繞射聲衰減裝置、繞射聲衰減方法、以及濾波係數決定方法

2024-01-25 06:10:15 2

專利名稱：繞射聲衰減裝置、繞射聲衰減方法、以及濾波係數決定方法
技術領域：
本發明涉及關繞射聲衰減裝置等。更具體而言，涉及使傳遞到視聽位置以外的位置的聲音衰減的繞射聲衰減裝置等。
背景技術：
對於使不舒服的噪音衰減的方法，以往存在從控制揚聲器中播放反相位的聲音來消除噪音的、所謂主動噪音控制的想法(例如，參照專利文獻I至4)。
(現有技術文獻)(專利文獻)專利文獻I :日本特開平6 — 149271號公報專利文獻2 :日本特表平8 — 500193號公報專利文獻3 :日本特開昭60 — 201799號公報專利文獻4 日本特開平2 — 239798號公報發明概要發明要解決的問題然而，所述的以往技術中存在的問題是，用於使噪音衰減的裝置變得大型、結構變得複雜。

發明內容
於是，鑑於所述的問題，本發明的目的在於提供一種繞射聲衰減裝置，以小型的結構，能夠使向不想傳遞聲音的方向的揚聲器播放聲壓衰減，並且，向想要傳遞聲音的方向能夠準確地傳遞聲音。解決問題所採用的手段本發明，面向用於解決所述問題的繞射聲衰減裝置，本發明的實施方案之ー涉及的繞射聲衰減裝置，在收聽者的位置以及收聽者的位置以外的位置設定多個控制點，對所述控制點上的聲壓進行控制，所述繞射聲衰減裝置具備播放揚聲器，輸出具有輸入信號所示的特性的播放音；至少兩個控制揚聲器，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是所述播放音中的到達收聽者的位置以外的多個所述控制點的每ー個上的聲音；以及控制濾波器，通過對所述輸入信號執行濾波處理，從而生成所述控制信號，所述播放揚聲器，被配置成與所述收聽者相対，所述控制揚聲器，分別被配置在所述播放揚聲器的周圍，且不與收聽者相對，所述控制點，被配置成與所述播放揚聲器以及所述控制揚聲器分別相對，所述控制濾波器，生成所述控制信號，以使所述繞射聲的聲壓，比直達聲的聲壓還要衰減，該直達聲是所述播放音中的到達所述收聽者的位置的聲音。而且，本發明，除了可以作為這樣的繞射聲衰減裝置來實現以外，還可以作為將繞射聲衰減裝置中包含的特徵單元作為步驟的繞射聲衰減方法來實現，也可以作為決定繞射聲衰減裝置具備的濾波器的係數的濾波係數決定方法來實現。進而，也可以作為使計算機執行這樣的特徵步驟的程序來實現。這樣的程序，當然也可以通過⑶一 ROM (Compact DiscRead Only Memory)等的記錄介質以及網際網路等的傳輸介質來分發。進而，本發明，可以作為實現這樣的繞射聲衰減裝置的功能的一部分或全部的半導體集成電路(LSI)來實現，也可以作為具備這樣繞射聲衰減裝置的繞射聲衰減系統來實現。發明效果根據本發明，能夠提供一種繞射聲衰減裝置，以小型的結構，能夠使向不想傳遞聲音的方向的揚聲器播放聲壓衰減，並且，向想要傳遞聲音的方向能夠準確地傳遞聲音。


圖I是示出實施例I涉及的繞射聲衰減裝置的揚聲器和麥克風結構的圖。 圖2是實施例I涉及的繞射聲衰減裝置的信號處理框圖。圖3是用於求出從控制揚聲器到麥克風間的傳遞特性的信號處理框圖。圖4是求出要控制的繞射聲的傳遞特性的信號處理框圖。圖5是求出繞射聲的控制特性的信號處理的整體結構圖。圖6是圖5示出的目標特性部的內部信號處理框圖。圖7是圖5示出的控制部的內部信號處理框圖。圖8是圖5不出的音響系統模擬部的內部信號處理框圖。圖9是示出實施例I涉及的繞射聲衰減裝置的功能框的圖。圖10是實施例I涉及的從上面看繞射聲衰減裝置的實驗室的麥克風和揚聲器配置的圖。圖11是示出圖10示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風11的控制效果的圖。圖12是示出圖10示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風12的控制效果的圖。圖13是示出圖10示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風13的控制效果的圖。圖14是示出圖10示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風14的控制效果的圖。圖15是示出圖10示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風15的控制效果的圖。圖16是示出圖10示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風401的控制效果的圖。圖17是示出圖10示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風402的控制效果的圖。圖18是示出圖10示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風403的控制效果的圖。圖19是示出實施例2涉及的繞射聲衰減裝置的揚聲器和麥克風結構的圖。
圖20是示出實施例2涉及的繞射聲衰減裝置的揚聲器和麥克風結構的圖。圖21是實施例2涉及的繞射聲衰減裝置的信號處理框圖。圖22是示出圖21示出的校正濾波器和加法器的內部結構以及與控制揚聲器的連接結構的圖。圖23是求出圖22示出的校正濾波器的控制特性的信號處理的整體結構圖。圖24是圖23示出的目標特性部的內部信號處理框圖。圖25是圖23示出的校正濾波器的內部信號處理框圖。圖26是圖23示出的音響系統模擬部的內部信號處理框圖。
圖27是求出圖21示出的ANC (Active Noise Control :主動噪音控制)的Filtered 一 x濾波器的特性的信號處理框圖。圖28是圖21示出的ANC的內部信號處理框圖。圖29是示出實施例2涉及的繞射聲衰減裝置的功能框的圖。圖30是實施例2涉及的從上面看繞射聲衰減裝置的實驗室的麥克風和揚聲器配置的圖。圖31是示出圖30示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風11的控制效果的圖。圖32是示出圖30示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風12的控制效果的圖。圖33是示出圖30示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風13的控制效果的圖。圖34是示出圖30示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風14的控制效果的圖。圖35是示出圖30示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風15的控制效果的圖。圖36是示出圖30示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風16的控制效果的圖。圖37是示出圖30示出的實驗配置的繞射聲衰減裝置的麥克風17的控制效果的圖。圖38是示出第一關聯技術的圖。圖39是示出第二關聯技術的第一圖。圖40是示出第二關聯技術的第二圖。圖41A是示出第三關聯技術的上面圖。圖41B是示出第三關聯技術的正面圖。圖41C是示出第三關聯技術的使用狀況的圖。圖42是示出室內的TV聲音洩漏到鄰室的情況的圖。圖43A是示出基於圖42的音響模擬模型的第一圖。圖43B是示出基於圖42的音響模擬模型的第二圖。圖44A是示出音響模擬的分析結果(IOOHz時)的第一圖。圖44B是示出音響模擬的分析結果(IOOHz時)的第二圖。
圖45A是示出音響模擬的分析結果(200Hz時)的第一圖。圖45B是示出音響模擬的分析結果(200Hz時)的第二圖。圖46A是示出音響模擬的分析結果(300Hz時)的第一圖。圖46B是示出音響模擬的分析結果(300Hz時)的第二圖。圖47A是示出音響模擬的分析結果(500Hz時)的第一圖。圖47B是示出音響模擬的分析結果(500Hz時)的第二圖。圖48A是示出音響模擬的分析結果(IOOHz時)的第三圖。圖48B是示出音響模擬的分析結果(200Hz時)的第三圖。
圖48C是示出音響模擬的分析結果(300Hz時)的第三圖。圖48D是示出音響模擬的分析結果(500Hz時)的第三圖。
具體實施例方式本發明的實施方案之ー涉及的繞射聲衰減裝置，在收聽者的位置以及收聽者的位置以外的位置設定多個控制點，對所述控制點上的聲壓進行控制，所述繞射聲衰減裝置具備播放揚聲器，輸出具有輸入信號所示的特性的播放音；至少兩個控制揚聲器，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是所述播放音中的到達收聽者的位置以外的多個所述控制點的每ー個上的聲音；以及控制濾波器，通過對所述輸入信號執行濾波處理，從而生成所述控制信號，所述播放揚聲器，被配置成與所述收聽者相對，所述控制揚聲器，分別被配置在所述播放揚聲器的周圍，且不與收聽者相對，所述控制點，被配置成與所述播放揚聲器以及所述控制揚聲器分別相對，所述控制濾波器，生成所述控制信號，以使所述繞射聲的聲壓，比直達聲的聲壓還要衰減，該直達聲是所述播放音中的到達所述收聽者的位置的聲音。據此，在本實施例中，能夠由最少兩個揚聲器、和控制濾波器(例如，由數位訊號處理器構成的電路等)實現繞射聲衰減裝置，因此，與以往技術相比，能夠實現更小型的結構。並且，不會有控制對象空間變大運算量就變得龐大的情況。因此，能夠提供一種繞射聲衰減裝置，以小型的形狀，且以低運算量，能夠使向不想傳遞聲音的方向的揚聲器播放聲壓衰減，並且，向想要傳遞聲音的方向能夠準確地傳遞聲音。並且，也可以是，所述至少兩個控制揚聲器之中的ー個、和所述播放揚聲器，由同ー揚聲器構成，所述控制濾波器，對所述輸入信號執行所述濾波處理，以使得在所述收聽者的位置的控制點上，所述直達聲的聲壓與不播放所述控制信號而由所述播放揚聲器照原樣播放所述輸入信號時的所述播放音的聲壓相等，並且，以使得在所述收聽者的位置以外的位置的控制點上，與不播放所述控制信號而由所述播放揚聲器照原樣播放所述輸入信號時相比，所述繞射聲的聲壓衰減規定量。據此，繞射聲衰減裝置，不妨礙由收聽者的播放音的收聽，而能夠使衍射聲的聲壓級衰減。並且，也可以是，所述控制濾波器，具有由濾波係數決定方法決定的濾波係數，所述濾波係數決定方法包括目標特性決定步驟，對所述輸入信號進行信號處理，決定目標信號，該目標信號是示出所述控制點的每ー個上的將要成為目標的所述播放音的特性的信號；控制信號計算步驟，通過對所述輸入信號，適用與所述控制揚聲器的每ー個對應的控制濾波器，從而計算將要由該控制揚聲器播放的所述控制信號；音響系統模擬步驟，根據在所述控制信號計算步驟中計算出的控制信號，計算播放信號，該播放信號是示出所述控制點的每ー個上的所述播放音的特性的信號；加法步驟，按照對應的每個控制點計算誤差信號，該誤差信號是合成所述目標信號和所述播放信號而得到的信號；以及判斷步驟，在所述加法步驟中計算出的所述誤差信號為規定的閾值以上的情況下，更新所述控制濾波器的係數，以使所述誤差信號變小，在所述誤差信號小於規定的閾值的情況下，將該控制濾波器的係數決定為所述控制濾波器要具有的所述濾波係數。據此，能夠具體決定繞射聲衰減裝置具備的控制濾波器的濾波係數。具體而言，也可以是，在所述目標特性決定步驟中，通過將按每個所述控制點對應的電平調整器和目標特性濾波器適用於所述輸入信號，從而決定所述目標信號，在多個所述目標特性濾波器之中的第一目標特性濾波器中，設定有從所述播放揚聲器到被配置在所述收聽者的位置的控制點為止的傳遞特性，在所述第一目標特性濾波器以外的目標特性濾波器中，設定有從所述播放揚聲器到被配置在所述收聽者的位置以外的位置的控制點為止 的傳遞特性，所述電平調整器分別按照設定值，調整所述輸入信號的増益。據此,能夠分別調整與控制揚聲器之中的兼任播放揚聲器的控制揚聲器對應的電平調整器、和與除此以外的控制揚聲器對應的電平調整器的増益。更具體地說，也可以是，與多個所述電平調整器之中的與所述第一目標特性濾波器對應的電平調整器中設定的増益的設定值相比，與其他的目標特性濾波器對應的電平調整器中設定的増益的設定值小。據此，通過使與控制揚聲器之中的兼任播放揚聲器的控制揚聲器對應的電平調整器的増益，比與其他的控制揚聲器對應的電平調整器的增益大，從而能夠使從播放揚聲器播放的播放音中的收聽者收聽的聲音容易聽。並且，能夠使播放音中的衍射聲衰減。並且，也可以是，在所述音響系統模擬步驟中，針對所述控制信號的每ー個，對該控制信號適用音響系統模擬濾波器，該音響系統模擬濾波器示出到達所述控制點的每ー個為止的路徑的傳遞特性，按每個所述控制點，對適用了所述音響系統模擬濾波器的多個所述控制信號進行加法運算，從而計算各個控制點上的播放信號。據此，根據對象的傳遞特性，在計算機內能夠計算由控制音的衍射聲的衰減效果。並且，也可以是，在所述判斷步驟中，對所述輸入信號適用音響系統模擬濾波器，該音響系統模擬濾波器不出從所述控制揚聲器的姆ー個到所述控制點的姆ー個為止的聲音的傳遞特性，在所述誤差信號為規定的閾值以上的情況下，根據所述音響系統模擬濾波器的輸出信號和所述誤差信號，更新所述控制濾波器的濾波係數，以使下次計算的誤差信號更小。據此，控制部能夠決定控制濾波器的濾波係數，以使下次獲得的作為反饋的誤差
