JP3405742B2 - 騒音キャンセル方式 - Google Patents
騒音キャンセル方式Info
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- JP3405742B2 JP3405742B2 JP17974392A JP17974392A JP3405742B2 JP 3405742 B2 JP3405742 B2 JP 3405742B2 JP 17974392 A JP17974392 A JP 17974392A JP 17974392 A JP17974392 A JP 17974392A JP 3405742 B2 JP3405742 B2 JP 3405742B2
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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方式に係
わり、特に自動車内の複数の位置（観測点）における騒
音をキャンセルして快適なオ−ディオ音声の受聴ができ
る騒音キャンセル方式に関する。
わり、特に自動車内の複数の位置（観測点）における騒
音をキャンセルして快適なオ−ディオ音声の受聴ができ
る騒音キャンセル方式に関する。
【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７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。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Ｅr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Ｎc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Ｎc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）の伝達関数に基
づいて作成したフィルタ１４ｄを有している。１５は騒
音キャンセル信号Ｎc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
Ｅrとして出力するエラ−マイクである。
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。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Ｅr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Ｎc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Ｎc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）の伝達関数に基
づいて作成したフィルタ１４ｄを有している。１５は騒
音キャンセル信号Ｎc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
Ｅrとして出力するエラ−マイクである。
【０００４】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Ｅrとフィルタ１４ｄを介して入力
される騒音に応じた信号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Ｌ
ＭＳ(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Ｅr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１４ｂ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ＤＡコンバータ１４ｃより騒音キャンセル信号
ＮCを出力する。尚、参照信号ＳNは、消去したい騒音Ｓ
n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１３はエンジン回転数Ｒに応じた周波数の参
照信号ＳN（図８(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(二次音伝搬系)
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）Ｓ
nはレベルが若干弱まり、かつ遅延して図８(b)に示すよ
うになる。
におけるエラー信号Ｅrとフィルタ１４ｄを介して入力
される騒音に応じた信号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Ｌ
ＭＳ(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Ｅr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１４ｂ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ＤＡコンバータ１４ｃより騒音キャンセル信号
ＮCを出力する。尚、参照信号ＳNは、消去したい騒音Ｓ
n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１３はエンジン回転数Ｒに応じた周波数の参
照信号ＳN（図８(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(二次音伝搬系)
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）Ｓ
nはレベルが若干弱まり、かつ遅延して図８(b)に示すよ
うになる。
【０００５】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Ｎc
を出力し、キャンセルスピ−カ１６より図８(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Ｅr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Ｅr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８(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Ｎc
を出力し、キャンセルスピ−カ１６より図８(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Ｅr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Ｅr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８(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。
【０００６】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９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９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。
【０００７】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）が入力され、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２
３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ｘa1 n〜
ｘaKnを入力されるもの、２１ｃは各観測点における合
成音信号（エラー信号）ｅ1n〜ｅLnとフィルタードＸ信
号作成用フィルタ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）が入力され、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２
３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ｘa1 n〜
ｘaKnを入力されるもの、２１ｃは各観測点における合
成音信号（エラー信号）ｅ1n〜ｅLnとフィルタードＸ信
号作成用フィルタ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。
【０００８】図１０は一次音仮想伝搬系２２の説明図で
あり、図１０(a)に示すようにＫ個の各騒音源ＮＧ1〜Ｎ
ＧK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
(ＭＩＣ1〜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１０(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。
あり、図１０(a)に示すようにＫ個の各騒音源ＮＧ1〜Ｎ
