(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ雑音低減システムを動かすための方法であって、
雑音信号に応じて適応フィルタのフィルタ係数を提供する段階と、
前記フィルタ係数に対応する適応レートを決定する段階と、
音声信号に前記フィルタ係数を適用する段階と、
を含み、
前記決定する段階が、
第1トリガ条件に応じて、第1計算により適応レート修正子を提供する段階と、
第2トリガ条件に応じて、前記第1計算とは異なる第2計算により前記適応レート修正子を提供する段階と、
前記第1トリガ条件および前記第2トリガ条件がない場合、デフォルトの計算により前記適応レート修正子を提供する段階と、
を含み、
前記第1計算、前記第2計算または前記デフォルト計算のうちの少なくとも1つが、基準入力信号の周波数関連パラメータの関数に基づき、
前記基準入力信号の周波数関連パラメータが、前記基準入力信号の周波数の変化率であり、
前記基準入力信号の周波数の変化率が、所定の閾値レベルより大きいか否かが判断され、所定の閾値レベルを上回っていない場合、前記適応レートが変更されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記パラメータが前記基準入力信号の周波数であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記決定する段階が、複数の所定の適応レートから前記適応レートを選択する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記決定する段階が前記適応レートを計算する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記基準入力信号のパラメータに基づき前記適応フィルタで使用する漏れ係数を決定する段階と、
前記適応フィルタの前記係数に前記漏れ係数を適用する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項６】
基準入力信号の周波数関連パラメータの関数として雑音低減システムの適応フィルタで使用する適応レートを決定するための回路と、
前記適応フィルタの係数に前記適応レートを適用するための回路と、
音声信号に前記係数を適用するための回路と、
を含み、
前記基準入力信号の周波数関連パラメータが、前記基準入力信号の周波数の変化率であり、
前記基準入力信号の周波数の変化率が、所定の閾値レベルより大きいか否かが判断され、所定の閾値レベルを上回っていない場合、前記適応レートが変更されることを特徴とするアクティブ雑音低減システム。
【請求項７】
前記パラメータが前記基準入力信号の周波数であることを特徴とする請求項6に記載のアクティブ雑音低減システム。
【請求項８】
決定するための前記回路、前記適応レートを適用するための前記回路、または前記係数を適用するための前記回路のうち少なくとも1つが、デジタル信号処理手段によって機能させるプログラムとして実施されることを特徴とする請求項6に記載のアクティブ雑音低減システム。
【請求項９】
決定するための前記回路が、複数の所定の適応レート値から前記適応レートを選択するための回路を含むことを特徴とする請求項6に記載のアクティブ雑音低減システム。
【請求項１０】
決定するための前記回路が、前記適応レートを計算するための回路を含むことを特徴とする請求項6に記載のアクティブ雑音低減システム。
【請求項１１】
前記基準入力信号のパラメータに基づき前記適応フィルタで使用する漏れ係数を決定する段階と、
前記適応フィルタの前記係数に前記係数に前記漏れ係数を適用する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、適応フィルタを使用したアクティブ雑音低減システム、より具体的には、狭帯域フィードフォワードアクティブ雑音低減システムについて説明する。
【背景技術】
【０００２】
適応フィルタを使用したアクティブ雑音制御および狭帯域フィードフォワードアクティブ雑音低減システムは、S.J. ElliotおよびP.A. Nelson、「Active Noise Control」、IEEE Signal Processing Magazine、1993年10月で一般的に論じられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】S.J. ElliotおよびP.A. Nelson、「Active Noise Control」、IEEE Signal Processing Magazine、1993年10月
【非特許文献２】Simon Haykin、「Adaptive Filter Theory」、第4版、ISBN 0130901261
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
狭帯域フィードフォワードアクティブ雑音低減システムおよびそれを動かすための方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
1つの態様における方法は、基準入力信号の周波数関連パラメータに基づき雑音低減システムの適応フィルタで使用する適応レートを決定すること、適応フィルタの係数に適応レートを適用すること、および音声信号に係数を適用することを含む。パラメータは、基準入力信号の周波数であってよい。パラメータは、基準入力信号の周波数の変化率であってよい。決定は、複数の所定の適応レートから適応レートを選択することを含むことができる。決定は、適応レートを計算することを含むことができる。本方法は、漏れ係数を決定すること、およびフィルタ係数に漏れ係数を適用することをさらに含むことができる。本方法は、漏れ係数を平滑化することをさらに含むことができる。漏れ係数を決定することは、基準入力信号のパラメータの関数として漏れ係数を決定することを含むことができる。
【０００６】
別の態様では、アクティブ雑音低減システムは、基準入力信号の周波数関連パラメータの関数として雑音低減システムの適応フィルタで使用する適応レートを決定するための回路、適応フィルタの係数に適応レートを適用するための回路、および音声信号に係数を適用するための回路を含む。パラメータは、基準入力信号の周波数であってよい。パラメータは、基準入力信号の周波数の変化率であってよい。決定するための回路、適応レートを適用するための回路、または係数を適用するための回路のうち少なくとも1つは、デジタル信号処理要素によって実行する1組の命令として実施できる。決定するための回路は、複数の所定の適応レート値から適応レートを選択するための回路を含むことができる。決定するための回路は、適応レートを計算するための回路を含むことができる。本システムは、フィルタ係数に適用する漏れ係数を提供する漏れ調節器をさらに含むことができる。本システムは、フィルタ係数に適用する平滑化済み漏れ係数を提供するデータ平滑化器をさらに含むことができる。漏れ調節器は、基準入力信号のパラメータの関数として漏れ係数を決定する回路を含むことができる。
【０００７】
