(57)【要約】【課題】  騒音によって筐体面が振動することで発生する振動音が誤差マイクに入力される場合でも、適応フィルタのフィルタ係数の更新を正しく行うことができる能動騒音制御装置を提供する。【解決手段】  本発明の能動騒音制御装置は、騒音が伝播する筐体に設置され、騒音を受音する誤差マイクと、騒音を低減する制御信号を出力する制御スピーカと、振動箇所から発生している振動音を受音する振動センサと、誤差マイクの入力信号から振動センサの入力信号を引くことで、振動音を除去した誤差マイク入力信号を算出する振動音除去部と、除去した誤差マイク入力信号と、計測した上記制御スピーカから誤差マイクに至る２次経路のインパルス応答とを用いて、制御信号を算出し、算出した制御信号を制御スピーカに出力し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ部とを有することを特徴とする。【選択図】      図１
2017161633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消音の対象となる騒音が伝播する筐体に設置され、上記騒音を受音する誤差マイクと、
上記誤差マイクまで伝播した上記騒音を低減する制御信号を出力する制御スピーカと、
上記筐体の振動箇所から発生している振動音を受音する振動センサと、
上記誤差マイクの入力信号から上記振動センサの入力信号を差し引くことで、上記振動音を除去した誤差マイク入力信号を算出する振動音除去部と、
上記振動音を除去した誤差マイク入力信号と、計測した上記制御スピーカから上記誤差マイクに至る２次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御信号を算出し、算出した上記制御信号を上記制御スピーカに出力し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ部と
を有することを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項２】
上記振動箇所から上記誤差マイクに至る振動箇所誤差マイク間経路のインパルス応答と、上記振動センサの入力信号とを用いて、上記誤差マイクの設置点における上記振動音の推定信号である振動推定信号を算出する振動推定音計算部をさらに有し、
上記振動音除去部は、上記誤差マイクの入力信号から上記振動推定信号を差し引くことで、上記振動音を除去した誤差マイク入力信号を算出する
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】
消音の対象となる騒音が伝播する筐体に設置され、上記騒音を受音する誤差マイクと、上記誤差マイクまで伝播した上記騒音を低減する制御信号を出力する制御スピーカと、上記筐体の振動箇所から発生している振動音を受音する振動センサとを有する能動騒音制御装置に搭載されるコンピュータを、
上記誤差マイクの入力信号から上記振動センサの入力信号を差し引くことで、上記振動音を除去した誤差マイク入力信号を算出する振動音除去部と、
上記振動音を除去した誤差マイク入力信号と、計測した上記制御スピーカから上記誤差マイクに至る２次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御信号を算出し、算出した上記制御信号を上記制御スピーカに出力し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ部と
して機能させることを特徴とする能動騒音制御プログラム。
【請求項４】
誤差マイク、制御スピーカ、振動センサ、振動音除去部、及び適応フィルタ部を有し、
上記誤差マイクは、消音の対象となる騒音が伝播する筐体に設置され、上記騒音を受音し、
上記制御スピーカは、上記誤差マイクまで伝播した上記騒音を低減する制御信号を出力し、
上記振動センサは、上記筐体の振動箇所から発生している振動音を受音し、
上記振動音除去部は、上記誤差マイクの入力信号から上記振動センサの入力信号を差し引くことで、上記振動音を除去した誤差マイク入力信号を算出し、
上記適応フィルタ部は、上記振動音を除去した誤差マイク入力信号と、計測した上記制御スピーカから上記誤差マイクに至る２次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御信号を算出し、算出した上記制御信号を上記制御スピーカに出力し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する
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、能動騒音制御プログラム、及び能動騒音制御方法に関し、例えば、出金機器や印刷機などの電気機器の筐体に用いられる能動騒音制御装置、能動騒音制御プログラム、及び能動騒音制御方法に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
駆動音が大きい電気機器（例えば、出金機器や印刷機など）では、装置の駆動音やファンが騒音源となり騒音が発生する。発生した騒音は筐体内の空間を伝播し、通気口や筐体の隙間などから騒音として放音される。駆動音が大きい電気機器の筐体による騒音を低減する方法に関して、これまでも多くの研究、開発が行なわれている。
【０００３】
駆動音が大きい電気機器の筐体による騒音を低減する１つの手法として、能動騒音制御（Ａｃｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、以下、「ＡＮＣ」と呼ぶ）装置を使用する手法がある。ＡＮＣ装置とは、騒音の逆位相、同振幅の制御信号を生成し、騒音を能動的に低減（消音）する手法である。このＡＮＣ装置を使用して筐体の騒音を低減する手法が非特許文献１によって提案されている。
【０００４】