信號更小。並且，也可以是，目標特性部，對所述輸入信號進行信號處理，輸出多個目標信號Dn ;控制部,對所述輸入信號進行信號處理,輸出多個控制信號Cn ;音響系統模擬部,對從所述控制部輸出的所述多個控制信號Cn的每ー個進行信號處理，輸出與所述多個控制信號Cn的每ー個對應的播放信號On ;以及運算器，通過合成所述目標信號Dn的每ー個、和與該目標信號Dn對應的所述播放信號0η，從而輸出多個誤差信號En，所述繞射聲衰減裝置，通過使所述多個誤差信號比規定的閾值小，來計算Cn = Dn / On，從而求出所述控制濾波器的控制特性。據此，繞射聲衰減裝置，具備進行用於求出濾波係數的運算的構成要素，因此，按照被設置的每個空間，能夠決定更適當的濾波係數。並且，也可以是，所述繞射聲衰減裝置還具備校正濾波器，將所述控制濾波器的每ー個輸出的所述控制信號作為輸入；以及加法器，所述播放揚聲器，由與所述至少兩個控制揚聲器不同的揚聲器構成，所述至少兩個控制揚聲器之中的第一控制揚聲器被配置成，其振動板與所述收聽者相對，所述第一控制揚聲器以外的控制揚聲器，被配置在所述播放揚聲器的周圍，且不與所述收聽者相對，所述校正濾波器，具有濾波係數，該濾波係數，用於使播放了適用了該校正濾波器的所述控制信號的控制音，衰減到不給所述收聽者的位置上的所述播放音的特性帶來影響的程度，所述加法器，按照對應的每個所述控制揚聲器，將適用了所述校正濾波器的各個控制信號匯集，將匯集了的控制信號，向對應的控制揚聲器輸出。
據此，對現有的播放揚聲器，以後追加控制揚聲器，從而能夠使從播放揚聲器播放的播放音中的繞射聲衰減。本發明的實施方案之一涉及的濾波係數決定方法，是具備播放揚聲器、至少兩個控制揚聲器、以及控制濾波器的繞射聲衰減裝置中的所述控制濾波器的濾波係數決定方法，所述播放揚聲器，輸出具有輸入信號所不的特性的播放音；所述至少兩個控制揚聲器，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是所述播放音中的到達多個控制點的每ー個上的聲音；所述控制濾波器，通過對所述輸入信號執行濾波處理，從而生成所述控制信號，所述濾波係數決定方法包括目標特性決定步驟，對所述輸入信號進行信號處理，決定目標信號，該目標信號是示出所述控制點的每ー個上的將要成為目標的所述播放音的特性的信號；控制信號計算步驟，通過對所述輸入信號，適用與所述控制揚聲器的每ー個對應的控制濾波器，從而計算將要由該控制揚聲器播放的所述控制信號；音響系統模擬步驟，根據在所述控制信號計算步驟中計算出的控制信號，計算播放信號，該播放信號是示出所述控制點的每ー個上的所述播放音的特性的信號；加法步驟，按照對應的每個控制點計算誤差信號，該誤差信號是合成所述目標信號和所述播放信號而得到的信號；以及判斷步驟，在所述加法步驟中計算出的所述誤差信號為規定的閾值以上的情況下，更新所述控制濾波器的係數，以使所述誤差信號變小，在所述誤差信號小於規定的閾值的情況下，將該控制濾波器的係數決定為所述控制濾波器要具有的所述濾波係數。本發明的實施方案之ー涉及的繞射聲衰減方法，是由具備播放揚聲器、至少兩個控制揚聲器、以及控制濾波器的繞射聲衰減裝置的繞射聲衰減方法，所述播放揚聲器，輸出具有輸入信號所示的特性的播放音；所述至少兩個控制揚聲器，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是所述播放音中的到達多個控制點的每ー個上的聲音；所述控制濾波器，通過對所述輸入信號執行濾波處理，從而生成所述控制信號，所述繞射聲衰減方法包括目標特性計算步驟，對所述輸入信號進行信號處理，輸出多個目標信號Dn;控制信號計算步驟，對所述輸入信號進行信號處理，輸出多個控制信號Cn ;音響系統模擬步驟，對由所述控制信號計算步驟輸出的所述多個控制信號Cn的每ー個進行信號處理，輸出與所述多個控制信號Cn的每ー個對應的播放信號On ;以及運算步驟，通過合成所述目標信號Dn的每ー個、和與該目標信號Dn對應的所述播放信號0η，從而輸出多個誤差信號En ;以及控制特性計算步驟，通過使所述多個誤差信號比規定的閾值小，來計算Cn = Dn / On,從而求出所述控制濾波器的控制特性。以下，在更詳細說明本發明之前，更詳細說明本發明的關聯技術以及問題。以往，對於耳機以及導 管(管路)等的空間尺寸被限定為小的一維空間，存在主動噪音控制的實用例，除了模擬式以外，還以數字式實現該控制方式。這是因為，若是ー維控制，則以比較低的運算也能夠實現，因此，即使是數字式，也能夠使成本變低。但是，對於ー般家庭的房間以及辦公室、汽車室內等的空間尺寸大的三維空間，若不具有用於得到效果的多數的控制點，則在廣區域不能確保一定效果，因此，運算量增多，難以以低成本實現。而且，在此，所謂噪音，不僅限於エ廠噪音以及汽車的引擎聲等的、一般所說的噪音。例如，即使是對電車內聽耳機音頻的人來說舒適的聲音，對該周圍的人也會感到從耳機中洩漏的聲音是不舒服的聲音、即噪音。以往指出的問題是，在家庭內享受音頻以及TV吋，另ー方面，聲音洩漏到旁邊的房間等來帶給不舒服的感覺。享受音頻以及TV的人，具有以大音量聽的願望，據此，洩漏的聲音也自然變大，根據情況，會導致產生與鄰居的糾紛。圖38示出，專利文獻I所示的，例如在住宅的牆壁設置主動振動(噪音)控制裝置，來抑制牆壁的振動，從而使在牆壁傳播而輻射的噪音衰減的第一關聯技木。在圖38中，40001是不出遮音壁的符號,40002是不出為了激勵遮音壁40001而設置的執行器的符號，40003是示出檢測遮音壁40001的振動的振動傳感器的符號，40004是示出噪音傳感器的符號，40005是示出輸入振動傳感器40003的輸出信號的換算電路的符號，40006是示出獲得換算電路40005的輸出信號和噪音傳感器40004的輸出信號來將控制信號輸出給執行器40002的控制電路的符號。由換算電路40005，將從多個振動傳感器40003輸出的電信號，換算為由遮音壁40001輻射的聲輻射功率。控制電路40006，根據噪音傳感器40004的輸出信號和換算電路40005的輸出信號，生成使作為換算電路40005的輸出信號的輻射聲壓換算值變小的控制信號，並輸出給執行器40002。根據這樣的結構的遮音壁40001，對因設置了振動傳感器40003的點的噪音而引起的振動，由執行器40002進行振動控制，從而使噪音的傳遞量衰減，據此試圖提高遮音性能。並且，對於專利文獻2所示的第二關聯技木，參照圖39、圖40進行說明。在圖39中，50001是示出高透射損失面板的符號，50002是示出單元的符號，50003是示出執行器的符號。並且，在圖40中，50004是示出設置在單元50002的壁面SI的第一傳感器單元的符號，50005是示出設置在單元50002的壁面S2的第二傳感器單元的符號，50006是示出控制裝置的符號。高透射損失面板50001是，排列多數單元50002來構成的。各個單元50002，通過前饋控制技術，使入射到単元50002的噪音衰減。具體而言，通過根據第一傳感器単元50004和第二傳感器単元50005的輸出信號在控制裝置50006進行運算的控制信號，驅動執行器50003。據此，透射高透射損失面板50001的噪音衰減。據此，試圖提高遮音性能。另ー方面，除了使在牆壁傳遞的噪音(無用的聲音)衰減的技術以外，還存在將需要的聲音(TV聲音等)僅傳遞給視聽位置的技木。這是所謂指向性控制。
對於基本的指向性控制，以往存在號筒揚聲器等的利用了幾何學形狀的技木。這是在高域能夠比較容易得到指向性的方法。但是，為了以低頻率得到尖鋭的指向性，需要ロ徑以及深度大的揚聲器，導致揚聲器的大型化。於是，最近，對於第三關聯技術，利用以下的方法的情況多。(I)參量揚聲器(超聲波揚聲器)利用空氣對超聲波的非線性，從以聲音信號變調的超聲波，在空氣中解調原來的聲音信號的方式，能夠得到尖鋭的指向性(參照專利文獻3)。(2)陣列揚聲器(音柱揚聲器)通過從排列為直線狀的多個揚聲器輻射的聲音的合成，能夠得到指向性。根據模擬方式，低域的指向性取決於陣列的長度，因此，在想要以低頻率來控制指向性的情況下不能進行小型化。但是，根據數字方式，在低域至高域的寬頻帶能夠控制指向性(參照專利文獻4) ο圖41A至圖41C不出陣列揚聲器的揚聲器配置例。而且，圖41A以及在圖41B的箭頭線示出，能夠進行指向性的控制的方向。並且，估計在揚聲器的前方通常存在收聽者，因此，在圖41C中，在揚聲器的前方具有尖銳的指向性。通常，對於陣列揚聲器，揚聲器以直線狀配置為一列的情況多。但是，對於參量揚聲器，通常配置為平面(矩陣狀)，因此，以該配置進行說明。揚聲器陣列20000是，各個揚聲器匯集多個而成的。在如此配置為平面的情況下，在左右上下以及前方能夠控制指向性。基本上，指向性控制是，在想要傳遞聲音的方向上相互增強聲音的控制(其結果為，相對而言，不想傳遞聲音的方向的播放聲壓降低)。通常，進行控制，以使得在收聽者存在的前方具有尖鋭的指向性。其結果為，能夠向收聽者傳遞TV聲音等的需要的聲音，向收聽者存在的方向以外的方向能夠使聲音難以傳遞。並且，在第一以及第ニ關聯技術中，為了使在牆壁傳遞的噪音衰減，基本上需要在牆壁整面實施噪音控制。於是，在圖38的情況下，需要多數的振動傳感器40003和執行器40002，並且，即使在圖39、圖40的情況下，也需要多數的第一傳感器単元50004和第二傳感器單元50005和執行器50003，導致運算量増大。在此，為了明確第一以及第二關聯技術的問題點，使遮斷噪音的牆壁的面積變化，利用音響模擬，對控制對象空間的噪音衰減量進行比較。圖42示出，在家60000的某房間人60005視聽TV60002的情況下，從TV60002內的揚聲器60003播放的聲音，在牆壁60001傳遞來侵入鄰室的例子。因此，人60004存在的鄰室是，使噪音安靜的控制對象空間。噪音(TV聲音)在牆壁60001傳遞來進入鄰室，因此推測為，若能夠遮斷從牆壁60001侵入的噪音，則在人60004存在的控制對象空間整體能夠
