ノイズキャンセルの方式について

ノイズキャンセル機能のついたヘッドホンで、
「フィードフォワード方式よりもフィードバック方式のほうが、より自然で精度の高いノイズ除去が可能」らしいのですが、これはなぜ？

質問者からの補足コメント

• 2つの方式の構造は把握している（つもり）ですが、
  「フィードバック方式では耳元に近い位置にマイクがある」
  「フィードフォワード方式ではヘッドホンの外部にマイクがある」
  それでなぜ前者のほうがノイズ除去能力に優れているのかがよくわかりません。

    補足日時：2015/03/06 17:49

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2015/03/06 17:11

まずは、「フィードフォワード方式」と「フィードバック方式」がどういうものであるか、きちんと押さえましょう。

　「フィードバック方式」は、ヘッドフォンのドライバユニット内にマイクを置き、外来ノイズを検知するもの。耳の近くでノイズを拾うのでノイズ除去性能が高いですが、音楽そのそのにも影響する可能性があります。また、構造上の制約からインナーイヤー型などのヘッドフォンには適用が不可能です。

　ヘッドフォンのドライバユニット外側にマイクを置くのが「フィードフォワード方式」です。構造が比較的単純で、音楽そのものには影響を与えません。ヘッドフォンのドライバとマイクの位置が若干異なるので、ノイズ除去の観点では不利です。

↓　ご参考
http://trendy.nikkeibp.co.jp/article/tokushu/gen …

No.5 回答者： Hanamizuki_Jin 回答日時： 2015/03/08 13:29

一般論でいうと、フィードフォワード方式は、あらかじめ検出した外乱に対して、それを打ち消すための信号を「あらかじめ」仕込んでおく方式になります。

最終的な結果に対して関知しません。

ヘッドホンの場合、ハウジング内部に発生するノイズ成分は装着の具合などによってばらつきが発生しますが、個々のばらつきには対応できないため、設計時点である程度のばらつきを想定して平均的なところを狙って制御量を決定します。このため、どうしても制御量と制御精度が限られます。

フィードバック方式は、結果を観測しながら目標値に近づけるように制御が働きます。このときの目標値は音楽信号であり、結果はハウジングに発生している音です。このハウジング内の音が目標値である音楽信号に近づくよう制御されるので、結果としてノイズが低減されることになります。結果の観測値を基に制御するため、装着の具合などによるノイズの飛び込み量のばらつきなども吸収できます。このためフィードフォワード方式よりも高い精度でノイズ低減を行うことが出来ます。

どちらの方式にもメリット、デメリットはあるため、製品のねらい所によって適切な方式が選択されていると思います。

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2015/03/06 19:33

No.2です。

「補足」に書かれたことについて。

　No.3さんの「予測」と「実測」はちょっと違うかな。

　「より近い場所での実測」と「少し離れた場所での実測」ということかと思います。
　よい例が思いつきませんが、ビルの空調で温度を制御するのに、「各フロアの温度を測定してそのフロアの温度を制御する」のと、「１階の温度を測定して、全フロアの温度を制御する」の違いみたいなものでしょう。
　「５階」の温度は、どちらが正確に制御できるか、言わなくともわかりますよね。

　「フィードフォワード方式」は、「１階の温度を測定して、５階の温度を予測して制御する」というのに近いので、そう呼んでいるのかもしれません。
　この例をヘッドフォンに適用すると、「ヘッドフォンの外で音を拾って、ヘッドフォンの中ではこう聞こえるだろう予測して、それをキャンセルする」ということでしょうか。ヘッドフォンの中で実測した音と、どちらが「耳に聞こえる音」に近いか、という比較論です。
　マイクで拾った音を逆位相にして加える、という意味では、どちらも「フィードバック制御」ではあるのですが。

No.3 回答者： trajaa 回答日時： 2015/03/06 18:47

>それでなぜ前者のほうがノイズ除去能力に優れているのかがよくわかりません。

だから、予測で除去するのと実測で除去するのとではどちらが誤りが少ないか？
と考えれば良いんじゃないですか？

それに構造が簡単で小型のものにも装備できると言うのは裏を解せば、コスト的な制約精度的な制約があるという事でもありますね
論理的にも現実的にも違いが生まれるということになる

No.1 回答者： trajaa 回答日時： 2015/03/06 15:30

実際に耳に届くノイズを拾って逆位相を作り出すフィードバックよりも

耳に届くであろうノイズを『推測して』逆位相を作り出す方が、予測のずれとか周辺環境による変動がないぶんより自然に聞けるからじゃないのか？