DE102010007842A1

DE102010007842A1 - Geräuschunterdrückungsvorrichtung, Geräuschunterdrückungsverfahren und Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE102010007842A1
Application number: DE102010007842A
Authority: DE
Inventors: Taisuke Itou
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2010-09-02
Also published as: US20100215190A1; US8792652B2; JP2010197728A; CN101819768B; CN101819768A; JP5177012B2

Abstract

Eine Geräuschunterdrückungsvorrichtung enthält eine Vielzahl von Toneingabeeinheiten 7, die Töne von einer gegebenen Tonquelle eingeben und die Töne in Tonsignale auf einer Zeitachse konvertieren, eine Übertragungscharakteristikermittlungseinheit, die eine Frequenztransformation der Tonsignale ausführt, nachdem die Tonsignale in Rahmen geteilt sind, und jeweilige Übertragungscharakteristiken der Töne für jedes gegebene Frequenzband berechnet, eine Speichereinheit 3, welche die berechneten Übertragungscharakteristiken der Töne speichert, eine Frequenzermittlungseinheit, die eine Frequenz zum Aktualisieren der in der Speichereinheit 3 gespeicherten Übertragungscharakteristiken für das Frequenzband ermittelt, eine Aktualisierungseinheit, welche die Übertragungscharakteristiken immer in einem von einer gegebenen Anzahl von Rahmen entsprechend der ermittelten Frequenz auf der Basis der Übertragungscharakteristiken für jedes Frequenzband aktualisiert, eine Erzeugungseinheit, die Unterdrückungsinformationen zum Unterdrücken der Geräuschkomponente auf der Basis der aktualisierten Übertragungscharakteristiken erzeugt, und eine Unterdrückungseinheit, welche die Geräuschkomponente auf der Basis der Unterdrückungsinformationen unterdrückt.

Description

GEBIET
Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen eine Geräuschunterdrückungsvorrichtung und ein Geräuschunterdrückungsverfahren zum Unterdrücken von Geräuschkomponenten, außer Sprachkomponenten, die in empfangenen Tonsignalen enthalten sind, und ein Aufzeichnungsmedium.
HINTERGRUND
Es existieren Geräuschunterdrückungsvorrichtungen wie etwa ein aktiver Geräuschregler (active noise controller) und ein Echokompensator (echo canceller) (siehe zum Beispiel die japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. 8-123444 und 10-207473 ). Wenn ein Geräusch auftritt, unterdrücken solche Geräuschunterdrückungsvorrichtungen das Geräusch, indem sie Töne erzeugen, die das Geräusch, außer Stimmen, kompensieren.
Im Allgemeinen sind bei einem aktiven Geräuschregler Fehlermikrofone und Lautsprecher, die kompensierende Töne ausgeben, die das Geräusch kompensieren, an gegebenen Positionen angeordnet. Ein aktiver Geräuschregler ermittelt die jeweiligen Übertragungscharakteristiken von Tönen (Geräusch) zwischen Geräuschquellen und Fehlermikrofonen auf der Basis von Tonsignalen, die von den Geräuschquellen ausgegeben werden, und Tonsignalen, die durch die Fehlermikrofone erhalten werden. Dann erzeugt der aktive Geräuschregler kompensierende Töne, die Töne (Geräusch) minimieren, die durch die Fehlermikrofone erhalten werden, auf der Basis der ermittelten Übertragungscharakteristiken. Der aktive Geräuschregler gibt solche kompensierenden Töne aus Lautsprechern aus, um das an den jeweiligen Positionen der Fehlermikrofone empfangene Geräusch unter Verwendung der kompensierenden Töne aus den Lautsprechern zu unterdrücken.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält eine Geräuschunterdrückungsvorrichtung, die eine Geräuschkomponente unterdrückt, die in empfangenen Tönen enthalten ist, eine Vielzahl von Toneingabeeinheiten 7, die Töne von einer gegebenen Tonquelle eingeben und die Töne in Tonsignale auf einer Zeitachse konvertieren, eine Übertragungscharakteristikermittlungseinheit, die eine Frequenztransformation der Tonsignale ausführt, nachdem die Tonsignale in Einheiten von einem Rahmen geteilt sind, und jeweilige Übertragungscharakteristiken der von der Tonquelle gesendeten Töne für jedes gegebene Frequenzband berechnet, eine Speichereinheit 3, welche die Übertragungscharakteristiken der für das Frequenzband berechneten Töne speichert, eine Frequenzermittlungseinheit, die eine Frequenz zum Aktualisieren der in der Speichereinheit 3 gespeicherten Übertragungscharakteristiken für das Frequenzband ermittelt; eine Aktualisierungseinheit, welche die in der Speichereinheit 3 gespeicherten Übertragungscharakteristiken immer in einem von einer gegebenen Anzahl von Rahmen entsprechend der ermittelten Frequenz auf der Basis der Übertragungscharakteristiken für das Frequenzband aktualisiert, eine Erzeugungseinheit, die Unterdrückungsinformationen zum Unterdrücken der Geräuschkomponente auf der Basis der aktualisierten Übertragungscharakteristiken erzeugt, und eine Unterdrückungseinheit, welche die Geräuschkomponente auf der Basis der durch die Erzeugungseinheit erzeugten Unterdrückungsinformationen unterdrückt.
Das Ziel und die Vorteile der hierin diskutierten Ausführungsform werden mit Hilfe von Elementen und Kombinationen realisiert und erreicht, die in den Ansprüchen besonders aufgezeigt sind.
Es versteht sich, dass sowohl die obige allgemeine Beschreibung als auch die folgende eingehende Beschreibung für die Erfindung, wie sie beansprucht wird, nur beispielhaft und nicht beschränkend sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Fahrzeugaudiovorrichtung darstellt, die gemäß einer ersten Ausführungsform installiert ist;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften Inhalt darstellt, der in einer Aktualisierungsfrequenztabelle gespeichert ist;
4 ist ein Funktionsblockdiagramm, das beispielhafte Funktionskomponenten der Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften Prozess zum Aktualisieren von Übertragungsfunktionen beschreibt;
6 ist ein Operationsdiagramm, das einen beispielhaften Ablauf eines Geräuschunterdrückungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das beispielhafte Funktionskomponenten einer Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
8A bis 8C sind Diagramme, die beispielhafte Kammfilter zeigen;
9 ist ein Operationsdiagramm, das einen beispielhaften Ablauf eines Geräuschunterdrückungsprozesses gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
10 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
11A und 11B sind Auflistungen der Gleichungen 2 und der Gleichungen 3, die eine beispielhafte Berechnung von Spektren darstellen, die durch Mittelung der 0-ten bis (N – 1)-ten Rahmen erhalten werden;
11C ist eine Auflistung der Gleichungen 4, die beispielhafte Gleichungen sind, die durch eine Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit verwendet werden, um eine Übertragungsfunktionsveränderungsrate zu berechnen;
11D ist eine Auflistung der Gleichungen 5, die beispielhafte Gleichungen sind, die durch eine Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit verwendet werden, um eine Übertragungsfunktionsveränderungsrate zu berechnen; und
11E ist eine Gleichung 6, die durch eine Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit verwendet wird, um die Varianz von Werten einer Übertragungsfunktion im Laufe der Zeit zu berechnen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wenn bei einem bekannten aktiven Geräuschregler die Anzahl von Geräuschquellen und die Anzahl von angeordneten Fehlermikrofonen zunehmen, nimmt die Anzahl von Wegen zwischen den individuellen Geräuschquellen und den individuellen Fehlermikrofonen zu. Da der aktive Geräuschregler die jeweiligen Übertragungscharakteristiken von Tönen zwischen den individuellen Geräuschquellen und den individuellen Fehlermikrofonen ermittelt, nimmt dann, wenn die Anzahl von Übertragungswegen von Tönen zunimmt, auch die Anzahl von Übertragungscharakteristiken zu, die zu ermitteln sind. Da der aktive Geräuschregler kompensierende Töne auf der Basis der ermittelten Übertragungscharakteristiken erzeugt, nimmt ferner auch die Anzahl von zu erzeugenden kompensierenden Tönen zu. Wenn auf diese Weise die Anzahl der zu ermittelnden Übertragungscharakteristiken und die Anzahl der zu erzeugenden kompensierenden Tönen zunehmen, ist es schwierig, in Echtzeit Übertragungscharakteristiken zu berechnen und kompensierende Töne zu erzeugen.
Wenn Tonsignale von einer Vielzahl von Lautsprechern als Vielzahl von Geräuschquellen ausgegeben werden, muss ferner erschlossen werden, welcher der Töne von welchem der Lautsprecher kommt. Wenn die Korrelation zwischen den von den individuellen Lautsprechern ausgegebenen Tonsignalen hoch ist, ist es jedoch sehr schwierig, korrekt zu erschließen, welcher der Töne von welchem der Lautsprecher kommt.
Wenn nicht korrekt erschlossen werden kann, welcher der Töne von welchem der Lautsprecher kommt, können die jeweiligen Übertragungscharakteristiken von Tönen zwischen den Geräuschquellen und Fehlermikrofonen nicht richtig ermittelt werden. Somit ist es auch schwierig, kompensie rende Töne zu erzeugen, die das Geräusch angemessen unterdrücken.
Da eine Geräuschunterdrückungsvorrichtung, die in der betreffenden Anmeldung offenbart ist, die Frequenz des Aktualisierens der Übertragungscharakteristiken eines von einer gegebenen Tonquelle gesendeten Tons für jedes gegebene Frequenzband verändert, aktualisiert die Geräuschunterdrückungsvorrichtung die Übertragungscharakteristiken nicht in jedem Frequenzband bei jedem Rahmen. Somit wird die Verarbeitungslast reduziert, die durch Berechnung und Aktualisierung der Übertragungscharakteristiken verursacht wird.
Die Geräuschunterdrückungsvorrichtung, ein Geräuschunterdrückungsverfahren und ein Aufzeichnungsmedium werden nun auf der Basis der Zeichnungen eingehend beschrieben, die Ausführungsformen zeigen, die auf eine Fahrzeugaudiovorrichtung angewendet werden. In jeder der folgenden Ausführungsformen werden Musik und Stimmen, die von einer Fahrzeugaudiovorrichtung ausgegeben werden, als Geräusch in einem gegebenen Bereich in einem Fahrzeug unterdrückt.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Nun wird eine Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Fahrzeugaudiovorrichtung zeigt, die gemäß der ersten Ausführungsform installiert ist. In der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform sind vier Lautsprecher, die Audiosignale ausgeben, an geeigneten Positionen vor einem Beifahrersitz und einem Fahrersitz angeordnet. In der ersten Ausführungsform ist zum Beispiel ein erster Lautsprecher 6a links vor dem Beifahrersitz angeordnet, ist ein zweiter Lautsprecher 6b rechts vor dem Beifahrersitz angeordnet, ist ein dritter Lautsprecher 6c links vor dem Fahrersitz angeordnet und ist ein vierter Lautsprecher 6d rechts vor dem Fahrersitz angeordnet.