ＧK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
(ＭＩＣ1〜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１０(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。
【０００９】
【数１】
【００１０】伝達関数マトリックス(Ｈ)の各要素Ｈijは
図１１に示すＦＩＲ型デジタルフィルタによりモデル化
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、各乗算部出
力を加算する加算部ＡＤより成るデジタルフィルタでモ
R>デル化される。図１２は二次音伝搬系２３の説明図で
あり、図１２(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ＭＩＣ1〜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１２(b)に示
すように表現され、その伝達関数マトリックス(Ｃ)は以
下のようになる。
図１１に示すＦＩＲ型デジタルフィルタによりモデル化
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、各乗算部出
力を加算する加算部ＡＤより成るデジタルフィルタでモ
R>デル化される。図１２は二次音伝搬系２３の説明図で
あり、図１２(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ＭＩＣ1〜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１２(b)に示
すように表現され、その伝達関数マトリックス(Ｃ)は以
下のようになる。
【００１１】
【数２】
【００１２】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１１に示すＦＩＲ
型デジタルフィルタによりモデル化される。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Ｄ
Ｌ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
ＡＤより成るデジタルフィルタでモデル化される。図１
３は二次音伝搬系２３の伝達関数マトリックス(Ｃ)の各
要素Ｃijを用いて作成したフィルタードＸ信号作成用フ
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（エラー信号）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。
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〜ｙaMn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・位相特性を付与さ
れて到達する。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(ＭＥＦＸＬＭＳ)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、適応
フィルタ２１ａに入力される参照信号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２１ａの係数更新を行う。
音仮想伝搬系２２の場合と同様に、図１１に示すＦＩＲ
型デジタルフィルタによりモデル化される。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Ｄ
Ｌ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
ＡＤより成るデジタルフィルタでモデル化される。図１
３は二次音伝搬系２３の伝達関数マトリックス(Ｃ)の各
要素Ｃijを用いて作成したフィルタードＸ信号作成用フ
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（エラー信号）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。
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〜ｙaMn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・位相特性を付与さ
れて到達する。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(ＭＥＦＸＬＭＳ)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、適応
フィルタ２１ａに入力される参照信号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２１ａの係数更新を行う。
【００１３】図１３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
１２参照）を実現するＦＩＲ型デジタルフィルタであ
る。フィルタードＸ信号作成用フィルタ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〜ｒL11nを出力し、参照信号ｘ
a1n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ｒ 121n〜ｒ
L21n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〜ＣLM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
１２参照）を実現するＦＩＲ型デジタルフィルタであ
る。フィルタードＸ信号作成用フィルタ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〜ｒL11nを出力し、参照信号ｘ
a1n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ｒ 121n〜ｒ
L21n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〜ＣLM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。
【００１４】図１４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〜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ｘa1n〜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〜ｘaKn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〜ｘaKnをデジタルフィルタＡ
M1n〜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〜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ｘa1n〜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〜ｘaKn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〜ｘaKnをデジタルフィルタＡ
M1n〜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。
【００１５】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Ａijn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Ａijn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。
【００１６】
【数３】
【００１７】(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。又、μは１以下の定
数、Ｒijはフィルタ２１ｂの出力信号、ｅnは各観測点
の騒音とキャンセル音の合成音信号であり、それぞれ以
下のように表現される。
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。又、μは１以下の定
数、Ｒijはフィルタ２１ｂの出力信号、ｅnは各観測点
の騒音とキャンセル音の合成音信号であり、それぞれ以
下のように表現される。
【００１８】
【数４】
【００１９】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１２）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。
