(57)【要約】【課題】消音効果を奏する領域面積を維持することができるとともに、小型化を図ること可能な能動騒音制御装置及びその方法を提供する。【解決手段】騒音を検出する参照マイク１１と、制御音を出力する制御スピーカ１３と、制御スピーカ１３に並設される近傍特性検出マイク１２と、第１伝達特性Ｔｎを同定する回路Ｋ１と、第１伝達特性Ｔｎ、第２伝達特性Ｔｆ、及び第２誤差特性Ｃｆに基づいて、制御スピーカ１３から近傍特性検出マイク１２までの特性Ｃｍを算出し、第１伝達特性Ｔｎ、及び特性Ｃｍに基づいて、制御音と騒音とを制御点で位相干渉させて制御領域での騒音を低減する制御フィルタＷを構成する回路Ｋ２と、参照マイク１１の検出結果及び制御フィルタＷに基づいて、制御スピーカ１３の制御音を制御する回路Ｋ３とを備える。【選択図】図６
2011123330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御音を制御領域へ出力し、前記制御領域での騒音を制御する能動騒音制御装置であって、
騒音源から出力される騒音を検出する参照マイクと、
制御音を前記制御領域側に出力する制御音源と、
前記制御音源に並設され、騒音及び制御音を検出する近傍特性検出マイクと、
前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性を同定する同定手段と、
前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性、計測により予め同定された前記騒音源から前記制御領域内の所定の制御点までの伝達経路の特性、及び、計測により予め同定された前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性に基づいて、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を算出する誤差経路算出手段と、
前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性に基づいて、制御音と騒音とを前記制御点で位相干渉させて前記制御領域での騒音を低減する制御フィルタを構成する制御フィルタ構成手段と、
前記参照マイクの検出結果及び前記制御フィルタに基づいて、前記制御音源の制御音をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段と、
を備えることを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項２】
前記誤差経路算出手段は、
前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性に基づいて、制御対象の周波数帯域に係る位相及び振幅を算出し、
計測により予め同定された前記騒音源から前記制御点までの伝達経路の特性に基づいて、制御対象の周波数帯域に係る位相及び振幅を算出し、
算出した両者の位相及び振幅に基づいて、計測により予め同定された前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性のうち、位相及び振幅を補正することにより、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の能動騒音制御装置。
【請求項３】
前記誤差経路算出手段は、
前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性を、計測により予め同定された前記騒音源から前記制御点までの伝達経路の特性で除算し、除算して得られた値を計測により予め同定された前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性に積算することにより、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の能動騒音制御装置。
【請求項４】
騒音源から出力される騒音を検出する参照マイクと、制御音を前記制御領域側に出力する制御音源と、前記制御音源に並設され、騒音及び制御音を検出する近傍特性検出マイクとを有する能動騒音制御装置の能動騒音制御方法であって、
前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性を同定する同定ステップと、
前記同定ステップにより同定された前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性、計測により予め同定された前記騒音源から前記制御領域内の所定の制御点までの伝達経路の特性、及び、計測により予め同定された前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性に基づいて、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を算出する誤差経路算出ステップと、
前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性に基づいて、制御音と騒音とを前記制御点で位相干渉させて前記制御領域での騒音を低減する制御フィルタを構成する制御フィルタ構成ステップと、
前記参照マイクの検出結果及び前記制御フィルタに基づいて、前記制御音源の制御音をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御ステップと、
を備えることを特徴とする能動騒音制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の騒音制御装置及び騒音制御方法として、制御音を出力する音源を用意し、出力した制御音を騒音に干渉させることで制御点での騒音を低減させるアクティブ・ノイズ・コントロール（ＡＮＣ：Active  Noise  Control）を行うもの及び方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１記載の装置は、騒音を検出するリファレンスマイク、制御音を出力する制御スピーカ、及び制御点側において制御スピーカの近傍に配置され騒音及び制御音を検出する第１エラーマイクを備え、フィードフォワード型の能動騒音制御を行うものである。能動騒音制御を行う前に、制御スピーカからみて第１エラーマイクよりも遠くの位置に第２エラーマイクを配置し、第１エラーマイクと第２エラーマイクとの間の伝達特性を予め取得する。そして、取得された第１エラーマイクと第２エラーマイクとの間の伝達特性を用いて制御用の伝達特性を演算する。演算により得られた伝達特性を用いることで、第２エラーマイクが制御点に存在したかのような能動騒音制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７７４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、能動騒音制御装置において、騒音源、制御スピーカ及び制御点に配置されたエラーマイクが一直線上に並んで配置される場合には、騒音及び制御音の伝播方向が一致する。この場合、消音効果を奏する領域は、制御点の下流側に広がる広範囲な領域となる。一方、騒音源が制御スピーカ及びエラーマイクを結ぶ直線上から外れた位置に移動した場合には、騒音及び制御音の伝播方向が一致せずに交差する。この場合、消音効果を奏する領域は、制御点の近傍に限られ、その他の領域では増音する。すなわち、従来の能動騒音制御装置にあっては、騒音源が移動した場合に、消音効果を奏する領域が縮小するおそれがある。
【０００５】
さらに、能動騒音制御装置は、一定の消音効果を保ちつつ小型化することが望まれている。しかしながら、特許文献１記載の装置のように、制御スピーカの近傍にエラーマイクを配置すると、上記とは別の理由で消音効果を奏する領域が縮小するおそれがある。一般的な能動騒音制御では、適応フィルタ（Filtered-X  LMS）や伝達関数法を用いて、騒音源からエラーマイクまでの経路の特性と、制御スピーカからエラーマイクまでの経路の特性の比を使って制御フィルタを求めている。ここで、制御スピーカからエラーマイクまでの経路の特性は、制御スピーカとエラーマイクとの距離を短くするほど、音圧駆動面の構造やスピーカの支持構造物による影響を強く受ける。このため、制御スピーカの近傍にエラーマイクを配置すると、制御スピーカからエラーマイクまでの経路の特性と、制御スピーカからエラーマイクの配置位置よりも下流側に位置する地点までの経路の特性とに差異が生じる。従って、騒音源、制御スピーカ及びエラーマイクを一直線上に並べ、制御スピーカの近傍にエラーマイクを配置して、制御スピーカからエラーマイクまでの経路の特性を用いて能動騒音制御を行うと、エラーマイクの配置位置の近傍でのみ消音効果を期待することができるが、エラーマイクの配置位置の下流側では消音効果を期待することができない。
【０００６】
そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、騒音源が移動する場合であっても消音効果を奏する領域面積を維持することができるとともに、小型化を図ること可能な能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここで、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、制御スピーカから離れた位置では音波の時間的・空間的な進行に伴って相似する波形となることに着目し、能動騒音制御の実行前に制御スピーカから遠方の位置にマイクを配置して計測した結果を用いて制御スピーカの近傍に配置されたマイクの誤差経路の特性を導出することで、音圧駆動面の構造やスピーカの支持構造物による影響を考慮することなく制御スピーカの近傍にマイクを配置できることを見出すとともに、制御スピーカと制御音及び騒音を検出するマイクとを近づけるほど、騒音源が移動した場合であっても消音効果を奏する領域面積を維持することができることを見出した。
【０００８】
そこで、本発明に係る能動騒音制御装置は、制御音を制御領域へ出力し、前記制御領域での騒音を制御する能動騒音制御装置であって、騒音源から出力される騒音を検出する参照マイクと、制御音を前記制御領域側に出力する制御音源と、前記制御音源に並設され、騒音及び制御音を検出する近傍特性検出マイクと、前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性を同定する同定手段と、前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性、計測により予め同定された前記騒音源から前記制御領域内の所定の制御点までの伝達経路の特性、及び、計測により予め同定された前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性に基づいて、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を算出する誤差経路算出手段と、前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性に基づいて、制御音と騒音とを前記制御点で位相干渉させて前記制御領域での騒音を低減する制御フィルタを構成する制御フィルタ構成手段と、前記参照マイクの検出結果及び前記制御フィルタに基づいて、前記制御音源の制御音をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段とを備えて構成される。
【０００９】
本発明に係る能動騒音制御装置では、騒音源から近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性、計測により予め同定された騒音源から制御領域内の所定の制御点までの伝達経路の特性、及び、計測により予め同定された制御音源から制御点までの誤差経路の特性に基づいて、制御音源から近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性が算出される。一般的に、音響伝播経路の特性は、位相の単純遅延と距離による振幅の減衰として表現できる。このため、例えば、騒音源から近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性と、騒音源から制御点までの伝達経路の特性とを比較し、その結果を元に制御音源から制御点までの誤差経路の特性を線形変換して制御音源から近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を求めることで、音圧駆動面の構造やスピーカの支持構造物による影響を受けていない誤差経路の特性を算出することができる。これにより、制御点下流側においても消音効果を奏することが可能になるとともに、制御音源の近傍に近傍特性検出マイクを配置し、制御点にマイクを配置しなくても、制御点での騒音を消音することができる。そして、制御音源に近傍特性検出マイクを近接して配置されることで、騒音源から制御音源までの距離と騒音源から近傍特性検出マイクまでの距離とがほぼ等しいものとして取り扱うことができる。すなわち、制御音源及び近傍特性検出マイクと騒音源との位置関係を議論する上で、制御音源及び近傍特性検出マイクを結ぶ直線を点として取り扱うことが可能となる。このため、騒音源が移動した場合であっても、騒音源と、制御音源及び近傍特性検出マイクとは常に一直線上に配置されたものとして取り扱うことができる。従って、消音効果を奏する領域は、騒音源の移動に伴って、制御音源及び近傍特性検出マイクを対称点として騒音源の位置と点対称となる方向へ移動するだけであり、消音効果を奏する領域面積が縮小することを回避することが可能となる。
【００１０】
ここで、前記誤差経路算出手段は、前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性に基づいて、制御対象の周波数帯域に係る位相及び振幅を算出し、計測により予め同定された前記騒音源から前記制御点までの伝達経路の特性に基づいて、制御対象の周波数帯域に係る位相及び振幅を算出し、算出した両者の位相及び振幅に基づいて、計測により予め同定された前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性のうち、位相及び振幅を補正することにより、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を算出することが好適である。
