JP3417126B2 - 電子消音システム - Google Patents
電子消音システムInfo
- Publication number
- JP3417126B2 JP3417126B2 JP06769395A JP6769395A JP3417126B2 JP 3417126 B2 JP3417126 B2 JP 3417126B2 JP 06769395 A JP06769395 A JP 06769395A JP 6769395 A JP6769395 A JP 6769395A JP 3417126 B2 JP3417126 B2 JP 3417126B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microphone
- noise
- filter
- time delay
- digital filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/02—Energy absorbers; Noise absorbers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子消音システムに係
り、特に騒音源からの伝搬音波に対して、逆位相でかつ
同一音圧の付加音を発生させ、音波干渉により能動的に
消音を行う電子消音システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、管路内を伝搬する騒音を消音する
ために、逆位相かつ同一音圧を能動的に付加するアクテ
ィブノイズコントロールと称する電子消音システムが用
いられている。図３は従来の電子消音システムのハード
ウェア図である。この電子消音システムは、管路１０内
の騒音情報を検出する第一のマイクロフォン１１と、管
路１０内の伝搬音波を打ち消すスピーカ１３と、伝搬音
波を打ち消した後の誤差量を検出する第二のマイクロフ
ォン１２と、スピーカ１３に与える駆動信号を演算する
コントローラ１４で構成されている。コントローラ１４
は、Ａ／Ｄ変換器６１、６３、Ｄ／Ａ変換器６２、加算
器３０、ディジタルフィルタ３１、３２、適応型ディジ
タルフィルタ３３、及び演算回路９１から構成されてい
る。 【０００３】第一のマイクロフォン１１によって検出さ
れた騒音を示す騒音信号は、Ａ／Ｄ変換器６１を介して
加算器３０の正入力に入力される。加算器３０の負入力
には、ディジタルフィルタ３１からの出力信号が加えら
れており、加算器３０はこれらの入力信号を加算し、そ
の加算信号ｘ（ｎ）をディジタルフィルタ３２及び適応
型ディジタルフィルタ３３に出力する。尚、ディジタル
フィルタ３１は、スピーカ１３からの音波が第一のマイ
クロフォン１１に与える音響フィードバックを相殺する
ためのものである。 【０００４】適応型ディジタルフィルタ３３は可変なタ
ップ重み（フィルタ係数）を有するＦＩＲフィルタとそ
れを制御する適応アルゴリズムから実現することがで
き、適応アルゴリズムは、上記入力ｘ（ｎ）と、第二の
マイクロフォン１２からＡ／Ｄ変換器６３を介して入力
するエラー信号ｅ（ｎ）の情報からエラー信号ｅ（ｎ）
のエネルギーが所定の評価基準のもとで最小となるよう
に適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新す
る。 【０００５】演算回路９１は、ディジタルフィルタ３２
から加えられるリファレンス信号ｒ（ｎ）と、第二のマ
イクロフォン１２からＡ／Ｄ変換器６３を介して加えら
れるエラー信号ｅ（ｎ）とから、次式、 Ｗn+1 ＝Ｗn −２μＲn T ｅ（ｎ） …（１） 但し、 Ｗ＝（ｗ0 ，ｗ1 ，・・・，ｗI-1 ） Ｒ＝（ｒ（ｎ），ｒ（ｎ−１），・・・，ｒ（ｎ−Ｉ−
１））T に基づいてフィルタ係数Ｗn+1 を算出し、このフィルタ
係数Ｗn+1 で適応型ディジタルフィルタ３３のフィルタ
係数Ｗn を更新する。 【０００６】尚、前記リファレンス信号ｒ（ｎ）は、 であり、ディジタルフィルタ３２によって算出される。 【０００７】適応型ディジタルフィルタ３３は入力信号
ｘ（ｎ）と与えられたフィルタ係数Ｗn との畳み込み演
算を行ってスピーカ１３の駆動信号ｙ（ｎ）を出力し、
この駆動信号ｙ（ｎ）はＤ／Ａ変換器６２を介してスピ
ーカ１３に加えられる。ところで、上記適応型ディジタ
ルフィルタ３３のフィルタ係数を更新する際、管路内を
伝搬する騒音のみに対して実施することが基本である。
しかし、実際には、対象となる管路内騒音以外の外部騒
音、例えば、他系統管路からの騒音、館内放送、話声等
の外部騒音が管路内に侵入していることが多い。電子消
音システムよりも上流側の管路から侵入してきた外部騒
音は、電子消音システムで消音可能であり、適応型ディ
ジタルフィルタ３３のフィルタ係数を更新しても弊害は
全くない。しかし、電子消音システム用管路の途中から
侵入してきた外部騒音または、電子消音システムよりも
下流の管路から侵入してきた騒音に対しては、適応型デ
ィジタルフィルタ３３のフィルタ係数を更新すると、系
の因果性が満足出来ないため、システムが不安定になる
という問題がある。 【０００８】そこで、この対策の一例として、第一のマ
イクロフォン１１と第二のマイクロフォン１２の出力信
号の大小を比較し、第一のマイクロフォン１１の出力信
