(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を係数がｈである消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で消音後の騒音波（以下「残留波」という）の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクへの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタに相異なる係数ｈ1、と係数ｈ2を設定する手段と、
係数ｈ1と係数ｈ2それぞれの場合に対応するＲ1とＲ2を測定する手段と、
Ｈ1とＲ1、Ｈ2とＲ2に関する連立方程式を解くことでＧとＣを算出する手段と、
消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈ3をＧとＣを使って算出する手段を有しており、
消音動作中に相異なる消音フィルタの係数を設定しては、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定し、騒音波の伝搬経路の伝達関数と消音波の伝搬経路の伝達関数を算出し、新たな消音フィルタの係数を算出し、この消音フィルタの係数を使って消音動作を行うことを繰り返すことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項２】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、騒音波信号のスペクトル分布を＜｜Ｘ｜2 ＞とするとき、
ＧとＣと＜｜Ｘ｜2 ＞を算出する手段と
消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈをＧとＣを使って算出する場合に、最小自乗規範に＜｜Ｘ｜2 ＞の重み付けを与える手段とを有し、
算出された新たな消音フィルタの係数ｈを使って消音動作を行うことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項３】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音効果を評価する際の周波数重み付けをＷとするとき、
ＧとＣを算出する手段と、
消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈをＧとＣを使って算出する手段であって、最小自乗規範にＷの重み付けを与える手段とを有し、算出された新たな消音フィルタの係数ｈを使って消音動作を行うことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項４】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクへの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音対象とする周波数範囲を示す周波数重み付けをＦとするとき、
ＧとＣを算出する手段と、
ＧにＦの重み付けを加えながら、消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈをＧとＣを使って算出する手段とを有し、
算出された新たな消音フィルタの係数ｈを使って消音動作を行うことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項５】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を係数がｈである消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタの係数ｈと記憶してあるＧとＣの値から予想されるＲの値Ｒ。を算出する手段と、
係数ｈを消音フィルタに設定して消音動作を行っているときのＲの値Ｒ1 を測定する手段と、
Ｒ1 とＲ0 のずれを予め定めた闇値と比較する手段と、
ＧとＣを算出する手段と、
ＧとＣを使って新たな消音フィルタの係数ｈ3 を算出する手段とを有し、
Ｒ1 とＲ0 のずれが予め定めた閾値よりも大きい場合に限ってＧとＣを算出し直し、この算出しなおしたＧとＣを使って消音フィルタの係数ｈ3 を求め、この新たな消音フィルタの係数ｈ3 を使って消音動作を行うことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項６】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を係数がｈである消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲ、とするとき、
消音フィルタの係数ｈ1 において消音動作を行っているときのＲの値Ｒ1 を測定する手段と、
記憶してあるＣ1 とＨ1 とＲ1 から、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数Ｇを算出する手段と、
ＧとＣ1 から新たな消音フィルタの係数ｈ2 を算出する手段を有しており、
算出された新たな消音フィルタの係数ｈ2 を使って消音動作を行うことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項７】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を係数がｈである消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタの係数ｈ1 において消音動作を行っているときのＲの値Ｒ1 を測定する手段と、
記憶してあるＧ1 とＨ1 とＲ1 から、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数Ｃを算出する手段と、
Ｇ1 とＣから新たな消音フィルタの係数ｈ2 を算出する手段を有しており、
算出された新たな消音フィルタの係数ｈ2 を使って消音動作を行うことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項８】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を係数がｈである消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタの係数ｈ1 において消音動作を行っているときのＲの値Ｒ1 を測定する手段と、
記憶してあるＣ1 と係数ｈ1 とＲ1 から、係数ｈ2 を算出する場合に、消音効果がよりよくなるように係数ｈ1 にインパルス波形を追加することで係数ｈ2 を算出する手段を有しており、
算出された新たな消音フィルタの係数ｈ2 を使って消音動作を行うことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項９】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を係数がｈである消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタに相異なる係数ｈ1と係数ｈ2を設定する手段と、
係数ｈ1と係数ｈ2それぞれの場合に対応するＲ1とＲ2を測定する手段と、
消音フィルタの係数ｈ1，Ｇ1，Ｃ1から予想されるＲの値とＲ1のずれ、又は、消音フィルタの係数ｈ2，Ｇ1，Ｃ1から予想されるＲの値とＲ2のずれであるΔＲを算出する手段と、
Ｈ1とＲ1、Ｈ2とＲ2に関する連立方程式を解くことでＧとＣを算出する手段と、
算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1，Ｃ1を使って、消音フィルタの係数算出に使うべきＧ2，Ｃ2を算出する手段と、
消音効果が最も良くなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈ3をＧ2とＣ2を使って算出する手段を有しており、
ΔＲが予め設定してある値に比べて小さいときは、算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1，Ｃ1をΔＲの大きさに関連させて内分することにより、Ｇ2  ，Ｃ2を算出し、
Ｇ2，Ｃ2を使って算出された新たな消音フィルタの係数ｈ3を使って消音動作を行うことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項１０】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を係数がｈである消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタに相異なる係数ｈ1 と係数ｈ2 を設定する手段と、
係数ｈ1 と係数ｈ2 それぞれの場合に対応するＲ1 とＲ2 を測定する手段と、
Ｈ1 とＲ1 、Ｈ2 とＲ2 に関する連立方程式を解くことでＧとＣを算出する手段と、
算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1 ，Ｃ1 を使って、消音フィルタの係数算出に使うべきＧ2 ，Ｃ2 を算出する手段と、
消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈ3 をＧ2 とＣ2 を使って算出する手段を有しており、
ΔＨ＝｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 が予め設定してある値に比べて小さいときは、算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1 ，Ｃ1 をΔＨの大ききで内分することにより、Ｇ2 ，Ｃ2 を算出し、
ΔＨ＝｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 が予め設定してある値に比べて大きいときは、算出されたＧ，Ｃを、Ｇ2 ，Ｃ2 に用いることとし、
Ｇ2 ，Ｃ2 を使って算出された新たな消音フィルタの係数ｈ3 を使って消音動作を行うことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項１１】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの伝達関数をＨ、エラーマイクにおいて騒音波に由来するパワーの割合を示すコヒーレンス関数をγ2 とするとき、
ＧとＣとγ2 を算出する手段と、
ＧとＣに基づいてＨを算出する手段と、
ＧとＣとγ2 とＨを用いて消音量を算出する手段と、
算出された消音量を利用者に表示する手段と、を有することを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項１２】
騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、
参照センサの信号からエラーマイクヘの信号ヘの伝達関数Ｒをクロススペクトル法によって求める手段であって、クロススペクトル法における平均化回数が可変である手段と、
消音のずれの程度を算出する手段と、
測定されたＲに基づいて消音フィルタの係数ｈを算出する手段があり、
消音のずれが少ないときはより多い平均化回数でクロススペクトル法を行うことでＲを測定し、消音のずれが多いときはより少ない平均化回数でクロススペクトル法を行うことでＲを測定し、
測定されたＲに基づいて消音フィルタの係数ｈを算出し、この算出された係数ｈを使って消音動作をすることを特徴とする能動騒音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消音波で騒音波を打ち消すことによって、騒音波を能動的に消去する能動騒音制御装置に関し、特に、騒音波伝搬系と消音波伝搬系の伝達特性が、消音動作中に変化しても、その変化に追従して良好な消音状態を保つ能動騒音制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
能動騒音制御装置は、騒音源から発生する騒音波を打ち消しあうような消音波を発生させて、騒音を低減する装置である。
