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噪音控制装置、噪音控制方法以及存储介质

阅读:680发布:2020-05-08

专利汇可以提供噪音控制装置、噪音控制方法以及存储介质专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供噪音控制装置、方法及存储介质。噪音控制装置具备:噪音检测器;使用控制系数对噪音 信号 进行 信号处理 的控制 滤波器 ;再生控制滤波器的 输出信号 的扬声器;检测产生干涉的控制点的残留噪音的误差麦克 风 ;利用从扬声器到误差麦克风的音传播特性,对噪音信号进行信号处理的传播特性校正滤波器;利用误差信号和传播特性校正滤波器的输出信号,以使误差信号最小化的方式更新控制系数的系数更新器;利用传播特性对控制滤波器的输出信号进行信号处理的校正滤波器;从误差信号减去校正滤波器的输出信号的减法器;以及基于控制关闭信号和控制接通信号的差值,测量在控制点的噪音降低效果的效果测量部。据此,在控制点高 精度 地获得噪音的降低效果。,下面是噪音控制装置、噪音控制方法以及存储介质专利的具体信息内容。

1.一种噪音控制装置,其特征在于包括:
噪音检测器,用于检测在噪音源产生的噪音;
控制滤波器,使用规定的控制系数对表示所述噪音检测器检测出的噪音的噪音信号进行信号处理
扬声器,将所述控制滤波器的输出信号作为控制音再生;
误差麦克,被设置在因从所述噪音源传播的噪音与用所述扬声器再生的控制音产生干涉的控制点,用于检测因所述干涉残留在所述控制点的残留噪音;
传播特性校正滤波器,利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性,对所述噪音信号进行信号处理;
系数更新器,利用表示所述误差麦克风检测出的残留噪音的误差信号和所述传播特性校正滤波器的输出信号,以使所述误差信号最小化的方式更新所述控制系数;
校正滤波器,利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性,对所述控制滤波器的输出信号进行信号处理;
减法器,从所述误差信号减去所述校正滤波器的输出信号;以及,
效果测量部,将所述减法器的输出信号作为表示因所述干涉的控制前的噪音的控制关闭信号,将所述误差信号作为表示因所述干涉的控制后的噪音的控制接通信号,基于所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值,测量在所述控制点的噪音的降低效果。
2.根据权利要求1所述的噪音控制装置,其特征在于还包括:
可自适应状态判断部,判断是否让所述系数更新器实施所述控制系数的更新。
3.根据权利要求1所述的噪音控制装置,其特征在于,
所述系数更新器使用规定的收敛常数更新所述控制系数,
所述效果测量部:
将所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值作为所述降低效果进行测量,进行判断所述降低效果是否已达到规定的目标值的判断处理,
在所述判断处理中,
在判断所述降低效果已达到所述目标值的情况下,视为所述控制系数收敛于最佳值,停止所述系数更新器对所述控制系数的更新并将所述控制系数固定为所述最佳值,在判断所述降低效果没有达到所述目标值的情况下,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述降低效果的测量时所述系数更新器所使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新。
4.根据权利要求3所述的噪音控制装置,其特征在于,
所述效果测量部,利用表示模拟了人类的听觉特性的A特性系数对所述控制关闭信号以及所述控制接通信号分别进行信号处理,将该信号处理之后的所述控制关闭信号和该信号处理之后的所述控制接通信号的差值作为所述降低效果进行测量。
5.根据权利要求1所述的噪音控制装置,其特征在于,所述效果测量部具备:
频率分析部,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性;和,频率差值效果计算部,针对所述频率特性的每个频率,将作为所述控制关闭信号与所述控制接通信号的差值的第一差值作为所述降低效果的指标进行计算。
6.根据权利要求1所述的噪音控制装置,其特征在于,所述效果测量部具备:
频率分析部,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性;
总计计算部,利用所述频率特性,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号各自在全部频域的总计值;以及,
总计值差值效果计算部,将作为所述控制关闭信号的总计值以及所述控制接通信号的总计值之间的差值的第二差值作为所述降低效果的指标进行计算。
7.根据权利要求1所述的噪音控制装置,其特征在于,所述效果测量部具备:
频率分析部,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性;
频率差值效果计算部,针对所述频率特性的每个频率,将作为所述控制关闭信号和所述控制接通信号之间的差值的第一差值作为所述降低效果的指标进行计算;
总计计算部,利用所述频率特性,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号各自在全部频域的总计值;以及,
总计值差值效果计算部,将作为所述控制关闭信号的总计值以及所述控制接通信号的总计值之间的差值的第二差值作为所述降低效果的指标进行计算。
8.根据权利要求6所述的噪音控制装置,其特征在于,所述效果测量部还具备:
带宽限制部,利用所述频率特性,提取所述控制关闭信号以及所述控制接通信号分别包含的在规定的评估对象频域内的频率的信号,其中,
所述总计计算部,计算所述带宽限制部从所述控制关闭信号以及所述控制接通信号提取出的信号的各自在全部频域的总计值,
所述总计值差值效果计算部,将所述带宽限制部从所述控制关闭信号提取出的信号的总计值和所述带宽限制部从所述控制接通信号提取出的信号的总计值的差值,设为所述第二差值。
9.根据权利要求5所述的噪音控制装置,其特征在于,
所述系数更新器,使用规定的收敛常数更新所述控制系数,
所述效果测量部,进行判断所述降低效果是否已达到规定的目标值的判断处理,在所述判断处理中:
在所述频率差值效果计算部计算出的在规定的评估对象频域包含的频率之中的过半数的频率的所述第一差值已达到与所述目标值对应的规定的第一目标值的情况下,判断所述降低效果已达到所述目标值,视为所述控制系数已收敛于最佳值,停止所述系数更新器对所述控制系数的更新并将所述控制系数固定为所述最佳值,
在所述频率差值效果计算部计算出的所述评估对象频域包含的频率之中的过半数的频率的所述第一差值没有达到所述第一目标值的情况下,判断所述降低效果没有达到所述目标值,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述第一差值的计算时所述系数更新器使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新。
10.根据权利要求6所述的噪音控制装置,其特征在于,
所述系数更新器,使用规定的收敛常数更新所述控制系数,
所述效果测量部,进行判断所述降低效果是否已达到规定的目标值的判断处理,在所述判断处理中:
在所述第二差值已达到与所述目标值对应的规定的第二目标值的情况下,判断所述降低效果已达到所述目标值,视为所述控制系数已收敛于最佳值,停止所述系数更新器对所述控制系数的更新并将所述控制系数固定为所述最佳值,
在所述第二差值没有达到所述第二目标值的情况下,判断所述降低效果没有达到所述目标值,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述第二差值的计算时所述系数更新器使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新。
11.根据权利要求7所述的噪音控制装置,其特征在于,
所述系数更新器,使用规定的收敛常数更新所述控制系数,
所述效果测量部,进行判断所述降低效果是否已达到规定的目标值的判断处理,在所述判断处理中:
在所述频率差值效果计算部计算出的在规定的评估对象频域包含的频率之中的过半数的频率的所述第一差值达到与所述目标值对应的规定的第一目标值,并且,所述第二差值达到与所述目标值对应的规定的第二目标值的情况下,判断所述降低效果已达到所述目标值,视为所述控制系数收敛于最佳值,停止所述系数更新器对所述控制系数的更新,将所述控制系数固定为所述最佳值,
在所述频率差值效果计算部计算出的在所述评估对象频域包含的频率之中的过半数的频率的所述第一差值没有达到所述第一目标值的情况下,判断所述降低效果没有达到所述目标值,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述第一差值的计算时所述系数更新器使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新,
在所述第二差值没有达到所述第二目标值的情况下,判断所述降低效果没有达到所述目标值,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述第二差值的计算时所述系数更新器使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新。
12.根据权利要求9所述的噪音控制装置,其特征在于,
所述效果测量部,在所述判断处理中,在所述频率差值效果计算部计算出的在所述评估对象频域包含的规定的噪音增加频域内的频率之中规定数以上的频率的所述第一差值已超过与所述目标值对应的规定的允许值的情况下,视为所述控制系数已发生异常,中止所述系数更新器对所述控制系数的更新。
13.根据权利要求12所述的噪音控制装置,其特征在于,所述规定数为1。
14.根据权利要求3所述的噪音控制装置,其特征在于,
具备多个所述误差麦克风,
所述效果测量部,对于所述多个所述误差麦克风的每一个,将每个误差麦克风的设置场所作为所述控制点,将对于每个误差麦克风分别预先设定的各自的目标值作为所述目标值,进行所述判断处理。
15.根据权利要求14所述的噪音控制装置,其特征在于,
使所述各自的目标值与优先顺序相对应,
所述效果测量部,在将与最高的所述优先顺序相对应的所述各自的目标值用作所述目标值进行所述判断处理时,在判断所述降低效果已达到所述目标值的情况下,在对全部的所述控制点进行所述判断处理时,判断所述降低效果已达到所述目标值。
16.根据权利要求2所述的噪音控制装置,其特征在于,
所述可自适应状态判断部,当以规定期间平均化所述误差信号的瞬时值大小后的值在规定的阈值范围内的情况下,判断使所述系数更新器实施对所述控制系数的更新。
17.一种噪音控制方法,其特征在于,让噪音控制装置的计算机执行以下的步骤:
利用传感器检测在噪音源产生的噪音;
使用规定的控制系数对表示所述传感器检测出的噪音的噪音信号进行第一信号处理;
使扬声器再生所述第一信号处理之后的信号作为控制音;
利用设置在因从所述噪音源传播的噪音与用所述扬声器再生的控制音的干涉产生的控制点的误差麦克风,检测因所述干涉残留在所述控制点的残留噪音;
利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性对所述噪音信号进行第二信号处理;
利用表示所述误差麦克风检测出的残留噪音的误差信号和所述第二信号处理之后的信号,以使所述误差信号最小化的方式更新所述控制系数;
利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性对所述第一信号处理之后的信号进行第三信号处理;
从所述误差信号减去所述第三信号处理之后的信号;
将该减去之后的信号作为表示因所述干涉的控制前的噪音的控制关闭信号,将所述误差信号作为表示因所述干涉的控制后的噪音的控制接通信号,基于所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值,测量在所述控制点的噪音的降低效果。
18.一种存储介质,是计算机可读取的非易失性的存储介质,其特征在于,存储用于使计算机执行权利要求17所述的噪音控制方法的程序。
19.一种噪音控制装置,其特征在于包括:
噪音检测器,用于检测在噪音源产生的噪音;
控制滤波器,使用规定的控制系数对表示所述噪音检测器检测出的噪音的噪音信号进行信号处理;
扬声器,将所述控制滤波器的输出信号作为控制音再生;
误差麦克风,被设置在因从所述噪音源传播的噪音与用所述扬声器再生的控制音的干涉产生的控制点,用于检测因所述干涉残留在所述控制点的残留噪音;
校正滤波器,利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性,对所述控制滤波器的输出信号进行信号处理;
减法器,从所述误差信号减去所述校正滤波器的输出信号;以及,
效果测量部,将所述减法器的输出信号作为表示因所述干涉的控制前的噪音的控制关闭信号,将所述误差信号作为表示因所述干涉的控制后的噪音的控制接通信号,基于所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值,测量在所述控制点的噪音的降低效果。

说明书全文

噪音控制装置、噪音控制方法以及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及一种降低噪音的噪音控制装置、噪音控制方法以及存储噪音控制程序的存储介质。

背景技术

[0002] 以往,已知有一种技术,用扬声器再生与噪音相反相位的控制音来抵消噪音。而且,在日本专利公开公报特开2004-20714号公报还提出了以下的技术,通过基于发动机音控制使扬声器再生的控制音来降低从发动机传播到车内的噪音,以便使设置在汽车的车内的误差麦克(error microphone)收集的噪音最小化。
[0003] 在将这些现有技术应用于飞机等存在许多乘客的空间的情况下,需要进行在每个乘客存在的位置降低噪音的多点控制。例如,在日本专利公开公报特开平6-59688号公报中提出了一种技术,为了降低车内的汽车的行驶噪音(路面噪音),在轮胎附近的悬架部设置多个传感器,通过基于由所述多个传感器检测的检测音控制使多个扬声器再生的控制音,从而使由设置在车内的多个误差麦克风中的每个误差麦克风收集的音最小化。
[0004] 然而,例如,假设由于驾驶员为了满足其它的乘客的要求大幅地变更汽车音响的再生音等,从而产生并不是降低的对象的噪音(以后称为对象外的噪音)。在这种情况下,在上述现有技术中,误差麦克风不仅收集作为降低的对象的噪音还收集包含对象外的噪音的噪音。为此,控制控制音使包含对象外的噪音的噪音也被最小化,不能高精度地只降低作为对象的噪音。

发明内容

[0005] 本发明为了解决上述问题,其目的在于提供一种不受对象外的噪音的影响,可以在控制点高精度地获得对象的噪音的降低效果的噪音控制装置、噪音控制方法以及存储噪音控制程序的存储介质。
[0006] 本发明的一方面涉及的噪音控制装置包括:噪音检测器,用于检测在噪音源产生的噪音;控制滤波器,使用规定的控制系数对表示所述噪音检测器检测出的噪音的噪音信号进行信号处理;扬声器,将所述控制滤波器的输出信号作为控制音再生;误差麦克风,被设置在因从所述噪音源传播的噪音与用所述扬声器再生的控制音产生干涉的控制点,用于检测因所述干涉残留在所述控制点的残留噪音;传播特性校正滤波器,利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性,对所述噪音信号进行信号处理;系数更新器,利用表示所述误差麦克风检测出的残留噪音的误差信号和所述传播特性校正滤波器的输出信号,以使所述误差信号最小化的方式更新所述控制系数;校正滤波器,利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性,对所述控制滤波器的输出信号进行信号处理;减法器,从所述误差信号减去所述校正滤波器的输出信号;以及,效果测量部,将所述减法器的输出信号作为表示因所述干涉的控制前的噪音的控制关闭信号,将所述误差信号作为表示因所述干涉的控制后的噪音的控制接通信号,基于所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值,测量在所述控制点的噪音的降低效果。附图说明
[0007] 图1是第1实施方式涉及的噪音控制装置的构成图。
[0008] 图2是表示效果测量部的构成的一个例子的示意图。
[0009] 图3是表示在效果测量部测量的噪音的降低效果的一个例子的示意图。
[0010] 图4是表示在效果测量部测量的噪音的降低效果的其它例子的示意图。
[0011] 图5是表示在效果测量部测量的噪音的降低效果的其它例子的示意图。
[0012] 图6是表示效果测量部的其它的构成的一个例子的示意图。
[0013] 图7是第2实施方式涉及的噪音控制装置的构成图。
[0014] 图8是表示自适应动作(adaptive behavior)的流程的流程图
[0015] 图9A是可自适应状态判断部的构成图。
[0016] 图9B是表示可自适应状态判断部所使用的判断条件的一个例子的示意图。
[0017] 图10是表示噪音控制装置中从传感器到误差麦克风的距离和从扬声器到误差麦克风的距离的示意图。
[0018] 图11是表示在效果测量部测量的噪音的降低效果的其它例子的示意图。
[0019] 图12是表示基于在效果测量部进行了噪音的降低效果的判断的结果,控制系数的设计动作的流程的动作流程图。
[0020] 图13A是表示噪音控制装置整体的控制系数的设计动作的流程的动作流程图。
[0021] 图13B是表示噪音控制装置整体的控制系数的设计动作的流程的动作流程图。
[0022] 图14是现有技术例涉及的用于降低汽车的发动机音的噪音控制装置的构成图。
[0023] 图15A是表示现有技术例涉及的配置有用于降低路面噪音(road noise)的噪音控制装置的汽车内的构成的俯视图。
[0024] 图15B是表示现有技术例涉及的配置有用于降低路面噪音的噪音控制装置的汽车内的构成的侧视图。
[0025] 图16是现有技术例涉及的用于降低路面噪音的噪音控制装置的构成图。
[0026] 图17是表示现有技术例涉及的噪音控制装置的路面噪音的噪音控制的效果的示意图。
[0027] 图18是表示第1实施方式涉及的噪音控制装置的变形例的构成图。

具体实施方式

[0028] (本发明的基础知识)
[0029] 以往,从扬声器再生与噪音相反相位的控制音从而抵消噪音的技术已为公知。该技术已经在头戴式机和内置式耳塞(以后,称为耳机)中得以应用。该头戴式耳机或耳机作为抵消噪音头戴式耳机已为公知。头戴式耳机或耳机是直接戴在耳朵上的耳机。为此,在将上述现有技术应用于头戴式耳机或耳机的情况下,只需控制被传播到由头戴式耳机或耳机密闭的耳朵内部的极小的空间的噪音即可。
[0030] 另一方面,假设将上述现有技术应用到汽车或飞机等存在多位乘客以上的空间。在这种情况下,由于需要进行在每个乘客存在的位置降低噪音的多点控制,控制变得复杂,实用化存在困难。特别是在如飞机那样存在很多的乘客的大空间应用上述现有技术存在困难。
[0031] 然而,近年来,专用于汽车的发动机音的简易的噪音控制已经实用化。图14是现有技术例涉及的用于降低汽车100的发动机音的噪音控制装置1000a的构成图。例如,如图14所示,在噪音控制装置1000a中,当汽车100的发动机101正在启动时,塔可脉冲(taco pulse)发生器110输出与发动机转数同步的脉冲信号。该脉冲信号,通过低通滤波器(以后,称为LPF)111,被转换为与作为车内噪音而成为问题的规定频率相等频率的余弦波。从LPF111输出的余弦波被输入到第一移相器112和第二移相器113。
[0032] 第一移相器112被设定为相对于第二移相器113其相位特性超前π/2(rad)。因此,第一移相器112的输出信号变成与噪音的频率相等频率的余弦波信号(以后,称为参照余弦波信号)。另一方面,第二移相器113的输出信号变成与噪音的频率相等频率的正弦波信号(以后,称为参照正弦波信号)。参照余弦波信号和参照正弦波信号在被转换为数字信号之后,被输入到微型计算机200。
[0033] 被输入到微型计算机200的参照余弦波信号,在自适应陷波滤波器(adaptive notch filter)210的系数乘法器211中被乘以滤波系数W0。被输入到微型计算机200的参照正弦波信号,在自适应陷波滤波器210的系数乘法器212中被乘以滤波系数W1。而且,在加法器213,将系数乘法器211的输出信号与系数乘法器212的输出信号相加之后,通过扬声器160作为控制音而再生。
[0034] 从扬声器160再生的控制音,在作为误差麦克风150的设置场所的控制点,与从发动机传播的噪音干涉。由此,在所述控制点的噪音被降低。此时,没有被完全降低的残留在所述控制点的噪音(以后,称为残留噪音),通过误差麦克风(Error Microphone)150作为误差信号而被检测。通过误差麦克风150检测的误差信号被输入到两个LMS运算器207、208。
[0035] 在传播元件201,将模拟了从扬声器160到误差麦克风150的音的传播特性C0的系数与第一移相器112输出的参照余弦波信号进行卷积。在传播元件202,将模拟了从扬声器160到误差麦克风150的音的传播特性C1的系数与第二移相器113输出的参照正弦波信号进行卷积。在传播元件203,将模拟了从扬声器160到误差麦克风150的音的传播特性C0的系数与第二移相器113输出的参照正弦波信号进行卷积。在传播元件204,将模拟了与从扬声器
160到误差麦克风150的音的传播特性C1相反的传播特性-C1的系数与第一移相器112输出的参考余弦信号进行卷积。
[0036] 而且,在加法器205将传播元件201的输出信号和传播元件202的输出信号相加之后,输入到LMS运算器207。而且,在加法器206将传播元件203的输出信号和传播元件204的输出信号相加之后,输入到LMS运算器208。
[0037] LMS运算器207,通过LMS(Least Mean Square)算法(最小二乘法)等公知的系数更新算法,计算系数乘法器211所使用的滤波系数W0,以便使从误差麦克风150输入的误差信号变成最小。与此相同,LMS运算器208,计算系数乘法器212所使用的滤波系数W1,以便使从误差麦克风150输入的误差信号变成最小。
[0038] 这样,自适应陷波滤波器210的系数乘法器211、212所使用的滤波系数W0、W1,以使从误差麦克风150输入的误差信号变成最小的方式,被递归地更新并收敛于最佳值。即,滤波系数W0、W1,在误差麦克风150的设置场所,以使从发动机传播的噪音变成最小的方式,被递归地更新并收敛于最佳值。
[0039] 为此,图14所示的现有的噪音控制装置1000a,不需使用昂贵的DSP,而是利用廉价的微型计算机200,可以在误差麦克风150被设置的控制点降低从发动机传播的噪音。
[0040] 然而,在噪音控制装置1000a,作为在自适应陷波滤波器210被参照的信号,因为使用基于发动机产生的噪音的余弦波信号以及正弦波信号,所以,不能降低发动机以外的噪音源传播的噪音。
[0041] 在此,在降低包含发动机音的汽车的行驶噪音(以后,称为路面噪音)的情况下,使用多个传感器。
[0042] 图15A是表示配置有现有技术例涉及的用于降低路面噪音的噪音控制装置1000b的汽车100内的构成的俯视图。图15B是表示配置有现有技术例涉及的用于降低路面噪音的噪音控制装置1000b的汽车100内的构成的侧视图。图16是现有技术例涉及的用于降低路面噪音的噪音控制装置1000b的构成图。
[0043] 如图15A以及图15B所示,在汽车100的轮胎附近的悬架部设置有用于检测在悬架部(噪音源)产生的路面噪音(噪音)的四个传感器(噪音检测器)1a、1b、1c、1d。具体而言,各个传感器1a、1b、1c、1d检测汽车100行驶时的悬架部的振动来作为路面噪音。
[0044] 如图16所示,用传感器1a、1b、1c、1d检测到的振动信号被分别输入到控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb。另外,为了便于说明,在图16仅图示了汽车100的前半部分所具备的两个传感器1a、1b、两个扬声器3a、3b、两个误差麦克风2a、2b。
[0045] 然而,实际上噪音控制装置1000b在汽车100的后半部分还具备两个传感器1c、1d、两个扬声器3e、3d、两个误差麦克风2b、2c。噪音控制装置1000b,在汽车100的前半部分以及汽车100的后半部分,同样地进行降低路面噪音的控制。为此,以下,仅对图16所示的噪音控制装置1000b在汽车100的前半部分进行降低路面噪音的控制进行详细说明。
[0046] 如图16所示,噪音控制装置1000b,在汽车100的前半部分进行降低路面噪音的控制时,使用四个控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb,两个传感器1a、1b,两个加法器30a、30b,两个扬声器3a、3b,两个(一个以上)误差麦克风2a、2b,八个LMS运算器(系数更新器)61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbb,八个传播特性校正滤波器62aaa、62aab、
62aba、62abb、62baa、62bab、62bba、62bbb。
[0047] 另外,噪音控制装置1000b具备具有CPU、RAM以及ROM等的存储器等的未图示的微型计算机(计算机)。控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb,加法器30a、30b,LMS运算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbb以及传播特性校正滤波器62aaa、62aab、
62aba、62abb、62baa、62bab、62bba、62bbb,由通过让CPU执行预先存储在上述ROM中的程序而构成。
[0048] 两个控制滤波器20aa、20ab使用规定的控制系数对表示传感器1a检测出的振动的振动信号(噪音信号)进行卷积处理(信号处理、第一信号处理)。两个控制滤波器20ba、20bb使用规定的控制系数对表示传感器1b检测出的振动的振动信号进行卷积处理。
[0049] 加法器30a将控制滤波器20aa的输出信号与控制滤波器20ba的输出信号相加,并将该相加后的信号输出到扬声器3a。加法器30b将控制滤波器20ab的输出信号与控制滤波器20bb的输出信号相加,并将该相加后的信号输出到扬声器3b。
[0050] 扬声器3a将控制滤波器20aa的输出信号和控制滤波器20ba的输出信号在加法器30a相加后的信号作为控制音再生。扬声器3b将控制滤波器20ab的输出信号和控制滤波器
