JP6902739B2

JP6902739B2 - Active noise reduction device and active noise reduction method

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Publication number: JP6902739B2
Application number: JP2017212796A
Authority: JP
Inventors: 雅文垰; 智史山梨
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: JP2019086570A

Description

本開示は、エンジン振動に伴い車室内に発生するエンジンこもり音を能動的に低減する能動型騒音低減装置および能動型騒音低減方法に関する。 The present disclosure relates to an active noise reduction device and an active noise reduction method for actively reducing engine muffled noise generated in a vehicle interior due to engine vibration.

従来、マイク位置でのノイズ信号を低減させる技術として、ノイズ信号に対して逆相の信号をスピーカーから発することによりマイク位置でのノイズ信号を低減させる、アクティブ騒音制御（ＡＮＣ：Active Noise Control）技術が知られている。 Conventionally, as a technology for reducing the noise signal at the microphone position, Active Noise Control (ANC) technology that reduces the noise signal at the microphone position by emitting a signal having a phase opposite to the noise signal from the speaker. It has been known.

また、ＳＡＮ（Single frequency Adaptive Notch）アルゴリズム用いて、エンジンこもり音を低減するＡＮＣ技術が知られている。なお、エンジンこもり音とは、シリンダ内での燃焼により発生するエンジンの回転周波数およびその高調波成分で構成された騒音である。 Further, an ANC technique for reducing engine muffled noise by using a SAN (Single frequency Adaptive Notch) algorithm is known. The engine muffled noise is noise composed of the engine rotation frequency and its harmonic components generated by combustion in the cylinder.

ＳＡＮアルゴリズムでは、エンジン回転数に応じて決定された動作周波数（低減すべきエンジンこもり音の周波数）に同期した参照信号としての正弦波ｓｉｎ（ｔ）および余弦波ｃｏｓ（ｔ）が生成される。そして、正弦波ｓｉｎ（ｔ）および余弦波ｃｏｓ（ｔ）にそれぞれ適応フィルタの係数ＡおよびＢを乗算して加算した信号を、ＡＮＣ出力信号ｘ（ｔ）としてスピーカーから出力する。ＡＮＣ出力信号ｘ（ｔ）は、以下の式（１）で表される。
ｘ（ｔ）＝Ａ（ｔ）×ｓｉｎ（ｔ）＋Ｂ（ｔ）×ｃｏｓ（ｔ）・・・（１） In the SAN algorithm, a sine wave sin (t) and a chord wave cos (t) are generated as reference signals synchronized with an operating frequency (frequency of engine muffled sound to be reduced) determined according to the engine speed. Then, the signal obtained by multiplying the sine wave sin (t) and the cosine wave cos (t) by the coefficients A and B of the adaptive filter and adding them is output from the speaker as the ANC output signal x (t). The ANC output signal x (t) is represented by the following equation (1).
x (t) = A (t) x sin (t) + B (t) x cos (t) ... (1)

次に、スピーカーから出力されたＡＮＣ出力信号ｘ（ｔ）と、エンジンこもり音ｎ（ｔ）との干渉結果を、マイクで検出する。マイクで検出されるエラー信号ｅ（ｔ）は、エンジンこもり音ｎ（ｔ）と、ＡＮＣ出力信号ｘ（ｔ）にスピーカー−マイク間の伝達特性Ｃを乗じた信号とを加算したものであり、以下の式（２）で表される。
ｅ（ｔ）＝ｎ（ｔ）＋ｘ（ｔ）×Ｃ・・・（２） Next, the microphone detects the interference result between the ANC output signal x (t) output from the speaker and the engine muffled sound n (t). The error signal e (t) detected by the microphone is the sum of the engine muffled sound n (t) and the signal obtained by multiplying the ANC output signal x (t) by the transmission characteristic C between the speaker and the microphone. It is represented by the following equation (2).
e (t) = n (t) + x (t) x C ... (2)

そして、エラー信号ｅ（ｔ）と、伝達特性Ｃをモデル化したＣ＾（Ｃハット）信号とを用いて、ＬＭＳ（Least Mean Square）の演算式に基づいて適応フィルタの係数ＡおよびＢを更新する。具体的には、正弦波ｓｉｎ（ｔ）および余弦波ｃｏｓ（ｔ）に伝達特性Ｃをモデル化したＣ＾を乗じた信号と、マイクの入力信号であるエラー信号ｅ（ｔ）とを用いて、ＬＭＳの演算式である式（３）および式（４）により、適応フィルタの係数Ａ（ｔ＋１）およびＢ（ｔ＋１）を得る。
Ａ（ｔ＋１）＝Ａ（ｔ）−Ｃ＾×ｓｉｎ（ｔ）×ｅ（ｔ）・・・（３）
Ｂ（ｔ＋１）＝Ｂ（ｔ）−Ｃ＾×ｃｏｓ（ｔ）×ｅ（ｔ）・・・（４） Then, using the error signal e (t) and the C ^ (C hat) signal that models the transmission characteristic C, the coefficients A and B of the adaptive filter are updated based on the calculation formula of LMS (Least Mean Square). To do. Specifically, a signal obtained by multiplying the sine wave sin (t) and the cosine wave cos (t) by C ^, which is a model of the transmission characteristic C, and the error signal e (t), which is an input signal of the microphone, are used. , The coefficients A (t + 1) and B (t + 1) of the adaptive filter are obtained by the equations (3) and (4) which are the arithmetic equations of LMS.
A (t + 1) = A (t) -C ^ x sin (t) x e (t) ... (3)
B (t + 1) = B (t) -C ^ x cos (t) x e (t) ... (4)

このようにして、マイクから取得したエラー信号ｅ（ｔ）を用いて適応フィルタの係数ＡおよびＢを最適値に収束させる最適化処理を行い、最適化処理を行って得られた適応フィルタの係数ＡおよびＢによって、エンジン回転数に基づいて生成された正弦波信号の振幅および位相を変調し、エンジンこもり音の逆相信号を生成する。 In this way, the error signal e (t) acquired from the microphone is used to perform optimization processing for converging the coefficients A and B of the adaptive filter to the optimum values, and the optimization processing is performed to obtain the coefficients of the adaptive filter. A and B modulate the amplitude and phase of the sinusoidal signal generated based on the engine speed to generate the reverse phase signal of the engine muffled sound.

このようなＡＮＣ動作とオーディオ再生とが同時に行われた場合、ＡＮＣ動作により、エンジンこもり音に加えてオーディオから再生される音声信号も低減されてしまう。このような事態に対処すべく、特許文献１では、推定音声経路フィルタを用いて、ＡＮＣ動作に望ましくない音声信号をエラー信号から除去している。特許文献１に記載の方法によれば、音声信号を含まないエラー信号を用いて最適化処理を行うことができるため、音声信号の影響を受けないＡＮＣ動作が可能となる。 When such an ANC operation and audio reproduction are performed at the same time, the ANC operation reduces not only the engine muffled sound but also the audio signal reproduced from the audio. In order to deal with such a situation, Patent Document 1 uses an estimated voice path filter to remove a voice signal undesired for ANC operation from the error signal. According to the method described in Patent Document 1, since the optimization process can be performed using an error signal that does not include an audio signal, ANC operation that is not affected by the audio signal becomes possible.

特許第５０２６４９５号公報Japanese Patent No. 5026495

しかしながら、特許文献１に記載のものは、音声信号をすべて除去するために、音声信号に対して推定音声経路フィルタの畳み込みを行う必要がある。そのため、処理量が多くなるという課題がある。 However, in the case described in Patent Document 1, it is necessary to convolve the estimated voice path filter with respect to the voice signal in order to remove all the voice signals. Therefore, there is a problem that the amount of processing increases.

本開示の目的は、少ない処理量で、音声信号の影響を受けにくいＡＮＣ動作を可能とする能動型騒音低減装置および能動型騒音低減方法を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an active noise reduction device and an active noise reduction method that enable ANC operation that is not easily affected by an audio signal with a small amount of processing.

