JP3113122B2 - Adaptive digital filter application equipment - Google Patents

Adaptive digital filter application equipment

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JP3113122B2
JP3113122B2 JP05108101A JP10810193A JP3113122B2 JP 3113122 B2 JP3113122 B2 JP 3113122B2 JP 05108101 A JP05108101 A JP 05108101A JP 10810193 A JP10810193 A JP 10810193A JP 3113122 B2 JP3113122 B2 JP 3113122B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フィルタ係数が更新さ
れる適応型ディジタルフィルタに係り、特に、能動騒音
制御装置、能動振動制御装置、エコーキャンセラ等の信
号処理に好適なフィルタ係数更新を行う適応型ディジタ
ルフィルタ応用装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive digital filter in which a filter coefficient is updated, and more particularly to a filter coefficient update suitable for signal processing of an active noise control device, an active vibration control device, an echo canceller, and the like. The present invention relates to an adaptive digital filter application device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体技術の進歩により、高性能
なディジタルシグナルプロセッサ(以下、DSPと略
す)が比較的低価格で入手可能になり、多くの分野でD
SPの使用が検討されている。このようなDSPの応用
分野の一つとして、能動騒音制御(Active No
ise Control 以下ANCと略す)が注目さ
れている。
2. Description of the Related Art Advances in semiconductor technology in recent years have made high-performance digital signal processors (hereinafter abbreviated as DSPs) available at relatively low prices.
The use of SP is being considered. Active noise control (Active No.
issue Control (hereinafter abbreviated as ANC)).

【0003】ANCシステムは、騒音を検出するセン
サ、マイクロホン等により騒音入力信号を検出し、これ
を適応型ディジタルフィルタを通過させて、スピーカー
を駆動することにより、騒音と逆位相、同振幅の音を発
生させて、騒音を打ち消すものである。さらに、騒音低
減対象空間内に、誤差検出用のマイクロホンを設け、こ
の誤差検出出力が最小になるように、適応型ディジタル
フィルタのフィルタ係数を制御する。
The ANC system detects a noise input signal using a sensor or microphone for detecting noise, passes the signal through an adaptive digital filter, and drives a speaker to produce a sound having the opposite phase and the same amplitude as the noise. Is generated to cancel noise. Further, a microphone for error detection is provided in the noise reduction target space, and the filter coefficient of the adaptive digital filter is controlled so that the error detection output is minimized.

【0004】このような適応信号処理を行うための適用
アルゴリズムとしては、平均2乗誤差または平均誤差エ
ネルギーを最小化する最小2乗平均(LMS:Leas
tMean Square)アルゴリズムを多チャネル
に拡張したアルゴリズムが使用される。
As an applied algorithm for performing such adaptive signal processing, a least mean square error (LMS) for minimizing mean square error or mean error energy is used.
An algorithm obtained by extending the tMean Square algorithm to multiple channels is used.

【0005】従来の、適応型ディジタルフィルタを用い
た多チャネル能動騒音制御装置の例を図8に示す。以
下、同図を用いて、従来技術における適応型ディジタル
フィルタのフィルタ係数の更新方法を説明する。図8
は、4チャネル能動騒音制御装置の構成例であり、騒音
源1から放射される騒音に対し、4つのスピーカ2〜5
の音響出力を適応制御することにより、3次元空間内の
4つの誤差検出手段6〜9の位置で音圧レベルを低減す
る。
FIG. 8 shows an example of a conventional multi-channel active noise control device using an adaptive digital filter. Hereinafter, a method of updating the filter coefficient of the adaptive digital filter according to the related art will be described with reference to FIG. FIG.
Is a configuration example of a four-channel active noise control device.
The sound pressure level is reduced at the positions of the four error detecting means 6 to 9 in the three-dimensional space by adaptively controlling the acoustic output of the sound source.

【0006】騒音源1から放射された騒音は、騒音検出
手段10で検出され、騒音検出手段10はディジタル化
した騒音入力信号u(n)を第1チャネルの適応型FIR
ディジタルフィルタ12、および第1チャネルの入力信
号補正手段15〜18へ出力する。騒音入力信号u(n)
は第2〜4チャネルの適応型FIRディジタルフィル
タ、および入力信号補正手段へも同様に出力される。
[0006] The noise radiated from the noise source 1 is detected by a noise detecting means 10, and the noise detecting means 10 converts the digitized noise input signal u (n) to an adaptive FIR of a first channel.
The signal is output to the digital filter 12 and the input signal correction means 15 to 18 of the first channel. Noise input signal u (n)
Are similarly output to the adaptive FIR digital filters of the second to fourth channels and the input signal correction means.

【0007】第1チャネルの適応型FIRディジタルフ
ィルタ12では、騒音入力信号u(n)をフィルタリング
し、制御信号y1(n)をスピーカ2に出力する。第2〜4
チャネルにおいても同様に制御信号y2(n)、y3(n)、y
4(n)を対応するスピーカ3〜5に出力する。各スピーカ
から出力された音は騒音と互いに干渉し、干渉後の残留
騒音を4個所に配置した誤差検出手段6〜9で検出す
る。
The first channel adaptive FIR digital filter 12 filters the noise input signal u (n) and outputs a control signal y 1 (n) to the speaker 2. 2nd-4th
Similarly, the control signals y 2 (n), y 3 (n), y
4 (n) is output to the corresponding speakers 3 to 5. The sound output from each speaker interferes with the noise, and the residual noise after the interference is detected by error detecting means 6 to 9 arranged at four places.

【0008】誤差検出手段6〜9はそれぞれディジタル
化した誤差信号e1(n)、e2(n)、e3(n)、e4(n)を出力
する。第1チャネルのフィルタ係数更新手段11は、上
記4つの誤差信号を全て入力する。第2〜3チャネルに
ついても第1チャネルと同様である。そして、各チャネ
ルのフィルタ係数更新手段は式(10)の評価基準Cを最小
にするように適応型FIRディジタルフィルタのフィル
タ係数を更新する。
The error detecting means 6 to 9 output digitized error signals e 1 (n), e 2 (n), e 3 (n) and e 4 (n), respectively. The filter coefficient updating means 11 of the first channel receives all of the four error signals. The same applies to the second and third channels as to the first channel. Then, the filter coefficient updating means of each channel updates the filter coefficient of the adaptive FIR digital filter so as to minimize the evaluation criterion C of Expression (10).

【数10】 (Equation 10)

【0009】式(10)において、E[・]は期待値操
作を表わし、em(n)は時刻nにおけるm番目の誤差信
号、Mは誤差検出手段の総数である。第kチャネルの適
応型FIRディジタルフィルタの時刻nにおけるiタッ
プ目のフィルタ係数をhki(n)とすると、第kチャネル
の適応型FIRディジタルフィルタの出力yk(n)は、式
(11)で示される。
[0009] formula (10), E [·] denotes the expected value operation, e m (n) is the m-th error signal at time n, M is the total number of error detection means. Assuming that the filter coefficient at the i-th tap at time n of the k-th channel adaptive FIR digital filter is h ki (n), the output y k (n) of the k-th channel adaptive FIR digital filter is expressed by the following equation.
Indicated by (11).

【数11】 [Equation 11]

【0010】式(11)において、Iは適応型FIRディジ
タルフィルタのタップ総数を示す。係数更新手段では式
(10)を最小にするため、式(12)を用いてフィルタ係数h
ki(n)を更新する。
In equation (11), I indicates the total number of taps of the adaptive FIR digital filter. In the coefficient updating means, the formula
In order to minimize (10), filter coefficient h is calculated using equation (12).
Update ki (n).

【数12】 (Equation 12)

【0011】式(12)において、rkm(n)は入力補正信号
であり、入力信号補正手段の出力として得られ、式(13)
で計算される。また、αはステップサイズ・パラメータ
であり、小さな正の値をとる。
In the equation (12), r km (n) is an input correction signal, which is obtained as an output of the input signal correction means.
Is calculated. Α is a step size parameter and takes a small positive value.

【数13】 (Equation 13)

【0012】式(13)において、gkmjは、第kチャネル
の適応型FIRディジタルフィルタの出力yk(n)が第m
番目の誤差検出手段の出力として観測される過程の伝達
特性を推定した、FIRディジタルフィルタの第jタッ
プ目のフィルタ係数を示し、rkm(n)は、そのFIRデ
ィジタルフィルタの出力である。入力信号補正手段15
〜18は、これらの入力信号補正用FIRディジタルフ
ィルタから構成される。また式(13)において、Jは検出
信号補正用FIRディジタルフィルタのタップ総数を示
す。
In equation (13), g kmj is the output y k (n) of the adaptive FIR digital filter of the k-th channel is the m-th output.
The filter coefficient of the j-th tap of the FIR digital filter, which estimated the transfer characteristic of the process observed as the output of the error detecting means, is shown, and r km (n) is the output of the FIR digital filter. Input signal correction means 15
To 18 are composed of these input signal correcting FIR digital filters. In Expression (13), J represents the total number of taps of the FIR digital filter for correcting a detection signal.

【0013】一般にM個の誤差検出手段がある場合、入
力信号補正用FIRディジタルフィルタは1チャネルあ
たりM個必要であり、チャネル数がKの場合、合計では
K×M個必要となる。従って図8の構成では4つの誤差
検出手段6〜9があるので、第1チャネルの入力信号補
正用には、g11j,g12j,g13j,g14j(j=0,1,…,J-
1)をそれぞれのフィルタ係数としてもつ4つのJタッ
プFIRディジタルフィルタ15〜18が使用される。
In general, when there are M error detection means, M input signal correction FIR digital filters are required for each channel, and when the number of channels is K, K × M filters are required in total. Therefore, in the configuration of FIG. 8, there are four error detecting means 6 to 9, and therefore, g11j , g12j , g13j , g14j (j = 0, 1,..., J) for correcting the input signal of the first channel. -
Four J-tap FIR digital filters 15 to 18 having 1) as respective filter coefficients are used.

【0014】さらに従来技術では、1サンプリング期間
のフィルタ係数更新に伴う式(12)の計算量を削減するた
め、mについての総和ではなく1つのmに対しての値の
みをフィルタ係数の更新に用い、残りのmについては後
のサンプリング期間で順番に用いるようにしたエラース
キャニング法と呼ばれる方法が提案されており(特開平
3−274897号公報)、このときのフィルタ係数h
ki(n)の更新方法は式(14)にまとめられる。 hki(n+1)=hki(n)−α・rkm(n-i)・em(n) …(14) ただし、m=(n mod M)+1 式(14)において(n mod M)は、nをMで割った余
りを示す記号である。
Further, in the prior art, in order to reduce the calculation amount of the equation (12) accompanying the update of the filter coefficient during one sampling period, only the value for one m is updated instead of the sum of m. A method called an error scanning method has been proposed in which the remaining m is used in order in a later sampling period (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-274897).
The method of updating ki (n) is summarized in equation (14). h ki (n + 1) = h ki (n) -α · r km (ni) · e m (n) ... (14) where, m = (n mod M) +1 In formula (14) (n mod M ) Is a symbol indicating the remainder of n divided by M.

【0015】図9は、このエラースキャニング法を用い
たときの係数更新手段周辺の構成を示すものである。M
個の誤差信号em(n)(m=1,2,…,M)の中から、時刻nに
同期して、誤差信号選択手段14によって1つの誤差信
号が選択され、係数更新手段11に入力される。係数更
新手段11では、現在を含めた過去I個の入力補正信号
km(n-i)(i=0,1,…,I-1)と選択された誤差信号を用
いて式(14)がすべてのiに対して計算される。
FIG. 9 shows a configuration around the coefficient updating means when this error scanning method is used. M
One of the error signals e m (n) (m = 1, 2,..., M) is selected by the error signal selecting means 14 in synchronization with the time n. Is entered. The coefficient updating means 11 uses the past I input correction signals r km (ni) (i = 0,1,..., I-1) including the present and the selected error signal to completely convert the equation (14). Is calculated for i.

【0016】エラースキャニング法を用いた場合におい
ても、フィルタ係数更新手段11では、現在の時刻を含
む過去I個の入力補正信号rkmを常に用意しておく必要
があることから、チャネル当たりM個の入力補正用FI
Rディジタルフィルタは、毎回計算する必要がある。ま
た、フィルタ係数更新手段11には、入力補正信号rkm
(n)について、n=n〜n−I+1の過去I個の信号
を、各mに対応してそれぞれ保存しておくバッファ13
を必要とする。さらに、式(14)で示されたエラースキャ
ニング法は、M個のすべての誤差信号に対してフィルタ
係数の更新が実施されるのに、M回のサンプリングが必
要となる。
Even when the error scanning method is used, the filter coefficient updating means 11 must always prepare the past I input correction signals r km including the current time, so that M Input correction FI
The R digital filter needs to be calculated every time. Further, the filter coefficient updating means 11 includes an input correction signal r km
For (n), a buffer 13 for storing the past I signals of n = n to n−I + 1 corresponding to each m
Need. Further, the error scanning method represented by Expression (14) requires M samplings to update the filter coefficients for all M error signals.

