JP3380571B2 - 騒音キャンセル装置 - Google Patents
騒音キャンセル装置Info
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- JP3380571B2 JP3380571B2 JP17219692A JP17219692A JP3380571B2 JP 3380571 B2 JP3380571 B2 JP 3380571B2 JP 17219692 A JP17219692 A JP 17219692A JP 17219692 A JP17219692 A JP 17219692A JP 3380571 B2 JP3380571 B2 JP 3380571B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は騒音キャンセル装置に係
わり、特に自動車内の所定位置（観測点）における騒音
をキャンセルして快適な車室内環境を提供できる騒音キ
ャンセル装置に関する。
わり、特に自動車内の所定位置（観測点）における騒音
をキャンセルして快適な車室内環境を提供できる騒音キ
ャンセル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】騒音対策としては、従来より吸音材を用
いる方法（パッシブ制御）が知られている。しかし、吸
音材を用いる方法では、騒音が小さい静音エリアを形成
するのが面倒であると共に、低音を効果的に消せない問
題がある。特に、自動車の車室内の騒音を防止するに
は、自動車の重量が増大すると共に、騒音を効果的に消
せない問題がある。このため、騒音と逆位相の騒音キャ
ンセル音をスピ−カから放射して騒音を低減する方法
（アクティブ制御）が脚光を浴び、工場やオフィスなど
の室内空間の一部に実用化されつつある。又、自動車の
車室内においてもアクティブ制御により騒音を低減する
方式が提案されている。
いる方法（パッシブ制御）が知られている。しかし、吸
音材を用いる方法では、騒音が小さい静音エリアを形成
するのが面倒であると共に、低音を効果的に消せない問
題がある。特に、自動車の車室内の騒音を防止するに
は、自動車の重量が増大すると共に、騒音を効果的に消
せない問題がある。このため、騒音と逆位相の騒音キャ
ンセル音をスピ−カから放射して騒音を低減する方法
（アクティブ制御）が脚光を浴び、工場やオフィスなど
の室内空間の一部に実用化されつつある。又、自動車の
車室内においてもアクティブ制御により騒音を低減する
方式が提案されている。
【０００３】図６は従来の騒音キャンセルを実現する装
置の構成図であり、１１は騒音源であるエンジン、１２
はエンジン回転数Ｒを検出する回転数センサ、１３はエ
ンジン回転数Ｒに応じた周波数を有する一定振幅の正弦
波信号を参照信号ＳNとして発生する参照信号発生部で
ある。騒音源がエンジンの場合、エンジン回転により発
生するノイズは周期性を有し（周期性ノイズ）、その周
波数はエンジン回転数に依存する。例えば、４気筒エン
ジンの場合、回転数が６００ｒｐｍの時、車室内に発生
する周期性ノイズの周波数は２０Ｈｚ、回転数が６００
０ｒｐｍの時、車室内に発生する周期性ノイズの周波数
は２００Ｈｚであり、エンジン回転数の２次高調波であ
る。従って、参照信号発生部１３は、エンジン回転数Ｒ
に応じて種々の周波数を有する正弦波信号を所定サンプ
リング速度でサンプリングしてＲＯＭに記憶し、回転数
センサ１２からエンジン回転数Ｒが入力された時、該回
転数に応じた正弦波信号のデジタル値をＲＯＭからサン
プリング速度で順次読み出して出力する構成になってい
る。
置の構成図であり、１１は騒音源であるエンジン、１２
はエンジン回転数Ｒを検出する回転数センサ、１３はエ
ンジン回転数Ｒに応じた周波数を有する一定振幅の正弦
波信号を参照信号ＳNとして発生する参照信号発生部で
ある。騒音源がエンジンの場合、エンジン回転により発
生するノイズは周期性を有し（周期性ノイズ）、その周
波数はエンジン回転数に依存する。例えば、４気筒エン
ジンの場合、回転数が６００ｒｐｍの時、車室内に発生
する周期性ノイズの周波数は２０Ｈｚ、回転数が６００
０ｒｐｍの時、車室内に発生する周期性ノイズの周波数
は２００Ｈｚであり、エンジン回転数の２次高調波であ
る。従って、参照信号発生部１３は、エンジン回転数Ｒ
に応じて種々の周波数を有する正弦波信号を所定サンプ
リング速度でサンプリングしてＲＯＭに記憶し、回転数
センサ１２からエンジン回転数Ｒが入力された時、該回
転数に応じた正弦波信号のデジタル値をＲＯＭからサン
プリング速度で順次読み出して出力する構成になってい
る。
【０００４】１４は騒音キャンセルコントローラであ
り、参照信号発生部１３から発生する参照信号ＳNを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置（観測点
であり例えば運転者の耳元近傍）における騒音Ｓnとキ
ャンセル音Ｓcの合成音信号をエラ−信号Ｅとして入力
され、該エラ−信号が最小となるように適応信号処理を
行って騒音キャンセル信号Ｙaを出力する。騒音キャン
セルコントローラ１４は、適応信号処理部１４ａと、デ
ジタルフィルタ構成の適応フィルタ１４ｂと、適応フィ
ルタ出力をアナログの騒音キャンセル信号Ｙaに変換す
るＤＡコンバータ１４ｃと、スピーカから騒音キャンセ
ル点までのキャンセル音伝搬系（二次音伝搬系）１８の
伝達関数に基づいて作成され、参照信号ＳNが入力され
るフィルタ１４ｄを有している。１５は騒音キャンセル
信号Ｙaを増幅するパワ−アンプ、１６は騒音キャンセ
ル音Ｓcを放射するキャンセルスピ−カ、１７は騒音キ
ャンセル点に配置され、騒音Ｓnとキャンセル音Ｓcの合
成音を検出し、合成音信号をエラ−信号Ｅとして出力す
るエラ−マイクである。
り、参照信号発生部１３から発生する参照信号ＳNを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置（観測点
であり例えば運転者の耳元近傍）における騒音Ｓnとキ
ャンセル音Ｓcの合成音信号をエラ−信号Ｅとして入力
され、該エラ−信号が最小となるように適応信号処理を
行って騒音キャンセル信号Ｙaを出力する。騒音キャン
セルコントローラ１４は、適応信号処理部１４ａと、デ
ジタルフィルタ構成の適応フィルタ１４ｂと、適応フィ
ルタ出力をアナログの騒音キャンセル信号Ｙaに変換す
るＤＡコンバータ１４ｃと、スピーカから騒音キャンセ
ル点までのキャンセル音伝搬系（二次音伝搬系）１８の
伝達関数に基づいて作成され、参照信号ＳNが入力され
るフィルタ１４ｄを有している。１５は騒音キャンセル
信号Ｙaを増幅するパワ−アンプ、１６は騒音キャンセ
ル音Ｓcを放射するキャンセルスピ−カ、１７は騒音キ
ャンセル点に配置され、騒音Ｓnとキャンセル音Ｓcの合
成音を検出し、合成音信号をエラ−信号Ｅとして出力す
るエラ−マイクである。
【０００５】適応信号処理部１４ａは騒音キャンセル点
におけるエラー信号Ｅとフィルタ１４ｄを介して入力さ
れる参照信号ＳN′を入力され、これら信号を用いて騒
音キャンセル点における騒音をキャンセルするように適
応信号処理を行って適応フィルタ１４ｂの係数を決定す
る。例えば適応信号処理部１４ａは周知のＬＭＳ(Least
Mean Square)適応アルゴリズムに従って、エラ−マイ
ク１７から入力されたエラ−信号Ｅが最小となるように
適応フィルタ１４ｂの係数を決定する。適応フィルタ１
４ｂは適応信号処理部１４ａにより決定された係数に従
って参照信号Ｓ Nにデジタルフィルタ処理を施してＤＡ
コンバータ１４ｃより騒音キャンセル信号Ｙaを出力す
る。尚、参照信号ＳNは、消去したい騒音Ｓnと相関の高
い信号でなくてはならず、参照信号と相関のない音は消
去されない。エンジン１１が回転すると、その回転数Ｒ
は回転数センサ１２により検出され、参照信号発生部１
３はエンジン回転数Ｒに応じた周波数の参照信号Ｓ
N（図７(a)参照）を発生し、騒音キャンセルコントロー
ラ１４に入力する。この時、エンジン１１から発生した
周期性を有するエンジン音（周期性ノイズ）は、所定の
伝達関数を有する騒音伝搬系(一次音伝搬系)を有する空
中を伝播して騒音キャンセル点に至る。従って、該騒音
キャンセル点における騒音（エンジン音）Ｓnはレベル
が若干弱まり、かつ若干遅延して図７(b)に示すように
なる。
におけるエラー信号Ｅとフィルタ１４ｄを介して入力さ
れる参照信号ＳN′を入力され、これら信号を用いて騒
音キャンセル点における騒音をキャンセルするように適
応信号処理を行って適応フィルタ１４ｂの係数を決定す
る。例えば適応信号処理部１４ａは周知のＬＭＳ(Least
Mean Square)適応アルゴリズムに従って、エラ−マイ
ク１７から入力されたエラ−信号Ｅが最小となるように
適応フィルタ１４ｂの係数を決定する。適応フィルタ１
４ｂは適応信号処理部１４ａにより決定された係数に従
って参照信号Ｓ Nにデジタルフィルタ処理を施してＤＡ
コンバータ１４ｃより騒音キャンセル信号Ｙaを出力す
る。尚、参照信号ＳNは、消去したい騒音Ｓnと相関の高
い信号でなくてはならず、参照信号と相関のない音は消
去されない。エンジン１１が回転すると、その回転数Ｒ
は回転数センサ１２により検出され、参照信号発生部１
３はエンジン回転数Ｒに応じた周波数の参照信号Ｓ
N（図７(a)参照）を発生し、騒音キャンセルコントロー
ラ１４に入力する。この時、エンジン１１から発生した
周期性を有するエンジン音（周期性ノイズ）は、所定の
伝達関数を有する騒音伝搬系(一次音伝搬系)を有する空
中を伝播して騒音キャンセル点に至る。従って、該騒音
キャンセル点における騒音（エンジン音）Ｓnはレベル
が若干弱まり、かつ若干遅延して図７(b)に示すように
なる。
【０００６】最初、騒音キャンセルコントローラ１４は
例えば参照信号ＳNと位相が逆の騒音キャンセル信号Ｙa
を出力し、キャンセルスピ−カ１６より図７(c)に示す
キャンセル音Ｓcを出力する。しかし、騒音Ｓnのレベル
と位相がずれているため、キャンセル音Ｓcにより騒音
はキャンセルされず、エラ−信号Ｅが発生する。騒音キ
ャンセルコントローラ１４は該エラ−信号Ｅが最小とな
るように適応信号処理を行って適応フィルタ１４ｂの係
数を決定し、理想的な場合、最終的に図７(d)に示すよ
うにキャンセル音Ｓcの位相を騒音Ｓnの位相と逆相に
し、かつレベルを一致させ騒音をキャンセルする。
例えば参照信号ＳNと位相が逆の騒音キャンセル信号Ｙa
を出力し、キャンセルスピ−カ１６より図７(c)に示す
キャンセル音Ｓcを出力する。しかし、騒音Ｓnのレベル
と位相がずれているため、キャンセル音Ｓcにより騒音
はキャンセルされず、エラ−信号Ｅが発生する。騒音キ
ャンセルコントローラ１４は該エラ−信号Ｅが最小とな
るように適応信号処理を行って適応フィルタ１４ｂの係
数を決定し、理想的な場合、最終的に図７(d)に示すよ
うにキャンセル音Ｓcの位相を騒音Ｓnの位相と逆相に
し、かつレベルを一致させ騒音をキャンセルする。
【０００７】以上は説明を簡単にするために、騒音源を
１個、キャンセル音発生源（スピーカ）を１個、騒音キ
ャンセル点（観測点）を１箇所とした例である。しか
し、実際には騒音源は複数存在し、又、騒音をキャンセ
ルしたい地点（観測点）も複数存在し、このため１つの
スピーカでは各観測点の騒音をキャンセルできず、スピ
ーカも複数存在する。図８は騒音源がＫ個、スピーカが
Ｍ個、観測点がＬ箇所の場合における従来の騒音キャン
セル装置の構成図である。２１は各観測点における騒音
をキャンセルするように動作する騒音キャンセルコント
ローラ、２２は各騒音源（図示せず）から各観測点まで
騒音が伝搬する系を表現した一次音仮想伝搬系（騒音伝
搬系）、２３はスピーカ（図示せず）の特性を含め、各
スピーカから各観測点までのキャンセル音が伝搬する系
を表現する二次音伝搬系（キャンセル音伝搬系）、２４
は各観測点におけるマイクの機能を表現する信号合成部
で、加算部２４1〜２４1′は第１観測点におけるマイク
に相当し、加算部２４2〜２４2′は第２観測点における
マイクに相当し、・・・加算部２４L〜２４L′は第Ｌ観
測点におけるマイクに相当する。ｄd1n〜ｄdLnは各観測
点におけるキャンセル対象でない外部雑音である。
１個、キャンセル音発生源（スピーカ）を１個、騒音キ
ャンセル点（観測点）を１箇所とした例である。しか
し、実際には騒音源は複数存在し、又、騒音をキャンセ
ルしたい地点（観測点）も複数存在し、このため１つの
スピーカでは各観測点の騒音をキャンセルできず、スピ
ーカも複数存在する。図８は騒音源がＫ個、スピーカが
Ｍ個、観測点がＬ箇所の場合における従来の騒音キャン
セル装置の構成図である。２１は各観測点における騒音
をキャンセルするように動作する騒音キャンセルコント
ローラ、２２は各騒音源（図示せず）から各観測点まで
騒音が伝搬する系を表現した一次音仮想伝搬系（騒音伝
搬系）、２３はスピーカ（図示せず）の特性を含め、各
スピーカから各観測点までのキャンセル音が伝搬する系
を表現する二次音伝搬系（キャンセル音伝搬系）、２４
は各観測点におけるマイクの機能を表現する信号合成部
で、加算部２４1〜２４1′は第１観測点におけるマイク
に相当し、加算部２４2〜２４2′は第２観測点における
マイクに相当し、・・・加算部２４L〜２４L′は第Ｌ観
測点におけるマイクに相当する。ｄd1n〜ｄdLnは各観測
点におけるキャンセル対象でない外部雑音である。
【０００８】騒音キャンセルコントローラ２１におい
て、２１ａは各騒音源から発生する騒音に応じた参照信
号ｘa1n〜ｘaKn（図示しない参照信号発生部から出力さ
れる）入力され、騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙaMnを各
スピーカに入力する多入力−多出力適応フィルタ（以後
単に適応フィルタと言う）、２１ｂは二次音伝搬系２３
の伝達関数マトリックスの各要素（伝搬要素）を用いて
作成したフィルタードＸ信号作成用のフィルタであり、
騒音源から発生する騒音に応じた参照信号ｘa1n〜ｘaKn
を入力されるもの、２１ｃは各観測点におけるエラー信
号ｅ1n〜ｅLnとフィルタ２１ｂから出力されるフィルタ
ードＸ信号ｒ111n〜ｒLMKnを入力され、これら信号を用
いて各観測点における騒音をキャンセルするように適応
信号処理を行って適応フィルタ２１ａの係数を決定する
適応信号処理部である。
て、２１ａは各騒音源から発生する騒音に応じた参照信
号ｘa1n〜ｘaKn（図示しない参照信号発生部から出力さ
れる）入力され、騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙaMnを各
スピーカに入力する多入力−多出力適応フィルタ（以後
単に適応フィルタと言う）、２１ｂは二次音伝搬系２３
の伝達関数マトリックスの各要素（伝搬要素）を用いて
作成したフィルタードＸ信号作成用のフィルタであり、
騒音源から発生する騒音に応じた参照信号ｘa1n〜ｘaKn
を入力されるもの、２１ｃは各観測点におけるエラー信
号ｅ1n〜ｅLnとフィルタ２１ｂから出力されるフィルタ
ードＸ信号ｒ111n〜ｒLMKnを入力され、これら信号を用
いて各観測点における騒音をキャンセルするように適応
信号処理を行って適応フィルタ２１ａの係数を決定する
適応信号処理部である。
【０００９】図９は一次音仮想伝搬系２２の説明図であ
り、図９(a)に示すようにＫ個の各騒音源ＮＧ1〜ＮＧK
から発生する騒音は所定の周波数・位相特性を有する一
次音伝搬系２２を伝搬して各観測点に設けたマイク(Ｍ
ＩＣ1〜ＭＩＣL）に到達する。従って、第ｉ番目の騒音
源ＮＧiからの騒音が第ｊ番目のマイクＭＩＣjに到る伝
搬系の伝達特性をＨjiとすると、一次音仮想伝搬系２２
は図９(b)に示すように表現され、その伝達関数マトリ
ックス(Ｈ)は以下のようになる。
り、図９(a)に示すようにＫ個の各騒音源ＮＧ1〜ＮＧK
から発生する騒音は所定の周波数・位相特性を有する一
次音伝搬系２２を伝搬して各観測点に設けたマイク(Ｍ
ＩＣ1〜ＭＩＣL）に到達する。従って、第ｉ番目の騒音
源ＮＧiからの騒音が第ｊ番目のマイクＭＩＣjに到る伝
搬系の伝達特性をＨjiとすると、一次音仮想伝搬系２２
は図９(b)に示すように表現され、その伝達関数マトリ
ックス(Ｈ)は以下のようになる。
【００１０】
【数１】
【００１１】伝達関数マトリックス(Ｈ)の各要素Ｈijは
図１０に示すＦＩＲ型デジタルフィルタにより実現され
る。すなわち、入力信号を順次１サンプリング時間遅延
する遅延要素ＤＬと、各遅延要素出力に係数ｈ0，ｈ1，
ｈ2，・・・を乗算する乗算部ＭＬと、乗算部出力を加
算する加算部ＡＤより成るデジタルフィルタで実現され
る。図１１は二次音伝搬系２３の説明図であり、図１１
(a)に示すように各スピーカＳＰ1〜ＳＰMから発生する
騒音キャンセル音は所定の周波数・位相特性を有する二
次音伝搬系２３を伝搬して各観測点に設けたマイクＭＩ
Ｃ1〜ＭＩＣLに到達する。従って、第ｉ番目の騒音キャ
ンセル信号ｙainに基づくキャンセル音が第ｊ番目のマ
イクＭＩＣjに到る二次音伝搬系の伝達特性をＣjiとす
ると、二次音伝搬系２３は図１１(b)に示すようにモデ
ル化され、その伝達関数マトリックス(Ｃ)は以下のよう
になる。
図１０に示すＦＩＲ型デジタルフィルタにより実現され
る。すなわち、入力信号を順次１サンプリング時間遅延
する遅延要素ＤＬと、各遅延要素出力に係数ｈ0，ｈ1，
ｈ2，・・・を乗算する乗算部ＭＬと、乗算部出力を加
算する加算部ＡＤより成るデジタルフィルタで実現され
る。図１１は二次音伝搬系２３の説明図であり、図１１
(a)に示すように各スピーカＳＰ1〜ＳＰMから発生する
騒音キャンセル音は所定の周波数・位相特性を有する二
次音伝搬系２３を伝搬して各観測点に設けたマイクＭＩ
Ｃ1〜ＭＩＣLに到達する。従って、第ｉ番目の騒音キャ
ンセル信号ｙainに基づくキャンセル音が第ｊ番目のマ
イクＭＩＣjに到る二次音伝搬系の伝達特性をＣjiとす
ると、二次音伝搬系２３は図１１(b)に示すようにモデ
ル化され、その伝達関数マトリックス(Ｃ)は以下のよう
になる。
【００１２】
【数２】
【００１３】伝達関数マトリックス(Ｃ)の各要素は一次
音仮想伝搬系２２の場合と同様に、図１０に示すＦＩＲ
型デジタルフィルタにより実現される。すなわち、入力
信号を順次１サンプリング時間遅延する遅延要素ＤＬ
と、各遅延要素出力に係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，・・・を乗
算する乗算部ＭＬと、各乗算部出力を加算する加算部Ａ
Ｄより成るデジタルフィルタで実現される。図１２は二
次音伝搬系２３の伝達関数マトリックス(Ｃ)の各要素Ｃ
ijを用いて作成したフィルタードＸ信号作成用のフィル
タ２１ｂの構成図である。適応信号処理部２１ｃは参照
信号ｘa1n〜ｘaKnと、各観測点における騒音とキャンセ
ル音との合成音信号ｅ1n〜ｅLnとに基づいて適応信号処
理を実行して適応フィルタの係数を更新し、適応フィル
タ２１ａは参照信号ｘa1n〜ｘaKnを入力されて騒音キャ
ンセル信号ｙa1n〜ｙaMnを発生してスピーカに入力し、
各観測点の騒音をキャンセルする。
音仮想伝搬系２２の場合と同様に、図１０に示すＦＩＲ
型デジタルフィルタにより実現される。すなわち、入力
信号を順次１サンプリング時間遅延する遅延要素ＤＬ
と、各遅延要素出力に係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，・・・を乗
算する乗算部ＭＬと、各乗算部出力を加算する加算部Ａ
Ｄより成るデジタルフィルタで実現される。図１２は二
次音伝搬系２３の伝達関数マトリックス(Ｃ)の各要素Ｃ
ijを用いて作成したフィルタードＸ信号作成用のフィル
タ２１ｂの構成図である。適応信号処理部２１ｃは参照
信号ｘa1n〜ｘaKnと、各観測点における騒音とキャンセ
ル音との合成音信号ｅ1n〜ｅLnとに基づいて適応信号処
理を実行して適応フィルタの係数を更新し、適応フィル
タ２１ａは参照信号ｘa1n〜ｘaKnを入力されて騒音キャ
