JP3427339B2 - 能動騒音制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は能動騒音制御装置に
係り、とくにカルマンフィルタなどの収束の速い適応ア
ルゴリズムを用いても安定な制御動作が可能な能動騒音
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空間の所望の受音点で騒音と逆位相とな
るような音響をキャンセルスピーカから放射し、空間の
騒音を低減するようにした能動騒音制御装置（アクティ
ブノイズコントローラ）が有る。この能動騒音制御装置
は、未知システムについて入出力関係からパラメータを
推定するシステム同定を応用したものである。図７に従
来の能動騒音制御装置の基本構成を示す（図７は（リフ
ァレンス，キャンセルスピーカ，エラー検出用マイク）
が（１，１，１）の系である）。騒音空間の所望の受音
点にエラー検出用マイク１、騒音空間の他の所望位置に
受音点での騒音と逆位相となるような音響を発生するキ
ャンセルスピーカ２を設置してある。騒音源に設置した
騒音センサ３で騒音が検出され、リファレンス信号が生
成される。このリファレンス信号はＡ／Ｄ変換器４で離
散化されて騒音信号ｘ（ｎ）となり（ｎは時刻を示
す）、各フィルタ係数が可変でＩ次のＦＩＲディジタル
フィルタ（以下、ＦＩＲフィルタと略す）５に入力され
る。ＦＩＲフィルタ５の出力はＤ／Ａ変換器６でＤ／Ａ
変換されたのちパワーアンプ７で電力増幅され、キャン
セルスピーカ２に出力されて、該キャンセルスピーカ２
を駆動する。エラー検出用マイク１の出力はマイクアン
プ８で増幅されたのち、Ａ／Ｄ変換器９で離散化されて
誤差信号ｙ（ｎ）となり、適応制御部１０に入力され
る。この適応制御部１０は適応アルゴリズムを実行す
る。よって、騒音信号ｘ（ｎ）はフィルタ１１でフィル
タリングされたのち適応制御部１０に入力される。フィ
ルタ１１はＦＩＲディジタルフィルタから成り、Ｄ／Ａ
変換器６の出力点からＡ／Ｄ変換器９の入力点までの空
間パスを含む伝達関数Ｃ（ｚ）をＪ次のＦＩＲディジタ
ルフィルタで具現するときのインパルス応答ｃ_j （ｊ＝
０〜Ｊ）が各次数のフィルタ係数として設定されてい
る。フィルタ１１の伝達関数をＣ´（ｚ）とする。

【０００３】騒音信号ｘ（ｎ）はフィルタ１１に通され
てＣ´（ｚ）の伝達関数が畳込まれ、ｑ（ｎ）として適
応制御部１０に出力される。適応制御部１０はｑ（ｎ）
を用いて所定の適応アルゴリズムを実行し、ｙ（ｎ）を
最小とできるＦＩＲフィルタ５の各次数のフィルタ係数
の更新値を求め、ＦＩＲフィルタ５に対し更新設定す
る。具体的には、適応アルゴリズムが最小自乗法に着目
したＬＭＳ（Least Mean Square）の場合、ＦＩＲフィル
タ５の次数位置ｉ（ｉ＝０〜Ｉ）のフィルタ係数をｗ_i
として、時刻（ｎ＋１）のフィルタ係数ｗ_i （ｎ＋１）
を次式、 ｗ_i （ｎ＋１）＝ｗ_i （ｎ）＋μ・ｙ（ｎ）・ｑ（ｎ−ｉ） ……（１） 但し、 μ：所定の収束係数 に従い、ＦＩＲフィルタ５に対しフィルタ係数の更新設
定を行う。なお、フィルタ係数ｗ_i の初期値ｗ_i （０）
は予め定められた所定値に設定する。また、フィルタ係
数ｃ_j は、Ｄ／Ａ変換器６の入力点にＭ系列ノイズデー
タを注入したときのＡ／Ｄ変換器９の出力点の応答信号
から所定の演算を行うことで同定して求める。このよう
にして、キャンセルスピーカ２からはエラー検出用マイ
ク１での騒音が最小となるような適切な制御音が放射さ
れて、騒音の低減が図られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＬＭＳアル
ゴリズムの場合、（１）式中のμは通常、０．５以下の
適当な値に設定される。μを小さくすると収束が遅く、
騒音信号ｘ（ｎ）の如くランダムに変化する信号に対し
ては適応制御が間に合わず、騒音を確実にキャンセルす
ることができない。ＬＭＳアルゴリズムにおいて騒音信
号ｘ（ｎ）の変化に対する追従性を高めるためには、μ
を０．５近くの大きな値に設定して収束速度を速くする
必要がある。また、ＬＭＳアルゴリズムの代わりに、カ
ルマンフィルタの如く、収束の速い適応アルゴリズムを
用いて、騒音信号ｘ（ｎ）の変化に対する追従性を高め
ても良い。カルマンフィルタの場合、（１）に対応する
フィルタ係数更新式は、 ｗ_i （ｎ＋１）＝ｗ_i （ｎ）＋Ｋ（ｎ）｛ｑ（ｎ−ｉ）｝・ｙ（ｎ） ……（２） 但し、Ｋ（ｎ）はｑ（ｎ−ｉ）を従属変数とするカルマ
ンゲインであり、このカルマンゲインが最適値となるよ
うに更新されるため、速い収束速度が得られる。

【０００５】しかしながら、上記した従来の能動騒音制
御装置では、適応制御部１０はリファレンス信号ｘ
（ｎ）を、Ｄ／Ａ変換器６の出力点からＡ／Ｄ変換器９
の入力点までの伝達関数（Ｃ´（ｚ））を持つフィルタ
１１に通したｑ（ｎ）に基づき適応制御を行っており、
キャンセルスピーカ２からエラー検出用マイク１までの
空間パスという周波数−位相特性や周波数−ゲイン特性
が複雑で時間遅れの有る伝達関数が含まれているため、
とくに騒音を確実にキャンセルしようとしてμの大きな
ＬＭＳアルゴリズムを用いたり、カルマンフィルタな
ど、他の収束速度の速い適応アルゴリズムを用いようと
した場合に制御系が不安定になり、うまく騒音をキャン
セルできないという問題があった。本発明は上記した従
来技術の問題に鑑み、収束速度の速い適応アルゴリズム
を用いても、確実に騒音のキャンセルのできる能動騒音
制御装置を提供することを、その目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の能動騒音
制御装置では、騒音を検出してリファレンス信号を生成
するリファレンス信号生成手段と、各々、リファレンス
信号を可変の伝達関数で加工する加工手段，加工手段の
出力を電力増幅する電力増幅手段，空間の所定箇所に置
かれて電力増幅手段の出力を電気−音響変換する電気−
音響変換手段から成る１または複数の音響再生手段と、
各々、空間の所定箇所に置かれた１または複数のエラー
検出用マイクと、各エラー検出用マイクの出力を増幅す
る１または複数のマイク用増幅手段と、各音響再生手段
毎に設けられて、リファレンス信号を，電力増幅手段の
入力点から各マイク用増幅手段の出力点までの伝達関数
が個別に設定された１または複数の第１のフィルタに個
別に通した信号を用いて，各マイク用増幅手段から出力
される誤差信号を最小化する加工手段の伝達関数を求
め，加工手段の伝達関数を可変する適応制御を行う適応
制御手段と、を備えた能動騒音制御装置において、各マ
イク用増幅手段の出力側に個別に演算手段を設け、該演
算手段は対応するマイク用増幅手段の出力に、１または
複数の全ての加工手段の出力を加算し、かつ、１または
複数の全ての加工手段につき、各加工手段の出力を、後
段の電力増幅手段の入力点から当該マイク用増幅手段の
出力点までの伝達関数が設定された第２のフィルタに個
別に通した信号を減算して各適応制御手段に誤差信号を
出力するようにし、各適応制御手段は、対応する１また
は複数の第１のフィルタの伝達関数を１に置き換え、リ
ファレンス信号を当該１または複数の第１のフィルタの
出力信号を用いて、各演算手段から出力される誤差信号
を最小化する加工手段の伝達関数を求め、加工手段の伝
達関数を可変する適応制御を行うようにしたことを特徴
としている。

【０００７】請求項２記載の能動騒音制御装置では、請
求項１記載の能動騒音制御装置において、リファレンス
信号生成手段の出力側に、通過周波数帯域を、騒音を低
減したい所望の帯域に制限するフィルタを設けたこと、
を特徴としている。

【０００８】請求項３記載の能動騒音制御装置では、請
求項１記載の能動騒音制御装置において、各エラー検出
用マイク毎に、音楽信号キャンセル装置を設け、この音
楽信号キャンセル装置は、空間に音響再生される音楽の
ソース信号をリファレンス信号とし、該リファレンス信
号を可変の伝達関数で加工する第２の加工手段と、第２
の加工手段の出力とマイク用増幅手段の出力を加算した
あと前記演算手段に入力する加算手段と、音楽のソース
信号と加算手段から出力される誤差信号に基づき、該誤
差信号を最小化する第２の加工手段の伝達関数を求め
て、第２の加工手段の伝達関数を可変する適応制御を行
う第２の適応制御手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

