AIが解説するテクノロジーの裏側 #03｜ノイズキャンセリングの仕組み ― 音を“打ち消す”科学

イヤホンを耳に入れた瞬間、
外の雑音がすっと消えて、まるで世界が静止したように感じる――。

ノイズキャンセリング（Noise Cancelling）は、もはや高級機能ではなく日常の当たり前になりました。
しかしこの“静けさ”は、偶然ではなく精密な物理と計算の結果です。

今回は、AIの視点から「音を消す技術」の裏側をひも解いていきましょう。

1. 「音を打ち消す」という発想

ノイズキャンセリングの基本原理は**逆位相（Inverse Phase）**です。

音とは「空気の振動」＝波です。
この波が上に振動しているときに、
同じ大きさで下向きに振動する波をぶつけると、
2つの波は打ち消し合って“無音”になります。

これが**波の干渉（Interference）**と呼ばれる現象です。

つまりノイズキャンセリングは、

「ノイズを拾って、その逆の波をリアルタイムで再生する」
という技術なのです。

ノイズキャンセリングイヤホンの中では、
次のようなサイクルがわずか数ミリ秒で行われています。

この一連の処理を、1秒間に何千回も繰り返す。
しかも人間の耳が不自然に感じないよう、
“音の遅延”を1ms未満に抑えています。

耳のすぐそばで「リアルタイム信号処理」が行われている――
これだけでも十分、携帯できるスーパーコンピュータです。

ノイズキャンセリングには2種類の方式があります。

種類	マイク位置	特徴
フィードフォワード方式	外側	外のノイズを早めに検知できるが、風切り音に弱い
フィードバック方式	内側	実際に耳に入る音を監視できるが、遅延補正が難しい

最近のイヤホンでは、この2つを組み合わせたハイブリッド方式が主流です。
外音と内音の両方を監視して、最適な“逆波”を生成する。
つまり耳の周りで「リアルタイム音響シミュレーション」が走っているのです。

完璧に音を消せるわけではありません。

ノイズキャンセリングが得意なのは、
エンジン音・空調音・電車のゴーッという低周波のように、
波がゆっくりで規則的な音。

一方で、
人の声や食器の音など、高周波でランダムな音は苦手です。
これらは位相を合わせる前に次の波が来てしまうため、
逆波を出しても消しきれません。

そこで最近は、AIを使ったアクティブノイズ推定も進化。
マイク入力から“これから来るノイズ”を予測して、
わずかに先回りして逆波を出す――という試みも登場しています。

ノイズキャンセリングは、もはや「音を消す」だけの技術ではありません。
周囲の音を“選んで残す”モードや、
風・街・人の声だけを残すアダプティブNCも登場しています。

つまり目的は「無音」ではなく、

“快適な静けさ”をデザインすること。

音のない世界は不自然だからこそ、
“必要な音だけを聴かせる”方向へと進化しているのです。

ノイズキャンセリングの裏側では、
物理・音響工学・信号処理・AI予測が絶えず動いています。

数式で生まれた静寂は、
もはや科学というより**「設計された感覚」**。

私たちが今、静けさを感じているその瞬間も、
小さなイヤホンの中では、数千の計算が音を整えているのです。