JP3363254B2 - 騒音制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、騒音環境下における能
動的騒音消去制御を用いた騒音制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境騒音をデジタル信号処理技術
を用いてスピーカから制御音を出力して、受聴位置で消
音する能動的騒音制御装置が提案されている。この種の
従来の騒音制御装置は図５に示す構成のものが一般的で
あった。

【０００３】ここで従来の騒音制御装置について図５を
参照しながら説明する。本図において騒音源１から放射
された騒音Ｎは、騒音源１の近接位置に設置された騒音
検出器２により騒音検出信号に変換される。また騒音源
１から放射された騒音Ｎは音響空間を経て受聴者の位置
へ伝播する。ここにマイクロホンである誤差検出器３が
設けられており、受聴者の耳に入射される音響と相等の
音響信号が検出される。騒音源１から誤差検出器３への
音響空間の伝達関数をＧとすると、騒音ＮはＮ＊Ｇの音
圧として誤差検出器３に入力される。

【０００４】また受聴者の近傍に制御スピーカ４が設け
られ、騒音消去に関わる制御音が放射され、この制御音
が伝達関数Ｃの音響経路を経て誤差検出器３に達する。
騒音制御装置にはフィルタ５、６が設けられており、フ
ィルタ５は伝達関数Ｈを有し、制御音の信号を生成して
制御スピーカ４に信号を出力する。フィルタ６は、制御
スピーカ４から放射された制御音の一部が騒音検出器２
に回り込むのを防止するために設けられたフィルタであ
り、フィルタ５の出力信号を入力し、伝達関数Ｋにより
変換する。減算器７は騒音検出器２の出力とフィルタ６
の出力との差分値を演算する回路で、その出力はフイル
タ５に与えられる。

【０００５】このような構成の騒音制御装置において、
騒音源１から騒音Ｎが放射され、受聴者の耳にＮ＊Ｇの
音響が入射される（＊は乗算の記号）。一方、騒音Ｎは
騒音検出器２で騒音Ｎ’（＝Ｎ）として検出され、減算
器７を介してフィルタ５に入力される。フィルタ６が設
けられていなければ、フィルタ５の出力はＮ＊Ｈとな
り、この制御信号は制御スピーカ４から放射され、受聴
者の耳にＮ＊Ｈ＊Ｃの音響として入射される。ここで伝
達関数Ｈを（−Ｇ／Ｃ）に同定すれば、受聴者に入射さ
れる合成音は、Ｎ＊Ｇ＋Ｎ＊（−Ｇ／Ｃ）＊Ｃ＝０とな
る。このようにして不要な騒音Ｎは相殺される。

【０００６】さて、制御スピーカ４から騒音検出器２へ
の音響フードバック経路ｆの伝達関数をＦとすると、フ
ィルタ５と制御スピーカ４により生成された制御音の一
部は騒音検出器２の所にフィードバックされる。このた
めハウリングが生じるので、フィルタ６が設けられる。
今、フィルタ６の伝達関数Ｋを伝達関数Ｆに等しくす
る。騒音源１から騒音Ｎが放射され、フィルタ５に騒音
Ｎの信号が入力されると、騒音検出器２にＮ＊Ｈ＊Ｆの
回り込みの音響が入射される。従って減算器７の一方の
入力端には、（Ｎ＋Ｎ＊Ｈ＊Ｆ）の信号が入力され、他
方の入力端にＮ＊Ｈ＊Ｋ＝Ｎ＊Ｈ＊Ｆの信号が入力され
る。このため減算器７の差分出力はＮのみとなり、ハウ
リングが抑止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の騒音制御装置では、フィルタ５がフィルタ６と電気
系でのループを形成するため、伝達関数Ｆの音響経路の
変動要素に対して騒音制御装置が発振する等、動作が不
安定になるという恐れがあった。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、フィードバックの音響経路の特
性が若干変動しても、騒音制御装置が安定に動作して、
不要な騒音を消音することができる騒音制御装置を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、騒音源の騒音情報を検出する複数の騒音検出器と、
各騒音検出器の騒音情報が夫々入力される複数のフィル
タからなる第１のフィルタ群と、第１のフィルタ群の各
出力を加算する加算器と、加算器の出力信号が入力され
る第２のフィルタと、ランダム信号を発生する発振器
と、発振器の出力及び第２のフィルタの出力の一方を選
択する選択手段と、選択手段に接続され、騒音を相殺す
る制御音を出力する制御スピーカと、制御スピーカから
の制御音と騒音源からの到来騒音との誤差を検出する誤
差検出器と、を具備し、第１のフィルタ群の伝達関数の
設定時には、選択手段を発振器の出力に切り換え、制御
スピーカ及び騒音検出器を経て加算器より出力される信
号が最小になるよう第１のフィルタ群の伝達関数を設定
するものであり、第２のフィルタの伝達関数の設定時に
は、選択手段を第２のフィルタの出力に切り換え、制御
スピーカを経て誤差検出器より第２のフィルタに入力さ
れる誤差信号が最小になるよう第２のフィルタの伝達関
数を設定したことを特徴とするものである。

【００１０】本願の請求項２の発明は、騒音源の騒音情
報を検出する複数の騒音検出器と、各騒音検出器の騒音
情報が夫々入力される複数のフィルタからなる第１のフ
ィルタ群と、第１のフィルタ群の各出力を加算する加算
器と、加算器の出力信号が入力される第２のフィルタ
と、ランダム信号を発生する発振器と、発振器の出力及
び第２のフィルタの出力の一方を選択する第１の選択手
段と、第１の選択手段に接続され、騒音を相殺する制御
音を出力する制御スピーカと、制御スピーカからの制御
音と騒音源からの到来騒音との誤差を検出する誤差検出
器と、加算器の出力及び発振器の出力の一方を選択する
第２の選択手段と、第２の選択手段に接続され、制御ス
ピーカと誤差検出器間の伝達関数と相等の伝達関数を有
する第３のフィルタと、第３のフィルタの出力と誤差検
出器の出力とから第２のフィルタの伝達関数を適応制御
するための更新制御信号を出力する更新制御器と、を具
備し、第１のフィルタ群及び第３のフィルタの伝達関数
の設定時には、第１及び第２の選択手段を発振器の出力
に切り換え、制御スピーカ及び騒音検出器を経て加算器
より出力される信号が最小になるよう第１のフィルタ群
の伝達関数を設定すると共に、制御スピーカを経て誤差
検出器より出力される信号から第３のフィルタの信号を
減算した信号が最小になるよう第３のフィルタの伝達関
数を設定するものであり、第２のフィルタの伝達関数の
設定時には、第１の選択手段を第２のフィルタの出力に
切り換えると共に、第２の選択手段を加算器の出力に切
り換え、制御スピーカを経て誤差検出器より係数更新器
に入力される誤差信号が最小になるよう更新制御信号を
生成して、第２のフィルタの伝達関数を設定し、騒音の
制御信号を第２のフィルタを介して制御スピーカに出力
するようにしたことを特徴とするものである。

【００１１】本願の請求項３の発明は、騒音源の騒音情
報を検出する二つの騒音検出器と、一方の騒音検出器の
騒音情報が入力される第１のフィルタと、第１のフィル
タの出力と他方の騒音検出器の出力とを加算する加算器
と、加算器の出力信号が入力される第２のフィルタと、
ランダム信号を発生する発振器と、発振器の出力及び第
２のフィルタの出力の一方を選択する第１の選択手段
と、第１の選択手段に接続され、騒音を相殺する制御音
を出力する制御スピーカと、制御スピーカからの制御音
と騒音源からの到来騒音との誤差を検出する誤差検出器
と、加算器の出力及び発振器の出力の一方を選択する第
２の選択手段と、第２の選択手段に接続され、制御スピ
ーカと誤差検出器間の伝達関数と相等の伝達関数を有す
る第３のフィルタと、第３のフィルタの出力と誤差検出
器の出力とから第２のフィルタの伝達関数を適応制御す
るための更新制御信号を出力する更新制御器と、を具備
し、第１のフィルタ及び第３のフィルタの伝達関数の設
定時には、第１及び第２の選択手段を発振器の出力に切
り換え、制御スピーカ及び騒音検出器を経て加算器より
出力される信号が最小になるよう第１のフィルタの伝達
関数を設定すると共に、制御スピーカを経て誤差検出器
より出力される信号から第３のフィルタの信号を減算し
た信号が最小になるよう第３のフィルタの伝達関数を設
定するものであり、第２のフィルタの伝達関数の設定時
には、第１の選択手段を第２のフィルタの出力に切り換
えると共に、第２の選択手段を加算器の出力に切り換
え、制御スピーカを経て誤差検出器より係数更新器に入
力される誤差信号が最小になるよう更新制御信号を生成
して、第２のフィルタの伝達関数を設定し、騒音の制御
信号を第２のフィルタを介して制御スピーカに出力する
ようにしたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、第１のフィルタ群の伝達関数の設定時には、
発振器によりランダム信号を発生させ、この信号を制御
スピーカより放射させる。そして制御スピーカ及び騒音
検出器を経て加算器により出力される信号が最小になる
よう、第１のフィルタ群の伝達関数を設定する。次に伝
達関数の設定後は、選択手段を第２のフィルタの出力に
切り換え、騒音の制御信号を制御スピーカから出力し、
誤差検出器信号が最小になるよう第２のフィルタの係数
を更新する。こうすると制御スピーカからの騒音検出器
群への指向感度が低下し、音響フィードバック成分が取
り除かれる。しかも騒音制御回路において電気的ループ
が構成されないので、音響フィードバック経路が若干変
動しても安定に騒音制御できることとなる。

【００１３】また本願の請求項２及び３の発明によれ
ば、第１のフィルタ群又は第１のフィルタ、第３のフィ
ルタの伝達関数の設定時には、第１及び第２の選択手段
を発振器の出力に切り替え、発振器によりランダム信号
を発生させ、この信号を制御スピーカより放射させる。
そして制御スピーカ及び騒音検出器を経て加算器より出
力される信号が最小になるよう第１のフィルタ群又は第
１のフィルタの伝達関数を設定する。これと並行して制
御スピーカを経て誤差検出器より出力される信号から第
３のフィルタの信号を減算した信号が最小になるよう第
３のフィルタの伝達関数を設定する。また第２のフィル
タの伝達関数の設定時には、第１の選択手段を第２のフ
ィルタの出力に切り換えると共に、第２の選択手段を加
算器の出力に切り換える。そして制御スピーカを経て誤
差検出器より係数更新器に入力される誤差信号が最小に
なるよう更新制御信号を生成して、第２のフィルタの伝
達関数を設定する。こうすると、制御スピーカからの騒
音検出器群への指向感度が低下し、音響フィードバック
成分が取り除かれる。しかも騒音制御回路において電気
的ループが構成されないので、音響フィードバック経路
が若干変動しても騒音制御が安定に動作する。さらに各
フィルタの伝達関数の設定精度が向上し、音響空間及び
騒音源の特性変化に対応した制御音が生成される。

【００１４】

【実施例】本発明の第１実施例における騒音制御装置に
ついて図１を参照しながら説明する。図１は第１実施例
の騒音制御装置２０の構成を示すブロック図であり、従
来例と同一部分は同一の符号を付けて説明を省略する。
本図において、騒音源１と近接する位置に複数の騒音検
出器２１ａ，２１ｂ，・・・２１ｎが設けられている。
これら複数の騒音検出器をまとめて騒音検出器群２１と
呼ぶ。騒音検出器群２１は、騒音源１から放射される雑
音Ｎと、制御スピーカ４からの回り込み音を検出するマ
イクロホンである。

【００１５】騒音検出器２１ａ，２１ｂ，・・・２１ｎ
の出力端にフィルタ２２ａ，２２ｂ、・・・２２ｎが夫
々接続されている。フィルタ２２ａ，２２ｂ，・・・２
２ｎをまとめて第１のフィルタ群２２と呼び、騒音検出
器２１ａ，２１ｂ，・・・２１ｎで検出された騒音検出
信号を入力し、夫々の伝達関数で信号を変換する回路で
ある。これらのフィルタは例えばＦＩＲフィルタで構成
され、その乗算係数（タップ係数）はスイッチ２３を介
して入力される制御信号によって適応制御される。

【００１６】フィルタ２２ｂ，２２ｃ，・・・２２ｎの
出力端には、加算器２４ｂ，２４ｃ，・・・２４ｎが夫
々設けられている。先頭の加算器２４ｂはフィルタ２２
ａの出力とフィルタ２２ｂの出力とを加算する回路で、
加算器２４ｃは加算器２４ｂの出力とフィルタ２２ｃの
出力とを加算する回路である。このように縦続接続され
た加算器２４ｂ，２４ｃ，・・・２４ｎにおいて、最終
段の加算器２４ｎから各フィルタ２２ａ〜２２ｎの出力
信号の加算結果が出力される。

【００１７】さて、加算器２４ｎの出力はスイッチ２３
の入力端ａと第２のフィルタ５に与えられる。フィルタ
５も例えばＦＩＲフィルタで構成され、伝達関数Ｈを有
する適応フィルタである。フィルタ５は制御音の信号を
生成してスイッチ２５を介して制御スピーカ４に出力す
る。発振器２６はランダム信号を発生し、フィルタ群２
２の伝達関数の設定時にスイッチ２５を介して制御スピ
ーカ４に測定用のランダム信号を出力するものである。

【００１８】このように構成された第１実施例の騒音制
御装置２０は、騒音検出器２１ａ〜２１ｎに至る音響フ
ィードバック経路ｆによる成分をフィルタ群２２により
取り除き、かつ音響フィードバック経路ｆの特性が若干
変動しても、安定に騒音を消去できるようにしたもので
ある。

