JP2004191871A - In-vehicle silencing system, noise eliminating device and in-vehicle silencing method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a silencing processing corresponding to respective passengers only to noise as a target among sounds in a vehicle which includes conversation sound, audio sound, etc. <P>SOLUTION: Noise eliminating devices 101 to 108 are arranged on right and left sides of headrests of seats S1 to S4 in the vehicle respectively and microphones for sound collection are arranged nearby passenger's ears. For sound collection signals that the microphones pick up, the noise eliminating devices 101 to 108 specify frequency bands, compare waveforms, set ratios of levels at which the microphones can pickup sounds, and so on and remove a conversation sound, a siren sound, a horn sound, and an audio sound from the sound collection signals to generate silencing signals only for noise. The generated silencing signals are outputted from loudspeakers for sound elimination provided on right and left sides of the headrests of the respective seats S1 to S4. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車内の騒音消去に関し、各座席に位置する各搭乗者に応じた騒音消去処理を行う車内消音システム、騒音消去装置及び車内消音方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車内に入り込むロードノイズ及び風切り音のような騒音、エンジン及びトランスミッション部等から生じるメカニカル的な作動により生じる騒音等を低減するため騒音消去システムを備えた車両が存在している。
【０００３】
この種の騒音消去システムの基本的な処理内容は、集音用のマイクを車内に設けた消音装置に接続し、この消音装置がマイクで集めた音の位相に対して逆位相となる逆位相音を作成して車内のスピーカから出力すると云うものである。また、車内のマイクは、騒音以外にも搭乗者の会話及びオーディオ装置が出力する音楽等も集音するので、集音された音の中から騒音成分のみを消去すると云う内容が下記の特許文献１で開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５６６９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車内では各座席の位置に応じて搭乗者に届く騒音のレベルが相異する。例えば、電動タイプのパワーステアリング装置を備える車両において、操舵補助用の電動モータの作動音は近くに位置する運転者に最も大きく聞こえるが、助手席の搭乗者又は後席の搭乗者はパワーステアリング装置から離れているため、作動音は運転者に届くレベルより小さい。
【０００６】
従来の騒音消去システムは、上述した車内の各座席の位置毎に聞こえる音のレベルが相異することを考慮せずに、車両の搭乗者の中で運転者が聞き取る音を基準に消音信号を作成するため、運転者以外の他の搭乗者に対しては適切な消音処理が行われていないと云う問題がある。また、他の搭乗者に不適切な消音信号が伝わると、一段と騒音の対象となる成分が増加する問題がある。
【０００７】
さらに、聞こえる音のレベルを厳密に考慮すると、消音信号作成の基準となる運転者でも、右耳及び左耳では指向方向が異なるため各耳毎に聞き取る音のレベルは相異し、運転者を基準に消音信号を作成していても従来の騒音消去システムでは精度の高い消音処理を実現できていなかったと云う問題がある。
【０００８】
また、騒音と騒音以外の音を明確に区別することは一般に困難であるため、搭乗者の会話音、オーディオ装置の音楽、緊急車両のサイレン音及び他の車両のクラクション音等を含む音から騒音のみを確実に消去するのは不充分であったと云う問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、集音手段を各搭乗者の耳元付近に配置することで、車両の搭乗者全員に応じた消音処理を行う車内消音システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、特定の周波数帯域の音の成分に対してのみ逆位相音を作成することで、搭乗者の会話音のような必要な音成分を除いて騒音を消去する車内消音システムを提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、緊急車両のサイレン音及び車両のクラクション音等が特定の波形を有することに着目し、各音の波形を比較することで、サイレン音のような車両の運転に必要な音を消音対象から区別して消音処理を行う車内消音システム、騒音消去装置及び車内消音方法を提供することを目的とする。
さらに、また、本発明は、車両に設けられた各スピーカに対する各座席の位置に応じて騒音と各スピーカから出力される音楽、音声等とを区別して、騒音のみを確実に消去する車内消音システム、騒音消去装置及び車内消音方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は逆位相音を出力する手段及び形態を改良することで、出力される逆位相音は、作成された逆位相音の消音対象となる音を聞き取る搭乗者の耳のみに伝わるようにして消音の処理精度を向上させた車内消音システム及び騒音消去装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る車内消音システムは、車内に設けてある集音手段と、該集音手段が集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成する消音信号作成手段と、該消音信号作成手段が作成した消音信号を出力する信号出力手段とを備える車内消音システムにおいて、前記集音手段は、座席のヘッドレストの左右端に夫々配置してあることを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係る車内消音システムは、前記消音信号作成手段は、周波数帯域を特定する帯域特定手段と、該帯域特定手段が特定した周波数帯域の前記集音信号の成分に対して前記消音信号を作成する手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係る車内消音システムは、前記消音信号作成手段は、音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分の特定を行う成分特定手段と、該成分特定手段の特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成する手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係る車内消音システムは、前記消音信号作成手段は、音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、前記消音信号の出力を停止する手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第５発明に係る車内消音システムは、車内に設けてある複数のスピーカへ音響信号を夫々送出する音響装置と、該音響装置及び前記消音信号作成手段を接続する接続手段とを備え、前記音響装置は、前記接続手段を通じて前記消音信号作成手段へ前記各音響信号を送出する手段を備え、前記消音信号作成手段は、前記接続手段を通じて前記各音響信号を受け付ける受付手段と、前記各スピーカから発せられる音響信号に応じた各音を前記集音手段が集音するレベル比を設定するレベル比設定手段と、該レベル比設定手段が設定したレベル比に応じて前記受付手段が受け付けた各音響信号を合成する合成手段と、該合成手段が合成した合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成する逆合成音響信号作成手段と、該逆合成音響信号作成手段が作成した逆合成音響信号を前記集音信号に合成して合成集音信号を作成する信号合成手段と、該信号合成手段が作成した合成集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成する手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第６発明に係る車内消音システムは、前記信号出力手段は、前記消音信号を骨伝導に応じた振動で出力する骨伝導手段を備えることを特徴とする。
第７発明に係る車内消音システムは、前記信号出力手段は、密閉型ヘッドホンであり、前記消音信号作成手段は、作成した消音信号に前記集音信号を合成して前記密閉型ヘッドホンへ送出する信号送出手段を備え、前記密閉型ヘッドホンは、前記信号送出手段が送出した信号を出力する手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
第８発明に係る騒音消去装置は、集音手段が集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成して信号出力手段から出力する騒音消去装置において、音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分の特定を行う成分特定手段と、該成分特定手段の特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成する手段とを備えることを特徴とする。
第９発明に係る騒音消去装置は、前記信号出力手段は、前記消音信号を骨伝導に応じた振動で出力する骨伝導手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
第１０発明に係る車内消音方法は、車内に設けてある集音手段が集音信号を集音し、集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成し、作成した消音信号を信号出力手段で出力する車内消音方法において、音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段を備え、該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形を比較し、比較された波形の中に同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分を特定し、特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成することを特徴とする。
【００２０】
第１１発明に係る車内消音方法は、車内に設けてある集音手段が集音信号を集音し、集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を消音信号作成手段が作成し、作成した消音信号を信号出力手段で出力する車内消音方法において、車内に設けてある複数のスピーカへ音響信号を夫々送出する音響装置と、該音響装置及び前記消音信号作成手段を接続する接続手段とを備え、前記音響装置は、前記接続手段を通じて前記各音響信号を前記消音信号作成手段へ送出する手段を備え、前記消音信号作成手段は、該接続手段を通じて前記各音響信号の受付を行い、前記各スピーカから発せられる音響信号に応じた各音を前記集音手段が集音するレベル比を設定し、設定したレベル比に応じて前記受付を行った各音響信号を合成し、合成した合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成し、作成した逆合成音響信号を前記集音信号に合成して合成集音信号を作成し、作成した合成集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成することを特徴とする。
【００２１】
第１発明にあっては、集音手段をヘッドレストの左右端に夫々配置するので、車両の各座席に座る搭乗者の耳元付近で車内の音を集音でき、各搭乗者が実際に聞こえる音に基づいて逆位相の消音信号を作成できるため、実情に応じた消音処理を行える。なお、集音手段は車両が２座席の場合、各座席に対して２個必要となるので計４個配置され、４座席の場合は計８個配置される。
【００２２】
また、消音信号を作成する消音信号作成手段は、各集音手段毎に設けることも可能であり、複数の集音手段に対して一つの消音信号作成手段を設けるようにしてもよく、いずれの場合でも、各集音手段が集音した集音信号毎に消音信号の作成を行うようにする。さらに、消音信号が出力される出力手段は、前記各集音手段と対にして設けることで、一つの集音手段で集音された集音信号に対して作成された消音信号を、対となる出力手段から出力でき、各搭乗者の各耳で聞き取られる音に応じた消音処理を行うことができる。
【００２３】
