(57)【要約】      （修正有）【課題】風ノイズの影響を好適に削減する車両用音響装置を提供する。【解決手段】車両用音響装置は、車両周辺の音情報を取得する音情報取得手段１１０と、音情報に対して第１カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を行い、前処理済み信号を出力する第１ハイパスフィルタ手段１３０と、前処理済み信号と予め記憶している風速毎の風ノイズサンプル信号との、第１カットオフ周波数以下の成分の一致度に基づいて、音情報に含まれる風ノイズに対応する風速を推定する風速推定手段１５０と、風速に基づいて、第２カットオフ周波数を設定するカットオフ周波数設定手段１６０と、音情報に対して第２カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を行い、風ノイズを削減した風ノイズ削減信号を出力する第２ハイパスフィルタ手段１７０とを備える。【選択図】図１
2017041752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周辺の音情報を取得する音情報取得手段と、
前記音情報に対して第１カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を行い、前処理済み信号を出力する第１ハイパスフィルタ手段と、
前記前処理済み信号と予め記憶している風速毎の風ノイズサンプル信号との、第１カットオフ周波数以下の成分の一致度に基づいて、前記音情報に含まれる風ノイズに対応する風速を推定する風速推定手段と、
前記風速に基づいて、第２カットオフ周波数を設定するカットオフ周波数設定手段と、
前記音情報に対して前記第２カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を行い、前記風ノイズを削減した風ノイズ削減信号を出力する第２ハイパスフィルタ手段と
を備えることを特徴とする車両用音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両周辺の音情報を利用して各種処理を実行する車両用音響装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、音声信号における風ノイズの影響を低減するためのものが知られている。例えば特許文献１では、２つのマイクロフォンの出力差分から風ノイズの大きさを推定し、風ノイズを除去するためのカットオフ周波数やゲインを可変にして、Ｓ／Ｎ比を改善するという技術が提案されている。また特許文献２では、ハイパスフィルタとローパスフィルタとの出力を合成することで、風ノイズの低減を実現しようとする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６９７８２号公報
【特許文献２】特開平０９−０６５４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載されている技術では、マイクロフォンを２つ備えることが要求されるため、コストが高くなる他、例えば筐体の内部構成によっては採用することができないという技術的問題点を有している。また、強風時においては、抵抗体を有しないマイクロフォンが風圧で飽和してしまうため、風ノイズを適切に見積もることができないという技術的問題点も生ずる。
【０００５】
他方、特許文献２に記載されている技術では、ハイパスフィルタとローパスフィルタとを備えることが要求され、更にはそれらの出力を合成することも要求されるため、装置構成が高度複雑化してしまうという技術的問題点が生ずる。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、風ノイズの影響を好適に低減することが可能な車両用音響装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両用音響装置は、上述した課題を解決するため、車両周辺の音情報を取得する音情報取得手段と、前記音情報に対して第１カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を行い、前処理済み信号を出力する第１ハイパスフィルタ手段と、前記前処理済み信号と予め記憶している風速毎の風ノイズサンプル信号との、第１カットオフ周波数以下の成分の一致度に基づいて、前記音情報に含まれる風ノイズに対応する風速を推定する風速推定手段と、前記風速に基づいて、第２カットオフ周波数を設定するカットオフ周波数設定手段と、前記音情報に対して前記第２カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を行い、前記風ノイズを削減した風ノイズ削減信号を出力する第２ハイパスフィルタ手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る車両用音響装置によれば、その動作時には、例えばマイクロフォン等として構成される音情報取得手段によって、車両周辺の音情報（例えば、他車両の走行音や、歩行者の歩行音等を含む音）が取得される。