(57)【要約】【課題】簡易な構成において不快感を与えることなくFiltered-x LMSアルゴリズムが用いる誤差経路特性モデルを補正できる「能動型騒音制御装置及び誤差経路特性モデル補正方法」を提供する。【解決手段】誤差経路特性モデル補正制御部１２は、誤差経路特性モデル９を、出力する騒音キャンセル音Xに施した信号と、マイクロフォン８から出力される誤差信号eとの相関値と、誤差経路特性モデルの位相特性を+90度ずらした伝達関数を、騒音キャンセル音Xに施した信号と誤差信号eとの相関値とに基づいて、誤差経路特性モデルに対する実際の伝達関数Cの位相のずれを判定し、判定したずれが低減する(±90度以内になるよ)ように誤差経路特性モデルを補正する。【選択図】図１
2018180497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音を低減する能動型騒音制御装置であって、
所定の騒音キャンセル位置において騒音をキャンセルする騒音キャンセル音を出力するスピーカと、
参照信号を生成する参照信号生成手段と、
前記騒音キャンセル音の位相と振幅を調整する適応フィルタを備え、当該適応フィルタを用いて前記参照信号から前記騒音キャンセル音を生成する騒音キャンセル音生成手段と、
前記騒音キャンセル位置における騒音と前記騒音キャンセル音との合成音をピックアップし、誤差信号として出力するマイクロフォンと、
誤差経路の伝達関数を数値モデル化した誤差経路特性モデルと、
前記誤差経路特性モデルを介して前記参照信号から濾波参照信号を生成する濾波参照信号生成手段と、
前記濾波参照信号と前記誤差信号とを用いて、前記誤差信号が減少するように前記適応フィルタの適応フィルタ係数を調整する適応フィルタ係数調整手段と、
前記誤差経路特性モデルの位相特性と、前記スピーカと前記マイクロフォンとの間の実際の誤差経路の位相特性の差を判定する位相特性差判定手段と、
前記位相特性差判定手段が判定した位相特性の差に応じて、前記実際の誤差経路との位相特性の差が減少するように、前記誤差経路特性モデルを補正する誤差経路特性モデル補正手段とを有することを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の能動型騒音制御装置であって、
前記位相特性差判定手段は、正弦波状の騒音を扱うため、前記誤差経路特性モデルと位相特性がｎ×９０度（但しｎは整数）異なる伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音である第１検出音と前記誤差信号との相関を表す第１相関値と、前記騒音キャンセル音生成手段に設定されている伝達関数と位相特性が（ｎ+１）×９０度異なる伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音である第２検出音と前記誤差信号との相関を表す第２相関値とに基づいて前記位相特性の差を判定することを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の能動型騒音制御装置であって、
ｎ＝０とし、
前記第１検出音は、前記騒音キャンセル音生成手段に設定されている伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音であり、前記第２検出音は、前記騒音キャンセル音生成手段に設定されている伝達関数と位相特性が９０度異なる伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音であることを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の能動型騒音制御装置であって、
前記誤差経路特性モデル補正手段は、前記位相特性差判定手段が判定した位相特性差に応じて、前記誤差経路特性モデルを、所定の演算により９０度を単位として補正することを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項５】
請求項２または３記載の能動型騒音制御装置であって、
前記誤差経路特性モデル補正手段は、前記位相特性差判定手段が判定した位相特性差に応じて、予め用意した前記誤差経路特性モデルと位相特性が９０度ずつ異なるモデルのうちから前記実際の伝達関数との位相特性差が最も小さいモデルを選択し、選択したモデルに前記誤差経路特性モデルを補正することを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載の能動型騒音制御装置であって、