別の態様では、アクティブ雑音低減システムを動かす方法は、雑音信号に応じて適応フィルタのフィルタ係数を提供すること、フィルタ係数に対応する適応レートを決定すること、音声信号にフィルタ係数を適用することを含む。決定することは、第1トリガ条件に応じて第1適応レートを提供すること、第2トリガ条件に応じて、第1適応レートとは異なる第2適応レートを提供すること、第1トリガ条件および第2トリガ条件がない場合、デフォルトの適応レートを提供することを含む。第1適応レートを提供すること、第2適応レートを提供すること、および第3適応レートを提供することのうち少なくとも1つは、基準入力信号のパラメータの関数として決定される適応レート値を提供することを含むことができる。本方法は、基準入力信号のパラメータに基づき適応フィルタで使用する漏れ係数を決定すること、および適応フィルタの係数に漏れ係数を適用することをさらに含むことができる。
【０００８】
他の特徴、目的および利点は、以下の詳細な説明を以下の図面と合わせて読むことで明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】アクティブ雑音低減システムのブロック図である。
【図１Ｂ】車両のアクティブ音響雑音低減システムとして実施される、図1Aのアクティブ雑音低減システムの要素を含むブロック図である。
【図２Ａ】基準周波数の配信システムおよび図1Bのエンターテイメント音声信号の配信システムの実施形態のブロック図である。
【図２Ｂ】基準周波数の配信システムおよび図1Bのエンターテイメント音声信号の配信システムの別の実施形態のブロック図である。
【図３Ａ】図1Aおよび1Bの漏れ調節器の動作の論理フローを示すブロック図である。
【図３Ｂ】更新量および古い係数値に対する漏れ係数の適用の論理フローを示すブロック図である。
【図３Ｃ】更新量および古い係数値に対する漏れ係数の適用の論理フローを示すブロック図である。
【図３Ｄ】より複雑な漏れ調節スキームを可能にする、漏れ調節器の別の実施形態の動作の論理フローを示すブロック図である。
【図３Ｅ】より複雑な漏れ調節スキームを可能にする、漏れ調節器の別の実施形態の動作の論理フローを示すブロック図である。
【図４Ａ】係数計算器および制御ブロックの詳細を示すブロック図である。
【図４Ｂ】誤り信号監視器および不安定制御ブロックの論理フローを示すブロック図である。
【図５Ａ】適応レート決定器の動作の論理フローを示すブロック図である。
【図５Ｂ】適応レート決定器の動作の論理フローを示すブロック図である。
【図６】特定のスペクトルプロファイルの例を示す周波数応答曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面の様々なビューの要素がブロック図で個別の要素として示され、表現されることがあり、「回路」と呼ばれることもあるが、別途の指定がない限り、こうした要素は、アナログ回路、デジタル回路のうちの1つもしくは両者の結合、またはソフトウェア命令を実行する1つもしくは複数のマイクロプロセッサとして実装できる。ソフトウェア命令は、デジタル信号処理(DSP)命令を含むことができる。別途の指定がない限り、信号線は、離散的なアナログまたはデジタルの信号線として実装できる。複数の信号線は、適切な信号処理により音声信号の個別のストリームを処理する1つの離散的デジタル信号線として、または無線通信システムの要素として実装できる。処理動作の一部は、係数の計算および適用の言葉で表現できる。係数を計算および適用することに等しい処理は、他のアナログまたはDSP技法によって実行でき、本特許出願の範囲内に含まれる。別途の指定がない限り、音声信号はデジタルまたはアナログのいずれかの形態に符号化でき、従来型のデジタル-アナログおよびアナログ-デジタル変換器は、回路図に示されていないこともある。本明細書では、アクティブ雑音低減システムについて説明する。アクティブ雑音低減システムは通常、望ましくない雑音を除去することを意図している(すなわち、目標は雑音ゼロである)。しかし、実際の雑音低減システムでは、望ましくない雑音は減少するが、完全な雑音低減は達成されない。本明細書において、「ゼロに導くこと」は、アクティブ雑音低減システムの目標が雑音ゼロであることを意味するが、実際の結果は大幅な減少であり、完全な除去ではないことが認められる。
【００１１】
図1Aを参照すると、アクティブ雑音低減システムのブロック図が示されている。通信経路38は、雑音低減基準信号生成器19に基準周波数Fを提供するため雑音低減基準信号生成器に連結されている。雑音低減基準信号生成器はフィルタ22および適応フィルタ16に連結されている。フィルタ22は係数計算器20に連結されている。入力トランスデューサ24は制御ブロック37および係数計算器20に連結されており、さらに係数計算器20は漏れ調節器18および適応フィルタ16に双方向的に連結されている。適応フィルタ16は電力増幅器26によって出力トランスデューサ28に連結されている。制御ブロック37は漏れ調節器18に連結されている。選択的に、係数計算器20に連結された追加の入力トランスデューサ24'があってよく、また選択的に、適応フィルタ16は漏れ調節器18に連結されてよい。追加の入力トランスデューサ24'がある場合、通常は対応するフィルタ23、25がある。基準信号生成器19と係数計算器20との間、および基準信号生成器19と漏れ調節器18との間の選択的論理結合については、いずれも点線で示されているが、後述する。
【００１２】
動作時に、基準周波数または基準周波数を導出できる情報が、雑音低減基準信号生成器19に提供される。雑音低減基準信号生成器は雑音低減信号を生成し、この雑音低減信号は、エンジン速度、フィルタ22および適応フィルタ16に関係する周波数構成要素を有する正弦波のような、周期的信号の形態であってよい。入力トランスデューサ24は基準周波数に関係する周波数構成要素を有する周期的振動エネルギーを検出し、振動エネルギーを雑音信号に変換し、雑音信号は係数計算器20に提供される。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、雑音低減基準信号生成器19からの雑音相殺基準信号の振幅および/または位相を修正し、修正済み雑音消去信号を電力増幅器26に提供する。雑音低減信号は、電力増幅器26によって増幅され、出力トランスデューサ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、アクティブ雑音低減要素の動作を、例えば、アクティブ雑音低減システムを活動化もしくは非活動化することによって、または雑音減少量を調節することによって制御する。
【００１３】
適応フィルタ16、漏れ調節器18および係数計算器20は反復的かつ再帰的に動作して、周期的振動エネルギーに変換されるときに、入力トランスデューサ24によって検出される振動エネルギーを減少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提供する。フィルタ22は、伝達関数H(s)によって特徴付けることができ、(電力増幅器26および出力トランスデューサ28を含む)アクティブ雑音低減システムの構成要素およびシステムが動作する環境の入力トランスデューサ24によって変換されるエネルギーに対する影響を補正する。
【００１４】