20bb的输出信号在加法器30b相加后的信号作为控制音再生。
[0051] 两个误差麦克风2a、2b被设置在从悬架部传播到车内的路面噪音和扬声器3a、3b再生的控制音产生干涉的区域内。两个误差麦克风2a、2b用于检测因上述干涉残留在作为各自的设置场所的控制点的残留噪音。
[0052] 误差麦克风2a将表示检测出的残留噪音的误差信号输出到四个LMS运算器61aaa、61aba、61baa、61bba。误差麦克风2b将表示检测出的残留噪音的误差信号输出到四个LMS运算器61aab、61abb、61bab、61bbb。另一方面,传感器1a,将表示检测出的振动的振动信号输出到四个传播特性校正滤波器62aaa、62aab、62aba、62abb。
[0053] 在此,传播特性校正滤波器62aaa,使用近似于从扬声器3a到误差麦克风2a的音的传播特性C11的系数,对传感器1a输出的振动信号进行卷积处理(信号处理、第二信号处理),将该卷积处理后的信号输出到LMS运算器61aaa。传播特性校正滤波器62aab,使用近似于从扬声器3a到误差麦克风2b的音的传播特性C12的系数,对传感器1a输出的振动信号进行卷积处理,将该卷积处理后的信号输出到LMS运算器61aab。同样地,传播特性校正滤波器62aba、62abb分别使用近似于从扬声器3a到误差麦克风2a、2b的音的传播特性C21、C22的系数,对传感器1a输出的振动信号进行卷积处理,将该卷积处理后的信号输出到LMS运算器
61aba、61abb。
[0054] LMS运算器61aaa,通过利用从传播特性校正滤波器62aaa输入的信号和从误差麦克风2a输入的误差信号执行LMS算法,以使从误差麦克风2a输入的误差信号最小化的方式,更新控制滤波器20aa的控制系数。LMS运算器61aab,通过利用从传播特性校正滤波器62aab输入的信号和从误差麦克风2b输入的误差信号执行LMS算法,以使从误差麦克风2b输入的误差信号最小化的方式,更新控制滤波器20aa的控制系数。
[0055] 同样地,LMS运算器61aba、61abb,利用从传播特性校正滤波器62aba、62abb输入的信号和从误差麦克风2a、2b输入的误差信号执行LMS算法。由此,LMS运算器61aba、61abb以使从误差麦克风2a、2b输入的误差信号最小化的方式,更新控制滤波器20ab的控制系数。
[0056] 同样,传感器1b将表示检测出的振动的振动信号输出到四个传播特性校正滤波器62baa、62bab、62bba、62bbb。传播特性校正滤波器62baa、62bab,使用近似于从扬声器3a到误差麦克风2a、2b的音的传播特性C11、C12的系数,对传感器1b输出的振动信号进行卷积处理,将该卷积处理后的信号输出到LMS运算器61baa、61bab。传播特性校正滤波器62bba、
62bbb,使用近似于从扬声器3b到误差麦克风2a、2b的音的传播特性C21、C22的系数,对传感器1b输出的振动信号进行卷积处理,将该卷积处理后的信号输出到LMS运算器61bba、
61bbb。
[0057] LMS运算器61baa、61bab,利用从传播特性校正滤波器62baa、62bab输入的信号和从误差麦克风2a、2b输入的误差信号执行LMS算法。由此,LMS运算器61baa、61bab,以使从误差麦克风2a、2b输入的误差信号最小化的方式,更新控制滤波器20ba的控制系数。同样地,LMS运算器61bba、61bbb,利用从传播特性校正滤波器62bba、62bbb输入的信号和从误差麦克风2a、2b输入的误差信号执行LMS算法。由此,LMS运算器61bba、61bbb,以使从误差麦克风2a、2b输入的误差信号最小化的方式,更新控制滤波器20bb的控制系数。
[0058] 通过上述,最终,表示传感器1a、1b、1c、1d检测出的振动的振动信号引起的路面噪音,在作为误差麦克风2a、2b、2c,2d的设置场所的控制点,通过与扬声器3a、3b、3c、3d再生的控制音进行干涉而被降低。
[0059] 然而,通常,驾驶员在驾驶汽车时,会根据汽车的行驶状态使油门的开度变化,根据状况调整汽车的行驶速度和发动机的转数。因此,在汽车行驶过程中,发动机音的频率和大小频繁地变动。为此,在降低发动机音的控制中,需要使扬声器再生的控制音始终与行驶状态相适应。即,即使发动机音的频率(发动机转数)暂时收敛,也需要继续更新上述控制系数的动作(以后,称为自适应动作)。如此,降低发动机音的控制,因为只需持续进行发动机音的自适应动作的控制即可,所以,可以简单且廉价地实现。
[0060] 另一方面,路面噪音是从多个噪音源产生的随机性较强的噪音,具有较宽的频域。为此,在降低路面噪音的控制中,只需将所述控制系数的抽头(tap)长度设定为较长,设置多个用于检测从上述多个噪音源产生的噪音的传感器即可。而且,在车内的多个场所,为了适当地分别降低路面噪音,可以设置多个扬声器和多个误差麦克风,使上述自适应动作继续即可。在这种情况下,通过以使在每个误差麦克风收集的残留噪音最小化的方式持续地更新各控制系数,可以在作为每个误差麦克风设置场所的控制点降低路面噪音。
[0061] 另外,如上所述,路面噪音一般具有随机性较强的较宽的频域。为此,例如,图16所示的控制滤波器20aa、20ab的控制系数,根据在传感器1a附近的悬架部产生的路面噪音传播到误差麦克风2a、2b时的音的传播特性而收敛。即,在降低路面噪音的情况下,一旦使控制系数与所述传播特性相对应而收敛,即使没有继续自适应动作,也可以持续一定的噪音的降低效果。
[0062] 具体而言,假设控制系数在某个行驶状态(例如,60km/h行驶时)收敛于使100至500Hz频带的路面噪音降低10dB的控制系数。在这种情况下,如果使用该控制系数,即使是在其它的行驶状态(例如,100km/h行驶时),也可以将100至500Hz频域的路面噪音降低
10dB。
[0063] 如此,在降低路面噪音的控制中,与降低发动机音的控制不同,无论汽车的行驶速度(或者,发动机转数)的变化如何,即使固定控制系数,也可以获得一定的噪音的降低效果。为此,在将噪音控制装置1000b应用于汽车来降低路面噪音的情况下,可以考虑设定控制系数的初始值,将控制系数固定在该初始值。以下,对决定控制系数的初始值的方法的具体例子进行说明。
[0064] 汽车制造商不可能预先掌握用户在什么样的场所使汽车行驶,除驾驶员以外还有什么人乘车,或者,用汽车音响一边再生音乐等一边使汽车行驶等汽车的行驶状态。例如,即使基于导航系统存储的信息可以判断汽车的行驶位置,也不能正确地掌握或者预测汽车行驶的路面的状态。例如,难以正确地掌握或者预测汽车行驶的路面是凹凸较多的路面,或者,是有葫芦盖的路面等,路面状态不是恒定的柏油路面。
[0065] 而且,也难以正确地掌握或者预测汽车行驶的路面是道路施工结束前后的路面,是从凸凹道突然变化成新的柏油路的平坦路面的路面。而且,难以正确地掌握或者预测汽车行驶的路面是被雨或降淋湿的路面,或者,是不干燥的路面。而且,在主干道的路面状态和超车道的路面状态为不相同的情况下,难以正确地掌握或者预测汽车是在主干道和超车道的哪一个道路上行驶,或者,汽车是否正在变更车道。
[0066] 在此,汽车制造商假设汽车通常在路面状态被进行一定的管理的测试路线行驶。并且,汽车制造商将汽车的行驶状态设定为某一恒定状态,例如,以时速60km/h、汽车音响什么都不再生的状态行驶等,求出控制系数。然后,汽车制造商将控制系数固定为该求出的控制系数,对汽车行驶在规定的效果测量区间(例如,测试路线的直线区间)时的路面噪音针对每个一定期间(例如,10秒)进行平均化来测量。
[0067] 图17是表示现有技术例涉及的噪音控制器1000b的噪音控制的效果的示意图。而且,汽车制造商,例如,推推导出如图17的实线部所示的表示测量的路面噪音的频率与测量的路面噪音的大小(声压)之间的关系的控制关闭特性(Control off characteristics)。具体而言,不让噪音控制装置1000b进行上述自适应动作,对汽车在上述效果测量区间行驶时的路面噪音针对每个一定期间(例如,10秒)进行平均化来测量。其次,汽车制造商使噪音控制装置1000b进行上述自适应动作,对汽车在上述效果测量区间行驶时的路面噪音针对每个一定期间(例如,10秒)进行平均化来测量。而且,汽车制造商,例如,推导出如图17的虚线部所示,表示测量的路面噪音的频率与测量的路面噪音的大小的关系的控制开通特性(Control on characteristics)。
[0068] 其次,汽车制造商计算推导出的控制关闭特性及控制开通特性中的各频率的大小的差值,并确认该差值所示的路面噪音的降低效果是否已达到规定的目标值。由此,汽车制造商确认控制系数是否收敛。汽车制造商,在所述差值所示的路面噪音的降低效果没有达到规定的目标值的情况下,判断控制系数未收敛。在这种情况下,汽车制造商,再次使噪音控制装置1000b进行上述自适应动作,使汽车在上述效果测量区间行驶,与上述相同,再次推导出控制开通特性。而且,汽车制造商反复进行该动作直至上述降低效果已达到规定的目标值。
[0069] 然后,汽车制造商,在上述降低效果已达到规定的目标值的情况下,判断控制系数已收敛,判断以后可以使控制系数固定。而且,汽车制造商将该收敛时的控制系数作为控制系数的初始值预先存储到上述ROM中。
[0070] 然而,这种方法,因为汽车制造商必须逐台地设计控制系数,所以,在大量地销售汽车时需要花费大量的精。假设,将使用一台汽车决定的控制系数的初始值作为代表值,将该代表值作为其它的汽车的控制系数的初始值来设定。然而,在这种情况下,因为所有的汽车的路面噪音的传播特性并不一定完全一致,不能保证可以获得所期望的降低效果。
[0071] 特别是扬声器一般在产品管理上允许其输出特性有10至20%左右的偏差。而且,可以想到组装在汽车上的状态下的扬声器的输出特性会进一步产生偏差。除此之外,也可以想到麦克风或麦克风放大器功率放大器电路的特性也会产生偏差。为此,即使将使用某一台汽车决定的控制系数的初始值作为代表值设定为其它的汽车的控制系数的初始值,也不能保证在所有的汽车路面噪音的降低效果都能达到所期望的目标值。在某些情况下,噪音控制器1000b还有可能振动。
[0072] 在此,可以考虑让购买汽车的用户设定控制系数的初始值。然而,用户难以在上述的汽车制造商的测试路线的稳定的行驶条件下推导出控制关闭特性和控制开通特性的差值。为此,用户难以决定适当的控制系数的初始值。
[0073] 综上所述,本发明的发明人得出了在使控制系数保持固定的状态下持续降低路面噪音存在困难的结论。因此,本发明的发明人进行了如下的探讨,即,在进行使控制系数固定的固定动作的情况下如果没能得到所期望的降低效果的状况时,进行上述自适应动作,之后,如果变成可以得到所期望的降低效果的状况,就将控制系数固定为此时的控制系数,再次进行固定动作。
[0074] 然而,例如,假设驾驶员为了满足其它的乘客的要求大幅地变更汽车音响的再生音等,产生了不是降低的对象的噪音(以后,称为对象外的噪音)。在这种情况下,上述现有技术利用误差麦克风不仅收集降低对象的噪音还收集包含对象外的噪音的噪音。
[0075] 为此,不能以使包含对象外的噪音的噪音最小化的方式对控制音进行控制,不能高精度地只使对象的噪音降低。即,在上述现有技术中,不能正确地掌握降低对象的噪音的降低效果。因此,本发明的发明人对正确地掌握降低对象的噪音的降低效果进行了深入的探讨,其结果想到了本发明。
[0076] 本发明涉及的实施方式提供一种噪音控制装置,其包括:噪音检测器,用于检测在噪音源产生的噪音;控制滤波器,使用规定的控制系数对表示所述噪音检测器检测出的噪音的噪音信号进行信号处理;扬声器,将所述控制滤波器的输出信号作为控制音再生;误差麦克风,被设置在因从所述噪音源传播的噪音与用所述扬声器再生的控制音产生干涉的控制点,用于检测因所述干涉残留在所述控制点的残留噪音;传播特性校正滤波器,利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性,对所述噪音信号进行信号处理;系数更新器,利用表示所述误差麦克风检测出的残留噪音的误差信号和所述传播特性校正滤波器的输出信号,以使所述误差信号最小化的方式更新所述控制系数;校正滤波器,利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性,对所述控制滤波器的输出信号进行信号处理;减法器,从所述误差信号减去所述校正滤波器的输出信号;以及,效果测量部,将所述减法器的输出信号作为表示因所述干涉的控制前的噪音的控制关闭信号,将所述误差信号作为表示因所述干涉的控制后的噪音的控制接通信号,基于所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值,测量在所述控制点的噪音的降低效果。
[0077] 而且,本发明涉及的实施方式还提供一种噪音控制方法,让噪音控制装置的计算机执行以下的步骤:利用传感器检测在噪音源产生的噪音;使用规定的控制系数对表示所述传感器检测出的噪音的噪音信号进行第一信号处理;使扬声器再生所述第一信号处理之后的信号作为控制音;利用设置在因从所述噪音源传播的噪音与用所述扬声器再生的控制音的干涉产生的控制点的误差麦克风,检测因所述干涉残留在所述控制点的残留噪音;利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性对所述噪音信号进行第二信号处理;利用表示所述误差麦克风检测出的残留噪音的误差信号和所述第二信号处理之后的信号,以使所述误差信号最小化的方式更新所述控制系数;利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性对所述第一信号处理之后的信号进行第三信号处理;从所述误差信号减去所述第三信号处理之后的信号;将该减去之后的信号作为表示因所述干涉的控制前的噪音的控制关闭信号,将所述误差信号作为表示因所述干涉的控制后的噪音的控制接通信号,基于所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值,测量在所述控制点的噪音的降低效果。
