本发明专利技术提供一种有源消声装置，其具有：扬声器，其用于产生与噪声发生干涉的控制声；麦克风，其用于检测发生所述干涉后残留的噪声来作为残留噪声信号；音质评价部，其用于对所述残留噪声的音质进行评价并输出音质评价结果；动作信号决定部，其用于根据所述音质评价结果，对于与参照信号的多个波段对应的所述残留噪声的多个波段，决定在生成所述控制声时使用在哪一时刻检测到的残留噪声信号的频率成分，所述参照信号与所述噪声对应；控制信号生成部，其用于基于被决定的残留噪声信号的多个波段和与所述噪声对应的参照信号的多个波段，生成控制信号并输出，所述控制信号用于生成所述控制声。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
作为消除噪声的技术之一，有有源消声(ANC)技术。ANC是使同幅反相的声波(控制声)干涉噪声从而进行消声的技术。近年来，使用有源消声装置来消除空调噪声、工厂内或者汽车内的噪声等。接着，对现有的有代表性的有源消声装置进行说明。在专利文献1中示出了运算量低而具有高的消声性能的有源消声装置。如图11所 示，该有源消声装置具有传感器麦克风101、能够可变地设置滤波器系数的FIR滤波器102、 滤波器系数固定的FIR滤波器103、设置在FIR滤波器103后侧的LMS运算器104、控制用 扬声器105、误差麦克风106。其中，由FIR滤波器102、FIR滤波器103、LMS (Least Mean Square)运算器104构成自适应滤波器1 07。传感器麦克风101检测对应于噪声的信号(参照信号)，并将其输出至能够可变地 设定滤波器系数的FIR滤波器102和滤波器系数固定的FIR滤波器103。系数固定的FIR滤波器(误差路径上的滤波器)103在当前时刻和过去的各个时 刻保存被输入的参照信号x(t)，其数量与自身抽头数相同。然后，将通过下述式(1)对传输 函数 与将该参照信号 x(t)矢量化了的 f(t) = 进行卷积而获得的信号(滤波参照信号)r(t)输出至LMS运算器 104，其中，上述传输函数是从控制用扬声器105到误差麦克风106为止的误差路径的传输 函数。r(t) = — ⑴…(1)(*表示卷积运算)LMS运算器104在当前时刻和过去的各个时刻保存从FIR滤波器103输入的滤波 参照信号r(t)，其数量与FIR滤波器102的抽头数(Nh)相同。然后，使用将该滤波参照信 号矢量化了的r 一(t) = 和当前时刻的FIR滤波器102的 系数h—(t) = ，通过下述式(2)求出下一时刻的FIR滤波 器 102 的系数 h—(t+1) = 。<formula>formula see original document page 4</formula>其中，e(t)是在时刻t由误差麦克风106检测到的残留噪声信号，μ是步长参数。此外，如图11所示，相对于LMS算法，将在自适应滤波器107中在LMS运算器104 的前侧追加系数固定的FIR滤波器103的算法称为Filtered-XLMS算法。该算法的基本原 理是考虑从控制用扬声器105到误差麦克风106为止的传递函数，为了减小残留噪声而基 于最速下降法(Ste印est descentmethod)更新(决定)FIR滤波器102的滤波器系数。关于Filtered-X LMS算法，例如非专利文献1所述。一般情况下，在Filtered-X LMS算法那样的时域的自适应算法中，声压电平高的频带与声压电平低的频带相比消声量大。因此，存在如下问题，即，在声压电平低的频带存 在易于给人带来不快感的噪声的情况下，不能获得好的消声效果。为了解决这一问题，在专利文献2中，如图12所示，使来自传感器麦克风111的参 照信号X通过波段分割部112而分割为多个波段X1、X2、…、Xn，并且使来自误差麦克风116 的残留噪声信号e通过波段分割部114而分割为多个波段ei、e2、···、 。然后，在具有多 个自适应滤波器的自适应滤波器部113中，按照每个波段来更新(决定)滤波器系数，从而 生成输出至控制用扬声器115的控制信号。由此，能够在宽的频带获得好的消声效果。但是，在有源消声装置中，由于控制用扬声器和麦克风的经过长时间的变化、从控 制用扬声器到误差麦克风的误差路径的空间传递系统的变动、干扰噪声混入到有源消声装 置中等，有时在一部分频率不能获得 足够的消声量。在那种情况下，能够获得足够消声量的频带的声压电平与不能获得足够消声量的 频带的声压电平之间的差扩大。