(57)【要約】【課題】騒音等に含まれる複数の卓越周波数の音圧を一挙に低減することが可能なアクティブノイズコントロールシステムを提供する。【解決手段】マイク２で観測された３個の所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’を含む制御対象音Ｓを低減する制御音ＡＳを作成し出力するコントローラ３と、制御音を放出するスピーカ４を有し、コントローラは、全卓越周波数を透過させるバンドバスフィルタ５と、当該フィルタのバンドパス信号ｓｐから２個の卓越周波数を打ち消すように、直列に２個設けられ、卓越周波数の逆位相の制御音信号ｓｂ，ｓｃの作成及びバンドパス信号への重ね合わせを行う制御音信号作成手段６ｂ，６ｃと、制御音信号作成手段に直列に設けられ、バンドパス信号中の残り１個の卓越周波数と逆位相の制御音信号ｓａを作成する最終制御音信号作成手段６ａと、制御音信号作成手段の制御音信号を重ね合わせて制御音を作成し出力する重ね合わせ手段７とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源から発せられるＮ個の所定の卓越周波数を含む制御対象音を観測するマイクと、
該マイクで観測された制御対象音を低減するための制御音を作成し出力するコントローラと、
該コントローラから入力される上記制御音を放出するスピーカとを有し、
上記コントローラは、
上記マイクから入力される制御対象音に含まれるＮ個の所定の卓越周波数を一括して透過させる単一のバンドバスフィルタと、
該バンドパスフィルタから出力されるＮ個の所定の卓越周波数を含むバンドパス信号に対し、該バンドパス信号から（Ｎ−１）個の所定の卓越周波数を打ち消すことが可能なように、順次直列に（Ｎ−１）個設けられ、該バンドパス信号中の（Ｎ−１）個の所定の卓越周波数のいずれかについて、それぞれ個別に逆位相の制御音信号を作成しかつ該バンドパス信号に逆位相の該制御音信号を重ね合わせ処理する制御音信号作成手段と、
これら制御音信号作成手段に対して直列に設けられ、これら制御音信号作成手段により（Ｎ−１）個の逆位相の上記制御音信号が重ね合わせ処理された上記バンドパス信号中の、残り１個の所定の卓越周波数について、逆位相の制御音信号を作成する１つの最終制御音信号作成手段と、
これら（Ｎ−１）個の制御音信号作成手段及び１つの最終制御音信号作成手段から入力されるＮ個の逆位相の上記制御音信号を重ね合わせて上記制御音を作成し出力する重ね合わせ手段とを備え、
該重ね合わせ手段から入力される上記制御音が上記スピーカから放出されることを特徴とするアクティブノイズコントロールシステム。
【請求項２】
前記コントローラは、１台の演算装置からなることを特徴とする請求項１に記載のアクティブノイズコントロールシステム。
【請求項３】
前記制御音信号作成手段はそれぞれ、前記バンドパス信号中の複数の所定の卓越周波数のうち、音圧レベルが最大の所定の卓越周波数について、逆位相の前記制御音信号を作成することを特徴とする請求項１または２に記載のアクティブノイズコントロールシステム。
【請求項４】
制御対象音に含まれるＮ個の所定の卓越周波数は、個数及び各卓越周波数とその変動幅が事前の調査で取得され、前記バンドパスフィルタに対し、透過させる周波数の範囲が設定されることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載のアクティブノイズコントロールシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音等に含まれる複数の卓越周波数の音圧を一挙に低減することが可能なアクティブノイズコントロールシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブノイズコントロールに関する先行技術として、特許文献１及び２が知られている。