JP2000333289A - 音響制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音響制御を開始する前に予めスピーカから目
標とする空間座標までの伝達関数を同定しておく必要が
なく、スピーカの出力が発散することはない音響制御方
法を提供する。 【解決手段】 複数のスピーカから目標とする空間座標
までの伝達特性の周波数ごとの位相成分を、伝達関数の
候補を作成して適用して伝達関数の候補の性能を評価し
採用又は不採用を決定し、適応的に伝達関数を逐次同定
し、位相成分を補償制御し、複数のスピーカから目標と
する空間座標までの伝達特性の周波数ごとの電力成分
を、伝達関数の候補を作成して適用して伝達関数の候補
の性能を評価し採用又は不採用を決定し、適応的に伝達
関数を逐次同定し、電力成分を補償制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は音響制御方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の音響制御方法には、複数のスピー
カから目標とする空間座標までの伝達特性を同定し、電
力位相成分を補償制御することによって、目標とする空
間座標における音圧を制御するものがあった。

【０００３】次に、この従来の音響制御方法について説
明する。従来の音響制御方法は、予めスピーカから目標
とする空間座標までの伝達関数を同定しておく。実際に
音響制御する際には、目標とする信号に、この同定した
伝達関数に対する逆伝達関数をかけてスピーカを駆動す
る信号とすることで、目標の空間座標における観測信号
を目標信号に近いものとするものであった。また、能動
騒音制御に用いられる音響制御方法では、スピーカから
目標とする空間座標までの伝達関数を適応的に同定し、
この適応的に同定した伝達関数にもとづいて目標の空間
座標における観測信号を目標信号である無音に近いもの
とするものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の音響制御方法においては、以下の様な問題
点があった。従来の音響制御方法では、実際に音響制御
を開始する前に、予めスピーカから目標とする空間座標
までの伝達関数を同定しておく必要があり、また、この
間題を回避する方法としてスピーカから目標とする空間
座標までの伝達関数を適応的に同定する方式があるが、
この適応的な同定方式を用いた場合には、目標とする空
間座標における観測信号が目標信号に近づくならば、各
スピーカの出力の周波数成分はどんなものであっても良
いため、スピーカの出力が発散してしまうという問題点
があった。

【０００５】また、スピーカの出力の発散を防止するた
めに出力電力を制限しても、一般に目標とする空間座標
における各スピーカの音響寄与率が各周波数ごとに異な
るため、個々のスピーカの各周波数ごとの出力が互いに
大きく異なってしまい、特に目標とする空間座標以外の
空間座標において音質と聴感が悪化するという問題点が
あった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る音響制御方
法は、複数のスピーカからの音響出力によって目標とす
る空間座標における観測信号を目標信号に近づける音響
制御方法において、目標とする空間座標における観測信
号を目標信号に近づける際、複数のスピーカの周波数ご
との出力の電力成分と位相成分を互いに独立して制御
し、目標とする空間座標に、出力信号を観測するための
マイクロホンを配置し、複数のスピーカから目標とする
空間座標までの伝達特性の周波数ごとの位相成分を、伝
達関数の候補を作成して適用して伝達関数の候補の性能
を評価し採用又は不採用を決定し、適応的に伝達関数を
逐次同定し、位相成分を補償制御し、複数のスピーカか
ら目標とする空間座標までの伝達特性の周波数ごとの電
力成分を、伝達関数の候補を作成して適用して伝達関数
の候補の性能を評価し採用又は不採用を決定し、適応的
に伝達関数を逐次同定し、電力成分を補償制御するもの
である。

【０００７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の一
実施の形態に係る音響制御方法の周波数領域における伝
達系を示すブロック図である。ここでは、複数のスピー
カによって目標の空間座標における音圧を上昇させ、な
おかつその周波数特性を平坦にする、空間指向性スピー
カとして応用する例について説明する。