Ferner sind in der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform vier Mikrofone an geeigneten Positionen an dem Beifahrersitz und dem Fahrersitz angeordnet. Die vier Mikrofone sind an Positionen angeordnet, um den Ohren eines Beifahrers auf dem Beifahrersitz und den Ohren eines Fahrers auf dem Fahrersitz nahe zu sein, wenn der Beifahrer und der Fahrer auf den Sitzen sitzen. In der ersten Ausführungsform ist ein erstes Mikrofon 7a in einem Bereich am linken Ende der Kopfstütze des Beifahrersitzes angeordnet, ist ein zweites Mikrofon 7b in einem Bereich am rechten Ende der Kopfstütze des Beifahrersitzes angeordnet, ist ein drittes Mikrofon 7c in einem Bereich am linken Ende einer Kopfstütze des Fahrersitzes angeordnet und ist ein viertes Mikrofon 7d in einem Bereich am rechten Ende der Kopfstütze des Fahrersitzes angeordnet. In diesem Fall können die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d statt an den jeweiligen Kopfstützen des Beifahrersitzes und des Fahrersitzes an geeigneten Positionen angeordnet sein, wie zum Beispiel an der Decke über einem Beifahrer und einem Fahrer.
Der Hauptkörper der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 kann zum Beispiel unter einem Sitz angeordnet sein. Die Lautsprecher 6a, 6b, 6c und 6d und die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d sind mit dem Hauptkörper der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 zum Beispiel über ein Kabel verbunden. Positionen, wo die Lautsprecher 6a, 6b, 6c und 6d und die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d angeordnet sind, sind nicht auf die in 1 gezeigten Beispiele beschränkt.
Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bewirkt, dass eine Gruppe aus dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b und eine andere Gruppe aus dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d verschiedene Typen von Audiosignalen ausgeben. Audiosignale, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden, sind auf einen Beifahrer auf dem Beifahrersitz gerichtet. Audiosignale, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben werden, sind auf einen Fahrer gerichtet.
Da zum Beispiel Sprachmitteilungen von einem Fahrzeugnavigationssystem wünschenswerterweise in Richtung eines Fahrers verkündet werden, werden Tonsignale, die von dem Fahrzeugnavigationssystem ausgegeben werden, von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben. Ferner werden Tonsignale von Musik und Stimmen, die ein Beifahrer auf dem Beifahrersitz vielleicht hören möchte, von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben.
Da Töne (Musik und Stimmen), die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden, für einen Fahrer möglicherweise ein unerwünschtes Geräusch darstellen können, unterdrückt die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 in diesem Fall den Lautstärkepegel der Töne von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b, die für den Fahrer hörbar sind. Da weiterhin Töne (Sprachmitteilungen), die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben werden, für einen Beifahrer auf dem Beifahrersitz möglicherweise ein unerwünschtes Geräusch darstellen können, unterdrückt die Fahr zeugaudiovorrichtung 1 den Lautstärkepegel der Töne von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d, die für den Beifahrer hörbar sind.
Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt Kompensationsfilter zum Unterdrücken des Lautstärkepegels von Tönen von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b, die für einen Fahrer hörbar sind. Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 führt eine Filterung an Audiosignalen, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b auszugeben sind, unter Verwendung der erzeugten Kompensationsfilter aus, um kompensierende Signale zum Unterdrücken des Lautstärkepegels von Tönen von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b zu erzeugen. Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 überlagert die erzeugten kompensierenden Signale Audiosignalen, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind, um überlagerte Signale von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben.
Somit kann die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d kompensierende Töne ausgeben, die an der Position eines Fahrers Töne unterdrücken, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden. Die Einzelheiten des Prozesses zum Unterdrücken, an der Position eines Fahrers, von Tönen, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden, unter Verwendung von kompensierenden Tönen sind unten beschrieben.
Ferner erzeugt die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform Kompensationsfilter zum Unterdrücken des Lautstärkepegels von Tönen von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d, die für einen Beifahrer auf dem Beifahrersitz hörbar sind. Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 führt eine Filterung an Audiosignalen, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind, unter Verwendung der erzeugten Kompensationsfilter aus, um kompensierende Signale zum Unterdrücken des Lautstärkepegels von Tönen von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d zu erzeugen. Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 überlagert die erzeugten kompensierenden Signale Audiosignalen, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b auszugeben sind, um überlagerte Signale von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b auszugeben.
Somit kann die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b kompensierende Töne ausgeben, die an der Position eines Beifahrers auf dem Beifahrersitz Töne unterdrücken, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben werden. Die Einzelheiten des Prozesses zum Unterdrücken, an der Position eines Beifahrers, von Tönen, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben werden, unter Verwendung von kompensierenden Tönen sind unten beschrieben.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthält zum Beispiel eine Verarbeitungseinheit 2, eine Speichereinheit 3, eine Bedieneinheit 4, eine Anzeigeeinheit 5, eine Tonausgabeeinheit 6 und eine Toneingabeeinheit 7. Die obengenannten Hardwarekomponenten sind über einen Bus 2a miteinander verbunden.
Die Verarbeitungseinheit 2 kann zum Beispiel eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU) sein. Die Verarbeitungseinheit 2 steuert die Operationen von Hardwarekomponenten und führt Steuerprogramme aus, die in der Speichereinheit 3 gespeichert sind. Die Speichereinheit 3 in 2 speichert zum Beispiel verschiedene Steuerprogramme, um zu bewirken, dass die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 arbeitet, eine Aktualisierungsfrequenztabelle 3a, wie in 3 gezeigt, und verschiedene Audiosignale 3b im Voraus. Die Audiosignale 3b brauchen nicht in der Speichereinheit 3 gespeichert zu sein und können von einem geladenen Medium gelesen werden, wie etwa von einer Kompaktplatte (CD), worauf die Audiosignale 3b aufgezeichnet sind.
Die Bedieneinheit 4 enthält verschiedene Bedientasten für einen Nutzer, um die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 zu bedienen. Wenn der Nutzer eine beliebige der Bedientasten betätigt, sendet die Bedieneinheit 4 ein Steuersignal, das der betätigten Bedientaste entspricht, an die Verarbeitungseinheit 2. Dann führt die Verarbeitungseinheit 2 eine Verarbeitung entsprechend dem von der Bedieneinheit 4 erhaltenen Steuersignal aus.
Die Anzeigeeinheit 5 kann zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige sein und zeigt den Bedienzustand der Fahrzeugaudiovorrichtung 1, Informationen, die dem Nutzer zu verkünden sind, und dergleichen als Antwort auf eine Instruktion von der Verarbeitungseinheit 2 an.
Die Tonausgabeeinheit 6 enthält zum Beispiel die vier Lautsprecher 6a, 6b, 6c und 6d, vier Digital-Analog-Konverter (nicht gezeigt) und vier Verstärker (nicht gezeigt). Die Tonausgabeeinheit 6 konvertiert digitale Tonsig nale, die auszugeben sind, in analoge Tonsignale unter Verwendung der Digital-Analog-Konverter als Antwort auf eine Instruktion von der Verarbeitungseinheit 2. Dann verstärkt die Tonausgabeeinheit 6 die analogen Tonsignale unter Verwendung der Verstärker und gibt Töne auf der Basis der verstärkten Tonsignale von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d aus.
Die Toneingabeeinheit 7 enthält zum Beispiel die vier Mikrofone (Tonempfangseinheiten) 7a, 7b, 7c und 7d, vier Verstärker (nicht gezeigt) und vier Analog-Digital-Konverter (nicht gezeigt). Die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d sind zum Beispiel Kondensatormikrofone und erzeugen analoge Tonsignale auf der Basis von empfangenen Tönen. Die Verstärker sind zum Beispiel Gain-Verstärker und verstärken Tonsignale, die durch die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d erzeugt werden.
Die Analog-Digital-Konverter tasten die Tonsignale, die durch die Verstärker verstärkt und beispielsweise unter Verwendung eines Tiefpassfilters (LPF) gefiltert sind, mit einer gegebenen Abtastrate ab, um die verstärkten Tonsignale in digitale Tonsignale zu konvertieren. Die Toneingabeeinheit 7 bewirkt zum Beispiel, dass die Speichereinheit 3 die digitalen Tonsignale speichert, die durch die Analog-Digital-Konverter konvertiert wurden.
3 ist ein Diagramm, das den Inhalt zeigt, der in der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gespeichert ist. Entsprechungen zwischen Übertragungsfunktionsveränderungsraten und Aktualisierungsfrequenzen sind in der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a für jedes von vier Teilfrequenzbändern (0 ≤ ω < 64, 64 ≤ ω < 128, 128 ≤ ω < 192 und 192 ≤ ω < 256) gespeichert, wie in 3 gezeigt. In diesem Fall ist ω eine Frequenz, und die in 3 gezeigte Aktualisierungsfrequenztabelle 3a stellt den Fall dar, wenn die Anzahl von Frequenz-Bins nach der Frequenztransformation 256 beträgt. Die Zahl von Teilfrequenzbändern und ein Verfahren zum Teilen von Frequenzbändern sind nicht auf diesen Fall beschränkt.
Übertragungsfunktionsveränderungsraten stellen die Raten der Veränderung von Übertragungsfunktionen von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d im Laufe der Zeit dar. In der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a, die in 3 gezeigt ist, sind Übertragungsfunktionsveränderungsraten in eine Vielzahl von Bereichen eingeteilt, und Aktualisierungsfrequenzen sind entsprechend den individuellen Bereichen gespeichert.
Aktualisierungsfrequenzen stellen die Frequenzen zum Aktualisieren der Übertragungsfunktionen von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d dar. In der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a, die in 3 gezeigt ist, ist die Zahl von Rahmen, die in jedem der Intervalle enthalten sind, wobei jede der Übertragungsfunktionen in den Intervallen verändert wird, als Aktualisierungsfrequenz gespeichert. Das heißt, dass zum Beispiel hinsichtlich des Frequenzbandes von 0 ≤ ω < 64, wenn die Übertragungsfunktionsveränderungsrate größer gleich 1,5 und kleiner als 5,0 ist, die Übertragungsfunktion für eine Frequenzkomponente innerhalb dieses Frequenzbandes immer in einem von zwei Rahmen aktualisiert wird.
In der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a ist die gespeicherte Zahl von Rahmen umso kleiner, je höher die Übertragungsfunktionsveränderungsrate ist, und ist die gespeicherte Zahl von Rahmen umso größer, je niedriger die Übertragungsfunktionsveränderungsrate ist. Das heißt, in der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a ist die gespeicherte Aktualisierungsfrequenz (die gespeicherte Zahl von Rahmen) umso höher, je höher die Übertragungsfunktionsveränderungsrate ist. Der in der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gespeicherte Inhalt kann im Voraus gespeichert werden, bevor die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 von einer Fabrik versandt wird oder bevor ein Fahrzeug, das die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 enthält, von einer Fabrik versandt wird. Alternativ dazu kann der in der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gespeicherte Inhalt durch den Nutzer der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 verändert werden. Die Übertragungsfunktionen von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d werden verwendet, wenn Kompensationsfilter zum Unterdrücken von Geräusch, das in Tonsignalen enthalten ist, die durch die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d erhalten werden, erzeugt werden.
Als Nächstes werden die Funktionen der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Funktionen der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 werden durch die Verarbeitungseinheit 2 implementiert, welche die verschiedenen Steuerprogramme ausführt, die in der Speichereinheit 3 in der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gespeichert sind. 4 ist ein Funktionsblockdiagramm, das beispielhafte Funktionskomponenten der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. In der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform implementiert die Verarbeitungseinheit 2 die jeweiligen Funktionen einer Frequenztransformationseinheit 21, einer Filterungseinheit 22, einer inversen Frequenztransformati onseinheit 23, einer Frequenztransformationseinheit 24, einer Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25, einer Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26, einer Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 und dergleichen durch Ausführen der in der Speichereinheit 3 gespeicherten Steuerprogramme.
