(57)【要約】【課題】車室外から運転者の耳に入ってくるノイズを抑制或いは除去しながらも、特定の音声成分に関する情報を運転者が確実に認識できるようにする車両用ノイズキャンセル装置を提供すること。【解決手段】ノイズキャンセル装置１００は、ノイズを収集するノイズ収集部２と、ノイズ収集部２が収集したノイズを抑制或いは除去するノイズキャンセル手段１１とを備え、ノイズキャンセル手段１１は、特定の音声成分の抑制或いは除去が制限されることを特徴とする。【選択図】図１
2009113659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周辺で発生するノイズを収集するノイズ収集手段と、
前記ノイズ収集手段が収集したノイズを抑制或いは除去するノイズキャンセル手段と、を備え、
前記ノイズキャンセル手段は、特定の音声成分の抑制或いは除去が制限される、
ことを特徴とする車両用ノイズキャンセル装置。
【請求項２】
車両周辺で発生するノイズを収集するノイズ収集手段と、
前記ノイズ収集手段が収集したノイズに特定の音声成分が含まれるか否かを判定する特定音声成分存否判定手段と、
前記ノイズ収集手段が収集したノイズを抑制或いは除去するノイズキャンセル手段と、
前記特定音声成分存否判定手段により特定の音声成分が含まれると判定された場合に、前記ノイズキャンセル手段による前記特定の音声成分の抑制或いは除去を制限するノイズキャンセル回避手段と、
を備えることを特徴とする車両用ノイズキャンセル装置。
【請求項３】
車両周辺で発生するノイズを収集するノイズ収集手段と、
前記ノイズ収集手段が収集したノイズに特定の音声成分が含まれるか否かを判定する特定音声成分存否判定手段と、
前記ノイズ収集手段が収集したノイズを無差別に抑制或いは除去するノイズキャンセル手段と、
前記特定音声成分存否判定手段により特定の音声成分が含まれると判定された場合に、前記ノイズキャンセル手段が抑制或いは除去した前記特定の音声成分を再生させるノイズキャンセル回避手段と、
を備えることを特徴とする車両用ノイズキャンセル装置。
【請求項４】
前記特定の音声成分は、クラクション、警報音又はサイレンを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用ノイズキャンセル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室外から運転者の耳に入ってくるノイズを抑制或いは除去する車両用ノイズキャンセル装置に関し、特に、運転者が認識すべき特定の音声成分まで抑制或いは除去してしまうことで、運転者がその特定の音声成分に気付かないままとなってしまうのを防止する車両用ノイズキャンセル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車室環境における音声入力の際に混入するノイズを抑制或いは除去するノイズキャンセル装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このノイズキャンセル装置は、車速センサ、加速度センサ、ナビゲーション装置等が出力するデータに基づいて車種、車速、加速度、現在地等の車の状態を検出し、検出した車の状態に対応する既登録のノイズパターンを特定して、音声入力装置を介して運転者が入力した入力音声データに含まれるその特定のノイズを抑制或いは除去するようにする。
【特許文献１】特開２００２−３５１４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のノイズキャンセル装置は、音声入力装置を介して運転者が入力した入力音声データに含まれるノイズを抑制或いは除去するのであって、車室外から運転者の耳に入ってくるノイズを抑制或いは除去するものではなく、また、特定の音声成分を認識し易くするものでもない。
【０００５】
上述の点に鑑み、本発明は、車室外から運転者の耳に入ってくるノイズを抑制或いは除去しながらも、特定の音声成分に関する情報を運転者が確実に認識できるようにする車両用ノイズキャンセル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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、第一の発明に係る車両用ノイズキャンセル装置は、車両周辺で発生するノイズを収集するノイズ収集手段と、前記ノイズ収集手段が収集したノイズを抑制或いは除去するノイズキャンセル手段と、を備え、前記ノイズキャンセル手段は、特定の音声成分の抑制或いは除去が制限されることを特徴とする。
【０００７】
