JP3364325B2 - Active noise control device - Google Patents

Active noise control device

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JP3364325B2
JP3364325B2 JP15712294A JP15712294A JP3364325B2 JP 3364325 B2 JP3364325 B2 JP 3364325B2 JP 15712294 A JP15712294 A JP 15712294A JP 15712294 A JP15712294 A JP 15712294A JP 3364325 B2 JP3364325 B2 JP 3364325B2
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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、マイクロプロセッサや
ディジタルシグナルプロセッサ等を用いて構成された適
応型ディジタルフィルタを用いた能動騒音制御システム
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise control system using an adaptive digital filter constructed by using a microprocessor, a digital signal processor and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】第7図は従来技術における能動騒音制御
装置によるダクト消音システムの構成図である(特開平
5−67948)。ダクト2内に騒音源1があり、騒音
信号作成手段としてマイクロホン3、2次音波出力手段
としてスピーカ4、誤差信号作成手段としてマイクロホ
ン5が、ダクト開口方向に向かってこの順に配列されて
いる。マイクロホン3およびマイクロホン5はいずれ
も、不図示の増幅器、フィルタ、およびA/D変換器を
含み、それぞれ、ディジタル信号に変換された騒音信号
u(n)、第1の誤差信号e1(n)を出力する。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram of a duct silencing system using an active noise control device according to the prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 5-67948). There is a noise source 1 in the duct 2, a microphone 3 as a noise signal producing means, a speaker 4 as a secondary sound wave outputting means, and a microphone 5 as an error signal producing means are arranged in this order in the duct opening direction. Each of the microphone 3 and the microphone 5 includes an amplifier, a filter, and an A / D converter (not shown), and the noise signal u (n) and the first error signal e 1 (n) converted into digital signals, respectively. Is output.

【0003】騒音信号u(n)は、信号処理手段である第
1のトランスバーサルフィルタ6で式(1)によりフィル
タ係数列ai(n)との畳み込み演算がなされ、その演算結
果が制御信号y(n)としてスピーカ4に出力される。
The noise signal u (n) is subjected to a convolution operation with the filter coefficient sequence a i (n) by the equation (1) in the first transversal filter 6 which is a signal processing means, and the operation result is the control signal. It is output to the speaker 4 as y (n).

【数1】 ここでNは第1のトランスバーサルフィルタ6のタップ
数を示す。
[Equation 1] Here, N represents the number of taps of the first transversal filter 6.

【0004】スピーカ4は不図示のD/A変換器、フィ
ルタ、および増幅器を含み、制御信号y(n)を受けて2
次音波を発生する。騒音源1から発せられた1次音波
は、スピーカ4から発せられた2次音波と干渉し、この
干渉結果をマイクロホン5が検出する。
The speaker 4 includes a D / A converter, a filter, and an amplifier, which are not shown, and receives the control signal y (n) to output 2 signals.
Generates the next sound wave. The primary sound wave emitted from the noise source 1 interferes with the secondary sound wave emitted from the speaker 4, and the microphone 5 detects the interference result.

【0005】適応手段は大別すると2つのブロックにわ
けられる。その1つは次の通りである。騒音信号u(n)
を伝達関数H(z)を有するフィルタ7でフィルタリング
し、第1のリファレンス信号r1(n)が作成される。伝達
関数H(z)は、制御信号y(n)がマイクロホン5で検出さ
れる過程の伝達関数であり、マイクロホン5に含まれる
増幅器やフィルタおよびA/D変換器の特性も含まれて
いる。
The adaptive means is roughly divided into two blocks. One of them is as follows. Noise signal u (n)
Is filtered by a filter 7 having a transfer function H (z) to create a first reference signal r 1 (n). The transfer function H (z) is a transfer function in the process in which the control signal y (n) is detected by the microphone 5, and also includes the characteristics of the amplifier, filter, and A / D converter included in the microphone 5.

【0006】第1の係数更新部8は、第1のリファレン
ス信号r1(n)と第1の誤差信号e1(n)を用い、式(2)に
よりフィルタ係数列ai(i=0,1,2,・・・,N-1)を更新する。 ai(n+1)=ai(n)−μr1(n-i)e1(n) (2) ここで、μは小さな正の値である。この更新式により、
第1の誤差信号e1の2乗平均値が次第に最小化されて
いく。
The first coefficient updating unit 8 uses the first reference signal r 1 (n) and the first error signal e 1 (n) to calculate the filter coefficient sequence a i (i = 0 by equation (2). , 1,2, ..., N-1) are updated. a i (n + 1) = a i (n) −μr 1 (ni) e 1 (n) (2) where μ is a small positive value. With this update formula,
The root mean square value of the first error signal e 1 is gradually minimized.

【0007】適応手段のもう1つのブロックは、消音を
行わない周波数帯域において、第1のトランスバーサル
フィルタ6のゲイン上昇を抑制するためのもので、次の
通りである。制御信号y(n)は、第1のトランスバーサ
ルフィルタ6のゲイン上昇を抑制しようとする周波数帯
域のみを通過させるフィルタ9によってフィルタリング
され、第2のリファレンス信号r2(n)が作成される。第
2のリファレンス信号r2(n)は第2のトランスバーサル
フィルタ10に入力される。
Another block of the adapting means is for suppressing an increase in the gain of the first transversal filter 6 in the frequency band where the sound is not muted, and is as follows. The control signal y (n) is filtered by the filter 9 that passes only the frequency band in which the gain increase of the first transversal filter 6 is to be suppressed, and the second reference signal r 2 (n) is created. The second reference signal r 2 (n) is input to the second transversal filter 10.

【0008】第2のトランスバーサルフィルタ10は、
第1のトランスバーサルフィルタ6と同じフィルタ係数
列aiを有している。言い換えれば、第1、第2のトラ
ンスバーサルフィルタ6、10はフィルタ係数列ai
共有している。第2のトランスバーサルフィルタ10で
は式(3)の演算が行われ、第2の誤差信号e2(n)が作成
される。
The second transversal filter 10 is
It has the same filter coefficient sequence a i as the first transversal filter 6. In other words, the first and second transversal filters 6 and 10 share the filter coefficient sequence a i . In the second transversal filter 10, the calculation of the equation (3) is performed, and the second error signal e 2 (n) is created.

【数2】 [Equation 2]

【0009】第2の係数更新部11では第2のリファレ
ンス信号r2(n)と第2の誤差信号e2(n)を用い、式(4)
により、フィルタ係数列ai(i=0,1,2,・・・,N-1)は更新さ
れる。 ai(n+1)=ai(n)−νr2(n-i)e2(n) (4) ここで、νは小さな正の値である。この更新式により、
第2の誤差信号e2の2乗平均値は次第に最小化され
る。
The second coefficient updating section 11 uses the second reference signal r 2 (n) and the second error signal e 2 (n), and formula (4)
Thus, the filter coefficient sequence a i (i = 0, 1, 2, ..., N-1) is updated. a i (n + 1) = a i (n) −νr 2 (ni) e 2 (n) (4) where ν is a small positive value. With this update formula,
The root mean square value of the second error signal e 2 is gradually minimized.

【0010】このような一連の処理を反復することで、
式(4)により消音対象外の周波数成分への影響を抑制し
つつ、式(2)により消音対象の周波数帯域のゲインが適
正化され、消音がなされる。
By repeating such a series of processing,
The expression (4) suppresses the influence on the frequency components other than the sound deadening target, and the expression (2) optimizes the gain in the frequency band of the sound deadening target to perform the sound deadening.

【0011】上述のフィルタ演算はマイクロプロセッサ
やディジタルシグナルプロセッサのプログラミングで処
理されるが、式(2)、式(4)のフィルタ係数aiの更新を
1回のサンプリング期間で実行するには演算量が多過ぎ
る。このため、サンプリング間隔を短縮することが困難
であり、所望の消音効果を得るまでに要する時間が長く
なるという不都合が生じる。そこで、式(2)と式(4)のフ
ィルタ係数更新をサンプリング毎に交互に行うことによ
り、演算量を低減することが提案されている。
Although the above filter operation is processed by programming of a microprocessor or a digital signal processor, it is necessary to execute the update of the filter coefficient a i in the equations (2) and (4) in one sampling period. Too much. For this reason, it is difficult to shorten the sampling interval, and there is an inconvenience that the time required to obtain a desired silencing effect becomes long. Therefore, it has been proposed to reduce the amount of calculation by alternately updating the filter coefficients of equations (2) and (4) for each sampling.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来技術において、式
(2)、式(4)で示されたフィルタ係数aiの2系統の更新
は、能動騒音制御システムの動作の安定性を向上させる
上で有用であるが、フィルタ係数の更新に必要な演算量
が多くなる問題があった。また、従来技術では、式(2)
と式(4)のフィルタ係数更新を、サンプリング毎に交互
に行うことにより、1回のサンプリングあたりの演算量
を削減する方法が提案されているが、この場合、本来の
目的である、第1の誤差信号e1の2乗平均値を最小化
するフィルタ係数の更新が、2回のサンプリングのうち
の1回しか行われないため、第1の誤差信号の2乗平均
値の最小化速度は遅くなる。言い換えれば、同じ消音効
果を得るのに、約2倍の時間が必要になるという問題が
あった。
In the prior art, the equation
Although updating the two systems of the filter coefficient a i shown in (2) and equation (4) is useful for improving the stability of the operation of the active noise control system, the calculation necessary for updating the filter coefficient is performed. There was a problem that the amount increased. Further, in the conventional technology, the formula (2)
And a method of reducing the calculation amount per sampling by alternately updating the filter coefficient of the equation (4) for each sampling, in this case, the first purpose is Since the update of the filter coefficient that minimizes the root mean square value of the error signal e 1 is performed only once in the two samplings, the minimization speed of the root mean square value of the first error signal is Become slow. In other words, there is a problem that it takes about twice as long to obtain the same sound deadening effect.

【0013】本発明は上述のような問題点に鑑み、式
(2)と式(4)のフィルタ係数更新と同等の効果をもつフィ
ルタ係数の更新を、より少ない演算量で実現可能な能動
騒音制御方法、および装置を提供するものである。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems.
The present invention provides an active noise control method and device that can realize updating of filter coefficients having the same effect as updating of filter coefficients of (2) and equation (4) with a smaller amount of calculation.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明では、騒音源から
発せられた1次音波に対し、2次音波を発して音波干渉
により消音を行う能動騒音制御装置において、1次音波
と相関のある騒音信号uを出力する騒音信号作成手段
と、所定のフィルタ係数列aiを有する第1のトランス
バーサルフィルタで前記騒音信号uをフィルタリングし
て制御信号yを出力する信号処理手段と、前記制御信号
yを入力して2次音波を発生させる2次音波出力手段
と、1次音波と2次音波の干渉結果と相関のある第1の
誤差信号e1を出力する誤差信号作成手段を構成し、適
応手段において、前記制御信号yが誤差信号作成手段で
検出される過程の伝達関数H(z)で前記騒音信号uをフ
ィルタリングした第1のリファレンス信号r1と、所定
の周波数成分を有する第2のリファレンス信号r2との
和信号r+と差信号r-、及び第1の誤差信号e1と、前
記第2のリファレンス信号r2を第1のトランスバーサ
ルフィルタと同じフィルタ係数列aiを有する第2のト
ランスバーサルフィルタでフィルタリングした第2の誤
差信号e2との和信号e+と差信号e-を作成し、これら
4つの信号r+、r-、e+、e-を用いて、前記フィルタ
係数列aiの更新量の演算を行う。
According to the present invention, in an active noise control device that emits a secondary sound wave to mitigate by sound wave interference with respect to a primary sound wave emitted from a noise source, there is a correlation with the primary sound wave. Noise signal generating means for outputting the noise signal u, signal processing means for filtering the noise signal u with a first transversal filter having a predetermined filter coefficient sequence a i , and outputting a control signal y, and the control signal A secondary sound wave output means for inputting y to generate a secondary sound wave and an error signal generating means for outputting a first error signal e 1 correlated with the interference result of the primary sound wave and the secondary sound wave are constituted. in adaptation means, the first and the reference signal r 1 obtained by filtering the noise signal u by the transfer function H of the process of being detected (z) in the control signal y is the error signal creating means, first having a predetermined frequency component 2 Sum signal r + and a difference signal r of the reference signal r 2 - a, and the first and the error signal e 1, the second reference signal r 2 of the first transversal filter same filter coefficient sequence and a i A sum signal e + and a difference signal e with the second error signal e 2 filtered by the second transversal filter are created, and using these four signals r + , r , e + , e , The update amount of the filter coefficient sequence a i is calculated.

【0015】このときの時間nにおけるi番目のフィル
タ係数ai(n)を、n−iが偶数であるか奇数であるかに
応じて、次の2式 ai(n+1)=ai(n)−μr+(n-i)e+(n) (5) ai(n+1)=ai(n)−μr-(n-i)e-(n) (6) を交互に用いて更新する。ここでμは小さな正の値をも
つ数である。
At this time, the i-th filter coefficient a i (n) at the time n is expressed by the following two equations a i (n + 1) = a depending on whether n−i is an even number or an odd number. i (n) -μr + (ni ) e + (n) (5) a i (n + 1) = a i (n) -μr - (ni) e - a (n) (6) using alternately Update. Where μ is a number with a small positive value.

【0016】式(5)と式(6)を、n−iではなくnの偶
数、奇数に応じて交互に使用することもできる。
Equations (5) and (6) can be used alternately depending on whether n is an even number or an odd number of n instead of ni.

【0017】第2のリファレンス信号r2を作成する方
法としては、制御信号yの周波数成分をフィルタで帯域
制限して作成する方法、入力信号uの周波数成分をフィ
ルタで帯域制限して作成する方法、ホワイトノイズをフ
ィルタで帯域制限して作成する方法、およびフィルタ係
数列aiの繰り返し信号の周波数成分をフィルタで帯域
制限して作成する方法がある。また、第2のリファレン
ス信号r2のレベルは、式(4)のフィルタ係数更新の影響
度に応じて適切なレベルに設定されるものであり、前記
帯域制限用のフィルタがこのレベル設定の役割も含んで
いる。
As a method for creating the second reference signal r 2 , a frequency component of the control signal y is band-limited by a filter, and a frequency component of the input signal u is band-limited by a filter. There is a method for creating white noise by band limiting with a filter, and a method for creating white noise by limiting the frequency component of the repetitive signal of the filter coefficient sequence a i with a filter. Further, the level of the second reference signal r 2 is set to an appropriate level according to the degree of influence of the update of the filter coefficient of the equation (4), and the band limiting filter plays the role of this level setting. It also includes.

【0018】さらに、第2の誤差信号e2の振幅レベル
を検出するためのレベル検出手段を設け、そのレベルが
所定の基準を下回るときは、適応手段の時間nにおける
i番目のフィルタ係数ai(n)を、従来技術で示した式
(2)によって更新することもできる。
Further, level detecting means for detecting the amplitude level of the second error signal e 2 is provided, and when the level is below a predetermined reference, the i-th filter coefficient a i at time n of the adaptive means. (n) is a formula shown in the prior art
It can also be updated by (2).

【0019】フィルタ係数aiの更新を従来のように式
(2)と式(4)をサンプリング毎に交互に用いて行う場合に
も、第2の誤差信号e2の振幅レベルが所定の基準を下
回るときには式(4)を適用せず式(2)だけを用いるように
するとよい。
The update of the filter coefficient a i is performed by the conventional method.
Even when (2) and the equation (4) are alternately used for each sampling, when the amplitude level of the second error signal e 2 is below a predetermined reference, the equation (4) is not applied and the equation (2) is not applied. It is good to use only.

【0020】[0020]

【作用】本発明によれば、時間nにおけるリファレンス
信号r1(n)、r2(n)の和信号r+(n)と差信号r-(n)、お
よび誤差信号e1(n)、e2(n)の和信号e+(n)と差信号e
-(n)は、それぞれ r+(n)=r1(n)+r2(n) (7) r-(n)=r1(n)−r2(n) (8) e+(n)=e1(n)+e2(n) (9) e-(n)=e1(n)−e2(n) (10) と定義することができる。
According to the present invention, the reference signal r 1 at time n (n), r 2 sum signal of (n) r + (n) and the difference signal r - (n), and the error signal e 1 (n) , E 2 (n) sum signal e + (n) and difference signal e
- (n), respectively r + (n) = r 1 (n) + r 2 (n) (7) r - (n) = r 1 (n) -r 2 (n) (8) e + (n ) = E 1 (n) + e 2 (n) (9) e (n) = e 1 (n) −e 2 (n) (10).

【0021】従来技術においては、式(2)と式(4)による
2N回のフィルタ係数更新演算のうち、消音対象に関わ
るr1は式(2)のN回の演算にしか関与しないが、r+
よびr-にはどちらにもr1が含まれており、これらを用
いてフィルタ係数aiの更新演算を行うと、消音対象に
関わるr1が常に関与することになる。したがって、フ
ィルタ係数aiの更新には消音対象に関わる第1のリフ
ァレンス信号r1が常時反映されて、消音のための演算
効率は倍増する。
In the prior art, among the 2N times of filter coefficient updating operations by the equations (2) and (4), r 1 related to the sound deadening object is involved only in the N times of the equation (2). Both r + and r include r 1 , and when the filter coefficient a i is updated using these, r 1 related to the muffling target is always involved. Therefore, the update of the filter coefficient a i always reflects the first reference signal r 1 related to the muffling target, and the calculation efficiency for muffling is doubled.