ンセル信号ｙa1n〜ｙaMnを発生してスピーカに入力し、
各観測点の騒音をキャンセルする。
【００１４】ところで、適応フィルタ２１ａから出力さ
れる騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙa Mnは観測点にそのま
ま到達するのでなく、二次音伝搬系２３の周波数・位相
特性の影響を受けて到達する。このため、適応信号処理
部２１ｃは、参照信号ｘa1n〜ｘaKnをそのまま使用せ
ず、参照信号に二次音伝搬系２３の特性を付加した信号
を用いるフィルタードＸ ＬＭＳ(ＭＥＦＸ ＬＭＳ)ア
ルゴリズムを採用し、より高度な騒音キャンセル制御を
行っている。すなわち、フィルタードＸ ＬＭＳアルゴ
リズムでは、参照信号ｘa1n〜ｘaKnをフィルタ２１ｂに
よりフィルタリングした信号（フィルタードＸ信号）と
各観測点における合成音信号とを用いて適応フィルタ２
１ａの係数更新を行う。
れる騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙa Mnは観測点にそのま
ま到達するのでなく、二次音伝搬系２３の周波数・位相
特性の影響を受けて到達する。このため、適応信号処理
部２１ｃは、参照信号ｘa1n〜ｘaKnをそのまま使用せ
ず、参照信号に二次音伝搬系２３の特性を付加した信号
を用いるフィルタードＸ ＬＭＳ(ＭＥＦＸ ＬＭＳ)ア
ルゴリズムを採用し、より高度な騒音キャンセル制御を
行っている。すなわち、フィルタードＸ ＬＭＳアルゴ
リズムでは、参照信号ｘa1n〜ｘaKnをフィルタ２１ｂに
よりフィルタリングした信号（フィルタードＸ信号）と
各観測点における合成音信号とを用いて適応フィルタ２
１ａの係数更新を行う。
【００１５】図１２において、Ｃijは二次音伝搬系２３
における伝達関数マトリックス（Ｃ）の各要素Ｃij（図
１１参照）を実現するＦＩＲ型デジタルフィルタであ
る。フィルタ２１ｂは各参照信号ｘa1n〜ｘaKnに全ての
伝搬要素を作用させて（全ての伝搬要素に対応するフィ
ルタを通過させて）フィルタードＸ信号ｒ111n〜ｒLMKn
を出力するようになっている。すなわち、参照信号ｘ
a1nに第１番目のスピーカから全観測点までの伝搬要素
Ｃ11〜ＣL1を作用させてフィルタードＸ信号ｒ111n〜ｒ
L11nを出力し、参照信号ｘa1nに第２番目のスピーカか
ら全観測点までの伝搬要素Ｃ12〜ＣL2を作用させてフィ
ルタードＸ信号ｒ121n〜ｒL21nを出力し、・・・参照信
号ｘa1nに第Ｍ番目のスピーカから全観測点までの伝搬
要素Ｃ1M〜ＣL Mを作用させてフィルタードＸ信号ｒ1M1n
〜ｒLM1nを出力し、以下同様に、参照信号ｘa2n〜ｘaKn
に全ての伝搬要素を作用させる。尚、 Ｒ11＝（ｒ111n，ｒ211n，・・・ｒL11n） Ｒ21＝（ｒ121n，ｒ221n，・・・ｒL21n） ・・・ ＲM1＝（ｒ1M1n，ｒ2M1n，・・・ｒLM1n） ・・・ ＲMK＝（ｒ1MKn，ｒ2MKn，・・・ｒLMKn） と表現する。
における伝達関数マトリックス（Ｃ）の各要素Ｃij（図
１１参照）を実現するＦＩＲ型デジタルフィルタであ
る。フィルタ２１ｂは各参照信号ｘa1n〜ｘaKnに全ての
伝搬要素を作用させて（全ての伝搬要素に対応するフィ
ルタを通過させて）フィルタードＸ信号ｒ111n〜ｒLMKn
を出力するようになっている。すなわち、参照信号ｘ
a1nに第１番目のスピーカから全観測点までの伝搬要素
Ｃ11〜ＣL1を作用させてフィルタードＸ信号ｒ111n〜ｒ
L11nを出力し、参照信号ｘa1nに第２番目のスピーカか
ら全観測点までの伝搬要素Ｃ12〜ＣL2を作用させてフィ
ルタードＸ信号ｒ121n〜ｒL21nを出力し、・・・参照信
号ｘa1nに第Ｍ番目のスピーカから全観測点までの伝搬
要素Ｃ1M〜ＣL Mを作用させてフィルタードＸ信号ｒ1M1n
〜ｒLM1nを出力し、以下同様に、参照信号ｘa2n〜ｘaKn
に全ての伝搬要素を作用させる。尚、 Ｒ11＝（ｒ111n，ｒ211n，・・・ｒL11n） Ｒ21＝（ｒ121n，ｒ221n，・・・ｒL21n） ・・・ ＲM1＝（ｒ1M1n，ｒ2M1n，・・・ｒLM1n） ・・・ ＲMK＝（ｒ1MKn，ｒ2MKn，・・・ｒLMKn） と表現する。
【００１６】図１３は多入力−多出力の適応フィルタ２
１ａの構成図であり、一次音仮想伝搬系２２や二次音伝
搬系２３と同様の構造を有している。Ａ11n〜ＡMKnはＦ
ＩＲ型デジタルフィルタで構成され、例えば、入力信号
を順次１サンプリング時間遅延する遅延要素ＤＬ１、Ｄ
ｌ２・・と、各遅延要素出力に係数ａ0，ａ1，ａ2・・
を乗算する乗算部ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３・・と、各乗
算部出力を加算する加算部ＡＤ１，ＡＤ２・・で実現さ
れる。尚、遅延段数は２段に限らない。各参照信号ｘ
a1n〜ｘaKnをデジタルフィルタＡ11n〜Ａ1Knに入力して
加算することにより第１番目のスピーカに入力する騒音
キャンセル信号ｙa1nが得られ、各参照信号ｘa1n〜ｘ
aKnをデジタルフィルタＡ21n〜Ａ2Knに入力して加算す
ることにより第２番目のスピーカに入力する騒音キャン
セル信号ｙa2nが得られ、・・・・各参照信号ｘa1n〜ｘ
aKnをデジタルフィルタＡM1n〜ＡMKnに入力して加算す
ることにより第Ｍ番目のスピーカに入力する騒音キャン
セル信号ｙaMnが得られる。
１ａの構成図であり、一次音仮想伝搬系２２や二次音伝
搬系２３と同様の構造を有している。Ａ11n〜ＡMKnはＦ
ＩＲ型デジタルフィルタで構成され、例えば、入力信号
を順次１サンプリング時間遅延する遅延要素ＤＬ１、Ｄ
ｌ２・・と、各遅延要素出力に係数ａ0，ａ1，ａ2・・
を乗算する乗算部ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３・・と、各乗
算部出力を加算する加算部ＡＤ１，ＡＤ２・・で実現さ
れる。尚、遅延段数は２段に限らない。各参照信号ｘ
a1n〜ｘaKnをデジタルフィルタＡ11n〜Ａ1Knに入力して
加算することにより第１番目のスピーカに入力する騒音
キャンセル信号ｙa1nが得られ、各参照信号ｘa1n〜ｘ
aKnをデジタルフィルタＡ21n〜Ａ2Knに入力して加算す
ることにより第２番目のスピーカに入力する騒音キャン
セル信号ｙa2nが得られ、・・・・各参照信号ｘa1n〜ｘ
aKnをデジタルフィルタＡM1n〜ＡMKnに入力して加算す
ることにより第Ｍ番目のスピーカに入力する騒音キャン
セル信号ｙaMnが得られる。
【００１７】適応フィルタ２１ａにおける各ＦＩＲ型デ
ジタルフィルタＡ11n〜ＡMKnを３個の係数（２段遅延）
で構成する時、適応信号処理部２１ｃは各ＦＩＲ型デジ
タルフィルタＡ11n〜ＡMKnの３つの係数毎に適応信号処
理を行って係数値を決定する。すなわち、１つのＦＩＲ
型デジタルフィルタＡijの係数ａ0，ａ1，ａ2について
次式の演算を行って係数ａ0，ａ1，ａ2を決定する。
ジタルフィルタＡ11n〜ＡMKnを３個の係数（２段遅延）
で構成する時、適応信号処理部２１ｃは各ＦＩＲ型デジ
タルフィルタＡ11n〜ＡMKnの３つの係数毎に適応信号処
理を行って係数値を決定する。すなわち、１つのＦＩＲ
型デジタルフィルタＡijの係数ａ0，ａ1，ａ2について
次式の演算を行って係数ａ0，ａ1，ａ2を決定する。
【００１８】
【数３】
【００１９】(1)式において、(n)は現サンプリング時刻
の値、(n-1)は１サンプリング時刻前の値、(n-2)は２サ
ンプリング時刻前の値、(n+1)は現時刻から次サンプリ
ング時刻までの値を意味している。従って、Rij(n-2)は
２サンプリング時刻前の参照信号に応じたフィルタ２１
ｂの出力を意味し、Rij(n-1)は１サンプリング時刻前の
参照信号に応じたフィルタ出力であり、Rij(n)は現時刻
の参照信号に応じたフィルタ出力である。又、μは１以
下の定数（ステップサイズパラメータ）、ｅnはＬ個の
各観測点における騒音とキャンセル音の合成信号であ
る。
の値、(n-1)は１サンプリング時刻前の値、(n-2)は２サ
ンプリング時刻前の値、(n+1)は現時刻から次サンプリ
ング時刻までの値を意味している。従って、Rij(n-2)は
２サンプリング時刻前の参照信号に応じたフィルタ２１
ｂの出力を意味し、Rij(n-1)は１サンプリング時刻前の
参照信号に応じたフィルタ出力であり、Rij(n)は現時刻
の参照信号に応じたフィルタ出力である。又、μは１以
下の定数（ステップサイズパラメータ）、ｅnはＬ個の
各観測点における騒音とキャンセル音の合成信号であ
る。
【００２０】かかる騒音キャンセル装置によれば、適応
信号処理部２１ｃはフィルタ２１ｂの出力であるフィル
タードＸ信号ｒ111n〜ｒLMKnと、各観測点における騒音
とキャンセル音との合成音信号（エラー信号）ｅ1n〜ｅ
Lnとに基づいて適応信号処理を実行して適応フィルタ２
１ａを構成する各ＦＩＲ型デジタルフィルタＡ11n〜Ａ
MKnの係数を決定し、適応フィルタ２１ａは参照信号ｘ
a1n〜ｘaKnを入力されて騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙ
aMnを発生してスピーカＳＰ1〜ＳＰM（図１１）に入力
し、各スピーカはキャンセル音を発生して各観測点の騒
音をキャンセルするように作用する。以後、同様な動作
を繰返し、適応フィルタ２１ａの係数を最適値に収束さ
せ、騒音キャンセル点における騒音をキャンセルする。
信号処理部２１ｃはフィルタ２１ｂの出力であるフィル
タードＸ信号ｒ111n〜ｒLMKnと、各観測点における騒音
とキャンセル音との合成音信号（エラー信号）ｅ1n〜ｅ
Lnとに基づいて適応信号処理を実行して適応フィルタ２
１ａを構成する各ＦＩＲ型デジタルフィルタＡ11n〜Ａ
MKnの係数を決定し、適応フィルタ２１ａは参照信号ｘ
a1n〜ｘaKnを入力されて騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙ
aMnを発生してスピーカＳＰ1〜ＳＰM（図１１）に入力
し、各スピーカはキャンセル音を発生して各観測点の騒
音をキャンセルするように作用する。以後、同様な動作
を繰返し、適応フィルタ２１ａの係数を最適値に収束さ
せ、騒音キャンセル点における騒音をキャンセルする。
【００２１】図１４は騒音源数Ｋ＝２、スピーカ数Ｍ＝
２、観測点数（マイク数）Ｌ＝２の場合の具体的な従来
の騒音キャンセル装置の構成図であり、２１ａは４つの
ＦＩＲ型デジタルフィルタＡ11，Ａ21，Ａ12，Ａ22で構
成された適応フィルタ、２１ｂは二次伝搬系の伝達関数
マトリックス（Ｃ）の各伝搬要素Ｃ11，Ｃ21，Ｃ12，Ｃ
22をデジタルフィルタで構成したフィルタードＸ信号作
成用フィルタ、21c-1〜21c-4は適応信号処理部（ＭＥＦ
Ｘ ＬＭＳアルゴリズム）、ＳＰ1，ＳＰ2はスピーカ、
ＭＣ1，ＭＣ2は観測点に設置されたマイクである。
２、観測点数（マイク数）Ｌ＝２の場合の具体的な従来
の騒音キャンセル装置の構成図であり、２１ａは４つの
ＦＩＲ型デジタルフィルタＡ11，Ａ21，Ａ12，Ａ22で構
成された適応フィルタ、２１ｂは二次伝搬系の伝達関数
マトリックス（Ｃ）の各伝搬要素Ｃ11，Ｃ21，Ｃ12，Ｃ
22をデジタルフィルタで構成したフィルタードＸ信号作
成用フィルタ、21c-1〜21c-4は適応信号処理部（ＭＥＦ
Ｘ ＬＭＳアルゴリズム）、ＳＰ1，ＳＰ2はスピーカ、
ＭＣ1，ＭＣ2は観測点に設置されたマイクである。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】適応信号処理におい
て、(1)式のステップサイズパラメータμの値が大きい
と適応フィルタの係数収束性が向上し（収束速度が早く
なり）、短時間で最適値近傍に近づく。しかし、ステッ
プサイズパラメータμの値が大きいと最適値に近づいて
からオーバシュートを生じ、安定性が低下する。一方、
ステップサイズパラメータμの値が小さいと適応フィル
タの収束速度が低下し、最適値近傍に近づくのに長時間
を必要とする。しかし、最適値に近づいてからオーバシ
ュートを生じず、安定性が向上する。
て、(1)式のステップサイズパラメータμの値が大きい
と適応フィルタの係数収束性が向上し（収束速度が早く
なり）、短時間で最適値近傍に近づく。しかし、ステッ
プサイズパラメータμの値が大きいと最適値に近づいて
からオーバシュートを生じ、安定性が低下する。一方、
ステップサイズパラメータμの値が小さいと適応フィル
タの収束速度が低下し、最適値近傍に近づくのに長時間
を必要とする。しかし、最適値に近づいてからオーバシ
ュートを生じず、安定性が向上する。
【００２３】収束性と安定性は、騒音をその変化に追従
して効果的にキャンセルする上で共に満足しなければな
らない要求であるが、前述の如くこれらは相反する要求
である。このため、従来の騒音キャンセル装置では収束
性と安定性の両方を同時に満足することができない問題
があった。以上から、本発明の目的は、収束性と安定性
の両方を同時に満足することができ、騒音変化に対する
追従性を向上でき、騒音を十分にキャンセルできる騒音
キャンセル装置を提供することである。
して効果的にキャンセルする上で共に満足しなければな
らない要求であるが、前述の如くこれらは相反する要求
である。このため、従来の騒音キャンセル装置では収束
性と安定性の両方を同時に満足することができない問題
があった。以上から、本発明の目的は、収束性と安定性
の両方を同時に満足することができ、騒音変化に対する
追従性を向上でき、騒音を十分にキャンセルできる騒音
キャンセル装置を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、キャンセル音発生源（スピーカ）と、騒音キャンセ
ル点における騒音とキャンセル音との合成音を検出する
センサ（マイク）と、騒音キャンセル点における合成音
信号と参照信号とステップサイズパラメータμを用いて
騒音キャンセル点における騒音をキャンセルするように
適応信号処理を行って騒音キャンセル信号を出力する騒
音キャンセルコントローラと、騒音キャンセル信号に対
してキャンセル音発生源からセンサまでのキャンセル音
伝搬系と同等の伝搬特性を付与する伝搬特性付与手段
と、該伝搬特性付与手段の出力信号と合成音信号の比率
に応じて適応信号処理に用いるステップサイズパラメー
タμの値を決定するステップサイズパラメータ決定手段
とにより達成される。
ば、キャンセル音発生源（スピーカ）と、騒音キャンセ
ル点における騒音とキャンセル音との合成音を検出する
センサ（マイク）と、騒音キャンセル点における合成音
信号と参照信号とステップサイズパラメータμを用いて
騒音キャンセル点における騒音をキャンセルするように
適応信号処理を行って騒音キャンセル信号を出力する騒
音キャンセルコントローラと、騒音キャンセル信号に対
してキャンセル音発生源からセンサまでのキャンセル音
伝搬系と同等の伝搬特性を付与する伝搬特性付与手段
と、該伝搬特性付与手段の出力信号と合成音信号の比率
に応じて適応信号処理に用いるステップサイズパラメー
タμの値を決定するステップサイズパラメータ決定手段
とにより達成される。
【００２５】
【作用】騒音キャンセルコントローラは騒音キャンセル
点における合成音信号と騒音に応じた参照信号とステッ
プサイズパラメータを用いて騒音キャンセル点における
騒音をキャンセルするように適応信号処理を行って適応
フィルタの係数を決定し、適応フィルタは該係数に応じ
たフィルタ処理を参照信号に施して騒音キャンセル信号
を発生してスピーカと伝搬特性付与手段に入力する。ス
ピーカはキャンセル音を出力し、騒音キャンセル点にお
ける騒音をキャンセルする。伝搬特性付与手段は適応フ
ィルタ出力（騒音キャンセル信号）にキャンセル音伝搬
系と同等の伝搬特性を付与し、ステップサイズパラメー
タ決定手段は伝搬特性付与手段の出力信号と合成音信号
との比率に応じて適応信号処理に用いるステップサイズ
パラメータの値を決定する。すなわち、騒音が十分にキ
ャンセルされていない場合には、合成音信号が大きくて
比率が大きいからステップサイズパラメータμの値を大
きくする。また、騒音キャンセル状況の進行に応じて、
すなわち前記比率が小さくなるにつれてステップサイズ
パラメータの値を小さくする。これにより、適応フィル
タの係数収束性と安定性の両方を満足することができ
る。又、合成音信号に含まれるキャンセルしたい騒音の
周波数成分のみを通過するバンドパスフィルタを設け、
このバンドパスフィルタの出力信号を合成音信号として
前記比率を計算するようにする。このようにすれば、キ
ャンセルしたい騒音以外の雑音に影響されずより収束速
度が早い、安定性に優れた騒音キャンセル装置を提供す
ることができる。
点における合成音信号と騒音に応じた参照信号とステッ
プサイズパラメータを用いて騒音キャンセル点における
騒音をキャンセルするように適応信号処理を行って適応
フィルタの係数を決定し、適応フィルタは該係数に応じ
たフィルタ処理を参照信号に施して騒音キャンセル信号
を発生してスピーカと伝搬特性付与手段に入力する。ス
ピーカはキャンセル音を出力し、騒音キャンセル点にお
ける騒音をキャンセルする。伝搬特性付与手段は適応フ
ィルタ出力（騒音キャンセル信号）にキャンセル音伝搬
系と同等の伝搬特性を付与し、ステップサイズパラメー
タ決定手段は伝搬特性付与手段の出力信号と合成音信号
との比率に応じて適応信号処理に用いるステップサイズ
パラメータの値を決定する。すなわち、騒音が十分にキ
ャンセルされていない場合には、合成音信号が大きくて
比率が大きいからステップサイズパラメータμの値を大
きくする。また、騒音キャンセル状況の進行に応じて、
すなわち前記比率が小さくなるにつれてステップサイズ
パラメータの値を小さくする。これにより、適応フィル
タの係数収束性と安定性の両方を満足することができ
る。又、合成音信号に含まれるキャンセルしたい騒音の
周波数成分のみを通過するバンドパスフィルタを設け、
このバンドパスフィルタの出力信号を合成音信号として
前記比率を計算するようにする。このようにすれば、キ
ャンセルしたい騒音以外の雑音に影響されずより収束速
度が早い、安定性に優れた騒音キャンセル装置を提供す
ることができる。
【００２６】
(a) 本発明の第１の実施例全体の構成
図１は本発明の実施例である騒音キャンセル装置の構成
図であり、図６の従来装置と同一機能部分には同一符号
を付している。図中、１１は騒音源であるエンジン、１
２はエンジン回転数Ｒを検出する回転数センサ、１３は
エンジン回転数Ｒに応じた周波数を有する一定振幅の正
弦波信号を参照信号ＳNとして発生する参照信号発生部
である。騒音源がエンジンの場合、エンジン回転により
発生するノイズは周期性を有し（周期性ノイズ）、騒音
周波数はエンジン回転数に依存する。従って、参照信号
発生部１３は、エンジン回転数Ｒに応じて種々の周波数
を有する正弦波信号を所定サンプリング速度でサンプリ
ングしてＲＯＭに記憶し、回転数センサ１２からエンジ
ン回転数Ｒが入力された時、該回転数に応じた正弦波信
号のデジタル値をＲＯＭからサンプリング速度で順次読
み出して出力する構成になっている。
図であり、図６の従来装置と同一機能部分には同一符号
を付している。図中、１１は騒音源であるエンジン、１
２はエンジン回転数Ｒを検出する回転数センサ、１３は
エンジン回転数Ｒに応じた周波数を有する一定振幅の正
弦波信号を参照信号ＳNとして発生する参照信号発生部
である。騒音源がエンジンの場合、エンジン回転により
発生するノイズは周期性を有し（周期性ノイズ）、騒音
周波数はエンジン回転数に依存する。従って、参照信号
発生部１３は、エンジン回転数Ｒに応じて種々の周波数
を有する正弦波信号を所定サンプリング速度でサンプリ
ングしてＲＯＭに記憶し、回転数センサ１２からエンジ
ン回転数Ｒが入力された時、該回転数に応じた正弦波信
号のデジタル値をＲＯＭからサンプリング速度で順次読
み出して出力する構成になっている。
【００２７】１４は騒音キャンセルコントローラであ