第二の発明に係る車両用ノイズキャンセル装置は、車両周辺で発生するノイズを収集するノイズ収集手段と、前記ノイズ収集手段が収集したノイズに特定の音声成分が含まれるか否かを判定する特定音声成分存否判定手段と、前記ノイズ収集手段が収集したノイズを抑制或いは除去するノイズキャンセル手段と、前記特定音声成分存否判定手段により特定の音声成分が含まれると判定された場合に、前記ノイズキャンセル手段による前記特定の音声成分の抑制或いは除去を制限するノイズキャンセル回避手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第三の発明に係る車両用ノイズキャンセル装置は、車両周辺で発生するノイズを収集するノイズ収集手段と、前記ノイズ収集手段が収集したノイズに特定の音声成分が含まれるか否かを判定する特定音声成分存否判定手段と、前記ノイズ収集手段が収集したノイズを無差別に抑制或いは除去するノイズキャンセル手段と、前記特定音声成分存否判定手段により特定の音声成分が含まれると判定された場合に、前記ノイズキャンセル手段が抑制或いは除去した前記特定の音声成分を再生させるノイズキャンセル回避手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
第四の発明は、第一乃至第三の何れかに発明に係る車両用ノイズキャンセル装置であって、前記特定の音声成分は、クラクション、警報音又はサイレンを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述の手段により、本発明は、車室外から運転者の耳に入ってくるノイズを抑制或いは除去しながらも、特定の音声成分に関する情報を運転者が確実に認識できるようにする車両用ノイズキャンセル装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明に係るノイズキャンセル装置の構成例を示すブロック図であり、ノイズキャンセル装置１００は、車室外から運転者の耳に入ってくるノイズを抑制或いは除去するための車載装置であって、制御部１を有し、ノイズ収集部２の出力と記憶部３に記憶された各種データとを用いて各種演算を行い、演算結果を音声出力部４及び表示部５に出力する。
【００１３】
制御部１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ(Random  Access  Memory)、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等を備えたコンピュータであって、例えば、特定音声成分存否判定手段１０、ノイズキャンセル手段１１及びノイズキャンセル回避手段１２のそれぞれに対応するプログラムをＲＯＭに記憶しながら、各手段に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００１４】
ノイズ収集部２は、ノイズ（環境音）を収集するための装置であり、例えば、ヘッドレスト等、車両運転者の頭部（特に耳の部分である。）付近に設置されるマイクであって、運転者の両耳に対応できるよう二つ以上設置されてもよい。なお、ノイズ収集部２は、運転者が装着するイヤホン上であって、そのイヤホンを耳に装着したときにちょうど耳の外側となる位置に設置されていてもよい。運転者の耳に入る音声を収集できるようにするためである。
【００１５】
ノイズ収集部２は、車室外から入ってくる風切り音、雨音、タイヤの摩擦音、エンジン音、排気音、クラクション、サイレン、警報音等のノイズ（環境音）であって、運転者の耳に入る環境音を収集し、収集した環境音の音声データ（例えば、周波数、振幅等で構成される。）を制御部１に出力する。
【００１６】
記憶部３は、各種データを記憶するための装置であり、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc.）等であって、特定の音声成分に関する情報（例えば、周波数、ピッチ（周波数）パターン、振幅パターン、識別番号、音声内容を説明する文字情報等がある。）を体系的に格納した特定音声成分データベース（以下、「特定音声成分ＤＢ」とする。）を記憶する。
【００１７】
「特定の音声成分」は、ノイズ中の音声成分であり、ノイズキャンセル装置１００によって抑制或いは除去されるべきでない音声成分、すなわち、車両を運転する上で運転者が認識すべき音声成分であって、例えば、他車が発するクラクション、緊急車両が発するサイレン、踏み切りの警報器が発する警報音、他車による急ブレーキ音、又は、合流点における他車の接近音等の音声成分である。
【００１８】
なお、記憶部３は、特定の音声成分に関する情報を予め記憶しているが、所定のインターフェースを介して追加、削除、変更を許容するようにしてもよい。
【００１９】
音声出力部４は、各種情報を音声出力するための装置であり、例えば、運転者の頭部（特に耳の部分である。）付近に設置されるスピーカであって、運転者の両耳にそれぞれ異なる音声を伝えられるよう二つ以上設置されてもよい。
【００２０】
また、音声出力部４は、ノイズ収集部２の近くに配置され、好適には、ノイズ収集部２と背中合わせに隣接して配置され、制御部１が出力する制御信号に応じて、ノイズ収集部２で収集した音声の全てをそのまま運転者の耳に伝えたり、ノイズ収集部２で収集した音声の一部音声成分を抑制或いは除去しながら他の音声成分だけをそのまま運転者の耳に伝えたりする。なお、音声出力部４は、イヤホンであってもよい。