【０００９】請求項４記載の能動騒音制御装置では、騒
音を検出してリファレンス信号を生成するリファレンス
信号生成手段と、各々、リファレンス信号を可変の伝達
関数で加工する加工手段，加工手段の出力を電力増幅す
る電力増幅手段，空間の所定箇所に置かれて電力増幅手
段の出力を電気−音響変換する電気−音響変換手段から
成る１または複数の音響再生手段と、空間の所定箇所に
置かれた１つのエラー検出用マイクと、該エラー検出用
マイクの出力を増幅するマイク用増幅手段と、各音響再
生手段毎に設けられて、リファレンス信号を，電力増幅
手段の入力点からマイク用増幅手段の出力点までの伝達
関数が個別に設定された１つの第１のフィルタに通した
信号を用いて，各マイク用増幅手段から出力される誤差
信号を最小化する加工手段の伝達関数を求め，加工手段
の伝達関数を可変する適応制御を行う適応制御手段と、
を備えた能動騒音制御装置において、各音響再生手段毎
に、電力増幅手段の入力側に電力増幅手段の入力点から
マイク用増幅手段の出力点までの伝達関数の逆関数が設
定された第２のフィルタを設けるとともに、マイク用増
幅手段の出力側に演算手段を設け、該演算手段はマイク
用増幅手段の出力に、１または複数の全ての加工手段の
出力を加算し、かつ、１または複数の全ての加工手段に
つき、各加工手段の出力を、後段の電力増幅手段の入力
点から当該マイク用増幅手段の出力点までの伝達関数が
設定された第３のフィルタと、電力増幅手段の入力点か
らマイク用増幅手段の出力点までの伝達関数の逆関数が
設定された第４のフィルタに直列に通した信号を減算し
て各適応制御手段に誤差信号を出力するようにし、各適
応制御手段は、対応する第１のフィルタの伝達関数を１
に置き換え、リファレンス信号を当該第１のフィルタに
通した信号を用いて、各演算手段から出力される誤差信
号を最小化する加工手段の伝達関数を求め、加工手段の
伝達関数を可変する適応制御を行うようにしたこと、を
特徴としている。

【００１０】請求項５記載の能動騒音制御装置では、請
求項４記載の能動騒音制御装置において、リファレンス
信号生成手段の出力側に、通過周波数帯域を、騒音を低
減したい所望の帯域に制限するフィルタを設けたこと、
を特徴としている。

【００１１】請求項６記載の能動騒音制御装置では、請
求項４記載の能動騒音制御装置において、マイク用増幅
手段の出力側に音楽信号キャンセル装置を設け、この音
楽信号キャンセル装置は、空間に音響再生される音楽の
ソース信号をリファレンス信号とし、該リファレンス信
号を可変の伝達関数で加工する第２の加工手段と、第２
の加工手段の出力とマイク用増幅手段の出力を加算した
あと前記演算手段に入力する加算手段と、音楽のソース
信号と加算手段から出力される誤差信号に基づき、該誤
差信号を最小化する第２の加工手段の伝達関数を求め
て、第２の加工手段の伝達関数を可変する適応制御を行
う第２の適応制御手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

【００１２】

【作用】請求項１記載の能動騒音制御装置によれば、１
または複数のキャンセル用の音響再生手段と、１または
複数のエラー検出用マイクの設けられた能動騒音制御装
置において、各マイク用増幅手段の出力側に個別に演算
手段を設け、該演算手段は対応するマイク用増幅手段の
出力に、１または複数の全ての加工手段の出力を加算
し、かつ、１または複数の全ての加工手段につき、各加
工手段の出力を、後段の電力増幅手段の入力点から当該
マイク用増幅手段の出力点までの伝達関数が設定された
第２のフィルタに個別に通した信号を減算して各適応制
御手段に誤差信号を出力するようにし、各適応制御手段
は、対応する１または複数の第１のフィルタの伝達関数
を１に置き換え、リファレンス信号を当該１または複数
の第１のフィルタの出力信号を用いて、各演算手段から
出力される誤差信号を最小化する加工手段の伝達関数を
求め、加工手段の伝達関数を可変する適応制御を行う。
これにより、各第１のフィルタに設定する伝達関数が１
で良いので、電気−音響変換手段と各エラー検出用マイ
クの間の空間パスに伴う時間遅れや、周波数−位相特
性、周波数−ゲイン特性の影響を受けることなく適応制
御の計算を行える。よって、例えば、μを大きくしたＬ
ＭＳアルゴリズム、或いは、カルマンフィルタなどの他
の収束速度の速い適応アルゴリズムを用いても安定した
適応制御を行うことができ、電気−音響変換手段とエラ
ー検出用マイクの間の空間パスでの時間遅れを無視でき
る周波数帯域につき騒音のキャンセルを確実に実行する
ことができる。

【００１３】また、請求項２記載の能動騒音制御装置に
よれば、リファレンス信号生成手段の出力は、通過周波
数帯域を、騒音を低減したい所望の帯域に制限するフィ
ルタを通したあと第１のフィルタに入力する。これによ
り、適応制御手段での計算の負担が軽減するので、より
確実に所望帯域の騒音をキャンセルさせることができ
る。

【００１４】また、請求項３記載の能動騒音制御装置に
よれば、各エラー検出用マイク毎に、音楽信号キャンセ
ル装置を設け、この音楽信号キャンセル装置では、空間
に音響再生される音楽のソース信号をリファレンス信号
として、該リファレンス信号を第２の加工手段により可
変の伝達関数で加工し、第２の加工手段の出力とマイク
用増幅手段の出力を加算手段で加算したあと前記演算手
段に入力するようにし、第２の適応手段により音楽のソ
ース信号と加算手段から出力される誤差信号に基づき、
該誤差信号を最小化する第２の加工手段の伝達関数を求
めて、第２の加工手段の伝達関数を可変する適応制御を
行う。これにより、マイク用増幅手段の出力に含まれる
音楽信号成分をキャンセルして後段の演算手段に出力で
きるので、音楽の聴取が妨げられることはない。

【００１５】請求項４記載の能動騒音制御装置によれ
ば、１または複数のキャンセル用の音響再生手段と、１
つのエラー検出用マイクの設けられた能動騒音制御装置
において、電力増幅手段の入力側に電力増幅手段の入力
点からマイク用増幅手段の出力点までの伝達関数の逆関
数が設定された第２のフィルタを設け、加工手段の出力
を第２のフィルタに通した信号を電力増幅手段に入力
し、また、マイク用増幅手段の出力側に演算手段を設
け、該演算手段はマイク用増幅手段の出力に、１または
複数の全ての加工手段の出力を加算し、かつ、１または
複数の全ての加工手段につき、各加工手段の出力を、後
段の電力増幅手段の入力点から当該マイク用増幅手段の
出力点までの伝達関数が設定された第３のフィルタと、
電力増幅手段の入力点からマイク用増幅手段の出力点ま
での伝達関数の逆関数が設定された第４のフィルタに直
列に通した信号を減算して各適応制御手段に誤差信号を
出力するようにし、各適応制御手段は、対応する第１の
フィルタの伝達関数を１に置き換え、リファレンス信号
を当該第１のフィルタに通した信号を用いて、各演算手
段から出力される誤差信号を最小化する加工手段の伝達
関数を求め、加工手段の伝達関数を可変する適応制御を
行う。これにより、各第１のフィルタに設定する伝達関
数が１で良いので、電気−音響変換手段とエラー検出用
マイクの間の空間パスの時間遅れや、周波数−位相特
性、周波数−ゲイン特性の影響を受けることなく適応制
御の計算を行える。よって、例えば、μを大きくしたＬ
ＭＳアルゴリズム、或いは、カルマンフィルタなどの他
の収束速度の速い適応アルゴリズムを用いても安定した
適応制御を行うことができる。そして、加工手段の出力
に電力増幅手段の入力点からマイク用増幅手段の出力点
までの伝達関数の逆関数を畳込むので、電気−音響変換
手段と各エラー検出用マイクの間の空間パスによる振幅
や位相の乱れを補正できるため、より安定して広い周波
数帯域で騒音のキャンセルを実行することができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の第１実施例に係る能動騒音制
御装置の全体的なブロック図である。図１は（リファレ
ンス，キャンセルスピーカ，エラー検出用マイク）＝
（１，２，２）のマルチチャネル能動騒音制御装置を示
す。なお、図７と同一の構成部分には同一の符号が付し
てある。１Ａ，１Ｂは騒音空間の所望の２つの受音点に
設置されたエラー検出用マイク、２Ｃ，２Ｄは騒音空間
の他の所望の２つの位置に設置され、前記２つの受音点
での騒音と逆位相となるような音響を発生するキャンセ
ルスピーカ、３は騒音源に設置した騒音センサであり、
騒音を検出してリファレンス信号を生成する。４はリフ
ァレンス信号をＡ／Ｄ変換して離散化し、騒音信号ｘ
（ｎ）を作成するＡ／Ｄ変換器である（ｎは時刻を示
す）。２０Ｃ，２０Ｄは２系統の音響再生手段であり、
各々、騒音信号ｘ（ｎ）を用いて２つの受音点での騒音
をキャンセルするための音響を形成する。この内、５
Ｃ，５Ｄは各フィルタ係数が可変でＩ次のＦＩＲディジ
タルフィルタ（以下、ＦＩＲフィルタと略す）であり、
加工手段としての機能を有する。６Ｃ，６ＤはＦＩＲフ
ィルタの出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器、７Ｃ，７
ＤはＤ／Ａ変換器６Ｃ，６Ｄの出力を電力増幅してキャ
ンセルスピーカ２Ｃ，２Ｄを駆動するパワーアンプであ
る。