り、参照信号発生部１３から発生する参照信号ＳNを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置（観測点
であり例えば運転者の耳元近傍）における騒音Ｓnとキ
ャンセル音Ｓcの合成音信号をエラ−信号Ｅとして入力
され、該エラ−信号が最小となるようにＬＭＳアルゴリ
ズムに基づく適応信号処理を行って騒音キャンセル信号
Ｙaを出力する。１５はアナログの騒音キャンセル信号
Ｙaを増幅するパワ−アンプ、１６は騒音キャンセル音
Ｓcを放射するキャンセルスピ−カ（キャンセル音発生
源）、１７は騒音キャンセル点（観測点）に配置され、
騒音Ｓnとキャンセル音Ｓcの合成音を検出し、合成音信
号をエラ−信号Ｅとして出力するエラ−マイク、１８は
スピーカから騒音キャンセル点までキャンセル音が伝搬
するキャンセル音伝搬系（二次音伝搬系）である。尚、
図１では説明を簡単にするために、騒音源、スピーカ、
エラーマイクが１個の場合を示しているが本発明はかか
る場合に限らず、複数の騒音源、複数のスピーカ、複数
のエラーマイクが設けられる複合システムにも適用でき
るものである。
り、参照信号発生部１３から発生する参照信号ＳNを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置（観測点
であり例えば運転者の耳元近傍）における騒音Ｓnとキ
ャンセル音Ｓcの合成音信号をエラ−信号Ｅとして入力
され、該エラ−信号が最小となるようにＬＭＳアルゴリ
ズムに基づく適応信号処理を行って騒音キャンセル信号
Ｙaを出力する。１５はアナログの騒音キャンセル信号
Ｙaを増幅するパワ−アンプ、１６は騒音キャンセル音
Ｓcを放射するキャンセルスピ−カ（キャンセル音発生
源）、１７は騒音キャンセル点（観測点）に配置され、
騒音Ｓnとキャンセル音Ｓcの合成音を検出し、合成音信
号をエラ−信号Ｅとして出力するエラ−マイク、１８は
スピーカから騒音キャンセル点までキャンセル音が伝搬
するキャンセル音伝搬系（二次音伝搬系）である。尚、
図１では説明を簡単にするために、騒音源、スピーカ、
エラーマイクが１個の場合を示しているが本発明はかか
る場合に限らず、複数の騒音源、複数のスピーカ、複数
のエラーマイクが設けられる複合システムにも適用でき
るものである。
【００２８】騒音キャンセルコントローラ
騒音キャンセルコントローラ１４は、適応信号処理部１
４ａと、デジタルフィルタ構成の適応フィルタ１４ｂ
と、適応フィルタから出力されるデジタルの騒音キャン
セル信号Ｙaをアナログの騒音キャンセル信号に変換す
るＤＡコンバータ１４ｃと、二次音伝搬系１８の伝達関
数（複合システムでは伝達関数マトリックス）を用いて
構成され、適応信号処理に用いるフィルタードＸ信号を
作成するためのフィルタ（フィルタードＸ信号作成用フ
ィルタ）１４ｄと、騒音キャンセル信号Ｙaに対して二
次音伝搬系１８と同等の伝搬特性を付与する二次音伝搬
特性付与部１４ｅと、二次音伝搬特性付与部１４ｅの出
力信号Ｙc´と合成音信号Ｅの比率に応じて適応信号処
理に用いる(1)式のステップサイズパラメータμの値を
決定するステップサイズパラメータ決定部１４ｆを備え
ている。
４ａと、デジタルフィルタ構成の適応フィルタ１４ｂ
と、適応フィルタから出力されるデジタルの騒音キャン
セル信号Ｙaをアナログの騒音キャンセル信号に変換す
るＤＡコンバータ１４ｃと、二次音伝搬系１８の伝達関
数（複合システムでは伝達関数マトリックス）を用いて
構成され、適応信号処理に用いるフィルタードＸ信号を
作成するためのフィルタ（フィルタードＸ信号作成用フ
ィルタ）１４ｄと、騒音キャンセル信号Ｙaに対して二
次音伝搬系１８と同等の伝搬特性を付与する二次音伝搬
特性付与部１４ｅと、二次音伝搬特性付与部１４ｅの出
力信号Ｙc´と合成音信号Ｅの比率に応じて適応信号処
理に用いる(1)式のステップサイズパラメータμの値を
決定するステップサイズパラメータ決定部１４ｆを備え
ている。
【００２９】適応信号処理部１４ａは騒音キャンセル点
における合成音信号(エラー信号)Ｅとフィルタ１４ｄを
介して出力されるフィルタードＸ信号ＳN′を入力さ
れ、これら信号を用いて(1)式に従って騒音キャンセル
点における騒音をキャンセルするように適応信号処理を
行い、適応フィルタ１４ｂの係数を決定する。すなわ
ち、適応信号処理部１４ａはＬＭＳ(Least Mean Squar
e)適応アルゴリズムに従って、エラ−マイク１７から入
力された合成音信号(エラ−信号)Ｅが最小となるように
適応フィルタ１４ｂの係数を決定する。適応フィルタ１
４ｂは適応信号処理部１４ａにより決定された係数に従
って参照信号ＳNにデジタルフィルタ処理を施して騒音
キャンセル信号Ｙaを出力する。
における合成音信号(エラー信号)Ｅとフィルタ１４ｄを
介して出力されるフィルタードＸ信号ＳN′を入力さ
れ、これら信号を用いて(1)式に従って騒音キャンセル
点における騒音をキャンセルするように適応信号処理を
行い、適応フィルタ１４ｂの係数を決定する。すなわ
ち、適応信号処理部１４ａはＬＭＳ(Least Mean Squar
e)適応アルゴリズムに従って、エラ−マイク１７から入
力された合成音信号(エラ−信号)Ｅが最小となるように
適応フィルタ１４ｂの係数を決定する。適応フィルタ１
４ｂは適応信号処理部１４ａにより決定された係数に従
って参照信号ＳNにデジタルフィルタ処理を施して騒音
キャンセル信号Ｙaを出力する。
【００３０】二次音伝搬特性付与部
図２は二次音伝搬特性付与部１４ｅの説明図であり、騒
音源数Ｋ＝２、スピーカ数Ｍ＝２、観測点数（マイク
数）Ｌ＝２とすると以下のように構成される。図２にお
いて、１４ｅは二次音伝搬特性付与部、１８は二次音伝
搬系、ＳＰ1〜ＳＰ2はスピーカ、ＭＩＣ1〜ＭＩＣ2は２
つの騒音キャンセル点に設けられたマイクである。各ス
ピーカＳＰ1〜ＳＰ2から発生する騒音キャンセル音は所
定の周波数・位相特性を有する二次音伝搬系１８を伝搬
して各騒音キャンセル点に設けたマイクＭＩＣ1〜ＭＩ
Ｃ2に到達する。第ｉ番目の騒音キャンセル信号ｙainに
基づくキャンセル音が第ｊ番目のマイクＭＩＣjに到る
二次音伝搬系の伝達特性をＣjiとすると、二次音伝搬特
性付与部１４ｅはこの二次音伝搬系１８を模擬するよう
に構成され、図２に示すようにモデル化される。この二
次音伝搬特性付与部１４ｅにおいて、14e-1〜14e-4は二
次音伝搬系の伝搬要素Ｃjiを実現するＦＩＲ型デジタル
フィルタであり、14e-5,14e-6は加算部である。加算部1
4e-5の出力信号ｙc1n′と加算部14e-6の出力信号
ｙc2n′はそれぞれ騒音キャンセル信号ｙa1n，ｙa2nを
スピーカに入力した時の騒音キャンセル点における騒音
キャンセル音とみなすことができる。
音源数Ｋ＝２、スピーカ数Ｍ＝２、観測点数（マイク
数）Ｌ＝２とすると以下のように構成される。図２にお
いて、１４ｅは二次音伝搬特性付与部、１８は二次音伝
搬系、ＳＰ1〜ＳＰ2はスピーカ、ＭＩＣ1〜ＭＩＣ2は２
つの騒音キャンセル点に設けられたマイクである。各ス
ピーカＳＰ1〜ＳＰ2から発生する騒音キャンセル音は所
定の周波数・位相特性を有する二次音伝搬系１８を伝搬
して各騒音キャンセル点に設けたマイクＭＩＣ1〜ＭＩ
Ｃ2に到達する。第ｉ番目の騒音キャンセル信号ｙainに
基づくキャンセル音が第ｊ番目のマイクＭＩＣjに到る
二次音伝搬系の伝達特性をＣjiとすると、二次音伝搬特
性付与部１４ｅはこの二次音伝搬系１８を模擬するよう
に構成され、図２に示すようにモデル化される。この二
次音伝搬特性付与部１４ｅにおいて、14e-1〜14e-4は二
次音伝搬系の伝搬要素Ｃjiを実現するＦＩＲ型デジタル
フィルタであり、14e-5,14e-6は加算部である。加算部1
4e-5の出力信号ｙc1n′と加算部14e-6の出力信号
ｙc2n′はそれぞれ騒音キャンセル信号ｙa1n，ｙa2nを
スピーカに入力した時の騒音キャンセル点における騒音
キャンセル音とみなすことができる。
【００３１】ステップサイズパラメータ決定部
ステップサイズパラメータ決定部１４ｆは、騒音キャン
セル点における消音量の大小に応じて(1)式におけるス
テップサイズパラメータの値を変更するものである。騒
音キャンセルが理想的に行われている時、合成音信号ｅ
1n，ｅ2n（図２参照）は０であり、従ってキャンセルし
たい騒音ｄ1n，ｄ2nと合成音信号ｅ1n，ｅ2nの比率η
（ｅ1n／ｄ1n，ｅ2n／ｄ2n）は０となる。しかし、騒音
キャンセルが十分に行われていない時には、合成音信号
ｅ1n，ｅ2nが大きくなって比率ηが大きくなる。すなわ
ち、消音量が小さい場合には比率ηは大きくなり、消音
量が大きい場合には比率ηが小さくなる。尚、比率計算
において符号は考慮せず絶対値で計算する。そこで、ス
テップサイズパラメータ決定部１４ｆは比率ηを計算
し、該比率に応じてステップサイズパラメータμの値を
変更して、収束速度の高速化と安定性の両方を満足する
ようにする。ところで、比率ηは η＝（合成音信号ｅ）／（キャンセルしたい騒音ｄ） ・・・(4) である。合成音信号ｅはマイク出力であり検出できる
が、騒音ｄは検出できない。しかし、騒音ｄとキャンセ
ル音には相関があり、騒音が大きくなればキャンセル音
も大きくなり、騒音が小さくなればキャンセル音も小さ
くなり、理想的な騒音キャンセル状態では騒音とキャン
セル音は等しい。このことから、各騒音キャンセル点
(観測点)におけるキャンセル音の大きさをキャンセルし
たい騒音ｄと仮定することができる。このように仮定す
ることにより、ステップサイズパラメータ決定部１４ｆ
は次式 η＝（合成音信号ｅ）／（観測点におけるキャンセル音） ・・・(5) により、比率ηを計算する。尚、各観測点におけるキャ
ンセル音は前述の二次音伝搬特性付与部１４ｅの出力信
号ｙc1n′,ｙc2n′である。
セル点における消音量の大小に応じて(1)式におけるス
テップサイズパラメータの値を変更するものである。騒
音キャンセルが理想的に行われている時、合成音信号ｅ
