JP6231042B2 - 能動騒音抑制システム、及び車両用能動騒音抑制システム - Google Patents
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Description
本発明は、周期的な騒音が生じる閉空間において、騒音を能動的に抑制することで会話を補助する能動騒音抑制システム、及び車両用能動騒音抑制システムに関する。
従来、周期的な騒音が生じる閉空間内、例えば車両の室内での円滑な会話を補助するために、車載音響装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に係る車載音響装置は、車室前方に配置されたマイクロホンで車室後方に配置されたスピーカを駆動すると共に、車室後方に配置されたマイクロホンで車室前方に配置されたスピーカを駆動することで、前席と後席の乗員間での円滑な会話を補助する。
一方、車室内に侵入するエンジン音などの騒音を抑制するために、騒音の位相に対して逆位相となる打消音をスピーカから生じさせることにより、車室内の騒音を能動的に抑制する能動騒音抑制技術も知られている（特許文献２参照）。
しかしながら、例えば、特許文献１に係る閉空間内での会話補助技術と、特許文献２に係る能動騒音抑制技術とを単に組み合わせる適用を試みた場合に、スピーカからは、会話補助に係る音声と能動騒音抑制に係る打消音との合成音が出力されることになる。すると、特許文献２に係る能動騒音抑制技術では、マイクロホンで拾った合成音に基づいて能動騒音抑制に係る制御を行うため、この制御動作が不安定になるおそれがある。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、閉空間内での会話補助と能動騒音抑制を的確に両立可能な能動騒音抑制システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、閉空間内における第１の空間に設けられて当該第１の空間で生じた音声を収音する第１の収音部と、前記閉空間内における前記第１の空間から離れた第２の空間に設けられて当該第２の空間で生じた音声を収音する第２の収音部と、前記第１の空間に設けられて音声を出力する第１の音声出力部と、前記第２の空間に設けられて音声を出力する第２の音声出力部と、前記閉空間内の騒音を抑制するための打消音を、前記第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部のうち少なくともいずれかから出力させる制御を行う能動騒音抑制装置と、を備え、前記騒音を能動的に抑制する能動騒音抑制システムであって、前記能動騒音抑制装置は、前記騒音及び前記第１の収音部で収音された音声を参照して生成された第１の打消音に対し、前記第２の収音部で収音された音声を合成した第１の合成音声を生成する第１の音声合成部と、前記騒音及び前記第２の収音部で収音された音声を参照して生成された第２の打消音に対し、前記第１の収音部で収音された音声を合成した第２の合成音声を生成する第２の音声合成部と、を備え、前記第１の合成音声を前記第１の音声出力部に出力させる一方、前記第２の合成音声を前記第２の音声出力部に出力させる制御を行い、前記第１及び第２の合成音声を生成する際に、前記第１の収音部で収音された音声及び前記第２の収音部で収音された音声から、前記閉空間内における抑制対象となる騒音に係る周波数帯域に属する音声成分を除去する処理を行うことを最も主要な特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、第１の空間又は第２の空間で生じた音声を、騒音に係る打消音に合成する際に、第１の収音部で収音された音声及び第２の収音部で収音された音声から、閉空間内における抑制対象となる騒音に係る周波数帯域に属する音声成分を除去する処理をそれぞれ行うため、閉空間内での会話補助と能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の能動騒音抑制システムであって、前記能動騒音抑制装置は、当該能動騒音抑制装置、前記第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部、並びに、前記第１の収音部及び前記第２の収音部を含んで構成される音響系統の開ループ伝達関数を取得する伝達関数取得部と、前記伝達関数取得部で取得された前記開ループ伝達関数が０ｄＢ以下となるゲイン係数を設定する設定部と、前記第１の収音部及び前記第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号に対し、前記設定部で設定されたゲイン係数をそれぞれ乗算する補正を行う補正部と、を備えることを特徴とする。
能動騒音抑制装置、第１の音声出力部及び第２の音声出力部、並びに、第１の収音部及び第２の収音部を含んで構成される音響系統の開ループ伝達関数が、０ｄＢ（１倍）を超える周波数特性を有していると、音響系統において発散ループが形成されて能動騒音抑制に係る制御動作が不安定になり、ハウリング現象を引き起こすおそれがある。
そこで、請求項２に係る発明では、能動騒音抑制装置は、前記音響系統の開ループ伝達関数を取得する伝達関数取得部と、前記伝達関数取得部で取得された前記開ループ伝達関数が０ｄＢ以下となるゲイン係数を設定する設定部と、前記第１の収音部及び前記第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号に対し、前記設定部で設定されたゲイン係数をそれぞれ乗算する補正を行う補正部と、を備える構成を採用することとした。
請求項２に係る発明によれば、補正部は、第１の収音部及び第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号に対し、前記設定されたゲイン係数をそれぞれ乗算する補正を行うため、能動騒音抑制に係る制御動作の安定化を図ることで、ハウリング現象の生じる事態を未然に回避しつつ、閉空間内での会話補助と能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
請求項２に係る発明によれば、補正部は、第１の収音部及び第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号に対し、前記設定されたゲイン係数をそれぞれ乗算する補正を行うため、能動騒音抑制に係る制御動作の安定化を図ることで、ハウリング現象の生じる事態を未然に回避しつつ、閉空間内での会話補助と能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の能動騒音抑制システムであって、前記能動騒音抑制装置は、前記第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部のうち少なくともいずれかから音声を出力させる際に用いる音声出力モードとして、前記第１の合成音声を前記第１の音声出力部に出力させる一方、前記第２の合成音声を前記第２の音声出力部に出力させる合成音声出力モード、並びに、前記第１又は第２の打消音を第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部のうち少なくともいずれかから出力させる打消音出力モードを切替え可能に有し、前記能動騒音抑制装置は、少なくとも前記騒音に相関する基準信号に基づいて参照信号を生成する参照信号生成部と、前記参照信号生成部で生成された参照信号、前記第１の収音部で収音された音声又は前記第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号、及び適応フィルタの係数更新量を調整する際に設定されるステップサイズパラメータを用いて前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新部と、前記基準信号に前記適応フィルタのフィルタ係数を乗じることで前記第１又は第２の打消音に係る制御信号を生成する制御信号生成部と、を備え、前記合成音声出力モードが選択されている場合の前記ステップサイズパラメータには、前記打消音出力モードが選択されている場合と比べて小さい値が設定されることを特徴とする。
例えば、合成音声出力モードが選択されている場合には、打消音出力モードが選択されている場合と比べて、能動騒音抑制に係る制御動作が不安定になるおそれがある。これは、合成音声出力モードでは、第１及び第２の合成音声（誤差信号）に係る収音結果に応じて、適応フィルタのフィルタ係数が更新されるからである。
そこで、合成音声出力モードが選択されている場合のステップサイズパラメータには、打消音出力モードが選択されている場合と比べて小さい値が設定される。
請求項３に係る発明によれば、音声出力モードとして、合成音声出力モード及び打消音出力モードのうちどちらが選択されているかに関わらず、適応フィルタのフィルタ係数更新に伴う能動騒音抑制に係る制御動作の安定性を担保することができる。
請求項３に係る発明によれば、音声出力モードとして、合成音声出力モード及び打消音出力モードのうちどちらが選択されているかに関わらず、適応フィルタのフィルタ係数更新に伴う能動騒音抑制に係る制御動作の安定性を担保することができる。
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の能動騒音抑制システムであって、前記能動騒音抑制装置は、前記合成音声出力モードが選択されている場合、前記ゲイン係数として０を超える１未満の値を設定する一方、前記打消音出力モードが選択されている場合、前記ゲイン係数として０を設定し、前記合成音声出力モード又は前記打消音出力モードのいずれか一方から他方への前記音声出力モードの切り替えは、所定の時定数をもって行われることを特徴とする。
請求項４に係る発明では、合成音声出力モードが選択されている場合、ゲイン係数として０を超える１未満の値が設定される。一方、打消音出力モードが選択されている場合、ゲイン係数として値０が設定される。
その結果、合成音声出力モードが選択されている場合には、第１の収音部で収音された音声又は第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号に対し、ゲイン係数として０を超える１未満の値を乗算する補正が行われる。このケースでは、誤差信号の影響を抑制することができる。
一方、打消音出力モードが選択されている場合には、第１の収音部で収音された音声又は第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号に対し、ゲイン係数として値０を乗算する補正が行われる。このケースでは、誤差信号の影響を除くことができる。
また、請求項４に係る発明によれば、合成音声出力モード又は打消音出力モードのいずれか一方から他方への音声出力モードの切り替えは、所定の時定数をもって行われるため、例えば、音声出力モードの切り替えに伴いゲイン係数を切り替えた場合であっても、瞬時に（所定の時定数を設けずに）音声出力モードの切り替えを行った際の異音の発生を抑制することができる。
その結果、合成音声出力モードが選択されている場合には、第１の収音部で収音された音声又は第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号に対し、ゲイン係数として０を超える１未満の値を乗算する補正が行われる。このケースでは、誤差信号の影響を抑制することができる。
一方、打消音出力モードが選択されている場合には、第１の収音部で収音された音声又は第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号に対し、ゲイン係数として値０を乗算する補正が行われる。このケースでは、誤差信号の影響を除くことができる。
また、請求項４に係る発明によれば、合成音声出力モード又は打消音出力モードのいずれか一方から他方への音声出力モードの切り替えは、所定の時定数をもって行われるため、例えば、音声出力モードの切り替えに伴いゲイン係数を切り替えた場合であっても、瞬時に（所定の時定数を設けずに）音声出力モードの切り替えを行った際の異音の発生を抑制することができる。
一方、請求項５に係る発明は、車両の室内における前席空間に設けられて当該前席空間で生じた音声を収音する第１の収音部と、前記室内における後席空間に設けられて当該後席空間で生じた音声を収音する第２の収音部と、前記前席空間に設けられて音声を出力する第１の音声出力部と、前記後席空間に設けられて音声を出力する第２の音声出力部と、前記室内の騒音を抑制するための打消音を、前記第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部のうち少なくともいずれかから出力させる制御を行う能動騒音抑制装置と、を備え、前記騒音を能動的に抑制する車両用能動騒音抑制システムであって、前記能動騒音抑制装置は、前記騒音及び前記第１の収音部で収音された音声を参照して生成された第１の打消音に対し、前記第２の収音部で収音された音声を合成した第１の合成音声を生成する第１の音声合成部と、前記騒音及び前記第２の収音部で収音された音声を参照して生成された第２の打消音に対し、前記第１の収音部で収音された音声を合成した第２の合成音声を生成する第２の音声合成部と、を備え、前記第１の合成音声を前記第１の音声出力部に出力させる一方、前記第２の合成音声を前記第２の音声出力部に出力させる制御を行い、前記第１及び第２の合成音声を生成する際に、前記第１の収音部で収音された音声及び前記第２の収音部で収音された音声から、前記室内における抑制対象となる騒音に係る周波数帯域に属する音声成分を除去する処理を行うことを最も主要な特徴とする。