特許文献１の「並列適応フィルター構成を用いるアクティブノイズコントロールのためのシステム」は、アクティブノイズコントロールシステムであって、該システムは、複数の適応フィルターを備え、該複数の適応フィルターは、それぞれ望ましくない音響を表す同じ入力信号を受け取り、かつ、それぞれの更新信号を受け取るように構成され、該複数の適応フィルターは、該同じ入力信号に基づいてそれぞれの複数の出力信号を生成するように構成され、該それぞれの複数の出力信号の各々は、該それぞれの更新信号に基づいて独立に調整され、該それぞれの複数の出力信号のうちの少なくとも一つは、該望ましくない音響と相殺的に干渉するためにスピーカーを駆動して音波を作るように構成されたアンチノイズ信号である、システムとされている。
【０００３】
特許文献２の「アクティブノイズコントロールシステム及びアクティブノイズコントロール方法」は、騒音を計測する計測用マイクと、騒音を低減するための制御音を作成し出力する制御コントローラと、制御音を放出する制御用スピーカーとを備え、制御コントローラは、騒音中の、制御対象周波数帯域の周波数成分のみを透過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタを透過した周波数成分から制御対象卓越周波数を推定する適応フィルタと、予め計測された制御コントローラの周波数毎の位相遅れに基づき、制御対象卓越周波数に対する位相遅れについて時間制御で位相補正を行い、さらにその逆位相の制御音を作成する制御信号演算部とを備えて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６１７７０号公報
【特許文献２】特開２０１５−２２５１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アクティブノイズコントロールシステム（以下、ＡＮＣと称する）は、バックホウやクレーン車などのエンジン音の騒音対策として、建設現場での適用実績が増えてきている。上記エンジン音は、単一の周波数の音圧が卓越し、周囲へ大きな影響を与える。これまでに知られているＡＮＣは、単一の卓越周波数のみを消音の対象としており、効果も確認されている。
【０００６】
しかし、建設機械には、単一ではなく、複数の卓越周波数を持つエンジン音を発するものも多い。また、当該建設機械の動作によって、卓越周波数は変動し、その変動幅や音圧は、建設機械個々によって大きく異なる。従来のＡＮＣでは、単一の卓越周波数を対象としていた。このため、卓越周波数が複数存在する騒音に対して、対象とする単一の卓越周波数以外の卓越周波数の音圧を低減できず、効果が十分に得られない可能性があった。
【０００７】
対象とする周波数が異なる複数のＡＮＣを用いることは可能であるが、それぞれにスピーカを設けた場合、音が干渉してしまうことがある。各ＡＮＣからの音を合成することも考えられるが、複数のＡＮＣを完全に同期させなければならない。
【０００８】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、騒音等に含まれる複数の卓越周波数の音圧を一挙に低減することが可能なアクティブノイズコントロールシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかるアクティブノイズコントロールシステムは、音源から発せられるＮ個の所定の卓越周波数を含む制御対象音を観測するマイクと、該マイクで観測された制御対象音を低減するための制御音を作成し出力するコントローラと、該コントローラから入力される上記制御音を放出するスピーカとを有し、上記コントローラは、上記マイクから入力される制御対象音に含まれるＮ個の所定の卓越周波数を一括して透過させる単一のバンドバスフィルタと；該バンドパスフィルタから出力されるＮ個の所定の卓越周波数を含むバンドパス信号に対し、該バンドパス信号から（Ｎ−１）個の所定の卓越周波数を打ち消すことが可能なように、順次直列に（Ｎ−１）個設けられ、該バンドパス信号中の（Ｎ−１）個の所定の卓越周波数のいずれかについて、それぞれ個別に逆位相の制御音信号を作成しかつ該バンドパス信号に逆位相の該制御音信号を