WO2001015137A1 - Dispositif reducteur de bruit - Google Patents

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Description

明 細 書 騒音低減装置 技術分野
本発明は自動車等の乗り物の室内での騒音低減装置に関するものである, 背景技術
近年、 ハードの性能向上やコストの低減等により、 アクティブな消音技術 が実用化されてきている。 特に従来の受動的な対策では、 困難な低周波帯域 の騒音についてはその有効性が認められ、 応用も低周波帯域が主となってい る。
しかしながら、 中高域への応用については、 制御音源から受聴点までの距 離があると誤差が生じ制御が困難となること、 また、 対象音響空間が三次元 で複数の受聴点があることから、 乗り物の室内の消音システムへの応用は簡 単ではなかった。 しかも、 中高域まで制御帯域を広げた場合、 乗員の会話も 再生システムにとっては外乱であるため、 会話が消されるといった問題が生 じるものであった。 発明の開示
本発明は以上のような従来の欠点を除去し、 中高域にわたる乗り物の室内 での騒音を低減する騒音低域装置を提供することを目的とするものである。 上記課題を解決するために本発明の騒音低減装置は、 再生信号を発生する ソース部と、 騒音を能動的に打消すように信号処理する A N C部と、 乗り物 の内外の情報を検出するセンサと、 乗り物の内部での話者の発声を判断する 車室内発声判断部と、 A N C部の処理後の信号を増幅するアンプと、 このァ ンプにより増幅された信号を再生するための再生用トランスデューサとで構 成されたものである。
この構成とすることにより、 中高域にわたる乗り物の室内の騒音を低減す ることができることになる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の騒音低減装置の実施例を説明するためのブロック図、 第 2図は同 A N C部の基本動作原理を説明するためのブロック図、 第 3図は同 装置の消音動作を説明するためのブロック図、 第 4図は同 A N C部の詳細例 を説明するためのプロック図、 第 5図は同 A N C部の他の例を説明するため のプロック図、 第 6図は同車室内発声判断部を説明するためのプロック図、 第 7図は同センサの内の一部の配置例を説明するための概略配置図、 第 8図 は同座席マイクの配置例を説明するための概略配置図、 第 9図 （a ) は同車 室内発声判断部における 1音素のホルマント周波数の時間遷移図、 第 9図 ( b ) は同母音のホルマントの特徴を説明するための概略図、 第 1 0図は同 車室内発声判断部における音声のパワースぺクトルの長時間実効値を説明す るための図、 第 1 1図は同スピーカの配置例を説明するための概略配置図、 第 1 2図は同骨伝導ァクチユエ一夕の配置例を説明するための概略配置図、 第 1 3図は同装置のフェールセーフ機能動作を説明するためのブロック図で ある。 発明を実施するための最良の形態
実施例
以下、 本発明の実施例を第 1図〜第 1 3図を用いて説明する。 第 1図は本発明の実施例の騒音低減装置を示すブロック図である。 ラジオ や CDなどのソース部 1の信号は AN C部 2に入力され、 AN C部 2の出力 はアンプ 3に入力され、 このアンプ 3の出力は再生用トランスデューサ 4に 接続されている。 センサ 6の出力は車室内発声判断部 5と ANC部 2に入力 され、 車室内発声判断部 5の出力は ANC部 2へ入力されている。 また、 ァ ンプ 3の出力は AN C部 2へも入力されている。
上記のような構成でその動作について説明する。
ソース部 1からの再生信号は AN C部 2に入りここで作られる騒音消去信 号と混合された後アンプ 3で増幅されて、 スピーカなどの再生用トランスデ ユーザ 4に供給され、 ソース部 1の信号を再生及び騒音消去を行う。
一方、 車両内外の情報を検出するマイクからなるセンサや乗員を検知する センサなどのセンサ 6からの騒音信号及び各種車両情報信号は、 車室内発声 判断部 5と AN C部 2に入力される。 車室内発声判断部 5ではセンサ 6の信 号から乗員の発声を判断して、 消音動作のオン、 オフ制御のための AN C制 御信号を ANC部 2に送る。 ANC部 2では騒音消去信号をセンサ 6からの 信号とアンプ 3の出力信号とから騒音消去信号が作成され、 ソース部 1から の再生信号と騒音消去信号は A N C制御信号と混合されて再生信号となる。 第 2図は AN C部 2の基本構成を示すブロック図である。 センサ 6の内の 一部から得られた信号である騒音参照信号 X ( n) はフィル夕 7と適応アル ゴリズム部 8に入力され、 フィル夕 7の出力 y (n) は同じくセンサ 6の内 の一部から得られた信号である消音対象の騒音信号 d (n) から減算され、 その結果のエラー信号 e (n) は適応アルゴリズム部 8に入力されている。 次に ANC部 2の消音動作について説明する。 騒音参照信号 X (n) はフ ィルタ 7に入力されて出力信号 y (n) を出力する。 騒音信号 d (n) から 出力信号 y (n) が減算され、 その結果エラー信号 e (n) を得る。 このェ ラー信号 e ( n ) と騒音参照信号 x ( n ) に対して、 適応アルゴリズム部 8 で最小二乗法 （L M S ) アルゴリズムに代表される適応アルゴリズムを適用 することでフィルタ 7の係数更新が順次行われ、 エラ一信号 e ( n ) を最小 化することにより結果として騒音信号 d ( n ) を消音することができる。 第 3図は第 1図に示す騒音低減装置における具体的な消音動作を説明する ためのブロック図である。
