JP4382922B2 - Noise control device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、騒音源から発せられる騒音を、能動的に低減する騒音制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、モーター等から発せられる騒音に対して、騒音とは逆位相の騒音制御音を干渉させることによって騒音を低減する能動的騒音制御技術を用いた空調機、冷蔵庫などが実用化されつつある。
【０００３】
このような騒音制御装置の一例を図２２に示す。この騒音制御装置は、モーター等の騒音源４１から発せられる騒音を、異なる２位置にて制御するようになっており、それぞれの騒音制御位置である第１制御点および第２制御点には、各制御点における騒音を検出するために、騒音検出器としての第１マイクロホン３１ａおよび第２マイクロホン３１ｂがそれぞれ配置されている。また、この騒音制御装置には、第１制御点および第２制御点における騒音を低減させるために、第１および第２の各制御点に対して騒音制御音を出力する第１スピーカー３２ａおよび第２スピーカー３２ｂがそれぞれ設けられている。
【０００４】
第１マイクロホン３１ａにて検出される騒音信号は、フィードバック型の第１制御信号生成回路３３ａに与えられており、この第１制御信号生成回路３３ａでは、第１マイクロホン３１ａにて検出される騒音信号とは、同振幅であって、しかも、逆位相の騒音制御信号を生成して、第１スピーカー３２ａに出力している。第１スピーカー３２ａは、第１制御信号生成回路３３ａにて生成された騒音制御信号に基づく騒音制御音を、第１制御点に対して出力する。
【０００５】
第１スピーカー３２ａから出力される騒音制御信号は、第１制御点における騒音と干渉するために、第１制御点の騒音が低減される。
【０００６】
また、第２マイクロホン３１ｂにて検出される騒音信号は、フィードバック型の第２制御信号生成回路３３ｂに与えられており、この第２制御信号生成回路３３ｂでは、第２マイクロホン３１ｂにて検出される騒音信号とは、同振幅であって、しかも、逆位相の騒音制御信号を生成して、第２スピーカー３２ｂに出力している。第２スピーカー３２ｂは、第２制御信号生成回路３３ｂにて生成された騒音制御信号に基づく騒音制御音を第２制御点に対して出力する。
【０００７】
第２スピーカー３２ｂから出力される騒音制御信号は、第２制御点における騒音と干渉するために、第２制御点の騒音が低減される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような騒音制御装置では、第１スピーカー３２ａから出力される騒音制御音が、第２制御点において影響しないように、第１スピーカー３２ａを第２制御点から離れて配置する必要があり、同様に、第２スピーカー３２ｂから出力される騒音制御音が、第１制御点において影響しないように、第2スピーカー３２bを第１制御点から離れて配置する必要がある。このために、第１制御点および第２制御点を、適当な間隔をあけて設置する必要がある。また、第１および第２のスピーカー３２ａおよび３2ｂは、それぞれ、第１および第２の各制御点の近傍だけを制御する構成とされるために、第１および第２の各スピーカー３２ａおよび３２ｂから離れた位置においては、騒音を制御することができないおそれがある。
【０００９】
各スピーカー３２ａおよび３２ｂから離れた位置における騒音を制御するために、フィードバック型の制御信号生成回路３３ａおよび３３ｂの特性を、それぞれ独立に設定すると、第１スピーカー３２ａから出力される騒音制御対象の帯域外の音が、第２制御点における騒音と干渉し、また、第２スピーカー３２ｂから出力される騒音制御対象の帯域外の音が、第１制御点における騒音と干渉して、騒音のレベルが増加したり、新たな騒音となるおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、比較的簡単な構成であって、複数位置における騒音を、安定的に制御することができる騒音制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明の騒音制御装置は、騒音を制御すべき位置である第１制御点にて、前記第１制御点における騒音と、第１スピーカーからの制御音を含む音を検出するように配置された第１騒音検出器と、前記第１騒音検出器にて検出される検出信号から、第１制御点における第１騒音制御信号を生成する第１制御信号生成回路と、前記第１騒音制御信号に基づく騒音制御音を第１制御点に対して出力する第１スピーカーと、前記第1騒音検出器にて検出される検出信号から、騒音を制御すべき位置であって前記第１制御点とは異なる第２制御点における第２騒音制御信号を生成する第２制御信号生成回路と、前記第２騒音制御信号に基づく騒音制御音を第２制御点に対して出力する第２スピーカーと、を具備し、前記第１制御点と、前記第２制御点は、同一の空間内に存在し、前記第1制御信号生成回路は、前記第1騒音検出器で検出される騒音と前記第２スピーカからの制御音も合わせて、前記第１制御点において同振幅、かつ、逆位相であって、前記第１制御点における音を、低減後の大きさが０とはならない所定量だけ低減する前記第１騒音制御信号を生成するフィードバック制御特性を有し、前記第２制御信号生成回路は、前記第1騒音検出器で検出される、騒音と前記第１スピーカからの制御音も合わせて、前記第２制御点において同振幅、かつ、逆位相であって、前記第２制御点における音を、低減後の大きさが０とはならない所定量だけ低減する前記第２騒音制御信号を生成するフィードフォワード制御特性を有することを特徴とする。
【００１２】
前記第２制御点に、その制御点における騒音を検出する第２騒音検出器が配置されており、前記第２制御信号生成回路が、前記第1騒音検出器にて検出される信号と前記第２騒音検出器にて検出される信号を誤差信号とする適応フィルタを有するデジタルフィルタ構成となっている。
【００１３】
前記第１制御信号生成回路が、前記第1騒音検出器にて検出される信号を誤差信号とする適応フィルタを有するデジタルフィルタ構成となっている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の騒音制御装置の実施の形態の一例を示すブロック図である。この騒音制御装置は、モーター等の騒音源４１から発せられる騒音を、異なる２位置にて制御するようになっており、一方の騒音制御位置である第１制御点には、その制御点における騒音を検出するために、騒音検出器としてのマイクロホン１が配置されている。また、この騒音制御装置には、第１制御点および第２制御点Ａにおける騒音を低減させるために、第１および第２の各制御点に対して騒音制御音を出力する第１スピーカー２ａおよび第２スピーカー２ｂがそれぞれ設けられている。
【００３１】
マイクロホン１にて検出される騒音信号は、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａおよびフィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂにそれぞれ与えられている。フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａは、マイクロホン１にて検出される騒音信号とは、同振幅であって、しかも、逆位相の騒音制御信号を生成して、第１スピーカー２ａに出力するようになっている。第１スピーカー２ａは、第１制御信号生成回路３ａにて生成された騒音制御信号に基づく騒音制御音を、第１制御点に対して出力する。
【００３２】
また、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂは、マイクロホン１にて検出される騒音信号を、第２制御点における騒音と同振幅であって、しかも、逆位相の騒音制御信号に処理して、第２スピーカー２ｂに出力している。第２スピーカー２ｂは、第２制御信号生成回路３ｂにて生成された騒音制御信号に基づく騒音制御音を第２制御点に対して出力する。
【００３３】
このような構成の騒音制御装置では、マイクロホン１にて検出される騒音信号が、第１および第２の各制御信号生成回路３ａおよび３ｂにそれぞれ与えられている。フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａでは、騒音検出器であるマイクロホン１を第１制御点に設置して、そのマイクロホン１にて検出された騒音を低減させるように騒音制御信号を生成しており、その騒音制御信号に基づく騒音制御音が、第１スピーカー２ａから、マイクロホン1が配置された第１制御点に対して出力される。
【００３４】
このように、第１制御点では、フィードバック制御が実施されており、従って、フィードバック型の制御信号生成回路３ａにて信号処理される周波数帯域内においては、第１制御点における騒音は全て低減されることになる。従って、第１制御点とは異なる第２制御点Ａを制御するために配置された第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御信号が、第１制御点に配置されたマイクロホン１にて検出されても、その騒音制御信号も低減されることになる。これによって、マイクロホン１が設けられた第１制御点では、第２制御点Ａに対して騒音制御信号を出力するスピーカー２ｂからの騒音制御音の影響が排除された状態で、騒音を低減することができる。
【００３５】
これに対して、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂでは、騒音検出器であるマイクロホン１にて検出される騒音信号に基づいて、マイクロホン１が配置された制御点とは異なる制御点Ａの騒音制御信号を生成するようになっており、従って、フィードフォワード制御が実施される。このフィードフォワード型の制御信号生成回路３ｂは、フィードバック型の第２制御信号生成回路３ａによって生成される騒音制御信号によって、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音も、マイクロホン１にて検出されるために、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音と、騒音源４１からの騒音とを制御点Ａにて同時に低減するように、その特性が設定されている。これによって、第２制御点Ａでは、騒音源４１からの騒音とともに、第１スピーカー２ａからの騒音制御音も同時に低減することができる。
【００３６】
フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの特性について、さらに具体的に説明する。フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａによって生成される騒音制御信号に基づく騒音制御音が第１スピーカー２ａから出力された状態では、図２に示すように、第１制御点に配置されたマイクロホン１にて検出される騒音１００が、破線１０１にて示すように低減される。
【００３７】
一方、第２制御点Ａでは、図３に示すように、騒音２００がスピーカー２ａから出力される騒音制御音１０３によって、破線２０２にて示すように増加する。ただし、条件によっては、騒音レベルの増加が生じない場合もある。第２制御点Ａにおける騒音レベルが増加する場合には、フィードフォワード型の制御信号生成回路３ｂから出力される騒音制御信号に基づく騒音制御音が、第２スピーカー２ｂから出力されることにより、図４に示すように、第２制御点Ａにおいて、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音と、騒音源４１からの騒音との合成によって増加した騒音２０２を、破線２０１にて示すように、低減させることができる。
【００３８】
この場合、図５に示すように、第２制御点Ａにおける騒音源４１のみの騒音２００と比較すると、騒音レベルが破線２０１に示すように低減されることによって、両者の差分が第２制御点Ａにおける騒音の制御効果となる。
【００３９】
マイクロホン１が設けられた第１制御点においては、図６に示すように、第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御音２０３の影響により、騒音１００が、破線１０２で示すように増加することがある。ただし、条件によっては、このような騒音レベルの増加が生じない場合もある。第１制御点において騒音レベルが増加しても、フィードバック型の制御信号生成回路３ａが、マイクロホン１で検出した騒音信号の全てを制御する騒音制御信号を生成するために、図７に破線１０４で示すように低減されることになる。破線１０４は、第１制御点における騒音制御効果を示しており、増加した騒音レベル１０２と低減された騒音レベル１０４との差分は、図２に示す騒音レベル１００と、低減された騒音レベル１０１との差分に等しくなっている。実際には、図２に示す騒音レベル１００と低減された騒音レベル１０４との差分が、マイクロホン１によって騒音信号が検出されることによる騒音の制御効果となる。
【００４０】
このように、マイクロホン１が設けられた第１制御点と、その第１制御点とは異なる第２制御点Ａとにおいて、各制御点に対して第１および第２の各スピーカー２ａおよび２ｂから出力される騒音制御音によって、それぞれの騒音制御音による影響を排除しつつ、騒音源４１からの騒音を低減することができることになり、複数の制御点におけるそれぞれの騒音を確実に低減させることができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、騒音源４１から発せられる騒音としては、モーター等の騒音源４１から発せられる音としているが、その特性については、詳しく説明していない。騒音源４１から発せられる騒音が、モーター等の機械回転音、サイレン音などの周期的騒音あるいは擬似周期的騒音である場合には、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの因果律（時間の前後関係）は問題とならないために、騒音に対するマイクロホン１と第２制御点Ａに対する第２スピーカー２ｂとの配置関係に時間的な制約がなく、従って、マイクロホン１および第２スピーカー２ｂは、ランダム騒音を制御する場合に比べて、より自由に配置することができる。
【００４２】
さらに、騒音源４１から発せられる騒音がランダム騒音の場合には、図８に示すように、マイクロホン１の検出信号を帯域制限フィルタ（バンド・パス・フィルタ、以後ＢＰＦとする）４によって制御対象である周波数に限定した状態で、第１および第２の各制御信号生成回路３ａおよび３ｂにそれぞれ与える構成とすればよい。これにより、周期的騒音と同様に、ランダム騒音が低減される。
【００４３】
また、図９に示すように、空間１０内に定在波１１が発生している場合には、その定在波１１を制御するために、マイクロホン１を定在波１１の振幅最大部付近に設置すればよい。これにより、周期的騒音と同様に、定在波を制御することができる。
【００４４】
図１０は、本発明の騒音制御装置の実施の形態の他の例を示すブロック図である。この騒音制御装置では、第１制御点に、騒音検出器である第１マイクロホン１ａが配置されており、また、この第１制御点とは異なる第２制御点に、誤差検出器である第２マイクロホン１ｂが配置されている。第１マイクロホン1ａにて検出される騒音信号は、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａおよびフィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂにそれぞれ与えられている。そして、第１制御信号生成回路３ａにて生成される騒音制御信号が、第１制御点に配置された第１マイクロホン1ａに対して騒音制御音を出力する第１スピーカー２ａに与えられている。