第２発明にあっては、特定の周波数帯域の集音信号の成分に対してのみ消音信号を作成するので、集音に係る集音信号の中から騒音に対応する周波数帯域を特定し、この特定した周波数帯域の集音信号の成分に対する消音信号を作成することで、搭乗者の会話が消去されるのを防止できる。例えば、会話が含まれる周波数帯域は一般的に０．２Ｈｚ以上３．０Ｈｚ以下の範囲と考えられるので、騒音となる周波数帯域を０．２Ｈｚ未満及び３．０Ｈｚを超過する範囲にして、この範囲の成分に対して消音信号を作成することで、会話と騒音とを区別して騒音のみに対して消音処理を行うことができる。
【００２４】
第３発明、第８発明及び第１０発明にあっては、集音信号の波形と記憶された音信号の波形とを比較して、同形状の波形に係る集音信号の成分を分けて残った集音信号の成分に対してのみ消音信号を作成するので、サイレン音及びクラクション音と云った特徴的な波形を有する音と騒音とを確実に区別して消音処理を行える。
【００２５】
第４発明にあっては、第３発明と同様に記憶した音信号の波形と同形状の波形が集音信号の中にある場合、消音信号の出力を停止するので車内に入り込んだ全ての種類の音が聞こえる状態に戻せる。よって、サイレン音及びクラクション音等の車両の運転に対し必要な音を運転者は通常通りに聞き取ることが可能になり、消音処理を行っていても安全性を最優先にした対応へと切り替えることができる。
【００２６】
第５発明及び第１１発明にあっては、各集音手段の位置に応じて各スピーカから発せられる音の集音できるレベル比を設定し、このレベル比に基づき各音響信号を合成した合成音響信号を作成して、最終的に逆位相の逆合成信号を作成するため、集音信号からスピーカより発せられる音楽、音声等を精度良く除去できる。よって、音楽、音声等が除去されて騒音成分のみが残る信号に対して消音処理を行うので確実な騒音消去を実現できる。
【００２７】
第６発明及び第９発明にあっては、骨伝導に応じた振動で消音信号を出力するため、確実に消音信号を消音対象となる音信号を聞き取る搭乗者の耳へ伝達できる。また、骨伝導では他方の耳及び他の搭乗者には消音信号が全く伝わらないため、消音信号の出力が他の箇所での消音処理に影響を及ぼすことなくなり、各箇所における消音の処理精度を向上できる。なお、骨伝導手段は顎の付け根、こめかみ等に接触させて配置するので、耳は開放された状態になり搭乗者は自然な状態で音を聞き取ることができる。
【００２８】
第７発明にあっては、消音信号に集音信号を合成して密閉型ヘッドホンから出力するため、出力される集音信号に含まれる騒音成分は消音信号により消去されて、会話、音楽及びサイレン音等といった必要な音だけが確実に搭乗者の耳に入る状況を確保できる。また、消音信号及び集音信号の出力を密閉型ヘッドホンで行うことで、他の音の干渉等を受けることなく消音信号を作成した状態で搭乗者へ伝達できると共に、伝達される消音信号に対応する集音信号も集音した状態で搭乗者へ伝達でき、消音の処理精度を向上できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車内消音システム１の全体的な構成を示している。第１実施形態の車内消音システム１は計４個の座席Ｓ１〜Ｓ４を備える車両２に構築してあり、各座席Ｓ１〜Ｓ４の左右に騒音消去装置１０１〜１０８を夫々設けると共に、各騒音消去装置１０１〜１０８を車両２に設けてある音響装置であるオーディオ装置３へ接続手段に相当するワイヤハーネス４で接続している。
【００３０】
また、オーディオ装置３は車両２の車内２ａに設けられた右前スピーカ５ａ、左前スピーカ５ｂ、右後スピーカ５ｃ及び左後スピーカ５ｄとも接続されて、各スピーカ５ａ〜５ｄへ右前音響信号、左前音響信号、右後音響信号及び左後音響信号を送出し、各スピーカ５ａ〜５ｄから各音響信号に応じた音であるオーディオ音が発せられる。さらに、オーディオ装置３は各スピーカ５ａ〜５ｄへ各音響信号を送出する場合、ワイヤハーネス４を通じて同様の各音響信号を各騒音消去装置１０１〜１０８へ送出する手段を備えている。
【００３１】
各騒音消去装置１０１〜１０８は、車内２ａで聞こえる音に対して車両の搭乗者の会話音、オーディオ装置３により各スピーカ５ａ〜５ｄから発せられる音楽、音声等のオーディオ音、外部に位置する緊急車両のサイレン音及び他の車両のクラクション音等を除いて、搭乗者に不快と感じられる騒音のみを消去する処理を行う。
【００３２】
各騒音消去装置１０１〜１０８は夫々同様の構造であり、座席Ｓ１の右側に配置された騒音消去装置１０１で代表して説明する。騒音消去装置１０１は、集音手段であるマイク１１、消音信号作成手段であるＮＣ（Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｅｒ：ノイズ・キャンセラー）本体部１１及び信号出力手段である消音用スピーカ１２を備える。
【００３３】
図２（ａ）は、座席Ｓ１に取り付けられた騒音消去装置１０１の形態を主に示している。座席Ｓ１はＵ字状のヘッドレストＳ１ａを有しており、このヘッドレストＳ１ａの右端部Ｓ１ｂに右用の騒音消去装置１０１を配置している。なお、ヘッドレストＳ１ａの左端部Ｓ１ｃには左用の騒音消去装置１０２を配置している。
【００３４】
図２（ｂ）は、ヘッドレストＳ１ａの平面方向からの視図であり、搭乗者Ｈが座席Ｓ１に着座して頭部ＨａをヘッドレストＳ１ａに接した場合を示している。騒音消去装置１０１の消音用スピーカ１２は、搭乗者Ｈの右耳Ｈｒと対向する箇所となるヘッドレストＳ１ａの右内側面Ｓ１ｅに取り付けられている。また、マイク１１は、マイク１１の指向方向が搭乗者の右耳Ｈｒが音を聞き取る方向と同一なるように、ヘッドレストＳ１の右外側面Ｓ１ｄで消音用スピーカ１２の裏側となる箇所に取り付けられている。
【００３５】
また、ＮＣ本体部１０はボックス形状でありヘッドレストＳ１ａの右端部Ｓ１ｂに内蔵されている。なお、左側に配置された騒音消去装置１０２では、ＮＣ本体部、マイク２１及び消音用スピーカは右側の騒音消去装置１０１と左右対称の配置にされており、他の座席Ｓ２〜Ｓ４における各騒音消去装置１０３〜１０８の配置状況も上述した座席Ｓ１と同様にしている。
【００３６】
図３は、騒音消去装置１０１の構成を示しており、マイク１１及び消音用スピーカ１２と接続されたＮＣ本体部１０は、ＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０ｃを備えている。また、ＮＣ本体部１０は、オーディオ装置３とワイヤハーネス４を介して接続されて、オーディオ装置３からワイヤハーネス４を通じて右前音響信号、左前音響信号、右後音響信号及び左後音響信号を受け付ける受付手段として機能するコネクタ部１０ｄも設けている。
【００３７】
マイク１１は、車内２ａの集音を行っており、具体的には車両のエンジン及びトランスミッションのようなメカニカル的な騒音、ロードノイズ及び風切り音のような走行による騒音、オーディオ装置３のオーディオ音、搭乗者の会話音、車外を走る消防車及び救急車等の緊急車両のサイレン音、他の車両のクラクション音等の各種音を取り込んでいる。また、マイク１１は取り込んだ音を、集音信号としてＮＣ本体部１０へ伝送している。
【００３８】
ＮＣ本体部１０へ伝送された集音信号は、ＮＣ本体部１０のＣＰＵ１０ａへ送られて、消音に対する各種処理が行われる。ＣＰＵ１０ａは騒音消去装置１０１の消音処理に対して中心的な処理を行うものであり、伝送された集音信号に対してオーディオ音除去、サイレン音及びクラクション音除去、会話音除去、消音信号作成と云う４種類の処理を主に行う。
【００３９】
ＣＰＵ１０ａのオーディオ音除去に係る処理は、集音された集音信号に含まれるオーディオ装置３の各スピーカ５ａ〜５ｄから発せられるオーディオ音を除去するものである。このオーディオ音除去に係る処理に対して、ＣＰＵ１０ａはレベル比設定手段、合成手段、逆合成音響信号作成手段及び信号合成手段として機能する。
【００４０】
ＣＰＵ１０ａのレベル比設定手段は、各スピーカ５ａ〜５ｄに対するマイク１１の位置に応じて、マイク１１が各スピーカ５ａ〜５ｄより発せられる音響信号に応じた各音を集音できるレベル比を設定するものである。図１に示すように、座席Ｓ１の右側に配置される騒音消音装置１０１のマイク１１は、各スピーカ５ａ〜５ｄに対する距離及びマイク１１の配置方向（指向方向）を考慮すると、右前スピーカ５ａ、左前スピーカ５ｂ、右後スピーカ５ｃ、左後スピーカ５ｄの順番で各スピーカ５ａ〜５ｄより発せられるオーディオ音を集音しやすくなる。
【００４１】
よって、レベル比設定手段はマイク１１が各スピーカ５ａ〜５ｄから発せられる各音響信号に応じたオーディオ音を集音できる大きさに基づいてレベル比を設定する。本実施形態では右前スピーカ５ａから発せられる右前オーディオ音（右前音響信号に相当）を７．０、左前スピーカ５ｂから発せられる左前オーディオ音（左前音響信号に相当）を２．０、右後スピーカ５ｃから発せられる右後オーディオ音（右後音響信号に相当）を０．７５、左後スピーカ５ｄから発せられる左後オーディオ音（左後音響信号に相当）を０．２５と云うレベル比に設定する。
【００４２】
なお、座席Ｓ１の左側に配置される騒音消去装置１０２のマイク２１の各スピーカ５ａ〜５ｄから出力される各オーディオ音（各音響信号）に対するレベル比は、右前音響信号を５．５、左前音響信号を３．５、右後音響信号を０．５、左後音響信号を０．５と云う比で設定される。さらに、左側の座席Ｓ２の騒音消去装置１０３、１０４の各レベル比は、上述した右側の座席Ｓ１の騒音消去装置１０１、１０２と左右対称の関係になり、後部の座席Ｓ３、Ｓ４の各騒音消去装置１０５〜１０８も上記と同様にマイクの位置及び指向方向に応じてレベル比が設定される。
【００４３】
ＣＰＵ１０ａの合成手段は、前記レベル比設定手段が設定したレベル比に応じてＮＣ本体部１０がワイヤハーネス４を通じて受け付けた各音響信号の合成を行うものである。即ち、合成手段は、前記レベル比に応じて右前音響信号のレベルを７．０、左前音響信号のレベルを２．０、右後音響信号のレベルを０．７５、左後音響信号のレベルを０．２５の比率で合成し、合成音響信号を作成する。
【００４４】
このようにマイク１１の位置及び指向方向に応じてワイヤハーネス４を通じて受け付けた各音響信号を合成することで、マイク１１で実際に集音した集音信号に含まれる各スピーカ５ａ〜５ｄから発せられるオーディオ音と同等の信号（合成音響信号）をＮＣ本体部１０で作成できることになる。
【００４５】
ＣＰＵ１０ａの逆合成音響信号作成手段は、実際に各スピーカ５ａ〜５ｄより聞こえるオーディオ音と同等の合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成するものである。なお、本実施形態のＣＰＵ１０ａは、作成した合成音響信号の振幅（レベル）と実際にマイク１１が集音した集音信号の振幅（レベル）を比較し、各振幅に相異が有る場合、合成音響信号の振幅を集音信号の振幅に一致するように変更してから、逆合成音響信号を作成するようにしている。
【００４６】
また、ＣＰＵ１０ａの信号合成手段は、前記逆合成音響信号作成手段で作成された逆合成音響信号をマイク１１が集音した集音信号に合成して合成集音信号を作成するものである。このように作成された合成集音信号は、マイク１１により集音された音に含まれるオーディオ音が逆合成音響信号により消去され、その結果、後に行う消音信号作成の対象となる信号には、消去したくないオーディオ音が予め集音信号から除去されている。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１０ａのサイレン音及びクラクション音除去に係る処理は、集音された集音信号に含まれる車外の緊急車両のサイレン音及び他の車両のクラクション音を前記集音信号から区別する処理を行うものである。このサイレン音及びクラクション音除去に係る処理に対して、ＣＰＵ１０ａは比較手段及び成分特定手段として機能する。
【００４８】
騒音源が相異する各種音に対して横軸を経過時間、縦軸を騒音レベルとしたグラフを想定した場合、同一の周波数においてサイレン音及びクラクション音のグラフに係る波形は、急ブレーキ音、オートバイの通過音、大型トラックの通過音等の騒音のグラフに係る波形と相違する形状であることが各種実験により判明している。よって、ＮＣ本体部１１は後述するように、ＲＯＭ１０ｂにサイレン音及びクラクション音の各波形をデータとして予め記憶しており、ＣＰＵ１０ａの比較手段はマイク１１が集音した集音信号に対する波形を算出し、この算出した波形とＲＯＭ１０ｂに記憶された波形とを比較する。
【００４９】
また、ＣＰＵ１０ａの成分特定手段は、前記比較手段の比較により集音信号の中にＲＯＭ１０ｂに記憶された波形と同形状のものが存在した場合、集音信号の中から同形状の波形に係る集音信号の成分の特定を行い、この特定より外れた集音信号の成分を消音信号の作成対象にする。このようにすることで、記憶された波形と同形状の波形成分を集音信号から除去できる。
【００５０】
さらに、ＣＰＵ１０ａの会話音除去に係る処理は、集音信号に含まれる搭乗者の会話音を集音信号から除去するものである。この会話音除去に係る処理に対して、ＣＰＵ１０ａは帯域特定手段として機能する。
【００５１】
一般的に、人の会話音が属する周波数帯域は約０．２Ｈｚ以上約３．０Ｈｚ以下（より正確には、約０．２３Ｈｚ以上約２．８５Ｈｚ以下）の範囲であると、各種実験により判明しているため、前記範囲と相異する帯域に騒音が含まれると考えられる。よって、ＣＰＵ１０ａの帯域特定手段は、会話音が属する範囲の帯域に基づいて騒音が含まれる周波数帯域を特定し、この特定した帯域の集音信号の成分を消音信号の作成対象に限定する。このような処理により、会話が属する周波数帯域に対しては消音信号が作成されず、マイク１１で集音された集音信号より会話音に係る信号が除去される。
【００５２】
最後に、ＣＰＵ１０ａの消音信号作成に係る処理は、マイク１１が集音した集音信号の位相に対して逆位相である消音信号を作成するものである。本実施形態では、集音信号に対して先に上述したオーディオ音除去、サイレン音及びクラクション音除去、会話音除去が行われるので、集音信号は騒音に対する成分だけが含まれたものになっており、ＣＰＵ１０ａは、この騒音に係る成分を含む集音信号に対する消音信号の作成を行う。
【００５３】
