JP3419865B2 - 騒音低減装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、騒音を、位相が反転し
た騒音と同じ信号を発生させて低減させる騒音低減装置
に関し、とくに騒音が周期性騒音である場合の騒音低減
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、自動車の室内においてはエンジ
ンの回転によって、また空調装置などにおいてはファン
やコンプレッサの回転などによって騒音が発生し不愉快
な気分にさせられることがある。 【０００３】このような騒音を低減させる騒音低減装置
としては特開平３−１７８８４６号公報がある。従来例
を図９乃至図１１を参照して説明する。図９は従来例の
構成図、図１０は従来例の適応フィルタおよびタップ値
更新部の構成図、図１１は従来例の伝達特性補償部の構
成図である。図９において、１０は騒音源、１１は騒音
源１０よりの騒音をピックアップするピックアップ回
路、１２および１６はアナログディジタル変換器（Ａ／
Ｄ）、１３はディジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）、１
４はスピーカ、７は適応フィルタ、８は伝達特性補償
部、９は適応フィルタ７のタップ値を更新するタップ値
更新部である。 【０００４】マイクロホーン１５は騒音を低減させよう
とする地点に設置される。適応フィルタ７は、ピックア
ップ回路１１でピックアップした信号がマイクロホーン
１５に入力される騒音源１０よりの騒音と異なる部分を
補正してスピーカ１４より送出され、マイクロホーン１
５に到達した信号が、騒音源１０よりの騒音と同振幅で
逆位相の信号を発生させる。 【０００５】適応フィルタ７は、後で図１０を参照して
詳細に説明するように、タップ付遅延線より成るディジ
タルフィルタで構成されている。すなわち、騒音と相関
のあるピックアップ回路１１の出力信号を適応フィルタ
７の入力とすることにより、マイクロホーン１５の位置
において、適応フィルタ７による音圧波形が騒音と逆位
相になるようにフィルタの伝達特性を定めることが可能
であり、その適応処理は、タップ値更新部９により行わ
れる。伝達特性補償部８は、適応フィルタ７で発生した
信号がＤ／Ａ１３およびスピーカ１４を通ってマイクロ
ホーン１５に到達するまでには時間遅れや帯域制限など
の影響を受けるため、これらの伝達特性を補償して、マ
イクロホーンの入力で騒音源１０よりの信号と同振幅で
逆位相となるよう補償信号を発生している。 【０００６】この伝達特性もタップ付遅延線より成るデ
ィジタルフィルタで構成させることができる。図１１は
伝達特性補償部８の構成を示したものであり、８０−１
〜８０−Ｊは遅延素子で、Ａ／Ｄ１２および１６に入力
されるサンプリングパルスのサンプリング間隔に対応す
る時間遅延される。また８１−０〜８１−Ｊはタップ値
であり、遅延素子の出力値をタップ値倍されて出力され
る。 【０００７】そこで、ｔ＝ｔn ときのＡ／Ｄ１２の出力
値をｘ（ｎ）、その次のｔ＝ｔn+1のときの出力値をｘ
（ｎ＋１）で表わし、 ＜ｉ＝１，３＞Σｘi ＝ｘ1 ＋ｘ2 ＋ｘ3 で表わすと、加算器８２より出力される伝達特性補償部
８よりの補償信号Ｃ（ｎ）は、 Ｃ（ｎ）＝＜ｉ＝０，Ｊ＞Σｘ（ｎ−ｉ）Ｃｉ …（１） で表わされる。 【０００８】適応フィルタ７は、図８で示されるよう
に、遅延素子７０−１〜７０−Ｚ、タップ値７１−０〜
７１−Ｚおよび加算器７２で構成される。遅延素子７０
はサンプリングパルスの発生間隔に等しい時間Ａ／Ｄ１
２よりの出力信号を遅延させる。 【０００９】したがって、適応フィルタ７よりの出力ｙ
（ｎ）は ｙ（ｎ）＝＜ｉ＝０，Ｚ＞Σｘ（ｎ−ｉ）Ｗi （ｎ） …（２） で表わされ、Ｄ／Ａ１３でアナログ信号に変換されてス
ピーカ１４より送出される。 【００１０】適応フィルタ７のタップ値ＷO （ｎ）〜Ｗ
Z （ｎ）はサンプリングパルスが発生される毎に更新さ
れる。このタップ値の更新はタップ値更新部９によって
行なわれる。タップ値更新部９は、図１０に示されるよ
うに、乗算器９０，９１および９２と加算器９３で構成
される。 【００１１】先ず遅延素子９０では、前記伝達特性補償
部８よりの出力信号Ｃ（ｎ）が入力され、サンプリング
パルスの発生間隔に等しい時間遅延されて伝播される。
また、乗算器９１ではマイクロホーン１５よりの出力ｅ
（ｔ）がＡ／Ｄ１６でディジタル値に交換された信号ｅ
（ｎ）をα倍する乗算が行なわれる。このαは適応制御
系のループ特性によって決定される。 【００１２】次に、適応フィルタ７の各タップ値の更新
値Ｗ（ｎ＋１）の算出を行なう。説明を容易にするた
め、タップ７１−０のタップ値ＷO （ｎ）がＷO （ｎ＋
１）に更新される場合を例にとって説明する。乗算器９
２−０では、乗算器９１の出力と伝達特性補償部８より
の出力値Ｃ（ｎ）との乗算が行なわれる。加算器９３−
０では、ｔ＝ｔn におけるタップ値Ｗ O （ｎ）より乗算
器９２−０より出力値の減算が行なわれ、結果を次のｔ
＝ｔn+ 1 におけるタップ値ＷO （ｎ＋１）としてタップ
値を更新する。 【００１３】すなわち、 ＷO （ｎ＋１）＝ＷO （ｎ）−αＣ（ｎ）ｅ（ｎ） …（３） なるタップ値に更新を行なう。またその他のタップＷi
についても Ｗi （ｎ＋１）＝Ｗi （ｎ）−αＣ（ｎ−ｉ）ｅ（ｎ） …（４） なるタップ値に更新を行なう。 【００１４】以上説明したように、タップ値が更新され
ることにより、スピーカ１４より送出される音波はマイ
クロホーン１５の入力で騒音源１０より騒音と同振幅で
逆位相となり、マイクロホーンの付近における騒音を低
減させている。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の騒音低減装置は、騒音源よりピックアップした騒音信
号を適応フィルタを通して騒音と同振幅で逆位相の信号
を発生させて騒音を低減するようにしていた。 【００１６】このため、適応フィルタではタップ数に等
しい乗算を、また、タップ値の更新にはタップ数に等し
い乗算および加算を行なわせる必要がある。これらの乗
算や加算を個別の乗算器や加算器で構成した場合は装置
構成が非常に複雑となり、一般にはプロセッサによる処
理で行なわせている。しかし、前述したように非常に多
くのタップ数に対応した乗算および加算処理をサンプリ
ングパルスの間隔の間で行なわせるには高速のプロセッ
サを必要とし、装置価格を高価にしていた。 【００１７】本発明は、一般の騒音源としては周期性の
あるものが非常に多く、この周期性のある騒音に対して
装置構成を非常に簡易化した騒音低減装置を提供するこ
とを目的とする。 【００１８】 【課題を解決するための手段】まず、課題を解決するた
めの手段を説明する前に、本発明の原理を説明する。前
述した従来例では、適応フィルタに入力する信号は、マ
イクロホーンに入力する騒音のスペクトルに近い信号と
して、騒音源よりピックアップした信号を入力してい
た。 【００１９】しかし、適応フィルタに入力する信号は、
騒音のスペクトルに近い信号を入力させる必要はなく、
騒音のスペクトルを包含するスペクトルを有する信号で
あればどのような信号であっても良い。すなわち、騒音
のスペクトルを包含しておれば、フィルタの特性を変化
させて、騒音のスペクトルと同一スペクトル特性にする
ことが出来、騒音の波形と同一波形にすることができ
る。 【００２０】また、周期性の騒音に対しては、適応フィ
ルタを構成するタップ付遅延線の総遅延量を騒音の周期
に等しい時間としてもフィルタ特性を得ることができ
る。すなわち、騒音が周期性であるため、１周期の騒音
信号に対するレスポンスを騒音の周期で分割し、これら