【0022】フィルタ係数aiの更新に式(5)と式(6)を
交互に用いる場合、式(5)によるiタップ目のフィルタ
係数の更新量δ+ i(n)と、式(6)によるiタップ目のフィ
ルタ係数の更新量δ- i(n)は、それぞれ式(11)と式(12)
で表される。 δ+ i(n)=δi(n)−μ(r1(n-i)e2(n)+r2(n-i)e1(n)) (11) δ- i(n)=δi(n)+μ(r1(n-i)e2(n)+r2(n-i)e1(n)) (12) ここで、δi(n)は従来技術における式(2)と式(4)を同時
に用いた場合の更新量であり、μ=νを仮定している。
When the equations (5) and (6) are alternately used to update the filter coefficient a i , the update amount δ + i (n) of the filter coefficient at the i-th tap in the equation (5) and the equation (6 ), The update amount δ - i (n) of the filter coefficient at the i-th tap is expressed by equation (11) and equation (12)
It is represented by. δ + i (n) = δ i (n) -μ (r 1 (ni) e 2 (n) + r 2 (ni) e 1 (n)) (11) δ - i (n) = δ i (n ) + Μ (r 1 (ni) e 2 (n) + r 2 (ni) e 1 (n)) (12) where δ i (n) is the same as the expression (2) and the expression (4) in the prior art. It is the update amount when used, and μ = ν is assumed.

【0023】これらのフィルタ係数の更新量δ+ i、δ- i
は、従来技術の更新量と比較すると、式(11)および式(1
2)の右辺第2項の分だけ異なっているが、式(5)と式(6)
の更新が交互に実行されることから、これらの量は適応
過程において互いに相殺され、従来技術の場合とほぼ等
価なフィルタ係数の収束値が得られる。さらに、式(5)
と式(6)のそれぞれの更新式の中に、第1の誤差信号を
最小化するための更新量が含まれているため、式(5)と
式(6)が交互に実行されても、消音効果を得る速度はほ
とんど劣化せず、同じ消音効果を得るのに要するフィル
タ係数の更新回数は従来技術の1/2に減少する。
Update amounts of these filter coefficients δ + i , δ - i
Compared with the update amount of the prior art, Equation (11) and Equation (1
Although it differs by the second term on the right-hand side of 2), equations (5) and (6)
Since the updating is performed alternately, these quantities cancel each other out in the adaptation process, and a convergence value of the filter coefficient that is almost equivalent to that in the prior art is obtained. Furthermore, equation (5)
Since the update amount for minimizing the first error signal is included in each of the update equations of and (6), even if equation (5) and equation (6) are executed alternately The speed of obtaining the muffling effect is hardly deteriorated, and the number of times of updating the filter coefficient required to obtain the same muffling effect is reduced to half that of the conventional technique.

【0024】式(5)と式(6)を、n−iの偶数奇数に基づ
いて交互に使用しても、nの偶数奇数に基づいて交互に
使用しても上記の作用が同様に得られるが、n−iに基
づいて交互使用した場合は、リファレンス信号の和信号
+と差信号r-を保持するための記憶容量を半分にする
ことができる。
The same effect can be obtained by alternately using the equations (5) and (6) based on the even-odd number of n-i or the even-numbered odd number of n. However, when they are alternately used based on ni, the storage capacity for holding the sum signal r + and the difference signal r of the reference signal can be halved.

【0025】本発明は、第1のトランスバーサルフィル
タの特定の周波数帯域のゲイン上昇を抑制しようとする
ものであり、第2のリファレンス信号r2は、前記の制
御対象となる周波数成分だけを有する信号であることが
要求される。第1のトランスバーサルフィルタの出力で
ある制御信号yを、前記の抑制対象となる周波数成分だ
けを通過させるフィルタでフィルタリングすれば、制御
信号yにその周波数成分が現れると、それを抑制しよう
とする作用が働き、そのゲイン上昇が抑えられる。
The present invention is intended to suppress a gain increase in a specific frequency band of the first transversal filter, and the second reference signal r 2 has only the frequency component to be controlled. It is required to be a signal. If the control signal y, which is the output of the first transversal filter, is filtered by the filter that passes only the frequency component to be suppressed, when the frequency component appears in the control signal y, it is attempted to suppress it. The action works, and the gain increase is suppressed.

【0026】制御信号yの代わりに騒音信号uを用いた
場合は、騒音信号uに抑制対象となる周波数成分が現れ
ると、それを抑制しようとする作用が働く。制御信号y
の代わりにホワイトノイズを用いた場合は、常時、抑制
対象となる周波数成分のゲイン上昇を抑制しようとする
作用が働く。また、制御信号yの代わりに、フィルタ係
数列aiの繰り返し信号を用いた場合は、第1のトラン
スバーサルフィルタにおいて抑制対象となる周波数成分
のゲインが上昇すれば、これを抑制しようとする作用が
働く。いずれの方法によっても、消音対象としない周波
数帯域のゲイン上昇は適切に抑制される。
When the noise signal u is used instead of the control signal y, when a frequency component to be suppressed appears in the noise signal u, an action of suppressing the frequency component works. Control signal y
When white noise is used instead of, the effect of always suppressing the gain increase of the frequency component to be suppressed works. Further, when the repetitive signal of the filter coefficient sequence a i is used instead of the control signal y, if the gain of the frequency component to be suppressed increases in the first transversal filter, the effect of suppressing it will be obtained. Works. With either method, the gain increase in the frequency band that is not targeted for muffling is appropriately suppressed.

【0027】第2の誤差信号e2の振幅レベルを検出す
るためのレベル検出手段を設け、検出したレベルが所定
の基準を下回るときにはフィルタ係数aiの更新を従来
技術で示した式(2)で行うようにした構成では、式(11)
および式(12)における右辺第2項の影響が軽減される。
制御開始直後においては、ゲイン上昇を抑制すべき周波
数帯域の信号は制御信号yにはあまり含まれていないた
め、第2の誤差信号e2への寄与も少ない。したがっ
て、この方法を用いれば、所望の消音効果を速やかに達
成することができる。その後、抑制する周波数成分のゲ
インが上昇すれば、式(5)および式(6)によってフィルタ
係数aiが更新されることになり、常に適切なフィルタ
係数aiが設定される。
A level detecting means for detecting the amplitude level of the second error signal e 2 is provided, and when the detected level falls below a predetermined reference, the filter coefficient a i is updated by the formula (2) shown in the prior art. (11)
Also, the influence of the second term on the right side in Expression (12) is reduced.
Immediately after the start of the control, the signal in the frequency band in which the gain increase should be suppressed is not included in the control signal y so much that the contribution to the second error signal e 2 is small. Therefore, by using this method, a desired silencing effect can be achieved quickly. After that, when the gain of the frequency component to be suppressed increases, the filter coefficient a i is updated by the equations (5) and (6), and the appropriate filter coefficient a i is always set.

【0028】第2の誤差信号e2の振幅レベルが所定の
基準を下回るときには式(2)を用い、それ以外のときに
は従来のように式(2)と式(4)をサンプリング毎に交互に
用いてフィルタ係数aiの更新を行う構成でも、制御開
始直後においては主に式(2)が適用されるため、所望の
消音効果を達成するまでに要する時間が短縮される。
Equation (2) is used when the amplitude level of the second error signal e 2 is below a predetermined standard, and otherwise, equation (2) and equation (4) are alternated for each sampling as in the conventional case. Even with the configuration in which the filter coefficient a i is updated by using the equation (2), the time required to achieve the desired silencing effect is shortened since the equation (2) is mainly applied immediately after the control is started.

【0029】[0029]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例にかかわる能動
騒音制御装置をダクト消音に適用した場合の構成図であ
る。ダクト2内に騒音源1があり、ダクト開口方向に向
かって順に、騒音源1からの騒音を受けてこれを信号に
変換するための騒音信号発生手段としてマイクロホン
3、騒音を打ち消すための音波を発生するための2次音
波出力手段としてスピーカ4、騒音と2次音波を受けて
両者の誤差を信号として出力するための誤差信号出力手
段としてマイクロホン5が配設されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram when an active noise control system according to a first embodiment of the present invention is applied to muffling a duct. There is a noise source 1 in the duct 2, and a microphone 3 as a noise signal generating means for receiving a noise from the noise source 1 and converting the noise into a signal in order toward the duct opening direction, and a sound wave for canceling the noise. A speaker 4 is provided as a secondary sound wave output means for generating, and a microphone 5 is provided as an error signal output means for receiving a noise and a secondary sound wave and outputting an error between them as a signal.