【0017】さらに、従来技術として図10に示す構成
が提案されている。図10は、2チャネル能動騒音制御
の構成例であり、騒音源1から放射された騒音を2つの
スピーカ2,3の出力を適応制御することにより、3次
元空間内に配置した2つの誤差検出手段6,7の位置で
音圧レベルを低減する。図8の構成と異なる点は、誤差
検出手段6,7の出力e1(n)とe2(n)が加算器20で加
算され、その出力である加算誤差信号s1(n)=e1(n)+
2(n)を第1チャネルの係数更新手段21、および第2
チャネルの係数更新手段22で用いている点である。
Further, a configuration shown in FIG. 10 has been proposed as a prior art. FIG. 10 shows a configuration example of two-channel active noise control, in which noise radiated from a noise source 1 is adaptively controlled by the outputs of two speakers 2 and 3 to detect two errors arranged in a three-dimensional space. The sound pressure level is reduced at the position of the means 6,7. The difference from the configuration of FIG. 8 is that the outputs e 1 (n) and e 2 (n) of the error detection means 6 and 7 are added by the adder 20, and the added output signal s 1 (n) = e. 1 (n) +
e 2 (n) is calculated by the coefficient updating means 21 of the first channel and the second
This is the point used in the coefficient updating means 22 of the channel.

【0018】この例では、第1チャネルの入力信号補正
手段には、w11j=g11j+g12j(j=0,1,…,J-1)をフ
ィルタ係数にもつFIRディジタルフィルタ23が用い
られ、第2チャネルの入力信号補正手段には、w21j
21j+g22j(j=0,1,…,J-1)をフィルタ係数にもつF
IRディジタルフィルタ24が用いられる。第kチャネ
ルの適応型FIRディジタルフィルタのフィルタ係数h
ki(n)の更新は式(15)により行われる。 hki(n+1)=hki(n)−α・bk1(n-i)・s1(n) …(15)
In this example, an FIR digital filter 23 having w 11j = g 11j + g 12j (j = 0,1,..., J−1) as a filter coefficient is used as the input signal correction means of the first channel. , The input signal correction means of the second channel has w 21j =
F having a filter coefficient of g 21j + g 22j (j = 0,1, ..., J-1)
An IR digital filter 24 is used. Filter coefficient h of the adaptive FIR digital filter of the k-th channel
The update of ki (n) is performed by equation (15). h ki (n + 1) = h ki (n) −α · b k1 (ni) · s 1 (n)… (15)

【0019】式(15)において、bk1(n)は第kチャネル
の入力信号補正手段に用いたFIRディジタルフィルタ
の出力であり、式(16)で計算される。
In equation (15), b k1 (n) is the output of the FIR digital filter used for the input signal correction means of the k-th channel, and is calculated by equation (16).

【数16】 式(15)によるフィルタ係数の更新を行った場合に最小化
される評価基準Cは、式(10)に示した誤差信号の2乗の
総和の期待値ではなく、式(17)に示すように各誤差信号
の総和の2乗の期待値となり、両者は同一ではないこと
に留意されるべきである。
(Equation 16) The evaluation criterion C that is minimized when the filter coefficient is updated by Expression (15) is not the expected value of the sum of squares of the error signal shown in Expression (10), but is expressed by Expression (17). It should be noted that the expected value of the square of the sum of each error signal is not the same.

【数17】 [Equation 17]

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、式(12)
による適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数更新に
おいては、誤差信号の数が増えるにつれて演算量が膨大
になるという問題点があった。また、式(14)を用いたフ
ィルタ係数の更新は、式(12)に比べるとかなりの演算量
を削減できるが、1つのサンプリング期間内では1つの
誤差信号にのみ着目しているため、適応速度が1/Mに
劣化するという問題点があった。
However, the equation (12)
In the update of the filter coefficient of the adaptive digital filter according to the above, there is a problem that the amount of calculation becomes enormous as the number of error signals increases. Also, updating the filter coefficient using equation (14) can reduce the amount of calculation considerably compared to equation (12), but since only one error signal is focused within one sampling period, adaptive There is a problem that the speed is reduced to 1 / M.

【0021】さらに、式(14)においてフィルタ係数hki
(n)をすべてのタップ番号iについて更新する際、入力
補正信号rkm(n)は現在の時刻nを含めた過去I個分の
データが利用されるため、入力補正信号rkm(n)を求め
る式(13)の演算に関しては、すべてのmに対してサンプ
リングごとに毎回実行する必要があり、この演算量は誤
差信号の総数Mに比例して大きくなるため、さらに演算
量の削減が必要になるという問題点があった。
Further, in equation (14), the filter coefficient h ki
When updating the (n) all tap number i, the input correction signal r miles (n) since the last I pieces of data, including the current time n is used, the input correction signal r miles (n) It is necessary to perform the calculation of Expression (13) for every m every sampling for every m, and this calculation amount increases in proportion to the total number M of error signals. There was a problem that it became necessary.

【0022】また、図10に示した従来例のように、各
誤差信号を加算結合し、式(15)によりフィルタ係数の更
新を行えば、エラースキャニング法の式(14)によるフィ
ルタ係数更新に比べると、式(14)を用いた場合は入力補
正信号を算出するための演算式(13)を誤差信号の総数M
個分に対して行う必要があったものが、式(15)のフィル
タ係数更新では式(16)を一回計算すればよく、計算量が
更に少なくなっている。しかしこの場合、最小化すべき
評価基準Cが式(17)で示されるように、各誤差信号の総
和の2乗の期待値であるため、必ずしも騒音レベルを減
少できるとは限らないという問題点があった。
Further, as in the conventional example shown in FIG. 10, if the error signals are added and combined and the filter coefficient is updated by the equation (15), the filter coefficient is updated by the equation (14) of the error scanning method. In comparison, when the equation (14) is used, the operation equation (13) for calculating the input correction signal is expressed by the total number M of error signals.
What has to be performed for the individual unit, the update of the filter coefficient of the equation (15) only needs to calculate the equation (16) once, and the amount of calculation is further reduced. However, in this case, the problem is that the noise level cannot always be reduced because the evaluation criterion C to be minimized is the expected value of the square of the sum of the error signals as shown in Expression (17). there were.

【0023】図10の第1チャネルの適応型FIRディ
ジタルフィルタ25のフィルタ係数の更新を例にして、
さらに具体的にこの問題点を説明すると以下のようにな
る。式(15)によるフィルタ係数の更新は、s1(n)=e
1(n)+e2(n)、およびb11(n)=r11(n)+r12(n)であ
ることを用いて式(18)のように表わすことができる。 h1i(n+1)=h1i(n)−α(e1(n)r11(n-i)+e2(n)r12(n-i) +e1(n)r12(n-i)+e2(n)r11(n-i)) …(18)
The updating of the filter coefficients of the adaptive FIR digital filter 25 of the first channel in FIG.
This problem will be described more specifically as follows. The update of the filter coefficient according to the equation (15) is represented by s 1 (n) = e
Equation (18) can be expressed by using 1 (n) + e 2 (n) and b 11 (n) = r 11 (n) + r 12 (n). h 1i (n + 1) = h 1i (n) −α (e 1 (n) r 11 (ni) + e 2 (n) r 12 (ni) + e 1 (n) r 12 (ni) + e 2 (n ) r 11 (ni))… (18)

【0024】一方、式(12)によるフィルタ係数の更新を
適用すれば式(19)となる。 h1i(n+1)=h1i(n)−α(e1(n)r11(n-i)+e2(n)r12(n-i)) …(19) ここで、式(18)と式(19)を比較すれば式(18)では明らか
に−α(e1(n)r12(n-i)+e2(n)r11(n-i))だけ誤っ
た更新がなされており、これによる悪影響が制御に現れ
る場合がある。
On the other hand, if the update of the filter coefficient according to equation (12) is applied, equation (19) is obtained. h 1i (n + 1) = h 1i (n) −α (e 1 (n) r 11 (ni) + e 2 (n) r 12 (ni)) (19) Here, the expression (18) and the expression Comparing (19), in equation (18), it is clear that -α (e 1 (n) r 12 (ni) + e 2 (n) r 11 (ni)) is incorrectly updated, which has an adverse effect. May appear in the control.

【0025】本発明は,以上のような問題点に鑑み、式
(10)で示した各誤差信号の2乗和の期待値Cを最小にす
ることができ、従来手法に比べて少ない計算量で、かつ
適応速度の劣下のないフィルタ係数更新が可能な適応型
ディジタルフィルタ応用装置を提供することを課題とす
るものである。
In view of the above problems, the present invention has
It is possible to minimize the expected value C of the sum of squares of each error signal shown in (10), to reduce the amount of calculation as compared with the conventional method, and to update the filter coefficient without lowering the adaptation speed. It is an object of the present invention to provide a digital filter application device.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、次の構成を有する。すなわち、本発明は、
サンプリングされた入力信号と所定の手段により逐次更
新されるフィルタ係数との畳み込み演算を行ない、該演
算の結果をフィルタ出力とする少なくとも1つの適応型
ディジタルフィルタと、前記フィルタ出力を作用空間に
出力するための出力伝達手段と、作用空間で合成された
合成出力と希望応答との誤差を観測し誤差信号を出力す
る複数の誤差観測手段と、前記それぞれの誤差観測手段
により出力された各誤差信号に基づいて各フィルタ係数
を更新する係数更新手段とを備える適応型ディジタルフ
ィルタ応用装置において、各誤差信号に所定の複数通り
の線形結合を施して複数の結合誤差信号を出力する誤差
結合手段と、それぞれの結合誤差信号に対応した所定の
伝達特性で入力信号をフィルタリングして各結合誤差信
号に対応した入力補正信号を出力する入力補正手段と、
各結合誤差信号とそれらに対応した各入力補正信号を入
力して各結合誤差信号を最小にするようにフィルタ係数
の更新を行う係数更新手段を備え、各結合誤差信号の2
乗和が各誤差信号の2乗の線形結合になるように、前記
複数通りの線形結合が決定されることを特徴とする適応
型ディジタルフィルタ応用装置である。
The present invention has the following arrangement to solve the above-mentioned problems. That is, the present invention
A convolution operation of a sampled input signal and a filter coefficient sequentially updated by a predetermined means is performed, and at least one adaptive digital filter that uses the result of the operation as a filter output, and outputs the filter output to an action space. Output transmission means, a plurality of error observation means for observing an error between a combined output synthesized in the action space and a desired response and outputting an error signal, and each error signal output by the respective error observation means. An adaptive digital filter application device comprising: a coefficient updating unit that updates each filter coefficient based on the error combining unit.The error combining unit outputs a plurality of combined error signals by performing a predetermined plurality of linear combinations on each error signal. The input signal corresponding to each coupling error signal is filtered by filtering the input signal with a predetermined transfer characteristic corresponding to the coupling error signal. An input correcting means for outputting a positive signal,
A coefficient updating means for inputting each coupling error signal and each input correction signal corresponding thereto and updating the filter coefficient so as to minimize each coupling error signal is provided.
An adaptive digital filter application device, wherein the plurality of types of linear combinations are determined so that a sum of squares is a linear combination of squares of each error signal.

【0027】また、本発明は、前記適応型ディジタルフ
ィルタ応用装置において、誤差信号の総数が多い場合に
は、誤差結合手段で結合される誤差信号を2つ以上の組
みに区分し、区分した各組みにおいて属する誤差信号に
対し所定の複数通りの線形結合を施して、各組みにおい
て複数の結合誤差信号を作成する誤差結合手段と、それ
ぞれの結合誤差信号に対応した所定の伝達特性で入力信
号をフィルタリングして各結合誤差信号に対応した入力
補正信号を出力する入力補正手段と、各結合誤差信号と
それらに対応した各入力補正信号を入力して各結合誤差
信号を最小にするようにフィルタ係数の更新を行う係数
更新手段とを備え、各組みにおける各結合誤差信号の2
乗和がその組みの各誤差信号の2乗の線形結合になるよ
うに、前記複数通りの線形結合が決定されることを特徴
とする適応型ディジタルフィルタ応用装置である。
According to the present invention, in the adaptive digital filter application apparatus, when the total number of error signals is large, the error signals combined by the error combining means are divided into two or more sets, and Error combining means for performing a plurality of predetermined linear combinations on the error signals belonging to the set to generate a plurality of combined error signals in each set; and an input signal having a predetermined transfer characteristic corresponding to each combined error signal. Input correction means for filtering and outputting an input correction signal corresponding to each coupling error signal, and a filter coefficient for inputting each coupling error signal and each input correction signal corresponding thereto and minimizing each coupling error signal And a coefficient updating means for updating the combined error signal of each combination.
An adaptive digital filter application device, wherein the plurality of types of linear combinations are determined so that a sum of squares is a linear combination of squares of each error signal of the set.