従来の能動騒音制御装置の一般的な構成によれば、能動騒音制御装置は、騒音源から発生する騒音波を検出する参照マイクと、消音波を放出する二次音源と、消音後の騒音波（残留波）を検出するエラーマイクとを備えている。
【０００３】
消音波は、騒音波又は騒音波と相関の高い信号を消音フィルタを通すことによって作成される。消音後の騒音波（残留波）はエラーマイクで監視され、消音状態が良好に保たれるように消音フィルタの内容が適応的に制御される。
従来の一般的な能動騒音制御装置の構成を図１に示す（小坂敏文  「適応フィルタの実用技術(5) −周波数領域の適応アルゴリズムを用いた能動的消音−」、日本音響学会誌４８巻７号、pp. 520-524 (1992)参照）。
【０００４】
図１において、１０１は騒音源である。１０２は騒音波を検出する参照マイク、１０３は消音波を放出する二次音源（具体的にはスピーカ）、１０４は消音後の騒音波（残留波）を検出するエラーマイクである。消音波は、１０２で拾った騒音波にＦＩＲ(Finite Impulse Response) ディジタルフィルタ１０５による信号処理を施すことによって作成される。１０６は、参照マイク１０２で検出した騒音波とエラーマイク１０４で検出する残留波を観察し、消音がより適切に行われるようにディジタルフィルタ１０５の係数を更新するコントローラである。
【０００５】
このコントローラは、ＤとＭの信号を観察し、ＤからＭへの伝達関数ＲMDが０に近づくようなディジタルフィルタ１０５の伝達関数ＴF をさがす。より具体的には、ある時点におけるＴF とＲMDの値を基にして、ＴF の値を少しだけ修正することを繰り返す。
また、他の従来技術として、自動車の車室内の騒音低減を図る能動騒音制御装置も知られている（特開平７−２５３７９０号参照）。この能動騒音制御装置の構成を、図２に示す。
【０００６】
図２において、１２０は騒音キャンセルシステムであり、エラー信号（残留波）のパワーが最小となるように騒音キャンセル信号（消音波）を発生する。１２３は騒音キャンセル音Ｓｃn を放射するキャンセルスピーカ（二次音源）、１２４は騒音キャンセル点に配置され、騒音Ｓn とキャンセル音Ｓｃn の合成音を検出し、合成音信号をエラー信号ｅn として出力するエラーマイクである。
【０００７】
１２１は参照信号ｘn を発生する参照信号発生部、１２２は騒音キャンセルコントローラであり、参照信号発生部１２１から発生する参照信号ｘn が入力されるとともに、車室内の騒音キャンセル点における騒音Ｓn とキャンセル音Ｓc n の合成信号がエラー信号ｅn として入力され、該エラー信号ｅn 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ｙn を出力する。騒音キャンセルコントローラ１２２は、適応信号処理部１２２ａと、ディジタルフィルタ構成の適応フィルタ１２２ｂと、参照信号ｘn にキャンセル音伝搬系の伝搬特性（伝達関数）ＣM を畳み込んで信号処理用参照信号（フィルタードリファレンス信号）ｒn を作成する信号処理フィルタ１２２ｃとを有している。
【０００８】
１３０はキャンセル音伝搬系の伝達関数に関する連立方程式を演算する伝達関数演算処理部であり、参照信号ｘnと、エラー信号ｅnと、適応フィルタ１２２ｂの係数ｗnを用いてキャンセル音伝搬系の伝達関数ｃを、誤差を徐々に減らすような反復計算によって演算し、信号処理フィルタ１２２ｃに逐次設定するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段】
一般に、能動騒音制御装置においては、消音波を二次音源から放出する際に二次音源の特性が重畳される。従って、騒音波と打ち消しあうような消音波を作成するには、消音フィルタは、二次音源の逆特性を有するようにしなければならない。二次音源の逆特性は、検出マイクを通過してから二次音源に至るまでの距離を離して遅延時間を許容すればするほど実現しやすくなる。あるいは、遅延時間があまり許容されないならば、逆特性の精度はあきらめざるを得ない。
【００１０】
前述した従来の一般的な能動騒音制御装置（図１）では、消音時にはコントローラ１０６の入力Ｍ＝０が成り立つことを前提とし、Ｍ＝０にすることを能動消音の目標としている。ところが、Ｍ＝０を成り立たせようとするとればするほど、二次音源１０３の逆特性をより正確に実現する必要があり、参照マイク１０２と二次音源１０３の間隔を広げなければならず、能動騒音制御装置の大型化を招いてしまう。
【００１１】
また、周波数領域で表現されたディジタルフィルタ１０５の伝達関数ＴF をＩＦＦＴ (Inverse Fast Fourier Transform) 演算すれば、一般的には、ＴF のインパルス応答が得られて、これが必要なＦＩＲディジタルフィルタ１０５の係数になるはずであるが、このインパルス応答の長さがＦＩＲディジタルフィルタ１０５の長さ（タップ数とも呼ぶ）に納まるという保証がない。より詳細に述べると、例えば、ＩＦＦＴの点数が１０２４なら、ＴF のインパルス応答は１０２４点になる、ＦＦＴ (Fast Fourier Transform) 及びＩＦＦＴは周期関数を前提としているので、前半の５１２点は時間が正の範囲に対応させ、後半の５１２点は時間が負の範囲に対応させるのが通例である。一方、ＦＩＲディジタルフィルタ１０５の長さは信号処理系の能力の制約を受け、例えば３００ならば、ＴF のインパルス応答で０以外の値は先頭から３００番目の範囲内に納まっていると都合がよい。しかし、ＩＦＦＴで得られるインパルス応答においては、現実には、先頭から３０１番目以降に０以外の値が出現してしまうのが、普通である。
【００１２】
だからといって、フィルタ長を十分に長くすれば、コストの上昇を招き、また、時間が負の範囲のインパルス応答を、時間が正の範囲に移すには、検出マイクと二次音源の間隔を広げなければならず、音響系の大型化を招いてしまう。
なお、このように、周波数領域で表現した伝達関数に基づいて逆特性を算出する場合の措置は、従来は具体的に十分な定式化がされていない。例えば、大賀寿郎、山崎芳男、金田豊、「音響システムとディジタル処理」電子情報通信学会発行（1995）では、「周波数領域の逆演算はフィルタ長が十分に長くないと誤差が発生する点など、その操作には慎重な配慮が必要である」と言及されている（p. 156の６〜７行目）。
【００１３】
以上のように、従来の一般的な能動騒音制御装置（図１）では、周波数領域で消音フィルタＴF の演算をすすめるために、消音フィルタの長さを大きくし、音響系を大型化することが避けられなかった。
また、前述した自動車の車室内の騒音低減を図る能動騒音制御装置（図２）においては、前記能動騒音制御装置と異なり、周波数領域に変換することなく、すべて時間領域で計算を行っている。このため、消音フィルタ長を長くしたり遅延時間を稼いだりする必要はなくなっている。しかし、同時に、連立方程式の解法やキャンセル音伝達関数ｃの計算が困難になっており、反復計算により漸近的に解かざるを得ない点で、計算時間を要している。
【００１４】
本発明は、騒音波又はこれと相関の高い信号を参照センサで検出し、検出された信号を係数がｈである消音フィルタに通すことで消音波を作成し、消音波を二次音源から放出することで、エラーマイクの位置で残留波の低減を図る能動騒音制御装置において、能動騒音制御の定式化を見直すことによって、これらの従来技術での欠点を克服することを可能にするもので、以下の目的と構成を有する。
【００１５】
(1) 周波数領域で表された伝達関数から、漸近的な反復計算をせずに、所望のフィルタ長において最適な消音フィルタの係数を算出することを可能にし、ひいては、系の変動ヘの追従性能を高める。
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクへの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタに相異なる係数ｈ1、と係数ｈ2を設定する手段と、係数ｈ1と係数ｈ2それぞれの場合に対応するＲ1とＲ2を測定する手段と、Ｈ1とＲ1、Ｈ2とＲ2に関する連立方程式を解くことでＧとＣを算出する手段と、消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈ3をＧとＣを使って算出する手段を有するように構成されている（請求項１）。
【００１６】
消音動作中に相異なる消音フィルタの係数を設定しては、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定し、騒音波の伝搬経路の伝達関数と消音波の伝搬経路の伝達関数を算出し、新たな消音フィルタの係数を算出し、この消音フィルタの係数を使って消音動作を行うことを繰り返す。すなわち、§７−２から§７−４に述べる、消音状態の維持を行う。
【００１７】
これにより、周波数領域では簡単に伝達関数の四則演算ができる。連立方程式を解いて、騒音波伝搬系Ｇと消音波伝搬系Ｃを算出できる。消音フィルタＨの係数ｈは、ＧとＣから、最小二乗規範（実際の算法は一般逆行列に立脚）によって求める。これらを頻繁に繰り返すことで消音状態を維持することができる。
【００１８】
(2) 騒音波のスペクトル分布に配慮した消音を行う。
一般に、騒音波のスペクトル分布は必ずしも全周波数範囲に波って平坦とは限らない。単純に考えれば、よりパワーのある周波数を重点的に消音した方が、全体として消音効果が高くなると思われるが、従来の能動騒音制御装置では、かかる騒音波のスペクトル分布が考慮されていない。
前記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、騒音波信号のスペクトル分布を＜｜Ｘ｜2 ＞とするとき、
ＧとＣと＜｜Ｘ｜2 ＞を算出する手段と、消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈをＧとＣを使って算出する手段であって、最小自乗規範に＜｜Ｘ｜2 ＞の重み付けを有する手段を有するように構成されている（請求項２）。
【００１９】
請求項２記載の発明においては、ＧとＣを使って消音フィルタを算出する際に、＜｜Ｘ｜2 ＞を加味して得られた消音フィルタを使って消音動作を行う。すなわち、§５−２で後に説明する、＜｜Ｘ｜2 ＞の算入を行う。
本発明による能動騒音制御装置では、かかる騒音波のスペクトル分布の偏りに配慮した消音が可能になるので、より適切な消音効果が得られる。
【００２０】
(3) 周波数の重み付けをした消音を可能にする。
最適な消音とは必ずしも全周波数範囲に波って平坦な重み付けにすべきとは限らない。例えば、騒音は、Ａ特性の騒音計で評価されることが多い。Ａ特性のように、周波数の重み付けを考慮したときの消音は、従来技術による能動騒音制御装置では考慮されていない。
【００２１】
前記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音効果を評価する際の周波数重み付けをＷとするとき、
ＧとＣを算出する手段と、消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈをＧとＣを使って算出する手段であって、最小自乗規範にＷの重み付けを有する手段があるように構成されている（請求項３）。
【００２２】
請求項３記載の発明においては、ＧとＣを使って消音フィルタを算出する際に、Ｗを加味して得られた消音フィルタを使って消音動作を行う。すなわち、§５−２で後に説明する、Ｗの算入を行う。
本発明による能動騒音制御装置では、かかる周波数重み付けに配慮した消音が可能になるので、より適切な消音効果が得られる。
【００２３】
(4) 消音対象とする周波数範囲を制限することを可能にする。
二次音源となるスピーカはすべての周波数範囲において再生能力を有する訳ではなく、特に数十Ｈｚ以下は消音波の出力が困難である。
また、ローパスフィルタ１１０、１１２（図１）があることにより、消音できる周波数帯域には上限がある。かかる周波数帯域の制限を無視して、無理に消音しようとするのは無駄である。
【００２４】
本発明による能動騒音制御装置では、かかる周波数範囲の制限を加味することで、無理のない消音動作を可能にする。
前記目的を達成するために、請求項４記載の発明は、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクへの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音対象とする周波数範囲を示す周波数重み付けをＦとするとき、
ＧとＣを算出する手段と、ＧにＦの重み付けを加えながら、消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈをＧとＣを使って算出する手段があるように構成されている（請求項４）。
請求項４記載の発明においては、ＧとＣを使って消音フィルタを算出する際に、ＧにＦを加味して得られた消音フィルタを使って消音動作を行う。すなわち、§８で後に説明する、帯域制限Ｆの算入を行う。
【００２５】
(5) 系の変動を検出可能にする。
前記目的を達成するために、請求項５記載の発明は、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタの係数ｈと記憶してあるＧとＣの値から予想されるＲの値Ｒ。を算出する手段と、係数ｈを消音フィルタに設定して消音動作を行っているときのＲの値Ｒ1 を測定する手段と、Ｒ1 とＲ0 のずれを予め定めた闇値と比較する手段と、ＧとＣを算出する手段と、ＧとＣを使って新たな消音フィルタの係数ｈ3 を算出する手段とを有するように構成されている（請求項５）。
【００２６】
請求項５記載の発明においては、Ｒ1 とＲ0 のずれが予め定めた閾値よりも大きい場合に限ってＧとＣを算出し直し、この算出しなおしたＧとＣを使って消音フィルタの係数ｈ3 を求め、この新たな消音フィルタの係数ｈ3 を使って消音動作を行う。すなわち、§７−１で後に説明する、「系のずれを検出して、ずれが大きい場合のみ更新」することを行う。
【００２７】
本発明による能動騒音制御装置では、騒音波伝搬系や消音波伝搬系を測定した結果を能動騒音装置内に記憶しておき、消音状態を比較することで、系の変動を検出することが可能になる。その結果、不要な再測定を避けることができるので、省消費電力などに役立てることができる。
【００２８】
(6) 騒音波伝搬系が変動する場合に、消音効果を増やしつつ系を再測定できるようにする。
前記目的を達成するために、請求項６記載の発明は、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタの係数ｈ1 において消音動作を行っているときのＲの値Ｒ1 を測定する手段と、記憶してあるＣ1 とＨ1 とＲ1 から、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数Ｇを算出する手段と、ＧとＣ1 から新たな消音フィルタの係数ｈ2 を算出する手段を有するように構成されている（請求項６）。
【００２９】
請求項６記載の発明においては、Ｒ1 に基づいてＧを算出し、ＧとＣ1 を使って消音フィルタの係数を求めて消音動作を行う。すなわち、§７−２（ii）▲１▼に基づき、系の変化に追従するように消音フィルタを変化させる。
本発明による能動騒音制御装置では、騒音波伝搬系が変動しやすいことが前以て判っている音響系においては、系を再測定する際に悪影響を与えることがない。
【００３０】
(7) 消音波伝搬系が変動する場合に、消音効果を増やしつつ系を再測定する。
前記目的を達成するために、請求項７記載の発明は、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタの係数ｈ1 において消音動作を行っているときのＲの値Ｒ1 を測定する手段と、記憶してあるＧ1 とＨ1 とＲ1 から、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数Ｃを算出する手段と、Ｇ1 とＣから新たな消音フィルタの係数ｈ2 を算出する手段を有するように構成されている（請求項７）。
【００３１】
請求項７記載の発明においては、Ｒ1 に基づいてＣを算出し、Ｇ1 とＣを使って消音フィルタの係数を求めて消音動作を行う。すなわち、§７−２（ii）▲２▼に基づき、系の変化に追従するように消音フィルタを変化させる。
消音波伝搬系が変動しやすいことが前もって判っている音響系においては、系を再測定する際に悪影響を与えることがない。
【００３２】
(8) 後処理が容易な、系の再測定を可能にする。
前記目的を達成するために、請求項８記載の発明は、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタの係数ｈ1 において消音動作を行っているときのＲの値Ｒ1 を測定する手段と、記憶してあるＣ1 と係数ｈ1 とＲ1 から、係数ｈ2 を算出する手段であって、消音効果がよりよくなるように係数ｈ1 にインパルス波形を追加することで係数ｈ2 を算出する手段を有するように構成されている（請求項８）。
【００３３】
請求項８記載の発明においては、Ｃ1 と係数ｈ1 とＲ1 から、係数ｈ1 にインパルス波形を追加した係数ｈ2 を算出して消音動作を行う。すなわち、§７−２（ii）▲３▼に基づき、係数ｈ2 と係数ｈ1 の差がインパルス波形になるように消音フィルタを変化させる。
本発明による能動騒音制御装置では、消音動作をしたまま、系を算出する後処理が容易なように、系を再測定することができる。
【００３４】
(9) 系の変動の程度に応じた系の算出を可能にする。
前記目的を達成するために、請求項９記載の発明は、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタに相異なる係数ｈ1 と係数ｈ2 を設定する手段と、係数ｈ1 と係数ｈ2 それぞれの場合に対応するＲ1 とＲ2 を測定する手段と、消音フィルタの係数ｈ1 ，Ｇ1 ，Ｃ1 から予想されるＲの値とＲ1 のずれ、又は、消音フィルタの係数ｈ2 ，Ｇ1 ，Ｃ1 から予想されるＲの値とＲ2 のずれであるΔＲを算出する手段と、Ｈ1 とＲ1 、Ｈ2 とＲ2 に関する連立方程式を解くことでＧとＣを算出する手段と、算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1 ，Ｃ1 を使って、消音フィルタの係数算出に使うべきＧ2 ，Ｃ2 を算出する手段と、消音効果が最も良くなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈ3 をＧ2 とＣ2 を使って算出する手段を有するように構成されている（請求項９）。
【００３５】
請求項９記載の発明においては、ΔＲが予め設定してある値に比ベて小さいときは、算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1 ，Ｃ1 をΔＲの大きさに関連させて内分することにより、Ｇ2 ，Ｃ2 を算出し、Ｇ2 ，Ｃ2 を使って算出された新たな消音フィルタの係数ｈ3 を使って消音動作を行う。すなわち、§７−３(iii) ▲２▼で後に説明する、ＧとＣの更新を行う。
【００３６】
系の変動が小さいときには以前に測定した結果を加味することで精度を高め、系の変動が大きいときは新たに測定した結果を重視することで追従性を高める。かかる機能を具傭した本発明による能動騒音制御装置は、追従性と高精度の兼ね合いを系の状況に合わせることができる。
【００３７】
(10)系の算出精度を勘案した系の算出を可能にする。
前記目的を達成するために、請求項１０記載の発明は、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの係数ｈを伝達関数として表したものをＨ、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定したものをＲとするとき、
消音フィルタに相異なる係数ｈ1 と係数ｈ2 を設定する手段と、係数ｈ1 と係数ｈ2 それぞれの場合に対応するＲ1 とＲ2 を測定する手段と、Ｈ1 とＲ1 、Ｈ2 とＲ2 に関する連立方程式を解くことでＧとＣを算出する手段と、算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1 ，Ｃ1 を使って、消音フィルタの係数算出に使うべきＧ2 ，Ｃ2 を算出する手段と、消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈ3 をＧ2 とＣ2 を使って算出する手段を有するように構成されている（請求項１０）。
【００３８】
請求項１０記載の発明においては、ΔＨ＝｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 が予め設定してある値に比べて小さいときは、算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1 ，Ｃ1 をΔＨの大きさで内分することにより、Ｇ2 ，Ｃ2 を算出し、ΔＨ＝｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 が予め設定してある値に比べて大きいときは、算出されたＧ，Ｃを  、Ｇ2 ，Ｃ2 に用いることとし、Ｇ2 ，Ｃ2 を使って算出された新たな消音フィルタの係数ｈ3 を使って消音動作を行う。すなわち、§７−３(iii) ▲１▼で後に説明する、ＧとＣの更新を行う。
【００３９】
新たに系を算出する精度の善し悪しに応じて、以前の算出結果を加味する。かかる機能を具備した本発明による能動騒音制御装置は、算出精度のバラツキによってある回の算出における精度の落ち込みがあらわになることを未然に防ぐことができる。
【００４０】
(11)消音効果を定量的に表示することを可能にする。
前記目的を達成するために、請求項１１記載の発明は、
参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数をＧ、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数をＣ、消音フィルタの伝達関数をＨ、エラーマイクにおいて騒音波に由来するパワーの割合を示すコヒーレンス関数をγ2 とするとき、
ＧとＣとγ2 を算出する手段と、ＧとＣに基づいてＨを算出する手段と、ＧとＣとγ2 とＨを用いて消音量を算出する手段と、算出された消音量を利用者に表示する手段と、を有するように構成されている（請求項１１）。
【００４１】
請求項１１記載の発明においては、系を測定した結果に基づき、消音フィルタを計算し、消音量を算出して利用者に表示する。すなわち、§９で後に説明する、消音量の計算を行う。
本発明による能動騒音制御装置は、装置内に有する系の測定結果等を使って消音効果を表示するので、無理な音響系においては利用者は消音を断念することができ、無駄な努力をしなくて済む。
【００４２】
(12)系の変動の程度に応じて系の測定精度を調節する。
前記目的を達成するために、請求項１２記載の発明は、参照センサの信号からエラーマイクヘの信号ヘの伝達関数Ｒをクロススペクトル法によって求める手段であって、クロススペクトル法における平均化回数が可変である手段と、消音のずれの程度を算出する手段と、測定されたＲに基づいて消音フィルタの係数ｈを算出する手段があるように構成されている（請求項１２）。
【００４３】
請求項１２記載の発明においては、消音のずれが少ないときはより多い平均化回数でクロススペクトル法を行うことでＲを測定し、消音のずれが多いときはより少ない平均化回数でクロススペクトル法を行うことでＲを測定し、測定されたＲに基づいて消音フィルタの係数ｈを算出し、この算出された係数ｈを使って消音動作をする。
【００４４】
すなわち、§２で後に説明する平均化回数に対する精度と観測に必要な時間の関係に基づき、消音のずれの多寡に応じて平均化回数を制御することで、消音のずれが少ない場合には精度を高め、消音のずれが多い場合には観測に必要な時間を短縮する。
系の変動が小さいときには測定に時間をかけて精度を高め、系の変動が大きいときは精度は劣るが測定の時間を減らす。かかる機能を具備した本発明による能動騒音制御装置は、高精度と追従性の兼ね合いを系の状況に合わせることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
＜能動騒音制御の定式化＞
本発明の実施の形態を導く前提として、§１から§９までに本発明に係る能動騒音制御の定式化を説明する。
【００４６】
§１．系の構成
本発明が適用される能動騒音制御系を図３に示す。
１は図示しない騒音源からの騒音波を検出する参照マイクである。参照マイク１の検出した信号をｘと表す。２は消音波を放出する二次音源である。二次音源２に与える信号をｙと表す。騒音波と消音波が打ち消しあった後に残る残留波は、３のエラーマイクで検出される。
なお、残留波には、騒音披とは無相関の外来雑音ｎも含まれる。エラーマイク３の検出した信号をｅと表す。
【００４７】
参照マイク１からエラーマイク３ヘ騒音波が伝わるときの騒音波伝搬系をＧと表し、消音スピーカからエラーマイク３ヘ消音波が伝わるときの消音波伝搬系をＣと表す。
なお、騒音波伝搬系Ｇと消音波伝搬系Ｃには、マイクやスピーカの特性も含まれるものとする。騒音波と相関のある参照信号をマイク以外のセンサ（例えば、振動センサ）で拾う場合には、その参照信号から騒音波ヘの伝搬系もＧに含まれることになる。
【００４８】
参照マイク１からの信号ｘは、マイクアンプ４、アンチエイリアシングのためのローパスフィルタ５、ＡＤ変換器６を経て、信号ｕとなって出力される。この信号ｕは、消音フィルタ７及び伝達関数算出部８に供給される。
消音フィルタ７から出力される信号ｖは、ＤＡ変換器９、スムージングのためのローパスフィルタ１０、パワーアンプ１１を経て、信号ｙとなって出力され、二次音源２に供給される。
【００４９】
エラーマイク３からの信号ｅは、マイクアンプ１２、アンチエイリアシングのためのローパスフィルタ１３、ＡＤ変換器１４を経て、信号ｄとして出力され、伝達関数算出部８に供給される。
適応制御部１５は、伝達関数算出部８によって測定された伝達関数Ｒに基づいて、消音フィルタ７の内容を最適に保つ。
【００５０】
ｘ，ｙ，ｅ，ｕ，ｖ，ｄ，ｎの周波数領域での表現を、それぞれＸ，Ｙ，Ｅ，Ｕ，Ｖ，Ｄ，Ｎとする。例えば、Ｕはｕに対してＦＦＴ (Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換) を施すことによって得られるもので、各周波数において複素数の値を有するベクトルである。ＦＦＴの点数として、系を表すのに十分な数の２の巾乗（例えば５１２，１０２４，２０４８）を選ぶのは周知の通りである。
【００５１】
なお、ＦＦＴに先立ってｕに窓関数をかける処理を行ってもよい。信号を周波数領域で表現するにはＦＦＴを使う関係から、Ｕを表現するときの周波数の分解能は、「サンプリング周波数」／「ＦＦＴの点数」であり、Ｕは飛び飛びの周波数に対する値を有しているのはいうまでもない。
マイクアンプ４、ローパスフィルタ５、ＡＤ変換器６を合わせた伝達特性及び、マイクアンプ１２、ローパスフィルタ１３、ＡＤ変換器１４を合わせた伝達特性をＬIとし、ＤＡ変換器９、ローパスフィルタ１０、パワーアンプ１１を合わせた伝達特性をＬOとする。すると、
Ｕ＝ＸＬI                                               (21)
Ｖ＝ＵＨ                                                (22)
Ｙ＝ＶＬO                                               (23)
Ｅ＝ＸＧ＋ＹＣ＋Ｎ                                      (24)
Ｄ＝ＥＬI                                               (25)
が成り立つ。
なお、単純化のためＬI  ，ＬOが騒音波伝搬系Ｇや消音波伝搬系Ｃに含まれるものと考えることもできる。この場合は、ｕ，ｖ，ｄをそれぞれ騒音波、消音波、残留波と呼べばよく、式の上ではＬI＝ＬO＝１と扱えばよい。本発明の構成及び実施例においては、以下、かかる単純化に基づいた説明をする。
【００５２】
§２．伝達関数の算出方法
ここで、伝達関数算出部８での伝達関数の算出方法について説明する。伝達関数の算出自体は公知の種々の手法があるが、後述の説明のために、クロススペクトル法を例に説明しておく。式(21)〜(25)からＸ，Ｖ，Ｅ，Ｙ，Ｅを消去すると
Ｄ＝Ｕ（Ｇ＋ＨＬI ＬO Ｃ）＋ＮＬI                   (26)
となる。この両辺にＵの複素共役 *Ｕを乗じると、
*ＵＤ＝ *ＵＵ（Ｇ＋ＨＬI ＬO Ｃ）＋ *ＵＮＬI         (27)
となる。外来雑音Ｎは *Ｕと無相関なので、 *ＵＤを多数回平均してクロススペクトルを求めると、 *ＵＮＬI は右辺第１項に比べて無視できるようになる。この時間平均を得る処理を＜＞で表すと、
＜ *ＵＮＬI ＞＝０                                  (28)
と書ける。
【００５３】
この平均するための回数（平均化回数）が少ないと、精度が悪くなるが、少ないサンプルで済むので観測時間が短くなる。逆に、平均化回数を多くすると、多くのサンプルが必要になるので観測に必要な時間が長くなるが、精度は向上する。平均化回数には、例えば２０とか１００とかの値を使用する。
さて、式(28)が成り立つ点に注意して、式(27)の両辺の時間平均をとると、
＜ *ＵＤ＞＝＜ *ＵＵ＞（Ｇ＋ＨＬI ＬO Ｃ）            (29)
となる。伝達関数算出部８は、伝達関数Ｒを、
Ｒ＝＜ *ＵＤ＞／＜ *ＵＵ＞                            (30)
で算出するものであり、
Ｒ＝Ｇ＋ＨＬI ＬO Ｃ                                  (31)
となる。伝達関数算出部８はコヒーレンス関数γ2 を次式に基づいて算出することもできる。
【００５４】
γ2 ＝＜ *ＵＤ＞2 ／（＜ *ＵＵ＞＜ *ＤＤ＞）          (32)
このコヒーレンス関数は、信号Ｄの中に含まれるＵと相関のある信号のパワーの割合を与えるものであり、０から１までの値をとる。１−γ2 は、外来雑音Ｎに起因するパワーの割合となる。
＜｜ＮＬI ｜2 ＞＝（１−γ2 ）＜｜Ｄ｜2 ＞            (33)
なお、γ2 ＝０の場合は信号Ｄのパワーはすべて外来雑音Ｎに起因しており、γ2 ＝１の場合は信号Ｄのパワーはすべて信号Ｕと相関があることを意味している。
【００５５】
§３．消音の目標
§３−１．パワーによる消音量の評価
次に消音の目標について説明する。
信号ｅを周波数領域で表現したＥは、各周波数ごとに複素数の値を有するベクトルである。
いま、｜Ｅ｜2 はＥの各周波数ごとのパワーを求めることを示し（Ｅが複素数である点に着目すると、｜Ｅ｜2 ＝ *ＥＥと書くこともできる）、＜｜Ｅ｜2 ＞はその時間平均であり、Σは全周波数にわたる総和を求める演算を示すものとする。
【００５６】
消音の目標は、信号ｅに関する値の自乗を最小にすること、すなわち最小自乗規範を用いることとする。具体的には、§３−３に説明する。
【００５７】
§３−２．消音量の評価における周波数重み付け
消音の良否を考える際に、すべての周波数を均等の重み付けで考えるのは必ずしも一般的ではない。例えば、騒音の程度を測定するには騒音計が使われるが、そのＡ特性は２５００Ｈｚ付近で重み付けのピークを示す。
また、騒音計のＣ特性は２０Ｈｚ以下や１２５００Ｈｚ以上の重み付けが小さい。人間の聴覚特性も平坦な周波数特性ではない。
そこで、騒音の大ききは、各周波数ごとの重み付けＷを付して、
Ｐ＝ΣＷ＜｜Ｅ｜2 ＞                                (34)
で比較することにする。Ｗは能動消音の目的や評価方法によって選択するのが妥当である。例えば、騒音計のＡ特性で測定することを重視するならば、Ｗには騒音計のＡ特性と同じ重み付けを与えるとよい。
【００５８】
なお、騒音計のＡ特性の重み付けを表す式は、例えば、国際標準規格であるＩＥＣ６５１、“Sound Level Meter Amendment 1 ”p. 15 （1993）によれば、周波数ｆ［Ｈｚ］の関数として
Ｗ（ｆ）＝12200 2 ｆ4 （ｆ2 ＋20.62 ）-1（ｆ2 ＋122002）-1（ｆ2 ＋107.72）-1/2（ｆ2 ＋737.92）-1/2
で表される（単純化のために、１０００［Ｈｚ］においてゲインを０［ｄＢ］にする正規化を省いて示す）。
【００５９】
いうまでもなく、式(34)における＜｜Ｅ｜2 ＞はＦＦＴに由来する飛び飛びの周波数の値を有するので、Ｗ（ｆ）の値を求めるときは＜｜Ｅ｜2 ＞の周波数に対応した値を計算しなければならない。
このように、Ｗは各周波数ごとに実数値を有するベクトルであるが、特殊な場合として全周波数にわたってＷ＝１とすれば、式(34)はパワーの単なる総和を意味する。
【００６０】
式(21)〜(24)、(28)を使って式(34)を整理すると、
Ｐ＝ΣＷ｛＜｜Ｘ｜2 ＞｜Ｇ＋ＨＬI ＬO Ｃ｜2 ＋＜｜Ｎ｜2 ＞｝(35)
となる。
【００６１】
§３−３．消音の目標
消音の目標は式(35)の値を小さくすることである。消音フィルタＨによって、＜｜Ｎ｜2 ＞が変わらない点に着目すると、消音の目標は、
Ｑ＝ΣＷ＜｜Ｘ｜2 ＞｜Ｇ＋ＨＬI ＬO Ｃ｜2             (36)
を小さくすることとみなせる。
なお、この重み付けの項等の有無によって、消音の目標は細分類することができる。この点は§５における消音フィルタの算出手順において種々の場合を示す。
【００６２】
§４．系の測定方法
§４−１．騒音波伝搬系ＧとＬI ＬO Ｃの求め方
次に式(36)に出てくる騒音波伝搬系ＧとＬI ＬO Ｃの求め方について説明する。
いま、消音フィルタ７の特性がＨ1 とＨ2 の２通りの場合について、伝達関数算出部８が伝達関数Ｒ1 とＲ2 を測定したとする。すると、式(31)より、
Ｒ1 ＝Ｇ＋Ｈ1 ＬI ＬO Ｃ                              (37)
Ｒ2 ＝Ｇ＋Ｈ2 ＬI ＬO Ｃ                              (38)
が成り立つので、この連立方程式を解いて、
Ｇ＝（Ｈ2 Ｒ1 −Ｈ1 Ｒ2 ）／（Ｈ2 −Ｈ1 ）              (39)
ＬI ＬO Ｃ＝（Ｒ2 −Ｒ1 ）／（Ｈ2 −Ｈ1 ）              (40)
を得ることができる。
§４−２．＜｜Ｘ｜2 ＞の求め方
式(36)に出てくる＜｜Ｘ｜2 ＞については、騒音源の性質が時間的に不変なら、予め測定し決定しておいた＜｜Ｘ｜2 ＞を与えてもよい。あるいは、最新の性質を使うために伝達関数算出部８が式(30)のために算出する＜ *ＵＵ＞（すなわち＜｜Ｕ｜2 ＞）を利用してもよい。ＬI に主に影響を与えるのはローパスフィルタ５であるが、能動騒音制御の対象とする周波数の範囲内を通過周波数帯域になるように（すなわち、殆ど減衰させることがないように）ローパスフィルタ５を設計するのが通常なので、＜｜Ｕ｜2 ＞をそのまま＜｜Ｘ｜2 ＞の代わりに使うのも妥当である。
【００６３】
また、ナイキスト周波数に近くなるに従ってローパスフィルタ５の減衰が徐々に大きくなるのを補正する意味から、消音対象とする周波数においては、
１／｜ＬI ｜2 を＜｜Ｕ｜2 ＞に乗じたものを＜｜Ｘ｜2 ＞の代わりに使うのも妥当である。
なお、この場合は、消音対象周波数を越えてナイキスト周波数に近付くにつれ１／｜ＬI ｜2 は無限大に近付くので、かかる周波数では１／｜ＬI ｜2 を乗じるのをやめる等の措置が必要である。
【００６４】
それから、伝達関数Ｒ1 ，Ｒ2 の順で算出する際の＜｜Ｕ｜2 ＞の値を、＜｜Ｕ1 ｜2 ＞，＜｜Ｕ2 ｜2 ＞とすると、＜｜Ｘ｜2 ＞としては、時間的により後の＜｜Ｕ2 ｜2 ＞を使うのも妥当であり、また、時間変化を平均化する観点から、＜｜Ｕ1 ｜2 ＞と＜｜Ｕ2 ｜2 ＞の平均を使うのも妥当である。
§５．消音フィルタの算出手順
§５−１．Σ｜Ｇ＋ＨＣ｜2 を最小にする消音フィルタ
次に消音フィルタの算出手順について説明する。消音の目標は、式(36)のＱを小さくすることであり、右辺のＨ以外の項Ｗ、＜｜Ｘ｜2 ＞、Ｇ、ＬI ＬO Ｃは既知である。
【００６５】
まず、計算の中心部分を判りやすく説明するために、Σ｜Ｇ＋ＨＣ｜2 を最小にする消音フィルタの算出方法から説明する。
いま、騒音波伝搬系Ｇ，Ｈ，Ｃのインパルス応答をｇ，ｈ，ｃとする。伝達関数での乗算は、時間領域においては畳み込み演算（記号◎で表すことにする）になることを考慮して、Ｇ＋ＨＣを時間領域で表現するとｇ＋ｈ◎ｃとなる。そして、ｇ＋ｈ◎ｃをＧ＋ＨＣに変換するときのＦＦＴの点数をＫとすると、パーシバルの定理により、