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１２）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。
【００２０】図１５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。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】従来の騒音キャンセル
装置によれば、上述のように騒音キャンセル信号ｙa1n
〜ｙaMnを発生して各スピーカＳＰ1〜ＳＰM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。しかし、従来の騒音キ
ャンセル装置では二次音伝搬系に、通常全てのアクチュ
エータ（スピーカ）から全てのセンサ（マイク）に到る
キャンセル音の伝達経路が存在している（図１２参
照）。このような系は干渉系と呼ばれているが、干渉系
は制御対象として望ましくなく以下のような問題が発生
する。すなわち、二次音伝搬系の特性によっては、幾つ
かのアクチュエータ出力（キャンセル音）が幾つかの観
測点で互いに正反対の作用をする場合があり、かかる場
合には、各観測点における騒音（振動）が交互に繰返し
大きくなったり、小さくなったりする問題が生じる。
装置によれば、上述のように騒音キャンセル信号ｙa1n
〜ｙaMnを発生して各スピーカＳＰ1〜ＳＰM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。しかし、従来の騒音キ
ャンセル装置では二次音伝搬系に、通常全てのアクチュ
エータ（スピーカ）から全てのセンサ（マイク）に到る
キャンセル音の伝達経路が存在している（図１２参
照）。このような系は干渉系と呼ばれているが、干渉系
は制御対象として望ましくなく以下のような問題が発生
する。すなわち、二次音伝搬系の特性によっては、幾つ
かのアクチュエータ出力（キャンセル音）が幾つかの観
測点で互いに正反対の作用をする場合があり、かかる場
合には、各観測点における騒音（振動）が交互に繰返し
大きくなったり、小さくなったりする問題が生じる。
【００２２】例えば、所定のスピーカがそれに対応する
観測点における騒音を十分にキャンセルするようにキャ
ンセル音を出力している場合であっても（騒音は小さ
い）、干渉系のため他のスピーカからのキャンセル音が
到来しており、このため騒音キャンセル装置は該観測点
で更に騒音をキャンセルするように制御を行ってスピー
カに新たな騒音キャンセル信号を入力する。しかし、こ
の新たな騒音キャンセル信号は騒音をキャンセルしない
方向に作用して騒音が大きくなる。これにより、騒音キ
ャンセル装置は次に騒音を減小する方向に騒音キャンセ
ル信号を発生して騒音をキャンセルするように作用す
る。以後かかる動作を繰返し、観測点における騒音（振
動）が交互に繰返し大きくなったり、小さくなったりし
て、騒音を常時キャンセルすることができない。かかる
現象は特に、急速な適応制御を行っているような場合に
顕著に現れる。元来、適応制御システムは、適応を行う
ことによって外部の系の特性変動に追従し、常に最適な
制御を行おうとするものであるため、上記のような現象
は適応制御システムにおいて特に大きな欠点となる。
観測点における騒音を十分にキャンセルするようにキャ
ンセル音を出力している場合であっても（騒音は小さ
い）、干渉系のため他のスピーカからのキャンセル音が
到来しており、このため騒音キャンセル装置は該観測点
で更に騒音をキャンセルするように制御を行ってスピー
カに新たな騒音キャンセル信号を入力する。しかし、こ
の新たな騒音キャンセル信号は騒音をキャンセルしない
方向に作用して騒音が大きくなる。これにより、騒音キ
ャンセル装置は次に騒音を減小する方向に騒音キャンセ
ル信号を発生して騒音をキャンセルするように作用す
る。以後かかる動作を繰返し、観測点における騒音（振
動）が交互に繰返し大きくなったり、小さくなったりし
て、騒音を常時キャンセルすることができない。かかる
現象は特に、急速な適応制御を行っているような場合に
顕著に現れる。元来、適応制御システムは、適応を行う
ことによって外部の系の特性変動に追従し、常に最適な
制御を行おうとするものであるため、上記のような現象
は適応制御システムにおいて特に大きな欠点となる。
【００２３】又、騒音キャンセル装置は適応信号処理を
行って適応フィルタの係数を順次決定し、最終的に所定
の係数値（最適値）に収束させ騒音をキャンセルする。
ところで、適応フィルタの係数の初期値が収束すべき値
（最適値）から大きくずれていると、適応フィルタが最
適値に到達するまでに要する時間が長くなり、騒音キャ
ンセルの追従性が悪くなる問題が生じる。従来の騒音キ
ャンセル装置ではかかる点に考慮がなされていないた
め、騒音をキャンセルするまでに長時間を要し、しか
も、騒音状態が変化する場合には該変化に追従できず騒
音を十分にキャンセルできない問題があった。以上か
ら、本発明の第１の目的は干渉系に起因する問題、すな
わち、観測点で騒音が大きくなったり小さくなったりす
る現象を解決できる騒音キャンセル方式を提供すること
である。本発明の第２の目的は追従性の良好な騒音キャ
ンセル方式を提供することである。
行って適応フィルタの係数を順次決定し、最終的に所定
の係数値（最適値）に収束させ騒音をキャンセルする。
ところで、適応フィルタの係数の初期値が収束すべき値
（最適値）から大きくずれていると、適応フィルタが最
適値に到達するまでに要する時間が長くなり、騒音キャ
ンセルの追従性が悪くなる問題が生じる。従来の騒音キ
ャンセル装置ではかかる点に考慮がなされていないた
め、騒音をキャンセルするまでに長時間を要し、しか
も、騒音状態が変化する場合には該変化に追従できず騒
音を十分にキャンセルできない問題があった。以上か
ら、本発明の第１の目的は干渉系に起因する問題、すな
わち、観測点で騒音が大きくなったり小さくなったりす
る現象を解決できる騒音キャンセル方式を提供すること
である。本発明の第２の目的は追従性の良好な騒音キャ
ンセル方式を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記課題は第１の発明に
よれば、複数の観測点における騒音をそれぞれキャンセ
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（スピーカ）と、各観測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、各観測点
における合成音信号と騒音に応じた参照信号を用いて各
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
理を行い、適応フィルタの係数を決定する適応信号処理
部と、参照信号に該係数に基づいたデジタルフィルタ処
理を施して複数の騒音キャンセル信号を発生しスピーカ
に入力する適応フィルタと、適応フィルタから各観測点
までのキャンセル音伝搬系がそれぞれ互いに非干渉とな
るように該適応フィルタの後段に設けられたデジタルフ
ィルタとにより達成される。又、上記課題は第２の発明
によれば、複数の観測点における騒音をそれぞれキャン
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（スピーカ）と、各観測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、各観測
点における合成音信号と騒音に応じた参照信号を用いて
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
処理を行い、適応フィルタの係数を決定する適応信号処
理部と、参照信号に該係数に基づいたデジタルフィルタ
処理を施して複数の騒音キャンセル信号を発生しスピー
カに入力する適応フィルタと、適応フィルタの後段に設
けられ、キャンセル音伝搬系との総合特性が、騒音源か
ら観測点までの全体の騒音伝搬系特性の逆符号特性と略
等しくなるような特性を有するデジタルフィルタとによ
り達成される。
よれば、複数の観測点における騒音をそれぞれキャンセ
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（スピーカ）と、各観測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、各観測点
における合成音信号と騒音に応じた参照信号を用いて各
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
理を行い、適応フィルタの係数を決定する適応信号処理
部と、参照信号に該係数に基づいたデジタルフィルタ処
理を施して複数の騒音キャンセル信号を発生しスピーカ
に入力する適応フィルタと、適応フィルタから各観測点
までのキャンセル音伝搬系がそれぞれ互いに非干渉とな
るように該適応フィルタの後段に設けられたデジタルフ
ィルタとにより達成される。又、上記課題は第２の発明
によれば、複数の観測点における騒音をそれぞれキャン