請求項５に係る発明によれば、車両の室内における前席空間又は後席空間で生じた音声を、騒音に係る打消音に合成する際に、第１の収音部で収音された音声及び第２の収音部で収音された音声から、室内における抑制対象となる騒音に係る周波数帯域に属する音声成分を除去する処理をそれぞれ行うため、車両の室内での会話補助と能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
本発明に係る能動騒音抑制システムによれば、能動騒音抑制に係る制御動作の安定化を図ることにより閉空間内での会話補助と能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
以下、本発明の第１及び第２実施形態に係る能動騒音抑制システムについて、同システムを車両に搭載した例をあげて、図面を参照して詳細に説明する。
なお、第１及び第２実施形態に関する以下の説明において、原則として、両者間で共通の機能を有する構成要素には共通の符号を付すものとする。ただし、両者間で共通の機能を有するものの、第１実施形態に固有の構成要素については枝番号「−１」を、第２実施形態に固有の構成要素については枝番号「−２」を、原則としてそれぞれ付するものとする。
ただし、第１及び第２実施形態に係る能動騒音抑制システムについて、各個別の説明を要しない場合に、枝番号を除いた符号「１１」を用いて、第１及び第２実施形態を総称するものとする。このことは、第１及び第２実施形態に係る能動騒音抑制装置についても同様とする。
なお、第１及び第２実施形態に関する以下の説明において、原則として、両者間で共通の機能を有する構成要素には共通の符号を付すものとする。ただし、両者間で共通の機能を有するものの、第１実施形態に固有の構成要素については枝番号「−１」を、第２実施形態に固有の構成要素については枝番号「−２」を、原則としてそれぞれ付するものとする。
ただし、第１及び第２実施形態に係る能動騒音抑制システムについて、各個別の説明を要しない場合に、枝番号を除いた符号「１１」を用いて、第１及び第２実施形態を総称するものとする。このことは、第１及び第２実施形態に係る能動騒音抑制装置についても同様とする。
〔本発明の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１の概要〕
はじめに、本発明の第１及び第２実施形態に共通の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１の概要について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る能動騒音抑制システムを車両に搭載した例を表す概略構成図である。
はじめに、本発明の第１及び第２実施形態に共通の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１の概要について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る能動騒音抑制システムを車両に搭載した例を表す概略構成図である。
本発明の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１は、車両Ｖの室内での会話補助と能動騒音抑制を的確に両立させる機能を有する。
こうした機能を実現するために、車両用能動騒音抑制システム１１は、図１に示すように、車両Ｖの室内（以下、車室内という場合がある。）における前席空間１３に設けられて前席空間１３で生じた音声を収音する第１マイクロフォン１３Ａと、車室内における後席空間１５に設けられて後席空間１５で生じた音声を収音する第２マイクロフォン１５Ａと、前席空間１３に設けられて音声を出力する第１スピーカ１３Ｂと、後席空間１５に設けられて音声を出力する第２スピーカ１５Ｂと、車室内の騒音を抑制するための打消音を、第１スピーカ１３Ｂ及び第２スピーカ１５Ｂのうち少なくともいずれかから出力させる制御を行う能動騒音抑制装置１７と、を備えて構成されている。
こうした機能を実現するために、車両用能動騒音抑制システム１１は、図１に示すように、車両Ｖの室内（以下、車室内という場合がある。）における前席空間１３に設けられて前席空間１３で生じた音声を収音する第１マイクロフォン１３Ａと、車室内における後席空間１５に設けられて後席空間１５で生じた音声を収音する第２マイクロフォン１５Ａと、前席空間１３に設けられて音声を出力する第１スピーカ１３Ｂと、後席空間１５に設けられて音声を出力する第２スピーカ１５Ｂと、車室内の騒音を抑制するための打消音を、第１スピーカ１３Ｂ及び第２スピーカ１５Ｂのうち少なくともいずれかから出力させる制御を行う能動騒音抑制装置１７と、を備えて構成されている。
前席空間１３は本発明の“第１の空間”に、後席空間１５は本発明の“第２の空間”に、それぞれ相当する。第１マイクロフォン１３Ａは本発明の“第１の収音部”に、第２マイクロフォン１５Ａは本発明の“第２の収音部”に、それぞれ相当する。第１スピーカ１３Ｂは本発明の“第１の音声出力部”に、第２スピーカ１５Ｂは本発明の“第２の音声出力部”に、それぞれ相当する。
能動騒音抑制装置１７には、図１に示すように、入力した音声信号を増幅して出力するオーディオアンプ１９が接続されている。オーディオアンプ１９の出力端子（不図示）には、第１スピーカ１３Ｂ及び第２スピーカ１５Ｂが接続されている。第１スピーカ１３Ｂ及び第２スピーカ１５Ｂは、車室内での会話に係る音声を一方から他方へと伝達すると共に、車室内の騒音を抑制する役割を果たす。
また、能動騒音抑制装置１７には、図１に示すように、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信媒体２１を介して、エンジン回転速度センサ２３、及び合成モード選択スイッチ２５が、相互に情報通信可能に接続されている。
ＣＡＮは、車載機器間の情報通信の用途に汎用される多重化されたシリアル通信網であり、優れたデータ転送速度及びエラー検出能力を有する。ただし、本発明で用いる情報通信媒体２１としては、ＣＡＮに限定されない。本発明で用いる情報通信媒体２１として、例えばＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）を採用してもよい。
エンジン回転速度センサ２３は、車両Ｖに搭載されたレシプロエンジン（不図示）の回転速度を検出する機能を有する。エンジン回転速度センサ２３で検出されたエンジン回転速度情報は、能動騒音抑制装置１７に送られる。
合成モード選択スイッチ２５は、車室内に設けられる、音声出力モードを乗員が選択する際に操作されるスイッチである。合成モード選択スイッチ２５で選択された合成モード選択情報は、能動騒音抑制装置１７に送られる。なお、音声出力モードとしては、合成音声出力モード、及び打消音出力モードがある。これについて、詳しくは後記する。
〔第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１の内部構成〕
次に、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１の内部構成について、図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１を備える第１実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−１の概要を表すブロック図である。
第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１は、図２に示すように、ＡＮＣ（Active Noise Control）制御部３１、伝達関数取得部３２、ＡＣＰ（Active Communication Prompt）制御部３３−１、第１の音声合成部３５、第２の音声合成部３７、第１Ｄ／Ａ変換部ＤＡ１、第２Ｄ／Ａ変換部ＤＡ２、第１ローパスフィルタＬＰＦ１、第２ローパスフィルタＬＰＦ２、第３ローパスフィルタＬＰＦ３、第４ローパスフィルタＬＰＦ４、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１、第２ハイパスフィルタＨＰＦ２、第１Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１、第２Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２、第３Ａ／Ｄ変換部ＡＤ３、第４Ａ／Ｄ変換部ＡＤ４、及び切替部３９を有して構成されている。
次に、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１の内部構成について、図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１を備える第１実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−１の概要を表すブロック図である。
第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１は、図２に示すように、ＡＮＣ（Active Noise Control）制御部３１、伝達関数取得部３２、ＡＣＰ（Active Communication Prompt）制御部３３−１、第１の音声合成部３５、第２の音声合成部３７、第１Ｄ／Ａ変換部ＤＡ１、第２Ｄ／Ａ変換部ＤＡ２、第１ローパスフィルタＬＰＦ１、第２ローパスフィルタＬＰＦ２、第３ローパスフィルタＬＰＦ３、第４ローパスフィルタＬＰＦ４、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１、第２ハイパスフィルタＨＰＦ２、第１Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１、第２Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２、第３Ａ／Ｄ変換部ＡＤ３、第４Ａ／Ｄ変換部ＡＤ４、及び切替部３９を有して構成されている。
具体的には、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータにより構成される。
ＡＮＣ制御部３１は、前記マイクロコンピュータの機能部として構成される。このマイクロコンピュータは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行し、ＡＮＣ制御部３１が有する騒音抑制機能などの実行制御を遂行する。
伝達関数取得部３２は、前記マイクロコンピュータの機能部として構成される。このマイクロコンピュータは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行し、伝達関数取得部３２が有する後記の開ループ伝達関数取得機能などの実行制御を遂行する。
また、ＡＣＰ制御部３３−１は、前記マイクロコンピュータの機能部として構成される。このマイクロコンピュータは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行し、ＡＣＰ制御部３３−１が有する会話補助機能などの実行制御を遂行する。
能動騒音抑制装置１７は、図２に示すように、例えばエンジン音（エンジン回転速度情報）及び第１マイクロフォン１３Ａで収音された音声に係る誤差信号ｅ１を参照して第１の打消音を生成する機能を有する。この機能は、ＡＮＣ制御部３１により実現される。また、能動騒音抑制装置１７は、図２に示すように、エンジン音（エンジン回転速度情報）及び第２マイクロフォン１５Ａで収音された音声に係る誤差信号ｅ２を参照して第２の打消音を生成する機能を有する。この機能も、ＡＮＣ制御部３１により実現される。
要するに、ＡＮＣ制御部３１は、車室内の騒音（車室内で生じた騒音、及び車室外から伝わった例えばエンジン音等の騒音を含む）を抑制するための第１又は第２の打消音を、対応する第１スピーカ１３Ｂ又は第２スピーカ１５Ｂからそれぞれ出力させる制御を行うことにより、車室内の騒音を抑制する役割を果たす。また、ＡＮＣ制御部３１は、合成モード選択スイッチ２５に係る合成モード選択情報に基づいて、適応フィルタ（図３の第１適応フィルタ４７Ａ、第２適応フィルタ４７Ｂ参照）の動作安定性を調整する際に設定されるステップサイズパラメータの値を設定する役割を果たす。ＡＮＣ制御部３１の詳細構成について、詳しくは後記する。
