JP2022156359A - 伝達関数の計測方法、及び、能動騒音低減装置 - Google Patents

伝達関数の計測方法、及び、能動騒音低減装置 Download PDF

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Abstract

【課題】総計測時間の短縮を図ることができる伝達関数の計測方法を提供する。【解決手段】伝達関数の計測方法は、複数のスピーカのそれぞれに第一信号を出力することにより、複数のスピーカに互いに周波数が異なる音を同時に出力させる出力ステップＳ２３と、互いに周波数が異なる音の取得結果としてマイクロフォンから出力される第二信号を取得する取得ステップＳ２５と、第一信号、及び、第二信号に基づいて、互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出する算出ステップＳ２６とを含む。【選択図】図９

Description

本開示は、伝達関数の計測方法、及び、能動騒音低減装置に関する。
従来、騒音と相関を有する参照信号と、所定空間内の騒音及びキャンセル音が干渉した残留音に基づく誤差信号とを用いてスピーカから騒音を打ち消すためのキャンセル音を出力することにより、騒音を能動的に低減する能動騒音低減装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。能動騒音低減装置は、誤差信号の二乗和が最小になるように、適応フィルタを用いてキャンセル音を出力するためのキャンセル信号を生成する。
特開平０７－１６２９８６号公報
能動騒音低減装置は、スピーカの位置からマイクロフォンの位置までの伝達関数を模擬した模擬伝達関数を用いてキャンセル音を出力するためのキャンセル信号を生成する。模擬伝達関数は、例えば、伝達関数の実測によって決定されるが、スピーカの数が多い場合には、伝達関数の総計測時間を短縮することが課題となる。
本開示は、総計測時間の短縮を図ることができる伝達関数の計測方法を提供する。
本開示の一態様に係る伝達関数の計測方法は、複数のスピーカのそれぞれに第一信号を出力することにより、前記複数のスピーカに互いに周波数が異なる音を同時に出力させる出力ステップと、前記互いに周波数が異なる音の取得結果としてマイクロフォンから出力される第二信号を取得する取得ステップと、前記第一信号、及び、前記第二信号に基づいて、前記互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出する算出ステップとを含む。
本開示の一態様に係る伝達関数の計測方法は、総計測時間の短縮を図ることができる。
図１は、実施の形態に係る騒音低減装置の概要を示す図である。 図２は、マイクロフォンの位置において聞こえる騒音の時間波形を示す模式図である。 図３は、実施の形態に係る騒音低減装置を備える車両の模式図である。 図４は、実施の形態に係る騒音低減装置の機能ブロック図である。 図５は、実施の形態に係る騒音低減装置の基本動作のフローチャートである。 図６は、比較例に係る伝達関数の計測方法の概要を示す図である。 図７は、実施の形態に係る伝達関数の計測方法の概要を示す図である。 図８は、実施の形態に係る伝達関数の計測システムの機能構成を示すブロック図である。 図９は、実施の形態に係る伝達関数の計測方法のフローチャートである。 図１０は、必要成分の値、及び、誤差成分の値のそれぞれと計測時間との関係の一例を示す第一の図である。 図１１は、比較例に係る計測方法及び実施の形態に係る計測方法のそれぞれによって得られる伝達関数のゲインを示す図である。 図１２は、比較例に係る計測方法及び実施の形態に係る計測方法のそれぞれによって得られる伝達関数の位相を示す図である。 図１３は、必要成分の値、及び、誤差成分の値のそれぞれと計測時間との関係の一例を示す第二の図である。 図１４は、実施の形態に係る計測方法に工夫１を適用した場合の伝達関数のゲインの計測結果を示す図である。 図１５は、実施の形態に係る計測方法に工夫１を適用した場合の伝達関数の位相の計測結果を示す図である。 図１６は、工夫２が適用された実施の形態に係る計測方法の概要を示す図である。 図１７は、ドアスピーカの周波数特性の一例を示す図である。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
（実施の形態）
［概要］
まず、実施の形態に係る能動騒音低減装置の概要について説明する。まず、図１は、実施の形態に係る能動騒音低減装置の概要を示す図である。
図１に示される能動騒音低減装置１０は、例えば、車室内に設置され、自動車の走行中に発生する騒音を低減する装置である。エンジン５１に起因する騒音は、瞬間的には単一周波数の正弦波に近い音である。そこで、能動騒音低減装置１０は、エンジン５１を制御するエンジン制御部５２からエンジン５１の周波数を示すパルス信号を取得し、スピーカＳＰ１から騒音を打ち消すためのキャンセル音を出力する。キャンセル音の生成には、適応フィルタが用いられ、受聴者３０の近傍に配置されたマイクロフォンＭ１によって取得される残留音が小さくなるようにキャンセル音が生成される。
図１に示されるように、スピーカＳＰ１の位置（以下、出音位置とも記載される）からマイクロフォンＭ１の位置（以下、集音位置とも記載される）までの伝達関数はｃ１、キャンセル音を出力するための出力信号はｏｕｔの記号で表現される。この場合、マイクロフォンＭ１の位置（集音位置）に到達するキャンセル音はｃ１＊ｏｕｔと表現される。なお、「＊」は、畳み込み演算子を意味し、ｃ１は伝達関数のインパルス応答を表し、Ｃ１は周波数領域での模擬伝達関数を表す。
マイクロフォンＭ１の位置における騒音Ｎｍは、振幅をＲ、角周波数をω、位相をθとすると、下記の（式１）で表現され、ｃ１＊ｏｕｔは、下記の（式２－１）、（式２－２）で表される。能動騒音低減装置１０は、（式２－１）、（式２－２）における第一のフィルタ係数Ａ及び第二のフィルタ係数Ｂを、例えば、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）法によって算出することで、騒音を打ち消すためのキャンセル音を出力することができる。
Figure 2022156359000002
このように、騒音Ｎｍと逆位相のキャンセル音が出力されることにより、図２に示されるように、マイクロフォンＭ１の位置において聞こえる騒音は小さくなっていく。図２は、マイクロフォンＭ１の位置において聞こえる騒音の時間波形を示す模式図である。
［能動騒音低減装置を備える車両の全体構成］
以下、このような能動騒音低減装置１０の詳細について説明する。実施の形態では、能動騒音低減装置１０は、一例として車両に搭載される。図３は、能動騒音低減装置１０を備える車両の模式図である。
