(57)【要約】  雑音を減衰させるための方法およびシステムが、1つまたは複数のスピーカから放出された音が領域の占有者の耳の近くであるように近似された位置における放出された音の対応する音響特性と程度が実質的に同様である音響特性を有する領域内の位置を識別するステップを含む。仮想マイクロホンであり得るマイクロホンが、識別された位置に配設される。マイクロホンは、識別された位置において音を検知する。マイクロホンによって検知された音に応答して、1つまたは複数のスピーカは、マイクロホンによって検知された音における1つまたは複数の周波数を減衰させるように適合された雑音消去オーディオ信号を放出する。
2017521730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雑音を減衰させる方法であって、
1つまたは複数のスピーカから放出された音が領域の占有者の耳の近くの位置における前記放出された音の対応する音響特性と程度が実質的に同様である音響特性を有する前記領域内の位置を識別するステップと、
マイクロホンを前記識別された位置に配置するステップと、
前記マイクロホンによって検知された音に応答して、前記マイクロホンによって検知された前記音における1つまたは複数の周波数を減衰させるように適合された雑音消去オーディオ信号を発生させるステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記マイクロホンが、前記領域内に配置された複数のマイクロホンから構成された仮想マイクロホンである、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
環境の前記占有者の耳の近くの前記位置における前記放出された音の前記音響特性と程度が実質的に同様である音響特性を有する複合応答を生じさせるために前記複数のマイクロホンによって生じた信号を組み合わせるステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記音響特性が、前記1つまたは複数のスピーカから放出された前記音の位相と大きさとを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
1つまたは複数のスピーカから放出された音が前記領域内の占有者の耳の近くであるように近似された位置における前記音の対応する音響特性と程度が実質的に同様である音響特性を有する位置を識別するステップが、
前記領域の占有者の前記耳の近くの前記位置における前記1つまたは複数のスピーカから放出された前記音の第1の伝達関数を計算するステップと、
前記耳の近くの前記位置から空間的に離れた前記領域内の第2の位置における前記1つまたは複数のスピーカから放出された前記音の第2の伝達関数を計算するステップと、
前記第1の伝達関数を前記第2の伝達関数と比較するステップと、
前記第2の伝達関数が前記第1の伝達関数と程度が実質的に同様である場合、前記マイクロホンを配置する前記識別された位置の候補として前記第2の位置を識別するステップとを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記第2の伝達関数の位相成分が前記第1の伝達関数の位相成分の35度以内にある場合、かつ前記第2の伝達関数の大きさ成分が前記第1の伝達関数の大きさ成分の-8.5dBまたは+4.5dB以内にある場合、前記第2の伝達関数が前記第1の伝達関数と程度が実質的に同様であると判定するステップをさらに含む、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記領域が車両の乗員室である、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
環境内に配設された、音を放出する1つまたは複数のスピーカと、
前記1つまたは複数のスピーカによって放出された前記音が前記1つまたは複数のスピーカから前記環境の占有者の耳における位置への放出された前記音の伝達関数と程度が実質的に同様である前記1つまたは複数のスピーカからマイクロホンへの伝達関数を有する位置において前記環境内に配設された前記マイクロホンとを備える、雑音消去システム。
【請求項９】
前記マイクロホンが、前記環境内に配置された複数のマイクロホンから構成された仮想マイクロホンである、請求項8に記載の雑音消去システム。
【請求項１０】
前記複数のマイクロホンによって生じた信号を受け取り、前記環境の占有者の耳の近くの前記位置における前記放出された音の音響特性と実質的に同等の前記音響特性を有する複合信号を生じさせるためにこれらの信号を組み合わせる制御装置をさらに備える、請求項9に記載の雑音消去システム。