号が第二のマイクロフォン１２の出力信号より小さい時
には、適応型ディジタルフィルタ３３のフィルタ係数を
更新しない能動騒音制御装置が提案されている（特開平
６−２３０７８９号公報）。 【０００９】また、外部騒音を検出するために、第三の
マイクロフォンを管路外に設置して管路内のマイクロフ
ォンとの出力信号の大小を比較し、適応型ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数の更新方法が考えられる。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−２３０７８９号公報に示されている能動騒音制御装
置の場合、管路内下流から伝搬してくる外部騒音が消音
対象となる管路内騒音より大きい場合には、適応型ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数を更新することなく、シ
ステムは安定であるが、第一のマイクロフォンと第二の
マイクロフォンの間の管路から外部騒音が侵入した時に
は、第一のマイクロフォンの出力信号が第二のマイクロ
フォンの出力信号より大きい場合があり、このような状
態で適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新す
ると、結果的に、システムが不安定になるという問題が
ある。 【００１１】また、第一のマイクロフォンと第二のマイ
クロフォンの間の管路からの外部騒音に対し、消音実験
を実施したところ、若干の消音性能が得られた。このよ
うな状況に上記能動騒音装置を適用した場合、第二のマ
イクロフォンの出力信号は第一のマイクロフォンの出力
信号より常時小さくなるため、第一のマイクロフォンと
第二のマイクロフォンの出力信号の大小関係だけで、外
部騒音の有り無しを判断することは、制御システムとし
ては不十分である。 【００１２】一方、上記に示したように第三のマイクロ
フォンを使用する方法の場合、管路の透過損失を考慮し
た判断機能を有する必要がある。しかし、管路の透過損
失に関するデータは不足しており、精度良く判断するこ
とが難しいことが推測される。さらに、構成機器数増加
によるコストアップが懸念される。つまり、マイクロフ
ォンにおける出力信号の大小関係で、消音対象となる管
路騒音と外部騒音を判別することは、完全に出来ないと
いう問題がある。 【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、簡易的なシステムで消音対象となる管路騒音と
外部騒音とを消音システムが完全に判別でき、消音対象
となる管路騒音のみに対し、適応型ディジタルフィルタ
のフィルタ係数を更新するようにして、安定性の高い電
子消音システムを提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、管路系を伝搬する騒音源からの伝搬音波を
検出する第一のマイクロフォンと、前記伝搬音波を打ち
消すための付加音を放射するスピーカと、前記スピーカ
及び前記騒音源からの伝搬音波を検出する第二のマイク
ロフォンと、前記第一のマイクロフォンの出力信号を取
り込み、与えられたフィルタ係数との畳み込み演算によ
って前記スピーカに与える駆動信号を作成するディジタ
ルフィルタと、前記第一のマイクロフォンと第二のマイ
クロフォンの出力信号を取り込み、前記第二のマイクロ
フォンからの出力信号が最小になるように前記ディジタ
ルフィルタに与えるフィルタ係数を更新する第一の演算
手段を有する電子消音システムにおいて、前記第一のマ
イクロフォンと前記第二のマイクロフォンからの出力信
号に基づいて、これらの出力信号の相互相関関数を求
め、求めた相互相関関数が極大となるときの第一の時間
遅れを算出する第二の演算手段と、前記第二の演算手段
によって算出した第一の時間遅れと第一のマイクロフォ
ンと第二のマイクロフォンとの距離差による第二の時間
遅れとを比較する比較手段と、前記比較手段によって前
記第一の時間遅れと第二の時間遅れとが一致しない場合
には、前記ディジタルフィルタに与えるフィルタ係数の
更新を禁止する禁止手段と、を備えたことを特徴として
いる。 【００１５】 【作用】本発明によれば、伝播音波を打ち消すための付
加音を放射するスピーカに駆動信号を出力するディジタ
ルフィルタのフィルタ係数を更新する際、第一のマイク
ロフォンと第二のマイクロフォンからの出力信号に基づ
いて、これらの出力信号の相互相関関数を求め、求めた
相互相関関数が極大となるときの第一の時間遅れを第二
の演算手段によって算出する。そして、比較手段によっ
て、前記算出した第一の時間遅れと、第一のマイクロフ
ォンと第二のマイクロフォンとの距離差による第二の時
間遅れとを比較し、もし、これらの時間遅れが一致しな
い場合には、禁止手段によってディジタルフィルタに与
えるフィルタ係数の更新を禁止する。 【００１６】これによって、消音対象となる管路騒音の
みに対し、適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を
更新することができるようになる。 【００１７】 【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る電子消音
システムの好ましい実施例を詳説する。図１は本発明に
係る電子消音システムの構成を示すブロック図である。
基本的な構成は、図３に示した従来のシステムと同様で
あり、図３と同一の構成ブロックには同一番号を付して
いる。図１の電子消音システムは、図３に示した構成ブ
ロックに加えて入出力間の相互相関関数を算出するため
の演算器１００、時間遅れを比較する比較器１０２、第
二のマイクロフォン１２からＡ／Ｄ変換器６３を介して
入力されるエラー信号ｅ（ｎ）と定数ｅ（ｎ）＝０とを
切り替えて演算回路９１に出力する接点回路１０４から
構成されている。 【００１８】まず、演算器１００で算出される相互相関
関数について説明する。相互相関関数は、入力信号と出
力信号の相関関係を時間領域で示す関数である。仮に、
入出力間に時間遅れがあると、その遅れ分だけずれた時
間軸の関数値が最大値１をとる（相関関数の最大値を１
に正規化している）。本発明は、この計算結果を利用し
ている。つまり、第一のマイクロフォンと第二のマイク
ロフォンの位置は固定されているため、電子消音システ
ム内の騒音が常時管路内の騒音のみの場合、時系列的に
騒音は第一のマイクロフォンを通過した後、第二のマイ
クロフォンを通過する。そのため、この２点間の相互相
関関数を計算すると、２点間の距離差による騒音の到達
時間差分だけ遅れた時刻Ｔ２で相互相関関数の値がほぼ
１となる。この場合の相互相関関数の実験結果の一例を
図４に示す。 【００１９】一方、外部騒音のみが消音システムの間か
ら侵入した場合、第一のマイクロフォン１１で検出した
時刻から２つのマイクロフォンの間隔で決定される時間
遅れＴ２より速く第二のマイクロフォン１２で騒音を検
出するため、この２点間における相互相関関数は、図４
で示した時刻遅れより速い時刻に相関関数の値が極大と
なる。さらに、外部騒音が消音システムの下流側から侵
入した場合の相互相関関数は、負の時刻に相互相関関数
値が極大となる。この場合の相互相関関数の実験結果の
一例を図５に示す。 【００２０】また、消音対象騒音と外部騒音が両方介在
する場合は、その両者のレベル差によって、相互相関関
数の値が極大をとる時刻は一意には決定出来ないが、外
部騒音が有る場合は必ず２つのマイクロフォン間の距離
による時間遅れＴ２より速い時刻に、両者のレベル差に
応じた極大点が現れる。この場合の相互相関関数の実験
結果の一例を図６に示す。 【００２１】つまり、相互相関関数を計算し、その極大
点における時間遅れＴ１を評価することにより、２つの
マイクロフォンで検出した信号が、消音するべく管路騒
音なのか、外部からの騒音なのか、又は両方の騒音が混
在したものなのかを正しく判別することができる。この
ように演算器１００は第一のマイクロフォン１１及び第
二のマイクロフォン１２で検出された騒音に基づいて相
互相関関数を計算してその極大点における時間遅れＴ１
を算出し、このＴ１を比較器１０２に出力する。 【００２２】比較器１０２は、時間遅れＴ１と、第一と
第二のマイクロフォン間の距離による時間遅れＴ２とを
比較し、時間遅れＴ１の値が単一かつＴ１とＴ２が等し
い場合には接続回路１０４のスイッチを接点２側に接続
し、演算回路９１に第２のマイクロフォン１２から出力
されたエラー信号ｅ（ｎ）を入力する。一方、Ｔ１とＴ
２が等しくない場合、または、Ｔ１の値が複数存在する
場合（消音対象騒音と外部騒音が両方介在する場合）に
は接続回路１０４のスイッチを接点１側に接続し、演算
回路９１にエラー信号ｅ（ｎ）＝０を入力する。ｅ
（ｎ）＝０にすることで、（１）式から分かるように、
フィルタ係数の更新項が０となるため、結果的にフィル
タ係数の更新が禁止されたことになる。 【００２３】次に本発明に係る電子消音システムの、適
応型ディジタルフィルタ３３のフィルタ係数を更新する
フローを図２に示す。尚、このフローは、本発明に係る
部分のみを示している。先ず、演算器１００は第一のマ
イクロフォン１１位置の騒音データを取り込み格納し、
（ステップＳ１０）、次に第二のマイクロフォン１２位
置の騒音データを取り込み格納する（ステップＳ１
１）。そして、２つのデータをもとに、相互相関関数を
算出し（ステップＳ１２）、求めた相互相関関数におい
て、時間遅れＴ１を算出する（ステップＳ１３）。 【００２４】比較器１０２は、第一のマイクロフォン１
１と第二のマイクロフォン１２の距離差による時間遅れ
Ｔ２を読み出し（ステップＳ１４）、時間遅れＴ１とＴ
２の値を比較する。このとき時間遅れＴ１の値が単一か
つ時間遅れＴ１とＴ２が等しい時には、接点回路１０４
のスイッチを接点２側に接続し、適応型デジタルフィル
タ３３のフィルタ係数を更新し、ステップＳ１０に戻
る。 【００２５】一方、時間遅れＴ１とＴ２が等しくない場
合、または、Ｔ１が複数存在する場合（消音対象騒音と
外部騒音が両方介在する場合）は、接点回路１０４のス
イッチを接点１側に接続し、適応型ディジタルフィルタ
３３のフィルタ係数の更新を実行せず、ステップＳ１０
に戻る。以上のような処理を無限ループで実行する。上
記実施例によれば、消音対象となる騒音と外部から侵入
してきた騒音との区別が可能であり、常に、消音対象と
なる騒音に対し適応型ディジタルフィルタのフィルタ係
数を更新するため、制御システムの安定性が非常に高
く、最適な消音性能が確保出来る。 【００２６】尚、上記実施例では、消音対象騒音と外部
