主动型噪声降低装置和主动型噪声降低方法制造方法及图纸

主动型噪声降低装置具有基准信号生成部、自适应滤波器部、控制声输出部、误差信号检测部。自适应滤波器部具有控制信号生成部、滤波器系数更新部、步长设定部。控制信号生成部使基准信号乘以滤波器系数来生成控制信号。滤波器系数更新部基于参照信号和误差信号来更新滤波器系数，以使误差信号最小。步长设定部设定表示滤波器系数的更新量的步长参数。滤波器系数更新部基于音频信息特征量和控制信号的变化来设定用于调整步长参数的步长调整系数。

Active noise reduction device and active noise reduction method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】主动型噪声降低装置和主动型噪声降低方法
本专利技术涉及一种主动地降低伴随移动体的发动机振动而在车厢内产生的发动机蜂鸣声的主动型噪声降低装置和主动型噪声降低方法。
技术介绍
近年，通过针对车辆行驶时在车厢内产生的发动机蜂鸣声干涉相位相反且振幅相等的控制声来降低发动机蜂鸣声的主动型噪声降低装置正在被实用化。发动机蜂鸣声是发动机的振动经由车体传递从而使作为封闭空间的车厢在一定的条件下发生共振而产生的辐射声(日语：放射音)，发动机蜂鸣声具有与发动机的转速同步的显著的周期性。主动型噪声降低装置具有自适应滤波器，该自适应滤波器通过使发动机振动的传递系统中的传递函数自适应，来生成应向控制点输出的控制声的信号Y(n)(下面称作“控制信号Y(n)”)。自适应滤波器具有生成控制信号Y(n)的控制信号生成部、以及更新控制信号生成部的滤波器系数W(n)的滤波器系数更新部。在前馈控制方式的自适应滤波器中，控制信号生成部例如使基于发动机脉冲的基准信号X(n)与滤波器系数W(n)相乘来生成控制信号Y(n)。朝向控制点输出与该控制信号Y(n)对应的控制声。另外，滤波器系数更新部基于与残留于控制点的残留噪声对应的信号E(n)(控制对象声与控制声的差分、下面称作“误差信号E(n)”)和参照信号R(n)来逐次更新滤波器系数W(n)，以使误差信号E(n)变小。对滤波器系数更新部例如应用LMS算法(LMS：LeastMeanSquare：最小均方)等优化算法。在自适应滤波器的抽头长度为“1”的情况下、即为1抽头自适应滤波器的情况下，时刻(n+1)的滤波器系数W(n+1)用下式(1)表示。在式(1)中，μ为用于控制滤波器系数W(n)的更新量、即收敛速度的参数，被称作步长参数。如果步长参数μ小，则收敛精度提高，但收敛速度变慢。[数1]W(n+1)＝W(n)-μ·E(n)·R(n)···(1)另外，主动型噪声降低装置所使用的基准信号X(n)通常包含相当于发动机转频(日语：回転数)的频率(发动机转频[rpm]/60[sec]、下面称作“基本频率”。)的高阶的频率分量。例如，在为直列四缸发动机的情况下，在曲轴旋转2周的期间爆发四次，因此基本频率的偶数倍的频率分量、即2N阶分量(N为正的整数)为基准信号X(n)的主要分量。也就是说，基准信号X(n)包含成为基波的2阶分量、成为高次谐波的4阶分量、6阶分量…。以往，通过使基准信号X(n)所包含的所有阶次分量乘以相同的滤波器系数W(n)来生成控制信号Y(n)。在此，对将上述的主动型噪声降低装置应用于再现音频信号的车厢内环境的情况进行说明。在音频信号被输入至信号E(n)的情况下，使用音频信号来进行滤波器系数W(n)的更新，因此有可能消除音频信号。作为解决这样的问题的技术，例如具有专利文献1、2。在专利文献1、2中，公开了如下一种技术：通过根据音频信号的输出水平的大小减小步长参数μ来减慢更新速度，从而降低消音效果对音频信号的影响。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平3-178845号公报专利文献2：日本特开2008-213755号公报
技术实现思路
本专利技术提供一种在被应用于再现音频信号的环境的情况下能够降低残留异响的主动型噪声降低装置和主动型噪声降低方法。反映本专利技术的一个方面的主动型噪声降低装置通过对从噪声源产生的、具有周期性的控制对象声干涉控制声来主动地降低车辆内的控制点处的噪声。主动型噪声降低装置具有基准信号生成部、自适应滤波器部、控制声输出部、误差信号检测部。基准信号生成部生成与控制对象声相关的基准信号。自适应滤波器部基于基准信号及与在车辆内再现的音频信号有关的音频信息特征量来生成控制信号。控制声输出部输出与控制信号对应的控制声。误差信号检测部收集控制点处的由于控制对象声与控制声之间的干涉而产生的残留噪声，并检测与残留噪声对应的误差信号。自适应滤波器部具有参照信号生成部、控制信号生成部、滤波器系数更新部、步长设定部。参照信号生成部基于输入至自适应滤波器部的基准信号来生成参照信号。控制信号生成部使基准信号乘以滤波器系数来生成控制信号。滤波器系数更新部基于参照信号和误差信号来更新滤波器系数，以使误差信号最小。步长设定部设定表示滤波器系数的更新量的步长参数。滤波器系数更新部基于音频信息特征量和控制信号的变化来设定用于调整步长参数的步长调整系数。关于反映本专利技术的另一个方面的主动型噪声降低方法，通过对从噪声源产生的、具有周期性的控制对象声干涉控制声来主动地降低车辆内的控制点处的噪声。主动型噪声降低方法包括(A)生成基准信号的工序、(B)生成控制信号的工序、(C)输出控制声的工序、(D)检测误差信号的工序。在(A)生成基准信号的工序中，生成与控制对象声相关的基准信号。