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（スピーカ）と、各観測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、各観測
点における合成音信号と騒音に応じた参照信号を用いて
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
処理を行い、適応フィルタの係数を決定する適応信号処
理部と、参照信号に該係数に基づいたデジタルフィルタ
処理を施して複数の騒音キャンセル信号を発生しスピー
カに入力する適応フィルタと、適応フィルタの後段に設
けられ、キャンセル音伝搬系との総合特性が、騒音源か
ら観測点までの全体の騒音伝搬系特性の逆符号特性と略
等しくなるような特性を有するデジタルフィルタとによ
り達成される。
【００２５】
【作用】第１の発明において、複数の観測点における騒
音をそれぞれキャンセルするためにスピーカよりキャン
セル音を出力し、各観測点における騒音とキャンセル音
との合成音をマイクにより検出する。適応信号処理部は
各観測点における合成音信号と騒音に応じた参照信号を
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の係数を決定し、適応
フィルタは決定された係数値に基づいて参照信号にデジ
タルフィルタ処理を施して複数の騒音キャンセル信号を
発生し、該騒音キャンセル信号をデジタルフィルタを介
してスピーカに入力する。デジタルフィルタの特性は、
適応フィルタから各観測点までのキャンセル音伝搬系が
それぞれ互いに非干渉となるように決定されているか
ら、あるキャンセル音伝搬系に対して他のキャンセル音
伝搬系の騒音キャンセル信号は干渉せず観測点における
音の大小の繰返しがなくなり、騒音を常時キャンセルで
きる。
音をそれぞれキャンセルするためにスピーカよりキャン
セル音を出力し、各観測点における騒音とキャンセル音
との合成音をマイクにより検出する。適応信号処理部は
各観測点における合成音信号と騒音に応じた参照信号を
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の係数を決定し、適応
フィルタは決定された係数値に基づいて参照信号にデジ
タルフィルタ処理を施して複数の騒音キャンセル信号を
発生し、該騒音キャンセル信号をデジタルフィルタを介
してスピーカに入力する。デジタルフィルタの特性は、
適応フィルタから各観測点までのキャンセル音伝搬系が
それぞれ互いに非干渉となるように決定されているか
ら、あるキャンセル音伝搬系に対して他のキャンセル音
伝搬系の騒音キャンセル信号は干渉せず観測点における
音の大小の繰返しがなくなり、騒音を常時キャンセルで
きる。
【００２６】各キャンセル音伝搬系を互いに非干渉とす
るには、各スピーカから全観測点までの全体のキャンセ
ル音伝搬系とデジタルフィルタとの総合特性を表現する
伝達関数マトリックスの対角項のゲインが非対角項のゲ
インより相当大きくなるように、デジタルフィルタ特性
を決定すればよい。この場合、デジタルフィルタ特性を
キャンセル音伝搬系の逆フィルタ特性にすれば非干渉系
にできると共に、キャンセル音伝搬系とデジタルフィル
タの総合伝達関数マトリックスの対角項を遅延要素で表
現でき、フィルタードＸ信号作成用フィルタを単なる遅
延要素のみで実現でき、従来のフィルタードＸ信号作成
のための畳込み演算が不要となり、その演算量を削減で
きる。
るには、各スピーカから全観測点までの全体のキャンセ
ル音伝搬系とデジタルフィルタとの総合特性を表現する
伝達関数マトリックスの対角項のゲインが非対角項のゲ
インより相当大きくなるように、デジタルフィルタ特性
を決定すればよい。この場合、デジタルフィルタ特性を
キャンセル音伝搬系の逆フィルタ特性にすれば非干渉系
にできると共に、キャンセル音伝搬系とデジタルフィル
タの総合伝達関数マトリックスの対角項を遅延要素で表
現でき、フィルタードＸ信号作成用フィルタを単なる遅
延要素のみで実現でき、従来のフィルタードＸ信号作成
のための畳込み演算が不要となり、その演算量を削減で
きる。
【００２７】第２の発明において、複数の観測点におけ
る騒音をそれぞれキャンセルするためにスピーカよりキ
ャンセル音を出力し、各観測点における騒音とキャンセ
ル音との合成音をマイクで検出する。適応信号処理部は
各観測点における合成音信号と騒音に応じた参照信号を
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の係数を決定し、適応
フィルタは決定された係数値に基づいて参照信号にデジ
タルフィルタ処理を施して複数の騒音キャンセル信号を
発生し、該騒音キャンセル信号をデジタルフィルタを介
してスピーカに入力する。各スピーカから各観測点まで
の全体のキャンセル音伝搬系とデジタルフィルタとの総
合特性は、各騒音源から各観測点までの全体の騒音伝搬
系特性の逆符号特性と略等しくなっているから、換言す
ればデジタルフィルタの係数値を適応フィルタの係数が
収束する値（最適値）に近い値に設定しているから、追
従性の良好な騒音キャンセル制御を行うことができる。
る騒音をそれぞれキャンセルするためにスピーカよりキ
ャンセル音を出力し、各観測点における騒音とキャンセ
ル音との合成音をマイクで検出する。適応信号処理部は
各観測点における合成音信号と騒音に応じた参照信号を
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の係数を決定し、適応
フィルタは決定された係数値に基づいて参照信号にデジ
タルフィルタ処理を施して複数の騒音キャンセル信号を
発生し、該騒音キャンセル信号をデジタルフィルタを介
してスピーカに入力する。各スピーカから各観測点まで
の全体のキャンセル音伝搬系とデジタルフィルタとの総
合特性は、各騒音源から各観測点までの全体の騒音伝搬
系特性の逆符号特性と略等しくなっているから、換言す
ればデジタルフィルタの係数値を適応フィルタの係数が
収束する値（最適値）に近い値に設定しているから、追
従性の良好な騒音キャンセル制御を行うことができる。
【００２８】又、適応フィルタ出力端から各観測点まで
の二次音伝搬系が互いに非干渉となるようにデジタルフ
ィルタの特性を決定すると共に、適応フィルタとデジタ
ルフィルタと全体のキャンセル音伝搬系との総合特性が
騒音伝搬系特性の逆符号特性と略等しくなるように適応
フィルタの係数を決定して初期設定すれば、非干渉系を
形成できると共に、騒音キャンセルの追従性を向上する
ことができる。
の二次音伝搬系が互いに非干渉となるようにデジタルフ
ィルタの特性を決定すると共に、適応フィルタとデジタ
ルフィルタと全体のキャンセル音伝搬系との総合特性が
騒音伝搬系特性の逆符号特性と略等しくなるように適応
フィルタの係数を決定して初期設定すれば、非干渉系を
形成できると共に、騒音キャンセルの追従性を向上する
ことができる。
【００２９】
(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システムの
構成図であり、騒音源がＫ個存在し、又、スピーカがＭ
個、観測点（マイク）がＬ個存在する場合である。図
中、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Ｋ個の
騒音源（図示せず）からＬ個の各観測点まで騒音が伝搬
する系（騒音伝搬系）を表現した一次音仮想伝搬系、２
３はスピーカ（図示せず）の特性を含め、Ｍ個の各スピ
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
当するもの、加算部２４2〜２４2′は第２観測点におけ
るマイクに相当するもの、・・・加算部２４L〜２４L′
は第Ｌ観測点におけるマイクに相当するものであり、ｄ
d1n〜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。
構成図であり、騒音源がＫ個存在し、又、スピーカがＭ
個、観測点（マイク）がＬ個存在する場合である。図
中、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Ｋ個の
騒音源（図示せず）からＬ個の各観測点まで騒音が伝搬
する系（騒音伝搬系）を表現した一次音仮想伝搬系、２
３はスピーカ（図示せず）の特性を含め、Ｍ個の各スピ
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
当するもの、加算部２４2〜２４2′は第２観測点におけ
るマイクに相当するもの、・・・加算部２４L〜２４L′
は第Ｌ観測点におけるマイクに相当するものであり、ｄ
d1n〜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。
【００３０】騒音キャンセルコントローラ２１におい
て、２１ａはキャンセルしたい騒音に応じた参照信号ｘ
a1n〜ｘaKn（図示しない参照信号発生部から出力され
る）を入力され、騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙaNnを出
力する多入力−多出力の適応フィルタ、２１ｂはフィル
