JP5646806B2 - Active noise control device and active noise control method - Google Patents
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Description
本発明は、能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法に関するものである。 The present invention relates to an active noise control device and an active noise control method.
従来の能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法として、制御音を出力する音源を用意し、出力した制御音を騒音に位相干渉させることで制御点での騒音を低減させるアクティブ・ノイズ・コントロール（ＡＮＣ：Active Noise Control）を行うもの及び方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１記載の装置は、陽解法により騒音源から制御点までの経路の特性を同定し、騒音源から制御点までの経路のインパルス応答のうち、反射することなく制御点に到達する騒音（騒音の直接音）によるインパルス応答のみを切り出して、フィードフォワード制御に用いる制御フィルタのフィルタ係数を演算するものである。陽解法とは、事前計測により経路特性の同定を行う方法であり、時不変性を有する経路特性の同定に採用される。
しかしながら、特許文献１に記載の能動騒音制御装置では、騒音の波長によっては消音効果を奏する空間的な領域が局所的となるおそれがある。このような課題に対して、一般的には制御点の数を増やすことが考えられるが、制御点の数を増加すると演算処理負荷が増加するため、高い演算処理能力が必要となる。 However, in the active noise control device described in Patent Document 1, there is a possibility that a spatial region having a silencing effect becomes local depending on the wavelength of noise. In general, it is conceivable to increase the number of control points for such a problem. However, if the number of control points is increased, the calculation processing load increases, and thus high calculation processing capability is required.
そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、制御点の数を増加することなく消音効果を奏する空間的な領域を拡張することができる能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a technical problem, and an active noise control device capable of expanding a spatial region where a silencing effect can be achieved without increasing the number of control points, and An object is to provide an active noise control method.
ここで、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、従来のように、制御点において良好な消音効果を奏することを目的として、騒音の直接音に対して制御音を位相干渉させる制御を行なうとともに当該制御音の反射音を位相干渉させる制御を行うと、制御点近傍以外の領域では制御音の位相がずれて位相干渉しないため、制御点近傍以外の領域では位相干渉しない制御音によって過大な音が出力されることとなり、結果、消音効果を奏する空間的な領域を狭くしていることを見出した。 Here, as a result of intensive research, the present inventor performs control to cause phase interference of the control sound with respect to the direct sound of the noise for the purpose of providing a good silencing effect at the control point as in the past. When control is performed to cause phase interference of the reflected sound of the control sound, the phase of the control sound is shifted in the area other than the vicinity of the control point and phase interference does not occur. As a result, it has been found that the spatial region where the silencing effect is achieved is narrowed.
そこで、本発明に係る能動騒音制御装置は、制御音を制御点へ出力し、制御点での騒音を制御する能動騒音制御装置であって、出力する制御音のうち制御点に直接到達する直接制御音の到来方向が、制御点に直接到達する直接騒音の到来方向と同一となるように配置される制御音源と、騒音源から出力される騒音を検出する第１マイクと、制御点での音を検出する第２マイクと、第１マイク及び第２マイクの検出結果に基づいて、騒音源から制御点までの伝達経路の特性を同定する第１同定手段と、第２マイクの検出結果に基づいて、制御音源から制御点までの誤差経路の特性を同定する第２同定手段と、伝達経路の特性及び誤差経路の特性に基づいて、直接騒音による伝達経路の特性、及び直接制御音による誤差経路の特性を取得する直接経路特性取得手段と、直接騒音による伝達経路の特性、及び直接制御音による誤差経路の特性に基づいて、直接制御音と直接騒音とを制御点で位相干渉させて、直接騒音のみを低減するような制御フィルタを構成する制御フィルタ構成手段と、第１マイクの検出結果及び制御フィルタに基づいて、制御音源の制御音をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段とを備えて構成される。 Therefore, an active noise control device according to the present invention is an active noise control device that outputs control sound to a control point and controls noise at the control point, and directly reaches the control point of the output control sound. A control sound source arranged so that the direction of arrival of the control sound is the same as the direction of arrival of direct noise that directly reaches the control point, a first microphone that detects noise output from the noise source, and a control point A second microphone for detecting sound, first identification means for identifying the characteristics of the transmission path from the noise source to the control point based on the detection results of the first microphone and the second microphone, and the detection result of the second microphone. Based on the second identification means for identifying the characteristic of the error path from the control sound source to the control point, and the characteristic of the transmission path by the direct noise and the error by the direct control sound based on the characteristic of the transmission path and the characteristic of the error path Direct to get route characteristics Based on the path characteristics acquisition means, the characteristics of the transmission path due to direct noise, and the characteristics of the error path due to direct control sound, the direct control sound and direct noise are phase-interfered at the control point to reduce only the direct noise. a control filter configuration unit for configuring the Do control filter based on the detection result and controls the filter of the first microphone, configured to control sound control sound source and a feed-forward control means for feed-forward control.
ここで、能動騒音制御装置において、直接経路特性取得手段は、伝達経路のインパルス応答波形及び誤差経路のインパルス応答波形から、窓関数を用いて、制御点に直接到達する到来方向が騒音及び制御音で一致する直接波成分をそれぞれ切り出して、直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形、及び直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形とするものであり、制御フィルタ構成手段は、直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形から構成された直接伝達フィルタを介して出力される信号が、直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形から構成された直接誤差フィルタ、及び暫定制御フィルタを介して出力される信号に等しくなるように収束演算して暫定制御フィルタを構成し、構成した暫定制御フィルタに基づいて制御フィルタを構成することが好適である。 Here, in the active noise control device, the direct path characteristic acquisition means uses the window function to determine the arrival direction directly reaching the control point from the impulse response waveform of the transmission path and the impulse response waveform of the error path. The direct wave components that coincide with each other are cut out to obtain the impulse response waveform of the transmission path due to direct noise and the impulse response waveform of the error path due to direct control sound. The signal output through the direct transfer filter configured from the impulse response waveform is equal to the signal output through the direct error filter configured from the impulse response waveform of the error path by the direct control sound and the provisional control filter. Convergence calculation is performed to configure a provisional control filter, and based on the configured provisional control filter It is preferable to configure the control filter.
また、能動騒音制御装置において、制御フィルタ構成手段は、伝達経路のインパルス応答波形から構成された伝達フィルタを介して出力される信号が、誤差経路のインパルス応答波形から構成された誤差フィルタ、及び暫定制御フィルタを介して出力される信号に等しくなるように収束演算して暫定制御フィルタを構成し、直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形、及び直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形により形成される部分を暫定制御フィルタから切り出して制御フィルタを構成してもよい。
本発明に係る能動騒音制御装置では、騒音の直接音及び制御音の直接音のみを能動騒音制御装置の制御対象とする。このため、制御点に到達する直接騒音、騒音の反射音、直接制御音、及び制御音の反射音のうち、直接制御音が直接騒音を効果的に打ち消すことができるとともに、制御音の反射音を打ち消すためにさらなる制御音を出力して制御点近傍以外の領域に過大な制御音を出力することを回避することが可能となる。よって、制御点での消音効果を奏する空間的な領域を拡張することができる。
Further, in the active noise control apparatus, the control filter forming means includes an error filter in which a signal output through the transfer filter configured from the impulse response waveform of the transfer path is configured from the impulse response waveform of the error path, and provisional A provisional control filter is constructed by performing a convergence operation so as to be equal to a signal output through the control filter, and is formed by an impulse response waveform of a transmission path due to direct noise and an impulse response waveform of an error path due to direct control sound. The control filter may be configured by cutting out the portion from the temporary control filter.
In the active noise control device according to the present invention, only the direct sound of the noise and the direct sound of the control sound are controlled by the active noise control device. Therefore, among the direct noise reaching the control point, the reflected sound of the noise, the direct control sound, and the reflected sound of the control sound, the direct control sound can effectively cancel the direct noise and the reflected sound of the control sound. It is possible to avoid outputting excessive control sound in a region other than the vicinity of the control point by outputting a further control sound to cancel the control signal. Therefore, it is possible to expand a spatial region that provides a silencing effect at the control point.
また、能動騒音制御装置において、第１同定手段及び第２同定手段は、予め計測により伝達経路の特性及び誤差経路の特性を同定することが好適である。このように構成することで、時不変性を有する伝達経路及び誤差経路を予め同定し、インパルス応答波形から、騒音の直接成分の波形及び制御音の直接成分の波形を切り出して制御フィルタを構成することができる。 In the active noise control apparatus, it is preferable that the first identification unit and the second identification unit identify the characteristics of the transmission path and the error path by measurement in advance. With this configuration, a transmission path and an error path having time invariance are identified in advance, and a control filter is configured by cutting out the waveform of the direct component of noise and the waveform of the direct component of control sound from the impulse response waveform. be able to.
あるいは、能動騒音制御装置において、第１同定手段及び第２同定手段は、第１マイクの検出結果に制御フィルタ及び誤差経路のインパルス応答波形から構成された誤差フィルタを介して出力される信号、及び第１マイクの検出結果に伝達経路のインパルス応答波形から構成された伝達フィルタを介して出力される信号を、第２マイクの検出結果から差し引いた信号が最小となるよう収束演算して誤差フィルタ及び伝達フィルタを同定することが好適である。 Alternatively, in the active noise control device, the first identification unit and the second identification unit may output a signal output via the error filter configured from the control filter and the impulse response waveform of the error path to the detection result of the first microphone, and A convergence calculation is performed so that a signal output from the detection result of the first microphone is subtracted from the detection result of the first microphone and the signal output from the impulse response waveform of the transmission path is minimized. It is preferred to identify the transfer filter.
このように構成することで、伝達経路が時変性を有する場合であっても、伝達経路を同定することができる。また、インパルス応答波形から窓関数を用いて直接騒音による伝達経路の特性、及び直接制御音による誤差経路の特性を同定することができる。これにより、直接騒音のみを直接制御音のみで位相干渉させる制御フィルタを生成することができる。また、制御フィルタの同定回路を、制御音源をフィードフォワード制御する実行回路と分離させた構成にすることにより、制御効果が直接的に同定回路の同定精度に影響することを回避することが可能となる。よって、制御フィルタをフィードフォワード制御に関わり無く自由に加工することができるため、インパルス応答波形から騒音の直接成分の波形及び制御音の直接成分の波形を切り出し、制御フィルタを構成することが可能となる。 By comprising in this way, even if it is a case where a transmission path | route has time variation | mutation, a transmission path | route can be identified. Further, it is possible to identify the characteristics of the transmission path due to direct noise and the characteristics of the error path due to direct control sound from the impulse response waveform using a window function. As a result, it is possible to generate a control filter that causes phase interference of only direct noise with only direct control sound. In addition, by making the control filter identification circuit separate from the execution circuit for feedforward control of the control sound source, it is possible to avoid the control effect directly affecting the identification circuit identification accuracy. Become. Therefore, since the control filter can be processed freely regardless of feedforward control, it is possible to configure the control filter by cutting out the waveform of the direct component of noise and the waveform of the direct component of control sound from the impulse response waveform. Become.
また、本発明に係る能動騒音制御方法は、騒音源から出力される騒音を検出する第１マイクと、制御点での音を検出する第２マイクと、出力する制御音のうち制御点に直接到達する直接制御音の到来方向が、制御点に直接到達する直接騒音の到来方向と同一となるように配置される制御音源と、を有する能動騒音制御装置の能動騒音制御方法であって、騒音源から制御点までの伝達経路の特性、及び制御音源から制御点までの誤差経路の特性に基づいて、直接騒音による伝達経路の特性、及び直接制御音による誤差経路の特性を取得する直接経路特性取得ステップと、直接騒音による伝達経路の特性、及び直接制御音による誤差経路の特性に基づいて、直接制御音と直接騒音とを制御点で位相干渉させて、直接騒音のみを低減するような制御フィルタを構成する制御フィルタ構成ステップと、第１マイクの検出結果及び制御フィルタに基づいて、制御音源の制御音をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御ステップとを備え、直接経路特性取得ステップでは、伝達経路のインパルス応答波形及び誤差経路のインパルス応答波形から、窓関数を用いて、制御点に直接到達する到来方向が騒音及び制御音で一致する直接波成分をそれぞれ切り出して、直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形、及び直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形とするものであり、制御フィルタ構成ステップでは、直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形から構成された直接伝達フィルタを介して出力される信号が、直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形から構成された直接誤差フィルタ、及び暫定制御フィルタを介して出力される信号に等しくなるように収束演算して前記暫定制御フィルタを構成し、構成した暫定制御フィルタに基づいて制御フィルタを構成する。 Moreover, active noise control method according to the present invention, the control points of the first microphone and a second microphone for detecting a sound at the control point, the output control sound for detecting noise outputted from the noise source An active noise control method for an active noise control apparatus, comprising: a control sound source arranged so that an arrival direction of a direct control sound that directly reaches the control point is the same as an arrival direction of a direct noise that directly reaches a control point. Based on the characteristics of the transmission path from the noise source to the control point and the characteristics of the error path from the control sound source to the control point, the characteristics of the transmission path by the direct noise and the characteristics of the error path by the direct control sound are directly acquired. Based on the path characteristics acquisition step, the characteristics of the transmission path due to direct noise, and the characteristics of the error path due to direct control sound, the direct control sound and direct noise are phase-interfered at the control point to reduce only the direct noise. Control A control filter configuration step of configuring the filter, based on the detection result and controls the filter of the first microphone, the control sound of the control sound source and a feed forward control step for feedforward control, a direct path characteristic acquisition step, transfer From the impulse response waveform of the path and the impulse response waveform of the error path, using the window function, the direct wave components whose arrival directions directly reaching the control point coincide with the noise and control sound are respectively cut out, and the transfer path of the direct noise is The impulse response waveform and the impulse response waveform of the error path due to the direct control sound, and in the control filter configuration step, the signal output via the direct transfer filter configured from the impulse response waveform of the transfer path due to the direct noise Consists of impulse response waveform of error path by direct control sound Constitute the tentative control filter direct error filter, and equal way convergence calculation to a signal output via a provisional control filter, constituting the control filter based on the provisional control filter formed.
本発明に係る能動騒音制御方法によれば、上述した能動騒音制御装置と同様の効果を得ることができる。 According to the active noise control method of the present invention, the same effect as that of the above-described active noise control device can be obtained.
本発明によれば、制御点の数を増加することなく消音効果を奏する空間的な領域を拡張することができる。 According to the present invention, it is possible to expand a spatial region that provides a silencing effect without increasing the number of control points.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る能動騒音制御装置は、騒音に対して制御音を出力し位相干渉させてキャンセルする、いわゆるアクティブ・ノイズ・コントロールを行う能動騒音制御装置である。 The active noise control apparatus according to the present embodiment is an active noise control apparatus that performs so-called active noise control in which a control sound is output with respect to noise and canceled by causing phase interference.
最初に、本実施形態に係る能動騒音制御装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る能動騒音制御装置を有する消音システムの構成を示す概略図である。図１に示すように、消音システム６は、例えばパーティション２１によって領域Ａと領域Ｂとに仕切られた室内のオフィスにおいて、領域Ａにある騒音源Ｓから出力される騒音を領域Ｂにおいて消音する場合に好適に採用されるものである。ここでは、消音システム６に備わる能動騒音制御装置が消音の目標とする地点を制御点Ｐとし、この制御点Ｐは領域Ｂ側に設定されている。なお、以下では、室内のオフィス内の音場は時変性を有するものであるとする。例えば、オフィスにおいて騒音源Ｓは移動するものとし、オフィス内では音速が変化するものとする。 First, the configuration of the active noise control device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a silencing system having an active noise control device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the silencing system 6 silences the noise output from the noise source S in the area A in the area B, for example, in an indoor office partitioned by the partition 21 into the areas A and B. It is preferably used for the above. Here, the point targeted by the active noise control device provided in the muffling system 6 is set as the control point P, and this control point P is set on the region B side. In the following, it is assumed that the sound field in the indoor office is time-variant. For example, it is assumed that the noise source S moves in the office, and the sound speed changes in the office.
消音システム６は、例えば、騒音源Ｓから出力される騒音を検出する参照マイクロフォン（第１マイク）１１、制御点Ｐでの音を検出する誤差マイクロフォン（第２マイク）１２、制御音を出力する制御スピーカ（制御音源）１３、制御スピーカ１３を制御するＤＳＰ（Digital Signal Processor）デバイス１４、及びＤＳＰデバイス１４に接続されるパソコン（不図示）を備えている。ここで、ＤＳＰとは、例えば、デジタル信号処理を高速に行うことができるアプリケーションプロセッサのことであり、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、アクセラレータ、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）変換回路、信号増幅回路、ハウリング抑制回路等を有している。そして、参照マイクロフォン１１、誤差マイクロフォン１２、制御スピーカ１３及びＤＳＰデバイス１４により能動騒音制御装置が構成されている。 The silencer system 6 outputs, for example, a reference microphone (first microphone) 11 that detects noise output from the noise source S, an error microphone (second microphone) 12 that detects sound at the control point P, and a control sound. A control speaker (control sound source) 13, a DSP (Digital Signal Processor) device 14 that controls the control speaker 13, and a personal computer (not shown) connected to the DSP device 14 are provided. Here, the DSP is, for example, an application processor that can perform digital signal processing at high speed, such as ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), accelerator, A / D (Analog / Digital). It includes a conversion circuit, a D / A (Digital / Analog) conversion circuit, a signal amplification circuit, a howling suppression circuit, and the like. The reference microphone 11, the error microphone 12, the control speaker 13, and the DSP device 14 constitute an active noise control device.
参照マイクロフォン１１は、例えば騒音源Ｓの近傍に配置されており、騒音源Ｓから出力された騒音に対応してアナログ信号を出力する機能を有している。また、誤差マイクロフォン１２は、例えば制御点Ｐの近傍に配置されており、制御点Ｐに到来する音に対応してアナログ信号を出力する機能を有している。誤差マイクロフォン１２は、制御点Ｐに直接到達する騒音及び制御音のみならず、天井、壁、床等により反射されて到達する音を含んだ音を検出する機能を有している。また、参照マイクロフォン１１及び誤差マイクロフォン１２は、検出した音のアナログ信号を、ＤＳＰデバイス１４にそれぞれ出力可能に構成されている。 The reference microphone 11 is disposed, for example, in the vicinity of the noise source S and has a function of outputting an analog signal corresponding to the noise output from the noise source S. Further, the error microphone 12 is disposed, for example, in the vicinity of the control point P, and has a function of outputting an analog signal corresponding to the sound arriving at the control point P. The error microphone 12 has a function of detecting not only noise and control sound that directly reach the control point P, but also sound that includes sound that is reflected by the ceiling, wall, floor, and the like. The reference microphone 11 and the error microphone 12 are configured to be able to output analog signals of detected sounds to the DSP device 14, respectively.
制御スピーカ１３は、騒音を打ち消すための制御音を出力する音源である。この制御スピーカ１３は、出力する制御音の直接成分（制御音の直接音Ｄ２）が、制御点Ｐにおいて騒音源Ｓから到来する騒音の直接成分（騒音の直接音Ｄ１）と同一の到来方向となるように配置されている。例えば、騒音源Ｓから出力され制御点Ｐに到達する騒音には、パーティション２１を回折して制御点Ｐに直接到達する騒音の直接音Ｄ１と、天井２３で反射されて制御点Ｐに到達する騒音（騒音の反射音Ｒ１）とが含まれている。制御スピーカ１３は、制御点Ｐにおいて、騒音の直接音Ｄ１の到来方向と制御音の直接音Ｄ２の到来方向とが一致するように、パーティション２１の上方において制御点Ｐ側に制御音を出力するように配置される。すなわち、騒音の直接音Ｄ１と制御音の直接音Ｄ２とが同一経路を辿り、制御点Ｐにおいて騒音の直接音Ｄ１の音波面と制御音の直接音Ｄ２の音波面とが重なるように、制御スピーカ１３は配置される。ここで、同一の到来方向とは、ほぼ同一の到来方向を含む意味であって、通常許容される設置誤差を含むものである。なお、制御スピーカ１３は、騒音の直接音Ｄ１に対して自動的に追従するように駆動可能に構成されていてもよい。また、制御スピーカ１３は、ＤＳＰデバイス１４と接続され、ＤＳＰデバイス１４の制御信号に応じて制御音を出力する機能を有している。 The control speaker 13 is a sound source that outputs a control sound for canceling noise. The control speaker 13 has a direct component of the control sound to be output (direct sound D2 of the control sound) having the same direction of arrival as the direct component of noise (direct sound D1 of the noise) coming from the noise source S at the control point P. It is arranged to be. For example, the noise that is output from the noise source S and reaches the control point P is diffracted by the partition 21 and directly reaches the control point P, and the direct sound D1 of the noise that directly reaches the control point P is reflected by the ceiling 23 and reaches the control point P. Noise (noise reflection sound R1) is included. The control speaker 13 outputs the control sound to the control point P side above the partition 21 so that the arrival direction of the direct noise D1 and the arrival direction of the direct control sound D2 coincide with each other at the control point P. Are arranged as follows. That is, the control is performed so that the direct noise D1 and the direct control sound D2 follow the same path, and the sound surface of the direct noise D1 and the direct sound D2 of the control sound overlap at the control point P. The speaker 13 is arranged. Here, the same direction of arrival means that it includes substantially the same direction of arrival, and includes a normally allowed installation error. The control speaker 13 may be configured to be drivable so as to automatically follow the direct noise D1. The control speaker 13 is connected to the DSP device 14 and has a function of outputting a control sound according to a control signal of the DSP device 14.
ＤＳＰデバイス１４は、参照マイクロフォン１１、誤差マイクロフォン１２、制御スピーカ１３及びパソコンに接続されている。そして、騒音源Ｓから制御点Ｐまでの経路（伝達経路）の音場特性Ｔを同定し、制御点Ｐにおける騒音信号を予測する機能を有している。また、ＤＳＰデバイス１４は、予測した騒音信号の逆位相の信号を生成し、制御スピーカ１３へ入力する機能を有している。これらの機能を実現するために、ＤＳＰデバイス１４は、伝達経路を同定する伝達経路同定部（第１同定手段）、制御スピーカ１３から制御点Ｐまでの経路（誤差経路）を同定する誤差経路同定部（第２同定手段）、騒音及び制御音の直接音のみを制御する直接音制御部（第１同定手段、第２同定手段、直接経路特性取得手段、制御フィルタ構成手段、フィードフォワード制御手段）を備えている。 The DSP device 14 is connected to a reference microphone 11, an error microphone 12, a control speaker 13, and a personal computer. The sound field characteristic T of the path (transmission path) from the noise source S to the control point P is identified, and the noise signal at the control point P is predicted. The DSP device 14 has a function of generating a signal having a phase opposite to that of the predicted noise signal and inputting the signal to the control speaker 13. In order to realize these functions, the DSP device 14 includes a transmission path identification unit (first identification unit) that identifies a transmission path, and an error path identification that identifies a path (error path) from the control speaker 13 to the control point P. Unit (second identification unit), direct sound control unit for controlling only direct sound of noise and control sound (first identification unit, second identification unit, direct path characteristic acquisition unit, control filter configuration unit, feedforward control unit) It has.
最初に、誤差経路の音場特性Ｃを同定する誤差経路同定部の詳細について図２を用いて説明する。図２は、ＤＳＰデバイス１４が有する誤差経路同定部の制御回路を示すブロック図である。図２に示すように、ＤＳＰデバイス１４は、誤差経路の音場特性Ｃを同定するための誤差フィルタＣを有している。ここで、フィルタとは、設定されたフィルタ係数に基づいて入力信号に対して信号処理を行って、出力信号を生成するものであり、例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタが用いられる。なお、以下で述べるフィルタも同様である。そして、ＤＳＰデバイス１４は、同定のために、制御スピーカ１３から例えばＭ系列ノイズを出力させるための信号ｙ（ｔ）を出力する機能を有している。そして、同一の信号ｙ（ｔ）を誤差フィルタＣに入力し、その出力信号ｃ（ｔ）を演算する機能を有している。そして、誤差経路を辿って誤差マイクロフォン１２で収音されたＭ系列ノイズ信号ｅ（ｔ）から、演算した出力信号ｃ（ｔ）を電気的に差し引いた信号ｕ２（ｔ）を演算する機能を有している。そして、信号ｕ２（ｔ）の値が最小になるように誤差フィルタＣを構成する機能を有している。具体的には、信号ｕ２（ｔ）の値が最小となるように誤差フィルタＣの係数を決定し、誤差経路の音場特性Ｃを同定する機能を有している。 First, details of the error path identification unit for identifying the sound field characteristic C of the error path will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a control circuit of the error path identification unit included in the DSP device 14. As shown in FIG. 2, the DSP device 14 has an error filter C for identifying the sound field characteristic C of the error path. Here, the filter is a signal that performs signal processing on an input signal based on a set filter coefficient to generate an output signal. For example, a FIR (Finite Impulse Response) filter is used. The same applies to the filters described below. The DSP device 14 has a function of outputting a signal y (t) for outputting, for example, M-sequence noise from the control speaker 13 for identification. The same signal y (t) is input to the error filter C, and the output signal c (t) is calculated. Then, it has a function of calculating a signal u2 (t) obtained by electrically subtracting the calculated output signal c (t) from the M-sequence noise signal e (t) collected by the error microphone 12 along the error path. doing. The error filter C is configured to minimize the value of the signal u2 (t). Specifically, the coefficient of the error filter C is determined so that the value of the signal u2 (t) is minimized, and the sound field characteristic C of the error path is identified.
次に、伝達経路の音場特性Ｔを同定する伝達経路同定部の詳細について図３を用いて説明する。図３は、ＤＳＰデバイス１４が有する伝達経路同定部の制御回路を示すブロック図である。図３に示すように、ＤＳＰデバイス１４は、伝達経路の音場特性Ｔを同定するための伝達フィルタＴを有している。そして、ＤＳＰデバイス１４は、参照マイクロフォン１１から出力された騒音の信号ｘ（ｔ）を伝達フィルタＴに入力し、その出力信号ｐ（ｔ）を演算する機能を有している。そして、伝達経路を辿って誤差マイクロフォン１２で収音された騒音の信号ｅ（ｔ）から、演算した出力信号ｐ（ｔ）を電気的に差し引いた信号ｕ１（ｔ）を演算する機能を有している。そして、信号ｕ１（ｔ）の値が最小なるように伝達フィルタＴを構成する機能を有している。具体的には、信号ｕ１（ｔ）の値が最小となるように伝達フィルタＴのフィルタ係数を決定し、伝達経路の音場特性Ｔを同定する機能を有している。 Next, details of the transmission path identification unit for identifying the sound field characteristic T of the transmission path will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating a control circuit of the transmission path identification unit included in the DSP device 14. As shown in FIG. 3, the DSP device 14 has a transfer filter T for identifying the sound field characteristic T of the transfer path. The DSP device 14 has a function of inputting the noise signal x (t) output from the reference microphone 11 to the transfer filter T and calculating the output signal p (t). Then, it has a function of calculating a signal u1 (t) obtained by electrically subtracting the calculated output signal p (t) from the noise signal e (t) collected by the error microphone 12 along the transmission path. ing. And it has the function which comprises the transfer filter T so that the value of signal u1 (t) may become the minimum. Specifically, the filter coefficient of the transfer filter T is determined so that the value of the signal u1 (t) is minimized, and the sound field characteristic T of the transfer path is identified.
次に、騒音及び制御音の直接音のみを制御する直接音制御部の詳細について図４を用いて説明する。図４は、ＤＳＰデバイス１４が有する直接音制御部の制御回路を示すブロック図である。図４に示すように、ＤＳＰデバイス１４は、伝達経路の音場特性Ｔを同定するための伝達フィルタＴ、誤差経路の音場特性Ｃを同定するための誤差フィルタＣ、伝達経路の音場において直接音による特性を同定するための直接伝達フィルタＴＤＲ、誤差経路の音場において直接音による特性を同定するための直接誤差フィルタＣＤＲ、制御スピーカ１３の制御音を制御するための制御フィルタＷ、Ｗを決定する暫定制御フィルタＷＤＲを備えている。 Next, details of the direct sound control unit that controls only the direct sound of the noise and the control sound will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating a control circuit of the direct sound control unit included in the DSP device 14. As shown in FIG. 4, the DSP device 14 includes a transfer filter T for identifying the sound field characteristic T of the transfer path, an error filter C for identifying the sound field characteristic C of the error path, and a sound field of the transfer path. A direct transfer filter T DR for identifying the characteristic due to the direct sound, a direct error filter C DR for identifying the characteristic due to the direct sound in the sound field of the error path, and a control filter W for controlling the control sound of the control speaker 13 , W are provided with provisional control filters WDR .
図４に示す回路Ｋ１において、伝達フィルタＴ及び誤差フィルタＣは、適応アルゴリズムによって各フィルタが有するフィルタ係数が自動的に調整されて更新される構成とされている。適応アルゴリズムとして、例えばＬＭＳ（Least Mean Square algorithm）が用いられる。 In the circuit K1 shown in FIG. 4, the transfer filter T and the error filter C are configured such that filter coefficients of each filter are automatically adjusted and updated by an adaptive algorithm. As the adaptive algorithm, for example, LMS (Least Mean Square algorithm) is used.
誤差フィルタＣおよび伝達フィルタＴは、それぞれ初期値として、例えば、誤差経路同定部および伝達経路同定部が同定したフィルタ係数が設定される。そして、図４の回路Ｋ１は、参照マイクロフォン１１の出力信号ｘ（ｔ）に制御フィルタＷおよび位相反転装置Ｇを介して得られた信号ｙ（ｔ）が入力され誤差フィルタＣを介して出力された信号ｃ（ｔ）、及び参照マイクロフォン１１の出力信号ｘ（ｔ）が入力され伝達フィルタＴを介して出力された信号ｐ（ｔ）を、誤差マイクロフォン１２の出力信号ｅ（ｔ）から差し引いた信号ｕ（ｔ）を演算する機能を有している。そして、演算した信号ｕ（ｔ）が最小となるように、誤差フィルタＣおよび伝達フィルタＴを適応処理により更新する機能を有している。 For the error filter C and the transmission filter T, for example, filter coefficients identified by the error path identification unit and the transmission path identification unit are set as initial values. 4 receives the signal y (t) obtained via the control filter W and the phase inverter G as the output signal x (t) of the reference microphone 11 and outputs it via the error filter C. The signal p (t) output from the error filter 12 is subtracted from the signal c (t) and the output signal x (t) of the reference microphone 11 and output through the transfer filter T. It has a function of calculating the signal u (t). The error filter C and the transfer filter T are updated by adaptive processing so that the calculated signal u (t) is minimized.
また、直接音制御部は、同定された誤差経路特性Ｃに基づいて、誤差経路の音場において直接音による特性を示す直接誤差フィルタＣＤＲを切り出す機能を有している。さらに、直接音制御部は、同定された伝達経路特性Ｔに基づいて、伝達経路の音場において直接音による特性を示す直接伝達フィルタＴＤＲを切り出す機能を有している。具体的には、誤差経路特性Ｃのインパルス応答波形、及び伝達経路特性Ｔのインパルス応答波形から、互いの到来方向が一致する直接成分のみを切り出す機能を有している。そして、切り出した直接成分に基づいて、直接誤差フィルタＣＤＲ及び直接伝達フィルタＴＤＲを用いて、直接音のみからなる仮想的な空間を実現する回路Ｋ２において、暫定制御フィルタＷＤＲを設定する機能を有している。 In addition, the direct sound control unit has a function of cutting out a direct error filter CDR that shows characteristics due to direct sound in the sound field of the error path based on the identified error path characteristic C. Furthermore, the direct sound control unit has a function of cutting out a direct transfer filter TDR that indicates characteristics due to direct sound in the sound field of the transfer path based on the identified transfer path characteristic T. Specifically, it has a function of cutting out only the direct components whose arrival directions coincide with each other from the impulse response waveform of the error path characteristic C and the impulse response waveform of the transfer path characteristic T. Then, based on the direct cut components, using a direct error filter C DR and direct transmission filter T DR, in the circuit K2 for realizing a virtual space of only direct sounds, the ability to set a provisional control filter W DR have.
回路Ｋ２において、暫定制御フィルタＷＤＲは、適応アルゴリズムによってフィルタが有するフィルタ係数が自動的に調整されて更新される構成とされている。適応アルゴリズムとして、例えばＬＭＳ（Least Mean Square algorithm）が用いられる。 In the circuit K2, the provisional control filter WDR is configured to automatically adjust and update the filter coefficient of the filter by an adaptive algorithm. As the adaptive algorithm, for example, LMS (Least Mean Square algorithm) is used.
誤差フィルタＣは、初期値として所定値が与えられる。そして、回路Ｋ２に含まれるＬＭＳは、参照マイクロフォン１１の出力信号ｘ（ｔ）が入力され直接誤差フィルタＣＤＲを介して出力された信号ｒ（ｔ）を入力する機能を有している。また、信号ｘ（ｔ）が入力され直接伝達フィルタＴＤＲを介して出力された信号ｑ（ｔ）から、信号ｒ（ｔ）が入力され暫定制御フィルタＷＤＲを介して出力された信号ｓ（ｔ）を電気的に差し引いた信号ｕ３（ｔ）の値が最小となるように暫定制御フィルタＷＤＲを適応により更新する機能を有している。 The error filter C is given a predetermined value as an initial value. The LMS included in the circuit K2 has a function of inputting the signal r (t) output from the reference microphone 11 and directly output through the error filter CDR . In addition, from the signal q (t) inputted with the signal x (t) and directly outputted via the transfer filter TDR , the signal s () inputted with the signal r (t) and outputted via the provisional control filter WDR. The provisional control filter WDR is adaptively updated so that the value of the signal u3 (t) obtained by electrically subtracting t) is minimized.
また、直接音制御部は、暫定制御フィルタＷＤＲに基づいて制御フィルタＷを構成する機能を有している。例えば、暫定制御フィルタＷＤＲを制御フィルタＷにコピーする機能を有している。また、回路Ｋ３において、直接音制御部は、制御フィルタＷを介した制御信号を逆位相とする変換機Ｇを備えている。そして、制御フィルタＷに基づいて、参照マイクロフォン１１からの出力信号ｘ（ｔ）に対して、騒音の直接波Ｄ１のみを打ち消すための制御信号を生成し、生成した制御信号を変換機Ｇにより逆位相の信号ｙ（ｔ）に変換して、制御スピーカ１３から出力する機能を有している。 The direct sound control unit has a function of configuring the control filter W based on the temporary control filter WDR . For example, it has a function of copying the temporary control filter WDR to the control filter W. Further, in the circuit K3, the direct sound control unit includes a converter G having a control signal through the control filter W as an opposite phase. Based on the control filter W, a control signal for canceling only the noise direct wave D1 is generated for the output signal x (t) from the reference microphone 11, and the generated control signal is inverted by the converter G. It has a function of converting to a phase signal y (t) and outputting from the control speaker 13.
このように、能動騒音制御装置は、実空間である回路Ｋ１において制御フィルタＷを直接生成するのではなく、仮想空間である回路Ｋ２において暫定制御フィルタＷＤＲを設定し、暫定制御フィルタＷＤＲに基づいて制御フィルタＷを生成するように構成されている。 Thus, the active noise control system, rather than generating a control filter W directly in the circuit K1 is a real space, and sets the provisional control filter W DR in circuit K2 is a virtual space, the provisional control filter W DR The control filter W is generated based on the control filter W.
次に、本実施形態に係る能動騒音制御装置を有する消音システム６の作用効果を説明する。 Next, the effect of the silencing system 6 having the active noise control device according to the present embodiment will be described.
図１に示すように騒音の直接波Ｄ１と制御音の直接波Ｄ２との制御点Ｐでの到来方向が同一となるように、制御スピーカ１３が設置されている。そして、騒音制御を実行する前に、例えばＤＳＰデバイス１４の制御信号に応じたＭ系列ノイズが制御スピーカ１３から出力される。図２に示すように、出力されたＭ系列ノイズ信号は、誤差経路を辿って誤差マイクロフォン１２に到達し収音され、電気信号ｅ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｅ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。そして、誤差経路同定部により、減算結果ｕ（ｔ）が最小となるように誤差経路の特性Ｃが同定される。 As shown in FIG. 1, the control speaker 13 is installed so that the arrival directions at the control point P of the direct noise wave D1 and the direct sound D2 of the control sound are the same. Then, before executing the noise control, for example, M-sequence noise corresponding to the control signal of the DSP device 14 is output from the control speaker 13. As shown in FIG. 2, the output M-sequence noise signal follows the error path, reaches the error microphone 12 and is collected, and converted into an electric signal e (t). The converted electric signal e (t) is input to the DSP device 14. The error path identification unit identifies the error path characteristic C so that the subtraction result u (t) is minimized.
次に、騒音が騒音源Ｓから出力される。あるいは擬似的に想定する騒音に近いノイズを出力するスピーカを備え、ノイズを出力してもよい。同定のための騒音には、後述する直接成分の切り取りを考慮して広帯域信号であることが好ましい。出力された騒音は、参照マイクロフォン１１で収音され、電気信号ｘ（ｔ）に変換される。図３に示すように、変換された電気信号ｘ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。一方、騒音源Ｓから出力された騒音は、伝達経路を辿って誤差マイクロフォン１２に到達し収音され、電気信号ｅ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｅ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。そして、伝達経路同定部により、減算結果ｕ（ｔ）が最小となるように伝達経路の特性Ｔが同定される。 Next, noise is output from the noise source S. Or you may provide the speaker which outputs the noise close | similar to the noise assumed in pseudo | simulation, and may output a noise. The noise for identification is preferably a broadband signal in consideration of direct component clipping described later. The output noise is picked up by the reference microphone 11 and converted into an electric signal x (t). As shown in FIG. 3, the converted electric signal x (t) is input to the DSP device 14. On the other hand, the noise output from the noise source S reaches the error microphone 12 along the transmission path, is collected, and is converted into an electric signal e (t). The converted electric signal e (t) is input to the DSP device 14. Then, the transmission path characteristic T is identified by the transmission path identification unit so that the subtraction result u (t) is minimized.
次に、制御対象の騒音が騒音源Ｓから出力される。図４に示すように、出力された騒音は、参照マイクロフォン１１で収音され、電気信号ｘ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｘ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。回路Ｋ３において、電気信号ｘ（ｔ）は、誤差経路同定部において設定された制御フィルタＷを介して電気信号ｘ´（ｔ）となり、さらに変換機Ｇを介して逆位相の信号ｙ（ｔ）となる。信号ｙ（ｔ）は、制御信号として制御スピーカ１３から出力される。すると、出力された制御音は、制御点Ｐにおいて、騒音と逆位相となり互いに位相干渉して打ち消される。このように、ＤＳＰデバイス１４により、騒音に対応した制御音が制御スピーカ１３から出力されて、制御点Ｐにおいて消音効果を奏するようにフィードフォワード制御が行われる。 Next, the noise to be controlled is output from the noise source S. As shown in FIG. 4, the output noise is picked up by the reference microphone 11 and converted into an electric signal x (t). The converted electrical signal x (t) is input to the DSP device 14. In the circuit K3, the electric signal x (t) becomes the electric signal x ′ (t) through the control filter W set in the error path identification unit, and further, the signal y (t) having the opposite phase through the converter G. It becomes. The signal y (t) is output from the control speaker 13 as a control signal. Then, at the control point P, the output control sound has a phase opposite to that of the noise and cancels out due to phase interference with each other. As described above, the DSP device 14 outputs the control sound corresponding to the noise from the control speaker 13, and feedforward control is performed so as to produce a silencing effect at the control point P.
そして、制御点Ｐにおいて互いに相殺されない騒音及び制御音は、誤差マイクロフォン１２で収音され、電気信号ｅ（ｔ）に変換される。変換された電気信号ｅ（ｔ）は、ＤＳＰデバイス１４へ入力される。一方、回路Ｋ１において、制御信号ｙ（ｔ）は、誤差フィルタＣを介して電気信号ｃ（ｔ）に変換される。また、参照マイクロフォン１１から出力された電気信号ｘ（ｔ）は、伝達フィルタＴを介して電気信号ｐ（ｔ）に変換される。ここで、回路Ｋ１により、誤差マイクロフォン１２で収音された音に対応した電気信号ｅ（ｔ）から、電気信号ｃ（ｔ）及び電気信号ｐ（ｔ）が電気的に減算され、減算結果として電気信号ｕ（ｔ）が生成される。なお、電気信号ｐ（ｔ）は、騒音の影響を除くために電気信号ｅ（ｔ）から減算されている。この電気信号ｕ（ｔ）が制御信号ｙ（ｔ）と等しくなるように、誤差フィルタＣが例えばＬＭＳにより調整される。これにより、誤差経路の音場特性Ｃが温度変化等により、時間的に変動したとしても、その変動に追従するように誤差フィルタＣを更新して同定することができる。 The noise and control sound that are not canceled out at the control point P are collected by the error microphone 12 and converted into an electric signal e (t). The converted electric signal e (t) is input to the DSP device 14. On the other hand, in the circuit K1, the control signal y (t) is converted into an electric signal c (t) via the error filter C. Further, the electric signal x (t) output from the reference microphone 11 is converted into an electric signal p (t) via the transfer filter T. Here, the electric signal c (t) and the electric signal p (t) are electrically subtracted from the electric signal e (t) corresponding to the sound picked up by the error microphone 12 by the circuit K1, and as a subtraction result. An electrical signal u (t) is generated. Note that the electric signal p (t) is subtracted from the electric signal e (t) in order to eliminate the influence of noise. The error filter C is adjusted by, for example, LMS so that the electric signal u (t) becomes equal to the control signal y (t). Thereby, even if the sound field characteristic C of the error path fluctuates with time due to a temperature change or the like, the error filter C can be updated and identified so as to follow the fluctuation.
そして、誤差フィルタＣの更新と同時に、回路Ｋ１のＬＭＳにより、演算結果の電気信号ｕ（ｔ）と信号ｘ（ｔ）とが等しくなるように、伝達フィルタＴが調整される。なお、電気信号ｃ（ｔ）は、制御音の影響を除くために電気信号ｅ（ｔ）から減算されている。これにより、伝搬経路の音場特性Ｔが、例えば温度変化により変化したり、騒音源Ｓが移動したりすることにより時間的に変動したとしても、その変動に追従するように伝達フィルタＴを更新して同定することができる。 Simultaneously with the update of the error filter C, the transfer filter T is adjusted by the LMS of the circuit K1 so that the electric signal u (t) and the signal x (t) as a result of the calculation become equal. The electric signal c (t) is subtracted from the electric signal e (t) in order to remove the influence of the control sound. As a result, even if the sound field characteristic T of the propagation path changes due to, for example, a temperature change or the noise source S moves, the transfer filter T is updated so as to follow the change. Can be identified.
回路Ｋ１において、誤差フィルタＣ及び伝達フィルタＴが同定されると、例えば図５に示すように、誤差経路及び伝達経路のインパルス応答波形が生成される。図５は、直接音制御部の一部動作を説明するための概略図である。図５の（ａ）に示すように、伝達経路のインパルス応答波形Ｓ１（上図）及び誤差経路のインパルス応答波形Ｓ２（下図）が生成される。騒音源Ｓから制御点Ｐまでの経路が伝達経路であるので、伝達経路のインパルス応答波形Ｓ１には、制御点Ｐに直接到達する騒音を示す波形成分Ｓ１１と、反射されて到達する騒音を示す波形成分Ｓ１２が存在している。同様に、制御スピーカ１３から制御点Ｐまでの経路が誤差経路であるので、誤差経路のインパルス応答波形Ｓ２には、制御点Ｐに直接到達する制御音を示す波形成分Ｓ２１と、反射されて到達する制御音を示す波形成分Ｓ２２が存在している。 When the error filter C and the transfer filter T are identified in the circuit K1, for example, as shown in FIG. 5, impulse response waveforms of the error path and the transfer path are generated. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a partial operation of the direct sound control unit. As shown in FIG. 5A, a transmission path impulse response waveform S1 (upper diagram) and an error path impulse response waveform S2 (lower diagram) are generated. Since the path from the noise source S to the control point P is a transmission path, the impulse response waveform S1 of the transmission path shows a waveform component S11 indicating noise that directly reaches the control point P and noise that is reflected and arrives. A waveform component S12 exists. Similarly, since the path from the control speaker 13 to the control point P is an error path, the impulse response waveform S2 of the error path is reflected and arrives at the waveform component S21 indicating the control sound that directly reaches the control point P. The waveform component S22 indicating the control sound to be present exists.
伝達経路及び誤差経路のインパルス応答波形Ｓ１，Ｓ２が生成されると、各インパルス応答波形に対して、窓関数Ｈが掛けられ、制御点Ｐに直接到達する制御音を示す波形成分と、制御点Ｐに直接到達する騒音を示す波形成分のみが切り出される。この窓関数Ｈは、騒音と制御音の互いの到来方向が一致する箇所に掛けられる。以下、窓関数Ｈについて具体的に説明する。直接音は一般的に最初に制御点Ｐに到来するため、インパルス応答波形の中で最大振幅の成分を含むものが直接音の成分となる。また、後続の反射音成分は一般的に直接音成分とは時間的に十分分離して到達する。このため、時刻ゼロから開始するとともに、最大振幅の波形部分を含み後続の顕著な反射音成分を含まないように、所定の時間が経過した時点で終了する時間窓Ｈを掛ける。この窓関数Ｈとして、例えば矩形窓が用いられる。またブラックマン・ハリス窓、ハミング窓等を用いてもよい。各インパルス応答波形Ｓ１，Ｓ２の直接成分Ｓ１１，Ｓ２１の切り出しが終了すると、切り出したインパルス応答波形Ｓ１１，Ｓ２１から、制御音の直接音成分による直接誤差特性ＣＤＲ、騒音の直接音成分による直接伝達特性ＴＤＲを生成する。 When the impulse response waveforms S1 and S2 of the transmission path and the error path are generated, each impulse response waveform is multiplied by the window function H, and the waveform component indicating the control sound that directly reaches the control point P, and the control points Only the waveform component indicating the noise that directly reaches P is cut out. This window function H is applied to a place where the arrival directions of the noise and the control sound coincide with each other. Hereinafter, the window function H will be described in detail. Since the direct sound generally arrives at the control point P first, the impulse response waveform including the maximum amplitude component becomes the direct sound component. Further, the subsequent reflected sound component generally arrives sufficiently separated in time from the direct sound component. For this reason, a time window H that starts at time zero and ends when a predetermined time elapses is multiplied so as to include a waveform portion having the maximum amplitude and not to include a subsequent significant reflected sound component. As the window function H, for example, a rectangular window is used. A Blackman-Harris window, a Hamming window, or the like may also be used. When the extraction of the direct components S11 and S21 of the impulse response waveforms S1 and S2 is completed, the direct error characteristic C DR by the direct sound component of the control sound and the direct transmission by the direct sound component of the noise are extracted from the extracted impulse response waveforms S11 and S21. A characteristic TDR is generated.
直接誤差特性ＣＤＲ及び直接伝達特性ＴＤＲが生成されると、図４の回路Ｋ２において、参照マイクロフォン１１からの出力信号ｘ（ｔ）は、直接誤差特性ＣＤＲを介して電気信号ｒ（ｔ）に変換される。そして、電気信号ｒ（ｔ）は、暫定制御フィルタＷＤＲを介して電気信号ｓ（ｔ）に変換される。一方、参照マイクロフォン１１からの出力信号ｘ（ｔ）は、直接伝達特性ＴＤＲを介して電気信号ｑ（ｔ）に変換される。ここで、電気信号ｑ（ｔ）から、電気信号ｓ（ｔ）が電気的に減算され、減算結果として電気信号ｕ３（ｔ）が生成される。この電気信号ｕ３（ｔ）が最小となるように、暫定制御フィルタＷＤＲがＬＭＳにより調整される。そして、例えば、図５の（ｂ）に示す暫定制御フィルタＷＤＲの波形が生成される。このように、直接誤差特性ＣＤＲ及び直接伝達特性ＴＤＲを用いて、伝達経路及び誤差経路が直接音のみからなるという仮想空間を回路Ｋ２で実現し、騒音の直接波のみを制御音の直接波のみで位相干渉させて打ち消しあうように暫定制御フィルタＷＤＲの波形を生成することができる。 When direct error characteristics C DR and direct transfer characteristics T DR is produced in the circuit K2 of Fig. 4, the output signal x from the reference microphone 11 (t), through the direct error characteristic C DR electric signal r (t ). Then, the electric signal r (t) is converted into an electric signal s (t) through the temporary control filter WDR . On the other hand, the output signal x (t) from the reference microphone 11 is converted into an electric signal q (t) via the direct transfer characteristic TDR . Here, the electrical signal s (t) is electrically subtracted from the electrical signal q (t), and the electrical signal u3 (t) is generated as a subtraction result. The temporary control filter WDR is adjusted by the LMS so that the electric signal u3 (t) is minimized. Then, for example, the waveform of the provisional control filter WDR shown in FIG. 5B is generated. In this way, using the direct error characteristic CDR and the direct transfer characteristic TDR , a virtual space in which the transfer path and the error path are composed of only direct sound is realized by the circuit K2, and only the direct noise wave is directly controlled by the control sound. The waveform of the temporary control filter WDR can be generated so as to cancel each other by causing phase interference with only the wave.
そして、仮想空間において暫定制御フィルタＷＤＲが生成されると、生成された暫定制御フィルタＷＤＲは、前述したフィードフォワード制御の制御フィルタＷとして使用される。すなわち、実空間においては、騒音源Ｓからの直接音の信号Ｓ１１と、制御スピーカ１３からの直接音の信号Ｓ２１のみが一致するように制御フィルタＷが生成されることとなる。そして、フィードフォワード制御が行われると、図５の（ｃ）に示すように、制御点Ｐにおいて、騒音の直接音Ｓ１１、反射音Ｓ１２、制御音の直接音Ｓ２１、反射音Ｓ２２のうち、騒音の直接音Ｓ１１と制御音の直接音Ｓ２１とが相殺され、騒音の直接音が低減される。 When the provisional control filter WDR is generated in the virtual space, the generated provisional control filter WDR is used as the control filter W for the feedforward control described above. That is, in the real space, the control filter W is generated so that only the direct sound signal S11 from the noise source S matches the direct sound signal S21 from the control speaker 13. When the feedforward control is performed, as shown in FIG. 5C, at the control point P, the noise among the noise direct sound S11, the reflected sound S12, the control sound direct sound S21, and the reflected sound S22 is reduced. The direct sound S11 and the direct sound S21 of the control sound are canceled out, and the direct sound of noise is reduced.
ところで、従来の能動騒音制御装置では、制御点Ｐでの消音効果を効率的に発揮させるために、騒音の直接音のみを消音対象とするとともに、制御点Ｐでの消音効果をより効率的に発揮させるために、制御音の反射音を打ち消す制御を行っている。具体的に図７を用いて説明する。図７の（ａ）は制御音の波形Ｓ２１、（ｂ）は制御点Ｐでの音の波形、（ｃ）は制御点Ｐ周辺での音の波形を示している。従来であれば、図７の（ｂ）に示すように、制御点Ｐにおいて直接騒音Ｓ１１に対応する制御音Ｓ２１を出力していた。そして、制御音Ｓ２１の反射音についても、制御点Ｐにおいて相殺されるように、（ａ）に示すように制御音Ｓ２１を出力していた。このため、制御点Ｐにおいては、騒音の反射音であるＳ１２以外の音は相殺されて良好な消音効果を奏していた。しかしながら、（ｃ）に示すように、制御点Ｐの周囲の領域においては、制御音Ｓ２１の経路がずれてしまうため、互いに位相干渉せずにむしろ増音されてしまう。 By the way, in the conventional active noise control apparatus, in order to efficiently exhibit the silencing effect at the control point P, only the direct sound of the noise is targeted for silencing, and the silencing effect at the control point P is more efficiently performed. In order to achieve this, control is performed to cancel the reflected sound of the control sound. This will be specifically described with reference to FIG. 7A shows a control sound waveform S21, FIG. 7B shows a sound waveform at the control point P, and FIG. 7C shows a sound waveform around the control point P. FIG. Conventionally, the control sound S21 corresponding to the noise S11 is directly output at the control point P as shown in FIG. The control sound S21 is output as shown in (a) so that the reflected sound of the control sound S21 is also canceled at the control point P. For this reason, at the control point P, the sound other than S12 which is the reflected sound of the noise is canceled out and a good silencing effect is achieved. However, as shown in (c), in the region around the control point P, the path of the control sound S21 is shifted, so that the sound is increased rather than interfering with each other.
これに対して、本実施形態に係る能動騒音制御装置によれば、騒音の直接音のみを小さくするように、伝達経路の直接音による特性ＴＤＲ、誤差経路の直接音による特性ＣＤＲを用いて制御音を制御するための制御フィルタＷを構成するため、反射音を計算上無視して、制御点Ｐにおいて、騒音の直接音成分Ｓ１１と制御音の直接成分Ｓ２１とを位相干渉させる制御フィルタＷを構成することができる。具体的に図６を用いて説明する。図６の（ａ）は制御音の波形Ｓ２１、（ｂ）は制御点Ｐでの音の波形、（ｃ）は制御点Ｐ周辺での音の波形を示している。（ａ）に示すように、制御フィルタＷにより、制御スピーカ１３からは騒音の直接成分Ｓ１１に対応する制御音Ｓ２１のみしか出力されない。これにより、（ｂ）に示すように、制御点Ｐにおいて制御音の反射音Ｓ２２、騒音の反射音Ｓ１２が残ってしまうので、従来のように制御音の反射音Ｓ２２をも考慮した制御を行なう場合に比べて消音効果は減少する。しかしながら、（ｃ）に示すように、制御点Ｐの周囲の領域においては、制御音の反射音Ｓ２２を打ち消すための制御音Ｓ２１が存在しないため、騒音の直接成分Ｓ１１を消音した効果は、制御点Ｐでの消音効果と同一となる。よって、制御点Ｐの数を増加することなく消音効果を奏する空間的な領域を拡張することができる。 In contrast, according to the active noise control apparatus according to the present embodiment, so as to reduce only the direct sound of the noise characteristic T DR by the direct sound transmission path, the characteristics C DR by the direct sound of the error path using In order to configure the control filter W for controlling the control sound, the control filter causes the direct sound component S11 of the noise and the direct component S21 of the control sound to interfere in phase at the control point P while ignoring the reflected sound in calculation. W can be configured. This will be specifically described with reference to FIG. 6A shows a control sound waveform S21, FIG. 6B shows a sound waveform at the control point P, and FIG. 6C shows a sound waveform around the control point P. FIG. As shown in (a), only the control sound S21 corresponding to the direct noise component S11 is output from the control speaker 13 by the control filter W. As a result, as shown in (b), since the reflected sound S22 of the control sound and the reflected sound S12 of the noise remain at the control point P, the control is performed in consideration of the reflected sound S22 of the control sound as in the prior art. The silencing effect is reduced compared to the case. However, as shown in (c), since there is no control sound S21 for canceling the reflected sound S22 of the control sound in the region around the control point P, the effect of silencing the direct component S11 of the noise is controlled. This is the same as the silencing effect at point P. Therefore, it is possible to expand a spatial region that provides a silencing effect without increasing the number of control points P.
上述した本実施形態に係る能動騒音制御装置によれば、騒音の直接音Ｓ１１及び制御音の直接音Ｓ２１のみを能動騒音制御装置の制御対象とするため、制御音の反射音を打ち消すためにさらなる制御音を出力し、制御点Ｐ近傍以外の領域に過大な制御音を出力することを回避することが可能となる。よって、制御点Ｐでの消音効果を奏する空間的な領域を前後方向や奥行き方向に拡張することができる。すなわち、制御点Ｐの上流側においても消音効果を奏することができる。 According to the above-described active noise control device according to the present embodiment, since only the direct noise S11 and the direct control sound S21 are controlled by the active noise control device, the active noise control device further cancels the reflected sound of the control sound. It is possible to avoid outputting a control sound and outputting an excessive control sound to a region other than the vicinity of the control point P. Therefore, a spatial region that provides a silencing effect at the control point P can be expanded in the front-rear direction and the depth direction. That is, a silencing effect can be achieved even upstream of the control point P.
また、本実施形態に係る能動騒音制御装置によれば、インパルス応答波形Ｓ１，Ｓ２から窓関数Ｈを用いて直接騒音Ｓ１１による伝達経路の特性ＴＤＲ、及び直接制御音Ｓ２１による誤差経路の特性ＣＤＲを同定することができる。これにより、直接騒音Ｓ１１のみを直接制御音Ｓ２１のみで位相干渉させる暫定制御フィルタＷＤＲを生成することができる。また、制御フィルタＷの同定回路Ｋ２を、制御スピーカ１３をフィードフォワード制御する実行回路Ｋ３と分離させた構成にすることにより、制御結果が直接的に同定回路Ｋ１の同定精度に影響することを回避することが可能となる。よって、制御フィルタＷをフィードフォワード制御に関わり無く自由に加工することができるため、インパルス応答波形Ｓ１から騒音の直接成分の波形Ｓ１１及び制御音の直接成分の波形Ｓ２１を切り出し、制御フィルタＷを構成することが可能となる。 Further, according to the active noise control apparatus according to the present embodiment, the transmission path characteristic T DR by the direct noise S11 using the window function H from the impulse response waveforms S1 and S2, and the error path characteristic C by the direct control sound S21. DR can be identified. As a result, it is possible to generate the provisional control filter WDR that causes phase interference of only the direct noise S11 with only the direct control sound S21. Further, by making the identification circuit K2 of the control filter W separated from the execution circuit K3 that feed-forward-controls the control speaker 13, it is possible to prevent the control result from directly affecting the identification accuracy of the identification circuit K1. It becomes possible to do. Therefore, since the control filter W can be freely processed regardless of feedforward control, the control filter W is configured by cutting out the waveform S11 of the direct component of noise and the waveform S21 of the direct component of control sound from the impulse response waveform S1. It becomes possible to do.
また、本実施形態に係る能動騒音制御装置によれば、直接音制御回路が、制御信号ｙ（ｔ）が入力され誤差フィルタＣを介して出力される信号ｃ（ｔ）と、参照マイクロフォン１１の出力信号ｘ（ｔ）が入力され伝達フィルタＴを介して出力される信号ｐ（ｔ）との総和の信号が、誤差マイクロフォン１２の検出信号ｅ（ｔ）と等しくなるように収束演算して伝達フィルタＴを同定することができる。このため、伝達経路が時変性を有する場合であっても、伝達経路の同定が可能であり、同定したインパルス応答波形Ｓ１，Ｓ２から、騒音の直接成分の波形Ｓ１１及び制御音の直接成分の波形Ｓ２１を切り出して、制御フィルタＷを構成することができる。 Further, according to the active noise control apparatus according to the present embodiment, the direct sound control circuit receives the control signal y (t) and the signal c (t) output through the error filter C and the reference microphone 11. Convergence calculation is performed so that the sum of the output signal x (t) and the signal p (t) output through the transfer filter T is equal to the detection signal e (t) of the error microphone 12 and transmitted. A filter T can be identified. For this reason, even when the transmission path has time variation, it is possible to identify the transmission path. From the identified impulse response waveforms S1 and S2, the waveform S11 of the direct component of the noise and the waveform of the direct component of the control sound. The control filter W can be configured by cutting out S21.
さらに、本実施形態に係る能動騒音制御装置によれば、騒音の直接成分及び制御音の直接成分のみを制御対象とすることで消音効果を奏する空間的な領域を拡張している。このため、人の会話レベル（５００〜１０００Ｈｚ）のように比較的高周波数領域の音の消音に対しても有効であるとともに、従来、可聴周波数（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の中で消音領域の拡張が困難とされていた高周波領域においても消音効果を奏する空間的な領域を拡張することができる。 Furthermore, according to the active noise control device according to the present embodiment, only the direct component of the noise and the direct component of the control sound are controlled, thereby expanding the spatial region where the silencing effect is achieved. For this reason, it is effective for the silencing of sounds in a relatively high frequency range such as a human conversation level (500 to 1000 Hz), and conventionally, the silencing range has been expanded within an audible frequency (20 Hz to 20 kHz). It is possible to expand a spatial region that provides a silencing effect even in a high-frequency region that has been considered difficult.
なお、上述した実施形態は本発明に係る能動騒音制御装置の一例を示すものである。本発明に係る能動騒音制御装置は、実施形態に係る能動騒音制御装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る能動騒音制御装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。 In addition, embodiment mentioned above shows an example of the active noise control apparatus which concerns on this invention. The active noise control device according to the present invention is not limited to the active noise control device according to the embodiment, and the active noise control device according to the embodiment is modified without changing the gist described in each claim. Or it may be applied to other things.
例えば、上述した実施形態では、伝達経路及び誤差経路が時変性を有する場合を説明したが、伝達経路若しくは誤差経路が時不変性を有する場合には、時不変性を有する伝達経路の特性Ｔ及び誤差経路の特性Ｃを予め測定により同定し、同定したインパルス応答波形Ｓ１，Ｓ２から、騒音の直接成分の波形Ｓ１１及び制御音の直接成分の波形Ｓ２１を切り出して制御フィルタＷを構成することができる。なお、このように時不変性を有する音場を消音する場合であって、伝達経路同定部及び誤差経路同定部を備える場合には、直接音制御部において伝達経路及び誤差経路を適応させる回路Ｋ１は備えなくてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where the transmission path and the error path have time variation has been described. However, when the transmission path or the error path has time invariance, the characteristics T and T of the transmission path having time invariance The characteristic C of the error path is identified in advance by measurement, and the control filter W can be configured by cutting out the waveform S11 of the direct noise component and the waveform S21 of the direct component of the control sound from the identified impulse response waveforms S1 and S2. . When the sound field having time invariance is silenced as described above and the transmission path identification unit and the error path identification unit are provided, the circuit K1 that adapts the transmission path and the error path in the direct sound control unit. May not be provided.
また、上述した実施形態では、伝達経路及び誤差経路の直接音による特性ＴＤＲ、ＣＤＲを同定し、同定した特性ＴＤＲ、ＣＤＲを用いて回路Ｋ２からなる仮想空間において暫定制御フィルタＷＤＲを生成する例を説明したが、伝達経路及び誤差経路の特性Ｔ，Ｃから暫定的に制御フィルタＷを生成した後に、制御フィルタＷから伝達経路及び誤差経路の直接音による特性ＴＤＲ、ＣＤＲに対応する部分を切り出して制御フィルタＷとする場合であってもよい。なお、上記実施形態に示すように、暫定制御フィルタＷＤＲを直接生成する場合の方が、制御フィルタＷ自体を生成後加工する場合に比べて、演算に必要なリソースの低減を図ることができる。 Further, in the above embodiment, characteristic T DR by the direct sound transmission path and error path, C DR was identified, the identified characteristics T DR, C provisional control in the virtual space of the circuit K2 by using the DR filter W DR However, after the control filter W is tentatively generated from the characteristics T and C of the transmission path and the error path, the characteristics T DR and C DR due to the direct sound of the transmission path and the error path are generated from the control filter W. It may be a case where the part corresponding to is cut out and used as the control filter W. Note that, as shown in the above-described embodiment, when the temporary control filter WDR is directly generated, it is possible to reduce the resources necessary for the calculation, compared to the case where the control filter W itself is processed after generation. .
また、上述した実施形態では、伝達経路の特性Ｔ及び誤差経路の特性Ｃの初期値を伝達経路同定部及び誤差経路同定部により同定する例を説明したが、伝達経路同定部及び誤差経路同定部は、収束演算の収束性を向上させるために備わるものであるので、システムに要求される性能によっては備えなくてもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the initial values of the transmission path characteristic T and the error path characteristic C are identified by the transmission path identification unit and the error path identification unit has been described. However, the transmission path identification unit and the error path identification unit are described. Is provided to improve the convergence of the convergence operation, and may not be provided depending on the performance required for the system.
以下、上記効果を説明すべく本発明者が実施した実施例及び比較例について述べる。 Hereinafter, examples and comparative examples implemented by the present inventors will be described in order to explain the above effects.
（実施例１）
図８に示す能動騒音制御装置を有する消音システムを用いた。騒音源Ｓを模擬スピーカ１６で代用し、模擬スピーカ１６の設置点から２ｍの位置に制御点Ｐを設けた。また、模擬スピーカ１６をＤＳＰデバイス１４と接続し、模擬スピーカ１６から出力される騒音を参照マイクロフォン１１で収音し、ＤＳＰデバイス１４へ入力する構成を擬似的に構成した。また、制御点Ｐの近傍に誤差マイクロフォン１２を設けた。また、制御スピーカ１３は模擬スピーカ１６の設置点近傍に配置し、制御点Ｐにおいて、模擬スピーカ１６が出力する直接騒音Ｄ１の到来方向と、制御スピーカ１３が出力する直接制御音Ｄ２の到来方向とを同一とした。また、模擬スピーカ１６と制御点Ｐとの間に騒音及び制御音を反射する反射面１７を設けた。そして、ＤＳＰデバイス１４の演算により、伝達経路のインパルス応答波形Ｓ１と、誤差経路のインパルス応答波形Ｓ２を生成した。結果を図９に示す。そして、インパルス応答波形Ｓ１，Ｓ２に窓関数Ｈを掛けて、直接波成分ＴＤＲ，ＣＤＲを切り取り、回路Ｋ２を用いて暫定制御フィルタＷＤＲを生成し、制御フィルタＷとした。暫定制御フィルタＷＤＲの波形を図１０に示す。そして、生成した制御フィルタＷを用いてフィードフォワード制御を行なった。
Example 1
A silencing system having an active noise control device shown in FIG. 8 was used. The noise source S was substituted with the simulated speaker 16, and the control point P was provided at a position 2 m from the installation point of the simulated speaker 16. In addition, the simulated speaker 16 is connected to the DSP device 14, and the noise output from the simulated speaker 16 is picked up by the reference microphone 11 and input to the DSP device 14 in a pseudo manner. Further, an error microphone 12 is provided in the vicinity of the control point P. In addition, the control speaker 13 is arranged near the installation point of the simulated speaker 16, and at the control point P, the arrival direction of the direct noise D1 output by the simulation speaker 16 and the arrival direction of the direct control sound D2 output by the control speaker 13 Were the same. Further, a reflection surface 17 that reflects noise and control sound is provided between the simulated speaker 16 and the control point P. Then, the impulse response waveform S1 of the transmission path and the impulse response waveform S2 of the error path are generated by the calculation of the DSP device 14. The results are shown in FIG. Then, by multiplying a window function H to the impulse response waveform S1, S2, the direct wave component T DR, cut C DR, it generates a provisional control filter W DR using the circuit K2, and the control filter W. The waveform of the temporary control filter WDR is shown in FIG. Then, feedforward control was performed using the generated control filter W.
（比較例１）
図８に示す能動騒音制御装置のＤＳＰデバイス１４において、窓関数Ｈを掛けず、伝達経路のインパルス応答波形Ｓ１と誤差経路のインパルス応答波形Ｓ２から制御フィルタＷを直接生成した点以外は実施例１と同様とした。生成した制御フィルタＷの波形を図１１に示す。
(Comparative Example 1)
The DSP device 14 of the active noise control apparatus shown in FIG. 8 is the same as the first embodiment except that the control filter W is directly generated from the impulse response waveform S1 of the transmission path and the impulse response waveform S2 of the error path without applying the window function H. And the same. A waveform of the generated control filter W is shown in FIG.
そして、実施例１の装置及び比較例１の装置を用いて、制御点Ｐからの距離に依存した消音効果を確認した。なお、消音効果の評価は、制御音を出力した場合としない場合において、音圧レベル（ｄＢ）の差とした。 And the silencing effect depending on the distance from the control point P was confirmed using the apparatus of Example 1 and the apparatus of Comparative Example 1. Note that the evaluation of the silencing effect was based on the difference in sound pressure level (dB) when the control sound was output and when it was not output.
図１２，１３は、制御音を出力した場合としない場合において音圧レベル（ｄＢ）の差を濃淡で表現した図である。図１３に示すように、比較例１の能動騒音制御装置は、制御点Ｐにおいて消音効果が良好であるが、５００ｍｍ以上離れると逆に増音される。これに対して、図１２に示すように、実施例１の能動騒音制御装置は、制御点Ｐ近傍において消音効果が比較例１に比べてわずかに劣るが、周囲２ｍにおいて消音効果が確認された。このように、制御点Ｐの消音効果を奏する空間的な領域が、前後奥行き方向に拡張されることが確認された。さらに、制御点Ｐの上流側においても、消音効果を奏する空間的な領域が拡張されることが確認された。 12 and 13 are diagrams in which the difference in sound pressure level (dB) is expressed in shades when the control sound is output and when it is not output. As shown in FIG. 13, the active noise control device of Comparative Example 1 has a good silencing effect at the control point P, but increases the sound when the distance is 500 mm or more. On the other hand, as shown in FIG. 12, the active noise control apparatus of Example 1 has a noise reduction effect slightly in the vicinity of the control point P as compared with Comparative Example 1, but the noise reduction effect was confirmed in the surrounding 2 m. . As described above, it was confirmed that the spatial region having the silencing effect of the control point P is expanded in the front-rear depth direction. Further, it has been confirmed that the spatial region that exerts the silencing effect is also expanded on the upstream side of the control point P.
１１…参照マイクロフォン（第１マイク）、１２…誤差マイクロフォン（第２マイク）、１３…制御スピーカ（制御音源）、１４…ＤＳＰデバイス（第１同定手段、第２同定手段、直接経路特性取得手段、制御フィルタ構成手段、フィードフォワード制御手段）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Reference microphone (1st microphone), 12 ... Error microphone (2nd microphone), 13 ... Control speaker (control sound source), 14 ... DSP device (1st identification means, 2nd identification means, direct path | route characteristic acquisition means, Control filter construction means, feedforward control means).
Claims (5)
出力する制御音のうち前記制御点に直接到達する直接制御音の到来方向が、前記制御点に直接到達する直接騒音の到来方向と同一となるように配置される制御音源と、
騒音源から出力される騒音を検出する第１マイクと、
前記制御点での音を検出する第２マイクと、
前記第１マイク及び前記第２マイクの検出結果に基づいて、前記騒音源から前記制御点までの伝達経路の特性を同定する第１同定手段と、
前記第２マイクの検出結果に基づいて、前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性を同定する第２同定手段と、
前記伝達経路の特性及び前記誤差経路の特性に基づいて、前記直接騒音による伝達経路の特性、及び前記直接制御音による誤差経路の特性を取得する直接経路特性取得手段と、
前記直接騒音による伝達経路の特性、及び前記直接制御音による誤差経路の特性に基づいて、前記直接制御音と前記直接騒音とを前記制御点で位相干渉させて、前記直接騒音のみを低減するような制御フィルタを構成する制御フィルタ構成手段と、
前記第１マイクの検出結果及び前記制御フィルタに基づいて、前記制御音源の制御音をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段と、
を備え、
前記直接経路特性取得手段は、前記伝達経路のインパルス応答波形及び前記誤差経路のインパルス応答波形から、窓関数を用いて、前記制御点に直接到達する到来方向が前記騒音及び前記制御音で一致する直接波成分をそれぞれ切り出して、前記直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形、及び前記直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形とするものであり、
前記制御フィルタ構成手段は、前記直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形から構成された直接伝達フィルタを介して出力される信号が、前記直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形から構成された直接誤差フィルタ、及び暫定制御フィルタを介して出力される信号に等しくなるように収束演算して前記暫定制御フィルタを構成し、構成した暫定制御フィルタに基づいて前記制御フィルタを構成すること、
を特徴とする能動騒音制御装置。 An active noise control device that outputs a control sound to a control point and controls noise at the control point,
A control sound source arranged so that an arrival direction of the direct control sound that directly reaches the control point among the output control sounds is the same as an arrival direction of the direct noise that directly reaches the control point;
A first microphone for detecting noise output from a noise source;
A second microphone for detecting sound at the control point;
First identification means for identifying characteristics of a transmission path from the noise source to the control point based on detection results of the first microphone and the second microphone;
Second identification means for identifying a characteristic of an error path from the control sound source to the control point based on a detection result of the second microphone;
Direct path characteristic acquisition means for acquiring the characteristics of the transmission path due to the direct noise and the characteristics of the error path due to the direct control sound based on the characteristics of the transmission path and the characteristics of the error path;
Based on the characteristics of the transmission path due to the direct noise and the characteristics of the error path due to the direct control sound, the direct control sound and the direct noise are phase-interfered at the control point to reduce only the direct noise. Control filter constituting means for constituting a control filter,
Based on the first microphone of the detection result and the control filter, a feedforward control means for feed-forward control to control sound of the control sound source,
With
The direct path characteristic acquisition means uses the window function to calculate the arrival direction that directly reaches the control point from the impulse response waveform of the transmission path and the impulse response waveform of the error path, and the noise and the control sound match. Each of the direct wave components is cut out to obtain an impulse response waveform of a transmission path due to the direct noise, and an impulse response waveform of an error path due to the direct control sound,
The control filter forming means is configured such that a signal output through a direct transfer filter configured from an impulse response waveform of a transmission path due to the direct noise is a direct error configured from an impulse response waveform of an error path due to the direct control sound. A filter and a convergence calculation so as to be equal to a signal output via the temporary control filter to configure the temporary control filter, and the control filter is configured based on the configured temporary control filter;
An active noise control device.
出力する制御音のうち前記制御点に直接到達する直接制御音の到来方向が、前記制御点に直接到達する直接騒音の到来方向と同一となるように配置される制御音源と、
騒音源から出力される騒音を検出する第１マイクと、
前記制御点での音を検出する第２マイクと、
前記第１マイク及び前記第２マイクの検出結果に基づいて、前記騒音源から前記制御点までの伝達経路の特性を同定する第１同定手段と、
前記第２マイクの検出結果に基づいて、前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性を同定する第２同定手段と、
前記伝達経路の特性及び前記誤差経路の特性に基づいて、前記直接騒音による伝達経路の特性、及び前記直接制御音による誤差経路の特性を取得する直接経路特性取得手段と、
前記直接騒音による伝達経路の特性、及び前記直接制御音による誤差経路の特性に基づいて、前記直接制御音と前記直接騒音とを前記制御点で位相干渉させて、前記直接騒音のみを低減するような制御フィルタを構成する制御フィルタ構成手段と、
前記第１マイクの検出結果及び前記制御フィルタに基づいて、前記制御音源の制御音をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段と、
を備え、
前記制御フィルタ構成手段は、前記伝達経路のインパルス応答波形から構成された伝達フィルタを介して出力される信号が、前記誤差経路のインパルス応答波形から構成された誤差フィルタ、及び暫定制御フィルタを介して出力される信号に等しくなるように収束演算して前記暫定制御フィルタを構成し、前記直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形、及び前記直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形により形成される部分を前記暫定制御フィルタから切り出して前記制御フィルタを構成すること、
を特徴とする能動騒音制御装置。 An active noise control device that outputs a control sound to a control point and controls noise at the control point,
A control sound source arranged so that an arrival direction of the direct control sound that directly reaches the control point among the output control sounds is the same as an arrival direction of the direct noise that directly reaches the control point;
A first microphone for detecting noise output from a noise source;
A second microphone for detecting sound at the control point;
First identification means for identifying characteristics of a transmission path from the noise source to the control point based on detection results of the first microphone and the second microphone;
Second identification means for identifying a characteristic of an error path from the control sound source to the control point based on a detection result of the second microphone;
Direct path characteristic acquisition means for acquiring the characteristics of the transmission path due to the direct noise and the characteristics of the error path due to the direct control sound based on the characteristics of the transmission path and the characteristics of the error path;
Based on the characteristics of the transmission path due to the direct noise and the characteristics of the error path due to the direct control sound, the direct control sound and the direct noise are phase-interfered at the control point to reduce only the direct noise. Control filter constituting means for constituting a control filter,
Based on the first microphone of the detection result and the control filter, a feedforward control means for feed-forward control to control sound of the control sound source,
With
The control filter forming means outputs a signal output via a transfer filter configured from the impulse response waveform of the transfer path via an error filter configured from the impulse response waveform of the error path and a provisional control filter. The provisional control filter is configured by performing a convergence calculation so as to be equal to an output signal, and a portion formed by the impulse response waveform of the transmission path due to the direct noise and the impulse response waveform of the error path due to the direct control sound Cutting out the provisional control filter to configure the control filter;
An active noise control device.
前記騒音源から前記制御点までの伝達経路の特性、及び前記制御音源から前記制御点までの誤差経路の特性に基づいて、前記直接騒音による伝達経路の特性、及び前記直接制御音による誤差経路の特性を取得する直接経路特性取得ステップと、
前記直接騒音による伝達経路の特性、及び前記直接制御音による誤差経路の特性に基づいて、前記直接制御音と前記直接騒音とを前記制御点で位相干渉させて、前記直接騒音のみを低減するような制御フィルタを構成する制御フィルタ構成ステップと、
前記第１マイクの検出結果及び前記制御フィルタに基づいて、前記制御音源の制御音をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御ステップと、
を備え、
前記直接経路特性取得ステップでは、前記伝達経路のインパルス応答波形及び前記誤差経路のインパルス応答波形から、窓関数を用いて、前記制御点に直接到達する到来方向が前記騒音及び前記制御音で一致する直接波成分をそれぞれ切り出して、前記直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形、及び前記直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形とするものであり、
前記制御フィルタ構成ステップでは、前記直接騒音による伝達経路のインパルス応答波形から構成された直接伝達フィルタを介して出力される信号が、前記直接制御音による誤差経路のインパルス応答波形から構成された直接誤差フィルタ、及び暫定制御フィルタを介して出力される信号に等しくなるように収束演算して前記暫定制御フィルタを構成し、構成した暫定制御フィルタに基づいて前記制御フィルタを構成する能動騒音制御方法。 A first microphone for detecting noise outputted from the noise source, a second microphone for detecting a sound at the control points, the direction of arrival of direct control sound reaching directly to the control point of the output control sound An active noise control method for an active noise control device comprising: a control sound source arranged to be the same as the direction of arrival of direct noise that directly reaches the control point,
Based on the characteristics of the transmission path from the noise source to the control point and the characteristics of the error path from the control sound source to the control point, the characteristics of the transmission path by the direct noise and the error path by the direct control sound A direct path characteristic acquisition step for acquiring characteristics ;
Based on the characteristics of the transmission path due to the direct noise and the characteristics of the error path due to the direct control sound, the direct control sound and the direct noise are phase-interfered at the control point to reduce only the direct noise. A control filter configuration step for configuring a control filter;
Based on the first microphone of the detection result and the control filter, a feed forward control step for feedforward controlling the control sound of the control sound source,
With
In the direct path characteristic acquisition step, from the impulse response waveform of the transmission path and the impulse response waveform of the error path, the arrival direction that directly reaches the control point is matched between the noise and the control sound using a window function. Each of the direct wave components is cut out to obtain an impulse response waveform of a transmission path due to the direct noise, and an impulse response waveform of an error path due to the direct control sound,
In the control filter configuration step, the signal output through the direct transfer filter configured from the impulse response waveform of the transmission path due to the direct noise is converted to a direct error configured from the impulse response waveform of the error path due to the direct control sound. An active noise control method for constructing the provisional control filter by performing a convergence calculation so as to be equal to a signal output via a filter and a provisional control filter, and constructing the control filter based on the composed provisional control filter.
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