騒音が両方介在する場合には、フィルタ係数の変更を行
わないようにしていたが、このような場合であっても、
消音対象騒音による相互相関関数の極大点が外部騒音に
よる極大点に対して大きい値を取るような場合にはフィ
ルタ係数の変更を行うようにしてもよい。また、ディジ
タルフィルタのフィルタ係数の更新を禁止する手段は、
上記実施例に限らず、例えば、ディジタルフィルタに制
御信号を出力してフィルタ係数の更新を禁止することも
可能であり、その他、どのような手段でも適用すること
ができる。 【００２７】更に、ディジタルフィルタのフィルタ係数
を決定し、更新する手段は上記実施例に限るものではな
い。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電子消
音システムによれば、従来の電子消音システムのハード
ウェア構成をそのまま適用することができ、第一のマイ
クロフォンと第二のマイクロフォンによって検出された
伝播音波の相互相関関数に基づいて管路騒音と外部騒音
とを判別し、これに基づいて、フィルタ係数の更新を行
うようにしたため、如何なる状況に本システムが設置さ
れても、制御システムの安定性が非常に高く、最適な消
音性能を確保出来る。
り、特に騒音源からの伝搬音波に対して、逆位相でかつ
同一音圧の付加音を発生させ、音波干渉により能動的に
消音を行う電子消音システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、管路内を伝搬する騒音を消音する
ために、逆位相かつ同一音圧を能動的に付加するアクテ
ィブノイズコントロールと称する電子消音システムが用
いられている。図３は従来の電子消音システムのハード
ウェア図である。この電子消音システムは、管路１０内
の騒音情報を検出する第一のマイクロフォン１１と、管
路１０内の伝搬音波を打ち消すスピーカ１３と、伝搬音
波を打ち消した後の誤差量を検出する第二のマイクロフ
ォン１２と、スピーカ１３に与える駆動信号を演算する
コントローラ１４で構成されている。コントローラ１４
は、Ａ／Ｄ変換器６１、６３、Ｄ／Ａ変換器６２、加算
器３０、ディジタルフィルタ３１、３２、適応型ディジ
タルフィルタ３３、及び演算回路９１から構成されてい
る。 【０００３】第一のマイクロフォン１１によって検出さ
れた騒音を示す騒音信号は、Ａ／Ｄ変換器６１を介して
加算器３０の正入力に入力される。加算器３０の負入力
には、ディジタルフィルタ３１からの出力信号が加えら
れており、加算器３０はこれらの入力信号を加算し、そ
の加算信号ｘ（ｎ）をディジタルフィルタ３２及び適応
型ディジタルフィルタ３３に出力する。尚、ディジタル
フィルタ３１は、スピーカ１３からの音波が第一のマイ
クロフォン１１に与える音響フィードバックを相殺する
ためのものである。 【０００４】適応型ディジタルフィルタ３３は可変なタ
ップ重み（フィルタ係数）を有するＦＩＲフィルタとそ
れを制御する適応アルゴリズムから実現することがで
き、適応アルゴリズムは、上記入力ｘ（ｎ）と、第二の
マイクロフォン１２からＡ／Ｄ変換器６３を介して入力
するエラー信号ｅ（ｎ）の情報からエラー信号ｅ（ｎ）
のエネルギーが所定の評価基準のもとで最小となるよう
に適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新す
る。 【０００５】演算回路９１は、ディジタルフィルタ３２
から加えられるリファレンス信号ｒ（ｎ）と、第二のマ
イクロフォン１２からＡ／Ｄ変換器６３を介して加えら
れるエラー信号ｅ（ｎ）とから、次式、 Ｗn+1 ＝Ｗn −２μＲn T ｅ（ｎ） …（１） 但し、 Ｗ＝（ｗ0 ，ｗ1 ，・・・，ｗI-1 ） Ｒ＝（ｒ（ｎ），ｒ（ｎ−１），・・・，ｒ（ｎ−Ｉ−
１））T に基づいてフィルタ係数Ｗn+1 を算出し、このフィルタ
係数Ｗn+1 で適応型ディジタルフィルタ３３のフィルタ
係数Ｗn を更新する。 【０００６】尚、前記リファレンス信号ｒ（ｎ）は、 であり、ディジタルフィルタ３２によって算出される。 【０００７】適応型ディジタルフィルタ３３は入力信号
ｘ（ｎ）と与えられたフィルタ係数Ｗn との畳み込み演
算を行ってスピーカ１３の駆動信号ｙ（ｎ）を出力し、
この駆動信号ｙ（ｎ）はＤ／Ａ変換器６２を介してスピ
ーカ１３に加えられる。ところで、上記適応型ディジタ
ルフィルタ３３のフィルタ係数を更新する際、管路内を
伝搬する騒音のみに対して実施することが基本である。
しかし、実際には、対象となる管路内騒音以外の外部騒
音、例えば、他系統管路からの騒音、館内放送、話声等
の外部騒音が管路内に侵入していることが多い。電子消
音システムよりも上流側の管路から侵入してきた外部騒
音は、電子消音システムで消音可能であり、適応型ディ
ジタルフィルタ３３のフィルタ係数を更新しても弊害は
全くない。しかし、電子消音システム用管路の途中から
侵入してきた外部騒音または、電子消音システムよりも
下流の管路から侵入してきた騒音に対しては、適応型デ
ィジタルフィルタ３３のフィルタ係数を更新すると、系
の因果性が満足出来ないため、システムが不安定になる
という問題がある。 【０００８】そこで、この対策の一例として、第一のマ
イクロフォン１１と第二のマイクロフォン１２の出力信
号の大小を比較し、第一のマイクロフォン１１の出力信
号が第二のマイクロフォン１２の出力信号より小さい時
には、適応型ディジタルフィルタ３３のフィルタ係数を
更新しない能動騒音制御装置が提案されている（特開平
６−２３０７８９号公報）。 【０００９】また、外部騒音を検出するために、第三の
マイクロフォンを管路外に設置して管路内のマイクロフ
ォンとの出力信号の大小を比較し、適応型ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数の更新方法が考えられる。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−２３０７８９号公報に示されている能動騒音制御装
置の場合、管路内下流から伝搬してくる外部騒音が消音
対象となる管路内騒音より大きい場合には、適応型ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数を更新することなく、シ
ステムは安定であるが、第一のマイクロフォンと第二の
マイクロフォンの間の管路から外部騒音が侵入した時に
は、第一のマイクロフォンの出力信号が第二のマイクロ
フォンの出力信号より大きい場合があり、このような状
態で適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新す
ると、結果的に、システムが不安定になるという問題が
ある。 【００１１】また、第一のマイクロフォンと第二のマイ
クロフォンの間の管路からの外部騒音に対し、消音実験
を実施したところ、若干の消音性能が得られた。このよ
うな状況に上記能動騒音装置を適用した場合、第二のマ
イクロフォンの出力信号は第一のマイクロフォンの出力
信号より常時小さくなるため、第一のマイクロフォンと
第二のマイクロフォンの出力信号の大小関係だけで、外
部騒音の有り無しを判断することは、制御システムとし
ては不十分である。 【００１２】一方、上記に示したように第三のマイクロ
フォンを使用する方法の場合、管路の透過損失を考慮し
た判断機能を有する必要がある。しかし、管路の透過損
失に関するデータは不足しており、精度良く判断するこ
とが難しいことが推測される。さらに、構成機器数増加
によるコストアップが懸念される。つまり、マイクロフ
ォンにおける出力信号の大小関係で、消音対象となる管
路騒音と外部騒音を判別することは、完全に出来ないと
いう問題がある。 【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、簡易的なシステムで消音対象となる管路騒音と
外部騒音とを消音システムが完全に判別でき、消音対象
となる管路騒音のみに対し、適応型ディジタルフィルタ
のフィルタ係数を更新するようにして、安定性の高い電
子消音システムを提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、管路系を伝搬する騒音源からの伝搬音波を
検出する第一のマイクロフォンと、前記伝搬音波を打ち
消すための付加音を放射するスピーカと、前記スピーカ
及び前記騒音源からの伝搬音波を検出する第二のマイク
ロフォンと、前記第一のマイクロフォンの出力信号を取
り込み、与えられたフィルタ係数との畳み込み演算によ
って前記スピーカに与える駆動信号を作成するディジタ
ルフィルタと、前記第一のマイクロフォンと第二のマイ
クロフォンの出力信号を取り込み、前記第二のマイクロ
フォンからの出力信号が最小になるように前記ディジタ
ルフィルタに与えるフィルタ係数を更新する第一の演算
手段を有する電子消音システムにおいて、前記第一のマ
イクロフォンと前記第二のマイクロフォンからの出力信
号に基づいて、これらの出力信号の相互相関関数を求
め、求めた相互相関関数が極大となるときの第一の時間
遅れを算出する第二の演算手段と、前記第二の演算手段
によって算出した第一の時間遅れと第一のマイクロフォ
ンと第二のマイクロフォンとの距離差による第二の時間
遅れとを比較する比較手段と、前記比較手段によって前
記第一の時間遅れと第二の時間遅れとが一致しない場合
には、前記ディジタルフィルタに与えるフィルタ係数の
更新を禁止する禁止手段と、を備えたことを特徴として
いる。 【００１５】 【作用】本発明によれば、伝播音波を打ち消すための付
加音を放射するスピーカに駆動信号を出力するディジタ
ルフィルタのフィルタ係数を更新する際、第一のマイク
ロフォンと第二のマイクロフォンからの出力信号に基づ
いて、これらの出力信号の相互相関関数を求め、求めた
相互相関関数が極大となるときの第一の時間遅れを第二
の演算手段によって算出する。そして、比較手段によっ
て、前記算出した第一の時間遅れと、第一のマイクロフ
ォンと第二のマイクロフォンとの距離差による第二の時
間遅れとを比較し、もし、これらの時間遅れが一致しな
い場合には、禁止手段によってディジタルフィルタに与
えるフィルタ係数の更新を禁止する。 【００１６】これによって、消音対象となる管路騒音の
みに対し、適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を
更新することができるようになる。 【００１７】 【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る電子消音