【００４５】
フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂには、第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音信号が誤差検出信号として与えられており、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号および第２マイクロホン１ｂにて検出される誤差信号に基づいて、騒音制御信号が生成される。そして、生成された騒音制御信号が、第２マイクロホン1ｂが設けられた第２制御点に対して騒音制御音を出力するスピーカー２ｂに出力される。
【００４６】
このような構成の騒音制御装置では、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号が、第１制御信号生成回路３ａおよび第２制御信号生成回路３ｂにそれぞれ与えられている。フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａでは、第１制御点に対して設けられた第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音が、第１マイクロホン１ａにて検出された騒音信号と同振幅であって逆位相となるように、騒音制御信号が生成される。生成された騒音制御信号は、第１スピーカー２ａに出力され、第１スピーカー２ａからは、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音に干渉する騒音制御音が出力される。これにより、第１制御点における騒音が低減される。
【００４７】
また、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂでは、第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号が、第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音信号と同振幅であって逆位相となるように処理されて、騒音制御信号が生成される。そして、生成された騒音制御信号が、第２制御点に対して設けられた第２スピーカー２ｂに出力される。
【００４８】
このように、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂでは、第２マイクロホン１ｂにて検出される誤差信号をモニターしつつ、その誤差信号が小さくなるように制御特性が決定されて、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号が処理される。そして、第２制御信号生成回路３ｂから出力される騒音制御信号に基づく騒音制御音が第２スピーカー２ｂから出力される。これにより、第２制御点における騒音制御音によって、第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音が低減される。
【００４９】
フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａから生成される騒音制御信号は、図１に示す騒音制御装置と同様に、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａにて信号処理する周波数帯域内において、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号が全て低減されることになる。従って、第２スピーカー２ｂから出力されて第１マイクロホン１ａにて検出される騒音制御音についても低減されることになる。これにより、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音が、第２スピーカ２ｂから出力される騒音制御音の影響も含めて低減される。
【００５０】
フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂは、騒音検出器である第１マイクロホン１ａと誤差検出器である第２マイクロホン１ｂとを、それぞれ異なる制御点に配置して、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号に基づいて、第２マイクロホン１ｂが配置された第２制御点の騒音を制御する騒音制御信号を生成して、フィードフォワード制御を実施するようになっている。このフィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂは、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａにて生成される騒音制御信号によって第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音についても、第１マイクロホン１ａにて検出されるため、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音と、騒音源４１からの騒音とを同時に低減するような特性とすればよい。このような特性とすることにより、第２マイクロホン１ｂが配置された制御点では、騒音源４１からの騒音とともに、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音も低減させることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態においても、騒音源から発せられる騒音の特性については、特に限定されるものではなく、モーター音などの機械回転音、サイレン音などの周期的騒音あるいは擬似周期的騒音でも何ら問題はない。また、周期的騒音あるいは擬似周期的騒音の場合には、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの因果律（時間の前後関係）は問題とならないので、第１制御点に配置される第１マイクロホン１ａと、第２制御点に対する第２スピーカ２ｂおよび第２マイクロホン１ｂとの位置には時間的な制約がなく、ランダム騒音に比べて自由に設置できる。
【００５２】
さらに、騒音がランダム騒音の場合には、図８に示す装置と同様に、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂの検出信号を、ＢＰＦによって、それぞれ制御対象である周波数に限定して、各制御信号生成回路３ａおよび３ｂにそれぞれ出力するように構成すれば、周期的騒音と同様に扱える。
【００５３】
また、空間内に定在波が発生している場合には、図９に示す装置と同様に、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂを、定在波の音圧の振幅最大部付近に設置することにより、その定在波を制御することができる。
【００５４】
図１１は、本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。この騒音制御装置では、第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号が、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａに与えられるとともに、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂにも与えられており、また、第２制御点に配置された第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音信号が、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂに与えられている。そして、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂが、適応フィルタ５を有するデジタルフィルタ構成となっている。
【００５５】
デジタルフィルタ構成の第２制御信号生成回路３ｂは、第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａの出力が、減算器９を介して、適応フィルタ（ＡＦＩＲ）５に与えられている。適応フィルタ５の係数は、ＬＭＳ演算器７によって更新される。第２制御点に配置された第２マイクロホン１ｂの検出信号は、ＬＭＳ演算器７に与えられている。ＬＭＳ演算器７には、第１マイクロホン１ａから出力される騒音信号も、減算器９およびＦｘフィルタ６を介して与えられている。適応フィルタ５の出力は、フィードバックキャンセラ（ＦＣ）８を介して、減算器９に与えられるとともに、第２スピーカー２ｂにも与えられている。
【００５６】
このような構成の騒音制御装置では、第１マイクロホン１ａにて検出された騒音信号が、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａおよびフィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂにそれぞれ与えられる。フィードバック型制御信号生成回路３ａでは、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号が、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音とは同振幅で逆位相となるように、信号処理される。これにより、第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａにて検出される騒音が、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音と干渉して低減される。
【００５７】
フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂにおいては、第１マイクロホン１ａから出力される騒音信号が、適応フィルタ５において信号処理される。適応フィルタ５においては、第１マイクロホン１ａからの騒音信号が、第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音と同振幅で逆位相となるように信号処理されて、騒音制御信号とされる。生成される騒音制御信号は、第２スピーカー２ｂに出力されて、第２スピーカー２ｂからは、騒音制御信号に基づく騒音制御音が出力される。
【００５８】
第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御音は、第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音と干渉し、その消え残り成分が誤差信号として、第２マイクロホン１ｂにて検出されてＬＭＳ演算器７に入力される。他方、第１マイクロホン１ａでも第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御音が検出されるために、第１マイクロホン１ａにて検出される信号には、騒音源４１からの騒音だけでなく、第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御信号も含まれる。
【００５９】
第１マイクロホン１ａにて検出される信号に含まれる騒音制御信号を除去するために、適応フィルタ５の出力を、フィードバックキャンセラ８に入力し、減算器９にて、第１マイクロホン１ａの出力からフィードバックキャンセラ８の出力を減算する。フィードバックキャンセラ８には、第２スピーカー２ｂから第１マイクロホン１ａまでの伝達特性Ｃ３の近似値が、係数として設定されている。これにより、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号から、第２スピーカー２ｂによる騒音制御音の成分が取り除かれた信号が得られる。
【００６０】
減算器９の出力は、Ｆｘフィルタ６に入力されている。Ｆｘフィルタ６には、第２スピーカー２ｂから第２マイクロホン１ｂまでの伝達特性Ｃ４の近似値が係数として設定されており、騒音信号とこの係数とが畳み込み演算されて、その演算結果がＬＭＳ演算器７に出力される。ＬＭＳ演算器７では、Ｆｘフィルタ６からの出力信号と、第２マイクロホン１ｂからの誤差信号とに基づいて、第２マイクロホン１ｂにて検出される誤差信号が最小になるように、適応フィルタ５の係数を更新するようになっている。これによって、第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音信号が低減される。
【００６１】
このようなアルゴリズムは、Filtered-x LMSアルゴリズム（例えば参考文献として、B. Widrow and S. Stearns,「Adaptive Signal Processing」(Prentice-Hall,Englewood Cliffs,NJ,1985)）として、一般的である。
【００６２】
このように、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂにおいて、適応フィルタ５を使用することにより、第２制御信号生成回路３ｂの特性を、第２マイクロホン１ｂにて検出される誤差信号に基づいて、逐一、変化させることができるために、騒音のレベルの変動などに容易に対応することができる。
【００６３】
また、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂに適応フィルタ５を使用することにより、第２制御信号生成回路３ｂにおいて、第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音を低減するような特性が簡単に得られるが、適応フィルタ５の係数が収束した後に、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの入力(in)と出力(out)の間の特性(入出力特性＝伝達特性)を測定し、その特性を有するアナログフィルタを、第２制御信号生成回路３ｂとして使用すれば、第２制御信号生成回路３ｂを、小型かつ安価に実現することができる。このようなアナログフィルタを使用する場合は、誤差信号を検出する第２マイクロホン１ｂは不要となり、従って、図１に示す騒音制御装置と同様の構成となる。
【００６４】
本実施の形態の装置も、第１制御信号生成回路３ａによって信号処理される周波数帯域内においては、第１マイクロホン１ａで検出される信号は、全て低減されるために、第２スピーカー２ｂから出力されて第１マイクロホン１ａにて検出される騒音制御音も低減される。従って、第１マイクロホン１ａが配置された第１制御点における騒音を第２スピーカー２ｂからの騒音制御音の影響も含めて、確実に低減させることができる。
【００６５】
フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂは、騒音検出器である第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号に基づいて、第２マイクロホン１ｂが配置された第２制御点の騒音を制御する制御信号を生成するようになっており、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａからの騒音制御信号によって第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音も、第１マイクロホン１ａにて検出されるために、適応フィルタ５によって、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音と騒音源からの騒音とを同時に低減することができる特性となる。従って、第２マイクロホン１ｂが設けられた第２制御点においても、騒音源からの騒音とともに、スピーカー２ａから出力される騒音制御音も低減することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態においても、騒音源から発せられる騒音の特性については、特に限定されるものではなく、モーター音などの機械回転音、サイレン音などの周期的騒音あるいは擬似周期的騒音でも何ら問題はない。また、周期的騒音あるいは擬似周期的騒音の場合には、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの因果律（時間の前後関係）は問題とならないので、第１制御点に配置される第１マイクロホン１ａと、第２制御点に対する第２スピーカ２ｂおよび第２マイクロホン１ｂとの位置には時間的な制約がなく、ランダム騒音に比べて自由に設置できる。
【００６７】
さらに、騒音がランダム騒音であったとしても、図８に示す装置と同様に、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂの検出信号を、ＢＰＦによって、それぞれ制御対象である周波数に限定して、各制御信号生成回路３ａおよび３ｂに出力するように構成することによって、周期的騒音と同様に扱える。
【００６８】
また、空間内に定在波が発生している場合には、図９に示す装置と同様に、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂを、定在波の振幅最大部付近に設置することにより、その定在波を制御することができる。
【００６９】
図１２は、本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。この騒音制御装置では、第１制御点に配置された第１マイクロホン1ａにて検出される騒音信号が、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａに出力されるとともに、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂにも、騒音信号および誤差信号として出力されている。そして、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂは、各マイクロホン１ａおよび１ｂにて検出される騒音信号を低減させる制御信号を生成する。その他の構成は、図１０に示す騒音制御装置と同様になっている。
【００７０】
このような構成の騒音制御装置では、図１０に示す装置と同様に、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号が、第１制御信号生成回路３ａおよび第２制御信号生成回路３ｂにそれぞれ入力されて、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａにおいて、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音がマイクロホン１ａにて検出される騒音と同振幅で逆位相となるように、第１マイクロホン１ａからの騒音信号を処理する。これによって、第１制御点である第１マイクロホン１ａでの騒音が、スピーカー２ａからの騒音制御音と干渉して低減される。
【００７１】
また、フィードフォワード型制御信号生成回路３ｂが、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音信号をそれぞれモニターして、それぞれの騒音信号が小さくなるように、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの制御特性を決定する。そして、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂでは、第２スピーカ２ｂから出力する騒音制御音が、第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａと、第２制御点に対する第２マイクロホン１ｂとによって検出される騒音と、同振幅で逆位相となるように、マイクロホン１ａからの騒音信号を処理する。
【００７２】
これにより、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音が、第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御音と干渉して低減される。このように、本実施の形態の装置では、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂが、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音を一層低減することができ、騒音低減効果がさらに向上する。
【００７３】
なお、本実施の形態においても、騒音源から発せられる騒音の特性については、特に限定されるものではなく、モーター音などの機械回転音、サイレン音などの周期的騒音あるいは擬似周期的騒音でも何ら問題はない。また、周期的騒音あるいは擬似周期的騒音の場合には、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの因果律（時間の前後関係）は問題とならないので、第１制御点に配置される第１マイクロホン１ａと、第２制御点に対する第２スピーカ２ｂおよび第２マイクロホン１ｂとの位置には時間的な制約がなく、ランダム騒音に比べて自由に設置できる。
【００７４】
さらに、騒音がランダム騒音であったとしても、図８に示す装置と同様に、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂの検出信号を、ＢＰＦによって、それぞれ制御対象である周波数に限定して、各制御信号生成回路３ａおよび３ｂに出力するように構成することによって、上述した周期的騒音と同様に扱える。
【００７５】
また、空間内に定在波が発生している場合には、図９に示す装置と同様に、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂを、定在波の振幅最大部付近に設置することにより、その定在波を制御することができる。
【００７６】
図１３は、本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。この騒音制御装置では、フィードフォワード型の制御信号生成回路３ｂが、適応フィルタを有するデジタルフィルタ構成になっている。
【００７７】
デジタルフィルタ構成の第２制御信号生成回路３ｂは、第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａの出力が、減算器９を介して、適応フィルタ（ＡＦＩＲ）５に与えられている。適応フィルタ５の係数は、第１および第２ＬＭＳ演算器７ａおよび７ｂによってそれぞれ更新される。第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａの検出信号は第１ＬＭＳ演算器７ａに与えられるとともに、第２制御点に配置された第２マイクロホン１ｂの検出信号は第２ＬＭＳ演算器７ｂに与えられている。また、第１ＬＭＳ演算器７ａには、第１マイクロホン１ａから出力される騒音信号が、減算器９および第１Ｆｘフィルタ６ａを介して与えられており、第２ＬＭＳ演算器７ｂには、第１マイクロホン１ａから出力される騒音信号が、減算器９および第２Ｆｘフィルタ６ｂを介して与えられている。適応フィルタ５の出力は、フィードバックキャンセラ（ＦＣ）８を介して、減算器９に与えられるとともに、第２スピーカー２ｂにも与えられている。
【００７８】
このような構成の騒音制御装置では、第１マイクロホン１ａで検出された騒音信号が、第１制御信号生成回路３ａおよび第２制御信号生成回路３ｂにそれぞれ入力される。フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａでは、第１スピーカ２ａから出力される騒音制御音が、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音と同振幅で逆位相となるように、マイクロホン１ａからの騒音信号を信号処理する。これによって、第１制御点である第１マイクロホン１ａにて検出される騒音が、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音によって干渉して低減される。
【００７９】
フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂにおいては、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号が、適応フィルタ５において、第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御音が第１および第２の各マイクロホン１ａおよび１ｂにて検出される騒音と同振幅で逆位相となるように、信号処理される。生成される制御信号は、第２スピーカー２ｂに与えられて、第２スピーカー２ｂからは騒音制御音が出力される。
【００８０】
第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御音は、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音と干渉して、騒音を低減させる。そして、低減された騒音が、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂにてそれぞれ検出されて、第１および第２の各ＬＭＳ演算器７ａおよび７ｂにそれぞれ入力される。他方、第１マイクロホン１ａでも、第２スピーカー２ｂから出力される制御音が検出されるために、第２マイクロホン１ａにて検出される騒音信号には、騒音源４１から発せられる騒音だけでなく、第２スピーカー２ｂから出力される制御音も含まれている。
【００８１】
第１マイクロホン１ａにて検出される信号に含まれる騒音制御信号を除去するために、適応フィルタ５の出力を、フィードバックキャンセラ８に入力し、減算器９にて第１マイクロホン１ａの出力からフィードバックキャンセラ８の出力を減算する。フィードバックキャンセラ８には、第２スピーカー２ｂから第１マイクロホン１ａまでの伝達特性Ｃ３の近似値が、係数として設定されている。これにより、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号から、第２スピーカー２ｂによる騒音制御音の成分が取り除かれた信号が得られる。
【００８２】
減算器９の出力は、第１Ｆｘフィルタ６ａおよび第２Ｆｘフィルタ６ｂにそれぞれ与えられている。第１Ｆｘフィルタ６ａには、第２スピーカー２ｂから第１マイクロホン１ａまでの伝達特性Ｃ３の近似値が係数として設定されており、第２Ｆｘフィルタ６ｂには、第２スピーカー２ｂから第２マイクロホン１ｂまでの伝達特性Ｃ４の近似値が係数として設定されている。第１および第２のＦｘフィルタ６ａおよび６ｂは、騒音信号に対して各係数が、それぞれ畳み込み演算されて、それぞれの演算結果が第１および第２の各ＬＭＳ演算器７ａおよび７ｂにそれぞれ出力される。各ＬＭＳ演算器７ａおよび７ｂでは、第１および第２の各Ｆｘフィルタ６ａおよび６ｂからの出力信号と、第１マイクロホン１ａおよび第２マイクロホン１ｂにてそれぞれ検出信号とに基づいて、第１および第２のマイクロホン１ａおよび１ｂにてそれぞれ検出される信号が最小になるように、適応フィルタ５の係数を更新する。これにより、第１および第２の各マイクロホン１ａおよび１ｂにて検出される騒音信号が低減される。
【００８３】
このようなアルゴリズムは、Multiple Error Filtered-x LMSアルゴリズム（例えば参考文献として、S. J. Elliott, I. M. Stothers and P. A. Nelson,("A multiple error LMS algorithm and its application to the active control of sound and vibration."IEEE Trans. Acoust. Speech Signal Process. ASSP-35,pp1423-1434(1987))）として、一般的である。
【００８４】
このように、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂに適応フィルタ５を有するデジタルフィルタ構成を適用することにより、その特性を、逐一変化させることができるために、騒音のレベル変動などに容易に対応することができる。
【００８５】
また、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂは、前述したように、アナログフィルタとして構成することもでき、その場合には、図１に示す装置と同様の構成になる。
【００８６】
本実施の形態の装置では、図１１に示す装置に対して、第１マイクロホン１ａの検出信号もフィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの誤差信号としており、従って、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂは、第１および第２の各マイクロホン１ａおよび１ｂの検出信号を低減するように動作する。その結果、本実施の形態の装置では、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂによって生成される騒音制御信号が、第１および第２の各制御点における騒音を、それぞれ低減することができ、図１１に示される装置の効果に加えて、騒音低減の効果がさらに向上する。
【００８７】
図１４は、本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。この騒音制御装置では、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａの出力特性が、第１マイクロホン１ａによって検出される騒音信号に基づいて、決定されるようになっており、その他の構成は、図１０に示す装置と同様になっている。
【００８８】
このような騒音制御装置は、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａでは、第１スピーカー２ａから出力する騒音制御音が、第１マイクロホン１ａでの騒音と同振幅で逆位相となるように、マイクロホン１ａからの騒音信号を信号処理するようになっているが、この場合、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａは、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号をモニターしつつ、その検出信号が小さくなるように、制御特性を決定する。これによって、第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａにて検出される騒音が、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音にて干渉されて確実に低減される。
【００８９】
図１５は、本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。この騒音制御装置は、図１１に示す騒音制御装置の構成において、フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａも、適用フィルタを有するデジタルフィルタ構成としたものである。