タードＸ信号作成用フィルタであり、参照信号ｘa1n〜
ｘa Knを入力されるもの、２１ｃは各観測点における合
成音信号ｅ1n〜ｅLnとフィルタードＸ信号作成用フィル
タ２１ｂから出力されるフィルタードＸ信号ｒ111n〜ｒ
LMKn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
フィルタの係数を更新する適応信号処理部、２１ｄは適
応フィルタ２１ａの後段に設けた多入力−多出力のデジ
タルフィルタであり、適応フィルタから各観測点までの
それぞれの二次音伝搬系が互いに非干渉となるように特
性が設定されている。一次音仮想伝搬系２２、二次音伝
搬系２３、多入力−多出力適応フィルタ２１ａは従来と
同一の構造を備え、具体的にはそれぞれ図１０、図１
２、図１４に示す構造を備えている。
て、２１ａはキャンセルしたい騒音に応じた参照信号ｘ
a1n〜ｘaKn（図示しない参照信号発生部から出力され
る）を入力され、騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙaNnを出
力する多入力−多出力の適応フィルタ、２１ｂはフィル
タードＸ信号作成用フィルタであり、参照信号ｘa1n〜
ｘa Knを入力されるもの、２１ｃは各観測点における合
成音信号ｅ1n〜ｅLnとフィルタードＸ信号作成用フィル
タ２１ｂから出力されるフィルタードＸ信号ｒ111n〜ｒ
LMKn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
フィルタの係数を更新する適応信号処理部、２１ｄは適
応フィルタ２１ａの後段に設けた多入力−多出力のデジ
タルフィルタであり、適応フィルタから各観測点までの
それぞれの二次音伝搬系が互いに非干渉となるように特
性が設定されている。一次音仮想伝搬系２２、二次音伝
搬系２３、多入力−多出力適応フィルタ２１ａは従来と
同一の構造を備え、具体的にはそれぞれ図１０、図１
２、図１４に示す構造を備えている。
【００３１】デジタルフィルタ
デジタルフィルタ２１ｄは図２に示すように適応フィル
タ２１ａと同一の構造を有し、多数のＦＩＲ型デジタル
フィルタＢ11〜ＢMNで構成されている。尚、Ｂ 11〜ＢMN
はデジタルフィルタ２１ｄの特性を伝達関数マトリック
スで表現した時の各要素である。ＦＩＲ型デジタルフィ
ルタＢ11〜ＢMNはそれぞれ入力信号を順次１サンプリン
グ時間遅延する遅延要素ＤＬ１，ＤＬ２・・と、各遅延
要素出力に係数ｂ0，ｂ1，ｂ2・・・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。適応フィル
タ２１ａから出力される騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙ
aNnはそれぞれＦＩＲ型デジタルフィルタＢ11〜Ｂ1Nに
入力され、それらの出力を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ｙb1nが得ら
れ、又、各騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙaNnをそれぞれ
ＦＩＲ型デジタルフィルタＢ21〜Ｂ2N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ｙb2nが得られ、・・・・各騒音キャンセル信
号ｙa1n〜ｙaNnをそれぞれデジタルフィルタＢM1〜ＢMN
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ｙbMnが得られる。
タ２１ａと同一の構造を有し、多数のＦＩＲ型デジタル
フィルタＢ11〜ＢMNで構成されている。尚、Ｂ 11〜ＢMN
はデジタルフィルタ２１ｄの特性を伝達関数マトリック
スで表現した時の各要素である。ＦＩＲ型デジタルフィ
ルタＢ11〜ＢMNはそれぞれ入力信号を順次１サンプリン
グ時間遅延する遅延要素ＤＬ１，ＤＬ２・・と、各遅延
要素出力に係数ｂ0，ｂ1，ｂ2・・・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。適応フィル
タ２１ａから出力される騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙ
aNnはそれぞれＦＩＲ型デジタルフィルタＢ11〜Ｂ1Nに
入力され、それらの出力を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ｙb1nが得ら
れ、又、各騒音キャンセル信号ｙa1n〜ｙaNnをそれぞれ
ＦＩＲ型デジタルフィルタＢ21〜Ｂ2N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ｙb2nが得られ、・・・・各騒音キャンセル信
号ｙa1n〜ｙaNnをそれぞれデジタルフィルタＢM1〜ＢMN
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ｙbMnが得られる。
【００３２】デジタルフィルタ２１ｄの特性、すなわ
ち、各ＦＩＲ型デジタルフィルタＢ11〜ＢMNの係数
ｂ0，ｂ1，ｂ2・・・は、適応フィルタ２１ａから各観
測点までの二次音伝搬系がそれぞれ互いに非干渉となる
ように決定される。具体的には、各スピーカから全観測
点までの全体の二次音伝搬系２３とデジタルフィルタ２
１ｄの総合特性を表現する伝達関数マトリックスの対角
項のゲインが非対角項のゲインより相当大きくなるよう
に、各係数を決定する。図３はデジタルフィルタ２１ｄ
における各ＦＩＲ型デジタルフィルタＢ11〜Ｂ MNの係数
値決定方法の説明図である。スピーカ数Ｍ＝２，観測点
数Ｌ＝２とすれば、デジタルフィルタ２１ｄ及び二次音
伝搬系２３の伝達関数マトリックス（Ｂ），（Ｃ）はそ
れぞれ２行２列のマトリックスで表現でき、又、デジタ
ルフィルタと二次音伝搬系の総合特性を示す伝達関数マ
トリックス（Ｐ）も２行２列のマトリックスで表現でき
(2)式が成立する。
ち、各ＦＩＲ型デジタルフィルタＢ11〜ＢMNの係数
ｂ0，ｂ1，ｂ2・・・は、適応フィルタ２１ａから各観
測点までの二次音伝搬系がそれぞれ互いに非干渉となる
ように決定される。具体的には、各スピーカから全観測
点までの全体の二次音伝搬系２３とデジタルフィルタ２
１ｄの総合特性を表現する伝達関数マトリックスの対角
項のゲインが非対角項のゲインより相当大きくなるよう
に、各係数を決定する。図３はデジタルフィルタ２１ｄ
における各ＦＩＲ型デジタルフィルタＢ11〜Ｂ MNの係数
値決定方法の説明図である。スピーカ数Ｍ＝２，観測点
数Ｌ＝２とすれば、デジタルフィルタ２１ｄ及び二次音
伝搬系２３の伝達関数マトリックス（Ｂ），（Ｃ）はそ
れぞれ２行２列のマトリックスで表現でき、又、デジタ
ルフィルタと二次音伝搬系の総合特性を示す伝達関数マ
トリックス（Ｐ）も２行２列のマトリックスで表現でき
(2)式が成立する。
【００３３】
【数５】
【００３４】(2)式において、二次音伝搬系２３の伝達
関数マトリックス（Ｃ）は測定により既知であり、又、
総合伝達関数マトリックス（Ｐ）の各要素は「対角項Ｐ
11，Ｐ22のゲインが非対角項Ｐ12，Ｐ21より相当大きい
（対角項のゲイン≫非対角項のゲイン）」という条件を
満足するように定めればよく、既知である。例えば、非
対角項のゲインを０にする。従って、(2)式よりデジタ
ルフィルタ２１ｄの各要素Ｂ11〜Ｂ22が求まり、これら
要素を実現するＦＩＲ型デジタルフィルタの各係数を決
定できる。
関数マトリックス（Ｃ）は測定により既知であり、又、
総合伝達関数マトリックス（Ｐ）の各要素は「対角項Ｐ
11，Ｐ22のゲインが非対角項Ｐ12，Ｐ21より相当大きい
（対角項のゲイン≫非対角項のゲイン）」という条件を
満足するように定めればよく、既知である。例えば、非
対角項のゲインを０にする。従って、(2)式よりデジタ
ルフィルタ２１ｄの各要素Ｂ11〜Ｂ22が求まり、これら
要素を実現するＦＩＲ型デジタルフィルタの各係数を決
定できる。
【００３５】図４は適応フィルタ２１ａの出力端から各
観測点までの総合二次音伝搬系の説明図であり、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 Nnはそれぞれ独自の二次音伝搬系23-1〜23-L(伝達
関数はＰ11〜ＰLN)を介して観測点に到達してｙc1n〜ｙ
cLnとなる。そして、この場合、各二次音伝搬系は他の
二次音伝搬系から互いに非干渉となっており、ある二次
音伝搬系に他の系の騒音キャンセル信号ｙainが干渉す
ることがない。すなわち、騒音キャンセル信号ｙa inは
第ｉ観測点のみの騒音をキャンセルするように動作し、
他の観測点に何等影響を与えず、非干渉系が形成され
る。
観測点までの総合二次音伝搬系の説明図であり、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 Nnはそれぞれ独自の二次音伝搬系23-1〜23-L(伝達
関数はＰ11〜ＰLN)を介して観測点に到達してｙc1n〜ｙ
cLnとなる。そして、この場合、各二次音伝搬系は他の
二次音伝搬系から互いに非干渉となっており、ある二次