【００１７】８Ａ，８Ｂはエラー検出用マイク１Ａ，１
Ｂの出力を増幅するマイクアンプ、９Ａ，９Ｂはマイク
アンプ８Ａ，８Ｂの出力をＡ／Ｄ変換して離散化し、誤
差信号ｙ_A （ｎ），ｙ_B （ｎ）を作成するＡ／Ｄ変換器
である。パワーアンプ７Ｃの入力点からマイクアンプ８
Ａ，８Ｂの出力点までの伝達関数をＣ_CA（ｚ），Ｃ
_CB（ｚ）、ＦＩＲフィルタ５Ｃの出力をｓ_C （ｎ）とす
る。また、パワーアンプ７Ｄの入力点からマイクアンプ
８Ａ，８Ｂの出力点までの伝達関数をＣ_DA（ｚ），Ｃ_DB
（ｚ）、ＦＩＲフィルタ５Ｄの出力をｓ_D （ｎ）とす
る。２１_CAはフィルタであり、伝達関数Ｃ_CA（ｚ）をＪ
次のＦＩＲディジタルフィルタで具現するときのインパ
ルス応答ｃ_{CA, j} （ｊ＝０〜Ｊ）が各次数のフィルタ係
数として設定されている。フィルタ２１_CAの伝達関数を
Ｃ_CA´（ｚ）とする。２１_CBはフィルタであり、伝達関
数Ｃ_CB（ｚ）をＪ次のＦＩＲディジタルフィルタで具現
するときのインパルス応答ｃ_{CB, j} （ｊ＝０〜Ｊ）が各
次数のフィルタ係数として設定されている。フィルタ２
１_CBの伝達関数をＣ_CB´（ｚ）とする。２１_DAはフィル
タであり、伝達関数Ｃ_DA（ｚ）をＪ次のＦＩＲディジタ
ルフィルタで具現するときのインパルス応答ｃ
_{DA, j} （ｊ＝０〜Ｊ）が各次数のフィルタ係数として設
定されている。フィルタ２１_DAの伝達関数をＣ_DA´
（ｚ）とする。２１_DBはフィルタであり、伝達関数Ｃ_DB
（ｚ）をＪ次のＦＩＲディジタルフィルタで具現すると
きのインパルス応答ｃ_{DB, j} （ｊ＝０〜Ｊ）が各次数の
フィルタ係数として設定されている。フィルタ２１_DBの
伝達関数をＣ_DB´（ｚ）とする。

【００１８】フィルタ２１_CAのフィルタ係数ｃ
_{CA, j} は、Ｄ／Ａ変換器６Ｃの入力点にＭ系列ノイズデ
ータを注入したときのＡ／Ｄ変換器９Ａの出力点の応答
信号から所定の演算を行うことで同定して求める。フィ
ルタ２１_CBのフィルタ係数ｃ_{CB, j} は、Ｄ／Ａ変換器６
Ｃの入力点にＭ系列ノイズデータを注入したときのＡ／
Ｄ変換器９Ｂの出力点の応答信号から所定の演算を行う
ことで同定して求める。フィルタ２１_DAのフィルタ係数
ｃ_{DA, j} は、Ｄ／Ａ変換器６Ｄの入力点にＭ系列ノイズ
データを注入したときのＡ／Ｄ変換器９Ａの出力点の応
答信号から所定の演算を行うことで同定して求める。フ
ィルタ２１_DBのフィルタ係数ｃ_{DB, j} は、Ｄ／Ａ変換器
６Ｄの入力点にＭ系列ノイズデータを注入したときのＡ
／Ｄ変換器９Ｂの出力点の応答信号から所定の演算を行
うことで同定して求める。

【００１９】２２Ａは演算器であり、Ａ／Ｄ変換器９Ａ
の出力からＦＩＲフィルタ５Ｃの出力であるｓ_C （ｎ）
をフィルタ２１_CAに通した信号と、ＦＩＲフィルタ５Ｄ
の出力であるｓ_D （ｎ）をフィルタ２１_DAに通した信号
を減算し、かつ、ｓ_C （ｎ）とｓ_D （ｎ）を加算する。
そして、結果を誤差信号ｅ_A （ｎ）として後述する適応
制御部１０Ｃ，１０Ｄに出力する。２２Ｂは演算器であ
り、Ａ／Ｄ変換器９Ｂの出力からＦＩＲフィルタ５Ｃの
出力であるｓ_C （ｎ）をフィルタ２１_CBに通した信号
と、ＦＩＲフィルタ５Ｄの出力であるｓ_D （ｎ）をフィ
ルタ２１_DBに通した信号を減算し、かつ、ｓ_C （ｎ）と
ｓ_D （ｎ）を加算する。そして、結果を誤差信号ｅ
_B （ｎ）として適応制御部１０Ｃ，１０Ｄに出力する。

【００２０】ｙ_A （ｎ）中の騒音成分をｄ_A （ｎ）、ｙ
_B （ｎ）中の騒音成分をｄ_B （ｎ）とすると、 ｙ_A （ｎ）＝ｄ_A （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CA＋ｓ_D （ｎ）・Ｃ_DA ……（３） ｙ_B （ｎ）＝ｄ_B （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CB＋ｓ_D （ｎ）・Ｃ_DB ……（４） である。演算器２２Ａの出力は、 ｙ_A （ｎ）−ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CA´−ｓ_D （ｎ）・Ｃ_DA´＋ｓ_C （ｎ） ＋ｓ_D （ｎ） ≒ｄ_A （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・１＋ｓ_D （ｎ）・１ ……（５） となり、演算器２２Ｂの出力は、 ｙ_B （ｎ）−ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CB´−ｓ_D （ｎ）・Ｃ_DB´＋ｓ_C （ｎ） ＋ｓ_D （ｎ） ≒ｄ_B （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・１＋ｓ_D （ｎ）・１ ……（６） となる。（５）を（３）と対比すると、演算器２２Ａの
出力点を制御ポイントと見た場合に、Ｄ／Ａ変換器６Ｃ
の出力点から演算器２２Ａの出力点までの伝達関数ＣＣ
_CAと、Ｄ／Ａ変換器６Ｄの出力点から演算器２２Ａの出
力点までの伝達関数ＣＣ_DAがともに１という単純な系と
見做せる。また、（６）を（４）と対比すると、演算器
２２Ｂの出力点を制御ポイントと見た場合に、Ｄ／Ａ変
換器６Ｃの出力点から演算器２２Ｂの出力点までの伝達
関数ＣＣ_DAと、Ｄ／Ａ変換器６Ｄの出力点から演算器２
２Ｂの出力点までの伝達関数ＣＣ_DBがともに１という単
純な系と見做せる。

【００２１】１１_CAは騒音信号ｘ（ｎ）に予め、Ｄ／Ａ
変換器６Ｃの出力点から一方の制御ポイントである演算
器２２Ａの出力点までの伝達関数ＣＣ_CA（ｚ）を畳込む
ためのフィルタで、１１_CBは騒音信号ｘ（ｎ）に予め、
Ｄ／Ａ変換器６Ｃの出力点から他方の制御ポイントであ
る演算器２２Ｂの出力点までの伝達関数ＣＣ_CB（ｚ）を
畳込むためのフィルタである。また、１１_DAは騒音信号
ｘ（ｎ）に予め、Ｄ／Ａ変換器６Ｄの出力点から一方の
制御ポイントである演算器２２Ａの出力点までの伝達関
数ＣＣ_DA（ｚ）を畳込むためのフィルタで、１１_DBは騒
音信号ｘ（ｎ）に予め、Ｄ／Ａ変換器６Ｄの出力点から
他方の制御ポイントである演算器２２Ｂの出力点までの
伝達関数ＣＣ_DB（ｚ）を畳込むためのフィルタである。
各フィルタに設定される伝達関数をＣＣ_CA´（ｚ）、Ｃ
Ｃ_CB´（ｚ）、ＣＣ_DA´（ｚ）、ＣＣ_DB´（ｚ）とする
と、これらは全て１に設定されている。