【０００８】図１において、１００は目標とする空間座
標に提示したい音源信号Ｘ、１０５は目標とする空間座
標における電力成分を補償制御する電力制御Ｈ_P 、１１
０は位相特性の基準となるスピーカ０に対する遅延を行
うことによりスピーカ１以降のスピーカの位相制御に対
応した遅延を与えるための単純遅延Ｈ_θ0、１１５は位
相特性の基準となるスピーカ０の伝達特性Ｋ_L0、１２０
は位相特性の基準となるスピーカ０から目標とする空間
座標までの伝達系０Ｋ_T0、１２５は目標とする空間座標
における波形加算、１３０は目標とする空間座標におけ
る観測信号Ｅ、１３５は観測信号Ｅを元に目標とする空
間座標における電力周波数特性を所望の特性に電力制御
するための補償制御量を算出する電力適応化である。

【０００９】１４０は位相制御の対象となる第１番目の
スピーカ１に対する位相制御を行う位相制御１Ｈ_θ1、
１４５は位相制御の対象となる第１番目のスピーカ１の
伝達特性Ｋ_L1、１５０は位相制御の対象となる第１番目
のスピーカ１から目標とする空間座標までの伝達系１Ｋ
_T1、１５５は観測信号Ｅを元に目標とする空間座標にお
ける電力特性が最大となるようにスピーカ１を位相制御
するための補償制御量を算出する位相適応化１である。

【００１０】１６０は第１番目のスピーカ１４５と共に
位相制御の対象となる第２番目のスピーカ２に対する位
相制御を行う位相制御２Ｈ_θ2、１６５は位相制御の対
象となる第２番目のスピーカ２の伝達特性Ｋ_L2、１７０
は位相制御の対象となる第２番目のスピーカ２から目標
とする空間座標までの伝達系２Ｋ_T2、１７５は観測信号
Ｅをもとに目標とする空間座標における電力特性が最大
となるようにスピーカ２を位相制御するための補償制御
量を算出する位相適応化２である。

【００１１】次に、この実施の形態の音響制御方法の動
作手順について、周波数領域における表現を用いた式で
説明する。まず、予め設定された長さＮサンプルの、あ
るｎ番目の時間区間[ｎ]における音源信号のスペクトル
がＸ[ｎ](ω)であるとする。ここで、[ｎ]はｎ番目の時
間区間を表し、(ω)は離散周波数ωを表す。以下、ある
特定の離散周波数ω_f における音響制御方法について説
明し、後にすべての離散周波数ωにおける音響制御方法
に拡張する。

【００１２】まず、離散周波数ω_f において周波数スペ
クトル領域で下式が成り立つ。

【００１３】

【数１】

【００１４】ここで、Ｓはスピーカの個数、電力制御Ｈ
_P は電力のみを制御する位相角０のスペクトルであり、
つまり、

【００１５】

【数２】∠Ｈ_P ＝０ … (2) とする。また、位相制御は位相のみを制御する電力１の
スペクトルであり、つまり、

【００１６】

【数３】｜Ｈ_θs｜＝１ … (3) とする。

【００１７】ここで、まず、位相制御１ １４０及び位
相制御２ １６０を最適化する、位相適応化１ １５５
及び位相適応化２ １７５の動作について説明する。第
１例における空間指向性スピーカの目標は、入力の音源
信号｜Ｘ｜に対する｜Ｅ｜を最大とすることである。こ
のためには、上記（１）式における括弧の中、つまり、
下式を最大とするようにＨ_θsを位相制御すれば良い。

【００１８】

【数４】

【００１９】つまり、上記（４）式の全ての項の位相角
を一致させることにより、｜Ｅ｜は最大となる。また、
位相角は互いに相対的なものであるから、位相角の基準
を第０番目の伝達系である下式の位相角に取り、第１番
目の系以降第（ｓ−１）番目の系までの位相角をすべて
この位相角にそろえることが位相適応化の目標となる。

【００２０】

【数５】Ｈ_θ0Ｋ_L0Ｋ_T0 … (5) これを式で表すと、すべてのｓにおいて、下式となるよ
うに∠Ｈ_θsを制御すればよい。

【００２１】

【数６】 ∠Ｈ_θ0Ｋ_L0Ｋ_T0＝∠Ｈ_θsＫ_LsＫ_Ts … (6)