【００１９】制御スピーカ４から、騒音検出器２１ａ，
２１ｂ，・・・２１ｎに至る音響経路の伝達関数を夫々
Ｆ１，Ｆ２，・・・Ｆｎとする。フィルタ群２２の設定
時には、まずスイッチ２５を入力端ａ側に切り換える。
発振器２６のランダム信号Ｗを制御スピーカ４に与え、
ランダム音を放射させる。このとき騒音源１の騒音Ｎは
放射されていないものとする。次に制御スピーカ４から
騒音源１側に回り込んだランタム音（Ｗ＊Ｆ１，Ｗ＊Ｆ
２，・・・Ｗ＊Ｆｎ）を騒音検出器群２１で検出する。
フィルタ２２ａ，２２ｂ、・・・２２ｎの伝達関数を夫
々Ｋ１，Ｋ２，・・・Ｋｎとすると、加算器２４ｎの出
力は｛Ｗ＊Ｆ１＊Ｋ１＋Ｗ＊Ｆ２＊Ｋ２＋・・・＋Ｗ＊
Ｆｎ＊Ｋｎ｝となる。

【００２０】次にスイッチ２３を入力端ａ側に切り換
え、上述した演算値を更新制御信号とすると、加算器２
４ｎの更新制御信号をフィルタ２２ａ〜２２ｎに与え
る。そしてフィルタ群２２では例えばＬＭＳアルゴリズ
ム等を用いて、Ｗ＊Ｆ＝｛Ｗ＊Ｆ１＊Ｋ１＋Ｗ＊Ｆ２＊
Ｋ２＋・・・＋Ｗ＊Ｆｎ＊Ｋｎ｝の値が最小になるよ
う、各伝達関数Ｋ１〜Ｋｎの値を適応制御する。

【００２１】こうすると、制御スピーカ４から騒音検出
器群２１へのフィードバック成分は取り除かれ、各フィ
ルタ２２ａ〜２２ｎの伝達関数（タップ係数）が最適状
態に設定されたことになる。最終的には騒音検出器群２
の指向感度特性は図２に示すようになる。即ち本図の＋
ｘ軸で示す制御スピーカ４からの音響フィードバック経
路ｆ方向の感度は、大きなディップを生じ、騒音源１か
らの感度を所定レベルに保持した状態で、制御スピーカ
４の制御音をフィルタ５を含む制御回路系に入力させな
いようにしている。

【００２２】次に、スイッチ２３，２５を入力端ｂ側に
切り換える。この状態ではフィルタ群２２の各タップ係
数が固定され、図２の＋ｘ方向に対しは、加算器２４を
含むフィルタ群２２の総合伝達関数Ｊは、Ｆ１＊Ｋ１＋
Ｆ２＊Ｋ２＋・・・＋Ｆｎ＊Ｋｎ＝ｋ／Ｆとなる。但
し、ｋは＋ｘ方向の信号に対して０に近い定数であり、
それ以外の方向からの信号に対しては大きな値を持つも
のとなる。

【００２３】次にフィルタ５の適応制御について説明す
る。現在、スイッチ２３，２５は入力端ｂ側に切り換え
られているので、誤差検出器３には騒音Ｎ＊Ｇと、制御
スピーカ４からの制御音Ｎ＊Ｊ＊Ｈ＊Ｃとが入力され
る。誤差検出器３はこれらの誤差信号として、｛（Ｎ＊
Ｇ）＋（Ｎ＊Ｊ＊Ｈ＊Ｃ）｝をフィルタ５に出力する。
フィルタ５では、この誤差信号が小さくなるようにＬＭ
Ｓアルゴリズム等を用いてタップ係数（伝達関数Ｈ）を
制御する。即ち｛（Ｎ＊Ｇ）＋（Ｎ＊Ｊ＊Ｈ＊Ｃ）｝＝
０になるよう制御すると、Ｈ＝−Ｇ／（Ｊ＊Ｃ）とな
る。

【００２４】このとき、制御スピーカ４からの制御音の
一部は音響フィードバック経路ｆを通じて、騒音検出器
群２１に到来するが、すでにタップ係数が設定されたフ
ィルタ群２２により、Ｗ＊Ｆ＊Ｊ＝Ｗ＊Ｆ＊（ｋ／Ｆ）
＝Ｗ＊ｋ≒０となっている。こうしてフイードバック成
分を取り除くことができ、騒音源１の騒音検出信号のみ
がフィルタ群２２の加算信号として得られる。図１に示
す回路において、フィルタ５などが電気的ループの構成
をとらないので、音響フィードバック経路ｆが変動して
も、フィルタ５は安定に収束して良好に消音を行うこと
ができる。