【００２２】騒音信号ｘ（ｎ）はフィルタ１１_CAと１１
_CBに個別に通されてＣＣ_CA´（ｚ）とＣＣ_CB´（ｚ）の
伝達関数が畳込まれ、ｑ_CA（ｎ）、ｑ_CB（ｎ）として適
応制御部１０Ｃに出力される。適応制御部１０Ｃはｑ_CA
（ｎ）、ｑ_CB（ｎ）を用いて所定の適応アルゴリズムを
実行し、ｅ_A （ｎ）とｅ_B （ｎ）を最小とできるＦＩＲ
フィルタ５Ｃの各次数位置ｉ（ｉ＝０〜Ｉ）のフィルタ
係数の更新値を求め、ＦＩＲフィルタ５Ｃに対し更新設
定する。適応制御部１０Ｃが適応アルゴリズムとして、
例えばμを０．５近く（但し、０．５以下）に大きくし
て収束を速くしたＬＭＳを用いるとき、ＦＩＲフィルタ
５Ｃの次数位置ｉのフィルタ係数ｗ_C ，_i の更新式は、 ｗ_C ，_i （ｎ＋１）＝ｗ_C ，_i （ｎ）＋μ_CA・ｅ_A （ｎ）・ｑ_CA（ｎ−ｉ） ＋μ_CB・ｅ_B （ｎ）・ｑ_CB（ｎ−ｉ） ……（７） 但し、μ_CA，μ_CB：０．５近く（但し、０．５以下）の所定の収束係数 である。適応制御部１０Ｃは（７）式に従い、ＦＩＲフ
ィルタ５Ｃのフィルタ係数を更新し、適応制御を行う。
ｗ_C ，_i の初期値ｗ_C ，_i （０）は予め定められた所定
値に設定する。但し、ＣＣ_CA´＝１、ＣＣ_CB´＝１であ
ることから、（７）式中のｑ_CA（ｎ−ｉ）＝ｑ_CB（ｎ−
ｉ）＝ｘ（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピーカ２Ｃと
各エラー検出用マイク１Ａ，１Ｂの間の空間パスに伴う
時間遅れや、周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の
影響を受けることなく適応制御の計算を行える。よっ
て、μを大きくしたＬＭＳを用いても安定した適応制御
を行うことができる。

【００２３】また、騒音信号ｘ（ｎ）はフィルタ１１_DA
と１１_DBに個別に通されてＣＣ_DA´（ｚ）とＣＣ_DB´
（ｚ）の伝達関数が畳込まれ、ｑ_DA（ｎ）、ｑ_DB（ｎ）
として適応制御部１０Ｄに出力される。適応制御部１０
Ｄはｑ_DA（ｎ）、ｑ_DB（ｎ）を用いて所定の適応アルゴ
リズムを実行し、ｅ_A （ｎ）とｅ_B （ｎ）を最小とでき
るＦＩＲフィルタ５Ｄの各次数位置ｉのフィルタ係数の
更新値を求め、ＦＩＲフィルタ５Ｄに対し更新設定す
る。適応制御部１０Ｄが適応アルゴリズムとして、例え
ばμを０．５近く（但し、０．５以下）に大きくして収
束を速くしたＬＭＳを用いるとき、ＦＩＲフィルタ５Ｄ
の次数位置ｉ（ｉ＝０〜Ｉ）のフィルタ係数ｗ_D ，_i の
更新式は、 ｗ_D ，_i （ｎ＋１）＝ｗ_D ，_i （ｎ）＋μ_DA・ｅ_A （ｎ）・ｑ_DA（ｎ−ｉ） ＋μ_DB・ｅ_B （ｎ）・ｑ_DB（ｎ−ｉ） ……（８） 但し、μ_DA，μ_DB：０．５近く（但し、０．５以下）の所定の収束係数 である。適応制御部１０Ｄは（８）式に従い、ＦＩＲフ
ィルタ５Ｄのフィルタ係数を更新し、適応制御を行う。
ｗ_D ，_i の初期値ｗ_D ，_i （０）は予め定められた所定
値に設定する。但し、ＣＣ_DA´＝１、ＣＣ_DB´＝１であ
ることから、（８）式中のｑ_DA（ｎ−ｉ）＝ｑ_DB（ｎ−
ｉ）＝ｘ（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピーカ２Ｄと
各エラー検出用マイク１Ａ，１Ｂの間の空間パスに伴う
時間遅れや、周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の
影響を受けることなく適応制御の計算を行える。よっ
て、μを大きくしたＬＭＳを用いても安定した適応制御
を行うことができる。

【００２４】若し、適応制御部１０Ｃが適応アルゴリズ
ムとして、カルマンフィルタを用いる場合のＦＩＲフィ
ルタ５Ｃの次数位置ｉのフィルタ係数ｗ_C ，_i の更新式
は、 ｗ_C ，_i （ｎ＋１）＝ｗ_C ，_i （ｎ） ＋Ｋ_CA（ｎ）｛ｑ_CA（ｎ−ｉ）｝・ｅ_A （ｎ） ＋Ｋ_CB（ｎ）｛ｑ_CB（ｎ−ｉ）｝・ｅ_B （ｎ） ……（９） 但し、Ｋ_CA（ｎ）はｑ_CA（ｎ−ｉ）を従属変数とするカルマンゲイン Ｋ_CB（ｎ）はｑ_CB（ｎ−ｉ）を従属変数とするカルマンゲイン である。適応制御部１０Ｃは（９）式に従い、ＦＩＲフ
ィルタ５Ｃのフィルタ係数を更新し、適応制御を行う。
ｗ_C ，_i の初期値ｗ_C ，_i （０）、Ｋ_CAとＫ_CBの初期値
Ｋ_CA（０）とＫ_CB（０）は予め定められた所定値に設定
する。但し、ＣＣ_CA´＝１、ＣＣ_CB´＝１であることか
ら、（９）式中のｑ_CA（ｎ−ｉ）＝ｑ_CB（ｎ−ｉ）＝ｘ
（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピーカ２Ｃと各エラー
検出用マイク１Ａ，１Ｂの間の空間パスに伴う時間遅れ
や、周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の影響を受
けることなく適応制御の計算を行える。よって、カルマ
ンフィルタを用いても安定した適応制御を行うことがで
きる。

【００２５】また、適応制御部１０Ｄも適応アルゴリズ
ムとして、カルマンフィルタを用いる場合のＦＩＲフィ
ルタ５Ｄの次数位置ｉのフィルタ係数ｗ_D ，_i の更新式
は、 ｗ_D ，_i （ｎ＋１）＝ｗ_D ，_i （ｎ） ＋Ｋ_DA（ｎ）｛ｑ_DA（ｎ−ｉ）｝・ｅ_A （ｎ） ＋Ｋ_DB（ｎ）｛ｑ_DB（ｎ−ｉ）｝・ｅ_B （ｎ） ……（10） 但し、Ｋ_DA（ｎ）はｑ_DA（ｎ−ｉ）を従属変数とするカルマンゲイン Ｋ_DB（ｎ）はｑ_DB（ｎ−ｉ）を従属変数とするカルマンゲイン である。適応制御部１０Ｄは（10）式に従い、ＦＩＲフ
ィルタ５Ｄのフィルタ係数を更新し、適応制御を行う。
ｗD ，_i の初期値ｗD ，_i （０）、Ｋ_DAとＫ_DBの初期値
Ｋ_DA（０）とＫ_DB（０）は予め定められた所定値に設定
する。但し、ＣＣ_DA´＝１、ＣＣ_DB´＝１であることか
ら、（10）式中のｑ_DA（ｎ−ｉ）＝ｑ_DB（ｎ−ｉ）＝ｘ
（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピーカ２Ｄと各エラー
検出用マイク１Ａ，１Ｂの間の空間パスに伴う時間遅れ
や、周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の影響を受
けることなく適応制御の計算を行える。よって、カルマ
ンフィルタを用いても安定した適応制御を行うことがで
きる。

【００２６】ＦＩＲフィルタ５Ｃはリアルタイムで更新
される伝達関数により、リファレンス信号ｘ（ｎ）を加
工する。ＦＩＲフィルタ５Ｃの出力はＤ／Ａ変換器６Ｃ
でＤ／Ａ変換されあと、電力増幅器７Ｃで電力増幅され
る。そして、キャンセルスピーカ２Ｃを駆動し、キャン
セル用の音響を空間に放射させる。この結果、キャンセ
ルスピーカ２Ｃと各エラー検出用マイク１Ａ，１Ｂの間
の空間パスでの時間遅れを無視できる周波数帯域につき
騒音のキャンセルを確実に実行することができる。同様
に、ＦＩＲフィルタ５Ｄはリアルタイムで更新される伝
達関数により、リファレンス信号ｘ（ｎ）を加工する。
ＦＩＲフィルタ５Ｄの出力はＤ／Ａ変換器６ＤでＤ／Ａ
変換されあと、電力増幅器７Ｄで電力増幅される。そし
て、キャンセルスピーカ２Ｄを駆動し、キャンセル用の
音響を空間に放射させる。この結果、キャンセルスピー
カ２Ｄと各エラー検出用マイク１Ａ，１Ｂの間の空間パ
スでの時間遅れを無視できる周波数帯域につき騒音のキ
ャンセルを確実に実行することができる。例えば、キャ
ンセルスピーカ２Ｃ，２Ｄに口径１６ｃｍのスピーカを
用いたとき、７０〜１５０Ｈｚの周波数帯域につき騒音
を低減することができる。