【００２２】この実施の形態では、∠Ｈ_θsを位相適応
化するために、第１以降のスピーカの伝達特性の位相を
補正する位相制御の候補をモンテカルロ法によって作成
し、その性能を評価して改善が見られる場合にはその候
補を採用して位相制御を行っている。また、この位相制
御の候補によって性能の改善が見られない場合には位相
制御の候補とは逆の方向に位相角を修正して採用すると
いう方法をとる。

【００２３】以下、これを式にして説明する。まず、第
ｎ番目の時間区間[ｎ]における第ｓ番目のスピーカに着
目する。このスピーカのための位相制御∠Ｈ_θs[ｎ]
を、一つ前の時間区間[ｎ−１]における位相制御∠Ｈ
_θs[ｎ−１]に微少でランダムな位相角δを加えて時間
区間[ｎ]における位相制御の候補とする。つまり、下式
のような関係となる。

【００２４】

【数７】 ∠Ｈ′_θs［ｎ］＝∠Ｈ_θs［ｎ−１］＋δ［ｎ］ … (7) ここで、∠Ｈ′_θs[ｎ]は時間区間[ｎ]における位相制
御の候補、δ[ｎ]は微少でランダムな位相角である。ま
た、δ[ｎ]は各時間区間ごとにランダムに違う値を用い
る。

【００２５】そして、この位相制御の候補を用いて実際
の伝達系に適用し、時間区間[ｎ]における観測信号Ｅを
評価し、時間区間[ｎ]における空間指向性スピーカの性
能を評価する。性能の評価値は目標とする空間座標にお
ける観測信号の絶対値｜Ｅ｜と音源信号の絶対値｜Ｘ｜
の比であるから、下式の関係を満たすならば性能の改善
であると評価して、この位相制御の候補を採用し、

【００２６】

【数８】

【００２７】

【数９】 ∠Ｈ_θs［ｎ］＝∠Ｈ_θs［ｎ−１］＋δ［ｎ］ …(9) とする。

【００２８】一方で逆に、下式の関係を満たすならば性
能の悪化であると評価して、この位相制御の候補とは逆
方向に位相角を修正して採用し、

【００２９】

【数１０】

【００３０】

【数１１】 ∠Ｈ_θs［ｎ］＝∠Ｈ_θs［ｎ−１］−δ［ｎ］ … (11) とする。

【００３１】このように、各時間区間で位相制御の候補
を作成し、評価と採用を時間区間[ｎ]についてくり返す
ことにより、最終的には最適な位相制御を得ることがで
きる。このような位相適応化は離散的周波数ωの全ての
帯域におけるそれぞれのω_fについて同時に行うことが
できる。また、各スピーカの位相適応化を順番に行うこ
とにより、最終的には任意の個数のスピーカを用いた最
適な位相制御を行うことができる。なお、ここでδ[ｎ]
は微少な値であるため、下式が成り立つ。

【００３２】

【数１２】

【００３３】すなわち、位相制御の候補を用いて評価を
しているときの音質の変化は非常に少なく、滑らかに変
化するため、位相適応化が収束すると同時に最適な空間
指向性スピーカシステムとして機能することになる。

【００３４】次に、この実施の形態における電力制御１
０５を最適化する電力適応化１３５の動作について説明
する。この実施の形態における空間指向性スピーカの目
標は、入力の音源信号｜Ｘ｜に対する｜Ｅ｜の周波数特
性を平坦にすることである。このためには、下式に示す
観測している見かけの利得が離散的周波数ωに対して平
坦になるようにＨ_P を電力制御すれば良い。

【００３５】

【数１３】

【００３６】つまり、見かけの利得の目標を全周波数帯
域の平均値にとることにする。この平均値は下式で表す
ことができる。

【００３７】

【数１４】 ここで、Ｆは離散周波数の個数である。

【００３８】この実施の形態では、電力制御Ｈ_P を電力
適応化するために、電力制御の候補をモンテカルロ法に
よって作成し、その性能を評価して改善が見られる場合
にはその候補を採用して電力制御を行う。この電力制御
の候補によって性能の改善が見られない場合には電力制
御の候補とは逆の方向に電力制御の絶対値を修正して採
用するという方法をとる。

