有源噪聲控制裝置的制作方法
1.本發明涉及一種有源噪聲控制裝置(active noise control device)。
背景技術：
2.在日本發明專利公開公報特開2007-025527號中公開一種有源噪聲降低裝置。該有源噪聲降低裝置生成控制揚聲器的信號。據此，從揚聲器輸出干涉聲音。通過干涉聲音來降低路面噪聲等噪聲的聲壓。
技術實現要素：
3.日本發明專利公開公報特開2007-025527號的有源噪聲控制裝置根據揚聲器與麥克風之間的傳輸特性來生成控制揚聲器的控制信號。在該有源噪聲控制裝置中，揚聲器與麥克風之間的傳輸特性被固定。因此，存在當傳輸特性發生變化時該有源噪聲控制裝置無法降低噪聲的聲壓這樣的技術問題。
4.本發明的目的在于解決上述的技術問題。
5.本發明的技術方案是一種有源噪聲控制裝置，該有源噪聲控制裝置根據以在控制點檢測到合成音的檢測器輸出的誤差信號的規定頻率為中心的頻段的分量來控制揚聲器，其中，所述合成音是指從振動源傳來的噪聲與為了抵消所述噪聲而從所述揚聲器輸出的抵消聲音的合成聲音，所述有源噪聲控制裝置具有基準信號生成部、控制信號生成部、推定抵消聲音信號生成部、抽取信號生成部、假想誤差信號生成部、差分信號生成部、次級路徑濾波器更新部、抽取濾波器更新部和反饋濾波器設定部，其中，所述基準信號生成部生成與所述規定頻率對應的基準信號；所述控制信號生成部通過反饋濾波器和作為自適應陷波濾波器的抽取濾波器對所述基準信號進行信號處理，生成用于控制所述揚聲器的控制信號；所述推定抵消聲音信號生成部通過作為次級路徑濾波器的自適應陷波濾波器對所述控制信號進行信號處理，生成推定抵消聲音信號；所述抽取信號生成部通過所述抽取濾波器對所述基準信號進行信號處理，生成抽取信號；所述假想誤差信號生成部基于所述誤差信號和所述推定抵消聲音信號來生成假想誤差信號；所述差分信號生成部基于所述誤差信號和所述抽取信號來生成差分信號；所述次級路徑濾波器更新部根據所述控制信號和所述假想誤差信號來對所述次級路徑濾波器依次進行自適應更新，以使所述假想誤差信號的大小達到最?。凰龀槿V波器更新部根據所述基準信號和所述差分信號來對所述抽取濾波器依次進行自適應更新，以使所述差分信號的大小達到最??；所述反饋濾波器設定部根據所述次級路徑濾波器來設定所述反饋濾波器。
6.本發明的有源噪聲控制裝置即使傳輸特性發生變化也能夠降低噪聲。
7.根據參照附圖對以下實施方式進行的說明，上述的目的、特征和優點應易于被理解。
附圖說明
8.圖1是說明在有源噪聲控制裝置中執行的有源噪聲控制的概要的圖。圖2是表示有源噪聲控制裝置的結構的示意圖。圖3是信號處理部的控制框圖。圖4是信號處理部的控制框圖。
具體實施方式
9.〔第1實施方式〕圖1是說明在有源噪聲控制裝置10中執行的有源噪聲控制的概要的圖。
10.車輪16由于車輛行駛時從路面受到的力而振動。該振動通過懸架傳遞給車身，從而在車輛13的車廂14內產生路面噪聲。路面噪聲在40～50hz頻段內具有峰值。40～50hz的頻段是由車廂14那樣的密閉空間內的聲響共鳴特性激發的頻段。以峰值頻率為中心且具有一定的帶寬的窄頻帶分量產生還被稱為低頻噪聲(drumming noise)的“轟......”的聲音。低頻噪聲易于給乘員帶來不快感。
11.本實施方式的有源噪聲控制裝置10使設置在車廂14內的揚聲器18輸出抵消聲音。據此，降低車廂14內的控制點的低頻噪聲的聲壓。
12.圖2是表示有源噪聲控制裝置10的結構的示意圖。有源噪聲控制裝置10具有信號處理部22和反饋濾波器設定部23。
13.有源噪聲控制裝置10具有未圖示的運算部和存儲部。通過運算部來實現上述的信號處理部22和反饋濾波器設定部23。
14.運算部例如由cpu(central processing unit：中央處理器)、gpu(graphics processing unit：圖形處理器)等處理器來構成。
15.運算部具有未圖示的判定部和控制部。判定部和控制部通過由運算部執行被存儲在存儲部中的程序來實現。
16.另外，判定部和控制部中的至少一部分也可以由asic(application specific integrated circuit：專用集成電路)、fpga(field-programmable gate array：現場可編程門陣列)等集成電路來實現。另外，判定部和控制部的至少一部分也可以由包括分立器件的電子電路構成。
17.存儲部由未圖示的易失性存儲器和未圖示的非易失性存儲器構成。易失性存儲器例如能夠舉出ram(random access memory：隨機存取存儲器)等。非易失性存儲器例如能夠舉出rom(read only memory：只讀存儲器)、閃存存儲器等。數據等例如被存儲在易失性存儲器中。程序、表格、映射等例如被存儲在非易失性存儲器中。存儲部的至少一部分也可以被設置于上述的處理器、集成電路等。
18.[信號處理部的結構]圖3是信號處理部22的控制框圖。信號處理部22進行反饋信號處理。在反饋信號處理中生成控制信號u0_a。控制信號u0_a是用于使揚聲器18輸出抵消低頻噪聲的抵消聲音的信號。根據從設置在控制點的麥克風32輸出的誤差信號e來生成控制信號u0_a。下面，將聲音從揚聲器18向麥克風32的傳遞路徑稱為次級路徑，將次級路徑的傳輸特性設為c。
