JP3421676B2 - Active noise controller - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はアクティブノイズ
コントローラに関し、たとえば自動車内でのエンジン音
やホール内の空調ダクトからの空気吐出音などの騒音
を、擬似音を発生して相殺するようなアクティブノイズ
コントローラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise controller, for example, an active noise controller which cancels noises such as engine noise in a vehicle and air discharge noise from an air conditioning duct in a hall by generating a pseudo noise. Regarding the controller.
【０００２】[0002]
【従来の技術】騒音等を音で制御するアクティブノイズ
コントローラは、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳ
Ｐ）の普及に伴い、近年、さまざまな分野に適用されつ
つある。このアクティブノイズコントローラの中でも、
特にダクトを伝搬する騒音を制御するシングルチャネル
のフィードフォワード型アクティブノイズコントローラ
は、そのシステム実現の簡便さのゆえ、多く普及してい
る。2. Description of the Related Art An active noise controller for controlling noise with a sound is a digital signal processor (DS).
With the spread of P), it is being applied to various fields in recent years. Among this active noise controller,
In particular, a single-channel feedforward active noise controller for controlling noise propagating in a duct is widely used because of its simple system implementation.
【０００３】図６は従来のダクト騒音制御に適用したア
クティブノイズコントローラの音響系を示すブロックダ
イヤグラムであり、図７は同じく電気系のブロックダイ
ヤグラムである。図６において、騒音源１からの騒音ｘ
（ｋ）は騒音伝達経路Ｐ（ｚ）を経てエラーセンサ２に
到達する。一方、騒音ｘ（ｋ）は検知センサ３で検知さ
れ、制御回路７内に含まれる騒音制御フィルタＨ（ｚ）
への入力となり、その出力ｕ（ｋ）は２次音源スピーカ
４から音響結合経路Ｃ（ｚ）を経て制御音ｙ（ｋ）とな
り、エラーセンサ２で騒音ｄ（ｋ）と干渉して、誤差信
号ｅ（ｋ）が発生する。FIG. 6 is a block diagram showing an acoustic system of an active noise controller applied to conventional duct noise control, and FIG. 7 is a block diagram of an electric system of the same. In FIG. 6, the noise x from the noise source 1
(K) reaches the error sensor 2 via the noise transmission path P (z). On the other hand, the noise x (k) is detected by the detection sensor 3 and is included in the control circuit 7 as a noise control filter H (z).
The output u (k) becomes a control sound y (k) from the secondary sound source speaker 4 through the acoustic coupling path C (z), and the error sensor 2 interferes with the noise d (k) to generate an error. The signal e (k) is generated.
【０００４】この誤差信号ｅ（ｋ）が０となるように、
制御回路７によって騒音制御フィルタＨ（ｚ）の係数が
適応的に更新される。この更新の際に、図７に示すよう
に、騒音信号ｘ（ｋ）を音響結合経路Ｃ（ｚ）のモデル
であるＣ＾（ｚ）に入力して生成されるフィルタードリ
ファレンス信号ｒ（ｋ）と誤差信号ｅ（ｋ）を用いて更
新するアルゴリズムがフィルタード−ｘＬＭＳアルゴリ
ズムである。なお、図７におけるｖ（ｋ）は外乱であ
る。In order that this error signal e (k) becomes 0,
The control circuit 7 adaptively updates the coefficient of the noise control filter H (z). At the time of this update, as shown in FIG. 7, the filtered reference signal r (k) generated by inputting the noise signal x (k) into C ^ (z) which is a model of the acoustic coupling path C (z). ) And the error signal e (k) is the filtered-xLMS algorithm. Note that v (k) in FIG. 7 is a disturbance.