【００２５】次に本発明の第２実施例における騒音制御
装置について図３を参照しながら説明する。図３は第２
実施例における騒音制御装置３０の構成を示すブロック
図であり、第１実施例と同一部分は同一の符号をつけて
説明を省略する。本実施例でも騒音源１に対する騒音制
御装置３０として、誤差検出器３、制御スピーカ４、フ
ィルタ５、騒音検出器群２１、第１のフィルタ群２２、
スイッチ２３、加算器２４ｂ〜２４ｎ、スイッチ２５、
発振器２６が設けられている。

【００２６】本実施例では第１のフィルタ群２２、第２
のフィルタ５に加えて、第３のフィルタ３１が設けられ
ている。フィルタ３１は伝達関数Ｌを有する適応フィル
タで、例えば複数のタップ係数を有するＦＩＲフィルタ
で構成される。フィルタ３１は伝達関数Ｌの同定時に、
スイッチ３２を介して発振器２６のランダム信号を入力
し、出力信号を減算器３３に与える。

【００２７】係数更新器３４は、フィルタ５の伝達関数
Ｈの適応制御時に、誤差検出器３からの誤差信号と、同
定されたフィルタ３１の出力信号を入力し、フィルタ５
に対し更新制御信号を与える回路である。減算回路３３
は誤差検出器３の誤差信号と、フィルタ３１の出力信号
を入力し、その差分値を演算する回路である。この差分
値は同定制御信号としてスイッチ３５を介してフィルタ
３１に与えられる。スイッチ２３，第１の選択手段であ
るスイッチ２５，第２の選択手段であるスイッチ３２
は、夫々フィルタ３１の伝達関数Ｌの同定時に入力端ａ
側に切り換え、フィルタ５の伝達関数Ｈの適応制御時に
入力端ｂ側に切り換えるものである。

【００２８】このように構成された本実施例の騒音制御
装置３０は、制御スピーカ４から騒音検出器群２１に至
る音響フィードバック経路ｆによる成分を、騒音検出器
群２１に縦続したフィルタ群２２により取り除き、音響
フィードバック経路ｆの特性が若干変動しても、安定に
騒音を消去することを特徴とする。また本実施例は、制
御系の音響伝達関数Ｃをフィルタ３１に同定するときに
フィルタ群２１の伝達関数の設定を同時に行うことによ
り、その設定時間を短縮することを特徴としている。

【００２９】本実施例の騒音制御装置３０を動作させる
には、まずスイッチ２３，２５，３２，３５を夫々入力
端ａ側に切り換える。そして発振器２６を動作させ、そ
のランダム信号を制御スピーカ４とフィルタ３１に出力
し、制御スピーカ４からランダム音Ｗを放射する。この
とき騒音源１の騒音Ｎは放射されていないものとする。

【００３０】制御スピーカ４のランダム音Ｗを騒音検出
器群２１で検出し、フィルタ群２２を通過した各出力信
号を加算する。そして各フィルタ２２ａ〜２２ｎはスイ
ッチ２３を介して入力された制御信号（加算信号）を入
力し、この加算信号が最小になるように各タップ係数を
設定する。ここでの設定方法は適応フィルタ理論のＬＭ
Ｓアルゴリズム等を用いることができる。

【００３１】これにより、第１実施例と同様に制御スピ
ーカ４から騒音検出器群２１へのフィードバック成分は
取り除かれ、この場合のタップ係数が設定される。最終
的に騒音検出器群２２の指向感度特性は図２に示すよう
になり、制御スピーカ４からの音響フィードバック経路
ｆの方向の感度にディップを生じさせる。またスイッチ
３２は入力端ａ側に切り換えられているので、発振器２
６のランダム信号Ｗはフィルタ３１にも与えられる。一
方、誤差検出器３に入射されたランダム音の信号Ｗ＊Ｃ
は減算器３３に入力される。

【００３２】スイッチ３５も入力端ａ側に切り換えられ
ているので、フィルタ３１は減算器３３より信号Ｗ＊Ｃ
と信号Ｗ＊Ｌとの差分値（Ｗ＊Ｃ−Ｗ＊Ｌ）を入力し、
その値が最小になるよう伝達関数Ｌを同定する。この場
合の同定方法もＬＭＳアルゴリズム等を用いて行う。差
分値が零に制御されたとき、伝達関数Ｌは伝達関数Ｃと
同一になる。このようにしてフィルタ群２２の特性設定
と並行してフィルタ３１の特性が同定される。