重ね合わせ処理する制御音信号作成手段と；これら制御音信号作成手段に対して直列に設けられ、これら制御音信号作成手段により（Ｎ−１）個の逆位相の上記制御音信号が重ね合わせ処理された上記バンドパス信号中の、残り１個の所定の卓越周波数について、逆位相の制御音信号を作成する１つの最終制御音信号作成手段と；これら（Ｎ−１）個の制御音信号作成手段及び１つの最終制御音信号作成手段から入力されるＮ個の逆位相の上記制御音信号を重ね合わせて上記制御音を作成し出力する重ね合わせ手段とを備え、該重ね合わせ手段から入力される上記制御音が上記スピーカから放出されることを特徴とする。
【００１０】
前記コントローラは、１台の演算装置からなることを特徴とする。
【００１１】
前記制御音信号作成手段はそれぞれ、前記バンドパス信号中の複数の所定の卓越周波数のうち、音圧レベルが最大の所定の卓越周波数について、逆位相の前記制御音信号を作成することを特徴とする。
【００１２】
制御対象音に含まれるＮ個の所定の卓越周波数は、個数及び各卓越周波数とその変動幅が事前の調査で取得され、前記バンドパスフィルタに対し、透過させる周波数の範囲が設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかるアクティブノイズコントロールシステムにあっては、騒音等に含まれる複数の卓越周波数の音圧を一挙に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るアクティブノイズコントロールシステムが対象とする制御対象音の卓越周波数の変動特性の一例を説明する説明図である。
【図２】本発明に係るアクティブノイズコントロールシステムの好適な一実施形態を説明する説明図である。
【図３】本発明に係るアクティブノイズコントロールシステムに適用される、単一の卓越周波数に対する処理プロセスを説明するフローチャート図である。
【図４】図２に示したアクティブノイズコントロールシステムの適用例として、音源の排気筒近傍における騒音（エンジン音）の周波数特性を示すグラフ図である。
【図５】適用例における確認用マイクの配置を示す概略図である。
【図６】適用例におけるエンジン音とスピーカ音の位相状況を示すグラフ図である。
【図７】適用例における、卓越周波数を含む帯域音圧の制御開始点前後の時系列変化を示すグラフ図である。
【図８】適用例におけるアクティブノイズコントロールシステムの効果を説明するグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかるアクティブノイズコントロールシステムの好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
複数の卓越周波数について、卓越周波数自体が変化する第１の場合と、卓越周波数の変化はほとんどないが大きな音圧変化がある第２の場合とがあり、本発明に係るＡＮＣは、第１の場合を対象とするシステムである。
【００１７】
第１の場合は、負荷によってエンジンの回転数が変動する発電機等のような騒音で、図１に示すように、複数の各卓越周波数ａ’，ｂ’，ｃ’の音圧変化は少なく、各卓越周波数ａ’〜ｃ’の周波数が大きく変化する。言い換えれば、騒音中の、聞こえてくる複数の音について、「音の大きさ」はほとんど変化せず、「音の高さ」が変化する。
【００１８】
建設機械のエンジン音の卓越周波数ａ’〜ｃ’は、エンジンの回転数で決まる。負荷によって、エンジン音の複数の卓越周波数ａ’〜ｃ’が短い時間に大きく変化する可能性がある。このため、逆位相の音の計算時間が極力短いことが好ましい。
【００１９】