【００１１】
このように構成することで、騒音源から近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性と、騒音源から制御点までの伝達経路の特性とに基づいて、制御音源から制御点までの誤差経路の特性を線形変換することができる。このように、音圧駆動面の構造やスピーカの支持構造物によって影響を受けていない特性から、制御音源から近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を算出することができる。
【００１２】
また、前記誤差経路算出手段は、前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性を、計測により予め同定された前記騒音源から前記制御点までの伝達経路の特性で除算し、除算して得られた値を計測により予め同定された前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性に積算することにより、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を算出することが好適である。
【００１３】
このように構成することで、制御音源から制御点までの誤差経路の特性に、騒音源から近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性と、計測により予め同定された騒音源から制御点までの伝達経路の特性との比を積算することができる。このため、制御音源から制御点までの誤差経路の音の波形を保持したままで、かつ、騒音源から近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性と、計測により予め同定された騒音源から制御点までの伝達経路の特性との位相差だけ、すなわち近傍特性検出マイクの位置までシフトさせることが可能となる。従って、音圧駆動面の構造やスピーカの支持構造物による影響を受けていない誤差経路の特性を簡単な演算で算出することができる。
【００１４】
また、本発明に係る能動騒音制御方法は、騒音源から出力される騒音を検出する参照マイクと、制御音を前記制御領域側に出力する制御音源と、前記制御音源に並設され、騒音及び制御音を検出する近傍特性検出マイクとを有する能動騒音制御装置の能動騒音制御方法であって、前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性を同定する同定ステップと、前記同定ステップにより同定された前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性、計測により予め同定された前記騒音源から前記制御領域内の所定の制御点までの伝達経路の特性、及び、計測により予め同定された前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性に基づいて、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性を算出する誤差経路算出ステップと、前記騒音源から前記近傍特性検出マイクまでの伝達経路の特性、前記制御音源から前記近傍特性検出マイクまでの誤差経路の特性に基づいて、制御音と騒音とを前記制御点で位相干渉させて前記制御領域での騒音を低減する制御フィルタを構成する制御フィルタ構成ステップと、前記参照マイクの検出結果及び前記制御フィルタに基づいて、前記制御音源の制御音をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御ステップとを備えて構成される。
【００１５】
本発明に係る能動騒音制御方法によれば、上述した能動騒音制御装置と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、騒音源が移動した場合であっても消音効果を奏する領域面積を維持することができるとともに小型化を図ること可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る能動騒音制御装置を有する消音システムの概要図である。
【図２】図１中の能動騒音制御装置が備える第１誤差経路同定部の制御回路を示すブロック図である。
【図３】図１中の能動騒音制御装置が備える第２誤差経路同定部の制御回路を示すブロック図である。
【図４】図１中の能動騒音制御装置が備える第１伝達経路同定部の制御回路を示すブロック図である。
【図５】図１中の能動騒音制御装置が備える第２伝達経路同定部の制御回路を示すブロック図である。
【図６】図１中の能動騒音制御装置が備える騒音制御部の制御回路を示すブロック図である。
【図７】誤差経路を求める演算を説明するための概要図である。
【図８】位相の周波数依存性を説明するための概要図である。
【図９】図１中の能動騒音制御装置の作用効果を説明する概要図である。
【図１０】図１中の能動騒音制御装置の作用効果を説明する概要図である。
【図１１】実施例に用いた能動騒音制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施例に用いた能動騒音制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施例における消音効果を視覚的に示す実験結果である。
【図１４】実施例における消音効果を視覚的に示す実験結果である。
【図１５】比較例における消音効果を視覚的に示す実験結果である。
【図１６】比較例における消音効果を視覚的に示す実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
本実施形態に係る能動騒音制御装置は、騒音に対して制御音を出力し位相干渉させてキャンセルする、いわゆるアクティブ・ノイズ・コントロールを行う能動騒音制御装置である。
【００２０】
最初に、本実施形態に係る能動騒音制御装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る能動騒音制御装置を有する消音システムの構成を示す概略図である。図１に示すように、消音システム６は、例えばパーティション２１によって領域Ａと領域Ｂとに仕切られた室内のオフィスにおいて、領域Ａにある騒音源Ｓから出力される騒音を領域Ｂにおいて消音する場合に好適に採用されるものである。ここでは、消音システム６に備わる能動騒音制御装置が消音の目標とする地点を制御点Ｐとする。この制御点Ｐは領域Ｂ側に設定されているものとする。すなわち、領域Ｂが制御領域となる。なお、以下では、室内のオフィス内の音場は時変性を有するものであるとする。例えば、オフィスにおいて騒音源Ｓは移動するものとし、オフィス内では音速が変化するものとする。
【００２１】
消音システム６は、例えば、騒音源Ｓから出力される騒音を検出する参照マイク１１、制御音を出力する制御スピーカ（制御音源）１３、制御スピーカ１３の近傍に並設され、制御音及び騒音を検出する近傍特性検出マイク１２、制御スピーカ１３を制御するＤＳＰ（Digital Signal Processor）デバイス１４、及びＤＳＰデバイス１４に接続されるパソコン（不図示）を備えている。ここで、ＤＳＰとは、例えば、デジタル信号処理を高速に行うことができるアプリケーションプロセッサのことであり、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、アクセラレータ、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）変換回路、信号増幅回路、ハウリング抑制回路等を有している。そして、参照マイク１１、近傍特性検出マイク１２、制御スピーカ１３及びＤＳＰデバイス１４により能動騒音制御装置が構成されている。
【００２２】
参照マイク１１は、例えば制御スピーカ１３の近傍に配置されており、騒音源Ｓから出力された騒音に対応してアナログ信号を出力する機能を有している。なお、参照マイク１１は、騒音源Ｓの近傍に配置されていてもよい。また、近傍特性検出マイク１２は、例えば制御スピーカ１３の近傍に並設されており、制御音及び騒音に対応してアナログ信号を出力する機能を有している。参照マイク１１及び近傍特性検出マイク１２は、検出した音のアナログ信号を、ＤＳＰデバイス１４にそれぞれ出力可能に構成されている。
【００２３】
制御スピーカ１３は、騒音を打ち消すための制御音を出力する音源である。この制御スピーカ１３は、パーティション２１の上方において制御点Ｐ側に制御音を出力するように配置される。制御スピーカ１３は、出力する制御音の直接成分が、制御点Ｐにおいて騒音源Ｓから到来する騒音の直接成分と同一の到来方向となるように配置されている。すなわち、騒音の直接音と制御音の直接音とが同一経路を辿り、制御点Ｐにおいて騒音の直接音の音波面と制御音の直接音の音波面とが重なるように、制御スピーカ１３は配置される。ここで、同一の到来方向とは、ほぼ同一の到来方向を含む意味であって、通常許容される設置誤差を含むものである。なお、制御スピーカ１３は、騒音の直接音に対して自動的に追従するように駆動可能に構成されていてもよい。また、制御スピーカ１３は、ＤＳＰデバイス１４と接続され、ＤＳＰデバイス１４の制御信号に応じて制御音を出力する機能を有している。
【００２４】
ＤＳＰデバイス１４は、参照マイク１１、近傍特性検出マイク１２、制御スピーカ１３及びパソコンに接続されている。そして、制御点Ｐにおける騒音信号を予測する機能を有している。また、ＤＳＰデバイス１４は、予測した騒音信号の逆位相の信号を生成し、制御スピーカ１３へ入力する機能を有している。
【００２５】
これらの機能を実現するために、ＤＳＰデバイス１４は、騒音源Ｓから近傍特性検出マイク１２までの経路である第１伝達経路の音場特性を同定する第１伝達経路同定部、騒音源Ｓから制御点Ｐまでの経路である第２伝達経路の音場特性を同定する第２伝達経路同定部、制御スピーカ１３から近傍特性検出マイク１２までの経路である第１誤差経路の音場特性を同定する第１誤差経路同定部、制御スピーカ１３から制御点Ｐまでの経路である第２誤差経路の音場特性を同定する第２誤差経路同定部、騒音及び制御音を制御する騒音制御部（同定手段、誤差経路算出手段、制御フィルタ構成手段、フィードフォワード制御手段）を備えている。
【００２６】
最初に、制御スピーカ１３から近傍特性検出マイク１２までの第１誤差経路の音場特性Ｃｎを同定する第１誤差経路同定部の詳細について、図２を用いて説明する。図２は、ＤＳＰデバイス１４が有する第１誤差経路同定部の制御回路を示すブロック図である。図２に示すように、ＤＳＰデバイス１４は、第１誤差経路の音場特性Ｃｎを同定するための誤差フィルタＣｎを有している。ここで、フィルタとは、設定されたフィルタ係数に基づいて入力信号に対して信号処理を行って、出力信号を生成するものであり、例えばＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタが用いられる。なお、以下で述べるフィルタも同様である。そして、ＤＳＰデバイス１４は、同定のために、制御スピーカ１３から例えばＭ系列ノイズを出力させるための信号ｙ（ｔ）を出力する機能を有している。そして、同一の信号ｙ（ｔ）を誤差フィルタＣｎに入力し、その出力信号ｃｎ（ｔ）を演算する機能を有している。そして、第１誤差経路を辿って近傍特性検出マイク１２で収音されたＭ系列ノイズ信号ｅｎ（ｔ）から、演算した出力信号ｃｎ（ｔ）を電気的に差し引いた信号ｕ１（ｔ）を演算する機能を有している。そして、信号ｕ１（ｔ）の値が最小になるように誤差フィルタＣｎを構成する機能を有している。具体的には、信号ｕ１（ｔ）の値が最小となるように誤差フィルタＣｎのフィルタ係数を決定し、第１誤差経路の音場特性Ｃｎを同定する機能を有している。
【００２７】
次に、制御スピーカ１３から制御点Ｐまでの第２誤差経路の音場特性Ｃｆを同定する第２誤差経路同定部の詳細について、図３を用いて説明する。図３は、ＤＳＰデバイス１４が有する第２誤差経路同定部の制御回路を示すブロック図である。図３に示すように、ＤＳＰデバイス１４は、第２誤差経路の音場特性Ｃｆを同定するための誤差フィルタＣｆを有している。また、制御点Ｐには、近傍特性検出マイク１２と特性の等しい遠方特性検出マイク１５が配置される。そして、ＤＳＰデバイス１４は、同定のために、制御スピーカ１３から例えばＭ系列ノイズを出力させるための信号ｙ（ｔ）を出力する機能を有している。そして、同一の信号ｙ（ｔ）を誤差フィルタＣｆに入力し、その出力信号ｃｆ（ｔ）を演算する機能を有している。そして、第２誤差経路を辿って近傍特性検出マイク１２で収音されたＭ系列ノイズ信号ｅｆ（ｔ）から、演算した出力信号ｃｆ（ｔ）を電気的に差し引いた信号ｕ２（ｔ）を演算する機能を有している。そして、信号ｕ２（ｔ）の値が最小になるように誤差フィルタＣｆを構成する機能を有している。具体的には、信号ｕ２（ｔ）の値が最小となるように誤差フィルタＣｆのフィルタ係数を決定し、第２誤差経路の音場特性Ｃｆを同定する機能を有している。
【００２８】
次に、騒音源から近傍特性検出マイク１２までの第１伝達経路の音場特性Ｔｎを同定する第１伝達経路同定部の詳細について図４を用いて説明する。図４は、ＤＳＰデバイス１４が有する第１伝達経路同定部の制御回路を示すブロック図である。図４に示すように、ＤＳＰデバイス１４は、第１伝達経路の音場特性Ｔｎを同定するための伝達フィルタＴｎを有している。同定のために、例えば想定される騒音源からの騒音が用いられる。ＤＳＰデバイス１４は、参照マイク１１から出力された騒音の信号ｘ（ｔ）を伝達フィルタＴｎに入力し、その出力信号ｐｎ（ｔ）を演算する機能を有している。そして、第１伝達経路を辿って近傍特性検出マイク１２で収音された騒音の信号ｅｎ（ｔ）から、演算した出力信号ｐｎ（ｔ）を電気的に差し引いた信号ｕ３（ｔ）を演算する機能を有している。そして、信号ｕ３（ｔ）の値が最小なるように伝達フィルタＴｎを構成する機能を有している。具体的には、信号ｕ３（ｔ）の値が最小となるように伝達フィルタＴｎのフィルタ係数を決定し、第１伝達経路の音場特性Ｔｎを同定する機能を有している。
