JPH10254459A - 伝達関数同定装置及び能動型雑音除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外乱雑音の影響を受けずに二次音路（伝達関
数）Ｃを同定する。 【解決手段】 疑似信号発生器１０から出力される疑似
信号ｍ_k は、イコライザ１１を介して二次音源スピーカ
６に供給され、ここで同定音として二次音路Ｃに放出さ
れて、エラーマイクロホン７で収音される。そして、こ
のエラーマイクロホン７の出力信号と、上記疑似信号ｍ
_k をＦＩＲフィルタ８で処理して得た信号とを、演算器
１２で比較して、両者の誤差、即ち誤差信号ε_k を得
る。ＬＭＳ演算部１１は、上記疑似信号ｍ_k と誤差信号
ε_k とを、例えばＬＭＳアルゴリズムに従って処理し
て、上記二次音路Ｃとイコライザ１１の伝達関数ＥＱと
の合成伝達関数〔ＥＱ×Ｃ〕を同定する。なお、イコラ
イザ１１は、同定の対象とする各周波数において、同定
音が排気音に埋もれないように、疑似信号ｍ_k の周波数
特性を補正するので、上記各周波数において、正確な同
定を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝送路の伝達関数
を同定する際に、特に外乱雑音の存在する環境の下で上
記伝送路の伝達関数を同定するのに適した伝達関数同定
装置と、この伝達関数同定装置の技術を利用した能動型
雑音除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような能動型雑音除去装置とし
て、従来、例えば図８に示すようなアクティブ消音装置
（Active Noise Controller ：ＡＮＣ）が知られてい
る。このアクティブ消音装置は、騒音、例えばエンジン
（図示せず）等の排気音に対して、これと実質的に等大
で逆位相の音波を干渉させることによって上記排気音を
打ち消すものである。なお、同図において、この消音装
置が消音の対象とする排気音は、例えば排気ダクト１内
を左側から右側に向かって伝搬するものとする。

【０００３】このアクティブ消音装置は、排気ダクト１
の入口側（同図の左側）において上記排気音をリファレ
ンスマイクロホン２によって収音し、このリファレンス
マイクロホン２によって収音された騒音信号ｘ_k （ただ
し、ｋは、時間を表すインデックスである。）が入力さ
れるＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ（以下、適応フィ
ルタと称す。）３を有している。この適応フィルタ３
は、入力された騒音信号ｘ_k に対して、後述するＬＭＳ
演算部４により設定されるフィルタ係数を用いて所定の
フィルタリング処理、例えば畳み込み和演算を施すもの
で、その演算結果ｙ_k を二次音源スピーカ（以下、スピ
ーカと称す。）５に供給する。スピーカ５は、上記信号
ｙ_k に応じた音波を排気ダクト１内に放音し、即ち排気
ダクト１内を伝搬している排気音に干渉させ、これによ
って上記排気音を打ち消す。

【０００４】更に、排気ダクト１の出口側にはエラーマ
イクロホン６が配置されており、このエラーマイクロホ
ン６によって、上記排気音をスピーカ５の放射音で打ち
消した後の音、つまりは排気音とスピーカ５の放射音と
の誤差成分を検出する。このエラーマイクロホン６の出
力は、エラー信号ｅ_k として上述したＬＭＳ演算部４に
供給される。また、このＬＭＳ演算部４には、上記エラ
ー信号ｅ_k の他に、騒音信号ｘ_k を後述するＦＩＲフィ
ルタ７で処理して得た信号ｒ_k も供給される。

【０００５】ＬＭＳ演算部４は、供給されたエラー信号
ｅ_k と上記信号ｒ_k とに応じて、適応フィルタ３の伝達
関数Ｗ_k と後述する二次音路（error path）の伝達関数
（以下、単に二次音路と称す。）Ｃとの合成による伝達
関数（両者を掛けて得られる伝達関数、即ち［Ｗ_k ×
Ｃ］）が、排気ダクト１内のリファレンスマイクロホン
２からエラーマイクロホン６までの間に存在する一次音
路（primary path）の伝達関数（以下、単に一次音路と
称す。）Ｐと相補になるように、ＬＭＳアルゴリズムに
従って適応フィルタ３のフィルタ係数を更新する。この
ように、適応フィルタ３の伝達関数Ｗ_k と二次音路Ｃと
の合成による伝達関数［Ｗ_k ×Ｃ］を、一次音路Ｐと相
補にすることによって初めて、排気ダクト１内の排気音
をスピーカ５の放射音で打ち消すことができる。また、
排気ダクト１内の音響特性に例えば経時的な変化が生
じ、これによって一次音路Ｐが変化しても、その変化に
応じて上記適応フィルタ３の伝達関数Ｗ_k も上記フィル
タ係数の更新により変化するので、常に安定した消音効
果を得ることができる。

【０００６】ただし、上記のような適応動作を実現する
には、このアクティブ消音装置の制御系をFiltered-x L
MSアルゴリズムの構成とする必要があることが知られて
いる。このFiltered-x LMSアルゴリズムの制御系におい
ては、適応フィルタ３の出力端子からスピーカ５及び排
気ダクト１の一部（スピーカ５から騒音の下流側）を経
てエラーマイクロホン６までの間に、上述した二次音路
Ｃが存在する。従って、この二次音路Ｃを補償する（二
次音路Ｃの影響を打ち消す）ために、この二次音路Ｃと
等価な伝達関数Ｓｅを有するフィルタ、例えばＦＩＲフ
ィルタ７を、リファレンスマイクロホン２とＬＭＳ演算
部４との間に設ける必要がある。

【０００７】ところで、上記二次音路Ｃは、例えば排気
ダクト１内の温度変化や、この温度変化によるスピーカ
５の出力特性の変化等によって、経時的に変化すること
が知られている。従って、安定した消音効果を得るため
には、この二次音路Ｃの変化に応じて、上記ＦＩＲフィ
ルタ７の伝達関数Ｓｅも変化させる、即ち上記二次音路
Ｃを同定する必要がある。また、この同定（推定又は測
定）を実行する際には、このアクティブ消音装置自体の
消音動作時（つまりはエンジンが動作している状態）と
同じ環境下で上記同定を行うことが望ましい。そこで、
このアクティブ消音装置においては、上記二次音路Ｃを
同定するために、例えば一般に知られているＭ系列信号
（ＭＬＳ）の疑似信号（疑似ランダムノイズ）ｍ_k を発
生する疑似信号発生器８を設け、この疑似信号ｍ_k を、
図８に点線で示す経路で処理することによって、上記二
次音路Ｃを同定している。これについて、図９を参照し
て説明する。

【０００８】図９は、上記図８に点線で示す経路、即ち
二次音路Ｃの同定時の制御系について、その説明を判り
易くするために抜粋したものである。同図に示すよう
に、この制御系においては、二次音路Ｃを同定するため
のＦＩＲフィルタ７を、例えば上述したＬＭＳ演算部４
とは異なる演算部９により例えばＬＭＳアルゴリズムに
従って適応制御される適応フィルタ構成としている。そ
して、疑似信号発生器８が発生する疑似信号ｍ_k を、ス
ピーカ５、ＦＩＲフィルタ７及び上記ＬＭＳ演算部９に
供給すると共に、エラーマイクロホン６の出力信号と、
上記疑似信号ｍ_kをＦＩＲフィルタ７で処理した後の信
号とを、演算器１０で比較して両者の誤差ε_k を求め、
これをＬＭＳ演算部９に供給している。ＬＭＳ演算部９
は、上記誤差信号ε_k が小さくなるように、即ち疑似信
号ｍ_k を二次音路Ｃを通過させた後の信号と、疑似信号
ｍ_k をＦＩＲフィルタ７で処理した後の信号とが互いに
等しくなるように、ＦＩＲフィルタ７のフィルタ係数を
更新する。これによって、ＦＩＲフィルタ７の伝達関数
Ｓｅが、二次音路Ｃと略等価なものとなり、即ちＦＩＲ
フィルタ７による二次音路Ｃの同定を実現できる。