なお、音情報取得手段は、風の影響を低減させるための物理フィルタを有していてもよい。
【０００９】
音情報取得手段で取得された音情報は、第１ハイパスフィルタ手段に入力され、ハイパスフィルタ処理が行われる。具体的には、第１ハイパスフィルタ手段では、所定の第１カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理が行われる。即ち、第１カットオフ周波数以下の周波数を減衰させる処理が行われる。なお、ここでの「第１カットオフ周波数」とは、風ノイズの主成分である低周波領域の環境騒音の影響を小さくするために予め設定された値である。第１カットオフ周波数は、本来取得すべき目的音の成分を残すために、目的音の周波数よりも十分に小さい周波数であることが好ましい。
【００１０】
第１ハイパスフィルタ手段からは、第１カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理が行われた音情報が、前処理済み信号として出力される。出力された前処理済み信号は、風速推定手段に入力され、それを利用して音情報に含まれる風ノイズに対応する風速が推定される。具体的には、風速推定手段では、前処理済み信号と風速毎の風ノイズサンプル信号との、第１カットオフ周波数以下の成分の一致度が算出される。そして、風速推定手段では、算出された一致度に基づいて風速が推定される。例えば、風速推定手段は、前処理済み信号との一致度が最も高い風ノイズサンプル信号に対応する風速を、音情報に含まれる風ノイズに対応する風速として推定する。なお、「風ノイズサンプル信号」とは、風速に応じた風ノイズを含むサンプル信号であり、風速毎に複数の信号が予め記憶されている。また、風ノイズサンプル信号は、学習により更新されるものであっても構わない。
【００１１】
ここで特に、前処理済み信号は、第１カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理により、第１カットオフ周波数以下の出力が抑えられている。このため、風に比べてエネルギーが小さい環境騒音の影響は小さくなっており、ハイパスフィルタ処理を行わない場合と比べると、高い精度で風速を推定することが可能である。
【００１２】
なお、第１カットオフ周波数以下の成分が所定の閾値以下である場合には、風は弱い（即ち、音情報に含まれる風ノイズの影響は小さい）と判断し、上述した風速の推定を実行しない（或いは、風速“０”と推定する）ようにしてもよい。風の影響は低周波であるほど大きいため、第１カットオフ周波数以下の成分が小さければ、風は十分に弱いと判断できるからである。
【００１３】
また、第１カットオフ周波数よりも十分に小さい周波数帯（以下、適宜「風速評価用低周波数帯」と称する）の周波数特性と、風速推定手段において推定された風速に対応する周波数特性との一致度が一定値以下である場合には、風の影響に比べて音が大きいと判断し、風速を推定しない（即ち、風速推定手段で推定された風速を出力しない）ようにしてもよい。これは、非常に大きな低周波音を受けている特殊な状況下では、第１カットオフ周波数以下の音圧により風速が推定されてしまう可能性があるからである。風速評価用低周波数帯は、音によって周波数特性が変化し難い周波数帯として設定されている。よって、風速評価用低周波数帯における一致度を利用すれば、風による影響を適切に判断して風速を推定することができる。
【００１４】
風速が推定されると、カットオフ周波数設定手段により、推定風速に応じた第２カットオフ周波数が設定される。第２カットオフ周波数は、第２ハイパスフィルタ手段におけるハイパスフィルタ処理に用いられるカットオフ周波数である。第２ハイパスフィルタ手段は、音情報取得手段で取得された音情報（或いは、第１ハイパスフィルタ手段から出力された前処理済み信号）に対して、第２カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を行い、風ノイズを削減した風ノイズ削減信号を出力する。
