(57)【要約】【目的】適応信号処理の係数更新式の演算に要する演算量を減少し、かつ、保存する伝達特性の量を削減する「適応信号処理システム及びその伝達特性設定方法」を提供することである。【構成】  適応信号処理を周波数領域で行う場合、周波数成分毎に、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を求め、周波数成分毎に、係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較し、ゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項の伝達特性を適応制御部に設定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照信号と誤差信号を入力されて適応信号処理する適応制御部と、該適応制御部の適応フィルタから出力される信号が入力される１以上のスピーカと、各スピーカから出力される音響信号を検出する２以上のマイクとを備え、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を適応制御部に設定し、適応制御部において該伝達特性を含む係数更新式を用いて誤差信号電力が最小となるように前記適応フィルタの係数を決定する適応信号処理システムにおける伝達特性設定方法において、
各スピーカから各マイクまでの伝達特性を求め、
前記係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較し、
ゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項における伝達特性を適応制御部に設定する、
ことを特徴とする伝達特性設定方法。
【請求項２】
前記適応制御部に入力される参照信号と誤差信号を周波数領域の信号に変換し、該適応制御部が周波数成分毎に係数更新式を用いて適応フィルタ係数を決定し、周波数毎に各適応フィルタから出力される信号を時間領域の信号に変換してスピーカに入力する場合、
周波数成分毎に、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を求め、
周波数成分毎に、係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較し、
ゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項の伝達特性を適応制御部に設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の伝達特性設定方法。
【請求項３】
参照信号と誤差信号を入力されて適応信号処理する適応制御部と、該適応制御部の適応フィルタから出力される信号が入力される１以上のスピーカと、各スピーカから出力される音響信号を検出する２以上のマイクとを備え、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を適応制御部に設定し、適応制御部において該伝達特性を含む係数更新式を用いて誤差信号電力が最小となるように前記適応フィルタの係数を決定する適応信号処理システムにおいて、
各スピーカから各マイクまでの伝達特性を算出する伝達特性算出部、
前記係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較する比較部、
ゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項における伝達特性を前記適応制御部に設定する伝達特性設定部、
を備えたことを特徴とする適応信号処理システム。
【請求項４】
請求項３記載の適応信号処理システムにおいて、更に、
前記参照信号を周波数領域の信号に変換するFFT部、
前記誤差信号を周波数領域の信号に変換するFFT部、
周波数成分毎に適応フィルタから出力される信号を時間領域の信号に変換して前記スピーカに入力するIFFT部を備え、
前記伝達特性算出部は周波数成分毎に各スピーカから各マイクまでの伝達特性を算出し、前記比較部は周波数毎に係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較し、伝達特性設定部はゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項における伝達特性を前記適応制御部に設定する、
ことを特徴とする適応信号処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は適応信号処理システム及びその伝達特性設定方法に関わり、特に、各制御音源(スピーカ)から各マイクまでの伝達特性を適応制御部に設定し、適応制御部において該伝達特性を含む係数更新式を用いて誤差信号電力が最小となるように適応フィルタの係数を決定する適応信号処理システム及びその伝達特性設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
適応制御部（Filtered-x-LMSアルゴリズムやSingle frequency Adaptive Notch Filter アルゴリズムなど）を用いたアクティブ騒音制御装置が普及している。アクティブ騒音制御装置では、一般的に、マイクロホン設置位置(観測点)での騒音のパワーが最小となるように適応制御部が自動で動作をすることで、アクティブ消音を実現している。
図１１はFiltered-x-LMSアルゴリズムを採用した従来のアクティブ騒音制御装置の構成図（特許文献１）であり、参照信号発生部１は消音したい騒音と相関のある参照信号xを生成して出力する。適応制御装置２は、参照信号発生部１から発生する参照信号ｘ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NZとキャンセル音CNの合成音信号をエラー信号eとして入力され、該エラー信号のパワー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ｙを出力する。適応制御装置２は、適応信号処理部ADPと、デジタルフィルタ構成の適応フィルタADFと、参照信号ｘにスピーカから騒音キャンセル点までのキャンセル音伝達系の伝達特性を畳み込んで信号処理用参照信号を作成する信号処理フィルタSFTを備えている。キャンセルスピ−カ３は適応フィルタ出力信号を入力されて騒音キャンセル音CNを放射し、エラーマイク４は騒音キャンセル点に配置され、騒音NZとキャンセル音CNの合成音を検出し、合成音信号をエラー信号ｅとして騒音キャンセルコントローラ２の適応信号処理部ADPに入力する。
【０００３】
適応信号処理部ADPは騒音キャンセル点におけるエラー信号ｅと信号処理フィルタSFTを介して入力される信号処理用参照信号を入力され、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ADFの係数を決定する。例えば適応信号処理部ADPは周知のFiltered-x-LMS (Least Mean Square)適応アルゴリズムに従って、エラーマイク４から入力されたエラー信号ｅの電力が最小となるように適応フィルタADFの係数を決定する。適応フィルタADFは適応信号処理部ADPにより決定された係数に従って参照信号ｘにデジタルフィルタ処理を施して騒音キャンセル信号ｙを出力する。尚、参照信号ｘは、消去したい騒音NZ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。
【０００４】
図１２は騒音キャンセルコントローラ２における信号処理フィルタSFTに設定されるスピーカから騒音キャンセル点までの音響伝達特性Cを同定する伝達特性同定部のブロック図であり、図１１と同一部分には同一符号を付している。
白色雑音発生部５を起動すると、白色雑音は適応制御装置６に入力して適応フィルタADF′でフィルタリング処理を施されルート共に、スピーカ３より車室内音響空間に放射され、マイクロホン４により検出される。演算部７はマイクロホン４による検出信号から適応フィルタADF′の出力信号を減算し、その差をエラー信号ｅとして適応制御装置６にフィードバックする。適応信号処理部ADP′は誤差信号ｅのパワーが最小になるようLMSアルゴリズムによる適応制御を行って適応フィルタADF′の係数を決定して設定する。以後、上記適応制御が繰り返され、最終的に適応フィルタADF′の出力とマイクロホン出力が等しくなり、これにより適応フィルタADF′にスピーカ３からマイク４までの音響伝達特性C′が設定される。音響伝達特性Ｃ′の同定が終了した後、適応フィルタADF′の係数（伝達特性）を図１１の信号処理フィルタSFTにコピーする。
【０００５】
図１１のアクティブ騒音制御装置は、時間領域の参照信号およびエラー信号を用いる例であるが、これら時間領域の信号を周波数領域の信号に変換し、適応信号処理を周波数領域で行うアクティブ騒音制御装置がある。図１３は適応信号処理を周波数領域で行うアクティブ騒音制御装置のブロック図であり、図１１と同一部分には同一符号を付している。
FFT部８aは時間領域の参照信号xを周波数領域(周波数f1, f2,・・・fF)の信号X(Xf1,Xf2,・・・XfF)に変換し、FFT部８bは誤差信号eを周波数領域の信号E(Ef1,Ef2,・・・EfF)に変換し、適応制御部９は周波数成分毎に係数更新式を用いて図示しない適応フィルタ係数W(Wf1,Wf2,・・・WfF)を決定し、IFFT部８cは周波数成分毎に適応フィルタから出力される信号を時間領域の信号に変換してスピーカ３に入力する。適応制御部９のLMSアルゴリズムは、基本的に次式
【数１】
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により、周波数毎に現時刻ｋ＋１の適応フィルタ係数WM(fj，k+1)(j=1〜F)を1時刻前の適応フィルタ係数WM(fj，k) (j=1〜F)を用いて更新することで消音を実現している。
【特許文献１】特許第３４１９８７８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年，環境面の要求から自動車の軽量化・低燃費化が進んでおり、それに伴ってアクティブ騒音制御装置のよりいっそうの低価格化と多車種展開が要望されている。しかし、消音用の音源（スピーカ）数Mやマイクロホン数Lが増えると、適応制御部の数が増えたり、伝達特性C′の数が増えるために、演算量や伝達特性の保存量が増えて、コストアップの要因となっている。
また、アクティブ騒音制御装置を多車種展開するにあたり、製造コストのマスメリットを出そうと、1台のアクティブ騒音制御装置をそのまま多車種に導入しようという要望があり、このような場合には伝達特性C′の保存量が車種数分増えてしまうため、更にサイズの大きいメモリが必要となって、これもコストアップの要因となる。
以上から本発明の目的は、係数更新式の演算に要する演算量を減少することである。
本発明の別の目的は保存する伝達特性C′の量を削減して必要とするメモリサイズを削減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を適応制御部に設定し、適応制御部において該伝達特性を含む係数更新式を用いて誤差信号電力が最小となるように前記適応フィルタの係数を決定する適応信号処理システム及びその伝達特性設定方法である。
・伝達特性設定方法
本発明の伝達特性設定方法は、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を算出するステップ、前記係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較するステップ、ゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項の伝達特性のみを適応制御部に設定するステップ、を備えている。
適応制御部に入力される参照信号と誤差信号を周波数領域の信号に変換し、該適応制御部が周波数成分毎に係数更新式を用いて適応フィルタの係数を決定し、周波数毎に各適応フィルタから出力される信号を時間領域の信号に変換してスピーカに入力する場合、周波数成分毎に、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を求め、周波数成分毎に係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較し、ゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項の伝達特性のみを適応制御部に設定する。
【０００８】
・適応信号処理システム
本発明の適応信号処理システムは、参照信号と誤差信号を入力されて適応信号処理する適応制御部と、該適応制御部置の適応フィルタから出力される信号が入力される２以上のスピーカと、各スピーカから出力される音響信号を検出する１以上のマイクと、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を算出する伝達特性算出部と、前記係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較する比較部と、ゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項の伝達特性のみを前記適応制御部に設定する伝達特性設定部を備えている。
本発明の適応信号処理システムは、更に、前記参照信号を周波数領域の信号に変換するFFT部、前記誤差信号を周波数領域の信号に変換するFFT部、周波数成分毎に適応フィルタから出力される信号を時間領域の信号に変換して前記スピーカに入力するIFFT部を備え、前記伝達特性算出部は周波数成分毎に各スピーカから各マイクまでの伝達特性を算出し、前記比較部は周波数毎に係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較し、伝達特性設定部はゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項の伝達特性のみを前記適応制御部に設定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を算出し、係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より伝達ゲインを求めて比較し、ゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項の伝達特性のみを適応制御部に設定するようにしたから、係数更新式における加算項を減少できる。このため、演算数を減少でき、高速処理が可能になった。また、伝達ゲインが小さい方の加算項の伝達特性を適応制御部に設定する必要がないため、これら伝達特性を保存するメモリの使用量を削減できる。
また、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換し、適応信号処理を周波数領域で行う場合、周波数成分毎に、各スピーカから各マイクまでの伝達特性を求め、周波数成分毎に係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性を用いて伝達ゲインを求めて比較し、ゲイン差が設定値以下の場合、伝達ゲインが小さい方の加算項を０とみなし、大きい方の加算項の伝達特性のみを適応制御部に設定するようにしたから、周波数成分数をF個(例えば２００個)とすれば、時間領域の適応信号処理に本願発明を適用する場合の演算数の減少量に比べてF倍減少でき、高速処理が可能になった。また、適応制御部に設定する伝達特性の数を著しく減少でき、これにより、これら伝達特性を保存するメモリの使用量の削減、コストダウンを図ることができる。
また、車種毎に伝達特性を特定するパラメータを保存する場合であっても、保存する伝達特性の数を少なくでき、メモリサイズを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
(A)本発明の概略
本発明は、適応フィルタ係数更新式の２以上の加算項における各伝達特性より求まる伝達ゲインを比較し、ゲインの差が設定値以下の場合、ゲインが小さい方の加算項を０とみなすことにより、使用する伝達特性の量を削減し、また、該加算項の演算を不要にし、メモリ量および演算量を削減してコストダウンを達成する。
以下、簡単な事例を用いて、本発明の原理を説明する。
図１はアクティブ騒音制御システムの車室内音響系の一例であり、車室CSP内の適所に(図では車室内前部と後部)に２つの消音用音源(スピーカ)SP1,SP2を設け、騒音キャンセルポイントに２つのマイクMIC1,MIC2を設けた例である。図２は図１の車室内音響系を判りやすく書き換えたものである。スピーカSP1から発生した音響信号は伝達特性C11，C21を介してそれぞれマイクMIC1,MIC2に到達し、スピーカSP2から発生した音響信号は伝達特性C12，C22を介してそれぞれマイクMIC1,MIC2に到達して検出される。また、各マイクMIC1,MIC2は消音したい騒音dも検出する。なお、STF,STBは前座席、後座席である。
【００１１】
図３は、２つの消音用音源(スピーカ)、２つのマイク、２つの適応制御部を備えたアクティブ騒音制御システムの構成図であり、適応信号処理を周波数領域で行う場合である。アクティブ騒音制御システムは、参照信号xを周波数領域の信号Xに変換するFFT部１１、マイクMC1,MIC2から出力する誤差信号e1，e2を周波数領域の信号E1，E2に変換するFFT部１２1，１２2、適応信号処理を周波数領域で行う２つの適応制御部１３1，１３2、周波数成分毎に適応制御部１３1，１３2の各適応フィルタから出力される周波数領域の信号Y1，Y2を時間領域の信号y1，y2に変換して出力するIFFT部１41，１42、信号y1，y2が入力される車室内音響系１５を備えている。車室内音響系１５は、図１の車室内音響系をモデル化して示しており、SP1,SP2はスピーカ、MIC1,MIC2はマイク、Cijは各スピーカから各マイクまでの音響伝達特性、CB1,CB2は合成部である。
音源とマイクロホンが２個ずつあるために、それらの間の音響伝達系はC11〜C22の４系統ある。適応制御部１３1，１３2のLMSアルゴリズムに基づく適応フィルタの係数更新式はそれぞれ、
【数２】
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となる。なお、Mは消音用音源数、Lはマイクロホン数である。
【００１２】
図４は適応制御部１３1の構成図であり、(2a)式に従って適応フィルタ係数を更新する構成を備えている。(2a)式は各周波数f1，f2，・・・fF毎に書き換えると以下の係数更新式
【数３】
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になる。
適応信号処理部２１は、周波数f1，f2，・・・fF毎に上式の演算を実行し、周波数毎の適応フィルタの係数W1(f1,k+1)、W1(f2,k+1)・・・W1(fF,k+1)を計算し、適応フィルタ２２はW1(f1,k+1)、W1(f2,k+1)・・・W1(fF,k+1)を周波数領域に変換した参照信号X1(f1)、X1(f2)・・・X1(fF)に乗算し、乗算結果を図３のIFFT部１４1に入力する。
【００１３】
適応信号処理部２１において、３１1〜３１Fは参照信号X1(f1)、X1(f2)・・・X1(fF)の複素共役を算出して出力する複素共役演算部、３２1〜３２Fは前回の適応フィルタ係数W1(f1,k)、W1(f2,k)・・・W1(fF,k)を所定時刻遅延して出力する遅延器、３３1〜３３FはスピーカSP1からマイクMIC1までの周波数毎の伝達特性C′11(f1)〜C′11(fF) を参照信号X1(f1)、X1(f2)・・・X1(fF)の複素共役信号X1＊(f1)〜X1＊(fF)に乗算する乗算部、３４１〜３４FはスピーカSP1からマイクMIC2までの周波数毎の伝達特性C′21(f1)〜C′21(fF) を参照信号X1(f1)、X1(f2)・・・X1(fF)の複素共役信号X1＊(f1)〜X1＊(fF)に乗算する乗算部、３５1〜３５Fは乗算部３３1〜３３Fの出力信号と周波数領域に変換した誤算信号E1(f1)〜E1(fF)を乗算する乗算部、３６1〜３６Fは乗算部３４1〜３４Fの出力信号と周波数領域に変換した誤算信号E2(f1)〜E2(fF)を乗算する乗算部、３７1〜３７Fは(3-1)〜(3-F)式の右辺第2項の[ ]内の加算演算を行なう加算器、３８1〜３８Fは加算器の出力信号にステップサイズパラメータ2μを乗算する乗算部、３９1〜３９Fは(3-1)〜(3-F)式の右辺第1項と第2項の加算を行なう加算器である。また、適応フィルタ２２において、３０1〜３０Fは周波数毎のフィルタ係数W1(f1,k+1)、W1(f2,k+1)・・・W1(fF,k+1)を周波数領域に変換した参照信号X1(f1)、X1(f2)・・・X1(fF)に乗算する乗算器である。
【００１４】
以上は適応制御部１３1の構成であるが、適応制御部１３2も同様な構成になる。なお、(2b)式は各周波数f1，f2，・・・fF毎に書き換えると以下の係数更新式
【数４】
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になる。
【００１５】
図４及び(2a)〜(2b)式からわかるように、消音用音源であるスピーカが増えることにより制御用フィルタWが増え、また、マイクが増えることによって適応制御部内部の伝達特性に関わる演算と該伝達特性の量が増加することとなり、演算量とメモリ量が増加していくことがわかる。特に、F=200程度になるため、演算量とメモリ量は多くなる。また、騒音制御システムを取り付ける車種が変わることにより、音響伝達系の伝達特性が変化し、一つの騒音制御システムで複数の車種に対応できるようにするためには、車種分の音響伝達特性をメモリに持つ必要があり、演算量とメモリ量の増加は著しい。
【００１６】
そこで、本発明では(2a)式の右辺第２項の加算式に着目し、各加算項に含まれる伝達特性より伝達ゲインを求めて比較し、
伝達特性C′11(fj)のゲイン >>伝達特性C′21(fj)のゲイン、であれば、C′21(fj)X*(fj,k)E2(fj,k)の項がC′11(fj)X*(fj,k)E1(fj,k)に比べて非常に小さくなるから、C′21(fj)X*(fj,k)E2(fj,k)を０と見なして無視する。また、逆の場合も同様である。
(2b)式でも伝達特性C′12(fj)のゲイン>>伝達特性C′22(fj)のゲイン、であれば、C′22(f)X*(fj,k)E2(fj,k)の項がC′12(fj)X*(fj,k)E1(fj,k)に比べて非常に小さくなるから、C′22(fj)X*(fj,k)E2(fj,k)を０と見なして無視する。また、逆の場合も同様である。
なお、伝達特性Cij′(fj)は、複素数a+bjの形式で表現され、ゲインGと位相差θを用いて次式
【数５】
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により表現できる。
【００１７】
以上のように、ゲインの小さい項を0と見なして無視することにより、図４に示した適応制御部１３1の構成は、図５に示すようになる。すなわち、点線で示すように無視できる部分の係数や回路を削除することができる。ただし、図５では、
C′11(f2)のゲイン >> C′21(f2)のゲイン、C′21(fF)のゲイン >> C′11(fF)のゲイン
であるとしている。
以上より、本発明では、製品搭載車種の音響伝達系（伝達特性）を測定する際、測定した伝達特性C′11(fj)のゲインと伝達特性C′21(fj)のゲイン、伝達特性C′12(fj) のゲインと伝達特性C′22(fj) のゲインをそれぞれ比較して、その差が設定値v[dB] 以上（例えば20dB以上）であれば小さい方の伝達特性を削除する。
【００１８】
（B）実施例
図６は音響伝達系（伝達特性）を決定する本発明の実施例構成図であり、図1と同一部分には同一符号を付している。
スイッチ５１，５２を図示の状態にして、白色雑音発振器５３を起動すると、白色雑音は適応制御装置５４に入力して適応フィルタADFでフィルタリング処理を施されると共に、スピーカSP1より車室内音響空間CSPに放射され、マイクロホンMIC1により検出される。演算部５５はマイクロホンMIC1による検出信号から適応フィルタADFの出力信号を減算し、その差をエラー信号ｅとして適応制御装置５４にフィードバックする。適応信号処理部ADPは誤差信号ｅのパワーが最小になるようLMSアルゴリズムによる適応制御を行って適応フィルタADFの係数を決定して設定する。以後、上記適応制御が繰り返され、最終的に適応フィルタADFの出力とマイクロホン出力が等しくなり、これにより適応フィルタADFにスピーカSP1からマイクMIC1までの音響伝達特性C11′が設定される。しかる後、FFT演算部５６は所定サンプリング速度で適応フィルタADFより所定数(F個)の伝達特性C11′を取り込み、FFT処理することによりF個の周波数f1〜fFの伝達特性C11′（f1）〜C11′（fF）を算出してメモリ５７のC11特性部５７1に保存する。
【００１９】
以上により、伝達特性C11′（f1）〜C11′（fF）の同定処理が終了すれば、スイッチ５２を点線側に切り換え、同様の処理によりF個の周波数f1〜fFの伝達特性C21′（f1）〜C21′（fF）を算出してメモリ５７のC21特性部５７2に保存する。以後、スイッチ５１，５２を切り換え、同様にそれぞれF個の周波数f1〜fFの伝達特性C12′（f1）〜C12′（fF）、C22′（f1）〜C22′（fF）を算出してメモリ５７のC12特性部５７3、C22特性部５７4に保存する。図7はメモリ57における伝達特性の保存状態説明図である。
全伝達特性の同定処理が終了すれば、第1の特性選択部５８は、(2a)式の右辺第２項の加算式における第１加算項の伝達特性C11′（fj）(j=1〜F)のゲインと第２加算項の伝達特性C21′（fj）(j=1〜F)のゲインを比較する。そして、
C11′（fj）のゲイン>>C21′（fj）のゲイン
であれば（設定レベルVdB以上の差があれば）、伝達特性C11′（fj）のみをメモリ６０のC11特性部６０1に保存する。一方、
C11′（fj）のゲイン<< C21′（fj）のゲイン
であれば（設定レベルVdB以上の差があれば）、伝達特性C21′（fj）のみをメモリ６０のC21特性部６０２に保存し、ゲインに設定レベルVdB以上の差がなければ両方をメモリ６０のC11特性部６０1、C21特性部６０２に保存する。
【００２０】
F個の全周波数f1〜fFの伝達特性について上記の処理が終了すれば、第２の特性選択部５９は、(2b)式の右辺第２項の加算式における第１加算項の伝達特性C12′（fj）(j=1〜F)のゲインと第２加算項の伝達特性C22′（fj）(j=1〜F)のゲインを比較する。そして、
C12′（fj）のゲイン>>C22′（fj）のゲイン
であれば（設定レベルVdB以上の差があれば）、伝達特性C12′（fj）のみをメモリ６０のC12特性部６０3に保存する。一方、
C12′（fj）のゲイン<< C22′（fj）のゲイン
であれば（設定レベルVdB以上の差があれば）、伝達特性C22′（fj）のみをメモリ６０のC22特性部６０４に保存し、ゲインに設定レベルVdB以上の差が無ければ両方をメモリ６０のC12特性部６０3、C22特性部６０４に保存する。
【００２１】
図８はメモリ６０における伝達特性の保存状態説明図であり、
C11′（f1）のゲイン>>C21′（f1）のゲイン
C11′（f2）のゲイン<<C21′（f2）のゲイン
C11′（f3）のゲインとC21′（f3）のゲインに設定レベル以上の差なし
・  ・・・・
C11′（fF）のゲイン>>C21′（fF）のゲイン
であり、また、
C12′（f1）のゲイン<<C22′（f1）のゲイン
C12′（f2）のゲイン<<C22′（f2）のゲイン
C12′（f3）のゲイン>>C22′（f3）のゲイン
・  ・・・・
C12′（fF）のゲインとC22′（fF）のゲインに設定レベル以上の差なし
の場合である。
以上により、伝達特性の選択が終了すれば、メモリ６０に記憶された伝達特性C11′（fj）、C21′（fj）(j=1〜F)が図３の適応制御部１３1に設定され、また、伝達特性C12′（fj）、C22′（fj）(j=1〜F)が適応制御部１３2に設定される。これにより、適応制御部１３1、適応制御部１３2の適応信号処理部はそれぞれ、設定された伝達特性を用いて(2a),(2b)式により適応フィルタの係数を決定して騒音キャンセル制御を実行することが可能となる。
【００２２】
（C）変形例
以上では、本発明をアクティブ騒音制御システムに適用した場合であるが、希望する伝達特性を求めてフィルタに設定し、該フィルタを通してオーディオ音を出力する適応等化制御システムにも適用することができる。
車室内は、密閉された狭い空間である。従って、短時間で反射が起こり、音波が干渉しあうため、聴取点までの伝搬特性は、非常に複雑なものとなる。また、左右非対称な場所で音楽等を聴いているので、左右スピーカからの伝搬特性も大きく違ってしまう。かかる車室内の悪影響を取り除き、車室内における音響特性の改善を目的としたオーディオ装置が望まれており、適応等化システムは再生空間の複数点（制御点）において、振幅、位相特性を含めて所望の特性となるようにする制御する。
【００２３】
図９は１個のスピーカ、１個のマイクを用いた適応等化システムの基本構成図であり、７１はオーディオ信号ｘを出力するオーディオソース（チューナ、テープデッキ、ＣＤプレーヤ等）、７２は目標応答特性（インパルスレスポンス特性）Ｈが設定され、オーディオ信号ｘが入力されて目標信号ｄを出力する目標応答設定部、７４は車室内音響空間の聴取位置(観測点)における音を検出するマイク、７５は検出されたオーディオ信号ｚと目標応答設定部７２から出力される目標信号ｄとの誤差eを演算する演算部、７６は前記誤差ｅのパワーが最小となるように信号ｙを発生する適応制御装置、７７は該信号ｙに応じた音を車室内音響空間７８に放射するスピーカ（制御音源）である。目標応答設定部７２の目標応答特性Ｈは、再現したい音場空間に対応する特性が設定されている。
適応制御装置７６は、オーディオ信号ｘを参照信号として入力されると共に、前記演算部７５から出力されるエラー信号ｅを入力され、該エラー信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行って信号ｙを出力する。適応制御装置７６は、LMSアルゴリズムに従った適応信号処理を行う適応信号処理部ADPと、FIR型のデジタルフィルタ構成の適応フィルタADFを有している。
適応信号処理部ADPは聴取位置におけるエラー信号ｅと参照信号xが入力され、これらの信号を用いて(1)式の係数更新式により、聴取位置におけるオーディオ信号zが目標信号ｄと等しくなるように適応フィルタADFの係数を決定する。適応フィルタADFは適応信号処理部ADPにより決定された係数に従ってオーディオ信号ｘにデジタルフィルタ処理を施して信号ｙを出力する。従って、適応信号処理によりエラー信号ｅのパワーが最小となるように適応フィルタADFの係数が収束すれば、聴取位置において、オーディオ信号zが目標信号ｄと等しくなる。したがって、目標応答設定部７２を切り離すことにより、理想的な空間で音を聴取したのと同等の音の聴取が可能となる。
【００２４】
図１０は２個のスピーカ、２個のマイクを用いた適応等化システムの構成図であり、各スピーカSP1,SP2、マイクMIC1,MIC2は図１と同様に車室内の適所に配置されており、音響伝達系は図２に示すようになっている。
適応等化システムは、音楽ソース８０、参照信号である音楽信号xを周波数領域の信号Xに変換するFFT部８１、マイクMC1,MIC2から出力する誤差信号（聴取位置におけるオーディオ信号z1、z2と目標信号d1,d2の誤差信号）e1，e2を周波数領域の信号E1，E2に変換するFFT部８２1，８２2、適応信号処理を周波数領域で行う２つの適応制御部８３1，８３2、周波数成分毎に適応制御部８３1，８３2の各適応フィルタから出力される周波数領域の信号Y1，Y2を時間領域の信号y1，y2に変換して出力するIFFT部８41，８42、信号y1，y2が入力される車室内音響系８５、第１聴取位置（マイクMIC1の設置位置）における目標応答特性Ｈ1が設定される第１の目標応答設定部８６、第２聴取位置（マイクMIC２の設置位置）における目標応答特性H2が設定される第２の目標応答設定部を備えている。車室内音響系１５は、図１あるいは図２の車室内音響系をモデル化して示しており、SP1,SP2はスピーカ、MIC1,MIC2はマイク、Cijは各スピーカから各マイクまでの音響伝達特性、CB1,CB2は合成部である。
適応制御部８３1，８３2は図３のアクティブ騒音制御システムの場合と同様に、それぞれ、次式
【数６】
2010134344.tif 000008
に示す係数更新式を用いて適応信号処理を行って、第１、第２聴取位置におけるオーディオ信号z1、z2がそれぞれ目標信号d1、d2と等しくなる適応フィルタの係数を決定する。しかる後、目標応答設定部８６，８７を切り離すことにより、第１、第２聴取位置において理想的な空間で音を聴取したのと同等の音の聴取が可能となる。
【００２５】
以上より、適応等化システムにおいても、伝送特性C′11(fj)、C′21(fj)、C′12(fj)、C′22(fj)を適応制御部８３1，８３2に設定する必要がある。そして、(6a)〜(6b)式からわかるように、スピーカが増えることにより適応制御部の数が増え、また、マイクが増えることによって適応制御部内部の伝達特性に関わる演算と該伝達特性量が増加することとなり、演算量とメモリ量が増加する。そこで、適応信号処理に使用する伝達特性C′11(fj)、C′21(fj)、C′12(fj)、C′22(fj)を既に説明した図６に示す構成によって設定する。このようにすれば、適応等化制御システムにおいてもアクティブ騒音制御システムと同等の効果を奏することが可能となる。
以上の実施例ではスピーカを２個、マイクを２個使用したシステムの例であるが、スピーカが１個以上、マイクが２個以上を使用する騒音キャンセルシステムや適応等化制御システムにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】アクティブ騒音制御システムの車室内音響系の一例である。
【図２】図１の車室内音響系を判りやすく書き換えた説明図である。
【図３】２つの消音用音源(スピーカ)、２つのマイク、２つの適応制御部を備えたアクティブ騒音制御システムの構成図である。
【図４】適応制御部の従来の構成図である。
【図５】適応制御部の本発明の構成図である。
【図６】音響伝達系（伝達特性）を決定する本発明の実施例構成図である。
【図７】メモリにおける伝達特性の第１の保存状態説明図である。
【図８】メモリにおける伝達特性の第２の保存状態説明図である。
【図９】１個のスピーカ、１個のマイクを用いた適応等化システムの基本構成図である。
【図１０】２個のスピーカ、２個のマイクを用いた適応等化システムの構成図である。
【図１１】Filtered-x-LMSアルゴリズムを採用した従来のアクティブ騒音制御装置の構成図である。
【図１２】スピーカから騒音キャンセル点までの音響伝達特性を同定する伝達特性同定部のブロック図である。
【図１３】適応信号処理を周波数領域で行うアクティブ騒音制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
５１，５２  スイッチ
５３  白色雑音発振器
５４  適応制御装置
５５  演算部
５６  FFT演算部
５７  メモリ
５８  第１の特性選択部
５９  第２の特性選択部
６０  メモリ
【図１】
2010134344.tif 000009
【図２】
2010134344.tif 000010
【図３】
2010134344.tif 000011
【図４】
2010134344.tif 000012
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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