消音信号の作成は、図４のグラフに示すように、処理対象となる集音信号（上のグラフ）の波形に対して半周期分位相をずらした波形となる逆位相の消音信号（下のグラフ）の作成を行うものである。このように作成された消音信号は、図２（ａ）（ｂ）及び図３に示す消音用スピーカ１２から出力される。
【００５４】
また、図３のＮＣ本体部１０の内部に設けられるＲＯＭ１０ｂは、ＣＰＵ１０ａに上述したオーディオ音除去、サイレン音及びクラクション音除去、会話音除去、消音信号作成と云う各処理を行わせるプログラムを記憶する一方、波形記憶手段として各種サイレン音及びクラクション音に係る波形の信号も記憶している。さらに、ＲＡＭ１０ｃはＣＰＵ１０ａの処理に係る各種信号及びマイク１１が集音した集音信号等を一時的に記憶している。
【００５５】
次に、上述した車内消音システム１の一連の騒音消去処理に係る車内消音方法を図５〜８の第１〜４フローチャートに基づいて説明する。なお、以下の処理の説明は、図１の座席Ｓ１に配置された騒音処理装置１０１に基づくものであるが、他の騒音処理装置１０２〜１０８でも同様の処理が行われる。
【００５６】
図５の第１フローチャートは車内消音システム１の全体的な処理の流れを示しており、最初にマイク１１で車内２ａの集音を行い（Ｓ１）、集音した集音信号をＮＣ本体部１０へ伝達する（Ｓ２）。ＮＣ本体部１０は集音した集音信号からオーディオ音を除去し（Ｓ３）、サイレン音及びクラクション音を除去し（Ｓ４）、会話音を除去し（Ｓ５）、集音信号には騒音に係る成分のみが残るようにする。
【００５７】
さらに、ＮＣ本体部１０は、各音を除去した集音信号に対して位相が逆位相となる消音信号を作成する（Ｓ６）。このように作成された消音信号は、図２（ｂ）に示すように、搭乗者Ｈの右耳Ｈｒに対応した箇所に設けられたマイク１１が集音する集音信号に基づくので、右耳Ｈｒで聞き取られる実際の音に対して精度良い消音信号となっている。
【００５８】
最後に、ＮＣ本体部１０は、作成した消音信号を消音用スピーカ１２から出力する（Ｓ７）。消音信号を出力する消音用スピーカ１２は、搭乗者Ｈの右耳Ｈｒに対向して設けられるためスムーズに右耳Ｈｒへ届き、右耳Ｈｒに入る車内２ａの実際の音と混じり合い、実際の音に含まれる騒音成分だけが消音信号により確実に消去される。このような騒音成分の消去は、各座席Ｓ１〜Ｓ４の左右で行われているので、車内２ａの全ての搭乗者の両耳には騒音が届かなくなり、一方、オーディオ音、サイレン音及びクラクション音、会話音は消去されず、また、騒音が消去され分だけ従来に比べて明瞭に聞き取ることが可能になる。
【００５９】
図６の第２フローチャートは、図５の第１フローチャートにおいて集音信号からのオーディオ音の除去（Ｓ３）に対する車内消去方法を示すものである。この処理の方法では先ず、各スピーカ５ａ〜５ｄに対してマイク１１のレベル比を設定し（Ｓ１０）、オーディオ装置３から送出されてコネクタ部１０ｄで受け付けた各音響信号をレベル比に応じて合成し、合成音響信号を作成する（Ｓ１１）。次に、合成音響信号の振幅をマイク１１で集音した集音信号の振幅に一致させるように変更し（Ｓ１２）、振幅を変更した合成音響信号に対する逆合成音響信号を作成する（Ｓ１３）。
【００６０】
さらに、逆合成音響信号をマイク１１が集音した集音信号に合成し（Ｓ１４）、この合成により作成した合成集音信号に含まれるオーディオ音成分が逆合成音響信号により消去され、集音信号からオーディオ音が除去される。
【００６１】
図７の第３フローチャートは、図５の第１フローチャートにおいて集音信号からのサイレン音及びクラクション音の除去（Ｓ４）に対する車内消音方法を示すものである。なお、本実施形態のサイレン音及びクラクション音の除去は、処理の順番よりオーディオ音が既に除去された集音信号に対して行われる。
【００６２】
第３フローチャートに示すように、ＮＣ本体部１０は先ずサイレン音及びクラクション音の波形と、前記集音信号の波形に同形状のものがあるか否かを判断する（Ｓ１５）。同形状のものが無い場合（Ｓ１５：ＮＯ）、特に処理を行わず次のステップへ進み、同形状のものが有る場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、前記集音信号から同形状の波形に係る集音信号の成分を特定して除去する（Ｓ１６）。このような処理を行うことで、前記集音信号からはサイレン音及びクラクション音が除去される。
【００６３】
図８の第４フローチャートは、図５の第１フローチャートにおいて集音信号からの会話音の除去（Ｓ５）に対する車内消音方法を示すものである。なお、本実施形態の会話音の除去は、処理の順番よりオーディオ音、サイレン音及びクラクション音が既に除去された集音信号に対して行われる。
【００６４】
第４フローチャートに示すように、騒音消去装置１０１は先ず会話音が属しない周波数帯域（約０．２Ｈｚ以上約３．０Ｈｚ以下を除く範囲）を特定し（Ｓ２０）、特定した周波数帯域の集音信号の成分を消音信号の作成対象に限定する（Ｓ２１）。このように作成対象の集音信号を限定することで、会話音が集音信号から除去され、図５の第１フローチャートにおいて、各音が除去された集音信号に対して消音信号が作成されることになる（Ｓ６）。
【００６５】
なお、本発明に係る車内消音システム１及び騒音消去装置１０１〜１０８は、上述した形態に限定されるものではなく、種々の変形の適用が可能である。例えば、車内消音消去システム１が構築される対象の車両２のグレード及び要求等によっては、集音信号に対してオーディオ音除去、サイレン音及びクラクション音除去、会話音除去の全ての処理を必ず行わなくてもよく、いずれか必要な除去処理のみを行うようにしてもよい。
【００６６】
また、オーディオ装置３にナビゲーション装置を接続した場合、ナビゲーション装置に係る音声もオーディオ音として扱い、携帯電話を接続した場合は、携帯電話に係る音声もオーディオ音として扱い、消音対象の音から除去して騒音のみを消去することも可能である。さらに、集音用のマイク１１、２１等は、車内のルーフから吊り下げるようにして搭乗者の耳元に配置するようにしてもよく、バックレストの左右上端より突出させて耳元に配置するようにしてもよい。
【００６７】
また、集音信号にサイレン音及びクラクション音が含まれる場合、各騒音消去装置１０１〜１０８からの消音信号の出力を停止するような処理にしてもよい。この場合、図７に示す第３フローチャートにおけるサイレン音及びクラクション音の波形と同形状のものが集音信号の波形にあるか（Ｓ１５）を判断し、同形状の波形が有る場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、同形状の波形に係る集音信号成分の除去（Ｓ１６）を行わず、図５の第１フローチャートのおいて、消音信号を消音用スピーカから出力（Ｓ７）の後へスキップして、特に消音信号の出力しない処理を行うようにしてもよい。
【００６８】
このように集音信号にサイレン音及びクラクション音が含まれる場合は、消音信号の出力を停止することで、サイレン音及びクラクション音が通常のレベルで車内２ａに入り込み、車両の運転上に必要な前記音を確実に聞き取ることが可能となる。
【００６９】
図９は、本発明の第２実施形態に係る騒音消去装置１１１を示している。第２実施形態の騒音消去装置１１１は、第１実施形態の車内消音消去システム１における各騒音消去装置１０１〜１０８の代わりに適用可能であり、消音信号を出力する手段に、消音用スピーカではなく骨伝導に応じた振動で消音信号の出力を行う骨伝導手段を用いている。
【００７０】
具体的に騒音商況装置１１１は、座席Ｓ１のヘッドレストＳ１ａの右端Ｓ１ｂに設けたＮＣ本体部１５から搭乗者Ｈの耳Ｈｒの下方へステー部１１１ａを延出し、このステー部１１１ａの先端に骨伝導手段に相当する振動部１７を設けている。また、ステー部１１１ａの搭乗者Ｈの耳Ｈｒの付近となる外面１１１ｂには集音用のマイク１６を設ける。
【００７１】
このように振動部１７による骨伝導で消音信号を搭乗者Ｈに伝えるようにすることで、車内２ａにおける可聴音は鼓膜を通じて聴覚神経に通知される。一方、消音信号は振動部１７により振動に変換され、この消音信号に対応した振動が搭乗者Ｈの頭蓋骨に直接的に伝えられて内耳へ達し、消音信号が聴覚神経を通じて脳に届き知覚される。その結果、聴覚神経で可聴音及び消音信号が混ざり合い、可聴音に含まれる騒音成分が消音信号により相殺され、脳にはオーディオ音、サイレン音、クラクション音、会話音等の快適と感じられる音及び車両の運転に対して必要な音のみが知覚される。
【００７２】
また、このような骨伝導用の振動部１７を備える騒音消去装置１１１を適用することで、搭乗者Ｈの耳Ｈｒには、他の騒音消去装置で作成された消音信号が入ることは皆無となり、より消音の精度を向上できる。さらに、搭乗者Ｈの耳Ｈｒは消音信号出力用のスピーカによる影響から解放され、自然な形態で聞き取りが可能となる。さらに、また、振動部１７から振動の形態で出力される消音信号は外へ漏れないため、他の騒音消去装置で行われる消音処理を妨げることもない。なお、上述した箇所以外は、第１実施形態の騒音消去装置１０１と同様の構成であり、第１実施形態の騒音消去装置１０１と同等の消音処理が行われる。
【００７３】
また、第２実施形態の騒音消去装置１１１も第１実施形態における各種変形例の適用も可能である。さらに、騒音消去装置１１１の振動部１７は、耳の下方以外にも、耳を覆わない位置であれば配置することが可能であり、例えば、顎の付け根、こめかみ等に配置することも可能である。
【００７４】
図１０は、本発明の第３実施形態に係る騒音消去装置１２１を示している。第３実施形態の騒音消去装置１２１は、第１実施形態の車内消音システム１における各騒音消去装置１０１〜１０８の代わりに適用可能であり、消音用スピーカの代わりに密閉型ヘッドホン２７を適用している。即ち、騒音消去装置１２１は、座席Ｓ１のヘッドレストＳ１ａの右端Ｓ１ｂにＮＣ本体部２５を取り付けると共にアーム部１２１ａを搭乗者Ｈの耳へと延出し、アーム部１２１ａの端部１２１ｂに密閉型ヘッドホン２７を設けている。また、密閉型ヘッドホン２７の外面２７ａには集音用のマイク２７ａを設けている。
【００７５】
密閉型ヘッドホン２７は、耳に装着された場合、耳の周囲を完全に密閉して外部からの音を遮断し、密閉型ヘッドホン２７から出力される音のみを聞き取れる状態にしている。また、ＮＣ本体部２５は、第１実施形態で説明した処理と同様に消音信号を作成する。さらに、ＮＣ本体部２５はマイク２７ａで集音した集音信号を内部のＲＡＭに一時的に記憶し、この記憶した集音信号を作成した消音信号に合成して密閉型ヘッドホン２７へ送出する信号送出手段を備えることを第３実施形態の特徴にしている。
【００７６】
また、密閉型ヘッドホン２７はＮＣ本体部２５から送出された信号を出力するようにしており、消音信号及び集音信号が合成した状態で送出されるので、集音信号に含まれる騒音成分が相殺される。結果としてオーディオ音、サイレン音、クラクション音、会話音等の快適と感じられる音及び車両の運転に対して必要な音のみが密閉型ヘッドホン２７から出力されて搭乗者Ｈの耳に入ることになる。
【００７７】
また、騒音消去装置１２１は、密閉型ヘッドホン２７を用いることで、他の騒音消去装置から出力される音が遮断されて他の音の影響を受けなくなり、集音した音信号に基づき作成した消音信号により音信号に含まれる騒音成分を高精度で消去可能にしている。さらに、密閉型ヘッドホン２７から出力される消音信号等は外へ漏れないため、他の騒音消去装置が行う消音処理を妨げることもない。
【００７８】
なお、第３実施形態に係る騒音消去装置１２１は、上述した箇所以外は第１実施形態の騒音消去装置１０１と同様の構成であり、第１実施形態と同様の騒音消去処理が行われ、また、第１実施形態における変形例の適用も可能である。
【００７９】
【発明の効果】
以上に詳述した如く、第１発明にあっては、集音手段をヘッドレストの左右端に夫々配置するので、各搭乗者が実際に聞こえる音に基づいて逆位相の消音信号を作成でき、各搭乗者の位置に応じた消音処理を行える。
第２発明にあっては、特定の周波数帯域に属する集音信号に対してのみ消音信号を作成するので、会話音のように属する周波数帯域が明確な音を除去して騒音のみに対して確実に消音処理を行える。
【００８０】
第３発明、第８発明及び第１０発明にあっては、集音信号の波形と記憶された音信号の波形とを比較して、同一波形に係る部分の集音信号を除去するので、特徴的な波形を有するサイレン音及びクラクション音と云った音を区別して、騒音のみを消音できる。
【００８１】
第４発明にあっては、特徴的な波形を有するサイレン音及びクラクション音が集音信号に含まれる場合、消音信号の出力を停止するので、車両の運転上、必要な上記音を通常の状態で聞き取れる状況に切り替えて、安全性の高い運転環境を確保できる。
第５発明及び第１１発明にあっては、各集音手段の位置及び指向方向に応じて各スピーカから発せられる音のレベル比を設定し、このレベル比に基づき各音響信号を合成した合成音響信号を作成して消音処理を行うため、車内の音に各種オーディオ音が流れる場合でも騒音に対して精度の高い消音処理を行える。
【００８２】
第６発明及び第９発明にあっては、骨伝導に応じた振動で消音信号を出力するため、消音信号を消音対象となる音信号を聞き取る搭乗者の耳のみに伝達し、消音精度を向上できると共に、消音信号の出力が他の箇所における消音処理の妨げとなることも解消できる。
第７発明にあっては、消音信号に集音信号を合成して密閉型ヘッドホンから出力するため、外部の音が遮断され確実に騒音を消去できると共に、他の箇所における消音処理に影響が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車内消音システムの全体構成図である。
【図２】（ａ）は騒音消去装置を取り付けた座席の斜視図であり、（ｂ）は座席の平面図である。
【図３】騒音消去装置の構成を示す概略図である。
【図４】集音信号及び消音信号の関係を示すグラフである。
【図５】全体的な車内消音方法に係る第１フローチャートである。
【図６】オーディオ音の除去に係る第２フローチャートである。
【図７】サイレン音及びクラクション音の除去に係る第３フローチャートである。