車両５０は、移動体装置の一例であって、能動騒音低減装置１０と、エンジン５１と、エンジン制御部５２と、スピーカＳＰ１～ＳＰ４と、マイクロフォンＭ１～Ｍ４と、車両本体５５とを備える。車両５０は、具体的には、自動車であるが、特に限定されない。
エンジン５１は、車両５０の動力源であって、かつ、所定の空間５６の騒音源となる駆動装置である。エンジン５１は、例えば、所定の空間５６とは別の空間内に配置される。エンジン５１は、具体的には、車両本体５５のボンネット内に形成された空間に設置される。
エンジン制御部５２は、車両５０の運転手のアクセル操作等に基づいて、エンジン５１を制御（駆動）する。また、エンジン制御部５２は、エンジン５１の回転数（周波数）に応じたパルス信号（エンジンパルス信号）を参照信号として出力する。パルス信号の周波数は、例えば、エンジン５１の回転数（周波数）に比例する。パルス信号は、具体的には、ＴＤＣ（Ｔｏｐ Ｄｅａｄ Ｃｅｎｔｅｒ）センサの出力信号、または、いわゆるタコパルスなどである。なお、参照信号は、騒音と相関を有するのであればどのような態様であってもよい。
スピーカＳＰ１～ＳＰ４は、キャンセル信号を用いてキャンセル音を所定の空間５６に出力する。スピーカＳＰ１～ＳＰ４の設置位置は特に限定されない。
マイクロフォンＭ１～Ｍ４は、所定の空間５６における騒音とキャンセル音とが干渉した残留音を検出し、残留音に基づく誤差信号を出力する。マイクロフォンＭ１～Ｍ４は、例えば、所定の空間５６内の各座席のヘッドライナー等に設置されるが、マイクロフォンＭ１～Ｍ４の設置位置は特に限定されない。
車両本体５５は、車両５０のシャーシ及びボディなどによって構成される構造体である。車両本体５５は、スピーカＳＰ１～ＳＰ４、及び、マイクロフォンＭ１～Ｍ４が配置される所定の空間５６（車室内空間）を形成する。
［能動騒音低減装置の構成及び基本動作］
次に、能動騒音低減装置１０の構成及び基本動作について説明する。図４は、能動騒音低減装置１０の機能ブロック図である。図５は、能動騒音低減装置１０の基本動作のフローチャートである。なお、以下では説明の簡略化のために、スピーカＳＰ１が設置された位置から出力されるキャンセル音によってマイクロフォンＭ１が設置された位置における騒音を低減するときの動作について説明される。なお、能動騒音低減装置１０は、スピーカＳＰ１～ＳＰ４のそれぞれからキャンセル音を出力し、マイクロフォンＭ１～Ｍ４が設置された位置における騒音を低減することもできる。
図４に示されるように、能動騒音低減装置１０は、参照信号入力端子１１ａと、基準信号生成部１２と、適応フィルタ部１３と、キャンセル信号出力端子１１ｃと、補正部１４と、誤差信号入力端子１１ｂと、フィルタ係数更新部１５と、記憶部１６と、接続端子１１ｄと、計測部１７とを備える。基準信号生成部１２、適応フィルタ部１３、補正部１４、フィルタ係数更新部１５、及び、計測部１７のそれぞれは、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサまたはマイクロコンピュータが記憶部１６に記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって実現される。以下、図５のフローチャートに示されるステップごとに、関連する構成要素を詳細に説明する。
［基準信号の生成］
まず、基準信号生成部１２は、参照信号入力端子１１ａに入力された参照信号に基づいて基準信号を生成する（図５のＳ１１）。
参照信号入力端子１１ａには、騒音と相関を有する参照信号が入力される。参照信号は、例えば、エンジン制御部５２によって出力されるパルス信号である。
基準信号生成部１２は、より詳細には、参照信号入力端子１１ａに入力された参照信号に基づいて騒音の瞬間的な周波数を特定し、特定した周波数を有する基準信号を生成する。基準信号生成部１２は、具体的には、周波数検出部１２ａと、正弦波生成部１２ｂと、余弦波生成部１２ｃとを有する。
周波数検出部１２ａは、パルス信号の周波数を検出し、検出した周波数を正弦波生成部１２ｂ、及び、余弦波生成部１２ｃに出力する。周波数検出部１２ａは、言い換えれば、騒音の瞬間的な周波数を特定する。
正弦波生成部１２ｂは、周波数検出部１２ａによって検出された周波数の正弦波を、第一基準信号として出力する。第一基準信号は、基準信号の一例であり、周波数検出部１２ａによって検出された周波数がｆの場合には、ｓｉｎ（２πｆｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ）で表現される信号である。つまり、第一基準信号は、周波数検出部１２ａによって特定された周波数（騒音と同じ周波数）を有する。第一基準信号は、適応フィルタ部１３が備える第一フィルタ１３ａ、及び、補正部１４が備える第一補正信号生成部１４ｂに出力される。
余弦波生成部１２ｃは、周波数検出部１２ａによって検出された周波数の余弦波を、第二基準信号として出力する。第二基準信号は、基準信号の一例であり、周波数検出部１２ａによって検出された周波数がｆの場合には、ｃｏｓ（２πｆｔ）＝ｃｏｓ（ωｔ）で表現される信号である。つまり、第二基準信号は、周波数検出部１２ａによって特定された周波数（騒音と同じ周波数）を有する。第二基準信号は、適応フィルタ部１３が備える第二フィルタ１３ｂ、及び、補正部１４が備える第二補正信号生成部１４ｃに出力される。
［キャンセル信号の生成］
適応フィルタ部１３は、基準信号生成部１２によって生成された基準信号にフィルタ係数を適用（乗算）することにより、キャンセル信号を生成する（図５のＳ１２）。言い換えれば、適応フィルタ部１３は、参照信号入力端子１１ａに入力された参照信号であって、かつ、基準信号に変換された参照信号にフィルタ係数を適用する。キャンセル信号は、騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられ、キャンセル信号出力端子１１ｃに出力される。適応フィルタ部１３は、第一フィルタ１３ａと、第二フィルタ１３ｂと、加算部１３ｃとを備える。適応フィルタ部１３は、いわゆる適応ノッチフィルタである。
第一フィルタ１３ａは、正弦波生成部１２ｂから出力される第一基準信号に第一のフィルタ係数を乗算する。乗算される第一のフィルタ係数は、上記（式２）のＡに対応するフィルタ係数であり、フィルタ係数更新部１５が備える第一更新部１５ａによって逐次更新される。第一のフィルタ係数が乗算された第一基準信号である第一キャンセル信号は、加算部１３ｃに出力される。
第二フィルタ１３ｂは、余弦波生成部１２ｃから出力される第二基準信号に第二のフィルタ係数を乗算する。乗算される第二のフィルタ係数は、上記（式２）のＢに対応するフィルタ係数であり、フィルタ係数更新部１５が備える第二更新部１５ｂによって逐次更新される。第二のフィルタ係数が乗算された第二基準信号である第二キャンセル信号は、加算部１３ｃに出力される。