Σ｜Ｇ＋ＨＣ｜2 ／Ｋ＝Σ｜ｇ＋ｈ◎ｃ｜2                 (41)
が成り立つ。
【００６６】
なお、式(41)の左辺のΣは周波数領域での総和であり、右辺のΣは時間領域での総和を示す。式(41)から、Σ｜Ｇ＋ＨＣ｜2 を最小にする代わりに、Σ｜ｇ＋ｈ◎ｃ｜2 を最小にする消音フィルタ係数ｈを求めればよいことが判る。
式(41)を最小にする消音フィルタは、一般逆行列の計算により求めることができる。
【００６７】
いま、式(41)の右辺に含まれるｇ＋ｈ◎ｃを行列を使った計算式ＡＺ−Ｂで表せるように、ｃを並べた行列をＡ、−ｇの一次元行列をＢ、ｈの一次元行列をＺとする。
消音フィルタをｐ次とし、ｃ＝｛ｃ0 ，ｃ1 ，ｃ2 ，…｝，ｇ＝｛ｇ0 ，ｇ1 ，ｇ2 ，…｝，ｈ＝｛ｈ0 ，ｈ1 ，…，ｈp-1 ｝で表すと、
【００６８】
【数１】
0003728837.tif 000002
【００６９】
である。そして、行列の各成分の自乗の総和を‖‖2 という記号で表すと、式(41)の右辺は‖ＡＺ−Ｂ‖2 と表わされる。
行列Ａの転置行列を TＡと表せば、Ａの一般逆行列は（ TＡＡ）-1 TＡであり、
Ｚ＝（ TＡＡ）-1 TＡＢ                              (42)
が‖ＡＺ−Ｂ‖2 を最小にするという一般逆行列の性質は周知の通りである（例えば、伊藤昇、岩井齊良、岩堀長慶、上林達治、関野薫、高橋秀一  「経済系・工学系のための  行列とその応用」、紀伊國屋書店、pp. ７１−７２（1987）参照）。
【００７０】
未知数Ｚを求めれば、これがすなわち消音フィルタ７に設定すべき係数列ｈを表している。
なお、式(39)、式(40)のために周波数領域で表したＨが必要ならば、ｈに対してＦＦＴを施せば算出できる。
計算の効率化のために、式(42)を直接計算する代わりに、
（ TＡＡ）Ｚ＝ TＡＢ                                (43)
なる連立方程式を解くことでＺを求めることもできる。ｃの自己相関関数をｒi とすると、左辺の（ TＡＡ）のｉ行ｊ列の要素はｉ≧ｊのときｒi-j 、ｉ＜ｊのときｒj-i である。（ TＡＡ）は、対称Toeplitz行列（左上から右下ヘの斜め方向に並ぶ要素が同一の対称行列）となるので、Levinsonアルゴリズムが使える。
【００７１】
また、右辺の TＡＢは、ｃと−ｇの相互相関関数になっている。
ｃの自己相関関数は *ＣＣのＩＦＦＴで効率よく計算してもよい（ *ＣはＣの共役複素数）。
また、ｃとｇの相互相関関数は、 *ＣＧのＩＦＦＴで効率よく計算してもよい。いうまでもなく、ＩＦＦＴを使うとインパルス応答ｃやｇを一旦求める必要がない。後述の§５−２と§５−３はこの性質を利用している。
【００７２】
なお、最初に求まっているのがインパルス応答ｇとｃである場合に、消音フィルタ係数ｈを式(43)で算出すること自体は、例えば、鈴木陽一、浅野太、曽根敏夫、「音響系の伝搬系の模擬をめぐって（その２）」日本音響学会誌、４５巻１号、p.４４（1989）などに記載されている。
また、消音フィルタ係数ｈの算出に関連する公知の改良手法、例えば、TＡＡに対角要素σＩを加算しておく（σは定数、Ｉは単位行列）ことで、TＡＡの行列式が小さな値になる場合に、係数ｈの値が異常に大きくなることを防げること（大賀寿郎、山崎芳男、金田豊、「音響システムとディジタル処理」、電子情報通信学会、p. 155（1995）参照）が本発明にも利用できるのはいうまでもない。
【００７３】
§５−２．ΣＷ＜｜Ｘ｜2＞｜Ｇ＋ＨＣ｜2を最小にする消音フィルタ
次に、式(36)に出てくる重み付けＷ＜｜Ｘ｜2＞を含めた
ΣＷ＜｜Ｘ｜2＞｜Ｇ＋ＨＣ｜2
を最小にする消音フィルタの計算方法を説明する。
いま、Ｗ＜｜Ｘ｜2＞＝Ｍ2  とおくとする（Ｍは負でない実数）。すると、
Ｗ＜｜Ｘ｜2＞｜Ｇ＋ＨＣ｜2  ＝｜（ＭＧ）＋Ｈ（ＭＣ）｜2
となり、
*（ＭＣ）（ＭＣ）＝*ＣＣＭ2  ，
*（ＭＣ）（ＭＧ）＝*ＣＧＭ2
が成り立つ。従って、Ｗ＜｜Ｘ｜2＞なる重み付けを算入するには、§５−１の最後で説明したＩＦＦＴする前の*ＣＣと*ＣＧにこの重み付けを乗じて、それぞれ*ＣＣＷ＜｜Ｘ｜2＞と*ＣＧＷ＜｜Ｘ｜2＞にしておけばよい。
【００７４】
なお、いうまでもなく、Ｗか＜｜Ｘ｜2＞の片方だけの重み付けを算入するなら、それぞれ、*ＣＣＷと*ＣＧＷ、*ＣＣ＜｜Ｘ｜2＞と*ＣＧ＜｜Ｘ｜2＞をＩＦＦＴすればよい。
§５−３．ΣＷ＜｜Ｘ｜2＞｜Ｇ＋ＨＬIＬOＣ｜2を最小にする消音フィルタ
そして、式(36)の右辺にあるΣＷ＜｜Ｘ｜2＞｜Ｇ＋ＨＬIＬOＣ｜2を最小にする消音フィルタ係数ｈを計算するには、前記のＣの代わりに、ＬIＬOＣを与えればよい。このようにして、消音フィルタ係数ｈを求める手順を、以下では、「消音フィルタ算出手順」と呼ぶことにする。
【００７５】
§６．能動騒音制御装置の立ち上げ手順
次に、式(39)、式(40)を使って騒音波伝搬系ＧとＬI ＬO Ｃを求める場合の、能動騒音制御装置の立ち上げ処理について説明する。
初期状態として、騒音波伝搬系Ｇと消音波伝搬系Ｃに関する予備知識がない場合には、Ｈ1 とＨ2 の２通り（Ｈ1 ≠Ｈ2 ）についてＲ1 とＲ2 を求めなければ、式(39)、式(40)が計算できない。Ｈ1 とＨ2 の片方（単純化のためＨ1 とする）は０、すなわち、消音波を出さないとすることもできるが、残る他方（Ｈ2 ）は、とにかく消音波を出さざるを得ない。
【００７６】
そこで、例えば、うるさくなるが許容できる程度の大きさの消音波を出すことにし、かかる大きさａのインパルス波形を係数ｈ2 に割り当てるとよい。大きさａは例えば１（消音フィルタの入力をそのまま出力する）とか、 0.1（消音フィルタの入力の 0.1倍の信号を消音フィルタから出力する）などを割り当てる。Ｈ2 は係数ｈ2 にＦＦＴを施すことによって求める。Ｈ1 とＨ2 は、他の値にすることもできるが、Ｈ1 ＝０、Ｈ2 ＝ａの場合は、式(39)、式(40)に出てくる除算の計算が単純にできる。式(39)、式(40)によって騒音波伝搬系ＧとＬI ＬO Ｃが求まった後は、前述の消音フィルタ算出手順により消音フィルタ係数ｈを求め、これを消音フィルタ７に設定すれば、消音の目標である式(36)を最小にすることができる。
【００７７】
§７. 消音の維持
§７−１．系のずれの検出
次に、消音動作中に騒音波伝搬系Ｇや消音波伝搬系Ｃが変化する場合に、この変化に追従して消音を維持する手順について説明する。そのために、Ｒを常に観測しておき、ＬI ＬO Ｃ，Ｇ，ｈ，Ｈの値を常に更新するとする。
初期値をＬI ＬO Ｃ1 ，Ｇ1 ，ｈ1 ，Ｈ1 とする（便宜上添字を１から始めるが、このＨ1 は立ち上げ処理で用いるＨ1 ＝０とは別物）。系のずれがないときでも常に更新を行うのでもよい。ここでは、無駄な更新を省く観点から、系のずれを検出して、ずれが大きい場合のみ更新を行う場合を示す。手順を以下に示す。
（ｉ）初期状態として消音フィルタがＨ1 のとき（係数はｈ1 ）の、Ｒ1 を求める。
【００７８】
系にずれがないならば、Ｒ1 はＧ1 ＋Ｈ1 ＬI ＬO Ｃ1 に等しいはずである。。ずれが予め定めた閾値よりも大きければ§７−２の（ii）に進む。系のずれは、消音のずれでもある。ずれの大ききは、例えばΣ｜Ｒ1 −（Ｇ1 ＋Ｈ1 ＬI ＬO Ｃ1 ）｜2 の値の大きさで判断する。
§７−２．系のずれに対処する消音フィルタの変化
（ii）消音フィルタの係数をｈ2 に変えてみて、Ｒ2 を求める。
【００７９】
Ｒ1 −（Ｇ1 ＋Ｈ1 ＬI ＬO Ｃ1 ）は、消音のずれを示す。騒音波伝搬系Ｇと消音波伝搬系Ｃのどちらがずれているかは、Ｒ1 だけからは決められない。どちらがずれやすいかは、音響系の構成に依存する。従って、どちらが変動しやすいかを決めておき、変動しにくい方を元の値のままとし、変動しやすい方をＲ1 から仮に求める。
【００８０】
消音により役立つこととなる係数ｈ2 の値として、以下の▲１▼〜▲３▼の３通りを示しておく。
▲１▼騒音波伝搬系Ｇがずれやすいと考えるなら、
Ｇ＝Ｒ1 −Ｈ1 ＬI ＬO Ｃ1                           (44)
とする。消音フィルタの係数ｈ2 は、この騒音波伝搬系ＧとＣ1 を使って消音フィルタ算出手順に従って求める。Ｈ2 はＦＦＴによりｈ2 から求めておく。
▲２▼消音波伝搬系Ｃがずれやすいと考えるなら、
ＬI ＬO Ｃ＝（Ｒ1 −Ｇ1 ）／Ｈ1                     (45)
とする。消音フィルタの係数ｈ2 は、このＬI ＬO Ｃと騒音波伝搬系Ｇ1 を使って消音フィルタ算出手順に従って求める。Ｈ2 はＦＦＴによりｈ2 から求めておく。
▲３▼一方、Ｈ2 −Ｈ1 ＝０となる周波数が存在するとその周波数においては、前回同定した値をそのまま参照せざるを得ない。かかる観点からは、Ｈ2 −Ｈ1 ＝０となる周波数が存在しない方が望ましいので、簡便に計算できることも勘案して、インパルス波形（全周波数範囲にわたって、パワーを有する）をｈ1 に付け加えることで、ｈ2 を実現する場合も説明する。インパルス波形を付け加えるのは、Ｒ1 とＬI ＬO Ｃ1 の相互相関関数（Ｗ＜｜Ｘ｜2 ＞なる重み付き）の絶対値が最大になる時点とし、その大きさは
0003728837.tif 000003
とする。これによりｈ2 が求まればそれにＦＦＴを施すことでＨ2 を求める。
【００８１】
なお、§５−３の説明に従って、式(46)の分子に出てくる「Ｒ1とＬIＬOＣ1  の相互相関関数（Ｗ＜｜Ｘ｜2＞なる重み付き）」は、*（ＬIＬOＣ1）ＲＷ＜｜Ｘ｜2  ＞をＩＦＦＴすることで求まり、式(46)の分母に出てくる「ＬIＬOＣ1の自己相関関数（Ｗ＜｜Ｘ｜2＞なる重み付き）」は、*（ＬIＬOＣ1）（ＬIＬOＣ1）Ｗ＜｜Ｘ｜2＞をＩＦＦＴすることで求まる。
【００８２】
また、式(46)の分母の「ＬI ＬO Ｃ1 の自己相関関数（Ｗ＜｜Ｘ｜2 ＞なる重み付き）で時刻０の値」は、Ｗ＜｜Ｘ｜2 ＞｜ＬI ＬO Ｃ1 ｜2 を全周波数範囲にわたって平均した値に等しいので、これにより計算してもよい。
【００８３】
§７−３．系の再同定
（iii ）Ｇ1 とＣ1 をＧ2 とＣ2 に更新する。
まず、（ii）のＨ2 に対するＲ2 を求める。そして、Ｒ1 ＝Ｇ＋Ｈ0 ＬI ＬO ＣとＲ2 ＝Ｇ＋Ｈ1 ＬI ＬO Ｃから、式(39)、式(40)を使って現在のＧとＣを計算する。
次に、各周波数におけるΔＨ＝｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 の大きさに応じてＧとＣをＧ1 とＣ1 に算入し、Ｇ2 とＣ2 に更新する。この更新の方法として、以下に▲１▼と▲２▼の二通りを示す。
【００８４】
▲１▼定性的にいって、ΔＨが大きければ、新しく求めたＧとＣは信頼できる。ΔＨ＝０なら更新しない。ΔＨの多寡を峻別するために予め定めた定数をαとし、ΔＨ≧αなら全更新する。０＜ΔＨ＜αなら、ΔＨに比例した割合で更新することにする。つまり、引数の中で小さい方を選ぶ関数ｍｉｎ（  ，）を使って、ｒ＝ｍｉｎ（ΔＨ／α，１）なる値を算出し、
Ｇ2 ＝（１−ｒ）Ｇ1 ＋ｒＧ                              (47)
ＬI ＬO Ｃ2 ＝（１−ｒ）ＬI ＬO Ｃ1 ＋ｒＬI ＬO Ｃ      (48)
で更新する。
【００８５】
なお、０≦ΔＨ≦αの範囲では、
0003728837.tif 000004
となり、除算を避けることができる。
【００８６】
また、ΔＨ≧αの範囲では、
Ｇ2 ＝ *（Ｈ2 −Ｈ1 ）（Ｈ2 Ｒ1 −Ｈ1 Ｒ2 ）／｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 (51)
ＬI ＬO Ｃ2 ＝ *（Ｈ2 −Ｈ1 ）（Ｒ2 −Ｒ1 ）／｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 (52)
となる。従って、実際の計算においては、一旦ＧとＣを中間結果として算出するのではなく、 *（Ｈ2 −Ｈ1 ）（Ｈ2 Ｒ1 −Ｈ1 Ｒ2 ）と *（Ｈ2 −Ｈ1 ）（Ｒ2 −Ｒ1 ）を算出しておくのが、適切である。
【００８７】
▲２▼Ｈ2 −Ｈ1 で割る除算が生じるが、別のやり方も示しておく。これは、§７−１（ｉ）でのずれの大きさに相応する