【００９０】
デジタルフィルタ構成の第１制御信号生成回路３ａは、第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａの出力が、減算器１９を介して、適応フィルタ（ＡＦＩＲ）１５に与えられている。適応フィルタ１５の係数は、ＬＭＳ演算器１７によって更新される。第１制御点に配置された第１マイクロホン１ａの検出信号は、ＬＭＳ演算器１７に与えられている。また、ＬＭＳ演算器１７には、第１マイクロホン１ａから出力される騒音信号が、減算器１９およびＦｘフィルタ１６を介して与えられている。適応フィルタ１５の出力は、フィードバックキャンセラ（ＦＣ）１８を介して、減算器１９に与えられるとともに、第１スピーカー２ａにも与えられている。
【００９１】
フィードバック型の第１制御信号生成回路３ａにおいて、第１マイクロホン１ａからの騒音信号は、適応フィルタ１５において、第１スピーカ２ａから出力される騒音制御音が第１マイクロホン１ａにて検出される騒音と同振幅で逆位相となるように信号処理されて、制御信号が生成される。そして、その制御信号によって、第１スピーカー２ａからは、騒音制御音が出力される。
【００９２】
第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音は、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音と干渉し、その消え残り成分が誤差信号として、第１マイクロホン１ａにて検出されてＬＭＳ演算器１７に入力される。第１マイクロホン１ａでも第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御音が検出されるために、第１マイクロホン１ａにて検出される信号には、騒音源からの騒音だけでなく、第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御信号も含まれる。
【００９３】
第１マイクロホン１ａにて検出される信号に含まれる騒音制御信号を除去するために、適応フィルタ１５の出力を、フィードバックキャンセラ１８に入力し、減算器１９で第１マイクロホン１ａの出力からフィードバックキャンセラ１８の出力を減算する。フィードバックキャンセラ１８には、第１スピーカー２ａから第１マイクロホン１ａまでの伝達特性Ｃ１の近似値が、係数として設定されている。これにより、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号から、第１スピーカー２ａによる騒音制御音の成分が取り除かれた信号が得られる。
【００９４】
減算器1９の出力は、Ｆｘフィルタ1６に入力されている。Ｆｘフィルタ１６には、第１スピーカー２ａから第１マイクロホン１ａまでの伝達特性Ｃ１の近似値が係数として設定されており、騒音信号とこの係数とが畳み込み演算されて、その演算結果がＬＭＳ演算器1７に出力される。ＬＭＳ演算器1７では、Ｆｘフィルタ1６からの出力信号と、第1マイクロホン１ａからの誤差信号とに基づいて、第１マイクロホン１ａにて検出される誤差信号が最小になるように、適応フィルタ１５の係数を更新する。これによって、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号が、より一層確実に低減される。
【００９５】
このように、フィードバック型制御信号生成回路３ａに適応フィルタ１５を有するデジタルフィルタ構成を採用することにより、その特性を逐一変化させることができるので、騒音レベルの変動などに容易に対応することができる。
【００９６】
フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの構成は、図１１に示す装置の第２制御信号生成回路と同様になっており、同様に機能する。
【００９７】
この場合も、第１および第２制御信号生成回路３ａおよび３ｂを、前述したように、アナログフィルタとしてそれぞれ構成するようにしてもよい。
【００９８】
図１６は本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。この騒音制御装置は、図１４に示す装置において、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路3ｂが、第１および第2の各マイクロホン1ａおよび1ｂにてそれぞれ検出される騒音信号をモニターしつつ、各騒音信号が小さくなるように、特性が決定されるようになっている。その他の構成は、図１４に示す装置と同様になっている。
【００９９】
本実施の形態の装置では、図１４に示す装置よりも、さらに、各マイクロホン1ａおよび1ｂが配置された制御点における騒音を、より確実に低減することができる。
【０１００】
図１７は、本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。この騒音制御装置は、図１５に示す装置において、第１マイクロホン１ａにて検出される騒音信号も、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂの誤差信号としたものであり、その他の構成は、図１５に示す装置と同様になっている。
【０１０１】
本実施の形態の騒音制御装置では、フィードフォワード型の第２制御信号生成回路３ｂが、第１および第２の各マイクロホン１ａおよび１ｂにてそれぞれ検出される騒音信号を低減するように動作するために、図１５に示す装置よりも、さらに確実に、各制御点における騒音を低減することができる。
【０１０２】
図１８は、本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。この騒音制御装置は、騒音検出器としてのマイクロホン1が、騒音を制御すべき２位置である２つの第１制御点Ａおよび第２制御点Ｂではなく、第１制御点Ａにおいて検出される騒音信号の騒音特性とほぼ同一の騒音特性を有する騒音信号が検出される位置に配置されている。従って、マイクロホン１では、第１制御点Ａにおいて検出される騒音信号とほぼ同一の音圧および位相が得られるようになっている。その他の構成は、図１に示す装置と同様になっている。
【０１０３】
このような騒音制御装置でも、マイクロホン１にて検出される騒音信号が、第１制御信号生成回路３ａにおいて、スピーカー２ａから出力される騒音制御音が第１制御点Ａにおける騒音信号と同振幅で逆位相となるように、信号処理される。これによって、第１制御点Ａにおける騒音が、第１スピーカー２ａから出力される騒音制御音と干渉して低減される。
【０１０４】
第２制御信号生成回路３ｂでは、第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御音が、第２の制御点Ｂにおける騒音と同振幅で逆位相となるように、マイクロホン１からの騒音信号を信号処理する。そして、生成された騒音制御信号に基づく騒音制御信号が、第２スピーカー2ｂから出力される。これにより、第２の制御点Ｂでの騒音が、第２スピーカー２ｂから出力される騒音制御音に干渉して低減される。
【０１０５】
このように、各制御点ＡおよびＢにマイクロホンをそれぞれ設置できない場合でも、マイクロホン1を制御点Ａの騒音特性とほぼ同一の騒音特性を有する位置に配置することにより、各制御点ＡおよびＢの騒音を低減することができる。
【０１０６】
なお、本実施例では騒音源４１から発せられる騒音の特性については、詳しく説明することなく、不特定の騒音を想定しているが、騒音源４１から発せられる騒音が、例えばモーター音などの機械回転音、サイレン音などの周期的騒音あるいは擬似周期的騒音であっても何ら問題はない。周期的騒音あるいは擬似周期的騒音の場合には、第２制御信号生成回路３ｂの因果律（時間の前後関係）は問題とならないために、マイクロホン１と第２の制御点Ｂに対して騒音制御信号を出力する第２スピーカー２ｂとの設置位置には時間的な制約がなく、従って、マイクロホン１および第２スピーカー２ｂは、ランダム騒音を制御する場合に比べて、より自由に設置できる。
【０１０７】
さらに、騒音源４１から発せられる騒音がランダム騒音の場合には、図８に示すように、マイクロホン１の検出信号を帯域制限フィルタ（バンド・パス・フィルタ、以後ＢＰＦとする）４によって制御対象である周波数に限定した状態で、第１および第２の各制御信号生成回路３ａおよび３ｂに出力する構成とすればよい。これにより、周期的騒音と同様に、ランダム騒音が低減される。
【０１０８】
また、図１９に示すように、空間１０内に定在波１１が発生している場合には、その定在波１１を制御するために、マイクロホン１を定在波１１の振幅最大部付近に設置すればよい。これにより、周期的騒音と同様に、定在波を確実に制御することができる。図１９では、定在波１１が空間１０内において、２つの振幅最大部を有しており、一方の振幅最大部が第１制御点Ａとされ、他の一方の振幅最大部にマイクロホン１が設置されている。なお、マイクロホン１は、第１制御点Ａの近傍に配置するようにしてもよい。
【０１０９】
また、図２０に示すように、第１制御点Ａにて検出される騒音信号の騒音特性とほぼ同様の騒音特性の騒音を検出することができる位置に、第１マイクロホン１ａを配置するとともに、第２制御点に第２マイクロホン1ｂを配置して、第２マイクロホン1ｂにて検出される騒音信号に基づいて、第２制御信号生成回路３ｂの制御特性を決定するようにしてもよい。
【０１１０】
さらには、図２１に示すように、第１制御点にて検出される騒音信号の騒音特性ほぼ同様の騒音特性の騒音を検出することができる位置に、第１マイクロホン１ａを配置するとともに、第２の制御点に第２マイクロホン1ｂを配置し、さらに、第１制御点においても、第３マイクロホン１ｃを配置して、第２マイクロホン１ｂにて検出される騒音信号および第３マイクロホン1ｃにて検出される騒音信号に基づいて、第２制御信号生成回路３ｂの制御特性を決定するようにしてもよい。
【０１１１】
マイクロホンを制御点とは異なる位置に配置する場合においては、第２制御信号生成回路３ｂを、適用フィルタを有するデジタルフィルタ構成としてもよく、また、デジタルフィルタ構成によって求められた入出力特性を有するアナログフィルタにて構成してもよい。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明の騒音制御装置は、このように、簡潔な構成であるにもかかわらず、異なる制御点における騒音を、それぞれ確実に低減することができる。また、騒音検出器を、制御すべき騒音の騒音特性と同様の騒音特性を有する騒音を検出するようにすることによって、制御点に騒音検出器を配置することなく、制御点における騒音を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の騒音制御装置の実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図２】その騒音制御装置におけるフィードバック型の第２制御信号生成回路のみを動作させた場合の騒音制御効果を示すグラフである。
【図３】その騒音制御装置におけるフィードバック型の第２制御信号生成回路のみを動作させた場合の第２制御点Ａにおける騒音に対する騒音制御音の影響を示すグラフである。
【図４】その騒音制御装置による第２制御点Ａにおける騒音制御効果を示すグラフである。
【図５】その騒音制御装置におけるフィードフォワード型の制御信号生成回路による第２制御点Ａにおける騒音に対する制御効果を示すグラフである。
【図６】その騒音制御装置において、第１制御点における第２スピーカーからの騒音制御音による影響を示すグラフである。
【図７】その騒音制御装置において、第１制御点における騒音制御効果を示すグラフである。
【図８】本発明の騒音制御装置の実施の形態の他の例を示すブロック図である。
【図９】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１７】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１９】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図２０】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図２１】本発明の騒音制御装置の実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図２２】従来の騒音制御装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ マイクロホン
２ａ、２ｂ スピーカー
３ａ 第１制御信号生成回路
３ｂ 第２制御信号生成回路
４ バンドパスフィルタ
５、１５ 適応フィルタ
６、６ａ、６ｂ、１６ Ｆｘフィルタ
７、７ａ、７ｂ、１７ ＬＭＳ演算器
８、１８ フィードバックキャンセラ
９、１９ 減算器
１０ 空間
１１ 定在波[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a noise control device that actively reduces noise generated from a noise source.
[0002]
[Prior art]
In recent years, air conditioners, refrigerators, and the like using active noise control technology for reducing noise by causing noise control sound having a phase opposite to that of noise to interfere with noise generated from a motor or the like are being put into practical use.
[0003]
An example of such a noise control device is shown in FIG. This noise control device is configured to control noise generated from a noise source 41 such as a motor at two different positions. The first control point and the second control point that are the respective noise control positions include: In order to detect noise at each control point, a first microphone 31a and a second microphone 31b are arranged as noise detectors. In addition, the noise control device includes a first speaker 32a that outputs a noise control sound to each of the first and second control points and a second speaker in order to reduce noise at the first control point and the second control point. Two speakers 32b are provided.
