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日本音響学会誌 69 巻 8 号（2013），pp. 433–434

連載企画—音響学の温故知新—

アクティブノイズコントロール*
西 村 正 治（鳥取大学）∗∗
43.20.+g

アクティブノイズコントロール（以下 ANC）を与えたのが，フランスの M.J.M. Jessel [4] であは，古い音響学の歴史からみると，まだ赤ちゃんろう。一度来日された折に講演を聞いたが，難解の時期かもしれない。それでも，P. Lueg が U.S.

でよく理解できなかったことを記憶している。私

Patent [1] を 1936 年に取得してから 80 年近くなり，本格的に研究が始まった 1970 年代から 40 年

が最も興味を持ったのは，M.A. Swinbanks の論
文 [5] で，長いダクトの音の伝播とそれに対する私が ANC に出会ったのは，三菱重工業（株）の高ANC を理論的に解析し，安定した制御ができることを示していた。また，H.G. Leventhall ら [6]砂研究所に勤め始めて 7 年が経過した 1979 年頃でが，アナログ回路であるが，それを実験で検証しある。ある日，神戸造船所の船のエンジン設計担ていた。

が経過している。

当者が新聞記事を持ってきて，「スピーカで逆位相1970 年代後半になるとディジタル技術が急速にの音を出して，排気音を消しているらしいが，こん進歩し，信号処理に実用できるようになってきた。

なことできるのか？」と相談があったのがきっかけ

C.F. Ross はダクト騒音に対して，参照マイクロホン出力から誤差マイクロホン出力まで，2 次音源である。それは，イギリスの Essex 大学の G.B.B.

Chaplin が開発した，船のエンジン排気低周波音用 ANC 消音器の記事で，収束するのに 30 秒くらへの入力から参照マイクロホン出力及び誤差マイいかかっていたように記憶している。
「原理的にはると，それからコントローラに持たすべき伝達関できるはずです」と答え，早速単純なダクトで試数が決まることを示し，またそれを適応的に求め験してみた。当時はアナログ装置しかなく，確かる手法も示している [7, 8]。これにより，フィードに音源がサイン波の場合は，増幅器と遅延回路をフォワード制御が可能になり，広帯域のランダム用いて消音が可能であったが，ランダム音に対し音も制御できるようになった。なお，これは，現ては消音できなかった。そこで，しばらく静観し，在主流となっている LMS アルゴリズムによる制文献調査程度にとどめることとした。

御ではない。

クロホン出力まで，のそれぞれの伝達関数を求め調べた範囲では，上記特許の後はあまり文献が私が本格的に ANC の研究開発に従事するようなく，1953 年の H.F. Olson がアナログフィードになったのは丁度この頃である。1983 年にエジンバックで Quiet Zone を実現したものまで飛んでいバラで Internoise ’83 が開催され，引き続きパリた [2]。国内では城戸らが，変圧器を対象に，100 Hzで 11th ICA が開催されることがあり，会社に無とそのハーモニックス音を周波数ごとに増幅器と理をお願いし，初めての国際学会での発表と 3 週遅延回路を用いて調整し，ある方向への放射音を間の海外出張を認めてもらった。せっかくの機会低減したことを 1969 年に報告している [3]。ANCなので，これまで勉強していた ANC の実態を見てに関する文献が出始めたのは 1970 年代に入ってこようと，上述の Swinbanks 氏と Ross 氏に手紙からなので，これは世界に先駆けた研究であったを出した。まだ e-mail のない時代で，論文に記載と，改めて尊敬する次第である。

されている所属先宛に出したので，果たしてうまANC に対して，最初に音場としての理論的解釈∗

Active noise control.
∗∗Masaharu Nishimura (Tottori University, Tottori,680–8552), e-mail: mnishimura@mech.tottori-u.ac.jp

く届くかどうかも分からず，また見も知らない東洋の若僧からの手紙を相手にしてくれるかどうかも不安であったが，2 週間ぐらいたって，welcomeの返事が来たときはほっとした。Swinbanks 氏は434

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クスのピークスペクトルを 30 dB ほど低減できる魅力的な方法である。今も改めて見直し，研究を進めている。
この出張の最後にサザンプトンの ISVR を訪問した。このとき，空力騒音や振動評価など種々の研究について案内していただいたが，その中で，大柄の若い研究者が，バンタイプの大きな自動車の後部に大きなラウドスピーカを設置し，車内音のANC 実験を行っていた。当時の写真を見ると，どうもそれは若き頃の Nelson 氏のようである。このように，この年の出張はその後の私の研究活動に大きな影響を与えた。

当時ケンブリッジ大学近くの自宅のマンションで1980 年後半に入ると，B. Widrow が適応信号処理として LMS アルゴリズムを開発し，P.A. Nelson と S.J. Elliott が Filtered-X-LMS アルゴリズ
ムに発展させ [10]，ANC は一気にブレークした。

研究されており，マンションの 1 室で，ダクトの一時期下火になったが，また最近見直されてきてモデルを使って熱心に ANC の講義をしてくれたいるように思う。最近の状況は，参考文献 [11] ののを覚えている。

特集記事にまとめられているので興味ある人は参Ross 氏はベンチャ企業に所属しており，私をイギリスのガス公社が所有する出力 11 MW のガス照されたい。

図–1

ガスタービン排気音用 ANC by C.F. Ross

タービン発電プラントに案内してくれた。そこには既に，排気低周波音を対策するために彼らが開発した ANC 消音器が設置されていた。
（図–1 参照）。直径約 3 m のガスタービン排気煙突の出口周りに 72 個のラウドスピーカを設置し，30〜60 Hzの低周波音を約 10 dB 消音していた。手法は上述のとおりであるが，コントローラに持たすべき伝達関数が決まると，それをインパルスレスポンスに直し，参照マイクロホン出力信号にたたみ込むだけの 1 チャンネルシステムであった。「これなら自分でもできる」と直感し，対象が自社の製品でもあるガスタービンだったこともあり，帰国後早速 ANC の研究開発に取り組んだ。その後 30 年間にわたってしぶとく ANC の研究開発に従事しているが，そのきっかけを与えてくれたのは正にこのプラントである。

Internoise ’83 では，前述の Essex 大学から，エンジン排気音などの周期音に適用できる波形同期法の紹介とそのデモンストレーションがあった [9]。
以前の新聞記事から格段に進歩しており，あっという間に消音したのがとても印象的であった。私は，初期の ANC の研究で，本手法のコントローラを作成し，種々適用を図った。マルチハーモニッ

文献[ 1 ] P. Lueg, “Process of silencing sound oscillation,”
U.S. Patent No. 2043416 (1936).
[ 2 ] H.F. Olsen and E.G. May, Electronic sound absorber, J. Acoust. Soc. Am., 25, 1130–1136 (1953).
[ 3 ] 城戸健一, 斧田誠一, “変圧器騒音自動制御の実施予備実験,” 音響学会電気音響研資, EA69-6 (1969).
[ 4 ] M.J.M. Jessel and G.A. Mangiante, “Activesound absorbers in an air duct,” J. Sound Vib., 23,383–390 (1972).
[ 5 ] M.A. Swinbanks, “The active control of soundpropagation in long ducts,” J. Sound Vib., 27, 411–436 (1973).
[ 6 ] J.H.B. Poole and H.G. Leventhall, “An experimental study of Swinbanks Method of active attenuation of sound in duct,” J. Sound Vib., 49, 257–266(1976).
[ 7 ] C.F. Ross, “An algorithm for designing a broadband active sound control system,” J. Sound Vib.,
80, 373–380 (1982).
[ 8 ] C.F. Ross, “An adaptive digital filter for broadband active sound control,” J. Sound Vib., 80, 381–388 (1982).
[ 9 ] G.B.B. Chaplin and R.A. Smith, “Waveform Synthesis: The Essex solution to repetitive noise and vibration,” Proc. Internoise ’83, pp. 399–402 (1983).
[10] S.J. Elliott, I.M. Stothers and P.A. Nelson, “A
multiple error algorithm and its application to activecontrol of sound and vibration,” IEEE Trans. Acoust.
Speech Signal Process., ASSP-35, 1423–1434 (1987).
[11] 西村正治ら, “特集；音響制御の最前線—再び注目されるアクティブノイズコントロール,” 計測と制御, 51,1105–1173 (2012).