JP2501717B2 - 騒音制御装置 - Google Patents
騒音制御装置Info
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- JP2501717B2 JP2501717B2 JP4133734A JP13373492A JP2501717B2 JP 2501717 B2 JP2501717 B2 JP 2501717B2 JP 4133734 A JP4133734 A JP 4133734A JP 13373492 A JP13373492 A JP 13373492A JP 2501717 B2 JP2501717 B2 JP 2501717B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は騒音と逆相等音圧の信号
をスピーカから出力することにより騒音を消去する騒音
制御装置に関し、特に本発明では騒音制御装置に使用さ
れている適応型フィルタリング手段の応答速度を早め、
適応特性を向上することを目的とする。
をスピーカから出力することにより騒音を消去する騒音
制御装置に関し、特に本発明では騒音制御装置に使用さ
れている適応型フィルタリング手段の応答速度を早め、
適応特性を向上することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】従来内燃機関等から発生する騒音を低減
するためにはマフラ等の受動的な消音装置が使用されて
きたが、サイズ、消音特性等の観点から改善がなされて
いた。これに対し、音源から発生された騒音と逆位相・
等音圧の補償音をスピーカから出力し、騒音を相殺する
能動型の騒音制御装置が提案されている。ところで、こ
の能動型の騒音制御装置自体の周波数特性あるいは安定
性等が十分でなく実用化が遅れていた。しかし、近年デ
ィジタル回路を使用した信号処理技術が発展し取り扱う
周波数範囲も拡大した結果、実用的な騒音制御装置が多
数提案されている（例えば特開昭６３−３１１３９６号
公報）。
するためにはマフラ等の受動的な消音装置が使用されて
きたが、サイズ、消音特性等の観点から改善がなされて
いた。これに対し、音源から発生された騒音と逆位相・
等音圧の補償音をスピーカから出力し、騒音を相殺する
能動型の騒音制御装置が提案されている。ところで、こ
の能動型の騒音制御装置自体の周波数特性あるいは安定
性等が十分でなく実用化が遅れていた。しかし、近年デ
ィジタル回路を使用した信号処理技術が発展し取り扱う
周波数範囲も拡大した結果、実用的な騒音制御装置が多
数提案されている（例えば特開昭６３−３１１３９６号
公報）。
【０００３】これはダクト上流に設置した騒音源用のマ
イクロフォンで騒音を検出し信号処理回路により騒音と
逆相・等音圧の信号をダクト下流に設置したスピーカか
ら出力し、消音された結果を消音点用のマイクロフォン
で検出してフィードバックするフィードバック系と、フ
ィードフォワード系と組み合わせたいわゆる２マイクロ
フォン・１スピーカ型の能動型の騒音制御装置である。
イクロフォンで騒音を検出し信号処理回路により騒音と
逆相・等音圧の信号をダクト下流に設置したスピーカか
ら出力し、消音された結果を消音点用のマイクロフォン
で検出してフィードバックするフィードバック系と、フ
ィードフォワード系と組み合わせたいわゆる２マイクロ
フォン・１スピーカ型の能動型の騒音制御装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、騒音制御装
置には、適応型フィルタが使用されるが、消音特性をさ
らに改善するためには、応答性を向上することが望まれ
ている。したがって本発明は上記課題に鑑みて適応型フ
ィルタの演算速度の収束時間を短縮できる騒音制御装置
を提供することを目的とする。
置には、適応型フィルタが使用されるが、消音特性をさ
らに改善するためには、応答性を向上することが望まれ
ている。したがって本発明は上記課題に鑑みて適応型フ
ィルタの演算速度の収束時間を短縮できる騒音制御装置
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、騒音源からの騒音と逆相等音圧の音波を
出力する消音信号を形成するために、入力データを逐次
遅延する第１の複数の遅延手段と、各該第１の複数の遅
延手段の出力データにフィルタ係数を乗算する第１の複
数の乗算手段を具備する適応型フィルタを有する騒音制
御装置に、伝達特性模擬手段、係数更新用定数記憶手
段、第２の複数の乗算手段と、第２の複数の遅延手段、
第３の複数の乗算手段及び複数の更新手段を設ける。
決するために、騒音源からの騒音と逆相等音圧の音波を
出力する消音信号を形成するために、入力データを逐次
遅延する第１の複数の遅延手段と、各該第１の複数の遅
延手段の出力データにフィルタ係数を乗算する第１の複
数の乗算手段を具備する適応型フィルタを有する騒音制
御装置に、伝達特性模擬手段、係数更新用定数記憶手
段、第２の複数の乗算手段と、第２の複数の遅延手段、
第３の複数の乗算手段及び複数の更新手段を設ける。
【０００６】前記伝達特性模擬手段は、前記適応型フィ
ルタの出力から前記騒音と消音信号による音波との前記
誤差データとして戻るまでの伝達特性を模擬する。前記
係数更新定数記憶手段は、各前記第１の複数の乗算手段
に対応してフィルタ係数を更新するためのものであっ
て、各該第１の複数の遅延手段の遅延時間に対応し前記
経路により予め最終値を予測された複数の係数更新定数
を記憶する。前記第２の複数の乗算手段は、該係数更新
定数記憶手段の複数の係数更新定数と前記誤差データと
を乗算する。
ルタの出力から前記騒音と消音信号による音波との前記
誤差データとして戻るまでの伝達特性を模擬する。前記
係数更新定数記憶手段は、各前記第１の複数の乗算手段
に対応してフィルタ係数を更新するためのものであっ
て、各該第１の複数の遅延手段の遅延時間に対応し前記
経路により予め最終値を予測された複数の係数更新定数
を記憶する。前記第２の複数の乗算手段は、該係数更新
定数記憶手段の複数の係数更新定数と前記誤差データと
を乗算する。
【０００７】前記第２の複数の遅延手段は、前記伝達特
性模擬手段を経た騒音の入力データを逐次遅延する。前
記第３の複数の乗算手段は、該第２の複数の遅延手段の
出力データと前記第２の複数の乗算手段の出力データを
乗算する複数の乗算手段である。前記複数の更新手段
は、前記第３の複数の乗算手段からのデータと前回フィ
ルタ係数データとを加算して前記フィルタ係数を更新す
る。
性模擬手段を経た騒音の入力データを逐次遅延する。前
記第３の複数の乗算手段は、該第２の複数の遅延手段の
出力データと前記第２の複数の乗算手段の出力データを
乗算する複数の乗算手段である。前記複数の更新手段
は、前記第３の複数の乗算手段からのデータと前回フィ
ルタ係数データとを加算して前記フィルタ係数を更新す
る。
【０００８】
【作用】本発明の騒音制御装置によれば、前記伝達特性
模擬手段によって、前記適応型フィルタの出力から前記
騒音と消音信号による音波との前記誤差データとして戻
るまでの伝達特性が模擬される。前記係数更新用定数記
憶手段によって、各前記第１の複数の乗算手段に対応し
てフィルタ係数が更新されるための定数が記憶される。
前記第２の複数の乗算手段によって、該係数更新定数記
憶手段の定数と前記誤差データとが乗算される。前記第
２の複数の遅延手段によって、前記伝達特性模擬手段を
経た騒音の入力データが逐次遅延される。前記第３の複
数の乗算手段によって、該第２の複数の遅延手段の出力
データと前記第２の複数の乗算手段の出力データが乗算
される。複数の更新手段によって、前記第３の複数の乗
算手段１５２３からのデータと前回フィルタ係数データ
とが加算されて前記フィルタ係数が更新される。よって
フィルタ係数の値を前記第１の複数の乗算手段に対応し
て変えることができるようになり、このためフィルタ係
数を最初から最終値を予測して本発明のようにウエイト
αをかけておくことにより適応する時間を速めることが
可能になる。前記最終値は、騒音源から消音点までの経
路による伝達特性で種々変換するので上記構成により柔
軟に対応できるようになった。
模擬手段によって、前記適応型フィルタの出力から前記
騒音と消音信号による音波との前記誤差データとして戻
るまでの伝達特性が模擬される。前記係数更新用定数記
憶手段によって、各前記第１の複数の乗算手段に対応し
てフィルタ係数が更新されるための定数が記憶される。
前記第２の複数の乗算手段によって、該係数更新定数記
憶手段の定数と前記誤差データとが乗算される。前記第
２の複数の遅延手段によって、前記伝達特性模擬手段を
経た騒音の入力データが逐次遅延される。前記第３の複
数の乗算手段によって、該第２の複数の遅延手段の出力
データと前記第２の複数の乗算手段の出力データが乗算
される。複数の更新手段によって、前記第３の複数の乗
算手段１５２３からのデータと前回フィルタ係数データ
とが加算されて前記フィルタ係数が更新される。よって
フィルタ係数の値を前記第１の複数の乗算手段に対応し
て変えることができるようになり、このためフィルタ係
数を最初から最終値を予測して本発明のようにウエイト
αをかけておくことにより適応する時間を速めることが
可能になる。前記最終値は、騒音源から消音点までの経
路による伝達特性で種々変換するので上記構成により柔
軟に対応できるようになった。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の第１の実施例の前提となる騒
音制御装置を示す図である。本図の騒音制御装置は、自
動車等のエンジン、モータ等の騒音源１から騒音がある
伝達特性で伝達する経路２のある消音すべき場所に設置
されたスピーカ３と、該スピーカ３を駆動する電力増幅
器４と、アナログ信号の高周波成分を除去する低域通過
フィルタ５と、該低域通過フィルタ５に対してディジタ
ル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器６(Digit
al to Analog Converter) と、前記スピーカ３の近傍に
設置されて誤差信号を検出するマイクロフォン７と、該
マイクロフォン７の電気信号を増幅する増幅器８と、該
増幅器８の増幅信号の高周波成分を除去する低域通過フ
ィルタ９と、該低域通過フィルタ９のアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０（Analog to
Digital Converter)と、前記騒音源１の近傍に設置され
て騒音信号を検出するマイクロフォン１１と、該マイク
ロフォン１１の電気信号を増幅する増幅器１２と、該増
幅器１２の増幅信号の高周波成分を除去する低域通過フ
ィルタ１３と、該低域通過フィルタ１３のアナログ信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１４と、該Ａ
／Ｄ変換器１４からの騒音信号に基づき、前記Ａ／Ｄ変
換器１０から消音点での誤差信号が最小になるように前
記Ｄ／Ａ変換器６に騒音を消去するための補償信号を形
成するディジタル信号処理装置１５（Digital Signal P
rocessor) と、該ディジタル信号処理装置１３のプログ
ラムを格納するＲＡＭ１６(Random Access Memory)と、
該ＲＡＭ１６にＲＯＭ１８(Read Only Memory)からプロ
グラムを転送させたり、そのためにプログラムをＲＡＭ
１９に一時保管させたりする中央演算処理装置１７とを
備える。
説明する。図１は本発明の第１の実施例の前提となる騒
音制御装置を示す図である。本図の騒音制御装置は、自
動車等のエンジン、モータ等の騒音源１から騒音がある
伝達特性で伝達する経路２のある消音すべき場所に設置
されたスピーカ３と、該スピーカ３を駆動する電力増幅
器４と、アナログ信号の高周波成分を除去する低域通過
フィルタ５と、該低域通過フィルタ５に対してディジタ
ル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器６(Digit
al to Analog Converter) と、前記スピーカ３の近傍に
設置されて誤差信号を検出するマイクロフォン７と、該
マイクロフォン７の電気信号を増幅する増幅器８と、該
増幅器８の増幅信号の高周波成分を除去する低域通過フ
ィルタ９と、該低域通過フィルタ９のアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０（Analog to
Digital Converter)と、前記騒音源１の近傍に設置され
て騒音信号を検出するマイクロフォン１１と、該マイク
ロフォン１１の電気信号を増幅する増幅器１２と、該増
幅器１２の増幅信号の高周波成分を除去する低域通過フ
ィルタ１３と、該低域通過フィルタ１３のアナログ信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１４と、該Ａ
／Ｄ変換器１４からの騒音信号に基づき、前記Ａ／Ｄ変
換器１０から消音点での誤差信号が最小になるように前
記Ｄ／Ａ変換器６に騒音を消去するための補償信号を形
成するディジタル信号処理装置１５（Digital Signal P
rocessor) と、該ディジタル信号処理装置１３のプログ
ラムを格納するＲＡＭ１６(Random Access Memory)と、
該ＲＡＭ１６にＲＯＭ１８(Read Only Memory)からプロ
グラムを転送させたり、そのためにプログラムをＲＡＭ
１９に一時保管させたりする中央演算処理装置１７とを
備える。
【００１０】図２は図１のディジタル信号処理装置の構
成を示す図である。本図に示すディジタル信号処理装置
１５は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response)型のフィル
タであって、後述のようにフィルタ係数を自動的に変化
させ、騒音と逆相等音圧の信号を形成する適応型フィル
タ１５１（Adaptive Filter)と、フィルタ係数の更新の
ために適応型フィルタ１５１の入力信号を、該適応型フ
ィルタ１５１の出力からマイクロフォン７を介して係数
更新手段１５２にまでの伝達特性Ｈd1とマイクロフォン
７からの誤差信号Ｓm として適応型フィルタ１５１の係
数を形成し前記誤差信号Ｓm を最小にするように係数を
更新する係数更新手段１５２と、適応型フィルタ１５１
の入力信号を前記伝達特性Ｈd1で模擬した信号を形成す
る伝達特性模擬手段１５３とを含む。
成を示す図である。本図に示すディジタル信号処理装置
１５は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response)型のフィル
タであって、後述のようにフィルタ係数を自動的に変化
させ、騒音と逆相等音圧の信号を形成する適応型フィル
タ１５１（Adaptive Filter)と、フィルタ係数の更新の
ために適応型フィルタ１５１の入力信号を、該適応型フ
ィルタ１５１の出力からマイクロフォン７を介して係数
更新手段１５２にまでの伝達特性Ｈd1とマイクロフォン
７からの誤差信号Ｓm として適応型フィルタ１５１の係
数を形成し前記誤差信号Ｓm を最小にするように係数を
更新する係数更新手段１５２と、適応型フィルタ１５１
の入力信号を前記伝達特性Ｈd1で模擬した信号を形成す
る伝達特性模擬手段１５３とを含む。
【００１１】図３は適応型フィルタの構成を示す図であ
る。本図に示す適応型フィルタ１５１は、Ａ／Ｄ変換器
１４からの入力データを遅延時間τでそれぞれ遅延する
複数の遅延手段１５１１−１、１５１１−２、１５１１
−３、…、１５１１−（ｋ−１）と、入力データ、各該
遅延手段１５１１による遅延データに後述するフィルタ
係数を乗算する乗算手段１５１２−１、１５１２−２、
１５１２−３、１５１２−４、…、１５１２−ｋと、各
該乗算手段１５１２の出力データをそれぞれ加算する加
算手段１５１３−１、１５１３−２、１５１３−３、
…、１５１３−（ｋ−１）とを含むＦＩＲ型フィルタで
ある。
る。本図に示す適応型フィルタ１５１は、Ａ／Ｄ変換器
１４からの入力データを遅延時間τでそれぞれ遅延する
複数の遅延手段１５１１−１、１５１１−２、１５１１
−３、…、１５１１−（ｋ−１）と、入力データ、各該
遅延手段１５１１による遅延データに後述するフィルタ
係数を乗算する乗算手段１５１２−１、１５１２−２、
１５１２−３、１５１２−４、…、１５１２−ｋと、各
該乗算手段１５１２の出力データをそれぞれ加算する加
算手段１５１３−１、１５１３−２、１５１３−３、
…、１５１３−（ｋ−１）とを含むＦＩＲ型フィルタで
ある。
【００１２】図４は図２の係数更新手段の構成を示す図
である。本図に示す係数更新手段１５２は、各前記遅延
手段１５１１に対応して、伝達特性模擬手段１５３から
の入力データを遅延時間τでそれぞれ遅延する複数の遅
延手段１５２１−１、１５２１−２、１５２１−３、１
５２１−４、…、１５２１−（ｋ−１）と、各前記乗算
手段１５１２に対応して、Ａ／Ｄ変換器１０からの入力
データを一方のデータとして乗算する乗算手段１５２２
−１、１５２２−２、１５２２−３、１５２２−４、
…、１５２２−（ｋ−１）と、各該乗算手段１５２２の
他方の乗算データとして後述する定数を供給する係数更
新定数記憶手段１５２６と、入力データ、各遅延手段１
５２１での遅延データと各該乗算手段１５２２の出力デ
ータを乗算する乗算手段１５２３−１、１５２３−２、
１５２３−３、１５２３−４、…、１５２３−（ｋ−
１）と、各乗算手段１５２３のデータを一方のデータと
して加算してそれぞれ各前記乗算手段１５１２に出力す
る加算手段１５２４−１、１５２４−２、１５２４−
３、１５２４−４、…、１５２４−ｋと、該加算手段１
５２４の出力データをτだけ遅延し加算手段１５２４の
他方のデータとして入力する複数の遅延器１５２５−
１、１５２５−２、１５２５−３、１５２５−４、…、
１５２５−ｋとを含む。
である。本図に示す係数更新手段１５２は、各前記遅延
手段１５１１に対応して、伝達特性模擬手段１５３から
の入力データを遅延時間τでそれぞれ遅延する複数の遅
延手段１５２１−１、１５２１−２、１５２１−３、１
５２１−４、…、１５２１−（ｋ−１）と、各前記乗算
手段１５１２に対応して、Ａ／Ｄ変換器１０からの入力
データを一方のデータとして乗算する乗算手段１５２２
−１、１５２２−２、１５２２−３、１５２２−４、
…、１５２２−（ｋ−１）と、各該乗算手段１５２２の
他方の乗算データとして後述する定数を供給する係数更
新定数記憶手段１５２６と、入力データ、各遅延手段１
５２１での遅延データと各該乗算手段１５２２の出力デ
ータを乗算する乗算手段１５２３−１、１５２３−２、
１５２３−３、１５２３−４、…、１５２３−（ｋ−
１）と、各乗算手段１５２３のデータを一方のデータと
して加算してそれぞれ各前記乗算手段１５１２に出力す
る加算手段１５２４−１、１５２４−２、１５２４−
３、１５２４−４、…、１５２４−ｋと、該加算手段１
５２４の出力データをτだけ遅延し加算手段１５２４の
他方のデータとして入力する複数の遅延器１５２５−
１、１５２５−２、１５２５−３、１５２５−４、…、
１５２５−ｋとを含む。
【００１３】以上の構成により、次のように、乗算手段
１５１２へのフィルタ係数が形成される。図３におい
て、Ａ／Ｄ変換器１４から適応型フィルタ１５１への入
力データをｑ(n) とすると、各遅延手段１５１１の出力
データはｑ(n-1) 、ｑ(n-2) 、ｑ(n-3) 、…、ｑ(n-k+
1) となる。ここで、各乗算手段１５１２に設定される
フィルタ係数がC0(n) 、C1(n) 、C2(n) 、C3(n) 、…、
Ck(n) であるとすると、適応型フィルタ１５１の出力デ
ータＳc(n)は下記のようになる。
１５１２へのフィルタ係数が形成される。図３におい
て、Ａ／Ｄ変換器１４から適応型フィルタ１５１への入
力データをｑ(n) とすると、各遅延手段１５１１の出力
データはｑ(n-1) 、ｑ(n-2) 、ｑ(n-3) 、…、ｑ(n-k+
1) となる。ここで、各乗算手段１５１２に設定される
フィルタ係数がC0(n) 、C1(n) 、C2(n) 、C3(n) 、…、
Ck(n) であるとすると、適応型フィルタ１５１の出力デ
ータＳc(n)は下記のようになる。
【００１４】 Ｓc(n)＝C0(n) ・ｑ(n) ＋C1(n) ・ｑ(n-1) ＋C2(n) ・ｑ(n-2) ＋C3(n) ・ｑ(n-3) ＋、…、＋Ck(n) ・ｑ(n-k+1) …（１） 次に図４において、Ａ／Ｄ変換器１０から各乗算手段１
５２２への一方の入力データをＳm(n)とし、係数更新定
数記憶手段１５２６から各乗算手段１５２２への他方デ
ータとしての後述する係数更新定数をα0 、α1 、α2
、α3 、…、αk とし、伝達特性模擬手段１５３から
遅延手段１５２１への入力データをｑ１(n) とし、各遅
延手段１５２１の出力データはｑ１(n-1) 、ｑ１(n-2)
、ｑ１(n-3) 、…、ｑ１(n-k+1) となる。このため、
各加算手段１５２４からの出力データは、図３に示すよ
うに、各遅延手段１５１１のフィルタ係数Ck(n) として
次のようになる。
５２２への一方の入力データをＳm(n)とし、係数更新定
数記憶手段１５２６から各乗算手段１５２２への他方デ
ータとしての後述する係数更新定数をα0 、α1 、α2
、α3 、…、αk とし、伝達特性模擬手段１５３から
遅延手段１５２１への入力データをｑ１(n) とし、各遅
延手段１５２１の出力データはｑ１(n-1) 、ｑ１(n-2)
、ｑ１(n-3) 、…、ｑ１(n-k+1) となる。このため、
各加算手段１５２４からの出力データは、図３に示すよ
うに、各遅延手段１５１１のフィルタ係数Ck(n) として
次のようになる。
【００１５】 C0(n) ＝C0(n-1) ＋（Ｓm(n)・α0 ）・ｑ(n) C1(n) ＝C1(n-1) ＋（Ｓm(n)・α1 ）・ｑ(n-1) C2(n) ＝C2(n-1) ＋（Ｓm(n)・α2 ）・ｑ(n-2) C3(n) ＝C3(n-1) ＋（Ｓm(n)・α3 ）・ｑ(n-3) …、 Ck(n) ＝Ck(n-1) ＋（Ｓm(n)・αk ）・ｑ(n+k-1) …（２） 上記（２）式に示すように、各乗算手段１５２３は各乗
算手段１５２２の出力データと伝達特性模擬手段１５３
からの入力データと各遅延手段１５２１からの出力デー
タを乗算する処理を行う。
算手段１５２２の出力データと伝達特性模擬手段１５３
からの入力データと各遅延手段１５２１からの出力デー
タを乗算する処理を行う。
【００１６】通常係数更新定数はその値が単に大きいだ
けだと反応が速くなるが最適値を見つけにくくなる。こ
の値を遅延手段１５１１の遅延時間に対応してこの値を
変えることにより、適応型フィルタ１５１の適応特性を
変えることができる。このフィルタ係数の繰り返し計算
により一定となる最終値は、経路２によって決まる。し
たがってフィルタ係数を最初から最終値を予測して本発
明のようにウエイトαをかけておくことにより適応する
時間を速めることが可能になる。
けだと反応が速くなるが最適値を見つけにくくなる。こ
の値を遅延手段１５１１の遅延時間に対応してこの値を
変えることにより、適応型フィルタ１５１の適応特性を
変えることができる。このフィルタ係数の繰り返し計算
により一定となる最終値は、経路２によって決まる。し
たがってフィルタ係数を最初から最終値を予測して本発
明のようにウエイトαをかけておくことにより適応する
時間を速めることが可能になる。
【００１７】図５は係数更新定数αk を説明する図であ
る。本図に示す係数更新定数αk は遅延手段１５１１の
遅延時間に対応して、遅延時間が小さいときには、係数
更新定数を大きくし、遅延時間が大きくなるにしたっが
って係数更新定数を徐々に小さくする。この場合、経路
２による影響が小さい場合には新しいデータに重心を置
き、古いデータにはあまり重きを置かないことにより収
束時間を短縮できる例である。
る。本図に示す係数更新定数αk は遅延手段１５１１の
遅延時間に対応して、遅延時間が小さいときには、係数
更新定数を大きくし、遅延時間が大きくなるにしたっが
って係数更新定数を徐々に小さくする。この場合、経路
２による影響が小さい場合には新しいデータに重心を置
き、古いデータにはあまり重きを置かないことにより収
束時間を短縮できる例である。
【００１８】図６は別の係数更新定数αk を説明する図
である。本図に示す係数更新定数αk は遅延時間ｍτで
ピークを有するがこれを初期値として与えることによ
り、従来のように一つの定数でフィルタ係数を最初から
繰り返して得るのに要する長期の収束時間を短縮でき
る。図７は図６の係数更新定数αk の設定を簡単化する
例を示す図である。本図に示すように、遅延時間ｍτで
のピーク値付近をαを「１」とし、他領域のαを「０．
５」として、係数更新定数記憶手段１５２６が記憶すべ
きα数を低減しその記憶容量を低減するようにしてもよ
い。
である。本図に示す係数更新定数αk は遅延時間ｍτで
ピークを有するがこれを初期値として与えることによ
り、従来のように一つの定数でフィルタ係数を最初から
繰り返して得るのに要する長期の収束時間を短縮でき
る。図７は図６の係数更新定数αk の設定を簡単化する
例を示す図である。本図に示すように、遅延時間ｍτで
のピーク値付近をαを「１」とし、他領域のαを「０．
５」として、係数更新定数記憶手段１５２６が記憶すべ
きα数を低減しその記憶容量を低減するようにしてもよ
い。
【００１９】以上のようにして得られたフィルタ係数を
用いた騒音消音の一連の動作を説明する。騒音源１から
マイクロフォン７までの伝達特性をＨNOISE 、ディジタ
ル信号処理装置１５の適応型フィルタ１５１からマイク
ロフォン７までの伝達係数をＨd 、マイクロフォン７か
らディジタル信号処理装置１５の係数更新手段１５２ま
での伝達特性をＨm 、適応型フィルタ１５１から係数更
新手段１５２までの伝達特性をＨd1とすると、 Ｈd1＝Ｈd ・Ｈm …（３） であり、マイクロフォン７で検出される信号Ｓm0は次の
ようになる。
用いた騒音消音の一連の動作を説明する。騒音源１から
マイクロフォン７までの伝達特性をＨNOISE 、ディジタ
ル信号処理装置１５の適応型フィルタ１５１からマイク
ロフォン７までの伝達係数をＨd 、マイクロフォン７か
らディジタル信号処理装置１５の係数更新手段１５２ま
での伝達特性をＨm 、適応型フィルタ１５１から係数更
新手段１５２までの伝達特性をＨd1とすると、 Ｈd1＝Ｈd ・Ｈm …（３） であり、マイクロフォン７で検出される信号Ｓm0は次の
ようになる。
【００２０】 Ｓm0＝Ｓn ・ＨNOISE ＋Ｓc ・Ｈd …（４） であり、ここに、マイクロフォン７の出力信号をＳm0と
して増幅器８から係数更新手段１５２にまでの伝達特性
をＨm とすると、係数更新手段１５２の入力信号Ｓm
は、 Ｓm ＝Ｈm ・Ｓm0 …（５） となる。適応型フィルタ１５１のフィルタ係数を変更す
るための制御信号Ｓm として、前記と同様にＡ／Ｄ変換
器１０の出力が与えられる。適応型フィルタ１５１は、
この制御が零となるようにフィルタ係数を変更するもの
であり、Ｓm ＝Ｈm ・Ｓm0であるため、Ｓm ＝０のとき
Ｓm0＝０となる。したがって適応型フィルタ１５１は、
Ｓm ＝０となるように補償信号Ｓc を、 Ｓc ≒−Ｓn ・ＨNOISE ／Ｈd …（６） として出力する。
して増幅器８から係数更新手段１５２にまでの伝達特性
をＨm とすると、係数更新手段１５２の入力信号Ｓm
は、 Ｓm ＝Ｈm ・Ｓm0 …（５） となる。適応型フィルタ１５１のフィルタ係数を変更す
るための制御信号Ｓm として、前記と同様にＡ／Ｄ変換
器１０の出力が与えられる。適応型フィルタ１５１は、
この制御が零となるようにフィルタ係数を変更するもの
であり、Ｓm ＝Ｈm ・Ｓm0であるため、Ｓm ＝０のとき
Ｓm0＝０となる。したがって適応型フィルタ１５１は、
Ｓm ＝０となるように補償信号Ｓc を、 Ｓc ≒−Ｓn ・ＨNOISE ／Ｈd …（６） として出力する。
【００２１】以上は、消音された結果を消音点用のマイ
クロフォンで検出してフィードバックするフィードバッ
ク系と、フィードフォワード系と組み合わせたいわゆる
２マイクロフォン・１スピーカ型の能動型の騒音制御装
置であったが、次に消音された結果を消音点用のマイク
ロフォンで検出してフィードバックするフィードバック
系についての１マイクロフォン・１スピーカ型の能動型
の騒音制御装置を説明する。
クロフォンで検出してフィードバックするフィードバッ
ク系と、フィードフォワード系と組み合わせたいわゆる
２マイクロフォン・１スピーカ型の能動型の騒音制御装
置であったが、次に消音された結果を消音点用のマイク
ロフォンで検出してフィードバックするフィードバック
系についての１マイクロフォン・１スピーカ型の能動型
の騒音制御装置を説明する。
【００２２】図８は第２の実施例の前提となる騒音制御
装置を示す図である。本図の第２の実施例の構成におい
て、第１の実施例と異なるものは、マイクロフォン１１
からＡ／Ｄ変換器１４までのフィードバック系を除去し
たことである。このためディジタル信号処理装置１５の
構成が異なる。図９は図８のディジタル信号装置の構成
を示す図である。本図に示すディジタル信号処理装置１
５は、ＦＩＲ型のフィルタであって、前述のようにフィ
ルタ係数が自動的に変化できる適応型フィルタ１５１
（Adaptive Filter)、フィルタ係数の更新のために適応
型フィルタ１５１の入力信号を、該適応型フィルタ１５
１の出力からマイクロフォン７を介して係数更新手段１
５２にまでの伝達特性Ｈd1とマイクロフォン７からの誤
差信号Ｓm として適応型フィルタ１５１の係数を形成し
前記誤差信号Ｓm を最小にするように係数を更新する係
数更新手段１５２と、適応型フィルタ１５１の入力信号
を前記伝達特性Ｈd1で模擬した信号を形成する伝達特性
模擬手段１５３と、該伝達特性模擬手段１５３と同様の
構成であって、適応型フィルタ１５１の出力側に設けら
れた伝達模擬手段１５４と、該伝達模擬手段１５４の出
力と該Ａ／Ｄ変換器１０の出力との差信号をとり騒音信
号と同一の騒音再現信号を形成して適応型フィルタ１５
１に入力させる差信号演算手段１５５とを含む。ここで
適応型フィルタ１５１及び係数更新手段１５２の構成は
図２に示すものと同一である。
装置を示す図である。本図の第２の実施例の構成におい
て、第１の実施例と異なるものは、マイクロフォン１１
からＡ／Ｄ変換器１４までのフィードバック系を除去し
たことである。このためディジタル信号処理装置１５の
構成が異なる。図９は図８のディジタル信号装置の構成
を示す図である。本図に示すディジタル信号処理装置１
５は、ＦＩＲ型のフィルタであって、前述のようにフィ
ルタ係数が自動的に変化できる適応型フィルタ１５１
（Adaptive Filter)、フィルタ係数の更新のために適応
型フィルタ１５１の入力信号を、該適応型フィルタ１５
１の出力からマイクロフォン７を介して係数更新手段１
５２にまでの伝達特性Ｈd1とマイクロフォン７からの誤
差信号Ｓm として適応型フィルタ１５１の係数を形成し
前記誤差信号Ｓm を最小にするように係数を更新する係
数更新手段１５２と、適応型フィルタ１５１の入力信号
を前記伝達特性Ｈd1で模擬した信号を形成する伝達特性
模擬手段１５３と、該伝達特性模擬手段１５３と同様の
構成であって、適応型フィルタ１５１の出力側に設けら
れた伝達模擬手段１５４と、該伝達模擬手段１５４の出
力と該Ａ／Ｄ変換器１０の出力との差信号をとり騒音信
号と同一の騒音再現信号を形成して適応型フィルタ１５
１に入力させる差信号演算手段１５５とを含む。ここで
適応型フィルタ１５１及び係数更新手段１５２の構成は
図２に示すものと同一である。
【００２３】ところで、適応型フィルタ１５１の入力信
号である騒音再現信号は上記構成により、次のようにし
て得られる。騒音源１からマイクロフォン７までの伝達
特性をＨNOISE 、ディジタル信号処理装置１５の適応型
フィルタ１５１からマイクロフォン７までの伝達係数を
Ｈd、マイクロフォン７からディジタル信号処理装置１
５の差信号演算手段１５５までの伝達特性をＨm 、適応
型フィルタ１５１から差信号演算手段１５５までの伝達
特性をＨd1とすると、 Ｈd1＝Ｈd ・Ｈm …（７） であり、さらに差信号演算手段１５５の出力信号をＳe
とすると、マイクロフォン７で検出される信号Ｓm0は次
のようになる。
号である騒音再現信号は上記構成により、次のようにし
て得られる。騒音源１からマイクロフォン７までの伝達
特性をＨNOISE 、ディジタル信号処理装置１５の適応型
フィルタ１５１からマイクロフォン７までの伝達係数を
Ｈd、マイクロフォン７からディジタル信号処理装置１
５の差信号演算手段１５５までの伝達特性をＨm 、適応
型フィルタ１５１から差信号演算手段１５５までの伝達
特性をＨd1とすると、 Ｈd1＝Ｈd ・Ｈm …（７） であり、さらに差信号演算手段１５５の出力信号をＳe
とすると、マイクロフォン７で検出される信号Ｓm0は次
のようになる。
【００２４】Ｓm0＝Ｓn ・ＨNOISE ＋Ｓc ・Ｈd であり、差信号演算手段１５５における演算結果である
差信号Ｓe は、 Ｓe ＝Ｓm0・Ｈm −ＳC ・Ｈd1 ＝（Ｓn ・ＨNOISE ＋Ｓc ・Ｈd ）・Ｈm −ＳC ・Ｈd ・Ｈm ＝（Ｓn ・ＨNOISE ＋Ｓc ・Ｈd −ＳC ・Ｈd ）・Ｈm ＝Ｓn ・ＨNOISE ・Ｈm …（８） また適応型フィルタ１５１のフィルタ係数を変更するた
めの制御信号としては、前記と同様にＡ／Ｄ変換器１０
の出力Ｓm が与えられる。適応型フィルタ１５１は、こ
の制御が零となるようにフィルタ係数を変更するもので
あり、Ｓm ＝Ｈm ・Ｓm0であるため、Ｓm ＝０のときＳ
m0＝０となる。したがって差信号演算手段１５５からの
差信号Ｓe を被制御信号として適応型フィルタ１５１に
入力し、制御信号としてＡ／Ｄ変換器１０の出力を入力
することによって、適応型フィルタ１５１は、Ｓm ＝０
となるようるに補償信号Ｓc を出力する。
差信号Ｓe は、 Ｓe ＝Ｓm0・Ｈm −ＳC ・Ｈd1 ＝（Ｓn ・ＨNOISE ＋Ｓc ・Ｈd ）・Ｈm −ＳC ・Ｈd ・Ｈm ＝（Ｓn ・ＨNOISE ＋Ｓc ・Ｈd −ＳC ・Ｈd ）・Ｈm ＝Ｓn ・ＨNOISE ・Ｈm …（８） また適応型フィルタ１５１のフィルタ係数を変更するた
めの制御信号としては、前記と同様にＡ／Ｄ変換器１０
の出力Ｓm が与えられる。適応型フィルタ１５１は、こ
の制御が零となるようにフィルタ係数を変更するもので
あり、Ｓm ＝Ｈm ・Ｓm0であるため、Ｓm ＝０のときＳ
m0＝０となる。したがって差信号演算手段１５５からの
差信号Ｓe を被制御信号として適応型フィルタ１５１に
入力し、制御信号としてＡ／Ｄ変換器１０の出力を入力
することによって、適応型フィルタ１５１は、Ｓm ＝０
となるようるに補償信号Ｓc を出力する。
【００２５】本第２の実施例によっても前記第１の実施
例のものと同様の作用効果が得られる。
例のものと同様の作用効果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、騒
音と消音信号による音波との誤差データとフィルタ係数
毎に更新するための定数とが乗算され、この乗算データ
が模擬伝達で補正された入力データで乗算され、今回の
データと前回とのデータとが加算されて前記フィルタ係
数が更新されようにしたので、フィルタ係数を最初から
最終値を予測してウエイトをかけておくことにより適応
する時間を速めることが可能になる。前記最終値は、騒
音源から消音点までの経路による伝達特性で種々変換す
るので上記構成により柔軟に対応できるようになった。
音と消音信号による音波との誤差データとフィルタ係数
毎に更新するための定数とが乗算され、この乗算データ
が模擬伝達で補正された入力データで乗算され、今回の
データと前回とのデータとが加算されて前記フィルタ係
数が更新されようにしたので、フィルタ係数を最初から
最終値を予測してウエイトをかけておくことにより適応
する時間を速めることが可能になる。前記最終値は、騒
音源から消音点までの経路による伝達特性で種々変換す
るので上記構成により柔軟に対応できるようになった。
【図１】本発明の第１の実施例の前提となる騒音制御装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図２】図１のディジタル信号処理装置の構成を示す図
である。
である。
【図３】適応型フィルタの構成を示す図である。
【図４】図２の係数更新手段の構成を示す図である。
【図５】係数更新定数αk を説明する図である。
【図６】別の係数更新定数αk を説明する図である。
【図７】図６の係数更新定数αk の設定を簡単化する例
を示す図である。
を示す図である。
【図８】第２の実施例の前提となる騒音制御装置を示す
図である。
図である。
【図９】図８のディジタル信号装置の構成を示す図であ
る。
る。
１…騒音源 ２…経路 ３…スピーカ ７、１１…マイクロフォン １５…ディジタル信号処理装置 １５１…適応型フィルタ １５２…係数更新手段 １５３、１５４…伝達特性模擬手段 １５５…差信号演算手段 １５１１、１５２２、１５２５、…遅延手段 １５１２、１５２２…乗算手段 １５１３、１５２４…加算手段 １５２３…乗算手段 １５２６…係数更新定数記憶手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 崎山 和広 兵庫県神戸市兵庫区御所通１丁目２番28 号 富士通テン株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−88685（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−35282（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 騒音源（１）から一定の経路を通過した
騒音と逆相等音圧の音波を出力する消音信号を形成する
ために、入力データを逐次遅延する第１の複数の遅延手
段（１５１１）と、各該第１の複数の遅延手段（１５１
１）の出力データにフィルタ係数を乗算する第１の複数
の乗算手段（１５１２）を具備する適応型フィルタ（１
５１）を有する騒音制御装置において、 前記適応型フィルタ（１５１）の出力から前記騒音と消
音信号による音波との誤差データとして戻るまでの伝達
特性を模擬する伝達特性模擬手段（１５３）と、 各前記第１の複数の乗算手段（１５１２）に対応してフ
ィルタ係数を更新するためのものであって、各該第１の
複数の遅延手段（１５１１）の遅延時間に対応し前記経
路により予め最終値を予測された複数の係数更新定数を
記憶する係数更新定数記憶手段（１５２６）と、 該係数更新定数記憶手段（１５２２）の複数の係数更新
定数と前記誤差データとを乗算する第２の複数の乗算手
段（１５２２）と、 前記伝達特性模擬手段（１５３）を経た騒音の入力デー
タを逐次遅延する第２の複数の遅延手段（１５２１）
と、 該第２の複数の遅延手段（１５２１）の出力データと前
記第２の複数の乗算手段（１５２２）の出力データを乗
算する第３の複数の乗算手段（１５２３）と、 前記第３の複数の乗算手段（１５２３）からのデータと
前回のフィルタ係数データとを加算して前記フィルタ係
数を更新する複数の更新手段（１５２４、１５２５）と
を備えることを特徴とする騒音制御装置。 - 【請求項２】 前記係数更新定数記憶手段（１５２６）
は、記憶される係数更新定数を各該第１の複数の遅延手
段（１５１１）の遅延時間が小さいときには大きくし、
遅延時間が大きくなるにしたがって係数更新定数を徐々
に小さくすることを特徴とする、請求項１に記載の騒音
制御装置。 - 【請求項３】 前記係数更新定数記憶手段（１５２６）
は、記憶される係数更新定数に、各該第１の複数の遅延
手段（１５１１）のある遅延時間で、ピークを持たせる
ことを特徴とする、請求項１に記載の騒音制御装置。 - 【請求項４】 前記係数更新定数記憶手段（１５２６）
は、前記ピーク領域で大きな前記係数更新定数とその他
の領域で小さな前記係数更新定数を有することを特徴と
する、請求項３に記載の騒音制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133734A JP2501717B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 騒音制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133734A JP2501717B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 騒音制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295186A JPH06295186A (ja) | 1994-10-21 |
| JP2501717B2 true JP2501717B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=15111670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4133734A Expired - Fee Related JP2501717B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 騒音制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2501717B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112188340A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-05 | 泰凌微电子（上海）有限公司 | 主动降噪方法、主动降噪装置和耳机 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3397245B2 (ja) * | 1991-09-30 | 2003-04-14 | 日立プラント建設株式会社 | 電子消音システム |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP4133734A patent/JP2501717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112188340A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-05 | 泰凌微电子（上海）有限公司 | 主动降噪方法、主动降噪装置和耳机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06295186A (ja) | 1994-10-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960116 |
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