の分割されたレスポンスを重合わす重合せの定理が成立
する。このことは、タップ付遅延線の遅延量を騒音の周
期に等しい時間で分割して重合せ、重合ったタップ値を
合計したタップ値にしたことと同じになる。 【００２１】本発明はこの原理に基くものであり、適応
フィルタの演算処理を、従来例では式（２）で示される
ｙ（ｎ）の算出をｉ＝０からＺまで行なうのに対して、
遅延量が騒音の周期に等しい時間となるＩ番目のタップ
まで行なわせる。また、適応フィルタでＩ番目のタップ
までの演算処理を行なうことから、タップ値の更新は式
（４）で示されるＷi のｉ＝０よりＩ番目までで良くな
る。 【００２２】さらに、適応フィルタに入力する信号を騒
音源より発生する騒音の周期に同期したパルスを入力さ
せることにより、パルスのスペクトルは非常に広く、騒
音のスペクトルを包含する。またパルスの振幅ｘを
“１”に正規化すれば、式（２）は ｙ（ｎ）＝＜ｉ＝Ｋ1 ，Ｋ2 ＞ΣＷi （ｎ） …（５） ただし、Ｋ1 およびＫ2 はパルスが存在する遅延素子の
番号で、Ｋ1 番よりＫ2 番目までパルスが存在している
ことを示す で表わされ、加算のみの処理となり、単純化される。ま
た、騒音の周期が変化したことによって適応フィルタの
動作タップ数Ｉが変化したときは、タップ数の変化によ
って発生する雑音は、高周波領域をカットするフィルタ
特性を適応フィルタに持たせることによって除去する。 【００２３】つぎに課題を解決するための手段を説明す
る。マイクロホーンに入力される騒音を低減させる信号
を発生する適応フィルタのタップ値を、前記マイクロホ
ーンよりの出力と前記適応フィルタで発生した信号が前
記マイクロホーンに到達するまでの伝達特性を補償する
信号とにより適応制御して前記マイクロホーンよりの騒
音信号を低減するようにした騒音低減装置において、前
記適応フィルタで発生する信号および前記伝達特性を補
償する信号を発生させるための騒音の周期に同期したパ
ルスを発生させる同期パルス発生回路と、前記同期パル
ス発生回路で発生したパルスの発生間隔を検出するパル
ス間隔検出回路と、前記パルス間隔検出回路で検出され
た間隔に等しくなるように前記適応フィルタのタップ付
遅延線の遅延量となるタップ数に切替えるタップ数切替
部と、前記適応フィルタより出力される信号の高周波領
域をカットするフィルタの係数を記録するフィルタ係数
記録部と、前記フィルタ係数記録部に記録されている係
数を読出して前記適応フィルタのタップ値にたたみ込み
を行なわせるたたみ込部と、前記騒音の周期が変化した
とき前記たたみ込部を起動させる起動部とを備える。 【００２４】 【作用】同期パルス発生回路では騒音の周期に同期した
パルスを発生して適応フィルタおよび伝達特性補償部に
入力する。パルス間隔検出回路では前記同期パルス発生
回路で発生したパルス間隔を検出する。 【００２５】タップ数切替部では適応フィルタのタップ
付遅延線の遅延量が前記パルス間隔検出回路で検出した
パルス間隔と等しくなるタップ数で打切る切替を行な
う。また、騒音の周期が変化したと検出されたとき起動
部はたたみ込部に指令して、フィルタ係数記録部に記録
されている高周波領域をカットするフィルタ係数を読出
して適応フィルタの生成されたタップ値にたたみ込んで
タップ数の変化によって発生する雑音を除去する。 【００２６】以上のように、騒音の周期に同期したパル
スを発生させて適応フィルタに入力し、適応フィルタの
タップ付遅延線のタップ数を、入力したパルスの間隔に
等しい遅延量となるタップ数で打切るようにさせたの
で、適応フィルタでの演算処理回数を大幅に低減させる
ことができ、装置構成を簡易化することができる。ま
た、適応フィルタのタップ数が、騒音の周期が変化した
ことによって変化するような場合は、適応フィルタに高
周波領域をカットするフィルタ係数をタップ値にたたみ
込むようにしたので、適応フィルタのタップ数が変化し
てもタップ数変化によって発生する雑音を除去すること
ができる。 【００２７】 【実施例】本発明の一実施例を図１および図２を参照し
て説明する。図１は本発明の実施例の構成図、図２は同
実施例のタップ切替部、適応フィルタ、伝達特性補償部
およびタップ値更新部の具体例である。 【００２８】図１において、１は同期パルス発生回路で
あり、騒音源１０の騒音の周期に同期したパルスを発生
する。２はパルス間隔検出回路であり、同期パルス発生
回路１で発生したパルス間隔を検出する。実施例ではパ
ルス間隔をＡ／Ｄ１６のサンプリングパルス数でパルス
間隔を検出させている。 【００２９】３はタップ数切替部であり、適応フィルタ
４のタップ数をパルス間隔検出回路２で検出されたサン
プリングパルス数に等しいタップ数となるよう切替えを
行なう。５は伝達特性補償部、６はタップ値更新部、１
３はＤ／Ａ、１４はスピーカ、１５はマイクロホーン、
１６はＡ／Ｄである。 【００３０】また、１７は適応フィルタ４より発生する
信号の高域周波数成分を低減させるフィルタの係数を記
録するフィルタ係数記録部、１８は適応フィルタ４のタ
ップ値にフィルタ係数記録部１７に記録されている係数
をたたみ込むたたみ込部、１９はたたみ込部を起動させ
る起動部である。 【００３１】サンプリングパルスの繰返し周波数はマイ
クロホーン１５より出力される信号に含まれる最高周波
数の２倍以上とし、装置設計時に予め決定されている。
また、以後の説明を容易にするため、同期パルス発生回
路１より発生する同期パルスｐ（ｔ）の幅は３サンプリ
ングパルス時間、また、パルス間隔検出回路２で検出さ
れるパルス間隔はＩサンプリングとする。 【００３２】まず、伝達特性補償部５について説明す
る。伝達特性補償部５は、従来例で説明したように図１
１で示す構成のものも使用できるが、入力信号がパルス
としたことにより簡易化した構成が可能となる。すなわ
ち、入力パルスが遅延素子に存在する係数のみを加算す
れば良く、パルスの振幅ｘを“１”に正規化すれば、式
（１）は Ｃ（ｎ）＝＜ｉ＝ｋ，ｋ−２＞ΣＣi …（６） ただし、ｋは最初の入力パルスが存在する遅延素子の番
号 で表わされる。 【００３３】また、タップ値Ｃi は、図３で示されるよ
うに、スピーカ１４、マイクロホーン１５の設置位置お
よびＤ／Ａ１３やスピーカの特性が決まれば決定され
る。したがって、最初の入力パルスがタップ番号ｋであ
るときの式（６）の右辺を予じめ計算し、第ｋ番目のタ
ップ値ＣＯ（ｋ）を ＣＯ（ｋ）＝＜ｉ＝ｋ，ｋ−２＞ΣＣi …（７） ただし、ｉ＜０およびｉ＞Ｊの時Ｃi ＝０ アドレスｋ番のメモリに記憶しておくことにより加算処
理が不要となる。 【００３４】つぎに、図２を参照して、タップ数切替部
３、適応フィルタ４、伝達特性補償部５およびタップ値
更新部６の動作を説明する。図２は具体例である。伝達
特性補償部５はメモリ５１で構成され、式（７）で示し
たｋ番アドレスには式（７）のＣＯ（ｋ）の値が格納さ
れている。 【００３５】タップ数切替部３はＭＯＤ（Ｉ）回路３１
で構成される。タップ値更新部６はアドレス発生回路６
１、加算器６２および６６、ＭＯＤ（Ｉ）回路６３、乗
算回路６４および６５で構成される。また、適応フィル
タ４はカウンタ４１、微分回路４２、アドレス発生回路
４３、メモリ４４および加算回路４５で構成される。
ＭＯＤ（Ｉ）回路３１および６３のＩはパルス間隔検出
回路２より与えられる。 【００３６】カウンタ４１は同期パルス発生回路１で発
生するパルスを微分回路４２で微分してリセットされ、
０よりＩ−１のカウント値で繰返えされる。アドレス発
生回路４３では、カウンタ４１のカウント値、カウント
値−１およびカウント値−２のアドレス値を時分割で発
生する。この３つのアドレスは式（５）の＜ｉ＝Ｋ1 ，