【００３９】以下、これを式にして説明する。まず、第
ｎ番目の時間区間[ｎ]における電力制御Ｈ_P[ｎ]を、一
つ前の時間区間[ｎ−１]における電力制御Ｈ_P[ｎ−１]
に微少でランダムな利得εを加えて時間区間[ｎ]におけ
る電力制御の候補とする。つまり、下式のような関係と
なる。

【００４０】

【数１５】Ｈ′_P[ｎ]＝Ｈ_P[ｎ−１]＋ε[ｎ] … (15) ここで、Ｈ′_P[ｎ]は時間区間[ｎ]における電力制御の
候補、ε[ｎ]は微少でランダムな利得である。ε[ｎ]は
各時間区間ごとにランダムに違う値を用いる。

【００４１】そして、この電力制御の候補を用いて実際
の伝達系に適用し、時間区間[ｎ]における観測信号Ｅを
評価し、時間区間[ｎ]における空間指向性スピーカの性
能を評価する。性能の評価値は、目標とする空間座標に
おける見かけの利得と見かけの利得の目標との差の絶対
値であるから、下式の関係を満たすならば性能の改善で
あると評価して、この電力制御の候補を採用し、

【００４２】

【数１６】

【００４３】

【数１７】Ｈ_P[ｎ]＝Ｈ_P[ｎ−１]＋ε[ｎ] … (17) とする。

【００４４】一方で逆に、下式の関係を満たすならば性
能の悪化であると評価して、この電力制御の候補とは逆
の方向に利得を修正して採用し、

【００４５】

【数１８】

【００４６】

【数１９】Ｈ_P[ｎ]＝Ｈ_P[ｎ−１]−ε[ｎ] … (19) とする。

【００４７】このように、各時間区間で電力制御の候補
を作成し、評価と採用を時間区間[ｎ]についてくり返す
ことにより、最終的には最適な電力制御を得ることがで
きる。このような電力適応化は離散的周波数ωの全ての
帯域におけるそれぞれのω _f について同時に行うことが
できる。また、各スピーカの位相適応化とこの電力適応
化を順番に行うことにより、最終的には任意の個数のス
ピーカを用いた最適な位相制御と電力適応化を同時に行
うことができる。なお、ここでε[ｎ]は微少な値である
ため、下式が成り立つ。

【００４８】

【数２０】

【００４９】すなわち、電力制御の候補を用いて評価を
しているときの音質の変化は非常に少なく、滑らかに変
化するため、電力適応化が収束すると同時に最適な空間
指向性スピーカシステムとして機能することになる。

【００５０】この実施の形態では、音響制御を行ってい
る際の信号を用いてスピーカから目標とする空間座標ま
での伝達関数を適応的に同定するため、音響制御を開始
する前に予めスピーカから目標とする空間座標までの伝
達関数を同定しておく必要がなく、目標とする空間座標
における観測信号が目標信号になるように、各スピーカ
の出力の位相成分を適応的に補償するため、スピーカの
出力が発散することはない。また、目標とする空間座標
における各スピーカの音響寄与率が各周波数ごとに異な
っていても、各周波数ごとの出力電力はすべてのスピー
カで共通に制御するため、目標とする空間座標以外の空
間座標でも音質と聴感が悪化せず、良好な音質を保持で
きる。

【００５１】さらに、この実施の形態では、実際に使用
している音響空間における伝達特性の変化に適応して各
周波数の伝達特性に応じた位相成分と電力成分を制御す
るため、目標とする空間座標を移動させるような場合で
も観測用マイクロホンを移動させるだけで、容易に対処
でき、第１のスピーカの出力による観測信号を基準とし
て、他のスピーカの出力を制御し、観測信号の位相成分
を用いずに電力の増減で評価しているため、観測信号の
入力とスピーカ出力の間の時間量子化において位相成分
を観測するための厳密な時間的な同期を必要としない。

