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公開番号2024042581
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-28
出願番号2022147383
出願日2022-09-15
発明の名称騒音低減システム、騒音低減方法、及び騒音低減プログラム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G10K 11/178 20060101AFI20240321BHJP(楽器;音響)
要約【課題】離散周波数成分を持つ騒音を低減できる騒音低減システムを提供する。
【解決手段】一実施形態に係る騒音低減システムは、マイク、スピーカ、モード切替部、制御信号生成部、経路特性計測部、及び制御フィルタ生成部を備える。モード切替部は、動作モードを制御モードと経路特性計測モードとの間で切り替える。制御信号生成部は、制御モードで動作し、マイクにより得られる検出信号に基づいて、騒音を低減させるための制御音をスピーカに出力させる制御信号を生成する制御フィルタを含む。経路特性計測部は、経路特性計測モードで動作し、スピーカとマイクとの間の音響特性を含む経路特性を計測する。制御フィルタ生成部は、経路特性の計測結果と、騒音の特徴を含む騒音特徴信号と、所定の周波数帯域に従って騒音特徴信号に対して帯域制限を行う制御帯域制限フィルタと、を使用して、制御フィルタを生成する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
音波を電気信号に変換するマイクと、
電気信号を音波に変換するスピーカと、
動作モードを制御モードと経路特性計測モードとの間で切り替えるモード切替部と、
前記動作モードが前記制御モードに設定されているときに動作し、前記マイクで騒音を含む第１の音を検出することにより得られる第１の検出信号に基づいて、前記騒音を低減させるための制御音を前記スピーカに出力させる制御信号を生成する制御フィルタを含む制御信号生成部と、
前記動作モードが前記経路特性計測モードに設定されているときに動作し、前記スピーカと前記マイクとの間の音響特性を含む経路特性を計測する経路特性計測部と、
前記経路特性の計測結果と、前記騒音の特徴を含む騒音特徴信号と、所定の周波数帯域に従って前記騒音特徴信号に対して帯域制限を行う第１の制御帯域制限フィルタと、を使用して、前記制御フィルタを生成する制御フィルタ生成部と、
を備える騒音低減システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記制御フィルタ生成部は、前記マイクで前記騒音を検出することにより得られる第２の検出信号を前記騒音特徴信号として使用する、請求項１に記載の騒音低減システム。
【請求項３】
前記制御フィルタ生成部は、前記マイクで前記騒音を検出することにより得られる第２の検出信号から、前記所定の周波数帯域においてピークを持つ周波数を特定し、前記特定した周波数を含む帯域を持つバンドパスフィルタを生成し、前記生成したバンドパスフィルタで白色ノイズ信号をフィルタリングし、フィルタリングにより得られる信号を足し合わせることにより、前記騒音特徴信号を生成する、請求項１に記載の騒音低減システム。
【請求項４】
前記バンドパスフィルタのバンド幅は、所定の騒音低減性能を満たすように調整される、請求項３に記載の騒音低減システム。
【請求項５】
前記制御フィルタ生成部は、前記マイクで前記騒音を検出することにより得られる第２の検出信号から、前記所定の周波数帯域においてピークを持つ周波数を特定し、前記特定した周波数を含む帯域内の周波数を持つ正弦波信号を足し合わせることにより、前記騒音特徴信号を生成する、請求項１に記載の騒音低減システム。
【請求項６】
前記制御フィルタ生成部は、前記経路特性の計測結果に基づいて生成され、前記マイクにより検出される前記スピーカからの音を推定した結果を示す制御音信号を生成する第１の経路フィルタをさらに含み、前記帯域制限された騒音特徴信号及び前記制御音信号に基づいて前記制御フィルタを生成する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の騒音低減システム。
【請求項７】
前記制御信号生成部は、前記所定の周波数帯域に従って前記第１の検出信号に対して帯域制限を行う第２の制御帯域制限フィルタと、前記帯域制限された第１の検出信号に含まれる前記制御音の成分を推定して経路特性信号を生成する第１の経路フィルタと、をさらに含み、前記第１の経路フィルタは、前記経路特性の計測結果に基づいて生成され、
前記制御フィルタは、前記帯域制限された第１の検出信号と前記経路特性信号とに基づいて、前記制御信号を生成する、
請求項１に記載の騒音低減システム。
【請求項８】
前記経路特性計測部は、前記所定の周波数帯域に従って、前記マイクで前記スピーカから出力される経路特性計測用の音と前記騒音とを含む第２の音を検出することにより得られる第３の検出信号に対して帯域制限を行う第３の制御帯域制限フィルタを含み、前記帯域制限された第３の検出信号に基づいて前記経路特性を算出する、
請求項１に記載の騒音低減システム。
【請求項９】
前記マイク及び前記スピーカに接続される信号処理装置と、
前記信号処理装置と通信可能に接続される遠隔制御装置と、
をさらに備え、
前記制御信号生成部、前記経路特性計測部、及び前記モード切替部は前記信号処理装置に設けられ、前記制御フィルタ生成部は前記遠隔制御装置に設けられ、
前記遠隔制御装置は、前記信号処理装置から、前記マイクで前記騒音を検出することにより得られる第２の検出信号を受信し、前記第２の検出信号から前記騒音特徴信号を生成し、前記制御フィルタ生成部により生成された制御フィルタを示す制御フィルタ情報を前記信号処理装置に送信する、
請求項１に記載の騒音低減システム。
【請求項１０】
前記遠隔制御装置は、前記信号処理装置に対して前記第１の制御帯域制限フィルタを設定する、請求項９に記載の騒音低減システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、騒音低減システム、騒音低減方法、及び騒音低減プログラムに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
離散周波数成分を持つ騒音は、発電機器、エンジン、ファン、排気装置、配管、回転機器などの種々の機器から生じる。このような騒音を低減できることが求められている。
【０００３】
従来からの騒音低減手法としては、サイレンサや吸音材などを用いたパッシブ騒音対策が主流である。また、振動絶縁や動吸振器などを用いた振動低減を含めた騒音対策を施すことも行われる。これらの対策のもと、騒音に関する環境基準を満たすように機器騒音の低減を実施することが一般的である。
【０００４】
一方、騒音低減手法の１つとして、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ；Active Noise Control）と呼ばれる、音波干渉を利用した騒音低減手法も存在する。ただし、ＡＮＣの適用を困難にする以下の２つの課題がある。
【０００５】
ＡＮＣでは、スピーカから出力するための制御信号を生成する制御フィルタを常に更新する。このため、システム実装が複雑化し、パッシブ騒音対策のように、気軽にＡＮＣを適用することはできない。これが第１の課題である。
【０００６】
ＡＮＣでは、マイク信号を低減させることが基本であるが、スピーカからマイクまでの音響特性は気温や湿度などの環境に応じて変化する。このため、定期的に音響特性を更新する必要が生じる。これが第２の課題である。
【０００７】
第１の課題に対する解決策として、固定の制御フィルタを使用することが知られている。固定の制御フィルタを使用するＡＮＣは、例えば、ノイズキャンセリングヘッドホンに採用されている。ノイズキャンセリングヘッドホンでは、固定の制御フィルタは、１００Ｈｚ程度以下の騒音を低減するように設計される。
【０００８】
しかしながら、離散周波数成分を持つ騒音は１００Ｈｚ以上においても多く存在し、従来の固定制御フィルタ設計では対応できない。さらに、古典制御理論における感度関数設計に対応するため、スピーカとマイクの距離が大きく離れると、時間遅れが顕著になるため、制御可能な周波数上限が下がってしまう。
【０００９】
第２の課題に対する解決策として、騒音制御と音響特性計測を同時に実施する手法が提案されている。しかしながら、このような手法は、システム実装をさらに複雑化し、第１の課題が増えてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０２１－５７９２３号公報
特開２０２１－６１６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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