信号处理设备与方法、及程序技术

本技术涉及一种能够改善噪声消除性能的信号处理设备和方法、以及程序。信号处理设备，包括：噪声检测单元，用于检测在由麦克风阵列创建的控制区域中产生的噪声；和控制单元，基于所检测的在控制区域中产生的噪声控制自适应滤波器的滤波器系数的更新，以减少由扬声器阵列朝向噪声消除区域产生的外部噪声，自适应滤波器用于生成从扬声器阵列输出的声音的信号。本技术可适用于空间噪声控制设备。

Signal processing equipment, methods and procedures

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信号处理设备与方法、及程序
本技术涉及一种信号处理设备、方法、以及程序，并且更具体地，涉及一种能够改善噪声消除性能的信号处理设备与方法、以及程序。
技术介绍
噪声消除技术已经研究了很长时间，并且配备有噪声消除功能的耳机已经投入实际应用并且现在广为应用。近年来，已经开展了关于使用大量的扬声器和麦克风来包围控制区域并且抑制更宽区域中的噪声的方法作为噪声消除技术的研究。其认为，该方法能够保持宽的区域(例如，汽车或飞机)安静。通常，因为噪声的频率特性未知，所以在噪声消除时通常使用自适应滤波器。需要通过参考麦克风或误差麦克风获取的噪声信号更新自适应滤波器的系数。通常，假设被输入至这些麦克风的噪声从控制区域的外面侵占了控制区域。然而，还构想了在控制区域内部意外地产生噪声并且通过麦克风采集噪声。如果以这种方式通过参考麦克风或误差麦克风检测在控制区域内部产生的噪声，则自适应滤波器发散，因此，噪声消除性能下降。由此，提出了一种使用单向性的麦克风作为参考麦克风或误差麦克风的方法(例如，参见非专利文献1)。在该方法中，麦克风的方向性面向控制区域的外面，并且由此，可以理想地除去从控制区域的内部到达的噪声的影响。引用列表专利文献非专利文献1：ChristianKleinhenrich,DetlefKrahe,“TheReflectionEquivalenceFormulationforacircularANCSystem”,ProceedingsofINTER-NOISE2016.2016。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，利用上述技术难以获得足够的噪声消除性能。例如，在使用单向性的麦克风的方法中，实际上难以创建具有完美单向性的麦克风，并且在某种程度上，受到从控制区域的内部传输的噪声的影响。进一步地，利用具有单向性的麦克风难以保持频率特性平坦，并且由此，不仅低频段内的增益整体减少，而且各个麦克风之间的变化还较大，因此，难以准确地记录声场。由此，在某些情况下，噪声消除性能下降。鉴于该情形提出了本技术，并且本技术旨在能够改善噪声消除性能。问题的解决方案根据本技术的一方面的信号处理设备包括：噪声检测单元，检测在由麦克风阵列形成的控制区域中产生的控制区域内部噪声；和控制单元，基于控制区域内部噪声的检测结果控制自适应滤波器的滤波器系数的更新，以减少由扬声器阵列形成的噪声消除区域的外部噪声，自适应滤波器用于生成由扬声器阵列输出的输出声音的信号。信号处理设备还能够设置有自适应滤波器单元，自适应滤波器单元基于通过使用麦克风阵列的声音采集获得的信号和滤波器系数生成输出声音的信号。可以使自适应滤波器单元在空间频域中执行基于通过使用麦克风阵列的声音采集获得的信号和滤波器系数的滤波过程，以生成输出声音的信号。在噪声检测单元检测控制区域内部噪声的情况下，可以使控制单元不执行滤波器系数的更新。可以使噪声检测单元基于通过使用麦克风阵列的声音采集获得的信号检测控制区域内部噪声。可以使噪声检测单元基于通过使用构成麦克风阵列并且具有距控制区域的中心位置的不同距离的多个麦克风阵列中的每个麦克风阵列的声音采集获得的各个信号检测控制区域内部噪声。可以使噪声检测单元基于通过使用麦克风阵列的声音采集获得的信号和通过在距控制区域的中心位置的距离上与麦克风阵列不同的另一麦克风阵列的声音采集获得的信号检测控制区域内部噪声。可以使噪声检测单元基于通过使用布置在控制区域中的检测麦克风的声音采集获得的信号检测控制区域内部噪声。可以使通过将多个麦克风阵列布置成预定的形状而获得麦克风阵列。可以使通过将多个扬声器阵列布置成预定的形状而获得扬声器阵列。可以将控制区域视为使用参考麦克风阵列或误差麦克风阵列作为麦克风阵列而形成的区域。根据本技术的一方面的信号处理方法或程序包括下列步骤：检测在由麦克风阵列形成的控制区域中产生的控制区域内部噪声；并且基于控制区域内部噪声的检测结果控制自适应滤波器的滤波器系数的更新，以减少由扬声器阵列形成的噪声消除区域的外部噪声，自适应滤波器用于生成通过扬声器阵列输出的输出声音的信号。根据本技术的一方面，检测在由麦克风阵列形成的控制区域中产生的控制区域内部噪声；并且基于控制区域内部噪声的检测结果控制自适应滤波器的滤波器系数的更新，以减少由扬声器阵列形成的噪声消除区域的外部噪声，自适应滤波器用于生成通过扬声器阵列输出的输出声音的信号。专利技术效果根据本技术的一方面，可以改善噪声消除性能。