【００５２】実施の形態２．この実施の形態は、本発明
の音響制御方法を、目標の空間座標における特定の騒音
源によって生ずる音圧を単一のスピーカの出力によって
低下させる能動騒音抑圧として応用したものである。図
２は、本発明の他の実施の形態に係る音響制御方法の周
波数領域における伝達系を示すブロック図である。

【００５３】図２において、２００は騒音抑圧の対象と
する騒音源の音源信号Ｘ、２０５は目標とする空間座標
における電力成分を補償制御する電力制御Ｈ_P 、２２０
は騒音源の音源信号Ｘから目標とする空間座標までの未
知伝達系Ｋ_T0、２２５は目標とする空間座標における波
形加算、２３０は目標とする空間座標における観測信号
Ｅ、２３５は観測信号Ｅをもとに目標とする空間座標に
おける電力を抑圧するための補償制御量を算出する電力
適応化である。

【００５４】２４０は位相制御の対象となるスピーカに
対する位相制御を行う位相制御Ｈ_{θ 1}、２４５は位相制
御の対象となるスピーカの伝達特性Ｋ_L1、２５０は位相
制御の対象となるスピーカから目標とする空間座標まで
の伝達系Ｋ_T1、２５５は観測信号Ｅをもとに目標とする
空間座標における電力特性が最小となるようにスピーカ
を位相制御するための補償制御量を算出する位相適応化
である。

【００５５】次に、この実施の形態における音響制御方
法の動作手順について、周波数領域における表現を用い
た式で説明する。まず、予め設定された長さＮサンプル
の、あるｎ番目の時間区間[ｎ]における音源信号のスペ
クトルがＸ[ｎ](ω)であるとする。ここで、[ｎ]はｎ番
目の時間区間を表し、(ω)は離散周波数ωを表す。以
下、ある特定の離散周波数ω_f における音響制御方式に
ついて説明し、後にすべての離散周波数ωにおける音響
制御方法に拡張する。

【００５６】まず、離散周波数ω_fにおいて周波数スペ
クトル領域で下式が成り立つ。

【００５７】

【数２１】 Ｅ＝Ｘ（Ｋ_T0＋Ｈ_PＨ_θ1Ｋ_L1Ｋ_T1） … (21) ここで、電力制御Ｈ_P は電力のみを制御する位相角０の
スペクトルであり、つまり、

【００５８】

【数２２】∠Ｈ_p ＝０ … (22) とする。また、位相制御は位相のみを制御する電力１の
スペクトルであり、つまり、

【００５９】

【数２３】｜Ｈ_θ1｜＝１ … (23) とする。

【００６０】ここで、まず、位相制御２４０を最適化す
る、位相適応化２５５の動作について説明する。この実
施の形態における能動騒音抑圧の目標は、入力の音源信
号｜Ｘ｜に対する｜Ｅ｜を最小とすることである。この
ためには、上記（２１）式における括弧の中、つまり下
式を最小とするようにＨ_θ1を位相制御すれば良い。

【００６１】

【数２４】Ｋ_T0＋Ｈ_PＨ_θ1Ｋ_L1Ｋ_T1 … (24)

【００６２】つまり、上記（２４）式の項の位相角を互
いに逆にすることにより、｜Ｅ｜は最小となる。これを
式で表すと、Ｈ_P の位相角が０であることを考えあわせ
て、下式となるように∠Ｈ_θ1を制御すればよい。

【００６３】

【数２５】∠Ｋ_T0＝−∠Ｈ_θ1Ｋ_L1Ｋ_T1 … (25)

【００６４】この実施の形態では、∠Ｈ_θ1を位相適応
化するために、伝達特性の位相を補正する位相制御の候
補をモンテカルロ法によって作成し、その性能を評価し
て改善が見られる場合にはその候補を採用して位相制御
を行っている。また、この位相制御の候補によって性能
の改善が見られない場合には位相制御の候補とは逆の方
向に位相角を修正して採用するという方法をとる。