使噪音衰減。圖43A以及B是基於圖42的分析模型。更詳細而言，圖43A示出從上面看家60000的圖(由於是示意圖，因此縱橫比沒有意義)，圖43B示出從控制對象空間側看的牆壁60001。具體而言，將相當於TV內置的播放揚聲器的揚聲器60003作為音源來發生噪音。求出因此時的牆壁60001的振動而發生的控制對象空間的聲壓分布、與將在牆壁60001傳 遞的噪音遮斷規定量吋(即，將牆壁60001的振動衰減規定量吋)的控制對象空間的聲壓分布的差分，以作為噪音衰減量。此時，針對牆壁60001，對將以一點劃線圍繞的比較小的區域作為遮斷區域的情況、將以虛線圍繞的比較大的區域作為遮斷區域的情況、與將以實線圍繞的牆壁60001整體作為遮斷區域的情況進行比較。而且，分析面是，圖43A以及B中的面A(以陰影示出)。圖44A以及B示出噪音的頻率為IOOHz時的結果，圖45A以及B示出頻率200Hz時的結果，圖46A以及B示出頻率300Hz時的結果，圖47A以及B示出頻率500Hz時的結果。圖44A、圖45A、圖46A、以及圖47A示出，遮斷圖43B的以一點劃線圍繞的區域(小區域)的噪音20dB時的結果。並且，圖44B、圖45B、圖46B、以及圖47B示出，遮斷圖43B的以虛線圍繞的區域(中區域)的噪音20dB時的結果。表示的聲壓分布，以遮斷前的聲壓為OdB基準，示出遮斷後的聲壓。也就是說，負表示(一 20dB等)示出噪音衰減的情況，顔色越黑且深，衰減效果就越大(為了以易懂的方式示出衰減效果，而以白色插入數值)。對於任何頻率，都與以一點劃線圍繞的區域(小區域)相比，在遮斷以虛線圍繞的區域(中區域)的噪音的情況下，廣範圍的噪音衰減效果大。
圖48A至D示出，遮斷牆壁60001整體(大區域)的噪音20dB時的結果。詳細而言，圖48A示出噪音的頻率為IOOHz時的結果，圖48B示出頻率為200Hz時的結果，圖48C示出頻率為300Hz時的結果，以及圖48D示出頻率為500Hz時的結果。對於任何頻率，在控制對象空間整體都得到了 20dB的噪音衰減效果。以上，在控制對象空間中，為了在儘可能廣範圍得到噪音衰減效果，需要對噪音侵入的牆壁的儘可能寬廣的面(理想為牆壁整體)均勻進行噪音控制。也就是說，可知，根據第一以及第二關聯技術的方法，隨著想要使噪音衰減量和其效果區域變大，就需要多數的檢測振動的傳感器和發生振動的(據此抑制基於噪音的振動的)執行器，控制運算量變得龐大。接著,若利用第三關聯技術的方法，對於參量揚聲器，各個超聲波播放揚聲器為小型，且能夠得到尖鋭的指向性，反而，存在轉換效率低、或對低頻率播放不合適的問題，還存在對超聲波的收聽者的保護等的問題。另ー方面，對於陣列揚聲器，利用數字方式能夠控制低域至高域的寬頻帶的指向性。但是，由於將多個揚聲器配置為直線狀(例如，橫方向)或平面狀，因此存在該長度變長，不能匯集為小型的形狀的問題。因此，鑑於所述的問題，本發明的目的在於提供一種繞射聲衰減裝置，以小型的形狀，且以低運算量、低成本的結構，能夠使向不想傳遞聲音的方向的揚聲器播放聲壓衰減，並且，向想要傳遞聲音的方向能夠準確地傳遞聲音。而且，在本發明中，繞射聲是指，將從揚聲器直接傳遞到收聽者的直達聲以外的聲音總稱的聲音。特別是，本發明的目的在於，在位於傳遞聲音的方向的收聽位置上，即使使繞射聲衰減裝置工作，也能夠再現與不工作時同等的音響特性，從而以不便收聽者感到不協調感的方式控制繞射聲，進一歩，目的在幹，即使以後安裝在出售的TV等也得到同等的效果。以下，利用

本發明的實施例。而且，以下說明的實施例，都示出本發明的優選的ー個具體例。以下的實施例所示的數值、形狀、構成要素、構成要素的配置位置以及連接形態、步驟、步驟的順序等，是ー個例子，而不是限定本發明的宗本發明，僅由權利要求書限定。因此，對於以下的實施例的構成要素中的、示出本發明的最上位概念的獨立請求要求中沒有記載的構成要素，為了實現本發明的問題而並不一定需要，但是，被說明為構成更優選的形態的要素。(實施例I)說明實施例I涉及的繞射聲衰減裝置的結構。圖I是示出實施例I涉及的繞射聲衰減裝置的揚聲器結構的圖。
在圖I中，(a)是以控制揚聲器I (控制揚聲器1，例如與TV揚聲器兼用)為正面的正面圖，(b)是從右側看(a)的揚聲器結構的側面圖，(C)是從上面看(a)的揚聲器結構的上面圖。如此，繞射聲衰減裝置的揚聲器的結構為，在控制揚聲器I的上下左右後，分別至少配置每ー個控制揚聲器2至6。而且，在與各個控制揚聲器I至6相対的位置設置麥克風11至16，將其設為控制點。在此，控制揚聲器I兼任播放需要的聲音(例如TV聲音)的播放揚聲器。麥克風11，被設置收聽者位置本身、或收聽者存在的方向。而且，在麥克風11的位置上，控制點的位置和收聽者的位置可以一致。也就是說，本實施例涉及的繞射聲衰減裝置是，在收聽者的位置以及收聽者的位置以外的位置設定多個控制點，對控制點上的聲壓進行控制的繞射聲衰減裝置。更詳細而言，具備播放揚聲器I，輸出具有輸入信號所不的特性的播放音；至少兩個控制揚聲器(I至6)，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是播放音中的到達收聽者的位置以外的多個控制點的每ー個上的聲音。並且，如後述，控制濾波器，通過對輸入信號執行濾波處理，從而生成控制信號。在此，播放揚聲器，被配置成與收聽者相対。並且，控制揚聲器，分別被配置在播放揚聲器的周圍，且不與收聽者相対。進而，並且，控制點，被配置成與播放揚聲器以及控制揚聲器分別相対。在此，作為本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的目標的控制效果是，以下的兩個。第一，從控制揚聲器I (也是播放揚聲器)播放的聲音，在麥克風11中，不管由本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的控制的有無，都保持同等特性。第二，與在沒有由本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的控制的情況下從控制揚聲器I播放的播放音中的繞射聲相比，在有由本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的控制的情況下，在麥克風12至16中實現規定量的聲壓級的衰減。更具體而言，將在沒有由本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的控制的情況下的從控制揚聲器I向麥克風11的傳遞特性設為Dl，將向麥克風12的傳遞特性設為D2，將向麥克風13的傳遞特性設為D3，將向麥克風14的傳遞特性設為D4，將向麥克風15的傳遞特性設為D5，將向麥克風16的傳遞特性設為D6。在此，在由本實施例涉及的繞射聲衰減裝置使繞射聲衰減為I / 10(衰減為=一 20dB)的情況下，能夠進行控制，以使得在麥克風11中照原樣為D1，並且，在麥克風12中為D2 / 10，在麥克風13中為D3 / 10，在麥克風14中為D4 / 10，在麥克風15中為D5 / 10，在麥克風16中為D6 / 10即可。為此，本實施例涉及的繞射聲衰減裝置，通過圖2示出的控制濾波器21至26，對從音源20 (例如TV聲音的輸出裝置)獲得的輸入信號進行信號處理來生成控制信號，從控制揚聲器I至6播放各個控制信號。在此，為了得到所述的控制效果，控制濾波器21至26的控制特性的求出方法是重要的。具體而言，控制濾波器21至26，生成控制信號，以使繞射聲的聲壓，比作為播放音中達到收聽者的位置的聲音的直達聲的聲壓還要衰減。而且，對於控制濾波器21至26的控制特性，可以由本實施例涉及的繞射聲衰減裝置求出，也可以將由外部的計算機事先求出的值存儲到本實施例涉及的繞射聲衰減裝置。因此，以下，說明該控制特性的求出方法。首先，需要求出從控制揚聲器I至6到麥克風11至16間的各個傳遞特性。圖3示出用於求出從控制揚聲器6到麥克風11至16間的傳遞特性的信號處理框圖。在圖3中，從控制揚聲器6播放來自測量音源20的測量信號(以後，也稱為輸入信號)，以作為測量音。同時，來自測量音源20的測量信號，輸入到Fx濾波器31至36和LMS運算器41至46。在Fx濾波器31至36中，對其控制係數與來自測量音源20的測量信號進行卷積運算，將其結果輸入到減法器51至56。另ー方面，由控制揚聲器6播放的測量音，由麥克風11至16檢測，輸入到減法器51至56。而且，在減法器51至56中，從麥克風11至16的檢測信號中分別減去Fx濾波器31至36的輸出信號，其結果分別輸入到各個LMS運算器41至46。在LMS運算器41至46中，將來自測量音源20的測量信號作為參考信號，將來自減法器51至56的輸出信號作為錯誤信號，進行LMS(最小平方)運算，以使錯誤信號成為最小值。也就是說，在LMS運算器41至46中，求出Fx濾波器31至36的係數更新量，將當前的控制系·數與更新量相加來成為下ー個新的控制係數，從而更新Fx濾波器31至36具有的控制係數(Fx61至Fx66)。通過反覆該ー連串的工作，LMS運算器41至46的各個錯誤信號、即減法器51至56的輸出信號，與最小值(理想為，無限地O)接近。其結果為，Fx濾波器31至36的特性(=控制係數)，分別與從控制揚聲器6到麥克風11至16間的傳遞特性近似。而且，測量信號，優選的是，儘可能包含多樣的頻率的聲音的信號。例如，可以考慮利用作為測量信號的白噪聲的情況等。實際上，LMS運算器反覆進行所述LMS運算，直到例如所有的錯誤信號分別成為小於規定的閾值為止，據此，在Fx濾波器31中求出從控制揚聲器6到麥克風11的傳遞特性Fx61，在Fx濾波器32中求出從控制揚聲器6到麥克風12的傳遞特性Fx62，·，在Fx濾波器36中求出從控制揚聲器6到麥克風16的傳遞特性Fx66。而且，對於LMS運算器判斷LMS運算的反覆處理的結束的條件，可以將至少ー個錯誤信號成為小於規定的閾值的情況設為條件。並且，也可以將所有的錯誤信號的共計值成為小於規定的閾值的情況設為條件。而且，在此，舉出了利用控制揚聲器6的情況，以作為例子，但是，在控制揚聲器I至5的情況下，也能夠同樣求出。也就是說，在控制揚聲器I的情況下，求出傳遞特性Fxll至Fxl6。並且，在控制揚聲器2的情況下，求出傳遞特性Fx21至Fx26。並且，在控制揚聲器3的情況下，求出傳遞特性Fx31至Fx36。並且，在控制揚聲器4的情況下，求出傳遞特性Fx41至Fx46。並且，在控制揚聲器5的情況下，求出傳遞特性Fx51至Fx56。接著，需要測量要控制的繞射聲。這與分別求出從控制揚聲器I到麥克風11至16的傳遞特性的情況相同，圖4示出求出它的結構。對於圖4，與圖3相比，明顯的是，圖4與求出傳遞特性Fxll至Fxl6的情況相同。也就是說，成為傳遞特性Fxll = Dl,傳遞特性Fxl2 = D2，傳遞特性Fxl3 = D3，傳遞特性Fxl4 = D4，傳遞特性Fxl5 = D5，傳遞特性Fxl6=D6。最後，利用圖5示出的信號處理結構求出，作為最終的控制特性的圖2中的控制濾波器21至26的係數。在圖5中，來自測量音源20的測量信號(reference信號)由目標特性部2000執行規定的處理，作為目標信號(desire信號)來輸出。接著，目標信號，輸入到加法器61至66。另一方面,測量信號(reference信號)，也輸入到控制部1000,在此執行規定的處理，作為控制信號(control信號)來輸出。然後，控制信號，由音響系統模擬部3000處理後，作為輸出信號(out信號)，輸入到加法器61至66。在加法器61至66中，分別對目標信號(desire信號)與輸出信號(out信號)進行加法運算，將其結果作為錯誤信號(error信號)輸入到控制部1000。在此，圖6示出圖5的目標特性部2000的結構。在目標特性濾波器2001至2006中，圖4中求出的傳遞特性Dl至D6被設定為係數。在電平調整器2101至2106中，能夠設定任意的電平。如圖I以及圖2說明，為了控制從控制揚聲器I到麥克風11至16的繞射聲的到達電平，將電平調整器2101的増益設定為1，將電平調整器2102至2106的增益設定為0. I即可。而且，延遲器2200，用於設定為了滿足圖5的系統整體的因果律而需要的延遲時間。據此，輸入後的reference信號，具有規定的延遲時間，作為與傳遞特性D I相等的desirel信號、與傳遞特性D2的I / 10相等的desire2信號、與傳遞特性D3的I / 10相等的desire3信號、與傳遞特性D4的I / 10相等的desire4信號、與傳遞特性D5的I / 10相等的desire5信號、與傳遞特性D6的I / 10相等的desire6信號分別輸出。而且，目標特性部2000並不一定需要具備延遲器2200。如上所述，延遲器2200的目的在幹，滿足系統整體的因果律。因此，位於目標特性部2000的外部的延遲器，執行使測量信號或目標信號延遲的處理，也得到同樣的發明的效果。圖7是示出圖5的控制部的框圖。在圖7中，在Fx濾波器1011至1106中，圖3中求出的傳遞特性Fxll至Fxl6被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器1021至Fx濾波器1026 (省略記載)中，傳遞特性Fx21至Fx26被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器1031至Fx濾波器1036 (省略記載)中，傳遞特性Fx31至Fx36被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器1041至Fx濾波器1046 (省略記載)中，傳遞特性Fx41至Fx46被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器1051至Fx濾波器1056(省略記載)中，傳遞特性Fx51至Fx56被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器1061至Fx濾波器1066中，傳遞特性Fx61至Fx66被設定為濾波係數。在圖7中，輸入後的reference信號，由控制濾波器1001至1006進行信號處理，該輸出由相位反轉器1201至1206進行相位反轉,作為control I至6信號來輸出。另一方面，reference信號，也輸入到Fx濾波器1011至1016、· · · ·、Fx濾波器1061至1066,被進行與各個傳遞特性Fxll至Fxl6、· · · ·、Fx61至Fx66的卷積處理。進而,卷積處理的運算結果，輸入到LMS運算器1111至1116、· · · ·、1161至1166。error I至6信號，也輸入到LMS運算器1111至1116、· · · ·、1161至1166。然後，與圖3的情況同樣，在此，求出控制濾波器1001至1006的係數更新量，並與控制濾波器1001至1006的當前的係數相加，從而更新為下ー個新的係數。如此，也利用多個錯誤信號來更新控制濾波器的多個係數的自適應信號處理技術，被稱為Multiple Error LMS algorithm，例如，ACTIVE CONTROLOF SOUND (非專利文獻)(P. A. Nelson&S.J. Elliott, ACADEMIC PRESS, P397 至410)中記載。作為從圖7的控制部1000輸出的信號的controll至6，輸入到圖5的音響系統模擬部3000。圖8是示出該音響系統模擬部3000的框圖。在Fx濾波器3011至3016(省略一部分的記載)中，圖3中求出的傳遞特性Fxll至Fxl6被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3021至Fx濾波器3026 (省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx21至Fx26被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3031至Fx濾波器3036(省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx31至Fx36被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3041至Fx濾波器3046(省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx41至Fx46被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3051至Fx濾波器3056(省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx51至Fx56被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3061至Fx濾波器3066 (省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx61至Fx66被設定為濾波係數。因此，controll信號，由Fx濾波器3011至3016進行與傳遞特性Fxll至Fxl6的卷積處理。同樣，control2信號，由Fx濾波器3021至3026進行與傳遞特性Fx21至Fx26的卷積處理。並且，control3信號，由Fx濾波器3031至3036進行與傳遞特性Fx31至Fx36的卷積處理。並且，control4信號，由Fx濾波器3041至3046進行與傳遞特性Fx41至Fx46的卷積處理。並且，control5信號，由Fx濾波器3051至3056進行與傳遞特性Fx51至Fx56
的卷積處理。並且，control6信號，由Fx濾波器3061至3066進行與傳遞特性Fx61至Fx66的卷積處理。然後，如圖8示出，在加法器3100至3129(省略一部分的記載)中，對各個Fx濾波器的輸出分別進行加法運算，作為outl至6信號來輸出。在此，outl信號，相當於表示圖2的來自控制揚聲器I至6的控制音到達麥克風11所示的控制點的合成音的特性的信號。同樣，out2信號,相當於表不來自控制揚聲器I至6的控制音到達麥克風12所不的控制點的合成音的特性的信號。並且，out3信號，相當於表示來自控制揚聲器I至6的控制音到達麥克風13所示的控制點的合成音的特性的信號。並且，out4信號，相當於表示來自控制揚聲器I至6的控制音到達麥克風14所示的控制點的合成音的特性的信號。並且，out5信號，相當於表不來自控制揚聲器I至6的控制音到達麥克風15所不的控制點的合成音的特性的信號。並且，out6信號,相當於表不來自控制揚聲器I至6的控制音到達麥克風16所示的控制點的合成音的特性的信號。並且,在本實施例中,控制揚聲器I與播放揚聲器被兼用，從控制揚聲器I播放的控制音也是，輸入信號的播放音。因此，可以說，outl至out6所示的各個信號是，示出各個控制點中的播放音和控制音的合成音的特性的信號。根據圖6至8中說明的內容，明確的是，圖5的加法器61相當於圖2的麥克風11，加法器62相當於麥克風12，加法器63相當於麥克風13，加法器64相當於麥克風14，加法器65相當於麥克風15,加法器66相當於麥克風16。並且，圖5的errorl至6信號,分別相當於麥克風11至16的輸出信號。而且，圖7的控制部1000內的控制濾波器1001至1006，更新自己的係數，以使errorl至6信號成為最小。其結果為，進行控制，以使控制部1000和音響系統模擬部3000的合成特性與目標特性部2000相等。這示出，S卩，圖7的控制濾波器1001至1006，成為目標特性部2000和音響系統模擬部3000的逆濾波器。例如，若將圖5的控制部1000的傳遞函數設為ー H( —示出，圖7的相位反轉器1201至1206)、將目標特性部2000的傳遞函數設為D、將音響系統模擬部3000的傳遞函數設為C'，在加法器中，求出控制部H的特性，以成為D-H ·σΝ0，因此，成為H = D / C'。若將其適用於圖2來考慮，H示出控制濾波器21至26的特性(S卩，相當於圖7的控制濾波器1001至1006)。若將從控制揚聲器I至6到麥克風11至16的傳遞特性設為C，由於是CNCT，因此，由麥克風11至16實現的特性，成為H · C—.D，得到所希望的控制效果。也就是說，從控制揚聲器I(兼任播放揚聲器)播放的播放音，在麥克風11中，不管由繞射聲衰減裝置的控制的有無，示出與Dl同等的特性。並且，播放音的聲壓，在麥克風12中成為D2 / 10，在麥克風13中成為D3 / 10，在麥克風14中成為D4 / 10，在麥克風15中成為D5 / 10，在麥克風16中成為D6 / 10 (使繞射聲衰減為I / 10吋)。圖9示出具備具有根據以上所述的方法決定的濾波係數的控制濾波器104的繞射聲衰減裝置100的功能框。而且，圖9示出播放揚聲器101以及控制揚聲器102各自的邏輯結構。具體而言，播放揚聲器101,由至少ー個揚聲器構成。並且，控制揚聲器102,由至少兩個揚聲器構成。因此，繞射聲衰減裝置100具備播放揚聲器101，播放作為播放音的輸入信號；至少兩個控制揚聲器102，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是播放音中的到達多個控制點的每ー個上的聲音；以及控制濾波器104，通過對輸入信號執行濾波處理，從而生成控制信號。
據此,在將控制揚聲器中的一臺與播放揚聲器兼用的本實施例中，由最少兩個揚聲器和控制濾波器(例如，能夠由數位訊號處理器等的運算器實現)的結構，能夠實現繞射聲衰減裝置。因此，與以往技術相比，能夠成為小型的結構。並且，即使控制對象空間變大，也不會運算量變得龐大。因此，能夠提供一種繞射聲衰減裝置，以小型的形狀，且以低運算量，能夠使向不想傳遞聲音的方向的揚聲器播放聲壓衰減，並且，向想要傳遞聲音的方向能夠準確地傳遞聲音。進而，由於結構小型、且運算量少，因此，也能夠抑制裝置的製造成本。更具體而言，在本實施例中，繞射聲衰減裝置100具備的至少兩個控制揚聲器之中的ー個、和播放揚聲器，由同一揚聲器構成。並且，繞射聲衰減裝置100具備的控制濾波器104，對輸入信號執行濾波處理，以使得在收聽者的位置上，直達聲具有的特性與不播放控制信號而由播放揚聲器照原樣播放輸入信號時的該播放音具有的特性相等，並且，以使繞射聲具有的特性成為，與直達聲具有的特性相比，衰減規定量的聲壓級的特性。更詳細而言，控制濾波器104，對輸入信號執行濾波處理，以使得在收聽者的位置的控制點上，直達聲的聲壓與不播放控制信號而由播放揚聲器照原樣播放輸入信號時的播放音的聲壓相等，並且，以使得在收聽者的位置以外的位置的控制點上，與不播放控制信號而由播放揚聲器照原樣播放輸入信號時相比，繞射聲的聲壓衰減規定量。例如，在例如視聽TV的情況下，在收聽者位置或收聽者存在的方向上，不管由繞射聲衰減裝置的控制的有無，能夠不使TV聲音的特性變化，且使向收聽者方向以外的方向繞射的聲音衰減。因此，收聽者能夠不顧慮周圍來視聽TV。而且，在本實施例中，將繞射聲的衰減電平設為I / 10，但是，根據房間環境等的狀況，隨時設定為I / 3以及I / 2等所希望的任意的電平即可。並且，麥克風12至16為相同的衰減電平，但也可以，根據狀況，將其設定為不同。例如，在人在TV的右側存在，因此主要使那方安靜的情況下，也可以將圖I的麥克風12的衰減電平設為I / 10，將麥克風13至16分別設為I / 3等。並且，圖5的加法器61至加法器66,對目標信號desirel至desire6、與輸出信號outl至out6分別進行加法運算。這與以下情況對應，即，在圖7中，相位反轉器1201至1206，使控制濾波器1001至1006的輸出信號具有的相位反轉。因此，在圖7中，在控制部1000不具有相位反轉器1201至1206的情況下,使用從desirel至desire6中分別減去outl至out6的減法器，而代替加法器61至加法器66即可。也就是說，加法器61至加法器66也可以是，加法器以外的運算器。換而言之，本實施例涉及的繞射聲衰減裝置具備的控制濾波器，具有由包含以下的(A)至(E)的步驟的濾波係數決定方法決定的濾波係數。(A)目標特性決定步驟，對輸入信號(圖5的reference)進行信號處理，決定目標信號(圖5的desirel至desire6),該目標信號是不出控制點的姆ー個上的將要成為目標的播放音的特性的信號。(B)控制信號計算步驟，通過對輸入信號，適用與控制揚聲器的每ー個對應的控制濾波器(圖7的控制濾波器1001至1006)，從而計算將要由該控制揚聲器播放的控制信號(圖 7 的 controll 至 control6)。