【請求項１１】
前記マイクロホンが、音を検知したことに応答して信号を生じさせ、
前記マイクロホンによって生じた前記信号を受け取り、この信号に応答して、出力信号を発生させる制御装置をさらに備え、
前記出力信号に応答して、前記1つまたは複数のスピーカが、前記マイクロホンによって検知された前記音における1つまたは複数の周波数を減衰させるように設計された雑音消去オーディオ信号を放出する、請求項8に記載の雑音消去システム。
【請求項１２】
各伝達関数が、前記放出された音に対して大きさ成分と位相成分とを有する、請求項8に記載の雑音消去システム。
【請求項１３】
前記伝達関数のうちの一方の位相成分が前記伝達関数のうちの他方の位相成分の35度以内にある場合、かつ前記伝達関数のうちの一方の大きさ成分が前記伝達関数のうちの他方の大きさ成分の-8.5dBまたは+4.5dB以内にある場合、前記伝達関数が、互いに程度が実質的に同様である、請求項8に記載の雑音消去システム。
【請求項１４】
制御装置によって生じた出力信号を受け取り、増幅し、前記増幅した出力信号を放出のために前記1つまたは複数のスピーカに送る増幅器をさらに含む、請求項8に記載の雑音消去システム。
【請求項１５】
乗員室と、
雑音消去システムとを備え、前記雑音消去システムは、
前記乗員室内に配設された、音を放出する1つまたは複数のスピーカと、
前記1つまたは複数のスピーカによって放出された前記音が前記1つまたは複数のスピーカから前記乗員室の占有者の耳における位置への放出された前記音の伝達関数と程度が実質的に同様である前記1つまたは複数のスピーカからマイクロホンへの伝達関数を有する位置において前記乗員室内に配設された前記マイクロホンとを備える、車両。
【請求項１６】
前記マイクロホンが、環境内に配置された複数のマイクロホンから構成された仮想マイクロホンである、請求項15に記載の車両。
【請求項１７】
前記複数のマイクロホンによって生じた信号を受け取り、前記環境の占有者の耳の近くの前記位置における前記放出された音の音響特性と実質的に同等の音響特性を有する複合信号を生じさせるためにこれらの信号を組み合わせる制御装置をさらに備える、請求項16に記載の車両。
【請求項１８】
前記マイクロホンが、音を検知したことに応答して信号を生じさせ、
前記マイクロホンによって生じた前記信号を受け取り、この信号に応答して、出力信号を発生させる制御装置をさらに備え、
前記出力信号に応答して、前記1つまたは複数のスピーカが、前記マイクロホンによって検知された前記音における1つまたは複数の周波数を減衰させるように適合された雑音消去オーディオ信号を放出する、請求項15に記載の車両。
【請求項１９】
各伝達関数が、大きさ成分と位相成分とを有する、請求項15に記載の車両。
【請求項２０】
前記伝達関数のうちの一方の位相成分が前記伝達関数のうちの他方の位相成分の35度以内にある場合、かつ前記伝達関数のうちの一方の大きさ成分が前記伝達関数のうちの他方の大きさ成分の-8.5dBまたは+4.5dB以内にある場合、前記伝達関数が、互いに程度が実質的に同様である、請求項15に記載の車両。
【請求項２１】
制御装置によって生じた出力信号を受け取り、増幅し、前記増幅した出力信号を放出のために前記1つまたは複数のスピーカに送る増幅器をさらに備える、請求項15に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音減衰のためのマイクロホン配置のシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書は、概して雑音消去システムに関し、より詳しくは、車両の乗員室などの特定の環境内の雑音減衰または消去(一般に雑音消去と呼ばれる)に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
以下に述べるすべての例および特徴は、任意の技術的に可能なやり方で組み合わせることができる。
【０００４】
一態様において、雑音を減衰させるための方法が提供される。方法は、1つまたは複数のスピーカから放出された音が領域の占有者の耳の近くの位置における放出された音の対応する音響特性と程度が実質的に同様である音響特性を有する領域内の位置を識別するステップを含む。マイクロホンが識別された位置に配置される。マイクロホンによって検知された音に応答して、雑音消去オーディオ信号が、マイクロホンによって検知された音における1つまたは複数の周波数を減衰させるために発生される。
【０００５】
方法の実施形態は、以下の特徴のうちの1つ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【０００６】