[0004]
The noise signal detected by the first microphone 31a is given to the feedback-type first control signal generation circuit 33a. In the first control signal generation circuit 33a, the noise signal detected by the first microphone 31a. Is a noise control signal having the same amplitude and opposite phase, and outputting the noise control signal to the first speaker 32a. The first speaker 32a outputs a noise control sound based on the noise control signal generated by the first control signal generation circuit 33a to the first control point.
[0005]
Since the noise control signal output from the first speaker 32a interferes with the noise at the first control point, the noise at the first control point is reduced.
[0006]
The noise signal detected by the second microphone 31b is given to the feedback-type second control signal generation circuit 33b. The second control signal generation circuit 33b detects the noise signal by the second microphone 31b. The noise signal has the same amplitude and a noise control signal having an opposite phase and is output to the second speaker 32b. The second speaker 32b outputs a noise control sound based on the noise control signal generated by the second control signal generation circuit 33b to the second control point.
[0007]
Since the noise control signal output from the second speaker 32b interferes with the noise at the second control point, the noise at the second control point is reduced.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In such a noise control device, it is necessary to dispose the first speaker 32a away from the second control point so that the noise control sound output from the first speaker 32a does not affect the second control point. In addition, it is necessary to dispose the second speaker 32b away from the first control point so that the noise control sound output from the second speaker 32b does not affect the first control point. For this purpose, it is necessary to install the first control point and the second control point at an appropriate interval. Since the first and second speakers 32a and 32b are configured to control only the vicinity of the first and second control points, respectively, the first and second speakers 32a and 32b There is a possibility that the noise cannot be controlled at a remote position.
[0009]
If the characteristics of the feedback control signal generation circuits 33a and 33b are set independently in order to control the noise at positions away from the speakers 32a and 32b, the band of the noise control target output from the first speaker 32a. The outside sound interferes with the noise at the second control point, and the sound outside the band to be controlled by the noise output from the second speaker 32b interferes with the noise at the first control point, so that the noise level is low. There is a risk of increase or new noise.
[0010]
The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a noise control device having a relatively simple configuration and capable of stably controlling noise at a plurality of positions. is there.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The noise control device according to the present invention is arranged to detect a noise including a noise at the first control point and a control sound from the first speaker at a first control point which is a position where the noise is to be controlled. A first control signal generating circuit for generating a first noise control signal at a first control point from the detected first noise detector, a detection signal detected by the first noise detector, and the first noise control From the first speaker that outputs a noise control sound based on the signal to the first control point and the detection signal detected by the first noise detector, the first control point is a position where noise should be controlled. A second control signal generating circuit for generating a second noise control signal at a second control point different from the second control point, a second speaker for outputting a noise control sound based on the second noise control signal to the second control point, The first control point and the second control The point exists in the same space, and the first control signal generation circuit combines the noise detected by the first noise detector and the control sound from the second speaker at the first control point. Same amplitude,And,AntiphaseThe sound at the first control point is reduced by a predetermined amount that does not have a reduced magnitude of 0.A feedback control characteristic for generating the first noise control signal, wherein the second control signal generation circuit also combines the noise detected by the first noise detector and the control sound from the first speaker; Same amplitude at the second control point,And,AntiphaseThe sound at the second control point is reduced by a predetermined amount that does not have a reduced magnitude of 0.It has a feedforward control characteristic for generating the second noise control signal.
[0012]
A second noise detector that detects noise at the control point is disposed at the second control point, and the second control signal generation circuit includes a signal detected by the first noise detector and the first noise detector. 2 It has a digital filter configuration having an adaptive filter that uses a signal detected by the noise detector as an error signal.
[0013]
The first control signal generation circuit has a digital filter configuration having an adaptive filter that uses a signal detected by the first noise detector as an error signal.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0030]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of a noise control device of the present invention. This noise control device controls noise generated from a noise source 41 such as a motor at two different positions, and the first control point that is one of the noise control positions has a noise at that control point. In order to detect this, a microphone 1 as a noise detector is arranged. Further, the noise control device includes a first speaker 2a for outputting a noise control sound to each of the first and second control points in order to reduce noise at the first control point and the second control point A, and A second speaker 2b is provided.
[0031]
The noise signal detected by the microphone 1 is supplied to the feedback type first control signal generation circuit 3a and the feedforward type second control signal generation circuit 3b. The feedback-type first control signal generation circuit 3a generates a noise control signal having the same amplitude as that of the noise signal detected by the microphone 1 and having an opposite phase, and outputs the noise control signal to the first speaker 2a. It is like that. The first speaker 2a outputs a noise control sound based on the noise control signal generated by the first control signal generation circuit 3a to the first control point.
[0032]
The feed-forward type second control signal generation circuit 3b processes the noise signal detected by the microphone 1 into a noise control signal having the same amplitude as that of the noise at the second control point and having an opposite phase. And output to the second speaker 2b. The second speaker 2b outputs a noise control sound based on the noise control signal generated by the second control signal generation circuit 3b to the second control point.
[0033]
In the noise control device having such a configuration, the noise signal detected by the microphone 1 is supplied to the first and second control signal generation circuits 3a and 3b, respectively. In the feedback type first control signal generation circuit 3a, the microphone 1 as a noise detector is installed at the first control point, and a noise control signal is generated so as to reduce the noise detected by the microphone 1. The noise control sound based on the noise control signal is output from the first speaker 2a to the first control point where the microphone 1 is disposed.
[0034]
In this way, feedback control is performed at the first control point, and therefore, noise at the first control point is all reduced within the frequency band in which signal processing is performed by the feedback control signal generation circuit 3a. Will be. Therefore, the noise control signal output from the second speaker 2b arranged to control the second control point A different from the first control point is detected by the microphone 1 arranged at the first control point. However, the noise control signal is also reduced. Thus, at the first control point where the microphone 1 is provided, noise is reduced in a state where the influence of the noise control sound from the speaker 2b that outputs the noise control signal to the second control point A is eliminated. Can do.
[0035]
On the other hand, in the feedforward second control signal generation circuit 3b, a control point A different from the control point where the microphone 1 is arranged based on the noise signal detected by the microphone 1 which is a noise detector. Therefore, the feedforward control is performed. The feedforward control signal generation circuit 3b detects the noise control sound output from the first speaker 2a by the microphone 1 based on the noise control signal generated by the feedback type second control signal generation circuit 3a. Therefore, the characteristic is set so that the noise control sound output from the first speaker 2a and the noise from the noise source 41 are simultaneously reduced at the control point A. As a result, at the second control point A, the noise control sound from the first speaker 2a can be reduced simultaneously with the noise from the noise source 41.
[0036]
The characteristics of the feedforward second control signal generation circuit 3b will be described more specifically. In a state where the noise control sound based on the noise control signal generated by the feedback type first control signal generation circuit 3a is output from the first speaker 2a, as shown in FIG. 2, the microphone disposed at the first control point The noise 100 detected at 1 is reduced as indicated by a broken line 101.
[0037]
On the other hand, at the second control point A, as shown in FIG. 3, the noise 200 increases as indicated by the broken line 202 by the noise control sound 103 output from the speaker 2a. However, depending on the conditions, the noise level may not increase. When the noise level at the second control point A increases, the noise control sound based on the noise control signal output from the feedforward type control signal generation circuit 3b is output from the second speaker 2b. 4, the noise 202 increased by the synthesis of the noise control sound output from the first speaker 2a and the noise from the noise source 41 at the second control point A, as indicated by the broken line 201, Can be reduced.
[0038]
In this case, as shown in FIG. 5, when compared with the noise 200 of the noise source 41 only at the second control point A, the noise level is reduced as shown by the broken line 201, so that the difference between them is the second control point. This is the noise control effect in A.
[0039]
At the first control point where the microphone 1 is provided, as shown in FIG. 6, the noise 100 may increase as indicated by the broken line 102 due to the influence of the noise control sound 203 output from the second speaker 2b. is there. However, depending on conditions, such an increase in noise level may not occur. Even if the noise level increases at the first control point, the feedback control signal generation circuit 3a generates a noise control signal for controlling all of the noise signals detected by the microphone 1 with a broken line 104 in FIG. Will be reduced as shown. The broken line 104 indicates the noise control effect at the first control point, and the difference between the increased noise level 102 and the reduced noise level 104 is the noise level 100 shown in FIG. Is equal to the difference. In practice, the difference between the noise level 100 and the reduced noise level 104 shown in FIG. 2 is the noise control effect due to the noise signal detected by the microphone 1.
[0040]
In this way, at the first control point where the microphone 1 is provided and the second control point A different from the first control point, the first and second speakers 2a and 2b with respect to each control point. The output noise control sound can reduce the noise from the noise source 41 while eliminating the influence of each noise control sound, and can surely reduce each noise at a plurality of control points. it can.
[0041]
In the present embodiment, the noise emitted from the noise source 41 is a sound emitted from the noise source 41 such as a motor, but the characteristics thereof are not described in detail. When the noise emitted from the noise source 41 is periodic noise such as mechanical rotation sound of a motor, siren sound, or pseudo-periodic noise, the causality (time of the second control signal generation circuit 3b) The relationship between the microphone 1 and the second speaker 2b with respect to the second control point A is not limited in terms of time. Therefore, the microphone 1 and the second speaker 2b are random noises. As compared with the case of controlling the position, it can be arranged more freely.
[0042]
Further, when the noise emitted from the noise source 41 is random noise, the detection signal of the microphone 1 is controlled by a band limiting filter (band pass filter, hereinafter referred to as BPF) 4 as shown in FIG. What is necessary is just to set it as the structure given to each of the 1st and 2nd control signal generation circuits 3a and 3b in the state limited to a certain frequency. Thereby, random noise is reduced similarly to periodic noise.
[0043]
As shown in FIG. 9, when the standing wave 11 is generated in the space 10, the microphone 1 is placed near the maximum amplitude portion of the standing wave 11 in order to control the standing wave 11. Install it. Thereby, a standing wave can be controlled like a periodic noise.
[0044]
FIG. 10 is a block diagram showing another example of the embodiment of the noise control device of the present invention. In this noise control device, a first microphone 1a that is a noise detector is arranged at a first control point, and a second control point that is different from the first control point is a second microphone that is an error detector. A microphone 1b is arranged. The noise signal detected by the first microphone 1a is supplied to the feedback type first control signal generation circuit 3a and the feedforward type second control signal generation circuit 3b, respectively. The noise control signal generated by the first control signal generation circuit 3a is given to the first speaker 2a that outputs the noise control sound to the first microphone 1a arranged at the first control point.