また、能動騒音抑制装置１７は、図２に示すように、ＡＮＣ制御部３１で生成された前席空間１３で生じた騒音を打ち消すための第１の打消音に対し、第２マイクロフォン１５Ａで収音された後席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ２を合成した第１の合成音声を生成する機能を有する。この機能は、第１の音声合成部３５により実現される。
また、能動騒音抑制装置１７は、図２に示すように、ＡＮＣ制御部３１で生成された後席空間１５で生じた騒音を打ち消すための第２の打消音に対し、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ１を合成した第２の合成音声を生成する機能を有する。この機能は、第２の音声合成部３７により実現される。
また、能動騒音抑制装置１７は、図２に示すように、第１及び第２の合成音声を生成する際に、第１マイクロフォン１３Ａで収音された音声に係る誤差信号ｅ１、及び第２マイクロフォン１５Ａで収音された音声に係る誤差信号ｅ２から、車室内における抑制対象となる騒音に係る周波数帯域に属する音声成分をそれぞれ除去する機能を有する。これらの機能は、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１、第２ハイパスフィルタＨＰＦ２によりそれぞれ実現される。
また、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１は、図２に示すように、第１スピーカ１３Ｂから第２マイクロフォン１５Ａに至る経路に係る第１の伝達関数Ｃ１、及び、第２スピーカ１５Ｂから第１マイクロフォン１３Ａに至る経路に係る第２の伝達関数Ｃ２を取得する機能を有する。第１及び第２の伝達関数Ｃ１，Ｃ２を取得する機能は、例えば、第１及び第２の伝達関数Ｃ１，Ｃ２を予め測定することで実現される。
また、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１は、能動騒音抑制装置１７−１、第１スピーカ１３Ｂ及び第２スピーカ１５Ｂ、第１マイクロフォン１３Ａ及び第２マイクロフォン１５Ａ、並びに、オーディオアンプ１９（ただし、オーディオアンプ１９を除いてもよい。）を含んで構成される音響系統（音響信号のフィードバックループ）全体としての開ループ伝達関数を取得する機能を有する。この開ループ伝達関数取得機能は、例えば図２に示すように、測定用の信号を出力すると共に、測定用の信号に対する前記音響系統全体としての開ループ伝達関数を実測する伝達関数取得部３２により実現される。伝達関数取得部３２は、本発明の“伝達関数取得部”に相当する。
このように、第１スピーカ１３Ｂ及び第２スピーカ１５Ｂを駆動するオーディオアンプ１９や、第１スピーカ１３Ｂ又は第２スピーカ１５Ｂから第１マイクロフォン１３Ａ又は第２マイクロフォン１５Ａに至る音響空間を含む音響系統を構成し、かかる音響系統全体としての開ループ伝達関数を取得することにより、開ループ伝達関数の精度を向上することができる。
このように、第１スピーカ１３Ｂ及び第２スピーカ１５Ｂを駆動するオーディオアンプ１９や、第１スピーカ１３Ｂ又は第２スピーカ１５Ｂから第１マイクロフォン１３Ａ又は第２マイクロフォン１５Ａに至る音響空間を含む音響系統を構成し、かかる音響系統全体としての開ループ伝達関数を取得することにより、開ループ伝達関数の精度を向上することができる。
また、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１のＡＣＰ制御部３３−１は、前記開ループ伝達関数が、全ての周波数帯域において０ｄＢ（１倍）以下となるようにゲイン係数Ｇ１，Ｇ２を設定する。ＡＣＰ制御部３３−１は、本発明の“設定部”に相当する。
また、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１は、図２に示すように、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ１に対し、前記のように設定されたゲイン係数Ｇ２を乗算する補正を行う機能、及び、第２マイクロフォン１５Ａで収音された後席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ２に対し、前記のように設定されたゲイン係数Ｇ１を乗算する補正を行う機能を有する。これらの機能は、ＡＣＰ制御部３３−１により実現される。ＡＣＰ制御部３３−１は、本発明の“補正部”に相当する。
前記のように構成されたＡＣＰ制御部３３−１は、車室内での会話に係る音声を、一方から他方へと円滑に伝達する役割を果たす。
前記のように構成されたＡＣＰ制御部３３−１は、車室内での会話に係る音声を、一方から他方へと円滑に伝達する役割を果たす。
第１Ｄ／Ａ変換部ＤＡ１は、第１の音声合成部３５で生成されたデジタル信号態様の第１の合成音声をアナログ信号態様に変換して、第１ローパスフィルタＬＰＦ１に出力する。第２Ｄ／Ａ変換部ＤＡ２は、第２の音声合成部３７で生成されたデジタル信号態様の第２の合成音声をアナログ信号態様に変換して、第２ローパスフィルタＬＰＦ２に出力する。
第１ローパスフィルタＬＰＦ１は、アナログ信号態様の第１の合成音声に係る周波数帯域のうち、例えば２００Ｈｚ等に適宜設定されるカットオフ周波数に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させて、オーディオアンプ１９に出力する。第２ローパスフィルタＬＰＦ２は、アナログ信号の第２の合成音声に係る周波数帯域のうち、前記カットオフ周波数に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させて、オーディオアンプ１９に出力する。
ここで、第１ローパスフィルタＬＰＦ１及び第２ローパスフィルタＬＰＦ２は、アナログ信号態様の第１及び第２の合成音声を再構成するリコンストラクションフィルタとしての役割を果たす。これにより、第１及び第２の合成音声が呈するアナログ信号波形を滑らかに整形することができる。
第３ローパスフィルタＬＰＦ３は、第１マイクロフォン１３Ａで収音された音声に係るアナログ誤差信号ｅ１の周波数帯域のうち、例えば２００Ｈｚ等に適宜設定されるカットオフ周波数に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させて、第１Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１及び第１ハイパスフィルタＨＰＦ１に出力する。第４ローパスフィルタＬＰＦ４は、第２マイクロフォン１５Ａで収音された音声に係るアナログ誤差信号ｅ２の周波数帯域のうち、前記カットオフ周波数に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させて、第２Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２及び第２ハイパスフィルタＨＰＦ２に出力する。
ここで、第３ローパスフィルタＬＰＦ３及び第４ローパスフィルタＬＰＦ４は、サンプリング定理に基づくアンチエイリアシングフィルタとしての役割を果たす。そのため、第３ローパスフィルタＬＰＦ３及び第４ローパスフィルタＬＰＦ４のカットオフ周波数は、ＡＮＣ制御部３１、ＡＣＰ制御部３３−１を構成するマイクロコンピュータが呈するサンプリング周波数の１／２以下に設定される。
このように、第３ローパスフィルタＬＰＦ３及び第４ローパスフィルタＬＰＦ４をアナログフィルタ回路により構成すれば、能動騒音抑制装置１７の演算処理に係る負荷を抑制することができる。
このように、第３ローパスフィルタＬＰＦ３及び第４ローパスフィルタＬＰＦ４をアナログフィルタ回路により構成すれば、能動騒音抑制装置１７の演算処理に係る負荷を抑制することができる。
第１Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１は、第３ローパスフィルタＬＰＦ３でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１を、デジタル誤差信号ｅ１に変換して、ＡＮＣ制御部３１に出力する。第２Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２は、第４ローパスフィルタＬＰＦ４でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ２を、デジタル誤差信号ｅ２に変換して、ＡＮＣ制御部３１に出力する。
第１ハイパスフィルタＨＰＦ１は、第３ローパスフィルタＬＰＦ３でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１に対し、例えば２００〜３００Ｈｚ程度に適宜設定されるカットオフ周波数に対して高い周波数帯域の音声信号を通過させて、第３Ａ／Ｄ変換部ＡＤ３に出力する。第２ハイパスフィルタＨＰＦ２は、第４ローパスフィルタＬＰＦ４でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１に対し、前記カットオフ周波数に対して高い周波数帯域の音声信号を通過させて、第４Ａ／Ｄ変換部ＡＤ４に出力する。
このように、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１及び第２ハイパスフィルタＨＰＦ２をアナログフィルタ回路により構成すれば、能動騒音抑制装置１７の演算処理に係る負荷を抑制することができる。
このように、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１及び第２ハイパスフィルタＨＰＦ２をアナログフィルタ回路により構成すれば、能動騒音抑制装置１７の演算処理に係る負荷を抑制することができる。
第３Ａ／Ｄ変換部ＡＤ３は、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１でハイパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１を、デジタル誤差信号ｅ１に変換して、伝達関数取得部３２を通してＡＣＰ制御部３３−１に出力する。第４Ａ／Ｄ変換部ＡＤ４は、第２ハイパスフィルタＨＰＦ２でハイパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ２を、デジタル誤差信号ｅ２に変換して、伝達関数取得部３２を通してＡＣＰ制御部３３−１に出力する。
切替部３９は、合成モード選択スイッチ２５に係る合成モード選択情報に基づいて、第１スピーカ１３Ｂ及び第２スピーカ１５Ｂのうち少なくともいずれかから音声を出力させる際に用いる音声出力モードを、合成音声出力モード、又は打消音出力モードのうちいずれか一方に切り替える機能を有する。合成音声出力モードでは、能動騒音抑制装置１７は、前記第１の合成音声を第１スピーカ１３Ｂに出力させる一方、前記第２の合成音声を第２スピーカ１５Ｂに出力させる。また、打消音出力モードでは、能動騒音抑制装置１７は、第１の打消音を第１スピーカ１３Ｂから、第２の打消音を第２スピーカ１５Ｂから、それぞれ出力させる。
〔ＡＮＣ制御部３１の内部構成〕
次に、ＡＮＣ制御部３１の内部構成について、図３を参照して説明する。図３は、ＡＮＣ制御部３１の内部構成を概略的に表すブロック図である。
ＡＮＣ制御部３１は、図３に示すように、基準信号生成部４１、第１参照信号生成部４３Ａ、第２参照信号生成部４３Ｂ、第１フィルタ係数更新部４５Ａ、第２フィルタ係数更新部４５Ｂ、第１適応フィルタ４７Ａ、及び第２適応フィルタ４７Ｂを有して構成されている。
次に、ＡＮＣ制御部３１の内部構成について、図３を参照して説明する。図３は、ＡＮＣ制御部３１の内部構成を概略的に表すブロック図である。
ＡＮＣ制御部３１は、図３に示すように、基準信号生成部４１、第１参照信号生成部４３Ａ、第２参照信号生成部４３Ｂ、第１フィルタ係数更新部４５Ａ、第２フィルタ係数更新部４５Ｂ、第１適応フィルタ４７Ａ、及び第２適応フィルタ４７Ｂを有して構成されている。
基準信号生成部４１は、エンジン回転速度情報に基づいて振動周波数を算出すると共に、算出された振動周波数に相関する基準信号を生成する。基準信号生成部４１で生成される基準信号は、実際には、余弦波信号及び正弦波信号として生成される。
第１参照信号生成部４３Ａは、基準信号生成部４１で生成される基準信号、及び予め測定することで取得した第１の伝達関数Ｃ１に基づいて、基準信号を補正した第１参照信号Ｒ１を生成する。また、第２参照信号生成部４３Ｂは、基準信号生成部４１で生成される基準信号、及び予め測定することで取得した第２の伝達関数Ｃ２に基づいて、基準信号を補正した第２参照信号Ｒ２を生成する。
第１フィルタ係数更新部４５Ａは、第１参照信号生成部４３Ａで生成された第１参照信号Ｒ１、第１マイクロフォン１３Ａで収音された音声に係る誤差信号ｅ１、第１伝達関数Ｃ１、及び第１適応フィルタ４７Ａの動作安定性を調整する際に設定されるステップサイズパラメータＭ１を、最小二乗平均（ＬＭＳ：Least Mean Square）適応アルゴリズムの演算式（式１参照）に代入して演算を行うことにより、第１適応フィルタ４７Ａのフィルタ係数Ｗ１を更新する。