システムの好ましい実施例を詳説する。図１は本発明に
係る電子消音システムの構成を示すブロック図である。
基本的な構成は、図３に示した従来のシステムと同様で
あり、図３と同一の構成ブロックには同一番号を付して
いる。図１の電子消音システムは、図３に示した構成ブ
ロックに加えて入出力間の相互相関関数を算出するため
の演算器１００、時間遅れを比較する比較器１０２、第
二のマイクロフォン１２からＡ／Ｄ変換器６３を介して
入力されるエラー信号ｅ（ｎ）と定数ｅ（ｎ）＝０とを
切り替えて演算回路９１に出力する接点回路１０４から
構成されている。 【００１８】まず、演算器１００で算出される相互相関
関数について説明する。相互相関関数は、入力信号と出
力信号の相関関係を時間領域で示す関数である。仮に、
入出力間に時間遅れがあると、その遅れ分だけずれた時
間軸の関数値が最大値１をとる（相関関数の最大値を１
に正規化している）。本発明は、この計算結果を利用し
ている。つまり、第一のマイクロフォンと第二のマイク
ロフォンの位置は固定されているため、電子消音システ
ム内の騒音が常時管路内の騒音のみの場合、時系列的に
騒音は第一のマイクロフォンを通過した後、第二のマイ
クロフォンを通過する。そのため、この２点間の相互相
関関数を計算すると、２点間の距離差による騒音の到達
時間差分だけ遅れた時刻Ｔ２で相互相関関数の値がほぼ
１となる。この場合の相互相関関数の実験結果の一例を
図４に示す。 【００１９】一方、外部騒音のみが消音システムの間か
ら侵入した場合、第一のマイクロフォン１１で検出した
時刻から２つのマイクロフォンの間隔で決定される時間
遅れＴ２より速く第二のマイクロフォン１２で騒音を検
出するため、この２点間における相互相関関数は、図４
で示した時刻遅れより速い時刻に相関関数の値が極大と
なる。さらに、外部騒音が消音システムの下流側から侵
入した場合の相互相関関数は、負の時刻に相互相関関数
値が極大となる。この場合の相互相関関数の実験結果の
一例を図５に示す。 【００２０】また、消音対象騒音と外部騒音が両方介在
する場合は、その両者のレベル差によって、相互相関関
数の値が極大をとる時刻は一意には決定出来ないが、外
部騒音が有る場合は必ず２つのマイクロフォン間の距離
による時間遅れＴ２より速い時刻に、両者のレベル差に
応じた極大点が現れる。この場合の相互相関関数の実験
結果の一例を図６に示す。 【００２１】つまり、相互相関関数を計算し、その極大
点における時間遅れＴ１を評価することにより、２つの
マイクロフォンで検出した信号が、消音するべく管路騒
音なのか、外部からの騒音なのか、又は両方の騒音が混
在したものなのかを正しく判別することができる。この
ように演算器１００は第一のマイクロフォン１１及び第
二のマイクロフォン１２で検出された騒音に基づいて相
互相関関数を計算してその極大点における時間遅れＴ１
を算出し、このＴ１を比較器１０２に出力する。 【００２２】比較器１０２は、時間遅れＴ１と、第一と
第二のマイクロフォン間の距離による時間遅れＴ２とを
比較し、時間遅れＴ１の値が単一かつＴ１とＴ２が等し
い場合には接続回路１０４のスイッチを接点２側に接続
し、演算回路９１に第２のマイクロフォン１２から出力
されたエラー信号ｅ（ｎ）を入力する。一方、Ｔ１とＴ
２が等しくない場合、または、Ｔ１の値が複数存在する
場合（消音対象騒音と外部騒音が両方介在する場合）に
は接続回路１０４のスイッチを接点１側に接続し、演算
回路９１にエラー信号ｅ（ｎ）＝０を入力する。ｅ
（ｎ）＝０にすることで、（１）式から分かるように、
フィルタ係数の更新項が０となるため、結果的にフィル
タ係数の更新が禁止されたことになる。 【００２３】次に本発明に係る電子消音システムの、適
応型ディジタルフィルタ３３のフィルタ係数を更新する
フローを図２に示す。尚、このフローは、本発明に係る
部分のみを示している。先ず、演算器１００は第一のマ
イクロフォン１１位置の騒音データを取り込み格納し、
（ステップＳ１０）、次に第二のマイクロフォン１２位
置の騒音データを取り込み格納する（ステップＳ１
１）。そして、２つのデータをもとに、相互相関関数を
算出し（ステップＳ１２）、求めた相互相関関数におい
て、時間遅れＴ１を算出する（ステップＳ１３）。 【００２４】比較器１０２は、第一のマイクロフォン１
１と第二のマイクロフォン１２の距離差による時間遅れ
Ｔ２を読み出し（ステップＳ１４）、時間遅れＴ１とＴ
２の値を比較する。このとき時間遅れＴ１の値が単一か
つ時間遅れＴ１とＴ２が等しい時には、接点回路１０４
のスイッチを接点２側に接続し、適応型デジタルフィル
タ３３のフィルタ係数を更新し、ステップＳ１０に戻
る。 【００２５】一方、時間遅れＴ１とＴ２が等しくない場
合、または、Ｔ１が複数存在する場合（消音対象騒音と
外部騒音が両方介在する場合）は、接点回路１０４のス
イッチを接点１側に接続し、適応型ディジタルフィルタ
３３のフィルタ係数の更新を実行せず、ステップＳ１０
に戻る。以上のような処理を無限ループで実行する。上
記実施例によれば、消音対象となる騒音と外部から侵入
してきた騒音との区別が可能であり、常に、消音対象と
なる騒音に対し適応型ディジタルフィルタのフィルタ係
数を更新するため、制御システムの安定性が非常に高