非特許文献１に開示されるＡＮＣ装置は、フィードバック型のＡＮＣ装置であり、誤差マイクの入力信号と計測した２次経路のインパルス応答に基づいて、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）型の適応フィルタのフィルタ係数をＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ  ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムで逐次更新することで、誤差マイクの設置点（消去点、又は制御点）の騒音を低減する制御信号を生成し、制御スピーカから制御信号を出力することで誤差マイクの設置点の騒音を低減する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｘ．Ｓｕｎ  ｅｔ  ａ１．：”Ａｃｔｉｖｅ  ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ  ｎｏｉｓｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｕｓｉｎｇ  ｃａｓｃａｄｉｎｇ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｆｉｌｔｅｒｓ，”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｕｄｉｏ，  Ｓｐｅｅｃｈ，ａｎｄ  Ｌａｎｇｕａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏｌ．１５，ｎｏ．２，ｐｐ．５８６−５９２，Ｆｅｂ．２００７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に記載のＡＮＣ装置では、騒音によって筐体面が振動することで発生する振動音が誤差マイクに入力された場合、適応フィルタのフィルタ係数が正しく更新されず、誤差マイクの設置点で騒音を低減できない。
【０００７】
筐体の振動音を低減するために、筐体面に防振材を設置しても全ての振動音を低減することは不可能であり、振動音が誤差マイク信号に入力される限り適応フィルタのフィルタ係数の更新は正しく行われず、ＡＮＣ装置の性能を発揮できない。
【０００８】
そのため、騒音によって筐体面が振動することで発生する振動音が誤差マイクに入力される場合でも、適応フィルタのフィルタ係数の更新を正しく行い、誤差マイクの設置点の騒音を低減できるＡＮＣ装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明の能動騒音制御装置は、（１)消音の対象となる騒音が伝播する筐体に設置され、上記騒音を受音する誤差マイクと、（２)上記誤差マイクまで伝播した上記騒音を低減する制御信号を出力する制御スピーカと、（３)上記筐体の振動箇所から発生している振動音を受音する振動センサと、（４)上記誤差マイクの入力信号から上記振動センサの入力信号を差し引くことで、上記振動音を除去した誤差マイク入力信号を算出する振動音除去部と、（５)上記振動音を除去した誤差マイク入力信号と、計測した上記制御スピーカから上記誤差マイクに至る２次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御信号を算出し、算出した上記制御信号を上記制御スピーカに出力し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ部とを有することを特徴とする。
【００１０】
第２の本発明の能動騒音制御プログラムは、（１)消音の対象となる騒音が伝播する筐体に設置され、上記騒音を受音する誤差マイクと、（２)上記誤差マイクまで伝播した上記騒音を低減する制御信号を出力する制御スピーカと、（３)上記筐体の振動箇所から発生している振動音を受音する振動センサとを有する能動騒音制御装置に搭載されるコンピュータを、（４)上記誤差マイクの入力信号から上記振動センサの入力信号を差し引くことで、上記振動音を除去した誤差マイク入力信号を算出する振動音除去部と、（５)上記振動音を除去した誤差マイク入力信号と、計測した上記制御スピーカから上記誤差マイクに至る２次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御信号を算出し、算出した上記制御信号を上記制御スピーカに出力し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ部として機能させることを特徴とする。
【００１１】
第３の本発明の能動騒音制御方法は、誤差マイク、制御スピーカ、振動センサ、振動音除去部、及び適応フィルタ部を有し、（１)上記誤差マイクは、消音の対象となる騒音が伝播する筐体に設置され、上記騒音を受音し、（２)上記制御スピーカは、上記誤差マイクまで伝播した上記騒音を低減する制御信号を出力し、（３)上記振動センサは、上記筐体の振動箇所から発生している振動音を受音し、（４)上記振動音除去部は、上記誤差マイクの入力信号から上記振動センサの入力信号を差し引くことで、上記振動音を除去した誤差マイク入力信号を算出し、（５)上記適応フィルタ部は、上記振動音を除去した誤差マイク入力信号と、計測した上記制御スピーカから上記誤差マイクに至る２次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御信号を算出し、算出した上記制御信号を上記制御スピーカに出力し、適応フィルタのフィルタ係数を更新することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電気機器の筐体の振動によって発生した振動音が誤差マイクに入力されても、誤差マイクの入力信号に含まれる振動音を除去することで、適応フィルタのフィルタ係数の更新が適切に行われ、誤差マイクの設置点の騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態のＡＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の２次経路のインパルス応答測定時のＡＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態のＡＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態の２次経路のインパルス応答測定時のＡＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第３の実施形態のＡＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第４の実施形態のＡＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明のＡＮＣ装置、ＡＮＣプログラム、及びＡＮＣ方法の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
