ノイズキャンセリングについての質問です。


SonyやBOSEなどがノイズキャンセリングヘッドホン(イヤホン)を出していますが、これらは基本的には、騒音をマイクで取り込み、それと逆位相の波をイヤホンへの出力に混ぜてやることで騒音を打ち消している・・・のですよね。

しかし、騒音と逆位相の波とのタイミングがぴったりと合わないと、逆に騒音が増幅されてしまったり、干渉によって新たな騒音が生まれてしまったりするのではないかと思います。

「録音→逆位相の波を生成→再生する音に混ぜる」というプロセスを経る以上、騒音と同時に逆位相の波を再生することは不可能なように思えるのですが、この問題はどのようにして解決されているのでしょうか?

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 登録:2007/02/22 11:39:46
  • 終了:2007/02/23 01:02:03

ベストアンサー

id:hypos No.2

hypos回答回数90ベストアンサー獲得回数112007/02/22 12:07:39

ポイント19pt

一応補足するとスペック見る限り、BOSEのは録音じゃなく集音じゃないかと思います

つまり、音を入力>反転>出力だけなので大きくても数msecの遅れにしかならないかと(実際はnsecレベルでしょうが)

そして、位相がわずかにずれたところで元の位相に対して小さくなりよね?(※)

完全な無音にはなりません、の注意書きから見る限りノイズをある程度軽減する、ってくらいの機能みたいですし

 

※補足

N |10 15 10 0|という波だとして

NC|10 15 10 0|という逆波を出せば完全に0ですが

NC|** 10 15 10|となっても出力は

O |10 05 05 10|となってもとの波形より上下幅(≒音量)は小さくなっていますよね

その他の回答(5件)

id:GEN111 No.1

GEN111回答回数472ベストアンサー獲得回数582007/02/22 12:05:11

ポイント19pt

予想ですが……

(機種にもよるでしょうが)高い音は消えにくいらしいので、リアルタイムで処理して、多少ずれても問題のない波長の音だけを処理しているとか……

あるいは音はだいたい同じ波長の繰り返しなのでサンプリングした次のパターンにあわせるとか。

id:hypos No.2

hypos回答回数90ベストアンサー獲得回数112007/02/22 12:07:39ここでベストアンサー

ポイント19pt

一応補足するとスペック見る限り、BOSEのは録音じゃなく集音じゃないかと思います

つまり、音を入力>反転>出力だけなので大きくても数msecの遅れにしかならないかと(実際はnsecレベルでしょうが)

そして、位相がわずかにずれたところで元の位相に対して小さくなりよね?(※)

完全な無音にはなりません、の注意書きから見る限りノイズをある程度軽減する、ってくらいの機能みたいですし

 

※補足

N |10 15 10 0|という波だとして

NC|10 15 10 0|という逆波を出せば完全に0ですが

NC|** 10 15 10|となっても出力は

O |10 05 05 10|となってもとの波形より上下幅(≒音量)は小さくなっていますよね

id:NAPORIN No.3

なぽりん回答回数4776ベストアンサー獲得回数8882007/02/22 13:31:48

ポイント18pt

http://www2.fctv.ne.jp/~aki-hzm/page020.html

人間に聞こえる音は2万ヘルツ程度なので1/20000秒まてば次の山がくるくらいの遅さ

コンピューターの考える速度はギガヘルツ(=10億ヘルツ)


進む速さにしたって音より電波のほうが早い(音380m/s、電流の電子は4万m/s)


でもまあ、スピーカーなどはそんなには即時性がないのかな?

定常状態(ざわざわした部分)になりそうなところだけを

予測計算して消してるらしいですね、それも人間が感じるよりも

非常に短い時間で変化に対応して応答してくれてます


御殿場のアウトレットのBOZEショップにいくと

必ず試聴してしまいますが、ヘッドホンつけてから

15秒くらいかかるとか書いてありました。

わたしの個人的な感じでは

つけて3秒くらいでもかなりシーンとします。

id:iwskR

「ざわざわした音」であればあるほど

様々な周波数成分の波が混じっているわけですから、

予測して消すのは難しくなるように思うのですが

どうやっているのでしょうね・・・

2007/02/22 15:34:15
id:yusosi No.4

yusosi回答回数2ベストアンサー獲得回数02007/02/22 21:09:53

ポイント18pt

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A2%97%E5%B9%85%E5%9B%9E%E8%B7%A...

上記リンクは Wikipedia の「増幅回路」の「負帰還」の説明です。このようにアナログ回路を使って逆位相の波形を作って元波形と合成するのは基本テクニックです。コンピュータのようなデジタル回路を使わなければ,計算時間はほとんど無視できるので,時間遅れもほとんどありません。

回路の概念図は

http://www.jpnc.jp/unlade/homepage/electronics/circuit/analog09....

にもあります。

BOSE などがどうやっているのかは知りませんが,電子工作の本を読むと,実際にノイズキャンセリングヘッドホンの作り方が見つかります。(本屋で立ち読みしたのでタイトルなどはわかりませんが。)

id:taro-r No.5

taro-r回答回数29ベストアンサー獲得回数02007/02/22 21:57:44

ポイント18pt

録音再生というよりはマイクで拾った音にフィルタをかけてヘッドホンのスピーカから出しているだけなので,そこでの遅延は数ミリ秒くらいじゃないでしょうか?(この辺はメーカで異なるでしょうけど)。

あと変化の少ない定常音であれば,数ミリ秒前の音と現在の音はそんなに違いないので,ずれていても消えるでしょう。もちろん誤差があるので完全には消えませんが,そんなものです。

変化が激しい音は元々消すのが苦手だと思います。ただ位相が重なってかえって大きくならないような仕掛けは何かいれてるかも知れません。

あと,そもそもノイズキャンキャンセリングは低域の音は消せても高域の音は苦手です。ですが,ヘッドホンのイヤマフとはは逆に低域は吸収しませんが,高域は良く吸収するので,組み合わせることで全体的には良く消せると思います。

id:rafile No.6

rafile回答回数662ベストアンサー獲得回数242007/02/23 00:51:09

ポイント18pt

やっているのはマイクからの増幅、反転、混合ですから、高速なアンプを使えば無視できる遅延になります。音ってたかだか20kHzですから、ぜんぜん問題ないですよ。

id:iwskR

みなさんありがとうございました。

2007/02/23 01:01:34

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