【0028】また、本発明は、前記適応型ディジタルフ
ィルタ応用装置において、あるサンプリング時刻(n)
には1つの結合誤差信号のみを最小化する対象として適
応型ディジタルフィルタのフィルタ係数の更新を実行
し、次のサンプリング時刻(n+1)には別の結合誤差
信号のみを最小化する対象として適応型ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数の更新を実行し、順次サンプリング
に同期して、最小化の対象とする結合誤差信号を所定の
順序で選択する結合誤差信号選択手段を備えることを特
徴とする適応型ディジタルフィルタ応用装置である。
Further, according to the present invention, there is provided the adaptive digital filter application device, wherein a certain sampling time (n)
, The filter coefficient of the adaptive digital filter is updated as a target for minimizing only one coupling error signal. At the next sampling time (n + 1), an adaptive type filter is updated as a target for minimizing only another coupling error signal. An adaptive digital filter comprising a coupling error signal selecting means for executing updating of filter coefficients of a digital filter and sequentially selecting a coupling error signal to be minimized in a predetermined order in synchronization with sampling. It is an applied device.

【0029】また、本発明は、前記適応型ディジタルフ
ィルタ応用装置において、あるサンプリング時刻(n)
には1つの入力補正信号のみを作成し、次のサンプリン
グ時刻(n+1)には別の1つの入力補正信号のみを作
成し、順次サンプリングに同期して、入力補正信号を所
定の順序で選択作成して、係数更新手段に入力する入力
補正信号選択手段と、前記所定の順序で入力された入力
補正信号の時系列とそれらに対応する各結合誤差信号と
を用いて、適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を
更新する係数更新手段とを備え、1つのサンプリング期
間内では前記入力補正信号の時系列に関連して、着目す
る結合誤差信号が適応型ディジタルフィルタの各タップ
ごとに割り当てられ、その割り当てられた結合誤差信号
を最小にするフィルタ係数の更新がそれぞれのタップで
実行されることを特徴とする適応型ディジタルフィルタ
応用装置である。
Further, according to the present invention, there is provided the adaptive digital filter application device, wherein a certain sampling time (n)
, Only one input correction signal is generated, and at the next sampling time (n + 1), only another input correction signal is generated, and the input correction signals are selectively generated in a predetermined order in synchronization with the sampling. A filter for an adaptive digital filter using an input correction signal selecting means input to the coefficient updating means, and a time series of the input correction signals input in the predetermined order and respective corresponding coupling error signals. And a coefficient updating unit for updating a coefficient. In one sampling period, a coupling error signal of interest is allocated to each tap of the adaptive digital filter in association with a time series of the input correction signal, and the allocation is performed. An adaptive digital filter application device characterized in that updating of filter coefficients for minimizing the combined error signal is executed at each tap.

【0030】また、本発明は、サンプリングされた入力
信号と所定の手段により逐次更新されるフィルタ係数と
の畳み込み演算を行ない、該演算の結果をフィルタ出力
とする少なくとも1つの適応型ディジタルフィルタと、
前記フィルタ出力を作用空間に出力するための出力伝達
手段と、作用空間で合成された合成出力と希望応答との
誤差を観測し誤差信号を出力する複数の誤差観測手段
と、前記それぞれの誤差観測手段により出力された各誤
差信号に基づいて各フィルタ係数を更新する係数更新手
段とを備える適応型ディジタルフィルタ応用装置におい
て、それぞれの誤差信号に対応した所定の伝達特性で入
力信号をフィルタリングして各誤差信号に対応した入力
補正信号を出力する入力補正手段と、各誤差信号に対応
して入力補正手段で作成される複数の入力補正信号に対
して、あるサンプリング時刻(n)には1つの入力補正
信号のみを選択し、次のサンプリング時刻(n+1)に
は別の1つの入力補正信号のみを選択し、順次サンプリ
ングに同期して入力補正信号を所定の順序で選択して係
数更新手段に入力する入力補正信号選択手段と、前記所
定の順序で選択された入力補正信号の時系列とそれらに
対応する各誤差信号とを用いて、適応型ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数を更新する係数更新手段とを備え、
前記係数更新手段において、1つのサンプリング期間内
では前記入力補正信号の時系列に関連して着目する誤差
信号が適応型ディジタルフィルタの各タップごとに割り
当てられ、その割り当てられた誤差信号を最小にするフ
ィルタ係数の更新が、それぞれのタップで実行されるこ
とを特徴とする適応型ディジタルフィルタ応用装置であ
る。
The present invention also provides at least one adaptive digital filter which performs a convolution operation of a sampled input signal and a filter coefficient which is sequentially updated by a predetermined means, and uses the result of the operation as a filter output;
Output transmitting means for outputting the filter output to the working space; a plurality of error observing means for observing an error between the combined output synthesized in the working space and a desired response and outputting an error signal; And a coefficient updating unit for updating each filter coefficient based on each error signal output by the unit.In the adaptive digital filter application device, the input signal is filtered by a predetermined transfer characteristic corresponding to each error signal. For a plurality of input correction signals generated by the input correction means corresponding to each of the error signals, one input signal is provided at a certain sampling time (n) for the input correction means for outputting an input correction signal corresponding to the error signal. Only the correction signal is selected, and at the next sampling time (n + 1), only another input correction signal is selected, and the input correction signal is sequentially input in synchronization with sampling. Input correction signal selecting means for selecting a positive signal in a predetermined order and input to the coefficient updating means, using a time series of input correction signals selected in the predetermined order and respective error signals corresponding thereto, Coefficient updating means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter,
In the coefficient updating means, within one sampling period, an error signal of interest in association with the time series of the input correction signal is assigned to each tap of the adaptive digital filter, and the assigned error signal is minimized. An adaptive digital filter application device characterized in that updating of filter coefficients is performed at each tap.

【0031】[0031]

【作用】本発明によれば、複数の誤差信号に対し所定の
複数通りの線形結合を施して複数の結合誤差信号を出力
する誤差結合手段と、それぞれの結合誤差信号に対応し
た所定の伝達特性で入力信号をフィルタリングして各結
合誤差信号に対応した入力補正信号を出力する入力補正
手段と、各結合誤差信号とそれらに対応した各入力補正
信号を入力して各結合誤差信号を最小にするようにフィ
ルタ係数の更新を行う係数更新手段を備え、各結合誤差
信号の2乗和が各誤差信号の2乗の線形結合になるよう
に、前記複数通りの線形結合が決定される。
According to the present invention, error combining means for applying a plurality of predetermined linear combinations to a plurality of error signals and outputting a plurality of combined error signals, and a predetermined transfer characteristic corresponding to each combined error signal An input correction means for filtering the input signal to output an input correction signal corresponding to each coupling error signal, and inputting each coupling error signal and each corresponding input correction signal to minimize each coupling error signal Coefficient updating means for updating the filter coefficients as described above, and the plurality of types of linear combinations are determined so that the sum of squares of each combined error signal is a linear combination of the squares of each error signal.

【0032】これを図10の能動消音装置に適用して作
用をみると、前記線形結合の条件を満たす複数の結合誤
差信号の1例として式(20)で示されるs1、s2がある。
When this is applied to the active silencer shown in FIG. 10 and its operation is examined, s 1 and s 2 represented by the equation (20) are examples of a plurality of coupling error signals satisfying the condition of the linear combination. .

【数20】 このとき式(4)、式(5)、式(13)から第1チャネルの入力
補正信号は、
(Equation 20) At this time, from Equations (4), (5), and (13), the input correction signal of the first channel is

【数21】 式(21)で定義できる。このときsp(n)を誤差信号、bkp
(n)を入力補正信号とみなして式(12)を適用すれば、第
1チャネルのフィルタ係数h11(n)の更新は式(22)で表
わされ、 h1i(n+1)=h1i(n)−α(b11(n-i)s1(n)+b12(n-i)s2(n)) =h1i(n)−2α(r11(n-i)e1(n)+r12(n-i)e2(n)) …(22) これはステップサイズパラメータαを調整すれば、式(1
0)で定義された評価基準Cを最小にするフィルタ係数の
更新式(12)と等価であり、有効な制御が期待できる。
(Equation 21) It can be defined by equation (21). At this time, s p (n) is an error signal, b kp
If equation (12) is applied by regarding (n) as an input correction signal, updating of the filter coefficient h 11 (n) of the first channel is expressed by equation (22), and h 1i (n + 1) = h 1i (n) -α (b 11 (ni) s 1 (n) + b 12 (ni) s 2 (n)) = h 1i (n) -2α (r 11 (ni) e 1 (n) + r 12 (ni) e 2 (n))… (22) This can be obtained by adjusting the step size parameter α by the formula (1)
This is equivalent to the filter coefficient update equation (12) that minimizes the evaluation criterion C defined in (0), and effective control can be expected.

【0033】さらに式(22)の右辺第2項における2つの
結合誤差信号s1(n)、s2(n)について、あるサンプリン
グ時にはs1(n)の項のみについて演算を実行し、次のサ
ンプリング時にはs2(n)の項のみについて演算を実行
し、順次サンプリングに同期して演算を実行する項を切
替えてフィルタ係数の更新を行えば、演算量の削減が可
能である。このときs1(n)に着目したときのフィルタ係
数の更新量は式(23)で表わされる。 −αb11(n-i)s1(n)=−α(e1(n)r11(n-i)+e2(n)r12(n-i) +e1(n)r12(n-i)+e2(n)r11(n-i)) …(23)
Further, for the two coupled error signals s 1 (n) and s 2 (n) in the second term on the right side of the equation (22), at a certain sampling time, the operation is executed only for the term s 1 (n). When the sampling is performed, the calculation is performed only on the term s 2 (n), and the terms for which the calculation is performed are sequentially switched in synchronization with the sampling to update the filter coefficient, thereby reducing the amount of calculation. At this time, the update amount of the filter coefficient when focusing on s 1 (n) is expressed by Expression (23). −αb 11 (ni) s 1 (n) = − α (e 1 (n) r 11 (ni) + e 2 (n) r 12 (ni) + e 1 (n) r 12 (ni) + e 2 (n) r 11 (ni))… (23)

【0034】一方、s2(n)に着目した場合は式(24)に表
わされる。 −αb12(n-i)s2(n)=−α(e1(n)r11(n-i)+e2(n)r12(n-i) −e1(n)r12(n-i)−e2(n)r11(n-i)) …(24) このとき、式(23)の右辺の( )内の第3項、第4項、お
よび式(24)の第3項、第4項は誤った更新成分である
が、式(25)、式(26)の関係が期待できるため、
On the other hand, when attention is paid to s 2 (n), it is expressed by equation (24). −αb 12 (ni) s 2 (n) = − α (e 1 (n) r 11 (ni) + e 2 (n) r 12 (ni) −e 1 (n) r 12 (ni) −e 2 ( n) r 11 (ni)) (24) At this time, the third and fourth terms in () on the right side of the equation (23) and the third and fourth terms of the equation (24) are incorrect. Although it is an update component, since the relationship of Expression (25) and Expression (26) can be expected,

【数25】 (Equation 25)

【数26】 これらの誤った更新成分は、時刻nの経過とともに相殺
される。さらに式(23)と式(24)を見れば、どちらの式に
おいても、誤差信号e1(n)とe2(n)の両方に関する係数
更新が行われているため、式(23)と式(24)はサンプリン
グごとに交互に実施しても適応速度の劣下のないことが
期待できる。
(Equation 26) These erroneous update components are canceled as time elapses. Further, looking at Equations (23) and (24), in both equations, since the coefficient update is performed on both the error signals e 1 (n) and e 2 (n), Equation (24) can be expected to have no deterioration in adaptation speed even if it is performed alternately for each sampling.

【0035】さらに前記第1チャネルの適応型ディジタ
ルフィルタについて説明すると、前記2つの結合誤差信
号s1(n)、s2(n)に対応して入力補正手段で作成される
2つの入力補正信号b11(n)、b12(n)に対して、あるサ
ンプリング時刻には1つの入力補正信号のみを作成し、
次のサンプリング時刻には別の1つの入力補正信号のみ
を作成し、順次サンプリングに同期して入力補正信号を
所定の順序で選択して係数更新手段に入力し、係数更新
手段において前記所定の順序で入力された入力補正信号
の時系列とそれらに対応する各結合誤差信号を用いて適
応型ディジタルフィルタのフィルタ係数が更新されると
ともに、このとき1つのサンプリング期間内では前記入
力補正信号の時系列に関連して、着目する結合誤差信号
が適応型ディジタルフィルタの各タップごとに割り当て
られ、その割り当てられた結合誤差信号を最小にするフ
ィルタ係数の更新をそれぞれのタップで実行すれば、1
つのサンプリング期間内で入力補正信号の作成のために
必要な式(5)に相当する演算が1つで済むため、さらな
る演算量の削減が可能になる。
The first type of adaptive digital filter will now be described. Two input correction signals generated by input correction means corresponding to the two coupling error signals s 1 (n) and s 2 (n) will be described. For b 11 (n) and b 12 (n), only one input correction signal is created at a certain sampling time,
At the next sampling time, only another input correction signal is generated, and the input correction signals are sequentially selected in a predetermined order in synchronization with the sampling and input to the coefficient updating means. The filter coefficient of the adaptive digital filter is updated using the time series of the input correction signal input in step (c) and the respective combined error signals corresponding thereto, and at this time, the time series of the input correction signal within one sampling period In connection with the above, a coupling error signal of interest is allocated to each tap of the adaptive digital filter, and updating of the filter coefficient that minimizes the allocated coupling error signal is performed at each tap.
Since only one operation corresponding to the expression (5) required for creating the input correction signal is required within one sampling period, the amount of operation can be further reduced.