第１の実施形態は、例えば、筐体の騒音制御システムに本発明のＡＮＣ装置、ＡＮＣプログラム、及びＡＮＣ方法を適応した場合を例示したものである。
【００１６】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、本発明の実施形態に係るＡＮＣ装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１７】
本発明の第１の実施形態に係るＡＮＣ装置１００は、例えば、専用ボードとして構築されるようにしても良いし、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）へのＡＮＣプログラムの書き込みによって実現されたものであっても良く、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するソフトウェア（ＡＮＣプログラム）によって実現されたものであっても良いが、機能的には、図１で表すことができる。
【００１８】
図１において、本発明の第１の実施形態に係るＡＮＣ装置１００は、誤差マイク１０１、マイクアンプ１０２、ＡＤ変換器１０３（１０３ａ、１０３ｂ）、誤差マイク入力端子１０４、振動センサ１０５、振動センサアンプ１０６、振動センサ入力端子１０７、ＡＮＣ部１０８、制御信号出力端子１０９、ＤＡ変換器１１０、スピーカアンプ１１１、及び制御スピーカ１１２を有する。
【００１９】
誤差マイク１０１は、騒音源Ｓから放音される騒音が筐体内の空間を伝播し、筐体Ｋの通気口Ｖ付近に設置された誤差マイクに到達した音を受音するマイクである。なお、この実施形態の筐体Ｋは、例えば、出金機器や印刷機などの電気機器を想定している。また、筐体Ｋ内の騒音源Ｓが発する騒音は、例えば、ファンの音や装置の駆動音、装置の駆動により発生した筐体振動音などである。
【００２０】
マイクアンプ１０２は、誤差マイク１０１により受音された入力信号を増幅するものである。
【００２１】
ＡＤ変換器１０３（１０３ａ、１０３ｂ）は、マイクアンプ１０２又は後述する振動センサアンプ１０６により増幅された入力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するものである。以下、ＡＤ変換器１０３ａで変換された入力信号を「誤差マイク入力信号」と、ＡＤ変換器１０３ｂで変換された入力信号「振動センサ入力信号」とする。
【００２２】
誤差マイク入力端子１０４は、誤差マイク入力信号をＡＮＣ部１０８へ入力するインタフェースである。
【００２３】
振動センサ１０５は、騒音源Ｓから放音される騒音が筐体内の空間を伝播し、筐体Ｋの筐体面にぶつかり、筐体面が振動したことにより発生する振動音を受音するセンサである。なお、本実施例の振動センサ１０５は、振動を測定する筐体Ｋの筐体面に固定して、振動体と一緒にセンサ自体が振動することで振動を計測する接触型のセンサを用いているが、筐体Ｋに接触しないで振動を計測する非接触型のセンサを用いても良い。また、振動センサ１０５を設置する場所については、限定されるものではないが、誤差マイク１０１付近に設置されることが望ましい。
【００２４】
振動センサアンプ１０６は、振動センサ１０５により受音された入力信号を増幅するものである。
【００２５】
振動センサ入力端子１０７は、振動センサ入力信号をＡＮＣ部１０８へ入力するインタフェースである。
【００２６】
ＡＮＣ部１０８は、誤差マイク入力信号と振動センサ入力信号から、筐体Ｋの通気口Ｖから放音される騒音を低減する制御信号を生成するものである。なお、ＡＮＣ部１０８は、予め、騒音源Ｓが停止しているときに、２次経路Ｐ１のインパルス応答を計測し、計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答を、後述する２次経路フィルタ部１１４（１１４ａ、１１４ｂ）に保持する。
【００２７】
制御信号出力端子１０９は、ＡＮＣ部１０８で算出した制御信号を出力するインタフェースである。
【００２８】
ＤＡ変換器１１０は、ＡＮＣ部１０８内で算出した制御信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するものである。
【００２９】
スピーカアンプ１１１は、アナログ信号に変換された制御信号を増幅する。
【００３０】
制御スピーカ１１２は、増幅された制御信号を出力する。
【００３１】
次に、ＡＮＣ部１０８の詳細な構成を説明する。
【００３２】
ＡＮＣ部１０８は、振動音除去部１１３、２次経路フィルタ部１１４（１１４ａ、１１４ｂ）、推定参照信号生成部１１５、適応フィルタ部１１６、及び適応フィルタ係数更新部１１７を有する。
【００３３】
振動音除去部１１３は、誤差マイク入力信号から筐体Ｋの振動音を除去する。
【００３４】
２次経路フィルタ部１１４（１１４ａ、１１４ｂ）は、適応フィルタ部１１６の出力信号、又は後述する推定参照信号と適応フィルタ１１６部の出力信号、計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答を用いて、制御信号が制御スピーカ１１２から出力され誤差マイク１０１の位置まで到達したときの信号、又は推定濾波参照信号を算出する。
【００３５】
推定参照信号生成部１１５は、誤差マイク入力信号から筐体Ｋの振動音を除去した信号と制御信号が制御スピーカ１１２から出力され誤差マイク１０１の位置まで到達したときの信号を用いて推定参照信号を生成する。
【００３６】
適応フィルタ部１１６は、推定参照信号と適応フィルタを用いて、制御信号を算出する。
【００３７】
適応フィルタ係数更新部１１７は、推定濾波参照信号と誤差マイク入力信号から筐体の振動音を除去した信号を用いて、適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳアルゴリズム）で適応フィルタのフィルタ係数を更新する。
【００３８】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
本発明の第１の実施形態に係るＡＮＣ装置１００の騒音制御時の動作を詳細に説明する。
【００３９】
まず、騒音源が停止しているときに、ＡＮＣ装置１００は、２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を計測する。２次経路Ｐ１のインパルス応答の計測方法は、例えば、図２に示すように、ＡＮＣ部１０８の白色雑音生成部１１８で白色雑音を生成し制御スピーカ１１２から白色雑音を出力して、誤差マイク１０１で受音し、適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳアルゴリズムなど）で２次経路用適応フィルタ１１９のフィルタ係数を更新して、誤差計算部１２１で計算された誤差が収束したときの２次経路用適応フィルタ１１９のフィルタ係数を２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）とする計測方法がある。
【００４０】
なお、２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を計測手段は、種々の方法を広く適用することができ、例えば、制御スピーカ１１２からインパルス信号を複数回出力して、誤差マイク１０１で受音したインパルス応答の平均を２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）としても良い。
【００４１】
２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）の計測が完了すると、ＡＮＣ装置１００は、計測した計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を２次経路フィルタ部１１４（１１４ａ、１１４ｂ）に保持する。
【００４２】
２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）の計測が完了すると、騒音源Ｓが動作し始め、騒音が発生し始める。また、ＡＮＣ装置１００も騒音源Ｓの動作開始とともに動作を開始する。
【００４３】
騒音源Ｓの騒音が筐体内の空間を伝播し、通気口Ｖから筐体Ｋの外部に伝播する。また、騒音源Ｓから放音される騒音が筐体内の空間を伝播し、筐体Ｋの筐体面にぶつかることで筐体面を振動させ、振動音が発生し、振動音が筐体Ｋの外部に伝播する。
【００４４】
誤差マイク１０１は、筐体Ｋの通気口Ｖ付近に伝播した騒音と、筐体面が振動したことにより発生した振動音を受音する。
【００４５】
誤差マイク１０１で受音された音は、マイクアンプ１０２で増幅され、ＡＤ変換器１０３ａでアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＡＮＣ部１０８の誤差マイク入力端子１０４に誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）として入力される。
【００４６】
一方、振動センサ１０５は、筐体Ｋの筐体面が振動したことにより発生した振動音のみ受音する。
【００４７】
振動センサ１０５で受音した振動音は、振動センサアンプ１０６で増幅され、ＡＤ変換器１０３ｂでアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＡＮＣ部１０８の振動センサ入力端子１０７に振動センサ入力信号ｖ（ｎ）として入力される。
【００４８】
振動音除去部１１３では、誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）と振動センサ入力信号ｖ（ｎ）から誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）を（１）式を用いて算出する。
【００４９】
【数１】
2017161633.tif 000003
【００５０】
（１）式は、誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）から振動センサ入力信号ｖ（ｎ）を減算することで、誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）を算出する式である。振動音除去部１１３は、算出した誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）を推定参照信号生成部１１５と適応フィルタ係数更新部１１７に出力する。
【００５１】
２次経路フィルタ部１１４ａは、適応フィルタ部１１６の出力信号ｙ（ｎ）と計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）から、制御スピーカ１１２から出力された信号が２次経路を伝播して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｙ’（ｎ）を（２）式を用いて算出する。
【００５２】
【数２】
2017161633.tif 000004
【００５３】
（２）式のＦＬＥＮｃ~は、計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）のフィルタ長である。（２）式は、適応フィルタ部１１６の出力信号ｙ（ｎ）と計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を畳み込むことで、制御スピーカ１１２から出力された信号が２次経路を伝達して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｙ’（ｎ）を算出する式である。２次経路フィルタ部１１４ａは、制御スピーカ１１２から出力された信号が２次経路を伝達して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｙ’（ｎ）を推定参照信号生成部１１５に出力する。
【００５４】
推定参照信号生成部１１５は、制御スピーカ１１２から出力された信号が２次経路を伝達して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｙ’（ｎ）と誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）から推定参照信号ｘ’（ｎ）を（３）式を用いて算出する。
【００５５】
【数３】
2017161633.tif 000005
【００５６】
（３）式は、制御スピーカ１１２から出力された信号が２次経路を伝達して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｙ’（ｎ）から誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）を減算することで推定参照信号ｘ’（ｎ）を算出する式である。推定参照信号生成部１１５は、推定参照信号ｘ’（ｎ）を２次経路フィルタ部１１４ｂと適応フィルタ部１１６に出力する。
【００５７】
適応フィルタ部１１６は、推定参照信号ｘ’（ｎ）と適応フィルタｈ（ｎ，ｋ）を用いて、制御信号ｙ（ｎ）を（４）式を用いて算出する。
【００５８】
【数４】
2017161633.tif 000006
【００５９】
（４）式のＦＬＥＮｈ~は、計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）のフィルタ長である。（４）式は、推定参照信号ｘ’（ｎ）と適応フィルタｈ（ｎ，ｋ）を畳み込むことで、制御信号ｙ（ｎ）を算出するという式である。適応フィルタ部１１６は、算出した制御信号ｙ（ｎ）をＡＮＣ部１０８の制御信号出力端子１０９と２次経路フィルタ部１１４ａに出力する。
【００６０】
ＡＮＣ部１０８の制御信号出力端子１０９から出力される制御信号ｙ（ｎ）は、ＤＡ変換器１１０でデジタル信号からアナログ信号に変換され、スピーカアンプ１１１で増幅されてから制御スピーカ１１２から出力される。
【００６１】
制御信号ｙ（ｎ）は、騒音源Ｓが動作開始時は、適応フィルタのフィルタ係数が収束していないため、誤差マイク１０１の設置点の騒音を低減する信号でなく、誤差マイク１０１の設置点の騒音を低減できないが、適応フィルタのフィルタ係数が収束すると、誤差マイク１０１の設置点の騒音を低減する信号になり、誤差マイク１０１の設置点の騒音を低減させる。
【００６２】
一方、２次経路フィルタ部１１４ｂは、推定参照信号ｘ’（ｎ）と計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）から、濾波参照信号ｒ’（ｎ）を（５）式を用いて算出する。
【００６３】
【数５】
2017161633.tif 000007
【００６４】
（５）式のＦＬＥＮｃ~は、計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）のフィルタ長である。（５）式は、推定参照信号ｘ’（ｎ）と計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を畳み込むことで濾波参照信号ｒ’（ｎ）を算出する式である。２次経路フィルタ部１１４ｂは、濾波参照信号ｒ’（ｎ）を適応フィルタ係数更新部１１７に出力する。
【００６５】
適応フィルタ係数更新部１１７は、濾波参照信号ｒ’（ｎ）と誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）を用いて、適応フィルタアルゴリズムでフィルタ係数ｈ（ｎ，ｋ）を更新する。この実施形態では、以下の（６）式に示すように適応フィルタの更新アルゴリズムはＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタのフィルタ係数ｈ（ｎ，ｋ）を更新する。
【００６６】
【数６】
2017161633.tif 000008
【００６７】
（６）式のμは、適応フィルタ係数更新のステップサイズである。なお、適応フィルタのフィルタ係数ｈ（ｎ，ｋ）の更新アルゴリズムは、種々の方法を広く適用することができるが、例えば、（７）式の学習同定法（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ＬＭＳ）などで適応フィルタのフィルタ係数ｈ（ｎ，ｋ）を更新しても良い。
【００６８】
【数７】
2017161633.tif 000009
【００６９】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、ＡＮＣ装置１００は、誤差マイク１０１に筐体Ｋの振動による振動音が入力されたとしても、振動音除去部１１３において、誤差マイク１０１の入力信号に含まれる振動音を除去することで、適応フィルタ係数更新部１１７におけるフィルタ係数の更新を適切に行うことができる。そして、ＡＮＣ装置１００は、適応フィルタ部１１６で適切に更新したフィルタ係数を使用して算出した制御信号を用いることにより、誤差マイク１０１の設置点の騒音を低減することができる。
【００７０】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明のＡＮＣ装置、ＡＮＣプログラム、及びＡＮＣ方法の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７１】
第２の実施形態は、本発明のＡＮＣ装置の誤差マイクで受音される筐体の振動音と振動センサで受音される振動音の特性が、振動センサと誤差マイク間の経路や距離などによって異なっている場合を例示する。
【００７２】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
第２の実施形態のＡＮＣ装置２００は、振動センサ誤差マイク間経路フィルタ部２０１を構成要素とする点が第１の実施形態のＡＮＣ装置１００と異なる。それ以外の構成要素は第１の実施形態に係る図１のＡＮＣ装置１００の構成要素と同一又は対応するものである。
【００７３】
図３は、第２の実施形態に係るＡＮＣ装置２００の構成を示すブロック図である。なお、図３において、第１の実施形態に係るＡＮＣ装置１００の構成要素と同一又は対応するものについては同一の符号を付している。また、第１の実施形態と同一又は対応する構成要素の詳細な説明は重複するため、ここでは省略する。
【００７４】
図３において、本発明の第３の実施形態に係るＡＮＣ装置２００は、誤差マイク１０１、マイクアンプ１０２、ＡＤ変換器１０３（１０３ａ、１０３ｂ）、誤差マイク入力端子１０４、振動センサ１０５、振動センサアンプ１０６、振動センサ入力端子１０７、ＡＮＣ部２０８、制御信号出力端子１０９、ＤＡ変換器１１０、スピーカアンプ１１１、制御スピーカ１１２を有する。
【００７５】
また、ＡＮＣ部２０８は、振動センサ誤差マイク間経路フィルタ部２０１、振動音除去部１１３、２次経路フィルタ部１１４（ｌ１４ａ、１１４ｂ）、推定参照信号生成部１１５、適応フィルタ部１１６、適応フィルタ係数更新部１１７を有する。
【００７６】
振動センサ誤差マイク間経路フィルタ部２０１は、筐体Ｋの筐体面が振動したことにより発生した振動音が振動センサ誤差マイク間経路Ｐ２を伝達して誤差マイク１０１に到達したときの推定信号を算出する。
【００７７】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
第２の実施形態に係るＡＮＣ装置２００におけるＡＮＣ処理の基本的な動作は、第１の実施形態で説明したＡＮＣ処理と同様である。
【００７８】
以下では、第１の実施形態と異なる点である振動センサ誤差マイク間経路のインパルス応答の計測方法と、振動センサ誤差マイク間経路フィルタ部２０１における処理動作を中心に詳細に説明する。
【００７９】
まず、騒音源が停止しているときに、ＡＮＣ装置２００は、２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を計測する。
【００８０】
ＡＮＣ装置２００は、２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）の計測が完了すると、次に振動センサ誤差マイク間経路Ｐ２のインパルス応答ｃ~２（ｋ）を計測する。
【００８１】
振動センサ誤差マイク間経路Ｐ２のインパルス応答ｃ~２（ｋ）の計測方法は、例えば、図４に示すように、ＡＮＣ部２０８の白色雑音生成部１１８で白色雑音を生成し、振動スピーカ２０２から白色雑音を出力して、誤差マイク１０１と振動センサ１０５で受音し、振動センサ誤差マイク間経路用適応フィルタ係数更新部２０４に入力し、適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳアルゴリズムなど）で振動センサ誤差マイク間経路用適応フィルタ２０３のフィルタ係数を更新し、誤差計算部１２１で計算された誤差が収束したときの振動センサ誤差マイク間経路用適応フィルタ２０３のフィルタ係数を、振動センサ誤差マイク間経路Ｐ２のインパルス応答ｃ~２（ｋ）とする計測方法がある。
【００８２】
２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）及び振動センサ誤差マイク間経路Ｐ２のインパルス応答ｃ~２（ｋ）の計測が完了すると、ＡＮＣ装置２００は、計測した計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を２次経路フィルタ部１１４（１１４ａ、１１４ｂ）に、振動センサ誤差マイク間経路Ｐ２のインパルス応答ｃ~２（ｋ）を振動センサ誤差マイク間経路フィルタ部２０１に保持する。
【００８３】
ＡＮＣ装置２００は、２次経路Ｐ２のインパルス応答ｃ~２（ｋ）の計測が完了すると、騒音源Ｓが動作し始め、騒音が発生し始める。また、ＡＮＣ装置２００も騒音源Ｓの動作開始とともに動作を開始する。
【００８４】
振動センサ誤差マイク間経路フィルタ部２０１では、振動センサ入力信号ｖ（ｎ）と計測した振動センサ誤差マイク間経路Ｐ２のインパルス応答ｃ~２（ｋ）から、筐体の振動によって出力された振動音が振動センサ誤差マイク間経路を伝達して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｖ’（ｎ）を（８）式を用いて算出する。
【００８５】
【数８】
2017161633.tif 000010
【００８６】
（８）式のＦＬＥＮｃ~2は、計測した振動センサ誤差マイク間経路Ｐ２のインパルス応答ｃ~２（ｋ）のフィルタ長である。（８）式は、振動センサ入力信号ｖ（ｎ）と計測した振動センサ誤差マイク間経路Ｐ２のインパルス応答ｃ~２（ｋ）を畳み込むことで筐体の振動によって出力された振動音が振動センサ誤差マイク間経路を伝達して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｖ’（ｎ）を算出する式である。振動センサ誤差マイク間経路フィルタ部２０１は、筐体の振動によって出力された振動音が振動センサ誤差マイク間経路を伝達して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｖ’（ｎ）を振動音除去部１１３に出力する。
【００８７】
振動音除去部１１３では、誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）と筐体の振動によって出力された振動音が振動センサ誤差マイク間経路を伝達して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｖ’（ｎ）から誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）を（９）式を用いて算出する。
【００８８】
【数９】
2017161633.tif 000011
【００８９】
（９）式は、誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）から筐体の振動によって出力された振動音が振動センサ誤差マイク間経路を伝達して誤差マイク１０１に到達したと推定される推定信号ｖ’（ｎ）を減算することで誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）を算出する式である。振動音除去部１１３は、算出した誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）を推定参照信号生成部１１５と適応フィルタ係数更新部１１７に出力する。
【００９０】
なお、以降のＡＮＣ装置２００の動作は、第１の実施形態のＡＮＣ装置１００と同様であるので、その説明を省略する。
【００９１】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、ＡＮＣ装置２００は、誤差マイク１０１で受音される筐体の振動音と振動センサ１０５で受音される振動音の特性が、振動センサと誤差マイク間の経路などによって異なっている場合でも、当該特性を考慮した振動音（推定振動音）を算出することで、誤差マイク１０１の入力信号に含まれる振動音をより正確に除去することができる。これにより、ＡＮＣ装置２００は、適応フィルタ係数更新部１１７におけるフィルタ係数の更新を適切に行うことができる。そして、ＡＮＣ装置２００は、適応フィルタ部１１６で適切に更新したフィルタ係数を使用して算出した制御信号を用いることにより、誤差マイク１０１の設置点の騒音を低減することができる。
【００９２】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明のＡＮＣ装置、ＡＮＣプログラム、及びＡＮＣ方法の第３の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００９３】
第３の実施形態は、本発明の第１の実施形態のＡＮＣ装置を、フィードフォワード型のＡＮＣ装置で実装した場合を例示する。
【００９４】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
第３の実施形態のＡＮＣ装置３００は、フィードフォワード型のＡＮＣ装置で実装したとする点が第１の実施形態のＡＮＣ装置１００と異なり、参照マイク３０１、マイクアンプ１０２ｂ、ＡＤ変換器１０３ｃ、参照マイク入力端子３０２が追加され、２次経路フィルタ部１１４ａと推定参照信号生成部１１５が削除されている。それ以外の構成要素は第１の実施形態に係る図１のＡＮＣ装置１００の構成要素と同一又は対応するものである。
【００９５】
図５は、第３の実施形態に係るＡＮＣ装置３００の構成を示すブロック図である。なお、図５において、第１の実施形態に係るＡＮＣ装置１００の構成要素と同一又は対応するものについては同一の符号を付している。また、第１の実施形態と同一又は対応する構成要素の詳細な説明は重複するため、ここでは省略する。
【００９６】
図５において、本発明の第３の実施形態に係るＡＮＣ装置３００は、参照マイク３０１、参照マイク入力端子３０２、誤差マイク１０１、マイクアンプ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）、ＡＤ変換器１０３（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ）、誤差マイク入力端子１０４、振動センサ１０５、振動センサアンプ１０６、振動センサ入力端子１０７、ＡＮＣ部３０８、制御信号出力端子１０９、ＤＡ変換器１１０、スピーカアンプ１１１、制御スピーカ１１２を有する。
【００９７】
参照マイク３０１は、筐体Ｋの騒音源Ｓが発する騒音等を受音するマイクである。
【００９８】
マイクアンプ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）は、誤差マイク１０１、又は参照マイク３０１により受音された入力信号を増幅するものである。
【００９９】
ＡＤ変換器１０３（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ）は、マイクアンプ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）、又は振動センサアンプ１０６により増幅された入力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するものである。以下、ＡＤ変換器１０３ａで変換された入力信号を「誤差マイク入力信号」と、ＡＤ変換器１０３ｂで変換された入力信号「振動センサ入力信号」、ＡＤ変換器１０３ｃで変換された入力信号「参照マイク入力信号」とする。
【０１００】
参照マイク入力端子３０２は、参照マイク入力信号をＡＮＣ部３０８へ入力するインタフェースである。
【０１０１】
ＡＮＣ部１０８は、振動音除去部１１３、２次経路フィルタ部１１４ｂ、適応フィルタ部１１６、適応フィルタ係数更新部１１７を有する。
【０１０２】
２次経路フィルタ部１１４ｂは、参照マイク入力信号を用いて、濾波参照信号を算出する。
【０１０３】
適応フィルタ部１１６は、参照マイク入力信号と適応フィルタを用いて、制御信号を算出する。
【０１０４】
適応フィルタ係数更新部１１７は、濾波参照信号と誤差マイク入力信号から筐体の振動音を除去した信号を用いて、適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳアルゴリズム）で適応フィルタのフィルタ係数を更新する。
【０１０５】
（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
第３実施形態に係るＡＮＣ装置３００におけるＡＮＣ処理の基本的な動作は、第１の実施形態で説明したＡＮＣ処理と同様である。
【０１０６】
以下では、第１の実施形態と異なる点である参照マイク３０１、参照マイク入力端子３０２における処理動作を中心に詳細に説明する。
【０１０７】
まず、騒音源Ｓが停止しているときに、ＡＮＣ装置３００は、２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を計測する。
【０１０８】
２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）の計測が完了すると、ＡＮＣ装置３００は、計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を２次経路フィルタ部１１４ｂに保持する。
【０１０９】
騒音源Ｓが動作し始めると、騒音が発生し始める。また、ＡＮＣ装置３００も騒音源Ｓの動作開始とともに動作を開始する。
【０１１０】
参照マイク３０１は、騒音源Ｓの騒音を受音する。
【０１１１】
参照マイク３０１に入力された参照マイク入力信号は、マイクアンプ１０２ｂで増幅され、ＡＤ変換器１０３ｃでアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＡＮＣ部３０８の参照マイク入力端子３０２に参照マイク入力信号ｘ（ｎ）として入力される。
【０１１２】
適応フィルタ部１１６は、参照マイク入力信号ｘ（ｎ）と適応フィルタｈ（ｎ，ｋ）を用いて、制御信号ｙ（ｎ）を（１０）式を用いて算出する。
【０１１３】
【数１０】
2017161633.tif 000012
【０１１４】
（１０）式は、適応フィルタ部１１６の参照マイク入力信号ｘ（ｎ）と適応フィルタｈ（ｎ，ｋ）を畳み込むことで、制御信号ｙ（ｎ）を算出するという式である。適応フィルタ部１１６は、算出した制御信号ｙ（ｎ）をＡＮＣ部３０８の制御信号出力端子１０９に出力する。
【０１１５】
一方、２次経路フィルタ部１１４ｂは、参照マイク入力信号ｘ（ｎ）と計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）から、濾波参照信号ｒ（ｎ）を（１１）式を用いて算出する。
【０１１６】
【数１１】
2017161633.tif 000013
【０１１７】
（１１）式は、参照マイク入力信号ｘ（ｎ）と計測した２次経路Ｐ１のインパルス応答ｃ~（ｋ）を畳み込むことで濾波参照信号ｒ（ｎ）を算出する式である。２次経路フィルタ部１１４ｂは、濾波参照信号ｒ（ｎ）を適応フィルタ係数更新部１１７に出力する。
【０１１８】
適応フィルタ係数更新部１１７は、濾波参照信号ｒ（ｎ）と誤差マイク入力信号ｅ（ｎ）に含まれている振動音を除去した信号ｅ’（ｎ）を用いて、適応フィルタアルゴリズムでフィルタ係数ｈ（ｎ，ｋ）を更新する。この実施形態では、以下の（１２）式に示すように適応フィルタ更新アルゴリズムはＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタの係数ｈ（ｎ，ｋ）を更新する。
【０１１９】
【数１２】
2017161633.tif 000014
【０１２０】
（１２）式のμは、適応フィルタ係数更新のステップサイズである。なお、適応フィルタｈ（ｎ，ｋ）のフィルタ係数の更新アルゴリズムは、種々の方法を広く適用することができ、例えば、（１３）式の学習同定法（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ＬＭＳ）などで適応フィルタのフィルタ係数ｈ（ｎ，ｋ）を更新しても良い。
【０１２１】
【数１３】
2017161633.tif 000015
【０１２２】
（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
以上のように、第３の実施形態によれば、フィードフォワード型のＡＮＣ装置の場合でも、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【０１２３】
（Ｄ）第４の実施形態
次に、本発明のＡＮＣ装置、ＡＮＣプログラム、及びＡＮＣ方法の第４の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１２４】
第４の実施形態は、本発明の第２の実施形態のＡＮＣ装置を、フィードフォワード型のＡＮＣ装置で実装した場合を例示する。
【０１２５】
（Ｄ−１）第４の実施形態の構成
第４の実施形態のＡＮＣ装置４００は、フィードフォワード型のＡＮＣ装置で実装したとする点が第２の実施形態のＡＮＣ装置１００と異なり、参照マイク３０１、マイクアンプ１０２ｂ、ＡＤ変換器１０３ｃ、参照マイク入力端子３０２が追加され、２次経路フィルタ部１１４ａと推定参照信号生成部１１５が削除されている。それ以外の構成要素は、第２の実施形態に係る図３のＡＮＣ装置２００の構成要素、及び第３の実施形態に係る図５のＡＮＣ装置３００の構成要素と同一又は対応するものである。
【０１２６】
図６は、第４の実施形態に係るＡＮＣ装置４００の構成を示すブロック図である。なお、図６において、第２の実施形態に係るＡＮＣ装置２００の構成要素、及び第３の実施形態に係るＡＮＣ装置３００の構成要素と同一又は対応するものについては同一の符号を付している。また、第１〜第３の実施形態と同一又は対応する構成要素の詳細な説明は重複するため、ここでは省略する。
【０１２７】
図６において、本発明の第４の実施形態に係るＡＮＣ装置４００は、参照マイク３０１、参照マイク入力端子３０２、誤差マイク１０１、マイクアンプ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）、ＡＤ変換器１０３ａ（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ）、誤差マイク入力端子１０４、振動センサ１０５、振動センサアンプ１０６、振動センサ入力端子１０７、ＡＮＣ部４０８、制御信号出力端子１０９、ＤＡ変換器１１０、スピーカアンプ１１１、制御スピーカ１１２を有する。
【０１２８】
ＡＮＣ部４０８は、振動センサ誤差マイク間経路フィルタ部２０１、振動音除去部１１３、２次経路フィルタ部１１４（１１４ａ、１１４ｂ）、推定参照信号生成部１１５、適応フィルタ部１１６、適応フィルタ係数更新部１１７を有する。
【０１２９】
（Ｄ−２）第４の実施形態の動作
第４実施形態に係るＡＮＣ装置４００におけるＡＮＣ処理の基本的な動作は、第２の実施形態で説明したＡＮＣ処理と同様であるので、詳しい説明を省略する。
【０１３０】
また、参照マイク３０１、参照マイク入力端子３０２における処理動作も第３の実施形態で説明したＡＮＣ処理と同様であるので、詳しい説明を省略する。
【０１３１】
（Ｄ−３）第４の実施形態の効果
以上のように、第４の実施形態によれば、フィードフォワード型のＡＮＣ装置の場合でも、第２の実施形態と同様の効果を奏する。
【０１３２】
（Ｅ）他の実施形態
上述した各実施形態においても、種々の変形実施形態を説明したが、本発明は以下の変形実施形態についても適用することができる。
【０１３３】
（Ｅ−１）上述した実施形態に係るＡＮＣ装置では、ＡＤ変換器１０３を複数保持し、入力信号を別々に処理する例を示したが、例えば、誤差マイク１０１又は振動センサ１０５に入力された各信号を、共通に使用する単一のＡＤ変換器１０３で処理し、誤差マイク入力端子１０４又は振動センサ入力端子１０７のいずれかに出力するようにしても良い。
【０１３４】
（Ｅ−２）上述した実施形態に係るＡＮＣ装置では、筐体Ｋの振動音を受音する機器として、振動センサ１０５を用いる例を示したが、これに替えて、振動音を受音するマイクを構成としても良い。
【符号の説明】
【０１３５】
１００、２００、３００、４００、…ＡＮＣ装置、１０１…誤差マイク、１０２(１０２ａ、１０２ｂ)…マイクアンプ、１０３(１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ)…ＡＤ変換器、１０４…誤差マイク入力端子、１０５…振動センサ、１０６…振動センサアンプ、１０７…振動センサ入力端子、１０８、２０８、３０８、４０８…ＡＮＣ部、１０９…制御信号出力端子、１１０…ＤＡ変換器、１１１…スピーカアンプ、１１２…制御スピーカ、１１３…振動音除去部、１１４(１１４ａ、１１４ｂ)…２次経路フィルタ部、１１５…推定参照信号生成部、１１６…適応フィルタ部、１１７…適応フィルタ係数更新部、１１８…白色雑音生成部、１１９…２次経路用適応フィルタ、１２１…誤差計算部、２０１…振動センサ誤差マイク間経路フィルタ部、２０２…振動スピーカ、２０３…振動センサ誤差マイク間経路用適応フィルタ、２０４…振動センサ誤差マイク間経路用適応フィルタ係数更新部、３０１…参照マイク、３０２…参照マイク入力端子、Ｋ…筐体、Ｐ１…２次経路、Ｐ２…振動センサ誤差マイク間経路、Ｓ…騒音源。
【図１】
2017161633.tif 000016
【図２】
2017161633.tif 000017
【図３】
2017161633.tif 000018
【図４】
2017161633.tif 000019
【図５】
2017161633.tif 000020
【図６】
2017161633.tif 000021