[0078] 而且,本发明涉及的实施方式还提供一种存储介质,是计算机可读取的非易失性的存储介质,其存储用于使计算机执行所述的噪音控制方法的程序。
[0079] 而且,本发明涉及的实施方式还提供一种噪音控制装置,其包括:噪音检测器,用于检测在噪音源产生的噪音;控制滤波器,使用规定的控制系数对表示所述噪音检测器检测出的噪音的噪音信号进行信号处理;扬声器,将所述控制滤波器的输出信号作为控制音再生;误差麦克风,被设置在因从所述噪音源传播的噪音与用所述扬声器再生的控制音的干涉产生的控制点,用于检测因所述干涉残留在所述控制点的残留噪音;校正滤波器,利用从所述扬声器到所述误差麦克风的音的传播特性,对所述控制滤波器的输出信号进行信号处理;减法器,从所述误差信号减去所述校正滤波器的输出信号;以及,效果测量部,将所述减法器的输出信号作为表示因所述干涉的控制前的噪音的控制关闭信号,将所述误差信号作为表示因所述干涉的控制后的噪音的控制接通信号,基于所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值,测量在所述控制点的噪音的降低效果。
[0080] 根据上述实施方式,将从误差麦克风检测出的表示残留噪音的误差信号减去校正滤波器的输出信号的信号作为控制关闭信号,将所述误差信号作为控制接通信号,基于控制关闭信号和控制接通信号的差值,测量在控制点的噪音的降低效果。即,基于从误差信号减去校正滤波器的输出信号的信号与误差信号的差值,测量在控制点的噪音的降低效果。
[0081] 为此,与作为对象的噪音源产生的噪音无关的音传播到控制点,即使在表示误差麦克风检测出的残留噪音的误差信号中包含与噪音源产生的噪音无关的音,仅基于与该无关的音无关的校正滤波器的输出信号,即可以高精度地测量在控制点的从噪音源传播的噪音的降低效果。
[0082] 在所述实施方式,还可以具备可自适应状态判断部,判断是否让所述系数更新器实施所述控制系数的更新。
[0083] 根据本实施方式,可以判断是否让系数更新器实施控制系数的更新。为此,可以,在因为系数更新器实施控制系数的更新使得在控制点的噪音恶化的情况下,不让系数更新器实施控制系数的更新,只在系数更新器实施控制系数的更新使得在控制点的噪音降低的情况下,让系数更新器实施控制系数的更新。
[0084] 在所述实施方式,还可以是,所述系数更新器使用规定的收敛常数更新所述控制系数,所述效果测量部:将所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值作为所述降低效果进行测量,进行判断所述降低效果是否已达到规定的目标值的判断处理,在所述判断处理中,在判断所述降低效果已达到所述目标值的情况下,视为所述控制系数收敛于最佳值,停止所述系数更新器对所述控制系数的更新并将所述控制系数固定为所述最佳值,在判断所述降低效果没有达到所述目标值的情况下,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述降低效果的测量时刻所述系数更新器所使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新。
[0085] 根据本实施方式,在所述控制关闭信号和所述控制接通信号的差值已达到规定的目标值,认为控制系数已收敛于最佳值的情况下,将控制系数固定为该最佳值,可以避免无用地更新控制系数。另一方面,在所述差值没有达到规定的目标值,认为控制系数未收敛于最佳值的情况下,可以使用比在所述降低效果的测量时刻大的新的收敛常数更新控制系数。如此,根据本实施方式,可以高效地使控制系数收敛于最佳值。
[0086] 在所述实施方式,还可以是,所述效果测量部,利用表示模拟了人类的听觉特性的A特性系数对所述控制关闭信号以及所述控制接通信号分别进行信号处理,将该信号处理之后的所述控制关闭信号和该信号处理之后的所述控制接通信号的差值作为所述降低效果进行测量。
[0087] 根据本实施方式,可以考虑到人类的听觉特性来测量所述降低效果。为此,即使位于控制点的人听到与作为对象的噪音源产生的噪音无关的音,也不会受到该无关的音的影响,可以高精度地测量在该控制点的从所述噪音源传播的噪音的降低效果。
[0088] 在所述实施方式,还可以是,所述效果测量部具备:频率分析部,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性;和,频率差值效果计算部,针对所述频率特性的每个频率,将作为所述控制关闭信号与所述控制接通信号的差值的第一差值作为所述降低效果的指标进行计算。
[0089] 根据本实施方式,可以将所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性中的作为每个频率的控制关闭信号与控制接通信号的差值的第一差值作为所述降低效果的指标进行计算。为此,可以根据达到与所述目标值对应的规定的值的第一差值的数量等,判断所述降低效果是否已达到规定的目标值。
[0090] 在所述实施方式,还可以是,所述效果测量部具备:频率分析部,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性;总计计算部,利用所述频率特性,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号各自在全部频域的总计值;以及,总计值差值效果计算部,将作为所述控制关闭信号的总计值以及所述控制接通信号的总计值之间的差值的第二差值作为所述降低效果的指标进行计算。
[0091] 根据本实施方式,可以将利用所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性计算的作为所述控制关闭信号的总计值以及所述控制接通信号的总计值之间的差值的第二差值作为所述降低效果的指标进行计算。为此,可以通过判断第二差值是否达到与所述目标值对应的规定的值等,来判断所述降低效果是否已达到规定的目标值。
[0092] 在所述实施方式,还可以是,所述效果测量部具备:频率分析部,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性;频率差值效果计算部,针对所述频率特性的每个频率,将作为所述控制关闭信号和所述控制接通信号之间的差值的第一差值作为所述降低效果的指标进行计算;总计计算部,利用所述频率特性,计算所述控制关闭信号以及所述控制接通信号各自在全部频域的总计值;以及,总计值差值效果计算部,将作为所述控制关闭信号的总计值以及所述控制接通信号的总计值之间的差值的第二差值作为所述降低效果的指标进行计算。
[0093] 根据本实施方式,可以将所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性中的作为每个频率的控制关闭信号与控制接通信号的差值的第一差值作为所述降低效果的指标进行计算。为此,可以根据达到与所述目标值对应的规定的值的第一差值的数量等,判断所述降低效果是否已达到规定的目标值。
[0094] 而且,还可以将利用所述控制关闭信号以及所述控制接通信号的频率特性计算的作为所述控制关闭信号的总计值以及所述控制接通信号的总计值之间的差值的第二差值作为所述降低效果的指标进行计算。为此,可以通过判断第二差值是否达到与所述目标值对应的规定的值等,来判断所述降低效果是否已达到规定的目标值。
[0095] 在所述实施方式,还可以是,所述效果测量部还具备:带宽限制部,利用所述频率特性,提取所述控制关闭信号以及所述控制接通信号分别包含的在规定的评估对象频域内的频率的信号,其中,所述总计计算部,计算所述带宽限制部从所述控制关闭信号以及所述控制接通信号提取出的信号的各自的全部频域的总计值,所述总计值差值效果计算部,将所述带宽限制部从所述控制关闭信号提取出的信号的总计值和所述带宽限制部从所述控制接通信号提取出的信号的总计值的差值,设为所述第二差值。
[0096] 根据本实施方式,控制关闭信号中包含的评估对象频域内的信号的总计值与控制接通信号中包含的评估对象频域内的信号的总计值的差值作为第二差值被计算。为此,即使发生对象外的噪音等,控制关闭信号以及控制接通信号中包含评估对象频域外的信号,通过判断该第二差值是否达到与所述目标值对应的规定的值等,可以除去评估对象频域外的信号的影响,高精度地判断所述降低效果是否已达到规定的目标值。
[0097] 在所述实施方式,还可以是,所述系数更新器,使用规定的收敛常数更新所述控制系数,所述效果测量部,进行判断所述降低效果是否已达到规定的目标值的判断处理,在所述判断处理中:在所述频率差值效果计算部计算出的在规定的评估对象频域包含的频率之中的过半数的频率的所述第一差值已达到与所述目标值对应的规定的第一目标值的情况下,判断所述降低效果已达到所述目标值,视为所述控制系数已收敛于最佳值,停止所述系数更新器对所述控制系数的更新并将所述控制系数固定为所述最佳值,在所述频率差值效果计算部计算出的所述评估对象频域包含的频率之中的过半数的频率的所述第一差值没有达到所述第一目标值的情况下,判断所述降低效果没有达到所述目标值,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述第一差值的计算时所述系数更新器使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新。
[0098] 根据本实施方式,可以基于在规定的评估对象频域包含的频率之中的已达到与所述目标值对应的规定的第一目标值的第一差值所对应的频率的比例,高精度地判断所述降低效果是否已达到所述的目标值。
[0099] 而且,在所述降低效果已达到规定的目标值,认为控制系数已收敛于最佳值的情况下,将控制系数固定为该最佳值,可以避免无用地更新控制系数。另一方面,在所述降低效果没有达到规定的目标值,认为控制系数未收敛于最佳值的情况下,可以使用比在第一差值的计算时刻的新的收敛常数更新控制系数。如此,根据本实施方式,可以高效地使控制系数收敛于最佳值。
[0100] 在所述实施方式,还可以是,所述系数更新器,使用规定的收敛常数更新所述控制系数,所述效果测量部,进行判断所述降低效果是否已达到规定的目标值的判断处理,在所述判断处理中:在所述第二差值已达到与所述目标值对应的规定的第二目标值的情况下,判断所述降低效果已达到所述目标值,视为所述控制系数已收敛于最佳值,停止所述系数更新器对所述控制系数的更新并将所述控制系数固定为所述最佳值,在所述第二差值没有达到所述第二目标值的情况下,判断所述降低效果没有达到所述目标值,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述第二差值的计算时所述系数更新器使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新。
[0101] 根据本实施方式,可以根据第二差值是否达到与所述目标值对应的规定的第二目标值,高精度地判断所述降低效果是否已达到所述的目标值。
[0102] 而且,在所述降低效果已达到规定的目标值,认为控制系数已收敛于最佳值的情况下,将控制系数固定为该最佳值,可以避免无用地更新控制系数。另一方面,在所述降低效果没有达到规定的目标值,认为控制系数未收敛于最佳值的情况下,可以使用比在第二差值的计算时大的新的收敛常数更新控制系数。如此,根据本实施方式,可以高效地使控制系数收敛于最佳值。
[0103] 在所述实施方式,还可以是,所述系数更新器,使用规定的收敛常数更新所述控制系数,所述效果测量部,进行判断所述降低效果是否已达到规定的目标值的判断处理,在所述判断处理中:在所述频率差值效果计算部计算出的在规定的评估对象频域包含的频率之中的过半数的频率的所述第一差值达到与所述目标值对应的规定的第一目标值,并且,所述第二差值达到与所述目标值对应的规定的第二目标值的情况下,判断所述降低效果已达到所述目标值,视为所述控制系数收敛于最佳值,停止所述系数更新器对所述控制系数的更新,将所述控制系数固定为所述最佳值,在所述频率差值效果计算部计算出的在所述评估对象频域包含的频率之中的过半数的频率的所述第一差值没有达到所述第一目标值的情况下,判断所述降低效果没有达到所述目标值,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述第一差值的计算时所述系数更新器使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新,在所述第二差值没有达到所述第二目标值的情况下,判断所述降低效果没有达到所述目标值,视为所述控制系数未收敛于最佳值,将在所述第二差值的计算时所述系数更新器使用的所述收敛常数加上规定值后的值作为新的收敛常数,使所述系数更新器重新开始使用所述新的收敛常数对所述控制系数的更新。
[0104] 根据本实施方式,可以基于在规定的评估对象频域包含的频率之中的已达到与所述目标值对应的规定的第一目标值的第一差值所对应的频率的比例,高精度地判断所述降低效果是否已达到所述的目标值。而且,可以根据第二差值是否达到与所述目标值对应的规定的第二目标值,高精度地判断所述降低效果是否已达到所述的目标值。