1n，ｅ2n（図２参照）は０であり、従ってキャンセルし
たい騒音ｄ1n，ｄ2nと合成音信号ｅ1n，ｅ2nの比率η
（ｅ1n／ｄ1n，ｅ2n／ｄ2n）は０となる。しかし、騒音
キャンセルが十分に行われていない時には、合成音信号
ｅ1n，ｅ2nが大きくなって比率ηが大きくなる。すなわ
ち、消音量が小さい場合には比率ηは大きくなり、消音
量が大きい場合には比率ηが小さくなる。尚、比率計算
において符号は考慮せず絶対値で計算する。そこで、ス
テップサイズパラメータ決定部１４ｆは比率ηを計算
し、該比率に応じてステップサイズパラメータμの値を
変更して、収束速度の高速化と安定性の両方を満足する
ようにする。ところで、比率ηは η＝（合成音信号ｅ）／（キャンセルしたい騒音ｄ） ・・・(4) である。合成音信号ｅはマイク出力であり検出できる
が、騒音ｄは検出できない。しかし、騒音ｄとキャンセ
ル音には相関があり、騒音が大きくなればキャンセル音
も大きくなり、騒音が小さくなればキャンセル音も小さ
くなり、理想的な騒音キャンセル状態では騒音とキャン
セル音は等しい。このことから、各騒音キャンセル点
(観測点)におけるキャンセル音の大きさをキャンセルし
たい騒音ｄと仮定することができる。このように仮定す
ることにより、ステップサイズパラメータ決定部１４ｆ
は次式 η＝（合成音信号ｅ）／（観測点におけるキャンセル音） ・・・(5) により、比率ηを計算する。尚、各観測点におけるキャ
ンセル音は前述の二次音伝搬特性付与部１４ｅの出力信
号ｙc1n′,ｙc2n′である。
【００３２】図３はステップサイズパラメータ決定部の
構成図であり、騒音源数Ｋ＝２、スピーカ数Ｍ＝２、観
測点数（マイク数）Ｌ＝２の場合である。14f-1は比率
演算部であり、合成音信号ｅ1n，ｅ2n及び二次音伝搬特
性付与部１４ｅの出力信号ｙc1n′,ｙc2n′を入力さ
れ、(5)式に基づいて比率η1(＝ｅ1n／ｙc1n′），η2
（＝ｅ2n／ｙc2n′）を計算する。14f-2は比率η値に対
応するステップサイズパラメータ値μを（変更するため
の積算係数）記憶するη−μ係数対応テーブルである。
尚、比率が１以上の場合には騒音キャンセル動作がうま
く作動していないからキャンセル動作を停止する。14f-
3はステップサイズパラメータ決定部であり、各比率
η1，η2に応じたステップサイズパラメータμ1,μ 2を
η-μ係数対応テーブルより算出し、その平均値、ある
いは最小値、あるいは最大値をステップサイズパラメー
タμとして求め、適応信号処理部１４ａに入力する。
尚、最小値を用いれば、比較的安定性が重視され、最大
値を用いれば比較的収束性が重視される。
構成図であり、騒音源数Ｋ＝２、スピーカ数Ｍ＝２、観
測点数（マイク数）Ｌ＝２の場合である。14f-1は比率
演算部であり、合成音信号ｅ1n，ｅ2n及び二次音伝搬特
性付与部１４ｅの出力信号ｙc1n′,ｙc2n′を入力さ
れ、(5)式に基づいて比率η1(＝ｅ1n／ｙc1n′），η2
（＝ｅ2n／ｙc2n′）を計算する。14f-2は比率η値に対
応するステップサイズパラメータ値μを（変更するため
の積算係数）記憶するη−μ係数対応テーブルである。
尚、比率が１以上の場合には騒音キャンセル動作がうま
く作動していないからキャンセル動作を停止する。14f-
3はステップサイズパラメータ決定部であり、各比率
η1，η2に応じたステップサイズパラメータμ1,μ 2を
η-μ係数対応テーブルより算出し、その平均値、ある
いは最小値、あるいは最大値をステップサイズパラメー
タμとして求め、適応信号処理部１４ａに入力する。
尚、最小値を用いれば、比較的安定性が重視され、最大
値を用いれば比較的収束性が重視される。
【００３３】全体の動作
エンジン１１が回転すると、その回転数Ｒは回転数セン
サ１２により検出され、参照信号発生部１３はエンジン
回転数Ｒに応じた周波数の参照信号ＳNを発生し、騒音
キャンセルコントローラ１４に入力する。この時、エン
ジン１１から発生した周期性を有するエンジン音（周期
性ノイズ）は、所定の伝達関数を有する騒音伝搬系(一
次音伝搬系)を有する空中を伝播して騒音キャンセル点
に至る。エラーマイク１７は騒音キャンセル点における
騒音とキャンセル音の合成音を検出し、合成音信号（エ
ラー信号）Ｅを適応信号処理部１４ａに入力する。以上
と並行してフィルタードＸ信号作成用フィルタ１４ｄは
参照信号ＳNを入力され、適応信号処理に用いるフィル
タードＸ信号ＳN′を適応信号処理部１４ａに入力す
る。適応信号処理部１４ａは合成音信号（エラー信号）
Ｅとフィルタ１４ｄより出力されるフィルタードＸ信号
ＳN′とステップサイズパラメータμ（初期値は例えば
０．５）を用いて、(1)式に従って適応信号処理を行
い、適応フィルタ１４ｂの係数を決定する。
サ１２により検出され、参照信号発生部１３はエンジン
回転数Ｒに応じた周波数の参照信号ＳNを発生し、騒音
キャンセルコントローラ１４に入力する。この時、エン
ジン１１から発生した周期性を有するエンジン音（周期
性ノイズ）は、所定の伝達関数を有する騒音伝搬系(一
次音伝搬系)を有する空中を伝播して騒音キャンセル点
に至る。エラーマイク１７は騒音キャンセル点における
騒音とキャンセル音の合成音を検出し、合成音信号（エ
ラー信号）Ｅを適応信号処理部１４ａに入力する。以上
と並行してフィルタードＸ信号作成用フィルタ１４ｄは
参照信号ＳNを入力され、適応信号処理に用いるフィル
タードＸ信号ＳN′を適応信号処理部１４ａに入力す
る。適応信号処理部１４ａは合成音信号（エラー信号）
Ｅとフィルタ１４ｄより出力されるフィルタードＸ信号
ＳN′とステップサイズパラメータμ（初期値は例えば
０．５）を用いて、(1)式に従って適応信号処理を行
い、適応フィルタ１４ｂの係数を決定する。
【００３４】適応フィルタ１４ｂは適応信号処理部１４
ａにより決定された係数に従って参照信号ＳNにデジタ
ルフィルタ処理を施して騒音キャンセル信号Ｙaを出力
する。ＤＡコンバータ１４ｃは適応フィルタ出力をＤＡ
変換してスピーカ１６に入力する。これにより、スピー
カから騒音キャンセル音が出力され、二次音伝搬系１８
を介して騒音キャンセル点に到り、騒音をキャンセルす
るように作用する。エラーマイク１７は騒音キャンセル
点における合成音を検出して適応信号処理部１４ａとス
テップサイズパラメータ決定部１４ｆに入力する。これ
と並行して、二次音伝搬特性付与部１４ｅは適応フィル
タ１４ｂから出力される騒音キャンセル信号Ｙaにキャ
ンセル音伝搬系１８と同等の伝搬特性を付与して騒音キ
ャンセル点におけるキャンセル音信号Ｙc′を生成して
ステップサイズパラメータ決定部１４ｆに入力する。ス
テップサイズパラメータ決定部１４ｆは二次音伝搬特性
付与部１４ｅの出力信号Ｙc′と合成音信号Ｅとの比率
η（＝Ｅ／Ｙc′）に応じて適応信号処理に用いるステ
ップサイズパラメータμを決定し、適応信号処理部１４
ａに入力する。適応信号処理部１４ａはこの入力された
ステップサイズパラメータμを用いて、適応信号処理を
実行する。以後、同様に比率ηの値に応じて、すなわち
騒音キャンセル状態に応じてμを変更しながら適応信号
処理を実行して騒音をキャンセルする。このようにすれ
ば、騒音キャンセル状態が悪い場合にはステップサイズ
パラメータμの値を大きくして収束性を良好にでき、短
時間で適応フィルタの係数値を最適値に近づけることが
できる。そして、騒音がキャンセルされる度合いに応じ
てμを小さくしてゆくから最適値に近づいた時点では十
分な安定性を保持でき、十分な騒音防止効果を発揮でき
る。
ａにより決定された係数に従って参照信号ＳNにデジタ
ルフィルタ処理を施して騒音キャンセル信号Ｙaを出力
する。ＤＡコンバータ１４ｃは適応フィルタ出力をＤＡ
変換してスピーカ１６に入力する。これにより、スピー
カから騒音キャンセル音が出力され、二次音伝搬系１８
を介して騒音キャンセル点に到り、騒音をキャンセルす
るように作用する。エラーマイク１７は騒音キャンセル
点における合成音を検出して適応信号処理部１４ａとス
テップサイズパラメータ決定部１４ｆに入力する。これ
と並行して、二次音伝搬特性付与部１４ｅは適応フィル
タ１４ｂから出力される騒音キャンセル信号Ｙaにキャ
ンセル音伝搬系１８と同等の伝搬特性を付与して騒音キ
ャンセル点におけるキャンセル音信号Ｙc′を生成して
ステップサイズパラメータ決定部１４ｆに入力する。ス
テップサイズパラメータ決定部１４ｆは二次音伝搬特性
付与部１４ｅの出力信号Ｙc′と合成音信号Ｅとの比率
η（＝Ｅ／Ｙc′）に応じて適応信号処理に用いるステ
ップサイズパラメータμを決定し、適応信号処理部１４
ａに入力する。適応信号処理部１４ａはこの入力された
ステップサイズパラメータμを用いて、適応信号処理を
実行する。以後、同様に比率ηの値に応じて、すなわち
騒音キャンセル状態に応じてμを変更しながら適応信号
処理を実行して騒音をキャンセルする。このようにすれ
ば、騒音キャンセル状態が悪い場合にはステップサイズ
パラメータμの値を大きくして収束性を良好にでき、短
時間で適応フィルタの係数値を最適値に近づけることが
できる。そして、騒音がキャンセルされる度合いに応じ
てμを小さくしてゆくから最適値に近づいた時点では十
分な安定性を保持でき、十分な騒音防止効果を発揮でき
る。
【００３５】(b) 本発明の第２の実施例
図４は本発明の別の実施例構成図であり、第１の実施例
と同一部分には同一符号を付している。第２の実施例が
第１の実施例と異なる点は、合成音信号Ｅに含まれるキ
ャンセルしたい騒音の周波数成分のみを通過するトラッ
クキングコントロールフィルタ（バンドパスフィルタ）
１９を設けた点、及び、ステップサイズパラメータ決定
部１４ｆがこのトラッキングコントロールフィルタ１９
から出力される信号を合成音信号として比率ηを計算す
る点である。騒音キャンセル点における騒音には、キャ
ンセルしたい騒音とキャンセルの対象でない外部騒音が
存在する。このためエラーマイク１７から出力される合
成音信号Ｅにはこのキャンセル対象でない騒音が含ま
れ、正確な比率ηの計算ができず、誤ったステップサイ