【００２１】
表示部５は、各種情報を表示するための装置であり、例えば、センターコンソール付近に設置される液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ(Electro  Luminescence)ディスプレイであって、制御部１が出力する制御信号に応じて、特定の音声成分に関する文字情報又は画像情報を表示する。
【００２２】
次に、制御部１が有する各種手段について説明する。
【００２３】
特定音声成分存否判定手段１０は、特定の音声成分の存否を判定するための手段であり、例えば、ノイズ収集部２が収集したノイズに含まれる音声成分に関する情報（例えば、周波数、ピッチパターン、振幅パターンである。）と、記憶部３の特定音声成分データベース３０に登録された音声成分に関する情報とを逐次照合し、照合ができた場合にはノイズ収集部２が収集したノイズに特定の音声成分が含まれていると判定する。
【００２４】
特定音声成分存否判定手段１０は、ノイズ収集部２が収集した音声成分に関する情報と記憶部３が記憶する音声成分に関する情報とが完全に一致する場合の他、部分的に一致する場合、或いは、類似する場合にも、ノイズ収集部２が収集したノイズに特定の音声成分が含まれているものと判定するようにしてもよい。
【００２５】
ノイズキャンセル手段１１は、ノイズを抑制或いは除去するための手段であり、例えば、ノイズ収集部２で収集されたノイズと逆位相の音声信号を音声出力部４から出力し、運転者の耳に向かうノイズを打ち消すようにする。
【００２６】
これにより、運転者は、ノイズが抑制された、或いは、ノイズが除去された音響環境を享受することができる。
【００２７】
また、ノイズキャンセル手段１１は、特定の音声成分が抑制或いは除去されないよう、ノイズを抑制或いは除去するための逆位相の音声信号として所定の音声信号が音声出力部４から出力されるのを予め制限するようにしてもよい。
【００２８】
このように、ノイズキャンセル手段１１は、特定音声成分存否判定手段１０による判定結果によらず、所定の振幅又は周波数を有する音声成分が抑制或いは除去されるのを前もって回避することができる。
【００２９】
ノイズキャンセル回避手段１２は、特定の音声成分を運転者が認識し難くなってしまうのを回避するための手段であり、例えば、特定音声成分存否判定手段１０がノイズ内に存在すると判定した特定の音声成分に対する逆位相の音声信号を音声出力部４から出力させないようにして、ノイズキャンセル手段１１によるその特定の音声成分に対するノイズキャンセル効果を無効にする。
【００３０】
このように、ノイズキャンセル回避手段１２は、特定音声成分存否判定手段１０による判定結果に基づいて特定のピッチパターン又は振幅パターンを有する音声成分（時間的に周波数又は振幅が変化する音声成分である。）が抑制或いは除去されるのを回避することができ、ノイズキャンセル手段１１が特定音声成分存否判定手段１０による判定結果によらずに特定の振幅又は周波数を有する音声成分（時間的に周波数又は振幅が変化しない音声成分である。）の抑制或いは除去を回避する場合に比べ、ノイズと特定の音声成分との選別効率を高めることができる。
【００３１】
また、ノイズキャンセル回避手段１２は、ノイズキャンセル手段１１によりノイズが無差別に抑制或いは除去された後に、特定音声成分存否判定手段１０がノイズ内に存在すると判定した特定の音声成分を、記憶部３に登録された情報に基づいて音声信号として生成し、逆位相の音声信号を出力する音声出力部とは別の音声出力部４から、その生成した音声信号を再生出力させるようにしてもよい。
【００３２】
この場合、制御部１は、好適には、複数のノイズ収集部２の出力に基づいて特定の音声成分の音源方向を検出し、ノイズキャンセル回避手段１２は、その音源方向に対応させながら、その生成した音声信号を別の音声出力部４から再生出力させるようにする。
【００３３】
なお、生成する音声信号は、ノイズ収集部２が収集した特定の音声成分を録音することで得られる音声信号であってもよい。
【００３４】
これにより、ノイズキャンセル装置１００は、一部音声成分だけを抑制或いは除去させないようにしながら、他の音声成分を抑制或いは除去するといった処理をリアルタイムで行うことなく、全ての音声成分を簡易に抑制或いは除去しながら特定の音声成分だけを別途再生することで、一部音声成分だけを抑制或いは除去した場合と同じ効果を得ることができる。
【００３５】
更に、ノイズキャンセル回避手段１２は、特定の音声成分を再生する代わりに、或いは、特定の音声成分を再生することに加えて、その特定の音声成分に関する文字情報（例えば、「後方より緊急車両が接近しています。」、又は、「後続車がクラクションを鳴らしています。」等である。）又は画像情報（例えば、音源方向を示す矢印である。）を表示部５に表示させるようにしてもよい。特定の音声成分が発生していることを運転者に気付かせるようにするためである。