【０００５】ここで、フィルタード−ｘＬＭＳアルゴリ
ズムの更新式について以下に示す。
ｈ（ｋ＋１）＝ｈ（ｋ）＋αｅ（ｋ）ｒ（ｋ）…（１）
ただし、ｈ（ｋ）＝［ｈ1 （ｋ）ｈ2 （ｋ）…ｈ
N （ｋ）］T
ｒ（ｋ）＝［ｒ（ｋ）ｒ（ｋ−１）…ｒ（ｋ−Ｎ＋
１）］T
ｒ（ｋ）＝ｃ＾T ｘ（ｋ）
ｃ＾＝［ｃ1 ｃ2 …ｃL ］T
ｘ（ｋ）＝［ｘ（ｋ）ｘ（ｋ−１）…ｘ（ｋ−Ｌ＋
１）］T
であり、αは収束の速度および精度を制御するステップ
サイズパラメータと呼ばれる正の定数である。また、ｈ
（ｋ）は騒音制御フィルタの係数ベクトルであり、ｃ＾
はＣ＾フィルタの係数ベクトルである。なお、Ｎおよび
Ｌはそれぞれ騒音制御フィルタおよびＣ＾フィルタのタ
ップ長である。The update formula of the filtered-xLMS algorithm is shown below. h (k + 1) = h (k) + αe (k) r (k) ... (1) where h (k) = [h 1 (k) h 2 (k) ... h
N (k)] T r ( k) = [r (k) r (k-1) ... r (k-N +
1)] T r (k) = c ^ T x (k) c ^ = [c 1 c 2 ... c L] T x (k) = [x (k) x (k-1) ... x (k- L +
1)] T , and α is a positive constant called a step size parameter that controls the speed and accuracy of convergence. Also, h
(K) is a coefficient vector of the noise control filter, and c ^
Is a coefficient vector of the C ^ filter. Note that N and L are tap lengths of the noise control filter and the C ^ filter, respectively.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述の第（１）式から
明らかなように、騒音制御フィルタの係数を更新するに
は、誤差信号ｅ（ｋ）と音響結合経路のモデルであるＣ
＾フィルタに騒音信号ｘ（ｋ）を畳み込むことによって
発生される信号ｒ（ｋ）が必要であることがわかる。よ
って、Ｃ＾フィルタにモデル化誤差があれば当然更新ア
ルゴリズムに影響がでることは明らかである。ここで、
Ｃ＾フィルタのモデル誤差に関しては数多くの研究がな
されているが、その何れにおいても音響結合経路とＣ＾
フィルタの位相誤差が−９０°〜９０°の範囲であれば
安定に動作するという共通の結論に到っている。As is apparent from the above equation (1), in order to update the coefficient of the noise control filter, the error signal e (k) and the acoustic coupling path model C are used.
It can be seen that the signal r (k) generated by convolving the noise signal x (k) into the filter is needed. Therefore, it is obvious that the updating algorithm is affected if the C ^ filter has a modeling error. here,
There have been many studies on the model error of C ^ filters, but in all of them, the acoustic coupling path and C ^
The common conclusion is that the filter operates stably when the phase error is in the range of −90 ° to 90 °.
【０００７】しかし、音響結合経路の真の伝達特性を知
ることは当然不可能であるので、システムが安定に動作
するかどうかはシステムを可動してみないことにはわか
らないという致命的な欠点をフィルタード−ｘアルゴリ
ズムは持っている。よって、この問題を解決するには、
Ｃ＾フィルタを必要としない適応アルゴリズムが必要と
なる。However, since it is naturally impossible to know the true transfer characteristic of the acoustic coupling path, there is a fatal drawback that it is not known whether the system operates stably unless the system is moved. It has a filtered-x algorithm. So to solve this problem,
An adaptive algorithm that does not require a C ^ filter is needed.
【０００８】それゆえに、この発明の主たる目的は、誤
差信号のみで適応フィルタの係数ベクトルを更新するこ
とが可能なアクティブノイズコントローラを提供するこ
とである。Therefore, the main object of the present invention is to update the coefficient vector of the adaptive filter only with the error signal .
DOO is that to provide active noise controller capable.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明に係るアクティ
ブノイズコントローラは、騒音等を音で制御するアクテ
ィブノイズコントローラであって、騒音源からの騒音を
検出する騒音検出手段と、騒音検出手段の検出信号に基
づいて騒音を相殺するための擬似騒音信号を出力する適
応フィルタと、適応フィルタから出力された擬似騒音信
号に基づいて制御音を発生する発音手段と、発音手段で
発生された制御音と騒音源からの騒音とが干渉して発生
した誤差信号を検出するエラー検出手段と、最初のある
時間区間において、適応フィルタの係数ベクトルに微小
な摂動ベクトルを加算して適応フィルタから擬似騒音信
号を送出させ、そのときの制御音と騒音源からの騒音が
干渉して発生し、エラー検出手段によって検出された誤
差信号の２乗平均を計算し、次の時間区間において適応
フイルタの係数ベクトルに摂動ベクトルを加えずに適応
フィルタから擬似騒音信号を送出させて誤差信号の２乗
平均を計算し、計算した２つの２乗平均の差を摂動ベク
トルの各要素で除算して勾配ベクトルの瞬時推定値を計
算し、これに基づいて適応フィルタの係数ベクトルを更
新する係数更新手段とを備えて構成される。ここで、摂
動ベクトルの各要素は互いに独立で平均が０の確率変数
である。 SUMMARY OF THE INVENTION Acti according to the present invention
The noise controller is an active noise controller that controls noise and the like with sound, and noise detection means for detecting noise from a noise source, and a pseudo noise signal for canceling noise based on the detection signal of the noise detection means. An output of an adaptive filter, a sounding means for generating a control sound based on the pseudo noise signal output from the adaptive filter, and an error generated by the interference between the control sound generated by the sounding means and the noise from the noise source. Error detection means for detecting a signal, and in a first certain time interval, a small perturbation vector is added to the coefficient vector of the adaptive filter to send a pseudo noise signal from the adaptive filter . occur noise interferes computes the mean square of the detected error signal by the error detection means, the coefficients of the adaptive filter at the next time segment base Adaptation without adding perturbation vector Torr
The pseudo noise signal is sent from the filter to calculate the root mean square of the error signal, and the difference between the two root mean squares calculated is the perturbation vector.