本開示の一形態は、
入力された第１音声信号に基づいて、音源から発生する第２音声信号の周波数に同期した正弦波および余弦波に対して適用される第１の適応フィルタのフィルタ係数を決定する音声信号分析器と、
前記第１の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第１音声信号における前記第２音声信号の周波数に同期した周波数成分を除去するための除去用信号を発生する信号発生器と、
音声検出装置により検出された第３音声信号と前記除去用信号とが合成された合成信号と、前記正弦波および余弦波に対して音声出力装置から前記音声検出装置までの経路の伝達特性に基づいて決定された伝達特性が適用された補正信号とに基づいて、第２の適応フィルタのフィルタ係数を決定し、前記第２の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第２音声信号を低減させる信号を生成するアンチノイズ発生器と、を備え、
前記音声信号分析器は、前記正弦波および余弦波に対して所定の伝達特性が適用された信号を用いて、前記第１の適応フィルタのフィルタ係数を決定する音声信号分析用適応制御アルゴリズム演算器を備える
能動型騒音低減装置である。 One form of the disclosure is
An audio signal analyzer that determines the filter coefficient of the first adaptive filter applied to sine and cosine waves synchronized to the frequency of the second audio signal generated by the sound source, based on the input first audio signal. When,
A signal generator that generates a removal signal for removing a frequency component synchronized with the frequency of the second audio signal in the first audio signal based on the filter coefficient of the first adaptive filter.
Based on the composite signal obtained by synthesizing the third audio signal detected by the audio detection device and the removal signal, and the transmission characteristics of the path from the audio output device to the audio detection device for the sine wave and the cosine wave. The filter coefficient of the second adaptive filter is determined based on the correction signal to which the transmission characteristic determined is applied, and the second audio signal is reduced based on the filter coefficient of the second adaptive filter. Equipped with an anti-noise generator that generates a signal ,
The voice signal analyzer is an adaptive control algorithm calculator for voice signal analysis that determines the filter coefficient of the first adaptive filter by using a signal to which a predetermined transmission characteristic is applied to the sine wave and the cosine wave. It is an active type noise reduction device equipped with.

また、本開示の一形態は、
入力された第１音声信号に基づいて、音源から発生する第２音声信号の周波数に同期した正弦波および余弦波に対して適用される第１の適応フィルタのフィルタ係数を決定するステップと、
前記第１の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第１音声信号における前記第２音声信号の周波数に同期した周波数成分を除去するための除去用信号を発生するステップと、
音声検出装置により検出された第３音声信号と前記除去用信号とが合成された合成信号と、前記正弦波および余弦波に対して音声出力装置から前記音声検出装置までの経路の伝達特性に基づいて決定された伝達特性が適用された補正信号とに基づいて、第２の適応フィルタのフィルタ係数を決定し、前記第２の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第２音声信号を低減させる信号を生成するステップと、を備え、
前記第１の適応フィルタのフィルタ係数は、前記正弦波および余弦波に対して所定の伝達特性が適用された信号を用いて決定される
能動型騒音低減方法である。
In addition, one form of the present disclosure is
Based on the input first audio signal, the step of determining the filter coefficient of the first adaptive filter applied to the sine wave and cosine wave synchronized with the frequency of the second audio signal generated from the sound source, and
A step of generating a removal signal for removing a frequency component synchronized with the frequency of the second audio signal in the first audio signal based on the filter coefficient of the first adaptive filter.
Based on the composite signal obtained by synthesizing the third audio signal detected by the audio detection device and the removal signal, and the transmission characteristics of the path from the audio output device to the audio detection device for the sine wave and the cosine wave. The filter coefficient of the second adaptive filter is determined based on the correction signal to which the transmission characteristic determined is applied, and the second audio signal is reduced based on the filter coefficient of the second adaptive filter. With steps to generate a signal ,
The filter coefficient of the first adaptive filter is an active noise reduction method determined by using a signal to which a predetermined transmission characteristic is applied to the sine wave and the cosine wave.

本開示によれば、音声信号における、ＡＮＣ動作に影響を与える周波数成分を集中的に除去するようにしたため、少ない処理量で、音声信号の影響を受けにくいＡＮＣ動作を可能とすることができる。 According to the present disclosure, since the frequency components that affect the ANC operation in the audio signal are intensively removed, it is possible to enable the ANC operation that is not easily affected by the audio signal with a small amount of processing.

本開示の第一実施形態に係る能動型騒音低減装置のブロック図Block diagram of the active noise reduction device according to the first embodiment of the present disclosure. 適応フィルタ更新用信号に含まれる音声信号を示す概念図Conceptual diagram showing the audio signal included in the adaptive filter update signal 本開示の第二実施形態に係る能動型騒音低減装置のブロック図Block diagram of the active noise reduction device according to the second embodiment of the present disclosure.

以下、本開示の実施形態に係る能動型騒音低減装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。 Hereinafter, the active noise reduction device according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below are examples, and the present disclosure is not limited to these embodiments.

（第一実施形態）
図１は、本開示の第一実施形態に係る能動型騒音低減装置１の構成を示すブロック図である。図１において、エンジン２は低減すべき騒音（「第２音声信号」の一例。以下、「騒音信号」と呼ぶ場合がある。）を発生させる騒音源（「音源」の一例）である。能動型騒音低減装置１は、エンジン２から放射される、周期性を有する騒音（エンジンこもり音）を低減するように動作する。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an active noise reduction device 1 according to the first embodiment of the present disclosure. In FIG. 1, the engine 2 is a noise source (an example of a “sound source”) that generates noise to be reduced (an example of a “second audio signal”; hereinafter may be referred to as a “noise signal”). The active noise reduction device 1 operates so as to reduce periodic noise (engine muffled noise) radiated from the engine 2.

能動型騒音低減装置１は、音声信号分析器１０と、信号発生器２０と、アンチノイズ発生器３０とを含む。 The active noise reduction device 1 includes an audio signal analyzer 10, a signal generator 20, and an anti-noise generator 30.

音声信号分析器１０は、適応フィルタ１１（「第１の音声信号分析用適応フィルタ」の一例）、適応フィルタ１２（「第２の音声信号分析用適応フィルタ」の一例）、加算器１３（「第１の音声信号分析用加算器」の一例）、加算器１４（「第２の音声信号分析用加算器」の一例）、適応制御アルゴリズム演算器１５（「音声信号分析用適応制御アルゴリズム演算器」の一例）および推定経路フィルタ１６を含む。なお、適応フィルタ１１および適応フィルタ１２をまとめて、「第１の適応フィルタ」と呼ぶ場合がある。 The voice signal analyzer 10 includes an adaptive filter 11 (an example of an “adaptive filter for first voice signal analysis”), an adaptive filter 12 (an example of an “adaptive filter for second voice signal analysis”), and an adder 13 (“an example of an adaptive filter for second voice signal analysis”). An example of "first voice signal analysis adder"), adder 14 (an example of "second voice signal analysis adder"), adaptive control algorithm calculator 15 ("adaptive control algorithm calculator for voice signal analysis") An example) and an estimated route filter 16. The adaptive filter 11 and the adaptive filter 12 may be collectively referred to as a "first adaptive filter".

信号発生器２０は、伝達要素２１、伝達要素２２、係数乗算器２３（「第１の信号発生用係数乗算器」の一例）、係数乗算器２４（「第２の信号発生用係数乗算器」の一例）および加算器２５（「信号発生用加算器」の一例）を含む。 The signal generator 20 includes a transmission element 21, a transmission element 22, a coefficient multiplier 23 (an example of the “first signal generation coefficient multiplier”), and a coefficient multiplier 24 (“second signal generation coefficient multiplier”). An example) and an adder 25 (an example of a “signal generator”).