く、最適な消音性能が確保出来る。 【００２６】尚、上記実施例では、消音対象騒音と外部
騒音が両方介在する場合には、フィルタ係数の変更を行
わないようにしていたが、このような場合であっても、
消音対象騒音による相互相関関数の極大点が外部騒音に
よる極大点に対して大きい値を取るような場合にはフィ
ルタ係数の変更を行うようにしてもよい。また、ディジ
タルフィルタのフィルタ係数の更新を禁止する手段は、
上記実施例に限らず、例えば、ディジタルフィルタに制
御信号を出力してフィルタ係数の更新を禁止することも
可能であり、その他、どのような手段でも適用すること
ができる。 【００２７】更に、ディジタルフィルタのフィルタ係数
を決定し、更新する手段は上記実施例に限るものではな
い。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電子消
音システムによれば、従来の電子消音システムのハード
ウェア構成をそのまま適用することができ、第一のマイ
クロフォンと第二のマイクロフォンによって検出された
伝播音波の相互相関関数に基づいて管路騒音と外部騒音
とを判別し、これに基づいて、フィルタ係数の更新を行
うようにしたため、如何なる状況に本システムが設置さ
れても、制御システムの安定性が非常に高く、最適な消
音性能を確保出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る電子消音システムのハー
ドウェアブロック図である。 【図２】図２は、本発明に係る電子消音システムにおい
て、適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新す
る際の制御フローを示したフローチャートである。 【図３】図３は、従来における電子消音システムのハー
ドウェアブロック図である。 【図４】図４は、消音対象となる騒音のみが管路内にあ
る場合の相互相関関数の実験結果の一例を示した図であ
る。 【図５】図５は、外部騒音のみが存在する場合の相互相
関関数の実験結果の一例を示した図である。 【図６】第６図は、消音対象となる騒音と外部騒音の両
者が存在する場合の相互相関関数の実験結果の一例を示
した図である。 【符号の説明】 １０…管路 １１…第一のマイクロフォン １２…第二のマイクロフォン １３…スピーカ ３０…加算器 ３１…ディジタルフィルタ ３２…ディジタルフィルタ ３３…適応型ディジタルフィルタ ３０…後処理部 ３０Ａ…第１後処理部 ３０Ｂ…第２後処理部 ６１、６３…Ａ／Ｄ変換器 ６２…Ｄ／Ａ変換器 ９１…演算回路 １００…演算器 １０２…比較器 １０４…接点回路
ドウェアブロック図である。 【図２】図２は、本発明に係る電子消音システムにおい
て、適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新す
る際の制御フローを示したフローチャートである。 【図３】図３は、従来における電子消音システムのハー
ドウェアブロック図である。 【図４】図４は、消音対象となる騒音のみが管路内にあ
る場合の相互相関関数の実験結果の一例を示した図であ
る。 【図５】図５は、外部騒音のみが存在する場合の相互相
関関数の実験結果の一例を示した図である。 【図６】第６図は、消音対象となる騒音と外部騒音の両
者が存在する場合の相互相関関数の実験結果の一例を示
した図である。 【符号の説明】 １０…管路 １１…第一のマイクロフォン １２…第二のマイクロフォン １３…スピーカ ３０…加算器 ３１…ディジタルフィルタ ３２…ディジタルフィルタ ３３…適応型ディジタルフィルタ ３０…後処理部 ３０Ａ…第１後処理部 ３０Ｂ…第２後処理部 ６１、６３…Ａ／Ｄ変換器 ６２…Ｄ／Ａ変換器 ９１…演算回路 １００…演算器 １０２…比較器 １０４…接点回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−301387（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−11774（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G10K 11/178
F01N 1/00
F16L 55/02
G10K 11/16
H03H 21/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 管路系を伝搬する騒音源からの伝搬音波
を検出する第一のマイクロフォンと、前記伝搬音波を打
ち消すための付加音を放射するスピーカと、前記スピー
カ及び前記騒音源からの伝搬音波を検出する第二のマイ
クロフォンと、前記第一のマイクロフォンの出力信号を
取り込み、与えられたフィルタ係数との畳み込み演算に
よって前記スピーカに与える駆動信号を作成するディジ
タルフィルタと、前記第一のマイクロフォンと第二のマ
イクロフォンの出力信号を取り込み、前記第二のマイク
ロフォンからの出力信号が最小になるように前記ディジ
タルフィルタに与えるフィルタ係数を更新する第一の演
算手段を有する電子消音システムにおいて、 前記第一のマイクロフォンと前記第二のマイクロフォン
からの出力信号に基づいて、これらの出力信号の相互相
関関数を求め、求めた相互相関関数が極大となるときの
第一の時間遅れを算出する第二の演算手段と、 前記第二の演算手段によって算出した第一の時間遅れと