Divide by each element of the tor to calculate an instantaneous estimate of the gradient vector.
And a coefficient updating means for updating the coefficient vector of the adaptive filter based on the calculation . Where
Each element of the motion vector is independent of each other and has a mean of 0
Is.
【００１０】また、この発明に係る他のアクティブノイ
ズコントローラは、騒音等を音で制御するアクティブノ
イズコントローラであって、騒音源からの騒音を検出す
る複数の騒音検出手段と、複数の騒音検出手段の検出信
号に基づいて、騒音を相殺するための擬似騒音信号を出
力する適応フィルタと、適応フィルタから出力された擬
似騒音信号に基づいて制御音を発生する複数の発音手段
と、発音手段で発音された制御音と騒音源からの騒音と
が干渉して発生した誤差信号を検出する複数のエラー検
出手段と、最初のある時間区間において、適応フィルタ
の係数ベクトルに微小な摂動ベクトルを加算して適応フ
ィルタから複数の発音手段の各々に複数の擬似騒音信号
を送出させ、そのときの制御音と騒音源からの騒音が干
渉して発生し、複数のエラー検出手段によって検出され
た誤差信号の２乗平均を計算し、次の時間区間において
適応フイルタの係数ベクトルに摂動ベクトルを加えずに
適応フィルタから複数の発音手段の各々に擬似騒音信号
を送出させて誤差信号の２乗平均を計算し、計算した２
つの２乗平均の差を摂動ベクトルの各要素で除算して勾
配ベクトルの瞬時推定値を計算し、これに基づいて適応
フィルタの係数ベクトルを更新する係数更新手段とを備
えて構成される。ここで、摂動ベクトルの各要素は互い
に独立で平均が０の確率変数である。 Further , another active noise according to the present invention.
The controller is an active noise controller for controlling noise and the like by sound, and for canceling noise based on a plurality of noise detecting means for detecting noise from a noise source and detection signals of the plurality of noise detecting means. Of the pseudo noise signal, a plurality of sound generating means for generating a control sound based on the pseudo noise signal output from the adaptive filter, the control sound sounded by the sound generating means and the noise from the noise source. a plurality of error detection means for detecting an interference to the error signal generated in the first one time interval, adapted by adding a small perturbation vector to the coefficient vector of the adaptive filter off
A plurality of pseudo noise signals are transmitted from the filter to each of the plurality of sound generating means, and the control sound at that time and the noise from the noise source are reduced.
Generated by Wataru, it calculates the mean square of the detected error signals by a plurality of error detection means, Te next time interval odor
Without adding perturbation vector to the coefficient vector of the adaptive filter
Adapted to sending the pseudo noise signals to each of a plurality of sound generating means from the filter mean square of the error signal calculated, to calculate 2
Divide the difference between the two mean squares by each element of the perturbation vector
Coefficient updating means for calculating an instantaneous estimated value of the distribution vector and updating the coefficient vector of the adaptive filter based on the instantaneous estimated value . Where each element of the perturbation vector is
Is a random variable that is independent and has a mean of zero.