Ｋ2 ＞に対応するものである。 【００３７】ＭＯＤ（Ｉ）回路３１はアドレス発生回路
４３で発生したデータ値をＩを法とする数に変換し、メ
モリ４４のアドレスとして送出する。すなわち、ＭＯＤ
（Ｉ）回路は、例えばＩを３０とするならば、データ値
が３０ならば０、３１ならば１、逆に−１ならば２９、
−２ならば２８を出力する。 【００３８】メモリ４４ではアドレスに対応するデータ
値（タップ値）が読出され、加算回路４５で加算して出
力する。すなわち、加算回路４５では式（５）の加算を
行ってｙ（ｎ）を出力する。更に具体的に適応フィルタ
４での出力値ｙ（ｎ）の算出を、図１０で示した従来例
の構成で対比して説明すると、遅延素子７０には同期パ
ルス発生回路１より同期パルスｐ（ｔ）が入力されて伝
播される。 【００３９】図４は同期パルスｐ（ｔ）が遅延素子７０
を伝播している状態を示したものであり、横軸が素子番
号である。また、仮定したように、ｐ（ｔ）は３サンプ
リングパルスの幅を有している。図２で示すカウンタ４
１のカウント値は、図４で示す同期パルスｐ（ｔ）の最
初に存在する素子番号ｋに対応する。また、アドレス発
生回路４３はｋをもとにｋ、ｋ−１およびｋ−２を発生
させている。 【００４０】したがって、加算回路４５より出力される
出力値ｙ（ｎ）は、図５に示すように、図１０で示す適
応フィルタのタップ値ｗ0 よりｗZ をｗI で打切り、Ｗ
k よりＷk-2 のタップ値を加算したと同じ演算を行なわ
せている。加算回路４５でｙ（ｎ）の算出が終了すると
タップ値メモリ４４に格納されているタップ値の更新を
開始する。 【００４１】アドレス発生回路６１は、カウンタ４１よ
り出力されるカウント値が変化すると、式（７）で示し
たｋに対応する０よりＪのアドレス信号を時分割で発生
させる。アドレス発生回路６１で発生したアドレス信号
をアドレスとしてメモリ５１より伝達特性ＨＣk が読出
され、乗算器６５に入力され、μ・ｅ（ｎ）・ＣＯ
（ｋ）なる演算出力を得る。 【００４２】一方、アドレス発生回路６１より発生した
アドレス信号は加算器６２でカウンタ４１のカウント値
より減算されてＭＯＤ（Ｉ）回路６３に入力される。Ｍ
ＯＤ（Ｉ）回路６３の出力はタップ値が格納されている
メモリ４４にアドレス信号として供給され、タップ値Ｗ
k （ｎ）が読出され、加算回路６６に入力される。 【００４３】加算回路６６では、乗算回路６５より出力
と減算され、 Ｗk （ｎ＋１）＝Ｗk （ｎ）−μ・ｅ（ｎ）・ＣＯ（ｋ） …（９） なるタップ値Ｗk （ｎ＋１）がｋなるアドレスのメモリ
４４に格納されて、タップ値を更新する。 【００４４】タップ値の更新は、アドレス発生回路６１
で０よりＪのアドレスが発生されるため、カウンタ４１
のカウント値をｋとすると、ｋよりｋ−Ｊに対応するア
ドレスのメモリ４４のデータが更新される。すなわち、
図６に示すように、図１０の従来例で示す適応フィルタ
のタップＷk よりＷk-J の更新が行なわれる。以上説明
したように、適応フィルタのタップ値が更新されること
により、スピーカ１４より送出される音波はマイクロホ
ーン１５の入力で騒音源よりの騒音と同振幅で逆位相と
なり、マイクロホーン付近の騒音を低減させる。 【００４５】なお、以上の動作は、騒音源１０より発生
する騒音の周期が一定の場合は良好に動作するが、例え
ば自動車が急加速または急減速してエンジンの回転数が
変化した場合には適応フィルタより出力される信号に不
連続が発生して、スピーカ１４よりボッボッと言う音が
発生する。すなわちエンジンの回転数が変化すると、騒
音の周期が変化し、タップ数切替部３で切替える適応フ
ィルタ４のタップ数Ｉが変化する。 【００４６】適応フィルタ４のタップ数が変化すると、
直ちに適応フィルタの各タップ値が定常状態の値に更新
されず、不連続となる。すなわち、定常状態になるには
数回のタップ値の更新を行なわす必要がある。以上説明
したように、適応フィルタのタップ数が変化したとき発
生するボッボッと言う音を無くすために、本発明ではフ
ィルタ係数記録部１７，たたみ込部１８および起動部１
９を設けている。 【００４７】まず動作を説明する前に原理を説明する。
前述したように、スピーカ１４よりボッボッと言う音が
発生する時は、適応フィルタ４の動作タップ数Ｉが変化
したときである。したがって適応フィルタ４のタップ数
が変化したとき、適応フィルタ４より出力される信号の
中に含まれるボッボッと言う音を発生する高周波成分を
除去するフィルタを挿入すれば良い。 【００４８】すなわち、図８に示すように、スピーカ１
４の周波数特性の高周波領域をカットする点線で示す特
性のフィルタを挿入すれば良い。適応フィルタ４の出力
に高周波領域をカットするフィルタを挿入すると伝達特
性補償部５の伝達特性も変化させねばならず、また装置
の構成も複雑となる。そこで、本発明では、この高周波
領域をカットするフィルタを適応フィルタで共用させる
ようにしている。 【００４９】すなわち、直列に接続された２個のフィル
タを１個のフィルタで構成させるには、各々のフィルタ
の係数値をたたみ込演算して新しいフィルタ係数を設定
すれば良い。フィルタ係数記録部１７にはボッボッと言
う音を除去する高周波領域をカットするフィルタの係数
を予め記録しておく。たたみ込部１８は、タップ値更新
部６で生成された適応フィルタ４のタップ値Ｗにフィル
タ係数記録部１７に記録されているフィルタ係数Ｆをた
たみ込んで適応フィルタ４のタップ値を設定する。 【００５０】すなわち、たたみ込部１８が無い場合にタ
ップ値更新部６が生成した式（９）で示したタップ値Ｗ
i （ｎ＋１）をＷi （ｎ＋１）で表わし、フィルタ係数
記録部１７に記録されているフィルタ係数の数をｍとす
ると、適応フィルタ４の第ｋ番目のタップ値Ｗk （ｎ＋
１）は Ｗk （ｎ＋１）＝＜ｊ＝１，ｍ＞Σｗt+j （ｎ＋１）Ｆj …（１０） ただし、ｔ＝ｋ−（ｍ＋１）／２（ｍが奇数） …（１１） ｔ＝ｋ−ｍ／２ （ｍが偶数） …（１２） なる演算を行ってＷk （ｎ＋１）を算出する。式（１
０）のたたみ込演算を、図７を参照して、ｍ＝５の場合
について説明する。 【００５１】適応フィルタ４のタップ値は図１０に示す
ようにＷO 〜ＷZ が存在する。またタップ値更新部６で
生成されるタップ値もＷO 〜ＷZ が存在する。ｍ＝５で
あるから、ｔは式（１１）より ｔ＝ｋ−３ となる。 【００５２】そこでｋ＝１なるタップ値Ｗ1 に対して
は、式（１０）より Ｗ1 ＝ｗ-1Ｆ1 ＋ｗ0 Ｆ2 ＋ｗ1 Ｆ3 ＋ｗ2 Ｆ4 ＋ｗ3 Ｆ5 …（１３） また、ｋ＝２なるタップ値Ｗ2 に対しては、 Ｗ2 ＝ｗ0 Ｆ1 ＋ｗ1 Ｆ2 ＋ｗ2 Ｆ3 ＋ｗ3 Ｆ4 ＋ｗ4 Ｆ5 …（１４） なる演算となる。 【００５３】なお式（１３）の演算で、ｗ-1なる値はタ
ップ値更新部６では生成されない。このように生成され
ていないタップ値との乗算は無視して加算しない。式
（１３）および（１４）の関係を図示したのが図７であ
って、算出したいタップ値をＷk とすると、ｗk にフィ
ルタ係数Ｆの中心Ｆ(m+1)/2 を一致させてｗと乗算した
結果を加算している。 【００５４】このようにしてたたみ込まれて新しく生成
されたタップ値Ｗk を適応フィルタ４のタップ値メモリ
７１に記録させて動作させることによってボッボッと言
う高周波数成分の信号はカットされて適応フィルタから
は出力されなくなる。なお、フィルタ係数をタップ値に
たたみ込む方法は、この実施例に限定されるものではな
い。 【００５５】起動部１９はたたみ込部１８を起動させる
ものであり、タップ数切替部３より出力されるタップ数
Ｉを記録しておき、前回のＩと今回のＩが変化したと
き、または数回のＩが共に変化した時等、タップ数が変
化したと判定されたときたたみ込部１８に指令してたた
み込を行なわせる。また、タップ数切替部３より出力さ
れるタップ数Ｉが変化しないようになったとき、起動部
１９はたたみ込部１８に指令してたたみ込を中止させ
る。 【００５６】なお上述した起動部１９の起動はタップ数
切替部３より出力されるタップ数が変化したとき起動さ
せるようにしたが、騒音源１０の騒音の周期が変化した
とき起動するようにしても良く、したがってパルス間隔
検出回路２で検出されるパルス間隔が変化したとき起動
させるようにしても良い。 【００５７】なお実施例では、スピーカおよびマイクロ
ホーンが各々１個の場合について説明したが、これらが
複数個設置された場合の騒音低減装置にも適用すること
ができる。以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、そ
の発明の主旨に従った各種変形が可能である。 【００５８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
の諸効果が得られる。騒音の周期に同期したパルスを発
生させて適応フィルタに入力し、適応フィルタのタップ
付遅延線のタップ数を、入力したパルスの間隔に等しい
遅延量となるタップ数で打切るようにさせたので、適応
フィルタでの演算処理回数を大幅に低減させることがで
き、装置構成を簡易化することができる。 【００５９】また、適応フィルタのタップ数が、騒音の
周期が変化したことによって変化するような場合は、適
応フィルタに高周波領域をカットするフィルタ係数をタ
ップ値にたたみ込むようにしたので、適応フィルタのタ
ップ数が変化してもタップ数変化によって発生する雑音
を除去することができる。
た騒音と同じ信号を発生させて低減させる騒音低減装置
に関し、とくに騒音が周期性騒音である場合の騒音低減
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、自動車の室内においてはエンジ
ンの回転によって、また空調装置などにおいてはファン
やコンプレッサの回転などによって騒音が発生し不愉快
な気分にさせられることがある。 【０００３】このような騒音を低減させる騒音低減装置
としては特開平３−１７８８４６号公報がある。従来例
を図９乃至図１１を参照して説明する。図９は従来例の
構成図、図１０は従来例の適応フィルタおよびタップ値
更新部の構成図、図１１は従来例の伝達特性補償部の構
成図である。図９において、１０は騒音源、１１は騒音
源１０よりの騒音をピックアップするピックアップ回
路、１２および１６はアナログディジタル変換器（Ａ／
Ｄ）、１３はディジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）、１
４はスピーカ、７は適応フィルタ、８は伝達特性補償
部、９は適応フィルタ７のタップ値を更新するタップ値
更新部である。 【０００４】マイクロホーン１５は騒音を低減させよう
とする地点に設置される。適応フィルタ７は、ピックア
ップ回路１１でピックアップした信号がマイクロホーン
１５に入力される騒音源１０よりの騒音と異なる部分を
補正してスピーカ１４より送出され、マイクロホーン１
５に到達した信号が、騒音源１０よりの騒音と同振幅で
逆位相の信号を発生させる。 【０００５】適応フィルタ７は、後で図１０を参照して
詳細に説明するように、タップ付遅延線より成るディジ
タルフィルタで構成されている。すなわち、騒音と相関
のあるピックアップ回路１１の出力信号を適応フィルタ
７の入力とすることにより、マイクロホーン１５の位置
において、適応フィルタ７による音圧波形が騒音と逆位
相になるようにフィルタの伝達特性を定めることが可能
であり、その適応処理は、タップ値更新部９により行わ
れる。伝達特性補償部８は、適応フィルタ７で発生した
信号がＤ／Ａ１３およびスピーカ１４を通ってマイクロ
ホーン１５に到達するまでには時間遅れや帯域制限など
の影響を受けるため、これらの伝達特性を補償して、マ
イクロホーンの入力で騒音源１０よりの信号と同振幅で
逆位相となるよう補償信号を発生している。 【０００６】この伝達特性もタップ付遅延線より成るデ
ィジタルフィルタで構成させることができる。図１１は
伝達特性補償部８の構成を示したものであり、８０−１
〜８０−Ｊは遅延素子で、Ａ／Ｄ１２および１６に入力
されるサンプリングパルスのサンプリング間隔に対応す
る時間遅延される。また８１−０〜８１−Ｊはタップ値
であり、遅延素子の出力値をタップ値倍されて出力され
る。 【０００７】そこで、ｔ＝ｔn ときのＡ／Ｄ１２の出力
値をｘ（ｎ）、その次のｔ＝ｔn+1のときの出力値をｘ
（ｎ＋１）で表わし、 ＜ｉ＝１，３＞Σｘi ＝ｘ1 ＋ｘ2 ＋ｘ3 で表わすと、加算器８２より出力される伝達特性補償部
８よりの補償信号Ｃ（ｎ）は、 Ｃ（ｎ）＝＜ｉ＝０，Ｊ＞Σｘ（ｎ−ｉ）Ｃｉ …（１） で表わされる。 【０００８】適応フィルタ７は、図８で示されるよう
に、遅延素子７０−１〜７０−Ｚ、タップ値７１−０〜
７１−Ｚおよび加算器７２で構成される。遅延素子７０
はサンプリングパルスの発生間隔に等しい時間Ａ／Ｄ１
２よりの出力信号を遅延させる。 【０００９】したがって、適応フィルタ７よりの出力ｙ
（ｎ）は ｙ（ｎ）＝＜ｉ＝０，Ｚ＞Σｘ（ｎ−ｉ）Ｗi （ｎ） …（２） で表わされ、Ｄ／Ａ１３でアナログ信号に変換されてス
ピーカ１４より送出される。 【００１０】適応フィルタ７のタップ値ＷO （ｎ）〜Ｗ
Z （ｎ）はサンプリングパルスが発生される毎に更新さ
れる。このタップ値の更新はタップ値更新部９によって
行なわれる。タップ値更新部９は、図１０に示されるよ
うに、乗算器９０，９１および９２と加算器９３で構成
される。 【００１１】先ず遅延素子９０では、前記伝達特性補償
部８よりの出力信号Ｃ（ｎ）が入力され、サンプリング
パルスの発生間隔に等しい時間遅延されて伝播される。
また、乗算器９１ではマイクロホーン１５よりの出力ｅ
（ｔ）がＡ／Ｄ１６でディジタル値に交換された信号ｅ
（ｎ）をα倍する乗算が行なわれる。このαは適応制御
系のループ特性によって決定される。 【００１２】次に、適応フィルタ７の各タップ値の更新
値Ｗ（ｎ＋１）の算出を行なう。説明を容易にするた
め、タップ７１−０のタップ値ＷO （ｎ）がＷO （ｎ＋
１）に更新される場合を例にとって説明する。乗算器９
２−０では、乗算器９１の出力と伝達特性補償部８より
の出力値Ｃ（ｎ）との乗算が行なわれる。加算器９３−
０では、ｔ＝ｔn におけるタップ値Ｗ O （ｎ）より乗算
器９２−０より出力値の減算が行なわれ、結果を次のｔ
＝ｔn+ 1 におけるタップ値ＷO （ｎ＋１）としてタップ
値を更新する。 【００１３】すなわち、 ＷO （ｎ＋１）＝ＷO （ｎ）−αＣ（ｎ）ｅ（ｎ） …（３） なるタップ値に更新を行なう。またその他のタップＷi
についても Ｗi （ｎ＋１）＝Ｗi （ｎ）−αＣ（ｎ−ｉ）ｅ（ｎ） …（４） なるタップ値に更新を行なう。 【００１４】以上説明したように、タップ値が更新され
ることにより、スピーカ１４より送出される音波はマイ
クロホーン１５の入力で騒音源１０より騒音と同振幅で
逆位相となり、マイクロホーンの付近における騒音を低
減させている。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の騒音低減装置は、騒音源よりピックアップした騒音信
号を適応フィルタを通して騒音と同振幅で逆位相の信号
を発生させて騒音を低減するようにしていた。 【００１６】このため、適応フィルタではタップ数に等
しい乗算を、また、タップ値の更新にはタップ数に等し
い乗算および加算を行なわせる必要がある。これらの乗
算や加算を個別の乗算器や加算器で構成した場合は装置
構成が非常に複雑となり、一般にはプロセッサによる処
理で行なわせている。しかし、前述したように非常に多
くのタップ数に対応した乗算および加算処理をサンプリ
ングパルスの間隔の間で行なわせるには高速のプロセッ
サを必要とし、装置価格を高価にしていた。 【００１７】本発明は、一般の騒音源としては周期性の
あるものが非常に多く、この周期性のある騒音に対して
装置構成を非常に簡易化した騒音低減装置を提供するこ
とを目的とする。 【００１８】 【課題を解決するための手段】まず、課題を解決するた
めの手段を説明する前に、本発明の原理を説明する。前
述した従来例では、適応フィルタに入力する信号は、マ
イクロホーンに入力する騒音のスペクトルに近い信号と
して、騒音源よりピックアップした信号を入力してい
た。 【００１９】しかし、適応フィルタに入力する信号は、
騒音のスペクトルに近い信号を入力させる必要はなく、
騒音のスペクトルを包含するスペクトルを有する信号で
あればどのような信号であっても良い。すなわち、騒音
のスペクトルを包含しておれば、フィルタの特性を変化
させて、騒音のスペクトルと同一スペクトル特性にする
ことが出来、騒音の波形と同一波形にすることができ
る。 【００２０】また、周期性の騒音に対しては、適応フィ
ルタを構成するタップ付遅延線の総遅延量を騒音の周期
に等しい時間としてもフィルタ特性を得ることができ
る。すなわち、騒音が周期性であるため、１周期の騒音
信号に対するレスポンスを騒音の周期で分割し、これら
の分割されたレスポンスを重合わす重合せの定理が成立
する。このことは、タップ付遅延線の遅延量を騒音の周
期に等しい時間で分割して重合せ、重合ったタップ値を
合計したタップ値にしたことと同じになる。 【００２１】本発明はこの原理に基くものであり、適応
フィルタの演算処理を、従来例では式（２）で示される
ｙ（ｎ）の算出をｉ＝０からＺまで行なうのに対して、
遅延量が騒音の周期に等しい時間となるＩ番目のタップ
まで行なわせる。また、適応フィルタでＩ番目のタップ
までの演算処理を行なうことから、タップ値の更新は式
（４）で示されるＷi のｉ＝０よりＩ番目までで良くな
る。 【００２２】さらに、適応フィルタに入力する信号を騒
音源より発生する騒音の周期に同期したパルスを入力さ
せることにより、パルスのスペクトルは非常に広く、騒
音のスペクトルを包含する。またパルスの振幅ｘを
“１”に正規化すれば、式（２）は ｙ（ｎ）＝＜ｉ＝Ｋ1 ，Ｋ2 ＞ΣＷi （ｎ） …（５） ただし、Ｋ1 およびＫ2 はパルスが存在する遅延素子の
番号で、Ｋ1 番よりＫ2 番目までパルスが存在している
ことを示す で表わされ、加算のみの処理となり、単純化される。ま
た、騒音の周期が変化したことによって適応フィルタの
動作タップ数Ｉが変化したときは、タップ数の変化によ
って発生する雑音は、高周波領域をカットするフィルタ
特性を適応フィルタに持たせることによって除去する。 【００２３】つぎに課題を解決するための手段を説明す
る。マイクロホーンに入力される騒音を低減させる信号
を発生する適応フィルタのタップ値を、前記マイクロホ
ーンよりの出力と前記適応フィルタで発生した信号が前
記マイクロホーンに到達するまでの伝達特性を補償する
信号とにより適応制御して前記マイクロホーンよりの騒
音信号を低減するようにした騒音低減装置において、前
記適応フィルタで発生する信号および前記伝達特性を補
償する信号を発生させるための騒音の周期に同期したパ
ルスを発生させる同期パルス発生回路と、前記同期パル
ス発生回路で発生したパルスの発生間隔を検出するパル
ス間隔検出回路と、前記パルス間隔検出回路で検出され
た間隔に等しくなるように前記適応フィルタのタップ付
遅延線の遅延量となるタップ数に切替えるタップ数切替
部と、前記適応フィルタより出力される信号の高周波領
域をカットするフィルタの係数を記録するフィルタ係数
記録部と、前記フィルタ係数記録部に記録されている係
数を読出して前記適応フィルタのタップ値にたたみ込み
を行なわせるたたみ込部と、前記騒音の周期が変化した
とき前記たたみ込部を起動させる起動部とを備える。 【００２４】 【作用】同期パルス発生回路では騒音の周期に同期した
パルスを発生して適応フィルタおよび伝達特性補償部に
入力する。パルス間隔検出回路では前記同期パルス発生
回路で発生したパルス間隔を検出する。 【００２５】タップ数切替部では適応フィルタのタップ
付遅延線の遅延量が前記パルス間隔検出回路で検出した
パルス間隔と等しくなるタップ数で打切る切替を行な
う。また、騒音の周期が変化したと検出されたとき起動
部はたたみ込部に指令して、フィルタ係数記録部に記録
されている高周波領域をカットするフィルタ係数を読出
して適応フィルタの生成されたタップ値にたたみ込んで
タップ数の変化によって発生する雑音を除去する。 【００２６】以上のように、騒音の周期に同期したパル
スを発生させて適応フィルタに入力し、適応フィルタの
タップ付遅延線のタップ数を、入力したパルスの間隔に
等しい遅延量となるタップ数で打切るようにさせたの
で、適応フィルタでの演算処理回数を大幅に低減させる
ことができ、装置構成を簡易化することができる。ま
た、適応フィルタのタップ数が、騒音の周期が変化した
ことによって変化するような場合は、適応フィルタに高
周波領域をカットするフィルタ係数をタップ値にたたみ
込むようにしたので、適応フィルタのタップ数が変化し
てもタップ数変化によって発生する雑音を除去すること
ができる。 【００２７】 【実施例】本発明の一実施例を図１および図２を参照し
て説明する。図１は本発明の実施例の構成図、図２は同
実施例のタップ切替部、適応フィルタ、伝達特性補償部
およびタップ値更新部の具体例である。 【００２８】図１において、１は同期パルス発生回路で
あり、騒音源１０の騒音の周期に同期したパルスを発生
する。２はパルス間隔検出回路であり、同期パルス発生
回路１で発生したパルス間隔を検出する。実施例ではパ
ルス間隔をＡ／Ｄ１６のサンプリングパルス数でパルス
間隔を検出させている。 【００２９】３はタップ数切替部であり、適応フィルタ
４のタップ数をパルス間隔検出回路２で検出されたサン
プリングパルス数に等しいタップ数となるよう切替えを
行なう。５は伝達特性補償部、６はタップ値更新部、１
３はＤ／Ａ、１４はスピーカ、１５はマイクロホーン、
１６はＡ／Ｄである。 【００３０】また、１７は適応フィルタ４より発生する
信号の高域周波数成分を低減させるフィルタの係数を記
録するフィルタ係数記録部、１８は適応フィルタ４のタ
ップ値にフィルタ係数記録部１７に記録されている係数
をたたみ込むたたみ込部、１９はたたみ込部を起動させ
る起動部である。 【００３１】サンプリングパルスの繰返し周波数はマイ
クロホーン１５より出力される信号に含まれる最高周波
数の２倍以上とし、装置設計時に予め決定されている。
また、以後の説明を容易にするため、同期パルス発生回
路１より発生する同期パルスｐ（ｔ）の幅は３サンプリ
ングパルス時間、また、パルス間隔検出回路２で検出さ
れるパルス間隔はＩサンプリングとする。 【００３２】まず、伝達特性補償部５について説明す
る。伝達特性補償部５は、従来例で説明したように図１
１で示す構成のものも使用できるが、入力信号がパルス
としたことにより簡易化した構成が可能となる。すなわ
ち、入力パルスが遅延素子に存在する係数のみを加算す
れば良く、パルスの振幅ｘを“１”に正規化すれば、式
（１）は Ｃ（ｎ）＝＜ｉ＝ｋ，ｋ−２＞ΣＣi …（６） ただし、ｋは最初の入力パルスが存在する遅延素子の番
号 で表わされる。 【００３３】また、タップ値Ｃi は、図３で示されるよ
うに、スピーカ１４、マイクロホーン１５の設置位置お