应注意，本文中描述的效果不一定必须受限制，并且可以是本公开中描述的任意效果。附图说明图1是示出本技术的视图。图2是用于描述前馈式ANC系统的框图。图3是示出空间噪声控制设备的配置实例的框图。图4是用于描述坐标系的框图。图5是用于描述控制区域的视图。图6是示出噪声消除过程的流程图。图7是示出空间噪声控制设备的配置实例的框图。图8是用于描述控制区域的视图。图9是示出噪声消除过程的流程图。图10是用于描述参考麦克风阵列、扬声器阵列、以及误差麦克风阵列的其他实例的视图。图11是用于描述参考麦克风阵列、扬声器阵列、以及误差麦克风阵列的其他实例的视图。图12是用于描述扬声器阵列和误差麦克风阵列的其他实例的视图。图13是用于描述扬声器阵列和误差麦克风阵列的其他实例的视图。图14是用于描述参考麦克风阵列和误差麦克风阵列的其他实例的视图。图15是用于描述扬声器阵列的另一实例的视图。图16是用于描述参考麦克风阵列、扬声器阵列、以及误差麦克风阵列的其他实例的视图。图17是用于描述参考麦克风阵列的另一实例的视图。图18是用于描述误差麦克风阵列的另一实例的视图。图19是示出计算机的示例性配置的框图。具体实施方式在下文中，将参考附图描述应用本技术的实施方式。<第一实施方式><关于本技术>即使在控制区域内出现噪声的情况下，本技术也能防止自适应滤波器发散，并且通过检测控制区域内所产生的噪声并且根据检测结果控制自适应滤波器的更新能够实现噪声消除性能的改善。首先，将参考图1描述应用本技术的噪声消除的概况。在图1示出的实例中，误差麦克风11-1至11-8布置成环形形状，以包围其中存在预定用户U11的位置，并且这些误差麦克风11-1至11-8构成误差麦克风阵列12。应注意，在不需要具体区分误差麦克风11-1至11-8的情况下，将误差麦克风11-1至11-8简称为误差麦克风11。进一步地，扬声器13-1至13-4布置成环形形状，以包围误差麦克风阵列12，并且扬声器13-1至13-4构成扬声器阵列14。在下文中，在不需要区分扬声器13-1至13-4的情况下，还将扬声器13-1至13-4简称为扬声器13。而且，参考麦克风15-1至15-8布置成环形形状，以包围扬声器阵列14，并且参考麦克风15-1至15-8构成参考麦克风阵列16。应注意，在不需要具体区分参考麦克风15-1至15-8的情况下，以下将参考麦克风15-1至15-8简称为参考麦克风15。在本实例中，将由误差麦克风11包围的区域，换言之，误差麦克风阵列12内的区域，或由参考麦克风15包围的区域，换言之，参考麦克风阵列16内的区域，设置为经过噪声检测的控制区域。此处，假设将在控制区域中产生并且传播至控制区域的外面(例如，由箭头A11指示的位置等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号处理设备，包括：噪声检测单元，检测在由麦克风阵列形成的控制区域中产生的控制区域内部噪声；和控制单元，基于所述控制区域内部噪声的检测结果控制自适应滤波器的滤波器系数的更新，以减少由扬声器阵列形成的噪声消除区域的外部噪声，所述自适应滤波器用于生成由所述扬声器阵列输出的输出声音的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.07 JP 2017-0426801.一种信号处理设备，包括：噪声检测单元，检测在由麦克风阵列形成的控制区域中产生的控制区域内部噪声；和控制单元，基于所述控制区域内部噪声的检测结果控制自适应滤波器的滤波器系数的更新，以减少由扬声器阵列形成的噪声消除区域的外部噪声，所述自适应滤波器用于生成由所述扬声器阵列输出的输出声音的信号。2.根据权利要求1所述的信号处理设备，还包括：自适应滤波器单元，基于通过使用所述麦克风阵列的声音采集获得的信号和所述滤波器系数生成所述输出声音的信号。3.根据权利要求2所述的信号处理设备，其中，所述自适应滤波器单元在空间频域中执行基于通过使用所述麦克风阵列的声音采集获得的信号和所述滤波器系数的滤波过程，以生成所述输出声音的信号。4.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，在所述噪声检测单元检测所述控制区域内部噪声的情况下，所述控制单元不执行所述滤波器系数的更新。5.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述噪声检测单元基于通过使用所述麦克风阵列的声音采集获得的信号检测所述控制区域内部噪声。6.根据权利要求5所述的信号处理设备，其中，所述噪声检测单元基于通过使用构成所述麦克风阵列并且具有距所述控制区域的中心位置的不同距离的多个麦克风阵列中的每个麦克风阵列的声音采集获得的每个信号检测所述控制区域内部噪声。7.根据权利要求5所述的信号处理设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：前野悠，光藤祐基，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP