(57)【要約】【課題】騒音を効率的に低減できる能動消音装置を提供する。【解決手段】一実施形態に係る能動消音装置では、誤差マイクは、制御対象音を含む音を第１誤差信号に変換する。制御フィルタは、制御特性に従って、制御対象音を打ち消すための制御信号を生成する。第１の制御効果推定フィルタは、二次経路特性を事前に同定した推定二次経路特性に従って、制御信号を第１信号に変換する。推定騒音信号生成部は、第１誤差信号から第１信号を減算して推定騒音信号を生成する。第２の制御効果推定フィルタは、推定二次経路特性に含まれる遅れａを制御対象音の周期Ｔを定数ｍ倍した時間だけ短くした加工二次経路特性に従って、制御信号を第２信号に変換する。定数はＴ×ｍ≦ａを満たす正の整数である。更新部は、推定騒音信号と第２信号との和である第２誤差信号を最小にするように、制御特性を更新する。【選択図】図２
2015065512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期性を持つ制御対象音を低減させる能動消音装置であって、
前記制御対象音を含む音を第１誤差信号に変換する誤差マイクと、
参照信号を生成する参照信号生成部と、
制御特性に従って、前記参照信号を、前記制御対象音を打ち消すための制御信号に変換する制御フィルタと、
前記制御信号に基づいて、制御音を発する制御スピーカと、
前記制御スピーカから前記誤差マイクまでの二次経路特性を事前に同定した結果に基づいて生成された推定二次経路特性に従って、前記制御信号を第１信号に変換する第１の制御効果推定フィルタと、
前記第１誤差信号から前記第１信号を減算して推定騒音信号を生成する推定騒音信号生成部と、
前記推定二次経路特性に含まれる遅れを前記制御対象音の周期を定数倍した時間だけ短くした加工二次経路特性に従って、前記制御信号を第２信号に変換する第２の制御効果推定フィルタと、
前記推定騒音信号と前記第２信号との和である第２誤差信号を最小にするように、前記制御特性を更新する更新部と、
を具備し、
前記周期をＴ、前記遅れをａ、前記定数をｍとすると、前記定数はＴ×ｍ≦ａを満たす正の整数である、能動消音装置。
【請求項２】
前記定数は、Ｔ×ｍ≦ａを満たす最大の整数である、請求項１に記載の能動消音装置。
【請求項３】
前記参照信号生成部は、前記制御対象音を前記参照信号に変換する参照マイクを備える、請求項１に記載の能動消音装置。
【請求項４】
前記参照信号生成部は、前記推定騒音信号生成部であり、前記参照信号は、前記推定騒音信号である、請求項１に記載の能動消音装置。
【請求項５】
前記参照信号に基づいて前記周期を算出する周期算出部と、
算出された前記周期に基づいて前記加工二次経路特性を決定する決定部と、をさらに具備する請求項１に記載の能動消音装置。
【請求項６】
制御対象音を低減させる能動消音装置であって、
前記制御対象音を含む音を誤差信号に変換する誤差マイクと、
参照信号を生成する参照信号生成部と、
制御特性に従って、前記参照信号を、前記制御対象音を打ち消すための制御信号に変換する制御フィルタと、
前記制御信号に基づいて、制御音を発する制御スピーカと、
前記制御スピーカから前記誤差マイクまでの二次経路特性を事前に同定した結果に基づいて生成された推定二次経路特性に従って、前記制御信号を第１信号に変換する制御効果推定フィルタと、
前記推定二次経路特性に従って、前記参照信号を第１補助信号に変換する二次経路フィルタと、
前記制御特性に従って、前記第１補助信号を第２信号に変換する仮想制御効果推定フィルタと、
前記第２信号と前記第１信号との差である第２補助信号及び前記誤差信号に基づいた評価関数を最小にするように、前記制御特性を更新する更新部と、
を具備する能動消音装置。
【請求項７】
前記参照信号生成部は、前記制御対象音を前記参照信号に変換する参照マイクを備える、請求項６に記載の能動消音装置。
【請求項８】
前記参照信号生成部は、前記誤差信号から前記第１信号を減算して前記参照信号を生成する、請求項６に記載の能動消音装置。
【請求項９】
周期性を持つ制御対象音を低減させる能動消音方法であって、
前記制御対象音を含む音を第１誤差信号に変換する誤差マイクを用意することと、
参照信号を生成することと、
制御特性に従って、前記参照信号を、前記制御対象音を打ち消すための制御信号に変換することと、
前記制御信号に基づいて、制御音を発する制御スピーカを用意することと、
前記制御スピーカから前記誤差マイクまでの二次経路特性を事前に同定した結果に基づいて生成された推定二次経路特性に従って、前記制御信号を第１信号に変換することと、
前記第１誤差信号から前記第１信号を減算して推定騒音信号を生成することと、
前記推定二次経路特性に含まれる遅れを前記制御対象音の周期を定数倍した時間だけ短くした加工二次経路特性に従って、前記制御信号を第２信号に変換することと、
前記推定騒音信号と前記第２信号との和である第２誤差信号を最小にするように、前記制御特性を更新することと、
を具備し、
前記周期をＴ、前記遅れをａ、前記定数をｍとすると、前記定数はＴ×ｍ≦ａを満たす正の整数である、能動消音方法。
【請求項１０】
制御対象音を低減させる能動消音方法であって、
前記制御対象音を含む音を誤差信号に変換する誤差マイクを用意することと、
参照信号を生成することと、
制御特性に従って、前記参照信号を、前記制御対象音を打ち消すための制御信号に変換することと、
前記制御信号に基づいて、制御音を発する制御スピーカを用意することと、
前記制御スピーカから前記誤差マイクまでの二次経路特性を事前に同定した結果に基づいて生成された推定二次経路特性に従って、前記制御信号を第１信号に変換することと、
前記推定二次経路特性に従って、前記参照信号を第１補助信号に変換することと、
前記制御特性に従って、前記第１補助信号を第２信号に変換することと、
前記第２信号と前記第１信号との差である第２補助信号及び前記誤差信号に基づいた評価関数を最小にするように、前記制御特性を更新することと、