[0019]
在本實施方式中，將乘員的耳朵附近設為控制點。因此，如圖1所示，在車廂14內的
座椅34的頭枕36上設置有麥克風32。誤差信號e是從麥克風32輸出的信號，該麥克風32檢測到控制點的噪聲d與控制點的抵消聲音y的合成音。
[0020]
信號處理部22具有基準信號生成部67、控制信號生成部68、推定抵消聲音信號生成部70、推定噪聲信號生成部76、抽取信號生成部77、假想誤差信號生成部78、差分信號生成部81、調整濾波器更新部82、次級路徑濾波器更新部84和抽取濾波器更新部85。
[0021]
基準信號生成部67生成基準信號xc(＝cos(2π
×
fx
×
t))和基準信號xs(＝sin(2π
×
fx
×
t))?；鶞市盘杧c是控制對象頻率fx的余弦信號?；鶞市盘杧s是控制對象頻率fx的正弦信號。在此，t表示時間?？刂茖ο箢l率fx被設定為低頻噪聲的峰值頻率和峰值頻率附近的頻率。
[0022]
在控制信號生成部68中，生成控制信號u0_a和控制信號u1_a。通過由反饋濾波器fb和抽取濾波器a對基準信號xc和基準信號xs進行信號處理來生成控制信號u0_a和控制信號u1_a?？刂菩盘柹刹?8具有相位調整部86、信號抽取部88和增益調整部90。
[0023]
使用增益fbg、濾波器系數fbp0和濾波器系數fbp1，用fb＝fbg(fbp0+ifbp1)來表示反饋濾波器fb。另外，i表示虛數。另外，fbp02+fbp12＝1。反饋濾波器fb由反饋濾波器設定部23來設定。在后面詳細敘述反饋濾波器fb的設定。與后述的抽取信號生成部77一起來說明抽取濾波器a的細節。
[0024]
相位調整部86生成相位調整信號p0_a和相位調整信號p1_a。通過由相位調整濾波器fbp對基準信號xc和基準信號xs進行信號處理來生成相位調整信號p0_a和相位調整信號p1_a。
[0025]
相位調整部86具有第1相位調整濾波器86a、第2相位調整濾波器86b、第3相位調整濾波器86c、第4相位調整濾波器86d、反相放大器86e、加法器86f和加法器86g。
[0026]
第1相位調整濾波器86a具有濾波器系數fbp0。第2相位調整濾波器86b具有濾波器系數fbp1。第3相位調整濾波器86c具有濾波器系數fbp0。第4相位調整濾波器86d具有濾波器系數fbp1。
[0027]
向第2相位調整濾波器86b輸入通過反相放大器86e使極性反轉得到的基準信號-xs。在加法器86f中將在第1相位調整濾波器86a中調整了振幅的基準信號xc和在第2相位調整濾波器86b中調整了振幅的基準信號-xs相加。據此，生成相位調整信號p0_a。
[0028]
在加法器86g中將在第3相位調整濾波器86c中調整了振幅的基準信號xs和在第4相位調整濾波器86d中調整了振幅的基準信號xc相加。據此，生成相位調整信號p1_a。
[0029]
信號抽取部88通過抽取濾波器a對相位調整信號p0_a和相位調整信號p1_a進行信號處理。據此，生成抽取信號a0_a和抽取信號a1_a。
[0030]
信號抽取部88具有第1抽取濾波器88a、第2抽取濾波器88b、第3抽取濾波器88c、第4抽取濾波器88d、反相放大器88e、加法器88f和加法器88g。
[0031]
第1抽取濾波器88a具有濾波器系數a0。第2抽取濾波器88b具有濾波器系數a1。第3抽取濾波器88c具有濾波器系數a0。第4抽取濾波器88d具有濾波器系數a1。
[0032]
在加法器88f中將在第1抽取濾波器88a中調整了振幅的相位調整信號p0_a和在第2抽取濾波器88b中調整了振幅的相位調整信號p1_a相加。據此，生成抽取信號a0_a。
[0033]
向第3抽取濾波器88c輸入通過反相放大器88e使極性反轉得到的相位調整信號-p1_a。在加法器88g中將在第3抽取濾波器88c中調整了振幅的相位調整信號-p1_a和在第4
抽取濾波器88d中調整了振幅的相位調整信號p0_a相加。據此，生成抽取信號a1_a。
[0034]
增益調整部90通過增益濾波器fbg對抽取信號a0_a和抽取信號a1_a進行信號處理。據此，生成控制信號u0_a和控制信號u1_a。
[0035]
增益調整部90具有第1增益調整濾波器90a和第2增益調整濾波器90b。第1增益調整濾波器90a具有增益fbg。第2增益調整濾波器90b具有增益fbg。
[0036]
在第1增益調整濾波器90a中調整抽取信號a0_a的振幅。據此，生成控制信號u0_a。在第2增益調整濾波器90b中調整抽取信號a1_a的振幅。據此，生成控制信號u1_a?？刂菩盘杣0_a通過數字/模擬轉換器69被轉換為模擬信號，且被輸出給揚聲器18。
[0037]
在接著說明的推定抵消聲音信號生成部70中，使用控制信號u0_a作為實數分量，使用控制信號u1_a作為虛數分量。
[0038]
推定抵消聲音信號生成部70通過次級路徑濾波器c＾對控制信號u0_a和控制信號u1_a進行信號處理。據此，生成推定抵消聲音信號y_a＾。
[0039]
在推定抵消聲音信號生成部70中，次級路徑濾波器c＾使用自適應陷波濾波器(例如，san(single-frequency adaptive notch)濾波器)。次級路徑濾波器c＾在后述的次級路徑濾波器更新部84中進行更新。據此，次級路徑濾波器c＾收斂于次級路徑中的聲音的傳輸特性c。使用濾波器系數c0＾和濾波器系數c1＾用c＾＝c0＾+ic1＾來表示次級路徑濾波器c＾。另外，i表示虛數。