第 3図において、 第 1図、 第 2図と同一構成部分には同一番号を付して詳 細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ詳述する。
レファレンス ·マイク 3 1の信号はフィル夕 7とフィル夕 3 8に入力され、 フィル夕 7の出力はソース部 1の信号と混ぜられて再生用トランスデューサ 4としてのスピーカ 3 2と遅延部 3 5へ入力される。 遅延部 3 5の出力はェ コ一キャンセル · フィル夕 3 4へ入力され、 この出力はレファレンス ·マイ ク 3 1の信号から減算される。 適応アルゴリズム部 8へはフィルタ 3 8とェ ラ一 ·マイク 3 3の出力信号が入力され、 適応アルゴリズム部 8の出力はフ ィル夕 7へ入力される。
第 2図に示す出力信号 y ( n ) は受聴点に届くまでに実際には伝達関数に 影響を受けるため、 これの保証用としてのフィルタ 3 8を追加する必要があ る。 これによりスピーカ 3 2からエラ一 'マイク 3 3への伝達関数分が保証 される。
また、 再生音自身が騒音参照信号 X ( n ) に回り込んでしまう現象を防止 するためェコ一キャンセル · フィルタ 3 4を追加する。 遅延部 3 5はエコー キャンセル · フィル夕 3 4の信号が電気経路のため音響空間伝達の遅れ分と 合わせるため設けている。 これによりスピーカ 3 2からレファレンス ·マイ ク 3 1への回り込みはエコーキャンセル'フィル夕 3 4の出力と相殺される。 フィル夕 3 8とェコ一キャンセル ' フィル夕 3 4は、 実動作に先立ってシス テム同定により求めておくことになる。
ソース部 1の信号はフィル夕 7を通らず再生出力の手前で加えられるため 消音のフィル夕処理を受けず、 また、 回り込み防止のエコーキャンセル · フ ィル夕 3 4は効いているので、 ソース部 1の信号については悪影響を受けず に消音信号とともに通常どおり再生される。
第 4図は第 2図に示す A N C部 2の詳細例を説明するためのプロック図で ある。
騒音参照信号 X ( n ) の内の 1つであるレファレンス ·マイク 3 1の出力 信号はフィル夕 4 1とフィル夕 4 2に接続され、 フィル夕 4 1の出力は適応 フィルタ 4 3に入力され、 適応フィル夕 4 3の出力はミキサー 4 6に入力さ れる。
フィルタ 4 2の出力は切換部 4 5と適応フィルタ 4 4へ接続され、 適応フ ィル夕 4 4の出力は切換部 4 5に入力され、 切換部 4 5の出力はミキサー 4 6へ入力される。
フィルタ 4 1は音声帯域以外を通すフィル夕でここで音声帯域外になつた 信号は適応フィル夕 4 3を通りこの帯域の騒音を消音するよう適応する。 ま た、 フィル夕 4 2により音声帯域を通った信号は適応フィル夕 4 4で音声帯 域の騒音を消音するよう適応するが、 切換部 4 5で車室内発声判断部 5の出 力信号によりフィル夕 4 2の信号そのままを得るか、 適応した信号を得るか を切換えた後ミキサー 4 6で混合され出力される。 これにより車室内発声時 にはフィル夕 4 2の信号そのままを用いるため音声帯域すなわち会話は消音 されない。 しかしながら音声帯域外の騒音に関しては消音されることになる。 適応フィルタ 4 3， 4 4の係数更新は、 継続して更新させたり、 固定にし たり、 切換えにより任意に設定可能である。
第 5図は第 2図に示す A N C部 2の他の例を説明するためのブロック図で ある。
第 5図において、 第 2図、 第 4図と同一構成部分には同一番号を付して、 詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ詳述する。
第 5図において、 レファレンス ·マイク 3 1の信号はフィル夕 · ブロック 5 4へ入力されるがブロック 5 4内では、 フィル夕 4 1と切換部 4 5に入力 されている。 フィル夕 4 1の出力は切換部 4 5に入力されている。
入力信号 （レファレンス ·マイク 3 1の出力信号） を音声帯域外のみを通 すフィル夕 4 1を通すとともに切換部 4 5で、 スルーさせる信号とするかフ ィル夕 4 1を通した信号とするかを車室内発声判断部 5の出力信号により切 換えることで車室内発声時には音声帯域 （すなわち会話） への消音動作をさ せなくするものである。
第 6図は車室内発声判断部 5を説明するためのブロック図である。