ΔＲ＝｜Ｒ1 −（Ｇ1 ＋Ｈ1 ＬI ＬO Ｃ1 ）｜2 、又は、
ΔＲ＝｜Ｒ2 −（Ｇ1 ＋Ｈ2 ＬI ＬO Ｃ1 ）｜2 と、
ΔＨ＝｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 
の大きさを考慮した上で、ＧとＣを更新する。定性的にいって、ΔＲが大きければ古いＣ1 とＧ1 は信頼できない。ΔＨが大きけれぼ新しいＧとＣは信頼できる。
【００８８】
そこで、ΔＲとΔＨの多寡を峻別するために予め定めた定数をαとβとし、ΔＲとΔＨの両方を考慮したパラメータとしてｒ＝ｍｉｎ（（αΔＲ＋βΔＨ），１）を求め、
Ｇ2 ＝（１−ｒ）Ｇ1 ＋ｒＧ                              (53)
ＬI ＬO Ｃ2 ＝（１−ｒ）ＬI ＬO Ｃ1 ＋ｒＬI ＬO Ｃ      (54)
で更新する。
§７−４．消音フィルタの再計算
（iv）Ｇ2 とＣ2 から消音フィルタ算出手順により消音フィルタの係数ｈ3 を求める。ＦＦＴにより、ｈ3 からＨ3 を求めておく。この消音フィルタの係数ｈ3 を使って消音を続行させる。すなわち、ＬI ＬO Ｃ2 ，Ｇ2 ，ｈ3 ，Ｈ3 をそれぞれＬI ＬO Ｃ1 ，Ｇ1 ，ｈ1 ，Ｈ1 とおき直し、（ｉ）に戻る。
§８．消音対象周波数の帯域制限
次に、周波数帯域の制限について説明する。消音フィルタには、ＬI ＬO を逆に補正するような特性が入っている。ＬI ＬO は本来消音しなくてもよい周波数帯域で落ちるような特性にしてある筈なので、ＬI ＬO を逆に補正するのは無理な努力を重ねることになる。
【００８９】
また、二次音源２のスピーカは周波数帯域が限られている。
いま、消音する周波数範囲を表した伝達関数をＦとする。Ｆの振幅は、消音したい範囲で１とし、位相は０とする。例えば、５０〜２０００Ｈｚの範囲を消音したいなら、４次のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）の振幅特性を参考にして、Ｆの振幅を周波数ｆ［Ｈｚ］の関数として表すと、
0003728837.tif 000005
とする。
【００９０】
これを、消音フィルタに算入するには、消音フィルタ算出手順の計算において、Ｇの代わりにＧＦを使ってＨを求めればよい。ＧはＦＦＴに由来する飛び飛びの周波数の値を有するので、式(55)でＦの値を求めるときはＧの周波数に対応した値を計算しなければならない。
§９、消音効果の算出手順
最後に、消音効果を算出する手順について説明しておく。騒音の大きさは式(34)のＰで表されるが、消音波を出していないときのＰOFF と、消音波を出しているときのＰONの比で、消音効果を利用者に示すことにする。
【００９１】
さらに、音響の分野ではｄＢ（デジベル）表示が一般的な点に配慮すると、消音効果ＰON/OFFは、
ＰON/OFF＝１０log10 （ＰON／ＰOFF ）                    (56)
となる。消音波を出さないときはＨ＝０と置けばよいことに着目し、式(35)を使って式(56)を展開すると、
0003728837.tif 000006
で算出できる。
【００９２】
§４−２で前述したように＜｜Ｕ｜2 ＞をそのまま＜｜Ｘ｜2 ＞の代わりに使う場合は、式(33)の右辺の（１−γ2 ）＜｜Ｄ｜2 ＞をそのまま＜｜Ｎ｜2 ＞の代わりに使うのが妥当である。
また、ナイキスト周波数に近くなるに従ってローパスフィルタ５の減衰が徐々に大きくなるのを補正する意味から、消音対象とする周波数においては１／｜ＬI ｜2 を＜｜Ｕ｜2 ＞に乗じたものを＜｜Ｘ｜2 ＞の代わりに使う場合には、１／｜ＬI ｜2 を（１−γ2 ）＜｜Ｄ｜2 ＞に乗じたものを＜｜Ｎ｜2 ＞の代わりに使うのが妥当である。
【００９３】
なお、騒音のパワースペクトルの分布が平坦であることが判っているなら、＜｜Ｘ｜2＞は周波数に依存しない値となるので、式(56)において＜｜Ｘ｜2＞を乗ずる処理を省いてもよい。
また、周波数の重み付けＷが平坦、すなわち、周波数によらずに常に１ならば、式(57)においてＷを乗ずる処理を省けるのはいうまでもない。
【００９４】
＜発明の実施＞
図４は、本発明による能動騒音制御を実施する装置の構成を示す。
２１は騒音源２０からの騒音波を検出する参照マイクであり、２２は消音波を放出する二次音源となるスピーカである。騒音波と消音波が打ち消しあった後に残る残留波は、２３のエラーマイクで検出される。
参照マイク２１からの信号は、マイクアンプ２４、アンチエイリアシングのためのローパスフィルタ２５、ＡＤ変換器２６を経て信号ｘとなり、ＤＳＰ（ディジタル信号処理プロセッサ）２７に供給される。
【００９５】
ＤＳＰ２７から出力された信号ｙは、ＤＡ変換器２９、スムージングのためのローパスフィルタ３０、パワーアンプ３１を経て二次音源スピーカ２２に供給される。
エラーマイク２３からの信号は、マイクアンプ３２、アンチエイリアシングのためのローパスフィルタ３３、ＡＤ変換器３４を経て信号ｅとなり、ＤＳＰ２７に供給される。
【００９６】
サンプリングクロック供給回路２８はＡＤ変換器２６，３４、ＤＡ変換器２９にサンプリングクロックを供給するとともに、ＤＳＰ２７の割り込み端子にもこのサンプリングクロックを与える。
ＤＳＰ２７においては、ＡＤ変換器２６，３４、ＤＡ変換器２９の変換と同期して割り込みルーチンが起動される。
【００９７】
図３で示した消音フィルタ７は、図４においてはＤＳＰ２７の割り込みルーチンで実施され、図３で示した伝達関数算出部８と適応制御部１５は、図４においてはＤＳＰ２７のメインルーチンで実施される。
なお、図４においては説明の単純化のためローパスフィルタ等に起因するＬI とＬO による影響は、騒音波伝搬系Ｇと消音波伝搬系Ｃに含まれるとみなす。以降では、ＡＤ変換器２６を経た信号ｘを騒音波、ＤＡ変換器２９に供給する信号ｙを消音波、ＡＤ変換器３４を経た信号ｅを残留波と呼ぶことにする。すると、ｘからｅまでの経路が騒音波伝搬系Ｇであり、ｙからｅまでの経路が消音波伝搬系Ｃとなる。
【００９８】
なお、能動騒音制御の定式化の§１で前述した通り、定式化で示した式は、ＬI ＝ＬO ＝１と置けば、図４の実施例に帰着する。
また、二次音源から参照マイクヘの消音波の伝搬（フィードバック）がある場合（図５(a) 参照）には、この伝搬系の伝達関数をＢとおくと、図５(b) に示すように消音波伝搬系の特性をＣ−ＧＢとおくことによってフィードバックがない場合に帰着できる。すなわち、本発明は、フィードバックの有無にかかわらず適用が可能である。
【００９９】
ＤＳＰ２７内で行うメインルーチンと割リ込みルーチンの機能分担を模式的に図６に示す。
メインルーチン７１では、伝達関数算出と消音フィルタ係数算出を行う。割り込みルーチン７２では、ＡＤ変換器２６，３４からの騒音波と残留波の読み込み、消音波を作成する計算、ＤＡ変換器２９ヘの消音波の書き出しを行う。
【０１００】
メインルーチン７１と割り込みルーチン７２の間でデータをやりとりするために、データ受け渡し領域Ａ３，領域Ａ５，領域Ａ７がある。具体的には、メインルーチン７１は、新しい消音フィルタの係数を領域Ａ３に書き込む。割り込みルーチン７２は、領域Ａ３に新しいデータが揃ったら一括して、割り込みルーチン７２専用に確保してある領域Ａ４に書き移す。
【０１０１】
割り込みルーチン７２における消音波の計算には領域Ａ４の領域を使用するので、メインルーチン７１が領域Ａ３にデータを逐次書き込んでいる最中であっても、消音波の計算に支障はない。
騒音波と残留波のデータは割り込みルーチン７２から領域Ａ５と領域Ａ７に書き込む。騒音波と残留波のデータはクロススペクトル法による伝達関数の計算に使われるが、そのために必要な数のデータが領域Ａ５と領域Ａ７に集まると、メインルーチン７１は領域Ａ６と領域Ａ８に書き移す。以降は、メインルーチン７１は領域Ａ６と領域Ａ８を使って伝達関数の計算を進める。
【０１０２】
メインルーチン７１における伝達関数の計算は領域Ａ６と領域Ａ８を使って進むので、並行して割り込みルーチン７２が領域Ａ５と領域Ａ７に書き込んでも、伝達関数の計算には支障がない。
図７は、ＤＳＰ２７の割り込み処理のフローチャートである。
Ｓ１０とＳ１１は、新しい消音フィルタの係数が、メインルーチンによって領域Ａ３に用意されている場合に、それを領域Ａ４に移す処理である。
【０１０３】
Ｓ１２は、騒音波ｘn と残留波ｅn をそれぞれＡＤ変換器２６とＡＤ変換器３４から読み出す処理である。ここで、添字ｎは現在のサンプリング時刻におけるデータを意味し、ｎ−ｉはｉサンプリング周期前の時刻におけるデータを意味する。
Ｓ１４は、消音波ｙn を計算する処理である。消音フィルタの係数は全部でｐ個あるものとしている。
【０１０４】
Ｓ１５は消音波ｙn をＤＡ変換器２９に書き出す処理である。
図８と図９は、ＤＳＰ２７のメインルーチンにおける立ち上げ処理を示している。
図８のＳ２０で全作業領域の初期化を行う。
Ｓ２１は消音フィルタの係数としてｈ1 を設定する処理である。
【０１０５】
Ｓ２２で割り込み許可を行っており、以降は、サンプリング周期ごとに図７の割り込み処理が起動されることになる。
Ｓ２３は、クロススペクトル法により伝達関数等を算出する処理である。
Ｓ２４とＳ２５は、消音フィルタの係数をｈ2 に代えて、伝達関数等を算出する処理である。実際の消音動作に入るまでの期間は、消音波を出さないようにするためＳ２６では、消音フィルタの係数に０を設定している。
【０１０６】
Ｓ２７で騒音波伝搬系の伝達関数Ｇ1 と消音波伝搬系の伝達関数Ｃ1 を算出し、Ｓ２８で消音フィルタの係数ｈ3 を算出している。
図９のＳ２９とＳ３０で消音量を算出し、Ｓ３１で利用者に表示する。このとき、消音量以外に、｜Ｘ2 ｜2 ，Ｇ1 ，Ｃ1 ，Ｈ3 ，ｈ3 ，γ2 2 ，ｇ1 （Ｇ1 にＩＦＦＴを施すと得られる），ｃ1 （Ｃ1 にＩＦＦＴを施すと得られる）のいずれか又は全部を表示してもよい。
【０１０７】
利用者はＳ３２で、消音動作を行うか、断念するかを入力する。もし、消音動作を行う場合はＳ３３からＳ３４に進み、以降は図１２の消音の維持に進む。
なお、Ｓ３２で利用者に消音動作の可否を尋ねるのではなく、予め定めた閾値よりもよい消音効果が得られるならば、自動的にＳ３４に進める実施も可能である。
【０１０８】
図１０は、図８のＳ２３とＳ２５、図１２のＳ５７とＳ６４から呼び出されるクロススペクトル法による伝達関数等を算出するサブルーチンを示している。
Ｓ４０で、平均のために総和を求める作業領域等を初期化する。
Ｓ４１で割り込みルーチンからデータを受け取る領域Ａ５と領域Ａ７を初期化し、Ｓ４２でデータがＦＦＴに必要な数だけ集まるまで待ち、Ｓ４３でデータをメインルーチン専用の作業領域Ａ６と領域Ａ８に移す。
【０１０９】
Ｓ４４でハニング窓をかけ、Ｓ４５でＦＦＴによりスペクトルを算出する。
Ｓ４６はパワースペクトル、クロススペクトルの総和を求める処理であり、Ｓ４７とＳ４８で平均化回数ｋ0 だけ繰り返しを行い、平均化回数ｋ0 になればＳ４９の除算で平均を算出している。
その後Ｓ５０で、伝達関数Ｒとコヒーレンス関数γ2 を算出する。
【０１１０】
なお、平均化回数ｋ0は図８のＳ２０においてｋ1に設定され、図１３のＳ６９と図１２のＳ６０ｃにおいてそれぞれｋ2とｋ1に変更される。ｋ2＜ｋ1なる大小関係にしておけば、平均化回数ｋ0がｋ1のときは測定時間が長いが精度がよくなり、平均化回数ｋ0がｋ2のときは精度が悪くなるが測定時間が短くて済む。
【０１１１】
図１１は、図８のＳ２８と、図１３のＳ６６と、図１４(a) のＳ７２と、図１４(b) のＳ７４から呼び出される、消音フィルタの計算を行うサブルーチンを示している。
Ｓ５１で自己相関関数ｒ（ｒ＝｛ｒ0,ｒ1,ｒ2,‥‥ｒk-1 ｝とする）、相互相関関数ｄ（ｄ＝｛ｄ0,ｄ1,ｄ2,‥‥ｄk-1 ｝とする）を計算する。この際に、重み付け係数Ｗなども算入しておく。
【０１１２】
Ｓ５２以降は、Levinsonアルゴリズムによる消音フィルタの係数ｈの算出を示している（消音フィルタの段数はｐとする）。
なお、Levinsonアルゴリズムについては、例えば、谷萩隆嗣、「ディジタル信号処理の理論  １基礎・システム・制御」、コロナ社、p.４４（1985）などで解説されているので、ここでは説明を省く。
【０１１３】
図１２及び図１３は、ＤＳＰ２７のメインルーチンにおいて消音を維持する処理を示している。
Ｓ５５は消音フィルタの係数ｈ1 を領域Ａ３に設定し、この係数ｈ1 による消音動作を開始するための処理である。後の処理のために、Ｓ５６では係数ｈ1 を周波数領域で表したＨ1 に変換している。
【０１１４】
騒音波伝搬系の伝達関数Ｇ1 と消音波伝搬系の伝達関数Ｃ1 とＨ1 によれば、伝達関数はＧ1 ＋Ｈ1 Ｃ1 になる筈だが、これと、Ｓ５７で求めた伝達関数Ｒ1 とのずれｑをＳ５８で求め、閾値δとの比較をＳ５９で行っている。もし、ずれｑが閾値δ以下で、かつ、Ｓ６０ｃの判定においてクロススペクトル法の平均化回数ｋ0 がｋ1 ならば、消音状態は良好に保たれているので、このままの状態を維持することにし、消費電流の節約を狙ったＳ６０ｂに進む。
【０１１５】
Ｓ６０ｂでは割り込み処理を行っている以外の間はＤＳＰ２７をパワーダウンモードにする。
Ｓ６０ｂを抜けるのは、消音状態のずれが小さいままに留まると期待できる一定時間であり、音響系の構成にもよるが、例えば、１０秒などとする。
Ｓ６０ｃで平均化回数ｋ0 がｋ1 でない（すなわち、ｋ2 である）ならば、Ｓ６０ｃで平均化回数ｋ0 をｋ1 に増やす（ｋ2 ＜ｋ1 ）ことでクロススペクトル法による測定の精度を高くしてから、Ｓ５７による測定を再度行うこととしている。
【０１１６】
Ｓ５９でずれｑが閾値δより大きい場合は、騒音波伝搬系の伝達関数Ｇ1 と消音波伝搬系の伝達関数Ｃ1 の更新が必要なので、Ｓ６１に進む。
Ｓ６１では決定した係数ｈ1 とは異なる消音フィルタの係数ｈ2 をＳ６２で設定し、これに対応する伝達関数をＳ６４で求める。
Ｓ６５でＧ1 とＣ1 を更新し、Ｓ６６で次回に使用する消音フィルタの係数ｈ3 を算出する。
【０１１７】
Ｓ６７では、Ｓ５５からＳ６６までの処理を繰り返せるように、ｈ3，Ｇ2，Ｃ2  をｈ1，Ｇ1，Ｃ1に代入している。
Ｓ６８（とＳ６９）を経て、Ｓ５５ヘと戻ることにより、消音状態を維持する処理を繰り返し行う。
Ｓ６８とＳ６９では、ずれｑが閾値δより大きい場合はＳ６９で平均化回数ｋ0をｋ2に減らす（ｋ2＜ｋ1）ことで、クロススペクトル法によるＳ５７とＳ６４を再度行うときの測定時間を短くする。これは、消音状態を維持する繰り返し時間を短縮して、系の変動ヘの追従性を高めるためである。
【０１１８】
図１４には、図１２のＳ６１で行うベき消音フィルタの係数ｈ2 の決定処理を３通り示してある。騒音波伝搬系の伝達関数Ｇと消音波伝搬系の伝達関数Ｃのどちらがずれやすいかは音響系の構成に依存する点等を勘案して、これらの中からどれかを実施すればよい。
図１４(a) は、騒音波伝搬系の伝達関数Ｇ1 がＧにずれたと想定する場合に、Ｓ７２で係数ｈ2 を算出する処理（§７−２（ii）▲１▼）を示している。
【０１１９】
図１４(b) は、消音波伝搬系の伝達関数Ｃ1 がＣにずれたものと想定する場合に、Ｓ７４で係数ｈ2 を算出する処理（§７−２（ii）▲２▼）を示している。
図１４(c) は、騒音波伝搬系の伝達関数Ｇ1 がずれた場合を想定しているが、係数ｈ1 に一つのインパルス波形だけを追加するという条件の元で適切な係数ｈ2 を求める処理（§７−２（ii）▲３▼）を示している。
【０１２０】
図１５は、図１２のＳ６５から呼び出される、Ｇ2 とＣ2 の第１の計算処理（§７−３(iii) ▲１▼）を示している。Ｓ８１はＧ1 とＣ1 等を構成する各複素数ごとに処理を行うためのループである。Ｓ８１では、
Ｈ1 ＝｛Ｈ1 (0) ，Ｈ1 (1) ，‥‥，Ｈ1 (k-1) ｝
Ｈ2 ＝｛Ｈ2 (0) ，Ｈ2 (1) ，‥‥，Ｈ2 (k-1) ｝
Ｒ1 ＝｛Ｒ1 (0) ，Ｒ1 (1) ，‥‥，Ｒ1 (k-1) ｝
Ｒ2 ＝｛Ｒ2 (0) ，Ｒ2 (1) ，‥‥，Ｒ2 (k-1) ｝
Ｇ1 ＝｛Ｇ1 (0) ，Ｇ1 (1) ，‥‥，Ｇ1 (k-1) ｝
Ｃ1 ＝｛Ｃ1 (0) ，Ｃ1 (1) ，‥‥，Ｃ1 (k-1) ｝
Ｇ2 ＝｛Ｇ2 (0) ，Ｇ2 (1) ，‥‥，Ｇ2 (k-1) ｝
Ｃ2 ＝｛Ｃ2 (0) ，Ｃ2 (1) ，‥‥，Ｃ2 (k-1) ｝
と表すものとする。Ｓ８５では、式(51)と式(52)を実施しており、Ｓ８６で式(47)と式(48)を実施している。
【０１２１】
なお、図１４で(c) を採用した場合は、ΔＨは添字ｉとは無関係の値になるので、Ｓ８２はＳ８１のループの前に出すことができる。
図１６は、図１２のＳ６５から呼び出される、Ｇ2 とＣ2 の第２の計算処理（§７−３(iii) ▲２▼）を示している。Ｓ９４におけるＨ2 −Ｈ1 の除算において分母が０になると計算に困る。そこで、図１２のＳ６１においては図１４(c) の処理を実施し、また、図１２のＳ５９によってずれがある場合に限ってＳ６１に進むようにしておくとよい。
【０１２２】
なお、Ｓ９１では、
ΔＲ＝｜Ｒ1 −（Ｇ1 ＋Ｈ1 Ｃ1 ）｜2 
の代わりに
ΔＲ＝｜Ｒ2 −（Ｇ1 ＋Ｈ2 Ｃ1 ）｜2 
を計算してもよい。
【０１２３】
＜請求項記載の発明との対応＞
最後に、請求項記載の発明の構成と、フローチャートの対応を示しておく。
(1) 請求項１記載の発明
消音フィルタに相異なる係数ｈ1 と係数ｈ2 を設定する手段は、図１２のＳ５５，Ｓ６１，Ｓ６２で実施されている。
係数ｈ1 と係数ｈ2 それぞれの場合に対応するＲ1 とＲ2 を測定する手段は、図１２のＳ５７とＳ６４で実施されている。
【０１２４】
Ｈ1とＲ1、Ｈ2とＲ2に関する連立方程式を解くことでＧとＣを算出する手段は、図１２のＳ６５で実施されている。
消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈ3をＧとＣを使って算出する手段は、図１３のＳ６６で実施されている。
【０１２５】
消音動作中に相異なる消音フィルタの係数を設定しては、参照センサの信号からエラーマイクの信号ヘの伝達関数を測定し、騒音波の伝搬経路の伝達関数と消音波の伝搬経路の伝達関数を算出し、新たな消音フィルタの係数を算出し、この消音フィルタの係数を使って消音動作を行うこと、を繰り返すことは、図１２のＳ５５から図１３のＳ６７を回るループで実施されている。
【０１２６】
(2) 請求項２記載の発明
ＧとＣと＜｜Ｘ｜2 ＞を算出する手段は、図１２のＳ５５〜Ｓ５７とＳ６１〜Ｓ６５で実施されている。
消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈをＧとＣを使って算出する手段であって、最小自乗規範に＜｜Ｘ｜2 ＞の重み付けを有する手段は図１１で実施されており。特に＜｜Ｘ｜2 ＞の重み付けはＳ５１における乗算で実施されている。
【０１２７】
算出された新たな消音フィルタの係数ｈを使って消音動作を行うことは、図１２、図１３においてＳ６６、Ｓ６７の後でＳ５５で消音フィルタの係数を設定することで実施されている。
【０１２８】
(3) 請求項３記載の発明
ＧとＣを算出する手段は、図１２のＳ５５〜Ｓ５７とＳ６１〜Ｓ６５で実施されている。
消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈをＧとＣを使って算出する手段であって、最小自乗規範にＷの重み付けを有する手段は図１１で実施されており、特にＷの重み付けはＳ５１における乗算で実施されている。
算出された新たな消音フィルタの係数ｈを使って消音動作を行うことは、図１２、図１３においてＳ６６，Ｓ６７の後でＳ５５で消音フィルタの係数を設定することで実施されている
(4) 請求項４記載の発明
ＧとＣを算出する手段は、図１２のＳ５５〜Ｓ５７とＳ６１〜Ｓ６５で実施されている。
【０１２９】
ＧにＦの重み付けを加えながら、消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈをＧとＣを使って算出する手段は、図１１で実施されており、特にＦの重み付けはＳ５１における乗算で実施されている。
算出された新たな消音フィルタの係数ｈを使って消音動作を行うことは、図１２、図１３においてＳ６６、Ｓ６７の後でＳ５５で消音フィルタの係数を設定することで実施されている。
【０１３０】
(5) 請求項５記載の発明
消音フィルタの係数ｈと記憶してあるＧとＣの値から予想されるＲの値（Ｒ0 とする）を算出する手段は、図１２のＳ５８でＧ1 ＋Ｈ1 Ｃを計算することにより実施されている。
係数ｈを消音フィルタに設定して消音動作を行っているときのＲの値（Ｒ1 とする）を測定する手段は、図１２のＳ５７で実施されている。
Ｒ1 とＲ0 のずれを予め定めた閾値と比較する手段は、図１２のＳ５９で実施されている。
ＧとＣを算出する手段は、図１２のＳ５５〜Ｓ５７とＳ６１〜Ｓ６５で実施されている。
【０１３１】
ＧとＣを使って新たな消音フィルタの係数ｈ3 を算出する手段は、図１３のＳ６６で実施されている。
Ｒ1 とＲ0 のずれが予め定めた閾値よりも大きい場合に限ってＧとＣを算出し直し、この算出しなおしたＧとＣを使って消音フィルタの係数ｈ3 を求め、この新たな消音フィルタの係数ｈ3 を使って消音動作を行うことは、Ｓ５９でＮＯに分岐した後にＳ６１〜Ｓ６７からＳ５５に至る経路で実施されている。
【０１３２】
(6) 請求項６記載の発明
消音フィルタの係数ｈ1 において消音動作を行っているときのＲの値（Ｒ1 とする）を測定する手段は、図１２のＳ５７で実施されている。
記憶してあるＣ1 とＨ1 とＲ1 から、参照センサからエラーマイクヘの騒音波の伝搬経路の伝達関数Ｇを算出する手段は、図１４(a) のＳ７１で実施されている。
【０１３３】
ＧとＣ1 から新たな消音フィルタの係数ｈ2 を算出する手段は、図１４(a) のＳ７２で実施されている。
算出された新たな消音フィルタの係数ｈ2 を使って消音動作を行うことは、図１２のＳ６２で実施されている。
【０１３４】
(7) 請求項７記載の発明
消音フィルタの係数ｈ1 において消音動作を行っているときのＲの値（Ｒ1 とする）を測定する手段は、図１２のＳ５７で実施されている。
記憶してあるＧ1 とＨ1 とＲ1 から、二次音源からエラーマイクヘの消音波の伝搬経路の伝達関数Ｃを算出する手段は、図１４(b) のＳ７３で実施されている。
Ｇ1 とＣから新たな消音フィルタの係数ｈ2 を算出する手段は、図１４(b) のＳ７４で実施されている。
【０１３５】
算出された新たな消音フィルタの係数ｈ2 を使って消音動作を行うことは、図１２のＳ６２で実施されている。
【０１３６】
(8) 請求項８記載の発明
消音フィルタの係数ｈ1 において消音動作を行っているときのＲの値（Ｒ1 とする）を測定する手段は、図１２のＳ５７で実施されている。
記憶してあるＣ1 とｈ1 とＲ1 から、ｈ2 を算出する手段であって、消音効果がよりよくなるようにｈ1 にインパルス波形を追加することでｈ2 を算出する手段は、図１４(c) のＳ７５からＳ７８で実施されている。
算出された新たな消音フィルタの係数ｈ2 を使って消音動作を行うことは、図１２のＳ６２で実施されている。
【０１３７】
(9) 請求項９記載の発明
消音フィルタに相異なる係数ｈ1 と係数ｈ2 を設定する手段は、図１２のＳ５５とＳ６１とＳ６２で実施されている。
係数ｈ1 と係数ｈ2 それぞれの場合に対応するＲ1 とＲ2 を測定する手段は、図１２のＳ５７とＳ６４で実施されている。
【０１３８】
消音フィルタの係数ｈ1 ，Ｇ1 ，Ｃ1 から予想されるＲの値とＲ1 のずれであるΔＲ、又は、消音フィルタの係数ｈ2 ，Ｇ1 ，Ｃ1 から予想されるＲの値とＲ2 のずれであるΔＲを算出する手段は、図１６のＳ９１で実施される。
Ｈ1 とＲ1 、Ｈ2 とＲ2 に関する連立方程式を解くことでＧとＣを算出する手段は、図１６のＳ９４で実施されている。
【０１３９】
算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1 ，Ｃ1 を使って、消音フィルタの係数算出に使うべきＧ2 ，Ｃ2 を算出する手段は、図１６のＳ９５で実施されている。
消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈ3 をＧ2 とＣ2 を使って算出する手段は、図１３のＳ６６で実施されている。
【０１４０】
ΔＲが予め設定してある値に比べて小さいときは、算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1 ，Ｃ1 をΔＲの大ききに関連させて内分することにより、Ｇ2 ，Ｃ2 を算出するという特徴は、図１６のＳ９３とＳ９５で実施されている。