[0040]
推定抵消聲音信號生成部70具有第1次級路徑濾波器70a、第2次級路徑濾波器70b和加法器70c。
[0041]
第1次級路徑濾波器70a具有濾波器系數c0＾。第2次級路徑濾波器70b具有濾波器系數c1＾。在加法器70c中將在第1次級路徑濾波器70a中調整了振幅的控制信號u0_a和在第2次級路徑濾波器70b中調整了振幅的控制信號u1_a相加。據此生成推定抵消聲音信號y_a＾。
[0042]
推定噪聲信號生成部76通過調整濾波器p對基準信號xc和基準信號xs進行信號處理。據此，生成推定噪聲信號d_a＾。推定噪聲信號生成部76使用自適應陷波濾波器(例如，san濾波器)作為用于調整基準信號xc和基準信號xs的特性的調整濾波器p。調整濾波器p在后述的調整濾波器更新部82中進行更新。使用濾波器系數p0和濾波器系數p1用p＝p0+ip1來表示調整濾波器p。另外，i表示虛數。
[0043]
推定噪聲信號生成部76具有第1調整濾波器76a、第2調整濾波器76b、反相放大器76c和加法器76d。第1調整濾波器76a具有濾波器系數p0。第2調整濾波器76b具有濾波器系數p1。
[0044]
向第2調整濾波器76b輸入通過反相放大器76c使極性反轉得到的基準信號-xs。在加法器76d中將在第1調整濾波器76a中調整了振幅的基準信號xc和在第2調整濾波器76b中調整了振幅的基準信號-xs相加。據此，生成推定噪聲信號d_a＾。
[0045]
抽取信號生成部77通過抽取濾波器a對基準信號xc和基準信號xs進行信號處理。據此，生成抽取信號efr。在抽取信號生成部77中，使用自適應陷波濾波器(例如，san濾波器)作為抽取濾波器a。抽取濾波器a在后述的抽取濾波器更新部85中進行更新優化。抽取濾波器a具有使基準信號xc及基準信號xs與低頻噪聲的振幅及相位相匹配的濾波器系數a0和濾波器系數a1。
[0046]
抽取信號生成部77具有第1抽取濾波器77a、第2抽取濾波器77b和加法器77c。第1抽取濾波器77a具有濾波器系數a0。第2抽取濾波器77b具有濾波器系數a1。
[0047]
在加法器77c中將在第1抽取濾波器77a中調整了振幅的基準信號xc和在第2抽取濾波器77b中調整了振幅的基準信號xs相加，據此生成抽取信號efr。
[0048]
假想誤差信號生成部78根據誤差信號e、推定噪聲信號d_a＾和推定抵消聲音信號y_a＾來生成假想誤差信號e1。假想誤差信號生成部78具有反相放大器78a、反相放大器78b和加法器78c。
[0049]
通過模擬/數字轉換器79轉換為數字信號的誤差信號e、通過反相放大器78a使極性反轉得到的推定噪聲信號-d_a^和通過反相放大器78b使極性反轉得到的推定抵消聲音信號-y_a^在加法器78c中相加。據此，生成假想誤差信號e1。
[0050]
差分信號生成部81根據誤差信號e和抽取信號efr生成差分信號e0。差分信號生成部81具有加法器81a。在加法器81a中將誤差信號e和抽取信號efr相加。據此，生成差分信號e0。
[0051]
調整濾波器更新部82通過自適應算法(例如，lms(least mean square)算法)對調整濾波器p依次進行自適應更新，以使假想誤差信號e1達到最小。
[0052]
調整濾波器更新部82具有第1調整濾波器系數更新部82a和第2調整濾波器系數更新部82b。第1調整濾波器系數更新部82a和第2調整濾波器系數更新部82b根據下式來更新濾波器系數p0和濾波器系數p1。式中的n表示時間步數(n＝0、1、2、......)。信號處理部22按規定的周期進行信號處理。時間步表示該周期的長度。時間步數表示信號處理是第幾個周期的處理。μ0
p
、μ1
p
表示步長參數。p0
n+1
＝p0
n-μ0
p
×
e1n×
xcnp1
n+1
＝p1
n-μ1
p
×
e1n×
xsn[0053]
次級路徑濾波器更新部84通過自適應算法(例如，lms算法)對次級路徑濾波器c^依次進行自適應更新，以使假想誤差信號e1達到最小。
[0054]
次級路徑濾波器更新部84具有第1次級路徑濾波器系數更新部84a和第2次級路徑濾波器系數更新部84b。第1次級路徑濾波器系數更新部84a和第2次級路徑濾波器系數更新部84b根據下式來更新濾波器系數c0^和濾波器系數c1^。式中的n表示時間步數(n＝0、1、2、......)，μ0c、μ1c表示步長參數。c0^
n+1
＝c0^
n-μ0c×
e1n×
u0_anc1^
n+1
＝c1^
n-μ1c×
e1n×
u1_an[0055]
抽取濾波器更新部85通過自適應算法(例如，lms算法)對抽取濾波器a依次進行自適應更新，以使差分信號e0達到最小。
[0056]
抽取濾波器更新部85具有第1抽取濾波器系數更新部85a和第2抽取濾波器系數更新部85b。第1抽取濾波器系數更新部85a和第2抽取濾波器系數更新部85b根據下式來更新濾波器系數a0和濾波器系數a1。式中的n表示時間步數(n＝0、1、2、......)，μ0a、μ1a表示步長參數。a0