[0045]
The noise signal detected by the second microphone 1b is given as an error detection signal to the feedforward type second control signal generation circuit 3b, and the noise signal detected by the first microphone 1a and the second microphone are supplied. A noise control signal is generated based on the error signal detected at 1b. The generated noise control signal is output to the speaker 2b that outputs a noise control sound to the second control point provided with the second microphone 1b.
[0046]
In the noise control device having such a configuration, the noise signal detected by the first microphone 1a is supplied to the first control signal generation circuit 3a and the second control signal generation circuit 3b, respectively. In the feedback-type first control signal generation circuit 3a, the noise control sound output from the first speaker 2a provided for the first control point has the same amplitude as the noise signal detected by the first microphone 1a. The noise control signal is generated so that the phase is opposite. The generated noise control signal is output to the first speaker 2a, and a noise control sound that interferes with the noise detected by the first microphone 1a is output from the first speaker 2a. Thereby, noise at the first control point is reduced.
[0047]
In the feedforward second control signal generation circuit 3b, the noise signal detected by the first microphone 1a arranged at the first control point has the same amplitude as the noise signal detected by the second microphone 1b. Then, the noise control signal is generated by processing so as to have the opposite phase. And the produced | generated noise control signal is output to the 2nd speaker 2b provided with respect to the 2nd control point.
[0048]
In this way, the feedforward second control signal generation circuit 3b monitors the error signal detected by the second microphone 1b and determines the control characteristics so that the error signal becomes smaller. The noise signal detected by the microphone 1a is processed. Then, a noise control sound based on the noise control signal output from the second control signal generation circuit 3b is output from the second speaker 2b. Thereby, the noise detected by the second microphone 1b is reduced by the noise control sound at the second control point.
[0049]
The noise control signal generated from the feedback-type first control signal generation circuit 3a is similar to the noise control device shown in FIG. 1 within the frequency band where the feedback-type first control signal generation circuit 3a performs signal processing. All noise signals detected by the first microphone 1a are reduced. Therefore, the noise control sound output from the second speaker 2b and detected by the first microphone 1a is also reduced. Thereby, the noise detected with the 1st microphone 1a is reduced including the influence of the noise control sound output from the 2nd speaker 2b.
[0050]
The feedforward-type second control signal generation circuit 3b includes a first microphone 1a that is a noise detector and a second microphone 1b that is an error detector, which are arranged at different control points. Based on the detected noise signal, a noise control signal for controlling the noise at the second control point where the second microphone 1b is arranged is generated, and feedforward control is performed. The feedforward type second control signal generation circuit 3b also uses the first microphone for the noise control sound output from the first speaker 2a by the noise control signal generated by the feedback type first control signal generation circuit 3a. Therefore, the noise control sound output from the first speaker 2a and the noise from the noise source 41 may be reduced at the same time. By setting it as such a characteristic, the noise control sound output from the 1st speaker 2a can be reduced with the noise from the noise source 41 in the control point in which the 2nd microphone 1b is arrange | positioned.
[0051]
Also in the present embodiment, the characteristics of the noise emitted from the noise source are not particularly limited, and any periodic noise such as mechanical rotation noise such as motor noise, siren noise, or pseudo-periodic noise may be used. No problem. In addition, in the case of periodic noise or pseudo-periodic noise, the causality (time relationship) of the feedforward type second control signal generation circuit 3b is not a problem, and therefore the first control point arranged at the first control point. The positions of the microphone 1a and the second speaker 2b and the second microphone 1b with respect to the second control point are not limited in time, and can be freely installed as compared with random noise.
[0052]
Further, when the noise is random noise, similarly to the apparatus shown in FIG. 8, the detection signals of the first microphone 1a and the second microphone 1b are limited to the frequencies to be controlled by the BPF, and the respective controls are performed. If it is configured to output to the signal generation circuits 3a and 3b, it can be handled in the same way as periodic noise.
[0053]
When a standing wave is generated in the space, the first microphone 1a and the second microphone 1b are installed near the maximum amplitude portion of the sound pressure of the standing wave, as in the apparatus shown in FIG. By doing so, the standing wave can be controlled.
[0054]
FIG. 11 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention. In this noise control apparatus, the noise signal detected by the first microphone 1a arranged at the first control point is supplied to the feedback-type first control signal generation circuit 3a and the feed-forward-type second control signal. The noise signal which is also given to the generation circuit 3b and detected by the second microphone 1b arranged at the second control point is given to the feedforward type second control signal generation circuit 3b. The feedforward second control signal generation circuit 3 b has a digital filter configuration including the adaptive filter 5.
[0055]
In the second control signal generation circuit 3b having the digital filter configuration, the output of the first microphone 1a arranged at the first control point is given to the adaptive filter (AFIR) 5 through the subtracter 9. The coefficient of the adaptive filter 5 is updated by the LMS calculator 7. The detection signal of the second microphone 1 b arranged at the second control point is given to the LMS calculator 7. A noise signal output from the first microphone 1 a is also supplied to the LMS calculator 7 via the subtracter 9 and the Fx filter 6. The output of the adaptive filter 5 is given to the subtracter 9 via the feedback canceller (FC) 8 and also to the second speaker 2b.
[0056]
In the noise control device having such a configuration, the noise signal detected by the first microphone 1a is supplied to the feedback type first control signal generation circuit 3a and the feedforward type second control signal generation circuit 3b, respectively. The feedback control signal generation circuit 3a performs signal processing so that the noise signal detected by the first microphone 1a has the same amplitude and opposite phase as the noise detected by the first microphone 1a. Thereby, the noise detected with the 1st microphone 1a arrange | positioned at a 1st control point interferes with the noise control sound output from the 1st speaker 2a, and is reduced.
[0057]
In the feedforward type second control signal generation circuit 3b, the noise signal output from the first microphone 1a is subjected to signal processing in the adaptive filter 5. In the adaptive filter 5, the noise signal from the first microphone 1 a is subjected to signal processing so as to have the same amplitude and opposite phase as the noise detected by the second microphone 1 b, and a noise control signal is obtained. The generated noise control signal is output to the second speaker 2b, and a noise control sound based on the noise control signal is output from the second speaker 2b.
[0058]
The noise control sound output from the second speaker 2b interferes with the noise detected by the second microphone 1b, and the unerased component is detected by the second microphone 1b as an error signal to the LMS computing unit 7. Entered. On the other hand, since the noise control sound output from the second speaker 2b is detected also in the first microphone 1a, the signal detected by the first microphone 1a includes not only the noise from the noise source 41 but also the second. A noise control signal output from the speaker 2b is also included.
[0059]
In order to remove the noise control signal included in the signal detected by the first microphone 1a, the output of the adaptive filter 5 is input to the feedback canceller 8, and the subtracter 9 feeds back the output of the first microphone 1a. The output of the canceller 8 is subtracted. In the feedback canceller 8, an approximate value of the transfer characteristic C3 from the second speaker 2b to the first microphone 1a is set as a coefficient. As a result, a signal obtained by removing the noise control sound component from the second speaker 2b from the noise signal detected by the first microphone 1a is obtained.
[0060]
The output of the subtracter 9 is input to the Fx filter 6. In the Fx filter 6, an approximate value of the transfer characteristic C4 from the second speaker 2b to the second microphone 1b is set as a coefficient. The noise signal and this coefficient are convolutionally calculated, and the calculation result is an LMS calculator. 7 is output. In the LMS calculator 7, the adaptive filter 5 is configured so that the error signal detected by the second microphone 1 b is minimized based on the output signal from the Fx filter 6 and the error signal from the second microphone 1 b. The coefficient is updated. As a result, the noise signal detected by the second microphone 1b is reduced.
[0061]
Such an algorithm is common as a Filtered-x LMS algorithm (for example, B. Widrow and S. Stearns, “Adaptive Signal Processing” (Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1985)).
[0062]
As described above, in the feedforward second control signal generation circuit 3b, the adaptive filter 5 is used, whereby the characteristic of the second control signal generation circuit 3b is based on the error signal detected by the second microphone 1b. Since it can be changed one by one, it is possible to easily cope with fluctuations in noise level.
[0063]
Further, by using the adaptive filter 5 in the feedforward type second control signal generation circuit 3b, the second control signal generation circuit 3b has a simple characteristic that reduces noise detected by the second microphone 1b. After the coefficient of the adaptive filter 5 has converged, the characteristic (input / output characteristic = transfer characteristic) between the input (in) and the output (out) of the feedforward type second control signal generation circuit 3b is measured. If an analog filter having such characteristics is used as the second control signal generation circuit 3b, the second control signal generation circuit 3b can be realized in a small size and at low cost. When such an analog filter is used, the second microphone 1b for detecting the error signal is not necessary, and thus the configuration is the same as that of the noise control device shown in FIG.
[0064]
In the apparatus of the present embodiment as well, all signals detected by the first microphone 1a are reduced within the frequency band where signal processing is performed by the first control signal generation circuit 3a, so that the signal is output from the second speaker 2b. Thus, the noise control sound detected by the first microphone 1a is also reduced. Therefore, the noise at the first control point where the first microphone 1a is arranged can be reliably reduced including the influence of the noise control sound from the second speaker 2b.
[0065]
The feedforward type second control signal generation circuit 3b controls the noise at the second control point where the second microphone 1b is arranged based on the noise signal detected by the first microphone 1a which is a noise detector. Since the control signal is generated, the noise control sound output from the first speaker 2a by the noise control signal from the feedback-type first control signal generation circuit 3a is also detected by the first microphone 1a. Furthermore, the adaptive filter 5 has a characteristic that can simultaneously reduce the noise control sound output from the first speaker 2a and the noise from the noise source. Therefore, at the second control point where the second microphone 1b is provided, the noise control sound output from the speaker 2a can be reduced together with the noise from the noise source.
[0066]
Also in the present embodiment, the characteristics of the noise emitted from the noise source are not particularly limited, and any periodic noise such as mechanical rotation noise such as motor noise, siren noise, or pseudo-periodic noise may be used. No problem. In addition, in the case of periodic noise or pseudo-periodic noise, the causality (time relationship) of the feedforward type second control signal generation circuit 3b is not a problem, and therefore the first control point arranged at the first control point. The positions of the microphone 1a and the second speaker 2b and the second microphone 1b with respect to the second control point are not limited in time, and can be freely installed as compared with random noise.
[0067]
Further, even if the noise is random noise, the detection signals of the first microphone 1a and the second microphone 1b are limited to the frequencies to be controlled by the BPF, as in the apparatus shown in FIG. By configuring to output to the control signal generation circuits 3a and 3b, it can be handled in the same manner as periodic noise.
[0068]
When a standing wave is generated in the space, the first microphone 1a and the second microphone 1b are installed near the maximum amplitude portion of the standing wave, as in the apparatus shown in FIG. The standing wave can be controlled.