In diesem Fall ist eine Anordnung zum Implementieren dieser Funktionen nicht auf das Implementieren der Funktionen durch die Verarbeitungseinheit 2 beschränkt, welche die in der Speichereinheit 3 gespeicherten Steuerprogramme ausführt. Diese Funktionen können zum Beispiel über einen digitalen Signalprozessor (DSP) implementiert werden, in den Computerprogramme und verschiedene Typen von Daten, die in der betreffenden Anmeldung offenbart sind, eingebaut sind.
Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform gibt erste Audiosignale x1(t) und x2(t) von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b und zweite Audiosignale x3(t) und x4(t) von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d aus. Die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d empfangen Töne, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben werden. Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 unterdrückt an den Positionen des dritten Mikrofons 7c und des vierten Mikrofons 7d Töne, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden, und unterdrückt an den Positionen des ersten Mikrofons 7a und des zweiten Mikrofons 7b Töne, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben werden.
Die Frequenztransformationseinheit 21 liest von der Speichereinheit 3 die ersten Audiosignale x1(t) und x2(t), die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b auszugeben sind, und die zweiten Audiosignale x3(t) und x4(t), die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind. Die Frequenztransformationseinheit 21 extrahiert die Audiosignale x1(t), x2(t), x3(t) und x4(t) auf der Zeitachse für jeden Rahmen auf der Basis einer gegebenen Rahmenlänge und einer gegebenen Rahmenperiode und führt ein Fensterverfahren an den Audiosignalen x1(t), x2(t), x3(t) und x4(t) zum Beispiel unter Verwendung eines Hamming-Fensters aus. Die Frequenztransformationseinheit 21 führt eine Frequenztransformation der Audiosignale, die dem Fensterverfahren unterzogen werden, für jeden Rahmen aus, um die dem Fensterverfahren unterzogenen Audiosignale in Audiosignale (Spektren) auf der Frequenzachse zu transformieren.
Die Frequenztransformationseinheit 21 sendet die Spektren X1(ω), X2(ω), X3(ω) und X4(ω), die durch Ausführen der Frequenztransformation erhalten werden, an die Filterungseinheit 22. Die Frequenztransformationseinheit 21 führt zum Beispiel eine Zeit-Frequenz-Transformation aus, wie etwa die schnelle Fourier-Transformation (FFT). In diesem Fall ist X1(ω) = {X10(ω), X11(ω), ..., X1N – 1(ω)}, wobei N die Zahl von Rahmen ist und ω eine Frequenz ist. Zum Beispiel ist X10(ω) das Spektrum des Audiosignals x1(t) in dem 0-ten Rahmen.
Die Filterungseinheit 22 führt eine Filterung an den Spektren X1(ω), X2(ω), X3(ω) und X4(ω), die von der Frequenztransformationseinheit 21 erhalten werden, unter Verwendung von Filtern aus, die durch die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 erzeugt werden, die unten beschrie ben ist. Die Filterungseinheit 22 erzeugt durch diese Operation kompensierende Signale (kompensierende Töne) zum Kompensieren, an den jeweiligen Positionen der Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d, von Tönen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben werden.
Dann überlagert die Filterungseinheit 22 die erzeugten kompensierenden Signale den Spektren X1(ω), X2(ω), X3(ω) und X4(ω) (Audiosignale), die von der Frequenztransformationseinheit 21 erhalten werden, und sendet erhaltene Spektren X1'(ω), X2'(ω), X3'(ω) und X4'(ω) an die inverse Frequenztransformationseinheit 23. Die Filterungseinheit 22 sendet ferner die erzeugten Spektren X1'(ω), X2'(ω), X3'(ω) und X4'(ω) an die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 und die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27. In diesem Fall kann die inverse Frequenztransformation der jeweiligen Spektren eines Wiedergabesignals und eines kompensierenden Signals individuell ausgeführt werden, und die Überlagerung kann unter Verwendung von Signalen in der Zeitdomäne ausgeführt werden.
Speziell erzeugt die Filterungseinheit 22 kompensierende Signale, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind, um an der Position des dritten Mikrofons 7c einen Ton zu kompensieren (zu unterdrücken), der von dem ersten Lautsprecher 6a ausgegeben wird. Ähnlich erzeugt die Filterungseinheit 22 kompensierende Signale, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind, um an der Position des dritten Mikrofons 7c einen Ton zu kompensieren (zu unterdrücken), der von dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben wird. In diesem Fall erzeugt die Kompensations filtererzeugungseinheit 27 Kompensationsfilter für die Filterungseinheit 22, um die kompensierenden Signale zu erzeugen.
Die Filterungseinheit 22 überlagert dem zweiten Audiosignal, das von dem dritten Lautsprecher 6c auszugeben ist, die zwei kompensierenden Signale, die von dem dritten Lautsprecher 6c auszugeben sind, um an der Position des dritten Mikrofons 7c Töne zu kompensieren, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden. Des weiteren überlagert die Filterungseinheit 22 dem zweiten Audiosignal, das von dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben ist, die zwei kompensierenden Signale, die von dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind, um an der Position des dritten Mikrofons 7c Töne zu kompensieren, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden.
Ähnlich erzeugt die Filterungseinheit 22 kompensierende Signale, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind, um an der Position des vierten Mikrofons 7d Töne zu kompensieren, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden. Dann überlagert die Filterungseinheit 22 die erzeugten kompensierenden Signale den zweiten Audiosignalen, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind. Zusätzlich zu den zweiten Audiosignalen werden auch kompensierende Signale zum Kompensieren der ersten Audiosignale von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben, indem die kompensierenden Signale den zweiten Audiosignalen überlagert werden.
Weiterhin erzeugt die Filterungseinheit 22 kompensierende Signale, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b auszugeben sind, um an der Position des ersten Mikrofons 7a oder des zweiten Mikrofons 7b Töne zu kompensieren, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind. Dann überlagert die Filterungseinheit 22 die erzeugten kompensierenden Signale den ersten Audiosignalen, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b auszugeben sind.
Zusätzlich zu den ersten Audiosignalen werden auch kompensierende Signale zum Kompensieren der zweiten Audiosignale von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben, indem die kompensierenden Signale den ersten Audiosignalen überlagert werden. Die Filterungseinheit 22 sendet die Audiosignale (Spektren) X1'(ω), X2'(ω), X3'(ω) und X4'(ω), denen die erzeugten kompensierenden Signale überlagert sind, an die inverse Frequenztransformationseinheit 23.
Die inverse Frequenztransformationseinheit 23 führt eine inverse Frequenztransformation (zum Beispiel die inverse schnelle Fourier-Transformation) der Spektren X1'(ω), X2'(ω), X3'(ω) und X4'(ω) aus, die von der Filterungseinheit 22 erhalten werden, um die Spektren X1'(ω), X2'(ω), X3'(ω) und X4'(ω) in Wiedergabesignale x1'(t), x2'(t), x3'(t) und x4'(t) auf der Zeitachse zu transformieren. Die inverse Frequenztransformationseinheit 23 gibt die erzeugten Wiedergabesignale x1'(t), x2'(t), x3'(t) und x4'(t) von den jeweiligen Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d aus. Obwohl nicht gezeigt, werden die individuellen Audiosignale x1'(t), x2'(t), x3'(t) und x4'(t) von den jeweiligen Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben, nachdem sie durch die Digital-Analog-Konverter in analoge Tonsignale konvertiert und dann durch die Verstärker verstärkt sind.
In einem Zustand, in dem Audiosignale von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d durch die oben angeführten Operationen ausgegeben werden, empfangen die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d Töne. Die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d senden, an die Frequenztransformationseinheit 24, Tonsignale y1(t), y2(t), y3(t) und y4(t), die durch das Empfangen der Töne erhalten werden. Obwohl nicht im Einzelnen gezeigt, verstärken die Verstärker analoge Tonsignale, die durch die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d erhalten werden, und die Analog-Digital-Konverter tasten die verstärkten analogen Tonsignale mit einer gegebenen Abtastrate ab, um die verstärkten analogen Tonsignale in digitale Tonsignale zu konvertieren. Dann werden die digitalen Tonsignale an die Frequenztransformationseinheit 24 gesendet. In diesem Fall ist t die Anzahl von Abtastungen, und y1(t), y2(t), y3(t) und y4(t) stellen Signale dar, die mit der gegebenen Abtastrate abgetastet werden.
Die Frequenztransformationseinheit 24 erhält die Tonsignale y1(t), y2(t), y3(t) und y4(t), die durch die Toneingabeeinheit 7 erhalten werden. Die Frequenztransformationseinheit 24 teilt die Tonsignale y1(t), y2(t), y3(t) und y4(t) auf der Zeitachse in Einheiten von einem Rahmen auf der Basis einer gegebenen Rahmenlänge und einer gegebenen Rahmenperiode und führt ein Fensterverfahren zum Beispiel unter Verwendung eines Hamming-Fensters aus. Die Frequenztransformationseinheit 24 führt die Frequenztransformation der Tonsignale, die dem Fensterverfahren unterzogen werden, für jeden Rahmen aus, um die dem Fensterverfahren unterzoge nen Tonsignale in Tonsignale (Spektren) auf der Frequenzachse zu transformieren. Die Frequenztransformationseinheit 24 sendet die Spektren Y1(ω), Y2(ω), Y3(ω) und Y4(ω), die durch Ausführen der Frequenztransformation erhalten werden, an die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25. Die Frequenztransformationseinheit 24 führt zum Beispiel eine Zeit-Frequenz-Transformation wie etwa die schnelle Fourier-Transformation aus, wie es bei der Frequenztransformationseinheit 21 der Fall ist.
Was jedes der gegebenen Anzahl (zum Beispiel vier) von Frequenzbändern anbelangt, in die das gesamte Frequenzband jedes Rahmens im Voraus geteilt wird, bestimmt die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25, ob Übertragungsfunktionen bei einer in dem Frequenzband enthaltenen Frequenzkomponente zu aktualisieren sind. Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26, die unten beschrieben ist, berechnet auf der Basis von Übertragungsfunktionen, die durch die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 für jede Frequenzkomponente berechnet werden, die Raten der Veränderung der Übertragungsfunktionen im Laufe der Zeit (nachfolgend als Übertragungsfunktionsveränderungsraten RC(ω) bezeichnet) für die Frequenzkomponente. Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 mittelt ferner die für jede Frequenzkomponente berechneten Übertragungsfunktionsveränderungsraten in jedem der vier Teilfrequenzbänder in der Frequenzrichtung und speichert den Durchschnitt als Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) für das Frequenzband in der Speichereinheit 3.
Somit bestimmt die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 auf der Basis der Übertragungsfunktionsver änderungsrate RC(ω), die in der Speichereinheit 3 gespeichert ist, ob Übertragungsfunktionen bei einer in jedem Frequenzband enthaltenen Frequenzkomponente zu aktualisieren sind. Speziell liest die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 auf der Basis der Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) in jedem Frequenzband, die in der Speichereinheit 3 gespeichert ist, eine Aktualisierungsfrequenz, die der Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) in jedem Frequenzband entspricht, von dem Inhalt, der in der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gespeichert ist. Wenn zum Beispiel die Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) für das Frequenzband von 0 ≤ ω < 64 1,0 ist, liest die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 die Anzahl von Rahmen ”3” als Aktualisierungsfrequenz von der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a.