Ｇ2 ，Ｃ2 を使って算出された新たな消音フィルタの係数ｈ3 を使って消音動作を行うことは、図１３のＳ６６で実施されている。
【０１４１】
(10)請求項１０記載の発明
消音フィルタに相異なる係数ｈ1 と係数ｈ2 を設定する手段は、図１２のＳ５５とＳ６１とＳ６２で実施されている。
係数ｈ1 と係数ｈ2 それぞれの場合に対応するＲ1 とＲ2 を測定する手段は、図１２のＳ５７とＳ６４で実施されている。
【０１４２】
Ｈ1とＲ1、Ｈ2とＲ2に関する連立方程式を解くことでＧとＣを算出する手段は、図１２のＳ６５、すなわち図１５における、Ｓ８３とＳ８５の組み合せ、又は、Ｓ８３とＳ８６の組み合せで実施されている。
算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1，Ｃ1を使って、消音フィルタの係数算出に使うべきＧ2，Ｃ2を算出する手段は、図１２のＳ６５すなわち図１５で実施されている。
消音効果が最もよくなるように最小自乗規範に従って新たな消音フィルタの係数ｈ3をＧ2とＣ2を使って算出する手段は、図１３のＳ６６で実施されている。
【０１４３】
ΔＨ＝｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 が予め設定してある値に比べて小さいときは、算出されたＧ，Ｃと、以前に記憶してあるＧ1 ，Ｃ1 をΔＨの大きさで内分することにより、Ｇ2 ，Ｃ2 を算出するという特徴は、図１５のＳ８４による判断の後Ｓ８６により実施されている。
ΔＨ＝｜Ｈ2 −Ｈ1 ｜2 が予め設定してある値に比べて大きいときは、算出されたＧ，Ｃを、Ｇ2 ，Ｃ2 に用いるという特徴は、図１５のＳ８４による判断の後Ｓ８５により実施されている。
【０１４４】
Ｇ2 ，Ｃ2 を使って算出された新たな消音フィルタの係数ｈ3 を使って消音動作を行うことは、図１３のＳ６６で実施されている。
算出された新たな消音フィルタの係数ｈを使って消音動作を行うことは、図１２、図１３においてＳ６６、Ｓ６７の後でＳ５５で消音フィルタの係数を設定することで実施されている。
【０１４５】
(11)請求項１１記載の発明
ＧとＣとγ2 を算出する手段は、図８のＳ２１〜Ｓ２５とＳ２７で実施されている。
ＧとＣに基づいてＨを算出する手段は、図８のＳ２８と図９のＳ２９により実施されている。
【０１４６】
ＧとＣとγ2 とＨを用いて消音量を算出する手段は、図９のＳ３０により実施されている。
算出された消音量を利用者に表示する手段は、図９のＳ３１により実施されている。
【０１４７】
(12)請求項１２記載の発明
参照センサの信号からエラーマイクへの信号ヘの伝達関数Ｒをクロススペクトル法によって求める手段であって、クロススペクトル法における平均化回数が可変である手段は、図１０のＳ４０からＳ５０までで実施されている。
消音のずれの程度を算出する手段は、図１２のＳ５８で実施されている。
測定されたＲに基づいて消音フィルタの係数ｈを算出する手段は、図１３のＳ６６で実施されている。
消音のずれが少ないときはより多い平均化回数でクロススペクトル法を行うことでＲを測定することは、図１２のＳ５９を経てＳ６０ｃで平均化回数をｋ1 に設定した後、Ｓ５７とＳ６４が行われることで実施される。
【０１４８】
消音のずれが多いときはより少ない平均化回数でクロススペクトル法を行うことでＲを測定することは、図１３のＳ６８からＳ６９に進んで平均化回数がｋ2 に設定された後、Ｓ５７とＳ６４が行われることで実施される。
測定されたＲに基づいて消音フィルタの係数ｈを算出し、この算出された係数ｈを使って消音動作をすることは、図１３のＳ６６のあとＳ６７を経てＳ５５が行われることで実施されている。
【０１４９】
【発明の効果】
(1) 請求項１記載の発明によれば、周波数領域で表された伝達関数から、漸近的な反復計算をせずに、所望のフィルタ長において最適な消音フィルタの係数が算出されるので、ひいては、系の変動への追従性能も高くなる。
所望のフィルタ長において最適な消音フィルタの係数を算出できるので、従来の能動騒音制御装置のように、単なる計算の都合で、フィルタ長を長くしたり、音響系を大型化する必要がなくなる。
【０１５０】
消音フィルタの係数の算出が短時間で行えるようになるため、消音動作中に、騒音伝搬系とキャンセル音伝搬系の伝達関数を算出し直しては消音フィルタの係数を再計算することが、短時間で繰り返して行える。従来の能動騒音制御装置では音響系はダクトなど固定的なものに限られていたが、本発明による能動騒音制御装置は音響系の変動に短時間で追従し消音を維持できる。そのため、エラーマイクを例えば人の頭部に配置しておいて、その人の動きに追従して消音させるというように新たな利用形態を実現することができる。
【０１５１】
(2) 請求項２記載の発明によれば、騒音波のスペクトル分布に配慮した消音を行える。そのため、全周波数範囲にわたって平坦とは限らない騒音波においては、よりパワーのある周波数を重点的に消音することができ、全体として消音効果が高くすることができる。
(3) 請求項３記載の発明によれば、周波数の重み付けをした消音を行える。そのため、全周波数範囲にわたって平坦な重み付けとは限らない場合、例えば、騒音が、Ａ特性の騒音計で評価される場合には、その周波数の重み付けに合わせたより適切な消音を行うことができる。
【０１５２】
(4) 請求項４記載の発明によれば、消音対象とする周波数範囲を制限できる。装置の構成上消音波を出せない周波数において無理に消音しなくて済むようになる。換言すれば、消音可能な周波数のみにおいて消音するよう制御されるので、無理や無駄が生じない。
(5) 請求項５記載の発明によれば、系の変動を検出できる。系の変動のない場合には不要な再測定を避けることができるので、省消費電力などに役立てることができる。
【０１５３】
(6) 請求項６記載の発明によれば、騒音波伝達関数が変動する場合に、消音効果を増やしつつ系を再測定する。従って、騒音波伝達関数が変動しやすい音響系においては、系を再測定する際に悪影響を与えることがない。
(7) 請求項７記載の発明によれば、消音波伝達関数が変動する場合に、消音効果を増やしつつ系を再測定する。従って、消音波伝達関数が変動しやすい音響系においては、系を再測定する際に悪影響を与えることがない。
【０１５４】
(8) 請求項８記載の発明によれば、後処理が容易な、系の再測定ができる。ｈ2 −ｈ1 がインパルス波形であり、周波数成分が全周波数帯域にわたるので、測定不能な周波数が存在しない。また、ｈ2 −ｈ1 がインパルス波形なので、ｈ2 −ｈ1 で除する演算を時間軸上で行うこともできるようになる。すなわち、連立方程式の解法の選択肢が多くなるので、装置を実現する際に都合のよい処理を選びやすくなる。
【０１５５】
(9) 請求項９記載の発明によれば、系の変動の程度に応じた系の算出ができる。系の変動が小さいときには以前に測定した結果を加味するので精度が高く、系の変動が大きいときは新たに測定した結果を重視するので追従性が高い。つまり、追従牲と高精度の兼ね合いを系の状況に合わせることができる。
(10)請求項１０記載の発明によれば、系の算出精度を勘案した系の算出ができる。新たに系を算出する精度の善し悪しに応じて、以前の算出結果を加味する。つまり、算出精度のバラツキによってある回の算出における精度の落ち込みがあらわになることを未然に防ぐことができる。
また、ＧとＣの算出の際に、Ｈ2 −Ｈ1 の大ききがほぼ０の場合において、Ｈ2 −Ｈ1 で除す演算を避けることができるので、計算に支障が生じることがない。
【０１５６】
(11)請求項１１記載の発明によれば、消音効果が定量的に表示される。すなわち、装置内に有する系の測定結果等を使って消音効果を表示するので、無理な音響系においては利用者は消音を断念することができ、無駄な努力をしなくて済む。また、利用者はよりより消音効果が得られるように音響系の構成を変えてみる（例えば、二次音源の位置を変える）ことができるようになる。
【０１５７】
(12)請求項１２記載の発明によれば、系の変動の程度に応じて系の測定精度が調節される。すなわち、系の変動が小さいときには測定に時間をかけて精度の高め、系の変動が大きいときは精度は劣るが測定の時間を滅らす。つまり、高精度と追従性の兼ね合いを系の状況に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一般的な能動騒音制御装置の構成を示す図である。
【図２】従来の、自動車の車室内の騒音低減を図る能動騒音制御装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の能動騒音制御の定式化を説明するための能動騒音制御系の構成を示す図である。
【図４】本発明による能動騒音制御装置の構成を示す図である。
【図５】二次音源から参照マイクヘの消音波のフィードバックがある場合に、フィードバックがない系に帰着できることを説明する図である。
【図６】ＤＳＰ２７内で行われるメインルーチンと割リ込みルーチンの機能分担を模式的に示した図である。
【図７】ＤＳＰ２７の割り込み処理を説明するフローチャートである。
【図８】ＤＳＰ２７のメインルーチンにおける本発明の立ち上げ処理を説明するフローチャートである。
【図９】ＤＳＰ２７のメインルーチンにおける本発明の立ち上げ処理を説明するフローチャート（図８の続き）である。
【図１０】図８のＳ２３とＳ２５、図１２のＳ５７とＳ６４から呼び出される、クロススペクトル法による伝達関数等を算出する本発明のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図８のＳ２８と、図１３のＳ６６と、図１４(a) のＳ７２と、図１４(b) のＳ７４から呼び出される、消音フィルタの計算を行うサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】ＤＳＰ２７のメインルーチンにおいて消音を維持する本発明の処理を説明するフローチャートである。
【図１３】ＤＳＰ２７のメインルーチンにおいて消音を維持する本発明の処理を説明するフローチャート（図１２の続き）である。
【図１４】図１２のＳ６１で行うベき消音フィルタの係数ｈ2 の本発明の決定処理を説明するフローチャートである。
【図１５】図１２のＳ６５から呼び出される、Ｇ2 とＣ2 の第１の計算処理（§７−３(iii) ▲１▼）を示すフローチャートである。
【図１６】図１２のＳ６５から呼び出される、Ｇ2 とＣ2 の第２の計算処理（§７−３(iii) ▲２▼）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  参照マイク
２  二次音源
３  エラーマイク
４  マイクアンプ
５  ローパスフィルタ
６  ＡＤ変換器
７  消音フィルタ
８  伝達関数算出部
９  ＤＡ変換器
１０  ローパスフィルタ
１１  パワーアンプ
１２  マイクアンプ
１３  ローパスフィルタ
１４  ＡＤ変換器
１５  適応制御部
２０  騒音源
２１  参照マイク
２２  スピーカ
２３  エラーマイク
２４  マイクアンプ
２５  ローパスフィルタ
２６  ＡＤ変換器
２７  ＤＳＰ（ディジタル信号処理プロセッサ）
２８  サンプリングクロック供給回路
２９  ＤＡ変換器
３０  ローパスフィルタ３０
３１  パワーアンプ３１
３２  マイクアンプ３２
３３  ローパスフィルタ
３４  ＡＤ変換器
【図１】
0003728837.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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】
0003728837.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
0003728837.tif 000018
【図１３】
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【図１４】
0003728837.tif 000020
【図１５】
0003728837.tif 000021
【図１６】
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