【００１１】好ましくは、係数更新手段は、最初のある
時間区間に適応フィルタの係数ベクトルに摂動ベクトル
を加えて擬似騒音信号を送出させ、そのときの誤差信号
の２乗平均を計算する第１の演算手段と、次の時間区間
で適応フィルタの係数ベクトルに摂動ベクトルを加える
ことなく擬似騒音信号を送出させ、そのときの誤差信号
の２乗平均を計算する第２の演算手段と、第２の演算手
段と同じ時間区間内において、第１および第２の演算手
段によって計算された２つの２乗平均の差を摂動ベクト
ルの各要素で除算して勾配ベクトルの瞬時推定値を計算
する第３の演算手段とを含み、第２の演算手段と同じ時
間区間内において、第３の演算手段によって計算された
勾配ベクトルの瞬時推定値に基づいて適応フィルタの係
数ベクトルを更新する。 [0011] Preferably, the coefficient updating unit is sent to the pseudo noise signal first of some added perturbation vector <br/> the coefficient vector of the adaptive filter to the time interval, a total mean-square of the error signal at that time first calculating means for calculation, a pseudo noise signal is sent without adding perturbation vector to the coefficient vector of the adaptive filter at the next time interval, second arithmetic means for calculating the mean square of the error signal at that time If, Oite within the same time interval as the second operation means, first and second operational hand
Perturbation vector of the difference between the two root mean squares calculated by Dan
Computes an instantaneous estimate of the gradient vector by dividing each element of
And a third calculation means for performing the same operation as the second calculation means.
Calculated by the third calculating means within the interval
The adaptive filter function based on the instantaneous estimate of the gradient vector.
Update the number vector.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１はこの発明が適用される同時
摂動型最適化手法を実現するためのフィードフォワード
モデルを示す図である。1 is a diagram showing a feedforward model for realizing a simultaneous perturbation type optimization method to which the present invention is applied.
【００１３】図１において、騒音ｘ（ｋ），ｄ（ｋ）と
騒音伝達経路Ｐ（ｚ）と騒音制御フィルタＨ（ｚ）と制
御音ｙ（ｋ）と誤差信号ｅ（ｋ）と外乱ｖ（ｋ）はそれ
ぞれ従来例の図６と同じ記号で示されている。調節機構
６は騒音制御フィルタＨ（ｚ）の係数を更新するもので
あり、更新アルゴリズムは次の第（２）式および第
（３）式で示される。In FIG. 1, noise x (k), d (k), noise transmission path P (z), noise control filter H (z), control sound y (k), error signal e (k), and disturbance v. (K) are shown by the same symbols as in FIG. 6 of the conventional example. The adjustment mechanism 6 updates the coefficient of the noise control filter H (z), and the update algorithm is shown by the following equations (2) and (3).
【００１４】[0014]
【数１】 [Equation 1]
【００１５】ただし、Ｊ（ｈ（ｋ））＝（ｄ（ｋ）−ｙ
（ｋ）＋ｖ（ｋ））2 ＝ｅ2 （ｋ）であり、αは収束の
速度および精度を制御するステップサイズパラメータと
呼ばれる正の定数であり、ｃは摂動の大きさで正の定数
である。また、ｓ（ｋ）は−１もしくは１の値を要素に
持つ符号ベクトルであり、その要素ｓi ，ｉ＝１，２，
…，Ｎは互いに独立で平均が０の確率変数である。第
（２）式においてΔｈ（ｋ）は第（３）式によって計算
される勾配ベクトルの瞬時推定値である。However, J (h (k)) = (d (k) -y
(K) + v (k)) 2 = e 2 (k), α is a positive constant called a step size parameter controlling the speed and accuracy of convergence, and c is a magnitude of perturbation and a positive constant. is there. Further, s (k) is a code vector having an element with a value of -1 or 1, and the elements s i , i = 1, 2,
, N are random variables independent of each other and having an average of 0. In equation (2), Δh (k) is the instantaneous estimated value of the gradient vector calculated by equation (3).
【００１６】図２はこの発明の一実施形態におけるアク
ティブノイズコントローラの音響系のブロックダイヤグ
ラムであり、図３は同じく電気系のブロックダイヤグラ
ムである。図２および図３において、図１に示した調節
機構６には摂動部Ｓ（ｚ）が設けられ、スイッチＳＷを
制御することにより、摂動部Ｓ（ｚ）による摂動がＨ
（ｚ）に付加されるか否かが決定される。FIG. 2 is a block diagram of an acoustic system of the active noise controller in one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of an electrical system of the same. 2 and 3, the adjusting mechanism 6 shown in FIG. 1 is provided with a perturbation unit S (z), and by controlling the switch SW, the perturbation by the perturbation unit S (z) becomes H.
It is determined whether or not it is added to (z).