[0105] 而且,在所述降低效果已达到规定的目标值,认为控制系数已收敛于最佳值的情况下,将控制系数固定为该最佳值,可以避免无用地更新控制系数。另一方面,在所述降低效果没有达到规定的目标值,认为控制系数未收敛于最佳值的情况下,可以使用比在第一差值或第二差值的计算时大的新的收敛常数更新控制系数。如此,根据本实施方式,可以高效地使控制系数收敛于最佳值。
[0106] 在所述实施方式,还可以是,所述效果测量部,在所述判断处理中,在所述频率差值效果计算部计算出的在所述评估对象频域包含的规定的噪音增加频域内的频率之中规定数以上的频率的所述第一差值已超过与所述目标值对应的规定的允许值的情况下,视为所述控制系数已发生异常,中止所述系数更新器对所述控制系数的更新。
[0107] 根据本实施方式,可以基于在规定的评估对象频域包含的规定的噪音增加频域内的频率之中的已超过与所述目标值对应的规定的允许值的第一差值所对应的频率的比例,高精度地判断所述控制系数发生了异常。而且,在判断所述控制系数发生了异常时,可以适当地中止系数更新器对控制系数的更新。
[0108] 在所述实施方式,还可以是所述规定数为1。
[0109] 根据本实施方式,在规定的评估对象频域包含的规定的噪音增加频域内的频率之中的已超过与所述目标值对应的规定的允许值的第一差值所对应的频率只要是存在一个,视为所述控制系数发生了异常,可以中止系数更新器对控制系数的更新。
[0110] 在所述实施方式,还可以是,具备多个所述误差麦克风,所述效果测量部,对于所述多个所述误差麦克风的每一个,将每个误差麦克风的设置场所作为所述控制点,将对于每个误差麦克风分别预先设定的各自的目标值作为所述目标值,进行所述判断处理。
[0111] 根据本实施方式,可以分别判断每个误差麦克风的设置场所的噪音的降低效果是否已达到对于每个误差麦克风分别预先设定的各自的目标值。
[0112] 在所述实施方式,还可以是,使所述各自的目标值与优先顺序相对应,所述效果测量部,在将与最高的所述优先顺序相对应的所述各自的目标值用作所述目标值进行所述判断处理时,在判断所述降低效果已达到所述目标值的情况下,在对全部的所述控制点进行所述判断处理时,判断所述降低效果已达到所述目标值。
[0113] 根据本实施方式,不用判断一个以上的控制点的每个控制点的噪音的降低效果是否已达到所述各自的目标值,通过判断噪音的降低效果已达到最高的优先顺序对应的各自的目标值,可以简单地判断在全部的控制点的噪音的降低效果已达到各自的目标值。
[0114] 在所述实施方式,还可以是,所述可自适应状态判断部,当以规定期间平均化所述误差信号的瞬时值大小后的值在规定的阈值范围内的情况下,判断使所述系数更新器实施对所述控制系数的更新。
[0115] 根据本实施方式,即使在误差信号的瞬时值大小在一瞬间超过了所述阈值范围的情况下,只要以规定期间平均化误差信号的瞬时值大小后的值在规定的阈值范围内,就可以使系数更新器实施对控制系数的更新。
[0116] 在以下说明的实施方式都是本发明的优选的具体例的一个例子。在以下的实施方式所示的构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、动作的顺序等只是一个例子而已,并不用于限定本发明。本发明仅被权利要求书的范围而限定。
[0117] 因此,对于以下实施方式中的构成要素之中没有记载在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中的构成要素,虽然在解决本发明的课题时不是必须的构成要素,但作为优选的实施方式而进行说明。
[0118] (第1实施方式)
[0119] 以下对第1实施方式涉及的噪音控制装置的构成进行说明。图1是第1实施方式涉及的噪音控制装置1000的构成图。
[0120] 噪音控制装置1000与图16所示的现有的噪音控制装置1000b相同,在误差麦克风2a、2b、2c,2d的设置场所的控制点降低因振动信号引起的路面噪音,其中,振动信号表示由设置在汽车100的悬架部的传感器1a、1b、1c、1d(图15A及15B)检测出的振动。
[0121] 为了便于说明,在图1中,与图16所示的现有的噪音控制装置1000b相同,仅图示了噪音控制器1000在汽车100的前半部分用于降低路面噪音的控制所利用的构成要素。然而,实际上噪音控制装置1000在汽车100的后半部分也具备也与图1所示的构成要素相同的构成要素。噪音控制装置1000与噪音控制装置1000b相同,在汽车100的前半部分以及汽车100的后半部分同样地进行降低路面噪音的控制。为此,以下仅对图1所示的噪音控制装置1000在汽车100的前半部分降低路面噪音的控制进行详细说明。
[0122] 图1所示的两个传感器1a、1b,四个控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb,八个传播特性校正滤波器62aaa、62aab、62aba、62abb、62baa、62bab、62bba、62bbb,八个LMS运算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbb,两个加法器30a、30b,两个扬声器
3a、3b以及两个误差麦克风2a、2b具有与图16所示的构成相同的构成。即,噪音控制装置
1000,与现有的噪音控制装置1000b相同,通过更新控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb的控制系数的自适应动作,在误差麦克风2a、2b的设置场所的控制点降低因表示传感器1a、1b检测出的振动的振动信号引起的路面噪音。
[0123] 而且,噪音控制装置1000,一旦控制系数收敛于最佳值,之后,就进行将控制系数固定为该最佳值的固定动作。以下,对噪音控制装置1000判断控制系数是否已收敛于最佳值的方法进行说明。
[0124] 首先,在误差麦克风2a输出表示由传感器1a、1b检测出的振动的振动信号引起的汽车室内的路面噪音与扬声器3a、3b再生的控制音相互干涉的结果,即,表示残留在误差麦克风2a的设置场所的控制点的残留噪音的误差信号。在此,假设表示误差麦克风2a的设置场所的路面噪音的信号为信号N1,扬声器3a再生的信号为信号y1,扬声器3b再生的信号为信号y2,误差麦克风2a输出的误差信号e1可以用公式1来表示。
[0125] e1=N1+C11*y1+C21*y2……(公式1)
[0126] 在此,C11表示从扬声器3a到误差麦克风2a的音的传播特性。
[0127] C21表示从扬声器3b到误差麦克风2a的音的传播特性。
[0128] *表示卷积运算。
[0129] 另一方面,信号y1,经由传播特性校正滤波器40aa被输入到减法器41a。传播特性校正滤波器(校正滤波器)40aa与传播特性校正滤波器62aaa相同,使用近似于从扬声器3a到误差麦克风2a的音的传播特性C11的系数,对信号y1进行卷积处理(信号处理、第三信号处理),将该卷积处理后的信号输出到减法器41a。同样,信号y2,经由传播特性校正滤波器40ba被输入到减法器41a。
[0130] 减法器41a从误差麦克风2a输出的误差信号中减去传播特性校正滤波器40aa及传播特性校正滤波器40ba的输出信号。具体而言,减法器41a进行公式2的运算。
[0131] off1=e1一C11*y1-C21*y2……(公式2)
[0132] 在此,C11表示从扬声器3a到误差麦克风2a的音的传播特性。
[0133] C21表示从扬声器3b到误差麦克风2a的音的传播特性。
[0134] off1表示减法器41a的输出信号。
[0135] 如果将公式1代入公式2,减法器41a的输出信号off1可以公式3来表示。
[0136] off1=N1……(公式3)
[0137] 如此,减法器41a的输出信号off1是与表示误差麦克风2a的设定场所的路面噪音的信号相同的信号,成为表示基于误差麦克风2a的设定场所的路面噪音与两个扬声器3a、3b的输出信号的干涉的控制前的噪音的信号。另一方面,公式1的误差信号e1是表示基于该干涉的控制后的噪音的信号on1。
[0138] 即,在噪音控制装置1000同时计算得出表示基于误差麦克风2a的设定场所的路面噪音与两个扬声器3a、3b的输出信号的干涉的控制前的噪音的信号off1和表示基于该干涉的控制后的噪音的信号on1。表示该计算出的控制前的噪音的信号off1和表示控制后的噪音的信号on1被输入到效果测量部50a。
[0139] 同样地,在噪音控制装置1000同时计算得出表示基于误差麦克风2b的设定场所的路面噪音和两个扬声器3a、3b的输出信号的干涉的控制前的噪音的信号off2和表示基于该干涉的控制后的噪音的信号on2。表示该计算出的控制前的噪音的信号off2和表示控制后的噪音的信号on2被输入到效果测量部50b。
[0140] 效果测量部50a,基于表示基于误差麦克风2a的设定场所的路面噪音与两个扬声器3a、3b的输出信号的干涉的控制前的噪音的信号(控制关闭信号)off1以及表示基于该干涉的控制后的噪音信号(控制接通信号)on1,测量在误差麦克风2a的设定场所的路面噪音的降低效果。效果测量部50b,基于表示基于误差麦克风2b的设定场所的路面噪音与两个扬声器3a、3b的输出信号的干涉的控制前的噪音的信号(控制关闭信号)off2以及表示基于该干涉的控制后的噪音信号(控制接通信号)on2,测量在误差麦克风2b的设定场所的路面噪音的降低效果。
[0141] 图2是表示效采测量部50a的构成的一个例子的示意图。效果测量部50b与效果测量部50a具有相同的构成。为此,以下仅对作为代表的效果测量部50a的构成进行说明。如图2所示,效果测量部50a具备两个A特性滤波部51a、51b,两个频率分析部52a、52b,两个总计计算部53a、53b,频率差值效果计算部54a,总计值差值效果计算部54b。
[0142] 表示被输入到效果测量部50a的基于路面噪音与两个扬声器3a、3b的输出信号的干涉的控制前的噪音的信号(以后,称为噪音控制前信号)off1和表示基于路面噪音与两个扬声器3a、3b的输出信号的干涉的控制后的噪音的信号(以下,称为噪音控制后信号)on1被分别输入到A特性滤波部51a、51b。
[0143] A特性滤波部51a,使用表示模拟了人类的听觉特性的A特性的系数(A特性系数),对被输入的噪音控制前信号off1进行卷积处理(信号处理)。同样地,A特性滤波部51b,使用表示模拟了人类的听觉特性的A特性的系数(以后,称为A特性系数)对被输入的噪音控制后信号on1进行卷积处理。
[0144] 频率分析部52a,通过执行FFT等规定的频率分析处理,计算由A特性滤波器51a卷积处理后的噪音控制前信号off1的频率特性。频率分析部52b,通过执行FFT等规定的频率分析处理,计算由A特性滤波器51b卷积处理后的噪音控制后的信号on1的频率特性。
[0145] 频率差值效果计算部54a,针对通过频率分析部52a及频率分析部52b计算出的频率特性的每个频率,将由A特性滤波部51a卷积处理后的噪音控制前信号off1与由A特性滤波器51b卷积处理后的噪音控制后信号on1的差值(以后,称为第一差值),作为在误差麦克风2a的设定场所的路面噪音的降低效果的指标而进行计算。
[0146] 总计计算部53a,利用通过频率分析部52a计算的由A特性滤波器51a卷积处理后的噪音控制前信号off1的频率特性,计算该噪音控制前信号off1在全部频域的总计值。以后,将通过总计计算部53a计算出的总计值称为第一总计值。总计计算部53b,利用通过频率分析部52b计算出的由A特性滤波部51b卷积处理后的噪音控制后信号on1的频率特性,计算该噪音控制后信号on1在全部频域的总计值。以后,将通过总计计算部53b计算出的总计值称为第二总计值。
[0147] 总计值差值效果计算部54b,将通过总计计算部53a计算出的第一总计值与通过总计计算部53b计算出的第二总计值的差值(以后,称为第二差值),作为在误差麦克风2a的设定场所的路面噪音的降低效果的指标进行计算。
[0148] 图3是表示在效果测量部50a测量的噪音的降低效果的一个例子的示意图。在图3(a)中,用实线表示频率分析器52a计算出的噪音控制前信号off1的频率特性,用虚线表示频率分析器52b计算出的噪音控制后信号on1的频率特性。在图3(b)中表示与在图3(a)中用实线表示的频率特性与用虚线表示的频率特性的差值对应的频率差值效果计算部54a计算出的针对每个频率的第一差值。
[0149] 例如,在图3(a)及(b)所示的例子中,在误差麦克风2a的设定场所,可以看出在0dB的下方与第一差值对应的f1以上f2以下的频率的路面噪音被降低了。而且,因为在0dB的上方不存在与第一差值对应的频率,所以,可以看出全频率成分的路面噪音没有增加。
[0150] 而且,在图3(a)的频率特性的右方示意了通过总计计算部53a计算出的第一总计值(例如,85dBA)和通过总计计算部53b计算出的第二总计值(例如,80dBA)。而且,在图3(a)的频率特性的右方示意了通过总计值差值效果计算部54b计算出的作为第一总计值与第二总计值的差值的第二差值(例如,-5dBA)。在图3(a)所示的例子中,因为第二差值是-5dBA,所以,可以得出在误差麦克风2a的设定场所路面噪音降低了5dBA。
[0151] 另外,在不考虑人类的听觉特性评估路面噪音的降低效果的情况下,也可以让效果测量部50a不具备A特性滤波部51a、51b。与此同时,也可以让频率分析部52a计算输入到效果测量部50a的噪音控制前信号(控制关闭信号)off1的频率特性,让频率分析部52b计算输入到效果测量部50a的噪音控制后信号(控制接通信号)on1的频率特性。