加算部１３ｃは、第一フィルタ１３ａから出力される第一キャンセル信号と、第二フィルタ１３ｂから出力される第二キャンセル信号とを加算する。加算部１３ｃは、第一キャンセル信号と第二キャンセル信号との加算によって得られるキャンセル信号をキャンセル信号出力端子１１ｃに出力する。
キャンセル信号出力端子１１ｃは、金属等により形成される端子である。キャンセル信号出力端子１１ｃには、適応フィルタ部１３によって生成されたキャンセル信号が出力される。キャンセル信号出力端子１１ｃには、スピーカＳＰ１が接続される。このため、スピーカＳＰ１にはキャンセル信号出力端子１１ｃを介してキャンセル信号が出力される。スピーカＳＰ１は、キャンセル信号に基づいてキャンセル音を出力する。
［基準信号の補正］
補正部１４は、模擬伝達関数を基準信号に適用した補正後基準信号を生成する。つまり、補正部１４は、基準信号を補正した補正後基準信号を生成する（図５のＳ１３）。補正部１４は、制御部１４ａと、第一補正信号生成部１４ｂと、第二補正信号生成部１４ｃとを備える。
なお、模擬伝達関数は、スピーカＳＰ１の位置からマイクロフォンＭ１の位置までの経路を模擬した伝達関数である。模擬伝達関数は、具体的には、周波数ごとのゲイン及び位相（位相遅れ）である。模擬伝達関数は、例えば、あらかじめ空間５６において周波数ごとに実測され、記憶部１６に記憶される。つまり、記憶部１６には、周波数と、当該周波数の信号を補正するためのゲイン及び位相が記憶される。
制御部１４ａは、周波数検出部１２ａによって出力された周波数を取得し、取得した周波数に対応するゲイン及び位相を記憶部１６から読み出す。そして、制御部１４ａは、読み出したゲイン及び位相を出力する。
第一補正信号生成部１４ｂは、制御部１４ａによって出力されたゲイン及び位相に基づいて第一基準信号を補正した第一補正後基準信号を生成する。第一補正後基準信号は、補正後基準信号の一例である。制御部１４ａによって出力されたゲインをα、補正後の位相をφαとすると、第一補正後基準信号は、α・ｓｉｎ（ωｔ＋φα）と表現される。生成された第一補正後基準信号は、フィルタ係数更新部１５が備える第一更新部１５ａに出力される。
第二補正信号生成部１４ｃは、制御部１４ａによって出力されたゲイン及び位相に基づいて第二基準信号を補正した第二補正後基準信号を生成する。第二補正後基準信号は、補正後基準信号の一例である。制御部１４ａによって出力されたゲインをβ、補正後の位相をφβとすると、第二補正後基準信号は、β・ｃｏｓ（ωｔ＋φβ）と表現される。生成された第二補正後基準信号は、フィルタ係数更新部１５が備える第二更新部１５ｂに出力される。
記憶部１６は、模擬伝達関数が記憶される記憶装置である。記憶部１６には、適応フィルタの係数なども記憶される。記憶部１６は、具体的には、半導体メモリなどによって実現される。なお、能動騒音低減装置１０がＤＳＰなどのプロセッサによって実現される場合、記憶部１６には、プロセッサによって実行される制御プログラムも記憶される。記憶部１６には、能動騒音低減装置１０が行う信号処理に用いられるその他のパラメータが記憶されてもよい。
［フィルタ係数の更新］
フィルタ係数更新部１５は、誤差信号入力端子１１ｂに入力された誤差信号及び生成された補正後基準信号に基づいて、フィルタ係数を逐次更新する（図５のＳ１４）。
誤差信号入力端子１１ｂは、金属等により形成される端子である。誤差信号入力端子１１ｂには、打ち消し音及び騒音の干渉によりマイクロフォンＭ１の第二位置において生じる残留音に基づく誤差信号が入力される。誤差信号は、マイクロフォンＭ１によって出力される。
フィルタ係数更新部１５は、具体的には、第一更新部１５ａと、第二更新部１５ｂとを備える。
第一更新部１５ａは、第一補正信号生成部１４ｂから取得した第一補正後基準信号、及び、マイクロフォンＭ１から取得した誤差信号に基づいて、第一のフィルタ係数を算出する。第一更新部１５ａは、具体的には、ＬＭＳ法を用いて、誤差信号が最小になるように第一のフィルタ係数を算出し、算出した第一のフィルタ係数を第一フィルタ１３ａに出力する。また、第一更新部１５ａは、第一のフィルタ係数を逐次更新する。第一補正後基準信号をｒ１、誤差信号をｅと表現すると、第一のフィルタ係数Ａ（上記（式２）のＡに相当）は、以下の（式３）で表現される。なお、ｎは自然数であり、何回目の更新をしているかにあたる変数（言い換えれば、更新回数を示す変数）である。つまり、Ａ（ｎ）はｎ回目の更新における状態を示す。μはスカラ量であり、１サンプリング当たりのフィルタ係数の更新量を決定するステップサイズパラメータである。
Figure 2022156359000003
第二更新部１５ｂは、第二補正信号生成部１４ｃから取得した第二補正後基準信号、及び、マイクロフォンＭ１から取得した誤差信号に基づいて、第二のフィルタ係数を算出する。第二更新部１５ｂは、具体的には、ＬＭＳ法を用いて、誤差信号が最小になるように第二のフィルタ係数を算出し、算出した第二のフィルタ係数を第二フィルタ１３ｂに出力する。また、第二更新部１５ｂは、第二のフィルタ係数を逐次更新する。第二補正後基準信号をｒ２、誤差信号をｅと表現すると、第二のフィルタ係数Ｂ（上記（式２）のＢに相当）は、以下の（式４）で表現される。
Figure 2022156359000004
［伝達関数の計測方法］
上述のように能動騒音低減装置１０の記憶部１６には、あらかじめ計測された模擬伝達関数（以下、単に伝達関数と記載される）が記憶される。ここで、４つのスピーカＳＰ１～ＳＰ４と、４つのマイクロフォンＭ１～Ｍ４が設置された空間５６における伝達関数の計測するときには、１つのスピーカから出力される音（より詳細には、単一周波数の音。正弦波）を４つのマイクロフォンＭ１～Ｍ４によって取得することを、スピーカＳＰ１～ＳＰ４の数、つまり、４回繰り返す計測方法が考えられる。つまり、同時に音を出力するスピーカを１つに制限して伝達関数を計測する方法が考えられる。図６は、このような比較例に係る伝達関数の計測方法の概要を示す図である。なお、図６の例では、１つのスピーカから出力される音は、２１～３００Ｈｚの範囲において１Ｈｚ単位で変化する。つまり、１Ｈｚごとに伝達関数（ゲイン及び位相）が計測される。
図６に示される計測方法では、伝達関数の計測に多くの時間を要することが課題である。そこで発明者らは鋭意検討の結果、スピーカＳＰ１～ＳＰ４に互いに異なる周波数の音を同時に（言い換えれば、並行して）出力させる図７のような計測方法を見出した。図７は、実施の形態に係る伝達関数の計測方法の概要を示す図である。なお、１Ｈｚごとに伝達関数（ゲイン及び位相）が計測される点については比較例と同様である。以下、図７のような計測方法について具体的に説明する。図８は、実施の形態に係る伝達関数の計測システムの機能構成を示すブロック図である。