【００１７】前述の図１に示した例において、第（３）
式を見てもわかるようにこのアルゴリズムは摂動を与え
た場合のフィルタ出力と希望信号との誤差信号と摂動を
与えない場合の誤差信号を同時刻に得る必要がある。し
かし、アクティブノイズコントローラの場合には、誤差
信号は２次音源から誤差センサに到る音響結合経路を介
して得られるため、同時刻に上記の２つの誤差信号を得
ることは不可能である。よって、第（２）式および第
（３）式の更新式をそのままアクティブノイズコントロ
ーラに適用することはできない。しかし、入力信号が定
常であれば、ブロック処理を同じアルゴリズムに導入す
ることにより、可能となる。In the example shown in FIG. 1 described above, the third (3)
As can be seen from the equation, this algorithm needs to obtain the error signal between the filter output when perturbation is given and the desired signal and the error signal when no perturbation is given at the same time. However, in the case of the active noise controller, the error signal is obtained through the acoustic coupling path from the secondary sound source to the error sensor, so it is impossible to obtain the above two error signals at the same time. Therefore, the update expressions of the expressions (2) and (3) cannot be applied to the active noise controller as they are. However, if the input signal is stationary, it is possible by introducing block processing into the same algorithm.
【００１８】この実施形態におけるアルゴリズムを次の
第（４）式〜第（７）式に示す。The algorithm in this embodiment is shown in the following equations (4) to (7).
【００１９】[0019]
【数２】 [Equation 2]
【００２０】ただし、Ｊはブロック長である。第（４）
式および第（５）式より、調節機構６は最初のＪ／４サ
ンプル時間において、スイッチＳＷを加算器ＡＤ側に切
換え、摂動部Ｓ（ｚ）からの摂動を加算器ＡＤによって
騒音制御フィルタＨ（ｚ）の係数に加えて擬似騒音を送
出させる。調節機構６はそのときの誤差信号の２乗平均
Ｅ1 （ｎ）を計算する。次のＪ／４のサンプル時間にお
いては、調節機構６はスイッチＳＷを切換えて擬似騒音
を送出するが、誤差信号に対して処理は一切行なわな
い。次のＪ／４のサンプル時間では、騒音制御フィルタ
Ｈ（ｚ）の係数に摂動を加えずに擬似騒音を送出し、そ
のときの誤差信号の２乗平均Ｅ2 （ｎ）を計算する。そ
して、さらに、最後のＪ／４サンプル時において、スイ
ッチＳＷを加算器ＡＤ側に切換え、騒音制御フィルタＨ
（ｚ）の係数に摂動を加えて擬似騒音を送出するが、誤
差信号に対しては処理は一切行なわない。それらＥ
1 （ｎ）およびＥ2 （ｎ）を用い、第（６）式および第
（７）式に従って騒音制御フィルタＨ（ｚ）の係数更新
を行なう。However, J is the block length. Number (4)
From the equation and the equation (5), the adjusting mechanism 6 switches the switch SW to the adder AD side in the first J / 4 sample time, and the perturbation from the perturbation unit S (z) is caused by the adder AD by the noise control filter H. In addition to the coefficient of (z), pseudo noise is transmitted. The adjusting mechanism 6 calculates the mean square E 1 (n) of the error signal at that time. At the next J / 4 sample time, the adjusting mechanism 6 switches the switch SW to send out pseudo noise, but does not process the error signal at all. At the next J / 4 sample time, pseudo noise is transmitted without perturbing the coefficient of the noise control filter H (z), and the mean square E 2 (n) of the error signal at that time is calculated. Then, at the final J / 4 sample, the switch SW is switched to the adder AD side, and the noise control filter H
Perturbation is added to the coefficient of (z) to send pseudo noise, but no processing is performed on the error signal. Those E
Using 1 (n) and E 2 (n), the coefficient of the noise control filter H (z) is updated according to the equations (6) and (7).
【００２１】以上の処理は、同時刻の異なる２つのフィ
ルタによる誤差信号を得る代わりに、騒音が定常である
という仮定の下では信号のパワー平均値は一定であると
いう性質を利用して、異なる時刻での誤差信号を同時摂
動型最適化手法によって利用することができる。The above-mentioned processing is different by taking advantage of the property that the average power value of the signal is constant under the assumption that the noise is stationary, instead of obtaining the error signals by the two different filters at the same time. The error signal at time can be used by the simultaneous perturbation optimization method.
【００２２】したがって、アクティブノイズコントロー
ラにおいて、誤差信号のみを用いて騒音制御フィルタの
フィルタ係数を更新することが可能となり、フィルター
ドｘ法によって問題となっている２次音源スピーカ４か
らエラーセンサ２に到る音響結合経路のモデルであるＣ
＾フィルタのモデル化誤差による影響も発生しない。Therefore, in the active noise controller, it becomes possible to update the filter coefficient of the noise control filter using only the error signal, and the secondary sound source speaker 4 from the problem to the error sensor 2 by the filtered x method. C which is a model of the acoustic coupling path to reach
^ The influence of the modeling error of the filter does not occur.
【００２３】図４は図３に示した構成を用いてシミュレ
ーションを行なったときの収束特性を示している。この
図４ではステップサイズパラメータαを変化させた場合
について示している。FIG. 4 shows a convergence characteristic when a simulation is performed using the configuration shown in FIG. FIG. 4 shows the case where the step size parameter α is changed.
【００２４】図５はこの発明の他の実施形態を示すブロ
ック図である。この実施形態は、検知センサ３とエラー
センサ２と２次音源スピーカ４をそれぞれ複数設け、マ
ルチチャネルのアクティブノイズコントローラを構成し
たものであり、調節機構６は複数の検知センサ３からの
検出出力と複数のエラーセンサ２の検出出力に基づい
て、騒音制御フィルタＨ（ｚ）の係数に摂動を加える。FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, a plurality of detection sensors 3, error sensors 2, and secondary sound source speakers 4 are respectively provided to constitute a multi-channel active noise controller, and the adjusting mechanism 6 detects the detection outputs from the plurality of detection sensors 3. Perturbation is added to the coefficient of the noise control filter H (z) based on the detection outputs of the plurality of error sensors 2.
【００２５】なお、上述の実施形態では、同時摂動型最
適化手法を用いるようにしたが、これに限ることなく、
時間差分同時摂動型最適化手法を用いるようにしてもよ
い。その場合は、前述の第（２）式および第（３）式は
次の第（８）式および第（９）式に置き換えられる。In the above embodiment, the simultaneous perturbation type optimization method is used. However, the present invention is not limited to this.
The time difference simultaneous perturbation type optimization method may be used. In that case, the above equations (2) and (3) are replaced by the following equations (8) and (9).
【００２６】[0026]
【数３】 [Equation 3]
【００２７】同時摂動型最適化手法では、摂動がある場
合とない場合の２回の動作が必要であったのに対して、
時間差分同時摂動型最適化手法では、このような２回の
動作が不要になる。While the simultaneous perturbation type optimization method requires two operations with and without perturbation,
The time difference simultaneous perturbation type optimization method does not require such two operations.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、騒音
源からの騒音を検出してその騒音を相殺するための擬似
騒音信号を適応フィルタから出力し、その擬似騒音信号
に基づいて制御音を発生し、その制御音と騒音源からの
騒音とが干渉して発生した誤差信号を検出し、適応フィ
ルタの係数ベクトルに微小な摂動ベクトルを与えたとき
の誤差信号と与えないときの誤差信号とに基づいて適応
フィルタの係数ベクトルを更新することにより、誤差信
号のみで適応フィルタの係数ベクトルの更新を可能にで
きる。As described above, according to the present invention, the pseudo noise signal for detecting the noise from the noise source and canceling the noise is output from the adaptive filter, and the control is performed based on the pseudo noise signal. The error signal generated when a sound is generated and the control sound and the noise from the noise source interfere with each other is detected, and the error signal when a small perturbation vector is given to the coefficient vector of the adaptive filter and the error when it is not given By updating the coefficient vector of the adaptive filter based on the signal, it is possible to update the coefficient vector of the adaptive filter only with the error signal.
【図１】この発明が適用される同時摂動型最適化手法を
実現するためのフィードフォワードモデルを示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a feedforward model for realizing a simultaneous perturbation type optimization method to which the present invention is applied.
【図２】この発明の一実施形態のアクティブノイズコン
トローラの音響系のブロックダイヤグラムである。FIG. 2 is a block diagram of an acoustic system of the active noise controller according to the embodiment of the present invention.
【図３】この発明の一実施形態におけるアクティブノイ
ズコントローラを示す電気系のブロックダイヤグラムで
ある。FIG. 3 is a block diagram of an electric system showing an active noise controller according to an embodiment of the present invention.
【図４】図３に示した構成を用いてシミュレーションを
行なったときの収束特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a convergence characteristic when a simulation is performed using the configuration shown in FIG.