(C)音響系統模擬步驟，根據在控制信號計算步驟中計算出的控制信號，計算播放信號(圖8的outl至out6)，該播放信號是示出控制點的每ー個上的播放音的特性的信號。(D)加法步驟,按照對應的姆個控制點計算誤差信號(圖5的errorl至error6),該誤差信號是合成目標信號和播放信號而得到的信號。(E)判斷步驟，在加法步驟中計算出的誤差信號為規定的閾值以上的情況下，更新控制濾波器104的係數，以使誤差信號變小，在誤差信號小於規定的閾值的情況下，將此時 刻的控制濾波器104的係數決定為控制濾波器104要具有的濾波係數。更詳細而言，在目標特性決定步驟中，參照圖6，將按每個控制點對應起來的電平調整器2101至2106和目標特性濾波器2001至2006適用於輸入信號，從而決定目標信號(desirel至6)。在此，在多個目標特性濾波器之中的第一目標特性濾波器(本實施例中的目標特性濾波器2001)中，設定有從播放揚聲器到被配置在收聽者的位置的控制點為止的傳遞特性。並且，在第一目標特性濾波器以外的目標特性濾波器中，設定有從播放揚聲器到被配置在收聽者的位置以外的位置的控制點為止的傳遞特性。並且，電平調整器分別按照設定值，調整輸入信號的増益。更詳細而言，與多個電平調整器之中的與第一目標特性濾波器對應的電平調整器(本實施例中的電平調整器2101)中設定的増益的設定值相比，與其他的目標特性濾波器對應的電平調整器中設定的増益的設定值小。並且，在音響系統模擬步驟中，參照圖8，針對控制信號的每ー個，對該控制信號適用示出到達控制點的每ー個為止的路徑的傳遞特性的音響系統模擬濾波器(Fx濾波器3011至3066)。然後，按每個控制點，對適用了音響系統模擬濾波器的多個控制信號由加法器3100至3129進行加法運算，從而計算各個控制點上的播放信號。並且，參照圖7，在控制部1000進行的判斷步驟中，對輸入信號適用示出從控制揚聲器的每ー個到控制點的每ー個為止的聲音的傳遞特性的音響系統模擬濾波(Fx濾波器1011 至 1066)。然後，在誤差信號(errorl至error6)為規定的閾值以上的情況下,根據音響系統模擬濾波器(Fx濾波器1011至1066)的輸出信號和對應的誤差信號，更新控制濾波器的濾波係數(FIR1至FIR6)，以使下次由加法步驟計算的誤差信號更小。而且，也可以是，本實施例涉及的繞射聲衰減裝置還具備目標特性部2000，對輸入信號(圖5的reference)進行信號處理,輸出多個目標信號Dn(圖5的desirel至desire6);控制部1000,對輸入信號進行信號處理,輸出多個控制信號Cn(圖5的controll至control6);音響系統模擬部3000，對從控制部1000輸出的多個控制信號Cn的每ー個進行信號處理，輸出與多個控制信號Cn的姆ー個對應的播放信號On(圖5的outl至out6)；加法器(運算器)61至66,通過合成目標信號Dn的姆ー個、和與該目標信號Dn對應的播放信號On,從而輸出多個誤差信號En (圖5的errorl至error6)。此時,繞射聲衰減裝置,通過使多個誤差信號的每ー個比規定的閾值小，來計算Cn = Dn / On，從而求出控制濾波器104的控制特性。在此，以下表示，為了驗證本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的效果而實際進行的實驗例。圖10是從上面看實驗室的麥克風和揚聲器配置的圖。 圖10的400示出，播放揚聲器被設置的房間的鄰室，在其內部設置有評價用的麥克風401至403。在該實驗中，為了將控制揚聲器配置在從地板某高度的位置而設置臺座，因此，不使用圖I的控制揚聲器6，而使用五個控制揚聲器I至5。因此，對於麥克風，也使用五個麥克風11至15。也就是說，構成為不對控制揚聲器的下方進行控制。該實驗的目標是,對於來自控制揚聲器I (兼任播放揚聲器)的播放音，控制為在麥克風11被設置的位置，從而不管控制的有無而成為同等特性，控制為在麥克風12至15被設置的位置，進行控制，以使聲壓級衰減為I / 3。參照圖11至圖15示出結果。而且，在圖11至圖15中，縱軸示出，測量位置上的聲壓級(dB)，橫軸示出測量的聲音的頻率(Hz)。圖11示出麥克風11被設置的位置的控制效果。即使是控制ON(細線)，也得到了與控制OFF(粗線)幾乎差不多的特性。圖12示出麥克風12被設置的位置的控制效果。在控制ON時，得到了約IOdB的衰減效果(衰減為=I / 3)。同樣，圖13示出麥克風13被設置的位置的控制效果。在控制ON時，得到了約IOdB的衰減效果。圖14示出麥克風14被設置的位置的控制效果。在控制ON時，得到了約IOdB的衰減效果。圖15示出麥克風15被設置的位置的控制效果。在控制ON時，得到了約IOdB的衰減效果。如此，在作為控制點的各個麥克風11至15中，得到了目標效果，因此，測量了在鄰室400內有什麼樣的效果。參照圖16至圖17示出結果。而且，在圖16至圖18中，縱軸示出，繞射聲衰減裝置為OFF時和ON時的聲壓級的差(dB)。橫軸示出，測量的聲音的頻率(Hz)。圖16示出麥克風401被設置的位置的控制效果(控制OFF — ON的差分)。得到了 5至15dB的繞射聲衰減效果。同樣，圖17示出麥克風402被設置的位置的控制效果，圖18示出麥克風403被設置的位置的控制效果。都得到了 5至IOdB的繞射聲衰減效果。以上，可知，利用控制揚聲器I至5，對麥克風11至15的繞射聲進行控制，從而能夠使向鄰室400洩漏的TV聲音(來自控制揚聲器I的播放音)的聲音衰減。根據實驗，在麥克風12至15中，在50Hz附近(基於控制揚聲器的fo等特性)至IkHz的寬帶使繞射聲衰減。並且，對於麥克風401至403，也在80Hz附近至500Hz附近得到了效果。因此，能夠得到由作為第三關聯技術的指向性揚聲器難以得到的低域的控制效果，並且，與控制與鄰室之間的牆壁整面的振動的第一以及第二關聯技術、以及作為第三關聯技術的指向性揚聲器相比，形狀非常小型，也能夠大幅度地削減運算量。而且，在圖10示出的實驗中，削減了下方向的控制揚聲器6，但是，優選的是，不削減是最好的。但是，如在該實驗中也得到了良好的效果，根據在系統上適用的條件，在不給效果帶來壞影響的範圍內削減控制揚聲器的數量是自由的。至少按照與控制點相対的每個位置配置一臺控制揚聲器即可。(實施例2)說明實施例2涉及的繞射聲衰減裝置的結構。圖19是示出實施例2涉及的繞射聲衰減裝置的揚聲器結構的圖。在圖19中，(a)是以播放揚聲器10 (例如TV揚聲器)為正面的正面圖。(b)是從右側看(a)的側面圖。(C)是從上面看(a)的上面圖。如此，本發明的實施例2涉及的繞射聲衰減裝置的揚聲器的結構為，在播放揚聲器10的上下左右後，分別至少配置每ー個控制揚聲器I至8。而且，在與各個控制揚聲器I至8相対的位置分別設置麥克風11至18，將其設為控制點。在此，播放揚聲器10是播放需要的聲音(例如TV聲音)的揚聲器,麥克風11以及麥克風12被設置在收聽者位置本身、或收聽者存在的方向上。 因而，作為目標的控制效果是以下的兩個。第一，從播放揚聲器10播放的聲音，在麥克風11至12中，不管由本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的控制的有無，都保持同等特性。第二，與在沒有由本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的控制的情況下從播放揚聲器10播放的播放音中的繞射聲相比，在有由本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的控制的情況下，在麥克風13至18中實現規定量的聲壓級的衰減。而且,在實施例I中，構成為播放揚聲器與控制揚聲器被兼用。但是，在實施例2中，播放揚聲器，只不過是例如作為單純的內置在TV中的揚聲器來播放TV聲音。被配置在播放揚聲器的周圍的控制揚聲器I至8,進行使來自播放揚聲器10的繞射聲衰減的控制。為了使繞射聲衰減，在麥克風13至18中，使來自播放揚聲器10的播放音衰減即可。因此，控制揚聲器I至8，執行在麥克風13至18中使來自播放揚聲器10的播放音衰減的、所謂主動噪音控制(ANC)即可。但是，此時，若該ANC控制音傳播到麥克風11至12，則導致來自播放揚聲器10的TV聲音的特性變化。因此，為了解決該情況，需要不使從控制揚聲器I至8播放的ANC控制音傳播到麥克風11至12。也就是說，在麥克風11至12中，使ANC控制音衰減到不會與TV聲音幹擾而特性變化的程度即可。也就是說，這是指，不使從控制揚聲器I至8播放的控制音繞射到麥克風11至12，在實施例I中說明了該控制方法。也就是說，以在麥克風11至12中使來自控制揚聲器I至8的控制音衰減規定電平的方式，執行繞射聲控制後，在麥克風13至18中，對來自播放揚聲器10的TV聲音進行ANC控制即可。例如，以圖19的控制揚聲器4進行說明。由控制揚聲器4播放的控制音,傳播到麥克風11至18。向麥克風11至12，本來，以傳遞特性D41、D42傳播。但是，通過利用控制揚聲器I至8進行繞射聲控制，從而使從控制揚聲器4向麥克風11至12傳播的聲音衰減為例如D41 / 10、D42 / 10。於是，由於麥克風11至12中的來自控制揚聲器4的聲音的電平充分低，因此，不與從播放揚聲器10播放的播放音幹擾。若將其同樣適用於其他的控制揚聲器來進行繞射聲控制，在麥克風11至12中，來自所有的控制揚聲器I至8的聲音不會與從播放揚聲器10播放的播放音幹擾。進行這樣的繞射聲控制的濾波器是，圖21示出的校正濾波器10000至15000。根據圖21所示的結構，能夠決定校正濾波器10000至15000具有的濾波係數。在後面進行詳細說明。
接著，來自圖20示出的播放揚聲器10的播放音，在不被進行任何控制的情況下，傳播到麥克風11至18。在此，為了不使來自播放揚聲器10的播放音傳播到麥克風13至18，利用繞射聲控制後的控制揚聲器I至8，由ANC消除從播放揚聲器10向麥克風11至18的傳播音。這是圖21示出的ANC5000。在後面說明ACN5000的設計方法。而且，對於圖21的校正濾波器10000至15000和ANC5000的工作以及設計方法，利用圖22至27進行具體說明。圖22示出圖21的校正濾波器10000至15000和加法器6000以及控制揚聲器I至8的結構。校正濾波器10000，由繞射聲控制濾波器10001至10008，對從ANC5000輸出的信號進行信號處理，將其結果輸入到加法器6000。其他的校正濾波器11000至15000也同樣，由繞射聲控制濾波器11001至15008，對從ANC5000輸出的信號進行信號處理，將其結果輸入到加法器6000。在加法器6000中，將來自與控制揚聲器I對應的各個校正濾波器11000至15000的輸出信號，由加法器6001、6011、· · ·，進行加法運算來成為ー個信號(controll)，將其輸入到控制揚聲器I。對於控制揚聲器2至8，也同樣，在加法器6000中，將來自分別對應的各個校正濾波器10000至15000的輸出信號匯集為ー個，輸入到對應的 控制揚聲器。在此，對於校正濾波器10000至15000的控制特性的求出方法，利用實施例I中說明的方法即可。例如，根據校正濾波器11000的例子，實施例I的圖5的控制部1000，相當於圖23的校正濾波器11000。在圖23中，來自測量音源20的測量信號(reference信號)，由目標特性部2000執行規定的處理後，作為目標信號(desire信號)輸出。輸出的目標信號，輸入到加法器61至68。另ー方面，測量信號(reference信號)，也輸入到校正濾波器11000。在此，校正濾波器11000，對測量信號執行規定的處理，輸出控制信號(control信號)。然後，控制信號，由音響系統模擬部3000處理後，作為輸出信號(out信號)，輸入到加法器61至68。加法器61至68，分別對目標信號(desire信號)與輸出信號(out信號)進行加法運算，將其結果作為錯誤信號(error信號)輸入到校正濾波器11000。以下，對於校正濾波器10000至15000的控制特性的求出方法(即，濾波係數的決定方法)，進行更詳細說明。圖24示出圖23的目標特性部2000的結構。在目標特性濾波器2001至2008中，設定有圖19示出的傳遞特性D41至D48，以作為係數。而且，傳遞特性D41至D48，像圖4中說明那樣求出即可。在電平調整器2101至2108中，能夠設定任意的電平。例如，為了不使來自控制揚聲器4的播放音傳遞到圖19的麥克風11、12，將電平調整器2101至2102的増益設定為0. I即可。此時，基本上，將其他的電平調整器2103至2108的増益設定為I即可。即使在將其他的電平調整器2103至2108的増益設定為I以外的情況下，也由圖21的ANC5000校正，因此，只要不設定像0. I那樣的非常小的值，就不會成為大的問題。而且，延遲器2200，用於設定為了滿足圖23的系統整體的因果律而需要的延遲時間。據此，輸入後的reference信號，具有規定的延遲時間，作為與傳遞特性D41的I / 10相等的desirel信號輸出。並且，作為與傳遞特性D42的I / 10相等的desird信號輸出。並且，作為與傳遞特性D43相等的deSire3信號輸出。並且，作為與傳遞特性D44相等的desire4信號輸出。並且，作為與傳遞特性D45相等的deSire5信號輸出。並且，作為與傳遞特性D46相等的deSire6信號輸出。並且，作為與傳遞特性D47相等的deSire7信號輸出。並且，作為與傳遞特性D48相等的deSire8信號輸出。圖25是示出圖23的校正濾波器11000的框圖。在Fx濾波器11011至11018中，從控制揚聲器I到麥克風11至18的傳遞特性？111至？118分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器11021至11028(省略記載)中，從控制揚聲器2到麥克風11至18的傳遞特性Fx21至Fx28分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器11031至11038(省略記載)中，從控制揚聲器3到麥克風11至18的傳遞特性Fx31至Fx38分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器11041至11048(省略記載)中，從控制揚聲器4到麥克風11至18的傳遞特性Fx41至Fx48分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器11051至11058(省略記載)中，從控制揚聲器5到麥克風11至18的傳遞特性Fx51至Fx58分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器11061至11068(省略記載)中，從控制揚聲器6到麥克風11至18的傳遞特性Fx61至Fx68分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器11071至11078 (省略記載)中，從控制揚聲器7到麥克風11至18的傳遞特性Fx71至Fx78分別被設定為濾 波係數。並且，在Fx濾波器11081至11088中，從控制揚聲器8到麥克風11至18的傳遞特性Fx81至Fx88分別被設定為濾波係數。在圖25中，輸入後的reference信號，由控制濾波器1101至1108進行信號處理，該輸出由相位反轉器1201至1208進行相位反轉，作為controll至8信號來輸出。另一方面，reference信號，也輸入到Fx濾波器1011至1018、· · · ·、Fx濾波器1081至1088,被進行與各個傳遞特性Fxll至Fxl8、· · · ·、Fx81至Fx88的卷積處理。然後，Fx濾波器11011至11018、· · · ·、Fx濾波器11081至11088的輸出，分別輸入到LMS運算器11111至11118、· · · ·、11181至11188。對應的errorl至8信號，也輸入到LMS運算器11111至 11118、· · · ·、11181 至 11108。然後，LMS 運算器 11111 至 11118、· · · ·、11181 至11108，求出控制濾波器11001至11008的係數更新量，並與控制濾波器11001至11008的當前的係數相加，從而更新為下ー個新的係數。從圖25的校正濾波器11000輸出的diffractionl至8信號，輸入到圖23的音響系統模擬部3000。圖26是示出該響系統模擬部3000的框圖。在Fx濾波器3011至3018 (省略一部分的記載)中，傳遞特性Fxll至FxlS分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3021至Fx濾波器3028 (省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx21至Fx28分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3031至Fx濾波器3038(省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx31至Fx38分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3041至Fx濾波器3048 (省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx41至Fx48分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3051至Fx濾波器3058 (省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx51至Fx58分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3061至Fx濾波器3068 (省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx61至Fx68分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3071至Fx濾波器3078(省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx71至Fx78分別被設定為濾波係數。並且，在Fx濾波器3081至Fx濾波器3088 (省略一部分的記載)中，傳遞特性Fx81至Fx88分別被設定為濾波係數。因此,diffractionl信號，由Fx濾波器3011至3018進行與傳遞特性Fxll至Fxl8的卷積處理。同樣，diffraction2信號，由Fx濾波器3021至3028進行與傳遞特性Fx21至Fx28的卷積處理。並且，diffraction3信號，由Fx濾波器3031至3038進行與傳遞特性Fx31至Fx38的卷積處理。並且，diffraction4信號，由Fx濾波器3041至3048進行與傳遞特性Fx41至Fx48的卷積處理。並且，cdiffraction5信號，由Fx濾波器3051至3058進行與傳遞特性Fx51至Fx58的卷積處理。並且，diffraction6信號，由Fx濾波器3061至3068進行與傳遞特性Fx61至Fx68的卷積處理。並且，diffraction7信號，由Fx濾波器3071至3078進行與傳遞特性Fx71至Fx78的卷積處理。並且，diffraction8信號，由Fx濾波器3081至3088進行與傳遞特性Fx81至Fx88的卷積處理。而且，如圖26示出，在加法器3100至3155 (省略一部分的記載)中，按照對應的每個控制點，對各個Fx濾波器的輸出分別進行加法運算，作為outl至8信號輸出。在此，outl信號，相當於圖21的來自控制揚聲器I至8的控制音到達麥克風11的信號。同樣，out2信號，相當於來自控制揚聲器I至8的控制音到達麥克風12的信號。並且，out3信號，相當於來自控制揚聲器I至8的控制音到達麥克風13的信號。並且，out4信號，相當於來自控制揚聲器I至8的控制音到達麥克風14的信號。並且，out5信號，相當於來自控制揚聲器I至8的控制音到達麥克風15的信號。並且，out6信號,相當於來自控制揚聲器I至8的控制音到達麥克風16的信號。並且，out7信號，相當於來自控制揚聲器I至8的控制音到達麥克風17的信號。並且，out8信號，相當於來自控制揚聲器I至8 的控制音到達麥克風18的信號。根據圖24至26中說明的內容，明確的是，圖23的加法器61相當於圖21的麥克風11。並且，加法器62相當於麥克風12。並且，加法器63相當於麥克風13。並且，加法器64相當於麥克風14。並且，加法器65相當於麥克風15。並且，加法器66相當於麥克風16。並且，加法器67相當於麥克風17。並且，加法器68相當於麥克風18。並且，圖23的errorl至8信號，分別相當於麥克風11至18的輸出信號。而且，圖25的校正濾波器11000內的控制濾波器11001至11008，更新自己的係數(diffract41至diffract48),以使errorl至8信號成為最小。其結果為，進行控制，以使校正濾波器11000和音響系統模擬部3000的合成特性與目標特性部2000相等。也就是說，輸入到校正濾波器11000的reference信號，經由音響系統模擬部3000，在加法器61至62中分別成為D41 /10、D42 / 10。並且，在加法器63至68中分別成為043、044、045、046、047、048。以上，以控制揚聲器4為例子進行了說明，但是，對於控制揚聲器3也同樣進行控制，設為校正濾波器10000。對於控制揚聲器5至8也同樣，分別求出校正濾波器12000至15000。其結果為，對於圖21的來自ANC5000的各個輸出信號ancl至6示出的聲音，由校正濾波器10000至15000和加法器6000控制繞射聲。並且，對於從控制揚聲器I至8播放的控制音，以指定的聲壓傳遞到麥克風13至18，另ー方面，在麥克風11至12中衰減為I /10的電平。因此，ANC5000，不影響到麥克風11至12，而能夠進行麥克風13至18的控制。接著，說明ANC5000的工作。從ANC5000看，從校正濾波器10000至15000、經由加法器6000和控制揚聲器I至8、到麥克風13至18為止的傳遞路徑，成為所謂2次路徑。因此，需要將其定義為Filtred — X濾波器。圖27示出以校正濾波器10000為例子的情況。在圖27中，來自測量音源20的測量信號，通過校正濾波器10000和加法器6000，從控制揚聲器I至8作為測量音來播放。在此，對於校正濾波器10000，如圖21至圖26說明，繞射聲被控制。因此，從控制揚聲器I至8播放的控制音，(可以視為)傳播到圖21的麥克風13至18，但不傳播到麥克風11至12。同時，來自測量音源20的測量信號，輸入到fx濾波器31至36和LMS運算器41至46。在fx濾波器31至36中，對其控制係數與來自測量音源20的測量信號進行卷積運算，將其結果輸入到減法器51至56。另ー方面，由控制揚聲器I至8播放的測量音，由麥克風13至18檢測，分別輸入到減法器51至56。而且，在減法器51至56中，從麥克風13至18的檢測信號中分別減去fx濾波器31至36的輸出信號，其結果分別輸入到LMS運算器41至46中的對應的LMS運算器。在LMS運算器41至46中，將來自測量音源20的測量信號作為參考信號，將來自減法器51至56的輸出信號作為錯誤信號，進行LMS運算，以使錯誤信號成為最小值。也就是說，在LMS運算器41至46中，分別求出fx濾波器31至36的係數更新量，將當前的控制係數與更新量相加來計算下一個新的控制係數。根據計算出的控制係數，更新fx濾波器31至36。通過反覆該ー連串的工作，LMS運算器41至46的各個錯誤信號、即減法器51至56的輸出信號，與最小值(理想為，無限地O)接近。其結果為，fx濾波器31至36的特性(=控制係數)，分別與從校正濾波器10000，經由加法器6000和控制揚聲器I至8，到麥克風13至18間的傳遞特性近似。 如此，在fx濾波器31中，求出從校正濾波器10000向麥克風13的傳遞特性fx33。