前記位相特性差判定手段は、前記第１相関値が表す相関の有無及び正負と、前記第２相関値が表す相関の有無及び正負との組み合わせに応じて、当該組み合わせに対して定まる９０度を単位とする位相差を判定することを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６記載の能動型騒音制御装置であって、
当該能動型騒音制御装置は、自動車に搭載される、当該自動車のエンジン音を前記騒音として低減するものであることを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項８】
所定の騒音キャンセル位置において騒音をキャンセルする騒音キャンセル音を出力するスピーカと、参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記騒音キャンセル音の位相と振幅を調整する適応フィルタを備え当該適応フィルタを用いて前記参照信号から前記騒音キャンセル音を生成する騒音キャンセル音生成手段と、前記騒音キャンセル位置における騒音と前記騒音キャンセル音との合成音をピックアップし、誤差信号として出力するマイクロフォンと、誤差経路の伝達関数を数値モデル化した誤差経路特性モデルと、前記誤差経路特性モデルを介して前記参照信号から濾波参照信号を生成する濾波参照信号生成手段と、前記濾波参照信号と前記誤差信号とを用いて、前記誤差信号が減少するように適応フィルタ係数を調整する適応フィルタ係数調整手段とを備えた能動型騒音制御装置において、前記誤差経路特性モデルを補正する誤差経路特性モデル補正方法であって、
前記能動型騒音制御装置の誤差経路特性モデルの位相特性と、前記スピーカと前記マイクロフォンとの間の実際の誤差経路の位相特性差を判定する位相特性差判定ステップと、
前記能動型騒音制御装置が、前記位相特性差判定ステップで判定した位相特性の差に応じて、前記実際の伝達関数との位相特性の差が減少するように、前記誤差経路特性モデルを補正する誤差経路特性モデル補正ステップとを有することを特徴とする伝達関数補正方法。
【請求項９】
請求項８記載の誤差経路特性モデル補正方法であって、
前記位相特性差判定ステップにおいて、前記誤差経路特性モデルと位相特性がｎ×９０度（但しｎは整数）異なる伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音である第１検出音と前記誤差信号との相関を表す第１相関値と、前記誤差経路特性モデルと位相特性が（ｎ+１）×９０度異なる伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音である第２検出音と前記誤差信号との相関を表す第２相関値とに基づいて前記位相特性の差を算定することを特徴とする誤差経路特性モデル補正方法。
【請求項１０】
請求項９記載の誤差経路特性モデル補正方法であって、
前記第１検出音は、前記誤差経路特性モデルを当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音であり、前記第２検出音は、前記誤差経路特性モデルと位相特性が９０度異なる伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音であることを特徴とする誤差経路特性モデル補正方法。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の誤差経路特性モデル補正方法であって、
前記誤差経路特性モデル補正ステップは、前記位相特性差判定ステップが判定した位相特性差に応じて、前記誤差経路特性モデルを、所定の演算により９０度を単位として補正することを特徴とする誤差経路特性モデル補正方法。
【請求項１２】
請求項９または１０記載の誤差経路特性モデル補正方法であって、
前記誤差系特性モデル補正ステップにおいて、前記位相特性差判定ステップで判定した位相特性の差に応じて、予め用意した前記誤差経路特性モデルと位相特性が９０度ずつ異なるモデルのうちから前記実際の伝達関数との位相特性差が最も小さいモデルを選択し、選択したモデルに前記誤差経路特性モデルを補正することを特徴とする誤差経路特性モデル補正方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の誤差経路特性モデル補正方法であって、
前記位相特性差判定ステップにおいて、前記第１相関値が表す相関の有無及び正負と、前記第２相関値が表す相関の有無及び正負との組み合わせに応じて、当該組み合わせに対して定まる９０度ずつの位相差を、判定することを特徴とする誤差経路特性モデル補正方法。
【請求項１４】
請求項８、９、１０、１１、１２または１３記載の誤差経路特性モデル補正方法であって、
前記能動型騒音制御装置は、自動車に搭載される、当該自動車のエンジン音を前記騒音として低減するものであることを特徴とする誤差経路特性モデル補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音を相殺する騒音キャンセル音を放射する能動型騒音制御(ANC;Active Noise Control）の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
騒音を相殺する騒音キャンセル音を放射する能動型騒音制御の技術としては、自動車のエンジン音を騒音として、乗員に聞こえるエンジン音を低減するANC装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
ここで、このようなエンジン音を低減するANC装置は、騒音キャンセル音を放射するスピーカと、乗員の近傍に配置した残留信号検出手段としてのマイクロフォンとを備え、適応ノッチフィルタを利用したフィードフォワード適応制御を行う方法が知られている。通常、このシステムを構築する場合、スピーカからマイクロフォンまでの間の経路(誤差経路)の伝達関数を予め測定し、誤差経路特性モデルとして実装するFiltered-x LMSアルゴリズムに基づいて、騒音キャンセル音を生成している。
【０００４】
また、このようなエンジン音を低減するANC装置においては、経時によるスピーカ、マイクロフォンの特性変化や窓の開閉、乗員数増減等の車室内環境の変化により、実際の誤差経路特性が変化するため、予め設定した誤差経路特性モデルとのずれが発生し、制御が不安定になる。このずれを補正する技術として、効果音としてスピーカから出力する疑似エンジン音を同定音として実際の伝達関数を測定し、設定されている誤差経路特性モデルを補正する技術が知られている（たとえば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００-０９９０３７号公報
【特許文献２】特開２００９-２９８２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した、エンジン音を低減するANC装置において疑似エンジン音を同定音とし測定を行いながら設定されている誤差経路特性モデルを補正する技術によれば、疑似エンジン音を出力する特段の構成が必要となると共に、疑似エンジン音による不快感を乗員に与えずに正しく補正することのできる状況が限定的となる。
【０００７】
そこで、本発明は、ANC装置において、より簡易な構成において、不快感を乗員に与えずに、Filtered-x LMSアルゴリズムが用いる誤差経路特性モデルを補正することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題達成のために、本発明は、騒音を低減する能動型騒音制御装置を、所定の騒音キャンセル位置において騒音をキャンセルする騒音キャンセル音を出力するスピーカと、参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記騒音キャンセル音の位相と振幅を調整する適応フィルタを備え、当該適応フィルタを用いて前記参照信号から前記騒音キャンセル音を生成する騒音キャンセル音生成手段と、前記騒音キャンセル位置における騒音と前記騒音キャンセル音との合成音をピックアップし、誤差信号として出力するマイクロフォンと、誤差経路の伝達関数を数値モデル化した誤差経路特性モデルと、前記誤差経路特性モデルを介して前記参照信号から濾波参照信号を生成する濾波参照信号生成手段と、前記濾波参照信号と前記誤差信号とを用いて、前記誤差信号が減少するように適応フィルタ係数を調整する適応フィルタ係数調整手段と、前記誤差経路特性モデルの位相特性と、前記スピーカと前記マイクロフォンとの間の実際の誤差経路の位相特性の差を判定する位相特性差判定手段と、前記位相特性差判定手段が判定した位相特性の差に応じて、前記実際の誤差経路との位相特性の差が減少するように、前記誤差経路特性モデルを補正する誤差経路特性モデル補正手段とを含めて構成したものである。
【０００９】
ここで、このような能動型騒音制御装置は、正弦波状の騒音を扱うため、前記位相特性差判定手段において、前記誤差経路特性モデルと位相特性がｎ×９０度（但しｎは整数）異なる伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音である第１検出音と前記誤差信号との相関を表す第１相関値と、前記騒音キャンセル音生成手段に設定されている伝達関数と位相特性が（ｎ+１）×９０度異なる伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音である第２検出音と前記誤差信号との相関を表す第２相関値とに基づいて前記位相特性の差を判定するように構成してもよい。
【００１０】
また、このように能動型騒音制御装置を構成する場合、ｎ＝０とし、前記第１検出音を、前記騒音キャンセル音生成手段に設定されている伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音とし、前記第２検出音を、前記騒音キャンセル音生成手段に設定されている伝達関数と位相特性が９０度異なる伝達関数を当該騒音キャンセル音生成手段が生成した前記騒音キャンセル音に施した音とすることも好ましい。
【００１１】
ここで、以上のような能動型騒音制御装置は、前記誤差経路特性モデル補正手段において、前記位相特性差判定手段が判定した位相特性の差に応じて、誤差経路特性モデルを、所定の演算により９０°を単位として補正しても良いし、当該誤差経路特性モデルと位相特性が９０度ずつ異なるモデルを予め用意し、用意したモデルのうちから前記実際の伝達関数との位相特性差が最も小さいモデルを選択して、選択したモデルに誤差経路特性モデルを補正するように構成してもよい。
【００１２】
また、この場合、能動型騒音制御装置の前記位相特性差判定手段は、前記第１相関値が表す相関の有無及び正負と、前記第２相関値が表す相関の有無及び正負との組み合わせに応じて、当該組み合わせに対して定まる９０度を単位とする位相差を判定するように構成する。
【００１３】
また、以上の能動型騒音制御装置は、自動車に搭載される、当該自動車のエンジン音を前記騒音として低減するものであってもよい。
以上のような能動型騒音制御装置によれば、疑似エンジン音などの伝達関数を測定するための音声(同定音)を出力することなく、実際の位相特性の変化に応じて、誤差経路特性モデルを補正することができる。よって、誤差経路特性モデルを補正するための音声によって不快感を与えることは無く、また、誤差経路特性モデルを補正するための音声を出力するための特段の構成を必要とせずに、誤差経路特性モデルを補正し、安定した制御を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、ANC装置において、より簡易な構成において、不快感を乗員に与えずに、Filtered-x LMSアルゴリズムが用いる誤差経路特性モデルを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るANC装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る誤差経路特性モデル補正処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る参照用騒音キャンセル音生成ブロックの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る相関算出ブロックの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る誤差経路特性モデル補正処理の処理例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るANC装置の構成を示す。
ここで、本実施形態に係るANC装置は、自動車に搭載される装置であり、自動車のエンジン音を騒音として、乗員に聞こえるエンジン音を低減する装置である。
そして、図示するように、ANC装置は、エンジンの回転に同期して出力されるエンジンパルスEPの同期した正弦波sin(n)を生成する正弦波発生器１、正弦波発生器１の生成する正弦波とπ／２ラジアン位相が異なる余弦波cos(n)を生成する余弦波発生器２、正弦波sin(n)を設定されているフィルタ係数W0で畳み込んで出力するフィルタ(W0)３、余弦波cos(n)をフィルタ係数W1で畳み込んで出力するフィルタ(W1)４、フィルタ(W0)３の出力とフィルタ(W1)４の出力を加算し騒音キャンセル音Xとして出力する加算器５、加算器５の出力でスピーカ７を駆動して騒音キャンセル音Xを放射するアンプ６とを備えている。
【００１７】
また、ANC装置は、フィルタ(W0)３のフィルタ係数W0とフィルタ(W1)４のフィルタ係数W1をFiltered-x LMSアルゴリズムによって適応させる構成として以下の構成を備えている。
【００１８】
すなわち、ANC装置は、自動車の乗員の近傍に配置されたマイクロフォン８を備えている。そして、加算器５から出力される騒音キャンセル音Xに加算器５からマイクロフォン８までの実際の伝達関数Cを施したC・Xと、エンジン音dを加算した音C・X+dが、マイクロフォン８によってピックアップされエラー信号e(n)として出力される。
【００１９】
また、ANC装置は、伝達関数Cの数値モデルである誤差経路特性モデル９（C^)を備え正弦波sin(n)と余弦波cos (n)に誤差経路特性を反映した濾波参照信号r0(n)と濾波参照信号r1(n)を生成する。ここで、誤差経路特性モデル９(C^)、濾波参照信号r0(n)、濾波参照信号r1(n)の関係は、以下の式によって表される。
【００２０】
【数１】
2018180497.tif 000003
【００２１】
また、ANC装置は、フィルタ(W0)３のフィルタ係数W0を更新するW0用LMS１０と、フィルタ(W1)４のフィルタ係数W1を下記数式２、数式３より更新するW1用LMS１１を備えている。
ここで、W0用LMS１０は、誤差経路特性モデル９から出力される参照信号r0(n)とマイクロフォン８から出触されるエラー信号e(n)を用いて、
数式２  W0(n+1)= W0(n)-μ・r0(n) ・e(n)
に従って更新する。ここで、W0(n)は更新前のフィルタ係数W0、W0(n+1)は更新後のフィルタ係数W0である。また、μは、更新のステップサイズを規定する予め定めたパラメータである。
【００２２】
また、同様に、W1用LMS１１は、誤差経路特性モデル９から出力される参照信号r1(n)とマイクロフォン８から出力されるエラー信号e(n)を用いて、
数式３  W1(n+1)= W1(n)-μ・r1(n) ・e(n)
に従って更新する。ここで、W1(n)は更新前のフィルタ係数W1、W1(n+1)は更新後のフィルタ係数W1である。また、μは、更新のステップサイズを規定する予め定めたパラメータである。
【００２３】
ここで、以上のようなANC装置の構成によれば、誤差経路特性モデルC^と加算器５からマイクロフォン８までの実際の伝達関数Cとの位相差が所定範囲内にある限り、上述したフィルタ係数W0、フィルタ係数W1の更新により、騒音キャンセル音Xが自動的に、マイクロフォン８の位置においてエンジン音dと逆位相となってエンジン音dをキャンセルするように調整され、エンジン音dによる騒音は低減される。なお、本実施形態では、フィルタ係数W0、フィルタ係数W1の更新により、エンジン音dをキャンセルするように騒音キャンセル音Xを調整できる実際の伝達関数Cの位相変化許容範囲は、誤差経路特性モデルC^の位相を中心とする±９０度近辺の範囲となる。
【００２４】
一方、誤差経路特性モデルC^とスピーカ７からマイクロフォン８までの実際の伝達関数Cとの位相差が許容範囲を超えると、上述したフィルタ係数W0、フィルタ係数W1の更新によって、騒音キャンセル音Xによってエンジン音dをキャンセルできなくなり、騒音キャンセル音Xの出力過多が発生する。
【００２５】
そこで、本実施形態では、誤差経路特性モデルC^とスピーカ７からマイクロフォン８までの実際の伝達関数Cとの位相差が許容範囲を超えた場合でも即座に補正できるように、誤差経路特性モデル補正制御部１２を設けている。
【００２６】
以下、このような誤差経路特性モデル補正制御部１２が行う補正動作について説明する。
まず、誤差経路特性モデル補正制御部１２は、C^[0]、C^[-90]、C^[+90]、C^[-180]の４つのモデルのうちからひとつに切り替えることにより補正を行う。
【００２７】
ここで、誤差経路特性モデルC^[0]は、誤差経路特性モデル９に初期設定され、C^[-90]はC^[0]の位相特性を-90度ずらしたモデルであり、C^[+90]はC^[0]の位相特性を+90度ずらしたモデルであり、C^[-180]はC^[0]の位相特性を-180度ずらしたモデルである。
【００２８】
なお、数式１で表現される1次変換の行列をC^[0]に対応づけると、その位相特性をずらしたモデルC^[-90]、C^[+90]、C^[-180]の４つの関係は以下の通りとなり、符号反転、配置変更により生成可能である。
【００２９】
【数２】
2018180497.tif 000004
【００３０】
図２に、誤差経路特性モデル補正制御部１２が行う補正処理の手順を示す。
なお、誤差経路特性モデル補正処理は、誤差経路特性モデル補正制御部１２によって所定周期で定期的に行われる処理である。
【００３１】
図示するように、誤差経路特性モデル補正処理では、まず、C^[0]、C^[-90]、C^[+90]、C^[-180]の４つのモデルのうちの現在設定されているC^[j]を騒音キャンセル音Xに施した音に相当する参照用騒音キャンセル音CS[j]とマイクロフォン８から出力される誤差信号e(n)との相関値V0を算出する（ステップ２０２）。
【００３２】
また、現在設定されているC^[j]と位相特性が+90度ずれているC^[j+90] を騒音キャンセル音Xに施した音に相当する参照用騒音キャンセル音CS[j+90]とマイクロフォン８から出力される誤差信号e(n)との相関値V1を算出する（ステップ２０４）。
【００３３】
ここで、ステップ２０２の相関値V0の算出とステップ２０４の相関値V1の算出は、実際には並行して行うことが好ましい。
また、ステップ２０２で用いる参照用騒音キャンセル音CS[j]は、誤差経路特性モデル補正制御部１２において、加算器５から出力される騒音キャンセル音Xに、C^[j]によって表される伝達特性と等価な周波数応答を与えるフィルタ処理を施して算出する。また、ステップ２０４で用いる参照用騒音キャンセル音CS[j+90]は、誤差経路特性モデル補正制御部１２において、加算器５から出力される騒音キャンセル音Xに、伝達関数C^[j+90]によって表される伝達特性と等価な周波数応答を与えるフィルタ処理を施して算出する。
【００３４】
ただし、参照用騒音キャンセル音CS[j]と参照用騒音キャンセル音CS[j+90]は、誤差経路特性モデル補正制御部１２に、正弦波発生器１が出力する正弦波sin(n)と余弦波発生器２が出力する余弦波cos(n)から参照用騒音キャンセル音CS[j]を生成する参照用騒音キャンセル音CS[j]生成ブロックと、正弦波発生器１が出力する正弦波sin(n)と余弦波発生器２が出力する余弦波cos(n)から参照用騒音キャンセル音CS[j+90]を生成する参照用騒音キャンセル音CS[j+90]生成ブロックとを設けて生成するようにしてもよい。
【００３５】
ここで、図３ａに示すように、参照用騒音キャンセル音CS[j]生成ブロック１２１は、誤差経路特性C^[j]を上述した数式１に従って正弦波発生器１が出力する正弦波sin(n)と余弦波発生器２が出力する余弦波cos(n)に施して、検出用参照信号r0'(n)と検出用参照信号r1' (n)を出力する検出用誤差経路特性モデル１２１１と、現在、フィルタ(W0)３に設定されているフィルタ係数W0と同じフィルタ係数を設定した、検出用参照信号r0' (n)にフィルタ係数W0を畳み込んで出力する検出用フィルタ（W0）１２１２と、現在、フィルタ(W1)４に設定されているフィルタ係数W1と同じフィルタ係数を設定した、検出用参照信号r1' (n)にフィルタ係数W1を畳み込んで出力する検出用フィルタ（W1）１２１３と、検出用フィルタ(W0)１２１２の出力と検出用フィルタ(W1)１２１３の出力を加算して、参照用騒音キャンセル音CS[j]として出力する検出用加算器１２１４とより構成する。
【００３６】
また、参照用騒音キャンセル音CS[j+90]生成ブロック１２２の構成は、図３ｂに示すように、図３ａに示した参照用騒音キャンセル音CS[j]生成ブロック１２１の検出用誤差経路特性モデル１２１１を、誤差経路特性C^[j+90]を正弦波発生器１が出力する正弦波sin(n)と余弦波発生器２が出力する余弦波cos(n)に施して検出用参照信号r0' (n)と検出用参照信号r1' (n)を出力する検出用誤差経路特性モデル１２２１に置き換えたものに等しい。
【００３７】
次に、ステップ２０２、２０４で行う参照用騒音キャンセル音CS[k]（ｋはjまたはj+90）と誤差信号e(n)との相関の算出は、たとえば、誤差経路特性モデル補正制御部１２に、図４に示すような相関算出ブロックを設けて行うことができる。
【００３８】
図示するように、この相関算出部は、乗算器４１と、複数の遅延器４２と、複数の加算器４３とを用いて、参照用騒音キャンセル音CS[k]と誤差信号e(n)との乗算値を、参照用騒音キャンセル音CS[k]の１周期分積算して相関値V0(ｋがjの場合）または相関値V1(ｋがj+90の場合）として出力するものである。
【００３９】
さて、図２に戻り、以上のようにして、相関値V0と相関値V1を算出したならば（ステップ２０２、２０４）、次に、誤差経路特性モデル補正制御部１２は、騒音キャンセル音Xの出力過多の発生の有無を調べ（ステップ２０２）、発生していなければ、そのまま、補正処理を終了する。
ここで、騒音キャンセル音Xの出力過多は、W0用LMS１０の更新によるフィルタ(W0)３フィルタ係数W0の発散や、W1用LMS１１の更新によるフィルタ(W1)４のフィルタ係数W1の発散を検知する。ただし、直接、騒音キャンセル音Xから出力過多を検出することもできる。
【００４０】
一方、騒音キャンセル音Xの出力過多が発生していれば、次に、相関値V0と相関値V1が共に相関が無いことを表しているかどうかを調べ（ステップ２０８）、相関値V0と相関値V1が共に相関が無いことを表している場合には、そのまま、伝達関数補正処理を終了する。
ここで、このように、相関値V0と相関値V1が共に相関が無いことを表しているときには、誤差信号e(n)が０であってエンジン音による騒音の低減が成功している場合、すなわち、現在、誤差経路特性モデル９が適正であることを表している場合であるので、このような場合には、誤差経路特性モデル９の補正は行わない。
【００４１】
一方、相関値V0と相関値V1が共に相関が無いことを表していない場合には（ステップ２０８）、相関値V0と相関値V1が共に負の相関を表しているかどうかを調べ（ステップ２１０）、相関値V0と相関値V1が共に負の相関を表している場合には、現在設定しているC^[j]よりも現実の伝達関数が-90度ずれてきているので、誤差経路特性モデルのほうも位相特性を-90度ずらしたC^[j+90]に変更(補正)し、誤差経路特性モデル補正処理を終了する。
【００４２】
ここで、このように、相関値V0と相関値V1が共に負の相関を表している場合には、エンジン音dが騒音キャンセル音Xでキャンセルできなかった残留成分が相関値V0の負の相関として表れ、騒音キャンセル音Xがエンジン音dでキャンセルできなかった残留成分が相関値V1の負の相関として表れていると考えることができる。そして、相関値V1が負の相関であることは、騒音キャンセル音Xがエンジン音dでキャンセルできなかった残留成分の位相が、参照用騒音キャンセル音CS[j+90]と逆の位相に近いことを表しているので、実際の伝達関数Cと誤差経路特性モデル９との位相特性の差がおおよそ-９０度であることが判定できる。そこで、このような場合には、誤差経路特性モデル９をC^[j-90]に変更する。
【００４３】
一方、相関値V0と相関値V1が共に負の相関を表していない場合で（ステップ２１０）、相関値V0が負の相関を表しており、かつ、相関値V1が正の相関を表しているかどうかを調べ（ステップ２１４）、相関値V0が負の相関を表しており、かつ、相関値V1が正の相関を表している場合には、現在設定しているC^[j]よりも現実の伝達関数が+90度ずれてきているので、誤差経路特性モデルのほうも位相特性が+90度ずれているC^[j+90]に、誤差経路特性モデル９を変更(補正)し（ステップ２１６）、誤差経路特性モデル補正処理を終了する。
【００４４】
ここで、このように、相関値V0が負の相関を表しており、かつ、相関値V1が正の相関を表している場合には、エンジン音dが騒音キャンセル音Xでキャンセルできなかった残留成分が相関値V0の負の相関として表れ、騒音キャンセル音Xがエンジン音dでキャンセルできなかった残留成分が相関値V1の正の相関として表れていると考えることができる。そして、相関値V1が正の相関であることは、騒音キャンセル音Xがエンジン音dでキャンセルできなかった残留成分の位相が、参照用騒音キャンセル音CS[j+90]と近い位相であることを表しているので、実際の伝達関数Cと誤差経路特性モデル９との位相特性の差がおおよそ+９０度であることが算定できる。そこで、このような場合には、誤差経路特性モデル９をC^[j+90]に変更する。
【００４５】
一方、相関値V0と相関値V1が共に負の相関を表しておらず(ステップ２１０)、かつ相関値V1が正の相関を表していない場合には（ステップ２１４）、相関値V0が負の相関を表しており、かつ、相関値V1が相関無しを表していることが分かるので、現在設定しているC^[j]よりも現実の伝達関数が-180度ずれてきているので、誤差経路特性モデルのほうも位相特性が-180度ずれているC^[j-180]に、誤差経路特性モデル９を変更(補正)し（ステップ２２０）、誤差経路特性モデル補正処理を終了する。
【００４６】
ここで、このように、相関値V0が負の相関を表しており、かつ、相関値V1が相関無しを表している場合には、騒音キャンセル音Xとエンジン音dが同位相で相関値V0の負の相関として表れていると考えることができる。そして、騒音キャンセル音Xとエンジン音dとが参照用騒音キャンセル音CS[j]と逆の位相であることより、実際の伝達関数Cと誤差経路特性モデル９との位相特性の差がおおよそ-180度であることが判定できる。そこで、このような場合には、誤差経路特性モデル９をC^[j-180]に変更する。
【００４７】
以上、誤差経路特性モデル補正制御部１２が行う誤差経路特性補正処理について説明した。
さて、このような誤差経路特性モデル補正処理の処理例を示す
いま、誤差経路特性モデル９に設定されているC^の位相が、図５ａに示す位相であり、C^の位相を中心とする灰色で示した90度以内の位相範囲５００に実際の伝達関数Cの位相が含まれていれば、Filtered-x LMSアルゴリズムによるフィルタ係数W0、フィルタ係数W1の更新が行われ、騒音キャンセル音Xを、エンジン音dをキャンセルするように調整可能であるものとする。
【００４８】
この場合、実際の伝達関数Cの位相が、位相範囲５００内の位相である場合には、誤差信号eは０となり、相関値V0、V1は共に相関無しを表すのでC^の変更は行われない。
【００４９】
一方、たとえば、実際の伝達関数Cの位相が、位相範囲５００からはずれた位相となった場合には、上述のように相関値V0、V1に基づいて、C^とCの位相ずれが、+90度、-90度、-180度のいずれに近いかが判定され、近いと判定された位相領域に、C^の位相が変更される。
【００５０】
すなわち、たとえば、図５ｂに示すように、C^と実際の伝達関数Cの位相差が-180度近くの値である場合には、相関値V0、V1に基づいて、C^と実際の伝達関数Cの位相とのずれが-180度に近いと判定され、図５ｃに示すように、C^の位相が-180度変更される。
【００５１】
そして、この結果、実際の伝達関数Cの位相は、C^の位相を中心とする位相範囲５００内の位相となり、以降、Filtered-x LMSアルゴリズムによるフィルタ係数W0、フィルタ係数W1の更新が行われ、騒音キャンセル音Xをエンジン音dをキャンセルするように調整可能となる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明した。
このように、本実施形態によれば、疑似エンジン音などの誤差経路特性モデル９を補正するための専用の音声を出力することなく、実際の伝達関数Cの位相特性の変化に応じて、騒音キャンセル音の生成に用いる誤差経路特性モデル９を補正することができる。よって、誤差経路特性モデル９を補正するための音声によって不快感を与えることは無く、また、補正するための音声を出力するための特段の構成を必要とせずに、Filtered-x LMSアルゴリズムに用いる誤差経路特性モデル９を補正することができる。
【００５３】
ところで、以上の実施形態では誤差経路特性モデル補正処理において、C^[j]を誤差経路特性モデル９の初期設定として、C^[j]、C^[j+90]を騒音キャンセル音Xに施した音に相当する参照用騒音キャンセル音CS[j]、参照用騒音キャンセル音CS[j+90]を用いて、誤差経路特性モデル９と実際の伝達関数Cとの位相特性の差を判定したが、これは、0、-90、+90、-180のうち任意の値をkとして、C^[k]、C^[k+90]を騒音キャンセル音Xに施した音に相当する参照用騒音キャンセル音CS[k]、参照用騒音キャンセル音CS[k+90]を用いて、誤差経路特性モデル９と実際の伝達関数Cとの位相特性の差を判定するようにしてもよい。また、この場合において、kを誤差経路特性モデル９によらずに固定値としてもよい。
このようにしても、C^[k]とC^[j]の位相差と、参照用騒音キャンセル音CS[k]、CS[k+90]と誤差信号eとの相関とより、実際の伝達関数Cの位相特性の誤差経路特性モデル９に対する位相特性の差を判定することができる。
【００５４】
また、以上の実施形態は、誤差経路特性モデルの補正の手段として、初期設定を基準とし、+90度補正モード、-90度補正モード、-180度補正モードを用意し、誤差経路特性モデルC^と加算器５からマイクロフォン８までの実際の伝達関数Cとの位相差の状況に応じて各モードに遷移する補正手段を用いても良い。ここで、この場合、各モード遷移時にはモデルの行列要素の入れ替えによる補正演算を都度行う。または、遅延器を追加用意し濾波参照信号に直接位相補正を行うようにしてもよい。この場合、各モードで相関値を求めるための参照用騒音キャンセル音CS[j]、参照用騒音キャンセル音CS[j+90]も各モードを基準に入れ替える。
【００５５】
また、以上のANC装置における誤差経路特性モデル９を補正する構成は、エンジン音以外の騒音の低減にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…正弦波発生器、２…余弦波発生器、３…フィルタ（W0）、４…フィルタ（W1）、５…加算器、６…アンプ、７…スピーカ、８…マイクロフォン、９…誤差経路特性モデル、１０…W0用LMS、１１…W1用LMS、１２…誤差経路特性モデル補正制御部、４１…乗算器、４２…遅延器、４３…加算器、１２１…参照用騒音キャンセル音CS[j]生成ブロック、１２２…参照用騒音キャンセル音CS[j+90]生成ブロック、１２１１…検出用誤差経路特性モデル、１２１２…検出用フィルタ（W0）、１２１３…検出用フィルタ（W1）、１２１４…検出用加算器、１２２１…検出用誤差経路特性モデル。
【図１】
2018180497.tif 000005
【図２】
2018180497.tif 000006
【図３】
2018180497.tif 000007
【図４】
2018180497.tif 000008
【図５】
2018180497.tif 000009