音伝搬系に他の系の騒音キャンセル信号ｙainが干渉す
ることがない。すなわち、騒音キャンセル信号ｙa inは
第ｉ観測点のみの騒音をキャンセルするように動作し、
他の観測点に何等影響を与えず、非干渉系が形成され
る。
【００３６】フィルタードＸ信号作成用フィルタ
フィルタードＸ信号作成用フィルタ２１ｂは構造的には
図１３に示す構造を有している。しかし、図１３のよう
に二次音伝搬系２３の伝達関数マトリックス(Ｃ)の各要
素Ｃijを用いて各フィルタを構成せず、デジタルフィル
タ２１ｄと二次音伝搬系２３の総合伝達関数マトリック
ス（Ｐ）の各要素Ｐijを用いて構成される。
図１３に示す構造を有している。しかし、図１３のよう
に二次音伝搬系２３の伝達関数マトリックス(Ｃ)の各要
素Ｃijを用いて各フィルタを構成せず、デジタルフィル
タ２１ｄと二次音伝搬系２３の総合伝達関数マトリック
ス（Ｐ）の各要素Ｐijを用いて構成される。
【００３７】全体の動作
複数の観測点における騒音をそれぞれキャンセルするた
めにスピーカよりキャンセル音を出力する。信号合成部
２４は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を検出して適応信号処理部２１ｃに入力
する。又、フィルタードＸ信号作成用フィルタ２１ｂは
参照信号ｘa1n〜ｘaKnに要素Ｐijに応じたフィルタリン
グ処理を施してフィルタードＸ信号ｒ111n〜ｒLMKnを適
応信号処理部２１ｃに入力する。適応信号処理部２１ｃ
はフィルタードＸ信号作成用フィルタ２１ｂの出力信号
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ｅ1n〜ｅLnとに基づいて(1)式に従っ
て適応信号処理を実行し、適応フィルタ２１ａを構成す
る各ＦＩＲ型デジタルフィルタＡ11n〜ＡNKn（図１４参
照）の係数を更新する。
めにスピーカよりキャンセル音を出力する。信号合成部
２４は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を検出して適応信号処理部２１ｃに入力
する。又、フィルタードＸ信号作成用フィルタ２１ｂは
参照信号ｘa1n〜ｘaKnに要素Ｐijに応じたフィルタリン
グ処理を施してフィルタードＸ信号ｒ111n〜ｒLMKnを適
応信号処理部２１ｃに入力する。適応信号処理部２１ｃ
はフィルタードＸ信号作成用フィルタ２１ｂの出力信号
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ｅ1n〜ｅLnとに基づいて(1)式に従っ
て適応信号処理を実行し、適応フィルタ２１ａを構成す
る各ＦＩＲ型デジタルフィルタＡ11n〜ＡNKn（図１４参
照）の係数を更新する。
【００３８】適応フィルタ２１ａは決定された係数値に
基づいて、入力されている参照信号ｘa1n〜ｘaKnにＦＩ
Ｒ型デジタルフィルタ処理を施して複数の騒音キャンセ
ル信号ｙa1n〜ｙaNnを発生しデジタルフィルタ２１ｄに
入力する。デジタルフィルタ２１ｄは入力された騒音キ
ャンセル信号ｙa1n〜ｙaNnにＦＩＲ型デジタルフィルタ
処理を施して複数の騒音キャンセル信号ｙb1n〜ｙbMnに
しそれぞれＭ個のスピーカに入力する。これにより各ス
ピーカはキャンセル音を出力し、各観測点における騒音
をキャンセルするように作用し、以後上記動作を繰り返
す。この場合、デジタルフィルタ２１ｄの特性は、適応
フィルタから各観測点までのキャンセル音伝搬系がそれ
ぞれ互いに非干渉となるように決定されているから、各
キャンセル音伝搬系に対して他の系の騒音キャンセル信
号は何等影響せず観測点における騒音の大小の繰返しが
なくなり、騒音を常時キャンセルすることができる。
基づいて、入力されている参照信号ｘa1n〜ｘaKnにＦＩ
Ｒ型デジタルフィルタ処理を施して複数の騒音キャンセ
ル信号ｙa1n〜ｙaNnを発生しデジタルフィルタ２１ｄに
入力する。デジタルフィルタ２１ｄは入力された騒音キ
ャンセル信号ｙa1n〜ｙaNnにＦＩＲ型デジタルフィルタ
処理を施して複数の騒音キャンセル信号ｙb1n〜ｙbMnに
しそれぞれＭ個のスピーカに入力する。これにより各ス
ピーカはキャンセル音を出力し、各観測点における騒音
をキャンセルするように作用し、以後上記動作を繰り返
す。この場合、デジタルフィルタ２１ｄの特性は、適応
フィルタから各観測点までのキャンセル音伝搬系がそれ
ぞれ互いに非干渉となるように決定されているから、各
キャンセル音伝搬系に対して他の系の騒音キャンセル信
号は何等影響せず観測点における騒音の大小の繰返しが
なくなり、騒音を常時キャンセルすることができる。
【００３９】(b) 本発明の第２の実施例
以上では、総合伝達関数マトリックス（Ｐ）において、
「対角項のゲインは非対角項より相当大きい（対角項の
ゲイン≫非対角項のゲイン）」という条件を満足するよ
うに、デジタルフィルタ２１ｄの特性を決定した。この
条件を満足する特別の場合として、デジタルフィルタ２
１ｄの特性を二次音伝搬系２３の逆特性（逆フィルタ）
特性にすればよい。このようにすれば、非干渉系にでき
る。又、二次音伝搬系とデジタルフィルタの総合伝達関
数マトリックスの対角項は遅延要素で表現でき、従っ
て、フィルタードＸ信号作成用フィルタ２１ｂを単なる
遅延要素のみで実現でき、従来のフィルタードＸ信号作
成のための畳込み演算が不要となり、その演算量を削減
できる。尚、 （Ｂ）＝（Ｃ）-1 が成立する時、（Ｂ）は（Ｃ）-1の逆特性（逆フィルタ
特性）であるという。但し、（Ｃ）-1は伝達関数マトリ
ックス（Ｃ）の逆行列（インバースマトリックス）であ
る。
「対角項のゲインは非対角項より相当大きい（対角項の
ゲイン≫非対角項のゲイン）」という条件を満足するよ
うに、デジタルフィルタ２１ｄの特性を決定した。この
条件を満足する特別の場合として、デジタルフィルタ２
１ｄの特性を二次音伝搬系２３の逆特性（逆フィルタ）
特性にすればよい。このようにすれば、非干渉系にでき
る。又、二次音伝搬系とデジタルフィルタの総合伝達関
数マトリックスの対角項は遅延要素で表現でき、従っ
て、フィルタードＸ信号作成用フィルタ２１ｂを単なる
遅延要素のみで実現でき、従来のフィルタードＸ信号作
成のための畳込み演算が不要となり、その演算量を削減
できる。尚、 （Ｂ）＝（Ｃ）-1 が成立する時、（Ｂ）は（Ｃ）-1の逆特性（逆フィルタ
特性）であるという。但し、（Ｃ）-1は伝達関数マトリ
ックス（Ｃ）の逆行列（インバースマトリックス）であ
る。
【００４０】図５は逆フィルタ特性にした場合における
適応フィルタ出力端から各観測点までの総合二次伝搬系
説明図である。適応フィルタ２１ａから出力される騒音
キャンセル信号ｙa1n〜ｙaNnはそれぞれ独自の二次音伝
搬系23-1〜23-Lを介して観測点に到達してｙc1n〜ｙcLn
となる。そして、各二次音伝搬系23-1〜23-Lの伝達関数
は定数ｐijとΔijサンプリング時間の遅延項との積とな
る。この場合、各二次音伝搬系は他の二次音伝搬系から
互いに非干渉となっており、ある二次音伝搬系に他の系
の騒音キャンセル信号ｙainが干渉することがなく、非
干渉系が形成されている。又、総合伝達関数マトリック
ス(Ｐ)の対角項は遅延要素となり、このため、フィルタ
ードＸ信号作成用フィルタ２１ｂの各フィルタを遅延要
素のみで実現できる。
適応フィルタ出力端から各観測点までの総合二次伝搬系
説明図である。適応フィルタ２１ａから出力される騒音
キャンセル信号ｙa1n〜ｙaNnはそれぞれ独自の二次音伝
搬系23-1〜23-Lを介して観測点に到達してｙc1n〜ｙcLn
となる。そして、各二次音伝搬系23-1〜23-Lの伝達関数
は定数ｐijとΔijサンプリング時間の遅延項との積とな
る。この場合、各二次音伝搬系は他の二次音伝搬系から
互いに非干渉となっており、ある二次音伝搬系に他の系
の騒音キャンセル信号ｙainが干渉することがなく、非
干渉系が形成されている。又、総合伝達関数マトリック
ス(Ｐ)の対角項は遅延要素となり、このため、フィルタ
ードＸ信号作成用フィルタ２１ｂの各フィルタを遅延要
素のみで実現できる。
【００４１】(c) 本発明の第３の実施例
以上では、適応フィルタから各観測点までのそれぞれの
二次音伝搬系が互いに非干渉となるようにデジタルフィ
ルタ２１ｄの特性を決定した場合であるが、該デジタル
フィルタの特性（デジタルフィルタを構成する各ＦＩＲ
型デジタルフィルタの係数）を適応フィルタ２１ａの係
数が最終的に収束する値（最適値）に近い値に設定する
ことにより、追従性の良好な騒音キャンセル制御を行う
ことができる。さて、デジタルフィルタ２１ｄは多入力
−多出力であり、適応フィルタと同一の構造を有してい
る。従って、仮りに適応フィルタ２１ａがなくてもデジ
タルフィルタ２１ｄの係数を最適値に近い値に設定でき
れば、ある程度騒音キャンセル制御を行うことができ
る。従って、予めデジタルフィルタ２１ｄの係数値を演
算して最適値に近い値に設定しておき、適応制御により
適応フィルタ２１ａの係数を更新すれば、短時間で適応
フィルタ２１ａの係数は収束し、追従性の良好な騒音キ
ャンセル制御を行うことができるようになる。
二次音伝搬系が互いに非干渉となるようにデジタルフィ
ルタ２１ｄの特性を決定した場合であるが、該デジタル
フィルタの特性（デジタルフィルタを構成する各ＦＩＲ
型デジタルフィルタの係数）を適応フィルタ２１ａの係
数が最終的に収束する値（最適値）に近い値に設定する
ことにより、追従性の良好な騒音キャンセル制御を行う
ことができる。さて、デジタルフィルタ２１ｄは多入力
−多出力であり、適応フィルタと同一の構造を有してい
る。従って、仮りに適応フィルタ２１ａがなくてもデジ
タルフィルタ２１ｄの係数を最適値に近い値に設定でき
れば、ある程度騒音キャンセル制御を行うことができ
る。従って、予めデジタルフィルタ２１ｄの係数値を演
算して最適値に近い値に設定しておき、適応制御により
適応フィルタ２１ａの係数を更新すれば、短時間で適応
フィルタ２１ａの係数は収束し、追従性の良好な騒音キ
ャンセル制御を行うことができるようになる。
【００４２】図６はデジタルフィルタ２１ｄにおける各
ＦＩＲ型デジタルフィルタＢ11〜Ｂ MNの係数値決定方法
の説明図である。適応フィルタ２１ａが存在しないもの
と仮定すると、騒音キャンセルシステムは図６に示すよ
うになる。かかるシステムにおいて、騒音がキャンセル
される場合を考えると次式が成立する。
ＦＩＲ型デジタルフィルタＢ11〜Ｂ MNの係数値決定方法
の説明図である。適応フィルタ２１ａが存在しないもの
と仮定すると、騒音キャンセルシステムは図６に示すよ
うになる。かかるシステムにおいて、騒音がキャンセル
される場合を考えると次式が成立する。
【００４３】
【数６】
【００４４】(3)式より次式
(Ｈ)＋(Ｃ)(Ｂ)＝０ (3)′
が成立し、この(3)′式において、（Ｈ），（Ｃ）は測
定により既知であるから、該式よりデジタルフィルタ２
１ｄの各要素Ｂ11〜Ｂ22が求まり、該要素を実現するＦ
ＩＲ型デジタルフィルタの各係数を決定できる。尚、
(3)′式は (Ｃ)(Ｂ)＝−(Ｈ) (3)″ と変形でき、これより、デジタルフィルタ２１ｄとキャ
ンセル音伝搬系２３との総合特性は、騒音源から観測点
までの全体の騒音伝搬系特性の逆符号特性−（Ｈ）と等
しいといえる。騒音源数Ｋ＝２、スピーカ数Ｍ＝２，観
測点数Ｌ＝２とすれば、デジタルフィルタ２１ｄ、一次
音仮想伝搬系２２、二次音伝搬系２３の伝達関数マトリ
ックス(Ｂ)，(Ｈ)，(Ｃ)を以下のようにそれぞれ２行２
列のマトリックスで表現できる。
定により既知であるから、該式よりデジタルフィルタ２
１ｄの各要素Ｂ11〜Ｂ22が求まり、該要素を実現するＦ
ＩＲ型デジタルフィルタの各係数を決定できる。尚、
(3)′式は (Ｃ)(Ｂ)＝−(Ｈ) (3)″ と変形でき、これより、デジタルフィルタ２１ｄとキャ
ンセル音伝搬系２３との総合特性は、騒音源から観測点
までの全体の騒音伝搬系特性の逆符号特性−（Ｈ）と等
しいといえる。騒音源数Ｋ＝２、スピーカ数Ｍ＝２，観
測点数Ｌ＝２とすれば、デジタルフィルタ２１ｄ、一次
音仮想伝搬系２２、二次音伝搬系２３の伝達関数マトリ
ックス(Ｂ)，(Ｈ)，(Ｃ)を以下のようにそれぞれ２行２
列のマトリックスで表現できる。
【００４５】
【数７】
【００４６】これらを(3)′式に代入してデジタルフィ
ルタ２１ｄの各要素Ｂ11〜Ｂ22を求める。このように、
デジタルフィルタ２１ｄの各伝達関数要素を求めて係数
を設定すれば、該係数値は適応フィルタ２１ａの係数が
最終的に収束する値（最適値）に近い値になり、追従性
を良好にできる。
ルタ２１ｄの各要素Ｂ11〜Ｂ22を求める。このように、
デジタルフィルタ２１ｄの各伝達関数要素を求めて係数
を設定すれば、該係数値は適応フィルタ２１ａの係数が
最終的に収束する値（最適値）に近い値になり、追従性
を良好にできる。
【００４７】(d) 本発明の第４の実施例
第３の実施例では、デジタルフィルタ２１ｄを適応フィ
ルタ２１ａの後段に設け、該デジタルフィルタ２１ｄの
係数を適応フィルタ２１ａの係数が最終的に収束する値
（最適値）に近い値に設定した。しかし、かかる方式で
は追従性はよくなるが適応フィルタ出力端から各観測点
までの二次音伝搬系が互いに干渉してしまう。そこで、
適応フィルタ２１ａに最適値に近い係数値を設定し、か
つデジタルフィルタ２１ｄの特性を、適応フィルタ出力
端から各観測点までの二次音伝搬系が互いに非干渉とな
るように決定すれば、非干渉系を形成できると共に、騒
音キャンセル制御の追従性を向上することができる。
ルタ２１ａの後段に設け、該デジタルフィルタ２１ｄの
係数を適応フィルタ２１ａの係数が最終的に収束する値
（最適値）に近い値に設定した。しかし、かかる方式で
は追従性はよくなるが適応フィルタ出力端から各観測点
までの二次音伝搬系が互いに干渉してしまう。そこで、
適応フィルタ２１ａに最適値に近い係数値を設定し、か
つデジタルフィルタ２１ｄの特性を、適応フィルタ出力
端から各観測点までの二次音伝搬系が互いに非干渉とな
るように決定すれば、非干渉系を形成できると共に、騒
音キャンセル制御の追従性を向上することができる。
【００４８】このためには、まず適応フィルタ２１ａの
後段に設けたデジタルフィルタ２１ｄの特性を、第１又
は第２の実施例で説明したように適応フィルタ出力端か
ら各観測点までの二次音伝搬系がそれぞれ互いに非干渉
となるように決定する。ついで、次式 (Ｈ)＋(Ｃ)(Ｂ)(Ａ)＝０ (4) により、適応フィルタ２１ａの伝達関数マトリックス
(Ａ)を求め、該マトリックスの各要素を実現するＦＩＲ
型デジタルフィルタの係数値を決定し、該係数値を初期
設定する。このようにすれば、適応フィルタ２１ａの係
数の初期値は最適値に近い値となる。尚、(4)式は適応
フィルタ２１ａとデジタルフィルタ２１ｄと二次音伝搬
系２３との総合特性が一次音伝搬系２２の伝搬特性の逆
符号特性と等しいことを意味している。
後段に設けたデジタルフィルタ２１ｄの特性を、第１又
は第２の実施例で説明したように適応フィルタ出力端か
ら各観測点までの二次音伝搬系がそれぞれ互いに非干渉
となるように決定する。ついで、次式 (Ｈ)＋(Ｃ)(Ｂ)(Ａ)＝０ (4) により、適応フィルタ２１ａの伝達関数マトリックス
(Ａ)を求め、該マトリックスの各要素を実現するＦＩＲ
型デジタルフィルタの係数値を決定し、該係数値を初期
設定する。このようにすれば、適応フィルタ２１ａの係
数の初期値は最適値に近い値となる。尚、(4)式は適応
フィルタ２１ａとデジタルフィルタ２１ｄと二次音伝搬
系２３との総合特性が一次音伝搬系２２の伝搬特性の逆
符号特性と等しいことを意味している。
【００４９】以上のように、デジタルフィルタの特性を
決定し、かつ、適応フィルタの係数を決定して初期設定
すれば、非干渉系を形成できると共に、騒音キャンセル
制御の追従性を向上することができる。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。
決定し、かつ、適応フィルタの係数を決定して初期設定
すれば、非干渉系を形成できると共に、騒音キャンセル
制御の追従性を向上することができる。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。
【００５０】
【発明の効果】以上本発明によれば、適応フィルタの後
段にデジタルフィルタを設け、適応フィルタから各観測
点までのキャンセル音伝搬系をそれぞれ互いに非干渉と
なるようにしたから、あるキャンセル音伝搬系に対して
他のキャンセル音伝搬系の騒音キャンセル信号は非干渉
となり観測点における騒音の大小の繰返しがなくなり、
騒音を常時キャンセルできる。又、デジタルフィルタ特
性を、キャンセル音伝搬系の逆フィルタ特性にして非干
渉系を形成するように構成したから、キャンセル音伝搬
系とデジタルフィルタの総合伝達関数マトリックスの対
角項は遅延要素のみとなり、このため、騒音キャンセル
コントローラにおけるフィルタードＸ信号作成用フィル
タを単なる遅延要素のみで実現でき、従来のフィルター
ドＸ信号作成のための畳込み演算が不要となり、その演
算量を削減できる。
段にデジタルフィルタを設け、適応フィルタから各観測
点までのキャンセル音伝搬系をそれぞれ互いに非干渉と
なるようにしたから、あるキャンセル音伝搬系に対して
他のキャンセル音伝搬系の騒音キャンセル信号は非干渉
となり観測点における騒音の大小の繰返しがなくなり、
騒音を常時キャンセルできる。又、デジタルフィルタ特
性を、キャンセル音伝搬系の逆フィルタ特性にして非干
渉系を形成するように構成したから、キャンセル音伝搬
系とデジタルフィルタの総合伝達関数マトリックスの対
角項は遅延要素のみとなり、このため、騒音キャンセル
コントローラにおけるフィルタードＸ信号作成用フィル
タを単なる遅延要素のみで実現でき、従来のフィルター
ドＸ信号作成のための畳込み演算が不要となり、その演
算量を削減できる。
【００５１】更に本発明によれば、デジタルフィルタを
適応フィルタの後段に設け、該デジタルフィルタと各ス
ピーカから各観測点までの全体のキャンセル音伝搬系と
の総合特性が騒音伝搬系特性の逆符号特性と略等しくな
るようにデジタルフィルタの特性を決定したから、デジ
タルフィルタの係数値を適応フィルタの係数が収束する
値（最適値）に近い値に設定でき、このため追従性の良
好な騒音キャンセル制御を行うことができる。又、本発
明によれば、適応フィルタの後段にデジタルフィルタを
設け、適応フィルタ出力端から各観測点までのキャンセ
ル音伝搬系がそれぞれ互いに非干渉となるようにデジタ
ルフィルタ特性を決定し、かつ、適応フィルタとデジタ
ルフィルタと二次音伝搬系との総合特性が騒音伝搬系特
性の逆符号特性と略等しくなるように適応フィルタの特
性を決定したから、非干渉系を形成できると共に、騒音
キャンセル制御の追従性を向上することができる。
適応フィルタの後段に設け、該デジタルフィルタと各ス
ピーカから各観測点までの全体のキャンセル音伝搬系と
の総合特性が騒音伝搬系特性の逆符号特性と略等しくな
るようにデジタルフィルタの特性を決定したから、デジ
タルフィルタの係数値を適応フィルタの係数が収束する
値（最適値）に近い値に設定でき、このため追従性の良
好な騒音キャンセル制御を行うことができる。又、本発
明によれば、適応フィルタの後段にデジタルフィルタを
設け、適応フィルタ出力端から各観測点までのキャンセ
ル音伝搬系がそれぞれ互いに非干渉となるようにデジタ
ルフィルタ特性を決定し、かつ、適応フィルタとデジタ
ルフィルタと二次音伝搬系との総合特性が騒音伝搬系特
性の逆符号特性と略等しくなるように適応フィルタの特
性を決定したから、非干渉系を形成できると共に、騒音
キャンセル制御の追従性を向上することができる。
【図１】本発明の実施例構成図である。
【図２】デジタルフィルタの構成図である。
【図３】デジタルフィルタの特性決定法説明図である。
【図４】適応フィルタから観測点までの総合二次音伝搬
系説明図である。
系説明図である。
【図５】逆フィルタ特性にした場合の総合二次音伝搬系
説明図である。
説明図である。
【図６】デジタルフィルタの特性決定法の別の説明図で
ある。
ある。
【図７】従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
【図８】騒音キャンセル動作説明用波形図である。
【図９】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１０】一次音仮想伝搬系の説明図である。
【図１１】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１２】二次音伝搬系の説明図である。
【図１３】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１４】適応フィルタの構成図である。
【図１５】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。
２１・・騒音キャンセルコントローラ
２１ａ・・適応フィルタ
２１ｂ・・フィルタードＸ信号作成用フィルタ
２１ｃ・・適応信号処理部
２１ｄ・・デジタルフィルタ
２２・・一次音仮想伝搬系
２３・・二次音伝搬系
２４・・信号合成部
─────────────────────────────────────────────────────
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
(56)参考文献 特開 平３−274897（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−274598（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G10K 11/178
H03H 17/02 601
H03H 21/00
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の観測点における騒音をそれぞれキ
ャンセルするためにキャンセル音を出力すると共に、各
観測点における騒音とキャンセル音との合成音を検出
し、各観測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、これら信号を用いて
前記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の係数を決定し、該適応
フィルタに参照信号を入力して得られる複数の騒音キャ
ンセル信号をそれぞれキャンセル音発生源に入力する騒
音キャンセル方式において、 適応フィルタから各観測点までのキャンセル音伝搬系が
それぞれ互いに非干渉となるように、適応フィルタの後
段にデジタルフィルタを設けたことを特徴とする騒音キ
ャンセル方式。 - 【請求項２】 各キャンセル音発生源から各観測点まで
の全体のキャンセル音伝搬系と前記デジタルフィルタと
の総合特性を表現する伝達関数マトリックスの対角項の
ゲインを非対角項のゲインより相当大きくして非干渉系
を実現することを特徴とする請求項１記載の騒音キャン
セル方式。 - 【請求項３】 前記デジタルフィルタ特性を、各キャン
セル音発生源から各観測点までの全体のキャンセル音伝
搬系の逆フィルタ特性にすることを特徴とする請求項１
記載の騒音キャンセル方式。 - 【請求項４】 複数の観測点における騒音をそれぞれキ
ャンセルするためにキャンセル音発生源よりキャンセル
音を出力すると共に、各観測点における騒音とキャンセ
ル音との合成音を検出し、各観測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、これら信号を用いて前記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
の係数を決定し、該適応フィルタに参照信号を入力して
得られる複数の騒音キャンセル信号をそれぞれキャンセ
ル音発生源に入力する騒音キャンセル方式において、 適応フィルタの後段にデジタルフィルタを設け、 各キャンセル音発生源から各観測点までの全体のキャン
セル音伝搬系と前記デジタルフィルタとの総合特性が、
各騒音源から各観測点までの全体の騒音伝搬系特性の逆
符号特性と略等しくなるようにすることを特徴とする騒
音キャンセル方式。 - 【請求項５】 複数の観測点における騒音をそれぞれキ
ャンセルするためにキャンセル音発生源よりキャンセル
音を出力すると共に、各観測点における騒音とキャンセ
ル音との合成音を検出し、各観測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、これら信号を用いて前記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
の係数を決定し、該適応フィルタに参照信号を入力して
得られる複数の騒音キャンセル信号をそれぞれキャンセ
ル音発生源に入力する騒音キャンセル方式において、 適応フィルタの後段にデジタルフィルタを設け、 適応フィルタから各観測点までのキャンセル音伝搬系が
それぞれ互いに非干渉となるように、該デジタルフィル
タの特性を設定すると共に、 適応フィルタと、デジタルフィルタと、各キャンセル音
発生源から各観測点までの全体のキャンセル音伝搬系と
の総合特性が、各騒音源から各観測点までの全体の騒音
伝搬系特性の逆符号特性と略等しくなるように適応フィ
ルタの係数を求めて初期設定することを特徴とする騒音
キャンセル方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17974392A JP3405742B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 騒音キャンセル方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17974392A JP3405742B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 騒音キャンセル方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0627972A JPH0627972A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3405742B2 true JP3405742B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=16071091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17974392A Expired - Fee Related JP3405742B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 騒音キャンセル方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3405742B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP17974392A patent/JP3405742B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0627972A (ja) | 1994-02-04 |
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