第一のマイクロフォンと第二のマイクロフォンとの距離
差による第二の時間遅れとを比較する比較手段と、 前記比較手段によって前記第一の時間遅れと第二の時間
遅れとが一致しない場合には、前記ディジタルフィルタ
に与えるフィルタ係数の更新を禁止する禁止手段と、 を備えたことを特徴とする電子消音システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06769395A JP3417126B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 電子消音システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06769395A JP3417126B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 電子消音システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08263071A JPH08263071A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3417126B2 true JP3417126B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=13352311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06769395A Expired - Fee Related JP3417126B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 電子消音システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417126B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5205935B2 (ja) * | 2007-11-19 | 2013-06-05 | 日本電気株式会社 | 雑音消去装置、雑音消去方法および雑音消去プログラム |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP06769395A patent/JP3417126B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08263071A (ja) | 1996-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4973733B2 (ja) | 能動消音装置および能動消音装置の制御方法 | |
| JP2955855B1 (ja) | 能動型雑音除去装置 | |
| JPH0270195A (ja) | 電子消音システム | |
| JPH06332474A (ja) | 騒音消去装置 | |
| JP3417126B2 (ja) | 電子消音システム | |
| JP2872545B2 (ja) | 消音装置 | |
| JP3505306B2 (ja) | 適応フィルタ | |
| JPH07219559A (ja) | 適応形能動消音装置 | |
| JP4044680B2 (ja) | 電子消音システム | |
| JPH1011074A (ja) | 電子消音装置 | |
| JP4125851B2 (ja) | 能動型消音装置 | |
| JP3505337B2 (ja) | 伝達関数同定装置及び能動型雑音除去装置 | |
| JPH0540486A (ja) | アクテイブ消音装置 | |
| JP3358275B2 (ja) | 消音装置 | |
| WO1992022054A1 (fr) | Dispositif d'attenuation des bruits | |
| JPH0774590A (ja) | 電子消音装置 | |
| JP4069055B2 (ja) | アクティブ消音装置 | |
| JP3508150B2 (ja) | アクティブ制御装置 | |
| JP3461513B2 (ja) | 能動型消音装置 | |
| JP2001056692A (ja) | 騒音低減装置 | |
| JP4516774B2 (ja) | 振動制御システム | |
| JP2003177761A (ja) | 適応フィルタ | |
| JP2541020B2 (ja) | 開口部放射騒音用消音装置 | |
| JPH0635482A (ja) | アクティブ消音方法及び消音装置 | |
| JPH11175073A (ja) | 消音装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080411 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100411 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100411 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |