(57)【要約】  本開示の課題は、能動的に騒音を低減させ、かつ打ち消されなかった騒音がユーザに与える不快感を低減させることができる信号処理装置、消音システム、信号処理方法、及びプログラムを提供することである。本開示に係る付加音生成部（１３８）は、制御点（Ｑ１）における騒音（Ｖｎ）の周波数を騒音周波数として検出する。そして、付加音生成部（１３８）は、騒音周波数とは異なる付加周波数の信号成分を含む付加音信号（Ｙｂ（ｎ））を生成する。キャンセル信号生成部（１４１）は、制御点（Ｑ１）における騒音（Ｖｎ）を打ち消すためのキャンセル信号（Ｙａ（ｎ））を生成する。出力部（１４２）は、キャンセル信号（Ｙａ（ｎ））に付加音信号（Ｙｂ（ｎ））を加えた制御音信号（Ｙｃ（ｎ））をスピーカ（１１２）へ出力して、スピーカ（１１２）から制御音（Ｖｃ）を出力させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音源から発せられる騒音の周波数を騒音周波数として検出し、前記騒音周波数とは異なる付加周波数の信号成分を含む付加音信号を生成する付加音生成部と、
前記騒音及び音出力器から出力された制御音が到達する制御点における前記騒音を打ち消すためのキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
前記キャンセル信号に前記付加音信号を加えた制御音信号を前記音出力器へ出力して、前記音出力器から前記制御音を出力させる出力部と、を備える
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記騒音周波数は、前記制御点における前記騒音の周波数である
ことを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記騒音周波数に対する前記付加周波数の比は、整数比になることを特徴とする請求項１または２記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記騒音周波数に対する前記付加周波数の比は、５／４，３／２，５／３の少なくとも１つであることを特徴とする請求項３記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記付加音生成部は、前記騒音周波数に対応する複数の前記付加周波数の各信号成分を含む前記付加音信号を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記付加音信号の前記複数の付加周波数における各パワーは、対数軸で表された周波数に対して一定の傾きとなる仮想的な直線上の値になることを特徴とする請求項５記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記傾きはゼロであることを特徴とする請求項６記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記付加周波数の信号成分の波形は正弦波であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記付加音生成部は、前記制御点で集音された前記騒音のパワーが極大となる周波数を前記騒音周波数として検出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記付加音生成部は、前記騒音のうち周期性騒音の周波数を前記騒音周波数として検出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記制御点において集音された音の信号から前記付加音信号による信号成分を取り除くことで誤差信号を生成する減算器をさらに備え、
前記付加音生成部は、前記誤差信号に基づいて前記騒音周波数を検出する
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
前記キャンセル信号生成部は、
第１フィルタ係数が設定され、前記制御点において音入力器によって集音された前記騒音の信号である騒音信号が入力されて、前記騒音信号及び前記第１フィルタ係数を用いた演算処理を行うことで、前記キャンセル信号を生成する騒音制御フィルタと、
前記音出力器から前記音入力器に至る音波の伝達特性が第２フィルタ係数として設定されて、前記騒音信号及び前記第２フィルタ係数を用いた演算処理を行うことで、参照信号を生成する補正フィルタと、
前記参照信号に基づいて前記第１フィルタ係数を求め、前記騒音制御フィルタの前記第１フィルタ係数を更新する係数更新部と、を有する
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の信号処理装置と、
前記制御点において集音した音を集音信号に変換して前記信号処理装置へ出力する音入力器と、
前記制御音信号が入力されて前記制御音を出力する音出力器と、を備える
ことを特徴とする消音システム。
【請求項１４】
騒音源から発せられる騒音の周波数を騒音周波数として検出し、前記騒音周波数とは異なる付加周波数の信号成分を含む付加音信号を生成し、
前記騒音及び音出力器から出力された制御音が到達する制御点における前記騒音を打ち消すためのキャンセル信号を生成し、
前記キャンセル信号に前記付加音信号を加えた制御音信号を前記音出力器へ出力して、前記音出力器から前記制御音を出力させる
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項１５】
コンピュータシステムに、請求項１４記載の信号処理方法を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に信号処理装置、消音システム、信号処理方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、騒音源が発する騒音が伝播する対象空間において騒音を低減させる装置として、アクティブノイズ制御を用いた能動騒音制御装置がある。アクティブノイズ制御とは、騒音の逆位相、同振幅のキャンセル音を放射することによって、能動的に騒音を低減させる技術である。【０００３】
例えば、特許文献１では、基本音源が出力する所定周波数の基本波形に対して適応フィルタ係数を乗じ、この基本波形に適応フィルタ係数を乗じた信号からキャンセル音を生成する。そして、周期性騒音のピーク周波数変動に対する追従性を向上させるために、キャンセル音の位相変化量が所定の閾値よりも大きい場合、基本音源が出力する基本波形の周波数を所定量増加または減少させている。【０００４】
しかしながら、外乱音、演算誤差、環境条件（対象空間の温度、湿度、気圧等）の変化などの影響によって、騒音を完全に打ち消すことができるキャンセル音を生成することは困難である。この結果、キャンセル音によって打ち消されなかった騒音が残留騒音としてユーザに聞こえるので、ユーザは不快感を覚えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０８８０９号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、能動的に騒音を低減させ、かつ打ち消されなかった騒音がユーザに与える不快感を低減させることができる信号処理装置、消音システム、信号処理方法、及びプログラムを提供することにある。
【０００７】
本開示の信号処理装置は、付加音生成部と、キャンセル信号生成部と、出力部と、を備える。前記付加音生成部は、騒音源から発せられる騒音の周波数を騒音周波数として検出し、前記騒音周波数とは異なる付加周波数の信号成分を含む付加音信号を生成する。前記キャンセル信号生成部は、前記騒音及び音出力器から出力された制御音が到達する制御点における前記騒音を打ち消すためのキャンセル信号を生成する。前記出力部は、前記キャンセル信号に前記付加音信号を加えた制御音信号を前記音出力器へ出力して、前記音出力器から前記制御音を出力させる。
【０００８】
本開示の消音システムは、上述の信号処理装置と、前記制御点において集音した音を集音信号に変換して前記信号処理装置へ出力する音入力器と、前記制御音信号が入力されて前記制御音を出力する音出力器と、を備える。
【０００９】
本開示の信号処理方法は、騒音源から発せられる騒音の周波数を騒音周波数として検出し、前記騒音周波数とは異なる付加周波数の信号成分を含む付加音信号を生成する。さらに、信号処理方法は、前記騒音及び音出力器から出力された制御音が到達する制御点における前記騒音を打ち消すためのキャンセル信号を生成する。さらに、信号処理方法は、前記キャンセル信号に前記付加音信号を加えた制御音信号を前記音出力器へ出力して、前記音出力器から前記制御音を出力させる。
【００１０】
本開示のプログラムは、コンピュータシステムに、上述の信号処理方法を実行させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の消音システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同上の誤差信号の周波数分布の一例を示すグラフである。
【図３】同上の付加音信号の周波数分布の一例を示すグラフである。
【図４】同上の制御点において聞こえる音の周波数分布を説明するための図である。
【図５】同上の付加音信号の別の周波数分布を示すグラフである。
【図６】同上の信号処理方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示は、一般に信号処理装置、消音システム、信号処理方法、及びプログラムに関する。より詳細には能動的に騒音を低減させる信号処理装置、消音システム、信号処理方法、プログラムに関する。
【００１３】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（実施形態）
図１は、本実施形態の消音システム１の構成を示している。消音システム１は、制御音Ｖｃを出力し、騒音源８が発する騒音Ｖｎを制御音Ｖｃによって制御点Ｑ１付近で打ち消す。騒音源８は、例えばモータ、コンプレッサ、プロペラファン、または掃除機などであり、周期性騒音を発生する。なお、騒音源８は、上記以外の機器であってもよく、さらには周期性騒音以外の騒音を発生する機器であってもよい。また、消音システム１は、騒音源８となる機器と別体に備えられる構成、及び騒音源８となる機器に一体に備えられる構成のいずれでもよい。
【００１５】
消音システム１は、音入出力装置１１、及び信号処理装置１２を備える。
【００１６】
音入出力装置１１は、マイクロホン１１１（音入力器）と、スピーカ１１２（音出力器）とを備える。スピーカ１１２は、制御音Ｖｃを出力する。マイクロホン１１１は制御点Ｑ１に位置しており、制御点Ｑ１における騒音Ｖｎと制御音Ｖｃとの合成音を集音して、アナログの集音信号を出力する。
【００１７】
信号処理装置１２は、Ａ／Ｄ変換器１２１、Ｄ／Ａ変換器１２２、ローパスフィルタ１２３，１２４、及び消音制御ブロック１２５を備える。
【００１８】
本実施形態における信号処理装置１２または信号処理方法の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における信号処理装置１２または信号処理方法の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１乃至複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。
【００１９】
マイクロホン１１１が出力するアナログの集音信号は、Ａ／Ｄ変換器１２１によってＡ／Ｄ変換されて、デジタルの集音信号になる。Ａ／Ｄ変換器１２１が出力するデジタルの集音信号は、ローパスフィルタ１２３を介して消音制御ブロック１２５に入力される。
【００２０】
消音制御ブロック１２５から出力されるデジタルの制御音信号Ｙｃ（ｎ）は、ローパスフィルタ１２４を通った後、Ｄ／Ａ変換器１２２によってＤ／Ａ変換されて、アナログの制御音信号Ｙｃになる。スピーカ１１２は、アナログの制御音信号Ｙｃが入力され、制御音Ｖｃを再生して出力する。
【００２１】
そして、消音制御ブロック１２５は、マイクロホン１１１が設置されている制御点Ｑ１で集音された騒音Ｖｎ（残留騒音）の音圧レベルが最小になるように、騒音源８が発する騒音Ｖｎを打ち消すキャンセル信号Ｙａ（ｎ）を生成する。また、消音制御ブロック１２５は、後述の付加音信号Ｙｂ（ｎ）をさらに生成する。そして、消音制御ブロック１２５は、キャンセル信号Ｙａ（ｎ）に付加音信号Ｙｂ（ｎ）を加えた制御音信号Ｙｃ（ｎ）を出力する。制御音信号Ｙｃが入力されたスピーカ１１２は、制御音Ｖｃを再生して出力する。制御音Ｖｃは、キャンセル信号Ｙａ（ｎ）による音（キャンセル音）を含んでおり、スピーカ１１２がキャンセル音を含む制御音Ｖｃを出力することによって、騒音源８から制御点Ｑ１に伝わる騒音Ｖｎが低減する。
【００２２】
すなわち、信号処理装置１２（特に消音制御ブロック１２５）は、アクティブノイズ制御を行っており、騒音源８の騒音変化、騒音伝播特性の変化に追従するために、適応フィルタの機能を実現する消音用プログラムを実行する。例えば、この適応フィルタのフィルタ係数の更新には、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳ（Least Mean Square）逐次更新制御アルゴリズムが使用される。
【００２３】
以下、信号処理装置１２の動作について詳述する。
【００２４】
まず、マイクロホン１１１は、制御点Ｑ１に設置されており、制御点Ｑ１における音を集音する。制御点Ｑ１における音は、騒音源８からの騒音Ｖｎとスピーカ１１２からの制御音Ｖｃとの制御点Ｑ１における合成音である。すなわち、マイクロホン１１１は、制御点Ｑ１における合成音を集音し、この集音した合成音に相当する集音信号を、信号処理装置１２へ出力する。Ａ／Ｄ変換器１２１は、集音信号を予め決められたサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換したデジタル値（離散値）を、消音制御ブロック１２５へ出力する。
【００２５】
消音制御ブロック１２５は、付加音キャンセルフィルタ１３１、ハウリングキャンセルフィルタ１３２、減算器１３３，１３４、補正フィルタ１３５、係数更新部１３６、騒音制御フィルタ１３７、付加音生成部１３８、及び加算器１３９を備える。そして、補正フィルタ１３５、係数更新部１３６、及び騒音制御フィルタ１３７は、キャンセル信号生成部１４１を構成している。また、加算器１３９は、Ｄ／Ａ変換器１２２とローパスフィルタ１２４とで、出力部１４２を構成している。
【００２６】
付加音キャンセルフィルタ１３１は、スピーカ１１２からマイクロホン１１１に至る音波の伝達特性Ｃを模擬した伝達特性Ｃ_ｈａｔがフィルタ係数として設定されたＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response Filter）である。そして、付加音キャンセルフィルタ１３１は、付加音生成部１３８が出力する付加音信号Ｙｂ（ｎ）と伝達特性Ｃ_ｈａｔとの畳み込み演算を行い、減算器１３３へ出力する。
【００２７】
減算器１３３は、ローパスフィルタ１２３が出力した集音信号から付加音キャンセルフィルタ１３１の出力を減じた信号を出力する。すなわち、制御音Ｖｃには付加音信号Ｙｂ（ｎ）による音（付加音）も含まれており、マイクロホン１１１が集音した集音信号から付加音の回り込み成分を減算した信号が、誤差信号Ｅ（ｎ）として減算器１３３から出力される。したがって、消音制御ブロック１２５は、集音信号から付加音の回り込み成分を除去した誤差信号Ｅ（ｎ）を生成できる。誤差信号Ｅ（ｎ）は、減算器１３４、係数更新部１３６、及び付加音生成部１３８に入力される。なお、ｎは、Ａ／Ｄ変換後のサンプル番号である。
【００２８】
ハウリングキャンセルフィルタ１３２は、伝達特性Ｃ_ｈａｔがフィルタ係数として設定されたＦＩＲフィルタである。このハウリングキャンセルフィルタ１３２は、騒音制御フィルタ１３７が出力するキャンセル信号Ｙａ（ｎ）に伝達特性Ｃ_ｈａｔを畳み込み演算する。そして、減算器１３４は、誤差信号Ｅ（ｎ）からハウリングキャンセルフィルタ１３２の出力を減じた信号を出力する。すなわち、誤差信号Ｅ（ｎ）からキャンセル音の回り込み成分を減算した信号が、騒音信号Ｘ（ｎ）として減算器１３４から出力される。したがって、スピーカ１１２から発せられたキャンセル音がマイクロホン１１１に回り込んだとしても、ハウリングの発生を防止することができる。騒音信号Ｘ（ｎ）は、補正フィルタ１３５、及び騒音制御フィルタ１３７に入力される。
【００２９】
なお、誤差信号Ｅ（ｎ）及び騒音信号Ｘ（ｎ）は、制御点Ｑ１における残留騒音の信号を含む。残留騒音は、制御点Ｑ１においてキャンセル信号によって除去しきれなかった騒音Ｖｎである。
【００３０】
騒音制御フィルタ１３７は、ＦＩＲ型の適応フィルタであり、第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）が設定される。
【００３１】
補正フィルタ１３５は、伝達特性Ｃ_ｈａｔが第２フィルタ係数として設定されたＦＩＲフィルタである。そして、補正フィルタ１３５は、減算器１３４が出力する騒音信号Ｘ（ｎ）と伝達特性Ｃ_ｈａｔ（第２フィルタ係数）との畳み込み演算を行い、補正フィルタ１３５の出力は、参照信号Ｒ（ｎ）として係数更新部１３６に入力される。
【００３２】
係数更新部１３６は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳという周知の逐次更新制御アルゴリズムを時間領域で用いて、騒音制御フィルタ１３７の第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）を更新する。一般に、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳを用いた第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）の更新処理では、誤差信号Ｅ（ｎ）が最小となるように第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）が更新される。すなわち、係数更新部１３６は、参照信号Ｒ（ｎ）及び誤差信号Ｅ（ｎ）が入力されて、第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）を繰り返し算出する。そして、係数更新部１３６は、誤差信号Ｅ（ｎ）が最小となる第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）を騒音制御フィルタ１３７に逐次設定することで、騒音制御フィルタ１３７の第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）を更新する。
【００３３】
具体的に、第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）の算出処理は、更新パラメータ：μ、サンプル番号：ｎとすると、［数１］で表される。なお、更新パラメータμは、ステップサイズパラメータともいわれ、ＬＭＳアルゴリズム等を用いて第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）を繰り返し算出する処理における第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）の補正量の大きさを定めるパラメータである。
【００３４】
【数１】
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【００３５】
騒音制御フィルタ１３７は、騒音信号Ｘ（ｎ）と第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）との畳み込み演算を行う。そして、騒音制御フィルタ１３７は、畳み込み演算の結果をキャンセル信号Ｙａ（ｎ）として出力する。キャンセル信号Ｙａ（ｎ）は、制御点Ｑ１における騒音Ｖｎを低減可能なキャンセル音をスピーカ１１２から出力させるための信号である。
【００３６】
そして、加算器１３９は、キャンセル信号Ｙａ（ｎ）に付加音信号Ｙｂ（ｎ）を加算した制御音信号Ｙｃ（ｎ）を出力する。
【００３７】
以下、付加音信号Ｙｂ（ｎ）及び制御音信号Ｙｃ（ｎ）について説明する。
【００３８】
従来、キャンセル信号Ｙａ（ｎ）をＤ／Ａ変換によってアナログ信号に変換した後にスピーカに入力して、スピーカからキャンセル音を出力していた。しかしながら、キャンセル音によって打ち消されなかった騒音Ｖｎが残留騒音としてユーザに聞こえるので、ユーザは不快感を覚えていた。そこで、本実施形態では、キャンセル信号Ｙａ（ｎ）及び付加音信号Ｙｂ（ｎ）を含む制御音信号Ｙｃ（ｎ）をＤ／Ａ変換によってアナログ信号に変換した後にスピーカ１１２に入力して、スピーカ１１２からキャンセル音及び付加音を含む制御音Ｖｃを出力する。
【００３９】
まず、付加音生成部１３８は、誤差信号Ｅ（ｎ）が入力されて、誤差信号Ｅ（ｎ）の周波数分析処理を行う。周波数分析処理は、時間領域の誤差信号Ｅ（ｎ）をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）によって周波数領域の信号に変換して、誤差信号Ｅ（ｎ）のパワー（パワースペクトル）が極大になる周波数（極大周波数）を騒音周波数として検出する。なお、付加音生成部１３８が誤差信号Ｅ（ｎ）に基づいて騒音周波数を検出することは必須ではなく、付加音生成部１３８は、騒音を含む音を集音した信号に基づいて騒音周波数を検出すればよい。
【００４０】
例えば、付加音生成部１３８は、検出の対象とする周波数（対象周波数）のパワーと対象周波数の周囲の周波数におけるパワーとの比較結果、及びパワーの微分値などに基づいて、極大周波数を検出する。そして、付加音生成部１３８は、極大周波数のうち、周期性騒音による極大周波数のみを騒音周波数として検出することが好ましい。例えば、付加音生成部１３８は、一定時間に亘って連続して検出された極大周波数を、周期性騒音による極大周波数であると判別する。したがって、一時的に発生した極大周波数は騒音周波数として判別されず、周期性騒音による極大周波数のみが騒音周波数として検出される。
【００４１】
そして、誤差信号Ｅ（ｎ）は制御点Ｑ１における残留騒音の信号であることから、騒音周波数は、制御点Ｑ１における残留騒音の周波数に相当する。すなわち、制御点Ｑ１では、騒音周波数の音がユーザに聞こえている。
【００４２】
そこで、付加音生成部１３８は、残留騒音による不快感を低減させるために、騒音周波数に対して協和度が高い周波数の信号成分を含む信号を、付加音信号Ｙｂ（ｎ）として生成する。騒音周波数に対して協和度が高い周波数を付加周波数とすると、付加音信号Ｙｂ（ｎ）は、付加周波数の信号成分を含む信号になる。騒音周波数に対する付加周波数の比（付加周波数／騒音周波数）は、例えば５／４，３／２，及び５／３になる。この場合、騒音周波数の音が付加周波数の各音と組み合わされることによって、所謂メジャーシックスコードが構成されており、人にとって心地よい響きになる。
【００４３】
図２は、誤差信号Ｅ（ｎ）の周波数分布の一例を示す。図２では、横軸を対数周波数軸（対数スケールの周波数軸）とし、縦軸を対数パワー軸（対数スケールのパワー軸）としており、誤差信号Ｅ（ｎ）の周波数分布Ｆ０を示す。なお、対数周波数軸の単位は［Ｈｚ］であり、対数パワー軸の単位は［ｄＢ］である。この場合、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３においてパワーが極大となっており、付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を検出する。また、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３における各パワーは、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３となる。なお、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３は、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３の関係にあり、パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３の関係にある。また、本実施形態において信号処理装置１２が扱う周波数の範囲は、２０−２０００［Ｈｚ］程度であるが、この範囲に限定されず、２０−２０００［Ｈｚ］より広い範囲であってもよい。
【００４４】
図３は、付加音信号Ｙｂ（ｎ）の周波数分布の一例を示す。付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のそれぞれに対して、協和度が高い周波数をそれぞれの付加周波数とする。
【００４５】
具体的に、付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ１に対する付加周波数をｆ１１，ｆ１２，ｆ１３とする。付加周波数ｆ１１は、ｆ１×５／４であり、付加周波数ｆ１２は、ｆ１×３／２であり、付加周波数ｆ１３は、ｆ１×５／３である。すなわち、騒音周波数ｆ１に対応する付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３の各信号成分（図３中の周波数分布Ｆ１に対応する）が、付加音信号Ｙｂ（ｎ）に含まれている。
【００４６】
また、付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ２に対する付加周波数をｆ２１，ｆ２２，ｆ２３とする。付加周波数ｆ２１は、ｆ２×５／４であり、付加周波数ｆ２２は、ｆ２×３／２であり、付加周波数ｆ２３は、ｆ２×５／３である。すなわち、騒音周波数ｆ２に対応する付加周波数ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３の各信号成分（図３中の周波数分布Ｆ２に対応する）が、付加音信号Ｙｂ（ｎ）に含まれている。
【００４７】
また、付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ３に対する付加周波数をｆ３１，ｆ３２，ｆ３３とする。付加周波数ｆ３１は、ｆ３×５／４であり、付加周波数ｆ３２は、ｆ３×３／２であり、付加周波数ｆ３３は、ｆ３×５／３である。すなわち、騒音周波数ｆ３に対応する付加周波数ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各信号成分（図３中の周波数分布Ｆ３に対応する）が、付加音信号Ｙｂ（ｎ）に含まれている。
【００４８】
さらに、付加音生成部１３８は、誤差信号Ｅ（ｎ）の騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３における各パワーを検出する。そして、付加音生成部１３８は、付加音信号Ｙｂ（ｎ）における付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３の各信号成分のパワーを、騒音周波数ｆ１のパワーＰ１に基づいて設定する。また、付加音生成部１３８は、付加音信号Ｙｂ（ｎ）における付加周波数ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３の各信号成分のパワーを、騒音周波数ｆ２のパワーＰ２に基づいて設定する。また、付加音生成部１３８は、付加音信号Ｙｂ（ｎ）における付加周波数ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各信号成分のパワーを、騒音周波数ｆ３のパワーＰ３に基づいて設定する。
【００４９】
具体的に、付加音生成部１３８は、付加音信号Ｙｂ（ｎ）における付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３の各信号成分のパワーを、騒音周波数ｆ１のパワーＰ１と同じになるように調整する。また、付加音生成部１３８は、付加音信号Ｙｂ（ｎ）における付加周波数ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３の各信号成分のパワーを、騒音周波数ｆ２のパワーＰ２と同じになるように調整する。また、付加音生成部１３８は、付加音信号Ｙｂ（ｎ）における付加周波数ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各信号成分のパワーを、騒音周波数ｆ３のパワーＰ３と同じになるように調整する。
【００５０】
すなわち、付加音信号Ｙｂ（ｎ）における付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３の各信号成分のパワーは、対数軸で表された周波数に対して一定の傾きとなる仮想的な直線Ｌ１上の値になる。また、付加音信号Ｙｂ（ｎ）における付加周波数ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３の各信号成分のパワーは、対数軸で表された周波数に対して一定の傾きとなる仮想的な直線Ｌ２上の値になる。また、付加音信号Ｙｂ（ｎ）における付加周波数ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各信号成分のパワーは、対数軸で表された周波数に対して一定の傾きとなる仮想的な直線Ｌ３上の値になる。図３では、直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は各傾きが０となり、付加音生成部１３８における信号処理の簡易化を図っている。
【００５１】
そして、付加音生成部１３８は、付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３、付加周波数ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３、及び付加周波数ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各信号成分を含む付加音信号Ｙｂ（ｎ）を生成して、この付加音信号Ｙｂ（ｎ）を出力する。
【００５２】
そして、加算器１３９は、キャンセル信号Ｙａ（ｎ）に付加音信号Ｙｂ（ｎ）を加算した制御音信号Ｙｃ（ｎ）を出力する。制御音信号Ｙｃ（ｎ）は、ローパスフィルタ１２４を通った後、Ｄ／Ａ変換器１２２によってＤ／Ａ変換されて、アナログの制御音信号Ｙｃになる。スピーカ１１２は、アナログの制御音信号Ｙｃが入力され、制御音Ｖｃを再生して出力する。
【００５３】
したがって、制御点Ｑ１において聞こえる音は、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３、及び付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３、ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３、ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各信号成分を含む（図４参照）。
【００５４】
そして、騒音周波数ｆ１の音が、協和度の高い付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３の各音と組み合わされることによって、騒音周波数ｆ１による不快感が低減して、ユーザにとって心地よい響きになる。また、騒音周波数ｆ２の音が、協和度の高い付加周波数ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３の各音と組み合わされることによって、騒音周波数ｆ２による不快感が低減して、ユーザにとって心地よい響きになる。また、騒音周波数ｆ３の音が、協和度の高い付加周波数ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各音と組み合わされることによって、騒音周波数ｆ３による不快感が低減して、ユーザにとって心地よい響きになる。この結果、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の各音によるユーザの不快感が低減する。
【００５５】
さらに、１つの騒音周波数ｆ１（またはｆ２またはｆ３）に複数の付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３（またはｆ２１，ｆ２２，ｆ２３またはｆ３１，ｆ３２，ｆ３３）が組み合わされている。この結果、制御音Ｖｃが出力する各周波数の音はコードを構成することができ、ユーザにとって心地よい響きになる。
【００５６】
また、制御音Ｖｃにはキャンセル信号Ｙａ（ｎ）による音（キャンセル音）も含まれている。したがって、制御音Ｖｃに含まれるキャンセル音によって騒音Ｖｎを能動的に打ち消して、制御点Ｑ１における騒音Ｖｎが低減する。
【００５７】
なお、付加音生成部１３８は、騒音周波数に対する付加周波数の比として、５／４，３／２，及び５／３の全てを用いる必要はなく、５／４，３／２，及び５／３のうち１つまたは２つを用いてもよい。この場合、付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ１に対して協和度の高い付加周波数の信号成分として、付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３のうち１つまたは２つの信号成分を生成する。また、付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ２に対して協和度の高い付加周波数の信号成分として、付加周波数ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３のうち１つまたは２つの信号成分を生成する。また、付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ３に対して協和度の高い付加周波数の信号成分として、付加周波数ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３のうち１つまたは２つの信号成分を生成する。
【００５８】
また、付加音生成部１３８は、騒音周波数に対する比が５／４，３／２，及び５／３以外の関係になる周波数を、付加周波数としてもよい。一般に、騒音周波数に対する付加周波数の比が整数比（整数／整数）になれば、騒音周波数に対する付加周波数の協和度が高いとみなせる。したがって、少なくとも騒音周波数に対する付加周波数の比が整数比であれば、騒音周波数の音によるユーザの不快感は低減する。
【００５９】
さらに、騒音周波数に対する付加周波数の組み合わせは、和声学などに基づく様々なパターンがある。例えば、騒音周波数に対する付加周波数の比が、３／２（完全５度）、及び４／３（完全４度）であれば完全協和音程という。また、騒音周波数に対する付加周波数の比が、５／４（長３度）、６／５（短３度）、５／３（長６度）、８／５（短６度）であれば不完全協和音程という。また、騒音周波数に対する付加周波数の比が、上述の完全協和音程及び不完全協和音程以外の関係であれば、不協和音程という。一般に、騒音周波数に対する付加周波数の比が、上述の完全協和音程及び不完全協和音程であれば、協和度が高いとみなすことができる。そこで、騒音周波数に組み合わせる付加周波数は、上述の完全協和音程及び不完全協和音程から選ぶことが好ましい。また、２つ以上の音（トーン）でコードが構成されるが、上述のメジャーシックスコード以外のコードであってもよい。
【００６０】
しかしながら、地域、民族、年齢などによって、協和度が高いとみなす音程が異なる場合があり、地域、民族、または年齢などによって、騒音周波数に対する付加周波数の比を適宜設定してもよい。
【００６１】
また、付加音生成部１３８は、付加音信号Ｙｂ（ｎ）に含まれる付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３、付加周波数ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３、及び付加周波数ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各信号成分の波形を、付加周波数の正弦波とすることが好ましい。この場合、付加音生成部１３８は、付加周波数の信号を容易に生成することができる。
【００６２】
また、付加音生成部１３８は、付加音信号Ｙｂ（ｎ）に含まれる付加周波数の各信号成分の波形を、付加周波数の正弦波、及び付加周波数の高次高調波を重畳させた波形としてもよい。この場合、付加周波数の倍音を含む付加音が出力され、ユーザの不快感はより低減する。
【００６３】
また、図３における直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の各傾きは０以外であってもよい。例えば図５に示すように、直線Ｌ１の傾きがマイナスである場合、付加周波数ｆ１１の信号成分のパワーは、付加周波数ｆ１２の信号成分のパワーより大きくなり、付加周波数ｆ１２の信号成分のパワーは、付加周波数ｆ１３の信号成分のパワーより大きくなる。また、直線Ｌ２の傾きがマイナスである場合、付加周波数ｆ２１の信号成分のパワーは、付加周波数ｆ２２の信号成分のパワーより大きくなり、付加周波数ｆ２２の信号成分のパワーは、付加周波数ｆ２３の信号成分のパワーより大きくなる。また、直線Ｌ３の傾きがマイナスである場合、付加周波数ｆ３１の信号成分のパワーは、付加周波数ｆ３２の信号成分のパワーより大きくなり、付加周波数ｆ３２の信号成分のパワーは、付加周波数ｆ３３の信号成分のパワーより大きくなる。
【００６４】
人の聴覚の周波数特性は、例えば等ラウドネス曲線に表されるように、低い周波数の音に対する耳の感度は高い周波数の音に対する耳の感度よりも悪くなる。図５では、人の聴覚の周波数特性に合わせて、付加周波数の信号成分のパワーが補正されており、騒音周波数の音と付加周波数の音とのバランスが人によって心地よいバランスになる。この結果、騒音周波数の音によるユーザの不快感はより低減する。
【００６５】
そして、騒音Ｖｎの変動の減少、騒音伝播特性の変動の減少、第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）の更新処理の安定化などによって、制御音Ｖｃに含まれるキャンセル音による消音効果が向上すると、誤差信号Ｅ（ｎ）の騒音周波数におけるパワーが低減する。付加音生成部１３８は、騒音周波数のパワーが低減して騒音周波数を検出できなくなると、この騒音周波数に対応する付加周波数の信号成分の生成処理を停止する。そして、付加音生成部１３８は、騒音周波数を１つも検出できなくなると、付加音信号Ｙｂ（ｎ）の生成処理を停止する。
【００６６】
上述の信号処理装置１２による信号処理方法は、図６のフローチャートに示される。
【００６７】
まず、減算器１３３が誤差信号Ｅ（ｎ）を生成する（ステップＳ１）。次に、付加音生成部１３８が、誤差信号Ｅ（ｎ）をＦＦＴによって周波数領域の信号に変換し（ステップＳ２）、騒音周波数を検出する（ステップＳ３）。次に、付加音生成部１３８は、騒音周波数に対して協和度が高い付加周波数の信号成分（例えば正弦波）を生成し（ステップＳ４）、付加周波数の信号成分を含む付加音信号Ｙｂ（ｎ）を出力する（ステップＳ５）。また、キャンセル信号生成部１４１は、制御点Ｑ１における騒音Ｖｎを打ち消すためのキャンセル信号Ｙａ（ｎ）を生成する（ステップＳ６）。そして、加算器１３９が、キャンセル信号Ｙａ（ｎ）に付加音信号Ｙｂ（ｎ）を加算した制御音信号Ｙｃ（ｎ）を出力する（ステップＳ７）。デジタルの制御音信号Ｙｃ（ｎ）は、Ｄ／Ａ変換器１２２によってアナログの制御音信号Ｙｃに変換される。スピーカ１１２は、制御音信号Ｙｃが入力され、制御音Ｖｃを再生して出力する（ステップＳ８）。
【００６８】
実施形態に係る第１の態様の信号処理装置１２は、付加音生成部１３８と、キャンセル信号生成部１４１と、出力部１４２と、を備える。付加音生成部１３８は、騒音源８から発せられる騒音Ｖｎの周波数を騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３として検出する。そして、付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３とは異なる付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３，ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３，ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各信号成分を含む付加音信号Ｙｂ（ｎ）を生成する。キャンセル信号生成部１４１は、騒音Ｖｎ及びスピーカ１１２（音出力器）から出力された制御音Ｖｃが到達する制御点Ｑ１における騒音Ｖｎを打ち消すためのキャンセル信号Ｙａ（ｎ）を生成する。出力部１４２は、キャンセル信号Ｙａ（ｎ）に付加音信号Ｙｂ（ｎ）を加えた制御音信号Ｙｃ（ｎ）をスピーカ１１２へ出力して、スピーカ１１２から制御音Ｖｃを出力させる。
【００６９】
すなわち、制御点Ｑ１において聞こえる音は、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３、及び付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３、ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３、ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各信号成分を含む。そして、騒音周波数ｆ１の音が、協和度の高い付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３の各音と組み合わされる。また、騒音周波数ｆ２の音が、協和度の高い付加周波数ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３の各音と組み合わされる。また、騒音周波数ｆ３の音が、協和度の高い付加周波数ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の各音と組み合わされる。さらに、制御音Ｖｃに含まれるキャンセル音によって、制御点Ｑ１に伝わる騒音Ｖｎが低減する。したがって、信号処理装置１２は、能動的に騒音Ｖｎを低減させ、かつ打ち消されなかった騒音Ｖｎ（残留騒音）がユーザに与える不快感を低減させることができる。
【００７０】
また、実施形態に係る第２の態様の信号処理装置１２では、第１の態様において、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３は、制御点Ｑ１における騒音Ｖｎの周波数であることが好ましい。
【００７１】
したがって、信号処理装置１２は、能動的に騒音Ｖｎを低減させ、かつ打ち消されなかった騒音Ｖｎ（残留騒音）がユーザに与える不快感を低減させることができる。
【００７２】
また、実施形態に係る第３の態様の信号処理装置１２では、第１または第２の態様において、騒音周波数ｆ１（またはｆ２またはｆ３）に対する付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３（またはｆ２１，ｆ２２，ｆ２３またはｆ３１，ｆ３２，ｆ３３）の比は、整数比になることが好ましい。
【００７３】
したがって、信号処理装置１２では、騒音周波数の音によるユーザの不快感が低減する。
【００７４】
また、実施形態に係る第４の態様の信号処理装置１２では、第３の態様において、騒音周波数ｆ１（またはｆ２またはｆ３）に対する付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３（またはｆ２１，ｆ２２，ｆ２３またはｆ３１，ｆ３２，ｆ３３）の比は、５／４，３／２，５／３の少なくとも１つであることが好ましい。
【００７５】
すなわち、信号処理装置１２では、騒音周波数と組み合わされてコードを構成する周波数を付加周波数としている。したがって、制御音Ｖｃが出力する複数の周波数の音はコードを構成することができ、ユーザにとって心地よい響きになる。
【００７６】
また、実施形態に係る第５の態様の信号処理装置１２では、第１乃至第３の態様のいずれか一つにおいて、付加音生成部１３８は、騒音周波数ｆ１（またはｆ２またはｆ３）に対応する複数の付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３（またはｆ２１，ｆ２２，ｆ２３またはｆ３１，ｆ３２，ｆ３３）の各信号成分を含む付加音信号Ｙｂ（ｎ）を生成することが好ましい。
【００７７】
すなわち、信号処理装置１２では、複数の付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３（またはｆ２１，ｆ２２，ｆ２３またはｆ３１，ｆ３２，ｆ３３）が騒音周波数ｆ１（またはｆ２またはｆ３）に組み合わされる。したがって、制御音Ｖｃが出力する複数の周波数の音はコードを構成することができ、ユーザにとって心地よい響きになる。
【００７８】
また、実施形態に係る第６の態様の信号処理装置１２では、第５の態様において、付加音信号Ｙｂ（ｎ）の複数の付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３（またはｆ２１，ｆ２２，ｆ２３またはｆ３１，ｆ３２，ｆ３３）における各パワーは、対数軸で表された周波数に対して一定の傾きとなる仮想的な直線Ｌ１（またはＬ２またはＬ３）上の値になることが好ましい。
【００７９】
すなわち、信号処理装置１２では、人の聴覚の周波数特性に合わせて、付加周波数の信号成分のパワーを補正することができる。
【００８０】
また、実施形態に係る第７の態様の信号処理装置１２では、第６の態様において、前記傾きはゼロであることが好ましい。
【００８１】
したがって、信号処理装置１２では、付加音生成部１３８における信号処理の簡易化を図ることができる。
【００８２】
また、実施形態に係る第８の態様の信号処理装置１２では、第１乃至第７の態様のいずれか一つにおいて、付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３，ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３，ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の信号成分の波形は正弦波であることが好ましい。
【００８３】
したがって、信号処理装置１２は、付加周波数の信号を容易に生成することができる。
【００８４】
また、実施形態に係る第９の態様の信号処理装置１２では、第１乃至第８の態様のいずれか一つにおいて、付加音生成部１３８は、制御点Ｑ１で集音された騒音Ｖｎのパワーが極大となる周波数を騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３として検出することが好ましい。
【００８５】
したがって、信号処理装置１２は、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を容易に検出することができる。
【００８６】
また、実施形態に係る第１０の態様の信号処理装置１２では、第１乃至第９の態様のいずれか一つにおいて、付加音生成部１３８は、騒音Ｖｎのうち周期性騒音の周波数を騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３として検出することが好ましい。
【００８７】
したがって、信号処理装置１２は、周期性騒音を発する騒音源８の周囲に設置されることによって、周期性騒音による不快感が低減する。
【００８８】
また、実施形態に係る第１１の態様の信号処理装置１２では、第１乃至第１０の態様のいずれか一つにおいて、減算器１３３をさらに備えることが好ましい。減算器１３３は、制御点Ｑ１において集音された音の信号から付加音信号Ｙｂ（ｎ）による信号成分を取り除くことで誤差信号Ｅ（ｎ）を生成する。そして、付加音生成部１３８は、誤差信号Ｅ（ｎ）に基づいて騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を検出する。
【００８９】
すなわち、信号処理装置１２は、制御音Ｖｃに含まれる付加音の回り込み成分を除去した誤差信号Ｅ（ｎ）を生成できる。したがって、信号処理装置１２は、付加音の影響を除いた誤差信号Ｅ（ｎ）に基づいて騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を検出することができ、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の検出精度が向上する。
【００９０】
また、実施形態に係る第１２の態様の信号処理装置１２では、第１乃至第１１の態様のいずれか一つにおいて、キャンセル信号生成部１４１は、騒音制御フィルタ１３７と、補正フィルタ１３５と、係数更新部１３６と、を有することが好ましい。騒音制御フィルタ１３７は、第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）が設定され、制御点Ｑ１においてマイクロホン１１１（音入力器）によって集音された騒音Ｖｎの信号である騒音信号Ｘ（ｎ）が入力される。そして、騒音制御フィルタ１３７は、騒音信号Ｘ（ｎ）及び第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）を用いた演算処理を行うことで、キャンセル信号Ｙａ（ｎ）を生成する。補正フィルタ１３５は、スピーカ１１２からマイクロホン１１１に至る音波の伝達特性Ｃ_ｈａｔが第２フィルタ係数として設定されて、騒音信号Ｘ（ｎ）及び伝達特性Ｃ_ｈａｔ（第２フィルタ係数）を用いた演算処理を行うことで、参照信号Ｒ（ｎ）を生成する。係数更新部１３６は、参照信号Ｒ（ｎ）に基づいて第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）を求め、騒音制御フィルタ１３７の第１フィルタ係数Ｗ（ｎ）を更新する。
【００９１】
すなわち、騒音制御フィルタ１３７は適応フィルタであり、騒音源８の騒音変化、騒音伝播特性の変化に対してもキャンセル信号Ｙａ（ｎ）を追従させることができる。したがって、信号処理装置１２は、騒音Ｖｎに対する消音性能を向上させることができる。
【００９２】
実施形態に係る第１３の態様の消音システム１は、第１乃至第１２の態様のいずれか一つの信号処理装置１２と、マイクロホン１１１（音入力器）と、スピーカ１１２（音出力器）と、を備える。マイクロホン１１１は、制御点Ｑ１において集音した音を集音信号に変換して信号処理装置１２へ出力する。スピーカ１１２は、制御音信号Ｙｃ（ｎ）が入力されて制御音Ｖｃを出力する。
【００９３】
したがって、消音システム１は、上述の信号処理装置１２と同様に、能動的に騒音Ｖｎを低減させ、かつ打ち消されなかった騒音Ｖｎ（残留騒音）がユーザに与える不快感を低減させることができる。
【００９４】
実施形態に係る第１４の態様の信号処理方法は、以下の各ステップを備える。
【００９５】
ステップＳ１−Ｓ５：騒音源８から発せられる騒音Ｖｎの周波数を騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３として検出する。そして、騒音周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３とは異なる付加周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３，ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３，ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３の信号成分を含む付加音信号Ｙｂ（ｎ）を生成する。
【００９６】
ステップＳ６：騒音Ｖｎ及びスピーカ１１２（音出力器）から出力された制御音Ｖｃが到達する制御点Ｑ１における騒音Ｖｎを打ち消すためのキャンセル信号Ｙａ（ｎ）を生成する。
【００９７】
ステップＳ７−Ｓ８：キャンセル信号Ｙａ（ｎ）に付加音信号Ｙｂ（ｎ）を加えた制御音信号Ｙｃ（ｎ）をスピーカ１１２へ出力して、スピーカ１１２から制御音Ｖｃを出力させる。
【００９８】
したがって、信号処理方法は、上述の信号処理装置１２と同様に、能動的に騒音Ｖｎを低減させ、かつ打ち消されなかった騒音Ｖｎ（残留騒音）がユーザに与える不快感を低減させることができる。
【００９９】
実施形態に係る第１５の態様のプログラムは、コンピュータシステムに、第１４の態様の信号処理方法を実行させる。
【０１００】
したがって、プログラムは、上述の信号処理装置１２と同様に、能動的に騒音Ｖｎを低減させ、かつ打ち消されなかった騒音Ｖｎ（残留騒音）がユーザに与える不快感を低減させることができる。
【０１０１】
なお、上述の実施の形態は本開示の一例である。このため、本開示は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  消音システム
１１  音入出力装置
１２  信号処理装置
１１１  マイクロホン（音入力器）
１１２  スピーカ（音出力器）
１３３  減算器
１３５  補正フィルタ
１３６  係数更新部
１３７  騒音制御フィルタ
１３８  付加音生成部
１４１  キャンセル信号生成部
１４２  出力部
８  騒音源
Ｖｎ  騒音
Ｖｃ  制御音
Ｑ１  制御点
ｆ１，ｆ２，ｆ３  騒音周波数
ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３，ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３，ｆ３１，ｆ３２，ｆ３３  付加周波数
Ｙａ（ｎ）  キャンセル信号
Ｙｂ（ｎ）  付加音信号
Ｙｃ（ｎ）  制御音信号
Ｅ（ｎ）  誤差信号
Ｘ（ｎ）  騒音信号
Ｒ（ｎ）  参照信号
Ｗ（ｎ）  第１フィルタ係数
Ｃ_ｈａｔ  伝達特性（第２フィルタ係数）
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  直線
【図１】
2019044564.tif 000004
【図２】
2019044564.tif 000005
【図３】
2019044564.tif 000006
【図４】
2019044564.tif 000007
【図５】
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【図６】
2019044564.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月26日(2018.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音源から発せられる騒音の周波数を騒音周波数として検出し、前記騒音周波数とは異なる付加周波数の信号成分を含む付加音信号を生成する付加音生成部と、
前記騒音及び音出力器から出力された制御音が到達する制御点における前記騒音を打ち消すためのキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
前記キャンセル信号に前記付加音信号を加えた制御音信号を前記音出力器へ出力して、前記音出力器から前記制御音を出力させる出力部と、を備え、
前記騒音周波数に対する前記付加周波数の比は、整数比になる
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記騒音周波数は、前記制御点における前記騒音の周波数である
ことを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記騒音周波数に対する前記付加周波数の比は、５／４，３／２，５／３の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１又は２記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記付加音生成部は、前記騒音周波数に対応する複数の前記付加周波数の各信号成分を含む前記付加音信号を生成することを特徴とする請求項１、２、及び４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記付加音信号の前記複数の付加周波数における各パワーは、対数軸で表された周波数に対して一定の傾きとなる仮想的な直線上の値になることを特徴とする請求項５記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記傾きはゼロであることを特徴とする請求項６記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記付加周波数の信号成分の波形は正弦波であることを特徴とする請求項１、２、及び４乃至７のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記付加音生成部は、前記制御点で集音された前記騒音のパワーが極大となる周波数を前記騒音周波数として検出することを特徴とする請求項１、２、及び４乃至８のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記付加音生成部は、前記騒音のうち周期性騒音の周波数を前記騒音周波数として検出することを特徴とする請求項１、２、及び４乃至９のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記制御点において集音された音の信号から前記付加音信号による信号成分を取り除くことで誤差信号を生成する減算器をさらに備え、
前記付加音生成部は、前記誤差信号に基づいて前記騒音周波数を検出する
ことを特徴とする請求項１、２、及び４乃至１０のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
前記キャンセル信号生成部は、
第１フィルタ係数が設定され、前記制御点において音入力器によって集音された前記騒音の信号である騒音信号が入力されて、前記騒音信号及び前記第１フィルタ係数を用いた演算処理を行うことで、前記キャンセル信号を生成する騒音制御フィルタと、
前記音出力器から前記音入力器に至る音波の伝達特性が第２フィルタ係数として設定されて、前記騒音信号及び前記第２フィルタ係数を用いた演算処理を行うことで、参照信号を生成する補正フィルタと、
前記参照信号に基づいて前記第１フィルタ係数を求め、前記騒音制御フィルタの前記第１フィルタ係数を更新する係数更新部と、を有する
ことを特徴とする請求項１、２、及び４乃至１１のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
請求項１、２、及び４乃至１２のいずれか一項に記載の信号処理装置と、
前記制御点において集音した音を集音信号に変換して前記信号処理装置へ出力する音入力器と、
前記制御音信号が入力されて前記制御音を出力する音出力器と、を
備える
ことを特徴とする消音システム。
【請求項１４】
騒音源から発せられる騒音の周波数を騒音周波数として検出し、前記騒音周波数とは異なる付加周波数の信号成分を含む付加音信号を生成し、
前記騒音及び音出力器から出力された制御音が到達する制御点における前記騒音を打ち消すためのキャンセル信号を生成し、
前記キャンセル信号に前記付加音信号を加えた制御音信号を前記音出力器へ出力して、前記音出力器から前記制御音を出力させ、
前記騒音周波数に対する前記付加周波数の比を、整数比とする
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項１５】
コンピュータシステムに、請求項１４記載の信号処理方法を実行させることを特徴とするプログラム。
【国際調査報告】
2019044564.tif 000010
2019044564.tif 000011
2019044564.tif 000012