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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-09
(45)【発行日】2025-01-20
(54)【発明の名称】信号処理システム、信号処理方法、および信号処理プログラム
(51)【国際特許分類】
H03H 21/00 20060101AFI20250110BHJP
H03H 17/02 20060101ALI20250110BHJP
H03H 17/00 20060101ALI20250110BHJP
G10K 11/178 20060101ALI20250110BHJP
【ＦＩ】
H03H21/00
H03H17/02 633Z
H03H17/02 601G
H03H17/00 601C
G10K11/178 120
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2023545132
(86)(22)【出願日】2022-07-11
(86)【国際出願番号】 JP2022027331
(87)【国際公開番号】W WO2023032471
(87)【国際公開日】2023-03-09
【審査請求日】2024-03-06
(31)【優先権主張番号】P 2021145058
(32)【優先日】2021-09-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021160654
(32)【優先日】2021-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】303046277
【氏名又は名称】旭化成エレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】市原 栄蔵
(72)【発明者】
【氏名】甲斐 佑介
【審査官】石田 昌敏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－０９２１４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１６１６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－２３２５８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－２３５４９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０６０１７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０３８６９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０３Ｈ １９／００－２１／００
Ｈ０３Ｈ １５／００－１５／０２
Ｈ０３Ｈ １７／００－１７／０８
Ｇ１０Ｋ １１／１７８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力信号をダウンサンプリングした出力信号を出力するデシメーションフィルタと、前記入力信号の特性と前記デシメーションフィルタの特性とに基づいて、前記ダウンサンプリングにより前記デシメーションフィルタの出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出する折り返しノイズ検出部とを有する適応デシメーションフィルタ装置と、前記折り返しノイズの大きさに基づいて前記デシメーションフィルタの次数を調整するフィルタ制御部、および前記デシメーションフィルタの出力信号に対してフィルタ処理を行なう適応フィルタ部を有する信号処理装置と
を備える信号処理システム。
【請求項2】
前記適応フィルタ部は、前記デシメーションフィルタの次数または前記デシメーションフィルタの特性に応じた前記フィルタ処理を行なう請求項１に記載の信号処理システム。【請求項3】
前記折り返しノイズ検出部は、前記デシメーションフィルタに設定された次数を識別するフィルタ識別情報を更に出力し、前記適応フィルタ部は、前記フィルタ識別情報に応じた前記フィルタ処理を行なう
請求項１に記載の信号処理システム。
【請求項4】
前記適応フィルタ部は、次数の調整に伴う前記デシメーションフィルタの遅延時間の変化を相殺する前記フィルタ処理を行なう請求項２に記載の信号処理システム。【請求項5】
前記フィルタ制御部は、前記デシメーションフィルタの次数の調整に応じて、前記出力信号の位相を調整する請求項２に記載の信号処理システム。【請求項6】
前記適応フィルタ部は、前記フィルタ識別情報に応じて、次数の調整に伴う前記デシメーションフィルタの遅延時間の変化を相殺する前記フィルタ処理を行なうフィルタを選択する請求項３に記載の信号処理システム。【請求項7】
前記フィルタ制御部は、前記フィルタ識別情報に応じて、前記出力信号の位相を調整する請求項３に記載の信号処理システム。【請求項8】
アナログの前記入力信号をデジタルの前記入力信号に変換して前記適応デシメーションフィルタ装置に供給するＡＤ変換器を更に備える請求項２または請求項３に記載の信号処理システム。【請求項9】
前記ＡＤ変換器は、ノイズ成分を含むアナログの前記入力信号をデジタルの前記入力信号に変換し、前記適応フィルタ部は、前記デシメーションフィルタの出力信号に対して前記フィルタ処理を行なって、前記ノイズ成分を低減するためのノイズキャンセリング信号を生成する
請求項８に記載の信号処理システム。
【請求項10】
前記フィルタ制御部は、前記入力信号の特性に基づいて、前記入力信号に含まれる前記ノイズ成分を低減するように前記デシメーションフィルタの次数を調整する、請求項９に記載の信号処理システム。【請求項11】
前記折り返しノイズ検出部は、前記入力信号における、前記ナイキスト周波数以上の少なくとも一部の周波数の信号レベルを検出するノイズ検出部と、
前記ノイズ検出部が検出した信号レベルのノイズが、次数が調整された前記デシメーションフィルタによって減衰された場合に前記デシメーションフィルタの出力信号に残留する前記折り返しノイズの大きさを算出する折り返しノイズレベル決定部と
を有する請求項１に記載の信号処理システム。
【請求項12】
前記信号処理装置は、前記デシメーションフィルタの出力信号と前記折り返しノイズの大きさを表すノイズレベル情報とを入力し、入力した前記デシメーションフィルタの出力信号、前記ノイズレベル情報、および前記デシメーションフィルタの特性に応じた信号処理を行ない、前記信号処理装置の出力サイクル期間内に前記信号処理によって生成された信号を出力する請求項１に記載の信号処理システム。【請求項13】
前記信号処理装置は、前記信号処理装置の出力サイクル期間内に、前記デシメーションフィルタの出力信号、前記折り返しノイズの大きさを表すノイズレベル情報、および前記フィルタ識別情報を入力し、入力した前記デシメーションフィルタの出力信号、前記ノイズレベル情報、および前記フィルタ識別情報に応じた信号処理を行ない、前記信号処理によって生成された信号を出力する請求項３に記載の信号処理システム。【請求項14】
適応デシメーションフィルタ装置のデシメーションフィルタが、入力信号をダウンサンプリングした出力信号を出力することと、前記適応デシメーションフィルタ装置の折り返しノイズ検出部が、前記入力信号の特性と前記デシメーションフィルタの特性とに基づいて、前記ダウンサンプリングにより前記デシメーションフィルタの出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出することと、
信号処理装置のフィルタ制御部が、前記折り返しノイズの大きさに基づいて前記デシメーションフィルタの次数を調整することと、
前記信号処理装置の適応フィルタ部がフィルタ処理を行なうことと
を含む信号処理方法。
【請求項15】
コンピュータにより実行され、前記コンピュータを、入力信号をダウンサンプリングした出力信号を出力するデシメーションフィルタ、および前記入力信号の特性と前記デシメーションフィルタの特性とに基づいて、前記ダウンサンプリングにより前記デシメーションフィルタの出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出する折り返しノイズ検出部を有する適応デシメーションフィルタ装置と、
前記折り返しノイズの大きさに基づいて前記デシメーションフィルタの次数を調整するフィルタ制御部、および前記デシメーションフィルタの出力信号に対してフィルタ処理を行なう適応フィルタ部を有する信号処理装置と
して機能させる信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、信号処理システム、信号処理方法、および信号処理プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、スケーラブルなＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ・アーキテクチャを開示する。特許文献１には、このフィルタ・アーキテクチャが異なる複雑度に適合するためにスケーラブルであること、および、既存の構成に対してプロセッシングブロックを追加または削減することにより、フィルタがスケールアップ／ダウンすることができることが記載されている（第３欄３９～５３行目）。
【0003】
特許文献２は、フィードフォワードおよびフィードバック制御を行なうアクティブ・ノイズ・キャンセラを開示する（第２欄第６～２０行目）。特許文献２のアクティブ・ノイズ・キャンセラは、デシメーションフィルタを用いずオーバーサンプリング・データ・レート（３８４ＫＨｚ）で動作することにより、レイテンシを最小化する（第２欄第２１～５３行目）。
【0004】
特許文献３は、ＡＮＣ（アクティブ・ノイズ・コントロール）システム３００を開示する。ＡＮＣシステム３００は、エンジンノイズに基づいて信号を生成するように構成された加速度計または振動モニターであり得るセンサー３１４と標的空間３１０の中または近くにある音波を検出するマイクロフォン３３６とにより検出される信号３１６および３３８からアンチノイズ信号３２４を生成する（第５欄第２５行目～第６欄第４１行目）。
【0005】
特許文献４には、「音響の分野においては、以前からＭＦＢ(Motional FeedBack : モーショナルフィードバック)が知られている。ＭＦＢは、スピーカユニットにおける振動板の動きを検出し、入力オーディオ信号に負帰還をかけて、例えばスピーカユニットの振動板と入力オーディオ信号とが同じ動きとなるように制御する技術である。」（段落０００２）、および「本願発明としては、例えばオンとすべき帰還方式の組み合わせの切り換えによって、ＭＦＢのかかりかたの違いに応じて音の聞こえ方の異なる再生音を選択できることになる。また、そのうえで、これに応じて、再生音の周波数特性は、オンとすべき帰還方式の組み合わせに応じて適切となるようにして補正される。つまりオンとすべき帰還方式の組み合わせごとに、最適とされる周波数特性を与えることができ、再生音の音質の良好性が維持される。」（段落０００７）と記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 米国特許第６，２６０，０５３号明細書
［特許文献２］ 米国特許第９，０８２，３９２号明細書
［特許文献３］ 米国特許第８，７１８，２８９号明細書
［特許文献４］ 特許第５３２１２６３号公報
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 米国特許第６，２６０，０５３号明細書
［特許文献２］ 米国特許第９，０８２，３９２号明細書
［特許文献３］ 米国特許第８，７１８，２８９号明細書
［特許文献４］ 特許第５３２１２６３号公報
【一般的開示】
【0006】
本発明の第１の態様においては、信号処理システムを提供する。信号処理システムは、入力信号をダウンサンプリングした出力信号を出力するデシメーションフィルタと、入力信号の特性とデシメーションフィルタの特性とに基づいて、ダウンサンプリングによりデシメーションフィルタの出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出する折り返しノイズ検出部とを有する適応デシメーションフィルタ装置と、折り返しノイズの大きさに基づいてデシメーションフィルタの次数を調整するフィルタ制御部、およびデシメーションフィルタの出力信号に対してフィルタ処理を行なう適応フィルタ部を有する信号処理装置とを備えてよい。
【0007】
上記の信号処理システムにおいて、適応フィルタ部は、デシメーションフィルタの次数またはデシメーションフィルタの特性に応じたフィルタ処理を行なってよい。
【0008】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、折り返しノイズ検出部は、デシメーションフィルタに設定された次数を識別するフィルタ識別情報を更に出力してよい。適応フィルタ部は、フィルタ識別情報に応じたフィルタ処理を行なってよい。
【0009】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、適応フィルタ部は、次数の調整に伴うデシメーションフィルタの遅延時間の変化を相殺するフィルタ処理を行なってよい。
【0010】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、フィルタ制御部は、デシメーションフィルタの次数の調整に応じて、出力信号の位相を調整してよい。
【0011】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、適応フィルタ部は、フィルタ識別情報に応じて、次数の調整に伴うデシメーションフィルタの遅延時間の変化を相殺するフィルタ処理を行なうフィルタを選択してよい。
【0012】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、フィルタ制御部は、フィルタ識別情報に応じて、出力信号の位相を調整してよい。
【0013】
上記のいずれかの信号処理システムは、アナログの入力信号をデジタルの入力信号に変換して適応デシメーションフィルタ装置に供給するＡＤ変換器を備えてよい。
【0014】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、ＡＤ変換器は、ノイズ成分を含むアナログの入力信号をデジタルの入力信号に変換し、適応フィルタ部は、デシメーションフィルタの出力信号に対してフィルタ処理を行なって、ノイズ成分を低減するためのノイズキャンセリング信号を生成してよい。
【0015】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、フィルタ制御部は、入力信号の特性に基づいて、入力信号に含まれるノイズ成分を低減するようにデシメーションフィルタの次数を調整してよい。
【0016】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、折り返しノイズ検出部は、入力信号における、ナイキスト周波数以上の少なくとも一部の周波数の信号レベルを検出するノイズ検出部と、ノイズ検出部が検出した信号レベルのノイズが、フィルタ特性が調整されたデシメーションフィルタによって減衰された場合にデシメーションフィルタの出力信号に残留する折り返しノイズの大きさを算出する折り返しノイズレベル決定部とを有してよい。
【0017】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、信号処理装置は、デシメーションフィルタの出力信号と折り返しノイズの大きさを表すノイズレベル情報とを入力し、入力したデシメーションフィルタの出力信号、ノイズレベル情報、およびデシメーションフィルタの特性に応じた信号処理を行ない、信号処理装置の出力サイクル期間内に信号処理によって生成された信号を出力してよい。
【0018】
上記のいずれかの信号処理システムにおいて、信号処理装置は、信号処理装置の出力サイクル期間内に、デシメーションフィルタの出力信号、折り返しノイズの大きさを表すノイズレベル情報、およびフィルタ識別情報を入力し、入力したデシメーションフィルタの出力信号、ノイズレベル情報、および折り返しノイズの大きさやフィルタ識別情報に応じた信号処理を行ない、信号処理によって生成された信号を出力してよい。
【0019】
本発明の第２の態様においては、信号処理方法を提供する。信号処理方法は、適応デシメーションフィルタ装置のデシメーションフィルタが、入力信号をダウンサンプリングした出力信号を出力することと、適応デシメーションフィルタ装置の折り返しノイズ検出部が、入力信号の特性とデシメーションフィルタの特性とに基づいて、ダウンサンプリングによりデシメーションフィルタの出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出することと、信号処理装置のフィルタ制御部が、折り返しノイズの大きさに基づいてデシメーションフィルタの次数を調整することと、信号処理装置の適応フィルタ部が、デシメーションフィルタの出力信号に対して、フィルタ処理を行なうこととを含んでよい。
【0020】
本発明の第３の態様においては、コンピュータにより実行される信号処理プログラムを提供する。信号処理プログラムは、コンピュータを、入力信号をダウンサンプリングした出力信号を出力するデシメーションフィルタ、および入力信号の特性とデシメーションフィルタの特性とに基づいて、ダウンサンプリングによりデシメーションフィルタの出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出する折り返しノイズ検出部を有する適応デシメーションフィルタ装置と、折り返しノイズの大きさに基づいてデシメーションフィルタの次数を調整するフィルタ制御部、およびデシメーションフィルタの出力信号に対してフィルタ処理を行なう適応フィルタ部とを有する信号処理装置として機能させてよい。
【0021】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本実施形態に係る信号処理システム１０の構成を示す。
【図2】本実施形態に係る適応フィルタ装置３０の構成を示す。
【図3】本実施形態に係るデシメーションフィルタ２００の構成を示す。
【図4】ダウンサンプリングにより生じるエイリアシングの一例を示す。
【図5】本実施形態に係るデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性の一例を示す。
【図6】本実施形態に係るフィルタ制御部２１０の構成を示す。
【図7】本実施形態に係るノイズ検出部６２０の構成を示す。
【図8】本実施形態に係る適応フィルタ装置３０の動作フローを示す。
【図9】本実施形態に係るフィルタ特性決定部６６０の動作を示す。
【図10】本実施形態の第１変形例に係るノイズ検出部１０２０の構成を示す。
【図11】本実施形態の第２変形例に係るフィルタ制御部１１１０の構成を示す。
【図12】本実施形態の第２変形例に係る信号検出部１１４０の構成を示す。
【図13】本実施形態の第２変形例に係る適応フィルタ装置３０の動作フローを示す。
【図14】本実施形態の第３変形例に係るフィルタ特性決定部１４６０の構成を示す。
【図15】本実施形態の第４変形例に係るフィルタ特性決定部１５６０の構成を示す。
【図16】本実施形態の第４変形例においてフィルタコードに与えるヒステリシスの一例を示す。
【図17】本実施形態の第５変形例に係る信号処理システム１７００の構成を示す。
【図18】本実施形態の第６変形例に係る適応デシメーションフィルタ１８３０の構成を示す。
【図19】本実施形態の第６変形例に係る折り返しノイズ検出部１８１０の構成を示す。
【図20】本実施形態の第６変形例に係る折り返しノイズレベル決定部１９６０の構成を示す。
【図21】本実施形態の第６変形例に係るフィルタ／ノイズレベル情報の一例を示す。
【図22】本実施形態の第７変形例に係る信号処理システム４２００の構成を示す。
【図23】本実施形態の第７変形例に係る適応フィルタ部４２５０の構成を示す。
【図24】本実施形態の第７変形例に係る信号処理システム４２００の動作フローを示す。
【図25】本実施形態の第８変形例に係る信号処理システム４６００の構成を示す。
【図26】データエンコーダ４６３５によりエンコードされるデータの第１例を示す。
【図27】データエンコーダ４６３５によりエンコードされるデータの第２例を示す。
【図28】データエンコーダ４６３５によりエンコードされるデータの第３例を示す。
【図29】本実施形態の第９変形例に係る信号処理システム５０００の構成を示す。
【図30】データエンコーダ５０３５によりエンコードされるデータの第１例を示す。
【図31】データエンコーダ５０３５によりエンコードされるデータの第２例を示す。
【図32】データエンコーダ５０３５によりエンコードされるデータの第３例を示す。
【図33】本実施形態の第１０変形例に係るＡＮＣシステム５４００の構成を示す。
【図34】本実施形態の第１１変形例に係るＭＦＢシステム５５００の構成を示す。
【図35】本実施形態の第７変形例に係る信号処理システム４２００の変形例を示す。
【図36】本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0024】
図１は、本実施形態に係る信号処理システム１０の構成を示す。信号処理システム１０は、アナログ信号を入力し、信号処理を行なって、信号処理の結果を出力する。一例として、信号処理システム１０は、オーディオの聴者等に到達するノイズ、またはノイズ発生源の振動等に応じたアナログ信号を入力し、信号処理を行なってノイズを抑制するためのノイズキャンセリング信号を出力するノイズキャンセラである。これに代えて、信号処理システム１０は、アナログ信号を入力して任意の信号処理を行なう装置であってもよい。
【0025】
信号処理システム１０は、ＡＤ（Aｎａｌｏｇ－Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器２０と、適応フィルタ装置３０と、信号処理装置４０とを備える。ＡＤ変換器２０は、ＡＤ変換周波数に応じたＡＤ変換周期毎に、アナログの入力信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器２０は、デジタルに変換された入力信号を、適応フィルタ装置３０へのフィルタ入力信号として出力する。
【0026】
適応フィルタ装置３０は、ＡＤ変換器２０に接続される。適応フィルタ装置３０は、フィルタ入力信号を入力してフィルタ処理を行ない、フィルタ出力信号として出力する。ここで、適応フィルタ装置３０は、フィルタ入力信号の特性に応じてフィルタ処理の特性を変化させる適応フィルタ処理を行なう。
【0027】
信号処理装置４０は、適応フィルタ装置３０に接続される。信号処理装置４０は、フィルタ出力信号を適応フィルタ装置３０から受け取る。信号処理装置４０は、フィルタ出力信号に対して信号処理を行なって、信号処理の結果を出力する。信号処理装置４０は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の信号処理用のプロセッサ、またはマイクロコントローラを含むコンピュータであってよい。また、信号処理装置４０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、タブレット型コンピュータ、スマートフォン、ワークステーション、サーバコンピュータ、または汎用コンピュータ等のコンピュータであってよく、複数のコンピュータが接続されたコンピュータシステムであってもよい。このようなコンピュータシステムもまた広義のコンピュータである。信号処理装置４０は、このようなコンピュータ上で信号処理プログラムを実行することにより、フィルタ出力信号に対する信号処理を行なう。
【0028】
図２は、本実施形態に係る適応フィルタ装置３０の構成を示す。適応フィルタ装置３０は、フィルタ入力信号をダウンサンプリングしてフィルタ出力信号として出力する。以下、説明の便宜上、フィルタ入力信号を「入力信号」、フィルタ出力信号を「出力信号」と省略する。適応フィルタ装置３０は、デシメーションフィルタ２００と、フィルタ制御部２１０とを有する。
【0029】
デシメーションフィルタ２００は、入力信号をダウンサンプリングした出力信号を出力する。フィルタ制御部２１０は、入力信号の特性に基づいて、デシメーションフィルタ２００の特性を変化させる。より具体的には、フィルタ制御部２１０は、入力信号の特性に基づいて、入力信号に対して適用するべきフィルタ処理の特性を決定し、決定したフィルタ処理の特性を識別するフィルタ識別情報をデシメーションフィルタ２００へと出力する。本実施形態において、フィルタ制御部２１０は、フィルタ識別情報の一例として、入力信号に対して適用すべきフィルタ特性をコードで識別するフィルタコードを出力する。
【0030】
本実施形態において、フィルタ制御部２１０は、入力信号の特性に基づいて、デシメーションフィルタ２００の次数を調整する。この結果、フィルタ制御部２１０は、デシメーションフィルタ２００における、入力信号のうち、出力信号のナイキスト周波数以上の少なくとも一部の周波数を有する調整対象成分のフィルタ特性（通過帯域、阻止帯域、通過帯域及び阻止帯域から決まるフィルタの急峻さ、阻止帯域の減衰量等）を調整することになる。ここで、デシメーションフィルタ２００は、入力信号における、出力信号のナイキスト周波数以上の全ての周波数を調整対象成分としてよく、一部の周波数のみを調整対象成分としてもよい。
【0031】
図３は、本実施形態に係るデシメーションフィルタ２００の構成を示す。デシメーションフィルタ２００は、専用回路によって実現された専用ハードウェアであってよく、少なくとも一部がコンピュータ上でフィルタプログラムを実行することにより実現されてもよい。本実施形態において、デシメーションフィルタ２００は、一例としてＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタであるが、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを用いることもできる。複数の遅延要素３００－２～Ｎ（Ｎは２以上の整数）と、複数の間引き要素３１０－１～Ｎと、複数の乗算器３２０－１～Ｎと、複数の加算器３３０－２～Ｎと、フィルタ係数記憶部３４０と、選択器３５０とを含む。
【0032】
複数の遅延要素３００－２～Ｎ（遅延要素３００とも示す。）は、この順に直列に接続される。先頭の遅延要素３００－２は、ＡＤ変換周期毎に入力信号を受け取って、１ＡＤ変換周期分遅延させて次の遅延要素３００－３に出力する。同様に、遅延要素３００－３～Ｎは、受け取った入力信号を１ＡＤ変換周期分遅延させて次段の遅延要素３００へと出力する。
【0033】
複数の間引き要素３１０－１～Ｎ（間引き要素３１０とも示す。）は、ＡＤ変換器２０からの入力信号および各遅延要素３００－２～Ｎが出力する遅延された入力信号を１／ｍに間引きする。すなわち、間引き要素３１０－１は、ＡＤ変換器２０からの入力信号を間引いて出力する。間引き要素３１０－２～Ｎのそれぞれは、遅延要素３００－２～Ｎのうち対応する遅延要素３００からの遅延された入力信号を間引いて出力する。ここで、各間引き要素３１０は、受け取った入力信号をＡＤ変換周期のｍ回おきに出力することにより、入力信号を間引く。
【0034】
複数の乗算器３２０－１～Ｎ（乗算器３２０とも示す。）は、複数の間引き要素３１０－１～Ｎから受け取る複数の信号のそれぞれと、フィルタ係数記憶部３４０から受け取る複数のフィルタ係数のそれぞれと乗じる。複数の加算器３３０－２～Ｎは、複数の乗算器３２０－１～Ｎの出力の合計値を選択器３５０へと供給する。また、複数の加算器３３０－２～Ｍ（ＭはＮより小さい正の整数）は、複数の乗算器３２０－１～Ｍの出力の合計値を選択器３５０へと供給する。
【0035】
フィルタ係数記憶部３４０は、フィルタ制御部２１０から受け取るフィルタ識別情報（フィルタコード）に応じたフィルタ係数を複数の乗算器３２０－１～Ｎに供給する。本実施形態において、フィルタ係数記憶部３４０は、フィルタコードが第１フィルタ特性を設定することを指示する場合には、第１フィルタ特性に対応する複数のフィルタ係数を複数の乗算器３２０－１～Ｎに供給する。また、フィルタ係数記憶部３４０は、フィルタコードが、第２フィルタ特性を設定することを指示する場合には、第２フィルタ特性に対応する複数のフィルタ係数を複数の乗算器３２０－１～Ｎに供給する。
【0036】
選択器３５０は、フィルタ制御部２１０から受け取るフィルタ識別情報（フィルタコード）に応じて、デシメーションフィルタ２００の次数を変更する。本実施形態において、選択器３５０は、第１フィルタ特性を設定することを指示するフィルタコードを受け取ったことに応じて、複数の乗算器３２０－１～Ｎの出力の合計値を出力信号として選択する。また、選択器３５０は、第２フィルタ特性を設定することを指示するフィルタコードを受け取ったことに応じて、複数の乗算器３２０－１～Ｍの出力の合計値を出力信号として選択する。このようにして、デシメーションフィルタ２００は、第２フィルタ特性が設定されたことに応じて、第１フィルタ特性が設定された場合よりもフィルタの次数を小さくする。これに伴い、デシメーションフィルタ２００は、第２フィルタ特性が設定されたことに応じて、第１フィルタ特性が設定された場合よりも遅延時間を短くすることになる。
【0037】
図４は、ダウンサンプリングにより生じるエイリアシングの一例を示す。本図は、横軸に周波数をとり、縦軸に信号強度をとったグラフにより、デシメーションフィルタ２００の出力信号に生じるエイリアシングを示す。
【0038】
本図において、「ｆｓ」は、デシメーションフィルタ２００が出力する出力信号の周波数（サンプリング周波数）を示す。ＡＤ変換器２０からデシメーションフィルタ２００へと供給される入力信号の周波数（ＡＤ変換周波数）は、サンプリング周波数よりも高い。デシメーションフィルタ２００は、ＡＤ変換周波数を有する入力信号をダウンサンプリングして周波数を下げ、サンプリング周波数を有する出力信号として出力する。例えば、ノイズキャンセリングの場合、ＡＤ変換周波数は例えば約２００ＫＨｚであり、サンプリング周波数ｆｓは例えば約２ＫＨｚであってよい。
【0039】
デシメーションフィルタ２００は、出力信号のサンプリング周波数がｆｓであることから、サンプリング定理により、入力信号におけるサンプリング周波数ｆｓの１／２であるナイキスト周波数ｆｓ／２以下の信号成分を再現可能に出力することができる。しかし、入力信号を単に間引きフィルタによって間引きした場合には、ナイキスト周波数ｆｓ／２を超える信号成分（例えば図中信号４００）がエイリアシングによりナイキスト周波数ｆｓ／２以下の周波数領域に折り返してエイリアシング（例えば図中エイリアシング４１０）として出力信号に含まれてしまう。
【0040】
そこで、入力信号をダウンサンプリングする場合には、入力信号の間引きに加えて、入力信号におけるカットオフ周波数以上の周波数成分を除去または減衰させ、カットオフ周波数以下の周波数成分を通過させるローパスフィルタリングを行なう。このような入力信号のダウンサンプリングは、「デシメーション」と呼ばれる。ここで、このカットオフ周波数は通常はナイキスト周波数ｆｓ／２であるが、ナイキスト周波数ｆｓ／２よりも低い周波数としてもよい。
【0041】
なお、理論的には、デシメーションは、入力信号の周波数（すなわちＡＤ変換周波数）で入力信号をローパスフィルタリングした後に、間引きによって出力信号の周波数をサンプリング周波数に低下させる。図３に例示したデシメーションフィルタ２００は、このようなデシメーション処理を、間引きを先に行なうようにノーブル恒等変換によって等価変換した構成をとる。
【0042】
図５は、本実施形態に係るデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性の一例を示す。本図の横軸は出力信号のサンプリング周波数を１に正規化した周波数を示し、縦軸は信号の増幅率をデシベル（ｄＢ）で示す。
【0043】
デシメーションフィルタ２００の特性は、デシメーションフィルタ２００の次数に応じて異なる。デシメーションフィルタ２００は、第１フィルタ特性５００が設定されると次数をＮとし、第２フィルタ特性５１０が設定されると次数をＮより小さいＭとする。第１フィルタ特性５００が設定された場合、デシメーションフィルタ２００は、次数がより大きくなるので遅延量がより大きくなるが、入力信号のうちナイキスト周波数以上の調整対象成分の減衰量をより大きくとることができる。第２フィルタ特性５１０が設定された場合、デシメーションフィルタ２００は、次数がより小さくなるので遅延量をより小さくすることができるが、入力信号のうちナイキスト周波数以上の調整対象成分の減衰量がより小さくなり、調整対象成分が出力信号内に残留しやすくなる。このように、デシメーションフィルタ２００の遅延量と調整対象成分の減衰量とはトレードオフの関係にある。
【0044】
ここで、入力信号における調整対象成分の「減衰量」とは、調整対象成分に対するデシメーションフィルタ２００のゲインの逆数を示す。本図の第１フィルタ特性５００は、ナイキスト周波数以上の調整対象成分のゲインが約－６０ｄＢであるから、約６０ｄＢ分の減衰量を有する。また、第２フィルタ特性５１０は、ナイキスト周波数以上の調整対象成分のゲインが約－２０ｄＢであるから、約２０ｄＢ分の減衰量を有する。なお、調整対象成分の減衰量は、調整対象成分が含まれる周波数範囲内における、最大のゲインに対応する減衰量、すなわち最小の減衰量であってよい。
【0045】
図６は、本実施形態に係るフィルタ制御部２１０の構成を示す。フィルタ制御部２１０は、ノイズ検出部６２０と、フィルタ特性決定部６６０とを含む。
【0046】
ノイズ検出部６２０は、入力信号における、ナイキスト周波数以上の少なくとも一部の周波数の信号レベルを検出する。ここで、ノイズ検出部６２０が検出する、入力信号におけるナイキスト周波数以上の少なくとも一部の周波数を有する周波数成分を、「検査対象成分」と示す。図４に示したように、検査対象成分は、デシメーションフィルタ２００によるデシメーション後にエイリアシングにより出力信号に重畳するノイズとなりうる。ノイズ検出部６２０は、検査対象成分の信号レベル（大きさ）を示すノイズレベル情報を出力する。本実施形態において、ノイズ検出部６２０は、ノイズレベル情報の一例として、検査対象成分の信号レベルを０から１までの間の値に正規化したレベルコードを出力する。
【0047】
フィルタ特性決定部６６０は、ノイズ検出部６２０に接続され、ノイズレベル情報の一例としてレベルコードを受け取る。フィルタ特性決定部６６０は、ノイズ検出部６２０が検出した検査対象成分の信号レベルに基づいて、デシメーションフィルタ２００に設定するフィルタ特性を決定する。フィルタ特性決定部６６０は、検査対象成分の信号レベルに応じて、デシメーションフィルタ２００の次数を調整してよい。フィルタ特性決定部６６０は、決定したフィルタ特性に応じたフィルタ識別情報の一例としてフィルタコードを出力する。
【0048】
図７は、本実施形態に係るノイズ検出部６２０の構成を示す。ノイズ検出部６２０は、ＨＰＦ７３０と、ノイズレベル出力部７５０とを含む。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）７３０は、入力信号における、出力信号のナイキスト周波数未満の周波数帯域の信号成分を減衰させ、出力信号のナイキスト周波数以上の周波数帯域の信号成分を通過させる。すなわち、本実施形態に係るＨＰＦ７３０は、出力信号のナイキスト周波数以上の周波数帯域の信号成分を検査対象成分とし、検査対象成分を通過させる。
【0049】