【図５】この発明の他の実施形態のマルチチャネルのア
クティブコントローラを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a multi-channel active controller according to another embodiment of the present invention.
【図６】従来のダクト騒音制御に適用したアクティブノ
イズコントローラの音響系を示すブロックダイヤグラム
である。FIG. 6 is a block diagram showing an acoustic system of an active noise controller applied to conventional duct noise control.
【図７】同じく電気系のブロックダイヤグラムである。FIG. 7 is a block diagram of an electric system of the same.
ｘ（ｋ） 騒音 Ｐ（ｚ） 騒音伝達経路 ｈ（ｚ） 騒音制御フィルタ Ｃ（ｚ） 音響結合経路 Ｓ（ｚ） 摂動部 １ 騒音源 ２ エラーセンサ ３ 検知センサ ４ ２次音源スピーカ ６ 調節機構 x (k) noise P (z) Noise transmission path h (z) Noise control filter C (z) Acoustic coupling path S (z) Perturbation part 1 noise source 2 Error sensor 3 detection sensor 4 Secondary sound source speaker 6 adjustment mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−19483（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−19484（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−332471（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230786（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10K 11/178 H03H 21/00 G05D 19/02 G05B 13/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-19483 (JP, A) JP-A-6-19484 (JP, A) JP-A-6-332471 (JP, A) JP-A-6- 230786 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G10K 11/178 H03H 21/00 G05D 19/02 G05B 13/02
Claims (3)
コントローラであって、 騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段、 前記騒音検出手段の検出信号に基づいて、前記騒音を相
殺するための擬似騒音信号を出力する適応フィルタ、 前記適応フィルタから出力された擬似騒音信号に基づい
て制御音を発生する発音手段、 前記発音手段で発生された制御音と前記騒音源からの騒
音とが干渉して発生した誤差信号を検出するエラー検出
手段、および 最初のある時間区間において、前記適応フィルタの係数
ベクトルに微小な摂動ベクトルを加算して前記適応フィ
ルタから擬似騒音信号を送出させ、そのときの制御音と
前記騒音源からの騒音が干渉して発生し、前記エラー検
出手段によって検出された誤差信号の２乗平均を計算
し、次の時間区間において前記適応フイルタの係数ベク
トルに前記摂動ベクトルを加えずに前記適応フィルタか
ら擬似騒音信号を送出させて誤差信号の２乗平均を計算
し、計算した２つの２乗平均の差を前記摂動ベクトルの
各要素で除算して勾配ベクトルの瞬時推定値を計算し、
これに基づいて前記適応フィルタの係数ベクトルを更新
する係数更新手段を備え、 前記摂動ベクトルの各要素は互いに独立で平均が０の確
率変数である 、アクティブノイズコントローラ。1. An active noise controller for controlling noise and the like by sound, comprising noise detecting means for detecting noise from a noise source, and a pseudo for canceling the noise based on a detection signal of the noise detecting means. An adaptive filter that outputs a noise signal, a sounding unit that generates a control sound based on a pseudo noise signal that is output from the adaptive filter, and a control sound generated by the sounding unit and noise from the noise source interfere with each other. Error detection means for detecting the generated error signal, and the coefficient of the adaptive filter in the first certain time interval
Wherein by adding a small perturbation vector to vector adaptive Fi
A pseudo noise signal is transmitted from the computer, the control sound at that time and the noise from the noise source interfere with each other, and the root mean square of the error signal detected by the error detecting means is calculated. coefficients of the adaptive filter in vector
Or the adaptive filter the perturbation vector without addition Torr
Then, a pseudo noise signal is transmitted to calculate the mean square of the error signal, and the difference between the calculated two mean squares is calculated as
Calculate the instantaneous estimate of the gradient vector by dividing by each element,
Coefficient updating means for updating the coefficient vector of the adaptive filter on the basis of this is provided , and each element of the perturbation vector is independent of each other and has a mean of zero.
An active noise controller that is a rate variable .