【００２９】
次に、騒音源から制御点Ｐまでの第２伝達経路の音場特性Ｔｆを同定する第２伝達経路同定部の詳細について図５を用いて説明する。図５は、ＤＳＰデバイス１４が有する第２伝達経路同定部の制御回路を示すブロック図である。図５に示すように、ＤＳＰデバイス１４は、第２伝達経路の音場特性Ｔｆを同定するための伝達フィルタＴｆを有している。また、制御点Ｐには、近傍特性検出マイク１２と特性の等しい遠方特性検出マイク１５が配置される。同定のために、例えば想定される騒音源からの騒音が用いられる。ＤＳＰデバイス１４は、参照マイク１１から出力された騒音の信号ｘ（ｔ）を伝達フィルタＴｆに入力し、その出力信号ｐｆ（ｔ）を演算する機能を有している。そして、第２伝達経路を辿って近傍特性検出マイク１２で収音された騒音の信号ｅｆ（ｔ）から、演算した出力信号ｐｆ（ｔ）を電気的に差し引いた信号ｕ４（ｔ）を演算する機能を有している。そして、信号ｕ４（ｔ）の値が最小なるように伝達フィルタＴｆを構成する機能を有している。具体的には、信号ｕ４（ｔ）の値が最小となるように伝達フィルタＴｆのフィルタ係数を決定し、第１伝達経路の音場特性Ｔｆを同定する機能を有している。
【００３０】
次に、騒音及び制御音を制御する騒音制御部の詳細について図６を用いて説明する。図６は、ＤＳＰデバイス１４が有する騒音制御部の制御回路を示すブロック図である。図６に示すように、ＤＳＰデバイス１４は、第１伝達経路の音場特性Ｔｎを同定するための伝達フィルタＴｎ、図２に示す第１誤差経路同定部により予め同定された誤差フィルタＣｎ、後述する演算により算出された補正フィルタＣｍ、制御スピーカ１３の制御音を制御するための制御フィルタＷを備えている。
【００３１】
図６に示す回路Ｋ１において、伝達フィルタＴｎは、適応アルゴリズムによってフィルタ係数が自動的に調整されて更新される構成とされている。適応アルゴリズムとして、例えばＬＭＳ（Least  Mean  Square  algorithm）が用いられる。
【００３２】
伝達フィルタＴｎは、初期値として、例えば図４に示す第１伝達経路同定部が同定したフィルタ係数が設定される。そして、図６の回路Ｋ１では、参照マイク１１の出力信号ｘ（ｔ）が入力され伝達フィルタＴｎを介して信号ｐｎ（ｔ）を出力する。また、伝達フィルタＴｎから出力された信号ｐｎ（ｔ）、及び、参照マイク１１の出力信号ｘ（ｔ）に制御フィルタＷおよび変換機Ｇを介して得られた信号ｙ（ｔ）が入力され誤差フィルタＣｎを介して出力された信号ｃｎ（ｔ）を、近傍特性検出マイク１２の出力信号ｅ（ｔ）から差し引いた信号ｕ５（ｔ）を入力する。そして、信号ｕ５（ｔ）が最小となるように、伝達フィルタＴｎを適応処理により更新する機能を有している。
【００３３】
また、騒音制御部は、制御スピーカ１３から近傍特性検出マイク１２までの誤差経路の特性Ｃｍを演算により算出する機能を有している。音場特性Ｃｍは、図３に示す第２誤差経路同定部により予め同定された音場特性Ｃｆに基づいて算出される。この算出方法は、音波の時間的・空間的な進行に伴って相似する波形となる直線位相系を仮定して、音場特性Ｃｆの位相と振幅とを変更して求める手法１、伝達経路の音場特性である伝達特性Ｔｎ，Ｔｆの比を用いて音場特性Ｃｆを変更する手法２とがある。
【００３４】
最初に、手法１について図７を用いて説明する。図７は、誤差経路を求める演算を説明するための概要図である。図７（ａ）は、近傍特性検出マイク１２の近傍に位置した制御スピーカ１３から制御音を出力する場合の波形を示している。近傍特性検出マイク１２が検出する波形をＳ１、近傍特性検出マイク１２よりも遠方に配置された地点Ｐ１，Ｐ２における波形をＳ２，Ｓ３で示している。図７（ａ）に示すように、制御スピーカ１３から音が出力された場合には、近傍特性検出マイク１２が検出する波形Ｓ１は、音圧駆動面の構造や制御スピーカ１３の支持構造物による影響を受けて乱れ、非直線位相系となる。一方、非直線位相系の波形Ｓ１が地点Ｐ１まで伝播すると、制御スピーカ１３の影響が小さくなるため乱れの無い波形Ｓ２となる。そして、波形Ｓ２が地点Ｐ２まで伝播すると、波形Ｓ２に比べて振幅及び位相のみが異なる波形Ｓ３となる。このように、制御スピーカ１３から離れた地点での波形は、音波の時間的・空間的な進行に伴って相似する直線位相系となる。
【００３５】
音響伝播経路の特性は、位相の単純遅延と距離による振幅の減衰として表現できる。このため、地点Ｐ１，Ｐ２における直線位相系の波形Ｓ２，Ｓ３を用いて、直線位相系の波形Ｓ１を算出することができる。すなわち、波形Ｓ２，Ｓ３の位相差及び振幅差を求めることにより、時間を遡って近傍特性検出マイク１２が検出したであろう直線位相系の波形Ｓ１を算出することができる。図７（ｂ）は、近傍特性検出マイク１２から離れて配置された制御スピーカ１３ａから出力された場合の各地点での波形を示している。図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）に示す非直線位相系の波形Ｓ１を直線位相系の波形Ｓ１に変換することにより、制御スピーカ１３を近傍特性検出マイク１２から遠ざけたことと同様となる。図７（ｂ）に示す波形Ｓ１を用いることで、波形Ｓ１を用いて地点Ｐ１，Ｐ２における波形を好適に予測することが可能となる。
【００３６】
手法１では、上記の直線位相系を仮定して、音場特性Ｃｆの周波数スペクトルを変更せずに位相及び強度のみを変更して音場特性Ｃｍ（補正フィルタＣｍ）を算出する。図４に示す第１伝達経路同定部により予め同定された音場特性Ｔｎ、又は、図６に示す回路Ｋ１で導出した音場特性Ｔｎと、図５に示す第２伝達経路同定部により予め同定された音場特性Ｔｆとに基づいて、音場特性Ｃｍの位相及び強度を算出する。
【００３７】
最初に、位相の変更について述べる。例えば、音場特性Ｔｎ、Ｔｆの制御周波数帯域における位相の周波数依存性を、周波数の一次関数でそれぞれ直線近似する。そして、音場特性Ｔｎ、Ｔｆの近似に用いた周波数の一次関数の差分を、音場特性Ｃｆから差し引いて、音場特性Ｃｍを算出する。音場特性Ｔｎ、Ｔｆの位相が周波数の一次関数に近似できる場合すなわち直線位相である場合には、音場特性Ｔｎ、Ｔｆの群遅延が一定であると表現することができる。よって、上記処理を言い換えれば、音場特性Ｔｎ、Ｔｆの群遅延の平均値を、音場特性Ｃｆから差し引いて、音場特性Ｃｍを算出するといえる。この位相補正について、図８を用いて説明する。図８（ａ）は、音場特性Ｔｎの位相θの周波数ｆ依存性、図８（ｂ）は、音場特性Ｔｆの位相θの周波数ｆ依存性を示すグラフであり、実際の周波数依存性を実線、直線近似したものを点線で示している。また、ｆ（ｌｏｗ）からｆ（ｈｉｇｈ）までが制御周波数帯域である。図８（ａ），（ｂ）に示すように、実線で示す音場特性Ｔｎ、Ｔｆの位相の周波数依存性を、点線で示す周波数の一次関数Ｋｎ・ｆ，Ｋｆ・ｆでそれぞれ直線近似する。これは、位相θの周波数ｆによる微分値（群遅延）が一定であると見なして近似したこととなる。そして、一次関数Ｋｎ・ｆとＫｆ・ｆとの差分（Ｋｎ−Ｋｆ）・ｆを音場特性Ｃｆから差し引いて、音場特性Ｃｍを算出する。