入力トランスデューサ24、24'は、加速度計、マイクロフォン、圧電装置などのような、振動エネルギーを電気符号化またはデジタル符号化された信号に変換する様々な種類の装置の1つであってよい。複数の入力トランスデューサ24、24'がある場合、トランスデューサによるフィルタ処理済み入力は、何らかの方法、例えば、平均化することによって結合してよく、またはあるトランスデューサからの入力をその他のトランスデューサからの入力よりも重く重み付けしてもよい。フィルタ22、係数計算器20、漏れ調節器18および制御ブロック37は、DSP装置などのマイクロプロセッサによって実行される命令として実施できる。出力トランスデューサ28は、モータまたは音響ドライバのような、周期的振動エネルギーを提供する様々な電子機械装置または電子音響装置の1つであってよい。
【００１５】
図1Bを参照すると、図1Aのアクティブ雑音低減システムの要素を含むブロック図が示されている。図1Bのアクティブ雑音低減システムは、密閉空間におけるアクティブ音響雑音低減システムとして実装されている。図1Bは、車両の客室のために構成されるものとして示されているが、部屋や制御局など他の密閉空間で使用するために構成することもできる。図1Bのシステムはまた、密閉空間と結び付くことのある音声エンターテイメントまたは通信システムの要素を含む。例えば、密閉空間が乗用車、バン、トラック、スポーツ用多目的車、建設または農業用の車両、軍用車両、飛行機などの車両の客室である場合、音声エンターテイメントまたは通信システムは当該車両と結び付きうる。エンターテイメント音声信号プロセッサ10は、エンターテイメント音声信号および/またはエンターテイメントシステム制御信号Cを受信するため信号線40に通信可能な形で連結されており、結合器14に連結されており、漏れ調節器18に連結されてよい。雑音低減基準信号生成器19は、信号線38および適応フィルタ16および図1Aのフィルタ22に対応する客室フィルタ22'に通信可能な形で連結されている。適応フィルタ16は、結合器14、係数計算器20に連結されており、選択的に漏れ調節器18に直接連結されてよい。係数計算器20は、客室フィルタ22'、漏れ調節器18および図1Aの入力トランスデューサ24、24'に対応するマイクロフォン24"に連結されている。結合器14は、電力増幅器26に連結されており、電力増幅器26は、図1Aの出力トランスデューサ28に対応する音響ドライバ28'に連結されている。制御ブロック37は、漏れ調節器18およびマイクロフォン24"に通信可能な形で連結されている。多くの車両において、エンターテイメント音声信号プロセッサ10は複数の結合器14に連結されており、その各々が電力増幅器26および音響ドライバ28'に連結されている。
【００１６】
複数の結合器14、電力増幅器26および音響ドライバ28'の各々は、増幅器および結合器などの要素を通じて、複数の適応フィルタ16の1つに連結でき、複数の適応フィルタ16の各々によって、漏れ調節器18、係数計算器20および客室フィルタ22に対応付けられている。単一の適応フィルタ16、対応する漏れ調節器18および係数計算器20は、複数の音響ドライバに提供される雑音消去信号を修正することができる。説明を簡潔にするため、1つの結合器14、1つの電力増幅器26および1つの音響ドライバ28'のみが示されている。各マイクロフォン24"は、複数の係数計算器20に連結できる。
【００１７】
エンターテイメント音声信号プロセッサ10、雑音低減基準信号生成器19、適応フィルタ16、客室フィルタ22'、係数計算器20、漏れ調節器18、制御ブロック37、および結合器14の全部または一部は、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施できる。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の構成要素であってよい。
【００１８】
動作時には、図1Bの要素の一部が動作して、音声エンターテイメントおよび可聴式で提示される情報(ナビゲーション命令、可聴警報標識、携帯電話送信、操作情報[例えば、低燃料標識]およびこれらに類似したものなど)を車両の占有者に提供する。信号線40からのエンターテイメント音声信号は、エンターテイメント音声信号プロセッサ10によって処理される。処理済み音声信号は、結合器14で(後述する)アクティブ雑音低減信号に結合される。結合済み信号は電力増幅器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。
【００１９】
図1Bの装置のいくつかの要素は、車両のエンジンまたは他の雑音源によって引き起こされる車両のコンパートメント内の雑音を能動的に低減するように動作する。エンジン速度は、エンジンの回転速度を示すパルスとして通常表され、回転毎分またはRPMとも呼ばれるが、雑音低減基準信号生成器19に提供され、雑音低減基準信号生成器19は、
【００２０】
【数１】
0005342007.tif 000002
【００２１】
により基準周波数を決定する。基準周波数は客室フィルタ22'に提供される。雑音低減基準信号生成器19は雑音消去信号を生成し、この信号は、エンジン速度に関係する周波数構成要素を有する正弦波のような、周期的信号の形態であってよい。雑音消去信号は適応フィルタ16に提供され、同時に客室フィルタ22'に提供される。マイクロフォン24"は、車両の客室内の音響エネルギー(エンターテイメント音声信号に対応する音響エネルギーを含むことができる)を雑音音声信号に変換し、雑音音声信号は係数計算器20に提供される。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、係数を使用して雑音低減基準信号生成器19からの雑音消去信号の振幅および/または位相を修正し、修正済み雑音消去信号を信号結合器14に提供する。一部の電気-音響要素(例えば、音響ドライバ28'、電力増幅器26、マイクロフォン24"および雑音低減システムが動作する環境)の複合的影響は伝達関数H(s)によって特徴付けることができる。客室フィルタ22'は伝達関数H(s)をモデル化し、補正する。漏れ調節器18および制御ブロック37の動作については後述する。
【００２２】
適応フィルタ16、漏れ調節器18および係数計算器20は反復的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に、マイクロフォン24"によって検出された音声信号の特定のスペクトル成分の大きさを望ましい値に導く音声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提供する。特定のスペクトル成分は通常、エンジン速度から導出される周波数の固定倍数に対応する。特定のスペクトル成分の大きさが導かれるべき特定の望ましい値はゼロであってよいが、後述のとおり、他の値でもよい。
【００２３】
また、図1Aおよび図1Bの要素を複製および使用して、複数の周波数に対して雑音低減信号を生成および修正してよい。他の周波数に対する雑音低減信号は、上記と同様の方法で生成および修正される。
【００２４】