【００２７】上記した実施例によれば、電力増幅器７
Ｃ、７Ｄの入力点から制御対象ポイントである各演算器
２２Ａ、２２Ｂの出力点までの伝達関数を１とでき、フ
ィルタ１１_CA，１１_CB、１１_DA，１１_DBに設定する伝達
関数も１で良いので、キャンセルスピーカ２Ｃ、２Ｄと
各エラー検出用マイク１Ａ、１Ｂの間の空間パスに伴う
時間遅れや、周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の
影響を受けることなく適応制御の計算を行える。よっ
て、μを大きく設定したＬＭＳや、カルマンフィルタの
如く収束速度の速い適応アルゴリズムを用いても安定し
た適応制御を行うことが可能となり、騒音を確実にキャ
ンセルすることができる。

【００２８】図２は本発明の第２実施例に係る能動騒音
制御装置の全体的なブロック図である。図２は（リファ
レンス，キャンセルスピーカ，エラー検出マイク）＝
（１，２，１）のマルチチャネル能動騒音制御装置を示
す。なお、図１と同一の構成部分には同一の符号が付し
てある。図２では、エラー検出用マイクが１Ａの１つだ
けなので、図１におけるエラー検出用マイク１Ｂ、マイ
クアンプ８Ｂ、Ａ／Ｄ変換器９Ｂ、演算回路２２Ｂ、フ
ィルタ２１_CB、２１_DB、１１_CB、１１_DBが省略してあ
る。そして、適応制御部３０Ｃが適応アルゴリズムとし
てＬＭＳを用いる場合、ＦＩＲフィルタ５Ｃの係数更新
式は、 ｗ_C ，_i （ｎ＋１）＝ｗ_C ，_i （ｎ）＋μ_CA・ｅ_A （ｎ）・ｑ_CA（ｎ−ｉ） ……（11） 但し、μ_CA：０．５近く（但し、０．５以下）の所定の収束係数 である。

【００２９】若し、適応制御部３０Ｃがカルマンフィル
タを用いる場合のＦＩＲフィルタ５Ｃの次数位置ｉのフ
ィルタ係数ｗ_C ，_i の更新式は、 ｗ_C ，_i （ｎ＋１）＝ｗ_C ，_i （ｎ） ＋Ｋ_CA（ｎ）｛ｑ_CA（ｎ−ｉ）｝・ｅ_A （ｎ） ……（12） 但し、Ｋ_CA（ｎ）はｑ_CA（ｎ−ｉ）を従属変数とするカルマンゲイン である。適応制御部３０Ｃは（11）または（12）式に従
い、ＦＩＲフィルタ５Ｃのフィルタ係数を更新し、適応
制御を行う。ｗ_C ，_i の初期値ｗ_C ，_i （０）は予め定
められた所定値に設定する。但し、ＣＣ_CA´＝１である
ことから、（11）または（12）式中のｑ_CA（ｎ−ｉ）＝
ｘ（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピーカ２Ｃとエラー
検出用マイク１Ａの間の空間パスに伴う時間遅れや、周
波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の影響を受けるこ
となく適応制御の計算を行える。よって、μを大きくし
たＬＭＳ、或いはカルマンフィルタを用いても安定した
適応制御を行うことができ、キャンセルスピーカ２Ｃと
エラー検出用マイク１Ａの間の空間パスでの時間遅れを
無視できる周波数帯域につき騒音のキャンセルを確実に
実行することができる。

【００３０】また、適応制御部３０Ｄも適応アルゴリズ
ムとしてＬＭＳを用いる場合、ＦＩＲフィルタ５Ｄの係
数更新式は、 ｗ_D ，_i （ｎ＋１）＝ｗ_D ，_i （ｎ）＋μ_DA・ｅ_A （ｎ）・ｑ_DA（ｎ−ｉ） ……（13） 但し、μ_DA：０．５近く（但し、０．５以下）の所定の収束係数 である。

【００３１】若し、適応制御部３０Ｄがカルマンフィル
タを用いる場合のＦＩＲフィルタ５Ｄの係数更新式は、 ｗ_D ，_i （ｎ＋１）＝ｗ_D ，_i （ｎ） ＋Ｋ_DA（ｎ）｛ｑ_DA（ｎ−ｉ）｝・ｅ_A （ｎ） ……（14） 但し、Ｋ_DA（ｎ）はｑ_DA（ｎ−ｉ）を従属変数とするカルマンゲイン である。適応制御部３０Ｄは（13）または（14）式に従
い、ＦＩＲフィルタ５Ｃのフィルタ係数を更新し、適応
制御を行う。ｗ_C ，_i の初期値ｗ_C ，_i （０）は予め定
められた所定値に設定する。但し、ＣＣ_DA´＝１である
ことから、（13）または（14）式中のｑ_DA（ｎ−ｉ）＝
ｘ（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピーカ２Ｄとエラー
検出用マイク１Ａの間の空間パスに伴う時間遅れや、周
波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の影響を受けるこ
となく適応制御の計算を行える。よって、μを大きくし
たＬＭＳ、或いはカルマンフィルタを用いても安定した
適応制御を行うことができ、キャンセルスピーカ２Ｄと
エラー検出用マイク１Ａの間の空間パスでの時間遅れを
無視できる周波数帯域につき騒音のキャンセルを確実に
実行することができる。

【００３２】なお、（リファレンス，キャンセルスピー
カ，エラー検出マイク）＝（１，１，１）の系の場合、
図２中の音響再生手段２０Ｄ、フィルタ２１_DA、１
１_DA、適応制御部３０Ｄを省略し、演算器２２ＡはＡ／
Ｄ変換器９Ａの出力にＦＩＲフィルタ５Ｃの出力を加算
し、フィルタ２１_CAの出力を減算するように変更すれば
良い。適応制御部３０Ｃの適応アルゴリズムは第２実施
例と同じ(11)または（12）式で良い。

【００３３】図３は本発明の第３実施例に係る能動騒音
制御装置の全体的なブロック図である。図３は（リファ
レンス，キャンセルスピーカ，エラー検出マイク）＝
（１，１，２）のマルチチャネル能動騒音制御装置を示
す。なお、図１と同一の構成部分には同一の符号が付し
てある。図３では、キャンセルスピーカが２Ｃの１つだ
けなので、図１における音響再生手段２０Ｄ、適応制御
部１０Ｄ、フィルタフィルタ２１_DA、２１_DB、１１_DA、
１１_DBが省略してある。演算器２２Ａは、Ａ／Ｄ変換器
９Ａの出力からＦＩＲフィルタ５Ｃの出力であるｓ
_C （ｎ）をフィルタ２１_CAに通した信号を減算し、か
つ、ｓ_C （ｎ）を加算する。そして、結果を誤差信号ｅ
_A （ｎ）として適応制御部１０Ｃに出力する。演算器２
２Ｂは、Ａ／Ｄ変換器９Ｂの出力からＦＩＲフィルタ５
Ｃの出力であるｓ_C （ｎ）をフィルタ２１_CBに通した信
号を減算し、かつ、ｓ_C （ｎ）を加算する。そして、結
果を誤差信号ｅ_B （ｎ）として適応制御部１０Ｃに出力
する。

【００３４】ｙ_A （ｎ）中の騒音成分をｄ_A （ｎ）、ｙ
_B （ｎ）中の騒音成分をｄ_B （ｎ）とすると、 ｙ_A （ｎ）＝ｄ_A （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CA ……（15） ｙ_B （ｎ）＝ｄ_B （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CB ……（16） である。演算器２２Ａの出力は、 ｙ_A （ｎ）−ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CA´＋ｓ_C （ｎ） ≒ｄ_A （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・１ ……（17） となり、演算器２２Ｂの出力は、 ｙ_B （ｎ）−ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CB´＋ｓ_C （ｎ） ≒ｄ_B （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・１ ……（18） となる。（17）を（15）と対比すると、演算器２２Ａの
出力点を制御ポイントと見た場合に、Ｄ／Ａ変換器６Ｃ
の出力点から演算器２２Ａの出力点までの伝達関数ＣＣ
_CAが１という単純な系と見做せる。また、（18）を（1
6）と対比すると、演算器２２Ｂの出力点を制御ポイン
トと見た場合に、Ｄ／Ａ変換器６Ｃの出力点から演算器
２２Ｂの出力点までの伝達関数ＣＣ_CBが１という単純な
系と見做せる。