【００３８】
次に、強度の変更について述べる。音場特性Ｃｆの強度は、例えば、制御周波数帯域での音場特性Ｔｎ、Ｔｆの振幅差の平均値を用いて算出する。算出された位相及び強度に基づいて音場特性Ｃｆを変更することで、音場特性Ｃｍが算出される。
【００３９】
上述した音場特性Ｃｆの位相補正分をα（周波数ｆに依存する定数）、ゲインをβ（周波数ｆに依存しない定数）とすると音場特性Ｃｍは以下の式１で表される。
【数１】
2011123330.tif 000003
手法１では、式１の位相α及びゲインβを変更することで音場特性Ｃｍを算出する。
【００４０】
次に、伝達特性Ｔｎ，Ｔｆの比を用いて音場特性Ｃｆを変更する手法２について説明する。手法２の場合、音場特性Ｃｍは以下の式２で表される。
【数２】
2011123330.tif 000004
この式２は、手法１と異なり、直線位相系を仮定しなくても成立する数式である。式２の極座標で表現すると、以下の式３となる。
【数３】
2011123330.tif 000005
式３に示すように、伝達特性Ｔｎ，Ｔｆの比|Ｔｎ（ｆ）|／|Ｔｆ（ｆ）|が音場特性Ｃｍの振幅を補正する項、また、ｅｘｐ［ｊ・{θ・Ｔｆ（ｆ）−θ・Ｔｎ（ｆ）}］が音場特性Ｃｍの位相を補正する項となる。すなわち、Ｔｆ、Ｔｎの近似に用いた周波数ｆの一次関数の差分{θ・Ｔｆ（ｆ）−θ・Ｔｎ（ｆ）}は、Ｃｆの位相から差し引くための補正用の位相として用いられる。このように、手法２では、振幅及び位相の両方が周波数ｆの関数となる。このため、反射等により音場特性Ｃｍが変形した場合であっても、上記式３により正確に補正することが可能となる。
【００４１】
ここで、式２の数学的妥当性を検証する。直接法により、制御スピーカ１３の近傍に配置された近傍特性検出マイク１２を制御する制御フィルタＷは、以下の式４で表される。
【数４】
2011123330.tif 000006
式４において、音場特性Ｃｎを式１の音場特性Ｃｍで置き換えると、以下の式５となる。
【数５】
2011123330.tif 000007
式５は、遠方の制御点における制御フィルタに他ならない。また、式２の物理的解釈について説明する。直線位相系を仮定すると、式２は、音場特性Ｃｆの波形を保持したまま音場特性Ｔｎと音場特性Ｔｆとの位相差（時間差）分だけ、すなわち、近傍特性検出マイク１２の位置までバックシフトすることに等しい。従って、従来の手法とは異なり、音場特性Ｔｎと音場特性Ｔｆとが異なる条件となった場合であっても制御することができる。
【００４２】
図６に戻り、回路Ｋ２を説明する。回路Ｋ２には、伝達フィルタＴｎ、補正フィルタＣｍ、制御フィルタＷを備えている。伝達フィルタＴｎは、回路Ｋ１で同定した伝達フィルタＴｎをコピーしたものが用いられる。補正フィルタＣｍは、上述した手法１，２の何れかによって算出したものが用いられる。制御フィルタＷは、適応アルゴリズムによってフィルタ係数が自動的に調整されて更新される構成とされている。適応アルゴリズムとして、例えばＬＭＳが用いられる。
【００４３】
回路Ｋ２に含まれるＬＭＳは、参照マイク１１の出力信号ｘ（ｔ）が入力され補正フィルタＣｍを介して出力された信号ｒ（ｔ）を入力する機能を有している。また、信号ｘ（ｔ）が入力され伝達フィルタＴｎを介して出力された信号ｑ（ｔ）から、信号ｒ（ｔ）が入力され制御フィルタＷを介して出力された信号ｓ（ｔ）を電気的に差し引いた信号ｕ６（ｔ）の値が最小となるように制御フィルタＷを適応により更新する機能を有している。
【００４４】
また、回路Ｋ３は、制御フィルタＷと、制御フィルタＷを介した制御信号を逆位相とする変換機Ｇを備えている。この制御フィルタＷは、回路Ｋ２で同定した制御フィルタＷをコピーしたものが用いられる。そして、参照マイク１１からの信号ｘ（ｔ）を入力し制御フィルタＷを介して制御信号を生成し、生成した制御信号を変換機Ｇにより逆位相の信号ｙ（ｔ）に変換して、制御スピーカ１３から出力する機能を有している。
【００４５】
能動騒音制御装置は、図６に示す制御回路を有することで、制御点Ｐにマイクを配置することなく、制御点Ｐにマイクを配置した場合と同じように、制御点Ｐでの騒音を打ち消す制御音を出力することができる。
【００４６】
次に、本実施形態に係る能動騒音制御装置を有する消音システム６の動作を説明する。
【００４７】
図１に示すように騒音Ｄ１と制御音Ｄ２との制御点Ｐでの到来方向が同一となるように、制御スピーカ１３が設置されている。そして、騒音制御を実行する前に、例えばＤＳＰデバイス１４の制御信号に応じたＭ系列ノイズが制御スピーカ１３から出力される。図２に示すように、出力されたＭ系列ノイズ信号は、第１誤差経路を辿って近傍特性検出マイク１２に到達し収音され、電気信号ｅｎ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｅｎ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。そして、第１誤差経路同定部により、減算結果ｕ１（ｔ）が最小となるように第１誤差経路の特性Ｃｎが同定される。また、騒音制御を実行する前に、制御点Ｐに遠方特性検出マイク１５が配置され、例えばＤＳＰデバイス１４の制御信号に応じたＭ系列ノイズが制御スピーカ１３から出力される。図３に示すように、出力されたＭ系列ノイズ信号は、第２誤差経路を辿って遠方特性検出マイク１５に到達し収音され、電気信号ｅｆ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｅｆ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。そして、第２誤差経路同定部により、減算結果ｕ２（ｔ）が最小となるように第２誤差経路の特性Ｃｆが同定される。
【００４８】
次に、騒音制御を実行する前に、騒音が騒音源Ｓから出力される。あるいは擬似的に想定する騒音に近いノイズを出力する制御スピーカを備え、ノイズを出力してもよい。図４に示すように、出力された騒音は、参照マイク１１で収音され、電気信号ｘ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｘ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。一方、騒音源Ｓから出力された騒音は、第１伝達経路を辿って近傍特性検出マイク１２に到達し収音され、電気信号ｅｎ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｅｎ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。そして、第１伝達経路同定部により、減算結果ｕ３（ｔ）が最小となるように第１伝達経路の特性Ｔｎが同定される。また、騒音制御を実行する前に、制御点Ｐに遠方特性検出マイク１５が配置され、騒音が騒音源Ｓから出力される。図５に示すように、出力された騒音は、参照マイク１１で収音され、電気信号ｘ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｘ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。一方、騒音源Ｓから出力された騒音は、第２伝達経路を辿って遠方特性検出マイク１５に到達し収音され、電気信号ｅｆ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｅｆ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。そして、第２伝達経路同定部により、減算結果ｕ４（ｔ）が最小となるように第２伝達経路の特性Ｔｆが同定される。
【００４９】
このように、能動騒音制御前において、音場特性Ｃｎ、音場特性Ｃｆ、音場特性Ｔｎ、音場特性Ｔｆを同定する。そして、制御点Ｐに配置された遠方特性検出マイク１５は撤去される。
【００５０】
次に、制御対象の騒音が騒音源Ｓから出力される。図６に示すように、出力された騒音は、参照マイク１１で収音され、電気信号ｘ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｘ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。回路Ｋ３において、電気信号ｘ（ｔ）は、回路Ｋ２において設定された制御フィルタＷを介して出力信号となり、さらに変換機Ｇを介して逆位相の信号ｙ（ｔ）となる。信号ｙ（ｔ）は、制御信号として制御スピーカ１３から出力される。すると、出力された制御音は、制御点Ｐにおいて、騒音と逆位相となり互いに位相干渉して打ち消される。このように、ＤＳＰデバイス１４により、騒音に対応した制御音が制御スピーカ１３から出力されて、制御点Ｐにおいて消音効果を奏するようにフィードフォワード制御が行われる。
【００５１】
そして、回路Ｋ１のＬＭＳにより、演算結果の電気信号ｕ５（ｔ）が最小となるように、伝達フィルタＴｎが調整される。なお、電気信号ｃｎ（ｔ）は、制御音の影響を除くために電気信号ｅ５（ｔ）から減算されている。これにより、伝搬経路の音場特性Ｔｎが、例えば温度変化により変化したり、騒音源Ｓが移動したりすることにより時間的に変動したとしても、その変動に追従するように伝達フィルタＴｎを更新して同定することができる。
【００５２】
回路Ｋ１において、音場特性Ｔｎが同定されると、音場特性Ｃｍが上述した手法１又は手法２を用いて算出される。手法１であれば、式１を用いて音場特性Ｃｆの位相及び振幅を調整して音場特性Ｃｍが生成される。一方、手法２であれば、式２を用いて第１，第２伝達特性の比を音場特性Ｃｆに積算して音場特性Ｃｍが生成される。そして、回路Ｋ２のＬＭＳにより、演算結果の電気信号ｕ６（ｔ）が最小となるように、制御フィルタＷが調整される。
【００５３】
以上、本実施形態に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法では、騒音源Ｓから近傍特性検出マイク１２までの伝達経路の特性Ｔｎ、計測により予め同定された騒音源Ｓから制御領域内の所定の制御点Ｐまでの伝達経路の特性Ｔｆ、及び、計測により予め同定された制御スピーカ１３から制御点Ｐまでの誤差経路の特性Ｃｆに基づいて、制御スピーカ１３から近傍特性検出マイク１２までの誤差経路の特性Ｃｍが算出される。一般的に、音響伝播経路の特性は、位相の単純遅延と距離による振幅の減衰として表現できる。このため、例えば、騒音源Ｓから近傍特性検出マイク１２までの伝達経路の特性Ｔｎと、騒音源Ｓから制御点Ｐまでの伝達経路の特性Ｔｆとを比較し、その結果を元に制御スピーカ１３から制御点Ｐまでの誤差経路の特性Ｃｆを線形変換して制御スピーカ１３から近傍特性検出マイク１２までの誤差経路の特性Ｃｍを求めることで、音圧駆動面の構造や制御スピーカ１３の支持構造物による影響を受けていない誤差経路の特性Ｃｍを算出することができる。これにより、制御点Ｐにマイクを配置した場合と同様に、制御点Ｐ下流側においても消音効果を奏することが可能になるとともに、制御スピーカ１３の近傍に近傍特性検出マイク１２を配置することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法によれば、制御スピーカ１３に近傍特性検出マイク１２を近接して配置することができるので、例えば制御スピーカ１３と近傍特性検出マイク１２とを一体としたコンパクトなシステムを構築することができる。また、制御領域にマイクを配置する必要がなくなるので、マイクを設置する場所がない場合や、設置すると活動の邪魔になる場合等であっても適用することができる。さらに、従来の手法と異なり、近傍特性検出マイク１２から十分距離のある位置を制御点Ｐとすることが可能となる。
【００５５】
さらに、本実施形態に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法によれば、制御スピーカ１３に近傍特性検出マイク１２を近接して配置することができるので、騒音源Ｓから制御スピーカ１３までの距離と騒音源Ｓから近傍特性検出マイク１２までの距離とがほぼ等しいものとして取り扱うことができる。これについて、図９，１０を用いて詳細を説明する。図９は、制御スピーカ１３に近傍特性検出マイク１２を近づけた場合の作用効果を説明する平面図、図１０は、制御スピーカ１３と近傍特性検出マイク１２とを離した場合の作用効果を説明する平面図である。図９，１０では、移動前の騒音源をＮ１，移動後の騒音源をＮ２とする。図９に示すように、移動前において、騒音源Ｎ１、制御スピーカ１３及び近傍特性検出マイク１２が直線Ｘ１上に並んでいる。このため、制御点Ｐ３及びその下流側には消音効果を奏する領域が広範囲に広がる。一方、騒音源Ｎ１が騒音源Ｎ２へ移動した場合、制御スピーカ１３と近傍特性検出マイク１２との距離Ｌが小さいので、騒音源Ｎ２から制御スピーカ１３までの距離と騒音源Ｎ２から近傍特性検出マイク１２までの距離とがほぼ等しいものとして取り扱うことができる。このため、制御スピーカ１３及び近傍特性検出マイク１２を結ぶ距離Ｌを点として取り扱うことが可能となる。これにより、騒音源Ｎ２、制御スピーカ１３、及び近傍特性検出マイク１２は、直線Ｘ２上に配置されたものとして取り扱うことができる。従って、騒音源の移動に伴って、制御点Ｐ３は、制御スピーカ１３及び近傍特性検出マイク１２を対称点として騒音源Ｎ２の位置と点対称となる方向へ移動し、制御点Ｐ４となる。そして、制御点Ｐ４では、騒音源Ｎ２からの音Ｃｉ２の伝播方向と制御スピーカ１３からの音Ｃｉ１の伝播方向とを重ね合わせることができるので、制御点Ｐ４下流に消音効果を奏する領域を広範囲で形成することができる。反対に、図１０に示すように、制御スピーカ１３と近傍特性検出マイク１２との距離Ｌが大きい場合には、移動後の騒音源Ｎ２から出力される騒音の伝播方向と、制御スピーカ１３から出力される制御音の伝播方向とが角度をもって交差するため、制御点Ｐ４近傍では消音効果を奏する反面、他の領域では増音する結果となる。このように、本実施形態に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法によれば、制御スピーカ１３に近傍特性検出マイク１２を近接して配置することができるので、消音効果を奏する領域面積が縮小することを回避することが可能となる。制御スピーカ１３と近傍特性検出マイク１２との距離Ｌを小さくするほど、上記効果を大きくすることが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態に係る能動騒音制御装置によれば、騒音源Ｓから近傍特性検出マイク１２までの伝達経路の特性Ｔｎと、騒音源Ｓから制御点Ｐまでの伝達経路の特性Ｔｆとを比較して位相差及び振幅差を算出し、位相差及び振幅差を用いて制御スピーカ１３から制御点Ｐまでの誤差経路の特性Ｃｆを線形変換することができる。このように、音波の時間的・空間的な進行に伴って相似する波形となる直線位相系の性質を利用して、音圧駆動面の構造やスピーカの支持構造物によって影響を受けていない特性から、制御スピーカ１３から近傍特性検出マイク１２までの誤差経路の特性Ｃｍを算出することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係る能動騒音制御装置によれば、制御スピーカ１３から制御点Ｐまでの誤差経路の特性Ｃｆに、騒音源Ｓから近傍特性検出マイク１２までの伝達経路の特性Ｔｎと、計測により予め同定された騒音源Ｓから制御点Ｐまでの伝達経路の特性Ｔｆとの比を積算することができる。これにより、制御スピーカ１３から制御点Ｐまでの誤差経路の音波形を保持したままで、かつ、騒音源Ｓから近傍特性検出マイク１２までの伝達経路の特性Ｔｎと、計測により予め同定された騒音源Ｓから制御点Ｐまでの伝達経路の特性Ｔｆとの位相差だけ、すなわち近傍特性検出マイク１２の位置までシフトさせることが可能となる。従って、音圧駆動面の構造やスピーカの支持構造物による影響を受けていない誤差経路の特性を簡単な演算で算出することができる。
【００５８】
なお、上述した実施形態は本発明に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法の一例を示すものである。本発明に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法は、実施形態に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００５９】
例えば、上述した実施形態では、手法１として、音場特性Ｔｎ、Ｔｆの群遅延差の平均値、振幅差の平均値を用いて音場特性Ｃｆの位相、強度を算出する例を説明したが、平均値に限られるものではなく、中央値等であってもよい。
【実施例１】
【００６０】
以下、上記効果を説明すべく本発明者が実施した実施例及び比較例について述べる。
【００６１】
（実施例１）
図１１，１２に示す能動騒音制御装置を有する消音システムを用いた。図１１，１２は、実験環境の概略図であり、図１１は、実験環境を側方からみた図、図１２が実験環境を上方からみた図である。図１１に示すように、騒音源を模擬スピーカ１３ａ（１次音源Ｎ１）で代用した。１次音源Ｎ１は、高さｈ１（１２４０ｍｍ）の位置に固定した。参照マイク１１、制御スピーカ１３である２次音源、近傍特性検出マイク１２を有する能動騒音制御装置を設置した。参照マイク１１、２次音源、近傍特性検出マイク１２の高さは、１次音源Ｎ１の高さｈ１にあわせた。参照マイク１１は、１次音源Ｎ１の設置点から３００ｍｍ離れた位置に設けた。２次音源は、１次音源Ｎ１の設置点からｄ１（１２００ｍｍ）離れた位置のパーティション２１の上端に設けた。近傍特性検出マイク１２は、２次音源の設置点からｄ２（１５０ｍｍ）離れた位置に設けた。制御点Ｐは、２次音源の設置点からｄ３（１５００ｍｍ）離れた位置に設けた。なお、制御点Ｐには、検証用のマイク１２ａを配置した。そして、誤差フィルタＣｎ、誤差フィルタＣｆ、伝達フィルタＴｎ、伝達フィルタＴｆを同定し、１次音源Ｎ１から騒音を出力し、図６に示す制御回路でフィードフォワード制御を行った。補正フィルタＣｍを、誤差フィルタＣｆの位相と振幅とを変更して求めた（手法１）。そして、図１２に示すように、原点をＯとし、制御点Ｐを含むｄ５×ｄ５（３０００ｍｍ×３０００ｍｍ）の領域の消音効果を評価した。なお、消音効果の評価は、制御音を出力した場合としない場合において、音圧レベル（ｄＢ）の差とした。結果を図１３に示す。
【００６２】
（実施例２）
補正フィルタＣｍを、伝達特性Ｔｎ，Ｔｆの比を用いて求めた（手法２）。その他は、実施例１と同一である。結果を図１４に示す。
【００６３】
（比較例１）
図１１に示す消音システムにおいて、制御点Ｐに配置された検証用のマイク１２ａをエラーマイクとして機能させることにより、直接法による一般的な能動騒音制御を行った。
その他は、実施例１と同じである。結果を図１５に示す。
【００６４】
（比較例２）
補正フィルタＣｍを用いずに、誤差フィルタＣｎを用いて能動騒音制御を行った。その他は実施例１と同じである。結果を図１６に示す。
【００６５】
図１３〜１６は、制御音を出力した場合としない場合において音圧レベル（ｄＢ）の差を濃淡で表現した図である。図１５に示すように、制御点Ｐにマイクを実際に配置した場合である比較例１の能動騒音制御装置では、制御点Ｐ及びその下流側において消音効果を奏する領域が広がることが確認された。一方、図１６に示すように、制御点Ｐにマイクを置かずに、２次音源付近に近傍特性検出マイク１２を置いた比較例２では、消音効果は近傍特性検出マイク１２の近傍のみで奏されることが確認された。
【００６６】
これに対して、図１３，１４に示すように、実施例１，２では、制御点Ｐ及びその下流側において消音効果を奏する領域が広がることが確認された。また、図１３，１４は、図１５と比較してもその効果に差がないことが確認された。すなわち、実施例１，２は、制御点Ｐにマイクを配置することなく、制御点Ｐにマイクを設置した場合と同様の効果を奏することが確認された。
【符号の説明】
【００６７】
１１…参照マイク、１２…近傍特性検出マイク、１３…制御スピーカ（制御音源）、１４…ＤＳＰデバイス（同定手段、誤差経路算出手段、制御フィルタ構成手段、フィードフォワード制御手段）。
【図１】
2011123330.tif 000008
【図２】
2011123330.tif 000009
【図３】
2011123330.tif 000010
【図４】
2011123330.tif 000011
【図５】
2011123330.tif 000012
【図６】
2011123330.tif 000013
【図７】
2011123330.tif 000014
【図８】
2011123330.tif 000015
【図９】
2011123330.tif 000016
【図１０】
2011123330.tif 000017
【図１１】
2011123330.tif 000018
【図１２】
2011123330.tif 000019
【図１３】
2011123330.tif 000020
【図１４】
2011123330.tif 000021
【図１５】
2011123330.tif 000022
【図１６】
2011123330.tif 000023