【００１５】
ここで特に、第２カットオフ周波数は、推定風速に応じて設定された値である。このため、第２ハイパスフィルタ手段によるハイパスフィルタ処理では、風の影響を適切に考慮して、効果的に風ノイズを削減することが可能である。よって、出力される信号のＳ／Ｎ比を好適に向上させることができる。ちなみに、第２カットオフ周波数は、例えば無風の状態では“０”であり、風速が大きくなるほど大きくなるような値として設定されればよい。
【００１６】
以上説明したように、本発明に係る車両用音響装置によれば、周波数特性を利用して風速を推定することで、好適に風ノイズの影響を小さくすることができる。
【００１７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る車両用音響装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】防風物理フィルタの構成を示す断面図である。
【図３】実施形態に係る車両用音響装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】風ノイズ検出前処理前後の周波数特性を示すグラフである。
【図５】風ノイズサンプル信号の周波数特性を示すグラフである。
【図６】風がある場合の周波数特性を防風物理フィルタの有無別に示すグラフである。
【図７】風がない場合の周波数特性を防風物理フィルタの有無別に示すグラフである。
【図８】風のみを与えた場合の周波数特性と、風及び音を同時に与えた場合の周波数特性とを示すグラフである。
【図９】風速一定で複数回風を当てた場合の周波数特性の平均値、最小値及び最大値を風速別に示すグラフである。
【図１０】無道床鉄桁の風速評価用低周波数帯音圧レベルと、風速毎のノイズの大きさと示すグラフである。
【図１１】風向検出用のマイクロフォンの配置例を示す俯瞰図である。
【図１２】２つのマイクロフォンから取得される音情報の周波数特性を利用した風向検出方法を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
＜装置構成＞
始めに、図１を参照し、本実施形態に係る車両音響装置の全体構成について説明する。ここに図１は、本実施形態に係る車両用音響装置の全体構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１において、本実施形態に係る車両用音響装置は、マイクロフォン１１０と、防風物理フィルタ１２０と、前処理用ＨＰＦ（High Pass Filter）１３０と、周波数解析部１４０と、風速推定部１５０と、カットオフ周波数設定部１６０と、ノイズ削減用ＨＰＦ１７０とを備えて構成されている。
【００２２】
マイクロフォン１１０は、「音情報取得手段」の一具体例であり、本実施形態に係る車両用音響装置が搭載される車両周辺の音情報（例えば、他車両の走行音や、歩行者の歩行音等を含む音）を取得することが可能に構成されている。なお、マイクロフォンで取得される音情報は、純粋な音だけでなく、風の影響によるノイズを含んだものとなる。このため、マイクロフォン１１０は、風の影響を低減するための防風物理フィルタ１２０を介して車両周辺の音情報を取得する。
【００２３】
ここで図２を参照して、防風物理フィルタ１２０の構成について具体的に説明する。図２は、防風物理フィルタの構成を示す断面図である。
【００２４】
図２において、防風物理フィルタ１２０は、マイクロフォン１１０を覆うように配置されている。防風物理フィルタ１２０は、凹凸を両面に有する板状部品を複数枚重ねて構成されている。これにより、音伝搬経路が蛇行したものとなり、風に対する抵抗を大きくすることができる。即ち、音は通過し易いが、風は通過し難いという特性を得ることができる。
【００２５】
なお、ここで挙げた防風物理フィルタ１２０の構成は一例であり、上述した特性を得られるのであれば、その構成は特に限定されない。防風物理フィルタ１２０は、例えば柔らかい毛で覆われたウインドジャマーのようなものでもよいし、スポンジ等の多孔体を利用することもできる。
【００２６】
図１に戻り、前処理用ＨＰＦ１３０は、「第１ハイパスフィルタ手段」の一具体例であり、マイクロフォン１１０で取得した音情報に対して、所定の第１カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を実行可能に構成されている。即ち、前処理用ＨＰＦ１３０は、音情報における第１カットオフ周波数以下の信号を減衰させる処理を実行できる。第１カットオフ周波数は、風ノイズの主成分である低周波領域の環境騒音の影響を小さくできるような値として予め設定されている。第１カットオフ周波数は、本来取得すべき目的音の成分を残すために、目的音の周波数よりも十分に小さい周波数であることが好ましい。
【００２７】
周波数解析部１４０は、前処理用ＨＰＦ１３０から出力された前処理済み信号に対して周波数解析を行い、解析結果である周波数特性（具体的には、周波数毎の音圧レベルを示す特性）を風速推定部１５０に出力する。なお、周波数解析部１４０は、公知の様々な手法を利用して周波数解析を実行できる。
【００２８】
風速推定部１５０は、「風速推定手段」の一具体例であり、前処理済み信号の周波数特性を利用して、音情報に含まれるノイズの原因となる風の速度を推定することが可能に構成されている。風速推定部１５０は、周波数成分判定部１５１、一致度判定部１５２、及び風速評価部１５３を備えている。
【００２９】
周波数成分判定部１５１は、前処理済み信号の周波数特性における第１カットオフ周波数以下の周波数成分が、所定の閾値より大きいか否かを判定することが可能に構成されている。所定の閾値は、削減すべきノイズが発生する程度に風速が大きいか否かを判定するための閾値として設定されている。
【００３０】
一致度判定部１５２は、前処理済み信号の周波数特性における第１カットオフ周波数以下の周波数成分と、風速毎に予め記憶されている風ノイズサンプル信号（即ち、風速に応じた風ノイズを含むサンプル信号）の第１カットオフ周波数成分とを比較して、それらが互いに一致するか否かを判定することが可能に構成されている。具体的には、一致度判定部１５２は、前処理済み信号の周波数成分と、風速毎に記憶された複数のサンプル信号の周波数成分との一致度をそれぞれ判定する。そして、一致度判定部１５２は、前処理済み信号の周波数成分と最も一致度の高い風速を推定風速として判定する。なお、風ノイズサンプル信号は、学習により更新されるものであってもよい。
【００３１】
風速評価部１５３は、前処理済み信号の周波数特性における第１カットオフ周波数よりも十分に小さい風速評価用低周波数帯の周波数成分と、推定風速に対応する周波数成分との一致度が一定値以下であるか否かを判定することが可能に構成されている。風速評価部１５３は、風速評価用低周波数帯の周波数成分と、推定風速に対応する周波数成分との一致度が一定値以下である場合には、推定風速が適切でないと判断し、推定風速を出力しない。一方で、風速評価用低周波数帯の周波数成分と、推定風速に対応する周波数成分との一致度が一定値より大きい場合には、推定風速が適切であると判断し、推定風速を出力する。
【００３２】
カットオフ周波数設定部１６０は、「カットオフ周波数設定手段」の一具体例であり、風速推定部１５０で推定された風速に基づいて、第２カットオフ周波数（即ち、ノイズ削減用ＨＰＦ１７０のカットオフ周波数）を設定する。カットオフ周波数設定部１６０は、例えば無風の状態では第２カットオフ周波数を“０”とし、風速が大きくなるほど第２カットオフ周波数を大きい値として設定する。
【００３３】
ノイズ削減用ＨＰＦ１７０は、マイクロフォン１１０で取得された音情報に対して、第２カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を行う。これにより、音情報は、風ノイズが削減された風ノイズ削減信号として出力される。なお、ノイズ削減用ＨＰＦ１７０は、前処理用ＨＰＦから出力される前処理済み信号に対して、第２カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理を行ってもよい。即ち、ノイズ削減用ＨＰＦの入力は、マイクロフォン１１０で取得された音情報に限定されない。
【００３４】
＜動作説明＞
次に、図３を参照して、本実施形態に係る車両用音響装置の動作について説明する。ここに図３は、本実施形態に係る車両用音響装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
図３において、本実施形態に係る車両用音響装置の動作時には、先ずマイクロフォン１１０において車両周辺の音情報が取得される（ステップＳ１０１）。取得された音情報は、前処理用ＨＰＦ１３０に出力され、第１カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理（以下、適宜「風ノイズ検出前処理」と称する）が行われる（ステップＳ１０２）。風ノイズ検出前処理後の前処理済み信号は、周波数解析部１４０において周波数解析される（ステップＳ１０３）。