【０００９】なお、上述した適応フィルタ３、ＬＭＳ演
算部４、ＦＩＲフィルタ７、ＬＭＳ演算部９及び演算部
１０については、例えばＤＳＰ（ディジタル信号処理装
置）やＣＰＵ（中央演算処理装置）等によって構成され
ている。そして、これらのＤＳＰやＣＰＵ等は、図示し
ないメモリ等の記憶部に記憶されたプログラムに従って
動作し、即ち上述の適応動作や二次音路Ｃの同定等を実
行する。

【００１０】ところが、上述したようにエンジンが動作
している状態、即ちエンジンの排気音が存在する環境の
下で、上記図９の制御系（図８に点線で示す制御系）に
より二次音路Ｃを同定すると、この制御系に対して上記
排気音は外乱雑音として作用する。即ち、排気音は、一
般に、エンジンの回転数に依存する特定の周波数領域に
おいて、極端にレベルが大きくなることが知られてい
る。例えば、比較的に規模の大きい発電用のディーゼル
エンジン等では、上記特定の周波数領域における音圧レ
ベルが、１５０乃至１６０ｄＢＳＰＬ（Sound Pressure
Level）という非常に大きいレベルにまで達するのも珍
しくない。

【００１１】このように非常に大きいレベルの排気音が
存在する場合、例えば図１０に示すように、或る周波数
領域、即ち上記特定の周波数領域（同図において約４０
０Ｈｚ以下の領域）において、上記排気音のレベルが、
疑似信号ｍ_k （疑似ランダム信号）に基づくスピーカ５
の放出音（以下、この放出音を同定音と称す。）のレベ
ルよりも大きくなってしまうことがある。このように、
同定音が排気音に埋もれた状態になってしまうと、その
周波数領域において、正確な二次音路Ｃの同定が実現で
きず、ひいては安定した消音効果が得られないという問
題がある。なお、上記のように特定の周波数領域に存在
する非常にレベルの大きい排気音が、この消音装置によ
って本来最も消音したい排気音であることについては、
言うまでもない。

【００１２】この問題の対応策の一つとして、例えば図
１１に誇張して示すように、上記同定音のレベルを、排
気音の最大レベルにまで持ち上げるという方法が考えら
れる。しかし、このように全ての周波数領域（詳しく
は、同定（消音）の対象とする周波数領域）にわたっ
て、上記排気音の最大レベルと略同等のレベルを有する
音波を放出するには、スピーカ５等の音波出力系に対し
て非常に大きい負担が掛かる。また、上記音波出力系と
して、それだけ大容量（大出力）のものを用いなければ
ならず、現実的に無理がある。更に、元々同定音が排気
音に埋もれていない周波数領域（図１０における４００
Ｈｚ以上の領域）については、同定音を必要以上に大き
いレベルで放出することになり、非常に効率が悪い。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】即ち、本発明が解決し
ようとする問題点は、上記排気音のように特定の周波数
領域において極端に大きなレベルを有する外乱雑音が存
在する環境の下で、上記二次音路Ｃのような伝達関数を
同定する際に、外乱雑音の影響によって、正確な同定が
実現できなくなるという点である。また、このように二
次音路Ｃの同定が十分に成されていない状態で、これを
図８に示すようなアクティブ消音装置に用いた場合に、
十分な消音効果が得られないという点も、本発明が解決
しようとする問題点である。

【００１４】そこで、本発明は、上記のような外乱雑音
が存在しても、この外乱雑音の影響を受けずに、上記二
次音路Ｃを従来よりも高い精度で同定することのできる
伝達関数同定装置を提供することを目的とする。また、
この伝達関数同定装置の技術を利用することによって、
上記外乱雑音の有無に関係無く、十分な雑音除去効果を
得ることのできる能動型雑音除去装置を提供すること
も、本発明の目的とするところである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、疑似信号を生成する疑似
信号生成手段と、上記疑似信号を補正信号によって決定
される伝達関数に基づいて処理した後、これを外乱雑音
の存在する伝送路に入力する疑似信号補正手段と、上記
外乱雑音を検出する第１の検出手段と、上記第１の検出
手段の出力信号を分析して、上記伝送路に入力される上
記疑似信号の信号レベルが、所定の周波数領域内の各周
波数において、上記外乱雑音のレベルと略同レベル以上
になる状態に上記補正信号を生成する補正制御手段と、
上記伝送路から出力される信号を検出する第２の検出手
段と、上記疑似信号補正手段の伝達関数と上記伝送路の
伝達関数との合成による合成伝達関数を同定するディジ
タルフィルタ手段を含み、上記疑似信号と上記第２の検
出手段の出力信号とが入力され、これらに応じて、上記
合成伝達関数と上記ディジタルフィルタ手段の伝達関数
とが近似する状態に、上記ディジタルフィルタ手段の伝
達関数を制御する同定フィルタ制御手段と、を具備する
ものである。

【００１６】なお、ここで言う所定の周波数領域とは、
例えば、この伝達関数同定装置自体が同定の対象として
いる周波数領域のことを言う。

【００１７】即ち、本請求項１に記載の発明によれば、
疑似信号生成手段が生成する疑似信号は、疑似信号補正
手段によって処理された後、伝送路を経て、第２の検出
手段により検出される。従って、第２の検出手段は、上
記疑似信号補正手段によって処理（補正）された後の疑
似信号と、伝送路内に存在する外乱雑音との両方を、同
時に検出する。そして、同定フィルタ制御手段が、疑似
信号と第２の検出手段の出力信号とに応じて、疑似信号
補正手段の伝達関数と伝送路の伝達関数との合成による
合成伝達関数を同定し、その同定結果をディジタルフィ
ルタ手段の伝達関数とする。つまり、このディジタルフ
ィルタ手段の伝達関数は、疑似信号補正手段の伝達関数
と伝送路の伝達関数とを掛け合わせたものとなる。よっ
て、このディジタルフィルタ手段の伝達関数を、疑似信
号補正手段の伝達関数で除算すると、伝送路の伝達関数
が得られることになる。

【００１８】ところで、上述したように、疑似信号を用
いて伝送路の伝達関数を同定するには、その同定の対象
とする各周波数において、伝送路に入力される疑似信号
のレベルが、伝送路内に存在する外乱雑音のレベルと略
同じレベル以上でなければ、正確な同定を実現できな
い。そこで、本請求項１に記載の発明では、補正制御手
段によって、第１の検出手段の出力信号を分析し、この
分析して得た外乱雑音のレベルに比べて、伝送路に入力
される疑似信号のレベルが、上記各周波数において略同
レベル以上となる状態に、上記疑似信号を補正するよう
疑似信号補正手段を制御している（詳しくはこの制御を
実現するための補正信号を生成している）。従って、上
記各周波数において、疑似信号が外乱雑音に埋もれてし
まうようなことはなく、正確な同定を実現できる。

【００１９】なお、上記各周波数における疑似信号のレ
ベルは、少なくとも外乱雑音と略同レベルであればよ
く、極端に大きいレベルである必要はない。従って、上
記各周波数において疑似信号のレベルが外乱雑音と略同
レベルとなるように、即ち疑似信号の周波数特性及びレ
ベルが外乱雑音の周波数特性及びレベルと略等価になる
ように、疑似信号を補正することによって、効率の良い
同定を実現できる。

【００２０】請求項２に記載の発明は、疑似信号を生成
する疑似信号生成手段と、上記疑似信号を補正信号によ
って決定される伝達関数に基づいて処理した後、これを
外乱雑音の存在する伝送路に入力する疑似信号補正手段
と、上記伝送路から出力される信号を検出する第２の検
出手段と、上記疑似信号が上記伝送路に対して非入力状
態にあるときの上記第２の検出手段の出力信号を分析し
て、上記疑似信号が上記伝送路に入力される際に該伝送
路に入力される疑似信号の信号レベルが、所定の周波数
領域内の各周波数において、上記分析された出力信号に
対応する上記伝送路内の信号レベルと略同レベル以上に
なる状態に上記補正信号を生成する補正制御手段と、上
記疑似信号補正手段の伝達関数と上記伝送路の伝達関数
との合成による合成伝達関数を同定するディジタルフィ
ルタ手段を含み、上記疑似信号と該疑似信号が上記疑似
信号補正手段を介して上記伝送路に入力されている状態
にあるときの上記第２の検出手段の出力信号とが入力さ
れ、これらに応じて、上記合成伝達関数と上記ディジタ
ルフィルタ手段の伝達関数とが近似する状態に、上記デ
ィジタルフィルタ手段の伝達関数を制御する同定フィル
タ制御手段と、を具備するものである。