[0069]
FIG. 12 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention. In this noise control apparatus, a noise signal detected by the first microphone 1a arranged at the first control point is output to the feedback type first control signal generation circuit 3a and the feedforward type second control. Also output to the signal generation circuit 3b as a noise signal and an error signal. Then, the feedforward type second control signal generation circuit 3b generates a control signal for reducing the noise signal detected by each of the microphones 1a and 1b. Other configurations are the same as those of the noise control device shown in FIG.
[0070]
In the noise control device having such a configuration, the noise signal detected by the first microphone 1a is input to the first control signal generation circuit 3a and the second control signal generation circuit 3b, respectively, as in the device shown in FIG. Then, in the feedback-type first control signal generation circuit 3a, the first microphone 1a is set so that the noise control sound output from the first speaker 2a has the same amplitude and opposite phase as the noise detected by the microphone 1a. Process the noise signal from As a result, the noise at the first microphone 1a, which is the first control point, is reduced by interfering with the noise control sound from the speaker 2a.
[0071]
Further, the feedforward control signal generation circuit 3b monitors the noise signals detected by the first microphone 1a and the second microphone 1b, respectively, and the feedforward type second signal so that the respective noise signals become small. The control characteristic of the control signal generation circuit 3b is determined. In the feedforward second control signal generation circuit 3b, the noise control sound output from the second speaker 2b is transmitted to the first microphone 1a disposed at the first control point and the second microphone 1b corresponding to the second control point. The noise signal from the microphone 1a is processed so as to have the same amplitude and the opposite phase to the noise detected by.
[0072]
Thereby, the noise detected by the first microphone 1a and the second microphone 1b is reduced by interfering with the noise control sound output from the second speaker 2b. As described above, in the apparatus according to the present embodiment, the feedforward-type second control signal generation circuit 3b can further reduce the noise detected by the first microphone 1a and the second microphone 1b, thereby reducing noise. The effect is further improved.
[0073]
Also in the present embodiment, the characteristics of the noise emitted from the noise source are not particularly limited, and any periodic noise such as mechanical rotation noise such as motor noise, siren noise, or pseudo-periodic noise may be used. No problem. In addition, in the case of periodic noise or pseudo-periodic noise, the causality (time relationship) of the feedforward type second control signal generation circuit 3b is not a problem, and therefore the first control point arranged at the first control point. The positions of the microphone 1a and the second speaker 2b and the second microphone 1b with respect to the second control point are not limited in time, and can be freely installed as compared with random noise.
[0074]
Further, even if the noise is random noise, the detection signals of the first microphone 1a and the second microphone 1b are limited to the frequencies to be controlled by the BPF, as in the apparatus shown in FIG. By being configured to output to the control signal generation circuits 3a and 3b, it can be handled in the same manner as the periodic noise described above.
[0075]
When a standing wave is generated in the space, the first microphone 1a and the second microphone 1b are installed near the maximum amplitude portion of the standing wave, as in the apparatus shown in FIG. The standing wave can be controlled.
[0076]
FIG. 13 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention. In this noise control apparatus, the feedforward control signal generation circuit 3b has a digital filter configuration having an adaptive filter.
[0077]
In the second control signal generation circuit 3b having the digital filter configuration, the output of the first microphone 1a arranged at the first control point is given to the adaptive filter (AFIR) 5 through the subtracter 9. The coefficients of the adaptive filter 5 are updated by the first and second LMS calculators 7a and 7b, respectively. The detection signal of the first microphone 1a arranged at the first control point is given to the first LMS calculator 7a, and the detection signal of the second microphone 1b arranged at the second control point is given to the second LMS calculator 7b. ing. Further, the noise signal output from the first microphone 1a is given to the first LMS computing unit 7a via the subtracter 9 and the first Fx filter 6a, and the first microphone 1a is given to the second LMS computing unit 7b. The noise signal output from is supplied through the subtracter 9 and the second Fx filter 6b. The output of the adaptive filter 5 is given to the subtracter 9 via the feedback canceller (FC) 8 and also to the second speaker 2b.
[0078]
In the noise control device having such a configuration, the noise signal detected by the first microphone 1a is input to the first control signal generation circuit 3a and the second control signal generation circuit 3b, respectively. In the feedback-type first control signal generation circuit 3a, the noise control sound output from the first speaker 2a is output from the microphone 1a so as to have the same amplitude and opposite phase as the noise detected by the first microphone 1a. Process the noise signal. As a result, the noise detected by the first microphone 1a, which is the first control point, is reduced by interfering with the noise control sound output from the first speaker 2a.
[0079]
In the feedforward type second control signal generation circuit 3b, the noise signal detected by the first microphone 1a is converted into the noise control sound output from the second speaker 2b in the adaptive filter 5, and the first and second noise control sounds are output. Signal processing is performed so as to have the same amplitude and opposite phase as the noise detected by the microphones 1a and 1b. The generated control signal is given to the second speaker 2b, and a noise control sound is output from the second speaker 2b.
[0080]
The noise control sound output from the second speaker 2b interferes with the noise detected by the first microphone 1a and the second microphone 1b to reduce the noise. The reduced noise is detected by the first microphone 1a and the second microphone 1b, respectively, and input to the first and second LMS calculators 7a and 7b, respectively. On the other hand, since the control sound output from the second speaker 2b is detected also in the first microphone 1a, the noise signal detected by the second microphone 1a includes not only the noise emitted from the noise source 41, A control sound output from the second speaker 2b is also included.
[0081]
In order to remove the noise control signal included in the signal detected by the first microphone 1a, the output of the adaptive filter 5 is input to the feedback canceller 8, and the subtractor 9 outputs the feedback canceller from the output of the first microphone 1a. The output of 8 is subtracted. In the feedback canceller 8, an approximate value of the transfer characteristic C3 from the second speaker 2b to the first microphone 1a is set as a coefficient. As a result, a signal obtained by removing the noise control sound component from the second speaker 2b from the noise signal detected by the first microphone 1a is obtained.
[0082]
The output of the subtracter 9 is given to the first Fx filter 6a and the second Fx filter 6b, respectively. An approximate value of the transfer characteristic C3 from the second speaker 2b to the first microphone 1a is set as a coefficient in the first Fx filter 6a, and the second Fx filter 6b is set from the second speaker 2b to the second microphone 1b. An approximate value of the transfer characteristic C4 is set as a coefficient. The first and second Fx filters 6a and 6b perform respective convolution operations on the noise signal, and output the respective calculation results to the first and second LMS calculators 7a and 7b, respectively. The In each LMS calculator 7a and 7b, based on the output signals from the first and second Fx filters 6a and 6b and the detection signals in the first microphone 1a and the second microphone 1b, respectively, The coefficients of the adaptive filter 5 are updated so that the signals detected by the two microphones 1a and 1b are minimized. As a result, noise signals detected by the first and second microphones 1a and 1b are reduced.
[0083]
Such an algorithm is known as the Multiple Error Filtered-x LMS algorithm (eg SJ Elliott, IM Stothers and PA Nelson, ("A multiple error LMS algorithm and its application to the active control of sound and vibration." Acoust. Speech Signal Process. ASSP-35, pp1423-1434 (1987))).
[0084]
In this way, by applying the digital filter configuration having the adaptive filter 5 to the feedforward type second control signal generation circuit 3b, the characteristics can be changed one by one. It can correspond to.
[0085]
Further, as described above, the feedforward-type second control signal generation circuit 3b can also be configured as an analog filter.
[0086]
In the apparatus of the present embodiment, the detection signal of the first microphone 1a is also an error signal of the feedforward type second control signal generation circuit 3b as compared with the apparatus shown in FIG. The control signal generation circuit 3b operates to reduce the detection signals of the first and second microphones 1a and 1b. As a result, in the apparatus of the present embodiment, the noise control signal generated by the feedforward type second control signal generation circuit 3b can reduce the noise at the first and second control points, respectively. In addition to the effect of the apparatus shown in FIG. 11, the noise reduction effect is further improved.
[0087]
FIG. 14 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention. In this noise control device, the output characteristics of the feedback type first control signal generation circuit 3a are determined based on the noise signal detected by the first microphone 1a. 10 is the same as the apparatus shown in FIG.
[0088]
In such a noise control device, in the feedback-type first control signal generation circuit 3a, the noise control sound output from the first speaker 2a has the same amplitude and opposite phase as the noise in the first microphone 1a. The noise signal from the microphone 1a is signal-processed. In this case, the feedback-type first control signal generating circuit 3a detects the noise signal detected by the first microphone 1a while monitoring the noise signal. The control characteristic is determined so that the signal becomes small. As a result, the noise detected by the first microphone 1a arranged at the first control point is reliably reduced by being interfered with by the noise control sound output from the first speaker 2a.
[0089]
FIG. 15 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention. In the noise control apparatus shown in FIG. 11, the feedback type first control signal generation circuit 3a also has a digital filter structure having an applied filter.
[0090]
In the first control signal generation circuit 3 a having a digital filter configuration, the output of the first microphone 1 a arranged at the first control point is given to the adaptive filter (AFIR) 15 via the subtracter 19. The coefficient of the adaptive filter 15 is updated by the LMS calculator 17. The detection signal of the first microphone 1 a arranged at the first control point is given to the LMS calculator 17. In addition, the noise signal output from the first microphone 1 a is given to the LMS computing unit 17 via the subtracter 19 and the Fx filter 16. The output of the adaptive filter 15 is provided to the subtracter 19 via the feedback canceller (FC) 18 and also to the first speaker 2a.
[0091]
In the feedback type first control signal generation circuit 3a, the noise signal from the first microphone 1a is the noise detected by the adaptive filter 15 and the noise control sound output from the first speaker 2a is detected by the first microphone 1a. A signal is processed so as to have the same amplitude and opposite phase, and a control signal is generated. And the noise control sound is output from the 1st speaker 2a by the control signal.
[0092]
The noise control sound output from the first speaker 2a interferes with the noise detected by the first microphone 1a, and the remaining component is detected as an error signal by the first microphone 1a and is sent to the LMS computing unit 17. Entered. Since the noise control sound output from the second speaker 2b is also detected in the first microphone 1a, the signal detected by the first microphone 1a includes not only noise from the noise source but also from the second speaker 2b. An output noise control signal is also included.
[0093]
In order to remove the noise control signal included in the signal detected by the first microphone 1a, the output of the adaptive filter 15 is input to the feedback canceller 18, and the subtractor 19 outputs the feedback canceller 18 from the output of the first microphone 1a. The output of is subtracted. In the feedback canceller 18, an approximate value of the transfer characteristic C1 from the first speaker 2a to the first microphone 1a is set as a coefficient. As a result, a signal obtained by removing the noise control sound component from the first speaker 2a from the noise signal detected by the first microphone 1a is obtained.