【００３６】
この場合、ノイズキャンセル回避手段１２は、表示部５における表示に、ビープ音を伴わせるようにしてもよい。
【００３７】
これにより、ノイズキャンセル装置１００は、ノイズが除去された音響環境又はノイズが抑えられた音響環境を運転者に提供しながらも、特定の音声成分に関する情報を運転者に確実に認識させることができる。
【００３８】
なお、ノイズキャンセル回避手段１２は、特定音声成分存否判定手段１０がノイズ収集部２の収集したノイズに特定の音声成分が含まれていると判定した場合に、ノイズキャンセル手段１１による機能を全て停止させるようにしてもよい。ノイズキャンセル装置１００にノイズと特定の音声成分との選別を実行させることなく、簡易かつ迅速に特定の音声成分を運転者に認識させるようにするためである。
【００３９】
次に、図２を参照しながら、ノイズキャンセル装置１００が逆位相の音声信号を生成する処理（以下、「ノイズキャンセル処理」とする。）について説明する。なお、図２は、ノイズキャンセル処理の流れを示すフローチャートであり、ノイズキャンセル装置１００は、継続的に繰り返しノイズキャンセル処理を実行するものとする。
【００４０】
最初に、ノイズキャンセル装置１００は、運転者の耳付近に設置されたノイズ収集部２に入ってくるノイズを収集し（ステップＳ１）、収集したノイズを電気信号に変換して制御部１に出力する。
【００４１】
その後、制御部１は、特定音声成分存否判定手段１０により記憶部３に記憶された特定音声成分データベース３０を参照しながら特定の音声成分がノイズ内に存在するか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４２】
特定の音声成分がノイズ内に存在すると判定した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御部１は、ノイズキャンセル回避手段１２により、所定周波数パターン又は所定振幅パターンで構成される特定の音声成分のノイズに対する逆位相の音声信号をノイズキャンセル手段１１に生成させないようにしながら、その特定の音声成分以外のノイズに対する逆位相の音声信号をノイズキャンセル手段１１に生成させるようにする（ステップＳ３）。
【００４３】
一方、特定の音声成分がノイズ内に存在しないと判定した場合（ステップＳ２のＮＯ）、制御部１は、ノイズ収集部２が収集した全てのノイズに対する逆位相の音声信号をノイズキャンセル手段１１に生成させるようにする（ステップＳ４）。
【００４４】
その後、制御部１は、ノイズキャンセル手段１１が生成した、ノイズに対する逆位相の音声信号を音声出力部４から出力させる（ステップＳ５）。
【００４５】
これにより、ノイズキャンセル装置１００は、運転者が認識すべき環境音をノイズキャンセル手段１１が抑制或いは除去してしまうのを防止しながら、それ以外のノイズをノイズキャンセル手段１１により抑制或いは除去させることができる。
【００４６】
次に、図３を参照しながら、ノイズキャンセル装置１００がノイズキャンセル手段１１により抑制或いは除去してしまった特定の音声成分を再生する処理（以下、「特定音声成分再生処理」とする。）について説明する。なお、図３は、特定音声成分再生処理の流れを示すフローチャートである。
【００４７】
最初に、ノイズキャンセル装置１００は、運転者の耳付近に設置されたノイズ収集部２に入ってくるノイズを収集し（ステップＳ１１）、収集したノイズを電気信号に変換して制御部１に出力する。
【００４８】
その後、制御部１は、ノイズ収集部２が収集した全てのノイズに対する逆位相の音声信号をノイズキャンセル手段１１に生成させ（ステップＳ１２）、その逆位相の音声信号を音声出力部４から出力させる（ステップＳ１３）。
【００４９】
その後、制御部１は、特定音声成分存否判定手段１０により特定の音声成分がノイズ内に存在するか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００５０】
特定の音声成分がノイズ内に存在すると判定した場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、制御部１は、ノイズキャンセル回避手段１２により、所定周波数パターン又は所定振幅パターンで構成される特定の音声成分に対応する音声信号を生成させ（ステップＳ１５）、ノイズキャンセル手段１１が逆位相の音声信号を出力させる音声出力部４とは別の音声出力部４からその特定の音声成分に対応する音声信号を出力させる（ステップＳ１６）。
【００５１】
特定の音声成分がノイズ内に存在しないと判定した場合（ステップＳ１４のＮＯ）、制御部１は、ノイズキャンセル回避手段１２によって別の音声出力部４から何らの音声を出力させることもなく特定音声成分再生処理を終了させる。
【００５２】