【００２１】なお、ここで言う所定の周波数領域とは、
例えば、この伝達関数同定装置自体が同定の対象として
いる周波数領域のことを言う。

【００２２】即ち、本請求項２に記載の発明も、疑似信
号を用いて上記請求項１に記載の発明と同様な手順で、
疑似信号補正手段の伝達関数と伝送路の伝達関数との合
成による合成伝達関数を同定する。

【００２３】ただし、本請求項２に記載の発明によれ
ば、伝送路に対して上記疑似信号が非入力状態にあると
き、即ち伝送路内に外乱雑音のみが存在するときに、こ
の外乱雑音を第２の検出手段で検出する。そして、この
第２の検出手段の出力信号、つまりは外乱雑音を、補正
制御手段により分析する。補正制御手段は、疑似信号が
疑似信号補正手段を介して伝送路に入力される際に、こ
の伝送路に入力される疑似信号の信号レベルが、上記各
周波数において、上記外乱雑音のレベルと略同レベル以
上となるように、疑似信号補正手段を制御する（詳しく
はこの制御を実現するための補正信号を生成する）。従
って、上記各周波数において、疑似信号が外乱雑音に埋
もれてしまうようなことはなく、正確な同定を実現でき
る。即ち、本請求項２に記載の発明によれば、上記請求
項１に記載の発明における第１の検出手段を設けること
なく、請求項１に記載の発明と同様な作用を奏する。

【００２４】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明の伝達関数同定装置において、上記ディジ
タルフィルタ手段の伝達関数を、上記疑似信号補正手段
の伝達関数で除算する除算手段を設けたこと、を特徴と
するものである。

【００２５】即ち、除算手段による除算結果が、伝送路
の伝達関数となる。

【００２６】請求項４に記載の発明は、第１の伝達関数
を有する伝送路に入力される信号を検出する第１の検出
手段と、上記伝送路から出力される信号を検出する第２
の検出手段と、上記第１の検出手段の出力信号を処理し
て出力する適応型フィルタ手段と、上記適応型フィルタ
手段の出力を補正信号によって決定される伝達関数に基
づいて処理した後、これを上記伝送路に放出する疑似信
号補正手段と、上記第１及び第２の検出手段の出力信号
が入力され、これらに応じて、上記適応型フィルタ手段
の伝達関数と、上記疑似信号補正手段の伝達関数と、上
記疑似信号補正手段の出力側から上記伝送路を経て上記
第２の検出手段までの間に存在する第２の伝達関数と、
の合成による第１の合成伝達関数が、上記第１の伝達関
数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段の伝達関
数を制御する適応フィルタ制御手段と、疑似信号を生成
してこれを上記疑似信号補正手段によって処理した後上
記第２の伝達関数に入力する疑似信号生成手段と、上記
第１の検出手段の出力信号と、上記疑似信号が上記第２
の伝達関数に対して非入力状態にあるときの上記第２の
検出手段の出力信号と、のうちのいずれか一方を分析し
て、上記疑似信号が上記第２の伝達関数に入力される際
に該第２の伝達関数に入力される疑似信号の信号レベル
が、所定の周波数領域内の各周波数において、上記一方
の出力信号に対応する上記伝送路内の信号レベルと略同
レベル以上になる状態に上記補正信号を生成する補正制
御手段と、上記第１の検出手段と上記適応フィルタ制御
手段との間に介在して上記疑似信号補正手段の伝達関数
と上記第２の伝達関数との合成による第２の合成伝達関
数を同定するディジタルフィルタ手段を含み、上記疑似
信号と該疑似信号が上記疑似信号補正手段を介して上記
第２の伝達関数に入力されている状態にあるときの上記
第２の検出手段の出力信号とが入力され、これらに応じ
て、上記第２の合成伝達関数と上記ディジタルフィルタ
手段の伝達関数とが近似する状態に、上記ディジタルフ
ィルタ手段の伝達関数を制御する同定フィルタ制御手段
と、を具備するものである。

【００２７】なお、ここで言う所定の周波数領域とは、
例えば、この能動型雑音除去装置自体が雑音除去の対象
としている周波数領域のことを言う。

【００２８】即ち、本請求項４に記載の発明によれば、
第１の検出手段が、伝送路に入力される信号、例えば雑
音除去の対象としている雑音を検出し、第２の検出手段
が、第１の伝達関数を有する伝送路を経て出力される信
号を検出する。そして、伝送路には、適応型フィルタ手
段によって上記第１の検出手段の出力信号を処理した信
号が、疑似信号補正手段を介して放出される。なお、疑
似信号補正手段の出力側から伝送路の一部を経て第２の
検出手段までの間には、第２の伝達関数が存在してい
る。そして、適応フィルタ制御手段が、第１及び第２の
検出手段の出力信号に応じて、適応型フィルタ手段の伝
達関数と疑似信号補正手段の伝達関数と上記第２の伝達
関数との合成による第１の合成伝達関数が、上記第１の
伝達関数と相補する状態に、適応型フィルタ手段の伝達
関数を制御する。このように第１の合成伝達関数と第１
の伝達関数とを互いに相補することによって、適応型フ
ィルタ手段から疑似信号補正手段を介して伝送路内に放
出される信号により上記雑音を打ち消すことができる。
更に、第１の検出手段と適応フィルタ制御手段との間
に、上記疑似信号補正手段の伝達関数と第２の伝達関数
との合成による第２の合成伝達関数を同定するためのデ
ィジタルフィルタ手段を設けており、これによって、こ
の能動型雑音除去装置全体の制御系をFiltered-x LMSア
ルゴリズム構成としている。

【００２９】ところで、本請求項４に記載の発明におい
ては、ディジタルフィルタ手段によって上記第２の合成
伝達関数を同定するために、疑似信号を用いている。即
ち、疑似信号を生成するための疑似信号生成手段を設
け、この疑似信号を、疑似信号補正手段によって処理し
た後、第２の伝達関数に入力し、これを第２の検出手段
で検出している。従って、この同定時においては、第２
の検出手段は、少なくとも疑似信号補正手段によって処
理（補正）された後の疑似信号と、上記雑音とを、同時
に検出する。そして、同定フィルタ制御手段が、上記疑
似信号とこの疑似信号が上記疑似信号補正手段を経て第
２の伝達関数に入力されたときの第２の検出手段の出力
信号とに応じて、上記第２の合成伝達関数を同定すると
共に、この同定結果をディジタルフィルタ手段の伝達関
数として、上記同定を実現する。

【００３０】なお、上記のように疑似信号を用いて第２
の合成伝達関数（第２の伝達関数）の同定を行う際に
は、上述したように、同定の対象とする各周波数、即ち
ここで雑音除去の対象としている各周波数において、上
記第２の伝達関数に入力される疑似信号の信号レベル
が、第２の伝達関数に存在する雑音のレベルと略同レベ
ル以上でなければ、正確な同定を実現できない。

【００３１】そこで、本請求項４に記載の発明によれ
ば、補正制御手段によって、まず、第１及び第２の検出
手段のうちのいずれか一方、例えば第１の検出手段の出
力信号を分析する。この第１の検出手段は、上記雑音を
検出するので、その出力信号を分析することによって、
補正制御手段は、上記雑音の周波数特性及びレベルを認
識する。そして、補正制御手段は、第２の伝達関数に入
力される疑似信号の上記各周波数における信号レベル
が、上記分析によって得た上記各周波数における雑音レ
ベルと略同レベル以上となるように、即ち疑似信号が雑
音に埋もれないように、上記疑似信号補正手段を制御す
る（詳しくはこの制御を実現するための補正信号を生成
する）。従って、上記各周波数において疑似信号が雑音
に埋もれてしまうことがないので、正確な同定を実現で
き、ひいては高精度な雑音除去を実現できる。

【００３２】この状態においては、上記第２の合成伝達
関数を同定するのに、上述した請求項１に記載の発明の
伝達関数同定装置を応用したのと概略等価な構成とな
る。なお、第２の伝達関数に入力される疑似信号の信号
レベルは、上記各周波数において少なくとも上記雑音と
略同レベルであればよいという点には、請求項１に記載
の発明の場合と同様である。従って、上記各周波数にお
いて、第２の伝達関数に入力される疑似信号と上記雑音
との周波数特性及びレベルが互いに略等価になるよう
に、上記疑似信号補正手段を制御すれば、請求項１に記
載の発明と同様に、効率の良い同定を実現できる。

【００３３】一方、補正制御手段によって、疑似信号が
第２の伝達関数に入力されていない状態にあるときの第
２の検出手段の出力信号を分析する場合には、次のよう
になる。即ち、本請求項４に記載の発明の能動型雑音除
去装置において、ある程度の雑音除去効果が得られてい
る場合、第２の伝達関数には、この雑音除去装置自体が
除去の対象としている全雑音のうち、完全に除去し得な
かった雑音のみが存在する。そして、この状態で、上記
第２の伝達関数を含む第２の合成伝達関数を同定する場
合、上記除去し得ずに残留している雑音が、上記同定動
作に対して外乱雑音として作用する。従って、厳密に
は、第２の合成伝達関数を正確に同定するには、上記各
周波数において、第２の伝達関数に入力される疑似信号
の信号レベルを上記残留している雑音のレベルと略同レ
ベル以上とすればよく、決して上記疑似信号の信号レベ
ルを上述したように元の雑音レベル以上とする必要はな
い。

【００３４】そこで、上記のように疑似信号が第２の伝
達関数に入力されていない状態にあるときは、伝送路か
らは、上記除去し得ずに残留している雑音のみが出力さ
れるので、これを第２の検出手段によって検出する。そ
して、このときの第２の検出手段の出力信号を、補正制
御手段によって分析することにより、補正制御手段は、
上記残留している雑音の周波数特性とレベルとを認識す
る。そして、補正制御手段は、第２の伝達関数に疑似信
号が入力されるときに、この第２の伝達関数に入力され
る疑似信号の信号レベルが、上記各周波数において、上
記残留している雑音のレベルと略同レベル以上となるよ
うに、即ち疑似信号が上記残留している雑音に埋もれな
いように、疑似信号補正手段を制御する（詳しくはこの
制御を実現するための補正信号を生成する）。従って、
この場合も、正確な同定を実現でき、ひいては高精度な
雑音除去を実現できる。

【００３５】この状態においては、上記第２の合成伝達
関数を同定するのに、上述した請求項２に記載の発明の
伝達関数同定装置を応用したのと概略等価な構成とな
る。（ただし、この場合、本請求項４に記載の発明にお
ける上記残留している雑音が、請求項２に記載の発明に
おける外乱雑音に対応する。）なお、第２の伝達関数に
入力される疑似信号の信号レベルは、上記各周波数にお
いて、少なくとも上記残留している雑音と略同レベルで
あればよい。従って、上記各周波数において、第２の伝
達関数に入力される疑似信号と、残留している雑音との
周波数特性及びレベルが互いに略等価になるように、上
記疑似信号補正手段を制御することによって、効率の良
い同定を実現できる。

【００３６】なお、上記のように、ある程度の雑音除去
効果が得られている場合には、上記除去し得ずに残留し
ている雑音のレベルは、除去する以前の元の雑音のレベ
ルよりも小さくなる。従って、この場合、補正制御手段
によって第２の検出手段の出力信号を分析する方が、第
１の検出手段の出力信号を分析するのに比べて、第２の
伝達関数に入力される疑似信号の信号レベルは、小さく
て済む。

【００３７】請求項５に記載の発明は、第１の伝達関数
を有する伝送路に入力される信号を検出する第１の検出
手段と、上記伝送路から出力される信号を検出する第２
の検出手段と、上記第１の検出手段の出力信号を処理し
てこれを上記伝送路へ放出する適応型フィルタ手段と、
上記第１及び第２の検出手段の出力信号が入力され、こ
れらに応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と、
上記適応型フィルタ手段の出力側から上記伝送路を経て
上記第２の検出手段までの間に存在する第２の伝達関数
と、の合成による第３の合成伝達関数が、上記第１の伝
達関数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段の伝
達関数を制御する適応フィルタ制御手段と、疑似信号を
生成する疑似信号生成手段と、上記疑似信号を補正信号
によって決定される伝達関数に基づいて処理した後、こ
れを上記第２の伝達関数に入力する疑似信号補正手段
と、上記第１の検出手段の出力信号と、上記疑似信号が
上記第２の伝達関数に対して非入力状態にあるときの上
記第２の検出手段の出力信号と、のうちのいずれか一方
を分析して、上記疑似信号が上記第２の伝達関数に入力
される際に該第２の伝達関数に入力される疑似信号の信
号レベルが、所定の周波数領域内の各周波数において、
上記一方の出力信号に対応する上記伝送路内の信号レベ
ルと略同レベル以上になる状態に上記補正信号を生成す
る補正制御手段と、上記第１の検出手段と上記適応フィ
ルタ制御手段との間に介在して上記第２の伝達関数を同
定するディジタルフィルタ手段を含み、上記疑似信号と
該疑似信号が上記疑似信号補正手段を介して上記第２の
伝達関数に入力されている状態にあるときの上記第２の
検出手段の出力信号とが入力されこれらに応じて上記疑
似信号補正手段の伝達関数及び上記第２の伝達関数の合
成による第２の合成伝達関数と略等価な伝達関数を算出
する伝達関数算出手段と、この伝達関数算出手段によっ
て算出して得た伝達関数を上記疑似信号補正手段の伝達
関数で除算する除算手段と、この除算によって得た伝達
関数を上記ディジタルフィルタ手段の伝達関数として設
定する設定手段と、を備えた同定フィルタ制御手段と、
を具備するものである。

【００３８】なお、ここで言う所定の周波数領域とは、
例えば、この能動型雑音除去装置自体が雑音除去の対象
としている周波数領域のことを言う。

【００３９】即ち、本請求項５に記載の発明の能動型雑
音除去装置も、上記請求項４に記載の発明の能動型雑音
除去装置と同様に、装置全体の制御系をFiltered-x LMS
アルゴリズム構成としている。ただし、本請求項５に記
載の発明においては、適応型フィルタ手段の出力を疑似
信号補正手段を介さずに直接伝送路に放出しており、こ
の点が、適応型フィルタ手段の出力を疑似信号補正手段
を介して伝送路に放出する上記請求項４に記載の発明と
異なる点である。そして、この点に伴い、上記請求項４
に記載の発明では、疑似信号補正手段の伝達関数と第２
の伝達関数との合成による第２の合成伝達関数をディジ
タルフィルタ手段による同定対象としているのに対し
て、本請求項５に記載の発明では、第２の伝達関数のみ
をディジタルフィルタ手段による同定対象としている。
このため、本請求項５に記載の発明においては、上記第
２の合成伝達関数を疑似信号補正手段の伝達関数で除算
することによって、上記第２の伝達関数のみを同定し
て、これを上記ディジタルフィルタ手段に設定してい
る。

【００４０】従って、本請求項４に記載の発明の能動型
雑音除去装置は、第２の伝達関数を同定するのに、上述
した請求項３に記載の発明の伝達関数同定装置を応用し
たのと概略等価な構成である。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明に係る伝達関数同定装置及
び能動型雑音除去装置を例えばアクティブ消音装置に応
用した場合について、その第１の実施の形態を、図１か
ら図４を参照して説明する。

【００４２】図１は、上記アクティブ消音装置の概略構
成を示す図である。同図に示すように、この消音装置
は、上述した図８に示す従来の消音装置において、疑似
信号発生器８とスピーカ５の入力側との間に周波数特性
補正手段、例えばイコライザ１１を介在させたものであ
る。即ち、疑似信号発生器８の出力する疑似信号ｍ_k を
イコライザ１１で処理した後、これをスピーカ５に供給
している。そして、リファレンスマイクロホン２から出
力される騒音信号ｘ_k を取り込んでその周波数特性とレ
ベルとを分析する周波数特性分析部１２と、この周波数
特性分析部１２による分析結果に応じて上記イコライザ
１１の伝達関数（周波数特性とゲイン）ＥＱを制御する
補正信号を生成するイコライザ制御部１３とを設けてい
る。更に、この消音装置では、適応フィルタ３の出力ｙ
_k も、上記イコライザ１１を介してスピーカ５に供給し
ている。なお、これ以外の構成については、上記従来装
置と同様であるので、同等部分については同一符号を付
して、その詳細な説明を省略する。

【００４３】上記のように構成された消音装置におい
て、例えば、今、上述した図１０に示す排気音のよう
に、特定の周波数領域（図１０においては４００Ｈｚ以
下）に非常に大きいレベルを有する排気音が、排気ダク
ト１内を、図１における左側から右側に向かって伝搬し
ているものとする。このような環境の下で、排気音を精
度よく消音するには、上述したようにＦＩＲフィルタ７
によって二次音路Ｃを正確に同定する必要がある。この
二次音路Ｃの同定について、図２を参照して説明する。

【００４４】図２は、上記図１に点線で示す経路、即ち
二次音路Ｃの同定時の制御系について、その説明を判り
易くするために抜粋したものである。同図に示すよう
に、この制御系においては、これに外乱雑音として作用
する上記排気音をリファレンスマイクロホン２で収音
し、その出力信号（騒音信号）ｘ_k 、つまりは上記排気
音の周波数特性（スペクトル）及びレベルを、周波数特
性分析部１２で分析している。そして、この分析結果に
応じて、イコライザ制御部１３が、イコライザ１１の伝
達関数ＥＱを制御する、詳しくはこの制御のための上述
した補正信号を生成してこれをイコライザ１１に供給す
る。このイコライザ制御部１３によるイコライザ１１の
制御は、次の通りである。

【００４５】即ち、イコライザ１１は、上記補正信号に
応じて疑似信号ｍ_k の周波数特性を変更すると共に、レ
ベルを調整して、これをスピーカ５に供給する。そし
て、イコライザ制御部１３は、イコライザ１１の出力に
よってスピーカ５から放出される放出音、つまりは同定
音が、この消音装置自体が消音の対象としている周波数
領域、例えば２０Ｈｚ乃至１ｋＨｚの範囲内の各周波数
において、上記排気音と等価なレベルとなるように（厳
密には、エラーマイクロホン６が設けられている位置で
の（即ちエラーマイクロホン６に検出される）同定音の
レベルと排気音のレベルとが、上記各周波数において互
いに等しくなるように）、上記補正信号を生成する。こ
のように、同定音と排気音との周波数特性及びレベルを
等価にする、即ち、上記各周波数における同定音のレベ
ルと排気音のレベルとを同レベルにすることによって、
上記各周波数において同定音が排気音に埋もれるのを防
ぐことができる。従って、排気音が、上記のように特定
の周波数領域において非常に大きいレベルを有していて
も、この排気音の影響を受けずに正確な二次音路Ｃの同
定を実現でき、ひいては消音装置全体として安定した消
音効果が得られる。

【００４６】ところで、図２の制御系によれば、ＦＩＲ
フィルタ７（詳しくはＦＩＲフィルタ７の伝達関数Ｓｅ
を制御するＬＭＳ演算部９）は、二次音路Ｃだけではな
く、イコライザ１１の伝達関数ＥＱをも含んだ伝達関
数、つまりはイコライザ１１の伝達関数ＥＱと二次音路
Ｃとの合成による合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］を、同定す
ることになる。従って、この制御系による同定によって
得られるＦＩＲフィルタ７の伝達関数Ｓｅは、次の数１
のようになる。

【００４７】

【数１】Ｓｅ＝（ＥＱ×Ｃ）’

【００４８】ここで、記号’（ダッシュ）は、合成伝達
関数［ＥＱ×Ｃ］の推定値であることを示す。

【００４９】このように、ＦＩＲフィルタ７が同定（補
償）の対象とするのは、イコライザ１１の伝達関数ＥＱ
と二次音路Ｃとの合成による合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］
であるので、消音装置全体としてFiltered-x LMSアルゴ
リズムの制御系を確保するために、上述したように、適
応フィルタ３の出力側とスピーカ５の入力側との間にも
イコライザ１１が介在するよう構成している。従って、
消音時に上記適応フィルタ３の伝達関数Ｗ_k （フィルタ
係数）を適応制御（更新）するＬＭＳ演算部４は、適応
フィルタ３の伝達関数Ｗ_k とイコライザ１１の伝達関数
ＥＱと二次音路Ｃとの合成による伝達関数［Ｗ_k ×ＥＱ
×Ｃ］が、一次音路Ｐと相補になるように、上記伝達関
数Ｗ_k を制御することになる。

【００５０】なお、本第１の実施の形態における一次音
路Ｐ及び二次音路Ｃが、それぞれ、特許請求の範囲に記
載の第１及び第２の伝達関数に対応する。また、適応フ
ィルタ３の伝達関数Ｗ_k とイコライザ１１の伝達関数Ｅ
Ｑと二次音路Ｃとの合成による伝達関数［Ｗ_k ×ＥＱ×
Ｃ］が、特許請求の範囲に記載の、第１の合成伝達関数
に対応し、イコライザ１１の伝達関数ＥＱと二次音路Ｃ
との合成による合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］が、合成伝達
関数及び第２の合成伝達関数に対応する。

【００５１】そして、リファレンスマイクロホン２及び
エラーマイクロホン６が、それぞれ特許請求の範囲に記
載の第１及び第２の検出手段に対応する。更に、適応フ
ィルタ３及びこれを制御するＬＭＳ演算部４が、それぞ
れ特許請求の範囲に記載の適応型フィルタ手段及び適応
フィルタ制御手段に対応する。そして、ＦＩＲフィルタ
７が、特許請求の範囲に記載のディジタルフィルタ手段
に対応し、このＦＩＲフィルタ７及びこれを制御するＬ
ＭＳ演算部９と、演算部１０との組み合わせによる構成
が、同定フィルタ制御手段に対応する。

【００５２】また、疑似信号発生器８が、特許請求の範
囲に記載の疑似信号生成手段に対応し、イコライザ１１
が、疑似信号補正手段に対応する。そして、周波数特性
分析部１２及びイコライザ制御部１３の組み合わせが、
特許請求の範囲に記載の補正制御手段に対応する。

【００５３】なお、図１に示す消音装置においては、Ｆ
ＩＲフィルタ７は、上記合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］の同
定時には、疑似信号ｍ_k を処理し、消音の適応動作時
（ＬＭＳ演算部４による適応フィルタ３の適応制御時）
には、騒音信号ｘ_k を処理する。従って、この構成で
は、上記合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］の同定と、消音の適
応動作とを、同時に実行することはできない。このよう
な場合は、最初に、合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］の同定を
行い、その後に、消音の適応動作を行えば、安定した消
音効果が得られる。即ち、最初に、ＬＭＳ演算部４によ
る適応フィルタ３の適応動作を停止して、この適応フィ
ルタ３を伝達関数Ｗが固定の単なる例えばＦＩＲフィル
タとして機能させた状態で、ＬＭＳ演算部９によるＦＩ
Ｒフィルタ７の適応動作を実行する。そして、その後
に、ＬＭＳ演算部９によるＦＩＲフィルタ７の適応動作
を停止して、このＦＩＲフィルタ７を伝達関数Ｓｅが固
定の単なるＦＩＲフィルタとして機能させて、ＬＭＳ演
算部４による適応フィルタ３の適応動作を実行するので
ある。また、時間の経過と共に、二次音路Ｃが変化し、
これによって消音装置自体の消音効果が低下した場合に
は、再度、合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］の同定を行えばよ
い。