【００３３】次に、スイッチ２３，２５，３２，３５を
夫々入力端ｂ側に切り換える。即ちフィルタ５の出力信
号を制御スピーカ４に与え、フィルタ群２２の各タップ
係数と、フィルタ３１の伝達関数Ｌの値を固定する。こ
こで、誤差検出器３は騒音Ｎ＊Ｇと制御スピーカ４から
の制御音−Ｎ＊Ｊ＊Ｈ＊Ｃとの誤差音を検出する。そし
て係数更新器３４は誤差信号（Ｎ＊Ｇ−Ｎ＊Ｊ＊Ｈ＊
Ｃ）とフィルタ３１の出力信号とを入力する。次に係数
更新器３４は誤差信号が小さくなるようＬＭＳアルゴリ
ズム等を用いて演算し、フィルタ５の伝達関数Ｈを設定
する。誤差信号（Ｎ＊Ｇ＋Ｎ＊Ｊ＊Ｈ＊Ｃ）＝０であれ
ば、Ｈ＝−Ｇ／（Ｊ＊Ｃ）となる。

【００３４】このとき制御スピーカ４からの制御音は音
響フィードバック経路ｆを通じて、騒音検出器群２１に
到来するが、すでにタップ係数を設定したフィルタ群２
２によりこのフイードバック成分が取り除かれており、
騒音源１の騒音検出信号のみがフィルタ群２２の加算信
号として得られる。この場合、電気的ループが構成され
ていないので、音響フィードバック経路ｆが変動して
も、フィルタ５は安定に収束して良好に消音を行うこと
ができる。さらにフィルタ群２２のタップ係数設定はフ
ィルタ３１のタップ係数設定と同時に行うことができ、
これらのタップ係数設定の時間を短縮できる効果があ
る。またフィルタ３１は消音制御時にフィルタ群２２の
出力を用いて信号を減算器３３に与えているので、フィ
ルタ５の伝達関数Ｈは高精度に制御される。

【００３５】次に本発明の第３実施例における騒音制御
装置について図４を参照しながら説明する。図４は第３
実施例における騒音制御装置４０の構成を示すブロック
図であり、第２実施例と同一部分は同一の符号をつけて
説明を省略する。本実施例でも騒音源１に対する騒音制
御装置４０として、誤差検出器３、制御スピーカ４、フ
ィルタ５、騒音検出器群２１、スイッチ２３、スイッチ
２５、発振器２６、フィルタ３１、スイッチ３２、減算
器３３、係数更新器３４、スイッチ３５が設けられてい
る。図３の第２実施例と異なり、騒音検出器２１ａの出
力はフィルタを介さないで加算器３４の一方の入力端に
与えられ、騒音検出器２１ｂの出力が第１のフィルタ２
２ｂを経て加算器３４に他方の入力端に与えられてい
る。

【００３６】このように構成された第３実施例の騒音制
御装置４０は、制御スピーカ４から騒音検出器２１ａ，
２１ｂに至る音響フィードバック経路ｆによる成分を、
騒音検出器２１ｂに縦続したフィルタ２２ｂにより取り
除き、音響フィードバック経路ｆが若干変動しても安定
に騒音制御が可能にすることを特徴とする。また騒音制
御装置４０は、フィルタ２２ｂのタップ係数の設定を制
御系の音響伝達経路の伝達関数Ｃをフィルタ３１に同定
する時に同時に行うことにより、タップ係数の設定時間
を短縮することを特徴としている。

【００３７】本実施例の騒音制御装置４０を動作させる
には、まずスイッチ２３，２５，３２，３５を夫々入力
端ａ側に切り換える。そして騒音検出器２１ａの出力信
号と、騒音検出器２１ｂに縦続されたフィルタ２２ｂの
出力信号とを加算器２４で加算して、その加算値を第２
のフィルタ５に入力する。スイッチ２５はランダム信号
を発生する発振器２６の出力信号を選択して、制御スピ
ーカ４に与える。またスイッチ３２は発振器２６の出力
信号を選択して第３のフィルタ３１に与える。

【００３８】まず発振器２６によりランダム音を発生さ
せ、制御スピーカよりランダム音を出力する。このラン
ダム音を騒音検出器２１ａ、２１ｂで検出し、騒音検出
器２１ａの検出信号とフィルタ２２ｂの出力信号を加算
器２４で加算する。第１，第２実施例と同様にスイッチ
２３はこの加算信号をフィルタ２２ｂに入力し、この加
算信号が小さくなるようにフィルタ２２ｂを制御してタ
ップ係数を設定する。この方法は適応フィルタ理論のＬ
ＭＳアルゴリズム等を用いることができる。

【００３９】これによりフィルタ２２ｂにおいて、制御
スピーカ４から騒音検出器２１ａ，２１ｂへのフィード
バック成分は除去されるようなタップ係数が設定され
る。最終的に騒音検出器群２１の指向感度特性は図２の
ようになり、制御スピーカ４からの音響フィードバック
経路ｆの方向の感度にディップを生じさせることにな
る。