[0152] 效果测量部50a,还可以利用由频率差值效果计算部54a计算出的针对每个频率的第一差值和由总计值差值效果计算部54b计算出的第二差值,进行判断在误差麦克风2a的设定场所的路面噪音的降低效果是否已达到目标值的判断处理。
[0153] 具体而言,效果测量部50a在进行所述判断处理时,可如以下的(1)至(2)所示,判断在误差麦克风2a的设定场所路面噪音的降低效果是否已达到目标值。
[0154] (1)在规定的评估对象频域(例如,图3(a)及(b)中的频率f1至f2)所包含的频率之中的过半数的频率的第一差值已达到预先设定的第一目标值的情况下,判断上述降低效果已达到目标值。另外,效果测量部50a也可以用更严格的条件进行该判断。例如,效果测量部50a,也可以在上述评估对象频域所包含的频率之中的过半数以上的规定数(例如,70%)以上的频率的第一差值达到上述第一目标值的情况下,判断上述降低效果已达到目标值。
[0155] (2)在第二差值已达到与第一目标值不同的预先设定的第二目标值的情况下,判断上述降低效果已达到目标值。
[0156] 另外,效果测量部50b与效果测量部50a同样地进行判断在误差麦克风2b的设定场所路面噪音的降低效果是否已达到目标值的判断处理。
[0157] 假设效果测量部50a及效果测量部50b进行判断处理的结果,判断设置在车内的全部误差麦克风2a、2b的设定场所路面噪音的降低效果已达到目标值。在这种情况下,效果测量部50a或效果测量部50b,判断所有的控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb的控制系数已收敛于最佳值,并停止自适应动作。
[0158] 具体而言,效果测量部50a或效果测量部50b,使八个LMS运算器(系数更新器)61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbb停止对四个控制滤波器20aa、20ab、
20ba、20bb的控制系数的更新。而且,效果测量部50a或效果测量部50b将各控制滤波器
20aa、20ab、20ba、20bb的控制系数固定在被判断为已收敛于该最佳值时的各控制系数。
[0159] 根据上述构成,可以同时获得表示在各误差麦克风2a、2b的设置场所的控制点基于路面噪音与各扬声器3a、3b再生的控制音的干涉的控制前的路面噪音的噪音控制前信号off1、off2和表示在控制点基于上述干涉的控制后的路面噪音的噪音的噪音控制后信号on1、on2。
[0160] 而且,基于从表示误差麦克风2a检测出的残留噪音的误差信号减去传播特性校正滤波器40aa、40ba的输出信号的噪音控制前信号off1与作为表示误差麦克风2a检测出的残留噪音的误差信号的噪音控制后信号on1之间的差值的传播特性校正滤波器40aa、40ba的输出信号,可以测量在误差麦克风2a的设置场所的噪音的降低效果。
[0161] 为此,即使与作为对象的噪音源产生的噪音无关的音被传播到控制点,在表示误差麦克风2a检测出的残留噪音的误差信号中包含与噪音源产生的噪音无关的音,也可以仅基于与该无关的音无关的传播特性校正滤波器40aa、40ba的输出信号,高精度地测量在误差麦克风2a的设置场所的噪音的降低效果。
[0162] 为此,例如,汽车制造商,也可以不是如上所述,使每辆销售的汽车100在测试路线行驶,来决定各控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb的控制系数。一般用户,可以在汽车100的驾驶过程中适当地设定各控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb的控制系数。
[0163] 而且,因为在如路面噪音这样宽带噪音的情况下,只要求出一次控制系数即使不频繁地变更控制系数也可以持续一定的效果,所以,可以利用预先决定的控制系数使各控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb动作,来测量在误差麦克风2a的设置场所的噪音的降低效果。
[0164] 图18是表示第1实施方式涉及的噪音控制装置1000的变形例的构成图。在这种情况下,也可以从噪音控制装置1000(图1)移除LMS运算器61aaa至61bbb及传播特性校正滤波器62aaa至62bbb。由此,也可以构成如图18所示的被简化的噪音控制装置1002。
[0165] 即,在噪音控制装置1002进行在汽车100的前半部分降低路面噪音的控制的情况下,也可以具备两个传感器1a、1b,利用预先决定的控制系数对两个传感器1a、1b输出的振动信号进行卷积处理的四个控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb,两个加法器30a、30b,两个扬声器3a、3b,两个误差麦克风2a、2b,四个传播特性校正滤波器(校正滤波器)40aa、40ab、40ba、40bb,两个减法器41a、41b,两个效果测量部50a、50b。
[0166] 图4是表示在效果测量部50a测量的噪音的降低效果的其它例子的示意图。图4(a)与图3(a)相同,用实线表示频率分析部52a计算出的噪音控制前信号off1的频率特性,用虚线表示频率分析部52b计算出的噪音控制后信号on1的频率特性。图4(b)与图3(b)相同,示意了在图4(a)用实线表示的频率特性与用虚线表示的频率特性之间的差值所对应的由频率差值效果计算部54a计算出的针对每个频率的第一差值。
[0167] 而且,在图4(a),用虚线示意了让效果测量部50a测量路面噪音的降低效果的过程中,在传播到误差麦克风2a的噪音发生变化的情况下噪音控制前信号off1的频率特性及噪音控制后信号on1的频率特性。例如,传播到误差麦克风2a的噪音,在汽车100的行驶速度发生变化的情况下或汽车行驶的路面等道路条件发生变化的情况下等会产生变化。而且,传播到误差麦克风2a的噪音,在乘客会话的情况下、在汽车音响再生音乐等的情况下、在用导航系统进行语音引导的情况下或者有卡车等大型车辆从旁而过的情况等也会产生变化。
[0168] 根据上述构成,如图4(a)的虚线部所示,即使在传播到误差麦克风2a的噪音发生变化的情况下,噪音控制前信号off1的频率特性及噪音控制后信号on1的频率特性呈现相同的变化。为此,如图4(b)所示,各频率的第一差值具有与图3(b)相同的特性。
[0169] 这也可以从上述公式1、公式2以及公式3得出。其理由是,在公式1,假设表示在误差麦克风2a的设置场所的路面噪音的信号N1变化为信号N1’,通过将信号N1’代入了公式1后的公式1代入公式2,可以得到与公式3相同的公式off1=N1’。即,在公式1所示的作为误差麦克风2a输出的误差信号e1的噪音控制后信号on1中,与噪音控制前信号off1同样,包含表示变化后的噪音的信号N1’。为此,通过计算出噪音控制后信号on1与噪音控制前信号off1的差值,信号N1’被抵消。
[0170] 可是,如图4所示,作为与对象的噪音无关的音,当发生了在评估对象频域(频率f1至f2)内的频率的音的情况下,在迄今为止说明的构成中不会产生特别大的问题。图5是表示在效果测量部50a测量的噪音的降低效果的其它例子的示意图。但是,如图5(a)的虚线部所示,假设作为与对象的噪音无关的音,发生在评估对象频域外的频率的音,该无关的音的大小相对于评估对象频域内的频率的音的大小不是足够的小。在这种情况下,如图5(b)所示,第一差值与图3和图4(b)所示的第一差值相同。但是,该无关音的大小影响到第一总计值和第二总计值,作为第一总计值和第二总计值的差值的第二差值有时会与不存在该无关音的情况下的第二差值不同。
[0171] 例如,在图5(a)所示的例子中,作为噪音控制前信号off1的总计值的第一总计值为87dBA,比图3(a)所示的例子增加2dBA。而且,作为噪音控制后信号on1的总计值的第二总计值为85dBA,比图3(a)所示的例子增加5dBA。其结果,作为第一总计值与第二总计值的差值的第二差值为-2dBA,与图3(a)所示的例子相比,噪音的降低效果恶化3dBA。
[0172] 如此,即使在图5(b)所示的第一差值没有产生问题,但在第二差值产生问题的情况下,会妨碍作为该第二差值的目标的第二目标值的设定以及是否达到该目标的判断。
[0173] 在此,如图6所示,也可以变更效果测量部50a的构成。图6是表示效果测量部50a的其它的构成的一个例子的示意图。即,效果测量部50a也可以还具备带宽限制部55a、55b。丽且,带宽限制部55a,也可以利用通过频率分析部52a计算出的噪音控制前信号off1的频率特性,仅提取在该噪音控制前信号off1中包含的评估对象频域(频率f1至f2)内的频率的信号,并将该提取出的信号输出到总计计算部53a。与此相同,带宽限制部55b,也可以利用通过频率分析部52b计算出的噪音控制后信号on1的频率特性,仅提取在该噪音控制后信号on1中包含的评估对象频域(频率f1至f2)内的频率的信号,并将该提取出的信号输出到总计计算部53b。
[0174] 而且,总计值差值效果计算部54b也可以计算作为由该总计计算部53a计算出的第一总计值和由该总计计算部53b计算出的第二总计值的差值的第二差值。而且,该第二差值也可以作为在误差麦克风2a的设定场所的路面噪音的降低效果的指标。
[0175] 另外,在第1实施方式,对将噪音控制装置1000应用到汽车100的例子进行了说明,但是,并不局限于此,也可以将噪音控制装置1000应用到飞机或火车等。
[0176] (第2实施方式)
[0177] 以下对第2实施方式涉及的噪音控制装置的构成进行说明。
[0178] 在第1实施方式,对可以同时实施更新控制系数的自适应动作和测量路面噪音的降低效果进行了说明。然而,例如,在驾驶员以大音量再生音响或者与大于汽车100的卡车并行的情况下等,当大于用户驾驶汽车100产生的路面噪音的更大的噪音被传播的情况下,有可能对更新控制系数的自适应动作产生负面影响。
[0179] 为了应对这种情况,第2实施方式涉及的噪音控制装置1001与第1实施方式涉及的噪音控制装置1000不同,仅在满足不会对自适应动作产生负面影响的规定条件的情况下才进行自适应动作。另外,在自适应动作停止,控制系数被固定的情况下,因为即使传播了比路面噪音大的噪音但控制系数不会发生变化,所以,没有必要使该情况下的构成与第1实施方式不同。
[0180] 以下,对在第2实施方式涉及的噪音控制装置1001进行的自适应动作的流程进行说明。另外,在以后的说明中,在统称八个LMS运算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbb和八个传播特性校正滤波器62aaa、62aab、62aba、62abb、62baa、62bab、
62bba、62bbb的情况下,记载为系数更新器60。而且,在统称两个效果测量部50a、50b的情况下,记载为效果测量部50。
[0181] 图7是第2实施方式涉及的噪音控制装置1001的构成图。如图7所示,噪音控制装置1001除了第1实施方式涉及的噪音控制装置1000(图1)的构成之外,还具备可自适应状态判断部70。可自适应状态判断部70由CPU执行预先存储在ROM中的程序而构成。可自适应状态判断部70,通过判断车内的环境是否满足用于实施自适应动作的规定的自适应条件,判断是否让系数更新器60实施控制系数的更新。
[0182] 图8是表示自适应动作的流程的流程图。如图8所示,如果在噪音控制装置1001接通电源时等的规定的时刻开始自适应动作,可自适应状态判断部70判断车辆室内的环境是否满足用于实施自适应动作的自适应条件(步骤S1)。在步骤S1判断为满足自适应条件的情况下(在步骤S1为“是”),效果测量部50使系数更新器60实施自适应动作(步骤S2)。另外,关于步骤S1的详细情况将后述。
[0183] 之后,可自适应状态判断部70,即使是在自适应动作的实施过程中也并行地进行与步骤S1相同的判断(步骤S3)。在步骤S3判断为没有满足自适应条件的情况下(在步骤S3为“否”),效果测量部50使系数更新器60中断自适应动作的实施(步骤S4)。然后,再次进行步骤S1以后的处理。另外,关于步骤S3的详细情况后述。
[0184] 另一方面,在步骤S3判断为满足自适应条件的情况下(在步骤S3为“是”),效果测量部50使系数更新器60继续自适应动作的实施,判断从在步骤S2开始自适应动作起是否经过了预先设定的规定时间(例如,30秒)(步骤S5)。在步骤S5,在判断经过了规定时间的情况下(在步骤S5为“是”),效果测量部50使系数更新器60结束自适应动作,进行将控制系数固定在该结束时刻的控制系数的固定系数动作(步骤S6)。
[0185] 而且,效果测量部50,如第1实施方式所述,进行判断在各误差麦克风的设定场所的控制点的路面噪音的降低效果是否已达到目标值的判断处理(步骤S7)。效果测量部50,在步骤S7,如果判断路面噪音的降低效果没有达到目标值的情况下(在步骤S7为“否”),使处理返回到步骤S1。另一方面,效果测量部50,在步骤S7,如果判断路面噪音的降低效果已达到目标值的情况下(在步骤S7为“是”),继续上述固定系数动作(步骤S8)。而且,效果测量部50,在判断执行步骤S7的过程中控制系数发生异常的情况下,中止控制系数的设计(步骤S9)。
[0186] 其次,对步骤S1及步骤S3的详细情况进行说明。如图7所示,可自适应状态判断部70被从导航系统81、音响系统82、转速表(转数)83、速度仪84输入信息。而且,可自适应状态判断部70也被输入误差麦克风2a、2b的输出信号。
[0187] 在从音响系统82输入到可自适应状态判断部70的信息中,例如,包含表示音响系统82是否启动的开关信息和音频信号。可自适应状态判断部70,在从音响系统82输入的开关信息表示音响系统82已启动的情况下,判断没有满足自适应条件。而且,可自适应状态判断部70,在从音响系统82输入的音频信号的信号大小在规定的阈值以上的情况下,判断没有满足自适应条件。
[0188] 在从导航系统81输入到可自适应状态判断部70的信息中,例如,包含语音引导信号。可自适应状态判断部70,在从导航系统81输入的语音引导信号的信号大小在规定的阈值以上的情况下,判断没有满足自适应条件。
[0189] 可自适应状态判断部70被从转速表83输入与路面噪音有关的发动机的转数。可自适应状态判断部70,在输入的发动机的转数在规定的第一转数(例如,1000rpm)以下的情况下,或者,在规定第二转数(例如,4000rpm)以上的情况下,判断没有满足自适应条件。而且,可自适应状态判断部70被从速度仪84输入与路面噪音有关的行驶速度。可自适应状态判断部70,在输入的行驶速度在规定的第一速度(例如,40km/h)以下的情况下,或者,在规定的第二速度(例如,130km/h)以上的情况下,判断没有满足自适应条件。
[0190] 可自适应状态判断部70这样判断的理由是,在行驶速度较慢的情况下或者发动机的转数较低的情况下,因为可以推测路面噪音的大小比通常行驶时小,所以,认为没有达到自适应条件。而且,在行驶速度相当快的情况下或者发动机的转数相当高的情况下,因为可以推测路面噪音的大小比通常行驶时大,所以,认为已超过自适应条件。
[0191] 从误差麦克风2a、2b输入到可自适应状态判断部70的信号,确实是车内环境的音,包含驾驶中的路面噪音、乘客的会话语音、音响系统82的再生音、导航系统81的引导音、从车外传播来的噪音(例如,并行或擦肩而过的其它的车辆的噪音)等。为此,可自适应状态判断部70,在从误差麦克风2a、2b输入的信号的大小在规定的第一阈值以上或者第二阈值以下的情况下,判断没有满足自适应条件。
[0192] 其次,对可自适应状态判断部70测量被输入的信号的大小的方法进行说明。图9A是可自适应状态判断部70的构成图。图9B是表示可自适应状态判断部70所使用的判断条件的一个例子的示意图。如图9A所示,可自适应状态判断部70具备瞬时值大小计算部71、平均化部72、阈值判断部73。
[0193] 瞬时值大小计算部71计算误差麦克风2a的输出信号被输入的瞬间的大小(例如,-26dB)。
[0194] 平均化部72将瞬时值大小计算部71计算的瞬时值大小用规定期间平均化。另外,该规定期间,例如,即可以决定为诸如1/10秒的时间,也可以由输入的瞬时值大小的个数来决定,例如输入1000个瞬时值大小的期间。
[0195] 阈值判断部73判断被平均化部72平均化的信号大小(值)是否在规定的阈值范围内。在图9B中示意了表示被平均化部72平均化的信号大小的时序变化的图表和所述阈值范围的下限值THL1以及上限值THL2。阈值判断部73,在被平均化的信号大小在下限值THL1以上且上限值THL2以下的情况下,判断满足自适应条件。
[0196] 因此,如图9B的图表所示,在被平均化部72平均化的信号大小(值)输入到阈值判断部73的情况下,因为直到时间t1为止的期间被平均化的信号大小在在上述阈值范围内,所以阈值判断部73判断满足自适应条件。因为从时间t1到时间t2的期间被平均化的信号大小已超过上限值THL2,所以阈值判断部73判断没有满足自适应条件。因为从时间t2到时间t3的期间被平均化的信号大小在上述阈值范围内,所以阈值判断部73再次判断满足自适应条件。因为从时间t3到时间t4的期间被平均化的信号大小未达到下限值THL1,所以判断没有满足自适应条件。
[0197] 另外,在图9A及图9B对可自适应状态判断部70被输入误差麦克风2a的输出信号的情况下进行是否满足自适应条件的判断的例子进行了说明,但是,对可自适应状态判断部70被输入误差麦克风2b的输出信号的情况也进行同样的判断。而且,如上所述,在可自适应状态判断部70用于判断是否满足自适应条件的信息中,不仅包含误差麦克风2a、2b的输出信号,还包含从音响系统82及速度仪84输入的信息。可自适应状态判断部70利用所输入的全部信息的每一个信息分别进行是否满足自适应条件的判断,仅在该全部的判断部判断为满足自适应条件的情况下,才判断车内的环境满足实施自适应动作的自适应条件。
[0198] 根据以上的构成,因为系数更新器60对控制系数的更新仅在通过可自适应状态判断部70判断车内的环境满足实施自适应动作的自适应条件的情况下才执行,所以,可以更加稳定地设定最佳的控制系数。
[0199] 然而,实际上在执行自适应动作的情况下,如图3及图4所示,几乎不可能在不增加路面噪音的情况下就获得降低效果。这是因为,如图15A、图15B及图4所示,在设置传感器1a、1b、1c、1d,误差麦克风2a、2b、2c,2d或者扬声器3a、3b、3c、3d的场所,存在实用上的限制。以后,在统称传感器1a、1b、1c、1d的情况下,记载为传感器1。在统称误差麦克风2a、2b、
2c、2d的情况下,记载为误差麦克风2。在统称扬声器3a、3b、3c、3d的情况下,记载为扬声器
3。
[0200] 图10是表示噪音控制装置1001从传感器1到误差麦克风2的距离D1和从扬声器3到误差麦克风2的距离D2的示意图。例如,如图10所示,假设从检测噪音的传感器1到误差麦克风2的距离D1与从扬声器3到误差麦克风2的距离D2的差值D1-D2,相对于噪音控制装置1001的信号的处理时间而言不能确保有足够的距离。在这种情况下,没有满足噪音控制装置1001的因果条件(causal conditions)。
[0201] 假设噪音控制装置1001的信号的处理时间为T的情况下,为了满足因果条件,在所有的频率必须满足公式4。
[0202] T≤(D1一D2)/v……(公式4)
[0203] 在此,v表示音速。
[0204] 然而,如上所述,如果距离D1-D2不是足够地长,特别是在处理波长较短的高频的信号的情况下,无法满足因果条件(公式4)。另一方面,如果考虑到噪音的降低效果,检测噪音的传感器1越接近设置误差麦克风2的控制点,降低效果就越有提高的倾向。为此,如果考虑到噪音的降低效果来尝试设置传感器1、误差麦克风2及扬声器3,距离D1-D2就会变短,从而陷入难以满足因果条件的困境。
[0205] 而且,扬声器3的特性也影响因果条件。特别是扬声器3在低频谐振频率下相位旋转(phase rotation)变大,在该低频谐振频率附近的信号延迟(群延迟)变大。为此,在对该低频谐振频率附近的信号进行处理的情况下,难以满足因果条件。即,在噪音控制装置1001,为了校正低频谐振频率以下的信号的群延迟,必须使距离D1-D2足够地长。
[0206] 如果在没有充分地满足因果条件的情况下,噪音控制装置1001的噪音的降低效果,例如,如图11所示。图11是表示在效果测量部50测量的噪音的降低效果的其它例子的示意图。在图11(a)及(b)所示的例子中,虽然频率f1至f3的路面噪音增加,但是,这多半是由于扬声器3在低频谐振频率附近的群延迟的影响而发生的。另外,频率f1以下的路面噪音没有增加是因为在扬声器3的性能上不能再生该频率f1以下的音。
[0207] 而且,频率f4至f2的路面噪音也增加了,这是因为频率高容易产生相位偏差。另外,频率f2以上的路面噪音没有增加是因为该路面噪音本身的信号大小较低,而且,控制滤波器20aa、20ab、20ba、20bb卷积了控制系数的结果,信号大小进一步被降低。
[0208] 如此,能获得预期的噪音的降低效果的频域与产生了不期望的噪音的增加的频域混合存在是大多数噪音控制事例的一般性控制效果。为此,谋求实现预期的噪音的降低效果与抑制噪音的增加之间的平衡成为实际上设计控制系数的课题。
[0209] 以下,利用图12对在设计控制系数上成为关键点的噪音的降低效果的判断进行说明。图12是基于效果测量部50进行的噪音的降低效果的判断的结果表示控制系数的设计动作的流程的动作流程图。另外,图12所示的流程与图8的步骤S7相对应。
[0210] 即,假设效果测量部50开始判断在作为误差麦克风2的设定场所的控制点的路面噪音的降低效果是否已达到目标值的步骤S7的判断处理。在这种情况下,如图12所示,A特性滤波部51a、51b(图2)使用A特性系数对被输入效果测量部50的噪音控制前信号off1及噪音控制后信号on1进行卷积处理(步骤P1)。其次,频率分析部52a、52b(图2),通过进行频率分析处理,计算在步骤P1进行了卷积处理后的噪音控制前信号off1及噪音控制后信号on1的频率特性(步骤P2)。
[0211] 如果执行了步骤P2,频率差值效果计算部54a(图2)针对在步骤P2计算出的频率特性中的每个频率,计算作为通过A特性滤波部51a进行卷积处理后的噪音控制前信号off1和通过A特性滤波部51b进行卷积处理后的噪音控制后信号on1的差值的第一差值(步骤P4)。
[0212] 另一方面,如果执行了步骤P2,总计计算部53a、53b(图2)就分别计算第一总计值、第二总计值(步骤P3)。另外,假设效果测量部50a,如图6所示,是具备带宽限制部55a、55b的构成。在这种情况下,在步骤P3,总计计算部53a也可以将通过带宽限制部55a提取出的信号的全部频域的总计值作为第一总计值计算得出。同样地,总计计算部分53b也可以将通过带宽限制部55b提取出的信号的全部频域的总计值作为第二总计值计算得出。其次,总计值差值效果计算部54b计算作为在步骤P3计算出的第一总计值与第二总计值之间的差值的第二差值(步骤P5)。
[0213] 效果测量部50判断在步骤P5计算出的第二差值是否已达到预先设定的第二目标值(步骤P6)。例如,假设第二目标值被设定为一3dBA。在这种情况下,效果测量部50,在第二差值未达到第二目标值的情况下,判断第二差值已达到第二目标值。
[0214] 另一方面,效果测量部50,利用在步骤P4计算出的各频率的第一差值,判断在规定的评估对象频域内的规定的效果期望频域(图11)中包含的频率之中的过半数的频率的第一差值是否已达到预先设定的第一目标值(步骤P7)。例如,假设第一目标值被设定为5dB。在这种情况下,效果测量部50,在效果期望频域(图11)中包含的频率之中的过半数的频率的第一差值大于第一目标值的情况下,判断上述过半数的频率的第一差值已达到第一目标值。
[0215] 另外,在步骤P7,效果测量部50也可以用更严格的条件进行判断。例如,效果测量部50也可以判断在上述效果期望频域包含的频率之中的过半数以上的规定数(例如,80%)以上的频率的第一差值是否已达到上述第一目标值。
[0216] 而且,效果测量部50,利用在步骤P4计算出的各频率的第一差值,判断在规定的评估对象频域内的规定的噪音增加频域(图11)中包含的频率之中的过半数的频率的第一差值是否已超过预先设定的允许值(步骤P8)。例如,假设允许值被设定为2dB。在这种情况下,效果测量部50,在噪音增加频域(图11)中包含的频率之中的过半数的频率的第一差值大于允许值的情况下,判断上述过半数的频率的第一差值超过了允许值。
[0217] 另外,在步骤P8,效果测量部50也可以用更严格的条件进行判断。例如,效果测量部50也可以判断在上述噪音增加频域包含的频率之中的未达到半数的规定数(例如,30%)以上的频率的第一差值是否已超过上述允许值。并且,效果测量部50也可以用更严格的条件进行判断,例如判断在上述噪音增加频域包含的频率之中的一个以上的频率的第一差值是否已超过上述允许值。或者,在步骤P8,效果测量部50也可以用更宽松的条件进行判断。例如,效果测量部50也可以判断在上述噪音增加频域包含的频率之中的过半数以上的规定数(例如,70%)以上的频率的第一差值是否已超过上述允许值。
[0218] 而且,假设效果测量部50在步骤P6判断第二差值没有达到第二目标值(在步骤P6为“否”),或者(OR),在步骤P7判断上述过半数的频率的第一差值没有达到第一目标值(在步骤P7为“否”)。在这种情况下,假设效果测量部50进一步(AND2)在步骤P8判断上述过半数的频率的第一差值没有超过允许值(在步骤P8为“否”)。在这种情况下,效果测量部50判断在控制点的路面噪音的降低效果没有达到目标值(在步骤S7与“否”对应)。在这种情况下,效果测量部50,认为控制系数未收敛于最佳值,继续控制系数的设计,继续自适应动作(步骤P9(在图8的步骤S7与“否”对应))。
[0219] 而且,假设效果测量部50在步骤P6判断第二差值已达到第二目标值(在步骤P6为“是”),并且(AND1),在步骤P7判断上述过半数的频率的第一差值已达到第一目标值(在步骤P7为“是”)。在这种情况下,假设效果测量部50进一步(AND1)在步骤P8判断上述过半数的频率的第一差值没有超过允许值(在步骤P8为“否”)。在这种情况下,效果测量部50判断在控制点的路面噪音的降低效果已达到目标值(在步骤S7与“是”对应)。在这种情况下,效果测量部50认为控制系数已收敛于最佳值,正常地完成了控制系数的设计,将控制系数固定为该最佳值(步骤P10(与图8的步骤S8对应))。
[0220] 而且,假设效果测量部50在步骤P8判断上述过半数的频率的第一差值已超过允许值(在步骤P8为“是”)。在这种情况下,可以设想噪音的增加达到了不可忽视的大小。为此,效果测量部50,判断在执行步骤S7时控制系数发生了异常,强制性地中止系数设计(步骤P11(与图8的步骤S9对应))。