アンチノイズ発生器３０は、適応フィルタ３１（「第１のアンチノイズ発生用適応フィルタ」の一例）、適応フィルタ３２（「第２のアンチノイズ発生用適応フィルタ」の一例）、加算器３３（「アンチノイズ発生用加算器」の一例）および適応制御アルゴリズム演算器３４（「アンチノイズ発生用適応制御アルゴリズム演算器」の一例）を含む。なお、適応フィルタ３１および適応フィルタ３２をまとめて、「第２の適応フィルタ」と呼ぶ場合がある。 The anti-noise generator 30 includes an adaptive filter 31 (an example of the “first anti-noise generation adaptive filter”), an adaptive filter 32 (an example of the “second anti-noise generation adaptive filter”), and an adder 33 (“an example of the“ second anti-noise generation adaptive filter ”). An example of an "anti-noise generation adder") and an adaptive control algorithm calculator 34 (an example of an "anti-noise generation adaptive control algorithm calculator") are included. The adaptive filter 31 and the adaptive filter 32 may be collectively referred to as a "second adaptive filter".

エンジン２の回転に同期した電気信号であるエンジンパルスは、波形整形器３に入力される。波形整形器３に入力されたエンジンパルスは、波形整形器３によって、重畳しているノイズ等を除去されたうえで、波形整形される。 The engine pulse, which is an electric signal synchronized with the rotation of the engine 2, is input to the waveform shaper 3. The engine pulse input to the waveform shaper 3 is waveform-shaped after the superimposed noise and the like are removed by the waveform shaper 3.

波形整形器３の出力信号は、正弦波発生器４および余弦波発生器５に入力される。正弦波発生器４および余弦波発生器５では、エンジン２の回転数に応じて決定された、低減すべき騒音の周波数に同期した参照信号としての正弦波および余弦波が生成される。以下の説明では、正弦波発生器４の出力信号を「参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）」、余弦波発生器５の出力信号を「参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）」と呼ぶ。なお、エンジンパルスを波形整流器３に入力することなく、正弦波発生器４および余弦波発生器５に直接入力するようにしてもよい。また、エンジンパルスに代えて、ＣＡＮ（Controller Area Network）を通じて得たエンジン２の回転数情報を用いるようにしてもよい。 The output signal of the waveform shaper 3 is input to the sine wave generator 4 and the cosine wave generator 5. The sine wave generator 4 and the chord wave generator 5 generate a sine wave and a chord wave as reference signals synchronized with the frequency of noise to be reduced, which is determined according to the rotation speed of the engine 2. In the following description, the output signal of the sine wave generator 4 is referred to as a “reference sine wave signal sin (t)”, and the output signal of the cosine wave generator 5 is referred to as a “reference cosine wave signal cos (t)”. The engine pulse may be directly input to the sine wave generator 4 and the cosine wave generator 5 without being input to the waveform rectifier 3. Further, instead of the engine pulse, the rotation speed information of the engine 2 obtained through CAN (Controller Area Network) may be used.

参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）は、音声信号分析器１０において、適応フィルタ１１の係数Ａｍと乗算される。また、参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）も同様に、適応フィルタ１２の係数Ｂｍと乗算される。 The reference sinusoidal signal sin (t) is multiplied by the coefficient Am of the adaptive filter 11 in the audio signal analyzer 10. Similarly, the reference chord wave signal cos (t) is also multiplied by the coefficient Bm of the adaptive filter 12.

適応フィルタ１１の出力信号と、適応フィルタ１２の出力信号とは、加算器１３で加算される。加算器１３の出力信号ｘｍ（ｔ）は、以下の式（５）で表される。
ｘｍ（ｔ）＝Ａｍ（ｔ）×ｓｉｎ（ｔ）＋Ｂｍ（ｔ）×ｃｏｓ（ｔ）・・・（５） The output signal of the adaptive filter 11 and the output signal of the adaptive filter 12 are added by the adder 13. The output signal xm (t) of the adder 13 is represented by the following equation (5).
xm (t) = Am (t) x sin (t) + Bm (t) x cos (t) ... (5)

さらに、加算器１３の出力信号ｘｍ（ｔ）は、加算器１４で音声信号Ｍ（「第１の音声信号」の一例）と加算される。加算器１４の出力信号である適応フィルタ更新用信号ｅｍ（ｔ）は、以下の式（６）で表される。
ｅｍ（ｔ）＝ｘｍ（ｔ）＋Ｍ・・・（６） Further, the output signal xm (t) of the adder 13 is added to the audio signal M (an example of the "first audio signal") by the adder 14. The adaptive filter update signal em (t), which is the output signal of the adder 14, is represented by the following equation (6).
em (t) = xm (t) + M ... (6)

推定経路フィルタ１６には、参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）と参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）とが入力され、それぞれ、推定経路フィルタ１６の係数Ｃｍと乗算される。なお、係数Ｃｍは、音声信号分析器１０における所定の経路の特性を反映させた値であってもよく、また、予め決定された任意の値であってもよい。 A reference sine wave signal sin (t) and a reference chord wave signal cos (t) are input to the estimation path filter 16, and each is multiplied by a coefficient Cm of the estimation path filter 16. The coefficient Cm may be a value that reflects the characteristics of a predetermined path in the audio signal analyzer 10, or may be an arbitrary value that is determined in advance.

適応制御アルゴリズム演算器１５には、推定経路フィルタ１６の出力信号と、適応フィルタ更新用信号ｅｍ（ｔ）とが入力される。 The output signal of the estimation path filter 16 and the adaptive filter update signal em (t) are input to the adaptive control algorithm calculator 15.

適応制御アルゴリズム演算器１５では、以下の式（７）により、適応フィルタ１１の係数Ａｍの更新が行われる。
Ａｍ（ｔ＋１）＝Ａｍ（ｔ）−Ｃｍ×ｓｉｎ（ｔ）×ｅｍ（ｔ）・・・（７） In the adaptive control algorithm calculator 15, the coefficient Am of the adaptive filter 11 is updated by the following equation (7).
Am (t + 1) = Am (t) -Cm x sin (t) x em (t) ... (7)

また、適応制御アルゴリズム演算器１５では、以下の式（８）により、適応フィルタ１２の係数Ｂｍの更新が行われる。
Ｂｍ（ｔ＋１）＝Ｂｍ（ｔ）−Ｃｍ×ｃｏｓ（ｔ）×ｅｍ（ｔ）・・・（８） Further, in the adaptive control algorithm calculator 15, the coefficient Bm of the adaptive filter 12 is updated by the following equation (8).
Bm (t + 1) = Bm (t) -Cm x cos (t) x em (t) ... (8)

このようにして、適応フィルタ１１の係数Ａｍおよび適応フィルタ１２の係数Ｂｍは、最適値に収束していく。 In this way, the coefficient Am of the adaptive filter 11 and the coefficient Bm of the adaptive filter 12 converge to the optimum values.

以上のようにして、音声信号Ｍを含む適応フィルタ更新用信号ｅｍ（ｔ）を用いて、適応フィルタ１１の係数Ａｍおよび適応フィルタ１２の係数Ｂｍを最適値に収束させる最適化処理が行われる。 As described above, the optimization process of converging the coefficient Am of the adaptive filter 11 and the coefficient Bm of the adaptive filter 12 to the optimum values is performed by using the adaptive filter update signal em (t) including the voice signal M.

そして、このような最適化処理によって得られた適応フィルタ１１の係数Ａｍおよび適応フィルタ１２の係数Ｂｍが、信号発生器２０へ出力される。 Then, the coefficient Am of the adaptive filter 11 and the coefficient Bm of the adaptive filter 12 obtained by such an optimization process are output to the signal generator 20.

信号発生器２０において、伝達要素２１には、参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）が入力され、伝達要素２１の係数Ｃｇｅｎと乗算される。伝達要素２１の出力信号は、係数乗算器２３において、適応フィルタ１１の係数Ａｍと乗算される。 In the signal generator 20, the reference sinusoidal signal sin (t) is input to the transmission element 21 and multiplied by the coefficient Cgen of the transmission element 21. The output signal of the transmission element 21 is multiplied by the coefficient Am of the adaptive filter 11 in the coefficient multiplier 23.