【００３５】よって、適応制御部１０Ｃは適応アルゴリ
ズムとしてＬＭＳを用いる場合、ＦＩＲフィルタ５Ｃの
次数位置ｉのフィルタ係数ｗ_C ，_i を（７）式に従い更
新し、適応制御を行えば良い。また、カルマンフィルタ
を用いる場合、ＦＩＲフィルタ５Ｃの次数位置ｉのフィ
ルタ係数ｗ_C ，_i を（10）式に従い更新し、適応制御を
行えば良い。但し、ＣＣ_CA´＝１、ＣＣ_CB´＝１となる
ことから、（７）または（10）式中のｑ_CA（ｎ−ｉ）＝
ｑ_CB（ｎ−ｉ）＝ｘ（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピ
ーカ２Ｃと各エラー検出用マイク１Ａ，１Ｂの間の空間
パスに伴う時間遅れや、周波数−位相特性、周波数−ゲ
イン特性の影響を受けることなく適応制御の計算を行え
る。よって、μを大きくしたＬＭＳ、或いはカルマンフ
ィルタの如く収束速度の速い適応アルゴリズムを用いて
も安定した適応制御を行うことができ、キャンセルスピ
ーカ２Ｃと各エラー検出用マイク１Ａ、１Ｂの間の空間
パスでの時間遅れを無視できる周波数帯域につき騒音の
キャンセルを確実に実行することができる。

【００３６】図４は本発明の第４実施例に係る能動騒音
制御装置の全体的なブロック図である。図４は（リファ
レンス，キャンセルスピーカ，エラー検出マイク）＝
（１，２，１）のマルチチャネル能動騒音制御装置を示
す。なお、図１と同一の構成部分には同一の符号が付し
てある。図４では、エラー検出用マイクが１Ａの１つだ
けなので、図１におけるエラー検出用マイク１Ｂ、マイ
クアンプ８Ｂ、Ａ／Ｄ変換器９Ｂ、演算器２２Ｂ、フィ
ルタ２１_CB、２１_DB、１１_CB、１１_DBが省略してある。
図４の実施例では、キャンセルスピーカ２Ｃ、２Ｄとエ
ラー検出用マイク１Ａとの間の空間パスの周波数−ゲイ
ン特性、周波数−位相特性の影響を小さくするため、Ｃ
_CA（ｚ）の逆関数Ｃ_CA ^-1 （ｚ）を求めておき、求めた
伝達関数（これをＣ_CA´ ^-1 （ｚ）とする）を持つフィ
ルタ３３_CAと３４_CAをＤ／Ａ変換器６Ｃの入力側とフィ
ルタ２１_CAの入力側に設けてある。同様に、Ｃ_DA（ｚ）
の逆関数Ｃ_DA ^-1 （ｚ）を求めておき、求めた伝達関数
（これをＣ_DA´ ^-1 （ｚ）とする）を持つフィルタ３３
_DAと３４_DAをＤ／Ａ変換器６Ｄの入力側とフィルタ２１
_DAの入力側に設けてある。

【００３７】ｙ_A （ｎ）中の騒音成分をｄ_A （ｎ）とす
ると、 ｙ_A （ｎ）＝ｄ_A （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CA´^-1・Ｃ_CA ＋ｓ_D （ｎ）・Ｃ_DA´ ^-1 ・Ｃ_DA ……（19） である。演算器２２Ａの出力は、 ｙ_A （ｎ）−ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CA´^-1・Ｃ_CA´−ｓ_D （ｎ）・Ｃ_DA´ ^-1 ・Ｃ_DA´ ＋ｓ_C （ｎ）＋ｓ_D （ｎ） ≒ｄ_A （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・１＋ｓ_D （ｎ）・１ ……（20） となる。（20）を（19）と対比すると、演算器２２Ａの
出力点を制御ポイントと見た場合に、フィルタ３３_CAの
入力点から演算器２２Ａの出力点までの伝達関数ＣＣ_CA
と、フィルタ３３_DAの入力点から演算器２２Ａの出力点
までの伝達関数ＣＣ_DAがともに１という単純な系と見做
せる。

【００３８】３５_CAは騒音信号ｘ（ｎ）に予め、フィル
タ３３_CAの入力点から制御ポイントである演算器２２Ａ
の出力点までの伝達関数ＣＣ_CA（ｚ）を畳込むためのフ
ィルタで、３５_DAは騒音信号ｘ（ｎ）に予め、フィルタ
３３_DAの入力点から制御ポイントである演算器２２Ａの
出力点までの伝達関数ＣＣ_DA（ｚ）を畳込むためのフィ
ルタである。各フィルタに設定される伝達関数をＣＣ_CA
´（ｚ）、ＣＣ_DA´（ｚ）とすると、これらは全て１に
設定されている。

【００３９】適応制御部４０Ｃが適応アルゴリズムとし
てＬＭＳを用いる場合、（11）式に従いＦＩＲフィルタ
５Ｃの係数を更新し、適応制御を行う。また、カルマン
フィルタを用いる場合、（12）式に従いＦＩＲフィルタ
５Ｃの係数を更新し、適応制御を行う。但し、ＣＣ_CA´
＝１であることから、（11）または（12）式中のｑ
_CA（ｎ−ｉ）＝ｘ（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピー
カ２Ｃとエラー検出用マイク１Ａの間の空間パスに伴う
時間遅れや、周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の
影響を受けることなく適応制御の計算を行える。よっ
て、μを大きくしたＬＭＳ、或いはカルマンフィルタの
如く収束速度の速い適応アルゴリズムを用いても安定し
た適応制御を行うことができる。加えて、ＦＩＲフィル
タ５Ｃの出力に、電力増幅器７Ｃの入力点からマイクア
ンプ９Ａの出力点までの伝達関数の逆関数を畳込むよう
にしたので、キャンセルスピーカ２Ｃとエラー検出用マ
イク１Ａの間の空間パスでの振幅と位相の乱れを補正す
ることができ、より安定して広い周波数範囲で騒音のキ
ャンセルを実行することができる。

【００４０】また、適応制御部４０Ｄが適応アルゴリズ
ムとしてＬＭＳを用いる場合、（13）式に従いＦＩＲフ
ィルタ５Ｄの係数を更新し、適応制御を行う。また、カ
ルマンフィルタを用いる場合、（14）式に従いＦＩＲフ
ィルタ５Ｄの係数を更新し、適応制御を行う。但し、Ｃ
Ｃ_DA´＝１であることから、（13）または（14）式中の
ｑ_DA（ｎ−ｉ）＝ｘ（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピ
ーカ２Ｄとエラー検出用マイク１Ａの間の空間パスに伴
う時間遅れや、周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性
の影響を受けることなく適応制御の計算を行える。よっ
て、μを大きくしたＬＭＳ、或いはカルマンフィルタの
如く収束速度の速い適応アルゴリズムを用いても安定し
た適応制御を行うことができる。加えて、ＦＩＲフィル
タ５Ｄの出力に、電力増幅器７Ｄの入力点からマイクア
ンプ９Ａの出力点までの伝達関数の逆関数を畳込むよう
にしたので、キャンセルスピーカ２Ｄとエラー検出用マ
イク１Ａの間の空間パスでの振幅と位相の乱れを補正す
ることができ、より安定して広い周波数範囲で騒音のキ
ャンセルを実行することができる。

【００４１】図５は本発明の第５実施例に係る能動騒音
制御装置の全体的なブロック図である。図５は（リファ
レンス，キャンセルスピーカ，エラー検出マイク）＝
（１，１，１）の能動騒音制御装置を示す。なお、図４
と同一の構成部分には同一の符号が付してある。図５で
は、キャンセルスピーカが２Ｃの１つだけなので、図４
の内、音響再生手段２０Ｄ、フィルタ２１_DA、３４_DA、
３５_DA、適応制御部４０Ｄが省略してある。演算器２２
ＡはＡ／Ｄ変換器９Ａの出力にＦＩＲフィルタ５Ｃの出
力を加算し、ＦＩＲフィルタ５Ｃの出力を伝達関数Ｃ_CA
´^-1のフィルタ３４_CAと伝達関数Ｃ_CA´のフィルタ２１
_CAに直列に通した信号を減算する。その他の構成部分は
図４と同様に構成されている。

【００４２】 ｙ_A （ｎ）中の騒音成分をｄ_A （ｎ）とすると、 ｙ_A （ｎ）＝ｄ_A （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CA´^-1・Ｃ_CA ……(21) である。演算器２２Ａの出力は、 ｙ_A （ｎ）−ｓ_C （ｎ）・Ｃ_CA´^-1・Ｃ_CA´＋ｓ_C （ｎ） ≒ｄ_A （ｎ）＋ｓ_C （ｎ）・１ ……(22) となる。（22）を（21）と対比すると、演算器２２Ａの
出力点を制御ポイントと見た場合に、フィルタ３３_CAの
入力点から演算器２２Ａの出力点までの伝達関数ＣＣ_CA
が１という単純な系と見做せる。３５_CAは騒音信号ｘ
（ｎ）に予め、フィルタ３３_CAの入力点から制御ポイン
トである演算器２２Ａの出力点までの伝達関数ＣＣ
_CA（ｚ）を畳込むためのフィルタで、伝達関数をＣＣ_CA
´（ｚ）とすると１に設定されている。