【図８】会話音の除去に係る第４フローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る騒音消去装置の概略斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る騒音消去装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
１ 車内消音システム
２ 車両
３ オーディオ装置
４ ワイヤハーネス
５ａ〜５ｄ 右前スピーカ、左前スピーカ、右後スピーカ、左後スピーカ
１０、１５、２５ ＮＣ本体部
１０ａ ＣＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１１、１６、２１、２６ マイク
１２ 集音用スピーカ
１７ 振動部
２７ 密閉型ヘッドホン
１０１〜１０８、１１１、１２１ 騒音消去装置
Ｓ１〜Ｓ４ 座席
Ｓ１ａ ヘッドレスト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to noise reduction in a vehicle, and more particularly, to a vehicle noise reduction system, a noise reduction device, and a vehicle noise reduction method that perform noise reduction processing according to each occupant located in each seat.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a vehicle equipped with a noise canceling system for reducing noise such as road noise and wind noise entering the vehicle, noise generated by mechanical operation generated from an engine and a transmission unit, and the like.
[0003]
The basic processing content of this type of noise cancellation system is that a microphone for sound collection is connected to a muffler installed in the car, and this muffler has an anti-phase opposite to the phase of the sound collected by the microphone. That is, a sound is created and output from a speaker in the vehicle. In addition, since the microphone in the car collects not only noise but also conversations of the occupants and music output from the audio device, the following patent document discloses that only noise components are eliminated from the collected sound. 1.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-56690 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the vehicle, the level of noise reaching the passenger differs depending on the position of each seat. For example, in a vehicle equipped with an electric type power steering device, the operating noise of an electric motor for assisting steering sounds loudest to a driver located nearby, but a passenger in a front passenger seat or a passenger in a rear seat is a power steering device. , The operating noise is lower than the level reached by the driver.
[0006]
The conventional noise canceling system does not consider the level of the sound that can be heard for each position of each seat in the vehicle as described above, and generates a muffling signal based on the sound heard by the driver among the occupants of the vehicle. For this reason, there is a problem that appropriate noise reduction processing is not performed for passengers other than the driver. In addition, when an inappropriate muffling signal is transmitted to other passengers, there is a problem that components subject to noise further increase.
[0007]
Furthermore, when the level of the sound that can be heard is strictly considered, even the driver who is the reference for creating the muffling signal has different directivity directions for the right ear and the left ear, so the level of the sound heard for each ear is different, and Even if a muffling signal is created based on a reference, there is a problem that a high-accuracy muffling process cannot be realized by the conventional noise canceling system.
[0008]
Also, since it is generally difficult to clearly distinguish noise from non-noise sounds, noise from sounds including passenger conversation sounds, audio device music, emergency vehicle siren sounds, and other vehicle horn sounds, etc. There is a problem that it is insufficient to reliably erase only the data.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an in-vehicle muffling system that performs muffling processing according to all the occupants of a vehicle by arranging sound collecting means near the ears of each occupant. The purpose is to:
The present invention also provides an in-vehicle noise reduction system that eliminates noise by removing a necessary sound component such as a passenger's conversation sound by creating an anti-phase sound only for a sound component in a specific frequency band. The purpose is to provide.
[0010]
Furthermore, the present invention focuses on the fact that the siren sound of the emergency vehicle and the horn sound of the vehicle have specific waveforms, and compares the waveforms of the sounds to obtain a sound such as a siren sound required for driving the vehicle. It is an object of the present invention to provide an in-vehicle noise reduction system, a noise reduction device, and an in-vehicle noise reduction method for performing a noise reduction process by distinguishing a sound from a noise reduction target.
Still further, the present invention provides an in-vehicle noise reduction system that distinguishes noise from music, voice, and the like output from each speaker in accordance with the position of each seat with respect to each speaker provided in the vehicle, and reliably eliminates only the noise. It is an object of the present invention to provide a noise elimination device and a vehicle noise elimination method.
[0011]
In addition, the present invention improves the means and form for outputting the anti-phase sound so that the output anti-phase sound is transmitted only to the ears of the occupant who listens to the sound to be silenced for the generated anti-phase sound. It is an object of the present invention to provide an in-vehicle noise reduction system and a noise reduction device in which the noise reduction processing accuracy is improved.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The sound muffling system according to the first invention is a sound muffling means provided in the car, and a muffling signal creating means for creating a muffling signal having a phase opposite to the phase of the sound collecting signal collected by the sound gathering means, And a signal output unit for outputting a muffling signal created by the muffling signal creation unit, wherein the muffler is arranged at each of left and right ends of a headrest of a seat.
[0013]
In the vehicle noise reduction system according to a second aspect, the noise reduction signal creating means includes a band identification means for specifying a frequency band, and the noise reduction signal for the component of the sound collection signal in the frequency band specified by the band identification means. Means for creating.
[0014]
In the vehicle sound deadening system according to a third aspect of the present invention, the sound deadening signal creating means is configured to store a waveform of a sound signal corresponding to a type of a sound source, a waveform of the sound signal stored in the waveform storing means, and the sound collection. Comparing means for comparing signal waveforms; component identifying means for identifying a component of the sound collection signal relating to the waveform having the same shape when there is a waveform having the same shape by comparing the comparing means; Means for generating a muffling signal for a component of a sound collection signal that is out of the specified means.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the in-vehicle noise reduction system, the noise reduction signal generating means includes a waveform storage means for storing a waveform of a sound signal corresponding to a type of a sound source, a waveform of the sound signal stored in the waveform storage means, and the sound collection. A comparison means for comparing signal waveforms, and means for stopping output of the muffling signal when there is a waveform having the same shape as a result of the comparison means.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an in-vehicle noise reduction system including: an audio device that transmits an audio signal to a plurality of speakers provided in the vehicle; and a connection unit that connects the audio device and the noise reduction signal generation unit. Comprises means for transmitting the respective acoustic signals to the muffling signal creating means through the connecting means, wherein the muffling signal creating means is emitted from the receiving means for receiving the respective acoustic signals through the connecting means, and from each of the speakers A level ratio setting unit that sets a level ratio at which the sound collecting unit collects each sound according to the sound signal; and a sound signal received by the receiving unit according to the level ratio set by the level ratio setting unit. Synthesizing means for synthesizing; de-synthesized audio signal generating means for generating an anti-synthesized audio signal having a phase opposite to the phase of the synthesized audio signal synthesized by the synthesizing means; Signal synthesizing means for synthesizing the inversely-synthesized sound signal created by the creating means with the sound collection signal to create a synthetic sound-collecting signal; and silencing in a phase opposite to the phase of the synthetic sound-collecting signal created by the signal synthesizing means. Means for generating a signal.
[0017]
The in-vehicle noise reduction system according to a sixth aspect is characterized in that the signal output means includes a bone conduction means for outputting the noise reduction signal by vibration according to bone conduction.
According to a seventh aspect of the present invention, in the vehicle sound deadening system, the signal output means is a closed headphone, and the sound deadening signal creating means combines the generated sound deadening signal with the sound collecting signal and sends the signal to the closed headphone. It is characterized by comprising transmitting means, wherein the closed headphone comprises means for outputting the signal transmitted by the signal transmitting means.
[0018]
A noise canceling device according to an eighth aspect of the present invention is a noise canceling device that creates a silencing signal having a phase opposite to the phase of a sound collecting signal collected by a sound collecting unit and outputs the signal from a signal output unit. Waveform storing means for storing the waveform of the sound signal, a comparing means for comparing the waveform of the sound signal stored in the waveform storing means and the waveform of the sound collection signal, and a waveform having the same shape is obtained by comparing the comparing means. In some cases, a component specifying unit that specifies a component of the sound collection signal related to the waveform having the same shape; and a unit that generates a muffling signal for a component of the sound collection signal that is out of the specification of the component specification unit. It is characterized by having.
A noise canceling device according to a ninth aspect is characterized in that the signal output unit includes a bone conduction unit that outputs the muffling signal by vibration according to bone conduction.
[0019]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a vehicle sound deadening method, wherein a sound collecting means provided in the vehicle collects the sound collecting signal, creates a sound canceling signal having a phase opposite to the phase of the collected sound collecting signal, In a vehicle muffling method for outputting a signal by a signal output means, a waveform storage means for storing a waveform of a sound signal corresponding to a type of a sound source, wherein the waveform of the sound signal stored by the waveform storage means and the waveform of the sound collection signal If there is a waveform of the same shape in the compared waveforms, the component of the sound collection signal related to the waveform of the same shape is specified, and a muffling signal is generated for the component of the sound collection signal out of the specified shape. Is created.
[0020]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the vehicle sound deadening method, the sound deadening means provided in the vehicle collects the sound collecting signal, and the sound deadening signal creating means creates a sound deadening signal having a phase opposite to the phase of the collected sound collecting signal. In the vehicle interior noise reduction method of outputting the created noise reduction signal by the signal output means, a sound device for sending out a sound signal to each of a plurality of speakers provided in the vehicle, and a connection connecting the sound device and the noise reduction signal creation means Means, and the sound device includes means for sending the sound signals to the muffling signal creation means through the connection means, and the muffling signal creation means performs reception of each of the sound signals through the connection means Setting a level ratio at which the sound collecting means collects each sound according to the sound signal emitted from each of the speakers, and synthesizing and synthesizing each of the received sound signals according to the set level ratio. Synthesis Create an inversely synthesized audio signal having the opposite phase to the phase of the sound signal, synthesize the created inversely synthesized audio signal with the sound collection signal to create a synthesized sound collection signal, and change the phase of the created synthesized sound collection signal to On the other hand, a silencing signal having an opposite phase is created.
[0021]
According to the first aspect of the invention, since the sound collecting means is disposed at each of the left and right ends of the headrest, the sound inside the vehicle can be collected near the ears of the occupants sitting in each seat of the vehicle, and the sound that each occupant actually hears can be collected. Therefore, a muffling signal having an opposite phase can be created based on the above, so that muffling processing according to the actual situation can be performed. When the vehicle has two seats, two sound collecting means are required for each seat, so that a total of four sound collecting means are provided, and when the vehicle has four seats, a total of eight sound collecting means are provided.
[0022]
Further, the muffling signal creating means for creating the muffling signal can be provided for each sound collecting means, and one muffling signal creating means may be provided for a plurality of sound collecting means. Even in this case, a muffling signal is created for each sound collection signal collected by each sound collection unit. Further, the output means for outputting a muffling signal is provided in a pair with each of the sound collecting means, so that the muffling signal created for the sound collecting signal collected by one sound collecting means is paired with the sound collecting signal. Output means, and can perform a silencing process according to the sound heard by each ear of each passenger.
[0023]
In the second invention, since a muffling signal is created only for a component of a sound collection signal in a specific frequency band, a frequency band corresponding to noise is specified from sound collection signals related to sound collection, and By creating a muffling signal for the component of the sound collection signal in the specified frequency band, it is possible to prevent the conversation of the occupant from being erased. For example, since the frequency band including conversation is generally considered to be in the range of 0.2 Hz or more and 3.0 Hz or less, the frequency band that causes noise is set to a range of less than 0.2 Hz and exceeding 3.0 Hz. By generating a muffling signal for the component (i), it is possible to perform a muffling process only for the noise while distinguishing between conversation and noise.
[0024]
In the third invention, the eighth invention and the tenth invention, the waveform of the collected sound signal is compared with the waveform of the stored sound signal, and the components of the collected sound signal having the same shape are separated and left. Since the muffling signal is generated only for the components of the collected sound signal, the muffling process can be performed by reliably distinguishing noise having a characteristic waveform such as siren sound and horn sound from noise.
[0025]
According to the fourth aspect of the present invention, when a waveform having the same shape as the waveform of the stored sound signal is present in the sound collection signal in the same manner as in the third aspect, the output of the muffling signal is stopped. You can return to the state where you can hear the sound. Therefore, it is possible for the driver to hear the sounds necessary for driving the vehicle, such as the siren sound and the horn sound, as usual, and to switch to measures that prioritize safety even if the muffling process is performed. Can be.
[0026]
According to the fifth invention and the eleventh invention, a level ratio at which sound emitted from each speaker can be collected is set according to the position of each sound collecting means, and the synthesized sound obtained by synthesizing each sound signal based on this level ratio is set. Since a signal is created and finally an inverse-synthesized signal having the opposite phase is created, music, voice, and the like emitted from the speaker can be accurately removed from the collected sound signal. Therefore, since the noise reduction processing is performed on the signal from which music, voice, and the like are removed and only the noise component remains, noise can be reliably eliminated.
[0027]
According to the sixth and ninth aspects of the present invention, since the muffling signal is output by the vibration according to the bone conduction, the muffling signal can be reliably transmitted to the ear of the occupant who listens to the sound signal to be muffled. Also, in bone conduction, the muffling signal is not transmitted to the other ear and other occupants at all, so that the output of the muffling signal does not affect muffling processing in other places, and the accuracy of muffling processing in each place is improved. Can be improved. Since the bone conduction means is disposed in contact with the base of the chin, the temple, or the like, the ears are open, and the occupant can hear the sound in a natural state.
[0028]
According to the seventh aspect of the present invention, since the sound collection signal is synthesized with the muffling signal and output from the closed headphone, the noise component included in the sound collection signal to be output is eliminated by the muffling signal, and the conversation, music, and siren are eliminated. It is possible to ensure that only necessary sounds, such as sounds, can enter the passengers' ears. In addition, by outputting the muffling signal and sound collection signal with closed headphones, the muffled signal can be transmitted to the passenger in a state where the muffled signal is created without interference from other sounds, etc. The collected sound signal can be transmitted to the occupant in a state where the sound is collected, and the processing accuracy of the muffling can be improved.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the embodiments.
FIG. 1 shows an overall configuration of an in-vehicle noise reduction system 1 according to a first embodiment of the present invention. The in-vehicle noise reduction system 1 of the first embodiment is constructed in a vehicle 2 having a total of four seats S1 to S4. Noise reduction devices 101 to 108 are provided on the left and right of each of the seats S1 to S4. The devices 101 to 108 are connected to an audio device 3 which is an acoustic device provided in the vehicle 2 by a wire harness 4 corresponding to a connection unit.
[0030]
The audio device 3 is also connected to a front right speaker 5a, a front left speaker 5b, a rear right speaker 5c, and a rear left speaker 5d provided in the interior 2a of the vehicle 2, and outputs a front right audio signal and a front left audio signal to each of the speakers 5a to 5d. , The rear right sound signal and the left rear sound signal, and the speakers 5a to 5d emit audio sounds corresponding to the respective sound signals. Further, the audio device 3 has a unit for transmitting the same acoustic signal to each of the noise elimination devices 101 to 108 through the wire harness 4 when transmitting each acoustic signal to each of the speakers 5a to 5d.
[0031]
Each of the noise elimination devices 101 to 108 includes a conversation sound of an occupant of the vehicle with respect to a sound that can be heard inside the vehicle 2a, an audio sound such as music and voice emitted from the speakers 5a to 5d by the audio device 3, and an emergency located outside. Except for the siren sound of the vehicle and the horn sound of other vehicles, a process is performed to eliminate only the noise that is uncomfortable for the passenger.
[0032]
Each of the noise elimination devices 101 to 108 has the same structure, and the noise elimination device 101 disposed on the right side of the seat S1 will be described as a representative. The noise elimination device 101 includes a microphone 11 that is a sound collection unit, an NC (Noise Canceller) body unit 11 that is a muffling signal creation unit, and a muffling speaker 12 that is a signal output unit.
[0033]
FIG. 2A mainly shows a form of the noise canceling device 101 attached to the seat S1. The seat S1 has a U-shaped headrest S1a, and a right noise canceling device 101 is disposed at a right end S1b of the headrest S1a. Note that a left noise canceller 102 is disposed at the left end S1c of the headrest S1a.
[0034]
FIG. 2B is a plan view of the headrest S1a, showing a case where the occupant H sits on the seat S1 and touches the head Ha to the headrest S1a. The muffling speaker 12 of the noise elimination device 101 is attached to a right inner side surface S1e of the headrest S1a facing the right ear Hr of the occupant H. The microphone 11 is attached to a location on the right outside surface S1d of the headrest S1 behind the sound deadening speaker 12 so that the direction of the microphone 11 is the same as the direction in which the right ear Hr of the occupant hears the sound. I have.
[0035]
The NC body 10 has a box shape and is built in the right end S1b of the headrest S1a. In the noise canceling device 102 arranged on the left side, the NC main body, the microphone 21 and the muffling speaker are arranged symmetrically with the noise canceling device 101 on the right side, and the noise canceling devices in the other seats S2 to S4 are arranged. The arrangement of the devices 103 to 108 is the same as that of the seat S1 described above.
[0036]
FIG. 3 shows a configuration of the noise canceling device 101. The NC main unit 10 connected to the microphone 11 and the muffling speaker 12 includes a CPU 10a, a ROM (Read Only Memory) 10b, and a RAM (Random Access Memory) 10c. Have. The NC main unit 10 is connected to the audio device 3 via the wire harness 4 and receives a right front audio signal, a left front audio signal, a right rear audio signal, and a left rear audio signal from the audio device 3 through the wire harness 4. A connector 10d functioning as a means is also provided.
[0037]
The microphone 11 collects sound in the interior 2a of the vehicle, and specifically, mechanical noise such as an engine and a transmission of the vehicle, running noise such as road noise and wind noise, audio sound of the audio device 3, Various sounds such as conversation sounds of passengers, siren sounds of emergency vehicles such as fire engines and ambulances running outside the vehicle, and horn sounds of other vehicles are captured. The microphone 11 transmits the captured sound to the NC main unit 10 as a sound collection signal.
[0038]
The sound collection signal transmitted to the NC main body 10 is sent to the CPU 10a of the NC main body 10, and various processes for silencing are performed. The CPU 10a performs central processing for the noise reduction processing of the noise reduction apparatus 101, and performs audio sound removal, siren sound and horn sound removal, conversation sound removal, and sound reduction signal creation for the transmitted sound collection signal. These four types of processing are mainly performed.
[0039]
The processing related to audio sound removal of the CPU 10a is to remove audio sounds emitted from the speakers 5a to 5d of the audio device 3 included in the collected sound signal. The CPU 10a functions as a level ratio setting unit, a synthesizing unit, an inverse synthesized acoustic signal creating unit, and a signal synthesizing unit for the processing related to the audio sound removal.
[0040]
The level ratio setting means of the CPU 10a sets a level ratio at which the microphone 11 can collect each sound corresponding to an acoustic signal emitted from each of the speakers 5a to 5d according to the position of the microphone 11 with respect to each of the speakers 5a to 5d. It is. As shown in FIG. 1, the microphone 11 of the noise silencer 101 disposed on the right side of the seat S1 has a right front speaker 5a and a left front speaker 5a in consideration of a distance to each of the speakers 5a to 5d and an arrangement direction (directional direction) of the microphone 11. It becomes easier to collect audio sounds emitted from the speakers 5a to 5d in the order of the speaker 5b, the rear right speaker 5c, and the rear left speaker 5d.
[0041]
Therefore, the level ratio setting means sets the level ratio based on the size at which the microphone 11 can collect the audio sound corresponding to each sound signal emitted from each of the speakers 5a to 5d. In the present embodiment, the front right audio sound (corresponding to the front right audio signal) emitted from the front right speaker 5a is 7.0, the front left audio sound (corresponding to the front left audio signal) emitted from the front left speaker 5b is 2.0, and the rear right speaker 5c. The right rear audio sound (corresponding to the right rear audio signal) emitted from the speaker is set to a level ratio of 0.75, and the left rear audio sound (corresponding to the left rear audio signal) emitted from the left rear speaker 5d to the level ratio of 0.25. .
[0042]
The level ratio of the microphone 21 of the noise canceling device 102 disposed on the left side of the seat S1 to each audio sound (each audio signal) output from each of the speakers 5a to 5d is 5.5 for the right front audio signal and 5.5 for the left front audio signal. The ratio is set such that the signal is 3.5, the right rear sound signal is 0.5, and the left rear sound signal is 0.5. Further, the respective level ratios of the noise cancellers 103 and 104 of the left seat S2 have a symmetrical relationship with the above-described noise cancellers 101 and 102 of the right seat S1, and the respective noise cancelers of the rear seats S3 and S4. In the devices 105 to 108 as well, the level ratio is set according to the position of the microphone and the directional direction in the same manner as described above.
[0043]
The synthesizing means of the CPU 10a synthesizes each acoustic signal received by the NC main body 10 through the wire harness 4 according to the level ratio set by the level ratio setting means. That is, the synthesizing means sets the level of the right front audio signal to 7.0, the level of the left front audio signal to 2.0, the level of the right rear audio signal to 0.75, and the level of the left rear audio signal to the level according to the level ratio. Synthesis is performed at a ratio of 0.25 to create a synthesized sound signal.
[0044]
By combining the acoustic signals received through the wire harness 4 according to the position and the directional direction of the microphone 11 as described above, the signals are emitted from the speakers 5a to 5d included in the sound collection signal actually collected by the microphone 11. A signal (synthesized sound signal) equivalent to the audio sound can be created by the NC main body 10.
[0045]
The inverse-synthesized acoustic signal creating means of the CPU 10a creates an inverse-synthesized audio signal having a phase opposite to the phase of the synthesized audio signal equivalent to the audio sound actually heard from each of the speakers 5a to 5d. Note that the CPU 10a of the present embodiment compares the amplitude (level) of the created synthesized sound signal with the amplitude (level) of the sound collection signal actually collected by the microphone 11, and if there is a difference between the amplitudes, the synthesis is performed. After changing the amplitude of the sound signal to match the amplitude of the sound collection signal, an inverse synthesized sound signal is created.
[0046]
The signal synthesizing means of the CPU 10a is for synthesizing the inversely synthesized audio signal created by the inversely synthesized audio signal creating means with a sound collection signal collected by the microphone 11 to create a synthesized sound collection signal. In the synthesized sound collection signal created in this way, the audio sound included in the sound collected by the microphone 11 is deleted by the inverse synthesized sound signal, and as a result, a signal to be subjected to a muffling signal generation performed later includes: The audio sound that the user does not want to delete has been removed from the sound signal in advance.
[0047]
Next, the processing related to the removal of the siren sound and the horn sound of the CPU 10a is a processing of distinguishing the siren sound of the emergency vehicle outside the vehicle and the horn sound of another vehicle included in the collected sound signal from the sound collecting signal. Is what you do. The CPU 10a functions as a comparing unit and a component specifying unit for the processing related to the removal of the siren sound and the horn sound.
[0048]
Assuming a graph with the elapsed time on the horizontal axis and the noise level on the vertical axis for various sounds with different noise sources, the waveforms related to the graphs of the siren sound and the horn sound at the same frequency are the sudden braking sound, It has been found from various experiments that the waveform has a shape different from the waveform of the noise graph such as the passing sound of a motorcycle and the passing sound of a large truck. Therefore, as will be described later, the NC main unit 11 previously stores the waveforms of the siren sound and the horn sound in the ROM 10b as data, and the comparing means of the CPU 10a calculates the waveform for the sound collection signal collected by the microphone 11. Then, the calculated waveform is compared with the waveform stored in the ROM 10b.
[0049]
Also, if the sound collection signal has the same shape as the waveform stored in the ROM 10b as a result of the comparison by the comparison means, the component specifying means of the CPU 10a determines the collected sound signal having the same shape from the sound collection signal. A component of the sound signal is specified, and a component of the sound collection signal that is out of the specification is set as a target of the muffling signal. In this way, a waveform component having the same shape as the stored waveform can be removed from the collected sound signal.
[0050]
Further, the processing related to the conversation sound removal of the CPU 10a is to remove the passenger conversation sound included in the sound collection signal from the sound collection signal. The CPU 10a functions as a band specifying unit for the processing related to the speech sound removal.
[0051]
In general, various experiments have revealed that the frequency band to which human conversation sounds belong is in the range of about 0.2 Hz or more and about 3.0 Hz or less (more precisely, about 0.23 Hz or more and about 2.85 Hz or less). Therefore, it is considered that noise is included in a band different from the above range. Therefore, the band specifying means of the CPU 10a specifies the frequency band including the noise based on the band of the range to which the conversation sound belongs, and limits the components of the sound collection signal in the specified band to the target for generating the muffling signal. By such processing, a mute signal is not created for the frequency band to which the conversation belongs, and a signal related to the conversation sound is removed from the sound collection signal collected by the microphone 11.
[0052]
Finally, the process of the CPU 10a relating to the creation of the muffling signal is to create a muffling signal having a phase opposite to that of the sound collection signal collected by the microphone 11. In the present embodiment, since the above-described audio sound removal, siren sound and horn sound removal, and conversation sound removal are performed on the collected sound signal, the collected sound signal includes only a component for noise. In addition, the CPU 10a creates a muffling signal for the sound collection signal including the noise component.
[0053]
As shown in the graph of FIG. 4, the muffling signal is generated by an opposite-phase muffling signal (lower waveform) having a waveform shifted in phase by a half cycle with respect to the waveform of the sound collection signal (upper graph) to be processed. Graph). The muffling signal created in this way is output from the muffling speaker 12 shown in FIGS. 2A and 2B and FIG.
[0054]
The ROM 10b provided inside the NC main unit 10 in FIG. 3 stores a program for causing the CPU 10a to perform the above-described processing such as audio sound elimination, siren sound and horn sound elimination, speech sound elimination, and silence signal creation. On the other hand, waveform signals relating to various siren sounds and horn sounds are also stored as waveform storage means. Further, the RAM 10c temporarily stores various signals related to the processing of the CPU 10a, a sound collection signal collected by the microphone 11, and the like.
[0055]
Next, an in-vehicle noise reduction method according to a series of noise reduction processes of the above-described in-vehicle noise reduction system 1 will be described with reference to first to fourth flowcharts in FIGS. Note that the following description of the processing is based on the noise processing apparatus 101 arranged in the seat S1 in FIG. 1, but the same processing is performed in the other noise processing apparatuses 102 to 108.
[0056]
The first flowchart in FIG. 5 shows the overall processing flow of the in-car silencing system 1. First, the microphone 11 collects sound in the car 2a (S1), and the collected sound signal is transmitted to the NC main body 10 (S2). The NC main unit 10 removes the audio sound from the collected sound signal (S3), removes the siren sound and the horn sound (S4), removes the conversation sound (S5), and the collected sound signal relates to noise. Only the ingredients remain.
[0057]
Further, the NC main unit 10 creates a muffling signal having a phase opposite to that of the sound collection signal from which each sound has been removed (S6). As shown in FIG. 2B, the muffling signal created in this way is based on a sound collection signal collected by the microphone 11 provided at a location corresponding to the right ear Hr of the occupant H. It is a muffling signal that is accurate with respect to the actual sound heard at Hr.
[0058]
Finally, the NC main unit 10 outputs the created muffling signal from the muffling speaker 12 (S7). The muffling speaker 12 that outputs a muffling signal is provided to face the right ear Hr of the occupant H, and thus reaches the right ear Hr smoothly, mixes with the actual sound of the vehicle interior 2a entering the right ear Hr, and Only the noise component contained in the sound is reliably eliminated by the silence signal. Since such noise components are eliminated on the left and right sides of each of the seats S1 to S4, the noise does not reach both ears of all the passengers in the vehicle interior 2a, while the audio sound, siren sound and horn sound are generated. However, the conversation sound is not erased, and the noise is eliminated, so that the user can hear the sound more clearly than before.
[0059]
The second flowchart in FIG. 6 shows the in-vehicle erasing method for removing the audio sound from the collected sound signal (S3) in the first flowchart in FIG. In this processing method, first, the level ratio of the microphone 11 is set for each of the speakers 5a to 5d (S10), and each acoustic signal transmitted from the audio device 3 and received by the connector unit 10d is synthesized according to the level ratio. Then, a synthesized sound signal is created (S11). Next, the amplitude of the synthesized sound signal is changed to match the amplitude of the sound collection signal collected by the microphone 11 (S12), and an inverse synthesized sound signal for the synthesized sound signal whose amplitude has been changed is created (S13).
[0060]
Further, the inversely synthesized sound signal is synthesized with the sound collection signal collected by the microphone 11 (S14), and the audio sound component included in the synthesized sound collection signal created by the synthesis is eliminated by the inversely synthesized sound signal, and the sound collection signal is removed. From the audio sound.
[0061]
The third flowchart of FIG. 7 illustrates a method of silencing the interior of the vehicle with respect to the removal of the siren sound and the horn sound from the collected sound signal (S4) in the first flowchart of FIG. The removal of the siren sound and the horn sound in the present embodiment is performed on the sound collection signal from which the audio sound has already been removed in the processing order.
[0062]
As shown in the third flowchart, the NC main unit 10 first determines whether or not the waveforms of the siren sound and the horn sound and the waveform of the sound collection signal have the same shape (S15). When there is no thing having the same shape (S15: NO), the process proceeds to the next step without performing any processing, and when there is something having the same shape (S15: YES), sound collection according to the same shape waveform from the sound collection signal is performed. The components of the signal are specified and removed (S16). By performing such processing, a siren sound and a horn sound are removed from the sound collection signal.
[0063]
The fourth flowchart of FIG. 8 shows a method of silencing the interior of the vehicle with respect to the removal of the conversation sound from the collected sound signal (S5) in the first flowchart of FIG. The removal of the conversation sound according to the present embodiment is performed on the collected sound signal from which the audio sound, the siren sound, and the horn sound have already been removed in the processing order.
[0064]
As shown in the fourth flowchart, the noise elimination device 101 first specifies a frequency band to which speech sounds do not belong (a range excluding about 0.2 Hz or more and about 3.0 Hz or less) (S20), and collects sound in the specified frequency band. The components of the signal are limited to those for which the muffling signal is created (S21). By limiting the sound collection signal to be created in this way, the conversation sound is removed from the sound collection signal. In the first flowchart of FIG. 5, a mute signal is created for the sound collection signal from which each sound has been removed. (S6).
[0065]
The in-vehicle noise reduction system 1 and the noise reduction devices 101 to 108 according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be applied. For example, depending on the grade and requirements of the vehicle 2 on which the in-car noise reduction system 1 is constructed, all processes of audio sound removal, siren sound and horn sound removal, and conversation sound removal are necessarily performed on the collected sound signal. It may not be necessary, and only any necessary removal processing may be performed.
[0066]
Also, when a navigation device is connected to the audio device 3, voice related to the navigation device is also treated as audio sound, and when a mobile phone is connected, voice related to the mobile phone is also treated as audio sound and removed from the sound to be muted. It is also possible to eliminate only noise. Furthermore, the microphones 11 and 21 for sound collection may be arranged at the ears of the occupant such that they are suspended from the roof in the vehicle, and may be arranged at the ears by protruding from the upper right and left ends of the backrest. May be.
[0067]
Further, when the sound collection signal includes a siren sound and a horn sound, a process may be performed in which the output of the muffling signal from each of the noise cancellers 101 to 108 is stopped. In this case, it is determined whether the waveform of the sound collection signal has the same shape as the waveforms of the siren sound and the horn sound in the third flowchart shown in FIG. 7 (S15), and if there is a waveform of the same shape (S15: YES). 5), without removing the sound-collecting signal component relating to the waveform having the same shape (S16), skipping the muffling signal after the output from the muffling speaker (S7) in the first flowchart of FIG. A process that does not output a muffling signal may be performed.
[0068]
In the case where the sound collection signal includes the siren sound and the horn sound as described above, by stopping the output of the muffling signal, the siren sound and the horn sound enter the inside of the vehicle 2a at a normal level, and are necessary for driving the vehicle. It is possible to reliably hear the sound.
[0069]
FIG. 9 shows a noise canceller 111 according to the second embodiment of the present invention. The noise canceling device 111 of the second embodiment can be applied in place of each of the noise canceling devices 101 to 108 in the in-car noise canceling system 1 of the first embodiment. Bone conduction means for outputting a muffling signal by vibration according to bone conduction is used.
[0070]
More specifically, the noise trading device 111 extends the stay 111a below the ear Hr of the occupant H from the NC main body 15 provided at the right end S1b of the headrest S1a of the seat S1, and has a bone conduction at the tip of the stay 111a. A vibrating section 17 corresponding to the means is provided. Further, a microphone 16 for sound collection is provided on an outer surface 111b of the stay portion 111a near the ear Hr of the occupant H.
[0071]
By transmitting the muffling signal to the occupant H by the bone conduction by the vibration unit 17 in this manner, the audible sound in the vehicle interior 2a is notified to the auditory nerve through the eardrum. On the other hand, the muffling signal is converted into vibration by the vibration unit 17, and the vibration corresponding to the muffling signal is directly transmitted to the skull of the occupant H and reaches the inner ear, and the muffling signal reaches the brain through the auditory nerve and is perceived. . As a result, the audible sound and the silencing signal are mixed in the auditory nerve, and the noise component included in the audible sound is canceled by the silencing signal, and the brain feels comfortable sound such as audio sound, siren sound, horn sound, and conversation sound. Only the sounds necessary for driving the vehicle are perceived.
[0072]
Further, by applying the noise canceling device 111 including the vibration section 17 for bone conduction, the ear Hr of the occupant H never receives a noise canceling signal created by another noise canceling device. Thus, the accuracy of noise reduction can be further improved. Further, the ear Hr of the occupant H is released from the influence of the speaker for outputting the muffling signal, and can listen in a natural form. Furthermore, since the silencing signal output in the form of vibration from the vibrating unit 17 does not leak outside, it does not hinder the silencing process performed by another noise canceller. Except for the portions described above, the configuration is the same as that of the noise elimination device 101 of the first embodiment, and the same noise reduction processing as that of the noise elimination device 101 of the first embodiment is performed.
[0073]
Further, the noise canceller 111 of the second embodiment can also apply various modifications of the first embodiment. Further, the vibrating portion 17 of the noise canceling device 111 can be arranged at a position that does not cover the ears other than below the ears. For example, it can be arranged at the base of a chin, a temple, or the like. is there.
[0074]
FIG. 10 shows a noise canceller 121 according to the third embodiment of the present invention. The noise canceling device 121 of the third embodiment can be applied in place of each of the noise canceling devices 101 to 108 in the in-vehicle noise canceling system 1 of the first embodiment, and employs a closed headphone 27 instead of the noise canceling speaker. I have. That is, the noise canceller 121 attaches the NC main body 25 to the right end S1b of the headrest S1a of the seat S1, extends the arm 121a to the ear of the occupant H, and attaches the closed headphone 27 to the end 121b of the arm 121a. Is provided. A microphone 27a for collecting sound is provided on the outer surface 27a of the closed type headphone 27.
[0075]
When the closed headphones 27 are worn on the ears, the surroundings of the ears are completely closed to shut off external sounds, so that only sounds output from the closed headphones 27 can be heard. Further, the NC main unit 25 creates a mute signal in the same manner as the processing described in the first embodiment. Further, the NC main unit 25 temporarily stores a sound collection signal collected by the microphone 27a in an internal RAM, and combines the stored sound collection signal with the generated silence signal to send the signal to the closed-type headphones 27. The feature of the third embodiment is that a sending means is provided.
[0076]
The closed headphone 27 outputs the signal transmitted from the NC main body 25, and is transmitted in a state where the muffling signal and the sound collecting signal are combined, so that the noise component included in the sound collecting signal is canceled. Is done. As a result, only comfortable sounds such as audio sound, siren sound, horn sound, conversation sound and sounds necessary for driving the vehicle are output from the closed headphones 27 and enter the occupant H's ear. .
[0077]
Further, the noise canceling device 121 uses the closed type headphone 27, so that the sound output from the other noise canceling device is cut off and is not affected by other sounds, and the noise canceling device created based on the collected sound signal. The noise component contained in the sound signal can be eliminated with high accuracy by the signal. Further, since the silencing signal output from the closed headphone 27 does not leak outside, it does not hinder the silencing process performed by another noise canceling device.
[0078]
The noise elimination device 121 according to the third embodiment has the same configuration as the noise elimination device 101 of the first embodiment except for the above-described portions, and performs the same noise elimination processing as that of the first embodiment. The modification of the first embodiment can be applied.
[0079]
【The invention's effect】
As described in detail above, in the first invention, since the sound collecting means is disposed at each of the left and right ends of the headrest, it is possible to generate an anti-phase muffling signal based on the sound actually heard by each occupant. Silence processing can be performed according to the position of the passenger.
According to the second aspect of the present invention, since the muffling signal is generated only for a sound collection signal belonging to a specific frequency band, a sound having a clear frequency band such as a conversation sound is removed and only a noise is removed. Mute processing can be performed.
[0080]
According to the third, eighth and tenth aspects of the present invention, the waveform of the collected sound signal is compared with the waveform of the stored sound signal to remove the collected sound signal of the portion having the same waveform. By distinguishing sounds such as a siren sound and a horn sound having typical waveforms, only noise can be silenced.
[0081]
According to the fourth aspect, when the siren sound and the horn sound having characteristic waveforms are included in the sound collection signal, the output of the muffling signal is stopped. It is possible to secure a safe driving environment by switching to a situation where it can be heard.