In diesem Fall entscheidet die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25, Übertragungsfunktionen in dem Frequenzband von 0 ≤ ω < 64 immer in einem von drei Rahmen zu aktualisieren. 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Prozess zum Aktualisieren von Übertragungsfunktionen beschreibt. 5 zeigt einen beispielhaften Aktualisierungsprozess, wenn Übertragungsfunktionen in einem Frequenzband, das durch ein Band 2 angegeben ist, immer in einem von drei Rahmen aktualisiert werden. Die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 entscheidet, das durch das Band 2 angegebene Frequenzband in drei Frequenzbänder zu teilen und Übertragungsfunktionen in den Teilfrequenzbändern in aufsteigender Ordnung der Frequenzkomponente zu aktualisieren, während die Position eines Rahmen, wo Übertragungsfunktionen aktualisiert werden, um einen Rahmen verschoben wird.
Das heißt, die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 entscheidet, in dem (3n + 1)-ten Rahmen (n = 1, 2, ...) Übertragungsfunktionen in einem Band zu aktualisieren, in dem eine Frequenzkomponente in dem Frequenzband, das durch das Band 2 angegeben ist, am kleinsten ist. Die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 entscheidet ferner, in dem (3n + 2)-ten Rahmen Übertragungsfunktionen in einem Band zu aktualisieren, in dem eine Frequenzkomponente einen mittleren Wert in dem durch das Band 2 angegebenen Frequenzband hat. Die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 entscheidet weiterhin, in dem (3n)-ten Rahmen Übertragungsfunktionen in einem Band zu aktualisieren, in dem eine Frequenzkomponente in dem durch das Band 2 angegebenen Frequenzband am größten ist.
In diesem Fall speichert die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 in der Speichereinheit 3 eine Aktualisierungsfrequenz in jedem Frequenzband und Informationen, die eines der Frequenzbänder angeben, in dem Übertragungsfunktionen gerade aktualisiert worden sind, welche Frequenzbänder durch Teilen des Frequenzbandes durch eine Zahl auf der Basis der Aktualisierungsfrequenz erhalten werden. Somit bestimmt die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 auf der Basis des in der Speichereinheit 3 gespeicherten Inhaltes, ob Übertragungsfunktionen bei einer der Frequenzkomponenten, die in den individuellen Frequenzbändern enthalten sind, zu aktualisieren sind oder nicht.
Was eine Frequenzkomponente anbelangt, deren Übertragungsfunktionen laut Bestimmung zu aktualisieren sind, berechnet die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 die jeweiligen Übertragungsfunktionen (Übertragungscharakteristiken) von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d auf der Basis der Spektren X1'(ω), X2'(ω), X3'(ω) und X4'(ω) von Audiosignalen, die von der Filterungseinheit 22 erhalten werden, und der Spektren Y1(ω), Y2(ω), Y3(ω) und Y4(ω) von Tonsignalen, die von der Frequenztransformationseinheit 24 erhalten werden. Die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 berechnet eine Übertragungsfunktion zum Beispiel auf der Basis der folgenden Gleichung 1: H(ω) = Y(ω)/X'(ω) [E1]

H(ω):: Übertragungsfunktion
Y(ω):: Spektrum (Y1(ω), Y2(ω), Y3(ω) oder Y4(ω)) des durch das Mikrofon empfangenen Tonsignals
X'(ω):: Spektrum (X1'(ω), X2'(ω), X3'(ω) oder X4'(ω)) des von dem Lautsprecher ausgegebenen Audiosignals.

Das heißt, dass zum Beispiel eine Übertragungsfunktion H11(ω) zwischen dem ersten Lautsprecher 6a und dem ersten Mikrofon 7a gemäß H11(ω) = Y1(ω)/X1'(ω) auf der Basis des Audiosignals X1'(ω), das von dem ersten Lautsprecher 6a ausgegeben wird, und des Tonsignals Y1(ω), das durch das erste Mikrofon 7a erhalten wird, berechnet wird. Ferner wird eine Übertragungsfunktion H12(ω) zwischen dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Mikrofon 7b gemäß H12(ω) = Y2(ω)/X1'(ω) auf der Basis des Audiosignals X1'(ω), das von dem ersten Lautsprecher 6a ausgegeben wird, und des Tonsignals Y2(ω), das durch das zweite Mikrofon 7b erhalten wird, berechnet.
In diesem Fall können Übertragungsfunktionen berechnet werden, wobei anstelle der Spektren X1'(ω), X2'(ω), X3'(ω) und X4'(ω) von Audiosignalen und der Spek tren Y1(ω), Y2(ω), Y3(ω) und Y4(ω) von Tonsignalen Durchschnittsspektren ave{X'(ω)} und ave{Y(ω)} verwendet werden, welche die jeweiligen Durchschnitte der Spektren X'(ω) und Y(ω) im Laufe der Zeit sind. In diesem Fall berechnet die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 Übertragungsfunktionen auf der Basis von H(ω) = ave{Y(ω)}/ave{X'(ω)).
Zum Beispiel können die Gleichungen 2 in 11A oder die Gleichungen 3 in 11B als Verfahren zum Berechnen der Durchschnittsspektren ave{X'(ω)) und ave{Y(ω) verwendet werden, welche die Durchschnitte im Laufe der Zeit sind.
Die Gleichungen 2 in 11A und die Gleichungen 3 in 11B zeigen beispielhafte Berechnungen von Spektren, die durch Mitteln der 0-ten bis (N – 1)-ten Rahmen erhalten werden.
Was jegliche Frequenzkomponente anbelangt, deren Übertragungsfunktionen laut Bestimmung in jedem Rahmen zu aktualisieren sind, berechnet die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit (eine Aktualisierungseinheit) 25 die jeweiligen Übertragungsfunktionen von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d und speichert die Übertragungsfunktionen in der Speichereinheit 3. Die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 sendet die berechneten Übertragungsfunktionen eine nach der anderen an die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 und die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27. Nachdem die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 die Operation startet, ist es alternativ dazu auch möglich, dass die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 nur die Berechnung von Übertragungsfunktio nen ausführt, bis eine gegebene Anzahl von Übertragungsfunktionen akkumuliert ist. Nachdem die gegebene Anzahl von Übertragungsfunktionen akkumuliert ist, kann die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 damit beginnen, die berechneten Übertragungsfunktionen zu senden.
Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 berechnet, auf der Basis der durch die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 für jede Frequenzkomponente berechneten Übertragungsfunktionen, die jeweiligen Raten der Veränderung der Übertragungsfunktionen im Laufe der Zeit (die Übertragungsfunktionsveränderungsraten RC(ω)) für die Frequenzkomponente und speichert die Übertragungsfunktionsveränderungsraten RC(ω) in der Speichereinheit 3.
Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet eine Varianz V(ω) von Werten einer Übertragungsfunktion bis zu dem gegenwärtigen Rahmen im Laufe der Zeit als Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) für jede Frequenzkomponente. Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 berechnet die Varianz V(ω) von Werten einer Übertragungsfunktion im Laufe der Zeit zum Beispiel auf der Basis der Gleichungen 4 in 11C.
In diesem Fall kann die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 als Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) die Standardabweichung von Werten einer Übertragungsfunktion im Laufe der Zeit anstelle der Varianz V(ω) von Werten einer Übertragungsfunktion im Laufe der Zeit berechnen.
Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 berechnet die Veränderungsraten RC(ω) der jeweiligen Übertragungsfunktionen von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d für jede Frequenzkomponente. Dann mittelt die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 die Übertragungsfunktionsveränderungsraten RC(ω) zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d in der Frequenzrichtung für jedes der vier Frequenzbänder, um die Übertragungsfunktionsveränderungsraten RC(ω) für die individuellen Frequenzbänder zu berechnen. Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 speichert die Übertragungsfunktionsveränderungsraten RC(ω), die für jedes der vier Frequenzbänder berechnet werden, in der Speichereinheit 3.
Für jede Frequenzkomponente erzeugt die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27, auf der Basis der durch die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 berechneten Übertragungsfunktionen, Kompensationsfilter zum Erzeugen von kompensierenden Signalen zum Unterdrücken, an den jeweiligen Positionen der Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d, von Tönen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben werden.
Die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 erzeugt Kompensationsfilter, indem zum Beispiel Simultangleichungen gelöst werden, die bei den Gleichungen 5 in 11D abgebildet sind.
Die Gleichungen 5 sind Gleichungen zum Berechnen von Kompensationsfiltern C3(ω) und C4(ω), die bei der Filterung zu verwenden sind, die an Audiosignalen ausgeführt wird, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben werden, um an den jeweiligen Positionen des dritten Mikrofons 7c und des vierten Mikrofons 7d einen Ton zu unterdrücken, der von dem ersten Lautsprecher 6a ausgegeben wird.
Die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 berechnet, auf der Basis ähnlicher Gleichungen, Kompensationsfilter, die bei der Filterung zu verwenden sind, die an Audiosignalen ausgeführt wird, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben werden, um an den jeweiligen Positionen des dritten Mikrofons 7c und des vierten Mikrofons 7d einen Ton zu unterdrücken, der von dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben wird. Ferner berechnet die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 Kompensationsfilter, die bei der Filterung zu verwenden sind, die an Audiosignalen ausgeführt wird, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden, um an den jeweiligen Positionen des ersten Mikrofons 7a und des zweiten Mikrofons 7b einen Ton zu unterdrücken, der von dem dritten Lautsprecher 6c ausgegeben wird. Des weiteren berechnet die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 Kompensationsfilter, die bei der Filterung zu verwenden sind, die an Audiosignalen ausgeführt wird, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b ausgegeben werden, um an den jeweiligen Positionen des ersten Mikrofons 7a und des zweiten Mikrofons 7b einen Ton zu unterdrücken, der von dem vierten Lautsprecher 6d ausgegeben wird.
Die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 sendet die für jede Frequenzkomponente erzeugten Kompensationsfilter an die Filterungseinheit 22. Die Filterungseinheit 22 erzeugt kompensierende Signale auf der Basis der von der Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 erhaltenen Kompensa tionsfilter und gibt die erzeugten kompensierenden Signale von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d aus.
Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform aktualisiert durch den oben dargelegten Prozess die jeweiligen Übertragungsfunktionen von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d mit einer Frequenz entsprechend einer Übertragungsfunktionsveränderungsrate in jedem Frequenzband. Das heißt, die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 aktualisiert die Übertragungsfunktionen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d bei allen Frequenzkomponenten nicht in jedem Rahmen. Daher werden die Verarbeitungslast, die durch das Aktualisieren von Übertragungsfunktionen verursacht wird, und die Verarbeitungslast beim Erzeugen von Kompensationsfiltern reduziert.
Ein Geräuschunterdrückungsprozess in der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird nun auf der Basis eines Operationsdiagramms beschrieben. 6 ist ein Operationsdiagramm, das den Ablauf des Geräuschunterdrückungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Der folgende Prozess wird durch die Verarbeitungseinheit 2 gemäß den in der Speichereinheit 3 der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gespeicherten Steuerprogrammen ausgeführt.
Bei Operation S1 führt die Verarbeitungseinheit 2 in der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 eine Frequenztransformation von Audiosignalen aus, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d auszugeben sind, um Audiosignale (Spektren) auf der Frequenzachse zu erhalten. Bei Operation S2 führt die Verarbeitungseinheit 2 eine Filterung an den Spektren, die der Frequenztransformation unterzogen wurden, unter Verwendung von gegebenen Filtern aus. Die Verarbeitungseinheit 2 erzeugt, durch Filterung, kompensierende Signale zum Kompensieren, an den jeweiligen Positionen der Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d, von Tönen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben werden, und überlagert die erzeugten kompensierenden Signale den Spektren, die bei Operation S1 der Frequenztransformation unterzogen wurden.
Bei Operation S3 führt die Verarbeitungseinheit 2 eine inverse Frequenztransformation der Spektren aus, die mit den kompensierenden Signalen überlagert sind, um Wiedergabesignale zu erzeugen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d auszugeben sind. Bei Operation S4 gibt die Verarbeitungseinheit 2 die erzeugten Wiedergabesignale über die Lautsprecher 6a, 6b, 6c und 6d wieder. Bei Operation S5 empfängt die Verarbeitungseinheit 2 in einem Zustand, in dem die Wiedergabesignale von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d wiedergegeben werden, Töne über die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d und erhält Tonsignale. Bei Operation S6 führt die Verarbeitungseinheit 2 eine Frequenztransformation der erhaltenen Tonsignale aus, um Tonsignale (Spektren) auf der Frequenzachse zu erhalten.
Bei Operation S7 liest die Verarbeitungseinheit 2, von der Speichereinheit 3, eine Übertragungsfunktionsveränderungsrate in jedem der gegebenen Anzahl (zum Beispiel vier) von Frequenzbändern, in die das gesamte Frequenzband im Voraus geteilt wird, und identifiziert in dem Frequenzband auf der Basis der gelesenen Übertragungsfunktionsveränderungsrate eine Frequenzkomponente, deren Übertragungsfunktionen zu aktualisieren sind. Speziell liest die Verarbeitungseinheit 2 auf der Basis der Übertragungsfunktionsveränderungsrate in jedem Frequenzband, die in der Speicherein heit 3 gespeichert ist, eine Aktualisierungsfrequenz entsprechend der Übertragungsfunktionsveränderungsrate in dem Frequenzband von dem Inhalt, der in der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gespeichert ist. Die Verarbeitungseinheit 2 teilt jedes Frequenzband durch eine Zahl, die auf der von der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gelesenen Aktualisierungsfrequenz basiert, und bestimmt, ob Übertragungsfunktionen der Frequenzkomponenten in einem der Teilfrequenzbänder zu aktualisieren sind oder nicht.
Bei Operation S8 berechnet die Verarbeitungseinheit 2 hinsichtlich einer Frequenzkomponente, deren Übertragungsfunktionen laut Bestimmung zu aktualisieren sind, die jeweiligen Übertragungsfunktionen von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d auf der Basis der Spektren, die bei Operation S2 erzeugt wurden, und der Spektren, die bei Operation S6 erzeugt wurden. Bei Operation S9 berechnet die Verarbeitungseinheit 2 auf der Basis der berechneten Übertragungsfunktionen die jeweiligen Übertragungsfunktionsveränderungsraten der Übertragungsfunktionen für jede Frequenzkomponente. Die Verarbeitungseinheit 2 berechnet, in der Frequenzrichtung, den Durchschnitt der Übertragungsfunktionsveränderungsraten, die für jede Frequenzkomponente berechnet wurden, in jedem der vier Frequenzbänder, und speichert in der Speichereinheit 3 den berechneten Durchschnitt als Übertragungsfunktionsveränderungsrate in dem Frequenzband. In diesem Fall kann die Verarbeitungseinheit 2 mit dem Berechnen von Übertragungsfunktionsveränderungsraten beginnen, nachdem eine gegebene Anzahl von Übertragungsfunktionen akkumuliert wurde.
Bei Operation S10 erzeugt die Verarbeitungseinheit 2 Kompensationsfilter auf der Basis der bei Operation S8 berechneten Übertragungsfunktionen, und zwar speziell der Übertragungsfunktionen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d. Genauer gesagt: für eine Frequenzkomponente, deren Übertragungsfunktionen laut Bestimmung bei Operation S7 zu aktualisieren sind, erzeugt die Verarbeitungseinheit 2 Kompensationsfilter zum Erzeugen von kompensierenden Signalen zum Unterdrücken, an den jeweiligen Positionen der Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d, von Tönen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben werden.
Bei Operation S11 bestimmt die Verarbeitungseinheit 2, ob eine Instruktion zum Beenden des oben angegebenen Prozesses ausgegeben worden ist. Wenn zum Beispiel das Ausgeben von Audiosignalen von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d beendet worden ist oder wenn eine Instruktion zum Beenden des Geräuschunterdrückungsprozesses von einem Nutzer ausgegeben worden ist, bestimmt die Verarbeitungseinheit 2, dass eine Instruktion zum Beenden des oben angegebenen Prozesses ausgegeben worden ist. Wenn die Verarbeitungseinheit 2 bei Operation S11 bestimmt, dass keine Instruktion zum Beenden des oben angegebenen Prozesses ausgegeben worden ist, bewirkt die Verarbeitungseinheit 2, dass der Prozess zu Operation S1 zurückkehrt, um die Operationen ab den Operationen S1 bis S10 zu wiederholen.
Bei Operation S2 führt die Verarbeitungseinheit 2 eine Filterung an den durch Frequenztransformation erhaltenen Spektren unter Verwendung der bei Operation S10 erzeugten Kompensationsfilter aus. Wenn die Verarbeitungseinheit 2 bei Operation S11 bestimmt, dass eine Instruktion zum Been den des oben angegebenen Prozesses ausgegeben worden ist, beendet die Verarbeitungseinheit 2 den oben angegebenen Geräuschunterdrückungsprozess.
In der oben angegebenen Anordnung aktualisiert die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die jeweiligen Übertragungsfunktionen von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d bei allen Frequenzkomponenten nicht in allen Rahmen. Daher wird die Verarbeitungslast, die durch das Aktualisieren von Übertragungsfunktionen verursacht wird, reduziert. Wenn Übertragungsfunktionen bei allen Frequenzkomponenten zum Beispiel immer in einem von zehn Rahmen aktualisiert werden, kann die Anzahl von zu aktualisierenden Übertragungsfunktionen auf ein Zehntel derer reduziert werden, wenn Übertragungsfunktionen bei allen Frequenzkomponenten immer in jedem Rahmen aktualisiert werden.
Wenn keine Übertragungsfunktion aktualisiert wird, wird außerdem kein Kompensationsfilter erzeugt. Somit wird auch die Verarbeitungslast bei der Erzeugung von Kompensationsfiltern reduziert. Selbst wenn die Wahl in Bezug darauf, ob Übertragungsfunktionen für jede Frequenzkomponente zu aktualisieren sind, umgestellt wird, d. h., selbst wenn die Wahl in Bezug darauf, ob Kompensationsfilter für jede Frequenzkomponente anzuwenden sind, umgestellt wird, kann die Hörbarkeit in diesem Fall nicht gemindert werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Geräuschunterdrückungsvorrichtung, ein Geräuschunterdrückungsverfahren und ein Aufzeichnungsmedium vorzusehen, das ein Computerprogramm speichert, womit ein Geräusch akkurat unterdrückt werden kann, während die Verarbeitungslast reduziert wird.
In der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird eine Aktualisierungsfrequenz entsprechend einer Übertragungsfunktionsveränderungsrate in jedem Frequenzband auf der Basis des in der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gespeicherten Inhaltes bestimmt. Alternativ dazu kann zum Beispiel eine gegebene Gleichung im Voraus aufgestellt werden, und eine Aktualisierungsfrequenz entsprechend einer Übertragungsfunktionsveränderungsrate in jedem Frequenzband kann auf der Basis der Gleichung bestimmt werden. In diesem Fall ist die Gleichung so, dass die berechnete Anzahl von Rahmen umso kleiner ist, je höher die Übertragungsfunktionsveränderungsrate ist, und die berechnete Anzahl von Rahmen umso größer ist, je niedriger die Übertragungsfunktionsveränderungsrate ist.
In der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt die Filterungseinheit 22 kompensierende Signale unter Verwendung von Kompensationsfiltern, die durch die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 erzeugt werden, und die erzeugten kompensierenden Signale werden von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d wiedergegeben, wobei die erzeugten kompensierenden Signale Audiosignalen überlagert sind. Alternativ dazu kann ein Lautsprecher, der kompensierende Signale wiedergibt, separat vorgesehen sein.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Nun wird eine Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Da die Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform über Komponenten implementiert werden kann, die Komponenten der oben angeführten Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich sind, sind dieselben Bezugszeichen ähnlichen Komponenten zugeordnet, und die Beschreibung von ähnlichen Komponenten wird weggelassen.
Wenn die Korrelation zwischen den ersten Audiosignalen, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b auszugeben sind, größer gleich einem gegebenen Wert ist, gibt die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die ersten Audiosignale von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b aus, nachdem Kammfilter auf die ersten Audiosignale angewendet werden. Wenn die Korrelation zwischen den zweiten Audiosignalen, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind, größer gleich dem gegebenen Wert ist, gibt die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ähnlich die zweiten Audiosignale von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d aus, nachdem Kammfilter auf die zweiten Audiosignale angewendet werden.
Als Nächstes werden die Funktionen der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Die Funktionen der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 werden durch die Verarbeitungseinheit 2 implementiert, die verschiedene Steuerprogramme ausführt, die in der Speichereinheit 3, die ein Speichermedium ist, in der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gespeichert sind. 7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das beispielhafte Funktionskomponenten der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. In der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform implementiert die Verarbeitungseinheit 2 die Funktion einer Kammfiltererzeugungseinheit 28 zusätzlich zu den jeweiligen Funktionen der in 4 gezeigten Komponen ten durch das Ausführen der in der Speichereinheit 3 gespeicherten Steuerprogramme.
Was die Spektren X1(ω), X2(ω), X3(ω) und X4(ω) anbelangt, die von der Frequenztransformationseinheit 21 für jedes Frequenzband erhalten werden, berechnet die Filterungseinheit 22 gemäß der zweiten Ausführungsform den Grad der Ähnlichkeit (die Kreuzkorrelation) zwischen den Spektren X1(ω) und X2(ω) der ersten Audiosignale, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b auszugeben sind, und den Grad der Ähnlichkeit (die Kreuzkorrelation) zwischen den Spektren X3(ω) und X4(ω) der zweiten Audiosignale, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind. Die Filterungseinheit 22 sendet die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X1(ω) und X2(ω) und die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X3(ω) und X4(ω) an die Kammfiltererzeugungseinheit 28.
In diesem Fall führt die Filterungseinheit 22 eine Filterung an den Spektren X1(ω), X2(ω), X3(ω) und X4(ω), die von der Frequenztransformationseinheit 21 erhalten werden, unter Verwendung von Filtern aus, die durch die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 und die Kammfiltererzeugungseinheit 28, die unten beschrieben ist, erzeugt werden. Die Filterungseinheit 22 erzeugt, durch Filterung, kompensierende Signale zum Kompensieren, an den jeweiligen Positionen der Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d, von Tönen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben werden.
Die Filterungseinheit 22 überlagert die erzeugten kompensierenden Signale den von der Frequenztransformationseinheit 21 erhaltenen Spektren und sendet resultierende Spektren an die inverse Frequenztransformationseinheit 23. In diesem Fall sendet die Filterungseinheit 22 die erzeugten Spektren auch an die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 und die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27.
Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 gemäß der zweiten Ausführungsform berechnet, auf der Basis von Übertragungsfunktionen, die durch die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 für jede Frequenzkomponente berechnet werden, die Raten RC(ω) der Veränderung der Übertragungsfunktionen im Laufe der Zeit für die Frequenzkomponente. Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 mittelt die Übertragungsfunktionsveränderungsraten RC(ω) zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d in jedem der vier Frequenzbänder in der Frequenzrichtung, um die Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) für das Frequenzband zu berechnen. Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 speichert die Übertragungsfunktionsveränderungsraten RC(ω), die für die individuellen vier Frequenzbänder berechnet werden, in der Speichereinheit 3. Die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 gemäß der zweiten Ausführungsform sendet die Übertragungsfunktionsveränderungsraten RC(ω), die für die individuellen vier Frequenzbänder berechnet werden, an die Kammfiltererzeugungseinheit 28.
Die Kammfiltererzeugungseinheit 28 erhält die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X1(ω) und X2(ω) und die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X3(ω) und X4(ω) von der Filterungseinheit 22. Die Kammfiltererzeugungseinheit 28 vergleicht sowohl die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X1(ω) und X2(ω) als auch die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X3(ω) und X4(ω) mit dem gegebenen Wert. Die Kammfiltererzeugungseinheit 28 führt bei einem Frequenzband, in dem die Kreuzkorrelation kleiner als der gegebene Wert ist, keine Operation aus.
Wenn die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X1(ω) und X2(ω) oder die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X3(ω) und X4(ω) größer gleich dem gegebenen Wert ist, erzeugt die Kammfiltererzeugungseinheit 28 Kammfilter, die auf die Audiosignale X1(ω) und X2(ω) oder die Audiosignale X3(ω) und X4(ω) anzuwenden sind, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d auszugeben sind. Die Kammfiltererzeugungseinheit 28 erzeugt Kammfilter zum Ausführen der Filterung an den Audiosignalen X1(ω) und X2(ω) oder den Audiosignalen X3(ω) und X4(ω) für eine Frequenzkomponente, bei der Übertragungsfunktionen aktualisiert werden. Der Prozess zum Erzeugen von Kammfiltern in der Kammfiltererzeugungseinheit 28 wird als Nächstes beschrieben.
Die Kammfiltererzeugungseinheit 28 bestimmt, auf der Basis der Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) für jedes der Frequenzbänder, die von der Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 erhalten wird, ob Übertragungsfunktionen bei Frequenzkomponenten, die in jedem der Frequenzbänder enthalten sind, zu aktualisieren sind oder nicht. Speziell liest die Kammfiltererzeugungseinheit 28, auf der Basis der Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) für jedes der Frequenzbänder, die von der Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 erhalten wird, eine Aktualisierungsfrequenz entsprechend der Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) für das Frequenzband von dem Inhalt, der in der Aktualisierungsfre quenztabelle 3a gespeichert ist. Wenn die Übertragungsfunktionsveränderungsrate RC(ω) für das Frequenzband von 0 ≤ ω < 64 zum Beispiel 1,0 ist, liest die Kammfiltererzeugungseinheit 28 die Anzahl von Rahmen ”3” als Aktualisierungsfrequenz von der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a.
In diesem Fall entscheidet die Kammfiltererzeugungseinheit 28, eine Übertragungsfunktion in dem Frequenzband von 0 ≤ ω < 64 immer in einem von drei Rahmen zu aktualisieren. 8A bis 8C sind Diagramme, die beispielhafte Kammfilter zeigen. 8A bis 8C zeigen eine beispielhafte Anordnung von Kammfiltern, wenn eine Übertragungsfunktion in einem Frequenzband, das durch ein Band 2 angegeben wird, immer in einem von drei Rahmen aktualisiert wird, unter der Annahme, dass die horizontale Achse eine Frequenz darstellt und die vertikale Achse den Koeffizienten darstellt. 8A, 8B und 8C zeigen Kammfilter, die auf den (3n + 1)-ten Rahmen anzuwenden sind (n = 1, 2, ...), Kammfilter, die auf den (3n + 2)-ten Rahmen anzuwenden sind, bzw. Kammfilter, die auf den (3n)-ten Rahmen anzuwenden sind.
Der obere Teil von jeder der 8A bis 8C zeigt ein Kammfilter, das auf eines der Spektren X1(ω) und X2(ω) anzuwenden ist, wenn die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X1(ω) und X2(ω) größer gleich dem gegebenen Wert ist, und der untere Teil zeigt ein anderes Kompensationsfilter, das auf die anderen Spektren anzuwenden ist. Kammfilter, die auf die Spektren X1(ω) und X2(ω) (oder die Spektren X3(ω) und X4(ω)) anzuwenden sind, wenn die Kreuzkorrelation zwischen den Spektren X1(ω) und X2(ω) (oder den Spektren X3(ω) und X4(ω)) größer gleich dem gegebenen Wert ist, sind Filter, welche die Korrelation zwischen Kanälen reduzieren können, indem die Frequenzen mit einem Koeffizienten von 1 in jedem der Kanäle (den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d) verschoben werden, wie in dem oberen und unteren Teil von jeder der 8A bis 8C gezeigt.
Die Kammfiltererzeugungseinheit 28 teilt jedes Frequenzband durch eine Zahl, die auf der von der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gelesenen Aktualisierungsfrequenz basiert, und erzeugt Kammfilter, so dass die Kammfilter auf die Teilfrequenzbänder in aufsteigender Ordnung der Frequenzkomponente angewendet werden, während die Position eines Rahmens, wo Kammfilter angewendet werden, um einen Rahmen verschoben wird. Somit kann die Kammfiltererzeugungseinheit 28 Kammfilter erzeugen, bei denen, nur für ein Frequenzband, in dem Übertragungsfunktionen aktualisiert werden, die Filterung an den Spektren X1(ω) und X2(ω) oder den Spektren X3(ω) und X4(ω) ausgeführt werden kann, zwischen denen die Kreuzkorrelation größer gleich dem gegebenen Wert ist. Die Kammfiltererzeugungseinheit 28 erzeugt Kammfilter, die in 8A bis 8C gezeigt sind, für jeden Rahmen und sendet die erzeugten Kammfilter eines nach dem anderen an die Filterungseinheit 22.
Für die Spektren X1(ω), X2(ω), X3(ω) und X4(ω), die von der Frequenztransformationseinheit 21 erhalten werden, führt die Filterungseinheit 22 eine Filterung an einer entsprechenden Frequenzkomponente unter Verwendung der durch die Kompensationsfiltererzeugungseinheit 27 erzeugten Kompensationsfilter und der durch die Kammfiltererzeugungseinheit 28 erzeugten Kammfilter aus.
Die Filterungseinheit 22 erzeugt durch diese Operation kompensierende Signale zum Kompensieren, an den jeweiligen Positionen der Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d, von Tönen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben werden. Die Filterungseinheit 22 kann die Korrelation zwischen Audiosignalen, die von den Lautsprechern 6a und 6b auszugeben sind, oder die Korrelation zwischen Audiosignalen, die von den Lautsprechern 6c und 6d auszugeben sind, reduzieren.
In der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform führen Komponenten außer der Filterungseinheit 22, der Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 und der Kammfiltererzeugungseinheit 28 Operationen aus, die denen ähnlich sind, die durch entsprechende Komponenten gemäß der obigen ersten Ausführungsform ausgeführt werden.
Ein Geräuschunterdrückungsprozess in der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform wird nun auf der Basis eines Operationsdiagramms beschrieben. 9 ist ein Operationsdiagramm, das den Ablauf des Geräuschunterdrückungsprozesses gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Der folgende Prozess wird durch die Verarbeitungseinheit 2 gemäß den in der Speichereinheit 3 der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gespeicherten Steuerprogramme ausgeführt.
Bei Operation S21 führt die Verarbeitungseinheit 2 in der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 eine Frequenztransformation von Audiosignalen aus, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d auszugeben sind, um Audiosignale (Spektren) auf der Frequenzachse zu erhalten. Bei Operation S22 berechnet die Verarbeitungseinheit 2 hinsichtlich der Spektren, die der Frequenztransformation unterzogen wurden, die Korrelation zwischen den Spektren der ersten Audiosignale, die von dem ersten Lautsprecher 6a und dem zweiten Lautsprecher 6b auszugeben sind, und die Korrelation zwischen den Spektren der zweiten Audiosignale, die von dem dritten Lautsprecher 6c und dem vierten Lautsprecher 6d auszugeben sind.
Bei Operation S23 führt die Verarbeitungseinheit 2 eine Filterung an den Spektren, die der Frequenztransformation unterzogen wurden, unter Verwendung von gegebenen Filtern aus. Die Verarbeitungseinheit 2 erzeugt, durch Filterung, kompensierende Signale zum Kompensieren, an den jeweiligen Positionen der Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d, von Tönen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben werden, und überlagert die kompensierenden Signale den Spektren, die der Frequenztransformation bei Operation S21 unterzogen wurden.
Bei Operation S24 führt die Verarbeitungseinheit 2 eine inverse Frequenztransformation der Spektren aus, die mit den kompensierenden Signalen überlagert sind, um Wiedergabesignale zu erzeugen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d auszugeben sind. Bei Operation S25 gibt die Verarbeitungseinheit 2 die erzeugten Wiedergabesignale über die Lautsprecher 6a, 6b, 6c und 6d wieder. Bei Operation S26 empfängt in einem Zustand, in dem die Wiedergabesignale von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d wiedergegeben werden, die Verarbeitungseinheit 2 Töne über die Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d und erhält Tonsignale. Bei Operation S27 führt die Verarbeitungseinheit 2 eine Frequenztransformation der erhaltenen Tonsignale aus, um Tonsignale (Spektren) auf der Frequenzachse zu erhalten.
Bei Operation S28 liest die Verarbeitungseinheit 2, von der Speichereinheit 3, eine Übertragungsfunktionsveränderungsrate in jedem der gegebenen Anzahl (zum Beispiel vier) von Frequenzbändern, in die das gesamte Frequenzband im Voraus geteilt ist, und identifiziert, auf der Basis der gelesenen Übertragungsfunktionsveränderungsrate, eine Frequenzkomponente mit zu aktualisierenden Übertragungsfunktionen in jedem der Frequenzbänder. Speziell liest die Verarbeitungseinheit 2, auf der Basis der Übertragungsfunktionsveränderungsrate in jedem Frequenzband, die in der Speichereinheit 3 gespeichert ist, eine Aktualisierungsfrequenz entsprechend der Übertragungsfunktionsveränderungsrate in dem Frequenzband von dem in der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gespeicherten Inhalt. Die Verarbeitungseinheit 2 teilt jedes Frequenzband durch eine Zahl, die auf der von der Aktualisierungsfrequenztabelle 3a gelesenen Aktualisierungsfrequenz basiert, und bestimmt, ob eine Übertragungsfunktion einer Frequenzkomponente in einem der Teilfrequenzbänder zu aktualisieren ist.
Bei Operation S29 berechnet die Verarbeitungseinheit 2 hinsichtlich Frequenzkomponenten, deren Übertragungsfunktionen laut Bestimmung zu aktualisieren sind, die jeweiligen Übertragungsfunktionen von Tönen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d auf der Basis der bei Operation S23 erzeugten Spektren und der bei Operation S27 erzeugten Spektren. Bei Operation S30 berechnet die Verarbeitungseinheit 2, auf der Basis der berechneten Übertragungsfunktionen, die jeweiligen Übertragungsfunktionsveränderungsraten der Übertragungsfunktionen für jede Frequenzkomponente. Die Verarbeitungseinheit 2 berechnet, in der Frequenzrichtung, den Durchschnitt der Übertragungsfunktionsveränderungsraten, die für jede Frequenzkomponente in jedem der vier Frequenzbänder berechnet werden, und speichert, in der Speichereinheit 3, den berech neten Durchschnitt als Übertragungsfunktionsveränderungsrate in dem Frequenzband.
Bei Operation S31 erzeugt die Verarbeitungseinheit 2 Kammfilter zum Ausführen der Filterung an Audiosignalen (den ersten Audiosignalen oder den zweiten Audiosignalen), zwischen denen die Korrelation größer gleich einem gegebenen Wert ist, welche Korrelation bei Operation S22 berechnet wird, für eine Frequenzkomponente, deren Übertragungsfunktionen laut Bestimmung bei Operation S28 zu aktualisieren sind. Bei Operation S32 erzeugt die Verarbeitungseinheit 2 Kompensationsfilter auf der Basis der bei Operation S29 berechneten Übertragungsfunktionen, und zwar speziell der Übertragungsfunktionen zwischen den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d und den Mikrofonen 7a, 7b, 7c und 7d.
Speziell erzeugt die Verarbeitungseinheit 2 für die Frequenzkomponenten, deren Übertragungsfunktionen laut Bestimmung bei Operation S28 zu aktualisieren sind, Kompensationsfilter zum Erzeugen von kompensierenden Signalen zum Unterdrücken, an den jeweiligen Positionen der Mikrofone 7a, 7b, 7c und 7d, von Tönen, die von den Lautsprechern 6a, 6b, 6c und 6d ausgegeben werden.
Bei Operation S33 bestimmt die Verarbeitungseinheit 2, ob eine Instruktion zum Beenden des obigen Prozesses ausgegeben worden ist oder nicht. Wenn die Verarbeitungseinheit 2 bestimmt, dass keine Instruktion zum Beenden des obigen Prozesses ausgegeben worden ist, bewirkt die Verarbeitungseinheit 2, dass der Prozess zu Schritt S21 zurückkehrt, um die Operationen bei den Operationen S21 bis S32 zu wiederholen.
Bei Operation S23 führt die Verarbeitungseinheit 2 eine Filterung an den durch Frequenztransformation erhalte nen Spektren aus, wobei die bei Operation S31 erzeugten Kammfilter und die bei Operation S32 erzeugten Kompensationsfilter verwendet werden. Wenn die Verarbeitungseinheit 2 bei Operation S33 bestimmt, dass eine Instruktion zum Beenden des obigen Prozesses ausgegeben worden ist, beendet die Verarbeitungseinheit 2 den obigen Geräuschunterdrückungsprozess.
Wenn bei der obigen Anordnung die Kreuzkorrelation zwischen den ersten Audiosignalen, die von den Lautsprechern 6a und 6b auszugeben sind, größer gleich einem gegebenen Wert ist, gibt die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die ersten Audiosignale von den Lautsprechern 6a und 6b nach Anwendung von Kammfiltern auf die ersten Audiosignale aus. Daher kann die Korrelation zwischen den ersten Audiosignalen, die von den Lautsprechern 6a und 6b auszugeben sind, reduziert werden.
Wenn ferner die Kreuzkorrelation zwischen den zweiten Audiosignalen, die von den Lautsprechern 6c und 6d auszugeben sind, größer gleich dem gegebenen Wert ist, gibt die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die zweiten Audiosignale von den Lautsprechern 6c und 6d nach Anwendung von Kammfiltern auf die zweiten Audiosignale aus. Somit kann die Korrelation zwischen den zweiten Audiosignalen, die von den Lautsprechern 6c und 6d auszugeben sind, reduziert werden. Besonders wenn Audiosignale behandelt werden, bei denen die Korrelation zwischen Kanälen, die im Zentrum angeordnet sind, wie etwa bei monauralen Tonquellen und Vokalen, hoch ist, kann ein Effekt erreicht werden, der durch Reduzierung der Korrelation zwischen den Kanälen verursacht wird.
Da die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform Kammfilter nur auf ein Frequenzband anwendet, in dem Übertragungsfunktionen zu aktualisieren sind, kann ferner eine Verschlechterung der Tonqualität von Audiosignalen unterdrückt werden. Da die Frequenzauflösung beim Menschen niedrig ist, kann in diesem Fall die Hörbarkeit nicht gemindert werden, selbst wenn Kammfilter auf Audiosignale lokal angewendet werden.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
Nun wird eine Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. In den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird die Varianz V(ω) von Werten einer Übertragungsfunktion im Laufe der Zeit als Übertragungsfunktionsveränderungsrate verwendet, die als Index zum Bestimmen der Aktualisierungsfrequenz einer Übertragungsfunktion bei jeder Frequenzkomponente fungiert. In der dritten Ausführungsform werden andere beispielhafte Übertragungsfunktionsveränderungsraten beschrieben.
Zum Beispiel kann die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 das Verhältnis des Wertes einer Übertragungsfunktion in dem gegenwärtigen Rahmen zu dem zeitlichen Durchschnitt von Werten der Übertragungsfunktion als Übertragungsfunktionsveränderungsrate verwenden. Genauer gesagt: hinsichtlich jeglicher Übertragungsfunktion, die durch die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 für jede Frequenzkomponente berechnet wird, berechnet die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 den zeitlichen Durchschnitt von Werten der Übertragungsfunktion in Rahmen bis zu dem gegenwärtigen Rahmen für die Frequenzkomponente. Die Über tragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 berechnet das Verhältnis des Wertes der Übertragungsfunktion in dem gegenwärtigen Rahmen zu dem berechneten zeitlichen Durchschnitt und vergleicht das berechnete Verhältnis mit einem gegebenen Bereich, der mit zwei Schwellen definiert ist.
Wenn das berechnete Verhältnis in den gegebenen Bereich fällt, bestimmt die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26, dass die Übertragungsfunktionsveränderungsrate eine erste Veränderungsrate ist. Anderenfalls bestimmt die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26, dass die Übertragungsfunktionsveränderungsrate eine zweite Veränderungsrate ist, die höher als die erste Veränderungsrate ist. Das heißt, wenn das Verhältnis des Wertes einer Übertragungsfunktion in dem gegenwärtigen Rahmen zu dem zeitlichen Durchschnitt von Werten der Übertragungsfunktion in den gegebenen Bereich fällt, bestimmt die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26, dass die Veränderungsrate der Übertragungsfunktion niedrig ist, und anderenfalls bestimmt die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26, dass die Veränderungsrate der Übertragungsfunktion hoch ist. Wenn also das Verhältnis des Wertes einer Übertragungsfunktion in dem gegenwärtigen Rahmen zu dem zeitlichen Durchschnitt von Werten der Übertragungsfunktion in den gegebenen Bereich fällt, wird dann, da bestimmt wird, dass die Veränderungsrate der Übertragungsfunktion niedrig ist, auch bestimmt, dass die Aktualisierungsfrequenz der Übertragungsfunktion niedrig ist.
Ferner kann die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 den Durchschnitt von jeweiligen Absolutwerten von Differenzen zwischen dem zeitlichen Durchschnitt von Werten einer Übertragungsfunktion und Werten der Übertragungsfunktion als Übertragungsfunktionsveränderungsrate verwenden. Genauer gesagt: hinsichtlich jeglicher Übertragungsfunktion, die durch die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 für jede Frequenzkomponente berechnet wird, berechnet die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 den zeitlichen Durchschnitt von Werten der Übertragungsfunktion in Rahmen bis zu dem gegenwärtigen Rahmen für die Frequenzkomponente. Für die Frequenzkomponente berechnet die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 die Differenzen zwischen dem berechneten zeitlichen Durchschnitt und den Werten der Übertragungsfunktion in den Rahmen bis zu dem gegenwärtigen Rahmen und berechnet den Durchschnitt von jeweiligen Absolutwerten der berechneten Differenzen als Übertragungsfunktionsveränderungsrate. Speziell berechnet die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 die Übertragungsfunktionsveränderungsrate auf der Basis von Gleichung 6 in 11E.
In Gleichung 6 in 11E drückt n die Anzahl von Rahmen bis zu dem gegenwärtigen Rahmen aus, und x drückt Werte einer Übertragungsfunktion in den Rahmen aus.
Ferner kann die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 die Differenz zwischen dem zeitlichen Durchschnitt von Werten einer Übertragungsfunktion und dem Wert der Übertragungsfunktion in dem gegenwärtigen Rahmen als Übertragungsfunktionsveränderungsrate verwenden. Genauer gesagt: hinsichtlich jeglicher Übertragungsfunktion, die durch die Übertragungsfunktionsberechnungseinheit 25 für jede Frequenzkomponente berechnet wird, berechnet die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 den zeitlichen Durchschnitt von Werten der Übertragungsfunktion in Rahmen bis zu dem gegenwärtigen Rahmen für die Frequenzkomponente. Für die Frequenzkomponente berechnet die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 die Differenz zwischen dem berechneten zeitlichen Durchschnitt und dem Wert der Übertragungsfunktion in dem gegenwärtigen Rahmen als Übertragungsfunktionsveränderungsrate. Als Alternative kann die Übertragungsfunktionsveränderungsratenberechnungseinheit 26 für die Frequenzkomponente das Verhältnis zwischen dem berechneten zeitlichen Durchschnitt und dem Wert der Übertragungsfunktion in dem gegenwärtigen Rahmen als Übertragungsfunktionsveränderungsrate berechnen.
In der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform können auch bei Verwendung der oben angegebenen Übertragungsfunktionsveränderungsraten Operationen ausgeführt werden, die denen in der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der ersten als auch der zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben sind, ähnlich sind. Somit können Effekte erreicht werden, die denen der ersten und zweiten Ausführungsformen ähnlich sind.
VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
Nun wird eine Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben. 10 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der Fahrzeugaudiovorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform enthält zusätzlich zu den in 2 gezeigten Hardware-Komponenten eine externe Speichereinheit 8. Die externe Speichereinheit 8 kann zum Beispiel ein Laufwerk für Kompaktplatten-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM) oder ein Laufwerk für digitale Mehrzweckplatten (DVD) sein und liest, von einem Aufzeichnungsmedium 8a, das zum Beispiel eine CD-ROM oder eine DVD-ROM sein kann, Daten, die in dem Aufzeichnungsmedium 8a gespeichert sind.
Die Steuerprogramme für die Operation als Fahrzeugaudiovorrichtung 1, die in jeder der obigen Ausführungsformen beschrieben ist, sind auf dem Aufzeichnungsmedium 8a aufgezeichnet. Die externe Speichereinheit 8 liest die Steuerprogramme von dem Aufzeichnungsmedium 8a und bewirkt, dass die Speichereinheit 3 die Steuerprogramme speichert. Die Verarbeitungseinheit 2 führt die in der Speichereinheit 3 gespeicherten Steuerprogramme aus, so dass die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform ähnlich wie die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 arbeitet, die in jeder der obigen Ausführungsformen beschrieben ist.