Ｗ１ｎ＋１ ＝Ｗ１ｎ −Ｒ１×ｅ１×Ｃ１×Ｍ１ （式１）
Ｗ１ｎ＋１ ＝Ｗ１ｎ −Ｒ１×ｅ１×Ｃ１×Ｍ１ （式１）
前記と同様に、第２フィルタ係数更新部４５Ｂは、第２参照信号生成部４３Ｂで生成された第２参照信号Ｒ２、第２マイクロフォン１５Ａで収音された音声に係る誤差信号ｅ２、第２伝達関数Ｃ２、及び第２適応フィルタ４７Ｂの動作安定性を調整する際に設定されるステップサイズパラメータＭ２を、ＬＭＳ適応アルゴリズムの演算式（式２参照）に代入して演算を行うことにより、第２適応フィルタ４７Ｂのフィルタ係数Ｗ２を更新する。
Ｗ２ｎ＋１ ＝Ｗ２ｎ −Ｒ２×ｅ２×Ｃ２×Ｍ２ （式２）
Ｗ２ｎ＋１ ＝Ｗ２ｎ −Ｒ２×ｅ２×Ｃ２×Ｍ２ （式２）
ここで、第１フィルタ係数更新部４５Ａは、合成音声出力モードが選択されている場合のステップサイズパラメータＭ１として、打消音出力モードが選択されている場合と比べて小さい値を設定する。同様に、第２フィルタ係数更新部４５Ｂは、合成音声出力モードが選択されている場合のステップサイズパラメータＭ２として、打消音出力モードが選択されている場合と比べて小さい値を設定する。これは、合成音声出力モードにおいて、第１及び第２の合成音声（誤差信号）に係る収音結果に応じて第１及び第２適応フィルタ４７Ａ，４７Ｂのフィルタ係数Ｗ１，Ｗ２が更新されることに伴って、能動騒音抑制に係る制御動作が不安定になる事態を未然に回避する趣旨である。
第１適応フィルタ４７Ａは、基準信号にフィルタ係数Ｗ１を乗じることで第１の打消音に係る制御信号を生成する。同様に、第２適応フィルタ４７Ｂは、基準信号にフィルタ係数Ｗ２を乗じることで第２の打消音に係る制御信号を生成する。第１適応フィルタ４７Ａ及び第２適応フィルタ４７Ｂとしては、例えば、適応ノッチフィルタやＦＩＲフィルタを適宜用いることができる。第１適応フィルタ４７Ａ及び第２適応フィルタ４７Ｂは、本発明の“制御信号生成部”に相当する。
なお、ＡＮＣ制御部３１の内部構成については、第１及び第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１，１７−２間において共通である。
〔第１実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−１の動作〕
次に、第１実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−１の動作について、前席空間１３に存する前席乗員が後席空間１５に存する後席乗員に話しかけるケース、及び後席空間１５に存する後席乗員が前席空間１３に存する前席乗員に話しかけるケースを例示して説明する。ただし、合成モード選択スイッチ２５は、合成音声出力モードが選択操作されているものとする。
次に、第１実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−１の動作について、前席空間１３に存する前席乗員が後席空間１５に存する後席乗員に話しかけるケース、及び後席空間１５に存する後席乗員が前席空間１３に存する前席乗員に話しかけるケースを例示して説明する。ただし、合成モード選択スイッチ２５は、合成音声出力モードが選択操作されているものとする。
前席乗員が後席乗員に話しかけるケースでは、まず、前席乗員の会話音声が、第１マイクロフォン１３Ａによって収音される。第１マイクロフォン１３Ａによって収音された前席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ１は、第３ローパスフィルタＬＰＦ３に入力される。
第３ローパスフィルタＬＰＦ３は、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ１の周波数帯域のうち、カットオフ周波数（例えば２００Ｈｚ）に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させる。第３ローパスフィルタＬＰＦ３でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１は、第１Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１（これについての説明は後記）及び第１ハイパスフィルタＨＰＦ１に入力される。
第１ハイパスフィルタＨＰＦ１は、第３ローパスフィルタＬＰＦ３でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１に対し、カットオフ周波数（例えば２００Ｈｚ）に対して高い周波数帯域の音声信号を通過させる。これにより、カットオフ周波数に対して低い周波数帯域に属する音声成分が除去（同音声成分のゲインが減衰）される。こうして除去される音声成分の周波数帯域は、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）の周波数帯域と共通している。その結果、騒音に係る周波数帯域のゲインが発散する事態を未然に回避して、能動騒音抑制に係る制御動作を安定化することができる。
第１ハイパスフィルタＨＰＦ１でハイパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１は、第３Ａ／Ｄ変換部ＡＤ３に入力される。第３Ａ／Ｄ変換部ＡＤ３は、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１でハイパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１を、デジタル誤差信号ｅ１に変換する。変換後のデジタル誤差信号ｅ１は、伝達関数取得部３２を介してＡＣＰ制御部３３−１に入力される。
ＡＣＰ制御部３３−１は、変換後のデジタル誤差信号ｅ１に対し、前記開ループ伝達関数が全ての周波数帯域において０ｄＢ（１倍）以下となるように設定されたゲイン係数Ｇ２を乗算する補正を行う。これにより、能動騒音抑制に係る制御動作の安定化を図ることで、ハウリング現象の生じる事態を未然に回避することができる。ＡＣＰ制御部３３−１で補正後の前席乗員の会話音声に係るデジタル誤差信号ｅ１は、第２の音声合成部３７に入力される。
一方、後席空間１５における能動騒音抑制を実現するために、第２マイクロフォン１５Ａによって収音された後席空間１５で生じた騒音に係るアナログ誤差信号ｅ２は、第４ローパスフィルタＬＰＦ４に入力される。
第４ローパスフィルタＬＰＦ４は、第２マイクロフォン１５Ａによって収音された後席空間１５で生じた騒音に係るアナログ誤差信号ｅ２の周波数帯域のうち、カットオフ周波数（例えば２００〜５００Ｈｚ程度）に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させる。第４ローパスフィルタＬＰＦ４でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ２は、第２Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２及び第２ハイパスフィルタＨＰＦ２（これについての説明は後記）に入力される。
第２Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２は、第４ローパスフィルタＬＰＦ４でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ２を、デジタル誤差信号ｅ２に変換する。変換後のデジタル誤差信号ｅ２は、ＡＮＣ制御部３１の第２フィルタ係数更新部４５Ｂに入力される。
ＡＮＣ制御部３１の基準信号生成部４１は、エンジン回転速度情報に基づいて算出された振動周波数に相関する基準信号を生成する。第２参照信号生成部４３Ｂは、基準信号生成部４１で生成される基準信号、並びに、予め測定することで取得した第２の伝達関数Ｃ２に基づいて、基準信号を補正した第２参照信号Ｒ２を生成する。
第２フィルタ係数更新部４５Ｂは、第２参照信号生成部４３Ｂで生成された第２参照信号Ｒ２、第２マイクロフォン１５Ａで収音された後席空間１５で生じた騒音に係る誤差信号ｅ２、第２伝達関数Ｃ２、及び第２適応フィルタ４７Ｂの動作安定性を調整する際に設定されるステップサイズパラメータＭ２を、前記式２に代入して演算を行うことにより、第２適応フィルタ４７Ｂのフィルタ係数Ｗ２を更新する。
このフィルタ係数Ｗ２の更新にあたり、第２フィルタ係数更新部４５Ｂは、合成音声出力モードが選択されている場合のステップサイズパラメータＭ２として、打消音出力モードが選択されている場合と比べて小さい値を設定する。これにより、能動騒音抑制に係る制御動作が不安定になる事態を未然に回避することができる。
次いで、第２適応フィルタ４７Ｂは、基準信号にフィルタ係数Ｗ２を乗じることで第２の打消音に係る制御信号を生成する。こうして生成された、後席空間１５で生じた騒音を打消すための第２の打消音に係る制御信号は、第２の音声合成部３７に入力される。
第２の音声合成部３７は、後席空間１５で生じた騒音を打消すための第２の打消音に係る制御信号に対し、ＡＣＰ制御部３３−１で補正後の前席乗員の会話音声に係るデジタル誤差信号ｅ１を合成した第２の合成音声を生成する。こうして生成された第２の合成音声は、第２Ｄ／Ａ変換部ＤＡ２に入力される。
第２Ｄ／Ａ変換部ＤＡ２は、第２の音声合成部３７で生成されたデジタル信号態様の第２の合成音声をアナログ信号態様に変換する。変換後のアナログ信号態様の第２の合成音声は、第２ローパスフィルタＬＰＦ２に入力される。
第２ローパスフィルタＬＰＦ２は、アナログ信号態様の第２の合成音声に係る周波数帯域のうち、カットオフ周波数（例えば２００〜５００Ｈｚ程度）に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させる。第２ローパスフィルタＬＰＦ２でローパスフィルタ処理後のアナログ信号態様の第２の合成音声（前席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ１＋後席空間１５で生じた騒音を打消すための第２の打消音）は、オーディオアンプ１９で所定の増幅がなされた後、第２スピーカ１５Ｂを介して出力される。
第２スピーカ１５Ｂを介して出力されたアナログ信号態様の第２の合成音声は、前席乗員の会話音声、及び、後席空間１５で生じた騒音を打ち消すための第２の打消音を含む。このため、前席乗員から後席乗員への閉空間内での会話補助と、後席空間１５における能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
第２スピーカ１５Ｂを介して出力されたアナログ信号態様の第２の合成音声は、前席乗員の会話音声、及び、後席空間１５で生じた騒音を打ち消すための第２の打消音を含む。このため、前席乗員から後席乗員への閉空間内での会話補助と、後席空間１５における能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
次に、後席乗員が前席乗員に話しかけるケースでは、まず、後席乗員の会話音声が、第２マイクロフォン１５Ａによって収音される。第２マイクロフォン１５Ａによって収音された後席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ２は、第４ローパスフィルタＬＰＦ４を介して、第２Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２（これについての説明は後記）及び第２ハイパスフィルタＨＰＦ２に入力される。
第２ハイパスフィルタＨＰＦ２は、第４ローパスフィルタＬＰＦ４でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ２に対し、カットオフ周波数（例えば２００〜３００Ｈｚ程度）に対して高い周波数帯域の音声信号を通過させる。これにより、カットオフ周波数に対して低い周波数帯域に属する音声成分が除去（同音声成分のゲインが減衰）される。こうして除去される音声成分の周波数帯域は、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）の周波数帯域と共通している。その結果、騒音に係る周波数帯域のゲインが発散する事態を未然に回避して、能動騒音抑制に係る制御動作を安定化することができる。
第２ハイパスフィルタＨＰＦ２でハイパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ２は、第４Ａ／Ｄ変換部ＡＤ４に入力される。第４Ａ／Ｄ変換部ＡＤ４は、第２ハイパスフィルタＨＰＦ２でハイパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ２を、デジタル誤差信号ｅ２に変換する。変換後のデジタル誤差信号ｅ２は、伝達関数取得部３２を介してＡＣＰ制御部３３−１に入力される。
