JPH0635482A - アクティブ消音方法及び消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクティブ消音において、スピーカ（４）と
検出マイクロフォン（３）及びモニタマイクロフォン
（５）との間の伝達関数（Ｚ2 ），（Ｚ3 ）に対応する
フィルタ係数を持った２つの固定ＦＩＲフィルタ（１
３），（１５）のフィルタ係数を可変とし、ダクト
（１）内等の空間（２）のように消音システムの設置さ
れた環境の変化が大きい場合に風速や温度により音速が
変化して伝達関数（Ｚ2 ），（Ｚ3 ）が変っても、それ
に応じて両固定ＦＩＲフィルタ（１３），（１５）のフ
ィルタ係数を変化させ、大きな消音量を安定して得る。 【構成】 アクティブ消音の実行中に、スピーカ（４）
から同定音としての正弦波音を放射してシステム同定を
行い、このシステム同定に基づいて２つの固定ＦＩＲフ
ィルタ（１３），（１５）のフィルタ係数を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダクト内等の音波の伝
播通路の非定常的な広帯域の騒音に対して、これとは逆
位相でかつ同振幅の反転音を作用させて消音を行うアク
ティブ消音方法及び消音装置に関し、特に、スピーカと
騒音検出手段及びモニタ手段との間の伝達関数に対応し
たフィルタ係数を有するＦＩＲフィルタの改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のアクティブ消音方法
として、適応型ＦＩＲ（Ｆinite Ｉmpulse Ｒespons
e)フィルタを使用し、検出マイクロフォンによりダクト
内等の空間の騒音を検出し、その検出マイクロフォンか
ら出力された騒音信号に対して逆位相で同振幅の反転音
信号を上記適応型ＦＩＲフィルタにより生成した後、該
反転音信号をスピーカに出力して反転音を空間に放射す
るとともに、この空間の所定観測点にて騒音と上記スピ
ーカから放射された反転音との合成音を該観測点に配置
したモニタマイクロホンにより検出して、該合成音を低
減音レベルとして適応型アルゴリズム実行部にフィード
バックし、そのアルゴリズムにより上記低減音レベルを
小さくするように適応型ＦＩＲフィルタのフィルタ係数
を逐次更新することにより、上記観測点周辺の音圧レベ
ルを低減するようにしたものが知られている（例えば電
子情報通信学会の技術研究報告の１９８８年ＥＡ−８８
−２９参照）。

【０００３】そして、上記のアクティブ消音システムで
は、通常、ＦＩＲフィルタをメインＦＩＲフィルタとし
て、このメインＦＩＲフィルタから出力される反転音信
号を通過させる第１ＦＩＲフィルタと、検出マイクロフ
ォンから出力された騒音信号を通過させる第２ＦＩＲフ
ィルタとの２つの固定ＦＩＲフィルタを具備しており、
アルゴリズム実行部では、モニタマイクロフォンから出
力される低減音信号及び上記第２ＦＩＲフィルタを通過
した騒音信号に基づき上記観測点周辺の音圧レベルを低
減するよう上記メインＦＩＲフィルタのフィルタ係数を
更新する。

【０００４】上記第１ＦＩＲフィルタは、スピーカと検
出マイクロフォンとの間の伝達関数に対応したフィルタ
係数を有しており、スピーカから放射された反転音が検
出マイクロフォンに伝播してハウリングが発生するのを
防ぐためのフィードバックキャンセラーとして設けられ
る。

【０００５】一方、第２ＦＩＲフィルタは、スピーカと
モニタマイクロフォンとの間の伝達関数に対応したフィ
ルタ係数を有しており、メインＦＩＲフィルタで生成さ
れた反転音信号がスピーカへ出力されてスピーカから反
転音が放射され、この反転音を検出したモニタマイクロ
フォンからの信号がアルゴリズム実行部に入力されるま
での伝達特性を補正する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アクティブ
消音システムでは、実際の消音を行うのに先立ち、スピ
ーカからシステム同定音として例えば広帯域のランダム
音を放射して、そのランダム音に基づき適応型ＦＩＲフ
ィルタのフィルタ係数を同定することで、空間における
スピーカとマイクロフォンとの間の伝達関数を設定する
システム同定が行われるが、上記第１及び第２ＦＩＲフ
ィルタのフィルタ係数は、このシステム同定により求め
られたものが固定値のままで使用されている。

【０００７】しかし、このように両固定ＦＩＲフィルタ
のフィルタ係数が固定値であると、例えばダクト内空間
で風速や温度の変動により音速が変化したとき、それに
応じて上記伝達関数もシステム同定時の結果から変化す
るため、上記固定ＦＩＲフィルタのフィルタ係数が適正
値からずれることとなり、大きな消音効果が得られない
という問題があった。

【０００８】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、上記２つの固定ＦＩＲフィルタのフ
ィルタ係数を可変とすることで、ダクト内等の空間のよ
うに消音システムの設置された環境の変化が大きい場合
でも、それに応じて両固定ＦＩＲフィルタのフィルタ係
数を変化させ、より大きな消音量を得ようとすることに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、アクティブ消音の実行中に所定の同定
音をスピーカから放射して、その同定音に基づいて固定
ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を補正することとした。