【0036】[0036]

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は、本発明に係る適応型ディジタルフィルタ
応用装置を2チャネル能動騒音制御装置に適用した場合
の第1の実施例を示す図である。同図において、騒音源
1から発せられた騒音は、騒音検出マイク27で電気信
号に変換され、図示されないA/D変換器により、サン
プリング及びAD変換された騒音信号u(n)は、第1チ
ャネルの適応型FIRディジタルフィルタ25、および
第2チャネルの適応型FIRディジタルフィルタ26に
出力される。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment in which the adaptive digital filter application device according to the present invention is applied to a two-channel active noise control device. In the figure, noise emitted from a noise source 1 is converted into an electric signal by a noise detection microphone 27, and a noise signal u (n) sampled and A / D converted by an A / D converter (not shown) is converted into a first signal. The signal is output to the adaptive FIR digital filter 25 of the channel and the adaptive FIR digital filter 26 of the second channel.

【0037】各適応型FIRディジタルフィルタは、式
(11)に基づいてフィルタ出力y1(n)、y2(n)作成し、フ
ィルタ出力y1(n)、y2(n)は図示されないD/A変換器
によりアナログ信号に変換され、図示されない増幅器に
より電力増幅されて、スピーカ2および3にそれぞれ出
力される。スピーカ2,3では、電力増幅されたアナロ
グ信号が音響出力に変換されて作用空間に出力される。
騒音低減の対象となる作用空間では、騒音波形とスピー
カ出力とが干渉する。
Each adaptive FIR digital filter has the formula
Filter outputs y 1 (n) and y 2 (n) are created based on (11), and the filter outputs y 1 (n) and y 2 (n) are converted into analog signals by a D / A converter (not shown). Power is amplified by an amplifier (not shown) and output to speakers 2 and 3 respectively. In the speakers 2 and 3, the power-amplified analog signal is converted into an acoustic output and output to the working space.
In the working space targeted for noise reduction, the noise waveform interferes with the speaker output.

【0038】干渉後の波形は誤差検出マイク28、およ
び29で検出され、図示されないA/D変換器により、
AD変換された誤差信号e1(n)、およびe2(n)が誤差結
合手段30に出力される。誤差結合手段30では、式
(4)に基づいて誤差信号が結合される。また、このとき
の誤差結合行列Aを式(27)に示す。
The waveform after the interference is detected by the error detecting microphones 28 and 29, and is output by an A / D converter (not shown).
The AD converted error signals e 1 (n) and e 2 (n) are output to the error coupling means 30. In the error coupling means 30, the equation
The error signals are combined based on (4). The error coupling matrix A at this time is shown in Expression (27).

【数27】 [Equation 27]

【0039】従って、式(4)によれば、結合誤差信号s1
(n)、s2(n)はそれぞれ式(28)、式(29)となる。 s1(n)=e1(n)+e2(n) …(28) s2(n)=e1(n)−e2(n) …(29) このようにして作成された結合誤差信号は、第1チャネ
ルの係数更新手段31、および第2チャネルの係数更新
手段32に入力される。再び入力側に戻ると、騒音信号
u(n)は、第1チャネルの入力信号補正手段であるFI
Rディジタルフィルタ33,34および第2チャネルの
入力信号補正手段であるFIRディジタルフィルタ3
5,36に入力される。
Therefore, according to equation (4), the coupling error signal s 1
(n) and s 2 (n) are given by equations (28) and (29), respectively. s 1 (n) = e 1 (n) + e 2 (n) (28) s 2 (n) = e 1 (n) −e 2 (n) (29) The signal is inputted to the coefficient updating means 31 of the first channel and the coefficient updating means 32 of the second channel. When returning to the input side again, the noise signal u (n) is input to the FI
R digital filters 33 and 34 and an FIR digital filter 3 as input signal correction means for the second channel.
5 and 36 are input.

【0040】第kチャネルの適応型FIRディジタルフ
ィルタの出力が、第m番目の誤差検出マイクで検出され
る過程の伝達特性を、JタップのFIRディジタルフィ
ルタで推定したときのフィルタ係数をgkmj(j=0,1,…,
J-1)とし、これらのフィルタ係数は予め計測して求め
られているものとすれば、第1チャネルのFIRディジ
タルフィルタ33、34のフィルタ係数w11j、w
12jは、式(27)の行列Aを用いて式(30)で示される。
When the output characteristic of the k-th channel adaptive FIR digital filter is detected by the m-th error detection microphone, the transfer characteristic is estimated by a J-tap FIR digital filter to obtain a filter coefficient g kmj ( j = 0,1,…,
J-1), and if these filter coefficients are obtained by measuring in advance, the filter coefficients w 11j and w 11j of the FIR digital filters 33 and 34 of the first channel are obtained.
12j is expressed by Expression (30) using the matrix A of Expression (27).

【数30】 同様に第2チャネルのFIRディジタルフィルタ35、
および36のフィルタ係数w21j、w22jは式(31)で示さ
れる。
[Equation 30] Similarly, the second channel FIR digital filter 35,
And 36 filter coefficients w 21j and w 22j are represented by equation (31).

【数31】 (Equation 31)

【0041】FIRディジタルフィルタ33〜36は,
それぞれ式(5)に基づいてフィルタ係数と騒音信号u(n)
の畳み込み演算を行い、入力補正信号b11(n)、b
12(n)、b21(n)、b22(n)を作成する。ただし第1チャ
ネルの入力補正信号b11(n)、b12(n)の内、入力補正信
号選択手段37において選択される、どちらか一方の信
号のみがFIRディジタルフィルタで作成され、入力補
正信号選択手段37は、ここで選択した入力補正信号
を、第1チャネルの係数更新手段31に出力する。
The FIR digital filters 33 to 36 are
Filter coefficient and noise signal u (n) based on equation (5), respectively.
Of the input correction signals b 11 (n), b
12 (n), b 21 (n) and b 22 (n) are created. However, among the input correction signals b 11 (n) and b 12 (n) of the first channel, only one of the signals selected by the input correction signal selecting means 37 is created by the FIR digital filter, and the input correction signal The selecting unit 37 outputs the input correction signal selected here to the coefficient updating unit 31 of the first channel.

【0042】このとき、選択される入力補正信号をb1p
(n)と表わせば、添字pを例えば、式(32)で決定するこ
ともできる。 p=(n mod 2)+1 …(32) 式(32)において、(n mod 2)は、時刻nを結合誤
差信号の総数2で割った余りを示す。第2チャネルの入
力補正信号についても、入力補正信号選択手段38によ
って、第1チャネルの場合と同様にして、1つの入力補
正信号が選択され、第2チャネルの係数更新手段32に
出力される。
At this time, the selected input correction signal is represented by b 1p
If expressed as (n), the subscript p can be determined by, for example, Expression (32). p = (n mod 2) +1 (32) In equation (32), (n mod 2) represents a remainder obtained by dividing the time n by the total number 2 of the coupling error signals. As for the input correction signal of the second channel, one input correction signal is selected by the input correction signal selecting means 38 in the same manner as in the case of the first channel, and is output to the coefficient updating means 32 of the second channel.

【0043】第1チャネルの係数更新手段31では、入
力補正信号選択手段から入力した入力補正信号が、現在
の時刻nから過去I個分蓄えられている。ここでI個と
は、適応型FIRディジタルフィルタ25のタップ数に
相当する値である。従って、この過去I個の入力補正信
号b1p(n-i)(i=0,1,…,I-1)の添字pは、式(33)で表
わすことができる。 p=((n−i) mod 2)+1 …(33)
In the coefficient updating means 31 of the first channel, the input correction signals input from the input correction signal selecting means are stored for the past I times from the current time n. Here, “I” is a value corresponding to the number of taps of the adaptive FIR digital filter 25. Therefore, the suffix p of the past I input correction signals b 1p (ni) (i = 0, 1,..., I-1) can be expressed by equation (33). p = ((ni) mod 2) +1 (33)

【0044】そして係数更新手段31では前記I個の入
力補正信号と、結合誤差信号s1(n)、s2(n)を用いた式
(34)の計算により、適応型ディジタルフィルタ25のフ
ィルタ係数h1i(n)(i=0,1,…,I-1)が更新される。 h1i(n+1)=h1i(n)−α・b1p(n-i)・sp(n) …(34) 式(34)においても、添字pは式(33)で表わされている。
第2チャネルの係数更新手段32においても、過去I個
の入力補正信号b2p(n-i)(i=0,1,…,I-1)と結合誤差
信号s1(n)、s2(n)を用いて、式(34)と同等の計算によ
り、適応型ディジタルフィルタ26のフィルタ係数h2i
(n)の更新を行う。
The coefficient updating means 31 calculates the equation using the I input correction signals and the combined error signals s 1 (n) and s 2 (n).
By the calculation of (34), the filter coefficient h 1i (n) (i = 0, 1,..., I-1) of the adaptive digital filter 25 is updated. Also in h 1i (n + 1) = h 1i (n) -α · b 1p (ni) · s p (n) ... (34) Equation (34), the subscript p is represented by the formula (33) I have.
Also in the coefficient updating means 32 of the second channel, the past I input correction signals b 2p (ni) (i = 0, 1,..., I-1) and the coupling error signals s 1 (n) and s 2 (n) ), The filter coefficient h 2i of the adaptive digital filter 26 is calculated by a calculation equivalent to the equation (34).
Update (n).

【0045】以上のフィルタ係数更新動作をサンプリン
グの度に実行すれば、式(10)の評価基準をその最小値に
近づけていくことができる。本実施例の表記に基づいた
制御を、適応型FIRディジタルフィルタのタップ数I
=256、入力信号補正用のFIRディジタルフィルタ
のタップ数J=256として、DSP(ディジタルシグ
ナルプロセッサ)を使用して実現すれば、従来技術の式
(12)で示したフィルタ係数更新方法に比べると、プログ
ラムステップ数はその約60%に削減でき、また従来技
術の式(14)で示した方法と比べると、その約85%に削
減できる。
If the above-described filter coefficient updating operation is executed each time sampling is performed, the evaluation criterion of equation (10) can be made closer to its minimum value. The control based on the notation of the present embodiment is performed by using the number of taps I of the adaptive FIR digital filter.
= 256 and the number of taps J of the FIR digital filter for correcting the input signal is set to J = 256 using a DSP (digital signal processor).
Compared with the filter coefficient updating method shown in (12), the number of program steps can be reduced to about 60%, and can be reduced to about 85% as compared with the method shown in the conventional formula (14).

【0046】実際に消音動作を行ったときの、誤差検出
マイクの出力の周波数スペクトルを図2に示す。図2で
は、消音動作前のスペクトル、式(12)によるフィルタ係
数の更新を行う従来技術による適応型ディジタルフィル
タを用いて制御を行った場合のスペクトル、および本実
施例の方法による適応型ディジタルフィルタを用いて制
御を行った場合のスペクトルを示している。図2によれ
ば、本実施例ではプログラムステップ数が60%になっ
ているにも拘わらず、消音効果はほぼ同等であることが
示される。
FIG. 2 shows the frequency spectrum of the output of the error detection microphone when the mute operation is actually performed. FIG. 2 shows the spectrum before the silencing operation, the spectrum when the control is performed using the adaptive digital filter according to the prior art for updating the filter coefficient according to equation (12), and the adaptive digital filter according to the method of the present embodiment. 2 shows a spectrum when control is performed by using. FIG. 2 shows that the noise reduction effect is almost the same in the present embodiment, even though the number of program steps is 60%.

【0047】図3(a)、(b)は消音動作開始後の、
誤差検出マイクの出力レベルの時間変化を示しており、
適応速度の比較結果である。図3(a)は、従来技術の式
(12)の方法と本実施例の方法を比較した図であり、図3
(b)は、従来技術において演算量を削減した式(14)の
方法と、本実施例の方法を比較した図である。このと
き、従来技術の式(12)、式(14)、および本実施例の式(3
4)のステップサイズパラメータαは同条件にしている。
図3(a)によれば、両者はほとんど重なっており、本
実施例の方法において適応速度の劣下のないことが示さ
れる。
FIGS. 3A and 3B show the state after the mute operation is started.
It shows the time change of the output level of the error detection microphone,
It is a comparison result of adaptation speed. FIG. 3A shows a conventional equation.
FIG. 3 is a diagram comparing the method of (12) with the method of the present embodiment, and FIG.
FIG. 6B is a diagram comparing the method of the present embodiment with the method of Expression (14) in which the amount of calculation is reduced in the conventional technique. At this time, the expressions (12) and (14) of the prior art and the expression (3
The step size parameter α in 4) is set to the same condition.
According to FIG. 3 (a), the two almost overlap, and it is shown that the adaptation speed is not deteriorated in the method of the present embodiment.

【0048】また、図3(b)から従来技術において演
算量を削減した式(14)の方法では、1つのサンプリング
期間では、1つの誤差信号だけに着目したフィルタ係数
の更新が行われているため、適応速度が遅くなっている
が、本実施例においては2つの結合誤差信号のそれぞれ
に、2つの誤差信号の情報が含まれているため、適応速
度を維持できることが確認できる。また、式(33)の代わ
りに式(32)を用いてもフィルタ係数の更新は可能であ
り、このときのプログラムステップ数は従来技術の式(1
4)の手法とほぼ同じとなるが、適応速度は維持できる。
Further, in FIG. 3B, in the method of the formula (14) in which the amount of calculation is reduced in the prior art, in one sampling period, the filter coefficient is updated focusing on only one error signal. Therefore, although the adaptation speed is low, in this embodiment, it can be confirmed that the adaptation speed can be maintained because the information of the two error signals is included in each of the two coupling error signals. Also, the filter coefficient can be updated by using equation (32) instead of equation (33).
It is almost the same as the method of 4), but the adaptation speed can be maintained.

【0049】図4は本発明に係わる適応型ディジタルフ
ィルタを、2つの誤差検出手段を有するダクト内能動騒
音制御装置に適用したときの、第2の実施例の構成を示
す図である。騒音源1から発せられ、空調ダクト39内
を伝播する騒音を、スピーカ2によって消音するもので
ある。騒音検出マイク27で検出した騒音信号u(n)
を、適応型FIRディジタルフィルタ25で処理し、そ
の出力y1(n)がスピーカ2へ送られ、音波に変換されて
騒音と干渉する。この干渉した音波を、誤差検出マイク
28、および29で検出し、それぞれ誤差信号e1(n)、
2(n)を誤差結合手段30に出力する。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a second embodiment in which the adaptive digital filter according to the present invention is applied to an active noise control device in a duct having two error detecting means. The noise emitted from the noise source 1 and propagated in the air conditioning duct 39 is silenced by the speaker 2. The noise signal u (n) detected by the noise detection microphone 27
Is processed by the adaptive FIR digital filter 25, and the output y 1 (n) is sent to the speaker 2, where it is converted into a sound wave and interferes with noise. The interfering sound waves are detected by the error detecting microphones 28 and 29, and the error signals e 1 (n),
e 2 (n) is output to the error coupling means 30.

【0050】誤差結合手段30では、式(28)、式(29)の
演算により、結合誤差信号s1(n)、s2(n)を作成し、係
数更新手段31に出力される。騒音信号u(n)は、入力
信号補正用の2つのFIRディジタルフィルタ33,3
4に入力され、入力補正信号b11(n)、b12(n)が作成さ
れる。ここまでの演算は第1の実施例における第1チャ
ネルと同じものである。第2の実施例では、入力補正信
号選択手段37において、選択する入力補正信号を決定
する際、第1の実施例の式(32)ではなく次の式(35)を用
いている。 p=2−(n mod 2) …(35)
The error combining means 30 produces the combined error signals s 1 (n) and s 2 (n) by the operations of the equations (28) and (29), and outputs them to the coefficient updating means 31. The noise signal u (n) is input to two FIR digital filters 33 and 3 for input signal correction.
4 to generate input correction signals b 11 (n) and b 12 (n). The operations up to this point are the same as those of the first channel in the first embodiment. In the second embodiment, the input correction signal selecting means 37 uses the following equation (35) instead of the equation (32) of the first embodiment when determining the input correction signal to be selected. p = 2- (n mod 2) (35)

【0051】このとき、係数更新手段31に蓄えられる
過去I個の入力補正信号b1p(n-i)(i=0,1,…,I-1)の
添字pは、式(36)で表わされる。 p=2−((n−i) mod 2) …(36) そして、適応型FIRディジタルフィルタ25のフィル
タ係数h11(n)は、式(34)に基づいて更新される。この
とき式(34)における添字pの決定には、式(36)が用いら
れる。
At this time, the suffix p of the past I input correction signals b 1p (ni) (i = 0, 1,..., I-1) stored in the coefficient updating means 31 is represented by the following equation (36). . p = 2 − ((ni) mod 2) (36) The filter coefficient h 11 (n) of the adaptive FIR digital filter 25 is updated based on the equation (34). At this time, equation (36) is used to determine the subscript p in equation (34).

【0052】図5は、本発明の適応型ディジタルフィル
タに係わる第3の実施例の構成を示す図であり、従来技
術で例に挙げた、図8の能動騒音制御装置に適用したと
きの、ある1つのチャネルの信号処理部分のみを取り上
げて、その構成を示している。そこで、このチャネルを
第kチャネルと呼ぶことにする。第3の実施例では、誤
差検出手段の総数Mは4である。第kチャネルの適応型
FIRディジタルフィルタ12のI個のフィルタ係数h
ki(n)(i=0,1,…,I−1)の更新を司る各手段
の配置は、第1の実施例と同じであるが、誤差結合手段
30で扱う誤差信号は、e1(n)〜e4(n)の4つとなる。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a third embodiment relating to the adaptive digital filter of the present invention, which is applied to the active noise control device shown in FIG. Only the signal processing portion of a certain channel is taken up and its configuration is shown. Therefore, this channel will be referred to as a k-th channel. In the third embodiment, the total number M of the error detecting means is four. I filter coefficients h of the adaptive FIR digital filter 12 of the k-th channel
The arrangement of each means for updating ki (n) (i = 0, 1,..., I-1) is the same as that of the first embodiment, but the error signal handled by the error coupling means 30 is e 1 (n) to e 4 (n).

【0053】もしこのとき、第1の実施例を単純にM=
4の場合に拡張する方法を用いる場合、結合誤差信号は
8つとなり、これに対応して入力補正信号も8つにな
る。このとき誤差結合行列Aの1例として、式(37)の行
列を用いることができる。
At this time, if the first embodiment is simply described as M =
In the case of using the method of expanding to the case of 4, the number of coupling error signals is eight, and the number of input correction signals is also eight correspondingly. At this time, the matrix of Expression (37) can be used as an example of the error coupling matrix A.

【数37】 式(37)の誤差結合行列Aを用いて、式(4)〜式(6)の一連
の演算を行えば、適応型FIRディジタルフィルタのフ
ィルタ係数の更新を行うことができる。さらに誤差信号
の総数が、M個の場合に一般化することも可能である。
しかし、第3の実施例においては、4つの誤差信号をe
1(n)とe2(n)、およびe3(n)とe4(n)の2組みに分け、
各組み内で、それぞれの誤差信号が結合され、他の組み
の誤差信号とは結合しないようにする。このときの誤差
結合行列Aの1例として、式(38)が定義できる。
(37) By performing a series of operations of Expressions (4) to (6) using the error coupling matrix A of Expression (37), the filter coefficients of the adaptive FIR digital filter can be updated. Furthermore, it is possible to generalize to the case where the total number of error signals is M.
However, in the third embodiment, the four error signals are set to e
1 (n) and e 2 (n), and e 3 (n) and e 4 (n)
Within each set, the respective error signal is combined and not combined with the other sets of error signals. Equation (38) can be defined as an example of the error coupling matrix A at this time.

【数38】 (38)

【数39】 式(38)を上記部分行列A1,A2を用いて表現する
と、次のようになる。
[Equation 39] Expression (38) can be expressed as follows using the above-described sub-matrices A 1 and A 2 .

【数40】 (Equation 40)

【0054】従って、結合誤差信号sp(n)(p=1,
2,3,4)は式(39)を用い、誤差結合手段30で作成
される。
Therefore, the coupling error signal s p (n) (p = 1,
2, 3, 4) are created by the error combining means 30 using equation (39).

【数41】 これらの結合誤差信号に対応して、4つの入力補正信号
kp(n)(p=1,2,3,4)が入力信号補正用のF
IRディジタルフィルタ15〜18で作成される。第k
チャネルの適応型FIRディジタルフィルタの出力が、
第m番目の誤差検出手段で検出される過程の伝達特性
を、JタップのFIRディジタルフィルタで推定したと
きのフィルタ係数をgkmj(j=0,1,…,J-1)とし、これ
らのフィルタ係数は、予め計測して求められているもの
とすれば、FIRディジタルフィルタ15〜18のフィ
ルタ係数wk1j〜wk4jは、式(38)の行列Aを用いて、式
(40)で示される。
[Equation 41] Corresponding to these coupling error signals, four input correction signals b kp (n) (p = 1, 2, 3, 4) are input signal correction F
It is created by IR digital filters 15-18. Kth
The output of the channel adaptive FIR digital filter is
The transfer characteristic of the process detected by the m-th error detection means is assumed to be g kmj (j = 0, 1,..., J-1) when the filter coefficient when estimated by a J-tap FIR digital filter is used. filter coefficients, if what is needed in advance measurement, the filter coefficients w k1j ~w k4j of FIR digital filters 15 to 18, using the matrix a of equation (38), wherein
Indicated by (40).

【数42】 (Equation 42)

【0055】FIRディジタルフィルタ15〜18はそ
れぞれ式(5)に基づいて、各々のフィルタ係数と騒音信
号u(n)の畳み込み演算がなされ、入力補正信号b
k1(n)、bk2(n)、bk3(n)、bk4(n)を作成する。ただし
これらの4つの入力補正信号の内の1つが、入力補正信
号選択手段19において選択されるため、1つのサンプ
リング期間内では、そこで選択される1つの入力補正信
号だけを計算すればよい。入力補正信号選択手段19
は、ここで選択した入力補正信号を係数更新手段11に
出力する。このとき、選択される入力補正信号をb
kp(n)と表わせば、添字pを例えば式(41)で決定するこ
ともできる。 p=(n mod 4)+1 …(41)
Each of the FIR digital filters 15 to 18 performs a convolution operation on each of the filter coefficients and the noise signal u (n) based on the equation (5) to obtain the input correction signal b.
k1 (n), bk2 (n), bk3 (n), and bk4 (n) are created. However, since one of these four input correction signals is selected by the input correction signal selection means 19, only one input correction signal selected therefor needs to be calculated within one sampling period. Input correction signal selection means 19
Outputs the input correction signal selected here to the coefficient updating unit 11. At this time, the selected input correction signal is b
When expressed as kp (n), the subscript p can be determined by, for example, Expression (41). p = (n mod 4) +1 (41)

【0056】係数更新手段11では、入力補正信号選択
手段19から入力した入力補正信号が、現在の時刻nか
ら過去I個分蓄えられている。従って、この過去I個の
入力補正信号b1p(n-i)(i=0,1,…,I-1)の添字pは、
式(42)で表わすことができる。 p=((n−i) mod 4)+1 …(42)
In the coefficient updating means 11, the input correction signals inputted from the input correction signal selecting means 19 are stored for the past I times from the current time n. Therefore, the suffix p of the past I input correction signals b 1p (ni) (i = 0, 1,..., I-1) is
It can be expressed by equation (42). p = ((ni) mod 4) +1 (42)

【0057】そして、係数更新手段11では、前記I個
の入力補正信号と、前記4つの結合誤差信号を用い、式
(43)の計算により、適応型ディジタルフィルタ12のフ
ィルタ係数hki(n)(i=0,1,…,I-1)が更新される。 hki(n+1)=hki(n)−α・bkp(n-i)・sp(n) …(43) 式(43)において、添字pは式(42)で表わされる。
The coefficient updating means 11 uses the I input correction signals and the four combined error signals to calculate
By the calculation of (43), the filter coefficient h ki (n) (i = 0, 1,..., I-1) of the adaptive digital filter 12 is updated. h ki (n + 1) = h ki (n) -α · b kp (ni) · s p (n) ... (43) formula (43), the subscript p is expressed by Equation (42).

【0058】第3の実施例では、従来技術の式(12)によ
るフィルタ係数更新に比べると、適応速度は劣るもの
の、従来技術の式(14)の場合と比べれば、適応速度は速
くなる。第3の実施例をDSPを用いて行った場合、プ
ログラムステップ数は式(12)の場合と比べると、その約
30%となり、式(14)の場合と比較すると、その約60
%の量に削減できる。
In the third embodiment, the adaptation speed is inferior to the filter coefficient update by the conventional formula (12), but the adaptation speed is faster than that of the conventional formula (14). When the third embodiment is performed using the DSP, the number of program steps is about 30% of that in the case of the equation (12), and is about 60% in the case of the equation (14).
%.

【0059】図6は、本発明を、従来技術で例に挙げた
図8の能動騒音制御装置に適用した場合の、第4の実施
例を示す図である。図6では特に、ある1つのチャネル
の信号処理部分のみを取り上げて、その構成を示し、こ
のチャネルを第kチャネルと呼ぶことにする。
FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment in which the present invention is applied to the active noise control device shown in FIG. 8 as an example in the prior art. In FIG. 6, in particular, only the signal processing portion of one channel is taken up and its configuration is shown, and this channel is referred to as a k-th channel.

【0060】図6において、騒音入力信号u(n)は、フ
ィルタ係数hki(n)(i=0,1,…,I-1)を有するIタップ
の適応型FIRディジタルフィルタ12に入力され、式
(1)の演算により、出力yk(n)を得る。図8を参照すれ
ば、出力yk(n)は、スピーカから音波に変換され、空間
に放射される。4つの各スピーカ2〜5から放射された
音波は、騒音源1の発する音波と互いに干渉し、干渉後
の音波は、4つの各誤差検出手段6〜9で検出され、各
々誤差信号e1(n)〜e4(n)を出力する。再び図6を参照
すれば、前記4つの誤差信号はフィルタ係数更新手段1
1に入力され、フィルタ係数hki(n)の更新に用いられ
る。
In FIG. 6, a noise input signal u (n) is input to an I-tap adaptive FIR digital filter 12 having a filter coefficient h ki (n) (i = 0, 1,..., I-1). ,formula
An output y k (n) is obtained by the operation of (1). Referring to FIG. 8, an output y k (n) is converted into a sound wave from a speaker and radiated into space. The sound waves radiated from the four speakers 2 to 5 interfere with the sound waves emitted by the noise source 1, and the sound waves after the interference are detected by the four error detecting means 6 to 9, respectively, and the error signals e 1 ( n) to e 4 (n) are output. Referring to FIG. 6 again, the four error signals are output from the filter coefficient updating means 1.
1 and used for updating the filter coefficient h ki (n).

【0061】一方、騒音入力信号u(n)は4つの入力補
正用FIRディジタルフィルタ15〜18にも入力さ
れ、入力補正信号rk1(n)〜rk4(n)を入力補正信号選択
手段19に出力する。ただし、ある時刻nにおいて入力
補正信号rk1(n)〜rk4(n)のうち、1つだけが入力補正
信号選択手段19で選択され、係数更新手段11のバッ
ファ13に出力されるので、入力補正用FIRディジタ
ルフィルタ15〜18は、4つのうち選択された1つだ
けが計算される。入力補正信号選択手段が、時刻nにお
いて選択する入力補正信号rkm(n)は、その添字mが式
(44)に示すものである。 m=(n mod 4)+1 …(44) ここで、(n mod 4)は、時刻nを誤差検出手段の
総数4で割った余りを表わす。
[0061] On the other hand, the noise input signal u (n) is also input to the four input correction FIR digital filters 15 to 18, an input correction signal r k1 (n) ~r k4 ( n) input correction signal selecting means 19 the Output to However, at a certain time n, only one of the input correction signals r k1 (n) to r k4 (n) is selected by the input correction signal selecting means 19 and output to the buffer 13 of the coefficient updating means 11, As for the input correction FIR digital filters 15 to 18, only one selected from the four is calculated. The input correction signal r km (n) selected by the input correction signal selection means at the time n is represented by
This is shown in (44). m = (n mod 4) +1 (44) Here, (n mod 4) represents a remainder obtained by dividing the time n by the total number 4 of the error detecting means.

【0062】入力補正用FIRディジタルフィルタは、
第kチャネルの適応型FIRディジタルフィルタの出力
k(n)が第m番目の誤差検出手段の出力として観測され
る過程の伝達特性を推定したフィルタ係数gkmjを有し
ており、入力補正信号rkm(n)は式(13)で計算される。
時刻nのときフィルタ係数更新手段11のバッファ13
には、入力補正信号rkm(n-i)(i=0,1,…,I-1)が計I
個格納されていることになる。このときの添字mは式(4
5)で表わされる。 m=((n−i) mod 4)+1 …(45)
The FIR digital filter for input correction is
The output y k (n) of the adaptive FIR digital filter of the k-th channel has a filter coefficient g kmj for estimating the transfer characteristic of the process observed as the output of the m-th error detecting means. r km (n) is calculated by equation (13).
At time n, buffer 13 of filter coefficient updating means 11
The input correction signal r km (ni) (i = 0,1,..., I-1)
Will be stored. The subscript m at this time is given by the expression (4
It is represented by 5). m = ((ni) mod 4) +1 (45)

【0063】バッファ13に格納されたこれらの信号
と、誤差信号e1(n)〜e4(n)を用い、フィルタ係数更新
手段11で適応型FIRディジタルフィルタ12のI個
のフィルタ係数hki(n)(i=0,1,…,I-1)が更新され
る。このときの更新式は式(46)で表わされる。 hki(n+1)=hki(n)−α・rkm(n-i)・em(n) …(46) 式(46)において、添字mは式(45)で与えられ、αはステ
ップサイズパラメータと呼ばれる正の小さな数値であ
る。
Using these signals stored in the buffer 13 and the error signals e 1 (n) to e 4 (n), the filter coefficient updating means 11 uses the I filter coefficients h ki of the adaptive FIR digital filter 12. (n) (i = 0, 1,..., I-1) is updated. The updating equation at this time is expressed by equation (46). h ki (n + 1) = h ki (n) -α · r km (ni) · e m (n) ... (46) formula (46), the subscript m is given by equation (45), alpha is It is a small positive number called the step size parameter.

【0064】本実施例において、適応FIRディジタル
フィルタの総数K=4、入力補正用FIRディジタルフ
ィルタのタップ数J=256、適応型FIRディジタル
フィルタのタップ数I=256、誤差信号の総数M=4
の構成で、ディジタルシグナルプロセッサを演算装置と
して動作したときの、1サンプリング当たりの演算時間
を実測した結果、従来技術の式(14)を用いた場合、46
6[μsec]であったものが、実施例によれば286
[μsec]となり、顕著な改善があった。
In this embodiment, the total number of adaptive FIR digital filters K = 4, the number of taps J of input correction FIR digital filters = 256, the number of taps of adaptive FIR digital filters I = 256, and the total number of error signals M = 4
When the digital signal processor is operated as an arithmetic unit, the arithmetic operation time per sampling is actually measured. As a result, when the equation (14) of the related art is used, 46
What was 6 [μsec] was changed to 286 according to the embodiment.
[Μsec], which is a remarkable improvement.

【0065】図7(a)、(b)は4つの誤差信号の1
つについて、消音動作開始後の誤差信号のパワーの時間
変化を示した図であり、図7(a)は式(14)を用いた従
来技術、(b)は本発明における図である。図7によれ
ば消音効果、および適応速度は同等であることがわか
る。
FIGS. 7A and 7B show one of four error signals.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a time change of the power of the error signal after the start of the silencing operation. FIG. 7A is a diagram of the related art using Expression (14), and FIG. FIG. 7 shows that the muffling effect and the adaptation speed are equivalent.

【0066】本発明における第5の実施例では、図6の
入力補正信号選択手段19で選択される入力補正信号r
km(n)が、第4の実施例における式(44)に限定せず、添
字mの決定に際し、整数変数xに対しある関数f(x)定
義する。このとき関数f(x)の値は1,2,3,4のい
ずれかであり、変数xのとりうる範囲で、これら4つの
各値をとる確率が均一であるものとする。
In the fifth embodiment of the present invention, the input correction signal r selected by the input correction signal selecting means 19 in FIG.
km (n) is not limited to the equation (44) in the fourth embodiment, and a function f (x) is defined for an integer variable x when determining the subscript m. At this time, the value of the function f (x) is one of 1, 2, 3, and 4, and it is assumed that the probabilities of taking these four values are uniform within the range of the variable x.

【0067】このような関数f(x)を定義すれば、第4
の実施例における式(44)は式(47)となる。 m=f(n) …(47) また、このとき第4の実施例における式(45)は式(48)に
書き替えられる。 m=f(n-i) …(48) 適応型FIRディジタルフィルタのフィルタ係数h
ki(n)の更新には式(46)を使用するが、このときの添字
mは式(48)に従うものとする。例えば関数f(x)として
式(49)のような関数を採用することもできる。 f(x)=M−(x mod M) …(49)
If such a function f (x) is defined, the fourth
Equation (44) in the embodiment of the present invention becomes Equation (47). m = f (n) (47) At this time, equation (45) in the fourth embodiment is rewritten to equation (48). m = f (ni) (48) Filter coefficient h of the adaptive FIR digital filter
Equation (46) is used for updating ki (n), and the subscript m at this time is assumed to follow equation (48). For example, a function such as equation (49) can be adopted as the function f (x). f (x) = M- (x mod M) (49)

【0068】さらに本発明においては、ある時刻nにお
いて、適応型FIRディジタルフィルタのすべてのチャ
ネルkで、同じmの値を必ずしも採用する必要はないの
で、式(47)を式(50)に、また式(48)を式(51)にそれぞれ
書き替えることも一つの実施例となる。 m=f(n+k) …(50) m=f(n-i+k) …(51)
Further, in the present invention, it is not always necessary to adopt the same value of m for all the channels k of the adaptive FIR digital filter at a certain time n. Rewriting equation (48) into equation (51) is also one embodiment. m = f (n + k) (50) m = f (n-i + k) (51)

【0069】さらに、各誤差信号に対して所定の重みを
付加してフィルタ係数の更新を行う場合には前記関数f
(x)の関数値の確率密度に、前記所定の重みに応じて変
化を持たせることも可能である。例えば、m番目の誤差
信号に他より大きな重み付けをしたい場合、関数値mの
確率密度もこれに合わせて他より大きく設定した関数f
(x)を採用する。式(47)〜式(51)における関数f(x)は制
御プログラムを作成する際、巡回して参照されるテーブ
ルとして定義すれば簡単に実現できる。
When the filter coefficients are updated by adding a predetermined weight to each error signal, the function f
The probability density of the function value of (x) may be changed according to the predetermined weight. For example, when it is desired to weight the m-th error signal higher than the others, the function f in which the probability density of the function value m is set to be larger than the others according to this.
(x) is adopted. The function f (x) in the equations (47) to (51) can be easily realized by defining the table as a table that is circulated when creating a control program.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明に係る適応型ディジタルフィルタ
応用装置においては、複数の誤差信号に対して、各誤差
信号の2乗和の期待値を最小にするようにフィルタ係数
を更新するとき、適応速度や制御効果を維持しつつ、1
サンプリング当たりの計算量を大幅に削減することがで
き、さらに必要とされるバッファ容量も削減できる。こ
のため同等の処理能力を持つ装置を用いて演算する場合
においても、処理対象周波数の拡大、適応型ディジタル
フィルタや誤差信号のチャネル数の増加が可能になると
いう効果がある。また、従来と同等の性能であれば、処
理能力の劣るより安価なDSPなどの構成要素で、適応
型ディジタルフィルタ応用装置を実現することが可能と
なるという効果がある。
In the adaptive digital filter application apparatus according to the present invention, when the filter coefficient is updated for a plurality of error signals so as to minimize the expected value of the sum of squares of each error signal, the adaptive digital filter applied apparatus has While maintaining speed and control effects,
The amount of calculation per sampling can be significantly reduced, and the required buffer capacity can also be reduced. Therefore, even when the calculation is performed using a device having the same processing capability, there is an effect that the frequency to be processed can be expanded and the number of channels of the adaptive digital filter and the error signal can be increased. In addition, if the performance is equivalent to that of the related art, there is an effect that an adaptive digital filter application device can be realized with components such as a less expensive DSP having inferior processing capacity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明に係る適応型ディジタルフィル
タの第1の実施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an adaptive digital filter according to the present invention.

【図2】図2は、本発明の第1の実施例における制御効
果と従来技術における制御効果を比較した誤差信号スペ
クトル図である。
FIG. 2 is an error signal spectrum diagram comparing a control effect according to the first embodiment of the present invention with a control effect according to the related art.

【図3】図3の(a)、(b)は、本発明の第1の実施
例における誤差信号レベルと従来技術における誤差信号
レベルの収束速度を比較したタイムチャートである。
FIGS. 3A and 3B are time charts comparing the convergence speed of the error signal level according to the first embodiment of the present invention and the error signal level according to the related art.

【図4】図4は、本発明に係る適応型ディジタルフィル
タの第2の実施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the adaptive digital filter according to the present invention.

【図5】図5は、本発明に係る適応型ディジタルフィル
タの第3の実施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of the adaptive digital filter according to the present invention.

【図6】図6は、本発明に係る適応型ディジタルフィル
タの第4の実施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the adaptive digital filter according to the present invention.

【図7】図7(a)は、従来技術における誤差信号レベ
ルの収束速度を示すタイムチャートであり、図7(b)
は、本発明の第4の実施例における誤差信号レベルの収
束速度を示すタイムチャートである。
FIG. 7A is a time chart showing a convergence speed of an error signal level in the related art, and FIG.
12 is a time chart showing a convergence speed of an error signal level in the fourth embodiment of the present invention.

【図8】図8は従来の適応型ディジタルフィルタを4チ
ャネル能動消音装置に適用した場合の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration in which a conventional adaptive digital filter is applied to a four-channel active silencer.

【図9】従来技術における適応型ディジタルフィルタの
フィルタ係数更新方法を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a filter coefficient updating method of an adaptive digital filter according to the related art.