【００３６】
ここで、図４を参照して、前処理ＨＰＦ１３０による風ノイズ検出前処理の効果について具体的に説明する。図４は、風ノイズ検出前処理前後の周波数特性を示すグラフである。なお、図４に示す例では、マイクロフォン１１０の入力信号として、８０ｄＢＡのホワイトノイズを与えている。
【００３７】
図４に示すように、前処理ＨＰＦ１３０を通過した前処理済み信号の周波数特性は、特性フラットのマイクロフォンによるリファレンス周波数特性（即ち、風ノイズ検出前処理を行わない場合の周波数特性）よりも、第１カットオフ周波数以下の周波数帯域において最大４０ｄＢ程度小さくなっている。このように、風ノイズ検出前処理を行うことで、低周波領域の環境騒音の影響を小さくすることができる。
【００３８】
図３に戻り、前処理済み信号の周波数特性は、周波数成分判定部１５１において、第１カットオフ周波数以下の周波数成分が所定の閾値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１０４）。ここで、第１カットオフ周波数以下の周波数成分が所定の閾値以下である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、風速は“０”（即ち、無風）であると推定される（ステップＳ１０５）。風の影響は低周波であるほど大きいため、第１カットオフ周波数以下の成分が小さければ、風は十分に弱いと判断できるからである。
【００３９】
一方、第１カットオフ周波数以下の周波数成分が所定の閾値よりも大きい場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、一致度判定部１５２において、第１カットオフ周波数以下の周波数成分が、所定の風速の周波数成分（即ち、風ノイズサンプル信号における第１カットオフ周波数以下の周波数成分）と一致するか否かが判定される（ステップＳ１０６）。
【００４０】
ここで、図５を参照して、風速毎の周波数成分の比較について具体的に説明する。図５は、風ノイズサンプル信号の周波数特性を示すグラフである。
【００４１】
図５に示すように、風速２〜５ｍ／ｓの周波数特性は、第１カットオフ周波数（ここでは、５００Ｈｚ）以下の領域で、風速が大きくなるにつれてほぼ平行に増加している。よって、第１カットオフ周波数の周波数成分の一致度を利用すれば、風速を高い精度で推定できる。
【００４２】
再び図３に戻り、第１カットオフ周波数以下の周波数成分が、所定の風速の周波数成分のいずれにも一致しない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、風速を推定することは不可であると判断される（ステップＳ１０７）。一方で、第１カットオフ周波数以下の周波数成分が、所定の風速の周波数成分のいずれかに一致した場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、周波数成分が一致した風速（具体的には、周波数成分の一致度が最も高い風速）が推定風速とされる。ただし、この段階では、推定された風速は風速推定部１５０から出力されない。
【００４３】
風速が推定されると、風速評価部１５３において、風速評価用低周波数帯の周波数成分が、推定風速の周波数成分と一致するか否かが判定される（ステップＳ１０８）。ここで、風速評価用低周波数帯の周波数成分が、推定風速の周波数成分と一致しない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、風速を推定することは不可であると判断される（ステップＳ１０７）。言い換えれば、一致度判定部１５２において推定された風速は適切な風速ではないと評価される。この場合、風速推定部１５０からは推定風速は出力されない。一方、風速評価用低周波数帯の周波数成分が、推定風速の周波数成分と一致する場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、推定風速が適切であると評価され、風速推定部１５０から出力される。
【００４４】
風速評価部１５３による判定によれば、非常に大きな低周波音を受けている特殊な状況下において、第１カットオフ周波数以下の音圧により風速が推定されてしまうことを防止できる。風速評価用低周波数帯は、音によって周波数特性が変化し難い周波数帯として設定されている。よって、風速評価用低周波数帯における一致度を利用すれば、風による影響を適切に判断して風速を推定することができる。
【００４５】
ここで、図６及び図７を参照して、防風物理フィルタ１２０による風速評価用低周波数帯域での効果について具体的に説明する。ここに図６は、風がある場合の周波数特性を防風物理フィルタの有無別に示すグラフであり、図７は、風がない場合の周波数特性を防風物理フィルタの有無別に示すグラフである。
【００４６】
図６において、風速４ｍ／ｓで防風物理フィルタ１２０を配置した場合に取得される音情報の周波数特性と、風速２ｍ／ｓで防風物理フィルタ１２０を配置しない場合に取得される音情報の周波数特性とは互いに類似している。しかしながら、防風物理フィルタ１２０が配置されている場合には、風速評価用低周波数帯（ここでは２０Ｈｚ〜７５Ｈｚ）において、防風物理フィルタ１２０が配置されていない場合よりも周波数成分が大きくなっていることが分かる。
【００４７】
他方、図７において、マイクロフォン１１０の入力信号として７０ｄＢＡのホワイトノイズを与えた場合には、防風物理フィルタ１２０の有無による違いは生じない。以上の結果から、防風物理フィルタ１２０を利用すれば、風速評価用低周波数帯における環境騒音に対して、風速の影響が反映され易くなることが分かる。従って、防風物理フィルタ１２０を利用すれば、風速評価用低周波数帯の周波数成分を利用した風速の推定がより正確に行える。
【００４８】
続いて、図８を参照して、音の成分の大小が風速の推定に与える影響と、一致度の評価方法とについて説明する。図８は、風のみを与えた場合の周波数特性と、風及び音を同時に与えた場合の周波数特性とを示すグラフである。なお、図８の例では、風速３ｍ／ｓ＋暗騒音を与えた場合の周波数特性と、風速３ｍ／ｓ＋７０ｄＢＡのホワイトノイズを与えた場合の周波数特性とが示されている。
【００４９】
図８において、第１カットオフ周波数以下の領域では、風のみを与えた場合の周波数特性と、風及び音の両方を同時に与えた場合の周波数特性とは概ね一致している。これは、低周波であるほど音の影響が小さくなるからである。一方で、第１カットオフ周波数を超えた辺りから、風のみを与えた場合の周波数特性と、風及び音の両方を同時に与えた場合の周波数特性とは乖離し始める。これは、高周波であるほど音の影響が大きくなるからである。
【００５０】
本実施形態では、上述した音の影響を小さくするために、第１カットオフ周波数以下の周波数成分、或いは更に低い風速評価用低周波数帯の一致度により風速を推定している。なお、一致度の評価は、単一の周波数ではなく、ある幅を持った周波数帯で評価することが好ましい。例えば、７５Ｈｚから第１カットオフ周波数である５００Ｈｚの周波数帯を２５Ｈｚごとに平均した値の差の和を一致度として、“０”に近いほど一致度が高いとする方法などが挙げられる。
【００５１】
続いて、図９を参照して、風速と音圧レベルのばらつきの傾向について説明する。図９は、風速一定で複数回風を当てた場合の周波数特性の平均値、最小値及び最大値を風速別に示すグラフである。なお、図９では、風速５ｍ／ｓの風を当てた場合と、風速２ｍ／ｓの風を当てた場合の例を示している。
【００５２】
図９に示すように、風速５ｍ／ｓの風を当てた場合には音圧レベルの最小値と最大値との差は比較的小さいが、風速２ｍ／ｓの風を当てた場合には音圧レベルの最小値と最大値との差は比較的大きくなる。このように、音圧レベルは風速が小さいほどばらつきが大きくなる傾向にある。よって、周波数特性の一致度を評価する場合には、音圧レベルに応じた重みを利用することが好ましい。具体的には、音圧レベルが低いほど風速毎の周波数特性との差に対する重みを小さくし、音圧レベルが高いほど風速毎の周波数特性との差に対する重みを大きくすれば、風速によらずに一致度を評価することができる。
【００５３】
続いて、図１０を参照して、風速を推定することが可能な条件について具体的に説明する。図１０は、無道床鉄桁の風速評価用低周波数帯音圧レベルと、風速毎のノイズの大きさと示すグラフである。
【００５４】
図１０に示すように、風速が大きくなるほど、風速ノイズ（即ち、風による成分）も大きくなる傾向にある。ここで特に、本実施形態の手法で風速を推定するためには、風による成分が風速評価低周波数帯の音圧レベルより大きいことが要求されるが、非常に騒音が大きいとされる無道床鉄桁下での騒音に対しても、風速３ｍ／ｓ以上の風の成分が大きい。よって、本実施形態の手法によれば、殆どの場所において風速を推定することが可能であると言える。
【００５５】
再び図３に戻り、風速推定部１５０により風速が推定されると、カットオフ周波数設定部１６０において、推定風速に応じた第２カットオフ周波数が設定される（ステップＳ１０９）。カットオフ周波数設定部１６０は、例えば無風の状態では第２カットオフ周波数を“０”とする。また、カットオフ周波数設定部１６０は、風速が大きくなるほど第２カットオフ周波数を大きい値として設定する。なお、風速推定部１５０で風速を推定できないような場合には、カットオフ周波数設定部１６０は、風速によらない所定の値を第２カットオフ周波数として設定してもよいし、以降の処理を行わないようにしてもよい。
【００５６】
図５でも示されているように、第２カットオフ周波数は、無風時の周波数特性から、各風速の周波数特性が乖離し始める点を基準として設定することができる。無風時の周波数特性との乖離は、風速が大きいほど高い周波数になる傾向になる。このため、風速２ｍ／ｓの場合の第２カットオフ周波数と比べると、風速３ｍ／ｓの場合の第２カットオフ周波数は大きくなる。同様に、風速３ｍ／ｓの場合の第２カットオフ周波数と比べると、風速４ｍ／ｓの場合の第２カットオフ周波数は大きくなる。
【００５７】
再び図３に戻り、第２カットオフ周波数が設定されると、ノイズ削減用ＨＰＦ１７０において、第２カットオフ周波数に基づくハイパスフィルタ処理が実行される（ステップＳ１１０）。そして、ノイズ削減用ＨＰＦ１７０は、ハイパスフィルタ処理した信号を、風ノイズ削減信号として出力する（ステップＳ１１０）。ここで特に、第２カットオフ周波数は、上述したように推定風速に応じて設定された値である。このため、ノイズ削減用ＨＰＦ１７０によるハイパスフィルタ処理では、風の影響を適切に考慮して、効果的に風ノイズが削減される。よって、出力される信号のＳ／Ｎ比を好適に向上させることができる。
【００５８】
＜変形例＞
次に、図１１及び図１２を参照して、本実施形態に係る車両用音響装置の変形例について説明する。ここに図１１は、風向検出用のマイクロフォンの配置例を示す俯瞰図である。また図１２は、２つのマイクロフォンから取得される音情報の周波数特性を利用した風向検出方法を示す概念図である。
【００５９】
図１１に示すように、車両５００の２箇所にマイクロフォン１１０を配置することで、風向きを推定することが可能である。具体的には、車両５００の右側のドアミラー５１１には、マイクロフォン１１０ａが配置されている。車両５００の左側のドアミラー５１２には、マイクロフォン１１０ｂが配置されている。以下では、車両５００の右側から風が吹いている状況を想定して説明を進める。
【００６０】
図１２に示すように、右側マイクロフォン１１０ａの出力の周波数特性は、左側マイクロフォン１１０ｂの出力の周波数特性と比べると、周波数によらず高くなる。このような周波数特性に基づいて、既に説明した本実施形態に係る手法を利用して風速を推定すると、車両５００から見て右側の推定風速は、左側の推定風速よりも大きくなる。この結果、車両５００の右側から風が吹いていると推定することができる。推定した風向きと風速は、例えば斜体制御やドライバへの横風警告等に利用することができる。
【００６１】
なお、マイクロフォン１１０の配置位置は、ドアミラー５１１及び５１２に限られず、例えば車両の前後にそれぞれ配置されてもよい。また、マイクロフォロン１１０が３つ以上設けられてもよい。マイクロフォン１１０の数が多いほど、風向きを正確に推定することができる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態に係る車両用音響装置によれば、周波数特性を利用して風速を推定することで、好適に風ノイズの影響を小さくすることができる。
【００６３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両用音響装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６４】
１１０  マイクロフォン
１２０  防風物理フィルタ
１３０  前処理用ＨＰＦ
１４０  周波数解析部
１５０  風速推定部
１５１  周波数成分判定部
１５２  一致度判定部
１５３  風速評価部
１６０  カットオフ周波数設定部
１７０  ノイズ削減用ＨＰＦ
５００  車両
５１１，５１２  ドアミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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