n+1
＝a0
n-μ0a×
e0n×
xcna1
n+1
＝a1
n-μ1a×
e0n×
xsn[0057]
[反饋濾波器fb的設定]
反饋濾波器設定部23根據次級路徑濾波器c^來設定反饋濾波器fb。下面，對反饋濾波器fb的設定進行說明。
[0058]
用下式來表示作為誤差信號e與噪聲d的傳遞函數的靈敏度函數s。該靈敏度函數s表示噪聲d的降低量。
[0059]
在此，e是誤差信號e的頻率特性，d是噪聲d的頻率特性。當用次級路徑濾波器c^代替次級路徑的傳輸特性c時，由下式來表示反饋濾波器fb。
[0060]
靈敏度函數s的值被預先確定。例如，在使低頻噪聲的聲壓降低6db左右的情況下，靈敏度函數s大致為0.5。在設靈敏度函數s＝0.5的情況下，反饋濾波器設定部23將用|1/c^|對1/c^的實部進行歸一化得到的值設定為濾波器系數fbp0，將用|1/c^|對1/c^的虛部進行歸一化得到的值設定為濾波器系數fbp1。
[0061]
反饋濾波器設定部23將增益fbg設定為從初始值逐漸增大到1/|c^|。在次級路徑濾波器c^的更新次數少，學習沒有進展的狀態下有時1/|c^|的值劇增。因此，通過使增益fbg逐漸增大，能夠抑制以大的聲壓從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音。在此，增益fbg的初始值不被設定為0，而是被設定為小到不會從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音的程度的值。這是由于，若設增益fbg的初始值為0，則次級路徑濾波器c＾的學習不會有進展。
[0062]
另外，反饋濾波器設定部23也可以在次級路徑濾波器c＾的增益|c＾|在規定值以下的情況下，將增益fbg設定為初始值。直到次級路徑濾波器c＾的學習有進展為止，增益fbg被設定為初始值，因此，能夠實現不會從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音。
[0063]
另外，在更新次級路徑濾波器c＾產生的增益變化量或者相位變化量在規定量以上的情況下，反饋濾波器設定部23也可以使增益fbg恢復初始值。當麥克風32的位置發生變化時，有時次級路徑的傳輸特性c較大地變化。在該情況下，進行次級路徑濾波器c＾的重新學習。因此，通過暫時將增益fbg設定為初始值，且使增益fbg從初始值逐漸增大到1/|c＾|，能夠抑制以大的聲壓從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音。
[0064]
[作用效果]在本實施方式的有源噪聲控制裝置10中，控制信號生成部68通過反饋濾波器fb和抽取濾波器a對基準信號xc和基準信號xs進行信號處理。據此，生成控制揚聲器18的控制信號u0_a。另外，反饋濾波器設定部23根據次級路徑濾波器c＾設定反饋濾波器fb。并且，次級路徑濾波器更新部84對次級路徑濾波器c＾依次進行自適應更新。據此，即使在次級路徑的傳輸特性c發生變化的情況下，也能夠使次級路徑濾波器c＾跟隨傳輸特性c。據此，由于生成與傳輸特性c的變化對應的控制信號u0_a，因此，能夠降低低頻噪聲的聲壓。
[0065]
另外，在本實施方式的有源噪聲控制裝置10中，反饋濾波器設定部23根據次級路徑濾波器c＾和預先確定的噪聲的降低量(靈敏度函數s)來設定反饋濾波器fb。據此，能夠降低設定反饋濾波器fb時的計算量，由此能夠抑制運算部的負荷。
[0066]
另外，在本實施方式的有源噪聲控制裝置10中，反饋濾波器設定部23使反饋濾波器fb的增益fbg從預先確定的初始值逐漸增大到增益1/|c＾|。據此，能夠抑制以大的聲壓從
揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音。
[0067]
另外，在本實施方式的有源噪聲控制裝置10中，反饋濾波器設定部23在次級路徑濾波器c＾的增益|c＾|在規定值以下的情況下，將反饋濾波器fb的增益fbg設定為預先確定的初始值。據此，直到次級路徑濾波器c＾的學習有進展為止增益fbg被設定為初始值，因此，能夠實現不會從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音。
[0068]
另外，在本實施方式的有源噪聲控制裝置10中，在次級路徑濾波器c＾的增益的變化量或者相位的變化量在規定量以上的情況下，反饋濾波器設定部23將反饋濾波器fb的增益fbg設定為預先確定的初始值。據此，能抑制以大的聲壓從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音。
[0069]
〔第2實施方式〕本實施方式的有源噪聲控制裝置10的信號處理部22的一部分結構與第1實施方式的信號處理部22不同。另外，反饋濾波器設定部23設定反饋濾波器fb的設定方法與第1實施方式的反饋濾波器設定部23不同。
[0070]
[信號處理部的結構]信號處理部22進行反饋信號處理。在反饋信號處理中，生成控制信號u0_b。控制信號u0_b是用于使揚聲器18輸出抵消低頻噪聲的抵消聲音的信號。根據從設置于控制點的麥克風32輸出的誤差信號e來生成控制信號u0_b。下面，將聲音從車輪16向麥克風32的傳遞路徑稱為初級路徑，將初級路徑的傳輸特性設為h。另外，將聲音從揚聲器18向麥克風32的傳遞路徑稱為次級路徑，設次級路徑的傳輸特性為c。