【図10】従来技術における適応型ディジタルフィルタ
のフィルタ係数更新方法を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a filter coefficient updating method of an adaptive digital filter according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 騒音源 2,3,4,5 スピーカ 6,7,8,9 誤差検出手段 10 騒音検出手段 11 フィルタ係数更新手段 12 適応型FIRディジタルフィルタ 13 バッファ 14 誤差信号選択手段 15,16,17,18 FIRディジタルフィルタ 19 入力補正信号選択手段 20 加算器 21,22 係数更新手段 23,24 FIRディジタルフィルタ 25,26 適応型FIRディジタルフィルタ 27 騒音検出マイク 28,29 誤差検出マイク 30 誤差結合手段 31,32 係数更新手段 33,34,35,36 FIRディジタルフィルタ 37,38 入力補正信号選択手段 39 ダクト Reference Signs List 1 noise source 2, 3, 4, 5 speaker 6, 7, 8, 9 error detecting means 10 noise detecting means 11 filter coefficient updating means 12 adaptive FIR digital filter 13 buffer 14 error signal selecting means 15, 16, 17, 18 FIR digital filter 19 input correction signal selecting means 20 adder 21, 22 coefficient updating means 23, 24 FIR digital filter 25, 26 adaptive FIR digital filter 27 noise detection microphone 28, 29 error detection microphone 30 error coupling means 31, 32 coefficient Updating means 33, 34, 35, 36 FIR digital filter 37, 38 Input correction signal selecting means 39 Duct

