JP2006308809A - 能動騒音抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周期性騒音のピーク周波数変動に対する追従性に優れた能動騒音抑制装置を提供することにある。
【解決手段】 所定周波数を有する基本波形を生成する基本音源１２１、１２２と、基本波形に対して適応フィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を乗じた信号から制御音を生成し、騒音中の所定周波数に対応する周波数成分を抑制する騒音抑制装置であって、適応フィルタ係数を用いて検出した制御音の位相変化量が所定の閾値よりも大きい場合、基本音源の出力する基本波形の周波数を、所定量増加又は減少させる周波数調整回路２１０を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、周期性騒音を発生する機器の近傍に制御音源を設置することにより、騒音を抑制する能動騒音抑制装置に関し、特に騒音の周波数変動への追従性制御に関する。

従来、モータやエンジンの動作音を代表とする周期性騒音を抑制する技術として、能動騒音制御(Active Noise Control:ANC)従来が知られている。ＡＮＣ技術は、騒音と同振幅、逆位相の信号（制御音）を生成し、音波干渉により騒音を低減させるもので、自動車の車内騒音低減や屋外で使用するヘッドホンの環境雑音低減などに用いられている。

制御音を生成する方法として、基本音源が出力する正弦波及び余弦波に対して適用ノッチフィルタを適用し、適応後の信号を合成する方法が知られている。図１は、適応ノッチフィルタを用いた能動騒音抑制装置の構成例を示す図である。

能動騒音抑制装置は、適応ノッチフィルタ１００と、基本音源を構成する余弦波発生器１２１及び正弦波発生器１２２と、基本音源の出力周波数に対して予め測定した系の伝達関数Ｃ０、Ｃ１を適用する伝達要素１０１、１０２と、伝達要素１０１及び１０２の出力を加算し、参照信号ｒとして出力する加算器１０３と、適応制御アルゴリズム演算器（フィルタ係数演算器）１１０とから構成される。

余弦波発生器１２１及び正弦波発生器１２２は、予め測定した騒音のピーク周波数ｆに等しい周波数を有し、所定振幅を有する余弦波及び正弦波信号を出力する。これらの基本信号は、周波数ｆの信号について予め測定した伝達関数Ｃ０、Ｃ１を適用する伝達要素１０１及び１０２に与えられるとともに、適応ノッチフィルタ１００へも与えられる。

適応ノッチフィルタ１００は、適応制御アルゴリズム演算器１００から与えられるフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を余弦波及び正弦波信号にそれぞれ乗じて出力する。適応ノッチフィルタ１００の出力信号は加算器１３０により加算され、制御音として例えば図示しないスピーカーから出力される。

適応アルゴリズム演算器１１０は、マイク１４０で取得した誤差信号ｅ（制御音と対象騒音との差分）と、加算器１０３から出力される参照信号ｒとを入力とし、例えばＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズムである適応アルゴリズムにより、誤差信号ｅが少なくなるようにノッチフィルタ１００の係数Ｗ０、Ｗ１を算出、更新する。

特開平１１−３２５１６８号公報

良好な騒音抑制効果を得るためには、騒音のピーク周波数成分を効果的に抑制することが必要となる。そのため、例えば自動車のエンジンのように、回転数に応じてピーク周波数成分が変化する騒音源に対応するには、エンジンの回転数毎に適切なフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を算出する必要がある。しかしながら、回転数は常に変化するため、実時間で適切なフィルタ係数を得るためには、高速で演算可能なプロセッサが必要となり、能動騒音抑制装置の高価格化を招いていた。

そのため、例えば特許文献１では、適応アルゴリズム演算器１１０の代わりに、予めエンジンの回転数毎に求めたフィルタ係数を記憶するＲＯＭを用意し、エンジンの回転数に対応するアドレスから係数を読み出して用いる構成を提案している。