【００５４】しかし、上記のように、上記合成伝達関数
［ＥＱ×Ｃ］の同定と、消音の適応動作とを、交互に実
行するには、その都度、上記各ＬＭＳ演算部４及び９に
よる各フィルタ３及び７の適応動作を切り換えなければ
ならず、その制御が必要となる。そこで、例えば図３に
示すような構成とすることによって、合成伝達関数［Ｅ
Ｑ×Ｃ］の同定と消音の適応動作とを同時に実行する所
謂オンライン同定（またはリアルタイム同定、或はバッ
クグラウンド同定とも言う）を実現でき、上記各フィル
タ３及び７の適応動作を切り換える必要が無くなる。

【００５５】即ち、この図３に示す消音装置は、図１に
おけるＦＩＲフィルタ７に代えて、これとは別のＦＩＲ
フィルタ１４を、リファレンスマイクロホン２とＬＭＳ
演算部４の入力側との間に設けたものである。そして、
ＦＩＲフィルタ７については、純粋に合成伝達関数［Ｅ
Ｑ×Ｃ］の同定（測定）用としてのみ機能させ、このＦ
ＩＲフィルタ７で合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］を同定して
得た伝達関数Ｓｅを、上記ＦＩＲフィルタ１４に設定
し、このＦＩＲフィルタ１４を合成伝達関数［ＥＱ×
Ｃ］の補償用として機能させる。なお、イコライザ１
１、周波数特性分析部１２、イコライザ制御部１３及び
ＦＩＲフィルタ１４についても、適応フィルタ３等と同
様に、例えばＤＳＰやＣＰＵ等によって構成しており、
これらの動作は、図示しない記憶部に記憶されたプログ
ラムに従って実行される。これ以外の構成については、
上記図１と同様である。

【００５６】なお、本第１の実施の形態においては、上
記のようにアクティブ消音装置について説明したが、こ
の技術は、例えばエコーキャンセラ等のような他の用途
にも応用できる。また、上述した図２に示す制御系によ
り、二次音路Ｃ（合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］）に限ら
ず、他の伝達関数を求めるだけの所謂伝達関数同定装置
を構成してもよい。

【００５７】また、合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］を同定す
るのにＬＭＳアルゴリズムを用いたが、これ以外のアル
ゴリズムによって上記合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］を同定
してもよい。そして、これらのアルゴリズムを用いた適
応動作に限らず、他の方法によって、上記合成伝達関数
［ＥＱ×Ｃ］を同定してもよい。例えば、疑似信号ｍ_k
と誤差信号ε_k との相関によって上記合成伝達関数［Ｅ
Ｑ×Ｃ］を同定（推定）する、所謂Ｍ系列信号を用いた
相関法により上記合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］を同定して
もよい。また、合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］の出力信号
（合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］を通過させた後の疑似信号
ｍ_k ）を、合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］の入力信号（即ち
疑似信号ｍ_k ）で除算する（詳しくは、これら各入出力
信号を周波数領域に変換した上で上記除算を行う）こと
によっても、上記合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］を求めるこ
とができる。更に、一般に知られているクロススペクト
ル法を用いて、上記合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］を求めて
もよい。

【００５８】更に、イコライザ１１の伝達関数ＥＱは、
その出力によってスピーカ５から放出される同定音が、
排気音と等価な周波数特性及びレベルとなるように制御
したが、これに限らない。即ち、この消音装置では、こ
れ自体が消音の対象としている各周波数において、同定
音のレベルが、少なくとも排気音のレベルと同レベル以
上であれば、正確な同定を実現でき、安定した消音効果
が得られる。従って、イコライザ１１の伝達関数ＥＱ
は、上記各周波数における同定音の出力レベルが、上記
各周波数における排気音のレベルと同レベル以上になる
ように制御すればよい。

【００５９】ただし、上記同定音と排気音とを略等価な
周波数特性及びレベルとすることによって、排気音の大
きい周波数領域に対してのみ同定音のレベルを大きく
し、排気音の小さい周波数領域に対しては同定音のレベ
ルを小さくた排気音の特性に合わせた効率の良い消音動
作を実現できる。これは、スピーカ５の出力する同定音
の平均レベルを抑えることになるので、スピーカ５等の
音波出力系に対する負担を軽減でき、ひいてはこれら出
力系の保護にもつながる。

【００６０】また、周波数特性分析部１２によって、騒
音信号ｘ_k （排気音）の周波数特性とレベルとを分析す
る際、この騒音信号ｘ_k を周波数領域である程度平均し
た後の信号を分析してもよい。即ち、騒音信号ｘ_k は、
元々変動（振動）の激しい信号であるので、これを平均
することによって、上記変動をある程度抑えることがで
き、この方が、排気音の周波数特性及びレベルを分析す
るのに都合の良い場合がある。

【００６１】そして、本第１の実施の形態においては、
疑似信号ｍ_k としてＭ系列信号（ＭＬＳ）を用いたが、
このＭ系列信号については、その周期を、ＦＩＲフィル
タ７（ＬＭＳ演算部９）による合成伝達関数［ＥＱ×
Ｃ］の同定動作時間よりも長くするのが望ましい。即
ち、正確な同定を行うには、一般に、疑似信号ｍ_k が完
全なランダム信号でなければならないことが知られてい
るが、これに対して、Ｍ系列信号は、厳密には疑似的な
ランダム信号である。しかし、このＭ系列信号は、その
一周期内においては略完全にランダムな信号であること
が知られている。従って、このＭ系列信号の周期を上記
同定動作よりも十分に長く設定して、Ｍ系列信号の一周
期内に上記同定動作を終了させることによって、合成伝
達関数［ＥＱ×Ｃ］の同定精度を向上させることができ
る。

【００６２】なお、上記疑似信号ｍ_k については、ラン
ダムな信号であれば、上記Ｍ系列信号に限らないことは
言うまでもない。

【００６３】更に、上記においては、リファレンスマイ
クロホン２の出力信号（騒音信号）ｘ_k を周波数特性分
析部１２によって分析したが、図４に示すように、エラ
ーマイクロホン６の出力信号（誤差信号ｅ_k ）を周波数
特性分析部１２で分析して、この分析結果に基づいて、
イコライザ制御部１３によってイコライザ１１の伝達関
数ＥＱを制御するよう構成してもよい。なお、この構成
により、次のような利点が得られる。

【００６４】即ち、本第１の実施の形態のような消音装
置において、ある程度の消音効果が得られている場合、
二次音路Ｃには、この消音装置自体が消音の対象として
いる全排気音のうち、スピーカ５の放射音によって完全
に消音し得なかった排気音（全排気音とスピーカ５の放
射音との誤差成分）のみが存在する。そして、この状態
で、上述した同定音を用いて上記二次音路Ｃを含む合成
伝達関数〔ＥＱ×Ｃ〕を同定する場合には、全排気音の
うち、上記完全に消音されずに未だ排気ダクト１内に残
留している排気音が、この同定動作に対する外乱雑音と
して作用する。

【００６５】従って、上記同定を正確に行うには、この
消音装置自体が消音の対象としている各周波数におい
て、同定音のレベルを、上述したような全排気音（元の
排気音）のレベルと略同レベル以上とする必要はなく、
上記消音されずに残留している排気音のレベルと略同レ
ベル以上とすればよい。つまり、上記各周波数におい
て、同定音のレベルを上記残留している排気音のレベル
と略同レベルとしても、正確な同定を実現できる。

【００６６】そこで、図４に示す装置においては、上記
残留している排気音を、エラーマイクロホン６で検出し
て、このエラーマイクロホン６の出力信号ｅ_k を、周波
数特性分析部１２で分析している。そして、イコライザ
制御部１３が、上記分析結果に応じて、スピーカ５から
放射される同定音が上記残留している排気音と略等価な
周波数特性及びレベルになるように、イコライザ１１を
制御する（詳しくはこの制御を実現するための補正信号
を生成する）。

【００６７】ただし、エラーマイクロホン６を用いて上
記残留している排気音を検出する際に、スピーカ５から
同定音が放出されていると、この同定音が、上記エラー
マイクロホン６の検出動作に対して外乱雑音として作用
する。従って、エラーマイクロホン６によって上記残留
している排気音を検出する際には、上記同定音を非出力
状態とするのが望ましい。

【００６８】即ち、まず最初に、イコライザ１１の伝達
関数ＥＱを例えば１（スルー）とすると共に、ＦＩＲフ
ィルタ７を伝達関数Ｓｅが固定の単なるＦＩＲフィルタ
として機能させ、このときの伝達関数Ｓｅを、例えば予
め二次音路Ｃをある程度の精度で同定して得た値（初期
値）とする。そして、この状態で、ＬＭＳ演算部４によ
る適応フィルタ３の適応動作（消音の適応動作）を実行
して、ある程度の消音を行う。更に、このときに、例え
ば疑似信号発生器８の動作（疑似信号ｍ_k の発生）を停
止する等により排気ダクト１に対して同定音を非出力状
態とし、この状態で、エラーマイクロホン６の出力信号
ｅ_k を周波数特性分析部１２で分析する。この分析によ
って、周波数特性分析部１２は、上記残留している排気
音の周波数特性を認識する。次に、疑似信号発生器８を
動作させてスピーカ５から同定音を放出する際、この同
定音と上記分析によって得た残留している排気音との周
波数特性及びレベルが、互いに略等価になるように、イ
コライザ制御部１３によりイコライザ１１の伝達関数Ｅ
Ｑを制御する（詳しくはこの制御を実現するための補正
信号を生成する）。そして、この状態で、上記消音の適
応動作を停止して、上記合成伝達関数〔ＥＱ×Ｃ〕の同
定を行えばよい。即ち、ＬＭＳ演算部４による適応フィ
ルタ３の適応動作を停止して、この適応フィルタ３を伝
達関数Ｗが固定の（適応動作を停止した時点での伝達関
数Ｗとする）単なる例えばＦＩＲフィルタとして機能さ
せた状態で、ＬＭＳ演算部９によるＦＩＲフィルタ７の
適応動作を実行すれば、高精度な同定を実現できる。

【００６９】なお、上記同定動作を終了した後に、再
度、消音の適応動作（ＬＭＳ演算部４による適応フィル
タ３の適応制御）を実行すると、それ以前よりも大きな
消音効果が得られ、その分だけ、上記排気音の残留分は
小さくなる。従って、この状態で再度上記同定動作を実
行すると、このときにスピーカ５から放出される同定音
レベルは、前回の同定動作時よりも小さくなる。よっ
て、それだけ小さいエネルギで正確な同定を実現でき、
スピーカ５等の音波出力系に対する負担も更に軽減され
るという利点がある。そして、これは、上記同定と消音
の適応動作とを繰り返す毎に顕著になる。

【００７０】また、例えば図２において、リファレンス
マイクロホン２に代えて、エラーマイクロホン６の出力
を周波数特性分析部１２に供給するよう構成したもの
が、図４における上記同定制御系の部分を抜粋したもの
になる。この構成によれば、リファレンスマイクロホン
２を設けずに、合成伝達関数［ＥＱ×Ｃ］（二次音路
Ｃ）を同定できる伝達関数同定装置を実現できる。

【００７１】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図５から図７を参照して説明する。

【００７２】これら図５、図６及び図７は、それぞれ、
上述した図１、図３及び図４における適応フィルタ３と
スピーカ５とを結ぶ線路からイコライザ１１を外すと共
に、ＦＩＲフィルタ７の同定対象を二次音路Ｃのみとし
たものである。即ち、イコライザ１１の伝達関数ＥＱ
は、イコライザ制御部１３によって求められるので、こ
のイコライザ制御部１３の求めた上記伝達関数ＥＱを、
各図に一点鎖線で示すように、ＬＭＳ演算部９に供給す
る。そして、このＬＭＳ演算部９において、上述した数
１を上記伝達関数ＥＱで除算することにより、二次音路
Ｃのみを求める（同定する）ことができる。従って、こ
こでは、ＬＭＳ演算部９によって求められるＦＩＲフィ
ルタ７の伝達関数Ｓｅは、数２のようになる。

【００７３】

【数２】Ｓｅ＝（ＥＱ×Ｃ）’／ＥＱ≒Ｃ

【００７４】なお、このように、ＦＩＲフィルタ７が、
二次音路Ｃのみを同定（補償）の対象とする場合には、
上述した従来技術と同様に、適応フィルタ３の伝達関数
Ｗ_k（フィルタ係数）を適応制御（更新）するＬＭＳ演
算部４は、適応フィルタ３の伝達関数Ｗ_k と二次音路Ｃ
との合成による伝達関数［Ｗ_k ×Ｃ］が、一次音路Ｐと
相補になるように、上記伝達関数Ｗ_k を制御する。この
合成伝達関数［Ｗ_k ×Ｃ］が、特許請求の範囲に記載の
第３の合成伝達関数に対応する。これ以外については、
上述した第１の実施の形態と同様であるので、説明を省
略する。

【００７５】

【発明の効果】上記のように請求項１に記載の発明の伝
達関数同定装置によれば、疑似信号の周波数特性とレベ
ルとを補正する疑似信号補正手段を設け、この補正手段
によって、同定の対象とする各周波数において、上記疑
似信号が伝送路内に存在する外乱雑音に埋もれないよう
にしている。従って、伝送路内に、例えば上述した排気
音のように特定の周波数領域において極端に大きなレベ
ルを有する外乱雑音が存在しても、この外乱雑音の影響
を受けることなく、正確な伝達関数の同定を実現できる
という効果がある。また、上記各周波数における疑似信
号のレベルは、少なくとも外乱雑音のレベルと略同レベ
ルであればよいので、疑似信号の周波数特性を外乱雑音
の特性と略等価とすることによって、効率の良い同定が
実現できる。

【００７６】請求項２に記載の発明の伝達関数同定装置
によれば、上記請求項１に記載の発明における第１の検
出手段を設けることなく、請求項１に記載の発明と同様
な同定動作を実現できる。従って、上記請求項１に記載
の発明に比べて、装置自体の構成要素を削減できるとい
う効果がある。

【００７７】請求項３に記載の発明の伝達関数同定装置
は、上記請求項１及び２に記載の発明において同定して
得た伝達関数を、上記疑似信号補正手段の伝達関数で除
算する除算手段を設けている。従って、伝送路のみの伝
達関数を同定する際に、この同定を正確に行うことがで
きるという効果がある。

【００７８】請求項４に記載の発明の能動型雑音除去装
置は、疑似信号補正手段の伝達関数と第２の伝達関数と
の合成による第２の合成伝達関数を同定するのに、上述
した請求項１又は２に記載の発明の伝達関数同定装置を
応用したのと概略等価な構成である。従って、本請求項
４に記載の発明によれば、第２の伝達関数を含む上記第
２の合成伝達関数を正確に同定でき、ひいては雑音除去
の対象とする全周波数において高精度な雑音除去を実現
できるという効果がある。

【００７９】請求項５に記載の発明の能動型雑音除去装
置は、第２の伝達関数を同定するのに、上述した請求項
３に記載の発明の伝達関数同定装置を応用したのと概略
等価な構成である。従って、本請求項５に記載の発明に
よれば、上記第２の伝達関数を正確に同定でき、ひいて
は雑音除去の対象とする全周波数において高精度な雑音
除去を実現でき、即ち上記請求項４に記載の発明と同様
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の一実施の形態を示す概略構成図
である。

【図２】図１の一部分を抜粋した図である。

【図３】図２の別の例を示す図である。

【図４】図１及び図３とは異なる例を示す図である。

【図５】本発明に係る第２の実施の形態を示す概略構成
図である。

【図６】図５の別の例を示す図である。

【図７】図５及び図６とは異なる例を示す図である。

【図８】従来のアクティブ消音装置の一例を示す概略構
成図である。

【図９】図８の一部分を抜粋した図である。

【図１０】従来の問題点を説明するための参考図であ
る。

【図１１】図１０の状態を誇張して表わした図である。

【符号の説明】

１ 排気ダクト ２ リファレンスマイクロホン ３ 適応フィルタ ４ ＬＭＳ演算部 ５ 二次音源スピーカ ６ エラーマイクロホン ７ ＦＩＲディジタルフィルタ ８ 疑似信号発生器 ９ ＬＭＳ演算部 １０ 演算部 １１ イコライザ １２ 周波数特性分析部 １３ イコライザ制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橘 敏幸 兵庫県神戸市中央区港島中町７丁目２番１ 号 ティーオーエー株式会社内 (72)発明者 大久保 稔 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 石田 慎一郎 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 疑似信号を生成する疑似信号生成手段
   と、 上記疑似信号を補正信号によって決定される伝達関数に
   基づいて処理した後、これを外乱雑音の存在する伝送路
   に入力する疑似信号補正手段と、 上記外乱雑音を検出する第１の検出手段と、 上記第１の検出手段の出力信号を分析して、上記伝送路
   に入力される上記疑似信号の信号レベルが、所定の周波
   数領域内の各周波数において、上記外乱雑音のレベルと
   略同レベル以上になる状態に上記補正信号を生成する補
   正制御手段と、 上記伝送路から出力される信号を検出する第２の検出手
   段と、 上記疑似信号補正手段の伝達関数と上記伝送路の伝達関
   数との合成による合成伝達関数を同定するディジタルフ
   ィルタ手段を含み、上記疑似信号と上記第２の検出手段
   の出力信号とが入力され、これらに応じて、上記合成伝
   達関数と上記ディジタルフィルタ手段の伝達関数とが近
   似する状態に、上記ディジタルフィルタ手段の伝達関数
   を制御する同定フィルタ制御手段と、を具備する伝達関
   数同定装置。
2. 【請求項２】 疑似信号を生成する疑似信号生成手段
   と、 上記疑似信号を補正信号によって決定される伝達関数に
   基づいて処理した後、これを外乱雑音の存在する伝送路
   に入力する疑似信号補正手段と、 上記伝送路から出力される信号を検出する第２の検出手
   段と、 上記疑似信号が上記伝送路に対して非入力状態にあると
   きの上記第２の検出手段の出力信号を分析して、上記疑
   似信号が上記伝送路に入力される際に該伝送路に入力さ
   れる疑似信号の信号レベルが、所定の周波数領域内の各
   周波数において、上記分析された出力信号に対応する上
   記伝送路内の信号レベルと略同レベル以上になる状態に
   上記補正信号を生成する補正制御手段と、 上記疑似信号補正手段の伝達関数と上記伝送路の伝達関
   数との合成による合成伝達関数を同定するディジタルフ
   ィルタ手段を含み、上記疑似信号と該疑似信号が上記疑
   似信号補正手段を介して上記伝送路に入力されている状
   態にあるときの上記第２の検出手段の出力信号とが入力
   され、これらに応じて、上記合成伝達関数と上記ディジ
   タルフィルタ手段の伝達関数とが近似する状態に、上記
   ディジタルフィルタ手段の伝達関数を制御する同定フィ
   ルタ制御手段と、を具備する伝達関数同定装置。
3. 【請求項３】 上記ディジタルフィルタ手段の伝達関数
   を、上記疑似信号補正手段の伝達関数で除算する除算手
   段を設けたこと、を特徴とする請求項１又は２に記載の
   伝達関数同定装置。
4. 【請求項４】 第１の伝達関数を有する伝送路に入力さ
   れる信号を検出する第１の検出手段と、 上記伝送路から出力される信号を検出する第２の検出手
   段と、 上記第１の検出手段の出力信号を処理して出力する適応
   型フィルタ手段と、 上記適応型フィルタ手段の出力を補正信号によって決定
   される伝達関数に基づいて処理した後、これを上記伝送
   路に放出する疑似信号補正手段と、 上記第１及び第２の検出手段の出力信号が入力され、こ
   れらに応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と、
   上記疑似信号補正手段の伝達関数と、上記疑似信号補正
   手段の出力側から上記伝送路を経て上記第２の検出手段
   までの間に存在する第２の伝達関数と、の合成による第
   １の合成伝達関数が、上記第１の伝達関数と相補する状
   態に、上記適応型フィルタ手段の伝達関数を制御する適
   応フィルタ制御手段と、 疑似信号を生成してこれを上記疑似信号補正手段によっ
   て処理した後上記第２の伝達関数に入力する疑似信号生
   成手段と、 上記第１の検出手段の出力信号と、上記疑似信号が上記
   第２の伝達関数に対して非入力状態にあるときの上記第
   ２の検出手段の出力信号と、のうちのいずれか一方を分
   析して、上記疑似信号が上記第２の伝達関数に入力され
   る際に該第２の伝達関数に入力される疑似信号の信号レ
   ベルが、所定の周波数領域内の各周波数において、上記
   一方の出力信号に対応する上記伝送路内の信号レベルと
   略同レベル以上になる状態に上記補正信号を生成する補
   正制御手段と、 上記第１の検出手段と上記適応フィルタ制御手段との間
   に介在して上記疑似信号補正手段の伝達関数と上記第２
   の伝達関数との合成による第２の合成伝達関数を同定す
   るディジタルフィルタ手段を含み、上記疑似信号と該疑
   似信号が上記疑似信号補正手段を介して上記第２の伝達
   関数に入力されている状態にあるときの上記第２の検出
   手段の出力信号とが入力され、これらに応じて、上記第
   ２の合成伝達関数と上記ディジタルフィルタ手段の伝達
   関数とが近似する状態に、上記ディジタルフィルタ手段
   の伝達関数を制御する同定フィルタ制御手段と、を具備
   する能動型雑音除去装置。
5. 【請求項５】 第１の伝達関数を有する伝送路に入力さ
   れる信号を検出する第１の検出手段と、 上記伝送路から出力される信号を検出する第２の検出手
   段と、 上記第１の検出手段の出力信号を処理してこれを上記伝
   送路へ放出する適応型フィルタ手段と、 上記第１及び第２の検出手段の出力信号が入力され、こ
   れらに応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と、
   上記適応型フィルタ手段の出力側から上記伝送路を経て
   上記第２の検出手段までの間に存在する第２の伝達関数
   と、の合成による第３の合成伝達関数が、上記第１の伝
   達関数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段の伝
   達関数を制御する適応フィルタ制御手段と、 疑似信号を生成する疑似信号生成手段と、 上記疑似信号を補正信号によって決定される伝達関数に
   基づいて処理した後、これを上記第２の伝達関数に入力
   する疑似信号補正手段と、 上記第１の検出手段の出力信号と、上記疑似信号が上記
   第２の伝達関数に対して非入力状態にあるときの上記第
   ２の検出手段の出力信号と、のうちのいずれか一方を分
   析して、上記疑似信号が上記第２の伝達関数に入力され
   る際に該第２の伝達関数に入力される疑似信号の信号レ
   ベルが、所定の周波数領域内の各周波数において、上記
   一方の出力信号に対応する上記伝送路内の信号レベルと
   略同レベル以上になる状態に上記補正信号を生成する補
   正制御手段と、 上記第１の検出手段と上記適応フィルタ制御手段との間
   に介在して上記第２の伝達関数を同定するディジタルフ
   ィルタ手段を含み、上記疑似信号と該疑似信号が上記疑
   似信号補正手段を介して上記第２の伝達関数に入力され
   ている状態にあるときの上記第２の検出手段の出力信号
   とが入力されこれらに応じて上記疑似信号補正手段の伝
   達関数及び上記第２の伝達関数の合成による第２の合成
   伝達関数と略等価な伝達関数を算出する伝達関数算出手
   段と、この伝達関数算出手段によって算出して得た伝達
   関数を上記疑似信号補正手段の伝達関数で除算する除算
   手段と、この除算によって得た伝達関数を上記ディジタ
   ルフィルタ手段の伝達関数として設定する設定手段と、
   を備えた同定フィルタ制御手段と、を具備する能動型雑
   音除去装置。