センサ 6の内の一部である座席マイク 6 1の信号は音声帯域フィルタ 6 3 に入力されフィル夕 6 3の出力は発現位置推定部 6 5内の時間差情報部 6 8 と乗員位置情報部 6 9に入力され、 音声確度推定部 6 6内のスペクトル特徴 部 7 0とエンベロープ特徴部 7 1にも入力される。 またノイズ相関部 6 7に も入力される。 ノイズ参照信号センサ 6 2の出力は音声帯域フィル夕 6 4に 入力され音声帯域フィルタ 6 4の出力はノイズ相関部 6 7に入力される。 発 現位置推定部 6 5、 音声確度推定部 6 6、 ノイズ相関部 6 7の出力はウェイ ティング部 7 2へ入力されウェイティング部 7 2の出力は判定部 7 3に入力 されている。
第 6図は車室内発声判断部 5の構成を示した例である。 乗員の近傍に付け られた座席マイク 6 1の信号は音声帯域フィルタ 6 3により音声帯域に制限 され発現位置推定部 6 5、 音声確度推定部 6 6、 ノイズ相関部 6 7へと入力 される。 ノイズ参照信号センサ 6 2の信号は、 音声帯域フィルタ 6 4により 音声帯域に制限されたのちノイズ相関部 6 7に入力される。 発現位置推定部 6 5は時間差情報部 6 8、 乗員位置情報部 6 9などから構成され、 また音声 確度推定部 6 6はスぺクトル特徴部 7 0、 エンベロープ特徴部 7 1から構成 され、それぞれ出力はウェイティング部 7 2へ入力される。ノイズ相関部 6 7 ではフィル夕 6 3を通過した座席マイク 6 1の信号と音声帯域フィル夕 6 4 を通過したノイズ参照信号センサ 6 2との相関をとりその度合いをウェイテ ィング部 7 2へ出力する。 ウェイティング部 7 2では各入力について重み付 けを行いその合計を判定部 7 3へ出力する。 判定部 7 3では設定された閾値 に従って制御信号を出力する。
時間差情報部 6 8では座席マイク 6 1の信号発現の順序を利用する。 乗員 位置情報部 6 9では座席マイク 6 1の音量と乗員検知センサ 7 8 (第 7図に て詳述する） を利用する。
第 7図はセンサ 6の内の一部の配置例を説明するための概略配置図である。 ボンネット内部には、 エンジン音センサ 7 4、 エンジン回転数センサ 7 5 が設置され、 車室内には、 天井に室内音センサ 7 7、 座席下に乗員検知セン サ 7 8が設置されている。 また天井から車外へ向けて、 外部音センサ 7 6が 設置され、 タイヤハウス近くには路面音センサ 7 9が設置されている。
第 8図は座席マイク 6 1の配置例を説明するための概略配置図である。 前席右ヘッドレストには、 前席右マイク 8 1、 前席左ヘッドレストには前 席左マイク 8 2が設置され、 同様に後席にも、 後席右マイク 8 3、 後席左マ イク 8 4が設置されている。 また各座席の頭位置から等距離となる地点を中 央位置 8 5で示している。
運転者の発声信号は各座席マイク 8 1〜8 4にそれぞれ異なった等時間で 届く。 また、 仮に車の中央位置 8 5から発声した場合は各マイクに等時間で 届く。 従って、 各座席マイク 8 1〜8 4の信号の時間差を計測することで発 声位置が推定できる。 また乗員検知センサ 7 8の情報も勘案することでより 確かな推定ができる。
これらの内容が第 6図に示した時間差情報部 6 8、 乗員位置情報部 6 9に 利用されている。
本センサ 6は、 この他にも走行時の車両外の音や振動、 乗り物の室内音響 空間に影響を与える情報、 車両走行速度など乗り物の動作状態を検出可能な さまざまなものが考えられる。
第 6図から第 8図に記載の情報を用いることで発声者の判定精度が向上す る。
第 9図 （a ) は、 車室内発声判断部 5における 1音素のホルマント周波数 の時間遷移図、 第 9図 （b ) は、 母音のホルマントの特徴を説明するための 概略図である。
第 9図 （a ) は 1音素の代表パターンを示し、 子音部から過度部を過ぎて 母音部になるとホルマントは安定することが分かる。 第 9図 （b ) は母音部 のホルマントを示したもので各母音ごとにそれぞれ異なる第 1から第 2， 3 ホルマント （F l， F 2 , F 3 ) をもっていることが分かる。 従って、 この ようなパターンを騒音と音声との判別に利用することができる。 一般にェン ジンなどの回転音は整数倍の騒音パターンを持ち、 また風の音などはランダ ム性から平坦なスぺクトルをとるため、 音声パターンと異なることが多いか らである。 また前もって車体としての騒音パターンを車両速度やエンジン回 転数等との関係でつかんでおけばこれら既知情報も判定に利用することがで さる。
本特徴を用いることで、 発声者の判定精度が一段と向上する。
第 1 0図は車室内発声判断部 5における音声のパワースぺクトルの長時間 実効値を説明するための図を示したもので、 実線は女声、 破線は男声である。 3 0 0 H z〜l k H zに主なパワーがあり、 高域になるに従ってかなり減衰 する。 従って 2， 3 k H zくらいまででフィル夕として考える時は十分であ る。 音声学上も第 2ホルマントまででもほぼ有効といわれている。 また、 音 声に比べて騒音はある程度持続的であるためこのような信号エンベロープの 情報も判別に利用することができる。 これらの特徴が図 6に示したスぺクト ル特徴部 7 0、 エンベロープ特徴部 7 1に利用されている。