図２には、本発明に係るＡＮＣの好適な一実施形態を説明する説明図が示されている。図２中のブロック図で示されているように、本実施形態に係るＡＮＣは、主に、音源（騒音源）１から発せられるＮ個（３個）の所定の卓越周波数ａ’，ｂ’，ｃ’を含む制御対象音（騒音）Ｓを観測するマイク２と、マイク２で観測された制御対象音Ｓを低減するための制御音ＡＳを作成し出力するコントローラ３と、コントローラ３から入力される制御音ＡＳを放出するスピーカ４とを有し、コントローラ３は、マイク２から入力される制御対象音Ｓに含まれるＮ個（３個）の所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’を一括して透過させる単一のバンドバスフィルタ５と；バンドパスフィルタ５から出力されるＮ個（３個）の所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’を含むバンドパス信号ｓｐに対し、バンドパス信号ｓｐから（Ｎ−１）個（２個）の所定の卓越周波数ｂ’，ｃ’を打ち消すことが可能なように、順次直列に（Ｎ−１）個（２個）設けられ、バンドパス信号ｓｐ中の（Ｎ−１）個（２個）の所定の卓越周波数ｂ’，ｃ’のいずれかについて、それぞれ個別に逆位相の制御音信号ｓｂ，ｓｃを作成しかつバンドパス信号ｓｐに逆位相の制御音信号ｓｂ，ｓｃを重ね合わせ処理する制御音信号作成手段６ｂ，６ｃと；これら制御音信号作成手段６ｂ，６ｃに対して直列に設けられ、これら制御音信号作成手段６ｂ，６ｃにより（Ｎ−１）個（２個）の逆位相の制御音信号ｓｂ，ｓｃが重ね合わせ処理されたバンドパス信号ｓｐ中の、残り１個の所定の卓越周波数ａ’について、逆位相の制御音信号ｓａを作成する１つの最終制御音信号作成手段６ａと；これら（Ｎ−１）個（２個）の制御音信号作成手段６ｂ，６ｃ及び１つの最終制御音信号作成手段６ａから入力されるＮ個（３個）の逆位相の制御音信号ｓａ，ｓｂ，ｓｃを重ね合わせて制御音ＡＳを作成し出力する重ね合わせ手段７とを備え、重ね合わせ手段７から入力される制御音ＡＳがスピーカ４から放出されるように構成される。
【００２０】
コントローラ３は、演算装置を備えるパソコン等で構成され、１台で構成することが望ましい。これは、複数のコントローラ３（パソコン等）を用いた場合、すべてを完全に同期させることが困難だからである。コントローラ３は、マイク２から入力される制御対象音Ｓのアナログ信号をデジタル化して処理し、重ね合わせ手段７から出力する制御音ＡＳのデジタル信号をアナログ化してスピーカ４に出力する。
【００２１】
本実施形態に係るＡＮＣでは、複数の卓越周波数ａ’〜ｃ’について、順次に逆位相の信号ｓａ〜ｓｃを計算するシステムであり、制御音Ｓの計算時間が、単一の卓越周波数を対象とする従来のＡＮＣより若干長くなるけれども、騒音Ｓを低減することが可能な周波数範囲を広くすることができ、卓越周波数ａ’〜ｃ’が大きく変化しても、それに対応して騒音Ｓを低減することが可能である。
【００２２】
マイク２には、Ｎ個の所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’を一括して透過させる単一のバンドパスフィルタ５が直列にシリーズ接続される。
【００２３】
バンドパスフィルタ５からバイパス信号ｓｐを出力する出力ライン８には、第１段、第２段というように順番に配列される（Ｎ−１）個の制御音信号作成手段６ｂ，６ｃと最終段の１個の最終制御音信号作成手段６ａが直列にシリーズ接続される。
【００２４】
これら制御音信号作成手段６ｂ，６ｃ及び最終制御音信号作成手段６ａは、Ｎ個の所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’それぞれに対し、個々個別に、Ｎ個の制御音信号ｓａ〜ｓｃを作成する。
【００２５】
制御音信号作成手段６ａ〜６ｃはそれぞれ、次段のものとの間に、出力ライン８と接続された信号重ね合わせ部９ａ，９ｂを有する。
【００２６】
制御音信号作成手段６ｂ，６ｃはいずれも、作成した制御音信号ｓｂ，ｓｃをバンドパス信号ｓｐに重ね合わせ、バンドパス信号ｓｐ中の、当該制御音信号ｓｂ，ｓｃに対応する所定の卓越周波数ｂ’，ｃ’を打ち消すようになっている。
【００２７】