ズパラメータμの決定をする場合が生じる。そこで、第
２の実施例では、合成音信号Ｅより真にキャンセルした
い騒音の周波数成分のみを抽出して比率ηを計算し、該
比率ηに基づいてステップサイズパラメータμを決定す
るものである。このようにすれば、キャンセルしたい騒
音以外の外部騒音に影響されず、正しくステップサイズ
パラメータμを決定でき、より収束性に優れ、かつ、安
定性に優れた騒音キャンセル装置を提供することができ
る。
と同一部分には同一符号を付している。第２の実施例が
第１の実施例と異なる点は、合成音信号Ｅに含まれるキ
ャンセルしたい騒音の周波数成分のみを通過するトラッ
クキングコントロールフィルタ（バンドパスフィルタ）
１９を設けた点、及び、ステップサイズパラメータ決定
部１４ｆがこのトラッキングコントロールフィルタ１９
から出力される信号を合成音信号として比率ηを計算す
る点である。騒音キャンセル点における騒音には、キャ
ンセルしたい騒音とキャンセルの対象でない外部騒音が
存在する。このためエラーマイク１７から出力される合
成音信号Ｅにはこのキャンセル対象でない騒音が含ま
れ、正確な比率ηの計算ができず、誤ったステップサイ
ズパラメータμの決定をする場合が生じる。そこで、第
２の実施例では、合成音信号Ｅより真にキャンセルした
い騒音の周波数成分のみを抽出して比率ηを計算し、該
比率ηに基づいてステップサイズパラメータμを決定す
るものである。このようにすれば、キャンセルしたい騒
音以外の外部騒音に影響されず、正しくステップサイズ
パラメータμを決定でき、より収束性に優れ、かつ、安
定性に優れた騒音キャンセル装置を提供することができ
る。
【００３６】トラッキングコントロールフィルタ
トラッキングコントロールフィルタ１９は、周期性ノイ
ズ（例えばエンジン音）の周波数に応じた中心周波数及
び帯域を有する複数のフィルタを備え、エンジン回転数
Ｒに基づいて所定のフィルタを選択し、該フィルタを通
過した信号を合成音信号Ｅ´として出力するようになっ
ている。図５はトラッキングコントロールフィルタ１９
の構成図であり、１９ａ〜１９ｎはいくつかのエンジン
回転数範囲に応じた、換言すれば周期性ノイズのいくつ
かの周波数範囲に応じた中心周波数及び帯域幅を有する
フィルタであり、１９ｐはエンジン回転数Ｒに応じたフ
ィルタのみに合成音信号Ｅを入力するフィルタ選択回路
である。エンジン回転数Ｒが６００ｒｐｍの場合、周期
性ノイズの周波数は２０Ｈｚである。従って、回転数６
００ｒｐｍに対応するフィルタはカットオフ周波数が３
０Ｈｚ程度のロ−パスフィルタとなる。又、エンジン回
転数Ｒが６０００ｒｐｍの場合、周期性ノイズの周波数
は２００Ｈｚであるから、該回転数に対応するフィルタ
は中心周波数が２００Ｈｚ、帯域幅が５０Ｈｚ程度のバ
ンドパスフィルタとなる。
ズ（例えばエンジン音）の周波数に応じた中心周波数及
び帯域を有する複数のフィルタを備え、エンジン回転数
Ｒに基づいて所定のフィルタを選択し、該フィルタを通
過した信号を合成音信号Ｅ´として出力するようになっ
ている。図５はトラッキングコントロールフィルタ１９
の構成図であり、１９ａ〜１９ｎはいくつかのエンジン
回転数範囲に応じた、換言すれば周期性ノイズのいくつ
かの周波数範囲に応じた中心周波数及び帯域幅を有する
フィルタであり、１９ｐはエンジン回転数Ｒに応じたフ
ィルタのみに合成音信号Ｅを入力するフィルタ選択回路
である。エンジン回転数Ｒが６００ｒｐｍの場合、周期
性ノイズの周波数は２０Ｈｚである。従って、回転数６
００ｒｐｍに対応するフィルタはカットオフ周波数が３
０Ｈｚ程度のロ−パスフィルタとなる。又、エンジン回
転数Ｒが６０００ｒｐｍの場合、周期性ノイズの周波数
は２００Ｈｚであるから、該回転数に対応するフィルタ
は中心周波数が２００Ｈｚ、帯域幅が５０Ｈｚ程度のバ
ンドパスフィルタとなる。
【００３７】全体の動作
エンジン１１が回転すると、その回転数Ｒは回転数セン
サ１２により検出されて参照信号発生部１３とトラッキ
ングコントロールフィルタ１９に入力される。参照信号
発生部１３はエンジン回転数Ｒが入力されると、該回転
数に応じた周波数の参照信号ＳNを発生して騒音キャン
セルコントローラ１４に入力する。又、トラッキングコ
ントロールフィルタ１９は回転数に応じた周波数帯域に
設定される。すなわち、回転数に応じた所定のフィルタ
を選択する。エンジン１１から発生した周期性を有する
エンジン音（周期性ノイズ）は、所定の伝達関数を有す
る騒音伝搬系(一次音伝搬系)を有する空中を伝播して騒
音キャンセル点に至る。エラーマイク１７は騒音キャン
セル点における騒音とキャンセル音の合成音を検出し、
合成音信号（エラー信号）Ｅを適応信号処理部１４ａに
入力する。以上と並行してフィルタードＸ信号作成用フ
ィルタ１４ｄは参照信号ＳNを入力され、適応信号処理
に用いるフィルタードＸ信号ＳN′を適応信号処理部１
４ａに入力する。適応信号処理部１４ａは合成音信号
（エラー信号）Ｅとフィルタ１４ｄより出力されるフィ
ルタードＸ信号ＳN′とステップサイズパラメータμ
（初期値は例えば０．５）を用いて、(1)式に従って適
応信号処理を行い、適応フィルタ１４ｂの係数を決定す
る。
サ１２により検出されて参照信号発生部１３とトラッキ
ングコントロールフィルタ１９に入力される。参照信号
発生部１３はエンジン回転数Ｒが入力されると、該回転
数に応じた周波数の参照信号ＳNを発生して騒音キャン
セルコントローラ１４に入力する。又、トラッキングコ
ントロールフィルタ１９は回転数に応じた周波数帯域に
設定される。すなわち、回転数に応じた所定のフィルタ
を選択する。エンジン１１から発生した周期性を有する
エンジン音（周期性ノイズ）は、所定の伝達関数を有す
る騒音伝搬系(一次音伝搬系)を有する空中を伝播して騒
音キャンセル点に至る。エラーマイク１７は騒音キャン
セル点における騒音とキャンセル音の合成音を検出し、
合成音信号（エラー信号）Ｅを適応信号処理部１４ａに
入力する。以上と並行してフィルタードＸ信号作成用フ
ィルタ１４ｄは参照信号ＳNを入力され、適応信号処理
に用いるフィルタードＸ信号ＳN′を適応信号処理部１
４ａに入力する。適応信号処理部１４ａは合成音信号
（エラー信号）Ｅとフィルタ１４ｄより出力されるフィ
ルタードＸ信号ＳN′とステップサイズパラメータμ
（初期値は例えば０．５）を用いて、(1)式に従って適
応信号処理を行い、適応フィルタ１４ｂの係数を決定す
る。
【００３８】適応フィルタ１４ｂは適応信号処理部１４
ａにより決定された係数に従って参照信号ＳNにデジタ
ルフィルタ処理を施して騒音キャンセル信号Ｙaを出力
する。ＤＡコンバータ１４ｃは適応フィルタ出力をＤＡ
変換してスピーカ１６に入力する。これにより、スピー
カから騒音キャンセル音が出力され、二次音伝搬系１８
を介して騒音キャンセル点に到り、騒音をキャンセルす
るように作用する。エラーマイク１７は騒音キャンセル
点における合成音を検出して適応信号処理部１４ａとト
ラッキングコントロールフィルタ１９に入力する。トラ
ッキングコントロールフィルタ１９にはエンジン回転数
に応じた周期性ノイズの周波数帯域が設定されているか
ら、該トラッキングコントロールフィルタ１９は周期性
ノイズの帯域外の騒音信号を除去し、換言すれば周期性
ノイズと同一帯域成分のみ合成音信号Ｅ′として通過さ
せてステップサイズパラメータ決定部１４ｆに入力す
る。これと並行して、二次音伝搬特性付与部１４ｅは適
応フィルタ１４ｂから出力される騒音キャンセル信号Ｙ
aにキャンセル音伝搬系１８と同等の伝搬特性を付与し
て騒音キャンセル点におけるキャンセル音信号Ｙc′を
生成してステップサイズパラメータ決定部１４ｆに入力
する。ステップサイズパラメータ決定部１４ｆは二次音
伝搬特性付与部１４ｅの出力信号Ｙc′と合成音信号
Ｅ′との比率η（＝Ｅ′／Ｙc′）に応じて適応信号処
理に用いるステップサイズパラメータμを決定し、適応
信号処理部１４ａに入力する。
ａにより決定された係数に従って参照信号ＳNにデジタ
ルフィルタ処理を施して騒音キャンセル信号Ｙaを出力
する。ＤＡコンバータ１４ｃは適応フィルタ出力をＤＡ
変換してスピーカ１６に入力する。これにより、スピー
カから騒音キャンセル音が出力され、二次音伝搬系１８
を介して騒音キャンセル点に到り、騒音をキャンセルす
るように作用する。エラーマイク１７は騒音キャンセル
点における合成音を検出して適応信号処理部１４ａとト
ラッキングコントロールフィルタ１９に入力する。トラ
ッキングコントロールフィルタ１９にはエンジン回転数
に応じた周期性ノイズの周波数帯域が設定されているか
ら、該トラッキングコントロールフィルタ１９は周期性
ノイズの帯域外の騒音信号を除去し、換言すれば周期性
ノイズと同一帯域成分のみ合成音信号Ｅ′として通過さ
せてステップサイズパラメータ決定部１４ｆに入力す
る。これと並行して、二次音伝搬特性付与部１４ｅは適
応フィルタ１４ｂから出力される騒音キャンセル信号Ｙ
aにキャンセル音伝搬系１８と同等の伝搬特性を付与し
て騒音キャンセル点におけるキャンセル音信号Ｙc′を
生成してステップサイズパラメータ決定部１４ｆに入力
する。ステップサイズパラメータ決定部１４ｆは二次音
伝搬特性付与部１４ｅの出力信号Ｙc′と合成音信号
Ｅ′との比率η（＝Ｅ′／Ｙc′）に応じて適応信号処
理に用いるステップサイズパラメータμを決定し、適応
信号処理部１４ａに入力する。
【００３９】適応信号処理部１４ａはこの入力されたス
テップサイズパラメータμを用いて、適応信号処理を実
行し、以後、同様に比率ηの値に応じて、すなわち騒音
キャンセル状態に応じてμを変更しながら、適応信号処
理を実行して騒音をキャンセルする。このように、周期
性ノイズの帯域が設定されるフィルタを設けたから、真
にキャンセルしたい周期性ノイズ以外の騒音を合成音信
号から除去でき、従って、正しくステップサイズパラメ
ータμを決定でき、短時間で、かつ安定して騒音をキャ
ンセルすることができる。以上、本発明を実施例により
説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主
旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排
除するものではない。
テップサイズパラメータμを用いて、適応信号処理を実
行し、以後、同様に比率ηの値に応じて、すなわち騒音
キャンセル状態に応じてμを変更しながら、適応信号処
理を実行して騒音をキャンセルする。このように、周期
性ノイズの帯域が設定されるフィルタを設けたから、真
にキャンセルしたい周期性ノイズ以外の騒音を合成音信
号から除去でき、従って、正しくステップサイズパラメ
ータμを決定でき、短時間で、かつ安定して騒音をキャ
ンセルすることができる。以上、本発明を実施例により
説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主
旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排
除するものではない。
【００４０】
【発明の効果】以上本発明によれば、騒音キャンセル信
号にキャンセル音伝搬系と同等の伝搬特性を付与する伝
搬特性付与手段と、該伝搬特性付与手段の出力信号と合
成音信号の比率に応じて適応信号処理に用いるステップ
サイズパラメータの値を変更するステップサイズパラメ
ータ決定手段とを設け、騒音が十分にキャンセルされて
いない場合（合成音信号が大きくて比率が大きい場
合）、ステップサイズパラメータμの値を大きくし、騒
音キャンセルの度合いに応じて（比率が小さくなるにつ
れて）、ステップサイズパラメータの値を小さくしたか
ら、適応フィルタの係数収束性と安定性の両方を満足す
ることができ、騒音を効果的にキャンセルすることがで
きる。又、本発明によれば、合成音信号よりキャンセル
したい騒音の周波数成分のみを通過するバンドパスフィ
ルタを設け、このバンドパスフィルタの出力信号を合成
音信号として前記比率を計算するように構成したから、
キャンセルしたい騒音以外の雑音に影響されずより収束
速度が早い、安定性に優れた騒音キャンセル装置を提供
することができる。
号にキャンセル音伝搬系と同等の伝搬特性を付与する伝
搬特性付与手段と、該伝搬特性付与手段の出力信号と合
成音信号の比率に応じて適応信号処理に用いるステップ
サイズパラメータの値を変更するステップサイズパラメ
ータ決定手段とを設け、騒音が十分にキャンセルされて
いない場合（合成音信号が大きくて比率が大きい場
合）、ステップサイズパラメータμの値を大きくし、騒
音キャンセルの度合いに応じて（比率が小さくなるにつ
れて）、ステップサイズパラメータの値を小さくしたか
ら、適応フィルタの係数収束性と安定性の両方を満足す
ることができ、騒音を効果的にキャンセルすることがで
きる。又、本発明によれば、合成音信号よりキャンセル
したい騒音の周波数成分のみを通過するバンドパスフィ
ルタを設け、このバンドパスフィルタの出力信号を合成
音信号として前記比率を計算するように構成したから、
キャンセルしたい騒音以外の雑音に影響されずより収束
速度が早い、安定性に優れた騒音キャンセル装置を提供
することができる。
【図１】本発明の第１の実施例構成図である。
【図２】二次音伝搬特性付与部の説明図である。
【図３】ステップサイズパラメータ決定部の構成図であ
る。
る。
【図４】本発明の第２の実施例構成図である。
【図５】トラッキングコントロールフィルタの構成図で
ある。
ある。
【図６】従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
【図７】騒音キャンセル動作説明用波形図である。
【図８】騒音源、スピーカ、観測点が複数存在する場合
の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
【図９】一次音仮想伝搬系の説明図である。
【図１０】伝達関数マトリックスの各要素を実現するデ
ジタルフィルタの構成図である。
ジタルフィルタの構成図である。
【図１１】二次音伝搬系の説明図である。
【図１２】フィルタードＸ信号作成用フィルタの構成図
である。
である。
【図１３】適応フィルタの構成図である。
【図１４】騒音源、スピーカ、観測点が２個存在する場
合の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
合の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
１３・・参照信号発生部
１４・・騒音キャンセルコントローラ
１４ａ・・適応信号処理部
１４ｂ・・適応フィルタ
１４ｄ・・フィルタードＸ信号作成用フィルタ
１４ｅ・・二次音伝搬特性付与部
１４ｆ・・ステップサイズパラメータ決定部
１６・・スピーカ
１７・・エラーマイク
１８・・二次音伝搬系
１９・・トラッキングコントロールフィルタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 沢田 秀司
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(72)発明者 佐野 久
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(56)参考文献 特開 平３−178846（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−27777（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−61490（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−73074（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−80785（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−232971（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−228817（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−266516（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G10K 11/178
B60R 11/02
H03H 17/02 601
H03H 21/00
Claims (2)
- 【請求項１】 騒音キャンセル点における騒音をキャン
セルするためにキャンセル音を出力するキャンセル音発
生源と、騒音キャンセル点における騒音とキャンセル音
との合成音を検出するセンサと、騒音キャンセル点にお
ける合成音信号と騒音源から発生する騒音に応じた参照
信号を入力され、これら信号と信号処理用の係数である
ステップサイズパラメータを用いて前記騒音キャンセル
点における騒音をキャンセルするように適応信号処理を
行って騒音キャンセル信号を発生してキャンセル音発生
源に入力する騒音キャンセルコントローラを備えた騒音
キャンセル装置において、 騒音キャンセル信号に対しキャンセル音発生源からセン
サまでのキャンセル音伝搬系と同等の伝搬特性を付与す
る伝搬特性付与手段と、 該伝搬特性付与手段の出力信号と合成音信号の比率に応
じて適応信号処理に用いる前記ステップサイズパラメー
タの値を決定するステップサイズパラメータ決定手段と
を備えたことを特徴とする騒音キャンセル装置。 - 【請求項２】 合成音信号に含まれるキャンセルしたい
騒音の周波数成分を通過するバンドパスフィルタを備
え、 前記ステップサイズパラメータ決定手段は、このバンド
パスフィルタの出力信号を合成音信号として前記比率を
計算することを特徴とする請求項１記載の騒音キャンセ
ル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17219692A JP3380571B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 騒音キャンセル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17219692A JP3380571B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 騒音キャンセル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0619485A JPH0619485A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3380571B2 true JP3380571B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=15937365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17219692A Expired - Fee Related JP3380571B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 騒音キャンセル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3380571B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5557682A (en) * | 1994-07-12 | 1996-09-17 | Digisonix | Multi-filter-set active adaptive control system |
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1992
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