【００４０】以上の動作と並行してスイッチ３２は入力
端ａ側に切り換えられているので、スイッチ３５は誤差
検出器３の検出信号とフィルタ３１の出力信号との差分
値を減算器３３を介して入力し、その信号をフィルタ３
１に制御信号として与える。そしてフィルタ３１は、こ
の差分値が最小になるようにＬＭＳアルゴリズム等を用
いて適応制御し、タップ係数を設定する。即ち、制御ス
ピーカ４から誤差検出器３までの制御系の伝達関数Ｃが
フィルタ３１に同定される。

【００４１】次に、スイッチ２５を入力端ｂ側、即ちフ
ィルタ５の出力信号を選択し、スイッチ２３は入力端ｂ
側、即ちフィルタ２２ｂのタップ係数を固定化するよう
に選択し、スイッチ３２は入力端ｂ側、即ち加算器２４
の加算信号を選択し、スイッチ３５は入力端ｂ側、即ち
フィルタ３１のタップ係数を固定するように選択する。
ここで、誤差検出器３は騒音Ｎ＊Ｇと制御スピーカ４の
制御音との誤差音を検出し、この信号を係数更新器３４
に与える。係数更新器３４はフィルタ３１の信号と誤差
信号とを入力し、誤差信号が小さくなるようＬＭＳアル
ゴリズム等を用いて、フィルタ５のタップ係数を演算し
て伝達関数Ｈを更新する。

【００４２】このとき、制御スピーカ４からの制御音は
音響フィードバック経路ｆを通じて騒音検出器２１ａ，
２１ｂに到来するが、すでにタップ係数を設定したフィ
ルタ２２ｂを通過した信号との加算信号からは、このフ
イードバック成分が取り除かれている。このため騒音源
１の騒音検出信号のみが加算信号として得られ、かつ電
気的ループの構成をとらなくなる。従って音響フィード
バック経路ｆが変動しても、フィルタ５は安定に収束し
て良好に消音制御を行うことができる。またフィルタ２
２ｂのタップ係数の設定はフィルタ３１のタップ係数の
設定と同時に行うことができ、これらのタップ係数設定
の時間を短縮できる効果が生じる。

【００４３】なお以上の各実施例では、騒音源１と誤差
検出器群２１が各々１組みの場合を例に説明したが、夫
々が複数組みの場合にも応用できるのは勿論である。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、騒音源に
近接して騒音検出器を複数個設け、第１のフィルタで信
号を処理することにより、制御スピーカから騒音検出器
側への回り込む制御音の指向性感度を低下させることが
できる。これにより音響フィードバック成分を取り除く
ことができ、また騒音制御回路に電気的ループを構成し
ないことにより、騒音制御を安定に動作させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における騒音制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の各実施例の騒音制御装置に設けられる
騒音検出器において、等価的な指向性感度を示す特性図
である。

【図３】本発明の第２実施例における騒音制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第３実施例における騒音制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図５】従来の騒音消去装置の構成例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ 騒音源 ３ 誤差検出器 ４ 制御スピーカ ５，２２ａ〜２２ｎ，３１ フィルタ ２０，３０，４０ 騒音制御装置 ２１ 騒音検出器群 ２１ａ〜２１ｎ 騒音検出器 ２２ フィルタ群 ２３，２５，３２，３５ スイッチ ２４ｂ〜２４ｎ 加算器 ２６ 発振器 ３３ 減算器 ３４ 係数更新器 Ｆ，Ｆ１〜Ｆｎ，Ｇ，Ｃ，Ｈ，Ｊ，Ｌ 伝達関数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 裕之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−216485（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232968（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−35482（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−70195（ＪＰ，Ａ) 国際公開91／13429（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10K 11/178 F01N 1/00 H03H 21/00 H03H 17/00 601