ＡＣＰ制御部３３−１は、変換後のデジタル誤差信号ｅ２に対し、前記開ループ伝達関数が全ての周波数帯域において０ｄＢ（１倍）以下となるように設定されたゲイン係数Ｇ１を乗算する補正を行う。これにより、能動騒音抑制に係る制御動作の安定化を図ることで、ハウリング現象の生じる事態を未然に回避することができる。ＡＣＰ制御部３３−１で補正後の後席乗員の会話音声に係るデジタル誤差信号ｅ２は、第１の音声合成部３５に入力される。
一方、前席空間１３における能動騒音抑制を実現するために、第１マイクロフォン１３Ａによって収音された前席空間１３で生じた騒音に係るアナログ誤差信号ｅ１は、第３ローパスフィルタＬＰＦ３を介して、第１Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１及び第１ハイパスフィルタＨＰＦ１（これについての説明は後記）に入力される。
第１Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１は、第３ローパスフィルタＬＰＦ３でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１を、デジタル誤差信号ｅ１に変換する。変換後のデジタル誤差信号ｅ１は、ＡＮＣ制御部３１の第１フィルタ係数更新部４５Ａに入力される。
ＡＮＣ制御部３１の基準信号生成部４１は、エンジン回転速度情報に基づいて算出された振動周波数に相関する基準信号を生成する。第１参照信号生成部４３Ａは、基準信号生成部４１で生成される基準信号、並びに、予め測定することで取得した第１の伝達関数Ｃ１に基づいて、基準信号を補正した第１参照信号Ｒ１を生成する。
第１フィルタ係数更新部４５Ａは、第１参照信号生成部４３Ａで生成された第１参照信号Ｒ１、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席空間１３で生じた騒音に係る誤差信号ｅ１、第１伝達関数Ｃ１、及び第１適応フィルタ４７Ａの動作安定性を調整する際に設定されるステップサイズパラメータＭ１を、前記式１に代入して演算を行うことにより、第１適応フィルタ４７Ａのフィルタ係数Ｗ１を更新する。
このフィルタ係数Ｗ１の更新にあたり、第１フィルタ係数更新部４５Ａは、合成音声出力モードが選択されている場合のステップサイズパラメータＭ１として、打消音出力モードが選択されている場合と比べて小さい値を設定する。これにより、能動騒音抑制に係る制御動作が不安定になる事態を未然に回避することができる。
次いで、第１適応フィルタ４７Ａは、基準信号にフィルタ係数Ｗ１を乗じることで第１の打消音に係る制御信号を生成する。こうして生成された、前席空間１３で生じた騒音を打消すための第１の打消音に係る制御信号は、第１の音声合成部３５に入力される。
第１の音声合成部３５は、前席空間１３で生じた騒音を打消すための第１の打消音に係る制御信号に対し、ＡＣＰ制御部３３−１で補正後の後席乗員の会話音声に係るデジタル誤差信号ｅ２を合成した第１の合成音声を生成する。こうして生成された第１の合成音声は、第１Ｄ／Ａ変換部ＤＡ１に入力される。
第１Ｄ／Ａ変換部ＤＡ１は、第１の音声合成部３５で生成されたデジタル信号態様の第１の合成音声をアナログ信号態様に変換する。変換後のアナログ信号態様の第１の合成音声は、第１ローパスフィルタＬＰＦ１に入力される。
第１ローパスフィルタＬＰＦ１は、アナログ信号態様の第１の合成音声に係る周波数帯域のうち、カットオフ周波数（例えば２００〜３００Ｈｚ程度）に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させる。第１ローパスフィルタＬＰＦ１でローパスフィルタ処理後のアナログ信号態様の第１の合成音声（後席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ２＋前席空間１３で生じた騒音を打消すための第１の打消音）は、オーディオアンプ１９で所定の増幅がなされた後、第１スピーカ１３Ｂを介して出力される。
第１スピーカ１３Ｂを介して出力されたアナログ信号態様の第１の合成音声は、後席乗員の会話音声、及び、前席空間１３で生じた騒音を打ち消すための第１の打消音を含む。このため、後席乗員から前席乗員への閉空間内での会話補助と、前席空間１３における能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
第１スピーカ１３Ｂを介して出力されたアナログ信号態様の第１の合成音声は、後席乗員の会話音声、及び、前席空間１３で生じた騒音を打ち消すための第１の打消音を含む。このため、後席乗員から前席乗員への閉空間内での会話補助と、前席空間１３における能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
〔第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２の内部構成〕
次に、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２の内部構成について、図４を参照して説明する。図４は、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２を備える第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−２の概要を表すブロック図である。
第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１と、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２とでは、基本機能の共通する構成要素が存在する。そこで、第１及び第２実施形態間の相違点に注目し、その相違点について説明することで、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２の構成説明に代えることとする。
次に、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２の内部構成について、図４を参照して説明する。図４は、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２を備える第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−２の概要を表すブロック図である。
第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１と、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２とでは、基本機能の共通する構成要素が存在する。そこで、第１及び第２実施形態間の相違点に注目し、その相違点について説明することで、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２の構成説明に代えることとする。
第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２では、第１オぺアンプＯＰ１を用いてアナログ誤差信号ｅ１を適宜のゲインに増幅する処理を施す一方、第２オぺアンプＯＰ２を用いてアナログ誤差信号ｅ２を適宜のゲインに増幅する処理を施す構成を採用している。なお、第１オぺアンプＯＰ１又は第２オぺアンプＯＰ２を用いた増幅処理は、アナログ信号処理により行っている。
また、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２では、ＡＣＰ制御部３３−２は、合成モード選択スイッチ２５に係る合成モード選択情報に基づいて、ゲイン係数Ｇ３，Ｇ４をそれぞれ設定する。第１オぺアンプＯＰ１のゲインはゲイン係数Ｇ３に基づいて設定される一方、第２オぺアンプＯＰ２のゲインはゲイン係数Ｇ４に基づいて設定される。
具体的には、合成モード選択情報がオン（音声出力モードが合成音声出力モード）である場合、第１及び第２オぺアンプＯＰ１，ＯＰ２のゲインは比較的高い値（例えば０．７〜１程度）に設定される。一方、合成モード選択情報がオフ（音声出力モードが打消音出力モード）である場合、第１及び第２オぺアンプＯＰ１，ＯＰ２のゲインは比較的低い値（例えば０〜０．３程度）に設定される。
具体的には、合成モード選択情報がオン（音声出力モードが合成音声出力モード）である場合、第１及び第２オぺアンプＯＰ１，ＯＰ２のゲインは比較的高い値（例えば０．７〜１程度）に設定される。一方、合成モード選択情報がオフ（音声出力モードが打消音出力モード）である場合、第１及び第２オぺアンプＯＰ１，ＯＰ２のゲインは比較的低い値（例えば０〜０．３程度）に設定される。
第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１では、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席空間１３での会話音声に係る誤差信号ｅ１から、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）に係る周波数帯域の音声成分を除去（同音声成分のゲインを減衰）するために、誤差信号ｅ１に対し、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１を用いてカットオフ周波数（例えば２００〜３００Ｈｚ程度）に対して高い周波数帯域の音声信号を通過させる処理を施す構成を採用している。一方、第２マイクロフォン１５Ａで収音された後席空間１５での会話音声に係る誤差信号ｅ２から、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）に係る周波数帯域の音声成分を除去（同音声成分のゲインを減衰）するために、誤差信号ｅ２に対し、第２ハイパスフィルタＨＰＦ２を用いてカットオフ周波数（例えば２００〜３００Ｈｚ程度）に対して高い周波数帯域の音声信号を通過させる処理を施す構成を採用している。
これに対し、第２実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−２では、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席空間１３での会話音声に係る誤差信号ｅ１から、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）に係る周波数帯域の音声成分を除去（同音声成分のゲインを減衰）するために、第１オぺアンプＯＰ１で増幅処理後のアナログ誤差信号ｅ１に対して第１バンドパスフィルタＢＰＦ１を用いて所要の周波数帯域幅に属する音声信号を通過させる処理を施す構成を採用している。一方、第２マイクロフォン１５Ａで収音された後席空間１５での会話音声に係る誤差信号ｅ２から、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）に係る周波数帯域の音声成分を除去（同音声成分のゲインを減衰）するために、第２オぺアンプＯＰ２で増幅処理後のアナログ誤差信号ｅ２に対して第２バンドパスフィルタＢＰＦ２を用いて所要の周波数帯域幅に属する音声信号を通過させる処理を施す構成を採用している。
なお、第１バンドパスフィルタＢＰＦ１及び第２バンドパスフィルタＢＰＦ２を用いたバンドパスフィルタ処理は、アナログ信号処理により行っている。
第１バンドパスフィルタＢＰＦ１で増幅処理後のアナログ誤差信号ｅ１は、第２の音声合成部３７に入力される。一方、第２バンドパスフィルタＢＰＦ２で増幅処理後のアナログ誤差信号ｅ２は、第１の音声合成部３５に入力される。
なお、第１バンドパスフィルタＢＰＦ１及び第２バンドパスフィルタＢＰＦ２を用いたバンドパスフィルタ処理は、アナログ信号処理により行っている。
第１バンドパスフィルタＢＰＦ１で増幅処理後のアナログ誤差信号ｅ１は、第２の音声合成部３７に入力される。一方、第２バンドパスフィルタＢＰＦ２で増幅処理後のアナログ誤差信号ｅ２は、第１の音声合成部３５に入力される。
〔第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−２の動作〕
次に、第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−２の動作について、前席空間１３に存する前席乗員が後席空間１５に存する後席乗員に話しかけるケース、及び後席空間１５に存する後席乗員が前席空間１３に存する前席乗員に話しかけるケースを例示して説明する。ただし、合成モード選択スイッチ２５は、合成音声出力モードが選択操作（合成モード選択情報がオン）されているものとする。
次に、第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−２の動作について、前席空間１３に存する前席乗員が後席空間１５に存する後席乗員に話しかけるケース、及び後席空間１５に存する後席乗員が前席空間１３に存する前席乗員に話しかけるケースを例示して説明する。ただし、合成モード選択スイッチ２５は、合成音声出力モードが選択操作（合成モード選択情報がオン）されているものとする。
