐことができ検知ミスを軽減することができる。さらに、自車両のエンジン音に着目することで、走行時の路面状態で変動する自車両のタイヤ走行音や風切り音の影響を抑えることができるため、車外音に含まれる騒音の大きな要因となる自車両のエンジン音を車外音から確実に除去することができる。また、車外音と自車音記憶部が記憶している音圧波形を比較する周波数帯域を削減することができ、処理量を大幅に削減できる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態によると、集音部で集音した車外音の音圧波形と自車音の音圧波形とを比較することにより、車外音中に自車音が含まれるか否かを判定している。このため、車両音の音色の違い（例えば、倍音構造の音圧レベルの強弱の違い）、又は車両音源（例えば、エンジン又はマフラー）から集音部までの伝達特性の違いにより、自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。また、車外音の音圧波形と自車音記憶部が記憶している自車音の音圧波形とが一致する周波数帯域の帯域幅を判定することにより、自車両周辺の車両音を自車音と誤認識することを防ぐことができる。さらに、自車音記憶部が記憶している自車音の音圧波形の中に車外音の音圧波形と一致するものある場合にのみ、自車音の除去処理が行なわれる。このため、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる。
【０１１２】
特に、複数台の他車両が自車両の周辺に存在する場合には、自車両周辺の他車両のエンジン音の組み合わせが複雑になり、自車音と他車音を倍音構造から判断できなくなる場合がある。このとき、本実施の形態によると、組み合わさった他車音のエンジン音を自車音と誤認識して他車音を除去してしまうことを防ぐことができる。このため、複数台の車両が同時に存在する場合でも、少なくとも他車両の存在を運転者に知らせることができる。特に、出会い頭のシーンで左右から同時に複数台の車両が接近してくる場合に、複数の車両を同時に検知する必要がある場合などに有効である。
【０１１３】
また、自車音記憶部に周波数帯域の情報を記憶しておくことにより、自車両のエンジン音が存在する周波数帯域のみに着目して、制御部において自車両の音圧波形が存在するか否かの判断が行われる。このため、自車両のエンジン音以外の、走行時の路面状態によって変動する自車両のタイヤ走行音又は風切り音の影響を抑えることができる。そのため、車外音に含まれる騒音の大きな要因となる自車両のエンジン音のみを車外音から確実に除去することができる。また、車外音の音圧波形と自車音記憶部に記憶されている音圧波形とを比較する周波数帯域を削減することができるため、自車音除去のための処理量を大幅に削減できる。
【０１１４】
また、図５及び図６を用いて説明した１つ目の判定方法を用いて自車音を分類することにより、以下に示す効果を奏する。つまり、車両音は倍音構造を有するが、この倍音構造は、車両が加速又は減速することにより変化する。このため、倍音構造が一致する自車音を同一のグループとして代表の音圧波形及び時間波形を記憶することにより、自車両と他車両とが異なる加速又は減速を行っている場合には、自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。そのため、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる。
【０１１５】
また、図５、図６及び図７を用いて説明した２つ目の判定方法を用いて自車音を分類することにより、以下に示す効果を奏する。つまり、車両音は倍音構造を有するが、この倍音構造における周波数の位置は、自車両と他車両とが同じ速度で走行している場合には一致する場合がある。しかし、自車両と車種が異なる他車両が自車両と同じ速度で走行していたとしても、エンジン又はマフラーの違いにより倍音構造の周波数位置における音圧の大きさが自車両と他車両とで異なる。また、自車両と同車種の他車両が自車両と同じ速度で走行していたとしても、他車両から生じる車両音が空気を伝播するうちに音圧に変化が生じるので倍音構造の周波数位置における音圧の大きさが自車両と他車両とで異なる。このため、倍音構造における周波数及びその周波数における音圧の大きさが一致する自車音を同一のグループとして代表の音圧波形及び時間波形を記憶することにより、自車両と他車両とが同一の速度で走行していたとしても、自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。そのため、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる。
【０１１６】
また、図８を用いて説明した３つ目の判定方法を用いて自車音を分類することにより、以下に示す効果を奏する。つまり、車両音は倍音構造を有するが、この倍音構造は、車両が加速又は減速することにより変化する。このため、倍音構造における周波数の変化が一致する自車音を同一のグループとして代表の音圧波形及び時間波形を記憶することにより、自車両が加速している場合と減速している場合とを区別してグループを作成することができる。このため、自車両の加速又は減速を判断することが可能となり、より高精度に自車音と自車両周辺の車両音とを区別することができる。そのため、自車両周辺の車両音を除去することなく車外音から自車音を除去することができる。
【０１１７】
また、図９（ｃ）、図１０（ｃ）及び図１１（ｃ）に示すグループを代表する音圧波形を求める方法では、自車音の音圧波形の間で分散が小さい周波数帯域の音圧波形から代表の音圧波形を作成している。このため、自車音であることの信頼性の高い音圧波形を用いて、自車音の音圧波形の存否を判断することができる。
【０１１８】
また、図１２（ｃ）、図１３（ｃ）及び図１４（ｃ）に示すグループを代表する時間波形を求める方法では、ピークを一致させた上で複数の自車音の時間波形を重ね合わせることにより、グループを代表する時間波形が正確に生成される。このため、この代表の時間波形を用いて自車音の除去を行うことにより、車外音から自車音のみを精度良く除去することができる。
【０１１９】
また、図１６に示すように周波数帯域ごとにグループを代表する時間波形を記憶している場合には、バンドパスフィルタを通過した自車音の時間波形を車外音の時間波形から除去するようにしている。このため、自車音のみを除去することが可能となり、それ以外の音を除去することがなくなる。
【０１２０】
また、車両音検知部では、自車両周辺の車両音を除去することなく自車音が除去された車外音を用いて、車両音が含まれているか否かが判断される。このため、自車音以外の車両音を正確に検知することができる。
【０１２１】
また、騒音等の影響により車外音に自車音が埋もれてしまう場合がある。本実施の形態では、このような場合には車外音の音圧波形の中に自車音の音圧波形が存在しないと判断し、車外音から自車音の除去は行わない。このため、騒音等の影響で車外音から自車音を除去してしまうと自車両周辺の車両音も合わせて除去されることを防止できる。よって、自車両周辺の車両の検知ミスを防ぐことができる。
【０１２２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。
【０１２３】
例えば、車両音検知装置１００は、自車音除去装置１０８によって車外音１０１から自車音が除去された音に基づいて車両音の検知を行った。これに対して、自車音除去装置１０８にスピーカを接続し、車外音１０１から自車音が除去された音を車内に設けられたスピーカから出力するものであっても良い。ドライバーは、スピーカから出力される音を聞くことにより、他車両の接近を逸早く知ることができ、安全運転を遂行することができる。
【０１２４】
また、エンジン又はマフラーの経年変化によるエンジン又はマフラーから集音部までの伝達特性の変化又は集音部１０２の取換えなどにより、自車音のグループ分けや自車音の各グループを代表する音圧波形及び時間波形が変化する場合がある。このため、制御部１０５が、自車音のグループ分けを更新し、自車音記憶部１０４に記憶されている各グループを代表する音圧波形及び時間波形を更新するようにしても良い。このような更新処理は、例えば、法律で定められている自動車検査と同時に行うようにしても良いし、集音部１０２を購入した店舗で行うようにしても良い。
【０１２５】
また、車両音検知装置１００において、集音部１０２及び自車音記憶部１０４は必須の構成要素ではなく、車両音検知装置１００の外部に設けられていてもよい。
【０１２６】
また、自車音記憶部１０４に記憶されている自車音のグループは１つであってもよい。例えば、アイドリング状態の自車音のみを自車音記憶部１０４に記憶させておくようにしてもよい。通常、出会い頭の事故は、自車両が一時停止している場合が多いため、出会い頭のシーンにおいて車外音から自車音を除去することができる。これにより、車両音を精度良く検知することができる。
【０１２７】
また、上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムとして構成されても良い。ＲＡＭ又はハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０１２８】
さらに、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Large Scale Integration：大規模集積回路）から構成されているとしても良い。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１２９】
さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしても良い。ＩＣカード又はモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカード又はモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしても良い。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカード又はモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしても良い。
【０１３０】
また、本発明は、上記に示す方法であるとしても良い。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしても良いし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。
【０１３１】
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な不揮発性の記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））、半導体メモリなどに記録したものとしても良い。また、これらの不揮発性の記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしても良い。
【０１３２】
また、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしても良い。
【０１３３】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしても良い。
【０１３４】
また、上記プログラム又は上記デジタル信号を上記不揮発性の記録媒体に記録して移送することにより、又は上記プログラム又は上記デジタル信号を上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしても良い。
【０１３５】
さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【０１３６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明に係る自車音除去装置によると、自車音を除去することができるため、本発明は、車載マイクで集音された音による自車両周辺の車両を検知する車両検知装置等として実現することができ、出会い頭などの遮蔽物の陰に隠れた死角車両を事前に検知して運転者に知らせる安全運転支援の用途に応用できる。
【符号の説明】
【０１３８】
１００  車両音検知装置
１０１  車外音
１０２  集音部
１０３  自車音除去部
１０４  自車音記憶部
１０５  制御部
１０６  車両音検知部
１０７  検知結果
１０８  自車音除去装置
【図１】
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【図２】
2011240888.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
2011240888.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2011240888.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１９】
2011240888.tif 000019
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2011240888.tif 000022
【図２３】
2011240888.tif 000023
【図２４】
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【図５】
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【図８】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２５】
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