[0071]
圖4是信號處理部22的控制框圖。信號處理部22具有基準信號生成部67、控制信號生成部68、推定抵消聲音信號生成部70、推定噪聲信號生成部75、抽取信號生成部77、假想誤差信號生成部78、差分信號生成部81、初級路徑濾波器更新部83、次級路徑濾波器更新部84和抽取濾波器更新部85。
[0072]
基準信號生成部67生成基準信號xc(＝cos(2π
×
fx
×
t))和基準信號xs(＝sin(2π
×
fx
×
t))。基準信號xc是控制對象頻率fx的余弦信號?；鶞市盘杧s是控制對象頻率fx的正弦信號。在此，t表示時間?？刂茖ο箢l率fx被預先設定為低頻噪聲的峰值頻率附近。
[0073]
在控制信號生成部68中，通過反饋濾波器fb和抽取濾波器a對基準信號xc和基準信號xs進行信號處理。據此，生成控制信號u0_b和控制信號u1_b。控制信號生成部68具有信號抽取部92、相位調整部94和增益調整部96。
[0074]
使用增益fbg、濾波器系數fbp0和濾波器系數fbp1用fb＝fbg(fbp0+ifbp1)來表示反饋濾波器fb。另外，i表示虛數。另外，fbp02+fbp12＝1。反饋濾波器fb由反饋濾波器設定部23來設定。在后面詳細敘述反饋濾波器fb的設定。
[0075]
信號抽取部92通過抽取濾波器a對基準信號xc和基準信號xc進行信號處理。據此，生成抽取信號a0_b和抽取信號a1_b。
[0076]
信號抽取部92具有第1抽取濾波器92a、第2抽取濾波器92b、第3抽取濾波器92c、第4抽取濾波器92d、反相放大器92e、加法器92f和加法器92g。
[0077]
第1抽取濾波器92a具有濾波器系數a0。第2抽取濾波器92b具有濾波器系數a1。第3抽取濾波器92c具有濾波器系數a0。第4抽取濾波器92d具有濾波器系數a1。
[0078]
向第2抽取濾波器92b輸入通過反相放大器92e使極性反轉得到的基準信號-xs。在
加法器92f中將在第1抽取濾波器92a中調整了振幅的基準信號xc和在第2抽取濾波器92b中調整了振幅的基準信號-xs相加。據此，生成抽取信號a0_b。
[0079]
在加法器92g中將在第3抽取濾波器92c中調整了振幅的基準信號xs和在第4抽取濾波器92d中調整了振幅的基準信號xc相加。據此，生成抽取信號a1_b。
[0080]
相位調整部94通過相位調整濾波器fbp對抽取信號a0_b和抽取信號a1_b進行信號處理。據此，生成相位調整信號p0_b和相位調整信號p1_b。
[0081]
相位調整部94具有第1相位調整濾波器94a、第2相位調整濾波器94b、第3相位調整濾波器94c、第4相位調整濾波器94d、反相放大器94e、加法器94f和加法器94g。
[0082]
第1相位調整濾波器94a具有濾波器系數fbp0。第2相位調整濾波器94b具有濾波器系數fbp1。第3相位調整濾波器94c具有濾波器系數fbp0。第4相位調整濾波器94d具有濾波器系數fbp1。
[0083]
在加法器94f中將在第1相位調整濾波器94a中調整了振幅的抽取信號a0_b和在第2相位調整濾波器94b中調整了振幅的抽取信號a1_b相加。據此，生成相位調整信號p0_b。
[0084]
向第3相位調整濾波器94c輸入通過反相放大器94e使極性反轉得到的抽取信號-a1_b。在加法器94g中將在第3相位調整濾波器94c中調整了振幅的抽取信號-a1_b和在第4相位調整濾波器94d中調整了振幅的抽取信號a0_b相加。據此，生成相位調整信號p1_b。
[0085]
增益調整部96通過增益濾波器fbg對相位調整信號p0_b和相位調整信號p1_b進行信號處理。據此，生成控制信號u0_b和控制信號u1_b。
[0086]
增益調整部96具有第1增益調整濾波器96a和第2增益調整濾波器96b。第1增益調整濾波器96a具有增益fbg。第2增益調整濾波器96b具有增益fbg。
[0087]
在第1增益調整濾波器96a中調整相位調整信號p0_b的振幅。據此，生成控制信號u0_b。在第2增益調整濾波器96b中調整相位調整信號p1_b的振幅。據此，生成控制信號u1_b?？刂菩盘杣0_b通過數字/模擬轉換器69被轉換為模擬信號，且被輸出給揚聲器18。
[0088]
在接著說明的推定抵消聲音信號生成部70中，將控制信號u0_b作為實數分量來使用，將控制信號u1_b作為虛數分量來使用。
[0089]
推定抵消聲音信號生成部70通過次級路徑濾波器c＾對控制信號u0_b和控制信號u1_b進行信號處理。據此，生成推定抵消聲音信號y_b＾。
[0090]
在推定抵消聲音信號生成部70中，次級路徑濾波器c＾使用自適應陷波濾波器(例如，san濾波器)。次級路徑濾波器c＾在后述的次級路徑濾波器更新部84中進行更新，據此,收斂于次級路徑中的聲音的傳輸特性c。使用濾波器系數c0＾和濾波器系數c1＾用c＾＝c0＾+ic1＾來表示次級路徑濾波器c＾。另外，i表示虛數。
[0091]
推定抵消聲音信號生成部70具有第1次級路徑濾波器70a、第2次級路徑濾波器70b和加法器70c。