方法のマイクロホンは、領域内に配置された複数のマイクロホンから構成された仮想マイクロホンであり得る。領域は車両の乗員室であり得る。複数のマイクロホンによって生じた信号は、環境の占有者の耳の近くの位置における放出された音の音響特性と程度が実質的に同様である音響特性を有する複合応答を生じさせるために組み合わせることができる。さらに、1つまたは複数のスピーカによって放出された音の音響特性は、位相と大きさとを含む。
【０００７】
さらに、1つまたは複数のスピーカから放出された音が領域内の占有者の耳の近くであるように近似された位置における音の対応する音響特性と程度が実質的に同様である音響特性を有する位置を識別するステップは、領域の占有者の耳の近くの位置における1つまたは複数のスピーカから放出された音の第1の伝達関数を計算するステップと、耳の近くの位置から空間的に離れた領域内の第2の位置における1つまたは複数のスピーカから放出された音の第2の伝達関数を計算するステップと、第1の伝達関数を第2の伝達関数と比較するステップと、第2の伝達関数が第1の伝達関数と程度が実質的に同様である場合、第2の位置を、マイクロホンを配置する識別された位置の候補として識別するステップとを含むことができる。
【０００８】
方法は、第2の伝達関数の位相成分が第1の伝達関数の位相成分の35度以内にある場合、かつ第2の伝達関数の大きさ成分が第1の伝達関数の大きさ成分の-8.5dBまたは+4.5dB以内にある場合、第2の伝達関数が第1の伝達関数と程度が実質的に同様であると判定するステップをさらに含むことができる。
【０００９】
別の態様において、雑音消去システムは、環境内に配設された、音を放出する1つまたは複数のスピーカと、1つまたは複数のスピーカによって放出された音が1つまたは複数のスピーカから環境の占有者の耳における位置への放出された音の伝達関数と程度が実質的に同様である1つまたは複数のスピーカからマイクロホンへの伝達関数を有する位置において環境内に配設されたマイクロホンとを備える。
【００１０】
システムの実施形態は、以下の特徴のうちの1つ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【００１１】
マイクロホンは、環境内に配置された複数のマイクロホンから構成された仮想マイクロホンでよい。制御装置は、複数のマイクロホンによって生じた信号を受け取り、環境の占有者の耳の近くの位置における放出された音の音響特性と実質的に同等である音響特性を有する複合信号を生じさせるためにこれらの信号を組み合わせることができる。また、各伝達関数は、大きさ成分と位相成分とを有することができる。
【００１２】
さらに、マイクロホンは、音を検知したことに応答して、信号を生じさせることができ、雑音消去は、マイクロホンによって生じた信号を受け取り、この信号に応答して、出力信号を発生させる制御装置をさらに含むことができる。出力信号に応答して、1つまたは複数のスピーカは、マイクロホンによって検知された音における1つまたは複数の周波数を減衰させるように設計された雑音消去オーディオ信号を放出することができる。
【００１３】
さらに、伝達関数は、伝達関数のうちの一方の位相成分が伝達関数のうちの他方の位相成分の35度以内にある場合、かつ伝達関数のうちの一方の大きさ成分が伝達関数のうちの他方の大きさ成分の-8.5dBまたは+4.5dB以内にある場合、互いに程度が実質的に同様であり得る。
【００１４】
雑音消去システムは、制御装置によって生じた出力信号を受け取り、増幅し、増幅した出力信号を放出のために1つまたは複数のスピーカに送る増幅器をさらに備えることができる。
【００１５】
別の態様において、車両は、乗員室と、乗員室内に配設された1つまたは複数のスピーカを備える雑音消去システムとを備える。1つまたは複数のスピーカは音を放出する。雑音消去システムは、1つまたは複数のスピーカから放出された音が1つまたは複数のスピーカから乗員室の占有者の耳における位置への放出された音の伝達関数と程度が実質的に同様である1つまたは複数のスピーカからマイクロホンへの伝達関数を有する位置において乗員室内に配設されたマイクロホンをさらに備える。
【００１６】
システムの実施形態は、以下の特徴のうちの1つ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【００１７】
雑音消去システムのマイクロホンは、環境内に配置された複数のマイクロホンから構成された仮想マイクロホンであり得る。
【００１８】
制御装置は、複数のマイクロホンによって生じた信号を受け取り、環境の占有者の耳の近くの位置における放出された音の音響特性と実質的に同等の音響特性を有する複合信号を生じさせるためにこれらの信号を組み合わせることができる。
【００１９】
マイクロホンは、音を検知したことに応答して、信号を生じさせることができ、制御装置は、マイクロホンによって生じた信号を受け取り、この信号に応答して、出力信号を発生させることができる。出力信号に応答して、1つまたは複数のスピーカは、マイクロホンによって検知された音における1つまたは複数の周波数を減衰させるように適合された雑音消去オーディオ信号を放出することができる。
【００２０】
さらに、各伝達関数は、大きさ成分と位相成分とを有することができる。さらに、伝達関数のうちの一方の位相成分が伝達関数のうちの他方の位相成分の35度以内にある場合、かつ伝達関数のうちの一方の大きさ成分が伝達関数のうちの他方の大きさ成分の-8.5dBまたは+4.5dB以内にある場合、伝達関数は互いに程度が実質的に同様である。増幅器は、制御装置によって生じた出力信号を受け取り、増幅し、増幅した出力信号を放出のために1つまたは複数のスピーカに送ることができる。
【００２１】
上記のおよび他の特徴および利点は、様々な図において同じ符号が同じ構成要素および特徴を指示する添付の図面と併せて以下の説明を参照することによってよりよく理解することができる。図面は必ずしも縮尺通りではなく、その代わりに、特徴および実装形態の原理を例示することに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】環境内に設置された雑音消去システムを有する環境の図である。
【図２】占有者に対する環境内の雑音消去システムの配備を例示する図である。
【図３】スピーカに対する所与の耳の位置へのマイクロホン配置の候補位置を推測するのに使用されるモデルである。
【図４】環境内の戦略的位置における1つまたは複数のマイクロホンの意図的な配置によって特定の環境の占有者に聞こえる雑音を低減するためのプロセスの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図1は、環境内の雑音を減衰させるまたは消去するために環境内に設置された雑音消去システム12を有する環境10の一般化された例を示す。本明細書に説明する雑音消去技法は、様々な特定の環境に適用することができ、そのような環境が開放されているかまたは密閉されているかにかかわらない。例えば、雑音消去システム12の配備は、車両(例えば、自動車、トラック、バス、電車、航空機、ボート、および船舶)、居間、映画館、公会堂内であり得る。概して、どこでも、1つまたは複数のマイクロホンの戦略的配置は、以下に説明するように、そのような環境の占有者のために雑音消去を達成することができる。例えば、車両において、雑音消去システム12は、低周波の交通雑音を減衰させる働きをすることができ、有利には、このために車両のある区域に重みを加える必要が低減する。
【００２４】
図示する例において、雑音消去システム12は、1つまたは複数のスピーカ16と、1つまたは複数のマイクロホン18と、増幅器20と、制御装置22とを含む。制御装置22は、増幅器20内に具現化することができる。1つまたは複数のマイクロホン18の戦略的配置は、本明細書に説明するように、環境10内の占有者の耳において雑音低減または消去を達成する。具体的には、単一のマイクロホンを有する雑音消去システム12では、マイクロホン18は、1つまたは複数のスピーカ16からマイクロホン18に放射される音の音響伝達関数が1つまたは複数のスピーカ16から占有者の耳への音の音響伝達関数と実質的に等しい環境10内に配置される。複数のスピーカを有する例では、スピーカ16は、耳からの異なる距離に位置決めすることができる。
【００２５】
概して、音響伝達関数は、音源(例えば、スピーカ)と所与の位置における音圧との間の測定応答に対応する。この測定応答は、出力(すなわち、所与の位置において検知された音)と音源から発せられる入力(すなわち、音)との関係を測定する。測定された関係は、周波数の関数であり、大きさ成分と位相成分とを有する。
【００２６】
2つ以上のマイクロホン18を有する雑音消去システム12では、1つまたは複数のスピーカ16によって放出される音の複合応答を生じさせるためにマイクロホン18を組み合わせる。マイクロホン18の組み合わせは、実際には、この複合応答を生じさせる単一の「仮想」マイクロホンとして動作する。これらの複数のマイクロホン18は、1つまたは複数のスピーカ16に対する位置において環境10内に戦略的に配置され、したがって、それらの複合応答は、1つまたは複数のスピーカ16から占有者の耳への音の音響伝達関数に実質的に等しい音響伝達関数を有する。これらのマイクロホン18のそのような戦略的配置は、結局、スピーカ16から仮想マイクロホンに放射される音の音響伝達関数が1つまたは複数のスピーカ16から占有者の耳への音の音響伝達関数と実質的に等しい単一の「仮想」マイクロホンの戦略的配置となる。以下、一般にマイクロホンに対してなされる参照は、参照により、「実」マイクロホンまたは「仮想」マイクロホンが明確に言及されていない限り、単一の「実」マイクロホンおよび「仮想」マイクロホンを広く包含する。
【００２７】
占有者の耳において実マイクロホンの応答と同様の応答を有する仮想マイクロホンを生じさせるための技法の例は以下の通りである。まず、Tde(ω)で表される、1つまたは複数のスピーカから耳の位置への伝達関数、およびTdsi(ω)で表される、1つまたは複数のスピーカから、仮想マイクロホンにするために組み合わせるマイクロホンへの伝達関数の測定が行われ、ここで、「i」は組み合わせに使用されるi番目のマイクロホンを表す。エラーメトリック(error)は次式として定義される。
【００２８】
【数１】
2017521730.tif 000003
【００２９】
ここで、Hi(ω)はi番目のマイクロホンに適用されるフィルタを表す。次いで、フィルタHi(ω)のパラメータを調整することによって誤差関数を最小にするために最適化アルゴリズム、例えば、レーベンバーグ・マーカート(Levenberg-Marquardt)アルゴリズムを使用することができる。
【００３０】
1つまたは複数のスピーカから発せられる音の音響特性、すなわち、大きさおよび位相が耳におけるその音の音響特性に実質的に一致するマイクロホンを配置することによって、マイクロホンは、耳からは遠いが、耳に聞こえるものを正確に検知し、占有者に聞こえた通りの音を表す信号を生じさせる位置にある。したがって、マイクロホンによって検知される音を対象とする雑音消去は、対応する雑音消去を耳において生じさせる。
【００３１】
一般に、図2に例示するように、1つまたは複数のスピーカ16を、環境内の占有者30の背後に配設する、例えば、車両のヘッドレスト、ヘッドライナー、リヤパネルまたは他の内部表面上に取り付けることができる。1つの実マイクロホン18を、例えば、1つまたは複数のスピーカ16のうちの1つを含む駆動体28上に配設することができ、別の実マイクロホン18(仮想線で示す)をヘッドライナー32に配設することができる。増幅器20および制御装置22を、例えば、車両のトランク内またはリクライニングチェアのアームレスト内に配設することができる。制御装置22は、各実マイクロホンによって生じた信号を受け取るために1つまたは複数の実マイクロホン18と電気的に通信する。
【００３２】
1つまたは複数の実マイクロホン18から受け取った信号に応答して、制御装置22は、出力信号を発生させるアルゴリズムを実行する。アルゴリズムの目的は、信号内の雑音の顕著な低減(例えば、少なくとも4dB)を達成することにある。概して、実行されるアルゴリズムは、1つまたは複数のフィルタを各実マイクロホン18によって生じた信号に適用する。複数の実マイクロホン18の場合、実行されるアルゴリズムは、異なるフィルタを各実マイクロホン18によって生じた信号に適用し、結果を組み合わせて出力信号を生じさせることができる。適用されるフィルタは、デジタルまたはアナログ、線形または非線形であり得る。
【００３３】
増幅器20は、出力信号を制御装置22から受け取り、増幅し、増幅した出力信号を1つまたは複数のスピーカ16に渡す。増幅した出力信号に応答して、1つまたは複数のスピーカ16は、マイクロホン18がとらえた音の実質的に逆である(すなわち、おおよそ大きさが等しく、位相が180度ずれている)音響特性を有する雑音低減または消去音を生じさせる。
【００３４】
図3は、伝達関数が所与の周波数(例えば、100Hz)において1つまたは複数のスピーカ16のうちの1つによって放射された音の公称の耳の位置の伝達関数と実質的に同様である位置を示唆するのに使用される原理を例示するモデル100を示す。モデル100は、スピーカ16を含むスピーカ駆動体(またはボックス)102を含む。図3の図は、X、Y、およびZ軸を有する3次元(3-D)座標系上に重ね合わせた、スピーカ駆動体102を通る垂直スライスに対応する。3D座標系の原点104(0,0,0)は、スピーカ16の正面にあるように定義される。音は、この点から外の方に放射され、公称の耳の位置106に向かって伝搬する。この例において、公称の耳の位置106は、座標系の原点(0,0,0)からy軸上に20cm隔たった(0,20,0)にあるように定義される。耳の位置106は、スピーカ16から放射する音によって生じた3D等高線108上にある。表面等高線108は、音が耳に達する音と実質的に同等の音響特性を有する点の場所を表す。すなわち、スピーカ16からこの等高線108上の任意の所与の点への音響伝達関数は、等高線108上のあらゆる点に対して実質的に等しい。等高線108は等圧面と呼ぶことができる。より具体的には、スピーカからの音の大きさおよび位相は、この等高線108上のすべての点において実質的に等しい。
【００３５】
等高線110は、スピーカ16から等高線110上の任意の所与の点への音響伝達関数が等高線110上のすべての点に対して実質的に同じである別の点の場所を表す。この等高線110では、音響伝達関数は、等高線108への伝達関数とのより小さい大きさの差(例えば、-8.5dB)、遅れ位相差(例えば、-35度)、またはその両方を有する。球面等高線112上の点の場所は、スピーカからの音の伝達関数が等高線112上のすべての点に対して実質的に同じである位置の別の組を表す。この伝達関数は、等高線108上の点への伝達関数とのより大きな大きさの差(例えば、+4.5dB)、進み位相差(例えば、+35度)、またはその両方を有する。これらの等高線110、112の各々は、耳の位置106を通過する等圧球よりも、それぞれ、スピーカ16に近いおよびスピーカ16から遠い別の等圧球を表す。
【００３６】
各等高線108、110、および112は、スピーカボックス102の上端と交わる。この例において、等高線108は、スピーカボックス102の最上部と座標114において、すなわち、例えば、X軸に沿った原点104から10cm隔たった、または(10,0,0)において交わる。したがって、モデル100は、スピーカボックス102の前端の近くの座標114において配置されたマイクロホンが、モデル化された周波数において公称の耳の位置106で受けた周波数応答に実質的に同等の周波数応答(すなわち、大きさおよび位相における)を有することが予測されることを示唆する。他の例において、等高線108は、車両のヘッドレストまたはヘッドライナーと交わり、マイクロホンの配置のための他の位置を示唆することができる。
【００３７】
モデル100の等高線110、112は、公称の耳の位置106において受けた周波数応答と実質的に同等の周波数応答を生じさせるためにマイクロホンの配置のための境界を示唆することができる。仮想マイクロホンの場合、実マイクロホン18の任意の1つまたは複数は、それらの複合応答が等高線110、112上または等高線110、112の間に収まることを条件として等高線110、112の外側に配置することができる。
【００３８】
図4は、特定のあらかじめ決めた環境を有する占有者の耳の位置の近くで雑音消去を実施するためのプロセス200の例を示す。プロセス200の説明において、図1の要素を参照する。プロセス200は、マイクロホン配置の可能な位置が識別され、1つまたは複数のマイクロホンが領域内に配置されるセットアップ段階と、雑音消去システム12が雑音消去を実施する動作段階とを含む。セットアップ段階は、特定の環境の予期される占有者の耳の位置を近似するステップ(ステップ202)を含む。1つまたは複数のスピーカ16は、対象の周波数の範囲を有する音を放出する(すなわち、このオーディオ信号の原形があらかじめ決められる)。例えば、雑音消去システム12の設計は、低周波の雑音(5〜150Hz)を減衰させることであることができ、オーディオ信号は、所望の周波数範囲にわたる周波数を含む。放出された音における周波数の範囲に対して1つまたは複数のスピーカからこの推定された耳の位置への伝達関数(すなわち、その大きさおよび位相の応答)が計算される(ステップ204)。
【００３９】
ステップ206において、領域内の1つまたは複数の位置は、マイクロホン配置のための候補位置として識別される。各候補位置は、1つまたは複数のスピーカによって放出された音の伝達関数が占有者の耳の公称位置に対して計算された伝達関数に実質的に等しい環境内の場所に対応する。各候補位置を識別するために、1つまたは複数のスピーカ16から放出された音は、おおよその耳の位置における伝達関数を計算するのに使用された音と同じ音であり得る。候補位置に一時的に配設されたマイクロホンは、1つまたは複数のスピーカ16からの音をとらえ、信号を生じさせ、信号を制御装置または他の適切な電子機器に送る。この信号から、制御装置22または他の適切な電子機器は、周波数応答を測定し、推定された耳の位置に対して計算された周波数応答と比較する。耳の位置に対して計算された周波数応答と比較したときある基準を満足させるそれらの測定された周波数応答は、一致する(例えば、「等しい」、「実質的に等しい」、「実質的に同様」、「実質的に同等」、「同等」、「十分に同様」、または「同じ」)と考えられ、マイクロホン配置に許容可能な候補位置とみなされる。
【００４０】
例えば、許容可能な一致に対する1つの基準は、候補マイクロホン位置に対する周波数応答の大きさ成分が、推定された耳の位置における周波数応答の大きさの+4.5dBまたは-8.5dB以内にあり、可能性があるマイクロホン位置に対する周波数応答の位相成分が、推定された耳の位置における周波数応答の位相のプラスまたはマイナス35度以内にあるとすることができる。許容可能な一致の別の例は、候補マイクロホン位置および耳の位置における伝達関数が互いに十分に同様であり、したがって、候補位置においてマイクロホンがとらえた音に対して雑音消去を実施すると、耳の位置において測定された少なくとも4dBの雑音低減が達成される。
【００４１】
候補位置を識別するための1つの技法例は、耳の位置(から空間的に離れている、隔たっている、または移動しているが)の近くの領域の系統的な3Dマッピングを実施することである。この系統的なマッピングは、マイクロホンを領域内の特定の位置に保持するステップと、スピーカから放出された音をマイクロホンによって検知することと、検知された音に対する周波数応答(すなわち、伝達関数)を計算することと、特定のマイクロホン位置に対する周波数応答を耳の位置の周波数応答と比較することと、別のマイクロホン位置に対して繰り返すこと(所望であれば)とを含む。各測定された周波数応答は、その測定が構造化光センサ(structured-light sensor)または距離画像センサ(time-of-flight sensor)(例えば、Microsoft(登録商標)、KINECT(商標))を使用するカメラまたは3Dスキャンデバイスを用いて測定の間マイクロホンの位置を同時に追跡することによって行われた、特定の物理的位置にリンクさせることができる。
【００４２】
マイクロホン(仮想または実)が、伝達関数が耳の位置に対して計算された伝達関数に実質的に一致する1つの識別された候補位置に配置される(ステップ208)。この位置における(仮想または実)マイクロホンの配置により、対象の周波数の範囲に対して耳の周りに「静かなゾーン」が生じる。
【００４３】
動作段階の間、1つの候補位置に配設されたマイクロホンは、雑音とみなされる周波数を含む可能性がある音を検知する。音に応答して、マイクロホンは、信号を生じさせる(ステップ210)。マイクロホンからの信号に応答して、制御装置22は、増幅器20によって増幅され、スピーカ16によって音に変換されたとき、マイクロホンによって受け取られた音における雑音を消去するように設計された出力信号を生じさせる(ステップ212)。
【００４４】
上記のシステムおよび方法の例は、当業者には明らかであるコンピュータ構成要素とコンピュータ実装ステップとを含む。例えば、コンピュータ実装ステップは、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュROM、不揮発性ROM、およびRAMなどのコンピュータ可読媒体上にコンピュータ実行可能命令として記憶することができることが当業者には理解されるはずである。
【００４５】
さらに、コンピュータ実行可能命令は、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ゲートアレイなどの様々なプロセッサ上で実行することができることが当業者には理解されるはずである。説明を容易にするために、上記のシステムおよび方法のあらゆるステップまたは要素をコンピュータシステムの一部として本明細書に説明しているわけではなく、各ステップまたは要素が、対応するコンピュータシステムまたはソフトウェア構成要素を有することができることを当業者は認識されよう。したがって、そのようなコンピュータシステムおよび/またはソフトウェア構成要素は、それらの対応するステップまたは要素(すなわち、それらの機能)を説明することによって有効となり、本開示の範囲内にある。
【００４６】
いくつかの実装形態を説明してきた。それにもかかわらず、本明細書に説明する発明概念の範囲から逸脱することなくさらに変更を加えることができ、したがって、他の実施形態は以下の特許請求の範囲内にあることを理解されよう。
【符号の説明】
【００４７】
10  環境
12  雑音消去システム
16  1つまたは複数のスピーカ
18  1つまたは複数のマイクロホン
20  増幅器
22  制御装置
30  占有者
32  ヘッドライナー
100  モデル
102  スピーカ駆動体(またはボックス)
104  原点
106  公称の耳の位置
108  3D等高線、表面等高線
110  等高線
112  球面等高線
114  座標
【図１】
2017521730.tif 000004
【図２】
2017521730.tif 000005
【図３】
2017521730.tif 000006
【図４】
2017521730.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月17日(2017.3.17)
【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】
雑音を減衰させる方法であって、
1つまたは複数のスピーカから放出された音が領域の占有者の耳の近くの位置における前記放出された音の対応する音響特性と程度が一致する音響特性を有する前記領域内の位置を識別するステップを含み、
前記識別するステップが、
前記領域の占有者の前記耳の近くの前記位置における前記1つまたは複数のスピーカから放出された前記音の第1の伝達関数を計算するステップと、
前記耳の近くの前記位置から空間的に離れた前記領域内の第2の位置における前記1つまたは複数のスピーカから放出された前記音の第2の伝達関数を計算するステップと、
前記第1の伝達関数を前記第2の伝達関数と比較するステップと、
前記第2の伝達関数が前記第1の伝達関数と程度が一致する場合、マイクロホンを配置する前記識別された位置の候補として前記第2の位置を識別するステップとを含み、
前記方法が、
前記マイクロホンを前記識別された位置に配置するステップと、
前記マイクロホンによって検知された音に応答して、前記マイクロホンによって検知された前記音における1つまたは複数の周波数を減衰させるように適合された雑音消去オーディオ信号を発生させるステップとをさらに含む、方法。
【請求項２】
前記マイクロホンが、前記領域内に配置された複数のマイクロホンから構成された仮想マイクロホンである、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
環境の前記占有者の耳の近くの前記位置における前記放出された音の前記音響特性と程度が一致する音響特性を有する複合応答を生じさせるために前記複数のマイクロホンによって生じた信号を組み合わせるステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記音響特性が、前記1つまたは複数のスピーカから放出された前記音の位相と大きさとを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記第2の伝達関数の位相成分が前記第1の伝達関数の位相成分の35度以内にある場合、かつ前記第2の伝達関数の大きさ成分が前記第1の伝達関数の大きさ成分の-8.5dBまたは+4.5dB以内にある場合、前記第2の伝達関数が前記第1の伝達関数と程度が一致すると判定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記領域が車両の乗員室である、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
乗員室と、
雑音消去システムとを備え、前記雑音消去システムは、
前記乗員室内に配設された、音を放出する1つまたは複数のスピーカと、
前記1つまたは複数のスピーカによって放出された前記音が前記1つまたは複数のスピーカから前記乗員室の占有者の耳における位置への放出された前記音の伝達関数と程度が一致する前記1つまたは複数のスピーカからマイクロホンへの伝達関数を有する位置において前記乗員室内に配設された、音を検知したことに応答して信号を生じさせる前記マイクロホンと、
前記マイクロホンによって生じた前記信号を受け取り、前記信号に応答して、出力信号を発生させる制御装置とを備え、
前記出力信号に応答して、前記1つまたは複数のスピーカが、前記マイクロホンによって検知された前記音における1つまたは複数の周波数を減衰させるように適合された雑音消去オーディオ信号を放出する、車両。
【請求項８】
前記マイクロホンが、環境内に配置された複数のマイクロホンから構成された仮想マイクロホンである、請求項7に記載の車両。
【請求項９】
前記複数のマイクロホンによって生じた信号を受け取り、前記環境の占有者の耳の近くの前記位置における前記放出された音の音響特性と実質的に同等の音響特性を有する複合信号を生じさせるためにこれらの信号を組み合わせる制御装置をさらに備える、請求項8に記載の車両。
【請求項１０】
各伝達関数が、大きさ成分と位相成分とを有する、請求項7に記載の車両。
【請求項１１】
前記伝達関数のうちの一方の位相成分が前記伝達関数のうちの他方の位相成分の35度以内にある場合、かつ前記伝達関数のうちの一方の大きさ成分が前記伝達関数のうちの他方の大きさ成分の-8.5dBまたは+4.5dB以内にある場合、前記伝達関数が、互いに程度が一致する、請求項7に記載の車両。
【請求項１２】
前記制御装置によって生じた前記出力信号を受け取り、増幅し、前記増幅した出力信号を放出のために前記1つまたは複数のスピーカに送る増幅器をさらに備える、請求項7に記載の車両。
【国際調査報告】
2017521730.tif 000008
2017521730.tif 000009