其结果，存在如下问题，即，如图13所示，在有源消声装置 进行工作起经过了足够的时间后，最初平稳的各频带的声压电平也变为一部分频率的声压 电平突出的状态，即，成为不能消声的波段突出的状态，从而导致该不能消声的波段听起来 非常刺耳。另外，在按照分割了的每个波段来独立地更新(决定)滤波器系数的情况(例如， 图12中的情况)下，不能消声的波段听起来刺耳的问题更明显。专利文献1 JP专利第2872545号公报“消声装置”；专利文献2 JP专利第2517150号公报“消声装置”；非专禾Ij文献 1 :B. Widrow and S. Stearns, "Adaptive Signal Processing，，Prentice-Hall, Englewood, Cliffs, MJ,1985。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够避免不能消声的波段听起来特别刺耳这一现象的有 源消声装置以及有源消声装置的控制方法。本专利技术的第一方式的有源消声装置的特征在于，具有扬声器，其用于产生与噪声 发生干涉的控制声；麦克风，其用于检测发生所述干涉后残留的噪声来作为残留噪声信号； 音质评价部，其用于对所述残留噪声的音质进行评价并输出音质评价结果；动作信号决定 部，其用于根据所述音质评价结果，对于与参照信号的多个波段对应的所述残留噪声的多 个波段，决定在生成所述控制声时使用在哪一时刻检测到的残留噪声信号的频率成分，所 述参照信号与所述噪声对应；控制信号生成部，其用于基于被决定的残留噪声信号的多个 波段和与所述噪声对应的参照信号的多个波段，生成控制信号并输出，所述控制信号用于 生成所述控制声。在这里，对残留噪声信号的每个波段，由动作信号决定部根据音质评价结果来决 定在生成扬声器的控制声时使用在哪一时刻检测到的频率成分。这样，例如，对于残留噪声信号的每个波段，在与相邻的频率低的一侧的频带相比 过剩地消除当前波段的频率成分的情况下，或者与相邻的频率高的一侧的频带相比过剩地 消除当前波段的频率成分的情况下，对于当前波段，在生成控制声时不使用当前时刻检测 到的频率成分，从而能够防止该当前波段的残留噪声的声压电平与相邻的任意一侧的波段或者相邻的两侧的波段的声压电平之间的差扩大。因而，例如能够避免不能消声的波段听 起来特别刺耳这一现象。本专利技术的第二方式的有源消声装置的特征在于，在所述第一方式中，所述动作信 号决定部具有第一波段分割部，其用于将所述残留噪声信号分割为多个频带；开关部，其 具有多个开关，这些多个开关基于所述音质评价结果，对于在当前时刻检测到的残留噪声 信号的各个波段，决定是否使其频率成分通过所述控制信号生成部；所述控制信号生成部 具有第二波段分割部，其用于将所述参照信号分割为与所述残留噪声的多个波段对应的 多个波段；自适应滤波器部，其按照所述残留噪声信号和所述参照信号的相对应的每个波 段，具有滤波器系数可变的多个自适应滤波器，该自适应滤波器为了降低通过所述开关的 频率成分，对在当前时刻检测到的参照信号的频率成分进行滤波处理，从而生成第二控制 信号；加法器，其用于求所述第二控制信号的总和，生成所述控制信号，并将该控制信号输 出至所述扬声器。本专利技术的第三方式的有源消声装置的特征在于，在所述第二方式中，所述音质评 价部计算所述残留噪声信号的相邻波段间的声压电平的差，在当前波段的声压电平小于相 邻的频率低的一侧的波段本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有源消声装置，其特征在于，具有：扬声器，其用于产生与噪声发生干涉的控制声，麦克风，其用于检测发生所述干涉后残留的噪声作为残留噪声信号，音质评价部，其用于对所述残留噪声的音质进行评价并输出音质评价结果，动作信号决定部，其根据所述音质评价结果，对于与参照信号的多个波段对应的所述残留噪声的多个波段，决定在生成所述控制声时使用在哪一时刻检测到的残留噪声信号的频率成分，所述参照信号与所述噪声对应，控制信号生成部，其基于被决定的残留噪声信号的多个波段和与所述噪声对应的参照信号的多个波段，生成控制信号并输出，所述控制信号用于生成所述控制声。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：外川太郎，大谷猛，远藤香绪里，大田恭士，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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