例えば、第１段の制御音信号作成手段６ｃは、第２段の制御音信号作成手段６ｂに入力されるバンドパス信号ｓｐから、一つの所定の卓越周波数ｃ’を打ち消し、同様に、第２段の制御音信号作成手段６ｂは、第３段の最終制御音信号作成手段６ａに入力されるバンドパス信号ｓｐから、一つの所定の卓越周波数ｂ’を打ち消す。従って、Ｎ個の所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’を対象として処理するとき、（Ｎ−１）個の制御音信号作成手段６ｂ，６ｃにより、バンドパス信号ｓｐから、（Ｎ−１）個の卓越周波数ｂ’，ｃ’が打ち消される。
【００２８】
バンドパス信号ｓｐを各段の制御音信号作成手段６ｂ，６ｃの間で比較すると、一つの制御音信号作成手段６ｂ，６ｃを通るごとに一つずつ卓越周波数の数が減少していくことになる。
最終段のＮ番目の最終制御音信号作成手段６ａには、残りの一つの所定の卓越周波数ａ’を含むバンドパス信号ｓｐが入力されるようになっている。
【００２９】
最終制御音信号作成手段６ａは、残りの一つの所定の卓越周波数ａ’に対する制御音信号ｓａを作成するようになっている。
【００３０】
また、Ｎ個であるこれら制御音信号作成手段６ｂ，６ｃ及び最終制御音信号作成手段６ａは、単一の重ね合わせ手段７に並列にパラレル接続される。制御音信号ｓａ〜ｓｃを重ね合わせて単一の制御音ＡＳを作成する重ね合わせ手段７は、スピーカ４に接続される。
【００３１】
本実施形態に係るＡＮＣは、要約すると、複数の卓越周波数ａ’〜ｃ’が変化する範囲よりも広い範囲を持つ単一のバンドパスフィルタ５を設け、バンドパスフィルタ５の出力に対し制御音信号作成手段６ａ〜６ｃを直列に設けて、複数のバンドパスフィルタを設けることによるフィルタ同士の悪干渉を防ぐようにしている。
【００３２】
本実施形態に係るＡＮＣは、複数の卓越周波数ａ’〜ｃ’を対象とし、単一の卓越周波数に対する処理モジュール（バンドパスフィルタ５及び制御音信号作成手段６ａ〜６ｃ）を編成して構成される。単一の卓越周波数を対象とした処理モジュールによる処理プロセスを、図３を参照して略述する。
【００３３】
卓越周波数を推定する際、推定範囲を限定し、推定にかかる時間を短縮するために、マイク（制御用マイク）で観測され取得される制御対象音（入力信号）は（ステップ１）、卓越周波数の推定範囲を限定するためのバンドパスフィルタを通過する（ステップ２）。これにより、マイクから入力される制御対象音から、当該制御対象音に含まれる所定の卓越周波数が透過される。
【００３４】
制御対象音に含まれるＮ個の「所定」の卓越周波数は、建設現場等で予め実施される調査で事前に取得され、個数及び各卓越周波数とその周波数が変動する範囲（幅）とが把握された卓越周波数であって、本実施形態に係るＡＮＣにおける逆位相の制御音信号によって減殺する対象となる卓越周波数を言う。事前調査の結果に従って、バンドパスフィルタ５に対し、透過させる周波数の範囲が設定される。
【００３５】
バンドパスフィルタを通過した信号に、周知のＬＭＳアルゴリズムを使用して、時間領域で（時間軸に沿って）卓越周波数を推定する（ステップ３）。
【００３６】
バンドパスフィルタを通過した信号（卓越周波数の信号）は、マイクで観測した入力信号に含まれる卓越周波数の信号に対して、振幅や位相が変化しており、減殺対象である実際の騒音中の（マイクで観測した）卓越周波数の音と同振幅・逆位相とならず、音圧を適切に低減することができない。
【００３７】
このため、使用するＡＮＣについて、卓越周波数個々に補正値（マイク２やコントローラ３、スピーカ４等の装置による位相のずれとバンドパスフィルタ５やＬＭＳアルゴリズム等の電子的な処理によって生じる位相のずれ）を予め計測して取得しておき（ステップ４）、この計測した補正値を用いてバンドパスフィルタを通過した信号を補正することとし（ステップ５）、この補正した信号をスピーカ（制御用スピーカ）へ出力して（ステップ６）、減殺対象の卓越周波数の音とスピーカから放出する制御音とが同振幅・逆位相となるようにする。
【００３８】
卓越周波数の推定にかかる時間は、ＬＭＳアルゴリズムにおけるステップサイズパラメータの値によって変わるが、制御対象音の変動の速さに適したパラメータ値を選択することで、１秒以内に３０Ｈｚ、２０ｄＢで音圧変化する場合でも、十分に追従することができる。
【００３９】
図２に戻って、本実施形態に係るＡＮＣについて、さらに詳述する。図示例では、制御対象音Ｓの卓越周波数ａ’〜ｃ’が３つの場合を示している。制御対象音Ｓの卓越周波数ａ’〜ｃ’は、３つの場合に限らず、２つ以上いくつであってもよい。
【００４０】
本実施形態に係るＡＮＣは、各卓越周波数ａ’〜ｃ’の変化が大きく、音圧の変化が小さい場合に対応したものである。卓越周波数ａ’〜ｃ’の変化が大きな場合、狭い周波数帯域幅のバンドパスフィルタでは、変化する卓越周波数の音を捉えることが難しい。
【００４１】
本実施形態では、マイク２から入力される制御対象音Ｓを、周波数範囲の大きなバンドパスフィルタ５に一度一括して透過させ、その後、逆位相の制御音信号ｓａ〜ｓｃを作成する処理を、直列に接続した制御音信号作成手段６ｂ，６ｃ及び最終制御音信号作成手段６ａで行うようになっている。
【００４２】
その際、制御音信号作成手段６ｂ，６ｃはそれぞれ、バンドパス信号ｓｐ中の複数の所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’のうち、音圧レベルが最大の所定の卓越周波数について、逆位相の制御音信号を作成する。
【００４３】
例えば、第１番目の制御音信号作成手段６ｃでは、バンドパス信号ｓｐ中、最大の音圧レベルの所定の卓越周波数ｃ’について逆位相の第１の制御音信号ｓｃを計算し、作成する。バンドパスフィルタ５を透過して出力されるバンドパス信号ｓｐから、第１の制御音信号ｓｃで一つの所定の卓越周波数ｃ’の音を減殺する。
【００４４】
これにより、バンドパス信号ｓｐは、３つの所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’のうち、最大音圧レベルの卓越周波数ｃ’が打ち消された信号となる。
【００４５】
引き続き、次に音圧レベルの大きな、すなわち第１番目の制御音信号作成手段６ｃを経過したバンドパス信号ｓｐ中、最大音圧レベルの所定の卓越周波数ｂ’について、第２番目の制御音信号作成手段６ｂが、逆位相の第２の制御音信号ｓｂを計算し、作成する。第１番目の制御音信号作成手段６ｃを通過したバンドパス信号ｓｐから、第２の制御音信号ｓｂで一つの所定の卓越周波数ｂ’の音を減殺する。
【００４６】
これにより、第２番目の制御音信号作成手段６ｂを通過したバンドパス信号ｓｐは、３つの所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’のうち、２つの卓越周波数ｂ’，ｃ’が打ち消された信号となる。このように複数の制御音信号作成手段６ｂ，６ｃで、同様の処理を順次繰り返す。
【００４７】
第２番目の制御音信号作成手段６ｂから出力されるバンドパス信号ｓｐは、１つの所定の卓越周波数ａ’を含む信号であり、最終制御音信号作成手段６ａは、当該所定の卓越周波数ａ’について逆位相の第３の制御音信号ｓａを計算し、作成する。
【００４８】
重ね合わせ手段７は、３つの第１番目及び第２番目の制御音信号作成手段６ｂ，６ｃ並びに最終制御音信号作成手段６ａで作成され入力される３つの逆位相の制御音信号ｓａ〜ｓｃを合算して重ね合わせて、１つの制御音ＡＳを作成する。
【００４９】
重ね合わせ手段７は、この１つの制御音ＡＳをスピーカ４へ出力し、スピーカ４は、入力された制御音ＡＳを放出する。
【００５０】
本実施形態のＡＮＣは、制御音信号作成手段６ｂ，６ｃと最終制御音信号作成手段６ａとが同一機能を備え、これら制御音信号作成手段６ａ〜６ｃ同士の間に信号重ね合わせ部９ａ，９ｂを設定した構成であると言える。
【００５１】
また、対象とする所定の卓越周波数の数が多いほど、制御対象音を効果的に消音することができるが、数が多くなればなるほど、制御音ＡＳを出力するまでに要する時間が長くなる。対象とする所定の卓越周波数の数は、上述した事前調査から決定されるが、その際には、コントローラ３（演算装置）の能力を勘案することが望ましい。
【００５２】
以上説明した本実施形態に係るＡＮＣにあっては、騒音等の制御対象音Ｓに含まれる複数の所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’を対象として、これら卓越周波数ａ’〜ｃ’が変化する場合であっても、直列接続した複数の制御音信号作成手段６ｂ，６ｃ及び最終制御音信号作成手段６ａによる順次処理により、すべての所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’に対する複数の制御音信号ｓａ〜ｓｃを合理的に作成し、これら制御音信号ｓａ〜ｓｃを重ね合わせた制御音ＡＳを出力できるので、複数の所定の卓越周波数ａ’〜ｃ’の音圧を効果的に低減することができる。
【００５３】
本実施形態に係るＡＮＣは、各卓越周波数ａ’〜ｃ’に対する逆位相の制御音信号ｓａ〜ｓｃを複数の制御音信号作成手段６ｂ，６ｃ及び最終制御音信号作成手段６ａで順番に計算するため、処理時間は、単一の卓越周波数を対象とする場合の処理時間よりも長くなる傾向となる。このため、発電機などのエンジン音のように、卓越周波数が頻繁に変動することの少ない騒音に対して用いることが望ましい。
《適用例と効果》
本実施形態に係るＡＮＣを、音圧変動の小さい発電機の騒音に対して適用した例について、以下説明する。発電機のエンジン音の音源は、排気筒であり、この排気筒の近傍に、マイク及びスピーカを配置した。
【００５４】
図４には、所定の卓越周波数を決定するために、排気筒近傍で事前に計測した発電機の騒音（音圧）の周波数特性が示されている。制御対象音であるエンジン音は、７０〜１８０Ｈｚにおいて、１００〜１２０ｄＢ程度の音圧をもつ、複数の卓越周波数を含んでいることがわかる。
【００５５】
図５には、ＡＮＣによる消音効果を確認するための確認用マイク１０の位置が示されている。発電機１１の排気筒１２から水平距離で２ｍ離して、高さ１．２ｍのところに、確認用マイク１０を設けた。
【００５６】
計測結果が図６〜図８に示されている。図６は、ＡＮＣを作動させたときの排気筒近傍における発電機音（制御対象音）Ｓと、スピーカ近傍における制御音（出力音）ＡＳの関係を示している。計測時、発電機のエンジン回転数は１６００ｒｐｍであり、排気筒１２からは約７０Ｈｚ、約１５０Ｈｚ、約１６０Ｈｚで卓越する騒音Ｓが発生していた。発電機音Ｓに対し、スピーカの制御音ＡＳはほぼ逆位相となっている。
【００５７】
図７には、７０Ｈｚ、１５０Ｈｚ、１６０Ｈｚの所定の卓越周波数を含む帯域の音圧（８０Ｈｚ帯域及び１６０Ｈｚ帯域）の時系列変化が示されている。図中に示した制御開始点まではＡＮＣ制御無し、制御開始点以降がＡＮＣ制御有りである。ＡＮＣ制御を開始した以降から卓越周波数の音圧が低減していることを確認できた。制御開始から各卓越周波数に対応する帯域の音圧が低下し始め、約０．６秒で効果が現れている。
【００５８】
図８は、ＡＮＣの有無による確認用マイク１０位置における音圧が示されている。所定の卓越周波数を含む帯域である８０Ｈｚ帯域、１６０Ｈｚ帯域において、それぞれ約９ｄＢ，８ｄＢ低減することができた。
【符号の説明】
【００５９】
１  音源
２  マイク
３  コントローラ
４  スピーカ
５  単一のバンドバスフィルタ
６ａ  最終制御音信号作成手段
６ｂ，６ｃ  制御音信号作成手段
７  重ね合わせ手段
ＡＳ  制御音
Ｓ  制御対象音
ａ’〜ｃ’所定の卓越周波数
ｓａ〜ｓｃ  逆位相の制御音信号
ｓｐ  バンドパス信号
【図１】
2020027201.tif 000003
【図２】
2020027201.tif 000004
【図３】
2020027201.tif 000005
【図４】
2020027201.tif 000006
【図５】
2020027201.tif 000007
【図６】
2020027201.tif 000008
【図７】
2020027201.tif 000009
【図８】
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