図８に示される計測システム４０は、能動騒音低減装置１０と、スピーカＳＰ１～ＳＰ４と、マイクロフォンＭ１～Ｍ４と、情報端末６０とを備える。能動騒音低減装置１０は、図５に示されるような動作を行うための（つまり、空間５６における騒音を低減するための）通常動作モード（第一動作モードの一例）に加えて、図７に示されるような実施の形態に係る伝達関数の計測方法を実行するための計測モード（第二動作モードの一例）を有している。計測モードにおいては、主として計測部１７が処理を行う。
情報端末６０は、計測モードにおいてユーザインタフェースとして機能する情報端末であり、能動騒音低減装置１０の接続端子１１ｄにケーブル等を介して接続される。情報端末６０は、例えば、パーソナルコンピュータなどである。なお、計測システム４０が情報端末６０を備えることは必須ではなく、情報端末６０を使用せずに能動騒音低減装置１０のみで伝達関数の計測が実現されてもよい。
図９は、実施の形態に係る伝達関数の計測方法のフローチャートである。なお、以下の伝達関数の計測方法の説明において使用される数式は連続系の数式であるが、計測部１７は、実際には、連続系の数式を近似した離散系の数式に基づいて処理を行う場合がある。
まず、能動騒音低減装置１０（計測部１７）は、情報端末６０によって出力されるモード遷移指令を、接続端子１１ｄを介して取得する（Ｓ２１）。能動騒音低減装置１０は、取得したモード遷移指令に基づいて計測モードへ遷移する（Ｓ２２）。
計測モードの動作中に、計測部１７は、第一信号をスピーカＳＰ１～ＳＰ４のそれぞれへ出力することにより、スピーカＳＰ１～ＳＰ４から互いに異なる周波数の音（正弦波）を同時に出力させる（Ｓ２３）。例えば、上記図７に示されるように、スピーカＳＰ１が２１Ｈｚの音を出力しているときにはスピーカＳＰ２は９１Ｈｚの音を出力し、スピーカＳＰ３は１６１Ｈｚの音を出力し、スピーカＳＰ４は２３１Ｈｚの音を出力する。スピーカＳＰ１が２２Ｈｚの音を出力しているときにはスピーカＳＰ２は９２Ｈｚの音を出力し、スピーカＳＰ３は１６２Ｈｚの音を出力し、スピーカＳＰ４は２３２Ｈｚの音を出力する。同時に計測される周波数が近い場合には、干渉によって計測結果に影響を及ぼす可能性が高い。このため、同時に計測される周波数の差分は、例えば、３０Ｈｚ以上とされる。
マイクロフォンＭ１～Ｍ４のそれぞれは、互いに異なる周波数の音を同時に取得し、取得結果として第二信号を出力する（Ｓ２４）。計測部１７は、マイクロフォンＭ１～Ｍ４のそれぞれから出力される第二信号を取得する（Ｓ２５）。
次に、計測部１７は、ステップＳ２３において出力した第一信号と、ステップＳ２５において取得した第二信号に基づいて、伝達関数を算出する（Ｓ２６）。計測部１７は、例えば、スピーカＳＰ１へ出力した第一信号とマイクロフォンＭ１から取得した第二信号に基づいて、スピーカＳＰ１の位置からマイクロフォンＭ１の位置までの伝達関数を算出することができる。以下、ステップＳ２６における伝達関数の算出方法について具体的に説明する。
スピーカＳＰ１へ出力した第一信号をｙ（ｔ）＝γｓｉｎωｔとし、マイクロフォンＭ１から取得した第二信号をｘ（ｔ）＝αｓｉｎωｔ＋βｃｏｓωｔとすると、伝達関数のゲイン、及び、位相は下記の式により求められる。なお、ａｔａｎ２は、２つの引数を取るアークタンジェントを示す。
Figure 2022156359000005
このような伝達関数のゲイン及び位相を算出するために、計測部１７は、ある周波数において、スピーカＳＰ１からマイクロフォンＭ１までの伝達関数を計測する時間Ｔｍ（以下、計測時間Ｔｍとも記載される）、第一信号ｙ（ｔ）、及び、第二信号ｘ（ｔ）を用いて下記のパラメータＡ、Ｂ、及び、Ｃを算出する。
Figure 2022156359000006
なお、ｙ（ｔ）×ｓｉｎωｔは、第一信号ｙ（ｔ）に基づく第一関数であって時間を変数とする第一関数の一例であり、パラメータＣは、第一関数を時間積分した第一パラメータの一例である。ｘ（ｔ）×ｓｉｎωｔ、及び、ｘ（ｔ）×ｃｏｓωｔのそれぞれは、第二信号ｘ（ｔ）に基づく第二関数であって時間を変数とする第二関数の一例であり、パラメータＢ及びパラメータＣのそれぞれは、第二関数を時間積分した第二パラメータの一例である。計測時間Ｔｍは、積分区間に相当する時間である。パラメータＡ、Ｂ、及び、Ｃをそれぞれ展開すると、以下のようになる。
Figure 2022156359000007
これらの展開後のパラメータＡ、Ｂ、及び、Ｃに示されるように、ｎを正の整数（自然数）として、Ｔｍ＝（ｎ／ω）πとすれば、
Figure 2022156359000008
 となる。上記伝達関数のゲイン及び位相は、パラメータＡ、Ｂ、及び、Ｃを用いて、
Figure 2022156359000009
 と表現される。つまり、計測部１７は、Ｔｍ＝（ｎ／ω）πに設定することで、パラメータＡ、Ｂ、及び、Ｃに基づいて伝達関数を算出することができる。
なお、Ｔｍ≠（ｎ／ω）πである場合、展開後のパラメータＡ、Ｂ、及び、Ｃのうち、破線の下線部が誤差成分として残る。ここで、伝達関数を算出するために必要な成分（パラメータＡのαＴｍの項、パラメータＢのβＴｍの項、パラメータＣのγＴｍの項）は、Ｔｍに比例して値が大きくなるが、誤差成分は、周期的に値が変化する。図１０は、必要成分の値、及び、誤差成分の値のそれぞれと計測時間Ｔｍとの関係の一例を示す図である。図１０においては、α＝β＝γ＝１、ω＝２００π（１００Ｈｚ）の場合の必要成分及び誤差成分の変化がグラフ化されている。
図１０に示されるように、計測部１７は、Ｔｍ＝（ｎ／ω）πに設定する代わりに、Ｔｍを十分長い時間に設定することで、誤差成分の影響度を低下させることができる。言い換えれば、計測部１７は、Ｔｍ＝（ｎ／ω）πに設定する代わりに、Ｔｍを十分長い時間に設定することによっても誤差成分の影響度を低下させることができる。なお、十分長い時間とは、例えば、５００ｍｓであるが、特に限定されない。
以上説明したように、能動騒音低減装置１０の計測部１７は、図７に示されるような実施の形態に係る伝達関数の計測方法を実行する。計測部１７は、具体的には、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４のそれぞれに第一信号を出力することにより、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４に互いに周波数が異なる音を同時に出力させ、互いに周波数が異なる音の取得結果としてマイクロフォンＭ１から出力される第二信号を取得し、第一信号、及び、第二信号に基づいて、互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出する。このような伝達関数の計測方法は、処理を並行して行うことができるので、図６に比較例に係る伝達関数の計測方法よりも総計測時間の短縮を図ることができる。
なお、スピーカＳＰ１～ＳＰ４からマイクロフォンＭ１～Ｍ４までの２１Ｈｚ～３００Ｈｚの伝達関数の計測（つまり全ての伝達関数）が終了すると、計測部１７は、計測結果を情報端末６０に送信する。この結果、情報端末６０の記憶部には４つのスピーカＳＰ１～ＳＰ４から４つのマイクロフォンＭ１～Ｍ４までの１６通りの伝達関数であって各々が２１Ｈｚ～３００Ｈｚのデータを含む１６通りの伝達関数が記憶される。実際には、車両５０の条件（空間５６の温度、車両５０の窓の開閉状態など）を変えるなどして伝達関数が複数回計測され、最終的な模擬伝達関数が決定される。決定された最終的な模擬伝達関数は、製造工程において、能動騒音低減装置（量産品）の記憶部に記憶される。
［伝達関数の計測方法に対する工夫１］
計測時間Ｔｍを十分に長い時間（例えば、５００ｍｓなど）に設定すれば、比較例に係る計測方法（図６）によって得られる伝達関数と、実施の形態に係る計測方法（図７）によって得られる伝達関数とに大きな差は無いと考えられる。ここで、発明者らは、さらなる総計測時間の短縮のために、計測時間Ｔｍを計測対象の周波数の１０周期として、比較例に係る計測方法によって得られる伝達関数と、実施の形態に係る計測方法によって得られる伝達関数との比較を行った。
図１１は、比較例に係る計測方法及び実施の形態に係る計測方法のそれぞれによって得られる伝達関数のゲイン（比較例：破線、実施の形態：実線）を示す図である。図１２は、比較例に係る計測方法及び実施の形態に係る計測方法のそれぞれによって得られる伝達関数の位相（比較例：破線、実施の形態：実線）を示す図である。なお、実施の形態に係る計測方法においては、計測時間Ｔｍは、同時に伝達関数の計測対象となる複数の周波数のうち、最も小さい周波数の１０周期に設定された。例えば、５０Ｈｚの伝達関数と１００Ｈｚの伝達関数とが同時に計測される場合、５０Ｈｚの１０周期は２００ｍｓ、１００Ｈｚの１０周期は１００ｍｓとなるため、計測時間Ｔｍは、２００ｍｓに設定される。
図１１及び図１２に示されるように、比較例に係る計測方法によって得られる伝達関数と、実施の形態に係る計測方法によって得られる伝達関数とには差異がある。以下、この差異を小さくするための方法（実施の形態に係る計測方法によって得られる伝達関数を比較例に係る計測方法によって得られる伝達関数近づける方法）について説明する。
実施の形態に係る計測方法では、ある周波数の音の伝達関数の計測時には、当該周波数の音と同時に出力される他の周波数の音が外乱となる。つまり、第二信号に外乱が含まれる。この外乱が上記差異の原因となると考えられる。例えば、２つのスピーカを用いて角速度がω０である音の伝達関数と角速度ω１である音の伝達関数とが同時に計測される場合、角速度ω０の音が計測対象である場合には、角速度がω１の音が外乱となり、角速度がω１の音が計測対象である場合には角速度ω０の音が外乱となる。計測の対象となる角速度をω、外乱となる角速度をω´とすると、外乱を含む第二信号は、ｘ（ｔ）＝αｓｉｎωｔ＋βｃｏｓωｔ＋α´ｓｉｎω´ｔ＋β´ｃｏｓω´ｔと表現できる。右辺第三項及び第四項が外乱成分である。上述のパラメータＡ、Ｂ、及びＣのうち第二信号に基づくパラメータＡ及びＢは下記のように表現される。
Figure 2022156359000010
パラメータＡを展開すると以下のようになる。
Figure 2022156359000011
パラメータＡをさらに整理すると以下のようになる。
Figure 2022156359000012
この式の１つ目の実線の下線部は必要成分である。１つの目の破線の下線部を誤差成分Ａ１、次の実線の下線部を誤差成分Ａ２、次の破線の下線部を誤差成分Ａ３と定義すると、誤差成分Ａ１～Ａ３の全てを０にするためには、ｎ０、ｎ１、ｎ２を任意の正の整数（自然数）として、以下の式が満たされるように計測時間Ｔｍが設定されるとよい。
Figure 2022156359000013
しかしながら、この式を満たすような計測時間Ｔｍは、比較的長い時間となってしまう。ここで、必要成分の値、及び、誤差成分Ａ１～Ａ３の値は、図１３のように変化する。図１３は、必要成分の値、及び、誤差成分Ａ１～Ａ３の値のそれぞれと計測時間Ｔｍとの関係の一例を示す図である。図１３に示されるように、誤差成分Ａ１～Ａ３の中では誤差成分Ａ３の影響が支配的であることがわかる。２つの周波数を同時に計測するときの条件を、｜ω＋ω´｜＞２｜ω－ω´｜とする。すなわち、同時に計測される周波数の和が同時に計測される周波数の差の２倍よりも大きいことを条件とすると、この条件下では、ω´－ω＜２ω＜ω´＋ωとなるため，誤差成分Ａ３が支配的となる。
パラメータＡと同様に、パラメータＢを展開し、整理すると以下のようになる。
Figure 2022156359000014
図示されないが、誤差成分Ｂ１～Ｂ３は、誤差成分Ａ１～Ａ３と同様の挙動を示す。つまり、誤差成分Ｂ１～Ｂ３の中では誤差成分Ｂ３の影響が支配的である。
誤差成分Ａ３及びＢ３を０にするためには、ｎを任意の正の整数として、以下の式が満たされるように計測時間Ｔｍが設定されるとよい。
Figure 2022156359000015
ω＝２πｆであることから、同時に伝達関数が計測される周波数の差分ｆ´－ｆを一定にし、かつ、計測時間Ｔｍ＝ｎ／（ｆ´－ｆ）に設定する（つまり、計測時間Ｔｍを、自然数ｎを周波数の差分で除算した時間に設定する）ことで、総計測時間の短縮と、誤差の低減との両立を図ることができる。例えば、同時に伝達関数が計測される周波数の差分が５０Ｈｚであれば、計測部１７は、計測時間をｎ×（１／５０）＝ｎ×２０ｍｓに設定することで、総計測時間の短縮と誤差の低減との両立を図ることができる。
以下、このような工夫１を適用した計測方法を用いて計測された伝達関数について具体的に説明する。図１４は、伝達関数のゲインの計測結果を示す図である。図１４の破線は、比較例に係る計測方法で８０Ｈｚ～９０Ｈｚの周波数の音の伝達関数を計測したときの伝達関数のゲインを示す。図１４の実線は、実施の形態に係る計測方法（８０Ｈｚ～９０Ｈｚの周波数の音の伝達関数を１３０Ｈｚ～１４０Ｈｚの周波数の音の伝達関数と同時に計測）にさらに工夫１を適用してＴｍ＝１４０ｍｓ（つまり、上記式でｎ＝７）とした場合の伝達関数のゲインを示す。図１４の一点鎖線は、実施の形態に係る計測方法に工夫１を適用せずにＴｍ＝１３０ｍｓとした場合の伝達関数のゲインを示す。
図１５は、伝達関数の位相の計測結果を示す図である。図１５の破線は、比較例に係る計測方法で８０Ｈｚ～９０Ｈｚの周波数の音の伝達関数を計測したときの伝達関数の位相を示す。図１５の実線は、実施の形態に係る計測方法にさらに工夫１を適用してＴｍ＝１４０ｍｓとした場合の伝達関数の位相を示す。図１５の一点鎖線は、実施の形態に係る計測方法に工夫１を適用せずにＴｍ＝１３０ｍｓとした場合の伝達関数の位相を示す。
図１４及び図１５に示されるように、実施の形態に係る計測方法に工夫１を適用することで実施の形態に係る計測方法で計測された伝達関数を、比較例に係る計測方法で計測された伝達関数に近づけることができる。つまり、工夫１によれば、総計測時間の短縮と、誤差の低減との両立を図ることができる。
［工夫２］
さらに誤差を低減するためにはスピーカＳＰ１～ＳＰ４の歪み成分を考慮する必要がある。例えば、スピーカＳＰ１が３０Ｈｚの音を出力すると、２次の歪み成分に相当する６０Ｈｚの音、及び、３次歪み成分に相当する９０Ｈｚの音なども出力されてしまう。実施の形態に係る計測方法では、互いに異なる周波数の音が同時に出力されるときに、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４から歪み成分も同時に出力されてしまい誤差の原因となる。
そこで、計測部１７は、計測対象の周波数が、歪み成分の影響が大きい周波数帯域に属するときには、比較例に係る計測方法（１つのスピーカのみから音を出力）を使用し、計測対象の周波数が、歪み成分の影響が小さい周波数帯域に属するときには、実施の形態に係る計測方法を実行してもよい。例えば、誤差を５％以内にしたい場合には、計測部１７は、計測対象の信号の音圧とその歪み成分の音圧との差が２６ｄＢ以上ある場合に、実施の形態に係る計測方法を実行する。このように、計測部１７は、比較例に係る計測方法と実施の形態に係る計測方法とを切り替えてもよい。図１６は、このような工夫２が適用された実施の形態に係る計測方法の概要を示す図である。なお、図６及び図７と同様に、図１６に示される矢印の色（ハッチングの濃度）の違いは、スピーカの違いを示している。
図１６の例では、計測対象の周波数が閾値（例えば、１００Ｈｚ）未満である場合には、同時に音を出力するスピーカが１つに制限され、４つのスピーカＳＰ１～ＳＰ４からの音の出力が順次行われる。計測対象の周波数が閾値以上である場合には、４つのスピーカＳＰ１～ＳＰ４からの音の出力が並行して同時に行われる。
閾値は、例えば、スピーカＳＰ１～ＳＰ４の最低共振周波数に設定される。能動騒音低減装置１０が車両５０に搭載される場合、スピーカＳＰ１～ＳＰ４としては、例えば、スピーカ口径が１６ｃｍのドアスピーカが用いられる。図１７は、ドアスピーカの周波数特性の一例を示す図であり、主としてドアスピーカから出力される音の音圧ＳＰＬ（Ｓｏｕｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）の周波数特性と、全高調波歪みＴＨＤ（Ｔｏｔａｌ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）の周波数特性とが示されている。なお、全高調波歪み＝２次歪み＋３次歪み＋・・である。
一般的にドアスピーカの最低共振周波Ｆ０は７０～９０Ｈｚ前後であり、Ｆ０以下は比較的全高調波歪みＴＨＤが大きい。上述のとおり誤差を５％以内、すなわち、計測対象の信号の音圧とその歪み成分の音圧との差が２６ｄＢ以上となるように設定するためには、Ｆ０の値を閾値として設定することが妥当である。
スピーカＳＰ１～ＳＰ４の最低共振周波数が異なる場合には、例えば、最も大きい値の最低共振周波数が採用される。最低共振周波数未満の周波数帯域では、歪み成分が増えることが予想されるため、上記閾値として最低共振周波数が使用されれば、歪み成分の影響を抑制しつつ、総計測時間の短縮を図ることができる。なお、閾値については経験的または実験的に定められればよく、閾値としてスピーカＳＰ１～ＳＰ４の最低共振周波数が採用されることは必須ではない。
［工夫３］
また、実施の形態に係る計測方法において、ある周波数の音の伝達関数を計測するときに、当該音と同時に出力される他の周波数の音の影響を低減するその他の方法として、第一信号及び第二信号のそれぞれにハニング窓を適用することが考えられる。このようなハニング窓の適用処理が行われれば、他の周波数の音の影響をさらに低減できることが期待できる。
［変形例］
実施の形態に係る計測方法は、能動騒音低減装置１０（計測部１７）によって実行されたが、能動騒音低減装置１０以外の装置によって実行されてもよい。実施の形態に係る計測方法は、例えば、伝達関数を計測する専用装置またはパーソナルコンピュータによって実行されてもよい。
また、伝達関数の計測の対象となる空間は、車両５０内の空間５６であったが、その他の空間であってもよい。計測された伝達関数の用途についても特に限定されない。計測された伝達関数は、能動騒音低減装置１０以外の用途に用いられてもよい。
また、実施の形態に係る計測方法には、上記工夫１～３の２つ以上が組み合わされて適用されてもよい。
［まとめ］
以上説明したように、伝達関数の計測方法は、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４のそれぞれに第一信号を出力することにより、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４に互いに周波数が異なる音を同時に出力させる出力ステップＳ２３と、互いに周波数が異なる音の取得結果としてマイクロフォンＭ１から出力される第二信号を取得する取得ステップＳ２５と、第一信号、及び、第二信号に基づいて、互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出する算出ステップＳ２６とを含む。
このような伝達関数の計測方法は、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４にシリアルに音を出力させる計測方法に比べて、総計測時間の短縮を図ることができる。
また、例えば、算出ステップＳ２６においては、第一信号に基づく第一関数であって時間を変数とする第一関数を積分したパラメータＣ、及び、第二信号に基づく第二関数であって時間を変数とする第二関数を時間積分したパラメータＡ、Ｂに基づいて互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出し、第一関数の積分区間、及び、第二関数の積分区間に相当する計測時間Ｔｍを、互いに周波数が異なる音の周波数の差分に基づいて設定する。パラメータＣは、第一パラメータの一例であり、パラメータＡ、Ｂは、第二パラメータ一例である。
このような伝達関数の計測方法は、計測時間Ｔｍを適切な値に設定することで、総計測時間の短縮と、誤差の低減との両立を図ることができる。
また、例えば、算出ステップＳ２６においては、計測時間Ｔｍを、自然数ｎを上記差分で除算することで得られる時間に設定する。
このような伝達関数の計測方法は、総計測時間の短縮と、誤差の低減との両立を図ることができる。
また、例えば、伝達関数の計測方法は、同時に音を出力するスピーカを複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４の１つに制限して伝達関数を計測する第一計測ステップをさらに含み、第一計測ステップと、出力ステップＳ２３、取得ステップＳ２５、及び、算出ステップＳ２６を含む第二計測ステップとを計測対象の周波数に応じて切り替える。
このような伝達関数の計測方法は、誤差が発生しやすい周波数が計測対象であるときに第二計測ステップに代えて第一計測ステップを実行することで、誤差の低減を図ることができる。
また、例えば、伝達関数の計測方法は、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４の１つの最低共振周波数未満の周波数が計測対象である場合には、第一計測ステップを実行し、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４の１つの最低共振周波数以上の周波数が計測対象である場合には、第二計測ステップを実行する。
このような伝達関数の計測方法は、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４の１つの最低共振周波数未満の周波数が計測対象であるときに第二計測ステップに代えて第一計測ステップを実行することで、誤差の低減を図ることができる。
また、例えば、算出ステップＳ２６においては、第一信号に基づく第一関数であって時間を変数とする第一関数を積分したパラメータＣ、及び、第二信号に基づく第二関数であって時間を変数とする第二関数を時間積分したパラメータＡ、Ｂに基づいて互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出し、第一関数の積分区間、及び、第二関数の積分区間に相当する計測時間を、互いに周波数が異なる音の周波数の差分に基づいて設定する。伝達関数の計測方法は、同時に音を出力するスピーカを複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４の１つに制限して伝達関数を計測する第一計測ステップをさらに含み、第一計測ステップと、出力ステップＳ２３、取得ステップＳ２５、及び、算出ステップＳ２６を含む第二計測ステップとを切り替える。
このような伝達関数の計測方法は、総計測時間の短縮と、誤差の低減との両立を図ることができる。
また、例えば、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４及びマイクロフォンＭ１～Ｍ４は、車両５０内の空間５６に設置される。
このような伝達関数の計測方法は、車両５０内の空間５６を対象とした伝達関数の計測において、総計測時間の短縮を図ることができる。
また、例えば、伝達関数の計測方法は、空間５６における騒音を低減する能動騒音低減装置１０によって実行される。
このように、伝達関数の計測方法は、能動騒音低減装置１０によって実現可能である。
また、例えば、能動騒音低減装置１０は、空間における騒音を低減するための通常動作モードと、伝達関数の計測方法を実行するための計測モードとを有し、情報端末６０からモード遷移指令を取得することにより計測モードに遷移する。通常動作モードは第一動作モードの一例であり、計測モードは、第二動作モードの一例である。
このように、伝達関数の計測方法は、能動騒音低減装置１０の動作モードの遷移によって実現可能である。
また、能動騒音低減装置１０は、騒音と相関を有する参照信号が入力される参照信号入力端子１１ａと、入力された参照信号に基づいて特定される周波数を有する基準信号を生成する基準信号生成部１２と、生成された基準信号に適応フィルタを適用することにより、騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する適応フィルタ部１３と、生成されたキャンセル信号をスピーカに出力するためのキャンセル信号出力端子１１ｃと、キャンセル音と、騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号がマイクロフォンＭ１から入力される誤差信号入力端子１１ｂと、スピーカＳＰ１の位置からマイクロフォンＭ１の位置までの伝達特性を模擬した模擬伝達特性を基準信号に適用した補正後基準信号を生成する補正部１４と、誤差信号と、生成された補正後基準信号とを用いて、適応フィルタの係数を逐次更新するフィルタ係数更新部１５と、計測部１７とを備える。計測部１７は、スピーカＳＰ１を含む複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４のそれぞれに第一信号を出力することにより、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４に互いに周波数が異なる音を同時に出力させ、互いに周波数が異なる音の取得結果としてマイクロフォンＭ１から出力される第二信号を取得し、第一信号、及び、第二信号に基づいて、互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出する。参照信号入力端子１１ａは、参照信号入力部の一例であり、キャンセル信号出力端子１１ｃは、キャンセル信号出力部の一例であり、誤差信号入力端子１１ｂは、誤差信号入力部の一例である。
このような能動騒音低減装置１０によって実行される伝達関数の計測方法は、伝達関数の計測において、複数のスピーカＳＰ１～ＳＰ４にシリアルに音を出力させる計測方法に比べて、総計測時間の短縮を図ることができる。
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態に係る能動騒音低減装置は、車両以外の移動体装置に搭載されてもよい。移動体装置は、例えば、航空機または船舶であってもよい。また、本開示は、このような車両以外の移動体装置として実現されてもよい。
また、上記実施の形態に係る能動騒音低減装置の構成は、一例である。例えば、能動騒音低減装置は、Ｄ／Ａ変換器、フィルタ、電力増幅器、または、Ａ／Ｄ変換器などの構成要素を含んでもよい。
また、上記実施の形態に係る能動騒音低減装置が行う処理は、一例である。例えば、上記実施の形態で説明されたデジタル信号処理の一部がアナログ信号処理によって実現されてもよい。
また、例えば、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
また、上記実施の形態において、各構成要素は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
また、各構成要素は、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、各構成要素は、回路（または集積回路）でもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
また、本開示の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
例えば、本開示は、伝達関数の計測方法をコンピュータまたはＤＳＰに実行させるためのプログラムとして実現されてもよいし、このようなプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。また、本開示は、上記実施の形態に係る計測システムとして実現されてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示の伝達関数の計測方法は、総計測時間の短縮を図ることができる。このような方法により計測された伝達関数は、例えば、車室内の騒音を低減するための能動騒音低減装置に使用することができる。
１０ 能動騒音低減装置
１１ａ 参照信号入力端子
１１ｂ 誤差信号入力端子
１１ｃ キャンセル信号出力端子
１１ｄ 接続端子
１２ 基準信号生成部
１２ａ 周波数検出部
１２ｂ 正弦波生成部
１２ｃ 余弦波生成部
１３ 適応フィルタ部
１３ａ 第一フィルタ
１３ｂ 第二フィルタ
１３ｃ 加算部
１４ 補正部
１４ａ 制御部
１４ｂ 第一補正信号生成部
１４ｃ 第二補正信号生成部
１５ フィルタ係数更新部
１５ａ 第一更新部
１５ｂ 第二更新部
１６ 記憶部
１７ 計測部
３０ 受聴者
４０ 計測システム
５０ 車両
５１ エンジン
５２ エンジン制御部
５５ 車両本体
５６ 空間
６０ 情報端末
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４ マイクロフォン
ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４ スピーカ

Claims (10)

  1. 複数のスピーカのそれぞれに第一信号を出力することにより、前記複数のスピーカに互いに周波数が異なる音を同時に出力させる出力ステップと、
    前記互いに周波数が異なる音の取得結果としてマイクロフォンから出力される第二信号を取得する取得ステップと、
    前記第一信号、及び、前記第二信号に基づいて、前記互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出する算出ステップとを含む
    伝達関数の計測方法。
  2. 前記算出ステップにおいては、
    前記第一信号に基づく第一関数であって時間を変数とする第一関数を積分した第一パラメータ、及び、前記第二信号に基づく第二関数であって時間を変数とする第二関数を時間積分した第二パラメータに基づいて前記互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出し、
    前記第一関数の積分区間、及び、前記第二関数の積分区間に相当する計測時間を、前記互いに周波数が異なる音の周波数の差分に基づいて設定する
    請求項１に記載の伝達関数の計測方法。
  3. 前記算出ステップにおいては、前記計測時間を、自然数ｎを前記差分で除算することで得られる時間に設定する
    請求項２に記載の伝達関数の計測方法。
  4. 前記伝達関数の計測方法は、
    同時に音を出力するスピーカを前記複数のスピーカの１つに制限して伝達関数を計測する第一計測ステップをさらに含み、
    前記第一計測ステップと、前記出力ステップ、前記取得ステップ、及び、前記算出ステップを含む第二計測ステップとを計測対象の周波数に応じて切り替える
    請求項１に記載の伝達関数の計測方法。
  5. 前記伝達関数の計測方法は、
    前記複数のスピーカの１つの最低共振周波数未満の周波数が計測対象である場合には、前記第一計測ステップを実行し、
    前記複数のスピーカの１つの最低共振周波数以上の周波数が計測対象である場合には、前記第二計測ステップを実行する
    請求項４に記載の伝達関数の計測方法。
  6. 前記算出ステップにおいては、
    前記第一信号に基づく第一関数であって時間を変数とする第一関数を積分した第一パラメータ、及び、前記第二信号に基づく第二関数であって時間を変数とする第二関数を時間積分した第二パラメータに基づいて前記互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出し、
    前記第一関数の積分区間、及び、前記第二関数の積分区間に相当する計測時間を、前記互いに周波数が異なる音の周波数の差分に基づいて設定し、
    前記伝達関数の計測方法は、
    同時に音を出力するスピーカを前記複数のスピーカの１つに制限して伝達関数を計測する第一計測ステップをさらに含み、
    前記第一計測ステップと、前記出力ステップ、前記取得ステップ、及び、前記算出ステップを含む第二計測ステップとを切り替える
    請求項１に記載の伝達関数の計測方法。
  7. 前記複数のスピーカ及び前記マイクロフォンは、車両内の空間に設置される
    請求項１～６のいずれか１項に記載の伝達関数の計測方法。
  8. 前記伝達関数の計測方法は、前記空間における騒音を低減する能動騒音低減装置によって実行される
    請求項７に記載の伝達関数の計測方法。
  9. 前記能動騒音低減装置は、
    前記空間における騒音を低減するための第一動作モードと、前記伝達関数の計測方法を実行するための第二動作モードとを有し、
    情報端末からモード遷移指令を取得することにより前記第二動作モードに遷移する
    請求項８に記載の伝達関数の計測方法。
  10. 騒音と相関を有する参照信号が入力される参照信号入力部と、
    入力された前記参照信号に基づいて特定される周波数を有する基準信号を生成する基準信号生成部と、
    生成された前記基準信号に適応フィルタを適用することにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する適応フィルタ部と、
    生成された前記キャンセル信号をスピーカに出力するためのキャンセル信号出力部と、
    前記キャンセル音と、前記騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号がマイクロフォンから入力される誤差信号入力部と、
    前記スピーカの位置から前記マイクロフォンの位置までの伝達関数を模擬した模擬伝達関数を前記基準信号に適用した補正後基準信号を生成する補正部と、
    前記誤差信号と、生成された前記補正後基準信号とを用いて、前記適応フィルタの係数を逐次更新するフィルタ係数更新部と、
    計測部とを備え、
    前記計測部は、
    前記スピーカを含む複数のスピーカのそれぞれに第一信号を出力することにより、前記複数のスピーカに互いに周波数が異なる音を同時に出力させ、
    前記互いに周波数が異なる音の取得結果として前記マイクロフォンから出力される第二信号を取得し、
    前記第一信号、及び、前記第二信号に基づいて、前記互いに周波数が異なる音それぞれの伝達関数を算出する
    能動騒音低減装置。
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