第 1 1図は再生用トランスデューサ 4としてのスピーカの配置例を説明す るための概略配置図である。
ドアに設置されるドアスピーカ 9 1、 リアトレイに設置されるリアトレイ スピーカ 9 3に対して、 ヘッドレストに設置されるヘッドレストスピーカ 9 2は、 耳もと近くであることを示している。
ドアスピーカ 9 1やリア卜レイスピーカ 9 3に比べへッドレストスピーカ 9 2を用いると受聴点である耳により近いため第 3図においても説明したス ピー力 3 2からエラー ·マイク 3 3までの伝達誤差が少なくなる。 これによ り、 制御が正確に行えるため結果として高い音声周波数帯域まで消音が可能 となる。
第 1 2図は再生用トランスデュ一サ 4としての骨伝導ァクチユエ一夕の配 置例を説明するための概略配置図である。
へッドレストの耳もと近くに骨伝導ァクチユエ一夕 9 4が設置されている。 音声周波数が 1 k H zでさえ半波長が約 1 5 c mと両耳の距離くらいのた め、 より高い音声周波数帯域になると再生用トランスデューサとしてのスピ 一力の配置が厳しくなる。 また、 サービスエリアの問題、 他スピーカとの相 互干渉を考慮に入れると骨伝導ァクチユエ一夕 9 4が有効である。
第 1 3図は第 1図に示す騒音低減装置におけるフェールセーフ機能動作を 説明するためのブロック図である。 第 1 3図において、 第 1図、 第 3図と同一構成部分には同一番号を付して、 詳細な説明を省略し異なる部分についてのみ詳述する。
ソース部 1の信号はフェールセーフ部 9 5と A N C部 2へ入力され A N C 部 2の出力はアンプ 3とフェールセーフ部 9 5へ入力され、 アンプ 3の出力 はスピーカ 3 2とフェールセーフ部 9 5へ入力される。 フェールセーフ部 9 5の出力は A N C部 2とアンプ 3へ入力されている。
フェールセーフ部 9 5にモニタ信号として（ソース部 1の出力信号、 A N C 部 2の出力信号、 アンプ 3の出力信号） が入り、 処理後の制御信号 （フエ一 ルセ一フ部 9 5の出力信号） が A N C部 2やアンプ 3を制御する構成となつ ている。 具体例としては、 処理信号 （フェールセーフ部 9 5の出力信号） が 大きくなり過ぎて歪んだ時消音効果が出ずに悪影響を与えるので、 処理信号 を小さくするよう制御をかける場合や、 消音動作を制限する。 また音楽ソー ス信号が大きくて騒音消去の効果がわからない場合も再生のダイナミックレ ンジに悪影響を与えないため、 消音動作を制限するよう制御する。 産業上の利用可能性
以上のように本発明は、 再生信号を発生するソース部と、 騒音を能動的に 打消すように信号処理する A N C部と、 乗り物の内外の情報を検出するセン ザと、 乗り物の内部での話者の発声を判断する車室内発声判断部と、 A N C 部の処理後の信号を増幅するアンプと、 このアンプにより増幅された信号を 再生するための再生用トランスデューサを備えたことにより、 中高域にわた る乗り物の室内の騒音を低減することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 再生信号を発生するソース部と、 騒音を能動的に打消すように信号処理 する A N C部と、 乗り物の内外の情報を検出するセンサと、 乗り物の内 部での話者の発声を判断する車室内発声判断部と、 A N C部の処理後の 信号を増幅するアンプと、 このアンプにより増幅された信号を再生する ための再生用トランスデューサを備えた騒音低減装置。
2 . A N C部は車室内発声判断部の制御信号により音声帯域への処理効果を 変化させるように構成した請求の範囲第 1項に記載の騒音低減装置。
3 . A N C部はセンサの出力信号の音声帯域以外を通す第 1のフィル夕と、 この第 1のフィル夕の出力から音声帯域以外の帯域の騒音を消音するた めの第 1の適応フィルタと、 上記センサの出力信号の音声帯域を通す第 2のフィル夕と、 この第 2のフィルタの出力に対して車室内発声がある ときには第 2のフィル夕の出力をそのまま通し車室内発声がないときに は第 2のフィル夕の出力から音声帯域の騒音を消音するための第 2の適 応フィル夕を通すための切換部と、 上記第 1の適応フィル夕の出力と切 換部からの出力を混合するためのミキサーとで構成した請求の範囲第 2 項に記載の騒音低減装置。
4 . A N C部はセンサの出力信号の音声帯域以外を通すフィル夕と、 車室内 発声があるときには上記センサの出力信号をそのまま通し車室内発声が ないときには上記フィル夕を通すための切換部とで構成した請求の範囲 第 2項に記載の騒音低減装置。
5 . 第 1、 第 2の適応フィル夕の係数更新は、 切換えにより継続させるか固 定させるかを任意に設定できるように構成した請求の範囲第 3項に記載 の騒音低減装置。
6 . センサは室内音、 エンジン音、 走行時の車両外音、 振動を検出するもの、 乗員の数や位置などの乗り物の室内音響空間に影響を与える情報を検出 するもの、 エンジンの回転数や車両走行速度などの乗り物の動作状態を 検出するもののいずれかを含む請求の範囲第 1項に記載の騒音低減装置。
7 . 乗員の位置を検出するセンサは発声位置の特定が可能な個数を所定位置 に配置したものからなる請求の範囲第 6項に記載の騒音低減装置。