Als Aufzeichnungsmedium 8a können außer einer CD-ROM oder einer DVD-ROM verschiedene Typen von Aufzeichnungsmedien verwendet werden, wie etwa eine flexible Platte, eine Speicherkarte und ein Universal-Serial-Bus-(USB)-Speicher. Ferner kann die Fahrzeugaudiovorrichtung 1 eine Kommunikationseinheit zum Verbinden mit einem Netz wie beispielsweise dem Internet oder einem lokalen Datennetz (LAN) enthalten. In diesem Fall können in der Fahrzeugaudiovorrichtung 1 die Steuerprogramme für die Operation als Fahrzeugaudiovorrichtung 1, die in jeder der obigen Ausführungsformen beschrieben ist, über das Netz heruntergeladen werden, um in der Speichereinheit 3 gespeichert zu werden.
Ferner können gemäß einem Aspekt der Ausführungsformen jegliche Kombinationen der beschriebenen Merkmale, Funktionen und Operation vorgesehen werden.
Die vielen Merkmale und Vorteile der Ausführungsformen gehen aus der eingehenden Beschreibung hervor, und somit sollen durch die beigefügten Ansprüche all solche Merkmale und Vorteile der Ausführungsformen, die in den wahren Grundgedanken und Umfang derselben fallen, abgedeckt werden. Da die Fachwelt ohne Weiteres auf zahlreiche Abwandlungen und Veränderungen kommen wird, sollen ferner die erfinderischen Ausführungsformen nicht auf die gezeigte und beschriebene exakte Konstruktion und Operation beschränkt sein, und daher können alle geeigneten Abwandlungen und Äquivalente als in deren Umfang fallend angesehen werden.
Alle Beispiele und die bedingte Sprache, die hierin verwendet werden, sind für pädagogische Zwecke bestimmt, um dem Leser beim Verstehen der Erfindung und der durch den Erfinder beigesteuerten Gedanken zum Fördern der Technik zu unterstützen, und sind so aufzufassen, dass sie nicht auf solche speziell angeführten Beispiele und Bedingungen beschränkt sind, ebensowenig wie die Anordnung solcher Beispiele in der Beschreibung eine Darstellung der Überlegenheit und Unterlegenheit der Erfindung betrifft. Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen eingehend beschrieben worden sind, versteht sich, dass an ihr die verschiedensten Veränderungen, Ersetzungen und Abänderungen vorgenommen werden könnten, ohne vom Grundgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 8-123444 [0002]
- JP 10-207473 [0002]

Claims

Geräuschunterdrückungsvorrichtung, die eine Geräuschkomponente unterdrückt, die in empfangenen Tönen enthalten ist, welche Geräuschunterdrückungsvorrichtung umfasst: eine Vielzahl von Toneingabeeinheiten (7), die Töne von einer gegebenen Tonquelle eingeben und die Töne in Tonsignale auf einer Zeitachse konvertieren; eine Übertragungscharakteristikermittlungseinheit, die eine Frequenztransformation der Tonsignale ausführt, nachdem die Tonsignale in Einheiten von einem Rahmen geteilt sind, und jeweilige Übertragungscharakteristiken der von der Tonquelle gesendeten Töne für jedes gegebene Frequenzband berechnet; eine Speichereinheit (3), welche die Übertragungscharakteristiken der für das Frequenzband berechneten Töne speichert; eine Frequenzermittlungseinheit, die eine Frequenz zum Aktualisieren der in der Speichereinheit (3) gespeicherten Übertragungscharakteristiken für das Frequenzband ermittelt; eine Aktualisierungseinheit, welche die in der Speichereinheit (3) gespeicherten Übertragungscharakteristiken immer in einem von einer gegebenen Anzahl von Rahmen entsprechend der ermittelten Frequenz auf der Basis der Übertragungscharakteristiken für jedes Frequenzband aktualisiert; eine Erzeugungseinheit, die Unterdrückungsinformationen zum Unterdrücken der Geräuschkomponente auf der Basis der aktualisierten Übertragungscharakteristiken erzeugt; und eine Unterdrückungseinheit, welche die Geräuschkomponente auf der Basis der durch die Erzeugungseinheit erzeugten Unterdrückungsinformationen unterdrückt.
Geräuschunterdrückungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Verarbeitungseinheit (2), die für jedes Frequenzband, in dem die Aktualisierungseinheit die Übertragungscharakteristiken aktualisiert, eine Filterung an den Tonsignalen unter Verwendung von gegebenen Kammfiltern ausführt; und einer Ausgabeeinheit, die von der gegebenen Tonquelle die Tonsignale ausgibt, die durch die Verarbeitungseinheit (2) der Filterung unterzogen wurden, bei der die Vielzahl von Toneingabeeinheiten (7) Töne von einer Vielzahl von Tonquellen eingibt und die Töne in die Tonsignale konvertiert und die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit auf der Basis der Tonsignale, die durch die Verarbeitungseinheit (2) der Filterung unterzogen wurden, und der Tonsignale, die durch die Vielzahl von Toneingabeeinheiten (7) konvertiert wurden, die Übertragungscharakteristiken von Tönen berechnet, die von der gegebenen Tonquelle gesendet werden.
Geräuschunterdrückungsvorrichtung nach Anspruch 2, ferner mit: einer Korrelationswertermittlungseinheit, die für das gegebene Frequenzband einen Korrelationswert unter den Tonsignalen berechnet, die von jeder von der Vielzahl von Tonquellen auszugeben sind, bei der die Verarbeitungseinheit (2) eine Filterung an jeweiligen Tonsignalen, die von der Vielzahl von Tonquellen ausge geben werden, unter Verwendung der gegebenen Kammfilter ausführt, welche Tonsignale in Frequenzbändern liegen, deren Korrelationswert laut Berechnung durch die Korrelationswertermittlungseinheit größer gleich einem gegebenen Wert ist und deren Übertragungscharakteristiken durch die Aktualisierungseinheit aktualisiert werden.
Geräuschunterdrückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit: einer Veränderungsratenermittlungseinheit, die für jedes gegebene Frequenzband jeweilige Veränderungsraten der Übertragungscharakteristiken im Laufe der Zeit berechnet, welche Übertragungscharakteristiken durch die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit berechnet werden, bei der die Frequenzermittlungseinheit die Frequenz für das Frequenzband als Antwort auf die durch die Veränderungsratenermittlungseinheit berechneten Veränderungsraten ermittelt.
Geräuschunterdrückungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Frequenzermittlungseinheit die Frequenz, die den Veränderungsraten entspricht, die durch die Veränderungsratenberechnungseinheit berechnet werden, auf der Basis einer Entsprechung ermittelt, nach der bei zunehmender Veränderungsrate der Veränderungsrate eine höhere Frequenz zugeordnet ist.
Geräuschunterdrückungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit: einer Durchschnittsermittlungseinheit, die einen zeitlichen Durchschnitt der durch die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit berechneten Übertragungscharakteristiken für jedes Frequenzband berechnet, bei der die Veränderungsratenermittlungseinheit ein Verhältnis der durch die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit berechneten Übertragungscharakteristiken, entsprechend dem durch die Durchschnittsermittlungseinheit berechneten zeitlichen Durchschnitt, als Veränderungsrate berechnet und, wenn das durch die Veränderungsratenermittlungseinheit berechnete Verhältnis innerhalb eines gegebenen Bereiches liegt, die Frequenzermittlungseinheit eine Frequenz ermittelt, die niedriger ist, als wenn das Verhältnis nicht innerhalb des gegebenen Bereiches liegt.
Geräuschunterdrückungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Veränderungsratenermittlungseinheit eine Varianz der durch die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit berechneten Übertragungscharakteristiken, oder eine Standardabweichung der durch die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit berechneten Übertragungscharakteristiken, als Veränderungsrate berechnet.
Geräuschunterdrückungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit: einer Durchschnittsermittlungseinheit, die einen zeitlichen Durchschnitt jeder der durch die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit berechneten Übertragungscharakteristiken für jedes Frequenzband berechnet, bei der die Veränderungsratenermittlungseinheit einen Durchschnitt eines Absolutwertes einer Differenz zwischen jeder der durch die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit berechneten Übertragungscharakteristiken und dem durch die Durchschnittsermittlungseinheit berechneten zeitlichen Durchschnitt als Veränderungsrate berechnet.
Geräuschunterdrückungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit: einer Durchschnittsermittlungseinheit, die einen zeitlichen Durchschnitt jeder der durch die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit berechneten Übertragungscharakteristiken für jedes Frequenzband berechnet, bei der die Veränderungsratenermittlungseinheit eine Differenz oder ein Verhältnis zwischen dem durch die Durchschnittsermittlungseinheit berechneten Durchschnitt und den durch die Übertragungscharakteristikermittlungseinheit berechneten Übertragungscharakteristiken als Veränderungsrate berechnet.
Geräuschunterdrückungsverfahren, das bewirkt, dass durch ein Computerprogramm ein Computer als Geräuschunterdrückungsvorrichtung fungiert, die eine Geräuschkomponente unterdrückt, die in Tönen enthalten ist, die durch den Computer empfangen werden, welches Computerprogramm umfasst: Eingeben von Tönen von einer gegebenen Tonquelle und Konvertieren der Töne in Tonsignale auf einer Zeitachse; Ausführen einer Frequenztransformation an den Tonsignalen nach dem Teilen der Tonsignale in Einheiten von einem Rahmen und Berechnen jeweiliger Übertragungscharakteristiken der von der Tonquelle gesendeten Töne für jedes gegebene Frequenzband; Ermitteln, für jedes Frequenzband, einer Frequenz zum Aktualisieren einer Speichereinheit (3), welche die Übertra gungscharakteristiken der Töne speichert, die für jedes Frequenzband berechnet werden; Aktualisieren der in der Speichereinheit (3) gespeicherten Übertragungscharakteristiken immer in einem von einer gegebenen Anzahl von Rahmen entsprechend der ermittelten Frequenz auf der Basis der Übertragungscharakteristiken für jedes Frequenzband; Erzeugen von Unterdrückungsinformationen zum Unterdrücken der Geräuschkomponente auf der Basis der aktualisierten Übertragungscharakteristiken; und Unterdrücken der Geräuschkomponente auf der Basis der erzeugten Unterdrückungsinformationen.
Computerlesbares Aufzeichnungsmedium, das ein Computerprogramm speichert, durch das ein Computer als Geräuschunterdrückungsvorrichtung fungiert, die eine Geräuschkomponente unterdrückt, die in Tönen enthalten ist, die durch den Computer empfangen werden, welches Computerprogramm umfasst: Eingeben von Tönen von einer gegebenen Tonquelle und Konvertieren der Töne in Tonsignale auf einer Zeitachse durch den Computer; Ausführen einer Frequenztransformation der Tonsignale nach dem Teilen der Tonsignale in Rahmen und Berechnen jeweiliger Übertragungscharakteristiken der von der Tonquelle gesendeten Töne für jedes gegebene Frequenzband durch den Computer; Ermitteln, für jedes Frequenzband, einer Frequenz zum Aktualisieren einer Speichereinheit (3), welche die Übertragungscharakteristiken der Töne speichert, die für jedes Frequenzband berechnet werden, durch den Computer; Aktualisieren der in der Speichereinheit (3) gespeicherten Übertragungscharakteristiken immer in einem von einer gegebenen Anzahl von Rahmen entsprechend der ermittelten Frequenz auf der Basis der Übertragungscharakteristiken für jedes Frequenzband durch den Computer; Erzeugen von Unterdrückungsinformationen zum Unterdrücken der Geräuschkomponente auf der Basis der aktualisierten Übertragungscharakteristiken durch den Computer; und Unterdrücken der Geräuschkomponente auf der Basis der erzeugten Unterdrückungsinformationen durch den Computer.