在(B)生成控制信号的工序中，基于基准信号以及与在车辆内再现的音频信号有关的音频信息特征量来生成控制信号。在(C)输出控制声的工序中，输出与控制信号对应的控制声。在(D)检测误差信号的工序中，收集控制点处的由于控制对象声与控制声之间的干涉而产生的残留噪声，并检测与残留噪声对应的误差信号。(B)生成控制信号的工序包括(B11)生成参照信号的工序、(B12)生成控制信号的工序、(B13)更新滤波器系数的工序、(B14)设定步长参数的工序。在(B11)生成参照信号的工序中，基于输入的基准信号来生成参照信号。在(B12)生成控制信号的工序中，使基准信号乘以滤波器系数来生成控制信号。在(B13)更新滤波器系数的工序中，基于参照信号和误差信号来更新滤波器系数，以使误差信号最小。在(B14)设定步长参数的工序中，设定用于控制滤波器系数的更新量的步长参数。在(B13)更新滤波器系数的工序中，基于音频信息特征量和控制信号的变化来设定用于调整步长参数的步长调整系数。根据本专利技术，在将主动型噪声降低装置应用于再现音频信号的环境中的情况下，能够降低残留异响。附图说明图1是表示实施方式所涉及的主动型噪声降低装置的框图。图2是表示自适应滤波器的结构的图。具体实施方式在说明本专利技术的实施方式之前简单地说明现有技术中的问题点。在专利文献1、2所公开的技术中，由于根据音频信号的输出水平的大小来减小步长参数μ，因此即使在将控制信号Y(n)的附近的频率的音频信号作为误差信号E(n)而用于了滤波器系数W(n)的更新的情况下，针对音频信号的自适应速度也降低。但是，另一方面，具有如下问题：在音频信号变化为控制信号Y(n)的附近以外的频率的情况下，在由于音频信号而错误地进行了更新的滤波器系数W(n)的值变化为正常值的期间中也利用降低的步长参数μ进行自适应处理，因此残留异响的产生时间变长。下面，参照附图来详细地说明本专利技术的实施方式。图1为表示实施方式所涉及的主动型噪声降低装置1的图。主动型噪声降低装置1搭载于具有发动机来作为驱动源的车辆。主动型噪声降低装置1针对由于发动机振动而在车厢内产生的发动机蜂鸣声(控制对象声)干涉相位相反且振幅相等的控制声，由此降低发动机蜂鸣声。如图1所示，主动型噪声降低装置1具有转频获取部10、基准信号生成部20、自适应滤波器部30、控制声输出部40、误差信号检测部50、以及音乐信息获取部60等。转频获取部10基于与发动机的旋转同步的发动机脉冲来获取发动机转频。例如从检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动型噪声降低装置，通过对从噪声源产生的、具有周期性的控制对象声干涉控制声来主动地降低车辆内的控制点处的噪声，所述主动型噪声降低装置具备：基准信号生成部，其生成与所述控制对象声相关的基准信号；自适应滤波器部，其基于所述基准信号及与在所述车辆内再现的音频信号有关的音频信息特征量来生成控制信号；控制声输出部，其输出与所述控制信号对应的控制声；以及误差信号检测部，其收集所述控制点处的由于所述控制对象声与所述控制声之间的干涉而产生的残留噪声，并检测与所述残留噪声对应的误差信号，其中，所述自适应滤波器部具有：参照信号生成部，其基于输入至该自适应滤波器部的所述基准信号来生成参照信号；控制信号生成部，其使所述基准信号乘以滤波器系数来生成所述控制信号；滤波器系数更新部，其基于所述参照信号和所述误差信号来更新所述滤波器系数，以使所述误差信号最小；以及步长设定部，其设定表示所述滤波器系数的更新量的步长参数，所述滤波器系数更新部基于所述音频信息特征量和所述控制信号的变化来设定用于调整所述步长参数的步长调整系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.16 JP 2017-0512711.一种主动型噪声降低装置，通过对从噪声源产生的、具有周期性的控制对象声干涉控制声来主动地降低车辆内的控制点处的噪声，所述主动型噪声降低装置具备：基准信号生成部，其生成与所述控制对象声相关的基准信号；自适应滤波器部，其基于所述基准信号及与在所述车辆内再现的音频信号有关的音频信息特征量来生成控制信号；控制声输出部，其输出与所述控制信号对应的控制声；以及误差信号检测部，其收集所述控制点处的由于所述控制对象声与所述控制声之间的干涉而产生的残留噪声，并检测与所述残留噪声对应的误差信号，其中，所述自适应滤波器部具有：参照信号生成部，其基于输入至该自适应滤波器部的所述基准信号来生成参照信号；控制信号生成部，其使所述基准信号乘以滤波器系数来生成所述控制信号；滤波器系数更新部，其基于所述参照信号和所述误差信号来更新所述滤波器系数，以使所述误差信号最小；以及步长设定部，其设定表示所述滤波器系数的更新量的步长参数，所述滤波器系数更新部基于所述音频信息特征量和所述控制信号的变化来设定用于调整所述步长参数的步长调整系数。2.根据权利要求1所述的主动型噪声降低装置，其特征在于，所述自适应滤波器部具有与所述基准信号的多个阶次分量对应的多个自适应滤波器，所述多个自适应滤波器各自生成所对应的阶次分量的所述控制信号。3.根据权利要求1或2所述的主动型噪声降低装置，其特征在于，在所述音频信息特征量超过阈值且所述控制信号处于增加方向的情况下，所述滤波器系数更新部使用被设定为使所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：垰雅文，山梨智史，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP