JP2000039887A - 音響装置および雑音消音方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内蔵ＣＲ−ＲＯＭなどの雑音発生源から発せら
れる雑音を簡単に除去することのできる音響装置を提供
する。 【解決手段】音響再生用スピーカ７と雑音発生源１が内
蔵された音響装置において、雑音発生源１の近傍に配置
されたマクロホン部２と、該マクロホン部２の出力から
雑音成分以外の信号成分を除去する非線形回路４と、該
非線形回路４の出力に基づいて雑音と逆位相の信号を生
成する適用フィルタ５と、該適用フィルタ５の出力信号
を音響信号に変換するスピーカ部６と、スピーカ部７の
近傍に配置されたマクロホン部３と、該マクロホン部３
の出力の信号成分のうちの、非線形回路４の出力信号と
同じ信号成分が最小となるように、適用フィルタ５のフ
ィルタパレメータを制御する制御部８とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ機器、
オーディオビデオ（ＡＶ）機器などの音響装置に関し、
特にハードディスク、ＣＲ−ＲＯＭなどの雑音発生源が
内蔵された音響装置に関する。さらには、そのような音
響装置内部の雑音発生源で発生する雑音を消音する雑音
消音方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスク、ＣＲ−ＲＯＭな
どを内蔵したテレビ受像機やファンを内蔵したプラズマ
ディスプレイなどの音響装置が市場に登場しているが、
これら音響装置は、内蔵されているハードディスク、Ｃ
Ｒ−ＲＯＭ、ファンなどから発生する雑音が大きく、静
かな環境では問題となっている。

【０００３】上記のような雑音の低減に適用可能な消音
装置としては、特開平6-348283号公報に記載れるような
消音装置がある。その消音装置の構成を図３に示す。

【０００４】この消音装置は、モータを使用する各種の
家庭電化製品から発せられる騒音を消音する装置であ
る。図３において、電源部１０１は、コンセントプラグ
１０２を介して１００Ｖの交流商用電源が供給されるこ
とによって、当該消音装置の各部へ所定の直流電圧を供
給する。ノイズパルス検出部１０３は、交流商用電源に
混入している家庭電化製品に内蔵されたモータの回転音
や電磁音などの騒音と相関のあるノイズパルスＮＰのみ
をコンセントプラグ１０２を介して取り出す。このノイ
ズパルスＮＰはＡ／Ｄ変換器１１０を介してコントロー
ル１１１に入力されている。

【０００５】エラーマイク１０８ａ，１０８ｂは、騒音
の聴取が可能な位置に取り付けられ、騒音のレベルを検
出し、これを騒音信号ＳＮ１，ＳＮ２に変換する。この
騒音信号ＳＮ１，ＳＮ２は、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）１０９およびＡ／Ｄ変換器１１０を介してコントロ
ール１１１に入力されている。

【０００６】コントロール１１１および信号処理部１１
３は、ノイズパルスＮＰと騒音信号ＳＮ１，ＳＮ２とに
基づいて付加音信号を生成し、該付加音信号をエラーマ
イク１０８ａ，１０８ｂの近傍に設けられた付加音源ス
ピーカ１１４ａ，１１４ｂへ供給する。

【０００７】この消音装置では、コントロール１１１の
制御によって、家庭電化製品から発生される雑音の波形
成分と逆位相の付加音が付加音源スピーカ１１４ａ，１
１４ｂから発せられるので、エラーマイク１０８ａ，１
０８ｂが設置された聴取位置において、雑音が付加音に
よって消音される。この消音装置を用いることで、上述
したテレビ受像機やプラズマディスプレイなどの音響装
置においても、雑音を消去することが可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、テレ
ビ受像機やプラズマディスプレイなどの音響装置は、内
蔵されているハードディスク、ＣＲ−ＲＯＭ、ファンな
どの雑音発生源から発せられる雑音が大きいため、その
雑音をいかに消音するかが重要な課題になっている。

【０００９】上記特開平6-348283号公報に記載れた消音
装置は、音声信号などの音響再生信号に混入した雑音を
抽出して除去するようにはなっていない。そのため、こ
の消音装置では、音響再生信号がスピーカから出力され
る前の状態でしか雑音を消音することができず、音響再
生信号とともに発せられる雑音を簡単に消音することは
できない。

【００１０】上記公報以外にも種々の消音装置が提案さ
れているが、音響再生信号と雑音とを含む音響信号から
雑音成分のみを抽出して除去するようにしたものは未だ
提案されておらず、そのような装置の提供が望まれてい
た。

【００１１】本発明の目的は、内蔵されたハードディス
ク、ＣＲ−ＲＯＭ、ファンなどの雑音発生源から発せら
れる雑音を簡単に除去することのできる音響装置および
雑音消音方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、音響再生用の第１のスピーカと雑音発生源が内蔵さ
れた音響装置において、前記雑音発生源の近傍に配置さ
れ、該雑音発生源から発せられる雑音を受音して電気信
号に変換する第１のマイクロホンと、前記第１のマイク
ロホンの出力信号から前記雑音に関する成分以外の信号
成分を除去する非線形回路と、前記非線形回路の出力信
号に基づいて前記雑音と逆位相の信号を生成する、フィ
ルタパラメータの調整が可能な適用フィルタ手段と、前
記適用フィルタ手段から出力される信号を音響信号に変
換する第２のスピーカと、前記第１のスピーカの近傍に
配置され、該第１のスピーカから発せられる音響信号お
よび前記雑音発生源から発せられる雑音を受音して電気
信号に変換する第２のマイクロホンと、前記第２のマイ
クロホンの出力および前記非線形回路の出力をそれぞれ
入力とし、第２のマイクロホンの出力信号の信号成分の
うちの、非線形回路の出力信号と同じ信号成分が最小と
なるように、前記適用フィルタ手段のフィルタパレメー
タを制御する制御手段とを有することを特徴とする。

【００１３】本発明の雑音消音方法は、音響再生用のス
ピーカを有する音響装置内に内蔵された雑音発生源から
発せられる雑音を消音する方法であって、前記雑音発生
源の近傍で雑音を受音して、該受音信号から雑音成分の
みを抽出し、該抽出した雑音信号に基づいて前記雑音と
逆位相の信号を生成し、該生成した信号を音響信号に変
換して該音響信号で前記雑音を打ち消すようにし、前記
音響再生用のスピーカの近傍で、該スピーカから発せら
れる音響信号および前記雑音発生源から発せられる雑音
を受音し、該受音信号の信号成分のうちの前記抽出した
雑音信号と同じ信号成分が最小となるように、前記雑音
を打ち消す音響信号の波形を制御することを特徴とす
る。 （作用）雑音発生源の近傍で受音された信号には、雑音
に関する信号と音声信号などの音響再生信号に関する信
号とが含まれるが、この場合の音響再生信号の信号レベ
ルは雑音信号の信号レベルに比べて十分に小さい。よっ
て、受音信号から所定信号レベル未満の信号を除去する
ことにより、雑音に関する信号成分のみを簡単に抽出す
ることができる。このように、本発明では、この受信信
号レベルの差を利用した雑音成分の抽出により、音響再
生信号と雑音とを含む音響信号から雑音成分のみが抽出
され、該抽出した雑音信号に基づいて雑音と逆位相の音
響信号が生成される。

【００１４】上記のような雑音信号成分の抽出は、所定
レベル以上の入力はそのまま出力し、該レベル未満の入
力は除去するように構成された非線形回路を用いること
により簡単に実現することが可能であり、音響装置が複
雑化することはない。

【００１５】また、本発明では、音響再生用のスピーカ
の近傍で音響再生信号および雑音が受音され、該受音信
号の信号成分のうちの上記抽出した雑音信号と同じ信号
成分が最小となるように、雑音を打ち消すための音響信
号の波形が制御されるので、音響再生用のスピーカ付近
における雑音はほとんど消音されることになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１７】本発明の音響装置は、オーディオ機器、オ
ーディオビデオ（ＡＶ）機器などの音響装置であって、
装置に内蔵されているハードディスク、ＣＲ−ＲＯＭ、
ファンなどの雑音発生源から発せられる雑音を低減でき
るように構成されている。その雑音低減を実現するため
の主な構成を図１に示す。

【００１８】図１において、本形態の音響装置は、雑音
発生源１、マイクロホン部２，３、非線形回路４、適用
フィルタ５、スピーカ部６，７、および制御８を有す
る。

【００１９】雑音発生源１は、音響装置に内蔵されてい
るハードディスク、ＣＲ−ＲＯＭ、ファンなどで、本来
不要な雑音を発生する。スピーカ部７は、例えばテレビ
放送やラジオ放送を受信した信号やＣＲ−ＲＯＭ等から
再生した信号を音響信号に変換する。

【００２０】マイクロホン部２は、雑音発生源１の近傍
に配置され、雑音発生源１から発せられる雑音とスピー
カ部７から発せられる音響信号とを受音し、これを電気
信号に変換する。このマイクロホン部２では、近傍の雑
音発生源１から発せられた雑音の信号レベルは大きく、
スピーカ部７から発せられる音響信号の信号レベルは小
さくなる。

【００２１】非線形回路４は、マイクロホン部２から出
力される電気信号から雑音に関する電気信号以外の信号
を除去するもので、所定レベル以上の入力はそのまま出
力し、該レベル未満の入力は除去するように構成されて
いる。例えば、非線形回路４は図２に示すような入出力
特性を持ち、一定レベル以上の入力に対してのみ線形な
出力を得るようになっている。この非線形回路４は、マ
イクロホン部２の出力を入力としており、マイクロホン
部２で受音される所定レベル以上の音に関する電気信号
のみを出力する。ここでは、マイクロホン部２は雑音発
生源１の近傍に配置されており、スピーカ部７から発せ
られる音響信号の受音レベルが所定レベル未満（非線形
回路４において出力を得られないレベル）になるように
配設されるので、非線形回路４では、雑音発生源１から
発せられた雑音に関する電気信号のみが出力される。

【００２２】適用フィルタ５は、非線形回路４から出力
される電気信号を入力とし、該電気信号に基づいて雑音
発生源１から発せられた雑音と逆位相の信号を生成す
る。この適用フィルタ５は、フィルタパラメータが調整
可能になっており、そのフィルタパラメータが制御回路
８によって雑音発生源１から発せられた雑音を打ち消す
ことのできる最適な値になるように制御される。

【００２３】スピーカ部６は、適用フィルタ１４から出
力される電気信号を音響信号に変換する。マイクロホン
部３は、スピーカ部７の近傍に配置され、雑音発生源１
から発せられる雑音とスピーカ部７から発せられる音響
再生信号とを受音し、これを電気信号に変換する。

【００２４】制御部８は、非線形回路４の出力およびマ
イクロホン部３の出力をそれぞれ入力とし、マイクロホ
ン部３の出力信号の信号成分のうち、非線形回路４の出
力信号と同じ信号成分が最小となるように適用フィルタ
１４のフィルタパレメータを制御する。

【００２５】次に、この音響装置の動作について説明す
る。

【００２６】音響装置の電源が投入されて雑音発生源１
から雑音が発せられるとともに音響再生用のスピーカ部
７から音響信号が出力されると、マイクロホン部２にて
それら雑音および音響信号が受音される。マイクロホン
部２では、受音した雑音および音響信号が電気信号に変
換され、該電気信号が非線形回路４へ出力される。

【００２７】マイクロホン部２から電気信号が入力され
た非線形回路４では、雑音発生源１から発せられた雑音
成分以外の信号が除去され、雑音に関する信号成分のみ
が適応フィルタ４および制御部８へそれぞれ出力され
る。

【００２８】非線形回路４から雑音信号が入力された適
応フィルタ４では、入力された雑音信号に基づいて雑音
発生源１から発せられた雑音と逆位相の信号が生成され
てスピーカ部６へ出力される。スピーカ部６では、適応
フィルタ４から入力された電気信号が音響信号に変換さ
れ、このスピーカ部６から出力される音響信号によって
雑音発生源１から発せられる雑音が打ち消される。

【００２９】この時点では、適応フィルタ４のフィルタ
パラメータは最適な値になっていなっておらず、制御部
８による以下のような制御によってフィルタパラメータ
の最適化が行われる。

【００３０】マイクロホン部３にて、雑音発生源１から
発せられる雑音とスピーカ部７から発せられる音響再生
信号とが受音され電気信号に変換される。制御部８は、
このマイクロホン部３の出力信号の信号成分のうち、非
線形回路４の出力信号と同じ信号成分が最小となるよう
に、適用フィルタ１４のフィルタパレメータを制御す
る。具体的には、雑音発生源１とマイクロホン部３との
間の伝達関数の逆特性の逐次同定を行って、雑音発生源
１から発せられる雑音を打ち消すことのできる最適なフ
ィルタパラメータを設定する。この最適化処理（適応動
作）により、種々の雑音源からの雑音の消音が可能にな
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように構成される本発明に
よれば、内蔵されているハードディスク、ＣＲ−ＲＯ
Ｍ、ファンなどから発せられる雑音を、音響再生音（音
楽、テレビ放送、ラジオ放送などの再生音）に影響を与
えることなく簡単に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の音響装置の概略構成を示
すブロック図である。

【図２】図１に示す非線形回路４の入出力特性の一例を
示す図である。

【図３】特開平6-348283号公報に記載れる消音装置の概
略構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 雑音発生源 ２，３ マイクロホン部 ４ 非線形回路 ５ 適用フィルタ ６，７ スピーカ部 ８ 制御部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音響再生用の第１のスピーカと雑音発生
   源が内蔵された音響装置において、 前記雑音発生源の近傍に配置され、該雑音発生源から発
   せられる雑音を受音して電気信号に変換する第１のマイ
   クロホンと、 前記第１のマイクロホンの出力信号から前記雑音に関す
   る成分以外の信号成分を除去する非線形回路と、 前記非線形回路の出力信号に基づいて前記雑音と逆位相
   の信号を生成する、フィルタパラメータの調整が可能な
   適用フィルタ手段と、 前記適用フィルタ手段から出力される信号を音響信号に
   変換する第２のスピーカと、 前記第１のスピーカの近傍に配置され、該第１のスピー
   カから発せられる音響信号および前記雑音発生源から発
   せられる雑音を受音して電気信号に変換する第２のマイ
   クロホンと、 前記第２のマイクロホンの出力および前記非線形回路の
   出力をそれぞれ入力とし、第２のマイクロホンの出力信
   号の信号成分のうちの、非線形回路の出力信号と同じ信
   号成分が最小となるように、前記適用フィルタ手段のフ
   ィルタパレメータを制御する制御手段とを有することを
   特徴とする音響装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の音響装置において、 前記非線形回路は、所定レベル以上の入力はそのまま出
   力し、該レベル未満の入力は除去するように構成されて
   いることを特徴とする音響装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の音響装置において、 前記第１のマイクロホンは、前記非線形回路に入力され
   る、受音した雑音の電気信号レベルが所定レベル以上と
   なるように配設されていることを特徴とする音響装置。
4. 【請求項４】 音響再生用のスピーカを有する音響装置
   内に内蔵された雑音発生源から発せられる雑音を消音す
   る方法であって、 前記雑音発生源の近傍で雑音を受音して、該受音信号か
   ら雑音成分のみを抽出し、該抽出した雑音信号に基づい
   て前記雑音と逆位相の信号を生成し、該生成した信号を
   音響信号に変換して該音響信号で前記雑音を打ち消すよ
   うにし、 前記音響再生用のスピーカの近傍で、該スピーカから発
   せられる音響信号および前記雑音発生源から発せられる
   雑音を受音し、該受音信号の信号成分のうちの前記抽出
   した雑音信号と同じ信号成分が最小となるように、前記
   雑音を打ち消す音響信号の波形を制御することを特徴と
   する雑音消音方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の雑音消音方法におい
   て、 前記雑音信号を抽出する過程は、受音信号の信号成分の
   うちの所定レベル未満の信号成分を除去することにより
   行うことを特徴とする雑音消音方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の雑音消音方法におい
   て、 前記雑音発生源の近傍で雑音を受音する過程は、受音信
   号の前記雑音に関する信号成分のレベルが所定レベル以
   上となるような状態で行うことを特徴とする雑音消音方
   法。