[0094]
The output of the subtracter 19 is input to the Fx filter 16. In the Fx filter 16, an approximate value of the transfer characteristic C1 from the first speaker 2a to the first microphone 1a is set as a coefficient. The noise signal and this coefficient are convolutionally calculated, and the calculation result is an LMS calculator. It is output to 17. In the LMS calculator 17, the adaptive filter 15 is configured so that the error signal detected by the first microphone 1 a is minimized based on the output signal from the Fx filter 16 and the error signal from the first microphone 1 a. Update the coefficient. As a result, the noise signal detected by the first microphone 1a is more reliably reduced.
[0095]
In this way, by adopting a digital filter configuration having the adaptive filter 15 in the feedback control signal generation circuit 3a, the characteristics can be changed one by one, so that it is possible to easily cope with noise level fluctuations and the like. .
[0096]
The configuration of the feedforward second control signal generation circuit 3b is the same as that of the second control signal generation circuit of the apparatus shown in FIG. 11, and functions in the same manner.
[0097]
Also in this case, the first and second control signal generation circuits 3a and 3b may be configured as analog filters, respectively, as described above.
[0098]
FIG. 16 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention. This noise control apparatus is the same as that shown in FIG. 14, while the feedforward type second control signal generation circuit 3b monitors the noise signals detected by the first and second microphones 1a and 1b, respectively. The characteristics are determined so that each noise signal becomes small. Other configurations are the same as those of the apparatus shown in FIG.
[0099]
In the apparatus of the present embodiment, noise at the control point where each microphone 1a and 1b is arranged can be more reliably reduced than in the apparatus shown in FIG.
[0100]
FIG. 17 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention. In this noise control apparatus, the noise signal detected by the first microphone 1a in the apparatus shown in FIG. 15 is also an error signal of the feedforward type second control signal generation circuit 3b. This is the same as the apparatus shown in FIG.
[0101]
In the noise control apparatus of the present embodiment, the feedforward type second control signal generation circuit 3b operates so as to reduce noise signals detected by the first and second microphones 1a and 1b, respectively. In addition, noise at each control point can be reduced more reliably than in the apparatus shown in FIG.
[0102]
FIG. 18 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention. In this noise control device, the noise detected by the microphone 1 as the noise detector at the first control point A, not at the two first control points A and B, which are the two positions where noise should be controlled. It is arranged at a position where a noise signal having substantially the same noise characteristic as the signal noise characteristic is detected. Therefore, the microphone 1 can obtain substantially the same sound pressure and phase as the noise signal detected at the first control point A. Other configurations are the same as those of the apparatus shown in FIG.
[0103]
Even in such a noise control apparatus, the noise signal detected by the microphone 1 has the same amplitude as that of the noise signal at the first control point A in the first control signal generation circuit 3a. Signal processing is performed so that the phases are reversed. Thereby, the noise at the first control point A is reduced by interfering with the noise control sound output from the first speaker 2a.
[0104]
The second control signal generation circuit 3b performs signal processing on the noise signal from the microphone 1 so that the noise control sound output from the second speaker 2b has the same amplitude and opposite phase as the noise at the second control point B. To do. A noise control signal based on the generated noise control signal is output from the second speaker 2b. Thereby, the noise at the second control point B is reduced by interfering with the noise control sound output from the second speaker 2b.
[0105]
Thus, even when a microphone cannot be installed at each of the control points A and B, the microphone 1 is arranged at a position having substantially the same noise characteristic as that of the control point A. Noise can be reduced.
[0106]
In this embodiment, the characteristics of the noise emitted from the noise source 41 are not described in detail, and an unspecified noise is assumed. However, the noise emitted from the noise source 41 is, for example, a machine sound such as a motor sound. There is no problem even if it is periodic noise such as rotating sound, siren sound or pseudo-periodic noise. In the case of periodic noise or pseudo-periodic noise, the causality (time relationship) of the second control signal generation circuit 3b does not matter, so that the noise control signal for the microphone 1 and the second control point B is used. There is no time restriction on the installation position with the second speaker 2b that outputs the signal, and therefore the microphone 1 and the second speaker 2b can be installed more freely than in the case of controlling random noise.
[0107]
Further, when the noise emitted from the noise source 41 is random noise, the detection signal of the microphone 1 is controlled by a band limiting filter (band pass filter, hereinafter referred to as BPF) 4 as shown in FIG. What is necessary is just to set it as the structure output to each of 1st and 2nd control-signal production | generation circuits 3a and 3b in the state limited to a certain frequency. Thereby, random noise is reduced similarly to periodic noise.
[0108]
As shown in FIG. 19, when the standing wave 11 is generated in the space 10, the microphone 1 is placed near the maximum amplitude portion of the standing wave 11 in order to control the standing wave 11. Install it. Thereby, like the periodic noise, the standing wave can be reliably controlled. In FIG. 19, the standing wave 11 has two amplitude maximum portions in the space 10, one amplitude maximum portion is the first control point A, and the other maximum amplitude portion is the microphone 1. is set up. The microphone 1 may be arranged in the vicinity of the first control point A.
[0109]
In addition, as shown in FIG. 20, the first microphone 1a is disposed at a position where noise having substantially the same noise characteristic as that of the noise signal detected at the first control point A can be detected, The second microphone 1b may be disposed at the second control point, and the control characteristics of the second control signal generation circuit 3b may be determined based on the noise signal detected by the second microphone 1b.
[0110]
Furthermore, as shown in FIG. 21, the first microphone 1a is disposed at a position where noise having substantially the same noise characteristic as that of the noise signal detected at the first control point can be detected. The second microphone 1b is arranged at the control point 2, and the third microphone 1c is also arranged at the first control point. The noise signal detected by the second microphone 1b and the third microphone 1c are detected. The control characteristics of the second control signal generation circuit 3b may be determined based on the noise signal to be generated.
[0111]
When the microphone is arranged at a position different from the control point, the second control signal generation circuit 3b may have a digital filter configuration having an applicable filter, and an analog having input / output characteristics obtained by the digital filter configuration. You may comprise with a filter.
[0112]
【The invention's effect】
Thus, although the noise control device of the present invention has a simple configuration, it can reliably reduce noise at different control points. In addition, by making the noise detector detect noise having the same noise characteristic as that of the noise to be controlled, the noise at the control point is reduced without arranging the noise detector at the control point. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of a noise control device of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a noise control effect when only a feedback type second control signal generation circuit is operated in the noise control apparatus;
FIG. 3 is a graph showing the influence of noise control sound on noise at a second control point A when only the feedback-type second control signal generation circuit is operated in the noise control device;
FIG. 4 is a graph showing a noise control effect at a second control point A by the noise control device.
FIG. 5 is a graph showing a control effect on noise at a second control point A by a feedforward control signal generation circuit in the noise control apparatus;
FIG. 6 is a graph showing the influence of noise control sound from a second speaker at a first control point in the noise control device.
FIG. 7 is a graph showing a noise control effect at a first control point in the noise control apparatus.
FIG. 8 is a block diagram showing another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram showing still another example of the embodiment of the noise control device of the present invention.
FIG. 22 is a block diagram illustrating an example of a conventional noise control device.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b, 1c Microphone
2a, 2b Speaker
3a First control signal generation circuit
3b Second control signal generation circuit
4 Bandpass filter
5, 15 Adaptive filter
6, 6a, 6b, 16 Fx filter
7, 7a, 7b, 17 LMS calculator
8, 18 Feedback canceller
9, 19 Subtractor
10 spaces
11 standing wave

Claims (3)

騒音を制御すべき位置である第１制御点にて、前記第１制御点における騒音と、第１スピーカーからの制御音を含む音を検出するように配置された第１騒音検出器と、
前記第１騒音検出器にて検出される検出信号から、第１制御点における第１騒音制御信号を生成する第１制御信号生成回路と、
前記第１騒音制御信号に基づく騒音制御音を第１制御点に対して出力する第１スピーカーと、
前記第1騒音検出器にて検出される検出信号から、騒音を制御すべき位置であって前記第１制御点とは異なる第２制御点における第２騒音制御信号を生成する第２制御信号生成回路と、
前記第２騒音制御信号に基づく騒音制御音を第２制御点に対して出力する第２スピーカーと、
を具備し、
前記第１制御点と、前記第２制御点は、同一の空間内に存在し、
前記第1制御信号生成回路は、前記第1騒音検出器で検出される騒音と前記第２スピーカからの制御音も合わせて、前記第１制御点において同振幅、かつ、逆位相であって、前記第１制御点における音を、低減後の大きさが０とはならない所定量だけ低減する前記第１騒音制御信号を生成するフィードバック制御特性を有し、
前記第２制御信号生成回路は、前記第1騒音検出器で検出される、騒音と前記第１スピーカからの制御音も合わせて、前記第２制御点において同振幅、かつ、逆位相であって、前記第２制御点における音を、低減後の大きさが０とはならない所定量だけ低減する前記第２騒音制御信号を生成するフィードフォワード制御特性を有することを特徴とする騒音制御装置。A first noise detector arranged to detect noise at the first control point, which is a position where noise should be controlled, and noise including control sound from the first speaker;
A first control signal generation circuit for generating a first noise control signal at a first control point from a detection signal detected by the first noise detector;
A first speaker for outputting a noise control sound based on the first noise control signal to a first control point;
Second control signal generation for generating a second noise control signal at a second control point that is a position where noise should be controlled and is different from the first control point, from a detection signal detected by the first noise detector Circuit,
A second speaker for outputting a noise control sound based on the second noise control signal to a second control point;
Comprising
The first control point and the second control point exist in the same space,
The first control signal generation circuit includes the noise detected by the first noise detector and the control sound from the second speaker , and has the same amplitude and opposite phase at the first control point , A feedback control characteristic for generating the first noise control signal for reducing the sound at the first control point by a predetermined amount whose magnitude after reduction is not zero ;
The second control signal generation circuit includes the noise detected by the first noise detector and the control sound from the first speaker , and has the same amplitude and opposite phase at the second control point. A noise control apparatus having a feedforward control characteristic for generating the second noise control signal for reducing the sound at the second control point by a predetermined amount that does not have a reduced magnitude of zero . 前記第２制御点に、その制御点における騒音を検出する第２騒音検出器が配置されており、
前記第２制御信号生成回路が、前記第1騒音検出器にて検出される信号と前記第２騒音検出器にて検出される信号を誤差信号とする適応フィルタを有するデジタルフィルタ構成となっていることを特徴とする請求項１に記載の騒音制御装置。A second noise detector for detecting noise at the control point is disposed at the second control point;
The second control signal generation circuit has a digital filter configuration having an adaptive filter that uses the signal detected by the first noise detector and the signal detected by the second noise detector as error signals. The noise control apparatus according to claim 1. 前記第１制御信号生成回路が、前記第1騒音検出器にて検出される信号を誤差信号とする適応フィルタを有するデジタルフィルタ構成となっていることを特徴とする請求項２に記載の騒音制御装置。  3. The noise control according to claim 2, wherein the first control signal generation circuit has a digital filter configuration having an adaptive filter that uses a signal detected by the first noise detector as an error signal. apparatus.
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