[0221] 根据上述的构成,即使在如图11所示的产生了噪音的增加的情况下,也可以实现在现实中实用的控制系数的设计。并且,通过掌握效果期望频域包含的频率之中的第一差值已达到第一目标值的频率的比例、噪音增加频域包含的频率之中的第一差值已达到允许值的频率的比例,可以实现所期望的噪音的降低效果并可以抑制不期望的噪音的增加。由此,可以适当地实现控制系数在设计上的平衡。其结果,无论在任何情况下,都可以向用户提供在该时刻最佳的控制效果。
[0222] 另外,例如,在将噪音控制装置1001应用于汽车的情况下,在车体前方的座位(驾驶座位和副驾驶座位)和后部座位路面噪音的特性不同的情况比较多。为此,对于作为设置在汽车上的每个误差麦克风2的设定场所的各控制点,在进行判断在各控制点的路面噪音的降低效果是否已达到目标值的判断处理(步骤S7)的情况下,也可以使用同样的目标值。但是,也可以不使用同样的目标值,而是针对每个误差麦克风2使用预先分别设定的各自的目标值。而且,也可以将与各自的目标值相对应的值作为第一目标值、第二目标值以及允许值而分别设定。
[0223] 在这种情况下,在各座位的噪音的降低效果得以最优化。特别是,假设将噪音控制装置1001适用于诸如飞机等座位数较多,丽且,存在车窗侧座位及通道侧座位等各种座位的空间。在这种情况下,也可以分别设定与设定了误差麦克风2的各座位相对应的各自的目标值,而且,分别设定与该各自的目标值对应的第一目标值、第二目标值以及允许值。
[0224] 例如,在图7中,设置在驾驶座位的头部附近的误差麦克风2a的噪音的降低效果用效果测量部50a测量,设置在副驾驶座位的头部附近的误差麦克风2b的噪音的降低效果用效果测量部50b测量。在这种情况下,效果测量部50a以及效果测量部50b在步骤S7的判断处理中分别使用的目标值也可以分别设定为各自的目标值Ka、各自的目标值Kb。与此相对应,效果测量部50a在步骤P7、步骤P6以及步骤P8中使用的第一目标值、第二目标值以及允许值也可以设定为与各自的目标值Ka对应的第一各自的目标值K1a、第二各自的目标值K2a以及各自的允许值K3a。同样,效果测量部50b在步骤P7、步骤P6以及步骤P8中使用的第一目标值、第二目标值以及允许值也可以设定为与各自的目标值Kb对应的第一各自的目标值K1b、第二各自的目标值K2b以及各自的允许值K3b。另外,并不局限于此,也可以以与每个误差麦克风2相对应的方式分别设定图11所示的效果期待频域及噪音增加频域。
[0225] 如图7所示,作为整个噪音控制装置1001,在各误差麦克风2a、2b的设置场所的噪音被同时控制。为此,并不是只用控制滤波器20aa、20ba控制在误差麦克风2a的设置场所的噪音,同样地,并不是只用控制滤波器20ab、20bb控制在误差麦克风2b的设置场所的噪音。
[0226] 即,作为控制整体,以让在误差麦克风2a、2b的设置场所的噪音一并被最优化的方式而发挥作用。因此,如上所述,在针对每个误差麦克风2分别设定目标值等的情况下,如果被设定的目标值为明显地偏离其它的目标值等的值,在误差麦克风2a、2b的设置场所的噪音就不会被最优化,有可能陷入一直无法完成控制系数的设计的状态。
[0227] 例如,假设与误差麦克风2a对应的第二各自的目标值K2a被设定为3dBA,与误差麦克风2b对应的第二各自的目标值K2b被设定为4dBA。在这种情况下,在没有针对每个误差麦克风2分别设定第二目标值时,误差麦克风2a及2b的噪音的降低效果都稳定在3.0至3.5dBA的范围内,如果第二各自的目标值K2b被设定为4dBA,该设定成为障碍,有可能无法结束控制系数的设计。
[0228] 在此,为了避免出现这种状态,在汇总控制多个控制点的控制构成的情况下,也可以在该控制构成单位内对控制点赋予优先顺序,在已达到优先顺序较高的各自的目标值时,完成控制系数的设计即可。例如,如果将第二各自的目标值K2a设定为3dBA且将其优先顺序设定为最高,即使将第二各自的目标值K2b设定为4dBA,无论在误差麦克风2b的设置场所的噪音的降低效果如何,在误差麦克风2a的设置场所的噪音的降低效果达到3dBA以上的时刻就可以完成控制系数的设计。另外,在完成了控制系数的设计的情况下,也可以将在该完成时刻的控制系数设为最终的控制系数。
[0229] 另一方面,在发生了噪音的增加的情况下,因为考虑到无论在哪一个控制点都不希望超过允许值,所以,在所有控制点之中的一个控制点,如果降低效果超过了允许值,即可以中止控制系数的设计。另外,在中止自适应动作的情况下,也可以将到该中止为止效果最好的控制系数设定为最终的控制系数。
[0230] 另外,例如,在汽车100的情况下,可以将车体前方的座位(驾驶座位和副驾驶座位)以及后部座位整体设想为“控制构成单位内”,在控制飞机等较大的空间内的噪音的情况下,没有必要将彼此相隔规定距离以上的座位汇总作为“控制构成单位内”来控制该控制构成单位内的噪音。例如,也可以以使相邻的座位成为“控制构成单位内”的方式来构筑控制构成单位。
[0231] 根据以上的说明,示意了控制系数的设计动作的整体的流程,即,测量噪音的降低效果,基于该结果,是否完成了控制系数的设计,有必要继续控制系数的设计吗,以及,是否根据特定的频率的噪音大小中止控制系数的设计。
[0232] 另一方面,例如,在将噪音控制装置1001适用于飞机的情况下,在发动机前方的座位(头等舱或商务舱)、发动机旁边的座位(商务舱的一部分或经济舱)以及发动机后方的座位(经济舱),噪音的大小以及噪音的频率特性明显不同。而且,因为飞机内的座位数有100至200或更多,所以一般来说针对各座位的最佳的噪音的降低效果有所不同。因此,如上所述,可以考虑对每个座位设置误差麦克风2,分别设定与每个误差麦克风2对应的第一目标值、第二目标值及允许值。然而,除此之外,更新控制系数的自适应动作的动作条件最好也针对每个误差麦克风2分别设定。
[0233] 具体而言,上述动作条件是LMS运算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbb的收敛常数μ。以后,在统称LMS运算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、
61bab、61bba、61bbb的情况下,记载为LMS运算器61。如专利文献1等所述,在LMS运算器61按照以下的公式5更新控制系数。
[0234] W(n+1)=W(n)-μ·e·r……公式(5)
[0235] 在此,W(n)表示更新前的控制滤波器(例如,图7的控制滤波器20aa)的控制系数,W(n+1)表示更新后的控制滤波器的控制系数。
[0236] e表示误差信号(例如,图7的误差麦克风2a的输出信号)。
[0237] r表示参照信号(例如,图7的传播特性校正滤波器62aaa的输出信号)。
[0238] μ表示收敛常数(步骤尺寸参数)。
[0239] ·表示乘法。
[0240] 即,收敛常数μ是调整收敛速度和收敛程度的值。如果收敛常数μ变大,控制系数收敛于最佳值的速度(以后,称为收敛速度)变快,但是,控制系数的更新动作发散的风险也变大。与此相反,如果收敛常数μ变小,就可以稳定地进行控制系数的更新动作,但是,存在收敛速度变慢,到充分地获得噪音的降低效果为止需要时间这样的问题。
[0241] 为此,设定适当的收敛常数μ变得很重要。但是,如飞机那样噪音特性以及噪音大小在很多的座位都不同的情况下,可以想象在各座位最佳的收敛常数μ也不同。为了预先确认该收敛常数μ的最佳值需要花费大量的时间,因此希望噪音控制装置1001最好能自动地推导出收敛常数μ的最佳值。因此,以下,对推导收敛常数μ的最佳值的方法进行说明。
[0242] 图13A以及图13B是表示噪音控制装置1001整体的控制系数的设计动作的流程的动作流程图。图13A以及图13B所示的动作流程包含与图8及图12所示的步骤相同的步骤。以下,省略关于该相同步骤的详细说明,主要对推导收敛常数μ的最佳值的方法进行说明。
[0243] 如图13A所示,效果测量部50,在执行步骤S1之前,对LMS运算器61所使用的收敛常数μ设定预先决定的初始值(步骤S0)。收敛常数μ是0以上1以下的小数。例如,考虑到自适应动作的稳定性,收敛常数μ的初始值被设定为接近0的值。但是,收敛常数μ的初始值并不局限于此,也可以是0。在步骤S0,如果对收敛常数μ设定了初始值,就进行步骤S1以后的处理。
[0244] 之后,如图13B所示,假设效果测量部50在步骤P6判断第二差值没有达到第二目标值(在步骤P6为“否”)或者(OR)在步骤P7判断上述过半数的频率的第一差值没有达到第一目标值(在步骤P7为“否”)。在这种情况下,假设效果测量部50进一步(AND2)在步骤P8判断上述过半数的频率的第一差值没有超过允许值(在步骤P8为“否”)。由此,效果测量部50判断在控制点的路面噪音的降低效果没有达到目标值(在步骤S7与“否”对应)。
[0245] 在这种情况下,视为控制系数没有收敛于最佳值,效果测量部50将预先决定的规定值Δ加到在步骤P4的第一差值的计算时或在步骤P5的第二差值的计算时的收敛常数μ,并将加了预先决定的规定值Δ之后的值设定为新的收敛常数μ+Δ。然后,效果测量部50使系数更新器60重新开始利用该新的收敛常数μ+Δ的控制系数的更新。由此,效果测量部50使自适应动作继续(步骤S79)。然后,进行步骤S1以后的处理。
[0246] 因此,在执行了步骤S1至步骤S6之后,每次重复从步骤P1至步骤S79的控制系数的设计过程时,收敛常数μ增大规定值Δ。在此期间,因为还测量噪音的降低效果,所以,收敛常数μ被调整为能获得最佳的噪音降低效果的收敛常数μ。
[0247] 而且,假设效果测量部50在步骤P6判断第二差值已达到第二目标值(在步骤P6为“是”),并且(AND1),在步骤P7判断上述过半数的频率的第一差值已达到第一目标值(在步骤P7为“是”)。在这种情况下,假设效果测量部50进一步(AND1)在步骤P8判断上述过半数的频率的第一差值没有超过允许值(在步骤P8为“否”)。由此,假设效果测量部50判断在控制点的路面噪音的降低效果已达到目标值(在步骤S7与“是”对应)。在这种情况下,视为控制系数已收敛于最佳值,效果测量部50正常地完成控制系数的设计,将控制系数固定在该完成时的控制系数(最后的控制系数)(步骤S81(与图8的步骤S8对应))。
[0248] 而且,效果测量部50,在步骤P8判断上述过半数的频率的第一差值已超过允许值(在步骤P8为“是”)的情况下,因为可以想象噪音的增加已到了不容忽视的大小,所以,判断在执行步骤S7时控制系数发生了异常。在这种情况下,强制性地中止控制系数的设计动作,将控制系数固定为在判断发生了该异常之前、在步骤S81判断已收敛于最佳值时的最佳值(步骤P91(与图8的步骤S9对应))。
[0249] 如上所述,在噪音控制装置1001,收敛常数μ为初始值时的自适应动作、固定控制系数测量路面噪音的降低效果、将收敛常数μ更新为新的收敛常数μ+Δ以及利用新的收敛常数μ+Δ的自适应动作被重复。由此,即使将噪音控制装置1001应用在飞机这样的包含多个座位的大空间中,也可以自动地将收敛常数μ调整为最佳的收敛常数μ。其结果,可以快速地实现在各座位的最佳的噪音降低效果。
[0250] 另外,在上述的实施方式,示意了将噪音控制装置1001应用到汽车100或飞机的例子,然而,噪音控制装置1001的应用范围并不局限于此。
[0251] (变形实施方式)
[0252] 以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是,本发明的实施方式并不局限于上述实施方式,例如也可以是以下所示的变形实施方式。
[0253] 在第2实施方式的噪音控制装置1001,也可以省略步骤P8以及步骤P11。在这种情况下,假设效果测量部50在步骤P6判断第二差值没有达到第二目标值(在步骤P6为“否”),或者(OR),在步骤P7判断上述过半数的频率的第一差值没有达到第一目标值(在步骤P7为“否”)。在这种情况下,效果测量部50也可以判断在控制点的路面噪音的降低效果没有达到目标值(在步骤S7与“否”对应)。而且,假设效果测量部50在步骤P6判断第二差值已达到第二目标值(在步骤P6为“是”),并且(AND1),在步骤P7判断上述过半数的频率的第一差值已达到第一目标值(在步骤P7为“是”)。在这种情况下,效果测量部50也可以判断在控制点的路面噪音的降低效果已达到目标值(在步骤S7与“是”对应)。
[0254] 并且,在第2实施方式的噪音控制装置1001,也可以省略步骤P7。在这种情况下,效果测量部50,当在步骤P6判断第二差值没有达到第二目标值的情况下(在步骤P6为“否”),也可以判断在控制点的路面噪音的降低效果没有达到目标值(在步骤S7与“否”对应)。而且,效果测量部50,当在步骤P6判断第二差值已达到第二目标值的情况下(在步骤P6为“是”),也可以判断在控制点的路面噪音的降低效果已达到目标值(在步骤S7与“是”对应)。
[0255] 或者,在第2实施方式的噪音控制装置1001,也可以省略步骤P6。在这种情况下,效果测量部50,当在步骤P7判断上述过半数的频率的第一差值没有达到第一目标值的情况下(在步骤P7为“否”),也可以判断在控制点的路面噪音的降低效果没有达到目标值(在步骤S7与“否”对应)。而且,效果测量部50,当在步骤P7判断上述过半数的频率的第一差值已达到第一目标值的情况下(在步骤P7为“是”),也可以判断在控制点的路面噪音的降低效果已达到目标值(在步骤S7与“是”对应)。
[0256] 而且,上述传感器1、1a、1b、1c、1d也可以是检测在设置场所产生的噪音并输出表示该检测的噪音的噪音信号的麦克风。
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