この構成により、高速且つ低価格な能動騒音抑制装置が実現可能である反面、予めフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を算出する必要がある。しかも、騒音の周波数成分は環境により異なるため、同じフィルタ係数をそのまま他の環境に適応しても、十分な効果が得られない。そのため、自動車の例であればエンジンの種類と車種の組み合わせ毎に、回転数に対応したフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を算出しておく必要があり、その手間は膨大なものとなる。また、新しい環境に対して即座に対応することが出来ないため、柔軟性に欠けるという問題もある。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的の１つは、周期性騒音のピーク周波数変動に対する追従性に優れた能動騒音抑制装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、汎用性に優れた能動騒音抑制装置を提供することにある。

上述の目的は、所定周波数を有する基本波形を生成する基本音源と、基本波形に対して適応フィルタ係数を乗じた信号から制御音を生成し、騒音中の所定周波数に対応する周波数成分を抑制する騒音抑制装置であって、適応フィルタ係数を用いて、制御音の位相を検出する位相検出手段と、制御音の位相の変化量を検出する変化量検出手段と、制御音の位相の変化量が所定の閾値よりも大きい場合、基本音源の出力する基本波形の周波数を、所定量増加又は減少させる周波数調整手段とを有することを特徴とする能動騒音抑制装置によって達成される。

このような構成により、本発明によれば、周期性騒音のピーク周波数変動に対する追従性に優れた能動騒音抑制装置を、簡便な構成により実現できる。

以下、図面を参照して本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る能動騒音抑制装置の構成例を示すブロック図である。図２において、図１で説明した構成と同様の構成には同様の参照数字を付し、重複する説明は省略する。図２と図１との比較から明らかなように、本実施形態の能動騒音抑制装置の主な特徴は、従来の能動騒音抑制装置に対し、周波数微調整回路２１０及び周波数制御回路２２０を付加した点にある。従って、これら回路の構成及び動作を中心に本実施形態を説明する。また、係数算出回路２７０は、初期設定時に登録すべき系の伝達関数を表す係数を算出するための回路であり、必ずしも本実施形態の能動騒音抑制装置の構成として設ける必要はない。

本実施形態の能動騒音抑制装置においても、制御音の発生原理は図１で説明したとおりである。すなわち、出力周波数を外部から制御可能な余弦波発生器１２１及び正弦波発生器１２２からなる基本音源から、抑制対象となる周波数を有する基本波形としての余弦波及び正弦波を出力させる。この余弦波及び正弦波に、適応ノッチフィルタ１００でフィルタ係数Ｗ０，Ｗ１を乗じ、加算器１３０で加算した結果を制御音ｙとして騒音源の近傍に配置したスピーカ１５０から出力する。

適応ノッチフィルタ１００の係数Ｗ０，Ｗ１は、適応アルゴリズム演算器１１０が参照信号ｒと誤差信号ｅとから適応制御アルゴリズム演算に基づいて算出する。参照信号ｒは、基本音源から発生させた、周波数ｆ［Ｈｚ］の余弦波及び正弦波信号に対し、予め測定した系の伝達関数Ｃ０及びＣ１を伝達要素１０１，１０２で適用し、加算器１０３で加算した結果として取得する。

一方、マイク１４０から集音し、対象周波数成分を誤差信号ｅとして取得する。そして、参照信号ｒと誤差信号ｅとから適応制御アルゴリズムに基づいてフィルタ係数Ｗ０，Ｗ１を求める。適応制御アルゴリズムとして、ＬＭＳアルゴリズムを用いた場合、

ある時点ｎに対し、所定単位時間経過した時点（ｎ＋１）における適応ノッチフィルタ係数Ｗ０（ｎ＋１）及びＷ１（ｎ＋１）は、
Ｗ０（ｎ＋１）＝Ｗ０（ｎ）＋２μｅ（ｎ）ｒ（ｎ）
Ｗ１（ｎ＋１）＝Ｗ１（ｎ）＋２μｅ（ｎ）ｒ（ｎ）
（ｒ（ｎ）はｎにおける参照信号、ｅ（ｎ）はｎにおける誤差信号、μはステップサイズである）
として算出される。

周波数微調整回路２１０は、抑制対象の周波数成分の比較的小さな変動を検出し、余弦波発生器１２１及び正弦波発生器１２２から構成される基本音源の出力周波数を、周期性騒音の周波数変動に追従させるための周波数微調整信号を出力する。

周波数制御回路２２０は、装置の設置時や騒音源が変わった場合などにおいて、基本音源の出力する周波数を新規に設定する周波数制御信号を出力する。

なお、図２には、説明及び理解を簡単にするため、騒音を構成する複数の周波数成分のうち、ある１つの周波数成分を抑制するための構成を示している。従って、複数の周波数成分を抑制する場合には、スピーカ１５０、マイク１４０を除く構成を抑制する周波数成分に等しい数並列に設け、加算器１３０の出力をさらに加算してスピーカ１５０から出力する。なお、スピーカ１５０、マイク１４０以外の構成のうち、後述する仮想騒音生成に係る構成（前処理ブロック２２０Ａ）や、周波数解析を行ってピーク周波数を検出する構成（制御ブロック２２０Ｂ）などは必ずしも抑制する周波数成分の数だけ設ける必要はない。

（周波数微調整回路２１０）
図３は、周波数微調整回路２１０の構成例を示すブロック図である。周波数微調整回路２１０は、位相算出回路２１２と、周波数微調整信号生成手段としての位相ずれ判定回路２１４とを有している。位相算出回路２１２は、適応アルゴリズム演算器１１０が出力するフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を取得し、これらフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１から制御音の位相θを算出する。

ある周波数の制御音ｙをｙ＝Ａｃｏｓ（Ｘ＋θ）と表現すると、直交変換の原理により、
ｙ＝Ａｃｏｓ（Ｘ＋θ）＝Ｗ０ｃｏｓ（ｘ）＋Ｗ１ｓｉｎ（ｘ） …（１）
と表現することができる。
ここで、Ａ＝√（Ｗ０²＋Ｗ１²）、θ＝ｔａｎ^-1（Ｗ１／Ｗ０）である。
この原理に基づき、位相算出回路２１２は、ある時刻ｎにおける制御音の位相θを、
θ（ｎ）＝ｔａｎ^-1（Ｗ１（ｎ）／Ｗ０（ｎ））
として求め、位相ずれ判定回路２１４に出力する。

位相ずれ判定回路２１４は、一つ前のフィルタ係数Ｗ０（ｎ−１）、Ｗ１（ｎ−１）から求められた位相θ（ｎ−１）と、今回求められた位相θ（ｎ）とから、制御音の位相の変化量を検出し、変化量が予め定めた閾値ηを超えるかどうか、すなわち、
｜θ（ｎ）−θ（ｎ−１）｜＞η …（２）
であるかどうかを判定する。

そして、式（２）が満たされなければ、位相ずれは誤差の範囲であると判定し、周波数微調整信号は出力しない。従って、基本音源に対する周波数微調整は行わない。一方、式（２）が満たされた場合には、θ（ｎ）とθ（ｎ−１）との大小関係、具体的には位相の変化方向に応じて基本音源の出力周波数を予め定めた調整幅σ［Ｈｚ］だけ増減させる。

すなわち、
・θ（ｎ）−θ（ｎ−１）＞０の場合（位相が進んでいる場合）
ｆ（ｎ＋１）＝ｆ（ｎ）＋σ
・θ（ｎ）−θ（ｎ−１）＜０の場合（位相が戻っている場合）
ｆ（ｎ＋１）＝ｆ（ｎ）−σ
となるよう、余弦波発生器１２１及び正弦波発生器１２２に対して周波数微調整信号を出力する。

このような、周波数微調整回路２１０による周波数微調整処理により、抑制対象周波数の変動、特に時間当たりの変動量が比較的少ない定常的な周波数変動に対して高精度に追従することが可能となる。なお、上述のように本実施形態における周波数微調整処理はその演算が簡便であるため高速な処理が可能であり、例えば数１０００回／秒という頻度で行うことができる。

（周波数制御回路２２０）
一方、周波数制御回路２２０は、より大きな周波数変動や、装置の設置時などにおける周波数設定を行うために設けられている。周波数制御回路２２０は、周波数微調整回路２１０がある時点での周波数を基準にして調整幅σを増減させるのに対し、出力周波数そのものを設定する。

図４は、本実施形態における周波数制御回路２２０の構成例を示すブロック図である。周波数制御回路２２０は、仮想騒音を生成する前処理ブロック２２０Ａと、仮想騒音から抑制対象とするピーク周波数成分を検出し、基本音源に周波数を設定する制御ブロック２２０Ｂとに大別することができる。

前処理ブロック２２０Ａは、能動騒音抑制装置が動作していない場合の騒音を生成するためのブロックである。能動騒音抑制装置の動作中にマイク１４０から得られる信号は誤差信号ｅであり、もともとの騒音とは周波数スペクトルが異なる。従って、能動騒音抑制装置を動作させながら騒音のピーク周波数成分を検出するために、能動騒音抑制装置が動作していない場合の騒音に相当する信号（仮想騒音）を生成する必要がある。

前処理ブロック２２０Ａは、信号の位相をπ／２遅延させるπ／２遅延回路２２２と、伝達要素１０１、１０２と同等の伝達要素２２４、２２６と、伝達要素２２４、２２６の出力を加算する加算器２２８と、加算器２２８の出力信号をマイク１４０から得られる誤差信号から差し引く減算器２３０とを有する。

加算器２２８の出力信号は、制御音ｙ（＝Ａｃｏｓ（ｘ＋θ））の成分であるＷ０ｃｏｓ（ｘ）とＷ１ｓｉｎ（ｘ）とが、系を通じてマイク１４０に到達した制御音ｙを表す。すなわち、制御音ｙのＷ０ｃｏｓ（ｘ）成分を系の伝達関数Ｃ０を適用する伝達要素２２４に、Ｗ１ｓｉｎ（ｘ）成分を系の伝達関数Ｃ１を適用する伝達要素２２６にそれぞれ入力する。そして、伝達要素２２４、２２６の出力を加算器２２８で加算することで、制御音ｙが系を伝達してマイク１４０に達した状態の信号を生成する。

なお、伝達要素１０１、１０２、２２４、２２６は具体的には離散的な複数の周波数に対する係数と、基本音源の周波数に応じた係数を入力信号に乗じる乗算器から構成することができる。なお、基本音源の周波数に合致する周波数の係数が存在しない場合、他の周波数に対応する係数から補間により求めた係数を用いることが可能である。この係数は予め白色雑音や個別周波数の信号をスピーカ１５０から出力し、マイク１４０で取得した信号のインパルス応答をフーリエ変換することによって求めることができる。なお、装置設置場所での実測が困難な場合には、シミュレーションにより求めても良い。

加算器２２８の出力信号は減算器２３０で、マイク１４０からの誤差信号から減算される。その結果、減算器２３０からは仮想騒音が得られる。これは、
誤差信号＝騒音＋制御音、すなわち、騒音＝誤差信号−制御音
との関係が成り立つことを利用したものである。

このようにして得られた仮想騒音は、制御ブロック２２０Ｂの周波数解析回路２４０に入力される。周波数解析回路２４０は、仮想騒音に対してＦＦＴなどを適用して周波数解析を行う。そして、ピーク検出回路２５０が、騒音に含まれる周波数成分からいくつか（例えば１〜３個）のピーク周波数を検出する。ここで検出するピーク周波数は、大きなものから順に検出しても良いし、所定の大きさ以上のピークを有する周波数のうち、低周波のものから順に選択するなど、任意の条件を適用して検出することができる。

判定回路２６０は、検出されたピーク周波数と、前回検出されたピーク周波数とを比較し、その差が予め定めた閾値ｆｒよりも大きいかどうか判定する。この判定は、抑制対象のピーク周波数が複数ある場合、ピーク周波数毎に行う。そして、差が閾値ｆｒより大きい場合には、新たに検出されたピーク周波数を抑制対象の周波数と決定し、この周波数の信号を出力するよう、基本音源を構成する余弦波生成器１２１及び正弦波生成器１２２の出力周波数を周波数制御信号により設定、変更する。

このようにして、たとえ騒音のピーク周波数が大きく変動した場合であっても、自動的に追従することが可能である。なお、ここで説明した周波数制御回路２２０による周波数再設定処理は、周波数微調整回路２１０による微調整ほど頻繁に行う必要はない。むしろ、周波数解析処理が必要となるため、処理負荷を低減するためには、適度な間隔を持って実行することが望ましい。例えば、微調整処理が３０００回／秒である場合に、再設定処理は１回／秒程度の頻度で行うことができる。

（初期設定処理）
図５は、本実施形態の能動騒音抑制装置の初期設定時の動作を説明するフローチャートである。
この処理は、例えば装置の設置時など、稼働開始前に行う。まず、騒音源が動作していない状態で、基本音源又は別途用意した音源から白色雑音を生成、スピーカ１５０から出力し、マイク１４０から白色雑音のインパルス応答を取得する（ステップＳ１０１）。この雑音は、誤差信号ｅとして周波数制御部２２０に入力され、減算器２３０を介して周波数解析回路２４０に入力される。この際、仮想雑音の生成及び減算は行わない。

次に、周波数解析回路２４０においてＦＦＴを適用し、周波数毎の情報に分解する（ステップＳ１０３）。そして、周波数成分毎の伝達特性から、係数算出回路２７０により余弦波成分及び正弦波成分に対する係数を算出する（ステップＳ１０５）。算出した係数は伝達要素１０１、１０２、２２４、２２６に登録する（ステップＳ１０７）。以上が、伝達関数の登録処理である。なお、騒音源を停止することが困難な場合など実測が困難な場合には、シミュレーションにより予め求めたインパルス応答から係数を登録しても良い。また、この伝達関数登録処理は、能動騒音抑制装置とは別の解析装置を用いて行っても良い。あるいは、係数算出回路２７０を外部装置により実現しても良い。

次に、周波数設定処理を行う。騒音源が稼働した状態で、かつ制御音を生成しない状態で行う。まず、マイク１４０から騒音を取得する（ステップＳ１０９）。この騒音は、伝達関数の登録処理時と同様、仮想雑音を減算されることなく周波数解析回路２４０に入力される。そして、周波数解析回路２４０においてＦＦＴを適用し、周波数毎の情報に分解する（ステップＳ１１１）。

この解析結果から、ピーク検出回路２５０でピーク周波数を検出する（ステップＳ１１３）。そして、判定回路２６０を用いて、予め定めた数のピーク周波数（基本音源と等しい数のピーク周波数）を、個々の基本音源に設定する（ステップＳ１１５）。
以上の処理により、初期設定処理が終了する。

（騒音抑制動作）
初期設定処理が終了すると、騒音抑制処理の実行が可能になる。以下、図６のフローチャートを用いて、本実施形態の能動騒音抑制装置における騒音抑制処理について説明する。

基本動作は、上述した、制御音及び参照信号の生成（ステップＳ２０１）と、誤差信号と参照信号に基づく適応ノッチフィルタ１００の係数更新（ステップＳ２０３）の繰り返しである。そして、この基本動作と並行して、周波数微調整回路２１０による周波数微調整処理と、周波数制御回路２２０による周波数再設定処理を実行する。

周波数微調整処理は、基本動作におけるステップＳ２０３で更新されたフィルタ係数Ｗ０（ｎ）、Ｗ１（ｎ）と、その前のフィルタ係数Ｗ０（ｎ−１）、Ｗ１（ｎ−１）とを用いて行う。

すなわち、位相算出回路２１２により、Ｗ０（ｎ），Ｗ１（ｎ）に基づいて制御音の位相θ（ｎ）を算出する（ステップＳ３０１）。そして、位相ずれ判定回路２１４で、フィルタ係数Ｗ０（ｎ−１）、Ｗ１（ｎ−１）から求め、記憶された位相θ（ｎ−１）と比較することで、位相ずれ量の判定を行う（ステップＳ３０３）。θ（ｎ）とθ（ｎ−１）差の絶対値が予め定めた閾値以下である場合（ステップＳ３０５，Ｎ）には、誤差と見なして周波数の微調整は行わずにステップＳ３０１へ戻る。一方、閾値よりも位相ずれ量が大きい場合（ステップＳ３０５、Ｙ）には、上述したようにθ（ｎ）とθ（ｎ−１）との大小関係に応じた方向に、周波数を調整量だけ増加又は減少させる（ステップＳ３０７）。

周波数再設定処理は、基本動作のステップＳ２０１で生成する制御音を用いて行う。上述したように、周波数再設定処理の実行頻度は周波数微調整処理の実行頻度よりもずっと低い。まず、周波数制御回路２２０の前処理ブロック２２０Ａで、仮想騒音を生成する（ステップＳ４０１）。そして、この仮想騒音を制御ブロック２２０Ｂの周波数解析回路２４０に入力し、周波数解析処理を行う（ステップＳ４０３）。ピーク検出回路２５０が、解析結果からピーク周波数を検出する（ステップＳ４０５）。判定回路２６０が、現在のピーク周波数毎に、検出されたピーク周波数とのずれ量を算出し、ずれ量の大きさが予め定めた閾値より大きいかどうか判定する（ステップＳ４０７）。

周波数のずれ量が予め定めた閾値以下である場合（ステップＳ４０７，Ｎ）には、誤差と見なして周波数の再設定は行わずにステップＳ４０１へ戻る。一方、閾値よりも周波数ずれ量が大きい場合（ステップＳ４０７、Ｙ）には、ステップＳ４０５で検出したピーク周波数を対応する基本音源の出力周波数として再設定する（ステップＳ４０９）。

以上説明したように、本実施形態によれば、騒音源の近傍に制御音源を配置して騒音を抑制する能動騒音抑制装置において、制御音の位相変動の大きさに基づいて出力周波数を微調整する。これにより、簡便な演算により、騒音のピーク周波数変動に精度良く追従することが可能となり、結果として良好な騒音抑圧効果を実現することが可能となる。

また、制御音と誤差信号とから生成た仮想騒音の周波数解析に基づいて騒音中のピーク周波数を検出し、出力周波数を設定することにより、初期動作時の設定が容易であり、新しい環境や新しい騒音源に対しても容易に対応可能である。また、騒音抑制処理中であっても新しい出力周波数を設定することが可能である。

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はここに記載する実施例に限定されるものではない。
図２の構成を有する能動騒音抑制装置を構成した。ただし、伝達関数の登録は能動騒音抑制装置とは別の装置を用いて算出した係数を用いて行い、係数算出回路２７０は設けない構成とした。

室内にスピーカーを２つ、床から高さ１．５ｍの位置に、水平距離０．６ｍ離間して設置した。また、マイク１４０を、２つのスピーカの中心から垂直方向に０．４５ｍ離間し、床から高さ１．５ｍの位置に配置した。

一方のスピーカから、予め録音した、モータを用いたポンプの動作音を騒音として再生した。上述した初期設定処理（周波数設定処理のみ）を実行した結果、最大ピークが検出された周波数（１４５Ｈｚ近辺の周波数）が基本音源の初期出力周波数として自動設定された。

引き続き騒音抑制処理を行い、マイク１４０から得られる誤差信号を記録した。また、同様にして、周波数微調整処理を行わない場合の誤差信号も記録した。録音済みの騒音と、これら誤差信号とを用い、騒音抑制効果を評価した。

図７（ａ）及び（ｂ）は、周波数微調整処理を行った場合と行わない場合の誤差信号の音圧波形を示す図である。処理開始時刻(Start)から周波数設定処理が実施され、周波数が設定されるまでは制御音が生成されないので、いずれも騒音抑制効果が得られていない。周波数設定処理が終了し、制御音の生成が開始されると、いずれも抑圧効果が現れ始める。しかし、周波数微調整を行わない図７（ｂ）に比べ、周波数微調整を行った図７（ａ）では、明らかに騒音抑制効果が優れていることが分かる。これは、周波数微調整処理により騒音の変動に追従しているためであり、ランダムな高周波成分以外を効果的に抑制できていることが分かる。

また、図８（ａ）〜（ｃ）は、制御音を生成し、騒音抑制処理を実施している最中の同時刻における騒音、周波数微調整を伴う騒音抑制時の誤差信号、周波数微調整を伴わない騒音抑制時の誤差信号をそれぞれ周波数解析した結果を示す図である。

図８（ｂ）と図８（ｃ）との比較からも明らかなように、周波数微調整処理により騒音の周波数変動に追従する本実施形態の能動騒音抑制装置では、周波数微調整を行わない場合と比較してピーク周波数成分を効果的に抑制できていることが分かる。

（他の実施形態）
上述の実施形態においては、基本音源として余弦波発生器と正弦波発生器とを用いたが、π／２遅延回路とを用いることにより、いずれか一方の波形発生器のみを用いた構成とすることも可能である。この場合、π／２遅延回路は、適応ノッチフィルタの前段に配置しても、後段に配置しても良い。

従来の能動騒音抑制装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る能動騒音抑制装置の構成例を示すブロック図である。 周波数微調整回路２１０の構成例を示すブロック図である。 周波数制御回路２２０の構成例を示すブロック図である。 実施形態に係る能動騒音抑制装置の初期設定処理を説明するフローチャートである。 実施形態に係る能動騒音抑制装置の騒音抑制処理を説明するフローチャートである。 実施形態に係る能動騒音抑制装置において、周波数微調整処理を行った場合と行わない場合の誤差信号の音圧波形を示す図である。 制御音を生成し、騒音抑制処理を実施している最中の同時刻における騒音、周波数微調整を伴う騒音抑制時の誤差信号、周波数微調整を伴わない騒音抑制時の誤差信号をそれぞれ周波数解析した結果を示す図である。

Claims (7)

1. 所定周波数を有する基本波形を生成する基本音源と、
   前記基本波形に対して適応フィルタ係数を乗じた信号から制御音を生成し、騒音中の前記所定周波数に対応する周波数成分を抑制する騒音抑制装置であって、
   前記適応フィルタ係数を用いて、前記制御音の位相を検出する位相検出手段と、
   前記制御音の位相の変化量を検出する変化量検出手段と、
   前記制御音の位相の変化量が所定の閾値よりも大きい場合、前記基本音源の出力する前記基本波形の周波数を、所定量増加又は減少させる周波数調整手段とを有することを特徴とする能動騒音抑制装置。
2. 前記フィルタ係数が第１及び第２のフィルタ係数から構成され、前記制御音が前記第１のフィルタ係数を乗じた余弦波と、前記第２のフィルタ係数を乗じた正弦波の合成波形として表されることを特徴とする請求項１記載の能動騒音抑制装置。
3. 前記変化量検出手段が、さらに前記制御音の位相の変化方向を検出し、
   前記周波数調整手段が、前記変化方向により前記基本波形の周波数を増加させるか減少させるかを決定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の能動騒音抑制装置。
4. 前記制御音を適用した後の前記騒音の前記周波数成分を誤差信号として取得する誤差信号取得手段と、
   前記基本波形と予め測定した系の伝達関数とから参照信号を生成する参照新合成性手段と、
   前記誤差信号及び前記参照信号とを用い、適応アルゴリズムに基づいて前記適応フィルタ係数を算出、更新するフィルタ係数算出手段とをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の能動騒音抑制装置。
5. 前記騒音中のピーク周波数を検出するピーク周波数検出手段と、
   前記検出されたピーク周波数のうち、大きいものから所定数を前記基本音源の出力周波数として設定する周波数設定手段とをさらに有することを特徴とする請求項４記載の能動騒音抑制装置。
6. 前記制御音と前記伝達関数と前記誤差信号とから生成される仮想騒音を生成する仮想騒音生成手段と、
   現在設定されているピーク周波数と、前記ピーク周波数検出手段が検出したピーク周波数とのずれ量を検出する周波数ずれ検出手段と、
   前記ずれ量が所定値を超える場合、前記現在設定されているピーク周波数に対応する基本波形を生成する基本音源の出力周波数を、前記ピーク周波数検出手段が検出したピーク周波数に変更する周波数再設定手段を更に有することを特徴とする請求項５記載の能動騒音抑制装置。
7. 前記仮想騒音生成手段が、前記前記制御音と前記系の伝達関数から前記制御音が前記誤差信号取得手段に到達した際の信号を生成し、当該信号を前記誤差信号から減じた信号を前記仮想騒音として生成することを特徴とする請求項６記載の能動騒音抑制装置。