また、伝達要素２２には、参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）が入力され、伝達要素２２の係数Ｃｇｅｎと乗算される。伝達要素２２の出力信号は、係数乗算器２４において、適応フィルタ１２の係数Ｂｍと乗算される。 Further, the reference cosine wave signal cos (t) is input to the transmission element 22, and is multiplied by the coefficient Cgen of the transmission element 22. The output signal of the transmission element 22 is multiplied by the coefficient Bm of the adaptive filter 12 in the coefficient multiplier 24.

係数乗算器２３の出力信号と、係数乗算器２４の出力信号とは、加算器２５で加算される。加算器２５の出力信号ｘ’ｍ（ｔ）は、以下の式（９）で表される。
ｘ’ｍ（ｔ）＝Ｃｇｅｎ×Ａｍ（ｔ）×ｓｉｎ（ｔ）＋Ｃｇｅｎ×Ｂｍ（ｔ）×ｃｏｓ（ｔ）・・・（９） The output signal of the coefficient multiplier 23 and the output signal of the coefficient multiplier 24 are added by the adder 25. The output signal x'm (t) of the adder 25 is represented by the following equation (9).
x'm (t) = Cgen x Am (t) x sin (t) + Cgen x Bm (t) x cos (t) ... (9)

なお、加算器２５の出力信号ｘ’ｍ（ｔ）は、音声信号Ｍにおける騒音信号の周波数に同期した周波数成分を除去するための信号（以下、「除去用信号」と呼ぶ場合がある。）である。すなわち、加算器２５は、除去用信号を発生していることになる。 The output signal x'm (t) of the adder 25 is a signal for removing a frequency component synchronized with the frequency of the noise signal in the voice signal M (hereinafter, may be referred to as a “removal signal”). Is. That is, the adder 25 is generating a removal signal.

アンチノイズ発生器３０において、参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）は、適応フィルタ３１のフィルタ係数Ａと乗算される。また、参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）も同様に、適応フィルタ３２のフィルタ係数Ｂと乗算される。 In the anti-noise generator 30, the reference sinusoidal signal sin (t) is multiplied by the filter coefficient A of the adaptive filter 31. Similarly, the reference chord wave signal cos (t) is also multiplied by the filter coefficient B of the adaptive filter 32.

適応フィルタ３１の出力信号と、適応フィルタ３２の出力信号とは、加算器３３で加算される。加算器３３から出力される出力信号ｘ（ｔ）は、以下の式（１０）で表される。
ｘ（ｔ）＝Ａ（ｔ）×ｓｉｎ（ｔ）＋Ｂ（ｔ）×ｃｏｓ（ｔ）・・・（１０） The output signal of the adaptive filter 31 and the output signal of the adaptive filter 32 are added by the adder 33. The output signal x (t) output from the adder 33 is represented by the following equation (10).
x (t) = A (t) x sin (t) + B (t) x cos (t) ... (10)

加算器３３から出力された出力信号ｘ（ｔ）は、加算器６で音声信号Ｍと加算され、ＡＮＣ出力信号ｘ’（ｔ）としてスピーカー７（「音声出力装置」の一例）から出力される。スピーカー７から出力されるＡＮＣ出力信号ｘ’（ｔ）は、以下の式（１１）で表される。
ｘ’（ｔ）＝ｘ（ｔ）＋Ｍ・・・（１１） The output signal x (t) output from the adder 33 is added to the audio signal M by the adder 6, and is output from the speaker 7 (an example of the “audio output device”) as the ANC output signal x'(t). .. The ANC output signal x'(t) output from the speaker 7 is represented by the following equation (11).
x'(t) = x (t) + M ... (11)

スピーカー７から出力されるＡＮＣ出力信号ｘ’（ｔ）と、エンジンこもり音ｎ（ｔ）との干渉により消音しきれなかった残留信号は、エラー信号ｅ（ｔ）（「第３音声信号」の一例）としてマイク８（「音声検出装置」の一例）によって検出される。 The residual signal that could not be completely muted due to the interference between the ANC output signal x'(t) output from the speaker 7 and the engine muffled sound n (t) is the error signal e (t) (“third audio signal””. As an example), it is detected by a microphone 8 (an example of a "sound detection device").

エラー信号ｅ（ｔ）は、エンジンこもり音ｎ（ｔ）と、ＡＮＣ出力信号ｘ’（ｔ）にスピーカー７−マイク８間の伝達特性Ｃを乗じた信号とを加算することにより求められる。エラー信号ｅ（ｔ）は、以下の式（１２）で表される。
ｅ（ｔ）＝ｎ（ｔ）＋ｘ’（ｔ）×Ｃ・・・（１２） The error signal e (t) is obtained by adding the engine muffled sound n (t) and the signal obtained by multiplying the ANC output signal x'(t) by the transmission characteristic C between the speaker 7 and the microphone 8. The error signal e (t) is represented by the following equation (12).
e (t) = n (t) + x'(t) x C ... (12)

加算器９では、エラー信号ｅ（ｔ）に対して、加算器２５の出力信号ｘ’ｍ（ｔ）が加算されて、適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ（ｔ）（「合成信号」の一例）が生成される。加算器９から出力される適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ（ｔ）は、以下の式（１３）で表される。
ｅａｎｃ（ｔ）＝ｅ（ｔ）＋ｘ’ｍ（ｔ）・・・（１３） In the adder 9, the output signal x'm (t) of the adder 25 is added to the error signal e (t), and the adaptive filter update signal enc (t) (an example of a “combined signal”) is generated. Will be generated. The adaptive filter update signal enac (t) output from the adder 9 is represented by the following equation (13).
enac (t) = e (t) + x'm (t) ... (13)

図２は、適応フィルタ更新用信号に含まれる音声信号を示す概念図である。第一実施形態によれば、図２に示すように、音声信号から、騒音信号の周波数に同期した周波数成分が集中的に除去される。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing an audio signal included in the adaptive filter update signal. According to the first embodiment, as shown in FIG. 2, the frequency component synchronized with the frequency of the noise signal is intensively removed from the audio signal.

こうして得られた適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ（ｔ）を用いて、適応制御アルゴリズム演算器３４で、適応フィルタ３１の係数Ａおよび適応フィルタ３２の係数Ｂの更新が行われる。 Using the adaptive filter update signal enac (t) thus obtained, the coefficient A of the adaptive filter 31 and the coefficient B of the adaptive filter 32 are updated by the adaptive control algorithm calculator 34.

推定経路フィルタ４０には、参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）と参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）とが入力され、それぞれ、推定経路フィルタ４０の係数Ｃ＾と乗算される。なお、Ｃ＾は、上述の伝達特性Ｃをモデル化した係数である。 A reference sine wave signal sin (t) and a reference chord wave signal cos (t) are input to the estimation path filter 40, and each is multiplied by a coefficient C ^ of the estimation path filter 40. Note that C ^ is a coefficient that models the above-mentioned transmission characteristic C.

適応制御アルゴリズム演算器３４には、推定経路フィルタ４０の出力信号（「補正信号」の一例）と、加算器９から出力される適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ（ｔ）とが入力される。 The output signal of the estimation path filter 40 (an example of the “correction signal”) and the adaptive filter update signal enac (t) output from the adder 9 are input to the adaptive control algorithm calculator 34.