【００４３】適応制御部４０Ｃは、適応アルゴリズムと
してＬＭＳを用いる場合、（11）式に従いＦＩＲフィル
タ５Ｃの係数を更新し、適応制御を行う。また、カルマ
ンフィルタを用いる場合、（12）式に従いＦＩＲフィル
タ５Ｃの係数を更新し、適応制御を行う。但し、ＣＣ_CA
´＝１であることから、（11）または（12）式中のｑ_CA
（ｎ−ｉ）＝ｘ（ｎ−ｉ）となり、キャンセルスピーカ
２Ｃとエラー検出用マイク１Ａの間の空間パスに伴う時
間遅れや、周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の影
響を受けることなく適応制御の計算を行える。よって、
μを大きくしたＬＭＳ、或いはカルマンフィルタの如く
収束速度の速い適応アルゴリズムを用いても安定した適
応制御を行うことができる。加えて、ＦＩＲフィルタ５
Ｃの出力に、電力増幅器７Ｃの入力点からマイクアンプ
９Ａの出力点までの伝達関数の逆関数を畳込むようにし
たので、キャンセルスピーカ２Ｃとエラー検出用マイク
１Ａの間の空間パスでの振幅と位相の乱れを補正するこ
とができ、より安定して広い周波数範囲で騒音のキャン
セルを実行することができる。

【００４４】上記した各実施例では、騒音センサ３で検
出したリファレンス信号をそのままＡ／Ｄ変換してｘ
（ｎ）を形成したが、騒音が目立つのは２０〜２００Ｈ
ｚの低域であることから、図１〜図５の破線で囲んだブ
ロック（符号５０参照）の如く、騒音センサ３の出力側
に２０〜２００Ｈｚの通過帯域幅を持つＢＰＦを設け、
騒音センサ３の出力の内、低域成分のみを取り出し、Ａ
／Ｄ変換器４でｘ（ｎ）を作成するようにしても良い。
このようにすれば、２０Ｈｚ以下の耳に聞こえない超低
周波成分や２００Ｈｚ以上のそれほど騒音の目立たない
成分がカットされるので、適応制御部は余計な成分に応
答しなくて済み、適応制御がし易くなる。

【００４５】また、空間に音楽が流れているとき、上記
した各実施例では、騒音と音楽を区別できないために音
楽についてもキャンセルしてしまう。そこで、各エラー
検出用マイク毎に、マイクアンプの出力側（Ａ／Ｄ変換
器の出力側）に音楽信号キャンセル装置を設け、誤差信
号の中に含まれる音楽信号成分を取り除いたあと、演算
器の側に出力するようにしても良い。図６に音楽信号キ
ャンセル装置の具体例を示す。オーディオソース信号Ａ
Ｓがパワーアンプ５９で電力増幅されたあと音楽用スピ
ーカ６０Ｍから空間に音響放射されているものとする。
系に設置されたエラー検出用マイクが１Ａの場合、該エ
ラー検出用マイク１Ａの出力がマイクアンプ８Ａで増幅
されたあと、Ａ／Ｄ変換器９ＡでＡ／Ｄ変換されて誤差
信号ｙ_A （ｎ）が作成される。Ａ／Ｄ変換器９Ａの出力
側に音楽信号キャンセル装置７０を設け、ｙ_A （ｎ）に
含まれる音楽成分を除去したのち後段の演算器２２Ａへ
出力させる。

【００４６】音楽信号キャンセル装置７０は基本的には
能動騒音制御装置と同様の構成を有し、オーディオソー
ス信号ＡＳを音楽リファレンス信号とし、Ａ／Ｄ変換器
７１で離散化して音楽リファレンス信号ｍｘ（ｎ）を作
成する。音楽リファレンス信号ｍｘ（ｎ）はフィルタ係
数が可変のＫ次のＦＩＲディジタルフィルタ（以下、Ｆ
ＩＲフィルタという）７２に入力される。該ＦＩＲフィ
ルタ７２の出力は加算器７３によりｙ_A （ｎ）に加算さ
れる。加算器７３の出力は誤差信号ｙ_A （ｎ）´として
後段の演算器（図１〜図５の符号２２Ａ参照）に出力さ
れるほか、適応制御部７４に入力される。適応制御部７
４には音楽リファレンス信号ｍｘ（ｎ）も入力される。

【００４７】適応制御部７４はｍｘ（ｎ）を用いて所定
の適応アルゴリズムを実行し、ｙ_A（ｎ）´を最小とで
きるＦＩＲフィルタ７２の各次数位置のフィルタ係数の
更新値を求め、ＦＩＲフィルタ７２に対し更新設定す
る。具体的には、適応アルゴリズムが最小自乗法に着目
したＬＭＳ（Least Mean Square ）の場合、ＦＩＲフィ
ルタ７２の次数位置ｋ（ｋ＝０〜Ｋ）のフィルタ係数を
ｗ_k として、時刻（ｎ＋１）のフィルタ係数ｗ_i （ｎ＋
１）を次式、 ｗ_k （ｎ＋１）＝ｗ_k （ｎ）＋μ・ｙ_A （ｎ）´・ｍｘ（ｎ−ｉ） ……（23） 但し、μ：所定の収束係数 に従い、ＦＩＲフィルタ７２に対しフィルタ係数の更新
設定を行う。なお、フィルタ係数ｗ_k の初期値ｗ
_k （０）は予め定められた所定値に設定する。

【００４８】このように構成された音楽信号キャンセル
装置７０により、音楽リファレンス信号ｍｘ（ｎ）がＦ
ＩＲフィルタ７２により、ｙ_A （ｎ）中の音楽成分を丁
度、打ち消すように加工されて出力される。よって、加
算器７３からは音楽成分の打ち消された誤差信号ｙ
_A （ｎ）´を出力できるので、能動騒音制御系によっ
て、音楽が打ち消されてしまうことはない。なお、エラ
ー検出用マイクが複数存在するとき、各エラー検出用マ
イク毎に、音楽信号キャンセル装置を設けるようにす
る。

【００４９】また、上記した各実施例、変形例では、音
響再生手段を１または２、エラー検出用マイクを１また
は２個設ける場合につき説明したが、本発明は何らこれ
に限定されるものではない。また、適応制御部が実行す
る適応アルゴリズムについても、ＬＭＳ、カルマンフィ
ルタに限定されず、例えば、ＲＬＳ（ＲＬＳ；逐次最小
２乗法）など他の種類の収束速度の速い適応アルゴリズ
ムを用いてもよい。

【００５０】

【発明の効果】請求項１記載の能動騒音制御装置によれ
ば、１または複数のキャンセル用の音響再生手段と、１
または複数のエラー検出用マイクの設けられた能動騒音
制御装置において、各マイク用増幅手段の出力側に個別
に演算手段を設け、該演算手段は対応するマイク用増幅
手段の出力に、１または複数の全ての加工手段の出力を
加算し、かつ、１または複数の全ての加工手段につき、
各加工手段の出力を、後段の電力増幅手段の入力点から
当該マイク用増幅手段の出力点までの伝達関数が設定さ
れた第２のフィルタに個別に通した信号を減算して各適
応制御手段に誤差信号を出力するようにし、各適応制御
手段は、対応する１または複数の第１のフィルタの伝達
関数を１に置き換え、リファレンス信号を当該１または
複数の第１のフィルタの出力信号を用いて、各演算手段
から出力される誤差信号を最小化する加工手段の伝達関
数を求め、加工手段の伝達関数を可変する適応制御を行
うように構成したことにより、各第１のフィルタに設定
する伝達関数が１で良いので、電気−音響変換手段と各
エラー検出用マイクの間の空間パスに伴う時間遅れや、
周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の影響を受ける
ことなく適応制御の計算を行える。よって、例えば、μ
の大きなＬＭＳ、カルマンフィルタなど、収束速度の速
い適応アルゴリズムを用いても安定した適応制御を行う
ことができ、電気−音響変換手段とエラー検出用マイク
の間の空間パスでの時間遅れを無視できる周波数帯域に
つき騒音のキャンセルを確実に実行することができる。