[0092]
第1次級路徑濾波器70a具有濾波器系數c0＾。第2次級路徑濾波器70b具有濾波器系數c1＾。在加法器70c中將在第1次級路徑濾波器70a中調整了振幅的控制信號u0_b和在第2次級路徑濾波器70b中調整了振幅的控制信號u1_b相加。據此，生成推定抵消聲音信號y_b＾。
[0093]
推定噪聲信號生成部75通過初級路徑濾波器h＾對抽取信號a0_b和抽取信號a1_b進行信號處理。據此，生成推定噪聲信號d_b＾。
[0094]
在推定噪聲信號生成部75中，初級路徑濾波器h＾使用自適應陷波濾波器(例如，san濾波器)。初級路徑濾波器h＾在后述的初級路徑濾波器更新部83中進行更新，據此,收斂于初級路徑中的聲音的傳輸特性h。使用濾波器系數h0＾和濾波器系數h1＾用h＾＝h0＾+ih1＾來表示初級路徑濾波器h＾。另外，i表示虛數。
[0095]
推定噪聲信號生成部75具有第1初級路徑濾波器75a、第2初級路徑濾波器75b、反相放大器75c和加法器75d。第1初級路徑濾波器75a具有濾波器系數h0＾。第2初級路徑濾波器75b具有濾波器系數h1＾。
[0096]
向第2初級路徑濾波器75b輸入通過反相放大器75c使極性反轉得到的抽取信號-a1_b。在加法器75d中將在第1初級路徑濾波器75a中調整了振幅的抽取信號a0_b和在第2初級路徑濾波器75b中調整了振幅的抽取信號-a1_b相加。據此，生成推定噪聲信號d_b＾。
[0097]
抽取信號生成部77通過抽取濾波器a對基準信號xc和基準信號xs進行信號處理。據此，生成抽取信號efr。在抽取信號生成部77中，抽取濾波器a使用自適應陷波濾波器(例如，san濾波器)。抽取濾波器a在后述的抽取濾波器更新部85中進行更新而被優化。抽取濾波器a具有使基準信號xc及基準信號xs與低頻噪聲的振幅及相位相匹配的濾波器系數a0和濾波器系數a1。
[0098]
抽取信號生成部77具有第1抽取濾波器77a、第2抽取濾波器77b和加法器77c。第1抽取濾波器77a具有濾波器系數a0。第2抽取濾波器77b具有濾波器系數a1。
[0099]
在加法器77c中將在第1抽取濾波器77a中調整了振幅的基準信號xc和在第2抽取濾波器77b中調整了振幅的基準信號xs相加。據此，生成抽取信號efr。
[0100]
假想誤差信號生成部78根據誤差信號e、推定噪聲信號d_b＾和推定抵消聲音信號y_b＾生成假想誤差信號e2。假想誤差信號生成部78具有反相放大器78a、反相放大器78b和加法器78c。
[0101]
通過模擬/數字轉換器79被轉換為數字信號的誤差信號e、通過反相放大器78a使極性反轉得到的推定噪聲信號-d_b＾和通過反相放大器78b使極性反轉得到的推定抵消聲音信號-y_b＾在加法器78c中相加。據此，生成假想誤差信號e2。
[0102]
差分信號生成部81根據誤差信號e和抽取信號efr生成差分信號e0。差分信號生成部81具有加法器81a。在加法器81a中將誤差信號e和抽取信號efr相加來生成差分信號e0。
[0103]
初級路徑濾波器更新部83通過自適應算法(例如，lms算法)對初級路徑濾波器h＾依次進行自適應更新，以使假想誤差信號e2達到最小。
[0104]
初級路徑濾波器更新部83具有第1初級路徑濾波器系數更新部83a和第2初級路徑濾波器系數更新部83b。第1初級路徑濾波器系數更新部83a和第2初級路徑濾波器系數更新部83b根據下式來更新濾波器系數h0^和濾波器系數h1^。式中的n表示時間步數(n＝0、1、2、......)，μ0h、μ1h表示步長參數。h0^
n+1
＝h0^
n-μ0h×
e2n×
a0_bnh1^
n+1
＝h1^
n-μ1
p
×
e2n×
a1_bn[0105]
次級路徑濾波器更新部84通過自適應算法(例如，lms算法)對次級路徑濾波器c^依次進行自適用更新，以使假想誤差信號e2達到最小。
[0106]
次級路徑濾波器更新部84具有第1次級路徑濾波器系數更新部84a和第2次級路徑濾波器系數更新部84b。第1次級路徑濾波器系數更新部84a和第2次級路徑濾波器系數更新
部84b根據下式來更新濾波器系數c0^和濾波器系數c1^。式中的n表示時間步數(n＝0、1、2、......)，μ0c、μ1c表示步長參數。c0^
n+1
＝c0^
n-μ0c×
e2n×
u0_bnc1^
n+1
＝c1^
n-μ1c×
e2n×
u1_bn[0107]
抽取濾波器更新部85通過自適應算法(例如，lms算法)對抽取濾波器a依次進行自適應更新，以使差分信號e0達到最小。
[0108]
抽取濾波器更新部85具有第1抽取濾波器系數更新部85a和第2抽取濾波器系數更新部85b。第1抽取濾波器系數更新部85a和第2抽取濾波器系數更新部85b根據下式來更新濾波器系數a0和濾波器系數a1。式中的n表示時間步數(n＝0、1、2、......)，μ0a、μ1a表示步長參數。a0
n+1
＝a0
n-μ0a×
e0n×
xcna1
n+1
＝a1
n-μ1a＝e0n×
xsn[0109]
[反饋濾波器fb的設定]反饋濾波器設定部23根據初級路徑濾波器h^和次級路徑濾波器c^來設定反饋濾波器fb。下面，對反饋濾波器fb的設定進行說明。
[0110]
在初級路徑濾波器h^收斂于初級路徑的傳輸特性h，且次級路徑濾波器c^收斂于次級路徑的傳輸特性c的情況下，通過下式來表示初級路徑濾波器h^。h^＝c^
·
fb
[0111]
對該公式關于反饋濾波器fb求解，反饋濾波器fb被表示為下式。fb＝h^/c^
[0112]
反饋濾波器設定部23將用|h＾/c＾|對h＾/c＾的實部進行歸一化而得到的值設定為濾波器系數fbp0。反饋濾波器設定部23將用|h＾/c＾|對h＾/c＾的虛部進行歸一化而得到的值設定為濾波器系數fbp1。
[0113]
反饋濾波器設定部23使增益fbg從初始值逐漸增大到|1/c＾|。在初級路徑濾波器h＾和次級路徑濾波器c＾的更新次數少，學習沒有進展的狀態下有時|1/c＾|的值劇增。因此，通過使增益fbg逐漸增大，能夠抑制以大的聲壓從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音。在此，增益fbg的初始值不被設定為0，而是被設定為小到不會從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音的程度的值。這是由于，若設增益fbg的初始值為0，則次級路徑濾波器c＾的學習不會有進展。
[0114]
另外，反饋濾波器設定部23也可以在初級路徑濾波器h＾的增益|h＾|或者次級路徑濾波器c＾的增益|c＾|在規定值以下的情況下，將增益fbg設定為初始值。直到初級路徑濾波器h＾和次級路徑濾波器c＾的學習有進展為止增益fbg被設定為初始值，因此，能夠實現不會從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音。
[0115]
另外，在滿足以下4個條件中的至少一個條件的情況下，反饋濾波器設定部23也可以使增益fbg恢復初始值。4個條件是指以下的條件(1)～(4)。(1)更新初級路徑濾波器h＾產生的增益變化量在規定量以上。(2)更新初級路徑濾波器h＾產生的相位變化量在規定量以上。(3)更新次級路徑濾波器c＾產生的增益變化量在規定量以上。(4)更新次級路徑濾波器c＾產生的相位變化量在規定量以上。
[0116]
當麥克風32的位置發生變化時，有時次級路徑的傳輸特性c大幅地變化。在該情況下，進行次級路徑濾波器c＾的重新學習。在該情況下，通過暫時將增益fbg設定為初始值，且使增益fbg從初始值逐漸增大到|h＾/c＾|，能夠抑制以大的聲壓從揚聲器18輸出使乘員感到不快的聲音。
[0117]
[作用效果]在本實施方式的有源噪聲控制裝置10中，控制信號生成部68通過反饋濾波器fb和抽取濾波器a對基準信號xc和基準信號xs進行信號處理。據此，生成控制揚聲器18的控制信號u0_b。另外，反饋濾波器設定部23根據次級路徑濾波器c＾來設定反饋濾波器fb。并且，次級路徑濾波器更新部84對次級路徑濾波器c＾依次進行自適應更新。據此，即使在次級路徑的傳輸特性c發生變化的情況下，也能夠使次級路徑濾波器c＾跟隨傳輸特性c。其結果，能夠按照傳輸特性c的變化來生成控制信號u0_b，因此能夠降低低頻噪聲的聲壓。
[0118]
另外，在本實施方式的有源噪聲控制裝置10中，反饋濾波器設定部23根據初級路徑濾波器h＾和次級路徑濾波器c＾來設定反饋濾波器fb。據此，能夠降低設定的反饋濾波器fb時的計算量，由此能夠抑制運算部的負荷。
[0119]
〔根據實施方式能得到的技術思想〕下面記載根據上述實施方式能掌握的技術思想。
[0120]
一種有源噪聲控制裝置(10)，該有源噪聲控制裝置(10)根據以在控制點檢測到合成音的檢測器(32)輸出的誤差信號的規定頻率為中心的頻段的分量來控制揚聲器(18)，其中，所述合成音是指從振動源傳來的噪聲與為了抵消所述噪聲而從所述揚聲器(18)輸出的抵消聲音的合成聲音，所述有源噪聲控制裝置(10)具有基準信號生成部(67)、控制信號生成部(68)、推定抵消聲音信號生成部(70)、抽取信號生成部(77)、假想誤差信號生成部(78)、差分信號生成部(81)、次級路徑濾波器更新部(84)、抽取濾波器更新部(85)和反饋濾波器設定部(23)，其中，所述基準信號生成部(67)生成與所述規定頻率對應的基準信號；所述控制信號生成部(68)通過反饋濾波器和作為自適應陷波濾波器的抽取濾波器對所述基準信號進行信號處理，生成用于控制所述揚聲器的控制信號；所述推定抵消聲音信號生成部(70)通過作為自適應陷波濾波器的次級路徑濾波器對所述控制信號進行信號處理，生成推定抵消聲音信號；所述抽取信號生成部(77)通過所述抽取濾波器對所述基準信號進行信號處理，生成抽取信號；所述假想誤差信號生成部(78)基于所述誤差信號和所述推定抵消聲音信號，生成假想誤差信號；所述差分信號生成部(81)基于所述誤差信號和所述抽取信號生成差分信號；所述次級路徑濾波器更新部(84)根據所述控制信號和所述假想誤差信號來對所述次級路徑濾波器依次進行自適應更新，以使所述假想誤差信號的大小達到最??；所述抽取濾波器更新部(85)根據所述基準信號和所述差分信號對所述抽取濾波器依次進行自適應更新，以使所述差分信號的大小達到最??；所述反饋濾波器設定部(23)根據所述次級路徑濾波器來設定所述反饋濾波器。
[0121]