【００６５】以下、これを式にして説明する。まず、第
ｎ番目の時間区間[ｎ]における位相制御∠Ｈ_θ1[ｎ]
を、一つ前の時間区間[ｎ−１]における位相制御∠Ｈ
_θ1[ｎ−１]に微少でランダムな位相角δを加えて時間
区間[ｎ]における位相制御の候補とする。つまり、、下
式のような関係となる。

【００６６】

【数２６】 ∠Ｈ′_θ1[ｎ]＝∠Ｈ_θ1[ｎ−１]＋δ[ｎ] … (26) ここで、∠Ｈ′_θ1[ｎ]は時間区間[ｎ]における位相制
御の候補、δ[ｎ]は微少でランダムな位相角である。ま
た、δ[ｎ]は各時間区間ごとにランダムに違う値を用い
る。

【００６７】そして、この位相制御の候補を用いて実際
の伝達系に適用し、時間区間[ｎ]における観測信号Ｅを
評価し、時間区間[ｎ]における能動騒音抑圧の性能を評
価する。性能の評価値は目標とする空間座標における観
測信号の絶対値｜Ｅ｜と音源信号の絶対値｜Ｘ｜の比で
あるから、下式の関係を満たすならば性能の改善である
と評価して、この位相制御の候補を採用し、

【００６８】

【数２７】

【００６９】

【数２８】 ∠Ｈ_θ1［ｎ］＝∠Ｈ_θ1［ｎ−１］＋δ［ｎ］ … (28) とする。

【００７０】一方で逆に、下式の関係を満たすならば性
能の悪化であると評価して、この位相制御の候補とは逆
方向に位相角を修正して採用し、

【００７１】

【数２９】

【００７２】

【数３０】 ∠Ｈ_θ1［ｎ］＝∠Ｈ_θ1［ｎ−１］−δ［ｎ］ … (30) とする。

【００７３】このように、各時間区間で位相制御の候補
を作成し、評価と採用を時間区間[ｎ]についてくり返す
ことにより、最終的には最適な位相制御を得ることがで
きる。このような位相適応化は離散的周波数ωの全ての
帯域におけるそれぞれのω_fについて同時に行うことが
できる。なお、ここでδ[ｎ]は微少な値であるため、下
式が成り立つ。

【００７４】

【数３１】

【００７５】すなわち、位相制御の候補を用いて評価を
しているときの音質の変化は非常に少なく、滑らかに変
化するため、位相適応化が収束すると同時に最適な能動
騒音抑圧として機能することになる。

【００７６】次に、この実施の形態における電力制御２
０５を最適化する、電力適応化２３５の動作について説
明する。この実施の形態における能動騒音抑圧の目標
は、入力の音源信号｜Ｘ｜に対する｜Ｅ｜の電力を最小
にすることである。このためには、下式に示す観測して
いる見かけの利得が全ての離散的周波数ωに対して最小
になるようにＨ_Pを電力制御すれば良い。

【００７７】

【数３２】 つまり、見かけの利得の目標を０にとることにする。

【００７８】この実施の形態では、電力制御Ｈ_P を電力
適応化するために、電力制御の候補をモンテカルロ法に
よって作成し、その性能を評価して改善が見られる場合
にはその候補を採用して電力制御を行う。この電力制御
の候補によって性能の改善が見られない場合には電力制
御の候補とは逆の方向に電力制御の絶対値を修正して採
用するという方法をとる。

【００７９】以下、これを式にして説明する。まず、第
ｎ番目の時間区間[ｎ]における電力制御Ｈ_P[ｎ]を、一
つ前の時間区間[ｎ−１]における電力制御Ｈ_P[ｎ−１]
に微少でランダムな利得εを加えて時間区間[ｎ]におけ
る電力制御の候補とする。つまり、下式のような関係と
なる。

【００８０】

【数３３】Ｈ′_P[ｎ]＝Ｈ_P[ｎ−１]＋ε[ｎ] … (33) ここで、Ｈ′_P[ｎ]は時間区間[ｎ]における電力制御の
候補、ε[ｎ]は微少でランダムな利得である。ε[ｎ]は
各時間区間ごとにランダムに違う値を用いる。

【００８１】そして、この電力制御の候補を用いて実際
の伝達系に適用し、時間区間[ｎ]における観測信号Ｅを
評価し、時間区間[ｎ]における能動騒音抑圧の性能を評
価する。性能の評価値は、目標とする空間座標における
見かけの利得であるから、下式の関係を満たすならば性
能の改善であると評価して、この電力制御の候補を採用
し、

【００８２】

【数３４】

【００８３】

【数３５】Ｈ_P[ｎ]＝Ｈ_P[ｎ−１]＋ε[ｎ] … (35) とする。

【００８４】一方で逆に、下式の関係を満たすならば性
能の悪化であると評価して、この電力制御の候補とは逆
の方向に利得を修正して採用し、

【００８５】

【数３６】

【００８６】

【数３７】Ｈ_P[ｎ]＝Ｈ_P[ｎ−１]−ε[ｎ] … (37) とする。

【００８７】このように、各時間区間で電力制御の候補
を作成し、評価と採用を時間区間[ｎ]についてくり返す
ことにより、最終的には最適な電力制御を得ることがで
きる。このような電力適応化は離散的周波数ωの全ての
帯域におけるそれぞれのω _f について同時に行うことが
できる。また、位相適応化とこの電力適応化を順番に行
うことにより、最適な位相制御と電力適応化を同時に行
うことができる。なお、ここでε[ｎ]は微少な値である
ため、下式が成り立つ。

【００８８】

【数３８】

【００８９】すなわち、電力制御の候補を用いて評価を
しているときの音質の変化は非常に少なく、滑らかに変
化するため、電力適応化が収束すると同時に最適な能動
騒音抑圧として機能することになる。

【００９０】この実施の形態では、スピーカから目標と
する空間座標までの伝達関数を求めず、伝達関数の候補
にもとづいて制御を行ってその性能を評価するという方
法によるため、音響制御を開始する前に予めスピーカか
ら目標とする空間座標までの伝達関数を同定しておく必
要がなく、目標とする空間座標における観測信号が最小
になるように、スピーカの出力の位相成分を補償し、さ
らにスピーカの電力成分をランダムな変動範囲の累積値
の中で制御するため、スピーカの出力が発散することは
ない。

【００９１】実施の形態１、２では、周波数領域におけ
る表現を用いた式で説明したが、実施にあたってはフー
リエ変換を用いて時間領域における処理に置き換えるこ
とが必要であることは自明である。また、伝達関数の候
補を設定する方法として、ランダムに設定するモンテカ
ルロ法をあげたが、これ以外の方法で伝達関数の候補を
設定してもよい。例えば、観測信号の誤差を用いて次の
伝達関数の候補を設定するようにしてもよい。

【００９２】また、実施の形態２では目標とする空間座
標における全周波数の観測信号が最小になるように電力
成分を制御したが、所望の周波数領域での騒音抑圧を目
的として、目標とする空間座標における所望の周波数成
分を制御するようにしてもよく、また、能動騒音抑圧の
ためのスピーカの数が１個であるとしたが、実施の形態
１のように複数のスピーカを用いて抑圧するようにして
もよい。そしてこの場合には、各周波数ごとの出力電力
はすべてのスピーカで共通に制御するため、スピーカ同
士で互いの出力を抑圧するためにスピーカの出力が発散
するような現象はおこらず、安定した能動騒音抑圧が実
現できる。

【００９３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、目標とす
る空間座標における観測信号を目標信号に近づける際、
複数のスピーカの周波数ごとの出力の電力成分と位相成
分を互いに独立して制御し、目標とする空間座標に、出
力信号を観測するためのマイクロホンを配置し、複数の
スピーカから目標とする空間座標までの伝達特性の周波
数ごとの位相成分を、伝達関数の候補を作成して適用し
て伝達関数の候補の性能を評価し採用又は不採用を決定
し、適応的に伝達関数を逐次同定し、位相成分を補償制
御し、複数のスピーカから目標とする空間座標までの伝
達特性の周波数ごとの電力成分を、伝達関数の候補を作
成して適用して伝達関数の候補の性能を評価し採用又は
不採用を決定し、適応的に伝達関数を逐次同定し、電力
成分を補償制御するようにしたので、音響制御を開始す
る前に予めスピーカから目標とする空間座標までの伝達
関数を同定しておく必要がなく、目標とする空間座標に
おける観測信号が目標信号になるように、各スピーカの
出力の位相成分を適応的に補償するため、スピーカの出
力が発散することはないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る音響制御方法の周
波数領域における伝達系を示すブロック図である。

【図２】本発明の他の実施の形態に係る音響制御方法の
周波数領域における伝達系を示すのブロック図である。

【符号の説明】

１００ 音源信号Ｘ １０５ 電力制御Ｈ_P １１０ 単純遅延Ｈ_θ0 １１５ 伝達特性Ｋ_L0 １２０ 伝達系０Ｋ_T0 １２５ 波形加算 １３０ 観測信号Ｅ １３５ 電力適応化 １４０ 位相制御１Ｈ_θ1 １４５ 伝達特性Ｋ_L1 １５０ 伝達系１Ｋ_T1 １５５ 位相適応化１ １６０ 位相制御２Ｈ_θ2 １６５ 伝達特性Ｋ_L2 １７０ 伝達系２Ｋ_T2 １７５ 位相適応化２ ２００ 音源信号Ｘ ２０５ 電力制御Ｈ_P ２２０ 未知伝達系Ｋ_T0 ２２５ 波形加算 ２３０ 観測信号Ｅ ２３５ 電力適応化 ２４０ 位相制御Ｈ_θ1 ２４５ 伝達特性Ｋ_L1 ２５０ 伝達系Ｋ_T1 ２５５ 位相適応化

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスピーカからの音響出力によって
   目標とする空間座標における観測信号を目標信号に近づ
   ける音響制御方法において、 目標とする空間座標における観測信号を目標信号に近づ
   ける際、前記複数のスピーカの周波数ごとの出力の電力
   成分と位相成分を互いに独立して制御することを特徴と
   する音響制御方法。
2. 【請求項２】 前記複数のスピーカの内、１つのスピー
   カの出力の位相成分の制御を行わないことを特徴とする
   請求項１記載の音響制御方法。
3. 【請求項３】 目標とする空間座標に、出力信号を観測
   するためのマイクロホンを配置し、前記複数のスピーカ
   から目標とする空間座標までの伝達特性の周波数ごとの
   位相成分を、伝達関数の候補を作成して適用して前記伝
   達関数の候補の性能を評価し採用又は不採用を決定し、
   適応的に前記伝達関数を逐次同定し、位相成分を補償制
   御することを特徴とする請求項１又は２項記載の音響制
   御方法。
4. 【請求項４】 目標とする空間座標に、出力信号を観測
   するためのマイクロホンを配置し、前記複数のスピーカ
   から目標とする空間座標までの伝達特性の周波数ごとの
   電力成分を、伝達関数の候補を作成して適用して前記伝
   達関数の候補の性能を評価し採用又は不採用を決定し、
   適応的に前記伝達関数を逐次同定し、電力成分を補償制
   御することを特徴とする請求項１、２又は３記載の音響
   制御方法。
5. 【請求項５】 前記伝達関数の候補をモンテカルロ法を
   用いて生成することを特徴とする請求項３又は４記載の
   音響制御方法。
6. 【請求項６】 複数のスピーカから目標とする空間座標
   までの伝達特性の周波数ごとの電力成分を同定し、各ス
   ピーカの電力成分を補償制御して、目標とする空間座標
   における観測信号を所望の電力周波数特性に制御するこ
   とを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の音響
   制御方法。
7. 【請求項７】 単一のスピーカの出力によって目標の空
   間座標における特定の騒音源によって生ずる音圧を低下
   させる音響制御方法において、 目標の空間座標における特定の騒音源によって生ずる音
   圧を低下させる際、前記単一のスピーカの周波数ごとの
   出力の電力成分と位相成分を互いに独立して制御するこ
   とを特徴とする音響制御方法。