【００５１】また、請求項４記載の能動騒音制御装置に
よれば、１または複数のキャンセル用の音響再生手段
と、１つのエラー検出用マイクの設けられた能動騒音制
御装置において、電力増幅手段の入力側に電力増幅手段
の入力点からマイク用増幅手段の出力点までの伝達関数
の逆関数が設定された第２のフィルタを設け、加工手段
の出力を第２のフィルタに通した信号を電力増幅手段に
入力し、また、マイク用増幅手段の出力側に演算手段を
設け、該演算手段はマイク用増幅手段の出力に、１また
は複数の全ての加工手段の出力を加算し、かつ、１また
は複数の全ての加工手段につき、各加工手段の出力を、
後段の電力増幅手段の入力点から当該マイク用増幅手段
の出力点までの伝達関数が設定された第３のフィルタ
と、電力増幅手段の入力点からマイク用増幅手段の出力
点までの伝達関数の逆関数が設定された第４のフィルタ
に直列に通した信号を減算して各適応制御手段に誤差信
号を出力するようにし、各適応制御手段は、対応する第
１のフィルタの伝達関数を１に置き換え、リファレンス
信号を当該第１のフィルタに通した信号を用いて、各演
算手段から出力される誤差信号を最小化する加工手段の
伝達関数を求め、加工手段の伝達関数を可変する適応制
御を行うように構成したことにより、各第１のフィルタ
に設定する伝達関数が１で良いので、電気−音響変換手
段とエラー検出用マイクの間の空間パスの時間遅れや、
周波数−位相特性、周波数−ゲイン特性の影響を受ける
ことなく適応制御の計算を行える。よって、例えば、μ
の大きなＬＭＳ、カルマンフィルタなど、収束速度の速
い適応アルゴリズムを用いても安定した適応制御を行う
ことができる。そして、加工手段の出力に電力増幅手段
の入力点からマイク用増幅手段の出力点までの伝達関数
の逆関数を畳込むので、電気−音響変換手段と各エラー
検出用マイクの間の空間パスによる振幅と位相の乱れを
補正できるため、より安定して広い周波数帯域で騒音の
キャンセルを実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る能動騒音制御装置の
ブロック図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る能動騒音制御装置の
ブロック図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る能動騒音制御装置の
ブロック図である。

【図４】本発明の第４実施例に係る能動騒音制御装置の
ブロック図である。

【図５】本発明の第５実施例に係る能動騒音制御装置の
ブロック図である。

【図６】本発明の変形例に係る能動騒音制御装置の一部
省略したブロック図である。

【図７】従来の能動騒音制御装置の回路図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ エラー検出用マイク ２Ｃ、２Ｄ キャンセルスピーカ ３ 騒音センサ ４、９Ａ、９Ｂ、７１ Ａ／Ｄ変換器 ５Ｃ、５Ｄ、７２ ＦＩＲディジタルフィルタ ６Ｃ、６Ｄ Ｄ／Ａ変換器 ７Ｃ、７Ｄ、５９ パワーアンプ ８Ａ、８Ｂ マイクアンプ １０Ｃ、１０Ｄ、３０Ｃ、３０Ｄ、４０Ｃ、４０Ｄ、７
４ 適応制御部 １１_CA、１１_CB、１１_DA、１１_DB、２１_CA、２１_CB、２
１_DA、２１_DB、３３_CA、３３_DA、３４_CA、３４_DA、３５
_CA、３５_DA フィルタ ２０Ｃ、２０Ｄ 音響再生手段 ２２Ａ、２２Ｂ 演算器 ５０ ＢＰＦ ６０Ｍ 音楽用スピーカ ７０ 音楽信号キャンセル装置 ７３ 加算器

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音を検出してリファレンス信号を生成
   するリファレンス信号生成手段と、各々、リファレンス
   信号を可変の伝達関数で加工する加工手段，加工手段の
   出力を電力増幅する電力増幅手段，空間の所定箇所に置
   かれて電力増幅手段の出力を電気−音響変換する電気−
   音響変換手段から成る１または複数の音響再生手段と、
   各々、空間の所定箇所に置かれた１または複数のエラー
   検出用マイクと、各エラー検出用マイクの出力を増幅す
   る１または複数のマイク用増幅手段と、各音響再生手段
   毎に設けられて、リファレンス信号を，電力増幅手段の
   入力点から各マイク用増幅手段の出力点までの伝達関数
   が個別に設定された１または複数の第１のフィルタに個
   別に通した信号を用いて，各マイク用増幅手段から出力
   される誤差信号を最小化する加工手段の伝達関数を求
   め，加工手段の伝達関数を可変する適応制御を行う適応
   制御手段と、を備えた能動騒音制御装置において、 各マイク用増幅手段の出力側に個別に演算手段を設け、
   該演算手段は対応するマイク用増幅手段の出力に、１ま
   たは複数の全ての加工手段の出力を加算し、かつ、１ま
   たは複数の全ての加工手段につき、各加工手段の出力
   を、後段の電力増幅手段の入力点から当該マイク用増幅
   手段の出力点までの伝達関数が設定された第２のフィル
   タに個別に通した信号を減算して各適応制御手段に誤差
   信号を出力するようにし、 各適応制御手段は、対応する１または複数の第１のフィ
   ルタの伝達関数を１に置き換え、リファレンス信号を当
   該１または複数の第１のフィルタの出力信号を用いて、
   各演算手段から出力される誤差信号を最小化する加工手
   段の伝達関数を求め、加工手段の伝達関数を可変する適
   応制御を行うようにしたこと、 を特徴とする能動騒音制御装置。
2. 【請求項２】 前記リファレンス信号生成手段の出力側
   に、通過周波数帯域を、騒音を低減したい所望の帯域に
   制限するフィルタを設けたこと、 を特徴とする請求項１記載の能動騒音制御装置。
3. 【請求項３】 前記各エラー検出用マイク毎に、音楽信
   号キャンセル装置を設け、この音楽信号キャンセル装置
   は、 空間に音響再生される音楽のソース信号をリファレンス
   信号とし、該リファレンス信号を可変の伝達関数で加工
   する第２の加工手段と、 第２の加工手段の出力とマイク用増幅手段の出力を加算
   したあと前記演算手段に入力する加算手段と、 音楽のソース信号と加算手段から出力される誤差信号に
   基づき、該誤差信号を最小化する第２の加工手段の伝達
   関数を求めて、第２の加工手段の伝達関数を可変する適
   応制御を行う第２の適応制御手段と、 を備えたこと、を特徴とする請求項１記載の能動騒音制
   御装置。
4. 【請求項４】 騒音を検出してリファレンス信号を生成
   するリファレンス信号生成手段と、各々、リファレンス
   信号を可変の伝達関数で加工する加工手段，加工手段の
   出力を電力増幅する電力増幅手段，空間の所定箇所に置
   かれて電力増幅手段の出力を電気−音響変換する電気−
   音響変換手段から成る１または複数の音響再生手段と、
   空間の所定箇所に置かれた１つのエラー検出用マイク
   と、該エラー検出用マイクの出力を増幅するマイク用増
   幅手段と、各音響再生手段毎に設けられて、リファレン
   ス信号を，電力増幅手段の入力点からマイク用増幅手段
   の出力点までの伝達関数が個別に設定された１つの第１
   のフィルタに通した信号を用いて，各マイク用増幅手段
   から出力される誤差信号を最小化する加工手段の伝達関
   数を求め，加工手段の伝達関数を可変する適応制御を行
   う適応制御手段と、を備えた能動騒音制御装置におい
   て、 各音響再生手段毎に、電力増幅手段の入力側に電力増幅
   手段の入力点からマイク用増幅手段の出力点までの伝達
   関数の逆関数が設定された第２のフィルタを設けるとと
   もに、 マイク用増幅手段の出力側に演算手段を設け、該演算手
   段はマイク用増幅手段の出力に、１または複数の全ての
   加工手段の出力を加算し、かつ、１または複数の全ての
   加工手段につき、各加工手段の出力を、後段の電力増幅
   手段の入力点から当該マイク用増幅手段の出力点までの
   伝達関数が設定された第３のフィルタと、電力増幅手段
   の入力点からマイク用増幅手段の出力点までの伝達関数
   の逆関数が設定された第４のフィルタに直列に通した信
   号を減算して各適応制御手段に誤差信号を出力するよう
   にし、 各適応制御手段は、対応する第１のフィルタの伝達関数
   を１に置き換え、リファレンス信号を当該第１のフィル
   タに通した信号を用いて、各演算手段から出力される誤
   差信号を最小化する加工手段の伝達関数を求め、加工手
   段の伝達関数を可変する適応制御を行うようにしたこ
   と、 を特徴とする能動騒音制御装置。
5. 【請求項５】 前記リファレンス信号生成手段の出力側
   に、通過周波数帯域を、騒音を低減したい所望の帯域に
   制限するフィルタを設けたこと、 を特徴とする請求項４記載の能動騒音制御装置。
6. 【請求項６】 マイク用増幅手段の出力側に音楽信号キ
   ャンセル装置を設け、この音楽信号キャンセル装置は、 空間に音響再生される音楽のソース信号をリファレンス
   信号とし、該リファレンス信号を可変の伝達関数で加工
   する第２の加工手段と、 第２の加工手段の出力とマイク用増幅手段の出力を加算
   したあと前記演算手段に入力する加算手段と、 音楽のソース信号と加算手段から出力される誤差信号に
   基づき、該誤差信号を最小化する第２の加工手段の伝達
   関数を求めて、第２の加工手段の伝達関数を可変する適
   応制御を行う第２の適応制御手段と、 を備えたこと、を特徴とする請求項４記載の能動騒音制
   御装置。