在上述的有源噪聲控制裝置中，也可以為，所述反饋濾波器設定部使所述反饋濾波器的增益從預先確定的初始值開始逐漸增大。
[0122]
在上述的有源噪聲控制裝置中，也可以為，在所述次級路徑濾波器的增益在規定值以下的情況下，所述反饋濾波器設定部將所述反饋濾波器的增益設定為預先確定的初始值。
[0123]
在上述的有源噪聲控制裝置中，也可以為，在所述次級路徑濾波器的增益的變化量或者相位的變化量在規定量以上的情況下，所述反饋濾波器設定部將所述反饋濾波器的增益設定為預先確定的初始值。
[0124]
在上述的有源噪聲控制裝置中，也可以為，所述反饋濾波器設定部根據所述次級路徑濾波器和預先確定的所述噪聲的降低量來設定所述反饋濾波器。
[0125]
在上述的有源噪聲控制裝置中，也可以為，具有推定噪聲信號生成部(75)和初級路徑濾波器更新部(83)，其中，所述推定噪聲信號生成部(75)通過作為自適應陷波濾波器的初級路徑濾波器對所述抽取信號進行信號處理，生成推定噪聲信號；所述初級路徑濾波器更新部(83)根據所述基準信號和所述假想誤差信號更新所述初級路徑濾波器，以使所述假想誤差信號的大小達到最小，所述假想誤差信號生成部基于所述誤差信號、所述推定噪聲信號和推定抵消聲音信號來生成所述假想誤差信號，所述反饋濾波器設定部基于所述初級路徑濾波器和所述次級路徑濾波器來計算所述反饋濾波器。
技術特征：
1.一種有源噪聲控制裝置(10)，該有源噪聲控制裝置(10)根據以在控制點檢測到合成音的檢測器(32)輸出的誤差信號的規定頻率為中心的頻段的分量來控制揚聲器(18)，其中，所述合成音是指從振動源傳來的噪聲與為了抵消所述噪聲而從所述揚聲器(18)輸出的抵消聲音的合成聲音，所述有源噪聲控制裝置的特征在于，具有基準信號生成部(67)、控制信號生成部(68)、推定抵消聲音信號生成部(70)、抽取信號生成部(77)、假想誤差信號生成部(78)、差分信號生成部(81)、次級路徑濾波器更新部(84)、抽取濾波器更新部(85)和反饋濾波器設定部(23)，其中，所述基準信號生成部(67)生成與所述規定頻率對應的基準信號；所述控制信號生成部(68)通過反饋濾波器和作為自適應陷波濾波器的抽取濾波器對所述基準信號進行信號處理，生成用于控制所述揚聲器的控制信號；所述推定抵消聲音信號生成部(70)通過作為自適應陷波濾波器的次級路徑濾波器對所述控制信號進行信號處理，生成推定抵消聲音信號；所述抽取信號生成部(77)通過所述抽取濾波器對所述基準信號進行信號處理，生成抽取信號；所述假想誤差信號生成部(78)基于所述誤差信號和所述推定抵消聲音信號，生成假想誤差信號；所述差分信號生成部(81)基于所述誤差信號和所述抽取信號來生成差分信號；所述次級路徑濾波器更新部(84)根據所述控制信號和所述假想誤差信號來對所述次級路徑濾波器依次進行自適應更新，以使所述假想誤差信號的大小達到最?。凰龀槿V波器更新部(85)根據所述基準信號和所述差分信號來對所述抽取濾波器依次進行自適應更新，以使所述差分信號的大小達到最?。凰龇答仦V波器設定部(23)根據所述次級路徑濾波器來設定所述反饋濾波器。2.根據權利要求1所述的有源噪聲控制裝置，其特征在于，所述反饋濾波器設定部使所述反饋濾波器的增益從預先確定的初始值開始逐漸增大。3.根據權利要求1或2所述的有源噪聲控制裝置，其特征在于，在所述次級路徑濾波器的增益在規定值以下的情況下，所述反饋濾波器設定部將所述反饋濾波器的增益設定為預先確定的初始值。4.根據權利要求1或2所述的有源噪聲控制裝置，其特征在于，在所述次級路徑濾波器的增益的變化量或者相位的變化量在規定量以上的情況下，所述反饋濾波器設定部將所述反饋濾波器的增益設定為預先確定的初始值。5.根據權利要求1或2所述的有源噪聲控制裝置，其特征在于，所述反饋濾波器設定部根據所述次級路徑濾波器和預先確定的所述噪聲的降低量來設定所述反饋濾波器。6.根據權利要求1或2所述的有源噪聲控制裝置，其特征在于，具有推定噪聲信號生成部(75)和初級路徑濾波器更新部(83)，其中，所述推定噪聲信號生成部(75)通過作為自適應陷波濾波器的初級路徑濾波器來對所述抽取信號進行信號處理，生成推定噪聲信號；所述初級路徑濾波器更新部(83)根據所述基準信號和所述假想誤差信號來更新所述
初級路徑濾波器，以使所述假想誤差信號的大小達到最小，所述假想誤差信號生成部基于所述誤差信號、所述推定噪聲信號和推定抵消聲音信號來生成所述假想誤差信號，所述反饋濾波器設定部基于所述初級路徑濾波器和所述次級路徑濾波器來計算所述反饋濾波器。
技術總結
本發明提供一種有源噪聲控制裝置。有源噪聲控制裝置(10)為了抵消從振動源傳來的噪聲而控制揚聲器(18)以使其輸出抵消聲音，所述有源噪聲控制裝置具有控制信號生成部(68)、次級路徑濾波器更新部(84)和反饋濾波器設定部(23)，其中，所述控制信號生成部(68)通過反饋濾波器和作為抽取濾波器的自適應陷波濾波器來對與規定頻率對應的基準信號進行信號處理，生成用于控制揚聲器(18)的控制信號；所述次級路徑濾波器更新部(84)對次級路徑濾波器依次進行自適應更新；所述反饋濾波器設定部(23)根據次級路徑濾波器來設定反饋濾波器。據此，即使傳輸特性發生變化也能降低噪聲。使傳輸特性發生變化也能降低噪聲。使傳輸特性發生變化也能降低噪聲。