ノイズレベル出力部７５０は、ＨＰＦ７３０が出力する信号の信号レベルをノイズレベル情報として出力する。例えば、ノイズレベル出力部７５０は、ピーク値、絶対値、平均値、ピーク値の平均値、または絶対値の平均値の少なくとも１つに応じた信号レベルを出力する。ここで、ノイズレベル出力部７５０は、ピーク値または平均値として、ＨＰＦ７３０が出力する信号の、直近の予め定められた長さの期間におけるピーク値または平均値を算出してよい。
【0050】
なお、検査対象成分および調整対象成分の周波数帯域は、適応フィルタ装置３０の用途に応じて適宜決定されてよい。調整対象成分の周波数帯域は、検査対象成分の周波数帯域と同一であってもよく、一部のみが重なっていてもよく、異なっていてもよい。例えば、適応フィルタ装置３０は、検査対象成分を出力信号のナイキスト周波数以上の周波数帯域の信号成分とし、同一の周波数帯域の信号成分を調整対象成分としてよい。また、適応フィルタ装置３０は、検査対象成分の一部を調整対象成分としてよく、検査対象成分を含むより広い周波数帯域の信号成分を調整対象成分としてもよい。例えば、適応フィルタ装置３０は、検査対象成分を出力信号のナイキスト周波数以上の全周波数帯域の信号成分としつつ、出力信号のナイキスト周波数以上の周波数帯域のうち一部のみを調整対象成分としてもよい。
【0051】
図８は、本実施形態に係る適応フィルタ装置３０の動作フローを示す。ステップＳ８００において、適応フィルタ装置３０は、ＡＤ変換器２０から入力信号（フィルタ入力信号）を取得する。Ｓ８１０において、フィルタ制御部２１０内のノイズ検出部６２０は、入力信号における、ナイキスト周波数以上の少なくとも一部の周波数の信号レベルを検出する。ここで、ノイズ検出部６２０内のＨＰＦ７３０は、入力信号における、出力信号のナイキスト周波数未満の周波数帯域の信号成分を減衰させ、ノイズ検出部６２０内のノイズレベル出力部７５０は、ＨＰＦ７３０が出力する信号の信号レベルをノイズレベル情報として出力してよい。これにより、ノイズ検出部６２０は、出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数領域に折り返す、ナイキスト周波数以上のノイズ成分を抽出して、ノイズレベルとして計測することができる。
【0052】
Ｓ８２０において、フィルタ特性決定部６６０は、ノイズ検出部６２０が検出した検査対象成分の信号レベルに基づいて、デシメーションフィルタ２００に設定するフィルタ特性を決定する。フィルタ特性決定部６６０は、検査対象成分の信号レベルがより大きい場合に、デシメーションフィルタ２００の次数を大きくするようにフィルタ特性を決定してよい。これにより、フィルタ特性決定部６６０は、デシメーションフィルタ２００による調整対象成分の減衰量をより大きく保つ。また、フィルタ特性決定部６６０は、検査対象成分の信号レベルがより小さい場合に、デシメーションフィルタ２００の次数を小さくするようにフィルタ特性を決定してよい。これにより、フィルタ特性決定部６６０は、デシメーションフィルタ２００による調整対象成分の減衰量を減らす代わりに、デシメーションフィルタ２００の遅延時間を短くすることができる。
【0053】
なお、検査対象成分の信号レベルの大きさに対するフィルタ特性決定部６６０のフィルタ特性決定については、これと逆であっても良い。具体的には、フィルタ特性決定部６６０は、検査対象成分の信号レベルがより大きい場合にデシメーションフィルタ２００の次数を小さくするようにフィルタ特性を決定することでデシメーションフィルタ２００の遅延時間を短くし、検査対象成分の信号レベルがより小さい場合にデシメーションフィルタ２００の次数を大きくするようにフィルタ特性を決定することでデシメーションフィルタ２００の遅延時間を長くしてもよい。
【0054】
ここで、調整対象成分は、ナイキスト周波数以上の全周波数の周波数成分であってよい。これに代えて、調整対象成分は、ナイキスト周波数以上の一部の周波数帯域の信号成分であってもよい。例えば、調整対象成分は、ナイキスト周波数未満にエイリアシングされるとノイズの影響が大きくなる周波数帯域（例えば、人の聴覚における感度のよい２，０００Ｈｚから４，０００Ｈｚ等の周波数帯域）に折り返す周波数帯域の信号成分であってよい。
【0055】
Ｓ８３０において、フィルタ特性決定部６６０は、決定したフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定する。これにより、フィルタ特性決定部６６０は、ノイズ検出部６２０が検出した検査対象成分の信号レベル（ノイズのレベル）に応じてデシメーションフィルタ２００の次数および調整対象成分の減衰量を調整することができる。ナイキスト周波数未満の周波数に折り返すノイズのレベルがより大きい場合には、フィルタ特性決定部６６０は、入力信号における調整対象成分の減衰量をより大きくしてノイズを低減することができる。ナイキスト周波数未満の周波数に折り返すノイズのレベルがより小さい場合には、フィルタ特性決定部６６０は、入力信号における調整対象成分の減衰量をより小さくしてノイズの減衰量を小さくし、デシメーションフィルタ２００のフィルタ強度を抑える。なお、ナイキスト周波数未満の周波数に折り返すノイズのレベルに対するフィルタ特性決定部６６０の制御は、ノイズのレベルの大きさに対する減衰量の増減の関係を逆にすることも可能である。
【0056】
ここで、フィルタ特性決定部６６０は、フィルタ入力信号の正負が切り替わるゼロクロスタイミングを検出し、ゼロクロスタイミングに応じてフィルタ特性を変更してもよい。また、フィルタ特性決定部６６０は、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を、現在のフィルタ特性から目標とするフィルタ特性になるまで段階的に変化させてもよい。これにより、フィルタ特性決定部６６０は、出力信号の信号処理結果に応じて発生されるノイズキャンセリング信号等の音声信号に生じる違和感を抑制することができる。
【0057】
Ｓ８４０において、適応フィルタ装置３０は、フィルタ特性決定部６６０によりフィルタ特性が設定されたデシメーションフィルタ２００により、入力信号をダウンサンプリングする。デシメーションフィルタ２００は、フィルタの次数をより増やすフィルタ特性が設定された場合には、調整対象成分の減衰量をより大きくして目標とする減衰量を実現する。デシメーションフィルタ２００は、フィルタの次数を減らすフィルタ特性が設定された場合には、調整対象成分の減衰量を目標とする減衰量の範囲内で小さくすることができる。
【0058】
図９は、本実施形態に係るフィルタ特性決定部６６０の動作を示す。本実施形態において、フィルタ制御部２１０内のフィルタ特性決定部６６０は、ノイズ検出部６２０が出力するノイズレベル情報を表すレベルコードに応じて、第１フィルタ特性（図中「フィルタ１」）または第２フィルタ特性（図中「フィルタ２」）を設定するフィルタコードをデシメーションフィルタ２００に供給する。
【0059】
フィルタ特性決定部６６０は、ノイズレベル（ノイズ検出部６２０が検出する検査対象成分の信号レベル）が予め定められた基準より大きい場合に、第１フィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定する。本図の例においては、フィルタ特性決定部６６０は、ノイズ検出部６２０が出力するノイズレベルが０．５より大きい場合に、調整対象成分の減衰量が６０ｄＢ（１／１０００に減衰）である第１フィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定するためのフィルタコードをデシメーションフィルタ２００に供給する。これにより、図３に示したデシメーションフィルタ２００は、フィルタ係数記憶部３４０に記憶されたフィルタ係数により第１フィルタ特性に設定され、次数はＮとなる。
【0060】
これに対し、フィルタ特性決定部６６０は、ノイズレベルがこの基準以下の場合に、調整対象成分の減衰量が第１フィルタ特性よりも小さい第２フィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定する。本図の例においては、フィルタ特性決定部６６０は、ノイズ検出部６２０が出力するノイズレベルが０．５より小さい場合に、調整対象成分の減衰量が２０ｄＢ（１／１０に減衰）である第２フィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定する。これにより、図３に示したデシメーションフィルタ２００は、フィルタ係数記憶部３４０に記憶されたフィルタ係数により第２フィルタ特性に設定され、次数はＭ（Ｍ＜Ｎ）となる。なお、フィルタ特性決定部６６０は、図９の設定とは反対にノイズレベルが基準値より大きい場合に減衰量が小さく遅延量が小さい第２のフィルタ特性を選択し、ノイズレベルが基準値より小さい場合に減衰量が大きく遅延量が大きい第１のフィルタ特性を選択してもよい。
【0061】
以上に示した適応フィルタ装置３０によれば、入力信号における、ノイズレベルを示す検査対象成分の信号レベルに応じてデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を変更してデシメーションフィルタ２００の次数および調整対象成分の減衰量を調整することができる。これにより、適応フィルタ装置３０は、ノイズレベルが低い場合には調整対象成分の減衰量を小さくして、デシメーションフィルタ２００の遅延量を減らすことができる。この場合適応フィルタ装置３０は、後段の信号処理装置４０に対してデシメーションされた入力信号をより早く供給することができ、例えばノイズキャンセリングまたはスピーカーの振動の歪み補正等のリアルタイム性が要求される信号処理において信号処理装置４０の処理時間をより長く確保することができる。
【0062】
逆に、適応フィルタ装置３０は、ノイズレベルが高い場合に調整対象成分の減衰量を小さくして、デシメーションフィルタ２００の遅延量を減らすこともできる。この場合、適応フィルタ装置３０は、ノイズレベルが高いと後段の信号処理装置４０に対してデシメーションされた入力信号をより早く供給することができ、後段の信号処理装置４０が入力に対して位相差１８０度のノイズキャンセリング信号を生成するのに十分な処理時間を与えることができる。この場合、ノイズレベルが低いと、後段の信号処理装置４０に対するデシメーションされた入力信号の供給が遅くなって後段の信号処理装置４０によるノイズキャンセリング性能が低下することになる。総合的には、信号処理システム１０は、ノイズレベルが高い場合にはノイズキャンセリング性能を向上させ、ノイズレベルが低い場合にはノイズキャンセリング性能を低下させることで環境変化に伴うノイズの増減を軽減することができる。
【0063】
なお、本実施形態に係る適応フィルタ装置３０は、ノイズレベルに応じてデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を２段階で調整する。これに代えて、ノイズレベルに応じてデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を３段階以上で調整してもよい。
【0064】
図１０は、本実施形態の第１変形例に係るノイズ検出部１０２０の構成を示す。本変形例においては、適応フィルタ装置３０は、ノイズ検出部６２０に代えて、ノイズ検出部１０２０を有する。適応フィルタ装置３０におけるその他のブロックの機能および構成は図１から９に関連して示したものと同一であるから、以下相違点を除き説明を省略する。
【0065】
ノイズ検出部１０２０は、ＢＰＦ１０３０と、ノイズレベル出力部１０５０とを含む。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０３０は、入力信号における、ナイキスト周波数以上の一部の周波数帯域以外の信号成分を減衰させ、この一部の周波数帯域の信号成分を通過させる。すなわち、本実施形態に係るＢＰＦ１０３０は、出力信号のナイキスト周波数以上の一部の周波数帯域の信号成分を検査対象成分とし、検査対象成分を通過させる。
【0066】
ノイズレベル出力部１０５０は、ＢＰＦ１０３０が出力する信号の信号レベルをノイズレベル情報として出力する。例えば、ノイズレベル出力部１０５０は、ピーク値、絶対値、平均値、ピーク値の平均値、または絶対値の平均値の少なくとも１つに応じた信号レベルを出力する。ここで、ノイズレベル出力部１０５０は、ピーク値または平均値として、ＢＰＦ１０３０が出力する信号の、直近の予め定められた長さの期間におけるピーク値または平均値を算出してよい。
【0067】
本変形例においては、ノイズ検出部１０２０は、入力信号における、ナイキスト周波数以上の信号成分のうち、一部の周波数帯域の信号成分のみでノイズレベルを検出する。これにより、ノイズ検出部１０２０は、出力信号のナイキスト周波数未満に折り返すとノイズの影響が目立つ周波数帯域（例えば、人の聴覚における感度のよい１ＫＨｚ近傍の周波数帯域）のノイズレベルに応じてデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を調整することができる。
【0068】
なお、検査対象成分および調整対象成分の周波数帯域は、適応フィルタ装置３０の用途に応じて適宜決定されてよく、調整対象成分の周波数帯域は、検査対象成分の周波数帯域と同一であってもよく、一部のみが重なっていてもよく、異なっていてもよい。例えば、適応フィルタ装置３０は、検査対象成分を出力信号のナイキスト周波数以上の一部の周波数帯域のみの信号成分とし、同一の周波数帯域の信号成分を調整対象成分としてよい。また、適応フィルタ装置３０は、検査対象成分の一部を調整対象成分としてよく、検査対象成分を含むより広い周波数帯域の信号成分を調整対象成分としてもよい。例えば、適応フィルタ装置３０は、検査対象成分を出力信号のナイキスト周波数以上の一部の周波数帯域のみの信号成分としつつ、出力信号のナイキスト周波数以上の全周波数帯域を調整対象成分としてもよい。
【0069】
図１１は、本実施形態の第２変形例に係るフィルタ制御部１１１０の構成を示す。フィルタ制御部１１１０は、図６に関連して示したフィルタ制御部２１０の変形例である。フィルタ制御部１１１０における、フィルタ制御部２１０と同様の機能および構成を有するブロックについては、以下相違点を除き説明を省略する。
【0070】
フィルタ制御部１１１０は、ノイズ検出部６２０と、信号検出部１１４０と、フィルタ特性決定部１１６０とを有する。ノイズ検出部６２０は、図６のノイズ検出部６２０と同様の機能および構成を有する。
【0071】
信号検出部１１４０は、入力信号における、信号処理装置４０による信号処理の対象となる本来の信号成分を検出する。より具体的には、信号検出部１１４０は、入力信号における、ナイキスト周波数未満の少なくとも一部の周波数の信号成分（以下、「主信号」とも示す。）の信号レベルを検出する。
【0072】
フィルタ特性決定部１１６０は、ノイズ検出部６２０および信号検出部１１４０に接続される。フィルタ特性決定部１１６０は、信号検出部１１４０が検出した信号レベルおよびノイズ検出部６２０が検出したノイズレベルに基づいて、デシメーションフィルタ２００に設定するフィルタ特性を決定する。
【0073】
図１２は、本実施形態の第２変形例に係る信号検出部１１４０の構成を示す。信号検出部１１４０は、ＬＰＦ１２３０と、信号レベル出力部１２５０とを含む。
【0074】
ＬＰＦ１２３０は、入力信号における、ナイキスト周波数以上の周波数の信号成分を減衰させ、出力信号のナイキスト周波数未満の周波数帯域の信号成分を通過させる。すなわち、本実施形態に係るＬＰＦ１２３０は、出力信号のナイキスト周波数未満の周波数帯域の信号成分を信号処理装置４０による主信号とみなし、主信号の信号成分を通過させる。
【0075】
信号レベル出力部１２５０は、ＬＰＦ１２３０に接続される。信号レベル出力部１２５０は、ＬＰＦ１２３０を通過した入力信号に応じた信号レベルを出力する。信号レベル出力部１２５０は、ＬＰＦ１２３０が出力する信号の、ピーク値、絶対値、平均値、ピーク値の平均値、または絶対値の平均値の少なくとも１つに応じた信号レベルの一例として信号レベルコードを出力する。
【0076】
【0077】
Ｓ１３００およびＳ１３１０は、図８のＳ８００およびＳ８１０と同様である。Ｓ１３２０において、フィルタ制御部１１１０内の信号検出部１１４０は、入力信号における、ナイキスト周波数未満の少なくとも一部の周波数の信号レベルを検出する。
【0078】
Ｓ１３３０において、フィルタ特性決定部１１６０は、信号検出部１１４０が検出した信号レベルおよびノイズ検出部６２０が検出したノイズレベルに基づいて、デシメーションフィルタ２００に設定するフィルタ特性を決定する。フィルタ特性決定部１１６０は、信号検出部１１４０により検出された信号レベルが、ノイズ検出部６２０により検出されたノイズレベルと比較してより高い場合に、デシメーションフィルタ２００の次数および調整対象成分の減衰量をより小さくするフィルタ特性を決定してよい。例えば、フィルタ特性決定部１１６０は、信号検出部１１４０により検出された信号レベルをノイズ検出部６２０により検出されたノイズレベルで割った比率が予め定められた基準より大きい場合に第２フィルタ特性を選択し、当該比率がこの基準以下の場合に第１フィルタ特性を選択してよい。これに代えて、フィルタ特性決定部１１６０は、信号検出部１１４０により検出された信号レベルからノイズ検出部６２０により検出されたノイズレベルを減じた差が予め定められた基準より大きい場合に第２フィルタ特性を選択し、当該差がこの基準以下の場合に第１フィルタ特性を選択してよい。
【0079】
Ｓ１３４０において、フィルタ特性決定部１１６０は、図８のＳ８３０と同様に、決定したフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定する。Ｓ１３５０において、適応フィルタ装置３０は、図８のＳ８４０と同様に、フィルタ特性決定部１１６０によりフィルタ特性が設定されたデシメーションフィルタ２００により、入力信号をダウンサンプリングする。
【0080】
第２変形例に係る適応フィルタ装置３０によれば、ナイキスト周波数以上の検査対象成分の信号レベル（すなわちノイズの信号レベル）に加えて、信号処理装置４０の信号処理対象となる信号成分の信号レベル（すなわち主信号の信号レベル）を用いてデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を調整することができる。主信号が十分大きければ、適応フィルタ装置３０は、デシメーションフィルタ２００の次数を小さくし、これにより調整対象成分の減衰量を小さくしてナイキスト周波数未満に多少の折り返しノイズを発生させたとしても、ナイキスト周波数未満の領域において十分なＳＮ比を確保することができる。したがって、第２変形例に係る適応フィルタ装置３０によれば、主信号の信号成分が十分大きい場合には、調整対象成分の減衰量を小さくしてデシメーションフィルタ２００の遅延量を小さくすることができる。
【0081】
ここで、別の観点では、適応フィルタ装置３０への入力信号には、元々ナイキスト周波数未満のノイズフロアが重畳されている。信号検出部１１４０内の信号レベル出力部１２５０がＬＰＦ１２３０を通過した入力信号の平均値または絶対値の平均値等に応じた信号レベルを出力すると、信号検出部１１４０は、ノイズフロアに応じた信号レベルを出力することになる。したがって、フィルタ特性決定部１１６０は、フィルタ特性の選択に用いる基準として、ノイズフロアの大きさを基準とした折り返しノイズの許容量の閾値を用いることで、折り返しノイズが主信号に含まれるノイズフロアよりも十分に小さい場合には調整対象成分の減衰量を小さくしてデシメーションフィルタ２００の遅延量を小さくすることもできる。
【0082】
図１４は、本実施形態の第３変形例に係るフィルタ特性決定部１４６０の構成を示す。フィルタ特性決定部１４６０は、図６および図９に関連して示したフィルタ特性決定部６６０の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。フィルタ特性決定部１４６０は、ノイズ検出部６２０が検出したノイズレベルに基づいて、デシメーションフィルタ２００に設定するフィルタ特性を決定する。本変形例に係るフィルタ特性決定部１４６０は、ノイズ検出部６２０により検出されたノイズレベルに基づいて、２または３以上のフィルタ特性のうちデシメーションフィルタ２００に設定するべきフィルタ特性を指定するフィルタ識別情報の一例としてフィルタコードを出力する。
【0083】
フィルタ特性決定部１４６０は、閾値記憶部１４７０と、比較部１４８０と、デコード部１４９０とを含む。閾値記憶部１４７０は、ノイズ検出部６２０により検出されたノイズレベルを示すレベルコードにおける、フィルタ特性毎の境界値に対応する複数の閾値１～Ｘを格納する。ここでＸは、設定可能なフィルタ特性の数から１を減じた値であってよい。本変形例においては、一例として閾値１＜閾値２＜・・・＜閾値Ｘである。
【0084】
比較部１４８０は、閾値記憶部１４７０に接続される。比較部１４８０は、複数の閾値１～Ｘのそれぞれに対応して、Ｘ個の比較器のそれぞれを有する。各比較器は、レベルコードと、対応する閾値とを比較する。本変形例において、ｘ番目の比較器は、レベルコードとｘ番目の閾値ｘとを比較し、レベルコードが閾値ｘよりも大きい場合に論理Ｈ（ハイ）、レベルコードが閾値ｘ以下の場合に論理Ｌ（ロー）を出力する。
【0085】
デコード部１４９０は、比較部１４８０に接続される。デコード部１４９０は、比較部１４８０内の複数の比較器が出力する比較結果に応じて、デシメーションフィルタ２００に設定すべきフィルタ特性を指定するフィルタコードの値を決定する。例えば、比較部１４８０のｘ－１番目までの比較器が論理Ｈを出力し、ｘ番目以上の比較器が論理Ｌを出力した場合に、デコード部１４９０は、レベルコードが閾値ｘ－１を超え閾値ｘ以下であることから、ｘ番目のフィルタ特性を指定するフィルタコードを出力する。デコード部１４９０は、例えばプライオリティエンコーダにより実現されてよい。
【0086】
ここで、デコード部１４９０は、レベルコードがより大きくなる（すなわち、ノイズレベルがより大きくなる）ほど、デシメーションフィルタ２００の次数および調整対象成分の減衰量がより大きいフィルタ特性を指定するフィルタコードを出力する。これにより、デコード部１４９０は、ノイズレベルがより小さい場合には、調整対象成分の減衰量がより小さいフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定し、デシメーションフィルタ２００の次数を減らすことができる。また、デコード部１４９０は、ノイズレベルがより大きい場合には、デシメーションフィルタ２００の次数および調整対象成分の減衰量がより大きいフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定することができる。
【0087】
図１５は、本実施形態の第４変形例に係るフィルタ特性決定部１５６０の構成を示す。フィルタ特性決定部１５６０は、図１４に関連して示したフィルタ特性決定部１４６０の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。フィルタ特性決定部１５６０は、ノイズ検出部６２０が検出したノイズレベルに基づいて、デシメーションフィルタ２００に設定するフィルタ特性を決定する。本変形例に係るフィルタ特性決定部１５６０は、ノイズ検出部６２０により検出されたノイズレベルに基づいて、２または３以上のフィルタ特性のうちデシメーションフィルタ２００に設定するべきフィルタ特性を指定するフィルタ識別情報を出力する。
【0088】
本変形例に係るフィルタ特性決定部１５６０は、フィルタ特性の切り替えにヒステリシスを有する。フィルタ特性決定部１５６０は、閾値記憶部１４７０と、比較部１４８０と、デコード部１５９０と、遅延要素１５９５とを含む。閾値記憶部１４７０および比較部１４８０は、図１４の閾値記憶部１４７０および比較部１４８０と同様の機能および構成を有する。
【0089】
デコード部１５９０は、比較部１４８０に接続される。デコード部１５９０は、比較部１４８０内の複数の比較器が出力する比較結果に応じて、デシメーションフィルタ２００に設定すべきフィルタ特性を指定するフィルタコードの値を決定する。デコード部１５９０は、比較部１４８０による比較結果および比較部１４８０を介して受け取るレベルコード等を含むデコード部１５９０の内部状態を遅延要素１５９５に出力する。
【0090】
遅延要素１５９５は、デコード部１５９０に接続される。遅延要素１５９５は、デコード部１５９０から受け取った内部状態を１サイクル遅延させてデコード部１５９０に戻す。デコード部１５９０は、遅延要素１５９５により遅延された１つ前の状態を用いてフィルタコードの値を決定することにより、フィルタコードの切り替えにヒステリシスを有することができる。例えば、デコード部１５９０は、ノイズ検出部６２０からのレベルコードとヒステリシス幅分の差を持たせた２段階の閾値のそれぞれとの比較結果と、比較部１４８０の比較結果が変化したタイミングで遅延要素１５９５に保持されている現在のフィルタコードを示す値とに応じてフィルタコードの更新および遅延要素１５９５の更新を実施してよい。
【0091】
図１６は、本実施形態の第４変形例においてフィルタコードに与えるヒステリシスの一例を示す。本図は、横軸にレベルコードをとり、縦軸にフィルタコードをとり、レベルコードに応じてデコード部１５９０が決定するフィルタコードを示す。
【0092】
本図の例において、閾値記憶部１４７０は、フィルタコード１および２の境界に関して、閾値０．４及び０．５の０．１のヒステリシス幅（図中「ヒステリシス」）を持たせた２つの値を記憶する。比較部１４８０は、フィルタコードの境界毎に２つの比較器を含み、レベルコードと２つの閾値のそれぞれとの比較結果である２ビットの信号を出力する。遅延要素１５９５に保持されている値がフィルタコード1を示す値の場合、デコード部１５９０は、レベルコードが増加して閾値０．４を超えてもフィルタコードを増加させず、レベルコードがさらに増加して閾値０．５を超えたことに応じてフィルタコードを１から２に変化させる。これに応じて、遅延要素１５９５は、記憶するフィルタコードを、フィルタコード１を示す値からフィルタコード２を示す値に更新する。
【0093】
遅延要素１５９５に保持されている値がフィルタコード２を示す値の場合、デコード部１５９０は、レベルコードが減少して閾値０．５以下になってもフィルタコードを減少させず、レベルコードがさらに減少して閾値０．４以下になったことに応じてフィルタコードを２から１に変化させる。これに応じて、遅延要素１５９５は、記憶するフィルタコードを、フィルタコード２を示す値からフィルタコード１を示す値に更新する。デコード部１５９０は、境界毎の上側の閾値とレベルコードとを比較して得られる次のフィルタコードの候補値と、境界毎の下側の閾値とレベルコードとを比較して得られる次のフィルタコードの候補値との両方が、遅延要素１５９５に保持されているフィルタコードと異なる場合に、フィルタコードの値を候補値に更新してよい。
【0094】
以上に示したフィルタ特性決定部１５６０によれば、デシメーションフィルタ２００に設定するフィルタ特性の切り替えにヒステリシスを保たせることができる。これにより、フィルタ特性決定部１５６０は、レベルコードがある閾値の境界に近い値で変動している等の場合に、フィルタ特性が頻繁に切り替わるのを防ぐことができ、適応フィルタ装置３０の動作を安定化させることができる。
【0095】
図１７は、本実施形態の第５変形例に係る信号処理システム１７００の構成を示す。信号処理システム１７００は、図１から１６に関連して示した信号処理システム１０の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。信号処理システム１７００においては、適応フィルタ装置３０内で入力信号に応じたフィルタ特性を決定するのに代えて、信号処理装置１７４０がフィルタ特性を決定する。
【0096】
信号処理システム１７００は、ＡＤ変換器２０と、適応デシメーションフィルタ装置１７３０と、信号処理装置１７４０とを備える。ＡＤ変換器２０は、図１のＡＤ変換器２０と同様の機能および構成をとる。適応デシメーションフィルタ装置１７３０は、デシメーションフィルタ２００と、フィルタ制御部２１０におけるノイズ検出部６２０とを有する。本変形例におけるデシメーションフィルタ２００は、選択器３５０を有さず信号処理装置１７４０から受け取るフィルタパラメータに含まれるフィルタ係数を各間引き要素３１０に供給する。本変形例において、適応デシメーションフィルタ装置１７３０内のノイズ検出部６２０は、検査対象成分の信号レベルを示すノイズレベル情報の一例として、レベルコードを信号処理装置１７４０へと出力する。
【0097】
信号処理装置１７４０は、信号処理装置４０の信号処理に加えて、フィルタ制御部２１０におけるフィルタ特性決定部６６０およびデシメーションフィルタ２００における選択器３５０の機能を実装する。以上に示した信号処理システム１７００によれば、入力信号に応じたフィルタ特性の決定およびフィルタ特性の設定に関する処理を信号処理装置１７４０側で行なうので、適応デシメーションフィルタ装置１７３０の構成を簡略化することができる。また信号処理装置１７４０は、ＤＳＰ等を用いることにより、例えば適応デシメーションフィルタ装置１７３０の入力信号または出力信号を離散フーリエ変換（ＤＦＴ）して解析する等のより高度な解析処理の結果を用いてデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を決定することも可能となる。
【0098】
図１８は、本実施形態の第６変形例に係る適応デシメーションフィルタ１８３０の構成を示す。適応デシメーションフィルタ１８３０は、図１７に示した信号処理システム１７００における適応デシメーションフィルタ装置１７３０の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。適応デシメーションフィルタ装置１８３０は、デシメーションフィルタ２００と、折り返しノイズ検出部１８１０とを有する。
【0099】
デシメーションフィルタ２００は、図３に示したデシメーションフィルタ２００と同様の機能および構成をとってよい。本変形例において、デシメーションフィルタ２００は、フィルタパラメータの一例としてフィルタコードを受け取って、フィルタコードに応じたフィルタ特性に設定される。
【0100】
折り返しノイズ検出部１８１０は、入力信号およびフィルタコードを受け取る。折り返しノイズ検出部１８１０は、入力信号における検査対象成分が、デシメーションフィルタ２００によるデシメーション後にナイキスト周波数未満に送り返すことにより発生する折り返しノイズのレベルを算出する。本変形例においては、折り返しノイズ検出部１８１０は、デシメーションフィルタ２００が、信号処理装置１７４０から受け取ったフィルタコードに応じたフィルタ特性に設定された場合に出力信号に残留する折り返しノイズのレベルを算出する。折り返しノイズ検出部１８１０は、デシメーションフィルタ２００に設定されているフィルタ特性を識別するフィルタコード等のフィルタ識別情報と、折り返しノイズのレベルを示すノイズレベル情報と含む、フィルタ／ノイズレベル情報を信号処理装置１７４０へと出力する。
【0101】
図１９は、本実施形態の第６変形例に係る折り返しノイズ検出部１８１０の構成を示す。折り返しノイズ検出部１８１０は、ノイズ検出部６２０と、折り返しノイズレベル決定部１９６０とを含む。ノイズ検出部６２０は、図７に示したノイズ検出部６２０と同様の機能および構成をとってよい。
【0102】
折り返しノイズレベル決定部１９６０は、ノイズ検出部６２０に接続される。折り返しノイズレベル決定部１９６０は、ノイズ検出部６２０が検出したノイズレベルを示すレベルコードと、信号処理装置１７４０から受け取ったフィルタコードとを受け取る。折り返しノイズレベル決定部１９６０は、レベルコードによって示された検査対象成分の信号レベルが、フィルタコードに対応するフィルタ特性を有するデシメーションフィルタ２００によって減衰された場合に出力信号に残留する折り返しノイズのレベルを算出する。折り返しノイズレベル決定部１９６０は、算出した折り返しノイズのレベルを示すノイズレベル情報を、フィルタコード等のフィルタ識別情報と共に信号処理装置１７４０へと出力する。
【0103】
図２０は、本実施形態の第６変形例に係る折り返しノイズレベル決定部１９６０の構成を示す。折り返しノイズレベル決定部１９６０は、デコード部２０７０と、算出部２０８０とを含む。
【0104】
デコード部２０７０は、フィルタコードをデコードして、フィルタコードに対応するフィルタ特性におけるデシメーションフィルタ２００の折り返しノイズ減衰量を出力する。例えば、デコード部２０７０は、フィルタコードのとりうる各値について、フィルタコードの値に対応するフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定した場合におけるデシメーションフィルタ２００の折り返しノイズ減衰量を格納したテーブルを保持して、入力されるフィルタコードに対応する折り返しノイズ減衰量を出力してよい。これに代えて、デコード部２０７０は、フィルタ係数を含むフィルタパラメータ等を受け取る場合には、フィルタ係数を用いてデシメーションフィルタ２００の折り返しノイズ減衰量を算出してもよい。
【0105】
算出部２０８０は、デコード部２０７０に接続される。算出部２０８０は、レベルコードによって示された大きさの折り返しノイズが、デコード部２０７０から受け取った折り返しノイズ減衰量により減衰された場合に出力信号に残留する折り返しノイズのレベルを算出する。
【0106】
例えば、算出部２０８０は、レベルコードが０．５であり、折り返しノイズ減衰量が１／１０である場合に、出力信号に残留する折り返しノイズのレベルが０．０５（０．５×１／１０）であると算出する。このように算出部２０８０は、レベルコードによって示される検査対象成分の信号レベルに、折り返しノイズ減衰量を乗じることにより、出力信号に残留する折り返しノイズのレベルを算出してよい。また、レベルコードおよび折り返しノイズ減衰量の単位がｄＢである場合には、算出部２０８０は、レベルコードのｄＢ値から折り返しノイズ減衰量のｄＢ値を減じることにより、出力信号に残留する折り返しノイズのレベルを算出してよい。
【0107】
算出部２０８０は、算出した折り返しノイズのレベルを示すノイズレベル情報を、フィルタコード等のフィルタ識別情報と共に信号処理装置１７４０へと出力する。ここで、算出部２０８０は、折り返しノイズのレベルを直接ノイズレベル情報として出力する代わりに、折り返しノイズのレベルを閾値と比較した結果（例えば、閾値より大きいかどうか）を示すノイズレベル情報、または折り返しノイズレベルを量子化したノイズレベル情報等を出力してもよい。
【0108】
図２１は、本実施形態の第６変形例に係るフィルタ／ノイズレベル情報の一例を示す。本変形例において、フィルタ／ノイズレベル情報は、ＦＮ１およびＦＮ０の２ビットで表される。ＦＮ１は、ノイズレベル情報を示す。算出部２０８０は、折り返しノイズのレベルが－１００ｄＢＦＳを超える場合にＦＮ１を０とし、折り返しノイズのレベルが－１００ｄＢＦＳ以下の場合にＦＮ１を１とする。
【0109】
ＦＮ０は、フィルタ識別情報を示す。算出部２０８０は、例えばフィルタ１を指定するフィルタモード１においてはＦＮ０を０とし、例えばフィルタ２を指定するフィルタモード２においてはＦＮ０を１とする。デシメーションフィルタ２００は、フィルタモードに応じて遅延量（遅延時間）が異なり、フィルタモード１の場合には出力信号のサンプリング周期（１／ｆｓ）の４サイクル分、フィルタモード２の場合には出力信号のサンプリング周期の６サイクル分となる。
【0110】
本変形例に係る適応デシメーションフィルタ１８３０によれば、入力信号に応じたフィルタ特性の決定を信号処理装置１７４０で行なうことができ、信号処理システム１７００の用途に応じて柔軟にデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を変更することができる。また、適応デシメーションフィルタ１８３０は、出力信号に残留する折り返しノイズのレベルを示すノイズレベル情報を含むフィルタ／ノイズレベル情報を信号処理装置１７４０に提供するので、信号処理装置１７４０は、デシメーションフィルタ２００に設定可能なフィルタ特性毎のノイズ減衰量および遅延量の具体的な値を知らなくても、フィルタ／ノイズレベル情報を用いて適切にデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を決定することができる。
【0111】
図２２は、本実施形態の第７変形例に係る信号処理システム４２００の構成を示す。例えばＡＮＣ（アクティブ・ノイズ・コントロール）またはＭＦＢ（モーショナル・フィードバック）のようなリアルタイム信号処理アプリケーションにおいては、信号処理システムは、入力信号を受け取ってから信号処理済の出力信号を出力するまでの遅延時間を許容範囲内に抑える必要がある。特許文献２に記載のアクティブ・ノイズ・キャンセラは、ノイズキャンセリングの対象周波数が１ＫＨｚ以下であるのに対し、３８４ＫＨｚという非常に高いオーバーサンプリング・データレートで動作することにより、デシメーションフィルタを使用しないようにして遅延時間を低減している。
【0112】
しかし、特許文献２に記載のアクティブ・ノイズ・キャンセラにおいては、信号処理の対象周波数に対して非常に高いレートで信号処理を行なうので、消費電力が増加し、また高速な信号処理を行なうことができる信号処理回路が必要となってしまう。また、信号処理回路の動作周波数が高いと、大きなスイッチングノイズが発生し、ノイズキャンセリングを行なうためのフィードバックパスおよびフィードフォワードパスに干渉してノイズキャンセリング性能が劣化してしまう可能性がある。
【0113】
本変形例に係る信号処理システム４２００は、入力信号の特性に応じてフィルタ特性および遅延時間を調整することができる適応デシメーションフィルタ装置４２３０を用いて、比較的低いデータレートで信号処理を行なうことを可能とする。そして、信号処理システム４２００は、信号処理装置４２４０において適応デシメーションフィルタ装置４２３０のフィルタ特性に適応した信号処理を行なうことにより、デシメーション処理および信号処理のバランスを調整して与えられた遅延時間の制限の中でより好適な信号処理出力を生成することを可能とする。
【0114】
本変形例に係る信号処理システム４２００は、図１７から２１に示した信号処理システム１７００の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。信号処理システム４２００においては、信号処理システム１０の適応フィルタ装置３０に対応する適応デシメーションフィルタ装置４２３０内で入力信号に応じたフィルタ特性を決定するのに代えて、信号処理装置４２４０がフィルタ特性を決定する。
【0115】
信号処理システム４２００は、ＡＤ変換器２０と、適応デシメーションフィルタ装置４２３０と、信号処理装置４２４０とを備える。ＡＤ変換器２０は、図１に示したＡＤ変換器２０と同様であり、アナログの入力信号をデジタルの入力信号に変換して適応デシメーションフィルタ装置４２３０に供給する。
【0116】
適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、図１７から２１に関連して示した適応デシメーションフィルタ装置１７３０と同様の機能および構成を有するので、以下相違点を除き説明を省略する。適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、フィルタ入力信号（入力信号）をダウンサンプリングしたフィルタ出力信号（出力信号）を出力する。
【0117】
図１８に示したように、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、デシメーションフィルタ２００と、折り返しノイズ検出部１８１０とを有してよい。デシメーションフィルタ２００は、入力信号をダウンサンプリングした出力信号を出力する。デシメーションフィルタ２００は、フィルタパラメータの一例としてフィルタコードを受け取って、フィルタコードに応じたフィルタ特性に設定される。
【0118】
折り返しノイズ検出部１８１０は、ダウンサンプリングによりデシメーションフィルタ２００の出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出する。折り返しノイズ検出部１８１０は、折り返しノイズのレベルを示すノイズレベル情報を信号処理装置４２４０へと出力する。また、折り返しノイズ検出部１８１０は、デシメーションフィルタ２００に設定されたフィルタ特性を識別するフィルタ識別情報を信号処理装置４２４０へと出力してよい。ここで、フィルタ特性は、デシメーションフィルタ２００の次数を含む。図１８に示したように、折り返しノイズ検出部１８１０は、ノイズレベル情報およびフィルタ識別情報を含むフィルタ／ノイズレベル情報を信号処理装置４２４０へと出力してよい。図２２においては、フィルタ／ノイズレベル情報の一例としてのデータをＦＮコード（フィルタ／ノイズコード）と示す。
【0119】
図１９に示したように、折り返しノイズ検出部１８１０は、ノイズ検出部６２０と、折り返しノイズレベル決定部１９６０とを含んでよい。ノイズ検出部６２０は、入力信号における、ナイキスト周波数以上の少なくとも一部の周波数の信号レベル、すなわち検査対象成分の信号レベルを検出する。折り返しノイズレベル決定部１９６０は、ノイズ検出部６２０が検出した検査対象成分の信号レベルのノイズが、フィルタ特性が調整されたデシメーションフィルタ２００によって減衰された場合にデシメーションフィルタ２００の出力信号に残留する折り返しノイズの大きさを算出する。折り返しノイズレベル決定部１９６０は、図２０に示した構成をとってよい。
【0120】
信号処理装置４２４０は、図１７に示した信号処理装置１７４０の変形例である。信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号およびフィルタ識別情報を適応デシメーションフィルタ装置４２３０から受け取る。信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号に対して、デシメーションフィルタ２００の次数を含むフィルタ特性を識別するフィルタ識別情報に応じた信号処理を行なって、信号処理の結果を出力する。
【0121】
信号処理装置４２４０は、適応フィルタ部４２５０と、フィルタ制御部４２５５とを有する。適応フィルタ部４２５０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号に対してフィルタ処理を行なう。適応フィルタ部４２５０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号に対して、フィルタ識別情報に応じたフィルタ処理を行なってよい。
【0122】
フィルタ制御部４２５５は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０から受け取る折り返しノイズの大きさ（ノイズレベル情報）に基づいて、適応デシメーションフィルタ装置４２３０内のデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を調整する。これにより、フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズの大きさに基づいて、デシメーションフィルタ２００の次数を調整してよい。フィルタ制御部４２５５は、デシメーションフィルタ２００に設定すべきフィルタ特性に応じたフィルタパラメータを適応デシメーションフィルタ装置４２３０に供給することにより、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を設定する。ここで、フィルタパラメータは、デシメーションフィルタ２００に設定すべき各フィルタ次数／係数を含んでよい。
【0123】
図２３は、本実施形態の第７変形例に係る適応フィルタ部４２５０の構成を示す。適応フィルタ部４２５０は、複数のフィルタ４４００－１～２（「フィルタ４４００」とも示す。）と、選択部４４１０とを含む。
【0124】
複数のフィルタ４４００のそれぞれは、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からの出力信号に対して、信号処理システム４２００の使用目的に応じたフィルタ処理を行なう。例えば、信号処理システム４２００がＡＮＣに用いられる場合、各フィルタ４４００は、入力信号をダウンサンプリングした出力信号を受け取って、出力信号に含まれるノイズを除去するためのノイズキャンセリング信号を生成するフィルタ処理を行なう。複数のフィルタ４４００は、互いに異なるフィルタ特性を有してよい。
【0125】
選択部４４１０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からのフィルタ識別情報に基づいて、複数のフィルタ４４００の中からフィルタ処理を行なうフィルタ４４００を選択する。本図の例において、選択部４４１０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からのＦＮコードのうちのＦＮ０に応じて、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からの出力信号を複数のフィルタ４４００のうちのいずれに供給するかを切り替える。また、選択部４４１０は、複数のフィルタ４４００のうち、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からの出力信号の信号処理を行なったフィルタ４４００の出力を、選択部４４１０の出力として選択する。
【0126】
ここで、適応フィルタ部４２５０は、フィルタ識別情報の種類毎に１つのフィルタ４４００を含んでよい。この場合、選択部４４１０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からのフィルタ識別情報に対応付けられた１つのフィルタ４４００を選択することができる。これに代えて、適応フィルタ部４２５０は、フィルタ識別情報の種類毎に２以上のフィルタ４４００を含んでもよい。この場合、選択部４４１０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からのフィルタ識別情報に対応付けられた２以上のフィルタ４４００の中から、信号処理システム４２００に設定された動作モード、入力信号の特性、およびその他の条件に応じて使用するフィルタ４４００を選択してよい。
【0127】
以上に示した構成に代えて、適応フィルタ部４２５０は、フィルタ係数等のフィルタパラメータのセットを変更可能なフィルタ処理装置を有してよい。この場合、選択部４４１０は、フィルタ識別情報に応じてフィルタ処理装置に設定するフィルタパラメータのセットを切り替えることにより、フィルタ処理装置を、フィルタ識別情報に応じたフィルタ４４００として動作させてよい。
【0128】
【0129】
Ｓ８００において、ＡＤ変換器２０は、アナログの入力信号をサンプリングすることにより、デジタルの入力信号に変換する。Ｓ８１０において、適応デシメーションフィルタ装置４２３０内のノイズ検出部６２０は、図８のＳ８１０と同様にして、入力信号における、ナイキスト周波数以上の少なくとも一部の周波数の信号レベルを検出する。
【0130】
Ｓ４５１５において、適応デシメーションフィルタ装置４２３０内の折り返しノイズレベル決定部１９６０は、ノイズ検出部６２０が検出した信号レベルに基づいて、デシメーションフィルタ２００の出力信号に残留する折り返しノイズの大きさを算出する。折り返しノイズレベル決定部１９６０は、折り返しノイズの大きさを示すノイズレベル情報とフィルタ識別情報とを含むフィルタ／ノイズレベル情報を信号処理装置４２４０へと出力する。このフィルタ／ノイズレベル情報は、例えば図２１に示したＦＮコードである。
【0131】
Ｓ４５２０は、図８のＳ８２０の変形例である。Ｓ４５２０においては、信号処理装置４２４０内のフィルタ制御部４２５５が、ノイズレベル情報およびフィルタ識別情報に基づいて、デシメーションフィルタ２００に設定するフィルタ特性を決定する。本変形例において、フィルタ制御部４２５５は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からのノイズレベル情報およびフィルタ識別情報に基づいて、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を決定する。これに代えて、フィルタ制御部４２５５は、フィルタ制御部４２５５自身がデシメーションフィルタ２００に設定したフィルタ識別情報を保持し、このフィルタ識別情報を用いてフィルタ特性を決定してもよい。
【0132】
フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズがより大きい場合に、調整対象成分の減衰量がより大きい代わりに遅延時間がより長くなるフィルタ特性を決定してよい。フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズがより小さい場合に、調整対象成分の減衰量がより小さいが遅延時間をより短くするフィルタ特性を決定してよい。本変形例において、フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズの大きさに基づいて、デシメーションフィルタ２００の次数を含むフィルタ特性を決定する。フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズの大きさが予め定められた基準より大きい場合に、ある第１フィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定することを決定し、折り返しノイズの大きさが基準以下の場合に、次数が第１フィルタ特性よりも小さい第２フィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定することを決定してよい。
【0133】
ここで、折り返しノイズの大きさは、フィルタ特性を設定済みのデシメーションフィルタ２００によるものである。したがって、フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズの大きさが予め定められた上限値より大きい場合に、現在のフィルタ特性よりも調整対象成分の減衰量が大きいフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定することを決定してよい。また、フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズの大きさが予め定められた下限値より小さい場合に、現在のフィルタ特性よりも調整対象成分の減衰量が小さいフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定することを決定してよい。これにより、フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズの大きさを下限値から上限値までの間に保つようにデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を決定することができ、折り返しノイズの大きさを十分に抑えつつ、デシメーションフィルタ２００の遅延量を小さく保つことができる。
【0134】
フィルタ制御部４２５５は、複数のフィルタ特性のうち、折り返しノイズの大きさを予め定められた基準以下とし、かつデシメーションフィルタ２００の遅延時間を最小とする次数のフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定することを決定してもよい。例えば調整対象成分の減衰量が－２０ｄＢの第１フィルタ特性、－４０ｄＢの第２フィルタ特性、－６０ｄＢの第３フィルタ特性が選択可能であり、折り返しノイズの大きさの上限値が－６０ｄＢＦＳであるとする。ここで現在第３フィルタ特性を選択しており折り返しノイズの大きさが－８０ｄＢＦＳ～－１００ｄＢＦＳであったとすると、フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズの大きさが上限よりも２０ｄＢＦＳ小さいので、折り返しノイズの大きさが２０ｄＢＦＳ増加する第２フィルタ特性を選択することができる。
【0135】
また、フィルタ制御部４２５５は、デシメーションフィルタ２００の次数またはその他のフィルタ特性の調整に応じて、デシメーションフィルタ２００が出力する出力信号の位相を調整してもよい。フィルタ制御部４２５５は、フィルタ識別情報に応じて、デシメーションフィルタ２００が出力する出力信号の位相を調整してもよい。例えば、フィルタ制御部４２５５は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からのフィルタ識別情報からデシメーションフィルタ２００の次数または遅延量を判別して、その次数または遅延量を増加または減少させるフィルタ特性を決定してデシメーションフィルタ２００に設定してよい。これにより、信号処理装置４２４０は、Ｓ４５５０に関して後述するように、適応フィルタ部４２５０のフィルタ特性を固定としたまま信号処理装置４２４０の出力の位相を調整して、目標とする位相に合わせ込むことができる。
【0136】
Ｓ４５３０は、図８のＳ８３０の変形例である。Ｓ４５３０においては、信号処理装置４２４０内のフィルタ制御部４２５５が、決定したフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定する。これにより、フィルタ制御部４２５５は、折り返しノイズ検出部１８１０が検出した折り返しノイズの大きさに応じてデシメーションフィルタ２００の次数および調整対象成分の減衰量を調整することができる。
【0137】
フィルタ制御部４２５５は、図８のＳ８３０と同様に、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からの出力信号の正負が切り替わるゼロクロスタイミングを検出し、ゼロクロスタイミングに応じてフィルタ特性を変更してもよい。これに代えて、フィルタ制御部４２５５からフィルタ特性の設定を受けた適応デシメーションフィルタ装置４２３０が、フィルタ入力信号の正負が切り替わるゼロクロスタイミングを検出し、ゼロクロスタイミングに応じてフィルタ特性を変更してもよい。
【0138】
また、フィルタ制御部４２５５または適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を、現在のフィルタ特性から目標とするフィルタ特性になるまで段階的に変化させてもよい。これにより、フィルタ制御部４２５５または適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、出力信号の信号処理結果に応じて発生されるノイズキャンセリング信号等の音声信号に生じる違和感を抑制することができる。
【0139】
Ｓ８４０は、図８のＳ８４０と同様である。Ｓ８４０において、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、入力信号の特性に基づいて決定したフィルタ特性が設定されたデシメーションフィルタ２００を用いて入力信号をダウンサンプリングする。適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、デシメーションフィルタ２００の出力信号と、ノイズレベル情報とデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を識別するフィルタ識別情報とを信号処理装置４２４０へと出力する。
【0140】
Ｓ４５５０において、信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号に対して、フィルタ識別情報に応じた信号処理を実行して、信号処理の結果を出力する。適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、入力信号の特性に適したデシメーション処理を行なうところ、適応デシメーションフィルタ装置４２３０が入力信号を受け取ってから出力信号を出力するまでの遅延時間は、デシメーション処理の種類によって異なる。リアルタイム信号処理においては、信号処理システム４２００全体の信号処理の遅延時間に上限があり、入力に対して予め定められた位相の信号処理結果を出力することが要求されるので、信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０におけるデシメーション処理の種類に応じて、信号処理の種類を変更する。
【0141】
フィルタ制御部４２５５が入力信号の特性に基づいてデシメーションフィルタ２００の次数を調整する場合、適応フィルタ部４２５０は、デシメーションフィルタ２００の出力信号に対してフィルタ識別信号に応じて位相を調整するとともに、目的とする信号処理を行なう。このために、適応フィルタ部４２５０は、フィルタ識別情報に応じて、次数の調整に伴うデシメーションフィルタ２００の遅延時間の変化を相殺するフィルタ処理を行なうフィルタ４４００を選択してよい。これにより、適応フィルタ部４２５０は、デシメーションフィルタ２００の遅延時間がより長い場合には信号処理時間がより短いフィルタ４４００を選択して、信号処理システム４２００全体の遅延時間を上限値以下に抑えることができる。また、適応フィルタ部４２５０は、デシメーションフィルタ２００の遅延時間がより短い場合には信号処理時間がより長いがより高精度のフィルタ４４００を選択して、信号処理システム４２００全体の遅延時間を上限値以下に抑えながらより高精度の信号処理結果を出力することができる。
【0142】
また、適応フィルタ部４２５０は、デシメーションフィルタ２００の遅延時間がより短い場合にも、遅延時間が比較的短いフィルタ４４００を選択するようにしてもよい。この場合、信号処理システム４２００は、デシメーションフィルタ２００の遅延時間が短い場合には信号処理システム４２００全体の信号処理時間を短くして、信号処理システム４２００への入力に対してより高速に応答する出力を生成することができる。
【0143】
また、図３５に示したように、信号処理装置４２４０は、インターポレーションフィルタおよびＤＡ変換器６０００を搭載してもよい。図２２に関連して説明したように、アクティブノイズキャンセラは、ノイズキャンセリングの対象周波数が例えば１ｋＨｚ以下であるから、信号処理装置４２４０は例えば２ｋＨｚのような比較的低いデータレートで信号処理を行なうようにすることが通常好まれる。その一方で、ＤＡ変換器は、音質を向上させるために例えば可聴周波数帯域の１９倍程度（３８４ＫＨｚ）以上といった比較的高いデータレートでの動作が求められるので、信号処理回路のデータレートとＤＡ変換器のデータレートとの間に乖離が生じる。従って、信号処理回路４２４０は、適応フィルタ部４２５０等の信号処理回路を比較的低いデータレートで動作させる場合には、信号処理回路のデータレートを比較的高いデータレートに変換するためにアップサンプリングを行なう必要がある。アップサンプリングの際にアップサンプリングによるイメージ成分が生じないようにインターポレーションフィルタが導入されるが、このインターポレーションフィルタの遅延時間もインターポレーションフィルタの設定に依存する。したがって、図３５に示した信号処理システム４２００の変形例に係る信号処理装置４２４０は、フィルタ制御部４２５５が出力するフィルタパラメータを用いてインターポレーションフィルタおよびＤＡ変換器６０００におけるインターポレーションフィルタのフィルタ特性を設定する。これにより、信号処理装置４２４０は、フィルタ制御部４２５５が適応デシメーションフィルタ装置４２３０の遅延時間を短く設定する場合に、これと連動してインターポレーションフィルタの遅延時間も短く設定することが可能となり、信号処理システム４２００への入力に対して更に高速に応答する出力を生成することもできる。
【0144】
また、適応フィルタ部４２５０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０から出力されるフィルタ識別信号を用いずに、デシメーションフィルタ２００の遅延時間によらずフィルタ処理のフィルタ特性を制御してもよい。フィルタ制御部４２５５は、信号処理装置４２４０の出力が有すべき位相に応じてデシメーションフィルタ２００の遅延時間を調整するように制御することで、適応フィルタ部４２５０においてデシメーションフィルタ２００の遅延時間の変化を相殺せずに、フィルタ処理を行うこともできる。このようにすることで、フィルタ制御部４２５５は、ＡＤ変換器２０から信号処理装置４２４０の出力までの遅延時間をデシメーションフィルタ２００の遅延時間を調整した分だけ調整することが可能となる。
【0145】
また、信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０を制御することで、ＡＤ変換器２０から信号処理装置４２４０の出力までの遅延時間を任意に制御することが可能となる。例えば、信号処理装置４２４０は、適応フィルタ部４２５０のフィルタ特性を固定としたままで、デシメーションフィルタ２００の遅延時間を調整することにより、信号処理装置４２４０の出力が目標とする信号に最も近くなるように位相を合わせ込むことができる。信号処理装置４２４０は、信号処理装置４２４０の出力の位相を調整した後に、適応フィルタ部４２５０のフィルタ特性を更に調整することにより、信号処理装置４２４０の出力を目標とする信号に更に近付けるように最適化してもよい。このようにして、信号処理システム４２００は、ＡＮＣシステムのように出力の位相調整が求められるシステムにおいて、出力の位相調整の精度を向上することができ、ノイズキャンセリングの性能を向上することができる。
【0146】
以上に示した信号処理システム４２００によれば、信号処理装置４２４０側で入力信号の特性に適応してデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を変更し、デシメーションフィルタ２００に設定したフィルタ特性に応じた信号処理を行なうことができる。これにより、信号処理システム４２００は、出力信号を目標となる値に近付けるように、デシメーション処理および信号処理の両方を最適化することも可能となる。
【0147】
また、図１７の信号処理システム１７００と同様に、信号処理システム４２００は、入力信号に応じたフィルタ特性の決定およびフィルタ特性の設定に関する処理を信号処理装置４２４０側で行なうので、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の構成を簡略化することができる。また信号処理装置４２４０は、ＤＳＰ等を用いることにより、例えば適応デシメーションフィルタ装置４２３０の入力信号または出力信号を離散フーリエ変換（ＤＦＴ）して解析する等のより高度な解析処理の結果を用いてデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を決定することも可能となる。
【0148】
図２５は、本実施形態の第８変形例に係る信号処理システム４６００の構成を示す。信号処理システム４６００は、図１７から２１に示した信号処理システム１７００および図２２に示した信号処理システム４２００の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。信号処理システム４６００は、ＡＤ変換器２０と、適応デシメーションフィルタ装置４２３０と、データエンコーダ４６３５と、信号処理装置４６４０とを備える。ＡＤ変換器２０は、図１７および図２２に示したＡＤ変換器２０と同様であり、アナログの入力信号をデジタルの入力信号に変換して適応デシメーションフィルタ装置４２３０に供給する。
【0149】
適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、図２２に示した適応デシメーションフィルタ装置４２３０と同様である。適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、フィルタ入力信号（入力信号）をダウンサンプリングしたフィルタ出力信号（出力信号）を出力する。ここで、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、信号処理装置４６４０によって調整されたフィルタ特性を用いて適応デシメーションフィルタ処理を行なう。
【0150】
データエンコーダ４６３５は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０に接続される。データエンコーダ４６３５は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０から出力信号（フィルタ出力信号）およびフィルタ／ノイズレベル情報を受け取ってエンコードすることにより、信号処理装置４６４０宛のデータを生成する。
【0151】
信号処理装置４６４０は、データエンコーダ４６３５に接続される。信号処理装置４６４０は、データエンコーダ４６３５によりエンコードされたデータを受け取って信号処理を行なう。信号処理装置４６４０は、その他の点については図２２に示した信号処理装置４２４０と同様である。
【0152】
図２６は、データエンコーダ４６３５によりエンコードされるデータの第１例を示す。サンプリングクロックＬＲＣＫは、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号および信号処理装置４６４０の出力のサンプリング周波数ｆｓを有するクロック信号である。データ転送クロックＢＩＣＫは、データエンコーダ４６３５から信号処理装置４６４０へのデータ転送に用いるクロックであり、データ転送の１サイクルに応じたクロック周期を有する。本実施形態において、サンプリングクロックＬＲＣＫおよびデータ転送クロックＢＩＣＫは、一例として、オーディオ用途で用いられるチャネルクロックＬＲＣＫおよびオーディオシリアルデータクロックＢＩＣＫである。これに代えて、サンプリングクロックＬＲＣＫおよびデータ転送クロックＢＩＣＫは、他の用途のサンプリングクロックおよびデータ転送クロックであってよい。
【0153】
本図の例においては、データ転送クロックＢＩＣＫは、サンプリングクロックＬＲＣＫの１９２倍の周波数を有する。データ転送クロックＢＩＣＫをサンプリングクロックＬＲＣＫに対してより高くすることにより、データエンコーダ４６３５が出力するデータの転送遅延量をより減らすことができる。
【0154】
データエンコーダ４６３５は、サンプリングクロックＬＲＣＫが立ち上がったこと（あるいは、立ち下がったこと）に応じてサンプリング周期１周期分のデータ転送処理を開始する。データエンコーダ４６３５は、データ転送処理において、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号（本図においてビット２３～０の２４ビット）およびＦＮコード（本図においてＦＮ１～０の２ビット）を含むデータパケットを、データ転送クロックＢＩＣＫの１周期あたり１ビットずつ出力する。ここで、データエンコーダ４６３５は、信号処理装置４６４０における信号処理に使用可能な時間をより長くするために、信号処理装置４６４０の出力サイクル期間（サンプリングクロックＬＲＣＫの１周期）の前半に、デシメーションフィルタ２００の出力信号およびＦＮコードを含むデータを信号処理装置４６４０へと出力する。本図の例において、データエンコーダ４６３５は、サンプリング周期の開始直後にデータ転送を開始し、データ転送クロックＢＩＣＫと同期して、出力信号のビット２３～０と、ＦＮコードＦＮ１～０とを順に１ビットずつ送信する。
【0155】
信号処理装置４６４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からの出力信号およびＦＮコードを含むデータをデータエンコーダ４６３５を介して受け取ると、サンプリング周期に対応する信号処理を開始する。本図の例においては、信号処理装置４６４０は、データパケットを受け取ったサンプリング周期内に信号処理を行ない、信号処理結果のデータを出力する。すなわち、信号処理装置４６４０は、信号処理装置４６４０の出力サイクル期間内に、デシメーションフィルタ２００の出力信号およびフィルタ識別情報を入力し、入力したデシメーションフィルタ２００の出力信号およびフィルタ識別情報に応じた信号処理を行ない、信号処理によって生成された信号を出力する。
【0156】
以上に示したデータエンコーダ４６３５によれば、サンプリングクロックＬＲＣＫよりも周波数が高いデータ転送クロックＢＩＣＫを用いて適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号およびフィルタコードを含むデータパケットを信号処理装置４６４０へと送信することができる。これにより、信号処理装置４６４０は、サンプリング周期の中でデータパケットを受け取った後に一部または全ての信号処理を行なうことができる。
【0157】
図２７は、データエンコーダ４６３５によりエンコードされるデータの第２例を示す。本図において、信号処理システム４６００は、複数チャネルの信号を入力して信号処理を行ない、複数チャネル分の信号処理結果を出力する。本図の例においては、ＡＤ変換器２０は、２チャネルのアナログ入力信号を２チャネルのデジタル入力信号に変換する。適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、ＡＤ変換器２０からの複数チャネルの入力信号をダウンサンプリングした複数チャネルの出力信号を出力する。ここで、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、信号処理装置４６４０によって調整されたフィルタ特性を用いて適応デシメーションフィルタ処理を行なう。信号処理装置４６４０は、複数チャネルの入力信号に対して、それぞれの入力信号の特性に応じて異なるフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定してよい。
【0158】
本図の例において、データエンコーダ４６３５は、複数チャネルのそれぞれについて、デシメーションフィルタ２００の出力信号およびフィルタ／ノイズレベル情報を含むデータを図２６と同様にして出力する。データエンコーダ４６３５は、複数チャネル分のデータパスを用いて、複数チャネル分のデータパケットを並列に出力する。信号処理装置４６４０は、複数チャネルのそれぞれのデータパケットを受け取ると、複数チャネルのそれぞれについて、図２６と同様に信号処理を行なって、複数チャネルのそれぞれの信号処理結果を出力する。
【0159】
図２８は、データエンコーダ４６３５によりエンコードされるデータの第３例を示す。本図においても、信号処理システム４６００は、図２７と同様に、複数チャネルの信号を入力して信号処理を行ない、複数チャネル分の信号処理結果を出力する。本図の例においては、データエンコーダ４６３５は、複数チャネルで共用されるデータパスを有し、サンプリング周期中に複数チャネル分のデータパケット（デシメーションフィルタ２００の出力信号およびＦＮコードを含むデータパケット）をマルチプレクスして信号処理装置４６４０へと出力する。信号処理装置４６４０は、各チャネルのデータパケットを受信する度に、そのチャネルの信号処理を開始してよい。これに代えて、信号処理装置４６４０は、全てのチャネルのデータパケットを受信してから複数チャネル分の信号処理を開始してもよい。なお、本図の例においては、データ転送クロックＢＩＣＫは、サンプリングクロックＬＲＣＫの３８４倍の周波数を有する。
【0160】
図２６から２８において、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号のクロックがサンプリングクロックＬＲＣＫである場合、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、ある時点の入力信号を入力してからその入力信号の影響を受けた出力信号を出力するまでに、デシメーション前の入力信号のサンプリング周期にデシメーションフィルタ２００の次数の１／２を乗じた大きさの遅延を有する。したがって、適応デシメーションフィルタ装置４２３０が入力信号を入力してから信号処理装置４６４０が信号処理結果を出力するまでの遅延時間は、信号処理装置４６４０の信号処理サイクル数×サンプリング周期に、入力信号のサンプリング周期×デシメーションフィルタ２００の次数／２を加えた時間となる。
【0161】
図２６から２８の例においては、信号処理装置４６４０は、各サンプリング周期に受信するデータパケットに含まれる出力信号およびＦＮコードを反映した信号処理をサンプリング周期内に実行して、信号処理結果を出力する。すなわち、図２６から２８の例においては、信号処理装置４６４０の信号処理遅延はサンプリング周期１サイクル分であり、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性によらず一定である。
【0162】
例えばノイズキャンセリングにおいては、信号処理システム４６００は、ノイズ音が対象位置に到達するタイミングに同期して、ノイズ音とは位相が１８０°異なるノイズキャンセリング音を対象位置に届けるようにノイズキャンセリング信号を出力する。このようなリアルタイム信号処理においては、信号処理装置４６４０は、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性に応じて信号処理システム４６００の遅延時間が変化したとしても、信号処理システム４６００の出力信号に応じた信号が対象に到達する時点での位相が変化しないようにする。これを実現するために、信号処理装置４６４０は、デシメーションフィルタ２００の遅延時間または次数に応じた位相の変化を相殺するように、各フィルタ４４００が出力する信号の位相を異ならせてよい。
【0163】
図２９は、本実施形態の第９変形例に係る信号処理システム５０００の構成を示す。信号処理システム５０００は、図１７から２１に示した信号処理システム１７００、図２２に示した信号処理システム４２００、および図２５に示した信号処理システム４６００の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。信号処理システム５０００は、図２５のデータエンコーダ４６３５に対応するデータエンコーダ５０３５が、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号をエンコードし、ＦＮコードはエンコードしないようにしている。
【0164】
信号処理システム５０００は、ＡＤ変換器２０と、適応デシメーションフィルタ装置４２３０と、データエンコーダ５０３５と、信号処理装置５０４０とを備える。ＡＤ変換器２０および適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、図２５に示したＡＤ変換器２０および適応デシメーションフィルタ装置４２３０と同様である。
【0165】
データエンコーダ５０３５は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０に接続される。データエンコーダ５０３５は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０から出力信号（フィルタ出力信号）を受け取ってエンコードすることにより、信号処理装置５０４０宛のデータを生成する。データエンコーダ５０３５は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からのフィルタ／ノイズレベル情報（ＦＮコード）をエンコードしない。
【0166】
信号処理装置５０４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０およびデータエンコーダ５０３５に接続される。信号処理装置５０４０は、データエンコーダ５０３５によりエンコードされたデータと、適応デシメーションフィルタ装置４２３０が出力するフィルタ／ノイズレベル情報とを受け取って信号処理を行なう。信号処理装置５０４０は、その他の点については図２２に示した信号処理装置４２４０および図２５に示した信号処理装置４６４０と同様である。
【0167】
図３０は、データエンコーダ５０３５によりエンコードされるデータの第１例を示す。本図の例は、図２６に示したデータの変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。本図の例においては、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、サンプリングクロックＬＲＣＫによって規定されるサンプリング周期の間、ＦＮコードをデータエンコーダ５０３５を介さずに信号処理装置５０４０に供給する。
【0168】
データエンコーダ５０３５は、サンプリングクロックＬＲＣＫが立ち上がったこと（あるいは、立ち下がったこと）に応じてサンプリング周期１周期分のデータ転送処理を開始する。データエンコーダ５０３５は、データ転送処理において、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号（本図においてビット２３～０の２４ビット）を含むデータパケットを、データ転送クロックＢＩＣＫの１周期あたり１ビットずつ出力する。ここで、データエンコーダ５０３５は、信号処理装置５０４０における信号処理に使用可能な時間をより長くするために、サンプリングクロックＬＲＣＫの１周期の前半にデータ転送を行なう。本図の例において、データエンコーダ５０３５は、サンプリング周期の開始直後にデータ転送を開始し、データ転送クロックＢＩＣＫと同期して、出力信号のビット２３～０をこの順に１ビットずつ送信する。
【0169】
信号処理装置５０４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からのＦＮコードを受け取り、適応デシメーションフィルタ装置４２３０からの出力信号を含むデータをデータエンコーダ５０３５を介して受け取ると、サンプリング周期に対応する信号処理を開始する。本図の例においては、信号処理装置５０４０は、データパケットを受け取ったサンプリング周期内に信号処理を行ない、信号処理結果のデータを出力する。
【0170】
図３１は、データエンコーダ５０３５によりエンコードされるデータの第２例を示す。本図の例は、図２７および図３０に示した例の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。本図において、信号処理システム５０００は、複数チャネルの信号を入力して信号処理を行ない、複数チャネル分の信号処理結果を出力する。本図の例においては、ＡＤ変換器２０は、２チャネルのアナログ入力信号を２チャネルのデジタル入力信号に変換する。適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、ＡＤ変換器２０からの複数チャネルの入力信号をダウンサンプリングした複数チャネルの出力信号を出力する。ここで、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、信号処理装置５０４０によって調整されたフィルタ特性を用いて適応デシメーションフィルタ処理を行なう。信号処理装置５０４０は、複数チャネルの入力信号に対して、それぞれの入力信号の特性に応じて異なるフィルタ特性をデシメーションフィルタ２００に設定してよい。
【0171】
本図の例において、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、複数チャネルのそれぞれについて、ＦＮコードを、データエンコーダ５０３５を介さずに信号処理装置５０４０に供給する。データエンコーダ５０３５は、複数チャネルのそれぞれについて、デシメーションフィルタ２００の出力信号を含むデータを図３０と同様にして出力する。本図の例において、データエンコーダ５０３５は、複数チャネル分のデータパスを用いて、複数チャネル分のデータパケットを並列に出力する。信号処理装置５０４０は、複数チャネルのそれぞれのＦＮコードおよびデータパケットを受け取ると、複数チャネルのそれぞれについて、図２７および図３０と同様に信号処理を行なって、複数チャネルのそれぞれの信号処理結果を出力する。
【0172】
図３２は、データエンコーダ５０３５によりエンコードされるデータの第３例を示す。本図の例は、図２８および図３１に示した例の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。本図においても、信号処理システム５０００は、図３１と同様に、複数チャネルの信号を入力して信号処理を行ない、複数チャネル分の信号処理結果を出力する。本図の例においては、データエンコーダ５０３５は、複数チャネルで共用されるデータパスを有し、サンプリング周期中に複数チャネル分のデータパケット（デシメーションフィルタ２００の出力信号を含むデータパケット）をマルチプレクスして信号処理装置５０４０へと出力する。また、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、ＦＮコードを伝送するパスを複数チャネルで共用し、サンプリング周期中に複数チャネル分のＦＮコードをマルチプレクスして、データエンコーダ５０３５を介さずに信号処理装置５０４０へと出力する。
【0173】
図３３は、本実施形態の第１０変形例に係るＡＮＣシステム５４００の構成を示す。ＡＮＣシステム５４００は、ある特定の対象位置におけるノイズ音を消音する。ＡＮＣシステム５４００は、フィードフォワード制御およびフィードバック制御の両方を用いる。ＡＮＣシステム５４００は、フィードフォワード制御により、ノイズ発生源の振動等を検出して、ノイズ音が対象位置に到達するまでの間にノイズ音と逆相のアンチノイズ音を生成して対象位置に伝達させる。ＡＮＣシステム５４００は、フィードバック制御により、対象位置におけるノイズ音を検出して、ノイズ音を低減させるアンチノイズ音を生成して対象位置に伝達させる。
【0174】
ＡＮＣシステム５４００は、センサ５４１０と、信号処理システム４２００ａと、ＤＡ変換器５４７０と、スピーカ５４８０と、マイク５４２０と、信号処理システム４２００ｂとを備える。センサ５４１０、信号処理システム４２００ａ、ＤＡ変換器５４７０、およびスピーカ５４８０は、フィードフォワード制御に用いられる。マイク５４２０、信号処理システム４２００ｂ、ＤＡ変換器５４７０、およびスピーカ５４８０は、フィードバック制御に用いられる。信号処理システム４２００ａおよび信号処理システム４２００ｂが有する信号処理装置４２４０と、ＤＡ変換器５４７０と、スピーカ５４８０とは、フィードフォワード制御及びフィードバック制御で共用される。
【0175】
センサ５４１０は、例えば車両のエンジンまたはモータのようなノイズ音を発生するノイズ発生源の近傍に設置される。センサ５４１０は、加速度センサまたは回転角センサ等の、ノイズの原因となるノイズ発生源の動きを検出するセンサであってよく、マイク等の、ノイズ発生源が発生するノイズ音を検出するセンサであってもよい。センサ５４１０は、検出したノイズ成分を含むアナログの信号を信号処理システム４２００ａに供給する。
【0176】
信号処理システム４２００ａは、センサ５４１０に接続される。本変形例において、信号処理システム４２００ａは、図２２に示した信号処理システム４２００である。ＡＮＣシステム５４００は、信号処理システム４２００ａの代わりに、図１７の信号処理システム１７００、図２５の信号処理システム４６００、図２９の信号処理システム５０００、またはこれらの変形例を用いてよい。信号処理システム４２００ａは、信号処理システム４２００のＡＤ変換器２０に対応するＡＤ変換器２０ａと、信号処理システム４２００の適応デシメーションフィルタ装置４２３０に対応する適応デシメーションフィルタ装置４２３０ａと、信号処理システム４２００の信号処理装置４２４０に対応する信号処理装置４２４０とを有する。
【0177】
ＡＤ変換器２０ａは、ノイズ成分を含むアナログの信号をデジタルの信号に変換してフィルタ入力信号（入力信号）として適応デシメーションフィルタ装置４２３０ａに供給する。適応デシメーションフィルタ装置４２３０ａは、信号処理装置４２４０によってフィルタ特性が調整されたデシメーションフィルタ２００を用いて、フィルタ入力信号（入力信号）をダウンサンプリングしたフィルタ出力信号（出力信号）を出力する。また、適応デシメーションフィルタ装置４２３０ａは、ダウンサンプリングによりデシメーションフィルタ２００の出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出する。
【0178】
信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０ａの出力信号およびフィルタ／ノイズレベル情報を適応デシメーションフィルタ装置４２３０ａから受け取る。信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０ａ内のデシメーションフィルタ２００の出力信号に対してフィルタ識別情報に応じた信号処理（ノイズキャンセリング処理）を行なって、ノイズ成分を低減するためのノイズキャンセリング信号を生成する。信号処理装置４２４０は、生成したノイズキャンセリング信号を含むデジタル出力をＤＡ変換器５４７０に供給する。また、信号処理装置４２４０は、ノイズレベル情報またはフィルタ識別情報のうちの少なくとも１つに基づいて、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を調整する。
【0179】
ＤＡ変換器５４７０は、信号処理装置４２４０に接続される。ＤＡ変換器５４７０は、信号処理装置４２４０からのノイズキャンセリング信号を含むデジタル出力をアナログ出力に変換する。スピーカ５４８０は、センサ５４１０よりも消音の対象位置の近くに設置される。スピーカ５４８０は、ＤＡ変換器５４７０に接続される。スピーカ５４８０は、アナログ出力を音に変換することにより、信号処理装置４２４０からのノイズキャンセリング信号に応じたアンチノイズ音を発生する。
【0180】
これにより、ＡＮＣシステム５４００は、フィードフォワード制御において、ノイズ成分を含む入力信号の特性に応じてデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を変更することができ、デシメーションフィルタ２００の次数および調整対象成分の減衰量を調整することができる。そして、ＡＮＣシステム５４００は、信号処理装置４２４０において、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性に応じた適応フィルタ処理を行なうことができる。
【0181】
フィードフォワード制御において、ＡＮＣシステム５４００は、ノイズ音がノイズ発生源から対象位置に到達するタイミングに合わせて、ノイズ音と同程度の振幅を有する逆相のアンチノイズ音を対象位置に伝達できるようにする。このために、信号処理装置４２４０は、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性に応じた信号処理を行なうことにより、デシメーションフィルタ２００の遅延時間の変化に応じてノイズキャンセリング信号の位相を変更して、対象位置においてアンチノイズ音をノイズ音に同期させる。
【0182】
また、信号処理装置４２４０は、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性に応じた信号処理を行なうことにより、デシメーションフィルタ２００の遅延時間がより短い場合には信号処理に時間をかけてより精度が高いノイズキャンセリング信号を出力し、デシメーションフィルタ２００の遅延時間がより長い場合には処理時間が短い信号処理を用いてアンチノイズ音が対象位置に伝搬するタイミングを遅らせないようにすることもできる。これにより、ＡＮＣシステム５４００は、デシメーション処理およびノイズキャンセリング処理全体での好適なノイズ抑制を実現することができる。
【0183】
マイク５４２０は、ノイズ音を消音する対象位置の近傍に設けられる。マイク５４２０は、対象位置におけるノイズ音を検出し、検出したノイズ成分を含むアナログの入力信号を信号処理システム４２００ｂに供給する。ここで、ノイズ発生源から対象位置へと到達するノイズ音はフィードフォワード制御によって抑制されている。したがって、マイク５４２０は、フィードフォワード制御による残渣ノイズおよびセンサ５４１０の近傍のノイズ発生源以外から対象位置へと到達する環境ノイズを含むノイズ音を検出する。
【0184】
信号処理システム４２００ｂは、マイク５４２０に接続される。本変形例において、信号処理システム４２００ｂは、図２２に示した信号処理システム４２００である。ＡＮＣシステム５４００は、信号処理システム４２００ｂの代わりに、図１７の信号処理システム１７００、図２５の信号処理システム４６００、図２９の信号処理システム５０００、またはこれらの変形例を用いてよい。信号処理システム４２００ｂは、信号処理システム４２００のＡＤ変換器２０に対応するＡＤ変換器２０ｂと、信号処理システム４２００の適応デシメーションフィルタ装置４２３０に対応する適応デシメーションフィルタ装置４２３０ｂと、信号処理システム４２００の信号処理装置４２４０に対応する信号処理装置４２４０とを有する。
【0185】