【００１０】具体的には、請求項１の発明のアクティブ
消音方法では、図１及び図２に示すように、ダクト
（１）内等の空間（２）の所定位置に配置された騒音検
出手段（３）により騒音を検出して、この騒音検出手段
（３）から出力される騒音信号とは逆位相で同振幅の反
転音信号をメインＦＩＲフィルタ（１２）により生成
し、該反転音信号をスピーカ（４）に出力して反転音を
空間（２）に放射する一方、空間（２）の所定観測点に
配置されたモニタ手段（５）により観測点での低減音レ
ベル（エラー音レベル）を検出し、上記メインＦＩＲフ
ィルタ（１２）から出力される反転音信号を、上記スピ
ーカ（４）と騒音検出手段（３）との間の伝達関数（Ｚ
2 ）に対応したフィルタ係数を有する第１ＦＩＲフィル
タ（１３）を通過させて、その信号を騒音検出手段
（３）からの騒音信号に加え、上記騒音検出手段（３）
から出力された騒音信号を、スピーカ（４）とモニタ手
段（５）との間の伝達関数（Ｚ3 ）に対応したフィルタ
係数を有する第２ＦＩＲフィルタ（１５）を通過させ、
上記モニタ手段（５）から出力される低減音信号と第２
ＦＩＲフィルタ（１５）を通過した騒音信号とに基づい
て適応型アルゴリズム実行手段（１７）により上記メイ
ンＦＩＲフィルタ（１２）のフィルタ係数を更新し、上
記観測点周辺の音圧レベルを低減するアクティブ消音方
法が前提である。

【００１１】そして、アクティブ消音時に、騒音とは無
相関の正弦波信号をスピーカ（４）に出力し、正弦波音
をスピーカ（４）から放射してシステム同定を行い、こ
のシステム同定に基づいて上記第１及び第２ＦＩＲフィ
ルタ（１３），（１５）のフィルタ係数を補正する。

【００１２】一方、請求項４の発明のアクティブ消音装
置では、図１及び図２に示す如く、空間（２）の騒音を
検出して騒音信号を出力する騒音検出手段（３）と、該
騒音検出手段（３）からの騒音信号に対して逆位相で同
振幅の反転音信号を生成するメインＦＩＲフィルタ（１
２）と、該メインＦＩＲフィルタ（１２）により生成さ
れた反転音信号を受けて反転音を空間（２）に放射する
スピーカ（４）と、空間（２）の所定観測点の低減音レ
ベルを検出して低減音信号を出力するモニタ手段（５）
と、上記スピーカ（４）と騒音検出手段（３）との間の
伝達関数（Ｚ2）に対応したフィルタ係数を有し、上記
メインＦＩＲフィルタ（１２）から出力される反転音信
号を通過させる第１ＦＩＲフィルタ（１３）と、上記ス
ピーカ（４）とモニタ手段（５）との間の伝達関数（Ｚ
3 ）に対応したフィルタ係数を有し、上記騒音検出手段
（３）から出力された騒音信号を通過させる第２ＦＩＲ
フィルタ（１５）と、上記モニタ手段（５）から出力さ
れる低減音信号及び第２ＦＩＲフィルタ（１５）を通過
した騒音信号に基づき上記観測点周辺の音圧レベルを低
減するよう上記メインＦＩＲフィルタ（１２）のフィル
タ係数を更新する適応型アルゴリズム実行手段（１７）
とを備えたアクティブ消音装置が前提である。

【００１３】さらに、騒音とは無相関の正弦波信号を発
生する正弦波発生手段（１８）と、アクティブ消音時
に、上記正弦波発生手段（１８）から正弦波信号をスピ
ーカ（４）に出力させ、正弦波音をスピーカ（４）から
放射させてシステム同定を行うシステム同定手段（２
１）と、このシステム同定手段（２１）により行われた
システム同定に基づいて上記第１及び第２ＦＩＲフィル
タ（１３），（１５）のフィルタ係数を補正するフィル
タ係数補正手段（２２）とを設ける。

【００１４】請求項２の発明では、上記請求項１のアク
ティブ消音方法の構成において、また請求項５の発明で
は、上記請求項４のアクティブ消音装置の構成におい
て、それぞれ正弦波信号に代えてランダム音信号を用い
ることとした。

【００１５】すなわち、請求項２の発明では、図３及び
図４に示すように、請求項１の発明が前提とするアクテ
ィブ消音方法において、アクティブ消音時に、騒音とは
無相関のランダム音信号をスピーカ（４）に出力し、ラ
ンダム音をスピーカ（４）から放射してシステム同定を
行い、このシステム同定に基づいて第１及び第２ＦＩＲ
フィルタ（１３），（１５）のフィルタ係数を補正する
ことを特徴としている。

【００１６】また、請求項５の発明では、図３及び図４
に示すように、請求項４の発明が前提とするアクティブ
消音装置において、騒音とは無相関のランダム音信号を
発生するランダム音発生手段（１９）と、アクティブ消
音時に、上記ランダム音発生手段（１９）からランダム
音信号をスピーカ（４）に出力させ、ランダム音をスピ
ーカ（４）から放射させてシステム同定を行うシステム
同定手段（２１）と、このシステム同定手段（２１）に
より行われたシステム同定に基づいて第１及び第２ＦＩ
Ｒフィルタ（１３），（１５）のフィルタ係数を補正す
るフィルタ係数補正手段（２２）とを設けたことを特徴
としている。

【００１７】請求項３及び６の発明では、同定用信号と
して消音を行うための反転音信号を用いることとした。

【００１８】すなわち、請求項３の発明では、図５及び
図６に示す如く、請求項１の発明が前提とするアクティ
ブ消音方法において、アクティブ消音時に、メインＦＩ
Ｒフィルタ（１２）で生成された反転音信号をスピーカ
（４）に出力し、反転音をスピーカ（４）から放射して
システム同定を行い、このシステム同定に基づいて第１
ＦＩＲフィルタ（１３）のフィルタ係数を補正すること
を特徴としている。

【００１９】また、請求項６の発明では、図５及び図６
に示す如く、請求項４の発明が前提とするアクティブ消
音装置において、アクティブ消音時に、メインＦＩＲフ
ィルタ（１２）で生成された反転音信号をスピーカ
（４）に出力し、反転音をスピーカ（４）から放射して
システム同定を行うシステム同定手段（２１）と、該シ
ステム同定手段（２１）により行われたシステム同定に
基づいて第１ＦＩＲフィルタ（１３）のフィルタ係数を
補正するフィルタ係数補正手段（２２）とを設けたこと
を特徴としている。

【００２０】

【作用】以上の構成により、請求項１又は４の発明で
は、アクティブ消音時に、システム同定手段（２１）に
より、正弦波発生手段（１８）から騒音とは無相関の正
弦波信号がスピーカ（４）に出力されて正弦波音がスピ
ーカ（４）から放射され、システム同定が行われる。そ
して、フィルタ係数補正手段（２２）において上記シス
テム同定に基づいて第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１
３），（１５）のフィルタ係数が当初の値から逐次補正
される。

【００２１】また、請求項２又は５の発明では、アクテ
ィブ消音時、システム同定手段（２１）により、ランダ
ム音発生手段（１９）から騒音とは無相関のランダム音
信号がスピーカ（４）に出力されてランダム音がスピー
カ（４）から放射され、システム同定が行われる。そし
て、フィルタ係数補正手段（２２）において上記と同様
にシステム同定に基づいて第１及び第２ＦＩＲフィルタ
（１３），（１５）のフィルタ係数が逐次補正される。

【００２２】したがって、これらの発明では、ダクト
（１）内等の空間（２）での風量や温度の変化により音
速が変り、スピーカ（４）と騒音検出手段（３）及びモ
ニタ手段（５）との間の伝達関数（Ｚ2 ），（Ｚ3 ）が
変化しても、それに追随して第１及び第２ＦＩＲフィル
タ（１３），（１５）のフィルタ係数が補正されて伝達
関数（Ｚ2 ），（Ｚ3 ）に適正に対応した値に維持され
ることとなり、よって大きな消音効果を安定して得るこ
とができる。

【００２３】請求項３又は６の発明では、アクティブ消
音時に、システム同定手段（２１）により、メインＦＩ
Ｒフィルタ（１２）で生成された反転音信号がスピーカ
（４）に出力されて反転音がスピーカ（４）から放射さ
れ、システム同定が行われる。そして、フィルタ係数補
正手段（２２）において上記システム同定に基づいて第
１ＦＩＲフィルタ（１３）のフィルタ係数が逐次補正さ
れる。従って、この発明では、ダクト（１）内等の空間
（２）での音速が変って、スピーカ（４）と騒音検出手
段（３）との間の伝達関数（Ｚ2 ）が変化しても、それ
に追随して第１ＦＩＲフィルタ（１３）のフィルタ係数
が補正されて適正に維持され、大きな消音効果を得るこ
とができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００２５】（実施例１）図１は本発明の実施例１に係
るアクティブ消音装置の全体構成を示し、（１）はダク
トで、その内部に図で左端の騒音源（Ｓp ）からの騒音
音波の伝播通路としての空間（２）が形成されている。
（３）は空間（２）における騒音の矢印で示す伝播方向
の上流側に配置された検出マイクロフォンで、空間
（２）の騒音を検出する。（４）は、上記検出マイクロ
フォン（３）の騒音伝播方向の下流側に配置されて騒音
とは逆位相でかつ同振幅の反転音をダクト（１）の空間
（２）に放射するための付加音源としてのスピーカであ
る。（Ｚ1 ）は騒音源（Ｓp ）からスピーカ（４）まで
の空間（２）の伝達関数である。

【００２６】また、ダクト（１）内の空間（２）には、
上記スピーカ（４）の騒音伝播方向下流側の所定観測点
にモニタマイクロフォン（５）が配置されている。該マ
イクロフォン（５）は、上記スピーカ（４）から放射さ
れた反転音の作用により低減された騒音の低減音レベル
をその観測点にて検出するものである。

【００２７】上記スピーカ（４）は制御装置（１１）に
Ｄ／Ａ変換器（図示せず）等を介して接続され、この制
御装置（１１）には、上記検出及びモニタマイクロフォ
ン（３），（５）の出力信号がそれぞれＡ／Ｄ変換器
（図示せず）等を介して入力されている。制御装置（１
１）には、検出マイクロフォン（３）から受けた騒音信
号とは基本的に逆位相で同振幅の反転音信号を生成する
適応型メインＦＩＲフィルタ（１２）と、該メインＦＩ
Ｒフィルタ（１２）から出力される反転音信号を通過さ
せる第１ＦＩＲフィルタ（１３）と、上記検出マイクロ
フォン（３）から出力された騒音信号を通過させる第２
ＦＩＲフィルタ（１５）と、適応制御用のメインアルゴ
リズム実行部（１７）とが設けられている。

【００２８】上記第１ＦＩＲフィルタ（１３）は、上記
スピーカ（４）と検出マイクロフォン（３）との間の伝
達関数（Ｚ2 ）に対応したフィルタ係数を有していて、
スピーカ（４）から放射された反転音が検出マイクロフ
ォン（３）に伝播してハウリングが発生するのを防ぐた
めのものである。また、第２ＦＩＲフィルタ（１５）
は、スピーカ（４）とモニタマイクロフォン（５）との
間の伝達関数（Ｚ3 ）に対応したフィルタ係数を有して
いて、上記メインＦＩＲフィルタ（１２）が反転音信号
を生成した後に、この反転音信号がスピーカ（４）へ出
力されて該スピーカ（４）から反転音が放射され、この
反転音を検出したモニタマイクロフォン（５）から信号
がアルゴリズム実行部（１７）に入力されるまでの伝達
特性を補正するものである。

【００２９】また、上記メインアルゴリズム実行部（１
７）は、最小二乗平均法（ＬＭＳ；Ｌeast Ｍean Ｓ
quare)アルゴリズムに代表される適応アルゴリズムによ
る適応制御を行うものであって、上記ＬＭＳアルゴリズ
ムの場合、モニタマイクロフォン（５）からフィードバ
ックされる低減音信号と第２ＦＩＲフィルタ（１５）を
通過した騒音信号とに基づき、上記ダクト（１）内の空
間（２）の観測点周辺での音圧レベルを低減するように
ＬＭＳの制御パラメータとしての上記メインＦＩＲフィ
ルタ（１２）のフィルタ係数を更新してその反転音信号
を適応制御し補正する。

【００３０】さらに、制御装置（１１）には、騒音とは
無相関の正弦波信号を発生する正弦波発生手段としての
サインジェネレータ（１８）と、適応制御用の第１及び
第２アルゴリズム実行部（１４），（１６）が設けられ
ている。第１アルゴリズム実行部（１４）は、上記メイ
ンアルゴリズム実行部（１７）と同様に、例えば最小二
乗平均法アルゴリズム（他の適応アルゴリズムでもよ
い）による適応制御を行うものであって、上記サインジ
ェネレータ（１８）から出力される正弦波信号と検出マ
イクロフォン（３）からの騒音信号とに基づきＬＭＳの
制御パラメータとしての第１ＦＩＲフィルタ（１３）の
フィルタ係数を適応制御し補正する。一方、第２アルゴ
リズム実行部（１６）は、同様にして、上記サインジェ
ネレータ（１８）から出力される正弦波信号とモニタマ
イクロフォン（５）からの低減音信号とに基づきＬＭＳ
の制御パラメータとしての第２ＦＩＲフィルタ（１５）
のフィルタ係数を適応制御し補正するものである。

【００３１】上記制御装置（１１）において、アクティ
ブ消音のために行われる信号処理の手順を図２に基づき
概略的に説明する。まず、ステップＳ1 で、予め設定さ
れているプログラムに基づいてシステム同定を行う。こ
のシステム同定では、サインジェネレータ（１８）から
同定音信号としての正弦波信号を発生させ、この正弦波
音（システム同定音）をスピーカ（４）から放射させる
ことで、第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１３），（１
５）の基準となるフィルタ係数を設定する。

【００３２】次いで、ステップＳ2 でアクティブ消音を
実行する。すなわち、検出及びモニタマイクロフォン
（３），（５）からの各出力信号を入力し、これら信号
に基づいてメインアルゴリズム実行部（１７）によりメ
インＦＩＲフィルタ（１２）のフィルタ係数を逐次更新
する。

【００３３】この後、ステップＳ3 でアクティブ消音が
継続中かどうかを判定し、この判定がＮＯのときには終
了する。判定がＹＥＳのときにはステップＳ4 に進み、
経過した時間ｔが一定時間Ｔになったかどうかを判定す
る。この判定がｔ≠ＴのＮＯのときには、上記ステップ
Ｓ2 に戻る。一方、一定時間Ｔの経過によりｔ＝Ｔとな
って判定がＹＥＳになると、ステップＳ5 〜Ｓ8 におい
てシステム同定を行う。すなわち、まず、ステップＳ5
でサインジェネレータ（１８）から同定音信号としての
正弦波信号を発生させて正弦波音をスピーカ（４）から
放射させる。次いで、ステップＳ6 で上記正弦波信号に
よりシステム同定を行い、ステップＳ7で第１及び第２
ＦＩＲフィルタ（１３），（１５）のフィルタ係数の基
準に対するずれを検出し、ステップＳ8 で上記ずれがな
くなるように両ＦＩＲフィルタ（１３），（１５）のフ
ィルタ係数を調整する。

【００３４】この実施例では、上記ステップＳ3 〜Ｓ6
により、アクティブ消音時に、一定時間Ｔ毎に上記サイ
ンジェネレータ（１８）から正弦波信号をスピーカ
（４）に出力させ、該スピーカ（４）から正弦波音を放
射させてシステム同定を行うシステム同定手段（２１）
が構成されている。

【００３５】また、ステップＳ7 ，Ｓ8 により、上記シ
ステム同定手段（２１）により行われたシステム同定に
基づいて上記第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１３），
（１５）のフィルタ係数を補正するフィルタ係数補正手
段（２２）が構成されている。

【００３６】次に、上記のアクティブ消音装置を用いて
ダクト（１）内の空間（２）の騒音を消音する方法を説
明する。まず、システム同定音信号としての正弦波信号
をスピーカ（４）に出力して同定音を空間（２）に放射
することにより、スピーカ（４）と検出及びモニタマイ
クロフォン（３），（５）との間の音響的な伝達関数
（Ｚ2 ），（Ｚ3 ）を設定するためのシステム同定を行
い、このことで第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１３），
（１５）の、上記伝達関数（Ｚ2 ），（Ｚ3 ）に対応し
たフィルタ係数を基準値として設定する。

【００３７】このようなシステム同定の終了後はアクテ
ィブ消音を実行する。このアクティブ消音では、基本的
に、ダクト（１）内の空間（２）における騒音を検出マ
イクロフォン（３）により検出し、このマイクロフォン
（３）にて検出した騒音信号を適応型メインＦＩＲフィ
ルタ（１２）に入力させて、該メインＦＩＲフィルタ
（１２）で上記騒音信号とは逆位相でかつ同振幅の反転
音信号を生成させる。この反転音信号がスピーカ（４）
に出力されて該スピーカ（４）から反転音が空間（２）
に放射される。このことにより、ダクト（１）内の騒音
は、スピーカ（４）から放射された反転音により良好に
低減されることになる。

【００３８】一方、観測点では低減された騒音レベルを
モニタマイクロフォン（５）が検出する。また、上記メ
インＦＩＲフィルタ（１２）から出力される反転音信号
を上記第１ＦＩＲフィルタ（１３）を通過させて、その
信号を検出マイクロフォン（３）からの騒音信号に加え
る。さらに、検出マイクロフォン（３）にて検出した騒
音信号を第２フィルタ（１２）を通過させて所定時間だ
け遅延させ、この遅延された騒音信号と、上記モニタマ
イクロフォン（５）からの低減音信号をメインアルゴリ
ズム実行部（１７）に入力して、この低減音信号と第２
ＦＩＲフィルタ（１５）を通過した騒音信号とに基づい
て上記メインＦＩＲフィルタ（１２）のフィルタ係数を
逐次更新する。このことで、メインＦＩＲフィルタ（１
３）による反転音信号の生成がダクト（１）内の騒音に
対して経時的に精度良く行われ、ダクト（１）内の観測
点周辺の音圧レベルが最も良好に低減される。

【００３９】このようなアクティブ消音時、一定時間Ｔ
の経過毎に、騒音とは無相関の正弦波信号をサインジェ
ネレータ（１８）からスピーカ（４）に出力して、正弦
波音をスピーカ（４）から放射することで、システム同
定を行い、このシステム同定に基づいて上記第１及び第
２ＦＩＲフィルタ（１３），（１５）のフィルタ係数を
上記基準値から逐次補正する。

【００４０】したがって、この実施例では、アクティブ
消音時、ダクト（１）内の空間（２）での風量や温度が
変化して音速が変り、それに伴いスピーカ（４）と検出
マイクロフォン（３）及びモニタマイクロフォン（５）
との間の伝達関数（Ｚ2 ），（Ｚ3 ）が変化しても、そ
れに追随して第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１３），
（１５）のフィルタ係数がアクティブ消音実行前の基準
値から補正される。その結果、これらＦＩＲフィルタ
（１３），（１５）のフィルタ係数は常に上記伝達関数
（Ｚ2 ），（Ｚ3 ）に適正に対応した値に維持され、よ
ってアクティブ消音による大きな消音効果が安定して得
られる。

【００４１】尚、実施例１では、タップ長で示される時
間が離散的であるので、ピーク値でフィルタ係数を移動
させるには、その影響を無視できるようにサンプリング
周波数を高く設定する必要がある。

【００４２】（実施例２）図３及び図４は本発明の実施
例２を示し（尚、図１及び図２と同じ部分については同
じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、上記実施
例１ではシステム同定音信号として正弦波信号を用いて
いるのに対し、ランダム音信号を用いたものである。

【００４３】すなわち、この実施例のアクティブ消音装
置の構成は基本的に実施例１と同じであり、サインジェ
ネレータ（１８）の代りに、騒音とは無相関のランダム
音信号を発生するランダム音発生手段としてのランダム
ノイズジェネレータ（１９）が設けられている。

【００４４】また、制御装置（１１）における信号処理
手順は図４のフローに沿って行われる。すなわち、ま
ず、ステップＳ11でランダムノイズジェネレータ（１
９）からランダム音信号を発生させ、ステップＳ12でシ
ステム同定を行い、ステップＳ13で第１及び第２ＦＩＲ
フィルタ（１３），（１５）の基準となるフィルタ係数
を設定する。

【００４５】次いで、ステップＳ14でアクティブ消音を
実行し、検出及びモニタマイクロフォン（３），（５）
からの各出力信号を入力し、これら信号に基づいてメイ
ンアルゴリズム実行部（１７）によりメインＦＩＲフィ
ルタ（１２）のフィルタ係数を逐次更新する。

【００４６】この後、ステップＳ15に進み、経過した時
間ｔが一定時間Ｔになったかどうかを判定する。この判
定がｔ＝ＴのＹＥＳになると、上記ステップＳ11に戻る
一方、判定がｔ≠ＴのＮＯのときには、ステップＳ16に
おいてステップＳ14と同様にアクティブ消音を実行し、
ステップＳ17でアクティブ消音が継続中かどうかを判定
する。この判定がＮＯのときには終了するが、ＹＥＳの
ときには上記ステップＳ15に戻る。

【００４７】そして、上記ステップＳ11，Ｓ12，Ｓ14に
より、アクティブ消音時、一定時間Ｔ毎に上記ランダム
ノイズジェネレータ（１９）からランダム音信号をスピ
ーカ（４）に出力させ、該スピーカ（４）からランダム
音を放射させてシステム同定を行うシステム同定手段
（２１）が構成されている。

【００４８】また、ステップＳ13により、上記システム
同定手段（２１）により行われたシステム同定に基づい
て上記第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１３），（１５）
のフィルタ係数を補正するフィルタ係数補正手段（２
２）が構成されている。

【００４９】この実施例で、アクティブ消音装置を用い
てダクト（１）内の空間（２）の騒音を消音する方法は
実施例１と同様であり、アクティブ消音時に、騒音とは
無相関のランダム音信号をスピーカ（４）に出力し、ラ
ンダム音をスピーカ（４）から放射してシステム同定を
行い、このシステム同定に基づいて上記第１及び第２Ｆ
ＩＲフィルタ（１３），（１５）のフィルタ係数を補正
する。よって、この実施例でも実施例１と同様の作用効
果が得られる。

【００５０】尚、この実施例２では、実施例１のように
正弦波信号を用いる場合と異なり、第１及び第２ＦＩＲ
フィルタ（１３），（１５）のフィルタ係数を直接求め
るため、アクティブ消音の実行前にシステム同定を行う
必要はない。

【００５１】また、この実施例２の場合、アクティブ消
音の実行中にランダムノイズジェネレータ（１９）から
のランダム音信号を付加するため、実施例１に比べ、フ
ィルタ係数設定のためのシステム同定中は、消音効果が
幾分落ちるものの、ランダム音のレベルを下げること
で、有効な効果が得られる。

【００５２】また、この実施例２では、一定時間Ｔ毎に
ランダム音信号によりシステム同定を行うようにしてい
るが、アクティブ消音の実行中は常時ランダム音信号を
出力してシステム同定を行うようにすることもできる。

【００５３】（実施例３）図５は実施例３を示し、上記
実施例１，２のようにシステム同定の信号として正弦波
信号やランダム音信号を用いるのではなく、メインＦＩ
Ｒフィルタ（１２）から出力された信号（消音のための
信号）をそのまま第１ＦＩＲフィルタ（１３）の同定信
号として用いたものである。

【００５４】すなわち、制御装置（１１）における第１
アルゴリズム実行部（１４）は、メインＦＩＲフィルタ
（１２）から出力される反転音信号と検出マイクロフォ
ン（３）からの騒音信号とに基づきＬＭＳの制御パラメ
ータとしての第１ＦＩＲフィルタ（１３）のフィルタ係
数を適応制御し補正するようになっている。また、第２
アルゴリズム実行部（１６）は除かれている。

【００５５】この実施例では、制御装置（１１）の信号
処理手順は図６に示すとおりであり、図４に示すフロー
チャート図において、ステップＳ11が除かれたステップ
Ｓ12′〜Ｓ17′の処理が行われる。

【００５６】そして、この実施例では、ステップＳ1
2′，Ｓ14′により、アクティブ消音時に、メインＦＩ
Ｒフィルタ（１２）で生成された反転音信号をスピーカ
（４）に出力し、反転音をスピーカ（４）から放射して
システム同定を行うシステム同定手段（２１）が構成さ
れる。

【００５７】また、ステップＳ13′により、上記システ
ム同定手段（２１）により行われたシステム同定に基づ
いて上記第１ＦＩＲフィルタ（１３）のフィルタ係数を
補正するフィルタ係数補正手段（２２）が構成されてい
る。

【００５８】この実施例でのアクティブ消音方法は実施
例２と同様であり、アクティブ消音時に、メインＦＩＲ
フィルタ（１２）からの、騒音とは無相関の反転音信号
をスピーカ（４）に出力し、反転音をスピーカ（４）か
ら放射してシステム同定を行い、このシステム同定に基
づいて第１ＦＩＲフィルタ（１３）のみのフィルタ係数
を補正する。

【００５９】この実施例３の場合、システム同定の信号
としてメインＦＩＲフィルタ（１２）から出力された反
転音信号を同定信号として用いているので、第１ＦＩＲ
フィルタ（１３）のみのフィルタ係数しか補正すること
ができず、第２ＦＩＲフィルタ（１５）には適用できな
い。しかし、検出マイクロフォン（３）及びスピーカ
（４）の作動遅れや信号処理のための時間の関係で、音
の伝播する所定の時間が必要であり、検出マイクロフォ
ン（３）からスピーカ（４）までは所定以上の距離を要
するが、スピーカ（４）からモニタマイクロフォン
（５）までの距離は十分短くすることができる。このこ
とから、第２ＦＩＲフィルタ（１５）における音速の変
化による影響は第１ＦＩＲフィルタ（１３）に比べ小さ
く、上記のように第１ＦＩＲフィルタ（１３）のみのフ
ィルタ係数を補正するようにしても、さほど影響はな
い。

【００６０】尚、本発明は、上記実施例１〜３のような
ダクト（１）内の空間（２）の他、機械内部の空間をア
クティブ消音する場合に対しても同様に適用することが
できる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は４の
発明では、スピーカと騒音検出手段との間の伝達関数に
対応したフィルタ係数を有し、メインＦＩＲフィルタか
ら出力される反転音信号を通過させる第１ＦＩＲフィル
タと、スピーカとモニタ手段との間の伝達関数に対応し
たフィルタ係数を有し、騒音検出手段から出力された騒
音信号を通過させる第２ＦＩＲフィルタとの２つの固定
ＦＩＲフィルタを備えたアクティブ消音システムにおい
て、アクティブ消音の実行中にスピーカから同定音とし
ての正弦波音を放射してシステム同定を行い、このシス
テム同定に基づいて２つの固定ＦＩＲフィルタのフィル
タ係数を補正することとした。また、請求項２又は５の
発明では、上記同定音をランダム音に代えてシステム同
定を行い、固定ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を補正す
ることとした。さらに、請求項３又は６の発明では、反
転音を同定音としてシステム同定を行い、第１ＦＩＲフ
ィルタのフィルタ係数を補正することとした。従って、
これらの発明によれば、ダクト内等の空間での風量や温
度の変化により音速が変って、スピーカと騒音検出手段
やモニタ手段との間の伝達関数が変化しても、それに追
随して固定ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を補正して適
正に維持することができ、大きな消音効果を安定して得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるアクティブ消音装置
全体の概略構成を示す図である。

【図２】制御装置における信号処理手順を概略的に示す
フローチャート図である。

【図３】実施例２における図１相当図である。

【図４】実施例２における図２相当図である。

【図５】実施例３における図１相当図である。

【図６】実施例３における図２相当図である。

【符号の説明】

（１） ダクト （２） 空間 （３） 検出マイクロフォン（騒音検出手段） （４） スピーカ （５） モニタマイクロフォン（モニタ手段） （１１） 制御装置 （１２） 適応型メインＦＩＲフィルタ （１３） 第１ＦＩＲフィルタ （１５） 第２ＦＩＲフィルタ （１７） 適応型メインアルゴリズム実行部（適応型ア
ルゴリズム実行手段） （１８） サインジェネレータ（正弦波発生手段） （１９） ランダムノイズジェネレータ（ランダム音発
生手段） （２１） システム同定手段 （２２） フィルタ係数補正手段 （Ｓp ） 騒音源 （Ｚ1 ）〜（Ｚ3 ） 伝達関数

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間（２）の所定位置に配置された騒音
   検出手段（３）により騒音を検出して、この騒音検出手
   段（３）から出力される騒音信号とは逆位相で同振幅の
   反転音信号をメインＦＩＲフィルタ（１２）により生成
   し、該反転音信号をスピーカ（４）に出力して反転音を
   空間（２）に放射する一方、 空間（２）の所定観測点に配置されたモニタ手段（５）
   により観測点での低減音レベルを検出し、 上記メインＦＩＲフィルタ（１２）から出力される反転
   音信号を、上記スピーカ（４）と騒音検出手段（３）と
   の間の伝達関数（Ｚ2 ）に対応したフィルタ係数を有す
   る第１ＦＩＲフィルタ（１３）を通過させて、その信号
   を騒音検出手段（３）からの騒音信号に加え、 上記騒音検出手段（３）から出力された騒音信号を、ス
   ピーカ（４）とモニタ手段（５）との間の伝達関数（Ｚ
   3 ）に対応したフィルタ係数を有する第２ＦＩＲフィル
   タ（１５）を通過させ、 上記モニタ手段（５）から出力される低減音信号と第２
   ＦＩＲフィルタ（１５）を通過した騒音信号とに基づい
   て適応型アルゴリズム実行手段（１７）により上記メイ
   ンＦＩＲフィルタ（１２）のフィルタ係数を更新し、上
   記観測点周辺の音圧レベルを低減するアクティブ消音方
   法において、 アクティブ消音時に、騒音とは無相関の正弦波信号をス
   ピーカ（４）に出力し、正弦波音をスピーカ（４）から
   放射してシステム同定を行い、このシステム同定に基づ
   いて上記第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１３），（１
   ５）のフィルタ係数を補正することを特徴とするアクテ
   ィブ消音方法。
2. 【請求項２】 空間（２）の所定位置に配置された騒音
   検出手段（３）により騒音を検出して、この騒音検出手
   段（３）から出力される騒音信号とは逆位相で同振幅の
   反転音信号をメインＦＩＲフィルタ（１２）により生成
   し、該反転音信号をスピーカ（４）に出力して反転音を
   空間（２）に放射する一方、 空間（２）の所定観測点に配置されたモニタ手段（５）
   により観測点での低減音レベルを検出し、 上記メインＦＩＲフィルタ（１２）から出力される反転
   音信号を、上記スピーカ（４）と騒音検出手段（３）と
   の間の伝達関数（Ｚ2 ）に対応したフィルタ係数を有す
   る第１ＦＩＲフィルタ（１３）を通過させて、その信号
   を騒音検出手段（３）からの騒音信号に加え、 上記騒音検出手段（３）から出力された騒音信号を、ス
   ピーカ（４）とモニタ手段（５）との間の伝達関数（Ｚ
   3 ）に対応したフィルタ係数を有する第２ＦＩＲフィル
   タ（１５）を通過させ、 上記モニタ手段（５）から出力される低減音信号と第２
   ＦＩＲフィルタ（１５）を通過した騒音信号とに基づい
   て適応型アルゴリズム実行手段（１７）により上記メイ
   ンＦＩＲフィルタ（１２）のフィルタ係数を更新し、上
   記観測点周辺の音圧レベルを低減するアクティブ消音方
   法において、 アクティブ消音時に、騒音とは無相関のランダム音信号
   をスピーカ（４）に出力し、ランダム音をスピーカ
   （４）から放射してシステム同定を行い、このシステム
   同定に基づいて上記第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１
   ３），（１５）のフィルタ係数を補正することを特徴と
   するアクティブ消音方法。
3. 【請求項３】 空間（２）の所定位置に配置された騒音
   検出手段（３）により騒音を検出して、この騒音検出手
   段（３）から出力される騒音信号とは逆位相で同振幅の
   反転音信号をメインＦＩＲフィルタ（１２）により生成
   し、該反転音信号をスピーカ（４）に出力して反転音を
   空間（２）に放射する一方、 空間（２）の所定観測点に配置されたモニタ手段（５）
   により観測点での低減音レベルを検出し、 上記メインＦＩＲフィルタ（１２）から出力される反転
   音信号を、上記スピーカ（４）と騒音検出手段（３）と
   の間の伝達関数（Ｚ2 ）に対応したフィルタ係数を有す
   る第１ＦＩＲフィルタ（１３）を通過させて、その信号
   を騒音検出手段（３）からの騒音信号に加え、 上記騒音検出手段（３）から出力された騒音信号を、ス
   ピーカ（４）とモニタ手段（５）との間の伝達関数（Ｚ
   3 ）に対応したフィルタ係数を有する第２ＦＩＲフィル
   タ（１５）を通過させ、 上記モニタ手段（５）から出力される低減音信号と第２
   ＦＩＲフィルタ（１５）を通過した騒音信号とに基づい
   て適応型アルゴリズム実行手段（１７）により上記メイ
   ンＦＩＲフィルタ（１２）のフィルタ係数を更新し、上
   記観測点周辺の音圧レベルを低減するアクティブ消音方
   法において、 アクティブ消音時に、上記メインＦＩＲフィルタ（１
   ２）で生成された反転音信号をスピーカ（４）に出力
   し、反転音をスピーカ（４）から放射してシステム同定
   を行い、このシステム同定に基づいて上記第１ＦＩＲフ
   ィルタ（１３）のフィルタ係数を補正することを特徴と
   するアクティブ消音方法。
4. 【請求項４】 空間（２）の騒音を検出して騒音信号を
   出力する騒音検出手段（３）と、該騒音検出手段（３）
   からの騒音信号に対して逆位相で同振幅の反転音信号を
   生成するメインＦＩＲフィルタ（１２）と、該メインＦ
   ＩＲフィルタ（１２）により生成された反転音信号を受
   けて反転音を空間（２）に放射するスピーカ（４）と、
   空間（２）の所定観測点の低減音レベルを検出して低減
   音信号を出力するモニタ手段（５）と、上記スピーカ
   （４）と騒音検出手段（３）との間の伝達関数（Ｚ2 ）
   に対応したフィルタ係数を有し、上記メインＦＩＲフィ
   ルタ（１２）から出力される反転音信号を通過させる第
   １ＦＩＲフィルタ（１３）と、上記スピーカ（４）とモ
   ニタ手段（５）との間の伝達関数（Ｚ3 ）に対応したフ
   ィルタ係数を有し、上記騒音検出手段（３）から出力さ
   れた騒音信号を通過させる第２ＦＩＲフィルタ（１５）
   と、上記モニタ手段（５）から出力される低減音信号及
   び第２ＦＩＲフィルタ（１５）を通過した騒音信号に基
   づき上記観測点周辺の音圧レベルを低減するよう上記メ
   インＦＩＲフィルタ（１２）のフィルタ係数を更新する
   適応型アルゴリズム実行手段（１７）とを備えたアクテ
   ィブ消音装置において、 騒音とは無相関の正弦波信号を発生する正弦波発生手段
   （１８）と、 アクティブ消音時に、上記正弦波発生手段（１８）から
   正弦波信号をスピーカ（４）に出力させ、正弦波音をス
   ピーカ（４）から放射させてシステム同定を行うシステ
   ム同定手段（２１）と、 上記システム同定手段（２１）により行われたシステム
   同定に基づいて上記第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１
   ３），（１５）のフィルタ係数を補正するフィルタ係数
   補正手段（２２）とを設けたことを特徴とするアクティ
   ブ消音装置。
5. 【請求項５】 空間（２）の騒音を検出して騒音信号を
   出力する騒音検出手段（３）と、該騒音検出手段（３）
   からの騒音信号に対して逆位相で同振幅の反転音信号を
   生成するメインＦＩＲフィルタ（１２）と、該メインＦ
   ＩＲフィルタ（１２）により生成された反転音信号を受
   けて反転音を空間（２）に放射するスピーカ（４）と、
   空間（２）の所定観測点の低減音レベルを検出して低減
   音信号を出力するモニタ手段（５）と、上記スピーカ
   （４）と騒音検出手段（３）との間の伝達関数（Ｚ2 ）
   に対応したフィルタ係数を有し、上記メインＦＩＲフィ
   ルタ（１２）から出力される反転音信号を通過させる第
   １ＦＩＲフィルタ（１３）と、上記スピーカ（４）とモ
   ニタ手段（５）との間の伝達関数（Ｚ3 ）に対応したフ
   ィルタ係数を有し、上記騒音検出手段（３）から出力さ
   れた騒音信号を通過させる第２ＦＩＲフィルタ（１５）
   と、上記モニタ手段（５）から出力される低減音信号及
   び第２ＦＩＲフィルタ（１５）を通過した騒音信号に基
   づき上記観測点周辺の音圧レベルを低減するよう上記メ
   インＦＩＲフィルタ（１２）のフィルタ係数を更新する
   適応型アルゴリズム実行手段（１７）とを備えたアクテ
   ィブ消音装置において、 騒音とは無相関のランダム音信号を発生するランダム音
   発生手段（１９）と、 アクティブ消音時に、上記ランダム音発生手段（１９）
   からランダム音信号をスピーカ（４）に出力させ、ラン
   ダム音をスピーカ（４）から放射させてシステム同定を
   行うシステム同定手段（２１）と、 上記システム同定手段（２１）により行われたシステム
   同定に基づいて上記第１及び第２ＦＩＲフィルタ（１
   ３），（１５）のフィルタ係数を補正するフィルタ係数
   補正手段（２２）とを設けたことを特徴とするアクティ
   ブ消音装置。
6. 【請求項６】 空間（２）の騒音を検出して騒音信号を
   出力する騒音検出手段（３）と、該騒音検出手段（３）
   からの騒音信号に対して逆位相で同振幅の反転音信号を
   生成するメインＦＩＲフィルタ（１２）と、該メインＦ
   ＩＲフィルタ（１２）により生成された反転音信号を受
   けて反転音を空間（２）に放射するスピーカ（４）と、
   空間（２）の所定観測点の低減音レベルを検出して低減
   音信号を出力するモニタ手段（５）と、上記スピーカ
   （４）と騒音検出手段（３）との間の伝達関数（Ｚ2 ）
   に対応したフィルタ係数を有し、上記メインＦＩＲフィ
   ルタ（１２）から出力される反転音信号を通過させる第
   １ＦＩＲフィルタ（１３）と、上記スピーカ（４）とモ
   ニタ手段（５）との間の伝達関数（Ｚ3 ）に対応したフ
   ィルタ係数を有し、上記騒音検出手段（３）から出力さ
   れた騒音信号を通過させる第２ＦＩＲフィルタ（１５）
   と、上記モニタ手段（５）から出力される低減音信号及
   び第２ＦＩＲフィルタ（１５）を通過した騒音信号に基
   づき上記観測点周辺の音圧レベルを低減するよう上記メ
   インＦＩＲフィルタ（１２）のフィルタ係数を更新する
   適応型アルゴリズム実行手段（１７）とを備えたアクテ
   ィブ消音装置において、 アクティブ消音時に、上記メインＦＩＲフィルタ（１
   ２）で生成された反転音信号をスピーカ（４）に出力
   し、反転音をスピーカ（４）から放射してシステム同定
   を行うシステム同定手段（２１）と、 上記システム同定手段（２１）により行われたシステム
   同定に基づいて上記第１ＦＩＲフィルタ（１３）のフィ
   ルタ係数を補正するフィルタ係数補正手段（２２）とを
   設けたことを特徴とするアクティブ消音装置。