8 . 乗員の位置を検出するセンサは乗員の頭付近に配置したマイクである請 求の範囲第 7項に記載の騒音低減装置。
9 . 車室内発声判断部はセンサの信号の発現時間の関係、 乗員の情報、 セン ザの信号間の相関、 センサの信号の周波数成分の特徴や振幅の特徴のい ずれかを用いて判断アルゴリズムを構成した請求の範囲第 1項に記載の 騒音低減装置。
10. 再生用トランスデューサがスピーカである請求の範囲第 1項に記載の騒 音低減装置。
1 1. スピーカはヘッドレストに配置した構成とする請求の範囲第 1 0項に記 載の騒音低減装置。
12. 再生用トランスデューザが骨伝導ァクチユエ一夕である請求の範囲第 1 項に記載の騒音低減装置。
13. A N C部に低減動作の有効性が無いときに動作を止めるフェールセーフ 部を備えた請求の範囲第 3項に記載の騒音低減装置。
14. フェールセーフ部はソース部の信号が大きいレベルとなったときにも働 くものである請求の範囲第 1 3項に記載の騒音低減装置。
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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030169888A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-11 Nikolas Subotic Frequency dependent acoustic beam forming and nulling
US6978010B1 (en) * 2002-03-21 2005-12-20 Bellsouth Intellectual Property Corp. Ambient noise cancellation for voice communication device
JP4408620B2 (ja) 2002-11-21 2010-02-03 パイオニア株式会社 受音装置
DE10308414B4 (de) * 2003-02-27 2007-10-04 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Steuerung eines Akustiksystems im Fahrzeug
JP4079831B2 (ja) * 2003-05-29 2008-04-23 松下電器産業株式会社 能動型騒音低減装置
US8126159B2 (en) * 2005-05-17 2012-02-28 Continental Automotive Gmbh System and method for creating personalized sound zones
US7287309B2 (en) * 2005-05-27 2007-10-30 Brazil Lawrence J Heavy duty clutch installation and removal tool
JP4193814B2 (ja) * 2005-05-27 2008-12-10 ソニー株式会社 信号処理回路および信号処理方法、音声信号処理回路および音声信号処理方法、撮像装置および撮像装置の音声信号処理方法、記録装置および記録方法、並びに、再生装置および再生方法
EP1770685A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-04 Maysound ApS A system for providing a reduction of audiable noise perception for a human user
EP1941490A2 (de) * 2005-10-26 2008-07-09 Anocsys AG Verfahren zur reduktion eines störsignals in einem raum sowie eine anwendung des verfahrens
EP1850640B1 (en) * 2006-04-25 2009-06-17 Harman/Becker Automotive Systems GmbH Vehicle communication system
JP4722878B2 (ja) 2007-04-19 2011-07-13 ソニー株式会社 ノイズ低減装置および音響再生装置
US9247346B2 (en) 2007-12-07 2016-01-26 Northern Illinois Research Foundation Apparatus, system and method for noise cancellation and communication for incubators and related devices
US8831936B2 (en) * 2008-05-29 2014-09-09 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer program products for speech signal processing using spectral contrast enhancement
US8630685B2 (en) 2008-07-16 2014-01-14 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for providing sidetone feedback notification to a user of a communication device with multiple microphones
US8538749B2 (en) 2008-07-18 2013-09-17 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer program products for enhanced intelligibility
US20100054490A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Lucent Technologies Inc. Audio Noise Cancellation System
US9020158B2 (en) * 2008-11-20 2015-04-28 Harman International Industries, Incorporated Quiet zone control system
US8135140B2 (en) 2008-11-20 2012-03-13 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with audio signal compensation
US9202455B2 (en) 2008-11-24 2015-12-01 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer program products for enhanced active noise cancellation
CN101751918B (zh) * 2008-12-18 2012-04-18 李双清 新型消音装置及消音方法
US8718289B2 (en) * 2009-01-12 2014-05-06 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with parallel adaptive filter configuration
US8189799B2 (en) 2009-04-09 2012-05-29 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control based on audio system output
US8199924B2 (en) * 2009-04-17 2012-06-12 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with an infinite impulse response filter
US9202456B2 (en) * 2009-04-23 2015-12-01 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer-readable media for automatic control of active noise cancellation
US8155334B2 (en) * 2009-04-28 2012-04-10 Bose Corporation Feedforward-based ANR talk-through
EP2425421B1 (en) * 2009-04-28 2013-06-12 Bose Corporation Anr with adaptive gain
US8208650B2 (en) 2009-04-28 2012-06-26 Bose Corporation Feedback-based ANR adjustment responsive to environmental noise levels
US8077873B2 (en) * 2009-05-14 2011-12-13 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with adaptive speaker selection
US9053697B2 (en) 2010-06-01 2015-06-09 Qualcomm Incorporated Systems, methods, devices, apparatus, and computer program products for audio equalization
JP6001248B2 (ja) * 2011-09-20 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 音源検出装置
US9668046B2 (en) * 2013-06-27 2017-05-30 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Noise reduction control device and control method
DE102013227130A1 (de) * 2013-12-23 2015-06-25 Thyssenkrupp Fahrtreppen Gmbh Fördereinrichtung