を具備する能動消音方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、能動消音装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ：ａｃｔｉｖｅ ｎｏｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）の基本手法として、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘと呼ばれる手法が知られている。Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘでは、制御スピーカと誤差マイクの距離が長い場合、発散を抑制するために制御フィルタの更新速度を十分遅く設定する必要がある。更新速度を遅くすると、制御効果が生じるまでに時間がかかるという問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】雛元、酒井，「周期性騒音に対する能動制御のための線形および非線形Filtered-X LMSアルゴリズムの解析」，電子情報通信学会誌，Vol.103，No.547，p.59-64 (2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＡＮＣ技術においては、騒音を効率的に低減できることが求められている。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、騒音を効率的に低減することができる能動消音装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係る周期性を持つ制御対象音を低減させる能動消音装置は、誤差マイク、参照信号生成部、制御フィルタ、第１の制御効果推定フィルタ、推定騒音信号生成部、及び更新部を備える。誤差マイクは、前記制御対象音を含む音を第１誤差信号に変換する。参照信号生成部は、参照信号を生成する。制御フィルタは、制御特性に従って、前記参照信号を、前記制御対象音を打ち消すための制御信号に変換する。制御スピーカは、前記制御信号に基づいて、制御音を発する。第１の制御効果推定フィルタは、前記制御スピーカから前記誤差マイクまでの二次経路特性を事前に同定した結果に基づいて生成された推定二次経路特性に従って、前記制御信号を第１信号に変換する。推定騒音信号生成部は、前記第１誤差信号から前記第１信号を減算して推定騒音信号を生成する。第２の制御効果推定フィルタは、前記推定二次経路特性に含まれる遅れを前記制御対象音の周期を定数倍した時間だけ短くした加工二次経路特性に従って、前記制御信号を第２信号に変換する。更新部は、前記推定騒音信号と前記第２信号との和である第２誤差信号を最小にするように、前記制御特性を更新する。前記周期をＴ、前記遅れをａ、前記定数をｍとすると、前記定数はＴ×ｍ≦ａを満たす正の整数である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１及び第３の実施形態に係るフィードフォワード型の能動消音装置を示す概略図。
【図２】第１の実施形態に係る信号処理部を示す概略図。
【図３】第１の実施形態の変形例に係る信号処理部を示す概略図。
【図４】第２及び第４の実施形態に係る適応型フィードバック型の能動消音装置を示す概略図。
【図５】第２の実施形態に係る信号処理部を示す概略図。
【図６】第２の実施形態の変形例に係る信号処理部を示す概略図。
【図７】第３の実施形態に係る信号処理部を示す概略図。
【図８】第４の実施形態に係る信号処理部を示す概略図。
【図９】実証実験環境を示す図。
【図１０】（ａ）は推定二次経路特性を示す図、（ｂ）は（ａ）の推定二次経路特性を加工した加工二次経路特性を示す図。
【図１１】実証実験に用いた騒音の波形を示す図。
【図１２】第１手法、第２手法及び従来法に関する実証実験の結果を示す図。
【図１３】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はステップサイズが０．００５の場合における第１手法、第２手法及び従来法の制御結果をそれぞれ示す図。
【図１４】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はステップサイズが０．０１の場合における第１手法、第２手法及び従来法の制御結果をそれぞれ示す図。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）はステップサイズが０．０２の場合における第１手法及び第２手法の制御結果をそれぞれ示す図。
【図１６】ステップサイズが０．０５の場合における第２手法の制御結果を示す図。
【図１７】ステップサイズが０．１の場合における第２手法の制御結果を示す図。
【図１８】（ａ）は図１６に示した制御結果の一部を拡大して示す図、（ｂ）は図１７に示した制御結果の一部を拡大して示す図。
【図１９】第１の比較例に係るフィードフォワード型の能動消音装置の信号処理部を示す図。
【図２０】第２の比較例に係る適応型フィードバック型の能動消音装置の信号処理部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
初めに、図１９及び図２０を参照して、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）において一般的に用いられるＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ ＬＭＳシステムについて簡単に説明する。Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ ＬＭＳアルゴリズムでは、最急降下法を基本とした更新則であるＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）と呼ばれる更新則を利用する。Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ ＬＭＳシステムは、フィードフォワード型と適応型フィードバック型との２種類に大別される。
【０００９】
まず、フィードフォワード型のシステムについて説明する。  
図１９は、第１の比較例に係るフィードフォワード型の能動消音装置の信号処理部１９００を概略的に示している。第１の比較例に係る能動消音装置は、後述する第１及び第３の実施形態の各々に係る能動消音装置（図１）と同様の機器配置を有する。
【００１０】
図１９において、騒音源が発する騒音をｓｎ、参照マイクで取得される参照信号をｒｎ、誤差マイクで取得される誤差信号をｅｎ、騒音源から誤差マイクに到達する音をｄｎ、制御スピーカから誤差マイクに到達する音をｙｎと表す。ここで、下付き添え字ｎは時刻ｎにおける信号であることを示す。騒音源から誤差マイクまでの空間伝達関数（一次経路特性とも称する。）をＧ１、騒音源から参照マイクまでの空間伝達関数をＧ２、騒音源から誤差マイクまでの空間伝達関数（二次経路特性とも称する。）をＧ４と表す。
【００１１】
さらに、制御フィルタ１９０１のフィルタ特性（以下では、制御特性と称する。）をＫ、二次経路特性を事前に同定した結果に基づいて予め構築される推定二次経路特性をＣ＾と表す。制御特性Ｋを持つ制御フィルタ１９０１を用いて参照信号ｒｎをフィルタリングすることで得られる制御信号をｕｎ、推定二次経路特性Ｃ＾を持つ二次経路フィルタ１９０２を用いて参照信号ｒｎをフィルタリングすることで得られる補助信号をｘｎと表す。
【００１２】
制御フィルタ１９０１は、誤差信号ｅｎが最小になるように更新される。具体的には、制御フィルタ１９０１の制御特性Ｋは、最急降下法を利用して、例えば下記数式（１）に示すような評価関数を最小にするように、更新される。
【数１】
2015065512.tif 000003
【００１３】
ここで、θＣは二次経路特性Ｇ４のＦＩＲ表記であり、φｎは制御信号ｕの時系列データを表し、ＣＬはθＣのフィルタ長を表す。
【００１４】
制御フィルタ１９０１の更新速度が遅い（すなわち、制御特性Ｋの変化が遅い）こと及び二次経路特性が正確に同定されていることを仮定すると、誤差信号ｅｎは下記数式（２）のように近似することができる。
【数２】
2015065512.tif 000004
【００１５】
ここで、θＫは制御特性ＫのＦＩＲ表記であり、ζｎは補助信号ｘの時系列データを表し、ξｎは参照信号ｒの時系列データを表す。またＫＬはθＫのフィルタ長を表す。
【００１６】
この場合、評価関数をθＫで偏微分すると、評価関数の瞬時勾配は下記数式（３）のように求まる。
【数３】
2015065512.tif 000005
【００１７】
従って、更新則は、下記数式（４）と導出される。
【数４】
2015065512.tif 000006
【００１８】
ここで、μは最急降下法におけるステップサイズを表す。
【００１９】
また、ＮＬＭＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）更新に基づく場合、下記数式（５）が更新則となる。
【数５】
2015065512.tif 000007
【００２０】
第１の比較例に係る能動消音装置では、制御フィルタ１９０１の制御特性Ｋは数式（４）又は（５）に従って更新される。
【００２１】
次に、適応型フィードバック型のシステムについて説明する。適応型フィードバック型システムに関しては、フィードフォワード型システムに関して説明した部分と同様の部分についての説明を適宜省略する。  
図２０は、第２の比較例に係る適応型フィードバック型の能動消音装置の信号処理部２０００を概略的に示している。第２の比較例に係る能動消音装置は、後述する第２及び第４の実施形態の各々に係る能動消音装置（図４）と同様の機器配置を有する。適応型フィードバック型システムでは、参照マイクを使用しない。なお、適応型フィードバック型システムでは、原理的に騒音は周期性を持つ周期騒音に限られる。
【００２２】
図２０において、推定二次経路特性Ｃ＾を持つ制御効果推定フィルタ２００３を用いて制御信号ｕｎをフィルタリングすることで得られる信号をｚｎ、誤差信号ｅｎから信号ｚｎを減じた推定騒音信号をｄｎ´と表す。信号ｚｎは制御スピーカから誤差マイクに到達する音の推定値であり、推定騒音信号ｄｎ´は騒音源から誤差マイクに到達する音の推定値である。
【００２３】
適応型フィードバック型システムでは、推定騒音信号ｄｎ´が制御フィルタ２００１及び二次経路フィルタ２００２に与えられる。騒音が周期信号である場合に、推定騒音信号ｄｎ´は、フィードフォワード型システムにおける参照信号として扱うことができ、誤差信号を低減することができる。
【００２４】
第２の比較例に係る能動消音装置においても、制御フィルタ２００１の制御特性Ｋは、数式（４）又は（５）に従って更新される。
【数６】
2015065512.tif 000008
【００２５】
上述したように、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ ＬＭＳでは、フィードフォワード型及び適応型フィードバック型ともに、制御フィルタの更新は、ＬＭＳ（ＮＬＭＳを含む。）更新に基づいて行うのが一般的であり、制御フィルタの更新速度が遅い（すなわち、制御特性Ｋの変化が遅い）という仮定のもとで、更新則を導出している。この仮定は、Ｓｌｏｗ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔと称される。
【００２６】
ただし、更新速度が遅いということは、制御効果が生じるまでに時間がかかることであり、アクティブノイズコントロールの観点からは望ましくない。さらに、例えば誤差マイクの近くに制御スピーカを設置できない環境のように、二次経路特性における遅れが長い場合には、Ｓｌｏｗ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔが成り立たなくなる。
【００２７】
二次経路特性の遅れが長い場合に、Ｓｌｏｗ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔが破綻することを説明する。数式上では、適応型フィードバック型システムにおける推定騒音信号ｄ´を用いているが、推定騒音信号ｄ´を参照信号ｒに変えればフィードフォワード型システムでも同じである。
【００２８】
時刻ｎにおいて制御スピーカから誤差マイクに到達する信号ｙ（ｎ）は、下記数式（６）のように表すことができる。
【数７】
2015065512.tif 000009
【００２９】
ここで、Ｃは二次経路特性を表し、ＣＬは二次経路特性Ｃのフィルタ長を表し、ＫＬは制御特性Ｋのフィルタ長を表す。
【００３０】
制御フィルタの更新速度が遅いこと及び二次経路特性が正確に同定されていることを仮定すると、信号ｙ（ｎ）は下記数式（７）のように表すことができる。すなわち、畳み込みの順序を入れ替える近似が可能である。
【数８】
2015065512.tif 000010
【００３１】
この近似を用いて数式（４）に示した更新則が導出される。このため、上記仮定が成り立たない場合、制御フィルタは発散する。例えば、二次経路特性の遅れをａタップとすると、数式（６）では、信号ｙ（ｎ）において、Ｋ（ｎ−ａ）以前の制御特性の影響が反映されている。しかしながら、数式（７）では、Ｋ（ｎ）が用いられる。このため、二次経路特性に遅れが多く含まれる場合、数式（６）と数式（７）の差は開きやすくなる。このため、制御フィルタの更新速度を遅くする必要が生じる。すなわち、ステップサイズμを小さくする必要が生じる。
【００３２】
以下、必要に応じて図面を参照しながら種々の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
【００３３】
以下の実施形態では、制御スピーカと誤差マイクとの間の距離が長い場合において、上述したＳｌｏｗ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔの制約を緩和する２つの手法（第１手法及び第２手法）を説明する。第１手法では、推定二次経路特性を加工した特性（加工二次経路特性）を導入する。第２手法では、評価関数を変更することで新たな更新則を導入する。第１の実施形態は、フィードフォワード型システムに第１手法を適用する場合に対応し、第２の実施形態は、適応型フィードバック型システムに第１手法を適用する場合に対応する。さらに、第３の実施形態は、フィードフォワード型システムに第２手法を適用する場合に対応し、第４の実施形態は、適応型フィードバック型システムに第２手法を適用する場合に対応する。
【００３４】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係るフィードフォワード型の能動消音装置１００を概略的に示している。能動消音装置１００は、騒音源１５０から発せられた騒音と同振幅及び逆位相の音を出力することにより、空間上で騒音を低減させるものである。具体的には、能動消音装置１００は、図１に示すように、参照マイク１０１、信号処理部１０２、制御スピーカ１０３、及び誤差マイク（エラーマイクとも称する。）１０４を備える。
【００３５】
参照マイク１０１は、騒音源１５０から発せられた騒音を参照信号ｒに変換する。例えば、参照マイク１０１は、騒音源１５０から発せられた騒音の音圧を検出し、検出信号を参照信号ｒとして出力する。参照マイク１０１と信号処理部１０２との間には、図示しないアナログデジタルコンバータが設けられ、参照信号ｒは、このアナログデジタルコンバータによってデジタル信号に変換されて信号処理部１０２に与えられる。信号処理部１０２は、制御特性Ｋを有する制御フィルタ２０２（図２に示される。）を用いて参照信号ｒをフィルタリングし、騒音を打ち消すための制御信号ｕを生成する。信号処理部１０２と制御スピーカ１０３との間には、図示しないデジタルアナログコンバータが設けられ、制御信号ｕは、このデジタルアナログコンバータによってアナログ信号に変換されて制御スピーカ１０３に与えられる。
【００３６】
制御スピーカ１０３は、制御信号ｕに基づいて制御音を空間に発する。誤差マイク１０４は、騒音源１５０からの騒音と制御スピーカ１０３からの制御音とを含む空間上の音を誤差信号ｅに変換する。例えば、誤差マイク１０４は、騒音源１５０からの騒音と制御スピーカ１０３からの制御音との合成音圧を検出し、検出した合成音圧を示す誤差信号ｅを生成する。誤差マイク１０４と信号処理部１０２との間には、図示しないアナログデジタルコンバータが設けられ、誤差信号ｅは、このアナログデジタルコンバータによってデジタル信号に変換されて信号処理部１０２に与えられる。信号処理部１０２は、誤差信号ｅに基づいて制御フィルタ２０２を適応的に制御する。具体的には、信号処理部１０２は、誤差信号ｅに基づいた評価関数を最小にするように、制御フィルタ２０２を更新する。
【００３７】
本実施形態の能動消音装置１００は、騒音源１５０からの騒音を制御スピーカ１０３からの制御音で打ち消すことにより、空間上の目標領域（具体的には誤差マイク１０４の設置位置）において騒音を効果的に低減することができる。騒音のような低減する対象となる音を制御対象音とも称する。本実施形態では、制御対象音は例えば正弦波信号などの周期信号（周期騒音）に向けられる。ここでは、周期信号の周期Ｔは既知であるとする。
【００３８】
図１において、騒音源１５０から誤差マイク１０４までの空間伝達関数（一次経路特性）をＧ１、騒音源１５０から参照マイク１０１までの空間伝達関数をＧ２、制御スピーカ１０３から誤差マイク１０４までの空間伝達関数（二次経路特性）をＧ４と表している。
【００３９】
図２は、本実施形態に係る信号処理部１０２を概略的に示している。信号処理部１０２は、図２に示すように、フィルタ更新部２０１、制御フィルタ２０２、制御効果推定フィルタ２０３、制御効果推定フィルタ２０４、二次経路フィルタ２０５、加算器（推定騒音信号とも称する。）２０６、及び加算器２０７を備える。フィルタ更新部２０１、制御フィルタ２０２、二次経路フィルタ２０５、及び加算器２０７によって制御信号生成部２１０が形成される。
【００４０】
図２において、信号ｙは、制御スピーカ１０３からの制御音を誤差マイク１０４で受音することにより得られる信号である。信号ｄは、騒音源１５０からの騒音を誤差マイク１０４で受音することにより得られる信号である。信号ｙと信号ｄを加算したものが誤差信号ｅである。
【００４１】
信号処理部１０２において、参照信号ｒは制御フィルタ２０２及び二次経路フィルタ２０５に与えられる。制御フィルタ２０２は、制御特性Ｋに従って参照信号ｒを制御信号ｕに変換する。制御効果推定フィルタ２０３は、推定二次経路特性Ｃ＾に従って制御信号ｕを信号ｚに変換する。推定二次経路特性Ｃ＾は、二次経路特性Ｃ（図１のＧ４に対応する。）を事前に同定した結果に基づいて生成される。信号ｚは、推定二次経路特性Ｃ＾に基づいて制御スピーカ１０３から誤差マイク１０４に到達する音を推定したものである。加算器２０６は、誤差信号ｅから信号ｚを減算して推定騒音信号ｄ´を生成する。
【００４２】
制御効果推定フィルタ２０４は、加工二次経路特性Ｃ＾´に従って制御信号ｕを信号ｙ´に変換する。加工二次経路特性Ｃ＾´は、二次経路特性の遅れを仮想的に短くしたものである。具体的には、加工二次経路特性Ｃ＾´は、インパルス応答において推定二次経路特性Ｃ＾を左にＴ×ｍだけシフトしたものであり、すなわち、推定二次経路特性Ｃ＾に含まれる遅れを時間Ｔ×ｍだけ短くするように推定二次経路特性Ｃ＾を加工したものである。ここで、値ｍは、制御スピーカ１０３と誤差マイク１０４との間の距離に対応する遅れをａとすると、Ｔ×ｍ≦ａを満たす正の整数である。この場合、加工二次経路特性Ｃ＾´の遅れは（ａ−Ｔ×ｍ）である。遅れａは測定により得られる。信号ｙ´は、加工二次経路特性Ｃ＾´に基づいて制御スピーカ１０３から誤差マイク１０４に到達する音を推定したものである。なお、本実施形態においては、シフト量を遅れａに最も近づけるために、値ｍとしてＴ×ｍ≦ａを満たす最大の整数を用いる。値ｍとしては例えば事前に定められた値を用いることができる。
【００４３】
加算器２０７は、推定騒音信号ｄ´に信号ｙ´を加算して誤差信号ｅ´を生成する。二次経路フィルタ２０５は、加工二次経路特性Ｃ＾´に従って参照信号ｒを補助信号ｘに変換する。
【００４４】
フィルタ更新部２０１は、加算器２０７からの誤差信号ｅ´を最小にするように、制御フィルタ２０２の制御特性Ｋを更新する。具体的には、フィルタ更新部２０１は、例えば下記数式（８）に示すような、誤差信号ｅ´に基づいた評価関数を最小にするように、制御フィルタ２０２の制御特性Ｋを更新する。
【数９】
2015065512.tif 000011
【００４５】
数式（８）に示される評価関数に基づいて導出される更新則は、例えば下記数式（９）のように表すことができる。
【数１０】
2015065512.tif 000012
【００４６】
ここで、ψ（ｎ）は、二次経路フィルタ２０５から出力される補助信号ｘの時系列データを表す。すなわち、フィルタ更新部２０１は、加算器２０７からの誤差信号ｅ´及び二次経路フィルタ２０５からの補助信号ｘを用いて、例えば数式（９）に従って、制御フィルタ２０２を更新している。
【００４７】
また、ＮＬＭＳ更新に基づく場合下記数式（１０）が更新則となる。
【数１１】
2015065512.tif 000013
【００４８】
制御対象音が周期騒音であるため定常状態では、参照信号ｒを推定二次経路特性Ｃ＾に通した出力は、参照信号ｒを加工二次経路特性Ｃ＾´に通した出力と等しくなる。すなわち、下記数式（１１）が成り立つ。厳密には、数式（１１）は制御開始からＣＬタップ経過した時刻以降に成り立つ。
【数１２】
2015065512.tif 000014
【００４９】
同様に定常状態では、信号ｚ及び信号ｙ´は等しくなるため、誤差信号ｅと誤差信号ｅ´も等しくなる。よって、誤差信号ｅ´を最小化することは、誤差信号ｅを最小化することと等価となる。
【００５０】
本実施形態では、制御フィルタ２０２の更新は、加工二次経路特性Ｃ＾´に基づいて行われる。制御効果推定フィルタ２０４の出力ｙ´は、下記数式（１２）のように表される。
【数１３】
2015065512.tif 000015
【００５１】
また、畳み込みの順序を入れ替えたｙ´の近似値は、下記数式（１３）のように表される。
【数１４】
2015065512.tif 000016
【００５２】
信号ｙ´（ｎ）において、制御フィルタ２０２の影響が反映されるのはＫ（ｎ−（ａ−Ｔ×ｍ））以前のものとなり、通常のＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ ＬＭＳを用いた従来法よりもＫ（ｎ）に近くなる。このため、畳み込みの順序の入れ替えによるＳｌｏｗ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔの制約が緩和される。すなわち、推定二次経路特性の遅れａを遅れ（ａ−Ｔ×ｍ）に変更した加工二次経路特性を用いて制御フィルタ２０２を更新するため、数式（１２）と数式（１３）との差は、数式（７）と数式（８）との差より小さくなる。よって、畳み込みの順序の入れ替えによるＳｌｏｗ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔの制約が緩和される。
【００５３】
本実施形態に係る手法は、周期騒音のように騒音が周期性を持つ場合に適用可能であり、白色ノイズなどには適用することができない。なお、制御対象音は周期騒音とともに非周期騒音を含んでいてもよい。この場合においても周期騒音のみの騒音低減は可能だが、参照信号から周期騒音に関する成分を抽出する線形予測フィルタなどを用いるとより制御効果は向上する。
【００５４】
本実施形態は、周期騒音の周期が既知である場合に限らず、周期騒音の周期が事前にわからない場合にも適応することができる。
【００５５】
図３は、第１の実施形態の変形例に係る能動消音装置の信号処理部３００を概略的に示している。第１の実施形態の変形例に係る能動消音装置は、図１に示した能動消音装置１００と同様の機器配置を備える。図３に示す信号処理部３００は、図２に示した信号処理部１０２の構成に加えて、騒音周期検出部３０１及び加工二次経路特性決定部３０２を備える。
【００５６】
騒音周期検出部３０１は、参照信号ｒに基づいて騒音の周期を検出する。例えば、騒音周期検出部３０１は、参照信号ｒに基づいて自己相関係数を算出し、算出した自己相関係数に基づいて騒音の周期Ｔを算出する。加工二次経路特性決定部３０２は、騒音周期検出部３０１によって算出された周期Ｔに基づいて加工二次経路特性Ｃ＾´を決定する。具体的には、加工二次経路特性決定部３０２は、遅れが（ａ−（Ｔ×ｍ））になるように推定二次経路特性Ｃ＾を加工して加工二次経路特性Ｃ＾´を生成する。なお、騒音の周期を算出する方法は、自己相関係数に基づく方法に限定されず、他の方法で実現してもよい。
【００５７】
第１の実施形態の変形例に係る能動消音装置は、騒音の周期が時間経過とともに変化する場合においても、騒音を低減することができる。
【００５８】
以上のように、本実施形態に係る能動消音装置では、二次経路特性の遅れを仮想的に短くした加工二次経路特性を用いて制御フィルタを更新することにより、畳み込みの順序の入れ替えによる影響を緩和することができる。その結果、更新速度を速められ、発散の危険性を抑えることができる。
【００５９】
（第２の実施形態）  
図４は、第２の実施形態に係る適応型フィードバック型の能動消音装置４００を概略的に示している。能動消音装置４００は、図４に示すように、制御スピーカ１０３、誤差マイク１０４、及び信号処理部４０１を備える。
【００６０】
誤差マイク１０４は、騒音源４５０から発せられる騒音と制御スピーカ１０３から発せられる制御音を含む空間上の音を誤差信号ｅに変換する。例えば、誤差マイク１０４は、騒音源１５０からの騒音と制御スピーカ１０３からの制御音との合成音圧を検出し、検出した合成音圧を示す誤差信号ｅを生成する。誤差マイク１０４と信号処理部４０１との間には、図示しないアナログデジタルコンバータが設けられ、誤差信号ｅは、このアナログデジタルコンバータによってデジタル信号に変換されて信号処理部４０１に与えられる。
【００６１】
信号処理部４０１は、誤差信号ｅに基づいて制御信号ｕを生成する。具体的には、信号処理部４０１は、制御フィルタ５０２（図５に示される。）を適応的に制御するとともに、制御信号ｕを生成する。信号処理部４０１と制御スピーカ１０３との間には、図示しないデジタルアナログコンバータが設けられ、制御信号ｕは、このデジタルアナログコンバータによってアナログ信号に変換されて制御スピーカ１０３に供給される。制御スピーカ１０３は、制御信号ｕに基づいて制御音を空間に発する。
【００６２】
図５は、本実施形態に係る信号処理部４０１を概略的に示している。信号処理部４０１は、フィルタ更新部５０１、制御フィルタ５０２、制御効果推定フィルタ５０３、制御効果推定フィルタ５０４、二次経路フィルタ５０５、加算器（推定騒音信号生成部とも称する。）５０６、及び加算器５０７を備える。フィルタ更新部５０１、制御フィルタ５０２、二次経路フィルタ５０５、及び加算器５０７によって制御信号生成部５１０が形成される。制御効果推定フィルタ５０３、制御効果推定フィルタ５０４、加算器５０６、及び加算器５０７はそれぞれ、制御効果推定フィルタ２０３、制御効果推定フィルタ２０４、加算器２０６、及び加算器２０７と同様の動作を行うので、これらについての説明は適宜省略する。
【００６３】
本実施形態では、推定騒音信号ｄ´は、加算器５０７に与えられるとともに、制御フィルタ５０２及び二次経路フィルタ５０５に与えられる。制御フィルタ５０２は、制御特性Ｋに従って、加算器５０６からの推定騒音信号ｄ´を制御信号ｕに変換する。二次経路フィルタ５０５は、加工二次経路特性Ｃ＾´に従って、加算器５０６からの推定騒音信号ｄ´を補助信号ｘに変換する。
【００６４】
フィルタ更新部５０１は、加算器５０７からの誤差信号ｅ´を最小にするように、制御フィルタ５０２の制御特性Ｋを更新する。具体的には、フィルタ更新部５０１は、加算器５０７からの誤差信号ｅ´及び二次経路フィルタ５０５からの補助信号ｘを用いて、例えば数式（９）に従って、制御フィルタ５０２を更新している。ただし、本実施形態では、補助信号ｘの時系列データψ（ｎ）は下記数式（１４）に示すように表される。
【数１５】
2015065512.tif 000017
【００６５】
本実施形態は、周期騒音の周期が既知である場合に限らず、周期騒音の周期が事前にわからない場合にも適応することができる。
【００６６】
図６は、第２の実施形態の変形例に係る能動消音装置の信号処理部６００を概略的に示している。第２の実施形態の変形例に係る能動消音装置は、図４に示した能動消音装置４００と同様の機器配置を備える。図６に示す信号処理部６００は、図５に示した信号処理部４０１の構成に加えて、騒音周期検出部６０１及び加工二次経路特性決定部６０２を備える。
【００６７】
騒音周期検出部６０１は、推定騒音信号ｄ´に基づいて騒音の周期を検出する。例えば、騒音周期検出部６０１は、推定騒音信号ｄ´に基づいて自己相関係数を算出し、算出した自己相関係数に基づいて騒音の周期Ｔを算出する。加工二次経路特性決定部６０２は、騒音周期検出部６０１によって算出された周期Ｔに基づいて加工二次経路特性Ｃ＾´を決定する。具体的には、加工二次経路特性決定部６０２は、遅れが（ａ−（Ｔ×ｍ））になるように推定二次経路特性Ｃ＾を加工して加工二次経路特性Ｃ＾´を生成する。なお、騒音の周期を算出する方法は、自己相関係数に基づく方法に限定されず、他の方法で実現してもよい。
【００６８】
第２の実施形態の変形例に係る能動消音装置は、騒音の周期が時間経過とともに変化する場合においても、騒音を低減することができる。
【００６９】
以上のように、本実施形態に係る能動消音装置では、二次経路特性の遅れを仮想的に短くした加工二次経路特性を用いて制御フィルタを更新することにより、畳み込みの順序の入れ替えによる影響を緩和することができる。その結果、更新速度を速められ、発散の危険性を抑えることができる。
【００７０】
（第３の実施形態）  
第３の実施形態に係る能動消音装置は、第１の実施形態に係る能動消音装置１００（図１）と同様の機器配置を備える。第３の実施形態は、信号処理部の構成が第１の実施形態と異なる。本実施形態では、第１の実施形態と同様の部分についての説明は適宜省略する。本実施形態では、制御対象音は、周期騒音に限定されず、任意の騒音に向けられる。
【００７１】
図７は、第３の実施形態に係る能動消音装置の信号処理部７００を概略的に示している。信号処理部７００は、図７に示すように、フィルタ更新部７０１、制御フィルタ７０２、制御効果推定フィルタ７０３、仮想制御効果推定フィルタ７０４、二次経路フィルタ７０５、及び加算器７０６を備える。制御フィルタ７０２、制御効果推定フィルタ７０３、及び二次経路フィルタ７０５は、制御フィルタ２０２、制御効果推定フィルタ２０３、及び二次経路フィルタ２０５と同様の動作を行う。
【００７２】
信号処理部７００において、参照マイク１０１によって生成された参照信号ｒは制御フィルタ７０２及び二次経路フィルタ７０５に与えられる。制御フィルタ７０２は、制御特性Ｋに従って参照信号ｒを制御信号ｕに変換する。制御信号ｕは、制御スピーカ１０３から制御音として出力されるとともに、制御効果推定フィルタ７０３に与えられる。制御効果推定フィルタ７０３は、推定二次経路特性Ｃ＾に従って制御信号ｒを信号ｚに変換する。信号ｚは加算器７０６に与えられる。
【００７３】
二次経路フィルタ７０５は、推定二次経路特性Ｃ＾に従って参照信号ｒを補助信号ｘ１に変換する。補助信号ｘ１はフィルタ更新部７０１及び仮想制御効果推定フィルタ７０４に与えられる。仮想制御効果推定フィルタ７０４は、制御フィルタ７０２の特性Ｋが常に現時刻のものであるとした場合の制御効果を推定する。具体的には、仮想制御効果推定フィルタ７０４は、制御特性Ｋに従って補助信号ｘ１を信号ｗに変換する。加算器７０６は、信号ｚから信号ｗを減算して補助信号ｘ２を生成する。フィルタ更新部７０１は、二次経路フィルタ７０５からの補助信号ｘ１、加算器７０６からの補助信号ｘ２、及び誤差マイク１０４からの誤差信号ｅを用いて、制御フィルタ７０２を更新する。
【００７４】
本実施形態では、下記数式（１５）に示す評価関数に基づいて更新則を導出する。
【数１６】
2015065512.tif 000018
【００７５】
信号ｚ（ｎ）は、推定二次経路特性Ｃ＾に基づいて制御スピーカ１０３から誤差マイク１０４に到達する信号を推定したものである。信号ｚ（ｎ）には、Ｋ（ｎ）ではなく、Ｋ（ｎ−ａ）以前が反映されている。従って、下記数式（１６）に示すように、Ｋ（ｎ）に関するｚ（ｎ）の偏微分はゼロになる。
【数１７】
2015065512.tif 000019
【００７６】
また、ｗ（ｎ）は数式（１７）のため、Ｋ（ｎ）に関するｗ（ｎ）の偏微分は数式（１８）となる。
【数１８】
2015065512.tif 000020
【００７７】
数式（１５）に示す評価関数の瞬時勾配は、下記数式（１９）に示すように求まる。
【数１９】
2015065512.tif 000021
【００７８】
ここで、ψ（ｎ）は、二次経路フィルタ７０５から出力される補助信号ｘ１の時系列データを表す。また、数式（２）と同様に誤差信号eの二乗の瞬時勾配は畳み込みの順序を入れ替えて求めた。
【００７９】
従って、ＬＭＳに基づいた更新則は、下記数式（２０）に示すように導出される。また、ＮＬＭＳに基づいた更新則は、下記数式（２１）に示すように導出される。
【数２０】
2015065512.tif 000022
【００８０】
フィルタ更新部７０１は、例えば数式（２０）又は数式（２１）に従って、制御フィルタ７０２の制御特性Ｋを更新する。
【００８１】
第３の実施形態に係る能動消音装置では、信号ｚと信号ｗとの差を評価関数に組み入れることにより、この差が開いた場合に更新速度が自動的に遅くなり、発散が抑制される。さらに、信号ｚと信号ｗとの差を抑えることは数式（６）と数式（７）の差を抑えること（数式（６）及び（７）のｄ´をｒとする）となり畳み込みの順序の入れ替えにより生じたＳｌｏｗ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔの制約を緩和できることを意味する。このためステップサイズを大きい値に設定することができるので、更新速度が速くなる。
【００８２】
（第４の実施形態）  
第４の実施形態に係る能動消音装置は、第２の実施形態に係る能動消音装置４００（図４）と同様の機器配置を備える。第４の実施形態は、信号処理部の構成が第２の実施形態と異なる。本実施形態では、第１の実施形態と同様の部分についての説明は適宜省略する。
【００８３】
図８は、第４の実施形態に係る能動消音装置の信号処理部８００を概略的に示している。信号処理部８００は、図８に示すように、フィルタ更新部７０１、制御フィルタ７０２、制御効果推定フィルタ７０３、仮想制御効果推定フィルタ７０４、二次経路フィルタ７０５、加算器７０６、及び加算器８０１を備える。
【００８４】
加算器８０１は、誤差マイク１０４からの誤差信号ｅから、制御効果推定フィルタ７０３からの信号ｚを減算して推定騒音信号ｄ´を生成する。第４の実施形態では、第３の実施形態における参照信号ｒに代えて、推定騒音信号ｄ´が制御フィルタ７０２及び二次経路フィルタ７０５に与えられる。換言すれば、第４の実施形態では、加算器８０１は、推定騒音信号ｄ´を制御フィルタ７０２及び二次経路フィルタ７０５に与える参照信号として生成する。
【００８５】
制御フィルタ７０２は、制御特性Ｋに従って推定騒音信号ｄ´を制御信号ｕに変換する。制御信号ｕは、制御スピーカ１０３から制御音として出力されるとともに、制御効果推定フィルタ７０３に与えられる。制御効果推定フィルタ７０３は、推定二次経路特性Ｃ＾に従って制御信号ｕを信号ｚに変換する。信号ｚは加算器７０６及び加算器８０１に与えられる。
【００８６】
二次経路フィルタ７０５は、推定二次経路特性Ｃ＾に従って推定騒音信号ｄ´を補助信号ｘ１に変換する。補助信号ｘ１はフィルタ更新部７０１及び仮想制御効果推定フィルタ７０４に与えられる。仮想制御効果推定フィルタ７０４は、制御特性Ｋに従って補助信号ｘ１を信号ｗに変換する。加算器７０６は、信号ｚから信号ｗを減算して補助信号ｘ２を生成する。
【００８７】
フィルタ更新部７０１は、二次経路フィルタ７０５からの補助信号ｘ１、加算器７０６からの補助信号ｘ２、及び誤差マイク１０４からの誤差信号ｅを用いて、制御フィルタ７０２を更新する。具体的には、フィルタ更新部７０１は、例えば数式（２０）又は数式（２１）に従って、制御フィルタ７０２の制御特性Ｋを更新する。ただし、本実施形態では、二次経路フィルタ７０５から出力される補助信号ｘ１の時系列データψ（ｎ）は下記数式（２２）のように表すことができる。
【数２１】
2015065512.tif 000023
【００８８】
第４の実施形態に係る能動消音装置では、信号ｚと信号ｗとの差を評価関数に組み入れることにより、この差が開いた場合に更新速度が自動的に遅くなり、発散が抑制される。さらに、ステップサイズを大きい値に設定することができるので、更新速度が速くなる。ただし、制御対象音は原理的に周期騒音に限られる。
【００８９】
第１及び第２の実施形態で説明した第１手法並びに第３及び第４の実施形態で説明した第２手法は組み合わせて用いることができる。
【００９０】
上述した実施形態の少なくとも１つに係る能動消音装置では、Ｓｌｏｗ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔの制約を緩和することができ、騒音を効率的に低減することができる。上述した実施形態の少なくとも１つに係る能動消音装置は、例えば、自動車におけるロードノイズ低減、医療機器（例えばＭＲＩ）における騒音低減、ノイズキャンセルイヤホンなどに適用することができる。
【００９１】
発明者は、次に説明する図４の適応型フィードバックに対応する実証実験を実施し、上述した実施形態に係る能動消音装置が従来法に比べて有効であることを検証している。
【００９２】
図９は、実証実験環境を概略的に示している。実証実験では、図９に示すように、一辺が０．４ｍであるアクリルの立方体の箱９００内に、制御スピーカ９０１、誤差マイク９０２、及び騒音源（騒音スピーカ）９１０を配置している。図９において、箱９００の角９２１を原点としたＸＹＺ座標系を設定すると、騒音源９１０は座標（０．４，０．４，０）に位置し、制御スピーカ９０１は座標（０．１５，０．１５，０）に位置し、誤差マイク９０２は座標（０，０．１５，０．３）に位置する。
【００９３】
騒音は、騒音スピーカ（騒音源）９１０から発し、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、６００Ｈｚ、８００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、１２００Ｈｚ、１４００Ｈｚ、及び１６００Ｈｚの正弦波を含むマルチチャネル騒音である。
【００９４】
誤差マイク９０２で取得される誤差信号は、マイクアンプ９０３で増幅され、アンチエイリアスフィルタとしてのＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）９０４を通過し、アナログデジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）９０５によってデジタル信号に変換されてＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）９０６に与えられる。
【００９５】
二次経路特性の遅れが長い場合を想定するため、制御信号ｕをＰＣ９０６内で疑似的に遅らせて制御スピーカ９０１への入力信号ｕ´を生成する。この疑似的な遅れは３０５タップである。信号ｕ´は、デジタルアナログコンバータ（Ｄ／Ａ）９０８によってアナログ信号に変換され、補間フィルタとしてのＬＰＦ９０９を通過し、制御スピーカ９０１に与えられる。
【００９６】
ＬＰＦ９０４及びＬＰＦ９０９は、２ＫＨｚのローパスフィルタを設定する。また、ＰＣ９０６のサンプリング周波数は１０ＫＨｚである。サンプリング周波数が１０ＫＨｚである場合、１タップは０．１ｍｓｅｃである。さらに、誤差信号を通す制御帯域調整フィルタ（図示せず）として、１５０Ｈｚから１８００Ｈｚのバンドパスフィルタを用いている。今回の実証実験では能動消音装置をＰＣにより実現しているが、ＰＣに限らず、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いても実証実験を実施することができる。
【００９７】
図１０（ａ）は、実証実験に用いた推定二次経路特性Ｃ＾のインパルス応答を示し、図１０（ｂ）は、第１手法に関する実証実験のための加工二次経路特性のインパルス応答を示す。図１０（ａ）及び（ｂ）において、横軸をタップとしている。二次経路特性の遅れａが３１５タップ（３１．５ｍｓｅｃ）であり、かつ、騒音の周期Ｔ１が５０タップ（５ｍｓｅｃ）であるので、Ｔ１×ｍ≦ａを満たす最大の整数ｍは６である。加工二次経路特性は、推定二次経路特性を３００タップ（Ｔ１×ｍ）左にずらした特性になる。すなわち、加工二次経路特性の遅れは１５タップである。
【００９８】
図１１は、実証実験に用いた騒音の波形を示す。実証実験では、騒音発生から４秒経過した後に制御を開始しているため、図１２から図１７に示すグラフでは、制御開始以降（すなわち４秒以降）の波形を示している。
【００９９】
図１２は、通常のＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ ＬＭＳを用いた手法（従来法）、第２の実施形態で説明した第１手法、及び第４の実施形態で説明した第２手法それぞれを用いた実証実験の結果を示す。また、制御フィルタの更新則はいずれもＮＬＭＳベースの更新式を用い、従来法では数式（５）、第一手法では数式（１０）、第二手法では数式（２１）を用いた。図１２において、「○」は収束を表し、「×」は発散を表す。図１２からは、第１手法及び第２手法は、従来法よりもステップサイズを大きい値に設定することが可能であることがわかる。
【０１００】
図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、ステップサイズを０．００５に設定した（ＩＤ：ａ）場合において、手法１、手法２及び従来法の制御結果をそれぞれ示している。図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）からは、手法１、手法２及び従来法のいずれも、発散せずに安定な制御ができていることがわかる。ただし、ステップサイズが小さいため収束が遅く、収束に約１０秒かかっている。
【０１０１】
図１４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、ステップサイズを０．０１に設定した（ＩＤ：ｂ）場合において、手法１、手法２及び従来法の制御結果をそれぞれ示している。図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、手法１及び手法２では安定な制御ができているが、図１４（ｃ）に示すように、従来法では発散している。この場合、手法１及び手法２では、ステップサイズが０．００５である場合よりも収束にかかる時間が減り、約６秒で収束している。
【０１０２】
図１５（ａ）及び（ｂ）は、ステップサイズを０．０２に設定した（ＩＤ：ｄ）場合において、手法１及び手法２の制御結果をそれぞれ示している。図１５（ａ）及び（ｂ）からは、手法１及び手法２は安定して制御を行い、ステップサイズが０．０１である場合よりも速く収束していることがわかる。
【０１０３】
図１６は、ステップサイズを０．０５に設定した（ＩＤ：ｊ）場合において、手法２の制御結果を示している。図１６からは、手法２は安定して制御を行い、ステップサイズが０．０２である場合よりも収束時間が短くなり、約１秒と高速に制御効果が生じることがわかる。
【０１０４】
図１７は、ステップサイズを０．１に設定した（ＩＤ：ｔ）場合において、手法２の制御結果を示している。図１７からは、手法２は安定して制御を行い、ステップサイズが０．０５である場合よりも収束時間が短くなり、約０．５秒とさらに高速に制御効果が生じることがわかる。図１８（ａ）は、図１６に示すステップサイズが０．０５である場合の制御結果の一部を拡大して示し、図１８（ｂ）は、図１７に示すステップサイズが０．１である場合の制御結果の一部を拡大して示している。
【０１０５】
以上の結果から、制御スピーカと誤差マイクの距離が長い場合、第１手法では収束までの時間を従来法の３分の１程度に速めることができ、第２手法では収束までの時間を大幅に速めることができることがわかる。
【０１０６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０７】
１００…能動消音装置、１０１…参照マイク、１０２…信号処理部、１０３…制御スピーカ、１０４…誤差マイク（エラーマイク）、１５０…騒音源、２０１…フィルタ更新部、２０２…制御フィルタ、２０３…制御効果推定フィルタ、２０４…制御効果推定フィルタ、２０５…二次経路フィルタ、２０６…加算器、２０７…加算器、２１０…制御信号生成部、３００…信号処理部、３０１…騒音周期検出部、３０２…加工二次経路特性決定部、４００…能動消音装置、４０１…信号処理部、４５０…騒音源、５０１…フィルタ更新部、５０２…制御フィルタ、５０３…制御効果推定フィルタ、５０４…制御効果推定フィルタ、５０５…二次経路フィルタ、５０６…加算器、５０７…加算器、５１０…制御信号生成部、６００…信号処理部、６０１…騒音周期検出部、６０２…加工二次経路特性決定部、７００…信号処理部、７０１…フィルタ更新部、７０２…制御フィルタ、７０３…制御効果推定フィルタ、７０４…仮想制御効果推定フィルタ、７０５…二次経路フィルタ、７０６…加算器、８００…信号処理部、８０１…加算器、９００…箱、９０１…制御スピーカ、９０２…誤差マイク、９１０…騒音源。
【図１】
2015065512.tif 000024
【図２】
2015065512.tif 000025
【図３】
2015065512.tif 000026
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015065512.tif 000030
【図８】
2015065512.tif 000031
【図９】
2015065512.tif 000032
【図１０】
2015065512.tif 000033
【図１１】
2015065512.tif 000034
【図１２】
2015065512.tif 000035
【図１３】
2015065512.tif 000036
【図１４】
2015065512.tif 000037
【図１５】
2015065512.tif 000038
【図１６】
2015065512.tif 000039
【図１７】
2015065512.tif 000040
【図１８】
2015065512.tif 000041
【図１９】
2015065512.tif 000042
【図２０】
2015065512.tif 000043