エンターテイメント音声信号源からの音声信号の内容は、従来型の音声エンターテイメント、例えば、音楽、トーク番組中心のラジオ放送、ニュースおよびスポーツ放送、マルチメディアエンターテイメントと結び付いた音声およびこれらに類似するものなどを含み、上述のとおり、ナビゲーション命令、携帯電話ネットワークからの音声送信、車両の動作に関連する警告信号および車両に関する操作情報のような可聴情報の形態を含むことができる。エンターテイメント音声信号プロセッサは、ステレオおよび/または多重チャネル音声処理回路を含むことができる。適応フィルタ16および係数計算器20は共に、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)フィルタなどの様々なフィルタタイプの1つとして実装できる。適応フィルタは、最小2乗平均(LMS)適応スキーム、正規化LMSスキーム、ブロックLMSスキーム、またはブロック離散フーリエ変換スキームなど様々な種類の適応スキームの1つを使用することができる。結合器14は、必ずしも物理的要素ではなく、信号の合計として実施してもよい。
【００２５】
適応フィルタ16は、単一の要素として示されているが、複数のフィルタ要素を含むことができる。図1Bのシステムの一部の実施形態では、適応フィルタ16は、同一周波数で両方の正弦波入力を伴う、それぞれ正弦関数および余弦関数のための2つのFIRフィルタ要素を含み、各FIRフィルタは、単一のタップを伴うLMS適応スキーム、および音声周波数サンプリングレートr(例えば
【００２６】
【数２】
0005342007.tif 000003
【００２７】
)に関係しうるサンプルレートを使用する。係数計算器20によって使用される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に見出すことができる。漏れ調節器18については後述する。
【００２８】
図2Aは、雑音低減基準信号生成器19にエンジン速度を提供し、音声信号プロセッサ10に音声エンターテイメント信号を提供する装置を示すブロック図である。音声信号配信要素は、図1Bの音声信号プロセッサ10に信号線40によって連結され、雑音低減基準信号生成器19に信号線38によってさらに連結されたエンターテイメントバス32を含むことができる。エンターテイメントバスは、車両の音声エンターテイメントシステムの要素間でデジタル符号化された音声信号を送信するデジタルバスであってよい。CDプレーヤ、MP3プレーヤ、DVDプレーヤのような装置または同様の装置またはラジオ受信器(いずれも不図示)をエンターテイメントバス32に連結して、エンターテイメント音声信号を提供することができる。また、エンターテイメントバス32に連結されるのは、ナビゲーション命令、携帯電話ネットワークからの音声送信、車両の動作に関連する警告信号および他の音声信号のような情報を表す音声信号の源であってよい。エンジン速度信号配信要素は、車両データバス34および車両データバス34とエンターテイメントバス32とを連結するブリッジ36を含むことができる。この例については、エンターテイメントシステムを有する車両を参照して説明した。だが、図2Aのシステムは、電力変圧器など他の種類の正弦波雑音源と結び付いた雑音低減システムと共に実施できる。このシステムはまた、図2Aのシステムに似たレイテンシー特徴をもたらすバス、信号線および他の信号送信要素の組合せを提供することによって、エンターテイメントシステムを含まない雑音低減システムで実施できる。
【００２９】
動作時に、エンターテイメントバス32は、エンターテイメントシステムの要素のための音声信号ならびに/または制御および/もしくは状態情報を送信する。車両データバス34は、エンジン速度のような車両の状態に関する情報を通信することができる。ブリッジ36は、エンジン速度情報を受信することができ、エンジン速度情報をエンターテイメントバスに送信することができ、次いでエンターテイメントバスは、高レイテンシーのエンジン速度信号を雑音低減基準信号生成器19に送信することができる。以下でさらに説明するように、図2Aおよび2Bについて説明する際、「高レイテンシー」および「低レイテンシー」という用語は、エンジン速度の変化のようなイベントの発生と、アクティブ雑音低減システムでのエンジン速度の変化を示す情報信号の到達との間の間隔に適用する。バスは、低レイテンシーで信号を送信できることもあるが、エンジン速度信号は、例えばブリッジ36の遅延により高レイテンシーで配信されることもある。
【００３０】
図2Bは、エンジン速度信号の信号配信要素および図1Bのエンターテイメント音声信号の信号配信要素の別の実施形態を示している。エンターテイメント音声信号配信要素は、図1Bの音声信号プロセッサ10に信号線40Aによって連結されたエンターテイメント音声信号バス49を含む。エンターテイメント制御バス44は、図1Bの音声信号プロセッサ10に信号線40Bによって連結されている。エンジン速度信号配信要素は、ブリッジ36によってエンターテイメント制御バス44に連結された車両データバス34を含む。エンターテイメント制御バス44は、信号線38によって雑音低減基準信号生成器19に連結されている。
【００３１】
図2Bの実施形態は図2Aの実施形態と同様に動作するが、図2Aの実施形態とは異なり、高レイテンシーエンジン速度信号がブリッジ36からエンターテイメント制御バス44に送信され、次いで雑音低減基準信号生成器19に送信される。音声信号は、エンターテイメント音声信号バス49からエンターテイメント音声信号プロセッサ10へ信号線40Aを介して送信される。エンターテイメント制御信号は、エンターテイメント制御バス44から図1のエンターテイメント音声信号プロセッサ10へ信号線40Bによって送信される。車両の構成により、車両データバス、エンターテイメントバス、エンターテイメント制御バス、エンターテイメント音声信号バスならびに他の種類のバスおよび信号線の他の組合せを使用して、エンジン速度信号を基準信号生成器19に、音声エンターテイメント信号をエンターテイメント信号プロセッサ10に提供することもできる。
【００３２】
従来型のエンジン速度信号源は、クランクシャフトの角度、インテークマニホールド圧力、点火パルス、または他の条件もしくはイベントのようなエンジン速度指標を検知または測定するセンサを含む。センサ回路は通常、低レイテンシー回路であるが、機械的、電気的、光学的または磁気的センサを、アクセスに不便なことがあるか、高温など、動作条件が望ましくないことがある場所に配置する必要があり、通常はセンサと雑音低減基準信号生成器19および/または適応フィルタ16および/または客室フィルタ22'との専用の物理的接続である通信回路も必要とする。車両データバスは通常、エンジンまたは他の重要な車両構成要素を制御するための情報を含む高速、低レイテンシーのバスである。車両データバスとインタフェースをとることにより、システムは一層複雑になり、さらに、車両データバスとインタフェースをとる装置に制約が課され、それによりインタフェースをとる装置が、車両の動作を制御する重要な構成要素の動作を干渉しないようにする。図2Aおよび2Bによるエンジン速度信号配信システムは、専用信号線のような専用の構成要素を必要とすることなくアクティブ雑音低減能力を発揮できるようにするため、他のエンジン速度信号源およびエンジン速度信号配信システムより有利である。車両データバス34、ブリッジ36、および図2Aのエンターテイメントバス32または図2Bのエンターテイメント制御バス44のうちの1つまたは両方は多くの車両にあり、そのためアクティブ雑音低減を実施するためにエンジン速度に追加の信号線は必要とされないため、図2Aおよび2Bによる構成はさらに有利である。図2Aまたは2Bによる構成は、エンターテイメントバス32またはエンターテイメント制御バス44と増幅器30との既存の物理接続を使用することができ、アクティブ雑音低減能力を追加するためのピンまたは端子のような、追加の物理接続を必要としない。エンターテイメントバス32またはエンターテイメント制御バス44はデジタルバスとして実装できるため、図2Aの信号線38および40ならびに図2Bの信号線38、40Aおよび40Bは、単一の物理要素、例えば、ピンまたは端子として、信号を適切な構成要素に送るための適切な回路と共に実装できる。