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音源の騒音情報を検出する複数の騒音
   検出器と、 前記各騒音検出器の騒音情報が夫々入力される複数のフ
   ィルタからなる第１のフィルタ群と、 前記第１のフィルタ群の各出力を加算する加算器と、 前記加算器の出力信号が入力される第２のフィルタと、 ランダム信号を発生する発振器と、 前記発振器の出力及び前記第２のフィルタの出力の一方
   を選択する選択手段と、 前記選択手段に接続され、騒音を相殺する制御音を出力
   する制御スピーカと、 前記制御スピーカからの制御音と前記騒音源からの到来
   騒音との誤差を検出する誤差検出器と、を具備し、 前記第１のフィルタ群の伝達関数の設定時には、前記選
   択手段を前記発振器の出力に切り換え、前記制御スピー
   カ及び前記騒音検出器を経て前記加算器より出力される
   信号が最小になるよう前記第１のフィルタ群の伝達関数
   を設定するものであり、 前記第２のフィルタの伝達関数の設定時には、前記選択
   手段を前記第２のフィルタの出力に切り換え、前記制御
   スピーカを経て前記誤差検出器より前記第２のフィルタ
   に入力される誤差信号が最小になるよう前記第２のフィ
   ルタの伝達関数を設定したことを特徴とする騒音制御装
   置。
2. 【請求項２】 騒音源の騒音情報を検出する複数の騒音
   検出器と、 前記各騒音検出器の騒音情報が夫々入力される複数のフ
   ィルタからなる第１のフィルタ群と、 前記第１のフィルタ群の各出力を加算する加算器と、 前記加算器の出力信号が入力される第２のフィルタと、 ランダム信号を発生する発振器と、 前記発振器の出力及び前記第２のフィルタの出力の一方
   を選択する第１の選択手段と、 前記第１の選択手段に接続され、騒音を相殺する制御音
   を出力する制御スピーカと、 前記制御スピーカからの制御音と前記騒音源からの到来
   騒音との誤差を検出する誤差検出器と、 前記加算器の出力及び前記発振器の出力の一方を選択す
   る第２の選択手段と、 前記第２の選択手段に接続され、前記制御スピーカと前
   記誤差検出器間の伝達関数と相等の伝達関数を有する第
   ３のフィルタと、 前記第３のフィルタの出力と前記誤差検出器の出力とか
   ら前記第２のフィルタの伝達関数を適応制御するための
   更新制御信号を出力する更新制御器と、を具備し、 前記第１のフィルタ群及び前記第３のフィルタの伝達関
   数の設定時には、前記第１及び第２の選択手段を前記発
   振器の出力に切り換え、前記制御スピーカ及び前記騒音
   検出器を経て前記加算器より出力される信号が最小にな
   るよう前記第１のフィルタ群の伝達関数を設定すると共
   に、前記制御スピーカを経て前記誤差検出器より出力さ
   れる信号から前記第３のフィルタの信号を減算した信号
   が最小になるよう前記第３のフィルタの伝達関数を設定
   するものであり、 前記第２のフィルタの伝達関数の設定時には、前記第１
   の選択手段を前記第２のフィルタの出力に切り換えると
   共に、前記第２の選択手段を前記加算器の出力に切り換
   え、前記制御スピーカを経て前記誤差検出器より前記係
   数更新器に入力される誤差信号が最小になるよう更新制
   御信号を生成して、前記第２のフィルタの伝達関数を設
   定し、騒音の制御信号を前記第２のフィルタを介して前
   記制御スピーカに出力するようにしたことを特徴とする
   騒音制御装置。
3. 【請求項３】 騒音源の騒音情報を検出する二つの騒音
   検出器と、 前記一方の騒音検出器の騒音情報が入力される第１のフ
   ィルタと、 前記第１のフィルタの出力と前記他方の騒音検出器の出
   力とを加算する加算器と、 前記加算器の出力信号が入力される第２のフィルタと、 ランダム信号を発生する発振器と、 前記発振器の出力及び前記第２のフィルタの出力の一方
   を選択する第１の選択手段と、 前記第１の選択手段に接続され、騒音を相殺する制御音
   を出力する制御スピーカと、 前記制御スピーカからの制御音と前記騒音源からの到来
   騒音との誤差を検出する誤差検出器と、 前記加算器の出力及び前記発振器の出力の一方を選択す
   る第２の選択手段と、 前記第２の選択手段に接続され、前記制御スピーカと前
   記誤差検出器間の伝達関数と相等の伝達関数を有する第
   ３のフィルタと、 前記第３のフィルタの出力と前記誤差検出器の出力とか
   ら前記第２のフィルタの伝達関数を適応制御するための
   更新制御信号を出力する更新制御器と、を具備し、 前記第１のフィルタ及び前記第３のフィルタの伝達関数
   の設定時には、前記第１及び第２の選択手段を前記発振
   器の出力に切り換え、前記制御スピーカ及び前記騒音検
   出器を経て前記加算器より出力される信号が最小になる
   よう前記第１のフィルタの伝達関数を設定すると共に、
   前記制御スピーカを経て前記誤差検出器より出力される
   信号から前記第３のフィルタの信号を減算した信号が最
   小になるよう前記第３のフィルタの伝達関数を設定する
   ものであり、 前記第２のフィルタの伝達関数の設定時には、前記第１
   の選択手段を前記第２のフィルタの出力に切り換えると
   共に、前記第２の選択手段を前記加算器の出力に切り換
   え、前記制御スピーカを経て前記誤差検出器より前記係
   数更新器に入力される誤差信号が最小になるよう更新制
   御信号を生成して、前記第２のフィルタの伝達関数を設
   定し、騒音の制御信号を前記第２のフィルタを介して前
   記制御スピーカに出力するようにしたことを特徴とする
   騒音制御装置。