In the fifth invention and the eleventh invention, a level ratio of sound emitted from each speaker is set according to a position and a directional direction of each sound collecting means, and a synthesized sound obtained by synthesizing each sound signal based on the level ratio is set. Since the signal is generated and the noise reduction processing is performed, even when various audio sounds flow through the sound in the vehicle, the noise reduction processing with high accuracy can be performed on the noise.
[0082]
According to the sixth and ninth aspects of the present invention, since the muffling signal is output with the vibration according to the bone conduction, the muffling signal is transmitted only to the ear of the occupant who listens to the sound signal to be muffled, thereby improving the muffling accuracy. In addition to this, it is also possible to prevent the output of the muffling signal from hindering the muffling process in other places.
According to the seventh aspect of the invention, since the sound collection signal is synthesized with the muffling signal and output from the closed headphone, the external sound is cut off, the noise can be reliably eliminated, and the muffling process in other places is affected. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an in-vehicle noise reduction system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a perspective view of a seat to which a noise canceling device is attached, and FIG. 2B is a plan view of the seat.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a noise canceling device.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a sound collection signal and a muffling signal.
FIG. 5 is a first flowchart according to the overall in-vehicle noise reduction method.
FIG. 6 is a second flowchart relating to audio sound removal.
FIG. 7 is a third flowchart relating to removal of a siren sound and a horn sound.
FIG. 8 is a fourth flowchart related to removal of a conversation sound.
FIG. 9 is a schematic perspective view of a noise canceling device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic perspective view of a noise canceling device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 In-car silencing system
2 vehicles
3 Audio equipment
4 wire harness
5a-5d Right front speaker, Left front speaker, Right rear speaker, Left rear speaker
10, 15, 25 NC main body
10a CPU
10b ROM
10c RAM
11, 16, 21, 26 microphone
12 Speaker for sound collection
17 vibrating part
27 sealed headphones
101 to 108, 111, 121 noise canceller
S1-S4 seat
S1a Headrest

Claims (11)

車内に設けてある集音手段と、該集音手段が集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成する消音信号作成手段と、該消音信号作成手段が作成した消音信号を出力する信号出力手段とを備える車内消音システムにおいて、
前記集音手段は、座席のヘッドレストの左右端に夫々配置してあることを特徴とする車内消音システム。Sound collection means provided in the vehicle, muffling signal creation means for creating a muffling signal having a phase opposite to the phase of the sound collection signal collected by the muffler, and muffling signal created by the muffling signal creation means And a signal output unit that outputs
The sound collection system according to claim 1, wherein the sound collection means is disposed at each of left and right ends of a headrest of a seat. 前記消音信号作成手段は、
周波数帯域を特定する帯域特定手段と、
該帯域特定手段が特定した周波数帯域の前記集音信号の成分に対して前記消音信号を作成する手段と
を備える請求項１に記載の車内消音システム。The muffling signal creation means,
Band specifying means for specifying a frequency band;
2. The vehicle interior noise reduction system according to claim 1, further comprising: a unit configured to generate the noise reduction signal with respect to a component of the noise collection signal in the frequency band specified by the band identification unit. 3. 前記消音信号作成手段は、
音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、
該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、
該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分の特定を行う成分特定手段と、
該成分特定手段の特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成する手段と
を備える請求項１又は請求項２に記載の車内消音システム。The muffling signal creation means,
Waveform storage means for storing a waveform of a sound signal according to a type of a sound source;
Comparing means for comparing the waveform of the sound signal stored in the waveform storage means and the waveform of the sound collection signal;
When there is a waveform of the same shape as a result of the comparison by the comparing unit, component specifying means for specifying the component of the sound collection signal according to the waveform of the same shape,
3. An in-vehicle noise reduction system according to claim 1, further comprising: means for generating a noise reduction signal for a component of the noise collection signal that is out of specification by the component specification means. 前記消音信号作成手段は、
音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、
該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、
該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、前記消音信号の出力を停止する手段と
を備える請求項１又は請求項２に記載の車内消音システム。The muffling signal creation means,
Waveform storage means for storing a waveform of a sound signal according to a type of a sound source;
Comparing means for comparing the waveform of the sound signal stored in the waveform storage means and the waveform of the sound collection signal;
3. The in-vehicle noise reduction system according to claim 1, further comprising: means for stopping output of the noise reduction signal when a waveform having the same shape is found by the comparison of the comparison means. 車内に設けてある複数のスピーカへ音響信号を夫々送出する音響装置と、
該音響装置及び前記消音信号作成手段を接続する接続手段とを備え、
前記音響装置は、
前記接続手段を通じて前記消音信号作成手段へ前記各音響信号を送出する手段を備え、
前記消音信号作成手段は、
前記接続手段を通じて前記各音響信号を受け付ける受付手段と、
前記各スピーカから発せられる音響信号に応じた各音を前記集音手段が集音するレベル比を設定するレベル比設定手段と、
該レベル比設定手段が設定したレベル比に応じて前記受付手段が受け付けた各音響信号を合成する合成手段と、
該合成手段が合成した合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成する逆合成音響信号作成手段と、
該逆合成音響信号作成手段が作成した逆合成音響信号を前記集音信号に合成して合成集音信号を作成する信号合成手段と、
該信号合成手段が作成した合成集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成する手段と
を備える請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車内消音システム。An audio device that sends audio signals to a plurality of speakers provided in the vehicle,
Connecting means for connecting the sound device and the muffling signal creating means,
The sound device,
Means for sending out each of the acoustic signals to the muffling signal creation means through the connection means,
The muffling signal creation means,
Receiving means for receiving each of the acoustic signals through the connection means,
Level ratio setting means for setting a level ratio at which the sound collecting means collects each sound according to the sound signal emitted from each of the speakers,
Synthesizing means for synthesizing each audio signal received by the receiving means according to the level ratio set by the level ratio setting means,
An inverse synthesized audio signal generating unit that generates an inverse synthesized audio signal having an opposite phase to the phase of the synthesized audio signal synthesized by the synthesizing unit;
Signal synthesizing means for synthesizing the inversely synthesized audio signal created by the inversely synthesized audio signal creating means with the sound collection signal to create a synthesized sound collection signal;
The vehicle interior noise reduction system according to any one of claims 1 to 4, further comprising means for generating a noise reduction signal having a phase opposite to the phase of the synthesized sound collection signal generated by the signal synthesis means. 前記信号出力手段は、前記消音信号を骨伝導に応じた振動で出力する骨伝導手段を備える請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車内消音システム。The vehicle interior noise reduction system according to any one of claims 1 to 5, wherein the signal output unit includes a bone conduction unit that outputs the noise reduction signal by vibration according to bone conduction. 前記信号出力手段は、密閉型ヘッドホンであり、
前記消音信号作成手段は、
作成した消音信号に前記集音信号を合成して前記密閉型ヘッドホンへ送出する信号送出手段を備え、
前記密閉型ヘッドホンは、
前記信号送出手段が送出した信号を出力する手段を備える請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車内消音システム。The signal output means is a closed type headphone,
The muffling signal creation means,
A signal transmission unit that combines the sound collection signal with the created muffling signal and transmits the synthesized sound collection signal to the closed headphone;
The closed headphone,
The vehicle interior noise reduction system according to any one of claims 1 to 5, further comprising a unit that outputs a signal transmitted by the signal transmission unit. 集音手段が集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成して信号出力手段から出力する騒音消去装置において、
音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、
該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、
該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分の特定を行う成分特定手段と、
該成分特定手段の特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成する手段と
を備えることを特徴とする騒音消去装置。In a noise canceling device that creates a silencing signal having a phase opposite to the phase of a sound collecting signal collected by a sound collecting unit and outputs the signal from a signal output unit,
Waveform storage means for storing a waveform of a sound signal according to a type of a sound source;
Comparing means for comparing the waveform of the sound signal stored in the waveform storage means and the waveform of the sound collection signal;
When there is a waveform of the same shape as a result of the comparison by the comparing unit, component specifying means for specifying the component of the sound collection signal according to the waveform of the same shape,
Means for generating a muffling signal for a component of the sound collection signal deviating from the component specifying means. 前記信号出力手段は、前記消音信号を骨伝導に応じた振動で出力する骨伝導手段を備える請求項８に記載の騒音消去装置。9. The noise canceller according to claim 8, wherein the signal output unit includes a bone conduction unit that outputs the muffling signal with a vibration according to bone conduction. 車内に設けてある集音手段が集音信号を集音し、集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成し、作成した消音信号を信号出力手段で出力する車内消音方法において、
音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段を備え、
該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形を比較し、
比較された波形の中に同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分を特定し、
特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成することを特徴とする車内消音方法。A sound collection means provided in the vehicle collects a sound collection signal, creates a muffling signal having a phase opposite to the phase of the collected sound collection signal, and outputs the created muffling signal by a signal output means. In the method,
Equipped with a waveform storage means for storing the waveform of the sound signal according to the type of the sound source,
Comparing the waveform of the sound signal stored by the waveform storage means with the waveform of the sound collection signal;
If there is a waveform of the same shape in the compared waveforms, specify the component of the sound collection signal according to the waveform of the same shape,
An in-vehicle muffling method, wherein a muffling signal is created for a component of a sound collection signal deviating from a specific one. 車内に設けてある集音手段が集音信号を集音し、集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を消音信号作成手段が作成し、作成した消音信号を信号出力手段で出力する車内消音方法において、
車内に設けてある複数のスピーカへ音響信号を夫々送出する音響装置と、
該音響装置及び前記消音信号作成手段を接続する接続手段とを備え、
前記音響装置は、
前記接続手段を通じて前記各音響信号を前記消音信号作成手段へ送出する手段を備え、
前記消音信号作成手段は、
該接続手段を通じて前記各音響信号の受付を行い、
前記各スピーカから発せられる音響信号に応じた各音を前記集音手段が集音するレベル比を設定し、
設定したレベル比に応じて前記受付を行った各音響信号を合成し、
合成した合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成し、
作成した逆合成音響信号を前記集音信号に合成して合成集音信号を作成し、
作成した合成集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成することを特徴とする車内消音方法。A sound collection means provided in the vehicle collects the sound collection signal, a muffling signal creation means creates a muffling signal having a phase opposite to the phase of the collected sound collection signal, and outputs the created muffling signal to a signal output means. In the car silencing method output by
An audio device that sends audio signals to a plurality of speakers provided in the vehicle,
Connecting means for connecting the sound device and the muffling signal creating means,
The sound device,
Means for sending the acoustic signals to the muffling signal creation means through the connection means,
The muffling signal creation means,
Receiving each of the acoustic signals through the connection means,
Setting a level ratio at which the sound collecting means collects each sound according to the acoustic signal emitted from each speaker;
According to the set level ratio, synthesize each of the received acoustic signals,
Creating a reverse-synthesized audio signal having the opposite phase to the phase of the synthesized synthesized audio signal,
A synthesized sound collection signal is created by synthesizing the created inverse synthesized sound signal with the sound collection signal,
An in-vehicle muffling method, wherein a muffling signal having a phase opposite to the phase of the created synthetic sound collection signal is created.

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