US9454952B2 (en) * 2014-11-11 2016-09-27 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for controlling noise in a vehicle
US9595253B2 (en) 2015-03-24 2017-03-14 Honda Motor Co., Ltd. Active noise reduction system, and vehicular active noise reduction system
JP6231042B2 (ja) * 2015-03-24 2017-11-15 本田技研工業株式会社 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
CN104936101B (zh) * 2015-04-29 2018-01-30 成都陌云科技有限公司 一种主动式降噪装置
US9666175B2 (en) * 2015-07-01 2017-05-30 zPillow, Inc. Noise cancelation system and techniques
KR20170054794A (ko) * 2015-11-10 2017-05-18 현대자동차주식회사 자동차용 소음 제어장치 및 그 제어방법
CN105966339A (zh) * 2015-11-10 2016-09-28 乐卡汽车智能科技（北京）有限公司 车辆报警方法和装置
JP6124203B1 (ja) * 2016-05-13 2017-05-10 株式会社ボーダレス 音響信号処理装置及びそれを装備したヘルメット
US9928823B2 (en) * 2016-08-12 2018-03-27 Bose Corporation Adaptive transducer calibration for fixed feedforward noise attenuation systems
JP7213432B2 (ja) * 2018-03-19 2023-01-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 会話支援装置
JP7147849B2 (ja) * 2018-08-02 2022-10-05 日本電信電話株式会社 集音拡声装置、その方法、およびプログラム
FR3098076B1 (fr) * 2019-06-26 2022-06-17 Parrot Faurecia Automotive Sas Système audio pour appui-tête avec microphone(s) intégré(s), appui-tête et véhicule associés
US11285871B2 (en) * 2019-10-17 2022-03-29 Hyundai Motor Company Method and system of controlling interior sound of vehicle
AU2019477919B2 (en) 2019-12-12 2023-09-14 Shenzhen Shokz Co., Ltd. Systems and methods for noise control
DE102020203119A1 (de) 2020-03-11 2021-09-16 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Geräuschunterdrückung in Fahrzeugen
EP3923270A1 (en) 2020-06-11 2021-12-15 AVAtronics SA In-seat active noise cancellation system for moving vehicles
KR102597082B1 (ko) * 2021-04-05 2023-10-31 삼성중공업 주식회사 엔진룸 실내 소음 저감 시스템
DE102021205466A1 (de) * 2021-05-28 2022-12-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung zur Detektion von Schall in der Umgebung eines Automobils

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0350998A (ja) * 1989-07-19 1991-03-05 Fujitsu Ten Ltd 雑音低減装置
JPH0370490U (ja) * 1989-11-14 1991-07-15
JPH0511771A (ja) * 1991-03-29 1993-01-22 Ricoh Co Ltd 騒音制御装置
JPH0792988A (ja) * 1993-09-27 1995-04-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 音声検出装置と映像切り替え装置
JPH07210175A (ja) * 1994-01-18 1995-08-11 Hitachi Ltd 能動型騒音制御装置