適応制御アルゴリズム演算器３４では、以下の式（１４）により、適応フィルタ３１の係数Ａの更新が行われる。
Ａ（ｔ＋１）＝Ａ（ｔ）−Ｃ＾×ｓｉｎ（ｔ）×ｅａｎｃ（ｔ）・・・（１４） In the adaptive control algorithm calculator 34, the coefficient A of the adaptive filter 31 is updated by the following equation (14).
A (t + 1) = A (t) -C ^ x sin (t) x enc (t) ... (14)

また、適応制御アルゴリズム演算器３４では、以下の式（１５）により、適応フィルタ３２の係数Ｂの更新が行われる。
Ｂ（ｔ＋１）＝Ｂ（ｔ）−Ｃ＾×ｃｏｓ（ｔ）×ｅａｎｃ（ｔ）・・・（１５） Further, in the adaptive control algorithm calculator 34, the coefficient B of the adaptive filter 32 is updated by the following equation (15).
B (t + 1) = B (t) -C ^ x cos (t) x enc (t) ... (15)

このようにして、適応フィルタ３１の係数Ａおよび適応フィルタ３２の係数Ｂは、最適値に収束していく。 In this way, the coefficient A of the adaptive filter 31 and the coefficient B of the adaptive filter 32 converge to the optimum values.

以上のようにして、エラー信号ｅ（ｔ）から、音楽信号Ｍにおける騒音信号の周波数に同期した周波数成分が集中的に除去された適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ（ｔ）を用いて、適応フィルタ３１の係数Ａおよび適応フィルタ３２の係数Ｂを最適値に収束させる最適化処理が行われる。 As described above, the adaptive filter 31 is used by using the adaptive filter update signal enac (t) in which the frequency component synchronized with the frequency of the noise signal in the music signal M is intensively removed from the error signal e (t). The optimization process is performed to converge the coefficient A of the above and the coefficient B of the adaptive filter 32 to the optimum values.

そして、このような最適化処理によって得られた適応フィルタ３１の係数Ａおよび適応フィルタ３２の係数Ｂを用いて、エンジン回転数に基づいて生成された正弦波信号の振幅および位相を変調し、エンジンこもり音の逆相信号を生成する。 Then, using the coefficient A of the adaptive filter 31 and the coefficient B of the adaptive filter 32 obtained by such an optimization process, the amplitude and phase of the sinusoidal signal generated based on the engine rotation speed are modulated, and the engine Generates a muffled anti-phase signal.

以上説明したように、本実施形態によれば、能動型騒音低減装置は、入力された第１音声信号に基づいて、音源から発生する第２音声信号の周波数に同期した正弦波および余弦波に対して適用される第１の適応フィルタのフィルタ係数を決定する音声信号分析器と、前記第１の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第１音声信号における前記第２音声信号の周波数に同期した周波数成分を除去するための除去用信号を発生する信号発生器と、音声検出装置により検出された第３音声信号と前記除去用信号とが合成された合成信号と、前記正弦波および余弦波に対して音声出力装置から前記音声検出装置までの経路の伝達特性に基づいて決定された伝達特性が適用された補正信号とに基づいて、第２の適応フィルタのフィルタ係数を決定し、前記第２の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第２音声信号を低減させる信号を生成するアンチノイズ発生器と、を備える。 As described above, according to the present embodiment, the active noise reduction device creates a sine wave and a cosine wave synchronized with the frequency of the second audio signal generated from the sound source based on the input first audio signal. Synchronized with the frequency of the second audio signal in the first audio signal based on the audio signal analyzer that determines the filter coefficient of the first adaptive filter applied to it and the filter coefficient of the first adaptive filter. A signal generator that generates a removal signal for removing the frequency component, a composite signal obtained by combining the third voice signal detected by the voice detection device and the removal signal, and the sine wave and cosine wave. The filter coefficient of the second adaptive filter is determined based on the correction signal to which the transmission characteristic determined based on the transmission characteristic of the path from the audio output device to the audio detection device is applied. It includes an anti-noise generator that generates a signal that reduces the second audio signal based on the filter coefficient of the adaptive filter of 2.

これにより、エラー信号から、音声信号における、ＡＮＣ動作に影響を与える周波数成分を集中的に除去することができる。 As a result, the frequency component that affects the ANC operation in the audio signal can be intensively removed from the error signal.

そのため、少ない処理量で、音声信号の影響を受けにくいＡＮＣ動作を可能とすることができる。 Therefore, it is possible to enable ANC operation that is not easily affected by the audio signal with a small amount of processing.

（第二実施形態）
上述の第一実施形態では、単数のマイクを備えるものを例に説明を行ったが、これに限定されない。第二実施形態として、複数のマイクを備えるものについて説明する。図３は、本開示の第二実施形態に係る能動型騒音低減装置１０１の構成を示すブロック図である。なお、第一実施形態において示した能動型騒音低減装置１と同一の構成要素には同一の符号を付している。 (Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the description has been made by taking as an example a microphone provided with a single microphone, but the present invention is not limited to this. As a second embodiment, a device including a plurality of microphones will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the active noise reduction device 101 according to the second embodiment of the present disclosure. The same components as those of the active noise reduction device 1 shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

能動型騒音低減装置１０１は、音声信号分析器１１０と、信号発生器１２０と、アンチノイズ発生器１３０とを含む。 The active noise reduction device 101 includes an audio signal analyzer 110, a signal generator 120, and an anti-noise generator 130.

音声信号分析器１１０は、適応フィルタ１１１（「第１の音声信号分析用適応フィルタ」の一例）、適応フィルタ１１２（「第２の音声信号分析用適応フィルタ」の一例）、加算器１１３（「第１の音声信号分析用加算器」の一例）、加算器１１４（「第２の音声信号分析用加算器」の一例）、適応制御アルゴリズム演算器１１５（「音声信号分析用適応制御アルゴリズム演算器」の一例）および推定経路フィルタ１１６を含む。音声信号分析器１１０の構成は、上述の音声信号分析器１０と同様であるため、詳細な説明を省略する。 The voice signal analyzer 110 includes an adaptive filter 111 (an example of the “first voice signal analysis adaptive filter”), an adaptive filter 112 (an example of the “second voice signal analysis adaptive filter”), and an adder 113 (“an example of the“ second voice signal analysis adaptive filter ”). An example of "first voice signal analysis adder"), adder 114 (an example of "second voice signal analysis adder"), adaptive control algorithm calculator 115 ("adaptive control algorithm calculator for voice signal analysis") An example) and an estimated route filter 116. Since the configuration of the audio signal analyzer 110 is the same as that of the audio signal analyzer 10 described above, detailed description thereof will be omitted.

信号発生器１２０は、伝達要素１２１、１２１ａおよび１２１ｂと、伝達要素１２２、１２２ａおよび１２２ｂとを含む。また、信号発生器１２０は、係数乗算器１２３、１２３ａおよび１２３ｂ（「第１の信号発生用係数乗算器」の一例）と、係数乗算器１２４、１２４ａおよび１２４ｂ（「第２の信号発生用係数乗算器」の一例）とを含む。さらに、信号発生器１２０は、加算器１２５、１２５ａおよび１２５ｂ（「信号発生用加算器」の一例）を含む。 The signal generator 120 includes transmission elements 121, 121a and 121b and transmission elements 122, 122a and 122b. Further, the signal generator 120 includes coefficient multipliers 123, 123a and 123b (an example of the “first signal generation coefficient multiplier”) and coefficient multipliers 124, 124a and 124b (“second signal generation coefficient”). An example of a "multiplier") and is included. Further, the signal generator 120 includes adders 125, 125a and 125b (an example of a "signal generator adder").

アンチノイズ発生器１３０は、適応フィルタ１３１（「第１のアンチノイズ発生用適応フィルタ」の一例）と、適応フィルタ１３２（「第２のアンチノイズ発生用適応フィルタ」の一例）と、加算器１３３（「アンチノイズ発生用加算器」の一例）と、適応制御アルゴリズム演算器１３４、１３４ａおよび１３４ｂ（「アンチノイズ発生用適応制御アルゴリズム演算器」の一例）とを含む。 The anti-noise generator 130 includes an adaptive filter 131 (an example of the “first anti-noise generation adaptive filter”), an adaptive filter 132 (an example of the “second anti-noise generation adaptive filter”), and an adder 133. (An example of an "anti-noise generation adder") and adaptive control algorithm calculators 134, 134a and 134b (an example of an "anti-noise generation adaptive control algorithm calculator").

音声信号分析器１１０において行われる適応フィルタ１１１の係数Ａｍおよび適応フィルタ１１２の係数Ｂｍの最適化手法は、第一実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。 Since the method for optimizing the coefficient Am of the adaptive filter 111 and the coefficient Bm of the adaptive filter 112 performed in the audio signal analyzer 110 is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

信号発生器１２０において、伝達要素１２１、１２１ａおよび１２１ｂには、参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）が入力され、それぞれ、伝達要素１２１、１２１ａおよび１２１ｂの係数Ｃｇｅｎ_１１、Ｃｇｅｎ_１２およびＣｇｅｎ_１３と乗算される。伝達要素１２１、１２１ａおよび１２１ｂの出力信号は、係数乗算器１２３、１２３ａおよび１２３ｂにおいて、適応フィルタ１１１の係数Ａｍと乗算される。 In the signal generator 120, the reference sinusoidal signal sin (t) is input to the transmission elements 121, 121a and 121b and multiplied by _{the coefficients Cgen 11} , Cgen ₁₂ and Cgen _{13 of the transmission elements 121, 121a and 121b, respectively.} To. The output signals of the transmission elements 121, 121a and 121b are multiplied by the coefficient Am of the adaptive filter 111 in the coefficient multipliers 123, 123a and 123b.

また、第２の信号発生用伝達要素１２２、１２２ａおよび１２２ｂには、参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）が入力され、それぞれ、伝達要素１２１、１２１ａおよび１２１ｂの係数Ｃｇｅｎ_１１、Ｃｇｅｎ_１２およびＣｇｅｎ_１３と乗算される。伝達要素１２２、１２２ａおよび１２２ｂの出力信号は、係数乗算器１２４、１２４ａおよび１２４ｂにおいて、適応フィルタ１１２の係数Ｂｍと乗算される。 Further, the reference chord wave signal cos (t) is input to the second signal generation transmission elements 122, 122a and 122b, and the coefficients Cgen ₁₁ , Cgen ₁₂ and Cgen _{13 of the transmission elements 121, 121a and 121b are input, respectively.} To be multiplied. The output signals of the transmission elements 122, 122a and 122b are multiplied by the coefficient Bm of the adaptive filter 112 in the coefficient multipliers 124, 124a and 124b.

係数乗算器１２３の出力信号と、係数乗算器１２４の出力信号とは、加算器１２５で加算される。加算器１２５の出力信号ｘ’ｍ_１１（ｔ）は、以下の式（１６）で表される。
ｘ’ｍ_１１（ｔ）＝Ｃｇｅｎ_１１×Ａｍ（ｔ）×ｓｉｎ（ｔ）＋Ｃｇｅｎ_１１×Ｂｍ（ｔ）×ｃｏｓ（ｔ）・・・（１６） The output signal of the coefficient multiplier 123 and the output signal of the coefficient multiplier 124 are added by the adder 125. The output signal x'm ₁₁ (t) of the adder 125 is represented by the following equation (16).
x'm ₁₁ (t) = Cgen ₁₁ x Am (t) x sin (t) + Cgen ₁₁ x Bm (t) x cos (t) ... (16)

係数乗算器１２３ａの出力信号と、係数乗算器１２４ａの出力信号とは、加算器１２５ａで加算される。加算器１２５ａの出力信号ｘ’ｍ_１２（ｔ）は、以下の式（１７）で表される。
ｘ’ｍ_１２（ｔ）＝Ｃｇｅｎ_１２×Ａｍ（ｔ）×ｓｉｎ（ｔ）＋Ｃｇｅｎ_１２×Ｂｍ（ｔ）×ｃｏｓ（ｔ）・・・（１７） The output signal of the coefficient multiplier 123a and the output signal of the coefficient multiplier 124a are added by the adder 125a. The output signal x'm ₁₂ (t) of the adder 125a is represented by the following equation (17).
x'm ₁₂ (t) = Cgen ₁₂ x Am (t) x sin (t) + Cgen ₁₂ x Bm (t) x cos (t) ... (17)

係数乗算器１２３ｂの出力信号と、係数乗算器１２４ｂの出力信号とは、加算器１２５ｂで加算される。加算器１２５ｂの出力信号ｘ’ｍ_１３（ｔ）は、以下の式（１８）で表される。
ｘ’ｍ_１３（ｔ）＝Ｃｇｅｎ_１３×Ａｍ（ｔ）×ｓｉｎ（ｔ）＋Ｃｇｅｎ_１３×Ｂｍ（ｔ）×ｃｏｓ（ｔ）・・・（１８） The output signal of the coefficient multiplier 123b and the output signal of the coefficient multiplier 124b are added by the adder 125b. The output signal x'm ₁₃ (t) of the adder 125b is represented by the following equation (18).
x'm ₁₃ (t) = Cgen ₁₃ x Am (t) x sin (t) + Cgen ₁₃ x Bm (t) x cos (t) ... (18)

アンチノイズ発生器１３０において、参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）は、適応フィルタ１３１のフィルタ係数Ａと乗算される。また、参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）も同様に、適応フィルタ１３２のフィルタ係数Ｂと乗算される。 In the anti-noise generator 130, the reference sinusoidal signal sin (t) is multiplied by the filter coefficient A of the adaptive filter 131. Similarly, the reference chord wave signal cos (t) is also multiplied by the filter coefficient B of the adaptive filter 132.

適応フィルタ１３１の出力信号と、適応フィルタ１３２の出力信号とは、加算器１３３で加算される。加算器１３３から出力された出力信号ｘ（ｔ）は、加算器１０６で音声信号Ｍと加算され、ＡＮＣ出力信号ｘ’（ｔ）としてスピーカー１０７（「音声出力装置」の一例）から出力される。 The output signal of the adaptive filter 131 and the output signal of the adaptive filter 132 are added by the adder 133. The output signal x (t) output from the adder 133 is added to the audio signal M by the adder 106, and is output as an ANC output signal x'(t) from the speaker 107 (an example of the “audio output device”). ..

スピーカー１０７から出力されるＡＮＣ出力信号ｘ’（ｔ）と、エンジンこもり音ｎ（ｔ）との干渉により消音しきれなかった残留信号は、マイク１０８によって、第１のエラー信号ｅ_１１（ｔ）として検出され、マイク１０８ａによって、第２のエラー信号ｅ_１２（ｔ）として検出され、マイク１０８ｂによって、第３のエラー信号ｅ_１３（ｔ）として検出される。なお、マイク１０８、１０８ａおよび１０８ｂは、「音声検出装置」の一例である。 The residual signal that could not be completely muted due to the interference between the ANC output signal x'(t) output from the speaker 107 and the engine muffled sound n (t) is the first error signal e ₁₁ (t) by the microphone 108. Is detected as a second error signal e ₁₂ (t) by the microphone 108a, and is detected as a third error signal e ₁₃ (t) by the microphone 108b. The microphones 108, 108a and 108b are examples of the "voice detection device".

加算器１０９では、第１のエラー信号ｅ_１１（ｔ）に対して、加算器１２５の出力信号ｘ’ｍ_１１（ｔ）が加算されて、適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ_１１（ｔ）が生成される。 In the adder 109, the output signal x'm ₁₁ (t) of the adder _{125 is added to the first error signal e 11} _{(t) to generate the adaptive filter update signal enac 11} (t). To.

加算器１０９ａでは、第２のエラー信号ｅ_１２（ｔ）に対して、加算器１２５ａの出力信号ｘ’ｍ_１２（ｔ）が加算されて、適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ_１２（ｔ）が生成される。 In the adder 109a, the output signal x'm ₁₂ (t) of the adder _{125a is added to the second error signal e 12} _{(t) to generate the adaptive filter update signal enac 12} (t). To.

加算器１０９ｂでは、第３のエラー信号ｅ_１３（ｔ）に対して、加算器１２５ｂの出力信号ｘ’ｍ_１３（ｔ）が加算されて、適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ_１３（ｔ）が生成される。なお、適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ_１１（ｔ）、ｅａｎｃ_１２（ｔ）およびｅａｎｃ_１３（ｔ）は、「合成信号」の一例である。 In the adder 109b, the output signal x'm ₁₃ (t) of the adder _{125b is added to the third error signal e 13} _{(t) to generate the adaptive filter update signal enac 13} (t). To. The adaptive filter update signals enac ₁₁ (t), enc ₁₂ (t), and enac ₁₃ (t) are examples of “combined signals”.

推定経路フィルタ１４０には、参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）と参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）とが入力され、それぞれ、推定経路フィルタ１４０の係数Ｃ＾_１１と乗算される。なお、Ｃ＾_１１はスピーカー１０７−マイク１０８間の伝達特性Ｃ_１１をモデル化した係数である。 A reference sine wave signal sin (t) and a reference chord wave signal cos (t) are input to the estimation path filter 140, and each is multiplied by a _{coefficient C ^ 11 of the estimation path filter 140.} Note that C ^ ₁₁ is a coefficient that models _{the transmission characteristic C 11} between the speaker 107 and the microphone 108.

推定経路フィルタ１４０ａには、参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）と参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）とが入力され、それぞれ、推定経路フィルタ１４０ａの係数Ｃ＾_１２と乗算される。なお、Ｃ＾_１２はスピーカー１０７−マイク１０８ａ間の伝達特性Ｃ_１２をモデル化した係数である。 A reference sine wave signal sin (t) and a reference chord wave signal cos (t) are input to the estimation path filter 140a, and each is multiplied by a _{coefficient C ^ 12 of the estimation path filter 140a.} Note that C ^ ₁₂ is a coefficient that models _{the transmission characteristic C 12} between the speaker 107 and the microphone 108a.

推定経路フィルタ１４０ｂには、参照正弦波信号ｓｉｎ（ｔ）と参照余弦波信号ｃｏｓ（ｔ）とが入力され、それぞれ、推定経路フィルタ１４０ｂの係数Ｃ＾_１３と乗算される。なお、Ｃ＾_１３はスピーカー１０７−マイク１０８ｂ間の伝達特性Ｃ_１３をモデル化した係数である。 A reference sine wave signal sin (t) and a reference chord wave signal cos (t) are input to the estimation path filter 140b, and each is multiplied by a _{coefficient C ^ 13 of the estimation path filter 140b.} Note that C ^ ₁₃ is a coefficient that models _{the transmission characteristic C 13} between the speaker 107 and the microphone 108b.

適応制御アルゴリズム演算器１３４には、推定経路フィルタ１４０の出力信号と、加算器１０９から出力される適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ_１１（ｔ）とが入力される。 The output signal of the estimation path filter 140 and the adaptive filter update signal enac ₁₁ (t) output from the adder 109 are input to the adaptive control algorithm calculator 134.

適応制御アルゴリズム演算器１３４ａには、推定経路フィルタ１４０ａの出力信号と、加算器１０９ａから出力される適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ_１２（ｔ）とが入力される。 The output signal of the estimation path filter 140a and the adaptive filter update signal enac ₁₂ (t) output from the adder 109a are input to the adaptive control algorithm calculator 134a.

適応制御アルゴリズム演算器１３４ｂには、推定経路フィルタ１４０ｂの出力信号と、加算器１０９ｂから出力される適応フィルタ更新用信号ｅａｎｃ_１３（ｔ）とが入力される。なお、推定経路フィルタ１４０、１４０ａおよび１４０ｂの出力信号は、「補正信号」の一例である。 The output signal of the estimation path filter 140b and the adaptive filter update signal enac ₁₃ (t) output from the adder 109b are input to the adaptive control algorithm calculator 134b. The output signals of the estimation path filters 140, 140a and 140b are examples of "correction signals".

第二実施形態では、適応フィルタ１３１の係数Ａの更新は、適応制御アルゴリズム演算器１３４、１３４ａおよび１３４ｂのそれぞれの演算結果に基づいて行われる。 In the second embodiment, the coefficient A of the adaptive filter 131 is updated based on the calculation results of the adaptive control algorithm calculators 134, 134a and 134b, respectively.

適応フィルタ１３２の係数Ｂの更新についても同様に、適応制御アルゴリズム演算器１３４、１３４ａおよび１３４ｂのそれぞれの演算結果に基づいて行われる。 Similarly, the update of the coefficient B of the adaptive filter 132 is performed based on the calculation results of the adaptive control algorithm calculators 134, 134a and 134b, respectively.

このようにして、適応フィルタ１３１の係数Ａおよび適応フィルタ１３２の係数Ｂは、最適値に収束していく。 In this way, the coefficient A of the adaptive filter 131 and the coefficient B of the adaptive filter 132 converge to the optimum values.

以上のようにして、第二実施形態では、複数のマイクで検出された複数のエラー信号から音楽信号Ｍにおける騒音信号の周波数に対応する信号が除去された複数の適応フィルタ更新用信号を用いて、適応フィルタ１３１の係数Ａおよび適応フィルタ１３２の係数Ｂを最適値に収束させる最適化処理が行われる。 As described above, in the second embodiment, a plurality of adaptive filter update signals in which the signal corresponding to the frequency of the noise signal in the music signal M is removed from the plurality of error signals detected by the plurality of microphones are used. , The optimization process of converging the coefficient A of the adaptive filter 131 and the coefficient B of the adaptive filter 132 to the optimum values is performed.

本開示に係る能動型騒音低減装置および能動型騒音低減方法によれば、少ない処理量で、音声信号の影響を受けにくいＡＮＣ動作を可能とすることができ、車載用途に好適である。 According to the active noise reduction device and the active noise reduction method according to the present disclosure, ANC operation that is not easily affected by audio signals can be performed with a small amount of processing, and is suitable for in-vehicle use.

１、１０１能動型騒音低減装置
２エンジン
３波形整形器
４正弦波発生器
５余弦波発生器
６、１０６加算器
７、１０７スピーカー
８、１０８、１０８ａ、１０８ｂマイク
９、１０９、１０９ａ、１０９ｂ加算器
１０、１１０音声信号分析器
１１、１１１適応フィルタ
１２、１１２適応フィルタ
１３、１１３加算器
１４、１１４加算器
１５、１１５適応制御アルゴリズム演算器
１６、１１６推定経路フィルタ
２０、１２０信号発生器
２１、１２１、１２１ａ、１２１ｂ伝達要素
２２、１２２、１２２ａ、１２２ｂ伝達要素
２３、１２３、１２３ａ、１２３ｂ係数乗算器
２４、１２４、１２４ａ、１２４ｂ係数乗算器
２５、１２５、１２５ａ、１２５ｂ加算器
３０、１３０アンチノイズ発生器
３１、１３１適応フィルタ
３２、１３２適応フィルタ
３３、１３３加算器
３４、１３４、１３４ａ、１３４ｂ適応制御アルゴリズム演算器
４０、１４０、１４０ａ、１４０ｂ推定経路フィルタ 1,101 Active noise reduction device 2 Engine 3 Waveform shaper 4 Sine wave generator 5 Cosine wave generator 6,106 Adder 7,107 Speaker 8,108,108a, 108b Microphone 9,109,109a,109b Adder 10, 110 Voice signal analyzer 11, 111 Adaptive filter 12, 112 Adaptive filter 13, 113 Adder 14, 114 Adder 15, 115 Adaptive control algorithm calculator 16, 116 Estimated path filter 20, 120 Signal generator 21, 121 , 121a, 121b Transmission element 22, 122, 122a, 122b Transmission element 23, 123, 123a, 123b Coefficient multiplier 24, 124, 124a, 124b Adder 25, 125, 125a, 125b Adder 30, 130 Anti-noise generation Instrument 31, 131 Adaptive filter 32, 132 Adaptive filter 33, 133 Adder 34, 134, 134a, 134b Adaptive control algorithm calculator 40, 140, 140a, 140b Estimated path filter

Claims

入力された第１音声信号に基づいて、音源から発生する第２音声信号の周波数に同期した正弦波および余弦波に対して適用される第１の適応フィルタのフィルタ係数を決定する音声信号分析器と、
前記第１の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第１音声信号における前記第２音声信号の周波数に同期した周波数成分を除去するための除去用信号を発生する信号発生器と、
音声検出装置により検出された第３音声信号と前記除去用信号とが合成された合成信号と、前記正弦波および余弦波に対して音声出力装置から前記音声検出装置までの経路の伝達特性に基づいて決定された伝達特性が適用された補正信号とに基づいて、第２の適応フィルタのフィルタ係数を決定し、前記第２の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第２音声信号を低減させる信号を生成するアンチノイズ発生器と、を備え、
前記音声信号分析器は、前記正弦波および余弦波に対して所定の伝達特性が適用された信号を用いて、前記第１の適応フィルタのフィルタ係数を決定する音声信号分析用適応制御アルゴリズム演算器を備える、
能動型騒音低減装置。 An audio signal analyzer that determines the filter coefficient of the first adaptive filter applied to sine and cosine waves synchronized to the frequency of the second audio signal generated by the sound source, based on the input first audio signal. When,
A signal generator that generates a removal signal for removing a frequency component synchronized with the frequency of the second audio signal in the first audio signal based on the filter coefficient of the first adaptive filter.
Based on the composite signal obtained by synthesizing the third audio signal detected by the audio detection device and the removal signal, and the transmission characteristics of the path from the audio output device to the audio detection device for the sine wave and the cosine wave. The filter coefficient of the second adaptive filter is determined based on the correction signal to which the transmission characteristic determined is applied, and the second audio signal is reduced based on the filter coefficient of the second adaptive filter. Equipped with an anti-noise generator that generates a signal ,
The voice signal analyzer is an adaptive control algorithm calculator for voice signal analysis that determines the filter coefficient of the first adaptive filter by using a signal to which a predetermined transmission characteristic is applied to the sine wave and the cosine wave. With,
Active noise reduction device.

前記音声信号分析器は、
前記正弦波に対して適用される第１の音声信号分析用適応フィルタと、
前記余弦波に対して適用される第２の音声信号分析用適応フィルタと、
前記第１の音声信号分析用適応フィルタの出力信号と前記第２の音声信号分析用適応フィルタの出力信号とを合成する第１の音声信号分析用加算器と、
前記第１の音声信号分析用加算器の出力信号と前記第１音声信号とを合成する第２の音声信号分析用加算器と、を備え、
前記音声信号分析用適応制御アルゴリズム演算器は、前記正弦波および余弦波に対して所定の伝達特性が適用された信号と、前記第２の音声信号分析用加算器の出力信号を用いて、前記第１の音声信号分析用適応フィルタのフィルタ係数および前記第２の音声信号分析用適応フィルタのフィルタ係数を決定する、
請求項１に記載の能動型騒音低減装置。 The audio signal analyzer
A first adaptive filter for audio signal analysis applied to the sine wave,
A second adaptive filter for audio signal analysis applied to the cosine wave,
A first voice signal analysis adder that synthesizes the output signal of the first voice signal analysis adaptive filter and the output signal of the second voice signal analysis adaptive filter.
A second audio signal analysis adder that synthesizes the output signal of the first audio signal analysis adder and the first audio signal is provided.
The adaptive control algorithm calculator for voice signal analysis uses a signal to which a predetermined transmission characteristic is applied to the sine wave and the cosine wave and an output signal of the adder for voice signal analysis. The filter coefficient of the first adaptive filter for audio signal analysis and the filter coefficient of the second adaptive filter for audio signal analysis are determined .
The active noise reduction device according to claim 1.

前記信号発生器は、
前記正弦波に対して所定の係数が乗算された信号に対して前記第１の音声信号分析用適応フィルタのフィルタ係数を乗算する第１の信号発生用係数乗算器と、
前記余弦波に対して所定の係数が乗算された信号に対して前記第２の音声信号分析用適応フィルタのフィルタ係数を乗算する第２の信号発生用係数乗算器と、
前記第１の信号発生用係数乗算器の出力信号と前記第２の信号発生用係数乗算器の出力信号とを合成する信号発生用加算器と、を備える、
請求項２に記載の能動型騒音低減装置。 The signal generator
A first signal generation coefficient multiplier that multiplies the signal obtained by multiplying the sine wave by a predetermined coefficient by the filter coefficient of the first voice signal analysis adaptive filter.
A second signal generation coefficient multiplier that multiplies the signal obtained by multiplying the cosine wave by a predetermined coefficient by the filter coefficient of the second voice signal analysis adaptive filter.
A signal generation adder that synthesizes an output signal of the first signal generation coefficient multiplier and an output signal of the second signal generation coefficient multiplier is provided.
The active noise reduction device according to claim 2.

前記アンチノイズ発生器は、
前記正弦波に適用される第１のアンチノイズ発生用適応フィルタと、
前記余弦波に適用される第２のアンチノイズ発生用適応フィルタと、
前記第１のアンチノイズ発生用適応フィルタの出力信号と前記第２のアンチノイズ発生用適応フィルタの出力信号とを合成するアンチノイズ発生用加算器と、
前記合成信号および前記補正信号を用いて、前記第１のアンチノイズ発生用適応フィルタのフィルタ係数および前記第２のアンチノイズ発生用適応フィルタのフィルタ係数を決定するアンチノイズ発生用適応制御アルゴリズム演算器と、を備える、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の能動型騒音低減装置。 The anti-noise generator
A first adaptive filter for generating anti-noise applied to the sine wave,
A second adaptive filter for generating anti-noise applied to the cosine wave, and
An anti-noise generation adder that synthesizes the output signal of the first anti-noise generation adaptive filter and the output signal of the second anti-noise generation adaptive filter.
An anti-noise generation adaptive control algorithm calculator that uses the composite signal and the correction signal to determine the filter coefficient of the first anti-noise generation adaptive filter and the filter coefficient of the second anti-noise generation adaptive filter. And with
The active noise reduction device according to any one of claims 1 to 3.

入力された第１音声信号に基づいて、音源から発生する第２音声信号の周波数に同期した正弦波および余弦波に対して適用される第１の適応フィルタのフィルタ係数を決定するステップと、
前記第１の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第１音声信号における前記第２音声信号の周波数に同期した周波数成分を除去するための除去用信号を発生するステップと、
音声検出装置により検出された第３音声信号と前記除去用信号とが合成された合成信号と、前記正弦波および余弦波に対して音声出力装置から前記音声検出装置までの経路の伝達特性に基づいて決定された伝達特性が適用された補正信号とに基づいて、第２の適応フィルタのフィルタ係数を決定し、前記第２の適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記第２音声信号を低減させる信号を生成するステップと、を備え、
前記第１の適応フィルタのフィルタ係数は、前記正弦波および余弦波に対して所定の伝達特性が適用された信号を用いて決定される、
能動型騒音低減方法。 Based on the input first audio signal, the step of determining the filter coefficient of the first adaptive filter applied to the sine wave and cosine wave synchronized with the frequency of the second audio signal generated from the sound source, and
A step of generating a removal signal for removing a frequency component synchronized with the frequency of the second audio signal in the first audio signal based on the filter coefficient of the first adaptive filter.
Based on the composite signal obtained by synthesizing the third audio signal detected by the audio detection device and the removal signal, and the transmission characteristics of the path from the audio output device to the audio detection device for the sine wave and the cosine wave. The filter coefficient of the second adaptive filter is determined based on the correction signal to which the transmission characteristic determined is applied, and the second audio signal is reduced based on the filter coefficient of the second adaptive filter. With steps to generate a signal ,
The filter coefficient of the first adaptive filter is determined using a signal to which a predetermined transfer characteristic is applied to the sine wave and the cosine wave.
Active noise reduction method.