ワイヤレス＆ノイズキャンセリングAH-GC20登場！

「街の喧騒を心地よい静寂に変える！」というキャッチコピーのワイヤレス・ノイズキャンセリングヘッドホンAH-GC20が4月下旬に発売されます。

今回は開発者の福島欣尚が主にノイズキャンセルの仕組みについて語ります。

ワイヤレス・ノイズキャンセリング・オーバーイヤー・ヘッドホン

AH-GC20

オープン価格　4月下旬

AH-GC20　プレスリリース

まずAH-GC20の概容から。

詳細は上記のプレスリリースをご覧いただくとして、
編集部がAH-GC20をあえてザックリ説明すると、ノイズキャンセリング機能を搭載した
Bluetoothのワイヤレスヘッドホンです。

ワイヤレスとノイズキャンセリングの機能を同時に使えるヘッドホンって、
意外と少ないように思います。

音質面でもAAC、aptXに対応して高音質を実現しており、
さらに、音声と映像のズレが小さいaptX Low Latencyにも対応しているので、
動画やゲームなどのコンテンツも楽しめます。

しかもバッテリーが強力で、ノイズキャンセリングとBluetoothを同時に使用しても約20時間の連続再生が可能！

ですから新幹線や飛行機などに長時間乗るような旅行や出張でも心配無用。

余裕でいい音が楽しめます。

ところで乗り物や街の雑踏のノイズを魔法のように消してくれる「ノイズキャンセリング」ってどんな仕組みになっているのでしょうか。

AH-GC20のプレスリリースには

「AH-GC20は、ハウジングの内側と外側に配置した2つのマイクでノイズをモニターするデュアル・アクティブ・ノイズキャンセリング方式を採用。

フィードバックとフィードフォワードの2つの方式を組み合わせることにより、耳元と周囲、両方の騒音から生成した逆位相の信号によりノイズを高精度に打ち消し、混み合う電車や街の喧騒の中でもクリアな音楽を耳に届けます。」とあります。

このあたりについて、開発者の福島欣尚が説明します。

D&Mホールディングス エンジニア　福島欣尚

AH-GC20の開発者の福島です。

ちょうどAH-GC20が発表されたばかりのタイミングですので、その肝である「ノイズキャンセリング」の原理について簡単にご説明します。

AH-GC20は、2種類のアクティブノイズキャンセリング機能とパッシブノイズリダクション機能を組み合わせることで、可能な限りノイズを低減することを目指しました。

具体的にはアクティブノイズキャンセリングでは低域から中域のノイズを低減し、
パッシブノイズリダクションは中域から高域にかけてのノイズを減らします。

このようAH-GC20では帯域ごとに分担して、
ノイズをできるだけゼロに近づける努力をしています。

こちらがAH-GC20のヘッドホンの基板です。

ちなみに基板を入れても薄く仕上げるのが非常に大変でした。

この真ん中にある小さな四角い黒いものがある4つの区画がアクティブノイズキャンセリング回路です。

フィードバックとフィードフォワードの2つの方式が左右それぞれあるので、回路が4つあります。

「アクティブノイズキャンセリングとは何か」をご説明しますと、たとえば消したい音があるとします。

シンプルにこんな波の形をしているとしますよね。

この音を消したいとしたら、どうすればいいと思いますか。

それには真逆の形をした音を同じ音量でぶつけます。

それが下の赤い波形です。

上の波形に対して、位相が180度ずれている、つまりちょうど逆の形をしているので「逆相」といいます。

正相と逆相の音を同時に再生すると、それぞれが打ち消し合って、音は消えてしまうんです。

↑青がノイズ、逆相にされたノイズ（赤）を再生することで打ち消し合う効果が生まれる

これがアクティブノイズキャンセリング。

つまり逆相の音を出すことで音を消す技術の原理です。

AH-GC20は、この回路を1つのスピーカーに対して2種類搭載しています。

ですから「デュアル・アクティブ・ノイズキャンセリング方式」と言っています。

２つの種類とは、耳に騒音が届く前にヘッドホンの外側のマイクで拾うものと、ヘッドホンの内部でノイズを拾うもの。

その2つのアクティブノイズキャンセリングを採用しています。

それが「フィードフォワード」と「フィードバック」です。

最初に機能するのが、「フィードフォワード」です。

これはヘッドホンのハウジングにとりつけられたフィードフォワードマイクが外部のノイズを拾い、
そのノイズに対して逆相の音を生成し、ノイズが耳に到達するタイミングで再生します。

次にフィードフォワードで取り切れなかったノイズを減らすのが「フィードバック」です。

ヘッドホンの内部で、なんとスピーカーから耳（鼓膜）に届く間の空間の音を
ヘッドホン内部に取り付けられたフィードバックマイクで拾い、
逆相の音をスピーカーから再生してノイズを減らします。

フィードバックの場合は、ヘッドホン内部のスピーカーから出た音を拾って
すぐに逆相にして再生するわけですから、
非常に短い時間で処理しなくてはなりません。

それを可能にしているのがアナログ演算回路です。

デジタル回路ではどうしてもADやDAの変換、プロセッシングなどで
変換レイテンシー（遅延）が発生しますが、
アナログなら抵抗とコンデンサーとコイルを上手く組み合わせることで、
瞬時に逆相を生成する演算回路ができます。

ですからリアルタイムに処理できるのです。

もちろんこうした高精度のアナログ回路をつくることができるのは、
長年Hi-Fiオーディオで技術とノウハウを培ってきたデノンならではなのです。

そして、もう一つのノイズ低減技術が、「パッシブノイズリダクション」です。

アクティブノイズキャンセリングは音を出して打ち消す方法ですが、
こちらはあくまで「外部からの音を遮音する」という考え方なので、
パッシブという言い方をしています。

具体的にはイヤーパットの形状、密着度を高めることで、
いかに外からの音が耳に入らないようにするか。

それによって中域から高域のノイズを遮音していきます。

AH-GC20は肌ざわりの良い新開発の人工皮革イヤーパッドを採用しています。

これは形状記憶フォームを使っており、遮音性能が高いだけでなく、
長時間のリスニングでも快適さが保てます。

ノイズキャンセリングって、実は「騒音制御」と言って、
もともと産業用にあった考え方なんです。

私の学生時代の専門も騒音制御でした。

主に発電所などでタービンがずっと回っているような工場の中で
働いている人の耳を守るために発展してきた技術です。

そういった工場ではタービンの音を拾って逆相の音を生成し、
スピーカーで再生することで、音量を抑えるということをしています。

そんな技術がヘッドホンに入るところまで小さくなったということなんですね。

音質もそうですが、ノイズキャンセリング機能も実際に体験していただかないとわからないことなので、
AH-GC20が店頭に並んだら、ぜひお試しいただきたいと思っています。

(Denon Official Blog 編集部I)