JPH08248963A (ja) * 1995-03-08 1996-09-27 Mazda Motor Corp 車両の騒音低減装置
JPH08314472A (ja) * 1995-05-16 1996-11-29 Matsushita Electric Works Ltd 雑音除去システム
JPH0936784A (ja) * 1995-07-24 1997-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 騒音制御型送受話器
JPH11166594A (ja) * 1997-12-05 1999-06-22 Nok Megurasutikku Kk ダンパ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8903201D0 (en) * 1989-02-13 1989-03-30 Lotus Group Plc Noise suppression in vehicles
JP2788068B2 (ja) 1989-08-08 1998-08-20 株式会社佐竹製作所 可変速誘導電動機
JPH0834647B2 (ja) * 1990-06-11 1996-03-29 松下電器産業株式会社 消音装置
JP2882170B2 (ja) * 1992-03-19 1999-04-12 日産自動車株式会社 能動型騒音制御装置
JP3320842B2 (ja) * 1992-07-06 2002-09-03 マツダ株式会社 車両の振動低減装置
JP2756629B2 (ja) * 1992-11-19 1998-05-25 本田技研工業株式会社 適応制御装置
JPH06332474A (ja) * 1993-05-25 1994-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 騒音消去装置
DE19531402C2 (de) * 1995-08-26 1999-04-01 Mannesmann Sachs Ag Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen von Schwingungen in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs und Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen von Defekten an einem Kraftfahrzeug

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0350998A (ja) * 1989-07-19 1991-03-05 Fujitsu Ten Ltd 雑音低減装置
JPH0370490U (ja) * 1989-11-14 1991-07-15
JPH0511771A (ja) * 1991-03-29 1993-01-22 Ricoh Co Ltd 騒音制御装置
JPH0792988A (ja) * 1993-09-27 1995-04-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 音声検出装置と映像切り替え装置
JPH07210175A (ja) * 1994-01-18 1995-08-11 Hitachi Ltd 能動型騒音制御装置
JPH08248963A (ja) * 1995-03-08 1996-09-27 Mazda Motor Corp 車両の騒音低減装置
JPH08314472A (ja) * 1995-05-16 1996-11-29 Matsushita Electric Works Ltd 雑音除去システム
JPH0936784A (ja) * 1995-07-24 1997-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 騒音制御型送受話器
JPH11166594A (ja) * 1997-12-05 1999-06-22 Nok Megurasutikku Kk ダンパ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1124218A4 *

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Publication number Publication date
JP2001056693A (ja) 2001-02-27
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US7020288B1 (en) 2006-03-28

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Freudenberger et al. Noise and feedback suppression for in-car communication systems

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