コントローラであって、 騒音源からの騒音を検出する複数の騒音検出手段、 前記複数の騒音検出手段の検出信号に基づいて、前記騒
音を相殺するための擬似騒音信号を出力する適応フィル
タ、 前記適応フィルタから出力された擬似騒音信号に基づい
て制御音を発生する複数の発音手段、 前記複数の発音手段で発音された制御音と前記騒音源か
らの騒音とが干渉して発生した誤差信号を検出する複数
のエラー検出手段、および 最初のある時間区間において、前記適応フィルタの係数
ベクトルに微小な摂動ベクトルを加算して前記適応フィ
ルタから前記複数の発音手段の各々に擬似騒音信号を送
出させ、そのときの複数の制御音と前記騒音源からの騒
音が干渉して発生し、前記複数のエラー検出手段によっ
て検出された誤差信号の２乗平均を計算し、次の時間区
間において前記適応フイルタの係数ベクトルに前記摂動
ベクトルを加えずに前記適応フィルタから前記複数の発
音手段の各々に擬似騒音信号を送出させて誤差信号の２
乗平均を計算し、計算した２つの２乗平均の差を前記摂
動ベクトルの各要素で除算して勾配ベクトルの瞬時推定
値を計算し、これに基づいて前記適応フィルタの係数ベ
クトルを更新する係数更新手段を備え、 前記摂動ベクトルの各要素は互いに独立で平均が０の確
率変数である 、アクティブノイズコントローラ。2. An active noise controller for controlling noise and the like by sound, comprising: a plurality of noise detecting means for detecting noise from a noise source; and canceling the noise based on detection signals of the plurality of noise detecting means. An adaptive filter for outputting a pseudo noise signal for producing a control sound based on the pseudo noise signal output from the adaptive filter, a plurality of sound producing means, a control sound produced by the plurality of sound producing means, and the noise source A plurality of error detecting means for detecting an error signal generated by interference with noise from the, and a coefficient of the adaptive filter in a first certain time section.
Wherein by adding a small perturbation vector to vector adaptive Fi
Is sent to the pseudo noise signals to each of said plurality of sound generating means from the filter, generated by the noise interference from the plurality of control sound the noise source at the time, the error signal detected by said plurality of error detection means square average calculation of the perturbation in the next time interval in the coefficient vector of the adaptive filter
From the adaptive filter, the multiple sources are generated without adding a vector.
The pseudo noise signal is sent to each of the sound means to output the error signal 2
The root mean square is calculated, and the difference between the two calculated root mean squares is calculated.
Instantaneous estimation of gradient vector by division by each element of motion vector
A value is calculated and based on this, the coefficient vector of the adaptive filter is calculated.
A coefficient updating unit for updating the vector is provided , and each element of the perturbation vector is independent of each other and has a mean of zero.
An active noise controller that is a rate variable .
に前記摂動ベクトルを加えて擬似騒音信号を送出させ、
そのときの誤差信号の２乗平均を計算する第１の演算手
段と、 次の時間区間で前記適応フィルタの係数ベクトルに前記
摂動ベクトルを加えることなく擬似騒音信号を送出さ
せ、そのときの誤差信号の２乗平均を計算する第２の演
算手段と、 前記第２の演算手段と同じ時間区間内において、前記第
１および第２の演算手段によって計算された２つの２乗
平均の差を前記摂動ベクトルの各要素で除算して勾配ベ
クトルの瞬時推定値を計算する第３の演算手段とを含
み、 前記第２の演算手段と同じ時間区間内において、前記第
３の演算手段によって計算された勾配ベクトルの瞬時推
定値に基づいて前記適応フィルタの係数ベクトルを更新
する ことを特徴とする、請求項１または２に記載のアク
ティブノイズコントローラ。Wherein said coefficient updating means, the adding perturbation vector the coefficient vector <br/> of the adaptive filter to the first one time interval is sent to the pseudo noise signal,
First calculation means square average is calculated, the pseudo-noise signal without adding the <br/> perturbation vector to the coefficient vector of the adaptive filter at the next time interval of sending of the error signal at that time
So, a second calculating means for calculating the mean square of the error signal at that time, Oite within the same time period and said second calculation means, said first
Two squares calculated by the first and second computing means
Divide the mean difference by each element of the perturbation vector to obtain the slope vector.
A third calculation means for calculating an instantaneous estimate of the Koutor.
In the same time period as the second computing means,
Instantaneous estimation of the gradient vector calculated by the calculation means of 3.
Update the coefficient vector of the adaptive filter based on a constant value
The active noise controller according to claim 1 or 2, characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00308698A JP3421676B2 (en) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | Active noise controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00308698A JP3421676B2 (en) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | Active noise controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202875A JPH11202875A (en) | 1999-07-30 |
| JP3421676B2 true JP3421676B2 (en) | 2003-06-30 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2005053586A1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | The Regents Of The University Of California | Active noise control method and apparatus including feedforward and feedback controllers |
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-
1998
- 1998-01-09 JP JP00308698A patent/JP3421676B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH11202875A (en) | 1999-07-30 |
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