並且，在fx濾波器32中，求出從校正濾波器10000向麥克風14的傳遞特性fx34，----，
在fx濾波器36中，求出從校正濾波器10000向麥克風18的傳遞特性fx38。而且，在此，舉出了校正濾波器10000的例子，但是，在校正濾波器11000至15000的情況下，也能夠同樣求出傳遞特性。也就是說，在校正濾波器11000的情況下，求出傳遞特性fx43至fx48。並且，在校正濾波器12000的情況下，求出傳遞特性fx53至fx58。並且，在校正濾波器13000的情況下，求出傳遞特性fx63至fx68。並且，在校正濾波器14000的情況下，求出傳遞特性fx73至fx78。並且，在校正濾波器15000的情況下，求出傳遞特性fx83 至 fx88。如上所述,在求出了從ANC5000看的Filtred — x濾波器的情況下，接著，求出ANC5000的控制特性。以下，說明ANC5000的控制特定的決定方法。圖28示出圖21的ANC5000的內部結構。在fx濾波器5011至5066中，如圖27說明，設定有預先求出的傳遞特性，以作為係數。再次，參照圖21，來自測量音源20的reference信號，由延遲器7000進行規定的延遲處理後，從播放揚聲器10播放。在此，延遲器7000，用於滿足圖21所示的系統整體的因果律。另ー方面，來自測量音源20的reference信號，也輸入到ANC5000，被執行規定的信號處理後，輸出ancl至6信號。然後，ancl至6信號，由校正濾波器10000至15000中的對應的校正濾波器執行繞射聲控制所需要的信號處理後，作為diffractionl至6輸入到加法器6000。在加法器6000中，通過對作為輸入後的信號的diffractionl至6，按照對應的每個控制揚聲器進行加法運算，從而生成信號(controll至8)。並且，從控制揚聲器I至8中的對應的控制揚聲器播放controll至8。據此,來自播放揚聲器10的播放音和來自控制揚聲器I至8的控制音,在麥克風13至18中相互幹擾,其結果被檢測為error信號3至8。在圖28中，輸入後的reference信號，由控制濾波器5001至5006進行信號處理，其輸出，由相位反轉器5201至5206進行相位反轉後,作為ancl至6信號來輸出。reference信號，也輸入到fx濾波器5011至5016、· · · ·、fx濾波器5061至5066，進行與各個傳遞特性fx33至fx38、· · · ·、fx83至fx88各自的卷積處理，分別輸入到LMS運算器5111至5116、· · · · ,5161至5166。作為麥克風13至18的輸出信號的error3至8信號也分別輸入到LMS運算器5111至5116、· · · ·、5161至5166。各個LMS運算器，求出控制濾波器5001至5006的係數更新量，以使該eirorf至8信號最小化。進而，根據將求出的係數更新量與控制濾波器5001至5006的當前的係數相加而得到的值，更新控制濾波器的係數。其結果為，error3至8信號的電平衰減。也就是說，ANC5000，進行所謂1(參考信號數)一 6 (控制揚聲器數)一 6(控制點數)控制。其結果為，在圖21中，從播放揚聲器10播放的來自測量音源20的reference信號，在麥克風13至18中，電平衰減。這意味著，來自播放揚聲器10的播放音，在麥克風13至18中消除。另ー方面，從控制揚聲器I至8播放的控制音，傳播到麥克風13至18，但是，電平衰減到不影響到麥克風11至12的程度。因此，在麥克風11至12中，照原樣聽到來自播放揚聲器10的播放音。也就是說，在測量音源20是TV聲音的情況下,在麥克風11至12中，與ANC5000的工作無關，而以事先設定的聲壓級，聽到TV聲音。同時，在麥克風13 至18中，若ANC5000工作，則TV聲音衰減，從而不能聽到。圖29示出本發明的實施例涉及的繞射聲衰減裝置100A的功能框。如圖29所示，繞射聲衰減裝置100A，與繞射聲衰減裝置100相比，還具備校正濾波器106(相當於圖21的校正濾波器10000至校正濾波器15000)，將控制濾波器104A(相當於圖21的I 一 6 — 6ANC5000)輸出的控制信號作為輸入；以及加法器108 (相當於圖21的加法器6000)。並且，播放揚聲器101A、和至少兩個控制揚聲器102A，由不同的揚聲器構成。更詳細而言，至少兩個控制揚聲器102A之中的第一控制揚聲器(在本實施例中，相當於圖21的控制揚聲器I以及控制揚聲器2)被配置成,其振動板與收聽者相對。並且，第一控制揚聲器以外的控制揚聲器(在本實施例中，相當於圖21的控制揚聲器3至控制揚聲器8),被配置在播放揚聲器的周圍，且不與收聽者相対。校正濾波器106，具有決定為使適用了該校正濾波器的控制信號所示的控制音給收聽者的位置上的播放音的特性帶來的影響更衰減的濾波係數(圖22的diffract31至diffract88)。也就是說，校正濾波器106，具有濾波係數，該濾波係數，用於使播放了適用了該校正濾波器的控制信號的控制音，衰減到不給收聽者的位置上的播放音的特性帶來影響的程度(CL9)。加法器108，按照對應的每個控制揚聲器，將適用了校正濾波器106的各個控制信號(圖22的diffractionl至diffraction8)匯集,將匯集了的控制信號輸出到對應的控制揚聲器。根據如上所述的結構，例如，在視聽TV的情況下，在收聽者位置或收聽者存在的方向上，不管控制的有無，能夠不使TV聲音的特性變化，且使向收聽者方向以外的方向繞射的聲音衰減。因此，收聽者能夠不顧慮周圍來視聽TV。進而，由於不將TV內置的播放揚聲器10用於控制，因此，若將控制揚聲器I至8以後安裝到一般的TV (等的設備)，並設置在其周圍，則能夠實現所述的效果。
而且，在本實施例中，將繞射聲的衰減電平設為I / 10，但是，根據房間環境等的狀況，隨時設定為I / 3以及I / 2等所希望的任意的電平即可。在此，參照圖30至圖37示出，為了驗證本實施例涉及的繞射聲衰減裝置的效果而實際進行的實驗例。圖30示出內置在TV9000中的播放揚聲器10、被設置在其周圍的控制揚聲器I至7、以及作為控制點的麥克風11至17。在該實驗中，為了配置在從地板某高度的位置，而將TV9000以及控制揚聲器I至7放置在臺座上。因此，不使用圖19至圖20的控制揚聲器8，而使用七個控制揚聲器I至7。因此，對於麥克風，也使用七個麥克風11至17。也就是說，構成為不對控制揚聲器的下方進行控制。該實驗的第一目標是，來自TV內置的播放揚聲器10的播放音，在麥克風11至12被配置的控制點上，不管控制的有無而成為同等特性(控制ON還是控制0FF，播放音都不變化)。並且，第二目標是，進行控制，以在麥克風13至17被設置的控制點上，聲壓級衰減為I / 3。接著，示出結果。圖31示出麥克風11被配置的控制點的控制效果。即使是控制ON(細線)，也得到·了與控制OFF(粗線)幾乎差不多的特性。圖32示出麥克風12被配置的控制點的控制效果。在此，也得到了控制ON與控制OFF幾乎差不多的特性。圖33示出麥克風13被配置的控制點的控制效果。在控制ON時，得到了約IOdB的衰減效果(衰減為=I / 3)。同樣，圖34示出麥克風14被配置的控制點的控制效果。在控制ON時，得到了約IOdB的衰減效果。圖35示出麥克風15被配置的控制點的控制效果。在控制ON時，得到了約IOdB的衰減效果。圖36示出麥克風16被配置的控制點的控制效果。在控制ON時，得到了約IOdB的衰減效果。圖37示出麥克風17被配置的控制點的控制效果。在控制ON時，得到了約IOdB的衰減效果。以上，得知，利用控制揚聲器I至7，在麥克風11至17的位置上，能夠使來自TV內置的播放揚聲器10的繞射聲衰減。在實驗中，在麥克風13至17的位置上，在60Hz附近至500Hz附近的寬帶使繞射聲衰減。因此，能夠得到由作為第三關聯技術的指向性揚聲器難以得到的低域的控制效果。並且，由於構成為從內置在TV9000中的播放揚聲器10播放播放音，由其周圍的控制揚聲器I至7控制，因此不需要修改TV9000本身。若以後安裝在已經購買的TV來設置控制揚聲器和麥克風，則能夠使繞射聲衰減。此時，可以考慮預先準備設置了控制揚聲器和麥克風的、用於設置TV的臺以及支架的方法。也就是說，若得知TV的製造源以及型號等，則能夠確定TV尺寸以及內置的播放揚聲器的位置等，因此能夠製作符合該條件的TV用的臺以及支架。因此，用戶，若購買TV時或購買後購買該專用支架，則能夠實現簡單且美觀出色的繞射聲衰減裝置。而且，在圖30示出的實驗中，削減了下方向的控制揚聲器8，但是，優選的是，不削減是最好的。但是，如在該實驗中也得到了良好的效果，可以根據在系統上適用的條件，在不給效果帶來壞影響的範圍內削減控制揚聲器的數量。而且，在實施例I以及2中也可以，代替音響系統模擬部，而使用揚聲器和麥克風。音響系統模擬部是，用於求出從被設置在規定的位置的播放揚聲器以及控制揚聲器播放的聲音的、各個控制點的特性的構成部。因此，在實際能夠設置揚聲器和麥克風的情況下，不需要音響系統模擬部。而且，框圖(圖2至9，圖21至29等)的各個功能框，可以被實現為典型的集成電路的LSI。可以將它們分別單晶片化，也可以將它們單晶片化，使得包含一部分或全部。例如，也可以將存儲器以外的功能框單晶片化。在此，作為LSI，但也可以根據集成度不同被稱為1C、系統LSI、超LSI、特大LSI。並且，對於集成電路化的方法，不僅限於LSI，也可以以專用電路或通用處理器來實現。也可以利用在製造LSI後能夠編程的FPGA(Field Programmable Gate Array :現場可編程門陣列)、以及可重構LSI內部的電路單元的連接以及設定的可重構處理器。進而，當然，若因半導體技術的進步或導出的其它的技術而出現代替LSI的集成電路化的技木，則可以利用其技術對功能框進行集成化。存在生物技術的應用等的可能性。並且，各個功能框中也可以，僅將存儲成為編碼或解碼的對象的數據的單元另外構成，而非單晶片化。以上，參照

了該發明的實施例，但是，該發明不僅限於圖示的實施例。針對圖示的實施例，在與該發明同一的範圍內、或均等的範圍內，可以加以各種修正以及變 形。以上，參照

了該發明的實施例，但是，該發明不僅限於圖示的實施例。針對圖示的實施例，在與該發明同一的範圍內、或均等的範圍內，可以加以各種修正以及變形。エ業實用性本發明可以適用幹，由多個揚聲器消除繞射聲，以使從TV以及音響設備等播放的聲音不向收聽者不在的方向傳播的繞射聲衰減裝置等。符號說明1、2、3、4、5、6、7、8、102、102A 控制揚聲器10、101、IOlA 播放揚聲器11、12、13、14、15、16、17、18 麥克風20音源(測量音源)21、22、23、24、25、26、104、104A、1001、1002、1003、1004、1005、1006、5001、5002、5003、5004、5005、5006 控制濾波器31、32、33、34、35、36、1011 至 1016、1021 至 1026、· · · ,1061 至 1066、3011 至3018、3021 至 3028、· · ·、3081 至 3088、11011 至 11018、11021 至 11028、· · ·、11081 至11088fx濾波器41、42、43、44、45、46、1111 至 1116、1121 至 1126、· · · ,1161 至 1166、5111、5112、· · ·、5166、11111 至 11118、11121 至 11128、· · ·、11181 至 11188LMS 運算器51、52、53、54、55、56 減法器61、62、63、64、65、66、67、68、108、3100、3101、 · · · 、3155、6000、6001、6002、6003、6004、6005、6007、6008、6011、6012、6013、6014、6015、6017、6018 加法器(運算器)100、100A繞射聲衰減裝置106、10000、11000、12000、13000、14000、15000 校正濾波器400 鄰室401、402、403(評價用的)麥克風1000 控制部
1201、1202、1203、1204、1205、1206、5201、5202、5203、5204、5205、5206、11201、11202、11203、11204、11205、11206、11207、11208 相位反轉器2000目標特性部2001、2002、2003、2004、2005、2006、2007、2008 目標特性濾波器2101、2102、2103、2104、2105、2106、2107、2108 電平調整器2200 延遲器3000音響系統模擬部5000ANC
5011 至 5016、5021 至 5026、· · ·、5061 至 5066fx 濾波器7000 延遲器9000TV10001 至 10008、11001 至 11008、· · ·、15001 至 15008 繞射聲控制濾波器20000揚聲器陣列40001 遮音壁40002 執行器40003振動傳感器40004噪音傳感器40005換算電路40006控制電路50001高透射損失面板50002 單元50003 執行器50004第一傳感器單兀50005第二傳感器單元50006控制裝置60000 家60001 牆壁60002TV60003 揚聲器60004,60005 人
權利要求
1.(修改後)一種繞射聲衰減裝置，在收聽者的位置以及收聽者的位置以外的位置設定多個控制點，對所述控制點上的聲壓進行控制，所述繞射聲衰減裝置具備 播放揚聲器，輸出具有輸入信號所示的特性的播放音； 至少兩個控制揚聲器，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是所述播放音中的到達收聽者的位置以外的多個所述控制點的每一個上的聲音；以及 控制濾波器，通過對所述輸入信號執行濾波處理，從而生成所述控制信號， 所述播放揚聲器，被配置成與所述收聽者相對， 所述控制揚聲器，分別被配置在所述播放揚聲器的周圍，且不與收聽者相對， 所述控制點，被配置成與所述播放揚聲器以及所述控制揚聲器分別相對， 所述控制濾波器，生成所述控制信號，以使所述繞射聲的聲壓，比直達聲的聲壓還要衰減，該直達聲是所述播放音中的到達所述收聽者的位置的聲音， 所述控制濾波器，進一步，具有由包括目標特性決定步驟的濾波係數決定方法決定的濾波係數，在所述目標特性決定步驟中，對所述輸入信號進行信號處理，決定目標信號，該目標信號是示出所述控制點的每一個上的將要成為目標的所述播放音的特性的信號；在所述目標特性決定步驟中，通過將按每個所述控制點對應的電平調整器和目標特性濾波器適用於所述輸入信號，從而決定所述目標信號， 在多個所述目標特性濾波器之中的第一目標特性濾波器中，設定有從所述播放揚聲器到被配置在所述收聽者的位置的控制點為止的傳遞特性，在所述第一目標特性濾波器以外的目標特性濾波器中，設定有從所述播放揚聲器到被配置在所述收聽者的位置以外的位置的控制點為止的傳遞特性， 所述電平調整器分別按照設定值，調整所述輸入信號的增益。
2.如權利要求I所述的繞射聲衰減裝置， 所述至少兩個控制揚聲器之中的一個、和所述播放揚聲器，由同一揚聲器構成， 所述控制濾波器，對所述輸入信號執行所述濾波處理， 以使得在所述收聽者的位置的控制點上，所述直達聲的聲壓與不播放所述控制信號而由所述播放揚聲器照原樣播放所述輸入信號時的所述播放音的聲壓相等，並且， 以使得在所述收聽者的位置以外的位置的控制點上，與不播放所述控制信號而由所述播放揚聲器照原樣播放所述輸入信號時相比，所述繞射聲的聲壓衰減規定量。
3.(修改後)如權利要求I所述的繞射聲衰減裝置， 所述濾波係數決定方法還包括 控制信號計算步驟，通過對所述輸入信號，適用與所述控制揚聲器的每一個對應的控制濾波器，從而計算將要由該控制揚聲器播放的所述控制信號； 音響系統模擬步驟，根據在所述控制信號計算步驟中計算出的控制信號，計算播放信號，該播放信號是示出所述控制點的每一個上的所述播放音的特性的信號； 加法步驟，按照對應的每個控制點計算誤差信號，該誤差信號是合成所述目標信號和所述播放信號而得到的信號，所述目標信號是來自所述目標特性決定步驟的輸出信號，所述播放信號是來自音響系統模擬步驟的輸出信號；以及 判斷步驟，在所述加法步驟中計算出的所述誤差信號為規定的閾值以上的情況下，更新所述控制濾波器的係數，以使所述誤差信號變小， 在所述誤差信號小於規定的閾值的情況下，將該控制濾波器的係數決定為所述控制濾波器要具有的所述濾波係數。
.4.(刪除) .5.(修改後)如權利要求I所述的繞射聲衰減裝置， 與多個所述電平調整器之中的與所述第一目標特性濾波器對應的電平調整器中設定的增益的設定值相比，與其他的目標特性濾波器對應的電平調整器中設定的增益的設定值小。
.6.如權利要求3所述的繞射聲衰減裝置， 在所述音響系統模擬步驟中， 針對所述控制信號的每一個，對該控制信號適用音響系統模擬濾波器，該音響系統模擬濾波器示出到達所述控制點的每一個為止的路徑的傳遞特性， 按每個所述控制點，對適用了所述音響系統模擬濾波器的多個所述控制信號進行加法運算，從而計算各個控制點上的播放信號。 . 7.如權利要求3所述的繞射聲衰減裝置， 在所述判斷步驟中， 對所述輸入信號適用音響系統模擬濾波器，該音響系統模擬濾波器示出從所述控制揚聲器的每一個到所述控制點的每一個為止的聲音的傳遞特性， 在所述誤差信號為規定的閾值以上的情況下，根據所述音響系統模擬濾波器的輸出信號和所述誤差信號，更新所述控制濾波器的濾波係數，以使下次計算的誤差信號更小。 . 8.如權利要求I所述的繞射聲衰減裝置還具備 目標特性部，對所述輸入信號進行信號處理，輸出多個目標信號Dn ； 控制部，對所述輸入信號進行信號處理，輸出多個控制信號Cn ； 音響系統模擬部，對從所述控制部輸出的所述多個控制信號Cn的每一個進行信號處理，輸出與所述多個控制信號Cn的每一個對應的播放信號On ;以及 運算器，通過合成所述目標信號Dn的每一個、和與該目標信號Dn對應的所述播放信號On,從而輸出多個誤差信號En, 所述繞射聲衰減裝置，通過使所述多個誤差信號比規定的閾值小，來計算Cn = Dn /0η，從而求出所述控制濾波器的控制特性。
.9.(修改後)一種繞射聲衰減裝置，在收聽者的位置以及收聽者的位置以外的位置設定多個控制點，對所述控制點上的聲壓進行控制， 所述繞射聲衰減裝置具備 播放揚聲器，輸出具有輸入信號所示的特性的播放音； 至少兩個控制揚聲器，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是所述播放音中的到達收聽者的位置以外的多個所述控制點的每一個上的聲音； 控制濾波器，通過對所述輸入信號執行濾波處理，從而生成所述控制信號； 校正濾波器，將所述控制濾波器的每一個輸出的所述控制信號作為輸入；以及 加法器，所述播放揚聲器，被配置成與所述收聽者相對， 所述控制揚聲器，分別被配置在所述播放揚聲器的周圍，且不與收聽者相對， 所述控制點，被配置成與所述播放揚聲器以及所述控制揚聲器分別相對， 所述控制濾波器，生成所述控制信號，以使所述繞射聲的聲壓，比直達聲的聲壓還要衰減，該直達聲是所述播放音中的到達所述收聽者的位置的聲音， 所述播放揚聲器，由與所述至少兩個控制揚聲器不同的揚聲器構成， 所述至少兩個控制揚聲器之中的第一控制揚聲器被配置成，其振動板與所述收聽者相對，所述第一控制揚聲器以外的控制揚聲器，被配置在所述播放揚聲器的周圍，且不與所述收聽者相對， 所述校正濾波器，具有濾波係數，該濾波係數，用於使播放了適用了該校正濾波器的所述控制信號的控制音，衰減到不給所述收聽者的位置上的所述播放音的特性帶來影響的程度， 所述加法器，按照對應的每個所述控制揚聲器，將適用了所述校正濾波器的各個控制信號匯集，將匯集了的控制信號，向對應的控制揚聲器輸出。
10.一種濾波係數決定方法，是具備播放揚聲器、至少兩個控制揚聲器、以及控制濾波器的繞射聲衰減裝置中的所述控制濾波器的濾波係數決定方法，所述播放揚聲器，輸出具有輸入信號所示的特性的播放音；所述至少兩個控制揚聲器，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是所述播放音中的到達多個控制點的每一個上的聲音；所述控制濾波器，通過對所述輸入信號執行濾波處理，從而生成所述控制信號，所述濾波係數決定方法包括 目標特性決定步驟，對所述輸入信號進行信號處理，決定目標信號，該目標信號是示出所述控制點的每一個上的將要成為目標的所述播放音的特性的信號； 控制信號計算步驟，通過對所述輸入信號，適用與所述控制揚聲器的每一個對應的控制濾波器，從而計算將要由該控制揚聲器播放的所述控制信號； 音響系統模擬步驟，根據在所述控制信號計算步驟中計算出的控制信號，計算播放信號，該播放信號是示出所述控制點的每一個上的所述播放音的特性的信號； 加法步驟，按照對應的每個控制點計算誤差信號，該誤差信號是合成所述目標信號和所述播放信號而得到的信號；以及 判斷步驟，在所述加法步驟中計算出的所述誤差信號為規定的閾值以上的情況下，更新所述控制濾波器的係數，以使所述誤差信號變小， 在所述誤差信號小於規定的閾值的情況下，將該控制濾波器的係數決定為所述控制濾波器要具有的所述濾波係數。
11.一種繞射聲衰減方法，是由具備播放揚聲器、至少兩個控制揚聲器、以及控制濾波器的繞射聲衰減裝置的繞射聲衰減方法，所述播放揚聲器，輸出具有輸入信號所示的特性的播放音；所述至少兩個控制揚聲器，播放控制信號，該控制信號示出控制音的特性，該控制音用於使繞射聲的聲壓衰減，該繞射聲是所述播放音中的到達多個控制點的每一個上的聲音；所述控制濾波器，通過對所述輸入信號執行濾波處理，從而生成所述控制信號，所述繞射聲衰減方法包括 目標特性計算步驟，對所述輸入信號進行信號處理，輸出多個目標信號Dn ；控制信號計算步驟，對所述輸入信號進行信號處理，輸出多個控制信號Cn ； 音響系統模擬步驟，對由所述控制信號計算步驟輸出的所述多個控制信號Cn的每一個進行信號處理，輸出與所述多個控制信號Cn的每一個對應的播放信號On ； 運算步驟，通過合成所述目標信號Dn的每一個、和與該目標信號Dn對應的所述播放信號On,從而輸出多個誤差信號En ；以及 控制特性計算步驟，通過使所述多個誤差信號比規定的閾值小，來計算Cn = Dn / On,從而求出所述控制濾波器的控制特性。
全文摘要
本發明涉及的繞射聲衰減裝置(100)具備播放揚聲器(101)，輸出具有輸入信號所示的特性的播放音；至少兩個控制揚聲器(102)，播放示出用於使繞射聲的聲壓衰減的控制音的特性的控制信號，該繞射聲是播放音中的到達收聽者的位置以外的多個控制點的每一個上的聲音；以及控制濾波器(104)，根據輸入信號生成控制信號，播放揚聲器(101)被配置成與收聽者相對，分別被配置控制揚聲器(102)在播放揚聲器(101)的周圍，且不與收聽者相對，控制點被配置成與播放揚聲器以及控制揚聲器分別相對，控制濾波器(104)，生成控制信號，以使繞射聲的聲壓，比作為播放音中的到達收聽者的位置的聲音的直達聲的聲壓還要衰減。
文檔編號G10K11/178GK102870436SQ20128000113
公開日2013年1月9日 申請日期2012年2月17日 優先權日2011年2月24日
發明者狩野裕之 申請人:松下電器產業株式會社