これにより、ノイズキャンセル装置１００は、ノイズキャンセル処理を単純にするため、運転者が認識すべき環境音を含む全てのノイズを分け隔て無くノイズキャンセル手段１１により抑制或いは除去させた場合にも、運転者が認識すべき環境音だけを改めて再生出力させ、運転者が認識すべき環境音を運転者に確実に認識させることができる。
【００５３】
次に、図４を参照しながら、ノイズキャンセル装置１００が、ノイズキャンセル手段１１によって抑制或いは除去される音声成分を予め限定した上でノイズを抑制或いは除去する処理（以下、「限定的ノイズキャンセル処理」とする。）について説明する。なお、図４は、限定的ノイズキャンセル処理の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
最初に、ノイズキャンセル装置１００は、運転者の耳付近に設置されたノイズ収集部２に入ってくるノイズを収集し（ステップＳ２１）、収集したノイズを電気信号に変換して制御部１に出力する。
【００５５】
その後、制御部１は、ノイズキャンセル処理を適用しない環境音（所定の周波数又は所定の振幅で定義される音声成分である。）であって、ノイズとして抑制或いは除去されないようにその逆位相の音声信号の生成が制限される、記憶部３に予め登録された環境音を取得する（ステップＳ２２）。
【００５６】
その後、制御部１は、ノイズキャンセル処理を適用しない環境音以外のノイズに対する逆位相の音声信号を生成し（ステップＳ２３）、その生成した逆位相の音声信号を音声出力部４から出力させる（ステップＳ２４）。
【００５７】
これにより、ノイズキャンセル装置１００は、特定音声成分存否判定手段１０により特定の音声成分（環境音）がノイズ内に存在するか否かを判定することなく、リアルタイムでノイズを抑制或いは除去しながらも、特定の音声成分（環境音）の少なくとも一部を運転者に確実に認識させることができる。
【００５８】
なお、ノイズキャンセル装置１００は、ナビゲーション装置の出力に基づいてノイズキャンセル処理を適用しない周波数等を切り替えるようにしてもよい。例えば、踏み切りが無い地域では、踏み切りの警報器が発する警報音に対応する周波数を、ノイズキャンセル処理を適用しない周波数から除外し、その周波数帯に属する他のノイズが抑制或いは除去されるようにする。
【００５９】
以上の構成により、ノイズキャンセル装置１００は、特定の音声成分までもがノイズとして抑制或いは除去されてしまうのを回避することができる。
【００６０】
また、ノイズキャンセル装置１００は、特定の音声成分以外のノイズを抑制或いは除去して、特定の音声成分だけをより鮮明に運転者に伝えることができる。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６２】
例えば、ノイズキャンセル装置１００は、ナビゲーション装置が出力する位置情報に基づいて、ノイズキャンセル処理を実行するか否かを決定するようにし、交差点付近ではノイズキャンセル処理を実行させないようにしてもよい。車両周辺で発生するノイズを運転者が確実に認識できるようにするためである。
【００６３】
また、ノイズキャンセル装置１００は、ナビゲーション装置が出力する位置情報に基づいて、照合すべき特定の音声成分を限定するようにしてもよい。例えば、踏み切りが無い地域では、踏み切りの警報器が発する警報音に関する照合を省略してノイズキャンセル装置１００の照合に関する負荷を低減させるようにするためである。
【００６４】
また、ノイズキャンセル装置１００は、ノイズに対する逆位相の音声信号又は特定の音声成分に対応する音声信号等をオーディオの音声信号と混合して音声出力部４から出力するようにしてもよい。
【００６５】
これにより、ノイズキャンセル装置１００は、ノイズのない音響環境でオーディオを再生させながらも、特定の音声成分を運転者が確実に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ノイズキャンセル装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】ノイズキャンセル処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】特定音声成分再生処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】限定的ノイズキャンセル処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１      制御部
２      ノイズ収集部
３      記憶部
４      音声出力部
５      表示部
１０    特定音声成分存否判定手段
１１    ノイズキャンセル手段
１２    ノイズキャンセル回避手段
３０    特定音声成分データベース
１００  ノイズキャンセル装置
【図１】
2009113659.tif 000003
【図２】
2009113659.tif 000004
【図３】
2009113659.tif 000005
【図４】
2009113659.tif 000006