【００３３】
図2Aおよび2Bによるエンジン速度信号配信システムは、エンターテイメントバスの帯域幅、ブリッジ36のレイテンシー、または両方のために高レイテンシー配信システムであってよい。本明細書における「高レイテンシー」は、点火イベントまたはエンジン速度の変化のようなイベントが発生してから、イベント発生を示す信号が雑音低減基準信号生成器19へ到達するまでの間の10ミリ秒以上のレイテンシーを意味する。
【００３４】
アクティブ雑音低減システムへ低レイテンシー信号を提供することは通常、既に利用できる高レイテンシー信号を使用するより複雑、困難で高価であるため、高レイテンシー信号を使用して動作しうるアクティブ雑音低減システムは有利である。
【００３５】
次いで、漏れ調節器18についてさらに詳しく説明する。図3Aは、漏れ調節器18の動作の論理フローを示すブロック図である。漏れ調節器は係数計算器20によって適用される漏れ係数を選択する。漏れ係数は、既存の係数値が更新量だけ更新されるときに適応フィルタ内で既存の係数値に適用される係数αであり、例えば、
(new _ value) = α(old _ value) + (update _ amount)
となる。
漏れ係数に関する情報は、Simon Haykinによる「Adaptive Filter Theory」、第4版、ISBN 0130901261のセクション13.2に見出すことができる。論理ブロック52は、所定のトリガイベントが発生しているか否か、または代替的な漏れ係数を使用することを望ましくしうる所定のトリガ条件が存在するか否か判断する。イベントまたは条件の具体例は、以下で図3Eについて論じる際に説明する。論理ブロック52の値が偽の場合、デフォルトの漏れ係数Dが漏れ係数決定論理ブロック48で適用される。論理ブロック52の値が真の場合、代替的な、通常はより低い漏れ係数Aが漏れ係数決定論理ブロック48で適用されうる。代替的な漏れ係数は、アルゴリズムにしたがって計算されてよく、または所定の基準に基づいて離散的な数の所定の漏れ係数値から漏れ係数値を選択することによって機能してもよい。漏れ係数が急変して望ましくない結果が生じることを防ぐために、漏れ係数のストリームは、例えばローパスフィルタリングによって選択的に平滑化できる(ブロック50)。ローパスフィルタリングによって、適応フィルタ16が適用する漏れ係数は、デフォルトの漏れ係数および代替的な漏れ係数の制約を受ける。他の形態の平滑化は、一定時間におけるスルー制限または平均化を含むことができる。
【００３６】
上述のとおり、漏れ係数αは、
(new _ value) = α(old _ value) + (update _ amount)
により係数更新プロセスに適用できる。
1つの実施形態では、漏れ係数αは、
(new _ value) = α((old _ value) + (update _ amount))
として係数更新プロセスに適用される。
この実施形態では、漏れ係数は古い値だけでなく更新量にも適用される。
【００３７】
漏れ係数を適用する代替的方法の利点の1つは、異常な場合、例えば、ユーザが雑音消去を望まないためフィルタを無効にしている場合、または入力トランスデューサがインパルスタイプの振動エネルギーを検出した場合に、適応フィルタがより優れた働きをしうることである。
【００３８】
漏れ係数を適用する代替的方法の別の利点は、漏れ係数の変化が出力位相に影響を与えないことである。正弦波雑音、例えば車両のエンジン雑音を抑制するために通常使用される適応フィルタ16の種類は通常、単一周波数適応ノッチフィルタ(single frequency adaptive notch filter)である。単一周波数適応ノッチフィルタは、2つの単一係数適応フィルタ(single coefficient adaptive filter)を含み、1つが余弦項適応フィルタ、もう1つが正弦項適応フィルタである。
S(n) = w1(n)sin(n)+ w2(n)cos(n)=|S(n)| sin(n + ang(S(n)))
ここで、S(n)は適応フィルタ16の正味出力、w1(n)は正弦項適応フィルタのフィルタ係数の新しい値、w2(n)は余弦項適応フィルタのフィルタ係数の新しい値、|S(n)|はS(n)の絶対値であり、
【００３９】
【数３】
0005342007.tif 000004
【００４０】
に等しく、ang(S(n))はS(n)の角度であり、
【００４１】
【数４】
0005342007.tif 000005
【００４２】
である。漏れ係数の適用の他の方法では、
【００４３】
【数５】
0005342007.tif 000006
【００４４】
(w1(n-1)は正弦項適応フィルタのフィルタ係数の古い値であり、w2(n-1)は余弦項適応フィルタの古い値であり、update_amount1は正弦項適応フィルタの更新量であり、update_amount2は余弦項適応フィルタの更新量である)により、S(n)の角度は漏れ係数αに依拠する。漏れ係数を適用する代替的方法では、
【００４５】
【数６】
0005342007.tif 000007
【００４６】
となる。分子および分母の漏れ係数は無視して
【００４７】
【数７】
0005342007.tif 000008
【００４８】
とすることが可能で、それによりang S(n)は漏れ項から独立し、漏れ係数の変化は出力位相に影響を与えない。
【００４９】
論理的に、漏れ係数値の適用は少なくとも2つの方法で実行できる。図3Bでは、遅延した新しい係数値は、次の反復にとって(ブロック70によって表されている)古いフィルタ係数値となり、(乗算器74によって表されている)漏れ係数値の適用の前に加算器72で更新量77が加算される。図3Cでは、漏れ係数は、(ブロック70によって表されている)古いフィルタ係数値となる遅延した新しい係数値に対し、またフィルタ係数値更新量77に対し個別に(乗算器74によって表されているように)適用される。次いで、漏れ係数により修正された古いフィルタ係数値および漏れ係数により修正されたフィルタ係数値更新量を(加算器72によって表されているように)結合して、新たな係数値を形成し、この新たな係数値は遅延すると、次の反復にとっては古いフィルタ係数値となる。
【００５０】
図3Dは、複数、例えばn個の代替的漏れ係数を許容し、n個の代替的漏れ係数が所定の優先度にしたがって適用されることを許容する漏れ調節器18の動作の論理フローを示すブロック図である。論理ブロック53-1では、優先度が最も高いトリガ条件が存在するか否か、またはイベントが発生しているか否かが判断される。論理ブロック53-1の値が真の場合、論理ブロック53-1のトリガ条件およびイベントに対応する漏れ係数が論理ブロック55-1で選択され、係数計算器20に対し、データ平滑化器50が存在する場合はデータ平滑化器50を介して提供される。論理ブロック53-1の値が偽の場合、論理ブロック53-2において、優先度が2番目に高いトリガ条件が存在するか否か、またはイベントが発生しているか否かが判断される。論理ブロック53-2の値が真の場合、論理ブロック53-2のトリガ条件およびイベントに対応する漏れ係数が論理ブロック55-2で選択され、係数計算器20に対し、データ平滑化器50が存在する場合はデータ平滑化器50を介して提供される。論理ブロック53-2の値が偽の場合、優先度が次に高いトリガ条件が存在するか否か、またはイベントが発生しているか否かが判断される。このプロセスは、論理ブロック53-nにおいて、優先度が最も低い(またはn番目に高い)トリガ条件が存在するか否か、またはイベントが発生しているか否かが判断されるまで続く。論理ブロック53-nの値が真の場合、優先度が最も低いトリガ条件またはイベントに対応する漏れ係数が論理ブロック55-nで選択され、係数計算器20に対し、データ平滑化器50が存在する場合はデータ平滑化器50を介して提供される。論理ブロック53-nの値が偽の場合、論理ブロック57において、デフォルトの漏れ係数が選択され、係数計算器20に対し、データ平滑化器50が存在する場合はデータ平滑化器50を介して提供される。
【００５１】
図3Dの1つの実施形態では、2組のトリガ条件およびイベントならびに2つの対応する漏れ係数(n=2)がある。優先度が最も高いトリガ条件またはイベントは、システムが機能を停止すること、雑音低減信号の周波数が音響ドライバのスペクトル範囲から外れること、マイクロフォンなどの入力トランスデューサによって検出される雑音が、クリッピングなどの非線形動作を誘発するとみられる大きさを有すること、を含む。優先度の最も高いトリガ条件に対応する漏れ係数は0.1である。優先度が2番目に高いトリガ条件またはイベントは、適応フィルタ16からの消去信号の大きさが閾値の大きさを超えること、エンターテイメント音声信号の大きさが、図1Bの1つもしくは複数の電気-音響要素、例えば電力増幅器26もしくは音響ドライバ28'が非線形に動作しうる信号の大きさに近付くこと(例えば、6デシベルのような所定の範囲内に入ること)、またはクリップもしくはポップもしくは歪みのような可聴アーティファクトをもたらしうる他のイベントが発生することを含む。クリック、ポップまたは歪みのような可聴アーティファクトをもたらしうるイベントは、出力レベルが調節されること、または音響ドライバ28もしくはエンターテイメント音声システムの他の構成要素で騒音またはガタ音を発生させるものとして知られている振幅または周波数を雑音低減信号が有することを含むことができる。優先度が2番目に最も高いトリガ条件およびイベントに対応する漏れ係数は0.5である。デフォルトの漏れ係数は、0.999999である。
【００５２】
図3Eは、図3Dの漏れ調節器の別の実施形態である。図3Eの漏れ調節器において、図3Dのブロック55-1〜55-nにおける代替的な漏れ係数は、漏れ係数計算器155-1〜155-nに置き換えられており、図3Dのデフォルトの漏れ係数ブロック57は、デフォルトの漏れ係数計算器157に置き換えられている。漏れ係数計算器により、デフォルトの漏れ係数および/または代替的な漏れ係数は単一の値ではなく値の幅を持つことができ、さらに漏れ係数はトリガ条件または他の要素に依拠することができる。適用される特定の漏れ係数は、1組の離散値から(例えば参照テーブルから)選択でき、またはトリガ条件の要素、フィルタ係数、消去信号の大きさまたは他の条件もしくは測定との定義済み数学的関係に基づいて計算できる。例えば、トリガ条件が、適応フィルタ16からの消去信号の大きさが閾値の大きさを超えることである場合、漏れ係数は割当値でありうる。トリガ条件が偽の場合、デフォルトの漏れは、
αdefault=αbase+λA
となることがあり、αbaseは基本漏れ値、Aは消去信号の振幅、λは、デフォルトの漏れ係数と消去信号の振幅との線形関係の傾き(通常は負)を表す数字である。他の例では、漏れ係数は、非線形関数、例えば二次関数または指数関数によって決定することができ、または他の例では、傾きはゼロであってよく、ゼロは、デフォルトの漏れ係数および代替的な漏れ係数が設定値を有する図3Bの実施形態と同じである。
【００５３】
図3Dおよび3Eの実施形態の要素は結合できる。例えば、代替的漏れ係数の一部を事前に決定することができ、一部を計算することができる、代替的漏れ係数の一部または全部を事前に決定することができ、デフォルトの漏れ係数を計算することができる、といった具合である。
【００５４】
図3Eによる漏れ係数調節器は、低エネルギーソリューションを強制することができる。
【００５５】
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ように、図1Aまたは1Bの適切な要素から、トリガイベントが発生している、もしくは発生しそうであること、またはトリガ条件が存在することを示す表示を受信する。適切な要素は、図1Bの制御ブロック37であってよいが、表示は他の要素からもたらされてよい。例えば、所定のイベントが、エンターテイメント音声信号の大きさが図1Bの要素の1つの非線形動作範囲に近付いていることである場合、表示は、エンターテイメント音声信号プロセッサ10で発生しうる(このビューでは不図示)。
【００５６】
別の例では、所定のイベントは、例えば、出力トランスデューサ28の1つの制限のため、またはリスナーがトランスデューサの1つでローカライズするのを防ぐため、高い基準周波数、リスナーの耳元での雑音とマイクロフォンとの相関の欠如につながりうる短い波長基準信号、またはその他の理由によりシステムが無効になる周波数に基準周波数が近いことである。この場合、非活性化周波数に近付き、非活性化周波数を上回ったり下回ったりする入力信号のシステムパフォーマンスを改善するため、フィルタ係数が通常の動作より遅いペースで値を減らせるように、漏れ係数を設定できる。この例では、所定のイベントが、システムが無効になる周波数に基準周波数が近いことである場合、漏れ係数は0.5が適切でありうる。この例では、漏れ調節器18は、図1Aにおいて点線で示されているように雑音低減基準信号生成器から基準周波数を受信することができる。他の起こりうる所定のイベントには、入力信号の周波数の急変が含まれる。
【００５７】
図3A、3Dおよび3Eのプロセスおよび装置は通常、DSPプロセッサ上でデジタル信号処理命令によって実施される。デフォルトの漏れ係数および代替的な漏れ係数の特定の値は、経験的に決定できる。システムによっては、デフォルト状況では漏れ係数を適用しない場合がある。漏れ係数は乗法的であるため、漏れ係数を適用しないことは、漏れ係数1を適用することに等しい。データ平滑化器50は、例えば、調節可能な周波数カットオフが例えば20ヘルツで設定されうる一次ローパスフィルタとして実装できる。
【００５８】
図1A、1B、3A、3Dおよび3Eの装置および方法を使用したアクティブ雑音低減システムは、可聴クリックまたはポップの発生数を大幅に減らすため、また歪みおよび非線形の発生数を大幅に減らすため、有利である。可聴クリックまたはポップの発生数を減らし、歪みおよび非線形の発生数を減らすための別の方法は、適応フィルタの適応レートを修正することである。
【００５９】
上述のとおり、係数更新プロセスは、
(new _ value) = α(old _ value) + (update _ amount)
または
(new _ value) = α((old _ value)+ (update _ amount ))
により続く。
【００６０】
update_amountの値はupdate_amount=μxnenであり、ここでxnはフィルタへの基準入力、enは最小化される誤り信号、μは適応レートまたは利得である。係数xnは、雑音低減基準信号生成器19から正弦波の形態で提供される。誤り信号enは入力トランスデューサ24によって提供される。適応レートμの値は、フィルタが収束するスピードを決定する。適応レートが高ければ、フィルタは急速に収束できるが、不安定になるリスクがある。適応レートが低い場合、フィルタはさほど急速には収束しないが、不安定になりにくい。そのため、車両の動作条件に基づき適応レートを制御するためのプロセスを提供することが適切な場合がある。
【００６１】
適応レートを決定する論理構成が図4Aに示されている。適応レートモジュール60は、適応レートを決定するために必要なデータを提供する入力を受信する。この例では、必要なデータは周波数関連のもの、例えば、雑音低減基準信号生成器19からの基準入力信号の周波数である。適応レート決定器65は、例えば、ブロック80の変化率によって示されているように、基準入力信号の変化率を決定することによって周波数関連入力を操作することができる。図4Bおよび図4Aの他の要素については後述する。
【００６２】
図5Aは、複数、例えばn個の代替的適応レートを許容し、n個の代替的適応レートが所定の優先度にしたがって適用されることを許容する適応レート決定器65の動作の論理フローを示すブロック図である。論理ブロック163-1では、優先度が最も高いトリガ条件が存在するか否か、またはイベントが発生しているか否かを判断する。論理ブロック163-1の値が真の場合、論理ブロック163-1のトリガ条件およびイベントに対応する適応レートが論理ブロック166-1で選択され、係数計算器20に提供される。論理ブロック163-1の値が偽の場合、論理ブロック163-2において、優先度が2番目に高いトリガ条件が存在するか否か、またはイベントが発生しているか否かが判断される。論理ブロック163-2の値が真の場合、論理ブロック163-2のトリガ条件およびイベントに対応する適応レートが論理ブロック166-2で選択され、係数計算器20に提供される。論理ブロック163-2の値が偽の場合、優先度が次に高いトリガ条件が存在するか否か、またはイベントが発生しているか否かが判断される。このプロセスは、論理ブロック163-nにおいて、優先度が最も低い(またはn番目に高い)トリガ条件が存在するか否か、またはイベントが発生しているか否かが判断されるまで続く。論理ブロック163-nの値が真の場合、優先度が最も低いトリガ条件またはイベントに対応する適応レートが論理ブロック166-nで選択され、係数計算器に提供される。論理ブロック163-nの値が偽の場合、論理ブロック167において、デフォルトの適応レートが選択され、係数計算器20に提供される。
【００６３】
図5Aの1つの実施形態では、2つの代替的適応レートがある(n=2)。1つのトリガイベントは、基準入力信号の周波数が、システム構成要素が不安定である、高い分散性を有する、または非線形に動作している周波数と同じであるか、これに近いことであり、適応フィルタが不安定になる公算が小さくなるように、μの値は比較的低い、例えば0.2となる場合がある。
【００６４】
基準信号周波数が、システム構成要素(入力トランスデューサ24、客室フィルタ22および音響ドライバ28など)が安定している、分散性をほとんど有さない、線形に動作している周波数である場合、または車両が急加速していない場合、適応フィルタのジッタを減らして消去を改善するために、μの値は比較的低いデフォルト値、例えば0.1である可能性がある。
【００６５】
図5Aの実施形態において、μの値は複数の値から選択でき、例えばテーブルから選択できる。
【００６６】
別の例では、μの値は基準周波数の変化率に関係する。急加速の時間中は、比較的高い適応レートを有すること、より迅速に適応することが望ましい場合があり、または比較的低い適応レートを有すること、不安定状態を避けることが望ましい場合もある。
【００６７】
図5Bは、図5Aの適応レート決定器の別の実施形態を示している。図5Bの適応レート決定器において、図5Aのブロック166-1〜166-nにおける代替的な適応レートは、適応レート計算器168-1〜168-nに置き換えられており、図5Aのデフォルトの適応レートブロック167は、デフォルトの適応レート計算器170に置き換えられている。適応レート計算器により、デフォルトの適応レートおよび/または代替的な適応レートは単一の値ではなく値の幅を持つことができ、さらに適応レートはトリガ条件または他の要素に依拠することができる。特定の適応レートは、トリガ条件の要素、フィルタ係数、消去信号の大きさまたは他の条件もしくは測定との定義済み数学的関係に基づいて計算できる。例えば、トリガ条件が基準入力信号の高い周波数変化率である場合、適応レートは割当値でありうる。トリガ条件が偽の場合、デフォルトの適応レートは
【００６８】
【数８】
0005342007.tif 000009
【００６９】
であることがあり、ここでは、μbaseは基本適応レート、
【００７０】
【数９】
0005342007.tif 000010
【００７１】
は基準入力信号の周波数の変化率、λは、適応レートと基準入力信号周波数の変化率との線形関係の傾き(負の場合がある)を表す数である。他の例では、適応レートは、非線形関数、例えば二次関数もしくは指数関数によって決定することができ、または他の例では、傾きはゼロでありうる。
【００７２】
図5Aおよび5Bの実施形態の要素は結合できる。例えば、代替的適応レートの一部を事前に決定することができ、一部を計算することができる、代替的適応レートの一部または全部を事前に決定することができ、デフォルトの適応レートを計算することができる、といった具合である。
【００７３】
図4Aを再び参照すると、アクティブ雑音低減システムの制御ブロック37は、誤り信号レベル監視器70および不安定制御ブロック71を含むことができる。高い誤り信号は、システムが不安定になりつつあることを示していることが多いため、高い誤り信号が検出された場合、誤り信号監視器は他のシステム構成要素79を調節すること、例えば適応レートもしくは漏れ係数を変更すること、またはシステムを無効にすることができる。一方、車両の急加速中は、高い誤り信号はシステムの正常な動作を示していることがある。
【００７４】
誤り信号レベル監視器および不安定制御ブロック71の動作例が図4Bに示されている。ブロック73では、システムが不安定である可能性を示す所定のレベルを誤り信号レベルが超えているか否かが判断される。誤り信号が所定のレベルを上回っていない場合、ボックス81によりシステムは正常に動作する。誤り信号が所定のレベルを上回っている場合、ブロック75において、基準信号周波数の変化率が閾値レベルより大きいか否かが判断される。基準信号周波数の変化率が閾値レベルを上回っている場合、ボックス81によりシステムは正常に動作する。周波数の変化率が閾値レベルを上回っていない場合、不安定制御ブロック71は、漏れ係数を変更すること、適応レートを変更すること、またはシステムを無効にすることにより、不安定を是正する処理を実行することができる。基準信号周波数の変化率が閾値レベルを上回っているか否かを誤り信号レベル監視器が判断できるように、変化率ブロック80および誤り信号レベル監視器70は、図4Aで示されているように動作可能な形で連結できる。
【００７５】
アクティブ雑音低減システムは、音響ドライバの酷使を避けるため、または他の理由により雑音低減音声信号の大きさを制御することができる。こうした他の理由の1つは、密閉空間に存在する雑音を所定の非ゼロ目標値に制限すること、つまり、密閉空間で所定量の雑音を許容することであってよい。場合によっては、特有の音を提供するため、または何らかの効果を上げるため特定のスペクトルプロファイルを密閉空間の雑音に持たせることが望ましいこともある。
【００７６】
図6は、特定のスペクトルプロファイルの例を示している。話を簡単にするため、空間の影響および音響ドライバ28の特徴については、説明から省く。空間の影響は、図1Aのフィルタ22または図1Bの客室フィルタ22'によってモデル化されている。等化器が音響ドライバの音響特性を補正する。また、比率の点からプロファイルについて説明するのを容易にするため、図6の縦軸の目盛りは線形であり、例えばマイクロフォン24"からの雑音信号の電圧である。線形目盛りは、標準的な数学的方法によってデシベルなどの非線形目盛りに変換できる。
【００７７】
図6では、周波数fはエンジン速度に関係してよく、例えば
【００７８】
【数１０】
0005342007.tif 000011
【００７９】
となる。曲線62は、アクティブ雑音消去要素が機能していない雑音信号を表している。曲線61は、アクティブ雑音消去要素が機能している雑音信号を表している。数字n1、n2およびn3は固定数であってよく、それによりn1f、n2fおよびn3fはfの固定倍数となる。係数n1、n2、n3は整数であってよく、それにより周波数n1f、n2fおよびn3fは倍音(ハーモニックス)と通常表現することができるが、整数である必要はない。周波数n1f、n2fおよびn3fにおける振幅a1、a2およびa3は望ましい特性の関係を有することがあり、例えば、a2=0.6a1または
【００８０】
【数１１】
0005342007.tif 000012
【００８１】
およびa3=0.5a1または
【００８２】
【数１２】
0005342007.tif 000013
【００８３】
となる。こうした関係は周波数の関数として変化することがある。
【００８４】
周波数fには音響エネルギーがほとんどないこともある。典型的には、支配的な雑音はシリンダ点火に関係し、シリンダ点火は4サイクル、6シリンダエンジンにおいて各エンジン回転につき3回発生するため、支配的な雑音はエンジン速度の第3倍音で生じることがあり、この例ではn1=3となる。周波数3f(n1=3)の雑音は好ましくないため、周波数3fの振幅を最大限減らすことが望ましいこともある。音響効果を達成するため、周波数4.5f(この例ではn2=4.5)の振幅を最大限にではなく、例えば振幅0.5a2まで減らすのが望ましいこともある。同様に、周波数6f(この例ではn3=6)の振幅を例えば0.4a3まで減らすのが望ましいこともある。この例で図1Bを参照すると、雑音低減基準信号生成器19がエンジン速度信号配信システムからエンジン速度を受信し、周波数3fの雑音低減基準信号を生成する。係数計算器20は、周波数3fの振幅をゼロに導くために雑音低減音声信号を提供するのに適切なフィルタ係数を決定し、それにより振幅a1を決定する。周波数3fの雑音は好ましくないが、音響効果を達成することが望まれる場合、適応フィルタは、数値的に、また雑音低減システム内で周波数3fの信号をヌル化することができる。これにより、周波数3fの雑音に影響を与えることなく振幅a1を決定することができる。雑音低減基準信号生成器19はまた、周波数4.5fの雑音低減信号を生成し、係数計算器20は、振幅a2をゼロに導くため雑音低減信号を提供するのに適切なフィルタ係数を決定する。一方、この例では、周波数4.5fの振幅を0.5 a2未満にならない水準まで減らすことが望まれている。a2 = 0.6a1であることが分かっているため、周波数4.5fの雑音が(0.5)(0.6)a1または0.3a1に近付いた場合、代替的漏れ係数が漏れ調節器18によって適用される。同様に、周波数6fの雑音が(0.4)(0.5)a1または0.2a1に近付いた場合、代替的漏れ係数が漏れ調節器18によって適用される。こうして、アクティブ雑音低減システムは、振幅a1に関して望ましいスペクトルプロファイルを実現できる。
【００８５】
本明細書で開示される特定の装置および技法の様々な使用および派生は、本発明の概念から離れることなく行うことができる。したがって本発明は、本明細書で開示されたあらゆる新規の特徴および特徴の新規の組合せを包含すると解釈され、添付の特許請求の範囲の精神および範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００８６】
10  エンターテイメント音声信号プロセッサ
14  結合器
16  適応フィルタ
18  漏れ調節器
19  雑音低減基準信号生成器
20  係数計算器
22  フィルタ
22'  客室フィルタ
24, 24'  入力トランスデューサ
24"  マイクロフォン
26  電力増幅器
28  出力トランスデューサ
28'  音響ドライバ
30  増幅器
32  エンターテイメントバス
34  車両データバス
36  ブリッジ
37  制御ブロック
38  信号線
40  信号線
44  エンターテイメント制御バス
48  漏れ係数決定論理ブロック
49  エンターテイメント音声信号バス
50  データ平滑化器
52  論理ブロック
53-1〜53-n  論理ブロック
55-1〜55-n  論理ブロック
59-1〜59-n  矢印
57  デフォルトの漏れ係数ブロック
60  適応レートモジュール
61  曲線
62  曲線
65  適応レート決定器
70  誤り信号レベル監視器
71  不安定制御ブロック
72  加算器
74  乗算器
77  更新量
80  変化率ブロック
81  ボックス
155-1〜155-n  漏れ係数計算器
157  デフォルトの漏れ係数計算器
163-1〜163-n  論理ブロック
166-1〜166-n  論理ブロック
168-1〜168-n  適応レート計算器
167  デフォルトの適応レートブロック
170  デフォルトの適応レート計算器
【図１Ａ】
0005342007.tif 000014
【図１Ｂ】
0005342007.tif 000015
【図２Ａ】
0005342007.tif 000016
【図２Ｂ】
0005342007.tif 000017
【図３Ａ】
0005342007.tif 000018
【図３Ｂ】
0005342007.tif 000019
【図３Ｃ】
0005342007.tif 000020
【図３Ｄ】
0005342007.tif 000021
【図３Ｅ】
0005342007.tif 000022
【図４Ａ】
0005342007.tif 000023
【図４Ｂ】
0005342007.tif 000024
【図５Ａ】
0005342007.tif 000025
【図５Ｂ】
0005342007.tif 000026
【図６】
0005342007.tif 000027