よびＤ／Ａ１３やスピーカの特性が決まれば決定され
る。したがって、最初の入力パルスがタップ番号ｋであ
るときの式（６）の右辺を予じめ計算し、第ｋ番目のタ
ップ値ＣＯ（ｋ）を ＣＯ（ｋ）＝＜ｉ＝ｋ，ｋ−２＞ΣＣi …（７） ただし、ｉ＜０およびｉ＞Ｊの時Ｃi ＝０ アドレスｋ番のメモリに記憶しておくことにより加算処
理が不要となる。 【００３４】つぎに、図２を参照して、タップ数切替部
３、適応フィルタ４、伝達特性補償部５およびタップ値
更新部６の動作を説明する。図２は具体例である。伝達
特性補償部５はメモリ５１で構成され、式（７）で示し
たｋ番アドレスには式（７）のＣＯ（ｋ）の値が格納さ
れている。 【００３５】タップ数切替部３はＭＯＤ（Ｉ）回路３１
で構成される。タップ値更新部６はアドレス発生回路６
１、加算器６２および６６、ＭＯＤ（Ｉ）回路６３、乗
算回路６４および６５で構成される。また、適応フィル
タ４はカウンタ４１、微分回路４２、アドレス発生回路
４３、メモリ４４および加算回路４５で構成される。
ＭＯＤ（Ｉ）回路３１および６３のＩはパルス間隔検出
回路２より与えられる。 【００３６】カウンタ４１は同期パルス発生回路１で発
生するパルスを微分回路４２で微分してリセットされ、
０よりＩ−１のカウント値で繰返えされる。アドレス発
生回路４３では、カウンタ４１のカウント値、カウント
値−１およびカウント値−２のアドレス値を時分割で発
生する。この３つのアドレスは式（５）の＜ｉ＝Ｋ1 ，
Ｋ2 ＞に対応するものである。 【００３７】ＭＯＤ（Ｉ）回路３１はアドレス発生回路
４３で発生したデータ値をＩを法とする数に変換し、メ
モリ４４のアドレスとして送出する。すなわち、ＭＯＤ
（Ｉ）回路は、例えばＩを３０とするならば、データ値
が３０ならば０、３１ならば１、逆に−１ならば２９、
−２ならば２８を出力する。 【００３８】メモリ４４ではアドレスに対応するデータ
値（タップ値）が読出され、加算回路４５で加算して出
力する。すなわち、加算回路４５では式（５）の加算を
行ってｙ（ｎ）を出力する。更に具体的に適応フィルタ
４での出力値ｙ（ｎ）の算出を、図１０で示した従来例
の構成で対比して説明すると、遅延素子７０には同期パ
ルス発生回路１より同期パルスｐ（ｔ）が入力されて伝
播される。 【００３９】図４は同期パルスｐ（ｔ）が遅延素子７０
を伝播している状態を示したものであり、横軸が素子番
号である。また、仮定したように、ｐ（ｔ）は３サンプ
リングパルスの幅を有している。図２で示すカウンタ４
１のカウント値は、図４で示す同期パルスｐ（ｔ）の最
初に存在する素子番号ｋに対応する。また、アドレス発
生回路４３はｋをもとにｋ、ｋ−１およびｋ−２を発生
させている。 【００４０】したがって、加算回路４５より出力される
出力値ｙ（ｎ）は、図５に示すように、図１０で示す適
応フィルタのタップ値ｗ0 よりｗZ をｗI で打切り、Ｗ
k よりＷk-2 のタップ値を加算したと同じ演算を行なわ
せている。加算回路４５でｙ（ｎ）の算出が終了すると
タップ値メモリ４４に格納されているタップ値の更新を
開始する。 【００４１】アドレス発生回路６１は、カウンタ４１よ
り出力されるカウント値が変化すると、式（７）で示し
たｋに対応する０よりＪのアドレス信号を時分割で発生
させる。アドレス発生回路６１で発生したアドレス信号
をアドレスとしてメモリ５１より伝達特性ＨＣk が読出
され、乗算器６５に入力され、μ・ｅ（ｎ）・ＣＯ
（ｋ）なる演算出力を得る。 【００４２】一方、アドレス発生回路６１より発生した
アドレス信号は加算器６２でカウンタ４１のカウント値
より減算されてＭＯＤ（Ｉ）回路６３に入力される。Ｍ
ＯＤ（Ｉ）回路６３の出力はタップ値が格納されている
メモリ４４にアドレス信号として供給され、タップ値Ｗ
k （ｎ）が読出され、加算回路６６に入力される。 【００４３】加算回路６６では、乗算回路６５より出力
と減算され、 Ｗk （ｎ＋１）＝Ｗk （ｎ）−μ・ｅ（ｎ）・ＣＯ（ｋ） …（９） なるタップ値Ｗk （ｎ＋１）がｋなるアドレスのメモリ
４４に格納されて、タップ値を更新する。 【００４４】タップ値の更新は、アドレス発生回路６１
で０よりＪのアドレスが発生されるため、カウンタ４１
のカウント値をｋとすると、ｋよりｋ−Ｊに対応するア
ドレスのメモリ４４のデータが更新される。すなわち、
図６に示すように、図１０の従来例で示す適応フィルタ
のタップＷk よりＷk-J の更新が行なわれる。以上説明
したように、適応フィルタのタップ値が更新されること
により、スピーカ１４より送出される音波はマイクロホ
ーン１５の入力で騒音源よりの騒音と同振幅で逆位相と
なり、マイクロホーン付近の騒音を低減させる。 【００４５】なお、以上の動作は、騒音源１０より発生
する騒音の周期が一定の場合は良好に動作するが、例え
ば自動車が急加速または急減速してエンジンの回転数が
変化した場合には適応フィルタより出力される信号に不
連続が発生して、スピーカ１４よりボッボッと言う音が
発生する。すなわちエンジンの回転数が変化すると、騒
音の周期が変化し、タップ数切替部３で切替える適応フ
ィルタ４のタップ数Ｉが変化する。 【００４６】適応フィルタ４のタップ数が変化すると、
直ちに適応フィルタの各タップ値が定常状態の値に更新
されず、不連続となる。すなわち、定常状態になるには
数回のタップ値の更新を行なわす必要がある。以上説明
したように、適応フィルタのタップ数が変化したとき発
生するボッボッと言う音を無くすために、本発明ではフ
ィルタ係数記録部１７，たたみ込部１８および起動部１
９を設けている。 【００４７】まず動作を説明する前に原理を説明する。
前述したように、スピーカ１４よりボッボッと言う音が
発生する時は、適応フィルタ４の動作タップ数Ｉが変化
したときである。したがって適応フィルタ４のタップ数
が変化したとき、適応フィルタ４より出力される信号の
中に含まれるボッボッと言う音を発生する高周波成分を
除去するフィルタを挿入すれば良い。 【００４８】すなわち、図８に示すように、スピーカ１
４の周波数特性の高周波領域をカットする点線で示す特
性のフィルタを挿入すれば良い。適応フィルタ４の出力
に高周波領域をカットするフィルタを挿入すると伝達特
性補償部５の伝達特性も変化させねばならず、また装置
の構成も複雑となる。そこで、本発明では、この高周波
領域をカットするフィルタを適応フィルタで共用させる
ようにしている。 【００４９】すなわち、直列に接続された２個のフィル
タを１個のフィルタで構成させるには、各々のフィルタ
の係数値をたたみ込演算して新しいフィルタ係数を設定
すれば良い。フィルタ係数記録部１７にはボッボッと言
う音を除去する高周波領域をカットするフィルタの係数
を予め記録しておく。たたみ込部１８は、タップ値更新
部６で生成された適応フィルタ４のタップ値Ｗにフィル
タ係数記録部１７に記録されているフィルタ係数Ｆをた
たみ込んで適応フィルタ４のタップ値を設定する。 【００５０】すなわち、たたみ込部１８が無い場合にタ
ップ値更新部６が生成した式（９）で示したタップ値Ｗ
i （ｎ＋１）をＷi （ｎ＋１）で表わし、フィルタ係数
記録部１７に記録されているフィルタ係数の数をｍとす
ると、適応フィルタ４の第ｋ番目のタップ値Ｗk （ｎ＋
１）は Ｗk （ｎ＋１）＝＜ｊ＝１，ｍ＞Σｗt+j （ｎ＋１）Ｆj …（１０） ただし、ｔ＝ｋ−（ｍ＋１）／２（ｍが奇数） …（１１） ｔ＝ｋ−ｍ／２ （ｍが偶数） …（１２） なる演算を行ってＷk （ｎ＋１）を算出する。式（１
０）のたたみ込演算を、図７を参照して、ｍ＝５の場合
について説明する。 【００５１】適応フィルタ４のタップ値は図１０に示す
ようにＷO 〜ＷZ が存在する。またタップ値更新部６で
生成されるタップ値もＷO 〜ＷZ が存在する。ｍ＝５で
あるから、ｔは式（１１）より ｔ＝ｋ−３ となる。 【００５２】そこでｋ＝１なるタップ値Ｗ1 に対して
は、式（１０）より Ｗ1 ＝ｗ-1Ｆ1 ＋ｗ0 Ｆ2 ＋ｗ1 Ｆ3 ＋ｗ2 Ｆ4 ＋ｗ3 Ｆ5 …（１３） また、ｋ＝２なるタップ値Ｗ2 に対しては、 Ｗ2 ＝ｗ0 Ｆ1 ＋ｗ1 Ｆ2 ＋ｗ2 Ｆ3 ＋ｗ3 Ｆ4 ＋ｗ4 Ｆ5 …（１４） なる演算となる。 【００５３】なお式（１３）の演算で、ｗ-1なる値はタ
ップ値更新部６では生成されない。このように生成され
ていないタップ値との乗算は無視して加算しない。式
（１３）および（１４）の関係を図示したのが図７であ
って、算出したいタップ値をＷk とすると、ｗk にフィ
ルタ係数Ｆの中心Ｆ(m+1)/2 を一致させてｗと乗算した
結果を加算している。 【００５４】このようにしてたたみ込まれて新しく生成
されたタップ値Ｗk を適応フィルタ４のタップ値メモリ
７１に記録させて動作させることによってボッボッと言
う高周波数成分の信号はカットされて適応フィルタから
は出力されなくなる。なお、フィルタ係数をタップ値に
たたみ込む方法は、この実施例に限定されるものではな
い。 【００５５】起動部１９はたたみ込部１８を起動させる
ものであり、タップ数切替部３より出力されるタップ数
Ｉを記録しておき、前回のＩと今回のＩが変化したと
き、または数回のＩが共に変化した時等、タップ数が変
化したと判定されたときたたみ込部１８に指令してたた
み込を行なわせる。また、タップ数切替部３より出力さ
れるタップ数Ｉが変化しないようになったとき、起動部
１９はたたみ込部１８に指令してたたみ込を中止させ
る。 【００５６】なお上述した起動部１９の起動はタップ数
切替部３より出力されるタップ数が変化したとき起動さ
せるようにしたが、騒音源１０の騒音の周期が変化した
とき起動するようにしても良く、したがってパルス間隔
検出回路２で検出されるパルス間隔が変化したとき起動
させるようにしても良い。 【００５７】なお実施例では、スピーカおよびマイクロ
ホーンが各々１個の場合について説明したが、これらが
複数個設置された場合の騒音低減装置にも適用すること
ができる。以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、そ
の発明の主旨に従った各種変形が可能である。 【００５８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
の諸効果が得られる。騒音の周期に同期したパルスを発
生させて適応フィルタに入力し、適応フィルタのタップ
付遅延線のタップ数を、入力したパルスの間隔に等しい
遅延量となるタップ数で打切るようにさせたので、適応
フィルタでの演算処理回数を大幅に低減させることがで
き、装置構成を簡易化することができる。 【００５９】また、適応フィルタのタップ数が、騒音の
周期が変化したことによって変化するような場合は、適
応フィルタに高周波領域をカットするフィルタ係数をタ
ップ値にたたみ込むようにしたので、適応フィルタのタ
ップ数が変化してもタップ数変化によって発生する雑音
を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】同実施例のタップ切替部、適応フィルタ、伝達
特性補償部およびタップ値更新部の具体例である。 【図３】伝達特性補償部のタップ値の具体例である。 【図４】同期パルスｐ（ｔ）の遅延素子上の説明図であ
る。 【図５】適応フィルタの出力値算出説明図である。 【図６】適応フィルタのタップ値更新説明図である。 【図７】同実施例のたたみ込部の説明図である。 【図８】同実施例のたたみ込むフィルタの説明図であ
る。 【図９】従来例の構成図である。 【図１０】従来例の適応フィルタおよびタップ値更新部
の構成図である。 【図１１】従来例の伝達特性補償部の構成図である。 【符号の説明】 １ 同期パルス発生回路 ２ パルス間隔検出回路 ３ タップ数切替部 ４，７ 適応フィルタ ５，８ 伝達特性補償部 ６，９ タップ値更新部 １７ フィルタ係数記録部 １８ たたみ込部 １９ 起動部 １１ ピックアップ回路 １２，１６ アナログディジタル変換器 １３ ディジタルアナログ変換器 １４ スピーカ ３１，６３ ＭＯＤ（Ｉ）回路 ４１ カウンタ ４２ 微分回路 ４３，６１ アドレス発生回路 ４４，５１ メモリ ４５，６２，６５，７２，８２，９３ 加算回路 ６４，６５，９１，９２ 乗算器
特性補償部およびタップ値更新部の具体例である。 【図３】伝達特性補償部のタップ値の具体例である。 【図４】同期パルスｐ（ｔ）の遅延素子上の説明図であ
る。 【図５】適応フィルタの出力値算出説明図である。 【図６】適応フィルタのタップ値更新説明図である。 【図７】同実施例のたたみ込部の説明図である。 【図８】同実施例のたたみ込むフィルタの説明図であ
る。 【図９】従来例の構成図である。 【図１０】従来例の適応フィルタおよびタップ値更新部
の構成図である。 【図１１】従来例の伝達特性補償部の構成図である。 【符号の説明】 １ 同期パルス発生回路 ２ パルス間隔検出回路 ３ タップ数切替部 ４，７ 適応フィルタ ５，８ 伝達特性補償部 ６，９ タップ値更新部 １７ フィルタ係数記録部 １８ たたみ込部 １９ 起動部 １１ ピックアップ回路 １２，１６ アナログディジタル変換器 １３ ディジタルアナログ変換器 １４ スピーカ ３１，６３ ＭＯＤ（Ｉ）回路 ４１ カウンタ ４２ 微分回路 ４３，６１ アドレス発生回路 ４４，５１ メモリ ４５，６２，６５，７２，８２，９３ 加算回路 ６４，６５，９１，９２ 乗算器
フロントページの続き
(72)発明者 柴田 英司
東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富
士重工業株式会社内
(72)発明者 野原 学
埼玉県川越市大字山田字西町25番地１
パイオニア株式会社 川越工場内
(56)参考文献 特開 平５−292351（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−11783（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G10K 11/178
B60R 11/02
G06F 17/10
H03H 17/02 601
H03H 21/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 マイクロホーンに入力される騒音を低減
させる信号を発生する適応フィルタのタップ値を、前記
マイクロホーンよりの出力と前記適応フィルタで発生し
た信号が前記マイクロホーンに到達するまでの伝達特性
を補償する信号とにより適応制御して前記マイクロホー
ンよりの騒音信号を低減するようにした騒音低減装置に
おいて、 前記適応フィルタで発生する信号および前記伝達特性を
補償する信号を発生させるための騒音の周期に同期した
パルスを発生させる同期パルス発生回路と、 前記同期パルス発生回路で発生したパルスの発生間隔を
検出するパルス間隔検出回路と、 前記パルス間隔検出回路で検出された間隔に等しくなる
ように前記適応フィルタのタップ付遅延線の遅延量とな
るタップ数に切替えるタップ数切替部と、 前記適応フィルタより出力される信号の高周波領域をカ
ットするフィルタの係数を記録するフィルタ係数記録部
と、 前記フィルタ係数記録部に記録されている係数を読出し
て前記適応フィルタのタップ値にたたみ込を行なわせる
たたみ込部と、 前記騒音の周期が変化したとき前記たたみ込部を起動さ
せる起動部とを備えたことを特徴とする騒音低減装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33470993A JP3419865B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 騒音低減装置 |
| US08/357,118 US5553154A (en) | 1993-12-28 | 1994-12-16 | Vehicle internal noise reduction system and the method thereof |
| GB9426219A GB2285364B (en) | 1993-12-28 | 1994-12-23 | Vehicle internal noise reduction system and method |
| DE4446816A DE4446816C2 (de) | 1993-12-28 | 1994-12-27 | System und Verfahren zum Unterdrücken von Fahrzeuginnengeräuschen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33470993A JP3419865B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 騒音低減装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199961A JPH07199961A (ja) | 1995-08-04 |
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Family
ID=18280345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33470993A Expired - Fee Related JP3419865B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 騒音低減装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3419865B2 (ja) |
| DE (1) | DE4446816C2 (ja) |
| GB (1) | GB2285364B (ja) |
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| IL121555A (en) | 1997-08-14 | 2008-07-08 | Silentium Ltd | Active acoustic noise reduction system |
| US6728380B1 (en) * | 1999-03-10 | 2004-04-27 | Cummins, Inc. | Adaptive noise suppression system and method |
| US7171493B2 (en) * | 2001-12-19 | 2007-01-30 | The Charles Stark Draper Laboratory | Camouflage of network traffic to resist attack |
| US8855329B2 (en) * | 2007-01-22 | 2014-10-07 | Silentium Ltd. | Quiet fan incorporating active noise control (ANC) |
| US9928824B2 (en) | 2011-05-11 | 2018-03-27 | Silentium Ltd. | Apparatus, system and method of controlling noise within a noise-controlled volume |
| US9431001B2 (en) | 2011-05-11 | 2016-08-30 | Silentium Ltd. | Device, system and method of noise control |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2890196B2 (ja) * | 1986-10-07 | 1999-05-10 | アダプティブ コントロール リミテッド | 能動的振動制御装置もしくはそれに関連する改良 |
| US5251262A (en) * | 1990-06-29 | 1993-10-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Adaptive active noise cancellation apparatus |
| US5319715A (en) * | 1991-05-30 | 1994-06-07 | Fujitsu Ten Limited | Noise sound controller |
| JP3094517B2 (ja) * | 1991-06-28 | 2000-10-03 | 日産自動車株式会社 | 能動型騒音制御装置 |
| JP2876874B2 (ja) * | 1992-03-04 | 1999-03-31 | 日産自動車株式会社 | 車両用能動型騒音制御装置 |
| US5485523A (en) * | 1992-03-17 | 1996-01-16 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Active noise reduction system for automobile compartment |
| US5426704A (en) * | 1992-07-22 | 1995-06-20 | Pioneer Electronic Corporation | Noise reducing apparatus |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33470993A patent/JP3419865B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-12-16 US US08/357,118 patent/US5553154A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-23 GB GB9426219A patent/GB2285364B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-27 DE DE4446816A patent/DE4446816C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2285364A (en) | 1995-07-05 |
| US5553154A (en) | 1996-09-03 |
| GB9426219D0 (en) | 1995-02-22 |
| GB2285364B (en) | 1997-11-19 |
| DE4446816C2 (de) | 1999-05-27 |
| DE4446816A1 (de) | 1995-06-29 |
| JPH07199961A (ja) | 1995-08-04 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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