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−274897(JP,A) 特開 平3−195296(JP,A) 特開 平6−314097(JP,A) 特開 平6−175668(JP,A) 日本機械学会機械力学・計測制御講演 論文集、1993〔B〕(1993−7−16) p.157−161 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 21/00 G10K 11/178 H03H 17/02 601 H03H 17/02 635 H04R 3/02 JICSTファイル(JOIS) 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-274897 (JP, A) JP-A-3-195296 (JP, A) JP-A-6-314097 (JP, A) JP-A-6-140 175668 (JP, A) Proc. Of Lectures on Mechanical Mechanics and Measurement Control of the Japan Society of Mechanical Engineers, 1993 [B] (1993-7-16) p. 157-161 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03H 21/00 G10K 11/178 H03H 17/02 601 H03H 17/02 635 H04R 3/02 JICST file (JOIS) Practical file (PATOLIS) ) Patent file (PATOLIS)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 サンプリングされた入力信号と所定の手
段により逐次更新されるフィルタ係数との畳み込み演算
を行ない、該演算の結果をフィルタ出力とする少なくと
も1つの適応型ディジタルフィルタと、前記フィルタ出
力を作用空間に出力するための出力伝達手段と、作用空
間で合成された合成出力と希望応答との誤差を観測し誤
差信号を出力する複数の誤差観測手段と、前記それぞれ
の誤差観測手段により出力された各誤差信号に基づいて
各フィルタ係数を更新する係数更新手段とを備える適応
型ディジタルフィルタ応用装置において、 各誤差信号に所定の加算と減算からなる複数通りの線形
結合を施して複数の結合誤差信号を出力する誤差結合手
段と、 それぞれの結合誤差信号に対応した所定の伝達特性で入
力信号をフィルタリングして各結合誤差信号に対応した
入力補正信号を出力する入力補正手段とを備え、前記結合誤差信号及び前記誤差信号は、 各結合誤差信号
の2乗和が各誤差信号の2乗の線形結合になるように
め設定されており、 前記係数更新手段は、各結合誤差信号とそれらに対応し
た各入力補正信号を入力して各結合誤差信号の2乗和の
期待値を最小にするようにフィルタ係数の更新を行うこ
とを特徴とする適応型ディジタルフィルタ応用装置。
1. A convolution operation of a sampled input signal and a filter coefficient sequentially updated by predetermined means, at least one adaptive digital filter using the result of the operation as a filter output, and Output transmission means for outputting to the working space, a plurality of error observing means for observing an error between a combined output synthesized in the working space and a desired response and outputting an error signal, and output by the respective error observing means. And a coefficient updating means for updating each filter coefficient based on each of the error signals. The adaptive digital filter application apparatus further comprises: Error coupling means for outputting signals, and filtering of input signals with predetermined transfer characteristics corresponding to each coupling error signal And an input correction means for outputting an input correction signal corresponding to each binding error signal Te, the combined error signal and said error signal, to the square of the linear combination square sum of the error signals of the respective coupling error signal premixed in such a way that
The coefficient updating means updates the filter coefficient so as to minimize the expected value of the sum of squares of each coupling error signal by inputting each coupling error signal and each input correction signal corresponding thereto. An adaptive digital filter application device characterized by performing:
【請求項2】 サンプリングされた入力信号と所定の手
段により逐次更新されるフィルタ係数との畳み込み演算
を行ない、該演算の結果をフィルタ出力とする少なくと
も1つの適応型ディジタルフィルタと、前記フィルタ出
力を作用空間に出力するための出力伝達手段と、作用空
間で合成された合成出力と希望応答との誤差を観測し誤
差信号を出力する複数の誤差観測手段と、前記それぞれ
の誤差観測手段により出力された各誤差信号に基づいて
各フィルタ係数を更新する係数更新手段とを備える適応
型ディジタルフィルタ応用装置において、 誤差結合手段で結合される誤差信号を2つ以上の組みに
区分し、区分した各組みにおいて属する誤差信号に対し
所定の加算と減算からなる複数通りの線形結合を施し
て、各組みにおいて複数の結合誤差信号を作成する誤差
結合手段と、 それぞれの結合誤差信号に対応した所定の伝達特性で入
力信号をフィルタリングして各結合誤差信号に対応した
入力補正信号を出力する入力補正手段とを備え、前記結合誤差信号及び前記誤差信号は、 各結合誤差信号
の2乗和が各誤差信号の2乗の線形結合になるように
め設定されており、 前記係数更新手段は、各結合誤差信号とそれらに対応し
た各入力補正信号を入力して各結合誤差信号の2乗和の
期待値を最小にするようにフィルタ係数の更新を行うこ
とを特徴とする適応型ディジタルフィルタ応用装置。
2. A convolution operation of a sampled input signal and a filter coefficient successively updated by a predetermined means, and at least one adaptive digital filter using a result of the operation as a filter output; Output transmission means for outputting to the working space, a plurality of error observing means for observing an error between a combined output synthesized in the working space and a desired response and outputting an error signal, and output by the respective error observing means. And a coefficient updating means for updating each filter coefficient on the basis of each error signal, wherein the error signal combined by the error combining means is divided into two or more sets. Are subjected to a plurality of linear combinations of predetermined addition and subtraction to the error signal belonging to And an input correcting means for outputting the error coupling means for creating a signal, an input correction signal corresponding to filter an input signal with a predetermined transfer characteristic corresponding to each of the coupling error signal to each binding error signal, said coupling error signal and the error signal, pre as the sum of squares of the coupling error signal is a linear combination of the square of each error signal
The coefficient updating means updates the filter coefficient so as to minimize the expected value of the sum of squares of each coupling error signal by inputting each coupling error signal and each input correction signal corresponding thereto. An adaptive digital filter application device characterized by performing:
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の適応型デ
ィジタルフィルタ応用装置において、 あるサンプリング時刻(n)には1つの入力補正信号の
みを作成し、次のサンプリング時刻(n+1)には別の
1つの入力補正信号のみを作成し、順次サンプリングに
同期して、入力補正信号を所定の順序で選択作成して、
係数更新手段に入力する入力補正信号選択手段とを備
え、 前記係数更新手段は、前記所定の順序で入力された入力
補正信号の時系列とそれらに対応する各結合誤差信号と
を用いて、適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を
更新し、 1つのサンプリング期間内では前記入力補正信号の時系
列に関連して、着目する結合誤差信号が適応型ディジタ
ルフィルタの各タップごとに割り当てられ、その割り当
てられた結合誤差信号を最小にするフィルタ係数の更新
がそれぞれのタップで実行されることを特徴とする適応
型ディジタルフィルタ応用装置。
3. The adaptive digital filter application device according to claim 1, wherein only one input correction signal is generated at a certain sampling time (n) and another input correction signal is generated at the next sampling time (n + 1). Only one input correction signal is generated, and the input correction signal is selected and generated in a predetermined order in synchronization with the sampling in order.
Input correction signal selection means for inputting to the coefficient update means, wherein the coefficient update means uses the time series of the input correction signals input in the predetermined order and the respective coupling error signals corresponding thereto, The filter coefficients of the adaptive digital filter are updated, and within one sampling period, a coupling error signal of interest is allocated to each tap of the adaptive digital filter in relation to the time series of the input correction signal, and the allocated An adaptive digital filter application device, wherein updating of a filter coefficient for minimizing a coupling error signal is performed at each tap.
【請求項4】 請求項1記載の適応型ディジタルフィル
タ応用装置において、 K個の適応型ディジタルフィルタと、M個の誤差観測手
段を有し、 時刻n(n=0,1,2,…)において、入力信号u(n)が入力
される第k(k=1,2,…,K)番目の適応型ディジタルフィ
ルタの出力信号yk(n)が、入力信号u(n)と、I個のフ
ィルタ係数hki(n)(i=0,1,…,I-1)とを用いて以下の
式(1)で表わされ、 【数1】 この出力yk(n)が、第m(m=1,2,…,M)番目の誤差観測
手段において、J個の係数gkmj(j=0,1,…,J-1)を用
いて以下の式(2)のxkm(n)として観測され、 【数2】 第m番目の誤差観測手段における誤差信号em(n)が希望
応答dm(n)を用いて以下の式(3)で第k番目の適応型デ
ィジタルフィルタが定義され、 【数3】 M個の誤差信号が以下の式(4)に基づいて線形結合さ
れ、N個の結合誤差信号のsp(n)(p=1,2,…,N)が作成
され、 s(n)=Ae(n) …(4) ただし、e(n)=[e1(n),e2(n),…,eM(n)]T s(n)=[s1(n),s2(n),…,sN(n)]T であり、N行M列の行列Aは、 s(n)Ts(n)=βe(n)Te(n) β:比例定数 を満たすものとするN個の入力補正信号bkp(n)(p=1,
2,…,N)が以下の式(5)に基づいて作成され、 【数4】 ただし、wkj=Agkjkj=[wk1j,wk2j,…,wkNjTkj=[gk1j,gk2j,…,gkMjT であるとする第k番目の適応型ディジタルフィルタの第
iタップのフィルタ係数hki(n)の更新が、以下の式(6)
に基づいて実行されることを特徴とする適応型ディジタ
ルフィルタ応用装置。 hki(n+1)=hki(n)−α・bkp(n-i)・sP(n) …(6) ただし、p:n−iをNで割った余りに1を加えた値 α:正の小さな数値
4. The adaptive digital filter application apparatus according to claim 1, further comprising: K adaptive digital filters and M error observing means, and a time n (n = 0, 1, 2,...) , The output signal y k (n) of the k- th (k = 1, 2,..., K) th adaptive digital filter to which the input signal u (n) is input is the input signal u (n) and the input signal u (n). Using the filter coefficients h ki (n) (i = 0, 1,..., I-1), the following equation (1) is used. This output y k (n) is used in the m-th (m = 1, 2,..., M) error observation means by using J coefficients g kmj (j = 0, 1 ,. Is observed as x km (n) in the following equation (2). The k-th adaptive digital filter is defined by the following equation (3) using the desired response d m (n) as the error signal e m (n) in the m-th error observing means. The M error signals are linearly combined based on the following equation (4) to generate N combined error signals sp (n) (p = 1, 2,..., N), and s (n) = Ae (n) (4) where e (n) = [e 1 (n), e 2 (n),..., E M (n)] T s (n) = [s 1 (n), s 2 (n),..., s N (n)] T , and the matrix A of N rows and M columns is expressed as s (n) T s (n) = βe (n) T e (n) β: proportionality constant N input correction signals b kp (n) (p = 1,
2, ..., N) is created based on the following equation (5). However, w kj = Ag kj w kj = [w k1j, w k2j, ..., w kNj] T g kj = [g k1j, g k2j, ..., g kMj] k-th adaptive digital to be T The update of the filter coefficient h ki (n) of the i-th tap of the filter is obtained by the following equation (6).
An adaptive digital filter application device, which is executed based on: h ki (n + 1) = h ki (n) −α · b kp (ni) · s P (n) (6) where p: a value obtained by adding 1 to the remainder obtained by dividing n−i by N : Positive small number
【請求項5】 請求項4記載の適応型ディジタルフィル
タ応用装置において、前記誤差結合手段は、M個の誤差
信号をL個の組みに区分し、各組みごとに所属する誤差
信号に対して前記式(4)を適用して複数の結合誤差信号
を作成し、 各組みの誤差結合行列をA1,A2,…,ALで表わした
とき、前記式(4)、および前記式(5)の誤差結合行列Aが
以下の式(7)で表わされ、 【数5】 前記式(6)を用いてフィルタ係数の更新が実行されるこ
とを特徴とする適応型ディジタルフィルタ応用装置。
5. The adaptive digital filter application apparatus according to claim 4, wherein said error coupling means divides the M error signals into L sets and sets the error signals belonging to each set to the error signals. Formula (4) is applied to create a plurality of coupled error signals, and when each set of error coupled matrices is represented by A 1 , A 2 ,..., A L , Equations (4) and (5) ) Is represented by the following equation (7). An adaptive digital filter application device, wherein updating of a filter coefficient is performed using the above equation (6).
【請求項6】 請求項4または請求項5記載の適応型デ
ィジタルフィルタ応用装置において、 前記式(6)における添字pを決定する際、関数p=f(v)
を定義し、さらに変数vが時刻nの関数、もしくは時刻
nとタップ番号iの関数、もしくは時刻nと適応型ディ
ジタルフィルタの番号kの関数、もしくはn,i,kす
べての関数となり、 関数f(v)は、関数値として、整数値1〜結合誤差信号
の総数Nのいづれかの値をとり、時刻nの変化に対して
関数値1〜Nの各確率密度が均一になるように前記関数
を設定したことを特徴とする適応型ディジタルフィルタ
応用装置。
6. The adaptive digital filter application apparatus according to claim 4, wherein a function p = f (v) is used when determining the subscript p in the equation (6).
And a variable v is a function of time n, a function of time n and tap number i, a function of time n and number k of the adaptive digital filter, or a function of all n, i, and k, and a function f (v) takes any value from the integer value 1 to the total number N of the combined error signals as a function value, and the function is such that the probability densities of the function values 1 to N become uniform with respect to the change of the time n. An adaptive digital filter application device characterized by setting:
【請求項7】 サンプリングされた入力信号と所定の手
段により逐次更新されるフィルタ係数との畳み込み演算
を行ない、該演算の結果をフィルタ出力とする少なくと
も1つの適応型ディジタルフィルタと、前記フィルタ出
力を作用空間に出力するための出力伝達手段と、作用空
間で合成された合成出力と希望応答との誤差を観測し誤
差信号を出力する複数の誤差観測手段と、前記それぞれ
の誤差観測手段により出力された各誤差信号に基づいて
各フィルタ係数を更新する係数更新手段とを備える適応
型ディジタルフィルタ応用装置において、 それぞれの誤差信号に対応した所定の伝達特性で入力信
号をフィルタリングして各誤差信号に対応した入力補正
信号を出力する入力補正手段と、 各誤差信号に対応して入力補正手段で作成される複数の
入力補正信号に対して、あるサンプリング時刻(n)に
は1つの入力補正信号のみを選択し、次のサンプリング
時刻(n+1)には別の1つの入力補正信号のみを選択
し、順次サンプリングに同期して入力補正信号を所定の
順序で選択して係数更新手段に入力する入力補正信号選
択手段とを備え、 前記係数更新手段は、前記所定の順序で選択された入力
補正信号と、前記複数の誤差信号の全てを入力され、
記入力補正信号の時系列とそれらに対応する各誤差信号
とを用いて、適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数
を更新し、1つのサンプリング期間内では前記入力補正
信号の時系列に関連して着目する誤差信号が適応型ディ
ジタルフィルタの各タップごとに割り当てられ、その割
り当てられた誤差信号を最小にするフィルタ係数の更新
が、1回のサンプリング毎にそれぞれのタップで実行さ
れることを特徴とする適応型ディジタルフィルタ応用装
置。
7. A convolution operation of a sampled input signal and a filter coefficient which is sequentially updated by a predetermined means, and at least one adaptive digital filter using the result of the operation as a filter output; Output transmission means for outputting to the working space, a plurality of error observing means for observing an error between a combined output synthesized in the working space and a desired response and outputting an error signal, and output by the respective error observing means. And a coefficient updating means for updating each filter coefficient based on each error signal obtained by filtering the input signal with a predetermined transfer characteristic corresponding to each error signal to correspond to each error signal. Input correction means for outputting a corrected input correction signal, and a plurality of input correction means generated by the input correction means corresponding to each error signal. With respect to the input correction signal, only one input correction signal is selected at a certain sampling time (n), and only another input correction signal is selected at the next sampling time (n + 1), and sequentially synchronized with sampling. Input correction signal selecting means for selecting an input correction signal in a predetermined order and inputting the input correction signal to a coefficient updating means, wherein the coefficient updating means comprises: an input correction signal selected in the predetermined order; is input to all of the error signal, before
By using the respective error signals corresponding to time series and their entry force correction signal, and updates the filter coefficient of the adaptive digital filter, within one sampling period interest in connection with the time series of the input correction signal An error signal is assigned to each tap of the adaptive digital filter, and updating of the filter coefficient for minimizing the assigned error signal is performed at each tap for each sampling. Type digital filter application equipment.
【請求項8】 請求項7記載の適応型ディジタルフィル
タ応用装置において、 K個の適応型ディジタルフィルタと、M個の誤差観測手
段を有し、 時刻n(n=0,1,2,…)において、入力信号u(n)が入力
される第k(k=1,2,…,K)番目の適応型ディジタルフィ
ルタの出力信号yk(n)が、入力信号u(n)と、I個のフ
ィルタ係数hki(n)(i=0,1,…,I-1)とを用いて以下の
式(1)で表わされ、 【数6】 この出力yk(n)が、第m(m=1,2,…,M)番目の誤差観測
手段においてwkm(n)として観測され、各適応型ディジ
タルフィルタの出力の総和が第m番目の誤差観測手段の
出力においてwm(n)として観測されるとき、wm(n)に対
する希望応答dm(n)との差em(n)=wm(n)−dm(n)が得
られ、 第k番目の適応型ディジタルフィルタの出力yk(n)が第
m番目の誤差観測手段でwkm(n)として観測される過程
の伝達特性を用いて入力u(n)をフィルタリングした入
力補正信号rkm(n)がJ個の係数gkmj(j=0,1,…,J-1)
を用いて以下の式(8)として得ることができ、 【数7】 第k番目の適応型ディジタルフィルタの第iタップのフ
ィルタ係数hki(n)の更新が、以下の式(9)に基づいて実
行されることを特徴とする適応型ディジタルフィルタ応
用装置。 hki(n+1)=hki(n)−α・rkm(n-i)・em(n) …(9) ただし、m:n−iをMで割った余りに1を加えた値 α:正の小さな数値 とする
8. The adaptive digital filter application apparatus according to claim 7, further comprising: K adaptive digital filters and M error observing means, and a time n (n = 0, 1, 2,...) , The output signal y k (n) of the k- th (k = 1, 2,..., K) th adaptive digital filter to which the input signal u (n) is input is the input signal u (n) and the input signal u (n). Expression (1) below using the filter coefficients h ki (n) (i = 0, 1,..., I-1). This output y k (n) is observed as w km (n) by the m-th (m = 1, 2,..., M) error observation means, and the sum of the outputs of each adaptive digital filter is the m-th error observation means. when observed as w m (n) at the output of the error observation means, the difference e m (n) = w m (n) -d m the desired response to w m (n) d m ( n) (n ) Is obtained, and the input u (n) is obtained using the transfer characteristic of the process in which the output y k (n) of the k-th adaptive digital filter is observed as w km (n) by the m-th error observation means. The input correction signal r km (n) obtained by filtering is converted into J coefficients g kmj (j = 0, 1,..., J-1).
The following equation (8) can be obtained by using An adaptive digital filter application device, wherein updating of a filter coefficient h ki (n) of an i-th tap of a k-th adaptive digital filter is performed based on the following equation (9). h ki (n + 1) = h ki (n) -α · r km (ni) · e m (n) ... (9) However, m: ni was added too 1 divided by the M value α : A small positive number
【請求項9】 請求項8記載の適応型ディジタルフィル
タ応用装置において、 第k番目の適応型ディジタルフィルタについて、 前記入力補正信号選択手段は、時刻nに同期して、添字
mが時刻nを誤差信号総数Mで割った余りに1を加えた
値の入力補正信号rkm(n)を順次選択し、該選択信号を
バッファに順次出力し、 前記係数更新手段は、前記バッファに格納された選択信
号と該選択信号に対応した誤差信号とを用いて前記式
(9)の演算を実行することを特徴とする適応型ディジタ
ルフィルタ応用装置。
9. The adaptive digital filter application device according to claim 8, wherein, for the k-th adaptive digital filter, the input correction signal selecting means synchronizes with time n, and the subscript m indicates an error in time n. An input correction signal r km (n) having a value obtained by adding 1 to the remainder after dividing by the total number M of signals is sequentially selected, and the selected signal is sequentially output to a buffer. The coefficient updating unit includes a selection signal stored in the buffer. And the error signal corresponding to the selection signal,
An adaptive digital filter application device characterized by performing the operation of (9).
【請求項10】 請求項8記載の適応型ディジタルフィ
ルタ応用装置において、 添字mのとりうる整数値1〜Mの各値の使用確率が均一
になるようにmの値を決定して、前記式(9)の演算を実
行してフィルタ係数更新を行うことを特徴とする適応型
ディジタルフィルタ応用装置。
10. The adaptive digital filter application device according to claim 8, wherein the value of m is determined such that the use probabilities of the integer values 1 to M that the subscript m can take are uniform. An adaptive digital filter application device characterized by performing the operation of (9) to update the filter coefficient.
【請求項11】 請求項10記載の適応型ディジタルフ
ィルタ応用装置において、 第k番目の適応型ディジタルフィルタに対して、 前記入力補正信号選択手段は、時刻nに同期して入力補
正信号rkm(n)が添字mに関して選択されるとき、mの
とりうる各整数値の使用確率が均一になるように順次選
択し、該選択信号をバッファに順次出力し、 前記係数更新手段は、前記バッファに格納された前記選
択信号と該選択信号に対応した誤差信号とを用いて前記
式(9)の演算を実行することを特徴とする適応型ディジ
タルフィルタ応用装置。
11. The adaptive digital filter application device according to claim 10, wherein the input correction signal selecting means is configured to input the input correction signal r km ( When n) is selected for the subscript m, it is sequentially selected so that the use probabilities of each possible integer value of m are uniform, and the selection signals are sequentially output to the buffer. An adaptive digital filter application device, wherein the operation of Expression (9) is performed using the stored selection signal and an error signal corresponding to the selection signal.
【請求項12】 請求項8記載の適応型ディジタルフィ
ルタ応用装置において、 前記係数更新手段は、添字mのとりうる整数値1〜Mの
各値の使用確率が、各誤差信号に対して設定した所定の
重み付けの割合になるようにm値を決定して、前記式
(9)の演算を実行してフィルタ係数更新を行うことを特
徴とする適応型ディジタルフィルタ応用装置。
12. The adaptive digital filter application apparatus according to claim 8, wherein said coefficient updating means sets a use probability of each of integer values 1 to M that a subscript m can take for each error signal. The value of m is determined so as to be a predetermined weighting ratio,
An adaptive digital filter application device characterized by performing the operation of (9) to update the filter coefficient.
【請求項13】 請求項12記載の適応型ディジタルフ
ィルタ応用装置において、 第k番目の適応型ディジタルフィルタについて、 前記入力補正信号選択手段は、時刻nに同期して入力補
正信号rkm(n)が添字mに関して選択されるとき、mの
とりうる各整数値の使用確率が各誤差信号に対して設定
した所定の重み付けの割合になるように、mの値を決定
して順次選択し、該選択信号をバッファに出力し、 前記係数更新手段は、前記バッファに格納された選択信
号と該選択信号に対応した誤差信号とを用いて前記式
(9)の演算を実行することを特徴とする適応型ディジタ
ルフィルタ応用装置。
13. The adaptive digital filter application device according to claim 12, wherein for the k-th adaptive digital filter, the input correction signal selecting means synchronizes with the time n to obtain an input correction signal r km (n). Is selected with respect to the subscript m, the value of m is determined and sequentially selected so that the probability of use of each possible integer value of m is a predetermined weighting ratio set for each error signal. Outputting a selection signal to a buffer, wherein the coefficient updating means uses the selection signal stored in the buffer and an error signal corresponding to the selection signal to calculate the equation
An adaptive digital filter application device characterized by performing the operation of (9).
【請求項14】 請求項8ないし請求項13の何れかに
記載の適応型ディジタルフィルタ応用装置おいて、 前記式(9)における添字mの決定に際し、所定の関数m
=f(x)を定義し、f(x)は整数値変数xに対し関数値と
して1〜Mまでの整数値をとる各請求項に対応した関数
としたとき、 変数xとしてn−i+kもしくはn−i−kを用いて、
前記関数f(x)により前記式(9)の添字mを決定してフィ
ルタ係数の更新を実行することを特徴とする適応型ディ
ジタルフィルタ応用装置。
14. The adaptive digital filter application apparatus according to claim 8, wherein a predetermined function m is used when determining the subscript m in the equation (9).
= F (x), where f (x) is a function corresponding to each claim that takes an integer value from 1 to M as a function value with respect to an integer variable x. Using nik,
An adaptive digital filter application device, characterized in that the subscript m of the equation (9) is determined by the function f (x) and the filter coefficient is updated.
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