【0030】マイクロホン3およびマイクロホン5はい
ずれも、不図示の増幅器、フィルタおよびA/D変換器
を含んでおり、ディジタル化された信号を出力する。マ
イクロホン3は騒音信号u(n)を出力し、マイクロホン
5は第1の誤差信号e1(n)を出力する。ここで括弧内の
nはn回目のサンプリングであることを表し、以下に用
いる符号においても同じである。
Each of the microphone 3 and the microphone 5 includes an amplifier, a filter and an A / D converter (not shown) and outputs a digitized signal. The microphone 3 outputs a noise signal u (n), and the microphone 5 outputs a first error signal e 1 (n). Here, n in parentheses represents the nth sampling, and the same applies to the symbols used below.

【0031】信号処理手段はタップ数Nの第1のトラン
スバーサルフィルタ6から成る。第1のトランスバーサ
ルフィルタ6において、騒音信号u(n)は式(1)に従いフ
ィルタ係数列aiと畳み込み演算がなされ、その演算結
果は制御信号y(n)としてスピーカ4に出力される。ス
ピーカ4は、不図示のD/A変換器、フィルタおよび増
幅器を含み、制御信号y(n)を受けて2次音波を発生す
る。騒音源1から発せられた1次音波は、スピーカ4か
ら発せられた2次音波と干渉し減弱される。この干渉結
果をマイクロホン5が検出する。
The signal processing means comprises a first transversal filter 6 having N taps. In the first transversal filter 6, the noise signal u (n) is subjected to a convolution operation with the filter coefficient sequence a i according to the equation (1), and the operation result is output to the speaker 4 as the control signal y (n). The speaker 4 includes a D / A converter, a filter and an amplifier (not shown), and receives the control signal y (n) to generate a secondary sound wave. The primary sound wave emitted from the noise source 1 interferes with the secondary sound wave emitted from the speaker 4 and is attenuated. The microphone 5 detects this interference result.

【0032】適応手段においては、騒音信号u(n)を伝
達関数H(z)を有するフィルタ7でフィルタリングし、
第1のリファレンス信号r1(n)が作成される。伝達関数
H(z)は、制御信号y(n)がマイクロホン5で検出される
過程の伝達関数であり、マイクロホン5に含まれる増幅
器、フィルタおよびA/D変換器の特性も含まれてい
る。このようなフィルタ7は、有限インパルス応答(F
IR)ディジタルフィルタ、あるいは無限インパルス応
答(IIR)ディジタルフィルタで構成される。
In the adaptive means, the noise signal u (n) is filtered by the filter 7 having the transfer function H (z),
A first reference signal r 1 (n) is created. The transfer function H (z) is a transfer function in the process in which the control signal y (n) is detected by the microphone 5, and also includes the characteristics of the amplifier, filter, and A / D converter included in the microphone 5. Such a filter 7 has a finite impulse response (F
(IR) digital filter or infinite impulse response (IIR) digital filter.

【0033】制御信号y(n)は、第1のトランスバーサ
ルフィルタ6のゲイン上昇を抑制しようとする周波数帯
域のみを通過させるフィルタ9によってフィルタリング
され、第2のリファレンス信号r2(n)が作成される。こ
のフィルタ9もFIRディジタルフィルタ、あるいはI
IRディジタルフィルタで構成される。第2のリファレ
ンス信号r2(n)のレベルは、フィルタ9によって適切に
設定される。
The control signal y (n) is filtered by the filter 9 that passes only the frequency band in which the gain increase of the first transversal filter 6 is to be suppressed, and the second reference signal r 2 (n) is created. To be done. This filter 9 is also an FIR digital filter or I
It is composed of an IR digital filter. The level of the second reference signal r 2 (n) is appropriately set by the filter 9.

【0034】第2のリファレンス信号r2(n)は第2のト
ランスバーサルフィルタ10に入力される。第2のトラ
ンスバーサルフィルタ10は、第1のトランスバーサル
フィルタ6と同一のフィルタ係数列aiを共有してい
る。第2のトランスバーサルフィルタ10では式(3)の
演算が行われ、第2の誤差信号e2(n)が作成される。
The second reference signal r 2 (n) is input to the second transversal filter 10. The second transversal filter 10 shares the same filter coefficient sequence a i as the first transversal filter 6. In the second transversal filter 10, the calculation of the equation (3) is performed, and the second error signal e 2 (n) is created.

【0035】第1のリファレンス信号r1(n)と第2のリ
ファレンス信号r2(n)は、加算器13で足し合わされ、
和信号r+(n)が出力される。また一方では減算器14で
第1、第2のリファレンス信号r1(n)、r2(n)の差分が
とられて差信号r-(n)が出力される。第1の誤差信号e
1(n)および第2の誤差信号e2(n)についても同様に、加
算器15で足し合わされて和信号e+(n)が、減算器16
で差分がとられて差信号e-(n)が出力される。これらの
和信号、差信号は式(7)ないし式(10)で定義される。
The first reference signal r 1 (n) and the second reference signal r 2 (n) are added by the adder 13,
The sum signal r + (n) is output. On the other hand, the subtracter 14 takes the difference between the first and second reference signals r 1 (n) and r 2 (n) and outputs the difference signal r (n). First error signal e
Similarly, 1 (n) and the second error signal e 2 (n) are added by the adder 15 and the sum signal e + (n) is added to the subtracter 16
Then, the difference is taken and the difference signal e (n) is output. These sum signal and difference signal are defined by equations (7) to (10).

【0036】係数更新部12ではこれら4つの信号r
+(n)、r-(n)、e+(n)、e-(n)を入力して、式(5)およ
び式(6)を用いてフィルタ係数列ai(i=0,1,2,・・・,N-1)
が更新される。このとき、nが偶数であるか奇数である
かに応じて式(5)と式(6)を交互に用いてフィルタ係数列
iを更新する。言い換えれば、サンプリング毎に式(5)
と式(6)とを交互に適用する。
In the coefficient updating unit 12, these four signals r
+ (N), r - ( n), e + (n), e - enter the (n), the filter coefficient sequence using equation (5) and (6) a i (i = 0,1 , 2, ..., N-1)
Will be updated. At this time, the filter coefficient sequence a i is updated by alternately using the equations (5) and (6) depending on whether n is an even number or an odd number. In other words, equation (5) for each sampling
And equation (6) are applied alternately.

【0037】nが偶数のときに式(5)を用い、奇数のと
きに式(6)を用いてもよいし、逆にnが奇数のときに式
(5)を用い、偶数のときに式(6)を用いてもよい。いずれ
の場合にも、n回目のサンプリングにおけるフィルタ係
数列aiの更新は式(5)または式(6)の一方に従ってなさ
れ、次のサンプリングにおいては他方の式に従ってなさ
れる。
Equation (5) may be used when n is an even number, and equation (6) may be used when n is an odd number, and conversely, equation (5) may be used when n is an odd number.
Equation (6) may be used when (5) is used and even numbers are used. In either case, the update of the filter coefficient sequence a i in the n-th sampling is performed according to one of the equations (5) and (6), and in the next sampling is performed according to the other equation.

【0038】式(5)または式(6)によるフィルタ係数列a
iの更新には、過去N個の和信号すなわちr+(n-N+1)か
らr+(n)まで、または過去N個の差信号すなわちr-(n-
N+1)からr-(n)までを必要とする。1回のフィルタ係数
列更新にはおいては、このうちの1組、例えばN個の和
信号のみを使用するものであるが、次のフィルタ係数列
更新においてはもう一方の組を使用するため、和信号r
+と差信号r-はそれぞれ過去N個分が常時記憶保持され
ていなければならない。
Filter coefficient sequence a according to equation (5) or equation (6)
i The update of the past N number of the sum signal, that is r + (n-N + 1 ) from r + to (n), or past the N difference signal namely r - (n-
N + 1) to r (n) are required. In one update of the filter coefficient sequence, only one set of these, for example, N sum signals is used, but in the next update of the filter coefficient sequence, the other set is used. Sum signal r
+ And the difference signal r - the N content must be constantly stored and held past respectively.

【0039】本実施例では係数更新部12に記憶手段を
備えており(不図示)、和信号r+と差信号r-はそれぞ
れ過去N個分が記憶保持されるとともに、それぞれの最
も古い信号は最新の和信号r+と差信号r-で書き換えら
れる構成としている。
In the present embodiment, the coefficient updating unit 12 is provided with a storage means (not shown), and the sum signal r + and the difference signal r are stored and held for the past N pieces, respectively, and the oldest signal of each piece. Is rewritten with the latest sum signal r + and difference signal r .