ＡＤ変換器２０ｂは、ノイズ成分を含むアナログの信号をデジタルの信号に変換してフィルタ入力信号（入力信号）として適応デシメーションフィルタ装置４２３０ｂに供給する。適応デシメーションフィルタ装置４２３０ｂは、信号処理装置４２４０によってフィルタ特性が調整されたデシメーションフィルタ２００を用いて、フィルタ入力信号（入力信号）をダウンサンプリングしたフィルタ出力信号（出力信号）を出力する。また、適応デシメーションフィルタ装置４２３０ｂは、ダウンサンプリングによりデシメーションフィルタ２００の出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出する。
【0186】
信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０ｂの出力信号およびフィルタ／ノイズレベル情報を適応デシメーションフィルタ装置４２３０ｂから受け取る。信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０ｂ内のデシメーションフィルタ２００の出力信号に対してデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を識別するフィルタ識別情報に応じた信号処理（ノイズキャンセリング処理）を行なって、ノイズ成分を低減するためのノイズキャンセリング信号を生成する。信号処理装置４２４０は、生成したノイズキャンセリング信号を含むデジタル出力をＤＡ変換器５４７０に供給する。また、信号処理装置４２４０は、折り返しノイズの大きさを示すノイズレベル情報とフィルタ識別情報とに基づいて、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を調整する。
【0187】
本変形例において、信号処理装置４２４０は、フィードフォワード制御およびフィードバック制御で共用される。信号処理装置４２４０は、フィードフォワード制御により生成したノイズキャンセリング信号と、フィードバック制御により生成したノイズキャンセリング信号とを重畳したノイズキャンセリング信号を含むデジタル出力をＤＡ変換器５４７０に供給してよい。
【0188】
ＤＡ変換器５４７０は、信号処理装置４２４０からのノイズキャンセリング信号を含むデジタル出力をアナログ出力に変換する。スピーカ５４８０は、アナログ出力を音に変換することにより、信号処理装置４２４０からのノイズキャンセリング信号に応じたアンチノイズ音を発生する。
【0189】
これにより、ＡＮＣシステム５４００は、フィードバック制御において、ノイズ成分を含む入力信号の特性に応じて信号処理システム４２００ｂ内のデシメーションフィルタ２００のフィルタ特性を変更することができ、デシメーションフィルタ２００の次数および調整対象成分の減衰量を調整することができる。そして、ＡＮＣシステム５４００は、信号処理装置４２４０において、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性に応じた適応フィルタ処理を行なうことができる。
【0190】
以上に示したフィードバック制御において、ＡＮＣシステム５４００は、対象位置における残渣ノイズを含むノイズ音を検出して、そのノイズ音を低減するアンチノイズ音を対象位置に伝達する。アンチノイズ音は、理想的にはノイズ音と同程度の振幅を有する逆相の音である。しかし、対象位置近傍のノイズ音を検出してから対象位置にアンチノイズ音を伝達するまでのフィードバックループには伝搬遅延がある。
【0191】
本変形例において、信号処理装置４２４０は、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性に応じた信号処理を行なうことにより、デシメーションフィルタ２００の遅延時間の変化に応じた適応フィルタ処理を行なうことができる。これにより、信号処理装置４２４０は、デシメーションフィルタ２００の遅延時間がより短い場合にはフィードバックループ全体の伝搬遅延をより小さく維持してフィードバックループを広帯域化して、環境ノイズの変化に対する追従性を高めることができる。また、信号処理装置４２４０は、デシメーションフィルタ２００の遅延時間がより短い場合には、信号処理により時間をかけてより精度が高いノイズキャンセリング信号を出力することもできる。これにより、ＡＮＣシステム５４００は、デシメーション処理およびノイズキャンセリング処理全体での好適なノイズ抑制を実現することができる。
【0192】
なお、信号処理システム４２００ｂは、対象位置におけるノイズ音を検出するマイク５４２０に接続されるので、適応デシメーションフィルタ装置４２３０ｂの出力信号は、ノイズ音を消音する対象位置における残渣ノイズそのものとなる。このことを利用し、信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０ｂの出力信号に基づいてフィードフォワードＡＮＣに用いられる適応デシメーションフィルタ装置４２３０ａの遅延時間を制御してもよい。例えば、信号処理装置４２４０内のフィルタ制御部４２５５は、消音する対象位置における残渣ノイズを低減するように適応デシメーションフィルタ装置４２３０aの遅延時間を調整する。これにより、ＡＮＣシステム５４００は、消音対象位置におけるノイズ音とノイズキャンセリング信号の間の位相調整精度を向上させることができ、残渣ノイズを更に低減してノイズキャンセリング性能を向上することが可能となる。
【0193】
図３４は、本実施形態の第１１変形例に係るＭＦＢシステム５５００の構成を示す。ＭＦＢシステム５５００は、スピーカ装置５５１０の振動板の動きを検出し、スピーカ装置５５１０に供給するオーディオ信号にフィードバックをかけることで、振動板の振動が入力されるオーディオ信号と同じ動きとなるように補正する。ＭＦＢシステム５５００は、スピーカ装置５５１０と、信号処理システム４２００と、ＤＡ変換器５５８０とを備える。
【0194】
スピーカ装置５５１０は、ＭＦＢによる歪補正の対象である。スピーカ装置５５１０は、ＤＡ変換器５５８０から入力されるアナログの信号に応じて振動板を振動させて音を発生する。スピーカ装置５５１０は、振動板の振動に応じた信号を信号処理システム４２００へと出力する機能を有する。例えば、スピーカ装置５５１０は、スピーカ本体に流れる信号電流をシャント抵抗を用いて電圧変換することにより振動板の動きに応じた電圧を生成し、信号処理システム４２００へと出力する。スピーカ装置５５１０は、振動板に設置した変位センサにより振動板の振動を検出してもよい。
【0195】
信号処理システム４２００は、スピーカ装置５５１０に接続される。本変形例において、信号処理システム４２００は、図２２に示した信号処理システム４２００である。ＭＦＢシステム５５００は、信号処理システム４２００の代わりに、図１７の信号処理システム１７００、図２５の信号処理システム４６００、図２９の信号処理システム５０００、またはこれらの変形例を用いてよい。信号処理システム４２００は、ＡＤ変換器２０と、適応デシメーションフィルタ装置４２３０と、信号処理装置４２４０とを有する。
【0196】
ＡＤ変換器２０は、振動板の振動に応じたアナログの信号をデジタルの信号に変換して、フィルタ入力信号（入力信号）として適応デシメーションフィルタ装置４２３０に供給する。適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、信号処理装置４２４０によってフィルタ特性が調整されたデシメーションフィルタ２００を用いて、フィルタ入力信号（入力信号）をダウンサンプリングしたフィルタ出力信号（出力信号）を出力する。また、適応デシメーションフィルタ装置４２３０は、ダウンサンプリングによりデシメーションフィルタ２００の出力信号におけるナイキスト周波数未満の周波数に折り返す折り返しノイズの大きさを検出する。
【0197】
信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０の出力信号およびフィルタ／ノイズレベル情報を適応デシメーションフィルタ装置４２３０から受け取る。信号処理装置４２４０は、適応デシメーションフィルタ装置４２３０内のデシメーションフィルタ２００の出力信号に対して、フィルタ識別情報に応じた信号処理を行なう。
【0198】
例えば、信号処理装置４２４０は、デシメーションフィルタ２００の出力信号に対して適応フィルタ部４２５０による適応フィルタ処理を行なうことにより、振動板の振動に応じた信号からその振動に対応するオーディオ信号を再現する。このようにして再現されたオーディオ信号は、振動板の振動の歪みが反映されたオーディオ信号となる。信号処理装置４２４０は、オーディオソースから入力されるオーディオ信号と、再現したオーディオ信号との誤差を低減または最小化するようにオーディオソースからのオーディオ信号に歪補正を適用したオーディオ信号をＤＡ変換器５５８０へと出力する。また、信号処理装置４２４０は、折り返しノイズの大きさを示すノイズレベル情報とフィルタ識別情報とに基づいて、デシメーションフィルタ２００の次数等のフィルタ特性を調整する。
【0199】
ＤＡ変換器５５８０は、信号処理システム４２００に接続される。ＤＡ変換器５５８０は、歪み補正済みのオーディオ信号であるデジタル信号をアナログ信号に変換してスピーカ装置５５１０に供給する。スピーカ装置５５１０は、歪み補正済みのオーディオ信号を用いて振動板を振動させる。
【0200】
本変形例において、信号処理装置４２４０は、デシメーションフィルタ２００のフィルタ特性に応じた信号処理を行なうことにより、デシメーションフィルタ２００の遅延時間の変化に応じた適応フィルタ処理を行なうことができる。これにより、信号処理装置４２４０は、デシメーションフィルタ２００の遅延時間がより短い場合にはフィードバックループ全体の伝搬遅延をより小さく維持してフィードバックループを広帯域化して、オーディオソースからのオーディオ信号の変化に対する追従性を高めることができる。また、信号処理装置４２４０は、デシメーションフィルタ２００の遅延時間がより短い場合には、信号処理により時間をかけてより精度が高い歪補正を行なうこともできる。これにより、ＭＦＢシステム５５００は、デシメーション処理およびノイズキャンセリング処理全体での好適なＭＦＢを実現することができる。
【0201】
本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
【0202】
コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
【0203】
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
【0204】
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のコンピュータ等のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
【0205】
図３６は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。
【0206】
本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インターフェイス２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。
【0207】
ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。
【0208】
通信インターフェイス２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。
【0209】
ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。
【0210】
プログラムが、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。
【0211】
例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェイス２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェイス２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。
【0212】
また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。
【0213】
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。
【0214】
上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。
【0215】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【0216】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【0217】
１０ 信号処理システム
２０ ＡＤ変換器
２０ａ～ｂ ＡＤ変換器
３０ 適応フィルタ装置
４０ 信号処理装置
２００ デシメーションフィルタ
２１０ フィルタ制御部
３００－２～Ｎ 遅延要素
３１０－１～Ｎ 間引き要素
３２０－１～Ｎ 乗算器
３３０－２～Ｎ 加算器
３４０ フィルタ係数記憶部
３５０ 選択器
４００ 信号
４１０ エイリアシング
５００ 第１フィルタ特性
５１０ 第２フィルタ特性
６２０ ノイズ検出部
６６０ フィルタ特性決定部
７３０ ＨＰＦ
７５０ ノイズレベル出力部
１０２０ ノイズ検出部
１０３０ ＢＰＦ
１０５０ ノイズレベル出力部
１１１０ フィルタ制御部
１１４０ 信号検出部
１１６０ フィルタ特性決定部
１２３０ ＬＰＦ
１２５０ 信号レベル出力部
１４６０ フィルタ特性決定部
１４７０ 閾値記憶部
１４８０ 比較部
１４９０ デコード部
１５６０ フィルタ特性決定部
１５９０ デコード部
１５９５ 遅延要素
１７００ 信号処理システム
１７３０ 適応デシメーションフィルタ装置
１７４０ 信号処理装置
１８１０ 折り返しノイズ検出部
１８３０ 適応デシメーションフィルタ
１９６０ 折り返しノイズレベル決定部
２０７０ デコード部
２０８０ 算出部
４２００ 信号処理システム
４２００ａ～ｂ 信号処理システム
４２３０ 適応デシメーションフィルタ装置
４２３０ａ～ｂ 適応デシメーションフィルタ装置
４２４０ 信号処理装置
４２５０ 適応フィルタ部
４２５５ フィルタ制御部
４４００－１～２ フィルタ
４４１０ 選択部
４６００ 信号処理システム
４６３５ データエンコーダ
４６４０ 信号処理装置
５０００ 信号処理システム
５０３５ データエンコーダ
５０４０ 信号処理装置
５４００ ＡＮＣシステム
５４１０ センサ
５４２０ マイク
５４７０ ＤＡ変換器
５４８０ スピーカ
５５００ ＭＦＢシステム
５５１０ スピーカ装置
５５８０ ＤＡ変換器
２２００ コンピュータ
２２０１ ＤＶＤ－ＲＯＭ
２２１０ ホストコントローラ
２２１２ ＣＰＵ
２２１４ ＲＡＭ
２２１６ グラフィックコントローラ
２２１８ ディスプレイデバイス
２２２０ 入／出力コントローラ
２２２２ 通信インターフェイス
２２２４ ハードディスクドライブ
２２２６ ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ
２２３０ ＲＯＭ
２２４０ 入／出力チップ
２２４２ キーボード
２０ ＡＤ変換器
２０ａ～ｂ ＡＤ変換器
３０ 適応フィルタ装置
４０ 信号処理装置
２００ デシメーションフィルタ
２１０ フィルタ制御部
３００－２～Ｎ 遅延要素
３１０－１～Ｎ 間引き要素
３２０－１～Ｎ 乗算器
３３０－２～Ｎ 加算器
３４０ フィルタ係数記憶部
３５０ 選択器
４００ 信号
４１０ エイリアシング
５００ 第１フィルタ特性
５１０ 第２フィルタ特性
６２０ ノイズ検出部
６６０ フィルタ特性決定部
７３０ ＨＰＦ
７５０ ノイズレベル出力部
１０２０ ノイズ検出部
１０３０ ＢＰＦ
１０５０ ノイズレベル出力部
１１１０ フィルタ制御部
１１４０ 信号検出部
１１６０ フィルタ特性決定部
１２３０ ＬＰＦ
１２５０ 信号レベル出力部
１４６０ フィルタ特性決定部
１４７０ 閾値記憶部
１４８０ 比較部
１４９０ デコード部
１５６０ フィルタ特性決定部
１５９０ デコード部
１５９５ 遅延要素
１７００ 信号処理システム
１７３０ 適応デシメーションフィルタ装置
１７４０ 信号処理装置
１８１０ 折り返しノイズ検出部
１８３０ 適応デシメーションフィルタ
１９６０ 折り返しノイズレベル決定部
２０７０ デコード部
２０８０ 算出部
４２００ 信号処理システム
４２００ａ～ｂ 信号処理システム
４２３０ 適応デシメーションフィルタ装置
４２３０ａ～ｂ 適応デシメーションフィルタ装置
４２４０ 信号処理装置
４２５０ 適応フィルタ部
４２５５ フィルタ制御部
４４００－１～２ フィルタ
４４１０ 選択部
４６００ 信号処理システム
４６３５ データエンコーダ
４６４０ 信号処理装置
５０００ 信号処理システム
５０３５ データエンコーダ
５０４０ 信号処理装置
５４００ ＡＮＣシステム
５４１０ センサ
５４２０ マイク
５４７０ ＤＡ変換器
５４８０ スピーカ
５５００ ＭＦＢシステム
５５１０ スピーカ装置
５５８０ ＤＡ変換器
２２００ コンピュータ
２２０１ ＤＶＤ－ＲＯＭ
２２１０ ホストコントローラ
２２１２ ＣＰＵ
２２１４ ＲＡＭ
２２１６ グラフィックコントローラ
２２１８ ディスプレイデバイス
２２２０ 入／出力コントローラ
２２２２ 通信インターフェイス
２２２４ ハードディスクドライブ
２２２６ ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ
２２３０ ＲＯＭ
２２４０ 入／出力チップ
２２４２ キーボード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】