前席乗員が後席乗員に話しかけるケースでは、まず、前席乗員の会話音声が、第１マイクロフォン１３Ａによって収音される。第１マイクロフォン１３Ａによって収音された前席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ１は、第１オぺアンプＯＰ１及び第３ローパスフィルタＬＰＦ３にそれぞれ入力される。
第１オぺアンプＯＰ１は、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ１を、ＡＣＰ制御部３３−２で設定されたゲイン係数Ｇ３に基づくゲインを用いて増幅する。第１オぺアンプＯＰ１で増幅されたアナログ誤差信号ｅ１は、第１バンドパスフィルタＢＰＦ１に入力される。
第１バンドパスフィルタＢＰＦ１は、第１オぺアンプＯＰ１で増幅処理後のアナログ誤差信号ｅ１に対して所要の周波数帯域幅に属する音声信号を通過させる。これにより、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）に係る周波数帯域の音声成分を除去する（同音声成分のゲインを減衰させる）。第１バンドパスフィルタＢＰＦ１でバンドパスフィルタ処理後の前席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ１は、第２の音声合成部３７に入力される。
一方、後席空間１５における能動騒音抑制を実現するために、第２マイクロフォン１５Ａによって収音された後席空間１５で生じた騒音に係るアナログ誤差信号ｅ２は、第４ローパスフィルタＬＰＦ４に入力される。
第４ローパスフィルタＬＰＦ４は、第２マイクロフォン１５Ａで収音された後席空間１５で生じた騒音に係るアナログ誤差信号ｅ２の周波数帯域のうち、カットオフ周波数（例えば２００〜５００Ｈｚ程度）に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させる。第４ローパスフィルタＬＰＦ４でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ２は、第２Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２に入力される。
第２Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２は、第４ローパスフィルタＬＰＦ４でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ２を、デジタル誤差信号ｅ２に変換する。変換後のデジタル誤差信号ｅ２は、ＡＮＣ制御部３１に入力される。
ＡＮＣ制御部３１は、エンジン回転速度情報に基づいて算出された振動周波数に相関する基準信号、デジタル誤差信号ｅ２などに基づいて、後席空間１５における騒音を打消すための第２の打消音に係る制御信号を生成する。こうして生成された第２の打消音に係る制御信号は、第２Ｄ／Ａ変換部ＤＡ２に入力される。
第２Ｄ／Ａ変換部ＤＡ２は、デジタル信号態様の第２の打消音をアナログ信号態様に変換する。変換後のアナログ信号態様の第２の打消音は、第２ローパスフィルタＬＰＦ２に入力される。
第２ローパスフィルタＬＰＦ２は、アナログ信号態様の第２の打消音に係る周波数帯域のうち、カットオフ周波数（例えば２００〜５００Ｈｚ程度）に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させる。第２ローパスフィルタＬＰＦ２でローパスフィルタ処理後の、後席空間１５で生じた騒音を打消すための第２の打消音に係る制御信号は、第２の音声合成部３７に入力される。
第２の音声合成部３７は、ＡＮＣ制御部３１で生成されたアナログ信号態様の、後席空間１５で生じた騒音を打消すための第２の打消音（第２ローパスフィルタＬＰＦ２の出力）に対し、前席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ１（第１バンドパスフィルタＢＰＦ１の出力）を合成した第２の合成音声を生成する。こうして生成された第２の合成音声（前席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ１＋後席空間１５で生じた騒音を打消すための第２の打消音）は、オーディオアンプ１９で所定の増幅がなされた後、第２スピーカ１５Ｂを介して出力される。
第２スピーカ１５Ｂを介して出力されたアナログ信号態様の第２の合成音声は、前席乗員の会話音声、及び、後席空間１５で生じた騒音を打ち消すための第２の打消音を含む。このため、前席乗員から後席乗員への閉空間内での会話補助と、後席空間１５における能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
第２スピーカ１５Ｂを介して出力されたアナログ信号態様の第２の合成音声は、前席乗員の会話音声、及び、後席空間１５で生じた騒音を打ち消すための第２の打消音を含む。このため、前席乗員から後席乗員への閉空間内での会話補助と、後席空間１５における能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
次に、後席乗員が前席乗員に話しかけるケースでは、まず、後席乗員の会話音声が、第２マイクロフォン１５Ａによって収音される。第２マイクロフォン１５Ａによって収音された後席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ２は、第２オぺアンプＯＰ２及び第４ローパスフィルタＬＰＦ４にそれぞれ入力される。
第２オぺアンプＯＰ２は、第２マイクロフォン１５Ａで収音された後席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ２を、ＡＣＰ制御部３３−２で設定されたゲイン係数Ｇ４に基づくゲインを用いて増幅する。第２オぺアンプＯＰ２で増幅されたアナログ誤差信号ｅ２は、第２バンドパスフィルタＢＰＦ２に入力される。
第２バンドパスフィルタＢＰＦ２は、第２オぺアンプＯＰ２で増幅処理後のアナログ誤差信号ｅ２に対して所要の周波数帯域幅に属する音声信号を通過させる。これにより、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）に係る周波数帯域の音声成分を除去する（同音声成分のゲインを減衰させる）。第２バンドパスフィルタＢＰＦ２でバンドパスフィルタ処理後の後席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ２は、第１の音声合成部３５に入力される。
一方、前席空間１３における能動騒音抑制を実現するために、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席空間１３で生じた騒音に係るアナログ誤差信号ｅ１は、第３ローパスフィルタＬＰＦ３に入力される。
第３ローパスフィルタＬＰＦ３は、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席空間１３で生じた騒音に係るアナログ誤差信号ｅ１の周波数帯域のうち、カットオフ周波数（例えば２００〜５００Ｈｚ程度）に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させる。第３ローパスフィルタＬＰＦ３でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１は、第１Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１に入力される。
第１Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１は、第３ローパスフィルタＬＰＦ３でローパスフィルタ処理後のアナログ誤差信号ｅ１を、デジタル誤差信号ｅ１に変換する。変換後のデジタル誤差信号ｅ１は、ＡＮＣ制御部３１に入力される。
ＡＮＣ制御部３１は、エンジン回転速度情報に基づいて算出された振動周波数に相関する基準信号、デジタル誤差信号ｅ１などに基づいて、前席空間１３で生じた騒音を打消すための第１の打消音に係る制御信号を生成する。こうして生成された第１の打消音に係る制御信号は、第１Ｄ／Ａ変換部ＤＡ１に入力される。
第１Ｄ／Ａ変換部ＤＡ１は、デジタル信号態様の第１の打消音をアナログ信号態様に変換する。変換後のアナログ信号態様の第１の打消音は、第１ローパスフィルタＬＰＦ１に入力される。
第１ローパスフィルタＬＰＦ１は、アナログ信号態様の第１の打消音に係る周波数帯域のうち、カットオフ周波数（例えば２００〜５００Ｈｚ程度）に対して低い周波数帯域の音声信号を通過させる。第１ローパスフィルタＬＰＦ１でローパスフィルタ処理後の、前席空間１３で生じた騒音を打消すためのアナログ信号態様の第１の打消音は、第１の音声合成部３５に入力される。
第１の音声合成部３５は、ＡＮＣ制御部３１で生成されたアナログ信号態様の、前席空間１３で生じた騒音を打消すための第１の打消音（第１ローパスフィルタＬＰＦ１の出力）に対し、後席乗員の会話音声に係るアナログ誤差信号ｅ２（第２バンドパスフィルタＢＰＦ２の出力）を合成した第１の合成音声を生成する。こうして生成された第１の合成音声は、オーディオアンプ１９で所定の増幅がなされた後、第１スピーカ１３Ｂを介して出力される。
第１スピーカ１３Ｂを介して出力されたアナログ信号態様の第１の合成音声は、後席乗員の会話音声、及び、前席空間１３で生じた騒音を打ち消すための第１の打消音を含む。このため、後席乗員から前席乗員への閉空間内での会話補助と、前席空間１３における能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
第１スピーカ１３Ｂを介して出力されたアナログ信号態様の第１の合成音声は、後席乗員の会話音声、及び、前席空間１３で生じた騒音を打ち消すための第１の打消音を含む。このため、後席乗員から前席乗員への閉空間内での会話補助と、前席空間１３における能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
〔車両用能動騒音抑制システム１１の作用効果〕
次に、車両用能動騒音抑制システム１１の作用効果について説明する。
次に、車両用能動騒音抑制システム１１の作用効果について説明する。
本発明の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１では、能動騒音抑制装置１７は、騒音及び第１マイクロフォン（第１の収音部）１３Ａで収音された音声（誤差信号ｅ１）を参照して生成された第１の打消音に対し、第２マイクロフォン（第２の収音部）１５Ａで収音された音声（誤差信号ｅ２）を合成した第１の合成音声を生成する第１の音声合成部３５と、騒音及び第２マイクロフォン（第２の収音部）１５Ａで収音された音声を参照して生成された第２の打消音に対し、第１マイクロフォン（第１の収音部）１３Ａで収音された音声を合成した第２の合成音声を生成する第２の音声合成部３７と、を備える。能動騒音抑制装置１７は、第１の合成音声を第１スピーカ（第１の音声出力部）１３Ｂに出力させる一方、第２の合成音声を第２スピーカ（第２の音声出力部）１５Ｂに出力させる制御を行い、第１及び第２の合成音声を生成する際に、第１マイクロフォン１３Ａで収音された音声及び第２マイクロフォン１５Ａで収音された音声から、閉空間内（車室内）における抑制対象となる騒音に係る周波数帯域に属する音声成分をそれぞれ除去する処理を行う。
本発明の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１によれば、車室内での会話補助と能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
また、第１実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−１によれば、車室内に生じる騒音を抑制する従来の能動騒音抑制装置に対し、合成モード選択スイッチ２５、ＡＣＰ制御部３３−１、第１の音声合成部３５、第２の音声合成部３７、切替部３９、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１、第２ハイパスフィルタＨＰＦ２、第３Ａ／Ｄ変換部ＡＤ３、及び、第４Ａ／Ｄ変換部ＡＤ４を追加することで、車室内での円滑な会話を補助する会話補助機能を、比較的簡易に組み込むことができる。
また、第１実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−１によれば、車室内に生じる騒音を抑制する従来の能動騒音抑制装置に対し、合成モード選択スイッチ２５、ＡＣＰ制御部３３−１、第１の音声合成部３５、第２の音声合成部３７、切替部３９、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１、第２ハイパスフィルタＨＰＦ２、第３Ａ／Ｄ変換部ＡＤ３、及び、第４Ａ／Ｄ変換部ＡＤ４を追加することで、車室内での円滑な会話を補助する会話補助機能を、比較的簡易に組み込むことができる。
さらに、第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−２によれば、車室内に生じる騒音を抑制する従来の能動騒音抑制装置に対し、合成モード選択スイッチ２５、ＡＣＰ制御部３３−２、第１の音声合成部３５、第２の音声合成部３７、第１オぺアンプＯＰ１、第２オぺアンプＯＰ２、第１バンドパスフィルタＢＰＦ１、及び、第２バンドパスフィルタＢＰＦ２を追加することで、車室内での円滑な会話を補助する会話補助機能を、比較的簡易に組み込むことができる。
また、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１は、能動騒音抑制装置１７−１、第１スピーカ１３Ｂ（第１の音声出力部）及び第２スピーカ（第２の音声出力部）１５Ｂ、第１マイクロフォン（第１の収音部）１３Ａ及び第２マイクロフォン（第２の収音部）１５Ａ、並びに、オーディオアンプ１９（ただし、オーディオアンプ１９を除いてもよい。）を含んで構成される音響系統の開ループ伝達関数を取得する伝達関数取得部３２と、伝達関数取得部３２で取得された開ループ伝達関数が、（好ましくは全ての周波数帯域において）０ｄＢ（１倍）以下となるようにゲイン係数Ｇ１，Ｇ２を設定するＡＣＰ制御部（設定部）３３−１と、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ１に対し、前記設定されたゲイン係数Ｇ２を乗算する補正を行うと共に、第２マイクロフォン１５Ａで収音された後席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ２に対し、前記設定されたゲイン係数Ｇ１を乗算する補正を行うＡＣＰ制御部（補正部）３３−１と、を備える構成を採用してもよい。
このように構成すれば、ＡＣＰ制御部３３−１は、第１マイクロフォン１３Ａで収音された前席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ１に対し、前記設定されたゲイン係数Ｇ２を乗算する補正を行うと共に、第２マイクロフォン１５Ａで収音された後席乗員の会話音声に係る誤差信号ｅ２に対し、前記設定されたゲイン係数Ｇ１を乗算する補正を行うため、能動騒音抑制に係る制御動作の安定化を図ることで、ハウリング現象の生じる事態を未然に回避しつつ、閉空間内での会話補助と能動騒音抑制を的確に両立させることができる。
また、能動騒音抑制装置１７は、第１スピーカ（第１の音声出力部）１３Ｂ又は第２スピーカ（第２の音声出力部）１５Ｂのうち少なくともいずれかから音声を出力させる際に用いる音声出力モードとして、第１の合成音声を第１スピーカ１３Ｂに出力させる一方、第２の合成音声を第２スピーカ１５Ｂに出力させる合成音声出力モード、並びに、第１又は第２の打消音を第１スピーカ１３Ｂ及び第２スピーカ１５Ｂのうち少なくともいずれかから出力させる打消音出力モードを切替え可能に有し、少なくとも騒音に相関する基準信号に基づいて参照信号を生成する参照信号生成部４３Ａ，４３Ｂと、参照信号生成部４３Ａ，４３Ｂで生成された参照信号Ｒ１，Ｒ２、第１マイクロフォン１３Ａで収音された音声又は第２マイクロフォン１５Ａで収音された音声に係る誤差信号（ｅ１又はｅ２）、及び適応フィルタ４７Ａ，４７Ｂの係数更新量を調整する際に設定されるステップサイズパラメータＭ１，Ｍ２を用いて適応フィルタ４７Ａ，４７Ｂのフィルタ係数Ｗ１，Ｗ２を更新するフィルタ係数更新部４５Ａ，４５Ｂと、基準信号に適応フィルタ４７Ａ，４７Ｂのフィルタ係数Ｗ１，Ｗ２を乗じることで第１又は第２の打消音に係る制御信号を生成する適応フィルタ（制御信号生成部）４７Ａ，４７Ｂと、を備え、合成音声出力モードが選択されている場合のステップサイズパラメータＭ１，Ｍ２には、打消音出力モードが選択されている場合と比べて小さい値が設定される構成を採用してもよい。
このように構成すれば、音声出力モードとして、合成音声出力モード又は打消音出力モードのうちどちらが選択されているかに関わらず、適応フィルタ４７Ａ，４７Ｂのフィルタ係数更新に伴う能動騒音抑制に係る制御動作の安定性を担保することができる。
また、第１実施形態に係る能動騒音抑制装置１７−１のＡＣＰ制御部３３−１は、合成音声出力モードが選択されている場合、ゲイン係数として０を超える１未満の値を設定する一方、打消音出力モードが選択されている場合、ゲイン係数として０を設定し、合成音声出力モード又は打消音出力モードのいずれか一方から他方への音声出力モードの切り替えは、所定の時定数をもって行われる構成を採用してもよい。
このように構成すれば、合成音声出力モードが選択されている場合には、第１マイクロフォン１３Ａで収音された音声又は第２マイクロフォン１５Ａで収音された音声に係る誤差信号（ｅ１又はｅ２）に対し、ゲイン係数として０を超える１未満の値を乗算する補正が行われる。このケースでは、誤差信号の影響を抑制することができる。
一方、打消音出力モードが選択されている場合には、第１マイクロフォン１３Ａで収音された音声又は第２マイクロフォン１５Ａで収音された音声に係る誤差信号（ｅ１又はｅ２）に対し、ゲイン係数として値０を乗算する補正が行われる。このケースでは、誤差信号の影響を除くことができる。
また、合成音声出力モード又は打消音出力モードのいずれか一方から他方への音声出力モードの切り替えは、所定の時定数をもって行われるため、例えば、音声出力モードの切り替えに伴いゲイン係数を切り替えた場合であっても、瞬時に（所定の時定数を設けずに）音声出力モードの切り替えを行った際の異音の発生を抑制することができる。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１によれば、合成音声出力モード又は打消音出力モードのうちどちらが選択されているかに関わらず、全ての周波数帯域において車両用能動騒音抑制システム１１における制御安定性を担保することができる。
一方、打消音出力モードが選択されている場合には、第１マイクロフォン１３Ａで収音された音声又は第２マイクロフォン１５Ａで収音された音声に係る誤差信号（ｅ１又はｅ２）に対し、ゲイン係数として値０を乗算する補正が行われる。このケースでは、誤差信号の影響を除くことができる。
また、合成音声出力モード又は打消音出力モードのいずれか一方から他方への音声出力モードの切り替えは、所定の時定数をもって行われるため、例えば、音声出力モードの切り替えに伴いゲイン係数を切り替えた場合であっても、瞬時に（所定の時定数を設けずに）音声出力モードの切り替えを行った際の異音の発生を抑制することができる。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１によれば、合成音声出力モード又は打消音出力モードのうちどちらが選択されているかに関わらず、全ての周波数帯域において車両用能動騒音抑制システム１１における制御安定性を担保することができる。
また、本発明の第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−２では、第１の打消音に対し、アナログ信号態様のままのアナログ誤差信号ｅ２を合成することで第１の合成音声を生成（第２の打消音に対し、アナログ信号態様のままのアナログ誤差信号ｅ１を合成することで第２の合成音声を生成）するため、能動騒音抑制装置１７−２の演算処理能力（サンプリングタイム）に関わらず、前席・後席のうち一方の乗員の音声を他方の乗員に対して明瞭に伝達する効果を期待することができる。
その理由は、一般に、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換する際に、マイコン等の制御装置の演算処理能力が低いと、乗員の音声を言語として認識するために必要な成分が出力から脱落してしまう（量子化誤差、量子化歪み）おそれがあるところ、第２実施形態のケースでは、そのような不具合を未然に防ぐことができるからである。
その理由は、一般に、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換する際に、マイコン等の制御装置の演算処理能力が低いと、乗員の音声を言語として認識するために必要な成分が出力から脱落してしまう（量子化誤差、量子化歪み）おそれがあるところ、第２実施形態のケースでは、そのような不具合を未然に防ぐことができるからである。
特に、本発明の第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１−２では、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）に係る周波数帯域をバンドパスフィルタを用いてカットオフ処理するため、能動騒音抑制制御の安定性を確保すると同時に、乗員の会話音声が属する周波数帯域から外れる帯域の音声成分を適宜カットオフすることができる結果として、乗員の会話音声を一層明瞭に伝達する効果を期待することができる。
［その他の実施形態］
以上説明した実施形態は、本発明の具現化例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
以上説明した実施形態は、本発明の具現化例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
例えば、本発明の実施形態に係る説明において、車室内の騒音の例として、エンジン音を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。車室内で生じる、例えばエンジン音の他に、ロードノイズ（タイヤが路面に接することで生じる音）やドラミングノイズ（走行中にルーフパネルやフロアパネルが振動することで生じる音）を含む騒音全般に適用することができる。
また、本発明の実施形態に係る説明において、第１ローパスフィルタＬＰＦ１、第２ローパスフィルタＬＰＦ２、第３ローパスフィルタＬＰＦ３、及び第４ローパスフィルタＬＰＦ４に設定されるカットオフ周波数として、例えば２００〜５００Ｈｚ程度を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。第１ローパスフィルタＬＰＦ１、第２ローパスフィルタＬＰＦ２、第３ローパスフィルタＬＰＦ３、及び第４ローパスフィルタＬＰＦ４のそれぞれに設定されるカットオフ周波数としては、本発明の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１が十分な性能を発揮することを考慮して、適宜の値を設定すればよい。
また、本発明の実施形態に係る説明において、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１及び第２ハイパスフィルタＨＰＦ２に設定されるカットオフ周波数として、例えば２００〜３００Ｈｚ程度を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。第１ハイパスフィルタＨＰＦ１及び第２ハイパスフィルタＨＰＦ２のそれぞれに設定されるカットオフ周波数としては、前記と同様に、本発明の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１が十分な性能を発揮することを考慮して、適宜の値を設定すればよい。
また、本発明の実施形態に係る説明において、本発明に係る能動騒音抑制システムを車両の室内空間に搭載した例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明に係る能動騒音抑制システムは、例えば、航空機の室内空間や鉄道車両の室内空間等に適用してもよい。
また、本発明の実施形態に係る説明において、車室内の前席空間１３にひとつのスピーカ（第１スピーカ１３Ｂ）を設ける例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明の実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム１１では、例えば、車室内の前席空間１３における運転席側及び助手席側の両側にそれぞれスピーカを設ける構成を採用してもよい。
かかる構成を備える車両Ｖに、目的地までの経路を画像及び音声を介して案内するナビゲーション装置が搭載されているとする。この場合において、ナビゲーション装置による案内音声を、運転席側スピーカから出力させる。また、ナビゲーション装置による案内音声が出力されている間は、運転席側スピーカから後席空間１５からの音声が出力されないように、運転席側スピーカが属する能動騒音抑制システムの音声出力モードを、合成音声出力モードから打消音出力モードに切替える構成を採用してもよい。
かかる構成を備える車両Ｖに、目的地までの経路を画像及び音声を介して案内するナビゲーション装置が搭載されているとする。この場合において、ナビゲーション装置による案内音声を、運転席側スピーカから出力させる。また、ナビゲーション装置による案内音声が出力されている間は、運転席側スピーカから後席空間１５からの音声が出力されないように、運転席側スピーカが属する能動騒音抑制システムの音声出力モードを、合成音声出力モードから打消音出力モードに切替える構成を採用してもよい。
また、本発明の実施形態に係る説明において、乗員による合成モード選択スイッチ２５の操作を介して選択された合成モード選択情報に基づいて、音声出力モードを、合成音声出力モード又は打消音出力モードのうちいずれか一方へ切り替える例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。音声出力モードの切り替えを、車両状態や外乱（騒音）状態に応じて行う構成を採用してもよい。具体的には、例えば、能動騒音抑制に係る制御動作が不安定（例えば、マイクロホンからの収音が発散傾向にある）である場合に、合成音声出力モードから打消音出力モードへの音声出力モードの切り替えを行う構成を採用してもよい。
また、本発明の実施形態に係る説明において、前記音響系統全体としての開ループ伝達関数を取得する伝達関数取得部３２を、能動騒音抑制装置（マイクロコンピュータ）１７が有する機能部（ソフトウェア）として構成する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。前記伝達関数取得部３２は、設計段階で測定器を用いて予め実測された前記音響系統全体としての開ループ伝達関数を記憶することにより、開ループ伝達関数を取得する構成を採用してもよい。
また、本発明の第２実施形態に係る説明において、ＡＮＣ制御部３１が抑制対象としている騒音（エンジン騒音を含む）に係る周波数帯域の音声信号成分を除去するために、第１及び第２バンドパスフィルタＢＰＦ１，ＢＰＦ２を用いる例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。第１及び第２バンドパスフィルタＢＰＦ１，ＢＰＦ２に代えて、抑制対象となる騒音に係る周波数帯域に応じた帯域の音声信号成分を除去可能なハイパスフィルタを採用してもよい。
１１−１ 第１実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム（能動騒音抑制システム）
１１−２ 第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム（能動騒音抑制システム）
１３ 前席空間（第１の空間）
１３Ａ 第１マイクロフォン（第１の収音部）
１３Ｂ 第１スピーカ（第１の音声出力部）
１５ 後席空間（第２の空間）
１５Ａ 第２マイクロフォン（第２の収音部）
１５Ｂ 第２スピーカ（第２の音声出力部）
１７−１ 第１実施形態に係る能動騒音抑制装置（伝達関数取得部）
１７−２ 第２実施形態に係る能動騒音抑制装置
２５ 合成モード選択スイッチ
３１ ＡＮＣ制御部
３２ 伝達関数取得部
３３−１ 第１実施形態に係るＡＣＰ制御部（設定部、及び補正部）
３３−２ 第２実施形態に係るＡＣＰ制御部
３５ 第１の音声合成部
３７ 第２の音声合成部
３９ 切替部
４１ 基準信号生成部
４３Ａ 第１参照信号生成部
４３Ｂ 第２参照信号生成部
４５Ａ 第１フィルタ係数更新部
４５Ｂ 第２フィルタ係数更新部
４７Ａ 第１適応フィルタ
４７Ｂ 第２適応フィルタ
Ｃ１ 第１の伝達関数
Ｃ２ 第２の伝達関数
ｅ１ 誤差信号
ｅ２ 誤差信号
ＨＰＦ１ 第１ハイパスフィルタ
ＨＰＦ２ 第２ハイパスフィルタ
Ｍ１ ステップサイズパラメータ
Ｍ２ ステップサイズパラメータ
Ｗ１ 第１適応フィルタ４７Ａのフィルタ係数
Ｗ２ 第２適応フィルタ４７Ｂのフィルタ係数
１１−２ 第２実施形態に係る車両用能動騒音抑制システム（能動騒音抑制システム）
１３ 前席空間（第１の空間）
１３Ａ 第１マイクロフォン（第１の収音部）
１３Ｂ 第１スピーカ（第１の音声出力部）
１５ 後席空間（第２の空間）
１５Ａ 第２マイクロフォン（第２の収音部）
１５Ｂ 第２スピーカ（第２の音声出力部）
１７−１ 第１実施形態に係る能動騒音抑制装置（伝達関数取得部）
１７−２ 第２実施形態に係る能動騒音抑制装置
２５ 合成モード選択スイッチ
３１ ＡＮＣ制御部
３２ 伝達関数取得部
３３−１ 第１実施形態に係るＡＣＰ制御部（設定部、及び補正部）
３３−２ 第２実施形態に係るＡＣＰ制御部
３５ 第１の音声合成部
３７ 第２の音声合成部
３９ 切替部
４１ 基準信号生成部
４３Ａ 第１参照信号生成部
４３Ｂ 第２参照信号生成部
４５Ａ 第１フィルタ係数更新部
４５Ｂ 第２フィルタ係数更新部
４７Ａ 第１適応フィルタ
４７Ｂ 第２適応フィルタ
Ｃ１ 第１の伝達関数
Ｃ２ 第２の伝達関数
ｅ１ 誤差信号
ｅ２ 誤差信号
ＨＰＦ１ 第１ハイパスフィルタ
ＨＰＦ２ 第２ハイパスフィルタ
Ｍ１ ステップサイズパラメータ
Ｍ２ ステップサイズパラメータ
Ｗ１ 第１適応フィルタ４７Ａのフィルタ係数
Ｗ２ 第２適応フィルタ４７Ｂのフィルタ係数
Claims (5)
- 閉空間内における第１の空間に設けられて当該第１の空間で生じた音声を収音する第１の収音部と、
前記閉空間内における前記第１の空間から離れた第２の空間に設けられて当該第２の空間で生じた音声を収音する第２の収音部と、
前記第１の空間に設けられて音声を出力する第１の音声出力部と、
前記第２の空間に設けられて音声を出力する第２の音声出力部と、
前記閉空間内の騒音を抑制するための打消音を、前記第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部のうち少なくともいずれかから出力させる制御を行う能動騒音抑制装置と、を備え、前記騒音を能動的に抑制する能動騒音抑制システムであって、
前記能動騒音抑制装置は、
前記騒音及び前記第１の収音部で収音された音声を参照して生成された第１の打消音に対し、前記第２の収音部で収音された音声を合成した第１の合成音声を生成する第１の音声合成部と、
前記騒音及び前記第２の収音部で収音された音声を参照して生成された第２の打消音に対し、前記第１の収音部で収音された音声を合成した第２の合成音声を生成する第２の音声合成部と、を備え、
前記第１の合成音声を前記第１の音声出力部に出力させる一方、前記第２の合成音声を前記第２の音声出力部に出力させる制御を行い、
前記第１及び第２の合成音声を生成する際に、前記第１の収音部で収音された音声及び前記第２の収音部で収音された音声から、前記閉空間内における抑制対象となる騒音に係る周波数帯域に属する音声成分を除去する処理を行う
ことを特徴とする能動騒音抑制システム。 - 請求項１に記載の能動騒音抑制システムであって、
前記能動騒音抑制装置は、
当該能動騒音抑制装置、前記第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部、並びに、前記第１の収音部及び前記第２の収音部を含んで構成される音響系統の開ループ伝達関数を取得する伝達関数取得部と、
前記伝達関数取得部で取得された前記開ループ伝達関数が０ｄＢ以下となるゲイン係数を設定する設定部と、
前記第１の収音部及び前記第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号に対し、前記設定部で設定されたゲイン係数をそれぞれ乗算する補正を行う補正部と、
を備えることを特徴とする能動騒音抑制システム。 - 請求項２に記載の能動騒音抑制システムであって、
前記能動騒音抑制装置は、
前記第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部のうち少なくともいずれかから音声を出力させる際に用いる音声出力モードとして、前記第１の合成音声を前記第１の音声出力部に出力させる一方、前記第２の合成音声を前記第２の音声出力部に出力させる合成音声出力モード、並びに、前記第１又は第２の打消音を第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部のうち少なくともいずれかから出力させる打消音出力モードを切替え可能に有し、
前記能動騒音抑制装置は、
少なくとも前記騒音に相関する基準信号に基づいて参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記参照信号生成部で生成された参照信号、前記第１の収音部で収音された音声又は前記第２の収音部で収音された音声に係る誤差信号、及び適応フィルタの動作安定性を調整する際に設定されるステップサイズパラメータを用いて前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新部と、
前記基準信号に前記適応フィルタのフィルタ係数を乗じることで前記第１又は第２の打消音に係る制御信号を生成する制御信号生成部と、
を備え、
前記合成音声出力モードが選択されている場合の前記ステップサイズパラメータには、前記打消音出力モードが選択されている場合と比べて小さい値が設定される
ことを特徴とする能動騒音抑制システム。 - 請求項３に記載の能動騒音抑制システムであって、
前記能動騒音抑制装置は、
前記合成音声出力モードが選択されている場合、前記ゲイン係数として０を超える１未満の値を設定する一方、前記打消音出力モードが選択されている場合、前記ゲイン係数として０を設定し、
前記合成音声出力モード又は前記打消音出力モードのいずれか一方から他方への前記音声出力モードの切り替えは、所定の時定数をもって行われる
ことを特徴とする能動騒音抑制システム。 - 車両の室内における前席空間に設けられて当該前席空間で生じた音声を収音する第１の収音部と、
前記室内における後席空間に設けられて当該後席空間で生じた音声を収音する第２の収音部と、
前記前席空間に設けられて音声を出力する第１の音声出力部と、
前記後席空間に設けられて音声を出力する第２の音声出力部と、
前記室内の騒音を抑制するための打消音を、前記第１の音声出力部及び前記第２の音声出力部のうち少なくともいずれかから出力させる制御を行う能動騒音抑制装置と、を備え、前記騒音を能動的に抑制する車両用能動騒音抑制システムであって、
前記能動騒音抑制装置は、
前記騒音及び前記第１の収音部で収音された音声を参照して生成された第１の打消音に対し、前記第２の収音部で収音された音声を合成した第１の合成音声を生成する第１の音声合成部と、
前記騒音及び前記第２の収音部で収音された音声を参照して生成された第２の打消音に対し、前記第１の収音部で収音された音声を合成した第２の合成音声を生成する第２の音声合成部と、を備え、
前記第１の合成音声を前記第１の音声出力部に出力させる一方、前記第２の合成音声を前記第２の音声出力部に出力させる制御を行い、
前記第１及び第２の合成音声を生成する際に、前記第１の収音部で収音された音声及び前記第２の収音部で収音された音声から、前記室内における抑制対象となる騒音に係る周波数帯域に属する音声成分を除去する処理を行う
ことを特徴とする車両用能動騒音抑制システム。
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|---|---|
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ID=57131016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015101922A Active JP6231042B2 (ja) | 2015-03-24 | 2015-05-19 | 能動騒音抑制システム、及び車両用能動騒音抑制システム |
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| WO2021038736A1 (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | 三菱電機株式会社 | 音場制御装置及び音場制御方法 |
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| DE19958836A1 (de) * | 1999-11-29 | 2001-05-31 | Deutsche Telekom Ag | Verfahren und Anordnung zur Verbesserung der Kommunikation in einem Fahrzeug |
| JP2002051392A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Alpine Electronics Inc | 車内会話補助装置 |
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2015
- 2015-05-19 JP JP2015101922A patent/JP6231042B2/ja active Active
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