【0040】第1のトランスバーサルフィルタ6の特定
の周波数帯域のゲイン上昇を抑制するためには、第2の
リファレンス信号r2は、その制御対象となる周波数成
分だけを有する信号であることが要求される。上述の構
成においては、第1のトランスバーサルフィルタ6の出
力である制御信号yを、抑制対象である周波数帯域のみ
を通過させるフィルタ9でフィルタリングしているた
め、第2のリファレンス信号r2には、制御信号y中の
抑制対象となる周波数成分だけが含まれる。したがっ
て、第1のトランスバーサルフィルタ6には適切なゲイ
ン上昇抑制が施される。
In order to suppress the gain increase in the specific frequency band of the first transversal filter 6, the second reference signal r 2 is required to be a signal having only the frequency component to be controlled. To be done. In the above configuration, it is the output control signal y of the first transversal filter 6, since the filtering by filter 9 passes only the frequency band is a suppression target, the second to the reference signal r 2 is , And only the frequency components to be suppressed in the control signal y are included. Therefore, the first transversal filter 6 is appropriately suppressed in gain increase.

【0041】本実施例によるフィルタ係数aiの更新に
おいては、各係数の更新量は式(11)のδ+ iまたは式(12)
のδ- iとなる。すなわち、1回のサンプリングにおける
各係数aiの更新量は、式(5)によるときはδ+ 0(n)、δ+
1(n)・・・δ+ N-2(n)、δ+ N-1(n)となり、式(6)によるとき
はδ- 0(n)、δ- 1(n)・・・δ- N-2(n)、δ- N-1(n)となる。
従来技術の式(2)と式(4)においてμ=νとし、両式を同
時に用いた場合の更新量をδiとすると、本実施例の更
新量δ+ iまたはδ- iは式(11)と式(12)から明らかなよう
に、δiよりもμ(r1(n-i)e2(n)+r2(n-i)e1(n))
だけ増加または減少することになる。
In updating the filter coefficient a i according to the present embodiment, the update amount of each coefficient is δ + i in equation (11) or equation (12).
Δ - i . That is, the update amount of each coefficient a i in one sampling is δ + 0 (n), δ +
1 (n) ・ ・ ・ δ + N-2 (n), δ + N-1 (n), and according to equation (6) δ - 0 (n), δ - 1 (n) ・ ・ ・ δ - n-2 (n), δ - the n-1 (n).
If μ = ν in the prior art equations (2) and (4) and the update amount is δ i when both equations are used at the same time, the update amount δ + i or δ i in the present embodiment is given by the equation ( As is clear from 11) and equation (12), μ (r 1 (ni) e 2 (n) + r 2 (ni) e 1 (n)) rather than δ i
Will only increase or decrease.

【0042】しかしながら、本実施例では、式(5)と式
(6)の更新をサンプリング毎に交互に実行するため、こ
れらの量は適応過程において互いに相殺される。したが
って、従来技術の場合とほぼ等価なフィルタ係数の収束
値を得ることができる。
However, in this embodiment, the equation (5) and the equation
Since the update of (6) is performed alternately every sampling, these quantities cancel each other out in the adaptation process. Therefore, it is possible to obtain the convergence value of the filter coefficient that is almost equivalent to that in the case of the conventional technique.

【0043】さらに、式(5)と式(6)のそれぞれの更新式
の中に、第1の誤差信号を最小化するための更新量が含
まれているため、式(5)と式(6)が交互に実行されても、
消音効果を得る速度はほとんど劣化せず、同じ消音効果
を得るのに要するフィルタ係数の更新回数は従来技術の
1/2に減少する。したがって、従来技術の約半分の時
間で所望の消音効果を達成できることになる。
Furthermore, since the update amounts for minimizing the first error signal are included in the update equations of equations (5) and (6), equations (5) and ( Even if 6) is executed alternately,
The speed of obtaining the muffling effect is hardly deteriorated, and the number of times of updating the filter coefficient required to obtain the same muffling effect is reduced to 1/2 of that of the conventional technique. Therefore, the desired silencing effect can be achieved in about half the time of the prior art.

【0044】上述した一連のフィルタ演算およびフィル
タ係数の更新演算は、マイクロプロセッサやディジタル
シグナルプロセッサのプログラミング、もしくはフィル
タ演算専用ハードウェアによって処理される。
The series of filter operations and filter coefficient update operations described above are processed by programming of a microprocessor or a digital signal processor, or by filter operation dedicated hardware.

【0045】本発明の第2の実施例では、第1の実施例
と同様に式(5)と式(6)に従ってフィルタ係数列ai(i=0,
1,2,・・・,N-1)を更新するが、式(5)と式(6)の用い方が異
なる。本実施例では、n−iが偶数であるか奇数である
かに応じて式(5)と式(6)を交互に用いてフィルタ係数列
iを更新する。n−iが偶数のときに式(5)を用い、奇
数のときに式(6)を用いてもよいし、逆にn−iが奇数
のときに式(5)を用い、偶数のときに式(6)を用いてもよ
い。
In the second embodiment of the present invention, the filter coefficient sequence a i (i = 0, i = 0, in accordance with the equations (5) and (6) as in the first embodiment.
1,2, ..., N-1) is updated, but the way of using equations (5) and (6) is different. In this embodiment, the filter coefficient sequence a i is updated by alternately using the equations (5) and (6) depending on whether n−i is an even number or an odd number. Equation (5) may be used when ni is an even number, and equation (6) may be used when it is an odd number. Conversely, equation (5) may be used when n-i is an odd number, and equation (5) may be used when n-i is an odd number. Equation (6) may be used for

【0046】ある時間でのサンプリングにおいて、偶数
番目のタップのフィルタ係数はすべて式(5)または式(6)
の一方によって更新され、奇数番目のタップのフィルタ
係数はすべて他方の式によって更新される。次のサンプ
リングにおいては、nの偶数奇数が逆になるのでn−i
も逆になり、偶数番目のタップのフィルタ係数および奇
数番目のタップのフィルタ係数はそれぞれ、式(5)と式
(6)のうち前回用いたものではないもう一方の式によっ
て更新される。
In sampling at a certain time, the filter coefficients of even-numbered taps are all expressed by equation (5) or equation (6).
And the filter coefficients of the odd-numbered taps are all updated by the other equation. In the next sampling, even and odd numbers of n are reversed, so that n−i
The filter coefficient of the even-numbered taps and the filter coefficient of the odd-numbered taps are
It is updated by the other formula in (6) that was not used previously.

【0047】すなわち、1回のサンプリングにおける各
係数aiの更新量は、例えば、δ+ 0(n)、δ- 1(n)・・・δ+
N-2(n)、δ- N-1(n)となり、次のサンプリングにおいて
はδ- 0(n)、δ+ 1(n)・・・δ- N-2(n)、δ+ N-1(n)となる。
第1の実施例と同様に本実施例の更新量δ+ iおよびδ- i
も従来技術の更新量δiとはμ(r1(n-i)e2(n)+r2(n
-i)e1(n))だけ異なるが、各係数aiについて、サンプ
リング毎にδ+ iとδ- iが入れ替わるので、これらの量は
適応過程において互いに相殺される。したがって、従来
技術の場合とほぼ等価なフィルタ係数の収束値を得るこ
とができる。
[0047] That is, the update amount of each coefficient a i in one sampling, for example, δ + 0 (n), δ - 1 (n) ··· δ +
N-2 (n), δ - N-1 (n), and in the next sampling δ - 0 (n), δ + 1 (n) ・ ・ ・ δ - N-2 (n), δ + N It becomes -1 (n).
Similar to the first embodiment, the update amounts δ + i and δ - i of this embodiment are the same.
Also, the update amount δ i of the conventional technique is μ (r 1 (ni) e 2 (n) + r 2 (n
-i) e 1 (n)) only differ for each coefficient a i, for each sampling [delta] + i and [delta] - Since i is replaced, these quantities are offset from one another in the adaptation process. Therefore, it is possible to obtain the convergence value of the filter coefficient that is almost equivalent to that in the case of the conventional technique.

【0048】さらに、式(5)と式(6)のそれぞれの更新式
の中に、第1の誤差信号を最小化するための更新量が含
まれているため、両式による更新を交互に実行しても消
音効果を得る速度はほとんど劣化しない。したがって、
同じ消音効果を得るのに要するフィルタ係数の更新回数
は従来技術の1/2に減少し、従来技術の約半分の時間
で所望の消音効果を達成できることになる。
Furthermore, since the update amounts for minimizing the first error signal are included in the update equations of the equations (5) and (6), the update by both equations is performed alternately. Even if it is executed, the speed at which the muffling effect is obtained hardly deteriorates. Therefore,
The number of times of updating the filter coefficient required to obtain the same muffling effect is reduced to half that of the conventional technique, and the desired muffling effect can be achieved in about half the time of the conventional technique.

【0049】本実施例では、フィルタ係数列aiの更新
には、例えば、r+(n-N+1)、r-(n-N+2)・・・r+(n-1)、
-(n)のようにリファレンス信号の和信号r+と差信号
-が交互に並んだN個の信号を必要とする。しかし、
第1の実施例のように和信号r+と差信号r-をそれぞれ
N個ずつ記憶保持する必要はなく、係数更新部12へは
信号r+とr-がサンプリング毎に交互に入力されればよ
い。したがって、係数更新部12における記憶手段の必
要容量が第1実施例に比べ半減される。
[0049] In this embodiment, the updating of the filter coefficient sequence a i, for example, r + (n-N + 1), r - (n-N + 2) ··· r + (n-1),
Like r (n), N signals in which the sum signal r + of the reference signals and the difference signal r are alternately arranged are required. But,
It is not necessary to store and hold N sum signals r + and difference signals r respectively as in the first embodiment, and the signals r + and r are alternately input to the coefficient updating unit 12 for each sampling. Good. Therefore, the required capacity of the storage unit in the coefficient updating unit 12 is halved compared to the first embodiment.

【0050】このように、本実施例では第1の実施例と
ほぼ同じ消音効果およびその達成速度を得ることができ
る上、物理的記憶容量は約半分でよく、能動騒音制御装
置としてより効率がよい。
As described above, in this embodiment, it is possible to obtain almost the same silencing effect and its achievement speed as in the first embodiment, and the physical storage capacity is about half, which is more efficient as an active noise control device. Good.

【0051】図2は本発明の第3の実施例にかかわる能
動騒音制御装置をダクト消音に適用した場合の構成図で
ある。図1と異なる点は、第1のトランスバーサルフィ
ルタ6のゲイン上昇を抑制しようとする周波数帯域のみ
を通過させるフィルタ9への入力が、騒音信号u(n)に
変更されている点である。その他の構成は第1実施例お
よび第2実施例において既述した通りである。
FIG. 2 is a block diagram showing a case where the active noise control system according to the third embodiment of the present invention is applied to muffling a duct. The difference from FIG. 1 is that the input to the filter 9 that passes only the frequency band in which the gain increase of the first transversal filter 6 is suppressed is changed to the noise signal u (n). Other configurations are as described in the first and second embodiments.

【0052】この構成によれば、騒音信号u(n)に抑制
対象となる周波数成分が現れると、第2のリファレンス
信号r2には抑制対象の周波数成分が含まれることにな
り、その周波数に対する抑制作用が働く。したがって、
第1のトランスバーサルフィルタ6のゲイン上昇が適切
に抑制される。
According to this configuration, when a frequency component to be suppressed appears in the noise signal u (n), the second reference signal r 2 contains the frequency component to be suppressed, and the frequency component for the frequency is suppressed. The inhibitory action works. Therefore,
The gain increase of the first transversal filter 6 is appropriately suppressed.

【0053】本発明の第4の実施例にかかわる能動騒音
制御装置をダクト消音に適用した場合の構成を図3に示
す。図1との相違点は、ホワイトノイズ発生部17が新
たに加えられ、その出力w(n)が、フィルタ9への入力
として用いられていることであり、その他は第1、第2
実施例の構成と同様である。
FIG. 3 shows the configuration in the case where the active noise control system according to the fourth embodiment of the present invention is applied to the muffling of a duct. The difference from FIG. 1 is that a white noise generator 17 is newly added, and its output w (n) is used as an input to the filter 9. Others are the first and the second.
The configuration is the same as that of the embodiment.

【0054】ホワイトノイズとしてM系列信号を発生さ
せることはプログラミング上容易であり、抑制対象の周
波数成分を含むノイズを発生させるのに有効である。こ
の構成によれば、常時、抑制対象となる周波数成分のゲ
イン上昇を抑制しようとする作用が働き、適切な抑制が
なされる。
Generating an M-sequence signal as white noise is easy in programming and is effective in generating noise including a frequency component to be suppressed. According to this configuration, the effect of always suppressing the gain increase of the frequency component to be suppressed works, and appropriate suppression is performed.

【0055】図4は本発明第5実施例にかかわる能動騒
音制御装置をダクト消音に適用した場合の構成図であ
る。ここでは、フィルタ9への入力信号として、第1の
トランスバーサルフィルタ6のフィルタ係数列aiの繰
り返し信号s(n)を用いる。信号s(n)は、例えば式(13)
で定義することができる。 s(n)=ai(n) (i=n mod N) (13) ここで(n mod N)はnをNで割った余りを示す。
FIG. 4 is a block diagram showing a case where the active noise control system according to the fifth embodiment of the present invention is applied to muffling a duct. Here, the repetitive signal s (n) of the filter coefficient sequence a i of the first transversal filter 6 is used as the input signal to the filter 9. The signal s (n) is calculated by, for example, the equation (13)
Can be defined as s (n) = a i (n) (i = n mod N) (13) where (n mod N) represents the remainder when n is divided by N.

【0056】このように、制御信号yの代わりに、フィ
ルタ係数列aiの繰り返し信号を用いた場合は、第1の
トランスバーサルフィルタ6において抑制対象となる周
波数成分のゲインが上昇すれば、これを抑制しようとす
る作用が働く。これにより、第1のトランスバーサルフ
ィルタ6のゲイン上昇の抑制が適切に行われる。他の構
成は第1、第2実施例と同様である。
As described above, when the repetitive signal of the filter coefficient sequence a i is used instead of the control signal y, if the gain of the frequency component to be suppressed increases in the first transversal filter 6, The action that tries to suppress is working. As a result, the increase in the gain of the first transversal filter 6 is appropriately suppressed. Other configurations are similar to those of the first and second embodiments.

【0057】本発明第6実施例の能動騒音制御装置をダ
クト消音に適用した場合の構成を図5に示す。本実施例
では図1の構成に加えて、第2の誤差信号e2の2乗の
平均を検出するパワー検出部18が新たに設けられ、パ
ワー検出部18からの出力であるパワー信号P(n)に応
じて、係数更新部12において用いられるフィルタ係数
の更新式が変更される。
FIG. 5 shows the configuration in which the active noise control system of the sixth embodiment of the present invention is applied to muffling a duct. In the present embodiment, in addition to the configuration of FIG. 1, a power detection unit 18 for detecting the average of the square of the second error signal e 2 is newly provided, and the power signal P (which is the output from the power detection unit 18 The update formula of the filter coefficient used in the coefficient updating unit 12 is changed according to n).

【0058】係数更新部12では、パワー信号P(n)
が、予め設定しておいた基準値よりも大きい場合は、第
1実施例または第2実施例と同様に式(5)と式(6)を交互
に用いてフィルタ係数aiが更新される。パワー信号P
(n)が、前記基準値より小さい場合は式(2)を用いてフィ
ルタ係数aiが更新される。
In the coefficient updating unit 12, the power signal P (n)
Is larger than the preset reference value, the filter coefficient a i is updated by alternately using the equations (5) and (6) as in the first or second embodiment. . Power signal P
When (n) is smaller than the reference value, the filter coefficient a i is updated using the equation (2).

【0059】この構成によれば、パワー信号P(n)が基
準値より小さい場合にはフィルタ係数aiの更新が式(2)
を用いてなされるので、式(11)および式(12)における右
辺第2項の影響が軽減される。制御開始時には、抑制対
象とする周波数帯域の信号は制御信号yにあまり含まれ
ておらず、第2の誤差信号e2への寄与も小さい。した
がって、主として式(2)によりフィルタ係数aiの更新が
なされ、所望の消音効果が速やかに達成される。その
後、抑制する周波数成分のゲインが上昇すれば第2の誤
差信号e2への寄与も大きくなり、式(5)および式(6)に
よるフィルタ係数aiの更新が機能する。
According to this configuration, when the power signal P (n) is smaller than the reference value, the filter coefficient a i is updated by the equation (2).
Is used, the influence of the second term on the right side in Expressions (11) and (12) is reduced. At the start of control, the signal in the frequency band to be suppressed is not included in the control signal y so much and the contribution to the second error signal e 2 is small. Therefore, the filter coefficient a i is updated mainly by the equation (2), and the desired silencing effect is quickly achieved. After that, if the gain of the frequency component to be suppressed increases, the contribution to the second error signal e 2 also increases, and the updating of the filter coefficient a i by the equations (5) and (6) functions.

【0060】なお、式(2)を用いてフィルタ係数aiの更
新を実行するときのために、第1のリファレンス信号r
1も係数更新部12に入力され、過去N個の信号が記憶
保持されている。その他の構成については第1実施例と
同様である。
In order to update the filter coefficient a i using the equation (2), the first reference signal r
1 is also input to the coefficient updating unit 12, and the past N signals are stored and held. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

【0061】第3、第4および第5実施例においても、
このようにパワー検出部18を設けて、係数更新部12
でのフィルタ係数の更新式をパワー信号P(n)に応じて
変更する構成にしてもよい。
Also in the third, fourth and fifth embodiments,
In this way, the power detection unit 18 is provided, and the coefficient update unit 12
The updating formula of the filter coefficient in (4) may be changed according to the power signal P (n).

【0062】図6は本発明の第7の実施例にかかわる能
動騒音制御装置をダクト消音に適用した場合の構成図で
ある。本実施例は従来技術を示す図7のシステム構成
に、第2の誤差信号e2の2乗の平均を検出するパワー
検出部18を加えたものであり、その他の構成は図7に
ついて既に述べた通りである。
FIG. 6 is a block diagram showing the case where the active noise control system according to the seventh embodiment of the present invention is applied to the duct silencing. In the present embodiment, a power detection unit 18 for detecting the average of the square of the second error signal e 2 is added to the system configuration of FIG. 7 showing the prior art, and other configurations have already been described with reference to FIG. 7. That's right.

【0063】第1の係数更新部8および第2の係数更新
部11におけるフィルタ係数の更新動作は、パワー検出
部18からの出力であるパワー信号P(n)に応じて制御
される。パワー信号P(n)が予め設定しておいた基準値
よりも大きい場合は、式(2)を用いた第1の係数更新部
8によるフィルタ係数aiの更新と、式(4)を用いた第2
の係数更新部11によるフィルタ係数aiの更新が、サ
ンプリング毎に交互に実行される。一方、パワー信号P
(n)が前記基準値より小さい場合は、第2の係数更新部
11によるフィルタ係数の更新は行われず、常に第1の
係数更新部8のみによりフィルタ係数aiの更新がなさ
れる。
The updating operation of the filter coefficient in the first coefficient updating unit 8 and the second coefficient updating unit 11 is controlled according to the power signal P (n) which is the output from the power detecting unit 18. When the power signal P (n) is larger than a preset reference value, the filter coefficient a i is updated by the first coefficient updating unit 8 using the equation (2) and the equation (4) is used. Had second
The updating of the filter coefficient a i by the coefficient updating unit 11 of is alternately executed for each sampling. On the other hand, the power signal P
If (n) is smaller than the reference value, the second coefficient updating unit 11 does not update the filter coefficient, and only the first coefficient updating unit 8 always updates the filter coefficient a i .

【0064】この構成によれば、制御動作開始直後は主
として式(2)によりフィルタ係数aiの更新がなされるた
め、制御開始後の消音効果を得る速度の劣化を防止する
ことができる。
According to this structure, since the filter coefficient a i is updated mainly by the equation (2) immediately after the start of the control operation, it is possible to prevent the deterioration of the speed of obtaining the silencing effect after the start of the control.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、騒音源から発せられた
1次音波に対し、2次音波を発して音波干渉により消音
を行う能動騒音制御装置において、1次音波と相関のあ
る騒音信号uを出力する騒音信号作成手段と、所定のフ
ィルタ係数列aiを有する第1のトランスバーサルフィ
ルタで前記騒音信号uをフィルタリングして制御信号y
を出力する信号処理手段と、前記制御信号yを入力して
2次音波を発生させる2次音波出力手段と、1次音波と
2次音波の干渉結果と相関のある第1の誤差信号e1
出力する誤差信号作成手段を構成し、適応手段におい
て、前記制御信号yが誤差信号作成手段で検出される過
程の伝達関数H(z)で前記騒音信号uをフィルタリング
した第1のリファレンス信号r1と、所定の周波数成分
を有する第2のリファレンス信号r2との和信号r+と差
信号r-、及び第1の誤差信号e1と、前記第2のリファ
レンス信号r2を第1のトランスバーサルフィルタと同
じフィルタ係数列aiを有する第2のトランスバーサル
フィルタでフィルタリングした第2の誤差信号e2との
和信号e+と差信号e-を作成し、これら4つの信号
+、r-、e+、e-を用いて前記フィルタ係数列ai
更新することにより、消音対象に関わる第1のリファレ
ンス信号r1をフィルタ係数列aiの更新に常時反映させ
ることが可能になり、演算効率が向上する。したがっ
て、演算量を削減することができる。
According to the present invention, in an active noise control device for suppressing a primary sound wave emitted from a noise source by emitting a secondary sound wave and interfering with a sound wave, a noise signal correlated with the primary sound wave. The noise signal creating means for outputting u and the first transversal filter having the predetermined filter coefficient sequence a i filter the noise signal u to control the signal y.
, A secondary sound wave output means for inputting the control signal y to generate a secondary sound wave, and a first error signal e 1 having a correlation with the interference result of the primary sound wave and the secondary sound wave. A first reference signal r obtained by filtering the noise signal u with a transfer function H (z) in the process of detecting the control signal y by the error signal creating means in the adapting means. 1 and the second reference signal r 2 having a predetermined frequency component, the sum signal r + and the difference signal r , the first error signal e 1, and the second reference signal r 2 The sum signal e + and the difference signal e of the second error signal e 2 filtered by the second transversal filter having the same filter coefficient sequence a i as the transversal filter are created, and these four signals r + , r - use the -, e +, e By updating the filter coefficient sequence a i you are, the first reference signal r 1 involved in silencing target becomes possible to constantly reflect the updating of the filter coefficient sequence a i, computation efficiency is improved. Therefore, the amount of calculation can be reduced.

【0066】さらに、n−iが偶数であるか奇数である
かによって、式(5)と式(6)を交互に用いてフィルタ係数
を更新すると、消音効果を得る速度を劣化させることな
く、フィルタ係数の更新回数を従来技術の1/2に削減
することができる。このため、より安価なハードウェア
の選択が可能になりコストダウン効果がある。
Further, depending on whether ni is an even number or an odd number, if the filter coefficient is updated by alternately using the equation (5) and the equation (6), the speed of obtaining the muffling effect is not deteriorated, The number of times the filter coefficient is updated can be reduced to half that of the conventional technique. Therefore, it is possible to select a cheaper hardware, which has a cost reduction effect.

【0067】また、n−iの偶数奇数に基づいて式(5)
と式(6)を交互使用すれば、記憶保持が必要になるリフ
ァレンス信号の和信号r+と差信号r-の数を、フィルタ
係数の数と同数の必要最小限に抑えることができる。こ
れにより、物理的記憶容量を小さく保つことができ、ハ
ードウェアの小型化に有効である。
Further, based on the even and odd numbers of ni, the equation (5)
By alternately using the expression (6) and the expression (6), the number of sum signals r + and difference signals r of reference signals which need to be stored and held can be suppressed to the necessary minimum number equal to the number of filter coefficients. As a result, the physical storage capacity can be kept small, which is effective for downsizing hardware.

【0068】第2の誤差信号e2の振幅レベルを検出す
るためのレベル検出手段を備え、第2の誤差信号e2
レベルが所定の基準を下回るときには、式(2)によって
フィルタ係数aiを更新を行うようにした構成では、制
御開始直後は主として式(2)の更新式が適用されるた
め、制御開始後の消音効果を得る速度の劣化を防ぐ効果
がある。
[0068] provided with level detection means for detecting a second amplitude level of the error signal e 2, when the second error signal e 2 level is below a predetermined standard, the filter coefficients a i by the formula (2) In the configuration in which the update is performed, the update formula of the formula (2) is mainly applied immediately after the control is started, so that there is an effect of preventing the deterioration of the speed of obtaining the muffling effect after the start of the control.

【0069】また、フィルタ係数aiの更新を従来のよ
うに式(2)と式(4)をサンプリング毎に交互に用いて行う
場合でも、第2の誤差信号e2の振幅レベルが所定の基
準を下回るときには式(2)だけを用いるようにすれば、
制御開始直後は主として式(2)が適用されるため、よ
り速やかに所望の消音効果を達成することができる。
Even when the filter coefficient a i is updated by alternately using the equations (2) and (4) for each sampling as in the conventional case, the amplitude level of the second error signal e 2 is set to a predetermined level. If you use only formula (2) when it is below the standard,
Since the formula (2) is mainly applied immediately after the control is started, the desired silencing effect can be achieved more quickly.

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

【図1】 本発明第1実施例および第2実施例の能動騒
音制御装置の構成を模式的に示す図。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an active noise control device of a first embodiment and a second embodiment of the present invention.

【図2】 本発明第3実施例の能動騒音制御装置の構成
を模式的に示す図。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an active noise control device of a third embodiment of the present invention.

【図3】 本発明第4実施例の能動騒音制御装置の構成
を模式的に示す図。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an active noise control device of a fourth embodiment of the present invention.

【図4】 本発明第5実施例の能動騒音制御装置の構成
を模式的に示す図。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of an active noise control system of a fifth embodiment of the present invention.

【図5】 本発明第6実施例の能動騒音制御装置の構成
を模式的に示す図。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of an active noise control system of a sixth embodiment of the present invention.

【図6】 本発明第7実施例の能動騒音制御装置の構成
を模式的に示す図。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of an active noise control system of a seventh embodiment of the present invention.

【図7】 従来技術による能動騒音制御装置の構成を模
式的に示す図。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration of an active noise control device according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 騒音源 2 ダクト 3 マイクロホン 4 スピーカ 5 マイクロホン 6 トランスバーサルフィルタ 7 フィルタ 8 係数更新部 9 フィルタ 10 トランスバーサルフィルタ 11 係数更新部 12 係数更新部 13 加算器 14 減算器 15 加算器 16 減算器 17 ホワイトノイズ発生部 18 パワー検出部 u 騒音信号 y 制御信号 a フィルタ係数列 r1 リファレンス信号 r2 リファレンス信号 e1 誤差信号 e2 誤差信号 r+ リファレンス和信号 r- リファレンス差信号 e+ 誤差和信号 e- 誤差差信号 H(z) 伝達関数 w ホワイトノイズ P パワー信号 s 繰り返し信号1 Noise Source 2 Duct 3 Microphone 4 Speaker 5 Microphone 6 Transversal Filter 7 Filter 8 Coefficient Update Unit 9 Filter 10 Transversal Filter 11 Coefficient Update Unit 12 Coefficient Update Unit 13 Adder 14 Subtractor 15 Adder 16 Subtractor 17 White Noise Generation unit 18 Power detection unit u Noise signal y Control signal a i Filter coefficient sequence r 1 Reference signal r 2 Reference signal e 1 Error signal e 2 Error signal r + Reference sum signal r Reference difference signal e + Error sum signal e Error difference signal H (z) Transfer function w White noise P Power signal s Repeated signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 11/178 F01N 1/06 H03H 21/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G10K 11/178 F01N 1/06 H03H 21/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 騒音源から発せられた1次音波に対し、
2次音波を発して音波干渉により消音を行う能動騒音制
御装置において、 1次音波と相関のある騒音信号uを出力する騒音信号作
成手段と、 所定のフィルタ係数列aiを有する第1のトランスバー
サルフィルタで前記騒音信号uをフィルタリングして制
御信号yを出力する信号処理手段と、 前記制御信号yを入力して2次音波を発生させる2次音
波出力手段と、 1次音波と2次音波の干渉結果と相関のある第1の誤差
信号e1を出力する誤差信号作成手段と、 前記制御信号yが誤差信号作成手段で検出される過程の
伝達関数H(z)で前記騒音信号uをフィルタリングした
第1のリファレンス信号r1と、所定の周波数成分を有
する第2のリファレンス信号r2との和信号r+と差信号
-、及び第1の誤差信号e1と、前記第2のリファレン
ス信号r2を第1のトランスバーサルフィルタと同じフ
ィルタ係数列aiを有する第2のトランスバーサルフィ
ルタでフィルタリングした第2の誤差信号e2との和信
号e+と差信号e-を作成し、時間nにおけるi番目のフ
ィルタ係数a i (n)を、μを小さな正の数とし、n−iが
偶数であるか奇数であるかによって次の2式 i (n+1)=a i (n)−μr + (n-i)e + (n) i (n+1)=a i (n)−μr - (n-i)e - (n) を交互に用いて更新する 適応手段と、を有することを特
徴とする能動騒音制御装置。
1. A primary sound wave emitted from a noise source,
In an active noise control device that emits a secondary sound wave and suppresses sound by sound wave interference, a first transformer having a noise signal creating means for outputting a noise signal u correlated with the primary sound wave, and a predetermined filter coefficient sequence a i. A signal processing unit that filters the noise signal u with a Versal filter to output a control signal y; a secondary sound wave output unit that inputs the control signal y to generate a secondary sound wave; a primary sound wave and a secondary sound wave. Error signal generating means for outputting a first error signal e 1 having a correlation with the interference result, and the noise signal u by the transfer function H (z) in the process in which the control signal y is detected by the error signal generating means. The sum signal r + and the difference signal r − of the filtered first reference signal r 1 and the second reference signal r 2 having a predetermined frequency component, the first error signal e 1, and the second error signal e 1 . reference Create and - No. r 2 of the second sum signal e + and the difference signal e of the error signal e 2 which is filtered by a second transversal filter having a first transversal filter same filter coefficient sequence and a i I-th frame at time n
For the filter coefficient a i (n), μ is a small positive number, and n−i is
Depending on whether it is an even number or an odd number, the following two equations a i (n + 1) = a i (n) −μr + (ni) e + (n) a i (n + 1) = a i (n) -μr - (ni) e - ( n) active noise control apparatus characterized by having an adaptive means for updating using alternating.
【請求項2】 第2の誤差信号e2の振幅レベルを検出
するためのレベル検出手段を有し、該レベル検出手段に
よって検出されたレベルが所定の基準を下回るときは、
適応手段は、時間nにおけるi番目のフィルタ係数a
i(n)を、μを小さな正の数とし、次式 ai(n+1)=ai(n)−μr1(n-i)e1(n) によって更新することを特徴とする、請求項1に記載の
能動騒音制御装置。
2. A level detecting means for detecting the amplitude level of the second error signal e 2 is provided, and when the level detected by the level detecting means falls below a predetermined reference,
The adapting means uses the i-th filter coefficient a at time n.
i a (n), and the μ and a small positive number, and updates the following equation a i (n + 1) = a i (n) -μr 1 (ni) e 1 (n), wherein Item 1. The active noise control device according to item 1 .
【請求項3】 騒音源から発せられた1次音波に対し、
2次音波を発して音波干渉により消音を行う能動騒音制
御装置において、 1次音波と相関のある騒音信号uを出力する騒音信号作
成手段と、 所定のフィルタ係数列aiを有する第1のトランスバー
サルフィルタで前記騒音信号uをフィルタリングして制
御信号yを出力する信号処理手段と、 前記制御信号yを入力して2次音波を発生させる2次音
波出力手段と、 1次音波と2次音波の干渉結果と相関のある第1の誤差
信号e1を出力する誤差信号作成手段と、 前記制御信号yが誤差信号作成手段で検出される過程の
伝達関数H(z)で前記騒音信号uをフィルタリングした
第1のリファレンス信号r1、所定の周波数成分を有す
る第2のリファレンス信号r2、第1の誤差信号e1、及
び前記第2のリファレンス信号r2を第1のトランスバ
ーサルフィルタと同じフィルタ係数列aiを有する第2
のトランスバーサルフィルタでフィルタリングした第2
の誤差信号e2が作成され、第2の誤差信号e2の振幅レ
ベルが所定の基準を下回るときは、時間nにおけるi番
目のフィルタ係数ai(n)を、μを小さな正の数とし、次
式 ai(n+1)=ai(n)−μr1(n-i)e1(n) で更新し、第2の誤差信号e2の振幅レベルが所定の基
準以上のときは、時間nにおけるi番目のフィルタ係数
i(n)を、νを小さな正の数とし、次の2式 ai(n+1)=ai(n)−μr1(n-i)e1(n) ai(n+1)=ai(n)−νr2(n-i)e2(n) を、時間nについて交互に用いて更新する適応手段と、
を有することを特徴とする能動騒音制御装置。
3. A primary sound wave emitted from a noise source,
In an active noise control device that emits a secondary sound wave and suppresses sound by sound wave interference, a first transformer having a noise signal creating means for outputting a noise signal u correlated with the primary sound wave, and a predetermined filter coefficient sequence a i. A signal processing unit that filters the noise signal u with a Versal filter to output a control signal y; a secondary sound wave output unit that inputs the control signal y to generate a secondary sound wave; a primary sound wave and a secondary sound wave. Error signal generating means for outputting a first error signal e 1 having a correlation with the interference result, and the noise signal u by the transfer function H (z) in the process in which the control signal y is detected by the error signal generating means. the first reference signal r 1, a second reference signal r 2, the first error signal e 1, and the second reference signal r 2 first transformer bars having a predetermined frequency component filtered Second with the same filter coefficient sequence a i and Rufiruta
2nd filtered by the transversal filter
Error signal e 2 is generated and the amplitude level of the second error signal e 2 falls below a predetermined reference, the i-th filter coefficient a i (n) at time n is set to μ as a small positive number. , is updated by the following equation a i (n + 1) = a i (n) -μr 1 (ni) e 1 (n), when the second error signal e 2 of the amplitude level is equal to or greater than a predetermined reference, For the i-th filter coefficient a i (n) at time n, let v be a small positive number, and the following two equations a i (n + 1) = a i (n) −μr 1 (ni) e 1 (n ) a i (n + 1) = a i (n) −νr 2 (ni) e 2 (n) is alternately used for the time n, and updating means is provided.
An active noise control device comprising:
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